TW201402266A

TW201402266A - 靜電吸盤

Info

Publication number: TW201402266A
Application number: TW102102368A
Authority: TW
Inventors: Hiroshi Ono
Original assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2012-01-26
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2014-01-16
Also published as: WO2013111363A1; US20150049410A1; TWI511831B; JPWO2013111363A1; CN104067382A; CN104067382B; JP6100703B2; KR101762752B1; US9543184B2; KR20140100990A

Abstract

本發明提供一種殘留吸附不易經時增加之靜電吸盤。靜電吸盤(1)包括：陶瓷基體(2)，其於上表面具有載置面(21)，且含有Mn；及吸附用電極(3)，其設置於陶瓷基體(2)之內部。陶瓷基體(2)之載置面(21)之附近區域(22)內之Mn之含量小於自吸附用電極(3)至陶瓷基體(2)之下表面為止之區域內之Mn之含量。於自陶瓷基體2之上表面至吸附用電極(3)為止之區域內Mn之含量為1×10-4質量%以下。藉此，可抑制殘留吸附之經時之增加，故而晶圓之脫離變得容易，從而可實現被加工物易於脫離之靜電吸盤。

Description

靜電吸盤

本發明係關於一種用於PVD(Physical Vapor Deposition，物理氣相沈積)裝置、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沈積)裝置、離子電鍍裝置、蒸鍍裝置等成膜裝置、曝光裝置、或蝕刻裝置中之靜電吸盤。

先前，於PVD裝置、CVD裝置、離子電鍍裝置、蒸鍍裝置等成膜裝置、曝光裝置、或蝕刻裝置中，使用有一種靜電吸盤，其為了以較佳精度固定矽晶圓等被加工物而進行強制使其吸附於被精加工得平坦且平滑之板狀體之表面之操作，且利用靜電吸附力作為該吸附方法。

用於該等成膜裝置或蝕刻裝置中之靜電吸盤係將包含陶瓷之板狀之陶瓷基體之一主面(一最廣之面)設定為載置面(吸附面)者，且於例如陶瓷基體之內部或另一主面(另一最廣之面)上包含吸附用電極，向吸附用電極施加DC(Direct Current，直流)電壓而於其與被加工物之間顯現因介電分極而產生之庫倫力或因微少之洩漏電流而產生之迥斯熱背(Johnsen-Rahbek)力等靜電吸附力，藉此可使被加工物強制吸附固定於載置面上。

再者，於靜電吸盤上，自與被加工物之周邊部對應之載置面之周邊部自由突出地設置有用以使被加工物自載置面上脫離之頂起銷。

但是，已知：在用於電漿處理之先前之靜電吸盤中，於解除對吸附用電極之DC電壓施加之後仍殘留吸附力，即產生所謂之殘留吸附。該殘留吸附係引起當自電漿向被加工物中注入電子時於陶瓷基體上產生固定電荷(電洞)且於切斷DC電壓之後依然於陶瓷基體上殘留固定電荷(電洞)之原因。

此處，若於殘留吸附力較大之狀態下欲藉由頂起銷使被加工物自載置面上脫離，則存在會使被加工物變形或破損之問題。

因此，提出有一種方法，即於靜電吸盤之載置面上，設置與所吸附之晶圓接觸之帶電控制用電極，使其於吸附解除時發揮作為接地電極之功能(參照專利文獻1)。藉由使用此種固定電荷除去方法，可抑制被加工物之變形或破損。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2008-251737號公報

然而，專利文獻1所記載之靜電吸盤存在如下問題：若反覆地重複進行多次成膜等處理，則殘留吸附逐漸增加，晶圓變得不易脫離。

本發明係鑒於上述課題而完成者，其目的在於提供一種殘留吸附不易經時增加之靜電吸盤。

本發明係一種靜電吸盤，其包括：陶瓷基體，其於上表面具有載置面，且含有Mn；及吸附用電極，其設置於該陶瓷基體之內部；且上述陶瓷基體之自上述陶瓷基體之上表面至上述吸附用電極為止之區域內之Mn之含量小於自上述吸附用電極至上述陶瓷基體之下表面為止之區域內之Mn之含量。

