(57)【要約】【課題】セラミックコーティング膜を表面に被覆した静電チャックにおいて、ガス流路の絶縁性を向上させアーキングの発生を防止するとともに、ガス流量を確保する。【解決手段】静電チャック１０は、貫通する空間またはその一部として基材孔２１を設けられた金属製基材２０と、基材孔２１の内面に密着し、絶縁性を有するセラミック焼結多孔体３０と、金属製基材２０およびセラミック焼結多孔体３０が形成する主面２２を被覆し、表面からセラミック焼結多孔体３０まで達する貫通孔として、膜孔４２を設けられたセラミックコーティング膜４０と、を備え、セラミック焼結多孔体３０の構造および膜孔４２がガス流路を形成する。これにより、膜と多孔体との密着性を向上させ、ガス流路におけるアーキングの発生を防止することができる。また、基材孔２１内で空隙が生じずアーキングの発生を防止することができる。【選択図】図１
2010123712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通する空間またはその一部として基材孔を設けられた金属製基材と、
前記基材孔の内面に密着し、絶縁性を有するセラミック焼結多孔体と、
前記金属製基材およびセラミック焼結多孔体が形成する主面を被覆し、表面から前記セラミック焼結多孔体まで達する貫通孔として、膜孔を設けられたセラミックコーティング膜と、を備え、
前記セラミック焼結多孔体の構造および膜孔がガス流路を形成することを特徴とする静電チャック。
【請求項２】
前記セラミック焼結多孔体は、前記基材孔へ圧入された結果生じる応力で前記基材孔の内面に密着していることを特徴とする請求項１記載の静電チャック。
【請求項３】
前記セラミック焼結多孔体は、前記基材孔の内面の一周全体に密着し、内部には貫通孔または止まり穴として細穴を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の静電チャック。
【請求項４】
前記細穴の径は、０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の静電チャック。
【請求項５】
前記基材孔の内面には、段差が設けられ、
前記セラミック焼結多孔体の側面にも、段差が設けられ、
前記両段差が当接することで、前記金属製基材およびセラミック焼結多孔体が形成する主面が平坦に形成されてい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静電チャック。
【請求項６】
前記セラミック焼結多孔体は、平均粒径１０μｍ以上の粗粒からなり、１０％以上５０％未満の気孔率を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の静電チャック。
【請求項７】
前記セラミック焼結多孔体は、２０μｍ以下の平均気孔径を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の静電チャック。
【請求項８】
金属製基材に貫通する空間またはその一部として設けられた基材孔に、絶縁性を有するセラミック焼結多孔体を圧入する工程と、
前記セラミック焼結多孔体が圧入された結果、前記金属製基材およびセラミック焼結多孔体が形成する主面に、溶射によりセラミックコーティング膜を形成する工程と、
前記セラミックコーティング膜に前記セラミック焼結多孔体まで達する膜孔を設ける工程と、を含むことを特徴とする静電チャックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ環境でシリコンウエハ等を固定するために使用される静電チャックおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウエハのプラズマ処理を行うプラズマ処理装置ではシリコンウエハを吸着するために、静電チャックが用いられる。静電チャックにはヘリウムガスやアルゴンガスを流すガス流路が設けられる場合が多いが、このガス流路の空間内でアーキング（異常放電）が発生する場合がある。従来、このようなアーキングを防止するためのプラズマ処理装置が提案されている（たとえば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１記載のプラズマ処理装置は、載置台に設けられた温調用ガスを供給するための温調用ガス流路に、通気性を有するセラミックス多孔体からなる放電防止部材を有している。また、特許文献２記載の静電チャックは、金属製ベース部材内におけるガス流路の壁面に、セラミック製の管状体が内挿されている。ガス流路の内面に、絶縁材層（セラミック層）を設け、金属製ベース部材をなす金属が露出しないようにし、異常放電の防止を図っている。
