[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2018016588A1 - 静電チャック - Google Patents

静電チャック Download PDF

Info

Publication number
WO2018016588A1
WO2018016588A1 PCT/JP2017/026299 JP2017026299W WO2018016588A1 WO 2018016588 A1 WO2018016588 A1 WO 2018016588A1 JP 2017026299 W JP2017026299 W JP 2017026299W WO 2018016588 A1 WO2018016588 A1 WO 2018016588A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heater
support plate
resin layer
electrostatic chuck
plate
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/026299
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
小松 誠
康介 山口
佐々木 均
雄一 吉井
健吾 前畑
淳平 上藤
Original Assignee
Toto株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2017051450A external-priority patent/JP6238098B1/ja
Application filed by Toto株式会社 filed Critical Toto株式会社
Publication of WO2018016588A1 publication Critical patent/WO2018016588A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N13/00Clutches or holding devices using electrostatic attraction, e.g. using Johnson-Rahbek effect

Definitions

  • An aspect of the present invention generally relates to an electrostatic chuck.
  • an electrostatic chuck is used as means for adsorbing and holding a processing object such as a semiconductor wafer or a glass substrate.
  • the electrostatic chuck applies electrostatic attraction power to a built-in electrode and attracts a substrate such as a silicon wafer by electrostatic force.
  • wafer temperature control is required to improve yield and quality (for example, improve wafer processing accuracy).
  • two types of wafer temperature control are required for the electrostatic chuck.
  • One is performance (temperature uniformity) that makes the temperature distribution in the wafer surface uniform.
  • the other is the performance that allows the wafer to reach a predetermined temperature in a short time.
  • heating performance (heating rate) by a heater is required.
  • the temperature increase rate is related to the tact time when the wafer is processed, and thus affects the throughput.
  • the electrostatic chuck may be required to have a performance (temperature controllability) that intentionally changes the temperature within the wafer surface.
  • a method for controlling the temperature of the wafer a method using an electrostatic chuck incorporating a heater (heating element) or a cooling plate is known. Normally, temperature uniformity is in a trade-off relationship with temperature controllability. At the same time, in the electrostatic chuck, the reliability of the heater, particularly the withstand voltage characteristic, is required.
  • RF Radio-Frequency
  • high frequency voltage high frequency voltage
  • a general heater generates heat under the influence of a high frequency. Then, the temperature of the wafer is affected.
  • a leakage current flows to the equipment side. Therefore, a mechanism such as a filter is required on the equipment side.
  • a wafer is irradiated with plasma having various intensities and various distributions.
  • it is required to control the temperature of the wafer to a temperature suitable for the process (temperature uniformity and temperature controllability).
  • the temperature of the wafer reach a predetermined temperature in a short time.
  • a rapid temperature change, heat input, and application of a high-frequency voltage generate thermal, electrical, and mechanical loads on the electrostatic chuck.
  • the electrostatic chuck is required to have high reliability (especially withstand voltage and adhesion reliability) for these loads. For example, attempts have been made to satisfy these requirements by controlling the temperature of a heater built in the electrostatic chuck. However, it has been difficult to satisfy these requirements simultaneously.
  • the present invention has been made on the basis of recognition of such a problem, and an object thereof is to provide a highly reliable electrostatic chuck that can withstand thermal, electrical, and mechanical loads.
  • a ceramic dielectric substrate on which an object to be processed is placed a base plate provided at a position separated from the ceramic dielectric substrate in the stacking direction, and supporting the ceramic dielectric substrate, and the ceramic dielectric
  • a second support plate including a metal provided between the support plate and the base plate, a first resin layer provided between the first support plate and the second support plate, A second resin layer provided between the first resin layer and the second support plate; a resin portion provided between the first resin layer and the second resin layer; The first resin layer; A first conductive portion, and a second conductive portion spaced from the first conductive portion in an in-plane direction perpendicular to the stacking direction.
  • a heater element that generates heat when a current flows; a first side end portion in the in-plane direction of the first conductive portion; the first resin layer; the second resin layer; A first space portion partitioned by a resin portion, and the first resin layer is disposed between the first conductive portion and the second conductive portion.
  • the electrostatic chuck is in contact with the layer through the resin portion.
  • the first space (gap) is provided at the end of the first conductive portion of the heater element. Even if the heater element is thermally expanded, the first conductive portion is deformed so as to fill the first space portion. For this reason, when a heater element deform
  • the first conductive portion has a second side end portion that is spaced apart from the first side end portion in the in-plane direction
  • the heater plate includes: An electrostatic chuck comprising at least a second space defined by the second side end, the first resin layer, and the second resin layer.
  • the second space (gap) is provided at the end of the first conductive portion of the heater element. Even if the heater element is thermally expanded, the first conductive portion is deformed so as to fill the second space portion. For this reason, when a heater element deform
  • a length of the first space portion along the stacking direction is equal to or shorter than a length of the first conductive portion along the stacking direction.
  • This is an electrostatic chuck.
  • the electrostatic chuck even if the heater element is deformed due to thermal expansion, the space is filled, so that the stress applied to the first resin layer and the second resin layer can be reduced. Therefore, peeling between the heater element and the first resin layer and peeling between the heater element and the second resin layer can be suppressed. It is possible to suppress the temperature change of the processing object caused by the peeling.
  • the first resin layer is separated from the second resin layer between the first conductive portion and the resin portion. This is an electrostatic chuck.
  • the space between the first resin layer and the second resin layer is not too narrow (no minimum portion).
  • the shape of the first space portion has four vertices in a cross section parallel to the stacking direction. It is an electric chuck.
  • the space between the first resin layer and the second resin layer is not too narrow (no minimum portion).
  • the sixth invention is the electrostatic chuck according to any one of the first to fifth inventions, wherein the first support plate is electrically joined to the second support plate.
  • This electrostatic chuck can shield the heater element from high frequency. Thereby, it can suppress that a heater element generates heat to abnormal temperature. Moreover, the impedance of the heater plate can be suppressed.
  • the area of the region where the first support plate is joined to the second support plate is the area of the upper surface of the first support plate.
  • the electrostatic chuck is narrower than that of the lower surface of the second support plate.
  • This electrostatic chuck can shield the heater element from high frequency. Thereby, it can suppress that a heater element generates heat to abnormal temperature. Moreover, the impedance of the heater plate can be suppressed.
  • An eighth invention is the electrostatic chuck according to any one of the first to seventh inventions, wherein the resin portion includes a material different from a material of the first resin layer.
  • the heat conduction and heat capacity in the heater plate can be controlled by the resin portion. Thereby, both soaking property and thermal conductivity can be achieved.
  • a ninth invention is the electrostatic chuck according to any one of the first to eighth inventions, wherein the thickness of the first resin layer is equal to or less than the thickness of the first conductive portion. .
  • the first resin layer can be prevented from separating from the first conductive portion at the upper portion of the first conductive portion. Since the heater element and the resin layer can be adhered to each other, it is possible to achieve the thermal uniformity and withstand voltage characteristics as designed. Moreover, since the unevenness
  • the first space portion includes a central portion in the in-plane direction and an end portion in the in-plane direction, and the central portion
  • the electrostatic chuck is characterized in that a width along the laminating direction is narrower than a width along the laminating direction of the end portion.
  • the length of the upper surface of the first conductive portion along the in-plane direction is equal to the in-plane length of the lower surface of the first conductive portion.
  • the electrostatic chuck is characterized by being different in length along the direction.
  • the length along the in-plane direction of the lower surface of the first conductive portion is equal to the length along the in-plane direction of the upper surface of the first conductive portion. It is an electrostatic chuck characterized by being longer than the length.
  • the temperature below the heater element is lower than the temperature above the heater element, and the heat distribution may be biased in the vertical direction. According to this electrostatic chuck, it is possible to suppress such an uneven distribution of heat in the vertical direction.
  • the length along the in-plane direction of the upper surface of the first conductive portion is equal to the length along the in-plane direction of the lower surface of the first conductive portion. It is an electrostatic chuck characterized by being longer than the length.
  • the upper surface of the heater element since the upper surface of the heater element is long, the upper part of the heater element on which the object to be processed is arranged can be easily heated. Further, since the lower surface of the heater element is relatively short, the lower portion of the heater element can be easily cooled. Thereby, temperature followability (ramp plate) can be improved.
  • a fourteenth invention is the electrostatic device according to any one of the first to thirteenth inventions, wherein a side surface of the first conductive portion is curved in a cross section parallel to the stacking direction. It is a chuck.
  • the side surface is a curved surface, it is possible to more easily suppress the stress applied to the first resin layer and the second resin layer when the heater element is deformed.
  • the angle between the upper surface of the first conductive portion and the side surface of the first conductive portion is the lower surface of the first conductive portion. And an angle between the side surface and the side surface.
  • this electrostatic chuck it is possible to achieve both the reduction of the peeling of the resin layer adjacent to the heater element due to the relaxation of the stress on the resin layer due to the deformation of the heater due to thermal expansion, and the thermal characteristics such as heat uniformity and temperature followability. it can.
  • the side surface of the first conductive portion is formed from at least one of the upper surface of the first conductive portion and the lower surface of the first conductive portion. Is an electrostatic chuck characterized by being rough.
  • the side surface is rougher than at least one of the upper surface and the lower surface of the conductive portion, thermal diffusion from the side surface is improved, and thermal characteristics such as heat uniformity and temperature followability can be improved.
  • the heater element has a belt-like heater electrode, and the heater electrode is provided in a plurality of regions in an independent state. This is an electrostatic chuck.
  • the heater electrodes are provided in a plurality of regions independently of each other, the temperature in the surface of the processing object can be controlled independently for each region. Thereby, it is possible to intentionally make a difference in the in-plane temperature of the processing object.
  • the heater element is provided in a plurality, and the plurality of heater elements are provided in different states from each other. Electrostatic chuck.
  • the in-plane temperature of the processing object can be controlled independently for each region. Thereby, it is possible to intentionally make a difference in the in-plane temperature of the processing object (temperature controllability).
  • the first support plate includes a first support portion aligned with the first conductive portion in the stacking direction, and the first support plate in the stacking direction.
  • a second support portion aligned with the first space portion, and the second support plate includes a third support portion aligned with the first conductive portion in the stacking direction, and the second support plate in the stacking direction.
  • a fourth support part aligned with the one space part, and a distance between the second support part and the fourth support part is determined between the first support part and the third support part. It is an electrostatic chuck characterized by being shorter than the distance between.
  • irregularities are formed on at least one of the first support plate and the second support plate.
  • Such unevenness is formed by high adhesion between the heater element (first conductive portion) and a member sandwiching the heater element. Due to the high adhesion, it is possible to achieve the thermal uniformity and withstand voltage characteristics as designed.
  • the distance between a heater element and a process target object can be shortened by forming a convex part in the 1st support plate. Thereby, the speed which raises the temperature of a process target object can be improved. Therefore, it is possible to achieve both “heating performance (heating rate) of the heater”, “temperature uniformity”, and “withstand voltage reliability”.
  • the first support plate includes a first support portion aligned with the first conductive portion in the stacking direction and the first support plate in the stacking direction.
  • a second support portion aligned with the first space portion, and the second support plate includes a third support portion aligned with the first conductive portion in the stacking direction, and the second support plate in the stacking direction.
  • a fourth support part aligned with the one space part, and a distance between the second support part and the fourth support part is determined between the first support part and the third support part.
  • An electrostatic chuck characterized by being substantially the same as the distance between.
  • the unevenness is not formed on the first support plate and the second support plate, or the unevenness is very small.
  • the first support plate and the second support plate are, for example, flat.
  • variations in the thickness of the adhesive that joins the heater plate, the ceramic dielectric substrate, and the base plate can be reduced, and in-plane heat transfer can be made uniform.
  • the distance between the heater element and the object to be processed is reduced over the entire surface, and the speed at which the temperature of the object to be processed is increased can be improved. Therefore, it is possible to achieve both “heater heating performance (temperature increase rate)” and “temperature uniformity”.
  • the present invention further includes a conductive bypass layer provided between the heater element and the second support plate. Electrostatic chuck.
  • this electrostatic chuck According to this electrostatic chuck, a greater degree of freedom can be given to the arrangement of terminals for supplying power to the heater element.
  • the bypass layer By providing the bypass layer, it is not necessary to directly join the terminal having a large heat capacity to the heater element as compared with the case where the bypass layer is not provided. Thereby, the uniformity of the temperature distribution in the surface of a process target object can be improved.
  • the relationship of the width of the lower surface of the bypass layer with respect to the width of the upper surface of the bypass layer is that of the first conductive portion with respect to the width of the upper surface of the first conductive portion.
  • An electrostatic chuck characterized by having the same size relationship as the width of the lower surface.
  • the relationship of the width of the lower surface of the bypass layer with respect to the width of the upper surface of the bypass layer is that of the first conductive portion with respect to the width of the upper surface of the first conductive portion.
  • An electrostatic chuck characterized by being opposite to the magnitude relation of the width of the lower surface.
  • the direction of the stress applied by the thermal expansion of the bypass layer can be made opposite to the direction of the stress applied by the thermal expansion of the heater element. Thereby, the influence of stress can be suppressed more.
  • the heater element is electrically connected to the bypass layer, and the heater element and the bypass layer include the first support plate and the The electrostatic chuck is insulated from the second support plate.
  • the area of the upper surface of the first support plate is larger than the area of the lower surface of the second support plate. It is a chuck.
  • a terminal for supplying power to the heater element can be more easily connected on the second support plate side as viewed from the heater element.
  • any one of the first to twenty-fifth aspects further comprising a power supply terminal provided from the heater plate toward the base plate and supplying electric power to the heater plate. It is an electric chuck.
  • the power supply terminal is provided from the heater plate toward the base plate, power can be supplied to the power supply terminal from a lower surface side of the base plate through a member called a socket. Thereby, the wiring of the heater is realized while suppressing the supply terminal from being exposed in the chamber in which the electrostatic chuck is installed.
  • the power supply terminal includes a pin portion connected to a socket for supplying electric power from the outside, a conductor portion thinner than the pin portion, and a support connected to the conductor portion.
  • An electrostatic chuck comprising: a portion; and a joint portion connected to the support portion and joined to the heater element.
  • the pin portion since the pin portion is thicker than the conducting wire portion, the pin portion can supply a relatively large current to the heater element. Moreover, since the conducting wire portion is thinner than the pin portion, the conducting wire portion is more easily deformed than the pin portion, and the position of the pin portion can be shifted from the center of the joint portion. Thereby, a power feeding terminal can be fixed to a member (for example, a base plate) different from the heater plate. For example, when the support portion is joined to the lead wire portion and the joint portion by welding, joining using laser light, soldering, brazing, etc., the stress applied to the power supply terminal is reduced while the heater element is relaxed. A wider contact area can be ensured.
  • a member for example, a base plate
  • a twenty-eighth aspect of the present invention is the electronic device according to any one of the twenty-first to twenty-fourth aspects, further comprising a power feeding terminal that is provided from the heater plate toward the base plate and that supplies power to the heater plate.
  • a pin portion connected to a socket for supplying power from, a conductive wire portion thinner than the pin portion, a support portion connected to the conductive wire portion, and a joint portion connected to the support portion and bonded to the bypass layer
  • the electrostatic chuck is configured to supply the electric power to the heater element through the bypass layer.
  • the pin portion since the pin portion is thicker than the conducting wire portion, the pin portion can supply a relatively large current to the heater element. Moreover, since the conducting wire portion is thinner than the pin portion, the conducting wire portion is more easily deformed than the pin portion, and the position of the pin portion can be shifted from the center of the joint portion. Thereby, a power feeding terminal can be fixed to a member (for example, a base plate) different from the heater plate.
  • a member for example, a base plate
  • the support portion is joined to the lead wire portion and the joint portion by welding, joining using laser light, soldering, brazing, or the like, the stress applied to the power supply terminal is reduced while the stress is applied to the bypass layer. A wider contact area can be ensured.
  • the joint portion when the support portion is joined to the lead wire portion and the joint portion by, for example, welding, joining using laser light, soldering, brazing, etc., the joint portion having substantially the same thickness as the heater plate and the bypass layer Can be provided.
  • a twenty-ninth invention according to any one of the first to twenty-fifth inventions, further comprising a power supply terminal provided on the base plate for supplying power to the heater plate, wherein the power supply terminal supplies power from the outside.
  • An electrostatic chuck comprising: a power supply unit connected to a socket; and a terminal unit connected to the power supply unit and pressed against the heater plate.
  • the diameter of the hole provided for power feeding can be made smaller than when the power feeding terminal is joined by welding or the like.
  • a highly reliable electrostatic chuck is provided.
  • FIG. 2A and FIG. 2B are schematic cross-sectional views showing the electrostatic chuck according to the present embodiment. It is a typical perspective view showing the heater plate of this embodiment.
  • FIG. 4A and FIG. 4B are schematic perspective views showing the heater plate of the present embodiment. It is a typical exploded view showing the heater plate of this embodiment. It is sectional drawing showing a part of heater plate of this embodiment. It is a photographic image of the heater plate of this embodiment. It is sectional drawing showing a part of heater plate of this embodiment. It is sectional drawing showing a part of heater plate of this embodiment. It is sectional drawing showing a part of another heater plate of this embodiment.
  • FIG. 11B are cross-sectional views showing a part of a modified example of the heater plate of the present embodiment.
  • 12A and 12B are cross-sectional views showing a part of a modification of the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 13A and FIG. 13B are cross-sectional views showing a part of a modified example of the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 14A to FIG. 14D are cross-sectional views showing a part of a modification of the heater plate of the present embodiment. It is a typical exploded view showing the modification of the heater plate of this embodiment.
  • FIG. 16A and FIG. 16B are schematic cross-sectional views illustrating an example of the manufacturing method of this embodiment. It is typical sectional drawing which illustrates another example of the manufacturing method of this embodiment.
  • FIG. 19A and FIG. 19B are electric circuit diagrams showing an electrostatic chuck.
  • FIG. 20A and FIG. 20B are schematic plan views showing specific examples of the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 21A and FIG. 21B are schematic plan views illustrating the heater element of this example. It is a typical top view which illustrates the heater element of this example.
  • FIG. 23A and FIG. 23B are schematic plan views illustrating the bypass layer of this example.
  • FIG. 24A and FIG. 24B are enlarged views schematically showing a part of the heater plate of this specific example.
  • FIG. 25A and FIG. 25B are schematic views for explaining the shape of the surface of the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 26B are schematic cross-sectional views showing an electrostatic chuck according to a modification of the present embodiment.
  • FIG. 27A and FIG. 27B are schematic plan views showing a modification of the first support plate of the present embodiment. It is a typical top view showing the modification of the 1st support plate of this embodiment. It is typical sectional drawing showing the heater plate of this modification.
  • 30 (a) to 30 (d) are cross-sectional views showing a part of a modification of the heater plate of the present embodiment.
  • FIGS. 31A to 31D are cross-sectional views showing a part of a modification of the heater plate of the present embodiment.
  • 32 (a) to 32 (d) are cross-sectional views showing a part of a modification of the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 33 (a) to 33 (d) are cross-sectional views showing a part of a modified example of the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 34A and FIG. 34B are explanatory diagrams illustrating an example of a simulation result of the heater plate.
  • FIG. 35A and FIG. 35B are schematic plan views illustrating specific examples of the power supply terminal of the present embodiment. It is a typical exploded view showing the modification of the heater plate of this embodiment. It is typical sectional drawing showing the modification of the electric power feeding terminal of this embodiment. It is typical sectional drawing showing the wafer processing apparatus concerning other embodiment of this invention. It is typical sectional drawing showing the modification of the wafer processing apparatus concerning other embodiment of this invention. It is typical sectional drawing showing the modification of the wafer processing apparatus concerning other embodiment of this invention. It is typical sectional drawing showing the modification of the wafer processing apparatus concerning other embodiment of this invention. It is typical sectional drawing showing the modification of the wafer processing apparatus concerning other embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing an electrostatic chuck according to the present embodiment.
  • FIG. 2A and FIG. 2B are schematic cross-sectional views showing the electrostatic chuck according to the present embodiment.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a part of the electrostatic chuck.
  • FIG. 2A is a schematic cross-sectional view taken along the cut plane A1-A1 shown in FIG. 1, for example.
  • FIG. 2B is a schematic enlarged view of the region B1 shown in FIG.
  • the electrostatic chuck 10 includes a ceramic dielectric substrate 100, a heater plate 200, and a base plate 300.
  • the ceramic dielectric substrate 100 is provided at a position away from the base plate 300 in the stacking direction (Z direction).
  • the heater plate 200 is provided between the base plate 300 and the ceramic dielectric substrate 100.
  • the adhesive 403 is provided between the base plate 300 and the heater plate 200.
  • An adhesive 403 is provided between the heater plate 200 and the ceramic dielectric substrate 100.
  • Examples of the material of the adhesive 403 include heat-resistant resins such as silicone having relatively high thermal conductivity.
  • the thickness of the adhesive 403 is, for example, about 0.1 millimeter (mm) or more and 1.0 mm or less. The thickness of the adhesive 403 is the same as the distance between the base plate 300 and the heater plate 200 or the distance between the heater plate 200 and the ceramic dielectric substrate 100.
  • the ceramic dielectric substrate 100 is a flat base material made of, for example, a polycrystalline ceramic sintered body, and the first main surface 101 on which the processing object W such as a semiconductor wafer is placed and the first main surface 101 are: And a second main surface 102 on the opposite side.
  • the direction connecting the first main surface 101 and the second main surface 102 is the Z direction, and one of the directions orthogonal to the Z direction is orthogonal to the X direction, the Z direction, and the X direction.
  • the direction to do is called the Y direction.
  • the Z direction is substantially parallel to the stacking direction of the base plate 300, the heater plate 200, and the ceramic dielectric substrate 100.
  • the Z direction is substantially perpendicular to the first major surface 101 or the second major surface 102.
  • the in-plane direction is one direction parallel to a plane including the X direction and the Y direction.
  • Examples of the crystal material included in the ceramic dielectric substrate 100 include Al 2 O 3 , Y 2 O 3, and YAG. By using such a material, infrared transmittance, insulation resistance, and plasma durability in the ceramic dielectric substrate 100 can be enhanced.
  • An electrode layer 111 is provided inside the ceramic dielectric substrate 100.
  • the electrode layer 111 is interposed between the first main surface 101 and the second main surface 102. That is, the electrode layer 111 is formed so as to be inserted into the ceramic dielectric substrate 100.
  • the electrode layer 111 is integrally sintered with the ceramic dielectric substrate 100.
  • the electrode layer 111 is not limited to be interposed between the first main surface 101 and the second main surface 102, and may be attached to the second main surface 102.
  • the electrostatic chuck 10 generates a charge on the first main surface 101 side of the electrode layer 111 by applying a suction holding voltage to the electrode layer 111, and holds the processing target W by electrostatic force.
  • the heater plate 200 generates heat when the heater current flows, and the temperature of the processing object W can be increased as compared with the case where the heater plate 200 does not generate heat.
  • the electrode layer 111 is provided along the first main surface 101 and the second main surface 102.
  • the electrode layer 111 is an adsorption electrode for adsorbing and holding the processing object W.
  • the electrode layer 111 may be monopolar or bipolar.
  • the electrode layer 111 may be a tripolar type or other multipolar type. The number of the electrode layers 111 and the arrangement of the electrode layers 111 are appropriately selected.
  • the ceramic dielectric substrate 100 includes a first dielectric layer 107 between the electrode layer 111 and the first main surface 101, and a second dielectric layer 109 between the electrode layer 111 and the second main surface 102.
  • the infrared spectral transmittance of at least the first dielectric layer 107 of the ceramic dielectric substrate 100 is preferably 20% or more. In the present embodiment, the infrared spectral transmittance is a value in terms of a thickness of 1 mm.
  • the infrared spectral transmittance of at least the first dielectric layer 107 of the ceramic dielectric substrate 100 is 20% or more, infrared rays emitted from the heater plate 200 in a state where the processing object W is placed on the first main surface 101. Can efficiently pass through the ceramic dielectric substrate 100. Therefore, it becomes difficult for heat to accumulate in the processing object W, and the controllability of the temperature of the processing object W is improved.
  • the temperature of the processing object W is likely to increase as the plasma power increases.
  • the heat transmitted to the processing object W by the plasma power is efficiently transmitted to the ceramic dielectric substrate 100.
  • the heat transmitted to the ceramic dielectric substrate 100 by the heater plate 200 is efficiently transmitted to the processing object W. Therefore, heat is efficiently transmitted and it becomes easy to maintain the processing target W at a desired temperature.
  • the infrared spectral transmittance of the second dielectric layer 109 is desirably 20% or more. Since the infrared spectral transmittance of the first dielectric layer 107 and the second dielectric layer 109 is 20% or more, the infrared rays emitted from the heater plate 200 are more efficiently transmitted through the ceramic dielectric substrate 100, and are to be processed. The temperature controllability of the object W can be improved.
  • the base plate 300 is provided on the second main surface 102 side of the ceramic dielectric substrate 100 and supports the ceramic dielectric substrate 100 via the heater plate 200.
  • a communication path 301 is provided in the base plate 300. That is, the communication path 301 is provided inside the base plate 300.
  • An example of the material of the base plate 300 is aluminum.
  • the base plate 300 serves to adjust the temperature of the ceramic dielectric substrate 100. For example, when the ceramic dielectric substrate 100 is cooled, a cooling medium is introduced into the communication path 301. The inflowing cooling medium passes through the communication path 301 and flows out of the communication path 301. Thereby, the heat of the base plate 300 can be absorbed by the cooling medium, and the ceramic dielectric substrate 100 mounted thereon can be cooled.
  • the ceramic dielectric substrate 100 when the ceramic dielectric substrate 100 is heated, it is possible to put a heating medium in the communication path 301.
  • a heater (not shown) can be built in the base plate 300. As described above, when the temperature of the ceramic dielectric substrate 100 is adjusted by the base plate 300, the temperature of the processing object W attracted and held by the electrostatic chuck 10 can be easily adjusted.
  • a convex portion 113 is provided on the first main surface 101 side of the ceramic dielectric substrate 100 as necessary.
  • a groove 115 is provided between the convex portions 113 adjacent to each other. The grooves 115 communicate with each other. A space is formed between the back surface of the processing object W mounted on the electrostatic chuck 10 and the groove 115.
  • the introduction path 321 that penetrates the base plate 300 and the ceramic dielectric substrate 100 is connected to the groove 115.
  • a transmission gas such as helium (He)
  • He helium
  • FIG. 3 is a schematic perspective view showing the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 4A and FIG. 4B are schematic perspective views showing the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic exploded view showing the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of the heater plate according to the present embodiment as viewed from the upper surface (the surface on the ceramic dielectric substrate 100 side).
  • FIG. 4A is a schematic perspective view of the heater plate according to the present embodiment as viewed from the lower surface (the surface on the base plate 300 side).
  • FIG. 4B is a schematic enlarged view of the region B2 shown in FIG.
  • the heater plate 200 of the present embodiment includes a first support plate 210, a first resin layer 220, a heater element (heat generation layer) 230, a second resin layer 240, A second support plate 270 and a power supply terminal 280 are provided.
  • the heater plate 200 has a resin portion 223 described later (see FIG. 6).
  • the surface 211 (upper surface) of the first support plate 210 forms the upper surface of the heater plate 200.
  • the surface 271 (lower surface) of the second support plate 270 forms the lower surface of the heater plate 200.
  • the first support plate 210 and the second support plate 270 are support plates that support the heater element 230 and the like. In this example, the first support plate 210 and the second support plate 270 sandwich the first resin layer 220, the heater element 230, and the second resin layer 240 and support them.
  • the first support plate 210 is provided between the ceramic dielectric substrate 100 and the base plate 300.
  • the second support plate 270 is provided between the first support plate 210 and the base plate 300.
  • the first resin layer 220 is provided between the first support plate 210 and the second support plate 270.
  • the second resin layer 240 is provided between the first resin layer 220 and the second support plate 270.
  • the heater element 230 is provided between the first resin layer 220 and the second resin layer 240.
  • the first support plate 210 has a relatively high thermal conductivity.
  • Examples of the material of the first support plate 210 include a metal containing at least one of aluminum, copper, and nickel, and graphite having a multilayer structure. From the viewpoint of achieving both “in-plane temperature uniformity of the object to be processed” and “high throughput”, which are generally contradictory, and from the viewpoint of contamination and magnetism of the chamber, Aluminum or aluminum alloy is suitable.
  • the thickness (length in the Z direction) of the first support plate 210 is, for example, about 0.1 mm or more and 5.0 mm or less. More preferably, the thickness of the first support plate 210 is, for example, about 0.3 mm or more and 1.0 mm or less.
  • the first support plate 210 improves the uniformity of the temperature distribution in the surface of the heater plate 200.
  • the first support plate 210 suppresses the warp of the heater plate 200.
  • the first support plate 210 improves the strength of adhesion between the heater plate 200 and the ceramic dielectric substrate 100.
  • RF Radio Frequency
  • high frequency voltage high frequency voltage
  • the heater element 230 may generate heat under the influence of the high frequency.
  • the temperature controllability of the heater element 230 decreases.
  • the first support plate 210 blocks the heater element 230 and the bypass layer 250 from high frequencies. Thereby, the first support plate 210 can suppress the heater element 230 from generating heat to an abnormal temperature.
  • the material, thickness, and function of the second support plate 270 can be freely set according to required performance, dimensions, and the like.
  • the material, thickness, and function of the second support plate 270 may be the same as the material, thickness, and function of the first support plate 210, respectively.
  • the first support plate 210 is electrically joined to the second support plate 270.
  • contact is included in the range of “joining” in the present specification. The details of the electrical connection between the second support plate 270 and the first support plate 210 will be described later.
  • the first support plate 210 and the second support plate 270 have a relatively high thermal conductivity. Thereby, the first support plate 210 and the second support plate 270 improve the thermal diffusibility of the heat supplied from the heater element 230. Moreover, the 1st support plate 210 and the 2nd support plate 270 suppress the curvature of the heater plate 200, for example by having moderate thickness and rigidity. Furthermore, the first support plate 210 and the second support plate 270 improve the shielding performance against an RF voltage applied to, for example, an electrode of a wafer processing apparatus. For example, the influence of the RF voltage on the heater element 230 is suppressed. Thus, the first support plate 210 and the second support plate 270 have a function of thermal diffusion, a function of suppressing warpage, and a function of a shield against RF voltage.
  • the material of the first resin layer 220 examples include polyimide and polyamideimide.
  • the thickness (length in the Z direction) of the first resin layer 220 is about 20 ⁇ m or more and 0.20 mm or less, for example, 50 ⁇ m.
  • the first resin layer 220 joins the first support plate 210 and the heater element 230 to each other.
  • the first resin layer 220 electrically insulates between the first support plate 210 and the heater element 230.
  • the first resin layer 220 has a function of electrical insulation and a function of surface bonding.
  • the material and thickness of the second resin layer 240 are approximately the same as the material and thickness of the first resin layer 220, respectively.
  • the second resin layer 240 joins the heater element 230 and the second support plate 270 to each other.
  • the second resin layer 240 electrically insulates between the heater element 230 and the second support plate 270.
  • the second resin layer 240 has a function of electrical insulation and a function of surface bonding.
  • Examples of the material of the heater element 230 include metals including at least one of stainless steel, titanium, chromium, nickel, copper, and aluminum.
  • the thickness (length in the Z direction) of the heater element 230 is about 10 ⁇ m or more and 0.20 mm or less, for example, 30 ⁇ m.
  • the heater element 230 is electrically insulated from the first support plate 210 and the second support plate 270.
  • the heater element 230 generates heat when current flows, and controls the temperature of the processing target W. For example, the heater element 230 heats the processing object W to a predetermined temperature. For example, the heater element 230 makes the temperature distribution in the surface of the processing object W uniform. For example, the heater element 230 intentionally makes a difference in the in-plane temperature of the processing object W.
  • the heater element 230 has a belt-like heater electrode 239.
  • the power supply terminal 280 is electrically joined to the heater element 230. In a state where the heater plate 200 is provided between the base plate 300 and the ceramic dielectric substrate 100, the power supply terminal 280 is provided from the heater plate 200 toward the base plate 300. The power supply terminal 280 supplies power supplied from the outside of the electrostatic chuck 10 to the heater element 230.
  • the heater plate 200 has a plurality of power supply terminals 280.
  • the heater plate 200 shown in FIGS. 3 to 5 has eight power supply terminals 280.
  • the number of power supply terminals 280 is not limited to “8”.
  • One power supply terminal 280 is electrically joined to one heater electrode 239.
  • the hole 273 passes through the second support plate 270.
  • the power supply terminal 280 is electrically joined to the heater electrode 239 through the hole 273.
  • the current flows through the heater element 230 as indicated by the arrow Cc shown in FIG. It flows through a predetermined zone (area). Details of the zone of the heater element 230 will be described later.
  • the current flowing to the heater element 230 flows to the power supply terminal 280 and flows from the power supply terminal 280 to the outside of the electrostatic chuck 10 as indicated by arrows Ca and Cb shown in FIG.
  • the heater element 230 and the power supply terminal 280 there are a portion where the current enters the heater element 230 and a portion where the current exits from the heater element 230. That is, a pair exists at the joint between the heater element 230 and the power supply terminal 280. Since the heater plate 200 shown in FIGS. 3 to 5 has eight power supply terminals 280, there are four pairs at the joint between the heater element 230 and the power supply terminal 280.
  • the heater element 230 is provided between the first support plate 210 and the second support plate 270.
  • the uniformity of the temperature distribution in the surface of the heater plate 200 can be improved, and the uniformity of the temperature distribution in the surface of the processing object W can be improved.
  • the first support plate 210 and the second support plate 270 can block the heater element 230 (and a bypass layer 250 described later) from high frequency, and suppress the heater element 230 from generating heat to an abnormal temperature. .
  • the power supply terminal 280 is provided from the heater plate 200 toward the base plate 300. Therefore, electric power can be supplied to the power supply terminal 280 from the side of the lower surface 303 (see FIGS. 2A and 2B) of the base plate 300 through a member called a socket. Thus, the heater wiring is realized while suppressing the power supply terminal 280 from being exposed in the chamber in which the electrostatic chuck 10 is installed.
  • the first support plate 210 and the second support plate 270 are manufactured by first machining aluminum.
  • the inspection of the first support plate 210 and the second support plate 270 is performed using, for example, a three-dimensional measuring instrument.
  • the first resin layer 220, the second resin layer 240, and the resin portion 223 are manufactured by cutting the polyimide film by laser, machining, die cutting, or melting.
  • the inspection of the first resin layer 220, the second resin layer 240, and the resin portion 223 is performed using, for example, visual observation.
  • a heater pattern is formed by cutting a metal containing at least one of stainless steel, titanium, chromium, nickel, copper, and aluminum by etching, machining, die cutting, etc. using photolithography technology or printing technology. To do. Thereby, the heater element 230 is manufactured. Further, the resistance value of the heater element 230 is measured.
  • stacked each member of the heater plate 200 is crimped
  • the heater plate 200 of this embodiment is manufactured.
  • inspection etc. are suitably performed with respect to the heater plate 200 after manufacture.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 7 is a photographic image of the heater plate of this embodiment. In FIG. 7, a cross section corresponding to the region B3 shown in FIG. 6 is observed.
  • the heater electrode 239 is disposed independently in a plurality of regions.
  • the heater electrode 239 (heater element 230) includes the first conductive portion 21 and the second conductive portion 22.
