静电吸盘
阅读：830发布：2020-05-12
专利汇可以提供静电吸盘专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种静电 吸盘 ，其特征为，具备：陶瓷电介体，在表面上形成有 电极 ；陶瓷 基板 ， 支撑 陶瓷电介体；及第1接合剂，接合陶瓷电介体与陶瓷基板，第1接合剂具有包含有机材料的主剂、包含无机材料的无定形填充物、包含无机材料的球形填充物，在第1主剂中分散配合有第1无定形填充物与第1球形填充物，第1主剂、第1无定形填充物与第1球形填充物由电绝缘性材料构成，第1球形填充物的平均直径大于第1无定形填充物的短径的最大值，第1接合剂的厚度或者与第1球形填充物的平均直径相同或者更大。，下面是静电吸盘专利的具体信息内容。
1.一种静电吸盘，其特征为，
具备：陶瓷电介体，在表面上形成有电极；
陶瓷基板，支撑所述陶瓷电介体；
及第1接合剂，接合所述陶瓷电介体与所述陶瓷基板，
所述第1接合剂具有包含有机材料的第1主剂、包含无机材料的第1无定形填充物、包含无机材料的第1球形填充物，
在所述第1主剂中分散配合有所述第1无定形填充物与所述第1球形填充物，所述第1主剂、所述第1无定形填充物与所述第1球形填充物由电绝缘性材料构成，所述第1球形填充物的平均直径大于全部所述第1无定形填充物的短径的最大值，所述第1接合剂的厚度或者与所述第1球形填充物的平均直径相同或者更大。
2.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，
所述第1球形填充物的平均直径与所述第1无定形填充物的短径的最大值相比还要大
10μm以上。
3.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，
所述第1球形填充物的体积浓度如下，对于含有所述第1无定形填充物的所述第1接合剂的体积，大于0.025vol%小于42.0vol%。
4.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，
所述第1接合剂的所述第1主剂的材质为硅酮树脂、环氧树脂、氟树脂中的任意1个。
5.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，
所述第1球形填充物与所述第1无定形填充物的热传导率高于所述第1接合剂的所述第1主剂的热传导率。
6.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，
所述第1球形填充物的材质与所述第1无定形填充物的材质不同。
7.根据权利要求5所述的静电吸盘，其特征为，
所述第1球形填充物的热传导率低于所述第1无定形填充物的热传导率。
8.根据权利要求7所述的静电吸盘，其特征为，
所述第1球形填充物的热传导率或者与所述第1无定形填充物和所述第1主剂的混合物的热传导率相同或者更小。
9.根据权利要求8所述的静电吸盘，其特征为，
所述第1球形填充物的热传导率处于所述第1无定形填充物和所述第1主剂的所述混合物的热传导率的0.4倍到1.0倍为止的范围内。
10.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，
所述陶瓷电介体的厚度或者与所述陶瓷基板的厚度相同或者更薄。
11.根据权利要求10所述的静电吸盘，其特征为，
所述第1球形填充物的维氏硬度小于所述陶瓷电介体的维氏硬度。
12.根据权利要求1所述的静电吸盘，其特征为，
还具备：调温部，与所述陶瓷基板接合；
及第2接合剂，接合所述陶瓷基板与所述调温部，
所述第2接合剂具有包含有机材料的第2主剂、包含无机材料的第2无定形填充物、包含无机材料的第2球形填充物，
在所述第2主剂中分散配合有所述第2无定形填充物与所述第2球形填充物，所述第2主剂、所述第2无定形填充物与所述第2球形填充物由电绝缘性材料构成，所述第2球形填充物的平均直径大于全部所述第2无定形填充物的短径的最大值，所述第2接合剂的厚度或者与所述第2球形填充物的平均直径相同或者更大，所述第2球形填充物的平均直径大于所述第1球形填充物的平均直径。
静电吸盘
技术领域
[0001] 本发明涉及静电吸盘。
背景技术
[0002] 在真空燃烧室内对被处理基板进行处理的流程中，作为保持固定被处理基板的方法而使用静电吸盘。近几年，为了缩短生产节拍时间，对使用高密度等离子的流程进行了普遍化。因此，需要将从高密度等离子流入被处理基板的热流束有效地向静电吸盘外除去的方法。
[0003] 例如，公开有用接合剂将调温板接合在静电吸盘下侧的构造（例如，参照专利文献1）。在该构造中，用橡胶等接合剂将带有电极的陶瓷板粘结在导电体的金属基座基板上。流入被处理基板的热流束如下，通过静电吸盘，传导到流通有冷媒的调温板，由冷媒排热到静电吸盘外。
[0004] 但是，与金属基座基板、陶瓷板的热传导率相比，由树脂构成的接合剂的热传导率低1、2个数位（digit）。从而，接合剂可成为对于热的阻力。因此，要想有效地排热，则需要尽可能地使接合剂变薄。然而，如果使接合剂变薄，则无法用接合剂来缓解因金属基座基板与陶瓷板的温差或金属基座基板与陶瓷板的热膨胀系数差而发生的金属基座基板与陶瓷板的错开，其粘结力降低。
[0005] 对此，公开有如下构造（例如，参照专利文献2），为了提高接合剂的热传导率，将热传导填充物混合分散在接合剂中。
[0006] 专利文献1：日本国特开昭63-283037号公报
[0007] 专利文献2：日本国特开平02-027748号公报
[0008] 但是，在用混合分散有热传导填充物的接合剂粘结静电吸盘的构成部件即陶瓷电介体与陶瓷基板时，有可能在陶瓷电介体侧产生裂纹。之所以这样，是因为混合分散在接合剂中的热传导填充物为无定形而且在大小上存在偏差（分布）。
