CN104067382B

CN104067382B - 静电夹头

Info

Publication number: CN104067382B
Application number: CN201280068046.6A
Authority: CN
Inventors: 小野浩司
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2012-01-26
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2032-06-27
Also published as: KR20140100990A; JP6100703B2; CN104067382A; TW201402266A; WO2013111363A1; JPWO2013111363A1; US9543184B2; US20150049410A1; TWI511831B; KR101762752B1

Abstract

本发明提供一种静电夹头，其特征在于，包括陶瓷基体(2)和设置于陶瓷基体(2)的内部或下表面的吸着用电极(3)，在陶瓷基体(2)的自上表面至吸着用电极(3)的区域中具有锰(Mn)的含量为1×10^‑4质量％以下的部分。由此，残留吸着的随时间增加得到抑制，因此晶片的脱离变得容易，能够实现被加工物容易脱离的静电夹头。

Description

静电夹头

技术领域

本发明涉及使用于PVD装置、CVD装置、离子镀膜装置、蒸镀装置等成膜装置及曝光装置、刻蚀装置的静电夹头(electrostatic chuck)。

背景技术

以往，在PVD装置、CVD装置、离子镀膜装置、蒸镀装置等成膜装置及曝光装置、刻蚀装置中，为了精度良好地固定硅晶片等被加工物，将其强制性地吸着于精加工成平坦且平滑的板状体的表面，作为该吸着手段使用利用了静电吸着力的静电夹头。

使用于这些成膜装置及刻蚀装置的静电夹头为将由陶瓷构成的板状的陶瓷基体的一个主面(一个最大的面)设为载置面(吸着面)的装置，例如在陶瓷基体的内部或另一主面(另一个最大的面)具备吸着用电极，通过向吸着用电极施加直流电压而在与被加工物之间显现由电介质极化引起的库仑力或由微少的漏电流引起的约翰逊-拉贝克(Johnson-Rahbeck)力等静电吸着力，能够将被加工物强制性地吸着固定于载置面。

需要说明的是，在静电夹头上，将用于使被加工物从载置面脱离的升降销(liftpin)以能够从与被加工物的周边部对应的的载置面的周边部突出自如的方式设置。

然而，可知在用于等离子体处理的以往的静电夹头中，产生在解除向吸着用电极的直流电压施加后吸着力也残留、所谓的残留吸着的状况。该残留吸着起因于从等离子体向被加工物注入电子时在陶瓷基体产生固定电荷(空穴)且在切断直流电压后固定电荷(空穴)也残留于陶瓷基体。

在此，在残留吸着力较大的状态下用升降销要使被加工物从载置面脱离时，有使被加工物变形或破损的问题。

于是，在静电夹头的载置面设置与吸着的晶片相接的带电控制用电极而在解除吸着时使其作为接地电极发挥作用的手法被公开(参照专利文献1)。通过使用这样的除去固定电荷的方法，能够抑制被加工物的变形或破损。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-251737号公报。

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献1中所述的静电夹头在反复进行多次成膜等处理时，残留吸着逐渐增加，有晶片不容易脱离的问题。

本发明是鉴于上述的课题而发明的，其目的在于提供一种不容易产生残留吸着随时间增加的静电夹头。

用于解决课题的手段

本发明为一种静电夹头，其特征在于，包括陶瓷基体和设置于该陶瓷基体的内部或下表面的吸着用电极，且在所述陶瓷基体的自上表面至所述吸着用电极的区域中具有Mn的含量为1×10^-4质量％以下的部分。

发明效果

根据本发明，由于残留吸着的随时间增加被抑制，因此晶片的脱离变得容易，能够实现被加工物容易脱离的静电夹头。

附图说明

图1是表示本发明的静电夹头的一实施方式的图，(a)是静电夹头的上表面图，(b)是静电夹头及被加工物的纵剖视图。

图2(a)及(b)是表示本发明的静电夹头的另一实施方式的纵剖视图。

图3是表示本发明的静电夹头的另一实施方式的图，(a)是静电夹头的上表面图，(b)是静电夹头及被加工物的纵剖视图。

图4(a)、(b)、(c)及(d)是表示本发明的静电夹头的另一实施方式的纵剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的静电夹头的一实施方式进行详细说明。