又，本發明係一種靜電吸盤，其包括：陶瓷基體，其於上表面具有載置面，且含有Mn；及吸附用電極，其設置於該陶瓷基體之內部；且上述陶瓷基體之自上述陶瓷基體之上表面至上述吸附用電極之下表面附近為止之區域內之Mn之含量小於自上述吸附用電極之下表面附近至上述陶瓷基體之下表面為止之區域內之Mn之含量。

又，本發明係一種靜電吸盤，其包括：陶瓷基體，其於上表面具有載置面，且含有Mn；及吸附用電極，其設置於該陶瓷基體之內部；且上述陶瓷基體之上述載置面之附近區域內之Mn之含量小於自上述吸附用電極至上述陶瓷基體之下表面為止之區域內之Mn之含量。

根據本發明，可抑制殘留吸附之經時之增加，故而晶圓之脫離變得容易，從而可實現被加工物易於脫離之靜電吸盤。

1‧‧‧靜電吸盤

2‧‧‧陶瓷基體

3‧‧‧吸附用電極

4‧‧‧周壁

5‧‧‧氣體流路

6‧‧‧凸部

7‧‧‧氣體導入孔

8‧‧‧導線

9‧‧‧直流電源

21‧‧‧載置面

22‧‧‧載置面附近區域

23‧‧‧載置面側區域

24‧‧‧載置面側區域

A‧‧‧被加工物

圖1A及圖1B係表示本發明之靜電吸盤之一實施形態之圖，圖1A係靜電吸盤之俯視圖，圖1B係靜電吸盤及被加工物之縱剖面圖。

圖2A及圖2B係表示本發明之靜電吸盤之另一實施形態之縱剖面圖。

圖3A及圖3B係表示本發明之靜電吸盤之又一實施形態之圖，圖3A係靜電吸盤之俯視圖，圖3B係靜電吸盤及被加工物之縱剖面圖。

圖4A、圖4B、圖4C及圖4D係表示本發明之靜電吸盤之再一實施形態之縱剖面圖。

以下，使用圖式對本發明之靜電吸盤之一實施形態詳細地進行說明。

於本實施形態中，靜電吸盤1包括：陶瓷基體2，其於上表面具有載置面21，且含有Mn；及吸附用電極3，其設置於陶瓷基體2之內部。就陶瓷基體2而言，自陶瓷基體2之上表面至吸附用電極3為止之區域23內之Mn之含量亦可小於自吸附用電極3至陶瓷基體2之下表面為止之區域內之Mn之含量(參照圖2A)。或者，就陶瓷基體2而言，自陶瓷基體2之上表面至吸附用電極3之下表面附近為止之區域24內之Mn之含量亦可小於自吸附用電極之下表面附近至陶瓷基體2之下表面為止之區域內之Mn之含量(參照圖2B)。或者，就陶瓷基體2而言，載置面21之附近區域22內之Mn之含量亦可小於自吸附用電極3至陶瓷基體2之下表面為止之區域內之Mn之含量(參照圖1A、圖1B)。

圖1A及圖1B所示之例之靜電吸盤1包括：陶瓷基體2；及吸附用電極3，其設置於陶瓷基體2之內部或下表面；且靜電吸盤1於自陶瓷基體2之上表面至吸附用電極3為止之區域內包含Mn之含量為1×10^-4質量%以下之部分。

具體而言，圖1A及圖1B所示之陶瓷基體2形成為具有與矽晶圓等被加工物A相同程度之大小之圓盤狀，作為一主面之上表面成為被加工物A之載置面21。

而且，於圖1A及圖1B中，陶瓷基體2之內部埋設有包含例如鉑、鎢等金屬之吸附用電極3。該吸附用電極3亦可係以於作為陶瓷基體2之另一主面之下表面露出之方式設置，但較佳為如圖所示埋設於陶瓷基體2內。

於吸附用電極3上連接有導線8，吸附用電極3經由導線8而與直流電源9連接。另一方面，吸附於載置面21上之被加工物A直接地或藉由電漿而與接地線電性連接。藉此，於吸附用電極3與被加工物A之間顯現靜電吸附力，而達成吸附固定。

