(57)【要約】  本発明は、セラミック基体（２）と、セラミック基体（２）の内部または下面に設けられた吸着用電極（３）とを含み、セラミック基体（２）の上面から吸着用電極（３）までの領域においてマンガン（Ｍｎ）の含有量が１×１０−４質量％以下となる部分を有することを特徴とする静電チャックである。これにより、残留吸着の経時的な増加が抑制されるため、ウェハの離脱が容易になり、被加工物の離脱しやすい静電チャックを実現することができる。
2013111363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基体と、該セラミック基体の内部または下面に設けられた吸着用電極とを含み、前記セラミック基体の上面から前記吸着用電極までの領域においてＭｎの含有量が１×１０−４質量％以下となる部分を有することを特徴とする静電チャック。
【請求項２】
前記吸着用電極は前記セラミック基体の内部に設けられていて、前記上面から前記吸着用電極までの領域におけるＭｎの含有量が１×１０−４質量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の静電チャック。
【請求項３】
前記吸着用電極は前記セラミック基体の内部に設けられていて、前記上面から前記吸着用電極の下面近傍までの領域におけるＭｎの含有量が１×１０−４質量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の静電チャック。
【請求項４】
前記セラミック基体は多結晶体からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の静電チャック。
【請求項５】
前記セラミック基体における結晶粒界相のＭｎ含有量が１×１０−４質量％以下であることを特徴とする請求項４に記載の静電チャック。
【請求項６】
前記セラミック基体の上面には複数の凸部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の静電チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ＰＶＤ装置、ＣＶＤ装置、イオンプレーティング装置、蒸着装置等の成膜装置や露光装置、エッチング装置に用いられる静電チャックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、ＰＶＤ装置、ＣＶＤ装置、イオンプレーティング装置、蒸着装置等の成膜装置や露光装置、エッチング装置では、シリコンウェハ等の被加工物を精度良く固定するため、平坦かつ平滑に仕上げられた板状体の表面に強制的に吸着させることが行われており、この吸着手段として静電吸着力を利用した静電チャックが用いられている。【０００３】  これらの成膜装置やエッチング装置に用いられる静電チャックは、セラミックスからなる板状のセラミック基体の一方の主面（一方の最も広い面）を載置面（吸着面）とするもので、例えばセラミック基体の内部または他方の主面（他方の最も広い面）に吸着用電極を備え、吸着用電極にＤＣ電圧を印加して被加工物との間に誘電分極によるクーロン力や微少な漏れ電流によるジョンソン・ラーベック力等の静電吸着力を発現させることにより、被加工物を載置面に強制的に吸着固定させることができるようになっている。【０００４】  なお、静電チャックには、被加工物を載置面から離脱させるためのリフトピンが、被加工物の周辺部に対応する載置面の周辺部から突出自在に設けられている。【０００５】  ところで、プラズマ処理に用いられる従来の静電チャックでは、吸着用電極へのＤＣ電圧印加を解除した後も吸着力が残留する、いわゆる残留吸着が発生することが知られている。この残留吸着は、被加工物にプラズマから電子が注入された際にセラミック基体に固定電荷（正孔）が発生し、ＤＣ電圧を切った後もセラミック基体に固定電荷（正孔）が残留することに起因するものである。【０００６】  ここで、残留吸着力が大きい状態でリフトピンにより被加工物を載置面から離脱させようとすると、被加工物を変形または破損させてしまうという問題があった。【０００７】  そこで、静電チャックの載置面に、吸着したウェハと接する帯電制御用電極を設置し、吸着解除時にアース電極として機能させる手法が提案されている（特許文献１を参照）。