[0009] 例如，陶瓷电介体与陶瓷基板之间存在接合剂，通过热压使接合剂硬化，并进行粘结。此时，如果在无定形填充物的大小上存在偏差，则接合剂的厚度被无定形填充物的大小决定。
发明内容
[0011] 本发明的课题在于提供一种如下静电吸盘，接合剂较薄，具有较高的热传导率，而且在静电吸盘的构成部件上难以产生裂纹。
[0012] 第1发明如下，涉及静电吸盘，其特征为，具备：陶瓷电介体，在表面上形成有电极；陶瓷基板，支撑所述陶瓷电介体；及第1接合剂，接合所述陶瓷电介体与所述陶瓷基板，所述第1接合剂具有包含有机材料的第1主剂、包含无机材料的第1无定形填充物、包含无机材料的第1球形填充物，在所述第1主剂中分散配合有所述第1无定形填充物与所述第1球形填充物，所述第1主剂、所述第1无定形填充物与所述第1球形填充物由电绝缘性材料构成，所述第1球形填充物的平均直径大于全部所述第1无定形填充物的短径的最大值，所述第1接合剂的厚度或者与所述第1球形填充物的平均直径相同或者更大。
[0013] 使陶瓷基板与形成有电极的陶瓷电介体相对，通过分别用第1接合剂粘结而进行一体化，从而能够确保电极周围的电绝缘性。在此，陶瓷基板与陶瓷电介体材质的主成分是陶瓷烧结体，与树脂制的静电吸盘相比，静电吸盘的耐久性、可靠性更佳。
[0014] 另外，由于第1球形填充物与第1无定形填充物是无机材料，因此易于控制各自的大小（例如直径）。由此，与第1接合剂的第1主剂的混合分散变得容易。由于第1接合剂的第1主剂、第1无定形填充物与第1球形填充物是电绝缘性材料，因此能够确保电极周围的电绝缘性。
[0015] 而且，第1球形填充物的平均直径大于全部第1无定形填充物的短径的最大值。因此，通过第1球形填充物能够将第1接合剂的厚度控制成或者与第1球形填充物的平均直径相同或者大于平均直径。由此，在第1接合剂的热压硬化时，不会因无定形填充物而向陶瓷电介体外加局部应力，能够防止在陶瓷电介体上产生裂纹。
[0016] 第2发明如下，在第1发明中，其特征为，所述第1球形填充物的平均直径与所述第1无定形填充物的短径的最大值相比还要大10μm以上。
[0017] 如果使第1球形填充物的平均直径与第1无定形填充物的短径的最大值相比还要大10μm以上，则在对第1接合剂进行热压硬化时，能够以第1球形填充物的直径对第1接合剂的厚度进行控制，而不是以第1无定形填充物的大小进行控制。即，在热压硬化时，难以因第1无定形填充物而向陶瓷基板、陶瓷电介体外加局部应力。由此，能够防止在陶瓷电介体上产生裂纹。
[0018] 另外，在位于第1接合剂上下的陶瓷基板与陶瓷电介体的平面度、厚度的偏差为10μm以下（例如5μm）的情况下，使第1球形填充物的平均直径与第1无定形填充物的短径的最大值相比还要大10μm以上，从而能够通过第1接合剂来吸收（缓解）陶瓷基板与陶瓷电介体的表面凹凸。
[0019] 而且，设置在陶瓷基板表面上的电极的平面度、厚度的偏差为10μm以下（例如5μm）的情况下，使第1球形填充物的平均直径与第1无定形填充物的短径的最大值相比还要大10μm以上，从而能够通过第1接合剂来吸收（缓解）电极的表面凹凸。此时，第1球形填充物不与陶瓷基板、陶瓷电介体接触，抵接于电极的表面。因此，能够抑制在陶瓷电介体上产生裂纹。
[0020] 第3发明如下，在第1发明中，其特征为，所述第1球形填充物的体积浓度（vol%）如下，对于含有所述第1无定形填充物的所述第1接合剂的体积，大于0.025vol%小于42.0vol%。
[0021] 如果使第1球形填充物的体积浓度（vol%）大于含有第1无定形填充物的第1接合剂体积的0.025vol%，则在第1接合剂内的第1球形填充物的分散变得良好。即，能够使第1球形填充物在第1接合剂内无遗漏地遍布。由此，第1接合剂的厚度或者与第1球形填充物的平均直径相同或者大于第1球形填充物的平均直径。因此，在对第1接合剂进行热压硬化时，难以因第1无定形填充物而向陶瓷电介体外加局部应力。其结果，能够抑制在陶瓷电介体上产生裂纹。
[0022] 另外，使其体积浓度（vol%）小于42.0vol%，从而能够在含有第1无定形填充物的第1接合剂内充分搅拌第1球形填充物。即，如果体积浓度（vol%）小于42.0vol%，则第1球形填充物均匀地分散在含有第1无定形填充物的第1接合剂内。
[0024] 通过改变第1接合剂的第1主剂材质，从而能够适当选择在对第1主剂进行硬化后的第1主剂的特性。例如，在需要被硬化后的第1接合剂具有柔软性的情况下，使用硬度较低的硅酮树脂或氟树脂。在需要被硬化后的第1接合剂具有刚性的情况下，使用硬度较高的环氧树脂。在需要被硬化后的第1接合剂具有抗等离子性的情况下，使用氟树脂。
[0025] 第5发明如下，在第1发明中，其特征为，所述第1球形填充物与所述第1无定形填充物的热传导率高于所述第1接合剂的所述第1主剂的热传导率。
[0026] 由于第1球形填充物与第1无定形填充物的热传导率高于第1接合剂的第1主剂，因此与主剂单体的接合剂相比第1接合剂的热传导率上升，冷却性能得到提高。
[0027] 第6发明如下，在第1发明中，其特征为，所述第1球形填充物的材质与所述第1无定形填充物的材质不同。
[0028] 将第1球形填充物添加于第1接合剂中的目的为，为了实现第1接合剂厚度的均匀化，或者分散外加到陶瓷电介体上的应力。将第1无定形填充物添加于第1接合剂中的目的为，为了提高第1接合剂的热传导率，或者实现热传导率的均匀化。
[0029] 这样，通过选择适合于各目的的更加优良的材质，从而能够得到更高的性能。
[0030] 第7发明如下，在第5发明中，其特征为，所述第1球形填充物的热传导率低于所述第1无定形填充物的热传导率。
