KR102581126B1 - 정전 척 및 반도체 제조 장치 - Google Patents

정전 척 및 반도체 제조 장치 Download PDF

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Abstract

[과제] 처리 대상물의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있는 정전 척 및 반도체 제조 장치를 제공한다.
[해결 수단] 세라믹 유전체 기판과, 베이스 플레이트와, 히터부를 구비하고, 히터부는 복수의 서브존을 갖는 제 1 히터 엘리먼트를 갖고, 복수의 서브존은 제 1 서브존을 갖고, 제 1 서브존은, 전류가 흐름으로써 발열하는 서브 히터 라인과, 서브 히터 라인에 급전하는 제 1, 제 2 서브 급전부를 갖고, 제 1 서브존은, 제 1 서브존의 중앙에 위치하는 중앙 영역과, 중앙 영역의 외측에 위치하는 외주 영역을 갖고, 제 1 서브 급전부 및 제 2 서브 급전부 중 적어도 어느 하나는, 중앙 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척.

Description

정전 척 및 반도체 제조 장치{ELECTROSTATIC CHUCK AND SEMICONDUCTOR MANUFACTURING DEVICE}
본 발명의 형태는, 일반적으로, 정전 척 및 반도체 제조 장치에 관한 것이다.
에칭, CVD(Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링, 이온 주입, 애싱 등을 행하는 플라즈마 처리 챔버 내에서는, 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등의 처리 대상물을 흡착 유지하는 수단으로서 정전 척이 사용되고 있다. 정전 척은, 내장하는 전극에 정전 흡착용 전력을 인가하고, 규소 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 높이는 것이 요구되고 있다. 에칭의 가공 정밀도란, 웨이퍼의 가공에 의해, 설계대로의 폭이나 깊이를 갖는 패턴을 형성할 수 있을지 없을지를 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, 정전 척을 갖는 기판 처리 장치에 있어서는, 에칭 레이트를 균일화하기 위해서, 가공시에 있어서의 웨이퍼 면내의 온도 분포를 제어하는 것이 요구되고 있다. 웨이퍼 면내의 온도 분포를 제어하는 방법으로서, 히터(발열체)를 내장하는 정전 척을 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 검토되어 있다(특허문헌 1).
국제공개 제 2016/080502호
그러나, 단지 히터를 메인 히터와 서브 히터의 2층 구조로 하는 것 만으로는 불충분하고, 웨이퍼 면내의 온도 분포의 균일성의 보다나은 향상이 요구되고 있다.
본 발명은, 이러한 과제의 인식에 의거하여 이루어진 것으로서, 처리 대상물의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있는 정전 척 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 엘리먼트를 갖고, 상기 제 1 히터 엘리먼트는 복수의 서브존을 갖고, 상기 복수의 서브존은 제 1 서브존을 갖고, 상기 제 1 서브존은, 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 서브존은, 상기 제 1 주면에 대하여 수직인 Z 방향을 따라 보았을 때에, 상기 제 1 서브존의 중앙에 위치하는 중앙 영역과, 상기 중앙 영역의 외측에 위치하는 외주 영역을 갖고, 상기 제 1 서브 급전부 및 상기 제 2 서브 급전부 중 적어도 어느 하나는, 상기 중앙 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척이다.
이 정전 척에 의하면, 제 1 히터 엘리먼트를 가열시켰을 때에 서브 히터 라인에 비해서 온도가 낮아지기 쉬운 제 1 서브 급전부나 제 2 서브 급전부를, 외주 영역에 비해서 온도가 높아지기 쉬운 중앙 영역에 형성함으로써, 제 1 서브존의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다. 이것에 의해, 처리 대상물의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 2 발명은, 제 1 발명에 있어서, 상기 제 1 서브 급전부 및 상기 제 2 서브 급전부는, 상기 중앙 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척이다.
이 정전 척에 의하면, 제 1 서브 급전부 및 제 2 서브 급전부의 양방을, 중앙 영역에 형성함으로써 제 1 서브존의 면내의 온도 분포의 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다.
제 3 발명은, 제 1 또는 제 2 발명에 있어서, 상기 히터부는, 제 2 히터 엘리먼트를 더 갖고, 상기 제 2 히터 엘리먼트는 전류가 흐름으로써 발열하는 메인 히터 라인을 갖고, 상기 서브 히터 라인은 상기 Z 방향에 있어서 상기 메인 히터 라인과 겹치고, 상기 제 1 서브 급전부 및 상기 제 2 서브 급전부는, 상기 Z 방향에 있어서 상기 메인 히터 라인과 겹치지 않는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척이다.
이 정전 척에 의하면, 서브 히터 라인이 Z 방향에 있어서 메인 히터 라인과 겹칠 경우에, 제 1 서브 급전부 및 제 2 서브 급전부를 Z 방향에 있어서 메인 히터 라인과 겹치지 않는 위치에 형성하고 있다. 즉, 제 1 서브 급전부 및 제 2 서브 급전부와 겹치는 위치에는 메인 히터 라인의 열이 공급되지 않기 때문에, 제 1 서브 급전부 및 제 2 서브 급전부는 보다 온도가 낮아지기 쉽다. 제 1 서브 급전부, 제 2 서브 급전부를, 외주 영역에 비해서 온도가 높아지기 쉬운 중앙 영역에 형성하고 있기 때문에, 제 1 서브존의 면내의 온도 분포의 균일성의 저하를 억제할 수 있다.
제 4 발명은, 제 3 발명에 있어서, 상기 제 1 히터 엘리먼트는, 상기 Z 방향에 있어서 상기 제 2 히터 엘리먼트와 상기 제 1 주면 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척이다.
이 정전 척에 의하면, 제 1 히터 엘리먼트를, Z 방향에 있어서, 제 2 히터 엘리먼트와 제 1 주면 사이에 형성함으로써, 제 1 히터 엘리먼트와 처리 대상물 사이의 거리를 제 2 히터 엘리먼트와 처리 대상물 사이의 거리보다 짧게 할 수 있다. 이것에 의해, 제 1 히터 엘리먼트에 의해 처리 대상물의 온도를 제어하기 쉬워진다. 즉, 제 2 히터 엘리먼트의 패턴에 기인해서 발생하는 처리 대상물의 면내의 온도 불균일을, 제 1 히터 엘리먼트에 의해 억제하기 쉬워진다. 따라서, 처리 대상물의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 5 발명은, 제 1~제 4 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 제 1 서브존은, 상기 처리 대상물을 지지하기 위한 리프트 핀이 통과 가능하게 형성된 리프트 핀용 구멍을 더 갖고, 상기 리프트 핀용 구멍은 상기 중앙 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척이다.
이 정전 척에 의하면, 제 1 히터 엘리먼트를 가열시켰을 때에 서브 히터 라인이 형성되지 않기 때문에 다른 부분에 비해 온도가 낮아지기 쉬운 리프트 핀용 구멍을, 제 1 서브존에 있어서 외주 영역에 비해 온도가 높아지기 쉬운 중앙 영역에 형성함으로써, 제 1 서브존의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 6 발명은, 제 1~제 5 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 세라믹 유전체 기판의 내부에 형성된 흡착 전극을 더 구비하고, 상기 제 1 서브존은, 상기 흡착 전극에 전류를 공급하기 위한 흡착 전극 단자가 통과 가능하게 형성된 흡착 전극 단자용 구멍을 더 갖고, 상기 흡착 전극 단자용 구멍은 상기 중앙 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척이다.
이 정전 척에 의하면, 제 1 히터 엘리먼트를 가열시켰을 때에 서브 히터 라인이 형성되지 않기 때문에 다른 부분에 비해서 온도가 낮아지기 쉬운 흡착 전극 단자용 구멍을, 제 1 서브존에 있어서 외주 영역에 비해 온도가 높아지기 쉬운 중앙 영역에 형성함으로써, 제 1 서브존의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 7 발명은, 제 1~제 6 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 제 1 서브존은, 상기 처리 대상물을 냉각하기 위한 냉각 가스가 통과 가능하게 형성된 냉각 가스용 구멍을 더 갖고, 상기 냉각 가스용 구멍은 상기 중앙 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척이다.
이 정전 척에 의하면, 제 1 히터 엘리먼트를 가열시켰을 때에 서브 히터 라인이 형성되지 않기 때문에 다른 부분에 비해서 온도가 낮아지기 쉬운 냉각 가스용 구멍을, 제 1 서브존에 있어서 외주 영역에 비해 온도가 높아지기 쉬운 중앙 영역에 형성함으로써, 제 1 서브존의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 8 발명은, 제 3 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 서브 급전부 및 상기 제 2 서브 급전부와 직접 접함으로써, 상기 제 1 서브 급전부 및 상기 제 2 서브 급전부와 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 정전 척이다.
이 정전 척에 의하면, 바이패스층을 형성함으로써, 급전 단자의 배치의 자유도를 높게 할 수 있다. 예를 들면, 온도의 특이점으로 되기 쉬운 급전 단자를 분산해서 배치할 수 있고, 특이점의 주변으로 열이 확산되기 쉬워진다. 이것에 의해, 처리 대상물의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한, 바이패스층 을 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 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한, 바이패스층을 형성함으로써, 비교적 얇은 제 1 히터 엘리먼트 및 제 2 히터 엘리먼트에 급전 단자를 직접 접속시키지 않더라도 좋다. 이것에 의해, 히터부의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 바이패스층이 제 1 서브 급전부 및 제 2 서브 급전부와 직접 접해서 제 1 서브 급전부 및 제 2 서브 급전부와 전기적으로 접속됨으로써, 급전 단자의 배치 자유도가 향상된다.
제 9 발명은, 제 8 발명에 있어서, 상기 제 2 히터 엘리먼트는, 상기 Z 방향에 있어서 상기 바이패스층과 상기 제 1 히터 엘리먼트 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척이다.
