CN1988128A - 静电吸盘 - Google Patents

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Abstract

本发明是利用库仑力的静电吸盘，其提供在维持吸附力的状态下，减少附着在基板上的颗粒的静电吸盘。静电吸盘(10)具备：基体(11)；形成于该基体(11)上并产生库仑力的电极(12)；在对基板(1)进行支撑的一侧的第1主面上具有以突起上面支撑该基板(1)的多个突起(13a)的电介质层(13)，突起(13a)之间的间隔大致均等地设置，突起上面的表面粗糙度(Ra)在0.5μm以下，突起(13a)的高度为5～20μm，使第1主面每单位面积100cm2的所述突起(13a)的数目为A(个/100cm2)，所述突起(13a)的高度为B(μm)时，满足数式A1/2×B2＞200的关系。

Description

静电吸盘
技术领域
本发明涉及利用库仑力的静电吸盘。
背景技术
原来，在半导体制造工序或液晶制造工序中的曝光、PVD(Physical VaporDeposition：物理气相沉积)、CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)、蚀刻等工序中，使用了吸附并保持半导体基板或玻璃基板的静电吸盘。在静电吸盘中，有利用库仑力来吸附基板的，也有利用约翰逊拉别克Johnsen-Rahbeck(以下称为J-R)力来吸附基板的。
一直以来，曝光、PVD、CVD、蚀刻等工序有在把基板吸附到静电吸盘时会吸附颗粒的问题。此外，还有基板的温度分布的均匀性等的问题。
对此，提出了以下方案：在静电吸盘表面设置突起，通过减少静电吸盘与基板的接触面积来减少吸附在基板上的颗粒(例如，参照专利文献1：日本实开平4-88045号公报)。还提出了以下方案：通过在因突起而在静电吸盘表面与基板之间产生的空间流过背流气体，来提高基板温度分布的均匀性(例如，参照专利文献2、3：日本特开平7-153825号公报、日本特开2002-222851号公报)。
然而，这些静电吸盘不是利用库仑力的静电吸盘，而是利用J-R力的静电吸盘或具有其他机构的静电吸盘。利用J-R力的静电吸盘在产生吸附力的构造安排上，需要在基板上流过电流。这样就有基板表面的器件损坏的可能性。
另一方面，利用库仑力的静电吸盘尽管不需要在基板上流过电流，但由于与利用J-R力的静电吸盘相比吸附力小，所以为了提高吸附力，一般考虑需要增加电介质层的介电常数，减小电介质层的厚度，或者增大接触面积。
如前所述，利用库仑力的静电吸盘以前盛行用于提高吸附基板的吸附力的搭配。即，对于减小静电吸盘与基板的接触面积，由于减小静电吸盘的吸附力，通过减小静电吸盘与基板的接触面积来减少吸附在基板上的颗粒的研究迄今为止尚未有过。
本申请的发明人们对于利用库仑力的静电吸盘，为了减少吸附在基板上的颗粒，与利用J-R力的静电吸盘同样地减小接触面积，基板不吸附在静电吸盘上，而从上脱落。
因此，利用库仑力的静电吸盘难以同时维持吸附力并减少附着在基板上的颗粒。
发明内容
对此，本发明是利用库仑力的静电吸盘，其目的是提供维持吸附力的同时，减少附着在基板上的颗粒的静电吸盘。
本发明的静电吸盘具备：基体；形成于该基体上并产生库仑力的电极；在对基板进行支撑的一侧的第1主面上具有以突起上面支撑基板的多个突起的电介质层，突起的间隔大致均等地设置，突起上面的表面粗糙度(Ra)在0.5μm以下，突起的高度为5～20μm，使第1主面每单位面积的突起数为A(个/100cm2)，突起的高度为B(μm)时，满足数式A1/2×B2＞200的关系。
采用这种静电吸盘的话，即使是利用库仑力的静电吸盘，因突起上面的表面粗糙度(Ra)在0.5μm以下，从而能够减少堆积在突起上面的颗粒，能够减少附着在基板上的颗粒。
此外，在突起上面堆积有颗粒时，由于突起上面的表面粗糙度(Ra)在0.5μm以下，颗粒的去除易于进行。因此，能够减少突起上面的颗粒。此外，能够减少导入基板和静电吸盘之间的背流气体向腔室的泄漏。
此外，因突起的高度在5μm以上，即使基板因吸附力而弯曲时，也能减少基板与第1主面接触。
此外，因突起的高度在20μm以内，由于在基板与第1主面不接触的部分，即因突起而存在于基板和第1主面之间的空间也存在吸附力，从而能够维持吸附力。