[0031] 例如，在第1球形填充物接触陶瓷基板、陶瓷电介体或者设置在陶瓷电介体的电极的情况下，该接触部分与其他部分的热传导率的差变小。由此，能够实现陶瓷电介体的面内温度分布的均匀化。
[0032] 第8发明如下，在第7发明中，其特征为，所述第1球形填充物的热传导率或者与所述第1无定形填充物和所述第1主剂的混合物的热传导率相同或者更小。
[0033] 如果使第1球形填充物的热传导率或者与第1无定形填充物和第1主剂的混合物的热传导率相同或者更小，则在第1接合剂内的热传导率进一步趋于一定，抑制热传导时在第1接合剂内产生热点（Hot Spot）或冷点（Cold Spot）这样的温度的奇异点。
[0034] 第9发明如下，在第8发明中，其特征为，所述第1球形填充物的热传导率处于所述第1无定形填充物和所述第1主剂的所述混合物的热传导率的0.4倍到1.0倍为止的范围内。
[0035] 使第1球形填充物的热传导率处于第1无定形填充物和第1主剂的混合物的热传导率的0.4倍到1.0倍为止的范围内，从而能够优选使第1接合剂内的热传导率趋于均匀。其结果，抑制热传导时在第1接合剂内产生热点或冷点这样的温度的奇异点。
[0036] 如果使第1球形填充物的热传导率小于第1无定形填充物和第1主剂的混合物的热传导率的0.4倍，则第1球形填充物与其周边的第1接合剂的热传导率降低。其结果，在向陶瓷电介体与被吸附物即被处理基板给予热流束时，在第1接合剂内产生热点。
[0037] 如果使第1球形填充物的热传导率大于第1无定形填充物和第1主剂的混合物的热传导率的1.0倍，则第1球形填充物与其周边的第1接合剂的热传导率得到提高。其结果，在向陶瓷电介体与被吸附物即被处理基板给予热流束时，在第1接合剂内产生冷点。
[0038] 第10发明如下，在第1发明中，其特征为，所述陶瓷电介体的厚度或者与所述陶瓷基板的厚度相同或者更薄。
[0039] 如果使陶瓷基板的厚度或者与陶瓷电介体的厚度相同或者更厚，则能够通过陶瓷基板确实地保持固定陶瓷电介体。由此，即使在粘结陶瓷电介体与陶瓷基板之后对陶瓷电介体进行加工，也能够防止陶瓷电介体发生裂开。另外，加工后的陶瓷电介体的平面度与厚度的均匀性变得良好。
[0040] 第11发明如下，在第10发明中，其特征为，所述第1球形填充物的维氏硬度小于所述陶瓷电介体的维氏硬度。
[0041] 通过第1球形填充物将第1接合剂的厚度控制成或者与第1球形填充物的平均直径相同或者大于平均直径的值。假设，即使在第1球形填充物中分散混合有大于平均直径的个体的情况下，通过使第1球形填充物的维氏硬度小于陶瓷电介体的维氏硬度，从而在第1接合剂的热压硬化时，大于平均直径的球形填充物个体也在陶瓷电介体之前被破坏。因此，不会向陶瓷电介体外加局部应力，能够防止在陶瓷电介体上产生裂纹。
[0042] 第12发明如下，在第1发明中，其特征为，还具备：调温部，与所述陶瓷基板接合；及第2接合剂，接合所述陶瓷基板与所述调温部，所述第2接合剂具有包含有机材料的第2主剂、包含无机材料的第2无定形填充物、包含无机材料的第2球形填充物，在所述第2主剂中分散配合有所述第2无定形填充物与所述第2球形填充物，所述第2主剂、所述第2无定形填充物与所述第2球形填充物由电绝缘性材料构成，所述第2球形填充物的平均直径大于全部所述第2无定形填充物的短径的最大值，所述第2接合剂的厚度或者与所述第2球形填充物的平均直径相同或者更大，所述第2球形填充物的平均直径大于所述第1球形填充物的平均直径。
[0043] 由于第2球形填充物的平均直径大于全部第2无定形填充物的短径的最大值，因此能够通过第2球形填充物将第2接合剂的厚度控制成或者与第2球形填充物的平均直径相同，或者大于平均直径。由此，在对第2接合剂的进行热压硬化时，不会因无定形填充物而向陶瓷基板外加局部应力，能够防止在陶瓷基板上产生裂纹。
[0044] 另外，由于在陶瓷基板上粘结调温部（调温板），因此陶瓷基板的刚性得到提高。而且，在对陶瓷电介体进行加工时，能够防止陶瓷电介体发生裂开。通过在第2接合剂中分散配合球形填充物，从而能够以均匀的厚度保持固定陶瓷基板。其结果，即使对陶瓷电介体进行加工，也能够防止陶瓷电介体发生裂开。
[0045] 另外，在调温部为金属制的情况下，调温部的线膨胀系数大于陶瓷基板的线膨胀系数。通过使第2球形填充物的平均直径大于第1球形填充物的平均直径，从而使第2接合剂的厚度大于第1接合剂的厚度。由此，陶瓷基板与调温部之间的热膨胀收缩差容易吸收到第2接合剂内，难以发生陶瓷基板的变形、陶瓷基板与调温部的剥离。
[0047] 图1是静电吸盘的要部断面模式图，（b）是（a）的箭头A所示部分的放大图，（c）是（b）的箭头B所示部分的放大图。
[0048] 图2是在陶瓷电介体上产生裂纹时的模式图。
[0049] 图3是接合剂的断面SEM图像，（a）是混合分散球形填充物与无定形填充物的接合剂的断面SEM图像，（b）是混合分散无定形填充物的接合剂的断面SEM图像。
[0050] 图4是说明无定形填充物的短径的图。
[0051] 图5是说明静电吸盘效果的一例的图。
[0052] 符号说明
[0053] 1-静电吸盘；10-陶瓷电介体；15-裂纹；20-陶瓷基板；30-调温部；30t-介质路径；40、50-接合剂；41、51-主剂；42、52-球形填充物；43、53-无定形填充物；60-电极。
具体实施方式
[0054] 以下，参照附图对具体实施方式进行说明。在以下说明的实施方式中也包含用于解决上述课题的方法。
[0055] 首先，说明在本发明的实施方式中使用的词。
[0056] 陶瓷基板、陶瓷电介体
