JP4944601B2 - 静電チャック及び基板温調固定装置 - Google Patents

Description

本発明は、静電チャック及び基板温調固定装置に係り、特に基板を載置する基体を有した静電チャック及び基板温調固定装置に関する。

ガラス基板や半導体基板等の基板上に膜を形成する成膜装置や、基板上に形成された膜をパターニングするエッチング装置等の製造装置には、基体であるセラミック板上に固定された基板の温度が所定の温度となるように調整する基板温調固定装置が設けられている（図１参照）。

図１は、従来の基板温調固定装置の断面図である。

図１を参照するに、従来の基板温調固定装置３００は、静電チャック３０１と、冷却プレート３０２と、リフトアップピン３０３とを有する。

静電チャック３０１は、基体であるセラミック板３０５と、静電電極３０６と、抵抗発熱体３０７とを有する。セラミック板３０５は、冷却プレート３０２上に配設されている。セラミック板３０５は、基板３１０が載置される基板載置面３０５Ａと、溝部３１１と、複数のガス供給用穴３１２と、複数のリフトアップピンホール３１３とを有する。

溝部３１１は、セラミック板３０５の基板載置面３０５Ａに形成されている。溝部３１１は、複数のガス供給用穴３１２から供給されるガス（例えば、Ｈｅガス）により基板３１０の温度調整を行うためのものである。

複数のガス供給用穴３１２は、溝部３１１の下方に位置する部分のセラミック板３０５を貫通するように設けられている。ガス供給用穴３１２は、溝部３１１にＨｅ等のガスを供給するためのものである。

複数のリフトアップピンホール３１３は、基板３１０の外周部と接触する部分のセラミック板３０５を貫通するように設けられている。リフトアップピンホール３１３は、リフトアップピン３０３を収容すると共に、リフトアップピン３０３を基板３１０の下面と接触可能にするための穴である。

静電電極３０６は、基板載置面３０５Ａの近傍に位置する部分のセラミック板３０５に内蔵されている。静電電極３０６は、基板３１０を基板載置面３０５Ａに吸着して固定するための電極である。

抵抗発熱体３０７は、静電電極３０６の下方に位置する部分のセラミック板３０５に内蔵されている。抵抗発熱体３０７は、セラミック板３０５を介して、基板３１０を加熱するためのものである。

冷却プレート３０２は、プレート本体３１５と、管路３１６と、冷却水導入部３１８と、冷却水排出部３１９と、複数のリフトアップピンホール３２０とを有する。プレート本体３１５は、静電チャック３０１を支持するためのものである。プレート本体３１５の材料としては、例えば、金属（例えば、Ａｌ）を用いることができる。

管路３１６は、プレート本体３１５に設けられている。管路３１６は、冷却水を循環させるためのものである。この管路３１６を流れる冷却水がセラミック板３０５を冷却することで、基板載置面３０５Ａの温度が調整される。

冷却水導入部３１８は、プレート本体３１５の下面側に設けられている。冷却水導入部３１８は、管路３１６と接続されている。冷却水導入部３１８は、管路３１６内に冷却水を導入するためのものである。冷却水排出部３１９は、プレート本体３１５の下面側に設けられている。冷却水排出部３１９は、管路３１６と接続されている。冷却水排出部３１９は、温度が上昇した冷却水をプレート本体３１５の外部に排出するためのものである。

リフトアップピンホール３２０は、リフトアップピンホール３１３の下方に位置する部分のプレート本体３１５を貫通するように設けられている。リフトアップピンホール３２０は、リフトアップピン３０３を収容するためのものである。

リフトアップピン３０３は、リフトアップピンホール３１３，３２０に収容されている。リフトアップピン３０３は、上下方向に移動可能な構成とされている。リフトアップピン３０３は、基板載置面３０５Ａから基板３１０を取り外すために、基板３１０を突き上げるためのものである。（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−２６１２０号公報

しかしながら、従来の基板温調固定装置３００をプラズマエッチング装置に適用した場合、プラズマの密度、抵抗発熱体３０７の形状、ガス供給用穴３１２の形成位置及び数、リフトアップピンホール３１３，３２０の形成位置及び数、冷却水導入部３１８の配設位置等の影響により、基板載置面３０５Ａの面内において温度ばらつきが発生する。このため、基板載置面３０５Ａに載置された基板３１０の面内においても温度ばらつきが生じてしまうという問題があった。このような問題が発生した場合、基板３１０の面内におけるエッチングレートがばらつくため、基板３１０上に形成される回路（図示せず）の歩留まりが低下してしまう。

なお、セラミック板３０５は金属と比較して熱伝導率が低いため、基板載置面３０５Ａに蓄積された余分な熱を金属製の冷却プレート３０２に伝導させて、基板載置面３０５Ａの温度ばらつきを低減することは困難である。