このような固定電荷除去方法を用いることで、被加工物の変形または破損を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２５１７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  しかしながら、特許文献１に記載の静電チャックは、繰り返して成膜等の処理を何回も繰り返していると、次第に残留吸着が増し、ウェハが離脱しにくくなる問題があった。【００１０】  本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、残留吸着が経時的に増加しにくい静電チャックの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  本発明は、セラミック基体と、該セラミック基体の内部または下面に設けられた吸着用電極とを含み、前記セラミック基体の上面から前記吸着用電極までの領域においてＭｎの含有量が１×１０−４質量％以下となる部分を有することを特徴とする静電チャックである。
【発明の効果】
【００１２】  本発明によれば、残留吸着の経時的な増加が抑制されるため、ウェハの離脱が容易になり、被加工物の離脱しやすい静電チャックを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の静電チャックの一実施形態を示す図であって、（ａ）は静電チャックの上面図、（ｂ）は静電チャックおよび被加工物の縦断面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は本発明の静電チャックの他の実施形態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の静電チャックの他の実施形態を示す図であって、（ａ）は静電チャックの上面図、（ｂ）は静電チャックおよび被加工物の縦断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は本発明の静電チャックの他の実施形態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】  以下、本発明の静電チャックの一実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１５】  図１は本発明の静電チャックの一実施形態を示す図であって、（ａ）は静電チャックの上面図、（ｂ）は静電チャックおよび被加工物の縦断面図である。
【００１６】  図１に示す例の静電チャック１は、セラミック基体２と、セラミック基体２の内部または下面に設けられた吸着用電極３とを含み、セラミック基体２の上面から吸着用電極３までの領域においてＭｎの含有量が１×１０−４質量％以下となる部分を有する。
【００１７】  具体的には、図１に示すセラミック基体２は、シリコンウェハ等の被加工物Ａと同程度の大きさを有する円盤状に形成されていて、一方の主面である上面が被加工物Ａの載置面２１となる。
【００１８】  そして、図１では、セラミック基体２の内部に例えば白金、タングステン等の金属からなる吸着用電極３が埋設されている。この吸着用電極３は、セラミック基体２の他方の主面である下面に露出するように設けられていてもよいが、図に示すようにセラミック基体２に埋設されているのが好ましい。
【００１９】  吸着用電極３にはリード線８が接続されていて、吸着用電極３はリード線８を介して直流電源９に接続されている。一方、載置面２１に吸着される被加工物Ａは、アースと直接またはプラズマによる電気的接続がなされている。これにより、吸着用電極３と被加工物Ａとの間に静電吸着力が発現し、吸着固定が達成される。
【００２０】  また、セラミック基体２の中央部には、他方の主面（図の下面）から一方の主面（図の上面）まで貫通したガス導入孔７が設けられている。また、載置面２１の近傍領域にはガス流路（図示せず）が形成されており、このガス流路はガス導入孔７と連通している。そして、載置面２１に被加工物Ａを吸着したとき、ガス導入孔７から被加工物Ａとガス流路とで構成される空間にヘリウムガス等の冷却ガスを供給することで、ガス流路と被加工物Ａとの間および載置面２１と被加工物Ａとの間の熱伝達を良好にし、被加工物Ａの温度分布が均一となるように制御することができる。
