JP2023146610A - 静電チャック - Google Patents

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Abstract

【課題】温度制御が複雑になることを抑制しつつ、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静電チャックを提供する。【解決手段】セラミック誘電体基板、ベースプレート、及びヒータ部を備え、ヒータ部は、第１、第２給電部及びヒータラインを有し、ヒータラインの延在部は、第１、第２給電部に隣り合う第１、第２延在部を有し、第１延在部は、第１、第２給電部と重なる第１、第２部分と、第１、第２給電部と重ならない第３部分と、を有し、第２延在部は、第１、第２給電部と重なる第４、第５部分と、第１、第２給電部と重ならない第６部分と、を有し、第１、第２給電部に接する第１仮想接線と第１延在部との間の第３距離、及び、第１、第２給電部に接する第２仮想接線と第２延在部との間の第４距離は、それぞれ、第１、第２給電部の間の第１距離以下であり、延在部どうしの間の第２距離以下である、静電チャック。【選択図】図８

Description

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ものである。
近年、トランジスタなどの半導体素子を含むＩＣチップにおいて、小型化や処理速度の向上が求められている。これに伴い、ウェーハ上において半導体素子を形成する際に、エッチングなどの加工精度を高めることが求められている。エッチングの加工精度とは、ウェーハの加工によって、設計通りの幅や深さを有するパターンを形成することができるかどうかを示す。エッチングなどの加工精度を高めることによって、半導体素子を微細化することができ、集積密度を高くすることができる。すなわち、加工精度を高めることによって、チップの小型化及び高速度化が可能となる。
エッチングなどの加工精度は、加工時のウェーハの温度に依存することが知られている。そこで、静電チャックを有する基板処理装置においては、エッチングレートを均一化するために、加工時におけるウェーハ面内の温度分布を制御することが求められている。ウェーハ面内の温度分布を制御する方法として、ヒータ（発熱体）を内蔵する静電チャックを用いる方法が知られている（例えば、特許文献１）。
特に、近年では、半導体素子の微細化に伴い、より迅速な加熱とより厳密な面内温度分布の制御が求められており、これを実現する手段として、ヒータをメインヒータとサブヒータとの２層構造とすることが知られている（例えば、特許文献２）。また、ヒータを複数のゾーンで構成する際のヒータパターンについても知られている(例えば、特許文献３）。
特開２０１７－１６８８１８号公報 特開２０１４－５２９８２６号公報 特開２０１９－１４９４３４号公報
しかし、ヒータに複数のゾーンを設けると、温度制御を細かく行える一方でヒータパターンの形状の設計制約が生じたり、給電のためのパッドや端子などの数が増加したりすることで、ヒータの面内において相対的に温度が低いクールスポットが多数発生し、ウェーハ面内の温度分布の均一性が低下するという新たな課題がある。
そこで、例えば、クールスポットをヒータの面内で分散させることで、ウェーハ面内の温度分布の均一性を向上させることが考えられる。しかし、クールスポットをヒータの面内で分散させると、温度制御が複雑になるおそれがある。温度制御が複雑になることを抑制しつつ、ウェーハ面内の温度分布の均一性を向上させることが求められている。
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、温度制御が複雑になることを抑制しつつ、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を加熱するヒータ部と、を備え、前記ヒータ部は、第１給電部と、前記第１給電部に隣り合う第２給電部と、前記第１給電部と前記第２給電部とを結ぶ１本の電極であり電流が流れることにより発熱するヒータラインと、を有し、前記ヒータラインは、第１方向に沿って延び、前記第１方向に対して垂直な第２方向において並ぶ複数の延在部を有し、前記複数の延在部は、前記第２方向の一方側において前記第１給電部及び前記第２給電部に隣り合う第１延在部と、前記第２方向の他方側において前記第１給電部及び前記第２給電部に隣り合う第２延在部と、を有し、前記第１延在部は、前記第２方向において前記第１給電部と重なる第１部分と、前記第２方向において前記第２給電部と重なる第２部分と、前記第１方向において前記第１部分と前記第２部分との間に位置し前記第２方向において前記第１給電部及び前記第２給電部と重ならない第３部分と、を有し、前記第２延在部は、前記第２方向において前記第１給電部と重なる第４部分と、前記第２方向において前記第２給電部と重なる第５部分と、前記第１方向において前記第４部分と前記第５部分との間に位置し前記第２方向において前記第１給電部及び前記第２給電部と重ならない第６部分と、を有し、前記第１給電部と前記第２給電部との間の前記第１方向における最小距離を第１距離とし、前記複数の延在部どうしの間の前記第２方向における最小距離を第２距離とし、前記第１方向に沿い前記第２方向の前記一方側において前記第１給電部及び前記第２給電部に接する第１仮想接線と、前記第１延在部と、の間の前記第２方向における距離を第３距離とし、前記第１方向に沿い前記第２方向の前記他方側において前記第１給電部及び前記第２給電部に接する第２仮想接線と、前記第２延在部と、の間の前記第２方向における距離を第４距離としたときに、前記第３距離及び前記第４距離は、それぞれ、前記第１距離以下であり、前記第３距離及び前記第４距離は、それぞれ、前記第２距離以下である、静電チャックである。
第１給電部及び第２給電部は、発熱しないためクールスポットとなり、処理対象物の面内の温度分布の均一性を低下させる要因となりうる。ヒータ部の面内の温度分布の均一性を向上させるために、例えば、第１給電部及び第２給電部を互いに離れた位置に配置することが考えられる。しかし、第１給電部及び第２給電部を互いに離れた位置に配置すると、クールスポットが分散することで、温度制御が複雑になるおそれがある。一方で、第１給電部及び第２給電部を互いに近接した位置に配置すると、クールスポットにおける温度がより低くなり、ヒータ部の面内の温度分布の均一性が低下するおそれがある。これに対し、この静電チャックによれば、第１給電部及び第２給電部を互いに近接した位置に配置するとともに、ヒータラインのうち第１給電部及び第２給電部に隣り合う部分（第１延在部及び第２延在部）を第１給電部及び第２給電部の近くに配置している。これにより、クールスポットが分散することを抑制するとともに、クールスポットの近くに発熱部であるヒータライン（第１延在部及び第２延在部）を配置することで、クールスポットにおける温度の大幅な低下を抑制できる。したがって、温度制御が複雑になることを抑制しつつ、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。
第２の発明は、第１の発明において、前記ヒータ部は、複数のゾーンを有し、前記複数のゾーンは、前記第１給電部、前記第２給電部、及び前記ヒータラインを含む第１ゾーンを有し、前記第１ゾーンは、前記第１主面に対して垂直なＺ方向に沿って見たときに、前記第１ゾーンの中央に位置する中央領域と、前記中央領域の外側に位置する外周領域と、を有し、前記第１給電部及び前記第２給電部は、前記中央領域に設けられる、静電チャックである。
この静電チャックによれば、ヒータ部を加熱させた際にヒータラインに比べて温度が低くなりやすい第１給電部や第２給電部を、外周領域に比べて温度が高くなりやすい中央領域に設けることで、第１ゾーンの面内の温度分布の均一性を向上させることができる。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。
第３の発明は、第１の発明において、前記ヒータ部は、複数のゾーンを有し、前記複数のゾーンは、前記第１給電部、前記第２給電部、及び前記ヒータラインを含む第１ゾーンを有し、前記第１ゾーンは、前記ヒータ部の外周縁を含んでおり、前記第１ゾーンは、前記第１ゾーンを径方向において２等分する径方向の中心線よりも径方向の内側に位置する内周部と、前記径方向の中心線よりも径方向の外側に位置し前記外周縁を含む外周部と、を有し、前記第１給電部及び前記第２給電部は、前記内周部に設けられる、静電チャックである。
処理対象物の最外周部分は、内側の部分と比べて温度が低くなりやすい。この静電チャックによれば、第１ゾーンがヒータ部の外周縁を含む場合に（すなわち、ヒータ部の最外周部に位置する第1ゾーンにおいて）、ヒータ部を加熱させた際にヒータラインに比べて温度が低くなりやすい第１給電部や第２給電部を、第１ゾーンの内周部に設けることで、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。
第４の発明は、第１～第３のいずれか１つの発明において、前記第１方向は、周方向である、静電チャックである。
この静電チャックによれば、第１方向を周方向とすることで、延在部を規則的に配置しやすい。これにより、第２距離をより確実に小さくできる。したがって、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。
第５の発明は、第１～第３のいずれか１つの発明において、前記第１方向は、径方向である、静電チャックである。
この静電チャックによれば、第１方向を径方向とすることで、延在部を規則的に配置しやすい。これにより、第２距離をより確実に小さくできる。したがって、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。
本発明の態様によれば、温度制御が複雑になることを抑制しつつ、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静電チャックが提供される。
実施形態に係る静電チャックを模式的に表す斜視図である。 図２（ａ）及び図２（ｂ）は、実施形態に係る静電チャックの一部を模式的に表す断面図である。 実施形態に係るヒータ部を模式的に表す分解斜視図である。 実施形態に係るヒータ部を模式的に表す分解断面図である。 実施形態に係る第２ヒータエレメントのメインゾーンを模式的に表す平面図である。 実施形態に係る第１ヒータエレメントのサブゾーンを模式的に表す平面図である。 実施形態に係る第２ヒータエレメントのメインゾーンと第１ヒータエレメントのサブゾーンとの位置関係を模式的に表す平面図である。 第１実施形態に係るヒータ部の第１ゾーンを模式的に表す平面図である。 第２実施形態に係るヒータ部の第１ゾーンを模式的に表す平面図である。 第３実施形態に係るヒータ部の第１ゾーンを模式的に表す平面図である。 実施形態の変形例に係るヒータ部の第１ゾーンの一部を模式的に表す平面図である。 実施形態の変形例に係るヒータ部の第１ゾーンの一部を模式的に表す平面図である。 実施形態の変形例に係るヒータ部の第１ゾーンの一部を模式的に表す平面図である。 実施形態の変形例に係るヒータ部の第１ゾーンの一部を模式的に表す平面図である。 従来のヒータ部の第１ゾーンを模式的に表す平面図である。 図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、ヒータ部の第１ゾーンの温度分布のシミュレーション結果を表すグラフである。 実施形態に係るヒータ部の第１ゾーンを模式的に表す平面図である。 実施形態の変形例に係るヒータ部の第１ゾーンを模式的に表す平面図である。
