JP5449750B2

JP5449750B2 - Electrostatic chuck and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP5449750B2
Application number: JP2008295267A
Authority: JP
Inventors: 徹夫北林; 千可士齋藤; 浩正下嶋; 俊勝野村; 弘徳石田
Original assignee: Nihon Ceratec Co Ltd; Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp; NTK Ceratec Co Ltd
Priority date: 2008-11-19
Filing date: 2008-11-19
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2028-11-19
Also published as: JP2010123712A

Description

本発明は、プラズマ環境でシリコンウエハ等を固定するために使用される静電チャックおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to an electrostatic chuck used for fixing a silicon wafer or the like in a plasma environment and a manufacturing method thereof.

シリコンウエハのプラズマ処理を行うプラズマ処理装置ではシリコンウエハを吸着するために、静電チャックが用いられる。静電チャックにはヘリウムガスやアルゴンガスを流すガス流路が設けられる場合が多いが、このガス流路の空間内でアーキング（異常放電）が発生する場合がある。従来、このようなアーキングを防止するためのプラズマ処理装置が提案されている（たとえば、特許文献１、２参照）。 In a plasma processing apparatus that performs plasma processing of a silicon wafer, an electrostatic chuck is used to attract the silicon wafer. In many cases, the electrostatic chuck is provided with a gas flow path for flowing helium gas or argon gas, but arcing (abnormal discharge) may occur in the space of the gas flow path. Conventionally, plasma processing apparatuses for preventing such arcing have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特許文献１記載のプラズマ処理装置は、載置台に設けられた温調用ガスを供給するための温調用ガス流路に、通気性を有するセラミックス多孔体からなる放電防止部材を有している。また、特許文献２記載の静電チャックは、金属製ベース部材内におけるガス流路の壁面に、セラミック製の管状体が内挿されている。ガス流路の内面に、絶縁材層（セラミック層）を設け、金属製ベース部材をなす金属が露出しないようにし、異常放電の防止を図っている。
特開２００３−３３８４９２号公報特開２００５−２６８６５４号公報 The plasma processing apparatus described in Patent Document 1 has a discharge preventing member made of a porous ceramic body having air permeability in a temperature adjusting gas flow path for supplying a temperature adjusting gas provided on the mounting table. In the electrostatic chuck described in Patent Document 2, a ceramic tubular body is inserted in the wall surface of the gas flow path in the metal base member. An insulating material layer (ceramic layer) is provided on the inner surface of the gas flow path so that the metal forming the metal base member is not exposed to prevent abnormal discharge.
JP 2003-338492 A JP 2005-268654 A

しかし、上記のような載置台や静電チャックは、表面に絶縁板を設けたものであり、絶縁層として薄いセラミックコーティング膜を表面に被覆した静電チャックとは事情が異なる。セラミックコーティング膜を表面に被覆した静電チャックでは、セラミックコーティング膜が穴に挿入したスリーブから剥離し、ガスフロー用穴で金属製基材が露出する等の問題が生じ、絶縁性不足によりプロセスガスでアーキングが発生することがある。アーキングが発生すると、表面に穴が開いたり、表面が焦げたりすることで、金属製基材とウエハとの間で十分な電位差が得られなくなり、静電チャックの機能が喪失される。 However, the mounting table and the electrostatic chuck as described above are provided with an insulating plate on the surface, and the situation is different from the electrostatic chuck in which a thin ceramic coating film is coated on the surface as an insulating layer. In an electrostatic chuck with a ceramic coating film on the surface, the ceramic coating film peels off from the sleeve inserted in the hole, causing problems such as exposing the metal substrate in the hole for gas flow, and process gas due to insufficient insulation. May cause arcing. When arcing occurs, a hole is formed in the surface or the surface is burnt, so that a sufficient potential difference cannot be obtained between the metal substrate and the wafer, and the function of the electrostatic chuck is lost.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、セラミックコーティング膜を表面に被覆した静電チャックにおいて、ガス流路の絶縁性を向上させアーキングの発生を防止するとともにガス流量を確保することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in an electrostatic chuck having a ceramic coating film coated on its surface, the insulation of the gas flow path is improved to prevent arcing and the gas flow rate is secured. The purpose is to do.

（１）上記の目的を達成するため、本発明に係る静電チャックは、貫通する空間またはその一部として基材孔を設けられた金属製基材と、前記基材孔の内面に密着し、絶縁性を有するセラミック焼結多孔体と、前記金属製基材およびセラミック焼結多孔体が形成する主面を被覆し、表面から前記セラミック焼結多孔体まで達する貫通孔として、膜孔を設けられたセラミックコーティング膜と、を備え、前記セラミック焼結多孔体の構造および膜孔がガス流路を形成することを特徴としている。 (1) In order to achieve the above object, an electrostatic chuck according to the present invention is in close contact with a metal base material provided with a base material hole as a penetrating space or a part thereof, and an inner surface of the base material hole. In addition, a porous ceramic body having insulating properties and a main surface formed by the metal base material and the sintered ceramic porous body are covered, and a membrane hole is provided as a through hole extending from the surface to the sintered ceramic porous body. And the ceramic sintered porous body structure and the membrane pores form a gas flow path.

このように、本発明の静電チャックは、絶縁性を有するセラミック焼結多孔体を金属製基材内の貫通する空間またはその一部として設けている。これにより、セラミックコーティング膜とセラミック焼結多孔体との密着性を向上させ、ガス流路におけるアーキングの発生を防止することができる。また、セラミック焼結多孔体を基材孔の内面に密着させているため、空隙が生じずアーキングの発生を防止することができる。また、セラミックコーティング膜の表面からセラミック焼結多孔体まで達する貫通孔を設けることでガス流路を確保できる。なお、基材孔は、主面間を貫通する貫通孔であってもよいし、中空構造の内腔から分離する枝穴に繋がる孔であってもよい。また、貫通する空間とは、一方の表面から別の表面まで金属製基材の中を貫いて通る空間を意味し、必ずしも一直線に主面間を貫通する空間を意味しない。また、貫通とは、ある物の中を貫いて通ることをいう。 As described above, the electrostatic chuck of the present invention is provided with a ceramic sintered porous body having insulating properties as a space or a part thereof penetrating through the metal substrate. Thereby, the adhesiveness of a ceramic coating film and a ceramic sintered porous body can be improved, and generation | occurrence | production of the arcing in a gas flow path can be prevented. Moreover, since the ceramic sintered porous body is in close contact with the inner surface of the base material hole, no voids are generated and arcing can be prevented. Moreover, a gas flow path can be ensured by providing a through hole extending from the surface of the ceramic coating film to the ceramic sintered porous body. The base material hole may be a through-hole penetrating between the main surfaces, or a hole connected to a branch hole separated from the lumen of the hollow structure. Further, the penetrating space means a space passing through the metal base material from one surface to another surface, and does not necessarily mean a space penetrating between the main surfaces. Moreover, penetration means passing through a certain object.

