JP2017076580A - 加熱部材、静電チャック、及びセラミックヒータ - Google Patents

加熱部材、静電チャック、及びセラミックヒータ Download PDF

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Abstract

【課題】セラミック基板中の複数の導電層によって生ずる段差を小さくして、セラミック基板における剥離を抑制できる加熱部材、静電チャック、及びセラミックヒータを提供すること。【解決手段】加熱部材５は、複数のセラミック層１７が積層された構造を有するセラミック基板１３と、セラミック基板１３に埋設された抵抗発熱体１１と、セラミック基板１３の表面に配置された給電部２３と、セラミック基板１３に埋設されるとともに抵抗発熱体１１と給電部２３とを電気的に接続する給電経路Ｋとを備える。給電経路Ｋは、セラミック基板１３の厚み方向の異なる位置においてセラミック層７の平面方向に沿って配置された複数の導電層Ｘ、Ｙと、セラミック基板１３の厚み方向に沿って配置された複数のビアＶとを備えており、複数の導電層Ｘ、Ｙを厚み方向から見た場合に、その外縁Ｘａ、Ｙａの位置がずれている。【選択図】図４

Description

本発明は、例えば半導体ウェハ等の被加工物を加熱できる加熱部材と、その加熱部材を備えた静電チャック及びセラミックヒータに関するものである。
従来より、半導体製造装置では、半導体ウェハ（例えばシリコンウェハ）に対して、ドライエッチング（例えばプラズマエッチング）等の処理が行われている。このドライエッチングの精度を高めるためには、半導体ウェハを確実に固定しておく必要があるので、半導体ウェハを固定する固定手段として、静電引力によって半導体ウェハを固定する静電チャックが提案されている。
具体的には、静電チャックでは、例えば、セラミック層を積層したセラミック基板の内部に吸着用電極を有しており、吸着用電極に電圧を印加させた際に生じる静電引力を用いて、半導体ウェハをセラミック基板の一方の面（吸着面）に吸着させるようになっている。なお、静電チャックは、通常、セラミック基板の他方の面（接合面）に金属ベースが接合されている。
また、吸着面に吸着された半導体ウェハの温度を調節（加熱または冷却）する機能を有する静電チャックも知られている。例えば、セラミック基板内に発熱体（例えば線状の発熱パターン）を配置し、この発熱体によってセラミック基板を加熱することにより、吸着面上の半導体ウェハを加熱する技術も知られている。また、金属ベースに冷却用流体を流す冷却路を設け、この冷却用流体によって、セラミック基板を冷却する技術も知られている。
さらに近年では、吸着面の平面方向における温度（即ち面内温度）を均一化するために、発熱体に電力を供給する給電経路として、ランドパターンである導電層を、セラミック基板の内部に複数層（例えば２層）配置した技術が開示されている（特許文献１参照）。
この技術では、例えば厚み方向の異なる位置に配置された２層の導電層として、セラミック層に沿って平面形状（即ち厚み方向における投影形状）及び外形寸法が同様な導電層が用いられている。また、両導電層間を電気的に接続するように、厚み方向に沿ってビアが形成されている。
なお、このようにセラミック基板中に導電層を２層設ける場合には、例えば、導電層となるパターンを形成したセラミックグリーンシートを積層し、その後焼成することによってセラミック基板を作製していた。
特開２０１４−７５５２５号公報
しかしながら、上述のように、例えば２層の導電層を厚み方向における投影形状及び外形寸法が同じとなるように配置する技術では、２層の導電層を重ねて配置した箇所とその周囲の箇所とでは、２層の導電層の厚みの分だけ大きな段差が生じるので、段差の近傍ではセラミック層間に剥離が生じる恐れがあった。
つまり、導電層はセラミック層により挟まれているが、上述した段差の影響で、セラミック層間に剥離が発生する恐れがあった。
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、セラミック基板中の複数の導電層によって生ずる段差を小さくして、セラミック基板における剥離を抑制できる加熱部材、静電チャック、及びセラミックヒータを提供することにある。
（１）本発明の第１態様の加熱部材は、複数のセラミック層が積層された構造を有するセラミック基板と、前記セラミック基板に埋設された抵抗発熱体と、前記セラミック基板の表面に配置された給電部と、前記セラミック基板に埋設されるとともに前記抵抗発熱体と前記給電部とを電気的に接続する給電経路と、を備えた加熱部材において、前記給電経路は、前記セラミック基板の厚み方向の異なる位置において前記セラミック層の平面方向に沿って配置された複数の導電層と、前記セラミック基板の厚み方向に沿って配置された複数のビアとを備えており、前記複数の導電層を前記厚み方向から見た場合に、少なくとも一対の導電層の外縁の位置がずれている。
