特許 7628755 基板保持部材

(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】

(24)【登録日】2025-02-03

(45)【発行日】2025-02-12

(54)【発明の名称】基板保持部材

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20250204BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20250204BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 P

G03F7/20 501

G03F7/20 521

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021007331

(22)【出願日】2021-01-20

(65)【公開番号】P2022111715

(43)【公開日】2022-08-01

【審査請求日】2023-10-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004554

【氏名又は名称】弁理士法人ｉ－ＭＩＲＡＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100099793

【弁理士】

【氏名又は名称】川北 喜十郎

(74)【代理人】

【識別番号】100154586

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 正広

(72)【発明者】

【氏名】小野寺 教夫

【審査官】渡井 高広

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－２２１３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０４０９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１８８５７２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｇ０３Ｆ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板保持部材であって、
上面に開口する１または複数の通気孔を有する平板状の基体と、
前記基体の上面から上方に突出して形成される複数の凸部と、を有し、
前記複数の凸部は、
前記基体の上面の外周に沿って環状に形成される環状凸部と、
前記基体の上面から柱状に形成される複数の第１のピン状凸部と、
前記基体の上面から上方に突出する第１凸要素と、前記第１凸要素の上端から上方に突出し柱状に形成される第２凸要素と、によって形成される複数の第２のピン状凸部と、を備え、
前記環状凸部は、前記第１のピン状凸部の上端および前記第２のピン状凸部の上端より前記基体の上面に近い位置に上端を有し、
少なくとも一つの前記第２のピン状凸部は、前記基体の中心を含む所定の領域に形成され、
前記基体の上面の前記第１のピン状凸部が形成される領域を第１の領域、前記第２のピン状凸部が形成される領域を第２の領域とするとき、
（第１の領域の凸部の体積／第１の領域の全体の体積）＜（第２の領域の凸部の体積／第２の領域の全体の体積）
を満たすことを特徴とする基板保持部材。

【請求項2】

前記所定の領域は、前記基体の中心から外周までの距離の７０％以下の距離より内側の範囲に構成され、
前記複数の第２のピン状凸部は、前記所定の領域に形成されることを特徴とする請求項１に記載の基板保持部材。

【請求項3】

前記第２のピン状凸部において、１の前記第１凸要素に対して１の前記第２凸要素が形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板保持部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板保持部材に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から半導体製造プロセスなどにおいて、半導体ウエハ（シリコンウエハ）などの基板を支持する基板保持部材が用いられている。基板保持部材を構成する基体は、基板の裏面を支持するため、基体の表面に多数の凸部（ピン）を有し、基板の裏面と基体の表面によって形成される空間を真空排気することにより基板を保持する。基体の表面に形成されたピンは、基板と直接的に接触する部分でありパーティクルが生じやすい部分となる。ピンの表面と基板との間にパーティクルが介在してしまうと、基板に局所的な盛り上がりが生じ、基板の面精度の悪化・デフォーカスエラーが発生する。

【0003】

特許文献１では、基体と基板との接触を原因とするパーティクルの発生を極力少なくするため、ピンを先細りの円錐台形状や、径の異なる円柱を積み重ねた形状とすることで、基板との接触比率を低減することが記載されている。

【0004】

また基板は、半導体製造プロセスにおける薄膜の形成や、研削、研磨などにより、基板がストレスを受けることにより反りが発生する場合がある。反りが生じた基板は、反りのない基板と比較して平坦性よく基板保持部材に吸着することは困難である。

【0005】

特許文献２では、反りを有する基板を平面矯正するため、複数のピンが形成される領域を中心領域と外周領域に区分し、中心領域の深さを外周領域より深く形成することで、中心領域での真空排気の空気抵抗を小さくし、外周部での吸着力を向上することにより、凹状に反った基板を吸着することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開平１０－２４２２５５号公報

【文献】特開２０１１－１１４２３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献２によれば、外周領域の高さ（深さ）は４０μｍで、中心領域の高さ（深さ）は１００μｍとする記載がある。また、特許文献１によれば、ピンの高さは０．１ｍｍ以上とすることが記載されており、１００μｍ程度の高さ（深さ）は一般的な値と言える。このことから特許文献２は、中心領域を深くしているイコール外周領域を浅くしているとも言える。

【0008】

いわゆるベルヌーイタイプのピンチャックは、ピンを取り囲むように形成される環状リブ（外周リブ）が、ピンより一定高さ低い。そのため、基板の吸着動作中においては常に基体の外側からは大気が流入している状態にあり、大気の流入と同時にパーティクルの侵入を許してしまう場合がある。このとき、外周領域が浅いと侵入を許したパーティクルの噛みこみリスクが高まり、基板の平坦性が損なわれる場合がある。

