JP2017163019A

JP2017163019A - 保持装置

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Publication number: JP2017163019A
Application number: JP2016046839A
Authority: JP
Inventors: 育丈堀田; Yasutake Hotta; 勝彦室川; Katsuhiko Murokawa; 考史山本; Takashi Yamamoto
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2016-03-10
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2017-09-14
Anticipated expiration: 2036-03-10
Also published as: JP6656959B2

Abstract

【課題】絶縁板の第１の表面の温度分布の均一性が低下することを抑制する保持装置を提供する。【解決手段】静電チャック１００では、ヒータ５０は、一対の第１の端部の一方から他方まで延びている第１のヒータ線５１０と、一対の第２の端部の一方から他方まで延びている第２のヒータ線５２０と、一対の第３の端部の一方から他方まで延びており、かつ、一対の第３の端部の一方が一対の第２の端部の一方に電気的に接続され、一対の第３の端部の他方が一対の第２の端部の他方に電気的に接続されている第３のヒータ線５３０と、を含む。第１のヒータ線の一の線部分に対し、第２のヒータ線の少なくとも一部が、第３のヒータ線より近くに配置されており、第１のヒータ線が延びる第２の方向における位置が一の線部分とは異なる第１のヒータ線の別の線部分に対し、第３のヒータ線の少なくとも一部が、第２のヒータ線より近くに配置されている。【選択図】図３

Description

本明細書に開示される技術は、対象物を保持する保持装置に関する。

例えば半導体製造装置において、ウェハを保持する保持装置として、静電チャックが用いられる。静電チャックは、例えば、セラミックスにより形成されたセラミックス板と、ベース板とが接合された構成を有する。静電チャックは、内部電極を有しており、内部電極に電圧が印加されることにより発生する静電引力を利用して、セラミックス板の表面（以下、「吸着面」という）にウェハを吸着して保持する。

静電チャックに保持されたウェハの温度分布が不均一になると、ウェハに対する各処理（成膜、エッチング、露光等）の精度が低下するため、静電チャックにはウェハの温度分布を均一にする性能が求められる。そのため、セラミックス板の内部、または、セラミックス板のベース板側にはヒータが設けられており、静電チャックの使用時には、ヒータによる加熱によって、セラミックス板の吸着面の温度制御が行われる。ヒータは、例えば、一端が一対の電源端子の一方に電気的に接続され、他端が一対の電源端子の他方に電気的に接続されている螺旋状のヒータ線を含む（特許文献１参照）。

特開２０１４−７５５２５号公報

セラミックス板の吸着面の温度分布の均一性を高めるには、ヒータ線の延長方向に直交する断面の面積（以下、「断面積」という）が均一であることが好ましい。しかし、例えば、ヒータ線を形成する際の形成圧力のバラツキ等により、ヒータ線の断面積が不均一になることがある。受けた圧力が高い領域に位置するヒータ線の部分は、相対的に、断面積が小さいため抵抗が大きい。一方、受けた圧力が低い領域に位置するヒータ線の部分は、相対的に、断面積が大きいため抵抗が小さい。このため、上述した螺旋状のヒータ線では、受けた圧力が高い領域に位置するヒータ線の部分は発熱量が大きく、受けた圧力が低い領域に位置するヒータ線の部分は発熱量が小さい。その結果、セラミックス板の吸着面の温度分布の均一性が低下するおそれがある。

なお、このような課題は、静電引力を利用してウェハを保持する静電チャックに限らず、例えばポリイミドヒータなど、絶縁板の表面側で対象物を保持する保持装置に共通の課題である。

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本明細書に開示される保持装置は、第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有する板状の絶縁板と、前記絶縁板の内部、または、前記絶縁板の前記第２の表面側に配置されたヒータと、を備え、前記絶縁板の前記第１の表面側で対象物を保持する保持装置において、前記ヒータは、一対の第１の端部を有し、前記一対の第１の端部の一方から他方まで延びている第１のヒータ線と、一対の第２の端部を有し、前記一対の第２の端部の一方から他方まで延びている第２のヒータ線と、一対の第３の端部を有し、前記一対の第３の端部の一方から他方まで延びており、かつ、前記一対の第３の端部の一方が前記一対の第２の端部の一方に電気的に接続され、前記一対の第３の端部の他方が前記一対の第２の端部の他方に電気的に接続されている第３のヒータ線と、を含み、前記絶縁板の前記第１の表面に直交する第１の方向視で、前記第１のヒータ線の一の線部分に対し、前記第２のヒータ線の少なくとも一部が、前記第３のヒータ線より近くに配置されており、前記第１のヒータ線が延びる第２の方向における位置が前記一の線部分とは異なる前記第１のヒータ線の別の線部分に対し、前記第３のヒータ線の少なくとも一部が、前記第２のヒータ線より近くに配置されている。本保持装置において、例えば、第１のヒータ線の一の線部分の抵抗が別の線部分の抵抗より高い場合、当該一の線部分の発熱量が別の線部分の発熱量より大きくなる。一方、第２のヒータ線と第３のヒータ線とは電気的に並列に接続されているため、例えば、第２のヒータ線の抵抗が第３のヒータ線の抵抗より高い場合、第２のヒータ線の発熱量は、第３のヒータ線の発熱量より小さくなる。そして、互いに近い位置に配置されている線同士ほど、線の延長方向に直交する断面の面積（以下、単に「断面積」という）の差が小さい傾向にある。本保持装置では、第１のヒータ線の一の線部分に対し、第２のヒータ線の少なくとも一部が第３のヒータ線より近くに配置され、第１のヒータ線の別の線部分に対し、第３のヒータ線の少なくとも一部が、第２のヒータ線より近くに配置されている。その結果、例えば、第１のヒータ線の一の線部分および第２のヒータ線の少なくとも一部の抵抗が相対的に高い場合、第１のヒータ線の一の線部分の発熱量は相対的に大きいが、第２のヒータ線の発熱量は相対的に小さい。また、第１のヒータ線の別の線部分および第３のヒータ線の少なくとも一部の抵抗が相対的に高い場合、第１のヒータ線の別の線部分の発熱量は相対的に大きいが、第３のヒータ線の発熱量は相対的に小さい。これにより、ヒータ線の断面積のバラツキに起因して絶縁板の第１の表面の温度分布の均一性が低下することを抑制することができる。

