專利名稱：：帶加熱器的靜電吸盤以及帶加熱器的靜電吸盤的制造方法
技術領域：
：本發明涉及半導體器件制造工藝等中所用的帶加熱器的靜電吸盤以及帶加熱器的靜電吸盤的制造方法。技術背景原來，在制造半導體器件等時，對半導體晶片進行成膜或刻蝕等表面處理。該表面處理中保持半導體晶片的裝置之一為靜電吸盤(ElectrostaticChuck)。該靜電吸盤具有放置并保持半導體晶片等基板的基板放置面，通過與放置在該基板放置面上的半導體晶片之間產生的靜電力來保持該半導體晶片。該靜電吸盤有利用庫侖力作為靜電力的種類。此外，作為該靜電吸盤的一種，有具備加熱器，可加熱半導體晶片的帶加熱器的靜電吸盤。在庫侖型帶加熱器的靜電吸盤的代表例子中，具備由陶瓷做成的基體。在該基體的內部，設有用于在與放置在基板放置面的基板之間產生靜電力的靜電吸盤電極(以下稱為'ESC電極，)、以及用于加熱基板的電阻發熱體。此外，基體的上表面形成放置有晶片等基板的基板放置面。這樣，從上述基體中的ESC電極到基板放置面的部分形成電介質層，從ESC電極到基體的下表面的部分形成支撐部件(例如，參照專利文獻1)。庫侖型靜電吸盤是利用^:置在靜電吸盤的電介質層表面的基板和靜電吸盤的ESC電極之間產生的靜電吸附力(庫侖力)來吸附基板。在庫侖型帶加熱器的靜電吸盤中，對基體的陶瓷使用氮化鋁(例如，參照上述專利文獻1:特開平11-12053號公報)。在使用氮化鋁作為基體的陶瓷的原有的帶加熱器的靜電吸盤中，由于電介質層的體積電阻率小，有可能放置在基板放置面的基板的裝卸響應性差。對此，考慮把體積電阻率和耐腐蝕性都比氮化鋁高的氧化鋁用作基體。在此場合，較好是對電阻發熱體使用與氧化鋁的熱膨脹系數相近的鈮(Nb)等。然而，在上述電阻發熱體含有鈮(Nb)的場合，會擔心鈮成分擴散到設有電阻發熱體的支撐部件中。因該鈮成分擴散，電阻發熱體的電阻特性發生變化，會擔心產生基板的均勻加熱性發生變動的不適。再有，在靜電吸盤中，施加在ESC電極上的電壓高的話，基板的p及附力變高，但庫侖力所需的在靜電吸盤所必要的幾千伏左右的高壓有可能導致絕緣破壞等。
發明內容對此，本發明的目的是提供提高放置在基板放置面上的基板的裝卸響應性，同時，施加高壓來提高吸附力也不會產生絕緣破壞，并且可對基板進行均勻加熱的帶加熱器的靜電吸盤以及帶加熱器的靜電吸盤的制造方法。為了達到上述目的，本發明的帶加熱器的靜電吸盤具備由包含氧化鋁的燒結體做成的基體、在該基體中的上部一側設置的ESC電極、埋在基體中的下部一側設置的電阻發熱體，其特征在于，所述基體由從ESC電極到基體的上表面的電介質層和從ESC電極到基體的下表面的支撐部件構成，所述支撐部方的下方區域的碳含量不同，所述電介質層中的碳含量在100wtppm以下，所述支撐部件的所述ESC電極附近區域的碳含量在0.13wt。/。以下，所述支撐部件的所述下方區域的碳含量在0.03wt。/。以上，并且，所述電阻發熱體含有鈮或鉑。此外，本發明的帶加熱器的靜電吸盤的制造方法，是具有燒結陶瓷原料形成基體的電介質層的工序、形成ESC電極的工序、燒結埋設有電阻發熱體的陶瓷原料來形成支撐部件的工序的帶加熱器的靜電吸盤的制造方法，其特征在于，形成所述支撐部件的工序包含通過在靠近靜電吸盤電才及一側層疊焙燒過的陶瓷原料、在遠離靜電吸盤電極一側層疊未焙燒過的陶瓷原料并成形，來調整支撐部件的燒結體的碳含量的工序。采用本發明的帶加熱器的靜電吸盤以及帶加熱器的靜電吸盤的制造方法的話，由于基體的支撐部件由包含在ESC電極附近區域和下方區域碳含量不同的氧化鋁的陶乾做成，從而可以防止電阻發熱體的擴散導致的加熱特性的變動，同時可提高ESC電極部的耐絕緣破壞性。圖1是表示本發明的帶加熱器的靜電吸盤的一個實施例的俯視圖。圖2是圖1的A-A截面圖。圖3是表示帶加熱器的靜電吸盤的別的實施方式的基體的主要部位的截面圖。圖4是表示帶加熱器的靜電吸盤的別的實施方式的基體的主要部位的截面圖。圖5是比較例的基體的主要部位的截面圖。圖6是實施例的說明圖。圖中1—帶加熱器的靜電吸盤；2—基體；3—ESC電極；4~電阻發熱體；21—電介質層；22—支撐部件；22a—ESC電極附近區域；22b"下方區i或。具體實施方式以下，使用附圖對本發明的帶加熱器的靜電吸盤的實施例進行i兌明。圖1是表示本發明的帶加熱器的靜電吸盤的一個實施例的俯視圖，圖2是圖1的A-A截面圖。圖1以及圖2所示的帶加熱器的靜電吸盤1具有大致呈圓盤狀的基體2。該基體2由以氧化鋁為主要成分的陶瓷的燒結體做成。圖示的靜電吸盤1具備雙極型的ESC電極作為ESC電極。并且，本發明的帶加熱器的靜電吸盤并不限定于具備圖示的雙極型ESC電極的例子，也可以具備單極型或三極以上的ESC電極。