(57)【要約】基板と、前記基板上に堆積させたセラミック層とを含む構造コンポーネントが提供される。このセラミック層は、セラミック静電放電散逸材料から形成され、電気抵抗率が約１０3〜約１０11オーム・ｃｍの範囲である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に堆積させたセラミック層であり、前記セラミック層がセラミック静電放電散逸材料を含み、電気抵抗率が約１０3〜約１０11オーム・ｃｍの範囲であるセラミック層と、
を備えた構造コンポーネント。
【請求項２】
前記セラミック静電放電散逸材料の電気抵抗率が、約１０5〜約１０9オーム・ｃｍの範囲である、請求項１に記載の構造コンポーネント。
【請求項３】
前記基板が、金属又は金属合金である、請求項１に記載の構造コンポーネント。
【請求項４】
前記基板が、アルミニウム合金又は鉄合金を含む、請求項３に記載の構造コンポーネント。
【請求項５】
前記基板が鋼を含む、請求項４に記載の構造コンポーネント。
【請求項６】
前記層の厚さが、約１μｍを超える、請求項１に記載の構造コンポーネント。
【請求項７】
前記層の厚さが、約１０μｍを超える、請求項１に記載の構造コンポーネント。
【請求項８】
前記層の厚さが、約２０μｍを超える、請求項１に記載の構造コンポーネント。
【請求項９】
前記層の厚さが、約５０μｍを超える、請求項１に記載の構造コンポーネント。
【請求項１０】
前記構造コンポーネントが、超小型電子加工環境における配置用ファーニチャピースである、請求項１に記載の構造コンポーネント。
【請求項１１】
前記ファーニチャピースが、超小型電子装置を貯蔵するための貯蔵コンポーネントであり、前記貯蔵コンポーネントが、棚、ラック、キャビネット及びドローワーからなる群から選択される、請求項１０に記載の構造コンポーネント。
【請求項１２】
前記ファーニチャピースが、超小型電子装置を取扱い及び輸送するための輸送コンポーネントであり、前記輸送コンポーネントが、カート、トレイ及びウエハキャリア、ロボットエンドエフェクタ、コンベア、コンベアローラからなる群から選択される、請求項１０に記載の構造コンポーネント。
【請求項１３】
前記輸送コンポーネントがウエハキャリアを備え、前記ウエハキャリアが、フロントオープンユニファイドポッド（ＦＯＵＰ）である、請求項１２に記載の構造コンポーネント。
【請求項１４】
前記構造コンポーネントがワークベンチを備える、請求項１に記載の構造コンポーネント。
【請求項１５】
前記構造コンポーネントが、超小型電子コンポーネントを収容するためのジグを備える、請求項１に記載の構造コンポーネント。
【請求項１６】
前記ジグが、拡散ジグ、フォトリソグラフィージグ、蒸着ジグ、金属化ジグ、エッチングジグ、研磨ジグ、機械加工ジグ及びラッピングジグからなる群から選択される、請求項１５に記載の構造コンポーネント。
【請求項１７】
前記構造コンポーネントが、超小型電子加工環境に設けるためのフロアカバーを備える、請求項１に記載の構造コンポーネント。
【請求項１８】
前記構造コンポーネントが、超小型電子装置を取り扱うためのツールを備える、請求項１に記載の構造コンポーネント。
【請求項１９】
前記ツールが、半導体装置を取り扱うように構成されている、請求項１８に記載の構造コンポーネント。
【請求項２０】
前記ツールが、ワイヤボンディングチップ、ピンセット、ピック・アンド・プレイスチップ及び計量分配具からなる群から選択される、請求項１８に記載の構造コンポーネント。
【請求項２１】
前記セラミック層が溶射厚膜コーティングを備える、請求項１に記載の構造コンポーネント。
【請求項２２】
前記セラミック層が、火炎溶射、プラズマアーク溶射、電気アーク溶射、デトネーションガン溶射、高速ガス式溶射からなる群から選択された溶射法により堆積されたものである、請求項２１に記載の構造コンポーネント。
【請求項２３】
前記セラミック層が、火炎溶射により堆積されたものである、請求項２２に記載の構造コンポーネント。
【請求項２４】
前記セラミック層が、酸化物系組成物を含む、請求項２１に記載の構造コンポーネント。
【請求項２５】
前記セラミック層が、酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化イットリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化珪素、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化銅、酸化バナジウム及びそれらの組み合わせからの高密度生成物であるベース組成物から形成されている、請求項２４に記載の構造コンポーネント。