此外，在上述适当的范围设定突起间的间隔、突起上面的表面粗糙度、突起的高度，通过使第1主面每单位面积100cm2的突起数为A(个/100cm2)，突起的高度为B(μm)时，满足数式A1/2×B2＞200的关系，可在维持吸附力的情况下，减小基板与静电吸盘的接触面积。
这样，即使是利用库仑力的静电吸盘，也可得到在维持吸附力的同时减少附着在基板上的颗粒的静电吸盘。
此外，利用库仑力的本发明的静电吸盘与利用J-R力的静电吸盘不同，由于在基板中不必流过电流，从而不会产生基板表面的器件损坏。
此外，突起上面的表面粗糙度(Ra)大于0.5μm时，颗粒易于在突起上面堆积，附着在基板上的颗粒增加。此外，在突起上面和基板之间产生的吸附力减小而不能保持基板。
此外，突起的高度小于5μm时，在基板弯曲时，基板与第1主面接触，附着的颗粒显著增加。
此外，突起的高度大于20μm时，吸附力急剧减小，不能保持基板。
此外，在第1主面每单位面积100cm2的突起数为A(个/100cm2)，突起的高度为B(μm)，不满足数式A1/2×B2＞200的关系时，基板与第1主面接触，吸附的颗粒显著增加。
突起的高度更好是在10μm以内，这样，因第1主面与基板的距离变小，在空间产生的库仑力进一步增加，吸附基板，从而能够产生足够大的吸附力。
电介质层较好是含有氧化铝、氮化铝、氧化钇、氮化硼、氮化硅、或碳化硅之中的至少一种。这样，通过在电介质层中含有氧化铝，可进一步提高抗腐蚀性和耐热性。此外，通过在电介质层中含有氮化铝，可进一步提高抗腐蚀性、基板热均匀性和耐热性。此外，通过在电介质层中含有氧化钇，可进一步提高抗腐蚀性。此外，通过在电介质层中含有氮化硼，可进一步提高绝缘性和耐热性。此外，通过在电介质层中含有碳化硅或氮化硅，可进一步提高耐热性。
较好是室温下电介质层的体电阻率在1×1015Ω·cm以上。这样，电流实质上不在电介质层流过，电荷不移动。即，仅因电介质层的极化导致的库仑力产生静电吸盘的吸附力。
因此，在施加电压时，静电吸盘瞬时地吸附，在断开电压时，静电吸盘瞬时地使基板脱离。为了提高处理能力，基板的脱离尽可能快较好。
较好是在基板与第1主面之间的空间流过背流气体。这样，通过气体的热传导，能够使基板面内的热传导更均匀。
较好是电介质层的厚度为0.05～0.5mm。这样，能够维持高的吸附力的同时进一步增进绝缘耐压。
较好是突起上面的直径在2.0mm以下。这样，能够进一步提高突起上面的加工性。此外，根据与每单位面积的突起数的关系，相邻的突起之间的间隔更加合适。
即，通过突起在减少弯曲等变形的状态下能够支撑基板，从而能够减少基板与第1主面的接触。这样，能够进一步减少颗粒。
为了减少颗粒数，突起上面与基板的接触面积最好尽可能小。根据本发明的话，如上所述，突起间的间隔大致均等地设置，利用突起，支撑基板的突起上面的表面粗糙度(Ra)在0.5μm以下，该突起的高度为5～20μm，通过使第1主面每单位面积的突起数为A(个/100cm2)，该突起的高度为B(μm)时，满足数式A1/2×B2＞200的关系，使突起上面的总面积相对于第1主面的面积之比(以下表示为接触面积率)在15％以下，更好是在5％以下，与原来的整个面接触的静电吸盘相比，可显著地减少颗粒数。
本发明具有以下效果。
采用本发明的话，即使是利用库仑力的静电吸盘，也能得到在维持吸附力的同时，减少附着在基板上的颗粒的静电吸盘。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的静电吸盘的截面图。
图2是表示本发明实施方式的静电吸盘的局部放大截面图。
图3是表示本发明实施方式的静电吸盘的俯视图。
图中：
1-基板；2-空间；10-静电吸盘；11-基体；12-电极；13-电介质层；13a-突起；13b-突起上面；13c-第1主面；14-端子；15-第1基板升降孔；16-第2基板升降孔；H-突起高度；φ-突起上面的直径；P-突起的间隔。
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。还有，在以下附图的记载中，对于相同或类似的部分给与相同或类似的符号。但是，附图是示意性的，需要注意各尺寸的比例等与实际不同。
因此，具体的尺寸等参照以下的说明可以判断。另外，当然也包括附图之间相互尺寸的关系或比率不同的部分。
下面说明本发明实施方式的静电吸盘。
如图1所示，静电吸盘10具备：基体11；形成于基体11上、产生库仑力的电极12；在对基板进行支撑的一侧的第1主面上具有多个突起13a的电介质层13；以及端子14。
