JPWO2007013619A1 - 試料保持具とこれを用いた試料吸着装置およびこれを用いた試料処理方法 - Google Patents

Abstract

試料保持具が、基体と、該基体の上面から突設された複数の凸部と、該各凸部に対応する複数の曲面部を有し、前記曲面部の下面凹部を前記凸部の先端部に当接するとともに、前記曲面部の上面凸部で試料を支持する少なくとも１つの保持板と、を有することにより、試料は保持板の曲面部にて支持されるので、試料との接触面積が非常に小さく、試料と曲面部との接触部における尖角部やキズ等が大幅に削減できる。その結果、試料の摩耗によるパーティクル発生やパーティクルがキズや空孔内部に入り込み散発的に試料に再付着することがない。

Description

本発明は、例えば半導体製造に用いられる半導体ウエハや液晶製造に用いられる液晶プレートなどの試料の製造工程で、それらが搬送される試料保持具とこれを用いた試料吸着装置およびこれを用いた試料処理方法に関する。

半導体の製造工程において、シリコン等を原料とする半導体ウエハなどの試料は製造装置や検査装置の試料台上に複数回保持される。試料台に試料を保持する方法は、製造工程の種類に応じて様々な装置、保持方法が提案されている。試料を保持する工程には、例えば、試料をキズの無い鏡面に研磨する工程、波長を揃えた光や電子線により試料上に塗布されたレジストと呼ばれる感光材を部分的に感光させる工程、その感光されたレジストを取り除く工程、そして各工程を終えた試料を検査する工程等がある。また、試料を保持する試料台の周囲は大気の他、窒素や酸素等の特殊な気体（ガス）雰囲気の他、その圧力も大気圧である1×１０⁵Ｐａから高真空と呼ばれる１×１０^-7Ｐａと多岐にわたる。

従来の試料吸着装置は、これら種々の工程や各雰囲気の多様性に対応して、耐食性の高い試料保持具の材質の選択、試料を保持するための作用力をバネ等の機械的な力、気体の差圧力、又は静電気力からの選択していた。

しかしながら、最近の半導体製造装置は、更なる微細化、高密度化の進展にともない、試料を保持する際に試料と試料保持具との間に起こる摩擦摩耗により発生するパーティクルの試料への付着、試料保持具の表面に存在するキズ等に入り込んだパーティクルの振動等の外力による試料への再付着等、様々な問題が認識されてきた。

これらの問題に対し、従来より試料と試料保持具の接触面積を小さくすることで摩耗を低減する方法や、試料との接触部のエッジを曲線形状に面取りする方法、さらに接触部や接触部以外の試料保持具の表面のキズや空孔を砥粒や超音波を用いて研磨する方法が用いられてきた。

例えば、特許文献１では、セラミックスからなる基台の一主面に凹欠部を有し、該凹欠部の底面に複数の突起を備えた真空吸着装置が提案されている。この突起は、例えば、根本部から先端に向かって先細り状をした円錐台、角錐台、半球、あるいは径の異なる円柱を積み合わせた形状として、突起の先端面の面積を極力小さくすることや、先端面の幅を０．１ｍｍとすることにより、試料との接触によるパーティクルやコンタミネーションの発生を大幅に低減することが示されている。

また、特許文献２では、試料を保持する固定面は突起または溝が形成され凹凸面を成し、凹凸面の凸部の頂面および側面と、凹凸面の凹部の底面とが共に研磨されている試料吸着装置が提案されている。この試料吸着装置は、凸部の周縁はその断面形状が曲線形状であること、さらに、凹部に存在するキズや空孔を取り除くことが特徴とされている。その効果として、試料の固定面と試料との接触部分において尖角部が減少し、摩耗によるパーティクル発生が抑制されること、また、試料着脱時等の外力によってパーティクルがキズや空孔から試料へ再付着することを低減することが可能であると示されている。