そこで本発明は、基板載置面に載置された基板の温度ばらつきを低減することのできる静電チャック及び基板温調固定装置を提供することを目的とする。

本発明の一観点によれば、基板が載置される基板載置面を有した基体と、前記基体に内蔵された静電電極と、を備えた静電チャックであって、前記基板載置面の反対側に位置する前記基体の面と前記静電電極との間に位置する部分の前記基体に、前記基体よりも熱伝導率の高い複数の金属部材を内設し、前記複数の金属部材は、前記基板の加工時における前記基板載置面の温度分布に応じて、密度を異ならせて配置されていることを特徴とする静電チャックが提供される。

本発明によれば、基板載置面の反対側に位置する基体の面と静電電極との間に位置する部分の基体に、基体よりも熱伝導率の高い金属部材を設けることにより、静電チャックを支持する冷却プレートに温度の高い部分の基板載置面の熱が伝導しやすくなるため、基板載置面の面内における温度ばらつきを低減することが可能となる。これにより、基板載置面に載置された基板の温度ばらつきを低減することができる。

本発明の他の観点によれば、基板が載置される基板載置面を有した基体と、前記基体に内蔵された静電電極と、前記基体に内蔵され、前記基板を加熱する抵抗発熱体と、を備えた静電チャックであって、前記基板載置面の反対側に位置する前記基体の面と前記抵抗発熱体との間に位置する部分の前記基体に、前記基体よりも熱伝導率の高い複数の金属部材を内設し、前記複数の金属部材は、前記基板の加工時における前記基板載置面の温度分布に応じて、密度を異ならせて配置されていることを特徴とする静電チャックが提供される。

本発明によれば、基板載置面の反対側に位置する基体の面と抵抗発熱体との間に位置する部分の基体に、基体よりも熱伝導率の高い金属部材を設けることにより、静電チャックを支持する冷却プレートに温度の高い部分の基板載置面の熱が伝導しやすくなるため、基板載置面の面内における温度ばらつきを低減することが可能となる。これにより、基板載置面に載置された基板の温度ばらつきを低減することができる。

本発明によれば、基板載置面に載置された基板の温度ばらつきを低減することができる。

次に、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。

（第１の実施の形態）
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る基板温調固定装置の断面図である。図２において、Ａはプラズマエッチング時において温度が最も高くなる部分の基板載置面１８Ａ（以下、「基板載置面領域Ａ」とする）、Ｂはプラズマエッチング時において温度が所定の温度よりも少し高くなる部分の基板載置面１８Ａ（以下、「基板載置面領域Ｂ」とする）、Ｃはプラズマエッチング時において温度が基板載置面領域Ａよりも低く、かつ基板載置面領域Ｂよりも高くなる部分の基板載置面１８Ａ（以下、「基板載置面領域Ｃ」とする）をそれぞれ示している。

本実施の形態では、セラミック板１８の外周部から中央部に向かうにつれて基板載置面１８Ａの温度が高くなるような温度分布を形成するプラズマエッチング装置に、基板温調固定装置１０を適用した場合を例に挙げて以下の説明を行う。

図２を参照するに、第１の実施の形態の基板温調固定装置１０は、静電チャック１１と、冷却プレート１２と、リフトアップピン１３とを有する。

静電チャック１１は、静電チャック１１を冷却させる機能を有した冷却プレート１２上に配設されている。静電チャック１１は、基体であるセラミック板１８と、静電電極２１と、抵抗発熱体２２と、複数の金属部材２３とを有する。

図３は、図２に示す静電チャックの平面図である。

図２及び図３を参照するに、セラミック板１８は、平面視円形状とされており、溝部２５と、複数のガス供給用穴２６と、複数のリフトアップピンホール２７とを有する。溝部２５は、リング状溝３１，３２と、溝３３とを有する。リング状溝３１，３２及び溝３３は、基板載置面１８Ａに対応する部分のセラミック板１８に設けられている。リング状溝３１は、基板載置面１８Ａの中央部に配置されている。リング状溝３２は、リング状溝３１を囲むように、リング状溝３１の形成位置よりも外側に位置する部分の基板載置面１８Ａに配置されている。溝３３は、リング状溝３１とリング状溝３２との間に位置する部分のセラミック板１８に設けられている。溝３３は、一方の端部がリング状溝３１と接続されており、他方の端部がリング状溝３２と接続されている。

上記構成とされた溝部２５は、複数のガス供給用穴２６から供給されるガス（例えば、Ｈｅガス）により、基板載置面１８Ａに載置された基板１５の温度調整を行うためのものである。

複数のガス供給用穴２６は、リング状溝３１，３２の下方に位置する部分のセラミック板１８を貫通するように設けられている。複数のガス供給用穴２６は、溝部２５にガス（例えば、Ｈｅガス）を供給するためのものである。ガス供給用穴２６の直径Ｒ１は、例えば、０．５ｍｍとすることができる。

複数のリフトアップピンホール２７は、セラミック板１８の外周部を貫通するように設けられている。リフトアップピンホール２７は、リフトアップピン１３の一部を収容すると共に、リフトアップピン１３を基板１５の下面に接触させるための穴である。リフトアップピンホール２７の直径Ｒ２は、例えば、２ｍｍとすることができる。

