KR102559429B1 - 정전척 및 반도체 제조 장치 - Google Patents

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준페이 우에후지
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토토 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 처리 대상물의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있는 정전척 및 반도체 제조 장치를 제공한다.
(해결 수단) 세라믹 유전체 기판과, 베이스 플레이트와, 히터부를 구비하고, 히터부는 제 1, 제 2 히터 엘리먼트를 갖고, 제 2 히터 엘리먼트는 제 1 메인 존을 포함하는 복수의 메인 존을 갖고, 제 1 히터 엘리먼트는 복수의 서브 존을 갖고, 서브 존의 수는 메인 존의 수보다 많고, 제 1 메인 존은 전류가 흐름으로써 발열하는 메인 히터 라인과, 메인 히터 라인에 급전하는 제 1 메인 급전부를 갖고, 복수의 서브 존은 제 1 메인 존과 겹치는 제 1 서브 존을 갖고, 제 1 서브 존은 제 1 서브 존의 중앙에 위치하는 중앙영역과, 중앙영역의 외측에 위치하는 외주영역을 갖고, 제 1 메인 급전부는 중앙영역과 겹치는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척.

Description

정전척 및 반도체 제조 장치{ELECTROSTATIC CHUCK AND SEMICONDUCTOR MANUFACTURING DEVICE}
본 발명의 양태는 일반적으로, 정전척 및 반도체 제조 장치에 관한 것이다.
에칭, CVD(Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링, 이온 주입, 애싱 등을 행하는 플라즈마 처리 쳄버 내에서는 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등의 처리 대상물을 흡착 유지하는 수단으로서, 정전척이 사용되고 있다. 정전척은 내장하는 전극에 정전 흡착용 전력을 인가하고, 실리콘 웨이퍼 등의 기판을 정전력에 의해 흡착하는 것이다.
최근, 트랜지스터 등의 반도체 소자를 포함하는 IC칩에 있어서, 소형화나 처리 속도의 향상이 요구되고 있다. 이것에 따라, 웨이퍼 상에 있어서 반도체 소자를 형성할 때에, 에칭 등의 가공 정밀도를 향상시키는 것이 요구되고 있다. 에칭의 가공 정밀도란 웨이퍼의 가공에 의해, 설계대로의 폭이나 깊이를 갖는 패턴을 형성할 수 있는지의 여부를 나타낸다. 에칭 등의 가공 정밀도를 높임으로써, 반도체 소자를 미세화할 수 있고, 집적 밀도를 높게 할 수 있다. 즉, 가공 정밀도를 높임으로써, 칩의 소형화 및 고속도화가 가능해진다.
에칭 등의 가공 정밀도는 가공시의 웨이퍼의 온도에 의존하는 것이 알려져 있다. 그래서, 정전척을 갖는 기판 처리 장치에 있어서는 에칭 레이트를 균일화하기 위해서, 가공시에 있어서의 웨이퍼 면내의 온도분포를 제어하는 것이 요구되고 있다. 웨이퍼 면내의 온도분포를 제어하는 방법으로서, 히터(발열체)를 내장하는 정전척을 사용하는 방법이 알려져 있다.
특히, 최근에서는 반도체 소자의 미세화에 따라, 보다 신속한 가열과 보다 엄밀한 면내 온도 분포의 제어가 요구되고 있고, 이것을 실현하는 수단으로서, 히터를 메인 히터와 서브 히터의 2층 구조로 하는 것이 검토되고 있다(특허문헌 1).
국제공개 제 2016/080502호
그러나, 단지 히터를 메인 히터와 서브 히터의 2층 구조로 하는 것만으로는 불충분하여, 웨이퍼 면내의 온도분포의 균일성의 추가적인 향상이 요구되고 있다.
본 발명은 이러한 과제의 인식에 의거하여 이루어진 것이며, 처리 대상물의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있는 정전척 및 반도체 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
제 1 발명은 처리 대상물을 적재하는 제 1 주면과, 상기 제 1 주면과는 반대측의 제 2 주면을 갖는 세라믹 유전체 기판과, 상기 세라믹 유전체 기판을 지지하는 베이스 플레이트와, 상기 세라믹 유전체 기판을 가열하는 히터부를 구비하고, 상기 히터부는 제 1 히터 엘리먼트와, 제 2 히터 엘리먼트를 갖고, 상기 제 2 히터 엘리먼트는 지름방향으로 분할된 복수의 메인 존을 갖고, 상기 제 1 히터 엘리먼트는 복수의 서브 존을 갖고, 상기 복수의 서브 존의 수는 상기 복수의 메인 존의 수보다 많고, 상기 복수의 메인 존은 제 1 메인 존을 갖고, 상기 제 1 메인 존은 전류가 흐름으로써 발열하는 메인 히터 라인과, 상기 메인 히터 라인에 급전하는 제 1 메인 급전부를 갖고, 상기 복수의 서브 존은 상기 제 1 주면에 대해서 수직인 Z방향에 있어서 상기 제 1 메인 존과 겹치는 제 1 서브 존을 갖고, 상기 제 1 서브 존은 상기 Z방향을 따라 봤을 때에, 상기 제 1 서브 존의 중앙에 위치하는 중앙영역과, 상기 중앙영역의 외측에 위치하는 외주영역을 갖고, 상기 제 1 메인 급전부는 상기 Z방향에 있어서, 상기 중앙영역과 겹치는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척이다.
이 정전척에 의하면, 제 2 히터 엘리먼트를 가열시켰을 때에 메인 히터 라인에 비해서 온도가 낮아지기 쉬운 제 1 메인 급전부를 제 1 서브 존의 외주영역에 비해서 온도가 높아지기 쉬운 제 1 서브 존의 중앙영역과 Z방향에 있어서 겹치는 위치에 형성함으로써, 히터부 전체의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다. 이것에 의해, 처리 대상물의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 2 발명은 제 1 발명에 있어서, 상기 제 1 서브 존은 전류가 흐름으로써 발열하는 서브 히터 라인과, 상기 서브 히터 라인에 급전하는 제 1 서브 급전부와, 상기 서브 히터 라인에 급전하는 제 2 서브 급전부를 갖고, 상기 Z방향을 따라 봤을 때에, 상기 중앙영역과 겹치는 상기 제 1 서브 급전부의 면적과, 상기 중앙영역과 겹치는 상기 제 2 서브 급전부의 면적과, 상기 중앙영역과 겹치는 상기 제 1 메인 급전부의 면적의 합계는 상기 외주영역과 겹치는 상기 제 1 서브 급전부의 면적과, 상기 외주영역과 겹치는 상기 제 2 서브 급전부의 면적과, 상기 외주영역과 겹치는 상기 제 1 메인 급전부의 면적의 합계보다 큰 것을 특징으로 하는 정전척이다.
이 정전척에 의하면, 중앙영역과 겹치는 급전부의 면적의 합계를 외주영역과 겹치는 급전부의 면적의 합계보다 크게 함으로써, 온도가 낮아지기 쉬운 급전부를 존내에서 비교적 고온인 중앙영역측에 보다 가깝게 할 수 있다. 이것에 의해, 히터부 전체의 면내의 온도분포의 균일성을 더 향상시킬 수 있다.
제 3 발명은 제 1 또는 제 2 발명에 있어서, 상기 제 1 서브 존은 전류가 흐름으로써 발열하는 서브 히터 라인과, 상기 서브 히터 라인에 급전하는 제 1 서브 급전부와, 상기 서브 히터 라인에 급전하는 제 2 서브 급전부를 갖고, 상기 제 1 서브 급전부 및 상기 제 2 서브 급전부 중 적어도 어느 하나는 상기 중앙영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척이다.
이 정전척에 의하면, 제 1 히터 엘리먼트를 가열시켰을 때에 서브 히터 라인에 비해서 온도가 낮아지기 쉬운 제 1 서브 급전부나 제 2 서브 급전부를 제 1 서브 존의 외주영역에 비해서 온도가 높아지기 쉬운 제 1 서브 존의 중앙영역에 형성함으로써, 제 1 서브 존의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다. 이것에 의해, 히터부 전체의 면내의 온도분포의 균일성을 더 향상시킬 수 있다.
제 4 발명은 제 3 발명에 있어서, 상기 제 1 서브 급전부 및 상기 제 2 서브 급전부는 상기 중앙영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척이다.
이 정전척에 의하면, 제 1 서브 급전부 및 제 2 서브 급전부의 양쪽을 제 1 서브 존의 중앙영역에 형성함으로써, 제 1 서브 존의 면내의 온도분포의 균일성을 더 향상시킬 수 있다. 이것에 의해, 히터부 전체의 면내의 온도분포의 균일성을 더 향상시킬 수 있다.
제 5 발명은 제 1∼제 4 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 제 1 서브 존은 전류가 흐름으로써 발열하는 서브 히터 라인과, 상기 서브 히터 라인에 급전하는 제 1 서브 급전부와, 상기 서브 히터 라인에 급전하는 제 2 서브 급전부를 갖고, 상기 제 1 메인 급전부는 상기 Z방향에 있어서, 상기 서브 히터 라인과 겹치는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척이다.
제 1 메인 급전부 자체는 발열하지 않으므로, 메인 히터 라인과 비교해서 제 1 메인 급전부의 온도는 낮아진다. 이 정전척에 의하면, 제 1 메인 급전부를 Z방향에 있어서 서브 히터 라인과 겹치는 위치에 형성함으로써, 서브 히터 라인의 열로 제 1 메인 급전부의 저온을 보완할 수 있어 히터부 전체의 면내의 온도분포의 균일성을 더 향상시킬 수 있다.
제 6 발명은 제 1∼제 5 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 제 1 메인 존은 상기 처리 대상물을 지지하기 위한 리프트 핀이 통과 가능하게 형성된 리프트 핀용 구멍을 더 갖고, 상기 리프트 핀용 구멍은 상기 Z방향에 있어서, 상기 중앙영역과 겹치는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척이다.
이 정전척에 의하면, 제 2 히터 엘리먼트를 가열시켰을 때에 메인 히터 라인이 형성되지 않으므로 다른 부분에 비해서 온도가 낮아지기 쉬운 리프트 핀용 구멍을 제 1 서브 존의 외주영역에 비해서 온도가 높아지기 쉬운 제 1 서브 존의 중앙영역과 Z방향에 있어서 겹치는 위치에 형성함으로써, 히터부 전체의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 7 발명은 제 1∼제 6 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 세라믹 유전체 기판의 내부에 형성된 흡착 전극을 더 구비하고, 상기 제 1 메인 존은 상기 흡착 전극에 전류를 공급하기 위한 흡착 전극단자가 통과 가능하게 형성된 흡착 전극단자용 구멍을 더 갖고, 상기 흡착 전극단자용 구멍은 상기 Z방향에 있어서, 상기 중앙영역과 겹치는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척이다.
이 정전척에 의하면, 제 2 히터 엘리먼트를 가열시켰을 때에 메인 히터 라인이 형성되지 않으므로 다른 부분에 비해서 온도가 낮아지기 쉬운 흡착 전극단자용 구멍을 제 1 서브 존의 외주영역에 비해서 온도가 높아지기 쉬운 제 1 서브 존의 중앙영역과 Z방향에 있어서 겹치는 위치에 형성함으로써, 히터부 전체의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 8 발명은 제 1∼제 7 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 제 1 메인 존은 상기 처리 대상물을 냉각하기 위한 냉각 가스가 통과 가능하게 형성된 냉각 가스용 구멍을 더 갖고, 상기 냉각 가스용 구멍은 상기 Z방향에 있어서, 상기 중앙영역과 겹치는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척이다.
이 정전척에 의하면, 제 2 히터 엘리먼트를 가열시켰을 때에 메인 히터 라인이 형성되지 않으므로 다른 부분에 비해서 온도가 낮아지기 쉬운 냉각 가스용 구멍을 제 1 서브 존의 외주영역에 비해서 온도가 높아지기 쉬운 제 1 서브 존의 중앙영역과 Z방향에 있어서 겹치는 위치에 형성함으로써, 히터부 전체의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 9 발명은 제 1∼제 8 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 히터부는 상기 제 1 히터 엘리먼트 및 상기 제 2 히터 엘리먼트에의 급전 경로인 바이패스층을 더 갖고, 상기 바이패스층은 상기 제 1 메인 급전부와 직접 접함으로써 상기 제 1 메인 급전부와 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 정전척이다.
이 정전척에 의하면, 바이패스층을 형성함으로써, 급전 단자의 배치의 자유도를 높게 할 수 있다. 예를 들면 온도의 특이점이 되기 쉬운 급전 단자를 분산해서 배치할 수 있고, 특이점의 주변에서 열이 확산되기 쉬워진다. 이것에 의해, 처리 대상물의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한 바이패스층을 형성함으로써, 열용량이 큰 급전 단자를 제 1 히터 엘리먼트 및 제 2 히터 엘리먼트에 직접 접속시키지 않는 구성으로 할 수 있다. 이것에 의해, 처리 대상물의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한 바이패스층을 형성함으로써, 비교적 얇은 제 1 히터 엘리먼트 및 제 2 히터 엘리먼트에 급전 단자를 직접 접속시키지 않아도 좋다. 이것에 의해, 히터부의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한 바이패스층이 제 1 메인 급전부와 직접 접해서 제 1 메인 급전부와 전기적으로 접속됨으로써, 급전 단자의 배치 자유도가 향상된다.
제 10의 발명은 제 9 발명에 있어서, 상기 제 2 히터 엘리먼트는 상기 Z방향에 있어서, 상기 바이패스층과 상기 제 1 히터 엘리먼트 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척이다.
이 정전척에 의하면, 제 2 히터 엘리먼트를 Z방향에 있어서, 바이패스층과 제 1 히터 엘리먼트 사이에 형성함으로써, 바이패스층의 일방측에 제 1 히터 엘리먼트 및 제 2 히터 엘리먼트를 배치할 수 있다. 이것에 의해, 바이패스층에 급전 단자를 접속할 때에, 제 1 히터 엘리먼트나 제 2 히터 엘리먼트와는 반대측으로부터 바이패스층에 급전 단자를 접속할 수 있다. 따라서, 제 1 히터 엘리먼트나 제 2 히터 엘리먼트에 급전 단자를 통과시키기 위한 구멍부를 형성할 필요가 없고, 제 1 히터 엘리먼트나 제 2 히터 엘리먼트의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 11의 발명은 제 1∼제 10 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 제 1 히터 엘리먼트는 상기 제 2 히터 엘리먼트보다 적은 열량을 생성하는 것을 특징으로 하는 정전척이다.
이 정전척에 의하면, 제 1 히터 엘리먼트가 제 2 히터 엘리먼트보다 적은 열량을 생성함으로써, 제 2 히터 엘리먼트의 패턴에 기인하는 처리 대상물의 면내의 온도 불균일을 제 1 히터 엘리먼트에 의해 억제할 수 있다. 따라서, 처리 대상물의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 12의 발명은 제 1∼제 10 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 제 1 히터 엘리먼트의 체적 저항률은 상기 제 2 히터 엘리먼트의 체적 저항률보다 높은 것을 특징으로 하는 정전척이다.
