CN104952779A - 静电吸盘 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种静电吸盘，其能够降低等离子对粘接剂的损伤。具体而言，其特征为，具备：陶瓷电介体基板，具有放置吸附对象物的第1主面、第1主面相反侧的第2主面、从第2主面设置到第1主面的穿通孔；金属制基座板，支撑陶瓷电介体基板且具有与穿通孔连通的气体导入路；及接合层，设置在陶瓷电介体基板与基座板之间且包含树脂材料，接合层具有设置在第2主面上的穿通孔的开口部与气体导入路之间的与开口部相比水平方向上更大的空间，空间侧的接合层的端面与第2主面相交的第1区域比不同于第1区域的端面的另外的第2区域还要从开口部后退。

Description

静电吸盘
技术领域
本发明的形态涉及一种静电吸盘。
背景技术
在进行蚀刻(etching)、化学汽相沉积(CVD(Chemical VaporDeposition))、溅射(sputtering)、离子注入、灰化、曝光、检查等的基板处理装置中，作为吸附保持半导体晶片或玻璃基板等被吸附物(处理对象物)的单元而使用静电吸盘。
静电吸盘是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。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。
在这样的基板处理装置中，为了高生产率化，推进等离子流程的高输出化及等离子流程的高温化。为了高生产率化，被吸附物的冷却功能成为要点的1个。另外，实现高生产率化会增加输入到基板处理装置的热量。因而，可使用于静电吸盘的构件的材料限定于高耐热性的材料。
例如，在高温时陶瓷与金属的接合强度、从陶瓷到金属的热传递性、可对应于因热膨胀差而产生的剪切应力的柔软性及电绝缘性等上，要求接合陶瓷电介体基板与支撑陶瓷电介体基板的金属板的粘接剂具有。存在热传导率比较高的粘接剂或具有比较出色的耐热性及耐等离子性的粘接剂，另一方面，当与陶瓷或金属等进行比较时，等离子流程中的粘接剂的耐等离子性在使用于静电吸盘的构件中最低。因而，粘接剂的寿命成为静电吸盘的寿命。
当粘接剂在蚀刻等的流程中受损伤时，提高热传导的陶瓷填充物成分或没能气化的弹性体成分有可能成为颗粒(particle)源。另外，当粘接剂受损伤时粘接剂的热传导率下降，有可能无法发挥热传导的功能及将被吸附物的温度均一保持的功能。于是，希望存在能够降低粘接剂所受的损伤的静电吸盘。
专利文献1：日本国特开2004-31665号公报
专利文献2：日本国实用新型登录第3154629号公报
发明内容
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，其不管粘接剂的等离子耐久性如何，都能够降低因等离子而粘接剂所受的损伤，而且即使在粘接剂受损伤时也能够降低颗粒飞散。
第1发明为一种静电吸盘，其特征为，具备：陶瓷电介体基板，具有放置吸附对象物的第1主面、所述第1主面相反侧的第2主面、从所述第2主面设置到所述第1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；及接合层，设置在所述陶瓷电介体基板与所述基座板之间且包含树脂材料，所述接合层具有设置在所述第2主面上的所述穿通孔的开口部与所述气体导入路之间的与所述开口部相比水平方向上更大的空间，所述空间侧的所述接合层的端面与所述第2主面相交的第1区域比不同于所述第1区域的所述端面的另外的第2区域还要从所述开口部后退。
根据该静电吸盘，不管粘接剂自身的耐久性如何，都能够降低接合层所受的损伤。假设，即使在接合层受损伤时也能够降低颗粒飞散。
第2发明是一种静电吸盘，其特征为，在第1发明中，在垂直于所述第2主面的法线的方向上观察时的所述第1区域中，由所述第2主面与所述端面所形成的角度当朝向所述第2主面时变大。
根据该静电吸盘，不管粘接剂自身的耐久性如何，都能够降低接合层所受的损伤。假设，即使在接合层受损伤时也能够降低颗粒飞散。
第3发明是一种静电吸盘，其特征为，在第2发明中，设置有当从所述第2主面在所述法线的方向上远离时，由所述第2主面与所述端面所形成的角度变小的第3区域。
根据该静电吸盘，不管粘接剂自身的耐久性如何，都能够降低接合层所受的损伤。假设，即使在接合层受损伤时也能够降低颗粒飞散。
第4发明是一种静电吸盘，其特征为，在第1发明中，相互彼此相对的所述端面之间的距离当从所述第2主面在所述法线的方向上远离时变短。
根据该静电吸盘，不管粘接剂自身的耐久性如何，都能够降低接合层所受的损伤。假设，即使在接合层受损伤时也能够降低颗粒飞散。
第5发明是一种静电吸盘，其特征为，在第1～4的任意1个发明中，在所述第1区域中的所述端面与所述穿通孔的中心之间的距离d及在所述第2区域中的相互彼此相对的所述端面之间的距离D使2d≥D的关系式成立。
在端面的截面构造呈非对称(asymmertric)时，距离d为在第1区域中的端面与穿通孔中心之间的距离当中的最大值的距离。根据该静电吸盘，能够形成可堆积颗粒的凹部。
第6发明是一种静电吸盘，其特征为，在第5发明中，所述距离d为0.1mm以上、5.0mm以下。
根据该静电吸盘，能够同时实现粘接剂所受的损伤量的降低与对象物的温度分布的均一化。
