专利名称：静电吸盘的制作方法
技术领域：
本发明的形态涉及静电吸盘，涉及如下静电吸盘，其能够确实地确保接通到陶瓷电介体基板内部的电极，同时能够将由于对陶瓷电介体基板进行穿孔而引起的強度降低和电绝缘可靠性降低控制到最小限度。
背景技术：
氧化铝等的陶瓷基体材料之间夹入电极，通过烧成处理制作的烧结陶瓷制的静电吸盘如下，在内置的电极上外加静电吸附用电力，通过静电力来吸附硅片等基板。在这样的静电吸盘中，为了向内部电极供给静电吸附用电力，对接通于电极的导体的一部分从陶瓷基体材料的静电吸附面的相反侧的面露出的静电吸盘和在电极上接合有电カ供给用连接器(connector)的静电吸盘等进行了实用化。 在专利文献I中，对于连接内置于陶瓷基体材料内的电极与用于供给静电吸附用电カ的外部配线的部分，在基体材料上形成与电极形成面具有相同底面的孔，在从该孔的底面露出的电极上接合有底面部接合材料。在该专利文献I中公开有，在陶瓷基体材料之间夹着电极，通过烧成处理制作的烧成陶瓷制的静电吸盘中，在包括HIPOtot Isostatic Press :热等静压)处理的陶瓷烧结エ序之后，在基体材料上设置开ロ，在该开ロ处接合电极与底面部接合材料的技木。作为在基体材料上设置开ロ的方法，采用使用金刚石工具的切削或研磨、激光加工、超声波加工、喷砂加工等。另外，在专利文献2中公开有如下技术，在烧成后的陶瓷基体上设置贯穿内部电极的固定孔，在其内壁上形成金属导电层。在此，内置的电极厚度一般在20微米(iim)以下。另ー方面，使用金刚石工具的切削加工的加工位置的精度为IOiim以上。因此，也存在如下情况，在切削加工中进行开ロ的孔底达不到内部电极，或者过于穿透内部电极而开孔。尤其是，在穿透内部电极而开孔吋，由于穿透内部电极的孔的底面与被吸附物之间的绝缘层变薄，因此有可能招致机械强度、电绝缘可靠性的降低。专利文献I :日本国特开2004-273736号公报专利文献2 :日本国特开平10-189696号公报
发明内容
本发明是基于所涉及的课题的认知而进行的，目的在于提供ー种静电吸盘，其能够确实地确保接通到陶瓷电介体基板内部的电极，同时能够将由穿孔引起的陶瓷电介体基板的机械强度降低和电绝缘可靠性降低控制到最小限度。第I发明为如下静电吸盘，具备陶瓷电介体基板，具有放置被吸附物的第I主面与所述第I主面相反侧的第2主面；电极，设置在所述陶瓷电介体基板的所述第I主面与所述第2主面之间；及导电性构件，设置在形成于所述陶瓷电介体基板的所述第2主面上的凹部中，其特征为，所述凹部的顶端具有曲面，所述电极具有在所述曲面上露出的露出部分，所述导电性构件在所述露出部分处与所述电极接触。根据该静电吸盘，能够确保电极与导电性构件的确实的电接通，同时不会向第I主面侧过于深挖凹部，因此能够防止过度地对陶瓷电介体基板进行穿孔，能够充分地确保陶瓷电介体基板的机械强度与电绝缘可靠性。另外，第2发明为如下静电吸盘，在第I发明中，其特征为，所述曲面为球面状，在将从所述第2主面朝向所述第I主面的第I方向上观察时的所述露出部分的直径作为L且将所述曲面的曲率半径作为R吋，L < 2R。根据该静电吸盘，凹部不会从露出部分向第I主面侧超过曲率半径R而突出，能够充分地确保陶瓷电介体基板的机械强度与电绝缘可靠性。另外，第3发明为如下静电吸盘，在第I发明中，其特征为，在将从所述第2主面朝向所述第I主面的第I方向上观察时的所述露出部分的直径作为L，且将在所述第I方向上 的所述露出部分的所述第2主面侧与所述凹部顶端的间隔作为D3吋，D3 ^ L/2。根据该静电吸盘，凹部不会从露出部分向第I主面侧超过L/2而突出，能够充分地确保陶瓷电介体基板的机械强度与电绝缘可靠性。另外，第4发明为如下静电吸盘，在第I发明中，其特征为，所述曲面为球面状，在将所述曲面的曲率半径作为R且将从所述第2主面朝向所述第I主面的第I方向上的所述露出部分的所述第2主面侧与所述凹部顶端的间隔作为D3財,D3幺R-(R/4^)0根据该静电吸盘，凹部不会从露出部分向第I主面侧超过i -CR/而突出，能够充分地确保陶瓷电介体基板的机械强度与电绝缘可靠性。而且，在形成凹部时，相对于在第I方向上观察露出部分时的直径L的増加量，距离D3的増加量变小，能够抑制过于深挖。另外，第5发明为如下静电吸盘，在第I发明中，其特征为，将与从所述第2主面朝向所述第I主面的第I方向正交的方向作为第2方向，将与所述第I方向和所述第2方向正交的方向作为第3方向，在所述第2方向上观察所述凹部时的截面上，在将所述曲面的外形线与所述露出部分的接点处的所述曲面的切线对于所述第3方向的角度作为0吋，0< 45°。根据该静电吸盘，在形成凹部时，能够抑制过于深掘挖。