  • the second conductive portion 22 is separated from the first conductive portion 21 in the in-plane direction Dp (for example, the X direction).
  • the first conductive part 21 and the second conductive part 22 are part of the heater electrode 239.
  • the distance between the first conductive portion 21 and the second conductive portion 22 (the width L8 of the separation portion 235 between the first conductive portion 21 and the second conductive portion 22) is, for example, 500 ⁇ m or more. is there.
  • the heater electrode 239 is arranged in a plurality of regions, whereby the temperature in the surface of the processing object W can be controlled for each region. A specific example of the pattern of the heater electrode 239 will be described later with reference to FIGS. 21 (a), 21 (b), and 22.
  • the upper surface of the first conductive portion 21 is in contact with the first resin layer 220, and the lower surface of the first conductive portion 21 is in contact with the second resin layer 240.
  • the upper surface of the second conductive portion 22 is in contact with the first resin layer 220, and the lower surface of the second conductive portion 22 is in contact with the second resin layer 240.
  • the heater plate 200 has a first resin part 221 (resin part 223).
  • the first resin portion 221 is provided between the first resin layer 220 and the second resin layer 240 in the Z direction.
  • the upper surface of the first resin portion 221 is in contact with the first resin layer 220, and the lower surface of the first resin portion 221 is in contact with the second resin layer 240.
  • the first resin portion 221 is provided between the first conductive portion 21 and the second conductive portion 22 in the in-plane direction Dp.
  • the resin portion 223 is provided between each heater electrode 239.
  • the first resin part 221 is separated from the first conductive part 21 and the second conductive part 22. That is, the first resin layer 220 is in contact with the second resin layer 240 and the first resin portion 221 between the first conductive portion 21 and the second conductive portion 22.
  • the first resin part 221 (resin part 223) is a resin layer different from the first resin layer 220 and the second resin layer 240.
  • the first resin portion 221 includes a material different from the material of the first resin layer 220. Different materials are materials having different compositions, materials having different physical properties (for example, melting point and glass transition point), or materials having different thermal histories. There is an interface between two materials with different thermal histories.
  • the first resin portion 221 includes a material different from the material of the second resin layer 240.
  • the thermal history of the first resin portion 221 is different from the thermal history of the first resin layer 220 and the second resin layer 240.
  • the composition of the first resin portion 221 is different from the composition of the first resin layer 220 and the second resin layer 240.
  • the material of the first resin portion 221 is different from the material of the first resin layer 220.
  • the composition ratio (concentration) of the component in the first resin portion 221 is the composition of the component in the first resin layer 220.
  • the ratio (concentration) is different, the material of the first resin portion 221 is different from the material of the first resin layer 220.
  • the material of at least one of the plurality of layers is different from the material of the first resin portion 221, The material is different from the material of the first resin layer 220.
  • the glass transition point (or melting point) of the first resin part 221 is, for example, lower than the glass transition point (or melting point) of the first resin layer 220. The same applies to the case where the material of the first resin portion 221 and the material of the second resin layer 220 are different.
  • polyimide silicone, epoxy, acrylic, or the like is used as the material of the first resin portion 221.
  • a polyimide film, a foaming adhesive sheet, an adhesive containing silicone or epoxy can be used.
  • the first conductive portion 21 has a side end 21a (first side end) in the in-plane direction Dp.
  • the side end portion 21a is an end portion on the first resin portion 221 side (an end portion on the second conductive portion 22 side).
  • the second conductive portion 22 has a side end portion 22a in the in-plane direction Dp.
  • the side end portion 22a is an end portion on the first resin portion 221 side (end portion on the first conductive portion 21 side).
  • the first resin portion 221 has a side end 221a and a side end 221b in the in-plane direction Dp.
  • the side end portion 221a is an end portion on the first conductive portion 21 side
  • the side end portion 221b is an end portion on the second conductive portion 22 side.
  • the heater plate 200 has a space 23a and a space 23b.
  • the space portion 23a (first space portion) includes at least the side end portion 21a of the first conductive portion 21, the first resin layer 220, the second resin layer 240, and the first resin portion 221 (side). It is a space defined (enclosed) by the end 221a).
  • the space 23 a is adjacent to the side end 21 a in the in-plane direction Dp, and is located between the first conductive portion 21 and the first resin portion 221.
  • the space portion 23b includes at least the side end portion 22a of the second conductive portion 22, the first resin layer 220, the second resin layer 240, and the first resin portion 221 (side end portion 221b). It is a space that is partitioned (enclosed) by.
  • the space portion 23b is adjacent to the side end portion 22a in the in-plane direction Dp, and is positioned between the second conductive portion 22 and the first resin portion 221.
  • the length L2 along the Z direction of the space 23a is equal to or less than the length L1 along the Z direction of the first conductive portion 21.
  • the length of the space portion 23b along the Z direction is equal to or shorter than the length of the second conductive portion 22 along the Z direction.
  • the heater electrode 239 undergoes thermal expansion.
  • the thermal expansion coefficient of the first resin layer 220 and the thermal expansion coefficient of the heater electrode 239 may be different.
  • the temperature of the first resin layer 220 and the temperature of the heater electrode 239 may be different.
  • the heater electrode 239 is deformed by thermal expansion, stress is applied to the first resin layer 220. Due to this stress, the first resin layer 220 and the heater electrode 239 may be peeled off. In the region where the peeling occurs, heat conduction from the heater electrode 239 to the processing target W is hindered. For this reason, the temperature of the processing object W may fall locally.
  • the second resin layer 240 and the heater electrode 239 may peel off.
  • heat conduction from the heater electrode 239 to the cooling medium is hindered.
  • the temperature of the processing object W may rise locally.
  • the accuracy of processing such as etching is lowered.
  • the yield of semiconductor chips and the like may be reduced.
  • gaps are provided at each side end portion of the heater electrode 239 provided separately in a plurality of regions.
  • the heater electrode 239 (the first conductive portion 21 and the like) can expand toward the gap. Even if the heater electrode 239 is deformed by thermal expansion, the gap is filled, so that the stress applied to the first resin layer 220 and the second resin layer 240 can be reduced. Thereby, peeling with the heater electrode 239 and the 1st resin layer 220 and peeling with the heater electrode 239 and the 2nd resin layer 240 can be suppressed. Therefore, resistance to load can be improved and reliability can be improved.
  • the first support plate 210 and the second support plate 270 are provided between each other. It is possible to control heat capacity and heat conduction. For example, the heat conduction and heat capacity of the heater plate can be adjusted by adjusting the material and shape of the first resin portion 221 (resin portion 223). Thereby, both temperature uniformity and thermal conductivity can be achieved.
  • the first support plate 210 has a surface PL1 (lower surface) on the second support plate 270 side.
  • the surface PL1 faces the first resin layer 220, and is in contact with, for example, the first resin layer 220.
  • the surface PL1 (lower surface) of the first support plate 210 has a first region R1 and a second region R2.
  • the first region R1 overlaps the heater electrode 239 (heater element 230) when viewed along the Z direction (viewed from above).
  • the first region R1 overlaps with the first conductive portion 21 or the second conductive portion 22 when viewed along the Z direction.
  • the second region R2 does not overlap the heater electrode 239 (heater element 230) when viewed along the Z direction.
  • the second region R2 protrudes toward the second support plate 270 as compared to the first region R1.
  • the position of the second region R2 in the Z direction is between the position of the first region R1 in the Z direction and the second support plate 270.
  • the surface PL1 (lower surface) of the first support plate 210 has irregularities that are similar to the shape of the heater element 230.
  • the first region R1 corresponds to the concave portion of the first support plate 210
  • the second region R2 corresponds to the convex portion of the first support plate 210.
  • irregularities that follow the shape of the heater element 230 are formed on the upper surface of the first support plate 210.
  • the second support plate 270 has a surface PU2 (upper surface) on the first support plate 210 side.
  • the surface PU2 faces the second resin layer 240 (or a third resin layer 260 described later) and contacts, for example, the second resin layer 240 (or a third resin layer 260 described later).
  • the surface PU2 (upper surface) of the second support plate 270 has a third region R3 and a fourth region R4.
  • the third region R3 overlaps the heater element 230 when viewed along the Z direction.
  • the third region R3 overlaps the first conductive portion 21 or the second conductive portion 22 when viewed along the Z direction.
  • the fourth region R4 does not overlap the heater element 230 when viewed along the Z direction.
  • the fourth region R4 protrudes toward the first support plate 210 compared to the third region R3.
  • the position of the fourth region R4 in the Z direction is between the position of the third region R3 in the Z direction and the first support plate 210.
  • the surface PU ⁇ b> 2 (upper surface) of the second support plate 270 has irregularities that follow the shape of the heater element 230.
  • the third region R3 corresponds to the concave portion of the second support plate 270
  • the fourth region R4 corresponds to the convex portion of the second support plate 270.
  • irregularities that are in the shape of the heater element 230 are formed on the lower surface of the second support plate 270.
  • the distance D1 along the Z direction between the second region R2 and the fourth region R4 is shorter than the distance D2 along the Z direction between the first region R1 and the third region R3.
  • the first support plate 210 and the second support plate 270 are uneven. Such unevenness is formed by the high adhesion of the members stacked in the heater plate 200. That is, since the unevenness is formed on the surface PL1 (lower surface) of the first support plate 210, the adhesion between the layer close to the surface PL1 (for example, the first resin layer 220) and the surface PL1 is high. In addition, since unevenness is formed on the surface PU2 (upper surface) of the second support plate 270, the adhesion between the layer close to the surface PU2 (for example, the second resin layer 240) and the surface PU2 is high.
  • peeling of the 1st support plate 210 and peeling of the 2nd support plate 270 can be suppressed, and reliability can be improved. For example, it is possible to suppress heat non-uniformity and deterioration of withstand voltage characteristics due to local peeling. It is possible to achieve the designed thermal uniformity and withstand voltage characteristics.
  • the heat conductivity of the heater plate 200 can be improved due to the high adhesion. Further, due to the unevenness of the first support plate 210, for example, the distance between the heater element 230 and the object to be processed can be shortened. Thereby, the rate of temperature increase of the object to be processed can be improved. Therefore, for example, it is possible to achieve both “heating performance (temperature increase rate) of the heater”, “temperature uniformity”, and “withstand voltage reliability”.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a part of the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 8 shows a region including both ends in the in-plane direction Dp of the first conductive portion 21 shown in FIG.
  • the heater plate 200 further includes a second resin portion 222 (resin portion 223).
  • the second resin portion 222 is provided between the first resin layer 220 and the second resin layer 240 in the Z direction.
  • the upper surface of the second resin portion 222 is in contact with the first resin layer 220, and the lower surface of the second resin portion 222 is in contact with the second resin layer 240.
  • the material and thickness of the second resin portion 222 can be the same as the material and thickness of the first resin portion 221, respectively.
  • the first conductive portion 21 is located between the first resin portion 221 and the second resin portion 222 in the in-plane direction Dp.
  • the first conductive portion 21 is separated from the first resin portion 221 and the second resin portion 222.
  • the first conductive portion 21 has a side end portion 21b (second side end portion) in the in-plane direction Dp.
  • the side end portion 21b is an end portion on the second resin portion 222 side. That is, the side end 21b is an end opposite to the side end 21a.
  • the second resin portion 222 has a side end portion 222a in the in-plane direction Dp.
  • the side end portion 222a is an end portion on the first conductive portion 21 side.
  • the heater plate 200 further has a space 23c.
  • the space part 23c (second space part) includes at least the side end part 21b of the first conductive part 21, the first resin layer 220, the second resin layer 240, and the second resin part 222 (side end). This is a space partitioned (enclosed) by the section 222a).
  • the space portion 23 c is adjacent to the side end portion 21 b in the in-plane direction Dp, and is located between the first conductive portion 21 and the second resin portion 222.
  • the length L3 along the Z direction of the space 23c is equal to or less than the length L1 along the Z direction of the first conductive portion 21.
  • the second resin portion 222 is not necessarily provided. That is, the space 23 c may be a space defined by the first conductive portion 21, the first resin layer 220, and the second resin layer 240.
  • the first conductive portion 21 is deformed so as to fill the space portion 23c even if it is expanded by heat. Thereby, the stress concerning the 1st resin layer 220 and the 2nd resin layer 240 can be reduced similarly to the description regarding FIG. Further, as shown in FIG. 8, by providing a gap at both ends of the first conductive portion 21, reliability, temperature uniformity, temperature controllability, and the like can be further improved.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a part of the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 9 is an enlarged view for explaining the shape of the space 23a described above with reference to FIGS.
  • the thickness of the first conductive portion 21 (the length along the Z direction) is the same as the thickness of the first resin portion 221.
  • the first resin layer 220 is a second resin layer between the first conductive portion 21 and the first resin portion 221. Separated from 240 (does not cross).
  • the shape of the space 23a has four vertices Pt1 to Pt4.
  • the vertex is a point (corner) at which the cross-sectional shape (contour) of the space portion is bent discontinuously.
  • the vertex Pt1 the first resin layer 220 and the first resin portion 221 intersect.
  • the first resin layer 220 and the first conductive portion 21 intersect.
  • the second resin layer 240 and the first resin portion 221 intersect.
  • the second resin layer 240 and the first conductive portion 21 intersect.
  • the space portion 23a has the shape as described above, for example, the space between the first resin layer 220 and the second resin layer 240 does not become narrower than a triangle having three vertices. Thereby, when the heater element (the first conductive portion 21) is deformed by heat, the stress applied to the first resin layer 220 and the second resin layer 240 can be easily reduced.
  • the space portion 23a includes both end portions (the end portion Ep1 and the end portion Ep2) in the in-plane direction Dp, and a central portion Cp1 located between the end portions Ep1 and Ep2. Have.
  • the length L4 along the Z direction of the central portion Cp1 is shorter than the length L5 along the Z direction of the end portion Ep1 (or the end portion Ep2).
  • the space portion 23a is depressed in the Z direction and spreads in the in-plane direction Dp. It is easy to relieve the thermal expansion by expanding the space in the in-plane direction Dp. Further, since the space portion is recessed in the Z direction and the space is secured, it is possible to achieve both relaxation of thermal expansion and improvement of heat transferability in the vertical direction.
  • the space part 23a has a shape crushed from the upper side and the lower side as it approaches the center part in the in-plane direction Dp of the space part 23a. That is, the boundary between the space 23a and the first resin layer 220 approaches the virtual plane Pn1 (virtual line) illustrated in FIG. 9 as it approaches the central portion Cp1 in the in-plane direction Dp. Further, the boundary between the space 23a and the second resin layer 240 approaches the virtual surface Pn1 as it approaches the central portion Cp1 in the in-plane direction Dp.
  • the virtual plane Pn1 is a plane that passes through the vicinity of the center in the Z direction of the first conductive portion 21 and is parallel to the in-plane direction Dp.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a part of another heater plate of the present embodiment.
  • the length L6 (thickness) along the Z direction of the first resin portion 221 is shorter than the length L1 along the Z direction of the first conductive portion 21.
  • the length L6 along the Z direction of the first resin portion 221 is desirably equal to or shorter than the length L1 along the Z direction of the first conductive portion 21. If the first resin portion 221 (resin portion 223) is too thick, for example, when a heater element is manufactured by crimping each member, the resin layer (the first resin layer 220 or the second resin layer 240) and the heater are used. There is a possibility that the adhesion with the element (the first conductive portion 21) is lowered. By suppressing the thickness of the first resin portion 221 (resin portion 223), the adhesion between the resin layer and the heater element can be ensured.
  • the first resin layer 220 and the second resin layer 240 can be prevented from separating from the first conductive portion 21. Since the heater element and the resin layer can be adhered to each other, it is possible to achieve the designed thermal uniformity and withstand voltage characteristics. In addition, by ensuring the adhesion between the heater element and the resin layer, irregularities are formed on the upper surface of the first support plate 210. For this reason, the distance between a heater element and a process target object can be shortened. Thereby, the speed which raises the temperature of a process target object can be improved. Therefore, it is possible to achieve both “heating performance (heating rate) of the heater”, “temperature uniformity”, and “withstand voltage reliability”.
  • FIG. 11A and FIG. 11B are cross-sectional views showing a part of a modified example of the heater plate of the present embodiment.
  • the space 23a has a shape crushed from below as it approaches the central portion Cp1. That is, the boundary between the space 23a and the second resin layer 240 approaches the virtual surface Pn2 (virtual line) shown in FIG. 11A as it approaches the central portion Cp1 in the in-plane direction Dp. Further, the boundary between the space 23a and the first resin layer 220 extends along the virtual plane Pn2.
  • the virtual surface Pn2 is a surface that passes through the upper surface 21U of the first conductive portion 21 and extends in the in-plane direction Dp.
  • the upper surface 21U is a surface facing the first resin layer 220, and the first conductive portion 21 is in contact with the first resin layer 220 on the upper surface 21U.
  • the space 23b has a shape crushed from the lower side.
  • the space 23a has a shape crushed from the upper side as it approaches the central portion Cp1. That is, the boundary between the space 23a and the first resin layer 220 approaches the virtual surface Pn3 (virtual line) illustrated in FIG. 11B as it approaches the center portion Cp1 in the in-plane direction Dp. Further, the boundary between the space 23a and the second resin layer 240 extends along the virtual plane Pn3.
  • the virtual surface Pn3 is a surface that passes through the lower surface 21L of the first conductive portion 21 and extends in the in-plane direction Dp.
  • the lower surface 21L is a surface facing the second resin layer 240, and the first conductive portion 21 is in contact with the second resin layer 240 on the lower surface 21L.
  • the space 23b has a shape crushed from the lower side.
  • the space portions 23a and 23b have a shape crushed from either the upper side or the lower side, it is easier to ensure the size of the space portions 23a and 23b during crimping than the shape crushed from both sides.
  • the shape of the space portions 23a and 23b can be adjusted by adjusting the crimping conditions and the configuration (materials, etc.) of the laminate.
  • the length (width) along the in-plane direction Dp of the upper surface 21U is substantially the same as the length along the in-plane direction Dp of the lower surface 21L. .
  • FIGS. 12A and 12B are cross-sectional views showing a part of a modification of the heater plate of the present embodiment.
  • the width of the upper surface of the heater electrode 239 is different from the width of the lower surface of the heater electrode 239.
  • the length of the end of the heater electrode 239 varies vertically.
  • the length L7 along the in-plane direction Dp of the upper surface 21U of the first conductive portion 21 is equal to the length L9 along the in-plane direction Dp of the lower surface 21L of the first conductive portion 21. Is different.
  • FIG. 12A shows an example in which the width of the lower surface of the heater electrode 239 is wider than the width of the upper surface of the heater electrode 239.
  • the length L9 is longer than the length L7.
  • FIG. 12B shows an example in which the width of the upper surface of the heater electrode 239 is wider than the width of the lower surface of the heater electrode 239.
  • the length L7 is longer than the length L9.
  • the temperature follow-up property is the follow-up property of the temperature of the object to be processed when the set temperature is changed by changing the output of the heater or the like, and is related to the heating performance (temperature increase rate).
  • the heater electrode 239 has a side surface that connects the upper surface and the lower surface.
  • the side surface is a surface that is in contact with the space portion (gap) adjacent to the heater electrode 239. This side surface is rougher than the surface of the upper surface and the lower surface of the heater electrode 239 that is wider in the in-plane direction.
  • the first conductive portion 21 has a side surface S1 and a side surface S2 that connect the upper surface 21U and the lower surface 21L.
  • the side surface S1 is a surface in contact with the first space portion 23a.
  • the side surface S2 is a surface opposite to the side surface S1.
  • Each of the side surface S1 and the side surface S2 is rougher than at least one of the upper surface 21U and the lower surface 21L.
  • each of the side surface S1 and the side surface S2 is rougher than the lower surface 21L.
  • each of the side surface S1 and the side surface S2 is rougher than the upper surface 21U.
  • the side surface is rougher than at least one of the upper surface and the lower surface of the conductive part, thermal diffusion from the side surface is improved, and thermal characteristics such as thermal uniformity and temperature followability can be improved.
  • FIG. 13A and FIG. 13B are cross-sectional views showing a part of a modified example of the heater plate of the present embodiment. These drawings are enlarged views for explaining the shape of the first conductive portion 21.
  • FIG. 13A and FIG. 13B show the first conductive portion 21 shown in FIG. 12A and the first conductive portion 21 shown in FIG. 12B, respectively.
  • each of the side surface S1 and the side surface S2 is curved.
  • the side surface S1 and the side surface S2 are each a concave curved surface (concave toward the bottom).
  • each of the side surface S1 and the side surface S2 is a concave curved surface (concave upward).
  • the side surface S1 and the side surface S2 may be planar.
  • the space portion 23a and the space portion 23c are widened or formed in the first resin layer 220 and the second resin layer 240.
  • the unevenness can be enlarged. Thereby, heating performance (temperature increase rate), temperature uniformity, and withstand voltage reliability can be further improved.
  • the angle ⁇ 1 between the upper surface 21U and the side surface S1 is different from the angle ⁇ 2 between the lower surface 21L and the side surface S1.
  • FIG. 14A to FIG. 14D are cross-sectional views showing a part of a modification of the heater plate of the present embodiment.
  • the first support plate 210 includes a first support part SP1 and a second support part SP2.
  • the first support portion SP1 is aligned with the first conductive portion 21 in the Z direction.
  • the second support portion SP2 is aligned with the space portion 23a in the Z direction.
  • the second support plate 270 includes a third support part SP3 and a fourth support part SP4.
  • the third support portion SP3 is aligned with the first conductive portion 21 in the Z direction.
  • the fourth support portion SP4 is aligned with the space portion 23a in the Z direction.
  • the length L10 (distance) between the second support portion SP2 and the fourth support portion SP4 is the same as that of the first support portion SP1 and the third support portion SP1. This is shorter than the length L11 (distance) between the support portion SP3. That is, irregularities are formed on at least one of the first support plate 210 and the second support plate 270.
  • FIG. 14A shows an example in which irregularities are formed on both the first support plate 210 and the second support plate 270.
  • the first support part SP1 and the third support part SP3 are flat, and the second support part SP2 and the fourth support part SP4 are recessed.
  • FIG. 14B shows an example in which unevenness is formed on the first support plate 210 and no unevenness is formed on the second support plate 270.
  • the first support part SP1, the third support part SP3, and the fourth support part SP4 are flat, and the second support part SP2 is recessed.
  • FIG. 14 (c) shows an example in which the second support plate 270 has irregularities and the first support plate 210 has no irregularities.
  • the first support part SP1, the second support part SP2, and the third support part SP3 are flat, and the fourth support part SP4 is recessed.
  • Such unevenness of the support plate is formed by high adhesion between the heater element (first conductive portion 21) and a member sandwiching the heater element. Due to the high adhesion, for example, variations can be suppressed and heat conduction can be easily controlled. For example, it is possible to achieve soaking and voltage resistance characteristics as designed.
  • the convex portion is formed on the first support plate 210, the distance between the heater element and the object to be processed can be shortened. Thereby, the speed which raises the temperature of a process target object can be improved.
  • the thickness of the adhesive 403 can be easily controlled, and variations can be reduced.
  • the length L10 is substantially the same as the length L11. “Substantially the same” means, for example, that the length L10 is about 0.9 to 1.1 times the length L11.
  • the first support plate 210 and the second support plate 270 are flat.
  • variations in the thickness of the adhesive 403 that joins the heater plate 200, the ceramic dielectric substrate 100, and the base plate 300 can be reduced, and in-plane heat transfer can be made uniform.
  • the distance between the heater element and the object to be processed is reduced over the entire surface, and the speed at which the temperature of the object to be processed is increased can be improved. Therefore, it is possible to achieve both “heater heating performance (temperature increase rate)” and “temperature uniformity”.
  • FIG. 15 is a schematic exploded view showing a modification of the heater plate of the present embodiment.
  • the heater plate 200 may include a bypass layer 250 and a third resin layer 260.
  • the bypass layer 250 is provided between the second resin layer 240 and the second support plate 270.
  • the third resin layer 260 is provided between the bypass layer 250 and the second support plate 270.
  • the same explanation as the above-described heater plate can be applied to the heater plate of the modification shown in FIG.
  • the resin portion 223 is not shown for convenience of explanation.
  • the third resin layer 260 joins the bypass layer 250 and the second support plate 270 to each other.
  • the third resin layer 260 electrically insulates between the bypass layer 250 and the second support plate 270.
  • the third resin layer 260 has a function of electrical insulation and a function of surface bonding.
  • the material and thickness of the third resin layer 260 are approximately the same as the material and thickness of the first resin layer 220, respectively.
  • the second resin layer 240 joins the heater element 230 and the bypass layer 250 to each other.
  • the second resin layer 240 electrically insulates between the heater element 230 and the bypass layer 250.
  • the bypass layer 250 is disposed substantially parallel to the first support plate 210 and is disposed substantially parallel to the second support plate 270.
  • the bypass layer 250 has a plurality of bypass portions 251.
  • the bypass layer 250 has, for example, eight bypass parts 251.
  • the number of bypass units 251 is not limited to “8”.
  • the bypass layer 250 has a plate shape. When viewed perpendicular to the surface of the bypass layer 250 (surface 251a of the bypass portion 251), the area of the bypass layer 250 is larger than the area of the heater element 230 (area of the heater electrode 239). Details of this will be described later.
  • the bypass layer 250 has conductivity.
  • the bypass layer 250 is electrically insulated from the first support plate 210 and the second support plate 270.
  • Examples of the material of the bypass layer 250 include metals including stainless steel.
  • the thickness of the bypass layer 250 (the length in the Z direction) is, for example, about 0.03 mm or more and 0.30 mm or less.
  • the bypass layer 250 is thicker than the first resin layer 220.
  • the bypass layer 250 is thicker than the second resin layer 240.
  • the bypass layer 250 is thicker than the third resin layer 260.
  • the material of the bypass layer 250 is the same as the material of the heater element 230.
  • the bypass layer 250 is thicker than the heater element 230. Therefore, the electrical resistance of the bypass layer 250 is lower than the electrical resistance of the heater element 230. Thereby, even when the material of the bypass layer 250 is the same as the material of the heater element 230, the heat generation of the bypass layer 250 like the heater element 230 can be suppressed. That is, the electrical resistance of the bypass layer 250 can be suppressed, and the heat generation amount of the bypass layer 250 can be suppressed.
  • the means for suppressing the electrical resistance of the bypass layer 250 and suppressing the heat generation amount of the bypass layer 250 may be realized by using a material having a relatively low volume resistivity instead of the thickness of the bypass layer 250. That is, the material of the bypass layer 250 may be different from the material of the heater element 230. Examples of the material of the bypass layer 250 include metals including at least one of stainless steel, titanium, chromium, nickel, copper, and aluminum.
  • the power supply terminal 280 is electrically joined to the heater element 230 via the bypass layer 250.
  • One power supply terminal 280 is electrically joined to one bypass layer 250.
  • the current flowing to the heater element 230 flows through a predetermined zone (region) of the heater element 230 and flows from the heater element 230 to the bypass layer 250.
  • the current that flows to the bypass layer 250 flows from the bypass layer 250 to the power supply terminal 280.
  • the current that flows to the power supply terminal 280 flows to the outside of the electrostatic chuck 10.
  • the bypass layer 250 is provided between the heater element 230 and the second support plate 270. That is, the bypass layer 250 is provided between the heater element 230 and the base plate 300.
  • the thermal conductivity of stainless steel is lower than that of aluminum and copper. Therefore, the bypass layer 250 suppresses the heat supplied from the heater element 230 from being transmitted to the second support plate 270. That is, the bypass layer 250 has a heat insulating effect on the second support plate 270 side when viewed from the bypass layer 250, and can improve the uniformity of the temperature distribution in the surface of the processing object W.
  • the bypass layer 250 can have a greater degree of freedom with respect to the arrangement of the power supply terminals 280. By providing the bypass layer 250, it is not necessary to directly join the power supply terminal having a large heat capacity to the heater element 230 as compared to the case where the bypass layer 250 is not provided. Thereby, the uniformity of the temperature distribution in the surface of the processing target W can be improved. Further, it is not necessary to join the power supply terminal 280 to the thin heater element 230 as compared with the case where the bypass layer 250 is not provided. Thereby, the reliability of the heater plate 200 can be improved.
  • FIG. 16A and FIG. 16B are schematic cross-sectional views illustrating an example of the manufacturing method of this embodiment.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view illustrating another example of the manufacturing method of this embodiment.
  • Fig.16 (a) is typical sectional drawing showing the state before joining a bypass layer and a heater element.
  • FIG.16 (b) is typical sectional drawing showing the state after joining a bypass layer and a heater element.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a joining process between the bypass layer and the power supply terminal.
  • each member of the heater plate 200 is prepared in the same manner as the manufacturing method described with reference to FIG. Subsequently, as shown in FIGS. 16A and 16B, the heater element 230 and the bypass layer 250 are joined.
  • the heater element 230 and the bypass layer 250 are joined by soldering, brazing, welding, or contact.
  • the second resin layer 240 is provided with a hole 241.
  • the hole 241 passes through the second resin layer 240.
  • the heater element 230 and the bypass layer 250 are joined by performing spot welding from the bypass layer 250 side as indicated by an arrow C11 shown in FIG.
  • joining of the heater element 230 and the bypass layer 250 is not limited to welding.
  • the heater element 230 and the bypass layer 250 may be joined by joining using laser light, soldering, brazing, or contact. Then, the laminated body which laminated
  • the power feeding terminal 280 and the bypass layer 250 are joined.
  • the power supply terminal 280 and the bypass layer 250 are joined by welding, laser, soldering, brazing, or the like.
  • the second support plate 270 is provided with a hole 273.
  • the hole 273 passes through the second support plate 270.
  • a hole 261 is provided in the third resin layer 260.
  • the hole 261 passes through the third resin layer 260.
  • the heater plate has the bypass layer 250 and the third resin layer 260
  • the bypass layer 250 and the third resin layer 260 may be omitted as in the case of the heater plate described with reference to FIGS. Since the configuration other than the bypass layer 250 and the third resin layer 260 is the same, detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 18 is a schematic exploded view showing the electrostatic chuck according to the present embodiment.
  • FIG. 19A and FIG. 19B are electric circuit diagrams showing an electrostatic chuck.
  • FIG. 19A is an electric circuit diagram illustrating an example in which the first support plate and the second support plate are electrically joined.
  • FIG. 19B is an electric circuit diagram illustrating an example in which the first support plate and the second support plate are not electrically joined.
  • the first support plate 210 is electrically joined to the second support plate 270.
  • the first support plate 210 and the second support plate 270 are joined by, for example, welding, joining using laser light, soldering, or contact.
  • the first support plate 210 is the second support plate. 270 may be electrically joined or not electrically joined. Then, the etching rate when plasma is generated may vary. Even if the first support plate 210 is not electrically joined to the second support plate 270, current may flow to the heater element 230 when the plasma is generated, and the heater element 230 may generate heat. In other words, if the first support plate 210 is not securely joined to the second support plate 270, the heater element 230 may generate heat due to a current other than the heater current.
  • the first support plate 210 is electrically joined to the second support plate 270.
  • the current flows from the first support plate 210 to the second support plate 270, or the current flows from the second support plate 270 to the first support plate 210, resulting in an etching rate when plasma is generated.
  • the occurrence of variations can be suppressed.
  • the heater element 230 can be prevented from generating heat due to a current other than the heater current.
  • the heater element 230 and the bypass layer 250 can be shielded from high frequencies. Thereby, it is possible to suppress the heater element 230 from generating heat to an abnormal temperature. Moreover, the impedance of the heater plate 200 can be suppressed.
  • FIG. 20A and FIG. 20B are schematic plan views showing specific examples of the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 21A, FIG. 21B, and FIG. 22 are schematic plan views illustrating the heater element of this example.
  • FIG. 23A and FIG. 23B are schematic plan views illustrating the bypass layer of this example.
  • FIG. 24A and FIG. 24B are enlarged views schematically showing a part of the heater plate of this specific example.
  • FIG. 20A is a schematic plan view of the heater plate of this specific example as viewed from above.
  • FIG. 20B is a schematic plan view of the heater plate of this specific example viewed from the bottom surface.
  • FIG. 21A is a schematic plan view illustrating an example of the heater element region.
  • FIG. 21B and FIG. 22 are schematic plan views illustrating another example of the heater element region.
  • At least one of the plurality of bypass portions 251 of the bypass layer 250 has a notch 253 at the edge.
  • four cutout portions 253 are provided.
  • the number of notches 253 is not limited to “4”. Since at least one of the plurality of bypass layers 250 has the cutout portion 253, the second support plate 270 can contact the first support plate 210.
  • the first support plate 210 is electrically joined to the second support plate 270 in the regions B11 to B14 and the regions B31 to B34. Yes.
  • Each of the regions B11 to B14 corresponds to each of the regions B31 to B34. That is, in the specific examples shown in FIGS. 20A to 22, the first support plate 210 is electrically joined to the second support plate 270 in four regions, and the second support plate 210 in the eight regions. The support plate 270 is not electrically joined.
  • FIGS. 24A and 24B are enlarged views showing an example of the region B31 (region B11).
  • FIG. 24A is a schematic plan view of the region B31
  • FIG. 24B is a schematic cross-sectional view of the region B31.
  • FIG. 24B schematically shows the cut surface A2-A2 of FIG. Since the other regions B12 to B14 and the regions B32 to B34 are the same as the regions B11 and B31, detailed description thereof is omitted.
  • the region B31 is provided with a bonding region JA.
  • the joint area JA joins the first support plate 210 and the second support plate 270 to each other.
  • the joining area JA is provided on the outer edge of the first support plate 210 and the second support plate 270 corresponding to the notch 253 of the bypass layer 250.
  • the joining area JA is formed by, for example, laser welding from the second support plate 270 side. Thereby, the joining area JA is formed in a spot shape.
  • the bonding area JA may be formed from the first support plate 210 side.
  • region JA is not restricted to laser welding, Another method may be sufficient.
  • the shape of the bonding area JA is not limited to a spot shape, and may be an elliptical shape, a semicircular shape, a square shape, or the like.
  • the area of the joint area JA where the first support plate 210 is joined to the second support plate 270 is smaller than the area of the surface 211 (see FIG. 3) of the first support plate 210.
  • the area of the bonding area JA is smaller than the area of the difference obtained by subtracting the area of the heater element 230 from the area of the surface 211.
  • the area of the bonding area JA is smaller than the area of the area that does not overlap the heater element 230 when projected onto a plane parallel to the surface 211 of the first support plate 210.
  • the area of the joint area JA where the first support plate 210 is joined to the second support plate 270 is smaller than the area of the surface 271 of the second support plate 270 (see FIG. 4A).
  • the area of the bonding area JA is smaller than the area of the difference obtained by subtracting the area of the heater element 230 from the area of the surface 271. In other words, the area of the bonding area JA is smaller than the area of the area that does not overlap the heater element 230 when projected onto a plane parallel to the surface 271 of the second support plate 270.
  • the diameter of the joining area JA formed in a spot shape is, for example, 1 mm (0.5 mm or more and 3 mm or less).
  • the diameters of the first support plate 210 and the second support plate 270 are, for example, 300 mm.
  • the diameters of the first support plate 210 and the second support plate 270 are set according to the processing object W to be held.
  • the area of the bonding area JA is sufficiently smaller than the area of the surface 211 of the first support plate 210 and the area of the surface 271 of the second support plate 270.
  • the area of the bonding region JA is, for example, 1/5000 or less of the area of the surface 211 (area of the surface 271).
  • the area of the bonding area JA is more specifically the area when projected onto a plane parallel to the surface 211 of the first support plate 210.
  • the area of the bonding area JA is an area in a top view.
  • the number of joining areas JA is not limited to four.
  • the number of the joining areas JA may be an arbitrary number.
  • twelve bonding areas JA may be provided on the first support plate 210 and the second support plate 270 every 30 °.
  • the shape of the bonding area JA is not limited to a spot shape.
  • the shape of the bonding area JA may be elliptical, square, linear, or the like.
  • the joining area JA may be formed in an annular shape along the outer edges of the first support plate 210 and the second support plate 270.
  • the second support plate 270 has a hole 273 (see FIG. 4B and FIG. 17).
  • the first support plate 210 does not have a hole through which the power supply terminal 280 passes. Therefore, the area of the surface 211 of the first support plate 210 is larger than the area of the surface 271 of the second support plate 270.
  • the heater electrode 239 is arranged to draw a substantially circle.
  • the heater electrode 239 is disposed in the first region 231, the second region 232, the third region 233, and the fourth region 234.
  • the first region 231 is located at the center of the heater element 230.
  • the second region 232 is located outside the first region 231.
  • the third region 233 is located outside the second region 232.
  • the fourth region 234 is located outside the third region 233.
  • the heater electrode 239 disposed in the first region 231 is not electrically joined to the heater electrode 239 disposed in the second region 232.
  • the heater electrode 239 disposed in the second region 232 is not electrically joined to the heater electrode 239 disposed in the third region 233.
  • the heater electrode 239 disposed in the third region 233 is not electrically joined to the heater electrode 239 disposed in the fourth region 234. That is, the heater electrode 239 is provided in a plurality of regions in an independent state.
