TW202034443A - 靜電夾頭裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之靜電夾頭裝置具備：複數個內部電極；絕緣性有機膜，其設置於內部電極之厚度方向上的兩面側；及陶瓷層，其隔著中間層積層於至少包含內部電極及絕緣性有機膜之積層體之厚度方向上的上表面。

Description

靜電夾頭裝置

本發明係關於靜電夾頭裝置。

背景技術 在使用半導體晶圓製造半導體積體電路時、或製造使用玻璃基板、薄膜等絕緣性基板之液晶面板時，需要將半導體晶圓、玻璃基板、絕緣性基板等基材吸附保持於預定部位。因此，為了吸附保持此等基板，以往使用利用機械性方法之機械夾頭或真空夾頭等。然而，此等保持方法存在如下問題：難以均勻地保持基材(被吸附體)、無法於真空中使用、試料表面溫度過度上升等。因此，近年來，於保持被吸附體上是使用可解決上述問題之靜電夾頭裝置。

靜電夾頭裝置之主要部分具備：成為內部電極之導電性支持構件；及由被覆導電性支持構件之介電性材料構成之介電層。藉由該主要部分可吸附被吸附體。若對靜電夾頭裝置內之內部電極施加電壓，使被吸附體與導電性支持構件之間產生電位差，則於介電層之間產生靜電吸附力。藉此，被吸附體可大致平坦地被支持於導電性支持構件。

關於先前之靜電夾頭裝置，已知有一種靜電夾頭裝置，其於內部電極上積層絕緣性有機膜，而形成有介電層(例如參照專利文獻1)。又，已知有一種靜電夾頭裝置，其於內部電極上熱噴塗陶瓷，而形成有介電層(例如參照專利文獻2)。又，已知有一種靜電夾頭裝置，其在積層於內部電極上之絕緣性有機膜上熱噴塗陶瓷，而形成有陶瓷層(例如參照專利文獻3)。 先行技術文獻 專利文獻

[專利文獻1]日本特開2004-235563號公報 [專利文獻2]日本實公平6-36583號公報 [專利文獻3]日本專利第5054022號公報

發明概要 發明欲解決之課題 專利文獻1記載之利用由設置於內部電極上之絕緣性有機膜構成之介電層所形成之庫侖力來吸附被吸附體之靜電夾頭裝置，吸附力優異。然而，該靜電夾頭裝置存在如下課題：於乾式蝕刻裝置使用之電漿環境下之耐受性較低、製品壽命較短。

又，專利文獻2記載之具有於內部電極上熱噴塗陶瓷而形成之介電層之靜電夾頭裝置，具有電漿耐受性。然而，由於於陶瓷粒子間存在空隙，故不僅難以獲得穩定的絕緣性，還必須增厚介電層以確保絕緣性。因此，關於以庫侖力吸附被吸附體之靜電夾頭裝置，存在難以獲得高吸附力之問題。

又，專利文獻3記載之具有在積層於內部電極上之絕緣性有機膜上熱噴塗陶瓷而形成之陶瓷層之靜電夾頭裝置，由於在絕緣性有機膜上熱噴塗形成陶瓷層，故需要於絕緣性有機膜上形成凹凸。然而，因為上述形成凹凸或陶瓷熱噴塗，絕緣性有機膜之絕緣性會降低，於用作靜電夾頭裝置時陶瓷層之厚度必須至少為100μm。又，於絕緣性有機膜上熱噴塗陶瓷時，無法以陶瓷層覆蓋到絕緣性有機膜之端部。若絕緣性有機膜之端部露出，則靜電夾頭裝置之電漿耐受性降低。