【特許文献１】特開２００３−３３８４９２号公報
【特許文献２】特開２００５−２６８６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のような載置台や静電チャックは、表面に絶縁板を設けたものであり、絶縁層として薄いセラミックコーティング膜を表面に被覆した静電チャックとは事情が異なる。セラミックコーティング膜を表面に被覆した静電チャックでは、セラミックコーティング膜が穴に挿入したスリーブから剥離し、ガスフロー用穴で金属製基材が露出する等の問題が生じ、絶縁性不足によりプロセスガスでアーキングが発生することがある。アーキングが発生すると、表面に穴が開いたり、表面が焦げたりすることで、金属製基材とウエハとの間で十分な電位差が得られなくなり、静電チャックの機能が喪失される。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、セラミックコーティング膜を表面に被覆した静電チャックにおいて、ガス流路の絶縁性を向上させアーキングの発生を防止するとともにガス流量を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記の目的を達成するため、本発明に係る静電チャックは、貫通する空間またはその一部として基材孔を設けられた金属製基材と、前記基材孔の内面に密着し、絶縁性を有するセラミック焼結多孔体と、前記金属製基材およびセラミック焼結多孔体が形成する主面を被覆し、表面から前記セラミック焼結多孔体まで達する貫通孔として、膜孔を設けられたセラミックコーティング膜と、を備え、前記セラミック焼結多孔体の構造および膜孔がガス流路を形成することを特徴としている。
【０００７】
このように、本発明の静電チャックは、絶縁性を有するセラミック焼結多孔体を金属製基材内の貫通する空間またはその一部として設けている。これにより、セラミックコーティング膜とセラミック焼結多孔体との密着性を向上させ、ガス流路におけるアーキングの発生を防止することができる。また、セラミック焼結多孔体を基材孔の内面に密着させているため、空隙が生じずアーキングの発生を防止することができる。また、セラミックコーティング膜の表面からセラミック焼結多孔体まで達する貫通孔を設けることでガス流路を確保できる。なお、基材孔は、主面間を貫通する貫通孔であってもよいし、中空構造の内腔から分離する枝穴に繋がる孔であってもよい。また、貫通する空間とは、一方の表面から別の表面まで金属製基材の中を貫いて通る空間を意味し、必ずしも一直線に主面間を貫通する空間を意味しない。また、貫通とは、ある物の中を貫いて通ることをいう。
【０００８】
（２）また、本発明に係る静電チャックは、前記セラミック焼結多孔体は、前記基材孔へ圧入された結果生じる応力で前記基材孔の内面に密着していることを特徴としている。
【０００９】
このように、セラミック焼結多孔体は、接着剤等を用いることなく基材孔に圧入されている。その結果、圧入により生じる応力で基材孔の内面に密着している。これにより、セラミック焼結多孔体と金属製基材との間に空隙が生じず、空隙の直上に形成されるセラミックコーティング膜に段差等の不均質な部分が生じないため、クラック等の欠陥がセラミックコーティング膜に形成されることもなく、アーキングの発生を防止することができる。
【００１０】
（３）また、本発明に係る静電チャックは、前記セラミック焼結多孔体は、前記基材孔の内面の一周全体に密着し、内部には貫通孔または止まり穴として細穴を有することを特徴としている。このように、セラミック焼結多孔体の内部に貫通孔や止まり穴を設け、必要なガス流量を確保する一方で、セラミック焼結多孔体を金属製基材の貫通孔の内面の一周全体に密着させて空隙を少なくすることによりアーキングを生じにくくしている。
【００１１】
（４）また、本発明に係る静電チャックは、前記細穴の径は、０．５ｍｍ以下であることを特徴としている。このように、貫通孔または止まり穴の径を小さくすることで、空隙を少なくしアーキングを生じにくくしている。細穴の径が０．２ｍｍ以下であれば、さらに好ましい。