（２）また、本発明に係る静電チャックは、前記セラミック焼結多孔体は、前記基材孔へ圧入された結果生じる応力で前記基材孔の内面に密着していることを特徴としている。 (2) Further, the electrostatic chuck according to the present invention is characterized in that the ceramic sintered porous body is in close contact with the inner surface of the base material hole by a stress generated as a result of being press-fitted into the base material hole. .

このように、セラミック焼結多孔体は、接着剤等を用いることなく基材孔に圧入されている。その結果、圧入により生じる応力で基材孔の内面に密着している。これにより、セラミック焼結多孔体と金属製基材との間に空隙が生じず、空隙の直上に形成されるセラミックコーティング膜に段差等の不均質な部分が生じないため、クラック等の欠陥がセラミックコーティング膜に形成されることもなく、アーキングの発生を防止することができる。 Thus, the ceramic sintered porous body is press-fitted into the substrate hole without using an adhesive or the like. As a result, it is in close contact with the inner surface of the substrate hole due to the stress generated by the press-fitting. As a result, no voids are formed between the ceramic sintered porous body and the metal substrate, and uneven portions such as steps are not formed in the ceramic coating film formed immediately above the voids. The formation of arcing can be prevented without being formed on the ceramic coating film.

（３）また、本発明に係る静電チャックは、前記セラミック焼結多孔体は、前記基材孔の内面の一周全体に密着し、内部には貫通孔または止まり穴として細穴を有することを特徴としている。このように、セラミック焼結多孔体の内部に貫通孔や止まり穴を設け、必要なガス流量を確保する一方で、セラミック焼結多孔体を金属製基材の貫通孔の内面の一周全体に密着させて空隙を少なくすることによりアーキングを生じにくくしている。 (3) Further, in the electrostatic chuck according to the present invention, the sintered ceramic porous body is in close contact with the entire circumference of the inner surface of the substrate hole, and has a small hole as a through hole or a blind hole inside. It is a feature. In this way, through holes and blind holes are provided inside the ceramic sintered porous body to ensure the necessary gas flow rate, while the ceramic sintered porous body is closely attached to the entire circumference of the inner surface of the metal substrate through hole. By reducing the gaps, arcing is less likely to occur.

（４）また、本発明に係る静電チャックは、前記細穴の径は、０．５ｍｍ以下であることを特徴としている。このように、貫通孔または止まり穴の径を小さくすることで、空隙を少なくしアーキングを生じにくくしている。細穴の径が０．２ｍｍ以下であれば、さらに好ましい。 (4) Further, the electrostatic chuck according to the present invention is characterized in that the diameter of the narrow hole is 0.5 mm or less. In this way, by reducing the diameter of the through hole or blind hole, the gap is reduced and arcing is less likely to occur. More preferably, the diameter of the narrow hole is 0.2 mm or less.

（５）また、本発明に係る静電チャックは、前記基材孔の内面には、段差が設けられ、前記セラミック焼結多孔体の側面にも、段差が設けられ、前記両段差が当接することで、前記金属製基材およびセラミック焼結多孔体が形成する主面が平坦に形成されていることを特徴としている。このように、側面に段差のある基材孔にセラミック焼結多孔体が密着して嵌合しているため、金属製基材に対してセラミック焼結多孔体が所望の位置に固定される。その結果、金属製基材およびセラミック焼結多孔体が形成する主面が平坦になり、その上のセラミックコーティング膜にクラック等が生じにくくなる。 (5) Further, in the electrostatic chuck according to the present invention, a step is provided on the inner surface of the base material hole, and a step is also provided on a side surface of the ceramic sintered porous body, so that both the steps contact each other. Thus, the main surface formed by the metal substrate and the sintered ceramic porous body is formed flat. Thus, since the ceramic sintered porous body is closely fitted and fitted into the base material hole having a step on the side surface, the ceramic sintered porous body is fixed at a desired position with respect to the metal base material. As a result, the main surface formed by the metal base material and the ceramic sintered porous body becomes flat, and cracks and the like hardly occur in the ceramic coating film thereon.

（６）また、本発明に係る静電チャックは、前記セラミック焼結多孔体は、平均粒径１０μｍ以上の粗粒からなり、１０％以上５０％未満の気孔率を有することを特徴としている。このように、セラミック焼結多孔体は、平均粒径１０μｍ以上の粗粒からなるため、一定以上の気孔径を形成できる。セラミック焼結多孔体の気孔率を１０％以上とすることによりセラミックコーティング膜との密着性が向上し、剥離を防止することができる。また、気孔率を５０％未満とすることにより、セラミック焼結多孔体の強度が向上し、圧入時に破損しにくくなる。また、気孔率を５０％未満とすることで絶縁性を高め、アーキングを防止することができる。 (6) The electrostatic chuck according to the present invention is characterized in that the ceramic sintered porous body is made of coarse particles having an average particle size of 10 μm or more and has a porosity of 10% or more and less than 50%. Thus, since the ceramic sintered porous body is made of coarse particles having an average particle diameter of 10 μm or more, a pore diameter of a certain level or more can be formed. By setting the porosity of the sintered ceramic porous body to 10% or more, the adhesion with the ceramic coating film is improved, and peeling can be prevented. Further, by setting the porosity to less than 50%, the strength of the ceramic sintered porous body is improved and it is difficult to break during press-fitting. Further, by setting the porosity to less than 50%, it is possible to improve insulation and prevent arcing.

（７）また、本発明に係る静電チャックは、前記セラミック焼結多孔体は、２０μｍ以下の平均気孔径を有することを特徴としている。これにより、空隙を小さくしてアーキングを生じにくくしている。 (7) Moreover, the electrostatic chuck according to the present invention is characterized in that the sintered ceramic porous body has an average pore diameter of 20 μm or less. As a result, the gap is reduced to make it difficult for arcing to occur.

（８）また、本発明に係る静電チャックの製造方法は、金属製基材に貫通する空間またはその一部として設けられた基材孔に、絶縁性を有するセラミック焼結多孔体を圧入する工程と、前記セラミック焼結多孔体が圧入された結果、前記金属製基材およびセラミック焼結多孔体が形成する主面に、溶射によりセラミックコーティング膜を形成する工程と、前記セラミックコーティング膜に前記セラミック焼結多孔体まで達する膜孔を設ける工程と、を含むことを特徴としている。 (8) Moreover, the manufacturing method of the electrostatic chuck which concerns on this invention press-fits the ceramic sintered porous body which has insulation in the base-material hole provided as the space which penetrates a metal base material, or its part. A step of forming a ceramic coating film by thermal spraying on a main surface formed by the metal base material and the ceramic sintered porous body as a result of press-fitting the ceramic sintered porous body; and And a step of providing a membrane hole reaching the ceramic sintered porous body.

