KR20170045105A - 가열부재, 정전 척 및 세라믹 히터 - Google Patents

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히로노부 이시카와
야스히코 이누이
다이치 기베
준 구라노
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니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 세라믹 기판 내의 복수의 도전층에 의해서 생기는 단차를 작게 하여, 세라믹 기판에 있어서의 박리를 억제할 수 있는 가열부재, 정전 척 및 세라믹 히터를 제공하는 것.
(해결수단) 가열부재(5)는 복수의 세라믹층(17)이 적층된 구조를 가지는 세라믹 기판(13)과, 세라믹 기판(13)에 매설된 저항 발열체(11)와, 세라믹 기판(13)의 표면에 배치된 급전부(23)와, 세라믹 기판(13)에 매설됨과 아울러 저항 발열체(11)와 급전부(23)를 전기적으로 접속하는 급전경로(K)를 구비한다. 급전경로(K)는 세라믹 기판(13)의 두께방향의 서로 다른 위치에 있어서 세라믹층(17)의 평면 방향을 따라서 배치된 복수의 도전층(X,Y)과, 세라믹 기판(13)의 두께방향을 따라서 배치된 복수의 비아(V)를 구비하고 있으며, 복수의 도전층(X,Y)을 두께방향에서 보았을 경우에, 그 외측 가장자리(Xa,Ya)의 위치가 어긋나 있다.

Description

가열부재, 정전 척 및 세라믹 히터{Heating Member, Electrostatic Chuck, and Ceramic Heater}
본 발명은, 예를 들면 반도체 웨이퍼 등의 피가공물을 가열할 수 있는 가열부재와, 이 가열부재를 구비한 정전 척 및 세라믹 히터에 관한 것이다.
종래의 반도체 제조장치에서는 반도체 웨이퍼(예를 들면 실리콘 웨이퍼)에 대해서 드라이 에칭(예를 들면 플라스마 에칭) 등의 처리를 하고 있다. 이 드라이 에칭의 정밀도를 높이기 위해서는 반도체 웨이퍼를 확실하게 고정해 둘 필요가 있기 때문에, 반도체 웨이퍼를 고정하는 고정수단으로서 정전인력에 의해서 반도체 웨이퍼를 고정하는 정전 척이 제안되어 있다.
구체적으로는, 정전 척에서는 예를 들면 세라믹층을 적층한 세라믹 기판의 내부에 흡착용 전극을 가지고 있으며, 흡착용 전극에 전압을 인가하였을 때에 생기는 정전인력을 이용하여 반도체 웨이퍼를 세라믹 기판의 일방의 면(흡착면)에 흡착시키도록 되어 있다. 또한, 정전 척은 통상 세라믹 기판의 타방의 면(접합면)에 금속 베이스가 접합되어 있다.
또, 흡착면에 흡착된 반도체 웨이퍼의 온도를 조절(가열 또는 냉각)하는 기능을 가지는 정전 척도 알려져 있다. 예를 들면, 세라믹 기판 내에 발열체{예를 들면 선상(線狀)의 발열 패턴}를 배치하고, 이 발열체에 의해서 세라믹 기판을 가열함으로써 흡착면 상의 반도체 웨이퍼를 가열하는 기술도 알려져 있다. 또, 금속 베이스에 냉각용 유체를 흘려보내는 냉각로를 형성하여, 이 냉각용 유체에 의해서 세라믹 기판을 냉각하는 기술도 알려져 있다.
또한, 근래에는 흡착면의 평면방향에 있어서의 온도(즉, 면내 온도)를 균일화하기 위해서, 발열체에 전력을 공급하는 급전경로로서 랜드 패턴인 도전층을 세라믹 기판의 내부에 복수층(예를 들면 2층) 배치한 기술이 개시되어 있다(특허문헌 1 참조).
이 기술에서는, 예를 들면 두께방향의 서로 다른 위치에 배치된 2층의 도전층으로서, 세라믹층을 따라서 평면 형상(즉, 두께방향에 있어서의 투영 형상) 및 외형 치수가 같은 도전층이 이용되어 있다. 또, 양 도전층 간을 전기적으로 접속하도록 두께방향을 따라서 비아가 형성되어 있다.
또한, 이와 같이 세라믹 기판 내에 도전층을 2층 형성하는 경우에는, 예를 들면 도전층이 되는 패턴을 형성한 세라믹 그린 시트를 적층하고, 그 후 소성함에 의해서 세라믹 기판을 제작하고 있었다.
특허문헌 1 : 일본국 특개 2014-75525호 공보
그러나 상기한 바와 같이, 예를 들면 2층의 도전층을 두께방향에 있어서의 투영 형상 및 외형 치수가 같게 되도록 배치하는 기술에서는, 2층의 도전층을 겹쳐서 배치한 개소와 그 주위의 개소에서는 2층의 도전층의 두께 분만큼 큰 단차가 생기기 때문에, 단차의 근방에서는 세라믹층 간에 박리가 생길 우려가 있었다. 즉, 도전층은 세라믹층 사이에 끼워져 있는데, 상기한 단차의 영향에 의해서 세라믹층 간에 박리가 발생할 우려가 있었다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 세라믹 기판 내의 복수의 도전층에 의해서 생기는 단차를 작게 하여, 세라믹 기판에 있어서의 박리를 억제할 수 있는 가열부재, 정전 척 및 세라믹 히터를 제공하는 것에 있다.
(1) 본 발명의 제 1 형태의 가열부재는, 복수의 세라믹층이 적층된 구조를 가지는 세라믹 기판과, 상기 세라믹 기판에 매설된 저항 발열체와, 상기 세라믹 기판의 표면에 배치된 급전부와, 상기 세라믹 기판에 매설됨과 아울러 상기 저항 발열체와 상기 급전부를 전기적으로 접속하는 급전경로를 구비한 가열부재에 있어서, 상기 급전경로는 상기 세라믹 기판의 두께방향의 서로 다른 위치에 있어서 상기 세라믹층의 평면방향을 따라서 배치된 복수의 도전층과 상기 세라믹 기판의 두께방향을 따라서 배치된 복수의 비아를 구비하고 있으며, 상기 복수의 도전층을 상기 두께방향에서 보았을 경우에, 적어도 1쌍의 도전층의 외측 가장자리의 위치가 어긋나 있다.
