JP2019156648A - 導電部を備えるセラミックス部材の製造方法、および、セラミックス部材 - Google Patents
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Abstract
Description
A−1.静電チャック100の構成:
図1は、本実施形態における静電チャック100の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図2は、本実施形態における静電チャック100のXZ断面構成を概略的に示す説明図であり、図3は、本実施形態における静電チャック100のXY平面(上面)構成を概略的に示す説明図である。各図には、方向を特定するための互いに直交するXYZ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Z軸正方向を上方向といい、Z軸負方向を下方向というものとするが、静電チャック100は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。
次に、ヒータ電極層50の構成およびヒータ電極層50への給電のための構成について詳述する。
(1)各ドライバ電極61,62の断面積は、ヒータ電極500の断面積の10倍以上である。
(2)面方向において、各ドライバ電極61,62は1つのセグメントSEより大きな面積を有する。
ドライバ電極層60は、特許請求の範囲における導電部に相当する。
図4には、ヒータ電極500のX1部の断面構成が拡大して示されている。X1部に示すように、ヒータ電極500は、後述する導電性材料の粒子Mを含んで構成されている。また、ヒータ電極500の表面501の近傍に位置する複数の粒子Mの少なくとも一部は、切断されており、その切断面MDがヒータ電極500の表面501に露出している。なお、粒子Mの切断面MDがヒータ電極500の表面に露出している様子は、例えばヒータ電極500の表面501を含む断面を走査型電子顕微鏡(SEM)により撮像して得られるSEM画像で確認することができる。なお、チャック電極40やドライバ電極層60も同様に、それらの表面には、切断された導電性材料の粒子の切断面が露出している。
図5は、静電チャック100の製造方法を示すフローチャートであり、図6は、静電チャック100の製造方法における打ち抜き加工の概要を示す説明図であり、図7は、静電チャック100の製造方法における半硬化導電パターンの配置工程の概要を示す説明図である。
半硬化シート800を準備する工程(S110)では、例えば次の方法により、半硬化シート800を作製する。まず、導電性材料とセラミックス粉末と硬化性樹脂と硬化剤と分散剤とを溶媒に混合し、溶解後に脱泡することにより、導電性材料と硬化性樹脂とを含む導体ペーストを形成する。なお、導電性材料やセラミックス粉末に分散剤と溶媒とを加え撹拌することであらかじめ分散液を作製した後に、硬化性樹脂と硬化剤とを添加してもよい。導電性材料等の混合には、例えば撹拌羽根や三本ロール等を備える周知の装置を用いることができる。次に、導体ペーストの各原料について詳説する。
半硬化導電パターン800Aを形成する工程(S120)では、例えば次の方法により、半硬化シート800から半硬化導電パターン800Aを形成する。例えば、図6(A)に示すように、打ち抜き型900を準備する。打ち抜き型900は、打ち抜き用パンチ910と打ち抜き台920とを含む。打ち抜き用パンチ910は、例えば1つのヒータ電極500の形状に対応した形状に形成されている。打ち抜き台920は、例えば1つのヒータ電極500の形状に対応した形状の開口部(図示せず)が形成されている。打ち抜き台920上に、複数枚の半硬化導電パターン800Aを重ねて配置する。次に、図6(B)に示すように、打ち抜き用パンチ910を、複数枚の半硬化導電パターン800Aの上から、打ち抜き台920の開口部を介して打ち抜き台920を貫通させると、互いに重ねられた複数枚の半硬化導電パターン800Aがヒータ電極500の形状に対応した形状に打ち抜かれる。これにより、同一形状の複数の半硬化導電パターン800Aを一括で形成することができる。このように、同一形状の半硬化導電パターン(半硬化導電パターン800A)を多数形成する場合、打ち抜き型を用いる方法が好ましい。なお、半硬化導電パターンを形成するための他の方法としては、例えば、カッティングプロッターを用いて半硬化シート800から半硬化導電パターン800Aを切り出す方法が挙げられる。形状が互いに異なる半硬化導電パターンを多数形成する場合には、カッティングプロッターを用いる方法が好ましい。また、このように半硬化導電パターンから打ち出しや切り出しによって導電部前駆体を形成することにより、例えば上述したようにヒータ電極500の表面501の近傍に位置する導電性材料の粒子Mが切断され、その結果、切断された粒子Mの切断面MDがヒータ電極500の表面501に露出する(図4のX1部参照)。これにより、例えばヒータ電極500の線幅を均一にすることができる。