該基體2的上表面為放置有由靜電吸盤1保持的半導體晶片等的基板放置面2a。在基體2的內部，用于產生靜電力的ESC電極3與該基板;改置面2a平行，并且，接近于基板放置面2a而埋設。此外，在基體2的內部，在比ESC電極3更下部的一側，埋設有電阻發熱體4。該電阻發熱體將在后面詳細敘述，可使用與氧化鋁的熱膨脹系數接近的材料如Nb。形成有從該基體2的下表面2b朝向ESC電極3的ESC電極用連接孔2c和朝向電阻發熱體4的發熱體用連接孔2d。在該ESC電極用連接孔2c的底面露出由導電性材料做成的埋設在基體2內并與ESC電極3連接的連才姿部件5。把用于從外部供給電力的ESC電極用供電部件6插入該ESC電極用連接孔2c，通過使該ESC電極用供電部件6與連接部件5連接，而經該連接部件5與ESC電極3電連接。此外，發熱體用供電部件7被插入發熱體用連接孔2d，該發熱體用供電部件7與在發熱體用連接孔2d的底面露出的電阻發熱體4電連接。以氧化鋁為主要成分的陶乾做成的基體2從基板放置面2a到ESC電極3的區域為電介質層21，此外，從ESC電極到基體下表面2b的區域為支撐該電介質層21的支撐部件22。該電介質層21為了產生應用于保持基板的庫侖力，而需要為所定體積電阻率的陶瓷。因此，本實施方式的電介質層21由盡可能少含有使體積電阻率下降的成分的碳的氧化鋁，具體地說碳含量在100wtppm以下的氧化鋁估支成。支撐該電介質層21的支撐部件22是以氧化鋁為主要成分的材料，在包含與ESC電極3相接的區域的ESC電極附近區域22a和比該ESC電極附近區域22a更下方的區域即下方區域22b的碳含量不同。更詳細地說，該靜電吸盤電極附近區域的碳含量比下方區域的碳含量更少，在此條件基礎之上，ESC電極附近區域22a的碳含量在0.13wt。/o以下，下方區域22b的碳含量在0.03wt。/o以上。對該ESC電極附近區域22a以及下方區域22b的碳含量進行說明。支撐電介質層21的支撐部件22與電介質層固定粘合而成為一體的基體2。因此，支撐部件22的材料較好是由與電介質層21種類相同的氧化鋁做成。這是因為在該支撐部件22是與電介質層21種類不同的熱膨脹系數不同的材料時，在電介質層21和支撐部件22的接合界面會產生熱應力。并且，在支撐部件22與電介質層21同樣由盡可能不含有碳的氧化鋁做成時，有可能在埋設于該支撐部件22的電阻發熱體4的周圍的氧化鋁擴散有該電阻發熱體4的鈮成分，而使得電阻發熱體4的電阻特性改變。對此，覆蓋電阻發熱體4周圍的下方區域22b采用可抑制鈮的擴散的含有碳的氧化鋁，具體地說，采用碳含量為0.03wt。/o以上的氧化鋁。并且，根據發明者們的研究，為了提高ESC電極3的耐絕緣破壞性，并防止氧化鋁中碳的擴散移動引起的對電介質層21的不良影響，把支撐部件22中包含與ESC電極3相接的區域的ESC電極附近區域22a的碳含量抑制到0.13wt。/Q以下。從上所述，本實施方式的靜電吸盤1中，基體2是由包含氧化鋁的陶瓷做成，碳含量在電介質層21中為100wtppm以下，在支撐部件22的ESC電極附近區域22a為0.13wt。/。以下，在下方區域22b為0.03wty。以上。這樣，靜電吸盤1的電介質層21因氧化鋁的優良的體積電阻率，作為庫侖型靜電吸盤而具備優良的裝卸特性。此外，可抑制向電阻發熱體4的氧化鋁的擴散，得到了穩定的電阻分布，由于產生的焦耳熱均勻，從而靜電吸盤1的溫度控制性優良。并且，由于抑制了支撐部件22的ESC電極附近區域22a的碳含量，從而可抑制ESC電極3的絕緣破壞性，由于可施加高電壓，從而具備高的吸附特性，同時可防止電弧向與靜電吸盤相鄰的部件等發出，靜電吸盤1的可靠性進一步提高。該絕緣破壞防止、電弧防止，特別是做成對ESC電極施加高電壓而提高吸附力時是很大的優點。將電介質層21中的碳含量限定在100wtppm以下的數值是為了作為庫侖型靜電吸盤而具備合適的體積電阻率，電介質層21中的碳含量超過100wtppm的話，難以具備所期望的體積電阻率。本發明的靜電吸盤由于電介質層的體積電阻率高，可降低在對ESC電極施加高壓時殘留在電介質層的電荷，抑制電壓斷開時的殘留電荷引起的基板的吸附，可以極短的時間進行基板裝卸。使支撐部件22的ESC電極附近區域22a的碳含量在0.13wt。/。以下是為了抑制與ESC電極3相連接的區域的支撐部件22的碳含量，提高耐絕緣破壞特性，同時，防止因氧化鋁中的碳的擴散移動而對電介質層21產生不良影響，ESC電極附近區域22a的碳含量超過0.13wty。的話，因碳的導電性，ESC電極3之間的絕緣性下降，有可能產生絕錄^皮壞性。更好的碳含量是在0，10wto/o以下。