さらに、特許文献３では、基体の表面にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜が厚さ３〜４０μｍで形成されており、形成膜により基体の欠陥部や尖角部を覆い隠し、尖角部での試料の摩耗によるパーティクルの発生が抑制されるとしている。
特開平１０−２４２２５５号公報 特開２００３−８６６６４号公報 特開２００５−１０１２４７号公報

しかしながら、前記の従来技術の試料保持具は、例えば特許文献１では、突起の先端面の面積を小さくしたり、先端面の幅を０．１ｍｍ程度とするため、製造上数多くの工程が必要となる上、それらの製造過程において接触部の接触面積を小さく加工することには限界がある。

また、特許文献２では、凸部の縁周はその断面における両コーナー部が砥粒を用いた研磨等の加工により滑らかな曲線形状に施工されることにより、試料との接触部分において尖角部が減少し、試料摩耗によるパーティクル発生を抑制することができるとされているが、細かい凸部が多数存在する基体表面を前記の様な加工によって尖角部やパーティクルの入り込む様なキズ等を皆無にすることは難しく、凸部平坦部と縁周コーナー部との境界部では、試料摩耗によるパーティクル発生を抑制するにも限りがあった。

さらに、特許文献３では、基体表面への膜厚３〜４０μｍのＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜形成によって前記基体の尖角部やキズ等を覆い隠し、パーティクル発生を抑制することができるとされているが、膜の厚み程度に基体の試料保持部の平面度が悪化し、試料が正確に保持できないという問題があった。また、ＤＬＣを膜厚３〜４０μｍに膜形成することが困難であり、膜形成できたとして剥離するなどの問題がある。

本発明の課題は、試料の摩耗によるパーティクル発生やパーティクルがキズや空孔内部に入り込み散発的に試料に再付着することのない試料保持具とこれを用いた試料吸着装置およびこれを用いた試料処理方法を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、以下の構成からなる解決手段を見出し、本発明を完成するに至った。

（１）基体と、該基体の上面から突設された複数の凸部と、該各凸部に対応する複数の曲面部を有し、前記曲面部の下面凹部を前記凸部の先端部に当接するとともに、前記曲面部の上面凸部で試料を支持する少なくとも１つの保持板と、を有することを特徴とする試料保持具。
（２）前記基体の上面に、前記凸部に対応する複数の貫通孔を有する案内板を備えたことを特徴とする前記（１）に記載の試料保持具。
（３）前記基体および前記保持板は、前記試料と前記保持板との間の空間に連通した排気孔を備えたことを特徴とする前記（１）に記載の試料保持具。
（４）前記基体、前記保持板および前記案内板は、前記試料と前記保持板との間の空間に連通した排気孔を備えたことを特徴とする前記（２）に記載の試料保持具。
（５）前記凸部と前記保持板とによって形成される空隙部に充填された接合材を有することを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の試料保持具。
（６）前記保持板の曲面部における下面側の曲率半径は、前記凸部の先端部における曲率半径より大きいことを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の試料保持具。
（７）前記凸部は、少なくともその先端部が円弧状断面を有することを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の試料保持具。
（８）前記凸部は、球冠状であることを特徴とする前記（７）に記載の試料保持具。
（９）前記凸部は、円環状であることを特徴とする前記（７）に記載の試料保持具。
（１０）前記保持板は、少なくとも前記試料を支持する側の表面における表面粗さが局部山頂平均間隔（Ｓ）で０．２μｍ以下であることを特徴とする前記（１）〜（９）のいずれかに記載の試料保持具。
（１１）前記保持板は、単結晶もしくは非晶質のセラミック体からなることを特徴とする前記（１）〜（１０）のいずれかに記載の試料保持具。
（１２）前記基体は、セラミック体からなることを特徴とする前記（１）〜（１１）のいずれかに記載の試料保持具。
（１３）前記凸部は、セラミック体からなることを特徴とする前記（１）〜（１２）のいずれかに記載の試料保持具。
（１４）前記（１）〜（１３）のいずれかに記載の試料保持具を用いた試料吸着装置であって、前記基体上面の外縁部に、前記試料と前記保持板との間を密閉する空間を形成するために備えたシール部と、前記空間を排気するための排気手段と、を有し、前記試料を前記空間外部との差圧により吸着させたことを特徴とする試料吸着装置。
（１５）前記（１）〜（１３）のいずれかに記載の試料保持具を用いた試料吸着装置であって、前記保持板の基体側の表面に電極部を形成し、前記保持板と前記試料との間に静電気力を発生させることにより前記試料を吸着させたことを特徴とする試料吸着装置。
（１６）前記（１４）または（１５）に記載の試料吸着装置を用いた試料処理方法であって、前記保持板に前記試料を吸着載置する工程と、前記試料にエッチングや成膜等の処理を施す工程と、を有することを特徴とする試料処理方法。

