專利名稱：靜電吸盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的形態(tài)涉及靜電吸盤，涉及如下靜電吸盤，其能夠確實地確保接通到陶瓷電介體基板內(nèi)部的電極，同時能夠?qū)⒂捎趯μ沾呻娊轶w基板進行穿孔而引起的強度降低和電絕緣可靠性降低控制到最小限度。
背景技術(shù)：
氧化鋁等的陶瓷基體材料之間夾入電極，通過燒成處理制作的燒結(jié)陶瓷制的靜電吸盤如下，在內(nèi)置的電極上外加靜電吸附用電力，通過靜電力來吸附硅片等基板。在這樣的靜電吸盤中，為了向內(nèi)部電極供給靜電吸附用電力，對接通于電極的導體的一部分從陶瓷基體材料的靜電吸附面的相反側(cè)的面露出的靜電吸盤和在電極上接合有電カ供給用連接器(connector)的靜電吸盤等進行了實用化。 在專利文獻I中，對于連接內(nèi)置于陶瓷基體材料內(nèi)的電極與用于供給靜電吸附用電カ的外部配線的部分，在基體材料上形成與電極形成面具有相同底面的孔，在從該孔的底面露出的電極上接合有底面部接合材料。在該專利文獻I中公開有，在陶瓷基體材料之間夾著電極，通過燒成處理制作的燒成陶瓷制的靜電吸盤中，在包括HIPOtot Isostatic Press :熱等靜壓)處理的陶瓷燒結(jié)エ序之后，在基體材料上設(shè)置開ロ，在該開ロ處接合電極與底面部接合材料的技木。作為在基體材料上設(shè)置開ロ的方法，采用使用金剛石工具的切削或研磨、激光加工、超聲波加工、噴砂加工等。另外，在專利文獻2中公開有如下技術(shù)，在燒成后的陶瓷基體上設(shè)置貫穿內(nèi)部電極的固定孔，在其內(nèi)壁上形成金屬導電層。在此，內(nèi)置的電極厚度一般在20微米(iim)以下。另ー方面，使用金剛石工具的切削加工的加工位置的精度為IOiim以上。因此，也存在如下情況，在切削加工中進行開ロ的孔底達不到內(nèi)部電極，或者過于穿透內(nèi)部電極而開孔。尤其是，在穿透內(nèi)部電極而開孔吋，由于穿透內(nèi)部電極的孔的底面與被吸附物之間的絕緣層變薄，因此有可能招致機械強度、電絕緣可靠性的降低。專利文獻I :日本國特開2004-273736號公報專利文獻2 :日本國特開平10-189696號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于所涉及的課題的認知而進行的，目的在于提供ー種靜電吸盤，其能夠確實地確保接通到陶瓷電介體基板內(nèi)部的電極，同時能夠?qū)⒂纱┛滓鸬奶沾呻娊轶w基板的機械強度降低和電絕緣可靠性降低控制到最小限度。第I發(fā)明為如下靜電吸盤，具備陶瓷電介體基板，具有放置被吸附物的第I主面與所述第I主面相反側(cè)的第2主面；電極，設(shè)置在所述陶瓷電介體基板的所述第I主面與所述第2主面之間；及導電性構(gòu)件，設(shè)置在形成于所述陶瓷電介體基板的所述第2主面上的凹部中，其特征為，所述凹部的頂端具有曲面，所述電極具有在所述曲面上露出的露出部分，所述導電性構(gòu)件在所述露出部分處與所述電極接觸。根據(jù)該靜電吸盤，能夠確保電極與導電性構(gòu)件的確實的電接通，同時不會向第I主面?zhèn)冗^于深挖凹部，因此能夠防止過度地對陶瓷電介體基板進行穿孔，能夠充分地確保陶瓷電介體基板的機械強度與電絕緣可靠性。另外，第2發(fā)明為如下靜電吸盤，在第I發(fā)明中，其特征為，所述曲面為球面狀，在將從所述第2主面朝向所述第I主面的第I方向上觀察時的所述露出部分的直徑作為L且將所述曲面的曲率半徑作為R吋，L < 2R。根據(jù)該靜電吸盤，凹部不會從露出部分向第I主面?zhèn)瘸^曲率半徑R而突出，能夠充分地確保陶瓷電介體基板的機械強度與電絕緣可靠性。另外，第3發(fā)明為如下靜電吸盤，在第I發(fā)明中，其特征為，在將從所述第2主面朝向所述第I主面的第I方向上觀察時的所述露出部分的直徑作為L，且將在所述第I方向上 的所述露出部分的所述第2主面?zhèn)扰c所述凹部頂端的間隔作為D3吋，D3 ^ L/2。根據(jù)該靜電吸盤，凹部不會從露出部分向第I主面?zhèn)瘸^L/2而突出，能夠充分地確保陶瓷電介體基板的機械強度與電絕緣可靠性。另外，第4發(fā)明為如下靜電吸盤，在第I發(fā)明中，其特征為，所述曲面為球面狀，在將所述曲面的曲率半徑作為R且將從所述第2主面朝向所述第I主面的第I方向上的所述露出部分的所述第2主面?zhèn)扰c所述凹部頂端的間隔作為D3財,D3幺R-(R/4^)0根據(jù)該靜電吸盤，凹部不會從露出部分向第I主面?zhèn)瘸^i -CR/而突出，能夠充分地確保陶瓷電介體基板的機械強度與電絕緣可靠性。而且，在形成凹部時，相對于在第I方向上觀察露出部分時的直徑L的増加量，距離D3的増加量變小，能夠抑制過于深挖。另外，第5發(fā)明為如下靜電吸盤，在第I發(fā)明中，其特征為，將與從所述第2主面朝向所述第I主面的第I方向正交的方向作為第2方向，將與所述第I方向和所述第2方向正交的方向作為第3方向，在所述第2方向上觀察所述凹部時的截面上，在將所述曲面的外形線與所述露出部分的接點處的所述曲面的切線對于所述第3方向的角度作為0吋，0< 45°。根據(jù)該靜電吸盤，在形成凹部時，能夠抑制過于深掘挖。