TWI782819B - 靜電吸盤及處理裝置 - Google Patents

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Abstract

一種靜電吸盤，為約翰遜-拉貝克力型的靜電吸盤，具有金屬基材、隔著絕緣層而設置於所述金屬基材上的靜電吸附用電極、以及構成與被處理體相接觸的靜電吸附面的介電層，所述靜電吸盤中，所述介電層包含陶瓷噴鍍皮膜與填充至所述陶瓷噴鍍皮膜的氣孔內的封孔成分，所述封孔成分包含含有稀土元素的金屬有機酸鹽。

Description

靜電吸盤及處理裝置
本發明是有關於一種靜電吸盤、及包括該靜電吸盤的處理裝置。
於半導體裝置的製造步驟中，為了保持半導體晶圓而使用靜電吸盤。作為靜電吸盤，例如已知有如下者：於金屬製的載置台上隔著絕緣層設置吸盤用電極，進而以覆蓋吸盤用電極的方式積層陶瓷製的介電層，並將該介電層的表面設為用以保持半導體晶圓的靜電吸附面。
靜電吸盤例如配置於電漿蝕刻裝置等電漿處理裝置內。配置於電漿處理裝置內的靜電吸盤的靜電吸附面要求對於電漿氣體或清洗液具有耐腐蝕性。這是因為反覆使用該靜電吸盤。 例如，電漿蝕刻裝置為了去除附著於蝕刻腔室內壁上的自被處理材料產生的反應生成物，於每個半導體晶圓或每個批次中進行清洗步驟。於該清洗步驟中，例如進行使用氟（F）等鹵素、或包含鹵素的混合氣體的電漿清洗。此時，靜電吸盤的靜電吸附面亦暴露在用於電漿清洗的電漿氣體中。
因此，提出於配置於電漿處理裝置內的靜電吸盤的靜電吸附面上，設置用以防止由電漿氣體（包含在清洗步驟中所使用的電漿氣體）或清洗液引起的腐蝕的保護層。作為保護層的形成方法，例如可使用物理氣相沈積（physical vapor deposition，PVD）法、化學氣相沈積（chemical vapor deposition，CVD）法、噴鍍法、塗佈法等。其中，可以數100 μm左右的厚度形成陶瓷（例如，氧化釔）的塗層的噴鍍法適合作為耐腐蝕性高的保護層的形成方法。
另一方面，於藉由噴鍍法形成的皮膜上大多會形成氣孔，為了堵塞該氣孔，有時實施被稱為封孔處理的後處理。封孔處理大多使用環氧樹脂等有機系的樹脂，但亦有塗佈包含無機成分的塗層材料後，使溶劑成分揮發而將無機成分填充至氣孔內的方法（例如，參照專利文獻1、專利文獻2）。
此處，若填充至作為保護層的噴鍍皮膜的氣孔中的封孔成分消失，則介電層內部可能會暴露在電漿氣體中，從而影響介電層的特性。例如，由於介電層的裂紋或消耗而介電層附著於半導體晶圓上，其結果，半導體晶圓的良率有可能降低，或介電層自身的電特性有可能受損而引起吸附不良。 [現有技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2004-190136號公報 專利文獻2：日本專利特開2004-260159號公報
[發明所欲解決之課題] 靜電吸盤根據靜電吸附機構的不同，可區分為約翰遜-拉貝克（Johnson-Rahbek）力型、或庫侖（Coulomb）力型等若干類型，根據類型的不同，有時無法於靜電吸附面形成耐腐蝕性高的介電層。 例如，氧化釔的塗層由於體積電阻率大，因此無法作為於最表面流過微量的電流的約翰遜-拉貝克力型的靜電吸盤的介電層使用。
作為於約翰遜-拉貝克力型的靜電吸盤的靜電吸附面形成耐腐蝕性高的介電層的方法，考慮如下方法：使用體積電阻率低、且耐腐蝕性亦優異的噴鍍材料，藉由噴鍍法形成介電層。然而，現狀是未找到能夠實現其的噴鍍材料。
