JP2000012195A - セラミックヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極の外部取り出し位置に制約を受けにく
く、ヒータ電極層のマルチチャンネル化にも好適な静電
チャックを提供すること。 【解決手段】 ヒータ電極層４がある層Ｌ2 とは異なる
層Ｌ3 に、引き回し用導体層５，６を形成する。第１の
スルーホール１１ａ，１１ｂにより、引き回し用導体層
５，６とヒータ電極層４とを層間接続する。第１のスル
ーホール１１ａ，１１ｂとは異なる位置に形成された第
２のスルーホール１２ａ，１２ｂにより、引き回し用導
体層５と非チャック側面Ｓ2 とを層間接続する。その結
果、ヒータ電極層４の正負両極が実質的に非チャック側
面Ｓ2 から取り出される。スルーホール１１ａ，１１
ｂ，１２ａ，１２ｂを介してヒータ電極層４へ通電を行
えば、被吸着物Ｗ1 の加熱を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電チャック等に
用いられるセラミックヒータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造プロセスにおいては、シリコ
ン等からなる半導体ウェハを固定した状態でエッチング
やスパッタリング等の工程が行われる。そして、かかる
場合にはチャック装置と呼ばれる固定手段が用いられ
る。チャック装置の例としては、従来より、半導体ウェ
ハを把持具で機械的に把持するものや、半導体ウェハを
真空引きにより吸着するものが知られている。しかしな
がら、機械式チャックには半導体ウェハにおいて把持具
が当接している箇所に傷が付きやすいという欠点があ
り、真空チャックには真空環境下での使用に適さないと
いう欠点がある。このため、近年では静電気の力を利用
して半導体ウェハを吸着することにより、上記の欠点を
解消せんとした静電チャックが提案されるに至ってい
る。

【０００３】静電チャックを構成する基板の材料として
は、以前まではポリイミド等の樹脂が用いられていた。
しかしながら、近年では耐熱性の向上のためにアルミナ
等のセラミックス焼結体が用いられるようになってきて
いる。

【０００４】図６には、従来における静電チャック４１
の一例が示されている。この静電チャック４１を構成す
るセラミックス焼結体製の多層基板４２の内層には、チ
ャック電極層４３が形成されている。従って、直流電源
４４からチャック電極層４３に通電を行うことにより、
被吸着物であるシリコンウェハＷ1 がチャック側面（こ
こでは上側面）Ｓ1 に静電的にチャックされるようにな
っている。多層基板４２においてチャック電極層４３の
下層側には、図６（ｂ）に示されるように略Ｃ字状のヒ
ータ電極層４５が形成されている。ヒータ電極層４５の
一方の端部にはスルーホール４６が接続されており、他
方の端部には別のスルーホール４７が接続されている。
その結果、ヒータ電極層４５の正負両極が、実質的に非
チャック側面Ｓ2 から外部に取り出されている。正極側
のスルーホール４６のランドは別の直流電源４８のプラ
ス側に接続され、負極側のスルーホール４７のランドは
前記直流電源４８のマイナス側に接続されている。従っ
て、かかる直流電源４８からヒータ電極層４５への通電
により、ヒータ電極層４５が発熱し、シリコンウェハＷ
1 が数百℃に加熱されるようになっている。

【０００５】また、前記静電チャック４１は以下のよう
な手順で製造することができる。セラミックス粒子を含
むスラリーを調製するとともに、そのスラリーを用いて
グリーンシートをシート成形する。得られたグリーンシ
ートに必要に応じてスルーホール形成用孔を透設した
後、タングステン（Ｗ）粒子を含む導電性ペーストＰ1
を印刷・充填する。その結果、グリーンシートにスルー
ホール内導体層やヒータ電極層４５等を形成する。印刷
・充填工程を経た複数枚のグリーンシートを積層して一
体化した後、そのグリーンシート積層体を脱脂及び仮焼
成する。その後、ホットプレスによる本焼成を行った
後、外形加工、面出し、コーティング、ピンのろう付け
等の諸工程を経て、所望の静電チャック４１が完成す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の静電
チャック４１では、ヒータ電極層４５の両端部に対応し
た位置以外の位置にスルーホール４６，４７を形成する
ことができないため、電極の外部取り出し位置に制約を
受けやすい、という構造的な欠点があった。ゆえに、多
層基板４２の非チャック側面Ｓ2 における任意の位置に
て電極の外部取り出しを行いたいような場合に不便であ
った。

