JP7372224B2 - ウエハ載置台 - Google Patents

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Description

本発明は、ウエハ載置台に関する。
半導体製造装置においては、ウエハを加熱するためのセラミックヒータが採用されている。こうしたセラミックヒータとしては、特許文献１に開示されているように、内周側抵抗発熱体と外周側抵抗発熱体とが埋設されたセラミックプレートの裏面にセラミックシャフトが接合されたものが知られている。このセラミックヒータでは、抵抗発熱体ごとに給電部材を介して個別に電圧を印加することにより、各抵抗発熱体からの発熱を独立して制御することができる。
特開２００３－１３３１９５号公報
こうしたセラミックヒータにおいて、セラミックヒータを設置する設置台に設けられた給電部材の取付位置がセラミックプレートに設けられた給電部材の取付位置よりも密に設けられていることがあった。その場合、給電部材をセラミックシャフト内で曲げることになるが、セラミックヒータに埋設されたタブレットと給電部材との接合部に負荷（モーメント）がかかるため、接合部が外れる可能性があるという問題があった。この問題は、平面視したときに給電部材の取付位置とそれに対応するセラミックシャフトの取付位置とがずれている場合に起こり得る。また、給電部材としてケーブルを用いた構造もあるが、ケーブルは撓むことができるものの剛性がある程度高く、接合部の負荷は十分に低減できていないため、この問題を十分に解決できない。
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、ウエハ載置台において、プレート側取付位置にある端子から給電部材が外れるのを防止することを主目的とする。
本発明のウエハ載置台は、
ウエハ載置面を有するセラミックプレートと、
前記セラミックプレートに埋設された電極と、
前記セラミックプレートの前記ウエハ載置面とは反対側の面に設けられた中空のセラミックシャフトと、
前記セラミックシャフト内に配置され、前記電極の端子に接続され、電源からの電力を供給する給電部材と、
前記セラミックプレートのうち前記セラミックシャフトに囲まれた領域に、前記電極の端子に対応して設けられ、前記給電部材を取り付けるプレート側取付位置と、
前記セラミックシャフトの自由端側に、前記プレート側取付位置に対応し、平面視したときに前記プレート側取付位置とずれるように設けられ、前記給電部材を取り付ける電源側取付位置と、
を備え、
前記給電部材は、前記給電部材を前記電源側取付位置から前記プレート側取付位置へ強制的に方向変換させる方向変換部を有している、
ものである。
このウエハ載置台では、互いに対応するプレート側取付位置と電源側取付位置とは平面視したときにずれている。また、給電部材は、方向変換部を有している。方向変換部は、給電部材を電源側取付位置からプレート側取付位置へ強制的に方向変換させる。この方向変換部は、プレート側取付位置にある端子から給電部材が外れるような負荷（モーメント）が給電部材にかかるのを抑制する。したがって、端子から給電部材が外れるのを防止することができる。なお、電源側取付位置は、セラミックシャフトの自由端側に設けられていればよく、例えば、セラミックシャフトの自由端側に取り付けられた部材に設けられた穴でもよいし、そのような部材のない状態でセラミックシャフトの自由端側の空間に定められた位置でもよい。
本発明のウエハ載置台は、前記電極は、ヒータ電極を含む複数の電極であり、前記給電部材は、複数の前記電極のそれぞれの端子に接続するように複数設けられ、前記プレート側取付位置は、前記領域に前記複数の電極のそれぞれの端子に対応して複数設けられ、前記電源側取付位置は、複数の前記プレート側取付位置に対応して複数設けられ、複数の前記電源側取付位置のうちの少なくとも１つは、平面視したときに対応する前記プレート側取付位置とずれており、前記方向変換部は、複数の前記給電部材のうちずれている前記電源側取付位置と前記プレート側取付位置とに取り付けられる前記給電部材に備えられていてもよい。こうすれば、複数の給電部材のうち平面視したときにずれている電源側取付位置とプレート側取付位置とに取り付けられる給電部材が、端子から外れるのを防止することができる。
この場合、複数の前記電源側取付位置は、すべて、平面視したときに対応する前記プレート側取付位置とずれていてもよい。こうすれば、すべての給電部材が方向変換部によって強制的に方向変換された姿勢で保持される。また、前記給電部材は、前記セラミックプレート側にフランジを有していてもよい。給電部材のフランジは、例えば給電部材をプレート側取付位置に加圧接合又は加熱加圧接合するときに給電部材をプレート側取付位置へ押しつけるのに利用される。こうしたフランジの直径は、給電部材の直径よりも大きい。隣合う給電部材のフランジ同士は、絶縁を確保する必要があり、隣合うプレート側取付位置同士は、沿面放電が起こらないようにする必要がある。そのため、フランジを有する給電部材を用いる場合には、プレート側取付位置は電源側取付位置よりも疎（換言すれば電源側取付位置はプレート側取付位置よりも密）にする必要があり、平面視したときにプレート側取付位置と電源側取付位置とがずれやすい。したがって、本発明を適用するのに適している。なお、後述するように金属部品が本体部とケーブル保持部とを有している場合には、本体部とケーブル保持部との境界にフランジを有していてもよい。