  • the first conductive portion 21 described with reference to FIG. 5 is the heater electrode 239 disposed in the second region 232
  • the second conductive portion 22 is the heater electrode 239 disposed in the third region 233. It is.
  • the first conductive portion 21 may be the heater electrode 239 disposed in the third region 233
  • the second conductive portion 22 may be the heater electrode 239 disposed in the fourth region 234. .
  • the heater electrode 239 is arranged so as to draw at least a part of a substantially fan shape.
  • the heater electrode 239 includes a first region 231a, a second region 231b, a third region 231c, a fourth region 231d, a fifth region 231e, a sixth region 231f, and a seventh region.
  • the region 232a, the eighth region 232b, the ninth region 232c, the tenth region 232d, the eleventh region 232e, and the twelfth region 232f are arranged.
  • the heater electrode 239 arranged in an arbitrary region is not electrically joined to the heater electrode 239 arranged in another region. That is, the heater electrode 239 is provided in a plurality of regions in an independent state. As shown in FIGS. 21A and 21B, the region where the heater electrode 239 is disposed is not particularly limited.
  • the heater element 230 has more regions.
  • the first region 231 shown in FIG. 22A is further divided into four regions 231a to 231d.
  • the second area 232 shown in FIG. 22A is further divided into eight areas 232a to 232h.
  • the third area 233 shown in FIG. 22A is further divided into eight areas 233a to 233h.
  • the fourth area 234 shown in FIG. 22A is further divided into 16 areas 234a to 234p.
  • the number and shape of the regions of the heater element 230 in which the heater electrode 239 is disposed may be arbitrary.
  • the bypass portion 251 of the bypass layer 250 has a fan shape.
  • a plurality of fan-shaped bypass portions 251 are arranged apart from each other, and the bypass layer 250 has a substantially circular shape as a whole.
  • the separation portion 257 between the adjacent bypass portions 251 extends in the radial direction from the center 259 of the bypass layer 250.
  • the separation portion 257 between the adjacent bypass portions 251 extends radially from the center 259 of the bypass layer 250.
  • the area of the surface 251 a of the bypass part 251 is larger than the area of the separation part 257.
  • the area of the bypass layer 250 (area of the surface 251a of the bypass portion 251) is larger than the area of the heater element 230 (area of the heater electrode 239).
  • the shape of the plurality of bypass portions 251 of the bypass layer 250 may be, for example, a curved fan shape.
  • the number and shape of the plurality of bypass portions 251 provided in the bypass layer 250 may be arbitrary.
  • the region of the heater element 230 shown in FIG. 21A is taken as an example.
  • the heater electrode 239 is disposed so as to draw a substantially circle, and a plurality of fan-shaped bypass portions 251 are arranged apart from each other. Therefore, when viewed perpendicular to the surface 251 a of the bypass portion 251, the heater electrode 239 intersects with the separation portion 257 between the adjacent bypass portions 251. Further, when viewed perpendicular to the surface 251 a of the bypass portion 251, each region of the adjacent heater element 230 (the first region 231, the second region 232, the third region 233, and the fourth region 234). ) Between the adjacent bypass portions 251 intersects with the separation portion 257 between the adjacent bypass portions 251.
  • a plurality of imaginary lines connecting each of the joint portions 255a to 255h between the heater element 230 and the bypass layer 250 and the center 203 of the heater plate 200 are , Do not overlap each other.
  • the joint portions 255 a to 255 h between the heater element 230 and the bypass layer 250 are arranged in different directions as viewed from the center 203 of the heater plate 200.
  • the power supply terminal 280 exists on an imaginary line that connects each of the joint portions 255 a to 255 h and the center 203 of the heater plate 200.
  • the joint portions 255 a and 255 b are portions that join the heater electrode 239 and the bypass layer 250 disposed in the first region 231.
  • the joint portions 255a and 255b correspond to the first region 231.
  • One of the joint portion 255a and the joint portion 255b is a portion where current enters the heater element 230.
  • the other of the joining portion 255a and the joining portion 255b is a portion where current flows out of the heater element 230.
  • the joint portions 255 c and 255 d are portions that join the heater electrode 239 and the bypass layer 250 disposed in the second region 232.
  • the joint portions 255 c and 255 d correspond to the second region 232.
  • One of the joint portion 255c and the joint portion 255d is a portion where current enters the heater element 230.
  • the other of the joining portion 255c and the joining portion 255d is a portion where current flows out of the heater element 230.
  • the joint portions 255e and 255f are portions that join the heater electrode 239 and the bypass layer 250 disposed in the third region 233.
  • the joint portions 255e and 255f correspond to the third region 233.
  • One of the joint portion 255e and the joint portion 255f is a portion where current enters the heater element 230.
  • the other of the joining portion 255e and the joining portion 255f is a portion where the current exits from the heater element 230.
  • the joint portions 255g and 255h are portions that join the heater electrode 239 and the bypass layer 250 disposed in the fourth region 234.
  • the joint portions 255g and 255h correspond to the fourth region 234.
  • One of the junction 255g and the junction 255h is a portion where current enters the heater element 230.
  • the other of the joining portion 255g and the joining portion 25h is a portion where current flows out of the heater element 230.
  • the joint portions 255a and 255b exist on a circle different from the circle passing through the joint portions 255c and 255d with the center 203 of the heater plate 200 as the center.
  • the joint portions 255a and 255b exist on a circle different from the circle passing through the joint portions 255e and 255f with the center 203 of the heater plate 200 as the center.
  • the joints 255a and 255b exist on a circle different from the circle passing through the joints 255g and 255h with the center 203 of the heater plate 200 as the center.
  • the joint portions 255c and 255d exist on a circle different from the circle passing through the joint portions 255e and 255f with the center 203 of the heater plate 200 as the center.
  • the joint portions 255c and 255d exist on a circle different from the circle passing through the joint portions 255g and 255h with the center 203 of the heater plate 200 as the center.
  • the joint portions 255e and 255f exist on a circle different from the circle passing through the joint portions 255g and 255h with the center 203 of the heater plate 200 as the center.
  • the heater plate 200 has lift pin holes 201. As shown in FIG. In the specific examples shown in FIGS. 20A and 20B, the heater plate 200 has three lift pin holes 201. The number of lift pin holes 201 is not limited to “3”.
  • the power supply terminal 280 is provided in a region on the side of the center 203 of the heater plate 200 when viewed from the lift pin hole 201.
  • the heater electrode 239 is arranged in a plurality of regions, the temperature in the surface of the processing object W can be controlled independently for each region. Thereby, it is possible to intentionally make a difference in the in-plane temperature of the processing object W (temperature controllability).
  • FIG. 25A and FIG. 25B are schematic views for explaining the shape of the surface of the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 25A is a graph illustrating an example of a result of measurement of the shape of the surface 271 of the second support plate 270 by the inventor.
  • FIG. 25B is a schematic cross-sectional view illustrating the shape of the surface of the heater plate 200 of the present embodiment.
  • each member of the heater plate 200 is pressure-bonded in a stacked state.
  • the first unevenness is generated on the surface 211 (upper surface) of the first support plate 210.
  • the second unevenness is generated on the surface 271 (lower surface) of the second support plate 270.
  • a third unevenness is generated on the surface 213 (lower surface) of the first support plate 210.
  • a fourth unevenness is generated on the surface 275 (upper surface) of the second support plate 270.
  • the inventor measured the shape of the surface 271 of the second support plate 270.
  • An example of the measurement result is as shown in FIG.
  • the shape of the surface 211 (upper surface) of the first support plate 210 and the shape of the surface 271 of the second support plate 270 are the same as the shape of the heater element 230.
  • the heater element 230 is arranged.
  • the shape of the heater element 230 refers to the thickness of the heater element 230 and the width of the heater element 230 (the width of the heater electrode 239).
  • the distance D1 in the direction is such that the convex portion 211b (first concave / convex convex portion 211b) of the surface 211 of the first support plate 210 and the convex portion 271b (second concave / convex portion of the surface 271 of the second supporting plate 270). It is shorter than the distance D2 in the Z direction between the convex portion 271b).
  • the distance D3 in the Z direction between the concave portion 211a of the surface 211 of the first support plate 210 and the convex portion 211b of the surface 211 of the first support plate 210 (the uneven height of the surface 211 of the first support plate 210) (The height of the first unevenness) is a distance D4 (Z4) between the concave portion 271a of the surface 271 of the second support plate 270 and the convex portion 271b of the surface 271 of the second support plate 270.
  • the unevenness height of the surface 271 of the second support plate 270 is shorter than the height of the second unevenness. That is, the unevenness height (first unevenness height) of the surface 211 of the first support plate 210 is higher than the unevenness height (second unevenness height) of the surface 271 of the second support plate 270. Low.
  • a distance D8 in the Z direction between the concave portion 213a of the surface 213 of the first support plate 210 and the convex portion 213b of the surface 213 of the first support plate 210 (the uneven height of the surface 213 of the first support plate 210) Is a distance D9 in the Z direction (surface of the second support plate 270) between the concave portion 275a of the surface 275 of the second support plate 270 and the convex portion 275b of the surface 275 of the second support plate 270. Shorter than the concavo-convex height of 275). That is, the uneven height of the surface 213 of the first support plate 210 is lower than the uneven height of the surface 275 of the second support plate 270.
  • the width of the concave portion 271a of the surface 271 of the second support plate 270 is the same as the width of the region between the heater electrode 239 (for example, the first conductive portion 21) and the resin portion 223 (for example, the first resin portion 221). Degree.
  • the width of the concave portion 271a of the surface 271 of the second support plate 270 is, for example, not less than 0.25 times and not more than 2.5 times the width of the region between the adjacent heater electrode 239 and the resin portion.
  • the width of the convex portion 271b of the surface 271 of the second support plate 270 is, for example, approximately the same as the width of the heater electrode 239 or approximately the same as the width of the resin portion 223.
  • the width of the convex portion 271b of the surface 271 of the second support plate 270 is, for example, not less than 0.8 times and not more than 1.2 times the width of the heater electrode 239.
  • the uneven height D4 of the surface 271 of the second support plate 270 is approximately the same as the thickness of the heater element 230 (the thickness of the heater electrode 239), or approximately the same as the thickness of the resin portion 223.
  • the unevenness height D4 of the second support plate 270 is, for example, not less than 0.8 times and not more than 1.2 times the thickness of the heater element 230.
  • the width of the concave portion 211a of the surface 211 of the first support plate 210 is the width of the region between the heater electrode 239 (for example, the first conductive portion 21) and the resin portion 223 (for example, the first resin portion 221). It is about the same as the width.
  • the width of the convex portion 211 b of the surface 211 of the first support plate 210 is about the same as the width of the heater electrode 239 or the width of the resin portion 223.
  • the uneven height D 3 of the surface 211 of the first support plate 210 is lower than the thickness of the heater element 230.
  • the height of the surface 271 of the second support plate 270 changes gradually from the convex portion 271b toward the adjacent concave portion 271a.
  • the height of the surface 271 of the second support plate 270 continuously decreases from the center in the width direction of the convex portion 271b toward the center in the width direction of the adjacent concave portion 271a.
  • the center in the width direction of the convex portion 271b is a position overlapping the center in the width direction of the heater electrode 239 in the surface 271 in the Z direction, or the center in the width direction of the resin portion 223 in the surface 271. It is a position that overlaps in the Z direction.
  • the center in the width direction of the concave portion 271a is a position overlapping in the Z direction with the center in the width direction of the region between the adjacent heater electrode 239 and the resin portion 223 in the surface 271.
  • the height of the surface 271 of the second support plate 270 has a wavy shape with the portion overlapping the heater electrode 239 and the resin portion 223 as the apex, and the portion not overlapping the heater electrode 239 and the resin portion 223 as the lowest point.
  • the height of the surface 211 of the first support plate 210 has a wave shape with the portion overlapping with the heater electrode 239 and the resin portion 223 as the apex and the portion not overlapping with the heater electrode 239 and the resin portion 223 as the lowest point. Change.
  • the bonding area between the first support plate 210 and the heater element 230 can be further increased, and the first The adhesive strength between the one support plate 210 and the heater element 230 can be improved.
  • the adhesion area of the 1st support plate 210 and the adhesive agent 403 can be made wider according to the 1st unevenness
  • transformation of the heater plate 200 can be reduced.
  • the surface 271 of the second support plate 270 has the second unevenness, the adhesion area between the second support plate 270 and the bypass layer 250 can be increased, and the second support plate 270 can be increased.
  • the adhesive strength between the bypass layer 250 can be improved.
  • the adhesion area of the 2nd support plate 270 and the adhesive agent 403 can be made wider according to the 2nd unevenness
  • the joint strength between the second support plate 270 and the adhesive 403 can also be improved.
  • the second support plate 270 has irregularities, the rigidity of the second support plate 270 increases. For this reason, even if the 2nd support plate 270 is thin, the curvature and deformation
  • the surface 211 of the first support plate 210 has the first unevenness, the distance between the heater element 230 and the processing object W can be further shortened. Thereby, the speed which raises the temperature of the processing target object W can be improved.
  • the heights of the first and second irregularities can be controlled by, for example, the pressure bonding conditions and the configuration (materials) of the laminate.
  • the heater element 230 since the heater element 230 generates heat, the heater element 230 itself is likely to be thermally strained.
  • the unevenness (distortion) in the first support plate 210 located on the heater element 230 side is the second support plate 270 located on the bypass layer 250 side. It is smaller than the unevenness (strain).
  • FIG. 26A and FIG. 26B are schematic cross-sectional views showing an electrostatic chuck according to a modification of the present embodiment.
  • Fig.26 (a) is typical sectional drawing showing the electrostatic chuck concerning the modification of this embodiment.
  • FIG. 26B is a schematic cross-sectional view showing the heater plate of this modification.
  • FIG. 26A and FIG. 26B correspond to, for example, schematic cross-sectional views taken along the cutting plane A1-A1 shown in FIG.
  • the electrostatic chuck 10a shown in FIG. 26A includes a ceramic dielectric substrate 100, a heater plate 200a, and a base plate 300.
  • the ceramic dielectric substrate 100 and the base plate 300 are as described above with reference to FIGS.
  • the heater plate 200a of this example has a plurality of heater elements.
  • the heater plate 200a shown in FIG. 26B includes a first resin layer 220, a first heater element (heat generation layer) 230a, a second resin layer 240, and a second heater element (heat generation layer).
  • 230 b a third resin layer 260, a bypass layer 250, a fourth resin layer 290, and a second support plate 270.
  • the first resin layer 220 is provided between the first support plate 210 and the second support plate 270.
  • the first heater element 230 a is provided between the first resin layer 220 and the second support plate 270.
  • the second resin layer 240 is provided between the first heater element 230 a and the second support plate 270.
  • the second heater element 230 b is provided between the second resin layer 240 and the second support plate 270.
  • the third resin layer 260 is provided between the second heater element 230 b and the second support plate 270.
  • the bypass layer 250 is provided between the third resin layer 260 and the second support plate 270.
  • the fourth resin layer 290 is provided between the bypass layer 250 and the second support plate 270. That is, in this specific example, the first heater element 230a is provided in a state independent of the second heater element 230b in a different layer.
  • the respective materials of the first support plate 210, the first resin layer 220, the second resin layer 240, the third resin layer 260, the bypass layer 250, and the second support plate 270, Thickness and function are as described above with respect to FIGS.
  • the materials, thicknesses, and functions of the first heater element 230a and the second heater element 230b are the same as those of the heater element 230 described above with reference to FIGS.
  • the fourth resin layer 290 is the same as the first resin layer 220 described above with reference to FIGS.
  • the heater plate 200a includes a resin portion 223 (not shown in FIG. 26) similarly to the heater plate 200 described with reference to FIG. Each resin part 223 is provided between two adjacent heater electrodes of the first heater element 230a and between two adjacent heater electrodes of the second heater element 230b.
  • the temperature in the surface of the processing object W is independent for each predetermined region. Can be controlled.
  • FIG. 27A, FIG. 27B, and FIG. 28 are schematic plan views showing modifications of the first support plate of the present embodiment.
  • FIG. 29 is a schematic cross-sectional view showing a heater plate of this modification.
  • FIG. 27A shows an example in which the first support plate is divided into a plurality of support portions.
  • FIG. 27B and FIG. 28 show another example in which the first support plate is divided into a plurality of support portions.
  • FIG. 29 for convenience of explanation, the heater plate shown in FIG. 27A and the graph of the temperature of the upper surface of the first support plate are shown together.
  • the graph shown in FIG. 29 is an example of the temperature of the upper surface of the first support plate.
  • the horizontal axis of the graph shown in FIG. 29 represents the position of the upper surface of the first support plate 210a.
  • the vertical axis of the graph shown in FIG. 29 represents the temperature of the upper surface of the first support plate 210a.
  • the resin portion 223, the bypass layer 250, and the third resin layer 260 are omitted.
  • the first support plate 210a is divided into a plurality of support portions. More specifically, in the modification shown in FIG. 27A, the first support plate 210a is concentrically divided into a plurality of support portions, and includes a first support portion 216 and a second support portion. 217, a third support portion 218, and a fourth support portion 219. In the modification shown in FIG. 27A, the first support plate 210a is concentrically divided into a plurality of support portions, and includes a first support portion 216 and a second support portion. 217, a third support portion 218, and a fourth support portion 219. In the modification shown in FIG.
  • the first support plate 210b is concentrically and radially divided into a plurality of support portions, and includes a first support portion 216a, a second support portion 216b, 3 support part 216c, 4th support part 216d, 5th support part 216e, 6th support part 216f, 7th support part 217a, 8th support part 217b, and 9th It has a support part 217c, a tenth support part 217d, an eleventh support part 217e, and a twelfth support part 217f.
  • the first support plate 210c has a larger number of support portions.
  • the first support portion 216 shown in FIG. 27A is further divided into four support portions 216a to 216d.
  • the second support portion 217 shown in FIG. 27A is further divided into eight support portions 217a to 217h.
  • the third support portion 218 shown in FIG. 27A is further divided into eight regions 218a to 218h.
  • the fourth support portion 219 shown in FIG. 27A is further divided into 16 support portions 219a to 219p.
  • the number and shape of the support portions provided on the first support plate 210 may be arbitrary.
  • the first resin layer 220, the heater element 230, the second resin layer 240, the bypass layer 250, the third resin layer 260, the second support plate 270, and the power supply terminal 280 are respectively 3 to 5 and 15 as described above.
  • the first support plate 210a shown in FIG. 27A is taken as an example.
  • the first support portion 216 is provided on the first region 231 of the heater element 230 and corresponds to the first region 231 of the heater element 230.
  • the second support portion 217 is provided on the second region 232 of the heater element 230 and corresponds to the second region 232 of the heater element 230.
  • the third support portion 218 is provided on the third region 233 of the heater element 230 and corresponds to the third region 233 of the heater element 230.
  • the fourth support portion 219 is provided on the fourth region 234 of the heater element 230 and corresponds to the fourth region 234 of the heater element 230.
  • the first support part 216 is not electrically joined to the second support part 217.
  • the second support part 217 is not electrically joined to the third support part 218.
  • the third support part 218 is not electrically joined to the fourth support part 219.
  • a temperature difference in the radial direction can be intentionally provided in the plane of the first support plates 210a, 210b, 210c (temperature controllability).
  • a temperature difference can be provided in a step shape from the first support portion 216 to the fourth support portion 219.
  • a temperature difference can be intentionally provided in the surface of the processing object W (temperature controllability).
  • FIG. 30A to 30 (d) are cross-sectional views showing a part of a modification of the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 30A shows a part of the heater element 230
  • FIG. 30B shows a part of the bypass layer 250
  • 30C shows a part of the heater element 230 and the bypass layer 250
  • FIG. 30D shows a modification of the heater element 230 and the bypass layer 250.
  • each heater electrode 239 has a first surface P1 (upper surface) and a second surface P2 (lower surface).
  • the first conductive portion 21 has an upper surface 21U (first surface P1) and a lower surface 21L (second surface P2).
  • the width W1 of the first surface P1 is different from the width W2 of the second surface P2.
  • the width W1 of the first surface P1 is narrower than the width W2 of the second surface P2. That is, the width of the heater electrode 239 becomes narrower toward the upper side (the ceramic dielectric substrate 100 side).
  • the bypass portion 251 (bypass layer 250) includes a third conductive portion 23 and a fourth conductive portion 24.
  • the fourth conductive portion 24 is separated from the third conductive portion 23 in the in-plane direction Dp (for example, the X direction).
  • the third conductive portion 23 and the fourth conductive portion 24 are part of the bypass portion 251.
  • Each of the bypass portions 251 has a third surface P3 (upper surface) and a fourth surface P4 (lower surface).
  • the third surface P3 faces the second resin layer 240.
  • the fourth surface P4 faces away from the third surface P3. That is, the fourth surface P4 faces the third resin layer 260.
  • the width W3 of the third surface P3 is different from the width W4 of the fourth surface P4.
  • the width W3 of the third surface P3 is narrower than the width W4 of the fourth surface P4. That is, the width of the bypass portion 251 becomes narrower toward the upper side (the ceramic dielectric substrate 100 side).
  • the width relationship between the third surface P3 and the fourth surface P4 is the same as the width relationship between the first surface P1 and the second surface P2.
  • Each bypass part 251 has a pair of side surface SF2 which connects the 3rd surface P3 and the 4th surface P4.
  • Each side surface SF2 has, for example, a concave curved surface shape.
  • Each side surface SF2 may be planar, for example.
  • An angle ⁇ 3 formed by the third surface P3 and the side surface SF2 is different from an angle ⁇ 4 formed by the fourth surface P4 and the side surface SF2.
  • the surface roughness of the side surface SF2 is larger than the surface roughness of at least one of the third surface P3 and the fourth surface P4.
  • the heater plate 200 further includes a resin portion 224.
  • the resin part 224 is provided between the third conductive part 23 and the fourth conductive part 24. In other words, the resin part 224 is provided between each of the bypass parts 251.
  • the resin part 224 is filled between the bypass parts 251.
  • the material of the resin part 224 is different from the material of the second resin layer 240.
  • the material of the resin part 224 is different from the material of the third resin layer 260.
  • the composition of the resin part 224 is different from the composition of the second resin layer 240 and the third resin layer 260.
  • the thermal history of the resin part 224 is different from the thermal history of the second resin layer 240 and the third resin layer 260.
  • the physical properties (for example, melting point and glass transition point) of the resin portion 224 are different from the physical properties of the second resin layer 240 and the third resin layer 260.
  • the material of the resin part 224 is different from the material of the second resin layer 240.
  • the composition ratio (concentration) of the component in the resin part 224 is different from the composition ratio (concentration) of the component in the second resin layer 240.
  • the material of the resin part 224 is different from the material of the second resin layer 240.
  • the material of the resin portion 224 is the second Different from the material of the resin layer 240.
  • the glass transition point (or melting point) of the resin part 224 is lower than the glass transition point (or melting point) of the second resin layer 240.
  • a polyimide film, a foaming adhesive sheet, an adhesive containing silicone or epoxy can be used.
  • polyimide for example, polyimide, silicone, epoxy, acrylic, or the like is used.
  • a polyimide film, a foaming adhesive sheet, an adhesive containing silicone or epoxy can be used.
  • the third surface P3 is in contact with the second resin layer 240, for example.
  • the fourth surface P4 is in contact with the third resin layer 260.
  • the width relationship between the third surface P3 and the fourth surface P4 is the same as the width relationship between the first surface P1 and the second surface P2.
  • the widths of the first surface P1 and the third surface P3 are narrower than the widths of the second surface P2 and the fourth surface P4. In this case, variation in heat distribution in the Z direction can be further suppressed.
  • the heater element 230 is provided on the bypass layer 250.
  • the bypass layer 250 may be provided on the heater element 230.
  • FIGS. 31A to 31D are cross-sectional views showing a part of a modification of the heater plate of the present embodiment.
  • the width W1 of the first surface P1 is larger than the width W2 of the second surface P2. That is, the width of the heater electrode 239 becomes narrower toward the lower side (base plate 300 side).
  • the width W3 of the third surface P3 is wider than the width W4 of the fourth surface P4.
  • the width of the bypass portion 251 becomes narrower as it goes downward.
  • the width relationship between the third surface P3 and the fourth surface P4 is the same as the width relationship between the first surface P1 and the second surface P2, and the widths of the first surface P1 and the third surface P3. However, it is wider than the width of the second surface P2 and the fourth surface P4. In this case, heat can be easily held on the first surface P1 and third surface P3 sides, and heat can be easily cooled on the second surface P2 and fourth surface P4 sides, so that temperature followability can be further improved.
  • the bypass layer 250 may be provided on the heater element 230.
  • 32 (a) to 32 (d) are cross-sectional views showing a part of a modification of the heater plate of the present embodiment.
  • the width W1 of the first surface P1 is smaller than the width W2 of the second surface P2.
  • the width W3 of the third surface P3 is wider than the width W4 of the fourth surface P4.
  • the width relationship between the third surface P3 and the fourth surface P4 is opposite to the width relationship between the first surface P1 and the second surface P2.
  • the width relationship between the third surface P3 and the fourth surface P4 may be opposite to the width relationship between the first surface P1 and the second surface P2.
  • the direction of the stress applied by the thermal expansion of the bypass layer 250 can be made opposite to the direction of the stress applied by the thermal expansion of the heater element 230. Thereby, the influence of stress can be suppressed more.
  • the bypass layer 250 may be provided on the heater element 230.
  • the width W1 of the first surface P1 is made larger than the width W2 of the second surface P2, and the width W3 of the third surface P3 is set to be the fourth surface P4. It may be narrower than the width W4. Further, as shown in FIG. 33 (d), the bypass layer 250 may be provided on the heater element 230.
  • FIG. 34A and FIG. 34B are explanatory diagrams illustrating an example of a simulation result of the heater plate.
  • FIG. 34A shows a part of the heater pattern of the heater electrode 239 used in the simulation.
  • FIG. 34B is a cross-sectional view illustrating an example of a simulation result.
  • CAE Computer Aided Engineering
  • FIG. 34 (b) the analysis result of the calorific value is represented by shaded shades.
  • the shaded light and shaded portion indicates a low temperature portion, and the temperature increases as the concentration increases.
  • FIG. 34B shows a cross section taken along line G1-G2 of the hot spot HSP.
  • the bypass layer 250 is provided between the ceramic dielectric substrate 100 and the heater element 230.
  • the first resin layer 220, the second resin layer 240, and the third resin layer 260 are collectively illustrated as one layer (polyimide layer) for convenience.
  • the width of the heater electrode 239 is constant. That is, in the simulation, the width W1 of the first surface P1 is substantially the same as the width W2 of the second surface P2.
  • the hot spot HSP is located on the outermost periphery of the substantially circular heater plate 200.
  • the hot spot HSP is a portion where the curvature is reversed from the other portions.
  • the inner part of the arc faces the outer peripheral side of the heater plate 200.
  • the path is shorter and the resistance is lower on the inner side than on the outer side.
  • the inner side has a higher current density and the higher temperature than the outer side. Therefore, as shown in FIG. 34B, in the hot spot HSP, the temperature on the outer peripheral side of the heater plate 200 inside the arc is higher than that on the center side. Further, in the hot spot HSP, the curvature is inverted from that of the other portions, so that a current flows relatively easily through a portion having a large diameter on the center side. For this reason, the temperature of the hot spot HSP is likely to rise as compared with other portions.
  • the temperature distribution is uneven between the inner part and the outer part. Due to such uneven temperature distribution, thermal distortion occurs in the heater electrode 239. At this time, for example, by providing a space portion at the side end portion of the first conductive portion 21, stress applied to the first resin layer 220 and the second resin layer 240 due to such thermal strain can be reduced.
  • the temperature on the ceramic dielectric substrate 100 side tends to be higher than that on the base plate 300 side (lower side). This is because heat escapes to the base plate 300 side.
  • the width W1 of the first surface P1 is set to be equal to that of the second surface P2, as shown in FIG. It is narrower than the width W2.
  • FIG. 35A and FIG. 35B are schematic plan views illustrating specific examples of the power supply terminal of the present embodiment.
  • FIG. 35A is a schematic plan view showing a power supply terminal of this example.
  • FIG. 35B is a schematic plan view illustrating the method for joining the power supply terminals according to this example.
  • the power supply terminal 280 shown in FIG. 35A and FIG. 35B includes a pin portion 281, a conducting wire portion 283, a support portion 285, and a joint portion 287.
  • the pin portion 281 is connected to a member called a socket or the like.
  • the socket supplies power from the outside of the electrostatic chuck 10.
  • the conducting wire part 283 is connected to the pin part 281 and the support part 285.
  • the support portion 285 is connected to the conductor portion 283 and the joint portion 287.
  • the joining portion 287 is joined to the heater element 230 or the bypass layer 250 as indicated by an arrow C14 shown in FIG.
  • the conducting wire portion 283 relieves stress applied to the power supply terminal 280. That is, the pin portion 281 is fixed to the base plate 300.
  • the joint portion 287 is joined to the heater element 230 or the bypass layer 250.
  • a temperature difference is generated between the base plate 300 and the heater element 230 or the bypass layer 250. Therefore, a difference in thermal expansion occurs between the base plate 300 and the heater element 230 or the bypass layer 250. Therefore, stress due to a difference in thermal expansion may be applied to the power supply terminal 280.
  • the stress resulting from the difference in thermal expansion is applied in the radial direction of the base plate 300, for example.
  • the conductor portion 283 can relieve this stress.
  • the joining portion 287 and the heater element 230 or the bypass layer 250 are joined by welding, joining using laser light, soldering, brazing, or the like.
  • the material of the pin portion 281 includes, for example, molybdenum.
  • Examples of the material of the conductive wire portion 283 include copper.
  • the diameter D5 of the conducting wire part 283 is smaller than the diameter D8 of the pin part 281.
  • the diameter D5 of the conducting wire part 283 is, for example, about 0.3 mm or more and 2.0 mm or less.
  • Examples of the material of the support portion 285 include stainless steel.
  • the thickness D6 (length in the Z direction) of the support portion 285 is, for example, about 0.5 mm or more and 2.0 mm or less.
  • Examples of the material of the bonding portion 287 include stainless steel.
  • a thickness D7 (length in the Z direction) of the joint portion 287 is, for example, about 0.05 mm or more and 0.50 mm or less.
  • the pin portion 281 can supply a relatively large current to the heater element 230. Moreover, since the diameter D5 of the conducting wire part 283 is smaller than the diameter D8 of the pin part 281, the conducting wire part 283 is easier to deform than the pin part 281, and the position of the pin part 281 can be shifted from the center of the joint part 287. . Thereby, the power supply terminal 280 can be fixed to a member (for example, the base plate 300) different from the heater plate 200.
  • the support portion 285 is joined to the conductor portion 283 and the joint portion 287 by, for example, welding, joining using laser light, soldering, brazing, or the like. Thereby, a wider contact area with respect to the heater element 230 or the bypass layer 250 can be ensured while relaxing the stress applied to the power supply terminal 280.
  • FIG. 36 is a schematic exploded view showing a modification of the heater plate of the present embodiment.
  • the bypass layer 250 is provided between the first support plate 210 and the heater element 230. More specifically, the bypass layer 250 is provided between the first support plate 210 and the first resin layer 220, and the third resin layer 260 is provided between the first support plate 210 and the bypass layer 250. Is provided.
  • the bypass layer 250 may be provided between the first support plate 210 and the heater element 230. That is, the bypass layer 250 may be provided between the heater element 230 and the ceramic dielectric substrate 100.
  • the diffusibility of the heat supplied from the heater element 230 can be improved by the bypass layer 250.
  • the thermal diffusibility in the in-plane direction (horizontal direction) of the processing target W can be improved.
  • the uniformity of the temperature distribution in the surface of the process target W can be improved, for example.
  • bypass layer 250 may be provided, for example, both between the first support plate 210 and the heater element 230 and between the heater element 230 and the second support plate 270. That is, the heater plate 200 includes two bypass layers 250 provided between the first support plate 210 and the heater element 230 and between the heater element 230 and the second support plate 270, respectively. May be.
  • FIG. 37 is a schematic cross-sectional view illustrating a modification of the power feeding terminal of the present embodiment.
  • the electrostatic chuck according to the embodiment includes a power supply terminal 280a instead of the power supply terminal 280 described above.
  • the power supply terminal 280a includes a power supply unit (main body unit) 281a and a terminal unit 281b.
  • the power supply terminal 280a is, for example, a contact probe.
  • the base plate 300 is provided with a hole 390.
  • the cylindrical sleeve 283a is fixed to the hole 390.
  • the power supply terminal 280a is provided inside the sleeve 283a, and is fixed to the base plate 300 by, for example, screwing.
  • a socket 285a that supplies power to the heater element 230 from the outside can be connected to the power supply unit 281a.
  • the terminal portion 281b is provided at the tip of the power supply terminal 280a and contacts the heater element 230 or the bypass layer 250.
  • the terminal portion 281b is slidable with respect to the power feeding portion 281a, and the power feeding terminal 280a can be expanded and contracted.
  • the power supply terminal 280a has a spring fixed to the power supply unit 281a inside. The terminal portion 281b is biased by the spring so that the power supply terminal 280a extends.
  • the terminal portion 281b is pressed against the heater plate 200 (the heater element 230 or the bypass layer 250).
  • the power supply terminal 280a is in a contracted state against the elastic force of the spring.
  • the terminal portion 281b is urged and pressed in the direction toward the heater element 230 or the bypass layer 250 by the elastic force of the spring.
  • the socket 285a is electrically connected to the heater element 230 or the bypass layer 250 via the power supply terminal 280a. Electric power is supplied to the heater element 230 or the bypass layer 250 from the outside through the power supply terminal 280a and the socket 285a.
  • holes provided for power supply are provided. The diameter can be reduced.
  • FIG. 38 is a schematic sectional view showing a wafer processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • a wafer processing apparatus 500 according to the present embodiment includes a processing container 501, an upper electrode 510, and the electrostatic chuck (for example, the electrostatic chuck 10) described above with reference to FIGS.
  • a processing gas inlet 502 for introducing processing gas into the inside is provided on the ceiling of the processing container 501.
  • the bottom plate of the processing vessel 501 is provided with an exhaust port 503 for exhausting the inside under reduced pressure.
  • a high frequency power source 504 is connected to the upper electrode 510 and the electrostatic chuck 10 so that a pair of electrodes having the upper electrode 510 and the electrostatic chuck 10 face each other in parallel at a predetermined interval. Yes.
  • the processing object W is a semiconductor substrate (wafer).
  • the processing object W is not limited to a semiconductor substrate (wafer), and may be, for example, a glass substrate used in a liquid crystal display device.
  • the high frequency power source 504 is electrically connected to the base plate 300 of the electrostatic chuck 10.
  • a metal material such as aluminum is used for the base plate 300. That is, the base plate 300 has conductivity. As a result, the high frequency voltage is applied between the upper electrode 410 and the base plate 300.
  • the base plate 300 is electrically connected to the first support plate 210 and the second support plate 270.
  • a high frequency voltage is also applied between the first support plate 210 and the upper electrode 510 and between the second support plate 270 and the upper electrode 510.
  • a high-frequency voltage is applied between the support plates 210 and 270 and the upper electrode 510.
  • the place where the high frequency voltage is applied can be brought closer to the processing object W.
  • plasma can be generated more efficiently and at a low potential.
  • An apparatus having a configuration such as the wafer processing apparatus 500 is generally called a parallel plate type RIE (Reactive / Ion / Etching) apparatus, but the electrostatic chuck 10 according to the present embodiment is not limited to application to this apparatus.
  • ECR Electro Cyclotron Resonance
  • etching apparatus dielectric coupled plasma processing apparatus, helicon wave plasma processing apparatus, plasma separation type plasma processing apparatus, surface wave plasma processing apparatus, so-called decompression processing apparatus such as plasma CVD (Chemical Vapor Deposition)
  • plasma CVD Chemical Vapor Deposition
  • the electrostatic chuck 10 according to the present embodiment can be widely applied to a substrate processing apparatus that performs processing and inspection under atmospheric pressure, such as an exposure apparatus and an inspection apparatus.
  • the electrostatic chuck 10 considering the high plasma resistance of the electrostatic chuck 10 according to the present embodiment, it is preferable to apply the electrostatic chuck 10 to the plasma processing apparatus.
  • the description is abbreviate
  • FIG. 39 is a schematic cross-sectional view showing a modification of the wafer processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the high frequency power source 504 is electrically connected only between the first support plate 210 and the upper electrode 510 and between the second support plate 270 and the upper electrode 510. Also good. Also in this case, the place where the high frequency voltage is applied can be brought close to the processing object W, and plasma can be generated efficiently.
  • FIG. 40 is a schematic cross-sectional view showing a modification of the wafer processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the high frequency power source 504 is electrically connected to the heater element 230.
  • the high frequency voltage may be applied between the heater element 230 and the upper electrode 510. Also in this case, the place where the high frequency voltage is applied can be brought close to the processing object W, and plasma can be generated efficiently.
  • the high frequency power supply 504 is electrically connected to the heater element 230 via each power supply terminal 280, for example.
  • the high-frequency voltage is selectively applied to a plurality of regions (for example, the first region 231 to the fourth region 234 shown in FIG. 21A) of the heater element 230. Thereby, the distribution of the high frequency voltage can be controlled.
  • the high frequency power source 504 may be electrically connected to the first support plate 210, the second support plate 270, and the heater element 230, for example.
  • the high frequency voltage is applied between the first support plate 210 and the upper electrode 510, between the second support plate 270 and the upper electrode 510, and between the heater element 230 and the upper electrode 510. Also good.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

