CN102731072A - 静电卡盘的制法及静电卡盘 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种静电卡盘的制法及静电卡盘,该静电卡盘的制法包含:(a)在将静电电极前体(24)可装卸地安装于内面的第1成型模(31)中,流入含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆,使胶凝剂进行化学反应而使陶瓷料浆凝胶化后进行脱模,由此制作在第1陶瓷成型体(41)中埋入静电电极前体(24)的带埋入电极陶瓷成型体(41X)的工序;(b)制作第2陶瓷成型体(42)的工序;(c)使用带埋入电极陶瓷成型体(41X)和第2陶瓷成型体(42)来制作层叠煅烧体(50),热压烧成该层叠煅烧体的工序。
Description
技术领域
本发明涉及静电卡盘的制法及静电卡盘。
背景技术
以往,作为静电卡盘的制法,已知有2层结构的静电卡盘的制法、3层结构的静电卡盘的制法。
作为前者,已知该制法包含:形成氧化铝烧结体的工序;在该氧化铝烧结体上印刷静电电极用的电极糊的工序;在该电极糊上填充氧化铝造粒粉进行金属模成型的工序;将通过金属模成型的工序一体化的成型体进行烧成的工序(参照专利文献1)。该专利文献1中,也公开了使用氧化铝煅烧体来代替氧化铝烧结体。另外,由于氧化铝粉体中含有粘合剂,所以该氧化铝粉体通常称为氧化铝造粒粉。
另一方面,作为后者,已知该制法包含:在氧化铝烧结体的表面印刷静电电极用的电极糊的同时在底面印刷加热器电极用的电极糊的工序;将该印刷后的氧化铝烧结体进行煅烧的工序;在静电电极上配置氧化铝造粒粉的同时在加热器电极下也配置氧化铝造粒粉,在该状态下将它们进行加压成型并实施加压烧成的工序(参照专利文献2)。另外,使用将氧化铝粉体与粘合剂混合并用喷雾干燥器进行喷雾干燥的物质,因此通常称为氧化铝造粒粉。
专利文献
专利文献1:日本特开2005-343733号公报
专利文献2:日本特开2008-47885号公报
发明内容
但是,专利文献1、2的制法中,在静电电极上配置氧化铝造粒粉加压成型后进行烧成,因此有时静电电极的端面变形而尖锐成锐角。形成这样尖锐的形状时,由于应力的集中及电场集中等容易发生裂纹,难以充分确保制品的耐久性。
本发明是为了解决这样的课题而完成,主要目的在于抑制静电电极的端面变形。
解决课题的方法
本发明的第1静电卡盘的制法,其是对以夹入规定形状的静电电极或其前体的方式将一对陶瓷煅烧体重叠而成的层叠煅烧体进行热压烧成,由此来制作静电卡盘的静电卡盘的制法,包含:
(a)在将上述静电电极或其前体可装卸地安装于内面的第1成型模中,流入含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆,使上述胶凝剂进行化学反应而使上述陶瓷料浆凝胶化后进行脱模,由此制作在第1陶瓷成型体中埋入上述静电电极或其前体的带埋入电极陶瓷成型体的工序;
(b)制作第2陶瓷成型体的工序;
(c)使用上述带埋入电极陶瓷成型体和上述第2陶瓷成型体来制作上述层叠煅烧体,热压烧成该层叠煅烧体的工序。
通过该静电卡盘的制法,能够抑制规定形状的静电电极端面变形。具体地说,在工序(a)中,在将静电电极或其前体可装卸地安装于内面的第1成型模中流入陶瓷料浆进行凝胶化时,反应初期的料浆粘度低且流动性高,因此认为能够抑制削去静电电极或其前体的端部,并使陶瓷粉体没有间隙且均匀地填充于电极界面,能够抑制工序(c)的热压烧成时电极的变形。附带说明,所谓静电电极的前体,是指通过热压烧成型成静电电极的物质,例如是指将电极糊印刷成静电电极的形状的物质(以下相同)。
在本发明的第1静电卡盘的制法中,可在上述工序(b)中,在第2成型模中流入含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆,使上述胶凝剂进行化学反应而使上述陶瓷料浆凝胶化后进行脱模,由此制作上述第2陶瓷成型体。这样操作具有如下效果:成为与上述带埋入电极陶瓷成型体相同的密度,热压烧成后的层叠烧结体的翘曲变小,晶片载置面与静电电极的距离的偏差变小,进而将晶片卡住时的吸附力的面内偏差变小。
在本发明的第1静电卡盘的制法中,可在上述工序(b)中,准备合并用成型模,将上述带埋入电极陶瓷成型体中的与电极形成面相反侧的面可装卸地安装于上述合并用成型模的内面,其后,含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆流入上述合并用成型模,使上述胶凝剂进行化学反应而使上述陶瓷料浆凝胶化,由此来制作上述第2陶瓷成型体,可在上述工序(c)中,从上述合并用成型模取出层叠有上述带埋入电极陶瓷成型体和上述第2陶瓷成型体的层叠复合体,煅烧该层叠复合体来制作上述层叠煅烧体。这样操作,能够在制作第2陶瓷成型体的同时得到层叠复合体,因此与分别进行制作第2陶瓷成型体的工序和制作层叠复合体的工序的情况相比,工序数变少。另外,合并用成型模的内部空间的大小,例如对于静电卡盘可考虑收缩率来决定。
在本发明的第1静电卡盘的制法中,在上述工序(a)中,煅烧上述带埋入电极陶瓷成型体来制成带埋入电极陶瓷煅烧体,上述工序(b)以后,可使用上述带埋入电极陶瓷煅烧体来代替上述带埋入电极陶瓷成型体。在该方法中,热压烧成前的层叠体内的密度差变小,由此可使热压烧成后的层叠烧结体的翘曲变小,具有将晶片进行吸盘时的吸附力的面内偏差变小这样的效果。
本发明的第2静电卡盘的制法,其是对以夹入规定形状的静电电极或其前体的方式将一对陶瓷煅烧体重叠而成的层叠煅烧体进行热压烧成,由此来制作静电卡盘的静电卡盘的制法,包含:
(a)在将与上述静电电极或其前体形状相同的凸部不能装卸地设置于内面的第1成型模中,流入含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆,使上述胶凝剂进化学反应而使上述陶瓷料浆凝胶化后进行脱模,由此制作具有对应于上述凸部的凹部的第1陶瓷成型体,通过在上述凹部形成上述静电电极或其前体来制作带埋入电极陶瓷成型体的工序;
(b)制作第2陶瓷成型体的工序;
(c)使用上述带埋入电极陶瓷成型体和上述第2陶瓷成型体来制作上述层叠煅烧体,热压烧成该层叠煅烧体的工序。
通过该静电卡盘的制法,也能够抑制规定形状的静电电极的端面变形。具体地说,在工序(a)中,制作具有凹部的第1陶瓷成型体,在该凹部形成静电电极或其前体,由此来制作带埋设电极陶瓷体。第1陶瓷成型体是将分散有陶瓷粉体的陶瓷料浆进行凝胶化来制作,因此与使用陶瓷造粒粉(前述)制作时相比具有强度,在该凹部形成的静电电极的端部难以变形。另外,静电电极或其前体未突出于外部,因此不担心静电电极或其前体的端部与其他的构件摩擦而变形。另外,陶瓷粉体没有间隙且均匀地填充于电极界面,在工序(c)的热压烧成时能够抑制电极的变形。以上的结果,认为能够抑制规定形状的静电电极的端面变形。
