CN108470702A - 静电吸盘 - Google Patents

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Abstract

本发明所涉及的静电吸盘的特征为，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；及绝缘体塞子，具有设置于气体导入路的陶瓷多孔体、设置在陶瓷多孔体与气体导入路之间的比陶瓷多孔体更致密的陶瓷绝缘膜，陶瓷绝缘膜从陶瓷多孔体的表面进入陶瓷多孔体的内部。对于气体导入路内的放电可得到高的绝缘强度，或者，对于吸附对象物可进行晶片温度均一性高的温度控制。

Description

静电吸盘
本申请是国际申请日为2014年03月27日、发明名称为“静电吸盘”的、中国国家申请号为“201480017501.9”号的发明专利申请的分案申请。
技术领域
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
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。
例如，在化学汽相沉积(CVD(Chemical Vapor Deposition))装置、溅射(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。
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。
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1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。
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。
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。
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
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。
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
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是表示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
第1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。
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。
第2发明是一种静电吸盘，其特征为，在第1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。
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。另外，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。
第3发明是一种静电吸盘，其特征为，在第1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。
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。另外，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。
第4发明是一种静电吸盘，其特征为，在第1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。
根据该静电吸盘，陶瓷绝缘膜成为应力缓解层。
第5发明是一种静电吸盘，其特征为，在第1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。
根据该静电吸盘，陶瓷绝缘膜成为应力缓解层。
第6发明是一种静电吸盘，其特征为，在第1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。
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。
第7发明是一种静电吸盘，其特征为，在第1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7.0×10-6/℃以上、10.0×10-6/℃以下。
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。
第8发明是一种静电吸盘，其特征为，在第1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0.3W/m·K以上、10W/m·K以下。
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。
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。
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。
第10发明是一种静电吸盘，其特征为，在第1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。
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。
