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TW202126107A - 加熱裝置 - Google Patents

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TW202126107A
TW202126107A TW109138376A TW109138376A TW202126107A TW 202126107 A TW202126107 A TW 202126107A TW 109138376 A TW109138376 A TW 109138376A TW 109138376 A TW109138376 A TW 109138376A TW 202126107 A TW202126107 A TW 202126107A
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heating wire
heating
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鈴木佳祐
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日商日本特殊陶業股份有限公司
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Abstract

[課題]抑制因加熱線部密集在複數個特定部的周邊而產生高溫區域之情況。 [解決手段]加熱裝置具備︰加熱電極，配置在板狀體的內部，具有加熱線部；及複數個特定部(孔或導電部)，排列在既定的排列方向。加熱線部具有：第1加熱線部；及第2加熱線部，配置在比第1加熱線部更接近特定部之位置。將第1特定部的中心與第1加熱線部以最短距離連結的直線設為第1假想直線，將和第1特定部相鄰之第2特定部的中心與第1加熱線部以最短距離連結的直線設為第2假想直線。第2加熱線部具有︰凸狀線部分，通過第1假想直線，向第1加熱線部側彎曲；及凹狀線部分，以避開第2假想直線的方式延伸，向與第1加熱線部相反之側彎曲。

Description

加熱裝置
本說明書所揭示的技術係關於具備加熱電極(heater electrode)之加熱裝置。
例如作為在製造半導體時配置晶圓的裝置，係使用靜電夾頭。靜電夾頭係具備有大致垂直於既定方向(以下，稱為「第1方向」)之大致平面狀的表面(以下，稱為「吸附面」)之陶瓷構件、和設置於陶瓷構件的內部之夾頭電極(chuck electrode)，且利用藉由對夾頭電極施加電壓而產生之靜電引力，而在陶瓷構件的吸附面吸附晶圓並加以保持。
當被保持於靜電夾頭的吸附面之晶圓的溫度未成為所期望的溫度時，會有對於晶圓之各處理(成膜，蝕刻等)的精度降低之虞，所以靜電夾頭被要求控制晶圓的溫度分布之性能。為此，例如，在陶瓷構件的內部，設有具有加熱線部(heater line portion)的加熱電極，該加熱線部為線狀電阻發熱體。當對加熱電極施加電壓時，藉由加熱電極發熱而使陶瓷構件被加熱，藉此，實現陶瓷構件的吸附面的溫度控制(進而，被保持於吸附面之晶圓的溫度控制)。
在此，於靜電夾頭的陶瓷構件，例如抬升銷(lift pin)用貫通孔那樣，存在有無法配置加熱電極的加熱線部之特定部。因此，已知有例如在第1方向觀看下，於加熱電極具有同心圓狀的複數個加熱線部之構成中，使一部分的加熱線部以避開抬升銷(lift pin)用貫通孔的方式彎曲配置之技術(例如參照專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本新型專利第3182120號公報
[發明欲解決之課題]
在此，不限於抬升銷用貫通孔，例如形成於陶瓷構件的孔(例如氣體流路)、或配置於陶瓷構件的內部之導電部(例如導電墊或通路)，亦成為陶瓷構件中的上述特定部。因此，假定將在第1方向觀看下位於複數個特定部附近之一加熱線部的形狀以避開該複數個特定部之每一者的方式設成具有複數個彎曲部分之形狀。在此種構成中，因複數個加熱線(heater line)部密集而產生高溫區域之可能性高。然而，以往，關於這點，並未有充分的探討研究。
此外，此種課題不限於利用靜電引力來保持晶圓的靜電夾頭，而且是具備加熱電極的加熱裝置(半導體製造用零件)一般共同的課題。
本說明書中，揭示可解決上述課題的至少一部分之技術。 [用以解決課題之手段]
本說明書所揭示的技術，係可以如下的形態實現。