尤其是，在0 <45°的情况下，在形成凹部时，相对于在第I方向上观察露出部分时的直径L的増加量，距离D3的增加量变小，由此，能够防止过度地对陶瓷电介体基板进行穿孔，能够充分地确保陶瓷电介体基板的机械强度与电绝缘可靠性。另外，第6发明为如下静电吸盘，在第I至第5中的任意一项发明中，其特征为，所述凹部具有第I部分，设置在所述第2主面侧；及第2部分，设置在所述第I部分与所述电极之间且与所述第I部分相比开ロ较小。根据该静电吸盘，通过分开用于得到与电极的电接通的第2部分和用于得到与外部的电接通的第I部分，从而在用于得到与电极的电接通的第2部分中不需要接触外部配线，能够抑制第2部分的损伤。另外，第7发明为如下静电吸盘，在第6发明中，其特征为，所述凹部在所述第I部分与所述电极之间具有多个所述第2部分。根据该静电吸盘，能够确实地进行与电极的电接通。
根据本发明的形态，能够提供ー种静电吸盘，其能够确实地确保接通到陶瓷电介体基板内部的电极，同时能够将由穿孔引起的陶瓷电介体基板的机械强度降低和电绝缘可靠性降低控制到最小限度。
图I是例示本实施方式涉及的静电吸盘结构的模式剖视2是图I所示的A部的模式放大剖视图。图3是例示凹部与电极的露出部分的状态的模式图。图4是例示由凹部形成的电极与各部分尺寸的模式图。图5是例示直径L与距离D3关系的图。图6是说明由于曲率半径的差异引起的与电极的接触状态的差异的模式图。图7是例示对于凹部的顶端位置的与电极的露出面积和强度变化的图。图8是例示本实施方式与參考例的凹部形状的模式图。图9是表示施加到陶瓷电介体基板的最大应カ模拟结果的图。图10是按照エ序顺序说明本实施方式涉及的静电吸盘的制造方法的模式剖视图。图11是按照エ序顺序说明本实施方式涉及的静电吸盘的制造方法的模式剖视图。图12是按照エ序顺序说明本实施方式涉及的静电吸盘的制造方法的模式剖视图。图13是说明凹部深度与在Z方向上观察的开ロ状态的关系的模式图。图14是说明凹部深度与在Z方向上观察的开ロ状态的关系的模式图。图15是说明凹部深度与在Z方向上观察的开ロ状态的关系的模式图。图16是说明凹部深度与在Z方向上观察的开ロ状态的关系的模式图。图17是说明凹部深度与在Z方向上观察的开ロ状态的关系的模式图。图18是说明凹部深度与在Z方向上观察的开ロ状态的关系的模式图。图19是例示凹部状态的图。图20是例示凹部的其他方式的模式剖视图。图21是说明具有圆锥形状曲面的凹部的模式图。图22是说明具有圆锥台形状曲面的凹部的模式图。符号说明10-层状结构体；11-陶瓷电介体基板；I Ia-第I主面；I Ib-第2主面；12_电极；12a-露出部分；13_凸点(dot) ;14_槽；20_导电性构件；21_衬垫；25_导电性树脂；30_凹部；30a-曲面；30p-顶端；31_第I部分；32-第2部分;35_金属构件;50_基座板；50a-上部；50b-下部；51_输入通路；52_输出通路；53_导入通路；55_连通通路；57_孔；61_接触电极；62_绝缘材料；70_凹部；70a-曲面；71_凹部；71a-曲面；80_吸附保持用电压；0 _角度;110、190_静电吸盘;121、122_位置;130_接线;Dl、D2、t-厚度；D3_距离；L、M_直径；R_曲率半径；S-露出面积；TL-切削工具；TLB-钻头；W-被吸附物。具体实施例方式以下，參照附图对本发明的实施方式进行说明。而且，在各图中，对于相同的构成要素标注相同符号并适当地省略详细说明。图I是例示本实施方式涉及的静电吸盘结构的模式剖视2是图I所示的A部的模式放大剖视图。本实施方式涉及的静电吸盘110具备陶瓷电介体基板11、电极12、导电性构件20。S卩，陶瓷电介体基板11如下，例如是由烧结陶瓷构成的平板状的基体材料，具有放置半导体基板等被吸附物W的第I主面Ila与该第I主面Ila相反侧的第2主面lib。电极12设置在陶瓷电介体基板11的第I主面Ila与第2主面Ilb之间。也就是说，电极12以插入在陶瓷电介体基板11中的方式形成。静电吸盘110如下，通过在该电极12上外 加吸附保持用电压80，从而在电极12的第I主面Ila侧产生电荷，通过静电カ吸附保持被吸附物W。电极12沿着陶瓷电介体基板11的第I主面Ila与第2主面Ilb被设置成薄膜状。电极12可以是单极型也可以是双极型。图I所示的电极12是双极型，在同一面上设有2个电极12。在陶瓷电介体基板11上，在从第2主面Ilb朝向第I主面Ila的方向上设有到达电极12的凹部30。在本实施方式的说明中，将从第2主面Ilb朝向第I主面Ila的方向(第I方向)作为Z方向，将与Z方向正交的方向中的I个(第2方向)作为Y方向，将与Z方向、Y方向正交的方向(第3方向)作为X方向。在该凹部30的顶端设有曲面30a。在此，曲面30a是对于在Z方向上延伸的轴(Z轴)倾斜的面，是围绕Z轴弯曲的面。