【０００７】また、近年においては半導体の高品質化へ
の要求が強く、静電チャック４１のチャック側面Ｓ1 の
温度をより多様にかつ細かく制御したいとの要望も高ま
りつつある。基板内における温度ばらつきが大きいと処
理ムラ等が生じやすくなり、半導体の品質低下につなが
るからである。そのため、最近では例えばヒータ電極層
４５を複数パターンに分割することによるマルチチャン
ネル化などが提案されている。

【０００８】しかし、マルチチャンネル化されたヒータ
電極層４５に各々スルーホール４６，４７を形成した場
合、電極の外部取り出し位置が非チャック側面Ｓ2 にお
ける特定の一箇所に集中せず、多数の箇所にばら付くこ
とが避けられない。また、電極の外部取り出し位置はパ
ターン分割数が増えるほど多数になるため、かかる場合
でも外部取り出し位置がより少ない数で済む構造が望ま
れていた。

【０００９】本発明は上記の課題を解決するためなされ
たものであり、その目的は、電極の外部取り出し位置に
制約を受けにくく、ヒータ電極層のマルチチャンネル化
にも好適なセラミックヒータを提供することにある。

【００１０】また、本発明の別の目的は、ヒータ電極層
をマルチチャンネル化したときでも電極の外部取り出し
位置の数が少なくて済むセラミックヒータを提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、セラミックス焼結体
製の多層基板の内層に形成されたヒータ電極層と、その
ヒータ電極層の正負両極を取り出すべく同ヒータ電極層
にそれぞれ接続されたスルーホールとを備え、これらの
スルーホールを介した前記ヒータ電極層への通電により
被吸着物の加熱を行うセラミックヒータであって、前記
ヒータ電極層がある層とは異なる層に引き回し用導体層
を形成するとともに、第１のスルーホールにより前記引
き回し用導体層と前記ヒータ電極層とを層間接続し、か
つ前記第１のスルーホールとは異なる位置に形成された
第２のスルーホールにより前記引き回し用導体層と外部
露出面とを層間接続したことを特徴とするセラミックヒ
ータをその要旨とする。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記ヒータ電極層は同一層内において複数のパター
ンに分割され、各分割パターンと前記引き回し用導体層
とは前記第１のスルーホールにより層間接続されている
とした。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２において、前記引き回し用導体層は正極側の引き回し
用導体層及び負極側の引き回し用導体層の２種であり、
それらは互いに異なる層に形成されているとした。

【００１４】以下、本発明の「作用」を説明する。請求
項１に記載の発明によると、第１のスルーホール、引き
回し用導体層及び第２のスルーホールを介してヒータ電
極層に通電を行った場合、ヒータ電極層の発熱によって
被吸着物が加熱される。また、引き回し用導体層の形成
領域内であれば、第１のスルーホールの形成位置とは異
なる任意の位置に第２のスルーホールを形成することが
可能である。従って、そのような引き回された位置から
外部露出面に電極を取り出すことが可能となり、電極の
外部取り出し位置に制約を受けにくくなる。

【００１５】また、本発明のような構造であると、例え
ばヒータ電極層を複数のパターンに分割したとしても、
正負両極となる複数の第２のスルーホールを比較的容易
に非チャック側面の一箇所に集中して配置することがで
きる。よって、本発明はヒータ電極層のマルチチャンネ
ル化に好適な構造を備えたものとなっている。

【００１６】請求項２に記載の発明によると、同一層内
において複数のパターンに分割されたヒータ電極層への
通電により、多層基板内の温度を細かく制御することが
できる。また、各々のヒータ電極層に対応する第１のス
ルーホールはヒータ電極層の分割数だけ必要であるもの
の、引き回し用導体層と外部露出面とを層間接続する第
２のスルーホールは正負両極の一対で足りる。従って、
マルチチャンネル化構造を採用したときでも電極の外部
取り出し位置が少なくて済み、外部露出面の煩雑化が未
然に防止される。

【００１７】請求項３に記載の発明によると、第１のス
ルーホールのうち正極用に割り当てられたものにより、
ヒータ電極層の一端と正極側の引き回し用導体層とが層
間接続される。さらに、その正極側の引き回し用導体層
と外部露出面とは、第２のスルーホールのうち正極用に
割り当てられたものにより層間接続される。一方、第１
のスルーホールのうち負極用に割り当てられたものによ
り、ヒータ電極層の他端と負極側の引き回し用導体層と
が層間接続される。さらに、その負極側の引き回し用導
体層と外部露出面とは、第２のスルーホールのうち負極
用に割り当てられたものにより層間接続される。