【請求項２６】
前記セラミック層が、酸化物系、窒化物系又は炭化物系組成物を含む、請求項１に記載の構造コンポーネント。
【請求項２７】
前記セラミック層が、酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化珪素、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化銅、酸化バナジウム、酸化イットリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、窒化珪素、窒化アルミニウム、炭化珪素、並びにそれらの組み合わせ及び化合物からの高密度生成物であるベース組成物から形成されている、請求項２６に記載の構造コンポーネント。
【請求項２８】
前記セラミック層が、前記層の抵抗率を減少させるためにベース組成物に付与された添加物を含む、請求項１に記載の構造コンポーネント。
【請求項２９】
前記添加物が、半導性又は電導性ディスクリート粒状相を含む、請求項２８に記載の構造コンポーネント。
【請求項３０】
超小型電子装置の取扱い方法であって、
基板と、前記基板上に堆積させたセラミック層とを備えた構造コンポーネントであり、前記セラミック層がセラミック静電放電散逸材料を含み且つ電気抵抗率が約１０3〜約１０11オーム・ｃｍの範囲である、構造コンポーネントを準備することと、
前記超小型電子装置を前記構造コンポーネント上に配置することと、
を含む方法。
【請求項３１】
前記構造コンポーネントがジグを備える、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記構造コンポーネントが、ファーニチャピースを備える、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
超小型電子装置の加工方法であって、
基板と、前記基板上に堆積させたセラミック層とを含む超小型電子加工環境にフロアを準備するとともに、その際、前記セラミック層が、セラミック静電放電散逸材料を含み且つ電気抵抗率が約１０3〜約１０11オーム・ｃｍの範囲であることと、
前記超小型電子装置を前記超小型電子加工環境において処理操作に付することと、
を含む方法。
【請求項３４】
超小型電子装置の加工方法であって、
基板と、前記基板上に堆積させたセラミック層であって、セラミック静電放電散逸材料を含み且つ電気抵抗率が約１０3〜約１０11オーム・ｃｍの範囲であるセラミック層とを備えたツールを準備することと、
前記超小型電子装置を前記ツールに暴露して処理操作を実行することと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に構造コンポーネントに関し、特に安全な静電荷の放電が可能な静電放電散逸特性を有する構造コンポーネントに関する。
【背景技術】
【０００２】
超小型電子製造に関して、デリケートな超小型電子装置は、典型的にはクリーンルーム等の環境において、自動化手段及び／又は人により取り扱われる。これに関して、取扱い及び製造操作により、摩擦電荷としても知られている静電気が蓄積する傾向がある。ウエハ加工操作により超小型電子装置、例えば集積回路等の超小型電子装置を製造するためのクリーンルーム環境に関して、静電荷が蓄積すると、汚染の問題を生じやすい。特に、クリーンルーム環境内の帯電した表面は、汚染物を引きつけ且つ保持して、クリーンルームにおける粒子を除去するのが困難になる傾向がある。汚染問題を生じる静電荷の存在を超えて、静電荷の放電がさらなる問題を引き起こす傾向がある。例えば、集積回路、アナログ装置、保存媒体及び保存装置等の数多くの超小型電子装置は、静電気が制御されずに放電することにより、電気回路が損傷することがある。壊損すると、このような損傷は、製造プロセスの最終段階の試験段階中に検出できる。しかしながら、恐らくさらに問題なのは、静電放電により、潜在的欠陥を生じて、それが消費者による後の段階の一体化中、又はエンドユーザーにより電子コンポーネントに組み込んだ超小型電子装置の使用中に表面化することである。
【０００３】