(1)本說明書所揭示的加熱裝置，具備： 板狀體，具有與第1方向大致垂直的第1表面； 加熱電極，配置於前述板狀體的內部，具有在前述第1方向觀看下為線狀電阻發熱體的加熱線部；及 複數個特定部，配置於前述板狀體的內部，在前述第1方向觀看下排列於既定的排列方向，分別為延伸於前述第1方向之孔或導電部， 於前述第1表面配置對象物， 在該加熱裝置中， 前述加熱電極所具有的前述加熱線部在前述第1方向觀看下具有：第1加熱線部，延伸於前述排列方向；及第2加熱線部，延伸於前述排列方向，且配置在比前述第1加熱線部更接近前述複數個特定部之位置， 在將前述複數個特定部中的第1特定部的中心與前述第1加熱線部以最短距離連結的直線設為第1假想直線，將和前述第1特定部相鄰之第2特定部的中心與前述第1加熱線部以最短距離連結的直線設為第2假想直線時，前述第2加熱線部在前述第1方向觀看下具有：凸狀線部分，通過前述第1假想直線，且向前述第1加熱線部側彎曲成凸狀；及凹狀線部分，以避開前述第2假想直線的方式延伸，在和前述第1加熱線部相反之側彎曲成凹狀。
本加熱裝置中，加熱電極的加熱線部係含有第1加熱線部與第2加熱線部，此等第1加熱線部與第2加熱線部均大概延伸於複數個特定部的排列方向。第2加熱線部係配置在比第1加熱線部更接近複數個特定部的位置，具有因應第1特定部和第2特定部而彎曲的凸狀線部分和凹狀線部分。亦即，凸狀線部分在第1方向觀看下，係相對於第1特定部向與第1加熱線部相同之側彎曲成凸狀。另一方面，凹狀線部分在第1方向觀看下，係相對於第2特定部向與第1加熱線部相反之側彎曲成凹狀。因此，與例如加熱電極的加熱線部為相對於彼此相鄰的第1特定部與第2特定部兩者朝相同側彎曲成凸狀之構成相比之下，可抑制在第1方向觀看下因加熱線部密集於複數個特定部的周邊而產生高溫區域之情況。
(2)在上述加熱裝置中，亦可設成前述第1特定部與前述第2特定部的中心間距離為60mm以下之構成。根據本加熱裝置，由於特定部密集，故適用本發明尤其有效。
(3)上述加熱裝置中，亦可設成如下之構成：前述複數個特定部係在和前述第1特定部相反之側具有與前述第2特定部相鄰的第3特定部；在將前述第3特定部和前述第1加熱線部以最短距離連結的直線設為第3假想直線時，前述第2加熱線部進一步具有第2凸狀線部分，其係通過前述第3假想直線，向前述第1加熱線部側彎曲成凸狀。根據本加熱裝置，與例如加熱電極的加熱線部是相對於彼此相鄰的三個特定部全部向相同側彎曲成凸狀的構成相比，可抑制在第1方向觀看下因加熱線部密集於複數個特定部的周邊而產生高溫區域之情況。
(4)上述加熱裝置中，亦可設為如下之構成：前述第1特定部與前述第2特定部的中心間距離、及前述第2特定部與前述第3特定部的中心間距離均為60mm以下。根據本加熱裝置，由於特定部密集，故適用本發明尤其有效。
(5)上述加熱裝置中，亦可設為如下之構成：前述第1加熱線部與對應於前述凹狀線部分之前述特定部的最短距離，係比前述第1加熱線部與對應於前述凸狀線部分之前述特定部的最短距離還短。根據本加熱裝置，關於第1加熱線部，可一邊抑制在和凹狀線部分對應的特定部附近之無用的形狀變化，一邊抑制因加熱線部密集在與凸狀線部分對應之特定部的周邊而產生高溫的溫度特異點之情況。
(6)上述加熱裝置中，亦可設成如下之構成：前述加熱電極所具有的前述加熱線部係進一步包含有第3加熱線部，其係在前述第1方向觀看下，延伸於前述排列方向，且配置在相對於前述第2加熱線部為與前述第1加熱線部相反之側；前述第3加熱線部與對應於前述凸狀線部分之前述特定部的最短距離，係比前述第3加熱線部與對應於前述凹狀線部分之前述特定部的最短距離還短。根據本加熱裝置，關於第3加熱線部，可一邊抑制在和凸狀線部分對應的特定部附近之無用的形狀變化，一邊抑制在第1方向觀看下因加熱線部密集於特定部的周邊而產生高溫的溫度特異點之情況。
(7)上述加熱裝置中，亦可設成如下之構成：前述板狀體具備︰陶瓷構件，具有前述第1表面、和前述第1表面之相反側的第2表面；基底構件，具有第3表面，前述第3表面配置成位於前述陶瓷構件的前述第2表面側，且藉由熱傳導率比前述陶瓷構件的熱傳導率高之材料形成；及接合部，配置在前述陶瓷構件的前述第2表面與前述基底構件的前述第3表面之間，將前述陶瓷構件與前述基底構件接合；前述複數個特定部的至少一者係形成於前述基底構件之孔。根據本加熱裝置，可抑制因形成於基底構件之孔而導致基底構件的吸引效果參差不齊，且可抑制在第一方向觀看下因加熱線部密集於複數個特定部的周邊而產生高溫區域之情況。
此外，本說明書所揭示的技術能夠以各種形態實現，例如能夠以具備保持裝置、靜電夾頭、半導體製造用零件、CVD加熱器等的加熱裝置、真空夾頭、其他的加熱電極之加熱裝置、其等的製造方法等的形態來實現。
[用以實施發明的形態]
A.實施形態： A-1.靜電夾頭100的構成： 圖1係概略地顯示本實施形態之靜電夾頭100的外觀構成之立體圖，圖2係概略地顯示本實施形態之靜電夾頭100的XZ剖面構成之說明圖，圖3係概略地顯示本實施形態之靜電夾頭100的XY平面(上面)構成之說明圖。各圖係顯示用於特定方向之相互正交的XYZ軸。本說明書中，權宜上係將Z軸正方向設為上方向，將Z軸負方向設為下方向，惟靜電夾頭100亦可以實際上與此種方向不同的方向設置。
