JP2018022872A - 静電チャック - Google Patents
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Abstract
【解決手段】処理対象物を載置する第1主面と、第1主面とは反対側の第2主面と、を有するセラミック誘電体基板と、セラミック誘電体基板とは離れた位置に設けら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、金属を含む第1の支持板と、第1の支持板と重ねて設けられ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の支持板とヒータエレメントとの間に設けられた第1の樹脂層と、を有し、ヒータエレメントは、第1の樹脂層と対向する第1面と、第1面と反対側を向く第2面と、を有し、第1面の幅は、第2面の幅と異なることを特徴とする静電チャックである。
【選択図】図16
Description
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。
セラミック誘電体基板100は、ベースプレート300と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。
図4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6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。
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。
図7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8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7(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7(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8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。
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。
図10は、本実施形態にかかる静電チャックを表す電気回路図である。
図10(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10(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11は、本実施形態のヒータプレートの具体例を例示する模式的平面図である。
図12及び13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14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15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11(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11(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12(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12(b)及び図13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。
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。
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16(a)〜図16(d)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16(a)は、ヒータエレメント230の一部を表し、図16(b)は、バイパス層250の一部を表す。また、図16(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16(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。
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16(a)及び図16(c)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、第1主面101と平行な面内方向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L1(第1の導電部21と第2の導電部22との間の離間部分の幅)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。
図17(a)及び図17(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17(b)及び図17(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。
図18(a)及び図18(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18(b)及び図18(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。
図19(a)〜図19(c)に表したように、上記とは反対に、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。図19(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、第1面P1の幅W1を第2面P2の幅W2よりも狭くし、第3面P3の幅W3を第4面P4の幅W4より広くしてもよい。