尤其是，在0 <45°的情況下，在形成凹部時，相對于在第I方向上觀察露出部分時的直徑L的増加量，距離D3的增加量變小，由此，能夠防止過度地對陶瓷電介體基板進行穿孔，能夠充分地確保陶瓷電介體基板的機械強度與電絕緣可靠性。另外，第6發(fā)明為如下靜電吸盤，在第I至第5中的任意一項發(fā)明中，其特征為，所述凹部具有第I部分，設(shè)置在所述第2主面?zhèn)?；及?部分，設(shè)置在所述第I部分與所述電極之間且與所述第I部分相比開ロ較小。根據(jù)該靜電吸盤，通過分開用于得到與電極的電接通的第2部分和用于得到與外部的電接通的第I部分，從而在用于得到與電極的電接通的第2部分中不需要接觸外部配線，能夠抑制第2部分的損傷。另外，第7發(fā)明為如下靜電吸盤，在第6發(fā)明中，其特征為，所述凹部在所述第I部分與所述電極之間具有多個所述第2部分。根據(jù)該靜電吸盤，能夠確實地進行與電極的電接通。
根據(jù)本發(fā)明的形態(tài)，能夠提供ー種靜電吸盤，其能夠確實地確保接通到陶瓷電介體基板內(nèi)部的電極，同時能夠?qū)⒂纱┛滓鸬奶沾呻娊轶w基板的機械強度降低和電絕緣可靠性降低控制到最小限度。


圖I是例示本實施方式涉及的靜電吸盤結(jié)構(gòu)的模式剖視2是圖I所示的A部的模式放大剖視圖。圖3是例示凹部與電極的露出部分的狀態(tài)的模式圖。圖4是例示由凹部形成的電極與各部分尺寸的模式圖。圖5是例示直徑L與距離D3關(guān)系的圖。圖6是說明由于曲率半徑的差異引起的與電極的接觸狀態(tài)的差異的模式圖。圖7是例示對于凹部的頂端位置的與電極的露出面積和強度變化的圖。圖8是例示本實施方式與參考例的凹部形狀的模式圖。圖9是表示施加到陶瓷電介體基板的最大應(yīng)カ模擬結(jié)果的圖。圖10是按照エ序順序說明本實施方式涉及的靜電吸盤的制造方法的模式剖視圖。圖11是按照エ序順序說明本實施方式涉及的靜電吸盤的制造方法的模式剖視圖。圖12是按照エ序順序說明本實施方式涉及的靜電吸盤的制造方法的模式剖視圖。圖13是說明凹部深度與在Z方向上觀察的開ロ狀態(tài)的關(guān)系的模式圖。圖14是說明凹部深度與在Z方向上觀察的開ロ狀態(tài)的關(guān)系的模式圖。圖15是說明凹部深度與在Z方向上觀察的開ロ狀態(tài)的關(guān)系的模式圖。圖16是說明凹部深度與在Z方向上觀察的開ロ狀態(tài)的關(guān)系的模式圖。圖17是說明凹部深度與在Z方向上觀察的開ロ狀態(tài)的關(guān)系的模式圖。圖18是說明凹部深度與在Z方向上觀察的開ロ狀態(tài)的關(guān)系的模式圖。圖19是例示凹部狀態(tài)的圖。圖20是例示凹部的其他方式的模式剖視圖。圖21是說明具有圓錐形狀曲面的凹部的模式圖。圖22是說明具有圓錐臺形狀曲面的凹部的模式圖。符號說明10-層狀結(jié)構(gòu)體；11-陶瓷電介體基板；I Ia-第I主面；I Ib-第2主面；12_電極；12a-露出部分；13_凸點(dot) ;14_槽；20_導電性構(gòu)件；21_襯墊；25_導電性樹脂；30_凹部；30a-曲面；30p-頂端；31_第I部分；32-第2部分;35_金屬構(gòu)件;50_基座板；50a-上部；50b-下部；51_輸入通路；52_輸出通路；53_導入通路；55_連通通路；57_孔；61_接觸電極；62_絕緣材料；70_凹部；70a-曲面；71_凹部；71a-曲面；80_吸附保持用電壓；0 _角度;110、190_靜電吸盤;121、122_位置;130_接線;Dl、D2、t-厚度；D3_距離；L、M_直徑；R_曲率半徑；S-露出面積；TL-切削工具；TLB-鉆頭；W-被吸附物。具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。而且，在各圖中，對于相同的構(gòu)成要素標注相同符號并適當?shù)厥÷栽敿氄f明。圖I是例示本實施方式涉及的靜電吸盤結(jié)構(gòu)的模式剖視2是圖I所示的A部的模式放大剖視圖。本實施方式涉及的靜電吸盤110具備陶瓷電介體基板11、電極12、導電性構(gòu)件20。S卩，陶瓷電介體基板11如下，例如是由燒結(jié)陶瓷構(gòu)成的平板狀的基體材料，具有放置半導體基板等被吸附物W的第I主面Ila與該第I主面Ila相反側(cè)的第2主面lib。電極12設(shè)置在陶瓷電介體基板11的第I主面Ila與第2主面Ilb之間。也就是說，電極12以插入在陶瓷電介體基板11中的方式形成。靜電吸盤110如下，通過在該電極12上外 加吸附保持用電壓80，從而在電極12的第I主面Ila側(cè)產(chǎn)生電荷，通過靜電カ吸附保持被吸附物W。電極12沿著陶瓷電介體基板11的第I主面Ila與第2主面Ilb被設(shè)置成薄膜狀。電極12可以是單極型也可以是雙極型。圖I所示的電極12是雙極型，在同一面上設(shè)有2個電極12。在陶瓷電介體基板11上，在從第2主面Ilb朝向第I主面Ila的方向上設(shè)有到達電極12的凹部30。在本實施方式的說明中，將從第2主面Ilb朝向第I主面Ila的方向(第I方向)作為Z方向，將與Z方向正交的方向中的I個(第2方向)作為Y方向，將與Z方向、Y方向正交的方向(第3方向)作為X方向。在該凹部30的頂端設(shè)有曲面30a。在此，曲面30a是對于在Z方向上延伸的軸(Z軸)傾斜的面，是圍繞Z軸彎曲的面。