이 정전 척에 의하면, 제 2 히터 엘리먼트를, Z 방향에 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 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 10 발명은, 제 1~제 9 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 제 1 히터 엘리먼트는 상기 제 2 히터 엘리먼트보다 적은 열량을 생성하는 것을 특징으로 하는 정전 척이다.
이 정전 척에 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 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 11 발명은, 제 1~제 9 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 제 1 히터 엘리먼트의 체적 저항률은 상기 제 2 히터 엘리먼트의 체적 저항률보다 높은 것을 특징으로 하는 정전 척이다.
이 정전 척에 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 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 12 발명은, 제 1~제 11 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 히터부는 상기 세라믹 유전체 기판과 상기 베이스 플레이트 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척이다.
제 13 발명은, 제 1~제 11 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 히터부는 상기 세라믹 유전체 기판의 상기 제 1 주면과 상기 제 2 주면 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척이다.
이들 정전 척에 의하면, 처리 대상물의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 14 발명은, 제 1~제 13 중 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 제 1 서브존은, 상기 제 1 히터 엘리먼트의 외주 가장자리를 포함하고 있고, 상기 제 1 서브존은, 상기 제 1 서브존을 지름 방향에 있어서 2등분하는 지름 방향의 중심선보다 지름 방향의 내측에 위치하는 내주부와, 상기 지름 방향의 중심선보다 지름 방향의 외측에 위치하고 상기 외주 가장자리를 포함하는 외주부를 갖고, 상기 제 1 서브 급전부 및 상기 제 2 서브 급전부 중 적어도 어느 하나는, 상기 내주부에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척이다.
제 15 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 엘리먼트를 갖고, 상기 제 1 히터 엘리먼트는 복수의 서브존을 갖고, 상기 복수의 서브존은 상기 제 1 히터 엘리먼트의 외주 가장자리를 포함하는 제 1 서브존을 갖고, 상기 제 1 서브존은, 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 서브존은, 상기 제 1 서브존을 지름 방향에 있어서 2등분하는 지름 방향의 중심선보다 지름 방향의 내측에 위치하는 내주부와, 상기 지름 방향의 중심선보다 지름 방향의 외측에 위치하고 상기 외주 가장자리를 포함하는 외주부를 갖고, 상기 제 1 서브 급전부 및 상기 제 2 서브 급전부 중 적어도 어느 하나는, 상기 내주부에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척이다.
처리 대상물의 최외주 부분은 내측의 부분과 비교해서 온도가 낮아지기 쉽다. 이들 정전 척에 의하면, 제 1 서브존이 제 1 히터 엘리먼트의 외주 가장자리를 포함할 경우에(즉, 제 1 히터 엘리먼트의 최외주부에 위치하는 제 1 서브존에 있어서), 제 1 히터 엘리먼트를 가열시켰을 때에 서브 히터 라인에 비해서 온도가 낮아지기 쉬운 제 1 서브 급전부나 제 2 서브 급전부를, 제 1 서브존의 내주부에 형성함으로써, 처리 대상물의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 16 발명은, 제 14 또는 제 15 발명에 있어서, 상기 제 1 서브 급전부 및 상기 제 2 서브 급전부는 상기 내주부에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척이다.
이 정전 척에 의하면, 제 1 서브 급전부 및 제 2 서브 급전부의 양방을 내주부에 형성함으로써, 처리 대상물의 면내의 온도 분포의 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다.
제 17 발명은, 제 1~제 16 중 어느 하나의 발명의 정전 척을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치이다.
본 발명의 형태에 의하면, 처리 대상물의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있는 정전 척 및 반도체 제조 장치가 제공된다.
도 1은 실시형태에 따른 정전 척을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 실시형태에 따른 정전 척의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 실시형태의 변형예에 따른 정전 척의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 실시형태에 따른 히터부를 모식적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 5는 실시형태에 따른 히터부를 모식적으로 나타내는 분해 단면도이다.
도 6은 제１실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인존을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 7은 제１실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 8은 제１실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 9는 제１실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 10은 제１실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존의 별도의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 11은 제 2 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 12는 제 2 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 13은 제 2 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존의 별도의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 14는 제 3 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 15는 제 3 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 16은 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 히터 라인과 제 1 히터 엘리먼트의 제 1, 제 2 서브 급전부의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 17은 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 18은 제１실시형태의 변형예에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 19는 실시형태에 따른 히터부의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 20은 실시형태에 따른 웨이퍼 처리 장치를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 21은 실시형태의 변형예에 따른 히터부를 모식적으로 나타내는 분해 단면도이다.
도 22는 제 4 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 23은 제 5 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 각 도면 중, 마찬가지의 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여서 상세한 설명은 적당히 생략한다.
도 1은 실시형태에 따른 정전 척을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 실시형태에 따른 정전 척의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 1에서는, 설명의 편의상, 정전 척의 일부에 있어서 단면도를 나타내고 있다.
도 2의 (a)는 도 1에 나타낸 A1-A1선에 의한 단면도이다.
도 2의 (b)는 도 2의 (a)에 나타낸 영역(B1)의 확대도이다. 또한, 도 2의 (b)에서는 처리 대상물(W)을 생략하고 있다.
도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이, 실시형태에 따른 정전 척(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 평판형상의 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 대하여 수직인 방향을 Z 방향으로 한다. Z 방향은, 바꿔 말하면, 제 1 주면(101)과 제 2 주면(102)을 연결하는 방향이다. Z 방향은, 바꿔 말하면, 베이스 플레이트(300)로부터 세라믹 유전체 기판(100)을 향하는 방향이다. 또한, Z 방향과 직교하는 방향의 하나를 X 방향, Z 방향 및 X 방향에 직교하는 방향을 Y 방향으로 한다. 본원 명세서에 있어서, 「면내」란, 예를 들면 X-Y 평면 내이다. 또한, 본원 명세서에 있어서, 「평면에서 보다」란, Z 방향을 따라 본 상태를 나타낸다.
세라믹 유전체 기판(100)에 포함되는 결정의 재료로서는, 예를 들면 Al2O3, Y2O3 및 YAG 등을 들 수 있다. 이와 같은 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 개재 형성되어 있다. 즉, 전극층(111)은 세라믹 유전체 기판(100) 중에 삽입되도록 형성되어 있다. 전극층(111)은 세라믹 유전체 기판(100)에 일체 소결되어 있다.
또한, 전극층(111)은, 제 1 주면(101)과 제 2 주면(102) 사이에 개재 형성되어 있는 것에 한정되지 않고, 제 2 주면(102)에 부설되어 있어도 좋다.
정전 척(10)은, 전극층(111)에 흡착 유지용 전압을 인가함으로써, 전극층(111)의 제 1 주면(101)측에 전하를 발생시켜, 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 다극형 이라도 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 형성되고, 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 온도 조정을 행하는 역할을 완수한다. 예를 들면, 세라믹 유전체 기판(100)을 냉각할 경우에는, 연통로(301)에 냉각 매체를 유입하고, 연통로(301)를 통과시켜 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 따라서 볼록부(113)가 형성되어 있다. 서로 이웃하는 볼록부(113)의 사이에는 홈(115)이 형성되어 있다. 홈(115)은 서로 연통하고 있다. 정전 척(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 개재하여 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 형성되어 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 내열성수지를 들 수 있다. 접착층(403)의 두께는, 예를 들면 약 0.1밀리미터(㎜) 이상, 1.0㎜ 이하 정도이다. 접착층(403)의 두께는, 베이스 플레이트(300)와 히터부(200)사이의 거리, 또는 히터부(200)와 세라믹 유전체 기판(100) 사이의 거리와 동일하다.
도 3은 실시형태의 변형예에 따른 정전 척의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3의 (b)는 도 3의 (a)에 나타낸 영역(B2)의 확대도이다. 또한, 도 3의 (b)에서는 처리 대상물(W)을 생략하고 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는, 히터부(200)는 제 1 주면(101)과 제 2 주면(102) 사이에 형성되어 있다. 즉, 히터부(200)는 세라믹 유전체 기판(100) 중에 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.
또한, 도 4, 5에서는, 도 2와 같이, 히터부(200)를 세라믹 유전체 기판(100)과 베이스 플레이트(300) 사이에 형성할 경우를 예로서 설명한다. 이 예에서는, 히터부(200)가 지지판(제 1 지지판(210) 및 제 2 지지판(270))을 구비하고 있지만, 지지판은 형성되지 않아도 좋다. 도 3과 같이, 히터부(200)를 세라믹 유전체 기판(100)의 제 1 주면(101)과 제 2 주면(102) 사이에 형성할 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) 등 위에 형성된다. 제 2 지지판(270)은, 제 1 히터 엘리먼트(231), 제 2 히터 엘리먼트(232), 바이패스층(250) 등 아래에 형성된다. 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. 또한, 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, 이것들을 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. 이와 같이, 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. 이와 같이, 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, Z 방향에 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.
