JP2017135351A

JP2017135351A - 基板支持装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2017135351A
Application number: JP2016016704A
Authority: JP
Inventors: 裕明鈴木; Hiroaki Suzuki; 北林　徹夫; Tetsuo Kitabayashi; 徹夫北林
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2017-08-03
Anticipated expiration: 2036-01-29
Also published as: JP6509139B2

Abstract

【課題】セラミックス溶射膜に欠陥が生じることの防止を図ることが可能な基板支持装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】静電チャック１００は、導電性材料からなる基材１０と、基材１０に形成された被圧入穴１１に圧入され、貫通孔２１を有し、絶縁性材料からなる圧入体２０と、被圧入穴１１に圧入された圧入体２０及び基材１０の面一の上面を覆うセラミックス溶射膜３０とを備える。被圧入穴１１は、開口端から連続的又は断続的に縮径しており、圧入体２０は、被圧入穴１１に圧入された際に被圧入穴１１の縮径した周壁と圧接する基部２０ａと、基部２０ａより大径の拡径部２０ｂを基端に有する。基材１０の表面と圧入体２０との基端面との段差は３０μｍ以下である。被圧入穴１１の開口端と圧入体２０の基端との隙間は、５μｍ以上６０μｍ以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエハなどの対象物を支持する基板支持装置及びその製造方法に関する。

半導体ウエハのプラズマ処理を行うプラズマ処理装置では、半導体ウエハを支持する基板支持装置として、支持面がセラミックス溶射膜からなる静電チャックが用いられることがある。

静電チャックには、ヘリウムガス、アルゴンガスなどのガスを流すために、ガス流路が設けられている。ガス流路内のアーキング（異常放電）を防止するために、ガス流路を絶縁させる必要がある。

そこで、特許文献１には、絶縁性を有し貫通孔が形成されたセラミックス多孔質体（圧入体）を、金属製の基材に形成した穴（被圧入穴）に圧入し、その後、基材及びセラミックス多孔質体の上面にセラミックス溶射膜を形成することが記載されている。

特許第５４４９７５０号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、セラミックス多孔質体を基材に形成した被圧入穴に圧入させているが、実際には、セラミックス多孔質体の先端部と被圧入穴の開口端との間に隙間が存在しなければ、圧入は非常に困難である。

しかし、このような隙間が存在すると、基材及びセラミックス多孔質体の上面にセラミックス溶射膜を形成した際に、クラック又は窪みなどの欠陥が生じ、吸着性能が劣化する。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、セラミックス溶射膜に欠陥が生じることの防止を図ることが可能な基板支持装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の基板支持装置は、導電性材料からなる基材と、前記基材に形成された被圧入穴に圧入され、貫通孔を有し、絶縁性材料からなる圧入体と、前記被圧入穴に圧入された前記圧入体及び前記基材の面一の上面を覆うセラミックス溶射膜とを備えた基板支持装置であって、前記被圧入穴は、開口端から連続的又は断続的に縮径しており、前記圧入体は、前記被圧入穴に圧入された際に前記被圧入穴の縮径した周壁と圧接する部分と、前記部分より大径の部分を基端に有し、前記基材の表面と前記圧入体との基端面との段差は３０μｍ以下であり、前記被圧入穴の開口端と前記圧入体の基端との隙間は、５μｍ以上６０μｍ以下であることを特徴とする。

本発明の基板支持装置によれば、基材に形成された被圧入穴は開口端から連続的又は断続的に縮径している。この縮径により、被圧入穴に圧入する際に圧入体がガイドされるので、傾斜して圧入できないなどの事態が防止され、圧入作業の容易化を図ることが可能となる。

そして、圧入体は、被圧入穴に圧入された際に被圧入穴の縮径した周壁と圧接する部分より大径の部分を基端に有する。そのため、このような大径の部分を圧入体が備えない場合と比較して、被圧入穴の開口端と圧入体の基端との隙間を小さくすることが可能となる。そのため、被圧入穴に圧入された圧入体及び基材の上面を覆うセラミックス溶射膜に、隙間への落ち込みによるクラック、窪みなどの欠陥が生じて、吸着性能などが劣化するおそれの低下を図ることが可能となる。

また、基材の表面と圧入体との基端面との段差が３０μｍ以下である。これにより、後述する実施例から明らかなように、セラミックス溶射膜にクラック、窪みなどの欠陥が生じることの解消を図ることが可能となる。なお、段差は１０μｍ以下であることが好ましい。