本發明係鑑於上述情事而完成者，其課題在於提供一種靜電夾頭裝置，其具有優異之電漿耐受性與耐電壓性，且吸附性亦優異。 用以解決課題之手段

本發明具有以下態樣。 [1]一種靜電夾頭裝置，特徵在於具備：複數個內部電極；絕緣性有機膜，其設置於該內部電極之厚度方向上的兩面側；及陶瓷層，其隔著中間層積層於至少包含前述內部電極及前述絕緣性有機膜之積層體之厚度方向上的上表面。 [2]如[1]之靜電夾頭裝置，其中前述陶瓷層係隔著前述中間層包覆前述積層體之外表面整面。 [3]如[1]或[2]之靜電夾頭裝置，其中前述陶瓷層具有：基底層；及表層，其形成於該基底層之上表面，且具有凹凸。 [4]如[1]至[3]中任一項之靜電夾頭裝置，其中前述中間層包含：有機絕緣性樹脂及無機絕緣性樹脂中之至少一者；以及無機填充劑及纖維狀填充劑中之至少一者。 [5]如[4]之靜電夾頭裝置，其中前述無機填充劑係球形粉體及無定形粉體中之至少一者。 [6]如[5]之靜電夾頭裝置，其中前述球形粉體及前述無定形粉體係選自於由氧化鋁、氧化矽及氧化釔所構成群組中之至少1種。 [7]如[4]至[6]中任一項之靜電夾頭裝置，其中前述纖維狀填充劑係選自於由植物纖維、無機纖維及經纖維化之有機樹脂所構成群組中之至少1種。 [8]如[1]至[7]中任一項之靜電夾頭裝置，其中前述絕緣性有機膜係聚醯亞胺膜。 [9]如[1]至[8]中任一項之靜電夾頭裝置，其中前述絕緣性有機膜係由第1絕緣性有機膜與第2絕緣性有機膜構成，該第1絕緣性有機膜設置於前述內部電極之厚度方向上的下表面側，該第2絕緣性有機膜設置於前述內部電極之厚度方向上的上表面側；於前述第1絕緣性有機膜之與前述內部電極為相反側之面設置有第1接著劑層；於前述第1絕緣性有機膜及前述內部電極與前述第2絕緣性有機膜之間設置有第2接著劑層，前述內部電極係設置於前述第1絕緣性有機膜之厚度方向上的上表面側；前述第1接著劑層之厚度、前述第1絕緣性有機膜之厚度、前述內部電極之厚度、前述第2接著劑層之厚度、前述第2絕緣性有機膜之厚度、前述中間層之厚度及前述陶瓷層之厚度之合計為200μm以下。 發明效果

根據本發明，可提供一種靜電夾頭裝置，其具有優異之電漿耐受性與耐電壓性，且吸附性亦優異。

用以實施發明之形態

以下，就應用本發明之實施形態之靜電夾頭裝置進行說明。再者，於以下說明所使用之圖式中，各構成要件之尺寸比率等不一定與實際相同。 再者，本實施形態係為了更良好地理解發明之旨趣而具體地進行說明，並非用來限定本發明，除非另有說明。

[靜電夾頭裝置] 圖1顯示本實施形態之靜電夾頭裝置之概略構成，其為沿著靜電夾頭裝置之高度方向之剖面圖。 如圖1所示，本實施形態之靜電夾頭裝置1具備基板10、複數個內部電極20、接著劑層30、絕緣性有機膜40、中間層50及陶瓷層60。詳細而言，如圖1所示，本實施形態之靜電夾頭裝置1具備基板10、第1內部電極21、第2內部電極22、第1接著劑層31、第2接著劑層32、第1絕緣性有機膜41、第2絕緣性有機膜42、中間層50及陶瓷層60。

本實施形態之靜電夾頭裝置1中，於基板10之表面(基板10之厚度方向之上表面)10a，依序積層有第1接著劑層31、第1絕緣性有機膜41、第1內部電極21及第2內部電極22、第2接著劑層32、第2絕緣性有機膜42、中間層50及陶瓷層60。

於內部電極20之厚度方向上的兩面(內部電極20之厚度方向上的上表面20a、內部電極20之厚度方向上的下表面20b)側分別設置有絕緣性有機膜40。詳細而言，於第1內部電極21之厚度方向上的上表面21a側及第2內部電極22之厚度方向上的上表面22a側，設置有第2絕緣性有機膜42。又，於第1內部電極21之厚度方向上的下表面21b側及第2內部電極22之厚度方向上的下表面22b側，設置有第1絕緣性有機膜41。

於第1絕緣性有機膜41之與內部電極20相反側之面(第1絕緣性有機膜41之下表面41b)，設置有第1接著劑層31。於第1絕緣性有機膜41及內部電極20與第2絕緣性有機膜42之間設置於第2接著劑層32，前述內部電極20係設置於第1絕緣性有機膜41之厚度方向上的上表面41a。

第1接著劑層31之厚度、第1絕緣性有機膜41之厚度、內部電極20之厚度、第2接著劑層32之厚度、第2絕緣性有機膜42之厚度、中間層50之厚度及陶瓷層60(陶瓷基底層61、陶瓷表層62)之厚度的合計(以下稱為「合計厚度(1)」)宜為200μm以下、較佳為170μm以下。若前述合計厚度(1)為200μm以下，靜電夾頭裝置1之耐電壓特性、耐電漿性優異，其結果吸附力優異。

第1接著劑層31之厚度、第1絕緣性有機膜41之厚度、內部電極20之厚度、第2接著劑層32之厚度及第2絕緣性有機膜42之厚度的合計(以下稱為「合計厚度(2)」)宜為110μm以下、較佳為90μm以下。若前述合計厚度(2)為110μm以下，靜電夾頭裝置1之耐電壓特性、耐電漿性優異，其結果吸附力優異。

第2接著劑層32之厚度及第2絕緣性有機膜42之厚度的合計(以下稱為「合計厚度(3)」)宜為50μm以下、較佳為40μm以下。若前述合計厚度(2)為50μm以下，靜電夾頭裝置1之耐電壓特性、耐電漿性優異，其結果吸附力優異。

