JP2023031456A - Substrate holding member and manufacturing method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板保持部材、およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a substrate holding member and a manufacturing method thereof.
半導体製造装置用部材として、電極（発熱抵抗体）が埋設されたヒータープレート（基板保持部材）が用いられてきた。ヒータープレートは、載置した基板を加熱することができる。 A heater plate (substrate holding member) in which an electrode (heating resistor) is embedded has been used as a member for a semiconductor manufacturing apparatus. The heater plate can heat the placed substrate.
特許文献１は、窒化アルミニウムを主体とする焼結体からなる基体の表面に窒化アルミニウムからなる薄膜を０．００１～１．０ｍｍの厚みで形成してなり、基体内部に、発熱回路および／または導電回路を形成したものを半導体製造用サセプタとして用いる技術が開示されている。これにより、耐プラズマ性に優れるためプラズマエッチング中でのサセプタの長寿命化が達成でき、しかも、均熱性を有し、発熱回路などを内蔵する場合において、半導体の加熱の均一化を達成することができると記載されている。 In Patent Document 1, a thin film made of aluminum nitride is formed with a thickness of 0.001 to 1.0 mm on the surface of a substrate made of a sintered body mainly made of aluminum nitride, and a heat generating circuit and / or A technique of using a susceptor on which a conductive circuit is formed as a susceptor for semiconductor manufacturing has been disclosed. As a result, since the susceptor is excellent in plasma resistance, it is possible to extend the service life of the susceptor during plasma etching, and in addition, it has a uniform temperature property, and when a heat generating circuit or the like is incorporated, uniform heating of the semiconductor can be achieved. is described as possible.
特許文献２は、少なくともヒータ基板の被加熱物載置面の全表面にわたって、ヒータ基板よりも輻射率の低い材料からなる低輻射率被膜が形成され、この低輻射率被膜をパターニングして、被加熱物載置面においてヒータ基板の露出比率を変化させ、被加熱物載置面の中心部から外周縁部に向かって輻射率が小さくなるように輻射率分布を持たせる技術が開示されている。これにより、被加熱物を載置して加熱処理するヒータ部材及びそれを用いた加熱処理装置において、投入電力を低減して省エネルギー化を図り、熱応力による損壊危険を解消し、発熱回路部の配線設計自由度を高めると共に、均熱性能を高め且つ短絡をなくして信頼性を高めることができると記載されている。 In Patent Document 2, a low-emissivity coating made of a material having a lower emissivity than that of the heater substrate is formed over at least the entire surface of the object-to-be-heated mounting surface of the heater substrate, and the low-emissivity coating is patterned to form a substrate. A technique is disclosed in which the exposure ratio of the heater substrate is changed on the object mounting surface to provide an emissivity distribution such that the emissivity decreases from the center to the outer peripheral edge of the object mounting surface. . As a result, in the heater member that heats the object to be heated and the heat treatment apparatus using the same, the input power is reduced to save energy, the risk of damage due to thermal stress is eliminated, and the heating circuit section is reduced. It is described that the degree of freedom in wiring design can be increased, heat uniformity can be improved, and short circuits can be eliminated to improve reliability.
特許文献３は、下面に溝を有するプレート部材と、中央が開口し、前記プレート部材の下面の一部に接合された基盤と、前記溝と前記基盤の上面との間に配置された抵抗発熱体と、前記プレート部材の上面に形成され、それぞれの上面が同一の平面を構成する複数の凸部と、を具備するヒータユニットの製造方法において、前記プレート部材の被加熱体を載置する面上に溶射膜を形成し、前記溶射膜を所定の厚さに平面研磨加工し、所定の位置に開口を有するマスクを配置して、前記開口に対向する前記溶射膜を前記プレート部材の表面が露出するまでブラスト加工することを特徴とするヒータユニットの製造方法が開示されている。これにより、ヒータ機能面内での被加熱体とのクリアランスの均一化の確保及び金属コンタミネーションの減少が可能となることが記載されている。 Patent Document 3 discloses a plate member having a groove on its lower surface, a substrate that is open in the center and joined to a part of the lower surface of the plate member, and a resistance heating device that is arranged between the groove and the upper surface of the substrate. and a plurality of protrusions formed on the upper surface of the plate member, the upper surfaces of which form the same plane, the surface of the plate member on which the object to be heated is placed. A sprayed film is formed on the surface of the plate member, the sprayed film is planarized to a predetermined thickness, a mask having an opening is placed at a predetermined position, and the sprayed film facing the opening is applied to the surface of the plate member. A method of manufacturing a heater unit is disclosed, which is characterized by blasting until exposed. It is described that this makes it possible to secure a uniform clearance from the object to be heated in the heater function surface and to reduce metal contamination.
特許文献４は、使用済の静電チャックを修復する方法として、所定の量の誘電材料が使用済静電チャックから除去され、ベース表面が残され、次いで、新しい誘電材料の密着性を高めるためにベース表面が粗面化され、次に、新しい誘電材料が粗面上に溶射され、次いで、処理中に基板が載置されるメサの形成を助けるために、新しい誘電材料を覆ってマスクが配置され、次に、新しい誘電体層の一部分が除去されて新しいメサが形成され、マスクを除去した後、洗浄する技術が開示されている。 US Pat. No. 5,200,402 discloses a method of refurbishing a used electrostatic chuck in which a predetermined amount of dielectric material is removed from the used electrostatic chuck, leaving a base surface, and then a new dielectric material is removed to improve adhesion. A base surface is then roughened, a new dielectric material is then thermally sprayed onto the roughened surface, and then a mask is placed over the new dielectric material to aid in the formation of the mesas in which the substrate rests during processing. A technique is disclosed for depositing, then removing a portion of the new dielectric layer to form a new mesa, removing the mask, and then cleaning.
ヒータを内蔵する静電チャックやセラミックヒーターなどの基板保持部材は、発熱異常点（ホットスポット）が現れることがある。一方、基板と基板保持部材との接触によるパーティクルの発生や基板への付着を抑制するために、基板をピン状凸部で支える構造が採用されることがある。ピン状凸部の上端面の径は、パーティクル抑制の観点からは小さい方が好ましいが、ピン状凸部の上端面の径が小さくなるほどホットスポットの発生の虞が大きくなる傾向にある。半導体プロセスではプロセスの均一性の要求から、ピン状凸部を備える基板保持部材であっても、ホットスポットの発生が抑制された基板保持部材が要望されていた。 A substrate holding member such as an electrostatic chuck with a built-in heater or a ceramic heater may have an abnormal heating point (hot spot). On the other hand, in order to suppress the generation of particles and adhesion to the substrate due to contact between the substrate and the substrate holding member, a structure in which the substrate is supported by pin-shaped protrusions is sometimes employed. From the viewpoint of particle suppression, it is preferable that the diameter of the upper end surface of the pin-shaped protrusion is small. In the semiconductor process, due to the demand for process uniformity, there has been a demand for a substrate holding member that suppresses the occurrence of hot spots even if the substrate holding member has pin-shaped protrusions.
特許文献１記載の技術は、ＡｌＮ焼結体の表面にＡｌＮ薄膜を形成しても、熱伝導率は同一であるので、ヒータ直上やヒータの疎な部分の直上は、ホットスポットやコールドスポットが、表面の温度分布に表れて、より高温での使用時に助長される虞がある。 In the technique described in Patent Document 1, even if the AlN thin film is formed on the surface of the AlN sintered body, the thermal conductivity is the same. , it appears in the temperature distribution of the surface, and there is a possibility that it will be accelerated when used at a higher temperature.
特許文献２記載の技術は、ヒータ基板よりも低輻射率の膜は主に金属系が多く、より熱伝導率が高い膜であり、導電性を有する。より熱伝導率が高い膜の場合、より高温での使用の場合に、ヒータ直上やヒータの疎な部分の直上は、ホットスポットやコールドスポットとなり易く、導電性膜を表面に付することは適さない。 In the technique described in Patent Document 2, the film having a lower emissivity than the heater substrate is mainly made of metal, has a higher thermal conductivity, and has electrical conductivity. In the case of a film with a higher thermal conductivity, when used at a higher temperature, hot spots and cold spots are likely to occur directly above the heater or a sparse part of the heater, so it is not suitable to apply a conductive film to the surface. do not have.
特許文献３記載の技術は、被加熱体とのクリアランスの均一化の確保及び金属コンタミネーションの減少により金属製のヒータに対する課題についての手段が開示されているが、一般的に金属ヒータより高い温度および厳しい腐食環境下で使用されるセラミックスヒータにそのまま適用できるものではない。 The technique described in Patent Document 3 discloses means for solving the problems with metal heaters by ensuring uniform clearance with the object to be heated and reducing metal contamination. And it cannot be applied as it is to a ceramic susceptor used in a severely corrosive environment.
特許文献４記載の技術は、静電チャックを修復する方法で、修復するための部材は修復前の部材と実質的に同一でないと静電吸着機能が再生しないため、メサの素材には制約があり、均熱性や耐食目的のための部材を選択することはできない。 The technique described in Patent Document 4 is a method for repairing an electrostatic chuck, and the electrostatic adsorption function cannot be restored unless the member for repair is substantially the same as the member before repair, so there are no restrictions on the material of the mesa. Therefore, it is not possible to select members for the purpose of heat uniformity and corrosion resistance.
また、特許文献１から４記載の技術は、いずれもピン状凸部の上端面の径を小さくしたときに、ホットスポットの発生を抑制することを考慮していない。 In addition, none of the techniques described in Patent Documents 1 to 4 consider suppressing the generation of hot spots when the diameter of the upper end surface of the pin-shaped protrusion is reduced.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、パーティクルの抑制とホットスポットの抑制の両立ができる基板保持部材およびその製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a substrate holding member capable of suppressing both particles and hot spots, and a method of manufacturing the same.
（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、セラミックス焼結体を含む基体と、前記基体に埋設された発熱抵抗体と、前記基体の上面から上方に突出して形成された複数のピン状凸部と、を備え、前記ピン状凸部は、少なくとも基板と接触する上端面が前記セラミックス焼結体より熱伝導率の低い材料の溶射膜で形成され、前記ピン状凸部は、前記上端面の径が２ｍｍ以下であることを特徴としている。 (1) In order to achieve the above objects, the present invention provides a substrate holding member comprising: a substrate containing a ceramic sintered body; a heating resistor embedded in the substrate; and an upper surface of the substrate. and a plurality of pin-shaped protrusions protruding upward from the ceramic sintered body, and the pin-shaped protrusion has at least an upper end surface in contact with the substrate formed of a thermally sprayed film of a material having a thermal conductivity lower than that of the ceramic sintered body. The diameter of the upper end face of the pin-shaped protrusion is 2 mm or less.
このように、ピン状凸部の上端面の径が２ｍｍ以下であるような基板保持部材のピン状凸部の少なくとも基板と接触する上端面をセラミックス焼結体より熱伝導率の低い材料の溶射膜で形成することで、ピン状凸部の径を小さくしたことで起こる熱流の集中によるホットスポットの発生を抑制できる。その結果、基板の均熱化ができる。 In this way, at least the upper end surfaces of the pin-shaped projections of the substrate holding member, in which the diameter of the upper end faces of the pin-shaped projections is 2 mm or less and which are in contact with the substrate, are thermally sprayed with a material having a lower thermal conductivity than the sintered ceramics. By forming it with a film, it is possible to suppress the generation of hot spots due to the concentration of heat flow caused by reducing the diameter of the pin-shaped projections. As a result, the temperature of the substrate can be uniformed.
（２）また、本発明の基板保持部材において、前記基体の前記上面は、前記溶射膜と同一材料の溶射膜で形成されていることを特徴としている。 (2) Further, in the substrate holding member of the present invention, the upper surface of the base is formed of a sprayed film made of the same material as the sprayed film.
このように、基体の上面が溶射膜と同一材料の溶射膜で形成されていることにより、水分と反応し、素材自体が劣化する性質を有するセラミックスを使用して基体を形成した場合であっても、基体を形成するセラミックス焼結体と外気の水分との接触を遮断することができる。これにより、基板保持部材の耐食性を改善することができる。 In this way, even if the substrate is formed using ceramics, which has the property of reacting with moisture and degrading the material itself, because the upper surface of the substrate is formed of the same material as the thermally sprayed film. Also, it is possible to block the contact between the ceramic sintered body forming the substrate and the moisture in the outside air. Thereby, the corrosion resistance of the substrate holding member can be improved.
