JP2020043336A - セラミックス基板、静電チャック、静電チャックの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、添付図面は、理解を容易にするために構成要素を拡大して示している場合がある。構成要素の寸法比率は実際のものと、または別の図面中のものと異なる場合がある。また、断面図では、理解を容易にするために、一部の構成要素のハッチングを省略している場合がある。
図1は、第一実施形態の静電チャックの概略断面を示す。
図1に示すように、静電チャック1は、ベースプレート10と、ベースプレート10の上に配置された載置台20とを有している。載置台20は、たとえばシリコーン樹脂などの接着剤によりベースプレート10の上面に固定されている。なお、ベースプレート10に対して載置台20をネジにより固定してもよい。
基板本体21は、基板Wの形状に応じて円盤状に形成されている。基板本体21は、酸化アルミニウム(Al2O3)からなるセラミックスである。「酸化アルミニウムからなるセラミックス」とは、酸化アルミニウム以外の無機成分を添加していないセラミックスを意味する。セラミックスからなる基板本体21は、酸化アルミニウムの純度が99.5%以上であることが好ましい。純度が99.5%以上であることは、焼結助剤を添加することなく形成されることを示す。また、純度が99.5%以上であることは、製造工程等において意図しない不純物を含む場合もあることを意味している。基板本体21は、相対密度が98%以上であることが好ましい。基板本体21は、酸化アルミニウムの平均粒子径が1.0μm以上、3.0μm以下であることが好ましい。
次に、上記の載置台20の製造方法を説明する。
先ず、図3に示すように、セラミックス材料と有機材料からなるグリーンシート51〜53を準備する。各グリーンシート51〜53は、矩形板状に形成されている。各グリーンシート51〜53のセラミックス材料は酸化アルミニウムからなり、焼結助剤を含まない。
次いで、構造体71bを焼成して、図6に示すセラミックス基板72aが得られる。焼成する際の温度は、例えば、1600℃である。このセラミックス基板72aは、図3,図4に示す導電体パターン54,55を焼結して得られた静電電極22及び発熱体23(図1参照)を内蔵する。このようなセラミックス基板72aに対して各種の加工が施される。
(作用)
(サンプルの作製)
図7(a)に示すサンプル80を作製した。サンプル80は、セラミックス基板81と、セラミックス基板81の上面の導電体パターン82を有している。セラミックス基板81は、酸化アルミニウムからなるセラミックスである。また、セラミックス基板81は、焼結助剤を含まない原料組成であり、酸化アルミニウムの純度が99.5%以上である。導電体パターン82は、タングステンからなる導電性ペースト、又はタングステンを主成分として酸化ニッケル、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素の添加量を調整した導電性ペーストにより形成された。グリーンシート上に導電性ペーストを印刷し、一体を同時に焼成してサンプル80を形成した。焼成されたセラミックス基板81において、酸化アルミニウムの平均粒径は1.0〜3.0μmである。
サンプル3〜12,14〜20は、上述の好適な組成(含有量)の導電性ペーストを用いた導電体パターン82を含むサンプルである。これらのサンプル3〜12,14〜20は、導電体パターン82の焼結性、及びセラミックス基板81と導電体パターン82との密着性が良好「○」であった。
図10は、分析したサンプルのSE像(二次電子像)を示す。
・焼結性の確認。
酸化ニッケルの含有量を5wt%とした導電性ペーストを、焼結助剤を含まないグリーンシート上に印刷し、一体を同時に焼成したサンプルを作製し、そのサンプルのSEM(scanning electron microscope)及びEDX(energy dispersive X-ray spectrometry)による断面写真を取得した。この断面写真では、焼成後の電極において、タングステンの結晶が大きくなり過ぎる。このようなタングステンの結晶は、セラミックス基板から剥離し易い。
酸化ニッケル、酸化アルミニウム及び二酸化ケイ素を無添加とした導電性ペーストを、焼結剤を含まないグリーンシート上に印刷し、一体を同時に焼成してサンプルを作製した。このサンプルでは、導電体パターンの抵抗率は2.85E−07[Ωm]であった。