www.esda.orgで見られる、上記主題についてＥｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎにより提供されるバックグラウンド情報では、静電荷に対処するための種々の手法が詳細に述べられている。静電荷に関連する問題に対処する一つの方法では、静電気の蓄積の減少及び可能ならば、除去が必要であるが、一定の環境で全ての静電気の発生を完全に除去するのは困難である。したがって、静電荷が形成されたら、静電荷を安全に散逸又は中和する工程がとられてきた。これに関して、デリケートな超小型電子装置の損傷を防止するために、典型的には静電放電（ＥＳＤ）散逸材料を用いることにより、放電量を制御することが必要であった。その際、加工プロセスに使用される一定プロセスツーリングが、好適なポリマーから形成された。これは、ポリマーが、必要とする形状に容易に成形でき、且つポリマーの抵抗率が、かなり広範囲にわたって制御できるからである。しかしながら、ポリマーの機械的性質は不十分なものである。例えば、ほとんどのポリマー材料は、耐磨耗性がなく、負荷下でクリープし、弾性率が１０ＧＰａ未満である。
【０００４】
また、ポリマー上にコーティングを施すことも、当該技術分野において使用されてきた。一例において、五酸化バナジウムゾルを、バインダーとともに表面に適用して、酸化バナジウム粒子が高分子バインダーにより接合された「繊維状又はリボン状ネットワーク」を残している。このようなコーティングは、ほとんどの種類の表面に適用できる。しかしながら、このようなコーティングは、耐磨耗性を欠き、部品と頻繁に接触することがある領域、例えばベンチトップで長期に使用することには適していない。クリーンルーム環境では、繊維は、表面から分離しやすく、汚染を生じる。
【０００５】
ポリマー材料の欠点のいくつかに対処するために、静電放電散逸セラミック材料が開発された。この一例として、酸化ジルコニウム及び酸化鉄から形成されたセラミック材料の形成が米国特許第６２７４５２４号に開示されている。しかしながら、数多くのセラミック材料と同様に、開示されている材料は、大きなサイズのもの、例えばモノリシック取扱いツール、ファーニチャ及びジグ（フィクスチャ）を製造するには高価である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、上記の事実に鑑みて、例えば超小型電子加工環境に使用するためのようなこのような材料及びコンポーネントを形成するための、改善された静電放電散逸材料、コンポーネント及び方法を提供することが一般的に望ましいと考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一面によれば、基板と、その基板の上に堆積されたセラミック層とを備える構造コンポーネントが提供される。このセラミック層は、セラミック静電放電散逸材料から形成されており、電気抵抗率が約１０3〜約１０11オーム・ｃｍの範囲である。このコンポーネントは、特定の用途では、電気抵抗率は、これよりもわずかに狭い範囲、例えば１０5〜約１０9オーム・ｃｍの範囲でよい。セラミック層は、薄膜又は厚膜形成法により付着できる。一実施態様によれば、このセラミック層は、溶射として知られている厚膜形成法により付着される。構造コンポーネントは、超小型電子取り扱い、例えば超小型電子装置製造操作との関連で使用するように構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、当業者であるならば、添付の図面を参照することにより、よりよく理解でき、且つその非常に数多くの目的、特徴及び利点が明らかとなるであろう。なお、図面において、類似もしくは同一のアイテムについては同じ参照番号を付与してある。
【０００９】
本発明の一実施態様によれば、基板と、その基板の上に堆積されたセラミック層とを備えた構造コンポーネントが提供される。このセラミック層は、電気抵抗率が約１０3〜約１０11オーム・ｃｍの範囲である静電放電散逸材料から形成される。この抵抗率の測定値は、体積抵抗率である。
【００１０】
所定の実施態様において、実際の抵抗率は、多数の因子に基づいて選択される。考慮すべき事柄には、例えばコーティングの抵抗率及びコーティングの厚さに依存する、地面への放電路の抵抗などがある。したがって、コーティングが極薄の必要がある場合（コーティングを施した部分上の構造的特徴が極めて微細であるか、又はその部分自体が極めて小さい場合）、コーティングの厚さが数ミリメートルである場合よりも、コーティングについて上記範囲内でより高い抵抗率を選択する。一般的に、接地抵抗が１０5〜１０9オームであることが好ましい。これは、典型的な静電圧が１０００Ｖ未満で、迷走電流を１ミリアンペア未満に維持しやすく、また同時に、電荷が数秒未満で散逸することができるからである。
【００１１】