（２）上記保持装置において、前記第１の方向視で、前記絶縁板において前記第１のヒータ線に直交する仮想線によって仕切られる２つの領域の内、一方の領域には、前記第２のヒータ線が配置され、前記第３のヒータ線が配置されておらず、他方の領域には、前記第２のヒータ線が配置されておらず、前記第３のヒータ線が配置されている構成としてもよい。本保持装置によれば、第２のヒータ線の一部が他方の領域まで延びていたり、第３のヒータ線の一部が一方の領域まで延びていたりする場合に比べて、絶縁板の第１の表面の温度分布の均一性が低下することを、より効果的に抑制することができる。

（３）上記保持装置において、前記第２の方向は、前記絶縁板の中心周りの方向であり、前記第１の方向視で、前記第１のヒータ線は、前記第２の方向に沿って延びる環状形状を構成し、前記第２のヒータ線と前記第３のヒータ線との組み合わせは、前記第１のヒータ線とは径が異なる環状形状の少なくとも一部を構成してもよい。本保持装置によれば、ヒータが環状形状であるため、絶縁板の第１の表面の温度分布の均一性を向上させることができる。

（４）上記保持装置において、前記第１の方向視で、前記第２のヒータ線は、前記一対の第２の端部の一方から前記第２の方向の一方側に延びつつ他方側に折り返して前記一対の第２の端部の他方に繋がる形状を構成し、前記第３のヒータ線は、前記一対の第３の端部の一方から前記第２の方向の他方側に延びつつ一方側に折り返して前記一対の第３の端部の他方に繋がる形状を構成してもよい。第２のヒータ線の両端部と第３のヒータ線の両端部とを近くに配置することができるため、第２のヒータ線と第３のヒータ線とを電気的に接続するための構造を簡略化することができる。

（５）上記保持装置において、前記第１の方向視で、前記第１のヒータ線は、環状形状を構成する前記第２のヒータ線および前記第３のヒータ線の内周側と外周側との両側を囲むように前記一対の第１の端部の一方から延びて前記一対の第１の端部の他方に繋がる形状を構成してもよい。本保持装置によれば、第１のヒータ線を広い範囲に配置しつつ、電源に電気的に接続するための構造を簡略化することができる。

（６）上記保持装置において、前記第１の方向視で、前記第１のヒータ線と、前記第２のヒータ線および前記第３のヒータ線とは、環状形状を構成する前記第２のヒータ線および前記第３のヒータ線の内周側から外周側に向かう方向に交互に配置されている構成としてもよい。本保持装置によれば、絶縁板の第１の表面の広い範囲に亘って温度分布の均一性を向上させることができる。

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、保持装置、静電チャック、それらの製造方法等の形態で実現することが可能である。

第１実施形態における静電チャック１００の外観構成を概略的に示す斜視図である。第１実施形態における静電チャック１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。第１実施形態における静電チャック１００のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。第１の大ヒータ線５１１と第２の大ヒータ線５２１および第３の大ヒータ線５３１との配線関係を示す模式図である。第２実施形態における静電チャック１００ａのＸＹ断面構成を示す説明図である。第３実施形態における静電チャック１００ｂのＸＹ断面構成を示す説明図である。

Ａ．第１実施形態：
Ａ−１．静電チャック１００の構成：
図１は、本実施形態における静電チャック１００の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、本実施形態における静電チャック１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図であり、図３は、本実施形態における静電チャック１００のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。図２には、図３のＩＩ−ＩＩの位置における静電チャック１００のＸＺ断面構成が示されており、図３には、図２のＩＩＩ−ＩＩＩの位置における静電チャック１００のＸＹ断面構成が示されている。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向といい、Ｚ軸負方向を下方向というものとするが、静電チャック１００は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。

