KR20210054459A - 가열 장치 - Google Patents

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게이스케 스즈키
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니뽄 도쿠슈 도교 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 복수의 특정부의 주변에 히터 라인부가 밀집하는 것에서 기인하여 고온 영역이 발생하는 것을 억제한다.
(해결 수단) 가열 장치는, 판상체의 내부에 배치되고, 히터 라인부를 갖는 히터 전극과, 소정의 정렬 방향으로 늘어선 복수의 특정부 (구멍 또는 도전부) 를 구비한다. 히터 라인부는, 제 1 히터 라인부와, 제 1 히터 라인부보다 특정부에 가까운 위치에 배치된 제 2 히터 라인부를 갖는다. 제 1 특정부의 중심과 제 1 히터 라인부를 최단 거리로 잇는 직선을 제 1 가상 직선, 제 1 특정부와 이웃하는 제 2 특정부의 중심과 제 1 히터 라인부를 최단 거리로 잇는 직선을 제 2 가상 직선으로 한다. 제 2 히터 라인부는, 제 1 가상 직선을 통과하고, 제 1 히터 라인부측으로 휘어진 볼록상 라인 부분과, 제 2 가상 직선을 회피하도록 연장되고, 제 1 히터 라인부와는 반대측으로 휘어진 오목상 라인 부분을 갖는다.

Description

가열 장치{HEATING APPARATUS}
본 명세서에 개시되는 기술은, 히터 전극을 구비하는 가열 장치에 관한 것이다.
예를 들어 반도체를 제조할 때에 웨이퍼가 배치되는 장치로서, 정전 척이 사용된다. 정전 척은, 소정의 방향 (이하, 「제 1 방향」이라고 한다) 과 대략 수직인 대략 평면상의 표면 (이하, 「흡착면」이라고 한다) 을 갖는 세라믹스 부재와, 세라믹스 부재의 내부에 형성된 척 전극을 구비하고 있고, 척 전극에 전압이 인가됨으로써 발생하는 정전 인력을 이용하여, 세라믹스 부재의 흡착면에 웨이퍼를 흡착하여 유지한다.
정전 척의 흡착면에 유지된 웨이퍼의 온도가 원하는 온도가 되지 않으면, 웨이퍼에 대한 각 처리 (성막, 에칭 등) 의 정밀도가 저하될 우려가 있기 때문에, 정전 척에는 웨이퍼의 온도 분포를 제어하는 성능이 요구된다. 그 때문에, 예를 들어, 세라믹스 부재의 내부에, 선상의 저항 발열체인 히터 라인부를 갖는 히터 전극이 형성되어 있다. 히터 전극에 전압이 인가되면, 히터 전극이 발열함으로써 세라믹스 부재가 가열되고, 이로써, 세라믹스 부재의 흡착면의 온도 제어 (나아가서는, 흡착면에 유지된 웨이퍼의 온도 제어) 가 실현된다.
여기서, 정전 척의 세라믹스 부재에는, 예를 들어 리프트 핀용의 관통공과 같이, 히터 전극의 히터 라인부를 배치할 수 없는 특정부가 존재한다. 이 때문에, 예를 들어, 제 1 방향에서 보아, 히터 전극이 동심원상의 복수의 히터 라인부를 갖는 구성에 있어서, 일부의 히터 라인부를 리프트 핀용의 관통공을 피하도록 만곡시켜 배치하는 기술이 알려져 있다 (예를 들어 특허문헌 1 참조).
일본 실용신안등록공보 제3182120호
여기서, 리프트 핀용의 관통공에 한정되지 않고, 예를 들어, 세라믹스 부재에 형성된 구멍 (예를 들어 가스 유로) 이나, 세라믹스 부재의 내부에 배치된 도전부 (예를 들어 도전 패드나 비아) 도, 세라믹스 부재에 있어서의 상기 특정부가 될 수 있다. 이 때문에, 제 1 방향에서 보아 복수의 특정부의 근처에 위치하는 하나의 히터 라인부의 형상을, 그 복수의 특정부의 각각을 피하도록 복수의 만곡 부분을 갖는 형상으로 하는 것이 상정된다. 이와 같은 구성에서는, 복수의 히터 라인부가 밀집하는 것에서 기인하여 고온 영역이 발생할 가능성이 높다. 그러나, 종래에 이 점에 대해서 충분히 검토되어 있지 않았다.
또한, 이와 같은 과제는, 정전 인력을 이용하여 웨이퍼를 유지하는 정전 척에 한정되지 않고, 히터 전극을 구비하는 가열 장치 (반도체 제조용 부품) 일반에 공통된 과제이다.
본 명세서에서는, 상기 서술한 과제의 적어도 일부를 해결하는 것이 가능한 기술을 개시한다.
본 명세서에 개시되는 기술은, 이하의 형태로서 실현하는 것이 가능하다.
(1) 본 명세서에 개시되는 가열 장치는, 제 1 방향과 대략 수직인 제 1 표면을 갖는 판상체와, 상기 판상체의 내부에 배치된 히터 전극으로서, 상기 제 1 방향에서 보아 선상의 저항 발열체인 히터 라인부를 갖는 히터 전극과, 상기 판상체의 내부에 배치되고, 상기 제 1 방향에서 보아, 소정의 정렬 방향으로 늘어선 복수의 특정부로서, 각각, 상기 제 1 방향으로 연장되어 있는, 구멍 또는 도전부인 복수의 특정부를 구비하고, 상기 제 1 표면에 대상물이 배치되는 가열 장치에 있어서, 상기 히터 전극이 갖는 상기 히터 라인부는, 상기 제 1 방향에서 보아, 상기 정렬 방향으로 연장되어 있는 제 1 히터 라인부와, 상기 정렬 방향으로 연장되고, 또한, 상기 제 1 히터 라인부보다 상기 복수의 특정부에 가까운 위치에 배치된 제 2 히터 라인부를 갖고, 상기 복수의 특정부 중, 제 1 특정부의 중심과 상기 제 1 히터 라인부를 최단 거리로 잇는 직선을 제 1 가상 직선으로 하고, 상기 제 1 특정부와 이웃하는 제 2 특정부의 중심과 상기 제 1 히터 라인부를 최단 거리로 잇는 직선을 제 2 가상 직선으로 했을 때에, 상기 제 2 히터 라인부는, 상기 제 1 방향에서 보아, 상기 제 1 가상 직선을 통과하고, 상기 제 1 히터 라인부측으로 볼록한 형상으로 휘어져 있는 볼록상 라인 부분과, 상기 제 2 가상 직선을 회피하도록 연장되고, 상기 제 1 히터 라인부와는 반대측으로 오목한 형상으로 휘어져 있는 오목상 라인 부분을 갖는다.
본 가열 장치에서는, 히터 전극의 히터 라인부는, 제 1 히터 라인부와 제 2 히터 라인부를 포함하고 있고, 이들 제 1 히터 라인부와 제 2 히터 라인부는, 모두, 대체로, 복수의 특정부의 정렬 방향으로 연장되어 있다. 제 2 히터 라인부는, 제 1 히터 라인부보다 복수의 특정부에 가까운 위치에 배치되어 있고, 제 1 특정부와 제 2 특정부에 따라서 휘어져 있는 볼록상 라인 부분과 오목상 라인 부분을 갖는다. 즉, 볼록상 라인 부분은, 제 1 방향에서 보아, 제 1 특정부에 대해 제 1 히터 라인부와 동일한 측으로 볼록한 형상으로 휘어져 있다. 한편, 오목상 라인 부분은, 제 1 방향에서 보아, 제 2 특정부에 대해 제 1 히터 라인부와는 반대측으로 오목한 형상으로 휘어져 있다. 이 때문에, 예를 들어 히터 전극의 히터 라인부가, 서로 이웃하는 제 1 특정부와 제 2 특정부의 양방에 대해 동일한 측으로 볼록한 형상으로 휘어져 있는 구성에 비해, 제 1 방향에서 보아 복수의 특정부의 주변에 히터 라인부가 밀집하는 것에서 기인하여 고온 영역이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
(2) 상기 가열 장치에 있어서, 상기 제 1 특정부와 상기 제 2 특정부의 중심간 거리는, 60 ㎜ 이하인 구성으로 해도 된다. 본 가열 장치에 의하면, 특정부가 밀집되어 있기 때문에 특히 본 발명을 적용하는 것이 유효하다.