【００２１】  セラミック基体２の材料としては、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＯ２のうちの少なくとも１種を主成分とするものが挙げられる。ここで、セラミック基体２が酸化アルミニウム質セラミックスからなる場合において、セラミック基体２の上面（載置面２１）から吸着用電極３までの領域において、例えばアンモニウムドーソナイト(ＮＨ４ＡｌＣＯ３（ＯＨ）２)から合成される酸化アルミニウムを出発原料とする材料からなる部分を有するのがよい。ボーキサイト経由で精製されるＡｌ２Ｏ３を出発原料とする場合には、不可避不純物として混入しているＭｎの含有量が多くなるのに対し、このような材料からなることで、セラミック基体２の上面から吸着用電極３までの領域においてＭｎの含有量が１×１０−４質量％以下となる部分を有することができる。また、上記の部分では、ＦｅやＣｒ、アルカリ金属、アルカリ土類金属も各々１０×１０−４質量％以下と非常に高純度の酸化アルミニウムであるのがよい。
【００２２】  セラミック基体２の上面から吸着用電極３までの領域においてＭｎの含有量が１×１０−４質量％以下となる部分を有することで、セラミック基体２におけるこの部分の正孔が増えないため、電荷の流れが良くなる。したがって、残留吸着の経時的な増加が抑制され、ウェハの離脱を容易にすることができる。
【００２３】  ここで、Ｍｎの含有量が影響する残留吸着の発現メカニズムは、例えば以下のようなものと思われる。
【００２４】  セラミック基体２が微量のＭｎを含んだセラミックスの場合、プラズマ照射によって、プラズマのエネルギーを励起エネルギーとして、ＭｎがＭｎ２＋からＭｎ３＋に酸化される。このとき、Ｍｎから放出された電荷が、例えばＦｅ３＋およびＣｒ３＋等、他の金属の還元に供され、Ｍｎ酸化物内では酸素空孔（正孔）が生成し、この正孔が微弱な表面電流の因子となる。そして、この表面電流が残留吸着として発現すると考えられる。この正孔の生成はセラミック基体２の表層のみならず、経時的にセラミック基体２の内部でも生じる。
【００２５】  このような現象は、セラミック基体２がＡｌ２Ｏ３，ＡｌＮおよびＡｌ２Ｏ３−ＴｉＯ２のうちの少なくとも１種を主成分とする場合に生じやすいと考える。これらのセラミックスは、ボーキサイト経由で精製されるＡｌ２Ｏ３を出発原料とする場合が多く、不可避不純物として混入したＭｎにより、セラミック基体２に生じた酸素空孔が荷電粒子（ホール）となって漏れ電流を生じやすいからである。
【００２６】  これに対し、セラミック基体２の上面（載置面２１）から吸着用電極３までの領域においてＭｎの含有量が１×１０−４質量％以下となる部分を有することで、正孔の生成が抑制され、経時的な残留吸着の増加を抑制することができる。
【００２７】  なお、セラミック基体２の上面（載置面２１）から吸着用電極３までの領域においてＭｎの含有量が１×１０−４質量％以下となる部分を有する例として、図１（ｂ）に示すように、セラミック基体２の載置面２１およびその近傍領域（載置面近傍領域２２）をＭｎの含有量が１×１０−４質量％以下である部分とする例が挙げられる。ここで、載置面近傍領域２２とは、例えば載置面２１から０．０１〜０．２ｍｍの厚みを有する領域である。また、この領域におけるＭｎの含有量は、セラミック基体２の全体に対する含有量（割合）ではなく、この領域のみの所定の体積における含有量（割合）である。この含有量は、セラミック基体２の載置面近傍領域２２における所定の部分を研削、切断、研磨等の公知の手法で取り出し、取り出した部位をＩＣＰ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）法により測定した後、載置面２１およびその近傍領域（載置面近傍領域２２）の全体の含有量に換算して求めることができる。
【００２８】  ここで、吸着用電極３がセラミック基体２の内部に設けられている場合において、図２（ａ）に示すように、セラミック基体２の上面（載置面２１）から吸着用電極３までの領域（載置面側領域２３）におけるＭｎの含有量が１×１０−４質量％以下であることが好ましい。すなわち、セラミック基体２における載置面２１から吸着用電極３までの全ての領域でＭｎの含有量が１×１０−４質量％以下となっているのが好ましい。なお、セラミック基体２の厚みは通常２〜１０ｍｍであるのに対し、載置面２１から吸着用電極３までの載置面側領域２３の厚みは通常０．２〜０．４ｍｍである。
【００２９】  これにより、電圧ＯＦＦ後から徐々に増加する残留吸着の経時的な増加がより抑制され、さらにウェハが離脱しやすくなる。電圧がかかる被加工物Ａと吸着用電極３との間は最も電界強度が強いため、載置面２１から吸着用電極３までの間の領域に発生する正孔の量を極力低減することで、より効果的に漏れ電流を抑止できるからである。