[0057] 陶瓷基板（也称之为支撑基板、中间基板）为支撑陶瓷电介体的载物台。陶瓷电介体为用于放置被处理基板的载物台。在陶瓷基板与陶瓷电介体中，其材质是陶瓷烧结体，均匀地设计厚度。陶瓷基板与陶瓷电介体主面的平面度也被设定在规定的范围内。如果各自的厚度均匀或确保各自主面的平面度，则在热压硬化时局部应力难以外加到陶瓷基板与陶瓷电介体上。另外，能够通过球形填充物的平均直径来控制被陶瓷基板与陶瓷电介体夹住的接合剂的厚度。
[0058] 陶瓷基板的直径为300mm左右，厚度为2～3mm左右。陶瓷电介体的直径为300mm左右，厚度为1mm左右。陶瓷基板与陶瓷电介体的平面度为20μm以下。陶瓷基板与陶瓷电介体的厚度偏差为20μm以下。另外，陶瓷基板与陶瓷电介体的平面度、厚度的偏差更优选10μm以下。
[0059] 接合剂
[0060] 接合剂为用于粘结陶瓷基板与陶瓷电介体以及粘结陶瓷基板与调温部的接合剂。对于接合剂（也称之为粘结剂、接合层），由于加热硬化温度低且要确保硬化后的柔软性，因此优选有机材料接合剂。接合剂的主剂的材质为硅酮树脂、环氧树脂、氟素系树脂中的任意
1个。例如，作为接合剂使用硬度比较低的硅酮树脂接合剂或者氟素系树脂接合剂。在硅酮树脂接合剂的情况下，优选2液附加型。如果将硅酮树脂接合剂作成2液附加型，则与脱肟型、脱乙醇型相比，在接合剂深部的硬化性高，而且在硬化时变得难以产生气体（空隙）。另外，如果作成2液附加型，则与1液附加型相比硬化温度变低。由此，在接合剂内产生的应力变得更小。而且，在需要接合剂具有高刚性时，使用环氧树脂接合剂或氟素系树脂接合剂。
而且，在需要接合剂具有高抗等离子性的时，使用氟素系树脂接合剂。
1个。例如，作为接合剂使用硬度比较低的硅酮树脂接合剂或者氟素系树脂接合剂。在硅酮树脂接合剂的情况下，优选2液附加型。如果将硅酮树脂接合剂作成2液附加型，则与脱肟型、脱乙醇型相比，在接合剂深部的硬化性高，而且在硬化时变得难以产生气体（空隙）。另外，如果作成2液附加型，则与1液附加型相比硬化温度变低。由此，在接合剂内产生的应力变得更小。而且，在需要接合剂具有高刚性时，使用环氧树脂接合剂或氟素系树脂接合剂。
而且，在需要接合剂具有高抗等离子性的时，使用氟素系树脂接合剂。
[0061] 无定形填充物
[0062] 无定形填充物为用于实现接合剂的热传导率提高的添加材料。因此，优选其形状为无定形。在混合分散接合剂的主剂与无定形填充物的接合剂中，与只有主剂的接合剂相比，热传导率变高。例如，在接合剂的主剂单体中，相对于0.2（W/mK）左右的热传导率，在混合有硅酮主剂与氧化铝无定形填充物的情况下，热传导率提高到0.8～1.7（W/mK）。另外，为了提高向接合剂主剂中的填充率，也可以混合分散2种以上平均直径的无定形填充物。无定形填充物的材质为无机材料。作为具体的材质，例如符合氧化铝、氮化铝、二氧化硅等。为了提高无定形填充物与接合剂主剂的亲和力，也存在对无定形填充物表面进行处理的情况。对于接合剂主剂，无定形填充物的重量浓度为70～80（wt%）。
[0063] 球形填充物
[0064] 球形填充物为用于控制接合剂厚度的添加材料。为了高精度地控制接合剂的厚度，优选其形状为球形。球形填充物的材质为无机材料。但是，球形填充物的材质与无定形填充物的材质不同。球形填充物的材质例如为符合玻璃等。如果填充物形状为球形，则容易混合分散在接合剂中。而且，在进行粘结时，即使在球形填充物与陶瓷基板或陶瓷电介体之间存在无定形填充物，也由于球形填充物的形状为球形，因此无定形填充物容易在接合剂中移动。球形填充物的形状接近圆球形，而且优选直径的分布较窄。由此，能够更加正确地控制接合剂的厚度。另外，球形填充物的直径大于无定形填充物，因此在控制接合剂的厚度方面更应优选。
[0065] 球形填充物的“球形”不仅指圆球状而且指接近圆球状的形状即全体的90%以上的粒子处于形状因子（Shape Factor）1.0～1.4的范围内的形状。在此，通过用显微镜放大观察的数百个（例如200个）粒子的长径与正交于长径的短径的比的平均值来算出形状因子。从而，如果只是完全的球形粒子，则形状因子为1.0，该形状因子越远离1.0，则越呈非球形。另外，在此所述的无定形是指超过该形状因子1.4的形状。
[0066] 而且，球形填充物的粒子直径分布宽度与无定形填充物的粒子直径分布宽度相比更窄。即，球形填充物的粒子直径的偏差与无定形填充物的粒子直径的偏差相比更小。在此，例如使用粒子直径分布的半宽度、粒子直径分布的半半宽度、标准偏差等来定义粒子直径分布宽度。
[0067] 将球形填充物添加于接合剂中的目的为，为了实现接合剂厚度的均匀化，或者分散外加到陶瓷电介体上的应力。另一方面，将无定形填充物添加于接合剂中的目的为，为了提高接合剂的热传导率、实现热传导率的均匀化。这样，通过选择符合各目的的更加优良的材质，能够得到更高的性能。
[0068] 根据JIS R6002（结接磨料粒度的试验方法）的筛选试验方法，第1球形填充物的直径分布成为如下分布。
[0069] 第1球形填充物的直径分布如下，10%直径与90%直径刚好进入50%直径的±10%以下。在此，90%直径是指在63μm筛眼的筛眼上残留90%的球形填充物的直径，10%直径是指在77μm筛眼的筛眼上残留10%的球形填充物的直径，50%直径是指在70μm筛眼的筛眼上残留50%的球形填充物的直径。在本实施方式中，将50%直径作为第1球形填充物的目标值。
[0070] 平均直径
[0071] 平均直径例如为将加上全部球形填充物的直径的数值除以全部球形填充物的数量的值。
[0072] 短径
[0073] 短径是指无定形填充物的与长度方向正交的宽度方向的长度（参照图4）。
[0074] 短径的最大值
[0075] 短径的最大值是指全部无定形填充物的短径当中的最大的短径值。
[0076] 维氏硬度
[0077] 优选第1球形填充物的维氏硬度小于陶瓷电介体的维氏硬度。
