JP6695204B2 - Holding device - Google Patents
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Description
本明細書に開示される技術は、対象物を保持する保持装置に関する。 The technique disclosed in the present specification relates to a holding device that holds an object.
例えば半導体製造装置において、ウェハを保持する保持装置として、静電チャックが用いられる。静電チャックは、例えば、板状のセラミックス板と、セラミックス板の内部に設けられた吸着電極とを備えており、吸着電極に電圧が印加されることにより発生する静電引力を利用して、セラミックス板の表面(以下、「吸着面」という)にウェハを吸着して保持する。 For example, in a semiconductor manufacturing apparatus, an electrostatic chuck is used as a holding device that holds a wafer. The electrostatic chuck includes, for example, a plate-shaped ceramics plate and an adsorption electrode provided inside the ceramics plate, and utilizes electrostatic attraction generated by applying a voltage to the adsorption electrode, The wafer is adsorbed and held on the surface of the ceramic plate (hereinafter referred to as “adsorption surface”).
静電チャックに保持されたウェハの温度分布が不均一になると、ウェハに対する各処理(成膜、エッチング、露光等)の精度が低下するため、静電チャックにはウェハの温度分布を均一にする性能が求められる。そのため、静電チャックのセラミックス板の内部には、抵抗発熱体により形成されたヒータ電極が設けられ、ヒータ電極による加熱によってセラミックス板の吸着面の温度制御が行われる(例えば、特許文献1参照)。 If the temperature distribution of the wafer held by the electrostatic chuck becomes non-uniform, the accuracy of each process (film formation, etching, exposure, etc.) on the wafer decreases, so that the electrostatic chuck has a uniform temperature distribution of the wafer. Performance is required. Therefore, a heater electrode formed of a resistance heating element is provided inside the ceramic plate of the electrostatic chuck, and the temperature of the adsorption surface of the ceramic plate is controlled by heating with the heater electrode (see, for example, Patent Document 1). ..
セラミックス板の内部におけるヒータ電極は、パターン幅や離隔距離等の制約の関係上、吸着面に平行な方向に全面的に配置することはできない。すなわち、吸着面に平行な方向において、ヒータ電極の一部分とヒータ電極の他の一部分との間には、ヒータ電極が配置されていない領域が存在する。そのため、セラミックス板の吸着面において、ヒータ電極が配置されていない領域の直上の領域の温度が、ヒータ電極の直上の領域の温度より低くなり、その結果、セラミックス板の吸着面の温度分布の均一性が十分に高くならず、ひいてはウェハの温度分布の均一性が十分に高くならないという問題がある。 The heater electrodes inside the ceramic plate cannot be entirely arranged in the direction parallel to the suction surface due to the restrictions such as the pattern width and the separation distance. That is, in the direction parallel to the adsorption surface, there is a region where the heater electrode is not arranged between a part of the heater electrode and another part of the heater electrode. Therefore, on the adsorption surface of the ceramic plate, the temperature of the area directly above the area where the heater electrode is not arranged becomes lower than the temperature of the area immediately above the heater electrode, and as a result, the temperature distribution on the adsorption surface of the ceramic plate becomes uniform. There is a problem in that the uniformity is not sufficiently high, and the uniformity of the temperature distribution of the wafer is not sufficiently high.
なお、このような課題は、静電引力を利用してウェハを保持する静電チャックに限らず、第1の表面を有する絶縁体板と該絶縁体板の内部に配置されたヒータ電極とを備え、絶縁体板の第1の表面の上方において対象物を保持する保持装置に共通の課題である。 Note that such a problem is not limited to an electrostatic chuck that holds a wafer by using electrostatic attraction, and an insulator plate having a first surface and a heater electrode arranged inside the insulator plate. It is a problem common to the holding device that is provided and holds the object above the first surface of the insulator plate.
本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。 This specification discloses a technique capable of solving the above-mentioned problems.
本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。 The technology disclosed in the present specification can be implemented, for example, in the following modes.