又，於陶瓷基體2之中央部，設置有自另一主面(圖之下表面)貫通至一主面(圖之上表面)為止之氣體導入孔7。又，於載置面21之附近區域內形成有氣體流路(未圖示)，該氣體流路與氣體導入孔7連通。而且，當於載置面21上吸附有被加工物A時，自氣體導入孔7向由被加工物A及氣體流路所構成之空間供給氦氣等冷卻氣體，藉此可使氣體流路與被加工物A之間及載置面21與被加工物A之間之導熱良好，從而可以使被加工物A之溫度分佈變得均勻之方式進行控制。

作為陶瓷基體2之材料，可列舉：以Al₂O₃、AlN(Aluminum Nitride，氮化鋁)、Al₂O₃-TiO₂之中之至少1種作為主成分者。此處，於陶瓷基體2包含氧化鋁質陶瓷之情形時，在自陶瓷基體2之上表面(載置面21)至吸附用電極3為止之區域內，宜具有例如包含以由碳酸鋁銨(NH₄AlCO₃(OH)₂)所合成之氧化鋁作為起始原料之材料的部分。於以經由鐵鋁氧石而精製之Al₂O₃作為起始原料之情形時，作為不可避免之雜質而混入之Mn之含量變多，針對於此，藉由包含此種材料，可使自陶瓷基體2之上表面至吸附用電極3為止之區域內包含Mn之含量為1×10^-4質量%以下之部分。又，於上述部分，宜為Fe或Cr、鹼金屬、鹼土類金屬亦各為10×10^-4質量%以下之非常高純度之氧化鋁。

於自陶瓷基體2之上表面至吸附用電極3之區域內包含Mn之含量為1×10^-4質量%以下之部分，不會增加陶瓷基體2上之該部分之電洞，故而電荷之流動變佳。從而，可抑制殘留吸附之經時增加，而使晶圓之脫離較為容易。

此處，Mn之含量所影響之殘留吸附之顯現機制被認為係例如如下之情況。

於陶瓷基體2係含有微量之Mn之陶瓷之情形時，藉由電漿照射，以電漿之能量作為激發能量，使Mn自Mn²⁺氧化成Mn³⁺。此時，自Mn釋出之電荷被供於例如Fe³⁺及Cr³⁺等其他金屬之還原，於Mn氧化物內生成氧空位(電洞)，該電洞成為微弱之表面電流之因素。而且，認為該表面電流會作為殘留吸附而顯現。該電洞之生成不僅會於陶瓷基體2之表層產生，亦會經時而於陶瓷基體2之內部產生。

認為此種現象於陶瓷基體2係以Al₂O₃、AlN及Al₂O₃-TiO₂之中之至少1種作為主成分之情形時易於產生。其理由在於：該等陶瓷多數情形時係以經由鐵鋁氧石而精製之Al₂O₃作為起始原料，因作為不可避免之雜質而混入之Mn，陶瓷基體2上所產生之氧空位會成為荷電粒子(電孔)而易於產生洩漏電流。

與此相對，藉由使自陶瓷基體2之上表面(載置面21)至吸附用電極3為止之區域內包含Mn之含量為1×10^-4質量%以下之部分，可抑制電洞之生成，且抑制經時之殘留吸附之增加。

再者，作為於自陶瓷基體2之上表面(載置面21)至吸附用電極3為止之區域內包含Mn之含量為1×10^-4質量%以下之部分之例，可列舉如圖1B所示，將陶瓷基體2之載置面21及其附近區域(載置面附近區域22)設定為Mn之含量為1×10^-4質量%以下之部分之例。此處，所謂載置面附近區域22例如係指具有距載置面21為0.01~0.2 mm之厚度之區域。又，該區域內之Mn之含量並非相對於陶瓷基體2之整體之含量(比例)，而是僅該區域之特定之體積中之含量(比例)。該含量可藉研削、切斷、研磨等公知之方法取出陶瓷基體2之載置面附近區域22內之特定之部分，藉由ICP質量分析(ICP-MS，Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，感應耦合電漿質譜)法對所取出之部位進行測定，之後換算成載置面21及其附近區域(載置面附近區域22)之整體之含量而求出。