（３）また、本発明の基板保持部材において、前記基体の基板載置面を平面視したときの面積に対する前記複数のピン状凸部のうち、前記基板と接触する前記上端面の面積の合計の割合は、１０％以下であることを特徴としている。 (3) Further, in the substrate holding member of the present invention, the total area of the upper end surface in contact with the substrate among the plurality of pin-shaped protrusions with respect to the area of the substrate mounting surface of the base when viewed from above. is 10% or less.
このように、基体の基板載置面を平面視したときの面積に対する複数のピン状凸部のうち、基板と接触する上端面の面積の合計の割合を１０％以下とすることで、ピン状凸部と基板との接触を十分に低減することができ、基板全体の均熱化を図ることができる。 In this way, by setting the ratio of the total area of the upper end surface in contact with the substrate among the plurality of pin-shaped protrusions to the area of the substrate mounting surface of the base in plan view to be 10% or less, the pin-shaped protrusions The contact between the projection and the substrate can be sufficiently reduced, and the temperature of the entire substrate can be uniformed.
（４）また、本発明の基板保持部材において、前記溶射膜の気孔率は２％以下であることを特徴としている。 (4) Further, in the substrate holding member of the present invention, the thermal sprayed film has a porosity of 2% or less.
これにより、十分に緻密な溶射膜を構成でき、溶射膜の寿命ひいては基板保持部材の寿命を長くすることができる。 As a result, a sufficiently dense thermal spray film can be formed, and the service life of the thermal spray film and thus the service life of the substrate holding member can be extended.
（５）また、本発明の基板保持部材において、前記基体の基板載置面を前記基体の中心軸をＺ軸として前記Ｚ軸を通る断面で切断した断面曲線は、所定の基準面と前記断面との交線をＸ軸としたときに、前記中心軸の近傍でＺの値の最大値をとり前記基体の外周近傍でＺの値の最小値をとる曲線、または前記中心軸の近傍でＺの値の最小値をとり前記基体の外周近傍でＺの値の最大値をとる曲線であることを特徴としている。 (5) Further, in the substrate holding member of the present invention, a cross-sectional curve obtained by cutting the substrate mounting surface of the base by a cross section passing through the Z-axis with the central axis of the base as the Z-axis is a predetermined reference plane and the cross-section. When the line of intersection with is the X axis, a curve that takes the maximum value of Z near the central axis and the minimum value of Z near the outer periphery of the substrate, or a curve that takes the minimum value of Z near the central axis is characterized by being a curve that takes the minimum value of Z and the maximum value of Z in the vicinity of the outer periphery of the substrate.
ピン状凸部を平面状に加工した場合、基板載置面の予期しない場所に局所的に高低が発生し、均熱性に悪影響を与えることがある。基体の基板載置面を上記のような曲面で形成することにより、ピン状凸部への基板の追従性がよくなり、よりホットスポットの抑制や基板全体の均熱化を図ることができる。 When the pin-shaped projections are processed into a flat surface, unevenness may occur locally at unexpected locations on the substrate mounting surface, which may adversely affect the temperature uniformity. By forming the substrate mounting surface of the base body into a curved surface as described above, the substrate can follow the pin-shaped protrusions better, so that hot spots can be suppressed and the temperature of the entire substrate can be uniformed.
（６）また、本発明の基板保持部材において、前記複数のピン状凸部は、前記基体の基板載置面より前記上面に近い位置に上端面を有し前記基板載置面を構成しない第２のピン状凸部を含み、前記第２のピン状凸部は、前記上面の中心を中心とする同心円に囲まれたリング状の領域に形成されることを特徴としている。 (6) Further, in the substrate holding member of the present invention, the plurality of pin-shaped protrusions have an upper end surface at a position closer to the upper surface than the substrate mounting surface of the base body, and do not constitute the substrate mounting surface. 2 pin-shaped protrusions, wherein the second pin-shaped protrusion is formed in a ring-shaped region surrounded by concentric circles centered on the center of the upper surface.
これにより、半径方向の発熱抵抗体の配置によって生じる不均一な発熱分布による基板への伝熱をピン状凸部と基板との接触の有無で調整することができ、よりホットスポットの抑制や基板全体の均熱化を図ることができる。 As a result, the heat transfer to the substrate due to uneven heat generation distribution caused by the radial arrangement of the heat generating resistors can be adjusted by the presence or absence of contact between the pin-shaped protrusions and the substrate. It is possible to uniform the temperature of the whole.
（７）また、本発明の基板保持部材において、前記セラミックス焼結体は、ＡｌＮを主成分とし、前記溶射膜の材料は、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、または石英ガラスのいずれかであることを特徴としている。 (7) Further, in the substrate holding member of the present invention, the ceramic sintered body contains AlN as a main component, and the thermal spray film is made of Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 or quartz glass. It is characterized by being either
このような材料を使用することにより、基体を形成するＡｌＮ焼結体よりも熱伝導率が低く、水分に耐性のある材料で溶射膜を構成できる。その結果、ホットスポットの抑制や耐食性の向上の効果を発揮させることができる。 By using such a material, the thermal spray film can be composed of a material that has a lower thermal conductivity than the AlN sintered body forming the base and is resistant to moisture. As a result, the effects of suppressing hot spots and improving corrosion resistance can be exhibited.
（８）また、本発明の基板保持部材の製造方法は、上記（１）から（７）のいずれかに記載の基板保持部材の製造方法であって、セラミックス焼結体により形成された基体と、前記基体に埋設された発熱抵抗体と、を備える基板保持部材前駆体を準備する準備工程と、前記基板保持部材前駆体の基板載置面側の表面に前記セラミックス焼結体より熱伝導率の低い材料を用いてスラリー溶射を行ない溶射膜を形成する溶射工程と、前記溶射膜を加工して、少なくとも基板と接触する上端面が前記溶射膜で形成されたピン状凸部を形成するピン状凸部形成工程と、を含むことを特徴としている。 (8) Further, a method for manufacturing a substrate holding member according to the present invention is the method for manufacturing a substrate holding member according to any one of the above (1) to (7), comprising: a substrate formed of a ceramic sintered body; , a heating resistor embedded in the base, and a substrate holding member precursor having a thermal conductivity higher than that of the ceramic sintered body on the substrate mounting surface side surface of the substrate holding member precursor. a thermal spraying step of forming a thermally sprayed film by performing slurry thermal spraying using a material with a low volatility; and a step of forming convex portions.
このように、スラリー溶射により溶射膜を形成することで、通常のプラズマ溶射より緻密でポアが少ない溶射膜を形成できる。その結果、ホットスポットの抑制や耐食性の向上の効果を有する基板保持部材を製造できる。また、スラリー溶射による溶射膜は表面粗さを小さく形成できるため、基板の脱着によるピン状凸部の摩耗も抑えられる。 Thus, by forming a sprayed film by slurry spraying, it is possible to form a sprayed film that is denser and has fewer pores than ordinary plasma spraying. As a result, it is possible to manufacture a substrate holding member having effects of suppressing hot spots and improving corrosion resistance. In addition, since the sprayed film formed by slurry spraying can be formed with a small surface roughness, abrasion of the pin-shaped protrusions due to the attachment and detachment of the substrate can be suppressed.
（９）また、本発明の基板保持部材の製造方法は、上記（１）から（７）のいずれかに記載の基板保持部材の製造方法であって、セラミックス焼結体により形成された基体と、前記基体に埋設された発熱抵抗体と、前記基体の上面から上方に突出して形成された複数のピン状凸部と、を備え、前記ピン状凸部は、少なくとも基板と接触する上端面が第１の溶射膜で形成された基板保持部材前駆体を準備する準備工程と、前記第１の溶射膜の少なくとも一部を除去する溶射膜除去工程と、前記第１の溶射膜の少なくとも一部が除去された前記基板保持部材前駆体の基板載置面側の表面に前記セラミックス焼結体より熱伝導率の低い材料を用いてスラリー溶射を行ない第２の溶射膜を形成する溶射工程と、前記第２の溶射膜を加工して、少なくとも基板と接触する上端面が前記第２の溶射膜で形成されたピン状凸部を形成するピン状凸部形成工程と、を含むことを特徴としている。 (9) Further, a method for manufacturing a substrate holding member according to the present invention is the method for manufacturing a substrate holding member according to any one of (1) to (7) above, comprising: a substrate formed of a ceramic sintered body; a heating resistor embedded in the substrate; and a plurality of pin-shaped projections formed upward from the upper surface of the substrate, wherein the pin-shaped projections have at least an upper end surface in contact with the substrate. a preparation step of preparing a substrate holding member precursor formed of a first thermal sprayed film; a thermally sprayed film removing step of removing at least part of the first thermally sprayed film; and at least part of the first thermally sprayed film. a thermal spraying step of forming a second thermally sprayed film by slurry thermally spraying a material having a thermal conductivity lower than that of the ceramics sintered body on the substrate mounting surface side surface of the substrate holding member precursor from which the is removed; and a step of forming a pin-shaped projection by processing the second thermal sprayed film to form a pin-shaped projection having at least an upper end surface in contact with the substrate formed of the second thermally sprayed film. there is
このように、ピン状凸部の少なくとも基板と接触する上端面が第１の溶射膜で形成された基板保持部材前駆体の第１の溶射膜の少なくとも一部を除去し、その上からスラリー溶射により溶射膜を形成することで、ホットスポットの抑制や耐食性の向上の効果を有する基板保持部材を製造できる。また、本発明の基板保持部材のピン状凸部が摩耗や破損した場合にも、基板載置面を容易に修復、再生することができ、基板保持部材の寿命を延ばすことができる。 In this manner, at least a portion of the first sprayed film of the substrate holding member precursor, in which at least the upper end surfaces of the pin-shaped protrusions contacting the substrate are formed of the first sprayed film, is removed, and slurry is sprayed thereon. By forming a thermally sprayed film, a substrate holding member having effects of suppressing hot spots and improving corrosion resistance can be manufactured. Further, even if the pin-shaped protrusions of the substrate holding member of the present invention are worn or damaged, the substrate mounting surface can be easily repaired or regenerated, and the life of the substrate holding member can be extended.
本発明の基板保持部材およびその製造方法によれば、パーティクルの抑制とホットスポットの抑制の両立ができる。 According to the substrate holding member and the method for manufacturing the same of the present invention, it is possible to achieve both suppression of particles and suppression of hot spots.
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。 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 each drawing, and overlapping descriptions are omitted. In addition, in the configuration diagram, the size of each component is conceptually represented, and does not necessarily represent the actual size ratio.