さらに、被圧入穴の開口端と圧入体の基端との隙間は、５μｍ以上６０μｍ以下である。なお、この隙間は被圧入穴の開口端の直径と圧入体の基端の直径との差の１／２と定義する。

被圧入穴の開口端と圧入体の基端との隙間が５μｍ未満であると、被圧入穴に圧入する際に圧入体が良好にガイドされない。一方、被圧入穴の開口端と圧入体の基端との隙間が６０μｍを超えると、セラミックス溶射膜にクラック、窪みなどの欠陥が生じ、吸着性能などが劣化するおそれが生じる。

また、本発明の基板支持装置において、前記被圧入穴は、前記圧入体が前記圧入穴に圧入された際に圧接する前記周壁の部分よりも奥側に、当該部分よりも縮径した部分を有し、前記圧入体は、前記被圧入穴に圧入された際に前記被圧入穴の周壁と圧接する部分より奥側に、前記被圧入穴の周壁との間に隙間を有する部分を有することが好ましい。

この場合、被圧入穴と圧入体とが当接する部分を減少して、圧入の容易化を図ることが可能となる。

本発明の基板支持装置の製造方法は、導電性材料からなる基材に開口端から連続的又は断続的に縮径するように形成され被圧入穴に、貫通孔を有し、絶縁性材料からなる圧入体を圧入させて、前記圧入体を部分的に前記被圧入穴の縮径した周壁に圧接させ、前記基材の表面と前記圧入体との基端面との段差を３０μｍ以下にする工程と、前記基材の表面と前記圧入体との基端面との上にセラミックス粉末を溶射してセラミックス溶射膜を形成する工程とを備えたことを特徴とする。

本発明の基板支持装置の製造方法によれば、基材に形成された被圧入穴は開口端から連続的又は断続的に縮径している。この縮径により、被圧入穴に圧入する際に圧入体がガイドされるので、傾斜して圧入できないなどの事態が防止され、圧入作業が容易となる。

また、基材の表面と圧入体との基端面との段差が３０μｍ以下となるように圧入体を被圧入穴に圧入している。これにより、後述する実施例から明らかなように、セラミックス溶射膜にクラック、窪みなどの欠陥が生じることの解消を図ることが可能となる。

本発明の基板支持装置は、導電性材料からなる基材と、前記基材に形成された被圧入穴に圧入され、貫通孔を有し、絶縁性材料からなる圧入体と、前記被圧入穴に圧入された前記圧入体及び前記基材の面一の上面を覆うセラミックス溶射膜とを備えた基板支持装置であって、前記被圧入穴は、開口端から連続的又は断続的に縮径しており、前記圧入体は、前記被圧入穴に圧入された際に前記被圧入穴の縮径した周壁と圧接する部分を有し、前記基材の表面と前記圧入体との基端面との段差は３０μｍ以下であることを特徴とする。

そして、基材の表面と圧入体との基端面との段差が３０μｍ以下である。これにより、後述する実施例から明らかなように、セラミックス溶射膜にクラック、窪みなどの欠陥が生じることの解消を図ることが可能となる。なお、段差は１０μｍ以下であることが好ましい。

本発明の実施形態に係る静電チャックの部分模式断面図。被圧入穴を示す部分模式断面図。圧入体を示す模式断面図本発明の実施形態の変形例に係る静電チャックの部分模式断面図。

（静電チャックの構造）
まず、本発明の基板支持装置の実施形態に係る静電チャック１００について図１乃至図３を参照して、説明する。

静電チャック１００は、半導体製造装置、フラットパネルディスプレイ製造装置などにおいて半導体ウエハ等を固定するために使用される。図１には、静電チャック１００のガス流路の部分が示されている。このようなガス流路は、静電チャック１００に複数個形成されている。静電チャック１００は、図示しないが、全体として略円盤形状に形成されている。

静電チャック１００は、導電性材料からなる基材１０と、基材１０に形成された被圧入穴１１に圧入され、貫通孔を有し、絶縁性材料からなる圧入体２０と、被圧入穴１１に圧入された圧入体２０及び基材１０の面一の上面を覆うセラミックス溶射膜３０とを備えている。

