專利名稱：氧化鋁燒結體的制作方法
技術領域：
本發明涉及應用于CVD裝置和刻蝕裝置等半導體制造裝置中的加熱器、靜電吸盤以及施加高頻用的基座等埋設有電極的氧化鋁燒結體。
背景技術：
原來，在半導體制造工程中，使用了在氧化鋁燒結體中埋設有電極的靜電吸盤、在氧化鋁燒結體中埋設有電阻發熱體的加熱裝置等的氧化鋁部件。在陶瓷基體的與晶片放置面相對的背面側還埋設有與金屬電極接觸的金屬端子，把電力供給用連接器與金屬端子連接，對金屬電極供給電力的裝置廣為所知(例如，參照專利文獻1)。
專利文獻1特開平11-12053號公報然而，尤其是在使用了氧化鋁燒結體的庫侖型靜電吸盤的場合，由于一般電介質層的厚度薄至0.4mm以下，從而有可能導致強度的降低。
該距離變短的話，在把氧化鋁燒結體與金屬電極和金屬端子一體燒結時，因氧化鋁和金屬的熱膨脹率的差別，在晶片放置面和金屬電極之間的氧化鋁基體上會產生裂紋。從晶片放置面到金屬電極的距離變短，氧化鋁基體的相應部分的強度降低，裂紋產生的機率提高。由于產生了裂紋的制品成為次品，從而導致生產效率下降。
發明內容
為了解決上述問題，本發明的特征在于，是一種氧化鋁燒結體，具備具有相對的第1主面和第2主面的氧化鋁基體；在離第1主面0.4毫米以下的深度由埋在氧化鋁基體內的金屬構成的膜狀的埋設電極；在比埋設電極更靠第2主面側埋在氧化鋁基體內的埋設端子，埋設端子與埋設電極接觸，埋設電極的膜厚在25微米以下。
采用本發明的話，即使從第1主面到埋設電極的距離在0.4毫米以下，通過使埋設電極的厚度在25微米以下，也可以降低裂紋的發生率。
圖1是表示作為本發明實施方式的氧化鋁燒結體的一個例子的靜電吸盤的整體結構的截面圖。
圖2是放大了圖1的氧化鋁基體的中心部的截面圖。
圖3是表示本發明的發明者進行的實驗結果的例子的表(其一)。
圖4是表示本發明的發明者進行的實驗結果的例子的表(其二)。
圖5是表示網眼狀電極埋設在氧化鋁基體中的氧化鋁燒結體的例子的截面圖。
圖6是放大了圖5的氧化鋁基體的中心部的截面圖。
圖7是用于說明在氧化鋁基體的電介質層產生的裂紋的截面圖。
圖中1-氧化鋁基體；2、12-埋設電極；3-埋設端子；Ar-接觸面；Cr-裂紋；SF1-第1主面；SF2-第2主面；TH-孔具體實施方式
參照附圖對本發明的實施方式進行說明。
圖1是表示作為本發明實施方式的氧化鋁燒結體的一個例子的靜電吸盤的整體結構的截面圖。靜電吸盤具備具有相對的第1主面SF1和第2主面SF2的氧化鋁基體1；由埋設在氧化鋁基體1內的金屬構成的膜狀的埋設電極2；由埋設在氧化鋁基體1內的金屬構成的埋設端子3。
氧化鋁基體1具有大體圓板形狀，該大體圓板形狀具備平行地配置的第1主面SF1以及第2主面SF2。埋設電極2具有相對于第1主面SF1平行地配置的膜的形狀。埋設端子3具有小平板的形狀，配置在氧化鋁基體1的中心部，在第2主面SF2側與埋設電極2電連接。
此外，在氧化鋁基體1的中心部從第2主面側形成有孔TH，與埋設端子3和埋設電極2接觸的接觸面對應的埋設端子3的面從孔TH的底部露出。雖然省略了圖示，但通過在孔TH中插入電力供給用連接器，從而電連接電力供給用連接器與埋設端子3，可對埋設電極2供給電力。
參照圖2來說明氧化鋁基體1的中心部的詳細結構。埋設電極2埋設在離第1主面SF10.4毫米(mm)以下的深度HD。埋設電極2的膜厚HE在25微米(μm)以下。深度HD相當于靜電吸盤中的‘電介質層的厚度’。