【００１８】正極用及び負極側の引き回し用導体層は、
互いに異なる層に形成されているので、それらが同一層
内に形成されている場合とは異なり、個々に広い領域を
確保することができる。従って、第２のスルーホールの
形成位置、つまり電極の外部取り出し位置をよりいっそ
う広い範囲で任意に選択することが可能になる。

【００１９】そして、マルチチャンネル化構造を採用し
たときには、外部取り出し位置の数を最小限にできるば
かりでなく、その集中化も容易に行うことができる。即
ち、本発明はヒータ電極層のマルチチャンネル化に極め
て好適な構造を備えたものとなっている。

【００２０】

【発明の実施の形態】［第１の実施形態］以下、本発明
のセラミックヒータを具体化した一実施形態の静電チャ
ック１を図１，図２に基づき詳細に説明する。

【００２１】図１，図２には、本実施形態の静電チャッ
ク１が示されている。この静電チャック１を構成してい
る多層基板２は、円盤状をした窒化アルミニウム製の焼
結体からなる。なお、説明の便宜上、この多層基板２は
４層Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 ，Ｌ4からなるものとして図示さ
れている。多層基板２の内層には、チャック電極層３、
ヒータ電極層４及び引き回し用導体層５，６が形成され
ている。

【００２２】導電性ペーストＰ1 を用いて形成されるチ
ャック電極層３は、多層基板２において最もチャック側
面Ｓ1 （図１においては上側面）に、具体的には層Ｌ2
の上面に存在している。前記チャック電極層３は、櫛歯
状に形成された正極部と櫛歯状に形成された負極部とを
互い違いに配置したものである。このようなチャック電
極層３には、チャック用の直流電源７から配線を介して
直流電流が通電される。その結果生じる静電チャック力
により、静電チャック１のチャック側面Ｓ1 に被吸着物
としてのシリコンウェハＷ1 が吸着されるようになって
いる。

【００２３】同じく導電性ペーストＰ1 を用いて形成さ
れるヒータ電極層４は、略Ｃ字状であって層Ｌ3 の上面
（即ちチャック電極層３とは異なる層Ｌ3 の上面）に存
在している。なお、本実施形態のヒータ電極層４は、同
一層Ｌ2 内において複数パターンに分割されることな
く、１つのみ形成されている。

【００２４】同じく導電性ペーストＰ1 を用いて形成さ
れる２種の引き回し用導体層５，６は、ともに矩形かつ
同形状であって、互いに隣接している。両引き回し用導
体層５，６は、チャック電極層３がある層Ｌ2 及びヒー
タ電極層４がある層Ｌ3 とは異なる層Ｌ4 の上面、つま
り同一面内に存在している。正極側の引き回し用導体層
５はヒータ電極層４の一端に対応する箇所にあり、負極
側の引き回し用導体層６はその他端に対応する箇所にあ
る。

【００２５】多層基板２の層Ｌ3 には、スルーホール形
成用孔１３内に導電性ペーストＰ1を充填してなる第１
のスルーホール１１ａ，１１ｂが一対形成されている。
正極用として割り当てられた第１のスルーホール１１ａ
は、ヒータ電極層４の一端と、正極側の引き回し用導体
層５の外周側端とを層間接続している。一方、負極用と
して割り当てられた第１のスルーホール１１ｂは、ヒー
タ電極層４の他端と、負極側の引き回し用導体層６の外
周側端とを層間接続している。

【００２６】また、多層基板２の層Ｌ4 には、スルーホ
ール形成用孔１４内に導電性ペーストＰ1 を充填してな
る第２のスルーホール１２ａ，１２ｂが一対形成されて
いる。正極用として割り当てられた第２のスルーホール
１２ａは、引き回し用導体層５の形成領域内には存在す
るものの、前記第１のスルーホール１１ａとは異なる位
置に存在している。同様に、負極側として割り当てられ
た第２のスルーホール１２ｂは、引き回し用導体層６の
形成領域内には存在するものの、前記第１のスルーホー
ル１１ｂとは異なる位置に存在している。

【００２７】なお、第２のスルーホール１２ａによって
引き回し用導体層５と非チャック側面Ｓ2 とが層間接続
され、第２のスルーホール１２ｂによって引き回し用導
体層６と非チャック側面Ｓ2 とが層間接続されている。

【００２８】そして、正極側である第２のスルーホール
１２ａのランドＴ1 には、配線を介してヒータ用の直流
電源８のプラス側が接続されている。負極側であるスル
ーホール１２ｂのランドＴ2 には、同じく配線を介して
直流電源８のマイナス側が接続されている。