第7发明是一种静电吸盘，其特征为，在第1～6的任意1个发明中，所述接合层具有：接合部，接合所述第2主面与所述基座板；及端部，具有所述端面且形成所述空间，所述接合部的材料与所述端部的材料不同。
根据该静电吸盘，通过使端部不包含提高热传导率的填充物，从而能够降低颗粒产生。另外，在作为接合部而使用硅酮粘接剂时，能够在端部使用与硅酮粘接剂相比耐等离子性更出色的材料。
第8发明是一种静电吸盘，其特征为，在第1～6的任意1个发明中，所述接合层具有：接合部，接合所述第2主面与所述基座板；及端部，具有所述端面且形成所述空间，所述接合部的材料与所述端部的材料相同。
根据该静电吸盘，能够进一步提高接合部与端部的粘接力。
第9发明是一种静电吸盘，其特征为，在第7或8发明中，使用于所述接合部的粘接剂的热传导率为0.1W/m·K以上，使用于所述接合部的粘接剂的绝缘破坏强度为1kV/mm以上，使用于所述接合部的粘接剂的耐热温度为40℃以上。
根据该静电吸盘，即使在高温流程中使用静电吸盘，也能够使用在保持良好的热传递的同时可保持绝缘的粘接剂。另外，也可以具有能够缓解陶瓷电介体基板的热膨胀与基座板的热膨胀之差的弹性。
第10发明是一种静电吸盘，其特征为，在第5或6发明中，还具备设置于所述气体导入路的多孔体，所述距离d及所述多孔体的半径R使d＞R的关系式成立。
根据该静电吸盘，形成可堆积颗粒的凹部，能够在空间内形成使颗粒容易堆积在凹部的传递气体的对流。即，能够在空间内控制有选择地使颗粒堆积在凹部的传递气体的对流。因而，假设，即使在产生颗粒时也能够降低颗粒飞散。另外，由于设置有多孔体，因此在穿通孔及气体导入路中能够具有较高的耐电压性。
第11发明是一种静电吸盘，其特征为，在5、6及10的任意1个发明中，所述距离d大于所述第1主面侧的所述穿通孔的开口部的半径。
根据该静电吸盘，不管粘接剂自身的耐久性如何，都能够降低接合层所受的损伤。假设，即使接合层受损伤，也能够降低颗粒飞散。
第12发明是一种静电吸盘，其特征为，在第1～11的任意1个发明中，所述空间在所述水平方向上的长度大于所述接合层的厚度。
根据该静电吸盘，不管粘接剂自身的耐久性如何，都能够降低接合层所受的损伤。假设，即使接合层受损伤，也能够降低颗粒飞散。
第13发明是一种静电吸盘，其特征为，在7或8的发明中，所述端部分别以面与所述第2主面、所述基座板接触，所述端部分别与所述第2主面、所述基座板接触的所述面在所述水平方向上的长度大于所述接合层的厚度。
根据该静电吸盘，不同于替代端部而设置有O型圈的情况，接合层的端部有助于陶瓷电介体基板与基座板的接合。
第14发明是一种静电吸盘，其特征为，在13发明中，所述端部的外周部即从所述端部观察的所述空间的相反侧的外周部被所述树脂材料所填充。
根据该静电吸盘，不同于替代端部而设置有O型圈的情况，能够抑制在接合层中产生空间。接合层的端部能够有助于陶瓷电介体基板与基座板的接合，能够更加牢固地相互粘接陶瓷电介体基板与基座板。
第15发明是一种静电吸盘，其特征为，在13或14的发明中，所述第2主面的与所述端部接触的面与所述第2主面的被所述接合层所粘接的面位于同一平面上，所述基座板的与所述端部接触的面与所述基座板的被所述接合层所粘接的面位于同一平面上。
根据该静电吸盘，不同于替代端部而设置有O型圈的情况，接合层的端部能够有助于陶瓷电介体基板与基座板的接合。
第16发明是一种静电吸盘，其特征为，在第13～15的任意1个发明中，所述第1区域中的所述端面的曲率大于所述第2区域中的所述端面的曲率。
根据该静电吸盘，不同于替代端部而设置有O型圈的情况，接合层的端部能够有助于陶瓷电介体基板与基座板的接合。
第17发明是一种静电吸盘，其特征为，在第1～16的任意1个发明中，所述陶瓷电介体基板具有体积电阻率为1×1014Ω·cm以上的库仑材料。
根据该静电吸盘，不管粘接剂自身的耐久性如何，都能够降低接合层所受的损伤。假设，即使接合层受损伤，也能够降低颗粒飞散。
根据本发明的形态，提供一种静电吸盘，其能够降低等离子对粘接剂的损伤。
附图说明
图1是例示本实施方式所涉及的静电吸盘结构的模式剖视图。
图2是表示本实施方式的接合层附近的模式放大图。
图3是图1所示的A部分的变形例的模式放大剖视图。
图4是例示距离d与温度差之间的关系的图及距离d与电导之间的关系的图。
图5是表示本实施方式的其他的接合层附近的模式放大图。
图6是表示本实施方式的另外其他的接合层附近的模式放大图。
图7是表示本实施方式的另外其他的接合层附近的模式放大图。
图8是表示本实施方式的另外其他的接合层附近的模式放大图。
图9是表示本实施方式的另外其他的接合层附近的模式放大图。
图10是表示本实施方式的另外其他的接合层附近的模式放大图。
图11是表示本实施方式的另外其他的接合层附近的模式放大图。
图12是表示本模拟的条件的模式剖视图。
图13是例示本模拟结果的一个例子的模式立体图。
图14是例示本模拟结果的一个例子的模式立体图。
符号说明
