JP7050455B2 - Manufacturing method of 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スヒータ、及びそのセラミックスヒータを備えた静電チャック、並びに、そのセラミックスヒータの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a ceramic heater capable of heating a workpiece such as a semiconductor wafer, an electrostatic chuck provided with the ceramic heater, and a method for manufacturing the ceramic heater.

従来、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用いられている。 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 improve the accuracy of this dry etching, it is necessary to securely fix the semiconductor wafer, so an electrostatic chuck that fixes the semiconductor wafer by electrostatic attraction is used as a fixing means for fixing the semiconductor wafer. There is.

この静電チャックでは、例えば、セラミックス基板内に吸着用電極を備えており、この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ス基板の上面(吸着面)に吸着させる。なお、静電チャックでは、例えば、セラミックス基板の下面(接合面)に冷却基板である金属ベースが接合されている。 In this electrostatic chuck, for example, an adsorption electrode is provided in the ceramic substrate, and the semiconductor wafer is placed on the upper surface (adsorption surface) of the ceramic substrate by using the electrostatic attraction generated when a voltage is applied to the adsorption electrode. ). In the electrostatic chuck, for example, a metal base, which is a cooling substrate, is bonded to the lower surface (joining surface) of the ceramic substrate.

また、静電チャックには、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)する機能を有するものがある(特許文献1参照)。例えば、セラミックス基板内に発熱体を配置し、この発熱体によってセラミックス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がある。 Further, some electrostatic chucks have a function of adjusting (heating or cooling) the temperature of the semiconductor wafer adsorbed on the adsorption surface (see Patent Document 1). For example, there is a technique of arranging a heating element in a ceramic substrate and heating the ceramic substrate by the heating element to heat a semiconductor wafer on a suction surface.

上述した発熱体は、例えばタングステンなどからなり、通電により発熱する抵抗発熱体である。なお、この発熱体を備えたセラミックス基板をセラミックスヒータと称する。
また、近年では、静電チャックの発熱体の抵抗値のバラツキに対する要求が厳しくなっている。例えば抵抗値のバラツキの要求範囲としては、±15%、±10%、±5%、±3%のように、順次要求が厳しくなっている。
The heating element described above is a resistance heating element that is made of, for example, tungsten and generates heat when energized. The ceramic substrate provided with this heating element is referred to as a ceramic heater.
Further, in recent years, the demand for variation in the resistance value of the heating element of the electrostatic chuck has become stricter. For example, the required range of variation in resistance value is ± 15%, ± 10%, ± 5%, ± 3%, and the requirements are becoming stricter in sequence.

ところで、発熱体を作製する場合には、メタライズ印刷によって発熱パターンを形成し、その後焼成するので、焼成前の発熱パターンの厚みや幅から、焼成後の発熱体の抵抗値を推定している。しかしながら、焼成状態によって発熱体の抵抗値は変動するので、実際の抵抗値は、推定した抵抗値からずれることがあった。 By the way, when a heating element is produced, a heating pattern is formed by metallizing printing and then fired. Therefore, the resistance value of the heating element after firing is estimated from the thickness and width of the heating pattern before firing. However, since the resistance value of the heating element fluctuates depending on the firing state, the actual resistance value may deviate from the estimated resistance value.

この対策として、発熱パターンを基板表面にて露出させた状態で焼成し、その後、露出した状態の発熱体にレーザ光を照射して抵抗値を調整する方法(即ちトリミングによって抵抗値を調整する方法)が提案されている(特許文献2参照)。 As a countermeasure, a method of firing with the heat generation pattern exposed on the surface of the substrate and then irradiating the exposed heating element with laser light to adjust the resistance value (that is, a method of adjusting the resistance value by trimming). ) Has been proposed (see Patent Document 2).

特開2016-001757号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-001757 国際公開第2002/043441号International Publication No. 2002/043441

しかしながら、上述した従来技術では、必ずしも十分ではなく、一層の改善が求められていた。
詳しくは、基板表面に露出した発熱体をトリミングして、発熱体の抵抗値を調整する技術では、トリミング後に、基板表面に露出した発熱体を覆うように、他の被覆用のセラミックス基板を貼り付ける必要があるが、貼り付ける際に用いる接着剤次第では、セラミックスヒータの耐久性に問題が生ずることがある。
However, the above-mentioned conventional technique is not always sufficient, and further improvement is required.
Specifically, in the technique of trimming a heating element exposed on the substrate surface to adjust the resistance value of the heating element, after trimming, a ceramic substrate for other coating is attached so as to cover the heating element exposed on the substrate surface. It is necessary to attach it, but depending on the adhesive used for attaching, there may be a problem in the durability of the ceramic heater.

例えば、プラズマ雰囲気でセラミックスヒータを使用する場合には、プラズマによって接着剤が劣化して、セラミックスヒータの耐久性が低下するという問題があった。
また、セラミックス基板と接着剤との熱伝導性の違いにより、接着剤の塗布状態によっては、熱勾配が発生して、セラミックスヒータの温度分布が悪化する恐れがあった。
For example, when the ceramic heater is used in a plasma atmosphere, there is a problem that the adhesive is deteriorated by the plasma and the durability of the ceramic heater is lowered.
Further, due to the difference in thermal conductivity between the ceramic substrate and the adhesive, a thermal gradient may be generated depending on the coating state of the adhesive, and the temperature distribution of the ceramic heater may be deteriorated.

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、耐久性が高く、しかも、セラミックスヒータの温度分布の悪化を抑制できるセラミックスヒータ及び静電チャック並びにセラミックスヒータの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a ceramic heater, an electrostatic chuck, and a method for manufacturing a ceramic heater, which have high durability and can suppress deterioration of the temperature distribution of the ceramic heater. To do.

(1)本発明の第1局面は、セラミックス基板の内部に、通電により発熱する抵抗発熱体が配置されたセラミックスヒータに関するものである。
このセラミックスヒータのセラミックス基板は、一方の主面から抵抗発熱体に到る開口部を有するとともに、開口部の内部には、セラミックス基板の熱伝導率と同じまたはセラミックス基板の熱伝導率より熱伝導率が大きく、かつ、セラミックスおよび樹脂の少なくとも1種からなる封止材が配置されている。
(1) The first aspect of the present invention relates to a ceramic heater in which a resistance heating element that generates heat by energization is arranged inside a ceramic substrate.
The ceramic substrate of this ceramic heater has an opening from one main surface to the resistance heating element, and inside the opening, the thermal conductivity is the same as that of the ceramic substrate or higher than the thermal conductivity of the ceramic substrate. A sealing material having a high rate and made of at least one of ceramics and resin is arranged.

このように、本第1局面では、セラミックス基板には、一方の主面から抵抗発熱体に到る開口部が形成されているので、封止材を配置する前においては、セラミックスヒータの外部から、開口部を介して、抵抗発熱体の一部を除去すること等によって(即ちトリミングすることによって)、抵抗発熱体の抵抗値を調整することができる。 As described above, in the first aspect, since the ceramic substrate has an opening extending from one main surface to the resistance heating element, before arranging the sealing material, the ceramic substrate is viewed from the outside of the ceramic heater. The resistance value of the resistance heating element can be adjusted by removing a part of the resistance heating element through the opening (that is, by trimming).

つまり、開口部を介して、例えばレーザ光を抵抗発熱体に照射して、抵抗発熱体の一部を除去することにより、抵抗発熱体の抵抗値を精度良く調整することができる。
また、上述したトリミングを行った場合には、抵抗発熱体全体の抵抗値が上昇するとともに、トリミングした残りの部分、例えばトリミングによって抵抗発熱体の幅が狭くなった部分(以下トリミング残部と称する)の抵抗値が上昇する。そのため、通電の際には、トリミング残部の温度が他の部分の温度に比べて上昇し易くなる。
That is, the resistance value of the resistance heating element can be adjusted accurately by, for example, irradiating the resistance heating element with a laser beam through the opening to remove a part of the resistance heating element.
Further, when the above-mentioned trimming is performed, the resistance value of the entire resistance heating element increases, and the remaining trimmed portion, for example, the portion where the width of the resistance heating element is narrowed by trimming (hereinafter referred to as the trimming remaining portion). The resistance value of is increased. Therefore, when energized, the temperature of the remaining trimming portion tends to rise as compared with the temperature of the other portions.

それに対して、本第1局面では、開口部には、セラミックス基板の熱伝導率と同じまたはセラミックス基板の熱伝導率より熱伝導率が大きく、かつ、セラミックスおよび樹脂の少なくとも1種からなる封止材が配置されているので、抵抗発熱体のトリミング残部の温度が上昇した場合でも、開口部に配置された熱伝導率が高い封止材によって、その部分の熱が速やかに他の箇所に伝導される(即ち熱引きされる)。 On the other hand, in the first aspect, the opening is sealed with at least one of ceramics and resin, which has the same thermal conductivity as that of the ceramic substrate or has a higher thermal conductivity than the thermal conductivity of the ceramic substrate. Since the material is arranged, even if the temperature of the trimming residue of the resistance heating element rises, the heat of that part is quickly conducted to other parts by the encapsulant having high thermal conductivity arranged in the opening. Be (ie, heat drawn).

そのため、封止材が配置された開口部とその周囲の部分との温度差が小さくなる。つまり、トリミングを行った場合でも、セラミックスヒータの平面方向における温度分布が小さくなる(即ち均熱性が向上する)という効果がある。
また、本第1局面は、表面に発熱体が設けられたセラミックス基板と他のセラミックス基板とを、発熱体の全体を覆うように接着剤で接合するものではない。そのため、セラミックスヒータの使用中(例えばプラズマによる加工中)に、例えばプラズマによって接着剤が劣化することがないので、耐久性が高いという利点がある。
Therefore, the temperature difference between the opening in which the sealing material is arranged and the surrounding portion thereof becomes small. That is, even when trimming is performed, there is an effect that the temperature distribution in the plane direction of the ceramic heater becomes small (that is, the soaking property is improved).
Further, in the first aspect, the ceramic substrate provided with the heating element on the surface and another ceramic substrate are not joined by an adhesive so as to cover the entire heating element. Therefore, there is an advantage that the adhesive is not deteriorated by plasma during use of the ceramic heater (for example, during processing by plasma), so that the durability is high.

