TWI406356B - Electrostatic chuck - Google Patents

Description

靜電夾頭 技術領域

本發明係有關於一種用於半導體製造裝置等之靜電夾頭，特別是有關於可穩定地去除因靜電夾頭之殘留電荷所產生之帶電的靜電夾頭。

背景技術

在半導體裝置之製造程序中，係採用利用靜電夾頭之固定方法作為對半導體晶圓進行蝕刻或成膜等時之固定方法。該靜電夾頭之形態包括例如將吸附用電極埋設於由絕緣性陶瓷構成之板狀體中者。

靜電夾頭之晶圓吸附力的種類包括利用庫侖力及利用強生雷貝克(Johnson Rahbek)力兩種，利用庫侖力之種類係藉晶圓與埋設於板狀體中之吸附用電極間的庫侖力來吸附並固定晶圓。另一方面，利用強生雷貝克力之種類係在由體積固有電阻率低之陶瓷構成之板狀體中，使微量電流於吸附用電極流動，因此電荷蓄積在板狀體表面及晶圓表面，且藉該板狀體表面之電荷與晶圓表面之電荷間的庫侖力吸附並固定晶圓。

半導體裝置之製造程序中的使用方法例係，例如，在濺鍍裝置中，在安裝於濺鍍裝置之靜電夾頭上載置半導體晶圓，於靜電夾頭上施加吸附電壓以固定晶圓，再進行濺鍍處理。然後，在濺鍍處理結束後，解除靜電夾頭之吸附電壓，使晶圓脫離。在半導體裝置之製造程序中，頻繁地重覆該吸附、脫離。又，晶圓表面及靜電夾頭之吸附面被長時間吸附以進行濺鍍處理或蝕刻處理，因此有電荷殘留。由於晶圓與板狀體均具有高電阻，所以有時無法完全去除該殘留電荷。特別地，靜電夾頭之吸附面上殘留有殘留電荷時，晶圓之吸附脫離會花費許多時間，使製造程序中之處理量減少。此外，殘留電荷多時，以頂銷機械性地上推晶圓時，也會施加過大之力，使晶圓破損。

因此，已有將逆電壓施加於吸附用電極之方法作為去除殘留於靜電夾頭吸附面之電荷的手段(例如，參照專利文獻1)。

但是，該手段需要複雜之附加電路以施加逆電壓，且有時即使施加逆電壓亦無法完全去除殘留電荷。針對於此，有人提出解決此問題之手段，即，使用具有藉照射紫外線顯示光電效果之介電體層、絕緣性基體及埋設於該等介電體層與基體間之面狀電極的靜電夾頭，於靜電夾頭表面照射數十秒鐘400nm以下波長區域之紫外線，藉此以短時間去除殘留電荷(參照專利文獻2)。

先前技術文獻 專利文獻

【專利文獻1】特開平5-226291號公報

【專利文獻2】特開2004-172487號公報

但是，專利文獻2中所揭示之方法中，雖然不需要於吸附用電極施加逆電壓之附加電路，便可以短時間去除殘留電荷，但是必須照射波長400nm以下之短波長紫外線。波長400nm以下之紫外線由於光能量高，所以當重覆照射時、或長時間照射時，作為構成靜電夾頭之吸附面的介電體層之陶瓷表面會因紫外線之光能量產生變色而受損。並且，有時粒子會因該損傷而由陶瓷表面脫落，產生對半導體裝置之製造程序有害之粒子。又，有時介電體層之陶瓷會因紫外線之光能量變質，使體積固有電阻升高，無法完全去除殘留電荷。

本發明係為了解決上述先前技術中之問題而作成者，其目的是提供一種可以短時間去除殘留電荷，不會損傷吸附面之陶瓷，且可長時間穩定地去除殘留電荷的靜電夾頭。

本發明之靜電夾頭係以具有吸附用電極之板狀體之主表面為吸附面之靜電夾頭，其特徵在於前述板狀體係前述主表面側由藉照射波長450nm以上之可見光而降低體積固有電阻的陶瓷構成。更佳的是由藉照射波長500nm以上之可見光而降低體積固有電阻的陶瓷構成。