【００１２】
（５）また、本発明に係る静電チャックは、前記基材孔の内面には、段差が設けられ、前記セラミック焼結多孔体の側面にも、段差が設けられ、前記両段差が当接することで、前記金属製基材およびセラミック焼結多孔体が形成する主面が平坦に形成されていることを特徴としている。このように、側面に段差のある基材孔にセラミック焼結多孔体が密着して嵌合しているため、金属製基材に対してセラミック焼結多孔体が所望の位置に固定される。その結果、金属製基材およびセラミック焼結多孔体が形成する主面が平坦になり、その上のセラミックコーティング膜にクラック等が生じにくくなる。
【００１３】
（６）また、本発明に係る静電チャックは、前記セラミック焼結多孔体は、平均粒径１０μｍ以上の粗粒からなり、１０％以上５０％未満の気孔率を有することを特徴としている。このように、セラミック焼結多孔体は、平均粒径１０μｍ以上の粗粒からなるため、一定以上の気孔径を形成できる。セラミック焼結多孔体の気孔率を１０％以上とすることによりセラミックコーティング膜との密着性が向上し、剥離を防止することができる。また、気孔率を５０％未満とすることにより、セラミック焼結多孔体の強度が向上し、圧入時に破損しにくくなる。また、気孔率を５０％未満とすることで絶縁性を高め、アーキングを防止することができる。
【００１４】
（７）また、本発明に係る静電チャックは、前記セラミック焼結多孔体は、２０μｍ以下の平均気孔径を有することを特徴としている。これにより、空隙を小さくしてアーキングを生じにくくしている。
【００１５】
（８）また、本発明に係る静電チャックの製造方法は、金属製基材に貫通する空間またはその一部として設けられた基材孔に、絶縁性を有するセラミック焼結多孔体を圧入する工程と、前記セラミック焼結多孔体が圧入された結果、前記金属製基材およびセラミック焼結多孔体が形成する主面に、溶射によりセラミックコーティング膜を形成する工程と、前記セラミックコーティング膜に前記セラミック焼結多孔体まで達する膜孔を設ける工程と、を含むことを特徴としている。
【００１６】
このように、セラミック焼結多孔体の圧入により、セラミックコーティング膜とセラミック焼結多孔体との密着性を向上させ、ガス流路におけるアーキングの発生を防止することができる。そして、絶縁性を有するセラミック焼結多孔体を金属製基材内の基材孔に設けることで、セラミックコーティング膜とセラミック焼結多孔体との密着性を向上させ、ガス流路におけるアーキングの発生を防止することができる。また、セラミックコーティング膜の表面からセラミック焼結多孔体まで達する貫通孔を設けることでガス流路を確保できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、セラミックコーティング膜の密着性を向上させ、ガス流路の絶縁性を向上させアーキングの発生を防止するとともにガス流量を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
［実施形態１］
（静電チャックの構成）
図１は、静電チャック１０の断面図である。図１に示すように、静電チャック１０は、金属製基材２０、セラミック焼結多孔体３０、セラミックコーティング膜４０を備えている。図１は、静電チャック１０のガス流路の部分を示したものであり、静電チャック１０全体は、円板形状に形成されている。静電チャック１０は、半導体製造装置やフラットパネルディスプレイ製造装置においてシリコンウエハ等を固定するために使用され、金属製基材２０上に被覆したセラミックコーティング膜４０の表面が、半導体ウエハ等の吸着面となる。図１に示すように、静電チャック１０にはプロセスガス用の流路を確保する必要がある。
【００２０】
金属製基材２０は、アルミニウムやモリブデン等の金属またはアルミニウムやシリコンと炭化珪素や酸化アルミニウムの複合体のように金属とセラミックスの複合体により板形状に形成されており、基材としてセラミックコーティング膜４０を支持するとともに電極としても機能する。金属製基材２０は、貫通孔として直径３ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度の基材孔２１が設けられている。このように基材孔２１は、板形状の一方の主面から他方の主面まで貫通する貫通孔であってもよいし、中空構造の内腔から分離する枝穴に繋がる孔であってもよい。いずれの場合においても、空間が金属製基材２０の内部を貫通している。基材孔２１は、円筒形の孔であることが好ましい。基材孔２１の内面には、段差２４が設けられている。段差は複数あってもよい。