此處，於吸附用電極3設置於陶瓷基體2之內部之情形時，如圖2A所示，自陶瓷基體2之上表面(載置面21)至吸附用電極3為止之區域(載置面側區域23)內之Mn之含量較佳為1×10^-4質量%以下。即，於自陶瓷基體2之載置面21至吸附用電極3為止之全部區域內Mn之含量較佳成為1×10^-4質量%以下。再者，陶瓷基體2之厚度通常為2~10 mm，相對於此，自載置面21至吸附用電極3為止之載置面側區域23之厚度通常為0.2~0.4 mm。

藉此，進一步抑制自電壓斷開後逐漸增加之殘留吸附之經時之增加，進而使晶圓易於脫離。其原因在於：於被施予電壓之被加工物A與吸附用電極3之間電場強度最強，故而可藉由極力降低自載置面21至吸附用電極3為止之間之區域內所產生之電洞之量，可更有效地抑止洩漏電流。

進而，於吸附用電極3設置於陶瓷基體2之內部之情形時，如圖2B所示，自陶瓷基體2之上表面(載置面21)至吸附用電極3之下表面附近為止之區域(載置面側區域24)內之Mn之含量較佳為1×10^-4質量%以下。即，於自陶瓷基體2之載置面21至吸附用電極3之下表面附近為止之全部區域內Mn之含量較佳成為1×10^-4質量%以下。再者，陶瓷基體2之厚度通常為2~10 mm，相對於此自載置面21至吸附用電極3之下表面附近為止之區域(載置面側區域24)之厚度通常為0.3~1.9 mm，距該區域內之吸附用電極3之下表面之厚度為0.1~1.5 mm。

藉此，可使處理物不易進而受到洩漏電流之影響，而進行穩定之處理。其原因在於：當於被加工物A與吸附用電極3之間施加電壓時，產生向被加工物A流回之電場的吸附用電極3之下表面附近之區域亦不會增加電洞之量，故而可進而抑止洩漏電流。

又，陶瓷基體2較佳為包含多晶體。藉此，均熱變佳。其原因在於：藉由設定為多晶體可如單晶般無結晶之方向性，故而熱之傳導方式變得均勻。

又，陶瓷基體2中之結晶粒界相之Mn含量較佳為1×10^-4質量%以下。藉此，使晶圓更易脫離。其原因在於：藉由減少作為電力之通路之粒界之Mn之存在量可抑制殘留吸附。再者，Mn易於殘留在結晶粒界間，故而為了形成此種狀態，當製作會成為陶瓷基體2之原料之粉末時，宜進行使用雜質Mn降低之原料等之努力。形成此種狀態可藉由TEM(Transmission Electron Microscopy，穿透式電子顯微鏡)而確認。

又，較佳為如圖3A及圖3B所示，於陶瓷基體2之上表面設置有複數個凸部6。

具體而言，複數個凸部6之各自之突端變為平坦之面且該面成為載置面21。再者，凸部6之高度例如為3~50 μm，凸部6之數量不限定於圖中所示之圖案之數量。於該情形時，凸部6與凸部6之間形成氣體流路5，且該氣體流路5與氣體導入孔7連通。於圖3A及圖3B所示之靜電吸盤1中，沿著陶瓷基體2之一主面之外周形成有周壁4，使凸部6、被加工物A及氣體流路5所成之空間成為密閉之空間，從而可防止自氣體導入孔7供給而至之冷卻氣體大量向外部洩漏。該周壁4根據目的，可設置亦可不設置。又，周壁4可與陶瓷基體2一體而形成，亦可分開而形成。