图1所示例子的静电夹头1包括陶瓷基体2和设置于陶瓷基体2的内部或下表面的吸着用电极3，且在陶瓷基体2的自上表面至吸着用电极3的区域中具有Mn的含量为1×10^-4质量％以下的部分。

具体而言，将图1所示的陶瓷基体2形成为具有与硅晶片等被加工物A相同程度的大小的圆盘状，作为一个主面的上表面成为被加工物A的载置面21。

并且，在图1中，在陶瓷基体2的内部埋设有由铂、钨等金属构成的吸着用电极3。该吸着用电极3也可以以露出的方式设置于陶瓷基体2的作为另一主面的下表面，但如图所示优选埋设于陶瓷基体2中。

引线8与吸着用电极3连接，吸着用电极3经由引线8与直流电源9连接。另一方面，吸着于载置面21的被加工物A与接地(earth)直接或由等离子体进行电连接。由此，吸着用电极3与被加工物A之间显现静电吸着力，从而达成吸着固定。

另外，在陶瓷基体2的中央部设置有自另一主面(图的下表面)贯通至一主面(图的上表面)的气体导入孔7。另外，载置面21的附近区域形成有气体通路(未图示)，该气体通路与气体导入孔7连通。并且，将被加工物A吸着于载置面21时，通过从气体导入孔7向由被加工物A和气体通路构成的空间供给氦气等冷却气体，能够良好地形成气体通路与被加工物A之间及载置面21与被加工物A之间的热传导，从而控制使被加工物A的温度分布均匀。

作为陶瓷基体2的材料，能够举出将Al₂O₃、AlN、Al₂O₃-TiO₂中的至少一种作为主成分的材料。在此，在陶瓷基体2由氧化铝质陶瓷构成的情况下，在陶瓷基体2的自上表面(载置面21)至吸着用电极3的区域中例如具有由以下的材料构成的部分为佳，即，将从铵片钠铝石(NH₄AlCO₃(OH)₂)合成的氧化铝作为起始原料的材料。在将用铝矾土精炼的Al₂O₃作为起始原料的情况下，作为不可避免的杂质混入的Mn的含量多，相对于此，通过由这样的材料构成，能够在陶瓷基体2的自上表面至吸着用电极3的区域中具有Mn的含量为1×10^-4质量％以下的部分。另外，在上述的部分中，优选Fe、Cr、碱金属、碱土类金属也分别为10×10^-4质量％以下而成为非常高纯度的氧化铝。

通过在陶瓷基体2的自上表面至吸着用电极3的区域中具有Mn的含量为1×10^-4质量％以下的部分，陶瓷基体2的该部分的空穴不增加，所以电荷的流动变好。因此能够抑制残留吸着随时间增加，从而容易使晶片脱离。

在此，Mn的含量所影响的残留吸着的显现机理例如可以认为为以下的内容。

在陶瓷基体2为含有微量的Mn的陶瓷的情况下，通过等离子体照射，将等离子体的能量作为激励能，Mn从Mn²⁺氧化成Mn³⁺。此时，从Mn放出的电荷例如供给于Fe³⁺及Cr³⁺等其他的金属的还原，在Mn氧化物内生成氧缺位(空穴)，该空穴成为微弱的表面电流的因子。而且，可认为该表面电流作为残留吸着而显现。该空穴的生成不仅在陶瓷基体2的表层，并且随着时间在陶瓷基体2的内部也生成。

认为这样的现象在陶瓷基体2将Al₂O₃、AlN及Al₂O₃-TiO₂中的至少一种作为主成分的情况下容易产生。这是因为这些陶瓷将用铝矾土精炼的Al₂O₃作为起始原料的情况很多，由于作为不可避免的杂质而混入的Mn，在陶瓷基体2生成的氧缺位成为带电粒子(孔；hole)而容易产生漏电流。

对此，通过在陶瓷基体2的自上表面(载置面21)至吸着用电极3的区域中具有Mn的含量为1×10^-4质量％以下的部分，能够抑制空穴的生成，从而抑制残留吸着随时间增加。