이 정전척에 의하면, 제 1 히터 엘리먼트의 체적 저항률을 제 2 히터 엘리먼트의 체적 저항률보다 높게 함으로써, 제 1 히터 엘리먼트의 출력을 제 2 히터 엘리먼트의 출력보다 낮게 할 수 있다. 이것에 의해, 제 2 히터 엘리먼트의 패턴에 기인하는 처리 대상물의 면내의 온도 불균일을 제 1 히터 엘리먼트에 의해 억제할 수 있다. 따라서, 처리 대상물의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 13의 발명은 제 1∼제 12 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 히터부는 상기 세라믹 유전체 기판과 상기 베이스 플레이트 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척이다.
제 14의 발명은 제 1∼제 12 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 히터부는 상기 세라믹 유전체 기판의 상기 제 1 주면과 상기 제 2 주면 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척이다.
이들 정전척에 의하면, 처리 대상물의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 15의 발명은 제 1∼제 14 중 어느 하나의 발명의 정전척을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치이다.
본 발명의 양태에 의하면, 처리 대상물의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있는 정전척 및 반도체 제조 장치가 제공된다.
도 1은 실시형태에 따른 정전척을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 실시형태에 따른 정전척의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3(a) 및 도 3(b)는 실시형태의 변형예에 따른 정전척의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 실시형태에 따른 히터부를 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 5는 실시형태에 따른 히터부를 모식적으로 나타내는 분해 단면도이다.
도 6은 제 1 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 7은 제 1 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 8은 제 1 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 9는 제 1 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 10은 제 1 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존과 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 11은 제 1 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존의 일부와 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 일부의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 12는 제 1 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존의 다른 일부와 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 다른 일부의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 13은 제 2 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 14는 제 2 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 15는 제 2 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존과 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 16은 제 2 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존의 일부와 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 일부의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 17은 제 2 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존의 다른 일부와 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 다른 일부의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 18은 제 3 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존과 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 19는 제 3 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 20은 제 1 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 21은 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브 히터 라인과 제 2 히터 엘리먼트의 제 1 메인 급전부의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 22는 제 1 실시형태의 변형예에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존의 일부와 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 일부의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 23은 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 24는 제 1 실시형태의 변형예에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존의 일부와 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 일부의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 25는 실시형태에 따른 히터부의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 26은 실시형태에 따른 웨이퍼 처리 장치를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 27은 실시형태의 변형예에 따른 히터부를 모식적으로 나타내는 분해 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 또, 각 도면 중, 같은 구성요소에는 동일한 부호를 붙여서 상세한 설명은 적당하게 생략한다.
도 1은 실시형태에 따른 정전척을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 실시형태에 따른 정전척의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 1에서는 설명의 편의상, 정전척의 일부에 있어서 단면도를 나타내고 있다.
도 2(a)는 도 1에 나타낸 A1-A1선에 의한 단면도이다.
도 2(b)는 도 2(a)에 나타낸 영역(B1)의 확대도이다. 또, 도 2(b)에서는 처리 대상물(W)을 생략하고 있다.
도 1, 도 2(a), 및 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 실시형태에 따른 정전척(10)은 세라믹 유전체 기판(100)과, 히터부(200)와, 베이스 플레이트(300)를 구비한다.
세라믹 유전체 기판(100)은 예를 들면 다결정 세라믹 소결체에 의한 평판상의 기재이며, 반도체 웨이퍼 등의 처리 대상물(W)을 적재하는 제 1 주면(101)과, 제 1 주면(101)과는 반대측의 제 2 주면(102)을 갖는다.
본원 명세서에서는 제 1 주면(101)에 대해서 수직인 방향을 Z방향으로 한다. Z방향은 바꿔 말하면, 제 1 주면(101)과 제 2 주면(102)을 연결하는 방향이다. Z방향은 바꿔 말하면, 베이스 플레이트(300)로부터 세라믹 유전체 기판(100)을 향하는 방향이다. 또한 Z방향과 직교하는 방향의 1개를 X방향, Z방향 및 X방향에 직교하는 방향을 Y방향으로 한다. 본원 명세서에 있어서, 「면내」란 예를 들면 X-Y 평면내다. 또한 본원 명세서에 있어서, 「평면에서 볼 때」란 Z방향을 따라 본 상태를 나타낸다.
세라믹 유전체 기판(100)에 포함되는 결정의 재료로서는 예를 들면 Al2O3, Y2O3 및 YAG 등을 들 수 있다. 이러한 재료를 사용함으로써, 세라믹 유전체 기판(100)에 있어서의 적외선 투과성, 절연 내성 및 플라즈마 내구성을 높일 수 있다.
세라믹 유전체 기판(100)의 내부에는 전극층(111)이 형성되어 있다. 전극층(111)은 제 1 주면(101)과, 제 2 주면(102) 사이에 개재되어 있다. 즉, 전극층(111)은 세라믹 유전체 기판(100) 안에 삽입되도록 형성되어 있다. 전극층(111)은 세라믹 유전체 기판(100)에 일체 소결되어 있다.
또, 전극층(111)은 제 1 주면(101)과, 제 2 주면(102) 사이에 개재되어 있는 것에 한정되지 않고, 제 2 주면(102)에 부설되어 있어도 좋다.
정전척(10)은 전극층(111)에 흡착 유지용 전압을 인가함으로써, 전극층(111)의 제 1 주면(101)측에 전하를 발생시켜서, 정전력에 의해 처리 대상물(W)을 흡착 유지한다.
전극층(111)은 제 1 주면(101) 및 제 2 주면(102)을 따라 형성되어 있다. 전극층(111)은 처리 대상물(W)을 흡착 유지하기 위한 흡착 전극이다. 전극층(111)은 단극형이라도 쌍극형이라도 좋다. 또한 전극층(111)은 3극형이나 그 밖의 다극형이어도 좋다. 전극층(111)의 수나 전극층(111)의 배치는 적당하게 선택된다.
베이스 플레이트(300)는 세라믹 유전체 기판(100)의 제 2 주면(102)측에 설치되고, 세라믹 유전체 기판(100)을 지지한다. 베이스 플레이트(300)에는 연통로(301)가 형성되어 있다. 즉, 연통로(301)는 베이스 플레이트(300)의 내부에 형성되어 있다. 베이스 플레이트(300)의 재료로서는 예를 들면 알루미늄을 들 수 있다.
베이스 플레이트(300)는 세라믹 유전체 기판(100)의 온도조정을 행하는 역할을 한다. 예를 들면 세라믹 유전체 기판(100)을 냉각할 경우에는 연통로(301)에 냉각 매체를 유입하고, 연통로(301)를 통과시켜서, 연통로(301)로부터 냉각 매체를 유출시킨다. 이것에 의해, 냉각 매체에 의해 베이스 플레이트(300)의 열을 흡수하고, 그 위에 부착된 세라믹 유전체 기판(100)을 냉각할 수 있다.
또한 세라믹 유전체 기판(100)의 제 1 주면(101)측에는 필요에 따라 볼록부(113)가 형성되어 있다. 서로 이웃하는 볼록부(113)의 사이에는 홈(115)이 형성되어 있다. 홈(115)은 서로 연통하고 있다. 정전척(10)에 탑재된 처리 대상물(W)의 이면과 홈(115) 사이에는 공간이 형성된다.
홈(115)에는 베이스 플레이트(300) 및 세라믹 유전체 기판(100)을 관통하는 도입로(321)가 접속되어 있다. 처리 대상물(W)을 흡착 유지한 상태에서 도입로(321)로부터 헬륨(He) 등의 전달 가스를 도입하면, 처리 대상물(W)과 홈(115) 사이에 형성된 공간에 전달 가스가 흐르고, 처리 대상물(W)을 전달 가스에 의해 직접 가열 또는 냉각할 수 있게 된다.
히터부(200)는 세라믹 유전체 기판(100)을 가열한다. 히터부(200)는 세라믹 유전체 기판(100)을 가열함으로써, 세라믹 유전체 기판(100)을 통해 처리 대상물(W)을 가열한다. 이 예에서는 히터부(200)는 세라믹 유전체 기판(100)과 별체이며, 세라믹 유전체 기판(100)과 베이스 플레이트(300) 사이에 설치되어 있다.
베이스 플레이트(300)와 히터부(200) 사이에는 접착층(403)이 형성되어 있다. 히터부(200)와 세라믹 유전체 기판(100) 사이에는 접착층(403)이 형성되어 있다. 접착층(403)의 재료로서는 비교적 높은 열전도성을 갖는 실리콘 등의 내열성 수지를 들 수 있다. 접착층(403)의 두께는 예를 들면 약 0.1미리미터(mm) 이상, 1.0mm 이하 정도이다. 접착층(403)의 두께는 베이스 플레이트(300)와 히터부(200) 사이의 거리, 또는 히터부(200)와 세라믹 유전체 기판(100) 사이의 거리와 같다.
도 3(a) 및 도 3(b)는 실시형태의 변형예에 따른 정전척의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3(b)는 도 3(a)에 나타낸 영역(B2)의 확대도이다. 또, 도 3(b)에서는 처리 대상물(W)을 생략하고 있다.
도 3(a) 및 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는 히터부(200)는 제 1 주면(101)과, 제 2 주면(102) 사이에 설치되어 있다. 즉, 히터부(200)는 세라믹 유전체 기판(100) 안에 삽입되도록 형성되어도 좋다. 바꿔 말하면, 히터부(200)는 세라믹 유전체 기판(100)에 내장되어 있어도 좋다. 이 경우, 접착층(403)은 생략된다.
도 4는 실시형태에 따른 히터부를 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 5는 실시형태에 따른 히터부를 모식적으로 나타내는 분해 단면도이다.
또, 도 4, 5에서는 도 2와 같이 히터부(200)를 세라믹 유전체 기판(100)과 베이스 플레이트(300) 사이에 설치할 경우를 예로서 설명한다. 이 예에서는 히터부(200)가 지지판(제 1 지지판(210) 및 제 2 지지판(270))을 구비하고 있지만, 지지판은 설치되지 않아도 좋다. 도 3과 같이 히터부(200)를 세라믹 유전체 기판(100)의 제 1 주면(101)과 제 2 주면(102) 사이에 설치할 경우에는 제 1 지지판(210), 제 2 지지판(270)은 생략되어도 좋다.
도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는 히터부(200)는 제 1 지지판(210)과, 제 1 절연층(220)과, 제 1 히터 엘리먼트(231)와, 제 2 절연층(240)과, 제 2 히터 엘리먼트(232)와, 제 3 절연층(245)과, 바이패스층(250)과, 제 4 절연층(260)과, 제 2 지지판(270)과, 급전 단자(280)를 갖는다.
제 1 지지판(210)은 제 1 히터 엘리먼트(231), 제 2 히터 엘리먼트(232), 바이패스층(250) 등의 위에 설치된다. 제 2 지지판(270)은 제 1 히터 엘리먼트(231), 제 2 히터 엘리먼트(232), 바이패스층(250) 등의 아래에 설치된다. 제 1 지지판(210)의 면(211)(상면)은 히터부(200)의 상면을 형성한다. 제 2 지지판(270)의 면(271)(하면)은 히터부(200)의 하면을 형성한다. 또, 히터부(200)를 세라믹 유전체 기판(100)에 내장할 경우에는 제 1 지지판(210) 및 제 2 지지판(270)을 생략할 수 있다.
제 1 지지판(210) 및 제 2 지지판(270)은 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232) 등을 지지하는 지지판이다. 이 예에 있어서, 제 1 지지판(210) 및 제 2 지지판(270)은 제 1 절연층(220)과, 제 1 히터 엘리먼트(231)와, 제 2 절연층(240)과, 제 2 히터 엘리먼트(232)와, 제 3 절연층(245)과, 바이패스층(250)과, 제 4 절연층(260)을 사이에 두고 이들을 지지한다.
제 1 절연층(220)은 제 1 지지판(210)과, 제 2 지지판(270) 사이에 형성되어 있다. 제 1 히터 엘리먼트(231)는 제 1 절연층(220)과, 제 2 지지판(270) 사이에 형성되어 있다. 이렇게, 제 1 히터 엘리먼트(231)는 제 1 지지판(210)과 겹쳐서 형성된다. 제 1 절연층(220)은 바꿔 말하면, 제 1 지지판(210)과 제 1 히터 엘리먼트(231) 사이에 형성된다. 히터부(200)를 세라믹 유전체 기판(100)에 내장할 경우에는 세라믹 유전체 기판(100)이 제 1 절연층(220)을 겸한다.
제 2 절연층(240)은 제 1 히터 엘리먼트(231)와, 제 2 지지판(270) 사이에 형성되어 있다. 제 2 히터 엘리먼트(232)는 제 2 절연층(240)과, 제 2 지지판(270) 사이에 형성되어 있다. 이렇게, 제 2 히터 엘리먼트(232)는 제 1 히터 엘리먼트(231)가 형성된 층과는 다른 층에 형성된다. 제 2 히터 엘리먼트(232)의 적어도 일부는 Z방향에 있어서, 제 1 히터 엘리먼트(231)와 겹친다. 제 3 절연층(245)은 제 2 히터 엘리먼트(232)와, 제 2 지지판(270) 사이에 형성되어 있다. 바이패스층(250)은 제 3 절연층(245)과, 제 2 지지판(270) 사이에 형성되어 있다. 제 4 절연층(260)은 바이패스층(250)과, 제 2 지지판(270) 사이에 형성되어 있다.
제 1 히터 엘리먼트(231)는 바꿔 말하면, 제 1 절연층(220)과 제 2 절연층(240) 사이에 형성된다. 제 2 히터 엘리먼트(232)는 바꿔 말하면, 제 2 절연층(240)과 제 3 절연층(245) 사이에 형성된다. 바이패스층(250)은 바꿔 말하면, 제 3 절연층(245)과 제 4 절연층(260) 사이에 형성된다.
제 1 히터 엘리먼트(231)는 예를 들면 제 1 절연층(220) 및 제 2 절연층(240)의 각각에 접촉한다. 제 2 히터 엘리먼트(232)는 예를 들면 제 2 절연층(240) 및 제 3 절연층(245)의 각각에 접촉한다. 바이패스층(250)은 예를 들면 제 3 절연층(245) 및 제 4 절연층(260)의 각각에 접촉한다.
또, 바이패스층(250) 및 제 4 절연층(260)은 필요에 따라 형성되고, 생략 가능하다. 바이패스층(250) 및 제 4 절연층(260)이 형성되어 있지 않은 경우에는 제 3 절연층(245)은 제 2 지지판(270)에 접촉한다. 이하에서는 히터부(200)가 바이패스층(250) 및 제 4 절연층(260)을 갖는 경우를 예로 들어 설명한다.
제 1 지지판(210)은 비교적 높은 열전도율을 갖는다. 예를 들면 제 1 지지판(210)의 열전도율은 제 1 히터 엘리먼트(231)의 열전도율보다 높고, 제 2 히터 엘리먼트(232)의 열전도율보다 높다. 제 1 지지판(210)의 재료로서는 예를 들면 알루미늄, 구리, 및 니켈 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속이나, 다층구조의 그래파이트 등을 들 수 있다. 제 1 지지판(210)의 두께(Z방향의 길이)는 예를 들면 약 0.1mm 이상, 3.0mm 이하 정도이다. 보다 바람직하게는 제 1 지지판(210)의 두께는 예를 들면 0.3mm 이상, 1.0mm 이하 정도이다. 제 1 지지판(210)은 히터부(200)의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킨다. 제 1 지지판(210)은 예를 들면 균열판으로서 기능한다. 제 1 지지판(210)은 히터부(200)의 휘어짐을 억제한다. 제 1 지지판(210)은 히터부(200)와 세라믹 유전체 기판(100) 사이의 접착의 강도를 향상시킨다.
