TWI725288B - 保持裝置 - Google Patents

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TWI725288B
TWI725288B TW107103375A TW107103375A TWI725288B TW I725288 B TWI725288 B TW I725288B TW 107103375 A TW107103375 A TW 107103375A TW 107103375 A TW107103375 A TW 107103375A TW I725288 B TWI725288 B TW I725288B
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Abstract

本揭示的一形態的保持裝置，係具備在厚度方向的一方具有主面之保持基板，同時在前述保持基板的內部配置有藉由通電而發熱的發熱部。前述發熱部具備配置在與前述保持基板的厚度方向正交的平面方向之複數個第1發熱體、及於前述厚度方向上配置在比前述複數個第1發熱體還靠前述一方的主面側的第2發熱體。前述複數個第1發熱體的任一者與前述第2發熱體，係藉由在前述保持基板內延伸於前述厚度方向的第1通路電性串接。

Description

保持裝置 [相關連申請案的相互參照]
本國際申請案係主張基於在2017年2月1日向日本國專利廳申請的日本國專利申請第2017-16751號之優先権，且藉由參照日本國專利申請第2017-16751號所有內容而援用於本國際申請案。
本揭示係有關例如，可加熱例如半導體晶圓等之被加工物的保持裝置。
以往，在半導體製造裝置中對半導體晶圓(例如矽晶圓)進行乾蝕刻(例如電漿蝕刻)等之處理。為提高此乾蝕刻的精度，有必要事先將半導體晶圓確實地固定。於是，作為固定半導體晶圓的固定手段，使用藉由靜電引力固定半導體晶圓的靜電夾頭。
此靜電夾頭，有具有調節被吸附面吸附的半導體晶圓之溫度的功能者。例如有使用在陶瓷基板內配置了線狀發熱體的陶瓷加熱器以加熱吸附面上的半導體晶圓之技術。
再者，為了精密進行靜電夾頭之加熱，亦開發了將陶瓷基板在平面視圖中區分成複數個加熱區域(即加熱領域)的陶瓷加熱器。具體言之，亦提案一種在 各加熱區域配置可將各加熱區域獨立地加熱的發熱體以提升陶瓷基板的溫度調節功能之附帶有多區域加熱器的陶瓷加熱器(參照專利文獻1、2)。
而且，近年來，為了進行更高精度的溫度控制，進一步多區域化(多重區域化)的要求升高，例如100個以上的加熱區域亦正在檢討中。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本特開2005-166354號公報
專利文獻2 美國專利申請公開第2016/027678號說明書
然而，在將加熱區域的數量設多的情況，因為1個加熱區域的面積變小，故會有例如僅以窄化發熱體的線寬等之對策，無法提高發熱體的電阻值之問題。
詳言之，為了使各發熱體分別以既定的發熱量發熱，有必要對既定的電阻值的發熱體流通既定的電流值之電流，但在加熱區域的數量變非常多的情況，變得需要供很多電流流動的大型電源，並不實際。
於是，在為了抑制電流值時，雖可考慮提高發熱體的電阻值，但例如僅以窄化發熱體的線寬等之對策，無法充分地提高電阻值。
就本揭示的一個態樣，在促進陶瓷加熱器的多重區域(multi zone)化之情況，以提供能提高發熱體的電阻值之保持裝置較理想。
(1)本揭示的一個形態的保持裝置，係有關具備在厚度方向的一方具有主面之保持基板，同時在保持基板的內部配置有藉由通電而發熱的發熱部之保持裝置。
此保持裝置中，發熱部具有：複數個第1發熱體，配置在與保持基板的厚度方向正交之平面方向；及第2發熱體，於厚度方向上配置在比複數個第1發熱體還靠一方的主面側，複數個第1發熱體的任一者與第2發熱體，係藉由在保持基板內延伸於厚度方向的第1通路而電性串接。
本保持裝置為具有在保持基板的平面方向配置有複數個第1發熱體之構成。意即，於平面方向上對應於各第1發熱體，分別設置加熱區域而謀求多區域化(即多重區域化)的裝置。
此保持裝置中，在此種被多重區域化的裝置中具備複數個第1發熱體及配置在比複數個第1發熱體還靠一方的主面側的第2發熱體。意即，於厚度方向的不同位置配置有複數個第1發熱體與第2發熱體。而且，複數個第1發熱體的任一者與第2發熱體透過第1通路而電性串接。因此，可將連接此複數個第1發熱體的任一者與第2發熱體的發熱體(以下亦有記載成串列發熱體)的電阻值設大。
意即，以在此種平面視圖中被多重區域化的保持裝置而言，當加熱區域數增加時，因為各加熱區域的面積變小，故不易提高一個發熱體的電阻值，但在本保持裝置中，即便在平面視圖中1個加熱區域的面積變小，亦可容易將配置在1個加熱區域的串列發熱體的電阻值設大。即，因為複數個第1發熱體與第2發熱體在厚度方向設於不同位置，故可在不增加各串列發熱體於平面視圖中所佔的面積下，將串列發熱體的電阻值設大。