本発明の試料保持具によれば、試料は滑らかな表面を有する保持板の曲面部にて支持されるので、試料との接触面積が非常に小さく、試料と曲面部との接触部における尖角部やキズ等が大幅に削減できる。その結果、試料の摩耗によるパーティクル発生やパーティクルがキズや空孔内部に入り込み散発的に試料に再付着するのを低減することができる。

本発明の試料保持具の第一の実施形態を示す斜視図である。 （ａ）は図１の試料保持具に試料を載置した際の断面図であり、（ｂ）は同図（ａ）の一部を拡大した断面図である。 本発明の第二の実施形態の試料保持具を示し、（ａ）は試料保持具に試料を載置した際の断面図であり、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大した図である。 本発明の試料保持具の第三の実施形態を示す斜視図である。 （ａ）は図４の試料保持具に試料を載置した際の断面図であり、（ｂ）は同図（ａ）の一部を拡大した断面図である。 凸部の種々の実施形態を示す図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｄ）は断面図であり、（ｃ）は斜視図であり、（ｅ）は一部破断斜視図である。 本発明の試料保持具の第四の実施形態に試料を載置した際の断面図である。 本発明の試料保持具の第五の実施形態に試料を載置した際の断面図である。 本発明の試料保持具を用いた試料吸着装置を示す断面図である。 本発明の試料保持具を用いた他の実施形態の試料吸着装置を示す断面図である。

以下、本発明の試料保持具の実施形態について説明する。
図１は、本発明の試料保持具を示す斜視図であり、図２（ａ）は、図１のＸ−Ｘ線方向における断面図であり、図２（ｂ）は同図（ａ）の一部を拡大した拡大断面図である。
図１、２に示すように、本発明の試料保持具１００は、上方側の主面（上面）に複数の凸部１を有する基体２と、下面凹部に前記各凸部１の先端部１ａを当接する曲面部を備えた少なくとも１つの保持板３と、を有してなり、図１、２では複数の曲面部を有する１つの保持板３を備えたものである（第一の実施形態）。
また、図３（ａ）、（ｂ）は、前記保持板３を複数備えた試料保持具１０１であり、図３（ａ）は基体の主面に垂直方向に断面視した際の断面図であり、図３（ｂ）は同図（ａ）の一部を拡大した拡大断面図である（第二の実施形態）。
さらに、図４は、本発明の試料保持具１０２を示す斜視図であり、図５（ａ）は、図４のＸ−Ｘ線方向における断面図であり、図５（ｂ）は同図（ａ）の一部を拡大した拡大断面図である。図４、５に示すように、本発明の試料保持具１０２は、円環状の曲面部および複数の曲面部を備えた１つの保持板３を備え、前記円環状の曲面部および複数の曲面部を有する保持板３とするために、凸部１も保持板３の曲面部に沿って配設したものである（第三の実施形態）。
図１〜５に示すように、本発明の試料保持具１００〜１０２は、下面凹部に凸部１の先端部１ａを当接する曲面部を有する保持板３を備え、保持板３の曲面部の上面凸部にて試料を支持するものである。

