JP6622052B2 - Ceramic heater and electrostatic chuck - Google Patents
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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セラミックヒータと、そのセラミックヒータを備えた静電チャックに関するものである。 The present invention relates to a ceramic heater that can heat a workpiece such as a semiconductor wafer, and an electrostatic chuck including the ceramic heater.
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。 Conventionally, in a semiconductor manufacturing apparatus, a process such as dry etching (for example, plasma etching) is performed on a semiconductor wafer (for example, a silicon wafer). In order to increase the accuracy of this dry etching, it is necessary to securely fix the semiconductor wafer. Therefore, an electrostatic chuck for fixing the semiconductor wafer by electrostatic attraction has been proposed as a fixing means for fixing the semiconductor wafer. Yes.
具体的には、静電チャックでは、例えば、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上面(第1主面:吸着面)に吸着させるようになっている。この静電チャックは、セラミック基板の下面(第2主面:接合面)に金属ベースを接合することによって構成されている。 Specifically, an electrostatic chuck has, for example, an adsorption electrode inside a ceramic substrate, and a semiconductor wafer is bonded to the ceramic substrate using electrostatic attraction generated when a voltage is applied to the adsorption electrode. It is made to adsorb | suck to the upper surface (1st main surface: adsorption surface). This electrostatic chuck is configured by bonding a metal base to a lower surface (second main surface: bonding surface) of a ceramic substrate.
更に、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。 Furthermore, an electrostatic chuck having a function of adjusting (heating or cooling) the temperature of the semiconductor wafer attracted to the attracting surface is also known. For example, a technique for heating a semiconductor wafer on an adsorption surface by arranging a heating element (for example, a linear heating pattern) in a ceramic substrate and heating the ceramic substrate with the heating element is also known. There is also known a technique in which a cooling path for flowing a cooling fluid is provided in a metal base, and the ceramic substrate is cooled by the cooling fluid.
また、近年では、静電チャックの加熱を精密に行うために、セラミック基板を複数の加熱ゾーンに区分したセラミックヒータも開発されている。具体的には、各加熱ゾーン毎に各加熱ゾーンを独立して加熱することができる発熱体(部分発熱体)を配置して、セラミック基板の温度調節機能を向上させた多ゾーンヒータ付きセラミックヒータも提案されている(特許文献1、2参照)。 In recent years, ceramic heaters in which a ceramic substrate is divided into a plurality of heating zones have been developed in order to precisely heat the electrostatic chuck. Specifically, a ceramic heater with a multi-zone heater in which a heating element (partial heating element) capable of independently heating each heating zone is arranged for each heating zone to improve the temperature adjustment function of the ceramic substrate. Has also been proposed (see Patent Documents 1 and 2).
この多ゾーンヒータ付きセラミックヒータとしては、例えば図11(a)に示すように、環状の加熱ゾーン(円周ゾーン)P1が同心状に配置されたものなどが知られている。なお、円周ゾーンP1内では、発熱体P2は例えば円形に配置されており、その両端は2本の端子P3に接続されている。 As this ceramic heater with a multi-zone heater, for example, as shown in FIG. 11A, an annular heating zone (circumferential zone) P1 is concentrically arranged. In the circumferential zone P1, the heating element P2 is arranged in a circular shape, for example, and both ends thereof are connected to two terminals P3.
また、この種の発熱体P2は、例えば、発熱体材料であるヒータペーストを、セラミック基板を構成する材料である例えばセラミックシートの表面に印刷(ヒータ印刷)することによって形成されている。 In addition, this type of heating element P2 is formed by, for example, printing (heater printing) a heater paste, which is a heating element material, on the surface of, for example, a ceramic sheet that is a material constituting the ceramic substrate.
しかしながら、上述のようにヒータ印刷によって発熱体P2を形成する場合には、印刷厚みのバラツキによって、図11(b)に示すように、発熱体P2に厚みが異なる箇所(例えば厚みが薄い箇所P4等)が生じ、例えば厚みの薄い箇所P4の抵抗(抵抗値r)が他の箇所の抵抗(抵抗値R)より大きくなる(r>R)という問題があった。 However, in the case where the heating element P2 is formed by heater printing as described above, as shown in FIG. 11B, due to variations in the printing thickness, the heating element P2 has a different thickness (for example, a thinner thickness P4). For example, the resistance (resistance value r) of the thin portion P4 is larger than the resistance (resistance value R) of other portions (r> R).
つまり、例えば円周ゾーンP1を備えた多ゾーンヒータ付きセラミックヒータにおいては、両端子P3間の発熱体P2を流れる電流(I)は一定となるので、発熱体P2に部分的に抵抗(抵抗値)が大きな箇所があると、その箇所の発熱量が多くなってしまう。詳しくは、発熱量は抵抗に比例するので(単位時間の発熱量(Q)=抵抗×電流2)、その抵抗が大きな箇所では他の箇所より多く発熱して温度が高くなってしまう。その結果、セラミックヒータの平面方向における温度分布(面内温度)が不均一になるという問題があった。 That is, for example, in a ceramic heater with a multi-zone heater provided with the circumferential zone P1, the current (I) flowing through the heating element P2 between the terminals P3 is constant, so that the resistance (resistance value) is partially applied to the heating element P2. If there is a large part), the amount of heat generated at that part will increase. Specifically, since the amount of heat generation is proportional to the resistance (the amount of heat generation per unit time (Q) = resistance × current 2 ), the portion where the resistance is large generates more heat than the other portions and the temperature becomes high. As a result, there is a problem that the temperature distribution (in-plane temperature) in the plane direction of the ceramic heater becomes non-uniform.
また、これとは別に、セラミックヒータ(従って静電チャック)の面内温度の均一化だけでなく、セラミックヒータ等の平面方向において、部分的な温度調節をより積極的に行いたいという要求もある。 In addition to this, there is a demand not only to make the in-plane temperature of the ceramic heater (and hence the electrostatic chuck) uniform, but also to more actively adjust the temperature partially in the plane direction of the ceramic heater and the like. .
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、セラミックヒータの平面方向における温度分布の均一化又は特定位置の温度を変化させる等のように、平面方向において部分的に温度調節が可能なセラミックヒータ及び静電チャックを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to make the temperature partially in the plane direction, such as uniform temperature distribution in the plane direction of the ceramic heater or changing the temperature at a specific position. It is an object of the present invention to provide an adjustable ceramic heater and electrostatic chuck.
(1)本発明の第1態様のセラミックヒータは、第1主面及び第2主面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、前記第1主面上に配置された被加工物を加熱する発熱体と、を備えたセラミックヒータにおいて、前記発熱体は、当該発熱体と電気的に接続される一対の主端子部間に通電されることによって発熱する抵抗発熱体であって、前記発熱体は、前記一対の主端子部間を繋ぐ電気経路の間に接続された1又は複数の副端子部によって抵抗値をそれぞれ有する複数の部分抵抗に区分されており、更に、前記一対の主端子部と1又は複数の前記副端子部とからなる端子部のうち少なくとも一対の前記端子部間に、前記部分抵抗と電気的に並列に補助抵抗が接続されている。 (1) A ceramic heater according to a first aspect of the present invention includes a ceramic substrate having a first main surface and a second main surface, and a workpiece embedded in the ceramic substrate and disposed on the first main surface. In the ceramic heater comprising a heating element to be heated, the heating element is a resistance heating element that generates heat when energized between a pair of main terminal portions electrically connected to the heating element, The heating element is divided into a plurality of partial resistances each having a resistance value by one or a plurality of sub-terminal portions connected between electrical paths connecting the pair of main terminal portions, and further the pair of main terminal portions. An auxiliary resistor is electrically connected in parallel with the partial resistor between at least one pair of the terminal portions of the terminal portion including the terminal portion and the one or more sub terminal portions.
本第1態様では、抵抗発熱体である発熱体は、主端子部間を繋ぐ電気経路の間に接続された中間の副端子部によって複数の部分抵抗に区分されており、更に、主端子部と副端子部とからなる端子部のうち少なくとも一対の端子部間に、部分抵抗と電気的に並列に補助抵抗が接続されている。 In the first aspect, the heating element, which is a resistance heating element, is divided into a plurality of partial resistances by an intermediate sub-terminal part connected between electrical paths connecting the main terminal parts, and further, the main terminal part An auxiliary resistor is electrically connected in parallel with the partial resistor between at least a pair of terminal portions of the terminal portion including the sub-terminal portion.
従って、例えば各部分抵抗の抵抗値が異なる場合でも、部分抵抗と並列に配置された補助抵抗の抵抗値を調節することにより(即ち適切な抵抗値の補助抵抗を用いることにより)、各部分抵抗における単位面積当たりの発熱量を調節することができる(例えば発熱量を均一化することができる)。 Therefore, for example, even when the resistance value of each partial resistor is different, by adjusting the resistance value of the auxiliary resistor arranged in parallel with the partial resistor (that is, by using the auxiliary resistor having an appropriate resistance value), The amount of heat generated per unit area can be adjusted (for example, the amount of heat generated can be made uniform).
例えば、発熱体が所定の領域(例えば個別ゾーン)毎に部分抵抗に区分されている場合に、ある個別ゾーンにおける発熱体の厚みが薄いときには、当該個別ゾーンの部分抵抗の抵抗値が他の個別ゾーンの部分抵抗の抵抗値より大きくなる。その結果、抵抗値の大きな部分抵抗の発熱量が多くなって、当該個別ゾーンの温度が周囲よりも高くなることがある(即ちセラミックヒータの面内温度が不均一になることがある)。 For example, when the heating element is divided into partial resistances for each predetermined region (for example, individual zones), when the heating element is thin in a certain individual zone, the resistance value of the partial resistance in that individual zone is different from that of the individual resistance. It becomes larger than the resistance value of the partial resistance of the zone. As a result, the amount of heat generated by the partial resistance having a large resistance value increases, and the temperature of the individual zone may become higher than the surroundings (that is, the in-plane temperature of the ceramic heater may become uneven).
このような場合でも、本第1態様では、補助抵抗を用いることにより、その補助抵抗が接続された部分抵抗の発熱量を低減して、当該部分抵抗(従ってその加熱ゾーン)の過度の温度上昇を抑制することにより、セラミックヒータの面内温度を容易に均一化することができる。 Even in such a case, in the first aspect, by using the auxiliary resistance, the amount of heat generated by the partial resistance connected to the auxiliary resistance is reduced, and the temperature of the partial resistance (and hence the heating zone) is excessively increased. By suppressing this, the in-plane temperature of the ceramic heater can be easily made uniform.
