TWI803534B - 靜電卡盤裝置 - Google Patents

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TWI803534B TW107140129A TW107140129A TWI803534B TW I803534 B TWI803534 B TW I803534B TW 107140129 A TW107140129 A TW 107140129A TW 107140129 A TW107140129 A TW 107140129A TW I803534 B TWI803534 B TW I803534B
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早原竜二
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日商住友大阪水泥股份有限公司
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Abstract

該靜電卡盤裝置包括：靜電卡盤部，一主表面為載置板狀試樣的載置面，且包括靜電吸附用電極；溫度調節用底座部，相對於靜電卡盤部而配置於與載置面相反之側並對靜電卡盤部進行冷卻；以及加熱器元件，以層狀配置於靜電卡盤部與溫度調節用底座部之間或靜電卡盤部的內部，靜電卡盤部及溫度調節用底座部具有於厚度方向連通的多個貫穿孔，加熱器元件具有：第1部位，以帶狀形成；以及第2部位，與第1部位連續並以帶狀且閉環狀形成，貫穿孔被配置於俯視時為第2部位的內周側，第2部位的寬度包含於第1部位的寬度的0.25倍至0.75倍的範圍內。

Description

靜電卡盤裝置
本發明是有關於一種靜電卡盤裝置。
本申請案主張基於2017年11月15日於日本提出申請的日本專利特願2017-220459號的優先權，並將其內容引用至本申請案中。
於電漿蝕刻裝置、電漿化學氣相沈積(chemical vapor deposition，CVD)裝置等使用電漿的半導體製造裝置中，先前作為於試樣台上簡便地安裝固定晶圓並且將該晶圓維持為所需溫度的裝置，使用的是靜電卡盤裝置。
於電漿蝕刻裝置中，若對固定於靜電卡盤裝置的晶圓照射電漿，則晶圓的表面溫度上昇。為了抑制該表面溫度的上昇，使水等冷卻介質於靜電卡盤裝置的溫度調節用底座部循環而自下側對晶圓進行冷卻，但此時會於晶圓的面內產生溫度差。
例如，晶圓的中心部的溫度變高，周緣側的溫度變低。進而，因電漿蝕刻裝置的結構或方式的不同等而電漿的生成狀態發生變化，因此於晶圓的面內產生溫度差。另外，即便製成對晶圓進行各種成膜的裝置，亦會受到成膜條件或成膜室內的環境控制的影響，從而於晶圓的面內產生溫度差。
因此，提出有一種附加熱器功能的靜電卡盤裝置，其於靜電卡盤部與溫度調節用底座部之間安裝有加熱器構件(專利文獻1)。根據此種靜電卡盤裝置，可對晶圓面內相對成為低溫的區域進行加熱，因此可減少可於晶圓面內產生的溫度差。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2008-300491號公報
如所述般，載置於靜電卡盤裝置的晶圓藉由電漿或加熱器而受到加熱，並且藉由溫度調節用底座部而被冷卻。但是，於溫度調節用底座部中例如形成有多個供用於晶圓的載置．脫離的抬昇銷(lift pin)插入的貫穿孔。於溫度調節用底座部中，於形成有此種貫穿孔的位置，熱的傳遞方式與未形成貫穿孔的位置不同。因此，晶圓於與溫度調節用底座部的貫穿孔重疊的位置處容易產生溫度差。
同樣地，存在多個因溫度調節用底座部的形狀．設計而容易於晶圓產生溫度差的位置。
本發明是鑒於此種情況而成者，其目的在於提供一種能夠減少晶圓的面內溫度差的新穎的結構的靜電卡盤裝置。
為了解決所述課題，本發明提供以下的裝置。
即，本發明的一實施方式為以下的裝置。
提供一種靜電卡盤裝置，其包括：靜電卡盤部，具有載置板狀試樣的載置面作為一主表面，且包括靜電吸附用電極；溫度調節用底座部，相對於所述靜電卡盤部而配置於與所述載置面相反之側並對所述靜電卡盤部進行冷卻；以及加熱器元件(heater element)，以層狀配置於所述靜電卡盤部與所述溫度調節用底座部之間或靜電卡盤部的內部，所述靜電卡盤部及所述溫度調節用底座部具有於厚度方向連通的多個貫穿孔，所述加熱器元件具有：第1部位，以帶狀形成；以及第2部位，與所述第1部位連續並以帶狀且閉環狀形成，所述貫穿孔被配置於俯視時為所述第2部位的內周側，所述第2部位的寬度包含於所述第1部位的寬度的0.25倍至0.75倍的範圍內。
於本發明的第一實施方式中，可設為如下構成：所述第2部位的內周緣的俯視形狀與所述內周緣的設想內切圓相比而朝所述第1部位側突出(凸)。
於本發明的第一實施方式中，可設為如下構成：所述第2部位的寬度包含於所述第1部位的寬度的0.45倍至0.55倍的範圍內。
另外，本發明的第二實施方式為以下的裝置。
提供一種靜電卡盤裝置，其包括：靜電卡盤部，具有載置板狀試樣的載置面作為一主表面，且包括靜電吸附用電極；溫度調節用底座部，相對於所述靜電卡盤部而配置於與所述載置面相反 之側並對所述靜電卡盤部進行冷卻；以及加熱器元件，以層狀配置於所述靜電卡盤部與所述溫度調節用底座部之間或靜電卡盤部的內部，所述靜電卡盤部及所述溫度調節用底座部具有於厚度方向連通的多個貫穿孔，所述加熱器元件具有：第1部位，以帶狀形成；以及第2部位，與所述第1部位連續並以帶狀且閉環狀形成，所述貫穿孔被配置於俯視時為所述第2部位的內周側，所述第2部位的內周緣的俯視形狀與所述內周緣的設想內切圓相比而朝所述第1部位側突出。
於第二實施方式中，所述第2部位的寬度亦較佳為包含於所述第1部位的寬度的0.25倍至0.75倍的範圍內。
於本發明的第一實施方式與第二實施方式中，可設為如下構成：所述加熱器元件被配置於圓形區域，所述第1部位沿所述圓形區域的圓周方向延伸。
於本發明的第一實施方式與第二實施方式中，可設為如下構成：所述加熱器元件被配置於圓形區域，所述第1部位沿所述圓形區域的徑方向延伸。
於本發明的第一實施方式與第二實施方式中，可設為如下構成：所述加熱器元件被配置於圓形區域，所述第1部位沿與所述圓形區域的徑方向斜交叉的方向延伸。
根據本發明，可提供一種能夠減少晶圓的面內溫度差的新穎的結構的靜電卡盤裝置。
1:靜電卡盤裝置
2:靜電卡盤部
3:溫度調節用底座部
3A:流路
3b、16:貫穿孔
4:接著層
5:加熱器元件
5A、5B、5C、5D:主加熱器
6:接著層
7:絕緣板
8:接著劑層
11:載置板
11a:載置面
11b:突起部
12:支撐板
13:