본 제 1 형태에서는, 복수의 도전층을 두께방향에서 보았을 경우에, 적어도 1쌍의 도전층의 외측 가장자리의 위치가 어긋나 있기 때문에, 두께방향에 있어서 큰 단차가 생기기 어렵다. 따라서, 세라믹층 간 등에 박리가 생기기 어렵다.
즉, 1쌍의 도전층에 있어서, 그 외측 가장자리의 위치가 어긋나 있기 때문에, 어긋나 있는 부분에서는 도전층이 겹쳐져 있지 않다. 따라서, 도전층에 의해서 생기는 단차를 작게 할 수 있다. 이것에 의해서, 단차에 의해서 생기기 쉬운 세라믹층끼리나 세라믹층과 도전층 간의 박리의 발생을 억제할 수 있다.
(2) 본 발명의 제 2 형태의 가열부재는, 상기 외측 가장자리의 위치가 어긋나 있는 1쌍의 도전층을 상기 두께방향에서 보았을 경우에, 일방의 도전층의 외측 가장자리에 의해서 획정되는 범위 내에 타방의 도전층이 포함되어 있다.
본 제 2 형태에서는, 일방의 도전층의 외측 가장자리에 의해서 획정되는 범위 내에 타방의 도전층이 포함되어 있기 때문에, 타방의 도전층의 평면방향에 있어서의 넓은 범위에 있어서, 일방의 도전층과 전기적으로 접속되는 비아를 용이하게 형성할 수 있다. 즉, 비아의 위치 제약이 적기 때문에 설계의 자유도가 향상된다는 이점이 있다.
(3) 본 발명의 제 3 형태의 가열부재는, 상기 외측 가장자리의 위치가 어긋나 있는 1쌍의 도전층을 상기 두께방향에서 보았을 경우에, 상기 저항 발열체 측의 도전층의 면적이 상기 급전부 측의 도전층의 면적보다 크다.
본 제 3 형태에서는, 저항 발열체 측의 도전층의 면적이 급전부 측의 도전층의 면적보다 크기 때문에, 세라믹 기판의 저항 발열체 측의 표면에 있어서, 평면방향에 있어서의 온도 분포를 균일화할 수 있다는 효과가 있다.
(4) 본 발명의 제 4 형태의 가열부재는, 상기 복수의 도전층 중 적어도 1층에 상기 도전층을 두께방향으로 관통하는 1 또는 복수의 스루홀을 구비하고 있다.
본 제 4 형태에서는, 도전층에 스루홀이 있기 때문에, 도전층을 사이에 두는 세라믹층끼리의 접합성이 높다는 효과가 있다.
(5) 본 발명의 제 5 형태의 가열부재는, 상기 복수의 도전층 중 적어도 2층에 상기 도전층을 두께방향으로 관통하는 1 또는 복수의 스루홀을 구비함과 아울러, 상기 스루홀을 구비한 적어도 2층의 도전층을 상기 두께방향에서 보았을 경우에 각 도전층의 스루홀의 위치가 어긋나 있다.
본 제 5 형태에서는, 2층의 도전층에 형성된 각각의 스루홀의 위치가 어긋나 있기 때문에, 어긋나지 않는 경우에 비해서 세라믹층끼리의 접합성이 높다는 효과가 있다.
(6) 본 발명의 제 6 형태의 정전 척은, 상기한 가열부재를 구비함과 아울러, 세라믹 기판에 매설된 흡착용 전극을 구비하고 있다.
본 제 6 형태의 정전 척에서는, 가열부재에 의해서 피가공물을 가열할 수 있다. 또, 흡착용 전극에 의한 정전인력에 의해서 피가공물을 흡착할 수 있다. 또한, 흡착용 전극은 가열부재 내에 형성할 수 있다.
(7) 본 발명의 제 7 형태의 세라믹 히터는, 상기한 가열부재를 구비함과 아울러, 세라믹 기판에 매설된 고주파 전극을 구비하고 있다.
본 제 7 형태의 세라믹 히터에서는, 가열부재에 의해서 피가공물을 가열할 수 있다. 또, 고주파 전극(RF전극 : 플라스마 발생용 전극)과 대향하는 전극에 의해서 피가공부의 플라스마 가공을 할 수 있다. 또한, 고주파 전극은 가열부재 내에 형성할 수 있다.
＜이하에 본 발명의 각 구성에 대해서 설명한다＞
* 세라믹 기판으로서는 세라믹을 주성분으로 하는 기판을 채용할 수 있다.
이 세라믹 기판은 복수의 세라믹층이 적층되어 있는 구조이기 때문에, 내부에 도전층 등의 각종 구조를 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 가열부재, 정전 척, 세라믹 히터에 이용되는 세라믹 기판은 전기 절연성을 가지는 세라믹 절연판이다.
세라믹 기판(즉, 세라믹층)을 구성하는 재료로서는 알루미나, 이트리아(산화이트륨), 질화알루미늄, 질화붕소, 탄화규소, 질화규소 등의 고온 소성 세라믹을 주성분으로 하는 소결체 등을 들 수 있다. 또, 용도에 따라서, 붕규산계 유리나 붕규산납계 유리에 알루미나 등의 무기 세라믹 필러를 첨가한 유리 세라믹과 같은 저온 소성 세라믹을 주성분으로 하는 소결체를 선택하여도 좋고, 티탄산바륨, 티탄산납, 티탄산스트론튬 등의 유전체 세라믹을 주성분으로 하는 소결체를 선택하여도 좋다.
* 급전부는 외부로부터의 급전을 받는 도체 부분이며, 예를 들면 세라믹 기판의 일방의 면(예를 들면 피가공물을 가열하는 측과는 반대의 표면)에 형성된 메탈라이즈층 등을 채용할 수 있다.
* 급전경로는 세라믹 기판 내에서 저항 발열체와 급전부를 전기적으로 접속하는 도체 부분이며, 도전층이나 비아 등으로 구성할 수 있다.
* 비아는 세라믹 기판 내에서 세라믹 기판의 두께방향으로 연장되어 두께방향의 일방 또는 양방의 도전층 등의 도체 부분에 전기적으로 접속하는 도체 부분이다.