需要说明的是，作为在陶瓷基体2的自上表面(载置面21)至吸着用电极3的区域中具有Mn的含量为1×10^-4质量％以下的部分的例子，如图1(b)所示，能够举出将陶瓷基体2的载置面21及其附近区域(载置面附近区域22)设为Mn的含量为1×10^-4质量％以下的部分的例子。在此，载置面附近区域22是指，例如具有与载置面21相距0.01～0.2mm的厚度的区域。另外，该区域的Mn的含量不是相对于陶瓷基体2整体的含量(比例)，而是仅该区域的规定体积中的含量(比例)。该含量能够用以下的方法求出，即，用研磨、截断、抛光等公知的手法取出陶瓷基体2的载置面附近区域22的规定的部分，用ICP质量分析(ICP-MS)法将取出的部位测定后，换算成载置面21及其附近区域(载置面附近区域22)的整体的含量。

在此，在吸着用电极3设置于陶瓷基体2的内部的情况下，如图2(a)所示，优选陶瓷基体2的自上表面(载置面21)至吸着用电极3的区域(载置面侧区域23)的Mn的含量为1×10^-4质量％以下。即，优选在陶瓷基体2的自载置面21至吸着用电极3的所有的区域中Mn的含量为1×10^-4质量％以下。需要说明的是，陶瓷基体2的厚度通常为2～10mm，相对于此，自载置面21至吸着用电极3的载置面侧区域23的厚度通常为0.2～0.4mm。

由此，自断开电压后逐渐增加的残留吸着的随时间增加得到抑制，进而晶片容易脱离。这是因为以下的理由，即，由于施加电压的被加工物A与吸着用电极2之间电场强度最强，因此通过尽量减少在自载置面21 至吸着用电极3的区域中产生的空穴的数量，能够更加有效地抑制漏电流。

进而，在吸着用电极3设置于陶瓷基体2的内部的情况下，如图2(b)所示，优选陶瓷基体2的自上表面(载置面21)至吸着用电极3的下表面附近的区域(载置面侧区域24)的Mn的含量为1×10^-4质量％以下。即，优选在陶瓷基体2的自载置面21至吸着用电极3的下表面附近的所有区域中的Mn的含量为1×10^-4质量％以下。需要说明的是，陶瓷基体2的厚度通常为2～10mm，相对于此，自载置面21至吸着用电极3的下表面附近的区域(载置面侧区域24)的厚度通常为0.3～1.9mm，该区域的距吸着用电极3的下表面的厚度为0.1～1.5mm。

由此，处理物更不容易受漏电流的影响，能够进行稳定的处理。这是因为以下的原因，即，在被加工物A与吸着用电极3之间施加电压时，在产生朝向被加工物A转入的电场的吸着用电极3的下表面附近的区域中空穴的数量也不增加，因此能够进一步抑制漏电流。

另外，优选陶瓷基体2由多晶体构成。由此，均热变好。这是因为通过设为多晶体，不像单晶那样具有结晶的方向性，因此热的传导方式变得均匀。

另外，优选陶瓷基体2的晶界相的Mn含量为1×10^-4质量％以下。由此，晶片更加容易脱离。这是因为通过减少作为电路径的粒界的Mn的存在量而能够抑制残留吸着。需要说明的是，Mn容易残存于晶界，因此为了设为这样的状态，在制作成为陶瓷基体2的原料的粉末时，优选设法使用减少了杂质Mn的原料等。成为这样的状态能够用透射电子显微镜(TEM)确认。

另外，如图3所示，优选在陶瓷基体2的上表面设置多个凸部6。

具体而言，多个凸部6的各突端成为平坦的面，该面成为载置面21。需要说明的是，凸部6的高度例如为3～50μm，凸部6的数量并不限定于图所示的图案的数量。在该情况下，凸部6与凸部6之间形成气体通路5，该气体通路5与气体导入孔7连通。在图3所示的静电夹头1中，沿陶瓷基体2的一个主面的外周形成周壁4，凸部6、被加工物A及气体通路5形成的空间构成封闭的空间，防止从气体导入孔7供给的冷却气体向外部大量漏出。该周壁4可以根据目的而设置，也可以不设置。另外，周壁4可以与陶瓷基体2一体形成，也可以独立形成。

由此，晶片容易脱离，也能够抑制粒子(particle)。能够实现晶片的接触面积的减少，从而能够抑制被加工物的磨损。

需要说明的是，作为在陶瓷基体2的上表面设置多个凸部6的情况下的、Mn的含量为1×10^-4质量％以下的部分，例如能够举出如图4(a)所示的仅为凸部6、如图4(b)所示的凸部6及载置面21的附近区域(载置面附近区域22)等，但优选如图4(c)所示为陶瓷基体2的自上表面(载置面21)至吸着用电极3的区域(载置面侧区域23)，优选如图4(d)所示为陶瓷基体2的自上表面(载置面21)至吸着用电极3的下表面附近的区域(载置面侧区域24)。

