KR20210114859A - 세라믹 히터 - Google Patents

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히로시 다케바야시
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엔지케이 인슐레이터 엘티디
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Abstract

세라믹 히터(10)는, 세라믹 플레이트(12)와, 평면 전극(14)과, 저항 발열체(21)를 구비한다. 세라믹 플레이트(12)에는, 제1 비아(51)와 제2 비아(52)와 연결부(53)와 보강부(54)가 매설되어 있다. 제1 비아(51)는, 도전성이며, 저항 발열체(21)로부터 비아용 관통 구멍(16)을 향해 설치되어 있다. 제2 비아(52)는, 도전성이며, 비아용 관통 구멍(16)으로부터 저항 발열체(21)와는 반대쪽을 향해 설치되어 있다. 연결부(53)는, 도전성이며, 제1 비아(51)와 제2 비아(52)를 전기적으로 연결하고 있다. 보강부(54)는, 비아용 관통 구멍(16)의 내측에서 연결부(53)와 비아용 관통 구멍(16)의 내주면 사이에 설치되고, 세라믹 플레이트(12)와 동일한 재료로 제작되어 있다.

Description

세라믹 히터{CERAMIC HEATER}
본 발명은, 세라믹 히터에 관한 것이다.
종래, 반도체 웨이퍼를 가공하는 데 있어서, 웨이퍼를 흡착 유지하는 정전척 히터가 사용된다. 이러한 정전척 히터로서, 특허문헌 1에 나타낸 바와 같이, 세라믹스 소결체에 정전 전극이 매설된 정전척과, 복수의 저항 발열체를 갖는 수지 시트로서 한쪽 면이 정전척에 수지 접착된 시트 히터를 구비한 것이 알려져 있다. 시트 히터는, 복수의 저항 발열체 각각에 급전하는 점퍼선, 저항 발열체와 점퍼선을 상하 방향으로 연결하는 발열체 연결 비아(via), 점퍼선에 급전하기 위해 외부로 취출하는 급전 비아 등도 구비하고 있다.
[특허문헌 1] 국제 공개 제2017/029876호 팜플렛
이러한 정전척 히터에 있어서, 수지 시트의 열저항이 높아, 충분한 열발산을 얻을 수 없기 때문에, 수지 시트를 세라믹 플레이트로 변경하고 싶다는 요망이 있었다. 그 경우, 세라믹 플레이트에 비교적 면적이 큰 평면 전극을 매설하는 경우가 있지만, 그러한 평면 전극과 세라믹 플레이트와의 밀착성을 충분히 얻을 수 없는 경우가 있었다.
본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 세라믹 히터에 있어서, 평면 전극과 세라믹 플레이트와의 밀착성을 향상시키는 것을 주목적으로 한다.
본 발명의 세라믹 히터는,
표면에 웨이퍼 배치면을 갖는 세라믹 플레이트와,
상기 세라믹 플레이트에 매설되고, 두께 방향으로 관통하는 비아용 관통 구멍을 갖는 평면 전극과,
상기 세라믹 플레이트에 매설된 저항 발열체와,
상기 저항 발열체로부터 상기 비아용 관통 구멍을 향해 설치된 도전성 제1 비아와,
상기 비아용 관통 구멍으로부터 상기 저항 발열체와는 반대측을 향해 설치된 도전성 제2 비아와,
상기 비아용 관통 구멍의 내측에서 상기 비아용 관통 구멍의 내주면으로부터 떨어져 설치되고, 상기 제1 비아와 상기 제2 비아를 전기적으로 연결하는 도전성 연결부와,
상기 비아용 관통 구멍의 내측에서 상기 연결부와 상기 비아용 관통 구멍의 내주면 사이에 설치되고, 상기 세라믹 플레이트와 동일한 재료인 보강부
를 구비한 것이다.
본 발명의 세라믹 히터에서는, 평면 전극은, 그 평면 전극을 두께 방향으로 관통하는 비아용 관통 구멍을 갖는다. 또한, 비아용 관통 구멍에는, 제1 비아와 제2 비아를 연결하는 연결부와, 그 연결부와 비아용 관통 구멍의 내주면 사이에 있고 세라믹 플레이트와 동일한 재료인 보강부를 갖는다. 평면 전극은, 보강부에 의해 세라믹 플레이트에 확실하게 밀착된다. 따라서, 본 발명의 세라믹 히터에 따르면, 보강부가 없는 경우에 비해 평면 전극과 세라믹 플레이트와의 밀착성이 향상된다.