このように、セラミック焼結多孔体の圧入により、セラミックコーティング膜とセラミック焼結多孔体との密着性を向上させ、ガス流路におけるアーキングの発生を防止することができる。そして、絶縁性を有するセラミック焼結多孔体を金属製基材内の基材孔に設けることで、セラミックコーティング膜とセラミック焼結多孔体との密着性を向上させ、ガス流路におけるアーキングの発生を防止することができる。また、セラミックコーティング膜の表面からセラミック焼結多孔体まで達する貫通孔を設けることでガス流路を確保できる。 Thus, by press-fitting the ceramic sintered porous body, the adhesion between the ceramic coating film and the ceramic sintered porous body can be improved, and the occurrence of arcing in the gas flow path can be prevented. And by providing a ceramic sintered porous body with insulating properties in the base material hole in the metal base material, the adhesion between the ceramic coating film and the ceramic sintered porous body is improved, and the occurrence of arcing in the gas flow path Can be prevented. Moreover, a gas flow path can be ensured by providing a through hole extending from the surface of the ceramic coating film to the ceramic sintered porous body.

本発明によれば、セラミックコーティング膜の密着性を向上させ、ガス流路の絶縁性を向上させアーキングの発生を防止するとともにガス流量を確保することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the adhesiveness of a ceramic coating film can be improved, the insulation of a gas flow path can be improved, generation | occurrence | production of arcing can be prevented, and a gas flow rate can be ensured.

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。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In order to facilitate understanding of the description, the same reference numerals are given to the same components in the respective drawings, and duplicate descriptions are omitted.

［実施形態１］
（静電チャックの構成）
図１は、静電チャック１０の断面図である。図１に示すように、静電チャック１０は、金属製基材２０、セラミック焼結多孔体３０、セラミックコーティング膜４０を備えている。図１は、静電チャック１０のガス流路の部分を示したものであり、静電チャック１０全体は、円板形状に形成されている。静電チャック１０は、半導体製造装置やフラットパネルディスプレイ製造装置においてシリコンウエハ等を固定するために使用され、金属製基材２０上に被覆したセラミックコーティング膜４０の表面が、半導体ウエハ等の吸着面となる。図１に示すように、静電チャック１０にはプロセスガス用の流路を確保する必要がある。 [Embodiment 1]
(Configuration of electrostatic chuck)
FIG. 1 is a cross-sectional view of the electrostatic chuck 10. As shown in FIG. 1, the electrostatic chuck 10 includes a metal substrate 20, a ceramic sintered porous body 30, and a ceramic coating film 40. FIG. 1 shows a gas flow path portion of the electrostatic chuck 10, and the entire electrostatic chuck 10 is formed in a disc shape. The electrostatic chuck 10 is used for fixing a silicon wafer or the like in a semiconductor manufacturing apparatus or a flat panel display manufacturing apparatus, and the surface of the ceramic coating film 40 coated on the metal substrate 20 is an adsorption surface of the semiconductor wafer or the like. It becomes. As shown in FIG. 1, it is necessary to secure a flow path for process gas in the electrostatic chuck 10.

金属製基材２０は、アルミニウムやモリブデン等の金属またはアルミニウムやシリコンと炭化珪素や酸化アルミニウムの複合体のように金属とセラミックスの複合体により板形状に形成されており、基材としてセラミックコーティング膜４０を支持するとともに電極としても機能する。金属製基材２０は、貫通孔として直径３ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度の基材孔２１が設けられている。このように基材孔２１は、板形状の一方の主面から他方の主面まで貫通する貫通孔であってもよいし、中空構造の内腔から分離する枝穴に繋がる孔であってもよい。いずれの場合においても、空間が金属製基材２０の内部を貫通している。基材孔２１は、円筒形の孔であることが好ましい。基材孔２１の内面には、段差２４が設けられている。段差は複数あってもよい。 The metal substrate 20 is formed into a plate shape by a metal-ceramic composite such as a composite of metal such as aluminum or molybdenum, or a composite of aluminum, silicon, silicon carbide, or aluminum oxide. 40 is supported and also functions as an electrode. The metal substrate 20 is provided with a substrate hole 21 having a diameter of about 3 mm to 10 mm as a through hole. Thus, the base material hole 21 may be a through-hole penetrating from one main surface of the plate shape to the other main surface, or may be a hole connected to a branch hole separated from the lumen of the hollow structure. Good. In any case, the space penetrates the inside of the metal substrate 20. The substrate hole 21 is preferably a cylindrical hole. A step 24 is provided on the inner surface of the substrate hole 21. There may be a plurality of steps.

セラミック焼結多孔体３０は、電気的に絶縁性を有し、基材孔２１に圧入されるプラグである。セラミック焼結多孔体３０は、基材孔２１の内面に密着するように形成される。したがって、セラミック焼結多孔体３０は、基材孔２１の外形に当接する形状を有している。基材孔２１もセラミック焼結多孔体３０も、それぞれの製造や圧入の都合上、円筒形状であることが好ましいが、必ずしもこれに限定されず多角柱状に形成されていてもよい。セラミック焼結多孔体３０の高さは、金属製基材２０の厚さ以下である場合が一般的であり、通常５ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度である。また、細穴３３の長さは長いほど好ましいが、２ｍｍ以上、更には４ｍｍ以上であることが好ましい。特に、細穴３３の直径が大きい場合には、細穴３３の長さは長い方が好ましい。セラミック焼結多孔体の形状は問わないが、円筒が望ましい。 The ceramic sintered porous body 30 is an electrically insulating plug that is press-fitted into the base material hole 21. The sintered ceramic porous body 30 is formed so as to be in close contact with the inner surface of the substrate hole 21. Therefore, the ceramic sintered porous body 30 has a shape that comes into contact with the outer shape of the substrate hole 21. Both the substrate hole 21 and the ceramic sintered porous body 30 are preferably cylindrical for convenience of manufacturing and press-fitting, but are not necessarily limited to this and may be formed in a polygonal column shape. The height of the sintered ceramic porous body 30 is generally less than or equal to the thickness of the metal substrate 20 and is usually about 5 mm or more and 10 mm or less. The length of the narrow hole 33 is preferably as long as possible, but is preferably 2 mm or more, and more preferably 4 mm or more. In particular, when the diameter of the narrow hole 33 is large, the length of the narrow hole 33 is preferably long. The shape of the ceramic sintered porous body is not limited, but a cylinder is desirable.