本第１態様では、複数の導電層を厚み方向から見た場合に、少なくとも一対の導電層の外縁の位置がずれているので、厚み方向において大きな段差が生じにくい。よって、セラミック層間等に剥離が生じにくい。
つまり、一対の導電層において、その外縁の位置がずれているので、ずれている部分では導電層が重なっていない。よって、導電層によって生ずる段差を小さくできる。これにより、段差によって生じ易いセラミック層同士やセラミック層と導電層との間の剥離の発生を抑制できる。
（２）本発明の第２態様の加熱部材は、前記外縁の位置がずれている一対の導電層を前記厚み方向から見た場合に、一方の導電層の外縁により画定される範囲内に他方の導電層が包含されている。
本第２態様では、一方の導電層の外縁により画定される範囲内に他方の導電層が包含されているので、他方の導電層の平面方向における広い範囲において、一方の導電層と電気的に接続されるビアを容易に設けることができる。つまり、ビアの位置の制約が少ないので、設計の自由度が向上するという利点がある。
（３）本発明の第３態様の加熱部材は、前記外縁の位置がずれている一対の導電層を前記厚み方向から見た場合に、前記抵抗発熱体側の導電層の面積が前記給電部側の導電層の面積より大きい。
本第３態様では、抵抗発熱体側の導電層の面積が給電部側の導電層の面積より大きいので、セラミック基板の抵抗発熱体側の表面において、平面方向における温度分布を均一化できるという効果がある。
（４）本発明の第４態様の加熱部材は、前記複数の導電層のうち少なくとも１層に、前記導電層を厚み方向に貫く１又は複数の抜き穴を備えている。
本第４態様では、導電層に抜き穴があるので、導電層を挟むセラミック層同士の接合性が高いという効果がある。
（５）本発明の第５態様の加熱部材は、前記複数の導電層のうち少なくとも２層に、前記導電層を厚み方向に貫く１又は複数の抜き穴を備えるとともに、前記抜き穴を備えた少なくとも２層の導電層を前記厚み方向から見た場合に、各導電層の抜き穴の位置がずれている。
本第５態様では、２層の導電層に設けられたそれぞれの抜き穴の位置がずれているので、ずれていない場合に比べて、セラミック層同士の接合性が高いという効果がある。
（６）本発明の第６態様の静電チャックは、上述した加熱部材を備えるとともに、セラミック基板に埋設された吸着用電極を備えている。
本第６態様の静電チャックでは、加熱部材によって、被加工物を加熱することができる。また、吸着用電極による静電引力によって被加工物を吸着することができる。なお、吸着用電極は加熱部材内に設けることができる。
（７）本発明の第７態様のセラミックヒータは、上述した加熱部材を備えるとともに、セラミック基板に埋設された高周波電極を備えている。
本第７態様のセラミックヒータでは、加熱部材によって、被加工物を加熱することができる。また、高周波電極（ＲＦ電極：プラズマ発生用電極）と対向する電極とによって、被加工部のプラズマ加工を行うことができる。なお、高周波電極は加熱部材内に設けることができる。
＜以下に、本発明の各構成について説明する＞
・セラミック基板としては、セラミックを主成分とする基板を採用できる。
このセラミック基板は、複数のセラミック層が積層されている構造であるので、内部に導電層等の各種の構造を容易に形成できる。なお、加熱部材、静電チャック、セラミックヒータに用いられるセラミック基板は、電気絶縁性を有するセラミック絶縁板である。
セラミック基板（従ってセラミック層）を構成する材料としては、アルミナ、イットリア（酸化イットリウム）、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化珪素、窒化珪素などといった高温焼成セラミックを主成分とする焼結体などが挙げられる。また、用途に応じて、ホウケイ酸系ガラスやホウケイ酸鉛系ガラスにアルミナ等の無機セラミックフィラーを添加したガラスセラミックのような低温焼成セラミックを主成分とする焼結体を選択してもよいし、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ストロンチウムなどの誘電体セラミックを主成分とする焼結体を選択してもよい。
・給電部は、外部からの給電を受ける導体部分であり、例えばセラミック基板の一方の面（例えば被加工物を加熱する側とは逆の表面）に設けられたメタライズ層等を採用できる。
・給電経路は、セラミック基板内にて抵抗発熱体と給電部とを電気的に接続する導体部分であり、導電層やビア等から構成することができる。