静電チャック１００は、対象物（例えばウェハＷ）を静電引力により吸着して保持する装置であり、例えば半導体製造装置の真空チャンバー内でウェハＷを固定するために使用される。静電チャック１００は、所定の配列方向（本実施形態では上下方向（Ｚ軸方向））に並べて配置されたセラミックス板１０およびベース板２０を備える。セラミックス板１０とベース板２０とは、セラミックス板１０の下面（以下、「セラミックス側接着面Ｓ２」という）とベース板２０の上面（以下、「ベース側接着面Ｓ３」という）とが上記配列方向に対向するように配置されている。静電チャック１００は、さらに、セラミックス板１０のセラミックス側接着面Ｓ２とベース板２０のベース側接着面Ｓ３との間に配置された接着層３０を備える。セラミックス板１０は、特許請求の範囲における絶縁板に相当し、セラミックス板１０のセラミックス側接着面Ｓ２は、特許請求の範囲における第２の表面に相当する。

セラミックス板１０は、例えば円形平面の板状部材であり、セラミックス（例えば、アルミナや窒化アルミニウム等）により形成されている。セラミックス板１０の直径は例えば２００ｍｍ〜５００ｍｍ程度（通常は２００ｍｍ〜３５０ｍｍ程度）であり、セラミックス板１０の厚さは例えば１ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。

セラミックス板１０の内部には、導電性材料（例えば、タングステンやモリブデン等）により形成された一対の内部電極４０が設けられている。一対の内部電極４０に電源（図示せず）から電圧が印加されると、静電引力が発生し、この静電引力によってウェハＷがセラミックス板１０の上面（以下、「吸着面Ｓ１」という）に吸着固定される。セラミックス板１０の吸着面Ｓ１は、特許請求の範囲における第１の表面に相当する。

また、セラミックス板１０の内部には、導電性材料（例えば、タングステンやモリブデン等）により形成された抵抗発熱体で構成されたヒータ５０が設けられている。ヒータ５０に第１の電源Ｖ１および第２の電源Ｖ２（図４参照）から電圧が印加されると、ヒータ５０が発熱することによってセラミックス板１０が温められ、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１に保持されたウェハＷが温められる。これにより、ウェハＷの温度制御が実現される。なお、図３に示すように、ヒータ５０は、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１をできるだけ満遍なく温めるため、Ｚ軸方向視で略同心円状に配置されている。ヒータ５０の詳細な構成については後述する。

ベース板２０は、例えばセラミックス板１０と同径の、または、セラミックス板１０より径が大きい円形平面の板状部材であり、金属（例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等）により形成されている。ベース板２０の直径は例えば２２０ｍｍ〜５５０ｍｍ程度（通常、２２０ｍｍ〜３５０ｍｍ）であり、ベース板２０の厚さは例えば２０ｍｍ〜４０ｍｍ程度である。

ベース板２０の内部には冷媒流路２１が形成されている。冷媒流路２１に冷媒（例えば、フッ素系不活性液体や水等）が流されると、ベース板２０が冷却され、接着層３０を介したベース板２０からセラミックス板１０への伝熱によりセラミックス板１０が冷却され、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１に保持されたウェハＷが冷却される。これにより、ウェハＷの温度制御が実現される。

接着層３０は、例えばシリコーン系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等の接着剤を含んでおり、セラミックス板１０とベース板２０とを接着している。接着層３０の厚さは例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度である。

Ａ−２．ヒータ５０の詳細構成：
図３に示すように、ヒータ５０は、第１のヒータ線５１０と、第２のヒータ線５２０と、第３のヒータ線５３０とを含む。

第１のヒータ線５１０は、Ｚ方向視で、第１のヒータ線５１０に直交する仮想線Ｑによって仕切られる第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２との両方に跨がるように形成されている。第１のヒータ線５１０は、第１の大ヒータ線５１１と第１の小ヒータ線５１２とを含む。第１の大ヒータ線５１１と第１の小ヒータ線５１２とのそれぞれは、Ｚ方向視で、Ｚ方向に平行でセラミックス板１０の中心位置を通る中心軸Ｏを中心とする略円環状の形状に形成されている。

具体的には、第１の大ヒータ線５１１は、上記中心軸Ｏを中心とする仮想円上に対向して配置されている一対の第１の端部５１１Ａ，５１１Ｂを有し、一方の第１の端部５１１Ａから該仮想円に沿って他方の第１の端部５１１Ｂまで延びている形状に形成されている。第１の小ヒータ線５１２は、上記中心軸Ｏを中心とし、第１の大ヒータ線５１１が形成された仮想円より径が小さい仮想円上に対向して配置されている一対の第１の端部５１２Ａ，５１２Ｂを有し、一方の第１の端部５１２Ａから該仮想円に沿って他方の第１の端部５１２Ｂまで延びている形状に形成されている。

第２のヒータ線５２０は、Ｚ方向視で、第１の領域Ｒ１に形成されており、第２の領域Ｒ２には形成されていない。第２のヒータ線５２０は、第２の大ヒータ線５２１と第２の小ヒータ線５２２とを含む。第２の大ヒータ線５２１と第２の小ヒータ線５２２とのそれぞれは、Ｚ方向視で、上記中心軸Ｏを中心とする略半円形状に形成されている。