또한, 바이패스층(250) 및 제 4 절연층(260)은, 필요에 따라서 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 가질 경우를 예로 들어서 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, 다층 구조의 그래파이트 등을 들 수 있다. 제 1 지지판(210)의 두께(Z 방향의 길이)는, 예를 들면 약 0.1㎜ 이상, 3.0㎜ 이하 정도이다. 보다 바람직하게는, 제 1 지지판(210)의 두께는, 예를 들면 0.3㎜ 이상, 1.0㎜ 이하 정도이다. 제 1 지지판(210)은 히터부(200)의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킨다. 제 1 지지판(210)은, 예를 들면, 균열판으로서 기능한다. 제 1 지지판(210)은 히터부(200)의 휨을 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 동일하다. 예를 들면, 제 2 지지판(270)의 열전도율은, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 열전도율보다 높고, 제 2 히터 엘리먼트(232)의 열전도율보다 높다. 또한, 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 수지의 경우의 예로서, 폴리이미드나 폴리아미드이미드 등을 들 수 있다. 제 1 절연층(220)이 세라믹의 경우의 예로서, Al2O3, Y2O3 및 YAG 등을 들 수 있다. 제 1 절연층(220)의 두께(Z 방향의 길이)는, 예를 들면 약 0.01㎜ 이상, 0.20㎜ 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. 이와 같이, 제 1 절연층(220)은 전기 절연의 기능과 면 접합의 기능을 갖는다. 또한, 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. 이와 같이, 제 2 절연층(240)은 전기 절연의 기능과 면 접합의 기능을 갖는다. 또한, 제 2 절연층(240)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. 이와 같이, 제 3 절연층(245)은 전기 절연의 기능과 면 접합의 기능을 갖는다. 또한, 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. 이와 같이, 제 4 절연층(260)은 전기 절연의 기능과 면 접합의 기능을 갖는다. 또한, 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, 티탄, 크롬, 니켈, 구리, 알루미늄, 인코넬(등록상표), 몰리브덴, 텅스텐, 팔라듐, 백금, 은, 탄탈, 몰리브덴카바이드, 및 텅스텐카바이드 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속등을 들 수 있다. 제 1 히터 엘리먼트(231)의 두께(Z 방향의 길이)는, 예를 들면 약 0.01㎜ 이상, 0.20㎜ 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 개재하여 처리 대상물(W)을 가열함으로써 처리 대상물(W)의 면내의 온도 분포를 균일하게 한다. 또는, 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)는, 예를 들면, 세라믹 유전체 기판(100)을 개재하여 처리 대상물(W)을 가열함으로써, 처리 대상물(W)의 면내의 온도에 의도적으로 차를 둘 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(Z 방향의 길이)는, 예를 들면 약 0.03㎜ 이상, 0.30㎜ 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 동일하다. 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 전기 저항은, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 전기 저항보다 낮고, 제 2 히터 엘리먼트(232)의 전기 저항보다 낮다. 이것에 의해, 바이패스층(250)의 재료가 제 1 히터 엘리먼트(231) 및 제 2 히터 엘리먼트(232)의 재료와 동일한 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 전기 저항을 억제하고, 바이패스층(250)의 발열량을 억제할 수 있다.
또한, 바이패스층(250)의 전기 저항을 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, 티탄, 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 형성된 상태에 있어서, 급전 단자(280)는, 히터부(200)로부터 베이스 플레이트(300)를 향해서 형성되어 있다. 급전 단자(280)는, 정전 척(10)의 외부로부터 공급된 전력을 바이패스층(250)을 통해서 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 가질 경우, 각 존에 대응하는 급전 단자(280)를 배치하는 것이 곤란해진다. 바이패스층(250)을 형성함으로써, 존마다 배치했을 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 동일하다. 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 정전 척(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 정전 척(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 정전 척(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 통해서 메인 히터 라인(232c)으로 흐르고, 제 2 메인 급전부(232b)를 통해서 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 정전 척(10)의 외부로 흐른다.
예를 들면, 제 1 히터 엘리먼트(231)에 흐르는 전류 및 제 2 히터 엘리먼트(232)에 흐르는 전류는 따로따로 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 동일해도 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.
이와 같이, 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 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
제 1 히터 엘리먼트(231)의 체적 저항률은, 예를 들면, 제 2 히터 엘리먼트(232)의 체적 저항률보다 높다. 또한, 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.
이와 같이, 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, 소비 전력)을, 제 2 히터 엘리먼트(232)의 출력(발열량, 소비 전력)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 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
급전 단자(280)의 주변은, 온도의 특이점(온도가 주위의 영역과 비교적 크게 다른 점)으로 되기 쉽다. 이것에 대하여, 바이패스층(250)이 형성됨으로써 급전 단자(280)의 배치의 자유도를 높게 할 수 있다. 예를 들면, 온도의 특이점으로 되기 쉬운 급전 단자(280)를 분산해서 배치할 수 있고, 특이점의 주변으로 열이 확산되기 쉬워진다. 이것에 의해, 처리 대상물(W)의 면내의 온도 분포의 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 온도 분포의 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 않더라도 좋다. 이것에 의해, 히터부(200)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상술한 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 참조)의 측으로부터 소켓 등으로 불리는 부재를 통해서 급전 단자(280)에 전력을 공급할 수 있다. 이것에 의해, 정전 척(10)이 설치되는 챔버 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 반대라도 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. 온도 제어의 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 가까움으로써, 제 1 히터 엘리먼트(231)에 의해 처리 대상물(W)의 온도를 제어하기 쉬워진다. 즉, 제 2 히터 엘리먼트(232)의 패턴에 기인해서 발생하는 처리 대상물(W)의 면내의 온도 불균일을, 제 1 히터 엘리먼트(231)에 의해 억제하기 쉬워진다. 따라서, 처리 대상물(W)의 면내의 온도 분포의 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(승온 속도·강온 속도)을 향상시킬 수 있다.
또한, 이 예에서는, 제 2 히터 엘리먼트(232)는, Z 방향에 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.
이와 같이, 제 2 히터 엘리먼트(232)를, Z 방향에 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)와는 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 없어, 히터 패턴 상의 온도 특이점을 줄일 수 있고, 제 1 히터 엘리먼트(231)나 제 2 히터 엘리먼트(232)의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 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, 제１실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인존을 모식적으로 나타내는 평면도이다. 도 6은, 도 4에 기재된 제 2 히터 엘리먼트(232)를 Z 방향에 수직인 평면에 투영한 도면이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 제 2 히터 엘리먼트(232)는 지름 방향(Dr)으로 분할된 복수의 메인존(600)을 갖는다. 제 2 히터 엘리먼트(232)에서는 각 메인존(600)에 있어서 독립된 온도 제어가 행해진다.
본원 명세서에 있어서, 「지름 방향(Dr)」이란, 히터 엘리먼트의 중심으로부터 반경을 따라 외주를 향하는 방향이다. 「둘레 방향(Dc)」이란, 히터 엘리먼트의 외주를 따른 방향이다.
이 예에서는, 복수의 메인존(600)은 지름 방향(Dr)으로 늘어서는 3개의 메인존(601~603)을 갖는다. 즉, 제 2 히터 엘리먼트(232)는 지름 방향(Dr)에 있어서 3개로 분할되어 있다. 각 메인존(600)은, 제 2 히터 엘리먼트(232)의 중심(CT2)으로부터 지름 방향(Dr)의 외측을 향해서 메인존(601), 메인존(602), 메인존(603)의 순서로 배치되어 있다.
이 예에서는, 메인존(601)은, 평면에서 볼 때에 있어서, 중심(CT2)을 중심으로 하는 원형상이다. 메인존(602)은, 평면에서 볼 때에 있어서, 메인존(601)의 외측에 위치하고 중심(CT2)을 중심으로 하는 환형상이다. 메인존(603)은, 평면에서 볼 때에 있어서, 메인존(602)의 외측에 위치하고 중심(CT2)을 중심으로 하는 환형상이다.
이 예에서는, 메인존(601)의 지름 방향(Dr)의 폭(LM1), 메인존(602)의 지름 방향(Dr)의 폭(LM2), 및 메인존(603)의 지름 방향(Dr)의 폭(LM3)은, 각각 동일하다. 폭(LM1~LM3)은 각각 달라도 좋다.
또한, 메인존(600)의 수나 메인존(600)의 평면에서 볼 때에 있어서의 형상은 임의로 좋다. 또한, 메인존(600)은, 둘레 방향(Dc)으로 분할되어 있어도 좋고, 둘레 방향(Dc) 및 지름 방향(Dr)으로 분할되어 있어도 좋다. 각 메인존(600) 내의 구성에 대해서는 후술한다.
각 메인존(600)을 구성하는 메인 히터 라인(232c)은 서로 독립되어 있다. 이것에 의해, 각 메인존(600)(메인 히터 라인(232c))마다 다른 전압을 인가할 수 있다. 따라서, 각 메인존(600)마다 출력(생성하는 열량)을 독립적으로 제어할 수 있다. 바꿔 말하면, 각 메인존(600)은 서로 독립된 온도 제어를 행할 수 있는 히터 유닛이며, 제 2 히터 엘리먼트(232)는 이 히터 유닛을 복수 갖는 히터 유닛의 집합체이다.
또한, 도 6에서는 편의상, 각 메인존(600)의 지름 방향(Dr)의 단부끼리를 접해서 기재하고 있지만, 실제로는 이들 간에는 간극(즉, 메인 히터 라인(232c)이 형성되어 있지 않은 부분)이 존재하고 있고, 인접하는 메인존의 지름 방향(Dr)의 단부끼리가 접할 일은 없다. 이후의 도면도 동일하다.
도 7은, 제１실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존을 모식적으로 나타내는 평면도이다. 도 7은, 도 4에 기재된 제 1 히터 엘리먼트(231)를 Z 방향에 수직인 평면에 투영한 도면이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는, 제 1 히터 엘리먼트(231)는, 지름 방향(Dr) 및 둘레 방향(Dc)으로 분할된 복수의 서브존(700)을 갖는다. 제 1 히터 엘리먼트(231)에서는, 각 서브존(700)에 있어서 독립된 온도 제어가 행해진다.
이 예에서는, 복수의 서브존(700)은, 둘레 방향(Dc)으로 늘어서는 서브존(701a~701f)으로 이루어지는 제 1 영역(701)과, 둘레 방향(Dc)으로 늘어서는 서브존(702a~702f)으로 이루어지는 제 2 영역(702)을 갖는다. 즉, 제 1 히터 엘리먼트(231)는 지름 방향(Dr)에 있어서 2개로 분할되어 있다. 또한, 제 1 영역(701) 및 제 2 영역(702)은, 각각, 둘레 방향(Dc)에 있어서 6개로 분할되어 있다. 각 영역은, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 중심(CT1)으로부터 지름 방향(Dr)의 외측을 향해서 제 1 영역(701), 제 2 영역(702)의 순서로 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 서브존(701a~701f)을 갖는다. 제 1 영역(701)에 있어서, 서브존(701a~701f)은, 시계 방향으로 서브존(701a), 서브존(701b), 서브존(701c), 서브존(701d), 서브존(701e), 서브존(701f)의 순서로 배치되어 있다. 서브존(701a~701f)은, 각각, 원형상의 제 1 영역(701)의 일부를 구성하고 있다.
