(57)【要約】      （修正有）【課題】気体堆積法により製膜された、表面に凸部およびもしくは凹部が形成された複雑形状物において、前記凸部およびもしくは凹部の高絶縁性、耐摩耗性等の向上を提供する。【解決手段】基材１と、この基材１の表面に気体堆積法によって形成された脆性材料構造物からなる複合構造物であって、前記基材表面には、予め機械加工等により微細な凹凸形状３，２が形成されており、前記凹凸形状３，２の構成面７の角度１１が、前記基材１のベース面８に対して、０°より大きく、３０°以下であることを特徴とする複合構造物である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、この基材の表面に気体堆積法によって形成された脆性材料構造物からなる複合構造物であって、前記基材表面は微細な凹凸形状を有し、前記凹凸形状の構成面の角度が、前記基材のベース面に対して０°より大きく、３０°以下であることを特徴とする複合構造物。
【請求項２】
基材と、この基材の表面に気体堆積法によって形成された脆性材料構造物からなる複合構造物であって、前記基材表面は微細な凹凸形状を有し、前記凹凸形状の構成面の角度が、前記基材のベース面に対して０°より大きく、１５°以下であることを特徴とする複合構造物。
【請求項３】
基体となり電極を有する基材と、この基材の表面に気体堆積法によって形成された脆性材料構造物誘電体層からなる静電チャックであって、前記基材表面は微細な凹凸形状を有し、前記凹凸形状の構成面の角度が、前記基材のベース面に対して０°より大きく、３０°以下であることを特徴とする静電チャック。
【請求項４】
基体となり電極を有する基材と、この基材の表面に気体堆積法によって形成された脆性材料構造物誘電体層からなる静電チャックであって、前記基材表面は微細な凹凸形状を有し、前記凹凸形状の構成面の角度が、前記基材のベース面に対して０°より大きく、１５°以下であることを特徴とする静電チャック。
【請求項５】
金属基材表面にセラミックスなどの脆性材料からなる構造物が形成された脆性材料構造物であって、前記構造物は多結晶であり、また前記結晶同士の界面にはガラス層からなる粒界層が実質的に存在せず、さらに前記構造物の一部は金属基材表面に食い込むアンカー部となっていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の静電チャック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に凸部およびもしくは凹部が形成された複雑形状物の絶縁性、耐摩耗性等を改善する発明である。用途としては、表面にウェハの吸着力制御の目的で形成されたドット形状を持つ静電チャックや、表面の接触面積を減らして摩擦抵抗を低減しつつ耐摩耗性を持たせた耐摩耗コート材料、凹部に潤滑剤を充填して摩擦抵抗を減らした耐摩耗コート材料、比表面積を大きくすることで反応効率を上昇させた例えば光触媒層を表面に持つ高効率化学反応材料などが考えられる。
【０００２】
【従来の技術】
商品の機能上、表面に凸部およびもしくは凹部が形成された部材がある。例えば、半導体製造装置においては、ウェハである非処理物を吸着保持するための装置として、静電チャックが利用されている。
特許文献１のように、気体堆積法により、誘電体基材上の電極に誘電体層を形成し、もしくは導電性基材上に誘電体層を形成した後、さらに気体堆積法により被吸着物と接触する突起物を形成する構造が提案されている。
【０００３】
気体堆積法とは、セラミック微粒子などの脆性材料微粒子を用いて様々な基板上に脆性材料構造物を形成させる方法として、特許第３３４８１５４号などに提案されているもので、脆性材料の微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを、基板材料に向けて噴射して、微粒子を基板材料表面に衝突させ、この衝突エネルギーにより微粒子材料を破砕、変形、再結合せしめ、焼成させることなく基板表面に脆性材料の構造物を形成させる方法であり、セラミックスなどの絶縁膜を形成するのに好適な手段である。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−６０６１９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１にいおいては、気体堆積法により、導電性基材上に誘電体層を形成した後、さらに気体堆積法により被吸着物と接触する突起物を形成する構造であり、気体堆積法による誘電体層形成と突起物形成の２つの工程が発生してしまう。そこで、ひとつの発想として、例えば、予め機械加工等により部分的に突起物を形成した基材の表面に、気体堆積法で、突起物を含む基材表面全体を覆うように形成すれば、気体堆積法の工程は一回で済むことになる。