具体的には、第２の大ヒータ線５２１は、上記中心軸Ｏを中心とし、第１の大ヒータ線５１１が形成された上記仮想円より径が小さく、第１の小ヒータ線５１２が形成された上記仮想円より径が大きい仮想円上であって、かつ、上記仮想線Ｑ上に配置されている一対の第２の端部５２１Ａ，５２１Ｂを有し、一方の第２の端部５２１Ａから該仮想円に沿って他方の第２の端部５２１Ｂまで延びている形状に形成されている。第２の小ヒータ線５２２は、上記中心軸Ｏを中心とし、第１の小ヒータ線５１２が形成された上記仮想円より径が小さい仮想円上であって、かつ、上記仮想線Ｑ上に配置されている一対の第２の端部５２２Ａ，５２２Ｂを有し、一方の第２の端部５２２Ａから該仮想円に沿って他方の第２の端部５２２Ｂまで延びている形状に形成されている。

第３のヒータ線５３０は、Ｚ方向視で、第１の領域Ｒ１には形成されておらず、第２の領域Ｒ２に形成されている。第３のヒータ線５３０は、第３の大ヒータ線５３１と第３の小ヒータ線５３２とを含む。第３の大ヒータ線５３１と第３の小ヒータ線５３２とのそれぞれは、Ｚ方向視で、上記中心軸Ｏを中心とする略半円形状に形成されている。

具体的には、第３の大ヒータ線５３１は、上述の第２の大ヒータ線５２１が形成された上記仮想円上であって、かつ、上記仮想線Ｑ上に配置されている一対の第３の端部５３１Ａ，５３１Ｂを有し、一方の第３の端部５３１Ａから該仮想円に沿って他方の第３の端部５３１Ｂまで延びている形状に形成されている。すなわち、第２の大ヒータ線５２１の一方の第２の端部５２１Ａと、第３の大ヒータ線５３１の一方の第３の端部５３１Ａとは、セラミックス板１０の同一箇所に配置されて電気的に接続されており、第２の大ヒータ線５２１の他方の第２の端部５２１Ｂと、第３の大ヒータ線５３１の他方の第３の端部５３１Ｂとは、セラミックス板１０の同一箇所に配置されて電気的に接続されている。第３の小ヒータ線５３２は、上述の第２の小ヒータ線５２２が形成された上記仮想円上であって、かつ、上記仮想線Ｑ上に配置されている一対の第３の端部５３２Ａ，５３２Ｂを有し、一方の第３の端部５３２Ａから該仮想円に沿って他方の第３の端部５３２Ｂまで延びている形状に形成されている。すなわち、第２の小ヒータ線５２２の一方の第２の端部５２２Ａと、第３の小ヒータ線５３２の一方の第３の端部５３２Ａとは、セラミックス板１０の同一箇所に配置されて電気的に接続されている。また、第２の小ヒータ線５２２の他方の第２の端部５２２Ｂと、第３の小ヒータ線５３２の他方の第３の端部５３２Ｂとは、セラミックス板１０の同一箇所に配置されて電気的に接続されている。

図４は、第１の大ヒータ線５１１と第２の大ヒータ線５２１および第３の大ヒータ線５３１との配線関係を示す模式図である。図４では、紙面左右方向（Ｘ軸方向）が中心軸Ｏ周りの方向（以下、「周方向Ｌ」という）であり、第１の大ヒータ線５１１と第２の大ヒータ線５２１と第３の大ヒータ線５３１とが紙面左右方向に延びた直線形状として示されている。図４に示すように、第１の大ヒータ線５１１の第１の端部５１１Ａと第１の端部５１１Ｂとは、セラミックス板１０に設けられた一対の第１の電源入力端子Ｔ１Ａ，Ｔ１Ｂ（図２では図示せず）のそれぞれに電気的に接続されており、これらの一対の第１の電源入力端子Ｔ１Ａ，Ｔ１Ｂが、静電チャック１００の外部に配置された第１の電源Ｖ１に電気的に接続される。なお、周方向Ｌは、特許請求の範囲における第２の方向に相当する。

また、第２の大ヒータ線５２１の第２の端部５２１Ａおよび第３の大ヒータ線５３１の第３の端部５３１Ａは、一対の第２の電源入力端子Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂの一方の第２の電源入力端子Ｔ２Ａに電気的に接続されており、第２の大ヒータ線５２１の第２の端部５２１Ｂおよび第３の大ヒータ線５３１の第３の端部５３１Ｂは、他方の第２の電源入力端子Ｔ２Ｂに電気的に接続されている。これらの一対の第２の電源入力端子Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂが、静電チャック１００の外部に配置された第２の電源Ｖ２に電気的に接続される。すなわち、第１の大ヒータ線５１１は、第１の電源Ｖ１に対して電気的に直列に接続されており、第２の大ヒータ線５２１と第３の大ヒータ線５３１とは、第２の電源Ｖ２に対して電気的に並列に接続されている。なお、同様に、第１の小ヒータ線５１２は、第１の電源Ｖ１に対して直列に接続されており、第２の小ヒータ線５２２と第３の小ヒータ線５３２とは、第２の電源Ｖ２に対して並列に接続されている。