본 발명의 세라믹 히터에 있어서, 상기 저항 발열체는, 상기 세라믹 플레이트에 마련된 복수의 존(zone) 각각에 설치되어 있어도 좋고, 상기 제1 비아, 상기 제2 비아, 상기 연결부 및 상기 보강부는, 상기 저항 발열체 각각에 대응하여 설치되어 있어도 좋다. 이러한 소위 다존 히터에서는, 저항 발열체의 수에 따라 보강부가 증가하기 때문에, 평면 전극과 세라믹 플레이트와의 밀착성이 보다 향상된다.
본 발명의 세라믹 히터에 있어서, 상기 평면 전극은, 상기 저항 발열체에 전력을 공급하는 한 쌍의 급전 단자의 한쪽에 접속되어 있어도 좋고, 상기 제1 비아, 상기 연결부 및 상기 제2 비아는, 상기 한 쌍의 급전 단자의 다른 쪽에 접속되어 있어도 좋다. 이 경우, 평면 전극은 그라운드 전극으로서 이용하여도 좋고, 점퍼선으로서 이용하여도 좋다. 평면 전극은, 도전선에 비해 면적이 크기 때문에, 통전하더라도 쉽게 발열되지 않는다. 그 때문에, 웨이퍼 배치면에 배치되는 웨이퍼의 균열성을 높일 수 있다. 또한, 저항 발열체가 복수의 존 각각에 설치되어 있는 경우, 평면 전극을 복수의 저항 발열체에 공통의 하나의 그라운드 전극으로서 이용하여도 좋다. 혹은, 저항 발열체가 복수의 존 각각에 설치되어 있는 경우, 평면 전극을 복수의 저항 발열체 각각에 대응하여 설치하여, 점퍼선으로서 이용하여도 좋다.
본 발명의 세라믹 히터에 있어서, 상기 평면 전극은, 이 평면 전극을 두께 방향으로 관통하는 밀착용 관통 구멍을 가지며, 상기 밀착용 관통 구멍에는, 상기 세라믹 플레이트와 동일한 재료가 충전되어 있어도 좋다. 이렇게 하면, 비아용 관통 구멍의 보강부 이외에 세라믹 플레이트와 동일한 재료가 충전된 밀착용 관통 구멍이 존재하기 때문에, 평면 전극과 세라믹 플레이트와의 밀착성은 한층 더 향상된다. 이 경우, 상기 비아용 관통 구멍 및 상기 밀착용 관통 구멍은, 상기 세라믹 플레이트의 외주에 가까울수록 밀도가 높아지고 있는(단위 면적당의 갯수가 많아지고 있는) 것이 바람직하다. 세라믹 플레이트는 외주에 가까울수록 열에 의한 신축이 크지만, 외주에 가까울수록 비아용 관통 구멍이나 밀착용 관통 구멍의 밀도를 높게 함으로써, 외주의 밀착성을 양호하게 유지할 수 있다.
도 1은 세라믹 히터(10)의 평면도.
도 2는 도 1의 A-A 단면도.
도 3은 도 2의 B-B 단면도.
도 4는 도 2의 C-C 단면도.
도 5는 평면 전극(114)의 설명도.
도 6은 제1∼제4 평면 전극(141∼144)의 설명도.
다음에, 본 발명의 적합한 일 실시형태인 세라믹 히터(10)에 대해서 이하에 설명한다. 도 1은 세라믹 히터(10)의 평면도, 도 2는 도 1의 A-A 단면도, 도 3은 도 2의 B-B 단면도[세라믹 히터(10)를 평면 전극(14)이 설치된 면에서 절단했을 때의 단면도], 도 4는 도 2의 C-C 단면도[세라믹 히터(10)를 제1∼제4 저항 발열체(21∼24)가 설치된 면에서 절단했을 때의 단면도]이다. 또한, 도 1, 도 3 및 도 4의 일점쇄선은 각 존의 경계를 나타낸다. 또한, 도 3 및 도 4에서는, 편의상, 절단면을 나타낸 해칭을 생략하였다. 이하의 설명에 있어서, 상하, 좌우, 전후를 이용하는 경우가 있지만, 상하, 좌우, 전후는, 상대적인 위치 관계에 불과하다.
세라믹 히터(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 세라믹 플레이트(12)와, 평면 전극(14)과, 제1∼제4 저항 발열체(21∼24)를 구비하고 있다.