另外，作為其他方法，亦考慮如下方法：使用耐腐蝕性差但體積電阻率低的噴鍍材料形成陶瓷噴鍍皮膜，之後使用耐腐蝕性高的封孔處理劑進行封孔處理。若為該方法，則可期待於不使靜電吸附面的電特性大幅變化的情況下形成耐腐蝕性高的介電層。
然而，如專利文獻1、專利文獻2般，若欲藉由溶膠凝膠法並利用氧化釔對陶瓷噴鍍皮膜的氣孔內進行封孔，則需要於高溫（例如，500℃以上的溫度）下進行熱處理至有機成分消失為止，因此起因於陶瓷噴鍍皮膜與構成靜電吸盤的金屬製的載置台的熱膨脹差而有時於陶瓷噴鍍皮膜上產生大的裂紋，陶瓷噴鍍皮膜不再作為介電層發揮功能。
另外，亦考慮如下方法：使用耐腐蝕性差但體積電阻率低的噴鍍材料形成陶瓷噴鍍皮膜後，代替封孔處理而以覆蓋陶瓷噴鍍皮膜的表面整體的方式藉由PVD法或CVD法形成具有耐腐蝕性的數微米左右的被膜。 然而，於該方法的情況下，亦會因由PVD法或CVD法引起的處理中的熱，而有時於陶瓷噴鍍皮膜上產生起因於陶瓷噴鍍皮膜與構成靜電吸盤的金屬製的載置台的熱膨脹差的裂紋。 如此，對於約翰遜-拉貝克力型的靜電吸盤，難以於靜電吸附面形成體積電阻率低、耐腐蝕性高的介電層。 [解決課題之手段]
本發明者等人為解決所述課題而進行努力研究，發現藉由使用新的封孔成分，可提供包括體積電阻率低、耐腐蝕性高的層作為構成靜電吸附面的介電層的約翰遜-拉貝克力型的靜電吸盤，從而完成了本發明。
（1）本發明的靜電吸盤為約翰遜-拉貝克力型的靜電吸盤，具有金屬基材、隔著絕緣層而設置於所述金屬基材上的靜電吸附用電極、以及構成與被處理體相接觸的靜電吸附面的介電層， 所述介電層包含陶瓷噴鍍皮膜與填充至所述陶瓷噴鍍皮膜的氣孔內的封孔成分， 所述封孔成分包含含有稀土元素的金屬有機酸鹽。
所述靜電吸盤包括包含陶瓷噴鍍皮膜與特定的封孔成分的介電層作為具有靜電吸附面的介電層，該介電層是體積電阻率低且耐腐蝕性高的層。因此，所述靜電吸盤是耐腐蝕性優異的約翰遜-拉貝克力型的靜電吸盤。
（2）所述靜電吸盤較佳為所述陶瓷噴鍍皮膜的體積電阻率為1.0×10 8Ω·cm～1.0×10 13Ω·cm。 該情況下，作為約翰遜-拉貝克力型的靜電吸盤，可發揮良好的靜電吸附性能。
（3）於所述靜電吸盤中，較佳為所述陶瓷噴鍍皮膜包含鋁-鈦氧化物。 該情況下，特別適於設為適於約翰遜-拉貝克力型的靜電吸盤的體積電阻率。 （4）於所述靜電吸盤中，較佳為所述稀土元素為釔或鐿。 該些情況下，特別適於將所述介電層製成耐腐蝕性高的層。
（5）本發明的處理裝置包括如所述（1）～（4）中任一項所述的靜電吸盤。 作為所述處理裝置，例如可列舉電漿處理裝置等。此時，所述電漿處理裝置所包括的靜電吸盤的耐腐蝕性（耐電漿性）優異。 [發明的效果]
根據本發明，可提供靜電吸附面的耐腐蝕性優異的約翰遜-拉貝克力型的靜電吸盤、及包括該靜電吸盤的處理裝置。
以下，參照圖式對本發明的實施方式進行說明。 （第一實施方式） 此處，以電漿處理裝置為例對本發明的實施方式進行說明。 圖1是表示本實施方式的電漿處理裝置的概略結構的縱剖面圖。 圖1所示的處理裝置是電漿處理裝置10。該電漿處理裝置10例如可較佳地用作電漿蝕刻裝置。 電漿處理裝置10大致劃分而具有三個部分。具體而言，具有電漿形成部11、真空容器12、及排氣系統13。
電漿形成部11具有微波源101、波導管103、及螺線管線圈（靜磁場的發生裝置）104。微波源101經由電源接地，藉由鄰接的自動匹配器102，可調整負載阻抗，自動地抑制反射波。波導管103的剖面自矩形形狀變化為圓形形狀，並將微波傳遞至圓筒狀的空腔諧振部105。螺線管線圈104以覆蓋真空容器12的上方及側方的方式配置，藉由改變向該電磁鐵通電的電流，可控制靜磁場的分佈。