제 2 영역(702)은 서브존(702a)~서브존(702f)을 갖는다. 제 2 영역(702)에 있어서, 서브존(702a~702f)은, 시계 방향으로 서브존(702a), 서브존(702b), 서브존(702c), 서브존(702d), 서브존(702e), 서브존(702f)의 순서로 배치되어 있다. 또한, 이 예에서는, 서브존(702a)은 서브존(701a)의 외측에 위치한다. 서브존(702b)은 서브존(701b)의 외측에 위치한다. 서브존(702c)은 서브존(701c)의 외측에 위치한다. 서브존(702d)은 서브존(701d)의 외측에 위치한다. 서브존(702e)은 서브존(701e)의 외측에 위치한다. 서브존(702f)은 서브존(701f)의 외측에 위치한다. 서브존(702a~702f)은, 각각, 환형상의 제 2 영역(702)의 일부를 구성하고 있다.
이 예에서는, 제 1 영역(701)의 지름 방향(Dr)의 폭(LS1) 및 제 2 영역(702)의 지름 방향(Dr)의 폭(LS2)은 동일하다. 폭(LS1) 및 폭(LS2)은 달라도 좋다.
복수의 서브존(700)의 수는 복수의 메인존(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 서브존(700)의 수를, 제 2 히터 엘리먼트(232)에 포함되는 복수의 메인존(600)의 수보다 많게 함으로써, 제 1 히터 엘리먼트(231)에 의해, 제 2 히터 엘리먼트(232)보다 좁은 영역의 온도 조정을 행할 수 있다. 이것에 의해, 제 1 히터 엘리먼트(231)에 의해 보다 미세한 온도의 미조정이 가능해지고, 처리 대상물(W)의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
서브존(700)의 수나 서브존(700)의 평면에서 볼 때에 있어서의 형상은 임의로 좋다. 또한, 서브존(700)은, 둘레 방향(Dc)으로 분할되어 있지 않아도 좋다. 즉, 제 1 영역(701)이나 제 2 영역(702)은, 둘레 방향(Dc)으로 분할된 복수의 서브존(700)을 포함하지 않아도 좋다. 각 서브존(700) 내의 구성에 대해서는 후술한다.
각 서브존(700)을 구성하는 서브 히터 라인(231c)은 서로 독립되어 있다. 이것에 의해, 각 서브존(700)(서브 히터 라인(231c))마다 다른 전압을 인가할 수 있다. 따라서, 각 서브존(700)마다 출력(생성하는 열량)을 독립적으로 제어할 수 있다. 바꿔 말하면, 각 서브존(700)은, 서로 독립된 온도 제어를 행할 수 있는 히터 유닛이며, 제 1 히터 엘리먼트(231)는 이 히터 유닛을 복수 갖는 히터 유닛의 집합체이다.
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 Z 방향에 있어서 겹치도록 배치된다. 또한, 이 때, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 외주 가장자리(231e)와 제 2 히터 엘리먼트(232)의 외주 가장자리(232e)는, 예를 들면, Z 방향에 있어서 겹친다.
또한, 도 7에서는 편의상, 각 서브존(700)의 지름 방향(Dr)의 단부끼리를 접해서 기재하고 있지만, 실제로는 이들 간에는 간극(즉, 서브 히터 라인(231c)이 형성되어 있지 않은 부분)이 존재하고 있고, 인접하는 서브존(700)의 지름 방향(Dr)의 단부끼리가 접할 일은 없다. 이후의 도면도 동일하다.
도 8은, 제１실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 메인존(600)은, 제 1 메인 급전부(232a)와, 제 2 메인 급전부(232b)와, 메인 히터 라인(232c)을 갖는다. 1개의 메인존(600)은, 1개의 제 1 메인 급전부(232a)와, 1개의 제 2 메인 급전부(232b)와, 1개의 메인 히터 라인(232c)을 갖는다. 메인존(600)은, 제 1 메인 급전부(232a)와 제 2 메인 급전부(232b)를 잇는 연속하는 메인 히터 라인(232c)으로 구성되는 영역이다.
도 9는, 제１실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 서브존(700)은, 제 1 서브 급전부(231a)와, 제 2 서브 급전부(231b)와, 서브 히터 라인(231c)을 갖는다. 1개의 서브존(700)은, 1개의 제 1 서브 급전부(231a)와, 1개의 제 2 서브 급전부(231b)와, 1개의 서브 히터 라인(231c)을 갖는다. 서브존(700)은, 제 1 서브 급전부(231a)와 제 2 서브 급전부(231b)를 잇는 연속하는 서브 히터 라인(231c)으로 구성되는 영역이다.
도 9에서는, 도 7의 서브존(702e)을 확대해서 나타내고 있다. 여기에서는, 제 1 서브존(710)이 서브존(702e)일 경우를 예로 들어서 설명한다. 제 1 서브존(710)은 서브존(700) 중 1개이다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 제 1 서브존(710)은 중앙 영역(711)과 외주 영역(712)을 갖는다. 중앙 영역(711)은, 평면에서 볼 때에 있어서, 제 1 서브존(710)의 중앙에 위치한다. 외주 영역(712)은, 평면에서 볼 때에 있어서, 중앙 영역(711)의 외측에 위치한다. 예를 들면, 제 1 서브존(710)을 가열했을 때, 중앙 영역(711)의 온도는 외주 영역(712)의 온도보다 높아진다.
이 예에서는, 제 1 서브존(710)은, 내주단(721)과, 외주단(722)과, 제 1 측단(723)과, 제 2 측단(724)으로 둘러싸인 영역이다. 내주단(721)은, 제 1 서브존(710)을 구성하는 서브 히터 라인(231c)의 지름 방향(Dr)의 내측의 단부와 겹친다. 외주단(722)은, 제 1 서브존(710)을 구성하는 서브 히터 라인(231c)의 지름 방향(Dr)의 외측의 단부와 겹친다. 이 예에서는, 내주단(721) 및 외주단(722)은 원호형상이다.
제 1 측단(723)은 내주단(721)의 일단과 외주단(722)의 일단 사이에 위치한다. 제 1 측단(723)은, 제 1 서브존(710)을 구성하는 서브 히터 라인(231c)의 둘레 방향(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 서브존(710)을 구성하는 서브 히터 라인(231c)의 둘레 방향(Dc)의 타방측의 단부와 겹친다. 이 예에서는, 제 1 측단(723) 및 제 2 측단(724)은 직선형상이다.
중앙 영역(711)은, 예를 들면, 제 1 서브존(710)의 중심(715)을 포함한다. 중심(715)은, 내주단(721)과 외주단(722) 사이의 지름 방향(Dr)의 중심선(RL1)과, 제 1 측단(723)과 제 2 측단(724) 사이의 둘레 방향(Dc)의 중심선(CL1)의 교점이다.
중앙 영역(711)은, 내주단(721)과 중심선(RL1) 사이의 지름 방향(Dr)의 중심선(RL2)과, 외주단(722)과 중심선(RL1) 사이의 지름 방향(Dr)의 중심선(RL3)의 사이, 또한, 제 1 측단(723)과 중심선(CL1) 사이의 둘레 방향(Dc)의 중심선(CL2)과, 제 2 측단(724)과 중심선(CL1) 사이의 둘레 방향(Dc)의 중심선(CL3) 사이의 영역이다. 즉, 중앙 영역(711)은, 중심선(RL2), 중심선(RL3), 중심선(CL2), 및 중심선(CL3)에 의해 둘러싸인 영역의 내부이다.
외주 영역(712)은, 중심선(RL2), 중심선(RL3), 중심선(CL2), 및 중심선(CL3)보다 외측(즉, 중심(715)과는 반대측)에 위치하는 영역이다. 즉, 외주 영역(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 서브존(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 중앙 영역(711)에 형성된다. 이 예에서는, 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)의 양방이, 중앙 영역(711)에 형성되어 있다. 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b) 중 어느 하나는, 외주 영역(712)에 형성되어 있어도 좋다. 또한, 이 예에서는, 서브 히터 라인(231c)은 중앙 영역(711) 및 외주 영역(712)의 양방에 형성되어 있다.
또한, 본원 명세서에 있어서, 제 1 서브 급전부(231a)가 「중앙 영역(711)에 형성된다」란, 제 1 서브 급전부(231a)의 적어도 일부가 Z 방향에 있어서 중앙 영역(711)과 겹치는 것을 의미한다. 즉, 제 1 서브 급전부(231a)가 중앙 영역(711)과 외주 영역(712)의 경계 상에 형성되어 있을 경우도, 제 1 서브 급전부(231a)가 중앙 영역(711)에 형성되어 있다고 간주한다. 바꿔 말하면, 제 1 서브 급전부(231a)가 Z 방향에 있어서 중앙 영역(711)과 일부도 겹쳐 있지 않은 경우에는, 제 1 서브 급전부(231a)가 외주 영역(712)에 형성되어 있다고 간주한다. 제 2 서브 급전부(231b) 및 서브 히터 라인(231c)에 대해서도 마찬가지이다.
상술한 바와 같이, 제 1 히터 엘리먼트(231)에 있어서, 전류는, 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)를 통해 서브 히터 라인(231c)으로 흐른다. 그리고, 서브 히터 라인(231c)은 전류가 흐름으로써 발열한다. 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.
