JP2022153105A - 基板保持部材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板との低接触状態を維持しながら、基板の位置決め精度の向上を図ることができる基板保持部材を提供する。【解決手段】基板保持部材１００であって、平板上の基体１０と、前記基体１０の上面１２から上方に突出して形成される複数の凸部２０と、を備え、前記凸部の上端面２４は、前記基体１０の周方向に形成された細溝２６を有する。これにより、基板Ｗ吸着時に、基板の径方向への伸縮や変位が抑制されるため、基板Ｗの位置決め精度（オーバーレイの精度）が向上する。【選択図】図１

Description

本発明は、基板保持部材およびその製造方法に関する。

従来から、半導体製造装置等において、シリコンウエハやガラスウエハ等の基板を支持する基板保持部材が用いられている。このような基板保持部材は基板の裏面を支持するため、例えば、真空チャックの場合、基体の表面に形成された通気孔を通じて、基体の表面と基板の裏面により画定される空間を真空排気することで基板が吸着支持される。

近年、半導体製品の超微細化および超高精度化が進んでおり、基板保持部材としては、基体と基板との間にパーティクルが噛みこむことにより、基板の平面精度が損なわれるリスクを低減する目的として、基板と基体との接触面積を低減するため、基板を支持する領域が複数のピン状凸部からなる基板保持部材が使用されている。

また、半導体製品の超微細化および超高精度化により、基板に形成される配線パターンも微細化および多層配線化されている。露光処理の工程では基板上に複数層の回路パターンを重ね合わせる必要があり、各層間での位置決め精度（重ね合わせ精度）の要求も厳しいものとなっている。

特許文献１は、物品保持装置であって、基板保持面の表面に非晶質硬質炭素膜（例えば、ＤＬＣ膜など）を形成することで、保持面の摩耗によるパーティクルの発生を抑制することで、保持面と基板との間にパーティクルが噛みこむリスクを低減することが開示されている。

特許文献２は、ウエハを支持するチャックの表面において、径方向に向かうスクラッチが形成されている。これにより、径方向におけるウエハとの摩擦力が小さくなることで、ウエハがチャックに吸着されるときの横方向への動きに対する摩擦を低減することで、ウエハをフラットな状態で吸着できることが開示されている。

特開平０９－４５７５３号公報 特表２０１８－５２６８２２号公報

基板に形成される配線パターンの微細化、多層配線化から、露光処理時に基板保持部材（チャック）に吸着される基板の位置決め精度は非常に重要である。しかし、吸着対象である基板は必ずしも平面度に優れているというわけではなく、凹状、凸状の反りを有している場合がある。このときの基板の反り形状は一定ではないため、真空チャックの吸引による負圧発現時や、静電チャックによる静電吸着力発現時に基板裏面において均等に圧力がかかるとは限らないことから、基板の滑り、伸縮、変位等が発生することがある。

特許文献１に記載されている保持面の表面に形成された非晶質硬質炭素膜（ＤＬＣ膜）は、高硬度、高耐摩耗性という特徴に加えて、低摩擦係数であるという特徴を持ち、吸着時に基板の滑りが発生し、位置決めしにくくなるといった課題がある。

特許文献２に記載されているスクラッチが形成されることにより、径方向におけるウエハとの摩擦力が小さくなるため、ウエハ吸着時にウエハの径方向への伸縮や変位が発生し、位置決めしにくくなるといった課題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、基板との低接触状態を維持しながら、基板の位置決め精度の向上を図ることができる基板保持部材を提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するため、本発明の基板保持部材は、基板保持部材であって、平板上の基体と、前記基体の上面から上方に突出して形成される複数の凸部と、を備え、前記凸部の上端面は、前記基体の周方向に形成された細溝を有することを特徴としている。

このように、凸部の上端面に周方向に形成された細溝を有することで、基板吸着時に、基板の径方向への伸縮や変位が抑制されるため、基板の位置決め精度（オーバーレイの精度）が向上する。

（２）また、本発明の基板保持部材において、前記凸部の上端面は、前記基体の径方向に沿った表面粗さＲａが前記基体の周方向に沿った表面粗さＲａと比較して大きいことを特徴としている。

このように、凸部の上端面の径方向の表面粗さＲａが周方向の表面粗さＲａと比較して大きいことで、基板の位置決め精度がより向上する。

（３）また、本発明の基板保持部材において、前記基体の中心を通り直交する２つの直線で前記上面を４つの領域に分割したとき、いずれの領域にも前記凸部の上端面の前記基体の径方向に沿った表面粗さＲａが前記基体の周方向に沿った表面粗さＲａと比較して大きい凸部が含まれることを特徴としている。