【００３０】  さらに、吸着用電極３がセラミック基体２の内部に設けられている場合において、図２（ｂ）に示すように、セラミック基体２の上面（載置面２１）から吸着用電極３の下面近傍までの領域（載置面側領域２４）におけるＭｎの含有量が１×１０−４質量％以下であることが好ましい。すなわち、セラミック基体２における載置面２１から吸着用電極３の下面近傍までの全ての領域でＭｎの含有量が１×１０−４質量％以下となっているのが好ましい。なお、セラミック基体２の厚みは通常２〜１０ｍｍであるのに対し、載置面２１から吸着用電極３の下面近傍までの領域（載置面側領域２４）の厚みは通常０．３〜１．９ｍｍであり、この領域における吸着用電極３の下面からの厚みは０．１〜１．５ｍｍである。
【００３１】  これにより、処理物がさらに漏れ電流の影響を受けにくく、安定した処理ができる。被加工物Ａと吸着用電極３との間に電圧を印加した際、被加工物Ａに向かって回り込む電界が生じる吸着用電極３の下面近傍の領域も正孔の量が増加しないので、さらに漏れ電流を抑止できるからである。
【００３２】  また、セラミック基体２は多結晶体からなるのが好ましい。これにより、均熱がよくなる。多結晶体とすることで単結晶のように結晶の方向性がないため、熱の伝わり方が均一になるからである。
【００３３】  また、セラミック基体２における結晶粒界相のＭｎ含有量が１×１０−４質量％以下であることが好ましい。これにより、よりウェハが離脱しやすくなる。電気のパスである粒界のＭｎの存在量を少なくすることで残留吸着を抑制することができるからである。なお、Ｍｎは結晶粒界に残存し易いことから、このような状態とするために、セラミック基体２となる原料の粉末作製の際、不純物Ｍｎを低減した原料を用いる等の工夫をするのがよい。このような状態になっていることは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって確認することができる。
【００３４】  また、図３に示すように、セラミック基体２の上面には複数の凸部６が設けられていることが好ましい。
【００３５】  具体的には、複数の凸部６のそれぞれの突端が平坦な面になっていてこの面が載置面２１となっている。なお、凸部６の高さは例えば３〜５０μｍであり、凸部６の数は図に示すパターンの数に限定されない。この場合、凸部６と凸部６との間はガス流路５を形成し、このガス流路５とガス導入孔７とが連通している。図３に示した静電チャック１では、セラミック基体２の一方主面の外周に沿って周壁４が形成されており、凸部６、被加工物Ａおよびガス流路５がなす空間が閉じた空間とされ、ガス導入孔７から供給された冷却ガスが外部に多量に漏れることを防止するようになっている。この周壁４は目的に応じて設置してもよく、設置しないでもよい。また、周壁４はセラミック基体２と一体的に形成されてもよく、別体に形成されてもよい。
【００３６】  これにより、ウェハが離脱しやすく、パーティクルも抑制できる。ウェハの接触面積の低減を図ることができ、被加工物の摩耗を抑制できるからである。
【００３７】  なお、セラミック基体２の上面に複数の凸部６が設けられた場合における、Ｍｎの含有量が１×１０−４質量％以下となる部分として、例えば図４（ａ）に示すような凸部６のみ、図４（ｂ）に示すような凸部６および載置面２１の近傍領域（載置面近傍領域２２）などが挙げられるが、図４（ｃ）に示すようにセラミック基体２の上面（載置面２１）から吸着用電極３までの領域（載置面側領域２３）であることが好ましく、図４（ｄ）に示すようにセラミック基体２の上面（載置面２１）から吸着用電極３の下面近傍までの領域（載置面側領域２４）であることが好ましい。
【００３８】  以上述べた実施の形態は、本発明の趣旨をより明解にするために具体的に説明したものであり、本発明はこの形態に限定されるものではない。
【００３９】  以下、本発明の静電チャックの一実施形態についての製造方法について説明する。なお、Ａｌ２Ｏ３を例に説明するが、ＡｌＮやＡｌ２Ｏ３−ＴｉＯ２等でも同じ手法で作製できる。
【００４０】  まず、主原料となるＡｌ２Ｏ３粉末を所定量秤量し、ウレタンやナイロン等の樹脂で内張りを施したボールミル中でイオン交換水や有機溶媒等の溶媒、有機分散剤およびウレタンやナイロン等の樹脂で被覆した金属やセラミックからなるボールと共に２４〜７２Ｈｒ湿式粉砕混合をする。この樹脂内張りや樹脂被覆ボールについて、適用する樹脂は使用する溶媒に溶解、膨潤しないものを適宜選択すればよい。