세라믹 플레이트(12)는, 세라믹(예컨대 알루미나 세라믹이나 질화알루미늄 세라믹)으로 제작된 원반형의 부재이다. 이 세라믹 플레이트(12)의 상면에는, 웨이퍼를 배치하는 웨이퍼 배치면(12a)이 마련되어 있다.
평면 전극(14)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 세라믹 플레이트(12)보다 한 단계 작은 원판 전극이며, 세라믹 플레이트(12)에 매설되어 있다. 평면 전극(14)은, 복수의 비아용 관통 구멍(16)과, 복수의 밀착용 관통 구멍(18)을 구비한다. 비아용 관통 구멍(16)과 밀착용 관통 구멍(18)은, 평면 전극(14)을 두께 방향으로 관통하는 동일한 직경의 구멍이며, 평면 전극(14) 전체에 등간격으로 형성되어 있다. 밀착용 관통 구멍(18)의 내측에는, 세라믹 플레이트(12)와 동일한 세라믹 재료가 충전되어 있다. 세라믹 플레이트(12) 중 평면 전극(14)의 하면과 세라믹 플레이트(12)의 하면 사이에는, 두께 방향으로 연장되는 도전성의 그라운드 접속 부재(15)가 1개 매설되어 있다. 그라운드 접속 부재(15)의 상단은 평면 전극(14)에 접속되고, 하단은 도시하지 않은 그라운드에 접속된다.
제1∼제4 저항 발열체(21∼24)는, 세라믹 플레이트(12)에 매설되어 있다. 제1∼제4 저항 발열체(21∼24)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 배치면(12a)과 평면 전극(14) 사이의 동일 평면 상에 설치되어 있다. 세라믹 플레이트(12)는, 상측에서 보았을 때에 제1∼제4 존(Z1∼Z4)으로 나뉘어져 있다.
제1 존(Z1)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 세라믹 플레이트(12)와 동심원의 소원형 존이다. 제1 저항 발열체(21)는, 제1 존(Z1)을 가열하는 발열체이며, 한쪽 단자로부터 제1 존(Z1) 전체에 걸쳐 거침없이 단번에 교차하지 않고 배선되어 다른 쪽 단자(21b)에 이르도록 설치되어 있다.
제1 저항 발열체(21)의 한쪽 단자(21a)는, 도 2의 확대도에 도시된 바와 같이, 세라믹 플레이트(12)의 두께 방향으로 연장되는 도전 부재(31a)에 접속되어 있다. 도전 부재(31a)는, 상단이 단자(21a)에 접속되고, 하단이 세라믹 플레이트(12)의 하면으로부터 노출되어 있다. 도전 부재(31a)는, 도시하지 않은 제1 외부 전원에 접속되고, 제1 외부 전원에 의해 전압이 인가된다. 도전 부재(31a)는, 제1 비아(51)와 제2 비아(52)와 연결부(53)를 구비하고 있다. 제1 비아(51)는, 단자(21a)로부터 비아용 관통 구멍(16)을 향해 설치되어 있다. 제2 비아(52)는, 그 비아용 관통 구멍(16)으로부터 제1 저항 발열체(21)와는 반대측을 향해 설치되고, 세라믹 플레이트(12)의 하면으로부터 노출되어 있다. 연결부(53)는, 비아용 관통 구멍(16)의 내측에서 그 비아용 관통 구멍(16)의 내주면으로부터 떨어져 설치되고, 제1 비아(51)와 제2 비아(52)를 전기적으로 연결하고 있다. 연결부(53)의 직경은, 제1 비아(51) 및 제2 비아(52)의 직경보다 크다. 도전 부재(31a)가 설치된 비아용 관통 구멍(16) 중 연결부(53)와 비아용 관통 구멍(16)의 내주면 사이에는, 보강부(54)가 설치되어 있다. 보강부(54)는, 세라믹 플레이트(12)와 동일한 재료로 형성되어 있다. 제1 저항 발열체(21)의 다른 쪽 단자(21b)는, 세라믹 플레이트(12)의 두께 방향으로 연장되는 도전 부재(31b)에 접속되어 있다. 도전 부재(31b)는, 상단이 단자(21b)에 접속되고, 하단이 평면 전극(14)에 접속되어 있다. 도전 부재(31b)는, 평면 전극(14) 및 그라운드 접속 부재(15)를 통해 그라운드에 접속된다.