图I与图2所示的曲面30a是设置在凹部30顶端侧(Z方向侧)的球面状部分。内置于陶瓷电介体基板11中的电极12具有从该凹部30的曲面30a露出的露出部分12a。即，呈如下状态，设置在凹部30顶端侧的曲面30a部分到达电极12，从该曲面30a露出电极12的一部分。导电性构件20在凹部30的曲面30a处与电极12的露出部分12a接触。由此，导电性构件20与电极12电接通。通过这样地设置具有曲面30a的凹部30，从而抑制为了接通电极12与导电性构件20而在陶瓷电介体基板11上设置的穿孔的深挖，防止机械强度降低与电绝缘可靠性降低。如图I所示，静电吸盘110安装在基座板50上。基座板50成为静电吸盘110的安装基准。要将静电吸盘Iio安装在基座板50上，则从使用温度、成本等观点出发适当选择硅胶等耐热性树脂、铟接合与钎焊等。基座板50例如分为铝制的上部50a与下部50b，在上部50a与下部50b之间设有连通通路55。连通通路55如下，一端侧与输入通路51连接，另一端侧与输出通路52连接。基座板50也发挥对静电吸盘110进行温度调整的作用。例如，在冷却静电吸盘110时，从输入通路51流入冷却媒体，通过连通通路55而从输出通路52流出。由此，能够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。另ー方面，在对静电吸盘110进行保温时，也能够向连通通路55内装入保温媒体。或者，也能够将发热体内置于静电吸盘110、基座板50内。这样，如果通过基座板50来调整静电吸盘110的温度，则能够调整由静电吸盘110吸附保持的被吸附物W的温度。另外，在陶瓷电介体基板11的第I主面Ila侧，根据需要而设有凸点13，在凸点13之间设有槽14。该槽14连通，在搭载于静电吸盘110上的被吸附物W的背面与槽14之间形成空间。在槽14上连接有穿通基座板50与陶瓷电介体基板11的导入通路53。如果在吸附保持被吸附物W的状态下从导入通路53导入He等传热气体，则设置在被吸附物W与槽14之间的空间中流动传热气体，能够通过传热气体直接冷却被吸附物W。在此，通过适当地选择凸点13的高度(槽14的深度)、凸点13与槽14的面积比例、形状等，从而能够将被吸附物W的温度、附着在被吸附物W上的颗粒控制成优选状态。接下来，详细说明凹部30内部。如图2所示，凹部30例如具有第I部分31 ;及与第I部分相比开ロ较小的第2部分32。第I部分31设置在陶瓷电介体基板11的第2主面Ilb侧。另外,第2部分32设置在第I部分31与电极12之间。
在第2部分32的顶端侧设有曲面30a。曲面30a部分到达电极12，从曲面30a露出电极12的一部分(露出部分12a)。在凹部30内形成有导电性构件20，其接触于电极12的露出部分12a。图2所示的导电性构件20形成在凹部30内壁的整体上。而且，导电性构件20不需要一定形成在凹部30内壁的整体上，只要与电极12电接通，则也可以形成在内壁的一部分上。在电极12中使用钯等，在导电性构件20中使用白金等。在凹部30内例如埋入有导电性树脂25。该导电性树脂25粘结设置在凹部30的第2主面Ilb侧的衬垫21。由此，衬垫21呈如下状态，通过凹部30内的导电性树脂25、导电性构件20而与电极12电接通。衬垫21如下，例如设置在第I部分31内，向陶瓷电介体基板11的第2主面Ilb侧露出。通过将凹部30分成第I部分31与第2部分32，从而在用于得到与电极12的电接通的第2部分32中不需要使后述的接触电极61接触，能够抑制第2部分32的损伤。在与衬垫21的位置对应的基座板50的上部50a设有接触电极61。在基座板50的上部50a设有孔57，在该孔57中安装有由绝缘材料62保持的接触电极61。因此，如果将静电吸盘110安装在基座板50的上部50a，则接触电极61与衬垫21接触，由此能够实现电接通。在接触电极61中例如使用可动式探针。由此，实现接触电极61与衬垫21确实地接触，将接触电极61的接触对衬垫21产生的损伤抑制到最小限度。而且，接触电极61不局限于上述方式，也可以是只是与衬垫21接触的结构或通过嵌合、螺合而与衬垫21连接的结构等的任意方式。接下来，对凹部30与露出部分12a的关系进行说明。图3是例示凹部与电极的露出部分的状态的模式图。图3 (a)是模式剖视图，图3(b)是在图3(a)中从第2主面向Z方向观察的模式俯视图。凹部30如下，朝着Z方向设置成圆筒形状，在顶端侧设有曲面30a。在图3所示的凹部30中，在顶端侧设有球面状曲面30a。在此，如果将在Y方向上观察球面状曲面30a时的截面上的曲率半径作为R，则凹部30的直径为2R。如果凹部30的曲面30a部分到达电极12，则电极12的一部分被去除。