(1)本明細書に開示される保持装置は、所定の絶縁材料により形成され、第1の表面を有する板状の絶縁体板と、前記絶縁体板の内部に配置され、抵抗発熱体により形成され、一対の端子に接続されるヒータ電極と、を備え、前記絶縁体板の前記第1の表面の上方において対象物を保持する保持装置において、さらに、前記第1の表面に平行な方向において前記ヒータ電極の一部分と前記ヒータ電極の他の一部分との間に配置され、前記所定の絶縁材料より熱伝導率の高い所定の材料により形成され、1つの端子に接続される、または、端子に接続されないダミー部を備える。本保持装置によれば、絶縁体板の第1の表面(対象物を保持する面)に平行な方向において、ヒータ電極の一部分とヒータ電極の他の一部分との間に、絶縁体板の形成材料より熱伝導率の高い材料により形成されたダミー部が配置されるため、そのようなダミー部が配置されない構成と比較して、第1の表面に平行な方向の伝熱性を向上させることができ、その結果、絶縁体板の第1の表面における温度分布の均一性を向上させることができる。さらに、絶縁体板の第1の表面にヒータ電極の形状に対応する凹凸が発生することを抑制することができる。 (1) The holding device disclosed in the present specification is formed of a predetermined insulating material, has a plate-shaped insulator plate having a first surface, and is disposed inside the insulator plate, and has a resistance heating element. And a heater electrode connected to the pair of terminals, the holding device holding an object above the first surface of the insulator plate, and a direction parallel to the first surface. At a portion between the heater electrode and the other portion of the heater electrode, formed of a predetermined material having a higher thermal conductivity than the predetermined insulating material, and connected to one terminal, or A dummy part that is not connected to. According to the present holding device, the insulator plate is formed between the part of the heater electrode and the other part of the heater electrode in the direction parallel to the first surface (the surface holding the object) of the insulator plate. Since the dummy part formed of a material having a higher thermal conductivity than the material is arranged, it is possible to improve the heat transfer property in the direction parallel to the first surface, as compared with a configuration in which such a dummy part is not arranged. As a result, the uniformity of the temperature distribution on the first surface of the insulator plate can be improved. Furthermore, it is possible to suppress the occurrence of irregularities corresponding to the shape of the heater electrode on the first surface of the insulator plate.
(2)上記保持装置において、前記所定の材料は、前記抵抗発熱体と同材料である構成としてもよい。本保持装置によれば、ダミー部をヒータ電極と一括して形成することができるため、製造工程の効率化を実現することができる。 (2) In the holding device, the predetermined material may be the same material as the resistance heating element. According to this holding device, since the dummy part can be formed together with the heater electrode, the efficiency of the manufacturing process can be realized.
(3)上記保持装置において、前記所定の材料は、前記抵抗発熱体より熱伝導率の高い材料である構成としてもよい。本保持装置によれば、第1の表面に平行な方向の伝熱性をより効果的に向上させることができ、絶縁体板の第1の表面における温度分布の均一性をより効果的に向上させることができる。 (3) In the holding device, the predetermined material may have a higher thermal conductivity than the resistance heating element. According to the present holding device, the heat transfer property in the direction parallel to the first surface can be improved more effectively, and the uniformity of the temperature distribution on the first surface of the insulator plate can be improved more effectively. be able to.
(4)上記保持装置において、第1の前記ヒータ電極と、前記第1のヒータ電極に接続される前記一対の端子とは異なる前記一対の端子に接続される第2の前記ヒータ電極とを備え、前記ダミー部は、前記第1の表面に平行な方向において、前記第1のヒータ電極の一部分と前記第1のヒータ電極の他の一部分との間に配置され、かつ、前記第1のヒータ電極と前記第2のヒータ電極との間には配置されない構成としてもよい。本保持装置によれば、第1のヒータ電極により温度制御されるゾーンと第2のヒータ電極により温度制御されるゾーンとの間の熱の独立性が低下することを抑制しつつ、各ゾーン内において第1の表面に平行な方向の伝熱性を向上させることができる。 (4) The holding device includes a first heater electrode and a second heater electrode connected to the pair of terminals different from the pair of terminals connected to the first heater electrode. The dummy portion is arranged between a portion of the first heater electrode and another portion of the first heater electrode in a direction parallel to the first surface, and the first heater The configuration may be such that it is not arranged between the electrode and the second heater electrode. According to this holding device, it is possible to prevent the heat independence between the zone whose temperature is controlled by the first heater electrode and the zone whose temperature is controlled by the second heater electrode from decreasing, and In, the heat conductivity in the direction parallel to the first surface can be improved.
(5)上記保持装置において、前記ヒータ電極および前記ダミー部は、前記第1の表面に直交する方向視で線状のパターンであり、前記ダミー部の線幅は、前記ヒータ電極の線幅より太い構成としてもよい。本保持装置によれば、第1の表面に平行な方向の伝熱性をより効果的に向上させることができ、絶縁体板の第1の表面における温度分布の均一性を向上させることができる。 (5) In the above holding device, the heater electrode and the dummy portion are linear patterns when viewed in a direction orthogonal to the first surface, and the line width of the dummy portion is larger than the line width of the heater electrode. It may be thick. According to this holding device, the heat transfer property in the direction parallel to the first surface can be more effectively improved, and the uniformity of the temperature distribution on the first surface of the insulator plate can be improved.
(6)上記保持装置において、前記第1の表面に直交する方向において、前記ダミー部の厚さは、前記ヒータ電極の厚さと略同一である構成としてもよい。本保持装置によれば、絶縁体板の第1の表面にヒータ電極の形状に対応する凹凸が発生することをより効果的に抑制することができる。 (6) In the holding device, the thickness of the dummy portion may be substantially the same as the thickness of the heater electrode in the direction orthogonal to the first surface. According to this holding device, it is possible to more effectively suppress the occurrence of unevenness corresponding to the shape of the heater electrode on the first surface of the insulator plate.