セラミック焼結多孔体３０の材質は、絶縁性があればよく、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２もしくはＹ_２Ｏ_３またはそれらの複合材等が好ましい。また、たとえばＡｌ_２Ｏ_３のセラミック焼結多孔体３０を用いる場合には、純度が９９．５％以上であることが好ましく、９９．９％以上であればさらに好ましい。純度を高くすることにより、半導体等の製造場面において汚染を防止することができる。 The material of the sintered ceramic porous body 30 may be insulating as long as it is Al ₂ O ₃ , SiO _2, ZrO _2, Y ₂ O _3, or a composite material thereof. For example, when using the ceramic sintered porous body 30 of Al ₂ O ₃ , the purity is preferably 99.5% or more, and more preferably 99.9% or more. By increasing the purity, contamination can be prevented in the production scene of semiconductors and the like.

セラミック焼結多孔体３０は、平均粒径１０μｍ以上の粗粒からなり、１０％以上５０％未満の気孔率を有することが好ましい。平均粒径１０μｍ以上の粗粒からなるため、一定以上の気孔径を形成できる。気孔径は、２μｍ以上２０μｍ以下が好ましい。気孔径を２μｍ以上とすることで、セラミックコーティング膜４０との密着性が向上する。また、気孔径を２０μｍ以下とすることで、空隙を小さくしアーキングを生じにくくすることができる。たとえば、１０００Ｐａ、２９８Ｋのヘリウムガス中では、平均自由行程は２３μｍとなり、２０μｍ以上の気孔径の場合、放電が持続する可能性が生じる。したがって、気孔径は、２０μｍ以下が好ましい。 The sintered ceramic porous body 30 is preferably made of coarse particles having an average particle size of 10 μm or more and has a porosity of 10% or more and less than 50%. Since it consists of coarse particles having an average particle diameter of 10 μm or more, a pore diameter of a certain level or more can be formed. The pore diameter is preferably 2 μm or more and 20 μm or less. Adhesiveness with the ceramic coating film 40 is improved by setting the pore diameter to 2 μm or more. Further, by setting the pore diameter to 20 μm or less, it is possible to reduce the gap and make it difficult for arcing to occur. For example, in 1000 Pa, 298 K helium gas, the mean free path is 23 μm, and if the pore diameter is 20 μm or more, there is a possibility that the discharge will continue. Therefore, the pore diameter is preferably 20 μm or less.

また、セラミック焼結多孔体３０の気孔率を１０％以上とすることによりセラミックコーティング膜４０との密着性が向上し、剥離を防止することができる。また、気孔率を５０％未満とすることにより、セラミック焼結多孔体３０の強度が向上し、圧入時に破損しにくくなる。また、気孔率を５０％未満とすることで絶縁性を高め、アーキングを防止することができる。なお、気孔率は３５％以下であることがさらに好ましい。 Further, by setting the porosity of the sintered ceramic porous body 30 to 10% or more, the adhesion with the ceramic coating film 40 is improved, and peeling can be prevented. Moreover, by setting the porosity to less than 50%, the strength of the ceramic sintered porous body 30 is improved, and it is difficult to break during press-fitting. Further, by setting the porosity to less than 50%, it is possible to improve insulation and prevent arcing. The porosity is more preferably 35% or less.

セラミック焼結多孔体３０は、接着剤等を用いることなく基材孔２１へ圧入され、その結果生じる応力で基材孔２１の内面に密着している。これにより、セラミックコーティングとセラミック焼結多孔体とが直接密着することとなり、密着性が向上し、アーキングの発生を防止することができる。 The sintered ceramic porous body 30 is press-fitted into the base material hole 21 without using an adhesive or the like, and is in close contact with the inner surface of the base material hole 21 with the resulting stress. As a result, the ceramic coating and the sintered ceramic porous body are in direct contact with each other, the adhesion is improved, and the occurrence of arcing can be prevented.

なお、隙間を生じさせないためには、圧入による応力で基材孔２１にセラミック焼結多孔体３０を密着させることが好ましいが、接着剤を用いて、両者を接着させることも可能である。シリコーン接着剤などを用いることができるが、その際にはセラミックコーティング膜４０との密着性も考慮して接着剤を選ぶ必要がある。 In order to prevent the gap from being generated, it is preferable that the ceramic sintered porous body 30 is brought into close contact with the base material hole 21 by stress due to press-fitting, but it is also possible to adhere both using an adhesive. A silicone adhesive or the like can be used, but in that case, it is necessary to select an adhesive in consideration of adhesion to the ceramic coating film 40.

セラミック焼結多孔体３０は、基材孔２１の内面の一周全体に密着し、内部にはザグリ穴３２および細穴３３を有する。ザグリ穴３２および細穴３３は、連結されており貫通孔を構成する。このように、セラミック焼結多孔体３０の内部にザグリ穴３２および細穴３３を設け、必要なガス流量を確保する一方で、セラミック焼結多孔体３０を基材孔２１の内面の一周全体に密着させて空隙を無くしている。ただし、ここでいう空隙にセラミック焼結多孔体３０の多孔体全体を構成する孔は含まれない。表面から遠い位置の方がアーキングを生じにくいため、ザグリ穴３２はガス流量確保の観点から大きめの直径で形成される場合がある。これに対し、表面に近い細穴３３は小さい直径で形成されている。ガス流量は、細穴３３の径および細穴３３の長さで調節する。 The sintered ceramic porous body 30 is in close contact with the entire circumference of the inner surface of the substrate hole 21, and has a counterbore 32 and a narrow hole 33 inside. The counterbore 32 and the narrow hole 33 are connected to form a through hole. Thus, the counterbore hole 32 and the narrow hole 33 are provided inside the ceramic sintered porous body 30 to ensure the necessary gas flow rate, while the ceramic sintered porous body 30 is placed around the entire inner surface of the base material hole 21. The gap is eliminated by close contact. However, the pores described here do not include the pores constituting the entire porous body of the ceramic sintered porous body 30. Since the arcing is less likely to occur at a position far from the surface, the counterbore hole 32 may be formed with a larger diameter from the viewpoint of securing the gas flow rate. On the other hand, the narrow hole 33 close to the surface is formed with a small diameter. The gas flow rate is adjusted by the diameter of the fine hole 33 and the length of the fine hole 33.