藉此，即便將流通於串列發熱體之電流的電流值設小，亦可確保目標的發熱量，獲得所謂能將供給電流用的裝置構成作成小規模者之顯著功效。
此外，在此保持裝置中，因為於厚度方向的不同位置，配置有複數個第1發熱體與第2發熱體，所以在保持基板於厚度方向的兩側具有主面的情況，第2發熱體亦可對複數個第1發熱體的任一主面側作配置。例如，在靜電夾頭的陶瓷加熱器等之情況，第2發熱體亦可配置在吸附面側，亦可配置在吸附面側的相反面側。
又，此保持裝置中，因為配置有複數第1發熱體，所以可採用例如在各第1發熱體分別連接有第2發熱體的構成。此外，除了複數個第1發熱體中全部連接有第2發熱體的構成以外，還可採用在複數個第1發熱體中的一部份(即1或複數個)的第1發熱體上連接有第2發熱體的構成(以下，同樣)。
(2)亦可為：於上述的保持裝置中，在從厚度方向所見的平面視圖中，保持基板被區分成複數個加熱區域，同時在複數個加熱區域中至少一者，配置有複數個第1發熱體的任一者與第2發熱體。
因此，於各加熱區域，對例如既定的第1發熱體和與此第1發熱體連接之既定的第2發熱體分別通電之際，透過控制例如電流、電壓等之通電狀態，可對各加熱區域個別地控制溫度。
(3)亦可為：上述的保持裝置中，具備與接受來自外部的電力之端子電連接之供電用導通部，同時供電用導通部具備：供電用通路，與複數個第1發熱體的任一者電連接；內部配線層，與供電用通路電連接且具導電性；及端子側通路，與內部配線層電連接且與端子電連接。
藉由此構成，可將從外部(亦即端子)所供給的電力經由端子側通路、內部配線層、供電用通路，供給至複數個第1發熱體的任一者(亦即發熱部)。
又，可從供電用導電部經由內部配線層向複數個第1發熱體的任一者(亦即發熱部)供給電力。此外，亦可作成按各加熱區域個別地進行溫度控制。
(4)亦可為：上述的保持裝置中，供電用導通部，係設置在保持基板中與一方的主面側相反側的另一方的主面側。
如此，亦可為：在保持裝置的另一方的主面側上匯總配置對發熱部供電的構成、即供電用導通部。在此情 況下，亦可為：未在一方的主面側設置對發熱部供電的構成。具有可作成例如在具備陶瓷加熱器的靜電夾頭中，將陶瓷加熱器的一方的主面側使用在用以吸附半導體晶圓的吸附面等之所期望的構成之優點。
(5)亦可為：在上述的保持裝置中，平面視圖中，供電用通路與第1通路係配置成至少一部份不重疊。
在平面視圖中，具有供電用通路或第1通路的部分係溫度比各加熱區域內的發熱體中沒有供電用通路或第1通路的部分還低，故而就此保持裝置而言，在平面視圖中，以供電用通路或第1通路不重疊的方式作配置。藉此，可將各加熱區域的平面方向之溫度分布均一化。
(6)亦可為：上述的保持裝置中，發熱部係具備於厚度方向配置在和複數個第1發熱體及第2發熱體不同位置的第3發熱體，第2發熱體與第3發熱體係藉由延伸於厚度方向的第2通路而電性串接，第1通路與第2通路係在平面視圖中配置成至少一部份不重疊。
就此保持裝置而言，在沿著厚度方向配置之不同的3個平面(即與厚度方向垂直的平面)上，例如以複數個第1發熱體、第2發熱體及第3發熱體的順序配置，複數個第1發熱體的任一者與第2發熱體以第1通路連接，第2發熱體與第3發熱體以第2通路連接。
又，在平面視圖中，具有第1通路或第2通路的部分係溫度比各加熱區域內的發熱體中沒有第1通路或第2通路的部分還低。此保持裝置中，因為配置 成溫度低的第1通路與第2通路不重疊，故可將各加熱區域的平面方向之溫度分布均一化。
此外，在有複數個第2發熱體的情況，可採用在複數個第2發熱體全部連接有第3發熱體的構成、或在複數個第2發熱體中的一部份(即1或複數個)的第2發熱體上連接有第3發熱體的構成(以下，同樣)。
(7)上述的保持裝置中，發熱部係具備於厚度方向上配置在和複數個第1發熱體及第2發熱體不同位置上的第3發熱體，第2發熱體與第3發熱體係藉由延伸於厚度方向的第2通路而電性串接。再者，在平面視圖中，配置成第1通路與第3發熱體至少一部份重疊，且在平面視圖中，配置成第2通路與複數個第1發熱體的任一者至少一部份重疊。
此保持裝置中，於沿著厚度方向配置之不同的3個平面上，例如以複數個第1發熱體、第2發熱體及第3發熱體的順序配置，複數個第1發熱體的任一者與第2發熱體係以第1通路連接，第2發熱體與第3發熱體係以第2通路連接。
再者，此保持裝置中，各加熱區域內的溫度相對低的第1通路與各加熱區域內的溫度相對高的第3發熱體是配置成至少一部份重疊，且各加熱區域內的溫度相對低的第2通路與各加熱區域內的溫度相對高的複數個第1發熱體的任一者是配置成至少一部份重疊，故而可將各加熱區域的平面方向之溫度分布均一化。
