静电吸盘的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明的形态涉及一种静电吸盘，涉及一种能够提高陶瓷电介体基板的绝缘强度的静电吸盘。
【背景技术】
[0002]在氧化铝等的陶瓷电介体基板之间夹住电极并进行烧成而制作的陶瓷制的静电吸盘是在内置的电极上外加静电吸附用电力，并通过静电力来吸附硅晶片等的基板。在这样的静电吸盘中，在陶瓷电介体基板的表面与吸附对象物即基板的背面之间流入氦(He)等惰性气体，对吸附对象物即基板的温度进行控制。
[0003]例如，在化学汽相沉积(CVD(Chemical Vapor Deposit1n))装置、派射(sputtering)装置、离子注入装置、蚀刻(etching)装置等对基板进行处理的装置中，存在处理中会带来基板的温度上升的装置。在用于这样的装置的静电吸盘中，在陶瓷电介体基板与吸附对象物即基板之间流入He等惰性气体，通过使惰性气体接触基板来抑制基板的温度上升。
[0004]在通过He等惰性气体来对基板温度进行控制的静电吸盘中，将用于导入He等惰性气体的孔(气体导入路)设置于陶瓷电介体基板及支撑陶瓷电介体基板的基座板。
[0005]在此，在装置内对基板进行处理时，在气体导入路内有时会发生放电。在专利文献I中公开有如下静电吸盘，通过在气体导入路内设置陶瓷烧结多孔体，将陶瓷烧结多孔体的构造及膜孔作为气体流路，从而提高在气体导入路内的绝缘性。另外，在专利文献2中公开有如下静电吸盘，在气体扩散用空隙内设置有由陶瓷多孔体所构成且用于防止放电的处理气体流路用的放电防止构件。另外，在专利文献3中公开有如下静电吸盘，作为像氧化铝这样的多孔质电介体而设置电介体插入物，从而减少电弧放电。
[0006]但是，仅仅是在气体导入路内设置陶瓷多孔体，则无法得到充分的绝缘强度。要想提供对应于处理装置中的各种条件的静电吸盘，则需要进一步提高绝缘强度。
[0007]另外，由于多孔体的气孔率较高，因此从陶瓷多孔体到陶瓷电介体基板的热传递率低于从金属制基座板到陶瓷电介体基板的热传导率。因而，从气体导入路流入传导气体来冷却基板时的基板温度与不流入时的基板温度的温度差容易变大。即，产生如下问题，在基板的整体上，在靠近陶瓷多孔体的部分产生晶片面内温度差较大的区域(所谓热点或冷点)，无法进行晶片温度均一性高的温度控制。
[0008]专利文献1:日本国特开2010-123712号公报专利文献2:日本国特开2003-338492号公报
专利文献3:日本国特开平10-50813号公报
【发明内容】
[0009]本发明是基于这样的问题的认知而进行的，所要解决的技术问题是提供一种静电吸盘，其对于气体导入路内的放电，能够得到高的绝缘强度，或者，即使是在气体导入路内设置有陶瓷多孔体的构造，对于吸附对象物也能够进行晶片温度均一性高的温度控制。
[0010]根据本发明的一个形态，提供一种静电吸盘，其特征为，具备:陶瓷电介体基板，具有放置吸附对象物的第I主面、所述第I主面相反侧的第2主面、从所述第2主面设置到所述第I主面的穿通孔；金属制基座板，支撑所述陶瓷电介体基板且具有与所述穿通孔连通的气体导入路；及绝缘体塞子，具有设置于所述气体导入路的陶瓷多孔体、设置在所述陶瓷多孔体与所述气体导入路之间的比所述陶瓷多孔体更致密的陶瓷绝缘膜，所述陶瓷绝缘膜从所述陶瓷多孔体的表面进入所述陶瓷多孔体的内部。
【附图说明】
[0011]图1是例示本实施方式所涉及的静电吸盘的结构的模式剖视图。
图2是例示本实施方式所涉及的静电吸盘的其他结构的模式剖视图。
图3是图1及图2所示的A部分的模式放大剖视图。