圖I與圖2所示的曲面30a是設(shè)置在凹部30頂端側(cè)(Z方向側(cè))的球面狀部分。內(nèi)置于陶瓷電介體基板11中的電極12具有從該凹部30的曲面30a露出的露出部分12a。即，呈如下狀態(tài)，設(shè)置在凹部30頂端側(cè)的曲面30a部分到達電極12，從該曲面30a露出電極12的一部分。導電性構(gòu)件20在凹部30的曲面30a處與電極12的露出部分12a接觸。由此，導電性構(gòu)件20與電極12電接通。通過這樣地設(shè)置具有曲面30a的凹部30，從而抑制為了接通電極12與導電性構(gòu)件20而在陶瓷電介體基板11上設(shè)置的穿孔的深挖，防止機械強度降低與電絕緣可靠性降低。如圖I所示，靜電吸盤110安裝在基座板50上。基座板50成為靜電吸盤110的安裝基準。要將靜電吸盤Iio安裝在基座板50上，則從使用溫度、成本等觀點出發(fā)適當選擇硅膠等耐熱性樹脂、銦接合與釬焊等?；?0例如分為鋁制的上部50a與下部50b，在上部50a與下部50b之間設(shè)有連通通路55。連通通路55如下，一端側(cè)與輸入通路51連接，另一端側(cè)與輸出通路52連接?；?0也發(fā)揮對靜電吸盤110進行溫度調(diào)整的作用。例如，在冷卻靜電吸盤110時，從輸入通路51流入冷卻媒體，通過連通通路55而從輸出通路52流出。由此，能夠通過冷卻媒體吸收基座板50的熱，能夠冷卻安裝在其上的靜電吸盤110。另ー方面，在對靜電吸盤110進行保溫時，也能夠向連通通路55內(nèi)裝入保溫媒體?；蛘?，也能夠?qū)l(fā)熱體內(nèi)置于靜電吸盤110、基座板50內(nèi)。這樣，如果通過基座板50來調(diào)整靜電吸盤110的溫度，則能夠調(diào)整由靜電吸盤110吸附保持的被吸附物W的溫度。另外，在陶瓷電介體基板11的第I主面Ila側(cè)，根據(jù)需要而設(shè)有凸點13，在凸點13之間設(shè)有槽14。該槽14連通，在搭載于靜電吸盤110上的被吸附物W的背面與槽14之間形成空間。在槽14上連接有穿通基座板50與陶瓷電介體基板11的導入通路53。如果在吸附保持被吸附物W的狀態(tài)下從導入通路53導入He等傳熱氣體，則設(shè)置在被吸附物W與槽14之間的空間中流動傳熱氣體，能夠通過傳熱氣體直接冷卻被吸附物W。在此，通過適當?shù)剡x擇凸點13的高度(槽14的深度)、凸點13與槽14的面積比例、形狀等，從而能夠?qū)⒈晃轿颳的溫度、附著在被吸附物W上的顆?？刂瞥蓛?yōu)選狀態(tài)。接下來，詳細說明凹部30內(nèi)部。如圖2所示，凹部30例如具有第I部分31 ;及與第I部分相比開ロ較小的第2部分32。第I部分31設(shè)置在陶瓷電介體基板11的第2主面Ilb側(cè)。另外,第2部分32設(shè)置在第I部分31與電極12之間。
在第2部分32的頂端側(cè)設(shè)有曲面30a。曲面30a部分到達電極12，從曲面30a露出電極12的一部分(露出部分12a)。在凹部30內(nèi)形成有導電性構(gòu)件20，其接觸于電極12的露出部分12a。圖2所示的導電性構(gòu)件20形成在凹部30內(nèi)壁的整體上。而且，導電性構(gòu)件20不需要一定形成在凹部30內(nèi)壁的整體上，只要與電極12電接通，則也可以形成在內(nèi)壁的一部分上。在電極12中使用鈀等，在導電性構(gòu)件20中使用白金等。在凹部30內(nèi)例如埋入有導電性樹脂25。該導電性樹脂25粘結(jié)設(shè)置在凹部30的第2主面Ilb側(cè)的襯墊21。由此，襯墊21呈如下狀態(tài)，通過凹部30內(nèi)的導電性樹脂25、導電性構(gòu)件20而與電極12電接通。襯墊21如下，例如設(shè)置在第I部分31內(nèi)，向陶瓷電介體基板11的第2主面Ilb側(cè)露出。通過將凹部30分成第I部分31與第2部分32，從而在用于得到與電極12的電接通的第2部分32中不需要使后述的接觸電極61接觸，能夠抑制第2部分32的損傷。在與襯墊21的位置對應(yīng)的基座板50的上部50a設(shè)有接觸電極61。在基座板50的上部50a設(shè)有孔57，在該孔57中安裝有由絕緣材料62保持的接觸電極61。因此，如果將靜電吸盤110安裝在基座板50的上部50a，則接觸電極61與襯墊21接觸，由此能夠?qū)崿F(xiàn)電接通。在接觸電極61中例如使用可動式探針。由此，實現(xiàn)接觸電極61與襯墊21確實地接觸，將接觸電極61的接觸對襯墊21產(chǎn)生的損傷抑制到最小限度。而且，接觸電極61不局限于上述方式，也可以是只是與襯墊21接觸的結(jié)構(gòu)或通過嵌合、螺合而與襯墊21連接的結(jié)構(gòu)等的任意方式。接下來，對凹部30與露出部分12a的關(guān)系進行說明。圖3是例示凹部與電極的露出部分的狀態(tài)的模式圖。圖3 (a)是模式剖視圖，圖3(b)是在圖3(a)中從第2主面向Z方向觀察的模式俯視圖。凹部30如下，朝著Z方向設(shè)置成圓筒形狀，在頂端側(cè)設(shè)有曲面30a。在圖3所示的凹部30中，在頂端側(cè)設(shè)有球面狀曲面30a。在此，如果將在Y方向上觀察球面狀曲面30a時的截面上的曲率半徑作為R，則凹部30的直徑為2R。