特許 6646700 硬質脆性材料製の被処理成品の表面加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6646700

(24)【登録日】2020年1月15日

(45)【発行日】2020年2月14日

(54)【発明の名称】硬質脆性材料製の被処理成品の表面加工方法

(51)【国際特許分類】

   B24C 1/00 20060101AFI20200203BHJP

   B24C 1/08 20060101ALI20200203BHJP

   B24C 1/04 20060101ALI20200203BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20200203BHJP

【ＦＩ】

   B24C1/00 Z

   B24C1/00 B

   B24C1/08

   B24C1/04 F

   H01L21/68 R

【請求項の数】3

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-50629(P2018-50629)

(22)【出願日】2018年3月19日

(65)【公開番号】特開2019-162675(P2019-162675A)

(43)【公開日】2019年9月26日

【審査請求日】2018年6月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000154129

【氏名又は名称】株式会社不二製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110002398

【氏名又は名称】特許業務法人小倉特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】間瀬 恵二

(72)【発明者】

【氏名】石橋 正三

(72)【発明者】

【氏名】関澤 美津季

【審査官】 山内 康明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０２７２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０６８１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５８７６６９０（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第５６０６８２４（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｃ １／００

Ｂ２４Ｃ １／０４

Ｂ２４Ｃ １／０８

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

硬質脆性材料製の成品である静電チャックの誘電体層を被処理成品とし，
前記被処理成品の母材硬度よりも高硬度の砥粒を使用した第１のブラスト加工により，前記被処理成品の表面を，多数の凸部と，該凸部間に形成された，最狭部において５０μm以上の幅を有する多数の凹部が形成された立体的な凹凸形状に形成し，
前記凹凸形状に形成された前記被処理成品の表面に対し，低反発弾性の弾性体に前記凹部の前記幅よりも粒径の小さい砥粒を担持させた構造の弾性研磨材を使用した第２のブラスト加工を行うことにより，前記第１のブラスト加工によって形成した前記凹凸形状を維持したまま，前記被処理成品の前記凸部及び凹部の表面を算術平均粗さＲａ１．６μm以下に研磨すると共に，前記凸部の上面の端部に形成されたエッジに半径Ｒ１０μm以上の丸み付けを行うことを特徴とする硬質脆性材料製の被処理成品の表面加工方法。

【請求項2】

前記第１のブラスト加工によって，平坦な上面を有する前記凸部を形成し，
前記第２のブラスト加工によって，前記凸部の前記平坦な上面の端部に形成されたエッジにＲ１０μm以上の丸みを付けることを特徴とする請求項１記載の硬質脆性材料製の被処理成品の表面加工方法。

【請求項3】

前記硬質脆性材料製の被処理成品の前記表面が，半導体製造装置に設けられた基板固定具の基板吸着面であることを特徴とする請求項１又は２記載の硬質脆性材料製の被処理成品の表面加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は，硬質脆性材料製の被処理成品の表面加工方法に関し，例えば静電チャック装置に設けられたセラミックス誘電体層の基板吸着面に対する多数の微小突起の形成と，該微小突起形成後の基板吸着面の研磨のように，セラミックス等の硬質で脆性を有する材料製の被処理成品の表面を，幅数十μm〜数mm程度の微細な凸部と凹部から成る凹凸を有する立体的な形状に加工すると共に，該立体的な形状に加工された被処理成品の表面を，前記立体的な形状を維持したまま研磨する表面加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

硬質脆性材料製の成品の一例として，半導体の製造工程で使用される静電チャック装置の吸着面となる誘電体層を例に挙げ説明する。

【0003】

半導体の製造時，半導体ウェハやガラス等の基板は，サセプタと呼ばれる保持体上に載置，固定された状態で，成膜，露光，エッチング等の各工程が行われる処理装置内に保持されているが，このサセプタの基板保持面には，サセプタ上に基板を吸着させて固定するための静電チャック等の固定具が設けられている。

【0004】

この静電チャック１０は，一例として図６に示すように，セラミックプレート１１上に，電極となる金属電極層１２と，基板１５の吸着面となるセラミックス製の誘電体層１３を備えたもので，一例として金属電極層１２と基板１５間に電圧を印加することで，金属電極層１２と基板１５間に生じたクーロン力によって，基板１５を誘電体層１３の表面に吸着固定できるように構成されている。