静电吸盘10采用电极12介于基体11和电介质层13之间的结构。静电吸盘10是利用库仑力的静电吸盘，电介质层13起电介层的作用。
静电吸盘10在电介质层13的对基板1进行支撑的一侧的第1主面上具有突起13a，并以突起13a的突起上面吸附基板1。静电吸盘10在室温的体电阻率较好是在1×1015Ω·cm以上。这样，在电介质层13内实质上没有电流流动，电荷不移动。即，仅利用电介质层13的极化导致的库仑力得到静电吸盘10的吸附力。因此，在施加电压时，静电吸盘10瞬时地吸附基板1，在电压断开时，基板1能够瞬时地脱离。
基体11支撑电极12以及电介质层13。基体11能够由陶瓷、陶瓷的复合材料等形成。此外，基体11较好是由主要成分与电介质层13相同的陶瓷形成。这样，基体11能够提高与电介质层13的气密接合性。
在基体11与电介质层13的主成分相同的场合，基体11、电极12、电介质层13更好是一体烧结体。这样，提高了基体11、电极12与电介质层13的气密性和粘合性。一体烧结体较好是用热压制法烧结得到的。
电极12在突起上面和基板1之间以及第1主面与基板1之间产生库仑力。电极12介于基体11和电介质层13之间。在静电吸盘10中，电极12埋在基体11和电介质层13之间。电极12可使用钨(W)、铌(Nb)、钼(Mo)、钽(Ta)、铪(Hf)、铂(Pt)、碳化钨(WC)以及它们的合金或化合物。
此外，电极12也可埋设在电介质层13中。
电极12的形状不受限制，可使用网眼状、块状、薄片状、梳状。此外，电极12不限定于图1的单极形状，也可以是双极或分割成多个。
电极12可使用印刷了印刷胶的电极、块状体、由CVD(Chemical VaporDeposition：化学气相沉积)或PVD(Physical Vapor Deposition：物理气相沉积)做的薄膜等。
端子14用锡焊等连接到电极12上。
电介质层13通过电极12形成于基体11上。此外，电介质层13具有支撑基板1的突起13a。这样，能够把成为产生颗粒的原因的静电吸盘10与基板1的接触面积减少到突起上面13b的总面积。
电介质层13较好是包含氧化铝、氮化铝、氧化钇、氮化硼、氮化硅、或碳化硅的至少一种。这样，通过在电介质层13中含有氧化铝，可提高抗腐蚀性和耐热性。氧化铝更好是纯度99.5％以上的高纯度氧化铝。此外，通过在电介质层13中含有氮化铝，可提高抗腐蚀性、基板的热均匀性、耐热性。此外，通过在电介质层13中含有氧化钇，可提高抗腐蚀性。此外，通过在电介质层13中含有氮化硼，可提高绝缘性、耐热性。此外，通过在电介质层13中含有碳化硅或氮化硅，可提高耐热性以及强度。
电介质层13在室温的体电阻率较好是1×1015Ω·cm以上。这样，可进一步提高脱离响应性。这样，实质上在电介质层13内不流过电流，电荷不移动。即，仅利用电介质层13的极化导致的库仑力得到静电吸盘10的吸附力。
因此，可抑制吸附基板1时的漏电流。此外，在施加电压时，静电吸盘10瞬时地吸附基板1，在电压断开时，基板1能够瞬时地脱离。
此外，静电吸盘10的吸附力F在材料的介电常数为e、真空的介电常数为e0、施加电压为V、电介质层13的厚度为d时，能够由以下公式表示。
F＝(e2×e0×(V/d)2)/2
由库仑力产生的吸附力F与施加电压V的2次方成正比，与电介质层13的厚度的2次方成反比。作为从基体11到突起上面的距离的电介质层13的厚度d较好是0.05～0.5mm。电介质层13的厚度d在0.05mm以上时可进一步提高绝缘耐压。电介质层13的厚度d在0.5mm以下时，通过进一步提高库仑力，可进一步提高吸附力以及脱离响应性。更好是电介质层13的厚度d在0.1～0.5mm。
该F是基板不与电介质层13接触时不产生的吸引力。即，原来，设置突起13a来减少静电吸盘10与基板1的接触面积的话，与该减少成比例，吸附力也减少，这已众所周知。即，通过施加在静电吸盘10的电极12上的电压，在电介质层13内产生的电介质极化成为库仑力的来源，因此，由于在电介质层13不接触的空间不期待电介质极化，因而没有吸附力是当然的。但是，在本发明中，通过把突起13a的高度、突起上面的表面粗糙度、突起间的间隔控制在后述的范围，从而可打破该限制。
此外，在因突起13a产生的基板1与第1主面之间的空间2较好是流过背流气体(バツクサイドガス)。这样，通过气体的热传递，可使基板1面内的热传递更均匀。背流气体较好是以5～50torr的压力流动的已知的气体如氦气、氩气、氮气、氦气和氩气的混合气体等。
