JP-2026077856-A - 静電チャックの製造方法

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Abstract

【課題】硬質脆性材料製部品の性能における経時的な変化を抑制すること。【解決手段】製造方法Ｍは、硬質脆性材料からなる基材を準備する準備工程Ｓ１と、基材に凹凸加工を施す凹凸加工工程Ｓ２と、を含む。凹凸加工によって、基材には、第１方向に突出する凸部と凸部を囲む底面とが形成される。底面は、第１方向と交差する第２方向と、第１方向及び第２方向と交差する第３方向と、によって規定される平面に広がる。底面と、底面と連なる凸部の側面とは、第１方向及び第２方向によって規定される断面において、第１方向をｚ、第２方向をｘとした場合に、ｚ＝Ａｘ２－Ｂｘの関係を満たし、Ａは、０．００５～０．２００であり、Ｂは、０．０５０～０．９５５である。【選択図】図１

Inventors

澁谷紀仁
西嶋仁
前田和良
日比野一路
西尾壮一朗
井上巧一

Assignees

新東工業株式会社

Dates

Publication Date: 20260513
Application Date: 20260219

Claims (6)

硬質脆性材料製部品の製造方法であって、硬質脆性材料からなる基材を準備する工程と、前記基材に凹凸加工を施す工程と、を含み、前記凹凸加工によって、前記基材には、第１方向に突出する凸部と前記凸部を囲む底面とが形成され、前記底面は、前記第１方向と交差する第２方向と、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向と、によって規定される平面に広がっており、前記底面と、前記底面と連なる前記凸部の側面とは、前記第１方向及び前記第２方向によって規定される断面において、前記第１方向をｚ、前記第２方向をｘとした場合に、ｚ＝Ａｘ２－Ｂｘの関係を満たし、Ａは、０．００５～０．２００であり、Ｂは、０．０５０～０．９５５である、硬質脆性材料製部品の製造方法。
前記凹凸加工を施す工程は、前記基材にマスクパターンを形成する工程と、前記マスクパターンが形成された前記基材にブラスト加工を施す工程と、を含む、請求項１に記載の硬質脆性材料製部品の製造方法。
前記マスクパターンの構成材料は、アクリルウレタン樹脂である、請求項２に記載の硬質脆性材料製部品の製造方法。
前記ブラスト加工に用いられる噴射材の噴射速度は、秒速１００メートル以上である、請求項２又は請求項３に記載の硬質脆性材料製部品の製造方法。
前記ブラスト加工に用いられる噴射材の粒子径は、３８μｍ以下である、請求項２～請求項４のいずれか一項に記載の硬質脆性材料製部品の製造方法。
平板上の基部と、前記基部の一方の面から第１方向に突出する凸部と、を備え、前記一方の面は、前記第１方向と交差する第２方向と、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向と、によって規定される平面に広がっており、前記一方の面と、前記一方の面と連なる前記凸部の側面とは、前記第１方向及び前記第２方向によって規定される断面において、前記第１方向をｚ、前記第２方向をｘとした場合に、ｚ＝Ａｘ２－Ｂｘの関係を満たし、Ａは、０．００５～０．２００であり、Ｂは、０．０５０～０．９５５である、硬質脆性材料製部品。