* 저항 발열체는 전류를 흐르게 함에 의해서 그 저항에 따라서 발열하는 주지의 발열체이다. 이 저항 발열체의 재료로서는, 예를 들면 Ni-Cr계, Fe-Cr-Al계, 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 백금(Pt), 2규화몰리브덴 등의 주지의 재료를 사용할 수 있다.
* 흡착용 전극, 고주파 전극, 도전층, 급전부, 비아를 구성하는 도체의 재료로서는 주지의 재료를 이용할 수 있지만, 예를 들면 다음과 같은 재료를 사용할 수 있다. 예를 들면, 세라믹 기판이 이른바 고온 소성 세라믹(예를 들면, 알루미나 등)으로 구성되는 경우에는, 도체 중의 금속 분말로서 니켈(Ni), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 망간(Mn) 등이나 이것들의 합금이 선택 가능하다. 세라믹 기판이 이른바 저온 소성 세라믹(예를 들면, 유리 세라믹 등)으로 구성되는 경우에는, 도체 중의 금속 분말로서 구리(Cu) 또는 은(Ag) 등이나 이것들의 합금이 선택 가능하다. 또, 세라믹 기판이 고유전율 세라믹(예를 들면, 티탄산바륨 등)으로 구성되는 경우에는, 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt) 등이나 이것들의 합금이 선택 가능하다.
또한, 저항 발열체, 흡착용 전극, 고주파 전극, 도전층은 금속 분말을 포함하는 도체 페이스트를 이용하여 종래에 주지된 수법, 예를 들면 인쇄법 등에 의해서 도포된 후, 소성함에 의해서 형성할 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태의 정전 척을 일부 파단하여 나타내는 사시도이다.
도 2는 제 1 실시형태의 정전 척을 두께방향으로 파단하여 그 단면을 나타내는 단면도이다.
도 3은 제 1 실시형태의 정전 척의 가열부재의 구성을 나타내는 상면도이다.
도 4의 (a)는 제 1 실시형태의 제 1 도전층을 나타내는 평면도, (b)는 그 제 2 도전층을 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 2에서의 제 1 및 제 2 도전층의 일부 외측 가장자리의 근방을 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 6은 정전 척의 가열부재에 있어서의 일부 구성을 나타내는 상면도이다.
도 7은 제 2 실시형태의 세라믹 히터를 두께방향으로 파단하여 그 단면을 나타내는 단면도이다.
도 8은 제 3 실시형태의 가열부재를 두께방향으로 파단하여 그 단면을 나타내는 단면도이다.
본 발명의 실시형태를 도면에 근거하여 설명한다.
[1. 제 1 실시형태]
제 1 실시형태에서는 가열부재를 구비한 정전 척을 예로 들어 설명한다.
[1-1. 정전 척의 전체 구성]
우선, 정전 척의 전체 구성에 대해서 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시형태의 정전 척(1)은 도 1의 상측에서 피가공물인 반도체 웨이퍼(3)를 흡착하는 장치이며, 가열부재(5)와 금속 베이스(쿨링 플레이트)(7)가 적층되어 접합된 것이다.
가열부재(5)는 반도체 웨이퍼(3)를 가열하는 원반 형상의 부재이다. 이 가열부재(5)는 주로 후술하는 흡착용 전극(9), 저항 발열체(11), 제 1 도전층(X), 제 2 도전층(Y) 등을 내부에 가지는 세라믹 기판(13)으로 구성되어 있다.
또한, 가열부재(5)의 도 1의 상면이 제 1 주면(흡착면)(S1)이고, 하면이 제 2 주면(S2)이다.
금속 베이스(7)는 가열부재(5)보다 직경이 큰 원반 형상이며, 가열부재(5)와 동축적으로 접합되어 있다. 이 금속 베이스(7)에는 가열부재(5){즉, 반도체 웨이퍼(3)}를 냉각하기 위해서 냉각용 유체가 흐르는 냉각로(15)가 형성되어 있다.
[1-2. 정전 척의 각 구성]
이어서, 정전 척(1)의 각 구성에 대해서 상세하게 설명한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 가열부재(5)의 세라믹 기판(13)은 예를 들면 알루미나로 이루어지는 소결체이며, 복수의 세라믹층(17)이 두께방향(도 2에서의 상하방향)으로 적층된 구조를 가지는 부재이다. 또한, 이하의 설명에서는 도 2에서의 상측을 상측이라 하고, 도 2에서의 하측을 하측이라 한다.
이 세라믹 기판(13)의 내부에는, 도 2의 상측에서부터 흡착용 전극(9), 이너 히터(19) 및 아우터 히터(21)로 이루어지는 저항 발열체(11), 제 1 도전층(X)(X1, X2, X3, X4), 제 2 도전층(Y)(Y1, Y2, Y3, Y4)이 두께방향에 있어서 서로 다른 위치에 배치되어 있다. 이 흡착용 전극(9), 저항 발열체(11), 제 1 도전층(X), 제 2 도전층(Y)은 세라믹층(17)의 평면방향(도 2의 상하방향에 대한 수직방향)을 따라서 확장되어 있다.
또한, 세라믹 기판(13)의 하면의 일부에는 각 단자(T)(T0, T1, T2, T3, T4)가 각각 부착되는 메탈라이즈층인 각 급전부(23)가 형성되어 있다.
또, 세라믹 기판(13)의 내부에는, 흡착용 전극(9), 저항 발열체(11), 제 1 도전층(X), 제 2 도전층(Y), 급전부(23) 등의 도통 가능한 층을 소정의 각 급전경로(K)(K0, K1, K2, K3, K4)에 의해 전기적으로 접속하기 위해서, 두께방향을 따라서 복수의 비아(V)가 형성되어 있다.
＜흡착용 전극＞
흡착용 전극(9)은 W이나 Mo으로 이루어지는 예를 들면 원반 형상의 메탈라이즈층이다. 이 흡착용 전극(9)은 가열부재(5)의 흡착면(S1) 측의 위치에 흡착면(S1)과 평행하게 되도록 형성되어 있다. 흡착용 전극(9)은 급전경로(K0)인 비아(스루 비아)(V0)에 의해서 대응하는 단자(T0)에 전기적으로 접속되어 있다.