本発明のウエハ載置台において、前記給電部材は、前記電極の端子に接合される金属部品と、前記金属部品に接合され前記金属部品から前記電源側取付位置に向かって延びるケーブルとを備え、前記金属部品が前記方向変換部を兼ねていてもよい。こうすれば、金属部品が方向変換部を兼ねているため、金属部品と方向変換部とを別々に設ける必要がない。金属部品は剛性が高く撓まない。ケーブルは、剛性はあるが撓むことのできる部材である。ケーブルは、金属部品に接合された端部とは反対側の端部にロッドを有していてもよく、そのロッドが電源側取付位置に取り付けられていてもよい。
こうしたウエハ載置台において、前記金属部品は、前記プレート側取付位置から前記セラミックシャフトの軸方向に沿って形成された本体部と、前記本体部に一体化され、前記電源側取付位置から前記セラミックシャフトの軸方向に沿って延びる前記ケーブルを強制的に斜めに曲げた姿勢で保持するケーブル保持部と、を備えていてもよい。
あるいは、前記金属部品は、前記プレート側取付位置から前記セラミックシャフトの軸方向に沿って形成された本体部と、前記本体部から前記セラミックシャフトの軸方向と直交する方向にずれた状態で前記本体部に一体化され、前記電源側取付位置から前記セラミックシャフトの軸方向に沿って延びる前記ケーブルをそのままの姿勢で保持するケーブル保持部と、を備えていてもよい。こうすれば、ケーブルを強制的に曲げる箇所がないため、プレート側取付位置にある端子から給電部材が外れるような負荷（モーメント）が給電部材にかからない。
本発明のウエハ載置台において、前記給電部材は、前記電極の端子にろう接されていてもよい。ろう接は、ネジなどの機械接合に比べて給電部材に負荷がかかったときに外れやすい。そのため、本発明を適用するのに適している。
セラミックヒータ１０の斜視図。 セラミックプレート２０の平面図。 セラミックヒータ１０の縦断面図。 各端子穴２３ａ，２４ａ，２７ａと各取付穴６１～６３との位置関係を示す概略平面図。 図３の部分拡大図。 図５のＡ視図。 押圧ジグ７０の断面図。 図３の部分拡大図。 ＲＦ給電部材３３の先端周辺を示す縦断面図。 第１給電部材８１の先端周辺を示す縦断面図。 図１０のＢ視図。 押圧ジグ９０の断面図。 第１給電部材１３１の先端周辺を示す縦断面図。 第１給電部材２３１の先端周辺を示す縦断面図。
本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。図１はセラミックヒータ１０の斜視図、図２はセラミックプレート２０の平面図、図３はセラミックヒータ１０の縦断面図（セラミックヒータ１０を中心軸を含む面で切断したときの断面図）、図４は各端子穴２３ａ，２４ａ，２７ａと各取付穴６１～６３との位置関係を示す概略平面図、図５は図３の部分拡大図（第１給電部材３１の先端周辺を示す縦断面図）、図６は図５のＡ視図、図７は押圧ジグ７０の断面図、図８は図３の部分拡大図（第２給電部材３２の先端周辺を示す縦断面図）、図９はＲＦ給電部材３３の先端周辺を示す縦断面図である。なお、図２では、ＲＦ電極２６やセラミックシャフト４０等を隠れ線で示すのを省略した。
セラミックヒータ１０は、本発明のウエハ載置台の一例である。このセラミックヒータ１０は、エッチングやＣＶＤなどの処理が施されるウエハＷを加熱するために用いられるものであり、図示しない真空チャンバ内に設置される。このセラミックヒータ１０は、ウエハ載置面２０ａを有する円盤状のセラミックプレート２０と、セラミックプレート２０のウエハ載置面２０ａとは反対側の面（裏面）２０ｂにセラミックプレート２０と同軸となるように接合された筒状のセラミックシャフト４０とを備えている。
セラミックプレート２０は、窒化アルミニウムやアルミナなどに代表されるセラミック材料からなる円盤状のプレートである。セラミックプレート２０の直径は、例えば３００ｍｍ程度である。セラミックプレート２０のウエハ載置面２０ａには、図示しないが細かな凹凸がエンボス加工により設けられている。セラミックプレート２０は、セラミックプレート２０と同心円の仮想境界２０ｃ（図２参照）によって内周側で小円形の第１ゾーンＺ１と外周側で円環状の第２ゾーンＺ２とに分けられている。仮想境界２０ｃの直径は、例えば２００ｍｍ程度である。セラミックプレート２０の第１ゾーンＺ１には第１ヒータ電極２１が埋設され、第２ゾーンＺ２には第２ヒータ電極２２が埋設されている。各ヒータ電極２１，２２は、ウエハ載置面２０ａに平行な同一平面上に設けられている。セラミックプレート２０には、ＲＦ電極２６（図３参照）も埋設されている。