[0078] 通过第1球形填充物将第1接合剂的厚度控制成或者与第1球形填充物的平均直径相同或者大于平均直径的值。假设，即使在第1球形填充物中分散混合有大于平均直径的个体的情况下，通过使第1球形填充物的维氏硬度小于陶瓷电介体的维氏硬度，从而在第1接合剂的热压硬化时，也使大于平均直径的球形填充物个体在陶瓷电介层之前被破坏。因此，局部应力不会外加到陶瓷电介体上，能够防止在陶瓷电介体上产生裂纹。
[0079] 在此，根据JIS R1610实施了维氏硬度试验。维氏硬度试验机使用了JIS B7725或JIS B7735所规定的仪器。
[0080] 热传导率
[0081] 使第1球形填充物的热传导率或者与第1无定形填充物和第1主剂的混和物的热传导率相同或者更小。更优选将第1球形填充物的热传导率设定在第1无定形填充物和第1主剂的混合物的热传导率的0.4倍到1.0倍为止的范围内。在该范围内，第1接合剂内的热传导率进一步趋于均匀。其结果，抑制热传导时在第1接合剂内产生热点或冷点这样的温度的奇异点。
[0082] 第1球形填充物的热传导率优选处于第1无定形填充物和第1主剂的混合物的热传导率的0.4倍到1.0倍为止的范围内。
[0083] 通过使第1球形填充物的热传导率处于第1无定形填充物和第1主剂的混合物的热传导率的0.4倍到1.0倍为止的范围内，从而能够优选使第1接合剂内的热传导率趋于均匀。其结果，抑制热传导时在第1接合剂内产生热点或冷点这样的温度的奇异点。
[0084] 如果使第1球形填充物的热传导率小于第1无定形填充物和第1主剂的混合物的热传导率的0.4倍，则第1球形填充物与其周边的第1接合剂的热传导率降低。其结果，在向陶瓷电介体与被吸附物即被处理基板给予热流束时，在第1接合剂内产生热点。
[0085] 如果使第1球形填充物的热传导率大于第1无定形填充物和第1主剂的混合物的热传导率的1.0倍，则第1球形填充物与其周边的第1接合剂的热传导率得到提高。其结果，在向陶瓷电介体与被吸附物即被处理基板给予热流束时，在第1接合剂内产生冷点。
[0086] 在将第1球形填充物的材质作成玻璃时，热传导率处于0.55～0.8（W/mK）的范围内。因而，相对于混合硅酮主剂与氧化铝无定形填充物的混合物的热传导率（0.8～1.7（W/mK）），优选该第1球形填充物的热传导率。
[0087] 在此，热传导率的测定方法如下，根据JIS R1611而对球形填充物实施了测定，对于主剂与无定形填充物的混合物，使用日本京都电子工业公司制作的热传导率计QTM-D3通过热线测试法进行了测定。
[0088] 接下来，说明本实施方式涉及的静电吸盘的结构。适当省略与上述的词的说明相重复的内容。
[0089] 图1是静电吸盘的要部断面模式图，（b）是（a）的箭头A所示部分的放大图，（c）是（b）的箭头B所示部分的放大图。
[0090] 首先，说明静电吸盘1的概要。
[0091] 静电吸盘1具备：陶瓷电介体10；在表面上形成有电极60；陶瓷基板20，支撑陶瓷电介体10；及第1接合剂40，接合陶瓷电介体10与陶瓷基板20。
[0092] 接合剂40具有：第1主剂41，包含硅酮等有机材料；第1无定形填充物43，包含无机材料；及第1球形填充物42，包含无机材料。在第1主剂41中，第1无定形填充物43与第1球形填充物42分散配合，第1主剂41、第1无定形填充物43与第1球形填充物42是电绝缘性材料，第1球形填充物42的平均直径与全部第1无定形填充物43的短径的最大值相比更大。第1接合剂40的厚度或者与第1球形填充物42的平均直径相同或者更大。
[0093] 而且，静电吸盘1具备：调温部30，接合在陶瓷基板20上；及第2接合剂50，接合陶瓷基板20与调温部30。后述第2接合剂50。
[0094] 详细说明静电吸盘1。
[0095] 如上所述，在陶瓷电介体10与陶瓷基板20之间设置有第1接合剂40，在陶瓷基板20与调温部30之间设置有第2接合剂50。
[0097] 陶瓷电介体10的维氏硬度为15GPa以上。
[0098] 陶瓷电介体10的主面（下面侧）上有选择地设置有电极60。当向电极60外加电压时，陶瓷电介体10带静电。由此，能够将被处理基板静电吸附在陶瓷电介体10上。电极60的总面积是陶瓷电介体10的下面面积的70%～80%。电极60的厚度为0.8μm。
[0099] 陶瓷基板20例如将高纯度氧化铝（纯度：99%）作为其主成分，直径为300mm，厚度为2～3mm。陶瓷基板20是用于实现电极60与调温部30之间的电绝缘的构件。而且，陶瓷基板20成为在加工陶瓷电介体10时的载物台。由于陶瓷基板20成为陶瓷电介体10基座，因此即使对陶瓷电介体10进行研磨加工，也能够确保陶瓷电介体10的平坦性。
[0100] 调温部30例如其主成分为铝（Al：A6061）或者铝与碳化硅（SiC）的合金。而且，通过钎焊加工而在调温部30内部形成有介质路径30t。温度调节用的介质在介质路径30t中流通。调温部30的直径为320mm，厚度为40mm。
[0101] 另外，接合剂40具有主剂41、球形填充物42、无定形填充物43。通过真空粘结、热压硬化等而在陶瓷电介体10与陶瓷基板20之间形成接合剂40。在主剂41中混合分散有球形填充物42与无定形填充物43。无定形填充物43的浓度为接合剂40的80wt%左右。
[0102] 关于接合剂40的材质，主剂41为硅酮树脂，无定形填充物43为氧化铝粒子，球形填充物42为钠钙玻璃。主剂41与无定形填充物43的混合物的热传导率为1.0（W/mK），球形填充物42的热传导率为0.7W/mK。另外，球形填充物42的维氏硬度为6Gpa以下。
[0103] 球形填充物42的平均直径为约70μm，更详细而言，90%直径为66.5μm，50%直径为69.2μm，10%直径为71.8μm。