於至少包含內部電極20及絕緣性有機膜40之積層體2之厚度方向上的上表面2a(第2絕緣性有機膜42之上表面42a)，隔著中間層50積層有陶瓷層60。

如圖1所示，陶瓷層60宜隔著中間層50包覆積層體2之外表面(積層體2之上表面2a、側面(積層體2之沿厚度方向之面、第1接著劑層31之側面、第2接著劑層32之側面、第1絕緣性有機膜41之側面、及第2絕緣性有機膜42之側面)2b整面。換言之，中間層50宜包覆積層體2之外表面整面，陶瓷層60宜包覆該中間層50之外表面(中間層50之上表面50a、側面(積層體2之沿著厚度方向之面)50b)整面。

如圖1所示，陶瓷層60宜具有陶瓷基底層61、及形成於陶瓷基底層61之上表面(陶瓷基底層61之厚度方向上的上表面)61a且具有凹凸之陶瓷表層62。

陶瓷基底層61之厚度、陶瓷表層62之厚度、中間層50、第2接著劑層32之厚度及第2絕緣性有機膜42之厚度的合計(以下稱為「合計厚度(4)」宜為125μm以下、較佳為110μm以下。若前述合計厚度(4)為125μm以下，靜電夾頭裝置1之耐電壓特性、耐電漿性優異，其結果吸附力優異。

第1內部電極21及第2內部電極22亦可與第1絕緣性有機膜41或第2絕緣性有機膜42相接。又，第1內部電極21及第2內部電極22如圖1所示，亦可形成於第2接著劑層32之內部。第1內部電極21及第2內部電極22之配置可適當設計。

第1內部電極21與第2內部電極22由於各自獨立，故不僅可施加相同極性之電壓，亦可施加不同極性之電壓。第1內部電極21及第2內部電極22只要可吸附導電體、半導體及絕緣體等被吸附體，其電極圖案或形狀並無特別限定。又，亦可以單電極之形式僅設置第1內部電極21。

本實施形態之靜電夾頭裝置1只要至少於第2絕緣性有機膜42之上表面42a隔著中間層50積層陶瓷層60，關於其他層之構造並無特別限定。例如亦可不具有圖1所示之基板10。

關於基板10並無特別限定，可列舉由陶瓷基板、碳化矽基板、鋁或不鏽鋼等構成之金屬基板等。

關於內部電極20，只要為由施加電壓時可展現靜電吸附力之導電性物質構成者即可，並無特別限定。關於內部電極20，例如適合使用如下薄膜：由銅、鋁、金、銀、鉑、鉻、鎳、鎢等金屬構成之薄膜、及由選自前述金屬之至少2種金屬構成之薄膜。關於上述金屬之薄膜，可舉例：利用蒸鍍、鍍覆、濺鍍等而成膜者、或塗佈導電性糊料並使之乾燥而成膜者，具體而言為銅箔等金屬箔。

只要第2接著劑層32之厚度比內部電極20之厚度大即可，內部電極20之厚度並無特別限定。內部電極20之厚度宜為20μm以下。若內部電極20之厚度為20μm以下，於形成第2絕緣性有機膜42時，於其上表面42a難以產生凹凸。其結果，於第2絕緣性有機膜42上形成陶瓷層60時、或研磨陶瓷層60時不易發生不良。

內部電極20之厚度宜為1μm以上。若內部電極20之厚度為1μm以上，將內部電極20與第1絕緣性有機膜41或第2絕緣性有機膜42接合時，可獲得充分之接合強度。

對第1內部電極21與第2內部電極22施加極性不同之電壓時，相鄰之第1內部電極21與第2內部電極22之間隔(與內部電極20之厚度方向垂直之方向之間隔)宜為2mm以下。若第1內部電極21與第2內部電極22之間隔為2mm以下，於第1內部電極21與第2內部電極22之間會產生充分的靜電力，產生充分的吸附力。

從內部電極20到被吸附體之距離、即從第1內部電極21之上表面21a及第2內部電極22之上表面22a到陶瓷表層62上所吸附之被吸附體之距離(存在於第1內部電極21之上表面21a及第2內部電極22之上表面22a上之第2接著劑層32、第2絕緣性有機膜42、中間層50、陶瓷基底層61及陶瓷表層62之厚度的合計)宜為50μm~125μm。若從內部電極20到被吸附體之距離為50μm以上，可確保由第2接著劑層32、第2絕緣性有機膜42、中間層50、陶瓷基底層61及陶瓷表層62構成之積層體之絕緣性。另一方面，若從內部電極20到被吸附體之距離為125μm以下，會產生充分之吸附力。

關於構成接著劑層30之接著劑，使用以選自環氧樹脂、酚樹脂、苯乙烯系嵌段共聚物、聚醯胺樹脂、丙烯腈-丁二烯共聚物、聚酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚矽氧樹脂、胺化合物、雙馬來醯亞胺化合物等之1種或2種以上之樹脂作為主成分的接著劑。