＜저항 발열체＞
저항 발열체(11)를 구성하는 이너 히터(19)는 W이나 Mo으로 이루어지는 메탈라이즈층이며, 흡착용 전극(9)보다도 하측에 위치하는 소용돌이 형상의 히터이다. 즉, 도 3에 나타내는 바와 같이 상방에서 보았을 때{즉, 정전 척(1)의 두께방향에서 보았을 때}, 이너 히터(19)의 중심은 가열부재(5)의 중심과 일치하며, 이너 히터(19)는 가열부재(5)의 중심에서부터 이 중심과 외주단(外周端)(외측 가장자리)의 중앙 부분(즉, 중간 둘레)까지 확장되어 있다.
또한, 이너 히터(19)의 내주측의 단부(19a)는 제 1 도전층(X1) 상에 위치하고, 외주측의 단부(19b)는 제 1 도전층(X2) 상에 위치한다.
아우터 히터(21)는 W이나 Mo으로 이루어지는 메탈라이즈층이며, 이너 히터(19)와 동일한 평면 상에, 또한 이너 히터(19)보다도 외측에 위치하는 소용돌이 형상의 히터이다. 도 3에 나타내는 바와 같이 상방에서 보았을 때, 아우터 히터(21)의 중심은 가열부재(5)의 중심과 일치하며, 아우터 히터(21)는 이너 히터(19)의 최외주(最外周)와 가열부재(5)의 외주단의 사이에 확장되어 있다.
또한, 아우터 히터(21)의 내주측의 단부(21a)는 제 1 도전층(X3) 상에 위치하고, 외주측의 단부(21b)는 제 1 도전층(X4) 상에 위치한다.
＜제 1 도전층＞
도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 도전층(X1, X2, X3, X4)은 각각 이너 히터(19) 및 아우터 히터(21)보다도 하측에서 이들 히터에 인접하는, W이나 Mo으로 이루어지는 메탈라이즈층이다.
또, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 제 1 도전층(X1, X2, X3, X4)은 각각 원의 중심을 통과하는 선분에 의해서 같은 중심각(中心角)이 되도록 4등분 된 형상{1/4원：선형(扇形)}이다{도 4(a)의 회색 부분 참조}.
또한, 제 1 도전층(X1, X2, X3, X4)은 서로 이웃하는 것끼리가 접하지 않도록 소정 폭으로 떨어져 형성되어 있다. 따라서, 떨어져 있는 영역은 상방에서 보았을 때 십자 형상으로 되어 있다.
또한, 제 1 도전층(X1, X2, X3, X4)에는, 이 제 1 도전층(X1, X2, X3, X4)을 각각 두께방향(도 2의 상하방향)으로 관통하도록 각각 복수(예를 들면, 각 7개소)의 스루홀(25)이 형성되어 있다. 이 스루홀(25)은 각 제 1 도전층(X1, X2, X3, X4)에 있어서 전면(全面)에 걸쳐서 거의 균등하게 되도록 분산하여 배치되어 있다.
또, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1 도전층(X1)과 이너 히터(19)의 단부(19a)는 비아(V1)에 의해서 접속되어 있다. 제 1 도전층(X2)과 이너 히터(19)의 단부(19b)는 비아(V2)에 의해서 접속되어 있다. 제 1 도전층(X3)과 아우터 히터(21)의 단부(21a)는 비아(V3)에 의해서 접속되어 있다. 제 1 도전층(X4)과 아우터 히터(21)의 단부(21b)는 비아(V4)에 의해서 접속되어 있다.
또한, 비아(V)는 각각 가열부재(5)를 구성하는 세라믹층(17)에 형성한 관통구멍에 W이나 Mo을 주성분으로 하는 메탈라이즈를 충전한 것이다.
＜제 2 도전층＞
제 2 도전층(Y1, Y2, Y3, Y4)은 각각 제 1 도전층(X1, X2, X3, X4)보다도 하측에서 제 1 도전층(X1, X2, X3, X4)에 인접하는, W이나 Mo으로 이루어지는 메탈라이즈층이다.
또, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 제 2 도전층(Y1, Y2, Y3, Y4)은 각각 제 1 도전층(X1, X2, X3, X4)보다도 작은 상사(相似) 형상(1/4원：선형)을 가지고 있다.
또한, 제 2 도전층(Y1, Y2, Y3, Y4)은 서로 이웃하는 것끼리가 접하지 않도록 소정 폭으로 떨어져 형성되어 있다. 따라서, 떨어져 있는 영역은 상방에서 보았을 때 십자 형상으로 되어 있다.
여기서, 제 2 도전층(Y1)은 제 1 도전층(X1)의 하측에 위치하고, 제 2 도전층(Y2)은 제 1 도전층(X2)의 하측에 위치하고, 제 2 도전층(Y3)은 제 1 도전층(X3)의 하측에 위치하고, 제 2 도전층(Y4)은 제 1 도전층(X4)의 하측에 위치한다.
또한, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이 상방에서 보았을 때, 상측의 제 1 도전층(X1, X2, X3, X4)의 외측 가장자리(Xa)(도 5 참조)에 의해서 각각 획정되는 범위 내에 하측의 제 2 도전층(Y1, Y2, Y3, Y4)이 각각 포함되도록 배치되어 있다.
따라서, 상측의 제 1 도전층(X1, X2, X3, X4)의 외측 가장자리(Xa)의 위치와 하측의 제 2 도전층(Y1, Y2, Y3, Y4)의 외측 가장자리(Ya)(도 5 참조)의 위치는 각각 완전히 어긋나 있다. 즉, 모든 제 1 도전층(X)의 외측 가장자리(Xa)의 위치와 모든 제 2 도전층(Y)의 외측 가장자리(Ya)의 위치가 어긋나 있다. 또, 상측의 제 1 도전층(X1, X2, X3, X4)의 면적은 하측의 제 2 도전층(Y1, Y2, Y3, Y4)의 면적보다도 각각 크다.