セラミック誘電体基板と、セラミック誘電体基板と離れセラミック誘電体基板を支持するベースプレートと、セラミック誘電体基板とベースプレートとの間に設けられたヒータプレートと、を備え、ヒータプレートは、セラミック誘電体基板とベースプレートとの間に設けられた第1、2の支持板と、第1の支持板と第2の支持板との間に設けられた第1、2の樹脂層と、第1の樹脂層と第2の樹脂層との間に設けられた樹脂部と、第1の樹脂層と第2の樹脂層との間に設けられ、第1の導電部を有し、電流が流れることにより発熱するヒータエレメントと、第1の導電部の面内方向における第1の側端部と、第1の樹脂層と、第2の樹脂層と、樹脂部と、によって区画された第1の空間部と、を有する静電チャックが提供される。

Description

静電チャック
 本発明の態様は、一般的に、静電チャックに関する。
 エッチング、CVD(Chemical Vapor Deposition)、スパッタリング、イオン注入、アッシングなどを行うプラズマ処理チャンバ内では、半導体ウェーハやガラス基板などの処理対象物を吸着保持する手段として、静電チャックが用いられている。静電チャックは、内蔵する電極に静電吸着用電力を印加し、シリコンウェーハ等の基板を静電力によって吸着する。
 静電チャックを有する基板処理装置においては、歩留まりの向上及び品質の向上(例えばウェーハの加工精度の向上)のため、ウェーハの温度制御が求められている。静電チャックには、例えば2種類のウェーハの温度制御が求められる。1つは、ウェーハ面内の温度分布を均一にする性能(温度均一性)である。もう1つは、ウェーハを所定の温度に短い時間で到達させる性能である。例えば、ヒータによる加熱性能(昇温速度)が求められる。昇温速度は、ウェーハを処理する際のタクトタイムに関係するため、スループットに影響する。また、静電チャックには、ウェーハ面内において温度に意図的に差をつける性能(温度制御性)が求められる場合がある。
 ウェーハの温度を制御する方法として、ヒータ(発熱体)や冷却板を内蔵する静電チャックを用いる方法が知られている。通常、温度均一性は、温度制御性とトレードオフの関係にある。同時に、静電チャックにおいては、ヒータの信頼性、特に耐電圧特性が求められる。
 ウェーハ処理のプロセスでは、RF(Radio Frequency)電圧(高周波電圧)が印加される。RF電圧が印加されると、一般的なヒータは、高周波の影響を受けて発熱する。すると、ウェーハの温度が影響を受ける。また、RF電圧が印加されると、漏れ電流が設備側に流れる。そのため、フィルタなどの機構が設備側に必要となる。
 プラズマエッチング装置などにおけるプロセスでは、様々な強度および様々な分布のプラズマがウェーハに照射される。その場合には、ウェーハの温度をプロセスに適した温度に制御すること(温度均一性および温度制御性)が求められる。また、生産性を向上させるためには、ウェーハの温度を所定の温度に短時間で到達させることが求められる。急激な温度変化、入熱、高周波電圧の印加によって、静電チャックには熱的・電気的・機械的な負荷が発生する。静電チャックは、これらの負荷に対して高い信頼性(とりわけ絶縁耐圧・接着の信頼性)が求められる。
 例えば静電チャックに内蔵されたヒータの温度制御によって、これらの要求を満たす試みがなされている。しかし、これらの要求を同時に満足することは困難であった。
特開2010-40644号公報
 本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、熱的・電気的・機械的な負荷に耐え得る、信頼性の高い静電チャックを提供することを目的とする。
 第1の発明は、処理対象物が載置されるセラミック誘電体基板と、積層方向において前記セラミック誘電体基板と離れた位置に設けられ前記セラミック誘電体基板を支持するベースプレートと、前記セラミック誘電体基板と前記ベースプレートとの間に設けられたヒータプレートと、を備え、前記ヒータプレートは、前記セラミック誘電体基板と前記ベースプレートとの間に設けられ金属を含む第1の支持板と、前記第1の支持板と前記ベースプレートとの間に設けられ金属を含む第2の支持板と、前記第1の支持板と前記第2の支持板との間に設けられた第1の樹脂層と、前記第1の樹脂層と前記第2の支持板との間に設けられた第2の樹脂層と、前記第1の樹脂層と前記第2の樹脂層との間に設けられた樹脂部と、前記第1の樹脂層と前記第2の樹脂層との間に設けられ、第1の導電部と、前記積層方向に対して垂直な面内方向において前記第1の導電部と離間した第2の導電部と、を有し、電流が流れることにより発熱するヒータエレメントと、前記第1の導電部の前記面内方向における第1の側端部と、前記第1の樹脂層と、前記第2の樹脂層と、前記樹脂部と、によって区画された第1の空間部と、を有し、前記第1の樹脂層は、前記第1の導電部と前記第2の導電部との間において、前記第2の樹脂層と、前記樹脂部を介して接していることを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータエレメントの第1の導電部の端部に、第1の空間部(空隙)が設けられている。ヒータエレメントが熱膨張しても、第1の導電部は、第1の空間部を埋めるように変形する。このため、ヒータエレメントが熱膨張により変形したときに、第1の樹脂層及び第2の樹脂層に掛かる応力を低減することができる。したがって、ヒータエレメントと第1の樹脂層との剥離、及び、ヒータエレメントと第2の樹脂層との剥離を抑制することができる。従って、負荷に対する耐性が高く、信頼性を向上させることができる。剥離によって生じる処理対象物の温度変化を抑制することができる。
 第2の発明は、第1の発明において、前記第1の導電部は、前記面内方向において前記第1の側端部と離間した第2の側端部を有し、前記ヒータプレートは、少なくとも前記第2の側端部、前記第1の樹脂層及び前記第2の樹脂層によって区画された第2の空間部を有することを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータエレメントの第1の導電部の端部に、第2の空間部(空隙)が設けられている。ヒータエレメントが熱膨張しても、第1の導電部は、第2の空間部を埋めるように変形する。このため、ヒータエレメントが熱膨張により変形したときに、第1の樹脂層及び第2の樹脂層に掛かる応力を低減することができる。したがって、ヒータエレメントと第1の樹脂層との剥離、及び、ヒータエレメントと第2の樹脂層との剥離を抑制することができる。剥離によって生じる処理対象物の温度変化を抑制することができる。
 第3の発明は、第1または第2の発明において、前記第1の空間部の前記積層方向に沿った長さは、前記第1の導電部の前記積層方向に沿った長さ以下であることを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、熱膨張によりヒータエレメントが変形しても、空間部が埋められるため、第1の樹脂層及び第2の樹脂層に掛かる応力を低減することができる。したがって、ヒータエレメントと第1の樹脂層との剥離、及び、ヒータエレメントと第2の樹脂層との剥離を抑制することができる。剥離によって生じる処理対象物の温度変化を抑制することができる。
 第4の発明は、第1~3のいずれか1つの発明において、前記第1の樹脂層は、前記第1の導電部と前記樹脂部との間において、前記第2の樹脂層と離れたことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、第1の樹脂層と第2の樹脂層との間の空間が狭くなり過ぎない(極小部がない)。これにより、ヒータエレメントが変形したときに、第1の樹脂層及び第2の樹脂層に掛かる応力が低減しやすい。
 第5の発明は、第1~4のいずれか1つの発明において、前記積層方向に対して平行な断面において、前記第1の空間部の形状は、4つの頂点を有することを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、第1の樹脂層と第2の樹脂層との間の空間が狭くなり過ぎない(極小部がない)。これにより、ヒータエレメントが変形したときに、第1の樹脂層及び第2の樹脂層に掛かる応力が低減しやすい。
 第6の発明は、第1~5のいずれか1つの発明において、前記第1の支持板は、前記第2の支持板と電気的に接合されたことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータエレメントを高周波から遮断することができる。これにより、ヒータエレメントが異常温度に発熱することを抑制することができる。また、ヒータプレートのインピーダンスを抑えることができる。
 第7の発明は、第1~6のいずれか1つの発明において、前記第1の支持板が前記第2の支持板と接合された領域の面積は、前記第1の支持板の上面の面積よりも狭く、前記第2の支持板の下面の面積よりも狭いことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータエレメントを高周波から遮断することができる。これにより、ヒータエレメントが異常温度に発熱することを抑制することができる。また、ヒータプレートのインピーダンスを抑えることができる。
 第8の発明は、第1~7のいずれか1つの発明において、前記樹脂部は、前記第1の樹脂層の材料とは異なる材料を含むことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、樹脂部によってヒータプレートにおける熱伝導や熱容量をコントロールすることができる。これにより、均熱性と熱伝導性とを両立できる。
 第9の発明は、第1~8のいずれか1つの発明において、前記第1の樹脂層の厚さは、前記第1導電部の厚さ以下であることを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、第1の導電部の上部において、第1の樹脂層が第1の導電部から離れることを防げる。ヒータエレメントと樹脂層との密着性させることができるため、設計通りの均熱性と耐電圧特性を実現できる。また、ヒータエレメントと樹脂層との密着性を確保することにより、第1の支持板の上面に凹凸が形成されるため、ヒータエレメントと処理対象物との間の距離を短くすることができる。これにより、処理対象物の温度を上昇させる速度を向上させることができる。したがって、「ヒータの加熱性能(昇温速度)」と、「温度均一性」「耐電圧信頼性」と、の両立が可能となる。
 第10の発明は、第1~9のいずれか1つの発明において、前記第1の空間部は、前記面内方向における中央部と、前記面内方向における端部と、を含み、前記中央部の前記積層方向に沿った幅は、前記端部の前記積層方向に沿った幅よりも狭いことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータエレメントが熱膨張により変形したときに、第1の樹脂層及び第2の樹脂層に掛かる応力をより緩和しやすい。
 第11の発明は、第1~10のいずれか1つの発明において、前記第1の導電部の上面の前記面内方向に沿った長さは、前記第1の導電部の下面の前記面内方向に沿った長さとは異なることを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータエレメントが熱膨張により変形したときに、第1の樹脂層及び第2の樹脂層に掛かる応力を低減することができる。したがって、ヒータエレメントと第1の樹脂層との剥離、及び、ヒータエレメントと第2の樹脂層との剥離を抑制することができる。剥離によって生じる処理対象物の温度変化を抑制することができる。
 第12の発明は、第11の発明において、前記第1の導電部の下面の前記面内方向に沿った前記長さは、前記第1の導電部の上面の前記面内方向に沿った前記長さよりも長いことを特徴とする静電チャックである。
 ヒータエレメントの下方の温度が、ヒータエレメントの上方の温度よりも低くなり、上下方向において熱分布に偏りが生じることがある。この静電チャックによれば、このような上下方向における熱分布の偏りを抑制することができる。
 第13の発明は、第11の発明において、前記第1の導電部の上面の前記面内方向に沿った前記長さは、前記第1の導電部の下面の前記面内方向に沿った前記長さよりも長いことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータエレメントの上面が長いことにより、処理対象物が配置されるヒータエレメントの上方を熱しやすくすることができる。また、ヒータエレメントの下面が比較的短いことにより、ヒータエレメントの下方を冷ましやすくすることができる。これにより、温度追従性(ランプレート)を向上させることができる。
 第14の発明は、第1~13のいずれか1つの発明において、前記積層方向に対して平行な断面において、前記第1の導電部の側面は、曲線状であることを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、側面が曲面であることにより、ヒータエレメントが変形したときに、第1の樹脂層及び第2の樹脂層に掛かる応力をより抑制しやすくできる。
 第15の発明は、第1~14のいずれか1つの発明において、前記第1の導電部の上面と前記第1の導電部の側面との間の角度は、前記第1の導電部の下面と前記側面との間の角度と異なることを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、熱膨張によるヒーター変形による樹脂層への応力の緩和によるヒーターエレメントに近接する樹脂層の剥離の低減と、均熱性や温度追従性といった熱的特性を両立することができる。
 第16の発明は、第1~15のいずれか1つの発明において、前記第1の導電部の側面は、前記第1の導電部の上面及び前記第1の導電部の下面の少なくともいずれかよりも粗いことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、側面が導電部の上面および下面の少なくともいずれかより粗いことにより、側面からの熱拡散が良くなり、均熱性や温度追従性といった熱的特性を向上させることができる。
 第17の発明は、第1~16のいずれか1つの発明において、前記ヒータエレメントは、帯状のヒータ電極を有し、前記ヒータ電極は、複数の領域において互いに独立した状態で設けられたことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータ電極が複数の領域において互いに独立した状態で設けられているため、処理対象物の面内の温度を各領域ごとに独立して制御することができる。これにより、処理対象物の面内の温度に意図的に差をつけることができる。
 第18の発明は、第1~17のいずれか1つの発明において、前記ヒータエレメントは、複数設けられ、前記複数の前記ヒータエレメントは、互いに異なる層に独立した状態で設けられたことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータエレメントが互いに異なる層に独立した状態で設けられているため、処理対象物の面内の温度を各領域ごとに独立して制御することができる。これにより、処理対象物の面内の温度に意図的に差をつけることができる(温度制御性)。
 第19の発明は、第1~18のいずれか1つの発明において、前記第1の支持板は、前記積層方向において前記第1の導電部と並ぶ第1の支持部と、前記積層方向において前記第1の空間部と並ぶ第2の支持部と、を含み、前記第2の支持板は、前記積層方向において前記第1の導電部と並ぶ第3の支持部と、前記積層方向において前記第1の空間部と並ぶ第4の支持部と、を含み、前記第2の支持部と前記第4の支持部との間の距離は、前記第1の支持部と前記第3の支持部との間の距離よりも短いことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、第1の支持板及び第2の支持板の少なくともいずれかに凹凸が形成される。このような凹凸は、ヒータエレメント(第1の導電部)と、ヒータエレメントを挟む部材との密着性が高いことにより形成される。密着性が高いことにより、設計通りの均熱性や耐電圧特性を実現できる。また、第1の支持板に凸部が形成されることにより、ヒータエレメントと処理対象物との間の距離を短くすることができる。これにより、処理対象物の温度を上昇させる速度を向上させることができる。したがって、「ヒータの加熱性能(昇温速度)」と、「温度均一性」「耐電圧信頼性」と、の両立が可能となる。
 第20の発明は、第1~18のいずれか1つの発明において、前記第1の支持板は、前記積層方向において前記第1の導電部と並ぶ第1の支持部と、前記積層方向において前記第1の空間部と並ぶ第2の支持部と、を含み、前記第2の支持板は、前記積層方向において前記第1の導電部と並ぶ第3の支持部と、前記積層方向において前記第1の空間部と並ぶ第4の支持部と、を含み、前記第2の支持部と前記第4の支持部との間の距離は、前記第1の支持部と前記第3の支持部との間の距離と実質的に同じであることを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、第1の支持板及び第2の支持板には凹凸が形成されない、または、凹凸は非常に小さい。第1の支持板及び第2の支持板は、例えばフラットである。これにより、ヒータプレート、セラミック誘電体基板及びベースプレートを接合する接着剤の厚さのばらつきを低減することができ、面内の熱伝達を均一化することが可能となる。
 また、ヒータエレメントと処理対象物との距離が全面で近くなり、処理対象物の温度を上昇させる速度を向上させることができる。したがって、「ヒータの加熱性能(昇温速度)」と、「温度均一性」と、の両立が可能となる。
 第21の発明は、第1~20のいずれか1つの発明において、前記ヒータエレメントと、前記第2の支持板と、の間に設けられ導電性を有するバイパス層をさらに備えたことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータエレメントに電力を供給する端子の配置に対してより大きい自由度を持たせることができる。バイパス層が設けられることで、バイパス層が設けられていない場合と比較して熱容量が大きい端子をヒータエレメントに直接接合させなくともよい。これにより、処理対象物の面内の温度分布の均一性を向上させることができる。また、バイパス層が設けられていない場合と比較して薄いヒータエレメントに端子を接合させなくともよい。これにより、ヒータプレートの信頼性を向上させることができる。
 第22の発明は、第21の発明において、前記バイパス層の上面の幅に対する前記バイパス層の下面の幅の大小関係は、前記第1の導電部の上面の幅に対する前記第1の導電部の下面の幅の大小関係と同じであることを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、バイパス層及びヒータエレメント(第1の導電部)のそれぞれにおいて、下面よりも上面が広い場合、ヒータプレートの上方を熱しやすくすることができる。また、下面が比較的短いことにより、ヒータプレートの下方を冷ましやすくすることができる。これにより、温度追従性(ランプレート)を向上させることができる。
 バイパス層及び第1の導電部のそれぞれにおいて、上面よりも下面が広い場合、上下方向における熱分布の偏りを抑制することができる。
 第23の発明は、第21の発明において、前記バイパス層の上面の幅に対する前記バイパス層の下面の幅の大小関係は、前記第1の導電部の上面の幅に対する前記第1の導電部の下面の幅の大小関係と反対であることを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、バイパス層の熱膨張によって加わる応力の方向を、ヒータエレメントの熱膨張によって加わる応力の方向と逆向きにすることができる。これにより、応力の影響をより抑制することができる。
 第24の発明は、第21~23のいずれか1つの発明において、前記ヒータエレメントは、前記バイパス層と電気的に接続され、前記ヒータエレメント及び前記バイパス層は、前記第1の支持板及び前記第2の支持板と絶縁されたことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、バイパス層を介してヒータエレメントに外部から電力を供給することができる。
 第25の発明は、第1~24のいずれか1つの発明において、前記第1の支持板の上面の面積は、前記第2の支持板の下面の面積よりも広いことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータエレメントからみて第2の支持板の側において、ヒータエレメントに電力を供給する端子をより容易に接続することができる。
 第26の発明は、第1~25のいずれか1つの発明において、前記ヒータプレートから前記ベースプレートに向かって設けられ、前記ヒータプレートに電力を供給する給電端子をさらに備えたことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、給電端子がヒータプレートからベースプレートへ向かって設けられているため、ベースプレートの下面の側からソケットなどと呼ばれる部材を介して給電端子に電力を供給することができる。これにより、静電チャックが設置されるチャンバ内に給電端子が露出することを抑えつつ、ヒータの配線が実現される。
 第27の発明は、第26の発明において、前記給電端子は、外部から電力を供給するソケットと接続されるピン部と、前記ピン部よりも細い導線部と、前記導線部と接続された支持部と、前記支持部と接続され前記ヒータエレメントと接合された接合部と、を有することを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ピン部が導線部よりも太いため、ピン部は、比較的大きい電流をヒータエレメントに供給することができる。また、導線部がピン部よりも細いため、導線部は、ピン部よりも変形しやすく、ピン部の位置を接合部の中心からずらすことができる。これにより、ヒータプレートとは異なる部材(例えばベースプレート)に給電端子を固定することができる。支持部が、例えば、溶接、レーザ光を利用した接合、半田付け、ロウ付けなどにより導線部および接合部と接合される場合には、給電端子にかかる応力を緩和しつつ、ヒータエレメントに対してより広い接触面積を確保することができる。
 第28の発明は、第21~24のいずれか1つの発明において、前記ヒータプレートから前記ベースプレートに向かって設けられ、前記ヒータプレートに電力を供給する給電端子をさらに備え、前記給電端子は、外部から電力を供給するソケットと接続されるピン部と、前記ピン部よりも細い導線部と、前記導線部と接続された支持部と、前記支持部と接続され前記バイパス層と接合された接合部と、を有し、前記バイパス層を介して前記電力を前記ヒータエレメントに供給することを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ピン部が導線部よりも太いため、ピン部は、比較的大きい電流をヒータエレメントに供給することができる。また、導線部がピン部よりも細いため、導線部は、ピン部よりも変形しやすく、ピン部の位置を接合部の中心からずらすことができる。これにより、ヒータプレートとは異なる部材(例えばベースプレート)に給電端子を固定することができる。支持部が、例えば、溶接、レーザ光を利用した接合、半田付け、ロウ付けなどにより導線部および接合部と接合される場合には、給電端子にかかる応力を緩和しつつ、バイパス層に対してより広い接触面積を確保することができる。また、支持部が、例えば、溶接、レーザ光を利用した接合、半田付け、ロウ付けなどにより導線部および接合部と接合される場合には、ヒータプレートおよびバイパス層と略同じ厚さの接合部を設けることができる。
 第29の発明は、第1~第25のいずれか1つの発明において、前記ベースプレートに設けられ、前記ヒータプレートに電力を供給する給電端子をさらに備え、前記給電端子は、外部から電力を供給するソケットと接続される給電部と、前記給電部と接続され、前記ヒータプレートに押圧された端子部と、を有することを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、給電端子を溶接などで接合する場合に比べて、給電のために設けられる孔の径を小さくすることができる。
 本発明の態様によれば、信頼性の高い静電チャックが提供される。
本実施形態にかかる静電チャックを表す模式的斜視図である。 図2(a)及び図2(b)は、本実施形態にかかる静電チャックを表す模式的断面図である。 本実施形態のヒータプレートを表す模式的斜視図である。 図4(a)及び図4(b)は、本実施形態のヒータプレートを表す模式的斜視図である。 本実施形態のヒータプレートを表す模式的分解図である。 本実施形態のヒータプレートの一部を表す断面図である。 本実施形態のヒータプレートの写真像である。 本実施形態のヒータプレートの一部を表す断面図である。 本実施形態のヒータプレートの一部を表す断面図である。 本実施形態の別のヒータプレートの一部を表す断面図である。 図11(a)及び図11(b)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。 図12(a)及び図12(b)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。 図13(a)及び図13(b)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。 図14(a)~図14(d)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。 本実施形態のヒータプレートの変形例を表す模式的分解図である。 図16(a)及び図16(b)は、本実施形態の製造方法の一例を例示する模式的断面図である。 本実施形態の製造方法の他の一例を例示する模式的断面図である。 本実施形態にかかる静電チャックを表す模式的分解図である。 図19(a)及び図19(b)は、静電チャックを表す電気回路図である。 図20(a)及び図20(b)は、本実施形態のヒータプレートの具体例を表す模式的平面図である。 図21(a)及び図21(b)は、本具体例のヒータエレメントを例示する模式的平面図である。 本具体例のヒータエレメントを例示する模式的平面図である。 図23(a)及び図23(b)は、本具体例のバイパス層を例示する模式的平面図である。 図24(a)及び図24(b)は、本具体例のヒータプレートの一部を模式的に表す拡大図である。 図25(a)及び図25(b)は、本実施形態のヒータプレートの表面の形状を説明する模式図である。 図26(a)及び図26(b)は、本実施形態の変形例にかかる静電チャックを表す模式的断面図である。 図27(a)及び図27(b)は、本実施形態の第1の支持板の変形例を表す模式的平面図である。 本実施形態の第1の支持板の変形例を表す模式的平面図である。 本変形例のヒータプレートを表す模式的断面図である。 図30(a)~図30(d)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。 図31(a)~図31(d)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。 図32(a)~図32(d)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。 図33(a)~図33(d)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。 図34(a)及び図34(b)は、ヒータプレートのシミュレーション結果の一例を表す説明図である。 図35(a)及び図35(b)は、本実施形態の給電端子の具体例を表す模式的平面図である。 本実施形態のヒータプレートの変形例を表す模式的分解図である。 本実施形態の給電端子の変形例を表す模式的断面図である。 本発明の他の実施の形態にかかるウェーハ処理装置を表す模式的断面図である。 本発明の他の実施の形態にかかるウェーハ処理装置の変形例を表す模式的断面図である。 本発明の他の実施の形態にかかるウェーハ処理装置の変形例を表す模式的断面図である。
 以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
 図1は、本実施形態にかかる静電チャックを表す模式的斜視図である。
 図2(a)及び図2(b)は、本実施形態にかかる静電チャックを表す模式的断面図である。
 図1では、説明の便宜上、静電チャックの一部において断面図を表している。図2(a)は、例えば図1に表した切断面A1-A1における模式的断面図である。図2(b)は、図2(a)に表した領域B1の模式的拡大図である。
 本実施形態にかかる静電チャック10は、セラミック誘電体基板100と、ヒータプレート200と、ベースプレート300と、を備える。
 セラミック誘電体基板100は、ベースプレート300と積層方向(Z方向)において離れた位置に設けられている。ヒータプレート200は、ベースプレート300と、セラミック誘電体基板100と、の間に設けられている。
 ベースプレート300とヒータプレート200との間には、接着剤403が設けられている。ヒータプレート200とセラミック誘電体基板100との間には、接着剤403が設けられている。接着剤403の材料としては、比較的高い熱伝導性を有するシリコーン等の耐熱性樹脂が挙げられる。接着剤403の厚さは、例えば約0.1ミリメートル(mm)以上、1.0mm以下程度である。接着剤403の厚さは、ベースプレート300とヒータプレート200との間の距離、あるいはヒータプレート200とセラミック誘電体基板100との間の距離と同じである。
 セラミック誘電体基板100は、例えば多結晶セラミック焼結体による平板状の基材であり、半導体ウェーハ等の処理対象物Wが載置される第1主面101と、第1主面101とは反対側の第2主面102と、を有する。
 ここで、本実施形態の説明においては、第1主面101と第2主面102とを結ぶ方向をZ方向、Z方向と直交する方向の1つをX方向、Z方向及びX方向に直交する方向をY方向ということにする。Z方向は、ベースプレート300、ヒータプレート200、およびセラミック誘電体基板100の積層方向と実質的に平行である。例えば、Z方向は、第1主面101又は第2主面102に対して実質的に垂直である。本実施形態の説明において、面内方向とは、X方向及びY方向を含む平面と平行な1つの方向である。
 セラミック誘電体基板100に含まれる結晶の材料としては、例えばAl、Y及びYAGなどが挙げられる。このような材料を用いることで、セラミック誘電体基板100における赤外線透過性、絶縁耐性及びプラズマ耐久性を高めることができる。
 セラミック誘電体基板100の内部には、電極層111が設けられている。電極層111は、第1主面101と、第2主面102と、の間に介設されている。すなわち、電極層111は、セラミック誘電体基板100の中に挿入されるように形成されている。電極層111は、セラミック誘電体基板100に一体焼結されている。
 なお、電極層111は、第1主面101と、第2主面102と、の間に介設されていることに限定されず、第2主面102に付設されていてもよい。
 静電チャック10は、電極層111に吸着保持用電圧を印加することによって、電極層111の第1主面101側に電荷を発生させ、静電力によって処理対象物Wを吸着保持する。
 ヒータプレート200は、ヒータ用電流が流れることによって発熱し、ヒータプレート200が発熱しない場合と比較して処理対象物Wの温度を上げることができる。
 電極層111は、第1主面101及び第2主面102に沿って設けられている。電極層111は、処理対象物Wを吸着保持するための吸着電極である。電極層111は、単極型でも双極型でもよい。また、電極層111は、三極型やその他の多極型であってもよい。電極層111の数や電極層111の配置は、適宜選択される。
 セラミック誘電体基板100は、電極層111と第1主面101との間の第1誘電層107と、電極層111と第2主面102との間の第2誘電層109と、を有する。セラミック誘電体基板100のうち少なくとも第1誘電層107における赤外線分光透過率は、20%以上であることが好ましい。本実施形態において、赤外線分光透過率は、厚さ1mm換算での値である。
 セラミック誘電体基板100のうち少なくとも第1誘電層107における赤外線分光透過率が20%以上あることで、第1主面101に処理対象物Wを載置した状態でヒータプレート200から放出される赤外線がセラミック誘電体基板100を効率良く透過することができる。したがって、処理対象物Wに熱が蓄積し難くなり、処理対象物Wの温度の制御性が高まる。
 例えば、プラズマ処理を行うチャンバ内で静電チャック10が使用される場合、プラズマパワーの増加に伴い処理対象物Wの温度は上昇しやすくなる。本実施形態の静電チャック10では、プラズマパワーによって処理対象物Wに伝わった熱がセラミック誘電体基板100に効率良く伝わる。さらに、ヒータプレート200によってセラミック誘電体基板100に伝わった熱が処理対象物Wに効率よく伝わる。したがって、効率良く熱が伝えられ、処理対象物Wを所望の温度に維持しやすくなる。
 本実施形態に係る静電チャック10では、第1誘電層107に加え、第2誘電層109における赤外線分光透過率も20%以上あることが望ましい。第1誘電層107及び第2誘電層109の赤外線分光透過率が20%以上あることで、ヒータプレート200から放出される赤外線がさらに効率良くセラミック誘電体基板100を透過することになり、処理対象物Wの温度制御性を高めることができる。
 ベースプレート300は、セラミック誘電体基板100の第2主面102側に設けられ、ヒータプレート200を介してセラミック誘電体基板100を支持する。ベースプレート300には、連通路301が設けられている。つまり、連通路301は、ベースプレート300の内部に設けられている。ベースプレート300の材料としては、例えばアルミニウムが挙げられる。
 ベースプレート300は、セラミック誘電体基板100の温度調整を行う役目を果たす。例えば、セラミック誘電体基板100を冷却する場合には、連通路301へ冷却媒体を流入させる。流入した冷却媒体は、連通路301を通過し、連通路301から流出する。これにより、冷却媒体によってベースプレート300の熱を吸収し、その上に取り付けられたセラミック誘電体基板100を冷却することができる。