これにより、基板の様々な径方向への伸縮や変位が抑制されるため、基板の位置決め精度がより向上する。

（４）また、本発明の基板保持部材において、前記凸部の上端面の前記基体の径方向に沿った表面粗さＲａが前記基体の周方向に沿った表面粗さＲａと比較して大きい前記凸部の前記基体の径方向に沿った表面粗さＲａは、０．０４μｍ以上０．１５μｍ未満であることを特徴としている。

これにより、基板の位置決め精度向上の効果を十分に発揮できると共に、パーティクル発生の虞を低減できる。

（５）また、本発明の基板保持部材において、前記凸部の前記上端面の少なくとも一部は、耐摩耗層で形成されることを特徴としている。

このように、凸部の上端面の少なくとも一部が耐摩耗層で形成されていることにより、繰り返しの使用におけるパーティクルの発生を抑制することができる。

（６）また、本発明の基板保持部材の製造方法は、基板保持部材の製造方法であって、セラミックス焼結体からなる平板上の基体を準備する基体準備工程と、前記基体の上面から突出する複数の凸部を形成する凸部形成工程と、前記複数の凸部の上端面をラップ加工するラップ加工工程と、前記複数の凸部の上端面を、径方向の表面粗さＲａが周方向の表面粗さＲａと比較して大きくなるようにテクスチャリング加工するテクスチャリング加工工程と、を含むことを特徴としている。

これにより、基板の位置決め精度（オーバーレイの精度）が向上した基板保持部材を製造できる。

本発明によれば、基板との低接触状態を維持しながら、基板の位置決め精度の向上を図ることができる。

本発明の実施形態に係る基板保持部材の上面の一例を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る基板保持部材の一例を示す模式的な断面図である。 （ａ）、（ｂ）、それぞれ凸部の上端面に細溝が形成されていない凸部および周方向に細溝が形成された凸部を示す模式的な斜視図である。 周方向に細溝が形成された凸部が全面的に配置されている基板保持部材の上面の概念を示す模式図である。 一方向に細溝が形成された凸部が全面的に配置されている基板保持部材の上面の概念を示す模式図である。 （ａ）、（ｂ）、それぞれ耐摩耗層が形成された凸部を示す模式的な断面図である。 本発明の実施形態に係る基板保持部材の上面の変形例を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る基板保持部材の変形例を示す模式的な断面図である。 （ａ）、（ｂ）、それぞれテクスチャリング加工工程の過程を示す模式的な斜視図および平面図である。 （ａ）、（ｂ）、それぞれ実施例１および比較例１の凸部の上端面の光学顕微鏡写真である。

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。なお、構成図において、各構成要素の大きさは概念的に表したものであり、必ずしも実際の寸法比率を表すものではない。

［実施形態］
本発明の実施形態に係る基板保持部材について、図１および図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る基板保持部材の上面の一例を示す模式図である。また、図２は、本発明の実施形態に係る基板保持部材の一例を示す模式的な断面図である。本実施形態に係る基板保持部材１００は、基板（ウエハ）Ｗを吸着保持するための平板状の基体１０を備えている。

基体１０は、セラミックス焼結体により平板状に形成されている。基体１０は円板状のほか、多角形板状、楕円板形状など、吸着対象である基板の形態に応じて様々な形状であってもよい。基体１０を形成するセラミックス焼結体は、用途に応じて様々な材質のものを使用することができる。例えば、ＳｉＣ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＡｌＮ、コージエライト、リチウムアルミノシリケート等を使用することができる。

基体１０は、上面１２から上方に突出して形成される複数の凸部２０を備える。複数の凸部２０の形状は、円柱形、角柱形等の柱状、円錐形、角錐形等の錐状、円錐台状、角錐台状等の錐状の上部を切断した形状等から適宜選択される。複数の凸部２０の形状は、下部よりも上部の断面積が小さくなるような段差付き形状となっていてもよい。すなわち、複数の凸部２０は、複数のピン状の凸部である。

複数の凸部２０の配置は特に限定されない。既知の形態またはそれに類似する形態であればよく、例えば、同心円状、正方格子状、または図１に示されるような三角格子状など規則的な配置のほか、局部的に疎密が生じているような不規則的な配置であってもよい。複数の凸部２０は、隣り合う凸部２０間における中心間距離が８ｍｍ以下となることが好ましい。

複数の凸部２０は、基板Ｗを支持する。複数の凸部の上端２２は、略面一に形成される。すなわち、複数の凸部の上端２２により形成される平面（基準面）３０が決定される。これにより、複数の凸部の上端２２と基板Ｗとが当接し、基板Ｗが支持される。なお、複数の凸部２０のうち、上端が基板Ｗと当接しないものがあってもよい。これは、そのような凸部があっても、周りの凸部２０の配置によっては、基板Ｗを支持することが可能だからである。

凸部２０の高さは、５０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。なお、凸部２０の高さとは、基体１０の上面１２から凸部の上端２２までの距離をいう。