なお、本第1局面で用いる封止材の材料であるセラミックスや樹脂は、上述したセラミ
ックス基板の接合に用いられる従来の接着剤よりは、耐プラズマ性等の耐久性が高いものである。
The ceramics and resins used as the material of the encapsulant used in the first aspect have higher durability such as plasma resistance than the conventional adhesives used for joining the above-mentioned ceramic substrates.

(2)本発明の第2局面では、抵抗発熱体は、セラミックス基板を厚み方向から見た平面視で、所定の幅を有する線状部分を有していてもよく、開口部の幅は、線状部分の幅よりも大であってもよい。 (2) In the second aspect of the present invention, the resistance heating element may have a linear portion having a predetermined width in a plan view of the ceramic substrate from the thickness direction, and the width of the opening may be set. It may be larger than the width of the linear portion.

本第2局面では、開口部の幅は、抵抗発熱体の線状部分の幅よりも大である場合には、開口部を介して、レーザ光等によって、抵抗発熱体の抵抗値の調整を容易に行うことができる。 In the second aspect, when the width of the opening is larger than the width of the linear portion of the resistance heating element, the resistance value of the resistance heating element is adjusted by laser light or the like through the opening. It can be done easily.

特に、開口部内に、抵抗発熱体の線状部分の幅方向における全体を露出させることにより、どの部分をどの程度削除すればよいかなどの確認を容易に行うことができるので、トリミングの際の作業性が高いという利点がある。 In particular, by exposing the entire linear portion of the resistance heating element in the width direction in the opening, it is possible to easily confirm which portion should be deleted and how much, so that it is possible to easily confirm when trimming. It has the advantage of high workability.

(3)本発明の第3局面では、封止材は、抵抗発熱体に接触するとともに、開口部の開口端に達するように配置されていてもよい。
本第3局面では、封止材は抵抗発熱体に接触している場合には、接触していない場合に比べて、抵抗発熱体のトリミング残部の温度が高くなったときでも、その熱を速やかに周囲に伝導することができる。
(3) In the third aspect of the present invention, the encapsulant may be arranged so as to come into contact with the resistance heating element and reach the opening end of the opening.
In the third aspect, when the encapsulant is in contact with the resistance heating element, the heat is quickly released even when the temperature of the trimming residue of the resistance heating element becomes higher than in the case where the encapsulant is not in contact with the resistance heating element. Can be conducted to the surroundings.

しかも、本第3局面では、封止材は開口部の開口端に達するように配置されている場合に、開口部の開口端側に例えば金属製の冷却基板を配置したときには、トリミング残部等の熱を速やかに冷却基板側に伝導することができる。 Moreover, in the third aspect, when the encapsulant is arranged so as to reach the opening end of the opening, for example, when a metal cooling substrate is arranged on the opening end side of the opening, the trimming residue or the like is formed. Heat can be quickly conducted to the cooling substrate side.

これにより、トリミングを行った場合でも、セラミックスヒータの平面方向における温度分布が一層小さくなるという効果がある。
(4)本発明の第4局面は、第1~第3局面のいずれかのセラミックスヒータと、セラミックス基板の開口部が形成された主面側に、開口部を覆うように接合された金属製の冷却基板と、を備えた静電チャックである。
As a result, even when trimming is performed, there is an effect that the temperature distribution in the plane direction of the ceramic heater is further reduced.
(4) The fourth aspect of the present invention is made of a metal bonded to the ceramic heater according to any one of the first to third aspects and the main surface side on which the opening of the ceramic substrate is formed so as to cover the opening. It is an electrostatic chuck equipped with a cooling substrate and.

このような静電チャックは、セラミックスヒータの抵抗発熱体にトリミングを行った場合でも、セラミックスヒータ(従って静電チャック)の平面方向における温度分布が小さいという効果がある。 Such an electrostatic chuck has an effect that the temperature distribution in the plane direction of the ceramic heater (hence, the electrostatic chuck) is small even when the resistance heating element of the ceramic heater is trimmed.

(5)本発明の第5局面は、第1~第3局面のいずれかのセラミックスヒータの製造方法に関するものである。
このセラミックスヒータの製造方法では、開口部を有するセラミックス基板に対し、開口部を介して、抵抗発熱体の一部を除去する加工を行って、抵抗発熱体の抵抗値を調整する。
(5) The fifth aspect of the present invention relates to a method for manufacturing a ceramic heater according to any one of the first to third aspects.
In this method for manufacturing a ceramic heater, a ceramic substrate having an opening is processed to remove a part of the resistance heating element through the opening to adjust the resistance value of the resistance heating element.

本第5局面により、抵抗発熱体の抵抗値の調整を、容易に且つ精度良く行うことができる。
(6)本発明の第6局面は、第1~第3局面のいずれかのセラミックスヒータの製造方法に関するものである。
According to the fifth aspect, the resistance value of the resistance heating element can be easily and accurately adjusted.
(6) The sixth aspect of the present invention relates to a method for manufacturing a ceramic heater according to any one of the first to third aspects.

このセラミックスヒータの製造方法では、抵抗発熱体は、開口部にて露出する部分に並列に接続された複数の並列発熱部を有しており、開口部を有するセラミックス基板に対し、開口部を介して、抵抗発熱体の複数の並列発熱部の一部を断線させることによって、抵抗発熱体の抵抗値を調整する。 In this method of manufacturing a ceramic heater, the resistance heating element has a plurality of parallel heating elements connected in parallel to the portion exposed at the opening, and the ceramic substrate having the opening is interposed through the opening. The resistance value of the resistance heating element is adjusted by disconnecting a part of the plurality of parallel heating elements of the resistance heating element.

本第6局面により、抵抗発熱体の抵抗値の調整を、容易に且つ精度良く行うことができる。
(7)本発明の第7局面では、抵抗値の調整後に、開口部内に、セラミックス基板の熱伝導率と同じまたはセラミックス基板の熱伝導率より熱伝導率が大きく、かつ、セラミックスおよび樹脂の少なくとも1種からなる封止材を配置してもよい。
According to the sixth aspect, the resistance value of the resistance heating element can be easily and accurately adjusted.
(7) In the seventh aspect of the present invention, after adjusting the resistance value, the thermal conductivity is the same as the thermal conductivity of the ceramic substrate or larger than the thermal conductivity of the ceramic substrate in the opening, and at least of the ceramics and the resin. A sealing material made of one kind may be arranged.

本第7局面により、平面方向における温度分布が小さいセラミックスヒータを容易に製造することができる。
(8)本発明の第8局面では、まず、最初の工程(第1工程)にて、第1のセラミックスグリーンシートと、第1のセラミックスグリーンシートに積層する第2のセラミックスグリーンシートと、を作製する。
According to the seventh aspect, it is possible to easily manufacture a ceramic heater having a small temperature distribution in the plane direction.
(8) In the eighth aspect of the present invention, first, in the first step (first step), the first ceramic green sheet and the second ceramic green sheet laminated on the first ceramic green sheet are formed. To make.

次の工程(第2工程)にて、第1のセラミックスグリーンシートの表面に、抵抗発熱体の材料からなる抵抗発熱体パターンを形成する。
次の工程(第3工程)にて、第2のセラミックスグリーンシートに、第1のセラミックスグリーンシート上の抵抗発熱体パターンの位置に合わせて、開口部となる貫通孔を形成する。
In the next step (second step), a resistance heating element pattern made of a resistance heating element material is formed on the surface of the first ceramic green sheet.
In the next step (third step), a through hole serving as an opening is formed in the second ceramic green sheet in accordance with the position of the resistance heating element pattern on the first ceramic green sheet.

次の工程(第4工程)にて、第1のセラミックスグリーンシート上に、抵抗発熱体パターンの位置と貫通孔の位置とを合わせるようにして、第2のセラミックスグリーンシートを積層して、積層体を形成する。 In the next step (fourth step), the second ceramic green sheet is laminated on the first ceramic green sheet so that the position of the resistance heating element pattern and the position of the through hole are aligned with each other. Form the body.

次の工程(第5工程)にて、積層体を焼成して、開口部を有するセラミックス基板を形成する。
本第8局面では、上述した工程にて、セラミックス基板内に抵抗発熱体を備えるとともに、基板表面から抵抗発熱体に到る開口部を備えたセラミックス基板を、容易に製造することができる。
In the next step (fifth step), the laminate is fired to form a ceramic substrate having an opening.
In the eighth aspect, it is possible to easily manufacture a ceramic substrate having a resistance heating element in the ceramic substrate and an opening from the surface of the substrate to the resistance heating element in the above-mentioned process.

<以下に、本発明の各構成について説明する>
・セラミックス基板とは、セラミックスを主成分(50質量%以上)とする基板(板状の部材)である。このセラミックスの材料としては、酸化アルミニウム(アルミナ)、窒化アルミニウム、酸化イットリウム(イットリア)等が挙げられる。
<Each configuration of the present invention will be described below>
The ceramic substrate is a substrate (plate-shaped member) containing ceramics as a main component (50% by mass or more). Examples of the material of the ceramics include aluminum oxide (alumina), aluminum nitride, yttrium oxide (itria) and the like.

なお、静電チャックに用いられるセラミックス基板は、電気絶縁性を有するセラミック絶縁板である。
・主面とは、板材(基板)の厚み方向における端部をなす表面のことである。
The ceramic substrate used for the electrostatic chuck is a ceramic insulating plate having electrical insulation.
-The main surface is the surface that forms the end in the thickness direction of the plate material (board).

・抵抗発熱体は、通電によって発熱する発熱体であり、この抵抗発熱体の材料としては、タングステン、タングステンカーバイド、モリブデン、モリブデンカーバイド、タンタル、白金等が挙げられる。 -The resistance heating element is a heating element that generates heat when energized, and examples of the material of the resistance heating element include tungsten, tungsten carbide, molybdenum, molybdenum carbide, tantalum, and platinum.

・抵抗発熱体としては、主面に沿った同一平面に、複数配置されている構成を採用できる。
・開口部としては、開口端から抵抗発熱体に光を照射できるように延びる開口部が挙げられる。つまり、開口部としては、主面と垂直な方向に延びる開口部が挙げられる。
-As the resistance heating element, a configuration in which a plurality of resistance heating elements are arranged on the same plane along the main surface can be adopted.
-The opening includes an opening extending from the opening end so that the resistance heating element can be irradiated with light. That is, examples of the opening include an opening extending in a direction perpendicular to the main surface.