［第１の実施形態］
（基板保持部材の構成）
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一例を示した模式的な断面図である。図２は、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３は、第１の実施形態に係る基板保持部材の発熱抵抗体の一例を示した模式図である。本実施形態に係る基板保持部材１００は、基体１０、発熱抵抗体２０、およびピン状凸部３０を備えている。
[First embodiment]
(Structure of Substrate Holding Member)
A substrate holding member according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a substrate holding member according to a first embodiment of the invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the upper surface of the substrate holding member according to the first embodiment. FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the heating resistor of the substrate holding member according to the first embodiment. A
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。なお、略平板状とは、後述する凸形状または凹形状を含む。基体１０は、自然に基体の中心１６が定まる形状であることが好ましい。
The
基体１０を形成するセラミックス焼結体は、用途に応じて様々な材料を使用することができる。例えば、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣを主成分とするセラミックスなどを使用することができる。これらの中でもＡｌＮを主成分とするセラミックスであることが好ましい。ＡｌＮを主成分とするセラミックスは熱伝導率が高いため、後述する熱流の集中によるホットスポットの発生が起こりやすいからである。なお、ＡｌＮを主成分とするとは、セラミックスにＡｌＮが９０ｗｔ％以上含まれることをいう。Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ等であっても同様である。
Various materials can be used for the ceramic sintered body forming the
発熱抵抗体２０は、基体１０に埋設されている。発熱抵抗体２０の形状は、メッシュ状や箔状など、様々な形状とすることができる。また、材質も、モリブデン、タングステンなど、様々な材質とすることができる。発熱抵抗体２０は、基板（ウエハ）Ｗを加熱するためのヒーター用電極として用いられる。これ以外の用途に用いられる電極、例えば、静電吸着用電極や高周波電極がさらに埋設されていてもよい。
A
ピン状凸部３０は、基体１０の上面１２から上方に突出して複数形成される。ピン状凸部３０の形状は、円柱状、角柱状等の柱状、円錐状、角錐状等の錐状、円錐台状、角錐台状等の錐状の上部を切断した形状等から適宜選択される。
A plurality of pin-shaped
ピン状凸部３０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、図２に示されるような同心円状、図４に示されるような正方格子状、または三角格子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。図４は、第１の実施形態に係る基板保持部材の上面の変形例を示した模式図である。
The arrangement of the pin-shaped
複数のピン状凸部の上端面３２は、全体として基板Ｗを載置する所定の形状の面（基板載置面３４）を形成する。これによって、複数のピン状凸部３０は、基板Ｗを支持する。すなわち、複数のピン状凸部の上端面３２により形成される基板載置面３４が決定される。これにより、複数のピン状凸部の上端面３２と基板Ｗとが当接し、基板Ｗが支持される。なお、複数のピン状凸部３０のうち、上端面３２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、周りのピン状凸部３０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。なお、ピン状凸部３０の上端面３２の全面が基板Ｗと当接していてもよいが、ピン状凸部３０の上端面３２の一部のみが基板Ｗと当接していてもよい。基板Ｗがピン状凸部３０で支えられることから、パーティクルの発生やかみ込みを抑制でき、必要に応じて基板Ｗ下の空間をガスの流路とすることができる。
The upper end surfaces 32 of the plurality of pin-shaped protrusions form a surface (substrate mounting surface 34) having a predetermined shape on which the substrate W is mounted as a whole. Thereby, the plurality of pin-shaped
ピン状凸部３０は、少なくとも基板Ｗと接触する上端面３２が基体１０を形成するセラミックス焼結体より熱伝導率の低い材料の溶射膜４０で形成される。また、ピン状凸部３０は、上端面３２の径が２ｍｍ以下であり、１ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以下であることがより好ましい。ピン状凸部３０の上端面３２の径が２ｍｍより大きい場合、パーティクルの発生が多くなる。一方、ピン状凸部３０の上端面３２の径を小さくすると、熱流の集中によるホットスポットの発生の虞が増大する。
At least the
本発明は、ピン状凸部３０の上端面３２の径が２ｍｍ以下であるような基板保持部材１００のピン状凸部３０の少なくとも基板Ｗと接触する上端面３２を基体１０を形成するセラミックス焼結体より熱伝導率の低い材料の溶射膜４０で形成することで、ピン状凸部３０の径を小さくしたことで起こる熱流の集中によるホットスポットの発生を抑制できる。その結果、基板Ｗの均熱化ができる。なお、ピン状凸部３０の上端面３２の径の下限は、形成の容易さや強度を考慮すると、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。また、基板Ｗと接触しないピン状凸部３０の上端面３２は、基板Ｗと接触しないことにより熱流が抑制できているため、溶射膜４０で形成されなくてもよい。
According to the present invention, at least the upper end surfaces 32 of the pin-shaped
ピン状凸部３０の高さは、１０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。なお、ピン状凸部３０の高さとは、基体１０の上面１２からピン状凸部の上端面３２までの距離をいう。ピン状凸部３０の上端面３２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。ピン状凸部の上端面３２の表面粗さは、非接触型のワンショット３Ｄ形状測定機で測定できる。
The height of the pin-shaped
図５に示されるように、ピン状凸部３０は、上端面３２だけでなく全体が溶射膜４０で形成されていてもよい。また、図６に示されるように、基体１０の上面１２は、ピン状凸部３０の上端面３２を形成する溶射膜４０と同一材料の溶射膜で形成されていることが好ましい。このように、基体１０の上面１２がピン状凸部３０の上端面３２を形成する溶射膜４０と同一材料の溶射膜で形成されていることにより、周囲の腐食性の雰囲気や水分と反応し、素材自体が劣化する性質を有するセラミックスを使用して基体１０を形成した場合であっても、基体１０を形成するセラミックス焼結体と外気の雰囲気や水分との接触を遮断することができる。これにより、基板保持部材１００の耐食性を改善することができる。図５および図６は、本発明の第１の実施形態に係る基板保持部材の変形例を示した模式的な断面図である。なお、基体１０の上面１２が溶射膜で形成されている場合、基体１０はセラミックス焼結体と溶射膜とで形成されている。その場合、図６に示されるように、溶射膜の上面を基体１０の上面１２とする。
As shown in FIG. 5 , the pin-shaped
基体１０の基板載置面３４を平面視したときの面積に対する複数のピン状凸部３０のうち、基板Ｗと接触する上端面３２の面積の合計の割合は、１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましい。このように、基体１０の基板載置面３４を平面視したときの面積に対する複数のピン状凸部３０のうち、基板Ｗと接触する上端面３２の面積の合計の割合を１０％以下とすることで、ピン状凸部３０と基板Ｗとの接触を十分に低減することができ、パーティクルの抑制や基板Ｗ全体の均熱化を図ることができる。なお、基体１０の基板載置面３４を平面視したときの面積とは、基体１０の外形から定まる平面の面積のうち基板が載置される領域の面積である。また、複数のピン状凸部３０のうち、基板Ｗと接触する上端面３２の面積の合計とは、基板Ｗと接触するそれぞれのピン状凸部３０の上端面３２を基体１０の外形から定まる平面と同一の平面であって、基板が載置される領域に射影したときの面の面積の合計である。
Among the plurality of pin-shaped
溶射膜４０の気孔率は２％以下であることが好ましい。これにより、十分に緻密な溶射膜４０を構成でき、溶射膜４０の寿命ひいては基板保持部材１００の寿命を長くすることができる。
The porosity of the sprayed
溶射膜４０の材料は、上記のように基体１０を形成するセラミックス焼結体より熱伝導率の低い材料から適宜選択される。例えば、セラミックス焼結体がＡｌＮを主成分とする場合、溶射膜の材料は、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、または石英ガラスのいずれかであることが好ましい。このような材料を使用することにより、基体を形成するＡｌＮ焼結体よりも熱伝導率が低く、水分に耐性のある材料で溶射膜を構成できる。その結果、ホットスポットの抑制や耐食性の向上の効果を発揮させることができる。
The material of the sprayed
基板保持部材１００は、上記のほか、端子５０および端子穴５２、図示しないリフトピン孔を備えていてもよい。また、図７に示されるように、基板保持部材１００をシャフト付きの基板保持部材として使用する場合、基板保持部材１００は、支持部材６０を備えていてもよい。支持部材６０は、円筒状であることが好ましい。図７は、本発明の第１の実施形態に係る基板保持部材の変形例を示した模式的な断面図である。また、基板保持部材１００は、真空チャックとして使用する場合、そのための通気孔、環状凸部等を備えていてもよい。環状凸部を備える場合、その幅は１．０～５．０ｍｍ、高さは０．０１～０．５ｍｍとすることが好ましい。また、環状凸部の上端面の平面の表面粗さは、Ｒａ０．０１μｍ以上０．５μｍ以下であることが好ましい。環状凸部の表面粗さは、触診式の表面粗さ計で測定できる。
In addition to the above, the
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る基板保持部材について、図８から図１１を参照して説明する。図８は、本発明の第２の実施形態に係る基板保持部材の一例を示した模式的な断面図である。図９は、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１０は、第２の実施形態に係る基板保持部材の一例を示した模式的な部分断面図である。図１１は、図１０の例において、あるＸにおける偏差ΔＺ（Ｘ）を求めるための模式的な部分断面図である。部分断面図には、端子５０および端子穴５２を省略している。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。すなわち、第１の実施形態の各構成は、第２の実施形態にも適用できる。以下では、異なる点のみ説明する。
[Second embodiment]
A substrate holding member according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 to 11. FIG. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an example of a substrate holding member according to a second embodiment of the invention. FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of the upper surface of the substrate holding member according to the second embodiment. FIG. 10 is a schematic partial cross-sectional view showing an example of the substrate holding member according to the second embodiment. FIG. 11 is a schematic partial cross-sectional view for obtaining the deviation ΔZ(X) at a certain X in the example of FIG. 10 . The terminal 50 and the
本実施形態に係る基板保持部材２００は、複数のピン状凸部３０の上端面３２により構成される基板載置面３４（基体１０の基板載置面３４）を基体１０の中心軸（基体の中心１６を通り、基体１０の基準面に垂直な直線）をＺ軸としてＺ軸を通る断面で切断した断面曲線は、所定の基準面と断面との交線をＸ軸としたときに、図１０に示されるような中心軸の近傍でＺの値の最大値をとり基体１０の外周１８に向かって単調減少する曲線、または図１２に示されるような中心軸の近傍でＺの値の最小値をとり基体１０の外周１８に向かって単調増加する曲線である。図１２は、第２の実施形態に係る基板保持部材の変形例を示した部分断面図である。
The
なお、所定の基準面は、図１０または図１２のように基体１０を水平面に載置した際の上面１２が水平である場合その上面１２とし、図１３または図１４のように基体１０を水平面に載置した際の上面１２が水平でない場合、基体１０の上面１２のうち、水平面に最も近い位置にある点を通る水平面としてもよい。また、これらの水平面を上方または下方に平行移動した面を基準面としてもよい。図１３および図１４は、第２の実施形態に係る基板保持部材の変形例を示した部分断面図である。なお、中心軸の近傍とは、中心軸から２５ｍｍ以内の範囲をいう。
The predetermined reference plane is the
このように、基板載置面３４の断面曲線が中心軸の近傍でＺの値の最大値をとり基体１０の外周１８に向かって単調減少する曲線、または中心軸の近傍でＺの値の最小値をとり基体１０の外周１８に向かって単調増加する曲線であることで、基板載置面３４の平坦度を高くして平面に近くするよりもピン状凸部３０に対する基板Ｗの追従性がよくなり、局所的なホットスポットの発生を低減できる。
Thus, the cross-sectional curve of the
基体１０と複数のピン状凸部３０の形状は、図１０のように基体１０は平板状であり、複数のピン状凸部３０が基準面からの高さが異なるように形成され、複数のピン状凸部３０によって基板載置面３４が形成されることが好ましい。これにより、基板載置面３４の加工が容易になり、ピン状凸部３０の研削、研磨加工の際に複数の基板載置面形状から１つを選択することもできる。
As for the shape of the
一方、基体１０と複数のピン状凸部３０の形状は、図１３のように基体１０の上面１２が基板載置面３４と略同一の曲面で形成され、基体１０の上面１２からの高さが略同一に形成された複数のピン状凸部３０によって載置面が形成されてもよい。これにより、基板保持部材２００を、基板Ｗを吸着するタイプの部材として使用する場合、吸着力の均一化を図ることができる。なお、図１０の形状であっても、Ｚ軸方向のピン状凸部３０の高さの差は微量であるので、基板Ｗの吸着力自体に影響はない。
On the other hand, the shape of the
また、基体１０の形状を、図１４のように基体１０の下面１４を載置曲面と略同一の曲面で形成してもよい。また、図１４のように基体１０に埋設された発熱抵抗体２０を載置曲面と略同一の曲面で形成してもよい。よって、基体１０が略平板状とは、図１や図６だけでなく、図１３や図１４のような凸形状または図示しない凹形状を含むこととする。
Further, the shape of the base 10 may be such that the
基板載置面３４は３次元測定器で測定できる。しかし、基板保持部材２００に基板Ｗを載置または吸着したときの基板Ｗが基板載置面３４に追従し、基板Ｗの基板載置面３４と反対側の面（基板Ｗの表面）の形状が理想的な曲面になっていることが重要である。そのため、厚み０．７７５ｍｍのシリコンウエハを載置または吸着したときの基板載置面３４と反対側の面をレーザ干渉計で測定した曲面を、基板載置面３４とみなす。断面曲線も同様である。
The
また、断面曲線は、図１１に示されるように、Ｘ軸方向の基準長さをＬ（ｍｍ）、あるＸ（ｍｍ）に対するＺ（ｍｍ）の値をＺ（Ｘ）、偏差ΔＺ（Ｘ）の値をΔＺ（Ｘ）＝Ｚ（Ｘ）－（（Ｚ（Ｘ＋Ｌ）＋Ｚ（Ｘ－Ｌ））／２）として、ΔＺ（Ｘ）の最大値をΔＺ（Ｘ）ｍａｘ、ΔＺ（Ｘ）の最小値をΔＺ（Ｘ）ｍｉｎとしたとき、ΔＺ（Ｘ）ｍａｘ－ΔＺ（Ｘ）ｍｉｎ≦１（μｍ）を満たすことが好ましく、０．５μｍ以下であることがさらに好ましい。ここで、Ｘは基板保持部材の基板Ｗを載置する領域の外縁より少なくともＬだけ内側の領域で定義され、領域の外縁より２Ｌより内側の領域で計算されることが好ましい。これにより、局所的な凹凸が抑制されるので、局所的なホットスポットの発生をより低減することができる。図１１は、図１０の例において、あるＸにおける偏差ΔＺ（Ｘ）を求めるための模式的な部分断面図である。基準長さＬは、ピン状凸部３０の配置ピッチとすることができる。例えば、ピン状凸部３０が同心円状に配置されているときはその同心円の半径の差を適用することができる。基準長さＬは、複数のピン状凸部３０が一定の間隔で配置されている場合、その間隔とすることが好ましい。図１１はそのような例を示している。