ところが単純に機械加工により部分的に突起物を形成した基材の表面に、気体堆積法で、突起物を含む基材表面全体を覆うように形成したところ、突起物の構成面に製膜が良好に出来ない問題があった。
【０００６】
本発明は、気体堆積法により製膜された、表面に凸部およびもしくは凹部が形成された複雑形状物において、前記凸部およびもしくは凹部の高絶縁性、耐摩耗性等を向上させることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、基材と、この基材の表面に気体堆積法によって形成された脆性材料構造物からなる複合構造物であって、前記基材表面には、予め機械加工等により微細な凹凸形状が形成されており、前記凹凸形状の構成面の角度が、前記基材のベース面に対して３０°以下であることを特徴とする複合構造物である。
これにより、前記凹凸形状の構成面にも、気体堆積法により製膜が可能になり、前記凹凸面の絶縁性、耐摩耗性等を改善することが出来る。
【０００８】
上記目的を達成するために請求項２は、基材と、この基材の表面に気体堆積法によって形成された脆性材料構造物からなる複合構造物であって、前記基材表面には、予め機械加工等により微細な凹凸形状が形成されており、前記凹凸形状の構成面の角度が、前記基材のベース面に対して１５°以下であることを特徴とする複合構造物である。
これにより、前記凹凸形状の構成面にも、気体堆積法により製膜が可能になり、前記凹凸面の絶縁性、耐摩耗性等を更に改善することが出来る。
【０００９】
上記目的を達成するために請求項３は、基体となり電極を有する基材と、この基材の表面に気体堆積法によって形成された脆性材料構造物誘電体層からなる静電チャックであって、前記基材表面には、予め機械加工等により微細な凹凸形状が形成されており、前記凹凸形状の構成面の角度が、前記基材のベース面に対して３０°以下であることを特徴とする静電チャックである。
これにより、前記凹凸形状の構成面にも、気体堆積法により製膜が可能になり、前記凹凸面の絶縁性、耐摩耗性等を改善することが出来る。
【００１０】
上記目的を達成するために請求項４は、基体となり電極を有する基材と、この基材の表面に気体堆積法によって形成された脆性材料構造物誘電体層からなる静電チャックであって、前記基材表面には、予め機械加工等により微細な凹凸形状が形成されており、前記凹凸形状の構成面の角度が、前記基材のベース面に対して１５°以下であることを特徴とする静電チャックである。
これにより、前記凹凸形状の構成面にも、気体堆積法により製膜が可能になり、前記凹凸面の絶縁性、耐摩耗性等を更に改善することが出来る。
【００１１】
更に、別の見方をすれば、請求項５に記載したように、金属基材表面にセラミックスなどの脆性材料からなる構造物が形成された脆性材料構造物であって、前記構造物は多結晶であり、また前記結晶同士の界面にはガラス層からなる粒界層が実質的に存在せず、さらに前記構造物の一部は金属基材表面に食い込むアンカー部となっていることを特徴とする請求項３および４に記載の静電チャックである。
【００１２】
また、言葉の定義として、微細な凹凸形状とは、いわゆる基材の表面粗さで定義されるような極微細な凹凸形状ではなく、機械加工等にて形成される立体的形状であり、気体堆積法で使用される構造物形成用エアロゾル噴射ノズルの開口面積に対して、これより小さな寸法の複雑形状のことを意味する。実質的には、微細な凹凸の形状変化両端にあたるベース面からベース面までの形状変化率の大きな方向において、そのベース面からベース面までの寸法が、基材のベース面に垂直の方向で、およそ１μｍ以上１０ｍｍ以下である凹凸形状とする。凹凸形状とは、ドットやくぼみ、溝や波状形態などを構成する部分である。
【００１３】
また、基材のベース面とは、基材としては、平板、円筒、球などが考えられるが、ここでは、基材のベース面は気体堆積法によって脆性材料構造物を形成する領域であって、基本的に平面とする。気体堆積法の製造方法に従えば、ノズルとこれに対向させて設置した基材の構造物形成時の相対揺動方向をＸＹの平面移動とするため、構造物形成領域全体を見渡した場合、これは平面となっているからである。従って基材のベース面とは、この相対揺動方向で形成される平面に等しく、複合構造物においては、構造物形成領域全面を平面でならし、このときこの平面とその他の基材部とを合わせて計測される体積と、微細形状を有する基材の実体積との差が最も小さい平均面となるような平面に相当する。微細複雑形状の占める割合が低く単純な場合には、実質的にはこれを除外した場合の基板の表面をベース面としてよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施例を、図面に基づいて以下に説明する。