(3) 상기 가열 장치에 있어서, 상기 복수의 특정부는, 상기 제 1 특정부와는 반대측에서 상기 제 2 특정부와 이웃하는 제 3 특정부를 갖고, 상기 제 3 특정부와 상기 제 1 히터 라인부를 최단 거리로 잇는 직선을 제 3 가상 직선으로 할 때, 상기 제 2 히터 라인부는, 추가로, 상기 제 3 가상 직선을 통과하고, 상기 제 1 히터 라인부측으로 볼록한 형상으로 휘어져 있는 제 2 볼록상 라인 부분을 갖는 구성으로 해도 된다. 본 가열 장치에 의하면, 예를 들어 히터 전극의 히터 라인부가, 서로 이웃하는 3 개의 특정부의 모두에 대해서 동일한 측으로 볼록한 형상으로 휘어져 있는 구성에 비해, 제 1 방향에서 보아 복수의 특정부의 주변에 히터 라인부가 밀집하는 것에서 기인하여 고온 영역이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
(4) 상기 가열 장치에 있어서, 상기 제 1 특정부와 상기 제 2 특정부의 중심간 거리와, 상기 제 2 특정부와 상기 제 3 특정부의 중심간 거리는, 모두, 60 ㎜ 이하인 구성으로 해도 된다. 본 가열 장치에 의하면, 특정부가 밀집하고 있기 때문에, 특히 본 발명을 적용하는 것이 유효하다.
(5) 상기 가열 장치에 있어서, 상기 제 1 히터 라인부와 상기 오목상 라인 부분에 대응하는 상기 특정부의 최단 거리는, 상기 제 1 히터 라인부와 상기 볼록상 라인 부분에 대응하는 상기 특정부의 최단 거리보다 짧은 구성으로 해도 된다. 본 가열 장치에 의하면, 제 1 히터 라인부에 대해, 오목상 라인 부분에 대응하는 특정부 부근에서의 불필요한 형상 변화를 억제하면서, 볼록상 라인 부분에 대응하는 특정부의 주변에 히터 라인부가 밀집하는 것에서 기인하여 고온의 온도 특이점이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
(6) 상기 가열 장치에 있어서, 상기 히터 전극이 갖는 상기 히터 라인부는, 추가로, 상기 제 1 방향에서 보아, 상기 정렬 방향으로 연장되고, 또한, 상기 제 2 히터 라인부에 대해 상기 제 1 히터 라인부와는 반대측에 배치되어 있는 제 3 히터 라인부를 포함하고 있고, 상기 제 3 히터 라인부와 상기 볼록상 라인 부분에 대응하는 상기 특정부의 최단 거리는, 상기 제 3 히터 라인부와 상기 오목상 라인 부분에 대응하는 상기 특정부의 최단 거리보다 짧은 구성으로 해도 된다. 본 가열 장치에 의하면, 제 3 히터 라인부에 대해, 볼록상 라인 부분에 대응하는 특정부 부근에서의 불필요한 형상 변화를 억제하면서, 제 1 방향에서 보아 특정부의 주변에 히터 라인부가 밀집하는 것에서 기인하여 고온의 온도 특이점이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
(7) 상기 가열 장치에 있어서, 상기 판상체는, 상기 제 1 표면과, 상기 제 1 표면과는 반대측의 제 2 표면을 갖는 세라믹스 부재와, 제 3 표면을 갖고, 상기 제 3 표면이 상기 세라믹스 부재의 상기 제 2 표면측에 위치하도록 배치되고, 열전도율이 상기 세라믹스 부재의 열전도율보다 높은 재료에 의해 형성된 베이스 부재와, 상기 세라믹스 부재의 상기 제 2 표면과 상기 베이스 부재의 상기 제 3 표면의 사이에 배치되고, 상기 세라믹스 부재와 상기 베이스 부재를 접합하는 접합부를 구비하고, 상기 복수의 특정부 중 적어도 하나는, 상기 베이스 부재에 형성된 구멍인 구성으로 해도 된다. 본 가열 장치에 의하면, 베이스 부재에 형성된 구멍에서 기인하여 베이스 부재의 흡인 효과에 편차가 생기는 것을 억제하면서, 제 1 방향에서 보아 복수의 특정부의 주변에 히터 라인부가 밀집하는 것에서 기인하여 고온 영역이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시되는 기술은, 여러 가지 형태로 실현하는 것이 가능하며, 예를 들어, 유지 장치, 정전 척, 반도체 제조용 부품, CVD 히터 등의 히터 장치, 진공 척, 그 밖의 히터 전극을 구비하는 가열 장치, 그들의 제조 방법 등의 형태로 실현되는 것이 가능하다.
도 1 은, 실시형태에 있어서의 정전 척 (100) 의 외관 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2 는, 실시형태에 있어서의 정전 척 (100) 의 XZ 단면 구성을 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 3 은, 실시형태에 있어서의 정전 척 (100) 의 XY 평면 (상면) 구성을 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 4 는, 도 3 의 X1 부분에 있어서의 히터 전극 (50) 의 배선 패턴을 나타내는 설명도이다.
도 5 는, 비교예의 정전 척 (100a) 에 있어서의 히터 전극 (50a) 의 배선 패턴을 나타내는 설명도이다.
도 6 은, 특정부의 중심간 거리 (L) 와 특정부의 근방의 상대 온도 (ΔT) (℃) 와의 관계를 나타내는 설명도이다.
A. 실시형태 :
A-1. 정전 척 (100) 의 구성 :
도 1 은, 본 실시형태에 있어서의 정전 척 (100) 의 외관 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2 는, 본 실시형태에 있어서의 정전 척 (100) 의 XZ 단면 구성을 개략적으로 나타내는 설명도이고, 도 3 은, 본 실시형태에 있어서의 정전 척 (100) 의 XY 평면 (상면) 구성을 개략적으로 나타내는 설명도이다. 각 도면에는, 방향을 특정하기 위한 서로 직교하는 XYZ 축이 나타나 있다. 본 명세서에서는, 편의적으로, Z 축 정 (正) 방향을 상방향으로 하고, Z 축 부 (負) 방향을 하방향으로 하는 것으로 하지만, 정전 척 (100) 은 실제로는 그러한 방향과는 상이한 방향으로 설치되어도 된다.
정전 척 (100) 은, 대상물 (예를 들어 웨이퍼 (W)) 을 정전 인력에 의해 흡착하여 유지하는 장치로, 예를 들어 반도체 제조 장치의 진공 챔버 내에서 웨이퍼 (W) 를 고정시키기 위해 사용된다. 정전 척 (100) 은, 소정의 배열 방향 (본 실시형태에서는 상하 방향 (Z 축 방향)) 으로 늘어서게 배치된 세라믹스 부재 (10) 및 베이스 부재 (20) 를 구비한다. 세라믹스 부재 (10) 와 베이스 부재 (20) 는, 세라믹스 부재 (10) 의 하면 (S2) (도 2 참조) 과 베이스 부재 (20) 의 상면 (S3) 이 상기 배열 방향으로 대향하도록 배치된다. 정전 척 (100) 은, 특허청구범위에 있어서의 판상체에 상당하고, 상하 방향은, 특허청구범위에 있어서의 제 1 방향에 상당한다.