以上所述的实施方式是为了更加明确本发明的宗旨而具体说明的方式，本发明并不限定于该方式。

以下，对关于本发明的静电夹头的一实施方式的制造方法进行说明。需要说明的是，虽然以Al₂O₃为例进行说明，但AlN或Al₂O₃-TiO₂ 等也能够用相同手法制作。

首先，将成为主原料的Al₂O₃称量规定量，在用氨基甲酸乙酯或尼龙等树脂镶在内侧的球磨机中，与去离子水或有机溶剂等溶剂、有机分散剂及由氨基甲酸乙酯或尼龙等树脂包覆的金属或陶瓷构成的球一同进行24～72Hr湿式粉碎混合。关于该内镶的树脂及树脂包覆球，适用的树脂只要适宜选择在使用的溶剂中不溶解、不膨胀的树脂即可。

在此，为了形成Mn的含量为1×10^-4质量％以下的部分，作为Al₂O₃粉末的主原料，例如使用由铵片钠铝石(NH₄AlCO₃(OH)₂)合成的氧化铝、或由Mn的含量为1×10^-4质量％以下的高纯度氢氧化铝合成的氧化铝，为了形成除此以外的区域，作为Al₂O₃粉末的主原料使用用铝矾土精炼的Al₂O₃或Mn的含量为1×10^-4质量％以上的氢氧化铝所合成的氧化铝为佳。需要说明的是，对主原料的Al₂O₃粉末预先用ICP质量分析(ICP-MS)法等来识别和确定Mn、Fe、CR等的存在量为佳。

在这样粉碎混合的原料浆中添加规定量的聚乙烯醇或聚乙烯醇缩丁醛、丙烯树脂等有机粘合剂、作为辅助性的有机材料的增塑剂、消泡剂，进而混合24～48Hr。用刮刀法、压辊法、冲压成形法、挤压成形法等将混合后的有机-无机混合浆形成为厚度20μm～20mm的陶瓷生片，尤其形成为100～300μm的陶瓷生片。具体而言，形成用于构成Mn的含量为1×10^-4质量％以下的部分的陶瓷生片和用于构成其以外的区域的陶瓷生片。

并且，用公知的丝网印刷法等将用于形成吸着用电极3的铂、钨等膏剂状电极材料印刷形成在构成陶瓷基体2的陶瓷生片上。

在此，以在陶瓷基体2的规定的位置形成吸着用电极3的方式将未印刷膏剂状电极材料的陶瓷生片和印刷了膏剂状电极材料的电极形成生片重合而层叠。在层叠中，一边施加陶瓷生片的屈服应力值以上的压力，一边在规定的温度层叠，但作为压力施加手法，只要应用单轴加压法、均压法(干式、湿式加工法)等公知的技术即可。需要说明的是，为了使得在陶瓷基体2的自上表面(载置面21)至吸着用电极3的区域中具有Mn的含量为1×10^-4质量％以下的部分，只要在与印刷有膏剂状电极材料的电极形成生片相比靠上方配置用于形成Mn的含量为1×10^-4质量％以下的部分的陶瓷生片即可。另外，为了使得陶瓷基体2的自上表面(载置面21)至吸着用电极3的区域的Mn的含量为1×10^-4质量％以下，只要将与印刷有膏剂状电极材料的电极形成生片相比靠上方配置的陶瓷生片都设为用于形成Mn的含量为1×10^-4质量％以下的部分的陶瓷生片即可。另外，为了使得陶瓷基体2的自上表面(载置面21)至吸着用电极3的下表面附近的区域的Mn的含量为1×10^-4质量％以下，只要将印刷有膏剂状电极材料的电极形成生片也设为用于形成Mn的含量为1×10^-4质量％以下的部分的陶瓷生片，且与该电极形成生片相比靠下方配置规定片数的用于形成Mn的含量为1×10^-4质量％以下的部分的陶瓷生片即可。

接着，将得到的层叠体在规定的温度、气氛中焙烧，制作将吸着用电极3埋设或形成于下表面的陶瓷基体2。

需要说明的是，作为在陶瓷基体2的载置面形成凸部6的方法，能够采用使用了掩膜的喷沙法、机械加工法或超声波加工法等公知的手法，由此例如能够将高度为3～50μm的凸部6形成为规定的图案形状。