(7)上記保持装置において、さらに、前記絶縁体板の内部における前記ヒータ電極および前記ダミー部と前記第1の表面との間に配置され、静電引力を発生させる吸着電極を備えることを特徴とする構成としてもよい。本保持装置によれば、絶縁体板の第1の表面にヒータ電極の形状に対応する凹凸が発生することを抑制することができ、その結果、ヒータ電極から第1の表面までの距離(絶縁体の厚さ)の均一性を向上させ、静電引力による対象物の保持力の均一性を向上させることができる。 (7) The holding device further includes an attraction electrode disposed between the heater electrode and the dummy portion inside the insulator plate and the first surface to generate an electrostatic attraction. It may be configured as. According to this holding device, it is possible to suppress the occurrence of irregularities corresponding to the shape of the heater electrode on the first surface of the insulator plate, and as a result, the distance from the heater electrode to the first surface (insulation The uniformity of the body thickness) can be improved, and the uniformity of the holding force of the object due to the electrostatic attraction can be improved.
なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、保持装置、静電チャック、ヒータ、真空チャック、それらの製造方法等の形態で実現することが可能である。 It should be noted that the technology disclosed in this specification can be realized in various forms, for example, in the form of a holding device, an electrostatic chuck, a heater, a vacuum chuck, a manufacturing method thereof, or the like. It is possible.
A.実施形態:
A−1.静電チャック100の構成:
図1は、本実施形態における静電チャック100の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図2は、本実施形態における静電チャック100のXZ断面構成を概略的に示す説明図であり、図3は、本実施形態における静電チャック100のXY断面構成を概略的に示す説明図である。図2には、図3のII−IIの位置における静電チャック100のXZ断面構成が示されており、図3には、図2のIII−IIIの位置における静電チャック100のXY断面構成が示されている。各図には、方向を特定するための互いに直交するXYZ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Z軸正方向を上方向といい、Z軸負方向を下方向というものとするが、静電チャック100は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。図4以降についても同様である。
A. Embodiment:
A-1. Structure of the electrostatic chuck 100:
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an external configuration of an
静電チャック100は、対象物(例えばウェハW)を静電引力により吸着して保持する装置であり、例えば半導体製造装置の真空チャンバー内でウェハWを固定するために使用される。静電チャック100は、所定の配列方向(本実施形態では上下方向(Z軸方向))に並べて配置されたセラミックス板10およびベース板20を備える。セラミックス板10とベース板20とは、セラミックス板10の下面(以下、「セラミックス側接合面S2」という)とベース板20の上面(以下、「ベース側接合面S3」という)とが上記配列方向に対向するように配置されている。静電チャック100は、さらに、セラミックス板10のセラミックス側接合面S2とベース板20のベース側接合面S3との間に配置された接合層30を備える。
The
セラミックス板10は、例えば円形平面の板状部材であり、絶縁材料であるセラミックスにより形成されている。セラミックス板10の直径は、例えば50mm〜500mm程度(通常は200mm〜350mm程度)であり、セラミックス板10の厚さは、例えば1mm〜10mm程度である。セラミックス板10は、絶縁体板の一例である。
The
セラミックス板10の形成材料としては、種々のセラミックスが用いられ得るが、強度や耐摩耗性、耐プラズマ性等の観点から、例えば、酸化アルミニウム(アルミナ、Al2O3)を主成分とするセラミックスが用いられることが好ましい。なお、ここでいう主成分とは、含有割合(重量割合)の最も多い成分を意味する。
Various ceramics may be used as the material for forming the
セラミックス板10の内部には、例えば、タングステンを含む導電性材料により形成された一対の吸着電極40が設けられている。一対の吸着電極40に電源(図示せず)から電圧が印加されると、静電引力が発生し、この静電引力によってウェハWがセラミックス板10の上面(以下、「吸着面S1」という)に吸着固定される。セラミックス板10の吸着面S1は、特許請求の範囲における第1の表面に相当する。
Inside the