또한, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 제 2 도전층(Y1, Y2, Y3, Y4)에는, 이 제 2 도전층(Y1, Y2, Y3, Y4)을 각각 두께방향(도 2의 상하방향)으로 관통하도록 각각 복수(예를 들면, 각 6개소)의 스루홀(27)이 형성되어 있다. 이 스루홀(27)은 각 제 2 도전층(Y1, Y2, Y3, Y4)에 있어서 전면에 걸쳐서 거의 균등하게 되도록 분산하여 배치되어 있다.
또한, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 제 1 도전층(X)에 있어서의 모든 스루홀(25)의 위치와 제 2 도전층(Y)에 있어서의 모든 스루홀(27)의 위치는, 상방에서 보았을 때 겹치지 않도록, 완전히 어긋나 있도록 배치되어 있다.
또, 도 2, 도 4, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제 1 도전층(X1)과 제 2 도전층(Y1)은 복수의 비아(V5)에 의해서 접속되어 있다. 마찬가지로, 제 1 도전층(X2)과 제 2 도전층(Y2)은 복수의 비아(V6)에 의해서 접속되어 있다. 마찬가지로, 제 1 도전층(X4)과 제 2 도전층(Y4)은 복수의 비아(V8)에 의해서 접속되어 있다.
＜단자＞
도 2에 나타내는 바와 같이, 단자(T)는 가열부재(5)에 있어서의 하방의 단부에 형성된, 도전성의 재료로 이루어지는 봉 형상의 단자이며, 각 단자(T)가 각 급전부(23)에 접합되어 있다.
그 중, 단자(T0)는 상방에서 보았을 때, 다른 단자(T1, T2, T3, T4)의 중앙{즉, 가열부재(5)의 중심}에 배치되어 있으며, 상기한 바와 같이 급전경로(K0)에 의해서 흡착용 전극(9)에 접속되어 있다.
다른 단자(T1, T2, T3, T4)는 상방에서 보았을 때, 각각 제 2 도전층(Y1, Y2, Y3, Y4)의 하방에 배치되어 있다(도 2, 도 3 참조). 구체적으로는, 단자(T1)는 비아(V9)를 포함하는 급전경로(K1)에 의해서 제 2 도전층(Y1)과 접속되어 있고, 단자(T2)는 비아(V10)를 포함하는 급전경로(K2)에 의해서 제 2 도전층(Y2)과 접속되어 있고, 단자(T3)는 비아(V11)를 포함하는 급전경로(K3)에 의해서 제 2 도전층(Y3)과 접속되어 있고, 단자(T4)는 비아(V12)를 포함하는 급전경로(K4)에 의해서 제 2 도전층(Y4)과 접속되어 있다.
또한, 급전경로(K)(K0∼K4)는 비아(V)(V0∼V12)나 각 도전층(X,Y)으로 구성되는 주지의 전기적인 경로이다.
상기한 구성을 가지는 정전 척(1)에 있어서는, 이너 히터(19)에 관해서 단자(T1)→비아(V9)→제 2 도전층(Y1)→비아(V5)→제 1 도전층(X1)→비아(V1)→이너 히터(19)→비아(V2)→제 1 도전층(X2)→비아(V6)→제 2 도전층(Y2)→비아(V10)→단자(T2)라는 전류의 경로가 형성되어 있다. 또, 아우터 히터(21)에 관해서 단자(T3)→비아(V11)→제 2 도전층(Y3)→비아(V7)→제 1 도전층(X3)→비아(V3)→아우터 히터(21)→비아(V4)→제 1 도전층(X4)→비아(V8)→제 2 도전층(Y4)→비아(V12)→단자(T4)라는 전류의 경로가 형성되어 있다. 즉, 저항 발열체(11)는 독립적으로 제어 가능한 복수의 발열부로 구성되어 있다.
[1-3. 정전 척의 제조방법]
이어서, 정전 척(1)의 제조방법에 대해서 설명한다.
정전 척(1)은 다음의 (i)∼(ⅸ)의 순서에 의해 제조할 수 있다.
(i) 세라믹, 소결 조제, 유기 바인더 등을 원료로 한 주지의 조성의 그린 시트{세라믹층(17)용의 그린 시트}를 작성한다.
(ⅱ) 그린 시트를 소망하는 사이즈로 절단한다.
(ⅲ) 그린 시트에 있어서, 나중에 비아(V)를 형성할 부분에 관통구멍을 형성한다。
(ⅳ) 관통구멍에 W이나 Mo을 주성분으로 하는 메탈라이즈를 충전한다.
(ⅴ) 그린 시트에 스크린 인쇄의 수법을 이용하여 W이나 Mo을 주성분으로 하는 메탈라이즈를 도포하여 흡착용 전극(9), 이너 히터(19), 아우터 히터(21), 제 1, 제 2 도전층(X,Y)이 되는 층을 형성한다.
(ⅵ) 그린 시트에 있어서, 드릴 가공에 의해서 각 단자(T)를 부착하는 구멍 등을 형성한다. 또, 그린 시트의 외경을 가열부재(5)의 형상에 따라서 조정한다.
(ⅶ) 그린 시트끼리를 적층 압착하여 적층체를 제작한다. 또한, 적층체 표면의 일부{단자(T)의 부착위치}에 급전부(23)가 되는 페이스트를 도포한다.
(ⅷ) 얻어진 적층체를 소성하고, 각 단자(T)를 부착하여 가열부재(5)를 제작한다.
(ⅸ) 그 후, 가열부재(5)에 금속 베이스(7)를 접합하여 정전 척(1)을 완성한다.
[1-4. 정전 척의 작용 효과]　
이어서, 정전 척(1)의 작용 효과에 대해서 설명한다.
제 1 실시형태의 정전 척(1)에 있어서는, 상방에서 보았을 때 제 1 도전층(X)과 제 2 도전층(Y)의 외측 가장자리(Xa,Ya)의 위치가 어긋나 있기 때문에, 큰 단차가 생기기 어렵고, 세라믹층(17) 등에 박리가 생기기 어렵다. 즉, 외측 가장자리(Xa,Ya)가 어긋나 있는 부분에서는 제 1 도전층(X)과 제 2 도전층(Y)이 겹치지 않기 때문에, 양 도전층(X,Y)에 의해서 생기는 단차를 작게 할 수 있다. 이것에 의해서, 단차에 의해서 생기기 쉬운 세라믹층(17)끼리나 세라믹층(17)과 각 도전층(X,Y) 간의 박리의 발생을 억제할 수 있다.