【0009】

また、特許文献２の基板保持装置は、外周領域の吸着力が向上することで凹状に反った基板を吸着することを目的としており、凸状に反った基板を平坦性よく吸着することは困難である。

【0010】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ベルヌーイタイプの基板保持部材において、吸着力を向上することで様々な撓みまたは反り（凸状、凹状、鞍状など）を有する基板を平坦性高く保持すると共に、デチャック性を調整することができる基板保持部材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】

【0011】

（１）上記の目的を達成するため、本発明の基板保持部材は、基板保持部材であって、上面に開口する１または複数の通気孔を有する平板状の基体と、前記基体の上面から上方に突出して形成される複数の凸部と、を有し、前記複数の凸部は、前記基体の上面の外周に沿って環状に形成される環状凸部と、前記基体の上面から柱状に形成される複数の第１のピン状凸部と、前記基体の上面から上方に突出する第１凸要素と、前記第１凸要素の上端から上方に突出し柱状に形成される第２凸要素と、によって形成される複数の第２のピン状凸部と、を備え、前記環状凸部は、前記第１のピン状凸部の上端および前記第２のピン状凸部の上端より前記基体の上面に近い位置に上端を有し、少なくとも一つの前記第２
のピン状凸部は、前記基体の中心を含む所定の領域に形成されることを特徴としている。さらに本発明の基板保持部材は、後述の（３）に記載の技術的特徴を備える。

【0012】

このように、ピン状凸部を第１のピン状凸部（１段ピン）と第２のピン状凸部（２段ピン）で構成することにより、２段ピンを形成した部分の空間体積を小さくすることができ、基板保持部材の吸着面直下の空間体積の調整が可能となる。その結果、吸着力を向上させると共にデチャック性を調整できる。さらに、本発明の基板保持部材は、後述の（３）に記載の技術的効果を奏することができる。

【0013】

（２）また、本発明の基板保持部材において、前記所定の領域は、前記基体の中心から外周までの距離の７０％以下の距離より内側の範囲に構成され、前記複数の第２のピン状凸部は、前記所定の領域に形成されることを特徴としている。

【0014】

これにより、中心付近の所定の領域の吸着力が高まるため、様々な反りを有する基板（中凸状、中凹状など）であっても、基体の中心から外周に向かうように基板を平坦性良く吸着することができる。また、環状凸部の外側から侵入するパーティクルの噛みこみリスクを低減することができる。

【0015】

（３）また、本発明の基板保持部材において、前記基体の上面の前記第１のピン状凸部が形成される領域を第１の領域、前記第２のピン状凸部が形成される領域を第２の領域とするとき、（第１の領域の凸部の体積／第１の領域の全体の体積）＜（第２の領域の凸部の体積／第２の領域の全体の体積）を満たすことを特徴としている。

【0016】

これにより、第２の領域の吸着力を高くすることができ、様々な反りを有する基板であっても平坦性良く吸着することができる。

【0017】

（４）また、本発明の基板保持部材は、前記第２のピン状凸部において、１の前記第１凸要素に対して１の前記第２凸要素が形成されることを特徴としている。

【0018】

これにより、第１凸要素からのパーティクル発生リスクを低減でき、また、パーティクルの基板への噛みこみや付着リスクを低減できる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、様々な撓みまたは反りの態様を有する基板を平坦性高く保持すると共に、吸着力およびデチャック性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る基板保持部材の上面の一例を示した模式図である。

【図2】第１の実施形態に係る基板保持部材の一例を示した部分断面図である。

【図3】図２における第１の領域および第２の領域を示した部分断面図である。

【図4】本発明の第２の実施形態に係る基板保持部材の上面の一例を示した模式図である。

【図5】第２の実施形態に係る基板保持部材の一例を示した部分断面図である。

【図6】図５における第１の領域および第２の領域を示した部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

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。なお、構成図において、各構成要素の大きさは概念的に表したものであり、必ずしも実際の寸法比率を表すものではない。

【0022】

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る基板保持部材について、図１から図３を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る基板保持部材の上面の一例を示した模式図である。また、図２は、第１の実施形態に係る基板保持部材の一例を示した部分断面図である。また、図３は、図２における第１の領域および第２の領域を示した部分断面図である。本実施形態に係る基板保持部材１００は、基板（ウエハ）Ｗを吸着保持するための略平板状の基体１０を備えている。基体１０は、セラミックス焼結体により略平板状に形成されている。基体１０は略円板状のほか、多角形板状または楕円板状などのさまざまな形状であってもよい。