세라믹스 부재 (10) 는, 상기 서술한 배열 방향 (Z 축 방향) 과 대략 직교하는 대략 원형 평면상의 상면 (이하, 「흡착면」이라고 한다) (S1) 을 갖는 판상 부재로, 세라믹스 (예를 들어, 알루미나나 질화알루미늄 등) 에 의해 형성되어 있다. 세라믹스 부재 (10) 의 직경은 예를 들어 50 ㎜ 이상, 500 ㎜ 이하 정도 (통상은 200 ㎜ 이상, 350 ㎜ 이하 정도) 이고, 세라믹스 부재 (10) 의 두께는 예를 들어 1 ㎜ 이상, 10 ㎜ 이하 정도이다. 본 명세서에서는, Z 축 방향과 직교하는 방향을 「면 방향」이라고 하고, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 면 방향 중, 흡착면 (S1) 의 중심점 (Px) 을 중심으로 하는 원주 방향을 「원주 방향 (CD)」이라고 하고, 면 방향 중, 원주 방향 (CD) 과 직교하는 방향을 「직경 방향 (RD)」이라고 한다. 흡착면 (S1) 은, 특허청구범위에 있어서의 제 1 표면에 상당하고, 하면 (S2) 은, 특허청구범위에 있어서의 제 2 표면에 상당한다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 세라믹스 부재 (10) 의 내부에는, 도전성 재료 (예를 들어, 텅스텐, 몰리브덴, 백금 등) 에 의해 형성된 척 전극 (40) 이 배치되어 있다. 상하 방향에서 볼 때의 척 전극 (40) 의 형상은, 예를 들어 대략 원형이다. 척 전극 (40) 에 전원 (도시 생략) 으로부터 전압이 인가되면, 정전 인력이 발생하고, 이 정전 인력에 의해 웨이퍼 (W) 가 세라믹스 부재 (10) 의 흡착면 (S1) 에 흡착 고정된다.
세라믹스 부재 (10) 의 내부에는, 또, 세라믹스 부재 (10) 의 흡착면 (S1) 의 온도 제어 (즉, 흡착면 (S1) 에 유지된 웨이퍼 (W) 의 온도 제어) 를 위한 히터 전극 (50) 과, 히터 전극 (50) 에 대한 급전을 위한 구성이 배치되어 있다. 이들 구성에 대해서는, 뒤에서 상세히 서술한다.
베이스 부재 (20) 는, 예를 들어 세라믹스 부재 (10) 와 동일 직경의, 또는 세라믹스 부재 (10) 보다 직경이 큰 원형 평면의 판상 부재로, 예를 들어 금속 (알루미늄이나 알루미늄 합금 등) 에 의해 형성되어 있다. 베이스 부재 (20) 의 직경은 예를 들어 220 ㎜ 이상, 550 ㎜ 이하 정도 (통상은 220 ㎜ 이상, 350 ㎜ 이하) 이고, 베이스 부재 (20) 의 두께는 예를 들어 20 ㎜ 이상, 40 ㎜ 이하 정도이다.
베이스 부재 (20) 는, 세라믹스 부재 (10) 의 하면 (S2) 과 베이스 부재 (20) 의 상면 (S3) 사이에 배치된 접합부 (30) 에 의해, 세라믹스 부재 (10) 에 접합되어 있다. 접합부 (30) 는, 예를 들어 실리콘계 수지나 아크릴계 수지, 에폭시계 수지 등의 접착재에 의해 구성되어 있다. 접합부 (30) 의 두께는, 예를 들어 0.1 ㎜ 이상, 1 ㎜ 이하 정도이다. 상면 (S3) 은, 특허청구범위에 있어서의 제 3 표면에 상당한다.
베이스 부재 (20) 의 내부에는 냉매 유로 (21) 가 형성되어 있다. 냉매 유로 (21) 에 냉매 (예를 들어, 불소계 불활성 액체나 물 등) 가 흐르면, 베이스 부재 (20) 가 냉각되고, 접합부 (30) 를 개재한 베이스 부재 (20) 와 세라믹스 부재 (10) 사이의 전열 (열 전도) 에 의해 세라믹스 부재 (10) 가 냉각되어, 세라믹스 부재 (10) 의 흡착면 (S1) 에 유지된 웨이퍼 (W) 가 냉각된다. 이로써, 웨이퍼 (W) 의 온도 제어가 실현된다.
A-2. 히터 전극 (50) 등의 구성 :
다음으로, 히터 전극 (50) 의 구성 및 히터 전극 (50) 에 대한 급전을 위한 구성에 대해 상세히 서술한다.
상기 서술한 바와 같이, 정전 척 (100) 은, 히터 전극 (50) 을 구비한다 (도 2 참조). 히터 전극 (50) 은, 도전성 재료 (예를 들어, 텅스텐, 몰리브덴, 백금 등) 에 의해 형성되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 히터 전극 (50) 은, 척 전극 (40) 보다 하측에 배치되어 있다.
히터 전극 (50) 은, 상하 방향에서 보아 선상의 저항 발열체인 히터 라인부 (500) 를 갖는다. 히터 라인부 (500) 는, 흡착면 (S1) 의 중심점 (Px) 을 중심으로 하는 동심원상의 복수의 히터 라인부 (예를 들어 후술하는 도 4 에 나타내는 제 1 히터 라인부 (510) 등) 를 포함하고 있다. 본 실시형태에서는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 히터 라인부 (500) 는, 상하 방향에서 보아 중심점 (Px) 을 중심으로 나선상으로 형성된 형상으로 되어 있다.
또, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 정전 척 (100) 은, 히터 전극 (50) 에 대한 급전을 위한 구성을 구비하고 있다. 구체적으로는, 정전 척 (100) 은, 드라이버 전극 (60) 을 구비한다. 또한, 본 실시형태에서는, 드라이버 전극 (60) 은, 히터 전극 (50) 보다 하측에 배치되어 있다. 드라이버 전극 (60) 은, 도전성 재료 (예를 들어, 텅스텐, 몰리브덴, 백금 등) 에 의해 형성되어 있다. 드라이버 전극 (60) 은, 면 방향에 평행한 소정의 영역을 갖는 패턴인 1 쌍의 드라이버 전극 (61, 62) 을 포함하고 있다. 또한, 각 드라이버 전극 (61, 62) 은, 다음의 요건을 만족한다는 점에서, 히터 전극 (50) 과 상이하다.
요건 : 각 드라이버 전극 (61, 62) 의 단면적은, 히터 전극 (50) 의 단면적의 10 배 이상이다.
히터 전극 (50) 의 일방의 단부는, 도전성 재료에 의해 형성된 제 1 히터측 비아 (721) 를 개재하여, 일방의 제 1 드라이버 전극 (61) 에 도통되어 있고, 히터 전극 (50) 의 타방의 단부는, 도전성 재료에 의해 형성된 제 2 히터측 비아 (722) 를 개재하여, 타방의 드라이버 전극 (62) 에 도통되어 있다.
또, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 정전 척 (100) 에는, 베이스 부재 (20) 의 하면 (S4) 으로부터 세라믹스 부재 (10) 의 내부에 이르는 복수의 단자용 구멍 (120) 이 형성되어 있다. 도 2 에는 1 쌍의 단자용 구멍 (120) 만 나타나 있고, 도 3 에는 5 개의 단자용 구멍 (120) 만이 나타나 있다. 각 단자용 구멍 (120) 은, 베이스 부재 (20) 를 상하 방향으로 관통하는 관통공 (22) 과, 접합부 (30) 를 상하 방향으로 관통하는 관통공 (32) 과, 세라믹스 부재 (10) 의 하면 (S2) 측에 형성된 오목부 (12) 가, 서로 연통함으로써 구성된 일체의 구멍이다. 베이스 부재 (20) 에 형성된 관통공 (22) 은, 특허청구범위에 있어서의 베이스 부재에 형성된 구멍에 상당한다.