11-陶瓷电介体基板；11a-第1主面；11b-第2主面；12-电极；13-点；14-槽；15-穿通孔；15a-第1孔部；15b-第2孔部；15c-第3孔部；15d-开口部；15e-开口部；15f-锪孔部；20-连接部；50-基座板；50a-上部；50b-下部；51-输入路；52-输出路；53-气体导入路；53a-锪孔部；55-连通路；57-表面；60、60a-接合层；61-接合部；63、63a-端部；63b、63c-面；64-端面；64a、64b、64c、64d-点；65-空间；66-边界线；67-端面；70-绝缘体塞子；71-陶瓷多孔体；80-吸附保持用电压；91-加热器；93-圆；97-第1固定部；98-第2固定部；110-静电吸盘。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。而且，在各附图中，对相同的构成要素标注相同的符号并适当地省略详细说明。
而且，附图是模式化或概念化的图，各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比率等并不一定必须与现实一致。另外，即使在表示相同部分时，也有可能根据不同附图而会不同地表示相互的尺寸或比率。
图1是例示本实施方式所涉及的静电吸盘结构的模式剖视图。
图2是表示本实施方式的接合层附近的模式放大图。
图3是图1所示的A部分的变形例的模式放大剖视图。
图4是例示距离d与温度差之间的关系的图及距离d与电导之间的关系的图。
而且，图2是在通过基座板的气体导入路中心的切断面上的模式剖视图。以下的模式剖视图是在上述切断面上的图。
图2(a)是图1所示的A部分的模式放大图。图2(b)是图2(a)所示的B部分的模式放大图。为了便于说明，图2(a)中省略了电极12。图3、图5及图6中同样省略了电极12。
图4(a)是例示在图2(a)所示的区域A1中的端面64与穿通孔15的中心C1之间的距离d、与传递气体的电导之间的关系的图。图4(b)是例示在图2(a)所示的区域A1中的端面64与穿通孔15的中心C1之间的距离d、与对象物W的面内的温度差之间的关系的图。图4(a)及图4(b)所示的图的横轴表示区域A1中的端面64与穿通孔15的中心C1之间的距离d(mm)。图4(a)所示的图的纵轴表示传递气体的电导(sccm：单位cc/min)。图4(b)所示的图的纵轴表示对象物W的面内的温度差(℃)。
如图1及图2(a)所示，本实施方式所涉及的静电吸盘110具备陶瓷电介体基板11、基座板50、接合层60。
陶瓷电介体基板11例如是用烧结陶瓷形成的平板状的基材，具有：第1主面11a，放置硅晶片等的半导体基板等的吸附对象物W；及第2主面11b，位于该第1主面11a的相反侧。
在陶瓷电介体基板11中设置电极12。电极12设置在陶瓷电介体基板11的第1主面11a与第2主面11b之间。即，电极12以插入于陶瓷电介体基板11中的方式形成。静电吸盘110如下，通过对该电极12外加吸附保持用电压80，从而在电极12的第1主面11a侧产生电荷，利用静电力吸附保持对象物W。
在此，在本实施方式的说明中，将连接第1主面11a与第2主面11b的方向(第1方向)称为Z方向，将与Z方向正交的方向的1个(第2方向)称为Y方向，将与Z方向、Y方向正交的方向(第3方向)称为X方向。
沿着陶瓷电介体基板11的第1主面11a及第2主面11b以薄膜状设置有电极12。电极12是用于吸附保持对象物W的吸附电极。电极12既可以是单极型也可以是双极型。图1所示的电极12是双极型，同一面上设置有2极的电极12。
电极12上设置有向陶瓷电介体基板11的第2主面11b侧延伸的连接部20。连接部20是将与电极12导通的过孔(via)(实心型)、导通孔(Via Hole)(中空型)或金属端子通过钎焊等的适当的方法进行连接的部分。
基座板50是支撑陶瓷电介体基板11的构件。陶瓷电介体基板11介由图2(a)所示的接合层60固定在基座板50上。即，接合层60设置在陶瓷电介体基板11与基座板50之间。
接合层60具有接合部61、端部63。接合部61对陶瓷电介体基板11的第2主面11b与基座板50进行接合。接合层60包含树脂材料。接合层60是例如硅酮类、丙烯类、改性硅酮类或环氧类的高分子材料且包含将碳(C)、氢(H)、氮(N)、硅(Si)、氧(O)及硫(S)中的至少任意一个作为主成分的高分子材料。作为接合部61，例如使用硅酮粘接剂或绝缘性出色的硅酮类热传导用材料等。端部63例如具有环状的形状。详细后述接合层60。
基座板50例如分成铝制的上部50a与下部50b，在上部50a与下部50b之间设置有连通路55。连通路55的一端侧连接于输入路51，另一端侧连接于输出路52。
基座板50也发挥静电吸盘110的温度调整的功能。例如，在对静电吸盘110进行冷却时，从输入路51流入冷却媒体，通过连通路55从输出路52流出。由此，通过冷却媒体吸收基座板50的热，能够冷却安装在其上的静电吸盘110。另一方面，在对静电吸盘110进行保温时，能够向连通路55内放入保温媒体。或者，也能够将发热体内置于静电吸盘110或基座板50。这样，当介由基座板50而静电吸盘110的温度被调整时，能够调整被静电吸盘110所吸附保持的对象物W的温度。
另外，在陶瓷电介体基板11的第1主面11a侧，根据需要设置有点13，在点13之间设置有槽14。该槽14相连通，在放置于静电吸盘110的对象物W的背面与槽14之间形成空间。
设置在陶瓷电介体基板11内的穿通孔15连接于槽14。穿通孔15从陶瓷电介体基板11的第2主面11b到第1主面11a为止穿通陶瓷电介体基板11而设置的。穿通孔15也可以设置在陶瓷电介体基板11的多个部位。