【００４１】  ここで、Ｍｎの含有量が１×１０−４質量％以下となる部分を形成するためにＡｌ２Ｏ３粉末の主原料として、例えば、アンモニウムドーソナイト(ＮＨ４ＡｌＣＯ３（ＯＨ）２)から合成される酸化アルミニウムや、Ｍｎの含有量が１×１０−４質量％以下の高純度な水酸化アルミニウムから合成される酸化アルミニウムを用い、これ以外の領域を形成するためにＡｌ２Ｏ３粉末の主原料としてボーキサイト経由で精製されるＡｌ２Ｏ３や、Ｍｎの含有量が１×１０−４質量％以上の水酸化アルミニウムから合成される酸化アルミニウムを用いるのがよい。なお、主原料のＡｌ２Ｏ３粉末は予め、ＩＣＰ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）法等によりＭｎ、Ｆｅ、Ｃｒ等の存在量を同定・定量しておくとよい。
【００４２】  こうして粉砕混合した原料スラリー中に、ポリビニルアルコールやポリビニルブチラール、アクリル樹脂等の有機バインダー、補助的な有機材料として可塑剤、消泡剤を所定量添加し、さらに２４〜４８Ｈｒ混合する。混合された有機−無機混合スラリーを、ドクターブレード法、カレンダーロール法、プレス成形法、押し出し成形法などによって厚さ２０μｍ〜２０ｍｍ、特に１００〜３００μｍのセラミックグリーンシートに成形する。具体的には、Ｍｎの含有量が１×１０−４質量％以下となる部分を形成するためのセラミックグリーンシートとこれ以外の領域を形成するためのセラミックグリーンシートとを形成する。
【００４３】  そして、セラミック基体２を形成するセラミックグリーンシートに吸着用電極３を形成するための白金、タングステン等のペースト状電極材料を公知のスクリーン印刷法等により印刷成形する。
【００４４】  ここで、セラミック基体２における所定の位置に吸着用電極３が形成されるように、ペースト状電極材料の印刷されていないセラミックグリーンシートとペースト状電極材料の印刷された電極形成グリーンシートとを重ねて積層する。積層は、セラミックグリーンシートの降伏応力値以上の圧力を印加しながら、所定の温度で積層するが、圧力印加手法としては、一軸プレス法、等方加圧法（乾式、湿式法）等の公知の技術を応用すればよい。なお、セラミック基体２の上面（載置面２１）から吸着用電極３までの領域においてＭｎの含有量が１×１０−４質量％以下となる部分を有するようにするためには、ペースト状電極材料の印刷された電極形成グリーンシートよりも上に、Ｍｎの含有量が１×１０−４質量％以下となる部分を形成するためのセラミックグリーンシートを配置すればよい。また、セラミック基体２の上面（載置面２１）から吸着用電極３までの領域におけるＭｎの含有量が１×１０−４質量％以下であるようにするためには、ペースト状電極材料の印刷された電極形成グリーンシートよりも上に配置するセラミックグリーンシートを全てＭｎの含有量が１×１０−４質量％以下となる部分を形成するためのセラミックグリーンシートとすればよい。また、セラミック基体２の上面（載置面２１）から吸着用電極３の下面近傍までの領域におけるＭｎの含有量が１×１０−４質量％以下であるようにするためには、ペースト状電極材料の印刷された電極形成グリーンシートもＭｎの含有量が１×１０−４質量％以下となる部分を形成するためのセラミックグリーンシートとし、且つこの電極形成グリーンシートよりも下に所定の枚数のＭｎの含有量が１×１０−４質量％以下となる部分を形成するためのセラミックグリーンシートを配置すればよい。
【００４５】  次に、得られた積層体を所定の温度、雰囲気中にて焼成して、吸着用電極３が埋設または下面に形成されたセラミック基体２が作製される。
【００４６】  なお、セラミック基体２の載置面に凸部６を形成する方法としては、マスクを用いたサンドブラスト法、マシニング加工法あるいは超音波加工法等の公知の手法を用いることができ、これにより例えば高さが３〜５０μｍの凸部６を所定のパターン形状に形成することができる。
【００４７】  以上の製造方法により、プラズマ環境下において残留吸着の抑制力が経時的に劣化しない静電チャックを作製することができる。
【実施例１】