 一方、セラミック誘電体基板100を加熱する場合には、連通路301内に加熱媒体を入れることも可能である。または、ベースプレート300に図示しないヒータを内蔵させることも可能である。このように、ベースプレート300によりセラミック誘電体基板100の温度が調整されると、静電チャック10で吸着保持される処理対象物Wの温度を容易に調整することができる。
 また、セラミック誘電体基板100の第1主面101側には、必要に応じて凸部113が設けられている。互いに隣り合う凸部113の間には、溝115が設けられている。溝115は、互いに連通している。静電チャック10に搭載された処理対象物Wの裏面と、溝115と、の間には、空間が形成される。
 溝115には、ベースプレート300及びセラミック誘電体基板100を貫通する導入路321が接続されている。処理対象物Wを吸着保持した状態で導入路321からヘリウム(He)等の伝達ガスを導入すると、処理対象物Wと溝115との間に設けられた空間に伝達ガスが流れ、処理対象物Wを伝達ガスによって直接加熱もしくは冷却することができるようになる。
 図3は、本実施形態のヒータプレートを表す模式的斜視図である。
 図4(a)及び図4(b)は、本実施形態のヒータプレートを表す模式的斜視図である。
 図5は、本実施形態のヒータプレートを表す模式的分解図である。
 図3は、本実施形態のヒータプレートを上面(セラミック誘電体基板100の側の面)から眺めた模式的斜視図である。図4(a)は、本実施形態のヒータプレートを下面(ベースプレート300の側の面)から眺めた模式的斜視図である。図4(b)は、図4(a)に表した領域B2における模式的拡大図である。
 図5に表したように、本実施形態のヒータプレート200は、第1の支持板210と、第1の樹脂層220と、ヒータエレメント(発熱層)230と、第2の樹脂層240と、第2の支持板270と、給電端子280と、を有する。また、ヒータプレート200は、後述する樹脂部223を有する(図6参照)。図3に表したように、第1の支持板210の面211(上面)は、ヒータプレート200の上面を形成する。図4に表したように、第2の支持板270の面271(下面)は、ヒータプレート200の下面を形成する。第1の支持板210及び第2の支持板270は、ヒータエレメント230などを支持する支持板である。この例において、第1の支持板210及び第2の支持板270は、第1の樹脂層220と、ヒータエレメント230と、第2の樹脂層240と、を挟み、これらを支持する。
 第1の支持板210は、セラミック誘電体基板100とベースプレート300との間に設けられている。第2の支持板270は、第1の支持板210とベースプレート300との間に設けられている。第1の樹脂層220は、第1の支持板210と、第2の支持板270と、の間に設けられている。第2の樹脂層240は、第1の樹脂層220と第2の支持板270との間に設けられている。ヒータエレメント230は、第1の樹脂層220と第2の樹脂層240との間に設けられている。
 第1の支持板210は、比較的高い熱伝導率を有する。第1の支持板210の材料としては、例えばアルミニウム、銅、およびニッケルの少なくともいずれかを含む金属や、多層構造のグラファイトなどが挙げられる。一般に二律背反の関係にある「処理対象物の面内温度均一性」と「高スループット」とを両立させる観点、及びチャンバへの汚染や磁性の観点から、第1の支持板210の材料としては、アルミニウム又はアルミニウム合金が適している。第1の支持板210の厚さ(Z方向の長さ)は、例えば約0.1mm以上、5.0mm以下程度である。より好ましくは、第1の支持板210の厚さは、例えば0.3mm以上、1.0mm以下程度である。第1の支持板210は、ヒータプレート200の面内の温度分布の均一化を向上させる。第1の支持板210は、ヒータプレート200の反りを抑制する。第1の支持板210は、ヒータプレート200とセラミック誘電体基板100との間の接着の強度を向上させる。
 処理対象物Wの処理プロセスでは、RF(Radio Frequency)電圧(高周波電圧)が印加される。高周波電圧が印加されると、ヒータエレメント230は、高周波の影響を受けて発熱することがある。すると、ヒータエレメント230の温度制御性が低下する。
 これに対して、本実施形態では、第1の支持板210は、ヒータエレメント230およびバイパス層250を高周波から遮断する。これにより、第1の支持板210は、ヒータエレメント230が異常温度に発熱することを抑制することができる。
 第2の支持板270の材料、厚さ、および機能は、求められる性能、寸法などに応じて自由に設定することができる。例えば、第2の支持板270の材料、厚さ、および機能は、第1の支持板210の材料、厚さ、および機能とそれぞれ同じとすることができる。第1の支持板210は、第2の支持板270と電気的に接合されている。ここで、本願明細書において「接合」という範囲には、接触が含まれる。第2の支持板270と、第1の支持板210と、の間の電気的な接合の詳細については、後述する。
 このように、第1の支持板210及び第2の支持板270は、比較的高い熱伝導率を有する。これにより、第1の支持板210及び第2の支持板270は、ヒータエレメント230から供給される熱の熱拡散性を向上させる。また、第1の支持板210及び第2の支持板270は、適度な厚さ及び剛性を有することにより、例えば、ヒータプレート200の反りを抑制する。さらに、第1の支持板210及び第2の支持板270は、例えば、ウェーハ処理装置の電極などに印加されるRF電圧に対するシールド性を向上させる。例えば、ヒータエレメント230に対するRF電圧の影響を抑制する。このように、第1の支持板210及び第2の支持板270は、熱拡散の機能と、反り抑制の機能と、RF電圧に対するシールドの機能と、を有する。
 第1の樹脂層220の材料としては、例えばポリイミドやポリアミドイミドなどが挙げられる。第1の樹脂層220の厚さ(Z方向の長さ)は、20μm以上、0.20mm以下程度であり、例えば50μmである。第1の樹脂層220は、第1の支持板210とヒータエレメント230とを互いに接合する。第1の樹脂層220は、第1の支持板210とヒータエレメント230との間を電気的に絶縁する。このように、第1の樹脂層220は、電気絶縁の機能と、面接合の機能と、を有する。
 第2の樹脂層240の材料および厚さは、第1の樹脂層220の材料および厚さとそれぞれ同程度である。
 第2の樹脂層240は、ヒータエレメント230と第2の支持板270とを互いに接合する。第2の樹脂層240は、ヒータエレメント230と第2の支持板270との間を電気的に絶縁する。このように、第2の樹脂層240は、電気絶縁の機能と、面接合の機能と、を有する。
 ヒータエレメント230の材料としては、例えばステンレス、チタン、クロム、ニッケル、銅、およびアルミニウムの少なくともいずれかを含む金属などが挙げられる。ヒータエレメント230の厚さ(Z方向の長さ)は、10μm以上、0.20mm以下程度であり、例えば30μmである。ヒータエレメント230は、第1の支持板210および第2の支持板270とは電気的に絶縁されている。
 ヒータエレメント230は、電流が流れると発熱し、処理対象物Wの温度を制御する。例えば、ヒータエレメント230は、処理対象物Wを所定の温度に加熱する。例えば、ヒータエレメント230は、処理対象物Wの面内の温度分布を均一にする。例えば、ヒータエレメント230は、処理対象物Wの面内の温度に意図的に差をつける。ヒータエレメント230は、帯状のヒータ電極239を有する。
 給電端子280は、ヒータエレメント230と電気的に接合されている。ヒータプレート200がベースプレート300とセラミック誘電体基板100との間に設けられた状態において、給電端子280は、ヒータプレート200からベースプレート300へ向かって設けられている。給電端子280は、静電チャック10の外部から供給された電力をヒータエレメント230に供給する。
 ヒータプレート200は、複数の給電端子280を有する。図3~図5に表したヒータプレート200は、8つの給電端子280を有する。給電端子280の数は、「8」には限定されない。1つの給電端子280は、1つのヒータ電極239と電気的に接合されている。孔273は、第2の支持板270を貫通している。給電端子280は、孔273を通してヒータ電極239と電気的に接合されている。
 図5に表した矢印Caおよび矢印Cbのように、電力が静電チャック10の外部から給電端子280に供給されると、電流は、図5に表した矢印Ccのように、ヒータエレメント230の所定のゾーン(領域)を流れる。ヒータエレメント230のゾーンの詳細については、後述する。ヒータエレメント230へ流れた電流は、図5に表した矢印Caおよび矢印Cbのように、給電端子280へ流れ、給電端子280から静電チャック10の外部へ流れる。
 このように、ヒータエレメント230と給電端子280との接合部には、電流がヒータエレメント230に入る部分と、電流がヒータエレメント230から出る部分と、が存在する。つまり、ヒータエレメント230と給電端子280との接合部には、ペアが存在する。図3~図5に表したヒータプレート200は8つの給電端子280を有するため、ヒータエレメント230と給電端子280との接合部には、4つのペアが存在する。
 本実施形態によれば、ヒータエレメント230は、第1の支持板210と、第2の支持板270と、の間に設けられている。これにより、ヒータプレート200の面内の温度分布の均一化を向上させ、処理対象物Wの面内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の支持板210および第2の支持板270は、ヒータエレメント230(および後述のバイパス層250)を高周波から遮断し、ヒータエレメント230が異常温度に発熱することを抑制することができる。
 前述したように、給電端子280は、ヒータプレート200からベースプレート300へ向かって設けられている。そのため、ベースプレート300の下面303(図2(a)および図2(b)参照)の側からソケットなどと呼ばれる部材を介して給電端子280に電力を供給することができる。これにより、静電チャック10が設置されるチャンバ内に給電端子280が露出することを抑えつつ、ヒータの配線が実現される。
 次に、本実施形態のヒータプレート200の製造方法について、説明する。
 本実施形態にかかるヒータプレート200の製造方法では、例えば、まずアルミニウムの機械加工を行うことで、第1の支持板210および第2の支持板270を製造する。第1の支持板210および第2の支持板270の検査は、例えば三次元測定器などを用いて行われる。
 次に、例えば、ポリイミドフィルムをレーザ、機械加工、型抜き、あるいは溶解などによりカットすることで、第1の樹脂層220、第2の樹脂層240及び樹脂部223を製造する。第1の樹脂層220、第2の樹脂層240、樹脂部223の検査は、例えば目視などを用いて行われる。
 次に、ステンレス、チタン、クロム、ニッケル、銅、およびアルミニウムの少なくともいずれかを含む金属をフォトリソグラフィ技術や印刷技術を利用しエッチング、機械加工、型抜きなどによりカットすることで、ヒータパターンを形成する。これにより、ヒータエレメント230を製造する。また、ヒータエレメント230の抵抗値の測定などが行われる。
 続いて、ヒータプレート200の各部材を積層した積層体を圧着する。
 このようにして、本実施形態のヒータプレート200が製造される。
 なお、製造後のヒータプレート200に対しては、検査などが適宜行われる。
 本実施形態に係るヒータプレート200の構造について、図面を参照しつつ、さらに説明する。
 図6は、本実施形態のヒータプレートの一部を表す断面図である。
 図7は、本実施形態のヒータプレートの写真像である。図7では、図6に表した領域B3に対応する断面を観察している。
 本実施形態において、ヒータ電極239は、複数の領域に独立して配置されている。例えば、図6に表したように、ヒータ電極239(ヒータエレメント230)は、第1の導電部21と、第2の導電部22と、を有する。第2の導電部22は、面内方向Dp(例えばX方向)において第1の導電部21と離間している。第1の導電部21及び第2の導電部22は、ヒータ電極239の一部である。第1の導電部21と第2の導電部22との間の距離(第1の導電部21と第2の導電部22との間の離間部分235の幅L8)は、例えば、500μm以上である。このように、ヒータ電極239が、複数の領域に配置されることによって、処理対象物Wの面内の温度を各領域ごとに制御することができる。なお、ヒータ電極239のパターンの具体例については、図21(a)、図21(b)及び図22に関して後述する。
 例えば、第1の導電部21の上面は、第1の樹脂層220と接し、第1の導電部21の下面は、第2の樹脂層240と接する。例えば、第2の導電部22の上面は、第1の樹脂層220と接し、第2の導電部22の下面は、第2の樹脂層240と接する。
 ヒータプレート200は、第1の樹脂部221(樹脂部223)を有する。第1の樹脂部221は、Z方向において、第1の樹脂層220と第2の樹脂層240との間に設けられる。例えば、第1の樹脂部221の上面は、第1の樹脂層220と接し、第1の樹脂部221の下面は、第2の樹脂層240と接する。第1の樹脂部221は、面内方向Dpにおいて、第1の導電部21と第2の導電部22との間に設けられる。換言すれば、樹脂部223は、各ヒータ電極239の間のそれぞれに設けられる。第1の樹脂部221は、第1の導電部21及び第2の導電部22と離間している。
 すなわち、第1の樹脂層220は、第1の導電部21と第2の導電部22との間において、第2の樹脂層240と第1の樹脂部221を介して接している。
 第1の樹脂部221(樹脂部223)は、第1の樹脂層220及び第2の樹脂層240とは異なる樹脂層である。例えば、第1の樹脂部221は、第1の樹脂層220の材料とは異なる材料を含む。異なる材料とは、組成が異なる材料、物性(例えば融点やガラス転移点など)が異なる材料、又は熱履歴が異なる材料である。熱履歴が異なる2つの材料間には界面が存在する。第1の樹脂部221は、第2の樹脂層240の材料とは異なる材料を含む。第1の樹脂部221の熱履歴は、第1の樹脂層220及び第2の樹脂層240の熱履歴と異なる。第1の樹脂部221の組成は、第1の樹脂層220及び第2の樹脂層240の組成と異なる。
 例えば、第1の樹脂部221が第1の樹脂層220に含まれる成分と異なる成分を含む場合、第1の樹脂部221の材料は第1の樹脂層220の材料と異なる。第1の樹脂部221が第1の樹脂層220の成分と同じ成分を含む場合でも、第1の樹脂部221における当該成分の組成比(濃度)が第1の樹脂層220における当該成分の組成比(濃度)と異なる場合、第1の樹脂部221の材料は第1の樹脂層220の材料と異なる。また、例えば、第1の樹脂層220が複数の層を含む場合でも、当該複数の層の少なくともいずれかの材料と第1の樹脂部221の材料とが異なる場合、第1の樹脂部221の材料は、第1の樹脂層220の材料と異なる。第1の樹脂部221のガラス転移点(又は融点)は、例えば、第1の樹脂層220のガラス転移点(又は融点)よりも低い。第1の樹脂部221の材料と第2の樹脂層220の材料とが異なるという場合も、上記と同様である。
 例えば、第1の樹脂部221の材料には、ポリイミドやシリコーン、エポキシ、アクリルなどが用いられる。例えば、ポリイミドフィルム、発砲接着剤シート、シリコーン又はエポキシを含む接着剤などを用いることができる。
 第1の導電部21は、面内方向Dpにおける側端部21a(第1の側端部)を有する。側端部21aは、第1の樹脂部221側の端部(第2の導電部22側の端部)である。
 同様に、第2の導電部22は、面内方向Dpにおける側端部22aを有する。側端部22aは、第1の樹脂部221側の端部(第1の導電部21側の端部)である。
 第1の樹脂部221は、面内方向Dpにおける側端部221aと、側端部221bと、を有する。側端部221aは、第1の導電部21側の端部であり、側端部221bは、第2の導電部22側の端部である。
 ヒータプレート200は、空間部23a及び空間部23bを有する。
 空間部23a(第1の空間部)は、少なくとも、第1の導電部21の側端部21a、第1の樹脂層220、第2の樹脂層240、及び、第1の樹脂部221(側端部221a)によって区画された(囲まれた)空間である。空間部23aは、面内方向Dpにおいて側端部21aと隣接しており、第1の導電部21と第1の樹脂部221との間に位置する。
 同様に、空間部23bは、少なくとも、第2の導電部22の側端部22a、第1の樹脂層220、第2の樹脂層240、及び、第1の樹脂部221(側端部221b)によって区画された(囲まれた)空間である。空間部23bは、面内方向Dpにおいて側端部22aと隣接しており、第2の導電部22と第1の樹脂部221との間に位置する。
 空間部23aのZ方向に沿った長さL2は、第1の導電部21のZ方向に沿った長さL1以下である。同様に、空間部23bのZ方向に沿った長さは、第2の導電部22のZ方向に沿った長さ以下である。
 ヒータ電極239に電流が流れて、ヒータプレート200が発熱すると、ヒータ電極239の熱膨張が生じる。例えば、第1の樹脂層220の熱膨張係数と、ヒータ電極239の熱膨張係数とは、異なることがある。また、例えば、第1の樹脂層220の温度と、ヒータ電極239の温度とは、異なることがある。このため、ヒータ電極239が熱膨張によって変形すると、第1の樹脂層220に応力が掛かる。この応力によって、第1の樹脂層220とヒータ電極239との剥離が生じることがある。剥離が生じた領域においては、ヒータ電極239から処理対象物Wへの熱伝導が阻害される。このため、処理対象物Wの温度が局所的に低下することがある。
 同様に、第2の樹脂層240とヒータ電極239とが剥離することがある。剥離が生じた領域においては、例えば、ヒータ電極239から冷却媒体への熱伝導が阻害される。このため、処理対象物Wの温度が局所的に上昇することがある。処理対象物Wに局所的な温度の変化が生じると、エッチングなどの加工の精度が低くなる。その結果、半導体チップなどの歩留まりが低下することがある。
 これに対して、実施形態に係る静電チャックにおいては、複数の領域に分離して設けられたヒータ電極239の各側端部に、空隙(空間部23a、23bなど)が設けられている。これにより、例えば、ヒータ電極239(第1の導電部21等)は、空隙に向かって膨張することができる。ヒータ電極239が熱膨張によって変形しても、空隙が埋められるため、第1の樹脂層220及び第2の樹脂層240に掛かる応力を低減することができる。これにより、ヒータ電極239と第1の樹脂層220との剥離、及び、ヒータ電極239と第2の樹脂層240との剥離を抑制することができる。したがって、負荷に対する耐性を向上させ、信頼性を向上させることができる。
 また、剥離によって熱伝導が局所的に阻害されることを抑制し、処理対象物Wの局所的な温度変化を抑制することができる。すなわち、温度均一性及び温度制御性を向上させ、処理対象物の温度を安定して制御することができる。エッチングなどの加工精度及び歩留まりを向上させることができる。
 また、第1の樹脂層220と第2の樹脂層240との間に第1の樹脂部221(樹脂部223)を設けることによって、第1の支持板210と第2の支持板270と間における熱容量や熱伝導をコントロールすることができる。例えば、第1の樹脂部221(樹脂部223)の材料や形状を調整することでヒータプレートの熱伝導や熱容量を調整することができる。これにより、温度均一性と熱伝導性とを両立することができる。
 図6に示すように、第1の支持板210は、第2の支持板270側の面PL1(下面)を有する。面PL1は、第1の樹脂層220と対向し、例えば、第1の樹脂層220と接する。
 第1の支持板210の面PL1(下面)は、第1領域R1と、第2領域R2と、を有する。第1領域R1は、Z方向に沿って見たとき(上面視)に、ヒータ電極239(ヒータエレメント230)と重なる。例えば、第1領域R1は、Z方向に沿ってみたときに、第1の導電部21又は第2の導電部22と重なる。第2領域R2は、Z方向に沿って見たときに、ヒータ電極239(ヒータエレメント230)と重ならない。
 静電チャック10においては、図6に示したZ方向に対して平行な断面において、第2領域R2は、第1領域R1に比べて、第2の支持板270側に突出している。換言すれば、第2領域R2のZ方向における位置は、第1領域R1のZ方向における位置と、第2の支持板270と、の間である。
 すなわち、第1の支持板210の面PL1(下面)は、ヒータエレメント230の形状にならった凹凸を有する。第1領域R1は、第1の支持板210の凹部に対応し、第2領域R2は、第1の支持板210の凸部に対応する。同様に、第1の支持板210の上面においても、ヒータエレメント230の形状にならった凹凸が形成されている。
 第2の支持板270は、第1の支持板210側の面PU2(上面)を有する。面PU2は、第2の樹脂層240(又は後述する第3の樹脂層260)と対向し、例えば、第2の樹脂層240(又は後述する第3の樹脂層260)と接する。
 第2の支持板270の面PU2(上面)は、第3領域R3と、第4領域R4と、を有する。第3領域R3は、Z方向に沿ってみたときに、ヒータエレメント230と重なる。例えば、第3領域R3は、Z方向に沿ってみたときに、第1の導電部21又は第2の導電部22と重なる。第4領域R4は、Z方向に沿ってみたときに、ヒータエレメント230と重ならない。
 図6に示した断面において、第4領域R4は、第3領域R3に比べて、第1の支持板210側に突出している。換言すれば、第4領域R4のZ方向における位置は、第3領域R3のZ方向における位置と、第1の支持板210と、の間である。
 すなわち、第2の支持板270の面PU2(上面)は、ヒータエレメント230の形状にならった凹凸を有する。第3領域R3は、第2の支持板270の凹部に対応し、第4領域R4は、第2の支持板270の凸部に対応する。同様に、第2の支持板270の下面においても、ヒータエレメント230の形状にならった凹凸が形成されている。
 第2領域R2と第4領域R4との間のZ方向に沿った距離D1は、第1領域R1と第3領域R3との間のZ方向に沿った距離D2よりも短い。
 このように、第1の支持板210と第2の支持板270には、凹凸が形成されている。このような凹凸は、ヒータプレート200において積層された各部材の密着性が高いことにより、形成される。すなわち、第1の支持板210の面PL1(下面)に凹凸が形成されているため、面PL1に近接した層(例えば第1の樹脂層220)と面PL1との密着性が高い。また、第2の支持板270の面PU2(上面)に凹凸が形成されているため、面PU2に近接した層(例えば第2の樹脂層240)と面PU2との密着性が高い。これにより、第1の支持板210の剥離及び第2の支持板270の剥離を抑制することができ、信頼性を向上させることができる。例えば、局所的な剥離による、熱の不均一や耐電圧特性の低下を抑制することができる。設計通りの均熱性と耐電圧特性を実現することができる。
 また、密着性が高いことにより、ヒータプレート200の熱伝導性を向上させることができる。また、第1の支持板210の凹凸によって、例えばヒータエレメント230と処理対象物との間の距離を短くすることができる。これにより、処理対象物の温度の上昇速度を向上させることができる。したがって、例えば、「ヒータの加熱性能(昇温速度)」と、「温度均一性」「耐電圧信頼性」と、の両立が可能となる。
 図8は、本実施形態のヒータプレートの一部を表す断面図である。
 図8では、図6に示した第1の導電部21の面内方向Dpにおける両端を含む領域を示す。
 図8に示した例では、ヒータプレート200は、第2の樹脂部222(樹脂部223)をさらに有する。第2の樹脂部222は、Z方向において、第1の樹脂層220と第2の樹脂層240との間に設けられる。例えば、第2の樹脂部222の上面は、第1の樹脂層220と接し、第2の樹脂部222の下面は、第2の樹脂層240と接する。第2の樹脂部222の材料及び厚さは、それぞれ、第1の樹脂部221の材料及び厚さと同様とすることができる。
 第1の導電部21は、面内方向Dpにおいて、第1の樹脂部221と第2の樹脂部222との間に位置する。第1の導電部21は、第1の樹脂部221及び第2の樹脂部222から離間している。
 第1の導電部21は、面内方向Dpにおける側端部21b(第2の側端部)を有する。側端部21bは、第2の樹脂部222側の端部である。つまり、側端部21bは、側端部21aとは反対側の端部である。
 第2の樹脂部222は、面内方向Dpにおける側端部222aを有する。側端部222aは、第1の導電部21側の端部である。
 ヒータプレート200は、空間部23cをさらに有する。
 空間部23c(第2の空間部)は、少なくとも、第1の導電部21の側端部21b、第1の樹脂層220、第2の樹脂層240、及び第2の樹脂部222(側端部222a)に区画された(囲まれた)空間である。空間部23cは、面内方向Dpにおいて側端部21bと隣接しており、第1の導電部21と第2の樹脂部222との間に位置する。
 空間部23cのZ方向に沿った長さL3は、第1の導電部21のZ方向に沿った長さL1以下である。
 なお、実施形態においては、第2の樹脂部222は、必ずしも設けられなくてもよい。すなわち、空間部23cは、第1の導電部21と、第1の樹脂層220と、第2の樹脂層240とによって区画された空間であってもよい。
 このように空間部23c(第2の空間部)を設けることにより、第1の導電部21は、熱によって膨張しても、空間部23cを埋めるように変形する。これにより、図6に関する説明と同様に、第1の樹脂層220及び第2の樹脂層240に掛かる応力を低減することができる。また、図8に示したように、第1の導電部21の両端に空隙を設けることにより、信頼性、温度均一性及び温度制御性などをより向上させることができる。
 図9は、本実施形態のヒータプレートの一部を表す断面図である。
 図9は、図6~図8に関して前述した空間部23aの形状を説明する拡大図である。
 この例では、第1の導電部21の厚さ(Z方向に沿った長さ)は、第1の樹脂部221の厚さと同じとしている。
 図9に示した断面(Z方向に対して平行な断面)においては、第1の樹脂層220は、第1の導電部21と第1の樹脂部221との間において、第2の樹脂層240と離れている(交わらない)。また、この断面において、空間部23aの形状は、4つの頂点Pt1~Pt4を有する。なお、頂点とは、空間部の断面形状(輪郭)が不連続に折れ曲がる点(角)である。頂点Pt1において、第1の樹脂層220と第1の樹脂部221とが交わる。頂点Pt2において、第1の樹脂層220と第1の導電部21とが交わる。頂点Pt3において、第2の樹脂層240と第1の樹脂部221とが交わる。頂点Pt4において、第2の樹脂層240と第1の導電部21とが交わる。
 空間部23aが上記のような形状であることにより、例えば3つの頂点を有する三角形に比べて、第1の樹脂層220と第2の樹脂層240との間の空間が狭くならない。これにより、ヒータエレメント(第1の導電部21)が熱によって変形したときに、第1の樹脂層220及び第2の樹脂層240に掛かる応力が低減しやすい。
 図9に示したように、空間部23aは、面内方向Dpにおける両端部(端部Ep1及び端部Ep2)と、端部Ep1と端部Ep2との間に位置する中央部Cp1と、を有する。中央部Cp1のZ方向に沿った長さL4は、端部Ep1(又は端部Ep2)のZ方向に沿った長さL5よりも短い。
 すなわち、空間部23aは、Z方向において窪んでおり、面内方向Dpにおいて広がっている。面内方向Dpに空間が広がっていることで熱膨張を緩和しやすい。また、空間部がZ方向に窪んでおり、かつ、空間が確保されていることで、熱膨張の緩和と、縦方向への熱の伝達性向上を両立させることが可能となる。
 この例では、空間部23aは、空間部23aの面内方向Dpにおける中央部に近づくにつれて、上側及び下側から潰された形状を有している。すなわち、空間部23aと第1の樹脂層220との境界は、面内方向Dpにおいて中央部Cp1に近づくにつれて、図9に示した仮想面Pn1(仮想線)に近づく。また、空間部23aと第2の樹脂層240との境界は、面内方向Dpにおいて中央部Cp1に近づくにつれて、仮想面Pn1に近づく。なお、仮想面Pn1は、第1導電部21のZ方向における中央付近を通り、面内方向Dpに平行な面である。
 図10は、本実施形態の別のヒータプレートの一部を表す断面図である。
 図10に示した例では、第1の樹脂部221のZ方向に沿った長さL6(厚さ)は、第1の導電部21のZ方向に沿った長さL1よりも短い。
 実施形態においては、第1の樹脂部221のZ方向に沿った長さL6は、第1の導電部21のZ方向に沿った長さL1以下が望ましい。
 第1の樹脂部221(樹脂部223)が厚すぎると、例えば各部材を圧着してヒータエレメントを製造するときに、樹脂層(第1の樹脂層220又は第2の樹脂層240)とヒータエレメント(第1の導電部21)との密着性が低下する可能性がある。第1の樹脂部221(樹脂部223)の厚さを抑えることによって、樹脂層とヒータエレメントとの密着性を確保することができる。これにより、第1の樹脂層220や第2の樹脂層240が第1の導電部21から離れることを防げる。ヒータエレメントと樹脂層とを密着性させることができるため、設計通りの均熱性と耐電圧特性を実現できる。また、ヒータエレメントと樹脂層との密着性を確保することにより、第1の支持板210の上面に凹凸が形成される。このため、ヒータエレメントと処理対象物との間の距離を短くすることができる。これにより、処理対象物の温度を上昇させる速度を向上させることができる。したがって、「ヒータの加熱性能(昇温速度)」と、「温度均一性」「耐電圧信頼性」と、の両立が可能となる。
 図11(a)及び図11(b)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。
 図11(a)に表した例においては、空間部23aは、中央部Cp1に近づくにつれて、下側から潰された形状を有している。すなわち、空間部23aと第2の樹脂層240との境界は、面内方向Dpにおいて中央部Cp1に近づくつれて、図11(a)に示した仮想面Pn2(仮想線)に近づく。また、空間部23aと第1の樹脂層220との境界は、仮想面Pn2に沿って延びている。なお、仮想面Pn2は、第1の導電部21の上面21Uを通り、面内方向Dpに延在する面である。上面21Uは、第1の樹脂層220と対向する面であり、第1の導電部21は、上面21Uにおいて第1の樹脂層220と接している。空間部23bも、同様に、下側から潰された形状を有している。
 図11(b)に表した例においては、空間部23aは、中央部Cp1に近づくにつれて、上側から潰された形状を有している。すなわち、空間部23aと第1の樹脂層220との境界は、面内方向Dpにおいて中央部Cp1に近づくにつれて、図11(b)に示した仮想面Pn3(仮想線)に近づく。また、空間部23aと第2の樹脂層240との境界は、仮想面Pn3に沿って延びている。なお、仮想面Pn3は、第1の導電部21の下面21Lを通り、面内方向Dpに延在する面である。下面21Lは、第2の樹脂層240と対向する面であり、第1の導電部21は、下面21Lにおいて第2の樹脂層240と接している。空間部23bも、同様に、下側から潰された形状を有している。
 空間部23a、23bが上側及び下側のいずれか一方から潰された形状であることにより、両側から潰された形状に比べて、圧着時に空間部23a、23bの大きさを確保しやすい。圧着条件や積層体の構成(材料など)を調整することにより、空間部23a、23bの形状を調整することができる。
 図11(a)及び図11(b)に表した例では、上面21Uの面内方向Dpに沿った長さ(幅)は、下面21Lの面内方向Dpに沿った長さと略同じである。
 図12(a)及び図12(b)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。
 図12(a)及び図12(b)に表した例においては、ヒータ電極239の上面の幅は、ヒータ電極239の下面の幅と異なる。ヒータ電極239の端部は、上下で長さが異なる。
 具体的には、例えば、第1の導電部21の上面21Uの面内方向Dpに沿った長さL7は、第1の導電部21の下面21Lの面内方向Dpに沿った長さL9とは異なる。
 図12(a)は、ヒータ電極239の下面の幅が、ヒータ電極239の上面の幅よりも広い例を示す。例えば、長さL9は、長さL7よりも長い。
 この場合、ヒータ電極239の上面に接触する層に加わる応力を低減し、ヒータ電極239の上面に接触する層の剥離を抑制することができる。また、静電チャックにおいては、ヒータ電極239の下方に設けられたベースプレート300に熱が逃げやすく、上下方向において熱分布に偏りが生じることがある。これに対して、図12(a)に示したように、ヒータ電極239の下面が広いことにより、ヒータ電極239の下方を熱しやすくすることができる。これにより、上下方向における熱分布の偏りを抑制することができる。
 図12(b)は、ヒータ電極239の上面の幅が、ヒータ電極239の下面の幅よりも広い例を示す。例えば、長さL7は、長さL9よりも長い。
 この場合、ヒータ電極239の下面に接触する層に加わる応力を低減し、ヒータ電極239の下面に接触する層の剥離を抑制することができる。また、ヒータ電極239の上面が広いことにより、ヒータ電極239の上方を熱しやすくすることができる。ヒータ電極239の下面が狭いことにより、ヒータ電極239の下方を冷ましやすくすることができる。これにより、温度追従性(ランプレート)を向上させることができる。なお、温度追従性とは、ヒータの出力等を変化させて設定温度を変化させた時の、処理対象物の温度の追従性であり、加熱性能(昇温速度)に関係する。
 ヒータ電極239は、上面と下面とをつなぐ側面を有する。側面は、ヒータ電極239と隣接する空間部(空隙)に接する面である。この側面は、ヒータ電極239の上面及び下面のうち面内方向に沿った幅が広い方の面よりも粗い。
 例えば、第1の導電部21は、上面21Uと下面21Lとをつなぐ側面S1及び側面S2を有する。側面S1は、第1の空間部23aと接する面である。側面S2は、側面S1の反対側の面である。側面S1及び側面S2のそれぞれは、上面21U及び下面21Lの少なくともいずれかよりも粗い。例えば、図12(a)に表した例では、側面S1及び側面S2のそれぞれは、下面21Lよりも粗い。また、図12(b)に表した例では、側面S1及び側面S2のそれぞれは、上面21Uよりも粗い。
 側面が導電部の上面および下面の少なくともいずれかより粗いことにより、側面からの熱拡散が良くなり、均熱性や温度追従性といった熱的特性を向上させることができる。