복수의 단자용 구멍 (120) 의 하나에는, 기둥 모양의 제 1 급전 단자 (741) 가 수용되어 있다. 또, 이 하나의 단자용 구멍 (120) 을 구성하는 세라믹스 부재 (10) 의 오목부 (12) 의 바닥면에는, 제 1 전극 패드 (731) 가 형성되어 있다. 제 1 급전 단자 (741) 는, 예를 들어 납땜 등에 의해 제 1 전극 패드 (731) 에 접합되어 있다. 또, 제 1 전극 패드 (731) 는, 제 1 급전측 비아 (711) 를 개재하여, 일방의 드라이버 전극 (61) 에 도통되어 있다. 동일하게, 복수의 단자용 구멍 (120) 의 다른 하나에는, 기둥 모양의 제 2 급전 단자 (742) 가 수용되어 있다. 또, 그 다른 하나의 단자용 구멍 (120) 을 구성하는 세라믹스 부재 (10) 의 오목부 (12) 의 바닥면에는, 제 2 전극 패드 (732) 가 형성되어 있다. 제 2 급전 단자 (742) 는, 예를 들어 납땜 등에 의해 제 2 전극 패드 (732) 에 접합되어 있다. 또, 제 2 전극 패드 (732) 는, 제 2 급전측 비아 (712) 를 개재하여, 타방의 드라이버 전극 (62) 에 도통되어 있다. 또한, 급전 단자 (741, 742), 전극 패드 (731, 732), 및 급전측 비아 (711, 712) 는, 모두, 도전성 재료에 의해 형성되어 있다.
2 개의 단자용 구멍 (120) 의 각각에 수용된 1 쌍의 급전 단자 (741, 742) 는, 전원 (도시 생략) 에 접속되어 있다. 전원으로부터의 전압은, 1 쌍의 급전 단자 (741, 742), 1 쌍의 전극 패드 (731, 732), 및, 1 쌍의 급전측 비아 (711, 712) 를 개재하여 1 쌍의 드라이버 전극 (61, 62) 에 공급되고, 또한, 1 쌍의 히터측 비아 (721, 722) 를 개재하여 히터 전극 (50) 에 인가된다. 이로써, 각 히터 전극 (50) 이 발열하여, 세라믹스 부재가 가열되고, 이것에 의해, 세라믹스 부재의 흡착면의 온도 제어 (나아가서는, 흡착면에 유지된 웨이퍼의 온도 제어) 가 실현된다. 또한, 복수의 단자용 구멍 (120) 은, 히터 전극 (50) 에 한정되지 않고, 예를 들어, 척 전극 (40) 이나, 도시되지 않은 열전쌍 등에 도통된 급전 단자 등이 수용된다.
A-3. 정전 척 (100) 에 있어서의 특정부 :
정전 척 (100) 은, 복수의 특정부를 구비한다. 복수의 특정부는, 정전 척 (100) 의 내부에 배치되고, 또한, 상하 방향에서 보아 면 방향으로 늘어서도록 배치되어 있다. 각 특정부는, 상하 방향으로 연장되어 있는 구멍, 또는, 상하 방향으로 연장되어 있는 도전부이다. 특정부는, 물리적인 이유나 정전 척 (100) 의 온도 분포 상의 이유에 의해, 히터 전극 (50) 의 히터 라인부 (500) 의 배선 패턴에 제약을 가한다. 구체적으로는, 특정부의 예로서 다음의 것을 들 수 있다.
<정전 척 (100) 의 내부에 형성된 도전부>
(1) 세라믹스 부재 (10) 의 내부에 배치되고, 히터 전극 (50) 이 배치된 가상 평면 상에 존재하는 제 1 도전부 (히터 전극 (50) 과 동일층 상에 존재하는 도전부) : 이와 같은 제 1 도전부가 존재하는 경우, 히터 전극 (50) 의 히터 라인부 (500) 의 상하 방향에서 볼 때의 형상을, 그 제 1 도전부를 피하도록 휘어진 형상으로 하지 않을 수 없다. 제 1 도전부는, 예를 들어, 척 전극 (40) 이나 열전쌍 (도시 생략) 등과 단자용 구멍 (120) 을 전기적으로 접속하는 비아 (도시 생략) 이다.
(2) 세라믹스 부재 (10) 또는 베이스 부재 (20) 의 내부에 배치되고, 또한, 상기 가상 평면에 존재하지 않지만, 전류 집중 등에 의해 고온의 온도 특이점이 될 수 있는 제 2 도전부 : 이와 같은 제 2 도전부가 존재하는 경우, 히터 전극 (50) 의 히터 라인부 (500) 의 배선 패턴이 물리적으로 제약되는 경우는 없지만, 상하 방향에서 보아 그 제 2 도전부의 중심에 겹치도록 히터 라인부 (500) 가 배치되면, 더욱 고온의 온도 특이점이 현저해진다. 그래서, 이와 같은 제 2 도전부가 존재하는 경우, 히터 전극 (50) 의 히터 라인부 (500) 의 상하 방향에서 볼 때의 형상을, 적어도 그 제 2 도전부의 중심을 피하도록 휘어진 형상으로 하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는, 제 2 도전부는, 예를 들어, 급전 단자 (741, 742) 등의 단자나 급전측 비아 (711, 712) 이다.
<정전 척 (100) 의 내부에 형성된 구멍>
(1) 히터 전극 (50) 이 배치된 가상 평면 상에 존재하는 제 1 구멍 (히터 전극 (50) 과 동일층 상에 존재하는 구멍) : 이와 같은 제 1 구멍이 존재하는 경우, 히터 전극 (50) 의 히터 라인부 (500) 의 상하 방향에서 볼 때의 형상을, 그 제 1 구멍을 피하도록 휘어진 형상으로 하지 않을 수 없다. 제 1 구멍은, 예를 들어, 정전 척 (100) 을 상하 방향으로 관통하는 리프트 핀용 구멍 (도시 생략) 이나, 세라믹스 부재 (10) 의 내부에 형성된 가스 유로 중 상하 방향으로 연장되어 있는 부분 (도시 생략) 이다.
(2) 세라믹스 부재 (10), 베이스 부재 (20) 또는 접합부 (30) 의 내부에 배치되고, 또한, 상기 가상 평면에 존재하지 않지만, 고온의 온도 특이점이 될 수 있는 제 2 구멍 : 이와 같은 제 2 구멍이 존재하는 경우, 히터 전극 (50) 의 히터 라인부 (500) 의 배선 패턴이 물리적으로 제약되는 경우는 없지만, 상하 방향에서 보아 그 제 2 구멍의 중심에 겹치도록 히터 라인부 (500) 가 배치되면, 더욱 고온의 온도 특이점이 현저해진다. 그래서, 이와 같은 제 2 구멍이 존재하는 경우, 히터 전극 (50) 의 히터 라인부 (500) 의 상하 방향에서 볼 때의 형상을, 적어도 그 제 2 구멍의 중심을 피하도록 휘어진 형상으로 하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는, 제 2 구멍은, 예를 들어 단자용 구멍 (120) (오목부 (12), 관통공 (22, 32)) 이나 가스 유로이다.
A-4. 히터 전극 (50) 에 있어서의 히터 라인부 (500) 의 구성 :
도 4 는, 도 3 의 X1 부분에 있어서의 히터 전극 (50) 의 배선 패턴을 나타내는 설명도이다. 도 4 에는, 7 개의 히터 라인부 (500) (510 ∼ 570) 가 예시되어 있다. 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 상하 방향에서 보아 5 개의 단자용 구멍 (120) (이하, 「단자용 구멍 (120) 군」이라고 한다) 이 원주 방향 (CD) 으로 늘어서도록 배치되어 있다. 원주 방향 (CD) 에서 서로 이웃하는 단자용 구멍 (120) 끼리의 중심간 거리 (L) 는, 60 ㎜ 이하이고, 30 ㎜ 이하여도 된다. 또한, 특정부 (단자용 구멍 (120)) 의 상하 방향에서 볼 때의 형상이 비원형인 경우, 특정부의 중심은, 특정부의 상하 방향에서 볼 때의 형상의 외접원의 중심이다. 원주 방향 (CD) 은, 특허청구범위에 있어서의 정렬 방향에 상당한다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 7 개의 히터 라인부 (500) (510 ∼ 570) 의 상하 방향에서 볼 때의 형상은, 모두, 전체적으로, 원주 방향 (CD) 으로 연장되어 있는 원호상이다. 제 1 히터 라인부 (510) 는, 상하 방향에서 보아, 단자용 구멍 (120) 군에 대해 직경 방향 (RD) 의 외측에 배치되어 있다. 제 3 히터 라인부 (530) 는, 상하 방향에서 보아, 단자용 구멍 (120) 군에 대해 직경 방향 (RD) 의 내측에 배치되어 있다. 제 2 히터 라인부 (520) 는, 제 1 히터 라인부 (510) 및 제 3 히터 라인부 (530) 보다 단자용 구멍 (120) 군에 가까운 위치에 배치되어 있다. 구체적으로는, 제 2 히터 라인부 (520) 의 적어도 일부 (원주 방향 (CD) 을 따른 부분) 는, 중심점 (Px) 을 중심으로 하며, 또한, 단자용 구멍 (120) 군을 통과하는 가상 원 (M) 상에 위치한다.
