(57)【要約】【課題】基材およびＤＬＣ膜の密着性の向上が図られた基板保持部材およびその製造方法を提供する。【解決手段】セラミックス緻密質体からなる基材１が作製される。基材１を少なくとも部分的に被覆するように、イオン化蒸着法により、基板保持部材の基板Ｗに対する接触箇所を構成するＤＬＣ膜からなる被膜２が形成される。被膜２の基材１からの剥離荷重が３００ｍＮ以上である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持するための基板保持部材であって、
セラミックス緻密質体からなる基材と、
前記基板保持部材の前記基板に対する接触箇所を構成するように前記基材を少なくとも部分的に被覆するＤＬＣ膜からなる被膜と、を備え、
前記被膜の前記基材からの剥離荷重が３００ｍＮ以上であることを特徴とする基板保持部材。
【請求項２】
請求項１記載の基板保持部材において、
前記基材が、ＳｉＣ焼結体からなることを特徴とする基板保持部材。
【請求項３】
請求項１または２記載の基板保持部材において、
前記被膜の前記基板に対する接触箇所における平坦度の平均値が０．０５μｍ以下であることを特徴とする基板保持部材。
【請求項４】
基板を保持するための基板保持部材の製造方法であって、
セラミックス緻密質体からなる基材を作製する工程と、
前記基材を少なくとも部分的に被覆するように、イオン化蒸着法により、前記基板保持部材の前記基板に対する接触箇所を構成するＤＬＣ膜からなる被膜を形成する工程と、を含んでいることを特徴とする基板保持部材の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の基板保持部材の製造方法において、
前記基材を作製する工程において、少なくとも前記基板保持部材の前記基板に対する接触箇所に相当する前記基材の箇所をラップ加工することを特徴とする基板保持部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハなどの基板を保持するために用いられる基板保持部材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造部材の硬度および耐摩耗性を向上させるため、基材の表面にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜を形成することで当該部材を作製する技術が提案されている（特許文献１参照）。ＤＬＣ膜の形成方法としてＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、イオンビーム形成法およびイオン化蒸着法が例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−０３０６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、基板保持部材が繰り返して使用されることにより、基板が載置される載置面に摩耗または欠けなどの不良が発生すると、パーティクルが発生してしまうため、基板保持部材を基材およびその表面を被覆するＤＬＣ膜により構成する場合、基材およびＤＬＣ膜の密着性が重要であるところ、この点について検討余地が残されていた。
【０００５】
そこで、本発明は、基材およびＤＬＣ膜の密着性の向上が図られた基板保持部材およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の基板保持部材は、基板を保持するための基板保持部材であって、セラミックス緻密質体からなる基材と、前記基板保持部材の前記基板に対する接触箇所を構成するように前記基材を少なくとも部分的に被覆するＤＬＣ膜からなる被膜と、を備え、前記被膜の前記基材からの剥離荷重が３００ｍＮ以上であることを特徴とする。
【０００７】
本発明の基板保持部材によれば、ＤＬＣ膜からなる被膜が基材から剥離することによるパーティクルの発生量を抑制する観点から、基材と当該被膜との密着性の十分な向上が図られている。
【０００８】
本発明の基板保持部材において、前記基材が、ＳｉＣ焼結体からなることが好ましい。
【０００９】
当該構成の基板保持部材によれば、基材から被膜が剥離することによるパーティクルの発生量を抑制する観点から、基材と被膜との密着性の十分な向上が図られている。
【００１０】
本発明の基板保持部材において、前記被膜の前記基板に対する接触箇所における平坦度の平均値が０．０５μｍ以下であることが好ましい。
【００１１】
当該構成の基板保持部材によれば、基板保持部材における基板との接触箇所を全体的に当該基板に対して接触させることができるので、基板との接触によりＤＬＣ膜からなる被膜にかかる負荷の軽減、ひいては被膜の摩耗によるパーティクルの発生が抑制されうる。
【００１２】