此外，該ESC電極附近區域22a的碳含量可降低到與上述電介質層21中的碳含量相同的程度。使支撐部件22的下方區域22b的碳含量在0.03wt。/o以上是為了抑制電阻發熱體4的鈮成分向氧化鋁中的擴散，下方區域22b的碳含量不到0.03wt。/o則缺少抑制鈮成分的擴散的效果。更好的碳含量是在0.10wt。/。以上。還有，至于下方區域22b的碳含量的上P艮，從防止體積電阻率的下降引起的漏電流的觀點出發，較好是0.5wt。/o左右以下。基體2的支撐部件22的ESC電極附近區域22a的厚度取決于靜電吸盤1的尺寸，幾mm左右的話，從抑制絕緣破壞的觀點出發，是足夠的厚度。此外，ESC電極附近區域22a的厚度在幾mm左右以上也可。圖3以及圖4分別以基體2的主要部位截面圖表示使ESC電極附近區域22a的范圍不同的靜電吸盤的別的實施方式。圖3所示的基體2具有從基板放置面2a到ESC電極3的電介質層21，同時，作為支撐部件22,具有從ESC電極3到電阻發熱體4的ESC電才及附近區域22a和從電阻發熱體4到下表面2b的下方區域22b。即，與圖1及圖2所示的實施方式相比較的話，ESC電極附近區域22a到與電阻發熱體4相#~的區域在區域放大這一點上不同。此外的結構都相同。因此，對與圖1以及圖2所示的實施方式相同的結構及其作用效果省略重復說明。并且，在圖3所示的實施方式中，通過ESC電極附近區域22a形成于從ESC電極到電阻發熱體4的范圍，可抑制電阻發熱體4的鈮成分的擴散，同時可以比圖2更可靠地抑制ESC電極3的絕緣破壞。以下詳細敘述該效果。ESC電極附近區域22a的氧化鋁比下方區域22b的碳含量少。這樣，碳含量不同的ESC電極附近區域22a和下方區域22b相接形成有支撐部件22的話，雖取決于碳濃度差和溫度的程度，但因帶加熱器的靜電吸盤制造時的高溫，所以下方區域22b中含有的碳擴散到ESC電極附近區域22a。結果，在電阻發熱體4周圍的氧化鋁中由于含有與下方區域22b的碳含量相同程度以下的碳，因而可充分地抑制電阻發熱體4的鈮的擴散。此外，由于ESC電極3與下方區域22b的距離比圖1以及圖2所示的實施方式的更大，從而碳的移動距離更長。因此，因制造帶加熱器的靜電吸盤時的高溫，即使下方區域22b中含有的碳擴散到ESC電極附近區域22a，與ESC電極3相接的部分的氧化鋁的碳含量的增加也少，結果，可進一步抑制絕緣破壞。其次，使用圖4所示的基體2的主要部位截面圖對靜電吸盤的其它實施方式進行說明。該圖4所示的基體2具有從基板放置面2a到ESC電極3的電介質層21，同時，作為支撐部件22，具有從ESC電極3超過電阻發熱體4而延伸到下方的ESC電極附近區域22a和從該ESC電極附近區域22a的下端到下表面2b的下方區域22b。即，與如前所述的圖1以及圖2所示的實施方式以及圖3所示的實施方式相比較的話，ESC電極附近區域22a在超過電阻發熱體4而向下方區域擴大這一點不同。對于此外的結構都相同。因此，對于與圖1、圖2以及圖3所示的實施方式相同的結構和其作用效果省略重復說明。并且，在圖4所示的實施方式中，通過ESC電極附近區域22a形成于從電極3超過電阻發熱體4直到下方的區域，可比圖3所示的實施方式更可靠地抑制ESC電極3的絕緣破壞，同時，可抑制電阻發熱體4的鈮成分的擴散。該效果與在圖3的實施方式中已經說明過的相同。即，ESC電極附近區域22a的氧化鋁比下方區域22b的碳含量更少。這樣，碳含量不同的ESC電極附近區域22a和下方區域22b相接形成有支撐部件22的話，雖然取決于碳濃度差和溫度的程度，因制造帶加熱器的靜電吸盤時的高溫，在下方區域22b中含有的碳擴散到ESC電極附近區域22a。結果，在電阻發熱體4周圍的氧化鋁中由于含有與下方區域22b的碳含量相同程度以下的碳，從而可充分地抑制電阻發熱體4的鈮的擴散。此外，由于ESC電極3和下方區域22b的距離比圖3所示的實施方式更大，所以碳的移動距離變長。因此，因制造帶加熱器的靜電吸盤時的高溫，在下方區域22b中含有的碳即使擴散到ESC電極附近區域22a,與ESC電極3相連的部分的氧化鋁的碳含量的增加也少，結果，可進一步抑制絕緣破壞。為了與圖1-圖4所示的實施方式比較，圖5用基體200的主要部位截面圖表示靜電吸盤的比較例。圖5所示的基體200具有從基板放置面2a到ESC電極3的電介質層201，同時，具有與該ESC電極3相連的支撐部件202。該支撐部件202由以0.03wt。/。以上的量含有碳的氧化鋁做成，碳可抑制在電阻發熱體4中含有的鈮成分的擴散。即，圖5所示的靜電吸盤的支撐部件202與本發明的靜電吸盤相比較的話，在沒有碳含量不同的2個區域這一點上不同。