上記構成とされたセラミック板１８の材料としては、例えば、窒化物セラミック、炭化物セラミック、酸化物セラミック等を用いることができる。また、セラミック板１８の厚さは、例えば、６ｍｍとすることができる。

上記説明したガス供給用穴２６及びリフトアップピンホール２７の形成位置に対応する部分の基板載置面１８Ａは、ヒートスポットと呼ばれ、他の部分の基板載置面１８Ａと比較して、プラズマエッチング時に温度が高くなる部分である。

静電電極２１は、基板載置面１８Ａの近傍に位置する部分のセラミック板１８に内蔵されている。静電電極２１は、配線パターン（図示せず）により構成されている。静電電極２１は、図示していない一対の電極を介して、電源（図示せず）と電気的に接続されている。静電電極２１は、基板１５をセラミック板１８の基板載置面１８Ａに吸着して固定するためのものである。

抵抗発熱体２２は、静電電極２１よりも下方に位置する部分のセラミック板１８に内蔵されている。抵抗発熱体２２は、配線パターン（図示せず）により構成されている。抵抗発熱体２２は、静電電極２１とは電気的に絶縁されている。抵抗発熱体２２は、図示していない一対の電極を介して、電源（図示せず）と電気的に接続されている。抵抗発熱体２２は、基板載置面１８Ａを介して、基板１５を加熱するためのものである。

複数の金属部材２３は、抵抗発熱体２２の下方に位置する部分のセラミック板１８に内設されている。複数の金属部材２３は、その全面がセラミック板１８により覆われている。複数の金属部材２３は、基板載置面１８Ａと略平行な同一平面上に配置されている。

このように、複数の金属部材２３を基板載置面１８Ａと略平行な同一平面上に配置することにより、グリーンシートに複数の金属部材２３を同時に形成することができる。

金属部材２３としては、例えば、ビアを用いることができる。金属部材２３としてビアを用いた場合、金属部材２３の直径Ｒ３は、例えば、０．３ｍｍとすることができる。また、この場合の金属部材２３の高さＨ１は、例えば、０．５ｍｍ〜４ｍｍとすることができる。本実施の形態では、金属部材２３としてビアを用いた場合を例に挙げて以下の説明を行う。

複数の金属部材２３は、基板載置面領域Ａに対応する部分のセラミック板１８と、基板載置面領域Ｂに対応する部分のセラミック板１８と、基板載置面領域Ｃに対応する部分のセラミック板１８とに内設されている。金属部材２３は、基板載置面１８Ａの余分な熱を冷却プレート１２に伝導させて、基板載置面１８Ａの温度を下げることにより、基板載置面１８Ａの温度を所定の温度（この場合、プラズマエッチングを行うときの基板１５の温度）にするための部材である。金属部材２３は、セラミック板１８よりも熱伝導率の高い金属により構成されている。金属部材２３の材料となる熱伝導率の高い金属としては、例えば、Ｗ，Ｍｏ，Ｗ系合金、Ｍｏ系合金等を用いることができる。

基板載置面領域Ａに対応する部分のセラミック板１８に配置された金属部材２３の配設ピッチＰ１は、基板載置面領域Ｂ，Ｃに対応する部分のセラミック板１８に配置された金属部材２３の配設ピッチＰ２，Ｐ３よりも小さくなるように構成されている。また、基板載置面領域Ｃに対応する部分のセラミック板１８に配置される金属部材２３の配設ピッチＰ３は、基板載置面領域Ｂに対応する部分のセラミック板１８に配置される金属部材２３の配設ピッチＰ２よりも小さくなるように構成されている。金属部材２３の直径Ｒ３が０．３ｍｍの場合、金属部材２３の配設ピッチＰ１は、例えば、１ｍｍ以下にすることができ、金属部材２３の配設ピッチＰ２は、例えば、３ｍｍ以上とすることができる。この場合、金属部材２３の配設ピッチＰ３は、例えば、１ｍｍ〜３ｍｍとすることができる。

つまり、基板載置面領域Ａに対応する部分のセラミック板１８に配設される金属部材２３の密度が一番高く、基板載置面領域Ｂに対応する部分のセラミック板１８に配設される金属部材２３の密度が一番低くなるように構成されている。

このように、温度がより高い部分の基板載置面１８Ａの下方に配置される金属部材２３の密度を、温度があまり高くない部分の基板載置面１８Ａの下方に配置される金属部材２３の密度よりも高くすることにより、温度がより高い部分の基板載置面１８Ａの熱が冷却プレート１２に伝導されやすくなる。これにより、基板載置面１８Ａの面内における温度ばらつきが小さくなるため、基板載置面１８Ａに載置された基板１５の温度ばらつきを低減することができる。

また、金属部材２３としてビアを用いることにより、セラミック板１８に内設する金属部材２３の密度の設定を容易に行うことができる。

なお、金属部材２３の上端部は、静電電極形成面や抵抗発熱体形成面まで延在していてもよい。

冷却プレート１２は、プレート本体３７と、冷却水用管路３８と、冷却水導入部４１と、冷却水排出部４２と、複数のリフトアップピンホール４３とを有する。プレート本体３７は、静電チャック１１を支持するためのものである。プレート本体３７の材料としては、金属を用いることができる。プレート本体３７の材料となる金属としては、例えば、Ａｌを用いることができる。