(8)亦可為：上述的保持裝置中，在平面視圖中，複數個第1發熱體中至少一者具有配置在第1通路周圍的第1部分及配置在相對於第1通路與第1部分分開的處所的第2部分，第1部分的每單位面積的發熱量大於第2部分的每單位面積的發熱量。
由於通路的溫度變得比發熱體的部分還低，所以透過將配置在第1通路周圍的第1部分的每單位面積的發熱量設為比配置在與第1通路周圍分開的處所之第2部分的每單位面積的發熱量還大，可將各加熱區域的平面方向之溫度分布均一化。
<以下，針對本揭示的各構成例作說明>
保持基板係板狀的構件，作為此保持基板，例如，可舉出以陶瓷為主成分(50質量%以上)的陶瓷基板。又，作為保持基板，可舉出在陶瓷基板等之主面側貼附在內部等具有發熱體之樹脂製的加熱器(例如板狀的加熱器)而成之複合基板。
此外，作為此陶瓷材料，可舉出氧化鋁(alumina)、氮化鋁、氧化釔(yttria)等。
主面，係表示保持基板的表面當中之在厚度方向的保持基板的主表面，具有與厚度方向的垂直方向之側面不同的表面且大於側面的表面積的表面積。
供電用導電部，例如為含有鎢、鉬等之導電材料的導電部分。
第1通路或第2通路等之各通路，係為用以使層的厚度方向兩側導通的構成，例如，可舉出在延伸於厚度方向將層貫通的孔(貫通孔)填充例如鎢、鉬等作為導電材料者、或者在前述孔的內周面等藉由鍍敷等形成有例如由鎢、鉬等構成的導電層者。
發熱部(亦即發熱體)係藉由通電而發熱的電阻發熱體，作為此發熱體材料，可舉出鎢、碳化鎢、鉬、碳化鉬、組、白金等。
內部配線層雖藉由通電會稍為發熱，但非如同第1、第2發熱體以發熱為目的者，而係以通電為目的之配線。因此，作為內部配線層，在平面視圖中每單位面積的發熱量，係可採用比第1、第2發熱體的每單位面積的發熱量小很多者(例如為十分之一以下)。或者，作為內部配線層，例如，可採用在平面視圖中具有比各加熱區域(例如最小面積的加熱區域)還寬廣面積者。
作為單位面積，可舉出例如1mm2等。作為加大每單位面積的發熱量之方法，在例如線狀的發熱體之情況，可舉出將相對於發熱體延伸的方向垂直的剖面積縮小的方法等之習知的方法。
1‧‧‧靜電夾頭
5‧‧‧陶瓷加熱器
13‧‧‧發熱部
15‧‧‧陶瓷基板
23‧‧‧供電用導電部
25a、25b‧‧‧供電用通路
25c‧‧‧端子側通路
27‧‧‧內部配線層
H‧‧‧串列發熱體
H1‧‧‧第1發熱體
H2‧‧‧第2發熱體
H3‧‧‧第3發熱體
V1‧‧‧第1通路
V2‧‧‧第2通路
圖1為使第1實施形態的靜電夾頭一部份斷裂並作顯示的立體圖。
圖2為使第1實施形態的靜電夾頭在厚度方向斷裂並示意顯示其一部份的剖面圖。
圖3為示意顯示陶瓷加熱器的複數個加熱區域及串列發熱體的配置之平面圖。
圖4A為顯示第3發熱體之平面圖，圖4B為顯示第2發熱體之平面圖，圖4C為顯示第1發熱體之平面圖，圖4D為以平面圖顯示第1~第3發熱體重疊的狀態之說明圖。
圖5為顯示第3平面中的加熱區域及第3發熱體的配置之說明圖。
圖6為使陶瓷加熱器在厚度方向斷裂並示意顯示第1~第3發熱體的連接狀態之說明圖。
圖7為顯示第2實施形態的陶瓷加熱器，圖7A為顯示第2發熱體之平面圖，圖7B為顯示第1發熱體之平面圖，圖7C為以平面圖顯示第1、第2發熱體重疊的狀態之說明圖，圖7D為使陶瓷加熱器在厚度方向斷裂並示意顯示第1、第2發熱體的連接狀態之說明圖。
圖8為顯示變形例的陶瓷加熱器的第2發熱體之平面圖。
用以實施發明的形態
其次，針對保持裝置的實施形態作說明。
[1.第1實施形態]
此處，作為保持裝置的第1實施形態，係舉出以被使用在可吸附保持例如半導體晶圓的靜電夾頭之陶瓷加熱器作為例子。
[1-1.整體構成]
首先，針對本第1實施形態的靜電夾頭的構造作說明。
如圖1所示，本第1實施形態中的靜電夾頭1，係為吸附圖1上側的被加工物、即半導體晶圓3之裝置，且疊層有陶瓷加熱器5及金屬基座7並利用接著劑層9接合者。
此外，陶瓷加熱器5在圖1上方的面(上面：吸附面)是第1主面A，下面是第2主面B。又，金屬基座7的上面是第3主面C，下面是第4主面D。
前述陶瓷加熱器5為板狀(詳言之，係為圓盤形狀)，且由具備吸附用電極(即靜電電極)11、發熱部13等之板狀(詳言之，係為圓盤形狀)的陶瓷基板15所構成。此外，吸附用電極11、發熱部13係被埋設於陶瓷基板15，此陶瓷基板15係為具有電氣絕緣性的絕緣基板。
金屬基座7係為比陶瓷加熱器5大徑的圓盤形狀，且與陶瓷加熱器5同軸接合。在此金屬基座7，為了冷卻陶瓷基板15(亦即半導體晶圓3)而設有供冷卻用流體(即冷媒)流通之流路(即冷卻路)17。此外，作為冷卻用流體，可使用例如氟化液或純水等之冷卻用液體等。
又，於靜電夾頭1，供升降銷(未圖示)插入的升降銷孔19等係以貫通靜電夾頭1的厚度方向之方式設置在複數個處所。為了冷卻半導體晶圓3，此升降銷孔19也被用作為對第1主面A側作供給的冷卻用氣體的流路(即冷卻用氣孔)。