제 2 지지판(270)의 재료, 두께, 및 기능은 제 1 지지판(210)의 재료, 두께, 및 기능과 각각 같다. 예를 들면 제 2 지지판(270)의 열전도율은 제 1 히터 엘리먼트(231)의 열전도율보다 높고, 제 2 히터 엘리먼트(232)의 열전도율보다 높다. 또, 실시형태에 있어서는 제 1 지지판(210) 및 제 2 지지판(270) 중 적어도 어느 하나를 생략해도 좋다.
제 1 절연층(220)의 재료로서는 예를 들면 수지나 세라믹 등의 절연성 재료를 사용할 수 있다. 제 1 절연층(220)이 수지인 경우의 예로서, 폴리이미드나 폴리아미드이미드 등을 들 수 있다. 제 1 절연층(220)이 세라믹인 경우의 예로서, Al2O3, Y2O3 및 YAG 등을 들 수 있다. 제 1 절연층(220)의 두께(Z방향의 길이)는 예를 들면 약 0.01mm 이상, 0.20mm 이하 정도이다. 제 1 절연층(220)은 제 1 지지판(210)과 제 1 히터 엘리먼트(231)를 접합시킨다. 제 1 절연층(220)은 제 1 지지판(210)과 제 1 히터 엘리먼트(231) 사이를 전기적으로 절연한다. 이렇게, 제 1 절연층(220)은 전기절연의 기능과, 면접합의 기능을 갖는다. 또, 제 1 절연층(220)은 적어도 절연 기능을 갖고 있으면 좋고, 예를 들면 열전도 기능, 확산 방지 기능 등의 다른 기능을 갖고 있어도 좋다.
제 2 절연층(240)의 재료 및 두께는 제 1 절연층(220)의 재료 및 두께와 각각 같은 정도이다. 제 3 절연층(245)의 재료 및 두께는 제 1 절연층(220)의 재료 및 두께와 각각 같은 정도이다. 제 4 절연층(260)의 재료 및 두께는 제 1 절연층(220)의 재료 및 두께와 각각 같은 정도이다.
제 2 절연층(240)은 제 1 히터 엘리먼트(231)와 제 2 히터 엘리먼트(232)를 접합시킨다. 제 2 절연층(240)은 제 1 히터 엘리먼트(231)와 제 2 히터 엘리먼트(232) 사이를 전기적으로 절연한다. 이렇게, 제 2 절연층(240)은 전기절연의 기능과, 면접합의 기능을 갖는다. 또, 제 3 절연층(245)은 적어도 절연 기능을 갖고 있으면 좋고, 예를 들면 열전도 기능, 확산 방지 기능 등의 다른 기능을 갖고 있어도 좋다.
제 3 절연층(245)은 제 2 히터 엘리먼트(232)와 바이패스층(250)을 접합시킨다. 제 3 절연층(245)은 제 2 히터 엘리먼트(232)와 바이패스층(250) 사이를 전기적으로 절연한다. 이렇게, 제 3 절연층(245)은 전기절연의 기능과, 면접합의 기능을 갖는다. 또, 제 3 절연층(245)은 적어도 절연 기능을 갖고 있으면 좋고, 예를 들면 열전도 기능, 확산 방지 기능 등의 다른 기능을 갖고 있어도 좋다.
제 4 절연층(260)은 바이패스층(250)과 제 2 지지판(270)을 접합시킨다. 제 4 절연층(260)은 바이패스층(250)과 제 2 지지판(270) 사이를 전기적으로 절연한다. 이렇게, 제 4 절연층(260)은 전기절연의 기능과, 면접합의 기능을 갖는다. 또, 제 4 절연층(260)은 적어도 절연 기능을 갖고 있으면 좋고, 예를 들면 열전도 기능, 확산 방지 기능 등의 다른 기능을 갖고 있어도 좋다.
제 1 히터 엘리먼트(231)의 재료로서는 예를 들면 스테인레스, 티타늄, 크롬, 니켈, 구리, 알루미늄, 인코넬(등록상표), 몰리브덴, 텅스텐, 팔라듐, 백금, 은, 탄탈, 몰리브덴 카바이드, 및 텅스텐 카바이드 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속 등을 들 수 있다. 제 1 히터 엘리먼트(231)의 두께(Z방향의 길이)는 예를 들면 약 0.01mm 이상, 0.20mm 이하 정도이다. 제 2 히터 엘리먼트(232)의 재료 및 두께는 제 1 히터 엘리먼트(231)의 재료 및 두께와 각각 같은 정도이다. 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)는 예를 들면 각각, 바이패스층(250)과 전기적으로 접속되어 있다. 한편, 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)는 각각, 제 1 지지판(210) 및 제 2 지지판(270)과는 전기적으로 절연되어 있다.
제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)는 각각, 전류가 흐르면 발열한다. 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)는 발열함으로써, 세라믹 유전체 기판(100)을 가열한다. 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)는 예를 들면 세라믹 유전체 기판(100)을 통해 처리 대상물(W)을 가열함으로써, 처리 대상물(W)의 면내의 온도분포를 균일하게 한다. 또는 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)는 예를 들면 세라믹 유전체 기판(100)을 통해 처리 대상물(W)을 가열함으로써, 처리 대상물(W)의 면내의 온도에 의도적으로 차를 생기게 할 수도 있다.
바이패스층(250)은 제 1 지지판(210)과 대략 평행하게 배치되고, 제 2 지지판(270)과 대략 평행하게 배치되어 있다. 바이패스층(250)은 복수의 바이패스부(251)를 갖는다. 이 예에서는 바이패스층(250)은 8개의 바이패스부(251)를 갖는다. 바이패스부(251)의 수는 「8」에는 한정되지 않는다. 바이패스층(250)은 판형상을 보인다.
바이패스층(250)은 예를 들면 도전성을 갖는다. 바이패스층(250)은 예를 들면 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)와 전기적으로 접속되어 있다. 바이패스층(250)은 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)의 급전 경로이다. 한편, 바이패스층(250)은 예를 들면 제 1 지지판(210) 및 제 2 지지판(270)과는 절연층에 의해 전기적으로 절연되어 있다.
바이패스층(250)의 두께(Z방향의 길이)는 예를 들면 약 0.03mm 이상, 0.30mm 이하 정도이다. 바이패스층(250)의 두께는 제 1 절연층(220)의 두께보다 두껍다. 바이패스층(250)의 두께는 제 2 절연층(240)의 두께보다 두껍다. 바이패스층(250)의 두께는 제 3 절연층(245)의 두께보다 두껍다. 바이패스층(250)의 두께는 제 4 절연층(260)의 두께보다 두껍다.
예를 들면 바이패스층(250)의 재료는 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)의 재료와 같다. 한편, 바이패스층(250)의 두께는 제 1 히터 엘리먼트(231)의 두께보다 두껍고, 제 2 히터 엘리먼트(232)의 두께보다 두껍다. 그 때문에 바이패스층(250)의 전기저항은 제 1 히터 엘리먼트(231)의 전기저항보다 낮고, 제 2 히터 엘리먼트(232)의 전기저항보다 낮다. 이것에 의해, 바이패스층(250)의 재료가 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)의 재료와 같은 경우에도 바이패스층(250)이 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)와 같이 발열하는 것을 억제할 수 있다. 즉, 바이패스층(250)의 전기저항을 억제하고, 바이패스층(250)의 발열량을 억제할 수 있다.
또, 바이패스층(250)의 전기저항을 억제하고, 바이패스층(250)의 발열량을 억제하는 수단은 바이패스층(250)의 두께가 아니라, 체적 저항률이 비교적 낮은 재료를 사용함으로써 실현되어도 좋다. 즉, 바이패스층(250)의 재료는 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)의 재료와 달라도 좋다. 바이패스층(250)의 재료로서는 예를 들면 스테인레스, 티타늄, 크롬, 니켈, 구리, 및 알루미늄 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속 등을 들 수 있다.
급전 단자(280)는 바이패스층(250)과 전기적으로 접속되어 있다. 히터부(200)가 베이스 플레이트(300)와 세라믹 유전체 기판(100) 사이에 설치된 상태에 있어서, 급전 단자(280)는 히터부(200)로부터 베이스 플레이트(300)를 향해서 형성되어 있다. 급전 단자(280)는 정전척(10)의 외부로부터 공급된 전력을 바이패스층(250)을 통해 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)에 공급한다. 급전 단자(280)는 예를 들면 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)에 직접적으로 접속되어도 좋다. 이것에 의해, 바이패스층(250)이 생략 가능해진다.
한편, 제 1 히터 엘리먼트(231) 및/또는 제 2 히터 엘리먼트(232)가 예를 들면 20 이상, 또는 50 이상, 또는 100 이상의 다수의 존을 갖는 경우, 각 존에 대응하는 급전 단자(280)를 배치하는 것이 곤란하게 된다. 바이패스층(250)을 형성함으로써, 존마다 배치한 경우와 비교해서 급전 단자(280)의 배치 자유도가 향상된다.
히터부(200)는 복수의 급전 단자(280)를 갖는다. 이 예에서는 히터부(200)는 8개의 급전 단자(280)를 갖는다. 급전 단자(280)의 수는 「8」에는 한정되지 않는다. 1개의 급전 단자(280)는 1개의 바이패스부(251)와 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 급전 단자(280)의 수는 바이패스부(251)의 수와 같다. 구멍(273)은 제 2 지지판(270)을 관통하고 있다. 급전 단자(280)는 구멍(273)을 통해서 바이패스부(251)와 전기적으로 접속되어 있다.
제 1 히터 엘리먼트(231)는 제 1 서브 급전부(231a)와, 제 2 서브 급전부(231b)와, 서브 히터 라인(231c)을 갖는다. 서브 히터 라인(231c)은 제 1 서브 급전부(231a)와 제 2 서브 급전부(231b)에 전기적으로 접속되어 있다. 제 1 서브 급전부(231a)는 서브 히터 라인(231c)의 일단에 형성되어 있고, 제 2 서브 급전부(231b)는 서브 히터 라인(231c)의 타단에 형성되어 있다. 서브 히터 라인(231c)은 전류가 흐름으로써 발열한다. 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)는 서브 히터 라인(231c)에 급전한다. 제 1 히터 엘리먼트(231)는 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)에 있어서 바이패스층(250)과 전기적으로 접속되어 있다.
도 5에 나타낸 화살표(C1) 및 화살표(C2)와 같이 전력이 정전척(10)의 외부로부터 급전 단자(280)에 공급되면, 전류는 급전 단자(280)로부터 바이패스층(250)으로 흐른다. 도 5에 나타낸 화살표(C3) 및 화살표(C4)와 같이 바이패스층(250)으로 흐른 전류는 바이패스층(250)으로부터 제 1 히터 엘리먼트(231)로 흐른다. 도 5에 나타낸 화살표(C5) 및 화살표(C6)와 같이 제 1 히터 엘리먼트(231)로 흐른 전류는 제 1 히터 엘리먼트(231)의 소정의 영역을 흐르고, 제 1 히터 엘리먼트(231)로부터 바이패스층(250)으로 흐른다. 보다 구체적으로는 바이패스층(250)으로 흐른 전류는 제 1 서브 급전부(231a)를 통해 서브 히터 라인(231c)으로 흐르고, 제 2 서브 급전부(231b)를 통해 바이패스층(250)으로 흐른다. 도 5에 나타낸 화살표(C7) 및 화살표(C8)와 같이 바이패스층(250)으로 흐른 전류는 바이패스층(250)으로부터 급전 단자(280)로 흐른다. 도 5에 나타낸 화살표(C9)와 같이 급전 단자(280)로 흐른 전류는 정전척(10)의 외부로 흐른다.
제 2 히터 엘리먼트(232)는 제 1 메인 급전부(232a)와, 제 2 메인 급전부(232b)와, 메인 히터 라인(232c)을 갖는다. 메인 히터 라인(232c)은 제 1 메인 급전부(232a)와 제 2 메인 급전부(232b)에 전기적으로 접속되어 있다. 제 1 메인 급전부(232a)는 메인 히터 라인(232c)의 일단에 형성되어 있고, 제 2 메인 급전부(232b)는 메인 히터 라인(232c)의 타단에 형성되어 있다. 메인 히터 라인(232c)은 전류가 흐름으로써 발열한다. 제 1 메인 급전부(232a) 및 제 2 메인 급전부(232b)는 메인 히터 라인(232c)에 급전한다. 제 2 히터 엘리먼트(232)는 제 1 메인 급전부(232a) 및 제 2 메인 급전부(232b)에 있어서 바이패스층(250)과 전기적으로 접속되어 있다.
도 5에 나타낸 화살표(C11) 및 화살표(C12)와 같이 전력이 정전척(10)의 외부로부터 급전 단자(280)에 공급되면, 전류는 급전 단자(280)로부터 바이패스층(250)으로 흐른다. 도 5에 나타낸 화살표(C13) 및 화살표(C14)와 같이 바이패스층(250)으로 흐른 전류는 바이패스층(250)으로부터 제 2 히터 엘리먼트(232)로 흐른다. 도 5에 나타낸 화살표(C15) 및 화살표(C16)와 같이 제 2 히터 엘리먼트(232)로 흐른 전류는 제 2 히터 엘리먼트(232)의 소정의 영역을 흐르고, 제 2 히터 엘리먼트(232)로부터 바이패스층(250)으로 흐른다. 보다 구체적으로는 바이패스층(250)으로 흐른 전류는 제 1 메인 급전부(232a)를 통해 메인 히터 라인(232c)으로 흐르고, 제 2 메인 급전부(232b)를 통해 바이패스층(250)으로 흐른다. 도 5에 나타낸 화살표(C17) 및 화살표(C18)와 같이 바이패스층(250)으로 흐른 전류는 바이패스층(250)으로부터 급전 단자(280)로 흐른다. 도 5에 나타낸 화살표(C19)와 같이 급전 단자(280)로 흐른 전류는 정전척(10)의 외부로 흐른다.
예를 들면 제 1 히터 엘리먼트(231)에 흐르는 전류 및 제 2 히터 엘리먼트(232)에 흐르는 전류는 각각 제어된다. 이 예에서는 제 1 히터 엘리먼트(231)(제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b))에 접속되는 바이패스부(251)와, 제 2 히터 엘리먼트(232)(제 1 메인 급전부(232a) 및 제 2 메인 급전부(232b))에 접속되는 바이패스부(251)는 각각 다르다. 제 1 히터 엘리먼트(231)(제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b))에 접속되는 바이패스부(251)와, 제 2 히터 엘리먼트(232)(제 1 메인 급전부(232a) 및 제 2 메인 급전부(232b))에 접속되는 바이패스부(251)는 같아도 좋다.