靜電夾頭100係將對象物(例如晶圓W)藉靜電引力吸附並保持之裝置，例如為了在半導體製造裝置的真空腔室內固定晶圓W而使用。靜電夾頭100係具備︰排列配置在既定的配列方向(本實施形態中為上下方向(Z軸方向))之陶瓷構件10及基底構件20。陶瓷構件10和基底構件20係陶瓷構件10的下面S2(參照圖2)和基底構件20的上面S3以在上述配列方向對向的方式配置。靜電夾頭100係相當於申請專利範圍的板狀體，上下方向係相當於申請專利範圍的第1方向。
陶瓷構件10係具有與上述配列方向(Z軸方向)大致正交之大致圓形平面狀的上面(以下，稱為「吸附面」)S1之板狀構件，藉由陶瓷(例如，氧化鋁或氮化鋁等)形成。陶瓷構件10的直徑為例如50mm以上且500mm以下左右(通常為200mm以上且350mm以下左右)，陶瓷構件10的厚度為例如1mm以上且10mm以下左右。本說明書中，將與Z軸方向正交的方向稱為「面方向」，如圖3所示，將在面方向內以吸附面S1的中心點Px為中心的圓周方向稱為「圓周方向CD」，將面方向內與圓周方向CD正交的方向稱為「徑向RD」。吸附面S1相當於申請專利範圍的第1表面，下面S2相當於申請專利範圍的第2表面。
如圖2所示，在陶瓷構件10的內部，配置有藉導電性材料(例如鎢、鉬、白金等)形成的夾頭電極40。在上下方向觀看下之夾頭電極40的形狀為例如大致圓形。當從電源(未圖示)對夾頭電極40施加電壓時，會產生靜電引力，藉由此靜電引力，晶圓W會被吸附固定在陶瓷構件10的吸附面S1。
在陶瓷構件10的內部，又配置有：加熱電極50，用於陶瓷構件10的吸附面S1的溫度控制(亦即，被保持於吸附面S1之晶圓W的溫度控制)；和用於對加熱電極50供電之構成。關於此等構成，將詳述如後。
基底構件20為例如與陶瓷構件10相同直徑或直徑比陶瓷構件10大的圓形平面之板狀構件，藉由例如金屬(鋁或鋁合金等)形成。基底構件20的直徑為例如220mm以上且550mm以下左右(通常為220mm以上且350mm以下)，基底構件20的厚度為例如20mm以上且40mm以下左右。
基底構件20係藉由配置在陶瓷構件10的下面S2和基底構件20的上面S3之間的接合部30而接合於陶瓷構件10。接合部30係藉由例如矽酮系樹脂或丙烯酸系樹脂、環氧系樹脂等的接著材構成。接合部30的厚度係例如0.1mm以上且1mm以下左右。上面S3相當於申請專利範圍的第3表面。
在基底構件20的內部形成有冷媒流路21。當冷媒(例如，氟系非活性液體或水等)在冷媒流路21流動時，基底構件20會被冷卻，透過接合部30隔介於基底構件20和陶瓷構件10之間的傳熱(除熱)使陶瓷構件10冷卻，並使保持於陶瓷構件10的吸附面S1之晶圓W冷卻。藉此，實現晶圓W的溫度控制。
A-2.加熱電極50等的構成： 其次，詳述關於加熱電極50的構成及用於對加熱電極50供電之構成。
如上述，靜電夾頭100具備加熱電極50(參照圖2)。加熱電極50係藉由導電性材料(例如鎢、鉬、白金等)形成。此外，本實施形態中，加熱電極50係配置在夾頭電極40的下側。
加熱電極50具有在上下方向觀看下為線狀電阻發熱體之加熱線部500。加熱線部500包含有以吸附面S1的中心點Px為中心之同心圓狀的複數個加熱線部(例如後述的圖4所示之第1加熱線部510等)。本實施形態中，如圖3所示，加熱線部500係成為在上下方向觀看下以中心點Px為中心形成螺旋狀的形狀。
又，如圖2所示，靜電夾頭100具備有用於對加熱電極50供電之構成。具體而言，靜電夾頭100具備有驅動電極60。此外，本實施形態中，驅動電極60係配置在加熱電極50的下側。驅動電極60係藉由導電性材料(例如鎢、鉬、白金等)所形成。驅動電極60係包含有具有和面方向平行的既定區域之一對驅動電極61、62，一對驅動電極61、62為圖案。此外，各驅動電極61、62係在滿足如次的要件這點上與加熱電極50不同。 要件：各驅動電極61、62的剖面積，係加熱電極50的剖面積之10倍以上。
加熱電極50的一端部係透過藉導電性材料形成的第1加熱側通路721，與一第1驅動電極61導通，加熱電極50的另一端部係透過藉導電性材料形成的第2加熱側通路722，與另一驅動電極62導通。
又，如圖2所示，在靜電夾頭100，形成有從基底構件20的下面S4到陶瓷構件10的內部之複數個端子用孔120。圖2僅顯示一對端子用孔120，圖3僅顯示五個端子用孔120。各端子用孔120係將基底構件20貫通於上下方向之貫通孔22、將接合部30貫通於上下方向之貫通孔32、和形成於陶瓷構件10的下面S2側的凹部12藉由相互連通而構成之一體的孔。形成於基底構件20的貫通孔22，係相當於形成於申請專利範圍中的基底構件之孔。
在複數個端子用孔120的一者，收容有柱狀的第1供電端子741。又，在構成該一個端子用孔120之陶瓷構件10的凹部12的底面，設有第1電極墊731。第1供電端子741係藉由例如硬焊等而接合於第1電極墊731。又，第1電極墊731係透過第1供電側通路711而與一驅動電極61導通。同様地，於複數個端子用孔120的另一個，收容有柱狀的第2供電端子742。又，在構成該另一個端子用孔120之陶瓷構件10的凹部12的底面，設有第2電極墊732。第2供電端子742係藉由例如硬焊等而與第2電極墊732接合。又，第2電極墊732係透過第2供電側通路712而與另一驅動電極62導通。此外，供電端子741、742、電極墊731、732、及供電側通路711、712，均藉由導電性材料形成。
