(57)【要約】【課題】パーティクル発生やパーティクルの飛散を抑制するとともに、真空引きに要する排気時間を短時間化する。【解決手段】基体と、前記基体の一主面上に設けられた突起部と、を有する試料保持具であって、前記突起部は、前記一主面と略平行な突出端面を有し、前記突出端面から前記一主面に連なる側面が、前記突出端面の周縁に連ねる凸曲面部と、前記凸曲面部から前記一主面にかけて連なる凹曲面部と、を備え、前記頂面から、前記凸曲面部と前記凹曲面部との境界を通り前記一主面と平行な平面まで距離に対し、前記平行な平面から前記一主面までの距離が、より大きくされていることを特徴とする試料保持具を提供する。【選択図】  図２
2010016176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、前記基体の一主面上に設けられた突起部と、を有する試料保持具であって、
前記突起部は、前記一主面と略平行な突出端面を有し、
前記突出端面から前記一主面に連なる側面が、
前記突出端面の周縁に連ねる凸曲面部と、前記凸曲面部から前記一主面にかけて連なる凹曲面部と、を備え、
前記頂面から、前記凸曲面部と前記凹曲面部との境界を通り前記一主面と平行な平面まで距離に対し、前記平行な平面から前記一主面までの距離が、より大きくされていることを特徴とする試料保持具。
【請求項２】
前記突出端面の中心線を通り、前記一主面に垂直な平面による切断線は、
前記一主面から前記突出端面に近づくにしたがい、傾きが大きくなっていることを特徴とする請求項１記載の試料保持具。
【請求項３】
前記基体の前記一主面が、単結晶層の表面からなることを特徴とする請求項１または２に記載の試料保持具。
【請求項４】
前記単結晶層は、炭化珪素質焼結体からなる土台部の表面に設けられていることを特徴とする請求項３記載の試料保持具。
【請求項５】
基体と、前記基体の一主面上に設けられた突起部と、を有する試料保持具であって、
前記突起部は、前記一主面と略平行な突出端面を有し、
前記突出端面から前記一主面に連なる側面に、凸曲面と凹曲面とが交互に連続して配置された複数の段差領域を備えることを特徴とする試料保持具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路の製造に用いられるシリコンウエハや、液晶表示装置の製造に用いられるガラス基板等の各製造工程において、シリコンウエハやガラス基板等の各試料に研磨、検査、搬送などの処理を施す際に試料を保持する試料保持具に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の製造に用いられるシリコンなどを原料とする半導体ウエハや、液晶表示装置の製造に用いられるガラス基板等の試料は、その製造工程において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装置や方法は、製造工程の種類に応じて様々な形態のものが提案されている。
【０００３】
半導体集積回路の微細化、高密度化、および集積回路の製造時間の短縮化の要求は、近年さらに高まっている。これにともない、試料保持具に求められる性能、例えば、試料と試料保持具との間の摩擦摩耗によるパーティクル発生の抑制や、試料保持具の表面に付着したパーティクルの飛散の抑制、また、例えば真空引きした際に試料を十分な強度で吸着するまでに必要な排気時間の短時間化に対する要求も高まっている。
【０００４】
例えば、下記特許文献１〜３には、基体の主面に複数のピンを設け、このピンの頂面と基体の主面との間隙を真空引きして、ピンの頂面に載置した試料を保持する試料保持具が各々開示されている。例えば特許文献１では、試料保持具のピンの頂面および側面を鏡面研磨することにより、リフトピンなどを用いて試料保持具から試料を離脱する際に、試料の裏面と、ピンの頂面および側面とが接触しても接触が滑らかになり摩擦係数が小さくなるのでパーティクルの発生を防止できると提案されている。また、特許文献２では、平坦な頂面を有するピンを形成した後に、ピンの頂面の周辺部を丸められた滑らかな曲面とすることが提案されている。また、特許文献３では、試料とピンとの接触に伴うパーティクル発生の低減を図るために試料とピンの接触比率を低減する手段として、ピンを円錐台形状、角錐台形状、径の異なる円柱を積み重ねた形状などにすることが提案されている。また、例えば特許文献１には、試料保持具の製造方法の一例として、基体の表面にマスクパターンを設けた後でサンドブラストすることで、マスクパターンに対応する位置に、表面が略垂直な突状部を形成している。
