JP7355512B2 - 溶射用マスキング材、静電チャック装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、溶射用マスキング材、およびそれを用いた静電チャック装置の製造方法に関する。

半導体ウエハを使用して半導体集積回路を製造する場合や、ガラス基板、フィルム等の絶縁性基板を使用した液晶パネルを製造する場合には、半導体ウエハ、ガラス基板、絶縁性基板等の基材を所定部位に吸着保持する必要がある。そのため、それらの基材を吸着保持するために、機械的方法によるメカニカルチャックや真空チャック等が用いられていた。しかしながら、これらの保持方法は、基材（被吸着体）を均一に保持することが困難である、真空中で使用することができない、試料表面の温度が上昇し過ぎる等の問題があった。そこで、近年、被吸着体の保持には、これらの問題を解決することができる静電チャック装置が用いられている。

静電チャック装置は、内部電極となる導電性支持部材と、それを被覆する誘電性材料からなる誘電層と、を主要部として備える。この主要部により被吸着体を吸着させることができる。静電チャック装置内の内部電極に電圧を印加して、被吸着体と導電性支持部材との間に電位差を生じさせると、誘電層の間に静電気的な吸着力が発生する。これにより、被吸着体は導電性支持部材に対しほぼ平坦に支持される。また、静電チャック装置の吸着面に、複数の凹凸部を形成し、この複数の凸部の上面により形成される面に被吸着体を吸着することで、溶射により誘電層の吸着面に微細な凹凸を形成する際に、被吸着体にパーティクルが付着することを抑制している。

特許文献１には、静電吸着面となるセラミックス誘電体層の表面を部分的に薄く削り取り、多数の凸凹を形成するディンプル加工を施すことが開示されている。特許文献１では、表面の幅８ｍｍの外周部と規則正しく配列された複数個の直径４ｍｍの円形部分をマスキングし、残りの部分をブラスト処理することにより、深さ２０μｍを削り取って段差を設けて、静電吸着面に、セラミックスの溶射時にパーティクルが付着することを抑制している。

特許文献２には、Ｓｉウエハの裏面のパーティクルは、Ｓｉウエハと静電チャック装置との接触部の接触面積が広いほど多くなるため、Ｓｉウエハと静電チャック装置の接触面積を小さくするために、静電チャック装置の吸着面に複数の凹凸部を形成することが開示されている。特許文献２では、静電吸着面に所定のパターンでマスキングした後、ブラスト加工を行い、複数の凹凸部を形成している。

特許文献３には、被処理部材の表面を、所定のパターン形状の開口部を有するマスキング材でマスキングした後、そのマスキング材を介して、溶射材を溶射して、溶射膜をパターニングすることが開示されている。

特開２００３－２６４２２３号公報 特開２００７－２０１０６８号公報 特開２０１７－１７７０２９号公報

特許文献３のマスキング材を用いて、溶射により、静電チャック装置の吸着面に、微細な凹凸を有する溶射膜を形成すると、マスキング材の開口部の内側面にも、溶射膜が形成されることがあった。マスキング材の開口部の内側面に形成された溶射膜は、静電チャック装置の吸着面に形成された溶射膜と繋がっていることがある。この状態で、マスキング材を除去すると、マスキング材の開口部の内側面に形成された溶射膜と静電チャック装置の吸着面に形成された溶射膜が一緒に剥がれてしまうという課題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、マスキング材の開口部の内側面に溶射膜が形成されることを抑制し、溶射終了後に、被処理面に形成された溶射膜を剥離することなく、マスキング材を容易に除去することができる溶射用マスキング材、およびそれを用いた静電チャック装置の製造方法を提供することを課題とする。

本発明は、以下の態様を有する。
［１］繊維層と、前記繊維層に積層された粘着層と、を少なくとも有する積層体からなり、前記積層体は厚さ方向に貫通する開口部を有する静電チャック装置用の溶射用マスキング材であって、前記開口部は、前記繊維層における前記粘着層とは反対側の面から、前記粘着層における前記繊維層とは反対側の面に、繊維層および粘着層が次第に拡径するテーパ部であり、前記テーパ部が前記開口部の内側面の全面にあることを特徴とする溶射用マスキング材。
［２］第１の絶縁性有機フィルムの表面に金属薄膜を形成した後、エッチングにより、前記金属薄膜をパターニングして内部電極を形成する工程と、前記内部電極の上面に、第２の接着剤層を介して、第２の絶縁性有機フィルムを貼着する工程と、前記第１の絶縁性有機フィルムの下面が基板の表面側となるように、前記第１の絶縁性有機フィルム、前記内部電極、前記第２の接着剤層および前記第２の絶縁性有機フィルムからなる積層体を、第１の接着剤層を介して、基板の表面に接合する工程と、前記積層体の外面全面を覆うように、セラミックス下地層を形成する工程と、前記セラミックス下地層の上面に、溶射用マスキング材を貼着し、該溶射用マスキング材を介して、前記セラミックス下地層の上面に、セラミックス表層を構成する材料を溶射して、凹凸を有するセラミックス表層を形成する工程と、を有し、前記溶射用マスキング材は、繊維層と、前記繊維層に積層された粘着層と、を少なくとも有する積層体からなり、前記積層体は厚さ方向に貫通する開口部を有し、前記開口部は、前記繊維層における前記粘着層とは反対側の面から、前記粘着層における前記繊維層とは反対側の面に、繊維層および粘着層が次第に拡径するテーパ部であることを特徴とする静電チャック装置の製造方法。

本発明によれば、マスキング材の開口部の内側面に溶射膜が形成されることを抑制し、溶射終了後に、被処理面に形成された溶射膜を剥離することなく、マスキング材を容易に除去することができる溶射用マスキング材、およびそれを用いた静電チャック装置の製造方法を提供することができる。