又，本發明之靜電夾頭於上述構造中，其特徵在於前述陶瓷具有氧空孔。

此外，本發明之靜電夾頭於上述構造中，其特徵在於前述陶瓷是氮化鋁質陶瓷。

另外，本發明之靜電夾頭於上述構造中，其特徵在於前述陶瓷以0.001~5質量%含有氧。

又，本發明之靜電夾頭於上述構造中，其特徵在於前述吸附面之亮度為20以上。

此外，本發明之靜電夾頭於上述構造中，其特徵在於前述吸附面之算術平均粗糙度Ra為0.01~0.8μm。

利用本發明之靜電夾頭，由於以主表面為吸附面之板狀體主表面側係由可得到藉波長450nm以上之可見光之比以往長波長的光照射，使體積固有電阻降低之內部光電效果(光傳導效果)的陶瓷構成，藉非伴隨紫外線波長區域之長波長光的低光能量光，使體積固有電阻降低，因此即使重覆照射或長時間照射使用，亦不會於陶瓷表面產生伴隨陶瓷變色之損傷或引起體積固有電阻升高之變質。結果，可提供藉防止由陶瓷表面之粒子脫離可防止有害粒子之發生，同時抑制因隨著使用體積固有電阻變高而無法完全去除殘留電荷的情形，可穩定地長時間使用的靜電夾頭。

又，較佳地，利用本發明之靜電夾頭，當陶瓷具有氧空孔時，藉氧空孔，可形成即使光能量較小之可見光亦可激發而使體積固有電阻降低之施子能階，因此可藉照射可見光而確實地使體積固有電阻降低。

另外，更佳地，利用本發明之靜電夾頭，當陶瓷為以氮化鋁為主成分之氮化鋁質陶瓷時，藉以相對電子能量之能階為低之能量輕易地被激發之氮化鋁為主成分，且藉具有氧空孔，可利用低能量，藉照射可見光而確實地使體積固有電阻降低。

更佳地，利用本發明之靜電夾頭，特別地，當陶瓷以0.001~5質量%含有氧時，具有作為靜電夾頭而發揮機能所需之體積固有電阻，因此可藉照射可見光而確實使體積固有電阻降低。

又，較佳地，利用本發明之靜電夾頭，當吸附面之亮度為20以上時，所照射之可見光可輕易進入到使吸附面之體積固有電阻降低所需之深度，光之吸收效率亦變高，因此可藉照射可見光而確實使體積固有電阻降低。

此外，較佳地，利用本發明之靜電夾頭，當吸附面之算術平均粗糙度Ra為0.01~0.8μm時，照射於吸附面之可見光不會反射或漫反射而有效率地被吸收，因此可藉照射可見光而確實使體積固有電阻降低。

圖式簡單說明

第1圖是顯示本發明靜電夾頭實施形態之一例中之概略構造的截面圖。

第2圖是顯示使用本發明靜電夾頭實施形態之例，用以說明去除帶電方法之裝置之概略構造的截面圖。

實施發明之最佳形態

本發明之靜電夾頭適用於去除因殘留電荷而帶電之方法，該方法係在半導體裝置之製造程序中，於各程序結束後，使晶圓由靜電夾頭脫離，然後，在靜電夾頭之吸附面上照射波長450nm以上之可見光，藉此使構成吸附面之陶瓷的體積固有電阻降低，以去除殘留在靜電夾頭之吸附面上的電荷。以下，說明本發明靜電夾頭之實施形態的例子。