【0023】

基体１０は、上面１２に開口する１または複数の通気孔１４を有する。通気孔１４が複数ある場合、通気孔１４は基体１０の内部を通る通気路を介して連通してもよい。通気孔１４は、真空吸引装置（図示略）に接続される。図１では、通気孔１４が基体の中心１６に１か所のみ配置される例を示しているが、これに限定されず、通気孔１４の数、位置、形状、および大きさは、後述する環状凸部２２等によって定まる吸着面の形状、基板Ｗの形状や種類、真空吸引した際の吸着力等、基板保持部材１００の設計に応じて異なる。

【0024】

基体１０は、上面１２から上方に突出して形成される複数の凸部２０を有する。複数の凸部２０は、環状凸部２２、第１のピン状凸部２４、第２のピン状凸部２６を備える。

【0025】

環状凸部２２は、基体１０の上面の外周に沿って環状に形成される。例えば、基体１０が円板状に形成される場合、環状凸部２２は、基体１０の上面の外周に沿った位置または外周から所定の幅を空けて中心側に寄った位置に、上方から見たとき円環状に連続して形成されることが好ましい。

【0026】

環状凸部の上端２２ａは、第１のピン状凸部の上端２４ａおよび第２のピン状凸部の上端２６ａより基体１０の上面１２に近い位置にある。すなわち、環状凸部２２の高さは、第１のピン状凸部２４および第２のピン状凸部２６の高さより低い。これにより、基板Ｗの吸着動作中において、常に基体１０の外側から大気が流入することとなり、環状凸部２２の近傍でベルヌーイ効果を発揮させ基板Ｗの縁の沈み込みを抑制できる。また、基板Ｗとの接触面積を小さくすることができ、パーティクル発生のリスクが低減される。なお、環状凸部２２がピン状凸部の上端面より一定量低く形成されることで、基板吸着時に外周から外気が常に導入される状態にあるが、圧力勾配の発生により基板の吸着に十分な真空度が得られる程度の間隔であれば問題ない。

【0027】

環状凸部２２の高さとは、基体１０の上面１２から環状凸部の上端２２ａまでの距離をいう。環状凸部２２の高さは、第１のピン状凸部２４および第２のピン状凸部２６の高さに対して、１μｍ以上５μｍ以下低いことが好ましい。例えば、第１のピン状凸部２４および第２のピン状凸部２６の高さが１００μｍであるとき、環状凸部の高さは９５μｍ以上９９μｍ以下であることが好ましい。

【0028】

環状凸部２２の幅は、０．０５ｍｍ以上８ｍｍ以下であることが好ましい。また、環状凸部２２の幅は、隣接する第１のピン状凸部２４の中心間の距離以下であることが好ましい。環状凸部２２は、その断面形状が矩形状のほか、台形状、半球状など様々な形状であってよいが、環状凸部の上端２２ａは、平面で形成されていることが好ましい。その場合、環状凸部の上端２２ａの平面（上端面）の表面粗さは、Ｒａ０．２０μｍ以下であることが好ましい。

【0029】

第１のピン状凸部２４は、複数形成される。第１のピン状凸部２４は、環状凸部２２の外側に形成されてもよいが、全て環状凸部２２の内側に形成されることが好ましい。第１のピン状凸部２４の形状は、円柱形、角柱形等の柱状である。なお、基体１０の上面１２と第１のピン状凸部２４の側面とのなす角が４５°以上９０°以下であれば、例えば、円錐形、円錐台形、角錐形、角錐台形等であっても柱状であるとみなす。

【0030】

複数の第１のピン状凸部２４は、基板Ｗを支持する。複数の第１のピン状凸部の上端２４ａは、略面一に形成される。すなわち、複数の第１のピン状凸部の上端２４ａにより形成される平面（基準面）３０が決定される。これにより、複数の第１のピン状凸部の上端２４ａと基板Ｗとが当接し、基板Ｗが支持される。なお、複数の第１のピン状凸部２４のうち、上端が基板Ｗと当接しないものがあってもよい。これは、そのような凸部があっても、周りの第１のピン状凸部２４および第２のピン状凸部２６の配置によっては、基板Ｗを支持することが可能だからである。