第11发明是一种静电吸盘，其特征为，在第1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。
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。
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1毫米以上。
根据该静电吸盘，能够使吸附对象物的冷点处于1℃以下。
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。
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。
第14发明是一种静电吸盘，其特征为，在第1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。
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。
第15发明是一种静电吸盘，其特征为，在第1发明中，在将He气体的压力差作为30Torr时，从每1个所述穿通孔流出的He气体的流量为0.5scc m以上、14sccm以下。
根据该静电吸盘，在气体导入路内设置有陶瓷多孔体且陶瓷多孔体上设置有放出气体的穿通孔的静电吸盘中，在穿通孔正上方的吸附对象物上变得难以产生所谓热点或冷点。
第16发明是一种静电吸盘，其特征为，在第1发明中，在将He气体的压力差作为30Torr时，从每1个所述陶瓷多孔体流出的He气体的流量为3sc cm以上、24sccm以下。
根据该静电吸盘，在气体导入路内设置有陶瓷多孔体且陶瓷多孔体上设置有放出气体的穿通孔的静电吸盘中，在穿通孔正上方的吸附对象物上变得难以产生所谓热点或冷点。
第17发明是一种静电吸盘，其特征为，在第1发明中，所述穿通孔的内径为0.05毫米以上、1毫米以下。
根据该静电吸盘，在气体导入路内设置有陶瓷多孔体且陶瓷多孔体上设置有放出气体的穿通孔的静电吸盘中，在穿通孔正上方的吸附对象物上变得难以产生所谓热点或冷点。
第18发明是一种静电吸盘，其特征为，在第1发明中，所述陶瓷多孔体的外径为7毫米以下。
根据该静电吸盘，在气体导入路内设置有陶瓷多孔体且陶瓷多孔体上设置有放出气体的穿通孔的静电吸盘中，在穿通孔正上方的吸附对象物上变得难以产生所谓热点或冷点。
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。
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。
如图1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、绝缘体塞子70。
陶瓷电介体基板11是例如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 Ho le)(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3所示的粘接构件60固定在基座板50上。作为粘接构件60而使用例如硅酮粘接剂。
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流入冷却介质，通过连通路55从输出路52流出。由此，通过冷却介质能够吸收基座板50的热，并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，也能够在连通路55内放入保温介质。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是从陶瓷电介体基板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。
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是例如以穿通基座板50的方式被设置的。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所示，例如由控制部90对传递气体的供给量进行控制。与图1所示的静电吸盘110相比，图2所示的静电吸盘110a还具备控制部90。控制部90对传递气体的压力差、传递气体的流量进行控制。
绝缘体塞子70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3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。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、陶瓷绝缘膜72。陶瓷多孔体71以筒状(例如圆筒形)被设置并嵌合于锪孔部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，因此从气体导入路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。
陶瓷绝缘膜72设置在陶瓷多孔体71与气体导入路53之间。陶瓷绝缘膜72与陶瓷多孔体71相比更致密。如关于图5进行后述的那样，陶瓷绝缘膜72例如通过喷镀而形成。陶瓷绝缘膜72的气孔率为例如10％以下。陶瓷绝缘膜72的密度为例如3.0g/cm3以上、4.0g/cm3以下。陶瓷绝缘膜72设置于陶瓷多孔体71的侧面。陶瓷绝缘膜72例如使用Al2O3或Y2O3等的陶瓷的喷镀膜。
陶瓷电介体基板11的气孔率为例如1％以下。陶瓷电介体基板11的密度为例如4.2g/cm3。
根据JIS(日本工业标准)C 2141通过激光显微镜来测定气孔率。根据JI S C 21415.4.3测定密度。