また、各種の補助抵抗(例えば可変抵抗)を用いたり、補助抵抗の接続状態を調節する(例えばスイッチで接続状態を切り替える)ことなどにより、セラミックヒータの面内温度の均一化だけでなく、各部分抵抗が配置された領域の温度を調節すること(他の領域との温度の差をつけること)もできる。 In addition, by using various auxiliary resistors (for example, variable resistors) or adjusting the connection state of the auxiliary resistors (for example, switching the connection state with a switch), not only the in-plane temperature of the ceramic heater is made uniform, It is also possible to adjust the temperature of the region where the partial resistance is disposed (to make a temperature difference from other regions).
例えば各部分抵抗の抵抗値が同じである場合に、特定の部分抵抗に並列に補助抵抗を接続することにより、その特定の部分抵抗の発熱量を低下させることができる。
従って、本第1態様では、セラミックヒータの表面の任意の位置の温度を調節することができるので、被加工物に各種の加工を行う際に、その加工性が向上するという利点がある。
For example, when the resistance value of each partial resistor is the same, the amount of heat generated by the specific partial resistor can be reduced by connecting an auxiliary resistor in parallel to the specific partial resistor.
Therefore, in the first aspect, since the temperature at an arbitrary position on the surface of the ceramic heater can be adjusted, there is an advantage that the workability is improved when various kinds of processing are performed on the workpiece.
なお、第1主面及び第2主面とは、セラミック基板の厚み方向における一方の表面及び(その反対側の)他方の表面を示している。
また、主端子部は、発熱体の両端に電気的に接続されて発熱体に電力を供給する端子部であり、副端子部は、主端子部間の電気経路(即ち発熱体)の間に配置される端子部である。端子部は、主端子部や副端子部の総称であり、発熱体に対して電気的に接続される例えば端子金具やセラミック基板内の導電部分等の導電部分である。
In addition, the 1st main surface and the 2nd main surface have shown one surface and the other surface (the other side) in the thickness direction of a ceramic substrate.
The main terminal portion is a terminal portion that is electrically connected to both ends of the heating element to supply power to the heating element, and the sub-terminal portion is interposed between the electrical paths (that is, the heating element) between the main terminal portions. It is the terminal part arrange | positioned. The terminal portion is a general term for the main terminal portion and the sub-terminal portion, and is a conductive portion such as a terminal fitting or a conductive portion in a ceramic substrate that is electrically connected to the heating element.
更に、部分抵抗とは、抵抗発熱体のうち端子部で区分された抵抗発熱体の一部であり、その抵抗値は抵抗発熱体の全抵抗の一部を構成している。また、補助抵抗とは、所定の抵抗値を有する抵抗である。 Furthermore, the partial resistance is a part of the resistance heating element divided by the terminal portion of the resistance heating element, and its resistance value constitutes a part of the total resistance of the resistance heating element. The auxiliary resistor is a resistor having a predetermined resistance value.
なお、セラミックヒータは、セラミック基板(セラミックからなる又はセラミックを主成分とする基板)の内部に少なくとも発熱体を備えたヒータであり、本第1態様では、発熱体に加え、上述した各構成を備えている。 The ceramic heater is a heater provided with at least a heating element inside a ceramic substrate (a substrate made of ceramic or containing ceramic as a main component). In the first aspect, in addition to the heating element, each of the above-described configurations is provided. I have.
(2)本発明の第2態様のセラミックヒータでは、前記補助抵抗は、固定抵抗又は可変抵抗である。
補助抵抗としては、固定抵抗又は可変抵抗を採用できることを例示している。
(2) In the ceramic heater according to the second aspect of the present invention, the auxiliary resistor is a fixed resistor or a variable resistor.
As an auxiliary resistor, it is exemplified that a fixed resistor or a variable resistor can be adopted.
(3)本発明の第3態様のセラミックヒータでは、前記発熱体を前記第1主面側から見た場合に、前記発熱体は、環状に配置されるとともに、1又は複数の前記副端子部によって前記発熱体の周方向に沿って複数の前記部分抵抗に区分されている。 (3) In the ceramic heater according to the third aspect of the present invention, when the heating element is viewed from the first main surface side, the heating element is arranged in an annular shape and one or a plurality of the sub-terminal portions. Are divided into a plurality of partial resistances along the circumferential direction of the heating element.
本第3態様では、発熱体は環状であり、副端子部によって複数の部分抵抗に区分されていることを例示している。
(4)本発明の第4態様のセラミックヒータでは、前記発熱体及び前記補助抵抗を前記第1主面側から見た場合に、前記補助抵抗が接続される部分抵抗が形成される領域の面積よりも前記補助抵抗が形成される領域の面積の方が大きく設定されている。
In the third aspect, the heating element is annular, and is illustrated as being divided into a plurality of partial resistances by the sub-terminal portion.
(4) In the ceramic heater according to the fourth aspect of the present invention, when the heating element and the auxiliary resistor are viewed from the first main surface side, an area of a region where a partial resistor to which the auxiliary resistor is connected is formed. The area of the region where the auxiliary resistor is formed is set larger than that.
補助抵抗が接続されている場合には、補助抵抗に通電することによって(通常)補助抵抗が発熱するので、補助抵抗が配置された領域の温度が上昇し易い。それに対して、本第4態様では、平面視で、補助抵抗が形成されている領域は、補助抵抗が接続される部分抵抗が形成される領域の面積よりも大きいので、補助抵抗の温度が上昇しても(その補助抵抗に接続されている)部分抵抗が形成された領域の温度が上昇しにくい。これにより、セラミックヒータの面内温度の均一化を一層好適に行うことができる。 When the auxiliary resistor is connected, since the auxiliary resistor generates heat by energizing the auxiliary resistor (usually), the temperature of the region where the auxiliary resistor is disposed easily rises. On the other hand, in the fourth aspect, in the plan view, the region where the auxiliary resistor is formed is larger than the area of the region where the partial resistor to which the auxiliary resistor is connected is formed, so that the temperature of the auxiliary resistor increases. Even so, the temperature of the region where the partial resistance (connected to the auxiliary resistor) is formed is unlikely to rise. Thereby, the in-plane temperature of the ceramic heater can be made more uniform.
(5)本発明の第5態様のセラミックヒータでは、複数の前記発熱体を電気的に並列に接続した全発熱体を備える。
本第5態様では、複数の発熱体を電気的に並列に接続して全発熱体としているので、例えば部分発熱体を直列に接続した場合に比べて、全発熱体の抵抗値を低減することができる。
(5) The ceramic heater according to the fifth aspect of the present invention includes all the heating elements in which the plurality of heating elements are electrically connected in parallel.
In the fifth aspect, since a plurality of heat generating elements are electrically connected in parallel to form a total heat generating element, for example, the resistance value of all the heat generating elements is reduced as compared with a case where partial heat generating elements are connected in series. Can do.
(6)本発明の第6態様のセラミックヒータでは、前記セラミック基板は、複数のセラミック層からなるとともに、前記全発熱体は前記セラミック層の同じ表面に形成されており、複数の前記発熱体同士を電気的に接続する接続部は、前記表面とは異なる前記セラミック層の表面に形成されている。 (6) In the ceramic heater according to the sixth aspect of the present invention, the ceramic substrate includes a plurality of ceramic layers, and the all heating elements are formed on the same surface of the ceramic layer. The connection part for electrically connecting the two is formed on the surface of the ceramic layer different from the surface.
本第6態様では、複数の発熱体(例えば後述するA,B部分発熱体)同士を電気的に接続する構成を例示しており、このように異なるセラミック層の表面に接続部を設けることにより、設計の自由度が向上するという利点がある。 In the sixth aspect, a configuration in which a plurality of heating elements (for example, A and B partial heating elements described later) are electrically connected to each other is illustrated, and thus by providing a connection portion on the surface of different ceramic layers. There is an advantage that the degree of freedom of design is improved.
(7)本発明の第7態様のセラミックヒータでは、前記セラミック基板は、複数のセラミック層からなるとともに、前記全発熱体は前記セラミック層の同じ表面に形成されており、複数の前記発熱体同士を電気的に接続する接続部は、前記表面と同じ表面に形成されている。 (7) In the ceramic heater according to the seventh aspect of the present invention, the ceramic substrate is composed of a plurality of ceramic layers, and the all heating elements are formed on the same surface of the ceramic layer. The connecting portion for electrically connecting the two is formed on the same surface as the surface.
本第7態様では、複数の発熱体(例えば後述する発熱パターン)同士を電気的に接続する構成を例示しており、このように同じセラミック層の表面に接続部を設けることにより、全発熱体の形成が容易であるという利点がある。 In the seventh aspect, a configuration in which a plurality of heating elements (for example, heating patterns described later) are electrically connected to each other is illustrated, and thus by providing a connection portion on the surface of the same ceramic layer, all heating elements are provided. There is an advantage that it is easy to form.
(8)本発明の第8態様のセラミックヒータでは、前記補助抵抗は、固定抵抗であり、更に、前記固定抵抗が接続回路をオンオフするスイッチを備える。
本第8態様では、スイッチによって補助抵抗の接続状態を自由に設定できるので、補助抵抗の接続状態に伴う各部分抵抗の発熱状態を容易に調節することができる。よって、面内温度の均一化が可能であるとともに、各部分抵抗が形成された領域の温度を容易に調節できる(例えば他の領域と温度を違えることができる)という利点がある。
(8) In the ceramic heater according to the eighth aspect of the present invention, the auxiliary resistor is a fixed resistor, and the fixed resistor further includes a switch for turning on and off a connection circuit.
In the eighth aspect, since the connection state of the auxiliary resistor can be freely set by the switch, the heat generation state of each partial resistor accompanying the connection state of the auxiliary resistor can be easily adjusted. Therefore, there is an advantage that the in-plane temperature can be made uniform and the temperature of the region where each partial resistance is formed can be easily adjusted (for example, the temperature can be different from that of other regions).
(9)本発明の第9態様の静電チャックは、前記第1〜第8態様のいずれかに記載のセラミックヒータを備えた静電チャックであって、前記セラミック基板に埋設された、前記被加工物を吸着する吸着用電極を備えるとともに、前記セラミック基板の第2主面上に、金属ベースを備えている。 (9) An electrostatic chuck according to a ninth aspect of the present invention is the electrostatic chuck including the ceramic heater according to any one of the first to eighth aspects, and is the electrostatic chuck embedded in the ceramic substrate. An adsorption electrode for adsorbing a workpiece is provided, and a metal base is provided on the second main surface of the ceramic substrate.