[0104] 第2接合剂50具有：第2主剂51，包含有机材料；第2无定形填充物53，包含无机材料；及第2球形填充物52，包含无机材料。在第2主剂51中分散配合有第2无定形填充物53与第2球形填充物52。第2主剂51、第2无定形填充物53与第2球形填充物52是电绝缘性材料。第2球形填充物52的平均直径与全部第2无定形填充物53的短径的最大值相比更大。第2接合剂50的厚度或者与第2球形填充物52的平均直径相同或者更大。第2球形填充物52的平均直径大于第1球形填充物42的平均直径。通过真空粘结、热压硬化等，接合剂50形成在陶瓷基板20与调温部30之间。在主剂51中混合分散有平均直径为100～330μm（用千分尺进行测量）的球形填充物52与无定形填充物53。通过使接合剂50介于陶瓷基板20与调温部30之间，从而缓解陶瓷基板20与调温部30的热膨胀收缩差。其结果，难以发生陶瓷基板20的变形、陶瓷基板20与调温部30的剥离。无定形填充物53的浓度为接合剂50的80wt%左右。
[0105] 在静电吸盘1中，使陶瓷基板20与形成有电极60的陶瓷电介体10相对，通过分别用接合剂40粘结而进行一体化，从而确保电极60周围的电绝缘性。由于陶瓷基板与陶瓷电介体材质的主成分是陶瓷烧结体，因此与树脂制的静电吸盘相比，静电吸盘的耐久性、可靠性得到提高。
[0106] 由于球形填充物42与无定形填充物43是无机材料，因此易于控制各自的大小（例如直径），与接合剂40的主剂41的混合分散变得容易。由于接合剂40的主剂41、无定形填充物43与球形填充物42是电绝缘性材料，因此能够确保电极60周围的电绝缘性。
[0107] 对于混合分散在第1接合剂40中的球形填充物42的平均直径，如下地进行了验证。
[0108] 首先，在表1中示出在主剂41中只混合分散有无定形填充物43而未混合分散有球形填充物42时的接合剂40的厚度。作为测定用试样，制作了No.1～26的合计26个试样。根据这些试样求出了接合剂40厚度的偏差。各试样是通过在主剂41中只混合分散有无定形填充物43的接合剂40将直径为300mm的陶瓷板利用热压硬化而彼此粘贴在一起的试样。
[0109] 测定点为，各试样的外周部的8个部位，中间部的8个部位，中心部的1个部位，合计17个部位。根据这些部位求出了各个试样的最厚部的厚度、最薄部的厚度与厚度的平均值。
[0110] 如表1所示，接合剂40的最厚部分散在22～60μm的范围内。接合剂40的最薄部分散在3～46μm的范围内。即，如果无定形填充物43的长度方向不平行于陶瓷电介体10的主面，则能够推定出无定形填充物43的短径分散在3～60μm的范围内。在此情况下，能够推定出无定形填充物43的短径的最大值为60μm。
[0111] 而且，在无定形填充物43的长度方向大致垂直于陶瓷电介体10的主面的情况下，能够推定出无定形填充物43的长径分散在3～60μm的范围内。在此情况下，能够推定出无定形填充物43的长径的最大值为60μm。
[0112] 表1接合剂的厚度偏差
[0113]
[0114] 实际上，如果以下面所示的（1）～（5）的制造流程制造静电吸盘，则在使用主剂41中只混合分散有无定形填充物43的接合剂40的情况下，观察到在陶瓷电介体10上产生了裂纹。
[0115] 制造流程包括下面所示的（1）～（5）的工序。
[0116] （1）首先，分别单独制作陶瓷电介体10、陶瓷基板20、调温部30。
[0117] （2）接下来，使无定形填充物43混合分散在接合剂40的主剂41中，而且，使球形填充物42混合分散。用搅拌机进行混合分散。
[0118] （3）接下来，在陶瓷电介体10与陶瓷基板20各自的粘结面上涂敷接合剂40，安装在真空燃烧室内。将真空燃烧室做成真空，将涂敷的接合剂40彼此合在一起，进行真空粘结。
[0119] （4）接下来，在真空粘结后，用热压硬化机进行热压硬化。在此工序中适当地调整接合剂40的厚度。在热压硬化后，用烘箱进行接合剂40的硬化。
[0120] （5）在硬化后，将陶瓷电介体10研磨加工成规定的厚度，形成静电吸盘的吸附面。例如，将陶瓷电介体10研磨加工成规定的厚度（1mm），之后进行抛光加工。
[0121] 在刚结束接合剂40的热硬化后，在陶瓷电介体10上未观察到产生裂纹。但是，如果对陶瓷电介体10的表面进行研磨加工，则观察到产生了裂纹。例如，其情形如图2所示。
[0122] 图2是在陶瓷电介体上产生裂纹时的模式图。
[0123] 图2（a）所示的陶瓷电介体10是表面研磨加工后的表面模式图。如图所示，裂纹15是从陶瓷电介体10的内部开始产生，其末端在陶瓷电介体10的内部结束。
[0124] 使用图2（b）对此原因进行说明。
[0125] 如图2（b）所示，如果保持由60μm左右的大小的无定形填充物43介于陶瓷电介体10与陶瓷基板20之间的状态下进行热压硬化，则应力集中在无定形填充物43抵接在陶瓷电介体10上的部分。推断裂纹15以该部分为起点产生。
[0126] 但是，如果使球形填充物42的平均直径成为在无定形填充物43的短径的最大值（60μm）上加算10μm的70μm，则在热压硬化时，球形填充物42接触陶瓷基板20、陶瓷电介体10或电极60，因此认为能够抑制产生上述的裂纹。
[0127] 例如，表2表示在主剂41中混合分散有球形填充物42与无定形填充物43时的接合剂40的厚度结果。球形填充物42的平均直径为70μm。
[0128] 作为测定用试样，制作了No.31～34的合计4个试样。根据这些试样求出了接合剂40厚度的偏差。各试样是通过在主剂41中混合分散有球形填充物42与无定形填充物43的接合剂40将直径为300mm的陶瓷板利用热压硬化而彼此粘贴在一起的试样。
[0129] 测定点为，各试样的外周部的8个部位，中间部的8个部位，中心部的1个部位，合计17个部位。根据这些部位求出了各个试样的最厚部的厚度、最薄部的厚度与17个部位的平均值。