제 2 히터 라인부 (520) 의 상하 방향에서 볼 때의 형상은, 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 과 제 2 오목상 라인 부분 (524) 이 하나씩 교대로 늘어서 있는 형상이다. 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 은, 하나의 단자용 구멍 (120) 에 대해 제 1 히터 라인부 (510) 와 동일한 측 (직경 방향 (RD) 의 외측) 으로 볼록한 형상으로 만곡되어 있는 부분이다. 제 2 오목상 라인 부분 (524) 은, 하나의 단자용 구멍 (120) 에 대해 제 3 히터 라인부 (530) 와 동일한 측 (직경 방향 (RD) 의 내측) 으로 오목한 형상으로 만곡되어 있는 부분이다. 구체적으로는, 하나의 단자용 구멍 (120) (제 1 단자용 구멍 (121), 제 3 단자용 구멍 (123), 제 5 단자용 구멍 (125)) 의 중심과 제 1 히터 라인부 (510) 를 최단 거리로 잇는 직선을 제 1 가상 직선 (B1) 으로 한다. 또, 상기 하나의 단자용 구멍 (120) 과 이웃하는 다른 단자용 구멍 (120) (제 2 단자용 구멍 (122), 제 4 단자용 구멍 (124)) 의 중심과 제 1 히터 라인부 (510) 를 최단 거리로 잇는 직선을 제 2 가상 직선 (B2) 으로 한다. 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 은, 제 1 가상 직선 (B1) 을 통과하고, 제 1 히터 라인부 (510) 측으로 볼록한 형상으로 휘어져 있는 부분이다. 제 2 오목상 라인 부분 (524) 은, 제 2 가상 직선 (B2) 을 회피하도록 연장되고, 제 1 히터 라인부 (510) 와는 반대측으로 오목한 형상으로 휘어져 있는 부분이다. 제 1 단자용 구멍 (121) 과 제 3 단자용 구멍 (123) 과 제 5 단자용 구멍 (125) 은, 특허청구범위에 있어서의 제 1 특정부, 제 3 특정부에 상당하고, 제 2 단자용 구멍 (122) 과 제 4 단자용 구멍 (124) 은, 특허청구범위에 있어서의 제 2 특정부에 상당한다. 또, 제 1 가상 직선 (B1) 은, 특허청구범위에 있어서의 제 1 가상 직선과 제 3 가상 직선에 상당한다.
본 실시형태에서는, 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 과 제 2 오목상 라인 부분 (524) 은, 모두, 상하 방향에서 보아, 단자용 구멍 (120) 의 원호를 따르도록 배치되어 있다. 또, 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 과 제 2 오목상 라인 부분 (524) 의 폭은, 히터 라인부 (500) 에 있어서의 다른 부분 (원주 방향 (CD) 을 따른 부분) 의 폭보다 넓다. 이 때문에, 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 과 제 2 오목상 라인 부분 (524) 의 단면적이, 히터 라인부 (500) 에 있어서의 다른 부분의 단면적보다 크게 되어 있고, 그 결과, 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 과 제 2 오목상 라인 부분 (524) 에 있어서의 발열에 의한 온도 상승이 억제되어 있다. 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 은, 특허청구범위에 있어서의 볼록상 라인 부분에 상당하고, 제 2 오목상 라인 부분 (524) 은, 특허청구범위에 있어서의 오목상 라인 부분에 상당한다.
제 1 히터 라인부 (510) 의 상하 방향에서 볼 때의 형상은, 제 2 히터 라인부 (520) 의 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 에 대응하여 직경 방향 (RD) 의 외측으로 볼록한 형상으로 휘어져 있는 제 1 볼록상 라인 부분 (512) 을 갖는 형상이다. 제 4 히터 라인부 (540) 는, 제 1 히터 라인부 (510) 에 대해 직경 방향 (RD) 의 외측에 배치되어 있다. 제 4 히터 라인부 (540) 의 상하 방향에서 볼 때의 형상은, 제 1 히터 라인부 (510) 와 대략 동일하고, 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 에 대응하여 직경 방향 (RD) 의 외측으로 볼록한 형상으로 휘어져 있는 제 4 볼록상 라인 부분 (542) 을 갖는 형상이다. 단, 제 1 볼록상 라인 부분 (512) 과 제 4 볼록상 라인 부분 (542) 은, 모두, 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 에 비해, 돌출 정도가 작고, 완만한 곡선으로 되어 있다.
제 5 히터 라인부 (550) 는, 제 4 히터 라인부 (540) 에 대해 직경 방향 (RD) 의 외측에 배치되어 있다. 제 5 히터 라인부 (550) 의 상하 방향에서 볼 때의 형상은, 전체 길이에 걸쳐서 원주 방향 (CD) 을 따른 원호상이다. 또한, 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 과 제 1 볼록상 라인 부분 (512) 의 최단 거리 (D1) (직경 방향 (RD) 의 거리) 와, 제 1 볼록상 라인 부분 (512) 과 제 4 볼록상 라인 부분 (542) 의 최단 거리 (D4) 와, 제 4 볼록상 라인 부분 (542) 과 제 5 히터 라인부 (550) 의 최단 거리 (D5) 는, 서로 대략 동일하다. 이들 최단 거리 (D1, D4, D5) 는, 직경 방향 (RD) 에서 서로 이웃하는 2 개의 히터 라인부 (500) 에 있어서의 직경 방향 (RD) 을 따른 부분끼리의 최단 거리 (D10) 보다 짧다. 이 때문에, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 부근은, 히터 라인부 (500) 가 상대적으로 밀집하기 때문에, 고온의 온도 특이점 (HP) 이 되기 쉽다.
제 3 히터 라인부 (530) 의 상하 방향에서 볼 때의 형상은, 제 2 히터 라인부 (520) 의 제 2 오목상 라인 부분 (524) 에 대응하여 직경 방향 (RD) 의 내측으로 오목한 형상으로 휘어져 있는 제 3 오목상 라인 부분 (532) 을 갖는 형상이다. 제 6 히터 라인부 (560) 는, 제 3 히터 라인부 (530) 에 대해 직경 방향 (RD) 의 내측에 배치되어 있다. 제 6 히터 라인부 (560) 의 상하 방향에서 볼 때의 형상은, 제 3 히터 라인부 (530) 와 대략 동일하고, 제 2 오목상 라인 부분 (524) 에 대응하여 직경 방향 (RD) 의 내측으로 오목한 형상으로 휘어져 있는 제 6 오목상 라인 부분 (562) 을 갖는 형상이다.