セラミックプレート２０は、図２に示すように、複数のガス穴２８を備えている。ガス穴２８は、セラミックプレート２０の裏面２０ｂからウエハ載置面２０ａまで貫通しており、ウエハ載置面２０ａに設けられた凹凸とウエハ載置面２０ａに載置されるウエハＷとの間に生じる隙間にガスを供給する。この隙間に供給されたガスは、ウエハ載置面２０ａとウエハＷとの熱伝導を良好にする役割を果たす。また、セラミックプレート２０は、複数のリフトピン穴２９を備えている。リフトピン穴２９は、セラミックプレート２０の裏面２０ｂからウエハ載置面２０ａまで貫通しており、図示しないリフトピンが挿通される。リフトピンは、ウエハ載置面２０ａに載置されたウエハＷを持ち上げる役割を果たす。本実施形態では、リフトピン穴２９は、同一円周上に等間隔となるように３つ設けられている。
第１ヒータ電極２１は、抵抗発熱体を、図２に示すように、セラミックプレート２０の中央部（セラミックプレート２０の裏面２０ｂのうちセラミックシャフト４０で囲まれた領域）に配設された一対の第１端子２３，２３の一方から、一筆書きの要領で複数の折り返し部で折り返されつつ第１ゾーンＺ１のほぼ全域に配線されたあと、一対の第１端子２３，２３の他方に至るように配線したものである。第１ヒータ電極２１を構成する抵抗発熱体は、リフトピン穴２９を迂回するように設けられている。抵抗発熱体は、高融点金属又はその炭化物を主成分とする。高融点金属としては、例えば、タングステン、モリブデン、タンタル、白金、レニウム、ハフニウム及びこれらの合金などが挙げられる。高融点金属の炭化物としては、例えば炭化タングステンや炭化モリブデンなどが挙げられる。第１端子２３は、セラミックプレートの裏面２０ｂに設けられた第１端子穴２３ａの底面に露出している。第１端子２３は、抵抗発熱体と同じ材質で形成されている。第１給電部材３１の先端部は、第１端子穴２３ａに挿入されて第１端子２３にろう接されている。
第２ヒータ電極２２は、抵抗発熱体を、図２に示すように、セラミックプレート２０の中央部に配設された一対の第２端子２４，２４の一方から、一筆書きの要領で複数の折り返し部で折り返されつつ第２ゾーンＺ２のほぼ全域に配線されたあと一対の第２端子２４，２４の他方に至るように配線したものである。第２ヒータ電極２２を構成する抵抗発熱体は、ガス穴２８を迂回するように設けられている。抵抗発熱体は、高融点金属又はその炭化物を主成分とする。但し、第２端子２４，２４から第２ゾーンＺ２に至るまでの区間は高融点金属又はその炭化物のワイヤ線で形成されている。第２端子２４，２４は、セラミックプレートの裏面２０ｂにそれぞれ設けられた第２端子穴２４ａ，２４ａの底面に露出している。第２端子２４は、抵抗発熱体と同じ材質で形成されている。第２給電部材３２の先端部は、第２端子穴２４ａに挿入されて第２端子２４にろう接されている。
ＲＦ電極２６は、セラミックプレート２０よりもやや小径の円盤状の薄層電極であり、細い金属線を網状に編み込んでシート状にしたメッシュで形成されている。このＲＦ電極２６は、図３に示すように、セラミックプレート２０のうち第１及び第２ヒータ電極２１，２２とウエハ載置面２０ａとの間にウエハ載置面２０ａと実質的に平行になるように埋設されている。ＲＦ電極２６は、高融点金属又はその炭化物を主成分とする。ＲＦ電極２６のＲＦ端子２７は、セラミックプレート２０の裏面２０ｂに設けられたＲＦ端子穴２７ａの底面に露出している（図９参照）。ＲＦ端子２７は、ＲＦ電極２６と同じ材質で形成されている。ＲＦ給電部材３３の先端部は、ＲＦ端子穴２７ａに挿入されてＲＦ端子２７にろう接されている。
図４に示すように、隣合う第１端子穴２３ａ同士の間隔、隣合う第２端子穴２４ａ同士の間隔、隣合う第１端子穴２３ａと第２端子穴２４ａとの間隔、隣合うＲＦ端子穴２７ａと第１端子穴２３ａとの間隔及び隣合うＲＦ端子穴２７ａと第２端子穴２４ａとの間隔は、比較的広くなるように設定されている。２つの第１端子穴２３ａの中心と２つの第２端子穴２４ａの中心と１つのＲＦ端子穴２７ａの中心は、直径Ｄ１の円周Ｃ１上に配置されている。
セラミックシャフト４０は、セラミックプレート２０と同じく窒化アルミニウム、アルミナなどのセラミックで形成されている。セラミックシャフト４０の内径は、例えば４０ｍｍ程度、外径は例えば６０ｍｍ程度である。このセラミックシャフト４０は、上端がセラミックプレート２０に接合されている。セラミックシャフト４０の内部には、第１ヒータ電極２１の一対の第１端子２３，２３のそれぞれに接続される第１給電部材３１，３１や第２ヒータ電極２２の一対の第２端子２４，２４のそれぞれに接続される第２給電部材３２，３２やＲＦ端子２７に接続されるＲＦ給電部材３３が配置されている。第１給電部材３１，３１は図示しない第１電源に接続され、第２給電部材３２，３２は図示しない第２電源に接続され、ＲＦ給電部材３３は図示しないＲＦ電源に接続されている。そのため、第１ヒータ電極２１によって加熱される第１ゾーンＺ１と、第２ヒータ電極２２によって加熱される第２ゾーンＺ２とを個別に温度制御することができる。なお、各電源は設置台６０の外側に配置される。