如果凹部30的曲面30a部分到達電極12，則電極12的一部分被去除。從該曲面30a露出的電極12的露出部分12a沿著曲面30a出現(xiàn)。如圖3(b)所示，如果從第2主面Ilb向Z方向觀察凹部30的內(nèi)側(cè)，則沿著曲面30a出現(xiàn)的露出部分12a呈圓形狀。在此，在凹部30的頂端穿透電極12時，在穿透的部分處露出陶瓷電介體基板11。此時，如圖3(b)所示，成為在圓形狀露出部分12a的中心部分處觀察到陶瓷電介體基板11的狀態(tài)。即，露出部分12a成為呈環(huán)狀地觀察到的狀態(tài)。在本實施方式中，對于從凹部30的曲面30a露出的電極12，將最接近第2主面Ilb側(cè)的位置121處的直徑作為L，將最接近第I主面Ila側(cè)的位置122處的直徑作為M。另夕卜，將在Z方向上從電極12的第2主面Ilb側(cè)到凹部30頂端30p為止的距離作為D3。距離D3成為對凹部30進行穿孔時的深度基準。圖4是例示由凹部形成的電極與各部分尺寸的模式圖。除了前述的曲率半徑R與露出部分12a的直徑L、M、距離D3之外，將電極12的厚度作為t，在陶瓷電介體基板11的厚度當中，將電極12到第I主面?zhèn)茸鳛镈1、到第2主面 側(cè)作為D2。另外，對于在Y方向上觀察曲面30a的截面形狀，在露出部分12a的最接近第2主面Ilb側(cè)的位置121處，將由切線130與電極12的第2主面Ilb形成的角度作為0。在這樣的尺寸中，在本實施方式中，形成如下凹部30，至少滿足(I)L彡2R、(2)D3彡L/2、(3)⑷0 <45°中的I個。由此，能夠在對凹部30進行穿孔時防止深挖。如果滿足上述(I)的條件，則凹部30不會從露出部分12a的位置121向第I主面Ila側(cè)超過曲率半徑R而突出，能夠充分地確保陶瓷電介體基板11的機械強度與電絕緣可靠性。如果滿足上述(2)的條件，則凹部30不會從露出部分12a的位置121向第I主面Ila側(cè)超過L/2而突出，能夠充分地確保陶瓷電介體基板11的機械強度與電絕緣可靠性。如果滿足上述(3)的條件，則凹部30不會從露出部分12a的位置121向第I主面
Ila側(cè)超過而突出，能夠充分地確保陶瓷電介體基板11的機械強度與電絕緣可靠性。另外，在形成凹部30時，相對于直徑L的増加量，距離D3的増加量變小，根據(jù)直徑L而易于管理距離D3，能夠有效地抑制過于深挖。如果滿足上述⑷的條件，則在形成凹部30吋，能夠抑制過于深挖。由此，能夠防止過度地對陶瓷電介體基板11進行穿孔，能夠充分地確保陶瓷電介體基板11的機械強度與電絕緣可靠性。尤其是，如果0 <45°，則在形成凹部30時，相對于直徑L的増加量，距離D3的増加量變小，根據(jù)直徑L而易于管理距離D3，能夠有效地抑制對凹部30過于深挖。0值優(yōu)選30°以下，還優(yōu)選20°以下，更優(yōu)選15°以下。作為尺寸的一例，厚度Dl為例如0. 05mm 0. 5mm,厚度D2與厚度Dl相比較厚，例如為0.7mm。另外，距離D3為厚度Dl的例如1/5以下，還優(yōu)選1/10以下，更優(yōu)選1/20以下。而且，厚度t為0. 001mm 0. 02mm,曲率半徑R為例如0. 25mm Imm,優(yōu)選0. 45mm。在此，電極12的露出部分12a的直徑L如下，對于凹部30的厚度基準即距離D3以一定的關(guān)系發(fā)生變化。例如，在上述的尺寸中，在厚度t充分薄時，成立以下式。
圖5是例示將R作為0. 45mm時的直徑L與距離D3關(guān)系的圖。圖5所示的直徑L與距離D3的關(guān)系表示滿足上述(3)的條件時的關(guān)系。這樣，直徑L與距離D3準照式I的關(guān)系。因而，在對凹部30進行穿孔時，能夠根據(jù)直徑L而管理距離D3。而且，如果滿足上述(3)的條件，則能夠?qū)τ谥睆絃的變化量而使距離D3的變化量變小。由此，如果管理直徑L的變化，則能夠精密地管理距離D3，微小的距離D3管理變得容易。圖6是說明由于曲率半徑的差異引起的與電極的接觸狀態(tài)的差異的模式圖。在圖6中，并排表示本實施方式涉及的靜電吸盤110上的凹部30與參考例涉及的靜電吸盤190上的凹部39。按照圖6(a) (d)的順序，分別較深地設(shè)有凹部30與39。按照圖6 (a) (d)的順序，凹部30與39的頂端位置如Pl P4所示地發(fā)生變化。相對于球面狀形成的凹部30的曲面，在凹部39中幾乎未形成曲面。在圖6(a)所示的位置Pl處，凹部30與39的頂端未到達電極12。在圖6(b)所示的位置P2處，凹部30與39的頂端到達了電極12內(nèi)。在圖6(c)所示的位置P3處，凹部30與39的頂端從電極12稍微穿透。在圖6 (d)所示的位置P4處，凹部30與39的頂端完全從電極12穿透。圖7是例示對于凹部頂端位置的與電極的露出面積和強度變化的圖。在圖7中，示出了本實施方式涉及的靜電吸盤110與參考例涉及的靜電吸盤190。圖7(a)表示對于凹部頂端位置P的與電極的露出面積S變化，圖7(b)表示對于凹部頂端位置P的陶瓷電介體基板的強度I的變化。圖7所示的Pl P4對應(yīng)于圖6 (a) ⑷所示的凹部的頂端位置。首先，根據(jù)圖7(a)對露出面積S的變化進行說明。在凹部30與39的頂端位置為Pl時，由于凹部30與39分別未到達電極12，因此露出面積S為O。