【0005】

このような誘電体層１３の基板吸着面は，平坦な形状に形成されているものもあるが，漏れ電流を低減するために基板との接触面積を減少させる目的で（特許文献１［0004］欄参照），或いは，基板の均熱性の向上を図るため誘電体層と基板との間に熱媒となるガスを導入できるようにするために（特許文献２［0067］欄参照），セラミック誘電体層の基板吸着面に多数の微小な突起や溝を形成して立体的な凹凸面とすることも行われている（特許文献１，２参照）。

【0006】

なお，半導体の製造では，半導体製品の歩留まりや信頼性を低下させるパーティクル（異物微粒子）等の微小な汚染物質の発生を回避することが求められることから，前述した静電チャックの誘電体層の吸着面も，パーティクルが発生し難い状態に加工されていることが好ましい。

【0007】

ここで，図７中に拡大図で示すように，誘電体層１３の基板吸着面の表面粗さが粗く，微視的に見た場合に粗さ曲線が多数の先鋭な山を備えている場合，このような粗さ曲線の山頂部分ｔが欠けてパーティクルとなり得る。

【0008】

また，誘電体層１３表面の凹凸における凸部２１の上面２２の端部に鋭いエッジｅが形成されている場合，このような鋭いエッジｅは欠け易く，これによりパーティクルが発生し得る。

【0009】

そのため，このようなパーティクルの発生を抑制するために，誘電体層１３の基板吸着面は，これを研磨によって平滑にし，また，研磨によってエッジｅを丸めておくことが好ましい。

【0010】

このような誘導体層１３の研磨方法として前掲の特許文献２には，砥石を用いた研磨や，研磨粒子を懸濁させた研磨材（ラップ剤）を用いたラップ加工を開示する（特許文献２［0068］欄）。

【0011】

なお，静電チャック１０の誘電体層１３の研磨方法に関するものではないが，ガラス，シリコンウエハ，セラミックス基板等の硬質脆性材料製の基板を対象とした研磨方法として，空隙が形成されている多孔体から成る砥粒を固定した固定砥粒研磨工具と，加工物の被加工面との間に遊離砥粒スラリーを介在させ行う研磨方法が提案されている（特許文献３参照）。

【0012】

また，ガラスやセラミック，金属の研磨方法として，図８に示すように，基材層３１の一側面上に形成された土台部３２上に，柱状或いは錐台状の先端部３３を備えた研磨パッド３０を使用して研磨することも提案されている（特許文献４参照）。

【0013】

更に，静電チャックの誘電体層の研磨に関するものではないが，本願の出願人は，弾性母材に研磨用の砥粒を分散させた弾性研磨材，又は，弾性母材の表面に研磨用の砥粒を付着させた弾性研磨材を使用した硬質脆性材料の研磨に関し，硬質脆性材料基板から成る被加工物の側部に向かって噴射ノズルより圧縮気体と共に噴射して衝突させ，該被加工物の前記側部を研磨する硬質脆性材料基板の側部研磨方法について出願し，既に特許を受けている（特許文献５）。

【0014】

また，弾性研磨材を使用した金型の表面処理方法として，製造された金型表面に対し，第１のブラスト処理を行って前記表面に生じた硬化層の除去及び／又は面粗度の調整を行った後，第２のブラスト処理を行って前記表面に微小な凹凸を形成し，更に，第３のブラスト処理によって前記表面に形成された凹凸の山頂部を削り取って平坦化する工程から成り，前記第３のブラスト処理を，弾性体に砥粒を練り込み，及び／又は弾性体の表面に砥粒を担持させた弾性研磨材を，前記金型の表面に対し入射角を傾斜させて噴射することにより，噴射した研磨材を前記金型の表面上で滑動させることによって行うことを提案する（特許文献６の請求項１，２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0015】