冷却水用管路３８は、プレート本体３７に設けられている。冷却水用管路３８は、冷却水を循環させるためのものである。この冷却水用管路３８を流れる冷却水がセラミック板１８を冷却することで、基板載置面１８Ａの温度が調整される。

冷却水導入部４１は、プレート本体３７の下面３７Ｂ側に設けられている。冷却水導入部４１は、冷却水用管路３８内に温度の低い冷却水を導入するためのものである。冷却水導入部４１の上方に位置する部分の基板載置面１８Ａは、クーリングスポットと呼ばれ、上記温度の低い冷却水の影響により他の部分の基板載置面１８Ａと比較して温度が低い。

冷却水排出部４２は、プレート本体３７の下面３７Ｂ側に設けられている。冷却水排出部４２は、プレート本体３７の外部に、セラミック板１８を冷却することで温度が上昇した冷却水を排出するためのものである。

リフトアップピンホール４３は、セラミック板１８に設けられた複数のリフトアップピンホール２７の下方に位置する部分のプレート本体３７を貫通するように設けられている。リフトアップピンホール４３は、リフトアップピン１３を上下方向に移動可能に収容するための穴である。リフトアップピンホール４３の直径は、リフトアップピンホール２７の直径Ｒ２と略等しい。リフトアップピンホール４３の直径は、例えば、２ｍｍとすることができる。

なお、プレート本体３７には、ガス供給穴２６にガスを供給するための管路（図示せず）が形成されている。

リフトアップピン１３は、リフトアップピンホール２７，４３に収容されている。リフトアップピン１３は、上下方向に移動可能な構成とされている。リフトアップピン１３は、基板載置面１８Ａから基板１５を取り除く際、基板１５の下面と接触して基板１５を押し上げるためのものである。

本実施の形態の静電チャックによれば、抵抗発熱体２２の下方に位置する部分のセラミック板１８に、セラミック板１８よりも熱伝導率の高い複数の金属部材２３を内設すると共に、温度がより高い部分の基板載置面１８Ａの下方に配置される金属部材２３の密度を、温度があまり高くない部分の基板載置面１８Ａの下方に配置される金属部材２３の密度よりも高くすることにより、温度がより高い部分の基板載置面１８Ａの熱が冷却プレート１２に伝導されやすくなるため、基板載置面１８Ａの面内における温度ばらつきを小さくすることが可能となるので、基板載置面１８Ａに載置された基板１５の温度ばらつきを低減することができる。

なお、金属部材２３は、基板載置面１８Ａの面内の温度に応じて配設すればよく、先に説明した図２に示す金属部材２３の配置例に限定されない。

図４〜図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る静電チャックの製造工程を示す図である。図４〜図１２において、第１の実施の形態の静電チャック１１と同一構成部分には同一符号を付す。

始めに、図４に示す工程では、グリーンシート５１〜５５を準備する。グリーンシート５１〜５５は、例えば、セラミック粉末をバインダ、溶剤等と混合したものをシート状にすることで形成する。

グリーンシート５１〜５５は、後述する図１２に示す工程において焼成されることにより、セラミック板１８となるものである。グリーンシート５１は、焼成されることにより、基板載置面１８Ａの反対側に位置する部分のセラミック板１８となるものである。グリーンシート５２は、複数の金属部材２３を形成するためのものであり、グリーンシート５３は、抵抗発熱体２２を形成するためのものである。グリーンシート５４は、静電電極２１を形成するためのものである。グリーンシート５５は、図１２に示す工程において焼成されることにより、基板載置面１８Ａに対応する部分のセラミック板１８となるものである。グリーンシート５１〜５５の厚さは、例えば、０．５ｍｍとすることができる。

次いで、図５に示す工程では、グリーンシート５１に複数の貫通穴５１Ａ，５１Ｂを形成する。複数の貫通穴５１Ａは、図１２に示す工程において焼成されることにより、ガス供給用穴２６の一部となるものである。また、複数の貫通穴５１Ｂは、焼成されることにより、リフトアップピンホール２７の一部となるものである。

次いで、図６に示す工程では、グリーンシート５２に複数の貫通穴５２Ａ〜５２Ｃを形成する。複数の貫通穴５２Ａは、図１２に示す工程において焼成されることにより、ガス供給用穴２６の一部となるものである。複数の貫通穴５２Ｂは、焼成されることにより、リフトアップピンホール２７の一部となるものである。複数の貫通穴５２Ｃは、金属部材２３を配設するための穴である。複数の貫通穴５２Ｃは、先に説明した図２に示す金属部材２３の配設ピッチＰ１〜Ｐ３に対応するように形成する。