基材１０は、例えば、アルミニウム、モリブデン等の金属、又はアルミニウム、シリコンなどの金属と炭化珪素、酸化アルミニウムなどのセラミックスとの複合体から構成されている。基材１０は、全体として略円盤状に形成されている。

基材１０には、圧入体２０が圧入される被圧入穴１１が形成されている。被圧入穴１１は、本実施形態では、基材１０内に形成された図示しない中空構造の内腔と連通する穴である。ただし、被圧入穴１１は、基材１０の上面から下面まで貫通する貫通孔であってもよい。

被圧入穴１１は、開口端から連続的又は断続的に縮径している。被圧入穴１１は、本実施形態では、圧入体２０の外周壁と密着する内周壁を有する被圧入穴部１１ａと、開口端に位置し、被圧入穴部１１ａの直径Ｄａよりも僅かに大きな直径Ｄｂを有する拡径穴部１１ｂとを備えている。被圧入穴部１１ａの直径Ｄａは、例えば、１ｍｍ以上１２ｍｍ以下が好ましい。そして、被圧入穴部１１ａと拡径穴部１１ｂの間には段差が形成されている。ただし、被圧入穴部１１ａと拡径穴部１１ｂの間にはテーパ状などの壁面が形成されているものであってもよい。

被圧入穴１１は、さらに、被圧入穴部１１ａより奥方（図１の下方）側に位置し、被圧入穴部１１ａの直径Ｄａよりも小さな直径Ｄｃを有する縮径穴部１１ｃも備えている。これにより、被圧入穴１１は、圧入体２０が被圧入穴１１に圧入された際に圧接する被圧入穴部１１ａよりも奥側に、当該被圧入穴部１１ａよりも縮径した部分である縮径穴部１１ｃを有している。そして、被圧入穴部１１ａと縮径穴部１１ｃの間にはテーパ状の壁面が形成されている。ただし、被圧入穴部１１ａと縮径穴部１１ｃの間に段差が形成されているものであってもよい。縮径穴部１１ｃは圧入体２０の圧入深さ過大を防止する機能もあるが、被圧入穴１１は縮径穴部１１ｃを備えないものであってもよい。

圧入体２０は、絶縁性材料からなり、基材１０の被圧入穴１１に圧入されるプラグである。圧入体２０は、全体として、大略円柱形状であり、軸心を中心として軸心方向に貫通する貫通孔２１が形成されている。また、圧入体２０の先端面（図１の下方側の面）には凹部２２が形成されている場合がある。貫通孔２１と凹部２２でガス流路のコンダクタンスを調整する機能がある。

圧入体２０は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２もしくはＹ_２Ｏ_３又はこれらの複合材などからなるセラミックス多孔質体から形成されることが好ましい。ただし、圧入体２０は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２もしくはＹ_２Ｏ_３又はこれらの複合材などからなるセラミックス緻密質体から形成されていてもよい。

例えば、Ａｌ_２Ｏ_３からら圧入体２０を形成する場合、Ａｌ_２Ｏ_３の純度は９９．５％以上であることが好ましく、９９．９％以上であればさらに好ましい。純度が高いほど、半導体ウエハ等への汚染を防止することが可能となる。

そして、圧入体２０は、被圧入穴１１に圧入された際に被圧入穴部１１ａの周壁と圧接する部分である基部２０ａと、基部２０ａの直径ｄａよりも大きな直径ｄｂを有し、基端に位置する拡径部２０ｂとを備えている。そして、基部２０ａと拡径部２０ｂの間には段差が形成されている。ただし、基部２０ａと拡径部２０ｂの間はテーパ状などに形成されているものであってもよい。ただし、被圧入穴１１の開口端と圧入体２０の基端との間に所定の隙間が形成されるのであれば、拡径部２０ｂは省略してもよい。

被圧入穴部１１ａの直径Ｄａと基部２０ａの直径ｄａとは、基部２０ａが被圧入穴部１１ａに圧入された際に、締り嵌めとなるような寸法に設定されている。本実施形態では、基部２０ａが被圧入穴部１１ａの全体に亘って圧入されるのではなく、それぞれの一部において圧入されるように構成されている。