・セラミックスおよび樹脂の少なくとも1種からなる封止材は、セラミックスからなる封止材、樹脂からなる封止材、セラミックスおよび樹脂からなる封止材を示している。
ここで、セラミックスとしては、前記セラミックス基板と同様な種類の材料やそれ以外の各種の材料が挙げられる。但し、封止材の熱伝導率は、セラミックス基板の熱伝導率と同じまたはセラミックス基板の熱伝導率より大であるので、その条件を満たす種類や成分を採用する。
-The encapsulant made of at least one of ceramics and resin indicates a encapsulant made of ceramics, a encapsulant made of resin, and an encapsulant made of ceramics and resin.
Here, examples of the ceramics include materials of the same type as the ceramic substrate and various other materials. However, since the thermal conductivity of the encapsulant is the same as the thermal conductivity of the ceramic substrate or larger than the thermal conductivity of the ceramic substrate, a type or component satisfying the conditions is adopted.

このセラミックスとしては、酸化アルミニウム(アルミナ)、窒化アルミニウム、酸化イットリウム(イットリア)などを採用できる。また、樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド(PPS)などを採用できる。 As the ceramics, aluminum oxide (alumina), aluminum nitride, yttrium oxide (itria) and the like can be adopted. Further, as the resin, polyphenylene sulfide (PPS) or the like can be adopted.

ここで、セラミックスおよび樹脂の少なくとも1種からなるの「からなる」とは、セラミックスを主成分(50質量%以上)とする材料からなること、または、樹脂を主成分(59質量%以上)とする材料からなること、或いは、セラミックスと樹脂とを主成分(50質量%以上)とする材料からなることを意味している。 Here, "consisting of" consisting of at least one of ceramics and resin means that it is made of a material containing ceramics as a main component (50% by mass or more) or resin as a main component (59% by mass or more). It means that it is made of a material to be used, or is made of a material containing ceramics and a resin as main components (50% by mass or more).

・抵抗発熱体の抵抗値を調整する方法としては、周知の抵抗発熱体のトリミングの方法を採用できる。
例えば、レーザ光等によって、抵抗発熱体の一部を除去してもよい。例えば、抵抗発熱体の一部を切り欠いて線幅等を細くしたり、表面に溝等を設けて、抵抗値を調整(具体的には、抵抗値を高く)してもよい。なお、機械的に、抵抗発熱体の一部を除去してもよい。
-As a method of adjusting the resistance value of the resistance heating element, a well-known method of trimming the resistance heating element can be adopted.
For example, a part of the resistance heating element may be removed by a laser beam or the like. For example, a part of the resistance heating element may be cut out to narrow the line width or the like, or a groove or the like may be provided on the surface to adjust the resistance value (specifically, increase the resistance value). A part of the resistance heating element may be mechanically removed.

また、抵抗発熱体に並列に接続された複数の並列発熱部を設けておき、並列発熱部のいずれか(1又は複数)を切断することによって、抵抗値を調整してもよい。
・セラミックスグリーンシートとは、セラミックスを主成分とする材料をシート状に形成したもの(即ち焼成前のシート)である。
Further, the resistance value may be adjusted by providing a plurality of parallel heat generating portions connected in parallel to the resistance heating element and cutting any (one or a plurality) of the parallel heat generating portions.
-Ceramics green sheet is a sheet formed from a material containing ceramics as a main component (that is, a sheet before firing).

第1実施形態の静電チャックを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the electrostatic chuck of 1st Embodiment. 第1実施形態の静電チャックを厚み方向に破断しその一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the part of the electrostatic chuck of 1st Embodiment which was broken in the thickness direction. セラミックスヒータの加熱領域及び発熱体の配置を示す平面図である。It is a top view which shows the heating region of a ceramics heater and the arrangement of a heating element. (a)は静電チャックにおける発熱体及びその調整部と開口部(但し封止材を除く)とを重ねて示す平面図、(b)は静電チャックにおける図4(a)のA-A断面を示す断面図である。(A) is a plan view showing the heating element in the electrostatic chuck and its adjusting portion and the opening (excluding the sealing material) in an overlapping manner, and (b) is AA of FIG. 4 (a) in the electrostatic chuck. It is sectional drawing which shows the cross section. セラミックスヒータの製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of a ceramics heater. セラミックスヒータの製造方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing method of a ceramics heater. (a)は開口部に露出するトリミング前の調整部を示す平面図、(b)は開口部に露出するトリミングの調整部を示す平面図である。(A) is a plan view showing the adjustment part before trimming exposed to the opening, and (b) is a plan view showing the adjustment part of trimming exposed to the opening. (a)は第2実施形態のセラミックスヒータの抵抗値の調整方法を示す説明図、(b)はその変形例のセラミックスヒータの抵抗値の調整方法を示す説明図である。(A) is an explanatory diagram showing a method of adjusting the resistance value of the ceramic heater of the second embodiment, and (b) is an explanatory diagram showing a method of adjusting the resistance value of the ceramic heater of the modified example.

[1.第1実施形態]
ここでは、第1実施形態として、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。
[1. First Embodiment]
Here, as the first embodiment, for example, an electrostatic chuck capable of adsorbing and holding a semiconductor wafer will be taken as an example.

[1-1.構成]
まず、第1実施形態の静電チャックの構造について説明する。
図1に示す様に、本第1実施形態の静電チャック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、セラミックスヒータ5と冷却基板7とが積層されて接着剤層9により接合されたものである。
[1-1. Constitution]
First, the structure of the electrostatic chuck of the first embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, the electrostatic chuck 1 of the first embodiment is a device for adsorbing a semiconductor wafer 3 which is a workpiece on the upper side of FIG. 1, and a ceramic heater 5 and a cooling substrate 7 are laminated. It is joined by the adhesive layer 9.

なお、セラミックスヒータ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、冷却基板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: suction 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 cooling substrate 7 is the third main surface C, and the lower surface is the fourth main surface D.

このうち、セラミックスヒータ5は、円盤形状であり、吸着用電極11や発熱部13等を備えたセラミックス基板17から構成されている。
冷却基板7は、セラミックスヒータ5より大径の円盤形状の金属ベースであり、セラミックスヒータ5と同軸に接合されている。この冷却基板7には、セラミックス基板17(従って半導体ウェハ3)を冷却するために、冷却用流体(冷媒)が流される流路(冷却路)19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。
Of these, the ceramic heater 5 has a disk shape and is composed of a ceramic substrate 17 provided with an adsorption electrode 11 and a heat generating portion 13.
The cooling substrate 7 is a disk-shaped metal base having a diameter larger than that of the ceramic heater 5, and is coaxially joined to the ceramic heater 5. The cooling substrate 7 is provided with a flow path (cooling passage) 19 through which a cooling fluid (refrigerant) flows in order to cool the ceramic substrate 17 (hence, the semiconductor wafer 3). As the cooling fluid, for example, a cooling liquid such as a fluoride liquid or pure water can be used.

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21等が、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21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。 Further, the electrostatic chuck 1 is provided with lift pin holes 21 or the like into which lift pins (not shown) are inserted at a plurality of locations so as to penetrate the electrostatic chuck 1 in the thickness direction. The lift pin hole 21 is also used as a flow path (cooling gas hole) for cooling gas supplied to the first main surface A side for cooling the semiconductor wafer 3.

なお、リフトピン孔21とは別に、冷却用ガス孔(図示せず)を設けてもよい。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。
次に、静電チャック1の各構成について、図2に基づいて詳細に説明する。
<セラミックヒータ>
図2に模式的に示すように、セラミックスヒータ5(従ってセラミックス基板17)は、その第2主面B側が、例えばシリコーンからなる接着剤層9により、冷却基板7の第3主面C側に接合されている。
A cooling gas hole (not shown) may be provided separately from the lift pin hole 21. As the cooling gas, for example, an inert gas such as helium gas or nitrogen gas can be used.
Next, each configuration of the electrostatic chuck 1 will be described in detail with reference to FIG.
<Ceramic heater>
As schematically shown in FIG. 2, the ceramic heater 5 (hence, the ceramic substrate 17) has its second main surface B side on the third main surface C side of the cooling substrate 7 by, for example, an adhesive layer 9 made of silicone. It is joined.

このセラミックス基板17は、複数のセラミックス層(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 ceramic substrate 17 is a laminated body of a plurality of ceramic layers (not shown), and is an alumina-based sintered body containing alumina as a main component. The alumina-based sintered body is an insulator (dielectric material).

セラミックス基板17の内部には、図2の上方より、吸着用電極11、複数の発熱体25からなる発熱部13等が配置されている。
また、後述するように、各発熱体25から第2主面Bに到るように、それぞれ開口部27が設けられており、各開口部27にはそれぞれ封止材29が配置されている。
Inside the ceramic substrate 17, from above FIG. 2, an adsorption electrode 11, a heating element 13 including a plurality of heating elements 25, and the like are arranged.
Further, as will be described later, openings 27 are provided so as to reach the second main surface B from each heating element 25, and a sealing material 29 is arranged in each opening 27.

さらに、後述するように、セラミックス基板17は、厚み方向から見た平面視で、複数の加熱ゾーンKZ(図3参照)に区分されており、各加熱ゾーンKZに、それぞれ発熱体25が配置されている。つまり、セラミックス基板17は、平面視で、複数の発熱体25が配置された構成となっている。なお、複数の発熱体25は同一平面に配置されている。 Further, as will be described later, the ceramic substrate 17 is divided into a plurality of heating zones KZ (see FIG. 3) in a plan view from the thickness direction, and a heating element 25 is arranged in each heating zone KZ. ing. That is, the ceramic substrate 17 has a configuration in which a plurality of heating elements 25 are arranged in a plan view. The plurality of heating elements 25 are arranged on the same plane.

そして、各発熱体25は、それぞれ給電用端子31に対して電気的に接続されている。
つまり、各発熱体25は、独自に温度制御が可能なように、各発熱体25の両端(一対の端部25a、25b)が、それぞれ配線部33を介して、セラミックス基板17の一方の側(即ち第2主面B側)にて、各一対の給電用端子31に電気的に接続されている。
Each heating element 25 is electrically connected to the power feeding terminal 31.
That is, each heating element 25 has both ends (a pair of end portions 25a and 25b) of each heating element 25 on one side of the ceramic substrate 17 via the wiring portion 33 so that the temperature can be controlled independently. (That is, on the second main surface B side), it is electrically connected to each pair of power feeding terminals 31.