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、実施形態に係る静電チャックを模式的に表す斜視図である。
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、実施形態に係る静電チャックの一部を模式的に表す断面図である。
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、図１に示したＡ１－Ａ２線による断面図である。
図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した領域Ｂ１の拡大図である。なお、図２（ｂ）では、処理対象物Ｗを省略している。
図１、図２（ａ）、及び図２（ｂ）に表したように、実施形態に係る静電チャック１０は、セラミック誘電体基板１００と、ヒータ部２００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を載置する第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。
本願明細書では、第１主面１０１に対して垂直な方向をＺ方向とする。Ｚ方向は、換言すれば、第１主面１０１と第２主面１０２とを結ぶ方向である。Ｚ方向は、換言すれば、ベースプレート３００からセラミック誘電体基板１００に向かう方向である。また、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方向とする。本願明細書において、「面内」とは、例えばＸ－Ｙ平面内である。また、本願明細書において、「平面視」とは、Ｚ方向に沿って見た状態を示す。
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Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＳｉＣ、Ｙ２Ｏ３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、熱伝導性、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。
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。
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、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やアルミニウム合金、チタン、チタン合金が挙げられる。
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へ冷却媒体を流入し、連通路３０１を通過させ、連通路３０１から冷却媒体を流出させる。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。
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。
ヒータ部２００は、セラミック誘電体基板１００を加熱する。ヒータ部２００は、セラミック誘電体基板１００を加熱することで、セラミック誘電体基板１００を介して処理対象物Ｗを加熱する。この例では、ヒータ部２００は、第１主面１０１と、第２主面１０２と、の間に設けられている。すなわち、ヒータ部２００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。言い換えれば、ヒータ部２００は、セラミック誘電体基板１００に内蔵されている。
ヒータ部２００は、セラミック誘電体基板１００とは別に設けられていてもよい。この場合、ヒータ部２００は、例えば、セラミック誘電体基板１００とベースプレート３００との間に接着層を介して設けられる。接着層の材料としては、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。
図３は、実施形態に係るヒータ部を模式的に表す分解斜視図である。
図４は、実施形態に係るヒータ部を模式的に表す分解断面図である。
図３及び図４に表したように、この例では、ヒータ部２００は、第１支持板２１０と、第１絶縁層２２０と、第１ヒータエレメント２３１と、第２絶縁層２４０と、第２ヒータエレメント２３２と、第３絶縁層２４５と、バイパス層２５０と、第４絶縁層２６０と、第２支持板２７０と、給電端子２８０と、を有する。
第１支持板２１０は、第１ヒータエレメント２３１、第２ヒータエレメント２３２、バイパス層２５０等の上に設けられる。第２支持板２７０は、第１ヒータエレメント２３１、第２ヒータエレメント２３２、バイパス層２５０等の下に設けられる。第１支持板２１０の面２１１（上面）は、ヒータ部２００の上面を形成する。第２支持板２７０の面２７１（下面）は、ヒータ部２００の下面を形成する。ヒータ部２００をセラミック誘電体基板１００に内蔵する場合には、第１支持板２１０及び第２支持板２７０を省略してもよい。
第１支持板２１０及び第２支持板２７０は、第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２などを支持する支持板である。この例において、第１支持板２１０及び第２支持板２７０は、第１絶縁層２２０と、第１ヒータエレメント２３１と、第２絶縁層２４０と、第２ヒータエレメント２３２と、第３絶縁層２４５と、バイパス層２５０と、第４絶縁層２６０と、を挟み、これらを支持する。
第１絶縁層２２０は、第１支持板２１０と、第２支持板２７０と、の間に設けられている。第１ヒータエレメント２３１は、第１絶縁層２２０と、第２支持板２７０と、の間に設けられている。このように、第１ヒータエレメント２３１は、第１支持板２１０と重ねて設けられる。第１絶縁層２２０は、換言すれば、第１支持板２１０と第１ヒータエレメント２３１との間に設けられる。ヒータ部２００をセラミック誘電体基板１００に内蔵する場合には、セラミック誘電体基板１００が第１絶縁層２２０を兼ねる。
第２絶縁層２４０は、第１ヒータエレメント２３１と、第２支持板２７０と、の間に設けられている。第２ヒータエレメント２３２は、第２絶縁層２４０と、第２支持板２７０と、の間に設けられている。このように、第２ヒータエレメント２３２は、第１ヒータエレメント２３１が設けられた層とは、異なる層に設けられる。第２ヒータエレメント２３２の少なくとも一部は、Ｚ方向において、第１ヒータエレメント２３１と重なる。第３絶縁層２４５は、第２ヒータエレメント２３２と、第２支持板２７０と、の間に設けられている。バイパス層２５０は、第３絶縁層２４５と、第２支持板２７０と、の間に設けられている。第４絶縁層２６０は、バイパス層２５０と、第２支持板２７０と、の間に設けられている。
第１ヒータエレメント２３１は、換言すれば、第１絶縁層２２０と第２絶縁層２４０との間に設けられる。第２ヒータエレメント２３２は、換言すれば、第２絶縁層２４０と第３絶縁層２４５との間に設けられる。バイパス層２５０は、換言すれば、第３絶縁層２４５と第４絶縁層２６０との間に設けられる。
第１ヒータエレメント２３１は、例えば、第１絶縁層２２０及び第２絶縁層２４０のそれぞれに接触する。第２ヒータエレメント２３２は、例えば、第２絶縁層２４０及び第３絶縁層２４５のそれぞれに接触する。バイパス層２５０は、例えば、第３絶縁層２４５及び第４絶縁層２６０のそれぞれに接触する。
なお、バイパス層２５０及び第４絶縁層２６０は、必要に応じて設けられ、省略可能である。バイパス層２５０及び第４絶縁層２６０が設けられていない場合には、第３絶縁層２４５は、第２支持板２７０に接触する。以下では、ヒータ部２００がバイパス層２５０及び第４絶縁層２６０を有する場合を例に挙げて説明する。
第１支持板２１０は、比較的高い熱伝導率を有する。例えば、第１支持板２１０の熱伝導率は、第１ヒータエレメント２３１の熱伝導率よりも高く、第２ヒータエレメント２３２の熱伝導率よりも高い。第１支持板２１０の材料としては、例えばアルミニウム、銅、及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。第１支持板２１０の厚さ（Ｚ方向の長さ）は、例えば約０．１ｍｍ以上、３．０ｍｍ以下程度である。より好ましくは、第１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支持板２１０は、ヒータ部２００の面内の温度分布の均一性を向上させる。第１支持板２１０は、例えば、均熱板として機能する。第１支持板２１０は、ヒータ部２００の反りを抑制する。第１支持板２１０は、ヒータ部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。
第２支持板２７０の材料、厚さ、及び機能は、第１支持板２１０の材料、厚さ、及び機能とそれぞれ同じである。例えば、第２支持板２７０の熱伝導率は、第１ヒータエレメント２３１の熱伝導率よりも高く、第２ヒータエレメント２３２の熱伝導率よりも高い。なお、実施形態においては、第１支持板２１０及び第２支持板２７０の少なくともいずれかを省略してもよい。
第１絶縁層２２０の材料としては、例えば、樹脂やセラミックなどの絶縁性材料を用いることができる。第１絶縁層２２０が樹脂の場合の例として、ポリイミドやポリアミドイミドなどが挙げられる。第１絶縁層２２０がセラミックの場合の例として、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＳｉＣ、Ｙ２Ｏ３及びＹＡＧなどが挙げられる。第１絶縁層２２０の厚さ（Ｚ方向の長さ）は、例えば約０．０１ｍｍ以上、０．２０ｍｍ以下程度である。第１絶縁層２２０は、第１支持板２１０と第１ヒータエレメント２３１とを接合させる。第１絶縁層２２０は、第１支持板２１０と第１ヒータエレメント２３１との間を電気的に絶縁する。このように、第１絶縁層２２０は、電気絶縁の機能と、面接合の機能と、を有する。なお、第１絶縁層２２０は、少なくとも絶縁機能を有していればよく、例えば、熱伝導機能、拡散防止機能などの他の機能を有していてもよい。
第２絶縁層２４０の材料及び厚さは、第１絶縁層２２０の材料及び厚さとそれぞれ同程度である。第３絶縁層２４５の材料及び厚さは、第１絶縁層２２０の材料及び厚さとそれぞれ同程度である。第４絶縁層２６０の材料及び厚さは、第１絶縁層２２０の材料及び厚さとそれぞれ同程度である。