【００４８】  図１の構造を有する本発明の静電チャック１について、以下の通り作製した。具体的には、セラミック基体のうち載置面およびその近傍領域の出発原料を以下の６種の材料とした。なお、必要に応じて純度９９．９質量％以上の粉末試薬の一酸化マンガン（II）を適宜添加し、後述の残留吸着の確認評価を実施した。【００４９】  材料１として、純度９９．９９質量％以上のＡｌ２Ｏ３粉末を用いた。このＡｌ２Ｏ３粉末の平均粒径Ｄ５０は０．１μｍであり、最終的な不純物Ｍｎは金属換算で１×１０−５質量％であった。【００５０】  材料２として、純度９９．９９質量％以上のＡｌ２Ｏ３粉末（平均粒径Ｄ５０は０．１μｍ）に焼結助剤としてＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＣａＯ各粉末を添加し、Ａｌ２Ｏ３粉末を９８質量％、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＣａＯ各粉末を合計で２質量％の割合としたものを用いた。最終的な不純物Ｍｎは金属換算で１×１０−５質量％であった。【００５１】  材料３として、純度９９．９質量％のＡｌＮ粉末を用いた。このＡｌＮ粉末の平均粒径Ｄ５０は１．０μｍであり、最終的な不純物Ｍｎは金属換算で１×１０−５質量％であった。【００５２】  材料４として、純度９９．９９質量％以上のＡｌ２Ｏ３粉末（平均粒径Ｄ５０は０．１μｍ）粉末に、ＴｉＯ２（平均粒径Ｄ５０は０．６μｍ）粉末を添加し、Ａｌ２Ｏ３粉末９９質量％、ＴｉＯ２粉末１質量％の割合のＡｌ２Ｏ３−ＴｉＯ２粉末としたものを用いた。最終的な不純物Ｍｎは金属換算で１×１０−５質量％であった。【００５３】  材料５として、純度９９質量％のムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）粉末を用いた。このムライト粉末の平均粒径Ｄ５０は０．５μｍであり、最終的な不純物Ｍｎは金属換算で１×１０−５質量％であった。【００５４】  材料６として、純度９９．９質量％のコージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２）粉末を用いた。このコージェライト粉末の平均粒径Ｄ５０は０．７μｍであり、最終的な不純物Ｍｎは金属換算で１×１０−５質量％であった。【００５５】  上記材料１〜６の原料粉末１００質量部に対し、トルエン８０質量部、分散剤０．５質量部を、ナイロン内張りを施したボールミル内でΦ２０ｍｍの樹脂被覆ボールと共に４８Ｈｒ湿式粉砕混合をした。なお、湿式粉砕混合時に、各材料に対して各々、金属換算でＭｎが１×１０−４質量％、１×１０−３質量％の所定量となるように一酸化マンガン（II）の粉末を添加した材料も別途準備した。ここで、一酸化マンガン（II）として株式会社高純度化学研究所製の純度９９．９質量％のものを用い、粉末は予め振動ミルにて微粉に粉砕したものである。【００５６】  セラミック基体のうち載置面およびその近傍領域以外の下側領域には金属換算でＭｎが１×１０−３質量％の材料を適用した。【００５７】  続いて、この湿式粉砕混合スラリーに対し、可塑剤とバインダーを添加した。可塑剤は、原料粉末１００質量部に対し、ＤＢＰおよびＤＯＰを各々２質量部、バインダーはポリビニルブチラールを固形分換算で１２質量部添加し、さらに３０Ｈｒ湿式混合をした。【００５８】  次に、混合された有機−無機混合スラリーを、ドクターブレード法により厚さ１００μｍのセラミックグリーンシートに成形した。【０��５９】  次に、セラミック基体となるセラミックグリーンシートに吸着用電極となるタングステンペーストをスクリーン印刷法により印刷成形した。【００６０】  次に、セラミック基体における所定の位置に吸着用電極が形成されるように、タングステンペーストを印刷していない載置面およびその近傍領域となるセラミックグリーンシートとタングステンペーストを印刷した電極形成グリーンシートとを重ね、一軸プレス法にてグリーンシートの降伏応力以上の圧力、具体的には５ＭＰａを印加しながら、８０℃以上の温度で積層した。このとき、載置面およびその近傍領域とそれ以外の下側領域との境界は、載置面と吸着用電極との間のうち、載置面からセラミックグリーンシート１層分下の位置（後述のロータリー研削加工後の載置面から約５０μｍの距離の位置）になるように形成し、上述の通り下側領域には金属換算でＭｎが１×１０−３質量％に調整されたグリーンシートを適用した。【００６１】  次に、得られた積層体を、還元雰囲気中、所定の温度（材料３，５，６の原料粉末以外は１６００℃、材料３の原料粉末は２０００℃、材料５および材料６の原料粉末は１４００℃）で、３Ｈｒ焼成した。