表面に近い細穴３３の直径は、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。さらに好ましくは、０．２ｍｍ以下が好ましい。細穴３３の径を小さくすることで、空隙を少なくしアーキングを生じにくくしている。また、細穴３３を設ける場合には、直径を調節することによりガス流量を調節することができる。また１つのセラミック焼結多孔体３０に複数の細穴３３を設けることによってもガス流量を調節することができる。ザグリ穴３２は直径２ｍｍ以上が好ましい。セラミック焼結多孔体３０は緻密質の焼結セラミックスに比べて加工性に優れているため、小さい径の貫通孔や止まり穴を開けるのが容易である。 The diameter of the narrow hole 33 close to the surface is preferably 0.5 mm or less. More preferably, it is 0.2 mm or less. By reducing the diameter of the narrow hole 33, the gap is reduced and arcing is less likely to occur. Further, when the narrow hole 33 is provided, the gas flow rate can be adjusted by adjusting the diameter. The gas flow rate can also be adjusted by providing a plurality of fine holes 33 in one ceramic sintered porous body 30. The counterbore 32 preferably has a diameter of 2 mm or more. Since the sintered ceramic porous body 30 is excellent in workability compared to a dense sintered ceramic, it is easy to open a through hole or a blind hole having a small diameter.

セラミック焼結多孔体３０の側面にも、段差３１が設けられている。このように、側面に段差２４のある基材孔２１にセラミック焼結多孔体３０が密着して嵌合しているため、金属製基材２０の段差２４に段差３１が当接し、金属製基材２０に対してセラミック焼結多孔体３０が所望の位置に固定される。そして、金属製基材２０およびセラミック焼結多孔体３０が形成する主面が平坦となり、金属製基材２０およびセラミック焼結多孔体３０を被覆するセラミックコーティング膜にクラック等が生じにくくなる。 A step 31 is also provided on the side surface of the sintered ceramic porous body 30. As described above, since the sintered ceramic porous body 30 is in close contact with and fitted into the base material hole 21 having the step 24 on the side surface, the step 31 abuts on the step 24 of the metal base material 20, and the metal base The ceramic sintered porous body 30 is fixed to the material 20 at a desired position. And the main surface which the metal base material 20 and the ceramic sintered porous body 30 form becomes flat, and it becomes difficult to produce a crack etc. in the ceramic coating film which coat | covers the metal base material 20 and the ceramic sintered porous body 30.

セラミックコーティング膜４０は、金属製基材２０およびセラミック焼結多孔体３０が形成する主面２２を被覆している。セラミックコーティング膜４０は、溶射により形成されていることが好ましいが、必ずしもこれに限定されない。たとえば、ＣＶＤ、イオンプレーティング、スパッタリング、またはエアロゾルデポジション等による乾式製膜や、セラミックペーストを主面２２に塗布し、乾燥後焼き付ける湿式製膜の方法により形成されていてもよい。セラミックコーティング膜４０の材質には、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３もしくはＺｒＯ_２またはこれらを主成分とした複合物等が挙げられる。セラミック焼結多孔体３０を基材孔２１の内面に密着させて、その上をセラミックコーティング膜４０により被覆されている。セラミック焼結多孔体３０の表面は、緻密質のセラミックスに比べると適度な粗さを有しており、セラミックコーティング膜４０との密着性が向上する。セラミックコーティング膜４０の厚みは、１００μｍ以上１０００μｍ以下程度とすることが好ましい。表面からセラミック焼結多孔体３０まで達する貫通孔として膜孔４２を設けられている。セラミック焼結多孔体３０の構造および膜孔４２がガス流路を形成する。このように、金属製基材２０が露出しないガス流路を確保することで、ガス流路の絶縁性が向上し、アーキングの発生を防止することができる。 The ceramic coating film 40 covers the main surface 22 formed by the metal substrate 20 and the ceramic sintered porous body 30. The ceramic coating film 40 is preferably formed by thermal spraying, but is not necessarily limited thereto. For example, it may be formed by a dry film formation method such as CVD, ion plating, sputtering, or aerosol deposition, or a wet film formation method in which a ceramic paste is applied to the main surface 22 and dried and baked. Examples of the material of the ceramic coating film 40 include Al ₂ O ₃ , Y ₂ O _3, ZrO ₂ , and a composite containing these as main components. The sintered ceramic porous body 30 is brought into close contact with the inner surface of the substrate hole 21 and is covered with a ceramic coating film 40. The surface of the ceramic sintered porous body 30 has an appropriate roughness as compared with a dense ceramic, and the adhesion with the ceramic coating film 40 is improved. The thickness of the ceramic coating film 40 is preferably about 100 μm or more and 1000 μm or less. Membrane holes 42 are provided as through holes reaching from the surface to the ceramic sintered porous body 30. The structure of the ceramic sintered porous body 30 and the membrane hole 42 form a gas flow path. Thus, by ensuring the gas flow path in which the metal base material 20 is not exposed, the insulation of the gas flow path can be improved and arcing can be prevented.

（静電チャックの製造方法）
図２（ａ）〜（ｃ）は、静電チャック１０の製造方法を示す図である。予め、金属製基材２０には、貫通孔として基材孔２１が設けられている。そして、この基材孔２１に合わせてセラミック焼結多孔体３０の寸法を設計する。平均原料粒径１０μｍ以上のＡｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３もしくはＺｒＯ_２またはそれらの複合物等によりセラミック焼結多孔体３０を焼成する。セラミック焼結多孔体３０には、必要に応じて予め表面の反対側にザグリ加工によりザグリ穴３２を設けておく。このようにして準備された金属製基材２０とセラミック焼結多孔体３０を用いて静電チャック１０を製造する。 (Electrostatic chuck manufacturing method)
2A to 2C are diagrams illustrating a method for manufacturing the electrostatic chuck 10. The base material hole 21 is previously provided in the metal base material 20 as a through-hole. And the dimension of the ceramic sintered porous body 30 is designed according to the base material hole 21. The sintered ceramic porous body 30 is fired with Al ₂ O ₃ , Y ₂ O _3, ZrO ₂ or a composite thereof having an average raw material particle size of 10 μm or more. In the sintered ceramic porous body 30, counterbored holes 32 are provided in advance by counterboring on the opposite side of the surface as necessary. The electrostatic chuck 10 is manufactured using the metal substrate 20 and the ceramic sintered porous body 30 thus prepared.

まず、図２（ａ）に示すように、基材孔２１を設けられた金属製基材２０に、絶縁性を有するセラミック焼結多孔体３０を挿入する。その際には、予め基材孔２１に孔径に対するセラミック焼結多孔体３０の外径を調整し、圧入することが好ましい。対するセラミックス焼結多孔体３０を圧入するため、金属製基材２０との隙間を狭くすることができクラック防止に繋がる。セラミック焼結多孔体３０を基材孔２１に挿入することにより絶縁性向上が見込まれ、プロセスガスによる金属製基材２０へのアーキングを防止することができる。 First, as shown in FIG. 2A, a ceramic sintered porous body 30 having insulating properties is inserted into a metal base material 20 provided with base material holes 21. In that case, it is preferable to adjust the outer diameter of the sintered ceramic porous body 30 with respect to the hole diameter in advance and press-fit into the substrate hole 21. Since the ceramic sintered porous body 30 is press-fitted, the gap with the metal substrate 20 can be narrowed, leading to crack prevention. Inserting the ceramic sintered porous body 30 into the base material hole 21 is expected to improve insulation, and arcing of the metal base material 20 due to the process gas can be prevented.