次いで、図７に示す工程では、印刷法（スクリーン印刷）によりグリーンシート５２の複数の貫通穴５２Ｃに導体ペースト５８を形成する。導体ペースト５８は、後述する図１２に示す工程において焼成されることにより、金属部材２３となるものである。導体ペースト５８としては、例えば、セラミック基板１８よりも熱伝導率の高い金属であるＷやＭｏ等の金属粒子と、バインダと、溶剤とを含んだ導体ペーストを用いることができる。

次いで、図８に示す工程では、グリーンシート５３に貫通穴５３Ａ，５３Ｂを形成し、その後、印刷法（スクリーン印刷）によりグリーンシート５３上に導体ペースト６１を形成する。導体ペースト６１は、後述する図１２に示す工程において焼成されることにより、抵抗発熱体２２となるものである。複数の貫通穴５３Ａは、図１２に示す工程において焼成されることにより、ガス供給用穴２６の一部となるものである。複数の貫通穴５３Ｂは、焼成されることにより、リフトアップピンホール２７の一部となるものである。

次いで、図９に示す工程では、グリーンシート５４に貫通穴５４Ａ，５４Ｂを形成し、その後、印刷法（スクリーン印刷）によりグリーンシート５４上に導体ペースト６３を形成する。導体ペースト６３は、後述する図１２に示す工程において焼成されることにより、静電電極２１となるものである。複数の貫通穴５４Ａは、図１２に示す工程において焼成されることにより、ガス供給用穴２６の一部となるものである。複数の貫通穴５４Ｂは、焼成されることにより、リフトアップピンホール２７の一部となるものである。

次いで、図１０に示す工程では、グリーンシート５５に複数の貫通穴５５Ａ，５５Ｂを形成する。複数の貫通穴５５Ａは、図１２に示す工程において焼成されることにより、ガス供給用穴２６の一部及び溝部２５となるものである。また、複数の貫通穴５５Ｂは、焼成されることにより、リフトアップピンホール２７の一部となるものである。

次いで、図１１に示す工程では、グリーンシート５１上に、グリーンシート５２〜５５を積層させる。このとき、図１１に示す構造体をホットプレス法により加熱して接着する。

次いで、図１２に示す工程では、図１１に示す構造体を焼成して、グリーンシート５１〜５５、及び導体ペースト５８，６１，６３を焼結させる。これにより、セラミック板１８と、静電電極２１と、抵抗発熱体２２と、複数の金属部材２３とを有した静電チャック１１が製造される。

なお、本実施の形態の静電チャック１１の製造方法では、説明の便宜上、グリーンシート５１〜５５に対して順番に貫通部や導体ペーストを形成する場合を例に挙げて説明したが、実際に静電チャック１１を製造する場合には、グリーンシート５１〜５５に一括して貫通部や導体ペーストを形成（同時に形成）する。

また、ガス供給用穴２６及びリフトアップピンホール２７は、グリーンシート５１〜５５及び導体ペースト５８，６１，６３を焼結させた後に、セラミック板１８をマシニング加工等の機械加工により切削して形成してもよい。このように焼結後にガス供給用穴２６及びリフトアップピンホール２７を形成することにより、ガス供給用穴２６及びリフトアップピンホール２７の位置精度や寸法精度を向上させることができる。

（第２の実施の形態）
図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る基板温調固定装置の断面図である。図１３において、Ｅはガス供給用穴２６の形成領域に対応する部分の基板載置面１８Ａ（以下「基板載置面領域Ｅ」とする）、Ｆはリフトアップピンホール２７の形成領域に対応する部分の基板載置面１８Ａ（以下「基板載置面領域Ｆ」とする）、Ｇは冷却水導入部４１の上方に位置する部分の基板載置面１８Ａ（以下「基板載置面領域Ｇ」とする）をそれぞれ示している。なお、基板載置面領域Ｅ，Ｆは、ヒートスポットが発生しやすい領域であり、基板載置面領域Ｇは、クールスポットが発生しやすい領域である。

図１３を参照するに、第２の実施の形態の基板温調固定装置７０は、第１の実施の形態の基板温調固定装置１０に設けられた静電チャック１１の代わりに静電チャック７１を設けた以外は基板温調固定装置１０と同様に構成される。

静電チャック７１は、静電チャック１１に設けられた金属部材２３の数を減らすと共に、金属部材２３の配設位置を変えた以外は静電チャック１１と同様に構成される。

図１４は、図１３に示す基板温調固定装置に設けられた金属部材の配設位置を説明するための図である。図１４において、図１３に示す基板温調固定装置７０と同一構成部分には同一符号を付す。

図１３及び図１４を参照するに、金属部材２３は、基板載置面領域Ｅ〜Ｇの下方に位置する部分のセラミック板１８にのみ内設されている。

このように、ヒートスポットの発生しやすい基板載置面領域Ｅ，Ｆ、及びクールスポットの発生しやすい基板載置面領域Ｇの下方に位置する部分のセラミック板１８にのみ複数の金属部材２３を内設することにより、基板載置面１８Ａの温度ばらつきを小さくすることが可能となるので、基板載置面１８Ａに載置される基板１５の温度ばらつきを低減することができる。