此外，亦可為：除了升降銷孔19之外，還另外設置冷卻用氣孔(未圖示)。作為冷卻用氣體，可使用例如氦氣、氮氣等之非活性氣體等。
其次，針對靜電夾頭1之各構成，依據圖2作詳細說明。
<陶瓷加熱器>
如圖2之示意顯示，陶瓷加熱器5(亦即陶瓷基板15)為，其第2主面B側藉由例如由矽酮構成之接著劑層9接合於金屬基座7的第3主面C側。
此陶瓷基板15為，複數個陶瓷層(未圖示)被疊層於圖2的上下方向(Y方向)者且以氧化鋁作為主成分的氧化鋁質燒結體。此外，氧化鋁質燒結體係絕緣體(介電體)。
在陶瓷基板15內部，如後面將詳述般，從圖2下方配置有複數個第1發熱體H1、複數個第2發熱體H2、複數個第3發熱體H3、吸附用電極11等。此外，圖2係示意地表示第1~第3發熱體H1~H3。
在這當中，複數個第1發熱體H1配置於第1平面HM1，複數個第2發熱體H2配置於第2平面HM2，複數個第3發熱體H3配置於第3平面HM3。此外，第1~第3平面HM1~HM3為，將陶瓷基板15於厚度方向(圖2的上下方向：Y方向)分開既定距離的不同位置，與厚度方向垂直地擴展的平面、即與平面方向(圖2的左右方向：X方向)平行的平面。
而且，1個第1發熱體H1與1個第2發熱體H2與1個第3發熱體H3是被電性串接而構成1個發熱體(以下，稱為串列發熱體)H，藉由複數個串列發熱體H構成發熱部13。
又，如同後述般，陶瓷基板15在從厚度方向所見的平面視圖中，被區分成複數個加熱區域KZ(參照圖3)，在各加熱區域KZ分別配置有串列發熱體H。意即，陶瓷基板15在平面視圖中成為配置有複數個串列發熱體H之構成。
而且，各串列發熱體H(詳言之，係為各串列發熱體H最下層的第1發熱體H1)係分別對供電用的端子(即供電用端子)21電連接。
意即，各串列發熱體H，係以可獨自地進行溫度控制之方式，各第1發熱體H1的兩端(即一對的端部H1a、H1b)分別經由供電用導電部23在陶瓷基板15的一側(即第2主面B側)與各一對的供電用端子21電連接。
此供電用導電部23具備供電用通路25a、25b、具導電性的內部配線層27、端子側通路25c及端子焊墊29，以作為對串列發熱體H供電的構成，在其端子焊墊29接合有供電用端子21。
而且，供電用導電部23中的端子側通路25c是與內部配線層27電連接，內部配線層27是與供電用通路25a、25b電連接，供電用通路25a、25b是與第1發熱體H1的各端部H1a、H1b電連接。此外，供電用導電部23係例如由鎢所構成。
又，吸附用電極11，係與施加電壓之習知的電極用端子(未圖示)電連接。
<金屬基座>
金屬基座7係為由鋁或鋁合金所構成的金屬製品。在金屬基座7，除了前述冷卻路17、升降銷孔19以外，分別形成配置有前述電極用端子、屬供電用端子21的貫通孔的貫通部31。
此外，在靜電夾頭1的第4主面D側，為了收容供電用端子21，設有複數個從第4主面D到陶瓷加熱器5的內部的內部孔33，金屬基座7的貫通部31係構成此內部孔33的一部份。
又，在收容電極用端子、供電用端子21的內部孔33，配置具電氣絕緣性的絕緣筒35。
<吸附用電極>
吸附用電極11係由例如平面形狀是圓形的電極所構成。此吸附用電極11，係在使用靜電夾頭1的情況，被施加直流高電壓，藉以產生吸附半導體晶圓3的靜電引力(吸附力)，使用此吸附力將半導體晶圓3吸附並固定者。
此外，關於吸附用電極11，除此之外，還可採用習知的各種構成(單極性或雙極性的電極等)。此外，吸附用電極11係由例如鎢等之導電材料所構成。
[1-2.發熱體的構成]
其次，針對本第1實施形態的主要部分之發熱部13的構成作說明。
如圖2所示，發熱部13係由配置在與陶瓷基板15的厚度方向垂直之平面方向(圖2的左右方向：X方向)之複數個串列發熱體H所構成。
如同上述，此串列發熱體H係配置於不同的平面、即第1~第3平面HM1~HM3的第1發熱體H1、第2發熱體H2、第3發熱體H3所依序串接而成者。因此，發熱部13中，在複數個第1發熱體H1的全部，分別連接有第2發熱體H2，在各第2發熱體H2的全部，分別連接有第3發熱體H3。
此外，第1~第3發熱體H1~H3，係由當被施加電壓而流通電流時會發熱的金屬材料(鎢等)所構成之電阻發熱體。
如圖3所示，於陶瓷基板15(亦即陶瓷加熱器5)，在平面視圖中，設定有複數個加熱區域KZ，於各加熱區域KZ，以可獨立地調節各加熱區域KZ的溫度之方式1個1個地配置上述構成的串列發熱體H。
此外，加熱區域KZ的數量，例如是100個以上，例如為200個，而在圖3中，係簡化顯示(即少量地顯示加熱區域KZ)。又，圖3中僅示意顯示一部份的串列發熱體H。
<各發熱體的平面形狀>
其次，關於第1發熱體H1、第2發熱體H2、第3發熱體H3各自的平面形狀，依據圖4及圖5作說明。