・ビアは、セラミック基板内にてセラミック基板の厚み方向に延びて、厚み方向の一方又は両方の導電層等の導体部分に電気的に接続する導体部分である。
・抵抗発熱体は、電流を流すことにより、その抵抗に応じて発熱する周知の発熱体である。この抵抗発熱体の材料としては、例えばＮｉ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、二珪化モリブデン等の周知の材料を使用できる。
・吸着用電極、高周波電極、導電層、給電部、ビアを構成する導体の材料としては、周知の材料を利用できるが、例えば下記材料を使用できる。
例えば、セラミック基板がいわゆる高温焼成セラミック（例えばアルミナ等）から構成される場合には、導体中の金属粉末として、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）等やそれらの合金が選択可能である。セラミック基板がいわゆる低温焼成セラミック（例えばガラスセラミック等）から構成される場合には、導体中の金属粉末として、銅（Ｃｕ）または銀（Ａｇ）等やそれらの合金が選択可能である。また、セラミック基板が高誘電率セラミック（例えばチタン酸バリウム等）から構成される場合には、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）等やそれらの合金が選択可能である。
なお、抵抗発熱体、吸着用電極、高周波電極、導電層は、金属粉末を含む導体ペーストを用い、従来周知の手法、例えば印刷法等により塗布された後、焼成することで形成することができる。
第１実施形態の静電チャックを一部破断して示す斜視図である。 第１実施形態の静電チャックを厚み方向に破断してその断面を示す断面図である。 第１実施形態の静電チャックの加熱部材の構成を表す上面図である。 （ａ）は第１実施形態の第１導電層を示す平面図、（ｂ）はその第２導電層を示す平面図である。 図２における第１、第２導電層の一部の外縁の近傍を拡大して示す断面図である。 静電チャックの加熱部材における一部の構成を表す上面図である。 第２実施形態のセラミックヒータを厚み方向に破断してその断面を示す断面図である。 第３実施形態の加熱部材を厚み方向に破断してその断面を示す断面図である。
本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
［１．第１実施形態］
第１実施形態では、加熱部材を備えた静電チャックを例に挙げて説明する。
［１−１.静電チャックの全体構成］
まず、静電チャックの全体構成について説明する。
図１に示す様に、第１実施形態の静電チャック１は、図１の上側にて被加工物である半導体ウェハ３を吸着する装置であり、加熱部材５と金属ベース（クーリングプレート）７とが積層されて接合されたものである。
なお、加熱部材５の図１の上方の面が第１主面（吸着面）Ｓ１であり、下面が第２主面Ｓ２である。
このうち、加熱部材５は、半導体ウェハ３を加熱する円盤形状の部材である。この加熱部材５は、主として、後述する吸着用電極９、抵抗発熱体１１、第１導電層Ｘ、第２導電層Ｙ等を内部に有するセラミック基板１３から構成されている。
金属ベース７は、加熱部材５より大径の円盤形状であり、加熱部材５と同軸に接合されている。この金属ベース７には、加熱部材５（従って半導体ウェハ３）を冷却するために、冷却用流体が流される冷却路１５が設けられている。
［１−２．静電チャックの各構成］
次に、静電チャック１の各構成について詳細に説明する。
図２に示すように、加熱部材５のセラミック基板１３は、例えばアルミナからなる焼結体であり、複数のセラミック層１７が厚み方向（図２における上下方向）に積層された構造を有する部材である。なお、以下の説明では、図２における上側を上側とし、図２における下側を下側とする。
このセラミック基板１３の内部には、図２の上方より、吸着用電極９、インナーヒータ１９及びアウターヒータ２１からなる抵抗発熱体１１、第１導電層Ｘ（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４）、第２導電層Ｙ（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４）が、厚み方向において異なる位置に配置されている。この吸着用電極９、抵抗発熱体１１、第１導電層Ｘ、第２導電層Ｙは、セラミック層１７の平面方向（図２の上下方向に対する垂直方向）に沿って広がっている。
なお、セラミック基板１３の下面の一部には、各端子Ｔ（Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）毎に、各端子Ｔが取り付けられるメタライズ層である各給電部２３が形成されている。