本第9態様では、上述したセラミックヒータを備えた静電チャックを例示している。
(10)本発明の第10態様の静電チャックは、前記金属ベースにおいて、前記第2主面側と反対側に前記補助抵抗を収容する収容部を備えている。
In the ninth aspect, an electrostatic chuck including the above-described ceramic heater is illustrated.
(10) The electrostatic chuck according to a tenth aspect of the present invention includes an accommodating portion that accommodates the auxiliary resistor on the side opposite to the second main surface side in the metal base.
本第10態様では、金属ベースのセラミックヒータと反対側に補助抵抗を収容する収容部を設けるので、静電チャックを使用する際に、補助抵抗が邪魔になりにくい(例えば補助抵抗に接触して破損や脱落等が生じにくい)という利点がある。 In the tenth aspect, since the accommodating portion that accommodates the auxiliary resistor is provided on the side opposite to the metal-based ceramic heater, the auxiliary resistor is unlikely to become an obstacle when using the electrostatic chuck (for example, in contact with the auxiliary resistor). There is an advantage that it is difficult to cause breakage or dropout.
(11)本発明の第11態様の静電チャックは、前記金属ベースに、前記セラミック基板を冷却可能な冷却部を有するとともに、前記冷却部より前記第2主面側と反対側に前記補助抵抗を備えている。 (11) The electrostatic chuck according to an eleventh aspect of the present invention has a cooling part capable of cooling the ceramic substrate on the metal base, and the auxiliary resistor on the opposite side of the cooling part from the second main surface side. It has.
補助抵抗に通電する場合には、通常、補助抵抗が発熱するが、本第11態様では、補助抵抗は冷却部よりセラミックヒータとは反対側に配置されているので、補助抵抗の温度上昇は冷却部によって緩和される(即ち補助抵抗の温度がセラミックヒータ側に伝達されにくい)。これによって、セラミックヒータの面内温度をより一層均一化できる。 When the auxiliary resistor is energized, the auxiliary resistor normally generates heat. However, in the eleventh aspect, the auxiliary resistor is disposed on the opposite side of the ceramic heater from the cooling unit, so that the temperature rise of the auxiliary resistor is cooled. (Ie, the temperature of the auxiliary resistor is difficult to be transmitted to the ceramic heater side). Thereby, the in-plane temperature of the ceramic heater can be made more uniform.
<以下に、本発明の各構成について説明する>
・静電チャック、セラミックヒータ(セラミック基板)、金属ベースの外形形状としては、平面視で、円形を採用できる。
<Each configuration of the present invention will be described below>
As the outer shape of the electrostatic chuck, ceramic heater (ceramic substrate), and metal base, a circular shape can be adopted in plan view.
・発熱体としては、線状の発熱パターンが、平面視で、中心部や外周部の全面にわたって配置された構成を採用できる。例えば発熱パターンが、環状、U字状、蛇行状に配置されたものを採用できる。 -As a heat generating body, the structure by which a linear heat generating pattern is arrange | positioned over the whole surface of a center part and an outer peripheral part by planar view is employable. For example, a pattern in which the heat generation pattern is arranged in an annular shape, a U shape, or a meandering shape can be employed.
・発熱体(その部分発熱体)、吸着用電極を構成する導体の材料としては特に限定されないが、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)からなる場合には、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)からなる場合には、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)からなる場合には、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。
-Although it does not specifically limit as a conductor material which comprises a heat generating body (the partial heat generating body) and the electrode for adsorption | suction, For example, the following material can be used.
For example, when the ceramic substrate is made of a so-called high-temperature fired ceramic (for example, alumina), the metal powder in the conductor may be nickel (Ni), tungsten (W), molybdenum (Mo), manganese (Mn), or the like. An alloy can be selected. When the ceramic substrate is made of a so-called low-temperature fired ceramic (for example, glass ceramic), copper (Cu), silver (Ag), or an alloy thereof can be selected as the metal powder in the conductor. When the ceramic substrate is made of a high dielectric constant ceramic (for example, barium titanate), nickel (Ni), copper (Cu), silver (Ag), palladium (Pd), platinum (Pt), etc. An alloy can be selected.
なお、各発熱体、吸着用電極は、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される。
・セラミック基板としては、複数のセラミック層を積層して形成すると、内部に各種の構造を容易に形成できるので好適である。なお、静電チャック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。
Each heating element and adsorption electrode are formed by applying a conductive paste containing a metal powder, applying the paste by a conventionally known method, for example, a printing method, and then baking.
As the ceramic substrate, it is preferable to form a plurality of ceramic layers by laminating because various structures can be easily formed inside. The ceramic substrate used for the electrostatic chuck is an electrically insulating ceramic insulating plate.
・セラミック基板(複数のセラミック層からなる場合には、各セラミック層)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。 -The material constituting the ceramic substrate (in the case of a plurality of ceramic layers, each ceramic layer) is a high-temperature fired ceramic such as alumina, yttria (yttrium oxide), aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide, silicon nitride, etc. Examples thereof include a sintered body having a main component. Depending on the application, a sintered body mainly composed of a low-temperature fired ceramic such as a glass ceramic obtained by adding an inorganic ceramic filler such as alumina to a borosilicate glass or a lead borosilicate glass may be selected. Alternatively, a sintered body mainly composed of a dielectric ceramic such as barium titanate, lead titanate, or strontium titanate may be selected.
・金属ベースの材料として、銅、アルミニウム、鉄、チタンなどを挙げることができる。また、接着剤層にてセラミック基板と接合する場合には、その接着剤の材料として、セラミック基板と金属ベースとを接合させる力が大きい材料であることが好ましく、例えばインジウムなどの金属材料や、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂などの樹脂材料を選択することができる。しかし、セラミック基板の熱膨張係数と金属ベースの熱膨張係数との差が大きいため、接着剤は、緩衝材としての機能を有する弾性変形可能な樹脂材料からなることが特に好ましい。 -Examples of metal-based materials include copper, aluminum, iron, and titanium. In addition, when bonding to the ceramic substrate with the adhesive layer, the material of the adhesive is preferably a material having a large force for bonding the ceramic substrate and the metal base, for example, a metal material such as indium, Resin materials such as silicone resin, acrylic resin, epoxy resin, polyimide resin, polyamideimide resin, and polyamide resin can be selected. However, since the difference between the thermal expansion coefficient of the ceramic substrate and the thermal expansion coefficient of the metal base is large, the adhesive is particularly preferably made of an elastically deformable resin material having a function as a buffer material.
・冷却部としては、冷却用の流体を流す例えば平面視で環状等の流路を採用できる。なお、各冷却部に流す流体としては、フッ素系不活性流体を挙げることができる。
・セラミックヒータを製造する場合には、セラミック基板と発熱体とを同時焼成する方法を採用できる。また、補助抵抗を取り付ける際には、一対の端子部間に通電することによって発熱体を発熱させる第1工程と、第1工程で測定される発熱体の各部分抵抗の温度に応じて、各部分抵抗を区分する端子部間に補助抵抗を並列に接続する第2工程と、を有する方法を採用できる。
-As a cooling part, the flow path of cooling etc. can employ | adopt the flow path of cyclic | annular form etc. by planar view, for example. In addition, as a fluid which flows through each cooling part, a fluorine-type inert fluid can be mentioned.
When manufacturing a ceramic heater, a method of simultaneously firing a ceramic substrate and a heating element can be employed. Further, when attaching the auxiliary resistor, depending on the temperature of each partial resistance of the heating element measured in the first step and the first step of heating the heating element by energizing between the pair of terminal portions, And a second step of connecting an auxiliary resistor in parallel between the terminal portions for dividing the partial resistance.
・なお、静電チャック又はセラミックヒータの制御方法としては、下記の構成(a)、(b)を採用できる。
(a)セラミックヒータは、各部分抵抗を区分する端子部間のうち、1又は複数の箇所に部分抵抗と並列に可変抵抗が接続されており、可変抵抗の抵抗値を制御することにより、可変抵抗が接続された部分抵抗の温度を調節する。
In addition, as a control method of the electrostatic chuck or the ceramic heater, the following configurations (a) and (b) can be adopted.
(A) In the ceramic heater, a variable resistor is connected in parallel to the partial resistor at one or a plurality of locations among the terminal portions that divide each partial resistor, and the ceramic heater is variable by controlling the resistance value of the variable resistor. Adjust the temperature of the partial resistance to which the resistor is connected.
(b)セラミックヒータは、各部分抵抗を区分する端子部間のうち、1又は複数の箇所に部分抵抗と並列に固定抵抗が接続されており、更に、固定抵抗が接続されている回路をオンオフするスイッチを備えるとともに、スイッチのオンオフを制御することにより、固定抵抗が接続された前記部分抵抗の温度を調節する。 (B) In the ceramic heater, a fixed resistor is connected in parallel with the partial resistor at one or a plurality of locations among the terminal portions that divide each partial resistor, and the circuit to which the fixed resistor is connected is turned on / off. The temperature of the partial resistance to which the fixed resistance is connected is adjusted by controlling the on / off of the switch.
以下に、本発明を実施するための形態(実施例)について説明する。 Below, the form (Example) for implementing this invention is demonstrated.
ここでは、例えば半導体ウェハを吸着保持できる静電チャックを例に挙げる。
a)まず、本実施例1の静電チャックの基本構造について説明する。
図1に示す様に、本実施例1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、セラミックヒータ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。
Here, for example, an electrostatic chuck capable of attracting and holding a semiconductor wafer is taken as an example.
a) First, the basic structure of the electrostatic chuck according to the first embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, the electrostatic chuck 1 according to the first embodiment is an apparatus that adsorbs a
なお、セラミックヒータ5の図1の上方の面(上面:吸着面)が第1主面Aであり、下面が第2主面Bである。また、金属ベース7の上面が第3主面Cであり、下面が第4主面Dである。
The upper surface (upper surface: adsorption surface) of the ceramic heater 5 in FIG. 1 is the first main surface A, and the lower surface is the second main surface B. Further, the upper surface of the
このうち、セラミックヒータ5は、円盤形状であり、後述する吸着用電極9及び発熱体11を備えたセラミック基板13から構成されている。
金属ベース7は、セラミックヒータ5より大径の円盤形状であり、セラミックヒータ5と同軸に接合されている。この金属ベース7には、セラミック基板13(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部(冷却路)15が設けられている。なお、冷却用流体としては、例えばフッ化液又は純水等の冷却用液体などを用いることができる。
Among these, the ceramic heater 5 has a disk shape and is composed of a
The
また、静電チャック1には、リフトピン(図示せず)が挿入されるリフトピン孔17が、静電チャック1を厚み方向に貫くように、複数箇所に設けられている。このリフトピン孔17は、半導体ウェハ3を冷却するために第1主面A側に供給される冷却用ガスの流路(冷却用ガス孔)としても用いられる。なお、冷却用ガスとしては、例えばヘリウムガスや窒素ガス等の不活性ガスなどを用いることができる。
The electrostatic chuck 1 is provided with a plurality of lift pin holes 17 into which lift pins (not shown) are inserted so as to penetrate the electrostatic chuck 1 in the thickness direction. The lift pin holes 17 are also used as cooling gas flow paths (cooling gas holes) supplied to the first main surface A side for cooling the
b)次に、静電チャック1の各構成について詳細に説明する。
なお、図2では、説明の簡易化のために、平面視で環状(円形)に配置された発熱体11を直線状に配置して示しており、また、発熱体11に接続される端子部21の数も簡略化して7個で表現しているが、それに限定されるものではない。
b) Next, each component of the electrostatic chuck 1 will be described in detail.