圧入体２０は、さらに、基部２０ａの直径ｄａよりも小さな直径ｄｃを有し、先端側に位置する縮径部２０ｃをも備えている。圧入体２０は、被圧入穴１１に圧入された際に被圧入穴部１１ａと圧接する基部２０ａより先端側に、縮径穴部１１ｃとの間に隙間を有する部分である縮径部２０ｃを有している。そして、基部２０ａと縮径部２０ｃの間には段差が形成されている。ただし、基部２０ａと縮径部２０ｃの間はテーパ状などに形成されているものであってもよい。

拡径穴部１１ｂの直径Ｄｂは、圧入体２０が被圧入穴１１に圧入された際に、基部２０ａと接触しないような隙間を有するように設定されている。例えば、拡径穴部１１ｂの直径Ｄｂは、被圧入穴部１１ａの直径よりも２０μｍ以上大きいことが好ましいが、圧入体２０の被圧入穴１１への挿入ガイドの機能を奏するのであればこの限りではない。

拡径穴部１１ｂの直径Ｄｂは、圧入体２０が被圧入穴１１に圧入された際に、拡径部２０ｂとも接触しないような隙間を有するように設定されている。そして、これにより、被圧入穴１１の開口端と圧入体２０の基端との隙間ｓは、例えば、５μｍ以上６０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。

縮径穴部１１ｃの直径Ｄｃと縮径部２０ｃの直径ｄｃとは、圧入体２０が被圧入穴１１に圧入される際に、圧入を妨げないような寸法に設定されている。縮径穴部１１ｃと縮径部２０ｃとの間の隙間は、数ｍｍ程度であってもよい。なお、圧入体２０は縮径部２０ｃを備えないものであってもよい。

被圧入穴１１に圧入された圧入体２０の基端面及び基材１０の上面とは面一となっている。ただし、この部分には、３０μｍ以下であれば、段差ｈ（不図示）があってもよい。

セラミックス溶射膜３０は、被圧入穴１１に圧入された圧入体２０及び基材１０の面一の上面を覆っている。セラミックス溶射膜３０は、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２などのセラミックス粉末又はこれらを主成分とした複合物からなるセラミックス複合物粉末が溶射により形成されている。

セラミックス溶射膜３０の厚みは、１００μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。セラミックス溶射膜３０には、その上面から下面に亘り、圧入体２０の貫通孔２１に挿通する貫通孔３１が形成されている。このセラミックス溶射膜３０の貫通孔３１と圧入体２０の貫通孔２１とで、ガス流路を形成する。このように、基材１０に露出しないガス流路を確保することにより、ガス流路の絶縁性が確保され、アーキングの発生を防止することが可能となる。

（静電チャックの製造方法）
次に、本発明の基板支持装置に係る静電チャック１００の製造方法について説明する。

まず、金属又は金属とセラミックスとの複合体から形成された略円盤状の基材１０を用意する。この基材１０には、研削加工及び研磨加工によって被圧入穴１１を形成しておく。

また、セラミックス多孔質体又はセラミックス緻密質体からなる圧入体２０を用意する。この圧入体２０には、研削加工及び研磨加工によって形成されたものである。

そして、基材１０の被圧入穴１１に圧入体２０を圧入させる。このとき、被圧入穴１１の開口端は拡径穴部１１ｂにより、圧入体２０の基部２０ａがガイドされるので、圧入体２０が傾斜して圧入できないなどの事態が防止され、圧入作業の容易化を図ることが可能となる。

被圧入穴１１に圧入体２０を圧入させる際、圧入体２０の基端面より大きな平坦面を有するプレス装置を用いる。これにより、基材１０の表面と圧入体２０の基端面とを面一にすることが可能となる。ただし、圧入体２０の極微小な弾性変形により、基材１０の表面と圧入体２０の基端面とを完全に面一にすることは困難である。そこで、これらの間の段差ｈを３０μｍ以下にすればよい。

その後、被圧入穴１１に圧入された圧入体２０及び基材１０の上面に、セラミックス粉末又はセラミックス複合物粉末を溶射して、セラミックス溶射膜３０を形成する。

そして、セラミックス溶射膜３０に、その上面から下面に亘り、圧入体２０の貫通孔２１に挿通する貫通孔３１を研削加工により形成する。

本実施形態において、圧入体２０は拡径部２０ｂを基端に有する。そのため、このような拡径部２０ｂを圧入体２０が備えない場合と比較して、被圧入穴１１の開口端と圧入体２０の基端との隙間ｓを小さくすることが可能となる。そのため、被溶射時の隙間ｓへの落ち込みによって被圧入穴１１に圧入された圧入体２０及び基材１０の上面を覆うセラミックス溶射膜３０にクラック、窪みなどの欠陥が生じ、静電チャック１００の吸着性能などが劣化するおそれの低下を図ることが可能となる。