【００２１】
セラミック焼結多孔体３０は、電気的に絶縁性を有し、基材孔２１に圧入されるプラグである。セラミック焼結多孔体３０は、基材孔２１の内面に密着するように形成される。したがって、セラミック焼結多孔体３０は、基材孔２１の外形に当接する形状を有している。基材孔２１もセラミック焼結多孔体３０も、それぞれの製造や圧入の都合上、円筒形状であることが好ましいが、必ずしもこれに限定されず多角柱状に形成されていてもよい。セラミック焼結多孔体３０の高さは、金属製基材２０の厚さ以下である場合が一般的であり、通常５ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度である。また、細穴３３の長さは長いほど好ましいが、２ｍｍ以上、更には４ｍｍ以上であることが好ましい。特に、細穴３３の直径が大きい場合には、細穴３３の長さは長い方が好ましい。セラミック焼結多孔体の形状は問わないが、円筒が望ましい。
【００２２】
セラミック焼結多孔体３０の材質は、絶縁性があればよく、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２もしくはＹ２Ｏ３またはそれらの複合材等が好ましい。また、たとえばＡｌ２Ｏ３のセラミック焼結多孔体３０を用いる場合には、純度が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。純度を高くすることにより、半導体等の製造場面において汚染を防止することができる。
【００２３】
セラミック焼結多孔体３０は、平均粒径１０μｍ以上の粗粒からなり、１０％以上５０％未満の気孔率を有することが好ましい。平均粒径１０μｍ以上の粗粒からなるため、一定以上の気孔径を形成できる。気孔径は、２μｍ以上２０μｍ以下が好ましい。気孔径を２μｍ以上とすることで、セラミックコーティング膜４０との密着性が向上する。また、気孔径を２０μｍ以下とすることで、空隙を小さくしアーキングを生じにくくすることができる。たとえば、１０００Ｐａ、２９８Ｋのヘリウムガス中では、平均自由行程は２３μｍとなり、２０μｍ以上の気孔径の場合、放電が持続する可能性が生じる。したがって、気孔径は、２０μｍ以下が好ましい。
【００２４】
また、セラミック焼結多孔体３０の気孔率を１０％以上とすることによりセラミックコーティング膜４０との密着性が向上し、剥離を防止することができる。また、気孔率を５０％未満とすることにより、セラミック焼結多孔体３０の強度が向上し、圧入時に破損しにくくなる。また、気孔率を５０％未満とすることで絶縁性を高め、アーキングを防止することができる。なお、気孔率は３５％以下であることがさらに好ましい。
【００２５】
セラミック焼結多孔体３０は、接着剤等を用いることなく基材孔２１へ圧入され、その結果生じる応力で基材孔２１の内面に密着している。これにより、セラミックコーティングとセラミック焼結多孔体とが直接密着することとなり、密着性が向上し、アーキングの発生を防止することができる。
【００２６】
なお、隙間を生じさせないためには、圧入による応力で基材孔２１にセラミック焼結多孔体３０を密着させることが好ましいが、接着剤を用いて、両者を接着させることも可能である。シリコーン接着剤などを用いることができるが、その際にはセラミックコーティング膜４０との密着性も考慮して接着剤を選ぶ必要がある。
【００２７】
セラミック焼結多孔体３０は、基材孔２１の内面の一周全体に密着し、内部にはザグリ穴３２および細穴３３を有する。ザグリ穴３２および細穴３３は、連結されており貫通孔を構成する。このように、セラミック焼結多孔体３０の内部にザグリ穴３２および細穴３３を設け、必要なガス流量を確保する一方で、セラミック焼結多孔体３０を基材孔２１の内面の一周全体に密着させて空隙を無くしている。ただし、ここでいう空隙にセラミック焼結多孔体３０の多孔体全体を構成する孔は含まれない。表面から遠い位置の方がアーキングを生じにくいため、ザグリ穴３２はガス流量確保の観点から大きめの直径で形成される場合がある。これに対し、表面に近い細穴３３は小さい直径で形成されている。ガス流量は、細穴３３の径および細穴３３の長さで調節する。