用图2进一步对在第1主面形成的突起13a进行说明。还有，图2是电介质层13的支撑基板一侧的第1主面13c的放大图。在此，第1主面13c是具有多个突起13a的面。此外，第1主面13c的面积是基于第1主面13c的半径算出的。
如图2所示，在第1主面13c上，相邻的突起13a之间的间隔P大致相等。间隔P较好是1～50mm。这样，因突起13a在减少弯曲等变形的状态可支撑基板1，从而可进一步减少基板1与第1主面13c的接触。这样，能够进一步减少附着在基板上的颗粒。更好的间隔P是3～30mm。
此外，支撑基板1的突起13a的突起上面13b的表面粗糙度(Ra)(JISB0601)在0.5μm以下。这样，可减少堆积在突起上面13b的颗粒。此外，即使在突起上面13b上堆积有颗粒时，因颗粒的除去变得容易，从而可减少突起上面13b的颗粒。这样，能够减少吸附在基板1上的颗粒。更好是突起上面13b的表面粗糙度(Ra)在0.2μm以下。
此外，从突起上面13b到第1主面13c的距离即突起13a的高度(以下称为突起高度H)为5～20μm。突起高度H在5μm以上时，基板1仅通过突起上面13b支撑静电吸盘10，能够减少吸附在基板1上的颗粒。此外，突起高度H在20μm以下时，利用库仑力可以维持吸附力以及脱离响应性。
突起高度H更好是在10μm以内。这样，通过使第1主面13c与基板1的距离变近，库仑力得以提高，可产生足够高的吸附基板1的吸附力。
此外，在第1主面13c每单位面积的突起13a的数为A(个/cm2)时，使突起高度H为B(μm)，满足A1/2×B2＞200的关系。
具体地说，在第1主面13c的任意位置取为10cm×10cm的正方形，决定在此包含的突起13a的数目，计算出每单位面积100cm2的突起13a的数目A。其次，根据突起高度H即B计算出A1/2×B2的值。
基板1与第1主面13c接触的概率与每单位距离的突起13a的数目，即A的平方根成反比，可知与突起13a的数突起高度H的2次方大致成反比，这样，得到上述关系式。即，在使突起13a的数目和高度满足上述关系式时，吸附的基板1因吸附力近距离看在突起13a和突起13a之间弯曲，基板1的吸附面不与静电吸盘10的第1主面13c接触。
突起上面13b的直径φ较好是在2.0mm以下，这样，突起上面13b的加工性进一步提高，可进一步提高表面粗糙度等、突起上面13b的状态的均一性。这样，可进一步减少附着在基板1上的颗粒。此外，能够使基板1面内的热传导更均匀。更好是突起上面13b的直径φ是0.5～2mm。
如上所述，静电吸盘10具备：基体11；在该基体11上形成的、产生库仑力的电极12；以及在对基板1进行支撑的一侧的第1主面13c上具有多个突起13a的电介质层13。
此外，静电吸盘10的突起13a之间的间隔P大致均等地设置，突起上面13b的表面粗糙度(Ra)在0.5μm以下，突起高度H在5～20μm，第1主面13c的每单位面积100cm2的突起13a的数目为A(个/100cm2)，突起高度H为B(μm)时，通过满足A1/2×B2＞200的关系，就能够维持吸附力，同时减少基板1与静电吸盘10的接触面积，减少附着在基板1背面的颗粒。
对于第1主面13c上的突起13a的配置，用图3来进一步说明。还有，图3是电介质层13的支撑基板1侧的第1主面13c的俯视图。
如图3所示，在第1主面13c上，相邻的突起13a的间隔大致相等。
静电吸盘10也可以设置贯穿基体11以及电介质层13的气体导入孔。
具体地说，如图3所示，静电吸盘10可在电介质层13上具备第1基板升降孔15以及第2基板升降孔16。
此外，静电吸盘10也可在基体11上埋设电阻发热体，做成可对基板1进行加热的静电吸盘10。电阻发热体可使用铌、钼、钽等。电阻发热体可使用线状、线圈状、带状、网眼状、膜状等物。电阻发热体得到电力供应而发热。
下面说明本发明实施方式的静电吸盘的制造方法。
这种静电吸盘10可通过以下工序制造：形成基体11的工序；形成在基体11上产生库仑力的电极12的工序；形成电介质层13的工序；以及在电介质层13上形成支撑基板1的多个突起13a的工序。
以形成陶瓷的基体11并在基体11上通过电极12形成电介质层13的场合为例进行说明。
首先，对形成基体11的工序进行说明。
在基体11的陶瓷原料粉末中添加粘合剂、并根据需要添加有机溶剂、分散剂等并混合，制作浆料。