本発明の基板保持部材の製造方法は、基板を保持するための基板保持部材の製造方法であって、セラミックス緻密質体からなる基材を作製する工程と、前記基材を少なくとも部分的に被覆するように、イオン化蒸着法により、前記基板保持部材の前記基板に対する接触箇所を構成するＤＬＣ膜からなる被膜を形成する工程と、を含んでいることを特徴とする。
【００１３】
本発明の基板保持部材の製造方法によれば、基材からＤＬＣ膜からなる被膜が剥離することによるパーティクルの発生量を抑制する観点から、基材と被膜との密着性の十分な向上が図られている。
【００１４】
本発明の基板保持部材の製造方法において、前記基材を作製する工程において、少なくとも前記基板保持部材の前記基板に対する接触箇所に相当する前記基材の箇所をラップ加工することが好ましい。
【００１５】
当該構成の基板保持部材の製造方法によれば、基材の少なくとも基板接触箇所の平坦性の向上により、そこに形成されたＤＬＣ膜からなる被膜の平坦性の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態としての基板保持部材の構成に関する説明図。
【図２】本発明の一実施形態としての基板保持部材の製造方法に関する説明図。
【図３】基材および被膜（ＤＬＣ膜）の密着性の評価方法に関する説明図。
【図４Ａ】実施例に係る基材および被膜の密着性の評価に関する説明図。
【図４Ｂ】比較例に係る基材および被膜の密着性の評価に関する説明図。
【図５】実施例・比較例に係る基材および被膜の密着性の評価に関する説明図。
【図６Ａ】実施例に係る被膜の平坦性の評価結果に関する説明図。
【図６Ｂ】比較例に係る被膜の平坦性の評価結果に関する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（基板保持部材の構成）
図１に示されている本発明の一実施形態としての基板保持部材は、真空吸着部材であり、基材１と、被膜２と、を備えている。
【００１８】
基材１は、略平板状のＳｉＣ、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ−ＳｉＣ複合材、ＡＩＮ、コージエライト、リチウムアルミノシリケート等のセラミック緻密質体からなる。基材１の上面には局所的に上方に突出している複数の凸部１１が形成されている。基材１には、上面開口に連通する連通経路１０が形成されている。基材１の上面には、連通経路１０の上面開口を除く箇所で局所的に突出している複数の凸部１１が形成されている。凸部１１の形状は柱状、錘台状、段付き柱状または段付き錘台状など、様々な形状であってもよい。基材１の上面に、複数の凸部１１を囲むように環状に上方に突出している環状凸部が形成されていてもよい。
【００１９】
被膜２は、ＤＬＣ膜からなり、凸部１１の上面および側面、ならびに、基材１の上面を連通経路１０の上面開口を除く部分を被覆している。被膜２のうち、凸部１１の上面を被覆している部分が、基板Ｗと接触する箇所を構成する。被膜２は、少なくとも凸部１１の上面を被覆するように形成されていればよい。
【００２０】
（基板保持部材の作用）
基板保持部材に対して上から基板Ｗが載置される。これにより、基板保持部材を構成する被膜２のうち、凸部１１の上面を被覆している部分に対して少なくとも部分的に基板Ｗが接触する。この状態で、連通経路１０を通じて、基板保持部材の上面および基板Ｗの下面（さらには環状凸部）により画定された空間が減圧される。その結果、基板Ｗが、被膜２のうち、凸部１１の上面を被覆している部分に対して全体的に接触した状態で基板保持部材により真空吸着保持される。
【００２１】
（基板保持部材の製造方法）
原料であるセラミックス粉末の成形体が焼成されることで焼結体が作製され、当該焼結体が加工されることにより基材１が作製される（図２／ＳＴＥＰ０１）。凸部１１は、ブラスト加工、レーザー加工またはブラスト加工およびレーザー加工の組み合わせにより成形される。凸部１１の形成前に、基材１の上面がラップ加工される。これにより、凸部１１の上面、すなわち、基板保持部材の基板Ｗに対する接触箇所に相当する基材１の箇所がラップ加工される。凸部１１の上面は、例えばその表面粗さＲａが１〜２００［ｎｍ］の範囲に含まれるように調整される。凸部１１の上面は、より好ましくは、１〜５０［ｎｍ］の範囲に含まれるように調整される。なお、例えば、凸部１１の上面がレーザー加工により形成された場合、ラップ加工が省略されてもよい。
【００２２】
続いて、凸部１１の上面および側面、ならびに、基材１の上面を被覆するように、イオン化蒸着法によりＤＬＣ膜からなる被膜２が形成される（図２／ＳＴＥＰ０２）。イオン化蒸着法は、炭化水素ガスを原料とする物理気相成長法（ＰＶＤ法）である。具体的には、真空チャンバにベンゼン（Ｃ6Ｈ6）ガスなど炭化水素ガスが導入され、直流アーク放電プラズマ中で炭化水素イオンおよび励起されたラジカルを生成させる。真空チャンバに配置された基材１が直流の負電圧にバイアスされ、炭化水素イオンを基材１に対してバイアス電圧に応じたエネルギーで衝突させ、カーボンが固体化されることで被膜２（ＤＬＣ膜）が成膜される。
【００２３】
（実施例）