如圖4A所示，與第1主面A最接近之最上層的各第3發熱體H3，在平面視圖中，具有細帶狀(例如線寬1mm以下)的線狀部L蛇行了複數次的形狀，其兩端係成為比前述線寬還大的直徑之圓形端部H3a、H3b。
又，線狀部L中的端部H3a、H3b周圍的部分(第1部分)的線寬，係成為比自第1部分分離的其他部分(第2部分)還窄。此外，作為端部H3a、H3b周圍的部分(第1部分)，可舉出例如以端部H3a、H3b的中心點為中心點且具有端部H3a、H3b的最大徑(直徑)之3倍的直徑的同心圓內。
又，第1部分的每單位面積(例如1mm2)的發熱量係大於第2部分的每單位面積的發熱量(以下同樣)。
此外，如圖5所示，例如在第3平面HM3中，各加熱區域KZ係以和其他的加熱區域KZ相鄰的方式配置多數個，在各加熱區域KZ分別配置有各第3發熱體H3。此外，在其他的第2、第1平面HM2、HM1中亦是，於平面視圖中，各加熱區域KZ的配置或平面形狀係相同。
如圖4B所示，配置在中間位置的各第2發熱體H2係具有左右一對的部分發熱體H2l、H2r。各部分發熱體H2l、H2r係與第3發熱體H3同樣，具有細帶狀(例如線寬1mm以下)的線狀部L蛇行複數次的形狀，各部分發熱體H2l、H2r的兩端係分別成為比前述線寬還大的直徑之圓形的端部H2a、H2b、H2c、H2d。
又，線狀部L中的端部H2a、H2b、H2c、H2d周圍的部分(第1部分)的線寬，係與第3發熱體H3同樣，成為比自第1部分分離的其他部分(第2部分)還窄。此外，作為端部H2a、H2b、H2c、H2d周圍的部分(第1部分)，可舉出例如以端部H2a、H2b、H2c、H2d的中心點為中心點且具有端部H2a、H2b、H2c、H2d的最大徑(直徑)之3倍的直徑的同心圓內。
如圖4C所示，與第2主面B最接近之最下層的各第1發熱體H1，係具有左右一對的部分發熱體H1l、H1r。各部分發熱體H1l、H1r，係具有細帶狀(例如線寬1mm以下)的線狀部L蛇行複數次的形狀，各部分發熱體H1l、H1r的兩端係分別成為比前述線寬還大的直徑之圓形的端部H1a、H1b、H1c、H1d。
又，線狀部L中的端部H1a、H1b、H1c、H1d周圍的部分(第1部分)的線寬，係與第3發熱體H3同樣地，成為比自第1部分離開的其他部分(第2部分)還窄。此外，作為端部H1a、H1b、H1c、H1d周圍的部分(第1部分)，可舉出例如以端部H1a、H1b、H1c、H1d的中心點為中心點且具有端部H1a、H1b、H1c、H1d的最大徑(直徑)之3倍的直徑之同心圓內。
第1部分中的任意處的剖面積(即，「與平面方向內的線狀部L的延伸方向正交之方向的寬度」×「厚度方向的厚度」)，係小於第2部分中的任意處的剖面積(即，「與平面方向內的線狀部L的延伸方向正交之方向的寬度」×「厚度方向的厚度」)。
線狀部L的剖面積(即，「與平面方向內的線狀部L的延伸方向正交之方向的寬度」×「厚度方向的厚度」)，係小於端部H3a、H3b、H2a、H2b、H2c、H2d、H1a、H1b、H1c、H1d的剖面積(即，「平面方向的寬度(例如直徑)」×「厚度方向的厚度」)。
此外，關於各端部H3a、H3b、H2a、H2b、H2c、H2d、H1a、H1b、H1c、H1d全部，端部H3a、H3b、H2a、H2b、H2c、H2d、H1a、H1b、H1c、H1d的剖面積没必要大於線狀部L的剖面積，端部H3a、H3b、H2a、H2b、H2c、H2d、H1a、H1b、H1c、H1d的剖面積比線狀部L的剖面積大的處所至少有1個即可。
因此，在將第1~第3發熱體H1~H3的配置從厚度方向上的第1主面A側觀看的情況，係會成為如圖4D那樣。此外，圖4D中，將第1~第3發熱體H1~H3重疊地顯示。
此外，在平面視圖中，第1~第3發熱體H1~H3的每單位面積(例如1mm2)的發熱量，係比內部配線層27的每單位面積的發熱量大(例如10倍以上)。此外，第1~第3發熱體H1~H3的厚度與內部配線層27的厚度係相同。又，在平面視圖中，各內部配線層27的面積，係比各加熱區域KZ的面積(例如最小的加熱區域KZ的面積)還大。
<各發熱體的立體配置>
其次，關於在將第1發熱體H1、第2發熱體H2、第3發熱體H3重疊之情況的位置關係，依據圖4及圖6作說明。此外，圖6的通路配置在說明上有與圖4不一致的部分。
如圖4及圖6所示，在第1發熱體H1的端部H1a、H1d(詳言之，係為圖4紙面的裏側：圖6的下側)，連接有供電用導電部23的供電用通路25a、25b。
又，在第1發熱體H1的端部H1b、H1c(詳言之，係為圖4紙面的表面側：圖6的上側)與第2發熱體H2的端部H2b、H2c(詳言之，係為圖4紙面的裏側：圖6的下側)之間分別配置有第1通路V1，俾將處在厚度方向的相同位置的各端部彼此電連接。
再者，在第2發熱體H2的端部H2a、H2d(詳言之，係為圖4紙面的表面側：圖6的上側)與第3發熱體H3的端部H3a、H3b(詳言之，係為圖4紙面的裏側：圖6的下側)之間分別配置有第2通路V2，俾將處在厚度方向的相同位置的各端部彼此電連接。