Also, as shown in FIG. 11, the cross-sectional curve has a reference length in the X-axis direction of L (mm), a value of Z (mm) with respect to a certain X (mm) as Z (X), and a deviation ΔZ (X) is ΔZ(X)=Z(X)-((Z(X+L)+Z(X-L))/2), the maximum value of ΔZ(X) is ΔZ(X) max , ΔZ(X) When ΔZ(X) min is the minimum value, it preferably satisfies ΔZ(X) max −ΔZ(X) min ≦1 (μm), more preferably 0.5 μm or less. Here, X is defined as an area at least L inside the outer edge of the area of the substrate holding member on which the substrate W is placed, and is preferably calculated in an area 2L inside the outer edge of the area. As a result, local unevenness is suppressed, so that the occurrence of local hot spots can be further reduced. FIG. 11 is a schematic partial cross-sectional view for obtaining the deviation ΔZ(X) at a certain X in the example of FIG. 10 . The reference length L can be the arrangement pitch of the pin-shaped
また、基板載置面３４の平坦度は、５０μｍ以下であることが好ましい。これにより、基板Ｗにしわが寄ることなく基板Ｗを載置できる。基板載置面３４の平坦度とは、基板載置面３４の全ての点についてのＺの値の最大値から最小値を引いた差であり、全てのピン状凸部３０のＺの値の最大値から最小値を引いた差としてもよい。なお、平坦度の下限は特に規定されないが、基板Ｗにしわが寄ることなく基板Ｗを載置するために基体１０の径や目標とする基板載置面３４の形状によって、例えば、５μｍ以上としてもよい。
Further, the flatness of the
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態に係る基板保持部材について、図１５および図１６を参照して説明する。図１５は、本発明の第３の実施形態に係る基板保持部材の一例を示した模式的な断面図である。図１６は、第３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１６は、ピン状凸部３０を省略している。本実施形態に係る基板保持部材３００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。すなわち、第１の実施形態の各構成は、第３の実施形態にも適用できる。以下では、異なる点のみ説明する。
[Third embodiment]
A substrate holding member according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 and 16. FIG. FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing an example of a substrate holding member according to the third embodiment of the invention. FIG. 16 is a schematic diagram showing an example of the top surface of the substrate holding member according to the third embodiment. FIG. 16 omits the pin-shaped
本実施形態に係る基板保持部材３００は、図１５、および図１６に示されるように、複数のピン状凸部３０が、基体１０の基板載置面３４より上面１２に近い位置に上端面３８を有し基板載置面３４を構成しない第２のピン状凸部３６を含む。このとき、第２のピン状凸部３６は、基体の中心１６を中心とする同心円に囲まれたリング状の領域（リング状領域７０）に形成されることが好ましい。リング状領域７０内のピン状凸部３０は、全て第２のピン状凸部３６であることが好ましい。リング状領域７０は、基体の中心１６を含む円状領域であってもよい。また、リング状領域７０は、複数形成されてもよい。
As shown in FIGS. 15 and 16, the
これにより、半径方向の発熱抵抗体２０の配置によって生じる不均一な発熱分布による基板Ｗへの伝熱をピン状凸部３０と基板Ｗとの接触の有無で調整することができ、よりホットスポットの抑制や基板全体の均熱化を図ることができる。このような加工は、基板保持部材３００の製造後、温度評価試験を行い、その結果に基づいて、行なってもよい。本発明のピン状凸部３０は、溶射膜４０を加工して形成しているため、一部のピン状凸部３０を研削等して基板Ｗとほとんど、または全く接触しない第２のピン状凸部３６とする加工を行なうことが容易であり、温度調整をすることが容易である。なお、基板Ｗと接触しない第２のピン状凸部の上端面３８は、溶射膜４０で形成されなくてもよい。すなわち、第２のピン状凸部３６を形成する際に、溶射膜４０がなくなる程度まで研削等してもよい。
As a result, heat transfer to the substrate W due to uneven heat generation distribution caused by the radial arrangement of the
なお、本実施形態に係る基板保持部材３００は、第２の実施形態に係る基板保持部材２００の構成と組み合わせることもできる。図１５は、第２の実施形態に係る基板保持部材２００のうち、断面曲線が中心軸の近傍でＺの値の最大値をとり基体の外周近傍でＺの値の最小値をとる曲線、すなわち凸状の曲線である基板保持部材２００の構成と組み合わせたものを示している。本実施形態においても、厚み０．７７５ｍｍのシリコンウエハを載置または吸着したときの基板載置面３４と反対側の面をレーザ干渉計で測定した曲面を、基板載置面３４とみなしてよい。
The
［基板保持部材の製造方法］
次に、本実施形態に係る基板保持部材の製造方法を説明する。図１７は、本発明の実施形態に係る基板保持部材の製造方法を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係る基板保持部材の製造方法は、準備工程ステップＳ１、溶射工程ステップＳ２、およびピン状凸部形成工程ステップＳ３を含む。
[Manufacturing method of substrate holding member]
Next, a method for manufacturing the substrate holding member according to this embodiment will be described. FIG. 17 is a flow chart showing a method of manufacturing a substrate holding member according to an embodiment of the invention. A manufacturing method of a substrate holding member according to an embodiment of the present invention includes a preparation process step S1, a thermal spraying process step S2, and a pin-shaped protrusion forming process step S3.
（準備工程）
準備工程ステップＳ１は、セラミックス焼結体により形成された基体と、基体に埋設された発熱抵抗体と、を備える基板保持部材前駆体を準備する。基板保持部材前駆体は、既存の様々な方法で製造することができ、例えば、以下で説明する成形体ホットプレス法で製造することができる。その他、セラミックス原料粉と所定の電極を交互に重ねることにより電極をセラミックスの内部に埋設し、それを１軸ホットプレス焼成する方法である粉末ホットプレス法や、従前のグリーンシート積層法等であってもよい。
(Preparation process)
A preparation process step S1 prepares a substrate holding member precursor including a base formed of a ceramic sintered body and a heating resistor embedded in the base. The substrate holding member precursor can be manufactured by various existing methods, for example, it can be manufactured by the molded body hot pressing method described below. In addition, the powder hot press method, which is a method of burying the electrodes inside the ceramics by alternately stacking the ceramics raw material powder and the predetermined electrodes and sintering them by uniaxial hot press, and the conventional green sheet lamination method, etc. may
成形体ホットプレス法による基板保持部材前駆体の製造方法は、成形体セラミックス成形体形成工程、セラミックス脱脂体作製工程、積層体形成工程、および焼成工程を含む。シャフト付きの基板保持部材の場合、さらに支持部材形成工程、支持部材脱脂体作製工程、支持部材焼成工程、および接合工程を含む。 A method for manufacturing a substrate holding member precursor by a molded body hot pressing method includes a molded ceramic molded body forming step, a ceramic degreased body producing step, a laminated body forming step, and a firing step. In the case of a substrate holding member with a shaft, it further includes a support member forming step, a support member degreased body preparation step, a support member baking step, and a bonding step.
セラミックス成形体形成工程では、必要に応じて焼結助剤が添加されたセラミックス原料粉から複数のセラミックス成形体を形成する。例えば、ＡｌＮセラミックス原料粉末に焼結助剤としてＹ２Ｏ３、バインダ、可塑剤、分散剤などの添加剤を適宜添加して混合して、スラリーを作製し、スプレードライ法等により顆粒（セラミックス原料粉）を造粒後、加圧成形して１または複数のセラミックス成形体を形成することができる。 In the ceramic molded body forming step, a plurality of ceramic molded bodies are formed from the ceramic raw material powder to which a sintering aid is added as necessary. For example, additives such as Y 2 O 3 as a sintering aid, a binder, a plasticizer, and a dispersant are appropriately added to the AlN ceramics raw material powder and mixed to prepare a slurry, and granules (ceramics After granulating the raw material powder), one or more ceramic compacts can be formed by pressure molding.
セラミックス原料粉末は、高純度であることが好ましく、その純度は、好ましくは９６％以上、より好ましくは９８％以上である。また、セラミックス原料粉末の平均粒径は、好ましくは０．１μｍ以上１．０μｍ以下である。 The ceramic raw material powder preferably has a high purity, and the purity is preferably 96% or higher, more preferably 98% or higher. Also, the average particle size of the ceramic raw material powder is preferably 0.1 μm or more and 1.0 μm or less.
混合方法は、湿式、乾式の何れであってもよく、例えばボールミル、振動ミルなどの混合器を用いることができる。成形方法としては、例えば、一軸加圧成形や冷間静水等方圧加圧（ＣＩＰ：Cold Isostatic Pressing）法などの公知の方法を用いればよい。なお、セラミックス成形体を形成する方法は、加圧成形に限らず、例えば、グリーンシート積層、または鋳込み成形であっても適用が可能であり、これらを適宜脱脂、またはさらに仮焼する工程により、セラミックス成形体を製造することができる。 The mixing method may be either wet or dry, and mixers such as ball mills and vibrating mills may be used. As the molding method, for example, a known method such as uniaxial pressure molding or cold isostatic pressing (CIP) method may be used. The method of forming the ceramic molded body is not limited to pressure molding, and can be applied, for example, to lamination of green sheets or cast molding. A ceramic compact can be produced.
複数のセラミックス成形体は、成形後、機械加工により成形体の形状が整えられてもよい。また、セラミックス成形体の片面（他のセラミックス成形体との接合面）に、発熱抵抗体の形状に合わせた形状の溝が形成されてもよい。機械加工は、脱脂後に行なってもよい。 After molding, the plurality of ceramic molded bodies may be shaped by machining. Also, a groove having a shape matching the shape of the heating resistor may be formed on one side of the ceramic molded body (the joint surface with another ceramic molded body). Machining may be performed after degreasing.
セラミックス脱脂体作製工程では、複数のセラミックス成形体を所定の温度以上、所定の時間以上脱脂処理して複数のセラミックス脱脂体を作製する。セラミックス成形体は、例えば、５００℃以上９００℃以下の温度で熱処理され、セラミックス脱脂体となる。脱脂時間は、１時間以上１２０時間以下であることが好ましい。脱脂には、大気炉または窒素雰囲気炉を用いることができるが、バインダの有機成分を除去することが重要なので大気炉の方が好ましい。 In the ceramic degreased body manufacturing step, a plurality of ceramic compacts are degreased at a predetermined temperature or higher for a predetermined time or longer to prepare a plurality of ceramic degreased bodies. The ceramic molded body is heat-treated at a temperature of, for example, 500° C. or higher and 900° C. or lower to become a degreased ceramic body. The degreasing time is preferably from 1 hour to 120 hours. An atmospheric furnace or a nitrogen atmosphere furnace can be used for degreasing, but the atmospheric furnace is preferred because it is important to remove the organic component of the binder.
積層体形成工程では、発熱抵抗体を準備し、発熱抵抗体、および複数のセラミックス脱脂体を組み合わせて、平板状に形成され、発熱抵抗体が埋設された積層体を形成する。 In the laminated body forming step, a heating resistor is prepared, and the heating resistor and a plurality of degreased ceramic bodies are combined to form a flat laminated body in which the heating resistor is embedded.