从该曲面30a露出的电极12的露出部分12a沿着曲面30a出现。如图3(b)所示，如果从第2主面Ilb向Z方向观察凹部30的内侧，则沿着曲面30a出现的露出部分12a呈圆形状。在此，在凹部30的顶端穿透电极12时，在穿透的部分处露出陶瓷电介体基板11。此时，如图3(b)所示，成为在圆形状露出部分12a的中心部分处观察到陶瓷电介体基板11的状态。即，露出部分12a成为呈环状地观察到的状态。在本实施方式中，对于从凹部30的曲面30a露出的电极12，将最接近第2主面Ilb侧的位置121处的直径作为L，将最接近第I主面Ila侧的位置122处的直径作为M。另夕卜，将在Z方向上从电极12的第2主面Ilb侧到凹部30顶端30p为止的距离作为D3。距离D3成为对凹部30进行穿孔时的深度基准。图4是例示由凹部形成的电极与各部分尺寸的模式图。除了前述的曲率半径R与露出部分12a的直径L、M、距离D3之外，将电极12的厚度作为t，在陶瓷电介体基板11的厚度当中，将电极12到第I主面侧作为D1、到第2主面 侧作为D2。另外，对于在Y方向上观察曲面30a的截面形状，在露出部分12a的最接近第2主面Ilb侧的位置121处，将由切线130与电极12的第2主面Ilb形成的角度作为0。在这样的尺寸中，在本实施方式中，形成如下凹部30，至少满足(I)L彡2R、(2)D3彡L/2、(3)⑷0 <45°中的I个。由此，能够在对凹部30进行穿孔时防止深挖。如果满足上述(I)的条件，则凹部30不会从露出部分12a的位置121向第I主面Ila侧超过曲率半径R而突出，能够充分地确保陶瓷电介体基板11的机械强度与电绝缘可靠性。如果满足上述(2)的条件，则凹部30不会从露出部分12a的位置121向第I主面Ila侧超过L/2而突出，能够充分地确保陶瓷电介体基板11的机械强度与电绝缘可靠性。如果满足上述(3)的条件，则凹部30不会从露出部分12a的位置121向第I主面
Ila侧超过而突出，能够充分地确保陶瓷电介体基板11的机械强度与电绝缘可靠性。另外，在形成凹部30时，相对于直径L的増加量，距离D3的増加量变小，根据直径L而易于管理距离D3，能够有效地抑制过于深挖。如果满足上述⑷的条件，则在形成凹部30吋，能够抑制过于深挖。由此，能够防止过度地对陶瓷电介体基板11进行穿孔，能够充分地确保陶瓷电介体基板11的机械强度与电绝缘可靠性。尤其是，如果0 <45°，则在形成凹部30时，相对于直径L的増加量，距离D3的増加量变小，根据直径L而易于管理距离D3，能够有效地抑制对凹部30过于深挖。0值优选30°以下，还优选20°以下，更优选15°以下。作为尺寸的一例，厚度Dl为例如0. 05mm 0. 5mm,厚度D2与厚度Dl相比较厚，例如为0.7mm。另外，距离D3为厚度Dl的例如1/5以下，还优选1/10以下，更优选1/20以下。而且，厚度t为0. 001mm 0. 02mm,曲率半径R为例如0. 25mm Imm,优选0. 45mm。在此，电极12的露出部分12a的直径L如下，对于凹部30的厚度基准即距离D3以一定的关系发生变化。例如，在上述的尺寸中，在厚度t充分薄时，成立以下式。
图5是例示将R作为0. 45mm时的直径L与距离D3关系的图。图5所示的直径L与距离D3的关系表示满足上述(3)的条件时的关系。这样，直径L与距离D3准照式I的关系。因而，在对凹部30进行穿孔时，能够根据直径L而管理距离D3。而且，如果满足上述(3)的条件，则能够对于直径L的变化量而使距离D3的变化量变小。由此，如果管理直径L的变化，则能够精密地管理距离D3，微小的距离D3管理变得容易。图6是说明由于曲率半径的差异引起的与电极的接触状态的差异的模式图。在图6中，并排表示本实施方式涉及的静电吸盘110上的凹部30与參考例涉及的静电吸盘190上的凹部39。按照图6(a) (d)的顺序，分别较深地设有凹部30与39。按照图6 (a) (d)的顺序，凹部30与39的顶端位置如Pl P4所示地发生变化。相对于球面状形成的凹部30的曲面，在凹部39中几乎未形成曲面。在图6(a)所示的位置Pl处，凹部30与39的顶端未到达电极12。在图6(b)所示的位置P2处，凹部30与39的顶端到达了电极12内。在图6(c)所示的位置P3处，凹部30与39的顶端从电极12稍微穿透。在图6 (d)所示的位置P4处，凹部30与39的顶端完全从电极12穿透。图7是例示对于凹部顶端位置的与电极的露出面积和强度变化的图。在图7中，示出了本实施方式涉及的静电吸盘110与參考例涉及的静电吸盘190。图7(a)表示对于凹部顶端位置P的与电极的露出面积S变化，图7(b)表示对于凹部顶端位置P的陶瓷电介体基板的強度I的变化。