(1)静電チャック1の載置台20は、基板本体21と、基板本体21に内設された静電電極22を含む。基板本体21は、酸化アルミニウム(Al2O3)からなるセラミックスである。静電電極22は、タングステン(W)を主成分とし、酸化ニッケル(NiO)、酸化アルミニウム(Al2O3)、二酸化ケイ素(SiO2)を含む焼成体である。このような構成の静電電極22とすることにより、基板本体21のセラミックスの特性を低下させることなく、静電電極22を含む載置台20を得ることができる。
図18は、第二実施形態の半導体装置用パッケージの概略断面、図19は、半導体用パッケージの概略平面を示す。
尚、上記実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記第一実施形態に対し、静電チャックに含まれる部材や配置を適宜変更してもよい。
20,20a 載置台
21 基板本体
22 静電電極
100 半導体装置用パッケージ
110 セラミックス基板
111〜114 セラミックス基材
121〜124 配線パターン
Claims (13)
- 基板本体と、
前記基板本体に内設された導電体パターンと、
を有し、
前記基板本体は、酸化アルミニウムからなるセラミックスであり、
前記導電体パターンは、タングステンを主成分とし、酸化ニッケル、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素を含む焼成体であること、
を特徴とするセラミックス基板。 - ニッケルは、前記導電体パターンに局在していることを特徴とする請求項1に記載のセラミックス基板。
- 前記セラミックス基板は、半導体装置用パッケージに用いられることを特徴とする請求項1又は2に記載のセラミックス基板。
- 基板本体と、
前記基板本体に内設された静電電極と、
を有し、
前記基板本体は、酸化アルミニウムからなるセラミックスであり、
前記静電電極は、タングステンを主成分とし、酸化ニッケル、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素を含む焼成体であること、
を特徴とする静電チャック。 - ニッケルは、前記静電電極に局在していることを特徴とする請求項4に記載の静電チャック。
- 前記静電電極は、前記タングステンに対して酸化ニッケルの添加量が0.2〜1.0wt%である導電性ペーストを焼成した焼成体であることを特徴とする請求項4又は5に記載の静電チャック。
- 前記静電電極は、前記タングステンに対して酸化アルミニウムの添加量が0.2〜3.0wt%、二酸化ケイ素の添加量が0.2〜3.0wt%である導電性ペーストを焼成した焼成体であることを特徴とする請求項4〜6の何れか一項に記載の静電チャック。
- 前記基板本体は、前記酸化アルミニウムの純度が99.5%以上であることを特徴とする請求項4〜7の何れか一項に記載の静電チャック。
- 前記基板本体は、相対密度が98%以上であることを特徴とする請求項4〜8の何れか一項に記載の静電チャック。
- 前記基板本体は、酸化アルミニウムの平均粒子径が1.0μm〜3.0μmであることを特徴とする請求項4〜9の何れか一項に記載の静電チャック。
- 基板本体と、前記基板本体に内設された静電電極とを有する静電チャックの製造方法であって、
焼結助剤を含まない酸化アルミニウムと、有機材料の混合物からなるグリーンシートの上面に、タングステンを主成分とし、酸化ニッケル、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素を添加した導電性ペーストにより導電体パターンを形成する工程と、
前記グリーンシート及び前記導電体パターンを焼成して前記基板本体及び前記静電電極を形成する工程と、
を有することを特徴とする静電チャックの製造方法。 - 前記導電性ペーストは、前記タングステンに対して酸化ニッケルの添加量が0.2〜1.0wt%であること、を特徴とする請求項11に記載の静電チャックの製造方法。
- 前記導電性ペーストは、前記タングステンに対して酸化アルミニウムの添加量が0.2〜3.0wt%、二酸化ケイ素の添加量が0.2〜3.0wt%であること、を特徴とする請求項11又は12に記載の静電チャックの製造方法。
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