また、発熱抵抗体は、基板保持部材１００の設計に応じた形状に加工されたものを準備する。発熱抵抗体の形状は、メッシュ状や箔状など、様々な形状とすることができる。また、材質も、モリブデン、タングステンなど、様々な材質とすることができる。
Also, the heating resistor is prepared so as to be processed into a shape corresponding to the design of the
焼成工程では、形成された積層体を、主面に垂直方向に一軸加圧焼成して基板保持部材前駆体を焼成する。加圧する力や焼成温度、焼成時間は使用するセラミックス原料粉の種類によって異なるが、例えば、ＡｌＮを主成分とするセラミックス原料粉を使用した場合、加圧する力は、１ＭＰａ以上であることが好ましい。また、焼成温度は、１７００℃以上２０００℃以下であることが好ましい。焼成時間は、１時間以上１２時間以下であることが好ましく、１時間以上５時間以下であることがより好ましい。焼成雰囲気は、例えば、窒素や不活性ガス雰囲気であるが、真空などの雰囲気であってもよい。これにより、セラミックス脱脂体が焼結してセラミックス焼結体となり、これらが一体化される。 In the firing step, the formed laminate is uniaxially pressed and fired in a direction perpendicular to the main surface to fire the substrate holding member precursor. The pressure to be applied, the firing temperature, and the firing time vary depending on the type of ceramic raw material powder used. Also, the firing temperature is preferably 1700° C. or higher and 2000° C. or lower. The firing time is preferably 1 hour or more and 12 hours or less, more preferably 1 hour or more and 5 hours or less. The firing atmosphere is, for example, a nitrogen or inert gas atmosphere, but may be a vacuum atmosphere. As a result, the ceramic degreased body is sintered to form a ceramic sintered body, which is integrated.
焼成後は、表面、裏面の加工のほか所定の形状に研削や研磨加工を行なってもよい。加工面の粗さはＲａ０．１μｍ～１．６μｍであることが好ましい。必要な場合は、通気孔等を形成してもよい。形成方法としては、一般的な研削加工のほかブラスト加工、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。これにより、内部に発熱抵抗体が埋設された基板保持部材前駆体を準備することができる。 After firing, in addition to processing the front and back surfaces, grinding or polishing may be performed into a predetermined shape. The roughness of the machined surface is preferably Ra 0.1 μm to 1.6 μm. If necessary, ventilation holes or the like may be formed. As a forming method, it is possible to form by general grinding, blasting, milling, laser processing, or the like. As a result, the substrate holding member precursor in which the heating resistor is embedded can be prepared.
なお、セラミックス脱脂体作製工程と、積層体形成工程との間に、セラミックス仮焼体作製工程を設けてもよい。例えば、ＡｌＮを主成分とするセラミックス原料粉を使用する場合、セラミックス仮焼体作製工程では、セラミックス脱脂体を１２００℃以上１７００℃以下の温度で仮焼してセラミックス仮焼体を作製する。これにより、基板保持部材の寸法精度をより高くすることができる。仮焼時間は、０．５時間以上１２時間以下であることが好ましい。仮焼雰囲気は、窒素や不活性ガス雰囲気であることが好ましいが、真空などの雰囲気であってもよい。仮焼体作製工程を設ける場合、機械加工は仮焼体作製工程の後に行なってもよい。 A ceramic calcined body manufacturing process may be provided between the ceramic degreased body manufacturing process and the laminate forming process. For example, when using a ceramics raw material powder containing AlN as a main component, in the ceramics calcined body producing step, the ceramics degreased body is calcined at a temperature of 1200° C. or more and 1700° C. or less to produce a ceramics calcined body. Thereby, the dimensional accuracy of the substrate holding member can be further improved. The calcination time is preferably 0.5 hours or more and 12 hours or less. The calcining atmosphere is preferably a nitrogen or inert gas atmosphere, but may be a vacuum atmosphere. When the calcined body manufacturing process is provided, the machining may be performed after the calcined body manufacturing process.
支持部材形成工程では、セラミックス原料粉から支持部材成形体を形成する。使用するセラミックス原料粉は、上記のセラミックス原料粉と同一の主成分であることが好ましいが、添加される焼結助剤の量が異なっていてもよい。セラミックス原料粉の作製方法や支持部材成形体の成形方法等は、セラミックス成形体形成工程と同じでよい。 In the support member forming step, a support member compact is formed from the ceramic raw material powder. The ceramic raw material powder to be used preferably has the same main component as the ceramic raw material powder described above, but the amount of the sintering aid added may be different. The method for preparing the ceramic raw material powder, the method for forming the supporting member molded body, and the like may be the same as in the ceramic molded body forming step.
支持部材脱脂体作製工程では、支持部材成形体を所定の温度以上、所定の時間以上脱脂処理して支持部材脱脂体を作製する。支持部材成形体の脱脂条件の数値範囲等は、セラミックス脱脂体作製工程と同じでよい。なお、支持部材脱脂体作製工程を、セラミックス脱脂体作製工程と同時に行ってもよい。 In the support member degreased body producing step, the support member molded body is degreased at a predetermined temperature or higher for a predetermined time or longer to produce a degreased support member. Numerical ranges and the like of the degreasing conditions for the support member molded body may be the same as those in the ceramic degreased body manufacturing process. The supporting member degreased body producing step may be performed simultaneously with the ceramic degreased body producing step.
支持部材焼成工程では、支持部材脱脂体を焼成して基板保持部材を支持する支持部材を焼成する。支持部材の焼成は、常圧焼成であることが好ましい。また、焼成温度は、１８００℃以上２０００℃以下であることが好ましい。焼成時間は、１時間以上１２時間以下であることが好ましい。焼成雰囲気は、例えば、窒素や不活性ガス雰囲気であるが、真空などの雰囲気であってもよい。 In the supporting member baking step, the degreased body of the supporting member is baked to bake the supporting member that supports the substrate holding member. Firing of the supporting member is preferably normal pressure firing. Also, the firing temperature is preferably 1800° C. or higher and 2000° C. or lower. The firing time is preferably 1 hour or more and 12 hours or less. The firing atmosphere is, for example, a nitrogen or inert gas atmosphere, but may be a vacuum atmosphere.
接合工程では、基板保持部材前駆体と支持部材とを接合する。接合は、接合材を用いた接合方法、および接合材を用いない接合方法のいずれかを用いることができる。 In the joining step, the substrate holding member precursor and the supporting member are joined. For joining, either a joining method using a joining material or a joining method not using a joining material can be used.
（溶射工程）
溶射工程ステップＳ２は、基板保持部材前駆体の基板載置面側の表面にセラミックス焼結体より熱伝導率の低い材料を用いてスラリー溶射を行ない溶射膜を形成する。スラリー溶射とは、以下のような溶射方法である。
(Thermal spraying process)
In the thermal spraying process step S2, slurry thermal spraying is performed on the surface of the substrate holding member precursor on the substrate mounting surface side by using a material having a thermal conductivity lower than that of the sintered ceramics to form a thermal sprayed film. Slurry thermal spraying is a thermal spraying method as follows.
溶射膜原料粉末と水とを準備し、混合することでスラリーを調整する。溶射膜原料粉末の平均粒子径Ｄ５０は、０．５μｍ以上６μｍ以下であることが好ましい。Ｄ５０が０．５μｍより小さい場合、スラリーの粘性が高くなるため、溶射が困難になり膜質が悪化する。また、６μｍより大きい場合、安定してスラリーを輸送できないため膜質が悪化する。平均粒子径Ｄ５０は、レーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置の乾式測定または湿式測定を用いて計測することができる。溶射膜原料粉末の粒度分布は、シャープであることが好ましい。 A thermal spraying film raw material powder and water are prepared and mixed to prepare a slurry. The average particle size D50 of the thermal spray coating raw material powder is preferably 0.5 μm or more and 6 μm or less. When D50 is less than 0.5 μm, the viscosity of the slurry becomes high, which makes thermal spraying difficult and deteriorates the film quality. On the other hand, when the thickness is larger than 6 μm, the slurry cannot be stably transported, resulting in poor film quality. The average particle size D50 can be measured using dry measurement or wet measurement with a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer. The particle size distribution of the thermal spray coating raw material powder is preferably sharp.
溶射膜原料粉末は、様々な材料を使用することができる。溶射膜原料粉末は、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、または石英ガラスの粉末またはこれらの任意の混合粉を使用することが好ましい。セラミックス焼結体で形成されている基体にこれらの材料を溶射する場合、基体との密着性が問題になることがある。スラリー溶射による溶射方法は、基体がセラミックス焼結体で形成されている場合であっても、基体材料の強度低下や基体破損の虞を低減しつつ、溶射膜を成膜することができる。 Various materials can be used as the raw material powder for the thermal spraying film. It is preferable to use, for example, alumina (Al 2 O 3 ), yttria (Y 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), quartz glass powder, or any mixed powder thereof as the thermal spray film raw material powder. When these materials are thermally sprayed onto a substrate made of a ceramic sintered body, adhesion to the substrate may become a problem. A thermal spraying method using slurry thermal spraying can form a thermally sprayed film while reducing the risk of a decrease in the strength of the substrate material and damage to the substrate, even when the substrate is formed of a ceramic sintered body.
また、スラリーの濃度は、１０ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下であることが好ましく、２０ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下であることがより好ましい。スラリーの濃度が１０ｗｔ％より小さい場合、施工に時間がかかり、生産性が低減するため工業的ではない。また、４０ｗｔ％より大きい場合、粘性が高くなり、安定してスラリーを輸送することができなくなる。 Moreover, the concentration of the slurry is preferably 10 wt % or more and 40 wt % or less, and more preferably 20 wt % or more and 40 wt % or less. If the concentration of the slurry is less than 10 wt %, it takes a long time for construction and the productivity is reduced, which is not industrial. Moreover, when it is more than 40 wt %, the viscosity becomes high, and the slurry cannot be stably transported.
そして、調整したスラリーを、基体の被溶射面にプラズマ溶射して被覆する。溶射に使用するガスは、非酸化性ガスであることが好ましい。非酸化性ガスとしては、例えば、Ａｒガス、Ｈ２ガスもしくはＮ２ガスまたはこれらの任意の組み合わせの混合ガスを用いることができる。上記スラリーが、チューブポンプを介してノズルに供給され、ガスを用いてプラズマ溶射される。 Then, the prepared slurry is plasma-sprayed onto the surface of the substrate to be thermally sprayed. The gas used for thermal spraying is preferably a non-oxidizing gas. As the non-oxidizing gas, for example, Ar gas, H2 gas or N2 gas, or a mixed gas of any combination thereof can be used. The slurry is fed to the nozzle via a tube pump and plasma sprayed using gas.
プラズマ溶射の工程の前に、スラリーを投入しないガスのみによって、基体の被溶射面をプラズマ照射する工程を設けてもよい。このような工程を設けることで、基体の被溶射面が予熱され、プラズマ溶射した際に溶融した溶射膜原料粉末がボイドに侵入しやすくなる。 Before the step of plasma spraying, a step of irradiating the surface of the substrate to be thermally sprayed with plasma may be provided using only a gas without slurry. By providing such a step, the surface of the substrate to be thermally sprayed is preheated, and the thermal spraying film raw material powder melted during plasma thermal spraying can easily enter the voids.
これらの結果、基体の被溶射面を被覆する当該スラリー由来の溶射膜が形成される。溶射膜の厚さは５μｍ以上１０００μｍ以下に調節されることが好ましい。溶射膜の厚さが５μｍ未満であると当該溶射膜の耐プラズマ性や耐摩耗性、断熱性等の機能が低下する虞が増大するためである。また、溶射膜の厚さが１０００μｍを超えると当該溶射膜の内部応力が大きくなり密着力の低下または剥離が生じる虞が増大するためである。溶射膜の気孔率は２％以下に調節されることが好ましい。 As a result, a thermally sprayed film derived from the slurry is formed to cover the surface of the substrate to be thermally sprayed. The thickness of the sprayed film is preferably adjusted to 5 μm or more and 1000 μm or less. This is because if the thickness of the sprayed film is less than 5 μm, there is an increased possibility that the functions of the sprayed film, such as plasma resistance, wear resistance, and heat insulating properties, will deteriorate. Also, if the thickness of the thermal sprayed film exceeds 1000 μm, the internal stress of the thermally sprayed film increases, increasing the risk of deterioration of adhesion or peeling. The porosity of the sprayed film is preferably adjusted to 2% or less.