通过以上的制造方法，能够制作在等离子体环境下残留吸着的抑制力不随时间劣化的静电夹头。

实施例1

关于具有图1结构的本发明的静电夹头1，如下述那样制作。具体而言，将陶瓷基体中的载置面及其附近区域的起始原料设为以下六种材料。需要说明的是，根据需要适宜添加纯度为99.9质量％以上的粉末试剂的一氧化锰(II)，实施了后述的残留吸着的确认评价。

作为材料1，使用了纯度为99.99质量％以上的Al₂O₃粉末。该Al₂O₃粉末的平均粒径D50为0.1μm，最终的杂质Mn以金属换算为1×10^-5质量％。

作为材料2，使用了在纯度为99.99质量％以上的Al₂O₃粉末(平均粒径D50为0.1μm)中添加MgO、SiO₂、CaO各粉末作为烧结助剂，且将Al₂O₃粉末设为98质量％、将MgO、SiO₂、CaO各粉末合计设为2质量％的比例的材料。最终的杂质Mn以金属换算为1×10^-5质量％。

作为材料3，使用了纯度为99.9％的AlN粉末。该AlN粉末的平均粒径D50为1.0μm，最终的杂质Mn以金属换算为1×10^-5质量％。

作为材料4，使用了在纯度为99.99质量％以上的Al₂O₃粉末(平均粒径D50为0.1μm)中添加TiO₂(平均粒径D50为0.6μm)粉末，且设为Al₂O₃粉末为99质量％、TiO₂粉末为1质量％的比例的Al₂O₃-TiO₂粉末的材料。最终的杂质Mn以金属换算为1×10^-5质量％。

作为材料5，使用了纯度为99质量％以上的莫来石(3Al₂O₃·2SiO₂)粉末。该莫来石粉末的平均粒径D50为0.5μm，最终的杂质Mn以金属换算为1×10^-5质量％。

作为材料6，使用了纯度为99.9质量％的堇青石(2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂)粉末。该堇青石粉末的平均粒径D50为0.7μm，最终的杂质Mn以金属换算为1×10^-5质量％。

相对于上述材料1～6的原料粉末100质量份，将甲苯80质量份、分散剂0.5质量份在内镶了尼龙的球磨机中与Φ20mm的树脂包覆球一同湿式粉碎混合48Hr。需要说明的是，湿式粉碎混合时，相对于各材料也分别另外准备了按照以金属换算成为Mn为1×10^-4质量％、1×10^-3质量％的规定量的方式添加了一氧化锰(II)的粉末的材料。在此，作为一氧化锰(II)，使用株式会社高纯度化学研究所制的纯度为99.9质量％的材料，粉末为预先用振动磨机粉碎成微粉的粉末。

在陶瓷基体中的载置面及其附近区域以外的下侧区域中适用了以金属换算Mn为1×10^-3质量％的材料。

接着，对于该湿式粉碎混合浆，添加了增塑剂和粘合剂。增塑剂相对于原料粉末100质量份分别添加2质量份的DBP及DOP，粘合剂将聚乙烯醇缩丁醛以固体含量份换算添加12质量份，进而湿式混合30Hr。

接着，用刮刀法将混合的有机-无机混合浆形成厚度100μm的陶瓷生片。

接着，用丝网印刷法将成为吸着用电极的钨膏剂印刷形成于成为陶瓷基体的陶瓷生片上。

接着，以在陶瓷基体的规定的位置形成吸着用电极的方式重叠成为未印刷钨膏剂的载置面及其附近区域的陶瓷生片和印刷有钨膏剂的电极形成生片，用单轴加压法一边施加生片的屈服应力以上的压力，具体而言5MPa，一边在80℃以上的温度层叠。此时，以载置面及其附近区域与它们以外的下侧区域的边界成为载置面与吸着用电极之间的自载置面起一层陶瓷生片下的位置(后述的旋转研磨加工后的距载置面50μm的距离的位置)的方式形成，如上述那样，在下侧区域适用了调整成以金属换算Mn为1×10^-3质量％的生片。

接着，将得到的层叠体在还原气氛中且在规定的温度(材料3、5、6的原料粉末以外在1600℃，材料3的原料粉末在2000℃，材料5及材料6的原料粉末在1400℃)焙烧3Hr。