제 1 히터 엘리먼트(231)는 제 2 히터 엘리먼트(232)보다 적은 열량을 생성한다. 즉, 제 1 히터 엘리먼트(231)는 저출력의 서브 히터이며, 제 2 히터 엘리먼트(232)는 고출력의 메인 히터이다.
이렇게, 제 1 히터 엘리먼트(231)가 제 2 히터 엘리먼트(232)보다 적은 열량을 생성함으로써, 제 2 히터 엘리먼트(232)의 패턴에 기인하는 처리 대상물(W)의 면내의 온도 불균일을 제 1 히터 엘리먼트(231)에 의해 억제할 수 있다. 따라서, 처리 대상물(W)의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 1 히터 엘리먼트(231)의 체적 저항률은 예를 들면 제 2 히터 엘리먼트(232)의 체적 저항률보다 높다. 또, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 체적 저항률은 서브 히터 라인(231c)의 체적 저항률이다. 즉, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 체적 저항률은 제 1 서브 급전부(231a)와, 제 2 서브 급전부(231b) 사이의 체적 저항률이다. 바꿔 말하면, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 체적 저항률은 도 5의 화살표(C5)로 나타내는 경로에 있어서의 체적 저항률이다. 마찬가지로, 제 2 히터 엘리먼트(232)의 체적 저항률은 메인 히터 라인(232c)의 체적 저항률이다. 즉, 제 2 히터 엘리먼트(232)의 체적 저항률은 제 1 메인 급전부(232a)와, 제 2 메인 급전부(232b) 사이의 체적 저항률이다. 바꿔 말하면, 제 2 히터 엘리먼트(232)의 체적 저항률은 도 5의 화살표(C15)로 나타내는 경로에 있어서의 체적 저항률이다.
이렇게, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 체적 저항률을 제 2 히터 엘리먼트(232)의 체적 저항률보다 높게 함으로써, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 출력(발열량, 소비전력)을 제 2 히터 엘리먼트(232)의 출력(발열량, 소비전력)보다 낮게 할 수 있다. 이것에 의해, 제 2 히터 엘리먼트의 패턴에 기인하는 처리 대상물의 면내의 온도 불균일을 제 1 히터 엘리먼트에 의해 억제할 수 있다. 따라서, 처리 대상물의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
급전 단자(280)의 주변은 온도의 특이점(온도가 주위의 영역과 비교적 크게 다른 점)이 되기 쉽다. 이것에 대해서 바이패스층(250)이 형성됨으로써, 급전 단자(280)의 배치의 자유도를 높게 할 수 있다. 예를 들면 온도의 특이점이 되기 쉬운 급전 단자(280)를 분산해서 배치할 수 있고, 특이점의 주변에서 열이 확산되기 쉬워진다. 이것에 의해, 처리 대상물(W)의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
바이패스층(250)이 형성됨으로써, 열용량이 큰 급전 단자(280)를 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)에 직접 접속시키지 않는 구성으로 할 수 있다. 이것에 의해, 처리 대상물(W)의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한 바이패스층(250)이 형성됨으로써, 비교적 얇은 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)에 급전 단자(280)를 직접 접속시키지 않아도 좋다. 이것에 의해, 히터부(200)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 급전 단자(280)는 히터부(200)로부터 베이스 플레이트(300)를 향해서 형성되어 있다. 그 때문에 베이스 플레이트(300)의 하면(303)(도 2(a) 및 도 2(b) 참조)의 측으로부터 소켓 등이라고 불리는 부재를 통해 급전 단자(280)에 전력을 공급할 수 있다. 이것에 의해, 정전척(10)이 설치되는 쳄버 내에 급전 단자(280)가 노출되는 것을 억제하면서, 히터의 배선이 실현된다.
이 예에서는 제 1 히터 엘리먼트(231)는 제 2 히터 엘리먼트(232)보다 상방에 위치하고 있다. 바꿔 말하면, 제 1 히터 엘리먼트(231)는 제 2 히터 엘리먼트(232)와 제 1 주면(101) 사이에 형성되어 있다. 제 1 히터 엘리먼트(231)의 위치와, 제 2 히터 엘리먼트(232)의 위치는 반대이어도 좋다. 즉, 제 2 히터 엘리먼트(232)는 제 1 히터 엘리먼트(231)보다 상방에 위치하고 있어도 좋다. 바꿔 말하면, 제 2 히터 엘리먼트(232)는 제 1 주면(101)과 제 1 히터 엘리먼트(231) 사이에 형성되어 있어도 좋다. 온도제어의 관점으로부터, 제 1 히터 엘리먼트(231)는 제 2 히터 엘리먼트(232)보다 상방에 위치하고 있는 것이 바람직하다.
제 1 히터 엘리먼트(231)가 제 2 히터 엘리먼트(232)보다 상방에 위치할 경우, 제 1 히터 엘리먼트(231)와 처리 대상물(W) 사이의 거리는 제 2 히터 엘리먼트(232)와 처리 대상물(W) 사이의 거리보다 짧다. 제 1 히터 엘리먼트(231)가 처리 대상물(W)에 비교적 가까운 것에 의해, 제 1 히터 엘리먼트(231)에 의해 처리 대상물(W)의 온도를 제어하기 쉬워진다. 즉, 제 2 히터 엘리먼트(232)의 패턴에 기인해서 생기는 처리 대상물(W)의 면내의 온도 불균일을 제 1 히터 엘리먼트(231)에 의해 억제하기 쉬워진다. 따라서, 처리 대상물(W)의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
한편, 제 2 히터 엘리먼트(232)가 제 1 히터 엘리먼트(231)보다 상방에 위치할 경우, 고출력의 제 2 히터 엘리먼트(232)가 처리 대상물(W)에 비교적 가깝다. 이것에 의해, 처리 대상물(W)의 온도의 응답성(승온속도·강온속도)을 향상시킬 수 있다.
또한 이 예에서는 제 2 히터 엘리먼트(232)는 Z방향에 있어서, 바이패스층(250)과 제 1 히터 엘리먼트(231) 사이에 형성되어 있다. 즉, 바이패스층(250)은 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)보다 하방에 위치하고 있다.
이렇게, 제 2 히터 엘리먼트(232)를 Z방향에 있어서, 바이패스층(250)과 제 1 히터 엘리먼트(231) 사이에 형성함으로써, 바이패스층(250)의 일방측에 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)를 배치할 수 있다. 이것에 의해, 바이패스층(250)에 급전 단자(280)를 접속할 때에, 제 1 히터 엘리먼트(231)나 제 2 히터 엘리먼트(232)는 반대측으로부터 바이패스층(250)에 급전 단자(280)를 접속할 수 있다. 따라서, 제 1 히터 엘리먼트(231)나 제 2 히터 엘리먼트(232)에 급전 단자(280)를 통과시키기 위한 구멍부를 형성할 필요가 없고, 히터 패턴 상의 온도 특이점을 줄일 수 있고, 제 1 히터 엘리먼트(231)나 제 2 히터 엘리먼트(232)의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
또, 바이패스층(250)은 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)보다 상방에 위치하고 있어도 좋다. 즉, 바이패스층(250)은 제 1 지지판(210)과 제 1 히터 엘리먼트(231) 사이에 형성되어 있어도 좋다. 또한 바이패스층(250)은 제 1 지지판(210)과 제 2 히터 엘리먼트(232) 사이에 형성되어 있어도 좋다. 또한 바이패스층(250)은 제 1 히터 엘리먼트(231)와 제 2 히터 엘리먼트(232) 사이에 위치하고 있어도 좋다.
또한 히터부(200)가 갖는 히터 엘리먼트의 수는 「2」에는 한정되지 않는다. 즉, 히터부(200)는 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)와는 다른 층에 형성된, 별도의 히터 엘리먼트를 더 갖고 있어도 좋다.
도 6은 제 1 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존을 모식적으로 나타내는 평면도이다. 도 6은 도 4에 기재된 제 2 히터 엘리먼트(232)를 Z방향에 수직인 평면에 투영한 도면이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 제 2 히터 엘리먼트(232)는 지름방향(Dr)으로 분할된 복수의 메인 존(600)을 갖는다. 제 2 히터 엘리먼트(232)에서는 각 메인 존(600)에 있어서, 독립된 온도제어가 행해진다.
본원 명세서에 있어서, 「지름방향(Dr)」이란 히터 엘리먼트의 중심으로부터 반경을 따라 외주를 향하는 방향이다. 「둘레방향(Dc)」이란 히터 엘리먼트의 외주를 따르는 방향이다.
이 예에서는 복수의 메인 존(600)은 지름방향(Dr)으로 배열되는 3개의 메인 존(601∼603)을 갖는다. 즉, 제 2 히터 엘리먼트(232)는 지름방향(Dr)에 있어서 3개로 분할되어 있다. 각 메인 존(600)은 제 2 히터 엘리먼트(232)의 중심(CT2)으로부터 지름방향(Dr)의 외측을 향해서 메인 존(601), 메인 존(602), 메인 존(603)의 순으로 배치되어 있다.
메인 존(601)은 평면에서 볼 때에 있어서, 중심(CT2)을 중심으로 하는 원형상이다. 메인 존(602)은 평면에서 볼 때에 있어서, 메인 존(601)의 외측에 위치하고 중심(CT2)을 중심으로 하는 환형상이다. 메인 존(603)은 평면에서 볼 때에 있어서, 메인 존(602)의 외측에 위치하고 중심(CT2)을 중심으로 하는 환형상이다.
이 예에서는 메인 존(601)의 지름방향(Dr)의 폭(LM1), 메인 존(602)의 지름방향(Dr)의 폭(LM2), 및 메인 존(603)의 지름방향(Dr)의 폭(LM3)은 각각 같다. 폭(LM1∼LM3)은 각각 달라도 좋다.
또, 메인 존(600)의 수나 메인 존(600)의 평면에서 볼 때에 있어서의 형상은 임의이어도 좋다. 또한 메인 존(600)은 둘레방향(Dc)으로 분할되어 있어도 좋고, 둘레방향(Dc) 및 지름방향(Dr)으로 분할되어 있어도 좋다. 각 메인 존(600) 내의 구성에 대해서는 후술한다.
각 메인 존(600)을 구성하는 메인 히터 라인(232c)은 서로 독립되어 있다. 이것에 의해, 각 메인 존(600)(메인 히터 라인(232c))마다 다른 전압을 인가할 수 있다. 따라서, 각 메인 존(600)마다 출력(생성하는 열량)을 독립적으로 제어할 수 있다. 바꿔 말하면, 각 메인 존(600)은 서로 독립된 온도제어를 행할 수 있는 히터 유닛이며, 제 2 히터 엘리먼트(232)는 이 히터 유닛을 복수 갖는 히터 유닛의 집합체이다.
또, 도 6에서는 편의상, 각 메인 존(600)의 지름방향(Dr)의 단부끼리를 접해서 기재하고 있지만, 실제로는 이들 사이에는 간극(즉, 메인 히터 라인(232c)이 형성되어 있지 않은 부분)이 존재하고 있어 인접하는 메인 존의 지름방향(Dr)의 단부끼리가 접할 일은 없다. 이후의 도면도 같다.
도 7은 제 1 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존을 모식적으로 나타내는 평면도이다. 도 7은 도 4에 기재된 제 1 히터 엘리먼트(231)를 Z방향에 수직인 평면에 투영한 도면이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는 제 1 히터 엘리먼트(231)는 지름방향(Dr) 및 둘레방향(Dc)으로 분할된 복수의 서브 존(700)을 갖는다. 제 1 히터 엘리먼트(231)에서는 각 서브 존(700)에 있어서, 독립된 온도제어가 행해진다.
이 예에서는 복수의 서브 존(700)은 둘레방향(Dc)으로 배열되는 서브 존(701a∼701f)으로 이루어지는 제 1 영역(701)과, 둘레방향(Dc)으로 배열되는 서브 존(702a∼702f)으로 이루어지는 제 2 영역(702)을 갖는다. 즉, 제 1 히터 엘리먼트(231)는 지름방향(Dr)에 있어서 2개로 분할되어 있다. 또한, 제 1 영역(701) 및 제 2 영역(702)은 각각, 둘레방향(Dc)에 있어서 6개로 분할되어 있다. 각 영역은 제 1 히터 엘리먼트(231)의 중심(CT1)으로부터 지름방향(Dr)의 외측을 향해서 제 1 영역(701), 제 2 영역(702)의 순으로 배치되어 있다.
제 1 영역(701)은 평면에서 볼 때에 있어서, 중심(CT1)을 중심으로 하는 원형상이다. 제 2 영역(702)은 평면에서 볼 때에 있어서, 제 1 영역(701)의 외측에 위치하고 중심(CT1)을 중심으로 하는 환형상이다.
제 1 영역(701)은 서브 존(701a∼701f)을 갖는다. 제 1 영역(701)에 있어서, 서브 존(701a∼701f)은 시계방향으로 서브 존(701a), 서브 존(701b), 서브 존(701c), 서브 존(701d), 서브 존(701e), 서브 존(701f)의 순으로 배치되어 있다. 서브 존(701a∼701f)은 각각, 원형상의 제 1 영역(701)의 일부를 구성하고 있다.
제 2 영역(702)은 서브 존(702a)∼서브 존(702f)을 갖는다. 제 2 영역(702)에 있어서, 서브 존(702a∼702f)은 시계방향으로 서브 존(702a), 서브 존(702b), 서브 존(702c), 서브 존(702d), 서브 존(702e), 서브 존(702f)의 순으로 배치되어 있다. 또한 이 예에서는 서브 존(702a)은 서브 존(701a)의 외측에 위치한다. 서브 존(702b)은 서브 존(701b)의 외측에 위치한다. 서브 존(702c)은 서브 존(701c)의 외측에 위치한다. 서브 존(702d)은 서브 존(701d)의 외측에 위치한다. 서브 존(702e)은 서브 존(701e)의 외측에 위치한다. 서브 존(702f)은 서브 존(701f)의 외측에 위치한다. 서브 존(702a∼702f)은 각각, 환형상의 제 2 영역(702)의 일부를 구성하고 있다.
이 예에서는 제 1 영역(701)의 지름방향(Dr)의 폭(LS1) 및 제 2 영역(702)의 지름방향(Dr)의 폭(LS2)은 같다. 폭(LS1) 및 폭(LS2)은 달라도 좋다.
복수의 서브 존(700)의 수는 복수의 메인 존(600)의 수보다 많다. 즉, 제 1 히터 엘리먼트(231)는 제 2 히터 엘리먼트(232)보다 많은 존으로 분할되어 있다.
제 1 히터 엘리먼트(231)에 포함되는 복수의 서브 존(700)의 수를 제 2 히터 엘리먼트(232)에 포함되는 복수의 메인 존(600)의 수보다 많게 함으로써, 제 1 히터 엘리먼트(231)에 의해, 제 2 히터 엘리먼트(232)보다 좁은 영역의 온도조정을 행할 수 있다. 이것에 의해, 제 1 히터 엘리먼트(231)에 의해 보다 세세한 온도의 미세 조정이 가능해지고, 처리 대상물(W)의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
서브 존(700)의 수나 서브 존(700)의 평면에서 볼 때에 있어서의 형상은 임의이어도 좋다. 또한 서브 존(700)은 둘레방향(Dc)으로 분할되어 있지 않아도 좋다. 즉, 제 1 영역(701)이나 제 2 영역(702)은 둘레방향(Dc)으로 분할된 복수의 서브 존(700)을 포함하지 않아도 좋다. 각 서브 존(700) 내의 구성에 대해서는 후술한다.