【００６２】  得られたセラミック基体にロータリー研削加工にて厚み加工を施し、マシニング加工にてガス導入孔を形成、載置面はラップ加工にて表面粗さＲａで０．１μｍ以下に仕上げ、さらにマスクを用いたサンドブラスト法にて、高さが１２μｍのガス流路を所定のパターン形状に形成した。また、吸着用電極には金属端子（図示せず）をロー付けにより取り付けて、静電チャックを作製した。【００６３】  そして、作製された静電チャックの吸着面が１４０℃になるようにハロゲンランプで加熱された真空チャンバー内で、以下の評価を実施した。なお、１４０℃加熱は、Ｍｎ酸化物内での電荷移動（正孔の生成）をより促進する目的である。【００６４】  評価は、静電チャックの吸着面に対して、１サイクル７０秒のプラズマ処理を３０００回繰り返した後、吸着用電極に所定の電圧を３００秒印加し、シリコンウェハを吸着固定した。【００６５】  その後、吸着用電極への電圧印加を停止し、停止１秒後の残留吸着力についてロードセルを用いて測定した。なお、予め単結晶サファイアのマスターにて測定し、ロードセルの値において０．２０ｋＰａ以下は残留吸着力がないと判断した。全試料においてプラズマ処理前の残留吸着力は０．２０ｋＰａ未満であり、プラズマ処理後の結果は表１に示した。【００６６】
【表１】
2013111363.tif 000003
【００６７】  表１によれば、試料Ｎｏ．１，４，７，１０，１３，１６以外の本発明実施例の試料（載置面およびその近傍領域のＭｎ量が１×１０−４質量％以下の試料）は、プラズマ処理後の残留吸着力が０．２０ｋＰａ以下であり、残留吸着力の増加が効果的に抑制されていることがわかる。【００６８】  これに対し、比較例である試料Ｎｏ．１，４，７，１０，１３，１６（載置面およびその近傍領域のＭｎ量が１×１０−４質量％を超える試料）は、プラズマ処理後に残留吸着が著しく発生していることがわかる。【００６９】  以上のことから、材料１〜６の組成によらず、載置面およびその近傍領域のＭｎの含有量を１×１０−４質量％以下とすることで、残留吸着力の増加を抑制できることが確認できた。
【実施例２】
【００７０】  図２（ａ）および図２（ｂ）の構造を有する本発明の静電チャック１について、セラミック基体の上面（載置面）から吸着用電極までの領域（載置面側領域）または吸着用電極の下面近傍までの領域（載置面側領域）の出発原料は、実施例１の材料１〜材料６を使用し、実施例１と同様の手法で作製した。また、実施例１と同様に、湿式粉砕混合時に、各材料に対して各々、金属換算でＭｎが１×１０−４質量％、１×１０−３質量％の所定量となるように一酸化マンガン（II）の粉末を添加した材料も別途準備した。【００７１】  セラミック基体のうち上面から吸着用電極までの領域（図２（ａ））または吸着用電極の下面近傍までの領域（図２（ｂ））以外の下側領域には金属換算でＭｎが１×１０−３質量％の材料を適用した。【００７２】  なお、図２（ｂ）に相当する静電チャックは、Ｍｎの含有量が１×１０−４質量％となるセラミックグリーンシートを吸着用電極の下面（載置面とは反対側の面）に焼成後の厚みが０．５ｍｍとなるように重ねた試料とした。【００７３】  そして、作製された静電チャックの吸着面が１４０℃になるように、実施例１と同様に、ハロゲンランプで加熱された真空チャンバー内で以下の評価を実施した。【００７４】  評価は、静電チャックの吸着面に対して、１サイクル７０秒のプラズマ処理を３０００回繰り返した後、吸着用電極に所定の電圧を３００秒印加し、シリコンウェハを吸着固定した。【００７５】  その後、吸着用電極への電圧印加を停止し、停止１秒後の残留吸着力についてロードセルを用いて測定した。なお、全試料についてプラズマ処理前の残留吸着力は０．２０ｋＰａ未満であった。これらの結果を表２に示す。なお、効果をわかりやすくするため、表１の結果も一部転載している。【００７６】
【表２】