而且，如图3所示，穿通孔15也可以具有孔的轴在水平方向(X方向)上延伸存在的部分。图3所示的穿通孔15具有第1孔部15a、第2孔部15b、第3孔部15c。第1孔部15a的一端连接于陶瓷电介体基板11的第2主面11b。第3孔部15c的一端连接于槽14。第2孔部15b连接于第1孔部15a与第3孔部15c。更具体而言，第2孔部15b的一端连接于第1孔部15a的另一端。第2孔部15b的另一端连接于第3孔部15c的另一端。这样，穿通孔15具有物理性连接第1主面11a与第2主面11b的空间，并不局限于直线状的孔。另外，穿通孔15的形状例如也可以是球状或圆弧状，并不限定于特定的形状。在设置有多个穿通孔15的情况下，如果多个穿通孔15当中的至少任意一个满足本实施方式的穿通孔的条件，则本实施方式所涉及的静电吸盘110包含在本发明的范围内。
作为陶瓷电介体基板11的材料，例如使用库仑材料。库仑材料的体积电阻率为例如约1×1014Ω·cm(Ω·cm)以上。在使用于陶瓷电介体基板11的库仑材料对于红外线或可视光具有半透过性时，从陶瓷电介体基板11的表面可目视确认内部的空间。因而，如图3所示，当穿通孔15具有孔的轴在水平方向(X方向)上延伸存在的部分(第2孔部15b)时，能够从陶瓷电介体基板11的表面确认第2孔部15b的位置，能够更加容易地进行加工。
通过适当选择点13的高度(槽14的深度)、点13及槽14的面积比率、形状等，从而能够将对象物W的温度、附着于对象物W的颗粒控制在优选的状态。
另一方面，将气体导入路53设置于基座板50。气体导入路53例如以穿通基座板50的方式设置的。如图1所示，也可以将绝缘体塞子70设置于气体导入路53。详细后述绝缘体塞子70。气体导入路53也可以不穿通基座板50而从其他气体导入路53的途中分支而设置到陶瓷电介体基板11侧为止。另外，气体导入路53也可以设置在基座板50的多个部位。
气体导入路53与穿通孔15连通。在吸附保持对象物W的状态下，当从气体导入路53导入氦(He)等传递气体时，传递气体流入设置在对象物W与槽14之间的空间，能够通过传递气体直接冷却对象物W。
如图2(a)所示，在穿通孔15与气体导入路53之间存在空间65。更具体而言，在第2主面11b上的穿通孔15的开口部15d与气体导入路53之间存在空间65。即，接合层60具有空间65。空间65例如位于环状的端部63的中央部，在水平方向(X方向)上延伸存在。空间65由环状的端部63所形成。空间65的X方向的尺寸(相互彼此相对的端部63(或者端面64)之间的距离)D1大于开口部15d的开口尺寸D2。
在接合陶瓷电介体基板11与基座板50时，首先，将预先制作的端部63设置于基座板50的表面57或者陶瓷电介体基板11的第2主面11b，以便在穿通孔15与气体导入路53之间存在空间65。接下来，一边确保空间65一边涂敷硬化后成为接合部61的粘接剂(例如硅酮粘接剂)。接下来，介由端部63与涂敷的粘接剂相互接合陶瓷电介体基板11与基座板50。
在粘接剂硬化之后(接合层60形成之后)，接合层60的厚度(Z方向的尺寸)t1为例如约100微米(μm)以上、1000μm以下的左右。更优选，接合层60的厚度t1为例如约200μm以上、600μm以下的左右。此时，处于预先制作的状态(设置前的状态)的端部63的厚度(Z方向的尺寸)为例如约200μm以上、600μm以下的左右。即，端部63在相互接合陶瓷电介体基板11与基座板50的工序中在Z方向上被压扁。在粘接剂硬化之后，端部63的厚度与接合层60的厚度t1相同。
接合层60的厚度t1与空间65的X方向的尺寸D1相比更小。即，空间65的水平方向(X方向)的长度与空间65的纵向(Z方向)的长度相比更大。换言之，空间65的水平方向的长度与接合层60的厚度t1相比更大。具有与铅垂方向相比水平方向更长的截面形状的空间65连接于穿通孔15，穿通孔15具有与水平方向相比铅垂方向更长的截面形状。
空间65侧的接合层60的端面64与陶瓷电介体基板11的第2主面11b相交或者接触。端面64与第2主面11b相交的区域A1(第1区域)，与不同于区域A1的端面64的其他区域(第2区域)相比，从穿通孔15的开口部15d远离或者后退。
更具体而言，在垂直于第2主面11b的法线的方向上观察时的区域A1中，由第2主面11b与端面64所形成的角度当朝向第2主面11b时变大。
在此，在本说明书中“由第2主面11b与端面64所形成的角度”是由陶瓷电介体基板11的第2主面11b与端面64上的任意点的切面所形成的角度，是指在端部63侧测定的角度。
如图2(b)所示，例如由第2主面11b与端面64上的点64b的切面S2所形成的角度A12大于由第2主面11b与端面64上的点64a的切面S1所形成的角度A11。
另一方面，在端面64与基座板50的表面57相交或者接触的区域A2(第3区域)中，在垂直于第2主面11b的法线的方向上观察时，由第2主面11b与端面64所形成的角度当从第2主面11b在法线方向上远离时变小。如图2所示，例如由第2主面11b与端面64上的点64d的切面S4所形成的角度A14小于由第2主面11b与端面64上的点64c的切面S3所形成的角度A13。
根据本实施方式，不管粘接剂的耐久性如何，都能够降低接合层60所受的损伤。假设，即使接合层60受损伤，也能够降低颗粒飞散。
如图2(a)所示，关于在区域A1中的端面64与穿通孔15的中心C1之间的距离d及在不同于区域A1的端面64的其他区域中的相互彼此相对的端部63之间的距离(端面64彼此之间的距离)D1，以下式成立。