埋設端子3與埋設電極2接觸。在埋設端子3和埋設電極2接觸的接觸面Ar，理想的是將埋設端子3的外周部分進行倒角。即，理想的是在埋設端子3的接觸面Ar和與接觸面Ar相交的側面的交叉部分形成具有曲率半徑R的曲面。更理想的是，被倒角部分的外周部分的曲率半徑R在0.2mm以上。
此外，埋設電極2可以使用例如把含有高熔點導電性材料粉末的印刷膠印刷成網眼狀、梳形、圓形等的印刷電極。具體地說，可使用鎢(W)、鈮(Nb)、鉬(Mo)、鉑金(Pt)等高熔點金屬或它們的合金、碳化鎢等高熔點金屬的化合物。此外，可以代替印刷電極而使用網眼狀的高熔點導電性材料的塊狀體(金網)、開有很多孔的高熔點導電性材料的塊狀體(沖孔金屬)等。
埋設端子3具有例如由接觸面Ar、背對接觸面Ar的外部連接面、連接接觸面Ar以及外部連接面的側面所限定的圓柱的形狀，直徑DT為1～3mm，高度HT為0.3～1.5mm。此外，希望埋設端子3是高熔點金屬或其化合物，與氧化鋁燒結體的熱膨脹差在2×10-6(/K)以下。熱膨脹差更大的話，在電介體中進入裂紋的可能性變高。具體地說，由含有鉑金、鈮、鈀之中至少一種的金屬形成。
氧化鋁基體1是對氧化鋁粉末進行成型，進一步施加壓力燒結而成。此時，埋設電極2以及埋設端子3與氧化鋁基體1一體燒結。
圖1以及圖2中所示的靜電吸盤可得到以下所示的作用效果。
由于氧化鋁基體1、埋設電極2以及埋設端子3之間材質不同，所以各自的熱膨脹率不同。因該熱膨脹率不同，在氧化鋁基體1燒結時，在氧化鋁基體1、埋設電極2以及埋設端子3之間產生應力。通過減小靜電吸盤中的電介質層的厚度(深度HD)，電介質層的機械強度減小。如果應力比電介質層的強度更大，則如圖7所示，在電介質層產生裂紋Cr。
特別地，有時以埋設端子3和埋設電極2的接觸面Ar的外部邊緣為起點產生裂紋。此時產生的裂紋Cr是以下所示理由導致的。在燒結時，埋設端子3和埋設電極2通過接觸面Ar起反應，位于接觸面Ar之上的埋設電極2的一部分變成與埋設端子3的合金。這樣，合金化的埋設電極2的一部分成為與埋設端子3和埋設電極2不同材質的金屬，熱膨脹率也與氧化鋁基體1、埋設端子3和埋設電極2不同。因此，在圖7所示的裂紋Cr產生的地方，不僅存在氧化鋁基體1、埋設端子3和埋設電極2，附近還存在埋設電極2和埋設端子3的合金，應力在該地方集中，結果產生裂紋Cr。
對此，在本發明的實施方式中，以利用合金化的埋設電極2減小產生的應力來抑制裂紋Cr的產生為目的，為了減少合金化的埋設電極2的體積，而減少埋設電極2的膜厚。即，減薄埋設電極2的膜厚(使膜厚HE在25微米以下)，減少合金化的埋設電極2的體積。這樣，合金化的埋設電極2產生的應力減弱，可抑制裂紋Cr的產生。
此外，由于以埋設端子3的外周部分為起點產生裂紋Cr，所以應力在埋設端子3的外周部分集中。對此，在埋設端子3和埋設電極2接觸的接觸面Ar，將埋設端子3的外周部分倒角，可避免應力向埋設端子3的外周部分集中。
參照圖3以及圖4來說明本發明的發明者進行的實驗結果的例子。“電極厚度”表示埋設電極2的膜厚HE(μm)。“小平板R形狀”表示埋設端子3被倒角的外周部分的曲率半徑R(mm)。“電介體厚度”表示從第1主面SF1到埋設電極2的深度HD(mm)。“裂紋產生數”以分數(n/9)的形式表示9個樣品中產生了裂紋的樣品的數n，“產生率”以百分率表示裂紋產生的概率。還有，所謂“針尖圓角”表示沒有將埋設端子3的外周部分施以倒角。