Ａ−３．実施形態の効果：
例えば、本実施形態の静電チャック１００の製造工程においてヒータ５０を形成する際の形成圧力のバラツキ等により、第１の領域Ｒ１が第２の領域Ｒ２より大きい圧力を受け、その結果、第１の領域Ｒ１に位置するヒータ線の延長方向に直交する断面の面積（以下、「断面積」という）が、第２の領域Ｒ２に位置するヒータ線の断面積より小さくなったとする。ここで、仮に、図４の例において、第２の大ヒータ線５２１および第３の大ヒータ線５３１に代えて、第１の大ヒータ線５１１と同様、第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２との両方に跨がるように配置され、第１の電源Ｖ１に電気的に直列に接続されている１本の第４のヒータ線（図示せず）が配置された比較例では、次のようになる。第１の大ヒータ線５１１と第４のヒータ線とは、いずれも、第１の領域Ｒ１に位置する線部分の断面積が相対的に小さいことにより抵抗が大きいため、第１の領域Ｒ１に位置する線部分の発熱量が、第２の領域Ｒ２に位置する線部分の発熱量より大きくなる。その結果、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１の内、第１の領域Ｒ１に対応する面部分の温度が、第２の領域Ｒ２に対応する面部分の温度より高くなり、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１の温度分布が不均一になり易くなる。

これに対して、本実施形態の静電チャック１００では、第１のヒータ線５１０は、上述したように、第１の領域Ｒ１に位置する線部分の発熱量が、第２の領域Ｒ２に位置する線部分の発熱量より大きくなる。一方、第２のヒータ線５２０は、第１の領域Ｒ１に配置され、第２の領域Ｒ２には配置されておらず、第３のヒータ線５３０は、第１の領域Ｒ１に配置されておらず、第２の領域Ｒ２に配置されており、第２のヒータ線５２０と第３のヒータ線５３０とは、電気的に並列に接続されている。このため、第１の領域Ｒ１に位置する第２のヒータ線５２０の抵抗が第２の領域Ｒ２に位置する第３のヒータ線５３０の抵抗より大きくなるため、第２のヒータ線５２０の発熱量が第３のヒータ線５３０の発熱量より小さくなる。すなわち、第１の領域Ｒ１では、第１のヒータ線５１０の第１の領域Ｒ１に位置する線部分の発熱量が、第２の領域Ｒ２に位置する線部分の発熱量より大きくなるが、第２のヒータ線５２０の発熱量が第３のヒータ線５３０の発熱量より小さくなる。一方、第２の領域Ｒ２では、第１のヒータ線５１０の第２の領域Ｒ２に位置する線部分の発熱量が、第１の領域Ｒ１に位置する線部分の発熱量より小さくなるが、第３のヒータ線５３０の発熱量が第２のヒータ線５２０の発熱量より多くなる。従って、比較例に比べて、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１の温度分布の均一性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態では、上述したように、第２のヒータ線５２０は、第１の領域Ｒ１に配置され、第２の領域Ｒ２には配置されておらず、第３のヒータ線５３０は、第１の領域Ｒ１に配置されておらず、第２の領域Ｒ２に配置されている。このため、第２のヒータ線５２０の一部が第２の領域Ｒ２まで延びていたり、第３のヒータ線５３０の一部が第１の領域Ｒ１まで延びていたりする場合に比べて、第２のヒータ線５２０と第３のヒータ線５３０とが近接配置されることによってセラミックス板１０の特定箇所が高温になることを抑制することができる。

さらに、本実施形態では、第１のヒータ線５１０は、中心軸Ｏ周りの方向Ｌに沿って延びる環状形状を構成し、第２のヒータ線５２０と第３のヒータ線５３０との組み合わせは、第１のヒータ線５１０とは径が異なる環状形状を構成している。これにより、ヒータ５０のヒータ線が環状形状でない場合に比べて、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１の温度分布の均一性を向上させることができる。

また、第１のヒータ線５１０と、第２のヒータ線５２０および第３のヒータ線５３０とは、セラミックス板１０の径方向に交互に配置されている（図３参照）。これにより、セラミックス板１０の吸着面Ｓ１の広い範囲に亘って温度分布の均一性を向上させることができる。

Ｂ．第２実施形態：
図５は、第２実施形態における静電チャック１００ａのＸＹ断面構成を示す説明図である。以下では、第２実施形態における静電チャック１００ａの構成の内、上述した第１実施形態における静電チャック１００の構成と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。

本実施形態のヒータ５０ａは、上記第１実施形態の第２のヒータ線５２０および第３のヒータ線５３０の代わりに、第２のヒータ線６２０および第３のヒータ線６３０を含む。第２のヒータ線６２０は、上記第１実施形態の第２のヒータ線５２０と略同一の位置に配置されている。第２のヒータ線６２０は、第２の大ヒータ線６２１と第２の小ヒータ線６２２とを含む。第２の大ヒータ線６２１は、中心軸Ｏに対して、第１の端部５１１Ａ等と同じ側に配置された一対の第２の端部６２１Ａ，６２１Ｂを有し、一方の第２の端部６２１Ａから周方向Ｌの一方側（図５の時計回り方向）に延びつつ他方側（図５の反時計回り方向）に折り返して他方の第２の端部６２１Ｂに繋がる形状を構成している。具体的には、第２の大ヒータ線６２１は、一対の第２の端部６２１Ａ，６２１Ｂと、該一対の第２の端部６２１Ａ，６２１Ｂのそれぞれから、中心軸Ｏを中心として円弧状に延びて仮想線Ｑ付近に至る一対の円弧部分と、該一対の円弧部分の先端側を繋ぐ繋ぎ部分とを含む。