導電部前駆体(例えばヒータ電極前駆体500A)を形成する工程(S130)では、まず、例えばアルミナを主成分とするグリーンシート950Aを複数準備する。そして、それらのうちの1つのグリーンシート950Aに半硬化導電パターン800Aを貼る。具体的には、図7(A)に示すように、半硬化導電パターン800Aの第1の端部821Aが、グリーンシート950Aに露出する焼成前の第1のヒータ側ビア前駆体721A上に配置され、第2の端部822Aがグリーンシート950Aに露出する焼成前の第2のヒータ側ビア前駆体722A上に配置される。なお、半硬化導電パターン800Aをグリーンシート950Aに貼る方法は特に限定されず、例えば、半硬化導電パターン800Aをグリーンシート950Aに直接押し付けて圧着してもよい。また、半硬化導電パターン800Aが薄く、半硬化導電パターン800A単独では扱いにくい場合、半硬化導電パターン800Aを、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムのような搬送用のフィルム上に貼って扱ってもよい。なお、本実施形態において、グリーンシート950Aは、硬化性樹脂を含む形成材料により形成されたもの(ゲルキャスト成形されたもの)でもよい。ただし、硬化性樹脂を含むグリーンシートは、比較的に硬くなりやすいため、第1のヒータ側ビア721等のための貫通孔を形成する際に、グリーンシートにクラックが生じるおそれがある。また、グリーンシートのような比較的に幅広のものをゲルキャスト成形すると、硬化する際の収縮量が大きいため、例えばグリーンシートの端部に反りが生じやすい。そのため、グリーンシート950Aは、硬化性樹脂を含まず、熱可塑性バインダーを含んで形成されたものが好ましい。
セラミックス部材10を形成する工程(S140)では、導電部前駆体(ヒータ電極前駆体500A等)が接着されたグリーンシート950Aと、他のグリーンシート950Aとを積層して熱圧着し、この積層体を所定の形状にカットし、還元雰囲気中で焼成(例えば、1400〜1800℃で焼成)を行う。この焼成処理により、複数のグリーンシート950Aと導電部前駆体とが同時焼結され、グリーンシート950Aがセラミックス部950となり、導電部前駆体が導電部(ヒータ電極500等)となる。これにより、セラミックス部材10が形成される。
例えば、導電性材料を含み、かつ硬化性樹脂を含まない非硬化性の導電ペーストから導電パターンを形成しようとすると、非硬化性の導電ペーストは、形状を維持する定形性が低いため、導電パターンを導電部に対応した形状(例えば設計上の形状)に精度よく形成することが困難である。例えば、非硬化性の導電ペーストから導電パターンを切り出そうとしてもパターン形状を維持できず、導電パターンを導電部に対応した形状に精度よく形成することができない。また、非硬化性の導電ペーストを積層される複数のグリーンシートの間に挟み込んで押圧する際に、その押圧力によって導電ペーストが変形しやすい。これに対して、本実施形態における静電チャック100の製造方法では、半硬化状態である半硬化シート800から半硬化導電パターン800Aを形成する。半硬化シート800は、上記非硬化性の導電ペーストに比べて定形性が高いため、非硬化性の導電ペーストを利用する場合に比べて、半硬化導電パターン800Aを導電部(ヒータ電極500等)に対応した形状に精度よく形成することができる。
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
Claims (3)
- 導電部を備えるセラミックス部材の製造方法において、
導電性材料と、熱および光の少なくとも一方によって硬化する硬化性樹脂と、を含んでおり、少なくとも焼成後に導電性を有し、かつ半硬化状態である半硬化シートを準備する工程と、
前記半硬化シートから、前記導電部に対応した形状の半硬化導電パターンを形成する工程と、
前記半硬化導電パターンを、セラミックスグリーンシート上に配置し、熱および光の少なくとも一方によって硬化させることによって、前記セラミックスグリーンシート上に接着された導電部前駆体を形成する工程と、
前記導電部前駆体が接着された前記セラミックスグリーンシートを含む、複数のセラミックスグリーンシートを重ねて焼成することによって、前記導電部を備える前記セラミックス部材を形成する工程と、
を含む、
ことを特徴とする導電部を備えるセラミックス部材の製造方法。 - 請求項1に記載の導電部を備えるセラミックス部材の製造方法において、
前記セラミックス部材は、互いの形状が略同一である複数の前記導電部を備えており、
前記半硬化導電パターンを形成する工程において、複数枚の前記半硬化シートを重ねてまとめて打ち抜き加工を施すことにより、前記導電部に対応した形状の複数の前記半硬化導電パターンを一括形成する、
ことを特徴とする導電部を備えるセラミックス部材の製造方法。 - セラミックス部と、
前記セラミックス部に配置され、導電性材料の粒子を含む導電部と、を備え、
前記導電部の表面の少なくとも一部には、前記導電性材料の粒子の切断面が露出している、
ことを特徴とするセラミックス部材。
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