兩個端子用孔120所分別收容的一對供電端子741、742，係連接於電源(未圖示)。來自電源的電壓，係經由一對供電端子741、742、一對電極墊731、732、及一對供電側通路711、712而供給至一對驅動電極61、62，進一步經由一對加熱側通路721、722施加至加熱電極50。藉此，各加熱電極50發熱，陶瓷構件被加熱，藉此實現陶瓷構件的吸附面的溫度控制(進而，被保持於吸附面之晶圓的溫度控制)。此外，複數個端子用孔120收容不限於和加熱電極50導通的端子，而可收容例如和夾頭電極40或未圖示的熱電偶等導通之供電端子等。
A-3.靜電夾頭100中的特定部： 靜電夾頭100具備複數個特定部。複數個特定部係配置在靜電夾頭100的內部，且在上下方向觀看下以排列在面方向的方式配置。各特定部係延伸於上下方向之孔、或者延伸於上下方向之導電部。特定部係基於物理上的理由、靜電夾頭100的溫度分布上的理由，而對加熱電極50之加熱線部500的配線圖案賦予限制。具體而言，可列舉如下的內容，作為特定部之例子。
＜形成於靜電夾頭100內部之導電部＞ (1)配置於陶瓷構件10的內部，且存在於配置有加熱電極50之假想平面上的第1導電部(存在於和加熱電極50同一層上之導電部)：在此種第1導電部存在的情況下，不得不將加熱電極50的加熱線部500在上下方向觀看下的形狀設成以避開該第1導電部的方式彎曲的形狀。第1導電部係例如將夾頭電極40或熱電偶(未圖示)等與端子用孔120電性連接之通路(未圖示)。 (2)配置於陶瓷構件10或基底構件20的內部，且不存在於上述假想平面，惟藉由電流集中等可成為高溫的溫度特異點之第2導電部：在此種第2導電部存在的情況下，不會有加熱電極50的加熱線部500的配線圖案受到物理上的限制之情況，惟若以在上下方向觀看下與該第2導電部的中心重疊之方式配置加熱線部500時，高溫的溫度特異點變更加顯著。於是，在此種第2導電部存在的情況，較佳為將加熱電極50的加熱線部500在上下方向觀看下的形狀，設成至少以避開該第2導電部的中心之方式彎曲的形狀。本實施形態中，第2導電部為例如供電端子741、742等的端子、或供電側通路711、712。
＜形成於靜電夾頭100的內部之孔＞ (1)存在於配置有加熱電極50的假想平面上之第1孔(存在於和加熱電極50同一層上的孔)：在此種第1孔存在的情況，不得不將加熱電極50的加熱線部500在上下方向觀看下的形狀設成以避開該第1孔的方式彎曲的形狀。第1孔係例如將靜電夾頭100貫通於上下方向之抬升銷用孔(未圖示)、或在形成於陶瓷構件10的內部之氣體流路中延伸於上下方向的部分(未圖示)。 (2)配置於陶瓷構件10、基底構件20或接合部30的內部且不存在於上述假想平面，但可成為高溫的溫度特異點之第2孔：在此種第2孔存在的情況下，加熱電極50之加熱線部500的配線圖案不會受物理上的限制，惟若以在上下方向觀看下和該第2孔的中心重疊的方式配置加熱線部500時，高溫的溫度特異點變更顯著。於是，在此種第2孔存在的情況，較佳為將加熱電極50的加熱線部500在上下方向觀看下的形狀，設成至少以避開該第2孔的中心之方式彎曲的形狀。本實施形態中，第2孔為例如端子用孔120(凹部12、貫通孔22、32)或氣體流路。
A-4.加熱電極50中之加熱線部500的構成： 圖4係顯示圖3的X1部分中之加熱電極50的配線圖案之說明圖。圖4係例示有七個加熱線部500(510～570)。如圖3及圖4所示，在上下方向觀看下，五個端子用孔120(以下，稱為「端子用孔120群」)係以排列在圓周方向CD的方式配置。在圓周方向CD彼此相鄰的端子用孔120彼此的中心間距離L為60mm以下，亦可為30mm以下。此外，在特定部(端子用孔120)於上下方向觀看下的形狀為非圓形之情況，特定部的中心係為特定部在上下方向觀看下的形狀之外接圓的中心。圓周方向CD相當於申請專利範圍中的排列方向。
如圖4所示，七個加熱線部500(510～570)在上下方向觀看下的形狀，均為整體而言延伸於圓周方向CD的圓弧狀。第1加熱線部510在上下方向觀看下係相對於端子用孔120群配置在徑向RD的外側。第3加熱線部530在上下方向觀看下係相對於端子用孔120群配置在徑向RD的內側。第2加熱線部520係配置在比第1加熱線部510及第3加熱線部530更接近端子用孔120群的位置。具體而言，第2加熱線部520的至少一部分(沿著圓周方向CD的部分)，係以中心點Px為中心，且位於通過端子用孔120群的假想圓M上。