각 서브 존(700)을 구성하는 서브 히터 라인(231c)은 서로 독립되어 있다. 이것에 의해, 각 서브 존(700)(서브 히터 라인(231c))마다 다른 전압을 인가할 수 있다. 따라서, 각 서브 존(700)마다 출력(생성하는 열량)을 독립적으로 제어할 수 있다. 바꿔 말하면, 각 서브 존(700)은 서로 독립된 온도제어를 행할 수 있는 히터 유닛이며, 제 1 히터 엘리먼트(231)는 이 히터 유닛을 복수 갖는 히터 유닛의 집합체이다.
또, 도 7에서는 편의상, 각 서브 존(700)의 지름방향(Dr)의 단부끼리를 접해서 기재하고 있지만, 실제로는 이들 사이에는 간극(즉, 서브 히터 라인(231c)이 형성되어 있지 않은 부분)이 존재하고 있어 인접하는 서브 존(700)의 지름방향(Dr)의 단부끼리가 접할 일은 없다. 이후의 도면도 같다.
도 8은 제 1 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 메인 존(600)은 제 1 메인 급전부(232a)와, 제 2 메인 급전부(232b)와, 메인 히터 라인(232c)을 갖는다. 1개의 메인 존(600)은 1개의 제 1 메인 급전부(232a)와, 1개의 제 2 메인 급전부(232b)와, 1개의 메인 히터 라인(232c)을 갖는다. 메인 존(600)은 제 1 메인 급전부(232a)와 제 2 메인 급전부(232b)를 연결시키는 연속하는 메인 히터 라인(232c)으로 구성되는 영역이다.
도 9는 제 1 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 서브 존(700)은 제 1 서브 급전부(231a)와, 제 2 서브 급전부(231b)와, 서브 히터 라인(231c)을 갖는다. 1개의 서브 존(700)은 1개의 제 1 서브 급전부(231a)와, 1개의 제 2 서브 급전부(231b)와, 1개의 서브 히터 라인(231c)을 갖는다. 서브 존(700)은 제 1 서브 급전부(231a)와 제 2 서브 급전부(231b)를 연결시키는 연속하는 서브 히터 라인(231c)으로 구성되는 영역이다.
도 10은 제 1 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존과 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 11은 제 1 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존의 일부와 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 일부의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 10 및 도 11은 도 6에 나타낸 제 2 히터 엘리먼트(232)와, 도 7에 나타낸 제 1 히터 엘리먼트(231)를 서로 겹쳐서 Z방향을 따라 봤을 때의 위치 관계를 나타내고 있다.
도 10 및 도 11에서는 제 2 히터 엘리먼트(232)의 메인 존(600)을 2점 쇄선, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 서브 존(700)을 실선으로 나타내고 있다. 이하, 제 2 히터 엘리먼트(232)와 제 1 히터 엘리먼트(231)를 겹친 상태의 위치 관계를 평면도로 나타내는 경우에는 도 10 및 도 11과 마찬가지로, 제 2 히터 엘리먼트(232)의 메인 존(600)을 2점 쇄선, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 서브 존(700)을 실선으로 나타낸다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 제 1 히터 엘리먼트(231)와 제 2 히터 엘리먼트(232)는 예를 들면 제 1 히터 엘리먼트(231)의 중심(CT1)과 제 2 히터 엘리먼트(232)의 중심(CT2)이 Z방향에 있어서 겹치도록 배치된다. 또한 이 때, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 외주연(231e)과 제 2 히터 엘리먼트(232)의 외주연(232e)은 예를 들면 Z방향에 있어서 겹친다.
도 11에서는 도 6의 메인 존(603)과 도 7의 서브 존(702e)의 위치 관계를 나타내고 있다. 여기에서는 제 1 메인 존(610)이 메인 존(603)이며, 제 1 서브 존(710)이 서브 존(702e)인 경우를 예로 들어 설명한다. 제 1 메인 존(610)은 메인 존(600) 중 1개이다. 제 1 서브 존(710)은 서브 존(700) 중 1개이다. 제 1 서브 존(710)은 Z방향에 있어서 제 1 메인 존(610)과 겹친다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 제 1 서브 존(710)은 중앙영역(711)과, 외주영역(712)을 갖는다. 중앙영역(711)은 평면에서 볼 때에 있어서, 제 1 서브 존(710)의 중앙에 위치한다. 외주영역(712)은 평면에서 볼 때에 있어서, 중앙영역(711)의 외측에 위치한다. 예를 들면 제 1 서브 존(710)을 가열했을 때, 중앙영역(711)의 온도는 외주영역(712)의 온도보다 높아진다.
이 예에서는 제 1 서브 존(710)은 내주단(721)과, 외주단(722)과, 제 1 측단(723)과, 제 2 측단(724)으로 둘러싸여진 영역이다. 내주단(721)은 제 1 서브 존(710)을 구성하는 서브 히터 라인(231c)의 지름방향(Dr)의 내측의 단부와 겹친다. 외주단(722)은 제 1 서브 존(710)을 구성하는 서브 히터 라인(231c)의 지름방향(Dr)의 외측의 단부와 겹친다. 이 예에서는 내주단(721) 및 외주단(722)은 원호상이다.
제 1 측단(723)은 내주단(721)의 일단과, 외주단(722)의 일단 사이에 위치한다. 제 1 측단(723)은 제 1 서브 존(710)을 구성하는 서브 히터 라인(231c)의 둘레방향(Dc)의 일방측의 단부와 겹친다. 제 2 측단(724)은 내주단(721)의 타단과, 외주단(722)의 타단 사이에 위치한다. 제 2 측단(724)은 제 1 서브 존(710)을 구성하는 서브 히터 라인(231c)의 둘레방향(Dc)의 타방측의 단부와 겹친다. 이 예에서는 제 1 측단(723) 및 제 2 측단(724)은 직선형상이다.
중앙영역(711)은 예를 들면 제 1 서브 존(710)의 중심(715)을 포함한다. 중심(715)은 내주단(721)과 외주단(722) 사이의 지름방향(Dr)의 중심선(RL1)과, 제 1 측단(723)과 제 2 측단(724) 사이의 둘레방향(Dc)의 중심선(CL1)의 교점이다.
중앙영역(711)은 내주단(721)과 중심선(RL1) 사이의 지름방향(Dr)의 중심선(RL2)과, 외주단(722)과 중심선(RL1) 사이의 지름방향(Dr)의 중심선(RL3) 사이, 또한, 제 1 측단(723)과 중심선(CL1) 사이의 둘레방향(Dc)의 중심선(CL2)과, 제 2 측단(724)과 중심선(CL1) 사이의 둘레방향(Dc)의 중심선(CL3) 사이의 영역이다. 즉, 중앙영역(711)은 중심선(RL2), 중심선(RL3), 중심선(CL2), 및 중심선(CL3)에 의해 둘러싸여진 영역의 내부이다.
외주영역(712)은 중심선(RL2), 중심선(RL3), 중심선(CL2), 및 중심선(CL3)보다 외측(즉, 중심(715)과는 반대측)에 위치하는 영역이다. 즉, 외주영역(712)은 중심선(RL2)과 내주단(721) 사이, 중심선(RL3)과 외주단(722) 사이, 중심선(CL2)과 제 1 측단(723) 사이, 및 중심선(CL3)과 제 2 측단(724) 사이에 위치한다.
제 1 메인 존(610)은 제 1 메인 급전부(232a)와, 제 2 메인 급전부(232b)와, 메인 히터 라인(232c)을 갖는다. 제 1 메인 급전부(232a)는 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치는 위치에 형성된다. 이 예에서는 제 2 메인 급전부(232b)도 Z방향에 있어서 중앙영역(711)과 겹치는 위치에 형성되어 있다. 제 2 메인 급전부(232b)는 Z방향에 있어서 중앙영역(711)과 겹치지 않는 위치에 형성되어 있어도 좋다. 또한 제 2 메인 급전부(232b)는 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)과 겹치지 않는 위치에 형성되어 있어도 좋다. 또한 이 예에서는 메인 히터 라인(232c)은 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711) 및 외주영역(712)의 양쪽과 겹치는 위치에 형성되어 있다. 메인 히터 라인(232c)은 Z방향에 있어서 중앙영역(711)과 겹치지 않는 위치에 형성되어 있어도 좋다.
또, 본원 명세서에 있어서, 제 1 메인 급전부(232a)가 「Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치는 위치에 형성된다」란 제 1 메인 급전부(232a)의 적어도 일부가 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치는 것을 의미한다. 즉, 제 1 메인 급전부(232a)가 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 외주영역(712)의 경계와 겹치는 위치에 형성되어 있는 경우도 제 1 메인 급전부(232a)가 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치는 위치에 형성되어 있다라고 간주한다. 바꿔 말하면, 제 1 메인 급전부(232a)가 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 일부도 겹쳐져 있지 않은 경우에는 제 1 메인 급전부(232a)가 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)의 외주영역(712)과 겹치는 위치에 형성되어 있다라고 간주한다. 제 2 메인 급전부(232b) 및 메인 히터 라인(232c)에 대해서도 마찬가지이다.
상술한 바와 같이, 제 2 히터 엘리먼트(232)에 있어서, 전류는 제 1 메인 급전부(232a) 및 제 2 메인 급전부(232b)를 통해 메인 히터 라인(232c)으로 흐른다. 그리고, 메인 히터 라인(232c)은 전류가 흐름으로써 발열한다. 제 2 히터 엘리먼트(232)를 가열시켰을 때, 제 1 메인 급전부(232a)나 제 2 메인 급전부(232b)의 온도는 메인 히터 라인(232c)의 온도에 비해서 낮아지기 쉽다.
또한 제 1 서브 존(710)의 외주영역(712)은 중앙영역(711)에 비해서 발열 밀도가 낮아지기 쉽다. 그 때문에 제 1 히터 엘리먼트(231)를 가열시켰을 때, 외주영역(712)의 온도는 중앙영역(711)의 온도에 비해서 낮아지기 쉽다. 따라서, 제 1 메인 급전부(232a)나 제 2 메인 급전부(232b)를 제 1 서브 존(710)의 외주영역(712)과 Z방향에 있어서 겹치는 위치에 형성하면, 히터부(200) 전체의 면내의 온도분포의 균일성이 악화하기 쉽다고 하는 문제가 있다.
이것에 대해서 실시형태에 따른 정전척(10)에 의하면, 제 2 히터 엘리먼트(232)를 가열시켰을 때에 메인 히터 라인(232c)에 비해서 온도가 낮아지기 쉬운 제 1 메인 급전부(232a)를 제 1 서브 존(710)의 외주영역(712)에 비해서 온도가 높아지기 쉬운 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 Z방향에 있어서 겹치는 위치에 형성함으로써, 히터부(200) 전체의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다. 이것에 의해, 처리 대상물(W)의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 12는 제 1 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존의 다른 일부와 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 다른 일부의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 12에서는 도 6의 메인 존(601)과 도 7의 서브 존(701e)의 위치 관계를 나타내고 있다. 여기에서는 제 1 메인 존(610)이 메인 존(601)이며, 제 1 서브 존(710)이 서브 존(701e)인 경우를 예로 들어 설명한다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는 제 1 서브 존(710)의 내주단(721)은 제 1 히터 엘리먼트(231)의 중심(CT1) 부근에 위치한다. 제 1 서브 존(710)은 외주단(722)과, 제 1 측단(723)과, 제 2 측단(724)과, 내주단(721)으로 둘러싸여진 대략 부채형상의 영역이다. 도 12에 나타낸 제 1 서브 존(710)(서브 존(701e))은 형상이 다른 것 이외는 도 11에 나타낸 제 1 서브 존(710)(서브 존(702e))과 실질적으로 같기 때문에, 여기에서는 중앙영역(711)이나 외주영역(712)의 설명을 생략한다.
이 예에서도 제 1 메인 급전부(232a)는 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치는 위치에 형성되어 있다. 한편, 이 예에서는 제 2 메인 급전부(232b)는 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치지 않는 위치에 형성되어 있다. 제 2 메인 급전부(232b)는 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치는 위치에 형성되어 있어도 좋다.
도 13은 제 2 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는 제 2 히터 엘리먼트(232)의 복수의 메인 존(600)은 지름방향(Dr)으로 배열되는 4개의 메인 존(601∼604)을 갖는다. 즉, 제 2 히터 엘리먼트(232)는 지름방향(Dr)에 있어서 4개로 분할되어 있다. 각 메인 존(600)은 제 2 히터 엘리먼트(232)의 중심(CT2)으로부터 지름방향(Dr)의 외측을 향해서 메인 존(601), 메인 존(602), 메인 존(603), 메인 존(604)의 순으로 배치되어 있다.
메인 존(601)은 평면에서 볼 때에 있어서, 중심(CT2)을 중심으로 하는 원형상이다. 메인 존(602)은 평면에서 볼 때에 있어서, 메인 존(601)의 외측에 위치하고 중심(CT2)을 중심으로 하는 환형상이다. 메인 존(603)은 평면에서 볼 때에 있어서, 메인 존(602)의 외측에 위치하고 중심(CT2)을 중심으로 하는 환형상이다. 메인 존(604)는 평면에서 볼 때에 있어서, 메인 존(603)의 외측에 위치하고 중심(CT2)을 중심으로 하는 환형상이다. 이 예에서는 메인 존(601)의 지름방향(Dr)의 폭(LM1), 메인 존(602)의 지름방향(Dr)의 폭(LM2), 메인 존(603)의 지름방향(Dr)의 폭(LM3), 및 메인 존(604)의 지름방향(Dr)의 폭(LM4)은 각각 다르다.
도 14는 제 2 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는 제 1 히터 엘리먼트(231)의 복수의 서브 존(700)은 서브 존(701a)으로 이루어지는 제 1 영역(701)과, 서브 존(702a)으로 이루어지는 제 2 영역(702)과, 서브 존(703a)으로 이루어지는 제 3 영역(703)과, 서브 존(704a)으로 이루어지는 제 4 영역(704)과, 서브 존(705a)으로 이루어지는 제 5 영역(705)을 갖는다. 즉, 제 2 히터 엘리먼트(232)는 지름방향(Dr)에 있어서 5개로 분할되어 있다. 이 예에서는 제 1 영역(701), 제 2 영역(701), 제 3 영역(703), 제 4 영역(704), 및 제 5 영역(705)은 각각, 둘레방향(Dc)에 있어서 분할되어 있지 않다. 각 영역은 제 1 히터 엘리먼트(231)의 중심(CT1)으로부터 지름방향(Dr)의 외측을 향해서 제 1 영역(701), 제 2 영역(702), 제 3 영역(703), 제 4 영역(704), 제 5 영역(705)의 순으로 배치되어 있다.