關於環氧樹脂，可列舉：雙酚型環氧樹脂、苯酚酚醛型環氧樹脂、甲酚酚醛型環氧樹脂、環氧丙基醚型環氧樹脂、環氧丙基酯型環氧樹脂、環氧丙基胺型環氧樹脂、三羥基苯基甲烷型環氧樹脂、四環氧丙基酚烷烴型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、二環氧丙基二苯基甲烷型環氧樹脂、二環氧丙基聯苯型環氧樹脂等2官能基或多官能環氧樹脂等。此等之中，較佳為雙酚型環氧樹脂。雙酚型環氧樹脂之中，尤佳為雙酚A型環氧樹脂。又，以環氧樹脂作為主成分時，亦可視需要調配咪唑類、第3胺類、酚類、二氰二胺類、芳香族二胺類、有機過氧化物等環氧樹脂用硬化劑或硬化促進劑。

關於酚樹脂，可列舉：烷基酚樹脂、對苯基酚樹脂、雙酚A型酚樹脂等酚醛苯酚樹脂、可溶酚醛樹脂、聚苯基對苯酚樹脂等。

關於苯乙烯系嵌段共聚物，可列舉：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS)等。

接著劑層30(第1接著劑層31、第2接著劑層32)之厚度並無特別限定，但宜為5μm~20μm、較佳為10μm~20μm。若接著劑層30(第1接著劑層31、第2接著劑層32)之厚度為5μm以上，可作為接著劑充分發揮功能。另一方面，若接著劑層30(第1接著劑層31、第2接著劑層32)之厚度為20μm以下，則無損吸附力又可確保內部電極20之電極間絕緣。

關於構成絕緣性有機膜40之材料，並無特別限定，例如使用：聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯類、聚乙烯等聚烯烴類、聚醯亞胺、聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚碸、聚伸苯硫、聚醚酮、聚醚醯亞胺、三醋酸纖維素、聚矽氧橡膠、聚四氟乙烯等。此等之中，由絕緣性優異之方面，較佳為聚酯類、聚烯烴類、聚醯亞胺、聚矽氧橡膠、聚醚醯亞胺、聚醚碸、聚四氟乙烯，更佳為聚醯亞胺。關於聚醯亞胺膜，例如使用東麗杜邦公司製之Kapton(商品名)、宇部興產公司製之UPILEX(商品名)等。

絕緣性有機膜40(第1絕緣性有機膜41、第2絕緣性有機膜42)之厚度並無特別限定，宜為10μm~100μm、較佳為10μm~50μm。若絕緣性有機膜40(第1絕緣性有機膜41、第2絕緣性有機膜42)之厚度為10μm以上，可確保絕緣性。另一方面，若絕緣性有機膜40(第1絕緣性有機膜41、第2絕緣性有機膜42)之厚度為100μm以下，會產生充分之吸附力。

中間層50宜包含有機絕緣性樹脂及無機絕緣性樹脂中之至少一者、以及無機填充劑及纖維狀填充劑中之至少一者。

關於有機絕緣性樹脂並無特別限定，可例舉：聚醯亞胺系樹脂、環氧系樹脂、丙烯酸系樹脂等。 關於無機絕緣性樹脂並無特別限定，可例舉：矽烷系樹脂、聚矽氧系樹脂等。

於中間層50宜含有聚矽氮烷。關於聚矽氮烷可例舉於該領域周知者。聚矽氮烷可為有機聚矽氮烷、亦可為無機聚矽氮烷。此等材料可單獨使用1種、亦可混合2種以上使用。

中間層50中之無機填充劑之含量宜相對於聚矽氮烷100質量份，為100質量份~300質量份、較佳為150質量份~250質量份。若中間層50中之無機填充劑之含量為前述範圍內，由於無機填充劑粒子可於作為中間層50之硬化物的樹脂膜表面形成凹凸，故熱噴塗材之粉末容易咬入無機填充劑粒子間，可使熱噴塗材牢固地接著於前述樹脂膜表面。

關於無機填充劑並無特別限定，宜為選自於由氧化鋁、氧化矽及氧化釔所構成群組中之至少1種。 無機填充劑係球形粉體及無定形粉體中之至少一者。 再者，所謂球形粉體為粉體粒子之角部帶有圓角之球狀體。又，所謂無定形粉體為破碎狀、板狀、鱗片狀、針狀等形狀不取固定形狀者。

無機填充劑之平均粒徑宜為1μm~20μm。無機填充劑為球形粉體時，將其直徑(外徑)設為粒徑，無機填充劑為無定形粉體時，將其形狀之最長位置設為粒徑。

纖維狀填充劑宜選自於由植物纖維、無機纖維及經纖維化之有機樹脂所構成群組中之至少1種。 關於植物纖維，可例舉木漿等。 關於無機纖維，可例舉由氧化鋁構成之纖維等。 關於經纖維化之有機樹脂，可例舉由芳族聚醯胺或Teflon(註冊商標)等構成之纖維。