また、セラミック基板１３の内部には、吸着用電極９、抵抗発熱体１１、第１導電層Ｘ、第２導電層Ｙ、給電部２３等の導通可能な層を、所定の各給電経路Ｋ（Ｋ０、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４）にて電気的に接続するために、厚み方向に沿って複数のビアＶが形成されている。
＜吸着用電極＞
吸着用電極９は、ＷやＭｏから成る例えば円盤形状のメタライズ層である。この吸着用電極９は、加熱部材５の吸着面Ｓ１寄りの位置に、吸着面Ｓ１と平行となるように設けられている。吸着用電極９は、給電経路Ｋ０であるビア（スルービア）Ｖ０により、対応する端子Ｔ０に電気的に接続している。
＜抵抗発熱体＞
抵抗発熱体１１を構成するインナーヒータ１９は、ＷやＭｏから成るメタライズ層であり、吸着用電極９よりも下側に位置する渦巻き型のヒータである。つまり、図３に示すように、上方から見たとき（即ち静電チャック１の厚み方向から見たとき：平面視）、インナーヒータ１９の中心は加熱部材５の中心と一致し、インナーヒータ１９は、加熱部材５の中心から中心と外周端（外縁）との中央部分（即ち中周）まで広がっている。
なお、インナーヒータ１９の内周側の端部１９ａは、第１導電層Ｘ１上に位置し、外周側の端部１９ｂは、第１導電層Ｘ２上に位置する。
アウターヒータ２１は、ＷやＭｏから成るメタライズ層であり、インナーヒータ１９と同一平面上、且つインナーヒータ１９よりも外側に位置する渦巻状のヒータである。図３に示すように、上方から見たとき、アウターヒータ２１の中心は加熱部材５の中心と一致し、アウターヒータ２１は、インナーヒータ１９の最外周と加熱部材５の外周端との間に広がっている。
なお、アウターヒータ２１の内周側の端部２１ａは、第１導電層Ｘ３上に位置し、外周側の端部２１ｂは、第１導電層Ｘ４上に位置する。
＜第１導電層＞
図２に示すように、第１導電層Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４は、それぞれインナーヒータ１９及びアウターヒータ２１よりも下側において、それらのヒータに隣接する、ＷやＭｏから成るメタライズ層である。
また、図４（ａ）に示すように、第１導電層Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４は、それぞれ円の中心を通る線分によって同じ中心角となるように４等分された形状（１／４円：扇形）である（図４（ａ）の灰色部分参照）。
なお、第１導電層Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４は、隣り合うもの同士が接しないように、所定幅にて離れて形成されている。従って、離れている領域は、平面視で十字形状となっている。
さらに、第１導電層Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４には、第１導電層Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４をそれぞれ厚み方向（図２の上下方向）に貫通するように、それぞれ複数（例えば各７箇所）に抜き穴２５が形成されている。この抜き穴２５は、各第１導電層Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４において全面にわたってほぼ均等となるように分散して配置されている。
また、図２、図３に示すように、第１導電層Ｘ１とインナーヒータ１９の端部１９ａとは、ビアＶ１により接続されている。第１導電層Ｘ２とインナーヒータ１９の端部１９ｂとは、ビアＶ２により接続されている。第１導電層Ｘ３とアウターヒータ２１の端部２１ａとは、ビアＶ３により接続されている。第１導電層Ｘ４とアウターヒータ２１の端部２１ｂとは、ビアＶ４により接続されている。
なお、ビアＶは、それぞれ加熱部材５を構成するセラミック層１７に形成した貫通孔に、ＷやＭｏを主成分とするメタライズを充填したものである。
＜第２導電層＞
第２導電層Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４は、それぞれ第１導電層Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４よりも下側において、第１導電層Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４に隣接する、ＷやＭｏから成るメタライズ層である。