此外，圖4A的圓形虛線在平面視圖中表示第2發熱體H2的端部H2b、H2c的位置，圖4B的圓形虛線在平面視圖中表示第1發熱體H1的端部H1a、H1d的位置。
如此，透過將第1~第3發熱體H1~H3配置成在厚度方向重疊，而構成第1~第3發熱體H1~H3是隔介第1、第2通路V1、V2被串接的串列發熱體H。
又，如圖4D所示，本第1實施形態中，在平面視圖中，供電用導電部23的供電用通路25a、25b(即端部H1a、H1d)與一對第1通路V1係配置成不重疊。
再者，於平面視圖中，第1通路V1與第2通路V2係配置成不重疊。
而且，在平面視圖中，第1通路V1與第3發熱體H3是配置成一部份重疊，且第2通路V2與第1發熱體H1是配置成一部份重疊。
端部H3a、H3b、H2a、H2b、H2c、H2d、H1a、H1b、H1c、H1d在平面視圖中的剖面積(在例如平面方向的剖面是圓形的情況，為半徑×半徑×π)大於第1、第2通路V1、V2在平面視圖中的剖面積(在例如平面方向的剖面是圓形的情況，為半徑×半徑×π)。
因此，以滿足線狀部L在平面視圖中的寬度(即，與平面方向內的延伸方向正交之方向的寬度)≦第1、第2通路V1、V2在平面視圖中的寬度(即，在平面方向的剖面是圓形的情況，為直徑)<端部H3a、H3b、H2a、H2b、H2c、H2d、H1a、H1b、H1c、H1d在平面視圖中的寬度(即，在平面方向的剖面是圓形的情況，為直徑)之關係者較理想。
因為藉由滿足上述關係而提高結線的可靠度且線狀部L的寬度細，並且疊層有第1~第3發熱體H1~H3，故能將發熱體(即串列發熱體)H的電阻值設高。
此外，圖6中，將平面視圖中溫度易變低之處、即配置有供電用導電部23的供電用通路25a、25b或第1、第2通路V1、V2之處以四角形的框體WK表示。
此外，上述各通路，意即供電用通路25a、25b、端子側通路25c、第1、第2通路V1、V2等之通路，係與習知的通路同樣，為在將各陶瓷層貫通於厚度方向的貫通孔[即通孔(through-hole)]充填有例如鎢等之導電材料的導電部分。
[1-3.製造方法]
其次，就本第1實施形態的靜電夾頭1之製造方法作簡單說明。
(1)作為陶瓷基板15的原料，在將主成分的Al2O3：92重量%、MgO：1重量%、CaO：1重量%及SiO2：6重量%的各粉末混合且以球磨機進行50~80小時的濕式粉碎後，脫水乾燥。
(2)其次，於此粉末添加溶劑等且以球磨機混合作成漿料。
(3)其次，使此漿料減壓脫泡後呈平板狀流出並徐冷，使溶劑發散而形成作為各陶瓷層的各氧化鋁生胚片。
接著，對各氧化鋁生胚片，在必要處所開設作為升降銷孔19等之空間及作為各通路25a、25b、25c、V1、V2的通孔。
(4)又，在前述氧化鋁生胚片用的原料粉末中混合鎢粉末作成漿料狀，作成金屬化墨水。
(5)接著，為了形成吸附用電極11、第1~第3發熱體H1~H3、內部配線層27、端子焊墊29等，使用前述金屬化墨水，在與吸附用電極11、第1~第3發熱體H1~H3、內部配線層27、端子焊墊29等之形成 處所相對應的氧化鋁生胚片上，利用通常的網版印刷法印刷各圖案。此外，為了形成各通路25a、25b、25c、V1、V2，對通孔填充金屬化墨水。
(6)其次，將各氧化鋁生胚片以可形成升降銷孔19等之必要空間的方式進行對位並熱壓著而形成疊層片。
(7)其次，將已熱壓著的各疊層片分別切成既定的形狀(即圓板形狀)。
(8)其次，在還原環境下，將切割好的各疊層片在1400~1600℃的範圍(例如，1550℃)下燒結(正式燒結)5小時，以製作各氧化鋁質燒結體。
(9)然後，於燒結後，對各氧化鋁燒結體進行例如第1主面A側之加工等必要的加工，以製作陶瓷基板15。
(10)其次，將端子金屬件(未圖示)硬焊接於陶瓷基板15的第2主面B上的端子焊墊29。
(11)除此之外，要製造金屬基座7。具體言之，透過對金屬板進行切削加工等而形成金屬基座7。
(12)其次，將金屬基座7與陶瓷基板15接合而一體化。
(13)其次，對應於各內部孔33，配置供電用端子21等以完成靜電夾頭1。
[1-4.效果]
其次，針對本第1實施形態的效果作說明。
(1)本第1實施形態中，針對於平面方向具有多數個加熱區域KZ般被多重區域化的陶瓷加熱器5， 在厚度方向的不同位置上將第1~第3發熱體H3分別作複數配置，同時將各第1發熱體H1與各第2發熱體H2藉由第1通路V1電性串接，將各第2發熱體H2與各第3發熱體H3藉由第2通路V2電性串接。藉此，可加大連接有第1~第3發熱體H1~H3的發熱體(即串列發熱體)H的電阻值。