また、ヒートスポットの発生しやすい基板載置面領域Ｅ，Ｆの下方に位置するセラミック板１８に配設する金属部材２３の密度は、クーリングスポットの発生しやすい基板載置面領域Ｇの下方に位置するセラミック板１８に配設する金属部材２３の密度よりも高くなるように設定するとよい。

これにより、ヒートスポットの発生しやすい基板載置面Ｅ，Ｆの温度を短時間で冷却することができる。

上記構成とされた静電チャック７１は、第１の実施の形態で説明した静電チャック１１の製造方法と同様な手法により製造することができる。

本実施の形態の静電チャックによれば、ヒートスポットの発生しやすい基板載置面領域Ｅ，Ｆ、及びクールスポットの発生しやすい基板載置面領域Ｇの下方に位置する部分のセラミック板１８にのみ金属部材２３を内設することにより、基板載置面１８Ａの温度ばらつきを小さくすることが可能となるため、基板載置面１８Ａに載置される基板１５の温度ばらつきを低減することができる。

なお、本実施の形態では、クーリングスポットの発生しやすい基板載置面領域Ｇの下方に位置する部分のセラミック板１８に金属部材２３を内設した場合を例に挙げて説明したが、基板載置面領域Ｇの温度は低いので、基板載置面領域Ｇの下方に位置するセラミック板１８に金属部材２３を設けなくてもよい。

（第３の実施の形態）
図１５は、本発明の第３の実施の形態に係る基板温調固定装置の断面図である。図１５において、第１の実施の形態の基板温調固定装置１０と同一構成部分には同一符号を付す。

図１５を参照するに、第３の実施の形態の基板温調固定装置８０は、第１の実施の形態の基板温調固定装置１０に設けられた静電チャック１１の代わりに静電チャック８１を設けた以外は基板温調固定装置１０と同様に構成される。

静電チャック８１は、静電チャック１１に設けられた複数の金属部材２３の下面２３Ａをセラミック板１８から露出させると共に、複数の金属部材２３の下面２３Ａとセラミック板１８の下面１８Ｂとを略面一にした以外は、静電チャック１１と同様に構成される。複数の金属部材２３の下面２３Ａは、冷却プレート１２の上面と接触している。

このように、複数の金属部材２３の下面２３Ａとセラミック板１８の下面１８Ｂとを略面一にして、複数の金属部材２３の下面２３Ａと冷却プレート１２の上面とを接触させることにより、冷却プレート１２により複数の金属部材２３が直接冷却されるため、複数の金属部材２３による基板載置面１８Ａの冷却効果を向上させることができる。

上記構成とされた静電チャック８１は、第１の実施の形態で説明した図１０に示すグリーンシート５２上に、図１０に示すグリーンシート５３〜５５を積層させ、その後、積層されたグリーンシート５２〜５５を焼成することにより製造することができる。

本実施の形態の静電チャックによれば、複数の金属部材２３の下面２３Ａとセラミック板１８の下面１８Ｂとを略面一にして、複数の金属部材２３の下面２３Ａと冷却プレート１２の上面とを接触させることにより、冷却プレート１２により複数の金属部材２３が直接冷却されるため、複数の金属部材２３による基板載置面１８Ａの冷却効果を向上させることができる。

（第４の実施の形態）
図１６は、本発明の第４の実施の形態に係る基板温調固定装置の断面図である。図１６において、第２の実施の形態の基板温調固定装置７０と同一構成部分には同一符号を付す。

図１６を参照するに、第４の実施の形態の基板温調固定装置９０は、第２の実施の形態の基板温調固定装置７０に設けられた静電チャック７１の代わりに静電チャック９１を設けた以外は基板温調固定装置７０と同様に構成される。

静電チャック９１は、静電チャック７１に設けられた複数の金属部材２３の下面２３Ａをセラミック板１８から露出させると共に、複数の金属部材２３の下面２３Ａとセラミック板１８の下面１８Ｂとを略面一にした以外は、静電チャック７１と同様に構成される。複数の金属部材２３の下面２３Ａは、冷却プレート１２の上面と接触している。

このように、複数の金属部材２３の下面２３Ａとセラミック板１８の下面１８Ｂとを略面一にして、複数の金属部材２３の下面２３Ａと冷却プレート１２の上面とを接触させることにより、冷却プレート１２により複数の金属部材２３が直接冷却されるため、複数の金属部材２３による基板載置面領域Ｅ〜Ｇの冷却効果を向上させることができる。

上記構成とされた静電チャック９１は、第３の実施の形態で説明した静電チャック８１と同様な手法により製造することができる。

本実施の形態の静電チャックによれば、複数の金属部材２３の下面２３Ａとセラミック板１８の下面１８Ｂとを略面一にして、複数の金属部材２３の下面２３Ａと冷却プレート１２の上面とを接触させることにより、冷却プレート１２により複数の金属部材２３が直接冷却されるため、複数の金属部材２３による基板載置面領域Ｅ〜Ｇの冷却効果を向上させることができる。