また、図４（ｂ）に示すように、第２導電層Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４は、それぞれ第１導電層Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４より小さい相似形状（１／４円：扇形）を有している。
なお、第２導電層Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４は、隣り合うもの同士が接しないように、所定幅にて離れて形成されている。従って、離れている領域は、平面視で十字形状となっている。
ここで、第２導電層Ｙ１は第１導電層Ｘ１の下側に位置し、第２導電層Ｙ２は第１導電層Ｘ２の下側に位置し、第２導電層Ｙ３は第１導電層Ｘ３の下側に位置し、第２導電層Ｙ４は第１導電層Ｘ４の下側に位置する。
さらに、図４（ａ）に示すように、平面視で、上側の第１導電層Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４の外縁Ｘａ（図５参照）によりそれぞれ画定される範囲内に、下側の第２導電層Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４が、それぞれ包含されるように配置されている。
従って、上側の第１導電層Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４の外縁Ｘａの位置と、下側の第２導電層Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４の外縁Ｙａ（図５参照）の位置とは、それぞれ完全にずれている。即ち、全ての第１導電層Ｘの外縁Ｘａの位置と全ての第２導電層Ｙの外縁Ｙａの位置とがずれている。また、上側の第１導電層Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４の面積は、下側の第２導電層Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４の面積よりも、それぞれ大きい。
さらに、図４（ｂ）に示すように、第２導電層Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４には、各第２導電層Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４を厚み方向（図２の上下方向）に貫通するように、それぞれ複数（例えば各６箇所）に抜き穴２７が形成されている。この抜き穴２７は、各第２導電層Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４において全面にわたってほぼ均等となるように分散して配置されている。
しかも、図４（ａ）に示すように、第１導電層Ｘにおける全ての抜き穴２５の位置と第２導電層Ｙにおける全ての抜き穴２７の位置とは、平面視で、重ならないように完全にずれているように配置されている。
また、図２、図４、図６に示すように、第１導電層Ｘ１と第２導電層Ｙ１とは、複数のビアＶ５により接続されている。
同様に、第１導電層Ｘ２と第２導電層Ｙ２とは、複数のビアＶ６により接続されている。
同様に、第１導電層Ｘ４と第２導電層Ｙ４とは、複数のビアＶ８により接続されている。
＜端子＞
図２に示すように、端子Ｔは、加熱部材５における下方の端部に設けられた、導電性の材料から成る棒状の端子であり、各端子Ｔ毎にそれぞれ各給電部２３に接合されている。
このうち、端子Ｔ０は、平面視で、他の端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の中央（即ち加熱部材５の中心）に配置されており、上述したように、給電経路Ｋ０により、吸着用電極９に接続されている。
他の端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、平面視で、それぞれ第２導電層Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３Ｙ４の下方に配置されている（図２、図３参照）。具体的には、端子Ｔ１はビアＶ９を含む給電経路Ｋ１により第２導電層Ｙ１と接続しており、端子Ｔ２はビアＶ１０を含む給電経路Ｋ２により第２導電層Ｙ２と接続しており、端子Ｔ３はビアＶ１１を含む給電経路Ｋ３により第２導電層Ｙ３と接続しており、端子Ｔ４はビアＶ１２を含む給電経路Ｋ４により第２導電層Ｙ４と接続している。
なお、給電経路Ｋ（Ｋ０〜Ｋ４）は、ビアＶ（Ｖ０〜Ｖ１２）や各導電層Ｘ、Ｙから構成される周知の電気的な経路である。