第2加熱線部520在上下方向觀看下的形狀，係為第2凸狀線部分522與第2凹狀線部分524一個一個地交替排列之形狀。第2凸狀線部分522，係相對於一個端子用孔120在與第1加熱線部510相同側(徑向RD的外側)彎曲成凸狀之部分。第2凹狀線部分524，係相對於一個端子用孔120在與第3加熱線部530相同側(徑向RD的內側)彎曲成凹狀之部分。具體而言，將一端子用孔120(第1端子用孔121、第3端子用孔123、第5端子用孔125)的中心與第1加熱線部510以最短距離連結的直線設為第1假想直線B1。又，將和上述一端子用孔120相鄰的另一端子用孔120(第2端子用孔122、第4端子用孔124)的中心與第1加熱線部510以最短距離連結的直線設為第2假想直線B2。第2凸狀線部分522係通過第1假想直線B1，且在第1加熱線部510側彎曲成凸狀的部分。第2凹狀線部分524係以回避第2假想直線B2的方式延伸，係在與第1加熱線部510的相反側彎曲成凹狀的部分。第1端子用孔121和第3端子用孔123和第5端子用孔125相當於申請專利範圍的第1特定部、第3特定部，第2端子用孔122和第4端子用孔124相當於申請專利範圍的第2特定部。又，第1假想直線B1相當於申請專利範圍的第1假想直線和第3假想直線。
本實施形態中，第2凸狀線部分522和第2凹狀線部分524均以在上下方向觀看下沿著端子用孔120的圓弧之方式配置。又，第2凸狀線部分522和第2凹狀線部分524的寬度，係比加熱線部500之其他部分(沿圓周方向CD的部分)的寬度還寬。因此，第2凸狀線部分522與第2凹狀線部分524的剖面積係變得比加熱線部500之其他部分的剖面積還大，其結果，得以抑制因第2凸狀線部分522與第2凹狀線部分524的發熱所導致之溫度上升。第2凸狀線部分522相當於申請專利範圍的凸狀線部分，第2凹狀線部分524相當於申請專利範圍的凹狀線部分。
第1加熱線部510在上下方向觀看下的形狀，係具有與第2加熱線部520的第2凸狀線部分522對應而朝徑向RD的外側彎曲成凸狀之第1凸狀線部分512的形狀。第4加熱線部540係相對於第1加熱線部510配置於徑向RD的外側。第4加熱線部540在上下方向觀看下的形狀係與第1加熱線部510大致相同，為具有與第2凸狀線部分522對應而朝徑向RD的外側彎曲成凸狀之第4凸狀線部分542的形狀。其中，第1凸狀線部分512和第4凸狀線部分542均成為與第2凸狀線部分522相比之下，突出程度小且和緩的曲線。
第5加熱線部550係相對於第4加熱線部540配置於徑向RD的外側。第5加熱線部550在上下方向觀看下的形狀，係涵蓋全長沿著圓周方向CD的圓弧狀。此外，第2凸狀線部分522與第1凸狀線部分512的最短距離D1(徑向RD的距離)、第1凸狀線部分512與第4凸狀線部分542的最短距離D4、以及第4凸狀線部分542與第5加熱線部550的最短距離D5，係彼此大致相同。此等最短距離D1、D4、D5，係比在徑向RD相互相鄰的兩個加熱線部500中之沿徑向RD之部分彼此的最短距離D10還短。因此，如圖4所示，第2凸狀線部分522附近由於加熱線部500相對地密集，故容易成為高溫的溫度特異點HP。
第3加熱線部530在上下方向觀看下的形狀，係具有對應於第2加熱線部520的第2凹狀線部分524朝徑向RD的內側彎曲成凹狀之第3凹狀線部分532的形狀。第6加熱線部560係相對於第3加熱線部530配置於徑向RD的內側。第6加熱線部560在上下方向觀看下的形狀係與第3加熱線部530大致相同，為具有與第2凹狀線部分524對應而朝徑向RD的內側彎曲成凹狀之第6凹狀線部分562的形狀。
其中，第3凹狀線部分532和第6凹狀線部分562均成為與第2凹狀線部分524相比之下，突出程度小且和緩的曲線。第7加熱線部570係相對於第6加熱線部560配置於徑向RD的外側。第7加熱線部570在上下方向觀看下的形狀，係為涵蓋全長沿圓周方向CD的圓弧狀。此外，第2凹狀線部分524與第3凹狀線部分532的最短距離D3、第3凹狀線部分532與第6凹狀線部分562的最短距離D6、以及第6凹狀線部分562與第7加熱線部570的最短距離D7係彼此大致相同。又，此等最短距離D3、D6、D7，係比在徑向RD相互相鄰的兩個加熱線部500(510～570)中之沿徑向RD之部分彼此的上述最短距離D10還短。因此，如圖4所示，第2凹狀線部分524附近由於加熱線部500相對地密集，故容易成為高溫的溫度特異點HP。
第1加熱線部510與對應於第2凹狀線部分524的端子用孔120(122、124)的最短距離D8，係比第1加熱線部510與對應於第2凸狀線部分522之端子用孔120(121、123、125)的最短距離D1還短。又，第3加熱線部530與對應於第2凸狀線部分522的端子用孔120(121、123、125)之最短距離D9，係比第3加熱線部530與對應於第2凹狀線部分524之端子用孔120(122、124)的最短距離D3還短。