In FIG. 2, for simplification of description, the
<セラミックヒータ5>
図2(a)に模式的に示すように、セラミックヒータ5(従ってセラミック基板13)は、例えばインジウムからなる接合層23により、金属ベース7に接合されている。
<Ceramic heater 5>
As schematically shown in FIG. 2A, the ceramic heater 5 (and hence the ceramic substrate 13) is bonded to the
このセラミック基板13は、複数のセラミック層(図示せず)が積層されたものであり、アルミナを主成分とするアルミナ質焼結体である。なお、アルミナ質焼結体は、絶縁体(誘電体)である。
The
セラミック基板13の内部には、図2(a)の上方より、吸着用電極9、発熱体11が配置されている。吸着用電極9は、電圧を印加する周知の端子(図示せず)に電気的に接続されている。また、発熱体11は、ビアや内部導電層(図示せず)からなる内部導電部25を介して、端子部21(詳しくは後述する主端子部27及び副端子部29からなる端子部21)に電気的に接続されている。
Inside the
<金属ベース7>
金属ベース7は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属製である。金属ベース7には、前記リフトピン孔17以外に、後述する端子金具31等が配置される貫通孔である内部孔33が複数形成されている。
<
The
つまり、金属ベース7内には、主端子部27及び副端子部29毎に各端子金具31等が配置されており、この各端子金具31等を収容するように、金属ベース7を厚み方向に貫通する内部孔33が形成されている。なお、内部孔33には、端子金具31の外周を囲むように、電気絶縁性を有する絶縁筒35が配置されている。
That is, in the
<吸着用電極9>
吸着用電極9は、例えば平面形状が円形の電極から構成されている。この吸着用電極9とは、静電チャック1を使用する場合には、直流高電圧が印加され、これにより、半導体ウェハ3を吸着する静電引力(吸着力)を発生させ、この吸着力を用いて半導体ウェハ3を吸着して固定するものである。なお、吸着用電極9については、これ以外に、周知の各種の構成(単極性や双極性の電極など)を採用できる。なお、吸着用電極9は、例えばW等の導電材料からなる。
<
The
<発熱体11>
発熱体11は、電圧が印加されて電流が流れると発熱する金属材料(W等)からなる抵抗発熱体である。
<
The
この発熱体11は、図3に示すように、平面視(図2(a)の上側から見た場合)で、同心状に配置された第1〜第4加熱ゾーン41、43、45、47の各加熱ゾーン49(図3(a)参照)内に、それぞれ同心状に配置された第1〜第4部分発熱体51、53、55、57(図3(b)参照)により構成されている。
As shown in FIG. 3, the
以下、詳細に説明する。
図3(a)に示すように、セラミック基板13には、自身の平面方向(例えば第1主面A上)における各領域をそれぞれ加熱(従って温度調節)できるように、平面視で、複数の加熱ゾーン49が設定されている。
Details will be described below.
As shown in FIG. 3A, the
具体的には、セラミック基板13に設けられた加熱ゾーン49は、軸中心を含む円形の第1加熱ゾーン41と、第1加熱ゾーン41の外周側を帯状に囲む環状(円形)の第2加熱ゾーン43と、第2加熱ゾーン43の外周側を帯状に囲む環状(円形)の第3加熱ゾーン45と、第3加熱ゾーン45の外周側を帯状に囲む環状(円形)の第4加熱ゾーン47とから構成されており、それらは同心状に配置されている。
Specifically, the
また、第2加熱ゾーン43は、同じ中心角(等ピッチ)となるように、3つの個別ゾーン59に区分され、第3加熱ゾーン45は、等ピッチで、3つの個別ゾーン59に区分されて、第4加熱ゾーン47は、等ピッチで、6つの個別ゾーン59に区分されている。
The second heating zone 43 is divided into three
各個別ゾーン59は加熱される領域を区分する最小単位であり、その形状は、湾曲した所定幅の円弧状の領域となっている。なお、第1加熱ゾーン41自体は、単一の個別ゾーン59となっている。
Each
そして、図3(b)に示すように、第1〜第4加熱ゾーン41〜47には、発熱体11として、それぞれ1本の発熱パターンからなる第1〜第4部分発熱体51〜57が配置されている。なお、図3(b)では実線で各部分発熱体51〜57を示している。
As shown in FIG. 3B, the first to
第1〜第4部分発熱体51〜57は、長尺(所定幅の線状)の発熱パターンからなり、各加熱ゾーン49の形状に合わせて、平面視で円形の形状である(但し1箇所が切り欠かかれた形状である)。
The first to fourth
<端子部21の配置>
図3(b)に示すように、第1部分発熱体51には、その円形の両端(開口端)に、第1部分発熱体51に電気的に接続される一対の主端子部27(S1a、S1b)が設けられている。なお、一対の主端子部27は、近接して設けられている(以下第2〜第4部分発熱体53〜57も同様である)。
<Arrangement of
As shown in FIG. 3B, the first
第2部分発熱体53には、その円形の両端に、第2部分発熱体53に電気的に接続される一対の主端子部27(S2a、S2b)が設けられている。
この第2部分発熱体53には、両端の主端子部27の間を3つの部分抵抗53a、53b、53cに等分割するように、即ち同じ抵抗値(目標値)を有する部分抵抗53a〜53cとなるように、2箇所に副端子部29(f2a、f2b)が設けられている。
The second
The second
詳しくは、近接する一対の主端子部27の間の位置と2箇所の副端子部29の位置とが、等ピッチ(120°)となるように、主端子部27と副端子部29とが配置されている。
Specifically, the main
このように、第2部分発熱体53は、複数の副端子部29によって、第2部分発熱体53の周方向に沿って複数の部分抵抗53a〜53cに区分されている(第3、第4部分発熱体55、57も同様である)。
As described above, the second
第3部分発熱体55には、その円形の両端において、第3部分発熱体55に電気的に接続される一対の主端子部27(S3a、S3b)が設けられている。
この第3部分発熱体55には、第2部分発熱体53と同様に、両端の主端子部27の間を3つの部分抵抗55a、55b、55cに等割するように、すなわち同じ抵抗値(目標値)を有する部分抵抗55a〜55cとなるように、2箇所に副端子部29(f3a、f3b)が設けられている。
The third partial heating element 55 is provided with a pair of main terminal portions 27 (S3a, S3b) electrically connected to the third partial heating element 55 at both ends of the circle.