第1圖是顯示本發明靜電夾頭實施形態之一例中之概略構造的截面圖。本例之靜電夾頭10係可配合晶圓5之尺寸、及使用靜電夾頭10之裝置等，改變形狀或尺寸，且以設有吸附用電極2之板狀體1之主表面(3)作為晶圓5之吸附面3。在本例中，吸附面3呈圓板狀，且由介電體層1a及基體1b構成，該介電體層1a係由構成吸附面3之主表面(3)側的陶瓷形成，且該基體1b與該介電體層1a一體地形成。於該板狀體1之內部，在本例中，面狀之吸附用電極2埋設在介電體層1a與基體1b之間，且於基體1b中，用以與吸附用電極2電氣地導通且施加吸附電壓之導通端子4與吸附用電極2接合且導出至外部。又，藉由導通端子4施加吸附電壓於吸附用電極2，可將晶圓5靜電吸附於板狀體1之吸附面3。

吸附用電極2係由例如Mo、W等高熔點金屬構成之電極，且由網狀或單板狀等塊狀金屬或由印刷金屬糊後燒成之厚膜金屬構成。以埋設於板狀體1後由塊狀金屬構成之電極作為該吸附用電極2時，吸附用電極2亦可作為高頻濺鍍、電漿CVD或電漿蝕刻之高頻電極使用。

本例之靜電夾頭10設有相對於分割成2個吸附用電極2分別連接導通端子4之雙極型吸附用電極2，但吸附用電極2亦可為單極型。又，吸附晶圓5之種類可為利用庫侖力之種類，亦可為利用強生雷貝克(Johnson Rahbek)力之種類。

在本例中，板狀體1由主表面側之介電體層1a及基體1b構成，該介電體層1a構成成為吸附面3之主表面(3)，且該基體1b與該介電體層1a積層。又，在本發明之靜電夾頭10中重要的是，主表面側之介電體層1a係由藉照射波長450nm以上之可見光降低體積固有電阻之陶瓷構成。在板狀體1中，介電體層1a與基體1b通常宜以同種材料形成，但亦可以異種鹼土金屬形成。在本發明靜電夾頭10之板狀體1中，使用介電體層1a係使用藉照射450nm以上之可見光降低體積固有電阻且具有內部光電效果的陶瓷。介電體層1a之厚度在大約1mm以下為佳，以得到充分之吸附力。板狀體1之吸附面3可依需要形成氣體溝，亦可作成凸起形狀。

板狀體1主表面側之陶瓷，在本例中為介電體層1a之陶瓷的電氣特性係可容易進行去除殘留電荷之帶電去除，並且為了得到作為靜電夾頭10所需之吸附力，在未照射可見光狀態下之體積固有電阻在利用庫倫力之種類時以10¹⁵ Ω‧cm以上為佳，在利用強生雷貝克力之種類時以10⁷ ~10¹² Ω‧cm以上為佳。

又，照射450nm以上之可見光時，藉內部光電效果，使體積固有電阻降低至10¹⁰ Ω‧cm左右，可使吸附面3之殘留電荷通過該陶瓷由吸附用電極2等脫逃，可去除殘留電荷，進行帶電去除。

此外，在本發明之靜電夾頭10中，由於為了去除吸附面3之殘留電荷而使用波長450nm以上之長可見光作為照射光，所以因光能量所產生之陶瓷破壞小，即使重覆照射或長時間照射，亦難以產生陶瓷受到伴隨變色之損傷，或陶瓷變質而使光照射時之體積固有電阻升高的變化。因此，成為抑制陶瓷受到破壞，陶瓷之粒子由吸附面3脫落而產生有害之粒子，或無法充分去除殘留電荷，且可穩定地長時間使用的靜電夾頭10。

又，照射之可見光強度為市售螢光燈由300至500勒克斯(lux)左右，但低於此之200勒克斯左右的強度亦可得到本發明之效果。但是，由於以200勒克斯作為照度稍嫌不足，為了得到充分之效果，最好是在300勒克斯以上。