圖5所示的比較例中ESC電極3周圍的耐絕緣破壞特性在實用上足夠。但是，由于在與該ESC電極3相接的支撐部件202的氧化鋁中含有的碳降低支撐部件202的體積電阻率，所以特別在施加高壓的場合，ESC電極附近的耐絕緣破壞特性與本發明的靜電吸盤的基體相比較差。在圖1-圖4所示的各實施方式中，埋設在基體2中的電阻發熱體4含有鈮或鉑。鈮或鉑是熱膨脹系數與氧化鋁相近的材料。因此，通過使電阻發熱體4含有鈮或鉑，含有氧化鋁的基體2和電阻發熱體4的熱膨脹系數差變小。因此，在電阻發熱體4發熱時，可大幅減少在該電阻發熱體4和其周圍的基體2之間產生的熱變形。由于鉑是昂貴的材料，實用上較好是用鈮做電阻發熱體4。電阻發熱體4例如也可以是通過涂抹含有鈮的原料膏等形成的平面狀的電阻發熱體。并且，線圈狀的電阻發熱體更好。通過電阻發熱體4做成由含有鈮的原料線材成型的線圈狀的電阻發熱體，由于在基體2內電阻發熱體4三維地發熱，所以能夠比平面狀的電阻發熱體進一步提高基板加熱的面內均勻性。此外，線圈狀的電阻發熱體由于通過均質的線材的加工來制造，所以帶加熱器的靜電吸盤的每批次的發熱特性的變動小。此外，通過使線圈間距等局部地變動，能夠容易調整在基板放置面上的溫度分布。再有，能夠比平面狀的電阻發熱體的密合性更高。ESC電極3較好是含有碳化鴒(WC)和10%以上的氧化鋁。通過使ESC電極以碳化鴒為主要成分，由于ESC電極物質向氧化鋁中的擴散極少，從而能夠提高在ESC電極附近的氧化鋁的體積電阻率。這樣，施加高電壓時的絕緣特性得到提高，并且伴隨著電介質層的高電阻，可提高被吸附的基板的裝卸特性。此外，通過使該ESC電極包含10%以上的氧化鋁，ESC電極3部分的密著性得到提高。ESC電極中所含的氧化鋁的含有量的上限，從把ESC電極的電阻減小到不妨礙高頻電流的程度的觀點出發，較好是在30wt。/。左右以下。ESC電極3例如可使用把含有所定量的氧化鋁和碳化鎢的混合粉末的印刷膏印刷成網眼狀、梳狀、渦旋狀等平面狀。還有，ESC電極可以是單極或雙極，更多極也能夠很好地應用于本發明。特別是在雙極以及多極ESC電極時,本發明更好地發揮作用。其次，對本發明的帶加熱器的靜電吸盤的制造方法的一個例子進行說明。還有，以下所述的帶加熱器的靜電吸盤的制造方法代表性地以圖1以及圖2所示的實施方式的例子來進行說明。此外，制造時，以把該圖2的上下反過來的位置關系進行加工工序。即，制作基體2的電介質層21，在該電介質層21上形成ESC電極3，從該ESC電極3之上形成支撐部件。(電介質層的制作)首先，制作電介質層21。該電介質層21如上所述由碳含量在100wtppm以下的氧化鋁做成。作為陶瓷原料粉，使用高純度(例如99.7%)的氧化鋁粉末和作為燒結助劑的MgO原料粉。在這些陶瓷原料粉中添加作為粘接劑的聚乙烯醇(PVA)、水以及^i:劑等，在滾筒篩中混合所定時間(例如，16小時)，制作原料漿液。把所得到的原料漿液使用噴霧干燥器進行噴霧千燥，然后，進行焙燒。該焙燒是例如在500。C在空氣中保持5個小時的處理，得到除去了粘接劑的氧化鋁造粒粉。由于在粘接劑中含有碳，從而通過粘接劑的除去，可把電介質層11的碳含量減少到100wtppm以下。其次，在模具中填充上述氧化鋁造粒粉，以所定壓力進行壓印成型，制作氧化鋁成型體。接著，把該氧化鋁成型體放置在碳制的燒盆中，用熱壓印燒結法燒結。燒結是在施加了所定壓力的狀態并且通過在氮氣環境中進行，得到氧化鋁燒結體。其次，對上述氧化鋁燒結體進行研削加工，制作所定大小(例如，(D340mm，厚6mm)的圓盤。此時，通過對圓盤的表面以及背面之中的一個面進行研削加工得到平滑面。(ESC電極的制作)把作為ESC電極3的材料的碳化鎢粉和10wt。/。以上的氧化鋁粉以及粘接劑混合來制作印刷膏，通過利用絲網印刷法把該印刷膏涂沫到上述氧化鋁燒結體的平滑面上，并使之干燥，形成ESC電極3。(支撐部件的ESC電極附近區域的形成)把形成有該ESC電極3的氧化鋁燒結體放置在才莫具內，通過進行焙燒填充減少了碳含量的氧化鋁造粒粉，在所定壓力下進行壓印成型。這樣，形成圖2所示的支撐部件22的ESC電極附近區域22a。(下方區域的上側的形成)其次，在該模具內，在上述ESC電極附近區域22a的氧化鋁成型體上不進行預燒填充碳含量在0.03wtQ/。以上的氧化鋁造粒粉，在所定壓力下進行壓印成型。這樣，形成圖2所示的支撐部件22的下方區域22b,即比電阻發熱體4更上側范圍的下方區域22b。(線圈的配置)其次，在在模具內成型的下方區域22b(比電阻發熱體4更上側)的氧化鋁成型體上放置網眼狀、片狀或線圈狀的鈮的電阻發熱體4。并且，在該電阻發熱體上的所定位置放置用于與供電部件連接的接合部件。