图7所示的Pl P4对应于图6 (a) ⑷所示的凹部的顶端位置。首先，根据图7(a)对露出面积S的变化进行说明。在凹部30与39的顶端位置为Pl时，由于凹部30与39分别未到达电极12，因此露出面积S为O。在凹部30与39的顶端位置为P2以后时，发生与电极12的接触。在此，在凹部30与39的顶端位置处于电极12的厚度范围内时，在參考例涉及的凹部39中，露出面积S急剧增加。另ー方面，在本实施方式涉及的凹部30中，由于在顶端侧形成有曲面30a，因此露出面积S逐渐增加。而且凹部30与39变深,在顶端位置贯穿电极12之后(顶端位置P3以后)，成为大致一定的露出面积S。这样，在凹部30顶端侧设有曲面30a的本实施方式中，由于露出部分S在由凹部30到达电极12而贯穿为止逐渐增加，因此凹部30调整变得容易。下面，根据图7(b)对陶瓷电介体基板的强度变化进行说明。随着凹部30与39的顶端位置向Pl P4推迸，陶瓷电介体基板的強度降低。即，凹部30与39变得越深，则剩余的陶瓷电介体基板的厚度越薄，強度降低。但是，与參考例涉及的静电吸盘190相比，在本实施方式涉及的静电吸盘110中，即使在相同的凹部顶端位置，陶瓷电介体基板的強度也较高。之所以这样，是因为在凹部30顶端侧设有球面状的曲面30a。在此,在静电吸盘中存在库仑(coulomb)型与迥斯热背(Johnsen-Rahbek)型。库仑型在较广的温度范围内被吸附物的装卸响应性优越。另外，迥斯热背型静电吸盘与库仑型相比具有被吸附物的吸附カ强的特征。本实施方式涉及的静电吸盘110如下，虽然可适用于库仑型与迥斯热背型的任意ー种，但是尤其适合于库仑型。即，在库仑型的静电吸盘中，为了提高吸附力，需要将从电极12到第I主面Ila侧的陶瓷电介体基板11做薄，而且需要提高外加到电极12上的吸附保持用电压80。本实施方式涉及的静电吸盘110如下，由于能够通过如上所述的凹部30形状来抑制由穿孔引起的強度降低，因此即使是需要变薄陶瓷电介体基板11的库仑型，也能够得到陶瓷电介体基板11的充分的机械强度。图8与图9是说明由凹部的曲率引起的强度差异的图。图8是例示本实施方式与參考例的凹部形状的模式图，图9是施加到陶瓷电介体基板的最大应カ的模拟結果。如图8(a)所示，在本实施方式涉及的静电吸盘110中，设置在陶瓷电介体基板11上的凹部30直径为Imm,曲面30a的曲率半径为0. 5mm,厚度Dl为0. 3mm。如图8(b)所示，在參考例涉及的静电吸盘190中，设置在陶瓷电介体基板11上的凹部39直径为Imm,曲面39a的曲率半径为0. 2mm,厚度Dl为0. 3mm。 在图9中示出了在本实施方式涉及的静电吸盘110与參考例涉及的静电吸盘190中由距离D3引起的最大应カ的模拟结果。在此，假设以凹部30与39的中心为轴0进行旋转的直径4mm的陶瓷电介体基板11，计算了将陶瓷电介体基板的拉伸弹性模量作为400GPa、将泊松比作为0. 24并对凹部30与39施加I个气压时在陶瓷电介体基板上产生的应力。从该模拟结果知道了如下内容，在本实施方式涉及的静电吸盘110中，与參考例涉及的静电吸盘190相比，最大应カ成为2. 8分之I 3. 6分之I。即，根据设置在凹部30顶端侧的曲面30a，即使在相同深度下也与參考例相比更能提高強度。接下来，对本实施方式涉及的静电吸盘110的制造方法进行说明。图10 图12是按照エ序顺序说明本实施方式涉及的静电吸盘的制造方法的模式首1J视图。而且，在图10 图12中示出了以凹部30为中心的模式放大剖视图。首先，如图10(a)所示，形成了在陶瓷电介体基板11的第I主面Ila与第2主面Ilb之间设有电极12的层状结构体10。要形成层状结构体10，则首先形成陶瓷电介体基板的印制电路基板(GreenSheet)。例如在氧化铝粉沫中添加粘结剂，在用球磨机进行混合粉碎之后经过混合、脱泡而形成印制电路基板。作为氧化铝粉沫，例如可以使用平均颗粒直径0. 5 u m以下、纯度99. 99百分比(％)以上的氧化铝粉沫。也可以添加氧化铝以外的辅助剂。印制电路基板的厚度为例如0. 4mm以上I. Omm以下。接下来，形成用于形成电极12的金属浆料。金属浆料如下，在氧化铝粉沫中混入规定量的钯粉沫，添加粘结剂等，通过混合做成泥浆状的钯浆料。在此，为了提高烧结时的金属浆料的粘结性，也可以在钯粉沫中混入氧化铝粉沫。接下来，通过网板印刷法在印制电路基板上印刷金属浆料，形成电极12图像(pattern)。接下来，在形成有电极12图像的印制电路基板的上下对位其他印制电路基板，同时层叠烧成后的尺寸所需的张数，进行热压接，形成叠层薄板。接下来，在将叠层薄板切断成规定形状(例如圆板形状)之后，在1350°C以上1600°c以下的温度中进行烧成，同时也对电极12进行烧成。