複数の凸部２０の少なくとも一部は、凸部の上端２２が面（上端面）として形成される。また、凸部の上端２２が面として形成される凸部２０の少なくとも一部は、凸部の上端面２４に、基体１０の周方向に形成された細溝２６を有する。このように、凸部の上端面２４に基体１０の周方向に形成された細溝２６を有することで、基板Ｗ吸着時に、基板Ｗの径方向への伸縮や変位が抑制されるため、基板Ｗの位置決め精度（オーバーレイの精度）が向上する。凸部の上端２２が面として形成される凸部２０は、凸部の上端面２４の最大径が５００μｍ以下であることが好ましい。

図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ凸部の上端面２４に細溝２６が形成されていない凸部２０、および周方向に細溝２６が形成された凸部２０を示す模式的な斜視図である。細溝２６は、凸部の上端面２４の端から端まで連続していてもよいし、連続していなくてもよい。細溝２６の幅は、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。細溝２６の深さは、０．２μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。

本発明の基板保持部材１００は、周方向に細溝２６が形成された凸部２０によって、全体として図４のような細溝２６を有していることが好ましい。図４は、周方向に細溝２６が形成された凸部２０が全面的に配置されている基板保持部材１００の上面の概念を示す模式図である。また、図５は、一方向に細溝が形成された凸部が全面的に配置されている基板保持部材の上面の概念を示す模式図である。なお、図４および図５は、凸部２０が省略されている。

図４のように、周方向に細溝２６が形成された凸部２０が全面的に配置されている基板保持部材１００は、基板Ｗの中心からあらゆる径方向への滑り、伸縮、変位を抑制することができる。一方、図５のように、一方向に細溝が形成された凸部が全面的に配置されている基板保持部材は、基板Ｗの中心からある径方向への滑り、伸縮、変位を抑制することができても、それとは異なる径方向への滑り、伸縮、変位を抑制することはできない。そのため、本発明の基板保持部材は、周方向に細溝２６が形成された凸部２０は、複数あることが好ましく、全面的に配置されていることがより好ましい。

しかし、周方向に細溝２６が形成された凸部２０は、それが配置された箇所において基板Ｗの径方向への滑り、伸縮、変位を抑制することができるため、一部の凸部２０が周方向に細溝２６が形成された凸部２０であり、それを除く凸部２０が細溝２６が形成されない凸部２０であっても、本発明の範囲に含むものとする。

凸部の上端面２４は、基体１０の径方向に沿った表面粗さＲａが基体１０の周方向に沿った表面粗さＲａと比較して大きいことが好ましい。このように、凸部の上端面２４の径方向の表面粗さＲａが周方向の表面粗さＲａと比較して大きいことで、基板Ｗの位置決め精度がより向上する。なお、基体１０の径方向および周方向とは、基体１０の上面１２に基体の中心１６を設定したときの基体の中心１６を円の中心とする円の半径方向および円周方向のことである。基体の中心１６は、基板保持部材１００に載置できる最大径の基板Ｗを載置したときの基板Ｗの中心近傍に設定することが好ましい。中心近傍とは、最大径の基板Ｗの中心から０．２ｍｍ以内の範囲である。

凸部の上端面２４の基体１０の径方向に沿った表面粗さＲａが基体１０の周方向に沿った表面粗さＲａと比較して大きい凸部２０の基体１０の径方向に沿った表面粗さＲａは、０．０４μｍ以上であることが好ましい。径方向に沿った表面粗さＲａが小さすぎる場合、基板Ｗ吸着時の基板Ｗの径方向への伸縮や変位の抑制効果が小さくなる。また、凸部の上端面２４の基体１０の径方向に沿った表面粗さＲａが基体１０の周方向に沿った表面粗さＲａと比較して大きい凸部２０の基体１０の径方向に沿った表面粗さＲａは、０．１５μｍ未満であることが好ましく、０．１μｍ以下であることがより好ましい。径方向に沿った表面粗さＲａが大きすぎる場合、パーティクル発生の虞が高まる。

凸部の上端面２４の基体１０の径方向に沿った表面粗さＲａが基体１０の周方向に沿った表面粗さＲａと比較して大きい凸部２０の基体１０の周方向に沿った表面粗さＲａは、０．００１μｍ以上０．０８μｍ以下であることが好ましい。

なお、凸部の上端面２４の基体１０の径方向に沿った表面粗さＲａ、および基体１０の周方向に沿った表面粗さＲａは、凸部の上端面２４の凹凸量を白色干渉計により非接触で３次元的にスキャンして、スキャンした３Ｄハイトマップ上で半径方向の直線上、または円周方向の曲線上で２Ｄチャートを作成し、作成した２Ｄチャートにより求めることができる。表面粗さＲａは、複数の凸部の上端面２４の平均値とすることが好ましい。