【特許文献１】特開２００３−８６６６４号公報
【特許文献２】特開平９−２８３６０５号公報
【特許文献３】特開平１０−２４２２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１〜３では、試料保持具からのパーティクルを抑制することのみを目的としており、試料を吸着するまでに必要な時間を短縮することについては、一切考慮されていない。また、特許文献１では、サンドブラスト後にバフ研磨することで突状部の表面を鏡面化しているが、バフ研磨の際に、突状部と基体の表面との接合角部に力がかかり易く、突状部が破損してしまうといった課題もあった。本願発明は、かかる課題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、基体と、前記基体の一主面上に設けられた突起部と、を有する試料保持具であって、前記突起部は、前記一主面と略平行な突出端面を有し、前記突出端面から前記一主面に連なる側面が、前記突出端面の周縁に連ねる凸曲面部と、前記凸曲面部から前記一主面にかけて連なる凹曲面部と、を備え、前記頂面から、前記凸曲面部と前記凹曲面部との境界を通り前記一主面と平行な平面まで距離に対し、前記平行な平面から前記一主面までの距離が、より大きくされていることを特徴とする試料保持具を提供する。
【０００７】
なお、前記突出端面の中心線を通り、前記一主面に垂直な平面による切断線は、前記一主面から前記突出端面に近づくにしたがい、傾きが大きくなっていることが好ましい。
【０００８】
また、前記基体の前記一主面が、単結晶層の表面からなることが好ましい。
【０００９】
また、前記単結晶層は、炭化珪素質焼結体からなる土台部の表面に設けられていることが好ましい。
【００１０】
本発明は、また、基体の一主面上に設けられた突起部によって、前記一主面の側に配置された試料を保持する試料保持具であって、前記突起部は、前記一主面と略平行な突出端面を有し、前記突出端面から前記一主面に連なる側面に、凸曲面と凹曲面とが交互に連続して配置された複数の段差領域を備えることを特徴とする試料保持具を、併せて提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の試料保持具によれば、試料保持具からのパーティクル発生や、試料保持具の表面に付着したパーティクルの飛散を、抑制することができる。また、例えば、真空引きした際に試料を十分な強度で吸着するまでに必要な排気時間を、短時間化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の試料保持具について説明する。図１は、本発明の試料保持具の実施形態の一つである、ウエハチャック２０の構成について説明する概略断面図である。図１（ａ）は、ウエハチャック２０の平面図、図１（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。ウエハチャック２０は、円板状をした基体３の主面側に凹欠部１２を設け、該凹欠部１２の外周に環状のシール壁１５を構成してある。また、上記凹欠部１２の底面（主面３ａ）には、主面３ａから突出して形成された複数のピン１が設けられている。複数のピン１の突出端面（頂面１ａ）は、シール壁１５の頂面１５ａと略同一平面に位置されている。また、基体３の内部には排気孔１６が穿設されており、該排気孔１６は凹欠部１２の底面（主面３ａ）に形成した吸引口１６ａと連通している。なお、複数のピン１は、セラミック基体３の主面の中心から同心円状に配置されていることが好ましい。