この配線部33は、発熱体25に給電する構成として、図2の上下方向(厚み方向)に延びるビア35、厚み方向と垂直の平面方向に延びる内部配線層37、端子パッド39等を備えており、その端子パッド39に給電用端子31が接続されている。なお、配線部33は、例えばタングステンからなる。 The wiring portion 33 includes a via 35 extending in the vertical direction (thickness direction) of FIG. 2, an internal wiring layer 37 extending in a plane direction perpendicular to the thickness direction, a terminal pad 39, and the like as a configuration for supplying power to the heating element 25. A power supply terminal 31 is connected to the terminal pad 39. The wiring portion 33 is made of, for example, tungsten.

また、吸着用電極11は、電圧を印加する周知の電極用端子(図示せず)に電気的に接続されている。
<冷却基板>
冷却基板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。冷却基板7には、前記冷却路19やリフトピン孔21以外に、前記電極用端子、給電用端子31が配置される貫通孔である貫通部41がそれぞれ形成されている。
Further, the adsorption electrode 11 is electrically connected to a well-known electrode terminal (not shown) to which a voltage is applied.
<Cooling board>
The cooling substrate 7 is made of metal made of aluminum or an aluminum alloy. In addition to the cooling passage 19 and the lift pin hole 21, the cooling substrate 7 is formed with a through portion 41 which is a through hole in which the electrode terminal and the power supply terminal 31 are arranged.

なお、静電チャック1の第4主面D側には、給電用端子31を収容するために、第4主面Dからセラミックスヒータ5の内部に到るような内部孔43が複数設けられており、冷却基板7の貫通部41は、この内部孔43の一部を構成している。 In addition, on the fourth main surface D side of the electrostatic chuck 1, a plurality of internal holes 43 are provided so as to reach the inside of the ceramic heater 5 from the fourth main surface D in order to accommodate the power feeding terminal 31. The through portion 41 of the cooling substrate 7 constitutes a part of the internal hole 43.

また、電極用端子や給電用端子31を収容する内部孔43には、電気絶縁性を有する絶縁筒45が配置されている。
<吸着用電極>
吸着用電極11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11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。
Further, an insulating cylinder 45 having electrical insulation is arranged in the internal hole 43 accommodating the electrode terminal and the power feeding terminal 31.
<Adsorption electrode>
The adsorption electrode 11 is composed of, for example, an electrode having a circular planar shape. When the electrostatic chuck 1 is used, a high DC voltage is applied to the adsorption electrode 11, whereby an electrostatic attraction force (adsorption force) for adsorbing the semiconductor wafer 3 is generated, and this adsorption force is generated. It is used to adsorb and fix the semiconductor wafer 3.

なお、吸着用電極11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11は、例えばタングステン等の導電材料からなる。 In addition to this, various well-known configurations (unipolar or bipolar electrodes, etc.) can be adopted for the adsorption electrode 11. The adsorption electrode 11 is made of a conductive material such as tungsten.

[1-2.発熱体の構成]
<発熱体の配置>
まず、発熱体25の平面方向の配置状態について説明する。
[1-2. Configuration of heating element]
<Arrangement of heating element>
First, the arrangement state of the heating element 25 in the plane direction will be described.

図3に示すように、セラミックス基板17(従ってセラミックスヒータ5)には、平面視で、複数の加熱ゾーンKZが設定されており、各加熱ゾーンKZには、各加熱ゾーンKZの温度を独立して調節できるように、前記発熱体25が1つずつ配置されている。なお、発熱体25の平面形状は模式的に示してある。 As shown in FIG. 3, a plurality of heating zones KZ are set in the ceramic substrate 17 (hence, the ceramic heater 5) in a plan view, and the temperature of each heating zone KZ is independently set in each heating zone KZ. The heating elements 25 are arranged one by one so that they can be adjusted. The planar shape of the heating element 25 is schematically shown.

また、加熱ゾーンKZの数は、例えば100以上の範囲の例えば200であるが、図3では、簡略化して示してある(即ち加熱ゾーンKZの数は少なく表示してある)。なお、発熱体25は、電圧が印加されて電流が流れると発熱する金属材料(タングステン等)からなる抵抗発熱体である。 Further, the number of heating zones KZ is, for example, 200 in the range of 100 or more, but is shown in a simplified manner in FIG. 3 (that is, the number of heating zones KZ is displayed in a small number). The heating element 25 is a resistance heating element made of a metal material (tungsten or the like) that generates heat when a voltage is applied and a current flows.

<発熱体、開口部、封止材の構成>
次に、発熱体25と開口部27と封止材29の構成について説明する。
図4に示すように、セラミックスヒータ5を第2主面B側から見た平面視で、発熱体25は、所定幅の線状部(即ち発熱する部分である発熱部)51と、線状部51に電力を供給するためのパッドである両端の円形の端部(即ち発熱体用端子パッド)53と、から構成されている。また、線状部51は、端部53と反対側にて複数回蛇行した蛇行部55と、蛇行部55の両端と各端部53とを接続する各リード部57とから構成されている。
<Structure of heating element, opening, sealing material>
Next, the configuration of the heating element 25, the opening 27, and the sealing material 29 will be described.
As shown in FIG. 4, when the ceramic heater 5 is viewed from the second main surface B side in a plan view, the heating element 25 has a linear portion (that is, a heating portion that generates heat) 51 having a predetermined width and a linear portion. It is composed of circular ends (that is, terminal pads for heating elements) 53 at both ends, which are pads for supplying electric power to the portion 51. Further, the linear portion 51 is composed of a meandering portion 55 meandering a plurality of times on the side opposite to the end portion 53, and each lead portion 57 connecting both ends of the meandering portion 55 and each end portion 53.

特に本実施形態では、各リード部57には、他の線状部51より幅が広くされた線状部分である矩形状の調整部59が設けられている。
なお、図4(a)では、後述する発熱体25の抵抗値の調整前の調整部59を表示している。
In particular, in the present embodiment, each lead portion 57 is provided with a rectangular adjusting portion 59 which is a linear portion having a width wider than that of the other linear portions 51.
Note that FIG. 4A shows an adjusting unit 59 before adjusting the resistance value of the heating element 25, which will be described later.

また、セラミックスヒータ5には、第2主面Bから発熱体25に到るように(即ち厚み方向に沿って)、平面視で、調整部59を内側に含むように、調整部59より外周の大きな(即ち縦横の寸法の大きな)開口部27が設けられている。 Further, the ceramic heater 5 has an outer periphery from the adjusting portion 59 so as to reach the heating element 25 from the second main surface B (that is, along the thickness direction) and to include the adjusting portion 59 inside in a plan view. A large opening 27 (that is, a large vertical and horizontal dimension) is provided.

そして、図4(b)に示すように、各開口部27には、各開口部27を封止するように、開口部27の内部の形状と同様な形状の封止材29が嵌め込まれている。例えば開口部27が四角柱の形状の空間である場合には、封止材29も四角柱である(但し、開口部27よりも僅かに小さい形状である)。 Then, as shown in FIG. 4B, a sealing material 29 having the same shape as the inside of the opening 27 is fitted into each opening 27 so as to seal each opening 27. There is. For example, when the opening 27 is a space in the shape of a quadrangular prism, the sealing material 29 is also a quadrangular prism (however, the shape is slightly smaller than that of the opening 27).

この封止材29は、セラミックス基板17を構成するセラミックス等の材料(例えばアルミナを主成分とする材料)の熱伝導率と同じまたはそのセラミックス等の材料の熱伝導率より熱伝導率が大きく、かつ、セラミックスおよび樹脂の少なくとも1種からなるものである。具体的には、封止材29は、例えばアルミナまたはプラスチックからなる。詳しくは、例えば封止材29の材料としては、セラミックス基板17と同じ組成のセラミックス等の材料を用いることができる。 The encapsulant 29 has the same thermal conductivity as that of a material such as ceramics (for example, a material containing alumina as a main component) constituting the ceramic substrate 17, or has a larger thermal conductivity than the thermal conductivity of the material such as ceramics. Moreover, it is composed of at least one of ceramics and resin. Specifically, the encapsulant 29 is made of, for example, alumina or plastic. Specifically, for example, as the material of the sealing material 29, a material such as ceramics having the same composition as that of the ceramic substrate 17 can be used.

なお、後述するように、開口部29にバルクである封止材29を嵌め込む方法以外に、溶射等によって封止材29の材料を充填し、その後固化するようにしてもよい。
この封止材29は、その先端(図4(b)の上端)が開口部27に露出する発熱体25(詳しくは調整部59)に接触しており、その後端が、第2主面Bに達している。
As will be described later, in addition to the method of fitting the bulk sealing material 29 into the opening 29, the material of the sealing material 29 may be filled by thermal spraying or the like and then solidified.
The sealing material 29 is in contact with a heating element 25 (specifically, an adjusting portion 59) whose tip (upper end of FIG. 4B) is exposed to the opening 27, and the rear end thereof is the second main surface B. Has reached.

[1-3.製造方法]
<セラミックスヒータの製造工程の概要>
まず、図5及び図6に基づいて、セラミックスヒータ5の製造工程の概略について説明する。
[1-3. Production method]
<Overview of the manufacturing process of ceramic heaters>
First, the outline of the manufacturing process of the ceramic heater 5 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

(第1工程)
まず、図6(a)に示すように、第1のセラミックスグリーンシート71aと、第1のセラミックスグリーンシートに積層する第2のセラミックスグリーンシート71bと、を作製する。なお、第1、第2のセラミックスグリーンシート71a、71bは、別体のセラミックスグリーンシートを示すものであり、それより多数のセラミックスグリーンシートを用いて積層してもよい。
(First step)
First, as shown in FIG. 6A, a first ceramic green sheet 71a and a second ceramic green sheet 71b laminated on the first ceramic green sheet are produced. The first and second ceramic green sheets 71a and 71b indicate separate ceramic green sheets, and a larger number of ceramic green sheets may be used for laminating.

(第2工程)
次に、図6(b)に示すように、第1のセラミックスグリーンシート71aの表面に、発熱体25となる抵抗発熱体の材料からなる抵抗発熱体パターン26を形成する。
(Second step)
Next, as shown in FIG. 6B, a resistance heating element pattern 26 made of a material of the resistance heating element to be the heating element 25 is formed on the surface of the first ceramic green sheet 71a.