利用喷雾造粒法等对所得到的浆料进行造粒得到造粒颗粒。利用模具成型法、CIP(Cold Isostatic Pressing：冷等静压制)法、铸浆法等成形方法来成形。
以与陶瓷原料粉末相应的烧结条件(烧结气氛、烧结方法、烧结温度、烧结时间等)烧结所得到的成形体。利用例如研磨加工从烧结体制作基体11。
其次，对在基体11上形成产生库仑力的电极12的工序进行说明。电极12可使用丝网印刷法等在基体11表面把印刷胶印刷成半圆形、梳齿形、网眼形来形成。利用印刷形成电极12时，较好是使用把钨、铌、钼、碳化钨等高熔点材料的粉末、与基体11相同的陶瓷粉末、作为粘合剂的纤维素、丙烯、聚乙烯醇缩丁醛等混合的印刷胶。这样，可使电极12和基体11的热膨胀系数接近，可提高基体11与电极12的气密结合性。
此外，电极12也可通过把网眼状或块状的电极12载置到基体11表面来形成。此外，电极12也可利用CVD或PVD在基体11表面形成电极12的薄膜。
其次，对形成电介质层13的工序进行说明。电介质层13较好是以氧化铝、氮化铝、氧化钇、氮化硼、氮化硅、或碳化硅为主要成分。在陶瓷原料粉末中添加粘合剂，根据需要还添加水、分散剂等，混合，制作浆料。陶瓷原料粉末可包含作为主要成分的陶瓷的粉末、助烧结剂、粘合剂。例如，以氧化铝粉末为主要成分，添加氧化镁、氧化钇、氧化钛粉末等为助烧结剂。但是，主成分原料以外的成分总量较好是0.5重量％以下。此外，烧结后的电介质层13在室温的体电阻率较好是调整在1×1015Ω·cm以上。
利用喷雾造粒法等对所得到的浆料进行造粒而得到造粒颗粒。把形成有电极12的基体11设置在模具等上，在基体11以及电极12上填充成烧结所得到的造粒颗粒后的厚度为0.05～0.5mm，在基体11上形成作为电介质层13的成形体。或者，使用造粒颗粒，利用模具压印成型法、CIP(冷等静压制)法、铸浆法等形成作为电介质层13的成形体，通过在基体11上载置作为电介质层11的成形体，在基体11上形成作为电介质层13的成形体亦可。
并且，利用热压制法把基体11、电极12、作为电介质层13的成形体以与成形体的陶瓷原料粉末相应的烧结条件(烧结气氛、烧结方法、烧结温度、烧结时间)一体烧结，得到一体烧结体。这样，可形成电介质层13。
还有，工序的顺序不很重要。例如，也可先形成电介质层13，在电介质层13上形成电极12，在电介质层13以及电极12上形成作为基体11的成形体，一体烧结。
这样，烧结基体11或电介质层13的任一个得到后，形成电极12，通过一体烧结，可提高电极12的平坦度。这样，可提高静电吸盘10的吸附力的均匀性和在基板1上的热传导的均匀性。
此外，也可形成作为基体11的成形体、电极12、作为电介质层13的成形体的层积体，利用热压制法等一体烧结所得到的层积体。
此外，电极12也可不位于基体11和电介质层13之间。例如，电极12也可埋设于电介质层13。
其次，对在电介质层13形成支撑基板1的多个突起13a的工序进行说明。在由基体11、电极12、电介质层13得到的一体烧结体的电介质层13的支撑基板1的一侧的第1主面13c上形成突起13a。具体地说，在第1主面13c上粘贴具有与突起上面13b大小相同突起13a之间的间隔大致均等地配置的掩模，用喷砂处理削掉第1主面13c的表面。通过被掩模覆盖的部分的第1主面13c剩下来，成为突起13a，可在支撑基板1的一侧的第1主面13c上形成具有多个突起13a的电介质层13。
使突起高度H为5～20μm。此外，研磨使得突起上面13b的表面粗糙度(Ra)在0.5μm以下。
在此，调整突起13a和突起高度H使得第1主面13c每单位面积的突起13a的数目为A(个/cm2)，突起高度H为B(μm)时，满足A1/2×B2＞200的关系。
此外，较好是使突起上面13b的直径在2.0mm以下。
此外，利用钻孔加工在基体11上形成用于插入端子14的孔。最后，把端子14插入基体11的孔，用锡焊把端子14焊在电极12上，得到静电吸盘10。
这样，通过包括形成基体11的工序，在基体11上形成产生库仑力的电极12的工序，形成电介质层13的工序，在电介质层13的支撑基板1的一侧的第1主面13c上形成多个突起13a的工序，就可得到在维持吸附力的状态下减少附着在基板1上的颗粒的、利用库仑力的静电吸盘10。并且，在这种制造条件的范围内，调整原料粉末的平均颗粒直径、组成、烧结温度和烧结时间、烧结方法等烧结条件等，就可适当地调整烧结体的组成和开口气孔率、体积密度、平均颗粒直径等。结果可适当调整所得到的静电吸盘10的热传导率、体电阻率等。