真空容器12具有介電體窗（微波導入窗）111、簇射板112、氣環（氣體導入部）113、及電漿處理室110。於真空容器12中，自氣體源140藉由質量流量控制器141、及氣體供給閥142進行了流量控制的所期望的反應性氣體經由氣環（氣體導入部）113被導入至介電體窗（微波導入窗）111與簇射板112之間，並經由簇射板112而被供給至電漿處理室110內。
簇射板112構成為於與靜電吸附於靜電吸盤120的半導體晶圓150相向的位置設置有多個孔部，可將來自氣體源140的處理氣體供給至真空容器12內。 簇射板112是以與靜電吸盤120隔開間隔的狀態相向設置。
真空容器12進而於電漿處理室110內的下方具有靜電吸盤120。 靜電吸盤120具有圓盤形狀，能夠進行作為被處理體的半導體晶圓（於本說明書中，亦簡稱為晶圓）150的利用靜電的吸附保持或者進行晶圓150的溫度控制。進而，於靜電吸盤120的金屬基材201經由匹配器122連接有射頻（Radio Frequency，RF）電源121，靜電吸盤120構成為可向晶圓150施加RF。
排氣系統13具有可動閥130及渦輪分子泵（Turbomolecular pump：TMP）131。電漿處理室110內的氣體自TMP 131被排出。設置於TMP上游部的可動閥130控制排出的氣體的排氣速度，藉此，控制電漿處理室110內的壓力。
參照圖2對靜電吸盤120的結構進行詳細說明。 圖2是圖1的電漿處理裝置10所包括的靜電吸盤的縱剖面圖。 靜電吸盤120包括：包含金屬的金屬基材201、配置於該金屬基材201的上表面的絕緣層202、配置於該絕緣層202上的吸盤電極（靜電吸附用電極）205、以及以覆蓋該吸盤電極205的方式設置的介電層206。
絕緣層202於其內部包括加熱器（加熱器層）203。加熱器203藉由未圖示的加熱器用直流電源進行通電加熱。 介電層206具有與晶圓150相接觸的靜電吸附面207。介電層206以覆蓋靜電吸盤120的上表面及側面的方式設置，亦具有作為靜電吸盤120的保護層的功能。
於靜電吸盤120（金屬基材201）的內部，以同心圓狀或螺旋狀配置有流路（製冷劑槽）204。向該流路204中導入藉由未圖示的溫度調節單元調節了溫度及流量（流速）的製冷劑。 於靜電吸盤120的介電層206與晶圓150的背面之間設置有未圖示的傳熱氣體流路。該傳熱氣體流路包含設置於介電層206的表面的槽與半導體晶圓，該槽作為氣體的流路發揮功能。自傳熱氣體供給源向該傳熱氣體流路供給He等具有熱傳遞性的氣體。
靜電吸盤120藉由使用直流電源（未圖示）向吸盤電極205施加直流電壓（吸盤電壓）而產生約翰遜-拉貝克力，從而可將半導體晶圓150吸附保持於靜電吸盤120的靜電吸附面207上。
金屬基材201例如包含鈦、鋁、鉬、鎢、含有該些中的至少一種的合金等。於使用鋁製的金屬基材的情況下，例如亦可對表面進行耐酸鋁（alumite）處理。 絕緣層202例如包含氧化鋁（Al 2O 3）等。絕緣層202例如是藉由噴鍍而形成的噴鍍皮膜。絕緣層202可包括一層噴鍍皮膜，亦可包括兩層以上的噴鍍皮膜。
介電層206包含陶瓷噴鍍皮膜與填充至所述陶瓷噴鍍皮膜所具有的氣孔內的封孔成分。封孔成分防止大氣中的水分、或於蝕刻處理中產生的反應生成物浸入至噴鍍皮膜內的氣孔或於表面研磨加工時產生的微裂縫內。 關於用以使封孔成分填充至陶瓷噴鍍皮膜的氣孔內的封孔處理，例如將封孔劑塗佈於陶瓷噴鍍皮膜的表面，使其含浸一定時間後，進行熱處理而使封孔劑中的溶劑成分揮發來進行。