제2 존(Z2)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 세라믹 플레이트(12)와 중심이 동일한 환형 존이며, 제1 존(Z1)의 외측에 마련되어 있다. 제2 저항 발열체(22)는, 제2 존(Z2)을 가열하는 발열체이며, 한쪽 단자(22a)로부터 제2 존(Z2)의 전체에 걸쳐 거침없이 단번에 교차하지 않고 배선되어 다른 쪽 단자(22b)에 이르도록 설치되어 있다.
제2 저항 발열체(22)의 한쪽 단자(22a)는, 세라믹 플레이트(12)의 두께 방향으로 연장되는 도전 부재(32a)(도 3 참조)에 접속되어 있다. 도전 부재(32a)는, 도시하지 않지만, 상단이 단자(22a)에 접속되고, 하단이 세라믹 플레이트(12)의 하면으로부터 노출되어 있다. 도전 부재(32a)는, 도시하지 않은 제2 외부 전원에 접속되고, 제2 외부 전원에 의해 전압이 인가된다. 도전 부재(32a)는, 도전 부재(31a)와 동일한 구성[도 2의 확대도에 도시된 바와 같이 제1 비아(51)와 제2 비아(52)와 연결부(53)를 구비한 구성]이다. 도전 부재(32a)가 통과하는 비아용 관통 구멍(16)의 내측에는, 보강부(54)가 설치되어 있다. 제2 저항 발열체(22)의 다른 쪽 단자(22b)는, 세라믹 플레이트(12)의 두께 방향으로 연장되는 도전 부재(32b)(도 3 참조)에 접속되어 있다. 도전 부재(32b)는, 도시하지 않지만, 상단이 단자(22b)에 접속되고, 하단이 평면 전극(14)에 접속되어 있다. 도전 부재(32b)는, 평면 전극(14) 및 그라운드 접속 부재(15)를 통해 그라운드에 접속된다.
제3 존(Z3)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 세라믹 플레이트(12)와 중심이 동일한 환형 존이며, 제2 존(Z2)의 외측에 마련되어 있다. 제3 저항 발열체(23)는, 제3 존(Z3)을 가열하는 발열체이며, 한쪽 단자(23a)에서 제3 존(Z3) 전체에 걸쳐 거침없이 단번에 교차하지 않고 배선되어 다른 쪽 단자(23b)에 이르도록 설치되어 있다.
제3 저항 발열체(23)의 한쪽 단자(23a)는, 세라믹 플레이트(12)의 두께 방향으로 연장되는 도전 부재(33a)(도 3 참조)에 접속되어 있다. 도전 부재(33a)는, 도시하지 않지만, 상단이 단자(23a)에 접속되고, 하단이 세라믹 플레이트(12)의 하면으로부터 노출되어 있다. 도전 부재(33a)는, 도시하지 않은 제3 외부 전원에 접속되고, 제3 외부 전원에 의해 전압이 인가된다. 도전 부재(33a)는, 도전 부재(31a)와 동일한 구성[도 2의 확대도에 도시된 바와 같이 제1 비아(51)와 제2 비아(52)와 연결부(53)를 구비한 구성]이다. 도전 부재(33a)가 통과하는 비아용 관통 구멍(16)의 내측에는, 보강부(54)가 설치되어 있다. 제3 저항 발열체(23)의 다른 쪽 단자(23b)는, 세라믹 플레이트(12)의 두께 방향으로 연장되는 도전 부재(33b)(도 3 참조)에 접속되어 있다. 도전 부재(33b)는, 도시하지 않지만, 상단이 단자(23b)에 접속되고, 하단이 평면 전극(14)에 접속되어 있다. 도전 부재(33b)는, 평면 전극(14) 및 그라운드 접속 부재(15)를 통해 그라운드에 접속된다.
제4 존(Z4)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 세라믹 플레이트(12)와 중심이 동일한 환형 존이며, 제3 존(Z3)의 외측에 마련되어 있다. 제4 저항 발열체(24)는, 제4 존(Z4)을 가열하는 발열체이며, 한쪽 단자(24a)로부터 제4 존(Z4) 전체에 걸쳐 거침없이 단번에 교차하지 않고 배선되어 다른 쪽 단자(24b)에 이르도록 설치되어 있다.