無機填充劑宜與纖維狀填充劑併用，無機填充劑與纖維狀填充劑之合計含量宜相對於中間層50全體(100體積%)為10體積%~80體積%。若中間層50中之無機填充劑與纖維狀填充劑之合計含量為上述範圍內，可藉由熱噴塗於中間層50上均勻地形成陶瓷層60。

中間層50之厚度宜為1μm~40μm、較佳為5μm~20μm。若中間層50之厚度為1μm以上，可不使中間層50局部變薄地，藉由熱噴塗於中間層50上均勻地形成陶瓷層60。另一方面，若中間層50之厚度為40μm以下，會產生充分之吸附力。

關於構成陶瓷層60之材料，並無特別限定，例如使用氮化硼、氮化鋁、氧化鋯、氧化矽、氧化錫、氧化銦、石英玻璃、鈉鈣玻璃、鉛玻璃、硼矽酸玻璃、氮化鋯、氧化鈦等。此等材料可單獨使用1種、亦可混合2種以上使用。 此等材料宜為平均粒徑1μm~25μm之粉體。藉由使用上述粉體，可使陶瓷層60之空隙減少、使陶瓷層60之耐電壓提高。

陶瓷基底層61之厚度宜為10μm~80μm、較佳為40μm~60μm。若陶瓷基底層61之厚度為10μm以上，顯示充分之耐電漿性及耐電壓性。另一方面，若陶瓷基底層61之厚度為80μm以下，會產生充分之吸附力。

陶瓷表層62之厚度宜為5μm~20μm。若陶瓷表層62之厚度為5μm以上，可遍及陶瓷表層62之整個區域形成凹凸。另一方面，若陶瓷表層62之厚度為20μm以下，會產生充分之吸附力。

陶瓷表層62可利用研磨其表面來提升其吸附力，可將其表面之凹凸以表面粗糙度Ra之形式進行調整。 此處，所謂表面粗糙度Ra係指藉由JIS B0601-1994所定義之方法進行測定之值。

陶瓷表層62之表面粗糙度Ra宜為0.05μm~0.5μm。若陶瓷表層62之表面粗糙度Ra為前述範圍內，可良好地吸附被吸附體。若陶瓷表層62之表面粗糙度Ra變大，由於被吸附體與陶瓷表層62之接觸面積變小，故吸附力亦變小。

於以上說明之本實施形態之靜電夾頭裝置1中，具備：複數個內部電極20；絕緣性有機膜40，其設置於內部電極20之厚度方向上的兩面側；及陶瓷層60，其隔著中間層50積層於至少包含內部電極20及絕緣性有機膜40之積層體2之厚度方向上的上表面2a。因此，至少於積層體2之厚度方向上的上表面2a側，可使耐電漿性及耐電壓性提升，可抑制使用中之異常放電。因此，本實施形態之靜電夾頭裝置1之吸附性亦優異。

於本實施形態之靜電夾頭裝置1中，若陶瓷層60隔著中間層50包覆積層體2之外表面整面，可於積層體2之上表面2a側及側面2b側中使耐電漿性及耐電壓性提升，可抑制使用中之異常放電。因此，本實施形態之靜電夾頭裝置1之吸附性更優異。

於本實施形態之靜電夾頭裝置1中，藉由陶瓷層60具有陶瓷基底層61、及形成於陶瓷基底層61之上表面61a且具有凹凸之陶瓷表層62，可控制在期望之吸附力。

於本實施形態之靜電夾頭裝置1中，藉由中間層50包含有機絕緣性樹脂及無機絕緣性樹脂中之至少一者、以及無機填充劑及纖維狀填充劑中之至少一者，可於中間層50上均勻地形成陶瓷層60。

本實施形態之靜電夾頭裝置1中，藉由無機填充劑為球形粉體及無定形粉體中之至少一者，可以中間層50中之樹脂中之填充狀態成為均勻分散或最密填充之方式進行調配設計，進而形成為填充劑之一部分從樹脂中露出的設計，而可使與陶瓷基底層61之密接性提高。

於本實施形態之靜電夾頭裝置1中，藉由纖維狀填充劑為選自於由植物纖維、無機纖維及經纖維化之有機樹脂所構成群組中之至少1種，可使中間層50之強度與韌性提高，利用於中間層50之表面配置纖維而可使與陶瓷基底層61之密接性提高，緩和隔著中間層50之陶瓷基底層61與絕緣性有機膜40之熱膨脹率差所導致的變形。