構成介電層206的陶瓷噴鍍皮膜例如是包含鋁-鈦氧化物的被膜。 作為所述鋁-鈦氧化物，更佳為包含2.0 wt%～12.0 wt%的鈦氧化物，其餘部分為鋁氧化物。 介電層206可包含一層噴鍍皮膜，亦可包含兩層以上的噴鍍皮膜。
絕緣層202的厚度例如為200 μm～500 μm左右。 介電層206的厚度例如為100 μm～500 μm左右。
構成介電層206的陶瓷噴鍍皮膜的體積電阻率較佳為1.0×10 8Ω·cm～1.0×10 13Ω·cm。 該範圍是適於利用約翰遜-拉貝克力對被處理體進行靜電吸附的體積電阻率。 若所述體積電阻率未滿1.0×10 8Ω·cm，則於介電層206中流動的電流量變得過多，難以發揮基於約翰遜-拉貝克力的靜電吸附性能。另外，若所述體積電阻率超過1.0×10 13Ω·cm，則於介電層206中流動的電流量變得過少，難以發揮基於約翰遜-拉貝克力的靜電吸附性能。 所述包含2.0 wt%～12.0 wt%的鈦氧化物、其餘部分為鋁氧化物的陶瓷噴鍍皮膜由於體積電阻率為1.0×10 8Ω·cm～1.0×10 11Ω·cm，因此適合作為約翰遜-拉貝克力型靜電吸盤的介電層206。
所述封孔成分包含含有稀土元素的金屬有機酸鹽。作為所述封孔成分，較佳為包含所述金屬有機酸鹽與樹脂的固化物。該情況下，樹脂發揮保持金屬有機酸鹽的黏合劑的作用。 此種固化物的環境阻隔性優異，防止清洗液或腐蝕性氣體浸入至所述陶瓷噴鍍皮膜的內部。另外，所述固化物包含含有稀土元素的金屬有機酸鹽，於電漿處理裝置的使用時稀土元素因氧電漿等的影響而氧化，形成稀土氧化物（氧化釔等）。因此，不易因電漿而劣化，可長期維持良好的封孔狀態。其結果，可抑制吸盤電極205或金屬基材201等的腐蝕，耐腐蝕性優異。
另外，用以將所述固化物填充至陶瓷噴鍍皮膜的氣孔內的封孔處理可於200℃以下的低溫下實施。 因此，於進行封孔處理時，可避免由於金屬基材201與所述陶瓷噴鍍皮膜的熱膨脹差而於所述陶瓷噴鍍皮膜上產生裂紋等。 進而，所述固化物對所述陶瓷噴鍍皮膜的體積電阻率的影響小，因此可維持該陶瓷噴鍍皮膜所具有的適於利用約翰遜-拉貝克力對被處理體進行靜電吸附的電特性。
於所述含有稀土元素的金屬有機酸鹽中，作為稀土元素，較佳為釔、或鐿。這是因為該些的氧化物的耐腐蝕性（耐電漿性）高。 作為所述含有稀土元素的金屬有機酸鹽，例如可列舉含羧基的化合物與含稀土元素的化合物的鹽。作為具體例，例如可列舉：2-乙基己酸釔、辛酸釔、癸酸釔、硬脂酸釔、環烷酸釔等。
如所述般，就提高介電層206的環境阻隔性及耐腐蝕性的觀點而言，所述封孔成分較佳為含有樹脂的固化物。 作為所述樹脂，可為天然樹脂與合成樹脂的任一種。作為所述天然樹脂，較佳為類萜。其中，較佳為以松脂酸、海松酸等二萜系羧酸為主要成分的松香。其理由在於：二萜系羧酸中包含的羥基與氧化物陶瓷的親和性高，提高陶瓷噴鍍皮膜與封孔成分的密接性，環境阻隔性優異。
所述封孔成分中的含有稀土元素的金屬有機酸鹽的含量較佳為20 wt%以上。若所述金屬有機酸鹽的含量未滿20 wt%，則有時無法充分地形成稀土氧化物。就耐腐蝕性更優異的方面而言，所述金屬有機酸鹽的含量更佳為40 wt%以上。 所述封孔成分中的樹脂的含量較佳為10 wt%以上，若未滿10 wt%，則封孔有時不充分。更佳為40 wt%以上，可獲得優異的環境阻隔性。
此種結構的介電層206例如可利用下述方法形成。 （1）將鋁-鈦氧化物等噴鍍材料以覆蓋吸盤電極205的方式噴鍍於絕緣層202上，從而形成包含金屬氧化物且具有氣孔的陶瓷噴鍍皮膜。 此時，作為噴鍍方法，並無特別限定，例如可採用電漿噴鍍、火焰噴鍍等。