本発明の溶射用マスキング材の実施形態の概略構成を示す平面図である。 本発明の溶射用マスキング材の第１の実施形態の概略構成を示し、図１のＡ－Ａ線に沿う断面図である。 本発明の溶射用マスキング材の第２の実施形態の概略構成を示し、図１のＡ－Ａ線に沿う断面図である。 本発明の静電チャック装置の概略構成を示し、静電チャック装置の高さ方向に沿う断面図である。

以下、本発明を適用した実施形態の溶射用マスキング材、およびそれを用いた静電チャック装置の製造方法について説明する。なお、以下の説明で用いる図面において、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。
なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。

［溶射用マスキング材］
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の溶射用マスキング材の概略構成を示す平面図である。図２は、本発明の溶射用マスキング材の第１の実施形態の概略構成を示し、図１のＡ－Ａ線に沿う断面図である。
図１および図２に示すように、本実施形態の溶射用マスキング材１０は、繊維層２０と、繊維層２０に積層された粘着層３０と、を少なくとも有する積層体４０である。
積層体４０は、厚さ方向に貫通する複数の開口部４１を有する。開口部４１は、繊維層２０における粘着層３０とは反対側の面２０ａ（図１では積層体４０の上面４０ａ）から、粘着層３０における繊維層２０とは反対側の面３０ａ（図１では積層体４０の下面４０ｂ）に拡径する。

本実施形態では、図２に示すように、積層体４０の開口部４１は、繊維層２０における粘着層３０とは反対側の面２０ａから、粘着層３０における繊維層２０とは反対側の面３０ａに次第に拡径するテーパ部である。
積層体４０の上面４０ａにおける開口部４１の口径（開口径）ｄ１は、特に限定されず、後述するように、溶射により、セラミックス下地層の上面にセラミックス表層を形成する際に、セラミックス表層に設けられる凸部の大きさに応じて、適宜調整される。積層体４０の上面４０ａにおける開口部４１の口径ｄ１は、例えば、１００μｍ以上２０００μｍ以下であることが好ましい。

また、積層体４０の下面４０ｂにおける開口部４１の口径（開口径）ｄ２は、特に限定されず、後述するように、溶射により、セラミックス下地層の上面にセラミックス表層を形成する際に、セラミックス表層に設けられる凸部の大きさに応じて、適宜調整される。積層体４０の下面４０ｂにおける開口部４１の口径ｄ２は、例えば、１１０μｍ以上３０００μｍ以下であることが好ましい。

開口部４１を平面視した場合の形状は、特に限定されないが、後述する本実施形態の静電チャック装置の製造方法によって形成されるセラミックス表層１５２の凸部１５３の形状に応じて、適宜決定される。開口部４１を平面視した場合の形状としては、例えば、円形状、楕円形状、矩形状、正方形状等が挙げられる。

溶射用マスキング材１０は、典型的には、シート状である。ここで、本明細書にいう「シート」は、例えば、枚葉、ロール状、薄板状、帯状（ テープ状） 等の全ての形態を含む。

繊維層２０の厚さは、１０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましく、３０μｍ以上５０μｍ以下であることがさらに好ましい。繊維層２０の厚さが１０μｍ以上であれば、溶射する際の熱や衝撃に対しての緩和作用をより発揮でき、溶射物や粒子の粘着層３０への貫通を有効に防止できる。一方、繊維層２０の厚さが２００μｍ以下であれば、例えば、溶射の際の、物理的外力による溶射用マスキング材１０の縦方向の変形による悪影響を低減できる（形態安定性向上）とともに、被処理部材への追従性の向上を図ることができる。

繊維層２０としては、特に限定されず、例えば、樹脂繊維層、金属繊維層、紙層等が挙げられる。溶射用マスキング材１０の基材層として、一般的な樹脂フィルム層を用いるのではなく、繊維層２０を用いることにより、被処理部材から溶射用マスキング材１０を剥離した際の糊残りを効果的に防止することが可能となる。

繊維層２０は、好適には、単繊維と、フィブリル化繊維と、を組み合わせたものである。単繊維が存在する場合、溶射やブラスト等の外的応力に対して抵抗力を持たせることができる。特に、微細加工の場合、溶射金属等がマスキング材を貫通してしまう事態は望ましくなく、この観点から当該抵抗力を有することが好ましい。また、フィブリル化繊維が存在する場合、アンカー効果により、繊維層２０と粘着層３０との接合強度が高くなる。このため、処理後に被処理部材から溶射用マスキング材１０を剥離する際の、被処理部材上の糊残りを低減することが可能となる。

繊維層２０に用いられるフィブリル化繊維としては、例えば、木材繊維等の天然繊維や合成高分子繊維等が挙げられる。
木材繊維としては、例えば、針葉樹、広葉樹からなる、機械パルプ（ＭＰ）、化学パルプ（ＣＰ）、砕木パルプ（ＧＰ）、リファイナーグランドパルプ（ＲＧＰ）、ケミグランドパルプ（ＣＧＰ）、亜硫酸パルプ（ＳＰ）、ソーダパルプ（ＡＰ）、クラフトパルプ（ＫＰ）、セミケミカルパルプ（ＳＣＰ）等が挙げられる。これらのパルプは、未晒しパルプでも晒しパルプでもよい。