【００１３】
ウエハチャック２０では、例えば半導体ウエハ５０が、半導体ウエハ５０の周辺部をシール壁１５の頂面１５ａと当接させるとともに、複数のピン１の頂面１ａとも同時に当接させるようにして載置される。この状態で、排気孔１６に接続した真空ポンプ（不図示）により真空吸引して、ウエハ５０と凹欠部１２とで囲まれる空間内を減圧することで、ウエハ５０をピン１の頂面１ａとシール壁の頂面１５ａとで構成される保持面上に吸着保保持する。
【００１４】
図２は、ウエハチャック２０の基体３に設けられた複数のピン１について説明する断面図である。基体３は、例えば、炭化珪素などのセラミックからなる。本実施形態のピン１は、セラミックスからなる基体３の一主面３ａと略平行な突出端面（頂面１ａ）を備えている。図２は、ピン１の突出端面（頂面１ａ）の中心を通り、この一主面３ａに垂直な平面で切断した断面図である。ピン１は頂面１ａから基体３の一主面３ａに連なる側面４に、頂面１ａの周縁に連なる凸曲面部４ａと、凸曲面部４ａから一主面３ａにかけ連なる凹曲面部４ｂと、を備えている。ピン１では、凸曲面部４ａに対し、凹曲面部４ｂがより大きくなっている。すなわち、図２に示す断面図において、基体３の主面３ａから、凸曲面部４ａと凹曲面部４ｂとの境界５までの高さＨ１に比べて、この境界５から頂面１ａまでの高さＨ２の方が、より小さくされている。本実施形態では、例えば、高さＨ１が２０μｍ〜４０μｍ、高さＨ２が２００μｍ〜３００μｍとされている。なお、凸曲面部４ａおよび凹曲面４ｂの表面には、微小な凹凸を備えていてもよい。たとえば、凸曲面部４ａおよび凹曲面図４ｂの表面粗さ曲線において、最高高さと最低高さの差が３０μｍ程度の微小な凹凸を有していてもよい。
【００１５】
すなわち、ピン１では、図２に示す断面において、境界５から側面４の下端（基体３の主面３ａとの接合端）７を結ぶ直線に対して、凹曲面部４ｂの断面線が、基体３の主面４ａにより近い側に向けて凹状に湾曲している。すなわち、ウエハチャック２０では、図２に示す断面図における、上記境界５を通って基体３の主面３ａに垂直な平面Ｃと、この平面Ｃに平行な上記下端７を通る平面とで挟まれた領域では、ピン１に対応する部分の面積がが、ピン１以外の空間に対応する部分の面積に比べて、小さくされている。
【００１６】
ウエハチャック２０において、例えば半導体ウエハ５０を真空吸着する際、ピン１以外の空間部分は、図示しない真空ポンプによる真空吸引時、ウエハ５０と凹欠部１２とで囲まれた領域を通過する空気の通り道となる。このウエハ５０と凹欠部１２とで囲まれた領域において、ピン１は、真空吸引時の空気の流れを阻害する障害物となる。このため、ウエハ５０と凹欠部１２とで囲まれた領域における、ピン１の占める体積の割合が比較的大きい場合、真空吸引時の空気抵抗（排気コンダクタンス）は比較的大きくなってしまう。
【００１７】
本実施形態のウエハチャック２０では、ピン１の側面４に、凸曲面部４ａから一主面３ａにかけ連なる凹曲面部４ｂを備えており、かつ、側面４の凸曲面部４ａに対し、側面４の凹曲面部４ｂがより大きくされている。このため、ウエハ５０と凹欠部１２とで囲まれた領域における、ピン１の占める体積の割合を比較的小さくしている。このため、ウエハチャック２０では、真空吸引時の空気抵抗（排気コンダクタンス）が比較的小さくされ、比較的短時間で、ウエハ５０を十分な強度で真空吸着することができる。
【００１８】
また、本実施形態のウエハチャック２０では、側面４に、頂面１ａの周縁に連なる凸曲面部４ａを備えており、ピン１の頂面１ａにウエハ５０を載置する際における、ウエハ５０の傷や、パーティクルの発生を抑制している。図３(ａ)および（ｂ）は、それぞれ、試料保持具のピンの断面形状の例であり、ピン１とは異なる断面形状を示している。図３（ａ）および（ｂ）では、図１および図２に示すピン１と同様の構成については、同じ符号で示している。図３(ａ)に示すピン２０では、ピン１の頂面１ａの周縁に、角部１ｃが形成されている。図３(ａ)に示すような角部１ｃが形成されている場合、ピン１の頂面１ａにウエハ５０を載置した際、この角部１ｃとウエハ５０とが摺接し、ウエハ５０にスクラッチ傷が生じるとともに、パーティクルが発生する場合もあった。一方、図２に示すピン１では、ピン１の頂部１ａの周縁に、ピン１の周縁に連なる凸曲面部４ａが設けられている。このため、図２に示すピン１では、頂面１ａにウエハ５０を載置する場合、ウエハ５０とこの凸曲面部４ａとが接触する場合があっても、ウエハ５０へのスクラッチ傷の発生は抑制されている。