如图3所示，当绝缘体塞子70嵌合于气体导入路53的锪孔部53a时，处于陶瓷绝缘膜72与基座板50接触的状态。即，在向槽14引导He等的传递气体的穿通孔15与金属制基座板50之间，存在绝缘性高的陶瓷多孔体71及陶瓷绝缘膜72。通过使用这样的绝缘体塞子70，从而与只是将陶瓷多孔体71设置于气体导入路53的情况相比，能够发挥更高的绝缘性。
如图4所示，在陶瓷多孔体71上部也可以未设置有穿通孔15。此时，与图3所示的例子相比，优选降低设置在陶瓷多孔体71上的粘接构件60的区域。由此，能够抑制从设置于陶瓷多孔体71上方的穿通孔15被照射等离子体而受损，能够抑制粘接构件60成为颗粒源。另外，绝缘体塞子70也可以嵌合于设置在陶瓷电介体基板11侧的锪孔部53a。
图5是表示陶瓷绝缘膜的例子的图。
如图5所示，作为陶瓷绝缘膜72的材料，例如使用Al2O3、Y2O3、ZrO2、MgO等。或者，也可以使用Al2O3-TiO2、Al2O3-MgO、Al2O3-SiO2、Al6O13Si2、YAG、ZrSiO4等。
通过喷镀在陶瓷多孔体71的侧面形成陶瓷绝缘膜72。喷镀是指如下方法，通过加热使涂覆材料熔化或软化，以微粒状进行加速，冲突于陶瓷多孔体71的侧面，对以偏平状压扁的粒子进行凝固、堆积而形成被膜。例如也可以通过物理汽相沉积(PVD(Physical VaporDeposition))、化学汽相沉积(CVD)、溶胶-凝胶法、气溶胶沉降法等来制作陶瓷绝缘膜72。
作为陶瓷绝缘膜72，在通过喷镀陶瓷来形成时，膜厚为例如0.05m m以上、0.5mm以下。此时，绝缘强度为例如5.3kV/mm以上、7.7kV/mm以下。在陶瓷绝缘膜72的膜厚不足0.05mm时，因在陶瓷绝缘膜72的膜厚上产生不均而有可能局部产生膜厚较薄的部位。此时，有时耐电压会降低。由此，优选陶瓷绝缘膜72的膜厚为0.05mm以上。另一方面，在陶瓷绝缘膜72的膜厚大于0.5mm时，制造上有时会在陶瓷绝缘膜72上产生缺失。此时，由于绝热层增加，因此有时会在对象物W上产生所谓热点。由此，优选陶瓷绝缘膜72的膜厚为0.5mm以下。
作为参考例，在陶瓷多孔体71与基座板50之间设置有10mm以下的空间时，绝缘强度为例如1kV/mm。
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。
在图6(a)及(b)中，例示了绝缘体塞子70与穿通孔15的位置关系。用双点划线表示穿通孔15。在图6(a)所示的例子中，在1个绝缘体塞子70上配置1个穿通孔15。穿通孔15例如配置在绝缘体塞子70的中心附近的上方。
在图6(b)所示的例子中，在1个绝缘体塞子70上配置多个穿通孔15。图6(b)中示出配置有3个穿通孔15的例子。在1个绝缘体塞子70上配置有多个穿通孔15时，在多个穿通孔15当中最接近陶瓷多孔体71外周的穿通孔15中容易产生绝缘破坏。
并且，在本实施方式中，有时会将如图6(a)所示的在1个绝缘体塞子70上配置有1个穿通孔15的情况为例进行说明。
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7(a)是表示本实施方式的绝缘体塞子的模式剖视图。图7(b)是放大图7(a)所示的区域B的相片。
如图7(b)所示，在本实施方式的绝缘体塞子70中，陶瓷绝缘膜72从陶瓷多孔体71的表面进入内部。“进入内部”表示如下内容，在陶瓷绝缘膜72与陶瓷多孔体71之间的边界部不呈层状，而是在表面上存在凹凸部，在断面上看上去像陶瓷绝缘膜72从陶瓷多孔体71的最外周一定长度进入到内部，在实际的三维形状中，呈交织有陶瓷绝缘膜72与陶瓷多孔体71之间的边界部的波状。更具体而言，陶瓷绝缘膜72从陶瓷多孔体71的表面朝着内部存在于100μm以下的部分。更优选，陶瓷绝缘膜72从陶瓷多孔体71的表面朝着内部存在于50μm以下的部分。
在本说明书中，“陶瓷多孔体的表面”或“陶瓷多孔体与陶瓷绝缘膜之间的边界面”是指如下边界部，在用扫描式电子显微镜(SEM：Scanning El ectron Microscope)观察绝缘体塞子的断面时，存在于不同组成的界面的5μm以下的边界部，或者连接从在陶瓷多孔体当中存在于最外侧(陶瓷绝缘膜侧)的点中选择的多个点(例如2个点)的边界线75(参照图7(b))。
可通过用SEM进行观察的断面相片来计测陶瓷绝缘膜72从陶瓷多孔体71的表面向内部进入的量。在用SEM进行的观察中，在陶瓷绝缘膜72的材料延伸时，可利用CP(CrossSection Polisher：截面离子抛光仪(注册商标))研磨等而进行断面的观察。
树脂、玻璃与陶瓷相比更难传热。因此，如果作为绝缘膜而例如使用树脂或玻璃，则在穿通孔15上的对象物W上有可能产生所谓热点。另外，当作为绝缘膜而通过套筒形成树脂或橡胶时，在陶瓷多孔体71与绝缘膜之间的边界部形成绝热层(空气层)。这样，在穿通孔15上的对象物W上有可能产生所谓热点。
与此相对，本实施方式的绝缘体塞子70具有陶瓷绝缘膜72从陶瓷多孔体71的表面进入内部的结构。陶瓷绝缘膜72包含空气(缓冲层)，另一方面与陶瓷多孔体71、基座板50接触。陶瓷绝缘膜72与陶瓷多孔体71的接触方式是例如接触部进入的形式的点接触。陶瓷绝缘膜72与基座板50的接触方式是例如点接触。因此，在陶瓷多孔体71与陶瓷绝缘膜72之间的边界不存在层状的绝热层(空气层)。由此，能够使对象物W的温度分布趋于均一化，抑制在穿通孔15上的对象物W上产生所谓的热点。
当作为绝缘膜而例如使用热收缩管等的橡胶来形成时，与作为陶瓷绝缘膜72而通过喷镀陶瓷来形成时相比，橡胶不会进入陶瓷多孔体71，而是只存在于陶瓷多孔体71的表面。这样，绝缘膜有可能从陶瓷多孔体71剥离。当绝缘膜从陶瓷多孔体71剥离时，绝缘强度有可能降低。另外，由于包含层状的绝热层，因此无法抑制在穿通孔15上的对象物W上产生所谓的热点。
与此相对，本实施方式的绝缘体塞子70具有陶瓷绝缘膜72从陶瓷多孔体71的表面进入内部的结构。因此，陶瓷绝缘膜72因固着效果(anchor off ect)而难以从陶瓷多孔体71剥离。由此，能够实现绝缘强度的提高。