図１は、本発明にかかる実施例の構造物の断面図である。基材１は、予め機械加工により、凸部２と凹部３が形成されている。該基材１を図５に示すような気体堆積法の製膜装置における真空チャンバー１７内の試料台１５に固定し、真空ポンプ１４で減圧しながら、ガスボンベ１２からガスを送り、エアロゾル発生器１３で発生したエアロゾル粒子５をノズル６から噴射させて、基材１の表面に製膜を行う。
【００１５】
図２は、本発明にかかる実施例の製膜時の断面概略図である。基材１の表面の凸部２と凹部３の構成面７には、傾斜がつけられており、構成面７にもエアロゾル粒子５が衝突しやすいので、製膜が良好である。
【００１６】
図５は、従来技術による構造物の断面図、図６は、従来技術による構造物の製膜時の断面概略図である。図からも解るように、凸部２および凹部３の構成面７には、エアロゾル粒子５が衝突しにくいので、構成面７には殆ど製膜されない。
【００１７】
【実施例】
凸部２の高さ０．０５ｍｍ、直径５ｍｍ、構成面７とベース面８とのなす傾斜角度１１を９０°、４５°、３０°、１５°の４種類に変化させたアルミ合金（Ａ５０５２）基板を各２ヶ（サンプル▲１▼▲２▼）製作し、気体堆積法にてアルミナを、約１０μｍ製膜したときの、絶縁破壊電圧を評価した結果を下表に示す。
【００１８】
図３は、絶縁破壊電圧評価時の断面概略図を示したもので、製膜部４の表面に銀ペースト９（デュポン社製４８１７Ｎ）を塗布し、３０分以上乾燥させた後、銀ペースト９と基材１との間に高圧電源１０（菊水電子工業社製ＴＯＳ８７５０）を接続し、印加電圧を毎秒１００Ｖづつ上昇させながら、製膜部４が絶縁破壊したときの電圧を測定した。
【００１９】
【表１】
2004265993.tif 000003
【００２０】
本結果からも明らかなように、構成面に傾斜を取ることが、良好な製膜体を形成するのに有効な手段であることがわかる。傾斜角度４５°でも製膜はされたが、実使用を考えると、傾斜角度１１は、３０°以下が良好であることがわかる。
また、上記実施例のサンプルは、凸部２の傾斜角度１１が９０°、４５°、３０°に関しては、図２に示すように、ノズル角度１８を垂直にし製膜した後、絶縁破壊電圧を評価した結果である。
それに対し、凸部２の傾斜角度１１が１５°に関しては、図４に示すように、ノズル角度１８を７０°傾斜、すなわちエアロゾル粒子５のベース面８への入射角度１９を２０°で製膜した後、絶縁破壊電圧を評価した結果である。
【００２１】
このようにエアロゾル粒子５のベース面８への入射角度を、５°〜６０°の範囲で傾斜させて製膜することは、特許第３３３８４２２号の特許請求の範囲、ならびに発明の効果に記載されているように、膜内の超微粒子材料の接合が充分で組織が緻密であり、表面が平滑であり、密度の均一な膜を製造することができる超微粒子材料の成膜技術を得ることができる条件である。
つまり、凸部２の傾斜角度１１が１５°以下であれば、すなわち、エアロゾル粒子５のベース面８への入射角度を、傾斜させて製膜しても、凸部２の構成面７に良好な製膜体が形成されることがわかる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、表面に凸部およびもしくは凹部が形成された複雑形状物の絶縁性、耐摩耗性等を改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる実施例の構造物の断面図。
【図２】本発明にかかる実施例の製膜時の断面概略図。
【図３】破壊電圧評価時の断面概略図。
【図４】本発明にかかる実施例のノズルを傾斜させた時の製膜時の断面概略図。
【図５】気体堆積法の製膜装置概略図。
【図６】従来技術による構造物の断面図。
【図７】従来技術による構造物の製膜時の断面概略図。
【符号の説明】
１…基材
２…凸部
３…凹部
４…製膜部
５…エアロゾル粒子
６…ノズル
７…構成面
８…ベース面
９…銀ペースト
１０…高圧電源
１１…傾斜角度
１２…ガスボンベ
１３…エアロゾル発生器
１４…真空ポンプ
１５…試料台
１６…ＸＹステージ
１７…真空チャンバー
１８…ノズル角度
１９…入射角度
【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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