セラミックシャフト４０は、図３に示すように、設置台６０に固定されている。具体的には、セラミックシャフト４０の自由端（下端）に設けたフランジ部４０ａが設置台６０にネジなどで機械的に固定されている。設置台６０の上面のうちセラミックシャフト４０で囲まれた領域には、第１給電部材３１が取り付けられる第１取付穴６１や第２給電部材３２が取り付けられる第２取付穴６２やＲＦ給電部材３３が取り付けられるＲＦ取付穴６３（図４参照）が設けられている。図４に示すように、２つの第１取付穴６１の中心と２つの第２取付穴６２の中心と１つのＲＦ取付穴６３の中心は、直径Ｄ２（＜Ｄ１）の円周Ｃ２上に配置されている。第１取付穴６１、６１と第２取付穴６２，６２とＲＦ取付穴６３は、第１端子穴２３ａ，２３ａと第２端子穴２４ａ，２４ａとＲＦ端子穴と比べて密に設けられている。具体的には、隣合う第１取付穴６１同士の間隔は隣合う第１端子穴２３ａ同士の間隔より狭く、隣合う第２取付穴６２同士の間隔は隣合う第２端子穴２４ａ同士の間隔より狭く、第１取付穴６１とその隣の第２取付穴６２との間隔は第１端子穴２３ａとその隣の第２端子穴２４ａとの間隔より狭い。また、ＲＦ取付穴６３とその隣の第１取付穴６１との間隔はＲＦ端子穴２７ａとその隣の第１端子穴２３ａとの間隔より狭く、ＲＦ取付穴６３とその隣の第２取付穴６２との間隔はＲＦ端子穴２７ａとその隣の第２端子穴２４ａとの間隔より狭い。
第１給電部材３１は、図５及び図６に示すように、金属部品３１ａとケーブル３１ｆとロッド３１ｇとを備えている。セラミックプレート２０の裏面２０ｂに設けられた第１端子穴２３ａには、金属製（例えばＮｉ製）の円筒部材２０ｄが嵌め込まれている。金属部品３１ａの先端は、円筒部材２０ｄに挿入された状態で第１端子２３にろう接されている。金属部品３１ａは、剛性が高く撓まない部品であり、緩衝部材３１ｂと耐酸化性導電部材３１ｃとを備えている。緩衝部材３１ｂは、金属部品３１ａの先端側に設けられている。緩衝部材３１ｂは、第１端子２３と耐酸化性導電部材３１ｃとの熱膨張差を緩和するために用いられる。緩衝部材３１ｂの材質としては、例えばコバールが挙げられる。耐酸化性導電部材３１ｃは、第１給電部材３１を第１端子２３にろう接するときに用いられるフランジ３１ｄと、ケーブル３１ｆを差し込み可能な差込穴３１ｅとを有している。耐酸化性導電部材３１ｃの材質としては、例えばニッケルが挙げられる。ケーブル３１ｆは、例えばニッケル製の金属細線の撚り線からなる、剛性はあるが撓むことのできる導線であり、差込穴３１ｅに差し込まれた状態で接合されている。ロッド３１ｇは、例えばニッケル棒であり、ケーブル３１ｆの下端に接合されている。金属部品３１ａのうちフランジ３１ｄよりもセラミックプレート２０側の部分（本体部３１ｐ）は、第１端子穴２３ａからセラミックシャフト４０の軸方向に沿ってまっすぐ延びている。金属部品３１ａのうちフランジ３１ｄよりも設置台６０側の部分（ケーブル保持部３１ｑ）は、差込穴３１ｅを有しており、その差込穴３１ｅと共に、フランジ３１ｄからセラミックシャフト４０の軸方向に対して斜め下向きに設けられている。そのため、ケーブル保持部３１ｑは、第１取付穴６１からセラミックシャフト４０の軸方向に沿って延びるケーブル３１ｆを強制的に斜めに曲げた姿勢で保持する。したがって、金属部品３１ａは、第１給電部材３１を第１取付穴６１から第１端子穴２３ａへ強制的に方向変換させる。
第１給電部材３１を第１端子２３に接合する際、金属部品３１ａの先端面と第１端子２３との間にろう材を配置した状態で加熱加圧接合を行う。加圧は、金属部品３１ａのフランジ３１ｄを、図７に示す断面Ｃ字の棒状の押圧ジグ７０を用いて第１端子２３に向かって押圧することにより行う。押圧ジグ７０による押圧は、金属部品３１ａのケーブル保持部３１ｑに押圧ジグ７０の切れ目から押圧ジグ７０を差し入れたあと、フランジ３１ｄと押圧ジグ７０とを当接させた状態で行う。
第２給電部材３２は、図８に示すように、金属部品３２ａとケーブル３２ｆとロッド３２ｇとを備えている。セラミックプレート２０の裏面２０ｂに設けられた第２端子穴２４ａには、金属製（例えばＮｉ製）の円筒部材２０ｅが嵌め込まれている。金属部品３２ａの先端は、円筒部材２０ｅに挿入された状態で第２端子２４にろう接されている。金属部品３２ａは、金属部品３１ａと同じ部品であるため、緩衝部材３２ｂ、耐酸化性導電部材３２ｃ、フランジ３２ｄ、差込穴３２ｅ、本体部３２ｐ及びケーブル保持部３２ｑの説明は省略する。ケーブル３２ｆ及びロッド３２ｇも、ケーブル３１ｆ及びロッド３１ｇと同じであるため、その説明を省略する。第２給電部材３２においても、ケーブル保持部３２ｑは、第２取付穴６２からセラミックシャフト４０の軸方向に沿って延びるケーブル３２ｆを強制的に斜めに曲げた姿勢で保持する。したがって、金属部品３２ａは、第２給電部材３２を第２取付穴６２から第２端子穴２４ａへ強制的に方向変換させる。なお、第２給電部材３２を第２端子２４に接合する手順は、第１給電部材３１を第１端子２３に接合する手順と同様であるため、その説明を省略する。