構造コンポーネントの実際の構成及び意図する配置は、異なっていてもよい。例えば、構造コンポーネントは、超小型電子装置を取り扱う環境、例えば製造環境で使用することができる。静電蓄積及び／又は放電に感受性のある環境で取り扱われる典型的な超小型電子装置には、ウエハ加工法により形成された集積回路装置（例えばＭＯＳ装置）、保存媒体及び保存装置（例えば、ハードディスクドライブ、光学ドライブ並びに磁気及び光学媒体）、磁気保存媒体用の読み書きヘッド、ＣＣＤアレイ、アナログ装置（例えば、ＲＦトランジスタ）、オプトエレクトロニクス（例えば、導波管及び関連コンポーネント）、音響電気装置（例えば、ＳＡＷフィルター）、フォトマスク及び微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）などがある。
【００１２】
構造コンポーネントは、超小型電子装置用加工環境等の取扱い環境で使用される一つのファーニチャであることができる。このようなファーニチャピースは、いくつかの異なるカテゴリー、例えば保存ファーニチャ、超小型電子装置を輸送するための輸送ファーニチャ、及び、例えば加工操作のための超小型電子装置を受け入れるための加工面を提供する支持装置で広範に特徴づけることができる。さらに、このようなファーニチャは、物理的フロア、例えばフロアタイルを含むことができる。保存コンポーネントファーニチャピースとしては、例えば棚、ラック、キャビネット及び引き出しなどがある。超小型電子装置を取扱且つ輸送するための輸送コンポーネントとしては、例えばカート、トレイ、ウエハキャリア、ロボットエンドエフェクタ、コンベア及びコンベアローラなどがある。より一般的に使用されるウエハキャリアの一例は、いわゆるフロントオープンユニファイドポッド（ＦＯＵＰ）である。支持コンポーネントであるファーニチャピースとしては、例えばワークベンチ及び加工物面などがある。
【００１３】
加工環境、例えばウエハ工場の特定の場合において、ファーニチャピースの水平面は、典型的にはクリーンルーム環境内が層流に維持されるように構成される。このために、垂直面は、典型的には、例えばソリッドワーク表面とは異なり、かなり高度の空きスペースを有するように構成される。空きスペースは、特定のファーニチャピースの水平表面領域全体の５０％超、例えば約６０％超、さらには７０％を超えることができる。このような空きスペースを有する加工表面は、平行ロッド又はバー、又はロッド又はバーの格子状アレイにより形成してもよいし、又は有孔表面であってもよい。
【００１４】
ファーニチャピースの他に、特定の形態の構造コンポーネントは、超小型電子ジグ（フィクスチャ）であってもよい。このジグは、単一又は複数の超小型電子装置を受け入れるように構成される。例えば、半導体加工環境においては、複数のジグを、単一ウエハ加工操作又は複数のウエハ加工操作においてウエハを保持するために加工ツール内で使用する。このような加工操作には、例えば酸化物形成、蒸着、金属化、リソグラフィ、エッチング、イオン注入、熱処理、イオンミリング、研磨（化学的機械的研磨を含む）、湿式クリーニング、計測、試験及び包装などがある。ジグの形態には、拡散ジグ、フォトリソグラフィージグ、蒸着ジグ、金属化ジグ、エッチングジグ、研磨ジグ、機械加工ジグ及びラッピングジグなどがある。同様に、上記したファーニチャを、上記の加工操作に関連して使用してもよい。ジグの特定の例として、単一のウエハ加工操作、例えば蒸着（例えば、化学蒸着）及びエッチング操作等で使用されるジグ、又はワークピース加工のための超音波タンクに配置されるジグである。典型的には、構造コンポーネントは、電源に接続するようには設計されず、且つ電極、接点、相互接続等を欠いている、受動コンポーネントに限定される。
【００１５】
図１について述べると、本発明の一実施態様、特にフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）加工用真空チャックが示されている。この例では、真空チャック１０は、ベース１２及び変形可能マウントプレート１６を備えている。この変形可能マウントプレート１６は、複数のアクチュエータ１４を介してベース１２に接続されている。このアクチュエータは、例えばマウントプレート１６の輪郭を物理的にバイアス及び制御するのに効果的である電気変換器であることができる。マウントプレート１６は、真空を介して基板２０を受け入れ且つ保持する。この場合における基板は、ＦＰＤコンポーネント、例えば透明プラスチック又はガラスシートである。真空は、真空ソースを真空ポート２４に結合し、壁３０の間に形成される複数の領域２８に分割されるチャンバー２６を排気することにより生じさせる。コントローラ（図示せず）によりアクチュエータ１４を制御することにより、マウントプレートの輪郭を操作して、基板２０の上面２２が比較的平面的となるようにすることができる。そうすることにより、基板２０に追加の層を積層する等の後の加工操作に望ましいように、基板を比較的平坦に調整することができる。真空チャック及びその操作のさらなる詳細は、米国特許第５７２４１２１号に示されている。なお、この米国特許の詳細は、本明細書の内容とする。