【００２９】従って、直流電源８のプラス側から供給さ
れる直流電流は、配線、第２のスルーホール１２ａ、引
き出し用導体層５及び第１のスルーホール１１ａを経
て、ヒータ電極層４に供給される。ヒータ電極層４はパ
ターン全体として高抵抗に設計されているため、通電に
より発熱するようになっている。つまり、ヒータ電極層
４の通過時に多くの電気エネルギーが熱エネルギーに変
換される。ヒータ電極層４を通過した直流電流は、第１
のスルーホール１１ｂ、引き回し用導体層６、第２のス
ルーホール１２ｂ及び配線を経て、直流電源８のマイナ
ス側に戻される。そして、以上のような通電を行うこと
で静電チャック１全体の温度が上昇し、チャック側面Ｓ
1 にチャックされているシリコンウェハＷ1 が加熱され
るようになっている。スパッタリング装置用である本実
施形態の静電チャック１は、通電により５００℃程度の
温度まで加熱される。これがＣＶＤ用である場合には、
通電により８００℃程度の温度まで加熱される。

【００３０】次に、本実施形態の静電チャック１を製造
する手順の一例を紹介する。多層基板２の材料となるグ
リーンシートは、セラミックス粉末を主成分として含む
スラリーをドクターブレード法にてシート成形すること
により作製される。得られたグリーンシートの所定位置
には、必要に応じて、ドリル加工あるいは打ち抜き加工
等によりスルーホール形成用孔１３，１４が形成され
る。

【００３１】グリーンシート用のセラミックス粉末とし
ては、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化ほう素、窒化
珪素等の粉末が用いられる。そのなかでも特に窒化アル
ミニウム粉末を選択することが望ましい。窒化アルミニ
ウムからなる焼結体は、耐熱性に優れるばかりでなく、
熱伝導性や耐プラズマ性に優れるため、静電チャック１
用の材料として極めて好都合だからである。

【００３２】穴あけ加工を経たグリーンシートには、導
電性粒子としてのタングステン（Ｗ）粒子、分散溶媒、
分散剤等を含む導電性ペーストＰ1 が印刷される。前記
Ｗ粒子としては平均粒径が０．５μｍ〜１０μｍ程度の
ものが使用される。前記分散溶媒としては、α−テルピ
ネオールやグリコール等が挙げられる。これらの物質
は、単独で使用されてもよいほか、二種以上混合して使
用されてもよい。前記分散剤としては、例えば脂肪族ア
ミン塩、芳香族アミン塩、複素環アミン塩、アルキルア
ミン、ポリアルキレンポリアミン誘導体等のアニオン系
分散剤や、エステル型、エステルエーテル型、エーテル
型、含窒素型等のノニオン系分散剤が挙げられる。これ
らの物質は、単独で使用されてもよいほか、二種以上混
合して使用されてもよい。そして、Ｗ粒子、分散溶媒、
分散剤等を均一に混合してなる混合物は、三本ロール混
合機等で混練されることにより、所定の粘度及び密度の
範囲に調製された導電性ペーストＰ1 となる。もっと
も、Ｗ粒子の代わりに一炭化一タングステン（ＷＣ）粒
子を含む導電性ペーストＰ1 とすることで、ヒータ電極
層４等の抵抗値の基板内ばらつきを低減させることも可
能である。

【００３３】引き続いて行われるペースト印刷工程で
は、まず穴あけ工程を経たグリーンシートを一枚ずつ印
刷装置にセットして、印刷面にメタルマスクを配置す
る。この状態で上記の導電性ペーストＰ1 を印刷する。
その結果、スルーホール形成用孔１３，１４内にスルー
ホール内導体層が充填されてなるスルーホール１１ａ，
１１ｂ，１２ａ，１２ｂを形成する。次いで、スルーホ
ール印刷がなされたグリーンシートを今度はスクリーン
印刷機にセットし、印刷面にスクリーンマスクを配置す
る。この状態で上記の導電性ペーストＰ1 をパターン印
刷することにより、グリーンシート表面にチャック電極
層３、ヒータ電極層４、引き回し用導体層５，６を形成
する。なお、導電性ペーストＰ1 はスルーホール印刷用
のものとパターン印刷用のものとで同じ組成・密度でも
よいほか、若干異なる組成・密度であっても構わない。