【００１９】
また、図３（ｂ）に示すピン３０では、側面４は、頂面１ａから基体３の主面３ａに至る凸曲面となっている。この場合、側面４とウエハ５０との距離は比較的小さく、ウエハ５０と側面４との間隙にパーティクルＰが挟まった状態となることもある。また、側面４が凸面状の場合、ウエハ５０比較的近い部分においても、この側面４に垂直なベクトル成分（図３中に矢印で示している）は、ウエハ５０の側を向くように傾いている。このため、側面４に付着している細かなパーティクルは、ウエハチャック２０の振動に起因してウエハ５０の側に付勢され易い。このため、側面４に付着したパーティクルが、ウエハ５０に付着し易いといった問題があった。また、側面４が一様に凸曲面状にされている場合、ウエハ５０と凹欠部１２とで囲まれた領域における、ピン１の占める体積の割合が比較的大きい。この場合、上述のように、真空吸引時の空気抵抗（排気コンダクタンス）が比較的大きくなっている。すなわち、側面４が一様に凸曲面状にされている場合、ウエハ５０を十分な強度で真空吸着する為に要する時間は、比較的長くなる。
【００２０】
一方、図２に示すピン１では、側面４に、凸曲面部４ａから一主面３ａにかけて連なる凹曲面部４ｂを備えている。このため、ピン１では、特に凹曲面部４ｂとウエハ５０との距離が比較的大きくされ、ウエハ５０と側面４との間隙にパーティクルＰが挟まることが抑止されている。また、ピン１では、特に凹曲面部４ｂの、ウエハ５０に比較的近い部分において、この凹曲面部４ｂに垂直なベクトル成分（図２に矢印で示す）が、主面３ａに平行な方向を向くように傾いている。このため、ウエハチャック２０に振動が生じた場合でも、側面４（特に凹曲面部４ｂ）に付着している細かなパーティクルは、ウエハ５０に向かう方向ではなく、側面４から主面３ａと略平行に遠ざかる方向に付勢される。このため、側面４（特に凹曲面部４ｂ）に付着したパーティクルの、ウエハ５０への付着は、良好に抑制されている。また、上述のように、ピン１では、真空吸引時の空気抵抗（排気コンダクタンス）が比較的小さくされており、ウエハ５０を十分な強度で真空吸着する為に要する時間が、比較的短い。
【００２１】
本実施形態のウエハチャック２０では、例えば、炭化珪素、アルミナ、窒化珪素等を主成分とする焼結体から形成すればよい。特に、炭化珪素質焼結体からなることが好ましい。炭化珪素質焼結体は、室温における熱伝導率を１８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とすることができるので、試料に局所的に熱が加わった場合でも放熱性に優れ、熱膨張に伴う試料の歪みが生じにくく、半導体製造の露光の発熱による精度の悪化を低減することができる。なお、室温における熱伝導率とは、測定温度を２２℃から２４℃の範囲内として測定した値であり、この温度範囲内のうち何れかの設定温度で測定した熱伝導率が１８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることを示す。さらに、室温を超える環境においても、熱伝導率を高い値で保持することができ、例えば６００℃以上での用途でも、熱伝導率６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上を保つことができる。
【００２２】