【特許文献1】特開２００２−３３４９２０号公報

【特許文献2】特開２００８−１１２７５１号公報

【特許文献3】特開２００６−１９２５４６号公報

【特許文献4】特開２０１４−０１８８９３号公報

【特許文献5】特許第５７９３０１４号公報

【特許文献6】特許第５６０６８２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

前掲の特許文献２に記載されている砥石による研磨やラップ加工，及び，特許文献３に記載されている研磨方法は，いずれも平面に対する研磨方法であり，表面が平坦である静電チャックの誘電体層の研磨には好適に利用し得る。

【0017】

しかし，前述したように多数の微小な突起を形成する等して図７に示したように誘電体層１３の表面が立体的な凹凸形状に形成されている場合，砥石による研磨やラップ加工では，凹凸の凸部２１の上面２２を研磨することができたとしても，凸部２１の側面２３や，凹部２４の底面２５を研磨することができず，これらの部分の表面粗さは依然として粗い状態のままとなり，この部分より前述したパーティクルが発生するおそれがある。

【0018】

また，特許文献４に記載の研磨パッド３０（図８参照）を使用した研磨では，研磨パッド３０の基材層３１が変形することで，研磨時，研磨面の表面が湾曲面等のように曲がった，或はうねりを有する形状であったとしても，研磨面の形状変化に追従させて研磨パッド３０の先端部３３が研磨面に接触した状態を維持することができる。

【0019】

しかし，研磨面が前述したように微小な凹凸の形成によって立体的に形成されている場合，研磨パッド３０の先端部３３は凹部２４内に入り込むことができず，この方法によっても凸部２１の側面２３や，凹部２４の底面２５を研磨することができない。

【0020】

更に，前述した研磨方法では，いずれも凸部２１の上面２２が集中的に研磨されることとなるため，研磨前の被処理成品表面に形成された凹凸形状が変形するため，当初の凹凸形状を維持したまま研磨することができない。

【0021】

しかも，上記いずれの方法においても，誘電体層１３に対する凹凸の形成と，その後に行われる研磨は，全く異なる手法，装置，機器等を使用して行われることとなるため，加工工程が複雑化すると共に，それぞれの処理に必要な加工装置等を準備する必要があるため多大な初期投資が必要となる。

【0022】

なお，前掲の特許文献５には，硬質脆性材料であるガラス製の基板の端部（側面）を，弾性研磨材を使用したブラスト加工によって鏡面に研磨することが開示されている。

【0023】

しかし，特許文献５において研磨対象としているガラス基板の端部（側面）は，突起等が形成されていない平坦な平面又は曲面であり，前述の静電チャック１０の誘電体層１３のように，多数の微細な凹凸が形成された立体的な形状を有する表面を研磨するものではない。

【0024】

また，前掲の特許文献６には，第２ブラスト処理によって微細な凹凸を形成した後の金型表面に対して弾性研磨材を使用したブラスト処理（第３ブラスト処理）を行う構成について開示するも，この第３ブラスト処理は，第２ブラスト処理によって形成された凹凸の山頂部を削り落として平坦にするために行うものであり，第２ブラストによって形成された凹凸形状を維持したまま，凸部の側面や凹部の底面を研磨するものではない。

【0025】

そのため，微細な突起が形成されて凹凸面とされた被処理成品の表面，特に，前述した静電チャックの誘電体層のように半導体製造装置で使用する固定具の基板吸着面に対し，付形された凹凸形状を維持したまま，凸部の上面のみならず側面や，凹部の底面についても研磨できる研磨方法が要望される。

【0026】

そこで本発明は，上記従来技術における欠点を解消するために成されたもので，硬質脆性材料製の被処理成品の表面に対して微細な突起等が形成された立体的な凹凸形状の形成と，該凹凸形状が形成された被処理成品表面の研磨を，同種の作業によって比較的簡単に行うことができると共に，被処理成品の表面に付与された凹凸形状を維持しつつ，該凹凸の凸部の上面，側面，及び凹部の底面等の表面全体を研磨することのできる硬質脆性材料製の被処理成品の表面加工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】

【0027】

以下に，課題を解決するための手段を，発明を実施するための形態で使用する符号と共に記載する。この符号は，特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態の記載との対応を明らかにするためのものであり，言うまでもなく，本願発明の技術的範囲の解釈に制限的に用いられるものではない。