ＲＦ給電部材３３は、図９に示すように、金属部品３３ａとケーブル３３ｆとロッド３３ｇとを備えている。セラミックプレート２０の裏面２０ｂに設けられたＲＦ端子穴２７ａには、金属製（例えばＮｉ製）の円筒部材２０ｆが嵌め込まれている。金属部品３３ａの先端は、円筒部材２０ｆに挿入された状態でＲＦ端子２７にろう接されている。金属部品３３ａは、金属部品３１ａと同じ部品であるため、緩衝部材３３ｂ、耐酸化性導電部材３３ｃ、フランジ３３ｄ、差込穴３３ｅ、本体部３３ｐ及びケーブル保持部３３ｑの説明は省略する。但し、ＲＦ端子穴２７ａは第１端子穴２３ａよりも深いため、その分、本体部３３ｐは本体部３１ｐよりも長くなっている。ケーブル３３ｆ及びロッド３３ｇも、ケーブル３１ｆ及びロッド３１ｇと同じであるため、その説明を省略する。ＲＦ給電部材３３においても、ケーブル保持部３３ｑは、ＲＦ取付穴６３からセラミックシャフト４０の軸方向に沿って延びるケーブル３３ｆを強制的に斜めに曲げた姿勢で保持する。したがって、金属部品３３ａは、ＲＦ給電部材３３をＲＦ取付穴６３からＲＦ端子穴２７ａへ強制的に方向変換させる。なお、ＲＦ給電部材３３をＲＦ端子２７に接合する手順は、第１給電部材３１を第１端子２３に接合する手順と同様であるため、その説明を省略する。
第１給電部材３１が隣の第１給電部材３１と絶縁状態を維持するようにするには、両者のフランジ３１ｄ同士が絶縁状態を維持するようにする必要がある。また、第１端子穴２３ａ同士の間で沿面放電が起こらないようにする必要もある。そのため、第１端子穴２３ａ同士の間隔を比較的広くする必要がある。この点は、隣合う第２端子穴２４ａ同士、隣合う第１端子穴２３ａと第２端子穴２４ａ、隣合うＲＦ端子穴２７ａと第１端子穴２３ａ及び隣合うＲＦ端子穴２７ａと第２端子穴２４ａについても同様である。
第１給電部材３１は、電源側の第１取付穴６１から金属部品３１ａの斜めの差込穴３１ｅで強制的に方向変換されて第１端子穴２３ａに至る。すなわち、第１給電部材３１は、差込穴３１ｅの開口端において強制的に曲げられる。第２給電部材３２やＲＦ給電部材３３も、これと同様である。各給電部材３１～３３は、密に設けられた設置台６０の取付穴６１～６３から金属部品３１ａ～３３ａの差込穴３１ｅ～３３ｅの開口端において強制的に曲げられて疎に設けられたセラミックプレート２０の端子穴２３ａ，２４ａ，２７ａに至る。そのため、ケーブル３１ｆ～３３ｆを曲げることによって発生する力は、第１端子２３と第１給電部材３１との接合部や第２端子２４と第２給電部材３２との接合部やＲＦ端子２７とＲＦ給電部材３３との接合部にかかることはない（又はほとんどない）。
次に、セラミックヒータ１０の使用例について説明する。まず、図示しない真空チャンバ内の設置台６０にセラミックヒータ１０を設置し、ウエハ載置面２０ａの上方にスペースをあけて図示しないシャワーヘッドを配置する。また、ウエハ載置面２０ａにウエハＷを載置する。そして、図示しない内周側熱電対によって検出された第１ゾーンＺ１の温度が予め定められた内周側目標温度となるように、第１ヒータ電極２１に供給する電力を図示しない第１電源によって調整する。それと共に、図示しない外周側熱電対によって検出された第２ゾーンＺ２の温度が予め定められた外周側目標温度となるように、第２ヒータ電極２２に供給する電力を図示しない第２電源によって調整する。これにより、ウエハＷの温度が所望の温度になるように制御される。そして、真空チャンバ内を真空雰囲気もしくは減圧雰囲気になるように設定し、ＲＦ電極２６にＲＦ電源からＲＦ電力を供給する。これにより、シャワーヘッドとＲＦ電極２６とからなる平行平板電極間にプラズマが発生する。そのプラズマを利用してウエハＷにＣＶＤ成膜を施したりエッチングを施したりする。
ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係（一部）を説明する。本実施形態の第１ヒータ電極２１、第２ヒータ電極２２及びＲＦ電極２６が本発明の電極に相当する。また、第１給電部材３１、第２給電部材３２及びＲＦ給電部材３３が給電部材に相当し、第１端子穴２３ａ、第２端子穴２４ａ及びＲＦ端子穴２７ａがプレート側取付位置に相当し、第１取付穴６１、第２取付穴６２及びＲＦ取付穴６３が電源側取付位置に相当する。更に、金属部品３１ａ～３３ａのケーブル保持部３１ｑ～３３ｑが方向変換部に相当する。
以上説明した本実施形態のセラミックヒータ１０では、平面視したとき、図４に示すように、互いに対応する取付穴と端子穴（第１取付穴６１と第１端子穴２３ａ、第２取付穴６２と第２端子穴２４ａ、ＲＦ取付穴６３とＲＦ端子穴２７ａ）はずれている。ここでは、第１取付穴６１、第２取付穴６２及びＲＦ取付穴６３は第１端子穴２３ａ、第２端子穴２４ａ及びＲＦ端子穴２７ａよりも密に設けられている。また、第１給電部材３１、第２給電部材３２及びＲＦ給電部材３３は、それぞれ方向変換部を兼ねた金属部品３１ａ～３３ａを有している。金属部品３１ａは、第１給電部材３１を第１取付穴６１から第１端子穴２３ａへ強制的に方向変換させる。金属部品３２ａは、第２給電部材３２を第２取付穴６２から第２端子穴２４ａへ強制的に方向変換させる。金属部品３３ａは、ＲＦ給電部材３３をＲＦ取付穴６３からＲＦ端子穴２７ａへ強制的に方向変換させる。これらの金属部品３１ａ～３３ａは、各給電部材３１～３３が各端子２３，２４，２７から外れるような負荷（モーメント）が各給電部材３１～３３にかかるのを抑制する。したがって、各端子２３，２４，２７から各給電部材３１～３３が外れるのを防止することができる。