於本實施形態之靜電夾頭裝置1中，藉由絕緣性有機膜為聚醯亞胺膜，使耐電壓性提高。

於本實施形態之靜電夾頭裝置1中，藉由由球形粉體及無定形粉體構成之無機填充劑為選自於由氧化鋁、氧化矽及氧化釔所構成群組中之至少1種，使耐電漿性及耐電壓性提高。

[靜電夾頭之製造方法] 參照圖1，說明本實施形態之靜電夾頭裝置1之製造方法。 於第1絕緣性有機膜41之表面(第1絕緣性有機膜41之厚度方向上的上表面)41a蒸鍍銅等金屬，形成金屬之薄膜。然後，進行蝕刻，將金屬之薄膜圖案化為特定形狀，形成第1內部電極21與第2內部電極22。

接著，於內部電極20之上表面20a經由第2接著劑層32黏著第2絕緣性有機膜42。

然後，以第1絕緣性有機膜41之下表面41b成為基板10之表面10a側之方式，將由第1絕緣性有機膜41、內部電極20、第2接著劑層32及第2絕緣性有機膜42構成之積層體經由第1接著劑層31接合於基板10之表面10a。

接著，以包覆含有內部電極20及絕緣性有機膜40之積層體2之外表面整面之方式形成中間層50。 形成中間層50之方法只要可以包覆積層體2之外表面整面之方式形成中間層50，則並無特別限定。關於形成中間層50之方法，可舉例：棒塗法、旋轉塗佈法、熱噴塗法等。

然後，以包覆中間層50之外表面整面之方式形成陶瓷基底層61。 形成陶瓷基底層61之方法，可舉例：將包含構成陶瓷基底層61之材料的漿料塗佈於中間層50之外表面整面，進行燒結而形成陶瓷基底層61之方法、將構成陶瓷基底層61之材料熱噴塗於中間層50之外表面整面，而形成陶瓷基底層61之方法等。 此處，所謂熱噴塗係指將成為被膜(於本實施形態中為陶瓷基底層61)之材料加熱熔融後，使用壓縮氣體朝被處理體射出，藉此而成膜之方法。

接著，於陶瓷基底層61之上表面61a形成陶瓷表層62。 形成陶瓷表層62之方法，可舉例：對陶瓷基底層61之上表面61a實施特定形狀之遮蔽後，將構成陶瓷表層62之材料熱噴塗於陶瓷基底層61之上表面61a，而形成陶瓷表層62之方法、將構成陶瓷表層62之材料熱噴塗於陶瓷基底層61之上表面61a整面而形成陶瓷表層62後，利用噴砂處理對該陶瓷表層62進行切削，將陶瓷表層62形成為凹凸形狀之方法等。

經由以上步驟，可製作本實施形態之靜電夾頭裝置1。 [實施例]

以下，利用實施例及比較例進一步具體地說明本發明，但本發明並不限定於以下實施例。

[實施例1] 作為第1絕緣性有機膜41，於膜厚12.5μm之聚醯亞胺膜(商品名：Kapton、東麗杜邦公司製)之單面以9μm厚度鍍覆銅。於該銅箔表面塗佈光阻劑後，於圖案曝光後進行顯影處理，利用蝕刻去除不需要的銅箔。然後，藉由洗淨聚醯亞胺膜上之銅箔，將光阻劑去除，形成第1內部電極21、第2內部電極22。於該第1內部電極21及第2內部電極22上，積層利用乾燥及加熱而半硬化之絕緣性接著劑片作為第2接著劑層32。關於絕緣性接著劑片，使用的是將雙馬來醯亞胺樹脂27質量份、二胺基矽氧烷3質量份、可溶酚醛樹脂20質量份、聯苯基環氧樹脂10質量份及丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯-丙烯腈共聚物240質量份混合溶解於適量的四氫呋喃中再將之成形為片狀者。然後，黏貼作為第2絕緣性有機膜42之膜厚12.5μm之聚醯亞胺膜(商品名：Kapton、東麗杜邦公司製)，獲得利用熱處理使之接著之積層體。又，乾燥後之第2接著劑層32之厚度為20μm。

進而，於前述積層體中之第1絕緣性有機膜41之與形成有第1內部電極21及第2內部電極22之面為相反側之面，積層由與上述半硬化之絕緣性接著劑片相同組成之絕緣性接著劑構成之片作為第1接著劑層31。然後，將積層體黏貼於鋁製之基板10，利用熱處理進行接著。又，乾燥後之第1接著劑層31之厚度為10μm。

然後，將聚矽氮烷100質量份與由氧化鋁構成之無機填充劑(平均粒徑：3μm)200質量份與作為稀釋介質之醋酸丁酯混合，進而利用超音波分散機使無機填充劑均勻地分散，製作塗料。

接著，於接著於前述基板10之積層體之第2絕緣性有機膜42之表面與前述積層體2側面噴塗前述塗料後，使之加熱乾燥，形成中間層50。又，第2絕緣性有機膜42之表面上之乾燥後之中間層50之厚度為10μm。