(下方區域的下側的形成)其次，在氧化鋁成型體、電阻發熱體4以及接合部件上不進行預燒就填充碳含量在0.03wt。/。以上的氧化鋁造粒粉，在所定壓力下加壓，進行壓印成型。這樣，形成閨2所示的支撐部件22的下方區域22b,即比電阻發熱體4更下側范圍的下方區域22b。以上那樣，就制作了作為基體2的氧化鋁成型體。其次，把成為上述基體2的氧化鋁成型體放置于碳制燒盆中，用熱壓印成型法等進行燒結。燒結是在所定的單軸加壓壓力下并且在氮氣環境中進行，通過在高溫中保持所定時間來進行(即，熱壓印燒結)。然后，用金剛石磨石對經過了兩次燒結工序的氧化鋁燒結體(即，電介質層)的表面進行平面研削加工，調整氧化鋁燒結體的厚度。并且，研削氧化鋁燒結體的側面，同時，通過進行必要的鉆孔加工、供電部件6、7的安裝，完成帶加熱器的靜電吸盤1。在上述制造方法的一個例子中，基體2的ESC電極附近區域22a的碳含量的調整是通過焙燒氧化鋁造粒粉來進行的。此外，基體2的下方區域22b的碳含量的調整是通過調整添加在陶瓷原料粉中的粘接劑的量來進行的。并且，ESC電極附近區域22a的碳含量和下方區域22b的碳含量的調整并不限定于上述方法。例如，可使用混合了進行焙燒而減少了碳含量的氧化鋁造粒粉和不進行焙燒而殘留有粘接劑(碳)的氧化鋁造粒粉的粉，通過該混合粉的混合比例來調整碳含量。此外，把通過焙燒減少了碳含量的氧化鋁造粒粉填充在對基體進行成型的模具內，接著把沒進行焙燒而殘留有粘接劑(碳)的氧化鋁造粒粉填充在模具內后，進行熱壓印，利用該熱壓印時的粘接劑的擴散，也可調整ESC電極附近區域22a和下方區域22b的碳含量。實施例在以下所述的實施例中，為了調整基體的氧化鋁中的碳含量而準備了兩種氧化鋁造粒粉。一個是焙燒了的氧化鋁造粒粉，另一個是未焙燒的造粒粉。前者焙燒了的氧化鋁造粒粉使用純度99.7%的氧化鋁粉末(顆粒半徑lpm)和燒結助劑MgO原料粉作為陶瓷原料粉末。還有，使陶瓷原料粉中的MgO的含有量為0.04。/。。在該陶乾原料粉中添加作為粘接劑的聚乙烯醇(PVA)(陶瓷原料比2wt。/。)、水以及分散劑，在滾筒篩中混合16小時，制作了漿液。把所得到的漿液用噴霧干燥器噴霧干燥，然后，500'C下保持5個小時，去除粘接劑制作了平均80,的造粒顆粒。后者未焙燒的氧化鋁造粒粉使用純度99.7%的氧化鋁粉末(顆粒半徑lpm)和燒結助劑MgO原料粉作為陶瓷原料粉末。還有，使陶瓷原料粉中的MgO的含有量為0.04。/。。在該陶瓷原料粉中添加作為粘接劑的聚乙烯醇(PVA)(陶瓷原料比2wt。/。)、水以及分散劑，在滾筒篩中混合16小時，制作了漿液。把所得到的漿液用噴霧干燥器噴霧干燥，制作了未焙燒的氧化鋁造粒粉。(實施例1)實施例1是基體2的ESC電極附近區域的下端在比電阻發熱體更上方，電阻發熱體的周圍為下方區域而成的例子，相當于圖l所示的實施方式。首先，制作了成為電介質層的氧化鋁燒結體。為此，使用純度99.7%的氧化鋁粉末(顆粒半徑lpm)和燒結助劑MgO原料粉作為陶瓷原料粉末。還有，使陶瓷原料粉中的MgO的含量為0.04wt°/。。在該陶瓷原料粉中添加作為粘接劑的聚乙烯醇(PVA)、水以及分散劑，在滾筒篩中混合16小時，制作了漿液。把所得到的漿液用噴霧干燥器噴霧干燥，然后，在500。C保持5個小時，除去粘接劑，制作了平均約80(jm的造粒顆粒。在才莫具中填充該氧化鋁顆粒，以200kg/cm2的壓力進行壓印成型。接著，把該成型體放入碳制的燒盆，用熱壓印燒結法進行燒結。燒結是在100kg/cm2的加壓下，并且在氮加壓環境(150KPa)下進行，以300。C/h的速率升溫，在1600°C保持2小時，得到相當于電介質層的部分的氧化鋁燒結體。對該氧化鋁燒結體進行研削加工，制作O300mm、厚6mm的圓盤。此時，通過對一個面進行研削加工，得到表面粗燥度Ra在0.8pm以下的平滑面。其次，在氧化鋁燒結體上形成ESC電極。為了形成該ESC電極，把WC和氧化鋁(含量20%)、作為粘接劑的松油醇進行混合，制作印刷膏，用絲網印刷法在上述氧化鋁燒結體的平滑面上形成O290mm、厚10pm的ESC電極，并使之干燥。其次，為了做成成為ESC電極附近區域22a的部分，在模具上放置形成有上述印刷ESC電極的氧化鋁燒結體，填充焙燒過的氧化鋁造粒粉，以200kg/cm2的壓力進行壓印成型。其次，為了做成成為下方區域的一部分的部分，在模具內壓印成型了的上迷燒結過的氧化鋁成型體上填充未燒結的氧化鋁造粒粉，以200kg/cn^的壓力進行壓印成型。在所得到的下方區域的一部分的氧化鋁成型體上放置線圏狀的鈮的電阻發熱體(線徑巾0.5mm,巻徑(D3.0mm)。