【００１６】
マウントプレート１６は、好適なセラミック又は金属合金材料から形成できる。これに、本明細書の教示にしたがってセラミック層をコーティングする。セラミック層を、マウントプレート１６の少なくとも上面１８（基板を受け入れるための受け入れ面）に付着させ、上記したように、静電放電散逸材料から形成する。一般的に、ＥＳＤ散逸セラミック層を形成後、これを、ラッピング及び研磨して、所望の表面平坦度、組織及び粗度とする。セラミック層のさらなる特徴は、本明細書に記載されている。このようなＥＳＤ散逸材料を組み込むことにより、静電荷を、基板又はアクチュエータ等のデリケートな装置の損傷を生じる前、及びアライメントの問題又は汚染等のプロセス制御の問題が生じる前に、安全に中和できる。さらに、チャッキング及び脱チャッキング操作及びサイクル時間が、改善される。
【００１７】
さらに、構造コンポーネントの特定の形態は、超小型電子装置の取扱又は加工に使用されるツールであってもよい。一例として、集積回路ダイのワイヤボンディングパッケージング操作において使用されるワイヤボンディングチップがあげられる。他のものとして、超小型電子装置の手動の取扱いに一般的に使用されるピンセット、パッケージング及び試験でＩＣチップを取り扱うのに使用されるピック・アンド・プレイスチップ、並びにＥＳＤ感受性ＩＣチップ及び他の装置と接触させるのに使用される接着剤及び加工液用計量分配ノズルなどがある。
【００１８】
基板／セラミック層複合構造を使用することにより、例えば基板を形成するための比較的安価である材料をはじめとする広範囲の材料を使用することができる。したがって、デリケートな静電放電環境においては使用できない材料を含む広範囲の基板材料を利用できる。このような材料には、金属、例えば金属合金などがある。例えば、上記のファーニチャピース、ジグ及びツールを、アルミニウム又は鉄合金、例えばカーボンスチール、工具鋼、ステンレス鋼等から形成できる。場合によっては、高分子基板に、緻密セラミックコーティングを均一に適用することができる。
【００１９】
セラミック層について述べると、セラミック層は、一般的に基板上に堆積される。これに関して、セラミック層は、一般的に当該技術分野において表面処理として一般的に理解されているより広範なカテゴリーに入るコーティングである。表面処理には、コーティング又は基板の表面を被覆する処理だけでなく、基板の表面を変更する処理（例えば、硬化操作、高エネルギー処理、薄拡散処理、重拡散処理及び他の処理、例えば極低温、磁気及び音波処理）などがある。クリーンルーム環境内の用途の場合、コーティングが、使用中に粒子を脱落させないことが極めて望ましい。したがって、コーティングは、典型的には理論密度の少なくとも８５％、例えば理論密度の少なくとも約９０％である。コーティングの軽研磨工程も、粒子の脱落する傾向を制限するのに有利なことがある。
【００２０】
コーティング又は表面カバーの領域において、一般的なカテゴリーには、化成被覆、電解メッキ、無電解メッキ、表面硬化、溶射及び薄膜コーティングなどがある。化成被覆とは、一般的に基板の露出表面に沿った化学転化、例えば酸化物被覆の形成（アルミニウム表面の強制電解酸化により形成される陽極酸化を含む）、リン酸被覆及びクロメート被覆を意味する。自己触媒メッキとして知られている無電解メッキだけでなく、電解メッキも、両方とも当該技術分野において理解されており、ここでは詳細には説明しない。無電解メッキは、一般的に本発明の実施には使用されない。薄膜コーティングは、一般的に材料を原子ごと、又は分子ごとに堆積させるか、固形基板上にイオン蒸着により堆積させることを包含する。薄膜コーティングは、一般的に公称厚さが約１ミクロン未満であるコーティングのことであり、最も典型的には物理的蒸着コーティング（ＰＶＤコーティング）、化学蒸着コーティング（ＣＶＤコーティング）及び原子層付着（ＡＬＤ）のかなり広範なカテゴリーの範囲内にある。
【００２１】
本発明の実施態様によれば、コーティングを、転化法により形成するのではなく、堆積する。これは、一般的に、堆積コーティングに限定されるように薄膜法と厚膜法のうちの一つによりおこなわれる。このような堆積膜は、陽極酸化等の転化表面層よりも優れている。表面とアルミニウム金属基板との間に制電散逸バリヤーを設けるために従来、陽極酸化アルミニウム層が利用されてきたが、これらの導電性は、表面の残留細孔及びこれらの動作させる環境の湿度に極めて大きく依存する。したがって、静電気を効果的に散逸するのに必要とする範囲で表面接地抵抗が得られるように十分にそれらの特性を制御することは困難である。さらに、陽極酸化層は、十分な耐摩耗性等の一定の機械的性質を欠く傾向がある。