또한, 제 1 서브존(710)의 외주 영역(712)은, 중앙 영역(711)에 비해서 발열 밀도가 낮아지기 쉽다. 그 때문에, 제 1 히터 엘리먼트(231)를 가열시켰을 때, 외주 영역(712)의 온도는 중앙 영역(711)의 온도에 비해서 낮아지기 쉽다. 따라서, 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)를 외주 영역(712)에 형성하면, 제 1 서브존(710)의 면내의 온도 분포의 균일성이 악화되기 쉽다는 문제가 있다.
이것에 대하여, 실시형태에 따른 정전 척(10)에 의하면, 서브 히터 라인(231c)에 비해서 온도가 낮아지기 쉬운 제 1 서브 급전부(231a)나 제 2 서브 급전부(231b)를, 외주 영역(712)에 비해서 온도가 높아지기 쉬운 중앙 영역(711)에 형성함으로써, 제 1 서브존(710)의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다. 이것에 의해, 처리 대상물(W)의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)의 양방을 중앙 영역(711)에 형성함으로써, 제 1 서브존(710)의 면내의 온도 분포의 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 10은, 제１실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존의 별도의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 10에서는, 도 7의 서브존(701e)을 확대해서 나타내고 있다. 여기에서는, 제 1 서브존(710)이 서브존(701e)일 경우를 예로 들어서 설명한다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는, 제 1 서브존(710)의 내주단(721)은, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 중심(CT1) 부근에 위치한다. 제 1 서브존(710)은, 외주단(722)과, 제 1 측단(723)과, 제 2 측단(724)과, 내주단(721)으로 둘러싸인 대략 부채형상의 영역이다. 도 10에 나타낸 제 1 서브존(710)(서브존(701e))은, 형상이 다른 것 이외는 도 9에 나타낸 제 1 서브존(710)(서브존(702e))과 실질적으로 동일하기 때문에, 여기에서는, 중앙 영역(711)이나 외주 영역(712)의 설명을 생략한다.
이 예에서도, 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)의 양방이, 중앙 영역(711)에 형성되어 있다. 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b) 중 어느 하나는, 외주 영역(712)에 형성되어 있어도 좋다.
도 11은, 제 2 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 복수의 서브존(700)은, 서브존(701a)으로 이루어지는 제 1 영역(701)과, 서브존(702a)으로 이루어지는 제 2 영역(702)과, 서브존(703a)으로 이루어지는 제 3 영역(703)과, 서브존(704a)으로 이루어지는 제 4 영역(704)을 갖는다. 즉, 제 2 히터 엘리먼트(232)는 지름 방향(Dr)에 있어서 4개로 분할되어 있다. 이 예에서는, 제 1 영역(701), 제 2 영역(701), 제 3 영역(703), 및 제 4 영역(704)은, 각각, 둘레 방향(Dc)에 있어서 분할되어 있지 않다. 각 영역은, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 중심(CT1)으로부터 지름 방향(Dr)의 외측을 향해서 제 1 영역(701), 제 2 영역(702), 제 3 영역(703), 제 4 영역(704)의 순서로 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.
이 예에서는, 제 1 영역(701)의 지름 방향(Dr)의 폭(LS1), 제 2 영역(702)의 지름 방향(Dr)의 폭(LS2), 제 3 영역(703)의 지름 방향(Dr)의 폭(LS3), 및 제 4 영역(704)의 지름 방향(Dr)의 폭(LS4)은 각각 다르다.
도 12는, 제 2 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 12에서는, 도 11의 서브존(702a)의 일부를 확대해서 나타내고 있다. 여기에서는, 제 1 서브존(710)이 서브존(702a)일 경우를 예로 들어서 설명한다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는, 제 1 서브존(710)은 둘레 방향(Dc)으로 분할되어 있지 않다. 즉, 제 1 서브존(710)은 제 1 측단(723) 및 제 2 측단(724)을 갖지 않는다. 바꿔 말하면, 제 1 서브존(710)은 내주단(721)과 외주단(722)으로 둘러싸인 환형상의 영역이다.
이 예에서는, 제 1 서브존(710)의 중앙 영역(711)은, 내주단(721)과 중심선(RL1) 사이의 지름 방향(Dr)의 중심선(RL2)과, 외주단(722)과 중심선(RL1) 사이의 지름 방향(Dr)의 중심선(RL3) 사이의 영역이다. 즉, 중앙 영역(711)은 중심선(RL2) 및 중심선(RL3)에 의해 둘러싸인 영역의 내부이다. 중심선(RL1)은 내주단(721)과 외주단(722) 사이의 지름 방향(Dr)의 중심선이다.
이 예에서는, 제 1 서브존(710)의 외주 영역(712)은, 중심선(RL2)과 내주단(721) 사이, 및 중심선(RL3)과 외주단(722) 사이에 위치한다.
이 예에서도, 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)의 양방이, 중앙 영역(711)에 형성되어 있다. 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b) 중 어느 하나는, 외주 영역(712)에 형성되어 있어도 좋다.
도 13은, 제 2 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존의 별도의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 13에서는, 도 11의 서브존(701a)을 확대해서 나타내고 있다. 여기에서는, 제 1 서브존(710)이 서브존(701a)일 경우를 예로 들어서 설명한다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는, 제 1 서브존(710)은, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 중심(CT1)을 중심으로 하고, 외주단(722)에 둘러싸인 원형상의 영역이다. 즉, 제 1 서브존(710)은, 내주단(721), 제 1 측단(723), 및 제 2 측단(724)을 갖지 않는다. 또한, 제 1 서브존(710)의 중심(715)은 제 1 히터 엘리먼트(231)의 중심(CT1)과 일치한다.
이 예에서는, 제 1 서브존(710)의 중앙 영역(711)은, 제 1 서브존(710)의 중심(715)과 외주단(722) 사이의 지름 방향(Dr)의 중심선(RL1)에 의해 둘러싸인 영역의 내부이다. 즉, 중앙 영역(711)은, 제 1 서브존(710)의 동심원이며, 제 1 서브존(710)의 반분의 반경을 갖는 원형상의 영역이다.
이 예에서는, 제 1 서브존(710)의 외주 영역(712)은, 중심선(RL1)보다 외측 (즉, 중심(715)과는 반대측)에 위치하는 영역이다. 즉, 외주 영역(712)은 중심선(RL1)과 외주단(722) 사이에 위치한다.
이 예에서도, 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)의 양방이 중앙 영역(711)에 형성되어 있다. 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b) 중 어느 하나는, 외주 영역(712)에 형성되어 있어도 좋다.
도 14는, 제 3 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는, 제 1 히터 엘리먼트(231)는 바둑판 눈형상으로 분할되어 있다. 제 1 히터 엘리먼트(231)의 복수의 서브존(700)은, 서브존(701a~701d)으로 이루어지는 제 1 영역(701)과, 서브존(702a~702m)으로 이루어지는 제 2 영역(702)과, 서브존(703a~703q)으로 이루어지는 제 3 영역(703)을 갖는다. 각 영역은, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 중심(CT1)으로부터 지름 방향(Dr)의 외측을 향해서 제 1 영역(701), 제 2 영역(702), 제 3 영역(703)의 순서로 배치되어 있다.
서브존(701a~701d) 및 서브존(702a~702m)은, 각각, 평면에서 볼 때에 있어서 사각형상이다.
도 15는, 제 3 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 15에서는, 도 14의 서브존(701a)의 일부를 확대해서 나타내고 있다. 여기에서는, 제 1 서브존(710)이 서브존(701a)일 경우를 예로 들어서 설명한다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는, 제 1 서브존(710)은, 제 1 변(716a)과, 제 2 변(716b)과, 제 3 변(716c)과, 제 4 변(716d)으로 둘러싸인 사각형상의 영역이다. 제 1 서브존(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 서브존(710)의 중앙 영역(711)은, 예를 들면, 제 1 서브존(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, 중앙 영역(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, 중앙 영역(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 둘러싸인 영역의 내부이다.
이 예에서는, 외주 영역(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, 외주 영역(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 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)의 양방이 중앙 영역(711)에 형성되어 있다. 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b) 중 어느 하나는, 외주 영역(712)에 형성되어 있어도 좋다.
또한, 제 2 히터 엘리먼트(232)의 메인존(600)에 있어서도, 제 1 메인 급전부(232a) 및 제 2 메인 급전부(232b) 중 적어도 어느 하나가, 메인존(600)의 중앙 영역에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 메인존(600)의 중앙 영역 및 외주 영역은, 도 12 및 도 13에서 나타낸 제 1 서브존(710)의 중앙 영역(711) 및 외주 영역(712)과 마찬가지로 정의된다.
이와 같이, 메인 히터 라인(232c)에 비해서 온도가 낮아지기 쉬운 제 1 메인 급전부(232a)나 제 2 메인 급전부(232b)를, 메인존(600)의 외주 영역에 비해서 온도가 높아지기 쉬운 메인존(600)의 중앙 영역에 형성함으로써, 메인존(600)의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다. 이것에 의해, 처리 대상물(W)의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제 1 히터 엘리먼트(231)가 메인 히터이며, 제 2 히터 엘리먼트(232)가 서브 히터라도 좋다. 또한, 제 2 히터 엘리먼트(232)는 생략되어도 좋다.
도 16은, 실시형태에 따른 제 2 히터 엘리먼트의 메인 히터 라인과 제 1 히터 엘리먼트의 제 1, 제 2 서브 급전부의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 16에 나타낸 바와 같이, 제 1 히터 엘리먼트(231)는, Z 방향에 있어서, 제 2 히터 엘리먼트(232)와 겹치도록 형성된다. 이 예에서는, 제 1 히터 엘리먼트(231)는 제 2 히터 엘리먼트(232)의 상방에 형성되어 있다.