木材以外の天然繊維としては、例えば、木綿、わら、竹、エスパルト、バガス、リンター、マニラ麻、亜麻、麻、黄麻、雁皮等のパルプ化繊維が挙げられる。

合成高分子繊維としては、例えば、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等のオレフィン樹脂繊維等が挙げられる。その他、合成高分子繊維としては、例えば、ポリアセタール、ポリイミド、ポリ（パラフェニレンベンゾビスオキサゾール）（ＰＢＯ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂、スチレンおよびその共重合体、アクリル酸エステルおよびその共重合体等の合成繊維が挙げられる。これらの合成繊維としては、叩解機による繊維のフィブリル化を行ない、パルプ化したものを用いることができる。

叩解機としては、例えば、シングルディスクリファイナー（ＳＤＲ）、ダブルディスクリファイナー（ＤＤＲ）、ビーター等が用いられる。
繊維の叩解度は、カナダ標準濾水度（ＪＩＳ Ｐ ８１２１）で、７５０ＣＳＦ～１００ＣＳＦであることが好ましく、５００ＣＳＦ～２５０ＣＳＦあることがより好ましい。

フィブリル化繊維の繊維長は、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。なお、本実施形態では、物理強度が高いことから、木材繊維としては針葉樹が好ましい。

単繊維としては、例えば、ガラス繊維、アルミナ、ゼオライト等の無機繊維、銅、鉄、ステンレス等の金属繊維、アラミド繊維、ポリ（パラフェニレンベンゾビスオキサゾール）（ＰＢＯ）繊維等が挙げられる。これらのなかでも、耐熱の観点から、アラミド繊維が特に好ましい。

単繊維のカット長は、１ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが好ましく 、２ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることがより好ましい。
単繊維の繊維径は、１μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以上１５μｍ以下であることがより好ましい。

繊維層２０における単繊維の含有量は、フィブリル化繊維１００質量部に対して、１０質量部以上５００質量部以下であることが好ましく、５０質量部以上４００質量部以下であることがより好ましく、１００質量部以上４００質量部以下であることがさらに好ましい。

粘着層３０の厚さは、５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上４０μｍ以下であることがより好ましい。
粘着層３０の厚さが５μｍ以上であれば、被処理部材に対して十分な貼付強度を担保できる。一方、粘着層３０の厚さが５０μｍ以下であれば、溶射用マスキング材１０を剥離した後の糊残りをより抑制することができるとともに、粘着層３０が変形することに伴う位置づれを有効に防止することが可能になる。

粘着層３０は、水再溶解性または水再分散性である。すなわち、粘着層３０は、一般的に水再溶解性または水再分散性と称される性質同様、基材に粘着層成分が付着したとしても、水により容易に除去できる性質を有する。粘着層３０としては、例えば、２５℃ の水に５分間浸した場合に９０質量％以上が溶解または分散して固形分として残らないものが好ましい。このような粘着層３０を構成する主成分（全粘着剤質量を基準として、５０質量％以上、好適には７０質量％以上）は、特に限定されないが、例えば、水溶性ポリマーや水膨潤性ポリマーである。

ここで、水溶性ポリマーや水膨潤性ポリマーとしては、例えば、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、アセトアミド基、水酸基、アンモニウム基、スルホン酸基を有する単量体の単独重合体または共重合体等が挙げられる。具体的には、例えば、Ｎ－ビニル－２－ピロリドン－ 酢酸ビニル共重合体、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、酢酸ビニル－アクリル酸共重合体、ポリアクリルアミド、ポリビニルアセトアミド、アルギン酸、セルロースおよびその誘導体（カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等）が挙げられる。

なお、粘着層３０の主成分は、ポリマーに限定されず、無機材料（例えば、炭酸カルシウム等）であってもよい。
ここで、熱処理を行なう用途（例えば、金属やセラミックの溶射）においては、粘着層３０として好適な材料は、熱分解度が３００℃以上のポリマー、例えば、ポリビニルアセトアミドである。
なお、熱分解温度は、セイコーインスツル社製ＴＧ／Ｄ ＴＡ６２００を用いて、窒素雰囲気下での５％重量減少温度を測定した値とする。

粘着層３０は、主成分に加えて、他の添加剤を含有していてもよい。
例えば、主成分のポリマーが粘着性を有していない場合や粘着性が弱い場合には、粘着層３０が、保湿剤（例えば、グリセリン）を含有することが好ましい。この場合、保湿剤の含有量は、全粘着層の質量を基準として、１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、２質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。保湿剤の含有量が前記の範囲内であると、粘着層３０が適度に柔らかくなり、かつ形状保持性に優れるとともに、被処理部材に溶射用マスキング材１０を固定させるのに十分なタック性を担保することが可能となる。

本実施形態の溶射用マスキング材１０は、繊維層２０における粘着層３０とは反対側の面２０ａ（図１では積層体４０の上面４０ａ）に保護層（図示略）を設けてもよい。
保護層は、溶射処理やブラスト処理といった繊維層２０への物理的な衝撃を緩和する目的で設けられる。

保護層の形成に用いられる樹脂としては、アクリル系樹脂やポリウレタン系樹脂等の汎用樹脂の他に、水再溶解性または水再分散性の樹脂が挙げられる。被処理部材の面処理後の溶射用マスキング材１０を剥離する際には、繊維層２０の繊維間の隙間より水が浸入して溶射用マスキング材１０を剥離できるが、剥離の容易さを考慮すると、水再溶解性または水再分散性の樹脂を用いることが好ましい。

本実施形態の溶射用マスキング材１０は、繊維層２０と粘着層３０を少なくとも有する積層体４０が、厚さ方向に貫通する複数の開口部４１を有し、開口部４１が、繊維層２０における粘着層３０とは反対側の面２０ａから、粘着層３０における繊維層２０とは反対側の面３０ａに次第に拡径するテーパ部である。そのため、後述する本実施形態の静電チャック装置の製造方法に、本実施形態の溶射用マスキング材１０を用いた場合、溶射用マスキング材１０（積層体４０）の開口部４１の内側面４１ａに溶射膜が形成されることを抑制し、溶射終了後に、被処理面に形成された溶射膜を剥離することなく、溶射用マスキング材１０を容易に除去することができる。