제 1 영역(701)은 평면에서 볼 때에 있어서, 중심(CT1)을 중심으로 하는 원형상이다. 제 2 영역(702)은 평면에서 볼 때에 있어서, 제 1 영역(701)의 외측에 위치하고 중심(CT1)을 중심으로 하는 환형상이다. 제 3 영역(703)은 평면에서 볼 때에 있어서, 제 2 영역(702)의 외측에 위치하고 중심(CT1)을 중심으로 하는 환형상이다. 제 4 영역(704)은 평면에서 볼 때에 있어서, 제 3 영역(703)의 외측에 위치하고 중심(CT1)을 중심으로 하는 환형상이다. 제 5 영역(705)은 평면에서 볼 때에 있어서, 제 4 영역(704)의 외측에 위치하고 중심(CT1)을 중심으로 하는 환형상이다.
이 예에서는 제 1 영역(701)의 지름방향(Dr)의 폭(LS1), 제 2 영역(702)의 지름방향(Dr)의 폭(LS2), 제 3 영역(703)의 지름방향(Dr)의 폭(LS3), 제 4 영역(704)의 지름방향(Dr)의 폭(LS4), 및 제 5 영역(705)의 지름방향(Dr)의 폭(LS5)은 각각 다르다.
도 15는 제 2 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존과 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 16은 제 2 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존의 일부와 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 일부의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 16에서는 도 13의 메인 존(603)과 도 14의 서브 존(704a)의 위치 관계를 나타내고 있다. 여기에서는 제 1 메인 존(610)이 메인 존(603)이며, 제 1 서브 존(710)이 서브 존(704a)인 경우를 예로 들어 설명한다.
도 16에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는 제 1 서브 존(710)은 둘레방향(Dc)으로 분할되어 있지 않다. 즉, 제 1 서브 존(710)은 제 1 측단(723) 및 제 2 측단(724)을 갖지 않는다. 바꿔 말하면, 제 1 서브 존(710)은 내주단(721)과, 외주단(722)으로 둘러싸여진 환형상의 영역이다.
이 예에서는 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)은 내주단(721)과 중심선(RL1) 사이의 지름방향(Dr)의 중심선(RL2)과, 외주단(722)과 중심선(RL1) 사이의 지름방향(Dr)의 중심선(RL3) 사이의 영역이다. 즉, 중앙영역(711)은 중심선(RL2) 및 중심선(RL3)에 의해 둘러싸여진 영역의 내부이다. 중심선(RL1)은 내주단(721)과 외주단(722) 사이의 지름방향(Dr)의 중심선이다.
이 예에서는 제 1 서브 존(710)의 외주영역(712)은 중심선(RL2)과 내주단(721) 사이 및 중심선(RL3)과 외주단(722) 사이에 위치한다.
이 예에서도 제 1 메인 급전부(232a)는 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치는 위치에 형성되어 있다. 또한 이 예에서도 제 2 메인 급전부(232b)는 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치는 위치에 형성되어 있다. 제 2 메인 급전부(232b)는 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치지 않는 위치에 형성되어 있어도 좋다. 또한 제 2 메인 급전부(232b)는 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)과 겹치지 않는 위치에 형성되어 있어도 좋다.
도 17은 제 2 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존의 다른 일부와 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 다른 일부의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 17에서는 도 13의 메인 존(601)과 도 14의 서브 존(701a)의 위치 관계를 나타내고 있다. 여기에서는 제 1 메인 존(610)이 메인 존(601)이며, 제 1 서브 존(710)이 서브 존(701a)인 경우를 예로 들어 설명한다.
도 17에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는 제 1 서브 존(710)은 제 1 히터 엘리먼트(231)의 중심(CT1)을 중심으로 하고, 외주단(722)으로 둘러싸여진 원형상의 영역이다. 즉, 제 1 서브 존(710)은 내주단(721), 제 1 측단(723), 및 제 2 측단(724)을 갖지 않는다. 또한 제 1 서브 존(710)의 중심(715)은 제 1 히터 엘리먼트(231)의 중심(CT1)과 일치한다.
이 예에서는 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)은 제 1 서브 존(710)의 중심(715)과 외주단(722) 사이의 지름방향(Dr)의 중심선(RL1)에 의해 둘러싸여진 영역의 내부이다. 즉, 중앙영역(711)은 제 1 서브 존(710)의 동심원이며, 제 1 서브 존(710)의 절반의 반경을 갖는 원형상의 영역이다.
이 예에서는 제 1 서브 존(710)의 외주영역(712)은 중심선(RL1)보다 외측(즉, 중심(715)과는 반대측)에 위치하는 영역이다. 즉, 외주영역(712)은 중심선(RL1)과 외주단(722) 사이에 위치한다.
이 예에서도 제 1 메인 급전부(232a)는 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치는 위치에 형성되어 있다. 또한 이 예에서도 제 2 메인 급전부(232b)는 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치는 위치에 형성되어 있다. 제 2 메인 급전부(232b)는 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치지 않는 위치에 형성되어 있어도 좋다. 또한 제 2 메인 급전부(232b)는 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)과 겹치지 않는 위치에 형성되어 있어도 좋다.
도 18은 제 3 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존과 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 18에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는 제 1 히터 엘리먼트(231)는 바둑판눈형상으로 분할되어 있다. 제 1 히터 엘리먼트(231)의 복수의 서브 존(700)은 서브 존(701a∼701d)으로 이루어지는 제 1 영역(701)과, 서브 존(702a∼702m)으로 이루어지는 제 2 영역(702)과, 서브 존(703a∼703q)으로 이루어지는 제 3 영역(703)을 갖는다. 각 영역은 제 1 히터 엘리먼트(231)의 중심(CT1)으로부터 지름방향(Dr)의 외측을 향해서 제 1 영역(701), 제 2 영역(702), 제 3 영역(703)의 순으로 배치되어 있다.
서브 존(701a∼701d) 및 서브 존(702a∼702m)은 각각, 평면에서 볼 때에 있어서 사각형상이다.
도 19는 제 3 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 19에서는 도 15의 서브 존(701a)의 일부를 확대해서 나타내고 있다. 여기에서는 제 1 서브 존(710)이 서브 존(701d)인 경우를 예로 들어 설명한다.
도 19에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는 제 1 서브 존(710)은 제 1 변(716a)과, 제 2 변(716b)과, 제 3 변(716c)과, 제 4 변(716d)으로 둘러싸여진 사각형상의 영역이다. 제 1 서브 존(710)은 제 1 변(716a)과 제 2 변(716b)에 의해 형성되는 제 1 각(717a)과, 제 2 변(716b)과 제 3 변(716c)에 의해 형성되는 제 2 각(717b)과, 제 3 변(716c)과 제 4 변(716d)에 의해 형성되는 제 3 각(717c)과, 제 4 변(716d)과 제 1 변(716a)에 의해 형성되는 제 4 각(717d)을 갖는다.
제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)은 예를 들면 제 1 서브 존(710)의 중심(715)을 포함한다. 중심(715)은 제 1 각(717a)과 제 3 각(717c)을 연결하는 대각선(DL1)과, 제 2 각(717b)과 제 4 각(717d)을 연결하는 대각선(DL2)의 교점이다.
이 예에서는 중앙영역(711)은 중심(715)과 제 1 각(717a) 사이의 중점인 제 1 중점(718a)과, 중심(715)과 제 2 각(717b) 사이의 중점인 제 2 중점(718b)과, 중심(715)과 제 3 각(717c) 사이의 중점인 제 3 중점(718c)과, 중심(715)과 제 4 각(717d) 사이의 중점인 제 4 중점(718d)을 연결한 영역의 내부이다. 즉, 중앙영역(711)은 제 4 중점(718d)과 제 1 중점(718a)을 연결하는 제 5 변(716e)과, 제 1 중점(718a)과 제 2 중점(718b)을 연결하는 제 6 변(716f)과, 제 2 중점(718b)과 제 3 중점(718c)을 연결하는 제 7 변(716g)과, 제 3 중점(718c)과 제 4 중점(718d)을 연결하는 제 8 변(716h)에 의해 둘러싸여진 영역의 내부이다.
이 예에서는 외주영역(712)은 제 5 변(716e), 제 6 변(716f), 제 7 변(716g), 및 제 8 변(716h)보다 외측(즉, 중심(715)과는 반대측)에 위치하는 영역이다. 즉, 외주영역(712)은 제 1 변(716a)과 제 5 변(716e) 사이, 제 2 변(716b)과 제 6 변(716f) 사이, 제 3 변(716c)과 제 7 변(716g) 사이, 및 제 4 변(716d)과 제 8 변(716h) 사이에 위치한다.
이 예에서도 제 1 메인 급전부(232a)는 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치는 위치에 형성되어 있다. 또한 이 예에서도 제 2 메인 급전부(232b)는 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치는 위치에 형성되어 있다. 제 2 메인 급전부(232b)는 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치지 않는 위치에 형성되어 있어도 좋다. 또한 제 2 메인 급전부(232b)는 Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)과 겹치지 않는 위치에 형성되어 있어도 좋다.
도 20은 제 1 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 20에서는 도 7의 서브 존(702e)을 확대해서 나타내고 있다. 여기에서는 제 1 서브 존(710)이 서브 존(702e)인 경우를 예로 들어 설명한다.
도 20에 나타낸 바와 같이, 제 1 서브 존(710)은 제 1 서브 급전부(231a)와, 제 2 서브 급전부(231b)와, 서브 히터 라인(231c)을 갖는다. 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b) 중 적어도 어느 하나는 중앙영역(711)에 형성된다. 이 예에서는 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)의 양쪽이 중앙영역(711)에 형성되어 있다. 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b) 중 어느 하나는 외주영역(712)에 형성되어 있어도 좋다. 또한 이 예에서는 서브 히터 라인(231c)은 중앙영역(711) 및 외주영역(712)의 양쪽에 형성되어 있다.
또, 본원 명세서에 있어서, 제 1 서브 급전부(231a)가 「중앙영역(711)에 형성된다」란 제 1 서브 급전부(231a)의 적어도 일부가 Z방향에 있어서 중앙영역(711)과 겹치는 것을 의미한다. 제 2 서브 급전부(231b) 및 서브 히터 라인(231c)에 대해서도 마찬가지이다.
제 2 히터 엘리먼트(232)와 마찬가지로, 제 1 히터 엘리먼트(231)를 가열시켰을 때, 제 1 서브 급전부(231a)나 제 2 서브 급전부(231b)의 온도는 서브 히터 라인(231c)의 온도에 비해서 낮아지기 쉽다. 그래서, 이렇게, 서브 히터 라인(231c)에 비해서 온도가 낮아지기 쉬운 제 1 서브 급전부(231a)나 제 2 서브 급전부(231b)를 외주영역(712)에 비해서 온도가 높아지기 쉬운 중앙영역(711)에 형성함으로써, 제 1 서브 존(710)의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다. 이것에 의해, 히터부(200) 전체의 면내의 온도분포의 균일성을 더 향상시킬 수 있다.
또한 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)의 양쪽을 중앙영역(711)에 형성함으로써, 제 1 서브 존(710)의 면내의 온도분포의 균일성을 더 향상시킬 수 있다. 이것에 의해, 히터부(200) 전체의 면내의 온도분포의 균일성을 더 향상시킬 수 있다.
도 21은 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브 히터 라인과 제 2 히터 엘리먼트의 제 1 메인 급전부의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 21에 나타낸 바와 같이, 제 2 히터 엘리먼트(232)는 Z방향에 있어서, 제 1 히터 엘리먼트(231)와 겹치도록 형성된다. 이 예에서는 제 2 히터 엘리먼트(232)는 제 1 히터 엘리먼트(231)의 하방에 형성되어 있다.
제 2 히터 엘리먼트(232)의 제 1 메인 급전부(232a)는 예를 들면 Z방향에 있어서 제 1 히터 엘리먼트(231)의 서브 히터 라인(231c)과 겹치는 위치에 형성된다. 또한 제 2 히터 엘리먼트(232)의 메인 히터 라인(232c)은 예를 들면 Z방향에 있어서 제 1 히터 엘리먼트(231)의 서브 히터 라인(231c)과 겹치는 위치에 형성된다. 즉, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 서브 히터 라인(231c)은 예를 들면 제 2 히터 엘리먼트(232)의 제 1 메인 급전부(232a) 및 메인 히터 라인(232c)의 상방에 형성된다.
이렇게, 제 1 메인 급전부(232a)를 Z방향에 있어서 서브 히터 라인(231c)과 겹치는 위치에 형성함으로써, 서브 히터 라인(231c)의 열로 제 1 메인 급전부(232a)의 저온을 보완할 수 있고, 히터부(200) 전체의 면내의 온도분포의 균일성을 더 향상시킬 수 있다.
도 22는 제 1 실시형태의 변형예에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존의 일부와 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 일부의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 22에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는 제 1 서브 급전부(231a)는 일부가 중앙영역(711)과 겹치고, 다른 일부가 외주영역(712)과 겹치는 위치에 형성되어 있다. 또한 제 2 서브 급전부(231b)는 일부가 중앙영역(711)과 겹치고, 다른 일부가 외주영역(712)과 겹치는 위치에 형성되어 있다. 또한 제 1 메인 급전부(232a)는 일부가 중앙영역(711)과 겹치고, 다른 일부가 외주영역(712)과 겹치는 위치에 형성되어 있다.
여기에서, 중앙영역(711)과 겹치는 제 1 서브 급전부(231a)의 면적을 Sa1, 외주영역(712)과 겹치는 제 1 서브 급전부(231a)의 면적을 Sa2로 한다. 제 1 서브 급전부(231a)의 평면에서 볼 때에 있어서의 면적(Sa)은 Sa=Sa1+Sa2로 나타내어진다. 면적(Sa1)은 0이어도 좋다. 즉, 제 1 서브 급전부(231a)는 중앙영역(711)과 겹치지 않아도 좋다. 또는 면적(Sa2)은 0이어도 좋다. 즉, 제 1 서브 급전부(231a)는 외주영역(712)과 겹치지 않아도 좋다.
마찬가지로, 중앙영역(711)과 겹치는 제 2 서브 급전부(231b)의 면적을 Sb1, 외주영역(712)과 겹치는 제 2 서브 급전부(231b)의 면적을 Sb2로 한다. 제 2 서브 급전부(231b)의 평면에서 볼 때에 있어서의 면적(Sb)은 Sb=Sb1+Sb2로 나타내어진다. 면적(Sb1)은 0이어도 좋다. 즉, 제 2 서브 급전부(231b)는 중앙영역(711)과 겹치지 않아도 좋다. 또는 면적(Sb2)은 0이어도 좋다. 즉, 제 2 서브 급전부(231b)는 외주영역(712)과 겹치지 않아도 좋다.
마찬가지로, 중앙영역(711)과 겹치는 제 1 메인 급전부(232a)의 면적을 Sc1, 외주영역(712)과 겹치는 제 1 메인 급전부(232a)의 면적을 Sc2로 한다. 제 1 메인 급전부(232a)의 평면에서 볼 때에 있어서의 면적(Sc)은 Sc=Sc1+Sc2로 나타내어진다. 면적(Sc1)은 0보다 크다. 즉, 제 1 메인 급전부(232a)의 적어도 일부는 중앙영역(711)과 겹친다. 면적(Sc2)은 0이어도 좋다. 즉, 제 1 메인 급전부(232a)는 외주영역(712)과 겹치지 않아도 좋다.