제 1 히터 엘리먼트(231)의 서브 히터 라인(231c)은, 예를 들면, Z 방향에 있어서 제 2 히터 엘리먼트(232)의 메인 히터 라인(232c)과 겹치는 위치에 형성된다. 이 예에서는, 서브 히터 라인(231c)은 메인 히터 라인(232c)의 상방에 형성된다. 한편, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)는, Z 방향에 있어서 제 2 히터 엘리먼트(232)의 메인 히터 라인(232c)과 겹치지 않는 위치에 형성된다. 메인 히터 라인(232c)에는, 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)를 피하기 위한 배출부(232h)가 형성되어 있다. 배출부(232h)에 있어서는, 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)가 형성되는 부분을 우회하도록, 메인 히터 라인(232c)이 만곡되어 있다.
이와 같이, 서브 히터 라인(231c)이 Z 방향에 있어서 메인 히터 라인(232c)과 겹칠 경우에, 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)를 Z 방향에 있어서 메인 히터 라인(232c)과 겹치지 않는 위치에 형성하고 있다. 즉, 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)와 겹치는 위치에는 메인 히터 라인(231c)의 열이 공급되지 않기 때문에, 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)는 보다 온도가 낮아지기 쉽다. 제 1 서브 급전부(231a), 제 2 서브 급전부(231b)를, 외주 영역(712)에 비해서 온도가 높아지기 쉬운 중앙 영역(711)에 형성하고 있기 때문에, 제 1 서브존(710)의 면내의 온도 분포의 균일성의 저하를 억제할 수 있다.
도 17은, 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 17에 나타낸 바와 같이, 제 1 히터 엘리먼트(231)에 있어서, 제 1 서브 급전부(231a)는 서브 히터 라인(231c)의 일단에 형성되어 있다. 또한, 제 2 서브 급전부(231b)는 서브 히터 라인(231c)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 납땜 등에 의해 물리적으로 접속하여 바이패스층(250)과 급전 단자(280)를 물리적으로 접속해도 좋다.
평면에서 볼 때에 있어서, 제 1 서브 급전부(231a)의 폭(LW1)은 서브 히터 라인(231c)의 폭(LW3)보다 크다. 즉, 서브 히터 라인(231c)의 단부에 있어서, 서브 히터 라인(231c)의 폭(LW3)보다 큰 폭(LW1)을 갖는 부분이 제 1 서브 급전부(231a)이다. 여기에서, 「폭」이란, 제 1 서브 급전부(231a)와 서브 히터 라인(231c)의 접속부로부터 서브 히터 라인(231c)이 연장되는 방향에 직교하는 방향의 최대 길이이다. 또한, 접속부로부터 서브 히터 라인(231c)이 연장되는 방향이 곡선일 경우에는, 곡선의 접선 방향에 직교하는 방향의 최대 길이이다.
마찬가지로, 평면에서 볼 때에 있어서, 제 2 서브 급전부(231b)의 폭(LW2)은, 서브 히터 라인(231c)의 폭(LW3)보다 크다. 즉, 서브 히터 라인(231c)의 단부에 있어서, 서브 히터 라인(231c)의 폭(LW3)보다 큰 폭(LW2)을 갖는 부분이 제 2 서브 급전부(231b)이다. 여기에서, 「폭」이란, 제 2 서브 급전부(231b)와 서브 히터 라인(231c)의 접속부로부터 서브 히터 라인(231c)이 연장되는 방향에 직교하는 방향의 최대 길이이다. 또한, 접속부로부터 서브 히터 라인(231c)이 연장되는 방향이 곡선일 경우에는, 곡선의 접선 방향에 직교하는 방향의 최대 길이이다.
또한, 이 예에서는, 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)의 평면에서 볼 때에 있어서의 형상은 원형상이다. 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)의 평면에서 볼 때에 있어서의 형상은, 원형상에 한정되지 않고, 타원형상이나 다각형상 등이라도 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.
또한, 제 2 히터 엘리먼트(232)의 제 1 메인 급전부(232a), 제 2 메인 급전부(232b), 및 메인 히터 라인(232c)도, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 제 1 서브 급전부(231a), 제 2 서브 급전부(231b), 및 서브 히터 라인(231c)과 마찬가지이다. 즉, 평면에서 볼 때에 있어서, 제 1 메인 급전부(232a)의 폭은 메인 히터 라인(232c)의 폭보다 크다. 또한, 평면에서 볼 때에 있어서, 제 2 메인 급전부(232b)의 폭은, 메인 히터 라인(232c)의 폭보다 크다. 또한, 제 1 메인 급전부(232a) 및 제 2 메인 급전부(232b)의 평면에서 볼 때에 있어서의 형상은, 원형상이라도 좋고, 타원형상이나 다각형상 등이라도 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.
도 18은, 제１실시형태의 변형예에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 18에 나타낸 바와 같이, 제 1 서브존(710)은, 처리 대상물(W)을 지지하기 위한 리프트 핀(도시하지 않음)이 통과 가능하게 형성된 리프트 핀용 구멍(714a)을 갖고 있어도 좋다. 리프트 핀용 구멍(714a)에 있어서는, 리프트 핀이 형성되는 부분을 우회하도록, 서브 히터 라인(231c)이 만곡되어 있다. 리프트 핀용 구멍(714a)은, 예를 들면, 제 1 서브존(710)의 중앙 영역(711)에 형성된다. 또한, 리프트 핀용 구멍(714a)은, 예를 들면, 제 1 서브존(710)의 외주 영역(712)에 형성되어 좋다. 또한, 리프트 핀용 구멍(714a)은 필요에 따라 형성되고, 생략 가능하다.
또한, 제 1 서브존(710)은, 흡착 전극(전극층(111))에 전류를 공급하기 위한 흡착 전극 단자(도시하지 않음)가 통과 가능하게 형성된 흡착 전극 단자용 구멍(714b)을 갖고 있어도 좋다. 흡착 전극 단자용 구멍(714b)에 있어서는, 흡착 전극 단자가 형성되는 부분을 우회하도록, 서브 히터 라인(231c)이 만곡되어 있다. 흡착 전극 단자용 구멍(714b)은, 예를 들면, 제 1 서브존(710)의 중앙 영역(711)에 형성된다. 또한, 흡착 전극 단자용 구멍(714b)은, 예를 들면, 제 1 서브존(710)의 외주 영역(712)에 형성되어도 좋다. 또한, 흡착 전극 단자용 구멍(714b)은 필요에 따라 형성되고, 생략 가능하다.
또한, 제 1 서브존(710)은, 처리 대상물(W)을 냉각하기 위한 냉각 가스가 통과 가능하게 형성된 냉각 가스용 구멍(714c)을 갖고 있어도 좋다. 냉각 가스용 구멍(714c)은, 예를 들면 도입로(321)의 일부를 구성한다. 냉각 가스용 구멍(714c)에 있어서는, 냉각 가스가 통과하는 부분을 우회하도록, 서브 히터 라인(231c)이 만곡되어 있다. 냉각 가스용 구멍(714c)은, 예를 들면 제 1 서브존(710)의 중앙 영역(711)에 형성된다. 또한, 냉각 가스용 구멍(714c)은, 예를 들면 제 1 서브존(710)의 외주 영역(712)에 형성되어도 좋다. 또한, 냉각 가스용 구멍(714c)은 필요에 따라 형성되고, 생략 가능하다.
또한, 본원 명세서에 있어서, 리프트 핀용 구멍(714a)이 「중앙 영역(711)에 형성되다」란, 리프트 핀용 구멍(714a)의 적어도 일부가 Z 방향에 있어서 중앙 영역(711)과 겹치는 것을 의미한다. 흡착 전극 단자용 구멍(714b) 및 냉각 가스용 구멍(714c)에 대해서도 마찬가지이다.
이와 같이, 제 1 히터 엘리먼트(231)를 가열시켰을 때에, 서브 히터 라인(231c)이 형성되지 않기 때문에 다른 부분에 비해서 온도가 낮아지기 쉬운 리프트 핀용 구멍(714a)이나 흡착 전극 단자용 구멍(714b)이나 냉각 가스용 구멍(714c)을, 제 1 서브존(710)에 있어서 외주 영역(712)에 비해 온도가 높아지기 쉬운 중앙 영역(711)에 형성함으로써, 제 1 서브존(710)의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
서브 히터 라인(231c)에 전류가 통전했을 때에, 제 1 서브존(710)의 중앙 영역(711)의 온도는, 제 1 서브존(710)의 외주 영역(712)의 온도보다 높아진다. 한편, 서브 히터 라인(231c)에 급전하는 급전부(제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b))나, 제 1 서브존(710)에 형성된 구멍부(리프트 핀용 구멍(714a), 흡착 전극 단자용 구멍(714b), 냉각 가스용 구멍(714c) 등)의 온도는, 그 자체가 발열하지 않기 때문에, 서브 히터 라인(231c)의 온도보다 낮아진다. 제 1 주면(101)에 대하여 수직인 Z 방향을 따라 보았을 때에, 제 1 서브존(710)의 중앙 영역(711)에 급전부나 각종 구멍부 등의 저온 특이점을 형성함으로써, 히터 엘리먼트의 존 내의 온도 분포를 보다 균일하게 할 수 있다.
또한, 제 1 서브존(710)은, 리프트 핀용 구멍(714a), 흡착 전극 단자용 구멍(714b), 및 냉각 가스용 구멍(714c) 중 어느 1개를 갖고 있어도 좋고, 어느 2개이상을 갖고 있어도 좋고, 3개를 갖고 있어도 좋다. 또한, 제 1 서브존(710)에 형성되는 리프트 핀용 구멍(714a), 흡착 전극 단자용 구멍(714b), 및 냉각 가스용 구멍(714c)의 수는, 각각, 1개라도 좋고, 2개 이상이라도 좋다.