この炭化珪素質焼結体は、平均結晶粒径が３〜１０μｍの範囲が好ましい。平均粒径が３μｍ以上であると、炭化珪素質焼結体中の結晶粒子が比較的十分に充填され、焼結体の機械的特性が比較的良好にされる。また、平均結晶粒径が１０μｍ以下のサイズの結晶とすることで、結晶間に存在するボイドの残留を比較的少なくし、例えば、ボイドへのパーティクルの残留を良好に抑制することもできる。したがって、平均結晶粒径は３〜１０μｍの範囲がよく、好ましくは３〜７μｍの範囲が好ましい。
【００２３】
炭化珪素質焼結体は、その密度が３．１８ｇ／ｃｍ３以上、ヤング率が４４０ＧＰａ以上、比剛性が１３５ＧＰａ・ｃｍ３／ｇ以上とすることが好ましく、ピン１の頂面１ａに載置された試料の平面度を精度良く保つことが可能になる。また、線膨張係数が室温で２．６×１０−６／℃以下である場合、上述の放熱性と相まって半導体製造装置用部材として好適な材質となる。加えて平均ボイド径が１．５μｍ以下、最大ボイド径が５μｍ以下であることで、試料に直接接触する部材であってもボイドが小さく、炭化珪素質結晶間に発生するパーティクルの発生を抑制することができる。本実施形態のウエハチャック２０は、炭化珪素質焼結体からなる土台基板の表面に、例えば炭化珪素の単結晶層が設けられている。
【００２４】
次いで、上述の試料保持具であるウエハチャック２０を得るための製造方法の一実施形態について説明する。図４は、本実施形態の製造方法のフローチャートであり、図５は、本実施形態の製造方法について説明する概略断面図である。
【００２５】
まず、基体３を作製する（ステップＳ１０２）。この基体３の作製について、詳述しておく。基体主成分として炭化珪素の粉末に、添加剤として少なくともホウ素の化合物及び炭素の化合物の粉末を添加した原料粉末を得る。次いで、この原料粉末を種々の成形方法を用いて成形して成形体を得た後、この成形体を炭化珪素の粒子が粒成長するのを抑制した温度で一次焼結を終了させ一次焼結体を得た後、熱間静水圧プレス成形（ＨＩＰ：Ｈｏｔ  Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）処理を行う。
【００２６】
基体３の説明について、さらに詳細に説明しておく。主成分として炭化珪素粉末に、添加剤としてホウ素成分を成すホウ素の化合物として炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）や金属ホウ素等、炭素成分を成す炭素の化合物ではカーボンブラック、グラファイト等の他に熱分解により炭素を生成しうるフェノール樹脂やコールタールピッチ等を用いることができる。これら添加剤の含有量は、原料粉末中の酸素量に依存し、炭化珪素原料中の酸素量１モルに対して０．１５〜３モルのホウ素、１〜５モルの炭素が残ることが必要である。
【００２７】
これらの原料粉末を所定の割合で秤量し、ボールミル等の混合手段により充分に混合した後、この粉末にバインダーを添加し、周知の成形方法、例えば、プレス成形、押出成形、鋳込み成形、冷間静水圧成形等により所望の形状に成形することで成形体を得る。なお、添加剤としてフェノール樹脂等を添加した場合には、６００〜８００℃で成形体を非酸化性雰囲気中で仮焼処理して熱分解することにより炭素を生成することができる。
【００２８】
次に、高熱伝導を得るために、前記のようにして得られた成形体を真空中またはＡｒ等の不活性雰囲気中で、１９００〜２１００℃の比較的低温で一次焼結を行う。これにより、一次焼結の際の熱量を少なくして活性を上げずに粒成長を抑制できるため、成形体の炭化珪素粒子が粒成長するのを抑制でき、且つ結晶間に存在するボイドも小さくすることができる。一次焼結の温度が１９００℃よりも低い温度となると、結晶の焼結が進まず、その後にいくらＨＩＰ処理を行っても十分なボイドの消滅が困難となる。一方、２１００℃よりも高い温度となると、一次焼結体の結晶が肥大化してしまうため、さらにＨＩＰ処理を行う場合に、いくら低温で処理しても得られる炭化珪素質焼結体の結晶が大きく、ボイドの消滅が困難となってしまう。さらに、結晶の焼結が不十分であると、粒子の結合も不十分となり、この炭化珪素質焼結体を基板保持盤に使用すると、突起形成時にブラスト加工を行う際に結晶の脱粒が起きやすく、チッピングの原因となってしまう。また、結晶が肥大化した場合は、結晶１つが脱粒した際に一度に欠損部が生じるため、この場合でも突起形成時のブラスト加工時において好ましくない。