并且，把電阻發熱體插入直徑4.0mm的球狀的鈮接合部件的通孔，鈮接合部件也放置在成型體上。然后，為了做成成為下方區域的殘余部分的部分，在氧化鋁成型體、電阻發熱體、粘接部件上填充未燒結的氧化鋁造粒粉，以200kg/cn^的壓力加壓，進行壓印成型。通過以上工序，做成成為基體2的氧化鋁成型體。接著，把該成型體放在碳制燒盆中，用熱壓印燒結法進行燒結。燒結是在100kg/cm2的壓力下，氮氣加壓環境(150kPa)進行，以300°C/h的速率升溫，在1600。C保持2小時。這樣，得到埋設了ESC電極和電阻發熱體的燒結體。此后，用金剛石磨石對經過了2次燒結工序的氧化鋁燒結體表面進^f亍平面研削加工，使氧化鋁燒結體的厚度，即從埋設的ESC電極到表面的厚度為0.3mm。并且，研削燒結體的側面，同時，進行必要的鉆孔加工和端子的安裝，完成靜電吸盤。(實施例2)實施例2是基體2的ESC電極附近區域22a的下端與電阻發熱體相接的例子，相當于圖3所示的實施方式。首先，制作成為電介質層的氧化鋁燒結體，在該氧化鋁燒結體上形成ESC電極。氧化鋁燒結體的制作條件以及ESC電極的形成條件與實施例1相同。然后，為了制作成為ESC電極附近區域22a的部分，在模具上放置形成有上述印刷ESC電極的氧化鋁燒結體，填充燒結過的氧化鋁造粒粉，以200kg/cm2的壓力進行壓印成型。在所得到的成為ESC電極附近區域22a的部分的氧化鋁成型體上放置線圈狀的鈮的電阻發熱體以及鈮接合部件。鈮的電阻發熱體以及鈮接合部件與實施例1相同。然后，為了做成成為下方區域的部分，在氧化鋁成型體、電阻發熱體、粘接部件上填充未燒結的氧化鋁造粒粉，以200kg/cri^的壓力加壓，進行壓印成型。通過以上工序，做成成為基體2的氧化鋁成型體。接著，把該成型體放在碳制燒盆中，用熱壓印燒結法進行燒結。燒結條件與實施例l相同。這樣，得到埋設了ESC電極和電阻發熱體的燒結體。此后，用金剛石磨石對經過了2次燒結工序的氧化鋁燒結體表面進行平面研削加工，使氧化鋁燒結體的厚度，即從埋設的ESC電極到表面的厚度為0.3mm。并且，研削燒結體的側面，同時，進行必要的鉆孔加工和端子的安裝，完成靜電吸盤。(實施例3)(實施例4)實施例3以及實施例4是基體2的ESC電極附近區域的下端在比電阻發熱體4更下方的例子，相當于圖4所示的實施方式。該實施例3以及實施例4在基體的ESC電極附近區域22a的碳含量不同。<實施例3、4>首先，與實施例l同樣，制作成為電介質層的氧化鋁燒結體。然后，為了做成成為ESC電極附近區域22a—部分的部分，在模具上放置形成有上述印刷ESC電極的氧化鋁燒結體，填充焙燒過的氧化鋁造粒粉，以200kg/cm2的壓力進行壓印成型。其次，在所得到的氧化鋁成型體上放置線圈狀的鈮的電阻發熱體以及鈮結合部件。鈮的電阻發熱體以及鈮結合部件與實施例1以及實施例2相同。然后，為了做成成為ESC電極附近區域22a的剩余部分的部分，在氧化鋁成型體、電阻發熱體、粘接部件上填充焙燒過的氧化鋁造粒粉，以200kg/cm2的壓力進行壓印成型。在實施例3中，填充焙燒過的氧化鋁造粒粉使得從電阻發熱體的厚度方向中心的厚度為1.5mm。在實施例4中，填充焙燒過的氧化鋁造粒粉使得厚度為4.5mm。然后，為了做成成為下方區域的部分，在所得到的氧化鋁成型體上填充未燒結的氧化鋁造粒粉使得整體的厚度為20mm,以200kg/cn^的壓力進行壓印成型。通過以上工序，做成成為基體2的氧化鋁成型體。接著，把該成型體放在碳制燒盆中，用熱壓印燒結法燒結。燒結條件與實施例1以及實施例2相同。這樣，得到埋設了ESC電極和電阻發熱體的燒結此后，用金剛石磨石對經過了2次燒結工序的氧化鋁燒結體表面進行平面研削加工，使氧化鋁燒結體的厚度，即從埋設的ESC電極到表面的厚度為0.3mm。并且，研削燒結體的側面，同時，進行必要的鉆孔加工和端子的安裝，完成靜電吸盤。(比較例1)(比較例2)比較例1以及比較例2是基體2的支撐部件22沒有碳含量高的區域的例子。該比較例1以及比較例2中ESC電極的材料不同。首先，與實施例l同樣，制作成為電介質層的氧化鋁燒結體。其次，在氧化鋁燒結體上形成ESC電極。為了形成該ESC電極，在比較例1中把WC粉末和氧化鋁(含有量20%)，在比較例2中將W粉末，分別與作為粘接劑的松油醇混合，制作印刷膏，利用絲網印刷法在氧化鋁燒結體的平滑面上形成(D290mm、厚10pm的ESC電極，并使之干燥。然后，為了做成成為支撐部件一部分的部分，在模具上放置形成有上述印刷ESC電極的氧化鋁燒結體，填充焙燒過的氧化鋁造粒粉，以200kg/cn^的壓力進行壓印成型。其次，在所得到的氧化鋁成型體上放置線圈狀的鈮的電阻發熱體以及鈮結合部件。