烧成可在大气环境、还原环境的任意环境中进行。而且，在烧成后也可以追加HIP处理。由此，完成了在陶瓷电介体基板11的第I主面Ila与第2主面Ilb之间设有电极12的层状结构体10。接下来，如图10(b)所示，利用钻等在陶瓷电介体基板11的第2主面Ilb上形成沉孔。作为沉孔，形成 第I部分31 ;及第2部分32，处于第I部分31的底部且与第I部分31相比开ロ较窄。而且，沉孔也可以只是第2部分32的I个。第2部分32形成在陶瓷电介体基板11的第2主面Ilb到电极12跟前为止。接下来，如图11(a) (b)所示，对第2部分32的底部进行钻孔而形成具有曲面30a的凹部30。使用在顶端设有球状钻头TLB的旋转式切削工具TL进行钻孔。通过使用球状钻头TLB的切削，在凹部30顶端形成球状曲面30a。在此，使切削工具TL的钻头TLB的转轴对于凹部30的钻孔方向(Z方向)的轴(Z轴)倾斜即可。由此，能够用旋转的钻头TLB高效地形成凹部30的顶端。
而且，使用切削工具TL使凹部30的曲面30a到达电极12为止进行钻孔。由此，如图11(b)所示，在凹部30的曲面30a上露出电极12的一部分(露出部分12a)。接下来，如图12(a)所示，在凹部30的内壁上形成导电性构件20。在导电性构件20中例如使用白金浆料。即，在凹部30内壁的至少一部分上例如涂敷白金浆料，以便与曲面30a的露出部分12a接触。之后，在900°C左右的温度下进行烧成，从而形成与露出部分12a连接的导电性构件20。而且，导电性构件20除了白金衆料以外也可以是电镀、CVD(Chemical V aporDeposition :化学气相沉积)、加入导电性颗粒的有机树脂等。接下来，如图12(b)所示，在凹部30中例如埋入导电性树脂25，通过该导电性树脂25将衬垫21安装在凹部30的第I部分31上。而且，虽然在此是将导电性树脂25埋入在凹部30内并安装衬垫21，但是根据与电极12接通的方式而设置其中所需的结构即可。另夕卜，也可以代替导电性树脂25而利用钎料、焊锡。由此，完成本实施方式的静电吸盘110。在此，说明凹部30的形成。图13 图18是说明凹部深度与在Z方向上观察的开ロ状态的关系的模式图。在各图中，(a)是在Z方向上观察凹部的俯视图，(b)是凹部的剖视图。凹部从图13到图18为止逐渐变深。首先，如图13所示，在凹部30未到达电极12的情况下，在Z方向上观察凹部30时，成为在凹部30的直径2R的内侧只出现陶瓷电介体基板11的状态。接下来，如图14所示，在凹部30到达电极12且凹部30的顶端处于电极12内的情况下(距离D3 (I))，在Z方向上观察凹部30时，成为电极12的露出部分12a圆形状出现在凹部30的直径2R的内侧的状态。在凹部30的距离D3 (I)时，露出部分12a的圆形状的直径为L(l)。接下来，如图15所示，在电极12内，在凹部30顶端与图14(b)所示的深度相比更深的情况下(距离D3(2))，在Z方向上观察凹部30时，出现在凹部30的直径2R的内侧的露出部分12a的圆形状的直径L(2)显得与图14(a)所示的直径L(I)相比更大。接下来，如图16所示，在凹部30顶端从电极12稍微穿透的情况下(距离D3 (3))，在Z方向上观察凹部30时，出现在凹部30的直径2R的内侧的露出部分12a的圆形状的直径L(3)显得与图15(a)所示的直径L(2)相比更大。而且，成为如下状态，对应于从电极12稍微穿透的凹部30的顶端部分，陶瓷电介体基板11在露出部分12a以圆形状(直径M(I))出现。即，在Z方向上观察时，露出部分12a以环状出现。接下来，如图17所示，在凹部30顶端与图16(b)所示的深度相比更深的情况下(距离D3 (4))，在Z方向上观察凹部30时，出现在凹部30的直径2R的内侧的露出部分12a的圆形状的直径L(4)显得与图16(a)所示的直径L(3)相比更大。而且，出现在露出部分12a的中央部分的陶瓷电介体基板11的圆形状的直径M(2)也显得与图16(a)所示的直径Md)相比更大。接下来，如图18所示，在凹部30顶端完全穿透电极12的情况下，S卩，在曲面30a的位置超过电极12的情况下，在Z方向上观察凹部30时，成为出现直径2R的凹部30的状态。