第２の小ヒータ線６２２は、中心軸Ｏに対して、第１の端部５１１Ａ等と同じ側に配置された一対の第２の端部６２２Ａ，６２２Ｂを有し、一方の第２の端部６２２Ａから周方向Ｌの一方側（図５の時計回り方向）に延びつつ他方側（図５の反時計回り方向）に折り返して他方の第２の端部６２２Ｂに繋がる形状を構成している。具体的には、第２の小ヒータ線６２２は、一対の第２の端部６２２Ａ，６２２Ｂと、該一対の第２の端部６２２Ａ，６２２Ｂのそれぞれから、中心軸Ｏを中心として円弧状に延びて仮想線Ｑ付近に至る一対の円弧部分と、該一対の円弧部分の先端側を繋ぐ繋ぎ部分とを含む。

第３のヒータ線６３０は、上記第１実施形態の第３のヒータ線５３０と略同一の位置に配置されている。第３のヒータ線６３０は、第３の大ヒータ線６３１と第３の小ヒータ線６３２とを含む。第３の大ヒータ線６３１は、中心軸Ｏに対して、第１の端部５１１Ａ等と同じ側（Ｙ軸負方向側）に配置された一対の第３の端部６３１Ａ，６３１Ｂを有し、一方の第３の端部６３１Ａから周方向Ｌの他方側（図５の反時計回り方向）に延びつつ一方側（図５の時計回り方向）に折り返して他方の第３の端部６３１Ｂに繋がる形状を構成している。具体的には、第３の大ヒータ線６３１は、一対の第３の端部６３１Ａ，６３１Ｂと、該一対の第３の端部６３１Ａ，６３１Ｂのそれぞれから、中心軸Ｏを中心として円弧状に延びて仮想線Ｑ付近に至る一対の円弧部分と、該一対の円弧部分の先端側を繋ぐ繋ぎ部分とを含む。

第３の小ヒータ線６３２は、中心軸Ｏに対して、第１の端部５１１Ａ等と同じ側に配置された一対の第３の端部６３２Ａ，６３２Ｂを有し、一方の第３の端部６３２Ａから周方向Ｌの他方側（図５の反時計回り方向）に延びつつ一方側（図５の時計回り方向）に折り返して他方の第３の端部６３２Ｂに繋がる形状を構成している。具体的には、第３の小ヒータ線６３２は、一対の第３の端部６３２Ａ，６３２Ｂと、該一対の第３の端部６３２Ａ，６３２Ｂのそれぞれから、中心軸Ｏを中心として円弧状に延びて仮想線Ｑ付近に至る一対の円弧部分と、該一対の円弧部分の先端側を繋ぐ繋ぎ部分とを含む。

本実施形態によれば、第２のヒータ線６２０と第３のヒータ線６３０とのそれぞれが折り返し形状に形成されているため、第１の端部５１２Ａ，５１２Ｂと第２の端部６２１Ａ，６２１Ｂと第３の端部６３１Ａ、６３１Ｂとを近くに配置することができるため、ヒータ５０ａ全体の配線構造を簡略化することができる。

Ｃ．第３実施形態：
図６は、第３実施形態における静電チャック１００ｂのＸＹ断面構成を示す説明図である。以下では、第３実施形態における静電チャック１００ｂの構成の内、上述した第２実施形態における静電チャック１００ａの構成と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。

本実施形態のヒータ５０ｂは、上記第２実施形態における第１のヒータ線５１０の代わりに、第１のヒータ線７１０を含む。第１のヒータ線７１０は、第２のヒータ線６２０および第３のヒータ線６３０の内周側と外周側との両側を囲むように一方の第１の端部７１０Ａから延びて他方の第１の端部７１０Ｂに繋がる形状を構成している。具体的には、第１のヒータ線７１０は、中心軸Ｏ付近に位置する第１の端部７１０Ａから、第２の小ヒータ線６２２と第３の小ヒータ線６３２との間を通過するように延びる直線部分と、その直線部分の先端から、第２の小ヒータ線６２２および第３の小ヒータ線６３２の外周を囲むように円形状に延びる円形部分とを含む。さらに、第１のヒータ線７１０は、円形部分の先端から第２の大ヒータ線６２１と第３の大ヒータ線６３１との間を通過するように延びる直線部分と、その直線部分の先端から、第２の大ヒータ線６２１および第３の大ヒータ線６３１の外周を囲むように円形状に延びて第１の端部７１０Ｂに繋がる円形部分とを含む。

本実施形態によれば、第１のヒータ線７１０は、第２のヒータ線６２０および第３のヒータ線６３０の内周側と外周側との両側を囲むように一方の第１の端部７１０Ａから延びて他方の第１の端部７１０Ｂに繋がる形状を構成している。このため、第１のヒータ線７１０の端部の数が２つである。これにより、上記第１実施形態および第２実施形態に比べて、第１のヒータ線７１０の端部の数が少ない分だけ、ヒータ５０ｂ全体の配線構造を簡略化することができる。