下面说明实施例。
接着，利用实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明不受下述实施例的任何限制。
实施例1
在实施例1中，如图1所示，制作了具备基体11、电极12、电介质层13、突起13a和端子14的静电吸盘10。
首先，形成基体11。具体地说，作为陶瓷原料粉末，准备在颗粒直径1μm、纯度99.5％的氧化铝粉末中混合了氧化镁0.04％，颗粒直径1μm氧化镁的混合粉末。在陶瓷原料粉末中添加作为粘合剂的PVA(Poly vinyl alcohol：聚乙烯醇)、水以及分散材，使用滚筒筛混合16小时，得到浆料。
利用喷雾造粒法制作造粒颗粒。具体地说，利用喷雾干燥器对所得到的浆料进行喷雾干燥，制作平均颗粒直径80μm的造粒颗粒。把所得到的造粒颗粒放入橡胶模具用冷等静压制(Cold Isostatic Pressing，以下称为CIP)设备利用1ton/cm2的压力加压成形，得到作为基体11的成形体。
在大气烧结炉烧结作为基体11的成形体而得到烧结体。具体地说，放入氧化铝烧盆，以10℃/小时的升温速度使温度上升到500℃，在500℃保持5小时。保持在500℃，除去含在成形体中的粘合剂后，以30℃/小时的升温速度使温度从100℃上升到1650℃，在1650℃烧结4小时，得到基体11。
对基体11进行研磨加工，制作直径300nm、厚6mm的圆盘。表面通过研磨加工做成表面粗糙度(Ra)为0.8μm。
其次，形成电极12。具体地说，在钨(W)粉末中作为粘合剂混合松油醇和氧化铝40％制作印刷胶。在基体11上利用丝网印刷法形成直径290mm、厚10μm的电极12并使之干燥。
接下来，形成电介质层13。具体地说，把形成了电极12的基体11放置在模具中。在电极12上，填充另外准备的颗粒直径1μm、纯度99.5％的氧化铝粉末造粒颗粒并以20MPa加压，进行压制成形。
把一体成形的基体11、电极12、电介质层13所成的成形体放置于碳制的烧盆中，在氮气环境气体中用热压制法烧结。具体地说，以150kPa的氮气环境气体，以10MPa加压，同时，以300℃/小时的升温速度使温度上升到最高温度1600℃，在该最高温度1600℃保持2小时一体烧结，制作由基体11、电极12、电介质层13组成的一体烧结体。
用金刚石砥石对一体烧结体的电介质层13对基板1进行支撑的一侧的第1主面13c进行平面研磨加工和圆筒研磨加工，形成直径300mm的静电吸盘10。
其次，在支撑基板的一侧的第1主面13c上形成突起13a。具体地说，在第1主面13c以与突起上面13b同样的大小，具有突起13之间的间隔大致相等的配置粘贴掩模，用喷砂处理削切第1主面13c的表面，形成突起上面13b的直径(以下称为突起直径)0.5mm、突起高度H7μm组成的突起13a。
在此，调整掩模使得第1主面13c每单位面积100cm2的突起13a的数目为A(个/100cm2)，突起高度H为B(μm)时，满足A1/2×B2＞200的关系，每单位面积100cm2的突起13a的数目为127个。
此外，制作突起使得突起上面13b的总面积相对于第1主面13c的面积的比率(在表1中以接触面积表示)为1％。
最后，进行研磨加工使得突起上面13b的表面粗糙度(Ra)为0.4μm。
还通过钻孔加工以及接合连接在电极12上的端子14制作了实施例1的静电吸盘。
(实施例2～实施例11)
在实施例2～实施例11中，如图1所示，与实施例1相同，制作了具备基体11、电极12、电介质层13、突起13a、端子14的静电吸盘10。
实施例2～实施例11，如表1所示，是从实施例1改变了接触面积比率、突起直径、突起高度H、突起表面粗糙度、每单位面积100cm2的突起13a的数目的静电吸盘。此外，实施例2～实施例11的制造方法与实施例1相同。
(实施例12)
在实施例12中，如图1所示，与实施例1相同，制作了具备基体11、电极12、电介质层13、突起13a、端子14的静电吸盘10。
实施例12是在制作基体11时，通过不混合氧化镁来制作，如表2所示那样从实施例1改变体电阻率的静电吸盘10。除氧化镁的混合的实施例12的制造方法与实施例1相同。
(比较例1～比较例7)