 図13(a)及び図13(b)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。これらの図は、第1の導電部21の形状を説明する拡大図である。
 図13(a)、図13(b)は、それぞれ、図12(a)に示した第1の導電部21、図12(b)に示した第1の導電部21を示す。
 図13(a)及び図13(b)に表したように、Z方向に対して平行な断面において、側面S1及び側面S2のそれぞれは、曲線状である。
 図13(a)の例では、側面S1及び側面S2は、それぞれ、凹曲面(下に向かって凹)である。図13(b)の例では、側面S1及び側面S2は、それぞれ、凹曲面(上に向かって凹)である。側面S1及び側面S2は、平面状でもよい。
 側面S1及び側面S2の上記のような曲面の形状を調整することにより、例えば、空間部23aや空間部23cを広くしたり、第1の樹脂層220及び第2の樹脂層240に形成される凹凸を大きくしたりできる。これにより、加熱性能(昇温速度)、温度均一性、耐電圧信頼性をより向上させることができる。
 また、上面21Uと側面S1との間の角度θ1は、下面21Lと側面S1との間の角度θ2と異なる。これにより、熱膨張によるヒーター変形による樹脂層への応力の緩和によるヒーターエレメントに近接する樹脂層の剥離の低減と、均熱性や温度追従性といった熱的特性を両立することができる。
 図14(a)~図14(d)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。
 第1の支持板210は、第1の支持部SP1と、第2の支持部SP2と、を含む。第1の支持部SP1は、Z方向において第1の導電部21と並ぶ。第2の支持部SP2は、Z方向において空間部23aと並ぶ。
 同様に、第2の支持板270は、第3の支持部SP3と、第4の支持部SP4と、を含む。第3の支持部SP3は、Z方向において第1の導電部21と並ぶ。第4の支持部SP4は、Z方向において空間部23aと並ぶ。
 図14(a)~図14(c)に示すように、第2の支持部SP2と第4の支持部SP4との間の長さL10(距離)は、第1の支持部SP1と第3の支持部SP3との間の長さL11(距離)よりも短い。すなわち、第1の支持板210及び第2の支持板270の少なくともいずれかには、凹凸が形成されている。
 図14(a)は、第1の支持板210及び第2の支持板270の両方に凹凸が形成された例を示す。この例では、第1の支持部SP1及び第3の支持部SP3はフラットであり、第2の支持部SP2及び第4の支持部SP4は窪んでいる。
 図14(b)は、第1の支持板210に凹凸が形成され、第2の支持板270には凹凸が形成されていない例を示す。この例では、第1の支持部SP1、第3の支持部SP3及び第4の支持部SP4はフラットであり、第2の支持部SP2は窪んでいる。
 図14(c)は、第2の支持板270に凹凸が形成され、第1の支持板210には凹凸が形成されていない例を示す。この例では、第1の支持部SP1、第2の支持部SP2及び第3の支持部SP3はフラットであり、第4の支持部SP4は窪んでいる。
 このような支持板の凹凸は、ヒータエレメント(第1の導電部21)と、ヒータエレメントを挟む部材との密着性が高いことにより形成される。この密着性が高いことにより、例えば、ばらつきを抑制し、熱伝導を制御しやすい。例えば設計通りの均熱性や耐電圧特性を実現できる。また、第1の支持板210に凸部が形成されることにより、ヒータエレメントと処理対象物との間の距離を短くすることができる。これにより、処理対象物の温度を上昇させる速度を向上させることができる。また、支持板にフラットな部分を形成することにより、接着剤403の厚さをコントロールしやすく、ばらつきを低減できる。
 図14(d)においては、長さL10は、長さL11と実質的に同じである。実質的に同じとは、例えば、長さL10が長さL11の0.9倍以上1.1倍以下程度である。図14(d)においては、第1の支持板210及び第2の支持板270は、フラットである。これにより、ヒータプレート200、セラミック誘電体基板100及びベースプレート300を接合する接着剤403の厚さのばらつきを低減することができ、面内の熱伝達を均一化することが可能となる。
 また、ヒータエレメントと処理対象物との距離が全面において近くなり、処理対象物の温度を上昇させる速度を向上させることができる。したがって、「ヒータの加熱性能(昇温速度)」と、「温度均一性」と、の両立が可能となる。
 図15は、本実施形態のヒータプレートの変形例を表す模式的分解図である。
 図15に表したように、ヒータプレート200は、バイパス層250と、第3の樹脂層260と、を有していてもよい。バイパス層250は、第2の樹脂層240と第2の支持板270との間に設けられている。第3の樹脂層260は、バイパス層250と、第2の支持板270と、の間に設けられている。これ以外については、図15に表した変形例のヒータプレートには、上述のヒータプレートと同様の説明を適用できる。なお、図15では、説明の便宜上、樹脂部223の図示を省略している。
 第3の樹脂層260は、バイパス層250と第2の支持板270とを互いに接合する。第3の樹脂層260は、バイパス層250と第2の支持板270との間を電気的に絶縁する。このように、第3の樹脂層260は、電気絶縁の機能と、面接合の機能と、を有する。第3の樹脂層260の材料および厚さは、第1の樹脂層220の材料および厚さとそれぞれ同程度である。
 この例では、第2の樹脂層240は、ヒータエレメント230とバイパス層250とを互いに接合する。第2の樹脂層240は、ヒータエレメント230とバイパス層250との間を電気的に絶縁する。
 バイパス層250は、第1の支持板210と略平行に配置され、第2の支持板270と略平行に配置されている。バイパス層250は、複数のバイパス部251を有する。バイパス層250は、例えば8つのバイパス部251を有する。バイパス部251の数は、「8」には限定されない。バイパス層250は、板状を呈する。バイパス層250の面(バイパス部251の面251a)に対して垂直にみたときに、バイパス層250の面積は、ヒータエレメント230の面積(ヒータ電極239の面積)よりも広い。この詳細については、後述する。
 バイパス層250は、導電性を有する。バイパス層250は、第1の支持板210および第2の支持板270とは電気的に絶縁されている。バイパス層250の材料としては、例えばステンレスを含む金属などが挙げられる。バイパス層250の厚さ(Z方向の長さ)は、例えば約0.03mm以上、0.30mm以下程度である。バイパス層250の厚さは、第1の樹脂層220の厚さよりも厚い。バイパス層250の厚さは、第2の樹脂層240の厚さよりも厚い。バイパス層250の厚さは、第3の樹脂層260の厚さよりも厚い。
 例えば、バイパス層250の材料は、ヒータエレメント230の材料と同じである。一方で、バイパス層250の厚さは、ヒータエレメント230の厚さよりも厚い。そのため、バイパス層250の電気抵抗は、ヒータエレメント230の電気抵抗よりも低い。これにより、バイパス層250の材料がヒータエレメント230の材料と同じ場合でも、バイパス層250がヒータエレメント230のように発熱することを抑えることができる。つまり、バイパス層250の電気抵抗を抑え、バイパス層250の発熱量を抑えることができる。なお、バイパス層250の電気抵抗を抑え、バイパス層250の発熱量を抑える手段は、バイパス層250の厚さではなく、体積抵抗率が比較的低い材料を用いることで実現されてもよい。すなわち、バイパス層250の材料は、ヒータエレメント230の材料と異なってもよい。バイパス層250の材料としては、例えばステンレス、チタン、クロム、ニッケル、銅、およびアルミニウムの少なくともいずれかを含む金属などが挙げられる。
 給電端子280は、バイパス層250を介してヒータエレメント230と電気的に接合されている。1つの給電端子280は、1つのバイパス層250と電気的に接合されている。図15に表した矢印C1および矢印C2のように、電力が静電チャック10の外部から給電端子280に供給されると、電流は、給電端子280からバイパス層250へ流れる。図15に表した矢印C3および矢印C4のように、バイパス層250へ流れた電流は、バイパス層250からヒータエレメント230へ流れる。図15に表した矢印C5および矢印C6のように、ヒータエレメント230へ流れた電流は、ヒータエレメント230の所定のゾーン(領域)を流れ、ヒータエレメント230からバイパス層250へ流れる。図15に表した矢印C7および矢印C8のように、バイパス層250へ流れた電流は、バイパス層250から給電端子280へ流れる。図15に表した矢印C9のように、給電端子280へ流れた電流は、静電チャック10の外部へ流れる。
 前述したように、バイパス層250は、ヒータエレメント230と、第2の支持板270と、の間に設けられている。つまり、バイパス層250は、ヒータエレメント230と、ベースプレート300と、の間に設けられている。ステンレスの熱伝導率は、アルミニウムの熱伝導率および銅の熱伝導率よりも低い。そのため、バイパス層250は、ヒータエレメント230から供給された熱が第2の支持板270へ伝わることを抑制する。つまり、バイパス層250は、バイパス層250からみて第2の支持板270の側に対する断熱効果を有し、処理対象物Wの面内の温度分布の均一性を向上させることができる。
 バイパス層250は、給電端子280の配置に対してより大きい自由度を持たせることができる。バイパス層250が設けられることで、バイパス層250が設けられていない場合と比較して熱容量が大きい給電端子をヒータエレメント230に直接接合させなくともよい。これにより、処理対象物Wの面内の温度分布の均一性を向上させることができる。また、バイパス層250が設けられていない場合と比較して薄いヒータエレメント230に給電端子280を接合させなくともよい。これにより、ヒータプレート200の信頼性を向上させることができる。
 次に、図15に表したヒータプレートの製造方法について説明する。
 図16(a)及び図16(b)は、本実施形態の製造方法の一例を例示する模式的断面図である。
 図17は、本実施形態の製造方法の他の一例を例示する模式的断面図である。
 図16(a)は、バイパス層とヒータエレメントとを接合する前の状態を表す模式的断面図である。図16(b)は、バイパス層とヒータエレメントとを接合した後の状態を表す模式的断面図である。図17は、バイパス層と給電端子との接合工程の一例を例示する模式的断面図である。
 まず、図5に関して説明した製造方法と同様にして、ヒータプレート200の各部材を準備する。続いて、図16(a)および図16(b)に表したように、ヒータエレメント230とバイパス層250との接合を行う。ヒータエレメント230とバイパス層250との接合は、はんだ付け、ろう付け、溶接、あるいは接触などにより行われる。図16(a)に表したように、第2の樹脂層240には、孔241が設けられている。孔241は、第2の樹脂層240を貫通している。例えば、図16(a)に表した矢印C11のように、バイパス層250の側からスポット溶接を行うことで、ヒータエレメント230とバイパス層250とを接合する。
 なお、ヒータエレメント230とバイパス層250との接合は、溶接には限定されない。例えば、ヒータエレメント230とバイパス層250との接合は、レーザ光を利用した接合、半田付け、ろう付け、あるいは接触などにより行われてもよい。その後、ヒータプレート200の各部材を積層した積層体を圧着する。
 続いて、図17に表したように、給電端子280とバイパス層250との接合を行う。給電端子280とバイパス層250との接合は、溶接、レーザ、はんだ付け、あるいはろう付けなどにより行われる。図17に表したように、第2の支持板270には、孔273が設けられている。孔273は、第2の支持板270を貫通している。これは、図4(b)に関して前述した通りである。第3の樹脂層260には、孔261が設けられている。孔261は、第3の樹脂層260を貫通している。図17に表した矢印C13のように、第2の支持板270から第1の支持板210へ向かって溶接、レーザ、はんだ付け、あるいはろう付けなどを行うことで、給電端子280とバイパス層250とを接合する。
 このようにして、本実施形態のヒータプレート200が製造される。
 以下の説明においては、ヒータプレートがバイパス層250及び第3の樹脂層260を有する場合を例に挙げる。但し、実施形態においては、図5~図14に関して説明したヒータプレートと同様に、バイパス層250及び第3の樹脂層260を省略してもよい。バイパス層250及び第3の樹脂層260以外の構成は、同様であるため、詳細な説明は省略する。
 図18は、本実施形態にかかる静電チャックを表す模式的分解図である。
 図19(a)及び図19(b)は、静電チャックを表す電気回路図である。
 図19(a)は、第1の支持板と第2の支持板とが電気的に接合された例を表す電気回路図である。図19(b)は、第1の支持板と第2の支持板とが電気的に接合されていない例を表す電気回路図である。
 図18および図19(a)に表したように、第1の支持板210は、第2の支持板270と電気的に接合されている。第1の支持板210と第2の支持板270との接合は、例えば、溶接、レーザ光を利用した接合、半田付け、あるいは接触などにより行われる。
 例えば、図19(b)に表したように、第1の支持板210が第2の支持板270と電気的に確実に接合されていないと、第1の支持板210が第2の支持板270と電気的に接合されたり、あるいは電気的に接合されなかったりすることがある。すると、プラズマを発生させたときのエッチングレートにばらつきが生ずることがある。また、第1の支持板210が第2の支持板270と電気的に接合されていなくとも、プラズマを発生させると電流がヒータエレメント230に流れ、ヒータエレメント230が発熱することがある。言い換えれば、第1の支持板210が第2の支持板270と電気的に確実に接合されていないと、ヒータエレメント230がヒータ用電流以外の電流により発熱することがある。
 これに対して、本実施形態にかかる静電チャック10では、図19(a)に表したように、第1の支持板210は、第2の支持板270と電気的に接合されている。これにより、電流が第1の支持板210から第2の支持板270へ流れ、あるいは電流が第2の支持板270から第1の支持板210へ流れ、プラズマを発生させたときのエッチングレートにばらつきが生ずることを抑えることができる。また、ヒータエレメント230がヒータ用電流以外の電流により発熱することを抑えることができる。
 さらに、ヒータエレメント230およびバイパス層250を高周波から遮断することができる。これにより、ヒータエレメント230が異常温度に発熱することを抑制することができる。また、ヒータプレート200のインピーダンスを抑えることができる。
 次に、本実施形態のヒータプレート200の具体例について、図面を参照しつつ説明する。
 図20(a)及び図20(b)は、本実施形態のヒータプレートの具体例を表す模式的平面図である。
 図21(a)、図21(b)及び図22は、本具体例のヒータエレメントを例示する模式的平面図である。
 図23(a)及び図23(b)は、本具体例のバイパス層を例示する模式的平面図である。
 図24(a)及び図24(b)は、本具体例のヒータプレートの一部を模式的に表す拡大図である。
 図20(a)は、本具体例のヒータプレートを上面から眺めた模式的平面図である。図20(b)は、本具体例のヒータプレートを下面から眺めた模式的平面図である。図21(a)は、ヒータエレメントの領域の一例を例示する模式的平面図である。図21(b)及び図22は、ヒータエレメントの領域の他の一例を例示する模式的平面図である。
 図23に表したように、バイパス層250の複数のバイパス部251のうちの少なくともいずれかは、縁部に切り欠き部253を有する。図23に表したバイパス層250では、4個の切り欠き部253が設けられている。切り欠き部253の数は、「4」には限定されない。
 複数のバイパス層250のうちの少なくともいずれかが切り欠き部253を有するため、第2の支持板270は、第1の支持板210と接触可能である。
 図20(a)および図20(b)に表したように、第1の支持板210は、領域B11~領域B14および領域B31~領域B34において第2の支持板270と電気的に接合されている。なお、領域B11~領域B14のそれぞれは、領域B31~領域B34のそれぞれと対応している。つまり、図20(a)~図22に表した具体例では、第1の支持板210は、4つの領域で第2の支持板270と電気的に接合されており、8つの領域で第2の支持板270と電気的に接合されているわけではない。
 図24(a)及び図24(b)は、領域B31(領域B11)の一例を表す拡大図である。図24(a)は、領域B31の模式的平面図であり、図24(b)は、領域B31の模式的断面図である。図24(b)は、図24(a)の切断面A2-A2を模式的に表す。なお、他の領域B12~領域B14および領域B32~領域B34は、領域B11、B31と同様であるから、詳細な説明は省略する。
 図24(a)及び図24(b)に表したように、領域B31には、接合領域JAが設けられている。接合領域JAは、第1の支持板210と第2の支持板270とを互いに接合する。接合領域JAは、バイパス層250の切り欠き部253に対応して第1の支持板210及び第2の支持板270の外縁に設けられる。接合領域JAは、例えば、第2の支持板270側からレーザ溶接することによって形成される。これにより、接合領域JAは、スポット状に形成される。接合領域JAは、第1の支持板210側から形成してもよい。なお、接合領域JAの形成方法は、レーザ溶接に限ることなく、他の方法でもよい。接合領域JAの形状は、スポット状に限ることなく、楕円状、半円状、または角形状などでもよい。
 第1の支持板210が第2の支持板270と接合された接合領域JAの面積は、第1の支持板210の面211(図3参照)の面積よりも狭い。接合領域JAの面積は、面211の面積からヒータエレメント230の面積を引いた差分の面積よりも狭い。換言すれば、接合領域JAの面積は、第1の支持板210のうちの面211と平行な平面に投影した時にヒータエレメント230と重ならない領域の面積よりも狭い。第1の支持板210が第2の支持板270と接合された接合領域JAの面積は、第2の支持板270の面271(図4(a)参照)の面積よりも狭い。接合領域JAの面積は、面271の面積からヒータエレメント230の面積を引いた差分の面積よりも狭い。換言すれば、接合領域JAの面積は、第2の支持板270のうちの面271と平行な平面に投影した時にヒータエレメント230と重ならない領域の面積よりも狭い。
 スポット状に形成された接合領域JAの直径は、例えば、1mm(0.5mm以上3mm以下)である。一方、第1の支持板210及び第2の支持板270の直径は、例えば、300mmである。第1の支持板210及び第2の支持板270の直径は、保持する処理対象物Wに応じて設定される。このように、接合領域JAの面積は、第1の支持板210の面211の面積及び第2の支持板270の面271の面積に比べて十分に小さい。接合領域JAの面積は、例えば、面211の面積(面271の面積)の1/5000以下である。ここで、接合領域JAの面積とは、より詳しくは、第1の支持板210の面211と平行な平面に投影した時の面積である。換言すれば、接合領域JAの面積は、上面視における面積である。
 この例では、領域B11~領域B14および領域B31~領域B34に対応した4つの接合領域JAが設けられる。接合領域JAの数は、4つに限らない。接合領域JAの数は、任意の数でよい。例えば、30°おきに12個の接合領域JAを第1の支持板210及び第2の支持板270に設けてもよい。また、接合領域JAの形状は、スポット状に限らない。接合領域JAの形状は、楕円状、角状、または線状などでもよい。接合領域JAは、例えば、第1の支持板210及び第2の支持板270の外縁に沿う環状に形成してもよい。
 第2の支持板270は、孔273(図4(b)および図17参照)を有する。一方で、第1の支持板210は、給電端子280を通す孔を有していない。そのため、第1の支持板210の面211の面積は、第2の支持板270の面271の面積よりも広い。
 図21(a)に表した具体例では、ヒータ電極239は、略円を描くように配置されている。ヒータ電極239は、第1の領域231と、第2の領域232と、第3の領域233と、第4の領域234と、に配置されている。第1の領域231は、ヒータエレメント230の中央部に位置する。第2の領域232は、第1の領域231の外側に位置する。第3の領域233は、第2の領域232の外側に位置する。第4の領域234は、第3の領域233の外側に位置する。
 第1の領域231に配置されたヒータ電極239は、第2の領域232に配置されたヒータ電極239とは電気的に接合されていない。第2の領域232に配置されたヒータ電極239は、第3の領域233に配置されたヒータ電極239とは電気的に接合されていない。第3の領域233に配置されたヒータ電極239は、第4の領域234に配置されたヒータ電極239とは電気的に接合されていない。つまり、ヒータ電極239は、複数の領域において互いに独立した状態で設けられている。
 例えば、図5に関して説明した第1の導電部21は、第2の領域232に配置されたヒータ電極239であり、第2の導電部22は、第3の領域233に配置されたヒータ電極239である。あるいは、第1の導電部21が、第3の領域233に配置されたヒータ電極239であり、第2の導電部22が、第4の領域234に配置されたヒータ電極239であってもよい。
 図21(b)に表した具体例では、ヒータ電極239は、略扇形の少なくとも一部を描くように配置されている。ヒータ電極239は、第1の領域231aと、第2の領域231bと、第3の領域231cと、第4の領域231dと、第5の領域231eと、第6の領域231fと、第7の領域232aと、第8の領域232bと、第9の領域232cと、第10の領域232dと、第11の領域232eと、第12の領域232fと、に配置されている。任意の領域に配置されたヒータ電極239は、他の領域に配置されたヒータ電極239とは電気的に接合されていない。つまり、ヒータ電極239は、複数の領域において互いに独立した状態で設けられている。図21(a)および図21(b)に表したように、ヒータ電極239が配置される領域は、特には限定されない。
 図22に表した具体例では、ヒータエレメント230がさらに多くの領域を有する。図20のヒータエレメント230では、図22(a)で示した第1の領域231が、さらに4つの領域231a~231dに分割されている。また、図22(a)で示した第2の領域232が、さらに8つの領域232a~232hに分割されている。また、図22(a)で示した第3の領域233が、さらに8つの領域233a~233hに分割されている。そして、図22(a)で示した第4の領域234が、さらに16の領域234a~234pに分割されている。このように、ヒータ電極239が配置されるヒータエレメント230の領域の数及び形状は、任意でよい。
 図23(a)に表したように、バイパス層250のバイパス部251は、扇形を呈する。複数の扇形のバイパス部251が互いに離間して並べられ、バイパス層250は、全体として略円形を呈する。図23(a)に表したように、隣り合うバイパス部251の間の離間部分257は、バイパス層250の中心259から径方向に延在している。言い換えれば、隣り合うバイパス部251の間の離間部分257は、バイパス層250の中心259から放射状に延在している。バイパス部251の面251aの面積は、離間部分257の面積よりも広い。バイパス層250の面積(バイパス部251の面251aの面積)は、ヒータエレメント230の面積(ヒータ電極239の面積)よりも広い。
 図23(b)に表したように、バイパス層250の複数のバイパス部251の形状は、例えば、湾曲した扇形状でもよい。このように、バイパス層250に設けられる複数のバイパス部251の数及び形状は、任意でよい。
 図20(a)~図23(b)に関する以下の説明では、図21(a)に表したヒータエレメント230の領域を例に挙げる。ヒータ電極239が略円を描くように配置され、複数の扇形のバイパス部251が互いに離間して並べられている。そのため、バイパス部251の面251aに対して垂直にみたときに、ヒータ電極239は、隣り合うバイパス部251の間の離間部分257と交差する。また、バイパス部251の面251aに対して垂直にみたときに、隣り合うヒータエレメント230の各領域(第1の領域231、第2の領域232、第3の領域233、および第4の領域234)の間の離間部分235は、隣り合うバイパス部251の間の離間部分257と交差する。
 図20(a)および図20(b)に表したように、ヒータエレメント230とバイパス層250との接合部255a~255hのそれぞれと、ヒータプレート200の中心203と、を結ぶ複数の仮想線は、互いに重ならない。言い換えれば、ヒータエレメント230とバイパス層250との接合部255a~255hは、ヒータプレート200の中心203からみて互いに異なる方向に配置されている。図20(b)に表したように、給電端子280は、接合部255a~255hのそれぞれと、ヒータプレート200の中心203と、を結ぶ仮想線の上に存在する。
 接合部255a、255bは、第1の領域231に配置されたヒータ電極239とバイパス層250とを接合する部分である。接合部255a、255bは、第1の領域231に対応している。接合部255aおよび接合部255bのいずれか一方は、電流がヒータエレメント230に入る部分である。接合部255aおよび接合部255bのいずれか他方は、電流がヒータエレメント230から出る部分である。
 接合部255c、255dは、第2の領域232に配置されたヒータ電極239とバイパス層250とを接合する部分である。接合部255c、255dは、第2の領域232に対応している。接合部255cおよび接合部255dのいずれか一方は、電流がヒータエレメント230に入る部分である。接合部255cおよび接合部255dのいずれか他方は、電流がヒータエレメント230から出る部分である。
 接合部255e、255fは、第3の領域233に配置されたヒータ電極239とバイパス層250とを接合する部分である。接合部255e、255fは、第3の領域233に対応している。接合部255eおよび接合部255fのいずれか一方は、電流がヒータエレメント230に入る部分である。接合部255eおよび接合部255fのいずれか他方は、電流がヒータエレメント230から出る部分である。
 接合部255g、255hは、第4の領域234に配置されたヒータ電極239とバイパス層250とを接合する部分である。接合部255g、255hは、第4の領域234に対応している。接合部255gおよび接合部255hのいずれか一方は、電流がヒータエレメント230に入る部分である。接合部255gおよび接合部25hのいずれか他方は、電流がヒータエレメント230から出る部分である。
 接合部255a、255bは、ヒータプレート200の中心203を中心とし接合部255c、255dを通る円とは異なる円の上に存在する。接合部255a、255bは、ヒータプレート200の中心203を中心とし接合部255e、255fを通る円とは異なる円の上に存在する。接合部255a、255bは、ヒータプレート200の中心203を中心とし接合部255g、255hを通る円とは異なる円の上に存在する。
 接合部255c、255dは、ヒータプレート200の中心203を中心とし接合部255e、255fを通る円とは異なる円の上に存在する。接合部255c、255dは、ヒータプレート200の中心203を中心とし接合部255g、255hを通る円とは異なる円の上に存在する。
 接合部255e、255fは、ヒータプレート200の中心203を中心とし接合部255g、255hを通る円とは異なる円の上に存在する。
 図20(a)および図20(b)に表したように、ヒータプレート200は、リフトピン孔201を有する。図20(a)および図20(b)に表した具体例では、ヒータプレート200は、3つのリフトピン孔201を有する。リフトピン孔201の数は、「3」には限定されない。給電端子280は、リフトピン孔201からみてヒータプレート200の中心203の側の領域に設けられている。
 本具体例によれば、ヒータ電極239が、複数の領域に配置されているため、処理対象物Wの面内の温度を各領域ごとに独立して制御することができる。これにより、処理対象物Wの面内の温度に意図的に差をつけることができる(温度制御性)。
 図25(a)及び図25(b)は、本実施形態のヒータプレートの表面の形状を説明する模式図である。
 図25(a)は、本発明者が第2の支持板270の面271の形状を測定した結果の一例を例示するグラフ図である。図25(b)は、本実施形態のヒータプレート200の表面の形状を説明する模式的断面図である。
 前述したように、ヒータプレート200の各部材は、積層された状態で圧着される。このとき、図25(b)に表したように、第1の支持板210の面211(上面)には、第1の凹凸が生ずる。および第2の支持板270の面271(下面)には、第2の凹凸が生ずる。また、第1の支持板210の面213(下面)には、第3の凹凸が生ずる。第2の支持板270の面275(上面)には、第4の凹凸が生ずる。
 本発明者は、第2の支持板270の面271の形状を測定した。測定結果の一例は、図25(a)に表した通りである。図25(a)および図25(b)に表したように、第1の支持板210の面211(上面)の形状および第2の支持板270の面271の形状は、ヒータエレメント230の形状あるいはヒータエレメント230の配置にならっている。ヒータエレメント230の形状とは、ヒータエレメント230の厚さおよびヒータエレメント230の幅(ヒータ電極239の幅)をいう。
 第1の支持板210の面211の凹部211a(第1の凹凸の凹部211a)と、第2の支持板270の面271の凹部271a(第2の凹凸の凹部271a)と、の間のZ方向の距離D1は、第1の支持板210の面211の凸部211b(第1の凹凸の凸部211b)と、第2の支持板270の面271の凸部271b(第2の凹凸の凸部271b)と、の間のZ方向の距離D2よりも短い。
 第1の支持板210の面211の凹部211aと、第1の支持板210の面211の凸部211bと、の間のZ方向の距離D3(第1の支持板210の面211の凹凸高さ:第1の凹凸の高さ)は、第2の支持板270の面271の凹部271aと、第2の支持板270の面271の凸部271bと、の間のZ方向の距離D4(第2の支持板270の面271の凹凸高さ:第2の凹凸の高さ)よりも短い。つまり、第1の支持板210の面211の凹凸高さ(第1の凹凸の高さ)は、第2の支持板270の面271の凹凸高さ(第2の凹凸の高さ)よりも低い。
 第1の支持板210の面213の凹部213aと、第1の支持板210の面213の凸部213bと、の間のZ方向の距離D8(第1の支持板210の面213の凹凸高さ)は、第2の支持板270の面275の凹部275aと、第2の支持板270の面275の凸部275bと、の間のZ方向の距離D9(第2の支持板270の面275の凹凸高さ)よりも短い。つまり、第1の支持板210の面213の凹凸高さは、第2の支持板270の面275の凹凸高さよりも低い。
 第2の支持板270の面271の凹部271aの幅は、ヒータ電極239(例えば第1の導電部21)と樹脂部223(例えば第1の樹脂部221)との間の領域の幅と同程度である。第2の支持板270の面271の凹部271aの幅は、例えば、隣り合うヒータ電極239と樹脂部の間の領域の幅の0.25倍以上2.5倍以下である。
 第2の支持板270の面271の凸部271bの幅は、例えば、ヒータ電極239の幅と同程度、または、樹脂部223の幅と同程度である。第2の支持板270の面271の凸部271bの幅は、例えば、ヒータ電極239の幅の0.8倍以上1.2倍以下である。
 また、第2の支持板270の面271の凹凸高さD4は、ヒータエレメント230の厚さ(ヒータ電極239の厚さ)と同程度、または、樹脂部223の厚さと同程度である。第2の支持板270の凹凸高さD4は、例えば、ヒータエレメント230の厚さの0.8倍以上1.2倍以下である。
 同様に、第1の支持板210の面211の凹部211aの幅は、ヒータ電極239(例えば第1の導電部21)と樹脂部223(例えば第1の樹脂部221)との間の領域の幅と同程度である。第1の支持板210の面211の凸部211bの幅は、ヒータ電極239の幅と同程度、または、樹脂部223の幅と同程度である。一方、第1の支持板210の面211の凹凸高さD3は、ヒータエレメント230の厚さよりも低い。
 第2の支持板270の面271の高さは、凸部271bから隣接する凹部271aに向かって、なだらかに変化する。第2の支持板270の面271の高さは、例えば、凸部271bの幅方向の中心から、隣接する凹部271aの幅方向の中心に向かって連続的に減少する。凸部271bの幅方向の中心とは、より詳しくは、面271のうちのヒータ電極239の幅方向の中心とZ方向において重なる位置、または、面271のうち樹脂部223の幅方向の中心とZ方向において重なる位置である。凹部271aの幅方向の中心とは、より詳しくは、面271のうちの隣り合うヒータ電極239と樹脂部223との間の領域の幅方向の中心とZ方向において重なる位置である。
 このように、第2の支持板270の面271の高さは、ヒータ電極239や樹脂部223と重なる部分を頂点とし、ヒータ電極239や樹脂部223と重ならない部分を最下点とする波状に変化する。同様に、第1の支持板210の面211の高さは、ヒータ電極239や樹脂部223と重なる部分を頂点とし、ヒータ電極239や樹脂部223と重ならない部分を最下点とする波状に変化する。