（第２の実施形態）
図３は、本発明の溶射用マスキング材の第２の実施形態の概略構成を示し、図１のＡ－Ａ線に沿う断面図である。
なお、図３において、図２に示した第１の実施形態の溶射用マスキング材と同一の構成には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
図１および図３に示すように、本実施形態の溶射用マスキング材１０は、繊維層２０と、繊維層２０に積層された粘着層３０と、を少なくとも有する積層体５０である。
積層体５０は、厚さ方向に貫通する複数の開口部５１を有する。開口部５１は、繊維層２０における粘着層３０とは反対側の面２０ａ（図３では積層体５０の上面５０ａ）から、粘着層３０における繊維層２０とは反対側の面３０ａ（図３では積層体５０の下面５０ｂ）に拡径する。

本実施形態では、図３に示すように、積層体５０の開口部５１は、粘着層３０における繊維層２０とは反対側の面３０ａから粘着層３０側（繊維層２０側）に窪む凹部である。
積層体５０の上面５０ａにおける開口部５１の口径（開口径）ｄ３は、特に限定されず、後述するように、溶射により、セラミックス下地層の上面にセラミックス表層を形成する際に、セラミックス表層に設けられる凸部の大きさに応じて、適宜調整される。積層体５０の上面５０ａにおける開口部５１の口径ｄ３は、例えば、１００μｍ以上２０００μｍ以下であることが好ましい。

また、積層体５０の下面５０ｂにおける開口部５１の口径（開口径）ｄ４は、特に限定されず、後述するように、溶射により、セラミックス下地層の上面にセラミックス表層を形成する際に、セラミックス表層に設けられる凸部の大きさに応じて、適宜調整される。積層体５０の下面５０ｂにおける開口部５１の口径ｄ４は、例えば、１１０μｍ以上３０００μｍ以下であることが好ましい。

本実施形態の溶射用マスキング材１０は、繊維層２０と粘着層３０を少なくとも有する積層体５０が、厚さ方向に貫通する複数の開口部５１を有し、開口部５１が、粘着層３０における繊維層２０とは反対側の面３０ａから繊維層２０側に窪む凹部である。そのため、後述する本実施形態の静電チャック装置の製造方法に、本実施形態の溶射用マスキング材１０を用いた場合、溶射用マスキング材１０（積層体５０）の開口部５１の内側面５１ａに溶射膜が形成されることを抑制し、溶射終了後に、被処理面に形成された溶射膜を剥離することなく、溶射用マスキング材１０を容易に除去することができる。

［溶射用マスキング材の製造方法］
本実施形態の溶射用マスキング材１０の製造方法は、特に限定されず、一般の積層体（基材／粘着層）の製造方法であってもよい。本実施形態の溶射用マスキング材１０の製造方法は、例えば、粘着層を構成する成分を含有する液状組成物を繊維シートにコーティングして粘着層を形成する塗布工程を有する。
ここで、塗布工程において、前記液状組成物を塗布する方法としては、例えば、ロールコーター、エアナイフコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、リバースコーター、バーコーター、コンマコーター、ディップ・スクイズコーター、ダイコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、シルクスクリーンコーター法、ディップ法、スプレー法、スピナー法等の慣用のコーティング法が挙げられる。これらのコーティング法のなかでも、ブレードコーター、バーコーター法やグラビアコーター法等が汎用される。

また、本実施形態の溶射用マスキング材１０の製造方法は、例えば、粘着層が積層された離型シートから、粘着層を基材に転写する工程を有する。具体的には、本実施形態の溶射用マスキング材１０の製造方法は、粘着剤を構成する成分を含有する液状組成物を離型シートに塗布する工程と、基材の片面と粘着層とが接触するように、粘着層が積層された離型シートを、基材に貼り合わせる工程と、を有する。

［溶射用マスキング材の加工方法］
溶射用マスキング材１０の打ち抜き方法、すなわち、積層体４０，５０に開口部４１，５１を形成する方法としては、特に限定されず、打ち抜き型、ナイフ、ハサミ、超音波カッター等のカッター、ウォータージェット、レーザー光線等が挙げられる。なお、溶射用マスキング材１０が、配線パターンのような微細加工を行うために用いられる場合には、レーザー光線により打ち抜きを行うことが好ましい。特に、本実施形態の溶射用マスキング材１０は、レーザー光線による打ち抜き加工性に優れる。また、積層体４０，５０に開口部４１，５１を形成する際には、粘着層３０における繊維層２０とは反対側の面３０ａから繊維層２０側に向かって、打ち抜き方法を行う。

［静電チャック装置］
図４は、本実施形態の静電チャック装置の概略構成を示し、静電チャック装置の高さ方向に沿う断面図である。
図４に示すように、本実施形態の静電チャック装置１００は、基板１１０と、複数の内部電極１２０と、接着剤層１３０と、絶縁性有機フィルム１４０と、セラミックス層１５０と、を備える。詳細には、図４に示すように、本実施形態の静電チャック装置１００は、基板１１０と、第１の内部電極１２１と、第２の内部電極１２２と、第１の接着剤層１３１と、第２の接着剤層１３２と、第１の絶縁性有機フィルム１４１と、第２の絶縁性有機フィルム１４２と、セラミックス層１５０と、を備える。