(第3工程)
次に、図6(c)に示すように、第2のセラミックスグリーンシート71bに、第1のセラミックスグリーンシート71a上の抵抗発熱体パターン26の位置に合わせて、詳しくは、調整部59となる調整パターン59aの位置に合わせて、開口部27となる貫通孔27aを形成する。
(Third step)
Next, as shown in FIG. 6 (c), the second ceramic green sheet 71b becomes the adjusting unit 59 in detail according to the position of the resistance heating element pattern 26 on the first ceramic green sheet 71a. A through hole 27a to be an opening 27 is formed in accordance with the position of the adjustment pattern 59a.

(第4工程)
次に、図6(d)に示すように、第1のセラミックスグリーンシート71a上に、抵抗発熱体パターン26の調整パターン59aの位置と貫通孔27aの位置とを合わせるようにして、第2のセラミックスグリーンシート71bを積層して、積層体73を形成する。
(4th step)
Next, as shown in FIG. 6D, the position of the adjustment pattern 59a of the resistance heating element pattern 26 and the position of the through hole 27a are aligned on the first ceramic green sheet 71a so that the second position is aligned. The ceramic green sheet 71b is laminated to form a laminated body 73.

(第5工程)
次に、図6(e)に示すように、積層体73を焼成して、発熱体25や開口部27を有するセラミックス基板17(従ってセラミックスヒータ5)を形成する。
(Fifth step)
Next, as shown in FIG. 6 (e), the laminated body 73 is fired to form a ceramic substrate 17 (hence, a ceramic heater 5) having a heating element 25 and an opening 27.

(第6工程)
次に、図6(f)に示すように、開口部27を有するセラミックス基板17に対し、開口部27を介して、レーザ光等によって、発熱体25(詳しくは調整部59)の一部を除去する加工を行って、発熱体25の抵抗値を調整する。
(6th step)
Next, as shown in FIG. 6 (f), a part of the heating element 25 (specifically, the adjusting unit 59) is attached to the ceramic substrate 17 having the opening 27 by means of a laser beam or the like through the opening 27. The resistance value of the heating element 25 is adjusted by performing the removing process.

(第7工程)
次に、図6(g)に示すように、抵抗値の調整後に、開口部27内に、セラミックス基板17の熱伝導率と同じまたはセラミックス基板17の熱伝導率より熱伝導率が大きく、かつ、セラミックスおよび樹脂の少なくとも1種からなる封止材29を配置する。
(7th step)
Next, as shown in FIG. 6 (g), after adjusting the resistance value, the thermal conductivity in the opening 27 is the same as the thermal conductivity of the ceramic substrate 17 or larger than the thermal conductivity of the ceramic substrate 17 and , A sealing material 29 made of at least one of ceramics and resin is arranged.

上述した第1~第7工程によって、発熱体25の抵抗値が調整されたセラミックスヒータ5が得られる。
<静電チャックの詳細な製造工程>
次に、本実施形態の静電チャック1の全体の製造工程について、その詳細な内容(実施例)を説明する。
By the above-mentioned first to seventh steps, the ceramic heater 5 whose resistance value of the heating element 25 is adjusted can be obtained.
<Detailed manufacturing process of electrostatic chuck>
Next, the detailed contents (examples) of the entire manufacturing process of the electrostatic chuck 1 of the present embodiment will be described.

(1)まず、セラミックス基板17の原料として、主成分であるAl:92重量%、MgO:1重量%、CaO:1重量%、SiO: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。 (1) First, as a raw material for the ceramic substrate 17, powders of Al 2O 3 : 92% by weight, MgO: 1% by weight, CaO: 1% by weight, and SiO 2 : 6% by weight, which are the main components, are mixed. , Wet pulverize in a ball mill for 50 to 80 hours, and then dehydrate and dry.

(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、各セラミックス層となる各アルミナグリーンシートを形成する。なお、このアルミナグリーンシートが、第1、第2のセラミックグリーンシート71a、71bに該当する。
(2) Next, a solvent or the like is added to this powder and mixed with a ball mill to form a slurry.
(3) Next, this slurry is defoamed under reduced pressure and then poured out into a flat plate and slowly cooled to dissipate the solvent to form each alumina green sheet to be each ceramic layer. The alumina green sheet corresponds to the first and second ceramic green sheets 71a and 71b.

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21や開口部27等となる空間(例えば貫通孔27a)、各ビア35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, for each alumina green sheet, a space (for example, a through hole 27a) serving as a lift pin hole 21 or an opening 27 and a through hole serving as each via 35 are opened at necessary locations.
(4) Further, tungsten powder is mixed with the raw material powder for the alumina green sheet to form a slurry, which is used as a metallized ink.

(5)そして、吸着用電極11、発熱体25、内部配線層37、端子パッド39等を形成するために、前記メタライズインクを用いて、吸着用電極11、発熱体25、内部配線層37、端子パッド39等の形成箇所に対応した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(例えば抵抗発熱体パターン26)を印刷する。なお、各ビア35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 adsorption electrode 11, the heating element 25, the internal wiring layer 37, the terminal pad 39, etc., the metallizing ink is used to use the metallizing ink to form the adsorption electrode 11, the heating element 25, the internal wiring layer 37, and the like. Each pattern (for example, a resistance heating element pattern 26) is printed on an alumina green sheet corresponding to the formed portion of the terminal pad 39 or the like by a normal screen printing method. In addition, in order to form each via 35, the through holes are filled with metallized ink.

(6)次に、各アルミナグリーンシートを、リフトピン孔21や開口部27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、積層シート(即ち積層体73)を形成する。 (6) Next, each alumina green sheet is positioned and thermocompression bonded so that necessary spaces such as a lift pin hole 21 and an opening 27 are formed to form a laminated sheet (that is, a laminated body 73). ..

(7)次に、熱圧着した積層シート(即ち積層体73)を、所定の形状(即ち円板形状)にカットする。
(8)次に、カットした積層体73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、アルミナ質焼結体を作製する。
(7) Next, the thermocompression-bonded laminated sheet (that is, the laminated body 73) is cut into a predetermined shape (that is, a disk shape).
(8) Next, the cut laminate 73 is fired (mainly fired) in a reducing atmosphere in a range of 1400 to 1600 ° C. (for example, 1550 ° C.) for 5 hours to prepare an alumina-like sintered body.

(9)そして、焼成後に、アルミナ質焼結体に対して、例えば第1主面A側の加工など必要な加工を行って、セラミックス基板17を作製する。
(10)次に、セラミックス基板17の第2主面B上の端子パッド39に、端子金具(図示せず)をろう付けする。なお、この端子金具は、発熱体25の端部53と電気的に接続されている。
(9) Then, after firing, the alumina-based sintered body is subjected to necessary processing such as processing on the first main surface A side to produce a ceramic substrate 17.
(10) Next, a terminal fitting (not shown) is brazed to the terminal pad 39 on the second main surface B of the ceramic substrate 17. The terminal fitting is electrically connected to the end portion 53 of the heating element 25.

(11)次に、セラミックス基板17の開口部27を介して、後述するように発熱体25のトリミングを行って、発熱体25の抵抗値の調整を行う。
なお、トリミングは、前記焼成後であればよく、冷却基板7の接合後であってもよい。但し、冷却基板7の接合後にトリミングを行う場合には、冷却基板7にもトリミングが可能な貫通孔(即ち開口部27に連通する貫通孔)を設けておく必要がある。
(11) Next, the heating element 25 is trimmed through the opening 27 of the ceramic substrate 17 as described later to adjust the resistance value of the heating element 25.
The trimming may be performed after the firing, or may be performed after the cooling substrate 7 is joined. However, when trimming is performed after joining the cooling substrate 7, it is necessary to provide the cooling substrate 7 with a through hole (that is, a through hole communicating with the opening 27) capable of trimming.

(12)次に、トリミング後に、セラミックス基板17の開口部27に封止材29を嵌め込む。なお、封止材29は、開口部27の空間の形状となるように、予めセラミックス材料を焼成し、適宜表面を加工して作製しておく。 (12) Next, after trimming, the sealing material 29 is fitted into the opening 27 of the ceramic substrate 17. The sealing material 29 is manufactured by firing a ceramic material in advance so that the shape of the space of the opening 27 is formed, and appropriately processing the surface.

(13)これとは別に、冷却基板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冷却基板7を形成する。
(14)次に、冷却基板7とセラミックス基板17とを接合して一体化する。つまり、セラミックス基板17の開口部27側を冷却基板7で塞ぐようにして、冷却基板7とセラミックス基板17とを接合する。
(13) Separately, the cooling substrate 7 is manufactured. Specifically, the cooling substrate 7 is formed by cutting a metal plate or the like.
(14) Next, the cooling substrate 7 and the ceramic substrate 17 are joined and integrated. That is, the cooling substrate 7 and the ceramic substrate 17 are joined by closing the opening 27 side of the ceramic substrate 17 with the cooling substrate 7.

(15)次に、給電用端子31等を配置して、静電チャック1を完成する。
<発熱体の抵抗値の調整方法>
ここで、発熱体25の抵抗値の調整方法について、詳しく説明する。
(15) Next, the power feeding terminal 31 and the like are arranged to complete the electrostatic chuck 1.
<How to adjust the resistance value of the heating element>
Here, a method of adjusting the resistance value of the heating element 25 will be described in detail.

図7(a)に示すように、セラミックス基板17の開口部27には、発熱体25の調整部59が露出している。なお、開口部27の幅(同図左右方向の幅)は、トリミングを行う発熱体25の調整部59の幅よりも大である。 As shown in FIG. 7A, the adjusting portion 59 of the heating element 25 is exposed in the opening 27 of the ceramic substrate 17. The width of the opening 27 (the width in the left-right direction in the figure) is larger than the width of the adjusting portion 59 of the heating element 25 for trimming.

従って、図7(b)に示すように、開口部27を介して、例えばレーザ光を調整部59に照射して、調整部59の一部を除去することによって、発熱体25の抵抗値を調整する。例えば、調整部59の幅を狭くするように加工して、発熱体25の抵抗値を上昇させる。 Therefore, as shown in FIG. 7B, the resistance value of the heating element 25 is increased by, for example, irradiating the adjusting unit 59 with a laser beam through the opening 27 to remove a part of the adjusting unit 59. adjust. For example, the width of the adjusting portion 59 is processed to be narrowed to increase the resistance value of the heating element 25.