図20(a)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。そして、この例では、ヒータエレメント230が、第1の樹脂層220と離間している。第1面P1と第1の樹脂層220との間の間隔は、第2面P2と第2の樹脂層240との間の間隔よりも広い。
図21(a)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。そして、この例では、ヒータエレメント230が、第2の樹脂層240と離間している。第1面P1と第1の樹脂層220との間の間隔は、第2面P2と第2の樹脂層240との間の間隔よりも狭い。
図22(a)に表したように、この例において、第1の樹脂層220は、第1の導電部21と第2の導電部22との間の部分(各ヒータ電極239の間の部分)に入り込んでいる。同様に、第2の樹脂層240は、第1の導電部21と第2の導電部22との間の部分に入り込んでいる。すなわち、第1の樹脂層220及び第2の樹脂層240には、各ヒータ電極239の形状に応じた凹凸が形成されている。
図23(a)に表したように、例えば、第1面P1の幅W1が、第2面P2の幅W2よりも狭い場合には、第1の樹脂層220のみに凹凸を形成し、樹脂部222の厚さを変化させてもよい。
図24(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24(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24(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24(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24(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。
図25に表したように、第2の樹脂層240と第3の樹脂層260とを各バイパス部251の間の部分に入り込ませる場合、第3の樹脂層260の変位量AD2は、第2の樹脂層240の変位量AD1よりも大きくする。
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27(a)に表したように、第1の支持板210とヒータエレメント230との間に第1の樹脂層220が設けられる。各ヒータ電極239の第1の樹脂層220と対向する第1面P1の幅W1は、各ヒータ電極239の第1面P1とは反対側の第2面の幅W2よりも広い。ヒータエレメント230は、樹脂部222と第1の樹脂層220との間に設けられる。樹脂部222は、各ヒータ電極239の側面SF1及び第2面P2を覆う。例えば、ヒータ電極239は、第1面P1において第1の樹脂層220と接し、第2面P2及び側面SF1において樹脂部222と接する。
図29(a)に示す例では、図28(c)に示す例と比べて、さらに、第2の樹脂層240、バイパス層250、樹脂部224、第3の樹脂層260及び樹脂部227が設けられている。
図31(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31(b)及び図32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34(a)は、本具体例の給電端子を表す模式的平面図である。図34(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。
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。
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36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。
図38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39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。
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。
また、この静電チャックによれば、ヒータプレートの面内の温度分布の均一化を向上させ、処理対象物の面内の温度分布の均一性をより向上させることができる。また、第2の支持板により、ヒータエレメントを高周波から遮断し、ヒータエレメントが異常温度に発熱することをより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。
また、この静電チャックによれば、ヒータプレートの面内の温度分布の均一化を向上させ、処理対象物の面内の温度分布の均一性をより向上させることができる。また、第2の支持板により、ヒータエレメントを高周波から遮断し、ヒータエレメントが異常温度に発熱することをより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10の発明は、処理対象物を載置する第1主面と、前記第1主面とは反対側の第2主面と、を有するセラミック誘電体基板と、前記セラミック誘電体基板とは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、金属を含む第1の支持板と、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の支持板と前記ヒータエレメントとの間に設けられた第1の樹脂層と、を有し、前記ヒータエレメントは、前記第1の樹脂層と対向する第1面と、前記第1面と反対側を向く第2面と、を有し、前記第1面の幅は、前記第2面の幅と異なり、前記ヒータエレメントは、第1の導電部と、第2の導電部と、を有し、前記第2の導電部は、前記第1主面と平行な面内方向において前記第1の導電部と離間し、前記ヒータプレートは、前記第1の導電部と前記第2の導電部との間に設けられ、前記第1の樹脂層と異なる樹脂部を有し、前記樹脂部は、前記ヒータエレメントと前記第1の樹脂層との間に延在し、前記樹脂部の前記第1の導電部と前記第2の導電部との間の部分の厚さは、前記樹脂部の前記ヒータエレメントと前記第1の樹脂層との間の部分の厚さよりも厚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、熱膨張によりヒータエレメントが変形しても、第1の樹脂層などに掛かる応力を低減することができる。これにより、ヒータエレメントに近接する層(例えば、第1の樹脂層)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。従って、静電チャックの信頼性を向上させることができる。