形成如此板狀體1之吸附用電極2側之介電體層1a的陶瓷，可使用氮化鋁(AlN)質陶瓷、碳化矽(SiC)質陶瓷、氮化矽(Si₃ N₄ )質陶瓷等，作成具有藉照射450nm以上之可見光降低體積固有電阻之內部光電效果者。

形成介電體層1a之該等陶瓷中，最好具有氧空孔。陶瓷因具有氧空孔，可形成即使是光能量較小之可見光亦可激發而使體積固有電阻降低之施子能階，因此可以藉照射可見光確實地降低體積固有電阻。

又，形成介電體層1a之陶瓷最好是以氮化鋁(AlN)為主成分之氮化鋁質陶瓷。AlN結晶之能隙為6.4eV，但是，特別地，由於具有氧空孔，故可形成即使藉照射光能量小至2eV左右之450nm以上之可見光亦可激發的施子能階，可以在本發明之靜電夾頭10中顯示所需之內部光電效果。AlN結晶成長之燒成程序中，由於在燒成環境氣體中導入微量之氧，故AlN之氮的一部份被取代為氧，可製造形成有能階低之施子能階的陶瓷。特別地，在高壓氮(N₂ )氣體中燒成時，可促進該反應，輕易地形成具有氧空孔之陶瓷。又，具體而言，高壓N₂ 氣體之壓力為98Pa以上，且以980Pa以上為佳。

又，形成介電體層1a之陶瓷具有氧空孔時，陶瓷宜以0.001~5質量%之範圍含有氧。特別地，陶瓷係具有氧空孔之氮化鋁質陶瓷，當以0.001%~5質量%之範圍含有氧時，具有未照射可見光時作為靜電夾頭10發揮機能所需之10⁷ ~10¹² Ω‧cm以上或10¹⁵ Ω‧cm以上之體積固有電阻，且可藉照射可見光確實地降低體積固有電阻至10¹⁰ Ω‧cm左右，故可得到適用於經長時間安定地進行殘留電荷之去除的靜電夾頭10。

與介電體層1a一起構成板狀體1之基體1b，如前所述，通常宜以同種材料形成，但亦可以異種材料形成。以異種材料形成介電體層1a與基體1b時，使用例如，使用可在2,000℃之氮環境氣體下燒結之高純度AlN與SiC，可構成介電體層1a與基體1b。此時之製造方法係藉以CIP成形法一體地形成2種成形體後燒成，可得到燒結體之板狀體1。或者，藉熱壓加壓燒成亦可得到同樣燒結體之板狀體1。又，添加Y₂ O₃ 或Er₂ O₃ 作為燒結劑之AlN由於燒成溫度降低至1,800℃左右，可以在氮環境氣體中與Si₃ N₄ 同時地燒結，因此可同樣地選擇介電體層1a與基體1b構成板狀體1。

第2圖是顯示使用本發明靜電夾頭實施形態之例，用以說明去除帶電方法之裝置之概略構造的截面圖。

第2圖中，加工室20內於上部設有高頻電極21，且於與高頻電極21對向之下部，載置安裝有本發明靜電夾頭10之靜電夾頭金屬底座22。製程中，晶圓5被載置於靜電夾頭10之吸附面3上，由靜電夾頭電源23通過導通端子4將吸附電壓施加至吸附用電極2，將晶圓5吸附至靜電夾頭10之吸附面3。接著，於加工室20內，以與作為靜電夾頭10之內部電極的吸附用電極2對向之方式配置高頻電極21，因此藉於兩電極間施加高頻電力，在電漿蝕刻製程或濺鍍製程中，於高頻電極21與晶圓5間之空間產生電漿。

又，在該裝置中，於加工室20內，設置有照射燈24，用以去除在晶圓5脫離後殘留在靜電夾頭10之吸附面3上的帶電電荷。該照射燈24係用以將波長450nm以上之可見光照射在靜電夾頭10之吸附面3者，且只要可將可見光大致均等地照射在靜電夾頭10之吸附面3即可，其數量及設置場所並無特別限制。照射燈24亦可為市售螢光燈，但使用螢光燈時，最好塗布阻截450nm以下波長之表面處理塗層。此外，在曝光製程或塗布機顯影機等程序中，由於在晶圓5之主表面塗布使用感光劑，且感光劑對黃色光之波長400~500nm以下之光感光，所以最好是令照射於靜電夾頭10之吸附面3之可見光的波長為500nm以上。