藉此，既可使晶圓易於脫離，亦可抑制微粒。其原因在於：可實現晶圓之接觸面積之減少，且可抑制被加工物之磨耗。

再者，作為於陶瓷基體2之上表面設置有複數個凸部6之情形時之Mn之含量為1×10^-4質量%以下之部分，例如可列舉：僅如圖4A所示之凸部6、如圖4B所示之凸部6及載置面21之附近區域(載置面附近區域22)等，但較佳為如圖4C所示自陶瓷基體2之上表面(載置面21)至吸附用電極3為止之區域(載置面側區域23)，又較佳為如圖4D所示自陶瓷基體2之上表面(載置面21)至吸附用電極3之下表面附近為止之區域(載置面側區域24)。

以上所述之實施形態係為了使本發明之主旨更加明確而具體地說明者，本發明並不限定於該形態。

以下，對本發明之靜電吸盤之一實施形態之製造方法進行說明。再者，儘管係以Al₂O₃為例進行說明，但若為AlN或Al₂O₃-TiO₂等亦可以相同之方法製作。

首先，稱量特定量之作為主原料之Al₂O₃粉末，並於利用胺基甲酸酯或尼龍等樹脂實施過內襯之球磨機中與離子交換水或有機溶劑等溶劑、有機分散劑及由胺基甲酸酯或尼龍等樹脂包覆之包含金屬或陶瓷之球體一併進行24~72 Hr濕式粉碎混合。關於該樹脂內襯或樹脂包覆球體，所應用之樹脂只要適當選擇不溶解、膨潤於所使用之溶劑中者即可。

此處，為了形成Mn之含量為1×10^-4質量%以下之部分，宜例如使用由碳酸鋁銨(NH₄AlCO₃(OH)₂)合成之氧化鋁、或由Mn之含量為1×10^-4質量%以下之高純度之氫氧化鋁合成之氧化鋁，作為Al₂O₃粉末之主原料；為了形成除此以外之區域，使用經由鐵鋁氧石而精製之Al₂O₃、或由Mn之含量為1×10^-4質量%以上之氫氧化鋁合成之氧化鋁，作為Al₂O₃粉末之主原料。再者，主原料之Al₂O₃粉末宜預先藉由ICP質量分析(ICP-MS)法等，對Mn、Fe、Cr等之存在量進行鑑定、定量。

於以此方式粉碎混合所得之原料漿料中，添加特定量聚乙烯醇或聚乙烯丁醛、丙烯酸樹脂等有機黏合劑及作為輔助性有機材料之可塑劑、消泡劑，進而混合24~48 Hr。藉由刮刀法、軋輥法、加壓成形法、擠出成形法等將經混合之有機-無機混合漿料成形於厚度為20 μm~20 mm、尤其是100~300 μm之陶瓷生片上。具體而言，形成用以形成Mn之含量為1×10^-4質量%以下之部分之陶瓷生片及用以形成除了上述部分以外之區域之陶瓷生片。

然後，於形成陶瓷基體2之陶瓷生片上藉由公知之絲網印刷法等印刷成形用以形成吸附用電極3之鉑、鎢等膏狀電極材料。

此處，以於陶瓷基體2之特定位置形成吸附用電極3之方式，使未印刷膏狀電極材料之陶瓷生片與印刷有膏狀電極材料之電極形成生片重合而積層。積層係一面施加陶瓷生片之降伏應力值以上之壓力一面於特定之溫度下進行積層，作為壓力施加方法，只要應用單軸壓製法、均壓法(乾式、濕式法)等公知之技術即可。再者，為了使自陶瓷基體2之上表面(載置面21)至吸附用電極3為止之區域內包含Mn之含量為1×10^-4質量%以下之部分，只要於較印刷有膏狀電極材料之電極形成生片更上方，配置用以形成Mn之含量為1×10^-4質量%以下之部分之陶瓷生片即可。又，為了使自陶瓷基體2之上表面(載置面21)至吸附用電極3為止之區域內之Mn之含量為1×10^-4質量%以下，只要使配置於較印刷有膏狀電極材料之電極形成生片更上方之陶瓷生片全部為用以形成Mn之含量為1×10^-4質量%以下之部分之陶瓷生片即可。又，為了使自陶瓷基體2之上表面(載置面21)至吸附用電極3之下表面附近為止之區域內之Mn之含量為1×10^-4質量%以下，只要使印刷有膏狀電極材料之電極形成生片亦為用以形成Mn之含量為1×10^-4質量%以下之部分之陶瓷生片，且於較該電極形成生片更下方配置特定片數之用以形成Mn之含量為1×10^-4質量%以下之部分之陶瓷生片即可。