接著，利用電漿熱噴塗法將氧化鋁(Al₂ O₃ )粉末(平均粒徑：8μm)熱噴塗於前述中間層50之整個表面，形成厚度50μm之陶瓷基底層61。

接著，於陶瓷基底層61之表面實施特定形狀之遮蔽後，將上述氧化鋁(Al₂ O₃ )粉末(平均粒徑：8μm)熱噴塗於陶瓷基底層61之表面，形成厚度15μm之陶瓷表層62。

然後，以鑽石研磨石對吸附被吸附物之陶瓷表層62之吸附面進行平面研削，得到實施例1之靜電夾頭裝置。 藉由JIS B0601-1994對得到之靜電夾頭裝置之表面進行測定，結果表面粗糙度Ra為0.3μm。

[實施例2] 除了將前述實施例1中第1絕緣性有機膜41之厚度與第2絕緣性有機膜42之厚度變更為25μm以外，以與實施例1相同方法得到實施例2之靜電夾頭裝置。

[實施例3] 除了將前述實施例1中第1絕緣性有機膜41之厚度與第2絕緣性有機膜42之厚度變更為38μm、第2接著劑層32之厚度變更為10μm、第1內部電極21之厚度與第2內部電極22之厚度變更為5μm以外，以與實施例1相同方法得到實施例3之靜電夾頭裝置。

[比較例1] 除了將前述實施例1中第1絕緣性有機膜41之厚度與第2絕緣性有機膜42之厚度變更為50μm、陶瓷基底層61之厚度變更為30μm、中間層50之厚度變更為15μm、第1內部電極21之厚度與第2內部電極22之厚度變更為5μm、第1接著劑層31之厚度變更為20μm以外，以與實施例1相同方法得到比較例1之靜電夾頭裝置。

[比較例2] 除了將前述比較例1中陶瓷基底層61之厚度變更為50μm以外，以與比較例1相同方法得到比較例2之靜電夾頭裝置。

[比較例3] 除了將前述比較例2中陶瓷表層62之厚度變更為20μm、陶瓷基底層61之厚度變更為80μm、中間層50之厚度變更為30μm以外，以與比較例2相同方法得到比較例3之靜電夾頭裝置。

[比較例4] 除了於前述比較例3不設置中間層50，而直接利用電漿熱噴塗對第2絕緣性有機膜42之表面熱噴塗氧化鋁(Al₂ O₃ )粉末(平均粒徑：8μm)以外，以與比較例3相同方法得到比較例4之靜電夾頭裝置。

於表1顯示前述實施例1~實施例3及比較例1~比較例4中得到之靜電夾頭裝置中之各層厚度與其合計值。

[表1]

接著，使用於前述實施例1~實施例3及比較例1~比較例4得到之靜電夾頭裝置，評價耐電壓特性、吸附力及耐電漿性。將結果顯示於表2。

[評價項目] >耐電壓特性> 耐電壓特性係藉由於真空下(10Pa)於靜電夾頭裝置從高壓電源裝置對第1內部電極21與第2內部電極22施加±2.5kV之電壓，保持2分鐘，進行評價。以目視觀察2分鐘，將沒有變化者設為「合格」，將於電極彼此或絕緣性有機膜及陶瓷層產生絕緣破壞者設為「不合格」。

>吸附力> 吸附力係使用作為被吸附體之矽製虛設晶圓，於真空下(10Pa以下)使之吸附於靜電夾頭裝置表面，於第1內部電極21與第2內部電極22施加±2.5kV之電壓後，保持30秒。於保持施加電壓之狀態下，從設置於基板10之貫通孔流入氦氣，一面提高氣體壓力，一面測定氦氣之洩漏量。將於氣體壓力100Torr時可穩定吸附虛設晶圓者設為「合格」，無法穩定吸附者設為「不合格」。所謂穩定吸附係指不會發生因為提高氦氣壓力而導致晶圓上浮，氦氣洩漏量急遽地增加之現象的狀態。

>耐電漿性> 耐電漿性係於平行平板型RIE裝置設置靜電夾頭裝置後，於真空下(20Pa以下)、高頻電源(輸出250W)導入氧氣(10sccm)及四氟化碳氣體(40sccm)，以目視觀察暴露24小時後之靜電夾頭裝置表面狀態的變化。將於整個表面殘存陶瓷層者設為「合格」，將部份陶瓷層消失、露出絕緣性有機膜者設為「不合格」。

[表2]

	實施例1	實施例2	實施例3	比較例1	比較例2	比較例3	比較例4
耐電壓特性	合格	合格	合格	合格	合格	合格	合格
吸附力	合格	合格	合格	合格	不合格	不合格	不合格
耐電漿性	合格	合格	合格	不合格	合格	合格	不合格

由表2可知，於實施例1~實施例3得到之靜電夾頭裝置儘管為從基板10之表面10a到陶瓷表層62之表面的距離為200μm以下的薄膜，經確認耐電壓特性、耐電漿性優異，結果吸附力優異。