なお、セラミック焼結多孔体３０は、若干、基材孔２１の寸法より外径が大きくてもよい。セラミック焼結多孔体３０は、加工性に優れており、側面を削りながら圧入することも可能である。仮に緻密質のセラミックス部材を圧入するとすれば、強度が高いため、緻密質のセラミックス部材にシビアな寸法精度が求められる。しかし、セラミック焼結多孔体３０の場合には、寸法精度に余裕を見込め扱いが容易である。また、金属製基材２０の内部で圧縮されている方が、基材孔２１との密着性が向上する。圧入後、場合により金属製基材２０とセラミック焼結多孔体３０とが形成する主面２２に段差がないように加工する。また、セラミック焼結多孔体３０の表面を粗くしておくことが好ましい。 The sintered ceramic porous body 30 may have a slightly larger outer diameter than the size of the substrate hole 21. The ceramic sintered porous body 30 is excellent in workability, and can be press-fitted while cutting the side surface. If a dense ceramic member is press-fitted, since the strength is high, severe dimensional accuracy is required for the dense ceramic member. However, in the case of the ceramic sintered porous body 30, it is easy to handle with an allowance for dimensional accuracy. Further, the adhesiveness with the base material hole 21 is improved when compressed inside the metal base material 20. After the press-fitting, in some cases, the main surface 22 formed by the metal substrate 20 and the ceramic sintered porous body 30 is processed so that there is no step. Moreover, it is preferable to roughen the surface of the ceramic sintered porous body 30.

次に、図２（ｂ）に示すように、金属製基材２０およびセラミック焼結多孔体３０が形成する主面２２に溶射によりセラミックコーティング膜４０を形成する。圧入されたセラミック焼結多孔体３０は、緻密質のセラミックスに比べ表面が粗いため、溶射膜が密着しやすい。溶射膜が形成されたら、表面を所定厚さまで研削し、滑らかに仕上げる。 Next, as shown in FIG. 2B, a ceramic coating film 40 is formed on the main surface 22 formed by the metal substrate 20 and the ceramic sintered porous body 30 by thermal spraying. Since the press-fitted ceramic sintered porous body 30 has a rougher surface than dense ceramics, the thermal sprayed film tends to adhere to it. After the sprayed film is formed, the surface is ground to a predetermined thickness and finished smoothly.

そして、図２（ｃ）に示すように、セラミックコーティング膜４０にセラミック焼結多孔体３０まで達する膜孔４２を設け、さらにセラミック焼結多孔体３０にも細穴３３を穿孔する。このようにして、静電チャック１０を製造することができる。なお、上記の研削工程と穿孔工程は順番が逆であってもよい。 Then, as shown in FIG. 2 (c), a membrane hole 42 reaching the ceramic sintered porous body 30 is provided in the ceramic coating film 40, and a fine hole 33 is drilled in the ceramic sintered porous body 30. In this way, the electrostatic chuck 10 can be manufactured. The order of the grinding step and the drilling step may be reversed.

（実施例１の作製）
上記のような製造方法により、実施例１として、静電チャック１０を作製した。図３は、各実施例のＡｌ_２Ｏ_３のセラミック焼結多孔体３０の特性を示す表である。金属製基材２０としてアルミニウムを材料とするものを用いた。純度９９．６％、平均原料粒径２９μｍのＡｌ_２Ｏ_３の原料をもとにセラミック焼結多孔体３０を作製した。セラミック焼結多孔体３０の気孔率は３５％、気孔径は１０μｍであった。このような特性を有するセラミック焼結多孔体３０を金属製基材２０の基材孔２１に圧入し、その上に溶射によりセラミックコーティング膜４０を形成した。セラミックコーティング膜４０の厚さは２５０μｍであった。このようにして、実施例１の静電チャック１０を作製した。 (Production of Example 1)
The electrostatic chuck 10 was produced as Example 1 by the manufacturing method as described above. FIG. 3 is a table showing characteristics of the Al ₂ O ₃ sintered ceramic porous body 30 of each example. The metal substrate 20 was made of aluminum. A sintered ceramic porous body 30 was produced based on a raw material of Al ₂ O _{3 having} a purity of 99.6% and an average raw material particle size of 29 μm. The sintered ceramic porous body 30 had a porosity of 35% and a pore diameter of 10 μm. The ceramic sintered porous body 30 having such characteristics was press-fitted into the base material hole 21 of the metal base material 20, and the ceramic coating film 40 was formed thereon by thermal spraying. The thickness of the ceramic coating film 40 was 250 μm. Thus, the electrostatic chuck 10 of Example 1 was produced.

（実施例２の作製）
また、実施例２として、金属製基材２０にアルミニウムを材料とするものを用いて静電チャック１０を作製した。純度９９．９％、平均原料粒径１８μｍのＡｌ_２Ｏ_３の原料をもとにセラミック焼結多孔体３０を作製した。セラミック焼結多孔体３０の気孔率は２３％、気孔径は３μｍであった。このような特性を有するセラミック焼結多孔体３０を金属製基材２０の基材孔２１に圧入し、その上に溶射によりセラミックコーティング膜４０を形成した。セラミックコーティング膜４０の厚さは２５０μｍであった。このようにして、実施例２の静電チャック１０を作製した。 (Production of Example 2)
Further, as Example 2, the electrostatic chuck 10 was manufactured using a metal base material 20 made of aluminum. A sintered ceramic porous body 30 was produced based on a raw material of Al ₂ O _{3 having} a purity of 99.9% and an average raw material particle size of 18 μm. The sintered ceramic porous body 30 had a porosity of 23% and a pore diameter of 3 μm. The ceramic sintered porous body 30 having such characteristics was press-fitted into the base material hole 21 of the metal base material 20, and the ceramic coating film 40 was formed thereon by thermal spraying. The thickness of the ceramic coating film 40 was 250 μm. Thus, the electrostatic chuck 10 of Example 2 was produced.