【0028】

上記目的を達成するための，本発明の硬質脆性材料製の被処理成品の表面加工方法は，
セラミックスやガラス等の硬質脆性材料製の成品である静電チャックの誘電体層を被処理成品とし，
前記被処理成品の母材硬度よりも高硬度の砥粒を使用した第１のブラスト加工により，前記被処理成品の表面を，多数の凸部２１と，該凸部２１間に形成された，最狭部において５０μm以上の幅ｗを有する多数の凹部２４が形成された立体的な凹凸形状に形成し，
前記凹凸形状に形成された前記被処理成品の表面に対し，低反発弾性の弾性体に前記凹部の前記幅ｗよりも粒径の小さい砥粒を担持させた構造の弾性研磨材を使用した第２のブラスト加工を行うことにより，前記第１のブラスト加工によって形成した前記凹凸形状を維持したまま，前記被処理成品の前記凸部２１及び凹部２４の表面を算術平均粗さＲａ１．６μm以下に研磨すると共に，前記凸部の上面の端部に形成されたエッジに半径Ｒ１０μm以上の丸み付けを行うことを特徴とする（請求項１）。

【0029】

前記第１のブラスト加工によって，平坦な上面２２を有する前記凸部２１を形成する場合，前記第２のブラスト加工によって，前記凸部２１の前記平坦な上面２２の端部に形成されたエッジｅにＲ１０μm以上の丸みを付けることが好ましい（請求項２）。

【0030】

更に，前記硬質脆性材料製の被処理成品の前記表面を，静電チャック等の半導体製造装置に設けられた基板固定具の基板吸着面とすることができる（請求項３）。

【発明の効果】

【0031】

以上で説明した本発明の構成により，本発明の表面加工方法によれば以下の顕著な効果を得ることができた。

【0032】

第１のブラスト加工によって比較的簡単な方法で被処理成品の表面に立体的な凹凸形状を形成することができると共に，弾性研磨材を使用した第２のブラスト加工により，第１のブラスト加工によって形成された凹凸形状を維持したまま，凸部２１のみならず凹部２４の底面２５等を含む立体的な凹凸形状の表面全体を算術平均粗さＲａで１．６μm以下の表面粗さに比較的容易に研磨することができた。

【0033】

その結果，本発明の方法で表面加工がされた被処理成品を，例えば真空製膜装置内で使用する部品，例えば，静電チャックの誘電体層の基板吸着面に対し多数の微小な突起を形成する加工に適用することで，本発明の方法により加工された静電チャック１０の誘電体層１３は，基板との接触部分（凸部２１の上面２２）のみならず，凸部２１の側面２３や凹部２４の底面２５についても研磨される結果，静電チャック１０の誘電体層１３が，シリコンウエハ等の基板１５に対する汚染源（パーティクルの発生源）となり難くすることができた。

【0034】

また，本発明の表面加工方法では，凹凸の形成と，その後の研磨をいずれもブラスト加工によって行うことで，同様の一連の流れで２工程の加工を遂行することができ，工程を簡略化，加工装置の全部または一部の共有等による加工コストの削減を図ることができた。

【0035】

このように，凸部２１だけでなく凹部２４の底面２５を含む凹凸面の全体を，当初の凹凸形状を維持したまま比較的簡単に研磨できることで，ガラス等の透明な材質でできた成品を処理対象とする場合，研磨後の成品を透明なものとすることができ，また，表面が平滑となることで，汚れ等が付着し難く，付着しても容易に除去することができる表面状態に加工することができた。

【0036】

なお，前記第１のブラスト加工によって形成される前記凸部２１が，平坦な上面２２を有する形状である場合，この上面の端部に形成されたエッジｅが鋭利な形状に形成されていると，この部分が欠け易く，前述したパーティクルの発生源となり得ると共に，被処理成品の破壊の起点となり得るが，前記第２のブラスト加工によって，前記凸部２１の前記上面２２の端部に形成されたエッジｅにＲ１０μm以上の丸みを付けた構成では，このエッジｅがパーティクルの発生源やチッピング等の破壊の起点となることについても好適に防止することができた。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】実施例１の被処理成品表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像であり，（Ａ）は第１のブラスト加工後，（Ｂ）は第２のブラスト加工後を示す。