在凹部30與39的頂端位置為P2以后時，發(fā)生與電極12的接觸。在此，在凹部30與39的頂端位置處于電極12的厚度范圍內(nèi)時，在參考例涉及的凹部39中，露出面積S急劇增加。另ー方面，在本實施方式涉及的凹部30中，由于在頂端側(cè)形成有曲面30a，因此露出面積S逐漸增加。而且凹部30與39變深,在頂端位置貫穿電極12之后(頂端位置P3以后)，成為大致一定的露出面積S。這樣，在凹部30頂端側(cè)設(shè)有曲面30a的本實施方式中，由于露出部分S在由凹部30到達電極12而貫穿為止逐漸增加，因此凹部30調(diào)整變得容易。下面，根據(jù)圖7(b)對陶瓷電介體基板的強度變化進行說明。隨著凹部30與39的頂端位置向Pl P4推迸，陶瓷電介體基板的強度降低。即，凹部30與39變得越深，則剩余的陶瓷電介體基板的厚度越薄，強度降低。但是，與參考例涉及的靜電吸盤190相比，在本實施方式涉及的靜電吸盤110中，即使在相同的凹部頂端位置，陶瓷電介體基板的強度也較高。之所以這樣，是因為在凹部30頂端側(cè)設(shè)有球面狀的曲面30a。在此,在靜電吸盤中存在庫侖(coulomb)型與迥斯熱背(Johnsen-Rahbek)型。庫侖型在較廣的溫度范圍內(nèi)被吸附物的裝卸響應(yīng)性優(yōu)越。另外，迥斯熱背型靜電吸盤與庫侖型相比具有被吸附物的吸附カ強的特征。本實施方式涉及的靜電吸盤110如下，雖然可適用于庫侖型與迥斯熱背型的任意ー種，但是尤其適合于庫侖型。即，在庫侖型的靜電吸盤中，為了提高吸附力，需要將從電極12到第I主面Ila側(cè)的陶瓷電介體基板11做薄，而且需要提高外加到電極12上的吸附保持用電壓80。本實施方式涉及的靜電吸盤110如下，由于能夠通過如上所述的凹部30形狀來抑制由穿孔引起的強度降低，因此即使是需要變薄陶瓷電介體基板11的庫侖型，也能夠得到陶瓷電介體基板11的充分的機械強度。圖8與圖9是說明由凹部的曲率引起的強度差異的圖。圖8是例示本實施方式與參考例的凹部形狀的模式圖，圖9是施加到陶瓷電介體基板的最大應(yīng)カ的模擬結(jié)果。如圖8(a)所示，在本實施方式涉及的靜電吸盤110中，設(shè)置在陶瓷電介體基板11上的凹部30直徑為Imm,曲面30a的曲率半徑為0. 5mm,厚度Dl為0. 3mm。如圖8(b)所示，在參考例涉及的靜電吸盤190中，設(shè)置在陶瓷電介體基板11上的凹部39直徑為Imm,曲面39a的曲率半徑為0. 2mm,厚度Dl為0. 3mm。 在圖9中示出了在本實施方式涉及的靜電吸盤110與參考例涉及的靜電吸盤190中由距離D3引起的最大應(yīng)カ的模擬結(jié)果。在此，假設(shè)以凹部30與39的中心為軸0進行旋轉(zhuǎn)的直徑4mm的陶瓷電介體基板11，計算了將陶瓷電介體基板的拉伸彈性模量作為400GPa、將泊松比作為0. 24并對凹部30與39施加I個氣壓時在陶瓷電介體基板上產(chǎn)生的應(yīng)力。從該模擬結(jié)果知道了如下內(nèi)容，在本實施方式涉及的靜電吸盤110中，與參考例涉及的靜電吸盤190相比，最大應(yīng)カ成為2. 8分之I 3. 6分之I。即，根據(jù)設(shè)置在凹部30頂端側(cè)的曲面30a，即使在相同深度下也與參考例相比更能提高強度。接下來，對本實施方式涉及的靜電吸盤110的制造方法進行說明。圖10 圖12是按照エ序順序說明本實施方式涉及的靜電吸盤的制造方法的模式首1J視圖。而且，在圖10 圖12中示出了以凹部30為中心的模式放大剖視圖。首先，如圖10(a)所示，形成了在陶瓷電介體基板11的第I主面Ila與第2主面Ilb之間設(shè)有電極12的層狀結(jié)構(gòu)體10。要形成層狀結(jié)構(gòu)體10，則首先形成陶瓷電介體基板的印制電路基板(GreenSheet)。例如在氧化鋁粉沫中添加粘結(jié)劑，在用球磨機進行混合粉碎之后經(jīng)過混合、脫泡而形成印制電路基板。作為氧化鋁粉沫，例如可以使用平均顆粒直徑0. 5 u m以下、純度99. 99百分比(％)以上的氧化鋁粉沫。也可以添加氧化鋁以外的輔助劑。印制電路基板的厚度為例如0. 4mm以上I. Omm以下。接下來，形成用于形成電極12的金屬漿料。金屬漿料如下，在氧化鋁粉沫中混入規(guī)定量的鈀粉沫，添加粘結(jié)劑等，通過混合做成泥漿狀的鈀漿料。在此，為了提高燒結(jié)時的金屬漿料的粘結(jié)性，也可以在鈀粉沫中混入氧化鋁粉沫。接下來，通過網(wǎng)板印刷法在印制電路基板上印刷金屬漿料，形成電極12圖像(pattern)。接下來，在形成有電極12圖像的印制電路基板的上下對位其他印制電路基板，同時層疊燒成后的尺寸所需的張數(shù)，進行熱壓接，形成疊層薄板。接下來，在將疊層薄板切斷成規(guī)定形狀(例如圓板形狀)之后，在1350°C以上1600°c以下的溫度中進行燒成，同時也對電極12進行燒成。燒成可在大氣環(huán)境、還原環(huán)境的任意環(huán)境中進行。而且，在燒成后也可以追加HIP處理。由此，完成了在陶瓷電介體基板11的第I主面Ila與第2主面Ilb之間設(shè)有電極12的層狀結(jié)構(gòu)體10。接下來，如圖10(b)所示，利用鉆等在陶瓷電介體基板11的第2主面Ilb上形成沉孔。作為沉孔，形成 第I部分31 ;及第2部分32，處于第I部分31的底部且與第I部分31相比開ロ較窄。而且，沉孔也可以只是第2部分32的I個。第2部分32形成在陶瓷電介體基板11的第2主面Ilb到電極12跟前為止。接下來，如圖11(a) (b)所示，對第2部分32的底部進行鉆孔而形成具有曲面30a的凹部30。使用在頂端設(shè)有球狀鉆頭TLB的旋轉(zhuǎn)式切削工具TL進行鉆孔。通過使用球狀鉆頭TLB的切削，在凹部30頂端形成球狀曲面30a。在此，使切削工具TL的鉆頭TLB的轉(zhuǎn)軸對于凹部30的鉆孔方向(Z方向)的軸(Z軸)傾斜即可。由此，能夠用旋轉(zhuǎn)的鉆頭TLB高效地形成凹部30的頂端。