これら試料保持具１００〜１０２を構成する基体２は、円形状、多角形状の板状体からなり、特にアルミナ質焼結体、イットリア質焼結体、ＹＡＧ質焼結体、窒化珪素質焼結体のセラミック体により形成されることが好ましい。本発明の試料保持具を腐食性ガスやそのプラズマを用いる半導体や液晶の試料に成膜やエッチングの処理を施す工程で用いる試料吸着装置に搭載した場合、前記イットリア質焼結体、アルミナ質焼結体、ＹＡＧ質焼結体等のセラミック体から形成することで、腐食性ガスやそのプラズマに曝された際の耐腐食性、耐プラズマ性を高いものとすることができる。

凸部１は、基体２の上面から突設され、略等間隔に任意の一方向とそれに交差する方向に周期的に設けられており、これにより保持板３も同位置に略等間隔に形成されるため、保持板３上に支持される試料に局部的なひずみ、変形を防止して安定に保持することができる。

図６を用いて凸部１の形状について詳細に説明する。図６（ａ）、（ｂ）は基体２の主面に垂直な方向に凸部１を断面視した際の断面図であり、凸部１は、その上方側に備えられる保持板３と接触する部分が球面状や曲面状であればよく、凸部１と保持板３とが点接触に近い状態で接触することから、保持板３と試料の接触面積をより小さくでき、試料との摩擦接触が少なくなり摩耗によるパーティクルの発生を抑制することができる。

凸部１は、図６（ｂ）に示すように、少なくともその先端部１ａが断面視にて球形状であることが好ましい。これにより、凸部１の上方側に備えた保持板３との接触面積をさらに小さくして試料との摩耗によるパーティクルの発生をより抑制することができる。

また、図６（ｃ）に示すように凸部１は球冠状であることが好ましい。ここで、本発明における球冠状とは、図６（ｃ）に示すように球を直径方向に一部を切り欠いた略半球体を示し、保持板３と接触する部分が球面であればよい。
図６（ｄ）に示すように、凸部１が球体から形成されてもよく、その場合、基体２の上方側の主面上に複数の穴部を形成し、各穴部に球体を接着剤を介して保持してもよい。

また、図６（ｅ）に示すように、凸部１を円環状に形成してもよく、この場合、後述するように円環状の凸部１に当接するように保持板３を形成する。

凸部１は、基体２と同様にアルミナ質焼結体、イットリア質焼結体、ＹＡＧ質焼結体、窒化珪素質焼結体等のセラミック体から形成され、基体２を成すセラミック体と別体で形成されても、一体に形成されてもよく、基体２と同様のセラミック体から構成することで熱が印加された際の熱膨張率の差に起因する応力集中を緩和することができる。

また、凸部１は、図７に示す試料保持具１０３に示すように、基体２に設けた複数の貫通孔にネジ５によって締結される構造とすることもできる。これにより凸部１の高さを容易に調整することができる（第四の実施形態）。

保持板３は、試料保持具１００〜１０３が用いられる用途に応じて適宜選択されるが、セラミック体から形成されることが好ましい。セラミック体は金属や樹脂と比較して耐食性、耐摩耗性に優れているため、試料２００との摩擦により保持板３が摩耗しパーティクルが発生することをより低減することができる。これらセラミック体の中でも、特に単結晶もしくは非晶質のセラミック体が好ましい。単結晶もしくは非晶質のセラミック体は、微細構造をなし微少な結晶粒を含んでいないので、これら結晶粒の脱落に起因するパーティクルが発生しないためである。また、多結晶のセラミック体の場合、結晶粒と粒界もしくは粒界相が混在した微細構造であるため、研削加工を行うと、結晶粒の部分と粒界もしくは粒界相の部分で研削抵抗が異なり、同一の研削条件で加工を行った場合、微妙な凹凸が形成されることがあるが、単結晶もしくは非晶質のセラミック体の場合は、単一の微細構造であるため、より平滑な表面を有する保持板３を得やすい。さらに、単結晶のセラミック体は、格子欠陥が無く、強度が安定しているため、凸部１の曲率を小さくすると、破断に対する安全性の管理が簡単である上、化学的に安定であるため、試料２００中への不純物の混入や拡散を防止することができる。また、単結晶のセラミック体は、製造過程において不純物の混入・拡散を防ぐことができる。単結晶の中では、保持板３としての加工性、および機械的特性より、サファイア（酸化アルミニウム単結晶）などが選択される。サファイアは、３点曲げ強度が約７００ＭＰａ、ヤング率が約５００ＭＰａと非常に優れた機械的特性を有しており、曲線状に変形させた場合でも割れ、破断等が発生しにくい特性を有している。