鈮的電阻發熱體以及鈮結合部件與實施例1-4相同。然后，'為了做成成為支撐部件的剩余部分的部分，在氧化鋁成型體、電阻發熱體、粘接部件上填充焙燒過的氧化鋁造粒粉，以200kg/cn^的壓力進行壓印成型。通過以上工序，做成成為基體2的氧化鋁燒結體。接著，把該成型體放在碳制燒盆中，用熱壓印燒結法進行燒結。燒結條件與實施例l-4相同。這樣，得到埋設了ESC電極和電阻發熱體的燒結體。此后，用金剛石磨石對經過了2次燒結工序的氧化鋁燒結體表面進行平面研削加工，使氧化鋁燒結體的厚度，即從埋設的ESC電極到表面的厚度為0.3mm。并且，研削燒結體的側面，同時，進行必要的鉆孔加工和端子的安裝，完成靜電吸盤。(比較例3)(比較例4)(比較例5)比較例3-5是基體2的支撐部件22是由從與ESC電極相接的上端直到作為基體下表面的下端碳含量多的氧化鋁做成的例子。比較例3、比較例4和比較例5中ESC電極的材料以及基體中的碳含量不同。<比4交例3、4、5>首先，與實施例l同樣，制作成為電介質層的氧化鋁燒結體。其次，在氧化鋁燒結體上形成ESC電極。為了形成該ESC電極，在比較例3中用W粉末、在比較例4以及5中用WC粉末和氧化鋁(含量20%)，分別與作為粘接劑的松油醇混合，制作印刷膏，利用絲網印刷法在氧化鋁燒結體的平滑面上形成①290mm、厚lO(im的ESC電極，并4吏之干燥。然后，為了做成成為支撐部件一部分的部分，在模具上放置形成有上述印刷ESC電極的氧化鋁燒結體，在比較例3以及4中填充未焙燒的氧化鋁造粒粉，在比較例5中填充以5:1混合未焙燒的氧化鋁造粒粉和焙燒過的氧化鋁造粒粉的粉體，分別以200kg/cn^的壓力進行壓印成型。在所得到的氧化鋁成型體上放置線圏狀的鈮的電阻發熱體以及鈮結合部件。鈮的電阻發熱體以及鈮結合部件與實施例l-4以及比較例l-2相同。然后，為了做成成為支撐部件的剩余部分的部分，在氧化鋁成型體、電阻發熱體、粘接部件上，在比較例3以及4中填充未焙燒的氧化鋁造粒粉，在比較例5中填充以5:1混合未焙燒的氧化鋁造粒粉和焙燒過的氧化鋁造粒粉的粉體，分別以200kg/cm2的壓力進行壓印成型。接著，把該成型體放在碳制燒盆中，用熱壓印燒結法進行燒結。燒結條件與實施例1-4以及比較例1-2相同。這樣，得到埋設了ESC電極和電阻發熱體的燒結體。此后，用金剛石磨石對經過了2次燒結工序的氧化鋁燒結體表面進行平面研削加工，使氧化鋁燒結體的厚度，即從埋設的ESC電極到表面的厚度為0.3mm。并且，研削燒結體的側面，同時，進行必要的鉆孔加工和端子的安裝，完成靜電p及盤。(比較例6)比較例6是從基體2的上表面到下表面由碳含量多的氧化鋁做成的例子。<比4交例6>首先，制作成為電介質層的氧化鋁燒結體。為此，使用純度99.7%的氧化鋁粉末(顆粒半徑lpm)和燒結助劑MgO原料粉作為陶瓷原料粉末。還有，使陶瓷原料粉中的MgO的含量為0.04wt%。在該陶瓷原料粉中添加作為粘接劑的聚乙烯醇(PVA)、水以及分散劑，在滾筒篩中混合16小時，制作了漿液。把所得到的漿液用噴霧干燥器噴霧干燥，制作了顆粒。即，不進行除去粘接劑的加熱處理。在模具中填充該氧化鋁顆粒，以200kg/cn^的壓力進行壓印成型。接著，把該成型體^t^碳制的燒盆，用熱壓印燒結法進行燒結。燒結是在100kg/cm2的加壓下，并且在氮加壓環境(150KPa)下進行，以300。C/h的速率升溫，在1600。C保持2小時，得到相當于電介質層的部分的氧化鋁燒結體。其次，對該氧化鋁燒結體進行研削加工，制作O300mm、厚6mm的圓盤。此時，通過對一個面進行研削加工，得到表面粗燥度Ra在0.8pm以下的平滑面。其次，在氧化鋁燒結體上形成ESC電極。為了形成該ESC電極，把WC和氧化鋁(含量20%)、作為粘接劑的松油醇進行混合，制作印刷膏，用絲網印刷法在上述氧化鋁燒結體的平滑面上形成。290mm、厚10pm的ESC電極，并使之干燥。然后，為了做成成為支撐部件的一部分的部分，在模具上放置形成有上述印刷ESC電極的氧化鋁燒結體，填充未焙燒的氧化鋁造粒粉，以200kg/cm2的壓力進行壓印成型。在所得到的下方區域的一部分的氧化鋁成型體上放置線圈狀的鈮的電阻發熱體以及鈮接合部件。該鈮的電阻發熱體以及鈮接合部件與實施例1-4、比較例1-5相同。然后，為了做成成為支撐部件的剩余部分的部分，在氧化鋁成型體、電阻發熱體、粘接部件上填充未燒結的氧化鋁造粒粉，以200kg/cn^的壓力加壓，進行壓印成型。接著，把該成型體放在碳制燒盆中，用熱壓印燒結法進行燒結。燒結條件與實施例1-4以及比較例l-5相同。這樣，得到埋設了ESC電極和電阻發熱體的燒結體。