また、この静電チャックによれば、第1の導電部と第2の導電部との間の熱伝導、熱容量をコントロールでき、均熱性と熱伝導性を両立したヒーター構造を達成することができる。
この静電チャックによれば、ヒータエレメントと第1の樹脂層との間の部分の樹脂部の厚さを薄くすることにより、温度制御性を向上させることができる。そして、第1の導電部と第2の導電部との間の部分の樹脂部の厚さを厚くすることにより、均熱性を向上させることができる。均熱性と熱伝導性とをより向上させることができる。
第11の発明は、処理対象物を載置する第1主面と、前記第1主面とは反対側の第2主面と、を有するセラミック誘電体基板と、前記セラミック誘電体基板とは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、金属を含む第1の支持板と、第1の樹脂層と、前記第1の支持板と前記第1の樹脂層の間において前記第1の支持板から離れた位置に設けられ電流が流れることにより発熱するヒータエレメントと、を有し、前記ヒータエレメントは、前記第1の樹脂層と対向する第1面と、前記第1面と反対側を向く第2面と、を有し、前記第1面の幅は、前記第2面の幅と異なり、前記ヒータエレメントは、第1の導電部と、第2の導電部と、を有し、前記第2の導電部は、前記第1主面と平行な面内方向において前記第1の導電部と離間し、前記ヒータプレートは、前記第1の導電部と前記第2の導電部との間に設けられ、前記第1の樹脂層と異なる樹脂部を有し、前記樹脂部は、前記ヒータエレメントと前記第1の樹脂層との間に延在し、前記樹脂部の前記第1の導電部と前記第2の導電部との間の部分の厚さは、前記樹脂部の前記ヒータエレメントと前記第1の樹脂層との間の部分の厚さよりも厚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、熱膨張によりヒータエレメントが変形しても、第1の樹脂層などに掛かる応力を低減することができる。これにより、ヒータエレメントに近接する層(例えば、第1の樹脂層)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。従って、静電チャックの信頼性を向上させることができる。
また、この静電チャックによれば、第1の導電部と第2の導電部との間の熱伝導、熱容量をコントロールでき、均熱性と熱伝導性を両立したヒーター構造を達成することができる。
この静電チャックによれば、ヒータエレメントと第1の樹脂層との間の部分の樹脂部の厚さを薄くすることにより、温度制御性を向上させることができる。そして、第1の導電部と第2の導電部との間の部分の樹脂部の厚さを厚くすることにより、均熱性を向上させることができる。均熱性と熱伝導性とをより向上させることができる。
第13の発明は、処理対象物を載置する第1主面と、前記第1主面とは反対側の第2主面と、を有するセラミック誘電体基板と、前記セラミック誘電体基板とは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、金属を含む第1の支持板と、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の支持板と前記ヒータエレメントとの間に設けられた第1の樹脂層と、を有し、前記ヒータエレメントは、前記第1の樹脂層と対向する第1面と、前記第1面と反対側を向く第2面と、を有し、前記第1面の幅は、前記第2面の幅と異なり、前記ヒータエレメントは、第1の導電部と、第2の導電部と、を有し、前記第2の導電部は、前記第1主面と平行な面内方向において前記第1の導電部と離間し、前記ヒータプレートは、前記第1の導電部と前記第2の導電部との間に設けられ、前記第1の樹脂層と異なる樹脂部を有し、前記ヒータプレートは、第2の樹脂層をさらに有し、前記ヒータエレメントは、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、前記樹脂部は、前記ヒータエレメントと前記第2の樹脂層との間に延在し、前記樹脂部の前記第1の導電部と前記第2の導電部との間の部分の厚さは、前記樹脂部の前記ヒータエレメントと前記第2の樹脂層との間の部分の厚さよりも厚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、熱膨張によりヒータエレメントが変形しても、第1の樹脂層などに掛かる応力を低減することができる。これにより、ヒータエレメントに近接する層(例えば、第1の樹脂層)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。従って、静電チャックの信頼性を向上させることができる。
また、この静電チャックによれば、第1の導電部と第2の導電部との間の熱伝導、熱容量をコントロールでき、均熱性と熱伝導性を両立したヒーター構造を達成することができる。
この静電チャックによれば、ヒータエレメントと第2の樹脂層との間の部分の樹脂部の厚さを薄くすることにより、温度制御性を向上させることができる。そして、第1の導電部と第2の導電部との間の部分の樹脂部の厚さを厚くすることにより、均熱性を向上させることができる。均熱性と熱伝導性とをより向上させることができる。