【００３４】次に、ペースト印刷工程を経た複数枚のグ
リーンシートを位置決めして重ね合わせ、この状態で所
定圧力にて真空プレスを行う。その結果、各グリーンシ
ートが一体化し、グリーンシート積層体が形成される。
そして、得られたグリーンシート積層体を、常圧下にて
数十℃〜百数十℃の温度で所定時間加熱することにより
乾燥させる。もっとも、乾燥工程は積層工程の実施前に
行われてもよい。

【００３５】乾燥工程を経たグリーンシート積層体は、
本焼成工程の前にあらかじめ下記のような熱処理工程に
付すことにより、脱脂及び仮焼成される。脱脂は真空下
または窒素等の非酸化性雰囲気下にて２５０℃〜７００
℃の温度で行われる。２５０℃未満の温度であると、脱
脂が不十分になって残炭量の低減につながらないからで
ある。

【００３６】仮焼成は窒素等の非酸化性雰囲気下にて９
００℃〜１６００℃の温度で行われる。９００℃未満で
あると、窒化アルミニウムがネック焼結できず、脆弱な
グリーンシート仮焼体となるおそれがある。なお、仮焼
成時の最高温度は、一炭化二タングステン（Ｗ₂ Ｃ）の
安定生成温度域よりも低い温度（即ち１２２０℃以下）
であることが好ましい。Ｗ₂ Ｃの安定生成を回避するた
めである。

【００３７】その後、熱処理工程を経て得られたグリー
ンシート仮焼体をるつぼ内に入れるとともに、必要に応
じてその周囲をセッターで包囲する。この状態のるつぼ
を焼成炉内にセットし、常法に従い１７００℃以上の温
度にて所定時間かつ所定圧力でのホットプレス焼成を実
施する。その結果、窒化アルミニウム及び導電性ペース
トＰ1 が完全に同時焼結し、チャック電極層３、ヒータ
電極層４、引き回し用導体層５，６等を備える窒化アル
ミニウム製の多層基板２が形成される。

【００３８】この後、研削機等を用いて多層基板２の外
形加工及び面出し加工を行うとともに、常法に従ってコ
ーティング及びＩ／Ｏピンのろう付け等の諸工程を実施
する。その結果、図１，図２に示されるような所望の静
電チャック１が完成する。

【００３９】従って、本実施形態によれば以下のような
効果を得ることができる。 （１）本実施形態の静電チャック１では、ヒータ電極層
４がある層Ｌ3 とは異なる層Ｌ4 に引き回し用導体層
５，６を形成している。また、第１のスルーホール１１
ａ，１１ｂにより、引き回し用導体層５，６とヒータ電
極層４とが層間接続されている。さらに、第１のスルー
ホール１１ａ，１１ｂとは異なる位置に形成された第２
のスルーホール１２ａ，１２ｂにより、引き回し用導体
層５，６と非チャック側面Ｓ2 とが層間接続されてい
る。

【００４０】このような構成であると、引き回し用導体
層５，６の形成領域内であれば、第１のスルーホール１
１ａ，１１ｂの形成位置とは異なる任意の位置に第２の
スルーホール１２ａ，１２ｂを形成することが可能であ
る。従って、そのような引き回された位置から非チャッ
ク側面Ｓ2 に実質的に電極を取り出すことが可能とな
り、電極の外部取り出し位置に制約を受けにくくなる。

【００４１】また、このような構造であると、例えばヒ
ータ電極層４を複数のパターンに分割したとしても、正
負両極となる複数の第２のスルーホール１２ａ，１２ｂ
を比較的容易に非チャック側面Ｓ2 の一箇所に集中して
配置することができる。よって、ヒータ電極層４のマル
チチャンネル化に好適な構造を備えたものとなってい
る。

【００４２】（２）本実施形態の静電チャック１は、窒
化アルミニウム製の多層基板２からなる。従って、基板
材料を樹脂製とした場合やアルミナ製とした場合に比べ
て格段に耐熱性に優れており、５００℃以上の高温にも
耐えることができる。また、窒化アルミニウム製の多層
基板２は樹脂やアルミナ等に比べて熱伝導率が大きいた
め、シリコンウェハＷ1 を均一にムラなく加熱でき、高
品質の半導体を得ることができる。さらに、窒化アルミ
ニウムは樹脂やアルミナ等に比べて熱膨張係数が小さく
てシリコンの熱膨張係数に近いため、ヒートサイクルに
遭遇してもパーティクルを発生させにくい。従って、半
導体の製造時にウェハを汚染することもなく、このこと
により歩留まり向上及び高品質化が図られる。