 本実施形態によれば、第1の支持板210の面211が第1の凹凸を有するため、第1の支持板210とヒータエレメント230との間の接着面積をより広くすることができ、第1の支持板210とヒータエレメント230との間の接着強度を向上させることができる。また、その第1の凹凸によって、第1の支持板210と接着剤403との接着面積もより広くすることができる。これにより、第1の支持板210と接着剤403との接合強度も向上させることができる。また、第1の支持板210が凹凸を有することにより、第1の支持板210の剛性が高くなる。このため、第1の支持板210が薄くてもヒータプレート200の反りや変形を低減することができる。これにより、例えば一般に背反の関係にある、「ヒータプレートの反りの低減」と、高スループットに影響する「熱容量の低減」と、を両立することができる。また、第2の支持板270の面271が第2の凹凸を有するため、第2の支持板270とバイパス層250との間の接着面積をより広くすることができ、第2の支持板270とバイパス層250との間の接着強度を向上させることができる。また、その第2の凹凸によって、第2の支持板270と接着剤403との接着面積もより広くすることができる。これにより、第2の支持板270と接着剤403との接合強度も向上させることができる。また、第2の支持板270が凹凸を有することにより、第2の支持板270の剛性が高くなる。このため、第2の支持板270が薄くてもヒータプレート200の反りや変形を低減することができる。これにより、例えば一般に背反の関係にある、「ヒータプレートの反りの低減」と、高スループットに影響する「熱容量の低減」と、を両立することができる。さらに、第1の支持板210の面211が第1の凹凸を有するため、ヒータエレメント230と処理対象物Wとの間の距離をより短くすることができる。これにより、処理対象物Wの温度を上昇させる速度を向上させることができる。
 なお、例えば圧着条件や積層体の構成(材料など)によって、第1、2の凹凸高さを制御することができる。
 また、ヒータエレメント230は発熱するため、ヒータエレメント230自体に熱歪が生じやすい。これに対して、図25(b)に示した具体例では、ヒータエレメント230側に位置する第1の支持板210における凹凸(歪)は、バイパス層250側に位置する第2の支持板270における凹凸(歪)よりも小さい。熱歪が生じやすいヒータエレメント230側の構造的な歪を小さくすることにより、熱歪による応力によってヒータプレート全体に掛かる負荷を抑制することができる。
 図26(a)及び図26(b)は、本実施形態の変形例にかかる静電チャックを表す模式的断面図である。
 図26(a)は、本実施形態の変形例にかかる静電チャックを表す模式的断面図である。図26(b)は、本変形例のヒータプレートを表す模式的断面図である。図26(a)および図26(b)は、例えば図1に表した切断面A1-A1における模式的断面図に相当する。
 図26(a)に表した静電チャック10aは、セラミック誘電体基板100と、ヒータプレート200aと、べースプレート300と、を備える。セラミック誘電体基板100およびべースプレート300は、図1および図2に関して前述した通りである。
 図26(b)に表したように、本具体例のヒータプレート200aは、複数のヒータエレメントを有する。図26(b)に表したヒータプレート200aは、第1の樹脂層220と、第1のヒータエレメント(発熱層)230aと、第2の樹脂層240と、第2のヒータエレメント(発熱層)230bと、第3の樹脂層260と、バイパス層250と、第4の樹脂層290と、第2の支持板270と、を有する。
 第1の樹脂層220は、第1の支持板210と、第2の支持板270と、の間に設けられている。第1のヒータエレメント230aは、第1の樹脂層220と、第2の支持板270と、の間に設けられている。第2の樹脂層240は、第1のヒータエレメント230aと、第2の支持板270と、の間に設けられている。第2のヒータエレメント230bは、第2の樹脂層240と、第2の支持板270と、の間に設けられている。第3の樹脂層260は、第2のヒータエレメント230bと、第2の支持板270と、の間に設けられている。バイパス層250は、第3の樹脂層260と、第2の支持板270と、の間に設けられている。第4の樹脂層290は、バイパス層250と、第2の支持板270と、の間に設けられている。つまり、本具体例では、第1のヒータエレメント230aは、第2のヒータエレメント230bとは異なる層に独立した状態で設けられている。
 第1の支持板210と、第1の樹脂層220と、第2の樹脂層240と、第3の樹脂層260と、バイパス層250と、第2の支持板270と、のそれぞれの材料、厚さ、および機能は、図3~図5及び図15に関して前述した通りである。第1のヒータエレメント230aおよび第2のヒータエレメント230bのそれぞれの材料、厚さ、および機能は、図3~図5に関して前述したヒータエレメント230と同じである。第4の樹脂層290は、図3~図5に関して前述した第1の樹脂層220と同じである。
 ヒータプレート200aは、図6等に関して説明したヒータプレート200と同様に、樹脂部223(図26において不図示)を含む。各樹脂部223は、第1のヒータエレメント230aの隣合う2つのヒータ電極間、及び、第2のヒータエレメント230bの隣合う2つのヒータ電極間に設けられる。
 本変形例によれば、第1のヒータエレメント230aが第2のヒータエレメント230bとは異なる層において独立して配置されているため、処理対象物Wの面内の温度を所定の領域ごとに独立して制御することができる。
 図27(a)、図27(b)及び図28は、本実施形態の第1の支持板の変形例を表す模式的平面図である。
 図29は、本変形例のヒータプレートを表す模式的断面図である。
 図27(a)は、第1の支持板が複数の支持部に分割された一例を表す。図27(b)及び図28は、第1の支持板が複数の支持部に分割された他の一例を表す。
 図29では、説明の便宜上、図27(a)に表したヒータプレートと、第1の支持板の上面の温度のグラフ図と、を併せて表している。図29に表したグラフ図は、第1の支持板の上面の温度の一例である。図29に表したグラフ図の横軸は、第1の支持板210aの上面の位置を表している。図29に表したグラフ図の縦軸は、第1の支持板210aの上面の温度を表している。なお、図29では、説明の便宜上、樹脂部223、バイパス層250および第3の樹脂層260を省略している。
 図27(a)および図27(b)に表した変形例では、第1の支持板210aは、複数の支持部に分割されている。より具体的には、図27(a)に表した変形例では、第1の支持板210aは、同心円状に複数の支持部に分割され、第1の支持部216と、第2の支持部217と、第3の支持部218と、第4の支持部219と、を有する。図27(b)に表した変形例では、第1の支持板210bは、同心円状かつ放射状に複数の支持部に分割され、第1の支持部216aと、第2の支持部216bと、第3の支持部216cと、第4の支持部216dと、第5の支持部216eと、第6の支持部216fと、第7の支持部217aと、第8の支持部217bと、第9の支持部217cと、第10の支持部217dと、第11の支持部217eと、第12の支持部217fと、を有する。
 図28に表した変形例において、第1の支持板210cは、さらに多くの支持部を有する。図26の第1の支持板210cでは、図27(a)で示した第1の支持部216が、さらに4つの支持部216a~216dに分割されている。また、図27(a)で示した第2の支持部217が、さらに8つの支持部217a~217hに分割されている。また、図27(a)で示した第3の支持部218が、さらに8つの領域218a~218hに分割されている。そして、図27(a)で示した第4の支持部219が、さらに16の支持部219a~219pに分割されている。このように、第1の支持板210に設けられる支持部の数及び形状は、任意でよい。
 第1の樹脂層220と、ヒータエレメント230と、第2の樹脂層240と、バイパス層250と、第3の樹脂層260と、第2の支持板270と、給電端子280と、のそれぞれは、図3~図5及び図15に関して前述した通りである。
 図27(a)~図29に関する以下の説明では、図27(a)に表した第1の支持板210aを例に挙げる。図29に表したように、第1の支持部216は、ヒータエレメント230の第1の領域231の上に設けられ、ヒータエレメント230の第1の領域231に対応している。第2の支持部217は、ヒータエレメント230の第2の領域232の上に設けられ、ヒータエレメント230の第2の領域232に対応している。第3の支持部218は、ヒータエレメント230の第3の領域233の上に設けられ、ヒータエレメント230の第3の領域233に対応している。第4の支持部219は、ヒータエレメント230の第4の領域234の上に設けられ、ヒータエレメント230の第4の領域234に対応している。
 第1の支持部216は、第2の支持部217とは電気的に接合されていない。第2の支持部217は、第3の支持部218とは電気的に接合されていない。第3の支持部218は、第4の支持部219とは電気的に接合されていない。
 本変形例によれば、第1の支持板210a、210b、210cの面内において意図的に径方向の温度差を設けることができる(温度制御性)。例えば図29に表したグラフ図のように、第1の支持部216から第4の支持部219にわたってステップ状に温度差を設けることができる。これにより、処理対象物Wの面内において意図的に温度差を設けることができる(温度制御性)。
 本実施形態に係るヒータプレート200の構造について、図面を参照しつつ、さらに説明する。
 図30(a)~図30(d)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。
 図30(a)は、ヒータエレメント230の一部を表し、図30(b)は、バイパス層250の一部を表す。また、図30(c)は、ヒータエレメント230及びバイパス層250の一部を表し、図30(d)は、ヒータエレメント230及びバイパス層250の変形例を表す。
 図30(a)及び図30(c)に表したように、各ヒータ電極239のそれぞれは、第1面P1(上面)と、第2面P2(下面)と、を有する。例えば、第1の導電部21は、上面21U(第1面P1)と、下面21L(第2面P2)と、を有する。
 第1面P1の幅W1は、第2面P2の幅W2と異なる。この例において、第1面P1の幅W1は、第2面P2の幅W2よりも狭い。すなわち、ヒータ電極239の幅は、上方(セラミック誘電体基板100側)に向かうほど狭くなる。
 図30(b)及び図30(c)に表したように、バイパス部251(バイパス層250)は、第3の導電部23と、第4の導電部24と、を有する。第4の導電部24は、面内方向Dp(例えばX方向)において第3の導電部23と離間している。第3の導電部23及び第4の導電部24は、バイパス部251の一部である。
 各バイパス部251のそれぞれは、第3面P3(上面)と、第4面P4(下面)と、を有する。第3面P3は、第2の樹脂層240と対向する。第4面P4は、第3面P3と反対側を向く。すなわち、第4面P4は、第3の樹脂層260と対向する。
 第3面P3の幅W3は、第4面P4の幅W4と異なる。この例において、第3面P3の幅W3は、第4面P4の幅W4よりも狭い。すなわち、バイパス部251の幅は、上方(セラミック誘電体基板100側)に向かうほど狭くなる。この例において、第3面P3の第4面P4に対する幅の大小関係は、第1面P1の第2面P2に対する幅の大小関係と同じである。
 各バイパス部251は、第3面P3と第4面P4とを接続する一対の側面SF2を有する。各側面SF2は、例えば、凹曲面状である。各側面SF2は、例えば、平面状でもよい。第3面P3と側面SF2との成す角度θ3は、第4面P4と側面SF2との成す角度θ4と異なる。また、側面SF2の表面粗さは、第3面P3及び第4面P4の少なくとも一方の表面粗さよりも粗い。
 ヒータプレート200は、樹脂部224をさらに有する。樹脂部224は、第3の導電部23と第4の導電部24との間に設けられる。換言すれば、樹脂部224は、各バイパス部251のそれぞれの間に設けられる。樹脂部224は、各バイパス部251の間に充填される。樹脂部224の材料は、第2の樹脂層240の材料と異なる。樹脂部224の材料は、第3の樹脂層260の材料と異なる。樹脂部224の組成は、第2の樹脂層240及び第3の樹脂層260の組成と異なる。樹脂部224の熱履歴は、第2の樹脂層240及び第3の樹脂層260の熱履歴と異なる。樹脂部224の物性(例えば融点やガラス転移点など)は、第2の樹脂層240及び第3の樹脂層260の物性と異なる。
 例えば、樹脂部224が第2の樹脂層240に含まれる成分と異なる成分を含む場合、樹脂部224の材料は第2の樹脂層240の材料と異なる。樹脂部224が第2の樹脂層240の成分と同じ成分を含む場合でも、樹脂部224における当該成分の組成比(濃度)が第2の樹脂層240における当該成分の組成比(濃度)と異なる場合、樹脂部224の材料は第2の樹脂層240の材料と異なる。また、例えば、第2の樹脂層240が複数の層を含む場合でも、当該複数の層の少なくともいずれかの材料と樹脂部224の材料とが異なる場合、樹脂部224の材料は、第2の樹脂層240の材料と異なる。樹脂部224のガラス転移点(又は融点)は、例えば、第2の樹脂層240のガラス転移点(又は融点)よりも低い。樹脂部224の材料と第3の樹脂層260の材料が異なるという場合も、上記と同様である。例えば、ポリイミドフィルム、発砲接着剤シート、シリコーン又はエポキシを含む接着剤などを用いることができる。
 樹脂部224には、例えば、ポリイミドやシリコーン、エポキシ、アクリルなどが用いられる。例えば、ポリイミドフィルム、発砲接着剤シート、シリコーン又はエポキシを含む接着剤などを用いることができる。
 第3面P3は、例えば、第2の樹脂層240に接触する。第4面P4は、例えば、第3の樹脂層260に接触する。
 静電チャック10では、第3面P3の第4面P4に対する幅の大小関係が、第1面P1の第2面P2に対する幅の大小関係と同じである。そして、静電チャック10では、第1面P1及び第3面P3の幅が、第2面P2及び第4面P4の幅よりも狭い。この場合、Z方向における熱分布のバラツキをより抑制することができる。
 なお、図30(a)~図30(c)では、バイパス層250の上にヒータエレメント230を設けている。これに限ることなく、例えば、図30(d)に表したように、ヒータエレメント230の上にバイパス層250を設けてもよい。
 図31(a)~図31(d)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。
 図31(a)及び図31(c)に表したように、この例において、第1面P1の幅W1は、第2面P2の幅W2よりも広い。すなわち、ヒータ電極239の幅は、下方(べースプレート300側)に向かうほど狭くなる。同様に、図31(b)及び図31(c)に表したように、第3面P3の幅W3は、第4面P4の幅W4よりも広い。バイパス部251の幅は、下方に向かうほど狭くなる。
 この例では、第3面P3の第4面P4に対する幅の大小関係が、第1面P1の第2面P2に対する幅の大小関係と同じであり、第1面P1及び第3面P3の幅が、第2面P2及び第4面P4の幅よりも広い。この場合には、第1面P1及び第3面P3側において熱を持ち易くするとともに、第2面P2及び第4面P4側において熱を冷まし易くし、温度追従性をより向上させることができる。また、図31(d)に表したように、バイパス層250をヒータエレメント230の上に設けてもよい。
 図32(a)~図32(d)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。
 図32(a)及び図32(c)に表したように、この例において、第1面P1の幅W1は、第2面P2の幅W2よりも狭い。一方、図32(b)及び図32(c)に表したように、第3面P3の幅W3は、第4面P4の幅W4よりも広い。この例において、第3面P3の第4面P4に対する幅の大小関係は、第1面P1の第2面P2に対する幅の大小関係と反対である。
 このように、第3面P3の第4面P4に対する幅の大小関係は、第1面P1の第2面P2に対する幅の大小関係と反対でもよい。この場合、バイパス層250の熱膨張によって加わる応力の方向を、ヒータエレメント230の熱膨張によって加わる応力の方向と逆向きにすることができる。これにより、応力の影響をより抑制することができる。なお、図32(d)に表したように、バイパス層250をヒータエレメント230の上に設けてもよい。
 図33(a)~図33(d)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。
 図33(a)~図33(c)に表したように、第1面P1の幅W1を、第2面P2の幅W2より広くし、第3面P3の幅W3を、第4面P4の幅W4より狭くしてもよい。また、図33(d)に表したように、バイパス層250をヒータエレメント230の上に設けてもよい。
 図34(a)及び図34(b)は、ヒータプレートのシミュレーション結果の一例を表す説明図である。
 図34(a)は、シミュレーションに用いたヒータ電極239のヒータパターンの一部を表す。図34(b)は、シミュレーション結果の一例を表す断面図である。
 シミュレーションでは、図34(a)に表したヒータ電極239に電流を流した時の発熱量をCAE(Computer Aided Engineering)解析した。図34(b)では、発熱量の解析結果をハッチングの濃淡で表している。図34(b)では、ハッチングの濃淡の薄い部分が温度の低いところを表し、濃くなるに従って温度が高くなることを表している。
 シミュレーションでは、ヒータ電極239において温度の高くなりやすいホットスポットHSPについてCAE解析を行った。図34(b)は、ホットスポットHSPのG1-G2線断面を表す。なお、シミュレーションモデルでは、バイパス層250が、セラミック誘電体基板100とヒータエレメント230との間に設けられている。また、第1の樹脂層220、第2の樹脂層240、及び第3の樹脂層260を便宜的に1つの層(ポリイミド層)にまとめて図示している。また、シミュレーションでは、ヒータ電極239の幅を一定とした。すなわち、シミュレーションにおいては、第1面P1の幅W1は、第2面P2の幅W2と実質的に同じである。
 ホットスポットHSPは、略円形のヒータプレート200の最外周に位置している。ホットスポットHSPは、他の部分と曲率が反転した部分である。ホットスポットHSPでは、円弧の内側の部分が、ヒータプレート200の外周側を向いている。
 円弧状に湾曲したヒータ電極239では、外側に比べて内側の方が経路が短く、抵抗も低くなる。このため、円弧状のヒータ電極239では、内側の方が外側よりも電流密度が高くなり、温度も高くなる傾向にある。従って、図34(b)に表したように、ホットスポットHSPでは、円弧の内側であるヒータプレート200の外周側の方が中心側よりも温度が高くなっている。また、ホットスポットHSPでは、他の部分と曲率が反転しているため、中心側の径の大きい部分にも比較的電流が流れやすい。このため、ホットスポットHSPでは、他の部分と比べて温度が上がり易い。
 このように、円弧状に湾曲したヒータ電極239では、内側の部分と外側の部分とで温度分布にムラが生じる。このような温度分布のムラによって、ヒータ電極239において熱歪が生じる。この際、例えば、第1の導電部21の側端部に空間部を設けることにより、こうした熱歪によって第1の樹脂層220及び第2の樹脂層240に掛かる応力を低減することができる。
 また、図34(b)に表したように、ヒータ電極239では、セラミック誘電体基板100側(上側)の方が、べースプレート300側(下側)よりも温度が高くなり易い。これは、ベースプレート300側に熱が逃げるためである。例えば、ヒータ電極239の直上に温度の高い部分が局所的に生じてしまう場合などには、図30(a)などに表したように、第1面P1の幅W1を、第2面P2の幅W2よりも狭くする。これにより、前述のように、Z方向における熱分布のバラツキを抑制することができる。例えば、ヒータ電極239の直上に温度の高い部分が局所的に生じてしまうことを抑制し、均熱性をより向上させることができる。
 図35(a)及び図35(b)は、本実施形態の給電端子の具体例を表す模式的平面図である。
 図35(a)は、本具体例の給電端子を表す模式的平面図である。図35(b)は、本具体例の給電端子の接合方法を例示する模式的平面図である。
 図35(a)および図35(b)に表した給電端子280は、ピン部281と、導線部283と、支持部285と、接合部287と、を有する。ピン部281は、ソケットなどと呼ばれる部材と接続される。ソケットは、静電チャック10の外部から電力を供給する。導線部283は、ピン部281と支持部285とに接続されている。支持部285は、導線部283と接合部287とに接続されている。図35(b)に表した矢印C14のように、接合部287は、ヒータエレメント230またはバイパス層250と接合される。
 導線部283は、給電端子280にかかる応力を緩和する。すなわち、ピン部281は、ベースプレート300に固定される。一方で、接合部287は、ヒータエレメント230またはバイパス層250と接合される。ベースプレート300と、ヒータエレメント230またはバイパス層250と、の間には、温度差が生ずる。そのため、ベースプレート300と、ヒータエレメント230またはバイパス層250と、の間には、熱膨張の差が生ずる。そのため、熱膨張の差に起因する応力が給電端子280にかかることがある。熱膨張の差に起因する応力は、例えばベースプレート300の径方向にかかる。導線部283は、この応力を緩和することができる。なお、接合部287と、ヒータエレメント230またはバイパス層250と、の接合は、溶接、レーザ光を利用した接合、半田付け、あるいはろう付けなどにより行われる。
 ピン部281の材料としては、例えばモリブデンなどが挙げられる。導線部283の材料としては、例えば銅などが挙げられる。導線部283の径D5は、ピン部281の径D8よりも小さい。導線部283の径D5は、例えば約0.3mm以上、2.0mm以下程度である。支持部285の材料としては、例えばステンレスなどが挙げられる。支持部285の厚さD6(Z方向の長さ)は、例えば約0.5mm以上、2.0mm以下程度である。接合部287の材料としては、例えばステンレスなどが挙げられる。接合部287の厚さD7(Z方向の長さ)は、例えば約0.05mm以上、0.50mm以下程度である。
 本具体例によれば、ピン部281の径D8が導線部283の径D5よりも大きいため、ピン部281は、比較的大きい電流をヒータエレメント230に供給することができる。また、導線部283の径D5がピン部281の径D8よりも小さいため、導線部283は、ピン部281よりも変形しやすく、ピン部281の位置を接合部287の中心からずらすことができる。これにより、ヒータプレート200とは異なる部材(例えばベースプレート300)に給電端子280を固定することができる。
 支持部285は、例えば、溶接、レーザ光を利用した接合、半田付け、ロウ付けなどにより導線部283および接合部287と接合されている。これにより、給電端子280にかかる応力を緩和しつつ、ヒータエレメント230またはバイパス層250に対してより広い接触面積を確保することができる。
 図36は、本実施形態のヒータプレートの変形例を表す模式的分解図である。
 図36に表したように、この例では、バイパス層250が、第1の支持板210とヒータエレメント230との間に設けられる。より詳しくは、バイパス層250が、第1の支持板210と第1の樹脂層220との間に設けられ、第3の樹脂層260が、第1の支持板210とバイパス層250との間に設けられる。
 このように、バイパス層250は、第1の支持板210とヒータエレメント230との間に設けてもよい。すなわち、バイパス層250は、ヒータエレメント230とセラミック誘電体基板100との間に設けてもよい。
 この場合においても、バイパス層250により、ヒータエレメント230から供給された熱の拡散性を向上させることができる。例えば、処理対象物Wの面内方向(水平方向)における熱拡散性を向上させることができる。これにより、例えば、処理対象物Wの面内の温度分布の均一性を向上させることができる。
 なお、バイパス層250は、例えば、第1の支持板210とヒータエレメント230との間、及び、ヒータエレメント230と第2の支持板270との間の双方に設けてもよい。すなわち、ヒータプレート200は、第1の支持板210とヒータエレメント230との間、及び、ヒータエレメント230と第2の支持板270との間のそれぞれに設けられた2つのバイパス層250を有してもよい。
 図37は、本実施形態の給電端子の変形例を表す模式的断面図である。
 この例では、実施形態に係る静電チャックは、前述の給電端子280の代わりに給電端子280aを有する。給電端子280aは、給電部(本体部)281aと、端子部281bと、を有する。給電端子280aは、例えば、コンタクトプローブである。
 例えば、ベースプレート300には、孔390が設けられる。筒状のスリーブ283aは、孔390に対して固定される。給電端子280aは、スリーブ283aの内部に設けられ、例えば螺合などによりベースプレート300に対して固定される。
 給電部281aには、ヒータエレメント230に外部から電力を供給するソケット285aを接続することができる。
 端子部281bは、給電端子280aの先端に設けられ、ヒータエレメント230又はバイパス層250に接触する。端子部281bは、給電部281aに対して摺動可能であり、給電端子280aは伸縮可能である。また、給電端子280aは、給電部281aに対して固定されたバネを内部に有する。端子部281bは、そのバネにより、給電端子280aが伸びるように付勢されている。
 端子部281bは、ヒータプレート200(ヒータエレメント230又はバイパス層250)に押圧される。このとき、給電端子280aは、バネの弾性力に抗して縮んだ状態である。言い換えれば、端子部281bは、バネの弾性力によってヒータエレメント230又はバイパス層250へ向かう方向に付勢され、押し当てられている。これにより、ソケット285aは、給電端子280aを介して、ヒータエレメント230又はバイパス層250と電気的に接続される。ヒータエレメント230又はバイパス層250には、給電端子280a及びソケット285aを介して、外部から電力が供給される。
 このような給電端子280aを用いた場合は、給電端子を溶接などで接合する場合に比べて、給電のために設けられる孔(ベースプレート300の孔390や、第2の支持板270の孔273)の径を小さくすることができる。
 図38は、本発明の他の実施の形態にかかるウェーハ処理装置を表す模式的断面図である。
 本実施形態にかかるウェーハ処理装置500は、処理容器501と、上部電極510と、図1~図37に関して前述した静電チャック(例えば、静電チャック10)と、を備えている。処理容器501の天井には、処理ガスを内部に導入するための処理ガス導入口502が設けられている。処理容器501の底板には、内部を減圧排気するための排気口503が設けられている。また、上部電極510および静電チャック10には高周波電源504が接続され、上部電極510と静電チャック10とを有する一対の電極が、互いに所定の間隔を隔てて平行に対峙するようになっている。
 本実施形態にかかるウェーハ処理装置500において、上部電極510と静電チャック10との間に高周波電圧が印加されると、高周波放電が起こり処理容器501内に導入された処理ガスがプラズマにより励起、活性化されて、処理対象物Wが処理されることになる。尚、処理対象物Wとしては、半導体基板(ウェーハ)を例示することができる。但し、処理対象物Wは、半導体基板(ウェーハ)には限定されず、例えば、液晶表示装置に用いられるガラス基板等であってもよい。
 高周波電源504は、静電チャック10のベースプレート300と電気的に接続される。ベースプレート300には、前述のように、アルミニウムなどの金属材料が用いられる。すなわち、ベースプレート300は、導電性を有する。これにより、高周波電圧は、上部電極410とベースプレート300との間に印加される。
 また、この例のウェーハ処理装置500では、ベースプレート300が、第1の支持板210及び第2の支持板270と電気的に接続されている。これにより、ウェーハ処理装置500では、第1の支持板210と上部電極510との間、及び、第2の支持板270と上部電極510との間にも高周波電圧が印加される。
 このように、各支持板210、270と上部電極510との間に高周波電圧を印加する。これにより、ベースプレート300と上部電極510との間のみに高周波電圧を印加する場合に比べて、高周波電圧を印加する場所を処理対象物Wにより近付けることができる。これにより、例えば、より効率的かつ低電位でプラズマを発生させることができる。
 ウェーハ処理装置500のような構成の装置は、一般に平行平板型RIE(Reactive Ion Etching)装置と呼ばれるが、本実施形態にかかる静電チャック10は、この装置への適用に限定されるわけではない。例えば、ECR(Electron Cyclotron Resonance) エッチング装置、誘電結合プラズマ処理装置、ヘリコン波プラズマ処理装置、プラズマ分離型プラズマ処理装置、表面波プラズマ処理装置、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition )装置などのいわゆる減圧処理装置に広く適応することができる。また、本実施形態にかかる静電チャック10は、露光装置や検査装置のように大気圧下で処理や検査が行われる基板処理装置に広く適用することもできる。ただし、本実施形態にかかる静電チャック10の有する高い耐プラズマ性を考慮すると、静電チャック10をプラズマ処理装置に適用させることが好ましい。尚、これらの装置の構成の内、本実施形態にかかる静電チャック10以外の部分には公知の構成を適用することができるので、その説明は省略する。
 図39は、本発明の他の実施の形態にかかるウェーハ処理装置の変形例を表す模式的断面図である。
 図39に表したように、高周波電源504は、第1の支持板210と上部電極510との間、及び、第2の支持板270と上部電極510との間のみに電気的に接続してもよい。この場合にも、高周波電圧を印加する場所を処理対象物Wに近付け、効率的にプラズマを発生させることができる。
 図40は、本発明の他の実施の形態にかかるウェーハ処理装置の変形例を表す模式的断面図である。
 図40に表したように、この例では、高周波電源504が、ヒータエレメント230と電気的に接続されている。このように、高周波電圧は、ヒータエレメント230と上部電極510との間に印加してもよい。この場合にも、高周波電圧を印加する場所を処理対象物Wに近付け、効率的にプラズマを発生させることができる。
 高周波電源504は、例えば、各給電端子280を介してヒータエレメント230と電気的に接続する。例えば、高周波電圧をヒータエレメント230の複数の領域(例えば、図21(a)に表した第1の領域231~第4の領域234)に選択的に印加する。これにより、高周波電圧の分布を制御することができる。
 高周波電源504は、例えば、第1の支持板210と第2の支持板270とヒータエレメント230とに電気的に接続してもよい。高周波電圧は、第1の支持板210と上部電極510との間、第2の支持板270と上部電極510との間、及び、ヒータエレメント230と上部電極510との間のそれぞれに印加してもよい。
 以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、ヒータプレート200、200a、200bなどが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などやヒータエレメント230、第1のヒータエレメント230a、第2のヒータエレメント230b、およびバイパス層250の設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
 また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
 10 静電チャック、 10a 静電チャック、 21 第1の導電部、 21L 下面、 21U 上面、 21a 側端部、 21b 側端部、 22 第2の導電部、 22a 側端部、 23 第3の導電部、 23a 空間部、 23b 空間部、 23c 空間部、24 第4の導電部、 25h 接合部、 100 セラミック誘電体基板、 101 第1主面、 102 第2主面、 107 第1誘電層、 109 第2誘電層、 111 電極層、 113 凸部、 115 溝、 200、200a ヒータプレート、 201 リフトピン孔、 203 中心、 210、210a、210b、210c 第1の支持板、 211 面、 211a 凹部、 211b 凸部、 213 面、 213a 凹部、 213b 凸部、 216 第1の支持部、 216a 第1の支持部、 216b 第2の支持部、 216c 第3の支持部、 216d 第4の支持部、 216e 第5の支持部、 216f 第6の支持部、 217 第2の支持部、 217a 第7の支持部、 217b 第8の支持部、 217c 第9の支持部、 217d 第10の支持部、 217e 第11の支持部、 217f 第12の支持部、 218 第3の支持部、 219 第4の支持部、 220 第1の樹脂層、 221 第1の樹脂部、 221a、221b 側端部、 222 第2の樹脂部、222a 側端部、 223、224 樹脂部、 230、230a、230b ヒータエレメント、 231 第1の領域、 231a 第1の領域、 231b 第2の領域、 231c 第3の領域、 231d 第4の領域、 231e 第5の領域、 231f 第6の領域、 232 第2の領域、 232a 第7の領域、 232b 第8の領域、 232c 第9の領域、 232d 第10の領域、 232e 第11の領域、 232f 第12の領域、 233 第3の領域、 234 第4の領域、 235 離間部分、 239 ヒータ電極、 240 第2の樹脂層、 241 孔、 250 バイパス層、 251 バイパス部、 251a 面、 253 切り欠き部、 255a、255b、255c、255d、255e、255f、255g、255h 接合部、 257 離間部分、 259 中心、 260 第3の樹脂層、 261 孔、 270 支持板、 271 面、 271a 凹部、 271b 凸部、 273 孔、 275 面、 275a 凹部、 275b 凸部、 280、280a 給電端子、 290 第4の樹脂層、 300 ベースプレート、 301 連通路、 303 下面、 321 導入路、 403 接着剤、 500 ウェーハ処理装置、 Cp1 中央部、 Ep1、Ep2 端部、 HSP ホットスポット、 P1~P4 第1~第4面、 Pt1~Pt4 頂点、 S1、S2 側面、 SP1~SP4 第1~第4の支持部、 W 処理対象物