2d≥D1  ···式(1)
在图2(a)所示的模式剖视图中端面64的截面构造呈非对称(asymmertric)时，距离d为在区域A1中的端面64与穿通孔15中心C1之间的距离当中的最大值的距离。由此，在区域A1中形成可堆积颗粒的凹部。
穿通孔15的直径(开口部15d的开口尺寸D2)对在穿通孔15中流动的传递气体的电导及吸附的对象物W中的温度差(穿通孔15正上方的对象物W的位置与其周边的温度差)产生影响。例如，如果穿通孔15的直径(D2)较小，则电导变得较小，有可能传递气体的流动变得坏。另一方面，如果穿通孔15的直径(D2)较大，则有可能在吸附的对象物W中产生温度差较大的区域(所谓热点或冷点)。根据本发明者所得到的知识，优选穿通孔15的直径(D2)为例如0.04毫米(mm)以上、3mm以下。更优选穿通孔15的直径(D2)为例如0.07mm以上、2.5mm以下。还优选穿通孔15的直径(D2)为例如0.1mm以上、2mm以下。
等离子与粘接剂之间的距离(穿通孔15的中心C1与端面64之间的距离)越长，则粘接剂所受的损伤量越小。另一方面，如图4(a)所示，在区域A1中的端面64与穿通孔15的中心C1之间的距离d越长，则传递气体的电导变得越大。另外，当距离d变得小于穿通孔15的直径(D2)时，电导急剧变坏(变小)。因而，优选距离d为穿通孔15的直径(D2)的最小值0.1mm以上。
另外，当等离子与粘接剂之间的距离(穿通孔15的中心C1与端面64之间的距离)较长时，因粘接剂的热传导率与空间(空气)的热传导率的差而在穿通孔15正上方的对象物W的位置与其周边之间有可能产生温度差。
如图4(b)所示，在大功率条件(对静电吸盘110表面的热量输入条件为5000W)下，在区域A1中的端面64与穿通孔15的中心C1之间的距离d为1.85mm时，温度差成为5℃。另外，在区域A1中的端面64与穿通孔15的中心C1之间的距离d为4.0mm时，温度差成为20℃。
另外，小功率条件(对静电吸盘110表面的热量输入条件为3000W)下，在区域A1中的端面64与穿通孔15的中心C1之间的距离d为1.85mm时，温度差为3.3℃。在区域A1中的端面64与穿通孔15的中心C1之间的距离d为5.0mm时，温度差为20℃。
在等离子流程中，面内的温度差是1个重要的项目。根据本发明者所得到的知识，优选将温度差抑制在20℃以下。因而，优选距离d为5.0mm以下。
因而，优选在区域A1中的端面64与穿通孔15的中心C1之间的距离d为0.1mm以上、5.0mm以下。优选在区域A1中的端面64与穿通孔15的中心C1之间的距离d为0.2mm以上、4.5mm。更优选在区域A1中的端面64与穿通孔15的中心C1之间的距离d为0.4mm以上、4mm以下。还优选在区域A1中的端面64与穿通孔15的中心C1之间的距离d为0.6mm以上、3.7mm以下。
根据此，能够同时实现粘接剂所受的损伤量的降低与对象物W的温度分布的均一化。
端部63的材料既可以与接合部61的材料相同，也可以与接合部61的材料不同。
在端部63的材料与接合部61的材料相同时，能够进一步提高接合部与端部的粘接力。
在端部63的材料与接合部61的材料不同时，通过使端部63不包含提高热传导率的填充物，从而能够降低颗粒产生。另外，在端部63的材料与接合部61的材料不同且作为接合部61而使用硅酮粘接剂时，能够将与硅酮粘接剂相比耐等离子性更出色的材料使用于端部63。
作为与硅酮粘接剂相比耐等离子性更出色的材料，例如可举出氟类材料。例如，可举出将“-CF2-”作为基本骨架的碳化氟类弹性体。另外，例如可举出“-CF2-CF(CF3)-O-”的基本构造连接于硅酮链的碳化氟类弹性体。另外，例如可举出将“-SiF2-O-”与“Si(CH3)2-O-”作为基本骨架的氟硅酮橡胶。而且，例如可举出聚(酰)亚胺或丙烯、环氧类的高分子材料等。
而且，即使在端部63的材料与接合部61的材料相同时，及与接合部61的材料不同时，在端部63与接合部61之间也存在边界线66。由此，关于陶瓷电介体基板11与基座板50的接合，能够判别出接合层60是否具有预先制作的端部63。
使用于接合部61的粘接剂的热传导率为例如0.2W/m·K以上。更优选使用于接合部61的粘接剂的热传导率为0.4W/m·K以上。还优选使用于接合部61的粘接剂的热传导率为0.8W/m·K。使用于接合部61的粘接剂的热传导率为例如4.0W/m·K以下。更优选使用于接合部61的粘接剂的热传导率为3.0W/m·K以下。使用于接合部61的粘接剂的绝缘破坏强度为例如1kV/mm(kV/mm)以上。更优选使用于接合部61的粘接剂的绝缘破坏强度为2kV/mm以上。还优选使用于接合部61的粘接剂的绝缘破坏强度为5kV/mm以上。使用于接合部61的粘接剂的绝缘破坏强度为例如50kV/mm以下。使用于接合部61的粘接剂的耐热温度为60℃以上。
由此，即使在高温流程中使用静电吸盘110，也能够使用在保持良好的热传递的同时可保持绝缘的粘接剂。另外，可具有能够缓解陶瓷电介体基板11的热膨胀与基座板50的热膨胀之差的弹性。其结果，静电吸盘110的寿命变长。