本実施形態の静電チャック装置１００では、基板１１０の表面（基板１１０の厚さ方向の上面）１１０ａにて、第１の接着剤層１３１と、第１の絶縁性有機フィルム１４１と、第１の内部電極１２１および第２の内部電極１２２と、第２の接着剤層１３２と、第２の絶縁性有機フィルム１４２と、セラミックス層１５０とがこの順に積層されている。

内部電極１２０の厚さ方向の両面（内部電極１２０の厚さ方向の上面１２０ａ、内部電極１２０の厚さ方向の下面１２０ｂ）側にそれぞれ絶縁性有機フィルム１４０が設けられている。詳細には、第１の内部電極１２１の厚さ方向の上面１２１ａ側および第２の内部電極１２２の厚さ方向の上面１２２ａ側に、第２の絶縁性有機フィルム１４２が設けられている。また、第１の内部電極１２１の厚さ方向の下面１２１ｂ側および第２の内部電極１２２の厚さ方向の下面１２２ｂ側に、第１の絶縁性有機フィルム１４１が設けられている。

少なくとも内部電極１２０および絶縁性有機フィルム１４０を含む積層体１０２の厚さ方向の上面１０２ａ（第２の絶縁性有機フィルム１４２の上面１４２ａ）に、セラミックス層１５０が積層されている。

図４に示すように、セラミックス層１５０は、積層体１０２の外面（積層体１０２の上面１０２ａ、側面（積層体１０２の厚さ方向に沿う面、第１の接着剤層１３１の側面、第２の接着剤層１３２の側面、第１の絶縁性有機フィルム１４１の側面、および、第２の絶縁性有機フィルム１４２の側面）１０２ｂ全面を覆うことが好ましい。

図４に示すように、セラミックス層１５０は、セラミックス下地層１５１と、セラミックス下地層１５１の上面（セラミックス下地層１５１の厚さ方向の上面）１５１ａに形成され、凹凸を有するセラミックス表層１５２と、を有することが好ましい。

第１の内部電極１２１および第２の内部電極１２２は、第１の絶縁性有機フィルム１４１または第２の絶縁性有機フィルム１４２に接していてもよい。また、第１の内部電極１２１および第２の内部電極１２２は、図４に示すように、第２の接着剤層１３２の内部に形成されていてもよい。第１の内部電極１２１および第２の内部電極１２２の配置は、適宜設計することができる。

第１の内部電極１２１と第２の内部電極１２２は、それぞれ独立しているため、同一極性の電圧を印加するだけではなく、極性の異なる電圧を印加することもできる。第１の内部電極１２１および第２の内部電極１２２は、導電体、半導体および絶縁体等の被吸着体を吸着することができれば、その電極パターンや形状は特に限定されない。また、第１の内部電極１２１のみが単極として設けられていてもよい。

基板１１０としては、特に限定されないが、セラミックス基板、炭化ケイ素基板、アルミニウムやステンレス等からなる金属基板等が挙げられる。

内部電極１２０としては、電圧を印加した際に静電吸着力を発現できる導電性物質からなるものであれば特に限定されない。内部電極１２０としては、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、白金、クロム、ニッケル、タングステン等の金属からなる薄膜、および前記の金属から選択される少なくとも２種の金属からなる薄膜が好適に用いられる。このような金属の薄膜としては、蒸着、メッキ、スパッタリング等により成膜されたものや、導電性ペーストを塗布乾燥して成膜されたもの、具体的には、銅箔等の金属箔が挙げられる。

第２の接着剤層１３２の厚さが、内部電極１２０の厚さよりも大きくなっていれば、内部電極１２０の厚さは特に限定されない。内部電極１２０の厚さは、２０μｍ以下であることが好ましい。内部電極１２０の厚さが、２０μｍ以下であれば、第２の絶縁性有機フィルム１４２を形成する際に、その上面１４２ａに凹凸が生じ難い。その結果、第２の絶縁性有機フィルム１４２上にセラミックス層１５０を形成する際や、セラミックス層１５０を研磨する際に、不良が生じ難い。

内部電極１２０の厚さは、１μｍ以上であることが好ましい。内部電極１２０の厚さが１μｍ以上であれば、内部電極１２０と、第１の絶縁性有機フィルム１４１または第２の絶縁性有機フィルム１４２とを接合する際に、十分な接合強度が得られる。

第１の内部電極１２１と第２の内部電極１２２に、極性の異なる電圧を印加する場合、隣接する第１の内部電極１２１と第２の内部電極１２２の間隔（内部電極１２０の厚さ方向と垂直な方向の間隔）は、２ｍｍ以下であることが好ましい。第１の内部電極１２１と第２の内部電極１２２の間隔が２ｍｍ以下であれば、第１の内部電極１２１と第２の内部電極１２２の間に十分な静電力が発生し、十分な吸着力が発生する。

内部電極１２０から被吸着体までの距離、すなわち、第１の内部電極１２１の上面１２１ａおよび第２の内部電極１２２の上面１２２ａからセラミックス表層１５２上に吸着される被吸着体までの距離（第１の内部電極１２１の上面１２１ａおよび第２の内部電極１２２の上面１２２ａ上に存在する、第２の接着剤層１３２、第２の絶縁性有機フィルム１４２、セラミックス下地層１５１およびセラミックス表層１５２の厚さの合計）は、０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であることが好ましい。内部電極１２０から被吸着体までの距離が０．０５ｍｍ以上であれば、第２の接着剤層１３２、第２の絶縁性有機フィルム１４２、セラミックス下地層１５１およびセラミックス表層１５２からなる積層体の絶縁性を確保することができる。一方、内部電極１２０から被吸着体までの距離が０．１５ｍｍ以下であれば、十分な吸着力が発生する。