（実施例３の作製）
また、実施例３として、金属製基材２０にモリブデンを材料とするものを用いて静電チャック１０を作製した。純度９９．６％、平均原料粒径２９μｍのＡｌ_２Ｏ_３の原料をもとにセラミック焼結多孔体３０を作製した。セラミック焼結多孔体３０の気孔率は３５％、気孔径は１０μｍであった。このような特性を有するセラミック焼結多孔体３０を金属製基材２０の基材孔２１に圧入し、その上に溶射によりセラミックコーティング膜４０を形成した。セラミックコーティング膜４０の厚さは２５０μｍであった。このようにして、実施例５の静電チャック１０を作製した。 (Production of Example 3)
Further, as Example 3, the electrostatic chuck 10 was manufactured using a metal base material 20 made of molybdenum. A sintered ceramic porous body 30 was produced based on a raw material of Al ₂ O _{3 having} a purity of 99.6% and an average raw material particle size of 29 μm. The sintered ceramic porous body 30 had a porosity of 35% and a pore diameter of 10 μm. The ceramic sintered porous body 30 having such characteristics was press-fitted into the base material hole 21 of the metal base material 20, and the ceramic coating film 40 was formed thereon by thermal spraying. The thickness of the ceramic coating film 40 was 250 μm. Thus, the electrostatic chuck 10 of Example 5 was produced.

（比較例１の作製）
また、比較例１として、金属製基材にアルミニウムを材料とするものを用いて静電チャックを作製した。純度９９．６％、平均原料粒径３８μｍの原料をもとにセラミック焼結多孔体を作製した。セラミック焼結多孔体３０の気孔率は５５％、気孔径は２１μｍであった。このような特性を有するセラミック焼結多孔体を金属製基材の基材孔に圧入し、その上に溶射によりセラミックコーティング膜を形成した。セラミックコーティング膜の厚さは２５０μｍであった。このようにして、比較例１の静電チャックを作製した。 (Production of Comparative Example 1)
Further, as Comparative Example 1, an electrostatic chuck was manufactured using a metal base material made of aluminum. A sintered ceramic porous body was prepared based on a raw material having a purity of 99.6% and an average raw material particle size of 38 μm. The sintered ceramic porous body 30 had a porosity of 55% and a pore diameter of 21 μm. A ceramic sintered porous body having such characteristics was press-fitted into a substrate hole of a metal substrate, and a ceramic coating film was formed thereon by thermal spraying. The thickness of the ceramic coating film was 250 μm. Thus, the electrostatic chuck of Comparative Example 1 was produced.

（比較例２の作製）
また、比較例２として金属製基材にアルミニウムを材料とするものを用いて静電チャックを作製した。純度９９．９％、平均原料粒径１２μｍの原料をもとにセラミック焼結多孔体を作製した。セラミック焼結多孔体の気孔率は８％、気孔径は１μｍであった。このような特性を有するセラミック焼結多孔体を金属製基材の基材孔に圧入し、その上に溶射によりセラミックコーティング膜を形成した。セラミックコーティング膜の厚さは２５０μｍであった。このようにして、比較例２の静電チャックを作製した。 (Production of Comparative Example 2)
Further, as Comparative Example 2, an electrostatic chuck was manufactured using a metal base material made of aluminum. A sintered ceramic porous body was produced based on a raw material having a purity of 99.9% and an average raw material particle size of 12 μm. The porosity of the sintered ceramic porous body was 8%, and the pore diameter was 1 μm. A ceramic sintered porous body having such characteristics was press-fitted into a substrate hole of a metal substrate, and a ceramic coating film was formed thereon by thermal spraying. The thickness of the ceramic coating film was 250 μm. Thus, the electrostatic chuck of Comparative Example 2 was produced.

実施例１〜３について、それぞれガス流路の状態を観察したところ、剥離等は生じず、セラミックコーティング膜４０とセラミック焼結多孔体３０との密着性が認められた。また、金属製基材２０に１０００Ｖ電圧を印加し、放電が生じるか否かを検証したところ、いずれの実施例においても放電は無かった。一方、比較例１、２について、ガス流路の状態を観察したところ、比較例１に剥離は生じなかったが、比較例２には剥離が生じた。さらに、比較例１について、その金属製基材に１０００Ｖ電圧を印加し、放電が生じるか否かを検証したところ、放電が生じた。このような実験により、本発明の静電チャック１０が、セラミックコーティング膜４０の剥離を防止し、アーキングを防止することが分かった。そして、静電チャック１０の寿命が飛躍的に伸び、また静電チャック１０は、ハイパワーなプロセスで使用可能であることが実証された。 When the state of the gas flow path was observed for each of Examples 1 to 3, no peeling or the like occurred, and adhesion between the ceramic coating film 40 and the ceramic sintered porous body 30 was recognized. Moreover, when 1000 V voltage was applied to the metal base material 20 and it was verified whether or not discharge occurred, no discharge was found in any of the examples. On the other hand, when the state of the gas flow path was observed for Comparative Examples 1 and 2, no peeling occurred in Comparative Example 1, but peeling occurred in Comparative Example 2. Further, with respect to Comparative Example 1, when a voltage of 1000 V was applied to the metal substrate and it was verified whether or not a discharge occurred, a discharge occurred. From such experiments, it has been found that the electrostatic chuck 10 of the present invention prevents the ceramic coating film 40 from peeling and prevents arcing. The lifetime of the electrostatic chuck 10 has been dramatically increased, and it has been demonstrated that the electrostatic chuck 10 can be used in a high-power process.

［実施形態２］
上記の実施形態では、セラミック焼結多孔体３０に貫通孔を構成するザグリ穴３２および細穴３３を設けているが、貫通孔とせず止まり穴としてザグリ穴３２または細穴３３を設けてもよく、ザグリ穴３２および細穴３３自体を設けなくてもよい。なお、ザグリ穴３２はなくてもよいが、ザグリ穴３２を設けることによりガス流量を増加させることができる。 [Embodiment 2]
In the above embodiment, the counterbore hole 32 and the narrow hole 33 constituting the through hole are provided in the ceramic sintered porous body 30. However, the counterbore hole 32 or the narrow hole 33 may be provided as a blind hole instead of the through hole. The counterbore hole 32 and the narrow hole 33 itself may not be provided. The counterbore hole 32 may not be provided, but the gas flow rate can be increased by providing the counterbore hole 32.

図４（ａ）〜（ｃ）は、セラミック焼結多孔体に貫通孔を設けない場合の静電チャックの断面図である。セラミック焼結多孔体３０は空隙が連結しており、それ自体が流路としても機能する。図中の破線矢印はガスの流れを示している。 FIGS. 4A to 4C are cross-sectional views of the electrostatic chuck when no through-hole is provided in the ceramic sintered porous body. The sintered ceramic porous body 30 is connected with voids, and itself functions as a flow path. Broken line arrows in the figure indicate the flow of gas.