在比较例1～比较例7中，如图1所示，与实施例1相同，制作了具备基体11、电极12、电介质层13、突起13a、端子14的静电吸盘10。
比较例1以及比较例2在不满足本发明的A1/2×B2＞200的条件这点上与实施例1～实施例11不同。
具体地说，比较例1每单位面积100cm2的突起13a的数目为6个，突起高度H为7μm，A1/2×B2＝124。
此外，比较例2每单位面积100cm2的突起13a的数目为8个，突起高度H为7μm，A1/2×B2＝138。
比较例3～比较例5在不满足本发明的突起高度H为5～20μm的条件这点上与实施例1～实施例11不同。
具体地说，比较例3～比较例5的突起高度H分别为4μm、30μm、22μm。
比较例6以及比较例7在不满足本发明的突起表面粗糙度在0.5μm以下的条件这点上与实施例1～实施例11不同。
具体地说，比较例6以及比较例7的突起表面粗糙度分别为0.6μm、1μm。
(比较例8)
在比较例8中，与实施例1相同，制作了具备基体、电极、电介质层、端子的J-R力型静电吸盘。
比较例3虽然与实施例1同样地制造，但在用氮化铝粉末制作J-R力型静电吸盘这一点上与实施例1、实施例12不同。
(实验方法)
其次，测量了上述制造的实施例1～实施例11以及比较例1～比较例7的静电吸盘10的吸附力以及颗粒数。
(1)吸附力测定
使用实施例1～实施例11以及比较例1～比较例7的静电吸盘10，在真空中使硅制探头与具有突起13a的第1主面13c接触，在静电吸盘10的电极12与硅制探头之间施加1500V的电压，把硅制探头吸附固定在静电吸盘10上。在施加电压的状态下，把硅制探头从第1主面13c向剥离的方向牵引，把剥离所需要的力除以硅制探头的吸附面的面积，测量了吸附力。
(2)颗粒测定
使用实施例1～实施例11以及比较例1～比较例7的静电吸盘10，在真空中，把裸硅晶圆作为基板1放置在静电吸盘10上，施加1500V的电压，把20torr的背流气体导入基板1和第1主面13c之间，吸附1分钟，然后，使电压为0V，剥离基板1，用KLA公司制的颗粒计数器SP-1测量基板1背面的颗粒。
对于这些静电吸盘10，把结果表示在表1。
【表1】
 突起高度B(μm)  突起表面粗糙度Ra(μm)  突起数(个/100cm2) A1/2×B2  接触面积比率(％)  突起直径(mm)  吸附力(torr)  颗粒数(个)
实施例1  7  0.4  127 553  1  0.5  44  1250
实施例2  7  0.4  25 247  0.2  0.5  43  920
实施例3  7  0.4  637 1237  5  0.5  45  1580
实施例4  7  0.4  1247 1749  10  0.5  46  3800
实施例5  5  0.4  127 282  1  0.5  51  1330
实施例6  10  0.4  127 1129  1  0.5  36  1080
实施例7  20  0.4  127 4515  1  0.5  22  960
实施例8  7  0.4  32 277  1  1  46  1190
实施例9  7  0.5  127 553  1  0.5  29  1200
实施例10  7  0.4  24 239  3  2  50  1230
实施例11  7  0.4  1911 2142  15  0.5  48  7120
比较例1  7  0.4  6 124  0.05  0.5  43  33310
比较例2  7  0.4  8 138  1  2  50  22400
比较例3  4  0.4  127 181  1  0.5  55  22450
比较例4  30  0.4  127 10158  1  0.5  15  不吸附，不可测量
比较例5  22  0.4  127 5463  1  0.5  16  不吸附，不可测量
比较例6  7  0.6  127 553  1  0.5  15  不吸附，不可测量
比较例7  7  1  127 553  1  0.5  14  不吸附，不可测量
比较例1每单位面积100cm2的突起13a的数目为6个，突起高度H为7μm，A1/2×B2＝124，由于突起的数目少，突起高度H低，基板1与第1主面13c接触，从而产生的颗粒数约为33310。
同样地，比较例2的A1/2×B2＝138，由于突起的数目少，高度H低，基板1与第1主面13c接触，从而产生的颗粒数约为22400个。