用旋转研磨加工对得到的陶瓷基体进行厚度加工，用机械加工形成气体导入孔，用抛光加工将载置面精加工成表面糙度Ra为0.1μm以下，进而使用采用了掩膜的喷沙法将高度为12μm的气体流路形成为规定的图案形成。另外，用焊接将金属端子(未图示)安装于吸着用电极而制作了静电夹头。

然后，以制作的静电夹头的吸着面成为140℃的方式在用卤素灯泡加热的真空室内实施了以下的评价。需要说明的是，140℃加热以更加促进在Mn氧化物内的电荷移动(空穴的生成)为目的。

在评价中，对于静电夹头的吸着面，在将一个循环为70秒的等离子体处理反复了3000次后，在吸着用电极施加300秒的规定电压，吸着固定硅晶片。

之后，停止向吸着用电极的电压施加，用测压元件测定停止1秒后的残留吸着力。需要说明的是，预先用单晶蓝宝石的标准(master)测定，在测压元件的值中，将0.20kPa以下判断为没有残留吸着力。在所有试料中，等离子体处理前的残留吸着力不足0.20kPa，离子体处理后的结果表示于表1。

【表1】

*标记表示本发明范围外的试料。

根据表1，试料No.1、4、7、10、13、16以外的本发明实施例的试料(载置面及其附近区域的Mn量为1×10^-4质量％以下的试料)在等离子体处理后的残留吸着力为0.2kPa以下，可知有效地抑制了残留吸着力的增加。

相对于此，作为比较例的试料No.1、4、7、10、13、16(载置面及其附近区域的Mn量超过1×10^-4质量％的试料)可知在等离子体处理后显著产生了残留吸着力。

由以上可知，不管材料1～6的组成如何，通过将载置面及其附近区域的Mn的含量设为1×10^-4质量％以下，则确认了能够抑制残留吸着力的增加。

实施例2

关于具有图2(a)及图2(b)的结构的本发明的静电夹头1，陶瓷基体的自上表面(载置面)至吸着用电极的区域(载置面侧区域)或至吸着用电极的下表面附近的区域(载置面侧区域)的起始原料使用实施例1的材料1～材料6，用与实施例1相同的手法进行了制作。另外，与实施例1同样，在湿式粉碎混合时，对于各材料也分别另外准备了按照成为以金属换算Mn为1×10^-4质量％、1×10^-3质量％的规定量的方式添加了一氧化锰(II)的粉末的材料。

在陶瓷基体中的自上表面至吸着用电极的区域(图2(a))或至吸着用电极的下表面附近的区域(图2(b))以外的下侧区域适用了以金属换算Mn为1×10^-3质量％的材料。

需要说明的是，在相当于图2(b)的静电夹头中，将Mn的含量成为1×10^-4质量％的陶瓷生片设为以焙烧后的厚度成为0.5mm的方式重叠于吸着用电极的下表面(与载置面相反侧的面)的材料。

并且，以制作的静电夹头的吸着面成为140℃的方式与实施例1同样地在用卤素灯泡加热的真空室内实施了以下的评价。

在评价中，对于静电夹头的吸着面，在将一个循环为70秒的等离子体处理反复了3000次后，在吸着用电极施加300秒的规定电压，吸着固定了硅晶片。

之后，停止向吸着用电极的电压施加，用测压元件测定停止1秒后的残留吸着力。需要说明的是，对于所有的试料，等离子体处理前的残留吸着力都不足0.20kPa。将它们的结果表示于表2。需要说明的是，为了使效果易懂，还转载了表1的结果的一部分。

【表2】

根据表2，从试料No.1与试料No.2、试料No.4与试料No.5、试料No.7与试料No.8、试料No.10与试料No.11、试料No.13与试料No.14、试料No.16与试料No.17、试料No.19与试料No.20、试料No.22与试料No.23的比较明显可知，将Mn的含量成为1×10^-5质量％的区域与其以外的区域的边界设为至吸着用电极的位置，与设为自载置面起一层生片下的位置(旋转研磨加工后的距载置面大致50μm的距离的位置)相比更加有效地抑制了残留吸着力的增加。