（実施例１）
直径３０４ｍｍ、厚さ１．２ｍｍの略円盤状の炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる焼結体（基材）が作製された。ＳｉＣ焼結体の体積抵抗率は１０6Ωｃｍ以上である。続いて、試験片の表面がＲａ０．１μｍになるようにラップ加工された。そして、イオン化蒸着法にしたがって試験片の表面に厚さ０．５μｍのＤＬＣ膜（被膜）が形成された。これにより、実施例１の基板保持部材の試験片が作製された。
【００２４】
（比較例）
（比較例１）
イオン化学蒸着法に代えて、プラズマＣＶＤ法にしたがって試験片の表面に厚さ０．５μｍのＤＬＣ膜が形成された。このほかは、実施例１と同様の条件下で、比較例１の基板保持部材の試験片が作製された。プラズマＣＶＤ法は、炭化水素ガスを原料とする化学気相成長法（ＣＶＤ法）である。具体的には、高真空下での放電現象を用いたプラズマ中で炭化水素イオンおよび励起されたラジカルを生成させ、基材に印加する電圧により、炭化水素イオンに加速エネルギーを与え、基材の表面において原料気体の分解や分子間の化学反応をさせて、薄膜を析出させる。
【００２５】
（比較例２）
ＳｉＣ焼結体に代えて、ＳｉＣ−Ｓｉ複合体（ＳｉＣ：Ｓｉ＝４：１）により基材が作製された。ＳｉＣ−Ｓｉ複合体の体積抵抗率は１０5Ωｃｍであった。このほかは、実施例１と同様の条件下で、比較例２の基板保持部材の試験片が作製された。
【００２６】
（評価方法）
（密着性評価）
実施例１および比較例１のそれぞれの試験片における基材およびＤＬＣ膜の密着性が、レスカ社のＣＳＲ−５０００スクラッチ試験機（励振式）が用いられ、マイクロスクラッチ法にしたがって室温で評価された。密着性の評価方法はＪＩＳ  Ｒ３２５５、ＩＳＯ  ２０５０２に準拠した。具体的には、図３に示されているように、レコード針型のセンサに触針を取り付け、センサを水平方向に励振させながらＤＬＣ膜に対して垂直方向に荷重が印加される。
【００２７】
この際、針先とＤＬＣ膜との間に生じる摩擦力によって、磁石と近接した検出コイルとの位置関係が変化するため、両者の相対的な速度変化がコイルに発生する電圧で検出される。ＤＬＣ膜の表面の変化が、針先の振動の変化として現われる。実施例１の試験片について３回にわたり試験が実施され、図４Ａ上側には当該コイルに発生する各回の電圧の時間変化態様が示され、図４Ａ下側には試験片の表面の様子を表わすＳＥＭ写真が示されている。比較例１の試験片について３回にわたり試験が実施され、図４Ｂ上側には当該コイルに発生する各回の電圧の時間変化態様が示され、図４Ｂ下側には試験片の表面の様子を表わすＳＥＭ写真が示されている。図５には、実施例１および比較例１のそれぞれの試験片における基材に対するＤＬＣ膜の剥離強度の評価結果が示されている。実施例１ではＤＬＣ膜の基材からの剥離荷重が３００ｍＮ以上であるのに対して、比較例１ではＤＬＣ膜の基材からの剥離荷重が３００ｍＮ未満であることがわかる。
【００２８】
圧子（触針）としては曲率半径２００μｍ以下のものが使用され、スクラッチ速度は５〜２０μｍ／ｓの範囲で適宜調節され、励振振幅は１００μｍ程度に設定された。荷重印加速度は適宜調節される。
【００２９】
本評価では、圧子の曲率半径Ｒを２５μｍ、スクラッチ速度を１０μｍ／ｓ、励振振幅を１００μｍ、荷重印加速度を５００μＮ／ｍｉｎとした。
【００３０】
（ローカル平坦度評価）
実施例１および比較例２のそれぞれの試験片の表面において矩形状の複数の領域が定義され、各領域におけるローカル平坦度が測定された。ここで、ローカル平坦度はＳＥＭＩ規格名称：ＳＦＱＲにて評価した平坦度である。ＳＦＱＲは測定面を格子状に区切り、区切られたそれぞれの領域（サイト）内での厚さむらを示す指標である。ＳＦＱＲは指定領域内での厚さ分布から最小二乗法により求められた基準面からの距離の最大値、最小値の差と定義される。
【００３１】
図６Ａ左側には、実施例１に係る基材のローカル平坦度の分布態様が示され、図６Ａ右側には、実施例１に係るＤＬＣ膜のローカル平坦度の分布態様が示されている。図６Ｂ左側には、比較例２に係る基材のローカル平坦度の分布態様が示され、図６Ｂ右側には、比較例２に係るＤＬＣ膜のローカル平坦度の分布態様が示されている。白色矩形領域はローカル平坦度が０．０５μｍ以下の領域を表わし、灰色矩形領域はローカル平坦度が０．０５μｍを超えている領域を表わしている。
【００３２】
表１には、これらの評価結果の平均値がまとめて示されている。
【００３３】
【表１】
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【符号の説明】
【００３４】
１‥基材、２‥被膜（ＤＬＣ膜）、１０‥連通経路、１１‥凸部、Ｗ‥基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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