（2）與所述步驟（1）不同，準備含有所述稀土元素的金屬有機酸鹽，將其稀釋到樹脂油中，進而加入有機溶劑，以成為適當的黏度的方式進行濃度調整。 此處，作為所述有機溶劑，可列舉乙酸酯等。 作為所述樹脂油，可列舉松節油等。
（3）將步驟（2）中製備的溶液塗佈於步驟（1）中形成的陶瓷噴鍍皮膜上，使所述溶液滲透至所述陶瓷噴鍍皮膜的氣孔中。 （4）之後，例如於加熱溫度120℃～200℃下進行加熱處理，使有機溶劑的一部分或全部揮發，將所述封孔劑燒結。 藉由經過此種步驟，於陶瓷噴鍍皮膜的氣孔內填充包含含有稀土元素的金屬有機酸鹽與含有松香的樹脂混合存在而成的固化物的封孔成分，可形成包含陶瓷噴鍍皮膜與封孔成分的介電層206。
接下來，對使用了電漿處理裝置10的處理方法進行說明。 首先，自搬入口（未圖示）將半導體晶圓150搬入真空容器12內，載置於靜電吸盤120上，關閉搬入口。接下來，一邊藉由可動閥130調節排氣速度，一邊藉由TMP 131對電漿處理室110內的氣體進行排氣。 之後，自直流電源（未圖示）向吸盤電極205施加直流電壓，使半導體晶圓150靜電吸附於介電層206的靜電吸附面207上，並且經由質量流量控制器141及氣體供給閥142將處理氣體自氣體源140供給至電漿處理室110內。
由微波源101振盪並經由波導管103及介電體窗111、簇射板112導入至處理室110內的電場與由磁場產生線圈104形成的磁場產生相互作用，使供給至處理室110內的處理用氣體離解而於處理室110內生成電漿。利用由此形成的處理氣體的電漿來對吸附於靜電吸盤120上的半導體晶圓150實施蝕刻處理。 此時，使用靜電吸盤120所包括的加熱器層203及流路204等，將半導體晶圓150的溫度控制為規定溫度。
（其他實施方式） 於第一實施方式中，絕緣層202是包含藉由噴鍍形成的陶瓷的絕緣層，但於本發明的實施方式的靜電吸盤中，所述絕緣層亦可為將燒結體成形而成者。該情況下，所述絕緣層經由包含環氧樹脂系接著劑、矽酮樹脂系接著劑等的接著劑層而固定於金屬基材的上表面。 於本發明的實施方式的靜電吸盤中，加熱器層或流路（製冷劑槽）並非必需，視需要設置即可。
可適用於本發明的實施方式的電漿處理裝置的電漿方式並不限定於微波電子迴旋共振（electron cyclotron resonance，ECR）電漿方式，亦可適用電容耦合型電漿方式或感應耦合型電漿方式等其他電漿方式。
本發明的實施方式的處理裝置並不限定於電漿蝕刻裝置，亦可為灰化裝置或成膜裝置等其他處理裝置。 於本發明的實施方式中，被處理體並不限定於半導體晶圓，例如亦可為液晶顯示器（liquid crystal display，LCD）用玻璃基板等。
[評價試驗] 本發明的實施方式的靜電吸盤的靜電吸附面具有優異的耐腐蝕性。為了表明所述情況，進行下述的評價試驗。
（試驗例1） 於該試驗例中，形成實施了各種噴鍍及封孔處理的試驗片，進行暴露於電漿蝕刻環境中的試驗（以下，亦稱為暴露試驗）。於該試驗例中，評價了因試驗片的彎曲變形而產生裂紋之前的應變量的變化。
（1）供試基材 供試基材設為鈦（TP340），自該基材製作多個尺寸：寬16 mm×長100 mm×厚4 mm的基材片。
（2）噴鍍皮膜的形成及封孔處理 使用大氣壓電漿噴鍍法於各基材片的一面噴鍍氧化鋁-10 wt%二氧化鈦粉末，形成0.3 mm厚的陶瓷噴鍍皮膜。接下來，對該陶瓷噴鍍皮膜實施各種封孔處理。封孔處理利用以下的兩種（封孔處理A及封孔處理B）的方法進行。