这样，根据图13 图18所示的凹部30的深度(距离D3)，在Z方向上观察凹部30时的状态发生变化。从而，在形成凹部30时，通过管理在Z方向上观察该凹部30时的状态即直径L、直径M，从而能够正确地设定距离D3。例如，在用显微镜观察凹部30内侧而确认状态的同时逐渐加深凹部30。在观察凹部30内侧时，如图13(a)所示，在凹部30的内侧整体为陶瓷电介体基板11时,能够判断成凹部30顶端尚未到达电极12。而且，如图14(a)所示，在凹部30的内侧以圆形状出现露出部分12a的情况下，能够判断成凹部30的顶端到达了电极12。此时，如果测定露出部分12a的圆形状的直径L，则能够通过上述(式I)算出凹部30顶端的深度(距离D3)。如图16(a)所示，在凹部30内侧以圆形状出现露出部分12a而且在露出部分12a的中央部分以圆形状出现陶瓷电介体基板11的情况下，能够判断成凹部30顶端穿透了电极12。即使凹部30顶端穿透了电极12，在露出部分12a以环状出现期间也成为曲面30a与电极12交叉的状态。在露出部分12a以环状出现时，能够通过露出部分12a的直径L来算出距离D3，除此之外也能通过在露出部分12a的中心部分出现的陶瓷电介体基板11的直径M而例如根据如下式2来算出距离D3。D3=t+R-1/2X ^](4xR2-M2)-(式 2)在本实施方式中，以处于在凹部30内侧露出部分12a以处于圆形状出现(參照图13(a))到环状出现的露出部分12a的环状将要消失之前为止的状态(參照图16(a) 17(a))的方式对凹部30进行钻孔。由此，能够抑制深挖凹部30，能够确实地使电极12露出在曲面30a上。图19是例示凹部状态的图。图19(a)是例示凹部30内侧状态的光学显微镜相片。另外，图19(b)是例示凹部30截面的电子显微镜相片。虽然在图19(a)与(b)中的显示倍率各不同，但是凹部30的深度相问。如图19(a)所示，在凹部30内侧以呈环状地例如白色状出现的部分是电极12的露出部分12a。此时，如果测定露出部分12a的直径L，则能够控制相当于凹部30深度的距离D3。在图19(b)所示的凹部30中，在第I部分31底部设有第2部分32。在该凹部30中，设置在第2部分32上的顶端的曲面30a与电极12相切。这样，如果管理露出部分12a的直径L，则能够抑制深挖凹部30，同时能够通过使电极12从凹部30的曲面30a上露出(露出部分12a)而得到与导电性构件20的确实的电接通。另外，通过满足上述(3)的条件，能够对于露出部分12a的直径L的变化而使凹部30的距离D3的变化变小。即，在对凹部30进行钻孔时，与凹部30的距离D3增加量相比露出部分12a的直径L的増加量较小，因此能够在參照直径L的同时高精度地进行凹部30的微小的距离D3调整。接下来，对凹部30的其他方式进行说明。图20是例示凹部的其他方式的模式剖视图。图20 (a)与(b)所示的方式是在凹部30中插入金属构件35的方式。在金属构件35中使用线膨胀系数接近陶瓷电介体基板11的例如钥、科瓦铁镍钴合金与各种合金。金属构件35通过凹部30内的导电性构件20而被插入。由此，通过使接触电极61与金属构件35接触，从而能够得到外部与电极12的电接通。图20(c)与(d)所示的方式是在I个衬垫21上形成有多个凹部30的方式。I个衬垫21跨着多个凹部30而形成。在图20(c)与(d)所例示的方式中，在I个衬垫21上形成有2个凹部30。由此，在使接触电极61接触衬垫21时，通过分别设置在多个凹部30中的导电性构件20，能够得到与电极12的确实的电接通。图20(e)与⑴所示的方式是对于I个第I部分31形成有多个第2部分32的方式。即，在第I部分31的底部形成有多个第2部分32。在图20(e)与(f)所例示的方式中，在I个第I部分31上形成有2个第2部分32。导电性构件20从各第2部分32的内壁延伸至第I部分31的底部。接触电极61在该导电性构件20延伸的第I部分31的底部处接触，得到与电极12的电接通。图20(g)与(h)所示的方式是在陶瓷电介体基板11的第2主面上形成有衬垫且该衬垫21与设置在凹部30中的导电性构件20接触的方式。由此，如果衬垫21与接触电极61接触，则能够得到与电极12的电接通。接下来，对凹部曲面的其他例进行说明。图21是说明具有圆锥形状曲面的凹部的模式图。虽然之前说明的凹部30的曲面30a是球面状，但是图21所示的凹部70的曲面70a是圆锥形状。要形成这样的凹部70，则作为图11所例示的设置在切削工具TL顶端的钻头TLB而使用圆锥形状的钻头，使切削エ具TL朝着Z方向推进。由此，在凹部70顶端形成圆锥形状的曲面70a部分。在本实施方式中，使电极12从圆锥形状的曲面70a上露出。图21(b)所示的凹部70内侧的状态因凹部70深度即距离D3而发生变化。该状态的变化与图13 图18所示的例子相同。在此，对于在Y方向上观察曲面70a的截面形状，优选在电极12的露出部分12a的最接近第2主面Ilb侧的位置121处的切线130与电极12的第2主面Ilb侧所形成的角度9小于45°。由此，能够对应露出部分12a的直径L的变化而使凹部30的距离D3的变化变小。