【００２２】
特定の実施態様では、溶射プロセスによる等の厚膜堆積を利用する。溶射には、火炎溶射、プラズマアーク溶射、電気アーク溶射、デトネーションガン溶射、高速ガス式溶射などがある。特定の実施態様では、層を、火炎溶射法、特にＲｏｋｉｄｅ（商標登録）火炎溶射装置を利用したＲｏｋｉｄｅ（商標登録）プロセスを用いた火炎溶射法を利用して付着させることにより形成した。この特定のプロセスでは、ロッドの形状に成形したセラミック材料を、Ｒｏｋｉｄｅ（商標登録）溶射装置に一定及び制御した供給速度で供給する。セラミックロッドを、溶射装置内において、酸素及びアセチレンソースから生成した火炎と接触させることにより溶融させ、微粒化し、高速（例えば、１７０ｍ／ｓのオーダー）で基板表面にスプレーする。セラミックロッドの特定の組成物を選択して、以下でより詳細に説明するように優れた静電放電散逸特性が得られるようにする。オキシアセチレン火炎では、処理温度が２７６０℃のオーダーとなる。このプロセスによれば、完全に溶融した粒子を、基板の表面上に噴霧する。スプレー装置は、粒子が完全に溶融されるまでスプレー装置から噴射されないように構成される。粒子の運動エネルギー及び高熱質量により、基板に到達するまで溶融状態が維持される。
【００２３】
上記の溶射プロセスは、得られた層の厚さが約１ミクロンを超える、厚膜形成プロセスのカテゴリーに入る。本発明の実施態様では、表面が十分に被覆され、且つ意図する環境で使用したときに耐摩耗性等の機械特性を得るのに効果的な厚さである。実施態様では、厚さは、約１０ミクロン超、例えば約２０ミクロン超、又はさらには５０ミクロン超であってもよい。コーティングの厚さは、ミリメートルの範囲、例えば２〜３ミリメートルに及んでもよい。
【００２４】
セラミック層は、単結晶でも、多結晶でも、多結晶と非晶質（結晶性とガラス相）の組み合わせでも、又は非晶質（典型的には、本発明の実施態様によれば、単結晶は使用されない）。セラミック層、特にセラミックの基材は、複数の相を有していても、単相であってもよい。本明細書で使用される用語「セラミック層」は、一般的には合計少なくとも５０重量％の主要成分（単一又は複数）は、セラミック成分であることを意味する。典型的には、セラミック層は、セラミックが少なくとも６０，７０，８０重量％又は少なくとも９０重量％である。セラミック層は、一般的にはバインダー及び有機処理助剤を含有しない。一般的に、セラミック層は、バインダー及びいずれの加工助剤も焼き尽くす高温プロセスにより形成する。実際に、以下でより詳細に説明する溶射による等の一定のコーティング法では、コーティングを実施するのにバインダー／加工助剤を使用しない。
【００２５】
セラミック層は、酸化物、窒化物又は炭化物系組成物又はそれらの組み合わせから形成することができる。本明細書で使用される用語「ベース」組成物の記載は、一般的にはセラミック層の少なくとも５０重量％、典型的には６０重量％超、例えば７０又は８０重量％超を占める基材を意味する。一例として、セラミック層は、酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化銅、酸化バナジウム、酸化イットリウム、酸化珪素、酸化鉄、酸化チタン、酸化ジルコニウム、窒化珪素、窒化アルミニウム、炭化珪素、並びにそれらの組み合わせ及び化合物からの高密度生成物であるベース組成物から形成することができる。上記材料のリストからの高密度生成物についての説明は、一般的に、層が、特定の原料の高密度化生成物であることを示している。例えば、原料は、酸化アルミニウムと酸化イットリウムが混ざっており、火炎溶射等の高温堆積プロセスによりそのコーティング形態において単相又は複数相材料を形成できる等の複数の相を有するセラミック組成物でよい。例えば、酸化イットリウム及び酸化アルミニウムは、ガーネット、単斜晶及びペロブスカイト型イットリア−アルミナ結晶相のうちの一つ又は組み合わせを形成できる。上記材料の説明は、したがって、原料についてである。
【００２６】
本発明の別の実施態様によれば、セラミック層は、酸化物系組成物から形成される。これに関連して、酸化物系組成物は、火炎溶射等の溶射法を利用するときに特に望ましい。酸化物系組成物は、酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化イットリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化珪素、及びそれらの組み合わせからの高密度生成物であるベース組成を有することができる。