如图2(a)所示，在区域A1中的端面64与穿通孔15的中心C1之间的距离d大于第1主面11a侧的开口部15e的半径((D4)/2)。由此，不管粘接剂的耐久性如何，都能够降低接合层60所受的损伤。假设，即使接合层60受损伤，也能够降低颗粒飞散。
如图2(a)及图2(b)所示，端部63以面63b与陶瓷电介体基板11的第2主面11b接触，而不是以点接触，以面63c与基座板50的表面57接触，而不是以点接触。在图2(a)所示的模式剖视图中，端部63与陶瓷电介体基板11的第2主面11b接触的部分的长度(面63b的X方向的长度)D5大于接合层60的厚度t1。在图2(a)所示的模式剖视图中，端部63与基座板50的表面57接触的部分的长度(面63c的X方向的长度)D6大于接合层60的厚度t1。长度D5及长度D6分别为例如约500μm以上左右。
由此，由于端部63以面与第2主面11b及表面57接触，而不是以点接触，因此能够抑制在接合层60中产生空间。即，端部63的外周部即在从端部63观察时的空间65的相反侧的外周部被树脂材料所填充。
如上所述，端部63在相互接合陶瓷电介体基板11与基座板50的工序中在Z方向上被压扁。端部63被陶瓷电介体基板11所压扁的面63b与陶瓷电介体基板11的粘接面(第2主面11b)位于同一平面上。端部63被基座板50所压扁的面63c与基座板50的粘接面(表面57)位于同一平面上。
图5是表示本实施方式的其他的接合层附近的模式放大图。
图5是相当于图1所示的A部分的部分的模式放大图。
图5所示的接合层60a具有接合部61、端部63a。端部63a例如具有环状的形状。空间65侧的接合层60的端面64与陶瓷电介体基板11的第2主面11b相交或者接触。端面64与第2主面11b相交的区域A3(第1区域)，与不同于区域A3的端面64的其他区域(第2区域)相比，从穿通孔15的开口部15d远离或者后退。
在图5所示的接合层60a中，相互彼此相对的端部63a(或者端面64)之间的距离D3当从第2主面11b在法线方向上远离时变短。即，端面64具有当从第2主面11b在法线方向上远离时相互彼此相对的端部63a(或者端面64)之间的距离D3变短的倾斜。而且，关于其他的构造或各构件的材料，如同关于图1～图3进行前述的内容。
根据图5所示的例子，不管粘接剂的耐久性如何，都能够降低接合层60所受的损伤。假设，即使接合层60受损伤，也能够降低颗粒飞散。
图6是表示本实施方式的另外其他的接合层附近的模式放大图。
本实施方式所涉及的静电吸盘110也可以具备绝缘体塞子70。
绝缘体塞子70也可以设置于气体导入路53，气体导入路53设置于基座板50。绝缘体塞子70嵌入于气体导入路53的陶瓷电介体基板11侧。如图6所示，例如在气体导入路53的陶瓷电介体基板11侧设置有锪孔部53a。以筒状设置锪孔部53a。也可以通过适当地设计锪孔部53a的内径来将绝缘体塞子70嵌合于锪孔部53a。
绝缘体塞子70具有陶瓷多孔体71。陶瓷多孔体71以筒状(例如圆筒形)设置，嵌合于锪孔部53a。虽然优选绝缘体塞子70的形状为圆筒形，但是并不限定于圆筒形。陶瓷多孔体71使用具有绝缘性的材料。作为陶瓷多孔体71的材料，例如可以是Al2O3、Y2O3、ZrO2、MgO、SiC、AlN、Si3N4，或者也可以是SiO2等的玻璃。或者，陶瓷多孔体71的材料也可以是Al2O3-TiO2、
Al2O3-MgO、Al2O3-SiO2、Al6O13Si2、YAG、ZrSiO4等。
陶瓷多孔体71的气孔率为例如30％以上、60％以下。陶瓷多孔体71的密度为例如1.5克/立方厘米(g/cm3)以上、3.0g/cm3以下。由于这样的气孔率，所以从气体导入路53流过来的He等传递气体通过陶瓷多孔体71的多个气孔而从设置于陶瓷电介体基板11的穿通孔15送入槽14内。
如图6所示，在区域A1中端面64与穿通孔15的中心C1之间的距离d及陶瓷多孔体71的半径R使以下式成立。
d＞R  ···式(2)
而且，关于其他的构造或各构件的材料，如同关于图1～图3进行前述的内容。
由此，像图6所示的箭头A21、箭头A22、箭头A23、箭头A24那样，能够在空间65内形成使颗粒容易堆积在形成于区域A1的凹部的传递气体的对流。即，能够在空间65内控制有选择地使颗粒堆积在形成于区域A1的凹部的传递气体的对流。因而，假设，即使在产生颗粒时也能够降低颗粒飞散。另外，由于设置有陶瓷多孔体71，因此在穿通孔15及气体导入路53中能够具有较高的耐电压性。
图7是表示本实施方式的另外其他的接合层附近的模式放大图。
与关于图6进行前述的静电吸盘110同样，图7所示的静电吸盘110具备绝缘体塞子70。绝缘体塞子70设置于穿通孔15，穿通孔15设置于陶瓷电介体基板11。绝缘体塞子70嵌入于穿通孔15的基座板50侧。如图7所示，例如穿通孔15在基座板50侧具有锪孔部15f。锪孔部15f形成穿通孔15的开口部15d。锪孔部15f以筒状设置。也可以通过适当地设计锪孔部15f的内径来将绝缘体塞子70嵌合于锪孔部15f。
绝缘体塞子70如同关于图6进行前述的内容。即，绝缘体塞子70具有陶瓷多孔体71。氦等传递气体通过气体导入路53及空间65并介由绝缘体塞子70而通过穿通孔15，而流入设置在对象物W与槽14之间的空间。这样，在本说明书中称为“穿通孔”的范围包含例如像多孔体等这样的在途中具有气体流动的路径且使任意的气体或流体穿通的孔。
图8是表示本实施方式的另外其他的接合层附近的模式放大图。