封孔處理A：將包含松節油55 wt%、2-乙基己酸釔15 wt%、及乙酸酯30 wt%的混合溶液塗佈並含浸於陶瓷噴鍍皮膜的表面，於150℃下煆燒2小時。如此，準備了利用包含2-乙基己酸釔與樹脂的封孔成分對陶瓷噴鍍皮膜的氣孔內進行了填充的試驗片（No.1）。
封孔處理B：將包含單甲基三異氰酸酯矽烷10 wt%與乙酸酯90 wt%的混合溶液塗佈並含浸於陶瓷噴鍍皮膜的表面，於70℃下煆燒6小時。如此，準備了利用矽酮樹脂對陶瓷噴鍍皮膜的氣孔內進行了封孔的試驗片（No.2）。 另外，亦準備了形成陶瓷噴鍍皮膜、未實施封孔處理的試驗片（No.3）。
（3）試驗方法、及其條件 為了調查於暴露於電漿蝕刻環境中前後，試驗片產生裂紋之前的應變量的變化，於以下所示的條件下將試驗片（No.1～No.3）暴露於電漿蝕刻環境中200小時。
＜電漿蝕刻條件＞ Ar氣體流量     ：60 ml/min NF 3氣體流量    ：750 ml/min 壓力                 ：40 Pa 放電輸出          ：1000 W
接下來，於暴露試驗前後的各試驗片的噴鍍面接著應變規，以90°賦予彎曲變形，測定產生裂紋時的應變量。
（4）試驗結果 圖3中示出試驗結果。圖3是表示試驗例1的測定結果的圖表。圖3的表中的各數值表示以試驗片（No.2）暴露前的所述應變量為基準的相對值。 試驗片（No.2）及試驗片（No.3）於暴露於電漿蝕刻環境中後，產生裂紋之前的應變量大幅降低。 另一方面，試驗片（No.1）於暴露於電漿蝕刻環境中後，產生裂紋之前的應變量的變化幾乎看不到。 因此，將包含2-乙基己酸釔與樹脂的封孔成分填充至氣孔內的陶瓷噴鍍皮膜與其他規格相比，確認到其適於抑制裂紋。
（試驗例2） 於該試驗例中，於實施各種噴鍍及封孔處理，形成具有圖2所示的結構的評價用靜電吸盤後，進行將該評價用靜電吸盤暴露於電漿蝕刻環境中的暴露試驗，進行（a）於噴鍍皮膜產生裂紋之前的累計放電時間、（b）暴露試驗後的剖面X射線光電子光譜術（X-ray photoelectron spectroscopy，XPS）分析、及（c）暴露試驗後的電子探針顯微分析（electron probe micro-analysis，EPMA）分析。
（1）供試基材 於本試驗例中，供試基材設為鈦（TP340）。
（2）噴鍍皮膜的形成、及封孔處理 於本試驗例中，於該基材片上，作為第一絕緣層，使用大氣壓電漿噴鍍法噴鍍氧化鋁粉末，形成陶瓷噴鍍皮膜。 接下來，作為加熱器層，使用大氣壓電漿噴鍍法將鎢粉末噴鍍於第一絕緣層上，形成鎢噴鍍皮膜。 接下來，作為第二絕緣層，使用大氣壓電漿噴鍍法將氧化鋁粉末噴鍍於加熱器層及第一絕緣層上，形成陶瓷噴鍍皮膜。 接下來，作為吸盤電極層，使用大氣壓電漿噴鍍法將鎢粉末噴鍍於第二絕緣層上，形成鎢噴鍍皮膜。 接下來，作為介電層，使用大氣壓電漿噴鍍法噴鍍氧化鋁-10 wt%二氧化鈦粉末，形成陶瓷噴鍍皮膜。 接下來，關於試驗例1中進行的各種封孔處理，針對介電層按區域分開塗佈。
經過此種處理，製作評價用靜電吸盤220（參照圖4的（a））。 該評價用靜電吸盤220具有於介電層的靜電吸附面上進行了與試驗例1的試驗片（No.1）相同的封孔處理的區域A、以及進行了與試驗例1的試驗片（No.2）相同的封孔處理的區域B。
（3）暴露試驗的方法 將所述評價用靜電吸盤220於以下所示的條件下暴露於電漿蝕刻環境中。另外，評價用靜電吸盤220的加熱器層與未圖示的加熱器用直流電源連接，反覆進行通電。 ＜電漿蝕刻條件＞ Ar氣體流量     ：60 ml/min NF 3氣體流量    ：750 ml/min 壓力                 ：40 Pa 放電輸出          ：1000 W 加熱器輸出       ：1200 W