제4 저항 발열체(24)의 한쪽 단자(24a)는, 세라믹 플레이트(12)의 두께 방향으로 연장되는 도전 부재(34a)(도 3 참조)에 접속되어 있다. 도전 부재(34a)는, 도시하지 않지만, 상단이 단자(24a)에 접속되고, 하단이 세라믹 플레이트(12)의 하면으로부터 노출되어 있다. 도전 부재(34a)는, 도시하지 않은 제4 외부 전원에 접속되고, 제4 외부 전원에 의해 전압이 인가된다. 도전 부재(34a)는, 도전 부재(31a)와 동일한 구성[도 2의 확대도에 도시된 바와 같이 제1 비아(51)와 제2 비아(52)와 연결부(53)를 구비한 구성]이다. 도전 부재(34a)가 통과하는 비아용 관통 구멍(16)의 내측에는, 보강부(54)가 설치되어 있다. 제4 저항 발열체(24)의 다른 쪽 단자(24b)는, 세라믹 플레이트(12)의 두께 방향으로 연장되는 도전 부재(34b)(도 3 참조)에 접속되어 있다. 도전 부재(34b)는, 도시하지 않지만, 상단이 단자(24b)에 접속되고, 하단이 평면 전극(14)에 접속되어 있다. 도전 부재(34b)는, 평면 전극(14) 및 그라운드 접속 부재(15)를 통해 그라운드에 접속된다.
여기서, 세라믹 플레이트(12)와 평면 전극(14)과의 밀착성을 향상시키는 것을 고려하면, 비아용 관통 구멍(16)의 직경은, 연결부(53)의 직경보다 0.3 mm 이상 큰 것이 바람직하다. 또한, 제1 및 제2 비아(51, 52)를 연결부(53)에서 양호하게 접속하는 것을 고려하면, 연결부(53)의 직경은, 제1 및 제2 비아(51, 52)의 직경보다 0.3 mm 이상 큰 것이 바람직하다.
다음에, 세라믹 히터(10)의 제조 방법의 일례에 대해서 설명한다. 세라믹 히터(10)는, 예컨대, 복수의 세라믹 그린 시트(세라믹 분말을 포함하는 얇은 테이프 성형체)를 적층하여 가압하여 적층체로 하고, 그 적층체를 건조, 하소, 소성함으로써 제작할 수 있다. 그 경우, 소정 세라믹 그린 시트에는, 전극 페이스트를 평면 전극(14)의 형상이 되도록 인쇄한다. 이때, 평면 전극(14)의 비아용 관통 구멍(16)에는, 전극 페이스트를 연결부(53)의 형상이 되도록 인쇄한다. 다른 세라믹 그린 시트에는, 전극 페이스트를 제1∼제4 저항 발열체(21∼24)의 패턴이 되도록 인쇄한다. 또한, 그라운드 접속 부재(15)나 도전 부재(31a∼34a)의 각 비아나 도전 부재(31b∼34b)를 설치할 필요가 있는 개소에는, 세라믹 그린 시트에 관통 구멍을 형성한 후 그 관통 구멍에 전극 페이스트를 인쇄한다.
다음에, 세라믹 히터(10)의 사용 방법의 일례에 대해서 설명한다. 우선, 세라믹 플레이트(12)의 하면에, 냉매를 순환시키는 냉매 통로를 구비한 냉각판(도시하지 않음)을 접합한다. 냉각판에는, 평면 전극(14)의 그라운드 접속 부재(15) 및 제1∼제4 저항 발열체(21∼24)의 도전 부재(31a∼34a)와 대향하는 위치에 냉각판을 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍이 형성되어 있다. 이들 관통 구멍을 통해, 평면 전극(14)의 그라운드 접속 부재(15)는 그라운드에 접속되고, 제1∼제4 저항 발열체(21∼24)의 도전 부재(31a∼34a)는 각각에 대응하는 제1∼제4 외부 전원에 접속된다. 계속해서, 냉각판을 부착한 세라믹 히터(10)를 챔버(도시하지 않음)의 내부에 배치한다. 그리고, 웨이퍼 배치면(12a)에 웨이퍼를 배치하고, 챔버의 내부 공간을 진공으로 하여, 제1∼제4 외부 전원으로부터 각 저항 발열체(21∼24)에 전력을 공급함과 더불어, 냉각판의 냉매 통로에 냉매를 순환한다. 웨이퍼 온도는, 존마다 설치된 제1∼제4 저항 발열체(21∼24)에 의해 가열됨과 더불어 냉각판에 의해 온도가 지나치게 올라가지 않도록 조정되기 때문에, 소정의 목표 온도로 유지할 수 있다. 제1∼제4 존(Z1∼Z4)은, 제1∼제4 저항 발열체(21∼24)에 의해 개별로 온도 제어된다.