例えば、凸部の上端面２４の基体１０の径方向に沿った表面粗さＲａが基体１０の周方向に沿った表面粗さＲａと比較して大きい凸部２０が基体１０の上面１２の全面にある場合、基体の中心１６を中心とする任意の半径の円を４つ設定し、回転方向に１２０°等配にて３方向の計１２点の凸部を観察位置として選択し、選択した全ての凸部２０の基体１０の径方向に沿った表面粗さＲａ、および基体１０の周方向に沿った表面粗さＲａを求め、その平均値をそれぞれ基体１０の径方向に沿った表面粗さＲａおよび基体の周方向に沿った表面粗さＲａとすることができる。

また、基体の中心１６を通り直交する２つの直線で上面１２を４つの領域に分割したとき、いずれの領域にも凸部の上端面２４の基体１０の径方向に沿った表面粗さＲａが基体１０の周方向に沿った表面粗さＲａと比較して大きい凸部２０が含まれることが好ましい。これにより、基板の様々な径方向への伸縮や変位が抑制されるため、基板の位置決め精度がより向上する。

例えば、基体の中心１６を中心とする所定の半径の円の内側の領域にある凸部２０が全て、凸部の上端面２４の基体１０の径方向に沿った表面粗さＲａが基体１０の周方向に沿った表面粗さＲａと比較して大きい凸部２０であればよい。また、例えば、基体の中心１６を中心とする異なる所定の半径の２つの円に囲まれたドーナツ状の領域にある凸部２０が全て、凸部の上端面２４の基体１０の径方向に沿った表面粗さＲａが基体１０の周方向に沿った表面粗さＲａと比較して大きい凸部２０であればよい。

なお、上記のとおり、基体１０に形成された凸部２０が全て、周方向に形成された細溝２６を有することが好ましい。また、基体１０に形成された凸部２０が全て、凸部の上端面２４の基体１０の径方向に沿った表面粗さＲａが基体１０の周方向に沿った表面粗さＲａと比較して大きい凸部２０であることが好ましい。

凸部の上端２２の少なくとも一部、または凸部の上端面２４の少なくとも一部は、耐摩耗層２８で形成されることが好ましい。凸部の上端面２４の少なくとも一部が耐摩耗層２８で形成されていることにより、繰り返しの使用におけるパーティクルの発生を抑制することができる。図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ耐摩耗層２８が形成された凸部２０を示す模式的な断面図である。耐摩耗層２８は、図６（ａ）に示されるように、凸部の上端２２もしくは凸部の上端面２４の全部または少なくとも一部に形成されていてもよい。また、図６（ｂ）に示されるように、凸部の上端２２もしくは凸部の上端面２４、その側面、および基体１０の上面１２に形成されていてもよい。

耐摩耗層２８は、物理蒸着（ＰＶＤ法）や化学蒸着（ＣＶＤ法）、イオン化蒸着法などにより形成されたＤＬＣ膜（ダイヤモンドライクカーボン）やＳｉＣ膜などで形成することができる。

凸部の上端面２４の少なくとも一部が耐摩耗層２８で形成される凸部２０は、周方向に形成された細溝２６を有することが好ましい。また、凸部の上端面２４の少なくとも一部が耐摩耗層２８で形成される凸部２０は、凸部の上端面２４の基体１０の径方向に沿った表面粗さＲａが基体１０の周方向に沿った表面粗さＲａと比較して大きいことが好ましい。凸部の上端面２４の少なくとも一部が耐摩耗層２８で形成されている場合、基板の滑り、伸縮、変位等が発生しやすいからである。

基板保持部材１００は、図示しない電極、端子、端子穴、およびリフトピン孔等を備えていてもよい。また、真空チャックとして使用する場合、そのための通気孔、環状凸部等を備えていてもよい。また、静電チャックとして使用する場合、静電吸着用の電極等を備えていてもよい。

図７は、本発明の実施形態に係る基板保持部材の上面の変形例を示す模式図である。また、図８は、本発明の実施形態に係る基板保持部材の変形例を示す模式的な断面図である。図７および図８は、基板保持部材１００を真空チャックとして使用する場合を想定している。

環状凸部４０は、基体１０の上面１２の外周に沿って環状に形成される。例えば、基体１０が円板状に形成される場合、環状凸部４０は、基体１０の上面の外周に沿った位置または外周から所定の幅を空けて中心側に寄った位置に、上方から見たとき円環状に連続して形成されることが好ましい。環状凸部４０が円環状に形成される場合、その中心は、基体の中心１６と一致することが好ましい。