第14の発明は、処理対象物を載置する第1主面と、前記第1主面とは反対側の第2主面と、を有するセラミック誘電体基板と、前記セラミック誘電体基板とは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、金属を含む第1の支持板と、第1の樹脂層と、前記第1の支持板と前記第1の樹脂層の間において前記第1の支持板から離れた位置に設けられ電流が流れることにより発熱するヒータエレメントと、を有し、前記ヒータエレメントは、前記第1の樹脂層と対向する第1面と、前記第1面と反対側を向く第2面と、を有し、前記第1面の幅は、前記第2面の幅と異なり、前記ヒータエレメントは、第1の導電部と、第2の導電部と、を有し、前記第2の導電部は、前記第1主面と平行な面内方向において前記第1の導電部と離間し、前記ヒータプレートは、前記第1の導電部と前記第2の導電部との間に設けられ、前記第1の樹脂層と異なる樹脂部を有し、前記ヒータプレートは、第2の樹脂層をさらに有し、前記ヒータエレメントは、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、前記樹脂部は、前記ヒータエレメントと前記第2の樹脂層との間に延在し、前記樹脂部の前記第1の導電部と前記第2の導電部との間の部分の厚さは、前記樹脂部の前記ヒータエレメントと前記第2の樹脂層との間の部分の厚さよりも厚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、熱膨張によりヒータエレメントが変形しても、第1の樹脂層などに掛かる応力を低減することができる。これにより、ヒータエレメントに近接する層(例えば、第1の樹脂層)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。従って、静電チャックの信頼性を向上させることができる。
また、この静電チャックによれば、第1の導電部と第2の導電部との間の熱伝導、熱容量をコントロールでき、均熱性と熱伝導性を両立したヒーター構造を達成することができる。
この静電チャックによれば、ヒータエレメントと第2の樹脂層との間の部分の樹脂部の厚さを薄くすることにより、温度制御性を向上させることができる。そして、第1の導電部と第2の導電部との間の部分の樹脂部の厚さを厚くすることにより、均熱性を向上させることができる。均熱性と熱伝導性とをより向上させることができる。
第36の発明は、処理対象物を載置する第1主面と、前記第1主面とは反対側の第2主面と、を有するセラミック誘電体基板と、前記セラミック誘電体基板とは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、金属を含む第1の支持板と、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の支持板と前記ヒータエレメントとの間に設けられた第1の樹脂層と、を有し、前記ヒータエレメントは、前記第1の樹脂層と対向する第1面と、前記第1面と反対側を向く第2面と、を有し、前記第1面の幅は、前記第2面の幅と異なり、前記ヒータプレートは、導電性を有するバイパス層をさらに備え、前記ヒータエレメントは、前記第1の樹脂層と前記バイパス層との間に設けられ、前記バイパス層は、前記ヒータエレメントと対向する第3面と、前記第3面と反対側を向く第4面と、を有し、前記第3面の幅は、前記第4面の幅と異なり、前記第3面の前記第4面に対する幅の大小関係は、前記第1面の前記第2面に対する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、熱膨張によりヒータエレメントが変形しても、第1の樹脂層などに掛かる応力を低減することができる。これにより、ヒータエレメントに近接する層(例えば、第1の樹脂層)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。従って、静電チャックの信頼性を向上させることができる。
また、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。
また、この静電チャックによれば、第1面及び第3面の幅が狭い場合には、第1面〜第4面に対して垂直な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。反対に、第1面及び第3面の幅が広い場合には、第1面及び第3面側において熱を持ち易くするとともに、第2面及び第4面側において熱を冷まし易くし、温度追従性(ランプレート)をより向上させることができる。
第37の発明は、処理対象物を載置する第1主面と、前記第1主面とは反対側の第2主面と、を有するセラミック誘電体基板と、前記セラミック誘電体基板とは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、金属を含む第1の支持板と、第1の樹脂層と、前記第1の支持板と前記第1の樹脂層の間において前記第1の支持板から離れた位置に設けられ電流が流れることにより発熱するヒータエレメントと、を有し、前記ヒータエレメントは、前記第1の樹脂層と対向する第1面と、前記第1面と反対側を向く第2面と、を有し、前記第1面の幅は、前記第2面の幅と異なり、前記ヒータプレートは、導電性を有するバイパス層をさらに備え、前記ヒータエレメントは、前記第1の樹脂層と前記バイパス層との間に設けられ、前記バイパス層は、前記ヒータエレメントと対向する第3面と、前記第3面と反対側を向く第4面と、を有し、前記第3面の幅は、前記第4面の幅と異なり、前記第3面の前記第4面に対する幅の大小関係は、前記第1面の前記第2面に対する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、熱膨張によりヒータエレメントが変形しても、第1の樹脂層などに掛かる応力を低減することができる。これにより、ヒータエレメントに近接する層(例えば、第1の樹脂層)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。従って、静電チャックの信頼性を向上させることができる。
また、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。