（a）產生裂紋之前的累計放電時間 將所述累計放電時間的測定結果示於圖4的（a）、圖4的（b）。 圖4的（a）是示意性地表示於試驗例2中製作的評價用靜電吸盤220的圖，圖4的（b）是表示於試驗例2中測定的產生裂紋之前的累計放電時間的圖表。 如圖4的（b）所示，於區域A中，即便在1000小時的放電中亦未產生裂紋，但於區域B中，於180小時的放電中產生了裂紋。
（b）剖面XPS分析結果 將暴露試驗後的評價用靜電吸盤的一部分切斷，進行陶瓷噴鍍皮膜部分的剖面XPS分析。將結果示於圖5的（a）、圖5的（b）。 圖5的（a）是暴露試驗後的區域A的切斷面的觀察圖像，圖5的（b）是表示於試驗例2中測定的評價用靜電吸盤的皮膜中的各成分的分佈的圖。 作為XPS分析裝置，使用PHI公司製造的QuanteraSXM。 如圖5的（a）、圖5的（b）般，確認到區域A的氟量比區域B少。
（c）剖面EPMA分析結果 將暴露試驗後的評價用靜電吸盤的一部分切斷，進行陶瓷噴鍍皮膜的表面附近的剖面EPMA分析。將結果示於圖6的（a）、圖6的（b）。 圖6的（a）及圖6的（b）是表示於試驗例2中測定的評價用靜電吸盤的皮膜中的氟的分佈的圖，（a）表示區域A的分析結果，（b）表示區域B的分析結果。圖6的（a）及圖6的（b）均為彩色顯示的圖。 作為EPMA分析裝置，使用日本電子公司製造的JXA-8500F。 如圖6的（a）、圖6的（b）般，確認到區域A的氟量比區域B少，自表面的滲透範圍亦窄。
（試驗例3） 於該試驗例3中，對試驗例1中製作的試驗片（No.1）的噴鍍皮膜中包含的封孔成分進行分析。 首先，將與試驗例1中使用者相同的封孔劑放入坩堝，於150℃下煆燒2小時並使其固化。 接下來，對所獲得的固化物進行FT-IR分析。 FT-IR分析是使用安捷倫科技（Agilent Technologies）公司製造的傅立葉轉換型紅外分光分析器3100型。 圖7是藉由FT-IR分析而獲得的紅外線（infrared，IR）光譜。 藉由該FT-IR分析，確認到於固化物中包含2-乙基己酸釔。
接下來，對藉由在150℃下煆燒2小時而獲得的固化物進行GC-MS分析。 GC-MS分析是使用安捷倫科技（Agilent Technologies）公司製造的氣相層析質量分析器5977A MSD。作為衍生物化處理，藉由利用鹽酸甲醇5 wt%溶液對固化物進行80℃的密閉加熱（保持18.5小時）而使其溶解，進行甲酯化。
圖8是藉由GC-MS分析而獲得的層析圖。 圖9的（a）及圖9的（b）是於圖8的層析圖中檢測出的檢測峰值的一部分（峰值3及峰值4）的質譜，圖9的（c）～圖9的（e）是資料庫檢索結果。 於該GC-MS分析中，確認到於固化物中包含2-乙基己酸、及源自松節油的松脂酸類似化合物。
進而，利用島津製作所公司製造的GC2010對該試樣（固化物）進行GC分析。 此處，作為管柱，使用安捷倫科技（Agilent Technologies）公司製造的DB-17。作為衍生物化處理，藉由利用鹽酸甲醇5 wt%溶液對固化物進行80℃的密閉加熱（保持18.5小時）而使其溶解，進行甲酯化。
圖10是藉由GC分析而獲得的層析圖。 於該GC分析中，確認到於固化物中包含41 wt%的2-乙基己酸。