단, 제 3 오목상 라인 부분 (532) 과 제 6 오목상 라인 부분 (562) 은, 모두, 제 2 오목상 라인 부분 (524) 에 비해, 돌출 정도가 작고, 완만한 곡선으로 되어 있다. 제 7 히터 라인부 (570) 는, 제 6 히터 라인부 (560) 에 대해 직경 방향 (RD) 의 외측에 배치되어 있다. 제 7 히터 라인부 (570) 의 상하 방향에서 볼 때의 형상은, 전체 길이에 걸쳐서 원주 방향 (CD) 을 따른 원호상이다. 또한, 제 2 오목상 라인 부분 (524) 과 제 3 오목상 라인 부분 (532) 의 최단 거리 (D3) 와, 제 3 오목상 라인 부분 (532) 과 제 6 오목상 라인 부분 (562) 의 최단 거리 (D6) 와, 제 6 오목상 라인 부분 (562) 과 제 7 히터 라인부 (570) 의 최단 거리 (D7) 는, 서로 대략 동일하다. 또, 이들의 최단 거리 (D3, D6, D7) 는, 직경 방향 (RD) 에서 서로 이웃하는 2 개의 히터 라인부 (500) (510 ∼ 570) 에 있어서의 직경 방향 (RD) 을 따른 부분끼리의 상기 최단 거리 (D10) 보다 짧다. 이 때문에, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 2 오목상 라인 부분 (524) 부근은, 히터 라인부 (500) 가 상대적으로 밀집하기 때문에, 고온의 온도 특이점 (HP) 이 되기 쉽다.
제 1 히터 라인부 (510) 와 제 2 오목상 라인 부분 (524) 에 대응하는 단자용 구멍 (120) (122, 124) 의 최단 거리 (D8) 는, 제 1 히터 라인부 (510) 와 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 에 대응하는 단자용 구멍 (120) (121, 123, 125) 의 최단 거리 (D1) 보다 짧다. 또, 제 3 히터 라인부 (530) 와 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 에 대응하는 단자용 구멍 (120) (121, 123, 125) 의 최단 거리 (D9) 는, 제 3 히터 라인부 (530) 와 제 2 오목상 라인 부분 (524) 에 대응하는 단자용 구멍 (120) (122, 124) 의 최단 거리 (D3) 보다 짧다.
A-5. 본 실시형태의 효과 :
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 정전 척 (100) 에서는, 히터 전극 (50) 의 히터 라인부 (500) 는, 제 1 히터 라인부 (510) 와 제 2 히터 라인부 (520) 를 포함하고 있고, 이들 제 1 히터 라인부 (510) 와 제 2 히터 라인부 (520) 는, 모두, 대체로, 복수의 단자용 구멍 (120) (특정부) 의 정렬 방향으로 연장되어 있다. 제 2 히터 라인부 (520) 는, 제 1 히터 라인부 (510) 보다 복수의 단자용 구멍 (120) 에 가까운 위치에 배치되어 있고, 예를 들어 제 3 단자용 구멍 (123) 과 제 2 단자용 구멍 (122) 에 따라서 휘어져 있는 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 과 제 2 오목상 라인 부분 (524) 을 갖는다. 즉, 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 은, 상하 방향에서 보아, 제 3 단자용 구멍 (123) 에 대해 제 1 히터 라인부 (510) 와 동일한 측으로 볼록한 형상으로 휘어져 있다. 한편, 제 2 오목상 라인 부분 (524) 은, 상하 방향에서 보아, 제 2 단자용 구멍 (122) 에 대해 제 1 히터 라인부 (510) 와는 반대측으로 오목한 형상으로 휘어져 있다. 이 때문에, 예를 들어 히터 전극 (50) 의 히터 라인부 (500) 가, 서로 이웃하는 제 2 단자용 구멍 (122) 과 제 3 단자용 구멍 (123) 의 양방에 대해 동일한 측으로 볼록한 형상으로 휘어져 있는 구성에 비해, 상하 방향에서 보아 복수의 단자용 구멍 (120) 의 주변에 히터 라인부 (500) 가 밀집하는 것에서 기인하여 고온의 온도 특이점 (HP) 이 밀집하여, 고온 영역 (MP) (도 5 참조) 이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 다음에 구체적으로 설명한다.
도 5 는, 비교예의 정전 척 (100a) 에 있어서의 히터 전극 (50a) 의 배선 패턴을 나타내는 설명도이다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 비교예에서도, 히터 전극 (50a) 의 히터 라인부 (500a) 는, 복수의 단자용 구멍 (120) (121 ∼ 125) 의 중심을 피하도록 휘어진 형상으로 되어 있다. 이 때문에, 비교예에 의하면, 베이스 부재 (20) 에 있어서 열 전도의 효과가 낮은 단자용 구멍 (120) 의 중심에 겹치도록 히터 라인부가 형성된 구성에 비해, 단자용 구멍 (120) (특정부) 의 존재에서 기인하는 고온의 온도 특이점의 발생을 억제할 수 있다.
그러나, 비교예에서는, 복수의 단자용 구멍 (120) 의 근방에 고온 영역 (MP) 이 발생하기 쉽다고 하는 문제가 있다. 즉, 비교예에서는, 히터 전극 (50a) 의 히터 라인부 (500a) 는, 복수의 단자용 구멍 (120) (510 ∼ 570) 의 모두에 대해서 동일한 측으로 볼록한 형상으로 휘어져 있는 구성이다. 구체적으로는, 제 2 히터 라인부 (520a) 는, 복수의 제 2 볼록상 라인 부분 (522a) 을 가지고 있지만, 상기 실시형태의 제 2 오목상 라인 부분 (524) 에 상당하는 부분을 갖지 않았다. 요컨대, 히터 라인부 (500a) 는, 복수의 단자용 구멍 (120) 의 중심을 피하기 위해, 전체에 걸쳐서, 복수의 단자용 구멍 (120) 에 대해 직경 방향 (RD) 의 외측으로 휘어진 형상으로 되어 있다. 이 때문에, 히터 라인부 (500a) 의 밀집에서 기인하는 복수의 고온의 온도 특이점 (HP) 이, 제 2 히터 라인부 (520a) 의 직경 방향 (RD) 의 외측에 집중한다. 그 결과, 복수의 단자용 구멍 (120) 의 근방에 고온 영역 (MP) 이 발생한다.
이에 대하여, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제 2 히터 라인부 (520) 의 상하 방향에서 볼 때의 형상은, 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 과 제 2 오목상 라인 부분 (524) 이 교대로 늘어서 있는 형상이다. 이 때문에, 본 실시형태에 의하면, 비교예에 비해, 히터 라인부 (500a) 의 밀집에서 기인하는 복수의 고온의 온도 특이점 (HP) 이 분산되기 때문에, 복수의 단자용 구멍 (120) 의 근방에 고온 영역 (MP) 이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
본 실시형태에서는, 원주 방향 (CD) 에서 서로 이웃하는 단자용 구멍 (120) 끼리의 중심간 거리 (L) 는, 60 ㎜ 이하이다. 이와 같은 구성에서는, 특정부가 밀집하고 있기 때문에, 특히 본 발명을 적용하는 것이 유효하다. 여기서, 도 6 은, 특정부 (단자용 구멍 (120)) 의 중심간 거리 (L) 와 특정부의 근방의 상대 온도 (ΔT) (℃) 와의 관계를 나타내는 설명도이다. 상대 온도는, 측정 온도로부터 소정의 기준 온도를 뺀 온도이다. 제 1 그래프 (G1) 는, 상기 실시형태의 정전 척 (100) 에 대해, 단자용 구멍 (120) 끼리의 중심간 거리 (L) 가 서로 상이한 복수의 샘플에 대해, 히터 전극 (50) 의 발열시에 있어서의 단자용 구멍 (120) 의 근방의 상대 온도를 나타낸 것이다. 제 2 그래프 (G2) 는, 상기 비교예의 정전 척 (100a) 에 대해, 단자용 구멍 (120) 끼리의 중심간 거리 (L) 가 서로 상이한 복수의 샘플에 대해, 히터 전극 (50a) 의 발열시에 있어서의 단자용 구멍 (120) 의 근방의 상대 온도를 나타낸 것이다.