また、保持板３は、基体２の各凸部１の上面側に配置され、図２、３、５の断面図に示すように、凸部１に対応する複数の曲面部を有し、曲面部の下面凹部が凸部１の先端部１ａと当接すればよく、凸部１の側面に必ずしも接触する必要はない。また、図１、２、４、５に示すように１つの保持板３を備えた試料保持具１００〜１０２の場合、保持板１の曲面部を凸部１により変形させることもできる。この場合は、保持板３の曲面部の下面凹部と基体２の上面との接触部３ｂは、基体２の上面に少なくとも２箇所形成していればよく、より好ましくは、保持板３が円板状であって、その周縁部の複数箇所が接触部３ｂを形成していることが好ましい。これにより、保持板３と基体２に囲まれた領域に発生するパーティクルが外部に飛散することが防止できる。

さらに、図１、２、４、５に示すように保持板３が基体２と略同等の大きさである場合は、保持板３の基体２との各接触部３ｂでの剥離の原因である引張り力を同等にするために、凸部１と前記接触部３ｂとの距離が各箇所において略同等になるように凸部１と接触部３ｂを配置することが望ましく、また、同様の理由から保持板３の周縁部が接触部３ｂを形成することがさらに望ましい。

保持板３と凸部１との接合は、前記凸部１と前記保持板３とによって形成される空隙部に樹脂製の接着剤などからなる接合材を充填して接合することができる。これにより前記保持板３を凸部１に固定できるとともに、凸部１で形成された空隙を接合材で埋めることができるので、前記保持板３の変形を防止することができ、また、保持する試料から発生した熱を保持板３を通して後述する案内板等の、他の部材へ伝熱する作用をなす。樹脂製の接着剤としては、例えば、シリコン系、ポリイミド系又はエポキシ系接着剤などを用いることができる。
また、保持板３は、図３に示すような複数の保持板３を有する場合は、曲面状に加工した後に各凸部１に当接させてもよいが、平面状に形成した後に各凸部１に当接させながら基体２に接合することで曲面状に加工することが望ましい。このように加工することにより予め曲面状に加工する場合に比べて、加工が容易になる上、試料を支持する曲面部の頂部３ａの高さや位置が凸部１によって制御することが可能となる。

保持板３は、図２に示すように曲面部における下面凹部の曲率半径Ｒ１は、前記凸部１の先端部１ａにおける曲率半径Ｒ２より大きいことが好ましく、凸部１と保持板３とを点接触にすることができ、保持板３の高さを高精度に制御することができる。また、保持板３における各曲面部の上面凸部の頂部３ａにおける曲率半径は、試料２００の自重および吸着力に起因するたわみにより生じる頂部３ａにおける曲率半径よりも小さくすることがより望ましい。

保持板３は、図１、２、４、５に示すように、複数の曲面部を備えた１枚の板状体で形成すると、基体２の表面処理や表面の面状態を考慮することなく、本発明の効果が得られる。
さらに、保持板３の少なくとも上方側主面（試料を支持する側の面）における表面粗さを局部山頂平均間隔（Ｓ）で０．２μｍ以下とすることが好ましい。