（ピン状凸部形成工程）
ピン状凸部形成工程ステップＳ３は、溶射膜を加工して、少なくとも基板と接触する上端面が溶射膜で形成されたピン状凸部を形成する。ピン状凸部は、溶射膜をブラスト加工、ミリング加工、レーザ加工等することで形成できる。ピン状凸部の上端面の径は、２ｍｍ以下とする。このとき、溶射膜の厚さより浅く掘り込むことで、基体の上面が溶射膜で被覆されている構成とすることができる。環状凸部を形成する場合、ここで行なうことが好ましい。
(Pin-shaped protrusion forming step)
In the pin-shaped protrusion forming process step S3, the thermal sprayed film is processed to form a pin-shaped protrusion having at least the upper end face in contact with the substrate formed of the thermally sprayed film. The pin-shaped protrusions can be formed by subjecting the sprayed film to blasting, milling, laser processing, or the like. The diameter of the upper end surface of the pin-shaped protrusion is 2 mm or less. At this time, by digging shallower than the thickness of the thermally sprayed film, the upper surface of the substrate can be covered with the thermally sprayed film. If the annular projection is to be formed, it is preferable to do so here.
複数のピン状凸部の上端面により構成される基体の基板載置面を基体の中心軸をＺ軸としてＺ軸を通る断面で切断した断面曲線が、所定の基準面と断面との交線をＸ軸としたときに、中心軸の近傍でＺの値の最大値をとり基体の外周近傍でＺの値の最小値をとる曲線、または中心軸の近傍でＺの値の最小値をとり基体の外周近傍でＺの値の最大値をとる曲線である構成とする場合、ピン状凸部を形成する前の溶射膜を、上記形状の曲面となるように研磨加工をして、その後ピン状凸部を形成する方法でもよいし、ピン状凸部を形成した後、ピン状凸部の上端面を基板載置面が上記形状の曲面となるように研磨加工をする方法でもよい。第２のピン状凸部を形成する場合、ピン状凸部および基板載置面を形成した後、第２のピン状凸部となるリング状領域のピン状凸部を研削等することが好ましい。 A cross-sectional curve obtained by cutting the substrate mounting surface of the base formed by the upper end surfaces of the plurality of pin-shaped protrusions with a cross section passing through the Z-axis with the central axis of the base as the Z-axis is the line of intersection between the predetermined reference plane and the cross-section. is the X axis, a curve that takes the maximum Z value near the center axis and takes the minimum Z value near the outer periphery of the substrate, or takes the minimum Z value near the center axis In the case of a curved line having the maximum value of Z near the outer circumference of the substrate, the thermal spray film before forming the pin-shaped convex portion is polished so as to form a curved surface of the above shape, and then the pin-shaped convex portion is formed. A method of forming a pin-shaped protrusion may be used, or a method of forming the pin-shaped protrusion and then polishing the upper end surface of the pin-shaped protrusion so that the substrate mounting surface may be a curved surface having the above shape may be used. When forming the second pin-shaped protrusions, it is preferable to grind the pin-shaped protrusions in the ring-shaped region to be the second pin-shaped protrusions after forming the pin-shaped protrusions and the substrate mounting surface. .
そして、基板保持部材に必要な端子穴を設ける。端子穴の穿設は、溶射工程ステップＳ２の前に行なってもよいし、溶射工程ステップＳ２とピン状凸部形成工程ステップＳ３の間に行なってもよい。また、支持部材と接合する場合、支持部材との接合の前に行なってもよいし、後に行なってもよい。そして、端子穴にロウ材等で端子を接続する。端子は、Ｎｉ等を用いることができる。また、ロウ材はＡｕロウ等を用いることができる。通気孔を形成する場合、ここで行なうことが好ましい。 Then, necessary terminal holes are provided in the board holding member. The drilling of the terminal holes may be performed before the thermal spraying process step S2, or may be performed between the thermal spraying process step S2 and the pin-shaped protrusion forming process step S3. Moreover, when joining with the supporting member, it may be carried out before joining with the supporting member, or may be carried out after joining with the supporting member. Then, the terminal is connected to the terminal hole with brazing material or the like. Ni or the like can be used for the terminal. Also, Au brazing or the like can be used as the brazing material. If a vent is to be formed, it is preferably done here.
このようにして、ピン状凸部の径を小さくしたことで起こる熱流の集中によるホットスポットの発生を抑制でき、基板の均熱化ができる本発明の実施形態に係る基板保持部材を製造することができる。 In this way, the substrate holding member according to the embodiment of the present invention can be manufactured, which can suppress the generation of hot spots due to the concentration of heat flow caused by reducing the diameter of the pin-shaped projections, and can evenly heat the substrate. can be done.
［基板保持部材の製造方法２］
次に、本実施形態に係る基板保持部材の異なる製造方法を説明する。図１８は、本発明の実施形態に係る基板保持部材の製造方法を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係る基板保持部材の製造方法は、準備工程ステップＴ１、溶射膜除去工程ステップＴ２、溶射工程ステップＴ３、およびピン状凸部形成工程ステップＴ４を含む。
[Manufacturing Method 2 of Substrate Holding Member]
Next, different manufacturing methods of the substrate holding member according to this embodiment will be described. FIG. 18 is a flow chart showing a method of manufacturing a substrate holding member according to an embodiment of the invention. A manufacturing method of a substrate holding member according to an embodiment of the present invention includes a preparation process step T1, a thermal spray film removing process step T2, a thermal spray process step T3, and a pin-shaped protrusion forming process step T4.
（準備工程）
準備工程ステップＴ１は、セラミックス焼結体により形成された基体と、基体に埋設された発熱抵抗体と、基体の上面から上方に突出して形成された複数のピン状凸部と、を備え、ピン状凸部は、少なくとも基板と接触する上端面が第１の溶射膜で形成された基板保持部材前駆体を準備する。すなわち、本製造方法で準備する基板保持部材前駆体は、本発明の実施形態に係る基板保持部材であってもよい。本製造方法は、基板保持部材を修復し、再利用するための製造方法であるといってもよい。
(Preparation process)
The preparatory process step T1 comprises a base made of a ceramic sintered body, a heating resistor embedded in the base, and a plurality of pin-shaped projections formed upward from the upper surface of the base. For the protruding portion, a substrate holding member precursor is prepared in which at least the upper end surface in contact with the substrate is formed of the first thermally sprayed film. That is, the substrate holding member precursor prepared by this manufacturing method may be the substrate holding member according to the embodiment of the present invention. It can be said that this manufacturing method is a manufacturing method for repairing and reusing the substrate holding member.
（溶射膜除去工程）
溶射膜除去工程ステップＴ２は、第１の溶射膜の少なくとも一部を除去する。少なくとも一部とは、次の溶射工程ステップＴ３で行なう溶射で均一な溶射膜が溶射されるために必要な程度という意味である。よって、ピン状凸部形成工程ステップＴ４でピン状凸部を形成した基板保持部材の性能に影響がないと判断される場合、溶射膜だけでなく、基体を形成するセラミックス焼結体の一部を除去してもよい。溶射膜の除去は、研削または研磨加工によって行なうことができる。溶射膜の少なくとも一部が除去された後の面は、平面または所定の形状の曲面であることが好ましい。
(Thermal spray film removal process)
The sprayed film removing process step T2 removes at least part of the first sprayed film. "At least a part" means a degree necessary for forming a uniform thermal spray film in thermal spraying performed in the next thermal spraying process step T3. Therefore, when it is determined that there is no effect on the performance of the substrate holding member having the pin-shaped protrusions formed in the pin-shaped protrusion forming step T4, not only the sprayed film but also a portion of the ceramic sintered body forming the substrate may be removed. The thermal sprayed film can be removed by grinding or polishing. The surface after at least part of the sprayed film is removed is preferably a flat surface or a curved surface with a predetermined shape.
（溶射工程）
溶射工程ステップＴ３は、第１の溶射膜の少なくとも一部が除去された基板保持部材前駆体の基板載置面側の表面に前記セラミックス焼結体より熱伝導率の低い材料を用いてスラリー溶射を行ない第２の溶射膜を形成する。第２の溶射膜の材料は、第１の溶射膜の材料と同じであっても異なっていてもよい。また、第１の溶射膜が残っている場合もその上に第２の溶射膜を溶射するので、第１の溶射膜の熱伝導率は、どのようなものであってもよい。スラリー溶射の詳細は、上記と同一であるため、説明を省略する。
(Thermal spraying process)
In the thermal spraying process step T3, slurry thermal spraying is performed on the substrate mounting surface side surface of the substrate holding member precursor from which at least a part of the first thermal spraying film has been removed, using a material having a lower thermal conductivity than the ceramic sintered body. to form a second sprayed film. The material of the second sprayed coating may be the same as or different from the material of the first sprayed coating. Further, even if the first sprayed film remains, the second sprayed film is sprayed thereon, so the first sprayed film may have any thermal conductivity. The details of the slurry thermal spraying are the same as those described above, so the description is omitted.
（ピン状凸部形成工程）
ピン状凸部形成工程ステップＴ４は、第２の溶射膜を加工して、少なくとも基板と接触する上端面が第２の溶射膜で形成されたピン状凸部を形成する。ピン状凸部形成の詳細は上記と同一であるため、説明を省略する。
(Pin-shaped protrusion forming step)
In the pin-shaped projection forming process step T4, the second thermal sprayed film is processed to form a pin-shaped projection having at least the upper end face in contact with the substrate formed of the second thermally sprayed film. Since the details of forming the pin-shaped protrusions are the same as those described above, the description thereof is omitted.
このようにして、ピン状凸部の径を小さくしたことで起こる熱流の集中によるホットスポットの発生を抑制でき、基板の均熱化ができる本発明の実施形態に係る基板保持部材を製造または修復することができる。 In this way, the substrate holding member according to the embodiment of the present invention can be manufactured or repaired, which can suppress the generation of hot spots due to the concentration of heat flow caused by reducing the diameter of the pin-shaped projections, and can evenly heat the substrate. can do.
［実施例および比較例］
（実施例１）
（基板保持部材前駆体準備工程）
実施例１は、シャフト付き基板保持部材である。基体および支持部材は、ＡｌＮを主成分とする焼結体により形成した。径φ３２０ｍｍ、厚さｔ２０ｍｍの略円板状で発熱抵抗体が埋設された基体および支持部材を準備し、気体と支持部材とを接合後、被溶射面を平面研削盤で研削することで表面粗さをＲａ０．４μｍとした。
[Examples and Comparative Examples]
(Example 1)
(Substrate holding member precursor preparation step)
Example 1 is a substrate holding member with a shaft. The base and support member were formed of a sintered body containing AlN as a main component. A substrate and a support member having a diameter of φ320 mm and a thickness of 20 mm, in which a heating resistor is embedded, are prepared. The thickness was Ra 0.4 μm.
（溶射工程）
次に、高速プラズマ溶射機を用いて非酸化性ガスプラズマを基体の被溶射面に対して照射または噴射し、被溶射面の予熱を行った。非酸化性ガスとして、Ａｒガス、Ｎ２ガスおよびＨ２ガスの混合ガスが用いられた。溶射機を構成するノズルに対するＡｒガスの供給量が１００ｌ／ｍｉｎに制御され、Ｎ２ガスの供給量７０ｌ／ｍｉｎに制御され、かつ、Ｈ２ガスの供給量が７０ｌ／ｍｉｎに制御された。
(Thermal spraying process)
Next, non-oxidizing gas plasma was irradiated or sprayed onto the surface of the substrate to be thermally sprayed using a high-speed plasma sprayer to preheat the surface to be thermally sprayed. A mixed gas of Ar gas, N2 gas and H2 gas was used as the non-oxidizing gas. The Ar gas supply rate to the nozzles constituting the thermal spraying machine was controlled at 100 l/min, the N2 gas supply rate was controlled at 70 l/min, and the H2 gas supply rate was controlled at 70 l/min.