第２絶縁層２４０は、第１ヒータエレメント２３１と第２ヒータエレメント２３２とを接合させる。第２絶縁層２４０は、第１ヒータエレメント２３１と第２ヒータエレメント２３２との間を電気的に絶縁する。このように、第２絶縁層２４０は、電気絶縁の機能と、面接合の機能と、を有する。なお、第２絶縁層２４０は、少なくとも絶縁機能を有していればよく、例えば、熱伝導機能、拡散防止機能などの他の機能を有していてもよい。
第３絶縁層２４５は、第２ヒータエレメント２３２とバイパス層２５０とを接合させる。第３絶縁層２４５は、第２ヒータエレメント２３２とバイパス層２５０との間を電気的に絶縁する。このように、第３絶縁層２４５は、電気絶縁の機能と、面接合の機能と、を有する。なお、第３絶縁層２４５は、少なくとも絶縁機能を有していればよく、例えば、熱伝導機能、拡散防止機能などの他の機能を有していてもよい。
第４絶縁層２６０は、バイパス層２５０と第２支持板２７０とを接合させる。第４絶縁層２６０は、バイパス層２５０と第２支持板２７０との間を電気的に絶縁する。このように、第４絶縁層２６０は、電気絶縁の機能と、面接合の機能と、を有する。なお、第４絶縁層２６０は、少なくとも絶縁機能を有していればよく、例えば、熱伝導機能、拡散防止機能などの他の機能を有していてもよい。
第１ヒータエレメント２３１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、アルミニウム、インコネル（登録商標）、ニッケル、モリブデン、タングステン、パラジウム、白金、銀、タンタル、モリブデンカーバイド、及びタングステンカーバイドの少なくともいずれかを含む金属などが挙げられる。第１ヒータエレメント２３１の厚さ（Ｚ方向の長さ）は、例えば約０．０１ｍｍ以上、０．２０ｍｍ以下程度である。第２ヒータエレメント２３２の材料及び厚さは、第１ヒータエレメント２３１の材料及び厚さとそれぞれ同程度である。第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２は、例えば、それぞれ、バイパス層２５０と電気的に接続されている。一方で、第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２は、それぞれ、第１支持板２１０及び第２支持板２７０とは電気的に絶縁されている。
第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２は、それぞれ、電流が流れると発熱する。第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２は、発熱することで、セラミック誘電体基板１００を加熱する。第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２は、例えば、セラミック誘電体基板１００を介して処理対象物Ｗを加熱することで、処理対象物Ｗの面内の温度分布を均一にする。あるいは、第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２は、例えば、セラミック誘電体基板１００を介して処理対象物Ｗを加熱することで、処理対象物Ｗの面内の温度に意図的に差をつけることもできる。
バイパス層２５０は、第１支持板２１０と略平行に配置され、第２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。この例では、バイパス層２５０は、１０個のバイパス部２５１（バイパス部２５１ａ～バイパス部２５１ｊ）を有する。バイパス部２５１の数は、「１０」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は、例えば、導電性を有する。バイパス層２５０は、例えば、第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２と電気的に接続されている。バイパス層２５０は、第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２の給電経路である。一方で、バイパス層２５０は、例えば、第１支持板２１０及び第２支持板２７０とは絶縁層により電気的に絶縁されている。
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絶縁層２２０の厚さよりも厚い。バイパス層２５０の厚さは、第２絶縁層２４０の厚さよりも厚い。バイパス層２５０の厚さは、第３絶縁層２４５の厚さよりも厚い。バイパス層２５０の厚さは、第４絶縁層２６０の厚さよりも厚い。
例えば、バイパス層２５０の材料は、第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２の材料と同じである。一方で、バイパス層２５０の厚さは、第１ヒータエレメント２３１の厚さよりも厚く、第２ヒータエレメント２３２の厚さよりも厚い。そのため、バイパス層２５０の電気抵抗は、第１ヒータエレメント２３１の電気抵抗よりも低く、第２ヒータエレメント２３２の電気抵抗よりも低い。これにより、バイパス層２５０の材料が第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２の材料と同じ場合でも、バイパス層２５０が第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２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、第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２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、及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と電気的に接続されている。ヒータ部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、ヒータ部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、バイパス層２５０を介して第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２に供給する。給電端子２８０は、例えば、第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２に直接的に接続されてもよい。これにより、バイパス層２５０が省略可能となる。
一方、第１ヒータエレメント２３１及び／または第２ヒータエレメント２３２が、例えば２０以上、または５０以上、あるいは１００以上の多数のゾーンを有する場合、各ゾーンに対応する給電端子２８０を配置することが困難となる。バイパス層２５０を設けることで、ゾーン毎に配置した場合と比較して給電端子２８０の配置自由度が向上する。
ヒータ部２００は、複数の給電端子２８０を有する。この例では、ヒータ部２００は、１０個の給電端子２８０（給電端子２８０ａ～２８０ｊ）を有する。給電端子２８０の数は、「１０」には限定されない。１つの給電端子２８０は、１つのバイパス部２５１と電気的に接続されている。つまり、給電端子２８０の数は、バイパス部２５１の数と同じである。孔２７３は、第２支持板２７０を貫通している。給電端子２８０は、孔２７３を通してバイパス部２５１と電気的に接続されている。
第１ヒータエレメント２３１は、第１領域７０１及び第２領域７０２を有する。第１領域７０１及び第２領域７０２は、それぞれ、第１サブ給電部２３１ａと、第２サブ給電部２３１ｂと、サブヒータライン２３１ｃと、を有する。サブヒータライン２３１ｃは、第１サブ給電部２３１ａと第２サブ給電部２３１ｂとに電気的に接続されている。第１サブ給電部２３１ａは、サブヒータライン２３１ｃの一端に設けられており、第２サブ給電部２３１ｂは、サブヒータライン２３１ｃの他端に設けられている。サブヒータライン２３１ｃは、電流が流れることにより発熱する。第１サブ給電部２３１ａ及び第２サブ給電部２３１ｂは、サブヒータライン２３１ｃに給電する。第１ヒータエレメント２３１は、第１サブ給電部２３１ａ及び第２サブ給電部２３１ｂにおいてバイパス層２５０と電気的に接続されている。
図４に表した矢印Ｃ２１及び矢印Ｃ２２のように、電力が静電チャック１０の外部から給電端子２８０ａに供給されると、電流は、給電端子２８０ａからバイパス部２５１ａへ流れる。図４に表した矢印Ｃ２３及び矢印Ｃ２４のように、バイパス部２５１ａへ流れた電流は、バイパス部２５１ａから第１ヒータエレメント２３１の第１領域７０１へ流れる。図４に表した矢印Ｃ２５及び矢印Ｃ２６のように、第１領域７０１へ流れた電流は、第１領域７０１からバイパス部２５１ｂへ流れる。より具体的には、バイパス部２５１ａへ流れた電流は、第１領域７０１の第１サブ給電部２３１ａを介して第１領域７０１のサブヒータライン２３１ｃへ流れ、第１領域７０１の第２サブ給電部２３１ｂを介してバイパス部２５１ｂへ流れる。図４に表した矢印Ｃ２７及び矢印Ｃ２８のように、バイパス部２５１ｂへ流れた電流は、バイパス部２５１ｂから給電端子２８０ｂへ流れる。図４に表した矢印Ｃ２９のように、給電端子２８０ｂへ流れた電流は、静電チャック１０の外部へ流れる。
同様に、電力が静電チャック１０の外部から給電端子２８０ｃに供給されると、電流は、図４に表した矢印Ｃ３１～Ｃ３９のように、給電端子２８０ｃ、バイパス部２５１ｃ、第１ヒータエレメント２３１の第２領域７０２、バイパス部２５１ｄ、給電端子２８０ｄの順に流れる。
第２ヒータエレメント２３２は、メインゾーン６０１、メインゾーン６０２、及びメインゾーン６０３を有する。メインゾーン６０１～６０３は、それぞれ、第１メイン給電部２３２ａと、第２メイン給電部２３２ｂと、メインヒータライン２３２ｃと、を有する。メインヒータライン２３２ｃは、第１メイン給電部２３２ａと第２メイン給電部２３２ｂとに電気的に接続されている。第１メイン給電部２３２ａは、メインヒータライン２３２ｃの一端に設けられており、第２メイン給電部２３２ｂは、メインヒータライン２３２ｃの他端に設けられている。メインヒータライン２３２ｃは、電流が流れることにより発熱する。第１メイン給電部２３２ａ及び第２メイン給電部２３２ｂは、メインヒータライン２３２ｃに給電する。第２ヒータエレメント２３２は、第１メイン給電部２３２ａ及び第２メイン給電部２３２ｂにおいてバイパス層２５０と電気的に接続されている。
図４に表した矢印Ｃ４１及び矢印Ｃ４２のように、電力が静電チャック１０の外部から給電端子２８０ｅに供給されると、電流は、給電端子２８０ｅからバイパス部２５１ｅへ流れる。図４に表した矢印Ｃ４３及び矢印Ｃ４４のように、バイパス部２５１ｅへ流れた電流は、バイパス部２５１ｅから第２ヒータエレメント２３２のメインゾーン６０１へ流れる。図４に表した矢印Ｃ４５及び矢印４２６のように、メインゾーン６０１へ流れた電流は、メインゾーン６０１からバイパス部２５１ｆへ流れる。より具体的には、バイパス部２５１ｅへ流れた電流は、メインゾーン６０１の第１メイン給電部２３２ａを介してメインゾーン６０１のメインヒータライン２３２ｃへ流れ、メインゾーン６０１の第２メイン給電部２３２ｂを介してバイパス部２５１ｆへ流れる。図４に表した矢印Ｃ４７及び矢印Ｃ４８のように、バイパス部２５１ｆへ流れた電流は、バイパス部２５１ｆから給電端子２８０ｆへ流れる。図４に表した矢印Ｃ４９のように、給電端子２８０ｆへ流れた電流は、静電チャック１０の外部へ流れる。