首先，考慮圖3所示的電介體厚度為0.4mm的情況。電極厚度為30μm時，與小平板R的形狀無關，9個樣品中在一個以上樣品中產生了裂紋。對此，使電極厚度為25μm的話，小平板R形狀為0.5mm時裂紋產生率為0％。至于其它小平板R形狀，電極厚度＝30μm時，與電極厚度＝25μm比較的話可知，對于所有的小平板R形狀，通過使電極厚度薄至25μm，裂紋產生率降低。并且，比較電極厚度＝25μm和電極厚度＝20μm的話，即使小平板R形狀是針尖圓角，通過使電極厚度＝20μm，能夠降低裂紋產生率。同樣地，使電極厚度＝20μm薄至電極厚度＝10μm，可進一步降低裂紋產生率。
對于電介體厚度為0.2mm的場合也得到了同樣的結果。即，使電極厚度薄至30μm、25μm、20μm、10μm，可降低裂紋產生率。
此外，僅著眼于小平板R形狀的話可知，針尖圓角、曲率半徑增加至0.2mm、0.5mm，裂紋產生率下降。
還有，圖3所示的實驗數據是用鉑金作為埋設端子3的材質。
圖4表示電介體厚度為5mm和1mm時的實驗結果。在電極厚度為10μm～30μm的范圍，不管小平板R形狀如何，都沒觀察到裂紋的產生。
如上所述，本發明雖然用一個實施方式進行了敘述，成為該公開的一部分的論述以及附圖并不能理解為限定本發明的內容。根據本公開內容，本行業從業人員可明白有各種替代實施方式、實施例以及運用技術。
在實施方式中，作為氧化鋁燒結體，示例了在氧化鋁基體1中埋設靜電吸盤用電極的靜電吸盤，但本發明的氧化鋁燒結體并不受其限定。此外，還可示例在氧化鋁基體中埋設電阻發熱體的加熱器、在氧化鋁基體中埋設電阻發熱體以及靜電吸盤用電極的帶靜電吸盤的加熱器、在氧化鋁基體中埋設等離子體發生用電極的高頻發生用電極裝置，以及在氧化鋁基體中埋設等離子體發生用電極以及電阻發熱體的高頻發生用電極裝置等。
此外，在圖1以及圖2中，對埋設電極2由平板狀印刷電極做成的場合進行了說明。但是，并不限于此，埋設電極2也可以是把線體或板體配置成格子狀、網狀、螺旋狀或蛇行狀的電極。例如，如圖5及圖6所示，在氧化鋁基體1內部用金網或網眼形成的埋設電極12代替圖1以及圖2的埋設電極2來進行埋設。
如圖5所示，氧化鋁基體1具有具備平行配置的第1主面SF1以及第2主面SF2的圓板的形狀。埋設電極12相對于第1主面SF1平行地配置。埋設端子3具有小平板狀的形狀，配置在氧化鋁基體1的中心部，在第2主面SF2側與埋設電極12電連接。
如圖6所示，埋設電極12埋設在離第1主面SF10.4mm以下的深度HD。埋設電極12的線寬HE在25微米以下。埋設端子3與埋設電極12接觸。在埋設端子3和埋設電極2接觸的接觸面Ar，理想的是將埋設端子3的外周部分進行倒角。還希望被倒角的外周部分的曲率半徑R在0.2毫米以上。
這樣，本發明可理解為包含在這里沒記載的各種實施方式。因此，本發明僅由這里公布的適當的權利要求的范圍所屬的發明特定事項所限定。
權利要求
1.一種氧化鋁燒結體，其特征在于，具備具有相對的第1主面和第2主面的氧化鋁基體；在離所述第1主面0.4毫米以下的深度由埋在所述氧化鋁基體內的金屬構成的膜狀的埋設電極；以及，在比所述埋設電極更靠第2主面側由埋在所述氧化鋁基體內的金屬構成的埋設端子，所述埋設端子與所述埋設電極接觸，所述埋設電極的膜厚在25微米以下。
2.根據權利要求1所述的氧化鋁燒結體，其特征在于，在所述埋設端子和所述埋設電極接觸的接觸面，將所述埋設端子的外周部分進行倒角。
3.根據權利要求2所述的的氧化鋁燒結體，其特征在于，被倒角的所述外周部分的曲率半徑在0.2毫米以上。
全文摘要
本發明的目的是降低在第1主面(SF
文檔編號H01L21/67GK101042993SQ200710089470
公開日2007年9月26日 申請日期2007年3月23日 優先權日2006年3月24日
發明者服部亮譽, 森豐, 曻和宏 申請人:日本礙子株式會社