これは、半導体の回路配線におけるパターン幅は現在１００ｎｍ以下にも微細化されており、製造工程中０．２μｍ程度のパーティクルが試料２００に付着すると完成した半導体回路が誤作動する等致命的な問題を引き起こすこととなる。そのため、保持板３の少なくとも上方側主面の表面粗さの局部山頂平均間隔（Ｓ）は、０．２μｍ以上のパーティクルが保持板３の凹凸部に入り込まないように、０．２μｍ以下であることが好ましい。ここで、より好ましい局部山頂平均間隔（S）は、０．０４μｍ以下であり、さらには０．０３μｍ以下であることがより好ましい。また、保持板３の少なくとも上方側の主面の表面粗さが最大高さ（Ｒｚ）で０．２μｍ以下であると、パーティクルが保持板３の微細な凹凸部への入り込みを抑制できるのでより好ましくなる。なお、前記局部山頂平均間隔（Ｓ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４に準じて測定し求められ、最大高さ（Ｒｚ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１に準じて測定し求められる。

さらに、保持板３の厚みとしては、１０μｍ以上、２００μｍ以下とすることが好ましい。保持板３の厚みが１０μｍより薄くなると、保持板３を凸部１で当接するとき、もしくは凸部１で当接し支持するときに、保持板３に割れが発生することがあるからである。さらに、１０μｍ程度の保持板３を得るためには、高精度な加工を行う必要があり、加工コストが高くなるからである。また、保持板３の厚みが２００μｍを超えると、保持板３に適切な曲面状を形成することが困難になる。

次いで、本発明の試料保持具の第五の実施形態を図８を用いて説明する。
図８は、本発明の第五の実施形態である試料保持具１０４に試料２００を載置した状態の断面図であり、試料保持具１０４は、図１〜５に示す各試料保持具１００〜１０３における基体２の上方側の主面上に、前記凸部１に対応する複数の貫通孔４ａを有する案内板４を備えたものである。案内板４と基体２とは、ネジ５を用いて締結する。
案内板４は、基体２を成すセラミック体と同一のセラミック体から形成されることが好ましい。案内板４を設けることで、基体２の上方側の主面に形成された凸部１の先端部１ａの高さを均一に容易に種々の高さに調整することが可能となる。つまり、図１〜５のように基体２の上方側主面に凸部１を形成する場合、基体２の上方側主面から凸部１の先端部１ａまでの高さを均一にするために研削加工などを行う必要があるが、本試料保持具１０４であれば、案内板４に対する基体２の高さをネジ５などで調整することにより容易に凸部１の高さを調整することができ、それぞれのネジ５の高さを調整することで平面度を容易に制御することができる。

（製造方法）
ここで、本発明の試料保持具の製造方法について説明する。
試料保持具１００〜１０２の場合、基体２を構成するセラミック体を準備し、このセラミック体の上面に凸部１を形成する。凸部１は、基体２の上面に接合しても良く、基体２の上面をブラスト加工するなどして一体的に形成しても良い。また、凸部１の先端の高さを揃えるために、凸部１の先端を研削加工することが好ましい。次に、セラミック体からなる保持板３を、適切な平面度、平面粗さおよび厚みになるように研削加工し、前記凸部１を備えた基体２の上方主面に配置する。このとき保持板３と凸部１もしくは基体２の接合は、例えばポリイミド樹脂を用いることができる。特に複数の保持板３を用いる試料保持具１０１の場合は、保持板３の周縁部に基体２との接触部３ｂを形成すればよい。

また、保持板３を予め曲面部を有する形状に加工する方法としては、保持板３の片面もしくは両面の適切な場所をマスキングした後にブラスト加工を行う方法や金型等にて所定の形に成形や研磨する方法が挙げられる。さらに、パーティクルの発生などを防止することを目的として、試料２００を支持する面に形成された凸部の頂面を砥粒等を用いて研磨加工することが好ましい。一方、保持板３の試料２００の支持面の裏面、即ち曲面部の下面凹部を凸部１に当接させ、基体２の任意の場所に接触部３ｂを形成させることによっても保持板３を曲面状にすることができる。この際、保持板３と基体２はポリイミド樹脂などを用いて接合することが好ましい。