意即，就此種在平面視圖中被多重區域化的陶瓷加熱器5而言，當加熱區域KZ增加時，各加熱區域KZ的面積變小，故不易提高一個發熱體的電阻值，但本第1實施形態中，即便在平面視圖中1個加熱區域的面積變小，亦可容易將配置在1個加熱區域的串列發熱體H的電阻值加大。
藉此，因為即便是將流通於串列發熱體H的電流的電流值變小仍可確保目標的發熱量，故可獲得能將供給電流用的裝置構成作成小規模者之顯著的功效。
(2)本第1實施形態中，作為向發熱部13(詳言之，係為各串列發熱體H)供電的構成，各自一對的供電用導電部23(詳言之，係為供電用通路25a、25b)係與第1發熱體H1電連接，各一對的供電用導電部23係設於在厚度方向中之陶瓷基板15的一側(第2主面B側)。
因此，可在陶瓷加熱器5的一側上匯集配置供電用的構成(例如端子焊墊29或與其連接的零件等)，故沒必要在陶瓷加熱器5的另一側配置供電用的構成。因此，具有能作成在靜電夾頭1中將陶瓷加熱器5 的另一面使用在用以吸附半導體晶圓3的吸附面等之所期望的構成之優點。
(3)本第1實施形態中，供電用通路25a、25b與第1通路V1在平面視圖中係配置成不重疊。
意即，在平面視圖中，具有供電用通路25a、25b或第1通路V1的部分，與形成有串列發熱體H的線狀部L的部分相比係溫度變低，故在本第1實施形態中，供電用通路25a、25b與第1通路V1在平面視圖中配置成不重疊。藉此，可將各加熱區域KZ的平面方向之溫度分布均一化。
(4)本第1實施形態中，溫度變低的第1通路V1與第2通路V2在平面視圖中配置成不重疊，故可將各加熱區域KZ的平面方向之溫度分布均一化。
(5)本第1實施形態中，溫度變低的第1通路V1與溫度變高的第3發熱體H3配置成一部份重疊，且溫度變低的第2通路V2與溫度變高的第1發熱體H1配置成一部份重疊。因此，可將各加熱區域KZ的平面方向之溫度分布均一化。
(6)本第1實施形態中，平面視圖中，配置在溫度變低的第1、第2通路V1、V2周圍之第1~第3發熱體H1~H3的部分(即第1部分)的每單位面積的發熱量，係大於配置在與其分開的處所之第1~第3發熱體H1~H3的部分(即第2部分)的每單位面積的發熱量，故可將各加熱區域KZ的平面方向之溫度分布均一化。
[1-5.文辭表現的關係]
本第1實施形態的陶瓷加熱器5、發熱部13、陶瓷基板15、供電用導電部23、供電用通路25a、25b、端子側通路25c、內部配線層27、第1發熱體H1、第2發熱體H2、第3發熱體H2、第1通路V1、第2通路V2係分別與本揭示的保持裝置、發熱部、保持基板、供電用導電部、供電用通路、端子側通路、內部配線層、第1發熱體、第2發熱體、第3發熱體、第1通路、第2通路的一例相當。
[2.第2實施形態]
其次，要針對第2實施形態作說明，但是針對和第1實施形態同樣的內容，係省略或簡化說明。此外，對和第1實施形態同樣的構成賦予同樣的編號。
本第2實施形態係將2個發熱體配置在厚度方向者。
如圖7A、圖7B所示，本第2實施形態中，在陶瓷加熱器5的第1主面A側具備有與第1實施形態的第3發熱體H3同樣形狀的第2發熱體H2。又，在第2主面B側具備與第1實施形態的第2發熱體H2同樣形狀的第1發熱體H1。從厚度方向中的第1主面A側觀看時，第1、第2發熱體H1、H2的配置係成為如圖7C那樣。此外，在圖7C中，將第1、第2發熱體H1、H2重疊顯示。
而且，如圖7D所示，在第1發熱體H1的端部H1b、H1c，分別連接有供電用導電部23的供電用通路25a、25b。又，第1發熱體H1的端部H1a、H1d 與第2發熱體H2的端部H2a、H2b係分別藉由第1通路V1而電連接。
藉此，構成了串列發熱體H。
本第2實施形態係可發揮與第1實施形態同樣的效果。
[3.其他實施形態]
本揭示絲毫未受前述實施形態所限定，當然可在未逸脫本揭示的範圍內以各種態樣實施。
(1)例如，作為配置於厚度方向的複數個發熱體，未受限於2或3個，亦可為2或3個以上。
(2)又，作為陶瓷加熱器，未受限於靜電夾頭，可使用在真空夾頭等之其他用途。
(3)再者，本揭示亦可適用於未具備金屬基座的靜電夾頭。意即，在陶瓷加熱器亦可適用具備吸附用電極或複數個發熱體(例如第1~第3發熱體)的靜電夾頭。
(4)又，本揭示亦可適用於非為靜電夾頭等之陶瓷加熱器單體。例如，在陶瓷基板內可適用具備與前述各實施形態同樣的複數個發熱體等之陶瓷加熱器。
(5)再者，上述實施形態中，第1通路V1及第2通路V2係分別可藉由單數個通路所構成，亦可如圖8所例示，藉由複數個通路的群組所構成。藉由設成複數個通路，連接可靠度變高。此外，圖8中以實線的圓表示吸附面側的第2通路V2的位置，以虛線的圓表示金屬基座側的第1通路V1的位置。
(6)又，本揭示中，可採用在複數個第1發熱體的全部分別連接有第2發熱體的構成、或在複數個第1發熱體中的一部份(即1或複數個)的第1發熱體上連接有第2發熱體的構成。再者，在第2發熱體具有複數個的情況，可採用在複數個第2發熱體的全部連接有第3發熱體的構成、或在複數個第2發熱體中的一部份(即1或複數個)的第2發熱體上連接有第3發熱體的構成。