また、金属部品３１ａ～３３ａが方向変換部を兼ねているため、金属部品３１ａ～３３ａとは別に方向変換部を設ける必要がない。
更に、金属部品３１ａは、フランジ３１ｄを有している。このフランジ３１ｄは、第１給電部材３１を第１端子穴２３ａの第１端子２３に加圧接合又は加熱加圧接合するときに第１給電部材３１を端子２３へ押しつけるのに利用される。こうしたフランジ３１ｄの直径は、第１給電部材３１のケーブル３１ｆの直径よりも大きい。金属部品３２ａ，３３ａもこれと同様のフランジ３２ｄ，３３ｄを有する。第１～第３給電部材３１～３３のうち隣合うもののフランジ同士は、絶縁を確保する必要がある。そのため、セラミックプレート２０の第１端子穴２３ａ、第２端子穴２４ａ及びＲＦ端子穴２７ａは設置台６０の第１取付穴６１、第２取付穴６２及びＲＦ取付穴６３よりも疎にする必要があり、本発明を適用するのに適している。
なお、フランジの付いていない給電部材を用いる場合であっても、セラミックプレート２０の第１端子穴２３ａ、第２端子穴２４ａ及びＲＦ端子穴２７ａは設置台６０の第１取付穴６１、第２取付穴６２及びＲＦ取付穴６３よりも疎にするのが好ましい。セラミックシャフト４０内のうちセラミックプレート２０側の方が、設置台６０側に比べて高温になりやすく、気中放電が発生しやすいからである。
更にまた、第１給電部材３１、第２給電部材３２及びＲＦ給電部材３３は、それぞれ対応する第１端子２３ａ、第２端子２４ａ及びＲＦ端子２７ａにろう接されている。ろう接は、ネジなどの機械接合に比べて負荷がかかったときに外れやすい。そのため、本発明を適用するのに適している。
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
例えば、上述した実施形態で用いた第１給電部材３１の代わりに、図１０及び図１１に示す第１給電部材８１を用いてもよい。図１０は第１給電部材８１の先端周辺を示す縦断面図、図１１は図１０のＢ視図である。図１０において上述した実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付す。第１給電部材８１は、金属部品８１ａとケーブル８１ｆとを備えている。金属部品８１ａの先端は、円筒部材２０ｄに挿入された状態で第１端子２３にろう接されている。金属部品８１ａは、緩衝部材８１ｂと耐酸化性導電部材８１ｃとを備えている。緩衝部材８１ｂは、緩衝部材３１ｂと同じであるため、その説明を省略する。耐酸化性導電部材８１ｃは、第１給電部材８１を第１端子２３にろう接するときに用いられるフランジ８１ｄと、ケーブル８１ｆを差し込み可能な差込穴８１ｅとを有している。ケーブル８１ｆは、差込穴８１ｅに差し込まれた状態で接合されている。金属部品８１ａのうちフランジ８１ｄよりもセラミックプレート２０側の部分（本体部８１ｐ）は、本体部３１ｐと同様、第１端子穴２３ａからセラミックシャフト４０の軸方向に沿ってまっすぐ延びている。金属部品８１ａのうちフランジ８１ｄよりも設置台６０側の部分（ケーブル保持部８１ｑ）は、差込穴８１ｅを有しており、本体部８１ｐからセラミックシャフト４０の軸方向と直交する方向にずれた状態で本体部８１ｐに一体化されている。差込穴８１ｅの真下には、第１取付穴６１が位置している。ケーブル保持部８１ｑは、第１取付穴６１からセラミックシャフト４０の軸方向に沿って延びるケーブル８１ｆをそのままの姿勢で保持する。第１給電部材８１を第１端子２３に接合する際、金属部品８１ａの先端面と第１端子２３との間にろう材を配置した状態で加熱加圧接合を行う。加圧は、金属部品８１ａのフランジ８１ｄを、図１２に示す断面Ｃ字の棒状の押圧ジグ９０を用いて第１端子２３に向かって押圧することにより行う。この第１給電部材８１によれば、ケーブル８１ｆを強制的に曲げる箇所がないため、第１端子２３から第１給電部材８１が外れるような負荷（モーメント）が第１端子２３と第１給電部材８１との接合部にかかることはない。したがって、第１端子２３から第１給電部材８１が外れるのを防止することができる。上述した第２及び第３給電部材３２，３３も、第１給電部材８１と同じ構造としてもよい。