进而，从试料No.2与试料No.3、试料No.5与试料No.6、试料No.8与试料No.9、试料No.11与试料No.12、试料No.14与试料No.15、试料No.17与试料No.18、试料No.20与试料No.21、试料No.23与试料No.24的比较明显可知，将Mn的含量成为1×10^-4质量％的区域与其以外的区域的边界设为至吸着用电极之下0.5mm的位置，与设为至吸着用电极的位置相比更加有效地抑制了残留吸着力的增加。

从以上可知，确认了为了更加有效地抑制残留吸着力的增加，不管材料的组成如何，通过在施加电压(电场)的区域中将Mn的含量设为1×10^-4质量％以下，能够进一步抑制残留吸着力的增加。

实施例3

关于在实施例2中制作的、起始原料为材料1的具有图2(a)结构的本发明的静电夹头1，用旋转研磨加工研磨包括吸着用电极在内的下表面(与载置面相反侧的面)。得到的陶瓷基体距载置面的厚度为0.35mm。

另外，作为比较的对象，用单晶蓝宝石制作了具有与上述的静电夹头相同结构的0.35mm厚度的陶瓷基板。

在这些陶瓷基板上，分别用Cr蒸镀法形成了与实施例1、2的静电夹头相同的吸着用电极。

并且，将金属端子(未图示)用Ag环氧导电粘接剂安装于吸着用电极而制作静电夹头，并且将此进一步粘接于冷却底座(base plate)上。

并且，以制作的静电夹头的吸着面成为140℃的方式与实施例1、2同样地在用卤素灯泡加热的真空室内实施了以下的评价。

在评价中，对于静电夹头的吸着面，在将一个循环为70秒的等离子体处理反复了3000次后，在吸着用电极施加300秒的规定电压，吸着固定了硅晶片。之后，停止向吸着用电极的电压施加，用测压元件测定停止1秒后的残留吸着力。需要说明的是，任一个试料在等离子体处理前的残留吸着力都不足0.20kPa。

进而，对各试料的底座施加15MHz的高频RF，用红外线温度计测定静电夹头表面，评价了最高温度和最低温度的差(ΔT)。

将这些结果表示于表3。

【表3】

*标记表示本发明范围外的试料。

从表3明显可知，与作为比较例的试料2的用单晶蓝宝石制作的静电夹头相比，作为本发明实施例的试料1的用多晶氧化铝制作的静电夹头在高频环境下的吸着面内的均热性(ΔT)良好。这是因为通过将陶瓷基板设为多晶体，不像单晶那样具有结晶的方向性，因此热的传导方式变得均匀。

另外，在试料1的静电夹头中，陶瓷基体的自上表面(载置面)至吸着用电极的区域(载置面侧区域)中，Mn量为1×10^-4质量％，所以残留吸着的抑制力没有随时间劣化。

需要说明的是，关于试料1的静电夹头，用透射电子显微镜(TEM)观察陶瓷基体的截面，确认了1×10^-4质量％的Mn都存在于粒界，粒界为空穴的路径。因此，可知通过减少作为电路径的粒界的Mn的存在量而能够抑制残留吸着的增加。

符号说明

1-静电夹头

2-陶瓷基体

21-载置面

22-载置面附近区域

23、24-载置面侧区域

3-吸着用电极

4-周壁

5-气体通路

6-凸部

7-气体导入孔

8-引线

9-直流电源

Claims

1.一种静电夹头，其特征在于，包括：

陶瓷基体，其含有Mn；和

吸着用电极，其设置于该陶瓷基体的内部或下表面，

在所述陶瓷基体的自上表面至所述吸着用电极的区域中具有Mn的含量小于1×10^-4质量％的部分。

2.根据权利要求1所述的静电夹头，其特征在于，

所述吸着用电极设置于所述陶瓷基体的内部，自所述上表面至所述吸着用电极的区域的Mn的含量小于1×10^-4质量％。

3.根据权利要求1所述的静电夹头，其特征在于，

所述吸着用电极设置于所述陶瓷基体的内部，自所述上表面至所述吸着用电极的下表面附近的区域的Mn的含量小于1×10^-4质量％。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的静电夹头，其特征在于，

所述陶瓷基体由多晶体构成。

5.根据权利要求4所述的静电夹头，其特征在于，

所述陶瓷基体的晶界相的Mn含量小于1×10^-4质量％。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的静电夹头，其特征在于，

在所述陶瓷基体的上表面设置有多个凸部。