其次，於特定之溫度、環境中煅燒所得之積層體，從而製作吸附用電極3埋設或形成於下表面之陶瓷基體2。

再者，作為於陶瓷基體2之載置面上形成凸部6之方法，可使用遮罩，利用噴砂法、切削加工法或超音波加工法等公知之方法，藉此將例如高度為3~50 μm之凸部6形成為特定之圖案形狀。

藉由以上之製造方法，可製作於電漿環境下殘留吸附之抑制力不會經時劣化之靜電吸盤。

[實施例] (實施例1)

依照如下方式製作具有圖1A及圖1B之構造之本發明之靜電吸盤1。具體而言，將陶瓷基體之中載置面及其附近區域之起始原料設定為以下之6種材料。再者，根據需要適當添加純度99.9質量%以上之粉末試劑之一氧化錳(II)，而實施下述殘留吸附之確認評價。

使用純度99.99質量%以上之Al₂O₃粉末，作為材料1。該Al₂O₃粉末之平均粒徑D50為0.1 μm，最終之雜質Mn於金屬換算下為1×10^-5質量%。

使用向純度99.99質量%以上之Al₂O₃粉末(平均粒徑D50為0.1 μm)中添加MgO、SiO₂、CaO各粉末作為燒結助劑而製成比例為Al₂O₃粉末98質量%、MgO、SiO₂、CaO各粉末合計2質量%者，作為材料2。最終之雜質Mn於金屬換算下為1×10^-5質量%。

使用純度99.9質量%之AlN粉末，作為材料3。該AlN粉末之平均粒徑D50為1.0 μm，最終之雜質Mn於金屬換算下為1×10^-5質量%。

使用向純度99.99質量%以上之Al₂O₃粉末(平均粒徑D50為0.1 μm)粉末中添加TiO₂(平均粒徑D50為0.6 μm)粉末而製成比例為Al₂O₃粉末99質量%、TiO₂粉末1質量%之Al₂O₃-TiO₂粉末者，作為材料4。最終之雜質Mn於金屬換算下為1×10^-5質量%。

使用純度99質量%之莫來石(3Al₂O₃-2SiO₂)粉末，作為材料5。該莫來石粉末之平均粒徑D50為0.5 μm，最終之雜質Mn於金屬換算下為1×10^-5質量%。

使用純度99.9質量%之堇青石(2MgO-2Al₂O₃-5SiO₂)粉末，作為材料6。該堇青石粉末之平均粒徑D50為0.7 μm，最終之雜質Mn於金屬換算下為1×10^-5質量%。

相對於上述材料1~6之原料粉末100質量份，使甲苯80質量份、分散劑0.5質量份於實施過尼龍內襯之球磨機內與Φ20 mm之樹脂包覆球體一併進行48 Hr濕式粉碎混合。再者，於濕式粉碎混合時，亦另外準備相對於各材料分別以於金屬換算下Mn成為1×10^-4質量%、1×10^-3質量%之特定量之方式添加一氧化錳(II)之粉末所得之材料。此處，使用高純度化學研究所股份有限公司製造之純度99.9質量%者作為一氧化錳(II)，粉末係預先於振動研磨機中粉碎成微粉者。

於陶瓷基體之中載置面及其附近區域以外之下側區域內應用於金屬換算下Mn為1×10^-3質量%之材料。

繼而，向該濕式粉碎混合漿料中，添加可塑劑與黏合劑。可塑劑係相對於100質量份原料粉末添加DBP及DOP各2質量份，黏合劑係添加固形物成分換算下為12質量份之聚乙烯丁醛，進而進行30 Hr濕式混合。