(7)又，可採用在陶瓷層疊層具有發熱體的樹脂加熱器之構成，取代上述之陶瓷加熱器的構成。
可採用將例如在陶瓷層的內部或表面(樹脂加熱器側的表面)具有靜電電極的第1層；及例如在由聚醯亞胺構成的樹脂層內部，與上述各實施形態同樣地，配置有第1~第3發熱體、內部配線層及各通路等的第2層(即樹脂加熱器)予以疊層的構成。
(8)此外，亦可讓複數個構成要素分擔前述各實施形態中的1個構成要素所具有的功能、或讓1個構成要素發揮複數個構成要素所具有的功能。又，亦可省略前述各實施形態的構成的一部份。又，亦可將前述各實施形態的構成的至少一部份對其他實施形態的構成作附加、置換等。此外，由申請專利範圍所載之文辭表現所特定的技術思想所涵蓋的所有態樣是本揭示的實施形態。
(9)又，作為本揭示的其他例子，可採用例如下述的構成。
例如，可採用「在藉通路(例如第1、第2通路)連接而構成一個發熱部的發熱體是配置在3個以上之不同的面之情況，在厚度方向將相鄰的發熱體彼此連接的通路中之在厚度方向設在不同位置的通路彼此，係在平面視圖中配置成至少一部份不重疊的構成」。
又，例如，可採用「在被通路(例如第1、第2通路)連接而構成一個發熱部的發熱體是配置在3個以上之不同的面之情況，在厚度方向將相鄰的發熱體彼此連接的通路與在厚度方向未相鄰之其他的發熱體，係在平面視圖中配置成至少一部份重疊的構成」。
H‧‧‧串列發熱體
H1‧‧‧第1發熱體
H2‧‧‧第2發熱體
H3‧‧‧第3發熱體
V1‧‧‧第1通路
V2‧‧‧第2通路
KZ‧‧‧加熱區域
L‧‧‧線狀部
H1a、H1b、H2a、H2b、H1c、H1d、H2c、H2d、H3a、H3b‧‧‧端部
H1l、H1r、H2l、H2r‧‧‧部分發熱體

Claims (9)

  1. 一種保持裝置，係具備在厚度方向的一方具有主面之保持基板，並且在前述保持基板的內部配置有藉由通電而發熱的發熱部，其特徵為：前述發熱部具有：複數個第1發熱體，配置在與前述保持基板的厚度方向正交之平面方向；及第2發熱體，於前述厚度方向上配置在比前述複數個第1發熱體還靠前述一方的主面側，前述複數個第1發熱體的任一者與前述第2發熱體，係藉由在前述保持基板內延伸於前述厚度方向的第1通路而電性串接，在從前述厚度方向觀看的平面視圖中，前述保持基板被區分成複數個加熱區域，並且在該複數個加熱區域中的至少一者，配置有前述複數個第1發熱體的任一者與前述第2發熱體。
  2. 如請求項1之保持裝置，其中具備與接受來自外部的電力之端子電連接之供電用導通部，並且前述供電用導通部具備：供電用通路，與前述複數個第1發熱體的任一者電連接；內部配線層，與前述供電用通路電連接且具導電性；及端子側通路，與前述內部配線層電連接且與前述端子電連接。
  3. 如請求項1之保持裝置，其中具備與接受來自外部的電力之端子電連接之供電用導通部，並且前述供電用導通部具備：供電用通路，與前述複數個第1發熱體的任一者電連接；內部配線層，與前述供電用通路電連接且具導電性；及端子側通路，與前述內部配線層電連接且與前述端子電連接。
  4. 如請求項2之保持裝置，其中前述供電用導通部，係設置在前述保持基板中與前述一方的主面側為相反側的另一方的主面側。
  5. 如請求項2之保持裝置，其中前述平面視圖中，前述供電用通路與前述第1通路係配置成至少一部份不重疊。
  6. 如請求項3之保持裝置，其中前述平面視圖中，前述供電用通路與前述第1通路係配置成至少一部份不重疊。
  7. 如請求項1至6中任一項之保持裝置，其中前述發熱部，係具備於前述厚度方向上配置在和前述複數個第1發熱體及前述第2發熱體不同位置的第3發熱體，前述第2發熱體與前述第3發熱體，係藉由延伸於前述厚度方向的第2通路而電性串接，前述第1通路與前述第2通路，係在前述平面視圖中配置成至少一部份不重疊。
  8. 如請求項1至6中任一項之保持裝置，其中前述發熱部，係具備於前述厚度方向上配置在和前述複數個第1發熱體及前述第2發熱體不同位置上的第3發熱體，前述第2發熱體與前述第3發熱體，係藉由延伸於前述厚度方向的第2通路而電性串接，在前述平面視圖中，前述第1通路與前述第3發熱體是配置成至少一部份重疊，且在前述平面視圖中，前述第2通路與前述複數個第1發熱體的任一者是配置成至少一部份重疊。
  9. 如請求項1至5中任一項之保持裝置，其中前述平面視圖中，前述複數個第1發熱體中的至少一者具有：第1部分，配置在前述第1通路周圍；及第2部分，配置在相對於前述第1通路與前述第1部分分離之處；前述第1部分的每單位面積的發熱量係大於前述第2部分的每單位面積的發熱量。
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