Like the second
第4部分発熱体57には、その円形の両端において、第4部分発熱体57に電気的に接続される一対の主端子部27(S4a、S4b)が設けられている。
この第4部分発熱体57には、両端の主端子部27の間を6つの部分抵抗57a、57b、57c、57d、57e、57fに分割するように、5箇所に副端子部29(f4a、f4b、f4c、f4d、f4e)が設けられている。ここでは、簡単なモデルとして、発熱エリアが等しく、同じ抵抗値(目標値)を有する部分抵抗57a〜57fとなるように、第4部分発熱体57を分割した。
The fourth
In the fourth
詳しくは、近接する一対の主端子部27の間の位置と5箇所の副端子部29の位置とが、等ピッチ(60°)となるように、主端子部27と副端子部29とが配置されている。
このように、第2〜第4部分発熱体53〜57は、それぞれ、複数の副端子部29によって、第2〜第4部分発熱体53〜57の周方向に沿って複数の部分抵抗53a〜53c、55a〜55c、57a〜57fに区分されている。
Specifically, the main
As described above, the second to fourth
<端子部21の構成>
ここでは、各端子部21の構成について、第4部分発熱体57を例に挙げて説明する。
前記図2(a)に示すように、各端子部21は、セラミック基板13の内部の内部導電部25と、内部孔33の底面(図2(a)の上方の表面)に形成されて内部導電部25に接続されたメタライズ層61と、メタライズ層61上に形成された接続金具(図示せず)と、接続金具に接続される端子金具31とを備えている。
<Configuration of
Here, the configuration of each
As shown in FIG. 2A, each
このうち、一対の主端子部27(S4a、S4b)の各端子金具31(31a、31g)には、リード金具63(63a、63g)が接続され、このリード金具63を介して第4部分発熱体57に電力が供給される。
Among these, the lead metal fittings 63 (63a, 63g) are connected to the terminal metal fittings 31 (31a, 31g) of the pair of main terminal portions 27 (S4a, S4b). Electric power is supplied to the
また、5箇所の副端子部29(f4a〜f4e)の各端子金具31(31b、31c、31d、31e、31f)のうち、所定の一対の副端子部f4c、f4dの各端子金具31d、31eには、それぞれリード金具63d、63eが接続され、この一対のリード金具63d、63e間に、後述する補助抵抗65が接続されている。なお、副端子部29のうち、補助抵抗65が接続されない箇所には、端子金具31が配置されていなくともよい。
Of the terminal fittings 31 (31b, 31c, 31d, 31e, 31f) of the five sub-terminal portions 29 (f4a to f4e), the
つまり、第4部分発熱体57を構成する6個の部分抵抗57a〜57fのうち、1箇所の部分抵抗(例えば図2(b)の左側から4番目の第4部分抵抗57d)の抵抗値が他の部分抵抗より大きい場合、その第4部分抵抗57dと並列に(即ち一対の副端子部f4c、f4dに)補助抵抗65が接続される。この補助抵抗65は、金属ベース7の裏側(冷却部15より外側(第4主面D側))に配置されている。
That is, the resistance value of one partial resistance (for example, the fourth fourth
<補助抵抗65>
ここでは、第4部分発熱体57を例に挙げて説明する。
図2(b)に示すように、補助抵抗65は、所定の部分抵抗の抵抗値(例えば第4部分抵抗57dの抵抗値R1)が、他の部分抵抗57a〜57c、57e、57fの抵抗値Rより顕著に大きい場合、例えば所定の誤差の範囲を上回るような大きな抵抗値を有する場合に、第4部分抵抗57dと他の部分抵抗57a〜57c、57e、57fにおける発熱量を均一化するために、第4部分抵抗57dと並列に接続されるものである。
<
Here, the fourth
As shown in FIG. 2B, the
なお、1つの部分発熱体における各部分抵抗間の抵抗値の誤差は、目標値に対して例えば5%以内であるが、実際にはそれ以上のばらつきがあることがあるので、本実施例1ではその対策として、固定抵抗である補助抵抗65を、抵抗値の大きな部分抵抗(例えば例えば第4部分抵抗57d)に並列に接続している。
The error of the resistance value between the partial resistors in one partial heating element is, for example, within 5% of the target value. However, since there may actually be more variation than this, this embodiment 1 As a countermeasure, the
このように、補助抵抗65を第4部分抵抗57dに並列に接続することによって、第4部分発熱体57に流れる電流(I)は、第4部分抵抗57dの抵抗値R1と補助抵抗65の抵抗値R2とに応じて分配されるので、第4部分抵抗57dには第1電流(I1)が流れ、補助抵抗65には第2電流(I2)が流れる。
In this way, by connecting the
従って、このように補助抵抗65を例えば第4部分抵抗57dに並列に接続することによって、第4部分抵抗57dにおける発熱量が(補助抵抗65を接続しない場合に比べて)低下して、他の部分抵抗57a〜57c、57e、57fにおける発熱量と同程度になる。
Therefore, by connecting the
ここで、第4部分抵抗57dと他の部分抵抗57a〜57c、57e、57fとにおける発熱量を同程度にするためには、補助抵抗65の抵抗値R2をどのような値とするかが重要になるので、以下では、補助抵抗65の抵抗値R2の設定方法を説明する。
Here, in order to make the amount of heat generated in the fourth
まず、補助抵抗65を接続する前に、例えば第4部分発熱体57の各部分抵抗57a〜57fの抵抗値Rを測定する。具体的には、各部分抵抗57a〜57fの両端に位置する端子部(主端子部27及び副端子部29)を用いた4端子測定法によって、各部分抵抗57a〜57fの抵抗値Rを測定する。
First, before connecting the
また、補助抵抗65を接続する前に、例えば第4部分発熱体57の一対の主端子部27間に所定の電圧(例えば100V)を印加し、そのときに第4部分発熱体57に流れる電流(I)を測定する。
Further, before connecting the
さらに、各部分抵抗57a〜57fにおける発熱量Q(即ち単位時間当たりの目標とする発熱量)は、Q=I2×Rの演算により求めることができる。
また、仮に補助抵抗65を接続して各部分抵抗57a〜57fにおける発熱量を同じとした場合に、第4部分抵抗57dに流れる電流をI1とすると、第4部分抵抗57dにおける発熱量Q(即ち目標とする発熱量に調節された発熱量)は、Q=I12×R1となる。よって、各部分抵抗57a〜57fに流れる電流Iと抵抗R、及び第4部分抵抗57dに流れる電流I1と抵抗値R1の関係は、I2×R=I12×R1となる。
Furthermore, the heat generation amount Q (that is, the target heat generation amount per unit time) in each of the
Further, if the
さらに、電流、電圧、抵抗には、電流の関係として、I=I1+I2、また第4部分抵抗57dの電圧をE1とすると、電圧の関係として、E1=R1×I1=R2×I2のような関係がある。
Furthermore, the current, voltage, and resistance have a relationship of I = I1 + I2 and if the voltage of the fourth
従って、R2=R1×√R/(√R1−√R)の演算によって、補助抵抗65の抵抗値R2を求めることができる。
<その他>
なお、図示しないが、静電チャック1の吸着用電極9、発熱体11には、それぞれを作動させるために電源回路が接続されており、それらの動作は、マイコンを含む電子制御装置によって制御される。
Therefore, the resistance value R2 of the
<Others>
Although not shown, a power source circuit is connected to each of the attracting
つまり、電子制御装置により、吸着用電極9の動作を制御(印加電圧などの制御)できる。また、全ての部分発熱体51〜57の動作をそれぞれ独立して制御できる。
なお、静電チャック1を冷却する場合には、冷却部15に冷却用流体を流すことによって、セラミックヒータ5(従って半導体ウェハ3)を冷却することができる。
That is, the operation of the
When the electrostatic chuck 1 is cooled, the ceramic heater 5 (and hence the semiconductor wafer 3) can be cooled by flowing a cooling fluid through the cooling
c)次に、本実施例1の静電チャック1の製造方法について、簡単に説明する。
(1)セラミック基板13の原料として、主成分であるAl2O3:92重量%、MgO:1重量%、CaO:1重量%、SiO2:6重量%の各粉末を混合して、ボールミルで、50〜80時間湿式粉砕した後、脱水乾燥する。
c) Next, a method for manufacturing the electrostatic chuck 1 of Example 1 will be briefly described.
(1) As a raw material for the
(2)次に、この粉末に溶剤等を加え、ボールミルで混合して、スラリーとする。
(3)次に、このスラリーを、減圧脱泡後平板状に流し出して徐冷し、溶剤を発散させて、(各セラミック層に対応する)各アルミナグリーンシートを形成する。
(2) Next, a solvent or the like is added to the powder and mixed with a ball mill to form a slurry.
(3) Next, this slurry is degassed under reduced pressure, and then poured into a flat plate shape and gradually cooled, and the solvent is diffused to form each alumina green sheet (corresponding to each ceramic layer).
そして、各アルミナグリーンシートに対して、リフトピン孔17などとなる空間、更にはビアとなるスルーホールを、必要箇所に開ける。
(4)また、前記アルミナグリーンシート用の原料粉末中にタングステン粉末を混ぜて、スラリー状にして、メタライズインクとする。
Then, through each alumina green sheet, a space that becomes the
(4) Further, a tungsten powder is mixed in the raw material powder for the alumina green sheet to form a slurry to obtain a metallized ink.
(5)そして、吸着用電極9、発熱体11、内部導電層を形成するために、前記メタライズインクを用いて、それぞれの電極や発熱体の形成箇所に対応した(セラミック基板13用の)アルミナグリーンシート上に、通常のスクリーン印刷法により、各パターンを印刷する。なお、ビアを形成するために、スルーホールに対して、メタライズインクを充填する。
(5) Then, in order to form the
(6)次に、各アルミナグリーンシートを、リフトピン孔17等の必要な空間が形成されるように位置合わせして、熱圧着し、(セラミック基板13の)積層シートを形成する。
(7)次に、熱圧着した各積層シートを、それぞれ所定の形状(即ち円板形状)にカットする。
(6) Next, the alumina green sheets are aligned so that necessary spaces such as the lift pin holes 17 are formed, and thermocompression-bonded to form a laminated sheet (of the ceramic substrate 13).
(7) Next, each thermocompression-bonded laminated sheet is cut into a predetermined shape (that is, a disc shape).
(8)次に、カットした各積層シートを、還元雰囲気にて、1400〜1600℃の範囲(例えば、1550℃)にて5時間焼成(本焼成)し、各アルミナ質焼結体を作製する。
(9)そして、焼成後に、各アルミナ焼結体に対して、例えば第1主面A側の加工など必要な加工を行って、セラミック基板13を作製する。
(8) Next, each cut laminated sheet is fired in a reducing atmosphere in the range of 1400 to 1600 ° C. (for example, 1550 ° C.) for 5 hours (main firing) to produce each alumina sintered body. .
(9) Then, after firing, necessary processing such as processing on the first main surface A side is performed on each alumina sintered body to produce the
(10)次に、セラミック基板13に応じて、メタライズ層61や接続金具を設ける。
(11)これとは別に、金属ベース7を製造する。具体的には、金属板に対して切削加工等を行うことにより、内部孔33等を備えた金属ベース7を形成する。なお、内部孔33には絶縁筒35を配置する。
(10) Next, according to the
(11) Separately, the
(12)次に、金属ベース7とセラミック基板13とを接合して一体化する。
(13)次に、金属ベース7の各端子部21に対応した内部孔33の接続金具に、端子金具31を接続する。
(12) Next, the
(13) Next, the terminal fitting 31 is connected to the fitting of the
(14)次に、各部分発熱体51〜57の(端子部21に対応した)各端子金具31を利用して、上述した方法で、全ての各部分発熱体51〜57における各部分抵抗の抵抗値を測定する。
(14) Next, by using the terminal fittings 31 (corresponding to the terminal portions 21) of the
(15)この測定によって、特定の部分抵抗(例えば第4部分抵抗)の抵抗値が他の部分抵抗体の抵抗値より顕著に大きい場合(例えば許容範囲を上回った場合)には、当該抵抗値の大きな部分抵抗の両端の端子部21の端子金具31(詳しくはリード金具63)間に、所定の抵抗値を有する補助抵抗65を接続する。なお、補助抵抗65の抵抗値は、上述した方法によって設定することができる。
(15) If the resistance value of a specific partial resistor (for example, the fourth partial resistor) is significantly larger than the resistance value of other partial resistors (for example, exceeds the allowable range) by this measurement, the resistance value An
これによって、本実施例1の静電チャック1が完成する。
d)次に、本実施例1の効果について説明する。
本実施例1の静電チャック1おいて、そのセラミックヒータ5では、抵抗発熱体である発熱体11(詳しくは各部分発熱体51〜57)は、主端子部27間を繋ぐ電気経路(即ち発熱体11自身)の間に接続された中間の副端子部29によって複数の部分抵抗53a〜53c、55a〜55c、57a〜57fに区分されている。更に、主端子部27と副端子部29とからなる端子部21のうち少なくとも一対の端子部21間において、所定(他より抵抗値の大きな)の部分抵抗(例えば第4部分抵抗57d)と電気的に並列に補助抵抗65が接続されている。
Thereby, the electrostatic chuck 1 of the first embodiment is completed.
d) Next, the effect of the first embodiment will be described.