比较例3的突起高度H为4μm，且A1/2×B2＝138。即，由于突起的数目少，高度H低，基板1与第1主面13c接触，从而产生的颗粒数约为22450个。
比较例4以及比较例5的突起高度H分别为30μm、22μm，由于突起高度H过高，所以基板1与第1主面13c之间的吸附力降低，不能吸附基板1。
比较例6以及比较例7的表面粗糙度分别为0.6μm、1μm，由于突起表面粗糙度过粗，所以基板1与突起上面13b之间的吸附力降低，不能吸附基板1。
相对于此，本申请发明的实施例1～实施例11在维持吸附力的同时，附着在基板1上的颗粒数为920个～7120个，与比较例相比，少了一个量级，降低了颗粒数。
特别地，实施例2的吸附力为43torr，颗粒数为920个，可以在保持的同时，大幅地减少颗粒数。
其次，使用实施例1和实施例12的用了库仑力的静电吸盘10和比较例8的J-R力型静电吸盘，分别测量了体电阻率、漏电流、基板脱离时间。
(3)体电阻测量
使用实施例1和实施例12的用了库仑力的静电吸盘10和比较例8的J-R力型静电吸盘，利用基于JIS C2141的方法进行了体电阻测量。具体地说，在室温对静电吸盘电极施加2kV/mm，计算出体电阻率。
(4)漏电流测量
与(2)的颗粒测量同样地，把基板1放置到静电吸盘上，施加1500V的电压，把20torr的背流气体导向基板1和第1主面13c之间，吸附1分钟，测量基板吸附时的漏电流。
(5)基板脱离时间测量
与(2)的颗粒测量同样地，把基板1放置到静电吸盘上，施加1500V的电压，把20torr的背流气体导向基板1和第1主面13c之间，吸附1分钟，然后，把电压返回0V之后，测量基板1脱离所需要的基板脱离时间。
对于这些静电吸盘，结果表示在表2。
【表2】
 体电阻率(Ω·cm)  接触面积率(％)  突起直径(mm)  突起高度(μm)  突起表面粗糙度Ra(μm) 漏电流(μA)  基板脱离时间(秒)
实施例1  2×1015  1  0.5  7  0.4 ＜0.01  0.5
实施例12  3×1017  1  0.5  7  0.4 ＜0.01  0.2
比较例8  5×1012  1  0.5  7  0.4  0.1 ＞60
实施例1的体电阻率是2×1015Ω·cm。实施例1的漏电流比0.01μA更小，非常微小，基板脱离时间也为0.5秒，非常短。
此外，实施例12的体电阻率为3×1017Ω·cm。实施例12的漏电流与实施例1同样比0.01μA更小，非常微小，基板脱离时间也为0.2秒，非常短。
相对于此，作为J-R力型静电吸盘的比较例8的体电阻率为5×1012Ω·cm，与实施例1以及实施例2相比是低的体电阻率。比较例8的漏电流为0.1A，基板脱离时间比60秒长。
因此，确认了本申请发明的静电吸盘10相对于利用了J-R力的静电吸盘，是漏电电流小，基板脱离时间也非常短，对施加电压的开/关的响应性好的利用库仑力的静电吸盘。

Claims (7)

1.一种静电吸盘，其特征在于，
具备：基体；形成于该基体上并产生库仑力的电极；以及在对基板进行支撑的一侧的第1主面上具有以突起上面支撑该基板的多个突起的电介质层，
所述突起之间的间隔大致均等地设置，
所述突起上面的表面粗糙度(Ra)在0.5μm以下，
所述突起的高度为5～20μm，
使所述第1主面每单位面积100cm2的所述突起的数目为A(个/100cm2)，所述突起的高度为B(μm)时，满足下面数式
A1/2×B2＞200的关系。
2.一种静电吸盘，其特征在于，
所述突起的高度在10μm以下。
3.根据权利要求1或2所述的静电吸盘，其特征在于，
所述电介质层含有氧化铝、氮化铝、氧化钇、氮化硼、氮化硅或碳化硅之中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的静电吸盘，其特征在于，
所述电介质层在室温的体电阻率在1×1015Ω·cm以上。
5.根据权利要求1或2所述的静电吸盘，其特征在于，
在所述基板和所述第1主面之间的空间流过背流气体。
6.根据权利要求1或2所述的静电吸盘，其特征在于，
所述电介质层的厚度为0.05～0.5mm。
7.根据权利要求1或2所述的静电吸盘，其特征在于，
所述突起上面的直径在2.0mm以下。
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