具体的には、どの程度幅を狭くすればどの程度発熱体25の抵抗値が上昇するかを、予め実験等によって調べておけば、どの程度幅を狭くすれば良いかが分かるので、最初は、その知見に基づいて、幅を狭くする。なお、最初は、過度に幅を狭くしないように、やや太めの幅にする。 Specifically, if you investigate in advance by experiments etc. how much the width should be narrowed to increase the resistance value of the heating element 25, you can know how narrow the width should be, so at first , Based on that finding, narrow the width. At first, make the width slightly thicker so as not to make it too narrow.

次に、その段階で、例えばテスターの端子を、発熱体25の両端の端部53に接続された端子金具に接触させて、発熱体25の抵抗値を測定する。その後、測定した抵抗値に応じて、僅かに幅を狭くして、再度抵抗値を測定する。このような作業を繰り返すことによって、抵抗値を目的とする値に精度良く調整することができる。 Next, at that stage, for example, the terminals of the tester are brought into contact with the terminal fittings connected to the ends 53 at both ends of the heating element 25, and the resistance value of the heating element 25 is measured. After that, the width is slightly narrowed according to the measured resistance value, and the resistance value is measured again. By repeating such work, the resistance value can be adjusted to the desired value with high accuracy.

[1-4.効果]
次に、第1実施形態の効果について説明する。
(1)本第1実施形態では、セラミックス基板17には、第2主面Bから発熱体25に到る開口部27が形成されているので、封止材29を配置する前においては、セラミックスヒータ5の外部から、開口部27を介して、発熱体25(詳しくは調整部59)の一部を除去すること等によって(即ちトリミングすることによって)、発熱体25の抵抗値を調整することができる。
[1-4. effect]
Next, the effect of the first embodiment will be described.
(1) In the first embodiment, since the ceramic substrate 17 is formed with an opening 27 extending from the second main surface B to the heating element 25, the ceramics are formed before the sealing material 29 is arranged. Adjusting the resistance value of the heating element 25 from the outside of the heater 5 by removing a part of the heating element 25 (specifically, the adjusting unit 59) from the outside through the opening 27 (that is, by trimming). Can be done.

つまり、開口部27を介して、例えばレーザ光を発熱体25に照射して、その調整部59の一部を除去することにより、発熱体25の抵抗値を精度良く調整することができる。
また、上述したトリミングを行った場合には、発熱体25全体の抵抗値が上昇するとともに、トリミングした残りの部分、即ちトリミングによって発熱体25の幅が狭くなった部分(即ちトリミング残部)の抵抗値が上昇する。そのため、通電の際には、トリミング残部の温度が他の部分の温度に比べて上昇し易くなる。
That is, the resistance value of the heating element 25 can be adjusted accurately by, for example, irradiating the heating element 25 with a laser beam through the opening 27 and removing a part of the adjusting unit 59.
Further, when the above-mentioned trimming is performed, the resistance value of the entire heating element 25 increases, and the resistance of the remaining trimmed portion, that is, the portion where the width of the heating element 25 is narrowed by the trimming (that is, the trimming remaining portion). The value goes up. Therefore, when energized, the temperature of the remaining trimming portion tends to rise as compared with the temperature of the other portions.

それに対して、本第1実施形態では、開口部27には、セラミックス基板17の熱伝導率と同じかセラミックス基板の熱伝導率より熱伝導率が大きく、かつ、セラミックスおよび樹脂の少なくとも1種からなる封止材29が配置されているので、発熱体25のトリミング残部の温度が上昇した場合でも、開口部27に配置された熱伝導率が高い封止材29によって、その部分の熱が速やかに他の箇所に伝導される(即ち熱引きされる)。 On the other hand, in the first embodiment, the opening 27 has the same thermal conductivity as that of the ceramic substrate 17, or has a larger thermal conductivity than the thermal conductivity of the ceramic substrate, and is made of at least one of ceramics and resin. Since the encapsulant 29 is arranged, even if the temperature of the trimming residue of the heating element 25 rises, the encapsulant 29 having a high thermal conductivity arranged in the opening 27 quickly heats the portion. Is conducted elsewhere (ie, heat drawn).

そのため、封止材29が配置された開口部27とその周囲の部分との温度差が小さくなる。つまり、トリミングを行った場合でも、セラミックスヒータ5の平面方向における温度分布が小さくなる(即ち均熱性が向上する)という効果がある。
また、本第1実施形態は、表面に発熱体が設けられたセラミックス基板と他のセラミックス基板とを、発熱体の全体を覆うように接着剤で接合するものではない。そのため、セラミックスヒータ5の使用中(例えばプラズマによる加工中)に、例えばプラズマによって接着剤が劣化することがないので、耐久性が高いという利点がある。
Therefore, the temperature difference between the opening 27 in which the sealing material 29 is arranged and the surrounding portion thereof becomes small. That is, even when trimming is performed, there is an effect that the temperature distribution of the ceramic heater 5 in the plane direction becomes small (that is, the soaking property is improved).
Further, in the first embodiment, the ceramic substrate provided with the heating element on the surface and another ceramic substrate are not joined by an adhesive so as to cover the entire heating element. Therefore, there is an advantage that the adhesive is not deteriorated by plasma during use of the ceramic heater 5 (for example, during processing by plasma), so that the durability is high.

(2)本第1実施形態では、発熱体25は、平面視で、所定の幅を有する線状部分(例えば調整部59)を有しており、開口部27の幅は、トリミングを行う線状部分の幅よりも大である。 (2) In the first embodiment, the heating element 25 has a linear portion (for example, an adjusting portion 59) having a predetermined width in a plan view, and the width of the opening 27 is a line for trimming. It is larger than the width of the shaped part.

そのため、発熱体25の線状部分の幅よりも大きい開口部27を介して、レーザ光等によって、発熱体25の抵抗値の調整を容易に行うことができる。
特に、開口部27内に、発熱体25の線状部分(即ち調整部59)の幅方向における全体を露出させている。そのため、どの部分をどの程度削除すればよいかなどの確認を容易に行うことができるので、トリミングの際の作業性が高いという利点がある。
Therefore, the resistance value of the heating element 25 can be easily adjusted by a laser beam or the like through the opening 27 which is larger than the width of the linear portion of the heating element 25.
In particular, the entire linear portion of the heating element 25 (that is, the adjusting portion 59) in the width direction is exposed in the opening 27. Therefore, it is possible to easily confirm which part should be deleted and how much, so that there is an advantage that workability at the time of trimming is high.

(3)本第1実施形態では、封止材29は、発熱体25に接触するとともに、開口部27の開口端に達するように配置されている。
つまり、封止材29は発熱体25に接触しているので、発熱体25のトリミング残部の温度が高くなった場合でも、その熱を速やかに周囲に伝導することができる。
(3) In the first embodiment, the sealing material 29 is arranged so as to come into contact with the heating element 25 and reach the opening end of the opening 27.
That is, since the sealing material 29 is in contact with the heating element 25, even if the temperature of the trimming balance of the heating element 25 becomes high, the heat can be quickly conducted to the surroundings.

しかも、封止材29は開口部27の開口端に達するように配置され、また、開口部27の開口端側に金属製の冷却基板7が配置されているので、トリミング部分の熱を速やかに冷却基板7側に伝導することができる。 Moreover, since the sealing material 29 is arranged so as to reach the opening end of the opening 27, and the metal cooling substrate 7 is arranged on the opening end side of the opening 27, the heat of the trimming portion is quickly dissipated. It can be conducted to the cooling substrate 7 side.

これにより、トリミングを行った場合でも、セラミックスヒータ5の平面方向における温度分布が一層小さくなるという効果がある。
(4)本第1実施形態では、前記第1~第7工程により、上述した優れた性能を有するセラミックスヒータ5(従って静電チャック1)を容易に製造することができる。
As a result, even when trimming is performed, there is an effect that the temperature distribution in the plane direction of the ceramic heater 5 becomes smaller.
(4) In the first embodiment, the ceramic heater 5 (hence, the electrostatic chuck 1) having the above-mentioned excellent performance can be easily manufactured by the first to seventh steps.

[1-5.文言の対応関係]
本第1実施形態の、セラミックス基板17、発熱体25、セラミックスヒータ5、開口部27、封止材29、調整部59、冷却基板7、静電チャック1、第1のセラミックスグリーンシート71a、第2のセラミックスグリーンシート71b、抵抗発熱体パターン26、貫通孔27a、積層体73は、それぞれ、本発明の、セラミックス基板、抵抗発熱体、セラミックスヒータ、開口部、封止材、線状部分、冷却基板、静電チャック、第1のセラミックスグリーンシート、第2のセラミックスグリーンシート、抵抗発熱体パターン、貫通孔、積層体の一例に相当する。
[2.第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明するが、第1実施形態と同様な内容については、説明を省略又は簡略化する。なお、第1実施形態と同様な構成については同じ番号を付す。
[1-5. Correspondence of words]
Ceramic substrate 17, heating element 25, ceramic heater 5, opening 27, sealing material 29, adjusting unit 59, cooling substrate 7, electrostatic chuck 1, first ceramics green sheet 71a, first embodiment of the first embodiment. The ceramic green sheet 71b, the resistance heating element pattern 26, the through hole 27a, and the laminated body 73 of No. 2 are the ceramic substrate, the resistance heating element, the ceramic heater, the opening, the sealing material, the linear portion, and the cooling, respectively, of the present invention. It corresponds to an example of a substrate, an electrostatic chuck, a first ceramic green sheet, a second ceramic green sheet, a resistance heating element pattern, a through hole, and a laminated body.
[2. Second Embodiment]
Next, the second embodiment will be described, but the same contents as those of the first embodiment will be omitted or simplified. The same number is assigned to the same configuration as that of the first embodiment.

本第2実施形態は、第1実施形態とは発熱体の抵抗値の調整方法が異なるので、本第2実施形態における発熱体の抵抗値の調整方法について説明する。
まず、本第2実施形態における発熱体の構成について説明する。
Since the method for adjusting the resistance value of the heating element is different from that of the first embodiment in the second embodiment, the method for adjusting the resistance value of the heating element in the second embodiment will be described.
First, the configuration of the heating element in the second embodiment will be described.