与关于图7进行前述的静电吸盘110相比，图8所示的静电吸盘110还具备加热器91。加热器91设置在基座板50与陶瓷电介体基板11之间。由于供给电压且电流流动，因此加热器91能够发热而提高或者保持对象物W的温度。
加热器91介由接合层60固定于陶瓷电介体基板11的第2主面11b。另外，加热器91介由接合层60固定于基座板50的表面57。即，接合层60设置在加热器91与陶瓷电介体基板11之间以及加热器91与基座板50之间。设置在陶瓷电介体基板11与加热器91之间的接合层60具有端部63。端部63如同关于图1～图4(b)进行前述的内容。设置在基座板50与加热器91之间的接合层60既可以具有端部63也可以不具有端部63。
如图8所示，离开气体导入路53而设置有加热器91。离开气体导入路53而设置有设置在基座板50与加热器91之间的接合层60。在从加热器91的端部观察时，设置在陶瓷电介体基板11与加热器91之间的接合层60的端部63设置于气体导入路53的相反侧。即，接合层60与气体导入路53的中心C2之间的最短距离D8大于加热器91与气体导入路53的中心C2之间的最短距离D7，接合层60设置在陶瓷电介体基板11与加热器91之间。如关于图2(a)进行前述的那样，具有水平方向长于纵向的截面形状的空间65连接于具有纵向长于水平方向的截面形状的穿通孔15。
图9是表示本实施方式的另外其他的接合层附近的模式放大图。
与关于图8进行前述的静电吸盘110同样，图9所示的静电吸盘110具备加热器91。设置在陶瓷电介体基板11与加热器91之间的接合层60具有端部63。端部63如同关于图1～图4(b)进行前述的内容。设置在基座板50与加热器91之间的接合层60既可以具有端部63也可以不具有端部63。
如图9所示，加热器91的端部与气体导入路53的内面大致设置在同一面上。设置在基座板50与加热器91之间的接合层60的端部与气体导入路53的内面大致设置在同一面上。
根据图7～图9所示的静电吸盘110，不管粘接剂的耐久性如何，都能够降低接合层60所受的损伤。假设，即使接合层60受损伤，也能够降低颗粒飞散。另外，由于设置有陶瓷多孔体71，因此在穿通孔15及气体导入路53中能够具有较高的耐电压性。
图10是表示本实施方式的另外其他的接合层附近的模式放大图。
图11是表示本实施方式的另外其他的接合层附近的模式放大图。
在图10及图11所示的静电吸盘110中，作为薄片而设置有接合层60。即，接合层60呈薄片状。因而，接合层60不具有像关于图1～图9进行前述那样的例如环状的端部63。薄片状是表示接合第2主面11b、基座板50的接合部61与形成空间65的端部63由相同材料被一体化的状态。
图10所示的接合层60的端面64具有与关于图2(a)、图2(b)进行前述的接合层60的端面64形状相同的形状。
图11所示的接合层60的端面64具有与关于图5进行前述的接合层60的端面64形状相同的形状。
根据图10及图11所示的静电吸盘110，即使在作为薄片而设置有接合层60时，也不管粘接剂的耐久性如何，都能够降低接合层60所受的损伤。假设，即使接合层60受损伤，也能够降低颗粒飞散。
参照附图对本发明者所实施的接合层60的端部63的模拟进行说明。
图12是表示本模拟的条件的模式剖视图。
图13是例示本模拟结果的一个例子的模式立体图。
图14是例示本模拟结果的一个例子的模式立体图。
图13(a)是表示在粘接工序中被压缩之前的接合层60的端部63的截面形状的模式图。图13(b)、图13(c)、图14(a)及图14(b)是表示在粘接工序中被压缩之后的接合层60的端部63的截面形状的模式图。
如图12所示，在本模拟中，端部63设置在第1固定部97与第2固定部98之间。第1固定部97例如相当于基座板50。第2固定部98例如相当于陶瓷电介体基板11。
作为接合层60的端部63而生成了具有环状形状的模型。压缩前的端部63的外径D11为3mm以上、10mm以下。压缩前的端部63的内径D12为1mm以上、5mm以下。在本模拟中，将端部63的材料的拉伸弹性模量设定为0.1兆帕(MPa)以上、20MPa以下。另外，将端部63的材料的泊松比设定为0.3以上、0.5以下。
在本模拟中，如图12所示的箭头A25，通过使第2固定部98朝着第1固定部97移动，从而对端部63外加了压缩应力。本模拟的结果如同图13(a)～图14(b)所示的内容。
即，图13(b)表示在端部63的厚度D13大于粘接后的接合层60的厚度t1时的端部63的径向变位。图13(c)表示在端部63压缩成粘接后的接合层60的厚度t1时的端部63的径向变位。图14(a)表示在端部63的厚度D13大于粘接后的接合层60的厚度t1时的端部63的径向变位。图14(b)表示在端部63压缩成粘接后的接合层60的厚度t1时的端部63的厚度方向(Z方向)变位。在图13(a)～图14(b)中，通过颜色的浓淡来表示了变位的大小。
如图14(b)所示，认为具有与压缩后的端部63的厚度D13相同长度的直径的圆93。此时，在端部63的端面64与第2固定部98相交的区域A4(第1区域)内的端面64的曲率大于圆93的曲率。另一方面，在不同于区域A4的端面64的其他区域(第2区域)内的端面64的曲率小于圆93的曲率。即，在端部63的端面64与第2固定部98相交的区域A4(第1区域)内的端面64的曲率大于不同于区域A4的端面64的其他区域(第2区域)内的端面64的曲率。