在本发明的第2静电卡盘的制法中,可在上述工序(b)中,在第2成型模中流入含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆,使上述胶凝剂进行化学反应而使上述陶瓷料浆凝胶化后进行脱模,由此制作上述第2陶瓷成型体。这样操作具有如下效果:成为与上述带埋入电极陶瓷成型体相同的密度,热压烧成后的层叠烧结体的翘曲变小,晶片载置面与静电电极的距离的偏差变小,进而将晶片卡住时的吸附力的面内偏差变小。
在本发明的第2静电卡盘的制法中,可在上述工序(b)中,制备合并用成型模,将上述带埋入电极陶瓷成型体中的与电极形成面相反侧的面可装卸地安装于上述合并用成型模的内面,其后,含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆流入上述合并用成型模,使上述胶凝剂进行化学反应而使上述陶瓷料浆凝胶化,由此来制作上述第2陶瓷成型体,可在上述工序(c)中,从上述合并用成型模取出层叠有上述带埋入电极陶瓷成型体和上述第2陶瓷成型体的层叠复合体,煅烧该层叠复合体来制作上述层叠煅烧体。这样操作,能够在制作第2陶瓷成型体的同时得到层叠复合体,因此与分别进行制作第2陶瓷成型体的工序和制作层叠复合体的工序的情况相比,工序数变少。另外,合并用成型模的内部空间的大小,例如对于静电卡盘可考虑收缩率来决定。
在本发明的第2静电卡盘的制法中,可在上述工序(a)中,在上述凹部中形成上述静电电极或其前体之前或之后煅烧上述第1陶瓷成型体,由此得到带埋入电极陶瓷煅烧体,上述工序(b)以后,使用上述带埋入电极陶瓷煅烧体来代替上述带埋入电极陶瓷成型体。该方法也具有如下效果:热压烧成前的层叠体内的密度差变小,由此能够使热压烧成后的层叠烧结体的翘曲变小,将晶片卡住时的吸附力的面内偏差变小。
本发明的第3静电卡盘的制法,其是对以夹入规定形状的静电电极或其前体的方式将一对陶瓷煅烧体重叠而成的层叠煅烧体进行热压烧成,由此来制作静电卡盘的静电卡盘的制法,包含:
(a)制作第1陶瓷成型体,在该第1陶瓷成型体的表面形成上述静电电极或其前体,由此得到带凸电极陶瓷成型体的工序;
(b)将上述带凸电极陶瓷成型体的与电极形成面相反侧的面可装卸地安装于合并用成型模的内面,其后,含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆流入上述合并用成型模,使上述胶凝剂进行化学反应而使上述陶瓷料浆凝胶化,由此来制作第2陶瓷成型体,其后通过进行脱模来得到上述带凸电极陶瓷成型体与上述第2陶瓷成型体的层叠复合体的工序;
(c)使用上述层叠复合体来制作上述层叠煅烧体,热压烧成该层叠煅烧体的工序。
通过该静电卡盘的制法,也能够抑制规定形状的静电电极的端面变形。具体地说,在工序(b)中,将带凸电极陶瓷成型体可装卸地安装于合并用成型模的内面后,陶瓷料浆流入合并用成型模进行凝胶化时,反应初期的料浆的粘度低且流动性高,因此能够抑制削去带凸电极陶瓷体的静电电极或其前体的端部,并且陶瓷粉体没有间隙且均匀地填充于电极界面,能够抑制工序(c)的热压烧成时电极的变形。另外,合并用成型模的内部空间的大小,例如对于静电卡盘可考虑收缩率来决定。
在本发明的第3静电卡盘的制法中,可在上述工序(a)中,在第1成型模中流入含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆,使上述胶凝剂进行化学反应而使上述陶瓷料浆凝胶化后进行脱模,由此制作上述第1陶瓷成型体。这样操作具有如下效果:成为与第2陶瓷成型体相同的密度,热压烧成后的层叠烧结体的翘曲变小,晶片载置面与静电电极的距离的偏差变小,进而将晶片卡住时的吸附力的面内偏差变小。
在本发明的第3静电卡盘的制法中,可在上述工序(a)中,在上述表面形成上述静电电极或其前体之前或之后煅烧上述第1陶瓷成型体,由此得到带凸电极陶瓷煅烧体,在上述工序(b)以后,可使用上述带凸电极陶瓷煅烧体来代替上述带凸电极陶瓷成型体。该方法也具有如下效果:热压烧成前的层叠体内的密度差变小,由此能够使热压烧成后的层叠烧结体的翘曲变小,将晶片卡住时的吸附力的面内偏差变小。
在本发明的第1~第3静电卡盘的制法中,作为层叠煅烧体,可使用结构如下的煅烧体:以夹入静电电极或其前体的方式将一对陶瓷煅烧体重叠,并且以夹入加热器电极或其前体的方式将一对陶瓷煅烧体重叠的结构的层叠煅烧体。此时,对于以夹入加热器电极或其前体的方式将一对陶瓷煅烧体重叠的结构,优选根据上述的第1~第3静电卡盘的制法,将静电电极或其前体置换为加热器电极或其前体来进行制作。这样操作,能够抑制规定形状的加热器电极的端面变形。另外,可将夹入静电电极或其前体的一对陶瓷煅烧体的一方与夹入加热器电极或其前体的一对陶瓷煅烧体的一方,作为共同的构件。就是说,可制成陶瓷煅烧体-静电电极-陶瓷煅烧体-加热器电极-陶瓷煅烧体。
在本发明的第1~第3静电卡盘的制法中,上述陶瓷粉体优选平均粒径为0.4~0.6μm。这样操作,能够更显著地得到上述的效果。认为其原因在于陶瓷粉体没有间隙且均匀地填充于电极界面,在工序(c)的热压烧成时能够抑制电极的变形。
本发明的静电卡盘是内置静电电极的静电卡盘,就上述静电电极的端面而言,在观察纵截面时,其为平面或膨胀面,且该膨胀面的上角和膨胀顶端和下角结成的角度θ为160°≤θ<180°。
该静电卡盘,静电电极的端部未尖锐成锐角,因此应力难以集中。因此,裂纹难以发生,能够充分确保制品的耐久性。
附图说明
[图1]静电卡盘10的纵截面图,圆内为局部放大图。
[图2]表示第1静电卡盘的制法的一例的制造工序图。
[图3]表示第1静电卡盘的制法的另外例的制造工序图。
[图4]表示第1静电卡盘的制法的又一例的制造工序图。
[图5]表示第1静电卡盘的制法的其他例的制造工序图。
[图6]表示第2静电卡盘的制法的一例的制造工序图。
[图7]表示第2静电卡盘的制法的另外例的制造工序图。
[图8]表示第3静电卡盘的制法的一例的制造工序图。
[图9]表示第3静电卡盘的制法的另外例的制造工序图。
具体实施方式
1.通过凝胶注模法制作陶瓷成型体
所谓凝胶注模法,是指在成型模中流入含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆,使胶凝剂进行化学反应而使陶瓷料浆凝胶化后进行脱模,由此制作陶瓷成型体的方法。凝胶注模法,至少用于本发明的第1及第2静电卡盘的制法中的工序(a)、第3静电卡盘的制法中的工序(b)。
作为陶瓷粉体的材料,可以是氧化物系陶瓷,也可以是非氧化物系陶瓷。例如,可举出氧化铝、氧化钇、氮化铝、氮化硅、碳化硅、氧化钐、氧化镁、氟化镁、氧化镱等。这些材料可以单独使用一种,也可以组合二种以上使用。陶瓷粉体的平均粒径,只要能调整、制作均匀的陶瓷料浆,则没有特别限定,优选为0.4~0.6μm,更优选0.45~0.55μm。
作为溶剂,只要是可溶解分散剂及胶凝剂的溶剂即可,没有特别限定,例如,可举出烃系溶剂(甲苯、二甲苯、溶剂石脑油等);醚系溶剂(乙二醇单乙基醚、二甘醇一丁醚、二甘醇一丁醚醋酸酯等);醇系溶剂(异丙醇、1-丁醇、乙醇、2-乙基己醇、萜品醇、乙二醇、甘油等);酮系溶剂(丙酮、甲基乙基酮等);酯系溶剂(醋酸丁酯、戊二酸二甲酯、甘油三醋酸酯等);多元酸系溶剂(戊二酸等)。特别优选使用多元酸酯(例如,戊二酸二甲酯等)、多元醇的酸酯(例如,甘油三醋酸酯等)等具有2个以上酯键的溶剂。