Description

本開示は、硬質脆性材料製部品の製造方法及び硬質脆性材料製部品に関する。ブラスト加工によって、硬質脆性材料製の基材の表面に凹凸形状を施す加工方法が知られている。例えば、特許文献１では、上述の加工方法によって、半導体の製造に用いられる静電チャックが製造される。特開２０１９－１６２６７５号公報図１は、一実施形態に係る硬質脆性材料製部品の製造方法の工程図である。図２は、ラミネート工程を説明するための図である。図３は、露光工程を説明するための図である。図４は、現像工程を説明するための図である。図５は、ブラスト加工装置を概略的に示す図である。図６は、ブラスト加工工程を説明するための図である。図７は、ノズルの移動軌跡の一例を示す図である。図８は、図１に示される硬質脆性材料製部品の製造方法によって作製された硬質脆性材料製の部品の一例を示す斜視図である。図９は、図８のＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図である。図１０の（ａ）は、実施例１の加工形状を示す図である。図１０の（ｂ）は、比較例１の加工形状を示す図である。図１０の（ｃ）は、比較例２の加工形状を示す図である。以下、図面を参照しながら本開示の実施形態が詳細に説明される。なお、図面の説明において同一要素には同一符号が付され、重複する説明は省略される。各図には、ＸＹＺ座標系が示される場合がある。Ｙ軸方向（第３方向）は、Ｘ軸方向（第２方向）及びＺ軸方向（第１方向）と交差（ここでは、直交）する方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と交差（ここでは、直交）する方向である。図１～図７を参照しながら、一実施形態に係る硬質脆性材料製部品の製造方法を説明する。図１は、一実施形態に係る硬質脆性材料製部品の製造方法の工程図である。図２は、ラミネート工程を説明するための図である。図３は、露光工程を説明するための図である。図４は、現像工程を説明するための図である。図５は、ブラスト加工装置を概略的に示す図である。図６は、ブラスト加工工程を説明するための図である。図７は、ノズルの移動軌跡の一例を示す図である。図１に示される硬質脆性材料製部品の製造方法Ｍは、基材に凹凸形状を形成する方法である。製造方法Ｍは、準備工程Ｓ１と、凹凸加工工程Ｓ２と、を含む。＜準備工程Ｓ１＞準備工程Ｓ１は、基材１０を準備する工程である。基材１０としては、例えば、板状の形状を有する基板が準備される。基材１０は、硬質脆性材料から構成されている。基材１０の構成材料の例としては、窒化アルミニウム、アルミナ、炭化ケイ素等のセラミックス材料、ガラス、シリコン、サファイア、及び酸化ガリウムが挙げられる。基材１０は、面１０ａと面１０ｂとを有する。面１０ｂは、面１０ａの反対側の面である。＜凹凸加工工程Ｓ２＞準備工程Ｓ１に続いて、凹凸加工工程Ｓ２が行われる。凹凸加工工程Ｓ２は、基材１０に凹凸加工を施す工程である。本実施形態では、凹凸加工工程Ｓ２は、パターン形成工程Ｓ１１と、ブラスト加工工程Ｓ１２と、パターン除去工程Ｓ１３と、洗浄工程Ｓ１４と、を含む。＜パターン形成工程Ｓ１１＞パターン形成工程Ｓ１１は、基材１０にレジストパターンＰを形成する工程である。具体的には、基材１０の面１０ａにレジストパターンＰが形成される。レジストパターンＰは、後述のブラスト加工において保護する部分を規定するマスクパターンである。本実施形態では、パターン形成工程Ｓ１１は、ラミネート工程Ｓ２１と、露光工程Ｓ２２と、現像工程Ｓ２３と、を含む。＜ラミネート工程Ｓ２１＞ラミネート工程Ｓ２１は、基材１０の面１０ａにレジスト膜１２を形成する工程である。レジスト膜１２は、感光性を有するフォトレジストである。例えば、液状レジスト又はドライフィルムレジストを用いて、レジスト膜１２が形成される。レジスト膜１２の構成材料（材質）としては、後述のブラスト加工に対して損耗しにくい材料が用いられる。レジスト膜１２の構成材料の例としては、アクリルウレタン、ポリウレタン、及びウレタンアクリレートといったウレタン系樹脂が挙げられる。液状レジストを用いてレジスト膜１２が形成される場合には、コータを用いて面１０ａに液状レジストが均一に塗布される。コータの例は、スピンコータ、ロールコータ、ダイコータ、及びバーコータを含む。或いは、スクリーン印刷によって面１０ａに液状レジストが均一に塗布されてもよい。その後、塗布された液状レジストを乾燥させることにより面１０ａにレジスト膜１２が形成される。図２に示されるように、ドライフィルムレジスト２５を用いてレジスト膜１２が形成される場合には、ラミネート装置２０が使用される。ラミネート装置２０は、供給ローラ２１と、剥離ローラ２２と、回収ローラ２３と、圧着ローラ２４と、を含む。供給ローラ２１は、ドライフィルムレジスト２５を保持しており、ドライフィルムレジスト２５を供給可能に構成されている。ドライフィルムレジスト２５としては、例えば、三菱製紙製ドライフィルムレジスト（型式：ＭＳ７１００）が用いられる。ドライフィルムレジスト２５の一方の面には、保護フィルムが設けられており、ドライフィルムレジスト２５の他方の面には、キャリアフィルムが設けられている。保護フィルムの構成材料の例としては、ポリエチレンが挙げられる。キャリアフィルムの構成材料の例としては、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate）が挙げられる。剥離ローラ２２は、ドライフィルムレジスト２５から保護フィルムを剥がすためのローラである。回収ローラ２３は、剥離ローラ２２によって剥がされた保護フィルムを回収するローラである。圧着ローラ２４は、ドライフィルムレジスト２５を基材１０の面１０ａに圧着するローラである。本実施形態では、一対の圧着ローラ２４が用いられる。