又，在該裝置中，於加工室20內，照射燈24被光閘25遮蔽，該光閘25在必須照射可見光時開啟。

在加工室20內預定製程結束後，將由靜電夾頭電源23至靜電夾頭10之吸附電壓切斷。接著，以頂銷(圖未示)舉起晶圓5，由靜電夾頭10之吸附面3搬出至加工室20外。然後，點亮照射燈24，打開光閘25，藉照射燈24將用以去除殘留電荷之可見光照射於靜電夾頭10之吸附面3。在此，照射波長450nm以上，且以500nm以上為佳之可見光15秒左右，且以照射30秒左右為佳。如此，被照射可見光之靜電夾頭10中，板狀體1之吸附面3側的陶瓷(介電體層1a)藉內部光電效果降低體積固有電阻而具有半導電性，殘留於靜電夾頭10之吸附面3的電荷藉成為漏電流流至板狀體1內之吸附用電極2且消滅，並藉此被去除。

此外，對靜電夾頭10之吸附面3照射可見光，即使透過設置於加工室20之照射窗進行也沒有問題。又，在加工室20內進行之製程，可適用於使用靜電夾頭10對晶圓5進行之半導體裝置製造程序之PVD(物理蒸氣沈積)、CVD(化學蒸氣沈積)、電漿蝕刻、曝光等大部份製程。

對適合如此由吸附面3去除殘留電荷之本發明靜電夾頭10的介電體層1a(構成板狀體1之吸附面3且藉照射波長450nm以上之可見光降低體積固有電阻之陶瓷)而言，照射於介電體層1a上之可見光最好浸透至可充分顯示內部光電效果之深度而產生影響。因此，最好介電體層1a中之可見光之吸收效率為高。詳而言之，以介電體層1a構成之吸附面3之亮度宜為20以上，特別地，與埋設於介電體層1a下方或內部之吸附用電極2之電極材料色調配合，亮度為50以上則更佳。

埋設於板狀體1中之吸附用電極2的電極材料大多使用如Mo或W等高熔點金屬，但是這些金屬之色調容易吸收可見光而使亮度增加，因此最好將形成介電體層1a之陶瓷的亮度預先調整為20以上，且以50以上更佳。為了如此調整陶瓷之亮度，可藉改變吸附用電極2之厚度來進行調整，或者，亦可藉改變介電體層1a之厚度來進行調整。藉使介電體層1a之厚度減少，可使吸附面3之亮度增加。又，吸附用電極2之電極材料一般會添加與板狀體1之材料同材質之材料1~5質量%左右，以提高與陶瓷之同時燒結性，但是亦可藉調整該同材質之材料之添加量，調整吸附面3之亮度。詳而言之，同材料之材料之添加量愈少，板狀體1之吸附面3之亮度愈大。

又，由陶瓷構成之吸附面3的亮度(色彩)係作成依據色差計(例如，柯尼卡美能達(KONICA MINOLTA)製CR-400)之L*a*b之數值所求出者。

此外，在本發明之靜電夾頭10中有效得到內部光電效果方面，可見光所照射之吸附面3表面的粗糙度也會產生影響。照射波長450nm以上之可見光時，吸附面3之算術平均粗糙度Ra小於0.01μm，反射會變大而使吸附面3之光澤增加，且可見光之吸收率會降低。另一方面，吸附面3之算術平均粗糙度Ra大於0.8μm時，可見光之漫反射增大，吸收率也降低，因此，為了得到穩定良好之內部光電效果，吸附面3之算術平均粗糙度宜為0.01~0.8μm之算術平均粗糙度Ra。該算術平均粗糙度Ra係以東京精密製之表面粗糙度計測定，以中心線平均粗糙度Ra算出。測定條件係依據JIS B0601-1994，截斷值為0.8mm，評價長度為2.4mm測定即可。