当作为绝缘膜而例如通过粘接陶瓷来形成时，与作为陶瓷绝缘膜72而通过喷镀陶瓷来形成时相比，粘接剂更能够进入陶瓷多孔体71的内部。这样，存在粘接剂密封陶瓷多孔体71或多孔体内部的空隙，从而传递气体的流量降低的可能性。
与此相对，本实施方式的绝缘体塞子70具有陶瓷绝缘膜72从陶瓷多孔体71的表面进入内部的结构。因此，在将绝缘体塞子70设置于气体导入路53时，能够抑制陶瓷多孔体71的侧面或者内部被粘接剂等所密封。由此，能够抑制从气体导入路53流向穿通孔15的传递气体的流量降低。
在本实施方式中，陶瓷绝缘膜72的热膨胀率与陶瓷多孔体71的热膨胀率大致相等。另外，陶瓷绝缘膜72的热膨胀率与陶瓷电介体基板11的热膨胀率大致相等。陶瓷绝缘膜72、陶瓷多孔体71及陶瓷电介体基板11各自的热膨胀率在25℃以上、800℃以下的环境中为例如7.0×10-6/℃以上、10.0×10-6/℃以下。组合热膨胀率已知的原材料与陶瓷绝缘膜72而测定拉伸，由此算出热膨胀率。或者，通过SEM或者热膨胀计(TMA(Thermal MechanicalAnalys is))来算出热膨胀率。
由于陶瓷多孔体71的热膨胀率与陶瓷绝缘膜72的热膨胀率大致相等，因此陶瓷多孔体71及陶瓷绝缘膜72能够对应于温度变化而相互随动。因此，能够抑制陶瓷多孔体71及陶瓷绝缘膜72破损。由此，在流程中能够维持稳定的冷却性能。
另外，陶瓷多孔体71的热传导率与陶瓷绝缘膜72的热传导率大致相等。陶瓷多孔体71及陶瓷绝缘膜72各自的热膨胀率为例如0.3W/m·K以上、10W/m·K以下。
在通过喷镀形成陶瓷绝缘膜72时，与通过套筒形成绝缘膜时相比，能够进一步减小绝缘体塞子70的外径。在通过套筒形成绝缘膜时，作为套筒的厚度需要约1毫米(mm)。即，在通过喷镀形成陶瓷绝缘膜72时，能够进一步减小陶瓷绝缘膜72的厚度。由此，抑制传递气体的流动受阻，或者能够抑制形成空气的绝热层，能够抑制在穿通孔15上的对象物W上产生所谓的热点。
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。
如图8(a)及图8(b)所示，陶瓷绝缘膜72在绝缘体塞子70的断面上也可以具有曲面。在图8(a)所示的例子中，陶瓷绝缘膜72在Z方向上的中央部朝着陶瓷多孔体71的内侧弯曲。在图8(b)所示的例子中，陶瓷绝缘膜72在Z方向上的中央部朝着陶瓷多孔体71的外侧弯曲。
如图8(c)及图8(d)所示，陶瓷绝缘膜72在绝缘体塞子70的断面上也可以具有锥状。在图8(c)所示的例子中，陶瓷绝缘膜72在Z方向上的中央部朝着陶瓷多孔体71的内侧倾斜。在图8(d)所示的例子中，陶瓷绝缘膜72在Z方向上的中央部朝着陶瓷多孔体71的外侧倾斜。
如图8(e)及图8(f)所示，陶瓷绝缘膜72在绝缘体塞子70的断面上也可以具有阶梯形状。在图8(e)所示的例子中，陶瓷绝缘膜72在Z方向上的下部设置有阶梯部。在图8(f)所示的例子中，陶瓷绝缘膜72在Z方向上的上部设置有阶梯部。
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。
如图9所示，例如通过喷镀形成的陶瓷绝缘膜不仅既可以设置于陶瓷多孔体71的侧面，而且也可以设置于基座板50的上部50a表面。在基座板50的上部50a表面上设置有陶瓷绝缘膜73时，由于陶瓷绝缘膜73的表面粗糙度大于金属的基座板50的表面粗糙度，因此能够提高基座板50与陶瓷电介体基板11的粘接力。
另外，设置于基座板50的上部50a表面的陶瓷绝缘膜73如下，能够提高在将高频电压外加于电极12时的绝缘强度，能够抑制设置于陶瓷多孔体71侧面的陶瓷绝缘膜72端部的绝缘强度降低。
而且，设置于基座板50的上部50a表面的陶瓷绝缘膜73缓解基座板50的热膨胀与陶瓷电介体基板11的热膨胀之间的差。因此，设置于基座板50的上部50a表面的陶瓷绝缘膜73能够缓解因加热而产生的应力。缓解应力在设置于陶瓷多孔体71侧面的陶瓷绝缘膜72中也相同。
参照附图进一步说明应力缓解。
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10(a)是例示在基座板被加热时所产生的应力的一个例子的模式剖视图。图10(b)是例示因流程中的气压变化而产生的应力的一个例子的模式剖视图。
在等离子体流程中，例如发展高输出化或高温化。另外，希望高生产率化。在此，如图10(a)所示的箭头A1那样，当流程中基座板50被加热时，基座板50发生延伸。这样，由于绝缘体塞子70的伸长率与基座板50的伸长率不同，因此如图10(a)所示的箭头A2～箭头A5那样，朝着绝缘体塞子70的内侧及气体导入路53的内侧产生应力。这样，例如图10(a)所示的箭头A2及箭头A3那样，绝缘体塞子70中朝着绝缘体塞子70的内侧产生应力。
另外，在流程中，例如腔室内部处于大气状态或者真空状态。这样，如图10(b)所示的箭头A6及箭头A7那样，在绝缘体塞子70中产生Z方向上的应力。
与此相对，本实施方式的绝缘体塞子70具有陶瓷绝缘膜72。陶瓷绝缘膜72设置在陶瓷多孔体71与气体导入路53之间，与陶瓷多孔体71相比更致密。因此，陶瓷绝缘膜72作为缓解从外部施加的应力的应力缓解层而发挥功能。
由此，能够抑制陶瓷多孔体71因从外部施加的应力而破损。另外，能够抑制绝缘强度降低。另外，能够抑制传递气体流向基座板50而产生放电。因此，与陶瓷绝缘膜72由树脂或绝缘带所形成的情况相比，能够抑制可靠性降低。另外，由于通过喷镀形成陶瓷绝缘膜72，因此能够更加容易地控制陶瓷绝缘膜72的厚度。
接下来，参照附图对陶瓷多孔体71及陶瓷绝缘膜72的例子进行说明。
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11及图12所示的曲线图的横轴表示气孔率(％)。图11所示的曲线图的纵轴表示耐压的相对于基准的比率。图12所示的曲线图的纵轴表示传递气体流量相对于基准的比率。