また、セラミックス板10の内部には、例えば、タングステンを含む導電性材料からなる抵抗発熱体により形成された第1および第2のヒータ電極51,52が設けられている。以下の説明では、第1および第2のヒータ電極51,52を、まとめて単にヒータ電極51,52ともいう。ヒータ電極51,52のそれぞれに接続された端子53,54に電源(図示せず)から電圧が印加されると、ヒータ電極51,52が発熱することによってセラミックス板10が温められ、セラミックス板10の吸着面S1に保持されたウェハWが温められる。これにより、ウェハWの温度制御が実現される。ヒータ電極51,52の構成については、後に詳述する。
Further, inside the
また、セラミックス板10の内部には、第1および第2のダミー部61,62が設けられている。以下の説明では、第1および第2のダミー部61,62を、まとめて単にダミー部61,62ともいう。ダミー部61,62は、ヒータ電極51,52と類似の構成を有するが、いずれの端子にも接続されていない。そのため、ダミー部61,62には電圧は印加されず、ダミー部61,62は発熱しない。ダミー部61,62は、セラミックス板10の形成材料(例えばアルミナを主成分とするセラミックス)より熱伝導率の高い材料により形成されている。本実施形態では、ダミー部61,62は、ヒータ電極51,52の形成材料と同一の材料(例えばタングステンを含む導電性材料)により形成されている。ダミー部61,62の構成については、後に詳述する。
Further, inside the
ベース板20は、例えばセラミックス板10と同径の、または、セラミックス板10より径が大きい円形平面の板状部材であり、例えば金属(アルミニウムやアルミニウム合金等)により形成されている。ベース板20の直径は、例えば220mm〜550mm程度(通常は220mm〜350mm程度)であり、ベース板20の厚さは、例えば20mm〜40mm程度である。
The
ベース板20の内部には冷媒流路21が形成されている。冷媒流路21に冷媒(例えば、フッ素化液や水等)が流されると、ベース板20が冷却され、接合層30を介したベース板20とセラミックス板10との間の伝熱によりセラミックス板10が冷却され、セラミックス板10の吸着面S1に保持されたウェハWが冷却される。これにより、ウェハWの温度制御が実現される。
A
接合層30は、例えばシリコーン系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等の接着剤を含んでおり、セラミックス板10とベース板20とを接合している。接合層30の厚さは例えば0.1mm〜1mm程度である。
The
A−2.ヒータ電極51,52およびダミー部61,62の詳細構成:
図3に示すように、ヒータ電極51,52の上下方向視の形状(パターン)は、らせん状の線状形状である。第1のヒータ電極51は、上述した電圧が印加される一対の端子53に接続されており、第2のヒータ電極52は、上述した電圧が印加される一対の端子54(一対の端子53とは異なる)に接続されている。第1のヒータ電極51は、セラミックス板10の比較的外周に近い領域(後述する第1のゾーンZ1)に配置されており、第1のゾーンZ1の温度制御を担う。一方、第2のヒータ電極52は、セラミックス板10の比較的中心に近い領域(後述する第2のゾーンZ2)に配置されており、第2のゾーンZ2の温度制御を担う。
A-2. Detailed structure of the
As shown in FIG. 3, the shape (pattern) of the
また、図3に示すように、ダミー部61,62の上下方向視の形状(パターン)は、ヒータ電極51,52と同様に、らせん状の線状形状である。ただし、ダミー部61,62は、ヒータ電極51,52と異なり、端子に接続されておらず、従って電圧が印加されることはない。
Further, as shown in FIG. 3, the shape (pattern) of the
図2および図3に示すように、第1のダミー部61は、吸着面S1に平行な方向(以下、「面方向」ともいう)において、第1のヒータ電極51の一部分と第1のヒータ電極51の他の一部分との間に配置される。第1のダミー部61の線幅は、第1のヒータ電極51の線幅より太い。同様に、第2のダミー部62は、面方向において、第2のヒータ電極52の一部分と第2のヒータ電極52の他の一部分との間に配置される。第2のダミー部62の線幅は、第2のヒータ電極52の線幅より太い。なお、面方向において、第1のヒータ電極51と第2のヒータ電極52との間には、ダミー部61,62は配置されていない。換言すれば、ダミー部61,62は、第1のヒータ電極51と第2のヒータ電極52との間を避けて配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the
また、図2に示すように、ヒータ電極51,52およびダミー部61,62は、上下方向において略同一の位置に配置されており、その位置は、吸着電極40より下側(吸着面S1から遠い側)である。換言すると、吸着電極40は、セラミックス板10の内部におけるヒータ電極51,52およびダミー部61,62と吸着面S1との間に配置されている。また、上下方向において、ダミー部61(または62)の厚さは、ヒータ電極51(または52)の厚さと略同一である。
Further, as shown in FIG. 2, the
A−3.静電チャック100の製造方法:
次に、本実施形態における静電チャック100の製造方法を説明する。図4は、本実施形態における静電チャック100の製造方法を示すフローチャートである。
A-3. Manufacturing method of the electrostatic chuck 100:
Next, a method of manufacturing the
はじめに、例えばアルミナを主成分とするセラミックスグリーンシートを複数準備し、各セラミックスグリーンシートに対して、スルーホールの形成やビア用インクの充填、吸着電極40の形成のための電極用インクの塗布等の必要な加工を行う(S110)。なお、ビア用インクや電極用インクとしては、例えばアルミナを主成分とするセラミックスグリーンシート用の原料粉末にタングステン粉末を混合してスラリー状としたメタライズインクが用いられる。