Ｄ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

上記実施形態では、第２のヒータ線５２０と第３のヒータ線５３０とは、セラミックス板１０の同一層上で電気的に接続されているとした（図３等参照）が、これに限定されず、第２のヒータ線５２０と第３のヒータ線５３０とは、これらが形成された層上では物理的に離れた位置に配置されているが、第２のヒータ線５２０と第３のヒータ線５３０との端部同士がビア（図示せず）等を介して別の層で電気的に接続されているとしてもよい。

上記実施形態では、第１のヒータ線５１０と第２のヒータ線５２０と第３のヒータ線５３０とは、セラミックス板１０の同一層上に配置されているとしたが、これに限定されず、第１のヒータ線５１０と第２のヒータ線５２０と第３のヒータ線５３０との内の少なくとも１つのヒータ線、または、少なくともヒータ線の一部分が別の層に配置されているとしてもよい。

上記実施形態において、第１の電源Ｖ１と第２の電源Ｖ２とは共通の電源であるとしてもよい。また、第１のヒータ線５１０の両端が、第２のヒータ線５２０および第３のヒータ線５３０の両端部のそれぞれに電気的に接続されているとしてもよい。具体的には、図４の例では、第１の大ヒータ線５１１の第１の端部５１１Ａと、第２の大ヒータ線５２１の第２の端部５２１Ａ（第３の大ヒータ線５３１の第３の端部５３１Ａ）とが電気的に接続され、第１の大ヒータ線５１１の第１の端部５１１Ｂと、第２の大ヒータ線５２１の第２の端部５２１Ｂ（第３の大ヒータ線５３１の第３の端部５３１Ｂ）とが電気的に接続されているとしてもよい。

上記各実施形態において、第２のヒータ線５２０の一部が第２の領域Ｒ２まで延びていたり、第３のヒータ線５３０の一部が第１の領域Ｒ１まで延びていたりしてもよい。要するに、Ｚ方向視で、第１のヒータ線５１０の一の線部分（第１の領域Ｒ１に位置する部分）に対し、第２のヒータ線５２０の少なくとも一部が、第３のヒータ線５３０より近くに配置されており、第１のヒータ線５１０の別の線部分（第２の領域Ｒ２に位置する部分）に対し、第３のヒータ線５３０の少なくとも一部が、第２のヒータ線５２０より近くに配置されていれば、ヒータ線の断面積のバラツキに起因してセラミックス板１０の吸着面Ｓ１の温度分布の均一性が低下することを抑制することができる。

また、セラミックス板１０の全体に限らず、一部分について、第１のヒータ線５１０の一の線部分に対し、第２のヒータ線５２０の少なくとも一部が、第３のヒータ線５３０より近くに配置されており、第１のヒータ線５１０の別の線部分に対し、第３のヒータ線５３０の少なくとも一部が、第２のヒータ線５２０より近くに配置されているという配置条件が満たされればよい。これにより、当該一部分について、ヒータ線の断面積のバラツキに起因してセラミックス板１０の吸着面Ｓ１の温度分布の均一性が低下することを抑制することができる。

上記各実施形態において、ヒータ５０，５０ａ，５０ｂの形状は、環状形状や円弧形状に限定されず、直線形状や螺旋形状等でもよい。

また、上記実施形態における各部材を形成する材料は、あくまで例示であり、各部材が他の材料により形成されてもよい。また、上記実施形態では、ヒータ５０がセラミックス板１０の内部に配置されるとしているが、ヒータ５０が、セラミックス板１０の内部ではなく、セラミックス板１０のベース板２０側（セラミックス板１０と接着層３０との間）に配置されるとしてもよい。この場合には、接着層３０は、セラミックス板１０とヒータ５０との少なくとも一方と、ベース板２０とを接着することになる。

また、上記実施形態では、冷媒流路２１がベース板２０の内部に形成されるとしているが、冷媒流路２１が、ベース板２０の内部ではなく、ベース板２０の表面（例えばベース板２０と接着層３０との間）に形成されるとしてもよい。また、上記実施形態では、セラミックス板１０の内部に一対の内部電極４０が設けられた双極方式が採用されているが、セラミックス板１０の内部に１つの内部電極４０が設けられた単極方式が採用されてもよい。

本発明は、静電引力を利用してウェハＷを保持する静電チャック１００に限らず、セラミックス板とベース板とを備え、セラミックス板の表面上に対象物を保持する他の保持装置（例えば、真空チャック等）にも適用可能であり、さらに、ベース板や接着層を有さず、セラミックス板の表面上に対象物を保持する保持装置（シャフト付きヒータ）にも適用可能である。さらに、保持装置は、例えば、金属箔（銅箔やステンレス箔）のヒータ線をポリイミド樹脂層で挟んで構成されるポリイミドヒータが含まれる。例えば、金属箔のエッチング処理によりヒータ線を形成する際のエッチング幅のバラツキ等により、ヒータ線の断面積が不均一になることがある。このようなポリイミドヒータにも本発明を適用可能である。この場合、ポリイミドヒータ自体が、特許請求の範囲における絶縁板に相当する。なお、本明細書において、「絶縁板の第１の表面側で対象物を保持する」には、絶縁板の第１の表面に対象物を直接保持するものに限定されず、絶縁板の第１の表面側で他の部材を介して対象物を保持するものでもよい。例えば、ポリイミドヒータの第１の表面に別途配置されたセラミックス板のポリイミドヒータとは反対側の表面に対象物を保持するものでもよい。