本發明之靜電夾頭不限於以上之實施形態的例子，且只要在不偏離本發明要旨之範圍中，可進行種種變更。例如，構成板狀體1、介電體層1a、基體1b之陶瓷的製法不僅可使用氣壓燒結法，亦可使用熱壓法或HIP(Hot Isostatic Pressing：熱等壓加壓)法。

【實施例】

以下，說明本發明之靜電夾頭之實施例。

靜電夾頭為雙極型靜電夾頭。製造方法係對AlN、SiC、Si₃ N₄ 及Al₂ O₃ 之一次原料，分別添加預定量之有機黏合劑以提高成形性，藉刮刀法製作陶瓷帶成形體。此時，帶成形體作成300mm見方且厚度0.3mm左右之尺寸，以製造呈圓板狀板狀體且直徑為Φ200mm者作為燒成及加工後之尺寸。準備20片該等帶成形體，於各個帶成形體塗布用以提高密接性之有機黏合劑，然後，將這20片帶成形體每次一片地依序積層，藉利用大約20Pa之壓力加壓而得到成形體。

在此，靜電夾頭之吸附用電極係由在平均粒徑1μm之W粉末中添加有機黏合劑及分散劑，作成糊狀之墨水體製成。使用網狀之製版將該糊狀墨水體印刷至帶成形體上，使吸附用電極之厚度成為15μm左右。該印刷後之帶成形體考慮厚度進行積層，使其最後位於距離吸附面0.3mm深度位置處。又，對AlN而言，為了比較氧含有量之影響，使用分別以1質量%及7質量%之量添加有Al₂ O₃ 之帶成形體者亦同樣地積層，得到成形體。

接著，為了去除這些成形體之有機黏合劑，在大約500℃之還原環境氣體中脫脂，然後，以預定之燒成條件燒成，得到陶瓷燒結體。燒成條件係在氮環境氣體中，AlN、SiC以大約2,000℃燒成，且Si₃ N₄ 以大約1,900℃燒成。在該燒成過程中，將微量之氧導入燒成爐內，作為使陶瓷具有內部光電效果之手段。在此，為了可在燒成爐內導入微量之氧氣，透過流量計可藉氧導入閥導入氧氣，藉開閉氧導入閥，陶瓷中之氧含量可在大致由0質量%至0.2質量%之範圍內調整。又，對作為比較例之靜電夾頭而言，準備由Al₂ O₃ 構成，且在氧化環境氣體中以1,700℃燒成之陶瓷燒結體。

接著，加工該等陶瓷燒結體之厚度，使吸附用電極位於距離吸附面深度0.3mm處，且加工用以舉起晶圓之頂銷孔及用以與吸附用電極電氣導通之導通端子孔。於該導通端子孔安裝Cu製之導通端子，再藉導電性黏著劑黏接導通端子於吸附用電極，以與吸附用電極導通。如此，製作本發明之實施例及比較例之靜電夾頭，接著，以矽氧黏著劑黏接該靜電夾頭至Al製之靜電夾頭金屬底座，且安裝至評價裝置。在此，矽氧黏著劑由於硬度低，所以被選定作為可吸收板狀體之陶瓷及靜電夾頭金屬底座之Al的熱膨脹差。