First, for example, a plurality of ceramic green sheets containing alumina as a main component are prepared, and through-hole formation, filling of ink for vias, application of electrode ink for forming
次に、1つのセラミックスグリーンシート上に、ヒータ電極51,52およびダミー部61,62用のメタライズインクを、例えばスクリーン印刷によって塗布する(S120)。すなわち、本実施形態では、ヒータ電極51,52およびダミー部61,62の形成のためのメタライズインクの塗布が、一括して(同タイミングで)実行される。なお、ヒータ電極51,52およびダミー部61,62用のメタライズインクとしては、上述したものと同様のメタライズインクが用いられる。
Next, the metallized ink for the
次に、複数のセラミックスグリーンシートを積層して熱圧着し、この積層体を所定の形状にカットし、還元雰囲気中で焼成する(例えば、1400〜1800℃で5時間の焼成を行う)(S130)。この焼成処理により、複数のセラミックスグリーンシートがセラミックス板10となり、各メタライズインクの層が、吸着電極40、ヒータ電極51,52、ダミー部61,62となる。
Next, a plurality of ceramic green sheets are laminated and thermocompression bonded, the laminated body is cut into a predetermined shape, and is fired in a reducing atmosphere (for example, firing is performed at 1400 to 1800 ° C. for 5 hours) (S130). ). By this firing process, the plurality of ceramic green sheets become the
次に、例えばシリコーン系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等の接着剤を用いて、セラミックス板10とベース板20とを接合する(S140)。これにより、上述した構成の静電チャック100の製造が完了する。
Next, the
A−4.本実施形態の効果:
上述した構成の本実施形態の静電チャック100によれば、以下に説明するように、セラミックス板10の吸着面S1における温度分布の均一性を向上させることができる。
A-4. Effects of this embodiment:
According to the
図5は、本実施形態の静電チャック100における伝熱の様子を示す説明図であり、図6は、比較例の静電チャック100xにおける伝熱の様子を示す説明図である。図5および図6の上段には、それぞれ、本実施形態の静電チャック100および比較例の静電チャック100xにおける図2のX1部に対応する部分の断面構成が拡大して示されている。図5および図6の上段では、ヒータ電極51,52から発せられた熱が伝わる量(伝熱量)の大きさを矢印の大きさで表現している(矢印が大きいほど伝熱量が大きい)。また、図5および図6の下段には、それぞれ、本実施形態の静電チャック100および比較例の静電チャック100xにおける吸着面S1(XY平面)の温度分布が、それぞれの図の上段に示す断面構成と対応付けて概念的に示されている。図5および図6の下段では、吸着面S1の温度をハッチングの濃さで表現している(ハッチングが濃いほど温度が高い)。なお、図5および図6の下段には、ヒータ電極51,52やダミー部61,62の位置が括弧付きの符号により示されている。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the state of heat transfer in the
図5および図6の上段に示すように、本実施形態の静電チャック100および比較例の静電チャック100xでは、セラミックス板10の吸着面S1の温度制御に関し、第1および第2のゾーンZ1,Z2が設定されており、第1のヒータ電極51が第1のゾーンZ1の温度制御を担い、第2のヒータ電極52が第2のゾーンZ2の温度制御を担う。
As shown in the upper part of FIG. 5 and FIG. 6, in the
ここで、図6の上段に示すように、比較例の静電チャック100xは、ダミー部61,62を備えていない。すなわち、面方向において、第1のヒータ電極51の一部分と第1のヒータ電極51の他の一部分との間、および、第2のヒータ電極52の一部分と第2のヒータ電極52の他の一部分との間は、セラミックス板10の形成材料であるセラミックスによって占められている。そのため、比較例の静電チャック100xでは、ヒータ電極51,52がセラミックスにより全周囲まれていることとなり、ヒータ電極51,52からの発熱は上下方向や面方向に略均等に伝わる。その結果、図6の下段に示すように、セラミックス板10の吸着面S1において、ヒータ電極51,52の直上の領域の温度が比較的高くなり、ヒータ電極51,52が配置されていない領域の直上の領域の温度は比較的低くなり、両者の差が比較的大きくなる。
Here, as shown in the upper part of FIG. 6, the
これに対し、図5の上段に示すように、本実施形態の静電チャック100では、面方向において、第1のヒータ電極51の一部分と第1のヒータ電極51の他の一部分との間に第1のダミー部61が配置され、第2のヒータ電極52の一部分と第2のヒータ電極52の他の一部分との間に第2のダミー部62が配置されている。ダミー部61,62は、セラミックス板10の形成材料より熱伝導率の高い材料により形成されている。そのため、本実施形態の静電チャック100では、ヒータ電極51(または52)からの発熱が、他の方向と比べて、ダミー部61(または62)側に向かう方向に伝わりやすくなる。その結果、図5の下段に示すように、セラミックス板10の吸着面S1において、ダミー部61,62の直上の領域の温度と、ヒータ電極51,52の直上の領域の温度との差は、比較的小さくなる。従って、本実施形態の静電チャック100によれば、セラミックス板10の吸着面S1における温度分布の均一性を向上させることができ、ひいては、ウェハWの温度分布の均一性を向上させることができる。