【図2】実施例１の被処理成品表面の凸部のレーザー顕微鏡像及びプロファイル計測データであり，（Ａ）は第１のブラスト加工後，（Ｂ）は第２のブラスト加工後を示す。

【図3】実施例１の被処理成品表面の凹部底面のレーザー顕微鏡像及びプロファイル計測データであり，（Ａ）は第１のブラスト加工後，（Ｂ）は第２のブラスト加工後を示す。

【図4】第１のブラスト加工後における実施例２の被処理成品表面の凸部のレーザー顕微鏡像，凸部上面及び側面の測定断面曲線，及び粗さ曲線。

【図5】第２のブラスト加工後における実施例２の被処理成品表面の凸部のレーザー顕微鏡像，凸部上面及び側面の測定断面曲線，及び粗さ曲線。

【図6】静電チャックの概略説明図。

【図7】突起が形成された静電チャックの誘電体層表面の説明図。

【図8】研磨パッド（特許文献４）の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0038】

次に，本発明の実施形態につき添付図面を参照しながら以下説明する。

【0039】

〔加工対象成品〕
本発明の表面加工方法で加工対象とする被処理成品は，硬質で，かつ脆性を有する材料製の成品全般を含み，硬質脆性材料としては，一例としてアルミナ，炭化珪素，窒化珪素，サファイア，ジルコニア，窒化アルミニウム，サーメット，石英ガラス，ソーダガラスなどを挙げることができる。

【0040】

加工対象とする成品の表面としては，一例として，静電チャックのセラミックス誘電体層の基板吸着面を挙げることができるが，これに限定されず，突起や溝等を形成して凹凸形状とする表面を備えた硬質脆性材料製の成品全般に対し適用可能である。

【0041】

〔第１のブラスト加工〕
第１のブラスト加工では，硬質脆性材料製の成品に対し，成品の母材硬度よりも高硬度の砥粒を噴射して成品の表面に複数の凸部２１を形成すると共に，該凸部２１間に複数の凹部２４を形成して所定の立体的な凹凸形状に形成する。

【0042】

形成する凹凸形状は，円柱や角柱などの柱状，円錐台や角錐台等の錐台形状の突起を形成したものであっても良く，又は，多数の溝や孔を形成することにより凹凸形状に形成したものであっても良く，溝や孔は，有底孔或いは貫通孔のいずれであっても良い。

【0043】

突起の形成により被処理成品の表面に凹凸形状を形成した場合，突起が前述の凸部２１であり，この突起２１間に生じた間隔が前述した凹部２４である。

【0044】

また，溝や孔の形成により被処理成品の表面に凹凸形状を形成した場合，溝や孔の形成部分が前述した凹部２４であり，その他の部分（溝や孔が形成されていない部分）が前述した凸部２１である。

【0045】

このような凹凸形状は，凹部２４の幅が小さすぎると後述する第２のブラスト加工時に弾性研磨材が凸部２１の側面２３や凹部２４の底面２５を十分に研磨することができなくなることから，前述した凹部２４の最狭部の幅が５０μm以上となるように形成する。

【0046】

第１のブラスト加工に先立ち，成品の表面に対し必要に応じて切削を行わない部分を保護するために耐ブラスト性を有するマスク材を貼着する。

【0047】

このマスク材の貼着によって，被処理成品の表面に前述した突起や溝，孔等を所定のパターンで形成することができ，これにより被処理成品の表面を所定の立体的な凹凸形状とすることができる。

【0048】

第１のブラスト加工に使用する砥粒は，被処理成品の母材である硬質脆性材料よりも高硬度のものを使用し，一例としてアルミナ，ホワイトアルミナ，カーボランダム，グリーンカーボランダム，ボロン，ダイヤ等の砥粒から被処理成品の母材硬度に応じて選択することができ，砥粒の形状も多角形状のもの（グリッド），角のない球状のもの（ショット）のいずれ共に使用可能である。

【0049】

使用する砥粒の粒径は，形成する凹凸の寸法，加工対象とする被処理成品の母材の材質等に応じて平均粒径１μm〜１０００μm，好ましくは，３μm〜２００μm，より好ましくは１０μm〜６０μmの範囲内より選択する。