【００２９】
最後に、得られた一次焼結体をＨＩＰ処理する。これにより、炭化珪素の結晶の大きさを一次焼結の終了時の大きさとほぼ同じ大きさに維持したまま、ボイド径が５μｍを超えるボイドをほとんど消滅させることができる。加えて、ホウ素や炭素の化合物からなる添加剤や添加物中の陽イオンの炭化珪素への固溶を制御することが可能となり、炭化珪素粒子の粒成長を有効に抑制することができる。
【００３０】
焼成工程において、一次焼結は温度１９００〜２１００℃、真空雰囲気で行うことが、ＨＩＰ処理は温度１８００〜２０００℃、１８０ＭＰａ以上の不活性ガス雰囲気にて行うことにより、得られる炭化珪素質焼結体の平均ボイド径を１．５μｍ以下、最大ボイド径を５μｍ以下にすることができ、半導体や液晶製造装置の部材である基板保持盤や、ウエハチャック２００として用いた際に、炭化珪素質結晶間に発生するパーティクルの発生を抑制することができる。ＨＩＰ処理の温度が１８００℃よりも低くなると、一次焼結体を形成した温度に対して低いため、緻密化の促進が行われない。さらに、一次焼結の温度よりも１００℃以下の低い温度でＨＩＰ処理の温度を設定することが好ましく、この温度範囲であれば結晶が軟化した際に高圧にすることができるため、ボイドがより消滅しやすい。一方、２０００℃よりも高い温度となると、一次焼結の温度よりも高い温度範囲となるので、結晶の成長が促進されてボイドが消滅しにくく、ウエハチャック２００として用いた際に正反射率が低くなりやすい。同時に、１８０ＭＰａ以上の不活性ガス雰囲気とすることで、炭化硅素粒子間に存在するボイドを押しつぶすため、さらにボイドが消滅しやすい。
【００３１】
さらに好ましくは、前記一次焼結の温度が１９５０〜２０５０℃の真空雰囲気にて焼成するとともに、前記ＨＩＰ処理の温度が１８５０〜１９５０℃、１９０ＭＰａ以上の不活性ガス雰囲気にて処理すればよい。
【００３２】
また、添加剤として、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＯ２等のチタンの化合物をチタン換算で２００ｐｐｍ以上、且つ４００ｐｐｍ以下の範囲で添加することが好ましい。これは、２００ｐｐｍ未満となると、得られる焼結体の熱伝導率が１８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、６００〜８００℃における熱伝導率が６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上を得ることができず、４００ｐｐｍを超えると、これらの金属化合物が炭化珪素結晶中に固溶しやすく、炭化珪素質焼結体の強度や剛性を劣化させてしまうためである。また、他の焼結助剤であるホウ素と化合物を生成しやすくなり、焼結性が阻害され、密度が上がらないなどの影響が出てしまう。
【００３３】
本実施形態では、以上のように作製した炭化珪素質焼結体の土台基板の表面に、例えば公知のＣＶＤ法によって、例えば炭化珪素の単結晶層を形成する。単結晶層は、焼結体と比較してボイド等が十分少なく、粒子の脱落によるパーティクルの発生や、ボイド内へのパーティクルの付着等も、比較的十分に抑制される。なお、土台基板の表面に設けられる単結晶層としては、炭化珪素であることに限定されず、例えばサファイア単結晶等を貼り付けてもよい。また、土台基板の表面に、例えばＣＶＤ法等によって、非晶質層を形成してもよい。
【００３４】
以上のように作成した基体３の主面にレジストを塗布し、第１のレジスト層４０を形成する（ステップＳ１０４）。レジスト塗布は、例えばラミネート方式やスピンコータ方式など、公知の手法を用いて行えばよい。また、レジストとしては、ウレタン系やシリコン系の感光性樹脂など、公知の感光性樹脂を用いればよい。レジストとしては、いわゆるネガ型であってもポジ型であっても、いずれのレジストであってもよい。以下、いわゆるネガ型レジストを用いた場合について記載する。