On the other hand, as shown in the upper part of FIG. 5, in the
なお、セラミックス板10の吸着面S1における温度分布の均一性を向上させるために、面方向においてヒータ電極51,52をより高密度で配置することも考えられるが、パターン幅や離隔距離等の制約の関係上、ヒータ電極51,52を全面的に配置することはできず、ヒータ電極51,52が配置されない領域をある程度以上確保する必要がある。しかし、本実施形態において用いられるダミー部61,62は、電圧が印加されないために配置の制約がほとんどなく、ヒータ電極51,52が配置されない領域のほとんどにダミー部61,62を配置することができ、その結果、ヒータ電極51,52もダミー部61,62も配置されない領域を最小化することができ、セラミックス板10の吸着面S1における温度分布の均一性を大幅に向上させることができる。
In order to improve the uniformity of the temperature distribution on the adsorption surface S1 of the
また、本実施形態の静電チャック100では、ダミー部61,62が、ヒータ電極51,52の形成材料と同一の材料(例えば、タングステンを含む導電性材料)により形成されている。そのため、本実施形態の静電チャック100によれば、ダミー部61,62をヒータ電極51,52と一括して形成することができるため、製造工程の効率化を実現することができる。
Further, in the
また、本実施形態の静電チャック100は、一対の端子53に接続される第1のヒータ電極51と、第1のヒータ電極51に接続される一対の端子53とは異なる一対の端子54に接続される第2のヒータ電極52とを備え、面方向において第1のヒータ電極51と第2のヒータ電極52との間にはダミー部は配置されていない(すなわち、ダミー部61,62は、第1のヒータ電極51と第2のヒータ電極52との間を避けて配置されている)。そのため、本実施形態の静電チャック100によれば、第1のヒータ電極51により温度制御される第1のゾーンZ1と、第2のヒータ電極52により温度制御される第2のゾーンZ2との間の熱の独立性が低下することを抑制しつつ、ゾーン毎に吸着面S1における温度分布の均一性を向上させることができる。
In addition, the
また、本実施形態の静電チャック100では、ヒータ電極51,52およびダミー部61,62は、上下方向視で線状のパターンであり、第1および第2のダミー部61,62の線幅は、それぞれ、第1および第2のヒータ電極51,52の線幅より太い。そのため、本実施形態の静電チャック100によれば、ヒータ電極51(または52)の一部分とヒータ電極51(または52)の他の一部分との間の伝熱性をより効果的に向上させることができ、セラミックス板10の吸着面S1における温度分布の均一性をさらに向上させることができる。
Further, in the
また、本実施形態の静電チャック100では、ダミー部61,62が、上下方向においてヒータ電極51,52と略同一の位置に配置されており、ダミー部61,62を設けるためにセラミックスグリーンシートの層数を増やす必要がないため、セラミックス板10の厚さの増加を抑制することができると共に、製造工程の煩雑化を抑制することができる。
Further, in the
なお、図6の上段に示すように、比較例の静電チャック100xは、ダミー部61,62を備えていないため、上述した製造方法に従って複数のセラミックスシートを積層すると、セラミックス板10の吸着面S1において、ヒータ電極51(または52)の一部分とヒータ電極51(または52)の他の一部分との間に、ヒータ電極51(または52)の厚さの分に相当する凹部CPが発生し、吸着面S1にヒータ電極51(または52)の形状に対応する凹凸が発生するおそれがある。また、この場合に、吸着面S1の平坦性を確保するために吸着面S1を研磨して新たな吸着面S1xを形成することも考えられるが、このようにすると、誘電体の厚さ(すなわち、吸着電極40から吸着面S1xまでの距離)に関し、ヒータ電極51,52の直上部分の厚さL1が、ヒータ電極51,52が配置されていない領域の直上部分の厚さL2より薄くなり、吸着力のばらつきが発生するため、好ましくない。
As shown in the upper part of FIG. 6, the
これに対し、本実施形態の静電チャック100では、面方向において、第1のヒータ電極51の一部分と第1のヒータ電極51の他の一部分との間に第1のダミー部61が配置され、第2のヒータ電極52の一部分と第2のヒータ電極52の他の一部分との間に第2のダミー部62が配置されているため、複数のセラミックスシートを積層してもセラミックス板10の吸着面S1において凹部CPが発生することを抑制することができ、その結果、吸着面S1に凹凸が発生したり、吸着面S1を研磨することによって吸着力のばらつきが発生したりすることを抑制することができる。
On the other hand, in the
なお、本実施形態の静電チャック100では、上下方向において、ダミー部61(または62)の厚さは、ヒータ電極51(または52)の厚さと略同一である。そのため、本実施形態の静電チャック100によれば、セラミックス板10の吸着面S1に凹凸が発生することをより効果的に抑制することができる。
In the
B.変形例:
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
B. Modification:
The technology disclosed in the present specification is not limited to the above-described embodiment, and can be modified into various forms without departing from the gist thereof, for example, the following modifications are also possible.