如图11所示，当陶瓷多孔体71的气孔率高于60％时，耐压相对于基准的比率(安全率)不足5。在耐压为基准值以下时，绝缘强度不提高。因此，优选陶瓷多孔体71的气孔率为60％以下。
如图12所示，当陶瓷多孔体71的气孔率小于30％时，传递气体流量相对于基准的比率不足5。在传递气体流量为基准值以下时，传递气体的流量降低，在穿通孔15上的对象物W上有可能产生所谓的热点。因此，优选陶瓷多孔体71的气孔率为30％以上。
从而，优选陶瓷多孔体71的气孔率为30％以上、60％以下。
如图11所示，当陶瓷绝缘膜72的气孔率高于10％时，耐压相对于基准的比率(安全率)不足17。在耐压为基准值以下时，绝缘强度不提高。因此，优选陶瓷绝缘膜72的气孔率为10％以下。
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14(a)是例示作为陶瓷多孔体71的材料而使用Al2O3(氧化铝)时的曲线图。图14(b)是例示作为陶瓷多孔体71的材料而使用Y2O3(氧化钇)时的曲线图。
图13所示的曲线图的横轴表示热传导率(W/m·K)。图13所示的曲线图的纵轴表示冷却性能相对于基准的比率。
图14(a)、图14(b)及图15所示的曲线图的横轴表示气孔率(％)。图14(a)及(b)所示的曲线图的纵轴表示陶瓷多孔体的热传导率(右轴)与陶瓷多孔体的密度(左轴)。图15所示的曲线图的纵轴表示陶瓷绝缘膜的热传导率(右轴)与陶瓷绝缘膜的密度(左轴)。
如图13所示，当热传导率小于0.3W/m·K时，冷却性能相对于基准的比率不足10。在冷却性能为基准值以下时，在绝缘体塞子70上的对象物W上有可能产生所谓的热点。因此，优选陶瓷多孔体71的热传导率为0.3W/m·K以上。另外，优选陶瓷绝缘膜72的热传导率为0.3W/m·K以上。
如关于图11及图12进行前述的那样，优选陶瓷多孔体71的气孔率为30％以上、60％以下。这样，如图14(a)所示，使用了氧化铝的陶瓷多孔体71的热传导率优选3W/m·K以上、10W/m·K以下。另外，使用了氧化铝的陶瓷多孔体71的密度优选1.5g/cm3以上、3.0g/cm3以下。如图14(b)所示，使用了氧化钇的陶瓷多孔体71的热传导率优选0.3W/m·K以上、1.0W/m·K以下。另外，使用了氧化钇的陶瓷多孔体71的密度优选4.5g/cm3以上、9.0g/cm3以下。由此，优选陶瓷多孔体71的热传导率为0.3W/m·K以上、10W/m·K以下。另外，优选陶瓷多孔体71的密度为1.5g/cm3以上、3.0g/cm3以下。
如关于图11进行前述的那样，优选陶瓷绝缘膜72的气孔率为10％以下。这样，如图15所示，优选陶瓷绝缘膜72的热传导率为3W/m·K以上、8W/m·K以下。另外，优选陶瓷绝缘膜72的密度为3g/cm3以上、4g/cm3以下。
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16所示的曲线图的横轴表示在将陶瓷多孔体71的热膨胀率作为基准时的陶瓷多孔体71的热膨胀率与陶瓷绝缘膜72的热传导率之差的比率。图16所示的曲线图的纵轴表示应力相对于基准的比率。
如图16所示，在将陶瓷多孔体71的热膨胀率作为基准时，当陶瓷多孔体71的热膨胀率与陶瓷绝缘膜72的热传导率之差的比率高于100％时，应力相对于基准的比率高于10。在应力为基准值以上时，陶瓷多孔体71有可能破损。因此，在将陶瓷多孔体71的热膨胀率作为基准时，优选陶瓷多孔体71的热膨胀率与陶瓷绝缘膜72的热传导率之差的比率为100％以下。更优选陶瓷多孔体71的热膨胀率与陶瓷绝缘膜72的热传导率之差的比率为50％以下。
图17是表示材料的热膨胀率的一个例子的表。
在25℃以上、800℃以下的环境中，Al2O3(氧化铝)的热膨胀率为例如7.0×10-6/℃。Y2O3的热膨胀率为例如7.2×10-6/℃。TiC-TiN的热膨胀率为例如7.4×10-6/℃。Al2O3(蓝宝石)的热传导率为例如7.7×10-6/℃。MgO-SiO2的热膨胀率为例如7.7×10-6/℃。2MgO-SiO2的热膨胀率为例如10.0×10-6/℃。
陶瓷多孔体71的材料如同关于图1～图4进行前述的内容。优选陶瓷多孔体71的热膨胀率为7.0×10-6/℃以上、10.0×10-6/℃以下。
陶瓷绝缘膜72的材料如同关于图5进行前述的内容。优选陶瓷绝缘膜72的热膨胀率为7.0×10-6/℃以上、10.0×10-6/℃以下。
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。
如图18所示，当因固着效果而表面粗糙度增高时，贴紧性增高。即，在表面粗糙度与贴紧性之间存在相关性。分别表示表面粗糙度与耐压、流量、应力、冷却性能的相关性的曲线图如图19所示。
在本说明书中，“表面粗糙度”是指算术平均粗糙度Ra。根据JIS B 0601通过表面粗糙度计来测定表面粗糙度。测定陶瓷多孔体71的表面粗糙度的位置是陶瓷多孔体71侧面在Z方向上的中央部(例如图3所示的位置P1)。测定陶瓷绝缘膜72的表面粗糙度的位置是陶瓷绝缘膜72侧面在Z方向上的中央部(例如图3所示的位置P2)。
如图19所示，当表面粗糙度增高时，流量(基准比)增加。另外，当表面粗糙度增高时，冷却性能(基准比)增高。当表面粗糙度大于4μm时，耐压(基准比)不足2。在耐压为基准值以下时，绝缘强度不提高。因此，优选陶瓷绝缘膜72的表面粗糙度为4μm以下。另一方面，由于陶瓷绝缘膜72的粒子包含空气，因此当陶瓷绝缘膜72的表面粗糙度小于0.5μm时，在表面精加工上花费必要以上的时间及成本。因此，优选陶瓷绝缘膜72的表面粗糙度为0.5μm以上。从而，优选陶瓷绝缘膜72的表面粗糙度为0.5μm以上、4μm以下。
当表面粗糙度为5μm以上时，传递气体的流量增加变大。因此，优选陶瓷多孔体71的表面粗糙度为5μm以上。