また、この静電チャックによれば、第1面及び第3面の幅が狭い場合には、第1面〜第4面に対して垂直な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。反対に、第1面及び第3面の幅が広い場合には、第1面及び第3面側において熱を持ち易くするとともに、第2面及び第4面側において熱を冷まし易くし、温度追従性(ランプレート)をより向上させることができる。
第38の発明は、処理対象物を載置する第1主面と、前記第1主面とは反対側の第2主面と、を有するセラミック誘電体基板と、前記セラミック誘電体基板とは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、金属を含む第1の支持板と、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の支持板と前記ヒータエレメントとの間に設けられた第1の樹脂層と、を有し、前記ヒータエレメントは、前記第1の樹脂層と対向する第1面と、前記第1面と反対側を向く第2面と、を有し、前記第1面の幅は、前記第2面の幅と異なり、前記ヒータプレートは、導電性を有するバイパス層をさらに備え、前記ヒータエレメントは、前記第1の樹脂層と前記バイパス層との間に設けられ、前記バイパス層は、前記ヒータエレメントと対向する第3面と、前記第3面と反対側を向く第4面と、を有し、前記第3面の幅は、前記第4面の幅と異なり、前記第3面の前記第4面に対する幅の大小関係は、前記第1面の前記第2面に対する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、熱膨張によりヒータエレメントが変形しても、第1の樹脂層などに掛かる応力を低減することができる。これにより、ヒータエレメントに近接する層(例えば、第1の樹脂層)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。従って、静電チャックの信頼性を向上させることができる。
また、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。
また、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39の発明は、処理対象物を載置する第1主面と、前記第1主面とは反対側の第2主面と、を有するセラミック誘電体基板と、前記セラミック誘電体基板とは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、金属を含む第1の支持板と、第1の樹脂層と、前記第1の支持板と前記第1の樹脂層の間において前記第1の支持板から離れた位置に設けられ電流が流れることにより発熱するヒータエレメントと、を有し、前記ヒータエレメントは、前記第1の樹脂層と対向する第1面と、前記第1面と反対側を向く第2面と、を有し、前記第1面の幅は、前記第2面の幅と異なり、前記ヒータプレートは、導電性を有するバイパス層をさらに備え、前記ヒータエレメントは、前記第1の樹脂層と前記バイパス層との間に設けられ、前記バイパス層は、前記ヒータエレメントと対向する第3面と、前記第3面と反対側を向く第4面と、を有し、前記第3面の幅は、前記第4面の幅と異なり、前記第3面の前記第4面に対する幅の大小関係は、前記第1面の前記第2面に対する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、熱膨張によりヒータエレメントが変形しても、第1の樹脂層などに掛かる応力を低減することができる。これにより、ヒータエレメントに近接する層(例えば、第1の樹脂層)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。従って、静電チャックの信頼性を向上させることができる。
また、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。
また、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。
Claims (40)
- 処理対象物を載置する第1主面と、前記第1主面とは反対側の第2主面と、を有するセラミック誘電体基板と、
前記セラミック誘電体基板とは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、
金属を含む第1の支持板と、
前記第1の支持板と重ねて設けられ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の支持板と前記ヒータエレメントとの間に設けられた第1の樹脂層と、
を有し、
前記ヒータエレメントは、前記第1の樹脂層と対向する第1面と、前記第1面と反対側を向く第2面と、を有し、
前記第1面の幅は、前記第2面の幅と異なることを特徴とする静電チャック。 - 処理対象物を載置する第1主面と、前記第1主面とは反対側の第2主面と、を有するセラミック誘電体基板と、
前記セラミック誘電体基板とは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、
金属を含む第1の支持板と、
前記第1の支持板と重ねて設けられた第1の樹脂層と、
前記第1の支持板と前記第1の樹脂層の間において前記第1の支持板から離れた位置に設けられ電流が流れることにより発熱するヒータエレメントと、
を有し、
前記ヒータエレメントは、前記第1の樹脂層と対向する第1面と、前記第1面と反対側を向く第2面と、を有し、
前記第1面の幅は、前記第2面の幅と異なることを特徴とする静電チャック。 - 前記第1面の幅は、前記第2面の幅よりも狭い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。
- 前記第1面の幅は、前記第2面の幅よりも広い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。
- 前記ヒータエレメントは、前記第1面と前記第2面とを接続する側面を有し、