【0031】

第１のピン状凸部の上端２４ａは、環状凸部の上端２２ａより基体１０の上面１２から遠い位置にある。すなわち、第１のピン状凸部２４の高さは、環状凸部２２の高さより高い。第１のピン状凸部の上端２４ａは、所定の大きさの平面になっていることが好ましい。その場合、第１のピン状凸部の上端２４ａの平面の最大径は、１００μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。第１のピン状凸部の上端２４ａの平面の表面粗さは、Ｒａ０．０１μｍ以上０．５０μｍ以下であることが好ましい。

【0032】

第２のピン状凸部２６は、環状凸部２２の内側に複数形成される。第２のピン状凸部２６の形状は、基体１０の上面１２から上方に突出する第１凸要素２６ｂと、第１凸要素２６ｂの上端から上方に突出した円柱形、角柱形等の柱状に形成される第２凸要素２６ｃと、によって形成される形状である。すなわち、第２のピン状凸部２６は２段ピンである。なお、基体１０の上面１２と第２凸要素２６ｃの側面の延長とのなす角が４５°以上９０°以下であれば、例えば、第２凸要素２６ｃが円錐形、円錐台形、角錐形、角錐台形等であっても柱状であるとみなす。

【0033】

第１凸要素２６ｂは、第２凸要素２６ｃの下端より径の大きい円柱、角柱、円錐台、角錐台等であることが好ましい。このとき、第１凸要素２６ｂの上端の最大径は、第１のピン状凸部２４のどの部分の径より大きいことが好ましい。また、第２凸要素２６ｃの上端（第２のピン状凸部の上端２６ａ）の形状および最大径は、第１のピン状凸部の上端２４ａの形状および最大径と略等しいことが好ましい。これにより第２のピン状凸部２６は、基板Ｗとの接触面積を増加させることなく、第１のピン状凸部２４より全体の体積を大きくすることができ、負圧空間の体積調整を行うことができる。

【0034】

第２のピン状凸部２６の全高さＨに対し、第１凸要素２６ｂの高さは、０．５Ｈ以上０．８Ｈ以下とすることが好ましい。このような範囲で第１凸要素２６ｂを形成することにより、負圧空間の体積調整に加えて、第２のピン状凸部２６の強度を確保することができる。第２のピン状凸部２６の形成領域が基板の最初の吸着部分となる場合が多いため、上記のように強度確保することにより、第２のピン状凸部２６が折れるなどの不良を抑制することができる。第１凸要素２６ｂを、０．８Ｈを超える高さに形成した場合、第２凸要素２６ｃの高さが低くなりすぎてしまい、基板Ｗの裏面と第１凸要素２６ｂの頂面との距離が近すぎてしまうため、パーティクルの噛みこみリスクの増加や、デチャック性の悪化の原因となる場合がある。

【0035】

複数の第２のピン状凸部２６は、基板Ｗを支持する。複数の第２のピン状凸部の上端２６ａは、複数の第１のピン状凸部の上端２４ａと共に略面一に形成される。すなわち、複数の第２のピン状凸部の上端２６ａにより形成される平面は、複数の第１のピン状凸部の上端２４ａにより形成される平面（基準面）３０と同一平面である。これにより、複数の第２のピン状凸部の上端２６ａと基板Ｗとが当接し、基板Ｗが支持される。なお、複数の第２のピン状凸部２６のうち、上端が基板Ｗと当接しないものがあってもよい。これは、そのような凸部があっても、周りの第１のピン状凸部２４および第２のピン状凸部２６の配置によっては、基板Ｗを支持することが可能だからである。

【0036】

第２のピン状凸部の上端２６ａ（第２凸要素２６ｃの上端）は、環状凸部の上端２２ａより基体１０の上面１２から遠い位置にある。すなわち、第２のピン状凸部２６の基体１０の上面１２から測定した高さは、環状凸部２２の高さより高い。第２のピン状凸部の上端２６ａは、所定の大きさの平面になっていることが好ましい。その場合、第２のピン状凸部の上端２６ａの平面の最大径は、１００μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。第２のピン状凸部の上端２６ａの平面の表面粗さは、Ｒａ０．０１μｍ以上０．５０μｍ以下であることが好ましい。

【0037】

少なくとも一つの第２のピン状凸部２６は、基体の中心１６（基体１０の上面１２の中心）を含む所定の領域に形成される。このように、ピン状凸部を第１のピン状凸部２４（１段ピン）と第２のピン状凸部２６（２段ピン）で構成することにより、２段ピンを形成した部分の空間体積（負圧空間の体積）を小さくすることができ、基板保持部材の吸着面直下の空間体積の調整が可能となる。その結果、吸着力を向上させると共にデチャック性を調整できる。特に、第２のピン状凸部２６を形成した基体の中心１６を含む所定の領域の空間体積を低減することができ、真空吸引した際の所定の領域の吸着力を向上させることができる。