当表面粗糙度大于20μm时，应力(压缩、拉伸)的降低变大。因此，优选陶瓷多孔体71的表面粗糙度为20μm以下。从而，优选陶瓷多孔体71的表面粗糙度为5μm以上、20μm以下。
并且，陶瓷电介体基板11的表面粗糙度为0.1μm以上、1μm以下。
关于陶瓷电介体基板11、陶瓷多孔体71及陶瓷绝缘膜72的其他物理参数，可举出残余应力、硬度(维氏硬度：HV)及拉伸弹性模量。
陶瓷多孔体71的残余应力为150兆帕(MPa)以下。陶瓷多孔体71的硬度(HV)为2吉帕(GPa)以上、10GPa以下。陶瓷多孔体71的拉伸弹性模量为50GPa以上、200GPa以下。
陶瓷绝缘膜72的残余应力为1500MPa以下。陶瓷绝缘膜72的硬度(HV)为0.1GPa以上、5GPa以下。陶瓷绝缘膜72的拉伸弹性模量为40GPa以上、100GPa以下。
陶瓷电介体基板11的残余应力为700MPa以下。陶瓷电介体基板11的硬度(HV)为5GPa以上、20GPa以下。陶瓷电介体基板11的拉伸弹性模量为150GPa以上、500GPa以下。
接下来，对陶瓷多孔体71的例子进行说明。
图20是例示纵横尺寸比与绝缘强度的关系的图。
图20的横轴表示纵横尺寸比，纵轴表示绝缘强度(％)。在此，横轴的纵横尺寸比是陶瓷多孔体71的相对于外径的长度(Z方向的长度)的比率。另外，纵轴的绝缘强度的100％是在未设置绝缘体塞子70时的绝缘强度。
如图20所示，当纵横尺寸比为0.6以上时，绝缘强度超过100％。从而，优选陶瓷多孔体71的纵横尺寸比为0.6以上。
图21是例示陶瓷多孔体的外径与绝缘强度的关系的图。
图21的横轴表示陶瓷多孔体71的外径(mm)，纵轴表示绝缘强度(％)。在此，纵轴的绝缘强度的100％是在未设置绝缘体塞子70时的绝缘强度。
如图21所示，当陶瓷多孔体71的外径为1mm以上时，绝缘强度超过100％。从而，优选陶瓷多孔体71的外径为1mm以上。另外，当将陶瓷多孔体71的外径做成1mm以上时，能够将在吸附对象物W的冷点处的温度差(穿通孔15正上方的对象物W的位置与其周边的温度差)做成1℃以下。
图22是例示陶瓷多孔体的长度与绝缘强度的关系的图。
图22的横轴表示陶瓷多孔体71的长度(mm)，纵轴表示绝缘强度(％)。在此，纵轴的绝缘强度的100％是在未设置绝缘体塞子70时的绝缘强度。
如图22所示，当陶瓷多孔体71的长度为3mm以上时，绝缘强度超过100％。从而，优选陶瓷多孔体71的长度为3mm以上。
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23的横轴表示陶瓷多孔体71的比率(L/D)，纵轴表示绝缘强度(％)。在此，横轴的比率(L/D)是在将穿通孔15的内径作为D、将从穿通孔15的中心到陶瓷多孔体71的外周为止的距离作为L时的比率(L/D)。另外，纵轴的绝缘强度的100％是在未设置绝缘体塞子70时的绝缘强度。
在此，对比率(L/D)进行说明。
图24(a)及(b)是例示内径D及距离L的模式俯视图。
图24(a)及(b)中示出在Z方向上观察穿通孔15及绝缘体塞子70时的模式俯视图。
图24(a)中示出在1个绝缘体塞子70上配置有1个穿通孔15的例子。在该例子中，穿通孔15的中心与绝缘体塞子70的中心相一致。在穿通孔15为1个时，将该穿通孔15的内径作为D、将从该穿通孔15的中心到陶瓷多孔体71的外周为止的距离作为L。并且，在穿通孔15的中心与绝缘体塞子70的中心不一致时，在从穿通孔15的中心到陶瓷多孔体71的外周为止的距离当中的最短的距离作为L。
图24(b)中示出在1个绝缘体塞子70上配置有多个穿通孔15的例子。此时，在多个穿通孔15当中，将最接近陶瓷多孔体71外周的穿通孔15的内径作为D。另外，将从该穿通孔15的中心到陶瓷多孔体71的外周为止的距离作为L。
如图23所示，当陶瓷多孔体71的比率(L/D)为5以上时，绝缘强度超过100％。从而，优选陶瓷多孔体71的比率(L/D)为5以上。
图20～图23所示的陶瓷多孔体71的优选条件为如下，只要满足图20～图23当中的至少1个即可，更优选满足图20～图23当中的2个以上。另外，最优选全部满足图20～图23。
接下来，对传递气体的供给与对象物的温度变化的关系进行说明。
图25(a)～(d)是例示吸附对象物的温度变化的图。
图25(a)～(d)示出了在作为传递气体而使用He气体时的对象物的温度变化。
图25(a)及(b)示出从穿通孔15未放出He气体的状态。图25(b)是表示在陶瓷电介体基板11上吸附有对象物W的状态的模式剖视图。图25(a)是例示对象物W的温度分布的模式图。图25(a)的横轴表示对象物W的位置，纵轴表示穿通孔15正上方与其周边的温度差(delta_T)。
如图25(a)及(b)所示，在从穿通孔15未放出He气体时，对象物W中的穿通孔15正上方的温度高于周边的温度。陶瓷多孔体71的部分与金属制基座板50的部分相比热传递率更低。因此，在未放出He气体时，金属制基座板50上的部分的温度容易降低，陶瓷多孔体71上的尤其是穿通孔15正上方的部分的温度难以降低。从而，对象物W中的穿通孔15正上方的部分的温度高于金属制基座板50上的部分的温度。
如图25(a)及(b)所示，将对象物W中的穿通孔15正上方的周边的温度作为基准，在穿通孔15正上方的温度高时的温度差(delta_T)成为正(+)的delta_T。
图25(c)及(d)示出从穿通孔15放出He气体的状态。图25(d)是在陶瓷电介体基板11上吸附有对象物W的状态的模式剖视图。图25(c)是例示对象物W的温度分布的模式图。图25(c)的横轴表示对象物W的位置，纵轴表示穿通孔15正上方与其周边的温度差(delta_T)。
在此，如图25(d)所示，在从气体导入路53导入He气体时，He气体从气体导入路53通过陶瓷多孔体71的气孔内而被送入穿通孔15。He气体通过穿通孔15而被送入对象物W下方的槽14内。通过He气体接触，从而对象物W的温度降低。