【００４３】（３）本実施形態の静電チャック１では、
正極側の引き回し用導体層５及び負極側の引き回し用導
体層６の２種を、多層基板２における同一層Ｌ4 の上面
に形成している。従って、異なる層の上面にそれら５，
６を設けた構成に比べ、層数が少なくて済み、多層基板
２の肉薄化を図ることができる。 ［第２の実施形態］次に、本発明を具体化した実施形態
２の静電チャック２１を図３，図４に基づいて説明す
る。ここでは実施形態１と相違する点を主に述べ、共通
する点については同一部材番号を付すのみとしてその説
明を省略する。

【００４４】図３，図４に示されるように、本実施形態
の静電チャック２１は、５層Ｌ1 〜Ｌ5 からなる多層基
板２２を構成要素とし、かつマルチチャンネル化構造を
採用している点で前記実施形態１と異なっている。

【００４５】即ち、導電性ペーストＰ1 を用いて形成さ
れる２つのヒータ電極層４Ａ，４Ｂは、層Ｌ3 の上面
（即ちチャック電極層３とは異なる層Ｌ3 の上面）に存
在している。これらのヒータ電極層４Ａ，４Ｂは、図４
に示されるように実施形態１の略Ｃ字状のヒータ電極層
４を同一形状の２つのパターンに分割したような形状と
なっている。なお、両ヒータ電極層４Ａ，４Ｂは同一の
形状、厚さ、材質であるため、抵抗値も等しくなってい
る。

【００４６】本実施形態において正極用の引き回し用導
体層５は層Ｌ4 の上面に存在し、負極側の引き回し用導
体層６は層Ｌ5 の上面に存在している。つまり、両者
５，６が互いに異なる層Ｌ5 ，Ｌ6 に形成されている点
で、実施形態１と相違する。

【００４７】これらの引き回し用導体層５，６はともに
略円形状であって、多層基板２２の面積に匹敵する広い
面積で形成されている。図３，図４に示されるように、
正極用として割り当てられた第１のスルーホール１１ａ
は２つある。前記第１のスルーホール１１ａは、２つの
ヒータ電極層４の一端と正極側の引き回し用導体層５と
を２箇所で層間接続している。一方、負極用として割り
当てられた第１のスルーホール１１ｂも２つある。前記
第２のスルーホール１１ｂは、２つのヒータ電極層４の
他端と負極側の引き回し用導体層６の外周側端とを２箇
所で層間接続している。なお、正極側の引き回し用導体
層５において第２のスルーホール１１ｂに対応する位置
には、第２のスルーホール１１ｂよりも大径でかつ円形
状をした抜き穴Ｈ1 がそれぞれ形成されている。

【００４８】図３，図４に示されるように、この多層基
板２２にも、第２のスルーホール１２ａ，１２ｂが一対
形成されている。正極用として割り当てられた第２のス
ルーホール１２ａは、引き回し用導体層５の形成領域内
には存在するものの、前記２つの第１のスルーホール１
１ａとは異なる位置に存在している。同様に、負極側と
して割り当てられた第２のスルーホール１２ｂは、引き
回し用導体層６の形成領域内には存在するものの、前記
２つの第１のスルーホール１１ｂとは異なる位置に存在
している。

【００４９】層Ｌ4 ，Ｌ5 に形成された第２のスルーホ
ール１２ａは、引き回し用導体層５と非チャック側面Ｓ
2 とを層間接続している。層Ｌ5 に形成された第２のス
ルーホール１２ｂは、引き回し用導体層６と非チャック
側面Ｓ2 とを層間接続している。負極側の引き回し用導
体層６において第２のスルーホール１２ａに対応する位
置には、第２のスルーホール１２ａよりも大径でかつ円
形状をした抜き穴Ｈ1が形成されている。

【００５０】そして、直流電源８からの通電を行うと、
同一電圧・電流が２つのヒータ電極層４Ａ，４Ｂに印加
され、両ヒータ電極層４Ａ，４Ｂが同一の発熱量で発熱
する。その結果、静電チャック２１全体の温度が上昇
し、チャック側面Ｓ1 にチャックされているシリコンウ
ェハＷ1 が加熱されるようになっている。