上記の構成を有する静電チャック１においては、インナーヒータ１９に関し、端子Ｔ１→ビアＶ９→第２導電層Ｙ１→ビアＶ５→第１導電層Ｘ１→ビアＶ１→インナーヒータ１９→ビアＶ２→第１導電層Ｘ２→ビアＶ６→第２導電層Ｙ２→ビアＶ１０→端子Ｔ２という電流の経路が形成されている。また、アウターヒータ２１に関し、端子Ｔ３→ビアＶ１１→第２導電層Ｙ３→ビアＶ７→第１導電層Ｘ３→ビアＶ３→アウターヒータ２１→ビアＶ４→第１導電層Ｘ４→ビアＶ８→第２導電層Ｙ４→ビアＶ１２→端子Ｔ４という電流の経路が形成されている。即ち、抵抗発熱体１１は独立して制御可能な複数の発熱部から構成されている。
［１−３．静電チャックの製造方法］
次に、静電チャック１の製造方法について説明する。
静電チャック１は、以下の(i)〜(ix)の手順により製造することができる。
(i)セラミック、焼結助剤、有機バインダ等を原料とした周知の組成のグリーンシート（セラミック層１７用のグリーンシート）を作成する。
(ii)グリーンシートを所望のサイズに切断する。
(iii)グリーンシートにおいて、後にビアＶを形成する部分に貫通孔を穿孔する。
(iv)貫通孔に、ＷやＭｏを主成分とするメタライズを充填する。
(v)グリーンシートに、スクリーン印刷の手法を用いてＷやＭｏを主成分とするメタライズを塗布し、吸着用電極９、インナーヒータ１９、アウターヒータ２１、第１、第２導電層Ｘ、Ｙとなる層を形成する。
(vi) グリーンシートにおいて、ドリル加工により、各端子Ｔを取り付ける孔等を形成する。また、グリーンシートの外径を加熱部材５の形状に応じて整える。
(vii)グリーンシート同士を積層圧着し、積層体を作製する。なお、積層体表面の一部（端子Ｔの取付位置）に給電部２３となるペーストを塗布する。
(viii)得られた積層体を焼成し、各端子Ｔを取り付けて、加熱部材５を作製する。
(ix)その後、加熱部材５に金属ベース７を接合して静電チャック１を完成する。
［１−４．静電チャックの作用効果］
次に、静電チャック１の作用効果について説明する。
第１実施形態の静電チャック１においては、平面視で、第１導電層Ｘと第２導電層Ｙの外縁Ｘａ、Ｙａの位置がずれているので、大きな段差が生じにくく、セラミック層１７等に剥離が生じにくい。つまり、外縁Ｘａ、Ｙａがずれている部分では第１導電層Ｘと第２導電層Ｙが重なっていないので、両導電層Ｘ、Ｙによって生ずる段差を小さくできる。これにより、段差によって生じ易いセラミック層１７同士やセラミック層１７と各導電層Ｘ、Ｙとの間の剥離の発生を抑制できる。
第１実施形態では、平面視で、第１導電層Ｘの外縁Ｘａにより画定される範囲内に第２導電層Ｙが包含されているので、第２導電層Ｙの平面方向の広い範囲において、容易にビアＶを設けることができる。つまり、ビアＶの位置の制約が少ないので、設計の自由度が向上するという利点がある。
第１実施形態では、第１主面Ｓ１側（抵抗発熱体１１側）の第１導電層Ｘの面積が第２主面Ｓ２側の第２導電層Ｙの面積より大きいので、セラミック基板１３の第１主面Ｓ１側の表面において、平面方向における温度分布を均一化できるという効果がある。
第１実施形態では、各導電層Ｘ、Ｙに抜き穴２５、２７があるので、各導電層Ｘ、Ｙを挟むセラミック層１７同士の接合性が高いという効果がある。しかも、平面視で、第１導電層Ｘの抜き穴２５の位置と第２導電層Ｙの抜き穴２７の位置とがずれているので、セラミック層１７同士の接合性が一層高いという効果がある。
［１−５．変形例］
例えば、第１実施形態の静電チャック１では、金属ベース７は加熱部材５よりも大径の円盤形状であったが、金属ベース７の形状や寸法は特に限定されるものではなく、例えば、金属ベース７が加熱部材５と同径であってもよい。
また、静電チャック１において、金属ベース７を省略することができる。
第１導電層Ｘの外縁Ｘａの位置と第２導電層Ｙの外縁Ｙａの位置とは、全部がずれているのではなく、一部がずれているようにしてもよい。
ここで、第１導電層Ｘと第２導電層Ｙとの関係は、対向して配置された第１導電層Ｘ１〜Ｘ４と第２導電層Ｙ１〜Ｙ４とにおける関係をそれぞれ示している（以下同様）。
第１導電層Ｘの抜き穴２５の位置と第２導電層の抜き穴２７の位置とは、一部重なるように配置されていてもよい。
第１導電層Ｘと第１導電層Ｘに対向する第２導電層Ｙとは、相似形状でなくともよい。
第１導電層Ｘの外縁Ｘａが第１導電層Ｘに対向する第２導電層Ｙの外縁Ｙａより内側に位置してもよい。つまり、第１導電層Ｘの面積が第２導電層Ｙの面積より小さくともよい。
抵抗発熱体１１は、３個以上に分割されていてもよい。また、それに応じて、各第１導電層Ｘと各第２導電層Ｙとは、それぞれ４分割以上に分割されていてもよい。
吸着用電極９としては、その他周知の吸着用電極の構成を採用できる。例えば複数個の吸着用電極を用いてよい。
端子Ｔ０は、加熱部材５の中心以外の任意の位置に設けることができる。