（第５の実施の形態）
図１７は、本発明の第５の実施の形態に係る基板温調固定装置の断面図である。図１７において、第１の実施の形態の基板温調固定装置１０と同一構成部分には同一符号を付す。

図１７を参照するに、第５の実施の形態の基板温調固定装置１００は、第１の実施の形態の基板温調固定装置１０に設けられた複数の金属部材２３の代わりに金属部材１０３〜１０９を設けた以外は基板温調固定装置１０と同様に構成される。

図１８は、図１７に示す基板温調固定装置に設けられた金属部材を説明するための図である。

図１７及び図１８を参照して、金属部材１０３〜１０９について説明する。金属部材１０３〜１０９は、抵抗発熱体２２の下方に位置する部分のセラミック板１８に内設されている。金属部材１０３〜１０９は、リング状の部材であり、その全面がセラミック板１８により覆われている。金属部材１０３〜１０９は、セラミック板１８内において、基板載置面１８Ａと略平行な平面上に配置されている。

金属部材１０３は、リフトアップピンホール２７よりも外側に位置する部分のセラミック板１８に配置されている。金属部材１０４，１０５は、リフトアップピンホール２７の形成位置に近い方のガス供給用穴２６とリフトアップピンホール２７との間に位置する部分のセラミック板１８に配置されている。金属部材１０６，１０７は、リフトアップピンホール２７の形成位置に近い方のガス供給用穴２６とセラミック板１８の中央部に設けられたガス供給用穴２６との間に位置する部分のセラミック板１８に配置されている。金属部材１０８，１０９は、セラミック板１８の中央部に設けられたガス供給用穴２６の形成位置よりも内側に位置する部分のセラミック板１８に配置されている。

金属部材１０３〜１０９は、基板載置面１８Ａの熱を冷却プレート１２に伝導させて、基板載置面１８Ａの温度を下げるための部材である。金属部材１０３〜１０９は、セラミック板１８よりも熱伝導率の高い金属により構成されている。金属部材１０３〜１０９の材料となる金属としては、例えば、Ｗ，Ｍｏ，Ｗ系合金、Ｍｏ系合金等を用いることができる。

本実施の形態によれば、セラミック基板１８よりも熱伝導率の高い金属部材１０３〜１０９をセラミック板１８に内設することにより、基板載置面１８Ａの熱が冷却プレートに伝導されやすくなるため、基板載置面１８Ａの温度ばらつきを小さくすることが可能となるので、基板載置面１８Ａに載置された基板１５の温度ばらつきを低減することができる。

なお、金属部材１０３〜１０９は、完全な同心円形状ではなく、一部グリーンシートの不貫通部分が残るような形状にしてもよい。このような形状にすることにより、金属部材１０３〜１０９を配設するための溝部が形成されるグリーンシートがばらばらになることを防止できる。

（第６の実施の形態）
図１９は、本発明の第６の実施の形態に係る基板温調固定装置の断面図である。図１９において、第５の実施の形態の基板温調固定装置１００と同一構成部分には同一符号を付す。

図１９を参照するに、第６の実施の形態の基板温調固定装置１２０は、第５の実施の形態の基板温調固定装置１００に設けられた静電チャック１０１の代わりに静電チャック１２１を設けた以外は基板温調固定装置１００と同様に構成される。

静電チャック１２１は、静電チャック１０１に設けられた金属部材１０３〜１０９の下面１０３Ａ〜１０９Ａをセラミック板１８から露出させると共に、金属部材１０３〜１０９の下面１０３Ａ〜１０９Ａとセラミック板１８の下面１８Ｂとを略面一にした以外は、静電チャック１０１と同様に構成される。金属部材１０３〜１０９の下面１０３Ａ〜１０９Ａは、冷却プレート１２の上面と接触している。

このように、金属部材１０３〜１０９の下面１０３Ａ〜１０９Ａとセラミック板１８の下面１８Ｂとを略面一にして、金属部材１０３〜１０９の下面１０３Ａ〜１０９Ａと冷却プレート１２の上面とを接触させることにより、冷却プレート１２により金属部材１０３〜１０９を直接冷却することができる。

本実施の形態の静電チャックによれば、金属部材１０３〜１０９の下面１０３Ａ〜１０９Ａとセラミック板１８の下面１８Ｂとを略面一にして、金属部材１０３〜１０９の下面１０３Ａ〜１０９Ａと冷却プレート１２の上面とを接触させることにより、冷却プレート１２により金属部材１０３〜１０９が直接冷却されるため、金属部材１０３〜１０９による基板載置面１８Ａの冷却効果を向上させることができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

なお、第１〜第６の実施の形態では、抵抗発熱体２２を備えた静電チャック１１，７１，８１，９１，１０１，１２１を例に挙げて説明したが、第１〜第６の実施の形態で説明した金属部材２３，１０３〜１０９は、抵抗発熱体２２を備えていない静電チャックにも適用可能である。この場合、第１〜第６の実施の形態の静電チャック１１，７１，８１，９１，１０１，１２１と同様な効果を得ることができる。