其次，藉由刮刀法使混合所得之有機-無機混合漿料成形於厚度100 μm之陶瓷生片上。

接著，藉由絲網印刷法於成為陶瓷基體之陶瓷生片上印刷成形成為吸附用電極之鎢漿。

繼而，以於陶瓷基體之特定之位置形成吸附用電極之方式，使成為未印刷鎢漿之載置面及其附近區域之陶瓷生片與印刷有鎢漿之電極形成生片重合，並一面利用單軸壓製法施加生片之降伏應力以上之壓具體而言為5 MPa，一面於80℃以上之溫度下進行積層。此時，載置面及其附近區域與除此以外之下側區域之邊界係以成為載置面與吸附用電極之間之中、自載置面1層陶瓷生片下之位置(距下述旋轉研削加工後之載置面約50 μm之距離之位置)之方式形成，如上所述於下側區域內應用在金屬換算下Mn已調整為1×10^-3質量%之生片。

其次，於還原環境中、特定之溫度(材料3、5、6之原料粉末以外為1600℃，材料3之原料粉末為2000℃，材料5及材料6之原料粉末為1400℃)下，對所得之積層體進行3 Hr煅燒。

藉由旋轉研削加工對所得之陶瓷基體實施厚度加工，藉由切削加工形成氣體導入孔，載置面係藉由研磨加工而使表面粗度被精加工成以Ra表示為0.1 μm以下，進而藉由使用有遮罩之噴砂法，將高度為12 μm之氣體流路形成為特定之圖案形狀。又，藉由焊接而於吸附用電極上安裝金屬端子(未圖示)，而製成靜電吸盤。

然後，以使所製成之靜電吸盤之吸附面成為140℃之方式於利用鹵素燈而經過加熱之真空腔室內，實施以下之評價。再者，140℃加熱之目的在於進一步促進Mn氧化物內之電荷移動(電洞之生成)。

評價係於對靜電吸盤之吸附面重複進行3000次1週期70秒之電漿處理之後，向吸附用電極施加300秒特定之電壓，而吸附固定矽晶圓。

其後，停止對吸附用電極之電壓施加，使用荷重元對停止1秒後之殘留吸附力進行測定。再者，預先利用單晶藍寶石之主體進行測定，於荷重元之值中0.20 kPa以下被判斷為無殘留吸附力。於全部試料中電漿處理前之殘留吸附力未達0.20 kPa，電漿處理後之結果表示於表1中。

根據表1，可知：就試料No.1、4、7、10、13、16以外之本發明實施例之試料(載置面及其附近區域之Mn量為1×10^-4質量%以下之試料)而言，電漿處理後之殘留吸附力為0.20 kPa以下，有效地抑制了殘留吸附力之增加。

與此相對，可知：就作為比較例之試料No.1、4、7、10、13、16(載置面及其附近區域之Mn量超過1×10^-4質量%之試料)而言，於電漿處理後顯著產生有殘留吸附。

由以上可確認：不論材料1~6之組成，藉由將載置面及其附近區域之Mn之含量設定為1×10^-4質量%以下，可抑制殘留吸附力之增加。

(實施例2)

具有圖2A及圖2B之構造之本發明之靜電吸盤1係使用實施例1之材料1~材料6作為自陶瓷基體之上表面(載置面)至吸附用電極為止之區域(載置面側區域)或至吸附用電極之下表面附近為止之區域(載置面側區域)之起始原料，藉由與實施例1相同之方法而製作。又，與實施例1同樣地，於濕式粉碎混合時，亦另外準備相對於各材料分別以於金屬換算下Mn成為1×10^-4質量%、1×10^-3質量%之特定量之方式添加一氧化錳(II)之粉末所得之材料。

於陶瓷基體之中自上表面至吸附用電極為止之區域(圖2A)或至吸附用電極之下表面附近為止之區域(圖2B)以外之下側區域內應用在金屬換算下Mn為1×10^-3質量%之材料。

再者，相當於圖2B之靜電吸盤係將Mn之含量為1×10^-4質量%之陶瓷生片以使煅燒後之厚度成為0.5 mm之方式重合於吸附用電極之下表面(與載置面相反之側之面)而成之試料。