同様に、電力が静電チャック１０の外部から給電端子２８０ｇに供給されると、電流は、矢印Ｃ５１～Ｃ５９のように、給電端子２８０ｇ、バイパス部２５１ｇ、第２ヒータエレメント２３２のメインゾーン６０２、バイパス部２５１ｈ、給電端子２８０ｈの順に流れる。
同様に、電力が静電チャック１０の外部から給電端子２８０ｉに供給されると、電流は、矢印Ｃ６１～Ｃ６９のように、給電端子２８０ｉ、バイパス部２５１ｉ、第２ヒータエレメント２３２のメインゾーン６０３、バイパス部２５１ｊ、給電端子２８０ｊの順に流れる。
例えば、第１ヒータエレメント２３１に流れる電流及び第２ヒータエレメント２３２に流れる電流は、別々に制御される。この例では、第１ヒータエレメント２３１と接続されるバイパス部２５１（バイパス部２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ、２５１ｄ）と、第２ヒータエレメント２３２と接続されるバイパス部２５１（バイパス部２５１ｅ、２５１ｆ、２５１ｇ、２５１ｈ、２５１ｉ、２５１ｊ）と、はそれぞれ異なる。第１ヒータエレメント２３１と接続されるバイパス部２５１と、第２ヒータエレメント２３２と接続されるバイパス部２５１と、は同じであってもよい。
例えば、第１ヒータエレメント２３１に給電する給電端子２８０（給電端子２８０ａ、２８０ｂ、２８０ｃ、２８０ｄ）に印加する電圧と、第２ヒータエレメント２３２に給電する給電端子２８０（給電端子２８０ｅ、２８０ｆ、２８０ｇ、２８０ｈ、２８０ｉ、２８０ｊ）に印加する電圧と、を異ならせることで、第１ヒータエレメント２３１の出力と、第２ヒータエレメント２３２の出力と、を異ならせることができる。つまり、各ヒータエレメントの出力を独立して制御することができる。
例えば、第１ヒータエレメント２３１の第１領域７０１に流れる電流及び第２領域７０２に流れる電流は、別々に制御される。この例では、第１領域７０１と接続されるバイパス部２５１（バイパス部２５１ａ、２５１ｂ）と、第２領域７０２と接続されるバイパス部２５１（バイパス部２５１ｃ、２５１ｄ）と、はそれぞれ異なる。第１領域７０１と接続されるバイパス部２５１と、第２領域７０２と接続されるバイパス部２５１と、は同じであってもよい。
例えば、第１領域７０１に給電する給電端子２８０（給電端子２８０ａ、２８０ｂ）に印加する電圧と、第２領域７０２に給電する給電端子２８０（給電端子２８０ｃ、２８０ｄ）に印加する電圧と、を異ならせることで、第１領域７０１の出力と、第２領域７０２の出力と、を異ならせることができる。つまり、各領域（サブゾーン）の出力を独立して制御することができる。
例えば、第２ヒータエレメント２３２のメインゾーン６０１に流れる電流、メインゾーン６０２に流れる電流、及びメインゾーン６０３に流れる電流は、別々に制御される。この例では、メインゾーン６０１と接続されるバイパス部２５１（バイパス部２５１ｅ、２５１ｆ）と、メインゾーン６０２と接続されるバイパス部２５１（バイパス部２５１ｇ、２５１ｈ）と、メインゾーン６０３と接続されるバイパス部２５１（バイパス部２５１ｉ、２５１ｊ）と、はそれぞれ異なる。メインゾーン６０１と接続されるバイパス部２５１と、メインゾーン６０２と接続されるバイパス部２５１と、メインゾーン６０３と接続されるバイパス部２５１と、は同じであってもよい。
例えば、メインゾーン６０１に給電する給電端子２８０（給電端子２８０ｅ、２８０ｆ）に印加する電圧と、メインゾーン６０２に給電する給電端子２８０（給電端子２８０ｇ、２８０ｈ）に印加する電圧と、メインゾーン６０３に給電する給電端子２８０（給電端子２８０ｉ、２８０ｊ）に印加する電圧と、を異ならせることで、メインゾーン６０１の出力と、メインゾーン６０２の出力と、メインゾーン６０３の出力と、を異ならせることができる。つまり、各メインゾーンの出力を独立して制御することができる。
第１ヒータエレメント２３１は、第２ヒータエレメント２３２よりも少ない熱量を生成する。すなわち、第１ヒータエレメント２３１は低出力のサブヒータであり、第２ヒータエレメント２３２は高出力のメインヒータである。
このように、第１ヒータエレメント２３１が第２ヒータエレメント２３２よりも少ない熱量を生成することで、第２ヒータエレメント２３２のパターンに起因する処理対象物Ｗの面内の温度ムラを、第１ヒータエレメント２３１によって抑制することができる。したがって、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。
第１ヒータエレメント２３１の体積抵抗率は、例えば、第２ヒータエレメント２３２の体積抵抗率よりも高い。なお、第１ヒータエレメント２３１の体積抵抗率は、サブヒータライン２３１ｃの体積抵抗率である。つまり、第１ヒータエレメント２３１の体積抵抗率は、第１サブ給電部２３１ａと、第２サブ給電部２３１ｂと、の間の体積抵抗率である。言い換えれば、第１ヒータエレメント２３１の体積抵抗率は、図４の矢印Ｃ２５、矢印Ｃ３５で示す経路における体積抵抗率である。同様に、第２ヒータエレメント２３２の体積抵抗率は、メインヒータライン２３２ｃの体積抵抗率である。つまり、第２ヒータエレメント２３２の体積抵抗率は、第１メイン給電部２３２ａと、第２メイン給電部２３２ｂと、の間の体積抵抗率である。言い換えれば、第２ヒータエレメント２３２の体積抵抗率は、図４の矢印Ｃ４５、矢印Ｃ５５、矢印Ｃ６５で示す経路における体積抵抗率である。
このように、第１ヒータエレメント２３１の体積抵抗率を第２ヒータエレメント２３２の体積抵抗率よりも高くすることで、第１ヒータエレメント２３１の出力（発熱量、消費電力）を、第２ヒータエレメント２３２の出力（発熱量、消費電力）よりも低くすることができる。これにより、第２ヒータエレメント２３２のパターンに起因する処理対象物Ｗの面内の温度ムラを、第１ヒータエレメント２３１によって抑制することができる。したがって、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。
給電端子２８０の周辺は、温度の特異点（温度が周囲の領域と比較的大きく異なる点）となりやすい。これに対して、バイパス層２５０が設けられることで、給電端子２８０の配置の自由度を高くすることができる。例えば、温度の特異点となりやすい給電端子２８０を分散して配置することができ、特異点の周辺で熱が拡散しやすくなる。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。
バイパス層２５０が設けられることで、熱容量が大きい給電端子２８０を第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２に直接接続させない構成とすることができる。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が設けられることで、比較的薄い第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２に給電端子２８０を直接接続させなくともよい。これにより、ヒータ部２００の信頼性を向上させることができる。
前述したように、給電端子２８０は、ヒータ部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）及び図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。
この例では、第１ヒータエレメント２３１は、第２ヒータエレメント２３２よりも上方に位置している。換言すれば、第１ヒータエレメント２３１は、第２ヒータエレメント２３２と第１主面１０１との間に設けられている。第１ヒータエレメント２３１の位置と、第２ヒータエレメント２３２の位置と、は逆であってもよい。つまり、第２ヒータエレメント２３２は、第１ヒータエレメント２３１よりも上方に位置していてもよい。換言すれば、第２ヒータエレメント２３２は、第１主面１０１と第１ヒータエレメント２３１との間に設けられていてもよい。温度制御の観点から、第１ヒータエレメント２３１は、第２ヒータエレメント２３２よりも上方に位置していることが好ましい。
第１ヒータエレメント２３１が第２ヒータエレメント２３２よりも上方に位置する場合、第１ヒータエレメント２３１と処理対象物Ｗとの間の距離は、第２ヒータエレメント２３２と処理対象物Ｗとの間の距離よりも短い。第１ヒータエレメント２３１が処理対象物Ｗに比較的近いことにより、第１ヒータエレメント２３１によって処理対象物Ｗの温度を制御しやすくなる。すなわち、第２ヒータエレメント２３２のパターンに起因して生じる処理対象物Ｗの面内の温度ムラを、第１ヒータエレメント２３１によって抑制しやすくなる。したがって、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。
一方、第２ヒータエレメント２３２が第１ヒータエレメント２３１よりも上方に位置する場合、高出力の第２ヒータエレメント２３２が処理対象物Ｗに比較的近い。これにより、処理対象物Ｗの温度の応答性（昇温速度・降温速度）を向上させることができる。
また、この例では、第２ヒータエレメント２３２は、Ｚ方向において、バイパス層２５０と第１ヒータエレメント２３１との間に設けられている。つまり、バイパス層２５０は、第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２よりも下方に位置している。
このように、第２ヒータエレメント２３２を、Ｚ方向において、バイパス層２５０と第１ヒータエレメント２３１との間に設けることで、バイパス層２５０の一方側に第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２を配置することができる。これにより、バイパス層２５０に給電端子２８０を接続する際に、第１ヒータエレメント２３１や第２ヒータエレメント２３２とは反対側からバイパス層２５０に給電端子２８０を接続することができる。したがって、第１ヒータエレメント２３１や第２ヒータエレメント２３２に給電端子２８０を通すための孔部を設ける必要がなく、ヒータパターン上の温度特異点を減らすことができ、第１ヒータエレメント２３１や第２ヒータエレメント２３２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、第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２よりも上方に位置していてもよい。つまり、バイパス層２５０は、第１支持板２１０と第１ヒータエレメント２３１との間に設けられていてもよい。また、バイパス層２５０は、第１支持板２１０と第２ヒータエレメント２３２との間に設けられていてもよい。また、バイパス層２５０は、第１ヒータエレメント２３１と第２ヒータエレメント２３２との間に位置していてもよい。