また、第１〜第６の実施の形態の基板温調固定装置１０，７０，８０，９０，１００，１２０は、プラズマエッチング装置以外の製造装置にも適用可能である。

また、第１〜第６の実施の形態では、セラミック板１８よりも熱伝導率の高い金属部材２３，１０３〜１０９としてビア又はリング状の金属部材を例に挙げて説明したが、金属部材２３，１０３〜１０９の形状はこれに限定されない。

本発明は、セラミック板に基板を加熱する抵抗発熱体を内蔵した静電チャック及び基板温調固定装置に適用できる。

従来の基板温調固定装置の断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る基板温調固定装置の断面図である。 図２に示す静電チャックの平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る静電チャックの製造工程を示す図（その１）である。 本発明の第１の実施の形態に係る静電チャックの製造工程を示す図（その２）である。 本発明の第１の実施の形態に係る静電チャックの製造工程を示す図（その３）である。 本発明の第１の実施の形態に係る静電チャックの製造工程を示す図（その４）である。 本発明の第１の実施の形態に係る静電チャックの製造工程を示す図（その５）である。 本発明の第１の実施の形態に係る静電チャックの製造工程を示す図（その６）である。 本発明の第１の実施の形態に係る静電チャックの製造工程を示す図（その７）である。 本発明の第１の実施の形態に係る静電チャックの製造工程を示す図（その８）である。 本発明の第１の実施の形態に係る静電チャックの製造工程を示す図（その９）である。 本発明の第２の実施の形態に係る基板温調固定装置の断面図である。 図１３に示す基板温調固定装置に設けられた金属部材の配設位置を説明するための図である。 本発明の第３の実施の形態に係る基板温調固定装置の断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る基板温調固定装置の断面図である。 本発明の第５の実施の形態に係る基板温調固定装置の断面図である。 図１７に示す金属部材を説明するための図である。 本発明の第６の実施の形態に係る基板温調固定装置の断面図である。

符号の説明

１０，７０，８０，９０，１００，１２０ 基板温調固定装置
１１，７１，８１，９１，１０１，１２１ 静電チャック
１２ 冷却プレート
１３ リフトアップピン
１５ 基板
１８ セラミック板
１８Ａ 基板載置面
１８Ｂ，２３Ａ，３７Ｂ，１０３Ａ〜１０９Ａ 下面
２１ 静電電極
２２ 抵抗発熱体
２３，１０３〜１０９ 金属部材
２５ 溝部
２６ ガス供給用穴
２７，４３ リフトアップピンホール
３１，３２ リング状溝
３３ 溝
３７ プレート本体
３８ 冷却水用管路
４１ 冷却水導入部
４２ 冷却水排出部
５１〜５５ グリーンシート
５１Ａ，５１Ｂ，５２Ａ〜５２Ｃ，５３Ａ，５３Ｂ，５４Ａ，５４Ｂ，５５Ａ，５５Ｂ 貫通穴
５８，６１，６３ 導体ペースト
Ａ〜Ｇ 基板載置面領域
Ｈ１ 高さ
Ｐ１〜Ｐ３ 配設ピッチ
Ｒ１〜Ｒ３ 直径

Claims (6)

1. 基板が載置される基板載置面を有した基体と、
   前記基体に内蔵された静電電極と、を備えた静電チャックであって、
   前記基板載置面の反対側に位置する前記基体の面と前記静電電極との間に位置する部分の前記基体に、前記基体よりも熱伝導率の高い複数の金属部材を内設し、
   前記複数の金属部材は、前記基板の加工時における前記基板載置面の温度分布に応じて、密度を異ならせて配置されていることを特徴とする静電チャック。
2. 基板が載置される基板載置面を有した基体と、
   前記基体に内蔵された静電電極と、
   前記基体に内蔵され、前記基板を加熱する抵抗発熱体と、を備えた静電チャックであって、
   前記基板載置面の反対側に位置する前記基体の面と前記抵抗発熱体との間に位置する部分の前記基体に、前記基体よりも熱伝導率の高い複数の金属部材を内設し、
   前記複数の金属部材は、前記基板の加工時における前記基板載置面の温度分布に応じて、密度を異ならせて配置されていることを特徴とする静電チャック。
3. 前記複数の金属部材は、前記基体から露出されており、
   前記基体から露出された前記複数の金属部材の面と前記基板載置面の反対側に位置する前記基体の面とを略面一にしたことを特徴とする請求項１又は２記載の静電チャック。
4. 前記複数の金属部材は、前記基板載置面と略平行な同一平面上に配置することを特徴とする請求項１ないし３のうち、いずれか一項記載の静電チャック。
5. 前記複数の金属部材は、ビアであることを特徴とする請求項１ないし４のうち、いずれか一項記載の静電チャック。
6. 請求項１ないし５のうち、いずれか一項記載の静電チャックと、
   前記静電チャックを支持すると共に、前記基体を冷却する冷却プレートと、を備えたことを特徴とする基板固定温調装置。

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