A-5.本實施形態的功效： 如以上說明所示，本實施形態的靜電夾頭100中，加熱電極50的加熱線部500係包含有第1加熱線部510和第2加熱線部520，此等第1加熱線部510和第2加熱線部520均大概延伸於複數個端子用孔120(特定部)的排列方向。第2加熱線部520係配置在比第1加熱線部510更接近複數個端子用孔120的位置，例如具有因應第3端子用孔123和第2端子用孔122而彎曲的第2凸狀線部分522和第2凹狀線部分524。亦即，第2凸狀線部分522在上下方向觀看下，係在相對於第3端子用孔123與第1加熱線部510相同之側彎曲成凸狀。另一方面，第2凹狀線部分524在上下方向觀看下，係在相對於第2端子用孔122與第1加熱線部510相反之側彎曲成凹狀。因此，與例如加熱電極50的加熱線部500在相對於彼此相鄰的第2端子用孔122和第3端子用孔123兩者為相同之側彎曲成凸狀的構成相比之下，可抑制在上下方向觀看下因加熱線部500密集於複數個端子用孔120的周邊而導致高溫的溫度特異點HP密集，而產生高溫區域MP(參照圖5)之情況。接著，具體地說明。
圖5係顯示比較例之靜電夾頭100a中的加熱電極50a的配線圖案之說明圖。如圖5所示，比較例中也是，加熱電極50a的加熱線部500a係成為以避開複數個端子用孔120(121～125)的中心之方式彎曲的形狀。因此，根據比較例，以和基底構件20中除熱效果低之端子用孔120的中心重疊的方式形成有加熱線部之構成相比，可抑制因端子用孔120(特定部)的存在所致之高溫的溫度特異點的產生。
然而，在比較例中，會有在複數個端子用孔120的附近容易產生高溫區域MP之問題。亦即，比較例中，加熱電極50a的加熱線部500a，係在相對於複數個端子用孔120(510～570)的全部為相同之側彎曲成凸狀的構成。具體而言，第2加熱線部520a雖具有複數個第2凸狀線部分522a，惟亦可不具有和上述實施形態的第2凹狀線部分524相當之部分。總之，加熱線部500a因為避開複數個端子用孔120的中心，故全體而言成為相對於複數個端子用孔120朝徑向RD的外側彎曲之形狀。因此，因加熱線部500a的密集所致之複數個高溫的溫度特異點HP，會集中在第2加熱線部520a之徑向RD的外側。其結果，在複數個端子用孔120的附近產生高溫區域MP。
相對地，如圖4所示，本實施形態中，第2加熱線部520在上下方向觀看下的形狀，係第2凸狀線部分522和第2凹狀線部分524交替排列之形狀。因此，根據本實施形態，與比較例相比之下，因加熱線部500a的密集所致之複數個高溫的溫度特異點HP會被分散，故可抑制在複數個端子用孔120的附近產生高溫區域MP之情況。
本實施形態中，於圓周方向CD相互相鄰之端子用孔120彼此的中心間距離L為60mm以下。在此種構成中，由於特定部密集，故使用本發明特別有效。在此，圖6係顯示特定部(端子用孔120)的中心間距離L與特定部附近之相對溫度ΔT(℃)的關係之說明圖。相對溫度係從測定溫度減去既定的基準溫度後所得之溫度。第1圖表G1係就上述實施形態的靜電夾頭100，針對端子用孔120彼此的中心間距離L相互不同的複數個樣本，顯示加熱電極50在發熱時之端子用孔120附近的相對溫度。第2圖表G2係就上述比較例的靜電夾頭100a，針對端子用孔120彼此的中心間距離L相互不同的複數個樣本，顯示加熱電極50a在發熱時之端子用孔120附近的相對溫度。
依圖6，根據本實施形態，得知與比較例相比之下，可抑制高溫區域的發生，可抑制特定部附近的溫度上升。又，當端子用孔120彼此的中心間距離L成為30mm以下且20mm以下，再者成為10mm以下時，實施形態與比較例之效果的差會變顯著。因此，得知在端子用孔120彼此的中心間距離L為30mm以下的構成、20mm以下的構成、再者10mm以下的構成，適用本發明尤其有效。
本實施形態中，第2加熱線部520在上下方向觀看下的形狀，係第2凸狀線部分522與第2凹狀線部分524交替排列之形狀。藉此，與第2加熱線部520的第2凸狀線部分522和第2凹狀線部分524不規則地排列之構成相比，能夠有效地抑制上下方向觀看下因加熱線部500密集於複數個特定部的周邊而產生高溫區域MP之情況。
本實施形態中，第1加熱線部510與對應於第2凹狀線部分524的端子用孔120(122、124)之最短距離D8，係比第1加熱線部510與對應於第2凸狀線部分522的端子用孔120(121、123、125)之最短距離D1還短。藉此，根據本實施形態，關於第1加熱線部510，可抑制在和第2凹狀線部分524對應之端子用孔120(122、124)附近之無用的形狀變化，且可抑制加熱線部500密集在和第2凸狀線部分522對應之端子用孔120(121、123、125)的周邊而產生高溫的溫度特異點之情況。
本實施形態中，第3加熱線部530與對應於第2凸狀線部分522的端子用孔120(121、123、125)之最短距離D9，係比第3加熱線部530與對應於第2凹狀線部分524的端子用孔120(122，124)之最短距離D3還短。藉此，根據本實施形態，關於第3加熱線部530，可抑制在和第2凸狀線部分522對應之端子用孔120(121、123、125)附近之無用的形狀變化，且可抑制在上下方向觀看下因加熱線部500密集於端子用孔120的周邊而產生高溫的溫度特異點之情況。