图4是表示图1及图2所示的A部分的变形例的模式放大剖视图。
图5是表示陶瓷绝缘膜的例子的图。
图6(a)及(b)是例示绝缘体塞子与穿通孔的关系的模式立体图。
图7(a)及(b)是表示本实施方式的绝缘体塞子附近的模式图。
图8(a)?(f)是例示本实施方式的绝缘体塞子的变形例的模式剖视图。
图9是表示本实施方式的绝缘体塞子附近的其他例子的模式图。
图10(a)及(b)是说明本实施方式的陶瓷绝缘膜的应力缓解的模式剖视图。
图11是例示气孔率与耐电压(耐压)的关系的曲线图。
图12是例示气孔率与传递气体流量的关系的曲线图。
图13是例示热传导率与冷却性能的关系的曲线图。
图14(a)及(b)是例示气孔率与陶瓷多孔体的热传导率的关系及气孔率与陶瓷多孔体的密度的关系的曲线图。
图15是例示气孔率与陶瓷绝缘膜的热传导率的关系及气孔率与陶瓷绝缘膜的密度的关系的曲线图。
图16是例示热膨胀率之差的比率与应力的关系的曲线图。
图17是表不材料的热膨胀率的一个例子的表。
图18是例示表面粗糙度与贴紧性的关系的曲线图。
图19是分别例示表面粗糙度与耐压、流量、应力、冷却性能的关系的曲线图。
图20是例示纵横尺寸比与绝缘强度的关系的图。
图21是例示陶瓷多孔体的外径与绝缘强度的关系的图。
图22是例示陶瓷多孔体的长度与绝缘强度的关系的图。
图23是例示陶瓷多孔体的比率(L/D)与绝缘强度的关系的图。
图24(a)及(b)是例示内径D及距离L的模式俯视图。
图25(a)?(d)是例示吸附对象物的温度变化的图。
图26是例示气体流量与温度变化的关系的图。
图27是例示气体流量与温度变化的关系的图。
图28是例示穿通孔的内径与温度变化的关系的图。
【具体实施方式】
[0012]第I发明是一种静电吸盘，其特征为，具备:陶瓷电介体基板，具有放置吸附对象物的第I主面、所述第I主面相反侧的第2主面、从所述第2主面设置到所述第I主面的穿通孔；金属制基座板，支撑所述陶瓷电介体基板且具有与所述穿通孔连通的气体导入路；及绝缘体塞子，具有设置于所述气体导入路的陶瓷多孔体、设置在所述陶瓷多孔体与所述气体导入路之间的比所述陶瓷多孔体更致密的陶瓷绝缘膜，所述陶瓷绝缘膜从所述陶瓷多孔体的表面进入所述陶瓷多孔体的内部。
[0013]根据该静电吸盘，不仅通过设置于气体导入路的陶瓷多孔体来提高穿通孔及气体导入路中的绝缘强度，而且也可以通过陶瓷绝缘膜来提高穿通孔及气体导入路中的绝缘强度。
另外，由于在陶瓷多孔体与陶瓷绝缘膜之间的边界面上不存在绝热层，因此对象物的温度分布趋于均一化，能够抑制在穿通孔上的对象物上产生所谓热点。另外，抑制陶瓷绝缘膜从陶瓷多孔体剥离，能够实现绝缘强度的提高。而且，抑制陶瓷多孔体被密封，能够抑制气体流量降低。
[0014]第2发明是一种静电吸盘，其特征为，在第I发明中，所述陶瓷绝缘膜的热膨胀率分别与所述陶瓷多孔体的热膨胀率及所述陶瓷电介体基板的热膨胀率相同。
[0015]根据该静电吸盘，由于在陶瓷多孔体与陶瓷绝缘膜之间的边界面上不存在绝热层，因此对象物的温度分布趋于均一化，能够抑制在穿通孔上的对象物上产生所谓热点。另夕卜，能够抑制陶瓷绝缘膜从陶瓷多孔体剥离，实现绝缘强度的提高。而且，能够抑制陶瓷多孔体被密封，抑制气体流量降低。
[0016]第3发明是一种静电吸盘，其特征为，在第I发明中，所述陶瓷绝缘膜的表面的算术平均粗糙度小于所述陶瓷多孔体的表面的算术平均粗糙度，且大于所述陶瓷电介体基板的表面的算术平均粗糙度。