上述した実施形態において、第１給電部材３１の代わりに、図１３に示す第１給電部材１３１を用いてもよい。図１３は第１給電部材１３１の先端周辺を示す縦断面図である。図１３において上述した実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付す。第１給電部材１３１の金属部品１３１ａのうちケーブル保持部１３１ｑは、フランジ３１ｄからセラミックシャフト４０の軸方向に対して斜め下向きに設けられた傾斜部分１３１ｒと、傾斜部分１３１ｒの下端からセラミックシャフト４０の軸方向に沿って設けられた鉛直部分１３１ｓとを有している。つまり、ケーブル保持部１３１ｑは、折れ曲がっている。ケーブル保持部１３１ｑに設けられた差込穴１３１ｅも、ケーブル保持部１３１ｑと同様に折れ曲がっている。そのため、ケーブル保持部１３１ｑは、第１取付穴６１からセラミックシャフト４０の軸方向に沿って延びるケーブル３１ｆを強制的に斜めに曲げた姿勢で保持する。したがって、金属部品１３１ａは、第１給電部材１３１を第１取付穴６１から第１端子穴２３ａへ強制的に方向変換させる。この第１給電部材１３１によれば、ケーブル３１ｆの曲げによって発生する力はケーブル保持部１３１ｑにかかるため、第１端子２３から第１給電部材１３１が外れるような負荷（モーメント）が第１端子２３と第１給電部材１３１との接合部にかかることはない。したがって、第１端子２３から第１給電部材１３１が外れるのを防止することができる。上述した第２及び第３給電部材３２，３３も、第１給電部材１３１と同じ構造としてもよい。
上述した実施形態では、金属部品３１ａが方向変換部を兼ねる構造を採用したが、図１４に示す構造を採用してもよい。図１４において上述した実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付す。図１４では、金属部品２３１ａは方向変換部を兼ねず鉛直方向に延びる部品とし、鉛直方向に延びるケーブル２３１ｆの下端に接合されたロッド２３１ｇが第１給電部材２３１（ここではロッド２３１ｇ自身）を強制的に方向変換させる方向変換部を兼ねるようにしている。第２及び第３給電部材もこれと同様の構造を採用してもよい。
上述した実施形態では、第１給電部材３１につき、ケーブル３１ｆの下端にロッド３１ｇを接合したが、ロッド３１ｇの部分をケーブル３１ｆで形成してロッド３１ｇをなくしてもよいし、ケーブル３１ｆの部分をロッド３１ｇで形成してケーブル３１ｆをなくしてもよい。この点は、第２及び第３給電部材３２，３３も同様である。
上述した実施形態では、２つの第１端子穴２３ａの中心と２つの第２端子穴２４ａの中心と１つのＲＦ端子穴２７ａの中心は直径Ｄ１の円周Ｃ１上に配置され、２つの第１取付穴６１の中心と２つの第２取付穴６２の中心と１つのＲＦ取付穴６３の中心は直径Ｄ２（＜Ｄ１）の円周Ｃ２上に配置されていると説明したが、特にこれに限らない。互いに対応する端子穴と取付穴とが平面視したときにずれていれば、各端子穴の中心を同一円周上に配置しなくてもよいし、各取付穴の中心を同一円周上に配置しなくてもよい。あるいは、第１給電部材３１を取り付ける第１端子穴２３ａと第１取付穴６１とは平面視したときにずれているが、第２端子穴２３ｂと第２取付穴６２、ＲＦ端子穴２７ａとＲＦ取付穴６３は平面視したときにずれていなくてもよい。その場合、第１給電部材３１のみ金属部品３１ａ（方向変換部）で方向転換されるようにすればよい。
上述した実施形態において、セラミックプレート２０に静電電極を内蔵してもよい。その場合、ウエハ載置面２０ａにウエハＷを載置したあと静電電極に電圧を印加することによりウエハＷをウエハ載置面２０ａに静電吸着することができる。静電電極には、給電部材が取り付けられるが、この給電部材も電源側の取付穴（中心が図４の円周Ｃ２を通過するように設けられた穴）からセラミックプレート２０側の端子穴（中心が図４の円周Ｃ１を通過するように設けられた穴）へ強制的に方向変換させた姿勢で方向変換部に保持されるようにする。
上述した実施形態では、ＲＦ電極２６をＲＦ電源に接続したが、ＲＦ電極２６をグランドに接続し、図示しないシャワーヘッドをＲＦ電源に接続してもよい。また、上述した実施形において、ＲＦ電極２６を省略してもよい。
上述した実施形態では、第１及び第２ゾーンＺ１，Ｚ２はそれぞれ１つのゾーンとして説明したが、第１及び第２ゾーンＺ１，Ｚ２の少なくとも一方は複数の小ゾーンに分割されていてもよい。その場合、抵抗発熱体（ヒータ電極）は小ゾーンごとに独立して配線され、抵抗発熱体のそれぞれの両端に給電部材が取り付けられる。これらの給電部材も電源側の取付穴（中心が図４の円周Ｃ２を通過するように設けられた穴）からセラミックプレート２０側の端子穴（中心が図４の円周Ｃ１を通過するように設けられた穴）へ強制的に方向変換させた姿勢で方向変換部に保持されるようにする。
上述した実施形態では、方向変換部を兼ねた金属部品３１ａ～３３ａを例示したが、金属部品と方向変換部とを別部材としてもよい。