此后，用金剛石磨石對經過了2次燒結工序的氧化鋁燒結體表面進行平面研削加工，使氧化鋁燒結體的厚度，即從埋設的ESC電極到表面的厚度為0.3mm。并且，研削燒結體的側面，同時，進行必要的鉆孔加工和端子的安裝，完成靜電吸盤。表1表示這些實施例1-4、比較例1-6的靜電吸盤的部件構成以及C量。此外，表1中還一并表示這些靜電吸盤的ESC電極間的耐絕緣破壞性、電阻發熱體周圍鈮擴散的有無、加熱器電阻值以及熱均勻性的結果。還有，表1中對于基體的陶瓷的結構是與圖6所示的基體截面圖所示的區域對應，#1是電介質層21，#2是與ESC電極3相接的區域(ESC電極附近區域)，#3是從ESC電極附近區域與電阻發熱體4的上半部相接的區域，#4是電阻發熱體4的下半部附近的區域，#5是從#4到下表面的區域。對于這些#1-#5的各區域，在表1中對陶f:原料粉使用了焙燒過的氧化鋁造粒粉的例子記為'白，，使用未焙燒的氧化鋁粉的例子記為'黑，。<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>從表1可知，實施例1-4中與基體的支撐部件相當的#2-#5的區域在ESC電極附近區域(#2)和比它更下方的區域的碳含量不同。結果，由于ESC電極附近區域的碳含量低，ESC電極間的絕緣破壞即使施加6kV的電壓也不會產生。此外，由于鈮線圏周圍的碳含量高，從而不產生鈮線圈的擴散，加熱器電阻值為設計值，熱均勻性也優良。此外，由于ESC電極由碳化鴒以及氧化鋁做成，所以ESC電^L部分的密合性優良。相對于此，比較例1以及比較例2由于基體的電介質層以及支撐部件的碳含量都低，所以鈮線圈周圍的氧化鋁中擴散進了鈮，加熱器電阻值比設計值高，同時，熱均勻性也差。此外，比較例3-5由于基體的支撐部件區域(#2-5)的碳含量高，所以鈮擴散得到抑制，ESC電極部的耐絕緣破壞特性比實施例差。比較例6由于基體的電介質層以及支撐部件的碳含量都高，所以雖然鈮的擴散不會產生，但電介質層的體積電阻率作為庫侖型靜電吸盤是不足夠的，裝卸特性差，并且，因施加高壓而產生絕緣破壞。還有，從比較例1和比較例2的比較可知，在本發明中，通過使用WC和氧化鋁的混合電極作為ESC電極的材料，向ESC電極材料的周圍氧化鋁的擴散得到抑制，并且可提高耐絕緣破壞特性。權利要求1.一種帶加熱器的靜電吸盤，具備由包含氧化鋁的燒結體構成的基體、在該基體中的上部一側設置的靜電吸盤電極、在基體中的下部一側埋入設置的電阻發熱體，所述基體由從靜電吸盤電極到基體上表面的電介質層、從靜電吸盤電極到基體下表面的支撐部件構成，其特征在于，所述支撐部件在與所述電介質層相接的靜電吸盤電極附近區域和比該靜電吸盤電極附近區域更下方的下方區域的碳含量不同，所述電介質層中的碳含量在100wtppm以下，所述支撐部件的所述靜電吸盤電極附近區域的碳含量在0.13wt％以下，所述支撐部件的所述下方區域的碳含量在0.03wt％以上，并且，所述靜電吸盤電極附近區域的碳含量比所述下方區域的碳含量更小，所述電阻發熱體含有鈮或鉑。2.根據權利要求1所述的帶加熱器的靜電吸盤，其特征在于，所述靜電吸盤電極包含10wt%以上的氧化鋁和碳化鎢。3.—種帶加熱器的靜電吸盤的制造方法，具有燒結陶瓷原料而形成基體的電介質層的工序、形成靜電吸盤電極的工序、燒結埋設有電阻發熱體的陶瓷原料來形成支撐部件的工序，其特征在于，形成所述支撐部件的工序包含通過在靠近靜電吸盤電極一側層疊成形焙燒過的陶瓷原料，并在遠離靜電吸盤電極一側層疊成形未焙燒的陶瓷原料，從而調整支撐部件的燒結體的碳含量的工序。全文摘要本發明提供吸附特性、熱均勻性和耐絕緣破壞性優良的帶加熱器的靜電吸盤。帶加熱器的靜電吸盤(1)具備由包含氧化鋁的燒結體做成的基體(2)、在基體中的上側設置的ESC電極(3)、埋在基體中的下側而設置的電阻發熱體(4)，基體由從ESC電極到基體的上表面(2a)的電介質層(21)、從ESC電極到基體的下表面(2b)的支撐部件(22)構成。支撐部件在與電介質層相接的ESC電極附近區域(22a)和比該ESC電極附近區域(22a)更下方的下方區域(22b)的碳含量不同，電介質層中的碳含量在100wtppm以下，ESC電極附近區域的碳含量在0.13wt％以下，下方區域的碳含量在0.03wt％以上，并且，該ESC電極附近區域的碳含量比下方區域的碳含量更小。電阻發熱體(4)含有鈮或鉑。文檔編號H01L21/683GK101131955SQ200710146598公開日2008年2月27日申請日期2007年8月22日優先權日2006年8月22日發明者川尻哲也,曻和宏,服部亮譽,森岡育久申請人:日本礙子株式會社