【0038】

所定の領域は、基体の中心１６から外周までの距離の７０％以下の距離より内側の範囲に構成され、複数の第２のピン状凸部２６は、所定の領域に形成されることが好ましい。複数の第２のピン状凸部２６が所定の領域に形成されるとは、所定の領域の外側に第２のピン状凸部２６が形成されないことを意味する。このとき、所定の領域内には、第２のピン状凸部２６と第１のピン状凸部２４とが混在していてもよい。図１は、基体の中心１６から外周までの距離の約５０％の距離より内側の範囲（点線の内側の範囲）を所定の領域として、その範囲に第１凸要素２６ｂが含まれるピン状凸部を全て第２のピン状凸部２６とした例を示している。

【0039】

これにより、中心付近の所定の領域の吸着力が高まるため、様々な反り（中凸状、中凹状など）を有する基板Ｗであっても、基体の中心１６から外周に向かうように基板Ｗを平坦性良く吸着することができる。また、環状凸部２２の外側から侵入するパーティクルの噛みこみリスクを低減することができる。

【0040】

第２のピン状凸部２６において、１の第１凸要素２６ｂに対して１の第２凸要素２６ｃが形成されること、すなわち、第１凸要素２６ｂと第２凸要素２６ｃが一対一に対応することが好ましい。これにより、第１凸要素２６ｂからのパーティクル発生リスクを低減できる。また、発生したパーティクルや外周部から吸い込んだパーティクルが隣接する第１凸要素２６ｂ同士の間に落ち込むことにより、パーティクルの基板Ｗへの噛みこみや付着リスクを低減できる。

【0041】

基体１０の上面１２の第１のピン状凸部２４が形成される領域を第１の領域３１、第２のピン状凸部２６が形成される領域を第２の領域３２とするとき、（第１の領域の凸部の体積／第１の領域の全体の体積）＜（第２の領域の凸部の体積／第２の領域の全体の体積）を満たすことが好ましい。これにより、第２の領域３２の吸着力を高くすることができ、様々な撓みや反りを有する基板Ｗであっても平坦性良く吸着することができる。ここで、第２の領域３２とは、第２のピン状凸部２６を全て含む閉曲線で囲まれた領域である。また、第２の領域３２は、所定の領域を含む。第１の領域３１とは、環状凸部２２の内周の内側で、第２の領域を除く領域である。すなわち、第１の領域には、第１のピン状凸部２４のみ形成されている。第２の領域は、第２のピン状凸部２６のみ形成されていてもよいし、第１のピン状凸部２４が形成されていてもよい。この境界は、隣接するピン状凸部の中心間の中点を通る線とすることができる。

【0042】

第１の領域の凸部の体積とは、第１の領域にある全ての第１のピン状凸部２４の体積の合計である。第１のピン状凸部の体積は、基体１０の上面１２より上側にある部分の体積をいう。第１の領域の全体の体積とは、第１の領域の基体１０の上面１２と基準面３０の間の体積であり、第１の領域の凸部の体積と第１の領域の空間体積の和である。また、第２の領域の凸部の体積とは、第２の領域にある全ての第１のピン状凸部２４および第２のピン状凸部２６の体積の合計である。第２のピン状凸部の体積は、基体１０の上面１２より上側にある部分の体積をいう。第２の領域の全体の体積とは、第２の領域の基体１０の上面１２と基準面３０の間の体積であり、第２の領域の凸部の体積と第２の領域の空間体積の和である。

【0043】

基体１０が円板状に形成されている場合、第１の領域と第２の領域の境界は、例えば、最も外周に近い位置に形成された第２のピン状凸部２６と、それに隣接する第１のピン状凸部２４の中心間距離の１／２の点を通る仮想円とすることができる。

【0044】

第１のピン状凸部２４および第２のピン状凸部２６の高さは、５０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。なお、第１のピン状凸部２４の高さとは、基体１０の上面１２から第１のピン状凸部の上端２４ａまでの距離をいう。また、第２のピン状凸部２６の高さとは、基体１０の上面１２から第２のピン状凸部の上端２６ａまでの距離をいい、基体１０の上面１２から第１凸要素２６ｂの上端までの距離と第１凸要素２６ｂの上端から第２凸要素２６ｃの上端までの距離の和である。なお、基体１０の上面１２が一平面でない場合、基準面３０から基体１０の上面１２までの距離のうち最も遠い距離にある点を通る仮想的な平面を基体１０の上面１２として距離を測ることとする。