【００２７】
特定の実施態様によれば、例えば、静電荷を十分に散逸させるためには抵抗率が高すぎるベース材料の場合に、ベース組成物に添加物を含有させて、セラミック層の抵抗率を減少させることが望ましい。添加物は、典型的には単相であることができるベース組成物内に異なる第二相を形成する、導電性又は半導性ディスクリート粒状相から形成する。
【００２８】
下記の表に、基材と抵抗率調整添加物の種々の組み合わせを示す。組み合わせが異なると、効果も異なってくる。例えば、ＺｎＯは、ジルコニア系材料に特に効果的な添加物であるが、アルミナ等の他の基材を用いた場合とは同じ程度の作用を示さない。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
本発明の実施態様によれば、構造コンポーネントを用いるための方法が提供される。一実施態様によれば、超小型電子装置の取扱方法では、基板と、基板上に堆積させたセラミック層を備えた構造コンポーネントを準備することが必要である。このセラミック層は、セラミック静電放電散逸材料を含み、電気抵抗率が約１０3〜約１０11オーム・ｃｍの範囲である。この超小型電子装置を構造コンポーネント上に配置する。この超小型電子装置は、構造コンポーネント上に直接配置したり、接触させる必要はないが、構造コンポーネント（単一又は複数）の間に要素（単一又は複数）を介在させてもよい。このコンポーネントは、上記したようなファーニチャピース、保存用、ファーニチャピースが加工表面を有する（例えば、ワークベンチ）加工操作用、又は輸送用のこのようなファーニチャピースであることができる。さらに、構造コンポーネントは、加工操作用超小型電子装置に直接接触するように構成されたジグ又は加工操作を実行するためのツールでよい。
【実施例】
【００３１】
例１。厚さが０．３ｃｍの約２ｃｍ2の支持プレートを、一枚のカーボンスチールから加工した。Ｒｏｋｉｄｅ（登録商標）溶射プロセスを利用して、厚さ５００ミクロンの酸化クロム層を形成した。溶射面と基板との間の電気抵抗を、多数の場所で測定した。その結果、３〜５×１０6オームのオーダーであり、静電荷の散逸に望ましい抵抗であることがわかった。
【００３２】
例２。例１と同様にして、高純度アルミナ（純度９８％超のアルミナ）とチタニア（ＴｉＯ2）を、それぞれ８７重量％及び１３重量％の比で混ぜた。材料の抵抗率は、約２．８×１０8オーム・ｃｍであることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施態様による真空チャックの模式図である。
【図１】
2006522223.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月25日(2005.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＳＤ散逸構造コンポーネントを形成する方法であって、
金属又は金属合金の基板を提供することと、
前記基板上に、電気抵抗率が１０3〜１０11オーム・ｃｍの範囲でありかつ厚さが１０μｍ以上であるＥＳＤ散逸セラミック材料を含む厚膜を溶射することと、
を含む方法。
【請求項２】
前記溶射が、火炎溶射、プラズマアーク溶射、電気アーク溶射、デトネーションガン溶射及び高速ガス式溶射からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記厚膜が火炎溶射により堆積されたものである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記厚膜が、理論密度の少なくとも９０％の密度を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記厚膜からの微粒子発散を軽減するために前記厚膜を研磨することをさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記ＥＳＤ散逸セラミック材料が酸化物系組成物を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記ＥＳＤ散逸セラミック材料が、酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化イットリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