１０：セラミックス板２０：ベース板２１：冷媒流路３０：接着層４０：内部電極５０，５０ａ，５０ｂ：ヒータ１００，１００ａ，１００ｂ：静電チャック５１０，７１０：第１のヒータ線５１１：第１の大ヒータ線５１１Ａ，５１１Ｂ，５１２Ａ，５１２Ｂ，７１０Ａ，７１０Ｂ：第１の端部５１２：第１の小ヒータ線５２０，６２０：第２のヒータ線５２１，６２１：第２の大ヒータ線５２１Ａ，５２１Ｂ，６２１Ａ，６２１Ｂ，５２２Ａ，５２２Ｂ，６２２Ａ，６２２Ｂ：第２の端部５２２，６２２：第２の小ヒータ線５３０，６３０：第３のヒータ線５３１，６３１：第３の大ヒータ線５３１Ａ，５３１Ｂ，５３２Ａ，５３２Ｂ，６３１Ａ、６３１Ｂ，６３２Ａ，６３２Ｂ：第３の端部５３２，６３２：第３の小ヒータ線Ｌ：周方向Ｏ：中心軸Ｑ：仮想線Ｒ１：第１の領域Ｒ２：第２の領域Ｓ１：吸着面Ｓ２：セラミックス側接着面Ｓ３：ベース側接着面Ｔ１Ａ，Ｔ１Ｂ，Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂ：電源入力端子Ｖ１：第１の電源Ｖ２：第２の電源Ｗ：ウェハ

Claims

第１の表面と、前記第１の表面とは反対側の第２の表面と、を有する板状の絶縁板と、
前記絶縁板の内部、または、前記絶縁板の前記第２の表面側に配置されたヒータと、
を備え、前記絶縁板の前記第１の表面側で対象物を保持する保持装置において、
前記ヒータは、
一対の第１の端部を有し、前記一対の第１の端部の一方から他方まで延びている第１のヒータ線と、
一対の第２の端部を有し、前記一対の第２の端部の一方から他方まで延びている第２のヒータ線と、
一対の第３の端部を有し、前記一対の第３の端部の一方から他方まで延びており、かつ、前記一対の第３の端部の一方が前記一対の第２の端部の一方に電気的に接続され、前記一対の第３の端部の他方が前記一対の第２の端部の他方に電気的に接続されている第３のヒータ線と、を含み、
前記絶縁板の前記第１の表面に直交する第１の方向視で、
前記第１のヒータ線の一の線部分に対し、前記第２のヒータ線の少なくとも一部が、前記第３のヒータ線より近くに配置されており、
前記第１のヒータ線が延びる第２の方向における位置が前記一の線部分とは異なる前記第１のヒータ線の別の線部分に対し、前記第３のヒータ線の少なくとも一部が、前記第２のヒータ線より近くに配置されていることを特徴とする、保持装置。
請求項１に記載の保持装置において、
前記第１の方向視で、前記絶縁板において前記第１のヒータ線に直交する仮想線によって仕切られる２つの領域の内、一方の領域には、前記第２のヒータ線が配置され、前記第３のヒータ線が配置されておらず、他方の領域には、前記第２のヒータ線が配置されておらず、前記第３のヒータ線が配置されていることを特徴とする、保持装置。
請求項１または請求項２に記載の保持装置において、
前記第２の方向は、前記絶縁板の中心周りの方向であり、
前記第１の方向視で、
前記第１のヒータ線は、前記第２の方向に沿って延びる環状形状を構成し、
前記第２のヒータ線と前記第３のヒータ線との組み合わせは、前記第１のヒータ線とは径が異なる環状形状の少なくとも一部を構成していることを特徴とする、保持装置。
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の保持装置において、
前記第１の方向視で、
前記第２のヒータ線は、前記一対の第２の端部の一方から前記第２の方向の一方側に延びつつ他方側に折り返して前記一対の第２の端部の他方に繋がる形状を構成し、
前記第３のヒータ線は、前記一対の第３の端部の一方から前記第２の方向の他方側に延びつつ一方側に折り返して前記一対の第３の端部の他方に繋がる形状を構成していることを特徴とする、保持装置。
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の保持装置において、
前記第１の方向視で、
前記第１のヒータ線は、環状形状を構成する前記第２のヒータ線および前記第３のヒータ線の内周側と外周側との両側を囲むように前記一対の第１の端部の一方から延びて前記一対の第１の端部の他方に繋がる形状を構成していることを特徴とする、保持装置。
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の保持装置において、
前記第１の方向視で、前記第１のヒータ線と、前記第２のヒータ線および前記第３のヒータ線とは、環状形状を構成する前記第２のヒータ線および前記第３のヒータ線の内周側から外周側に向かう方向に交互に配置されていることを特徴とする、保持装置。