【0045】

第１のピン状凸部２４および第２のピン状凸部２６の配置は、三角格子上、正方格子状、同心円状など規則的な配置のほか、局部的に疎密が生じているような不規則的な配置であってもよい。また、隣接する第１のピン状凸部２４同士、第２のピン状凸部２６同士、および第１のピン状凸部２４と第２のピン状凸部２６との間隔は、中心間の距離が１．５ｍｍ以上８ｍｍ以下であることが好ましい。

【0046】

なお、基板保持部材１００は、図示しないリフトピン孔等を備えていてもよい。

【0047】

［第２の実施形態］
図４は、本発明の第２の実施形態に係る基板保持部材の上面の一例を示した模式図である。また、図５は、第２の実施形態に係る基板保持部材の一例を示した部分断面図である。また、図６は、図５における第１の領域および第２の領域を示した部分断面図である。本実施形態に係る基板保持部材２００は、基本的な構成は第１の実施形態に係る基板保持部材１００と同様であるので、以下では、異なる点のみ説明する。

【0048】

本実施形態に係る基板保持部材２００は、１つの第１凸要素２６ｂに対し、複数の第２凸要素２６ｃが形成される。図４および図５に示される基板保持部材２００は、第１凸要素２６ｂが１つのみである例を示している。

【0049】

このように、１つの第１凸要素２６ｂに対し、複数の第２凸要素２６ｃが形成されることで、同一の高さの第１凸要素２６ｂを複数に分けて形成する場合と比較して当該部分の空間容積をより低減することができるので、吸着力をより向上させることができる。その結果、撓みや反りの大きい基板Ｗであっても、平坦性高く保持することができる。

【0050】

図４および図５に示される例では、基体の中心１６から所定の範囲に第１凸要素２６ｂが１つのみ形成されているが、第１凸要素２６ｂが複数形成されてもよい。また、第１凸要素２６ｂが複数形成される場合、１つの第２凸要素２６ｃが形成された第１凸要素２６ｂと、複数の第２凸要素２６ｃが形成された第１凸要素２６ｂとが混在していてもよい。

【0051】

［基板保持部材の製造方法］
周知の方法により、原料粉末から平板状の成形体が作成され、この成形体を焼成することにより平板状のセラミック焼結体が得られる。図１などでは円板形状の基板保持部材が図示されているが、多角形形状、楕円形状など、どんな形状でもよい。セラミック焼結体としては、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などが用いられる。

【0052】

次に、セラミック焼結体の上面となる面に通気孔、環状凸部、第１のピン状凸部、第２のピン状凸部等を形成する。形成方法としては、ブラスト加工、ミリング加工、レーザ加工等によって形成することが可能である。また、複数の凸部を形成した後に、各凸部の上端面を研磨等してもよい。

【0053】

環状凸部は、基体の上面の外周に沿って環状に形成される。環状凸部の基体の上面からの突出量は、ピン状凸部（第１のピン状凸部および第２のピン状凸部）の基体の上面からの突出量に応じて決定されることが好ましい。例えば、第１のピン状凸部および第２のピン状凸部の高さに対して、１μｍ以上５μｍ以下低く形成されることが好ましい。環状凸部の幅は、０．０５ｍｍ以上８ｍｍ以下の範囲で形成されることが好ましい。

【0054】

第１のピン状凸部は、複数形成される。第１のピン状凸部の形状は、円柱形、角柱形等の柱状に形成される。ただし、製造上の制約等があることを考慮し、基体の上面と第１のピン状凸部の側面とのなす角が４５°以上９０°以下であれば、例えば、円錐形、角錐形、円錐台形、角錐台形等であっても柱状であるとみなす。

【0055】

複数のピン状凸部の上端は、環状凸部の上端より基体の上面から遠い位置に上端を有するように、略面一に形成される。第１のピン状凸部は、例えば、突出量は５０μｍ以上５００μｍ以下、上端面の径は１００μｍ以上５００μｍ以下、ピン状凸部の間隔は１．５ｍｍ以上８ｍｍ以下の範囲で、吸着する基板等の条件に応じて設計することが好ましい。