Claims (29)

  1.  処理対象物が載置されるセラミック誘電体基板と、
     積層方向において前記セラミック誘電体基板と離れた位置に設けられ前記セラミック誘電体基板を支持するベースプレートと、
     前記セラミック誘電体基板と前記ベースプレートとの間に設けられたヒータプレートと、
     を備え、
     前記ヒータプレートは、
      前記セラミック誘電体基板と前記ベースプレートとの間に設けられ金属を含む第1の支持板と、
      前記第1の支持板と前記ベースプレートとの間に設けられ金属を含む第2の支持板と、
      前記第1の支持板と前記第2の支持板との間に設けられた第1の樹脂層と、
      前記第1の樹脂層と前記第2の支持板との間に設けられた第2の樹脂層と、
      前記第1の樹脂層と前記第2の樹脂層との間に設けられた樹脂部と、
      前記第1の樹脂層と前記第2の樹脂層との間に設けられ、第1の導電部と、前記積層方向に対して垂直な面内方向において前記第1の導電部と離間した第2の導電部と、を有し、電流が流れることにより発熱するヒータエレメントと、
      前記第1の導電部の前記面内方向における第1の側端部と、前記第1の樹脂層と、前記第2の樹脂層と、前記樹脂部と、によって区画された第1の空間部と、
     を有し、
     前記第1の樹脂層は、前記第1の導電部と前記第2の導電部との間において、前記第2の樹脂層と、前記樹脂部を介して接していることを特徴とする静電チャック。
  2.  前記第1の導電部は、前記面内方向において前記第1の側端部と離間した第2の側端部を有し、
     前記ヒータプレートは、少なくとも前記第2の側端部、前記第1の樹脂層及び前記第2の樹脂層によって区画された第2の空間部を有することを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
  3.  前記第1の空間部の前記積層方向に沿った長さは、前記第1の導電部の前記積層方向に沿った長さ以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の静電チャック。
  4.  前記第1の樹脂層は、前記第1の導電部と前記樹脂部との間において、前記第2の樹脂層と離れたことを特徴とする請求項1~3のいずれか1つに記載の静電チャック。
  5.  前記積層方向に対して平行な断面において、前記第1の空間部の形状は、4つの頂点を有することを特徴とする請求項1~4のいずれか1つに記載の静電チャック。
  6.  前記第1の支持板は、前記第2の支持板と電気的に接合されたことを特徴とする請求項1~5のいずれか1つに記載の記載の静電チャック。
  7.  前記第1の支持板が前記第2の支持板と接合された領域の面積は、前記第1の支持板の上面の面積よりも狭く、前記第2の支持板の下面の面積よりも狭いことを特徴とする請求項1~6のいずれか1つに記載の静電チャック。
  8.  前記樹脂部は、前記第1の樹脂層の材料とは異なる材料を含むことを特徴とする請求項1~7のいずれか1つに記載の静電チャック。
  9.  前記第1の樹脂層の厚さは、前記第1導電部の厚さ以下であることを特徴とする請求項1~8のいずれか1つに記載の静電チャック。
  10.  前記第1の空間部は、
      前記面内方向における中央部と、
      前記面内方向における端部と、
     を含み、
     前記中央部の前記積層方向に沿った幅は、前記端部の前記積層方向に沿った幅よりも狭いことを特徴とする請求項1~9のいずれか1つに記載の静電チャック。
  11.  前記第1の導電部の上面の前記面内方向に沿った長さは、前記第1の導電部の下面の前記面内方向に沿った長さとは異なることを特徴とする請求項1~10のいずれか1つに記載の静電チャック。
  12.  前記第1の導電部の下面の前記面内方向に沿った前記長さは、前記第1の導電部の上面の前記面内方向に沿った前記長さよりも長いことを特徴とする請求項11記載の静電チャック。
  13.  前記第1の導電部の上面の前記面内方向に沿った前記長さは、前記第1の導電部の下面の前記面内方向に沿った前記長さよりも長いことを特徴とする請求項11記載の静電チャック。
  14.  前記積層方向に対して平行な断面において、前記第1の導電部の側面は、曲線状であることを特徴とする請求項1~13のいずれか1つに記載の静電チャック。
  15.  前記第1の導電部の上面と前記第1の導電部の側面との間の角度は、前記第1の導電部の下面と前記第1の導電部の側面との間の角度と異なることを特徴とする請求項1~14のいずれか1つに記載の静電チャック。
  16.  前記第1の導電部の側面は、前記第1の導電部の上面及び前記第1の導電部の下面の少なくともいずれかよりも粗いことを特徴とする請求項1~15のいずれか1つに記載の静電チャック。
  17.  前記ヒータエレメントは、帯状のヒータ電極を有し、
     前記ヒータ電極は、複数の領域において互いに独立した状態で設けられたことを特徴とする請求項1~16のいずれか1つに記載の静電チャック。
  18.  前記ヒータエレメントは、複数設けられ、
     前記複数の前記ヒータエレメントは、互いに異なる層に独立した状態で設けられたことを特徴とする請求項1~17のいずれか1つに記載の静電チャック。
  19.  前記第1の支持板は、
      前記積層方向において前記第1の導電部と並ぶ第1の支持部と、
      前記積層方向において前記第1の空間部と並ぶ第2の支持部と、
     を含み、
     前記第2の支持板は、
      前記積層方向において前記第1の導電部と並ぶ第3の支持部と、
      前記積層方向において前記第1の空間部と並ぶ第4の支持部と、
     を含み、
     前記第2の支持部と前記第4の支持部との間の距離は、前記第1の支持部と前記第3の支持部との間の距離よりも短いことを特徴とする請求項1~18のいずれか1つに記載の静電チャック。
  20.  前記第1の支持板は、
      前記積層方向において前記第1の導電部と並ぶ第1の支持部と、
      前記積層方向において前記第1の空間部と並ぶ第2の支持部と、
     を含み、
     前記第2の支持板は、
      前記積層方向において前記第1の導電部と並ぶ第3の支持部と、
      前記積層方向において前記第1の空間部と並ぶ第4の支持部と、
     を含み、
     前記第2の支持部と前記第4の支持部との間の距離は、前記第1の支持部と前記第3の支持部との間の距離と実質的に同じであることを特徴とする請求項1~18のいずれか1つに記載の静電チャック。
  21.  前記ヒータエレメントと、前記第2の支持板と、の間に設けられ導電性を有するバイパス層をさらに備えたことを特徴とする請求項1~20のいずれか1つに記載の静電チャック。
  22.  前記バイパス層の上面の幅に対する前記バイパス層の下面の幅の大小関係は、前記第1の導電部の上面の幅に対する前記第1の導電部の下面の幅の大小関係と同じであることを特徴とする請求項21記載の静電チャック。
  23.  前記バイパス層の上面の幅に対する前記バイパス層の下面の幅の大小関係は、前記第1の導電部の上面の幅に対する前記第1の導電部の下面の幅の大小関係と反対であることを特徴とする請求項21記載の静電チャック。
  24.  前記ヒータエレメントは、前記バイパス層と電気的に接続され、
     前記ヒータエレメント及び前記バイパス層は、前記第1の支持板及び前記第2の支持板と絶縁されたことを特徴とする請求項21~23のいずれか1つに記載の静電チャック。
  25.  前記第1の支持板の上面の面積は、前記第2の支持板の下面の面積よりも広いことを特徴とする請求項1~24のいずれか1つに記載の静電チャック。
  26.  前記ヒータプレートから前記ベースプレートに向かって設けられ、前記ヒータプレートに電力を供給する給電端子をさらに備えたことを特徴とする請求項1~25のいずれか1つに記載の静電チャック。
  27.  前記給電端子は、
      外部から電力を供給するソケットと接続されるピン部と、
      前記ピン部よりも細い導線部と、
      前記導線部と接続された支持部と、
      前記支持部と接続され前記ヒータエレメントと接合された接合部と、
     を有することを特徴とする請求項26記載の静電チャック。
  28.  前記ヒータプレートから前記ベースプレートに向かって設けられ、前記ヒータプレートに電力を供給する給電端子をさらに備え、
     前記給電端子は、
      外部から電力を供給するソケットと接続されるピン部と、
      前記ピン部よりも細い導線部と、
      前記導線部と接続された支持部と、
      前記支持部と接続され前記バイパス層と接合された接合部と、
     を有し、前記バイパス層を介して前記電力を前記ヒータエレメントに供給することを特徴とする請求項21~24のいずれか1つに記載の静電チャック。
  29.  前記ベースプレートに設けられ、前記ヒータプレートに電力を供給する給電端子をさらに備え、
     前記給電端子は、
      外部から電力を供給するソケットと接続される給電部と、
      前記給電部と接続され、前記ヒータプレートに押圧された端子部と、
     を有することを特徴とする請求項1~25のいずれか1つに記載の静電チャック。
PCT/JP2017/026299 2016-07-20 2017-07-20 静電チャック WO2018016588A1 (ja)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016142664 2016-07-20
JP2016-142664 2016-07-20
JP2017051450A JP6238098B1 (ja) 2016-07-20 2017-03-16 静電チャック
JP2017-051450 2017-03-16
JP2017140591A JP2018022887A (ja) 2016-07-20 2017-07-20 静電チャック
JP2017-140591 2017-07-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018016588A1 true WO2018016588A1 (ja) 2018-01-25

Family

ID=60992613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/026299 WO2018016588A1 (ja) 2016-07-20 2017-07-20 静電チャック

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2018016588A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110391132A (zh) * 2018-04-16 2019-10-29 芝浦机械电子株式会社 有机膜形成装置
JPWO2021039497A1 (ja) * 2019-08-29 2021-03-04

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62133721A (ja) * 1985-12-05 1987-06-16 Anelva Corp 基体ホルダ−
JPH08125001A (ja) * 1994-10-26 1996-05-17 Fuji Electric Co Ltd 静電チャック
JPH08148549A (ja) * 1994-11-22 1996-06-07 Tomoegawa Paper Co Ltd 静電チャック装置およびその作製方法
JPH1064984A (ja) * 1996-08-16 1998-03-06 Sony Corp ウエハステージ
JP2001237301A (ja) * 2000-02-22 2001-08-31 Ibiden Co Ltd 半導体製造・検査装置用セラミック基板
WO2006009030A1 (ja) * 2004-07-15 2006-01-26 Dai Nippon Printing Co., Ltd. 半導体装置及び半導体装置製造用基板並びにそれらの製造方法
JP2011009706A (ja) * 2009-05-28 2011-01-13 Sumitomo Electric Ind Ltd ヒータユニット及びそれを備えた装置
JP2011222978A (ja) * 2010-03-24 2011-11-04 Toto Ltd 静電チャック
JP2011222256A (ja) * 2010-04-08 2011-11-04 Sumitomo Electric Ind Ltd ウェハ加熱用ヒータユニットおよびそれを搭載した半導体製造装置
JP2011256072A (ja) * 2010-06-09 2011-12-22 Ngk Spark Plug Co Ltd 発熱体を有するセラミック基板及びその製造方法
JP2013229464A (ja) * 2012-04-26 2013-11-07 Shinko Electric Ind Co Ltd 静電チャック
JP2016100474A (ja) * 2014-11-21 2016-05-30 日本特殊陶業株式会社 静電チャック及びその製造方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62133721A (ja) * 1985-12-05 1987-06-16 Anelva Corp 基体ホルダ−
JPH08125001A (ja) * 1994-10-26 1996-05-17 Fuji Electric Co Ltd 静電チャック
JPH08148549A (ja) * 1994-11-22 1996-06-07 Tomoegawa Paper Co Ltd 静電チャック装置およびその作製方法
JPH1064984A (ja) * 1996-08-16 1998-03-06 Sony Corp ウエハステージ
JP2001237301A (ja) * 2000-02-22 2001-08-31 Ibiden Co Ltd 半導体製造・検査装置用セラミック基板
WO2006009030A1 (ja) * 2004-07-15 2006-01-26 Dai Nippon Printing Co., Ltd. 半導体装置及び半導体装置製造用基板並びにそれらの製造方法
JP2011009706A (ja) * 2009-05-28 2011-01-13 Sumitomo Electric Ind Ltd ヒータユニット及びそれを備えた装置
JP2011222978A (ja) * 2010-03-24 2011-11-04 Toto Ltd 静電チャック
JP2011222256A (ja) * 2010-04-08 2011-11-04 Sumitomo Electric Ind Ltd ウェハ加熱用ヒータユニットおよびそれを搭載した半導体製造装置
JP2011256072A (ja) * 2010-06-09 2011-12-22 Ngk Spark Plug Co Ltd 発熱体を有するセラミック基板及びその製造方法
JP2013229464A (ja) * 2012-04-26 2013-11-07 Shinko Electric Ind Co Ltd 静電チャック
JP2016100474A (ja) * 2014-11-21 2016-05-30 日本特殊陶業株式会社 静電チャック及びその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110391132A (zh) * 2018-04-16 2019-10-29 芝浦机械电子株式会社 有机膜形成装置
CN110391132B (zh) * 2018-04-16 2023-05-16 芝浦机械电子株式会社 有机膜形成装置
JPWO2021039497A1 (ja) * 2019-08-29 2021-03-04
WO2021039497A1 (ja) * 2019-08-29 2021-03-04 京セラ株式会社 基体構造体及び基体構造体を用いた対象物載置装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6195029B1 (ja) 静電チャック
JP6238098B1 (ja) 静電チャック
JP5962833B2 (ja) 静電チャック
JP6341457B1 (ja) 静電チャック
JP6226092B2 (ja) 静電チャック
JP6238097B1 (ja) 静電チャック
WO2018016588A1 (ja) 静電チャック
WO2017159590A1 (ja) 静電チャック
WO2018016587A1 (ja) 静電チャック
WO2016114399A1 (ja) 静電チャック

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17831104

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17831104

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1