이상 설명한 본 실시형태의 세라믹 히터(10)에 따르면, 평면 전극(14)은, 비아용 관통 구멍(16)을 가지며, 비아용 관통 구멍(16)에는, 제1 비아(51)와 제2 비아(52)를 연결하는 연결부(53)와, 그 연결부(53)와 비아용 관통 구멍(16)의 내주면 사이에 있고 세라믹 플레이트(12)와 동일한 재료인 보강부(54)를 갖는다. 그 때문에, 평면 전극(14)은, 보강부(54)에 의해 세라믹 플레이트(12)에 확실하게 밀착된다. 따라서, 보강부(54)가 없는 경우에 비해, 평면 전극(14)과 세라믹 플레이트(12)와의 밀착성이 향상된다.
또한, 소위 다존 히터인 세라믹 히터(10)에서는, 저항 발열체의 수에 따라 보강부(54)가 증가하기 때문에, 평면 전극(14)과 세라믹 플레이트(12)와의 밀착성이 보다 향상된다.
또한, 평면 전극(14)의 상면은, 제1∼제4 저항 발열체(21∼24)의 단자(21b∼24b)에 도전 부재(31b∼34b)를 통해 접속되고, 평면 전극(14)의 하면은, 그라운드 접속 부재(15)에 접속되어 있다. 즉, 평면 전극(14)은, 제1∼제4 저항 발열체(21∼24)에 공통의 하나의 그라운드 전극으로서 이용되고 있다. 다른 관점에서 보면, 평면 전극(14)은, 제1∼제4 저항 발열체(21∼24)의 도전 부재(31b∼34b)를 그라운드 접속 부재(15)에 접속하기 위한 점퍼선으로서 이용되고 있다. 어떻든 간에, 평면 전극(14)은, 일반적인 도전선에 비해 면적이 크고, 통전하더라도 쉽게 발열되지 않기 때문에, 웨이퍼 배치면(12a)에 배치되는 웨이퍼의 균열성을 높일 수 있다.
게다가, 평면 전극(14)은, 밀착용 관통 구멍(18)을 가지며, 밀착용 관통 구멍(18)에는, 세라믹 플레이트(12)와 동일한 재료가 충전되어 있다. 이와 같이, 비아용 관통 구멍(16)의 보강부(54) 이외에 세라믹 플레이트와 동일한 재료가 충전된 밀착용 관통 구멍(18)이 존재하기 때문에, 평면 전극(14)과 세라믹 플레이트(12)와의 밀착성은 한층 더 향상된다.
또한, 본 발명은 전술한 실시형태에 전혀 한정되지 않고, 본 발명의 기술적범위에 속하는 한 여러 가지 양태로 실시할 수 있는 것은 물론이다.
예컨대, 전술한 실시형태에서는, 비아용 관통 구멍(16) 및 밀착용 관통 구멍(18)을, 평면 전극(14)을 위에서 보았을 때에 등간격이 되도록 형성하였지만, 도 5에 도시된 평면 전극(114)과 같이, 세라믹 플레이트(12)의 외주에 가까울수록 밀도가 높아(즉 단위 면적당의 갯수가 많아)지도록 형성하여도 좋다. 세라믹 플레이트(12)는 외주에 가까울수록 열에 의한 신축이 크지만, 평면 전극(114)은 외주에 가까울수록 비아용 관통 구멍(16)이나 밀착용 관통 구멍(18)의 밀도를 높게 함으로써, 외주의 밀착성을 양호하게 유지할 수 있다. 또한, 도 5에서는 전술한 실시형태와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙였다.