【0056】

第２のピン状凸部は、環状凸部の内側に複数形成される。第２のピン状凸部の形状は、基体の上面から上方に突出する第１凸要素と、第１凸要素の上端から上方に突出した円柱形、角柱形等の柱状に形成される第２凸要素と、によって形成される形状である。ただし、製造上の制約等があることを考慮し、基体の上面と第２凸要素の側面の延長とのなす角が４５°以上９０°以下であれば、例えば、第２凸要素が円錐形、円錐台形、角錐形、角錐台形等であっても柱状であるとみなす。

【0057】

第２のピン状凸部は、例えば、第１凸要素と第２凸要素との突出量の合計は５０μｍ以上５００μｍ以下、第２凸要素の上端面の径は１００μｍ以上５００μｍ以下、ピン状凸部の間隔は１．５ｍｍ以上８ｍｍ以下の範囲で、吸着する基板等の条件に応じて設計することが好ましい。

【0058】

ピン状凸部の配置は特に限定されない。既知の形態またはそれに類似する形態であればよく、例えば、配置は、三角格子上、正方格子状、同心円状など規則的な配置のほか、局部的に疎密が生じているような不規則的な配置であってもよい。

【0059】

このようにして、本発明の基板保持部材を製造することができる。

【0060】

［実施例および比較例］
（実施例１）
実施例１は、図１に示されるような、第１凸要素と第２凸要素が一対一に対応する第２のピン状凸部を基体の中心を含む円形の所定の領域内に形成した基板保持部材である。炭化珪素の焼結体からなる、径φ３００ｍｍ、厚さｔ２．０ｍｍの略円板状の基体を準備し、ブラスト加工をすることで、真空吸引装置に接続される通気孔、複数のピン状凸部、および環状凸部が形成された。通気孔は、基体の中心にφ２．０ｍｍで形成された。

【0061】

複数のピン状凸部は、基体の中心からφ２００ｍｍ以内となる領域２（直径をＲとするとき、０．６６６Ｒとなる領域内）に、第１凸要素となるφ１．０ｍｍ、高さ０．１ｍｍの端面上に、第２要素となるφ０．３ｍｍ、高さ０．０５ｍｍで、凸部の中心間間隔が３ｍｍの三角格子状となるように第２のピン状凸部を形成した。同様に、領域２の外縁からφ２９８ｍｍまでの領域（領域１）にφ０．３ｍｍ、高さ０．１５ｍｍで、凸部の中心間間隔が３ｍｍの第２のピン状凸部から連続する三角格子状となるように第１のピン状凸部を形成した。続いて、遊離砥粒によるラップ研磨を行い、これら複数のピン状凸部の表面粗さＲａが０．０５μｍとなるように仕上げ加工を行った。

【0062】

環状凸部は、最外径がφ２９９ｍｍ、幅が０．５ｍｍの円環状に形成され、追加工により複数のピン状凸部より高さが３μｍ低くなるように形成された。

【0063】

（実施例２）
実施例２は、図４に示されるような、第２のピン状凸部が、１の第１凸要素に対して複数の第２凸要素が形成された基板保持部材である。第２のピン状凸部として、第１凸要素をφ２００ｍｍ、高さ０．１ｍｍの円柱状とし、その端面上にφ０．３ｍｍ、高さ０．０５ｍｍで、凸部の中心間間隔が３ｍｍの三角格子状となるように複数の第２凸要素を形成した。これ以外は、実施例１と同様の条件で基板保持部材を作製した。

【0064】

（実施例３）
実施例３は、領域２として、基体の中心からφ２４０ｍｍ以内となる領域２（０．８Ｒとなる領域内）に第２のピン状凸部を形成したことを除き、実施例１と同様の条件で基板保持部材を作製した。

【0065】

（比較例１）
比較例１は、第２のピン状凸部を形成せず、すべてのピン状凸部を第１のピン状凸部のみで形成したことを除き、実施例１と同様の条件で基板保持部材を作製した。

【0066】

（比較例２）
比較例２は、第１のピン状凸部を形成せず、すべてのピン状凸部を第２のピン状凸部のみで形成したことを除き、実施例１と同様の条件で基板保持部材を作製した。

【0067】

（評価方法）
実施例および比較例により得られた基板保持部材にφ３００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍのシリコンウエハ（基板）を吸着することで評価を行なった。凸状または凹状に最大４００μｍの反りを有する基板をそれぞれ準備し、吸着の可否の確認をした。