제 1 실시형태에서는, 상방에서 보았을 때 제 1 도전층(X)의 외측 가장자리(Xa)에 의해서 획정되는 범위 내에 제 2 도전층(Y)이 포함되어 있기 때문에, 제 2 도전층(Y)의 평면방향의 넓은 범위에 있어서 용이하게 비아(V)를 형성할 수 있다. 즉, 비아(V)의 위치 제약이 적기 때문에, 설계의 자유도가 향상된다는 이점이 있다.
제 1 실시형태에서는, 제 1 주면(S1){저항 발열체(11)} 측의 제 1 도전층(X)의 면적이 제 2 주면(S2) 측의 제 2 도전층(Y)의 면적보다 크기 때문에, 세라믹 기판(13)의 제 1 주면(S1) 측의 표면에 있어서, 평면방향에 있어서의 온도 분포를 균일화할 수 있다는 효과가 있다.
제 1 실시형태에서는, 각 도전층(X,Y)에 스루홀(25,27)이 있기 때문에, 각 도전층(X,Y)을 사이에 두는 세라믹층(17)끼리의 접합성이 높다는 효과가 있다. 또한, 상방에서 보았을 때, 제 1 도전층(X)의 스루홀(25)의 위치와 제 2 도전층(Y)의 스루홀(27)의 위치가 어긋나 있기 때문에, 세라믹층(17)끼리의 접합성이 한층 더 높다는 효과가 있다.
[1-5. 변형예]　
예를 들면, 제 1 실시형태의 정전 척(1)에서는 금속 베이스(7)가 가열부재(5)보다도 직경이 큰 원반 형상이었으나, 금속 베이스(7)의 형상이나 치수는 특히 한정되는 것이 아니며, 예를 들면 금속 베이스(7)가 가열부재(5)와 같은 직경이어도 좋다.
또, 정전 척(1)에 있어서, 금속 베이스(7)를 생략할 수 있다.
제 1 도전층(X)의 외측 가장자리(Xa)의 위치와 제 2 도전층(Y)의 외측 가장자리(Ya)의 위치는 전부가 어긋나 있는 것이 아니라, 일부가 어긋나 있도록 하여도 좋다.
여기서, 제 1 도전층(X)과 제 2 도전층(Y)의 관계는, 대향하도록 배치된 제 1 도전층(X1∼X4)과 제 2 도전층(Y1∼Y4)에 있어서의 관계를 각각 나타내고 있다(이하 같음).
제 1 도전층(X)의 스루홀(25)의 위치와 제 2 도전층의 스루홀(27)의 위치는 일부 겹치도록 배치되어 있어도 좋다.
제 1 도전층(X)과 이 제 1 도전층(X)에 대향하는 제 2 도전층(Y)은 상사(相似) 형상이 아니어도 좋다. 제 1 도전층(X)의 외측 가장자리(Xa)가 이 제 1 도전층(X)에 대향하는 제 2 도전층(Y)의 외측 가장자리(Ya)보다 내측에 위치하여도 좋다. 즉, 제 1 도전층(X)의 면적이 제 2 도전층(Y)의 면적보다 작아도 좋다.
저항 발열체(11)는 3개 이상으로 분할되어 있어도 좋다. 또, 이것에 따라서 각 제 1 도전층(X)과 각 제 2 도전층(Y)은 각각 4분할 이상으로 분할되어 있어도 좋다.
흡착용 전극(9)으로서는 그 외 주지의 흡착용 전극의 구성을 채용할 수 있다. 예를 들면, 복수개의 흡착용 전극을 이용하여도 좋다.
단자(T0)는 가열부재(5)의 중심 이외의 임의의 위치에 형성할 수 있다.
[2. 제 2 실시형태]
이어서, 제 2 실시형태에 대해서 설명하는데, 제 1 실시형태와 같은 구성의 설명은 생략한다. 또한, 제 1 실시형태와 같은 구성은 같은 번호로 한다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시형태의 세라믹 히터(31)는 반도체 제조장치용의 장치이다.
상세하게는, 세라믹 히터(31)는, 예를 들면 플라스마에 의해서 반도체 웨이퍼(3)를 가공할 때에, 반도체 웨이퍼(3)를 수용한 챔버(도시생략) 내에 배치되는 것이며, 반도체 웨이퍼(3)를 얹어놓고서(탑재하고서) 가열하는 장치이다.
이 세라믹 히터(31)는 원반 형상의 가열부재(33)와 원통 형상의 지지부재(35)를 구비하고 있으며, 지지부재(35)는 가열부재(33)의 후단측(도 7의 하측)에서 가열부재(33)와 동축적으로 접합되어 있다.
이 가열부재(33)와 지지부재(35)는 질화알루미늄을 주성분으로 하는 질화알루미늄 소결체로 형성되어 있다. 이하, 각 구성에 대해서 설명한다. 또한, 이하에서는 도 7의 상측을 상측으로 하고, 도 7의 하측을 하측으로 한다.
＜가열부재＞
가열부재(33)는 주로 복수의 세라믹층(도시생략)이 적층된 세라믹 기판(39)으로 구성되어 있다.
이 세라믹 기판(39)에는 상측{제 1 주면(S1) 측}에 고주파가 인가되는 원반 형상의 고주파 전극(주지의 RF전극)(41)이 배치되어 있다. 이 고주파 전극(41)은 비아(V)(V0) 및 급전부(23)를 통해서 단자(T)(T0)에 전기적으로 접속되어 있다.
또, 고주파 전극(41)의 하측에는, 제 1 실시형태와 같은 가열을 위한 구성으로서, 상측에서부터 순차적으로 이너 히터(19) 및 아우터 히터(21)로 이루어지는 저항 발열체(11), 제 1 도전층(X)(X1, X2, X3, X4), 제 2 도전층(Y)(Y1, Y2, Y3, Y4), 급전부(23)가 배치되어 있다. 또한, 급전부(23)에는 각 제 2 도전층(Y1, Y2, Y3, Y4)에 대응하여, 제 1 실시형태와 마찬가지로 각 단자(T)(T1, T2, T3, T4)가 부착되어 있다.