図8(a)に示すように、セラミックスヒータ5を第2主面B側から見た平面視で、発熱体81は、所定幅の線状部(即ち発熱部)83と線状部83の両端の円形の端部(即ち発熱体用端子パッド)85とから構成されている。また、線状部83は、端部85と反対側にて複数回蛇行した蛇行部87と、蛇行部87の両端と各端部85とを接続する各リード部89とから構成されている。 As shown in FIG. 8A, when the ceramic heater 5 is viewed from the second main surface B side in a plan view, the heating element 81 is a linear portion (that is, a heat generating portion) 83 having a predetermined width and a linear portion 83. It is composed of circular ends (that is, terminal pads for heating elements) 85 at both ends. Further, the linear portion 83 is composed of a meandering portion 87 meandering a plurality of times on the side opposite to the end portion 85, and each lead portion 89 connecting both ends of the meandering portion 87 and each end portion 85.

特に本第2実施形態では、蛇行部87には、第1並列部91と第2並列部93とが、一方の端部85側から他方の端部85側に向かって、順番に配列されている。即ち、第1並列部91と第2並列部93とは、電気的に直列に接続されている。 In particular, in the second embodiment, in the meandering portion 87, the first parallel portion 91 and the second parallel portion 93 are arranged in order from one end 85 side to the other end 85 side. There is. That is, the first parallel portion 91 and the second parallel portion 93 are electrically connected in series.

このうち、第1並列部91は、線状の第1並列発熱部101と線状の第2並列発熱部103とが、電気的に並列に接続されたものである。また、第2並列部93は、線状の第3並列発熱部105と線状の第4並列発熱部107とが、電気的に並列に接続されたものである。 Of these, in the first parallel section 91, the linear first parallel heating section 101 and the linear second parallel heating section 103 are electrically connected in parallel. Further, in the second parallel unit 93, the linear third parallel heat generating unit 105 and the linear fourth parallel heat generating unit 107 are electrically connected in parallel.

そして、セラミックスヒータ5には、第2主面Bから発熱体81の第1並列発熱部101に到るように(即ち厚み方向に沿って)、平面視で矩形状の第1開口部109が設けられている。この第1開口部109は、第1並列発熱部101の線幅(図8(a)の上下方向の寸法)よりも大きな開口寸法(図8(a)の上下方向の寸法)を有しており、トリミング前においては、第1開口部109には、第1並列発熱部101の全体(幅方向における全体)が露出している。 Then, in the ceramic heater 5, a first opening 109 having a rectangular shape in a plan view is provided so as to reach the first parallel heat generating portion 101 of the heating element 81 from the second main surface B (that is, along the thickness direction). It is provided. The first opening 109 has an opening dimension (vertical dimension in FIG. 8A) larger than the line width of the first parallel heat generating portion 101 (vertical dimension in FIG. 8A). Before trimming, the entire first parallel heat generating portion 101 (the entire width direction) is exposed in the first opening 109.

なお、第1開口部109の図8(a)の左右方向の寸法は、第1並列発熱部101の長手方向の寸法よりも小さく設定されている(以下、後述する他の第2~第4開口部111、113、115も同様である)。 The dimension in the left-right direction of FIG. 8A of the first opening 109 is set to be smaller than the dimension in the longitudinal direction of the first parallel heat generating portion 101 (hereinafter, other second to fourth described later). The same applies to the openings 111, 113, 115).

同様に、セラミックスヒータ5には、第2並列発熱部103が露出するような矩形状の第2開口部111が設けられている。この第2開口部111は、第2並列発熱部103の線幅よりも大きな開口寸法を有しており、トリミング前においては、第2開口部111には、第2並列発熱部103の全体(幅方向における全体)が露出している。 Similarly, the ceramic heater 5 is provided with a rectangular second opening 111 such that the second parallel heat generating portion 103 is exposed. The second opening 111 has an opening dimension larger than the line width of the second parallel heat generating portion 103, and before trimming, the second opening 111 has the entire second parallel heat generating portion 103 ( The whole in the width direction) is exposed.

同様に、セラミックスヒータ5には、第3並列発熱部105が露出するような矩形状の第3開口部113が設けられている。この第3開口部113は、第3並列発熱部105の線幅よりも大きな開口寸法を有しており、トリミング前においては、第3開口部113には、第3並列発熱部105の全体(幅方向における全体)が露出している。 Similarly, the ceramic heater 5 is provided with a rectangular third opening 113 so that the third parallel heat generating portion 105 is exposed. The third opening 113 has an opening dimension larger than the line width of the third parallel heat generating portion 105, and before trimming, the third opening 113 has the entire third parallel heat generating portion 105 ( The whole in the width direction) is exposed.

同様に、セラミックスヒータ5には、第4並列発熱部107が露出するような矩形状の第4開口部115が設けられている。この第4開口部115は、第4並列発熱部107の線幅よりも大きな開口寸法を有しており、トリミング前においては、第4開口部115には、第4並列発熱部107の全体(幅方向における全体)が露出している。 Similarly, the ceramic heater 5 is provided with a rectangular fourth opening 115 such that the fourth parallel heat generating portion 107 is exposed. The fourth opening 115 has an opening dimension larger than the line width of the fourth parallel heat generating portion 107, and before trimming, the fourth opening 115 has the entire fourth parallel heating portion 107 ( The whole in the width direction) is exposed.

従って、各開口部109~115を介して、例えばレーザ光を切断したい並列発熱部101~107に照射して、当該並列発熱部101~107を切断することによって、発熱体81の抵抗値を調整することができる。 Therefore, the resistance value of the heating element 81 is adjusted by, for example, irradiating the parallel heating elements 101 to 107 to which the laser light is to be cut through the openings 109 to 115 to cut the parallel heating elements 101 to 107. can do.

次に、第2実施形態の変形例について説明する。
第2実施形態では、各並列発熱部101~107毎にそれぞれ各開口部109~115を設けたが、図8(b)に示すように、複数の並列発熱部を1つの開口部で囲むように、開口部を設けてもよい。
Next, a modified example of the second embodiment will be described.
In the second embodiment, each opening 109 to 115 is provided for each parallel heat generating portion 101 to 107, but as shown in FIG. 8B, a plurality of parallel heat generating portions are surrounded by one opening. May be provided with an opening.

具体的には、第1、第2並列発熱部101、103を囲むように、第1開口部121を設け、第3、第4並列発熱部105、107を囲むように、第2開口部123を設けてもよい。
[3.他の実施形態]
尚、本発明は前記実施形態や実験例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。
Specifically, the first opening 121 is provided so as to surround the first and second parallel heat generating portions 101 and 103, and the second opening 123 is provided so as to surround the third and fourth parallel heat generating portions 105 and 107. May be provided.
[3. Other embodiments]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment or experimental example, and it goes without saying that the present invention can be carried out in various embodiments without departing from the present invention.

(1)セラミックス基板に配置される発熱体の数としては、1個又は複数個が挙げられる。
(2)1つの発熱体に対しては、1又は複数の開口部を設けてもよい。
(1) The number of heating elements arranged on the ceramic substrate may be one or more.
(2) One or more openings may be provided for one heating element.

(3)発熱体が複数ある場合に、それぞれ、各発熱体毎に開口部を設けることが好ましいが、いくつかの発熱体には開口部を設けないようにしてもよい。
(4)1又は複数の発熱体に応じて、開口部を複数設ける場合には、全ての開口部に封止材を配置することが好ましいが、封止材を配置しない開口部があってもよい。
(3) When there are a plurality of heating elements, it is preferable to provide an opening for each heating element, but some heating elements may not be provided with an opening.
(4) When a plurality of openings are provided according to one or a plurality of heating elements, it is preferable to arrange the sealing material in all the openings, but even if there is an opening in which the sealing material is not arranged. good.

(5)発熱体が複数ある場合に、それぞれ開口部を設けてそれぞれ封止材を配置するときには、各封止材の熱伝導率が異なっていてもよい、例えばトリミングの状態に応じて封止材の種類を選択できる。 (5) When there are a plurality of heating elements and each encapsulant is provided with an opening, the thermal conductivity of each encapsulant may be different, for example, the encapsulant is sealed according to the trimming state. You can select the type of material.

例えば、トリミングが多い場合(即ち発熱体を除去する量が多く、よってトリミング残部の温度が高くなる場合)には、熱伝導率が大きな封止材を用い、一方、トリミングがそれより少ない場合(即ち発熱体を除去する量が少なく、よってトリミング残部の温度上昇が小さい場合)、それより熱伝導率が小さな封止材を用いてもよい。 For example, if there is a lot of trimming (ie, if the amount of heating element removed is large and therefore the temperature of the rest of the trimming is high), a sealing material with high thermal conductivity is used, while less trimming (that is, if there is less trimming). That is, when the amount of removing the heating element is small, and therefore the temperature rise of the trimming residue is small), a sealing material having a smaller thermal conductivity may be used.

(6)封止材としては、固体のセラミックス部材、樹脂部材、セラミックスおよび樹脂からなる複合部材を採用できる。この場合には、開口部の孔形状に応じた封止材を作製しておき、トリミング後に、開口部に封止材を押し込むようにすればよい。 (6) As the sealing material, a solid ceramic member, a resin member, a composite member made of ceramics and a resin can be adopted. In this case, a sealing material corresponding to the hole shape of the opening may be prepared, and after trimming, the sealing material may be pushed into the opening.

なお、封止材の形状は、前記実施形態のような四角柱に限らず、多角柱や円柱など、セラミックス基板の一方から抵抗発熱体に到る形状であれば、形状は問わない。
また、固体のセラミックス部材や樹脂部材や複合部材の封止材と、例えばセメントや樹脂等のような流動性を有し封止後に固化する封止材とを併用してもよい。これにより、セラミックス部材や樹脂部材や複合部材の外形が開口部の形状と多少異なっていても、開口部内に隙間無く封止材を充填することができる。
The shape of the encapsulant is not limited to the square column as in the above embodiment, and may be any shape as long as it reaches the resistance heating element from one of the ceramic substrates such as a polygonal column and a cylinder.
Further, a sealing material for a solid ceramic member, a resin member, or a composite member may be used in combination with a sealing material having fluidity such as cement or resin and solidifying after sealing. As a result, even if the outer shape of the ceramic member, the resin member, or the composite member is slightly different from the shape of the opening, the sealing material can be filled in the opening without a gap.