【００５１】従って、本実施形態によれば、前記第１の
実施形態における上記（１）（２）に記載の効果に加え
て、以下のような効果を得ることができる。 （４）本実施形態の静電チャック２１では、ヒータ電極
層４Ａ，４Ｂは同一層Ｌ3 の上面において２つのパター
ンに分割され、各分割パターンと引き回し用導体層５，
６とは第１のスルーホール１１ａ，１１ｂにより層間接
続されている。従って、各々のヒータ電極層４Ａ，４Ｂ
への通電により、多層基板２２内の温度を細かく制御す
ることも可能である。また、各々のヒータ電極層４Ａ，
４Ｂに対応する第１のスルーホール１１ａ，１１ｂはヒ
ータ電極層４Ａ，４Ｂの分割数だけ必要であるものの、
引き回し用導体層５，６と非チャック側面Ｓ2 とを層間
接続する第２のスルーホール１２ａ，１２ｂは正負両極
の一対で足りる。従って、マルチチャンネル化構造を採
用したときでも電極の外部取り出し位置が少なくて済
み、非チャック側面Ｓ2 の煩雑化が未然に防止される。
ゆえに、この静電チャック２１は、マルチチャンネル化
に極めて好適な構造を備えたものとなっている。

【００５２】（５）本実施形態の静電チャック２１で
は、正極側の引き回し用導体層５及び負極側の引き回し
用導体層６の２種が設けられ、それら５，６は互いに異
なる層Ｌ4 ，Ｌ5 の上面に形成されている。このため、
正極用及び負極側の引き回し用導体層５，６を同一層内
に形成した実施形態１とは異なり、個々に広い領域を確
保することができる。従って、第２のスルーホール１２
ａ，１２ｂの形成位置、つまり電極の外部取り出し位置
をよりいっそう広い範囲で任意に選択することが可能に
なる。

【００５３】それゆえ、マルチチャンネル化構造を採用
した本実施形態では、外部取り出し位置の数を最小限
（即ち２つ）にできるばかりでなく、その集中化も容易
に行うことができる。即ち、この静電チャック２１は、
ヒータ電極層４Ａ，４Ｂのマルチチャンネル化に極めて
好適な構造を備えたものとなっている。

【００５４】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。 ・ 図５に示される別例の静電チャック３１のような構
成にしてもよい。この静電チャック３１を構成する多層
基板３２は、７層Ｌ1 〜Ｌ7 からなる。正極用として割
り当てられた第１のスルーホール１１ｂのうち図５の左
側のものは、いわば層Ｌ5 内にて途中で分断された状態
となっている。この多層基板３２の内部には、導体層３
３，３７及びスルーホール３４，３６が導電性ペースト
Ｐ1 を用いて形成されている。また、多層基板３２にお
ける非チャック側面Ｓ2 には、抵抗値微調整用の導体層
３５が導電性ペーストＰ1 を用いて形成されている。

【００５５】よって、ヒータ電極層４Ａを通過した直流
電流は、第１のスルーホール１１ｂの上半部、導体層３
３、スルーホール３４、抵抗値微調整用の導体層３５、
スルーホール３６、導体層３７、第１のスルーホール１
１ｂの下半部、引き回し用導体層６、第２のスルーホー
ル１２ｂ及び配線を経て、直流電源８のマイナス側に戻
されるようになっている。このように構成したものであ
ると、外部に露出している抵抗値微調整用の導体層３５
を例えばトリミングすることで、抵抗値の微調整を事後
的にかつ簡単に行うことが可能である。

【００５６】・ 前記実施形態１，２では、引き回し用
の導体層５，６が、ヒータ電極層４，４Ａ，４Ｂと非チ
ャック側面Ｓ2 との間にある層Ｌ4 ，Ｌ5 の上面に存在
していた。しかし、引き回し用の導体層５，６を、ヒー
タ電極層４，４Ａ，４Ｂと非チャック側面Ｓ2 との間に
ない層に形成することも許容される。

【００５７】・ 実施形態２のようなマルチチャンネル
化構造を採用した場合、ヒータ電極層４のパターン分割
数を２ではなく、３以上（3,4,5,6,7,8,9,10…）にして
もよい。

【００５８】・ チャック電極層３を２層以上形成した
構成を採用することで、チャック力の増大を図ってもよ
い。 ・ 本発明を具体化した静電チャック１，２１，３１
は、使用温度が−５０℃〜２５０℃である実施形態のよ
うなエッチング装置用の静電チャック１，２１，３１に
のみ具体化されるに止まらない。即ち、使用温度が１５
０℃〜２５０℃のアッシング装置用、使用温度が室温〜
５００℃のスパッタリング装置用、使用温度が４００℃
〜１０００℃のＣＶＤ装置用としても具体化されること
も可能である。特に、多層基板２，２２，３２の内層に
ＲＦ電極層を形成しておけば、プラズマＣＶＤ装置用に
好適な静電チャック１，２１，３１とすることができ
る。