在各試料之靜電夾頭之吸附面上載置矽晶圓，在埋設於靜電夾頭之板狀體的吸附用電極上施加1,000V之吸附電壓，使矽晶圓被吸附固定。然後，解除吸附電壓，使晶圓脫離靜電夾頭之吸附面。晶圓之脫離方法係使用藉通過形成於板狀體之頂銷孔之頂銷，由吸附面上推之方法。又，對頂銷而言，係作成藉機械驅動將晶圓上推之機構，但為了不會因殘留於靜電夾頭吸附面之電荷而使晶圓破損或使裡面受損傷而產生粒子，設定成在微量負載之5Pa以上時不會上推，使得直到由殘留於吸附面上之電荷所產生之殘留吸附力成為該負載以下之前均無法上推晶圓。並且，藉該手段，測量直到殘留吸附力成為該負載以下之前之電壓解除後的電荷殘留時間。

首先，使用本發明靜電夾頭之實施例，確認本發明之要件所產生之效果之試驗的條件係在解除吸附電壓後，於60秒後點亮照射燈，將來自照射燈之光照射在靜電夾頭之吸附面上。在此，來自照射燈之光的種類係使用紫外線及可見光，準備分別以360nm及500nm之波長為主之照射燈。結果顯示於表1中。

如表1所示，當使用本發明實施例之靜電夾頭之參考例時，在照射波長360nm之紫外光的試驗中，照射時間合計達到10小時左右時，電壓解除後之電荷殘留時間為3秒鐘左右且是穩定的。但是，在照射時間合計為1,000小時時，需要200秒去除殘留電荷。照射試驗後之體積固有電阻由10¹⁰ Ω‧cm變化至10¹² Ω‧cm。這10¹² Ω‧cm之值係電荷之移動速度緩慢，需要長時間去除殘留電荷之體積固有電阻，因此可確認要花許多時間來去除殘留電荷。

此外，利用TENKOR製之粒子計數器測定晶圓裡面之粒子的結果是，在初期大小0.3μm以下之粒子有1,000個以下，但是1,000小時之照射試驗後，大幅增加至20,000個以上。因此，可確認因長時間照射紫外光，由靜電夾頭之陶瓷構成之吸附面會損傷，體積固有電阻會變化，發生陶瓷之磨耗且產生粒子。

另一方面，對於使用本發明要件之500nm可見光照射燈照射可見光後之靜電夾頭而言，結果是照射時間合計1,000小時後仍是穩定的，電荷殘留時間亦短。特別地，當構成吸附面之陶瓷具有氧空孔時，電荷殘留時間為5秒左右，在實際之半導體製造裝置中需要20秒以下。又，照射時間合計1,000小時後也粒子沒有增加，沒有出現問題。

由以上結果可知，本發明實施例之靜電夾頭在照射比可見光之光能量大的紫外光時，也會顯示內部光電效果，但是陶瓷會因照射可見光而變質劣化。相對於此，利用本發明，陶瓷藉照射450nm以上之可見光亦顯示內部光電效果，因此在初期，理所當然地，長時間使用後陶瓷也不會變質，可確認是一種可穩定長時間使用之靜電夾頭。

接著，為了確認本發明靜電夾頭之陶瓷具有氧空孔的效果，對於使用Al₂ O₃ 作為陶瓷的比較例及使用AlN、SiC、Si₃ N₄ 之實施例進行同樣試驗，結果顯示於表2中。

如表2所示，可確認在使用具有氧空孔之AlN、SiC、Si₃ N₄ 之實施例中，可藉照射波長500nm之可見光，以短時間去除殘留電荷。又，在這些實施例中，所得到的結果是相較於使用AlN者，使用SiC、Si₃ N₄ 者雖為20秒以下，但仍花費較多時間去除殘留電荷。另一方面，在使用氧化物之無氧空孔Al₂ O₃ 的比較例中，即使進行波長500nm之可見光的照射，亦花費300秒以上之時間去除殘留電荷。由以上結果可知，可確認在本發明之靜電夾頭中，於構成吸附面之陶瓷具有氧空孔是有效的。