而且，使用切削工具TL使凹部30的曲面30a到達電極12為止進行鉆孔。由此，如圖11(b)所示，在凹部30的曲面30a上露出電極12的一部分(露出部分12a)。接下來，如圖12(a)所示，在凹部30的內(nèi)壁上形成導電性構(gòu)件20。在導電性構(gòu)件20中例如使用白金漿料。即，在凹部30內(nèi)壁的至少一部分上例如涂敷白金漿料，以便與曲面30a的露出部分12a接觸。之后，在900°C左右的溫度下進行燒成，從而形成與露出部分12a連接的導電性構(gòu)件20。而且，導電性構(gòu)件20除了白金衆(zhòng)料以外也可以是電鍍、CVD(Chemical V aporDeposition :化學氣相沉積)、加入導電性顆粒的有機樹脂等。接下來，如圖12(b)所示，在凹部30中例如埋入導電性樹脂25，通過該導電性樹脂25將襯墊21安裝在凹部30的第I部分31上。而且，雖然在此是將導電性樹脂25埋入在凹部30內(nèi)并安裝襯墊21，但是根據(jù)與電極12接通的方式而設(shè)置其中所需的結(jié)構(gòu)即可。另夕卜，也可以代替導電性樹脂25而利用釬料、焊錫。由此，完成本實施方式的靜電吸盤110。在此，說明凹部30的形成。圖13 圖18是說明凹部深度與在Z方向上觀察的開ロ狀態(tài)的關(guān)系的模式圖。在各圖中，(a)是在Z方向上觀察凹部的俯視圖，(b)是凹部的剖視圖。凹部從圖13到圖18為止逐漸變深。首先，如圖13所示，在凹部30未到達電極12的情況下，在Z方向上觀察凹部30時，成為在凹部30的直徑2R的內(nèi)側(cè)只出現(xiàn)陶瓷電介體基板11的狀態(tài)。接下來，如圖14所示，在凹部30到達電極12且凹部30的頂端處于電極12內(nèi)的情況下(距離D3 (I))，在Z方向上觀察凹部30時，成為電極12的露出部分12a圓形狀出現(xiàn)在凹部30的直徑2R的內(nèi)側(cè)的狀態(tài)。在凹部30的距離D3 (I)時，露出部分12a的圓形狀的直徑為L(l)。接下來，如圖15所示，在電極12內(nèi)，在凹部30頂端與圖14(b)所示的深度相比更深的情況下(距離D3(2))，在Z方向上觀察凹部30時，出現(xiàn)在凹部30的直徑2R的內(nèi)側(cè)的露出部分12a的圓形狀的直徑L(2)顯得與圖14(a)所示的直徑L(I)相比更大。接下來，如圖16所示，在凹部30頂端從電極12稍微穿透的情況下(距離D3 (3))，在Z方向上觀察凹部30時，出現(xiàn)在凹部30的直徑2R的內(nèi)側(cè)的露出部分12a的圓形狀的直徑L(3)顯得與圖15(a)所示的直徑L(2)相比更大。而且，成為如下狀態(tài)，對應(yīng)于從電極12稍微穿透的凹部30的頂端部分，陶瓷電介體基板11在露出部分12a以圓形狀(直徑M(I))出現(xiàn)。即，在Z方向上觀察時，露出部分12a以環(huán)狀出現(xiàn)。接下來，如圖17所示，在凹部30頂端與圖16(b)所示的深度相比更深的情況下(距離D3 (4))，在Z方向上觀察凹部30時，出現(xiàn)在凹部30的直徑2R的內(nèi)側(cè)的露出部分12a的圓形狀的直徑L(4)顯得與圖16(a)所示的直徑L(3)相比更大。而且，出現(xiàn)在露出部分12a的中央部分的陶瓷電介體基板11的圓形狀的直徑M(2)也顯得與圖16(a)所示的直徑Md)相比更大。接下來，如圖18所示，在凹部30頂端完全穿透電極12的情況下，S卩，在曲面30a的位置超過電極12的情況下，在Z方向上觀察凹部30時，成為出現(xiàn)直徑2R的凹部30的狀態(tài)。
這樣，根據(jù)圖13 圖18所示的凹部30的深度(距離D3)，在Z方向上觀察凹部30時的狀態(tài)發(fā)生變化。從而，在形成凹部30時，通過管理在Z方向上觀察該凹部30時的狀態(tài)即直徑L、直徑M，從而能夠正確地設(shè)定距離D3。例如，在用顯微鏡觀察凹部30內(nèi)側(cè)而確認狀態(tài)的同時逐漸加深凹部30。在觀察凹部30內(nèi)側(cè)時，如圖13(a)所示，在凹部30的內(nèi)側(cè)整體為陶瓷電介體基板11時,能夠判斷成凹部30頂端尚未到達電極12。而且，如圖14(a)所示，在凹部30的內(nèi)側(cè)以圓形狀出現(xiàn)露出部分12a的情況下，能夠判斷成凹部30的頂端到達了電極12。此時，如果測定露出部分12a的圓形狀的直徑L，則能夠通過上述(式I)算出凹部30頂端的深度(距離D3)。如圖16(a)所示，在凹部30內(nèi)側(cè)以圓形狀出現(xiàn)露出部分12a而且在露出部分12a的中央部分以圓形狀出現(xiàn)陶瓷電介體基板11的情況下，能夠判斷成凹部30頂端穿透了電極12。