環状凸部の上端４２は、複数の凸部の上端２２より基体１０の上面１２に近い位置にあることが好ましい。すなわち、環状凸部４０の高さは、複数の凸部２０の高さより低いことが好ましい。これにより、基板Ｗの吸着動作中において、常に基体１０の外側から大気が流入することとなり、環状凸部４０の近傍でベルヌーイ効果を発揮させ基板Ｗの縁の沈み込みを抑制できる。また、基板Ｗとの接触面積を小さくすることができ、パーティクル発生のリスクが低減される。なお、環状凸部４０が複数の凸部２０の上端より一定量低く形成されることで、基板Ｗ吸着時に外周から外気が常に導入される状態にあるが、圧力勾配の発生により基板Ｗの吸着に十分な真空度が得られる程度の間隔であれば問題ない。

環状凸部４０の高さとは、基体１０の上面１２から環状凸部の上端４２までの距離をいう。環状凸部４０の高さは、複数の凸部２０の高さに対して、１μｍ以上１０μｍ以下低いことが好ましい。例えば、複数の凸部２０の高さが１００μｍであるとき、環状凸部４０の高さは９０μｍ以上９９μｍ以下であることが好ましい。

環状凸部４０の幅は、０．１μｍ以上８ｍｍ以下であることが好ましい。また、環状凸部４０の幅は、隣接する複数の凸部２０の中心間の距離以下であることが好ましい。環状凸部４０は、その断面形状が矩形状のほか、台形状、半球状など様々な形状であってよいが、環状凸部の上端４２は、平面で形成されていることが好ましい。その場合、環状凸部の上端４２の平面（環状凸部の上端面４４）の表面粗さは、Ｒａ０．２０μｍ以下であることが好ましい。

環状凸部の上端４２が複数の凸部の上端２２より基体１０の上面１２に近い位置にある、いわゆるベルヌーイ型の真空チャックの場合、環状凸部の上端面４４は基板Ｗと接触しないため、環状凸部の上端面４４に細溝が形成される必要はない。一方、環状凸部の上端４２が複数の凸部の上端２２と略面一に形成された真空チャックの場合、環状凸部の上端面４４は基板Ｗと接触するため、環状凸部の上端面４４に細溝２６が形成されていてもよい。

基体１０には、上面１２に開口している１または複数の通気孔５０が形成される。複数の通気孔５０が形成される場合、複数の通気孔５０は基体１０の内部を通る通気路を介して連通してもよい。通気孔５０は、真空吸引装置（図示略）に接続される。通気孔５０の位置、形状、および大きさは、吸着面の領域の形状、基板Ｗの形状や種類、真空吸引した際の吸着力等、基板保持装置の設計に応じて異なる。

［基板保持部材の製造方法］
次に、本発明の実施形態に係る基板保持部材の製造方法を説明する。本発明の実施形態に係る基板保持部材の製造方法は、基体準備工程と、凸部形成工程と、ラップ加工工程と、テクスチャリング加工工程と、を含む。各工程について、以下に説明をする。

基体準備工程は、セラミックス焼結体からなる平板上の基体を準備する。周知の方法により、原料粉末から平板状の成形体が作製され、この成形体を焼成することにより平板状のセラミック焼結体が得られる。セラミック焼結体は、ＳｉＣ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＡｌＮ、コージエライト、リチウムアルミノシリケートなどである。原料粉末には焼結助剤が含まれていてもよい。図１などでは円板形状の基板保持部材が図示されているが、多角形形状、楕円形状など、どんな形状でもよい。

凸部形成工程は、基体の上面から突出する複数の凸部を形成する。すなわち、セラミック焼結体の上面となる面に複数の凸部を形成する。また、必要に応じて、通気孔、環状凸部等を形成する。形成方法としては、ブラスト加工、ミリング加工、レーザ加工等によって形成することが可能である。

複数の凸部の配置は特に限定されない。既知の形態またはそれに類似する形態であればよく、例えば、配置は、三角格子状、正方格子状、同心円状など規則的な配置のほか、局部的に疎密が生じているような不規則的な配置であってもよい。

複数の凸部の形状は、円柱形、角柱形等の柱状、円錐形、角錐形等の錐状、円錐台状、角錐台状等の錐状の上部を切断した形状等から適宜選択される。複数の凸部２０の形状は、下部よりも上部の断面積が小さくなるような段差付き形状となっていてもよい。少なくとも一部の凸部は、凸部の上端を面として形成する。すなわち、少なくとも一部の凸部の形状は、円柱形、角柱形等の柱状、または円錐台状、角錐台状等の錐状の上部を切断した形状であることが好ましい。

複数の凸部の上端は、略面一に形成される。複数の凸部は、例えば、突出量は５０μｍ以上５００μｍ以下、複数の凸部の間隔は１．５ｍｍ以上８ｍｍ以下の範囲で、吸着する基板等の条件に応じて設計することが好ましい。また、凸部の上端が面として形成される凸部の上端面の径は１００μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。