接着剤層１３０を構成する接着剤としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、スチレン系ブロック共重合体、ポリアミド樹脂、アクリロニトリル－ブタジエン共重合体、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、アミン化合物、ビスマレイミド化合物等から選択される１種または２種以上の樹脂を主成分とする接着剤が用いられる。

エポキシ樹脂としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、トリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラグリシジルフェノールアルカン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジグリシジルジフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジグリシジルビフェニル型エポキシ樹脂等の２官能基または多官能エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましい。ビスフェノール型エポキシ樹脂の中でも、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が特に好ましい。また、エポキシ樹脂を主成分とする場合、必要に応じて、イミダゾール類、第３アミン類、フェノール類、ジシアンジアミド類、芳香族ジアミン類、有機過酸化物等のエポキシ樹脂用の硬化剤や硬化促進剤を配合することもできる。

フェノール樹脂としては、アルキルフェノール樹脂、ｐ－フェニルフェノール樹脂、ビスフェノールＡ型フェノール樹脂等のノボラックフェノール樹脂、レゾールフェノール樹脂、ポリフェニルパラフェノール樹脂等が挙げられる。

スチレン系ブロック共重合体としては、スチレン－ブタジエン－スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、スチレン－エチレン－プロピレン－スチレン共重合体（ＳＥＰＳ）等が挙げられる。

絶縁性有機フィルム１４０を構成する材料としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル類、ポリエチレン等のポリオレフィン類、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、トリアセチルセルロース、シリコーンゴム、ポリテトラフルオロエチレン等が用いられる。これらの中でも、絶縁性に優れることから、ポリエステル類、ポリオレフィン類、ポリイミド、シリコーンゴム、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリテトラフルオロエチレンが好ましく、ポリイミドがより好ましい。ポリイミドフィルムとして、例えば、東レ・デュポン社製のカプトン（商品名）、宇部興産社製 のユーピレックス（商品名）等が用いられる。

絶縁性有機フィルム１４０の厚さは、特に限定されないが、１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、２５μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。絶縁性有機フィルム１４０の厚さが１０μｍ以上であれば、絶縁性を確保することができる。一方、絶縁性有機フィルム１４０の厚さが１００μｍ以下であれば、十分な吸着力が発生する。

セラミックス層１５０を構成する材料としては、特に限定されず、例えば、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化スズ、酸化インジウム、石英ガラス、ソーダガラス、鉛ガラス、硼珪酸ガラス、窒化ジルコニウム、酸化チタン等が用いられる。これらの材料は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
これらの材料は、平均粒子径が１μｍ以上２５μｍ以下の粉体であることが好ましい。このような粉体を用いることにより、セラミックス層１５０の空隙を減少させ、セラミックス層１５０の耐電圧を向上させることができる。

セラミックス下地層１５１の厚さは、１０μｍ以上８０μｍ以下であることが好ましく、２５μｍ～５０μｍであることがより好ましい。セラミックス下地層１５１の厚さが１０μｍ以上であれば、十分な耐プラズマ性および耐電圧性を示す。一方、セラミックス下地層１５１の厚さが８０μｍ以下であれば、十分な吸着力が発生する。

セラミックス表層１５２の厚さは、５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。セラミックス表層１５２の厚さが５μｍ以上であれば、セラミックス表層１５２の全域にわたって、凹凸を形成できる。一方、セラミックス表層１５２の厚さが２０μｍ以下であれば、十分な吸着力が発生する。

セラミックス表層１５２は、その表面を研磨することによって、その吸着力を向上することができ、その表面の凹凸を表面粗さＲａとして調整することができる。
ここで、表面粗さＲａとは、ＪＩＳ Ｂ０６０１－１９９４に規定される方法により測定した値を意味する。

セラミックス表層１５２の表面粗さＲａは、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下であることが好ましい。セラミックス表層１５２の表面粗さＲａが前記の範囲内であれば、被吸着体を良好に吸着することができる。セラミックス表層１５２の表面粗さＲａが大きくなると、被吸着体とセラミックス表層１５２との接触面積が小さくなるため、吸着力も小さくなる。

以上説明した本実施形態の静電チャック装置１００においては、複数の内部電極１２０と、内部電極１２０の厚さ方向の両面側に設けられた絶縁性有機フィルム１４０と、少なくとも内部電極１２０および絶縁性有機フィルム１４０を含む積層体１０２の厚さ方向の上面１０２ａに積層されたセラミックス層１５０と、を備える。したがって、少なくとも積層体１０２の厚さ方向の上面１０２ａ側において、耐プラズマ性および耐電圧性が向上し、使用中の異常放電を抑制することができる。そのため、本実施形態の静電チャック装置１００は、吸着性にも優れる。

本実施形態の静電チャック装置１００において、セラミックス層１５０が、積層体１０２の外面全面を覆っていれば、積層体１０２の上面１０２ａ側および側面１０２ｂ側において、耐プラズマ性および耐電圧性が向上し、使用中の異常放電を抑制することができる。そのため、本実施形態の静電チャック装置１００は、より吸着性にも優れる。

本実施形態の静電チャック装置１００において、セラミックス層１５０が、セラミックス下地層１５１と、セラミックス下地層１５１の上面１５１ａに形成され、凹凸を有するセラミックス表層１５２と、を有することにより、吸着力を向上することができる。

本実施形態の静電チャック装置１００において、絶縁性有機フィルム１４０が、ポリイミドフィルムであることにより、耐電圧性が向上する。

［静電チャックの製造方法］
図４を参照して、本実施形態の静電チャック装置１００の製造方法を説明する。
第１の絶縁性有機フィルム１４１の表面（第１の絶縁性有機フィルム１４１の厚さ方向の上面）１４１ａに、銅等の金属を蒸着して、金属の薄膜（金属薄膜）を形成する。その後、エッチングを行って、金属の薄膜を所定の形状にパターニングして、第１の内部電極１２１と第２の内部電極１２２を形成する。