或いは、固体のセラミック部材や樹脂部材や複合部材の封止材を用いずに、例えばセメントや樹脂等のような流動性を有し封止後に固化する封止材を用いてもよい。例えば流動性を有す材料を用いて、溶射等によって開口部を穴埋めし、その後固化させるようにして封止材としてもよい。 Alternatively, instead of using a solid ceramic member, a resin member, or a sealing material for a composite member, a sealing material having fluidity such as cement or resin and solidifying after sealing may be used. For example, a material having fluidity may be used to fill the opening by thermal spraying or the like, and then solidified to form a sealing material.

(7)なお、上記各実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を、省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。 (7) The function of one component in each of the above embodiments may be shared by a plurality of components, or the function of the plurality of components may be exerted by one component. Further, a part of the configuration of each of the above embodiments may be omitted. Further, at least a part of the configuration of each of the above embodiments may be added or substituted with respect to the configuration of another embodiment. It should be noted that all aspects included in the technical idea specified from the wording described in the claims are embodiments of the present invention.

1…静電チャック
5…セラミックスヒータ
7…冷却基板
17…セラミックス基板
25、81…発熱体
26…抵抗発熱体パターン
27、109、111、113、115、121、123…開口部
27a…貫通孔
29…封止材
59…調整部
63…積層体
71a…第1のセラミックスグリーンシート
71b…第2のセラミックスグリーンシート
101、103、105、107…並列発熱部
1 ... Electrostatic chuck 5 ... Ceramic heater 7 ... Cooling substrate 17 ... Ceramic substrate 25, 81 ... Heating element 26 ... Resistance heating element pattern 27, 109, 111, 113, 115, 121, 123 ... Opening 27a ... Through hole 29 ... Encapsulant 59 ... Adjustment part 63 ... Laminated body 71a ... First ceramic green sheet 71b ... Second ceramic green sheet 101, 103, 105, 107 ... Parallel heating element

Claims (5)

セラミックス基板の内部に、通電により発熱する抵抗発熱体が配置されたセラミックスヒータを備えた静電チャックの製造方法において、
前記セラミックス基板には、一方の主面から前記抵抗発熱体に到る開口部を有するとともに、前記開口部の内部には、前記セラミックス基板の熱伝導率と同じまたは前記セラミックス基板の熱伝導率より熱伝導率が大きく、かつ、セラミックスおよび樹脂の少なくとも1種からなる封止材が配置され、
前記抵抗発熱体は、前記セラミックス基板を厚み方向から見た平面視における前記開口部の範囲内に、抵抗値が調整された部分を有し、
前記セラミックス基板の前記開口部が形成された前記一方の主面側に、前記開口部を覆うように接合された冷却基板を備え、
前記封止材は、前記抵抗発熱体に接触するとともに、前記開口部の開口端に達するように配置され、且つ、前記セラミックス基板と前記冷却基板との間に設けられた接着剤層に到るように配置された、
前記静電チャック、を製造する前記静電チャックの製造方法であって、
前記開口部を有する前記セラミックス基板に対し、前記開口部を介して、前記抵抗発熱体の一部を除去する加工を行って、前記抵抗発熱体の抵抗値を調整する工程を有し、
前記開口部にて露出する前記抵抗発熱体の線幅を狭くするように、前記開口部を介して、前記抵抗発熱体の一部を除去する加工を行って、前記抵抗発熱体の抵抗値を調整する、
静電チャックの製造方法。
In a method for manufacturing an electrostatic chuck equipped with a ceramic heater in which a resistance heating element that generates heat by energization is arranged inside a ceramic substrate.
The ceramic substrate has an opening extending from one main surface to the resistance heating element, and the inside of the opening has the same thermal conductivity as the ceramic substrate or from the thermal conductivity of the ceramic substrate. A sealing material having high thermal conductivity and made of at least one of ceramics and resin is arranged.
The resistance heating element has a portion in which the resistance value is adjusted within the range of the opening in a plan view of the ceramic substrate from the thickness direction.
A cooling substrate joined so as to cover the opening is provided on the one main surface side of the ceramic substrate on which the opening is formed.
The encapsulant comes into contact with the resistance heating element, is arranged so as to reach the opening end of the opening, and reaches an adhesive layer provided between the ceramic substrate and the cooling substrate. Arranged like ,
A method for manufacturing the electrostatic chuck, wherein the electrostatic chuck is manufactured.
The ceramic substrate having the opening is processed to remove a part of the resistance heating element through the opening to adjust the resistance value of the resistance heating element.
A process is performed to remove a part of the resistance heating element through the opening so as to narrow the line width of the resistance heating element exposed at the opening, and the resistance value of the resistance heating element is determined. adjust,
Manufacturing method of electrostatic chuck.
前記抵抗発熱体は、前記セラミックス基板を厚み方向から見た平面視で、所定の幅を有する線状部分を有しており、前記開口部の幅は、前記線状部分の幅よりも大である、
請求項1に記載の静電チャックの製造方法
The resistance heating element has a linear portion having a predetermined width in a plan view of the ceramic substrate in the thickness direction, and the width of the opening is larger than the width of the linear portion. be,
The method for manufacturing an electrostatic chuck according to claim 1.
前記抵抗発熱体の一部を除去する加工を行う部分の幅を、予め前記抵抗発熱体の他の部分の幅よりも広くしておき、当該幅の広い部分の幅を狭くするように前記抵抗発熱体の一部を除去することによって、前記抵抗発熱体の抵抗値を調整する、
請求項1又は2に記載の静電チャックの製造方法。
The width of the portion to be processed to remove a part of the resistance heating element is set wider than the width of the other portion of the resistance heating element in advance, and the resistance is narrowed so as to narrow the width of the wide portion. The resistance value of the resistance heating element is adjusted by removing a part of the heating element.
The method for manufacturing an electrostatic chuck according to claim 1 or 2 .
前記抵抗値の調整後に、前記開口部内に、前記セラミックス基板の熱伝導率と同じまたは前記セラミックス基板の熱伝導率より熱伝導率が大きく、かつ、前記セラミックスおよび樹脂の少なくとも1種からなる封止材を配置する工程を有する、
請求項1~3のいずれか1項に記載の静電チャックの製造方法。
After adjusting the resistance value, the inside of the opening is sealed with at least one of the ceramics and the resin having the same thermal conductivity as the ceramic substrate or having a higher thermal conductivity than the thermal conductivity of the ceramics substrate. Has a process of arranging materials,
The method for manufacturing an electrostatic chuck according to any one of claims 1 to 3 .
第1のセラミックスグリーンシートと、該第1のセラミックスグリーンシートに積層する第2のセラミックスグリーンシートと、を作製する工程と、
前記第1のセラミックスグリーンシートの表面に、前記抵抗発熱体の材料からなる抵抗発熱体パターンを形成する工程と、
前記第2のセラミックスグリーンシートに、前記第1のセラミックスグリーンシート上の前記抵抗発熱体パターンの位置に合わせて、前記開口部となる貫通孔を形成する工程と、
前記第1のセラミックスグリーンシート上に、前記抵抗発熱体パターンの位置と前記貫通孔の位置とを合わせるようにして、前記第2のセラミックスグリーンシートを積層して、積層体を形成する工程と、
前記積層体を焼成して、前記開口部を有する前記セラミックス基板を形成する工程と、
を有する、
請求項1~4のいずれか1項に記載の静電チャックの製造方法。
A step of producing a first ceramic green sheet and a second ceramic green sheet laminated on the first ceramic green sheet.
A step of forming a resistance heating element pattern made of the material of the resistance heating element on the surface of the first ceramic green sheet, and a step of forming the resistance heating element pattern.
A step of forming a through hole as an opening in the second ceramic green sheet in accordance with the position of the resistance heating element pattern on the first ceramic green sheet.
A step of laminating the second ceramic green sheet on the first ceramic green sheet so that the position of the resistance heating element pattern and the position of the through hole are aligned with each other to form a laminated body.
The step of firing the laminate to form the ceramic substrate having the opening, and
Have,
The method for manufacturing an electrostatic chuck according to any one of claims 1 to 4 .
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020213368A1 (en) * 2019-04-16 2020-10-22 日本特殊陶業株式会社 Production method for holding device, production method for structure for holding devices, and holding device
JP7299756B2 (en) * 2019-05-24 2023-06-28 日本特殊陶業株式会社 holding device
JP2023537946A (en) * 2020-08-10 2023-09-06 ラム リサーチ コーポレーション Substrate support having a multi-layer structure including coupled heater zones with localized thermal control

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002083667A (en) 2000-07-06 2002-03-22 Ibiden Co Ltd Ceramic heater
JP2002328107A (en) 2001-04-27 2002-11-15 Kyocera Corp Ceramic chip heater, and element heating type sensor using the same
JP2003223971A (en) 2002-01-30 2003-08-08 Kyocera Corp Ceramic heater and wafer heating device and fixing device to use the same
JP2013247342A (en) 2012-05-29 2013-12-09 Shinko Electric Ind Co Ltd Electrostatic chuck and method of manufacturing electrostatic chuck

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS545239A (en) * 1977-06-14 1979-01-16 Ngk Spark Plug Co Ltd Ceramic heater of adjusted resistance
JPS6041663Y2 (en) * 1979-09-19 1985-12-18 日本特殊陶業株式会社 Ceramic heating element with adjusted resistance
JP4187208B2 (en) * 2004-01-09 2008-11-26 日本碍子株式会社 heater
JP6804828B2 (en) * 2015-04-20 2020-12-23 日本特殊陶業株式会社 Ceramic heater and electrostatic chuck
JP5891332B2 (en) * 2015-09-02 2016-03-22 新光電気工業株式会社 Electrostatic chuck

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002083667A (en) 2000-07-06 2002-03-22 Ibiden Co Ltd Ceramic heater
JP2002328107A (en) 2001-04-27 2002-11-15 Kyocera Corp Ceramic chip heater, and element heating type sensor using the same
JP2003223971A (en) 2002-01-30 2003-08-08 Kyocera Corp Ceramic heater and wafer heating device and fixing device to use the same
JP2013247342A (en) 2012-05-29 2013-12-09 Shinko Electric Ind Co Ltd Electrostatic chuck and method of manufacturing electrostatic chuck

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