第四の実施形態である試料保持具１０３の場合、上面から下面に向けて貫通孔２ａを有する基体２を準備し、基体２の上面に保持板３を配置する。この時、保持板３の適切な場所をポリイミド樹脂などを用いて基体２に接合する。また、複数の保持板３を用いる場合は、保持板３の周縁部に基体２との接触部３ｂを形成すればよい。次に、凸部１を準備する。ここで、凸部１は、基体２と同ようにセラミック体からなることが好ましい。凸部１は、基体２の貫通孔２ａに挿入し、前記凸部１をネジ５により押し上げる。この時、基体２の上面に凸部１の先端が突出するようにすると、基体２の上面から突出した凸部１の先端が事前に配置していた保持板３を押し上げることになり、保持板３を曲線状に形成することができる。

次に、第五の実施形態である試料保持具１０４の製造方法は、上面から下面に向けて貫通孔４ａを有する案内板４を準備し、案内板４の上面に保持板３を配置する。この時、保持板３の適切な場所をポリイミド樹脂などを用いて案内板４に接合する。また、複数の保持板３を用いる場合は、保持板３の周縁部に基体２との接触部３ｂを形成すればよい。次に、平面形状からなる基体２と凸部１を準備する。ここで、凸部１は、基体２と同ようにセラミック体からなることが好ましい。凸部１は、案内板４の貫通孔４ａに挿入し、案内板４の下面には、基体２をネジ５により締結させる。この時、案内板４の上面に凸部１の先端が突出するようにすると、案内板４の上面から突出した凸部１の先端が事前に配置していた保持板３を押し上げることになり、保持板３を曲線状に形成することができる。

（試料吸着装置）
次いで、図９を用いて上記のように作製された本発明の試料保持具を用いた試料吸着装置を説明する。
図９は、本発明の試料保持具を用いた試料吸着装置を示す断面図である。本発明の試料吸着装置１１１は、試料保持具１０４の案内板４の上方主面の外縁部に、保持される試料２００と保持板３との間に密閉する空間を形成するためのシール部６を備え、前記空間を排気するための排気手段２０を備えた場合、吸引力により試料２００の上下間に発生する差圧力により試料２００を保持することが可能となる。この場合、試料２００とシール部６は接触する必要はなく、試料２００を工程中に吸着するに十分な前記差圧を得られる程度に隙間が有ることが試料２００とシール部６の摩擦によるパーティクルの発生の観点から望ましい。

さらに、案内板４および基体２は排気手段２０に連続する排気孔２１ｂを有し、保持板３も同ように排気孔２１ａを有している。また、排気手段２０は、ゴムホースあるいはシンフレックスチューブなどの排気管２２を介して排気孔２１ｂと連結されており、排気手段としては、ドライポンプやダイヤフラムポンプ等の真空ポンプが用いられる。

なお、本試料吸着装置１１１は、試料保持具１０４を用いて説明したが、試料保持具１００〜１０３を用いても構わない。なお、この時の試料保持具１００〜１０３の基体２は前記同様に外縁部にシール部６を備える必要がある。

さらに、本発明の試料保持具１０４を用いた他の実施形態の試料吸着装置について図１０を用いて説明する。この試料吸着装置１１２は、試料２００が導電性の材料で構成されている場合や試料２００の雰囲気が低圧で前記試料吸着装置１１１では試料２００を保持するに十分な差圧が得られないとき等に好適である。

本発明の試料吸着装置１１２は、試料保持具１０４の保持板３の案内板４側の面に電極部３１を配設し、案内板４に設けた電極取り出し部３２より電圧を印加することにより、試料２００と保持板３間に発生する静電気力により試料２００を吸着することが可能となる。