In the electrostatic chuck 1 according to the first embodiment, in the ceramic heater 5, the heating element 11 (specifically, each of the
従って、例えば各部分抵抗53a〜53c、55a〜55c、57a〜57fの抵抗値が異なる場合でも、所定の部分抵抗と並列に配置された補助抵抗65の抵抗値を調節することにより(即ち適切な抵抗値の補助抵抗65を用いることにより)、所定の部分抵抗における発熱量を低減して、各部分抵抗53a〜53c、55a〜55c、57a〜57fにおける単位面積当たりの発熱量を均一化することができる。
Therefore, for example, even when the resistance values of the
このように、本実施例1では、補助抵抗65を用いることにより、セラミックヒータ5の面内温度を容易に均一化することができる。
また、補助抵抗65に通電する場合には、通常、補助抵抗65が発熱するが、本実施例1では、補助抵抗65は冷却部15よりセラミックヒータ5とは反対側(第4主面D側)であって、冷却部15の真下に配置されているので、冷却部15によって補助抵抗65の温度がセラミックヒータ5の温度に与える緩和(抑制)できる。これによって、セラミックヒータ5の面内温度をより一層均一化することができる。
Thus, in the first embodiment, by using the
In addition, when the
次に、実施例2について説明するが、前記実施例1と同様な箇所の説明は省略する。
本実施例2では、部分発熱体の形状等が異なるので主として異なる点を説明する。
なお、図4(a)は、平面視における部分発熱体71を示すが、説明の簡易化のために、部分発熱体71を(実際の円形の配置ではなく)直線状に伸ばした状態で示している(以下の他の実施例も同様)。
Next, the second embodiment will be described, but the description of the same parts as the first embodiment will be omitted.
In the second embodiment, since the shape or the like of the partial heating element is different, mainly the different points will be described.
FIG. 4A shows the
図4(a)に示すように、本実施例2の静電チャック(従ってセラミックヒータ)では、部分発熱体(例えば実施例1の最外周の第4部分発熱体)71は、1本の発熱パターンからなり、その発熱パターンは、各端子部73、75の間の部分抵抗77に対応した個別ゾーン毎に蛇行する形状を有している。
As shown in FIG. 4A, in the electrostatic chuck (and hence the ceramic heater) of the second embodiment, the partial heating element (for example, the outermost fourth partial heating element of the first embodiment) 71 has one heat generation. The heat generation pattern has a meandering shape for each individual zone corresponding to the
詳しくは、部分発熱体71は、その両端に一対の主端子部73(73a、73b)を備えるとともに、一対の主端子部73a、73bの間に、等間隔に5箇所に副端子部75(75a、75b、75c、75d、75e)を備えている。
Specifically, the
そして、各端子部73、75の間(即ち隣り合う主端子部73と副端子部75との間や、隣り合う副端子部75同士の間)の発熱パターンは、蛇行するように形成されている。
なお、本実施例2においても、実施例1と同様に、抵抗値の大きな(例えば副端子部75c、75d間の)部分抵抗77には、補助抵抗(図示せず)が並列に接続されている。
The heat generation pattern between the
In the second embodiment, as in the first embodiment, an auxiliary resistor (not shown) is connected in parallel to the
本実施例2は、前記実施例1と同様な効果を奏するとともに、発熱パターンが蛇行しているので、広い面積をより均一に加熱できるという利点がある。 The second embodiment has the same effect as the first embodiment and has an advantage that a large area can be heated more uniformly because the heat generation pattern meanders.
次に、実施例3について説明するが、前記実施例2と同様な箇所の説明は省略する。
本実施例3では、部分発熱体の形状等が異なるので主として異なる点を説明する。
図4(b)に示すように、本実施例3の静電チャック(従ってセラミックヒータ)では、部分発熱体(例えば実施例1の最外周の第4部分発熱体)81は、図4(b)の左右方向(長手方向)に沿って平行に配置された5本の発熱パターン83を備えており、その発熱パターン83が複数箇所で電気的に一体に接続されている。
Next, Example 3 will be described, but the description of the same part as Example 2 will be omitted.
In the third embodiment, since the shape and the like of the partial heating element are different, different points will be mainly described.
As shown in FIG. 4B, in the electrostatic chuck (and hence the ceramic heater) of the third embodiment, the partial heating element (for example, the fourth partial heating element at the outermost periphery of the first embodiment) 81 is formed as shown in FIG. ) In the left-right direction (longitudinal direction), and five
詳しくは、部分発熱体81は、その両端に一対の主端子部85(85a、85b)を備えるとともに、一対の主端子部85a、85bの間に、ほぼ等間隔に5箇所に副端子部87(87a、87b、87c、87d、87e)を備えている。
Specifically, the
また、一対の主端子部85には、図4(b)の上下方向(短手方向)に延びる幅パターン89(89a、89g)が接続されている。同様に、各副端子部87には、短手方向に幅パターン89(89b、89c、89d、89e、89f)が接続されている。
The pair of main
これらの幅パターン89は、全ての発熱パターン83と交差(直交)するように延びて、全ての発熱パターン83と電気的に接続されている。
ここでは、幅パターン89で区分された発熱パターン83の各部分(即ち個別ゾーン毎の発熱部分)が発熱するので(言い換えれば幅パターン89は発熱を目的としていないので)、幅パターン89の幅は、発熱パターン83の幅よりも大きく設定されている。なお、部分発熱体81の厚みは均一(目標値)である。従って、単位面積当たり(平面視)では、幅パターン89の抵抗値は、発熱パターン83の抵抗値よりも小さい。
These
Here, since each portion of the
なお、本実施例3においても、実施例1と同様に、各端子部85、87間の部分抵抗91のうち、抵抗値の大きな例えば副端子部87c、87dの間の部分抵抗91には、補助抵抗(図示せず)が並列に接続されている。
In the third embodiment, as in the first embodiment, among the
本実施例3は、前記実施例2と同様な効果を奏する。また、隣り合う幅パターン89の間に複数の発熱パターン83が接続されて部分抵抗91が形成される構成であるので、隣り合う端子部85、87間の部分抵抗91の抵抗値を小さくすることができる。従って、実施例2に比べて、部分発熱体81全体の抵抗値を小さくすることができるという利点がある。
The third embodiment has the same effect as the second embodiment. Further, since the
なお、本実施例3の部分発熱体81は、複数の発熱体(ここでは発熱パターン83)が電気的に並列に接続された全発熱体(請求項5)に相当し、幅パターン89が接続部(請求項7)に相当する。
The
次に、実施例4について説明するが、前記実施例2と同様な箇所の説明は省略する。
本実施例4では、部分発熱体の形状等が異なるので主として異なる点を説明する。
図5(a)に示すように、本実施例4の静電チャック(従ってセラミックヒータ)では、部分発熱体(例えば実施例1の最外周の第4部分発熱体)101は、実施例2の部分発熱体が平行に配置された形状を有している。
Next, Example 4 will be described, but the description of the same parts as Example 2 will be omitted.
In the fourth embodiment, since the shape and the like of the partial heating element are different, different points will be mainly described.
As shown in FIG. 5A, in the electrostatic chuck (and hence the ceramic heater) of the fourth embodiment, the partial heating element (for example, the outermost fourth partial heating element of the first embodiment) 101 is the same as that of the second embodiment. The partial heating element has a shape arranged in parallel.
つまり、部分発熱体101は、実施例2の部分発熱体のように蛇行するA部分発熱体103とB部分発熱体105とが平行に配置されるとともに、電気的に並列に接続されたものである。
That is, the
このA部分発熱体103とB部分発熱体105は、それぞれの長手方向の両側に、実施例2の主端子部と同様に、一対のA主端子部107a、107bと一対のB主端子部109a、109bとを備えている。そして、対応する(同図上下方向の)各A主端子部107a、107bと各B主端子部109a、109bとは、それぞれ接続部111a、111bにより電気的に接続されて1対の主端子部113a、113bを構成している。
The A
また、A部分発熱体103とB部分発熱体105は、実施例2の副端子部と同様に、A部分発熱体103とB部分発熱体105とをそれぞれ等分割するように、各5箇所にA副端子部115a、115b、115c、115d、115eとB副端子部117a、117b、117c、117d、117eとを備えている。そして、対応する(同図上下方向の)各A副端子部115a〜115eと各B副端子部117a〜117eとは、それぞれ各接続部119a、119b、119c、119d、119eにより電気的に接続されて5対の副端子部121a、121b、121c、121d、121eを構成している。
Further, the A
詳しくは、図5(b)に示すように、例えば主端子部113aでは、A主端子部107aとB主端子部109aは、A部分発熱体103とは異なる層に形成されたビア123及び内部導電層125からなる接続部111aにより電気的に接続されている。
Specifically, as shown in FIG. 5B, for example, in the main
また、図5(c)に示すように、例えば副端子部121aでは、A副端子部115aとB副端子部117aは、A部分発熱体103とは異なる層に形成されたビア127及び内部導電層129からなる接続部119aにより電気的に接続されている。
As shown in FIG. 5C, for example, in the
なお、本実施例4の部分発熱体101は、複数の発熱体(ここではA部分発熱体103とB部分発熱体105)が電気的に並列に接続された全発熱体(請求項5)に相当する。
The
次に、実施例5について説明するが、前記実施例1と同様な箇所の説明は省略する。
本実施例1では、補助抵抗として固定抵抗ではなく可変抵抗を使用している点などが異なるので、主として異なる点を説明する。
Next, although Example 5 is demonstrated, description of the location similar to the said Example 1 is abbreviate | omitted.
Since the first embodiment is different in that a variable resistor is used instead of a fixed resistor as an auxiliary resistor, different points are mainly described.