化珪素、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化銅、酸化バナジウム及びそれらの組み合わせからの高密度生成物であるベース組成物を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ＥＳＤ散逸セラミック材料が、酸化アルミニウムベース及び半導性又は電導性添加物を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記添加物がチタニアを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記厚膜が、その厚膜の抵抗率を減少させるためにベース組成物に付与された添加物を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記添加物が、半導性又は電導性相を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＥＳＤ散逸セラミック材料の電気抵抗率が、１０5〜１０9オーム・ｃｍの範囲である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記基板が、アルミニウム合金又は鉄合金を含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板が鋼を含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記厚膜の厚さが２０μｍを超える、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記厚膜の厚さが５０μｍを超える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記構造コンポーネントが、超小型電子加工環境における配置用ファーニチャピースである、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記ファーニチャピースが、超小型電子装置を貯蔵するための貯蔵コンポーネントであり、前記貯蔵コンポーネントが、棚、ラック、キャビネット及びドローワーからなる群から選択される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ファーニチャピースが、超小型電子装置を取扱い及び輸送するための輸送コンポーネントであり、前記輸送コンポーネントが、カート、トレイ及びウエハキャリア、ロボットエンドエフェクタ、コンベア、コンベアローラからなる群から選択される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記構造コンポーネントがワークベンチを備える、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記構造コンポーネントが、超小型電子コンポーネントを収容するためのジグを備える、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記ジグが、拡散ジグ、フォトリソグラフィージグ、蒸着ジグ、金属化ジグ、エッチングジグ、研磨ジグ、機械加工ジグ及びラッピングジグからなる群から選択される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記構造コンポーネントが、超小型電子加工環境に設けるためのフロアカバーを備える、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記構造コンポーネントが、超小型電子装置を取り扱うためのツールを備える、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記ツールが、ワイヤボンディングチップ、ピンセット、ピック・アンド・プレイスチップ及び計量分配具からなる群から選択される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
ＥＳＤ散逸構造コンポーネントを形成する方法であって、
金属又は金属合金の基板を提供することと、
前記基板上に、電気抵抗率が１０５〜１０９オーム・ｃｍの範囲であり、厚さが５０μｍ以上であり、そして酸化物ベース組成物及び半導性又は電導性添加物を含むＥＳＤ散逸セラミック材料を含む厚膜を溶射することと、
を含む方法。
【国際調査報告】
2006522223.tif 000005
2006522223.tif 000006