도 6 에 의하면, 본 실시형태에 의하면, 비교예에 비해, 고온 영역의 발생이 억제되어, 특정부의 근방의 온도 상승을 억제할 수 있는 것을 알 수 있다. 또, 단자용 구멍 (120) 끼리의 중심간 거리 (L) 는, 30 ㎜ 이하, 20 ㎜ 이하, 나아가서는 10 ㎜ 이하가 되면, 실시형태와 비교예의 효과의 차이가 현저해진다. 이 때문에, 단자용 구멍 (120) 끼리의 중심간 거리 (L) 가 30 ㎜ 이하인 구성, 20 ㎜ 이하인 구성, 나아가서는 10 ㎜ 이하인 구성에 본 발명을 적용하는 것이 특히 유효하다는 것을 알 수 있다.
본 실시형태에서는, 제 2 히터 라인부 (520) 의 상하 방향에서 볼 때의 형상은, 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 과 제 2 오목상 라인 부분 (524) 이 교대로 늘어서 있는 형상이다. 이로써, 제 2 히터 라인부 (520) 에 있어서의 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 과 제 2 오목상 라인 부분 (524) 이 불규칙하게 늘어서 있는 구성에 비해, 상하 방향에서 보아 복수의 특정부의 주변에 히터 라인부 (500) 가 밀집하는 것에서 기인하여 고온 영역 (MP) 이 발생하는 것을, 효과적으로 억제할 수 있다.
본 실시형태에서는, 제 1 히터 라인부 (510) 와 제 2 오목상 라인 부분 (524) 에 대응하는 단자용 구멍 (120) (122, 124) 의 최단 거리 (D8) 는, 제 1 히터 라인부 (510) 와 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 에 대응하는 단자용 구멍 (120) (121, 123, 125) 의 최단 거리 (D1) 보다 짧다. 이로써, 본 실시형태에 의하면, 제 1 히터 라인부 (510) 에 대해, 제 2 오목상 라인 부분 (524) 에 대응하는 단자용 구멍 (120) (122, 124) 부근에서의 불필요한 형상 변화를 억제하면서, 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 에 대응하는 단자용 구멍 (120) (121, 123, 125) 의 주변에 히터 라인부 (500) 가 밀집하는 것에서 기인하여 고온의 온도 특이점이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
본 실시형태에서는, 제 3 히터 라인부 (530) 와 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 에 대응하는 단자용 구멍 (120) (121, 123, 125) 의 최단 거리 (D9) 는, 제 3 히터 라인부 (530) 와 제 2 오목상 라인 부분 (524) 에 대응하는 단자용 구멍 (120) (122, 124) 의 최단 거리 (D3) 보다 짧다. 이로써, 본 실시형태에 의하면, 제 3 히터 라인부 (530) 에 대해, 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 에 대응하는 단자용 구멍 (120) (121, 123, 125) 부근에서의 불필요한 형상 변화를 억제하면서, 상하 방향에서 보아 단자용 구멍 (120) 의 주변에 히터 라인부 (500) 가 밀집하는 것에서 기인하여 고온의 온도 특이점이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
본 실시형태에 의하면, 베이스 부재 (20) 에 형성된 구멍 (단자용 구멍 (120)) 에서 기인하여 베이스 부재 (20) 의 흡인 효과에 편차가 생기는 것을 억제하면서, 상하 방향에서 보아 복수의 특정부 (단자용 구멍 (120)) 의 주변에 히터 라인부 (500) 가 밀집하는 것에서 기인하여 고온 영역이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
B. 변형예 :
본 명세서에서 개시되는 기술은, 상기 서술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 예를 들어 다음과 같은 변형도 가능하다.
상기 실시형태에 있어서의 정전 척 (100) 의 구성은, 어디까지나 일례이고, 여러 가지 변형이 가능하다. 정전 척 (100) 은, 제 1 방향과 대략 수직인 하나의 가상 평면 상에 배치된 복수의 히터 전극을 구비하는 구성이어도 된다. 또, 정전 척 (100) 은, 상하 방향의 위치가 서로 상이한 복수의 층의 각각에 히터 전극을 구비하는 구성이어도 된다. 구체적으로는, 본 실시형태에 있어서, 히터 전극 (50) 위에, 다른 히터 전극 (예를 들어 제 1 방향과 대략 수직인 하나의 가상 평면 상에 배치된 복수의 히터 전극) 이 배치된 구성이어도 된다. 이와 같은 구성에서는, 복수의 히터 전극의 각각과 세라믹스 부재 (10) 의 하면 (S2) 측에 배치된 급전 단자를 전기적으로 접속하기 위한 복수의 도전부 (비아 등) 에 의해 히터 전극 (50) 의 배선 패턴이 제약된다. 이들 복수의 도전부는, 특허청구범위에 있어서의 특정부에 상당한다. 이 때문에, 이와 같은 구성에 본 발명을 적용하는 것은 특히 유효하다. 또, 히터 전극 (50) 의 형상은, 나선 형상으로 한정되지 않고, 환상 형상, 원호 형상이나 직선 형상 등이어도 된다.
상기 실시형태에 있어서, 제 1 히터 라인부 (510) 내지 제 7 히터 라인부 (570) 는, 하나의 히터 전극 (50) 이 갖는 히터 라인부 (500) 의 각 부분이었지만, 서로 다른 히터 전극의 히터 라인부여도 된다. 또, 제 2 히터 라인부 (520) 의 상하 방향에서 볼 때의 형상은, 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 과 제 2 오목상 라인 부분 (524) 을 1 개씩 갖는 형상이어도 되고, 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 과 제 2 오목상 라인 부분 (524) 이 복수 개씩 교대로 늘어서 있는 형상이어도 된다. 또, 히터 라인부 (500) 에 있어서의 볼록상 라인 부분 (제 2 볼록상 라인 부분 (522) 등) 이나 오목상 라인 부분 (제 2 오목상 라인 부분 (524) 등) 의 상하 방향에서 볼 때의 형상은, 곡선상으로 한정되지 않고, 꺾은선 (折線) 상 등이어도 된다.
상기 실시형태에 있어서, 베이스 부재 (20) 에 형성된 관통공 (22) 의 수는 5 개였지만, 이것으로 한정되지 않고, 5 개 이외의 수여도 된다.
상기 실시형태에 있어서, 복수의 특정부 (단자용 구멍 (120)) 가 늘어서 있는 방향은 원주 방향 (CD) 이었지만, 예를 들어 직선 방향이어도 된다. 또, 상기 실시형태에서는, 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 과 제 2 오목상 라인 부분 (524) 은, 상하 방향에서 보아, 단자용 구멍 (120) 의 원호를 따르도록 배치되어 있었지만, 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 이나 제 2 오목상 라인 부분 (524) 의 적어도 일부가, 단자용 구멍 (120) 과 겹치도록 배치되어도 되고, 단자용 구멍 (120) 의 외측에 배치되어도 된다. 또, 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 과 제 2 오목상 라인 부분 (524) 의 폭은, 히터 라인부 (500) 에 있어서의 다른 부분의 폭과 대략 동일해도 된다.
본 실시형태에 있어서, 제 1 히터 라인부 (510) 와 제 2 오목상 라인 부분 (524) 에 대응하는 단자용 구멍 (120) (122, 124) 의 최단 거리 (D8) 는, 제 1 히터 라인부 (510) 와 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 에 대응하는 단자용 구멍 (120) (121, 123, 125) 의 최단 거리 (D1) 와 동일해도 되고, 그 최단 거리 (D1) 보다 길어도 된다. 또, 본 실시형태에 있어서, 제 3 히터 라인부 (530) 와 제 2 볼록상 라인 부분 (522) 에 대응하는 단자용 구멍 (120) (121, 123, 125) 의 최단 거리 (D9) 는, 제 3 히터 라인부 (530) 와 제 2 오목상 라인 부분 (524) 에 대응하는 단자용 구멍 (120) (122, 124) 의 최단 거리 (D3) 와 동일해도 되고, 그 최단 거리 (D3) 보다 길어도 된다.