［２．第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明するが、第１実施形態と同様な構成の説明は省略する。
なお、第１実施形態と同様な構成は同じ番号とする。
図７に示すように、第２実施形態のセラミックヒータ３１は、半導体製造装置用の装置である。
詳しくは、セラミックヒータ３１は、例えば、プラズマによって半導体ウェハ３を加工する際に、半導体ウェハ３を収容したチャンバー（図示せず）内に配置されるものであり、半導体ウェハ３を載置（搭載）して加熱する装置である。
このセラミックヒータ３１は、円盤形状の加熱部材３３と円筒形状の支持部材３５とを備えており、支持部材３５は、加熱部材３３の後端側（図７の下側）にて、加熱部材３３と同軸に接合されている。
この加熱部材３３と支持部材３５とは、窒化アルミニウムを主成分とする窒化アルミニウム焼結体から形成されている。以下、各構成について説明する。なお、以下では、図７の上側を上側とし、図７の下側を下側とする。
＜加熱部材＞
加熱部材３３は、主として複数のセラミック層（不図示）が積層されたセラミック基板３９から構成されている。
このセラミック基板３９には、上側（第１主面Ｓ１側）に、高周波が印加される円盤形状の高周波電極（周知のＲＦ電極）４１が配置されている。この高周波電極４１は、ビアＶ（Ｖ０）及び給電部２３を介して端子Ｔ（Ｔ０）に電気的に接続されている。
また、高周波電極４１の下側には、第１実施形態と同様な加熱のための構成として、上側から順番に、インナーヒータ１９及びアウターヒータ２１からなる抵抗発熱体１１、第１導電層Ｘ（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４）、第２導電層Ｙ（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４）、給電部２３が配置されている。さらに、給電部２３には、各第２導電層Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４に対応して、第１実施形態と同様に、各端子Ｔ（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）が取り付けられている。
上述した抵抗発熱体１１、第１導電層Ｘ、第２導電層Ｙ、給電部２３の平面視での形状や配置は、第１実施形態と同様である。つまり、第１導電層Ｘと第２導電層Ｙは相似形状であり、その外縁はずれている。また、第１導電層Ｘと第２導電層Ｙには、第１実施形態と同様に抜き穴（不図示）が設けられており、各抜き穴の位置はずれている。
また、セラミック基板３９内には、第１実施形態と同様に、上下方向に位置する、例えば抵抗発熱体１１と第１導電層Ｘとを接続するビアＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４や、各導電層Ｘ、Ｙ同士を接続するビアＶ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８や、第２導電層Ｙと給電部２３とを接続する各ビアＶ９、Ｖ１０、Ｖ１１、Ｖ１２が、上下方向に沿って配置されている。
＜支持部材＞
支持部材３５は、上述したように、加熱部材３３の下面側に同軸に接合されている円筒形状の部材である。なお、加熱部材３３と支持部材３５とは、例えば拡散接合によって接合されるが、それ以外に、例えばロウ付け等の方法によって接合されていてもよい。
なお、支持部材３５の中心孔４９には、各端子Ｔを外部機器に接続するための接続部材（不図示）が配置される。
第２実施形態のセラミックヒータ３１は、通常のように、高周波電極４１と高周波電極４１に対向する電極（セラミックヒータ３１外の対向電極：不図示）と間に、高周波（交流）を印加して、プラズマ加工等を行うことができる。また、第１実施形態と同様に、第１導電層Ｘ、第２導電層Ｙ等の構成による効果を奏する。
［３．第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明するが、第１実施形態と同様な構成の説明は省略する。
なお、第１実施形態と同様な構成は同じ番号とする。
図８に示すように、第３実施形態の加熱部材６１は、例えば半導体製造装置用の加熱装置である。
加熱部材６１の基本的な構成は、第１実施形態の加熱部材から、吸着用電極とその給電に関する構成を除いたものである。