この場合、以下の２通りの方法により試料２００を吸着することが可能となる。試料２００には電位を設定せずに保持板３の裏面に配設された電極部３１を２分割とし、各々に異なる電位を印加する、いわゆる「双極タイプ」、そして、保持板３の裏面には単一電極のみを配設し、試料２００にも電極部３２を配置することで電位を印加する、いわゆる「単極タイプ」の２通りである。なお、図１０については、単極タイプで説明しているが、双極タイプでも用いられることは言うまでもない。また、電極部３１はチタンなどの金属を蒸着、メッキ、ＣＶＤ等のコーティングにて配設することが簡便であり、電極部３２は試料２００との摩擦摩耗が低減できるように導電性の材質で製作されたベアリング等で配設することが望ましい。さらに、本発明の試料吸着装置１１２を試料２００のプラズマを用いる工程などに用いる場合は、電極部３１保護のため、耐プラズマ特性を有する、イットリア等を電極部３１の電極取り出し部３１ａとの接触部以外に膜付けすることは、有効である。

（試料処理方法）
以上のように、本発明の試料保持具１０４および試料吸着装置１１１、１１２は、試料２００を保持板３に吸着載置する工程と、試料２００の検査、描画、露光、レジスト塗布、エッチング、そしてＣＶＤによる薄膜形成などの工程に用いることができる。また、静電気力により吸着する試料吸着装置１１２は、真空中で行われる工程に用いることができる。また、描画、露光および検査の工程に用いる場合は、試料２００に高い平坦度が要求されるため、試料２００にたわみなどが発生しないように、基体２に形成する凸部１を多くすることが好ましく、またその数は、試料２００の厚みあるいは大きさによって適宜選択される。

Claims (16)

1. 基体と、該基体の上面から突設された複数の凸部と、該各凸部に対応する複数の曲面部を有し、前記曲面部の下面凹部を前記凸部の先端部に当接するとともに、前記曲面部の上面凸部で試料を支持する少なくとも１つの保持板と、を有することを特徴とする試料保持具。
2. 前記基体の上面に、前記凸部に対応する複数の貫通孔を有する案内板を備えたことを特徴とする請求項１に記載の試料保持具。
3. 前記基体および前記保持板は、前記試料と前記保持板との間の空間に連通した排気孔を備えたことを特徴とする請求項１に記載の試料保持具。
4. 前記基体、前記保持板および前記案内板は、前記試料と前記保持板との間の空間に連通した排気孔を備えたことを特徴とする請求項２に記載の試料保持具。
5. 前記凸部と前記保持板とによって形成される空隙部に充填された接合材を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の試料保持具。
6. 前記保持板の曲面部における下面凹部の曲率半径は、前記凸部の先端部における曲率半径より大きいことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の試料保持具。
7. 前記凸部は、少なくともその先端部が円弧状断面を有することを特徴とする請求項1〜６のいずれかに記載の試料保持具。
8. 前記凸部は、球冠状であることを特徴とする請求項７に記載の試料保持具。
9. 前記凸部は、円環状であることを特徴とする請求項７に記載の試料保持具。
10. 前記保持板は、少なくとも前記試料を支持する側の表面における表面粗さが局部山頂平均間隔（Ｓ）で０．２μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の試料保持具。
11. 前記保持板は、単結晶もしくは非晶質のセラミック体からなることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の試料保持具。
12. 前記基体は、セラミック体からなることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の試料保持具。
13. 前記凸部は、セラミック体からなることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の試料保持具。
14. 請求項１〜１３のいずれかに記載の試料保持具を用いた試料吸着装置であって、前記基体上面の外縁部に、前記試料と前記保持板との間を密閉する空間を形成するために備えたシール部と、前記空間を排気するための排気手段と、を有し、前記試料を前記空間外部との差圧により吸着させたことを特徴とする試料吸着装置。
15. 請求項１〜１３のいずれかに記載の試料保持具を用いた試料吸着装置であって、前記保持板の基体側の表面に電極部を形成し、前記保持板と前記試料との間に静電気力を発生させることにより前記試料を吸着させたことを特徴とする試料吸着装置。
16. 請求項１４または１５に記載の試料吸着装置を用いた試料処理方法であって、前記保持板に前記試料を吸着載置する工程と、前記試料にエッチングや成膜等の処理を施す工程と、を有することを特徴とする試料処理方法。