根據本實施形態，可抑制因形成於基底構件20之孔(端子用孔120)而導致基底構件20的吸引效果參差不齊，且可抑制在上下方向觀看下因加熱線部500密集於複數個特定部(端子用孔120)的周邊而產生高溫區域之情況。
B.變形例： 本說明書所揭示的技術並未受限於上述實施形態，在不逸離其要旨的範圍內可變形成各種形態，例如也可進行如下之變形。
上述實施形態中之靜電夾頭100的構成只是一例，可進行各種變形。靜電夾頭100亦可為具備複數個加熱電極之構成，該複數個加熱電極係配置在和第1方向大致垂直的一假想平面上。又，靜電夾頭100亦可為具備在上下方向的位置彼此不同的複數個層之每一者具備加熱電極之構成。具體而言，本實施形態中，亦可為在加熱電極50上配置有別的加熱電極(例如配置在和第1方向大致垂直的假想平面上之複數個加熱電極)之構成。在此種構成中，藉由複數個導電部(通路等)限制加熱電極50的配線圖案，該複數個導電部係用於將複數個加熱電極的每一者和配置於陶瓷構件10的下面S2側之供電端子予以電性連接。此等複數個導電部相當於申請專利範圍的特定部。因此，在此種構成適用本發明尤其有效。又，加熱電極50的形狀並不限於螺旋形狀，亦可為環狀形狀、圓弧形狀或直線形狀等。
上述實施形態中，第1加熱線部510至第7加熱線部570，係一個加熱電極50所具有之加熱線部500的各部分，惟亦可為彼此是不同加熱電極的加熱線部。又，第2加熱線部520在上下方向觀看下的形狀，可為第2凸狀線部分522和第2凹狀線部分524各具有一個的形狀，也可為多個第2凸狀線部分522和多個第2凹狀線部分524交替排列而成之形狀。又，加熱線部500之凸狀線部分(第2凸狀線部分522等)或凹狀線部分(第2凹狀線部分524等)在上下方向觀看下的形狀，不限於曲線狀，亦可為折線狀等。
上述實施形態中，形成於基底構件20之貫通孔22的數量雖為五個，但並不限定於此，亦可為五個以外的數量。
上述實施形態中，複數個特定部(端子用孔120)的排列方向雖為圓周方向CD，但也可為例如直線方向。又，上述實施形態中，第2凸狀線部分522和第2凹狀線部分524係以上下方向觀看下沿著端子用孔120的圓弧之方式配置，惟第2凸狀線部分522、第2凹狀線部分524的至少一部分亦可以和端子用孔120重疊的方式配置，亦可配置在端子用孔120的外側。又，第2凸狀線部分522與第2凹狀線部分524的寬度，亦可與加熱線部500之其他部分的寬度大致相同。
本實施形態中，第1加熱線部510與對應於第2凹狀線部分524的端子用孔120(122、124)之最短距離D8，亦可等同於第1加熱線部510與對應於第2凸狀線部分522的端子用孔120(121、123、125)之最短距離D1，亦可比該最短距離D1還長。又，本實施形態中，第3加熱線部530與對應於第2凸狀線部分522之端子用孔120(121、123、125)的最短距離D9，係等同於第3加熱線部530與對應於第2凹狀線部分524之端子用孔120(122、124)的最短距離D3，亦可比該最短距離D3還長。
又，上述實施形態中，各通路可藉由單數的通路構成，亦可藉由複數個通路的群構成。又，上述實施形態中，各通路可為僅由通路部分形成之單層構成，也可為複數層構成(例如，通路部分和墊部分和通路部分積層而成之構成)。
又，上述實施形態中，係採用於陶瓷構件10的內部設有一個夾頭電極40之單極方式，惟亦可採用於陶瓷構件10的內部設有一對夾頭電極40之雙極方式。又，形成上述實施形態的靜電夾頭100中之各構件的材料只是例示，各構件亦可藉由其他材料形成。
上述實施形態中，作為板狀構件，係例示具備陶瓷構件10和基底構件20和接合部30之靜電夾頭100，但亦可為具備陶瓷構件單體、陶瓷構件和支持構件的加熱裝置等。又，板狀構件亦可為藉由陶瓷以外的材料(例如金屬或樹脂)形成者。
上述實施形態中，作為基底構件，係例示金屬製的基底構件20，惟只要是藉由熱傳導率比陶瓷構件的熱傳導率還高的材料所形成之基底構件即可。
又，本發明並不限於具備陶瓷構件10和基底構件20且利用靜電引力保持晶圓W之靜電夾頭100，亦可適用於包含具備加熱電極的板狀構件者(例如，CVD加熱器等的加熱裝置、真空夾頭等的加熱裝置(保持裝置、半導體製造裝置用零件)。