전술한 실시형태에서는, 1장의 원판 전극을 포함하는 평면 전극(14)을 예시하였지만, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1∼제4 저항 발열체(21∼24) 각각의 단자에 대응하여 분할된 제1∼제4 평면 전극(141∼144)을 채용하여도 좋다. 도 6에서는, 제1 평면 전극(141)을 원형 전극, 제2∼제4 평면 전극(142∼144)을 부채형 전극으로 하였다. 도 6에서는 전술한 실시형태와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙였다. 제1 평면 전극(141)은, 제1 저항 발열체(21)의 한 쌍의 단자(21a, 21b)에 대응하여 설치되고, 제2 평면 전극(142)은, 제2 저항 발열체(22)의 한 쌍의 단자(22a, 22b)에 대응하여 설치되며, 제3 평면 전극(143)은, 제3 저항 발열체(23)의 한 쌍의 단자(23a, 23b)에 대응하여 설치되고, 제4 평면 전극(144)은, 제4 저항 발열체(24)의 한 쌍의 단자(24a, 24b)에 대응하여 설치되어 있다. 제1∼제4 평면 전극(141∼144)의 하면에는, 제1∼제4 그라운드 접속 부재(151∼154)가 설치되어 있다. 제1∼제4 그라운드 접속 부재(151∼154)는, 세라믹 플레이트(12)의 하면으로부터 노출되어 있다. 그 때문에, 제1∼제4 평면 전극(141∼144)은, 제1∼제4 저항 발열체(21∼24)의 단자(21b∼24b)를 제1∼제4 그라운드 접속 부재(151∼154)에 각각 접속하는 점퍼선의 역할을 수행한다. 또한, 단자(21b∼24b)[제1∼제4 그라운드 접속 부재(151∼154)]를 전압 인가측에 접속하고, 단자(21a∼24a)를 그라운드에 접속하여도 좋다. 또한, 제1∼제4 평면 전극(141∼144)은, 원형이나 부채형으로 하였지만, 특별히 이것에 한정되지 않고, 예컨대 직사각형 등이어도 좋다.
전술한 실시형태에서는, 비아용 관통 구멍(16) 및 밀착용 관통 구멍(18)은 동일한 직경의 둥근 구멍으로 하였지만, 특별히 이것에 한정되지 않고, 예컨대 밀착용 관통 구멍(18)의 직경을 비아용 관통 구멍(16)의 직경보다 작게 하여도 좋다. 또한, 비아용 관통 구멍(16) 및 밀착용 관통 구멍(18)을 둥근 구멍으로 하였지만, 특별히 이것에 한정되지 않고, 예컨대 각진 구멍이어도 좋다.
전술한 실시형태에서는, 세라믹 히터(10)는 복수의 저항 발열체[제1∼제4 저항 발열체(21∼24)]를 구비한 것을 예시하였지만, 하나의 저항 발열체[웨이퍼 배치면(12a)의 전면에 걸쳐 거침없이 단번에 교차하지 않고 배선된 것]를 구비한 것으로 하여도 좋다.
전술한 실시형태에서는, 평면 전극(14)에 복수의 밀착용 관통 구멍(18)을 형성하였지만, 밀착용 관통 구멍(18)을 형성하지 않아도 좋다. 그 경우에도, 비아용 관통 구멍(16)에는 보강부(54)가 설치되어 있기 때문에, 이 보강부(54)에 의해 세라믹 플레이트(12)와 평면 전극(14)이 밀착된다.
전술한 실시형태의 평면 전극(14)은, 세라믹 플레이트(12)의 내부에 다단으로 매설되어 있어도 좋다.
전술한 실시형태의 평면 전극(14)은, 이면에 복수의 돌기를 갖고 있거나 이면이 거친 면으로 되어 있거나 하여도 좋다. 이렇게 하면, 평면 전극(14)과 세라믹 플레이트(12)와의 밀착성이 한층 더 양호해진다.
전술한 실시형태의 세라믹 히터(10)에는, 세라믹 플레이트(12)보다 한 단계 작은 원형의 정전 전극이 매설되어 있어도 좋다. 이렇게 하면, 정전 전극에 전압을 인가함으로써 웨이퍼를 웨이퍼 배치면(12a)에 흡착 유지할 수 있다. 정전 전극은, 예컨대 웨이퍼 배치면(12a)과 제1∼제4 저항 발열체(21∼24) 사이에 매설하여도 좋다. 정전 전극은, 이면에 복수의 돌기를 갖고 있거나 이면이 거친 면으로 되어 있거나 상하로 관통하는 밀착용 관통 구멍(둥근 구멍, 각진 구멍, 슬릿 등)을 복수 갖고 있어도 좋다. 이렇게 하면, 정전 전극과 세라믹 플레이트(12)와의 밀착성이 양호해진다.