作为分散剂,只要是可将陶瓷粉体均匀地分散于溶剂中的物质即可,没有特别限定。例如,可举出聚羧酸系共聚物、聚羧酸盐、脱水山梨糖醇脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、磷酸酯盐系共聚物、磺酸盐系共聚物、具有叔胺的聚氨酯聚酯系共聚物等。特别优选聚羧酸系共聚物、聚羧酸盐等。通过添加该分散剂,可使成型前的料浆成为低粘度、且具有高的流动性的料浆。
作为胶凝剂,例如,可以是含有异氰酸酯类、多元醇类及催化剂的物质。其中,作为异氰酸酯类,只要是具有异氰酸酯基作为官能团的物质即可,没有特别限定,例如,甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或它们的改性体等。另外,在分子内,可含有异氰酸酯基以外的反应性官能团,进而,也可如多异氰酸酯那样含有多个反应官能团。作为多元醇类,只要是具有2个以上能与异氰酸酯基进行反应的羟基的物质即可,没有特别限定,例如,可举出乙二醇(EG)、聚乙二醇(PEG),丙二醇(PG)、聚丙二醇(PPG)、聚四亚甲基二醇(PTMG)、聚六亚甲基二醇(PHMG)、聚乙烯醇(PVA)等。作为催化剂,只要是促进异氰酸酯类与多元醇类的聚氨酯反应的物质即可,没有特别限定,例如,可举出三亚乙基二胺、己二胺、6-二甲基氨基-1-己醇等。
凝胶注模法优选如下进行:首先在陶瓷粉体中以规定的比例添加溶剂及分散剂,经过规定时间将它们混合,由此来调制料浆前体,其后,在该料浆前体中添加胶凝剂,进行混合、真空脱泡制成陶瓷料浆。调制料浆前体、料浆时的混合方法,没有特别限定,例如可使用球磨机、自公转式搅拌、振动式搅拌、螺旋桨式搅拌等。另外,在料浆前体中添加胶凝剂的陶瓷料浆,伴随时间经过而开始进行胶凝剂的化学反应(氨酯反应),因此优选迅速流入成型模内。流入成型模的陶瓷料浆,通过料浆中所含有的胶凝剂进行化学反应而凝胶化。所谓胶凝剂的化学反应,胶凝剂是异氰酸酯类与多元醇类发生聚氨酯反应成为聚氨酯树脂(聚氨酯)的反应。通过胶凝剂的反应而陶瓷料浆进行凝胶化,聚氨酯树脂作为有机粘合剂发挥作用。
2.陶瓷煅烧体的制作
为制作陶瓷煅烧体,在干燥陶瓷成型体后进行脱脂然后进行煅烧。
为了蒸发陶瓷成型体所含有的溶剂而进行陶瓷成型体的干燥。干燥温度、干燥时间,可根据使用的溶剂来适当设定。但是,设定干燥温度应注意不使干燥中的陶瓷成型体产生裂纹。另外,气氛可以为大气气氛、非活性气氛、真空气氛的任一种。通过干燥尺寸在线方向上收缩2%左右。
为了分解·除去分散剂、催化剂等有机物,干燥后进行陶瓷成型体的脱脂。脱脂温度,可根据所含有的有机物的种类来适当设定,例如可设定为400~600℃。另外,气氛可以为大气气氛、非活性气氛、真空气氛的任一种。
为了提高强度且容易操作,脱脂后进行陶瓷成型体的煅烧。煅烧温度,没有特别限定,例如可设定为750~900℃。另外,气氛可以为大气气氛、非活性气氛、真空气氛的任一种。通过脱脂及煅烧尺寸在线方向上收缩1.5%左右。
3.静电电极的形成
静电电极可通过将导电性材料整为规定形状来形成,也可将电极糊整为规定形状后通过烧成来形成。另外,将电极糊整为规定形状的材料,被称为静电电极的前体。电极糊没有特别限定,例如含有导电材料、陶瓷粉末、粘合剂和溶剂的物质即可。作为导电材料,例如,可举出钨、碳化钨、铂、银、钯、镍、钼等。作为陶瓷粉末,例如,可举出包含与陶瓷煅烧体同种的陶瓷材料的粉末。作为粘合剂,例如,可举出乙基纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩丁醛等。作为溶剂,例如,可举出萜品醇等。印刷方法,例如,可举出丝网印刷法等。另外,静电电极糊和加热器电极糊,可使用相同组成的物质,也可使用不同组成的物质。
4.热压烧成
热压烧成中,至少在最高温度(烧成温度)下,加压压力优选为30~300kgf/cm2,更优选为50~250kgf/cm2。另外,最高温度可根据陶瓷粉末的种类、粒径等来适当设定,优选设定为1000~2000℃的范围。气氛可根据陶瓷粉末的种类由大气气氛、非活性气氛、真空气氛中适当选择。通过热压烧成在厚度方向上收缩50%左右。
5.静电卡盘的实施方式
图1为静电卡盘10的纵截面图,圆内为局部放大图。静电卡盘10,如图1所示,内置静电电极14和加热器电极16。静电电极14为圆盘状的电极,设置于靠近晶片载置面10a的一侧。加热器电极16是将中央附近的未图示的2点作为起点和终点的线状构件,形成以下形状:由起点开始以一笔画的要领按照遍及静电卡盘10的平面整体的形式进行配线后回到终点的形状。图1为静电卡盘10的截面图,因此加热器电极16表现为不连续,但从平面看则为连续的线状。
这样的静电卡盘10,通过本发明的第1~第3静电卡盘的制法的任一种来制造。另外,对于制法的具体例后面详述。
将该静电卡盘10的静电电极14的纵截面的局部放大图示于图1的圆内。在这里,静电电极14的端面14a表示膨胀面的情况,角度θ是连结端面14a的上角14b和膨胀顶端14c的直线,与连结端面14a的膨胀顶端14c和下角14d的直线所形成的角度。膨胀顶端14c是于端面14a中的最外侧突出的部分。在这里,角度θ为160°≤θ<180°。另外,静电电极14的端面14a,不是膨胀面,也可以是平的垂直面。加热器电极16的端面也与静电电极14的端面14a同样,因此省略说明。另外,通过专利文献1、2的制法制作的静电卡盘,有时这样的角度θ为30~50°这样的锐角。
通过以上说明的静电卡盘10,静电电极14、加热器电极16的端面并未尖锐成锐角,因此难以形成应力的集中及电场集中等。因此,裂纹难以发生,可充分确保制品的耐久性。
另外,上述的静电卡盘10可以内置加热器电极16,也可不内置加热器电极16。
6.各静电卡盘的制法的实施方式
(1)关于第1静电卡盘的制法的实施方式
对于静电卡盘10的制法,使用图2进行以下说明。图2为表示第1静电卡盘的制法的一例的制造工序图。该制法,概括的话,如图2(j)所示,以夹入静电电极前体24的形式将第1及第2陶瓷煅烧体51、52重叠的同时,以夹入加热器电极前体26的形式将第2及第3陶瓷煅烧体52、53重叠,将由此形成的层叠煅烧体50热压烧成,从而制作静电卡盘10。以下,对于具体的顺序进行说明。
(1-1)第1陶瓷成型体41的制作