次いで、内部電極１２０の上面１２０ａに、第２の接着剤層１３２を介して、第２の絶縁性有機フィルム１４２を貼着する。

次いで、第１の絶縁性有機フィルム１４１の下面（第１の絶縁性有機フィルム１４１の厚さ方向の下面）１４１ｂが基板１１０の表面１１０ａ側となるように、第１の絶縁性有機フィルム１４１、内部電極１２０、第２の接着剤層１３２および第２の絶縁性有機フィルム１４２からなる積層体を、第１の接着剤層１３１を介して、基板１１０の表面１１０ａに接合する。

次いで、第１の絶縁性有機フィルム１４１、内部電極１２０、第２の接着剤層１３２および第２の絶縁性有機フィルム１４２からなる積層体の外面全面を覆うように、セラミックス下地層１５１を形成する。
セラミックス下地層１５１を形成する方法は、例えば、セラミックス下地層１５１を構成する材料を含むスラリーを前記の積層体１０２の外面全面に塗布し、焼結してセラミックス下地層１５１を形成する方法、セラミックス下地層１５１を構成する材料を前記の積層体１０２の外面全面に溶射してセラミックス下地層１５１を形成する方法等が挙げられる。
ここで、溶射とは、被膜（本実施形態では、セラミックス下地層１５１）となる材料を加熱溶融後、圧縮ガスを用いて被処理体へ射出することにより成膜する方法のことである。

次いで、セラミックス下地層１５１の上面１５１ａに、上述の本実施形態の溶射用マスキング材１０を貼着し、溶射用マスキング材１０を介して、セラミックス下地層１５１の上面１５１ａに、セラミックス表層１５２を構成する材料を溶射して、凹凸を有するセラミックス表層１５２を形成する。すなわち、セラミックス下地層１５１の上面１５１ａに、上述の溶射用マスキング材１０を介して、セラミックス表層１５２を構成する材料を溶射することにより、間隔を置いて、複数の凸部１５３を形成することにより、結果として、凹凸を有するセラミックス表層１５２を形成する。

以上の工程により、本実施形態の静電チャック装置１００を作製することができる。

本実施形態の静電チャック装置の製造方法によれば、セラミックス下地層１５１の上面１５１ａに、本実施形態の溶射用マスキング材１０を貼着し、溶射用マスキング材１０を介して、セラミックス下地層１５１の上面１５１ａに、セラミックス表層１５２を構成する材料を溶射して、凹凸を有するセラミックス表層１５２を形成するため、溶射用マスキング材１０（積層体４０，５０）の開口部４１，５１の内側面４１ａ，５１ａに溶射膜が形成されることを抑制し、溶射終了後に、被処理面に形成された溶射膜を剥離することなく、溶射用マスキング材１０を容易に除去することができる。従って、本実施形態の静電チャック装置の製造方法によって得られた静電チャック装置は、その表面（セラミックス表層上）に被吸着体を吸着させるために十分な吸着力を有するものとなる。

以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［実施例］
「溶射用マスキング材の作製」
アラミド単繊維（繊維長３ｍｍ、繊維径３μｍ）と、ポリエチレンテレフタレート単繊維（繊維長３ｍｍ、繊維径３μｍ）と、アラミドパルプ繊維（商品名：トワロン、帝人社製）とを、質量比で、２：１：１となるように配合し、湿式抄紙法により製造した、厚さ５０μｍの複合繊維からなる基材の一方の面に、粘着層として、厚さ２０μｍとなるようにデンプン糊を塗工し、基材と粘着層から構成される積層体を得た。
次に、上記積層体の粘着層側から、レーザーにより、規則正しく配列された直径３００μｍの円形からなり、積層体を厚さ方向に貫通する開口部を複数形成し、実施例の溶射用マスキング材を得た。積層体に形成した開口部は、複合繊維における粘着層とは反対側の面から、粘着層における複合繊維とは反対側の面に次第に拡径するテーパ部であった。

「静電チャック装置」
絶縁層としての膜厚５０μｍのポリイミドフィルム（商品名：カプトン、東レ・デュポン社製）の片面に、メッキにより、厚さ５μｍの銅薄膜を形成した。
次に、銅薄膜の表面にフォトレジストを塗布した後、パターン露光した後に現像処理を行い、エッチングにより不要な銅薄膜を除去した。
その後、ポリイミドフィルム上の銅薄膜を洗浄することにより、フォトレジストを除去し、内部電極を形成した。
次に、その内部電極上に、接着剤層として、乾燥および加熱により半硬化させた絶縁性接着剤シート（ｏ－クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、商品名：ＥＯＣＮ－１０２０、日本化薬社製、３５質量部、ノボラックフェノール樹脂、商品名：マルカリンカーＭ、丸善石油化学社製、１５質量部、アクリロニトリル－ブタジエン共重合体、商品名：１００１、日本ゼオン社製、５０質量部、ジシアンジアミド、０．２質量部を適量のテトラヒドロフランに混合溶解したもの）を積層した後、さらに、絶縁性有機フィルムとして、膜厚５０μｍのポリイミドフィルム（商品名：カプトン、東レ・デュポン社製）を貼着し、熱処理により、内部電極上に接着剤層を接着させた。なお、乾燥後の絶縁性接着剤シートの厚さは２０μｍであった。
さらに、絶縁性有機フィルムであるポリイミドフィルム上に、別の接着剤層として、乾燥および加熱により半硬化させた絶縁性接着剤シート（ｏ－クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、商品名：ＥＯＣＮ－１０２０、日本化薬社製、３５質量部、ノボラックフェノール樹脂、商品名：マルカリンカーＭ、丸善石油化学社製、１５質量部、アクリロニトリル－ブタジエン共重合体、商品名：１００１、日本ゼオン社製、５０質量部、ジシアンジアミド、０．２質量部を適量のテトラヒドロフランに混合溶解したもの）を積層し、アルミニウム製の基板を貼着させ、熱処理により、別の接着剤層にアルミニウム製の基板を接着させた。なお、乾燥後の絶縁性接着剤シートの厚さは２０μｍであった。
上記の構成の積層体において、絶縁性有機フィルムに用いたポリイミドフィルムの表面をサンドブラスト処理することで表面を粗くした後、酸化アルミニウムをプラズマ溶射することにより、ポリイミドフィルム上にセラミックス下地層を形成した。
次に、セラミックス下地層の上面に、上記の溶射用マスキング材の粘着層を貼着した。
次に、溶射用マスキング材を介して、セラミックス下地層の上面に酸化アルミニウムをプラズマ溶射した。
その後、セラミックス下地層から溶射用マスキング材を剥がして、溶射用マスキング材のパターン状に対応する凹凸を有するセラミックス表層が形成された実施例の静電チャック装置を得た。