接著，對於本發明靜電夾頭之陶瓷，確認對使用AlN時之氧量的效果。同樣之試驗的結果顯示於表3中。

由表3所示之結果可知，於一次原料中添加0質量%之Al₂ O₃ 者(在表3中氧量：0質量%)花費20秒去除殘留電荷。另一方面，添加0.001質量%(在表3中氧量：0.001質量%)、及添加5質量%之Al₂ O₃ 者(在表3中氧量：5質量%)可以7秒以下左右去除殘留電荷。又，對於添加7質量%之Al₂ O₃ 者(在表3中氧量：7質量%)而言，相較於需要20秒去除殘留電荷，具有氧空孔是較有效的，但是氧變多時效果會變小，因此，板狀體之吸附面側的陶瓷含有之氧量以0.001質量%以上、5質量%以下為佳。

即，板狀體之吸附面側的陶瓷沒有氧空孔時，去除殘留電荷需要20秒，但是具有氧空孔時，即使以0.001質量%之微量氧亦可以3秒去除，且氧量為5質量%時亦可以7秒之非常短時間去除，而氧量為7質量%時花費時間則變成20秒。這被視為顯示當氧量過多時不易形成氧空孔。因此，氧量係以由0.001質量%至5質量%為佳。

接著，對於本發明靜電夾頭中之陶瓷的吸附面，進行亮度之確認，同樣之試驗的結果顯示於表4中。又，吸附面之亮度係使用柯尼卡美能達(KONICA MINOLTA)製CR-400作成L*a*b之數值而求得。

由表4所示之結果可知，在吸附面之亮度為10時，需要20秒去除殘留電荷使晶圓可脫離。另一方面，在亮度為20及亮度為50時，可以7秒去除殘留電荷使晶圓可脫離。這個結果顯示，由於照射光是波長為500nm之可見光，所以需要如黑體般吸收所照射之光的效果。因此，可了解的是亮度以20以上為佳。

此外，對於本發明靜電夾頭中之陶瓷的吸附面，確認表面粗糙度(算術平均粗糙度Ra)之效果，同樣之試驗的結果顯示於表5中。

如表5所示，吸附面之算術平均粗糙度Ra為0.005μm及1.6μm時，需要20秒左右去除殘留電荷使晶圓可脫離。相對於此，吸附面之算術平均粗糙度Ra為0.01μm及0.8μm時，可以5秒以下去除殘留電荷使晶圓可脫離。這個結果是因照射光為可見光之吸附面中的反射或散射，影響可見光不易由吸附面被吸收的緣故。因此，可了解的是吸附面之算術平均粗糙度Ra以0.01~0.8μm為佳。

1．．．板狀體

1a．．．介電體層

1b．．．基體

2．．．吸附用電極

3．．．吸附面

4．．．導通端子

5．．．晶圓

10．．．靜電夾頭

20．．．加工室

21．．．高頻電極

22．．．靜電夾頭金屬底座

23．．．靜電夾頭電源

24．．．照射燈

25．．．光閘

第1圖是顯示本發明靜電夾頭實施形態之一例中之概略構造的斷面圖。

第2圖是顯示使用本發明靜電夾頭實施形態之例，用以說明去除帶電方法之裝置之概略構造的斷面圖。

1．．．板狀體

1a．．．介電體層

1b．．．基體

2．．．吸附用電極

3．．．吸附面

4．．．導通端子

5．．．晶圓

10．．．靜電夾頭

Claims (4)

1. 一種靜電夾頭，係以具有吸附用電極之板狀體之主表面為吸附面之靜電夾頭，其特徵在於前述板狀體係主表面側由藉照射波長450nm以上之可見光而降低體積固有電阻的陶瓷構成，該陶瓷包含0.001~5質量%之氧，並且具有氧空孔。
2. 如申請專利範圍第1項之靜電夾頭，其中前述陶瓷是氮化鋁質陶瓷。
3. 如申請專利範圍第1項之靜電夾頭，其中前述吸附面之亮度為20以上。
4. 如申請專利範圍第1項之靜電夾頭，其中前述吸附面之算術平均粗糙度Ra為0.01~0.8μm。