首先,准备第1成型模31(参照图2(a))。该第1成型模31,具有对于第1陶瓷煅烧体51考虑了收缩率的大小的内部空间(比第1陶瓷煅烧体51稍大的内部空间)。另外,对于内面实施通过氟系树脂的涂布或者镀敷处理,电极及成型体的装卸性良好。并且,在第1成型模31的阴模的内面,将电极糊进行丝网印刷形成与静电电极14相比在线方向大百分之几左右的尺寸的静电电极前体24(参照图2(b))。该静电电极前体24,通过氟系树脂的涂布或者镀敷处理,因此对于第1成型模31的内面具有装卸可能。另外,静电电极前体24的外周面,成为平的垂直面。接着,在第1成型模31中流入含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆,使胶凝剂进行化学反应而使陶瓷料浆凝胶化后进行脱模。由此,得到埋入静电电极前体24的第1陶瓷成型体41,即带埋入电极陶瓷成型体41X(参照图2(c))。静电电极前体24,表面及侧面被第1陶瓷成型体41覆盖,底面露出并形成与第1陶瓷成型体41的底面相同的平面。
(1-2)第2陶瓷成型体42的制作
与第1陶瓷成型体41不同地另外制作第2陶瓷成型体42。首先,准备第2成型模32(参照图2(d))。该第2成型模32,具有对于第2陶瓷煅烧体52考虑了收缩率的大小的内部空间(比第2陶瓷煅烧体52稍大的内部空间)。并且,在第2成型模32中流入含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆,使胶凝剂进行化学反应而使陶瓷料浆凝胶化后进行脱模。由于第2成型模32的内面实施了利用氟系树脂的涂覆或者镀敷处理,因此,第2陶瓷成型体42对于第2成型模32的内面可装卸。由此,得到第2陶瓷成型体42(参照图2(e))。
(1-3)第3陶瓷成型体43的制作
与第1陶瓷成型体41及第2陶瓷成型体42不同地另外制作第3陶瓷成型体43。首先,准备第3成型模33(参照图2(f))。该第3成型模33,具有对于第3陶瓷煅烧体53考虑了收缩率的大小的内部空间(比第3陶瓷煅烧体53稍大的内部空间)。另外,对于内面实施通过氟系树脂的涂布或者镀敷处理,电极及成型体的装卸性良好。并且,在第3成型模33的阳模的内面,将电极糊进行丝网印刷,形成与静电电极16相比在线方向上大百分之几左右的尺寸的加热器电极前体26(参照图2(g))。该加热器电极前体26,通过氟系树脂的涂布或者镀敷处理,因此对于第3成型模33的内面具有装卸可能。另外,加热器电极前体26的侧面成为垂直面。接着,在第3成型模33中流入含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆,使胶凝剂进行化学反应而使陶瓷料浆凝胶化后进行脱模。由此,得到埋入加热器电极前体26的第3陶瓷成型体43,即带埋入电极陶瓷成型体43X(参照图2(h))。加热器电极前体26,底面及侧面被第3陶瓷成型体43覆盖,表面露出并形成与第3陶瓷成型体43的表面相同的平面。
(1-4)静电卡盘10的制作
接着,将带埋入电极陶瓷成型体41X、43X和第2陶瓷成型体42进行层叠制成层叠成型体40。具体地说,以通过第1陶瓷成型体41和第2陶瓷成型体42夹入静电电极前体24、通过第2陶瓷成型体42和第3陶瓷成型体43夹入加热器电极前体26的形式将它们进行层叠,由此制成层叠成型体40(参照图2(i))。将该层叠成型体40干燥后脱脂,进而通过煅烧,制成层叠煅烧体50(参照图2(j))。然后,通过将该层叠煅烧体50进行热压烧成,得到静电卡盘10(参照图2(k))。
(1-5)效果
通过以上详述的静电卡盘10的制法,能够抑制规定形状的静电电极14、加热器电极16的端面变形。具体地说,在将静电电极前体24可装卸地安装于内面的第1成型模31中流入陶瓷料浆进行凝胶化时,反应初期的料浆粘度低且流动性高,因此能够抑制削去静电电极或其前体24的端部,并且陶瓷粉体没有间隙且均匀地填充于电极界面,能够抑制热压烧成时电极的变形。这一点对于加热器电极前体26也是同样的。
(1-6)其他实施方式
上述的实施方式中,第1~第3陶瓷成型体41~43不进行干燥·脱脂·煅烧而直接层叠制成层叠成型体40,通过将该层叠成型体40进行干燥·脱脂·煅烧制作层叠煅烧体50,只要最终得到层叠煅烧体50则第1~第3陶瓷成型体41~43的干燥·脱脂·煅烧在哪个阶段进行都皆可。例如,可将第1~第3陶瓷成型体41~43的至少1个仅进行干燥后进行层叠,也可将第1~第3陶瓷成型体41~43的至少1个进行干燥·脱脂后进行层叠,也可将第1~第3陶瓷成型体41~43的1个或2个进行干燥·脱脂·煅烧后进行层叠。任一种情况,对于层叠体都包含干燥·脱脂·煅烧的至少1工序没有完成,因此有必要对于层叠体实施该没有完成的工序。或者,也可将第1~第3陶瓷成型体41~43的3个都分别进行干燥·脱脂·煅烧后进行层叠。此时,不需要层叠后的干燥·脱脂·煅烧。
在上述的实施方式中,在第1陶瓷成型体41中埋入静电电极前体24,在第3陶瓷成型体43中埋入加热器电极前体26,作为替代,如图3所示,也可在第2陶瓷成型体142的表面埋入静电电极前体124,在底面埋入加热器电极前体126,在第1及第3陶瓷成型体141、143中不形成电极前体(参照图3(a)~(g))。具体地说,在第1及第3成型模31、33中不安装电极前体而通过凝胶注模法制作第1及第3陶瓷成型体141、143(参照图3(a)、(b)、(f)、(g))。另外,在将静电电极前体124可装卸地安装于第2成型模32的阳模的内面、将加热器电极前体126可装卸地安装于阴模的内面的状态下,使用陶瓷料浆通过凝胶注模法制作第2陶瓷成型体142(参照图3(c)~(e))。由此,得到埋入有静电电极前体124及加热器电极前体126的第2陶瓷成型体142,即带埋入电极陶瓷成型体142X。然后,使用这些陶瓷成型体141、142X、143制作层叠成型体140,将其进行干燥、脱脂及煅烧制成层叠煅烧体150后,进行热压烧成来制作静电卡盘110(参照图3(i)~(k))。该点与图2(i)~(k)相同。这样操作,与上述的实施方式同样地能够抑制静电电极114、加热器电极116的端面变形。
可利用通过上述的实施方式制作的带埋入电极陶瓷成型体41X、43X,如图4那样制作静电卡盘10。即,首先,准备这些陶瓷成型体41X、43X和内部空间为对于静电卡盘10考虑了收缩率的大小的合并用成型模34(参照图4(a))。然后,在合并用成型模34的阳模的内面,安装带埋入电极陶瓷成型体41X的与电极形成面相反侧的面,并且在合并用成型模34的阴模的内面,安装带埋入电极陶瓷成型体43X的与电极形成面相反侧的面(参照图4(b))。接着,在合并用成型模34中流入含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆,使胶凝剂进行化学反应而使陶瓷料浆凝胶化。由此,形成第2陶瓷成型体42,因而完成层叠成型体40。其后,将该层叠成型体40从合并用成型模34进行脱模(参照图4(c))。将层叠成型体40干燥后脱脂,进而通过进行煅烧,制成层叠煅烧体50(参照图4(d)),通过将该层叠煅烧体50进行热压烧成,得到静电卡盘10(参照图4(e))。这样操作,与上述的实施方式同样地能够抑制静电电极14、加热器电极16的端面变形。