「評価」
得られた静電チャック装置の表面（セラミックス表層）を走査型電子顕微鏡で観察した結果、溶射用マスキング材のパターン状に対応する凹凸が正確に形成され、セラミックス表層を形成する溶射膜が剥がれていないことが確認された。
また、真空下（１０Ｐａ以下）にて静電チャック装置の表面（セラミックス表層上）に、被吸着体として無アルカリガラス（縦１００ｃｍ×横１００ｃｍ×厚さ０．７ｍｍ）を吸着させ、内部電極に±３ｋＶの電圧を印加した後、３０秒間保持させた。電圧を印加した状態のままガラスを垂直方向に引き上げた。その結果、吸着力が１０００Ｐａ以上であり、実施例の静電チャック装置は、十分な吸着力を有していることが確認された。

［比較例］
実施例にて作製した積層体の複合繊維側から、レーザーにより、規則正しく配列された直径３００μｍの円形からなり、積層体を厚さ方向に貫通する開口部を複数形成し、比較例の溶射用マスキング材を得た。
その溶射用マスキング材を用いたこと以外は、実施例と同様にして、比較例の静電チャック装置を得た。
実施例と同様にして、得られた静電チャック装置の表面（セラミックス表層）を走査型電子顕微鏡で観察した結果、溶射膜の一部が剥がれており、溶射用マスキング材のパターン状に対応する凹凸形状を有する溶射膜が形成されていないことが確認された。

本発明の溶射用マスキング材、およびそれを用いた静電チャック装置の製造方法によれば、溶射用マスキング材の開口部の内側面に溶射膜が形成されることを抑制し、溶射終了後に、被処理面に形成された溶射膜を剥離することなく、溶射用マスキング材を容易に除去することができる。従って、本発明の溶射用マスキング材、およびそれを用いた静電チャック装置の製造方法によれば、被吸着体の吸着力に優れる静電チャック装置が得られる。

１０ 溶射用マスキング材
２０ 繊維層
３０ 粘着層
４０，５０ 積層体
４１，５１ 開口部
１００ 静電チャック装置
１０２ 積層体
１１０ 基板
１２０ 内部電極
１２１ 第１の内部電極
１２２ 第２の内部電極
１３０ 接着剤層
１３１ 第１の接着剤層
１３２ 第２の接着剤層
１４０ 絶縁性有機フィルム
１４１ 第１の絶縁性有機フィルム
１４２ 第２の絶縁性有機フィルム
１５０ セラミックス層
１５１ セラミックス下地層
１５２ セラミックス表層

Claims (2)

1. 繊維層と、前記繊維層に積層された粘着層と、を少なくとも有する積層体からなり、
   前記積層体は厚さ方向に貫通する開口部を有する静電チャック装置用の溶射用マスキング材であって、
   前記開口部は、前記繊維層における前記粘着層とは反対側の面から、前記粘着層における前記繊維層とは反対側の面に、繊維層および粘着層が次第に拡径するテーパ部であり、
   前記テーパ部が前記開口部の内側面の全面にあることを特徴とする溶射用マスキング材。
2. 第１の絶縁性有機フィルムの表面に金属薄膜を形成した後、エッチングにより、前記金属薄膜をパターニングして内部電極を形成する工程と、
   前記内部電極の上面に、第２の接着剤層を介して、第２の絶縁性有機フィルムを貼着する工程と、
   前記第１の絶縁性有機フィルムの下面が基板の表面側となるように、前記第１の絶縁性有機フィルム、前記内部電極、前記第２の接着剤層および前記第２の絶縁性有機フィルムからなる積層体を、第１の接着剤層を介して、基板の表面に接合する工程と、
   前記積層体の外面全面を覆うように、セラミックス下地層を形成する工程と、
   前記セラミックス下地層の上面に、溶射用マスキング材を貼着し、該溶射用マスキング材を介して、前記セラミックス下地層の上面に、セラミックス表層を構成する材料を溶射して、凹凸を有するセラミックス表層を形成する工程と、を有し、
   前記溶射用マスキング材は、繊維層と、前記繊維層に積層された粘着層と、を少なくとも有する積層体からなり、
   前記積層体は厚さ方向に貫通する開口部を有し、
   前記開口部は、前記繊維層における前記粘着層とは反対側の面から、前記粘着層における前記繊維層とは反対側の面に、繊維層および粘着層が次第に拡径するテーパ部であることを特徴とする静電チャック装置の製造方法。

Images