여기에서, 리프트 핀용 구멍(714a), 냉각 가스용 구멍(714c) 등의 온도 특이점이 될 수 있는 구멍의 수와, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 서브존의 수의 관계에 대하여 설명한다. 둘레 방향(Dc)으로, 예를 들면 균등하게 분할되는 서브존의 수는, 냉각 가스용 구멍(714c) 등의 수의 정수배이다. 이와 같이 함으로써 서브존의 수가 늘어났을 경우라도, 냉각 가스용 구멍(714c) 등의 구멍을, 인접하는 서브존 간의 둘레 방향(Dc)에 있어서의 경계나 서브존의 둘레 방향(Dc)의 단부와 겹치지 않고 배치할 수 있다.
예를 들면, 서브존을 둘레 방향(Dc)으로 균등하게 16분할할 경우, 분할된 하나의 서브존의 부채형의 각도는 대략 22.5°로 된다. 한편, 냉각 가스용 구멍(714c)을 12개, 둘레 방향(Dc)으로 균등하게 배치할 경우, 냉각 가스용 구멍(714c)과 중심(CT1)으로 형성되는 각도는 30°로 된다. 이 경우, 일부의 냉각 가스용 구멍(714c) 등의 구멍이 서브존 간의 둘레 방향(Dc)에 있어서의 경계나 서브존의 둘레 방향(dc)의 단부와 겹칠 우려가 있다. 둘레 방향(Dc)으로 분할되는 서브존의 수를, 냉각 가스용 구멍(714c) 등의 구멍의 수의 정수배로 함으로써, 냉각 가스용 구멍(714c) 등의 구멍을 서브존 간의 둘레 방향(Dc)에 있어서의 경계나 서브존의 둘레 방향(Dc)의 단부와 겹치지 않는 위치에, 보다 확실하게 배치할 수 있다.
도 19는 실시형태에 따른 히터부의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 19에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는, 제 2 히터 엘리먼트(232)는, Z 방향에 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.
히터부(200)는, 제 2 절연층(240)과, 제 2 히터 엘리먼트(232)와, 제 3 절연층(245)을 Z 방향으로 관통하는 구멍부(290)를 갖는다. 제 1 히터 엘리먼트(231)는, 구멍부(290)에 있어서, 바이패스층(250)과 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 바이패스층(250)은, 구멍부(290)에 있어서, 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)와 직접 접함으로써 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)와 전기적으로 접속되어 있다.
이와 같은 구멍부(290)를 형성함으로써, 바이패스층(250)과 제 1 히터 엘리먼트(231) 사이에 제 2 절연층(240), 제 2 히터 엘리먼트(232), 및 제 3 절연층(245)이 형성되어 있어도, 바이패스층(250)과 제 1 히터 엘리먼트(231)(제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b))를 직접적으로 접촉시킬 수 있다. 또한, 바이패스층(250)이 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)와 직접 접해서 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)와 전기적으로 접속됨으로써, 급전 단자(280)와 급전부(제 1 서브 급전부(231a)나 제 2 서브 급전부(231b))를 직접 접속할 경우에 비하여, 급전 단자(280)의 배치 자유도를 높일 수 있다.
도 20은 실시형태에 따른 웨이퍼 처리 장치를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 20에 나타낸 바와 같이, 실시형태에 따른 웨이퍼 처리 장치(500)는, 처리 용기(501)와, 상부 전극(510)과, 정전 척(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 정전 척(10)에는 고주파 전원(504)이 접속되고, 상부 전극(510)과 정전 척(10)을 갖는 한쌍의 전극이, 서로 소정의 간격을 띄워 평행하게 대치하도록 되어 있다.
웨이퍼 처리 장치(500)에 있어서, 상부 전극(510)과 정전 척(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. 또한, 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 등이라도 좋다.
고주파 전원(504)은 정전 척(10)의 베이스 플레이트(300)와 전기적으로 접속된다. 베이스 플레이트(300)에는, 상술한 바와 같이, 알루미늄 등의 금속 재료가 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.
이와 같이, 각 지지판(210, 270)과 상부 전극(510) 사이에 고주파 전압을 인가 한다. 이것에 의해, 베이스 플레이트(300)와 상부 전극(510) 사이에만 고주파 전압을 인가할 경우에 비하여, 고주파 전압을 인가하는 장소를 처리 대상물(W)에 의해 가까이 할 수 있다. 이것에 의해, 예를 들면, 보다 효율적이며 또한 저전위로 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
웨이퍼 처리 장치(500)와 같은 구성의 장치는, 일반적으로 평행 평판형 RIE(Reactive Ion Etching) 장치로 불리지만, 실시형태에 따른 정전 척(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 널리 적응할 수 있다. 이와 같은 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 정전 척(10)은, 노광 장치나 검사 장치와 같이 대기압 하에서 처리나 검사가 행해지는 기판 처리 장치에 널리 적용할 수도 있다. 단, 실시형태에 따른 정전 척(10)이 갖는 높은 내플라즈마성을 고려하면, 정전 척(10)을 플라즈마 처리 장치에 적용시키는 것이 바람직하다. 또한, 이들 장치의 구성 중, 실시형태에 따른 정전 척(10) 이외의 부분에는 공지의 구성을 적용할 수 있으므로, 그 설명은 생략한다.
이와 같이, 실시형태에 따른 웨이퍼 처리 장치(500)(반도체 제조 장치)에 의하면, 제 1 히터 엘리먼트(231)를 가열시켰을 때에 서브 히터 라인(231c)에 비해서 온도가 낮아지기 쉬운 제 1 서브 급전부(231a)나 제 2 서브 급전부(231b)를, 외주 영역(712)에 비해서 온도가 높아지기 쉬운 중앙 영역(711)에 설치한 정전 척(10)을 구비함으로써, 제 1 서브존(710)의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다. 이것에 의해, 처리 대상물(W)의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 21은 실시형태의 변형예에 따른 히터부를 모식적으로 나타내는 분해 단면도이다.
도 21에 나타낸 바와 같이, 실시형태의 변형예에 따른 히터부(200A)에서는, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 각 서브존((영역)700)에 있어서, 각각, 독립된 온도 제어가 행해짐과 아울러, 제 2 히터 엘리먼트(232)의 각 메인존(600)에 있어서, 각각, 독립된 온도 제어가 행해지는 점이, 도 5에 나타낸 히터부(200)와는 다르다. 또한, 도 5에 나타낸 히터부(200)와 동일한 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, 메인존(601), 메인존(602), 및 메인존(603)을 갖는다. 메인존(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 정전 척(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 통해서 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 정전 척(10)의 외부로 흐른다.
마찬가지로, 전력이 정전 척(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 순서로 흐른다.
마찬가지로, 전력이 정전 척(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 메인존(601), 바이패스부(251f), 급전 단자(280f)의 순서로 흐른다.
마찬가지로, 전력이 정전 척(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 메인존(602), 바이패스부(251h), 급전 단자(280h)의 순서로 흐른다.
마찬가지로, 전력이 정전 척(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 메인존(603), 바이패스부(251j), 급전 단자(280j)의 순서로 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 서브존((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, 메인존(601)의 출력과, 메인존(602)의 출력과, 메인존(603)의 출력을 다르게 할 수 있다. 즉, 각 메인존(600)의 출력을 독립적으로 제어할 수 있다.
도 22는, 제 4 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 22에서는, 도 7의 서브존(702e)을 확대해서 나타내고 있다. 여기에서는, 제 1 서브존(710)이 서브존(702e)일 경우를 예로 들어서 설명한다.
도 22에 나타낸 바와 같이, 이 예에서는, 제 1 서브존(710)은 제 1 히터 엘리먼트(231)의 외주 가장자리(231e)를 포함하고 있다. 즉, 이 예에서는, 제 1 서브존(710)은 제 1 히터 엘리먼트(231)의 최외주부에 위치하고 있다.
제 1 서브존(710)은 내주부(751)와 외주부(752)를 갖는다. 내주부(751)는, 지름 방향(Dr)의 중심선(RL1)보다 지름 방향(Dr)의 내측에 위치하는 부분이다. 외주부(752)는, 지름 방향(Dr)의 중심선(RL1)보다 지름 방향(Dr)의 외측에 위치하는 부분이다. 외주부(752)는 제 1 히터 엘리먼트(231)의 외주 가장자리(231e)를 포함한다. 지름 방향(Dr)의 중심선(RL1)은, 제 1 서브존(710)의 내주단(721)과 외주단(722) 사이의 지름 방향(Dr)의 중심을 통과한다. 즉, 지름 방향(Dr)의 중심선(RL1)은 제 1 서브존(710)을 지름 방향(Dr)에 있어서 2등분한다.
제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b) 중 적어도 어느 하나는, 내주부(751)에 형성된다. 이 예에서는, 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)의 양방이 내주부(751)에 형성되어 있다. 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b) 중 어느 하나는, 외주부(752)에 형성되어 있어도 좋다.
또한, 본원 명세서에 있어서, 제 1 서브 급전부(231a)가 「내주부(751)에 형성되다」란, 제 1 서브 급전부(231a)의 적어도 일부가 Z 방향에 있어서 내주부(751)와 겹치는 것을 의미한다. 즉, 제 1 서브 급전부(231a)가 내주부(751)와 외주부(752)의 경계 상에 형성되어 있을 경우도, 제 1 서브 급전부(231a)가 내주부(751)에 형성되어 있다고 간주한다. 바꿔 말하면, 제 1 서브 급전부(231a)가 Z 방향에 있어서 내주부(751)와 일부도 겹쳐있지 않은 경우에는, 제 1 서브 급전부(231a)가 외주부(752)에 형성되어 있다고 간주한다. 제 2 서브 급전부(231b) 및 서브 히터 라인(231c)에 대해서도 마찬가지이다.