可利用图3表示的带埋入电极陶瓷成型体142X,如图5那样制作静电卡盘110。即,首先,准备带埋入电极陶瓷成型体142X和内部空间为对于静电卡盘110考虑了收缩率的大小的合并用成型模36(参照图5(a))。然后,在合并用成型模36的内部空间的中央,安装带埋入电极陶瓷成型体142X(参照图5(b))。合并用成型模36具有2个注入口36a、36b。注入口36a,能够在通过合并用成型模36的阳模和带埋入电极陶瓷成型体142X围起来的空间注入陶瓷料浆,注入口36b,能够在通过合并用成型模36的阴模和带埋入电极陶瓷成型体142X围起来的空间注入陶瓷料浆。接着,由注入口36a、36b向合并用成型模36中流入含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆,使胶凝剂进行化学反应而使陶瓷料浆凝胶化。由此,形成第1及第3陶瓷成型体141、143,因而完成层叠成型体140。其后,将该层叠成型体140从合并用成型模36进行脱模(参照图5(c))。将层叠成型体140干燥后脱脂,进一步进行煅烧,由此制成层叠煅烧体150(参照图5(d)),通过将该层叠煅烧体150进行热压烧成,得到静电卡盘110(参照图5(e))。这样操作,与上述的实施方式同样地能够抑制静电电极114、加热器电极116的端面变形。
(2)关于第2静电卡盘的制法的实施方式
对于静电卡盘10的制法,使用图6进行以下说明。图6为表示第2静电卡盘的制法的一例的制造工序图。该制法,除了第1陶瓷成型体41和第3陶瓷成型体43的制作方法不同以外,与第1静电卡盘的制法相同,因此以下以不同的工序为中心进行说明。
(2-1)第1陶瓷成型体41的制作
首先,准备第1成型模131(参照图6(a))。该第1成型模131,具有对于第1陶瓷煅烧体51考虑了收缩率的大小的内部空间,在阴模的内面,不能装卸地设置与静电电极前体24形状相同的凸部131a。在该第1成型模131的内部空间,流入含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆,使胶凝剂进行化学反应而使陶瓷料浆凝胶化后进行脱模。由此,得到具有对应于静电电极前体24的凹部41a的第1陶瓷成型体41(参照图6(b))。接着,在该凹部41a使用电极糊进行丝网印刷,由此形成静电电极前体24。由此,得到埋入静电电极前体24的第1陶瓷成型体41,即带埋入电极陶瓷成型体41X(参照图6(c))。
(2-2)第2陶瓷成型体42的制作
图6(d)、(e)的工序,与使用图2(d)、(e)进行说明的第1静电卡盘的制法同样,因此省略说明。
(2-3)第3陶瓷成型体43的制作
首先,准备第3成型模133(参照图6(f))。该第3成型模133,具有对于第3陶瓷煅烧体53考虑了收缩率的大小的内部空间(比第3陶瓷煅烧体53稍大的内部空间)。在阳模的内面,不能装卸地设置与加热器电极前体26形状相同的凸部133a。在该第3成型模133的内部空间,流入含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆,使胶凝剂进行化学反应而使陶瓷料浆凝胶化后进行脱模。由此,得到具有对应于加热器电极前体26的凹部43a的第3陶瓷成型体43(参照图6(g))。接着,在该凹部43a使用电极糊进行丝网印刷,由此形成加热器电极前体26。由此,得到埋入加热器电极前体26的第3陶瓷成型体43,即带埋入电极陶瓷成型体43X(参照图6(h))。
(2-4)静电卡盘10的制作
图6(i)~(k)的工序,与使用图2(i)~(k)进行说明的第1静电卡盘的制法同样,因此省略说明。
(2-5)效果
通过以上详述的静电卡盘10的制法,能够抑制规定形状的静电电极14、加热器电极16的端面变形。具体地说,制作具有凹部41a的第1陶瓷成型体41,在该第1陶瓷成型体41的凹部41a形成静电电极前体24。此时,第1陶瓷成型体41是将分散有陶瓷粉体的陶瓷料浆进行凝胶化来制作,因此能够抑制削去静电电极或其前体的端部,并且,陶瓷粉体没有间隙且均匀地填充于电极界面,在热压烧成时能够抑制电极的变形。另外,静电电极前体24未突出于外部,因此不担心静电电极前体24的端部与其他的构件摩擦、变形。由以上的结果,认为能够抑制规定形状的静电电极14的端面变形。这一点对于加热器电极前体26也是同样的。
(2-6)其他的实施方式
在上述的实施方式中,第1~第3陶瓷成型体41~43不进行干燥·脱脂·煅烧而直接层叠制成层叠成型体40,通过将该层叠成型体40进行干燥·脱脂·煅烧制作层叠煅烧体50,只要最终得到层叠煅烧体50则第1~第3陶瓷成型体41~43的干燥·脱脂·煅烧在哪个阶段进行都皆可。例如,可将第1~第3陶瓷成型体41~43的至少1个仅进行干燥后进行层叠,也可将第1~第3陶瓷成型体41~43的至少1个进行干燥·脱脂后进行层叠,也可将第1~第3陶瓷成型体41~43的1个或2个进行干燥·脱脂·煅烧后进行层叠。任一种情况,对于层叠体都包含干燥·脱脂·煅烧的至少1个工序没有完成,因此有必要对于层叠体实施该没有完成的工序。或者,也可将第1~第3陶瓷成型体41~43的3个都分别进行干燥·脱脂·煅烧后进行层叠。此时,不需要层叠后的干燥·脱脂·煅烧。
在上述的实施方式中,在第1陶瓷成型体41的凹部41a中形成静电电极前体24,在第3陶瓷成型体43的凹部43a中形成加热器电极前体26,作为替代,如图7所示,也可在第2陶瓷成型体142的表面的凹部142a中形成静电电极前体124,在底面的凹部142b中形成加热器电极前体126,在第1及第3陶瓷成型体141、143中不形成电极前体。具体地说,通过图3(a)、(b)表示的工序来制作第1陶瓷成型体141(参照图7(a)),通过图3(f)、(g)表示的工序来制作第3陶瓷成型体143(参照图7(e))。另外,作为第2成型模132,将与静电电极前体124形状相同的凸部132a不能装卸地形成于阳模的内面,并且将与加热器电极前体126形状相同的凸部132b不能装卸地形成于阴模的内面。(参照图7(b))。使用该第2成型模132通过凝胶注模法,制作具有对应于凸部132a、132b的凹部142a、142b的第2陶瓷成型体142(参照图7(c))。然后,将电极糊丝网印刷于凹部142a、142b,由此得到埋入静电电极前体124及加热器电极前体126的第2陶瓷成型体142,即带埋入电极陶瓷成型体142X(参照图7(d))。其后,使用这些陶瓷成型体141、142X、143来制作层叠成型体140,将其进行煅烧制成层叠煅烧体150后,进行热压烧成来制作静电卡盘110(参照图7(f)~(h))。这一点与图2(i)~(k)是同样的。这样操作,与上述的实施方式同样地能够抑制静电电极114、加热器电极116的端面变形。
(3)关于第3静电卡盘的制法的实施方式
对于静电卡盘110的制法,使用图8进行以下说明。图8为表示第3静电卡盘的制法的一例的制造工序图。
(3-1)第1及第3陶瓷成型体141、143的制作