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【００７７】  表２によれば、試料Ｎｏ．１と試料Ｎｏ．２、試料Ｎｏ．４と試料Ｎｏ．５、試料Ｎｏ．７と試料Ｎｏ．８、試料Ｎｏ．１０と試料Ｎｏ．１１、試料Ｎｏ．１３と試料Ｎｏ．１４、試料Ｎｏ．１６と試料Ｎｏ．１７、試料Ｎｏ．１９と試料Ｎｏ．２０、試料Ｎｏ．２２と試料Ｎｏ．２３との比較から明らかなように、Ｍｎの含有量が１×１０−４質量％となる領域とそれ以外の領域との境界を吸着用電極までの位置とするほうが、載置面からグリーンシート１層下までの位置（ロータリー研削加工後の載置面から約５０μｍの距離の位置）よりも効果的に残留吸着力の増加が抑制されていることがわかる。【００７８】  さらに、試料Ｎｏ．２と試料Ｎｏ．３、試料Ｎｏ．５と試料Ｎｏ．６、試料Ｎｏ．８と試料Ｎｏ．９、試料Ｎｏ．１１と試料Ｎｏ．１２、試料Ｎｏ．１４と試料Ｎｏ．１５、試料Ｎｏ．１７と試料Ｎｏ．１８、試料Ｎｏ．２０と試料Ｎｏ．２１、試料Ｎｏ．２３と試料Ｎｏ．２４の比較から明らかなように、Ｍｎの含有量が１×１０−４質量％となる領域とそれ以外の領域との境界を吸着用電極の下０．５ｍｍまでの位置とするほうが、吸着用電極までの位置よりも効果的に残留吸着力の増加が抑制されていることがわかる。【００７９】  以上のことから、残留吸着力の増加をさらに効果的に抑制するには、材料１〜６の組成によらず、電圧（電界）がかかる領域でＭｎの含有量を１×１０−４質量％以下とすることで、残留吸着力の増加をさらに抑制できることが確認できた。
【実施例３】
【００８０】  実施例２で作製した、出発原料が材料１の図２（ａ）構造を有する本発明の静電チャック１について、吸着用電極を含む下面（載置面とは反対側の面）をロータリー研削加工にて研削した。得られたセラミック基体は載置面からの厚みが０．３５ｍｍであった。【００８１】  また、比較の対象として、単結晶サファイアで上述の静電チャックと同一構造を有する０．３５ｍｍ厚みのセラミック基板を作製した。【００８２】  これらセラミック基板に各々、実施例１、２の静電チャックと同様の吸着用電極をＣｒ蒸着法で形成した。【００８３】  そして、吸着用電極には金属端子（図示せず）をＡｇエポキシ導電接着剤により取り付けて静電チャックを作製するとともに、これをさらに冷却ベースプレート（図示せず）に接着した。【００８４】  そして、作製された静電チャックの吸着面が１４０℃になるように、実施例１、２と同様に、ハロゲンランプで加熱された真空チャンバー内で以下の評価を実施した。【００８５】  評価は、静電チャックの吸着面に対して、１サイクル７０秒のプラズマ処理を３０００回繰り返した後、吸着用電極に所定の電圧を３００秒印加し、シリコンウェハを吸着固定した。その後、吸着用電極への電圧印加を停止し、停止１秒後の残留吸着力についてロードセルを用いて測定した。なお、いずれの試料ともプラズマ処理前の残留吸着力は０．２０ｋＰａ未満であった。【００８６】  さらに、各試料についてベースプレートに１５ＭＨｚの高周波ＲＦを印加し、静電チャック表面を赤外温度計で測定し、最高温度と最低温度の差（ΔＴ）を評価した。【００８７】  これらの結果を表３に示す。【００８８】
【表３】
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【００８９】  表３から明らかなように、比較例である試料２の単結晶サファイアで作製した静電チャックより、本発明実施例である試料１の多結晶アルミナで作製した静電チャックのほうが、高周波環境下での吸着面内の均熱性（ΔＴ）が良好であることがわかる。これは、セラミック基板を多結晶体とすることで単結晶のように結晶の方向性がないため、熱の伝わり方が均一になるからである。【００９０】  また、試料１の静電チャックは、セラミック基体の上面（載置面）から吸着用電極までの領域（載置面側領域）において、Ｍｎ量が１×１０−４質量％であることから、残留吸着の抑制力が経時的に劣化することはなかった。【００９１】  なお、試料１の静電チャックについて、セラミック基体の断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察したところ、１×１０−４質量％のＭｎは全て粒界に存在し、粒界が正孔のパスであることを確認した。したがって、電気のパスである粒界のＭｎの存在量を少なくすることで残留吸着の増加を抑制することができることがわかる。
【符号の説明】
【００９２】１：静電チャック２：セラミック基体２１：載置面２２：載置面近傍領域２３、２４：載置面側領域３：吸着用電極４：周壁５：ガス流路６：凸部７：ガス導入孔８：リード線９：直流電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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