図6に示すように、本実施例5の静電チャック(従ってセラミックヒータ)では、部分発熱体(例えば実施例1の最外周の第4部分発熱体)131は、実施例1と同様に、その両端に電源と接続される主端子部133(133a、133b)を備えている。また、主端子部133間を等分割するように5箇所に副端子部135(135a、135b、135c、135d、135e)を備えている。
As shown in FIG. 6, in the electrostatic chuck (and hence the ceramic heater) of the fifth embodiment, the partial heating element (for example, the fourth outermost peripheral heating element of the first embodiment) 131 is similar to the first embodiment. Main terminals 133 (133a, 133b) connected to the power source are provided at both ends. Further, the sub-terminal portions 135 (135a, 135b, 135c, 135d, 135e) are provided at five locations so as to equally divide the main
特に本実施例5では、主端子部133及び副端子部135からなる端子部137のうち、隣り合う端子部137間に各部分抵抗139(139a、139b、139c、139d、139e、139f)と電気的に並列となるように、各補助抵抗141(141a、141b、141c、141d、141e、141f)として可変抵抗が接続されている。
In particular, in the fifth embodiment, among the
従って、例えばある部分抵抗(例えば第3部分抵抗139c)の抵抗値が他の部分抵抗139a、139b、139d〜139fの抵抗値より大きい場合には、第3部分抵抗139cに接続された第3補助抵抗141cの可変抵抗を調節することにより、例えば実施例1の補助抵抗のような抵抗値とすることができる。
Therefore, for example, when the resistance value of a certain partial resistance (for example, the third
なお、この場合には、他の部分抵抗139a、139b、139d〜139fに接続された補助抵抗141a、141b、141d〜141fの抵抗値は変更しない(即ち電気絶縁状態を維持する)。
In this case, the resistance values of the
本第実施例5では、実施例1と同様な効果を奏するとともに、各部分抵抗139にそれぞれ(可変抵抗である)補助抵抗141が接続されているので、各部分抵抗139の抵抗値に応じて、容易に補助抵抗141の抵抗値を設定できるという利点がある。
In the fifth embodiment, the same effects as in the first embodiment are obtained, and the auxiliary resistors 141 (which are variable resistors) are connected to the respective
また、補助抵抗141の抵抗値を自由に設定できるので、各部分抵抗139の発熱状態を容易に調節することができる。よって、面内温度の均一化が可能であるとともに、各部分抵抗139に応じた個別ゾーンの温度を容易に調節できる(例えば他の個別ゾーンと温度を違えることができる)という利点がある。
In addition, since the resistance value of the
つまり、セラミックヒータの各部分抵抗139を区分する端子部137間のうち、1又は複数の箇所に部分抵抗139と並列に可変抵抗である補助抵抗141が接続して、補助抵抗141の抵抗値を制御することにより、補助抵抗141が接続された部分抵抗139の温度(従ってその個別ゾーンの温度)を容易に調節することができる。
That is, the
次に、実施例6について説明するが、前記実施例1と同様な箇所の説明は省略する。
本実施例1では、各端子部間に固定抵抗である補助抵抗を配置するとともに、各端子部の補助抵抗に到る回路をオンオフするスイッチを配置した点などが異なるので、主として異なる点を説明する。
Next, although Example 6 is demonstrated, description of the location similar to the said Example 1 is abbreviate | omitted.
In the first embodiment, an auxiliary resistor that is a fixed resistor is arranged between the terminal portions, and a switch that turns on and off a circuit that reaches the auxiliary resistance of each terminal portion is different. To do.
図7に示すように、本実施例6の静電チャック(従ってセラミックヒータ)では、部分発熱体(例えば実施例1の最外周の第4部分発熱体)151は、実施例1と同様に、その両端に電源と接続される主端子部153(153a、153b)を備えている。また、主端子部153間を等分割するように5箇所に副端子部155(155a、155b、155c、155d、155e)を備えている。
As shown in FIG. 7, in the electrostatic chuck (and hence the ceramic heater) of the sixth embodiment, the partial heating element (for example, the fourth partial heating element at the outermost periphery of the first embodiment) 151 is similar to the first embodiment. Main terminals 153 (153a, 153b) connected to the power source are provided at both ends. Moreover, the subterminal part 155 (155a, 155b, 155c, 155d, 155e) is provided in five places so that the main
特に本実施例6では、主端子部153及び副端子部155からなる端子部157のうち、隣り合う端子部157間に各部分抵抗159(139a、139b、139c、139d、139e、139f)と電気的に並列となるように、各補助抵抗161(161a、161b、161c、161d、161e、161f)として固定抵抗が接続されている。
In particular, in the sixth embodiment, among the
なお、各補助抵抗161の抵抗値としては、同一の値を採用できる。
更に、本実施例6では、各端子部157には、各部分抵抗159と(それに接続された)各補助抵抗161との間の電気的接続をオン(接続)又はオフ(遮断)するスイッチ163(163a、163b、163c、163d、163e、163f、163g)が接続されている。つまり、各端子部157と各補助抵抗161とを接続する回路にスイッチ163が設けられている。
Note that the same value can be adopted as the resistance value of each
Furthermore, in the sixth embodiment, each
なお、このスイッチ163は、セラミックヒータ内ではなく、例えば静電チャックの第4主面側に配置することができる。
従って、このスイッチ163をオンオフすることにより、特定の部分抵抗159のみに補助抵抗161を並列に接続することができる。
Note that the
Therefore, by turning on / off the
例えばある部分抵抗(例えば第3部分抵抗159c)の抵抗値が他の部分抵抗159a、159b、159d〜159fの抵抗値より大きい場合には、第3部分抵抗159cに並列に第3補助抵抗161cを接続するように、副端子部155b、155cのスイッチ163c、163dをオンとし、他のスイッチ163a、163b、163e〜163gをオフする。これにより、例えば実施例1と同様に補助抵抗が接続された構成とすることができる。
For example, when the resistance value of a certain partial resistor (for example, the third
本第実施例6では、実施例1と同様な効果を奏するとともに、各スイッチ163をオンオフすることにより、任意の部分抵抗159にそれぞれ補助抵抗161を接続することができる。
In the sixth embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the
つまり、補助抵抗161の接続状態を自由に設定できるので、補助抵抗161の接続状態に伴う各部分抵抗159の発熱状態を容易に調節することができる。よって、面内温度の均一化が可能であるとともに、各部分抵抗169に応じた個別ゾーンの温度を容易に調節できる(例えば他の個別ゾーンと温度を違えることができる)という利点がある。
That is, since the connection state of the
すなわち、セラミックヒータの各部分抵抗169を区分する端子部157間のうち、1又は複数の箇所に部分抵抗169と並列に固定抵抗である補助抵抗161を接続し、且つ、補助抵抗161が接続されている回路をオンオフするスイッチ163を備え、スイッチ163のオンオフを制御することにより、補助抵抗161が接続された部分抵抗169の温度を調節することができる。
That is, the
次に、実施例7について説明するが、前記実施例1と同様な箇所の説明は省略する。
図8(a)に示すように、本実施例7の静電チャック171は、実施例1と同様に、セラミックヒータ173と金属ベース175とが積層されている。
Next, although Example 7 is demonstrated, description of the location similar to the said Example 1 is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 8A, in the
本実施例7の静電チャック171では、最外周の部分発熱体(例えば実施例1の最外周の第4部分発熱体)177は、実施例1と同様に、主端子部及び(主端子部間を等分割する)副端子部からなる複数の端子部179を備えている。
In the
また、端子部179間の部分抵抗181のうち、他の部分抵抗より抵抗値の大きな部分抵抗(例えば部分抵抗181a)には、電気的に並列に固定抵抗である補助抵抗183が接続されている。
In addition, among the
この補助抵抗183は、金属ベース175が接合されたセラミック基板173の内部において、部分抵抗181aの配置されている個別ゾーン193(図8(b)の斜線部分)ではなく、部分発熱体177が配置されている外周部分の全部の個別ゾーン195(図8(c)の斜線部分)にわたって、平面視で円形に配置されている。
The
本第実施例7では、実施例1と同様な効果を奏するとともに、補助抵抗183が外周部分の全部の個別ゾーン195にわたって配置されているので、補助抵抗183が発熱する場合でも、対応する部分抵抗181aの温度が過度に上昇し難い。つまり、補助抵抗183が発熱しても、容易に面内温度を均一化できるという利点がある。
In the seventh embodiment, the same effect as in the first embodiment is obtained, and the
なお、補助抵抗183を、外周部分の全部の個別ゾーンではなく、2個又は3個等の複数の個別ゾーンにわたって形成してもよい。
The
次に、実施例8について説明するが、前記実施例1と同様な箇所の説明は省略する。
図9に示すように、本実施例8の静電チャック201は、実施例1とは、補助抵抗203を取り付ける位置が異なっている。
Next, although Example 8 will be described, description of the same parts as in Example 1 will be omitted.
As shown in FIG. 9, the
詳しくは、金属ベース205の第4主面D側に凹状の収容部207を設け、その内部に補助抵抗203や端子金具209に接続する導電部211を配置する。
本実施例8では、実施例1の効果を奏するとともに、補助抵抗203が、金属ベース205の外側(第4主面D側)に露出しないので、作業等の際に補助抵抗203に接触しにくく、よって、補助抵抗203が破損や脱落することを抑制できるという利点がある。
Specifically, a concave
In the eighth embodiment, the effects of the first embodiment are obtained, and the
次に、実施例9について説明するが、前記実施例1と同様な箇所の説明は省略する。
本実施例9は静電チャックではなく、セラミックヒータである。
図10(a)に示すように、本実施例9のセラミックヒータ221は、円盤形状であり、図10(b)に示すように、(実施例1と同様な材料からなる)セラミック基板223の内部に、実施例1と同様な(平面視で)同心状に配置された複数(例えば4個)の部分発熱体225からなる発熱体227に配置されている。
Next, although Example 9 will be described, description of the same parts as in Example 1 will be omitted.
The ninth embodiment is not an electrostatic chuck but a ceramic heater.
As shown in FIG. 10A, the
また、各部分発熱体225には、実施例1と同様に、電源に接続される(部分発熱体225の両端の)一対の主端子部229(229a、229b)と、主端子部229間に等間隔に配置された例えば5個の副端子部231(231a、231b、231c、231d、231e)とが接続されている。
In addition, each
更に、実施例1と同様に、隣り合う端子部233(主端子部229及び副端子部231の総称)間の部分抵抗235のうち、所定の部分抵抗235(他の部分抵抗より抵抗値の大きな例えば第4部分抵抗235d)には、電気的に並列に補助抵抗237が接続されている。
Further, as in the first embodiment, among the
本実施例9においても、実施例1と同様に、セラミックヒータ221の面内温度を容易に均一化することができる。
なお、本実施例9の構成のうち、発熱体、端子部、補助抵抗、端子部と補助抵抗を接続する回路の構成(加熱を行うための電気的な構成)等を、上述した実施例2〜7における発熱体、端子部、補助抵抗(固定抵抗や可変抵抗)、スイッチ、端子部と補助抵抗を接続する回路の構成等に置き換えてもよい。
Also in the ninth embodiment, similarly to the first embodiment, the in-plane temperature of the
Of the configuration of the ninth embodiment, the configuration of the heating element, the terminal portion, the auxiliary resistor, the circuit connecting the terminal portion and the auxiliary resistor (electrical configuration for heating), and the like are described in the second embodiment. The heating element, terminal portion, auxiliary resistor (fixed resistance or variable resistor), switches, and circuit configuration for connecting the terminal portion and the auxiliary resistor may be replaced.