首先,如图8(a)、(b)所示,制作在第1陶瓷成型体141上形成有凸状的静电电极前体124的带凸电极陶瓷成型体141Y、和在第3陶瓷成型体143上形成有凸状的加热器电极前体126的带凸电极陶瓷成型体143Y。前者经过上述的图3(a)、(b)的工序制作第1陶瓷成型体141后,通过将电极糊丝网印刷在其底面而形成静电电极前体124来制作。后者经过上述的图3(f)、(g)的工序制作第3陶瓷成型体143后,通过将电极糊丝网印刷在其表面而形成加热器电极前体126来制作。
(3-2)层叠成型体140的制作
准备内部空间为对于静电卡盘110考虑了收缩率的大小的合并用成型模38(参照图8(c))。并且,在合并用成型模38的阳模的内面,安装带凸电极陶瓷成型体141Y的与电极形成面相反侧的面的同时,在合并用成型模38的阴模的内面,安装带凸电极陶瓷成型体143Y的与电极形成面相反侧的面(参照图8(d))。接着,在合并用成型模38中流入含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆,使胶凝剂进行化学反应而使陶瓷料浆凝胶化。由此,形成第2陶瓷成型体142,因而完成层叠成型体140。其后,将该层叠成型体140从合并用成型模38脱模(参照图8(e))。
(3-3)静电卡盘110的制作
将层叠成型体140干燥后脱脂,进而通过煅烧,制成层叠煅烧体150(参照图8(f))。然后,通过将该层叠煅烧体150进行热压烧成,得到静电卡盘110(参照图8(g))。
(3-4)效果
通过上述的静电卡盘110的制法,能够抑制规定形状的静电电极114及加热器电极116的端面变形。具体地说,在合并用成型模38的内面可装卸地安装带凸电极陶瓷成型体141Y、143Y后,使陶瓷料浆流入合并用成型模38进行凝胶化时,反应初期的料浆粘度低且流动性高,因此能够抑制削去静电电极114、加热器电极116的端面,并且,陶瓷粉体没有间隙且均匀地填充于电极界面,在热压烧成时能够抑制电极的变形。
(3-5)其他的实施方式
在上述的实施方式中,不将第1及第3陶瓷成型体141、143进行干燥·脱脂·煅烧而设置于合并用成型模38中,但第1及第3陶瓷成型体141、143的干燥·脱脂·煅烧在任一阶段进行皆可。例如,对于第1及第3陶瓷成型体141、143的至少1个,可仅进行干燥后设置于合并用成型模38中,也可以进行干燥·脱脂后设置于合并用成型模38中,也可以干燥·脱脂·煅烧后设置于合并用成型模38中。任一场合中,从合并用成型模38取出后的层叠体中包含没有完成干燥·脱脂·煅烧的第2陶瓷成型体142,因此有必要对层叠体进行干燥·脱脂·煅烧。另外,预先进行干燥·脱脂·煅烧的任一个的情况下,该时期可以在印刷电极糊之前或之后。
在上述的实施方式中,包含有在合并用成型模38的阳模的内面可装卸地安装带凸电极陶瓷成型体141Y、在阴模的内面可装卸地安装带凸电极陶瓷成型体143Y的工序,作为代替,如图9所示,可包含以下工序:在合并用成型模36(前述)的内部空间的中央,可装卸地安装带凸电极陶瓷成型体42Y的工序。具体地说,在与图2(d)、(e)同样地制作的第2陶瓷成型体42的表面丝网印刷电极糊形成静电电极前体24、在底面丝网印刷电极糊形成加热器电极前体26,由此形成带凸电极陶瓷成型体42Y(参照图9(a)),将其安装于合并用成型模36的内部空间的中央(参照图9(b))。注入口36a,可在通过合并用成型模36的阳模和带凸电极陶瓷成型体42Y围起来的空间注入陶瓷料浆,注入口36b,可在通过合并用成型模36的阴模和带凸电极陶瓷成型体42Y围起来的空间注入陶瓷料浆。接着,通过由注入口36a、36b注入陶瓷料浆进行凝胶化,形成第1及第3陶瓷成型体41、43,因而完成层叠成型体40。其后,将该层叠成型体40从合并用成型模36脱模(参照图9(c))。通过将该层叠成型体40进行干燥、脱脂、煅烧,制成层叠煅烧体50(参照图9(d)),通过将该层叠煅烧体50进行热压烧成,得到静电卡盘10(参照图9(e))。这样操作,与上述的实施方式同样地能够抑制静电电极14、加热器电极16的端面变形。
另外,在上述6.(1)~(3)中,对于制造内置加热器电极的静电卡盘的方法进行说明,如果可省略加热器电极及第3陶瓷成型体来进行制造,能够制造未内置加热器电极的静电卡盘。
实施例
[实施例1]
按照图2,制作静电卡盘。首先,准备具有直径355mm、高度3.0mm的圆盘状的内部空间的第1成型模;具有直径355mm、高度6.0mm的圆盘状的内部空间的第2成型模;具有直径355mm、高度3.0mm的圆盘状的内部空间的第3成型模。
另一方面,以氧化铝含有量为20重量%的方式准备WC粉末(平均粒径1.5μm)和氧化铝粉末(平均粒径0.5μm)的混合物100重量份,且作为粘合剂添加5重量份聚乙烯醇缩丁醛,作为溶剂添加20重量份萜品醇,将它们进行混合,由此来调制电极糊。在第1成型模的阴模的内面以直径290mm、高度10μm的形式丝网印刷电极糊,制成静电电极前体。另外,在第3成型模的阳模的内面以形成宽度8mm、高度50μm的一笔画形状的形式丝网印刷电极糊,制成加热器电极前体。
称量氧化铝粉末(平均粒径0.5μm、纯度99.7%)100重量份、氧化镁0.04重量份、作为分散剂的聚羧酸系共聚物3重量份、作为溶剂的多元酸酯20重量份,用球磨机(滚筒)将它们混合14小时,制成料浆前体。对于该料浆前体,添加胶凝剂即作为异氰酸酯类的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯3.3重量份、作为多元醇类的乙二醇0.3重量份、作为催化剂的6-二甲基氨基-1-己醇0.1重量份,用自公转式搅拌机混合12分钟,得到陶瓷料浆。使得到的陶瓷料浆分别流入印刷有静电电极前体的第1成型模、不进行印刷的第2成型模、印刷有加热器电极前体的第3成型模。其后,通过在22℃放置2小时,在各成型模内使胶凝剂进行化学反应而使陶瓷料浆凝胶化后进行脱模。由此,得到在第1陶瓷成型体中埋入静电电极前体的带静电电极陶瓷成型体、不带电极的第2陶瓷成型体和在第3陶瓷成型体中埋入加热器电极前体的带加热器电极陶瓷成型体。
然后,以将静电电极前体夹入第1及第2陶瓷成型体、将加热器电极前体夹入第2及第3陶瓷成型体的形式将它们层叠,制成层叠成型体。将该层叠成型体在100℃下干燥10小时后,在最高温度500℃下进行10小时脱脂,进而,在氩气氛中于最高温度820℃进行1小时煅烧,由此得到层叠煅烧体。
通过热压烧成该层叠煅烧体,得到内置静电电极及加热器电极的静电卡盘。热压烧成通过在氮气氛下、压力100kgf/cm2、最高温度1600℃下保持2小时来进行。得到的静电卡盘,碳含有量为0.1重量%以下,相对密度为98%以上。另外,静电电极的端面,观察纵截面时,为平的垂直面(图1的角度θ为180°),未发现变形。
[实施例2]
按照图3,制作静电卡盘。首先,准备与实施例1同样的第1~第3成型模。然后,在第2成型模的阳模的内面将电极糊进行丝网印刷,制成与实施例1同样的静电电极前体。另外,在第2成型模的阴模将电极糊进行丝网印刷,制成与实施例1同样的加热器电极前体。