然後，以使所製成之靜電吸盤之吸附面成為140℃之方式，與實施例1同樣地，於利用鹵素燈而經過加熱之真空腔室內實施以下之評價。

其後，停止對吸附用電極之電壓施加，使用荷重元對停止1秒後之殘留吸附力進行測定。再者，關於全部試料，電漿處理前之殘留吸附力未達0.20 kPa。將該等結果表示於表2中。再者，為了使效果易於理解，亦轉載有一部分表1之結果。

根據表2，由試料No.1與試料No.2、試料No.4與試料No.5、試料No.7與試料No.8、試料No.10與試料No.11、試料No.13與試料No.14、試料No.16與試料No.17、試料No.19與試料No.20、試料No.22與試料No.23之比較可知：將Mn之含量為1×10^-4質量%之區域與其以外之區域之邊界設定為至吸附用電極為止之位置較至自載置面1層生片下為止之位置(距旋轉研削加工後之載置面約50 μm之距離之位置)更有效地抑制了殘留吸附力之增加。

進而，由試料No.2與試料No.3、試料No.5與試料No.6、試料No.8與試料No.9、試料No.11與試料No.12、試料No.14與試料No.15、試料No.17與試料No.18、試料No.20與試料No.21、試料No.23與試料No.24之比較可知：將Mn之含量為1×10^-4質量%之區域與其以外之區域之邊界設定為至吸附用電極之下0.5 mm為止之位置較至吸附用電極為止之位置更有效地抑制了殘留吸附力之增加。

由以上可確認：為了進而有效地抑制殘留吸附力之增加，不限材料1~6之組成，藉由於被施予電壓(電場)之區域內將Mn之含量設定為1×10^-4質量%以下，均可進而抑制殘留吸附力之增加。

(實施例3)

針對實施例2中所製作之起始原料為材料1、具有圖2A之構造之本發明之靜電吸盤1，藉由旋轉研削加工對包含吸附用電極在內之下表面(與載置面相反之側之面)進行研削。所得之陶瓷基體之距載置面之厚度為0.35 mm。

又，利用單晶藍寶石製作與上述靜電吸盤具有同一構造之0.35 mm厚度之陶瓷基板，作為比較之對象。

於該等陶瓷基板上藉由Cr蒸鍍法形成分別與實施例1、2之靜電吸盤相同之吸附用電極。

然後，於吸附用電極上藉由Ag環氧導電接著劑安裝金屬端子(未圖示)而製作靜電吸盤，並且將其進而接著於冷卻底板(未圖示)上。

接著，以使所製成之靜電吸盤之吸附面成為140℃之方式，與實施例1、2同樣地，於利用鹵素燈而經過加熱之真空腔室內實施以下之評價。

評價係於對靜電吸盤之吸附面重複進行3000次1週期70秒之電漿處理之後，向吸附用電極施加300秒特定之電壓，而吸附固定矽晶圓。其後，停止對吸附用電極之電壓施加，使用荷重元對停止1秒後之殘留吸附力進行測定。再者，無論哪種試料，電漿處理前之殘留吸附力均未達0.20 kPa。

進而，針對各試料，對底板施加15 MHz之高頻RF(Radio Frequency，射頻)，利用紅外溫度計對靜電吸盤表面進行測定，而評價最高溫度與最低溫度之差(△T)。

將該等結果表示於表3中。

由表3可知：較由作為比較例之試料2之單晶藍寶石所製作之靜電吸盤，由作為本發明實施例之試料1之多晶氧化鋁所製作之靜電吸盤於高頻環境下之吸附面內之均熱性(△T)良好。其原因在於：藉由將陶瓷基板設定為多晶體可如單晶般無結晶之方向性，故而熱之傳導方式變得均勻。

又，試料1之靜電吸盤於自陶瓷基體之上表面(載置面)至吸附用電極為止之區域(載置面側區域)內，Mn量為1×10^-4質量%，故而殘留吸附之抑制力未經時而劣化。

再者，針對試料1之靜電吸盤，利用穿透式電子顯微鏡(TEM)觀察陶瓷基體之剖面確認：1×10^-4質量%之Mn全部存在於粒界處，且粒界係電洞之通道。從而，可知：藉由減少作為電力之通道之粒界之Mn之存在量可抑制殘留吸附之增加。