【００２８】
表面に近い細穴３３の直径は、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。さらに好ましくは、０．２ｍｍ以下が好ましい。細穴３３の径を小さくすることで、空隙を少なくしアーキングを生じにくくしている。また、細穴３３を設ける場合には、直径を調節することによりガス流量を調節することができる。また１つのセラミック焼結多孔体３０に複数の細穴３３を設けることによってもガス流量を調節することができる。ザグリ穴３２は直径２ｍｍ以上が好ましい。セラミック焼結多孔体３０は緻密質の焼結セラミックスに比べて加工性に優れているため、小さい径の貫通孔や止まり穴を開けるのが容易である。
【００２９】
セラミック焼結多孔体３０の側面にも、段差３１が設けられている。このように、側面に段差２４のある基材孔２１にセラミック焼結多孔体３０が密着して嵌合しているため、金属製基材２０の段差２４に段差３１が当接し、金属製基材２０に対してセラミック焼結多孔体３０が所望の位置に固定される。そして、金属製基材２０およびセラミック焼結多孔体３０が形成する主面が平坦となり、金属製基材２０およびセラミック焼結多孔体３０を被覆するセラミックコーティング膜にクラック等が生じにくくなる。
【００３０】
セラミックコーティング膜４０は、金属製基材２０およびセラミック焼結多孔体３０が形成する主面２２を被覆している。セラミックコーティング膜４０は、溶射により形成されていることが好ましいが、必ずしもこれに限定されない。たとえば、ＣＶＤ、イオンプレーティング、スパッタリング、またはエアロゾルデポジション等による乾式製膜や、セラミックペーストを主面２２に塗布し、乾燥後焼き付ける湿式製膜の方法により形成されていてもよい。セラミックコーティング膜４０の材質には、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３もしくはＺｒＯ２またはこれらを主成分とした複合物等が挙げられる。セラミック焼結多孔体３０を基材孔２１の内面に密着させて、その上をセラミックコーティング膜４０により被覆されている。セラミック焼結多孔体３０の表面は、緻密質のセラミックスに比べると適度な粗さを有しており、セラミックコーティング膜４０との密着性が向上する。セラミックコーティング膜４０の厚みは、１００μｍ以上１０００μｍ以下程度とすることが好ましい。表面からセラミック焼結多孔体３０まで達する貫通孔として膜孔４２を設けられている。セラミック焼結多孔体３０の構造および膜孔４２がガス流路を形成する。このように、金属製基材２０が露出しないガス流路を確保することで、ガス流路の絶縁性が向上し、アーキングの発生を防止することができる。
【００３１】
（静電チャックの製造方法）
図２（ａ）〜（ｃ）は、静電チャック１０の製造方法を示す図である。予め、金属製基材２０には、貫通孔として基材孔２１が設けられている。そして、この基材孔２１に合わせてセラミック焼結多孔体３０の寸法を設計する。平均原料粒径１０μｍ以上のＡｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３もしくはＺｒＯ２またはそれらの複合物等によりセラミック焼結多孔体３０を焼成する。セラミック焼結多孔体３０には、必要に応じて予め表面の反対側にザグリ加工によりザグリ穴３２を設けておく。このようにして準備された金属製基材２０とセラミック焼結多孔体３０を用いて静電チャック１０を製造する。
【００３２】
まず、図２（ａ）に示すように、基材孔２１を設けられた金属製基材２０に、絶縁性を有するセラミック焼結多孔体３０を挿入する。その際には、予め基材孔２１に孔径に対するセラミック焼結多孔体３０の外径を調整し、圧入することが好ましい。対するセラミックス焼結多孔体３０を圧入するため、金属製基材２０との隙間を狭くすることができクラック防止に繋がる。セラミック焼結多孔体３０を基材孔２１に挿入することにより絶縁性向上が見込まれ、プロセスガスによる金属製基材２０へのアーキングを防止することができる。
【００３３】