即使凹部30頂端穿透了電極12，在露出部分12a以環(huán)狀出現(xiàn)期間也成為曲面30a與電極12交叉的狀態(tài)。在露出部分12a以環(huán)狀出現(xiàn)時，能夠通過露出部分12a的直徑L來算出距離D3，除此之外也能通過在露出部分12a的中心部分出現(xiàn)的陶瓷電介體基板11的直徑M而例如根據(jù)如下式2來算出距離D3。D3=t+R-1/2X ^](4xR2-M2)-(式 2)在本實施方式中，以處于在凹部30內(nèi)側(cè)露出部分12a以處于圓形狀出現(xiàn)(參照圖13(a))到環(huán)狀出現(xiàn)的露出部分12a的環(huán)狀將要消失之前為止的狀態(tài)(參照圖16(a) 17(a))的方式對凹部30進行鉆孔。由此，能夠抑制深挖凹部30，能夠確實地使電極12露出在曲面30a上。圖19是例示凹部狀態(tài)的圖。圖19(a)是例示凹部30內(nèi)側(cè)狀態(tài)的光學顯微鏡相片。另外，圖19(b)是例示凹部30截面的電子顯微鏡相片。雖然在圖19(a)與(b)中的顯示倍率各不同，但是凹部30的深度相問。如圖19(a)所示，在凹部30內(nèi)側(cè)以呈環(huán)狀地例如白色狀出現(xiàn)的部分是電極12的露出部分12a。此時，如果測定露出部分12a的直徑L，則能夠控制相當于凹部30深度的距離D3。在圖19(b)所示的凹部30中，在第I部分31底部設(shè)有第2部分32。在該凹部30中，設(shè)置在第2部分32上的頂端的曲面30a與電極12相切。這樣，如果管理露出部分12a的直徑L，則能夠抑制深挖凹部30，同時能夠通過使電極12從凹部30的曲面30a上露出(露出部分12a)而得到與導電性構(gòu)件20的確實的電接通。另外，通過滿足上述(3)的條件，能夠?qū)τ诼冻霾糠?2a的直徑L的變化而使凹部30的距離D3的變化變小。即，在對凹部30進行鉆孔時，與凹部30的距離D3增加量相比露出部分12a的直徑L的増加量較小，因此能夠在參照直徑L的同時高精度地進行凹部30的微小的距離D3調(diào)整。接下來，對凹部30的其他方式進行說明。圖20是例示凹部的其他方式的模式剖視圖。圖20 (a)與(b)所示的方式是在凹部30中插入金屬構(gòu)件35的方式。在金屬構(gòu)件35中使用線膨脹系數(shù)接近陶瓷電介體基板11的例如鑰、科瓦鐵鎳鈷合金與各種合金。金屬構(gòu)件35通過凹部30內(nèi)的導電性構(gòu)件20而被插入。由此，通過使接觸電極61與金屬構(gòu)件35接觸，從而能夠得到外部與電極12的電接通。圖20(c)與(d)所示的方式是在I個襯墊21上形成有多個凹部30的方式。I個襯墊21跨著多個凹部30而形成。在圖20(c)與(d)所例示的方式中，在I個襯墊21上形成有2個凹部30。由此，在使接觸電極61接觸襯墊21時，通過分別設(shè)置在多個凹部30中的導電性構(gòu)件20，能夠得到與電極12的確實的電接通。圖20(e)與⑴所示的方式是對于I個第I部分31形成有多個第2部分32的方式。即，在第I部分31的底部形成有多個第2部分32。在圖20(e)與(f)所例示的方式中，在I個第I部分31上形成有2個第2部分32。導電性構(gòu)件20從各第2部分32的內(nèi)壁延伸至第I部分31的底部。接觸電極61在該導電性構(gòu)件20延伸的第I部分31的底部處接觸，得到與電極12的電接通。圖20(g)與(h)所示的方式是在陶瓷電介體基板11的第2主面上形成有襯墊且該襯墊21與設(shè)置在凹部30中的導電性構(gòu)件20接觸的方式。由此，如果襯墊21與接觸電極61接觸，則能夠得到與電極12的電接通。接下來，對凹部曲面的其他例進行說明。圖21是說明具有圓錐形狀曲面的凹部的模式圖。雖然之前說明的凹部30的曲面30a是球面狀，但是圖21所示的凹部70的曲面70a是圓錐形狀。要形成這樣的凹部70，則作為圖11所例示的設(shè)置在切削工具TL頂端的鉆頭TLB而使用圓錐形狀的鉆頭，使切削エ具TL朝著Z方向推進。由此，在凹部70頂端形成圓錐形狀的曲面70a部分。在本實施方式中，使電極12從圓錐形狀的曲面70a上露出。圖21(b)所示的凹部70內(nèi)側(cè)的狀態(tài)因凹部70深度即距離D3而發(fā)生變化。該狀態(tài)的變化與圖13 圖18所示的例子相同。在此，對于在Y方向上觀察曲面70a的截面形狀，優(yōu)選在電極12的露出部分12a的最接近第2主面Ilb側(cè)的位置121處的切線130與電極12的第2主面Ilb側(cè)所形成的角度9小于45°。由此，能夠?qū)?yīng)露出部分12a的直徑L的變化而使凹部30的距離D3的變化變小。即，在對凹部30進行鉆孔時，與凹部30的距離D3的增加量相比能夠使露出部分12a的直徑L的増加量變小，能夠在參照直徑L的同時高精度地進行凹部30的微小的距離D3調(diào)整。圖22是說明具有圓錐臺形狀曲面的凹部的模式圖。圖22所示的凹部71的曲面、71a呈圓錐臺形狀。要形成這樣的凹部71，則作為圖11所例示的設(shè)置在切削工具TL頂端的鉆頭TLB而使用圓錐臺形狀的鉆頭，使切削工具TL朝著Z方向推迸。由此，在凹部71頂端形成圓錐臺形狀的曲面71a部分。