[0130] 如表2所示，接合剂40的最厚部刚好进入65～68μm的范围内。接合剂40的最薄部刚好进入57～61μm的范围内。换言之，表2的结果与表1的结果相比分散程度降低。即，知道了如下内容，如果使球形填充物42混合分散，则与未使球形填充物42混合分散的情况相比，接合剂40厚度的平均值、最厚部、最薄部的偏差变小。另外，知道了接合剂40厚度的平均值接近球形填充物的平均直径（70μm）。
[0131] 表2接合剂的厚度偏差
[0132]
[0133] 实际上，以如上所述的（1）～（5）的制造流程制造了静电吸盘，其结果在使用主剂41中混合分散有球形填充物42与无定形填充物43的接合剂40的情况下，未观察到在陶瓷电介体10上产生裂纹。
[0134] 这样，如果使球形填充物42的平均直径与全部无定形填充物43的短径的最大值相比更大，则通过球形填充物42而能够使接合剂40的厚度或者与球形填充物42的平均直径相同或者大于平均直径。其结果，在接合剂40的热压硬化时，难以因无定形填充物43而局部应力外加到陶瓷电介体10上，能够防止在陶瓷电介体10上产生裂纹。
[0135] 另外，在本实施方式中，球形填充物42的平均直径与无定形填充物43的短径的最大值相比还要大10μm以上。如果使球形填充物42的平均直径与无定形填充物43的短径的最大值相比还要大10μm以上，则在接合剂40的热压硬化时，通过球形填充物42的平均直径控制接合剂40的厚度，而不是通过无定形填充物43的大小控制接合剂40的厚度。即，在热压硬化时，难以因无定形填充物43而局部应力外加到陶瓷基板20、陶瓷电介体10上。由此，能够防止在陶瓷电介体10上产生裂纹。
[0136] 另外，在位于第1接合剂上下的陶瓷基板与陶瓷电介体的平面度、厚度的偏差为10μm以下（例如5μm）的情况下，使第1球形填充物的平均直径与第1无定形填充物的短径的最大值相比还要大10μm以上，从而能够通过接合剂40缓解（吸收）陶瓷基板与陶瓷电介体的表面凹凸。而且，在设置于陶瓷基板20的表面上的电极60的平面度、厚度的偏差为
10μm以下（例如5μm）的情况下，使球形填充物42的平均直径与无定形填充物43的短径的最大值相比还要大10μm以上，从而能够通过接合剂40缓解（吸收）电极60的表面凹凸。
此时，球形填充物42不与陶瓷基板20、陶瓷电介体10接触，抵接于电极60的表面。因此，能够抑制在陶瓷电介体10上产生裂纹。
10μm以下（例如5μm）的情况下，使球形填充物42的平均直径与无定形填充物43的短径的最大值相比还要大10μm以上，从而能够通过接合剂40缓解（吸收）电极60的表面凹凸。
此时，球形填充物42不与陶瓷基板20、陶瓷电介体10接触，抵接于电极60的表面。因此，能够抑制在陶瓷电介体10上产生裂纹。
[0137] 另外，在陶瓷基板20与调温部30之间的接合剂50中，球形填充物52的平均直径也大于全部无定形填充物53的短径的最大值。因此，通过球形填充物52能够使接合剂50的厚度或者与球形填充物52的平均直径相同或者大于平均直径。由此，在接合剂50的热压硬化时，不会因无定形填充物53而向陶瓷基板20外加局部应力，能够防止在陶瓷基板20上产生裂纹。
[0138] 另外，由于在陶瓷基板20的下侧存在调温部30，因此陶瓷基板20的刚性得到提高。其结果，在对陶瓷电介体10进行加工时，能够防止陶瓷电介体10发生裂开。通过使球形填充物52分散配合在接合剂50中，从而能够以均匀的厚度保持固定陶瓷基板20。其结果，即使对陶瓷电介体10进行加工，也不会对陶瓷电介体10产生损伤。
[0139] 另外，在调温部30为金属制的情况下，调温部30的线膨胀系数大于陶瓷基板20的线膨胀系数。通过使球形填充物52的平均直径大于球形填充物42的平均直径，从而使接合剂50的厚度大于接合剂40的厚度。由此，陶瓷基板20与调温部30之间的热膨胀收缩差容易吸收到接合剂50内。其结果，难以发生陶瓷基板20的变形、陶瓷基板20与调温部30的剥离。
[0140] 接下来，由于确认了在接合剂40中的球形填充物42的配合量，因此在下面进行说明。接合剂40预先含有80wt%的无定形填充物43。
[0141] 表3表示球形填充物42的配合量试验结果。在该试验中，确认了球形填充物42可混合分散在含有无定形填充物43的接合剂40中的体积浓度。
[0142] 首先，如果球形填充物42的体积浓度为0.020vol%以下，则接合剂40的厚度变薄，在球形填充物42或陶瓷电介体10上产生了裂纹。推定其主要原因为如下，由于在球形填充物42或抵接于球形填充物42的陶瓷电介体10的局部集中了热压硬化时的冲压压力。相反，如果球形填充物42的体积浓度大于0.020vol%，则在接合剂40内的球形填充物42的分散变得良好。即，球形填充物42在接合剂40内无遗漏地遍布，在进行热压硬化时，难以因无定形填充物43而使局部应力外加到陶瓷电介体10上。因此，抑制在陶瓷电介体10上产生裂纹。
[0143] 另外，知道了如下内容，如果球形填充物42的体积浓度为46.385vol%以上，则在接合剂40中的球形填充物42的分散不充分。如果球形填充物42的体积浓度（vol%）小于42.0vol%，则在含有无定形填充物43的接合剂40内的球形填充物42的分散趋于均匀。
[0144] 这样，对于含有无定形填充物43的接合剂40，优选球形填充物42的体积浓度大于0.025vol%小于42.0vol%。
[0145] 表3球形填充物的配合量试验结果
[0146]
[0147] 玻璃的压缩强度：832MPa、玻璃(2)的压缩强度：466MPa
[0148] 氧化铝的压缩强度：3200MPa、 ○：可粘结、 ×：无法粘结