接着,使与实施例1同样的陶瓷料浆分别流入未进行印刷的第1成型模、印刷有静电电极前体及加热器电极前体的第2成型模、未进行印刷的第3成型模,使陶瓷料浆凝胶化后进行脱模。由此,得到不带电极的第1陶瓷成型体、在第2陶瓷成型体埋入静电电极前体及加热器电极前体的带电极陶瓷成型体、不带电极的第3陶瓷成型体。
然后,以将静电电极前体夹入第1及第2陶瓷成型体、将加热器电极前体夹入第2及第3陶瓷成型体的形式将它们层叠,制成层叠成型体。将该层叠成型体与实施例1同样地操作,进行干燥、脱脂、煅烧。通过将该层叠煅烧体在与实施例1同条件下进行热压烧成,得到内置有静电电极及加热器电极的静电卡盘。得到的静电卡盘,碳含有量为0.1重量%以下,相对密度为98%以上。另外,静电电极的端面,观察纵截面时,为图1的角度θ为172°的膨胀面,几乎没有观察到变形。
[实施例3]
按照图8表示的第3静电卡盘的制法,制作静电卡盘。首先,准备与实施例1同样的第1及第3成型模,并准备具有与层叠成型体相当的大小的内部空间的合并用成型模。然后,将与实施例1同样的陶瓷料浆流入第1及第3成型模,使陶瓷料浆凝胶化后进行脱模。由此,得到第1及第3陶瓷成型体。接着,在第1陶瓷成型体的底面丝网印刷电极糊,制成带凸状的静电电极前体的第1陶瓷成型体。另外,在第3陶瓷成型体的表面丝网印刷电极糊,制成带凸状的加热器电极前体的第3陶瓷成型体。
接着,将带凸状的静电电极前体的第1陶瓷成型体中的与电极形成面相反侧的面粘贴于合并用成型模的阳模的内面。与此同时,将带凸状的加热器电极前体的第3陶瓷成型体中的与电极形成面相反侧的面粘贴于阴模的内面。然后,在合并用成型模中流入与实施例1同样的陶瓷料浆,使胶凝剂进行化学反应而使陶瓷料浆凝胶化。由此,形成第2陶瓷成型体,其结果,完成如下结构的层叠复合体:静电电极前体被夹入第1及第2陶瓷成型体,加热器电极前体被夹入第2及第3陶瓷成型体。其后,将该层叠复合体从合并用成型模脱模。
将该层叠复合体与实施例1同样地操作,进行干燥、脱脂、煅烧,制成层叠煅烧体。通过将该层叠煅烧体在与实施例1同条件下进行热压烧成,得到内置静电电极及加热器电极的静电卡盘。得到的静电卡盘,碳含有量为0.1重量%以下,相对密度为98%以上。另外,静电电极的端面,观察纵截面时,为图1的角度θ为176°的膨胀面,几乎没有观察到变形。
[实施例4]
在实施例3中,将印刷电极糊前的第1及第3陶瓷成型体在100℃下干燥10小时后,在最高温度500℃下脱脂10小时,进而在氩气氛下在最高温度820℃煅烧1小时,由此制成第1及第3陶瓷煅烧体后,分别印刷电极糊,除此以外,与实施例3同样地操作来制作静电卡盘。得到的静电卡盘,碳含有量为0.1重量%以下,相对密度为98%以上。另外,静电电极的端面,观察纵截面时,为图1的角度θ为176°的膨胀面,几乎没有观察到变形。
[实施例5]
按照图9表示的第3静电卡盘的制法,制作静电卡盘。首先,准备与实施例1同样的第2成型模,并准备具有与层叠成型体相当的空间的合并用成型模。然后,将与实施例1同样的陶瓷料浆流入第2成型模,使陶瓷料浆凝胶化后进行脱模。由此,得到第2陶瓷成型体。接着,在第2陶瓷成型体的表面及底面分别将实施例1的电极糊进行丝网印刷,得到带凸状的静电电极前体和凸状的加热器电极前体的第2陶瓷成型体。
接着,在合并用成型模中将第2陶瓷成型体配置于内部空间的中央。然后,在合并用成型模的内部空间的空白空间流入与实施例1同样的陶瓷料浆,使胶凝剂进行化学反应而使陶瓷料浆凝胶化。由此,形成第1及第3陶瓷成型体,其结果,完成如下结构的层叠复合体:静电电极前体被夹入第1及第2陶瓷成型体,加热器电极前体被夹入第2及第3陶瓷成型体。其后,将该层叠复合体从合并用成型模脱模。
将该层叠复合体与实施例1同样地操作,进行干燥、脱脂、煅烧制成层叠煅烧体。通过将该层叠煅烧体在与实施例1相同的条件下进行热压烧成,得到内置静电电极及加热器电极的静电卡盘。得到的静电卡盘,碳含有量为0.1重量%以下,相对密度为98%以上。另外,静电电极的端面,观察纵截面时,为图1的角度θ为174°的膨胀面,几乎没有观察到变形。
[实施例6]
在实施例5中,将印刷电极糊前的第2陶瓷成型体,在100℃下干燥10小时后,在最高温度500℃下脱脂10小时,进而,在氩气氛下于最高温度820℃煅烧1小时,由此制成第2陶瓷煅烧体后,在两面印刷电极糊,除此以外,与实施例5同样地操作来制作静电卡盘。得到的静电卡盘,碳含有量为0.1重量%以下,相对密度为98%以上。另外,静电电极的端面,观察纵截面时,为图1的角度θ为176°的膨胀面,几乎没有观察到变形。
[比较例1]
首先,准备形成介电层的上部氧化铝烧结体和形成下层的下部氧化铝烧结体。上部氧化铝烧结体,如以下那样制作。即,称量纯度99.7%的氧化铝粉末和作为烧结助剂的MgO原料粉,使得MgO的含有量为0.04wt%。在这些原料粉中添加作为粘合剂的聚乙烯醇(PVA)、水及分散剂,在滚筒中混合16小时,制作料浆。使用喷雾干燥器将该料浆进行喷雾干燥,其后,在500℃保持5小时除去粘合剂,制作平均约80μm的氧化铝造粒颗粒。将该氧化铝造粒颗粒填充于金属模中,在200kg/cm2的压力下进行加压成型。接着,将该成型体设置于碳制的套筒中,使用热压烧成法进行烧成。烧成在100kg/cm2的加压下下、并且在氮加压气氛(150kPa)进行,以300℃/h进行升温,在1600℃保持2小时得到相当于介电层的部分的氧化铝烧结体。将该氧化铝烧结体进行研磨加工,制作直径φ300mm、厚度6mm的圆盘状的上部氧化铝烧结体。此时的一方的面精加工成表面粗度Ra为0.8μm以下的平滑面。另外,下部氧化铝烧结体,也是据此制作。接着,将与实施例1同样的电极糊丝网印刷于上部氧化铝烧结体上,由此制成静电电极前体。另外,通过丝网印刷于下部氧化铝烧结体上,制成加热器电极前体。
接着,将形成有静电电极前体的上部氧化铝烧结体以静电电极前体在上的方式收容于金属模内,在其上载置规定量的在制作上部氧化铝烧结体时调制的氧化铝造粒颗粒,进一步在其上以加热器电极前体在下的方式载置形成有加热器电极前体的下部氧化铝烧结体。在该状态下,在上下压缩方向上以压力200kgf/cm2进行加压使层叠体成型。该层叠体为以下结构,即,静电电极前体被夹入上部氧化铝烧结体和氧化铝造粒颗粒的层、加热器电极前体被夹入氧化铝造粒颗粒的层和下部氧化铝烧结体。将该层叠体与实施例1同样地进行干燥、脱脂、煅烧后,通过进行热压烧成,得到内置静电电极及加热器电极的静电卡盘。热压烧成在与实施例1相同条件下进行。
得到的静电卡盘,碳含有量为0.1重量%以下,相对密度为98%以上。另外,静电电极的端面,观察纵截面时,为顶端尖锐的形状(图1的角度θ为30°)。
[比较例2]
首先,按照比较例1的上部氧化铝烧结体来制作形成中间层的中部氧化铝烧结体。接着,通过将与实施例1同样的电极糊丝网印刷于中部氧化铝烧结体的上下两面,分别制成静电电极前体、加热器电极前体。