上記実施形態における静電チャック100の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、ダミー部61,62はいずれの端子にも接続されていないとしているが、ダミー部61,62がグラウンドに接続される1つの端子に接続されるとしてもよい。いずれにしても、ダミー部61,62には電圧は印加されない。
The configuration of the
また、上記実施形態では、第1のヒータ電極51は、一対の端子53に接続され、第2のヒータ電極52は、一対の端子53とは異なる一対の端子54に接続されているとしているが、第1のヒータ電極51に接続される一対の端子の一方と第2のヒータ電極52に接続される一対の端子の一方とが共用される(同じである)としてもよい。この場合であっても、第1のヒータ電極51に接続される一対の端子の他方は、第2のヒータ電極52に接続される一対の端子の他方とは異なるため、第1のヒータ電極51に接続される一対の端子は、第2のヒータ電極52に接続される一対の端子とは異なると言える。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、セラミックス板10の吸着面S1の温度制御に関する2つのゾーン(第1および第2のゾーンZ1,Z2)に対応する2つのヒータ電極(第1および第2のヒータ電極51,52)が設けられているが、3つ以上のゾーンに対応する3つ以上のヒータ電極が設けられるとしてもよい。また、セラミックス板10の吸着面S1の温度制御に関し、ゾーン分けが行われないとしてもよい。
In the above embodiment, the two heater electrodes (first and second heater electrodes 51) corresponding to the two zones (first and second zones Z1 and Z2) relating to the temperature control of the adsorption surface S1 of the
また、上記実施形態では、ダミー部61(または62)の線幅はヒータ電極51(または52)の線幅より太いとしているが、ダミー部61(または62)の線幅は、ヒータ電極51(または52)の線幅と同じであってもよいし、ヒータ電極51(または52)の線幅より細いとしてもよい。また、上記実施形態では、ダミー部61(または62)の厚さは、ヒータ電極51(または52)の厚さと略同一であるとしているが、必ずしも両者が略同一である必要はない。 Further, in the above embodiment, the line width of the dummy part 61 (or 62) is larger than the line width of the heater electrode 51 (or 52), but the line width of the dummy part 61 (or 62) is the heater electrode 51 ( Alternatively, the line width may be the same as that of the heater electrode 51 (or 52) or the line width of the heater electrode 51 (or 52). Further, in the above-described embodiment, the thickness of the dummy part 61 (or 62) is substantially the same as the thickness of the heater electrode 51 (or 52), but they do not necessarily have to be substantially the same.
また、上記実施形態では、冷媒流路21がベース板20の内部に形成されるとしているが、冷媒流路21が、ベース板20の内部ではなく、ベース板20の表面(例えばベース板20と接合層30との間)に形成されるとしてもよい。また、上記実施形態では、セラミックス板10の内部に一対の吸着電極40が設けられた双極方式が採用されているが、セラミックス板10の内部に1つの吸着電極40が設けられた単極方式が採用されてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
また、上記実施形態における各部材を形成する材料は、あくまで一例であり、各部材が他の材料により形成されてもよい。例えば、上記実施形態では、セラミックス板10の形成材料として、アルミナを主成分とするセラミックスが用いられているが、他のセラミックス(例えば、窒化アルミニウム(AlN)を主成分とするセラミックス等)やセラミックス以外の絶縁材料(例えば、樹脂材料等)が用いられてもよい。
Further, the material forming each member in the above embodiment is merely an example, and each member may be formed of another material. For example, in the above-described embodiment, although ceramics containing alumina as the main component is used as the material for forming the
また、上記実施形態では、ヒータ電極51,52およびダミー部61,62は、タングステンを含む導電性材料により形成されるとしているが、他の導電性材料(例えば、モリブデンを含む導電性材料等)により形成されるとしてもよい。なお、上記実施形態では、ダミー部61,62は、ヒータ電極51,52の形成材料と同一の材料により形成されているが、ダミー部61,62が、ヒータ電極51,52の形成材料とは異なる材料により形成されてもよい。この場合には、ダミー部61,62の形成材料が、ヒータ電極51,52の形成材料より熱伝導率の高い材料であることが好ましい。このような構成とすれば、ヒータ電極51,52からの発熱が、ダミー部61,62側に向かう方向により伝わりやすくなるため、セラミックス板10の吸着面S1における温度分布の均一性をより効果的に向上させることができる。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態における静電チャック100の製造方法はあくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、ヒータ電極51,52およびダミー部61,62がスクリーン印刷により形成されるとしているが、ヒータ電極51,52およびダミー部61,62が、メッキにより形成されたり、エッチングのパターンとして形成されたりしてもよい。
Further, the method of manufacturing the
また、本発明は、静電引力を利用してウェハWを保持する静電チャック100に限らず、絶縁材料により形成された板状の絶縁体板と、絶縁体板の内部に配置され、抵抗発熱体により形成され、一対の端子に接続されるヒータ電極と、を備え、絶縁体板の表面の上方において対象物を保持する保持装置(例えば、真空チャックやヒータ等)にも適用可能である。例えば、本発明は、ポリイミドにより形成されたポリイミド板と、ポリイミド板の内部に配置されたヒータ電極とを備えるヒータにも適用可能である。なお、このようなヒータに適用される場合において、ウェハW等の対象物は、ポリイミド板の表面上に保持されるとしてもよいし、ポリイミド板の上方に積層された他の板状部材(例えばセラミックス板)の表面上に保持されるとしてもよい。
Further, the present invention is not limited to the