高速プラズマ溶射機を構成するノズルに対する印加電流を２５０Ａに制御することにより、当該ノズルへの供給電力が６５ｋＷに調節された。ノズルの先端と基体の被溶射面との間隔を７５ｍｍに調節した。基材に対するノズルの走査速度または変位速度を８５０ｍｍ／ｓに調節した。これにより、Ａｒガス、Ｎ２ガスおよびＨ２ガスの混合ガスのプラズマが生成され、当該プラズマがノズルの先端から基体の被溶射面に対して照射または噴射された。プラズマの照射または噴射による被溶射面の予熱は、３分間行った。 By controlling the applied current to the nozzle constituting the high-speed plasma sprayer to 250 A, the power supplied to the nozzle was adjusted to 65 kW. The distance between the tip of the nozzle and the surface of the substrate to be sprayed was adjusted to 75 mm. The scanning speed or displacement speed of the nozzle relative to the substrate was adjusted to 850 mm/s. As a result, plasma of a mixed gas of Ar gas, N 2 gas and H 2 gas was generated, and the plasma was irradiated or jetted from the tip of the nozzle onto the thermal sprayed surface of the substrate. The surface to be sprayed was preheated by plasma irradiation or jetting for 3 minutes.
そして、高速プラズマ溶射機をそのまま用いて、Ａｌ２Ｏ３スラリーを、非酸化性ガスを用いて基体の被溶射面に対してプラズマ溶射した。スラリーは、平均粒子径Ｄ５０が０．５μｍである純度９９．９％以上のＡｌ２Ｏ３原料粉末３００ｇと、水７００ｇとを混合することによりＡｌ２Ｏ３スラリーを調整した。非酸化性ガスとして、Ａｒガス、Ｎ２ガスおよびＨ２ガスの混合ガスが用いられた。溶射機を構成するノズルに対するＡｒガスの供給量を１００ｌ／ｍｉｎに制御し、Ｎ２ガスの供給量を７０ｌ／ｍｉｎに制御し、かつ、Ｈ２ガスの供給量を７０ｌ／ｍｉｎに制御した。これにより、溶射速度が６００～７００ｍｍ／ｓに制御された。 Then, using the high-speed plasma spraying machine as it is, the Al 2 O 3 slurry was plasma-sprayed onto the surface of the substrate to be sprayed using a non-oxidizing gas. An Al 2 O 3 slurry was prepared by mixing 300 g of Al 2 O 3 raw material powder having an average particle diameter D50 of 0.5 μm and a purity of 99.9% or higher and 700 g of water. A mixed gas of Ar gas, N2 gas and H2 gas was used as the non-oxidizing gas. The Ar gas supply rate to the nozzles constituting the thermal spraying machine was controlled at 100 l/min, the N2 gas supply rate was controlled at 70 l/min, and the H2 gas supply rate was controlled at 70 l/min. This controlled the thermal spraying speed to 600-700 mm/s.
高速プラズマ溶射機を構成するノズルに対する印加電流を２５０Ａに制御することにより、当該ノズルへの供給電力が６５ｋＷに調節された。ノズルの先端と基体の被溶射面との間隔を７５ｍｍに調節した。基材に対するノズルの走査速度または変位速度を８５０ｍｍ／ｓに調節した。これにより、Ａｒガス、Ｎ２ガスおよびＨ２ガスの混合ガスのプラズマが生成され、当該プラズマにより溶融された原料粉末がノズルの先端から基体の被溶射面に対して噴射された。これにより、ＡｌＮセラミックス焼結体で形成された基体の被溶射面がＡｌ２Ｏ３溶射膜で被覆された。溶射膜の膜厚は、０．０５ｍｍとした。 By controlling the applied current to the nozzle constituting the high-speed plasma sprayer to 250 A, the power supplied to the nozzle was adjusted to 65 kW. The distance between the tip of the nozzle and the surface of the substrate to be sprayed was adjusted to 75 mm. The scanning speed or displacement speed of the nozzle relative to the substrate was adjusted to 850 mm/s. As a result, plasma of a mixed gas of Ar gas, N 2 gas and H 2 gas was generated, and raw material powder melted by the plasma was jetted from the tip of the nozzle onto the thermal sprayed surface of the substrate. As a result, the thermally sprayed surface of the substrate formed of the AlN ceramics sintered body was coated with the Al 2 O 3 thermally sprayed film. The film thickness of the sprayed film was 0.05 mm.
（ピン状凸部形成工程）
溶射膜をブラスト加工することで、環状凸部および複数のピン状凸部が形成された。環状凸部は、基体の中心からφ２９６ｍｍの位置に内径を有し、幅１．０ｍｍ、高さ５０μｍとなるように形成された。複数のピン状凸部は、基体の中心からφ２９４ｍｍ以内となる領域に同心円状にφ１．０ｍｍ、基準面からの高さ５０μｍとなるように形成された。基体の基板載置面を平面視したときの面積に対する複数のピン状凸部の上端面の面積の合計の割合は、４．８％であった。ピン状凸部の形態は、図５のように、ピン状凸部のみが溶射膜で形成されている形態とした。基板載置面は、平面とした。このようにして、実施例１の基板保持部材を作製した。
(Pin-shaped protrusion forming step)
An annular projection and a plurality of pin-shaped projections were formed by blasting the sprayed film. The annular projection had an inner diameter at a position of φ296 mm from the center of the substrate, and was formed to have a width of 1.0 mm and a height of 50 μm. A plurality of pin-shaped protrusions were formed concentrically in a region within φ294 mm from the center of the substrate, with a diameter of 1.0 mm and a height of 50 μm from the reference surface. The ratio of the total area of the upper end surfaces of the plurality of pin-shaped protrusions to the area of the substrate mounting surface of the base when viewed from above was 4.8%. As for the form of the pin-shaped protrusions, as shown in FIG. 5, only the pin-shaped protrusions are formed of the sprayed film. The substrate mounting surface was flat. Thus, the substrate holding member of Example 1 was produced.
（実施例２）
実施例２の基板保持部材は、溶射膜の膜厚を０．５ｍｍとした以外、実施例１の基板保持部材と同じ条件で作製した。溶射膜をピン状凸部の高さより厚くしたことにより、ピン状凸部の形態は、図６のように、ピン状凸部が溶射膜で形成されているだけでなく、基体の上面が溶射膜で形成されている形態となった。基体の基板載置面を平面視したときの面積に対する複数のピン状凸部の上端面の面積の合計の割合は、４．８％であった。
(Example 2)
The substrate holding member of Example 2 was manufactured under the same conditions as those of the substrate holding member of Example 1, except that the film thickness of the sprayed film was 0.5 mm. By making the sprayed film thicker than the height of the pin-shaped protrusions, the form of the pin-shaped protrusions is not only that the pin-shaped protrusions are formed of the sprayed film, but also that the upper surface of the substrate is sprayed. It became a form formed of a film. The ratio of the total area of the upper end surfaces of the plurality of pin-shaped protrusions to the area of the substrate mounting surface of the base when viewed from above was 4.8%.
（実施例３）
実施例３の基板保持部材は、溶射膜の膜種をＹ２Ｏ３として、膜厚を０．２ｍｍとし、環状凸部の幅を２．０ｍｍ、高さを０．１ｍｍ、ピン状凸部の径φを１．５ｍｍ、高さを０．１ｍｍとした。それ以外は、実施例１の基板保持部材と同じ条件で作製した。ピン状凸部の形態は、図６のような形態とした。基体の基板載置面を平面視したときの面積に対する複数のピン状凸部の上端面の面積の合計の割合は、５．８％であった。
(Example 3)
In the substrate holding member of Example 3, the film type of the thermal sprayed film was Y 2 O 3 , the film thickness was 0.2 mm, the width of the annular projection was 2.0 mm, the height was 0.1 mm, and the pin-shaped projection was has a diameter φ of 1.5 mm and a height of 0.1 mm. Other than that, it was manufactured under the same conditions as those of the substrate holding member of Example 1. The form of the pin-shaped convex part was made into the form as shown in FIG. The ratio of the total area of the upper end surfaces of the plurality of pin-shaped protrusions to the area of the substrate mounting surface of the base when viewed from above was 5.8%.
（実施例４）
実施例４の基板保持部材は、溶射膜の膜厚を１ｍｍとして、溶射膜を平面度５０μｍの滑らかな凹面となるように、マシニングセンターで加工した。そして、環状凸部の高さを０．２ｍｍ、ピン状凸部の径φを２．０ｍｍ、ピンの半径方向の間隔（ピッチ）を８ｍｍとした。それ以外は、実施例１の基板保持部材と同じ条件で作製した。ピン状凸部の形態は、図６のような形態とした。すなわち、実施例４の基板保持部材は、基体の基板載置面を基体の中心軸をＺ軸としてＺ軸を通る断面で切断した断面曲線が、所定の基準面と断面との交線をＸ軸としたときに、中心軸の近傍でＺの値の最小値をとり基体の外周に向かって単調増加する曲線となるように加工した基板保持部材である。基体の基板載置面を平面視したときの面積に対する複数のピン状凸部の上端面の面積の合計の割合は、８．２％であった。また、このときの偏差ΔＺは、０．２５μｍであった。
(Example 4)
The substrate holding member of Example 4 was processed with a machining center so that the thickness of the sprayed film was 1 mm and the sprayed film had a smooth concave surface with a flatness of 50 μm. The height of the annular projection was 0.2 mm, the diameter φ of the pin-shaped projection was 2.0 mm, and the radial interval (pitch) of the pins was 8 mm. Other than that, it was manufactured under the same conditions as those of the substrate holding member of Example 1. The form of the pin-shaped convex part was made into the form as shown in FIG. That is, in the substrate holding member of Example 4, the cross-sectional curve obtained by cutting the substrate mounting surface of the base with a cross section passing through the Z-axis with the central axis of the base as the Z-axis is X The substrate holding member is processed so that when the axis is taken as an axis, the value of Z takes the minimum value near the central axis and increases monotonically toward the outer periphery of the substrate. The ratio of the total area of the upper end surfaces of the plurality of pin-shaped protrusions to the area of the substrate mounting surface of the base when viewed from above was 8.2%. Moreover, the deviation ΔZ at this time was 0.25 μm.
（実施例５）
実施例５の基板保持部材は、溶射膜の膜厚を１ｍｍとして、溶射膜を平面度５０μｍの滑らかな凸面となるように、マシニングセンターで加工した。そして、環状凸部の高さを０．２ｍｍ、ピン状凸部の径φを２．０ｍｍ、ピンの半径方向の間隔（ピッチ）を８ｍｍとした。その後、φ１００ｍｍ～１２５ｍｍのリング状領域にあるピン状凸部を最大２０μｍ程度研削することで、基板との接触を弱め、または基板と接触しない第２のピン状凸部として加工した。それ以外は、実施例１の基板保持部材と同じ条件で作製した。ピン状凸部の形態は、図６のような形態とした。すなわち、実施例５の基板保持部材は、基体の基板載置面を基体の中心軸をＺ軸としてＺ軸を通る断面で切断した断面曲線が、所定の基準面と断面との交線をＸ軸としたときに、中心軸の近傍でＺの値の最小値をとり基体の外周に向かって単調増加する曲線となるように加工した基板保持部材である。基体の基板載置面を平面視したときの面積に対する複数のピン状凸部の上端面の面積の合計の割合は、８．２％であった。
(Example 5)
The substrate holding member of Example 5 was processed by a machining center so that the film thickness of the sprayed film was 1 mm and the sprayed film had a smooth convex surface with a flatness of 50 μm. The height of the annular projection was 0.2 mm, the diameter φ of the pin-shaped projection was 2.0 mm, and the radial interval (pitch) of the pins was 8 mm. After that, the pin-shaped protrusions in the ring-shaped region of φ100 mm to 125 mm were ground by a maximum of about 20 μm to weaken the contact with the substrate or to be processed as second pin-shaped protrusions that do not contact the substrate. Other than that, it was manufactured under the same conditions as those of the substrate holding member of Example 1. The form of the pin-shaped convex part was made into the form as shown in FIG. That is, in the substrate holding member of Example 5, the cross-sectional curve obtained by cutting the substrate mounting surface of the base with a cross section passing through the Z-axis with the central axis of the base as the Z-axis is X The substrate holding member is processed so that when the axis is taken as an axis, the value of Z takes the minimum value near the central axis and increases monotonically toward the outer periphery of the substrate. The ratio of the total area of the upper end surfaces of the plurality of pin-shaped protrusions to the area of the substrate mounting surface of the base when viewed from above was 8.2%.