10:陶瓷構件 12:凹部 20:基底構件 21:冷媒流路 22,32:貫通孔 30:接合部 40:夾頭電極 50,50a:加熱電極 60(61,62):驅動電極 100,100a:靜電夾頭 120:端子用孔 121:第1端子用孔 122:第2端子用孔 123:第3端子用孔 124:第4端子用孔 125:第5端子用孔 500,500a:加熱線部 510:第1加熱線部 512:第1凸狀線部分 520,520a:第2加熱線部 522,522a:第2凸狀線部分 524:第2凹狀線部分 530:第3加熱線部 532:第3凹狀線部分 540:第4加熱線部 542:第4凸狀線部分 550:第5加熱線部 560:第6加熱線部 562:第6凹狀線部分 570:第7加熱線部 711,712:供電側通路 721,722:加熱側通路 731,732:電極墊 741,742:供電端子 B1:第1假想直線 B2:第2假想直線 HP:溫度特異點 L:中心間距離 M:假想圓 MP:高溫區域 S1:吸附面 W:晶圓
圖1係概略地顯示實施形態中之靜電夾頭100的外觀構成之立體圖。 圖2係概略地顯示實施形態中之靜電夾頭100的XZ剖面構成之說明圖。 圖3係概略地顯示實施形態中之靜電夾頭100的XY平面(上面)構成之說明圖。 圖4係顯示圖3的X1部分之加熱電極50的配線圖案之說明圖。 圖5係顯示比較例的靜電夾頭100a中之加熱電極50a的配線圖案之說明圖。 圖6係顯示特定部的中心間距離L與特定部附近的相對溫度ΔT(℃)的關係之說明圖。
50:加熱電極
100:靜電夾頭
121:第1端子用孔
122:第2端子用孔
123:第3端子用孔
124:第4端子用孔
125:第5端子用孔
500:加熱線部
510:第1加熱線部
512:第1凸狀線部分
520:第2加熱線部
522:第2凸狀線部分
524:第2凹狀線部分
530:第3加熱線部
532:第3凹狀線部分
540:第4加熱線部
542:第4凸狀線部分
550:第5加熱線部
560:第6加熱線部
562:第6凹狀線部分
570:第7加熱線部
B1:第1假想直線
B2:第2假想直線
HP:溫度特異點
L:中心間距離
M:假想圓
CD:圓周方向
RD:徑向
D1,D3,D4,D5,D6,D7,D8,D9,D10:最短距離

Claims (8)

  1. 一種加熱裝置，具備： 板狀體，具有與第1方向大致垂直的第1表面； 加熱電極，配置於前述板狀體的內部，具有在前述第1方向觀看下為線狀電阻發熱體的加熱線部；及 複數個特定部，配置於前述板狀體的內部，在前述第1方向觀看下排列於既定的排列方向，分別為延伸於前述第1方向之孔或導電部， 於前述第1表面配置對象物， 其特徵為： 前述加熱電極所具有的前述加熱線部在前述第1方向觀看下具有：第1加熱線部，延伸於前述排列方向；及第2加熱線部，延伸於前述排列方向，且配置在比前述第1加熱線部更接近前述複數個特定部之位置， 在將前述複數個特定部中的第1特定部的中心與前述第1加熱線部以最短距離連結的直線設為第1假想直線，將和前述第1特定部相鄰之第2特定部的中心與前述第1加熱線部以最短距離連結的直線設為第2假想直線時， 前述第2加熱線部在前述第1方向觀看下具有：凸狀線部分，通過前述第1假想直線，向前述第1加熱線部側彎曲成凸狀；及凹狀線部分，以避開前述第2假想直線的方式延伸，在和前述第1加熱線部相反之側彎曲成凹狀。
  2. 如請求項1之加熱裝置，其中 前述第1特定部與前述第2特定部的中心間距離係60mm以下。
  3. 如請求項1或2之加熱裝置，其中 前述複數個特定部係在和前述第1特定部相反之側具有與前述第2特定部相鄰的第3特定部， 在將前述第3特定部和前述第1加熱線部以最短距離連結的直線設為第3假想直線時， 前述第2加熱線部進一步具有第2凸狀線部分，其通過前述第3假想直線，向前述第1加熱線部側彎曲成凸狀。
  4. 如請求項3之加熱裝置，其中 前述第1特定部與前述第2特定部的中心間距離、及前述第2特定部與前述第3特定部的中心間距離均為60mm以下。
  5. 如請求項1至4中任一項之加熱裝置，其中 前述第1加熱線部與對應於前述凹狀線部分之前述特定部的最短距離，係比前述第1加熱線部與對應於前述凸狀線部分之前述特定部的最短距離還短。
  6. 如請求項1至5中任一項之加熱裝置，其中 前述加熱電極所具有的前述加熱線部係進一步包含有第3加熱線部，其在前述第1方向觀看下，延伸於前述排列方向，且配置在相對於前述第2加熱線部為與前述第1加熱線部相反之側， 前述第3加熱線部與對應於前述凸狀線部分之前述特定部的最短距離，係比前述第3加熱線部與對應於前述凹狀線部分之前述特定部的最短距離還短。
  7. 如請求項1至6中任一項之加熱裝置，其中 前述板狀體具備︰陶瓷構件，具有前述第1表面、和前述第1表面之相反側的第2表面；基底構件，具有第3表面，前述第3表面配置成位於前述陶瓷構件的前述第2表面側，且藉由熱傳導率比前述陶瓷構件的熱傳導率高之材料形成；及接合部，配置在前述陶瓷構件的前述第2表面與前述基底構件的前述第3表面之間，將前述陶瓷構件與前述基底構件接合， 前述複數個特定部的至少一者係形成於前述基底構件之孔。
  8. 如請求項1至7中任一項之加熱裝置，其中 前述加熱裝置為靜電夾頭。
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