即，在对凹部30进行钻孔时，与凹部30的距离D3的增加量相比能够使露出部分12a的直径L的増加量变小，能够在參照直径L的同时高精度地进行凹部30的微小的距离D3调整。图22是说明具有圆锥台形状曲面的凹部的模式图。图22所示的凹部71的曲面、71a呈圆锥台形状。要形成这样的凹部71，则作为图11所例示的设置在切削工具TL顶端的钻头TLB而使用圆锥台形状的钻头，使切削工具TL朝着Z方向推迸。由此，在凹部71顶端形成圆锥台形状的曲面71a部分。在本实施方式中，使电极12从圆锥台形状的曲面71a露出。图22(b)所示的凹部71内侧的状态因凹部71深度即距离D3而发生变化。该状态的变化与图13 图18所示的例子相同。在此，对于在Y方向上观察曲面71a的截面形状，优选在电极12的露出部分12a的最接近第2主面Ilb侧的位置121处的切线130与电极12的第2主面Ilb侧所形成的角度9小于45°。由此，能够对应露出部分12a的直径L的变化而使凹部30的距离D3的变化变小。即，在对凹部30进行钻孔时，与凹部30的距离D3的增加量相比，能够使露出部分12a的直径L的増加量变小，能够在參照直径L的同时高精度地进行凹部30的微小的距离D3调整。
如以上说明，根据本实施方式，能够确实地确保接通到陶瓷电介体基板11内部的电极12，同时能够将由凹部30的穿孔引起的陶瓷电介体基板11的机械强度降低和陶瓷电介体基板11的电绝缘可靠性降低控制到最小限度。以上，说明了本发明的实施方式。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，则本领域技术人员追加适当设计变更的发明也包含在本发明的范围内。另外，前述的各实施方式所具备的各要素，在技术上可行的范围内能够进行组合，组合这些的发明只要包含本发明的特征，则也就包含在本发明的范围内。
权利要求
1.一种静电吸盘， 具备陶瓷电介体基板，具有放置被吸附物的第I主面与所述第I主面相反侧的第2主面； 电极，设置在所述陶瓷电介体基板的所述第I主面与所述第2主面之间； 及导电性构件，设置在形成于所述陶瓷电介体基板的所述第2主面上的凹部中，其特征为， 所述凹部的顶端具有曲面， 所述电极具有在所述曲面上露出的露出部分， 所述导电性构件在所述露出部分处与所述电极接触。
2.根据权利要求I所述的静电吸盘，其特征为， 所述曲面为球面状， 在将从所述第2主面朝向所述第I主面的第I方向上观察时的所述露出部分的直径作为L且将所述曲面的曲率半径作为R时，L彡2R。
3.根据权利要求I所述的静电吸盘，其特征为， 在将从所述第2主面朝向所述第I主面的第I方向上观察时的所述露出部分的直径作为L，且将在所述第I方向上的所述露出部分的所述第2主面侧与所述凹部顶端的间隔作为D3 时，D3 ( L/2。
4.根据权利要求I所述的静电吸盘，其特征为， 所述曲面为球面状， 在将所述曲面的曲率半径作为R且将从所述第2主面朝向所述第I主面的第I方向上的所述露出部分的所述第2主面侧与所述凹部顶端的间隔作为D3时，D3。
5.根据权利要求I所述的静电吸盘，其特征为， 将与从所述第2主面朝向所述第I主面的第I方向正交的方向作为第2方向，将与所述第I方向和所述第2方向正交的方向作为第3方向，在所述第2方向上观察所述凹部时的截面上，在将所述曲面的外形线与所述露出部分的接点处的所述曲面的切线对于所述第3方向的角度作为0时，0 <45°。
6.根据权利要求I至5中的任意一项所述的静电吸盘，其特征为， 所述凹部具有第I部分，设置在所述第2主面侧；及第2部分，设置在所述第I部分与所述电极之间且与所述第I部分相比开口较小。
7.根据权利要求6所述的静电吸盘，其特征为， 所述凹部在所述第I部分与所述电极之间具有多个所述第2部分。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种静电吸盘，其能够确实地确保接通到陶瓷电介体基板内部的电极，同时能够将由穿孔引起的陶瓷电介体基板的强度降低和电绝缘可靠性降低控制到最小限度。具体而言，提供一种静电吸盘，其特征为，具备陶瓷电介体基板，具有放置被吸附物的第1主面与所述第1主面相反侧的第2主面；电极，设置在所述陶瓷电介体基板的所述第1主面与所述第2主面之间；及导电性构件，设置在形成于所述陶瓷电介体基板的所述第2主面上的凹部中，所述凹部的顶端具有曲面，所述电极具有在所述曲面上露出的露出部分，所述导电性构件在所述露出部分处与所述电极接触。
文档编号H01L21/683GK102738053SQ20121008069
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月23日 优先权日2011年3月30日
发明者松井宏树, 近藤俊平 申请人:Toto株式会社