供給ローラ２１から供給されたドライフィルムレジスト２５の保護フィルムが、剥離ローラ２２によって剥がされて、回収ローラ２３に回収される。そして、保護フィルムが剥がされたドライフィルムレジスト２５の面を基材１０の面１０ａに重ね合わせながら、一対の圧着ローラ２４の間を通過させることによって、面１０ａにドライフィルムレジスト２５が貼り付けられる。このとき、基材１０又は圧着ローラ２４を面１０ａに沿って一方向に一定の速度で動かすことで、ドライフィルムレジスト２５が貼付けられる。なお、保護フィルムは、作業者によって手動で剥がされてもよい。圧着ローラ２４は、加熱素子を含む加熱ローラであってもよい。この場合、圧着ローラ２４は、ドライフィルムレジスト２５を加熱しながら面１０ａに圧着する。基材１０自体が事前に恒温槽等によって加熱されてもよい。加熱温度は、例えば、３０°Ｃ～８０°Ｃの範囲内で適宜設定される。加熱温度が高すぎると、基材１０とドライフィルムレジスト２５との密着性が高くなりすぎる。その結果、現像の際にドライフィルムレジスト２５が現像しきれず、残膜となるおそれがある。加熱温度が低すぎると、基材１０とドライフィルムレジスト２５との密着性が低くなりすぎる。その結果、現像後に保護したい部分のドライフィルムレジスト２５が失われてしまい、所望のパターンを形成できない可能性がある。したがって、基材１０の材質、露光条件、及び現像条件を考慮して、加熱温度は、適宜選定され得る。以上により、基材１０とドライフィルムレジスト２５との間に空気が入らないよう、面１０ａにドライフィルムレジスト２５が貼り付けられる。そして、面１０ａの外形に沿って余分なドライフィルムレジスト２５が切除される。これにより、基材１０の面１０ａにレジスト膜１２が形成される。なお、一対の圧着ローラ２４に代えて、基材１０を載置するテーブルと、圧着ローラ２４とが用いられてもよい。ラミネート装置２０を用いることなく、作業者が手動でドライフィルムレジスト２５を基材１０に貼り付けてもよい。ドライフィルムレジスト又はレジスト液に含有されるレジスト材料は、ポジ型レジスト材料であってもよいし、ネガ型レジスト材料であってもよい。ポジ型レジスト材料は、レジスト膜１２の露光領域１２ａが溶け出し、未露光領域１２ｂが残るレジスト材料である。ネガ型レジスト材料は、レジスト膜１２の未露光領域１２ｂが溶け出し、露光領域１２ａが残るレジスト材料である。＜露光工程Ｓ２２＞ラミネート工程Ｓ２１に続いて、露光工程Ｓ２２が行われる。露光工程Ｓ２２は、レジスト膜１２を露光する工程である。図３に示されるように、露光工程Ｓ２２では、レジスト膜１２上にパターンマスク１４が載置され、パターンマスク１４を介して露光装置の光源からレジスト膜１２にエネルギー線Ｌが照射される。パターンマスク１４内に設けられたアライメントマーク等の基準位置が画像処理等によって認識され、基準位置を用いてパターンマスク１４がレジスト膜１２上の所望の位置に載置される。位置精度が要求されない場合には、パターンマスク１４は、目視により載置されてもよい。パターンマスク１４としては、エネルギー線Ｌを透過する領域１４ａとエネルギー線Ｌを透過しない領域１４ｂとを有するネガ型のマスクが使用される。パターンマスク１４は、例えば透明の板材に所定のパターンが形成された構成を有している。透明の板材の例としては、ガラス及びフィルムが挙げられる。パターンは、例えば、黒色を有している。透明の板材のうち、パターンが形成されていない領域が領域１４ａに相当し、パターンが形成された領域が領域１４ｂに相当する。エネルギー線Ｌとしては、例えば可視光線又は紫外線が用いられる。エネルギー線Ｌを照射するための光源としては、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ、エキシマランプ、及びキセノンランプが利用される。ドライフィルムレジストが紫外線硬化性樹脂である場合、光源としては、例えば、サーマプレシジョン製の紫外線光源（型式：ＢＨＧ－７５０）が用いられる。エネルギー線Ｌの直進性を高めるためにロッド型のレンズが用いられてもよい。この場合、光源から放出されたエネルギー線Ｌは、ロッド型のレンズを通ることにより整光される。さらに、露光装置の寸法的な制約から、ミラーが設けられてもよい。この場合、ミラーによってエネルギー線Ｌの向きが変更される。エネルギー線Ｌがレジスト膜１２に照射されることにより、パターンマスク１４のパターンがレジスト膜１２に転写される。具体的には、レジスト膜１２のうちの領域１４ａに覆われる部分にはエネルギー線Ｌが照射されるので、当該部分は硬化して露光領域１２ａとなる。一方、レジスト膜１２のうちの領域１４ｂに覆われる部分には、エネルギー線Ｌが照射されないので、当該部分は未露光領域１２ｂとなる。エネルギー線Ｌの照射は、例えば、暗室内で行われる。光量が低すぎると、レジスト膜１２の厚さ方向において、レジスト膜１２が十分に硬化されない可能性がある。この場合、現像時に設計寸法からの変化が大きくなってしまい、レジスト膜１２の表面から基材１０に向かうにつれて幅が狭くなるパターンが形成され得る。光量は、エネルギー線Ｌの照度と照射時間との積として定義される。レジスト膜１２の厚さ方向において、均一な幅のパターンが得られるように、露光条件として光量が設定される。露光工程Ｓ１２は、手動で行われてもよく、露光装置によって自動化されてもよい。＜現像工程Ｓ２３＞露光工程Ｓ２２に続いて、現像工程Ｓ２３が行われる。現像工程Ｓ２３は、レジスト膜１２に転写されたパターンを現像する工程である。図４に示されるように、現像装置３０がレジスト膜１２に現像液を吹き付ける。現像液としては、アルカリ性の水溶液が用いられる。現像液は、例えば、アルカリ性の粉末である炭酸ナトリウムを水にて所望の濃度（例えば、０．３～１重量％）となるように希釈することによって得られる。レジスト膜１２に