接着,在金属模内,仅以预先确定的量来敷设在制作中部氧化铝烧结体时调制的氧化铝造粒颗粒,以静电电极前体向下、加热器电极前体向上的形式将中部氧化铝烧结体载置于其上,进而,将预先确定的量的氧化铝造粒颗粒载置于其上。该状态下,在上下压缩方向以压力200kgf/cm2进行加压使层叠体成型。该层叠体为以下结构,即,静电电极前体被夹入一方的氧化铝造粒颗粒的层和中部氧化铝烧结体,加热器电极前体被夹入中部氧化铝烧结体和另一方的氧化铝造粒颗粒的层。将该层叠体与实施例1同样地进行干燥、脱脂、煅烧后,通过进行热压烧成,得到内置静电电极及加热器电极的静电卡盘。热压烧成在与实施例1相同条件下进行。
得到的静电卡盘,碳含有量为0.1重量%以下,相对密度为98%以上。另外,静电电极的端面,观察纵截面时,为顶端尖锐的形状(图1的角度θ为20°)。
本申请将2011年3月30日申请的日本国专利申请第2011-075445号作为主张优先权的基础,通过引用将其内容的全部包含于本说明书中。
Claims (14)
1.一种静电卡盘的制法,其是对以夹入规定形状的静电电极或其前体的方式将一对陶瓷煅烧体重叠而成的层叠煅烧体进行热压烧成,由此来制作静电卡盘的静电卡盘的制法,包含:
工序(a)在将所述静电电极或其前体可装卸地安装于内面的第1成型模中,流入含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆,使所述胶凝剂进行化学反应而使所述陶瓷料浆凝胶化后进行脱模,由此制作在第1陶瓷成型体中埋入有所述静电电极或其前体的带埋入电极陶瓷成型体;
工序(b)制作第2陶瓷成型体;
工序(c)使用所述带埋入电极陶瓷成型体和所述第2陶瓷成型体来制作所述层叠煅烧体,热压烧成该层叠煅烧体。
2.根据权利要求1所述的静电卡盘的制法,其中,在所述工序(b)中,在第2成型模中流入含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆,使所述胶凝剂进行化学反应而使所述陶瓷料浆凝胶化后进行脱模,由此制作所述第2陶瓷成型体。
3.根据权利要求1所述的静电卡盘的制法,其中,
在所述工序(b)中,准备合并用成型模,将所述带埋入电极陶瓷成型体中的与电极形成面相反侧的面可装卸地安装于所述合并用成型模的内面,其后,将含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆流入所述合并用成型模,使所述胶凝剂进行化学反应而使所述陶瓷料浆凝胶化,由此来制作所述第2陶瓷成型体,
在所述工序(c)中,从所述合并用成型模取出层叠有所述带埋入电极陶瓷成型体和所述第2陶瓷成型体的层叠复合体,煅烧该层叠复合体来制作所述层叠煅烧体。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的静电卡盘的制法,其中,
在所述工序(a)中,煅烧所述带埋入电极陶瓷成型体来制成带埋入电极陶瓷煅烧体,
在所述工序(b)以后,使用所述带埋入电极陶瓷煅烧体来代替所述带埋入电极陶瓷成型体。
5.一种静电卡盘的制法,其是对以夹入规定形状的静电电极或其前体的方式将一对陶瓷煅烧体重叠而成的层叠煅烧体进行热压烧成,由此来制作静电卡盘的静电卡盘的制法,包含:
工序(a)在将与所述静电电极或其前体形状相同的凸部不能装卸地设置于内面的第1成型模中,流入含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆,使所述胶凝剂进行化学反应而使所述陶瓷料浆凝胶化后进行脱模,由此制作具有对应于所述凸部的凹部的第1陶瓷成型体,通过在所述凹部形成所述静电电极或其前体来制作带埋入电极陶瓷成型体;
工序(b)制作第2陶瓷成型体;
工序(c)使用所述带埋入电极陶瓷成型体和所述第2陶瓷成型体来制作所述层叠煅烧体,热压烧成该层叠煅烧体。
6.根据权利要求5所述的静电卡盘的制法,其中,在所述工序(b)中,在第2成型模中流入含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆,使所述胶凝剂进行化学反应而使所述陶瓷料浆凝胶化后进行脱模,由此制作所述第2陶瓷成型体。
7.根据权利要求5所述的静电卡盘的制法,其中,
在所述工序(b)中,准备合并用成型模,将所述带埋入电极陶瓷成型体中的与电极形成面相反侧的面可装卸地安装于所述合并用成型模的内面,其后,将含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆流入所述合并用成型模,使所述胶凝剂进行化学反应而使所述陶瓷料浆凝胶化,由此来制作所述第2陶瓷成型体,
在所述工序(c)中,从所述合并用成型模取出层叠有所述带埋入电极陶瓷成型体和所述第2陶瓷成型体的层叠复合体,煅烧该层叠复合体来制作所述层叠煅烧体。
8.根据权利要求5~7中的任一项所述的静电卡盘的制法,其中,
在所述工序(a)中,在所述凹部中形成所述静电电极或其前体之前或之后煅烧所述第1陶瓷成型体,由此得到带埋入电极陶瓷煅烧体,
在所述工序(b)以后,使用所述带埋入电极陶瓷煅烧体来代替所述带埋入电极陶瓷成型体。
9.一种静电卡盘的制法,其是对以夹入规定形状的静电电极或其前体的方式将一对陶瓷煅烧体重叠而成的层叠煅烧体进行热压烧成,由此来制作静电卡盘的静电卡盘的制法,包含:
工序(a)制作第1陶瓷成型体,在该第1陶瓷成型体的表面形成所述静电电极或其前体,由此得到带凸电极陶瓷成型体;
工序(b)将所述带凸电极陶瓷成型体的与电极形成面相反侧的面可装卸地安装于合并用成型模的内面,其后,将含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆流入所述合并用成型模,使所述胶凝剂进行化学反应而使所述陶瓷料浆凝胶化,由此来制作第2陶瓷成型体,其后通过进行脱模来得到所述带凸电极陶瓷成型体与所述第2陶瓷成型体的层叠复合体;
工序(c)使用所述层叠复合体来制作所述层叠煅烧体,热压烧成该层叠煅烧体。
10.根据权利要求9所述的静电卡盘的制法,其中,在所述工序(a)中,在第1成型模中流入含有陶瓷粉体、溶剂、分散剂及胶凝剂的陶瓷料浆,使所述胶凝剂进行化学反应而使所述陶瓷料浆凝胶化后进行脱模,由此制作所述第1陶瓷成型体。
11.根据权利要求9或10所述的静电卡盘的制法,其中,
在所述工序(a)中,在所述表面形成所述静电电极或其前体之前或之后煅烧所述第1陶瓷成型体,由此得到带凸电极陶瓷煅烧体,
在所述工序(b)以后,使用所述带凸电极陶瓷煅烧体来代替所述带凸电极陶瓷成型体。
12.根据权利要求1~11中的任一项所述的静电卡盘的制法,其中,所述陶瓷粉体的平均粒径为0.4~0.6μm。
13.一种静电卡盘,其是内置有静电电极的静电卡盘,
在观察纵截面时,所述静电电极的端面为平面或膨胀面,且该膨胀面的上角、膨胀顶端和下角所连成的角度θ为160°≤θ<180°。
14.一种静电卡盘,其是根据权利要求1~12中任一项所述的静电卡盘的制法所制造的静电卡盘,
在观察纵截面时,所述静电电极的端面为平面或膨胀面,且该膨胀面的上角、膨胀顶端和下角所连成的角度θ为160°≤θ<180°。
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