처리 대상물(W)의 최외주 부분은, 내측의 부분과 비교해서 온도가 낮아지기 쉽다. 이것에 대하여, 실시형태에 따른 정전 척(10)에 의하면, 제 1 서브존(710)이 제 1 히터 엘리먼트(231)의 외주 가장자리(231e)를 포함할 경우에(즉, 제 1 히터 엘리먼트(231)의 최외주부에 위치하는 제 1 서브존(710)에 있어서), 제 1 히터 엘리먼트(231)를 가열시켰을 때에 서브 히터 라인(231c)에 비해서 온도가 낮아지기 쉬운 제 1 서브 급전부(231a)나 제 2 서브 급전부(231b)를, 제 1 서브존(710)의 내주부(751)에 형성함으로써, 처리 대상물(W)의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)의 양방을 내주부(751)에 형성함으로써, 처리 대상물(W)의 면내의 온도 분포의 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 이 예에서는, 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)의 양방이, 상술의 제 1 서브존(710)의 중앙 영역(711)에 형성되어 있다. 즉, 이 예에서는, 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)의 양방이 중앙 영역(711)에 형성되고, 또한, 내주부(751)에 형성되어 있다. 이것에 의해, 처리 대상물(W)의 면내의 온도 분포의 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 23은, 제 5 실시형태에 따른 제 1 히터 엘리먼트의 서브존의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 23에서는, 도 7의 서브존(702e)을 확대해서 나타내고 있다. 여기에서는, 제 1 서브존(710)이 서브존(702e)일 경우를 예로 들어서 설명한다.
도 23에 나타낸 바와 같이, 이 예에서도, 제 1 서브존(710)은 제 1 히터 엘리먼트(231)의 외주 가장자리(231e)를 포함하고 있다. 즉, 이 예에서도, 제 1 서브존(710)은 제 1 히터 엘리먼트(231)의 최외주부에 위치하고 있다.
도 23에 나타낸 바와 같이, 이 예에서도, 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)의 양방이 내주부(751)에 형성되어 있다. 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b) 중 어느 하나는 외주부(752)에 형성되어 있어도 좋다.
한편, 이 예에서는, 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)의 양방이, 상술의 제 1 서브존(710)의 외주 영역(712)에 형성되어 있다. 즉, 이 예에서는, 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)의 양방이, 내주부(751) 또한 외주 영역(712)에 형성되어 있다. 이 경우에도 제 1 서브 급전부(231a) 및/또는 제 2 서브 급전부(231b)를 내주부(751)에 배치하고 있기 때문에 일정의 효과가 얻어진다. 제 1 서브 급전부(231a) 및 제 2 서브 급전부(231b)의 양방을, 내주부(751) 또한 중앙 영역(711)에 형성하는 것이 보다 바람직하다.
이상과 같이, 실시형태에 의하면, 처리 대상물의 면내의 온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있는 정전 척 및 반도체 제조 장치가 제공된다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명했다. 그러나, 본 발명은 이들 기술에 한정되는 것은 아니다. 상술의 실시형태에 관해서, 당업자가 적당하게 설계 변경을 추가한 것도, 본 발명의 특징을 구비하고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다. 예를 들면, 정전 척이 구비하는 각 요소의 형상, 치수, 재질, 배치, 설치 형태등은, 예시한 것에 한정되는 것은 아니고 적당히 변경할 수 있다.
또한, 상술한 각 실시형태가 구비하는 각 요소는, 기술적으로 가능한 한에 있어서 조합시킬 수 있고, 이것들을 조합시킨 것도 본 발명의 특징을 포함하는 한 본 발명의 범위에 포함된다.
10 : 정전 척, 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 : 외주 가장자리, 232 : 제 2 히터 엘리먼트, 232a, 232b : 제 1, 제 2 메인 급전부, 232c : 메인 히터 라인, 232e : 외주 가장자리, 232h : 배출부, 240 : 제 2 절연층, 245 : 제 3 절연층, 250 : 바이패스층, 251, 251a~251j : 바이패스부, 260 : 제 4 절연층, 270 : 제 2 지지판, 271 : 면, 273 : 구멍, 280, 280a~280j : 급전 단자, 290 : 구멍부, 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, 601~603 : 메인존, 700, 701a~701f, 702a~702m, 703a~703q, 704a : 서브존, 701~704 : 제 1~제 4 영역, 710 : 제 1 서브존, 711 : 중앙 영역, 712 : 외주 영역, 714a : 리프트 핀용 구멍, 714b : 흡착 전극 단자용 구멍, 714c : 냉각 가스용 구멍, 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, 751 : 내주부, 752 : 외주부, CL1~CL3 : 중심선, CT1, CT2 : 중심, Dc : 둘레 방향, Dr : 지름 방향, DL1, DL2 : 대각선, LM1~LM3, LS1~LS4 : 지름 방향의 폭, LW1~LW3 : 폭, RL1~RL3 : 중심선, W : 처리 대상물

Claims (18)

  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 엘리먼트를 갖고,
    상기 제 1 히터 엘리먼트는 복수의 서브존을 갖고,
    상기 복수의 서브존은 제 1 서브존을 갖고,
    상기 제 1 서브존은, 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 서브존은, 상기 제 1 주면에 대하여 수직인 Z 방향을 따라 보았을 때에, 상기 제 1 서브존의 중앙에 위치하는 중앙 영역과, 상기 중앙 영역의 외측에 위치하는 외주 영역을 갖고,
    상기 제 1 서브존은, 지름 방향의 내측의 단부에 위치하는 내주단과, 지름 방향의 외측의 단부에 위치하는 외주단과, 둘레 방향의 일측의 단부에 위치하는 제 1 측단과, 둘레 방향의 타측의 단부에 위치하는 제 2 측단에 의해 둘러싸인 영역이고,
    상기 내주단과 상기 외주단 사이의 지름 방향의 중심선을 제 1 지름 방향 중심선, 상기 내주단과 상기 제 1 지름 방향 중심선 사이의 지름 방향의 중심선을 제 2 지름 방향 중심선, 상기 외주단과 상기 제 1 지름 방향 중심선 사이의 지름 방향의 중심선을 제 3 지름 방향 중심선, 상기 제 1 측단과 상기 제 2 측단 사이의 둘레 방향의 중심선을 제 1 둘레 방향 중심선, 상기 제 1 측단과 상기 제 1 둘레 방향 중심선 사이의 둘레 방향의 중심선을 제 2 둘레 방향 중심선, 상기 제 2 측단과 상기 제 1 둘레 방향 중심선 사이의 둘레 방향의 중심선을 제 3 둘레 방향 중심선이라고 했을 때에, 상기 중앙 영역은 상기 제 2 지름 방향 중심선, 상기 제 3 지름 방향 중심선, 상기 제 2 둘레 방향 중심선, 및 상기 제 3 둘레 방향 중심선에 의해 둘러싸인 영역의 내부이며,
    상기 제 1 서브 급전부 및 상기 제 2 서브 급전부 중 적어도 어느 하나는, 상기 중앙 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 서브 급전부 및 상기 제 2 서브 급전부는 상기 중앙 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 히터부는 제 2 히터 엘리먼트를 더 갖고,
    상기 제 2 히터 엘리먼트는 전류가 흐름으로써 발열하는 메인 히터 라인을 갖고,
    상기 서브 히터 라인은, 상기 Z 방향에 있어서 상기 메인 히터 라인과 겹치고,
    상기 제 1 서브 급전부 및 상기 제 2 서브 급전부는, 상기 Z 방향에 있어서 상기 메인 히터 라인과 겹치지 않는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 히터 엘리먼트는, 상기 Z 방향에 있어서 상기 제 2 히터 엘리먼트와 상기 제 1 주면 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 서브존은, 상기 처리 대상물을 지지하기 위한 리프트 핀이 통과 가능하게 형성된 리프트 핀용 구멍을 더 갖고,
    상기 리프트 핀용 구멍은 상기 중앙 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 세라믹 유전체 기판의 내부에 형성된 흡착 전극을 더 구비하고,
    상기 제 1 서브존은, 상기 흡착 전극에 전류를 공급하기 위한 흡착 전극 단자가 통과 가능하게 형성된 흡착 전극 단자용 구멍을 더 갖고,
    상기 흡착 전극 단자용 구멍은 상기 중앙 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 서브존은, 상기 처리 대상물을 냉각하기 위한 냉각 가스가 통과 가능하게 형성된 냉각 가스용 구멍을 더 갖고,
    상기 냉각 가스용 구멍은 상기 중앙 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척.
  8. 제 3 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 서브 급전부 및 상기 제 2 서브 급전부와 직접 접함으로써, 상기 제 1 서브 급전부 및 상기 제 2 서브 급전부와 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 정전 척.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 히터 엘리먼트는, 상기 Z 방향에 있어서 상기 바이패스층과 상기 제 1 히터 엘리먼트 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 히터부는 제 2 히터 엘리먼트를 더 갖고,
    상기 제 1 히터 엘리먼트는 상기 제 2 히터 엘리먼트보다 적은 열량을 생성하는 것을 특징으로 하는 정전 척.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 히터부는 제 2 히터 엘리먼트를 더 갖고,
    상기 제 1 히터 엘리먼트의 체적 저항률은 상기 제 2 히터 엘리먼트의 체적 저항률보다 높은 것을 특징으로 하는 정전 척.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 히터부는 상기 세라믹 유전체 기판과 상기 베이스 플레이트 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척.
  13. 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 정전 척.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 서브존은 상기 제 1 히터 엘리먼트의 외주 가장자리를 포함하고 있고,
    상기 제 1 서브존은, 상기 제 1 지름 방향 중심선보다 지름 방향의 내측에 위치하는 내주부와, 상기 제 1 지름 방향 중심선보다 지름 방향의 외측에 위치하고 상기 외주 가장자리를 포함하는 외주부를 갖고,
    상기 제 1 서브 급전부 및 상기 제 2 서브 급전부 중 적어도 어느 하나는, 상기 내주부에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 서브 급전부 및 상기 제 2 서브 급전부는 상기 내주부에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전 척.
  16. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 정전 척을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
  17. 삭제
  18. 삭제
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