상기한 저항 발열체(11), 제 1 도전층(X), 제 2 도전층(Y), 급전부(23)의 상방에서 보았을 때의 형상이나 배치는 제 1 실시형태와 같다. 즉, 제 1 도전층(X)과 제 2 도전층(Y)은 상사 형상이며, 그 외측 가장자리는 어긋나 있다. 또, 제 1 도전층(X)과 제 2 도전층(Y)에는, 제 1 실시형태와 마찬가지로 스루홀(도시생략)이 형성되어 있으며, 각 스루홀의 위치는 어긋나 있다.
또, 세라믹 기판(39) 내에는, 제 1 실시형태와 마찬가지로 상하방향으로 위치하는, 예를 들면 저항 발열체(11)와 제 1 도전층(X)을 접속하는 비아(V1, V2, V3, V4)나, 각 도전층(X,Y)끼리를 접속하는 비아(V5, V6, V7, V8)나, 제 2 도전층(Y)과 급전부(23)를 접속하는 각 비아(V9, V10, V11, V12)가 상하방향을 따라서 배치되어 있다.
＜지지 부재＞
지지부재(35)는 상기한 바와 같이 가열부재(33)의 하면 측에 동축적으로 접합되어 있는 원통 형상의 부재이다. 또한, 가열부재(33)와 지지부재(35)는 예를 들면 확산 접합에 의해서 접합되는 것이지만, 이것 이외에 예를 들면 납땜 등의 방법에 의해서 접합되어 있어도 좋다.
또한, 지지부재(35)의 중심구멍(49)에는 각 단자(T)를 외부 기기에 접속하기 위한 접속부재(도시생략)가 배치된다.
제 2 실시형태의 세라믹 히터(31)는, 통상과 같이, 고주파 전극(41)과 이 고주파 전극(41)에 대향하는 전극{세라믹 히터(31) 외의 대향 전극：도시생략}의 사이에 고주파(교류)를 인가하여 플라스마 가공 등을 할 수 있다. 또, 제 1 실시형태와 마찬가지로 제 1 도전층(X), 제 2 도전층(Y) 등의 구성에 의한 효과를 가진다.
[3. 제 3 실시형태]
이어서, 제 3 실시형태에 대해서 설명하는데, 제 1 실시형태와 같은 구성의 설명은 생략한다. 또한, 제 1 실시형태와 같은 구성은 같은 번호로 한다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 제 3 실시형태의 가열부재(61)는 예를 들면 반도체 제조장치용의 가열장치이다.
가열부재(61)의 기본적인 구성은, 제 1 실시형태의 가열부재에서 흡착용 전극과 그 급전에 관한 구성을 제외한 것이다.
구체적으로는, 가열부재(61)는 제 1 실시형태와 마찬가지로, 세라믹 기판(13)의 내부에 이너 히터(19) 및 아우터 히터(21)로 이루어지는 저항 발열체(11), 제 1 도전층(X1, X2, X3, X4), 제 2 도전층(Y1, Y2, Y3, Y4), 급전부(23), 이것들을 접속하는 비아(V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, V10, V11, V12)를 구비하고 있다. 또, 급전부(23), 단자(T1, T2, T3, T4)도 구비하고 있다.
제 3 실시형태의 가열부재(61)는 제 1 실시형태와 같은 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 상기한 실시형태에 하등 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 형태로 실시할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
예를 들면, 제 1∼제 3 실시형태에서는 제 1 도전층(X1, X2, X3, X4)의 각각이 원의 중심을 통과하는 선분에 의해서 같은 중심각이 되도록 4등분 된 형상이었으나, 제 1 도전층(X1, X2, X3, X4)의 형상으로서는 임의의 형상을 채용할 수 있다. 예를 들면, 제 1 도전층(X1, X2, X3, X4)의 각각이 서로 다른 형상이어도 좋다.
1 - 정전 척 5, 33, 61 - 가열부재
11 - 저항 발열체 13, 39 - 세라믹 기판
17 - 세라믹층 23 - 급전부
25, 27 - 스루홀 31 - 세라믹 히터
41 - 고주파 전극
K, K0, K1, K2, K3, K4 - 급전경로
T, T0, T1, T2, T3, T4 - 단자
V, V0, V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, V10, V11, V12 - 비아
X, X1, X2, X3, X4 - 제 1 도전층
Y, Y1, Y2, Y3, Y4 - 제 2 도전층
Xa, Ya - 외측 가장자리

Claims (7)

  1. 복수의 세라믹층이 적층된 구조를 가지는 세라믹 기판과,
    상기 세라믹 기판에 매설된 저항 발열체와,
    상기 세라믹 기판의 표면에 배치된 급전부와,
    상기 세라믹 기판에 매설됨과 아울러 상기 저항 발열체와 상기 급전부를 전기적으로 접속하는 급전경로를 구비한 가열부재에 있어서,
    상기 급전경로는, 상기 세라믹 기판의 두께방향의 서로 다른 위치에 있어서 상기 세라믹층의 평면방향을 따라서 배치된 복수의 도전층과, 상기 세라믹 기판의 두께방향을 따라서 배치된 복수의 비아를 구비하고 있으며,
    상기 복수의 도전층을 상기 두께방향에서 보았을 경우에, 적어도 1쌍의 도전층의 외측 가장자리의 위치가 어긋나 있는 것을 특징으로 하는 가열부재.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 외측 가장자리의 위치가 어긋나 있는 1쌍의 도전층을 상기 두께방향에서 보았을 경우에, 일방의 도전층의 외측 가장자리에 의해서 획정되는 범위 내에 타방의 도전층이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 가열부재.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 외측 가장자리의 위치가 어긋나 있는 1쌍의 도전층을 상기 두께방향에서 보았을 경우에, 상기 저항 발열체 측의 도전층의 면적이 상기 급전부 측의 도전층의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 가열부재.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 도전층 중 적어도 1층에, 상기 도전층을 두께방향으로 관통하는 1 또는 복수의 스루홀을 구비한 것을 특징으로 하는 가열부재.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수의 도전층 중 적어도 2층에, 상기 도전층을 두께방향으로 관통하는 1 또는 복수의 스루홀을 구비함과 아울러,
    상기 스루홀을 구비한 적어도 2층의 도전층을 상기 두께방향에서 보았을 경우에, 각 도전층의 스루홀의 위치가 어긋나 있는 것을 특징으로 하는 가열부재.