前記ヒータエレメントの側面は、凹曲面状であ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。 - 前記ヒータエレメントは、前記第1面と前記第2面とを接続する側面を有し、
前記第1面と前記側面との成す角度は、前記第2面と前記側面との成す角度と異なることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の静電チャック。 - 前記ヒータエレメントの前記側面の表面粗さは、前記第1面及び前記第2面の少なくとも一方の表面粗さよりも粗いことを特徴とする請求項5又は6に記載の静電チャック。
- 前記ヒータプレートは、金属を含む第2の支持板と、第2の樹脂層と、をさらに有し、
前記ヒータエレメントは、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、
前記第2の樹脂層は、前記第2の支持板と前記ヒータエレメントとの間に設けられた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。 - 前記第1の支持板は、前記第2の支持板と電気的に接続されていることを特徴とする請求項8記載の静電チャック。
- 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の支持板の表面の面積よりも狭く、前記第2の支持板の表面の面積よりも狭いことを特徴とする請求項9記載の静電チャック。
- 前記ヒータエレメントは、第1の導電部と、第2の導電部と、を有し、
前記第2の導電部は、前記第1主面と平行な面内方向において前記第1の導電部と離間し、
前記ヒータプレートは、前記第1の導電部と前記第2の導電部との間に設けられ、前記第1の樹脂層と異なる樹脂部を有す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。 - 前記樹脂部は、前記ヒータエレメントと前記第1の樹脂層との間に延在し、
前記樹脂部の前記第1の導電部と前記第2の導電部との間の部分の厚さは、前記樹脂部の前記ヒータエレメントと前記第1の樹脂層との間の部分の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項11記載の静電チャック。 - 前記ヒータプレートは、第2の樹脂層をさらに有し、
前記ヒータエレメントは、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、
前記樹脂部は、前記ヒータエレメントと前記第2の樹脂層との間に延在し、
前記樹脂部の前記第1の導電部と前記第2の導電部との間の部分の厚さは、前記樹脂部の前記ヒータエレメントと前記第2の樹脂層との間の部分の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項11記載の静電チャック。 - 前記樹脂部の前記第1の導電部と前記第2の導電部との間の中央部分の厚さは、前記樹脂部の前記第1の導電部と隣接する部分の厚さ、及び前記樹脂部の前記第2の導電部と隣接する部分の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項11〜13のいずれか1つに記載の静電チャック。
- 前記ヒータプレートは、第2の樹脂層をさらに有し、
前記ヒータエレメントは、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、
前記第1面の幅は、前記第2面の幅よりも狭く、
前記第1面と前記第1の樹脂層との間の間隔は、前記第2面と前記第2の樹脂層との間の間隔よりも広いことを特徴とする請求項11記載の静電チャック。 - 前記ヒータプレートは、第2の樹脂層をさらに有し、
前記ヒータエレメントは、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、
前記第1面の幅は、前記第2面の幅よりも広く、
前記第1面と前記第1の樹脂層との間の間隔は、前記第2面と前記第2の樹脂層との間の間隔よりも狭いことを特徴とする請求項11記載の静電チャック。 - 前記ヒータプレートは、第2の樹脂層をさらに有し、
前記ヒータエレメントは、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、
前記第1面と前記第1の樹脂層との間の間隔は、前記第2面と前記第2の樹脂層との間の間隔と等しいことを特徴とする請求項11記載の静電チャック。 - 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1〜17のいずれか1つに記載の静電チャック。 - 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1〜18のいずれか1つに記載の静電チャック。 - 前記ヒータプレートは、導電性を有するバイパス層をさらに備え、
前記ヒータエレメントは、前記第1の樹脂層と前記バイパス層との間に設けられたことを特徴とする請求項1〜19のいずれか1つに記載の静電チャック。 - 前記ヒータエレメントは、前記バイパス層と電気的に接合され、前記第1の支持板とは電気的に絶縁されたことを特徴とする請求項20記載の静電チャック。
- 前記バイパス層の厚さは、前記第1の樹脂層の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項20または21に記載の静電チャック。
- 前記バイパス層の厚さは、前記ヒータエレメントの厚さよりも厚いことを特徴とする請求項20〜22のいずれか1つに記載の静電チャック。
- 前記バイパス層は、前記ヒータエレメントと、前記ベースプレートと、の間に設けられたことを特徴とする請求項20〜23のいずれか1つに記載の静電チャック。
- 前記バイパス層は、前記ヒータエレメントと前記セラミック誘電体基板との間に設けられたことを特徴とする請求項20〜24のいずれか1つに記載の静電チャック。
- 前記バイパス層は、前記第1主面と平行な面内方向に並ぶ複数のバイパス部を有し、