また、ヒータ部２００が有するヒータエレメントの数は、「２」には限定されない。つまり、ヒータ部２００は、第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２とは異なる層に設けられた、別のヒータエレメントをさらに有していてもよい。また、ヒータ部２００は、第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２のいずれか一方のみを有していてもよい。つまり、第１ヒータエレメント２３１及び第２ヒータエレメント２３２のいずれか一方は、省略されてもよい。
図５は、第１実施形態に係る第２ヒータエレメントのメインゾーンを模式的に表す平面図である。
図５は、図３に記載の第２ヒータエレメント２３２をＺ方向に垂直な平面に投影した図である。
図５に表したように、第２ヒータエレメント２３２は、径方向Ｄｒに分割された複数のメインゾーン６００を有する。第２ヒータエレメント２３２では、例えば、各メインゾーン６００において、独立した温度制御が行われる。
本願明細書において、「径方向Ｄｒ」とは、ヒータエレメントの中心から半径に沿って外周に向かう方向である。「周方向Ｄｃ」とは、ヒータエレメントの外周に沿う方向である。
この例では、複数のメインゾーン６００は、径方向Ｄｒに並ぶ３つのメインゾーン６０１～６０３を有する。つまり、第２ヒータエレメント２３２は、径方向Ｄｒにおいて３つに分割されている。各メインゾーン６００は、第２ヒータエレメント２３２の中心ＣＴ２から径方向Ｄｒの外側に向かってメインゾーン６０１、メインゾーン６０２、メインゾーン６０３の順に配置されている。
この例では、メインゾーン６０１は、平面視において、中心ＣＴ２を中心とする円形状である。メインゾーン６０２は、平面視において、メインゾーン６０１の外側に位置し中心ＣＴ２を中心とする環状である。メインゾーン６０３は、平面視において、メインゾーン６０２の外側に位置し中心ＣＴ２を中心とする環状である。
この例では、メインゾーン６０１の径方向Ｄｒの幅ＬＭ１、メインゾーン６０２の径方向Ｄｒの幅ＬＭ２、及びメインゾーン６０３の径方向Ｄｒの幅ＬＭ３は、それぞれ同じである。幅ＬＭ１～ＬＭ３は、それぞれ異なっていてもよい。
なお、メインゾーン６００の数やメインゾーン６００の平面視における形状は、任意でよい。また、メインゾーン６００は、周方向Ｄｃに分割されていてもよいし、周方向Ｄｃ及び径方向Ｄｒに分割されていてもよい。
各メインゾーン６００を構成するメインヒータライン２３２ｃは、互いに独立している。これにより、各メインゾーン６００（メインヒータライン２３２ｃ）ごとに異なる電圧を印加することができる。したがって、各メインゾーン６００ごとに出力（生成する熱量）を独立して制御することができる。言い換えれば、各メインゾーン６００は、互いに独立した温度制御を行うことができるヒータユニットであり、第２ヒータエレメント２３２は、このヒータユニットを複数有するヒータユニットの集合体である。
各メインゾーン６００は、上述のように、１つの第１メイン給電部２３２ａと、１つの第２メイン給電部２３２ｂと、１つのメインヒータライン２３２ｃと、を有する。メインヒータライン２３２ｃは、第１メイン給電部２３２ａと第２メイン給電部２３２ｂとを結ぶ１本の電極であり、電流が流れることにより発熱する。メインゾーン６００は、第１メイン給電部２３２ａと第２メイン給電部２３２ｂとを繋ぐ連続するメインヒータライン２３２ｃで構成される領域である。
なお、図５では便宜上、各メインゾーン６００の径方向Ｄｒの端部同士を接して記載しているが、実際にはこれらの間には隙間（すなわち、メインヒータライン２３２ｃが設けられていない部分）が存在しており、隣接するメインゾーンの径方向Ｄｒの端部同士が接することはない。以降の図も同じである。
図６は、第１実施形態に係る第１ヒータエレメントのサブゾーンを模式的に表す平面図である。
図６は、図３に記載の第１ヒータエレメント２３１をＺ方向に垂直な平面に投影した図である。
図６に表したように、この例では、第１ヒータエレメント２３１は、径方向Ｄｒ及び周方向Ｄｃに分割された複数のサブゾーン７００を有する。第１ヒータエレメント２３１では、各サブゾーン７００において、独立した温度制御が行われる。
複数のサブゾーン７００は、周方向Ｄｃに並ぶサブゾーン７０１ａ～７０１ｆからなる第１領域７０１と、周方向Ｄｃに並ぶサブゾーン７０２ａ～７０２ｆからなる第２領域７０２と、を有する。つまり、第２ヒータエレメント２３２は、径方向Ｄｒにおいて２つに分割されている。さらに、第１領域７０１及び第２領域７０２は、それぞれ、周方向Ｄｃにおいて６つに分割されている。各領域は、第１ヒータエレメント２３１の中心ＣＴ１から径方向Ｄｒの外側に向かって第１領域７０１、第２領域７０２の順に配置されている。
第１領域７０１は、平面視において、中心ＣＴ１を中心とする円形状である。第２領域７０２は、平面視において、第１領域７０１の外側に位置し中心ＣＴ１を中心とする環状である。
第１領域７０１は、サブゾーン７０１ａ～７０１ｆを有する。第１領域７０１において、サブゾーン７０１ａ～７０１ｆは、時計回りにサブゾーン７０１ａ、サブゾーン７０１ｂ、サブゾーン７０１ｃ、サブゾーン７０１ｄ、サブゾーン７０１ｅ、サブゾーン７０１ｆの順に配置されている。サブゾーン７０１ａ～７０１ｆは、それぞれ、円形状の第１領域７０１の一部を構成している。
第２領域７０２は、サブゾーン７０２ａ～サブゾーン７０２ｆを有する。第２領域７０２において、サブゾーン７０２ａ～７０２ｆは、時計回りにサブゾーン７０２ａ、サブゾーン７０２ｂ、サブゾーン７０２ｃ、サブゾーン７０２ｄ、サブゾーン７０２ｅ、サブゾーン７０２ｆの順に配置されている。また、この例では、サブゾーン７０２ａは、サブゾーン７０１ａの外側に位置する。サブゾーン７０２ｂは、サブゾーン７０１ｂの外側に位置する。サブゾーン７０２ｃは、サブゾーン７０１ｃの外側に位置する。サブゾーン７０２ｄは、サブゾーン７０１ｄの外側に位置する。サブゾーン７０２ｅは、サブゾーン７０１ｅの外側に位置する。サブゾーン７０２ｆは、サブゾーン７０１ｆの外側に位置する。サブゾーン７０２ａ～７０２ｆは、それぞれ、環状の第２領域７０２の一部を構成している。
第１領域７０１の径方向Ｄｒの幅ＬＳ１及び第２領域７０２の径方向Ｄｒの幅ＬＳ２は、例えば、同じである。幅ＬＳ１及び幅ＬＳ２は、異なっていてもよい。
複数のサブゾーン７００の数は、例えば、複数のメインゾーン６００の数よりも多い。つまり、第１ヒータエレメント２３１は、例えば、第２ヒータエレメント２３２よりも多くのゾーンに分割されている。複数のサブゾーン７００の数は、複数のメインゾーン６００の数と同じであってもよいし、複数のメインゾーン６００の数よりも少なくてもよい。
第１ヒータエレメント２３１に含まれる複数のサブゾーン７００の数を、第２ヒータエレメント２３２に含まれる複数のメインゾーン６００の数よりも多くすることで、第１ヒータエレメント２３１によって、第２ヒータエレメント２３２よりも狭い領域の温度調整を行うことができる。これにより、第１ヒータエレメント２３１によってより細かい温度の微調整が可能となり、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。
サブゾーン７００の数やサブゾーン７００の平面視における形状は、任意でよい。また、サブゾーン７００は、周方向Ｄｃに分割されていなくてもよい。つまり、第１領域７０１や第２領域７０２は、周方向Ｄｃに分割された複数のサブゾーン７００を含まなくてもよい。
各サブゾーン７００を構成するサブヒータライン２３１ｃは、互いに独立している。これにより、各サブゾーン７００（サブヒータライン２３１ｃ）ごとに異なる電圧を印加することができる。したがって、各サブゾーン７００ごとに出力（生成する熱量）を独立して制御することができる。言い換えれば、各サブゾーン７００は、互いに独立した温度制御を行うことができるヒータユニットであり、第１ヒータエレメント２３１は、このヒータユニットを複数有するヒータユニットの集合体である。
各サブゾーン７００は、上述のように、１つの第１サブ給電部２３１ａと、１つの第２サブ給電部２３１ｂと、１つのサブヒータライン２３１ｃと、を有する。サブヒータライン２３１ｃは、第１サブ給電部２３１ａと第２サブ給電部２３１ｂとを結ぶ１本の電極であり、電流が流れることにより発熱する。サブゾーン７００は、第１サブ給電部２３１ａと第２サブ給電部２３１ｂとを繋ぐ連続するサブヒータライン２３１ｃで構成される領域である。
なお、図６では便宜上、各サブゾーン７００の径方向Ｄｒの端部同士を接して記載しているが、実際にはこれらの間には隙間（すなわち、サブヒータライン２３１ｃが設けられていない部分）が存在しており、隣接するサブゾーン７００の径方向Ｄｒの端部同士が接することはない。以降の図も同じである。
図７は、実施形態に係る第２ヒータエレメントのメインゾーンと第１ヒータエレメントのサブゾーンとの位置関係を模式的に表す平面図である。
図７は、図５に表した第２ヒータエレメント２３２と、図６に表した第１ヒータエレメント２３１と、を重ね合わせて、Ｚ方向に沿って見たときの位置関係を示している。
図７では、第２ヒータエレメント２３２のメインゾーン６００を二点鎖線、第１ヒータエレメント２３１のサブゾーン７００を実線で表している。
図７に表したように、第１ヒータエレメント２３１と第２ヒータエレメント２３２とは、例えば、第１ヒータエレメント２３１の中心ＣＴ１と第２ヒータエレメント２３２の中心ＣＴ２とがＺ方向において重なるように配置される。また、第１ヒータエレメント２３１の外周縁２３１ｅと第２ヒータエレメント２３２の外周縁２３２ｅとは、例えば、Ｚ方向において重なっている。第１ヒータエレメント２３１の外周縁２３１ｅと第２ヒータエレメント２３２の外周縁２３２ｅとは、Ｚ方向において重なっていなくてもよい。
図８は、第１実施形態に係るヒータ部の第１ゾーンを模式的に表す平面図である。
図８では、ヒータ部２００の第１ゾーン８１０を拡大して表している。第１ゾーン８１０は、ヒータ部２００に含まれる複数のゾーンのうちの１つである。第１ゾーン８１０は、例えば、第１ヒータエレメント２３１のサブゾーン７００のうちの１つであってもよいし、第２ヒータエレメント２３２のメインゾーン６００のうちの１つであってもよい。
図８に表したように、第１ゾーン８１０は、第１給電部８３１と、第２給電部８３２と、ヒータライン８３３と、を有する。第１ゾーン８１０がサブゾーン７００のうちの１つの場合、第１給電部８３１、第２給電部８３２、及びヒータライン８３３は、それぞれ、第１サブ給電部２３１ａ、第２サブ給電部２３１ｂ、及びサブヒータライン２３１ｃである。第１ゾーン８１０がメインゾーン６００のうちの１つの場合、第１給電部８３１、第２給電部８３２、及びヒータライン８３３は、それぞれ、第１メイン給電部２３２ａ、第２メイン給電部２３２ｂ、及びメインヒータライン２３２ｃである。
第２給電部８３２は、第１給電部８３１に隣り合う位置に設けられている。つまり、第１給電部８３１と第２給電部８３２との間には、ヒータライン８３３が設けられていない。言い換えれば、ヒータライン８３３は、第１給電部８３１と第２給電部８３２との間を避けるように設けられている。