また、基材１０の表面と圧入体２０との基端面との間の段差ｈは３０μｍ以下であるので、後述する実施例から明らかなように、セラミックス溶射膜３０にクラック、窪みなどの欠陥が生じることの解消を図ることが可能となる。

（静電チャックの構造の変形例）
本発明の基板支持装置は、上述した実施形態に係る静電チャック１００に限定されない。

例えば、被圧入穴１１又は圧入体２０の角部は、丸みを帯びていても、面取りが施されていてもよい。また、被圧入穴１１又は圧入体２０のテーパは、直線的であっても曲線的であってもよい。

さらに、例えば図４に示すように、被圧入穴１１が被圧入穴部１１ａと縮径穴部１１ｃとの間に、被圧入穴部１１ａの直径Ｄａよりも大きな直径Ｄｄを有する拡径穴部１１ｄを有するものであってもよい。このような拡径穴部１１ｄが存在することにより、被圧入穴１１と圧入体２０との圧入深さが短くなり、圧入作業の容易化を図ることが可能となる。

また、被圧入穴部１１ａの直径Ｄａと基部２０ａの直径ｄａとは、基部２０ａが被圧入穴部１１ａに圧入された際に、中間嵌めとなるような寸法に設定してもよい。

(圧入体の製作）
圧入体２０の原料粉末として、純度９９．９％以上、平均粒径２０μｍのＡｌ_２Ｏ_３セラミックス粉末を用意した。そして、この原料粉末を成形型に入れて１６００度で２時間、５ＭＰａでホットプレス焼成して、気孔率２３％、平均気孔穴径３μｍのアルミナ多孔質体を得た。

別の圧入体２０の原料粉末として、純度９９．５％以上、平均粒径０．５μｍのＡｌ_２Ｏ_３セラミックス粉末を用意した。そして、この原料粉末を成形型に入れて１６００度で２時間、常圧焼成して、気孔率１％以下、平均気孔穴径１μｍ以下のアルミナ焼結体を得た。

そして、これらに研削加工及び研磨加工を施して、３０個の圧入体２０を形成した。圧入体２０の軸心には直径０．５ｍｍの貫通孔２１を形成した。

(基材の製作）
基材１０の素材１として、アルミニウム合金（Ａ６０６１）からなり、直径３００ｍｍ、厚み５０ｍｍの円盤状のものを用意した。そして、これに研削加工及び研磨加工を施して、３０個の上下面を貫通した被圧入穴１１を形成した。

基材１０の別素材２として、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなり、直径３００ｍｍ、厚み５０ｍｍの円盤状のものを用意した。そして、これに研削加工及び研磨加工を施して、３０個の上下面を貫通した被圧入穴１１を形成した。

(圧入）
プレス装置を用いて、圧入体２０をそれぞれ被圧入穴１１に圧入させた。

(溶射膜の製作）
セラミックス溶射膜３０の原料粉末として、純度９９．９％、平均粒径２０μｍのＡｌ_２Ｏ_３セラミックス粉末を用意した。そして、この原料粉末を、被圧入穴１１に圧入された圧入体２０及び基材１０の上面に溶射して、厚さ２５０μｍのセラミックス溶射膜３０を形成した。そして、最後に、セラミックス溶射膜３０に直径０．５ｍｍの貫通孔３１を形成した。

(溶射膜製作後の加工）
セラミックス溶射膜３０の表面を研削加工、研磨加工により調整後、圧入体２０に形成した貫通孔２１の直上のセラミックス溶射膜３０に直径０．５ｍｍの穴を貫通させる加工を行って貫通孔３１を形成し、セラミックス溶射膜３０の表面と圧入体２０の流路とを接続した。

（実施例１）
基材１０は、アルミニウム合金（Ａ６０６１）からなり、各被圧入穴１１は、被圧入穴部１１ａが直径Ｄａ３．９６２４ｍｍで深さＬａ３．３０２ｍｍ、拡径穴部１１ｂが直径Ｄｂ４．２４８ｍｍで深さＬｂ１．７７８ｍｍ、縮径穴部１１ｃが直径Ｄｃ３．５０５ｍｍで深さＬｃ１５ｍｍであった。被圧入穴部１１ａと拡径穴部１１ｂとの間には段差を形成し、被圧入穴部１１ａと縮径穴部１１ｃとの間には４５度のテーパ面を形成した。