如图25(c)及(d)所示，在从穿通孔15放出了He气体时，对象物W中的穿通孔15正上方的温度变得低于周边的温度。陶瓷多孔体71的部分与金属制基座板50的部分相比热传递率更低。因此，当放出He气体而陶瓷多孔体71上的尤其是穿通孔15正上方的部分的温度降低时，容易维持与金属制基座板50上的部分的温度相比更低的状态。从而，对象物W中的穿通孔15正上方的部分的温度变得低于金属制基座板50上的部分的温度。
如图25(c)及(d)所示，将对象物W中的穿通孔15正上方的周边的温度作为基准，在穿通孔15正上方的温度低时的温度差(delta_T)成为负(-)的delta_T。
在此，对通过静电吸盘110而吸附对象物W时的He气体等的传递气体的导入时刻进行说明。
首先，将对象物W吸附保持于陶瓷电介体基板11的第1主面11a。在吸附保持对象物W时，并不导入传递气体。控制部90以不导入传递气体的方式进行控制。
当对象物W吸附保持于陶瓷电介体基板11时，因静电吸盘110的吸附力而对象物W的下面接触设置于陶瓷电介体基板11周缘的密封环部16。在对象物W的下面与槽14之间形成用点13划分的空间。
在吸附保持对象物W之后导入传递气体。控制部90对传递气体的压力差及流量进行控制。通过控制部90的控制以规定的压力差将传递气体送入气体导入路53。传递气体从气体导入路53通过陶瓷多孔体71及穿通孔15送入槽14内。
在向槽14内填充规定量的传递气体之后，对象物W与陶瓷电介体基板11之间的空间被规定量的传递气体所充满。在吸附保持有对象物W期间，仅补充从对象物W与密封环部16的间隙漏出部分的传递气体。填充于槽14内的传递气体通过与对象物W接触，从而能够降低对象物W的温度。
之后，在解除对象物W的吸附保持的时刻，控制部90停止供给传递气体，从对象物W与陶瓷电介体基板11之间的空间抽出传递气体。之后，使对象物W离开陶瓷电介体基板11。在实际的流程中，能够缩短搬运对象物W并处理接下来的对象物W为止的时间(生产率)。
在这样的传递气体的导入时刻，在刚吸附保持对象物W之后的导入传递气体之前的阶段，对象物W的温度分布如图25(a)所示。另一方面，在吸附保持对象物W之后，在导入传递气体之后的阶段，对象物W的温度分布如图25(c)所示。
图26是例示气体流量与温度变化的关系的图。
图26的横轴表示从1个穿通孔15放出的He气体的流量(sccm：standard cubiccentimeter per minute)，纵轴表示对象物W的温度差delta_T(℃)。在此，被供给的He气体的压力差为30Torr。当从1个穿通孔15放出的He气体的流量增加时，温度差delta_T降低。
在本实施方式所涉及的静电吸盘110中，从1个穿通孔15放出的He气体的下限流量为0.5sccm。另一方面，当从1个穿通孔15放出的He气体的流量过多时，温度差delta_T过于降低而温度分布的均一化变难。为了使对象物W的温度分布均一化，优选温度差delta_T的绝对值为5℃以下。从而，优选从1个穿通孔15放出的He气体的流量为14sccm以下，更优选12sccm，还优选10sccm以下。
当从1个穿通孔15放出的He气体的流量为14sccm以下时，温度差delta_T的绝对值成为5℃以下。另外，当从1个穿通孔15放出的He气体的流量为12sccm以下时，温度差delta_T的绝对值成为4℃以下。另外，当从1个穿通孔15放出的He气体的流量为10sccm以下时，温度差delta_T的绝对值成为3℃以下。
图27是例示气体流量与温度变化的关系的图。
图27的横轴表示从1个陶瓷多孔体71放出的He气体的流量(sccm)，纵轴表示对象物W的温度差delta_T(℃)。在此，被供给的He气体的压力差为30Torr。当从1个陶瓷多孔体71放出的He气体的流量增加时，温度差delta_T降低。
在本实施方式所涉及的静电吸盘110中，从1个陶瓷多孔体71放出的He气体的下限流量为3sccm。这是He气体流动而用于冷却对象物W(delta_T为不足0℃)的下限流量。另一方面，当从1个陶瓷多孔体71放出的He气体的流量过多时，温度差delta_T过于降低而温度分布的均一化变难。为了使对象物W的温度分布均一化，优选温度差delta_T的绝对值为5℃以下。从而，优选从1个陶瓷多孔体71放出的He气体的流量为24sccm以下，更优选22sccm以下，还有选17sccm以下。
当从1个陶瓷多孔体71放出的He气体的流量为24sccm以下时，温度差delta_T的绝对值成为5℃以下。另外，当从1个陶瓷多孔体71放出的He气体的流量为22sccm以下时，温度差delta_T的绝对值成为4℃以下。另外，当从1个陶瓷多孔体71放出的He气体的流量为17sccm以下时，温度差delta_T的绝对值成为3℃以下。
图28是例示穿通孔的内径与温度变化的关系的图。
图28的横轴表示1个穿通孔15的内径(mm)，纵轴表示对象物W的温度差delta_T(℃)。在此，被供给的He气体的压力差为30Torr。当1个穿通孔15的内径变大时，温度差delta_T降低。
在本实施方式所涉及的静电吸盘110中，可形成1个穿通孔15的内径的下限为0.05mm。另一方面，当1个穿通孔15的内径过大时，温度差delt a_T过于降低而温度分布的均一化变难。为了使对象物W的温度分布均一化，优选温度差delta_T的绝对值为5℃以下。从而，优选1个穿通孔15的内径为1mm以下，更优选0.9mm以下，还优选0.8mm以下。
当1个穿通孔15的内径为1mm以下时，温度差delta_T的绝对值成为5℃以下。另外，当1个穿通孔15的内径为0.9mm以下时，温度差delta_T的绝对值成为4℃以下。另外，当1个穿通孔15的内径为0.8mm以下时，温度差delta_T的绝对值成为3℃以下。