ヒータライン８３３は、複数の延在部８３４と、折り返し部８３５と、を有する。ヒータライン８３３は、複数の延在部８３４が折り返し部８３５によって接続された構造を有する。これにより、ヒータライン８３３は、第１給電部８３１と第２給電部８３２とを結ぶ１本の電極として機能する。
延在部８３４は、第１方向に沿って延びる。延在部８３４は、第２方向において並んでいる。第２方向は、第１方向に対して垂直な方向である。この例では、第１方向は、周方向Ｄｃであり、第２方向は、径方向Ｄｒである。つまり、延在部８３４は、周方向Ｄｃに沿って延びており、径方向Ｄｒにおいて並んでいる。
複数の延在部８３４は、第１延在部８４１と、第２延在部８４２と、を有する。第１延在部８４１は、第２方向（径方向Ｄｒ）の一方側（外側）において、第１給電部８３１及び第２給電部８３２に隣り合っている。つまり、第１延在部８４１と第１給電部８３１との間及び第１延在部８４１と第２給電部８３２との間には、他の延在部８３４が設けられていない。第２延在部８４２は、第２方向（径方向Ｄｒ）の他方側（内側）において第１給電部８３１及び第２給電部８３２に隣り合っている。つまり、第２延在部８４２と第１給電部８３１との間及び第２延在部８４２と第２給電部８３２との間には、他の延在部８３４が設けられていない。
第１延在部８４１は、第１部分８４１ａと、第２部分８４１ｂと、第３部分８４１ｃと、を有する。第１部分８４１ａは、第２方向（径方向Ｄｒ）において、第１給電部８３１と重なる。第２部分８４１ｂは、第２方向（径方向Ｄｒ）において、第２給電部８３２と重なる。第３部分８４１ｃは、第１方向（周方向Ｄｃ）において、第１部分８４１ａと第２部分８４１ｂとの間に位置する。第３部分８４１ｃは、第２方向（径方向Ｄｒ）において、第１給電部８３１及び第２給電部８３２と重ならない。つまり、第３部分８４１ｃは、第２方向（径方向Ｄｒ）において、第１給電部８３１と第２給電部８３２との間の隙間と重なる。
第２延在部８４２は、第４部分８４２ａと、第５部分８４２ｂと、第６部分８４２ｃと、を有する。第４部分８４２ａは、第２方向（径方向Ｄｒ）において、第１給電部８３１と重なる。第５部分８４２ｂは、第２方向（径方向Ｄｒ）において、第２給電部８３２と重なる。第６部分８４２ｃは、第１方向（周方向Ｄｃ）において、第４部分８４２ａと第５部分８４２ｂとの間に位置する。第６部分８４２ｃは、第２方向（径方向Ｄｒ）において、第１給電部８３１及び第２給電部８３２と重ならない。つまり、第６部分８４２ｃは、第２方向（径方向Ｄｒ）において、第１給電部８３１と第２給電部８３２との間の隙間と重なる。
第４部分８４２ａは、第２方向（径方向Ｄｒ）において、第１部分８４１ａと重なる。第１給電部８３１の一部は、第２方向（径方向Ｄｒ）において、第１部分８４１ａと第４部分８４２ａとの間に位置する。第５部分８４２ｂは、第２方向（径方向Ｄｒ）において、第２部分８４１ｂと重なる。第２給電部８３２の一部は、第２方向（径方向Ｄｒ）において、第２部分８４１ｂと第５部分８４２ｂとの間に位置する。第６部分８４２ｃは、第２方向（径方向Ｄｒ）において、第３部分８４１ｃと重なる。第１給電部８３１及び第２給電部８３２は、第２方向（径方向Ｄｒ）において、第３部分８４１ｃと第６部分８４２ｃとの間には設けられていない。つまり、第１給電部８３１と第２給電部８３２との間の隙間は、第２方向（径方向Ｄｒ）において、第３部分８４１ｃと第６部分８４２ｃとの間に位置する。
第１給電部８３１は、第１接続部８３６を介して、第１延在部８４１の第１部分８４１ａと接続されている。第１接続部８３６は、第１給電部８３１から第２方向（径方向Ｄｒ）の一方側（外側）に向かって延びている。また、第１延在部８４１の第２部分８４１ｂは、第２給電部８３２の外形に沿う第２湾曲部８３９と接続されている。
第２給電部８３２は、第２接続部８３７を介して、第２延在部８４２の第５部分８４２ｂと接続されている。第２接続部８３７は、第２給電部８３２から第２方向（径方向Ｄｒ）の他方側（内側）に向かって延びている。このように、第２接続部８３７は、例えば、第１接続部８３６とは反対側に延びる。また、第２延在部８４２の第４部分８４２ａは、第１給電部８３１の外形に沿う第１湾曲部８３８と接続されている。
第１給電部８３１と第２給電部８３２との間の第１方向（周方向Ｄｃ）における最小距離を第１距離Ｌ１とする。また、複数の延在部８３４どうしの間の第２方向（径方向Ｄｒ）における最小距離を第２距離Ｌ２とする。第２距離Ｌ２は、例えば、第１距離Ｌ１と同じである。第１距離Ｌ１は、第２距離Ｌ２よりも短くすることで、クールスポットになりうる第１給電部８３１と第２給電部８３２を十分近づけることができ好ましい。なお、複数の延在部８３４どうしの間の第２方向の距離は、一定でなくてもよい。この場合、複数の延在部８３４どうしの間の第２方向の距離のうち最小の距離を第２距離Ｌ２とする。第１距離Ｌ１は、例えば、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。第２距離Ｌ２は、例えば、０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。
また、第１仮想接線ＶＴ１と第１延在部８４１との間の第２方向（径方向Ｄｒ）における距離を第３距離Ｌ３とする。第１仮想接線ＶＴ１は、第１方向（周方向Ｄｃ）に沿い、第２方向（径方向Ｄｒ）の一方側（外側）において第１給電部８３１及び第２給電部８３２に接する接線である。第３距離Ｌ３は、例えば、第１仮想接線ＶＴ１と第１延在部８４１の第３部分８４１ｃとの間の第２方向（径方向Ｄｒ）における距離である。第３距離Ｌ３は、第１距離Ｌ１以下である。第３距離Ｌ３は、例えば、第１距離Ｌ１よりも短い。第３距離Ｌ３は、例えば、第１距離Ｌ１の半分よりも長い。第３距離Ｌ３は、第２距離Ｌ２以下である。第３距離Ｌ３は、例えば、第２距離Ｌ２よりも短い。第３距離Ｌ３は、例えば、０．０５ｍｍ以上０．６ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。
また、第２仮想接線ＶＴ２と第２延在部８４２との間の第２方向（径方向Ｄｒ）における距離を第４距離Ｌ４とする。第２仮想接線ＶＴ２は、第１方向（周方向Ｄｃ）に沿い、第２方向（径方向Ｄｒ）の他方側（内側）において第１給電部８３１及び第２給電部８３２に接する接線である。第４距離Ｌ４は、例えば、第２仮想接線ＶＴ２と第２延在部８４２の第６部分８４２ｃとの間の第２方向（径方向Ｄｒ）における距離である。第４距離Ｌ４は、第１距離Ｌ１以下である。第４距離Ｌ４は、例えば、第１距離Ｌ１よりも短い。第４距離Ｌ４は、例えば、第１距離Ｌ１の半分よりも長い。第４距離Ｌ４は、第２距離Ｌ２以下である。第４距離Ｌ４は、例えば、第２距離Ｌ２よりも短い。第４距離Ｌ４は、例えば、第２距離Ｌ２の半分よりも長い。第４距離Ｌ４は、例えば、０．０４ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。第４距離Ｌ４は、例えば、第３距離Ｌ３と同じであることが好ましい。第４距離Ｌ４は、第３距離Ｌ３よりも長くてもよいし、第３距離Ｌ３よりも短くてもよい。
第１給電部８３１及び第２給電部８３２は、発熱しないため、ヒータ部２００の面内において相対的に温度が低いクールスポットとなり、処理対象物Ｗの面内の温度分布の均一性を低下させる要因となりうる。ヒータ部２００の面内の温度分布の均一性を向上させるために、例えば、第１給電部８３１及び第２給電部８３２を互いに離れた位置に配置することが考えられる。しかし、第１給電部８３１及び第２給電部８３２を互いに離れた位置に配置すると、クールスポットが分散することで、温度制御が複雑になるおそれがある。一方で、第１給電部８３１及び第２給電部８３２を互いに近接した位置に配置すると、クールスポットにおける温度がより低くなり、ヒータ部２００の面内の温度分布の均一性が低下するおそれがある。
これに対し、実施形態に係る静電チャック１０では、第１給電部８３１及び第２給電部８３２を互いに近接した位置に配置するとともに、ヒータライン８３３のうち第１給電部８３１及び第２給電部８３２に隣り合う部分（第１延在部８４１及び第２延在部８４２）を第１給電部８３１及び第２給電部８３２の近くに配置している。より具体的には、第３距離Ｌ３及び第４距離Ｌ４を、それぞれ、第１距離Ｌ１以下、かつ、第２距離Ｌ２以下にしている。これにより、クールスポットが分散することを抑制するとともに、クールスポットの近くに発熱部であるヒータライン８３３（第１延在部８４１及び第２延在部８４２）を配置することで、クールスポットにおける温度の大幅な低下を抑制できる。したがって、温度制御が複雑になることを抑制しつつ、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。
図９は、第２実施形態に係るヒータ部の第１ゾーンを模式的に表す平面図である。
図９に表したように、この例では、第１接続部８３６は、第１給電部８３１から第２方向（径方向Ｄｒ）の他方側（内側）に向かって延びている。第１給電部８３１は、第１延在部８４１と直接的には接続されていない。つまり、第１接続部８３６は、第１延在部８４１と直接的には接続されていない。第１接続部８３６は、第１給電部８３１の外形に沿う第１湾曲部８３８と接続されている。
また、第２接続部８３７は、第２給電部８３２から第２方向（径方向Ｄｒ）の他方側（内側）に向かって延びている。このように、第２接続部８３７は、例えば、第１給電部８３１と同じ側に延びていてもよい。第２給電部８３２は、第２延在部８４２と直接的には接続されていない。つまり、第２接続部８３７は、第２延在部８４２と直接的には接続されていない。第２接続部８３７は、第２給電部８３２の外形に沿う第１湾曲部８３８と直接的には接続されていない。
この例においても、第３距離Ｌ３及び第４距離Ｌ４は、それぞれ、第１距離Ｌ１以下である。また、第３距離Ｌ３及び第４距離Ｌ４は、それぞれ、第２距離Ｌ２以下である。この例においても、第１給電部８３１及び第２給電部８３２を互いに近接した位置に配置するとともに、ヒータライン８３３のうち第１給電部８３１及び第２給電部８３２に隣り合う部分（第１延在部８４１及び第２延在部８４２）を第１給電部８３１及び第２給電部８３２の近くに配置することで、温度制御が複雑になることを抑制しつつ、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。
図１０は、第３実施形態に係るヒータ部の第１ゾーンを模式的に表す平面図である。
図１０に表したように、この例では、第１方向は、径方向Ｄｒであり、第２方向は、周方向Ｄｃである。つまり、延在部８３４は、径方向Ｄｒに沿って延びており、周方向Ｄｃにおいて並んでいる。
第１接続部８３６は、第１給電部８３１から第２方向（周方向Ｄｃ）の一方側に向かって延びており、第１延在部８４１の第１部分８４１ａと接続されている。第１延在部８４１の第２部分８４１ｂは、第２給電部８３２の外形に沿う第２湾曲部８３９と接続されている。第２接続部８３７は、第２給電部８３２から第２方向（周方向Ｄｃ）の他方側に向かって延びており、第２延在部８４２の第５部分８４２ｂと接続されている。第２延在部８４２の第４部分８４２ａは、第１給電部８３１の外形に沿う第１湾曲部８３８と接続されている。