圧入体２０は、アルミナ多孔質体からなり、基部２０ａが直径ｄａ３．９８８ｍｍで長さｌａ３．０ｍｍ、拡径部２０ｂが直径ｄｂ４．１８８ｍｍで長さｌｂ１．５ｍｍ、縮径部２０ｃが直径ｄｃ３．０ｍｍで長さｌｃ８ｍｍであった。基部２０ａと拡径部２０ｂとの間及び基部２０ａと縮径部２０ｃとの間にはそれぞれ段差を形成した。

被圧入穴１１の開口端と圧入体２０の基端との隙間ｓは、３０μｍであった。

圧入後の基材１０の表面と圧入体２０との基端面との間の段差ｈは、最大１５μｍであった。

セラミックス溶射膜３０の表面を目視で観察したところ、クラック、窪みなどの欠陥を発見することはできなかった。

（実施例２）
基材１０は、アルミニウム合金（Ａ６０６１）からなり、各被圧入穴１１は、被圧入穴部１１ａが直径Ｄａ２．４７４ｍｍで深さＬａ２．７ｍｍ、拡径穴部１１ｂが直径Ｄｂ２．５５０ｍｍで深さＬｂ０．９ｍｍ、縮径穴部１１ｃが直径Ｄｃ２．３５０ｍｍで深さＬｃ１０ｍｍであった。

圧入体２０は、、アルミナ多孔質体からなり基部２０ａが直径ｄａ２．４８９ｍｍで長さｌａ２．３８８ｍｍ、拡径部２０ｂが直径ｄｂ２．５１４６ｍｍで長さｌｂ０．６６０ｍｍ、縮径部２０ｃが直径ｄｃ２．０ｍｍで長さｌｃ７．６２ｍｍであった。

被圧入穴１１の開口端と圧入体２０の基端との隙間ｓは、１８μｍであった。

圧入後の基材１０の表面と圧入体２０との基端面との間の段差ｈは、最大１０μｍであった。

（実施例３）
基材１０は、アルミニウム合金（Ａ６０６１）からなり、拡径穴部１１ｂが直径Ｄｂ２．６３４ｍｍであること以外は、実施例２と同じとした。圧入体２０は、実施例２と同じものを用いた。

被圧入穴１１の開口端と圧入体２０の基端との隙間ｓは、６０μｍであった。

（実施例４）
基材１０は、アルミニウム合金（Ａ６０６１）からなり、拡径穴部１１ｂが直径Ｄｂ２．６１４ｍｍであること以外は、実施例２と同じとした。圧入体２０は、実施例２と同じものを用いた。

被圧入穴１１の開口端と圧入体２０の基端との隙間ｓは、５０μｍであった。

（実施例５）
圧入体２０の素材がアルミナ焼結体であること以外は、実施例２と同じとした。

（実施例６）
基材１０は、アルミニウム合金（Ａ６０６１）からなり、拡径穴部１１ｂが直径Ｄｂ２．５２５ｍｍであること以外は、実施例２と同じとした。圧入体２０は、実施例２と同じものを用いた。

被圧入穴１１の開口端と圧入体２０の基端との隙間ｓは、５μｍであった。

圧入後の基材１０の表面と圧入体２０との基端面との間の段差ｈは、最大５μｍであった。

（実施例７）
基材１０は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）であること以外は、実施例２と同じとした。圧入体２０は、実施例２と同じものを用いた。

圧入後の基材１０の表面と圧入体２０との基端面との間の段差ｈは、最大３０μｍであった。

（実施例８）
基材１０は、アルミニウム合金（Ａ６０６１）からなり、各被圧入穴１１は、被圧入穴部１１ａが直径Ｄａ３．９６２４ｍｍで深さＬａ３．３０２ｍｍ、拡径穴部１１ｂが直径Ｄｂ４．０２８ｍｍで深さＬｂ１．７７８ｍｍ、縮径穴部１１ｃが直径Ｄｃ３．５０５ｍｍで深さＬｃ１５ｍｍであった。被圧入穴部１１ａと拡径穴部１１ｂとの間には段差を形成し、被圧入穴部１１ａと縮径穴部１１ｃとの間には４５度のテーパ面を形成した。