具体的には、加熱部材６１は、第１実施形態と同様に、セラミック基板１３の内部に、インナーヒータ１９及びアウターヒータ２１からなる抵抗発熱体１１、第１導電層Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、第２導電層Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４、給電部２３、それらを接続するビアＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８、Ｖ９、Ｖ１０、Ｖ１１、Ｖ１２を備えている。また、給電部２３、端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４も備えている。
第３実施形態の加熱部材６１は、第１実施形態と同様な効果を奏する。
尚、本発明は前記実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、第１〜第３実施形態では、第１導電層Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４のそれぞれが、円の中心を通る線分によって同じ中心角となるように４等分された形状であったが、第１導電層Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４の形状としては、任意の形状を採用することができる。例えば、第１導電層Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４のそれぞれが、互いに異なる形状であってもよい。
１…静電チャック
５、３３、６１…加熱部材
１１…抵抗発熱体
１３、３９…セラミック基板
１７…セラミック層
２３…給電部
２５、２７…抜き穴
３１…セラミックヒータ
４１…高周波電極
Ｋ、Ｋ０、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４…給電経路
Ｔ、Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４…端子
Ｖ、Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｖ７、Ｖ８、Ｖ９、Ｖ１０、Ｖ１１、Ｖ１２…ビア
Ｘ、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４…第１導電層
Ｙ、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４…第２導電層
Ｘａ、Ｙａ…外縁

Claims (7)

  1. 複数のセラミック層が積層された構造を有するセラミック基板と、
    前記セラミック基板に埋設された抵抗発熱体と、
    前記セラミック基板の表面に配置された給電部と、
    前記セラミック基板に埋設されるとともに前記抵抗発熱体と前記給電部とを電気的に接続する給電経路と、
    を備えた加熱部材において、
    前記給電経路は、前記セラミック基板の厚み方向の異なる位置において前記セラミック層の平面方向に沿って配置された複数の導電層と、前記セラミック基板の厚み方向に沿って配置された複数のビアとを備えており、
    前記複数の導電層を前記厚み方向から見た場合に、少なくとも一対の導電層の外縁の位置がずれていることを特徴とする加熱部材。
  2. 前記外縁の位置がずれている一対の導電層を前記厚み方向から見た場合に、一方の導電層の外縁により画定される範囲内に他方の導電層が包含されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱部材。
  3. 前記外縁の位置がずれている一対の導電層を前記厚み方向から見た場合に、前記抵抗発熱体側の導電層の面積が前記給電部側の導電層の面積より大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱部材。
  4. 前記複数の導電層のうち少なくとも１層に、前記導電層を厚み方向に貫く１又は複数の抜き穴を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱部材。
  5. 前記複数の導電層のうち少なくとも２層に、前記導電層を厚み方向に貫く１又は複数の抜き穴を備えるとともに、
    前記抜き穴を備えた少なくとも２層の導電層を前記厚み方向から見た場合に、各導電層の抜き穴の位置がずれていることを特徴とする請求項４に記載の加熱部材。
  6. 前記請求項１〜５のいずれか１項に記載の加熱部材を備えるとともに、前記セラミック基板に埋設された吸着用電極を備えたことを特徴とする静電チャック。
  7. 前記請求項１〜５のいずれか１項に記載の加熱部材を備えるとともに、前記セラミック基板に埋設された高周波電極を備えたことを特徴とするセラミックヒータ。
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