この例においても、第３距離Ｌ３及び第４距離Ｌ４は、それぞれ、第１距離Ｌ１以下である。また、第３距離Ｌ３及び第４距離Ｌ４は、それぞれ、第２距離Ｌ２以下である。この例においても、第１給電部８３１及び第２給電部８３２を互いに近接した位置に配置するとともに、ヒータライン８３３のうち第１給電部８３１及び第２給電部８３２に隣り合う部分（第１延在部８４１及び第２延在部８４２）を第１給電部８３１及び第２給電部８３２の近くに配置することで、温度制御が複雑になることを抑制しつつ、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。
図１１～図１４は、実施形態の変形例に係るヒータ部の第１ゾーンの一部を模式的に表す平面図である。
図１１～図１４では、第１方向をＤ１で表し、第２方向をＤ２で表す。
なお、図１１～図１４では、第１ゾーン８１０の一部のみを表しており、距離Ｌ２を省略している。
図１１～図１４に表したように、第１接続部８３６及び第２接続部８３７は、第１給電部８３１と第２給電部８３２との間を避けた位置であれば、どこに設けられていてもよい。第１接続部８３６は、例えば、第１方向の一方側（第２給電部８３２とは反対側）、第２方向の一方側、及び第２方向の他方側のいずれに延びていてもよい。また、第２接続部８３７は、例えば、第１方向の他方側（第１給電部８３１とは反対側）、第２方向の一方側、及び第２方向の他方側のいずれに延びていてもよい。また、第２接続部８３７は、第１接続部８３６とは反対側に延びていてもよいし、第１接続部８３６と同じ側に延びていてもよいし、第１接続部８３６が延びる向きと交差する向きに延びていてもよい。
図１１に表したように、この例では、第１接続部８３６は、第１給電部８３１から第１方向の一方側に向かって延びている。第１接続部８３６は、第１給電部８３１の外形に沿う第１湾曲部８３８を介して、第１延在部８４１の第１部分８４１ａと接続されている。また、第２接続部８３７は、第２給電部８３２から第１方向の他方側に向かって延びている。第２接続部８３７は、第２給電部８３２の外形に沿う第２湾曲部８３９を介して、第２延在部８４２の第５部分８４２ｂと接続されている。
図１２に表したように、この例では、第１接続部８３６は、第１給電部８３１から第２方向の他方側に向かって延びている。第１接続部８３６は、第１給電部８３１の外形に沿う第１湾曲部８３８を介して、第１延在部８４１の第１部分８４１ａと接続されている。また、第２接続部８３７は、第２給電部８３２から第２方向の一方側に向かって延びている。第２接続部８３７は、第２給電部８３２の外形に沿う第２湾曲部８３９を介して、第２延在部８４２の第５部分８４２ｂと接続されている。
図１３に表したように、この例では、第１接続部８３６は、第１給電部８３１から第２方向の他方側に向かって延びている。第１接続部８３６は、第１給電部８３１の外形に沿う第１湾曲部８３８を介して、第１延在部８４１の第１部分８４１ａと接続されている。第１延在部８４１の第２部分８４１ｂは、第２給電部８３２の外形に沿う第２湾曲部８３９と接続されている。また、第２接続部８３７は、第２給電部８３２から第２方向の他方側に向かって延びている。第２接続部８３７は、第２延在部８４２の第５部分８４２ｂと接続されている。
図１４に表したように、この例では、第１接続部８３６は、第１給電部８３１から第２方向の他方側に向かって延びている。第１接続部８３６は、第２延在部８４２の第４部分８４２ａと接続されている。また、第２接続部８３７は、第２給電部８３２から第１方向の他方側に向かって延びている。第２接続部８３７は、第２給電部８３２の外形に沿う第２湾曲部８３９を介して、第１延在部８４１の第２部分８４１ｂと接続されている。第１延在部８４１の第１部分８４１ａは、第１給電部８３１の外形に沿う第１湾曲部８３８と接続されている。
これらの例においても、第３距離Ｌ３及び第４距離Ｌ４は、それぞれ、第１距離Ｌ１以下である。また、第３距離Ｌ３及び第４距離Ｌ４は、それぞれ、第２距離Ｌ２以下である。これらの例においても、第１給電部８３１及び第２給電部８３２を互いに近接した位置に配置するとともに、ヒータライン８３３のうち第１給電部８３１及び第２給電部８３２に隣り合う部分（第１延在部８４１及び第２延在部８４２）を第１給電部８３１及び第２給電部８３２の近くに配置することで、温度制御が複雑になることを抑制しつつ、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。
図１５は、従来のヒータ部の第１ゾーンを模式的に表す平面図である。
図１５に表したように、従来のヒータ部の第１ゾーン９１０は、第１給電部９３１と、第２給電部９３２と、ヒータライン９３３と、を有する。ヒータライン９３３は、複数の延在部９３４と、折り返し部９３５と、第１接続部９３６と、第２接続部９３７と、第１湾曲部９３８と、第２湾曲部９３９と、を有する。複数の延在部９３４は、第１延在部９４１と、第２延在部９４２と、を有する。第１延在部９４１は、第１部分９４１ａと、第２部分９４１ｂと、第３部分９４１ｃと、を有する。第２延在部９４２は、第４部分９４２ａと、第５部分９４２ｂと、第６部分９４２ｃと、を有する。第１給電部９３１、第２給電部９３２、ヒータライン９３３、延在部９３４、折り返し部９３５、第１接続部９３６、第２接続部９３７、第１湾曲部９３８、第２湾曲部９３９、第１延在部９４１、第２延在部９４２、第１部分９４１ａ、第２部分９４１ｂ、第３部分９４１ｃ、第４部分９４２ａ、第５部分９４２ｂ、及び第６部分９４２ｃは、それぞれ、第１給電部８３１、第２給電部８３２、ヒータライン８３３、延在部８３４、折り返し部８３５、第１接続部８３６、第２接続部８３７、第１湾曲部８３８、第２湾曲部８３９、第１延在部８４１、第２延在部８４２、第１部分８４１ａ、第２部分８４１ｂ、第３部分８４１ｃ、第４部分８４２ａ、第５部分８４２ｂ、及び第６部分８４２ｃに対応する。
第１給電部９３１と第２給電部９３２との間の第１方向（周方向Ｄｃ）における最小距離を第１距離Ｌ１とする。複数の延在部９３４どうしの間の第２方向（径方向Ｄｒ）における最小距離を第２距離Ｌ２とする。第１仮想接線ＶＴ１と第１延在部９４１との間の第２方向（径方向Ｄｒ）における距離を第３距離Ｌ３とする。第２仮想接線ＶＴ２と第２延在部９４２との間の第２方向（径方向Ｄｒ）における距離を第４距離Ｌ４とする。
従来のヒータ部の第１ゾーン９１０では、第３距離Ｌ３及び第４距離Ｌ４は、第１距離Ｌ１よりも長い。また、従来のヒータ部の第１ゾーン９１０では、第３距離Ｌ３及び第４距離Ｌ４は、第２距離Ｌ２よりも長い。
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、ヒータ部の第１ゾーンの温度分布のシミュレーション結果を表すグラフである。
図１６（ｂ）は、図１６（ａ）に示した領域Ｃ１の拡大図である。
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）では、サンプル１～３において、冷媒温度を固定した状態で、第１ゾーンを含むヒータ部（第１ヒータエレメント２３１）に電圧を印加し発熱させたときのウェーハ上の温度分布のシミュレーション結果を示している。
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）では、横軸は第１給電部の中心と第２給電部の中心とを結ぶ弧ＡＲの中間点を「０」とし、中間点からの周方向の距離［ｍｍ］を示しており、縦軸はその位置におけるウェーハ上温度［℃］を示している。横軸の両端部は、第１ゾーンの周方向Ｄｃの両端部に対応する。
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）では、サンプル１のシミュレーション結果を実線、サンプル２のシミュレーション結果を一点鎖線、サンプル３のシミュレーション結果を破線で示している。サンプル１は、図８に示した第１実施形態に係るヒータ部の第１ゾーン８１０を含む静電チャックに対応する。サンプル２は、図９に示した第２実施形態に係るヒータ部の第１ゾーン８１０を含む静電チャックに対応する。サンプル３は、図１５に示した従来のヒータ部の第１ゾーン９１０を含む静電チャックに対応する。
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に表したように、第１給電部８３１及び第２給電部８３２を互いに近接した位置に配置するとともに、ヒータライン８３３のうち第１給電部８３１及び第２給電部８３２に隣り合う部分（第１延在部８４１及び第２延在部８４２）を第１給電部８３１及び第２給電部８３２の近くに配置したサンプル１及びサンプル２では、ヒータライン９３３のうち第１給電部９３１及び第２給電部９３２に隣り合う部分（第１延在部９４１及び第２延在部９４２）を第１給電部９３１及び第２給電部９３２の近くに配置していないサンプル３に比べて、第１給電部８３１及び第２給電部８３２の周辺における温度低下が抑制されている。
また、サンプル２の第３距離Ｌ３は、サンプル３の第３距離Ｌ３よりも短い。このため、サンプル２では、サンプル１に比べて、第１給電部８３１及び第２給電部８３２の周辺における温度低下がさらに抑制されている。
図１７は、実施形態に係るヒータ部の第１ゾーンを模式的に表す平面図である。
図１７に表したように、第１ゾーン８１０は、中央領域８１１と、外周領域８１２と、を有する。中央領域８１１は、平面視において、第１ゾーン８１０の中央に位置する。外周領域８１２は、平面視において、中央領域８１１の外側に位置する。例えば、第１ゾーン８１０を加熱した際、中央領域８１１の温度は、外周領域８１２の温度よりも高くなる。
この例では、第１ゾーン８１０は、内周端８２１と、外周端８２２と、第１側端８２３と、第２側端８２４と、で囲まれた領域である。内周端８２１は、第１ゾーン８１０を構成するヒータライン８３３の径方向Ｄｒの内側の端部と重なる。外周端８２２は、第１ゾーン８１０を構成するヒータライン８３３の径方向Ｄｒの外側の端部と重なる。この例では、内周端８２１及び外周端８２２は、円弧状である。
第１側端８２３は、内周端８２１の一端と、外周端８２２の一端と、の間に位置する。第１側端８２３は、第１ゾーン８１０を構成するヒータライン８３３の周方向Ｄｃの一方側の端部と重なる。第２側端８２４は、内周端８２１の他端と、外周端８２２の他端と、の間に位置する。第２側端８２４は、第１ゾーン８１０を構成するヒータライン８３３の周方向Ｄｃの他方側の端部と重なる。この例では、第１側端８２３及び第２側端８２４は、直線状である。
中央領域８１１は、例えば、第１ゾーン８１０の中心８１５を含む。中心８１５は、内周端８２１と外周端８２２との間の径方向Ｄｒの中心線ＲＬ１と、第１側端８２３と第２側端８２４との間の周方向Ｄｃの中心線ＣＬ１と、の交点である。