【００３５】
次に、第１のレジスト４０の所定部分を露光して感光させる（ステップＳ１０６）。第１のレジスト層４０はネガ型であり、露光部分５１が感光して硬化される。本実施形態では、ステップＳ１０３のレジスト塗布工程と、ステップ１０４の露光工程と、を繰り返し実施する。このレジスト塗布および露光の繰り返しは、所望の露光パターンが形成されるまで、すなわち、ステップＳ１０８における判定がＹＥＳとなるまで繰り返し実施される。本実施形態では、図５に示すように、第１のレジスト層４０から第４のレジスト層４６まで、多層（４層）のレジスト層を順次形成し、各層を順次露光する。第２のレジスト層４２以降については、１つ前の層の露光部分の内部領域に対応する部分を露光する。これにより、図５（ｃ）に示すように、上側にいくにつれて基体に平行な断面積が縮小するように段差状に積層された露光部分５２〜５６を有する、レジスト層の積層体が形成される。
【００３６】
次に、このように段差状に露光されたレジスト層の積層体を現像し（ステップＳ１１０）、図５（ｄ）に示すような、上側にいくにつれて基体に平行な断面積が縮小するように段差状に積層されたレジストパターン６０を、基体３の表面に形成する。
【００３７】
この状態で、レジストパターン６０の側から粒子を吹き付け、基体３の表面をブラスト加工する（ステップＳ１１２）。具体的には、例えば公知のブラスト装置を用い、気体と一緒にノズルから酸化アルミや炭化珪素等の粒子を、レジストパターン６０が形成された基体３の表面に向けて射出する。その際、噴射流量を例えば０．１〜５ｍ３／min、噴射圧力を例えば０．１〜１．０ＭＰａとすればよい。
【００３８】
このブラスト加工では、基体３のみではなく、レジストパターン６０も粒子Ｄによって表面から除去されていく。このため、図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、ブラスト加工時間が進むにつれて、レジストパターン６０の段差形状は一様な斜面形状に近づき、レジストパターンと基体３との接触面積は縮小していく。レジストパターン６０は、基体３に垂直な高さが中央領域で最も高い段差状であり、中央領域に近づくにつれてレジストパターン６０は長時間残留している。かかるレジストパターン６０をマスクとしたブラスト加工を行うことで、図５（ｅ）に示すような、側面が凹曲面状の突出部を容易に形成することができる。
【００３９】
なお、このブラスト工程の際、噴射流量や噴射圧力を調整することで、基体３およびレジストパターン６０の除去レートを、それぞれ調整することができる。このように、基体３およびレジストパターン６０の除去レートのバランスを調整することで、図５（ｅ）に示される形態と異なる形態で、突状部を形成することができる。例えば、図３（ａ）および（ｂ）に示すような断面のピン１を形成することもできる。また、図７（ａ）に示すように、凸曲面と凹曲面とが交互に連続して配置された複数の段差を側面に有する突出部を形成することも可能であり、また、図７（ｂ）に示すように、基体と接合する下側部分にのみ段差を備えるピンを形成することもできる。
【００４０】
また、このブラスト工程では、粒子Ｐの種類や吹き付け速度を調整することで、ピン１の側面の表面粗さの程度を調整することができる。さらに、ピン１の側面４は、部分に応じて表面の方向（例えば表面に垂直なベクトルの方向）が異なっている。このため、ピン１では、部分に応じて、ブラスト加工用の粒子Ｐの衝突する方向が異なっている。本実施形態の製造方法によれば、ピン１の側面４の表面粗さを、異なる部分それぞれで相違させることができる。
【００４１】