接下來，對所述固化物進行感應耦合電漿（inductively coupled plasma，ICP）分析。 ICP分析是使用安捷倫科技（Agilent Technologies）公司製造的ICP AES 5110 VDV型。 其結果，檢測出13 wt%的Y。
由以上情況確認到，固化物的成分是2-乙基己酸釔為約54 wt%，其餘為以松脂酸類似化合物為主體的松香系物質。
10:電漿處理裝置 11:電漿形成部 12:真空容器 13:排氣系統 101:微波源 102:自動匹配器 103:波導管 104:螺線管線圈（靜磁場的發生裝置） 105:空腔諧振部 110:電漿處理室 111:介電體窗（微波導入窗） 112:簇射板 113:氣環（氣體導入部） 120:靜電吸盤 121:RF電源 122:匹配器 130:可動閥 131:TMP 140:氣體源 141:質量流量控制器 142:氣體供給閥 150:（半導體）晶圓 201:金屬基材 202:絕緣層 203:加熱器（加熱器層） 204:流路（製冷劑槽） 205:吸盤電極（靜電吸附用電極） 206:介電層 207:靜電吸附面 220:評價用靜電吸盤
圖1是表示本發明的實施方式的電漿處理裝置的概略結構的縱剖面圖。 圖2是圖1的電漿處理裝置所包括的靜電吸盤的縱剖面圖。 圖3是表示試驗例1的測定結果的圖表。 圖4的（a）是示意性地表示於試驗例2中製作的評價用靜電吸盤的圖，圖4的（b）是表示產生裂紋之前的累計放電時間的圖表。 圖5的（a）是暴露試驗後的區域A的切斷面的觀察圖像，圖5的（b）是表示評價用靜電吸盤的皮膜中的各成分的分佈的圖。 圖6的（a）及圖6的（b）是表示評價用靜電吸盤的皮膜中的氟的分佈的圖，（a）表示區域A的分析結果，（b）表示區域B的分析結果。 圖7是表示於試驗例3中進行的傅立葉轉換紅外光譜術（Fourier transform-infrared spectroscopy，FT-IR）分析的測定結果的圖表。 圖8是於試驗例3中進行的氣相層析-質譜術（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）分析中所獲得的層析圖。 圖9的（a）及圖9的（b）是於圖8的層析圖中檢測出的檢測峰值的一部分的質譜，圖9的（c）～圖9的（e）是資料庫檢索結果。 圖10是於試驗例3中進行的GC分析中所獲得的層析圖。
120:靜電吸盤
150:(半導體)晶圓
201:金屬基材
202:絕緣層
203:加熱器(加熱器層)
204:流路(製冷劑槽)
205:吸盤電極(靜電吸附用電極)
206:介電層
207:靜電吸附面

Claims (6)

  1. 一種靜電吸盤，為約翰遜-拉貝克力型的靜電吸盤，具有金屬基材、隔著絕緣層而設置於所述金屬基材上的靜電吸附用電極、以及構成與被處理體相接觸的靜電吸附面的介電層，所述靜電吸盤中， 所述介電層包含陶瓷噴鍍皮膜與填充至所述陶瓷噴鍍皮膜的氣孔內的封孔成分， 所述封孔成分包含含有稀土元素的金屬有機酸鹽。
  2. 如請求項1所述的靜電吸盤，其中所述陶瓷噴鍍皮膜的體積電阻率為1.0×10 8Ω·cm～1.0×10 13Ω·cm。
  3. 如請求項1所述的靜電吸盤，其中所述陶瓷噴鍍皮膜包含鋁-鈦氧化物。
  4. 如請求項2所述的靜電吸盤，其中所述陶瓷噴鍍皮膜包含鋁-鈦氧化物。
  5. 如請求項1至請求項4中任一項所述的靜電吸盤，其中所述稀土元素為釔或鐿。
  6. 一種處理裝置，包括如請求項1至請求項5中任一項所述的靜電吸盤。
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