在本實施方式中，使電極12從圓錐臺形狀的曲面71a露出。圖22(b)所示的凹部71內(nèi)側(cè)的狀態(tài)因凹部71深度即距離D3而發(fā)生變化。該狀態(tài)的變化與圖13 圖18所示的例子相同。在此，對于在Y方向上觀察曲面71a的截面形狀，優(yōu)選在電極12的露出部分12a的最接近第2主面Ilb側(cè)的位置121處的切線130與電極12的第2主面Ilb側(cè)所形成的角度9小于45°。由此，能夠?qū)?yīng)露出部分12a的直徑L的變化而使凹部30的距離D3的變化變小。即，在對凹部30進行鉆孔時，與凹部30的距離D3的增加量相比，能夠使露出部分12a的直徑L的増加量變小，能夠在參照直徑L的同時高精度地進行凹部30的微小的距離D3調(diào)整。
如以上說明，根據(jù)本實施方式，能夠確實地確保接通到陶瓷電介體基板11內(nèi)部的電極12，同時能夠?qū)⒂砂疾?0的穿孔引起的陶瓷電介體基板11的機械強度降低和陶瓷電介體基板11的電絕緣可靠性降低控制到最小限度。以上，說明了本發(fā)明的實施方式。但是本發(fā)明并不局限于上述記述。關(guān)于前述的實施方式，只要具備本發(fā)明的特征，則本領(lǐng)域技術(shù)人員追加適當設(shè)計變更的發(fā)明也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。另外，前述的各實施方式所具備的各要素，在技術(shù)上可行的范圍內(nèi)能夠進行組合，組合這些的發(fā)明只要包含本發(fā)明的特征，則也就包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種靜電吸盤， 具備陶瓷電介體基板，具有放置被吸附物的第I主面與所述第I主面相反側(cè)的第2主面； 電極，設(shè)置在所述陶瓷電介體基板的所述第I主面與所述第2主面之間； 及導電性構(gòu)件，設(shè)置在形成于所述陶瓷電介體基板的所述第2主面上的凹部中，其特征為， 所述凹部的頂端具有曲面， 所述電極具有在所述曲面上露出的露出部分， 所述導電性構(gòu)件在所述露出部分處與所述電極接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的靜電吸盤，其特征為， 所述曲面為球面狀， 在將從所述第2主面朝向所述第I主面的第I方向上觀察時的所述露出部分的直徑作為L且將所述曲面的曲率半徑作為R時，L彡2R。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的靜電吸盤，其特征為， 在將從所述第2主面朝向所述第I主面的第I方向上觀察時的所述露出部分的直徑作為L，且將在所述第I方向上的所述露出部分的所述第2主面?zhèn)扰c所述凹部頂端的間隔作為D3 時，D3 ( L/2。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的靜電吸盤，其特征為， 所述曲面為球面狀， 在將所述曲面的曲率半徑作為R且將從所述第2主面朝向所述第I主面的第I方向上的所述露出部分的所述第2主面?zhèn)扰c所述凹部頂端的間隔作為D3時，D3。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的靜電吸盤，其特征為， 將與從所述第2主面朝向所述第I主面的第I方向正交的方向作為第2方向，將與所述第I方向和所述第2方向正交的方向作為第3方向，在所述第2方向上觀察所述凹部時的截面上，在將所述曲面的外形線與所述露出部分的接點處的所述曲面的切線對于所述第3方向的角度作為0時，0 <45°。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中的任意一項所述的靜電吸盤，其特征為， 所述凹部具有第I部分，設(shè)置在所述第2主面?zhèn)龋患暗?部分，設(shè)置在所述第I部分與所述電極之間且與所述第I部分相比開口較小。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的靜電吸盤，其特征為， 所述凹部在所述第I部分與所述電極之間具有多個所述第2部分。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種靜電吸盤，其能夠確實地確保接通到陶瓷電介體基板內(nèi)部的電極，同時能夠?qū)⒂纱┛滓鸬奶沾呻娊轶w基板的強度降低和電絕緣可靠性降低控制到最小限度。具體而言，提供一種靜電吸盤，其特征為，具備陶瓷電介體基板，具有放置被吸附物的第1主面與所述第1主面相反側(cè)的第2主面；電極，設(shè)置在所述陶瓷電介體基板的所述第1主面與所述第2主面之間；及導電性構(gòu)件，設(shè)置在形成于所述陶瓷電介體基板的所述第2主面上的凹部中，所述凹部的頂端具有曲面，所述電極具有在所述曲面上露出的露出部分，所述導電性構(gòu)件在所述露出部分處與所述電極接觸。
文檔編號H01L21/683GK102738053SQ20121008069
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者松井宏樹, 近藤俊平 申請人:Toto株式會社