中央領域８１１は、内周端８２１と中心線ＲＬ１との間の径方向Ｄｒの中心線ＲＬ２と、外周端８２２と中心線ＲＬ１との間の径方向Ｄｒの中心線ＲＬ３と、の間、かつ、第１側端８２３と中心線ＣＬ１との間の周方向Ｄｃの中心線ＣＬ２と、第２側端８２４と中心線ＣＬ１との間の周方向Ｄｃの中心線ＣＬ３と、の間の領域である。つまり、中央領域８１１は、中心線ＲＬ２、中心線ＲＬ３、中心線ＣＬ２、及び中心線ＣＬ３により囲まれた領域の内部である。
外周領域８１２は、中心線ＲＬ２、中心線ＲＬ３、中心線ＣＬ２、及び中心線ＣＬ３よりも外側（つまり、中心８１５とは反対側）に位置する領域である。すなわち、外周領域８１２は、中心線ＲＬ２と内周端８２１との間、中心線ＲＬ３と外周端８２２との間、中心線ＣＬ２と第１側端８２３との間、及び中心線ＣＬ３と第２側端８２４との間に位置する。
この例では、第１給電部８３１及び第２給電部８３２は、中央領域８１１に設けられている。また、この例では、ヒータライン８３３は、中央領域８１１及び外周領域８１２の両方に設けられている。第１給電部８３１及び第２給電部８３２の少なくともいずれかは、外周領域８１２に設けられていてもよい。
なお、本願明細書において、第１給電部８３１が「中央領域８１１に設けられる」とは、第１給電部８３１の少なくとも一部がＺ方向において中央領域８１１と重なることを意味する。つまり、第１給電部８３１が中央領域８１１と外周領域８１２との境界上に設けられている場合も、第１給電部８３１が中央領域８１１に設けられているとみなす。言い換えれば、第１給電部８３１がＺ方向において中央領域８１１と一部も重なっていない場合は、第１給電部８３１が外周領域８１２に設けられているとみなす。第２給電部８３２及びヒータライン８３３についても、同様である。
第１ゾーン８１０を加熱させた際、第１給電部８３１や第２給電部８３２の温度は、ヒータライン８３３の温度に比べて低くなりやすい。また、第１ゾーン８１０の外周領域８１２は、中央領域８１１に比べて発熱密度が低くなりやすい。そのため、第１ゾーン８１０を加熱させた際、外周領域８１２の温度は、中央領域８１１の温度に比べて低くなりやすい。
これに対し、ヒータライン８３３に比べて温度が低くなりやすい第１給電部８３１や第２給電部８３２を、外周領域８１２に比べて温度が高くなりやすい中央領域８１１に設けることで、第１ゾーン８１０の面内の温度分布の均一性を向上させることができる。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。
図１８は、実施形態の変形例に係るヒータ部の第１ゾーンを模式的に表す平面図である。
図１８に表したように、この例では、第１ゾーン８１０は、ヒータ部２００の外周縁８１０ｅを含んでいる。つまり、この例では、第１ゾーン８１０は、ヒータ部２００の最外周部に位置している。第１ゾーン８１０がサブゾーン７００のうちの１つの場合、外周縁８１０ｅは、第１ヒータエレメント２３１の外周縁２３１ｅである。第１ゾーン８１０がメインゾーン６００のうちの１つの場合、外周縁８１０ｅは、第２ヒータエレメント２３２の外周縁２３２ｅである。
第１ゾーン８１０は、内周部８５１と、外周部８５２と、を有する。内周部８５１は、径方向Ｄｒの中心線ＲＬ１よりも径方向Ｄｒの内側に位置する部分である。外周部８５２は、径方向Ｄｒの中心線ＲＬ１よりも径方向Ｄｒの外側に位置する部分である。外周部８５２は、ヒータ部２００の外周縁８１０ｅを含む。径方向Ｄｒの中心線ＲＬ１は、第１ゾーン８１０の内周端８２１と外周端８２２との間の径方向Ｄｒの中心を通る。つまり、径方向Ｄｒの中心線ＲＬ１は、第１ゾーン８１０を径方向Ｄｒにおいて２等分する。
この例では、第１給電部８３１及び第２給電部８３２は、内周部８５１に設けられている。また、この例では、ヒータライン８３３は、内周部８５１及び外周部８５２の両方に設けられている。第１給電部８３１及び第２給電部８３２の少なくともいずれかは、外周部８５２に設けられていてもよい。
なお、本願明細書において、第１給電部８３１が「内周部８５１に設けられる」とは、第１給電部８３１の少なくとも一部がＺ方向において内周部８５１と重なることを意味する。つまり、第１給電部８３１が内周部８５１と外周部８５２との境界上に設けられている場合も、第１給電部８３１が内周部８５１に設けられているとみなす。言い換えれば、第１給電部８３１がＺ方向において内周部８５１と一部も重なっていない場合は、第１給電部８３１が外周部８５２に設けられているとみなす。第２給電部８３２及びヒータライン８３３についても、同様である。
処理対象物Ｗの最外周部分は、内側の部分と比べて温度が低くなりやすい。これに対し、第１ゾーン８１０ヒータ部２００の外周縁８１０ｅを含む場合に（すなわち、ヒータ部２００の最外周部に位置する第１ゾーン８１０において）、ヒータ部２００を加熱させた際にヒータライン８３３に比べて温度が低くなりやすい第１給電部８３１や第２給電部８３２を、第１ゾーン８１０の内周部８５１に設けることで、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。
以上のように、実施形態によれば、温度制御が複雑になることを抑制しつつ、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静電チャックが提供される。
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、静電チャックが備える各要素の形状、寸法、材質、配置、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
１００ セラミック誘電体基板
１０１ 第１主面
１０２ 第２主面
１１１ 電極層（吸着電極）
１１３ 凸部
１１５ 溝
２００ ヒータ部
２１０ 第１支持板
２１１ 面
２２０ 第１絶縁層
２３１ 第１ヒータエレメント
２３１ａ、２３１ｂ 第１、第２サブ給電部
２３１ｃ サブヒータライン
２３１ｅ 外周縁
２３２ 第２ヒータエレメント
２３２ａ、２３２ｂ 第１、第２メイン給電部
２３２ｃ メインヒータライン
２３２ｅ 外周縁
２４０ 第２絶縁層
２４５ 第３絶縁層
２５０ バイパス層
２５１、２５１ａ～２５１ｊ バイパス部
２６０ 第４絶縁層
２７０ 第２支持板
２７１ 面
２７３ 孔
２８０、２８０ａ～２８０ｊ 給電端子
３００ ベースプレート
３０１ 連通路
３０３ 下面
３２１ 導入路
６００、６０１～６０３ メインゾーン
７００、７０１ａ～７０１ｆ、７０２ａ～７０２ｆ サブゾーン
７０１、７０２ 第１、第２領域
８１０ 第１ゾーン
８１０ｅ 外周縁
８１１ 中央領域
８１２ 外周領域
８１５ 中心
８２１ 内周端
８２２ 外周端
８２３、８２４ 第１、第２側端
８３１、８３２ 第１、第２給電部
８３３ ヒータライン
８３４ 延在部
８３５ 折り返し部
８３６、８３７ 第１、第２接続部
８３８、８３９ 第１、第２湾曲部
８４１、８４２ 第１、第２延在部
８４１ａ～８４１ｃ 第１～第３部分
８４２ａ～８４２ｃ 第４～第６部分
８５１ 内周部
８５２ 外周部
９１０ 第１ゾーン
９３１、９３２ 第１、第２給電部
９３３ ヒータライン
９３４ 延在部
９３５ 折り返し部
９３６、９３７ 第１、第２接続部
９３８、９３９ 第１、第２湾曲部
９４１、９４２ 第１、第２延在部
９４１ａ～９４１ｃ 第１～第３部分
９４２ａ～９４２ｃ 第４～第６部分
ＡＲ 弧
ＣＬ１～ＣＬ３ 中心線
ＣＴ１、ＣＴ２ 中心
Ｄｃ 周方向
Ｄｒ 径方向
Ｌ１～Ｌ４ 第１～第４距離
ＬＭ１～ＬＭ３、ＬＳ１、ＬＳ２ 径方向の幅
ＲＬ１～ＲＬ３ 中心線
ＶＴ１、ＶＴ２ 第１、第２仮想接線
Ｗ 処理対象物

Claims (5)

  1. 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を加熱するヒータ部と、
    を備え、
    前記ヒータ部は、第１給電部と、前記第１給電部に隣り合う第２給電部と、前記第１給電部と前記第２給電部とを結ぶ１本の電極であり電流が流れることにより発熱するヒータラインと、を有し、
    前記ヒータラインは、第１方向に沿って延び、前記第１方向に対して垂直な第２方向において並ぶ複数の延在部を有し、
    前記複数の延在部は、前記第２方向の一方側において前記第１給電部及び前記第２給電部に隣り合う第１延在部と、前記第２方向の他方側において前記第１給電部及び前記第２給電部に隣り合う第２延在部と、を有し、
    前記第１延在部は、前記第２方向において前記第１給電部と重なる第１部分と、前記第２方向において前記第２給電部と重なる第２部分と、前記第１方向において前記第１部分と前記第２部分との間に位置し前記第２方向において前記第１給電部及び前記第２給電部と重ならない第３部分と、を有し、
    前記第２延在部は、前記第２方向において前記第１給電部と重なる第４部分と、前記第２方向において前記第２給電部と重なる第５部分と、前記第１方向において前記第４部分と前記第５部分との間に位置し前記第２方向において前記第１給電部及び前記第２給電部と重ならない第６部分と、を有し、
    前記第１給電部と前記第２給電部との間の前記第１方向における最小距離を第１距離とし、
    前記複数の延在部どうしの間の前記第２方向における最小距離を第２距離とし、
    前記第１方向に沿い前記第２方向の前記一方側において前記第１給電部及び前記第２給電部に接する第１仮想接線と、前記第１延在部と、の間の前記第２方向における距離を第３距離とし、
    前記第１方向に沿い前記第２方向の前記他方側において前記第１給電部及び前記第２給電部に接する第２仮想接線と、前記第２延在部と、の間の前記第２方向における距離を第４距離としたときに、
    前記第３距離及び前記第４距離は、それぞれ、前記第１距離以下であり、
    前記第３距離及び前記第４距離は、それぞれ、前記第２距離以下である、静電チャック。
  2. 前記ヒータ部は、複数のゾーンを有し、
    前記複数のゾーンは、前記第１給電部、前記第２給電部、及び前記ヒータラインを含む第１ゾーンを有し、
    前記第１ゾーンは、前記第１主面に対して垂直なＺ方向に沿って見たときに、前記第１ゾーンの中央に位置する中央領域と、前記中央領域の外側に位置する外周領域と、を有し、
    前記第１給電部及び前記第２給電部は、前記中央領域に設けられる、請求項１記載の静電チャック。
  3. 前記ヒータ部は、複数のゾーンを有し、
    前記複数のゾーンは、前記第１給電部、前記第２給電部、及び前記ヒータラインを含む第１ゾーンを有し、
    前記第１ゾーンは、前記ヒータ部の外周縁を含んでおり、
    前記第１ゾーンは、前記第１ゾーンを径方向において２等分する径方向の中心線よりも径方向の内側に位置する内周部と、前記径方向の中心線よりも径方向の外側に位置し前記外周縁を含む外周部と、を有し、
    前記第１給電部及び前記第２給電部は、前記内周部に設けられる、請求項１記載の静電チャック。
  4. 前記第１方向は、周方向である、請求項１～３のいずれか１つに記載の静電チャック。
  5. 前記第１方向は、径方向である、請求項１～３のいずれか１つに記載の静電チャック。
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