【0050】

前述した砥粒の投射は，既知の各種ブラスト加工装置を用いて行うことができ，圧縮空気等の圧縮流体を利用して研磨材を噴射する乾式ブラストや湿式ブラスト等のブラスト加工装置の他，羽根車を回転させて研磨材に遠心力を与えて投射する遠心式（インペラ式）や，打出しロータを用いて研磨材を叩きつけ投射する平打式等，被加工物の加工表面に対して所定の噴射速度や噴射角度で研磨材を投射することが可能なブラスト加工装置を広く含むが，噴射圧力や噴射速度，噴射範囲等の制御が比較的容易なエア式の乾式ブラスト加工装置の使用が好ましい。

【0051】

このような乾式のエア式ブラスト加工装置としては，圧縮気体の噴射により生じた負圧を利用して研磨材を吸引して圧縮気体流に合流させて噴射するサクション式のブラスト加工装置，研磨材タンクから落下した研磨材を圧縮気体に乗せて噴射する重力式のブラスト加工装置，研磨材が投入されたタンク内に圧縮気体を導入し，別途与えられた圧縮気体供給源からの圧縮気体流に研磨材タンクからの研磨材流を合流させて噴射する直圧式のブラスト加工装置，及び，上記直圧式の圧縮気体流を，ブロワーユニットで発生させた気体流に乗せて噴射するブロワー式ブラスト加工装置等が市販されているが，これらはいずれも前述した第１のブラスト加工に使用可能である。

【0052】

砥粒を投射する速度やエア式のブラスト加工装置における噴射圧力等は，研磨材に所望の速度エネルギーを付与できるものであれば良く，加工目的，使用する研磨材，被処理成品の材質，その他各条件に応じて選択可能であるが，ブラスト加工装置としてエア式のブラスト加工装置を使用する場合，噴射圧力を一例として０．０５MPa〜０．６MPaの範囲内で調整可能である。

【0053】

被加工物に対する研磨材の入射角は，被処理成品の加工面の形状等に応じて１０°〜９０°の範囲で調整可能であり，また，噴射ノズルの先端から被処理成品の表面迄の距離（噴射距離）は，加工目的や加工物の形状、使用する研磨材，加工物の材質，その他各条件に応じて０．５mm〜３００mmの範囲内で調整可能である。

【0054】

〔第２のブラスト加工〕
第１のブラスト加工による切削によって形成された立体的な凹凸形状の表面は，これを微視的にみると研磨材の衝突により表面が粗くなっており，前述したパーティクルが発生し易くまた，チッピングやクラックが発生し易い状態となっていると共に，被処理成品が透明な材質により構成されたものである場合，曇りガラスのような不透明な表面となっている。

【0055】

そこで，前述の第１のブラスト加工によって凹凸形状に形成された被処理成品の表面に対し，更に弾性研磨材を投射する第２のブラスト加工を行い，凸部２１の上面２２の他，凸部２１の側面２３や凹部２４の底面２５を鏡面に研磨すると共に，凸部２１の上面２２の端部に形成されたエッジｅに丸み付けを行う。

【0056】

第２のブラスト加工で使用する弾性研磨材とは，ゴムやエラストマー等の低反発弾性の弾性体に砥粒を担持させたもので，弾性体に対する砥粒の担持方法は，弾性体の表面に砥粒を付着させることにより担持させるものとしても良く，あるいは弾性体に砥粒を練り込むことにより担持させるものとしても良い。

【0057】

このような構造を有する弾性研磨材は，弾性体によって被処理成品の表面に衝突した際の反跳が妨げられ，衝突によって潰れて形状を変形させながら被処理成品の表面を滑走することで，第１のブラスト加工の際に形成された凹凸面の粗い表面が滑らかにするように研磨する。

【0058】

使用する弾性研磨材は，第１のブラスト加工で形成された凹部２４の幅ｗに対し十分に小さな大きさの砥粒を担持させたものを使用し，第１のブラスト加工で形成された凹部２４の幅ｗに応じて５０μm〜２０００μm，より好ましくは１００μm〜１５００μmの範囲から選択可能で，変形性に富む弾性研磨材の粒径は，前述した凹部２４の幅ｗよりも大きなものであっても良い。