区域A4相当于关于图2(a)进行前述的区域A1。不同于区域A4的端面64的其他区域相当于关于图2(a)进行前述的区域即不同于区域A1的端面64的其他区域，例如是第1固定部97与第2固定部98之间的中间区域。
端部63外侧的端面67的曲率大于端部63内侧的端面64的曲率。端部63外侧的端面67的外形线相当于端部63与接合部61之间的边界线66(参照图2(a))。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明并不局限于上述记述。关于前述的实施方式，只要具备本发明的特征，则本领域技术人员适当加以设计变更的技术也包含在本发明的范围内。例如，静电吸盘110等所具备的各要素的形状、尺寸、材质、配置等或接合部61及端部63的设置方式等并不局限于例示的内容，而是可进行适当加以变更。另外，例如，虽然作为静电吸盘110而例示了利用库仑力的结构，但是即使是利用约翰逊拉别克力的结构也可以应用。
另外，只要在技术上可行，前述的各实施方式所具备的各要素可进行组合，这些组合后的技术只要包含本发明的特征，则也包含在本发明的范围内。

Claims (17)

1.一种静电吸盘，其特征为，
具备：陶瓷电介体基板，具有放置吸附对象物的第1主面、所述第1主面相反侧的第2主面、从所述第2主面设置到所述第1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；
及接合层，设置在所述陶瓷电介体基板与所述基座板之间且包含树脂材料，
所述接合层具有设置在所述第2主面上的所述穿通孔的开口部与所述气体导入路之间的与所述开口部相比水平方向上更大的空间，
所述空间侧的所述接合层的端面与所述第2主面相交的第1区域比不同于所述第1区域的所述端面的另外的第2区域还要从所述开口部后退。
2.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，在垂直于所述第2主面的法线的方向上观察时的所述第1区域中，由所述第2主面与所述端面所形成的角度当朝向所述第2主面时变大。
3.根据权利要求2所述的静电吸盘，其特征为，设置有当从所述第2主面在所述法线的方向上远离时，由所述第2主面与所述端面所形成的角度变小的第3区域。
4.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，相互彼此相对的所述端面之间的距离当从所述第2主面在所述法线的方向上远离时变短。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的静电吸盘，其特征为，在所述第1区域中的所述端面与所述穿通孔的中心之间的距离d及在所述第2区域中的相互彼此相对的所述端面之间的距离D使2d≥D的关系式成立。
6.根据权利要求5所述的静电吸盘，其特征为，所述距离d为0.1mm以上、5.0mm以下。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的静电吸盘，其特征为，
所述接合层具有：接合部，接合所述第2主面与所述基座板；
及端部，具有所述端面且形成所述空间，
所述接合部的材料与所述端部的材料不同。
8.根据权利要求1～6中任意一项所述的静电吸盘，其特征为，
所述接合层具有：接合部，接合所述第2主面与所述基座板；
及端部，具有所述端面且形成所述空间，
所述接合部的材料与所述端部的材料相同。
9.根据权利要求7或8所述的静电吸盘，其特征为，
使用于所述接合部的粘接剂的热传导率为0.1W/m·K以上，
使用于所述接合部的粘接剂的绝缘破坏强度为1kV/mm以上，
使用于所述接合部的粘接剂的耐热温度为40℃以上。
10.根据权利要求5或6所述的静电吸盘，其特征为，
还具备设置于所述气体导入路的多孔体，
所述距离d及所述多孔体的半径R使d＞R的关系式成立。
11.根据权利要求5、6及10中任意一项所述的静电吸盘，其特征为，所述距离d大于所述第1主面侧的所述穿通孔的开口部的半径。
12.根据权利要求1～11中任意一项所述的静电吸盘，其特征为，所述空间在所述水平方向上的长度大于所述接合层的厚度。
13.根据权利要求7或8所述的静电吸盘，其特征为，
所述端部分别以面与所述第2主面、所述基座板接触，
所述端部分别与所述第2主面、所述基座板接触的所述面在所述水平方向上的长度大于所述接合层的厚度。
14.根据权利要求13所述的静电吸盘，其特征为，所述端部的外周部即从所述端部观察的所述空间的相反侧的外周部被所述树脂材料所填充。
15.根据权利要求13或14所述的静电吸盘，其特征为，
所述第2主面的与所述端部接触的面与所述第2主面的被所述接合层所粘接的面位于同一平面上，
所述基座板的与所述端部接触的面与所述基座板的被所述接合层所粘接的面位于同一平面上。
16.根据权利要求13～15中任意一项所述的静电吸盘，其特征为，所述第1区域中的所述端面的曲率大于所述第2区域中的所述端面的曲率。
17.根据权利要求1～16中任意一项所述的静电吸盘，其特征为，所述陶瓷电介体基板具有体积电阻率为1×1014Ω·cm以上的库仑材料。
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