図４（ａ）は、セラミック焼結多孔体１３０に止まり穴として細穴１３３を設けた静電チャック１１０の断面図である。膜孔４２に連続して設けられた細穴１３３がセラミック焼結多孔体１３０の一定深さまで達しているため、ガスの透過流量をかせぐことができる。細穴１３３は、膜孔４２を設ける際に穿孔することができる。 FIG. 4A is a cross-sectional view of the electrostatic chuck 110 in which a fine hole 133 is provided as a blind hole in the ceramic sintered porous body 130. Since the narrow hole 133 provided continuously to the membrane hole 42 reaches a certain depth of the ceramic sintered porous body 130, the gas permeation flow rate can be increased. The narrow hole 133 can be drilled when the membrane hole 42 is provided.

図４（ｂ）は、セラミック焼結多孔体２３０に止まり穴としてザグリ穴２３２を設けた静電チャック２１０の断面図である。ザグリ穴２３２はセラミック焼結多孔体２３０の表面とは反対側に設けられ、これによりガスの透過流量をかせぐことができる。ザグリ穴２３２は、予めザグリ加工によりセラミック焼結多孔体２３０に穿孔することができる。 FIG. 4B is a cross-sectional view of the electrostatic chuck 210 in which a countersunk hole 232 is provided as a blind hole in the ceramic sintered porous body 230. The counterbore 232 is provided on the opposite side to the surface of the ceramic sintered porous body 230, and thereby the gas permeation flow rate can be increased. The counterbore hole 232 can be previously drilled in the sintered ceramic porous body 230 by counterbore processing.

図４（ｃ）は、セラミック焼結多孔体３３０に貫通孔、止まり穴のいずれも設けていない静電チャック３１０の断面図である。もともとセラミック焼結多孔体３３０は多孔質であるため、ある程度のガスの透過流量を見込める。以上のように、セラミック焼結多孔体に貫通孔を設けなくても、ある程度のガス流量を得られるため、必要なガス流量とアーキング防止の両方の観点からセラミック焼結多孔体の構造で調整することが可能となる。 FIG. 4C is a cross-sectional view of the electrostatic chuck 310 in which neither a through hole nor a blind hole is provided in the ceramic sintered porous body 330. Since the sintered ceramic porous body 330 is originally porous, a certain amount of gas permeation flow rate can be expected. As described above, since a certain gas flow rate can be obtained without providing a through hole in the ceramic sintered porous body, adjustment is made with the structure of the ceramic sintered porous body from the viewpoint of both necessary gas flow and arcing prevention. It becomes possible.

なお、以上の実施形態では、金属製基材２０へセラミック焼結多孔体を挿入しているが、マシナブルセラミックスを挿入してもよい。その場合には多孔体と同様に加工性が向上し、表面を粗くするのが容易になる。しかし、マシナブルセラミックスは、ナトリウム等の天然原料を含む場合もあり、汚染を嫌う半導体製造工程で用いる場合には、かならずしも好ましくない。 In the above embodiment, the ceramic sintered porous body is inserted into the metal base material 20, but machinable ceramics may be inserted. In that case, workability is improved as in the case of the porous body, and it becomes easy to roughen the surface. However, machinable ceramics may contain natural raw materials such as sodium, and are not always preferred when used in semiconductor manufacturing processes that dislike contamination.

実施形態１に係る静電チャックの断面図である。1 is a cross-sectional view of an electrostatic chuck according to Embodiment 1. FIG. （ａ）〜（ｃ）実施形態１に係る静電チャックの製造方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the electrostatic chuck which concerns on (a)-(c) Embodiment 1. FIG. 各実施例のセラミック焼結多孔体の特性を示す表である。It is a table | surface which shows the characteristic of the ceramic sintered porous body of each Example. （ａ）〜（ｃ）実施形態２に係る静電チャックの断面図である。(A)-(c) It is sectional drawing of the electrostatic chuck which concerns on Embodiment 2. FIG.

Explanation of symbols

１０、１１０、２１０、３１０静電チャック
２０金属製基材
２１基材孔
２２金属製基材およびセラミック焼結多孔体が形成する主面
２４段差
３０、１３０、２３０、３３０セラミック焼結多孔体
３１段差
３２、２３２ザグリ穴
３３、１３３細穴
４０セラミックコーティング膜
４２膜孔 10, 110, 210, 310 Electrostatic chuck 20 Metal base material 21 Base material hole 22 Main surface 24 formed by metal base material and ceramic sintered porous body Step 30, 30, 230, 330 Ceramic sintered porous body 31 Steps 32, 232 Counterbored holes 33, 133 Fine holes 40 Ceramic coating film 42 Membrane holes

Claims

A base material hole provided as a space or a part of the penetrating space, and a metal base material functioning as an electrode;
A ceramic sintered porous body that is in close contact with the inner circumference of the substrate hole, has a porosity of 23% to 35%, a pore diameter of 3 μm to 10 μm, and has an insulating property;
The main surface formed by the metallic substrate and the ceramic sintered porous body is coated, closely adhered to the ceramic sintered porous body, and a membrane hole is provided as a through hole extending from the surface to the ceramic sintered porous body. A ceramic coating film,
An electrostatic chuck characterized in that a surface of the ceramic coating film is an adsorption surface, and the substrate hole and the film hole form a gas flow path.

The electrostatic chuck according to claim 1, wherein the sintered ceramic porous body is in close contact with an inner surface of the base material hole by a stress generated as a result of being press-fitted into the base material hole.

The electrostatic sintered body according to claim 1 or 2, wherein the sintered ceramic porous body is in close contact with the entire circumference of the inner surface of the substrate hole, and has a fine hole as a through hole or a blind hole inside. Chuck.

The electrostatic chuck according to claim 3, wherein a diameter of the narrow hole is 0.5 mm or less.

A step is provided on the inner surface of the substrate hole,
A step is also provided on the side surface of the ceramic sintered porous body,
The main surface which the said metal base material and a ceramic sintered porous body form is formed flat by the said both level | step difference contact | abutting, The Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned. Electrostatic chuck.

The electrostatic sintered body according to any one of claims 1 to 5, wherein the sintered ceramic porous body comprises coarse particles having an average particle diameter of 10 µm or more and has a porosity of 10% or more and less than 50%. Chuck.

The electrostatic chuck according to claim 1, wherein the sintered ceramic porous body has an average pore diameter of 20 μm or less.

An insulating ceramic having a porosity of 23% or more and 35% or less and a pore diameter of 3 μm or more and 10 μm or less in a space penetrating through a metal base material functioning as an electrode or a part of the substrate hole Press-fitting the sintered porous body, and closely contacting the sintered ceramic porous body around the substrate hole;
As a result of the press-fitting of the ceramic sintered porous body, a ceramic coating film in close contact with the ceramic sintered porous body is formed by thermal spraying on a main surface formed by the metal base material and the ceramic sintered porous body. A process of making the surface of the coating film an adsorption surface;
Forming a film hole reaching the ceramic sintered porous body in the ceramic coating film, and forming a gas flow path by the base material hole and the film hole.