【0059】

弾性体に担持させる砥粒としては，被処理成品の母材よりも高硬度で，かつ，前述した凹部の幅ｗよりも小さなものを使用し，一例として平均粒径０．１μm〜１００μmのダイヤ，カーボランダム，グリーンカーボランダム，アルミナ，ホワイトアルミナ，ボロンなどより選択可能である。

【0060】

第２のブラスト加工における弾性研磨材の投射も，第１のブラスト加工と同様，既知の各種のブラスト加工装置を使用して行うことができ，また，エア式のブラスト加工装置の使用が好ましい点についても同様である。

【0061】

第２のブラスト加工をエア式のブラスト加工装置で行う場合，噴射圧力は一例として０．０５MPa〜０．６MPaの範囲内で調整可能である。

【0062】

被加工物に対する研磨材の入射角は，加工目的や加工物の形状により１０°〜９０°の範囲で調整可能である。

【0063】

第２のブラスト加工は，前記被処理成品の表面に対し所定の傾斜した角度で前記弾性研磨材を噴射すると共に，前記噴射ノズルと前記被処理成品を所定のパターンで相対的に移動させながら前記弾性研磨材を噴射することで，前記凹凸面とされた前記被処理成品の表面上の各部に対し，平面視において少なくとも４方向より前記弾性研磨材が噴射されるように構成する。

【0064】

より好ましくは，このような相対移動を，入射角を変えて複数回に亘り行うことが好ましい。

【0065】

このように構成することで，被処理成品の表面に形成された凹部２４の底面２５の角部に至るまで確実に研磨することができ，磨き残しの発生を防止することができる。

【0066】

このような相対移動は，一例として前記噴射ノズルを多軸ロボット装置によって所定パターンで移動させることにより行うことができる。

【0067】

また，噴射ノズルの先端から被処理成品の表面までの距離（噴射距離）は，加工目的や加工物の形状，使用する研磨材，加工物の材質，その他各条件に応じて３mm〜３００mmの範囲内で調整可能である。

【0068】

以上で説明した第２のブラスト加工により，被処理成品の表面に形成された凸部２１及び凹部２４の表面を算術平均粗さＲａ１．６μm以下，好ましくはＲａ１．０μm以下，特に，静電チャックの誘電体層の加工である場合，基板と接触する凸部２１の上面についてはＲａ０．２μm以下に研磨すると共に，凸部２１上面２２の端部に形成されたエッジｅに，Ｒ１０μm以上の丸み付けを行う。

【0069】

これにより，静電チャックの誘電体層の表面に対する突起の形成等，半導体製造装置に使用される部品に対する加工を本発明の表面加工方法で行うことで，汚染物質であるパーティクルが発生し難くすると共に，チッピングやクラックが発生し難い状態とすることができる。

【0070】

また，被処理成品が透明な材質により構成されたものである場合，曇りガラスのような不透明な表面となっている被処理成品の表面を透明，あるいは透明に近付けることができる。

【実施例】

【0071】

次に，本発明の研磨方法によって硬質脆性材料の表面加工を行った加工例を実施例として示す。

【0072】

〔実施例１〕
（１）加工の概要
静電チャックの炭化ケイ素（ＳｉＣ）製の誘電体層（直径２００mm，厚さ５mm）に，第１のブラスト加工で，頂部の直径φ１が４５０μm，底部の直径φ２が７５０μm，高さｈが１８０μmの円錐台形状の突起を，最狭部における谷底の幅ｗが２４０μmとなるように一定のパターンで形成し，この突起が形成された後の被処理成品の表面を，第２のブラスト加工によって研磨した。

【0073】

（２）ブラスト加工条件
第１及び第２のブラスト加工条件をそれぞれ下記の表１に示す。

【0074】

【表1】

【0075】

（３）加工結果
上記の加工条件で加工した被処理成品表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像を図１に，レーザー顕微鏡による凸部の観察結果を図２に，レーザー顕微鏡による凹部底面の観察結果を図３にそれぞれ示す。