在本实施方式所涉及的静电吸盘110中，在以圆筒形设置有1个陶瓷多孔体71时，优选陶瓷多孔体71的外径为7mm以下。通过使陶瓷多孔体71的外径成为7mm以下，从而温度差delta_T的绝对值成为5℃以下。另外，当陶瓷多孔体71的外径为6mm以下时，温度差delta_T的绝对值成为4℃以下。而且，当陶瓷多孔体71的外径为5mm以下时，温度差delta_T的绝对值成为3℃以下。
如以上说明，根据本实施方式，能够提高设置于陶瓷电介体基板11的传递气体的导入用穿通孔15及设置于基座板50的气体导入路53中的绝缘强度，能够提供可靠性高的静电吸盘110。
另外，根据本实施方式，即使是在气体导入路53内设置有陶瓷多孔体71的构造，也能够提供对吸附对象物W可进行均一性高的温度控制的静电吸盘110。
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。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，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。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。
根据本发明的形态，可提供如下静电吸盘，对于气体导入路内的放电可得到高的绝缘强度，或者，即使是在气体导入路内设置有陶瓷多孔体的结构，对于吸附对象物也可进行晶片温度均一性高的温度控制。
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；16-密封环部；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；60-粘接构件；70-绝缘体塞子；71-陶瓷多孔体；72、73-陶瓷绝缘膜；75-边界线；80-吸附保持用电压；90-控制部；110、110a-静电吸盘。

Claims (18)

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。
2.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，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。
3.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，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。
4.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，
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。
5.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，
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。
6.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，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。
7.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，所述陶瓷多孔体及所述陶瓷绝缘膜各自的热膨胀率为7.0×10-6/℃以上、10.0×10-6/℃以下。
8.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，所述陶瓷多孔体及所述陶瓷绝缘膜各自的热传导率为0.3W/m·K以上、10W/m·K以下。
9.根据权利要求3所述的静电吸盘，其特征为，
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。
10.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，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。
11.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，所述陶瓷多孔体的相对于外径的长度的比率为0.6以上。
12.根据权利要求11所述的静电吸盘，其特征为，所述陶瓷多孔体的外径为1毫米以上。
13.根据权利要求11所述的静电吸盘，其特征为，所述陶瓷多孔体的长度为3毫米以上。
14.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，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。
15.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，在将He气体的压力差作为30Torr时，从每1个所述穿通孔流出的He气体的流量为0.5sccm以上、14sccm以下。
16.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，在将He气体的压力差作为30Torr时，从每1个所述陶瓷多孔体流出的He气体的流量为3sccm以上、24sccm以下。
17.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，所述穿通孔的内径为0.05毫米以上、1毫米以下。
18.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，所述陶瓷多孔体的外径为7毫米以下。
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