なお、セラミック焼結多孔体３０は、若干、基材孔２１の寸法より外径が大きくてもよい。セラミック焼結多孔体３０は、加工性に優れており、側面を削りながら圧入することも可能である。仮に緻密質のセラミックス部材を圧入するとすれば、強度が高いため、緻密質のセラミックス部材にシビアな寸法精度が求められる。しかし、セラミック焼結多孔体３０の場合には、寸法精度に余裕を見込め扱いが容易である。また、金属製基材２０の内部で圧縮されている方が、基材孔２１との密着性が向上する。圧入後、場合により金属製基材２０とセラミック焼結多孔体３０とが形成する主面２２に段差がないように加工する。また、セラミック焼結多孔体３０の表面を粗くしておくことが好ましい。
【００３４】
次に、図２（ｂ）に示すように、金属製基材２０およびセラミック焼結多孔体３０が形成する主面２２に溶射によりセラミックコーティング膜４０を形成する。圧入されたセラミック焼結多孔体３０は、緻密質のセラミックスに比べ表面が粗いため、溶射膜が密着しやすい。溶射膜が形成されたら、表面を所定厚さまで研削し、滑らかに仕上げる。
【００３５】
そして、図２（ｃ）に示すように、セラミックコーティング膜４０にセラミック焼結多孔体３０まで達する膜孔４２を設け、さらにセラミック焼結多孔体３０にも細穴３３を穿孔する。このようにして、静電チャック１０を製造することができる。なお、上記の研削工程と穿孔工程は順番が逆であってもよい。
【実施例】
【００３６】
（実施例１の作製）
上記のような製造方法により、実施例１として、静電チャック１０を作製した。図３は、各実施例のＡｌ２Ｏ３のセラミック焼結多孔体３０の特性を示す表である。金属製基材２０としてアルミニウムを材料とするものを用いた。純度９９．６％、平均原料粒径２９μｍのＡｌ２Ｏ３の原料をもとにセラミック焼結多孔体３０を作製した。セラミック焼結多孔体３０の気孔率は３５％、気孔径は１０μｍであった。このような特性を有するセラミック焼結多孔体３０を金属製基材２０の基材孔２１に圧入し、その上に溶射によりセラミックコーティング膜４０を形成した。セラミックコーティング膜４０の厚さは２５０μｍであった。このようにして、実施例１の静電チャック１０を作製した。
【００３７】
（実施例２の作製）
また、実施例２として、金属製基材２０にアルミニウムを材料とするものを用いて静電チャック１０を作製した。純度９９．９％、平均原料粒径１８μｍのＡｌ２Ｏ３の原料をもとにセラミック焼結多孔体３０を作製した。セラミック焼結多孔体３０の気孔率は２３％、気孔径は３μｍであった。このような特性を有するセラミック焼結多孔体３０を金属製基材２０の基材孔２１に圧入し、その上に溶射によりセラミックコーティング膜４０を形成した。セラミックコーティング膜４０の厚さは２５０μｍであった。このようにして、実施例２の静電チャック１０を作製した。
【００３８】
（実施例３の作製）
また、実施例３として、金属製基材２０にモリブデンを材料とするものを用いて静電チャック１０を作製した。純度９９．６％、平均原料粒径２９μｍのＡｌ２Ｏ３の原料をもとにセラミック焼結多孔体３０を作製した。セラミック焼結多孔体３０の気孔率は３５％、気孔径は１０μｍであった。このような特性を有するセラミック焼結多孔体３０を金属製基材２０の基材孔２１に圧入し、その上に溶射によりセラミックコーティング膜４０を形成した。セラミックコーティング膜４０の厚さは２５０μｍであった。このようにして、実施例５の静電チャック１０を作製した。
【００３９】
（比較例１の作製）
また、比較例１として、金属製基材にアルミニウムを材料とするものを用いて静電チャックを作製した。純度９９．６％、平均原料粒径３８μｍの原料をもとにセラミック焼結多孔体を作製した。セラミック焼結多孔体３０の気孔率は５５％、気孔径は２１μｍであった。このような特性を有するセラミック焼結多孔体を金属製基材の基材孔に圧入し、その上に溶射によりセラミックコーティング膜を形成した。セラミックコーティング膜の厚さは２５０μｍであった。このようにして、比較例１の静電チャックを作製した。
【００４０】
（比較例２の作製）
また、比較例２として金属製基材にアルミニウムを材料とするものを用いて静電チャックを作製した。純度９９．９％、平均原料粒径１２μｍの原料をもとにセラミック焼結多孔体を作製した。セラミック焼結多孔体の気孔率は８％、気孔径は１μｍであった。このような特性を有するセラミック焼結多孔体を金属製基材の基材孔に圧入し、その上に溶射によりセラミックコーティング膜を形成した。セラミックコーティング膜の厚さは２５０μｍであった。このようにして、比較例２の静電チャックを作製した。
【００４１】