[0149] 图3是接合剂的断面SEM图像，（a）是混合分散球形填充物与无定形填充物的接合剂的断面SEM图像，（b）是混合分散无定形填充物的接合剂的断面SEM图像。断面SEM图像的视场为800倍。
[0150] 在图3（a）所示的接合剂40中，混合分散有球形填充物42与无定形填充物43。在接合剂40的上下，观察到陶瓷电介体10、陶瓷基板20。在该SEM像图中，虽然球形填充物42未到达陶瓷电介体10的下面与陶瓷基板20的上面，之所以这样，是因为球形填充物
42在最大直径的前侧（或者里侧）被切断。球形填充物42的直径为约70μm。
42在最大直径的前侧（或者里侧）被切断。球形填充物42的直径为约70μm。
[0151] 在图3（b）所示的接合剂40中，未分散有球形填充物42。即，在陶瓷电介体10与陶瓷基板20之间，只观察到主剂41与无定形填充物43。根据断面SEM图像，将测定无定形填充物43的短径的最大值的结果示于表4中。
[0152] 表4无定形填充物的短径的最大值
[0153]值
大
最
的
径
短
物
充填 mμ mμ mμ mμ mμ m mμ mμ
形定 02.6 85.1 02.3 37.6 57.5 μ37. 24.5 72.1
无 1 1 1 2 1 9 1 1
.ON
像
图
MES 9 01 11 21 31 41 51 61
值
大
最
的
径
短
物
充
填形 mμ6 mμ6 mμ5 mμ9 mμ7 mμ6 mμ0 mμ7
定无 5.01 2.21 9.11 0.01 8.51 0.31 4.01 0.11
.O
N
像
图
ME
S 1 2 3 4 5 6 7 8
大
最
的
径
短
物
充填 mμ mμ mμ mμ mμ m mμ mμ
形定 02.6 85.1 02.3 37.6 57.5 μ37. 24.5 72.1
无 1 1 1 2 1 9 1 1
.ON
像
图
MES 9 01 11 21 31 41 51 61
值
大
最
的
径
短
物
充
填形 mμ6 mμ6 mμ5 mμ9 mμ7 mμ6 mμ0 mμ7
定无 5.01 2.21 9.11 0.01 8.51 0.31 4.01 0.11
.O
N
像
图
ME
S 1 2 3 4 5 6 7 8
[0154] 根据表4，可知无定形填充物43的短径的最大值分散在9.73μm～26.73μm的范围内。由于球形填充物42的平均直径为70μm，因此知道球形填充物的平均直径与全部无定形填充物43的短径的最大值相比更大。
[0155] 而且，图4是说明无定形填充物的短径的图。
[0156] 无定形填充物43的短径是无定形填充物43的与长度方向（箭头C）正交的宽度方向的长度。例如，符合图中的d1、d2、d3等。短径的最大值是多个无定形填充物43的全部短径当中的最大的短径值。
[0157] 此外，在本实施方式中，球形填充物42与无定形填充物43的热传导率高于接合剂40的主剂41的热传导率。由于球形填充物42与无定形填充物43的热传导率高于接合剂
40的主剂41的热传导率，因此与接合剂40为主剂单体的情况相比，热传导率上升，静电吸盘冷却性能得到提高。
40的主剂41的热传导率，因此与接合剂40为主剂单体的情况相比，热传导率上升，静电吸盘冷却性能得到提高。
[0158] 另外，球形填充物42（玻璃）的热传导率低于无定形填充物43（氧化铝等）的热传导率。例如，在球形填充物42接触陶瓷基板20、陶瓷电介体10或者设置在陶瓷电介体10的电极60的情况下，由于球形填充物42（玻璃）的热传导率低于无定形填充物43（氧化铝等）的热传导率，因此球形填充物42接触的部分与其他部分的热传导率差变小。由此，能够实现陶瓷电介体10的面内温度分布的均匀化。
[0159] 另外，陶瓷电介体10的厚度或者与陶瓷基板20的厚度相同或者更薄。通过使陶瓷基板20的厚度或者与陶瓷电介体10的厚度相同或者更厚，从而能够通过陶瓷基板20确实地保持固定陶瓷电介体10。由此，即使在粘结陶瓷电介体10与陶瓷基板20之后对陶瓷电介体10进行加工，也能够防止陶瓷电介体10发生裂开。另外，加工后的陶瓷电介体10的平面度与厚度的均匀性变得良好。
[0160] 另外，图5是用于说明静电吸盘效果的一例的图。在图5（a）中示出有静电吸盘1的断面模式图，在图5（b）中示出有比较例。
[0161] 由于球形填充物42是球状，因此即使在陶瓷电介体10与球形填充物42之间存在较大的无定形填充物43，在球形填充物42向陶瓷电介体10侧被按压时，无定形填充物43也由于球形填充物42的曲面而变得容易滑动。由此，在静电吸盘1中，无定形填充物43难以残留在球形填充物42与陶瓷电介体10之间。
[0162] 与此相对，在比较例中，由于使用了断面为矩形状的圆筒状填充物420，因此无定形填充物43容易夹在圆筒状填充物420与陶瓷电介体10之间。因此，在比较例中，无定形填充物43容易残留在圆筒状填充物420与陶瓷电介体10之间。从而，如本实施方式，优选使用球形填充物42。而且，即使替代球形填充物42而使用球形填充物52，也能够得到相同的效果。
[0163] 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。例如，各要素的形状、尺寸、材质、配置等不局限于例示的内容，可适当地进行变更。
[0164] 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、复合，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。
[0165] 作为保持固定被处理基板的静电吸盘来加以利用。
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