10:セラミックス板 20:ベース板 21:冷媒流路 30:接合層 40:吸着電極 51:第1のヒータ電極 52:第2のヒータ電極 53:一対の端子 54:一対の端子 61:第1のダミー部 62:第2のダミー部 100:静電チャック 10: Ceramics plate 20: Base plate 21: Refrigerant flow path 30: Bonding layer 40: Adsorption electrode 51: First heater electrode 52: Second heater electrode 53: Pair of terminals 54: Pair of terminals 61: First Dummy part 62: Second dummy part 100: Electrostatic chuck
Claims (6)
前記絶縁体板の内部に配置され、抵抗発熱体により形成され、一対の端子に接続されるヒータ電極と、
を備え、前記絶縁体板の前記第1の表面の上方において対象物を保持する保持装置において、さらに、
前記第1の表面に平行な方向において前記ヒータ電極の一部分と前記ヒータ電極の他の一部分との間に配置され、前記所定の絶縁材料より熱伝導率の高い所定の材料により形成され、1つの端子に接続される、または、端子に接続されないダミー部を備え、
前記保持装置は、第1の前記ヒータ電極と、前記第1のヒータ電極に接続される前記一対の端子とは異なる前記一対の端子に接続される第2の前記ヒータ電極とを備え、
前記ダミー部は、前記第1の表面に平行な方向において、前記第1のヒータ電極の一部分と前記第1のヒータ電極の他の一部分との間に配置され、かつ、前記第1のヒータ電極と前記第2のヒータ電極との間には配置されないことを特徴とする、保持装置。 A plate-shaped insulator plate formed of a predetermined insulating material and having a first surface;
A heater electrode disposed inside the insulator plate, formed of a resistance heating element, and connected to a pair of terminals,
A holding device for holding an object above the first surface of the insulator plate, further comprising:
Is disposed between a portion of the heater electrode and another portion of the heater electrode in a direction parallel to the first surface, and is formed of a predetermined material having a thermal conductivity higher than that of the predetermined insulating material. With a dummy part that is connected to the terminal or not connected to the terminal ,
The holding device includes a first heater electrode and a second heater electrode connected to the pair of terminals different from the pair of terminals connected to the first heater electrode,
The dummy part is arranged between a part of the first heater electrode and another part of the first heater electrode in a direction parallel to the first surface, and the first heater electrode is provided. And the second heater electrode is not disposed between the holding device and the second heater electrode .
前記所定の材料は、前記抵抗発熱体と同材料であることを特徴とする、保持装置。 The holding device according to claim 1,
The holding device, wherein the predetermined material is the same material as the resistance heating element.
前記所定の材料は、前記抵抗発熱体より熱伝導率の高い材料であることを特徴とする、保持装置。 The holding device according to claim 1,
The holding device, wherein the predetermined material is a material having a higher thermal conductivity than the resistance heating element.
前記ヒータ電極および前記ダミー部は、前記第1の表面に直交する方向視で線状のパターンであり、
前記ダミー部の線幅は、前記ヒータ電極の線幅より太いことを特徴とする、保持装置。 The holding device according to any one of claims 1 to 3 ,
The heater electrode and the dummy portion are linear patterns when viewed in a direction orthogonal to the first surface,
The holding device, wherein the line width of the dummy portion is thicker than the line width of the heater electrode.
前記第1の表面に直交する方向において、前記ダミー部の厚さは、前記ヒータ電極の厚さと略同一であることを特徴とする、保持装置。 The holding device according to any one of claims 1 to 4 ,
The holding device, wherein the thickness of the dummy portion is substantially the same as the thickness of the heater electrode in a direction orthogonal to the first surface.
前記絶縁体板の内部における前記ヒータ電極および前記ダミー部と前記第1の表面との間に配置され、静電引力を発生させる吸着電極を備えることを特徴とする、保持装置。 The holding device according to any one of claims 1 to 5 , further comprising:
A holding device, comprising: a suction electrode disposed inside the insulator plate between the heater electrode and the dummy portion and the first surface to generate an electrostatic attractive force.
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