次に、ブラスト加工後の残留レジストを除去した後、基体３に形成された突出部の研磨を行う（ステップＳ１１２）。まず、例えばナイロン繊維等を材質としたブラシや、ウレタン系樹脂を材質としたワイピングクロスを用い、基体３の突出部の全体について研磨を行う。この研磨では、研磨油（実際はオリーブ油）に、ダイヤモンド砥粒（数〜数十μｍの粒径）を混ぜたスラリーを用いて研磨を行う。この後、基体３に設けられた複数の突状部の頂部を研磨し、各突状部の頂面１ａを同一平面上に設定する。この際、例えば、上述と同様のスラリーを使用して、ラップ手法（ラップ定盤と呼ばれる平面度が１μｍ以下の定盤上に、研磨面を砥流を介して押しつけながら研磨する手法）にて実施すればよい。かかる製造方法によれば、一度のブラスト工程を実施するだけで、所望の形状のピンを形成することが可能であり、所望の形状のピンを複数備える試料保持具を、比較的低いコストで製造することができる。
【００４２】
上記ブラスト加工の際、突状部の表面は、ブラストにおける物理的衝撃で形成された破砕層に覆われた状態となっている。この研磨工程では、突出部の頂部を研磨する際、特に頂部近傍の破砕層が同時に除去される。これにより、この研磨工程後の状態では、突状部の頂面１ａから連なる側面４に、この頂面１ａの周縁に連ねる凸曲面部４ａが良好に形成される。なお、突状部（ピン１）の側面４の、基体３に近い側は凹曲面部４ｂを備え、基体３の主面３ａとの接合部は、頂面１ａの面積に比べて十分広くされている。このため、ピン１と基体３との接合強度は比較的高くされており、この研磨工程において突出部１に外力が加わった場合でも、ピン１の脱落が抑制されている。また、側面４には比較的大きな段差がないので、たとえばバフ研磨等を実施した際でも、バフによって特定箇所（例えば段差部分）に応力がかかることが抑制されている。また、例えば、図７（ａ）に示すような、凸曲面と凹曲面とが交互に連続して配置された複数の段差を有する突出部でも、研磨の際に突出部にかかる力が、複数の凹曲面に分散してかかるので、特定の凹曲面に集中して力が印加されることがなく、突出部の損傷が抑制されている。
【００４３】
なお、上記基体３は、多角形状等などであってもよく、形状について特に限定はされない。また、基体３の材質についても特に限定されないが、セラミックス焼結体等から形成され、特にアルミナ質焼結体、イットリア質焼結体、ＹＡＧ質焼結体、窒化珪素焼結体、炭化珪素焼結体であることが好ましい。また、基体３の特に表層部は、単結晶や非晶質で構成されていることが好ましい。単結晶や非晶質ではブラスト加工後の表面粗さを比較的小さくすることができ、ピンの側面の微小な凹凸へのパーティクルが滞留等を抑制することができる。
また、プラズマ処理装置等に用いる試料保持具は、耐プラズマ特性を有する必要があり、この場合には、イットリア質焼結体、アルミナ質焼結体、ＹＡＧ質焼結体を用いることが好ましい。
【００４４】
以上、本発明の試料保持具について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の試料保持具の実施形態の一つである、ウエハチャックの構成について説明する概略断面図である。
【図２】図１に示すウエハチャックに設けられた複数のピンについて説明する断面図である。
【図３】(ａ)および（ｂ）は、それぞれ、試料保持具のピンの断面形状の例であり、図２に示すピンとは異なる断面形状を示している。
【図４】本実施形態の試料保持具の製造方法のフローチャートである。
【図５】本実施形態の試料保持具の製造方法について説明する概略断面図である。
【図６】本実施形態の試料保持具の製造方法の、ブラスト加工工程における形状変化を示す概略断面図である。
【図７】本発明の試料保持具の製造方法によって形成される突出部の形状の、他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  ピン
３  基体
３ａ  主面
４  側面
４ａ  凸曲面部
４ｂ  凹曲面部
５  境界
７  下端
１２  凹欠部
１５  シール壁
１５ａ  頂面
２０  ウエハチャック
４０  レジスト層
５０  半導体ウエハ
６０  レジストパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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