前記ヒータプレートは、前記複数のバイパス部の間に設けられ、前記第1の樹脂層と異なる樹脂部を有することを特徴とする請求項20〜25のいずれか1つに記載の静電チャック。 - 前記ヒータプレートは、前記ヒータエレメントと前記バイパス層との間に設けられた第2の樹脂層をさらに有し、
前記樹脂部は、前記バイパス層と前記第2の樹脂層との間に延在し、
前記樹脂部の前記複数のバイパス部の間の部分の厚さは、前記樹脂部の前記バイパス層と前記第2の樹脂層との間の部分の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項26記載の静電チャック。 - 前記ヒータプレートは、第2の樹脂層と、第3の樹脂層と、をさらに有し、
前記ヒータエレメントは、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、
前記バイパス層は、前記第2の樹脂層と前記第3の樹脂層との間に設けられ、
前記樹脂部は、前記バイパス層と前記第3の樹脂層との間に延在し、
前記樹脂部の前記複数のバイパス部の間の部分の厚さは、前記樹脂部の前記バイパス層と前記第3の樹脂層との間の部分の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項26記載の静電チャック。 - 前記ヒータプレートは、第2の樹脂層と、第3の樹脂層と、をさらに有し、
前記ヒータエレメントは、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、
前記バイパス層は、前記第2の樹脂層と前記第3の樹脂層との間に設けられ、
前記樹脂部の前記複数のバイパス部の間の中央部分の厚さは、前記樹脂部の前記複数のバイパス部と隣接する部分の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項26〜28のいずれか1つに記載の静電チャック。 - 前記ヒータプレートは、第2の樹脂層と、第3の樹脂層と、をさらに有し、
前記ヒータエレメントは、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、
前記バイパス層は、前記第2の樹脂層と前記第3の樹脂層との間に設けられ、
前記複数のバイパス部のそれぞれは、前記第2の樹脂層と対向する第3面と、前記第3の樹脂層と対向する第4面と、を有し、
前記第3面の幅は、前記第4面の幅よりも狭く、
前記第3面と前記第2の樹脂層との間の間隔は、前記第4面と前記第3の樹脂層との間の間隔よりも広いことを特徴とする請求項26〜29のいずれか1つに記載の静電チャック。 - 前記ヒータプレートは、第2の樹脂層と、第3の樹脂層と、をさらに有し、
前記ヒータエレメントは、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、
前記バイパス層は、前記第2の樹脂層と前記第3の樹脂層との間に設けられ、
前記複数のバイパス部のそれぞれは、前記第2の樹脂層と対向する第3面と、前記第3の樹脂層と対向する第4面と、を有し、
前記第3面の幅は、前記第4面の幅よりも広く、
前記第3面と前記第2の樹脂層との間の間隔は、前記第4面と前記第3の樹脂層との間の間隔よりも狭いことを特徴とする請求項26〜29のいずれか1つに記載の静電チャック。 - 前記ヒータプレートは、第2の樹脂層と、第3の樹脂層と、をさらに有し、
前記ヒータエレメントは、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、
前記バイパス層は、前記第2の樹脂層と前記第3の樹脂層との間に設けられ、
前記複数のバイパス部のそれぞれは、前記第2の樹脂層と対向する第3面と、前記第3の樹脂層と対向する第4面と、を有し、
前記第3面と前記第2の樹脂層との間の間隔は、前記第4面と前記第3の樹脂層との間の間隔と等しいことを特徴とする請求項26〜29のいずれか1つに記載の静電チャック。 - 前記バイパス層は、前記ヒータエレメントと対向する第3面と、前記第3面と反対側を向く第4面と、を有し、
前記第3面の幅は、前記第4面の幅と異なり、
前記第3面の前記第4面に対する幅の大小関係は、前記第1面の前記第2面に対する幅の大小関係と同じであることを特徴とする請求項20〜32のいずれか1つに記載の静電チャック。 - 前記バイパス層は、前記ヒータエレメントと対向する第3面と、前記第3面と反対側を向く第4面と、を有し、
前記第3面の幅は、前記第4面の幅と異なり、
前記第3面の前記第4面に対する幅の大小関係は、前記第1面の前記第2面に対する幅の大小関係と反対であることを特徴とする請求項20〜32のいずれか1つに記載の静電チャック。 - 前記ヒータプレートは、金属を含む第2の支持板と、第2の樹脂層と、をさらに有し、
前記ヒータエレメントは、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、
前記第1の支持板の面積は、前記第2の支持板の面積よりも広いことを特徴とする請求項1〜34のいずれか1つに記載の静電チャック。 - 前記第1の支持板は、複数の支持部を有し、
前記複数の支持部は、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1〜35のいずれか1つに記載の静電チャック。 - 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1〜36のいずれか1つに記載の静電チャック。
- 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37記載の静電チャック。 - 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20〜36のいずれか1つに記載の静電チャック。 - 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1〜36のいずれか1つに記載の静電チャック。
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