  6. 상기 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 가열부재를 구비함과 아울러, 상기 세라믹 기판에 매설된 흡착용 전극을 구비한 것을 특징으로 하는 정전 척.
  7. 상기 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 가열부재를 구비함과 아울러, 상기 세라믹 기판에 매설된 고주파 전극을 구비한 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6758143B2 (ja) * 2016-09-29 2020-09-23 日本特殊陶業株式会社 加熱装置
JP6767833B2 (ja) * 2016-09-29 2020-10-14 日本特殊陶業株式会社 加熱装置
KR102257409B1 (ko) * 2017-02-01 2021-05-27 니뽄 도쿠슈 도교 가부시키가이샤 유지 장치
US11083050B2 (en) 2017-11-21 2021-08-03 Watlow Electric Manufacturing Company Integrated heater and method of manufacture
US10681778B2 (en) 2017-11-21 2020-06-09 Watlow Electric Manufacturing Company Integrated heater and method of manufacture
US11848177B2 (en) 2018-02-23 2023-12-19 Lam Research Corporation Multi-plate electrostatic chucks with ceramic baseplates
JP7025278B2 (ja) * 2018-05-01 2022-02-24 日本特殊陶業株式会社 セラミックスヒータ
TWI724951B (zh) * 2018-05-22 2021-04-11 美商瓦特洛威電子製造公司 一體式加熱器及製造方法
JP6775099B1 (ja) * 2018-12-20 2020-10-28 日本碍子株式会社 セラミックヒータ
KR20210117338A (ko) 2019-02-12 2021-09-28 램 리써치 코포레이션 세라믹 모놀리식 바디를 갖는 정전 척
CN112840741B (zh) * 2019-09-18 2023-02-24 日本碍子株式会社 陶瓷加热器
JP7202326B2 (ja) * 2020-03-11 2023-01-11 日本碍子株式会社 セラミックヒータ
JP7364609B2 (ja) * 2021-02-10 2023-10-18 日本碍子株式会社 セラミックヒータ
KR102437076B1 (ko) * 2021-08-30 2022-08-29 주식회사 미코세라믹스 온도 편차 특성이 개선된 기판 가열 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09270454A (ja) * 1996-04-01 1997-10-14 Kyocera Corp ウエハ保持装置
JP2000012195A (ja) * 1998-06-29 2000-01-14 Ibiden Co Ltd セラミックヒータ
JP2001217059A (ja) * 2000-02-03 2001-08-10 Ngk Insulators Ltd 加熱装置
JP2014075525A (ja) * 2012-10-05 2014-04-24 Ngk Spark Plug Co Ltd 積層発熱体、静電チャック、及びセラミックヒータ

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6891263B2 (en) * 2000-02-07 2005-05-10 Ibiden Co., Ltd. Ceramic substrate for a semiconductor production/inspection device
WO2001062686A1 (fr) * 2000-02-24 2001-08-30 Ibiden Co., Ltd. Piece frittee en nitrure d'aluminium, substrat en ceramique, corps chauffant en ceramique et mandrin electrostatique
EP1225790A1 (en) * 2000-05-02 2002-07-24 Ibiden Co., Ltd. Ceramic heater
JP2002313781A (ja) * 2001-04-11 2002-10-25 Sumitomo Electric Ind Ltd 基板処理装置
JP2004006505A (ja) * 2002-05-31 2004-01-08 Ngk Spark Plug Co Ltd 静電チャック
JP3970714B2 (ja) * 2002-08-01 2007-09-05 日本特殊陶業株式会社 複合ヒータ
WO2004030411A1 (ja) * 2002-09-27 2004-04-08 Sumitomo Electric Industries, Ltd. ウエハー保持体及び半導体製造装置
JP3966201B2 (ja) * 2003-03-24 2007-08-29 住友電気工業株式会社 半導体製造装置用ウェハ保持体およびそれを搭載した半導体製造装置
JP4819549B2 (ja) * 2005-03-31 2011-11-24 日本特殊陶業株式会社 静電チャック
US8525418B2 (en) * 2005-03-31 2013-09-03 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Electrostatic chuck
JP4672597B2 (ja) * 2005-06-02 2011-04-20 日本碍子株式会社 基板処理装置
JP4754469B2 (ja) * 2006-12-15 2011-08-24 東京エレクトロン株式会社 基板載置台の製造方法
JP5135835B2 (ja) 2007-03-16 2013-02-06 富士通セミコンダクター株式会社 半導体装置及びその製造方法
KR101524857B1 (ko) * 2008-08-27 2015-06-01 가부시키가이샤 알박 정전 척 및 진공 처리 장치
JP5554525B2 (ja) * 2009-08-25 2014-07-23 日本特殊陶業株式会社 静電チャック
FR2973618B1 (fr) * 2011-03-30 2013-04-26 Banque Accord Authentification forte par presentation du numero
TWI540672B (zh) * 2011-09-28 2016-07-01 住友大阪水泥股份有限公司 靜電吸持裝置
JP3199713U (ja) * 2012-09-07 2015-09-10 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 薄型基板のための携帯用静電チャックキャリア
JP5583877B1 (ja) * 2012-11-06 2014-09-03 日本碍子株式会社 サセプタ
JP6077301B2 (ja) * 2012-12-28 2017-02-08 日本特殊陶業株式会社 静電チャック

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09270454A (ja) * 1996-04-01 1997-10-14 Kyocera Corp ウエハ保持装置
JP2000012195A (ja) * 1998-06-29 2000-01-14 Ibiden Co Ltd セラミックヒータ
JP2001217059A (ja) * 2000-02-03 2001-08-10 Ngk Insulators Ltd 加熱装置
JP2014075525A (ja) * 2012-10-05 2014-04-24 Ngk Spark Plug Co Ltd 積層発熱体、静電チャック、及びセラミックヒータ

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Publication number Publication date
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