【0068】

非接触式のレーザ干渉計を用いて、保持された基板の任意の一辺２０ｍｍの正方形内の領域のＰＶ値を測定し、このＰＶ値をローカルフラットネス（ＬＦ）とし、このＬＦが０．３μｍ以下であった場合、良好な平面度を有すると判断した。

【0069】

基板保持部材にシリコンウエハを吸着しているときの真空圧を確認した。このとき大気圧を０としたゲージ圧において、－４５ＫＰａ～－８５ＫＰａの真空圧であったとき、真空ＯＦＦ時のシリコンウエハ脱着時間が良好であると判断した。

【0070】

（評価結果）
実施例１および実施例２の基板保持部材は、凸状の反りを有する基板および凹状の反りを有する基板ともに吸着できることが確認された。また、平面度の測定のおいても、基板の全ての位置においてＬＦが０．３μｍ以下となり、様々な反りの態様を有する基板を平坦性高く保持できることが確認された。また実施例１では、基板吸着時の真空圧は－７５ＫＰａであり、吸着力およびデチャック性ともに良好であった。

【0071】

ただし、実施例２においては、領域２の空間体積が非常に小さかったことから、基板吸着時の真空圧は－８５ＫＰａと大きな吸着力がかかってしまい、実施例１と比較して基板の離脱（デチャック性）に時間を要した。このことから、第２のピン状凸部は１つの第１凸要素に対し、１つの第２凸要素で構成したほうが良いことがわかった。

【0072】

また、実施例３においても他の実施例同様に中心領域（領域２）での吸着力が高めることができ、凸状の反りを有する基板および凹状の反りを有する基板ともに吸着できることが確認された。基板吸着時の真空圧は－７８ＫＰａであり、デチャック性については実施例１と同程度に良好であったが、基板の一部分においてＬＦが０．３μｍを超える部分が発生した。これは、基板吸着時の外気流入と同時に侵入を許したパーティクルが、第２のピン状凸部の第２凸要素の上端（第２のピン状凸部の上端）に付着し、基板の平面度が悪化したものと考えられる。第２のピン状凸部は、第１凸要素の端面と基板裏面との間隔が狭くなっているため、領域２が環状凸部に近すぎる場合、第１凸要素の端面にパーティクルが付着するリスクが高くなると推定される。よって、領域２は０．７Ｒ以下とすることがより好ましいことが確認された。なお、領域１の第１のピン状凸部は、基体の上面と基板裏面との間隔が広いため、第１のピン状凸部の上端にパーティクルが付着するリスクは、第２のピン状凸部より低いと考えられる。

【0073】

一方で、比較例１の基板保持部材は、中心領域の吸着力を高めることができず、凸状の反りを有する基板を吸着することができなかった。比較例２の基板保持部材は、空間体積の全体的な減少により吸着力が高まったため、凸状の反りを有する基板および凹状の反りを有する基板ともに吸着できることが確認されたが、基板のエッジ部分においてＬＦが０．３μｍを超える部分が発生した。これは実施例３と同様の原因によるものと考えられる。

【0074】

また、比較例２は他の実施例および比較例と比較して、全体的な空間体積が小さくなり基板吸着時の真空圧は－９０ＫＰａとなったため、デチャック性が悪化した。基板保持部材は、繰り返しの使用により頂面の表面粗さが悪化する場合があり、機能回復のため頂面の研磨が行われることがある。この研磨工程により凸部の高さは低くなるので、空間体積はさらに小さくなる。したがって、比較例２のように全面が２段ピンで形成されている基板保持部材は、このような場合に、さらにデチャック性に影響することになると考えられる。

【0075】

以上により、本発明の基板保持部材は、ベルヌーイタイプの基板保持部材において、吸着力を向上することで様々な撓みまたは反り（凸状、凹状、鞍状など）の態様を有する基板を平坦性高く保持すると共に、デチャック性を調整することができることが確かめられた。

【0076】

本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形および均等物に及ぶことはいうまでもない。また、各図面に示された構成要素の構造、形状、数、位置、大きさ等は説明の便宜上のものであり、適宜変更しうる。

【符号の説明】

【0077】

１０ 基体
１２ 上面
１４ 通気孔
１６ 基体の中心
２０ 凸部
２２ 環状凸部
２２ａ 環状凸部の上端
２４ 第１のピン状凸部
２４ａ 第１のピン状凸部の上端
２６ 第２のピン状凸部
２６ａ 第２のピン状凸部の上端
２６ｂ 第１凸要素
２６ｃ 第２凸要素
３０ 基準面
３１ 第１の領域
３２ 第２の領域
１００、２００ 基板保持部材
Ｗ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】