ラップ加工工程は、複数の凸部の上端面をラップ加工する。凸部の表面を遊離砥粒によるラップ研磨を行い、表面粗さＲａを好ましくは０．０５μｍ以下、より好ましくは０．０４μｍ以下とする。

テクスチャリング加工工程は、複数の凸部の上端面を、径方向の表面粗さＲａが周方向の表面粗さＲａと比較して大きくなるようにテクスチャリング加工する。具体的には、凸部の表面を表面テクスチャリング加工により、周方向に沿った細溝を形成する。このとき、基体の径方向に沿った表面粗さＲａを０．０４μｍ以上０．１５μｍ未満とすることが好ましい。テクスチャリング加工工程は、例えば以下のように行われる。図９（ａ）、（ｂ）は、それぞれテクスチャリング加工工程の過程を示す模式的な斜視図および平面図である。

テクスチャリング加工工程は、例えば、緻密質なセラミックス焼結体のピースを複数の凸部の表面上で走査させることで行われる。セラミックスピースは、例えばＡｌ_２Ｏ_３やＺｒＯ_２の酸化物セラミックスからなり、円板状または角形状で構成され、基板保持部材（複数の凸部）と接する面の表面粗さＲａが０．１μｍ以上０．５μｍ以下であることが好ましい。Ｒａが０．５μｍを超えると、複数の凸部の摩耗によるパーティクルの発生や、基板保持部材の平面度が悪化の恐れがある。また、０．１μｍ未満であると、複数の凸部との吸い付きがが起こり、セラミックスピースの走査が困難となり、必要以上の力がかかってしまい凸部を破損してしまう虞がある。

セラミックスピース自身からの発塵を抑制するため、セラミックスピースの純度は高純度あることが好ましい。例えば、９５％以上であることが好ましく、９９％以上であることがより好ましい。

セラミックスピースの表面にダイヤモンドペーストを薄く均一に塗布し、複数の凸部の表面に配置し、１ＫＰａ以下の圧力（ピースの自重レベル）で基板保持部材の周方向に走査する。このとき周方向に沿った細溝を形成する目的から、セラミックスピースは一定の方向にのみ走査する。例えば、基板保持部材の外周部を１～３周程度走査した後、セラミックスピースを内側へオフセットし、同様に１～３周程度走査する。その後、表面粗さを測定し、値を満足していなければ同様の走査を繰り返すことで表面テクスチャリング処理を行う。

凸部の上端面の基体の径方向に沿った表面粗さＲａ、および基体の周方向に沿った表面粗さＲａは、凸部の上端面の凹凸量を白色干渉計により非接触で３次元的にスキャンして、スキャンした３Ｄハイトマップ上で半径方向の直線上、または円周方向の曲線上で２Ｄチャートを作成し、作成した２Ｄチャートにより求めることができる。表面粗さＲａは、複数の凸部の上端面の平均値とすることが好ましい。

なお、テクスチャリング加工工程の前または後に、複数の凸部の上端面の少なくとも一部に耐摩耗層を形成する、耐摩耗層形成工程を設けてもよい。耐摩耗層形成工程は、複数の凸部が形成されラップ加工がおこなわれた基板保持部材に対し、物理蒸着（ＰＶＤ法）や化学蒸着（ＣＶＤ法）、イオン化蒸着法などにより、ＤＬＣ膜（ダイヤモンドライクカーボン）やＳｉＣ膜などを形成することで、耐摩耗層を形成することができる。

耐摩耗層形成工程は、形成する耐摩耗層の厚みがテクスチャリング加工工程で形成する細溝の深さと比較して薄い場合は、テクスチャリング加工工程の前または後のどちらで行なってもよい。形成する耐摩耗層の厚みがテクスチャリング加工工程で形成する細溝の深さと比較して同等以上である場合は、テクスチャリング加工工程の後に行なうことが好ましい。

上記のような工程により、本発明の基板保持部材を製造することができる。

［実施例および比較例］
（実施例１）
炭化ケイ素の焼結体からなる、径φ３１０ｍｍ、厚さｔ１．５ｍｍの略円板状の基体を準備し、ブラスト加工により、通気孔、複数の凸部、環状凸部が形成した。複数の凸部は、高さ１５０μｍ、径φ３００μｍで、各凸部の中心間間隔が４ｍｍの三角格子状となるように形成された。また、環状凸部は、幅が２００μｍで形成され、追加工により複数の凸部より３μｍ低くなるように形成された。

続いて、遊離砥粒によるラップ研磨を行い、複数の凸部の表面粗さＲａが０．０３μｍ程度となるように仕上げ加工を行った。

続いて、表面テクスチャリング加工として、相対密度９９％、表面粗さＲａ０．３μｍの酸化アルミニウムからなるセラミックスピース（φ１３０ｍｍ×ｔ１５ｍｍ）に粒径０．５μｍのダイヤモンドペーストを塗布し、周方向に走査することで、実施例１の基板保持部材を製造した。テクスチャリング加工後、測定した１２個の凸部における基体の径方向に沿った表面粗さＲａは、０．０４μｍであった。また、同じ１２個の凸部における基体の周方向に沿った表面粗さＲａは、０．０３μｍであった。