전술한 실시형태의 세라믹 히터(10)에는, 세라믹 플레이트(12)보다 한 단계 작은 원형의 고주파 전극이 매설되어 있어도 좋다. 이렇게 하면, 웨이퍼 배치면(12a)과 대향하는 위치에 웨이퍼 배치면(12a)과 평행한 평판 전극을 배치하고, 평판 전극과 고주파 전극 사이에 고주파 전압을 인가함으로써 웨이퍼에 플라즈마 CVD 등의 플라즈마 처리를 행할 수 있다. 고주파 전극은, 예컨대 웨이퍼 배치면(12a)과 제1∼제4 저항 발열체(21∼24) 사이에 매설하여도 좋다. 고주파 전극은, 이면에 복수의 돌기를 갖고 있거나 이면이 거친 면으로 되어 있거나 상하로 관통하는 밀착용 관통 구멍(둥근 구멍, 각진 구멍, 슬릿 등)을 복수 갖고 있어도 좋다. 이렇게 하면, 고주파 전극과 세라믹 플레이트(12)와의 밀착성이 양호해진다. 또한, 고주파 전극은 정전 전극과 겸용하여도 좋다.
본 출원은, 2020년 3월 11일에 출원된 일본국 특허 출원 제2020-042336호를 우선권 주장의 기초로 하고 있고, 인용에 의해 그 내용 전부가 본 명세서에 포함된다.

Claims (7)

  1. 세라믹 플레이트와,
    상기 세라믹 플레이트에 매설되고, 두께 방향으로 관통하는 비아용 관통 구멍을 갖는 평면 전극과,
    상기 세라믹 플레이트에 매설된 저항 발열체와,
    상기 저항 발열체로부터 상기 비아용 관통 구멍을 향해 설치된 도전성 제1 비아와,
    상기 비아용 관통 구멍으로부터 상기 저항 발열체와는 반대쪽을 향해 설치된 도전성 제2 비아와,
    상기 비아용 관통 구멍의 내측에서 상기 비아용 관통 구멍의 내주면으로부터 떨어져 설치되고, 상기 제1 비아와 상기 제2 비아를 전기적으로 연결하는 도전성 연결부와,
    상기 비아용 관통 구멍의 내측에서 상기 연결부와 상기 비아용 관통 구멍의 내주면 사이에 설치되고, 상기 세라믹 플레이트와 동일한 재료인 보강부
    를 구비한 세라믹 히터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 저항 발열체는, 상기 세라믹 플레이트에 설치된 복수의 존(zone) 각각에 설치되고,
    상기 제1 비아, 상기 제2 비아, 상기 연결부 및 상기 보강부는, 상기 저항 발열체 각각에 대응하여 설치되어 있는 것인 세라믹 히터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 평면 전극은, 상기 저항 발열체에 전력을 공급하는 한 쌍의 급전 단자의 한쪽에 접속되고,
    상기 제1 비아, 상기 연결부 및 상기 제2 비아는, 상기 한 쌍의 급전 단자의 다른 쪽에 접속되며,
    상기 평면 전극은, 그라운드 전극 또는 점퍼선인 것인 세라믹 히터.
  4. 제2항에 있어서, 상기 평면 전극은, 상기 저항 발열체에 전력을 공급하는 한 쌍의 급전 단자의 한쪽에 접속되고,
    상기 제1 비아, 상기 연결부 및 상기 제2 비아는, 상기 한 쌍의 급전 단자의 다른 쪽에 접속되며,
    상기 평면 전극은, 복수의 상기 저항 발열체에 공통인 그라운드 전극인 것인 세라믹 히터.
  5. 제2항에 있어서, 상기 평면 전극은, 상기 저항 발열체에 전력을 공급하는 한 쌍의 급전 단자의 한쪽에 접속되고,
    상기 제1 비아, 상기 연결부 및 상기 제2 비아는, 상기 한 쌍의 급전 단자의 다른 쪽에 접속되며,
    상기 평면 전극은, 복수의 상기 저항 발열체 각각에 대응하여 설치된 점퍼선인 것인 세라믹 히터.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평면 전극은, 상기 평면 전극을 두께 방향으로 관통하는 밀착용 관통 구멍을 가지며,
    상기 밀착용 관통 구멍에는, 상기 세라믹 플레이트와 동일한 재료가 충전되어 있는 것인 세라믹 히터.
  7. 제6항에 있어서, 상기 비아용 관통 구멍 및 상기 밀착용 관통 구멍은, 상기 세라믹 플레이트의 외주에 가까울수록 밀도가 높게 되어 있는 것인 세라믹 히터.
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