【0076】

図１のＳＥＭ像より，第１のブラスト加工後の被処理成品表面〔図１（Ａ）参照〕に対し，第２のブラスト加工後の被処理成品の表面〔図１（Ｂ）参照〕では，凸部の上面，側面，及び凹部の底面のいずれ共に滑らかで光沢のある表面に変化していることが確認できると共に，第１のブラスト加工後の表面では鋭利な角となっていた凸部上面の端部に形成されたエッジが丸みを帯びた状態に変化していることが確認できる。

【0077】

レーザー顕微鏡による観測の結果，凸部上面の端部に生じたエッジは，図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように，第１のブラスト加工後の表面ではＲ５．７１７μmであったものが，第２のブラスト加工後の表面ではＲ２７．４３１μmまで丸められており，チッピングやクラック等の生じ難い状態にまで研磨されている。

【0078】

更に，凸部間に形成された凹部の表面についても，図３に示すように第１のブラスト加工後には算術平均粗さＲａで０．４４５μm，最大高さＲｚで２．７３７μmあったものが，第２のブラスト加工後には算術平均粗さＲａで０．１７５μm，最大高さＲｚで１．０３６μmと粗さが６０％以上も低減された平滑な状態となっている。

【0079】

しかも，図２のプロファイル計測データからも明らかなように，第２のブラスト加工後の凸部は表面が滑らかになっているものの，第１のブラスト加工後の凸部と高さや全体的な形状に殆ど変化が無く，弾性研磨材を使用した第２のブラスト加工により，第１のブラスト加工によって付与した凹凸形状を殆ど変化させることなく維持したまま，被処理成品の表面全体を均一に研磨できていることが確認された。

【0080】

このように，本発明の方法で表面に突起（ピン）を形成する加工が行われた静電チャックの誘電体層は，基板と接触する凸部の上面のみならず，凸部の側面や，凸部間に生じた凹部の底面に至るまで全て滑らかに研磨されていることから，これを真空製膜装置内に配置して基板の固定に使用した場合であっても，パーティクル等の汚染物質の発生源となり難い。

【0081】

また，凸部の上面，側面及び凹部の底面に至るまで，全体が研磨されて滑らかな表面となっていることで，静電チャックの誘電体層に対する油分や異物等の汚れも付着し難く，付着しても簡単に除去することが可能である。

【0082】

〔実施例２〕
（１）加工の概要
アルミナ製の基板（４０mm×４０mm×１．５mm）に，第１のブラスト加工で頂辺ｓ１を１３５μm，底辺ｓ２を２９０μm，高さｈ１１０μmの土手状の凸部を，凹部底面の幅ｗが６５０μmとなるように一定のパターンで形成し，第２のブラスト加工で，前記凸部が形成された基板の表面を研磨した。

【0083】

（２）ブラスト加工条件
第１及び第２のブラスト加工条件をそれぞれ下記の表２に示す。

【0084】

【表2】

【0085】

（３）加工結果
第２のブラスト加工前後における基板表面に形成された凸部の上面及び側面の表面粗さを測定すると共に，凸部上面の端部に形成されたエッジの丸みを測定した結果を，図４及び図５に示す。

【0086】

図４に示したように，第１のブラスト加工後，第２のブラスト加工前の凸部の側面及び上面の表面粗さは，それぞれ十点平均粗さＲａで１．８５６μm，０．６８１μmであったのに対し，図５に示すように，第２のブラスト加工後ではそれぞれ０．９７３μm，０．１０６μmまで減少しており，表面粗さが大幅に改善していることが確認された。

【0087】

また，凸部上面の端部にあるエッジについても，第１のブラスト加工後のエッジのＲが４．１５０μmであったのに対し，第２のブラスト加工後のエッジのＲは５２．８８４μmとなっており，エッジの丸み付けが行われていることが確認できた。

【符号の説明】

【0088】

１０ 静電チャック
１１ セラミックプレート
１２ 金属電極層
１３ 誘電体層
１５ 基板
２１ 凸部
２２ 上面（凸部の）
２３ 側面（凸部の）
２４ 凹部
２５ 底面（凹部の）
３０ 研磨パッド
３１ 基材層
３２ 土台部
３３ 先端部
ｔ 山頂
ｅ エッジ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】