なお、実施例および比較例のテクスチャリング加工前の凸部の表面粗さＲａは、以下のように測定した。基体の中心を中心とする任意の半径の円を４つ設定し（本実施例では、φ２０ｍｍ、φ１１０ｍｍ、φ２００ｍｍ、φ２９８ｍｍ）、回転方向に１２０°等配にて３方向の計１２点の凸部を観察位置として選択した。次に、選択した凸部の上端面の凹凸量を白色干渉計（AMETEK Talor Hobson社製：CCI-HD）により非接触で３次元的にスキャンした。次に、スキャンした３Ｄハイトマップ上で任意の直線上で２Ｄチャートを作成し、作成した２Ｄチャートによりそれぞれの凸部の表面粗さＲａを求めた。そして、１２個の凸部の表面粗さＲａの平均値を求めることで、基体保持部材の表面粗さＲａを求めた。

また、実施例のテクスチャリング加工後の凸部の基体の径方向に沿った表面粗さＲａおよび基体の周方向に沿った表面粗さＲａは、以下のように測定した。基体の中心を中心とする任意の半径の円を４つ設定し（本実施例では、φ２０ｍｍ、φ１１０ｍｍ、φ２００ｍｍ、φ２９８ｍｍ）、回転方向に１２０°等配にて３方向の計１２点の凸部を観察位置として選択した。次に、選択した凸部の上端面の凹凸量を白色干渉計（AMETEK Talor Hobson社製：CCI-HD）により非接触で３次元的にスキャンした。次に、スキャンした３Ｄハイトマップ上で半径方向の直線上、または円周方向の曲線上で２Ｄチャートを作成し、作成した２Ｄチャートによりそれぞれの凸部の基体の径方向に沿った表面粗さＲａ、および基体の周方向に沿った表面粗さＲａを求めた。そして、１２個の凸部の基体の径方向に沿った表面粗さＲａの平均値、および基体の周方向に沿った表面粗さＲａの平均値を求めることで、それぞれの基体保持部材の基体の径方向に沿った表面粗さＲａ、および基体の周方向に沿った表面粗さＲａを求めた。比較例２は、Ｘ方向に沿った表面粗さのみ求めた。

（実施例２）
実施例２は、テクスチャリング加工の周方向の走査回数を実施例１より増加させたことを除き、実施例１と同様の条件で基板保持部材を製造した。テクスチャリング加工後、測定した１２個の凸部における基体の径方向に沿った表面粗さＲａは、０．１０μｍであった。また、同じ１２個の凸部における基体の周方向に沿った表面粗さＲａは、０．０３μｍであった。

（実施例３）
実施例３は、テクスチャリング加工の周方向の走査回数を実施例２よりさらに増加させたことを除き、実施例１と同様の条件で基板保持部材を製造した。テクスチャリング加工後、測定した１２個の凸部における基体の径方向に沿った表面粗さＲａは、０．１５μｍであった。また、同じ１２個の凸部における基体の周方向に沿った表面粗さＲａは、０．０３μｍであった。

（実施例４）
実施例４は、ラップ研磨後の複数の凸部の表面にＰＶＤ法により厚み０．５μｍのＤＬＣ膜からなる耐摩耗層を形成し、その後、テクスチャリング加工を行なったことを除き、実施例１と同様の条件で基板保持部材を製造した。テクスチャリング加工後、測定した１２個の凸部における基体の径方向に沿った表面粗さＲａは、０．０６μｍであった。また、同じ１２個の凸部における基体の周方向に沿った表面粗さＲａは、０．０３μｍであった。

（比較例１）
比較例１は、遊離砥粒によるラップ研磨を行い、複数の凸部の表面粗さＲａが０．０３μｍ程度となるように仕上げ加工を行い、表面テクスチャリング加工は行わないことで、基板保持部材を製造した。

（比較例２）
比較例２は、遊離砥粒によるラップ研磨を行い、複数の凸部の表面粗さＲａが０．０３μｍ程度となるように仕上げ加工を行い、テクスチャリング加工として、セラミックスピースの走査方向をＹ方向にのみ走査することで、基板保持部材を製造した。テクスチャリング加工後、測定した１２個の凸部におけるＸ方向に沿った表面粗さＲａは、０．１０μｍであった。

（比較例３）
比較例３は、遊離砥粒によるラップ研磨を行い、複数の凸部の表面粗さＲａが０．０３μｍ程度となるように仕上げ加工を行い、ラップ研磨後の複数の凸部の表面にＰＶＤ法により厚み０．５μｍのＤＬＣ膜からなる耐摩耗層を形成することで、基板保持部材を製造した。