例えば、本実施例9に、実施例5の可変抵抗を用いた回路構成又は実施例6のスイッチを用いた回路構成を採用した場合には、セラミックヒータの平面方向における温度の均一化以外に、所定の領域(個別ゾーン)の温度を他の領域とは異なる温度に調節することができる。 For example, in the case where the circuit configuration using the variable resistor of the fifth embodiment or the circuit configuration using the switch of the sixth embodiment is adopted in the ninth embodiment, in addition to equalizing the temperature in the planar direction of the ceramic heater, The temperature of a predetermined area (individual zone) can be adjusted to a temperature different from other areas.
尚、本発明は前記実施例などになんら限定されるものではなく、本発明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。
(1)例えば、前記各実施例の静電チャックでは、金属ベースに冷却部を設けた例に挙げたが、冷却部を有しない金属ベースを用いてもよい。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the like, and can be implemented in various modes without departing from the scope of the present invention.
(1) For example, in the electrostatic chucks of the above-described embodiments, the example in which the cooling unit is provided on the metal base has been described.
(2)また、前記各実施例の静電チャックでは、セラミックヒータに金属ベースを接合した静電チャックについて述べたが、本発明は、金属ベースを接合しない静電チャックにも適用できる。 (2) In the electrostatic chucks of the above embodiments, the electrostatic chuck in which the metal base is joined to the ceramic heater has been described. However, the present invention can also be applied to an electrostatic chuck in which the metal base is not joined.
この場合には、金属ベース、接続層、絶縁筒を省略できるとともに、端子金具の軸方向における寸法を短くすることもできる。
(3)なお、各実施例の構成を、適宜他の実施例の構成と組み合わせてもよい。
In this case, the metal base, the connection layer, and the insulating cylinder can be omitted, and the dimension of the terminal fitting in the axial direction can be shortened.
(3) In addition, you may combine the structure of each Example with the structure of another Example suitably.
1、201…静電チャック
3…半導体ウェハ
5、221…セラミックヒータ
7、205…金属ベース
9…吸着用電極
11、227…発熱体
13、223…セラミック基板
15…冷却部
21、137、157、179、233…端子部
27、73、85、113a、113b、133、153、229…主端子部
29、75、87、121a、121b、121c、121d、121e、135、155、231…副端子部
51、53、55、57、71、81、101、131、151、177、225…部分発熱体
53a、53b、53c、55a、55b、55c、57a、57b、57c、57d、57e、57f、77、91、139、159、181、235…部分抵抗
65、141、161、183、203、237…補助抵抗
111a、111b、119a、119b、119c、119d、119e…接続部
163…スイッチ
207…収容部
A…第1主面
B…第2主面
C…第3主面
D…第4主面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,201 ...
53a, 53b, 53c, 55a, 55b, 55c, 57a, 57b, 57c, 57d, 57e, 57f, 77, 91, 139, 159, 181, 235...
Claims (9)
前記セラミック基板に埋設され、前記第1主面上に配置された被加工物を加熱する発熱体と、
を備えたセラミックヒータにおいて、
前記発熱体は、当該発熱体と電気的に接続される一対の主端子部間に通電されることによって発熱する抵抗発熱体であって、
前記発熱体は、前記一対の主端子部間を繋ぐ電気経路の間に接続された複数の副端子部によって抵抗値をそれぞれ有する複数の部分抵抗に区分されており、
更に、前記一対の主端子部と複数の前記副端子部とからなる端子部のうち少なくとも一対の前記端子部間に、前記部分抵抗と電気的に並列に補助抵抗が接続され、
複数の前記副端子部は前記補助抵抗が接続されていない副端子部を含み、
前記発熱体及び前記補助抵抗を前記第1主面側から見た場合に、
前記補助抵抗が接続される部分抵抗が形成される領域の面積よりも前記補助抵抗が形成される領域の面積の方が大きく設定されていることを特徴とするセラミックヒータ。 A ceramic substrate having a first main surface and a second main surface;
A heating element that is embedded in the ceramic substrate and heats a workpiece disposed on the first main surface;
In ceramic heaters with
The heating element is a resistance heating element that generates heat when energized between a pair of main terminal portions electrically connected to the heating element,
The heating element is divided into a plurality of partial resistances each having a resistance value by a plurality of sub-terminal portions connected between electrical paths connecting the pair of main terminal portions,
Furthermore, an auxiliary resistor is electrically connected in parallel with the partial resistor between at least a pair of the terminal portions among the terminal portions composed of the pair of main terminal portions and the plurality of sub terminal portions,
The plurality of sub-terminal portions include sub-terminal portions to which the auxiliary resistor is not connected ,
When the heating element and the auxiliary resistor are viewed from the first main surface side,
2. The ceramic heater according to claim 1, wherein an area of the region where the auxiliary resistor is formed is set larger than an area of the region where the partial resistor to which the auxiliary resistor is connected is formed .
前記発熱体は、環状に配置されるとともに、複数の前記副端子部によって前記発熱体の周方向に沿って複数の前記部分抵抗に区分されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のセラミックヒータ。 When the heating element is viewed from the first main surface side,
The said heat generating body is annularly arrange | positioned, and is divided into the said some partial resistance along the circumferential direction of the said heat generating body by the said some subterminal part. Ceramic heater.
複数の前記発熱体同士を電気的に接続する接続部は、前記表面とは異なる前記セラミック層の表面に形成されていることを特徴とする請求項4に記載のセラミックヒータ。 The ceramic substrate is composed of a plurality of ceramic layers, and the all heating elements are formed on the same surface of the ceramic layers,
5. The ceramic heater according to claim 4 , wherein a connection portion that electrically connects the plurality of heating elements is formed on a surface of the ceramic layer different from the surface.
複数の前記発熱体同士を電気的に接続する接続部は、前記表面と同じ表面に形成されていることを特徴とする請求項4に記載のセラミックヒータ。 The ceramic substrate is composed of a plurality of ceramic layers, and the all heating elements are formed on the same surface of the ceramic layers,
5. The ceramic heater according to claim 4 , wherein a connection portion that electrically connects the plurality of heating elements is formed on the same surface as the surface.
更に、前記固定抵抗が接続回路をオンオフするスイッチを備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のセラミックヒータ。 The auxiliary resistor is a fixed resistor,
The ceramic heater according to any one of claims 1 to 6 , wherein the fixed resistor further includes a switch for turning on and off a connection circuit.
前記セラミック基板に埋設され、前記第1主面上に配置された被加工物を加熱する発熱体と、
を備え、
前記発熱体は、当該発熱体と電気的に接続される一対の主端子部間に通電されることによって発熱する抵抗発熱体であり、
前記発熱体は、前記一対の主端子部間を繋ぐ電気経路の間に接続された複数の副端子部によって抵抗値をそれぞれ有する複数の部分抵抗に区分されており、
更に、前記一対の主端子部と複数の前記副端子部とからなる端子部のうち少なくとも一対の前記端子部間に、前記部分抵抗と電気的に並列に補助抵抗が接続され、
複数の前記副端子部は前記補助抵抗が接続されていない副端子部を含む、
セラミックヒータ、
を備えた静電チャックであって、
前記セラミック基板に埋設された、前記被加工物を吸着する吸着用電極を備えるとともに、前記セラミック基板の第2主面上に、金属ベースを備え、
前記金属ベースにおいて、前記第2主面側と反対側に前記補助抵抗を収容する収容部を備えたことを特徴とする静電チャック。 A ceramic substrate having a first main surface and a second main surface;
A heating element that is embedded in the ceramic substrate and heats a workpiece disposed on the first main surface;
With
The heating element is a resistance heating element that generates heat when energized between a pair of main terminal portions electrically connected to the heating element.
The heating element is divided into a plurality of partial resistances each having a resistance value by a plurality of sub-terminal portions connected between electrical paths connecting the pair of main terminal portions,
Furthermore, an auxiliary resistor is electrically connected in parallel with the partial resistor between at least a pair of the terminal portions among the terminal portions composed of the pair of main terminal portions and the plurality of sub terminal portions,
The plurality of sub-terminal portions include sub-terminal portions to which the auxiliary resistor is not connected,
Ceramic heater ,
An electrostatic chuck comprising:
In addition to a suction electrode embedded in the ceramic substrate for sucking the workpiece, a metal base is provided on the second main surface of the ceramic substrate ,
The electrostatic chuck according to claim 1, wherein the metal base includes an accommodating portion that accommodates the auxiliary resistor on the side opposite to the second main surface side .
前記セラミック基板に埋設され、前記第1主面上に配置された被加工物を加熱する発熱体と、
を備え、
前記発熱体は、当該発熱体と電気的に接続される一対の主端子部間に通電されることによって発熱する抵抗発熱体であり、
前記発熱体は、前記一対の主端子部間を繋ぐ電気経路の間に接続された複数の副端子部によって抵抗値をそれぞれ有する複数の部分抵抗に区分されており、
更に、前記一対の主端子部と複数の前記副端子部とからなる端子部のうち少なくとも一対の前記端子部間に、前記部分抵抗と電気的に並列に補助抵抗が接続され、
複数の前記副端子部は前記補助抵抗が接続されていない副端子部を含む、
セラミックヒータ、
を備えた静電チャックであって、
前記セラミック基板に埋設された、前記被加工物を吸着する吸着用電極を備えるとともに、前記セラミック基板の第2主面上に、金属ベースを備え、
前記金属ベースに、前記セラミック基板を冷却可能な冷却部を有するとともに、
前記冷却部より前記第2主面側と反対側に前記補助抵抗を備えたことを特徴とする静電チャック。 A ceramic substrate having a first main surface and a second main surface;
A heating element that is embedded in the ceramic substrate and heats a workpiece disposed on the first main surface;
With
The heating element is a resistance heating element that generates heat when energized between a pair of main terminal portions electrically connected to the heating element.
The heating element is divided into a plurality of partial resistances each having a resistance value by a plurality of sub-terminal portions connected between electrical paths connecting the pair of main terminal portions,
Furthermore, an auxiliary resistor is electrically connected in parallel with the partial resistor between at least a pair of the terminal portions among the terminal portions composed of the pair of main terminal portions and the plurality of sub terminal portions,
The plurality of sub-terminal portions include sub-terminal portions to which the auxiliary resistor is not connected,
Ceramic heater,
An electrostatic chuck comprising:
In addition to a suction electrode embedded in the ceramic substrate for sucking the workpiece, a metal base is provided on the second main surface of the ceramic substrate,
The metal base has a cooling unit capable of cooling the ceramic substrate,
An electrostatic chuck comprising the auxiliary resistor on a side opposite to the second main surface side from the cooling unit .
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