圧入体２０は、アルミナ多孔質体からなり、基部２０ａが直径ｄａ３．９８８ｍｍで長さｌａ３．０ｍｍ、拡径部２０ｂは省略した。縮径部２０ｃが直径ｄｃ３．０ｍｍで長さｌｃ８ｍｍであった。基部２０ａと縮径部２０ｃとの間にはそれぞれ段差を形成した。

被圧入穴１１の開口端と圧入体２０の基端との隙間ｓは、２０μｍであった。

（比較例１）
基材１０は、アルミニウム合金（Ａ６０６１）からなり、拡径穴部１１ｂが直径Ｄｂ２．５２４６ｍｍであること以外は、実施例２と同じとした。圧入体２０は、実施例２と同じものを用いた。

圧入後の基材１０の表面と圧入体２０との基端面との間の段差ｈは、最大７０μｍであった。

セラミックス溶射膜３０の表面を目視で観察したところ、クラックが発生していた。

（比較例２）
基材１０は、アルミニウム合金（Ａ６０６１）からなり、拡径穴部１１ｂが直径Ｄｂ２．６５５ｍｍであること以外は、実施例２と同じとした。圧入体２０は、実施例２と同じものを用いた。

被圧入穴１１の開口端と圧入体２０の基端との隙間ｓは、７０μｍであった。

１０…基材、１１…被圧入穴、１１ａ…被圧入穴部、１１ｂ…拡径穴部、１１ｃ…縮径穴部、１１ｄ…拡径穴部、２０…圧入体、２０ａ…基部、２０ｂ…拡径部、２０ｃ…縮径部、、２１…貫通孔、２２…凹部、３０…セラミックス溶射膜、３１…貫通孔下側端子、１００…静電チャック（基板支持装置）、ｓ…隙間。

Claims

導電性材料からなる基材と、前記基材に形成された被圧入穴に圧入され、貫通孔を有し、絶縁性材料からなる圧入体と、前記被圧入穴に圧入された前記圧入体及び前記基材の面一の上面を覆うセラミックス溶射膜とを備えた基板支持装置であって、
前記被圧入穴は、開口端から連続的又は断続的に縮径しており、
前記圧入体は、前記被圧入穴に圧入された際に前記被圧入穴の縮径した周壁と圧接する部分と、前記部分より大径の部分を基端に有し、前記基材の表面と前記圧入体との基端面との段差は３０μｍ以下であり、
前記被圧入穴の開口端と前記圧入体の基端との隙間は、５μｍ以上６０μｍ以下であることを特徴とする基板支持装置。
前記被圧入穴は、前記圧入体が前記被圧入穴に圧入された際に圧接する前記周壁の部分よりも奥側に、当該部分よりも縮径した部分を有し、前記圧入体は、前記被圧入穴に圧入された際に前記被圧入穴の周壁と圧接する部分より先端側に、前記被圧入穴の周壁との間に隙間を有する部分を有することを特徴とする請求項１に記載の基板支持装置。
導電性材料からなる基材に開口端から連続的又は断続的に縮径するように形成され被圧入穴に、貫通孔を有し、絶縁性材料からなる圧入体を圧入させて、前記圧入体を部分的に前記被圧入穴の縮径した周壁に圧接させ、前記基材の表面と前記圧入体との基端面との段差を３０μｍ以下にする工程と、
前記基材の表面と前記圧入体との基端面との上にセラミックス粉末を溶射してセラミックス溶射膜を形成する工程とを備えたことを特徴とする基板支持装置の製造方法。
導電性材料からなる基材と、前記基材に形成された被圧入穴に圧入され、貫通孔を有し、絶縁性材料からなる圧入体と、前記被圧入穴に圧入された前記圧入体及び前記基材の面一の上面を覆うセラミックス溶射膜とを備えた基板支持装置であって、
前記被圧入穴は、開口端から連続的又は断続的に縮径しており、
前記圧入体は、前記被圧入穴に圧入された際に前記被圧入穴の縮径した周壁と圧接する部分を有し、前記基材の表面と前記圧入体との基端面との段差は３０μｍ以下であることを特徴とする基板支持装置。