実施例１の凸部の上端面および比較例１の凸部の上端面を光学顕微鏡で観察した。図１０（ａ）、（ｂ）は、それぞれ実施例１および比較例１の凸部の上端面の光学顕微鏡写真である。図１０に示されるように、実施例１の凸部の上端面には、径方向に沿った細溝が多数形成されていた。

（評価方法）
実施例および比較例により得られた基板保持部材を露光装置に据え付け、φ３００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのシリコンウエハ（基板）を複数回吸着することで評価を行なった。シリコンウエハの全体の形状をフィゾー型レーザー干渉計（Apre Instruments Inc.社製：S300HR(SCI)）を用いて吸着前と吸着後で比較し、Ｘ方向およびＹ方向の伸縮や変位の有無を確認した。

（評価結果）
実施例１から実施例４の基板保持部材は、Ｘ方向およびＹ方向に対する面内全体で基板の滑り、伸縮、変位が抑えられており、高い位置決め精度を有していることが確認された。

これに対し、表面テクスチャリング加工を行わなかった比較例１では、基板の滑り、伸縮、変位の抑制にバラツキがあり、位置決め精度の安定性に欠けていた。さらに、吸着動作解除後の基板離れ性が実施例に比較して悪く、スループット低下の影響もあった。

また、表面テクスチャリング加工として、セラミックスピースの走査方向をＹ方向にのみ走査した比較例２では、Ｙ方向のみに基板の滑り、伸縮、変位が認められ、高い位置決め精度を得ることはできなかった。

また、耐摩耗層を形成し、表面テクスチャリング加工を行わなかった比較例３では、基板の滑り、伸縮、変位の抑制にバラツキがあり、位置決め精度の安定性に欠けていた。また、滑り方向に指向性が確認されず、実施例と比較して大きく位置ズレする傾向がみられた。

なお、表面テクスチャリング加工により、複数の凸部の径方向の表面粗さＲａを０．１５μｍとした実施例３では、基板の滑り、伸縮、変位の抑制の効果は得られたが、経時的にパーティクルの発生が認められ、基板の平面精度が悪化することが確認された。すなわち、実施例１から２と比較して、基板保持部材としての寿命が短くなると推定される。

以上により、本発明の基板保持部材は、基板との低接触状態を維持しながら、基板の位置決め精度の向上を図ることができることが確かめられた。また、本発明の基板保持部材の製造方法は、そのような基板保持部材を製造できることが確かめられた。

本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形および均等物に及ぶことはいうまでもない。また、各図面に示された構成要素の構造、形状、数、位置、大きさ等は説明の便宜上のものであり、適宜変更しうる。

１０ 基体
１２ 上面
１６ 基体の中心
２０ 凸部
２２ 凸部の上端
２４ 凸部の上端面
３０ 基準面
４０ 環状凸部
４２ 環状凸部の上端
４４ 環状凸部の上端面
５０ 通気孔
１００ 基板保持部材
Ｗ 基板

Claims (6)

1. 基板保持部材であって、
   平板上の基体と、
   前記基体の上面から上方に突出して形成される複数の凸部と、を備え、
   前記凸部の上端面は、前記基体の周方向に形成された細溝を有することを特徴とする基板保持部材。
2. 前記凸部の上端面は、前記基体の径方向に沿った表面粗さＲａが前記基体の周方向に沿った表面粗さＲａと比較して大きいことを特徴とする請求項１に記載の基板保持部材。
3. 前記基体の中心を通り直交する２つの直線で前記上面を４つの領域に分割したとき、いずれの領域にも前記凸部の上端面の前記基体の径方向に沿った表面粗さＲａが前記基体の周方向に沿った表面粗さＲａと比較して大きい凸部が含まれることを特徴とする請求項２に記載の基板保持部材。
4. 前記凸部の上端面の前記基体の径方向に沿った表面粗さＲａが前記基体の周方向に沿った表面粗さＲａと比較して大きい前記凸部の前記基体の径方向に沿った表面粗さＲａは、０．０４μｍ以上０．１５μｍ未満であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の基板保持部材。
5. 前記凸部の上端面の少なくとも一部は、耐摩耗層で形成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板保持部材。
6. 基板保持部材の製造方法であって、
   セラミックス焼結体からなる平板上の基体を準備する基体準備工程と、
   前記基体の上面から突出する複数の凸部を形成する凸部形成工程と、
   前記複数の凸部の上端面をラップ加工するラップ加工工程と、
   前記複数の凸部の上端面を、径方向の表面粗さＲａが周方向の表面粗さＲａと比較して大きくなるようにテクスチャリング加工するテクスチャリング加工工程と、を含むことを特徴とする基板保持部材の製造方法。

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