【００５９】次に、特許請求の範囲に記載された技術的
思想のほか、前述した実施形態によって把握される技術
的思想を、必要に応じその効果とともに以下に列挙す
る。 （１） 請求項１〜３のいずれか１つにおいて、前記多
層基板は窒化アルミニウム焼結体製であること。従っ
て、この技術的思想１に記載の発明によれば、耐熱性や
耐久性に優れ、かつ熱伝導率が大きいため均熱性にも優
れ、しかもシリコンと熱膨張係数が近いためパーティク
ルが発生しにくいものとすることができる。

【００６０】（２） 請求項１〜３、技術的思想１のい
ずれか１つにおいて、前記引き回し用導体層は、前記ヒ
ータ電極層と外部露出面との間に層にあること。 （３） 請求項１〜３、技術的思想１，２のいずれか１
つにおいて、前記多層基板は、前記ヒータ電極層よりも
チャック側面の層にチャック電極層を備えること。

【００６１】（４） 技術的思想１〜３のいずれか１つ
において、前記多層基板は、前記ヒータ電極層よりもチ
ャック側面の層にＲＦ電極層を備えること。従って、こ
の技術的思想４に記載の発明によれば、例えばプラズマ
の安定化が必要なプラズマＣＶＤに用いる静電チャック
として好適なものとなる。

【００６２】（５） 請求項１，２において、前記引き
回し用導体層は正極側の引き回し用導体層及び負極側の
引き回し用導体層の２種であり、それらは同一層内に形
成されていること。従って、この技術的思想５に記載の
発明によれば、少ない層数で済むので多層基板の肉薄化
を図ることができる。

【００６３】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜３に記
載の発明によれば、電極の外部取り出し位置に制約を受
けにくく、ヒータ電極層のマルチチャンネル化にも好適
なセラミックヒータを提供することができる。

【００６４】請求項２，３に記載の発明によれば、上記
効果に加え、ヒータ電極層をマルチチャンネル化したと
きでも電極の外部取り出し位置の数が少なくて済むた
め、マルチチャンネル化に極めて好適なセラミックヒー
タとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した第１実施形態の静電チャッ
クの概略分解斜視図。

【図２】同じくその概略断面図。

【図３】第２実施形態の静電チャックの概略断面図。

【図４】同じくその概略分解斜視図。

【図５】別例の静電チャックの概略断面図。

【図６】（ａ）は従来の静電チャックの概略断面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図。

【符号の説明】

１，２１，３１…静電チャック、２，２２，３２…多層
基板、４，４Ａ，４Ｂ…ヒータ電極層、５…正極側の引
き回し用導体層、６…負極側の引き回し用導体層、１１
ａ，１１ｂ…第１のスルーホール、１２ａ，１２ｂ…第
２のスルーホール、Ｓ2 …非チャック側面、Ｗ1 …被吸
着物としてのシリコンウェハ。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K034 AA02 AA34 AA37 BB06 BB13 BC12 BC23 CA34 CA39 EA01 HA01 HA10 JA01 3K092 PP20 QA05 QB02 QB31 QB47 QB74 QB76 QC02 QC25 QC62 RF02 RF11 RF17 RF22 VV03 VV19 VV22

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セラミックス焼結体製の多層基板の内層に
   形成されたヒータ電極層と、そのヒータ電極層の正負両
   極を取り出すべく同ヒータ電極層にそれぞれ接続された
   スルーホールとを備え、これらのスルーホールを介した
   前記ヒータ電極層への通電により被吸着物の加熱を行う
   セラミックヒータであって、 前記ヒータ電極層がある層とは異なる層に引き回し用導
   体層を形成するとともに、第１のスルーホールにより前
   記引き回し用導体層と前記ヒータ電極層とを層間接続
   し、かつ前記第１のスルーホールとは異なる位置に形成
   された第２のスルーホールにより前記引き回し用導体層
   と外部露出面とを層間接続したことを特徴とするセラミ
   ックヒータ。
2. 【請求項２】前記ヒータ電極層は同一層内において複数
   のパターンに分割され、各分割パターンと前記引き回し
   用導体層とは前記第１のスルーホールにより層間接続さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載のセラミック
   ヒータ。
3. 【請求項３】前記引き回し用導体層は正極側の引き回し
   用導体層及び負極側の引き回し用導体層の２種であり、
   それらは互いに異なる層に形成されていることを特徴と
   する請求項１または２に記載のセラミックヒータ。