実施例１〜３について、それぞれガス流路の状態を観察したところ、剥離等は生じず、セラミックコーティング膜４０とセラミック焼結多孔体３０との密着性が認められた。また、金属製基材２０に１０００Ｖ電圧を印加し、放電が生じるか否かを検証したところ、いずれの実施例においても放電は無かった。一方、比較例１、２について、ガス流路の状態を観察したところ、比較例１に剥離は生じなかったが、比較例２には剥離が生じた。さらに、比較例１について、その金属製基材に１０００Ｖ電圧を印加し、放電が生じるか否かを検証したところ、放電が生じた。このような実験により、本発明の静電チャック１０が、セラミックコーティング膜４０の剥離を防止し、アーキングを防止することが分かった。そして、静電チャック１０の寿命が飛躍的に伸び、また静電チャック１０は、ハイパワーなプロセスで使用可能であることが実証された。
【００４２】
［実施形態２］
上記の実施形態では、セラミック焼結多孔体３０に貫通孔を構成するザグリ穴３２および細穴３３を設けているが、貫通孔とせず止まり穴としてザグリ穴３２または細穴３３を設けてもよく、ザグリ穴３２および細穴３３自体を設けなくてもよい。なお、ザグリ穴３２はなくてもよいが、ザグリ穴３２を設けることによりガス流量を増加させることができる。
【００４３】
図４（ａ）〜（ｃ）は、セラミック焼結多孔体に貫通孔を設けない場合の静電チャックの断面図である。セラミック焼結多孔体３０は空隙が連結しており、それ自体が流路としても機能する。図中の破線矢印はガスの流れを示している。
【００４４】
図４（ａ）は、セラミック焼結多孔体１３０に止まり穴として細穴１３３を設けた静電チャック１１０の断面図である。膜孔４２に連続して設けられた細穴１３３がセラミック焼結多孔体１３０の一定深さまで達しているため、ガスの透過流量をかせぐことができる。細穴１３３は、膜孔４２を設ける際に穿孔することができる。
【００４５】
図４（ｂ）は、セラミック焼結多孔体２３０に止まり穴としてザグリ穴２３２を設けた静電チャック２１０の断面図である。ザグリ穴２３２はセラミック焼結多孔体２３０の表面とは反対側に設けられ、これによりガスの透過流量をかせぐことができる。ザグリ穴２３２は、予めザグリ加工によりセラミック焼結多孔体２３０に穿孔することができる。
【００４６】
図４（ｃ）は、セラミック焼結多孔体３３０に貫通孔、止まり穴のいずれも設けていない静電チャック３１０の断面図である。もともとセラミック焼結多孔体３３０は多孔質であるため、ある程度のガスの透過流量を見込める。以上のように、セラミック焼結多孔体に貫通孔を設けなくても、ある程度のガス流量を得られるため、必要なガス流量とアーキング防止の両方の観点からセラミック焼結多孔体の構造で調整することが可能となる。
【００４７】
なお、以上の実施形態では、金属製基材２０へセラミック焼結多孔体を挿入しているが、マシナブルセラミックスを挿入してもよい。その場合には多孔体と同様に加工性が向上し、表面を粗くするのが容易になる。しかし、マシナブルセラミックスは、ナトリウム等の天然原料を含む場合もあり、汚染を嫌う半導体製造工程で用いる場合には、かならずしも好ましくない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施形態１に係る静電チャックの断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）実施形態１に係る静電チャックの製造方法を示す図である。
【図３】各実施例のセラミック焼結多孔体の特性を示す表である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）実施形態２に係る静電チャックの断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０、１１０、２１０、３１０  静電チャック
２０  金属製基材
２１  基材孔
２２  金属製基材およびセラミック焼結多孔体が形成する主面
２４  段差
３０、１３０、２３０、３３０  セラミック焼結多孔体
３１  段差
３２、２３２  ザグリ穴
３３、１３３  細穴
４０  セラミックコーティング膜
４２  膜孔
【図１】
2010123712.tif 000003
【図２】
2010123712.tif 000004
【図３】
2010123712.tif 000005
【図４】
2010123712.tif 000006