예를 들면 면적(Sa1)과 면적(Sb1)과 면적(Sc1)의 합계(S1=Sa1+Sb1+Sc1)는 면적(Sa2)과 면적(Sb2)과 면적(Sc2)의 합계(S2=Sa2+Sb2+Sc2)보다 큰(S1＞S2) 것이 바람직하다. 바꿔 말하면, 중앙영역(711)과 겹치는 급전부의 면적의 합계는 외주영역(712)과 겹치는 급전부의 면적의 합계보다 큰 것이 바람직하다.
이렇게, 중앙영역(711)과 겹치는 급전부의 면적의 합계를 외주영역(712)과 겹치는 급전부의 면적의 합계보다 크게 함으로써, 온도가 낮아지기 쉬운 급전부를 존내에서 비교적 고온인 중앙영역(711)측에 보다 가깝게 할 수 있다. 이것에 의해, 히터부(200) 전체의 면내의 온도분포의 균일성을 더 향상시킬 수 있다.
면적(Sc)은 예를 들면 면적(Sa)보다 크고, 면적(Sb)보다 크다(Sc＞Sa, Sc＞Sb). 또한 면적(Sc)은 예를 들면 면적(Sa)과 면적(Sb)의 합계보다 크다(Sc＞Sa+Sb). 면적(Sa)은 예를 들면 면적(Sb)과 같다(Sa=Sb).
도 23은 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 23에 나타낸 바와 같이, 제 2 히터 엘리먼트(232)에 있어서, 제 1 메인 급전부(232a)는 메인 히터 라인(232c)의 일단에 형성되어 있다. 또한 제 2 메인 급전부(232b)는 메인 히터 라인(232c)의 타단에 형성되어 있다.
「급전부」란 히터 라인의 시점 및 종점에 형성되고, 급전 단자(280)와 전기적으로 접속되는 부분이다. 급전부 자체는 발열하지 않는다. 급전부와 급전 단자(280)를 물리적으로 접속해도 좋고, 급전부와 바이패스층(250)을, 예를 들면 용접이나 땜납 등에 의해 물리적으로 접속하고 바이패스층(250)과 급전 단자(280)를 물리적으로 접속해도 좋다.
평면에서 볼 때에 있어서, 제 1 메인 급전부(232a)의 폭(LW1)은 메인 히터 라인(232c)의 폭(LW3)보다 크다. 즉, 메인 히터 라인(232c)의 단부에 있어서, 메인 히터 라인(232c)의 폭(LW3)보다 큰 폭(LW1)을 갖는 부분이 제 1 메인 급전부(232a)이다. 여기에서, 「폭」이란 제 1 메인 급전부(232a)와 메인 히터 라인(232c)의 접속부로부터 메인 히터 라인(232c)이 연장되는 방향에 직교하는 방향의 최대길이이다. 또, 접속부로부터 메인 히터 라인(232c)이 연장되는 방향이 곡선인 경우에는 곡선의 접선방향에 직교하는 방향의 최대길이이다.
마찬가지로, 평면에서 볼 때에 있어서, 제 2 메인 급전부(232b)의 폭(LW2)은 메인 히터 라인(232c)의 폭(LW3)보다 크다. 즉, 메인 히터 라인(232c)의 단부에 있어서, 메인 히터 라인(232c)의 폭(LW3)보다 큰 폭(LW2)을 갖는 부분이 제 2 메인 급전부(232b)이다. 여기에서, 「폭」이란 제 2 메인 급전부(232b)와 메인 히터 라인(232c)의 접속부로부터 메인 히터 라인(232c)이 연장되는 방향에 직교하는 방향의 최대길이이다. 또한, 접속부로부터 메인 히터 라인(232c)이 연장되는 방향이 곡선인 경우에는 곡선의 접선방향에 직교하는 방향의 최대길이이다.
또, 이 예에서는 제 1 메인 급전부(232a) 및 제 2 메인 급전부(232b)의 평면에서 볼 때에 있어서의 형상은 원형상이다. 제 1 메인 급전부(232a) 및 제 2 메인 급전부(232b)의 평면에서 볼 때에 있어서의 형상은 원형형상에 한정되지 않고, 타원형상이나 다각형상 등이어도 좋다.
예를 들면 제 2 히터 엘리먼트(232)를 가열했을 때, 제 1 메인 급전부(232a)의 온도 및 제 2 메인 급전부(232b)의 온도는 메인 히터 라인(232c)의 온도보다 낮아진다. 즉, 제 1 메인 급전부(232a)의 발열량 및 제 2 메인 급전부(232b)의 발열량은 메인 히터 라인(232c)의 발열량보다 작다.
또한 제 1 히터 엘리먼트(231)의 제 1 서브 급전부(231a), 제 2 서브 급전부(231b), 및 서브 히터 라인(231c)도 제 2 히터 엘리먼트(232)의 제 1 메인 급전부(232a), 제 2 메인 급전부(232b), 및 메인 히터 라인(232c)과 동일하다. 즉, 평면에서 볼 때에 있어서, 제 1 서브 급전부(231a)의 폭은 서브 히터 라인(231c)의 폭보다 크다. 또한 평면에서 볼 때에 있어서, 제 2 서브 급전부(231b)의 폭은 서브 히터 라인(231c)의 폭보다 크다. 또한 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)의 평면에서 볼 때에 있어서의 형상은 원형상이어도 좋고, 타원형상이나 다각형상 등이어도 좋다.
예를 들면 제 1 히터 엘리먼트(231)를 가열했을 때, 제 1 서브 급전부(231a)의 온도 및 제 2 서브 급전부(231b)의 온도는 서브 히터 라인(231c)의 온도보다 낮아진다. 즉, 제 1 서브 급전부(231a)의 발열량 및 제 2 서브 급전부(231b)의 발열량은 서브 히터 라인(231c)의 발열량보다 작다.
도 24는 제 1 실시형태의 변형예에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 존의 일부와 제 1 히터 엘리먼트의 서브 존의 일부의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 24에 나타낸 바와 같이, 제 1 메인 존(610)은 처리 대상물(W)을 지지하기 위한 리프트 핀(도면에는 나타내지 않는다)이 통과 가능하게 형성된 리프트 핀용 구멍(614a)을 갖고 있어도 좋다. 리프트 핀용 구멍(614a)에 있어서는 리프트 핀이 설치되는 부분을 우회하도록, 메인 히터 라인(232c)이 만곡하고 있다. 리프트 핀용 구멍(614a)은 예를 들면 Z방향에 있어서, 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치는 위치에 형성된다. 또, 리프트 핀용 구멍(614a)은 예를 들면 Z방향에 있어서, 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치지 않는 위치에 형성되어도 좋다. 또한 리프트 핀용 구멍(614a)은 필요에 따라 형성되고, 생략 가능하다.
또한 제 1 메인 존(610)은 흡착 전극(전극층(111))에 전류를 공급하기 위한 흡착 전극단자(도면에는 나타내지 않는다)가 통과 가능하게 형성된 흡착 전극단자용 구멍(614b)을 갖고 있어도 좋다. 흡착 전극단자용 구멍(614b)에 있어서는 흡착 전극단자가 형성되는 부분을 우회하도록, 메인 히터 라인(232c)이 만곡하고 있다. 흡착 전극단자용 구멍(614b)은 예를 들면 Z방향에 있어서, 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치는 위치에 형성된다. 또, 흡착 전극단자용 구멍(614b)은 예를 들면 Z방향에 있어서, 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치지 않는 위치에 형성되어도 좋다. 또한 흡착 전극단자용 구멍(614b)은 필요에 따라 형성되고, 생략 가능하다.
또한 제 1 메인 존(610)은 처리 대상물(W)을 냉각하기 위한 냉각 가스가 통과 가능하게 형성된 냉각 가스용 구멍(614c)을 갖고 있어도 좋다. 냉각 가스용 구멍(614c)은 예를 들면 도입로(321)의 일부를 구성한다. 냉각 가스용 구멍(614c)에 있어서는 냉각 가스가 통과하는 부분을 우회하도록, 메인 히터 라인(232c)이 만곡하고 있다. 냉각 가스용 구멍(614c)은 예를 들면 Z방향에 있어서, 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치는 위치에 형성된다. 또, 냉각 가스용 구멍(614c)은 예를 들면 Z방향에 있어서, 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치지 않는 위치에 형성되어도 좋다. 또한 냉각 가스용 구멍(614c)은 필요에 따라 형성되고, 생략 가능하다.
또, 본원 명세서에 있어서, 리프트 핀용 구멍(614a)이 「Z방향에 있어서 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 겹치는 위치에 형성된다」란 리프트 핀용 구멍(614a)의 적어도 일부가 Z방향에 있어서 중앙영역(711)과 겹치는 것을 의미한다. 흡착 전극단자용 구멍(614b) 및 냉각 가스용 구멍(614c)에 대해서도 마찬가지이다.
이렇게, 제 2 히터 엘리먼트(232)를 가열시켰을 때에 메인 히터 라인(232c)이 형성되지 않으므로 다른 부분에 비해서 온도가 낮아지기 쉬운 리프트 핀용 구멍(614a)이나 흡착 전극단자용 구멍(614b)이나 냉각 가스용 구멍(614c)을 제 1 서브 존(710)의 외주영역(712)에 비해서 온도가 높아지기 쉬운 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 Z방향에 있어서 겹치는 위치에 형성함으로써, 히터부(200) 전체의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
또, 제 1 메인 존(610)은 리프트 핀용 구멍(614a), 흡착 전극단자용 구멍(614b), 및 냉각 가스용 구멍(614c) 중 어느 1개를 갖고 있어도 좋고, 어느 2개 이상을 갖고 있어도 좋고, 3개를 갖고 있어도 좋다. 또한 제 1 메인 존(610)에 형성되는 리프트 핀용 구멍(614a), 흡착 전극단자용 구멍(614b), 및 냉각 가스용 구멍(614c)의 수는 각각 1개라도 좋고, 2개 이상이라도 좋다.
도 25는 실시형태에 따른 히터부의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 25에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는 제 2 히터 엘리먼트(232)는 Z방향에 있어서, 바이패스층(250)과 제 1 히터 엘리먼트(231) 사이에 형성되어 있다. 또한 제 1 히터 엘리먼트(231)와 제 2 히터 엘리먼트(232) 사이에는 제 2 절연층(240)이 형성되어 있다. 또한 제 2 히터 엘리먼트(232)와 바이패스층(250) 사이에는 제 3 절연층(245)이 형성되어 있다.
제 3 절연층(245)은 Z방향으로 관통하는 구멍부(245h)를 갖는다. 제 2 히터 엘리먼트(232)는 구멍부(245h)에 있어서, 바이패스층(250)과 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 바이패스층(250)은 구멍부(245h)에 있어서, 제 1 메인 급전부(232a)와 직접 접함으로써, 제 1 메인 급전부(232a)와 전기적으로 접속되어 있다.
이러한 구멍부(245h)를 형성함으로써, 바이패스층(250)과 제 2 히터 엘리먼트(232) 사이에 제 3 절연층(245)이 형성되어 있어도 바이패스층(250)과 제 2 히터 엘리먼트(232)(제 1 메인 급전부(232a))를 직접적으로 접촉시킬 수 있다. 또한 바이패스층(250)이 제 1 메인 급전부(232a)와 직접 접해서 제 1 메인 급전부(232a)와 전기적으로 접속됨으로써, 급전 단자(280)와 급전부(제 1 메인 급전부(232a)나 제 2 메인 급전부(232b))를 직접 접속할 경우에 비해서 급전 단자(280)의 배치 자유도를 향상시킬 수 있다.
도 26은 실시형태에 따른 웨이퍼 처리 장치를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 26에 나타낸 바와 같이, 실시형태에 따른 웨이퍼 처리 장치(500)는 처리 용기(501)와, 상부 전극(510)과, 정전척(10)을 구비하고 있다. 처리 용기(501)의 천장에는 처리 가스를 내부에 도입하기 위한 처리 가스 도입구(502)가 형성되어 있다. 처리 용기(501)의 저판에는 내부를 감압 배기하기 위한 배기구(503)가 형성되어 있다. 또한 상부 전극(510) 및 정전척(10)에는 고주파 전원(504)이 접속되고, 상부 전극(510)과 정전척(10)을 갖는 한쌍의 전극이 서로 소정의 간격을 두고 평행하게 대치하도록 되어 있다.
웨이퍼 처리 장치(500)에 있어서, 상부 전극(510)과 정전척(10) 사이에 고주파 전압이 인가되면, 고주파 방전이 일어나 처리 용기(501) 내에 도입된 처리 가스가 플라즈마에 의해 여기, 활성화되어서, 처리 대상물(W)이 처리되게 된다. 또, 처리 대상물(W)로서는 반도체 기판(웨이퍼)을 예시할 수 있다. 단, 처리 대상물(W)은 반도체 기판(웨이퍼)에는 한정되지 않고, 예를 들면 액정 표시 장치에 사용되는 유리 기판 등이어도 좋다.
고주파 전원(504)은 정전척(10)의 베이스 플레이트(300)와 전기적으로 접속된다. 베이스 플레이트(300)에는 상술한 바와 같이, 알루미늄 등의 금속재료가 사용된다. 즉, 베이스 플레이트(300)는 도전성을 갖는다. 이것에 의해, 고주파 전압은 상부 전극(510)과 베이스 플레이트(300) 사이에 인가된다.
또한 이 예에서는 베이스 플레이트(300)는 제 1 지지판(210) 및 제 2 지지판(270)과 전기적으로 접속되어 있다. 이것에 의해, 웨이퍼 처리 장치(500)에서는 제 1 지지판(210)과 상부 전극(510) 사이 및, 제 2 지지판(270)과 상부 전극(510) 사이에도 고주파 전압이 인가된다.
이렇게, 각 지지판(210, 270)과 상부 전극(510) 사이에 고주파 전압을 인가한다. 이것에 의해, 베이스 플레이트(300)와 상부 전극(510) 사이에만 고주파 전압을 인가할 경우에 비해서 고주파 전압을 인가하는 장소를 처리 대상물(W)에 의해 접근할 수 있다. 이것에 의해, 예를 들면 보다 효율적 또한 저전위로 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
웨이퍼 처리 장치(500)와 같은 구성의 장치는 일반적으로 평행 평판형 RIE(Reactive Ion Etching) 장치라고 불리지만, 실시형태에 따른 정전척(10)은 이 장치에의 적용에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 ECR(Electron Cyclotron Resonance) 에칭 장치, 유전 결합 플라즈마 처리 장치, 헬리콘파 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 분리형 플라즈마 처리 장치, 표면파 플라즈마 처리 장치, 플라즈마CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치 등의 소위 감압 처리 장치에 넓게 적응할 수 있다. 이러한 웨이퍼 처리 장치(500)는 예를 들면 반도체 장치의 제조에 사용된다. 웨이퍼 처리 장치(500)는 예를 들면 반도체 제조 장치로서 사용된다.
또한 실시형태에 따른 정전척(10)은 노광 장치나 검사 장치와 같이 대기압 하에서 처리나 검사가 행해지는 기판 처리 장치에 넓게 적용할 수도 있다. 단, 실시형태에 따른 정전척(10)이 갖는 높은 내 플라즈마성을 고려하면, 정전척(10)을 플라즈마 처리 장치에 적용시키는 것이 바람직하다. 또, 이들의 장치의 구성 중, 실시형태에 따른 정전척(10) 이외의 부분에는 공지의 구성을 적용할 수 있으므로, 그 설명은 생략한다.