１０ セラミックヒータ、２０ セラミックプレート、２０ａ ウエハ載置面、２０ｂ 裏面、２０ｃ 仮想境界、２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ 円筒部材、２１ 第１ヒータ電極、２２ 第２ヒータ電極、２３ 第１端子、２３ａ 第１端子穴、２４ 第２端子、２４ａ 第２端子穴、２６ ＲＦ電極、２７ ＲＦ端子、２７ａ ＲＦ端子穴、２８ ガス穴、２９ リフトピン穴、３１ 第１給電部材、３１ａ 金属部品、３１ｂ 緩衝部材、３１ｃ 耐酸化性導電部材、３１ｄ フランジ、３１ｅ 差込口、３１ｆ ケーブル、３１ｇ ロッド、３１ｐ 本体部、３１ｑ ケーブル保持部、３２ 第２給電部材、３２ａ 金属部品、３２ｂ 緩衝部材、３２ｃ 耐酸化性導電部材、３２ｄ フランジ、３２ｅ 差込口、３２ｆ ケーブル、３２ｐ 本体部、３２ｑ ケーブル保持部、３３ ＲＦ給電部材、３３ａ 金属部品、３３ｂ 緩衝部材、３３ｃ 耐酸化性導電部材、３３ｄ フランジ、３３ｅ 差込口、３３ｆ ケーブル、３３ｐ 本体部、３３ｑ ケーブル保持部、４０ セラミックシャフト、４０ａ フランジ部、６０ 設置台、６１ 第１取付穴、６２ 第２取付穴、６３ ＲＦ取付穴、７０ 押圧ジグ、８１ 第１給電部材、８１ａ 金属部品、８１ｂ 緩衝部材、８１ｃ 耐酸化性導電部材、８１ｄ フランジ、８１ｅ 差込口、８１ｆ ケーブル、８１ｐ 本体部、８１ｑ ケーブル保持部、９０ 押圧ジグ、１３１ 第１給電部材、１３１ａ 金属部品、 １３１ｅ 差込穴、１３１ｑ ケーブル保持部、１３１ｒ 傾斜部分、１３１ｓ 鉛直部分、２３１ 第１給電部材、２３１ａ 金属部品、２３１ｆ ケーブル、２３１ｇ ロッド、Ｗ ウエハ、Ｚ１ 第１ゾーン、Ｚ２ 第２ゾーン。

Claims (7)

  1. ウエハ載置面を有するセラミックプレートと、
    前記セラミックプレートに埋設された電極と、
    前記セラミックプレートの前記ウエハ載置面とは反対側の面に設けられた中空のセラミックシャフトと、
    前記セラミックシャフト内に配置され、前記電極の端子に接続され、電源からの電力を供給する給電部材と、
    前記セラミックプレートのうち前記セラミックシャフトに囲まれた領域に、前記電極の端子に対応して設けられ、前記給電部材を取り付けるプレート側取付位置と、
    前記セラミックシャフトの自由端側に、前記プレート側取付位置に対応し、平面視したときに前記プレート側取付位置とずれるように設けられ、前記給電部材を取り付ける電源側取付位置と、
    を備え、
    前記給電部材は、前記給電部材を前記電源側取付位置から前記プレート側取付位置へ強制的に方向変換させる方向変換部を有し、
    前記給電部材は、前記電極の端子に接合される金属部品と、前記金属部品に接合され前記金属部品から前記電源側取付位置に向かって延びるケーブルとを備え、前記金属部品が前記方向変換部を兼ねており、
    前記金属部品は、前記セラミックプレートから離れた位置にフランジを有する、
    ウエハ載置台。
  2. 前記電極は、ヒータ電極を含む複数の電極であり、
    前記給電部材は、複数の前記電極のそれぞれの端子に接続するように複数設けられ、
    前記プレート側取付位置は、前記領域に前記複数の電極のそれぞれの端子に対応して複数設けられ、
    前記電源側取付位置は、複数の前記プレート側取付位置に対応して複数設けられ、複数の前記電源側取付位置のうちの少なくとも１つは、平面視したときに対応する前記プレート側取付位置とずれており、
    前記方向変換部は、複数の前記給電部材のうちずれている前記電源側取付位置と前記プレート側取付位置とに取り付けられる前記給電部材に備えられている、
    請求項１に記載のウエハ載置台。
  3. 複数の前記電源側取付位置は、すべて、平面視したときに対応する前記プレート側取付位置とずれている、
    請求項２に記載のウエハ載置台。
  4. 請求項１～３のいずれか１項に記載のウエハ載置台であって、
    前記プレート側取付位置に前記セラミックシャフトの軸方向に沿って設けられ、前記電極の端子を露出させる端子穴
    を備え、
    前記金属部品は、前記セラミックシャフトの軸方向に沿って形成された本体部を有し、前記本体部は、前記端子穴に挿入されて前記電極の端子に接合されている、
    ウエハ載置台。
  5. 前記金属部品は、
    前記プレート側取付位置から前記セラミックシャフトの軸方向に沿って形成された本体部と、
    前記本体部に一体化され、前記電源側取付位置から前記セラミックシャフトの軸方向に沿って延びる前記ケーブルを強制的に斜めに曲げた姿勢で保持するケーブル保持部と、
    を備える、請求項１～４のいずれか１項に記載のウエハ載置台。
  6. 前記金属部品は、
    前記プレート側取付位置から前記セラミックシャフトの軸方向に沿って形成された本体部と、
    前記本体部から前記セラミックシャフトの軸方向と直交する方向にずれた状態で前記本体部に一体化され、前記電源側取付位置から前記セラミックシャフトの軸方向に沿って延びる前記ケーブルをそのままの姿勢で保持するケーブル保持部と、
    を備える、請求項１～４のいずれか１項に記載のウエハ載置台。
  7. 前記給電部材は、前記電極の端子にろう接されている、
    請求項１～６のいずれか１項に記載のウエハ載置台。
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