另一方面，於比較例1得到之靜電夾頭裝置，由於陶瓷基底層61較薄，故不能得到充分之耐電漿性。於比較例2及比較例3得到之靜電夾頭裝置，經確認由於從基板10之表面10a到陶瓷表層62之表面的距離超過200μm，故吸附力差。 又，於比較例4得到之靜電夾頭裝置，經確認由於不具有中間層50，故於第2絕緣性有機膜42之表面不能充分附著陶瓷熱噴塗材，耐電漿性差。 產業上之可利用性

根據本發明之靜電夾頭裝置，藉由於包含內部電極及設置於內部電極之厚度方向上的兩面側之絕緣性有機膜的積層體之厚度方向上的上表面，隔著中間層積層陶瓷層，可具有優異之耐電漿性與耐電壓特性，且得到高吸附力。因此，根據本發明之靜電夾頭裝置，可將半導體製程中之乾式蝕刻裝置用晶圓等導電體或半導體穩定地靜電吸附保持。

1:靜電夾頭裝置 2:積層體 2a:上表面 2b:側面 10:基板 10a:表面 20:內部電極 20a:上表面 20b:下表面 21:第1內部電極 21a:上表面 21b:下表面 22:第2內部電極 22a:上表面 22b:下表面 30:接著劑層 31:第1接著劑層 32:第2接著劑層 40:絕緣性有機膜 41:第1絕緣性有機膜 41a:上表面 41b:下表面 42:第2絕緣性有機膜 42a:上表面 50:中間層 50a:上表面 50b:側面 60:陶瓷層 61:陶瓷基底層 61a:上表面 62:陶瓷表層

圖1顯示本發明之靜電夾頭裝置之概略構成，其為沿著靜電夾頭裝置之高度方向之剖面圖。

1:靜電夾頭裝置

2:積層體

2a:上表面

2b:側面

10:基板

10a:表面

20:內部電極

20a:上表面

20b:下表面

21:第1內部電極

21a:上表面

21b:下表面

22:第2內部電極

22a:上表面

22b:下表面

30:接著劑層

31:第1接著劑層

32:第2接著劑層

40:絕緣性有機膜

41:第1絕緣性有機膜

41a:上表面

41b:下表面

42:第2絕緣性有機膜

42a:上表面

50:中間層

50a:上表面

50b:側面

60:陶瓷層

61:陶瓷基底層

61a:上表面

62:陶瓷表層

Claims (9)

1. 一種靜電夾頭裝置，特徵在於具備： 複數個內部電極； 絕緣性有機膜，其設置於該內部電極之厚度方向上的兩面側；及 陶瓷層，其隔著中間層積層於至少包含前述內部電極及前述絕緣性有機膜之積層體之厚度方向上的上表面。
2. 如請求項1之靜電夾頭裝置，其中前述陶瓷層係隔著前述中間層包覆前述積層體之外表面整面。
3. 如請求項1或2之靜電夾頭裝置，其中前述陶瓷層具有： 基底層；及 表層，其形成於該基底層之上表面，且具有凹凸。
4. 如請求項1至3中任一項之靜電夾頭裝置，其中前述中間層包含： 有機絕緣性樹脂及無機絕緣性樹脂中之至少一者；以及 無機填充劑及纖維狀填充劑中之至少一者。
5. 如請求項4之靜電夾頭裝置，其中前述無機填充劑係球形粉體及無定形粉體中之至少一者。
6. 如請求項5之靜電夾頭裝置，其中前述球形粉體及前述無定形粉體係選自於由氧化鋁、氧化矽及氧化釔所構成群組中之至少1種。
7. 如請求項4至6中任一項之靜電夾頭裝置，其中前述纖維狀填充劑係選自於由植物纖維、無機纖維及經纖維化之有機樹脂所構成群組中之至少1種。
8. 如請求項1至7中任一項之靜電夾頭裝置，其中前述絕緣性有機膜係聚醯亞胺膜。
9. 如請求項1至8中任一項之靜電夾頭裝置，其中前述絕緣性有機膜係由第1絕緣性有機膜與第2絕緣性有機膜構成，該第1絕緣性有機膜設置於前述內部電極之厚度方向上的下表面側，該第2絕緣性有機膜設置於前述內部電極之厚度方向上的上表面側； 於前述第1絕緣性有機膜之與前述內部電極為相反側之面設置有第1接著劑層； 於前述第1絕緣性有機膜及前述內部電極與前述第2絕緣性有機膜之間設置有第2接著劑層，前述內部電極係設置於前述第1絕緣性有機膜之厚度方向上的上表面側； 前述第1接著劑層之厚度、前述第1絕緣性有機膜之厚度、前述內部電極之厚度、前述第2接著劑層之厚度、前述第2絕緣性有機膜之厚度、前述中間層之厚度及前述陶瓷層之厚度之合計為200μm以下。

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