이렇게, 제 2 히터 엘리먼트(232)를 가열시켰을 때에 메인 히터 라인(232c)에 비해서 온도가 낮아지기 쉬운 제 1 메인 급전부(232a)를 제 1 서브 존(710)의 외주영역(712)에 비해서 온도가 높아지기 쉬운 제 1 서브 존(710)의 중앙영역(711)과 Z방향에 있어서 겹치는 위치에 형성한 정전척(10)을 구비함으로써, 히터부(200) 전체의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다. 이것에 의해, 처리 대상물(W)의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 27은 실시형태의 변형예에 따른 히터부를 모식적으로 나타내는 분해 단면도이다.
도 27에 나타낸 바와 같이, 실시형태의 변형예에 따른 히터부(200A)에서는 제 1 히터 엘리먼트(231)의 각 서브 존(영역)(700)에 있어서, 각각, 독립된 온도제어가 행해짐과 아울러, 제 2 히터 엘리먼트(232)의 각 메인 존(600)에 있어서, 각각, 독립된 온도제어가 행해지는 점이 도 5에 나타낸 히터부(200)와는 다르다. 또, 도 5에 나타낸 히터부(200)와 같은 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
이 예에서는 급전 단자(280)로서, 10개의 급전 단자(280a∼280j)가 형성되어 있다. 또한 이 예에서는 바이패스층(250)은 10개의 바이패스부(251a∼251j)를 갖는다.
제 1 히터 엘리먼트(231)는 제 1 영역(701) 및 제 2 영역(702)을 갖는다. 제 1 영역(701) 및 제 2 영역(702)은 각각, 제 1 서브 급전부(231a)와, 제 2 서브 급전부(231b)와, 서브 히터 라인(231c)을 갖는다.
제 2 히터 엘리먼트(232)는 메인 존(601), 메인 존(602), 및 메인 존(603)을 갖는다. 메인 존(601∼603)은 각각, 제 1 메인 급전부(232a)와, 제 2 메인 급전부(232b)와, 메인 히터 라인(232c)을 갖는다.
화살표(C21) 및 화살표(C22)와 같이 전력이 정전척(10)의 외부로부터 급전 단자(280a)에 공급되면, 전류는 급전 단자(280a)로부터 바이패스부(251a)로 흐른다. 화살표(C23) 및 화살표(C24)와 같이 바이패스부(251a)로 흐른 전류는 바이패스부(251a)로부터 제 1 히터 엘리먼트(231)의 제 1 영역(701)으로 흐른다. 화살표(C25) 및 화살표(C26)와 같이 제 1 영역(701)으로 흐른 전류는 제 1 영역(701)으로부터 바이패스부(251b)로 흐른다. 보다 구체적으로는 바이패스부(251a)로 흐른 전류는 제 1 영역(701)의 제 1 서브 급전부(231a)를 통해 제 1 영역(701)의 서브 히터 라인(231c)으로 흐르고, 제 1 영역(701)의 제 2 서브 급전부(231b)를 통해 바이패스부(251b)로 흐른다. 화살표(C27) 및 화살표(C28)와 같이 바이패스부(251b)로 흐른 전류는 바이패스부(251b)로부터 급전 단자(280b)로 흐른다. 화살표(C29)와 같이 급전 단자(280b)로 흐른 전류는 정전척(10)의 외부로 흐른다.
마찬가지로, 전력이 정전척(10)의 외부로부터 급전 단자(280c)에 공급되면, 전류는 화살표(C31∼C39)와 같이 급전 단자(280c), 바이패스부(251c), 제 1 히터 엘리먼트(231)의 제 2 영역(702), 바이패스부(251d), 급전 단자(280d)의 순으로 흐른다.
마찬가지로, 전력이 정전척(10)의 외부로부터 급전 단자(280e)에 공급되면, 전류는 화살표(C41∼C49)와 같이 급전 단자(280e), 바이패스부(251e), 제 2 히터 엘리먼트(232)의 메인 존(601), 바이패스부(251f), 급전 단자(280f)의 순으로 흐른다.
마찬가지로, 전력이 정전척(10)의 외부로부터 급전 단자(280g)에 공급되면, 전류는 화살표(C51∼C59)와 같이 급전 단자(280g), 바이패스부(251g), 제 2 히터 엘리먼트(232)의 메인 존(602), 바이패스부(251h), 급전 단자(280h)의 순으로 흐른다.
마찬가지로, 전력이 정전척(10)의 외부로부터 급전 단자(280i)에 공급되면, 전류는 화살표(C61∼C69)와 같이 급전 단자(280i), 바이패스부(251i), 제 2 히터 엘리먼트(232)의 메인 존(603), 바이패스부(251j), 급전 단자(280j)의 순으로 흐른다.
예를 들면 급전 단자(280a)에 인가하는 전압과, 급전 단자(280c)에 인가하는 전압을 다르게 함으로써, 제 1 영역(701)의 출력과, 제 2 영역(702)의 출력을 다르게 할 수 있다. 즉, 각 서브 존(영역)(700)의 출력을 독립적으로 제어할 수 있다.
예를 들면 급전 단자(280e)에 인가하는 전압과, 급전 단자(280g)에 인가하는 전압과, 급전 단자(280i)에 인가하는 전압을 다르게 함으로써, 메인 존(601)의 출력과, 메인 존(602)의 출력과, 메인 존(603)의 출력을 다르게 할 수 있다. 즉, 각 메인 존(600)의 출력을 독립적으로 제어할 수 있다.
이상과 같이 실시형태에 의하면, 처리 대상물의 면내의 온도분포의 균일성을 향상시킬 수 있는 정전척 및 반도체 제조 장치가 제공된다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했다. 그러나, 본 발명은 이들 기술에 한정되는 것은 아니다. 전술의 실시형태에 관해서, 당업자가 적당하게 설계변경을 추가한 것도 본 발명의 특징을 구비하고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다. 예를 들면 정전척이 구비하는 각 요소의 형상, 치수, 재질, 배치, 설치 형태 등은 예시한 것에 한정되는 것은 아니고 적당하게 변경할 수 있다.
또한 전술한 각 실시형태가 구비하는 각 요소는 기술적으로 가능한 한에 있어서 조합시킬 수 있고, 이들을 조합시킨 것도 본 발명의 특징을 포함하는 한 본 발명의 범위에 포함된다.
10: 정전척, 100: 세라믹 유전체 기판, 101: 제 1 주면, 102: 제 2 주면, 111: 전극층(흡착 전극), 113: 볼록부, 115: 홈, 200, 200A: 히터부, 210: 제 1 지지판, 211: 면, 220: 제 1 절연층, 231: 제 1 히터 엘리먼트, 231a, 231b: 제 1, 제 2 서브 급전부, 231c: 서브 히터 라인, 231e: 외주연, 232: 제 2 히터 엘리먼트, 232a, 232b: 제 1, 제 2 메인 급전부, 232c: 메인 히터 라인, 232e: 외주연, 240: 제 2 절연층, 245: 제 3 절연층, 245h: 구멍부, 250: 바이패스층, 251, 251a∼251j: 바이패스부, 260: 제 4 절연층, 270: 제 2 지지판, 271: 면, 273: 구멍, 280, 280a∼280j: 급전 단자, 300: 베이스 플레이트, 301: 연통로, 303: 하면, 321: 도입로, 403: 접착층, 410: 상부 전극, 500: 반도체 제조 장치, 501: 처리 용기, 502: 처리 가스 도입구, 503: 배기구, 504: 고주파 전원, 510: 상부 전극, 600, 601∼604: 메인 존, 610: 제 1 메인 존, 614a: 리프트 핀용 구멍, 614b: 흡착 전극단자용 구멍, 614c: 냉각 가스용 구멍, 700, 701a∼701f, 702a∼702m, 703a∼703q, 704a, 705a: 서브 존, 701∼705: 제 1∼제 5 영역, 710: 제 1 서브 존, 711: 중앙영역, 712: 외주영역, 715: 중심, 716a∼716h: 제 1∼제 8 변, 717a∼717d: 제 1∼제 4 각, 718a∼718d: 제 1∼제 4 중점, 721: 내주단, 722: 외주단, 723, 724: 제 1, 제 2 측단, CL1∼CL3: 중심선, CT1, CT2: 중심, Dc: 둘레방향, Dr: 지름방향, DL1, DL2: 대각선, LM1∼LM4, LS1∼LS5: 지름방향의 폭, LW1∼LW3: 폭, RL1∼RL3: 중심선, Sa, Sa1, Sa2, Sb, Sb 1,Sb2, Sc, Sc1, Sc2: 면적, W: 처리 대상물

Claims (15)

  1. 처리 대상물을 적재하는 제 1 주면과, 상기 제 1 주면과는 반대측의 제 2 주면을 갖는 세라믹 유전체 기판과,
    상기 세라믹 유전체 기판을 지지하는 베이스 플레이트와,
    상기 세라믹 유전체 기판을 가열하는 히터부를 구비하고,
    상기 히터부는 제 1 히터 엘리먼트와, 제 2 히터 엘리먼트를 갖고,
    상기 제 2 히터 엘리먼트는 지름방향으로 분할된 복수의 메인 존을 갖고,
    상기 제 1 히터 엘리먼트는 복수의 서브 존을 갖고,
    상기 복수의 서브 존의 수는 상기 복수의 메인 존의 수보다 많고,
    상기 복수의 메인 존은 제 1 메인 존을 갖고,
    상기 제 1 메인 존은 전류가 흐름으로써 발열하는 메인 히터 라인과, 상기 메인 히터 라인에 급전하는 제 1 메인 급전부를 갖고,
    상기 복수의 서브 존은 상기 제 1 주면에 대해서 수직인 Z방향에 있어서 상기 제 1 메인 존과 겹치는 제 1 서브 존을 갖고,
    상기 제 1 서브 존은 상기 Z방향을 따라 봤을 때에, 상기 제 1 서브 존의 중앙에 위치하는 중앙영역과, 상기 중앙영역의 외측에 위치하는 외주영역을 갖고,
    상기 제 1 서브 존은 지름방향의 내측의 단부에 위치하는 내주단과, 지름방향의 외측의 단부에 위치하는 외주단과, 둘레방향의 일측의 단부에 위치하는 제 1 측단과, 둘레방향의 타측의 단부에 위치하는 제 2 측단에 의해 둘러싸여진 영역이며,
    상기 내주단과 상기 외주단 사이의 지름방향의 중심선을 제 1 지름방향 중심선, 상기 내주단과 상기 제 1 지름방향 중심선 사이의 지름방향의 중심선을 제 2 지름방향 중심선, 상기 외주단과 상기 제 1 지름방향 중심선 사이의 지름방향의 중심선을 제 3 지름방향 중심선, 상기 제 1 측단과 상기 제 2 측단 사이의 둘레방향의 중심선을 제 1 둘레방향 중심선, 상기 제 1 측단과 상기 제 1 둘레방향 중심선 사이의 둘레방향의 중심선을 제 2 둘레방향 중심선, 상기 제 2 측단과 상기 제 1 둘레방향 중심선 사이의 둘레방향의 중심선을 제 3 둘레방향 중심선으로 했을 때에 상기 중앙영역은 상기 제 2 지름방향 중심선, 상기 제 3 지름방향 중심선, 상기 제 2 둘레방향 중심선, 및 상기 제 3 둘레방향 중심선에 의해 둘러싸여진 영역의 내부이며,
    상기 제 1 메인 급전부는 상기 Z방향에 있어서, 상기 중앙영역과 겹치는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 서브 존은 전류가 흐름으로써 발열하는 서브 히터 라인과, 상기 서브 히터 라인에 급전하는 제 1 서브 급전부와, 상기 서브 히터 라인에 급전하는 제 2 서브 급전부를 갖고,
    상기 Z방향을 따라 봤을 때에, 상기 중앙영역과 겹치는 상기 제 1 서브 급전부의 면적과, 상기 중앙영역과 겹치는 상기 제 2 서브 급전부의 면적과, 상기 중앙영역과 겹치는 상기 제 1 메인 급전부의 면적의 합계는 상기 외주영역과 겹치는 상기 제 1 서브 급전부의 면적과, 상기 외주영역과 겹치는 상기 제 2 서브 급전부의 면적과, 상기 외주영역과 겹치는 상기 제 1 메인 급전부의 면적의 합계보다 큰 것을 특징으로 하는 정전척.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 서브 존은 전류가 흐름으로써 발열하는 서브 히터 라인과, 상기 서브 히터 라인에 급전하는 제 1 서브 급전부와, 상기 서브 히터 라인에 급전하는 제 2 서브 급전부를 갖고,
    상기 제 1 서브 급전부 및 상기 제 2 서브 급전부 중 적어도 어느 하나는 상기 중앙영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 서브 급전부 및 상기 제 2 서브 급전부는 상기 중앙영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 서브 존은 전류가 흐름으로써 발열하는 서브 히터 라인과, 상기 서브 히터 라인에 급전하는 제 1 서브 급전부와, 상기 서브 히터 라인에 급전하는 제 2 서브 급전부를 갖고,
    상기 제 1 메인 급전부는 상기 Z방향에 있어서, 상기 서브 히터 라인과 겹치는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 메인 존은 상기 처리 대상물을 지지하기 위한 리프트 핀이 통과 가능하게 형성된 리프트 핀용 구멍을 더 갖고,
    상기 리프트 핀용 구멍은 상기 Z방향에 있어서, 상기 중앙영역과 겹치는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 세라믹 유전체 기판의 내부에 형성된 흡착 전극을 더 구비하고,
    상기 제 1 메인 존은 상기 흡착 전극에 전류를 공급하기 위한 흡착 전극단자가 통과 가능하게 형성된 흡착 전극단자용 구멍을 더 갖고,
    상기 흡착 전극단자용 구멍은 상기 Z방향에 있어서, 상기 중앙영역과 겹치는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 메인 존은 상기 처리 대상물을 냉각하기 위한 냉각 가스가 통과 가능하게 형성된 냉각 가스용 구멍을 더 갖고,
    상기 냉각 가스용 구멍은 상기 Z방향에 있어서, 상기 중앙영역과 겹치는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 히터부는 상기 제 1 히터 엘리먼트 및 상기 제 2 히터 엘리먼트에의 급전 경로인 바이패스층을 더 갖고,
    상기 바이패스층은 상기 제 1 메인 급전부와 직접 접함으로써 상기 제 1 메인 급전부와 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 정전척.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 히터 엘리먼트는 상기 Z방향에 있어서, 상기 바이패스층과 상기 제 1 히터 엘리먼트 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 히터 엘리먼트는 상기 제 2 히터 엘리먼트보다 적은 열량을 생성하는 것을 특징으로 하는 정전척.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 히터 엘리먼트의 체적 저항률은 상기 제 2 히터 엘리먼트의 체적 저항률보다 높은 것을 특징으로 하는 정전척.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 히터부는 상기 세라믹 유전체 기판과 상기 베이스 플레이트 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 히터부는 상기 세라믹 유전체 기판의 상기 제 1 주면과 상기 제 2 주면 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전척.
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 정전척을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
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