（実施例６）
実施例６の基板保持部材は、溶射膜の膜種をＹ２Ｏ３とし、膜厚を０．４ｍｍとして、溶射膜を平面度５０μｍの滑らかな凸面となるように、マシニングセンターで加工した。そして、環状凸部の幅を１．０ｍｍ、高さを０．１ｍｍ、ピン状凸部の径φを１．０ｍｍ、高さを０．１ｍｍ、ピンの半径方向の間隔（ピッチ）は５ｍｍとした。それ以外は、実施例１の基板保持部材と同じ条件で作製した。ピン状凸部の形態は、図６のような形態とした。すなわち、実施例６の基板保持部材は、基体の基板載置面を基体の中心軸をＺ軸としてＺ軸を通る断面で切断した断面曲線が、所定の基準面と断面との交線をＸ軸としたときに、中心軸の近傍でＺの値の最大値をとり基体の外周に向かって単調減少する曲線となるように加工した基板保持部材である。基体の基板載置面を平面視したときの面積に対する複数のピン状凸部の上端面の面積の合計の割合は、４．８％であった。また、このときの偏差ΔＺは、０．１６μｍであった。
(Example 6)
For the substrate holding member of Example 6, the film type of the thermal sprayed film was Y 2 O 3 , the film thickness was 0.4 mm, and the thermal sprayed film was processed by a machining center so as to form a smooth convex surface with a flatness of 50 μm. The width of the annular projection is 1.0 mm, the height is 0.1 mm, the diameter φ of the pin-shaped projection is 1.0 mm, the height is 0.1 mm, and the radial interval (pitch) of the pins is 5 mm. bottom. Other than that, it was manufactured under the same conditions as those of the substrate holding member of Example 1. The form of the pin-shaped convex part was made into the form as shown in FIG. That is, in the substrate holding member of Example 6, the cross-sectional curve obtained by cutting the substrate mounting surface of the base with a cross section passing through the Z-axis with the central axis of the base as the Z-axis is X The substrate holding member is processed so that when the axis is taken as an axis, the value of Z takes the maximum value in the vicinity of the central axis and monotonically decreases toward the outer periphery of the substrate. The ratio of the total area of the upper end surfaces of the plurality of pin-shaped protrusions to the area of the substrate mounting surface of the base when viewed from above was 4.8%. Moreover, the deviation ΔZ at this time was 0.16 μm.
（比較例１）
比較例１の基板保持部材は、溶射膜を形成しないで、環状凸部およびピン状凸部を形成した。それ以外は、実施例１の基板保持部材と同じ条件で作製した。
(Comparative example 1)
In the substrate holding member of Comparative Example 1, the annular projection and the pin-shaped projection were formed without forming the sprayed film. Other than that, it was manufactured under the same conditions as those of the substrate holding member of Example 1.
（温度分布の測定）
実施例１から実施例６および比較例１の基板保持部材をプロセスチャンバに設置した。そして、基板載置面にφ３００ｍｍ、厚み０．７７５ｍｍの温度評価用の基板（シリコンウエハ）を載置し、発熱抵抗体に電圧を印加することで、基板の中央部の温度を所定の温度に設定し温度制御した。このとき、基板の全体の温度分布を赤外線カメラを使用して測定した。基板全体の温度の最大値から最小値を引いた値を温度分布の値とした。
(Measurement of temperature distribution)
The substrate holding members of Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 were installed in the process chamber. Then, a temperature evaluation substrate (silicon wafer) having a diameter of 300 mm and a thickness of 0.775 mm was placed on the substrate mounting surface, and a voltage was applied to the heat generating resistor to raise the temperature of the central portion of the substrate to a predetermined temperature. set and temperature controlled. At this time, the temperature distribution of the entire substrate was measured using an infrared camera. The value obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of the temperature of the entire substrate was taken as the value of the temperature distribution.
（ホットスポットの確認）
ホットスポットの確認は、赤外線カメラの画像より目視で行い、凸部の位置に対応する位置にホットスポットが現れるか否かで評価した。ホットスポットはその周囲と温度差が１．０℃以上あることを規準とした。
(check hotspot)
The confirmation of hot spots was carried out visually from the image of the infrared camera, and evaluation was made based on whether or not the hot spots appeared at positions corresponding to the positions of the convex portions. A hot spot was defined as having a temperature difference of 1.0° C. or more from its surroundings.
（経時的変化の確認）
実施例１から実施例６および比較例１の基板保持部材をプロセスチャンバで２年間使用し、基板載置面の状態を確認した。実施例１から実施例６は特段の経時的変化がなく良好な状態であったが、比較例１は、基板載置面のＲａが増加していた。
(Confirmation of changes over time)
The substrate holding members of Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 were used in a process chamber for two years, and the state of the substrate mounting surface was checked. Examples 1 to 6 were in good condition with no particular change over time, but in Comparative Example 1, the Ra of the substrate mounting surface increased.
（溶射膜の気孔率の測定）
実施例１と同様の条件で作製した溶射膜について、切断面を１０００倍のＳＥＭ画像で確認した。ＳＥＭ画像を画像処理ソフトを使用して２値化して、気孔率を算出したところ、１．２％であった。溶射膜の気孔率は、スラリー溶射の条件を変更することである程度変化するが、上記のスラリー溶射により、２％以下に制御できることが確かめられた。
(Measurement of porosity of thermal spray film)
Regarding the thermal sprayed film produced under the same conditions as in Example 1, the cut surface was confirmed with a 1000-fold SEM image. The SEM image was binarized using image processing software, and the porosity was calculated to be 1.2%. Although the porosity of the sprayed film changes to some extent by changing the slurry spraying conditions, it was confirmed that the above slurry spraying can control the porosity to 2% or less.
（評価）
図１９は、実施例および比較例の条件および測定結果を示す表である。実施例１から実施例６は、温度分布が４．４℃以下に抑えられた。これに対し比較例１は、温度分布が５．６℃と大きくなっていた。また、実施例１から実施例６は、ホットスポットが確認されなかったが、比較例１は、２箇所のホットスポットが確認された。また、実施例１から実施例６は、経時的変化は確認されなかったが、比較例１は、ピン状凸部の上端面のＲａが増加していた。これは、外気の水分との反応によるものと考えられる。なお、ピン状凸部の上端面のＲａは、代表位置のピン状凸部について、非接触型のワンショット３Ｄ形状測定機（ＶＲ－３０００、キーエンス社製）で測定した。
(evaluation)
FIG. 19 is a table showing the conditions and measurement results of Examples and Comparative Examples. In Examples 1 to 6, the temperature distribution was suppressed to 4.4°C or less. On the other hand, in Comparative Example 1, the temperature distribution was as large as 5.6°C. Moreover, although no hot spots were observed in Examples 1 to 6, two hot spots were observed in Comparative Example 1. Further, in Examples 1 to 6, no change over time was observed, but in Comparative Example 1, the Ra of the upper end surface of the pin-shaped protrusion increased. This is considered to be due to the reaction with moisture in the outside air. The Ra of the upper end face of the pin-shaped protrusion was measured with a non-contact one-shot 3D shape measuring machine (VR-3000, manufactured by KEYENCE CORPORATION) for the pin-shaped protrusion at the representative position.
以上により、本発明の基板保持部材は、パーティクルの抑制とホットスポットの抑制の両立ができることができることが確かめられた。 From the above, it was confirmed that the substrate holding member of the present invention can suppress both particles and hot spots.
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。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but extends to various modifications and equivalents within the spirit and scope of the present invention. Also, the structure, shape, number, position, size, etc. of the constituent elements shown in each drawing are for convenience of explanation, and may be changed as appropriate.
１０ 基体
１２ 上面
１４ 下面
１６ 基体の中心
１８ 外周
２０ 発熱抵抗体
３０ ピン状凸部
３２ ピン状凸部の上端面
３４ 基板載置面
３６ 第２のピン状凸部
３８ 第２のピン状凸部の上端面
４０ 溶射膜
５０ 端子
５２ 端子穴
６０ 支持部材
７０ リング状領域
１００、２００、３００ 基板保持部材
Ｗ 基板
10
Claims (9)
セラミックス焼結体を含む基体と、
前記基体に埋設された発熱抵抗体と、
前記基体の上面から上方に突出して形成された複数のピン状凸部と、を備え、
前記ピン状凸部は、少なくとも基板と接触する上端面が前記セラミックス焼結体より熱伝導率の低い材料の溶射膜で形成され、
前記ピン状凸部は、前記上端面の径が２ｍｍ以下であることを特徴とする基板保持部材。 A substrate holding member,
a substrate containing a ceramic sintered body;
a heating resistor embedded in the base;
a plurality of pin-shaped protrusions formed to protrude upward from the upper surface of the base,
At least the upper end surface of the pin-shaped protrusion that contacts the substrate is formed of a thermally sprayed film of a material having a lower thermal conductivity than the ceramic sintered body,
The substrate holding member, wherein the diameter of the upper end surface of the pin-shaped protrusion is 2 mm or less.
前記第２のピン状凸部は、前記基体の中心を中心とする同心円に囲まれたリング状の領域に形成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の基板保持部材。 the plurality of pin-shaped protrusions include a second pin-shaped protrusion having an upper end surface at a position closer to the upper surface than the substrate placement surface of the base and not forming the substrate placement surface;
6. The substrate according to any one of claims 1 to 5, wherein the second pin-shaped protrusion is formed in a ring-shaped region surrounded by concentric circles centered on the center of the base. holding member.
前記溶射膜の材料は、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、または石英ガラスのいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の基板保持部材。 The ceramic sintered body contains AlN as a main component,
7. The substrate holding member according to any one of claims 1 to 6, wherein a material of said sprayed film is Al2O3 , Y2O3 , ZrO2 , or quartz glass.
セラミックス焼結体により形成された基体と、前記基体に埋設された発熱抵抗体と、を備える基板保持部材前駆体を準備する準備工程と、
前記基板保持部材前駆体の基板載置面側の表面に前記セラミックス焼結体より熱伝導率の低い材料を用いてスラリー溶射を行ない溶射膜を形成する溶射工程と、
前記溶射膜を加工して、少なくとも基板と接触する上端面が前記溶射膜で形成されたピン状凸部を形成するピン状凸部形成工程と、を含むことを特徴とする基板保持部材の製造方法。 A method for manufacturing a substrate holding member according to any one of claims 1 to 7,
a preparation step of preparing a substrate holding member precursor comprising a substrate formed of a ceramic sintered body and a heating resistor embedded in the substrate;
a thermal spraying step of forming a thermally sprayed film by slurry thermally spraying a material having a thermal conductivity lower than that of the ceramics sintered body on the substrate mounting surface side surface of the substrate holding member precursor;
and a step of forming a pin-shaped projection by processing the thermally sprayed film to form a pin-shaped projection having at least an upper end surface in contact with the substrate formed of the thermally sprayed film. Method.
セラミックス焼結体により形成された基体と、前記基体に埋設された発熱抵抗体と、前記基体の上面から上方に突出して形成された複数のピン状凸部と、を備え、前記ピン状凸部は、少なくとも基板と接触する上端面が第１の溶射膜で形成された基板保持部材前駆体を準備する準備工程と、
前記第１の溶射膜の少なくとも一部を除去する溶射膜除去工程と、
前記第１の溶射膜の少なくとも一部が除去された前記基板保持部材前駆体の基板載置面側の表面に前記セラミックス焼結体より熱伝導率の低い材料を用いてスラリー溶射を行ない第２の溶射膜を形成する溶射工程と、
前記第２の溶射膜を加工して、少なくとも基板と接触する上端面が前記第２の溶射膜で形成されたピン状凸部を形成するピン状凸部形成工程と、を含むことを特徴とする基板保持部材の製造方法。
A method for manufacturing a substrate holding member according to any one of claims 1 to 7,
A base formed of a ceramic sintered body, a heating resistor embedded in the base, and a plurality of pin-shaped protrusions formed so as to protrude upward from an upper surface of the base, wherein the pin-shaped protrusions is a preparation step of preparing a substrate holding member precursor in which at least the upper end surface in contact with the substrate is formed of the first sprayed film;
a sprayed film removing step of removing at least part of the first sprayed film;
A material having a lower thermal conductivity than the ceramics sintered body is used to spray a slurry onto the surface of the substrate holding member precursor from which at least part of the first thermal sprayed film has been removed, on the side of the substrate mounting surface. A thermal spraying step of forming a thermal sprayed film of
and a step of forming a pin-shaped protrusion by processing the second thermal sprayed film to form a pin-shaped protrusion having at least an upper end surface in contact with the substrate formed of the second thermally sprayed film. A method for manufacturing a substrate holding member.
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