또, 상기 실시형태에 있어서, 각 비아는, 단수 (單數) 의 비아에 의해 구성되어도 되고, 복수의 비아의 그룹에 의해 구성되어도 된다. 또, 상기 실시형태에 있어서, 각 비아는, 비아 부분만으로 이루어지는 단층 구성이어도 되고, 복수 층 구성 (예를 들어, 비아 부분과 패드 부분과 비아 부분이 적층된 구성) 이어도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 세라믹스 부재 (10) 의 내부에 하나의 척 전극 (40) 이 형성된 단극 방식이 채용되고 있지만, 세라믹스 부재 (10) 의 내부에 1 쌍의 척 전극 (40) 이 형성된 쌍극 방식이 채용되어도 된다. 또, 상기 실시형태의 정전 척 (100) 에 있어서의 각 부재를 형성하는 재료는 어디까지나 예시로, 각 부재가 다른 재료에 의해 형성되어도 된다.
상기 실시형태에서는, 판상 부재로서, 세라믹스 부재 (10) 와 베이스 부재 (20) 와 접합부 (30) 를 구비하는 정전 척 (100) 을 예시했지만, 세라믹스 부재 단체, 세라믹스 부재와 지지 부재를 구비하는 가열 장치 등이어도 된다. 또, 판상 부재는, 세라믹스 이외의 재료 (예를 들어 금속이나 수지) 에 의해 형성된 것이어도 된다.
상기 실시형태에서는, 베이스 부재로서 금속제의 베이스 부재 (20) 를 예시했지만, 열전도율이 세라믹스 부재의 열전도율보다 높은 재료에 의해 형성된 베이스 부재이면 된다.
또, 본 발명은, 세라믹스 부재 (10) 와 베이스 부재 (20) 를 구비하고, 정전 인력을 이용하여 웨이퍼 (W) 를 유지하는 정전 척 (100) 에 한정되지 않고, 히터 전극을 구비하는 판상 부재를 포함하는 것 (예를 들어, CVD 히터 등의 히터 장치, 진공 척 등의 가열 장치 (유지 장치, 반도체 제조 장치용 부품) 에도 적용 가능하다.
10 : 세라믹스 부재
12 : 오목부
20 : 베이스 부재
21 : 냉매 유로
22, 32 : 관통공
30 : 접합부
40 : 척 전극
50, 50a : 히터 전극
60 (61, 62) : 드라이버 전극
100, 100a : 정전 척
120 : 단자용 구멍
121 : 제 1 단자용 구멍
122 : 제 2 단자용 구멍
123 : 제 3 단자용 구멍
124 : 제 4 단자용 구멍
125 : 제 5 단자용 구멍
500, 500a : 히터 라인부
510 : 제 1 히터 라인부
512 : 제 1 볼록상 라인 부분
520, 520a : 제 2 히터 라인부
522, 522a : 제 2 볼록상 라인 부분
524 : 제 2 오목상 라인 부분
530 : 제 3 히터 라인부
532 : 제 3 오목상 라인 부분
540 : 제 4 히터 라인부
542 : 제 4 볼록상 라인 부분
550 : 제 5 히터 라인부
560 : 제 6 히터 라인부
562 : 제 6 오목상 라인 부분
570 : 제 7 히터 라인부
711, 712 : 급전측 비아
721, 722 : 히터측 비아
731, 732 : 전극 패드
741, 742 : 급전 단자
B1 : 제 1 가상 직선
B2 : 제 2 가상 직선
HP : 온도 특이점
L : 중심간 거리
M : 가상 원
MP : 고온 영역
S1 : 흡착면
W : 웨이퍼

Claims (8)

  1. 제 1 방향과 대략 수직인 제 1 표면을 갖는 판상체와,
    상기 판상체의 내부에 배치된 히터 전극으로서, 상기 제 1 방향에서 보아 선상의 저항 발열체인 히터 라인부를 갖는 히터 전극과,
    상기 판상체의 내부에 배치되고, 상기 제 1 방향에서 보아, 소정의 정렬 방향으로 늘어선 복수의 특정부로서, 각각, 상기 제 1 방향으로 연장되어 있는, 구멍 또는 도전부인 복수의 특정부
    를 구비하고, 상기 제 1 표면에 대상물이 배치되는 가열 장치에 있어서,
    상기 히터 전극이 갖는 상기 히터 라인부는, 상기 제 1 방향에서 보아,
    상기 정렬 방향으로 연장되어 있는 제 1 히터 라인부와,
    상기 정렬 방향으로 연장되고, 또한, 상기 제 1 히터 라인부보다 상기 복수의 특정부에 가까운 위치에 배치된 제 2 히터 라인부를 갖고,
    상기 복수의 특정부 중, 제 1 특정부의 중심과 상기 제 1 히터 라인부를 최단 거리로 잇는 직선을 제 1 가상 직선으로 하고, 상기 제 1 특정부와 이웃하는 제 2 특정부의 중심과 상기 제 1 히터 라인부를 최단 거리로 잇는 직선을 제 2 가상 직선으로 했을 때에,
    상기 제 2 히터 라인부는, 상기 제 1 방향에서 보아,
    상기 제 1 가상 직선을 통과하고, 상기 제 1 히터 라인부측으로 볼록한 형상으로 휘어져 있는 볼록상 라인 부분과,
    상기 제 2 가상 직선을 회피하도록 연장되고, 상기 제 1 히터 라인부와는 반대측으로 오목한 형상으로 휘어져 있는 오목상 라인 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 특정부와 상기 제 2 특정부의 중심간 거리는, 60 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 특정부는, 상기 제 1 특정부와는 반대측에서 상기 제 2 특정부와 이웃하는 제 3 특정부를 갖고,
    상기 제 3 특정부와 상기 제 1 히터 라인부를 최단 거리로 잇는 직선을 제 3 가상 직선으로 할 때,
    상기 제 2 히터 라인부는, 추가로, 상기 제 3 가상 직선을 통과하고, 상기 제 1 히터 라인부측으로 볼록한 형상으로 휘어져 있는 제 2 볼록상 라인 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 특정부와 상기 제 2 특정부의 중심간 거리와, 상기 제 2 특정부와 상기 제 3 특정부의 중심간 거리는, 모두, 60 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 히터 라인부와 상기 오목상 라인 부분에 대응하는 상기 특정부의 최단 거리는, 상기 제 1 히터 라인부와 상기 볼록상 라인 부분에 대응하는 상기 특정부의 최단 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터 전극이 갖는 상기 히터 라인부는, 추가로, 상기 제 1 방향에서 보아, 상기 정렬 방향으로 연장되며, 또한, 상기 제 2 히터 라인부에 대해 상기 제 1 히터 라인부와는 반대측에 배치되어 있는 제 3 히터 라인부를 포함하고 있고,
    상기 제 3 히터 라인부와 상기 볼록상 라인 부분에 대응하는 상기 특정부의 최단 거리는, 상기 제 3 히터 라인부와 상기 오목상 라인 부분에 대응하는 상기 특정부의 최단 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 판상체는, 상기 제 1 표면과, 상기 제 1 표면과는 반대측의 제 2 표면을 갖는 세라믹스 부재와, 제 3 표면을 갖고, 상기 제 3 표면이 상기 세라믹스 부재의 상기 제 2 표면측에 위치하도록 배치되고, 열전도율이 상기 세라믹스 부재의 열전도율보다 높은 재료에 의해 형성된 베이스 부재와, 상기 세라믹스 부재의 상기 제 2 표면과 상기 베이스 부재의 상기 제 3 표면의 사이에 배치되고, 상기 세라믹스 부재와 상기 베이스 부재를 접합하는 접합부를 구비하고,
    상기 복수의 특정부 중 적어도 하나는, 상기 베이스 부재에 형성된 구멍인 것을 특징으로 하는 가열 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 장치는, 정전 척인 것을 특징으로 하는 가열 장치.
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