[0017]根据该静电吸盘，由于在陶瓷多孔体与陶瓷绝缘膜之间的边界面上不存在绝热层，因此对象物的温度分布趋于均一化，能够抑制在穿通孔上的对象物上产生所谓热点。另夕卜，能够抑制陶瓷绝缘膜从陶瓷多孔体剥离，实现绝缘强度的提高。而且，能够抑制陶瓷多孔体被密封，抑制气体流量降低。
[0018]第4发明是一种静电吸盘，其特征为，在第I发明中，所述陶瓷绝缘膜的气孔率为10%以下，所述陶瓷多孔体的气孔率为30%以上、60%以下。
[0019]根据该静电吸盘，陶瓷绝缘膜成为应力缓解层。
[0020]第5发明是一种静电吸盘，其特征为，在第I发明中，所述陶瓷绝缘膜的密度为3.0克/立方厘米以上、4.0克/立方厘米以下，所述陶瓷多孔体的密度为1.5克/立方厘米以上、3.0克/立方厘米以下。
[0021]根据该静电吸盘，陶瓷绝缘膜成为应力缓解层。
[0022]第6发明是一种静电吸盘，其特征为，在第I发明中，在将所述陶瓷多孔体的热膨胀率作为基准时，所述陶瓷多孔体的热膨胀率与所述陶瓷绝缘膜的热传导率之差的比率为100%以下。
[0023]根据该静电吸盘，能够抑制陶瓷多孔体及陶瓷绝缘膜破损，在流程中维持稳定的冷却性能。
[0024]第7发明是一种静电吸盘，其特征为，在第I发明中，所述陶瓷多孔体及所述陶瓷绝缘膜各自的热膨胀率为7.0X 10 V0C以上、10.0X10 V0C以下。
[0025]根据该静电吸盘，能够抑制陶瓷多孔体及陶瓷绝缘膜破损，在流程中维持稳定的冷却性能。
[0026]第8发明是一种静电吸盘，其特征为，在第I发明中，所述陶瓷多孔体及所述陶瓷绝缘膜各自的热传导率为0.3ff/m.K以上、10W/m.K以下。
[0027]根据该静电吸盘，能够使对象物的温度分布趋于均一化，抑制在穿通孔上的对象物上产生所谓热点。
[0028]第9发明是一种静电吸盘，其特征为，在第3发明中，所述陶瓷绝缘膜的表面的所述算术平均粗糙度为0.5微米以上、4微米以下，所述陶瓷多孔体的表面的所述算术平均粗糙度为5微米以上、20微米以下。
[0029]根据该静电吸盘，具有适度地包含空气的构造的陶瓷绝缘膜成为应力缓解层。
[0030]第10发明是一种静电吸盘，其特征为，在第I发明中，所述陶瓷绝缘膜是设置于所述陶瓷多孔体侧面的陶瓷喷镀膜。
[0031]根据该静电吸盘，利用陶瓷的喷镀膜即陶瓷绝缘膜，能够通过具有陶瓷多孔体及陶瓷绝缘膜的绝缘体塞子来得到高的绝缘性。
[0032]第11发明是一种静电吸盘，其特征为，在第I发明中，所述陶瓷多孔体的相对于外径的长度的比率为0.6以上。
[0033]根据该静电吸盘，在具有陶瓷多孔体及陶瓷绝缘膜的绝缘体塞子中，通过使绝缘体塞子的相对于外径的长度的比率成为0.6以上，从而能够得到高的绝缘性。
[0034]第12发明是一种静电吸盘，其特征为，在第11发明中，所述陶瓷多孔体的外径为I毫米以上。
[0035]根据该静电吸盘，能够使吸附对象物的冷点处于1°C以下。
[0036]第13发明是一种静电吸盘，其特征为，在第11发明中，所述陶瓷多孔体的长度为3毫米以上。
[0037]根据该静电吸盘，如果使陶瓷多孔体的长度成为3毫米以上，则能够得到高的绝缘性。
[0038]第14发明是一种静电吸盘，其特征为，在第I发明中，在将所述穿通孔的内径作为D、将从所述穿通孔的中心到所述陶瓷多孔体的外周为止的距离作为L时，L/D为5以上。
[0039]根据该静电吸盘，通过使L/D成为5以上，从而能够提高在穿通孔及气体导入路中的绝缘强度。
[0040]第15发明是一种静电吸盘，其特征为，在第I发明中，在将He气体的压力差作为30Torr时，从每I个所述穿通孔流出的He气体的流量为0.5sccm以上、14sccm以下。
[0041]根据该静电吸盘，在气体导入路内设置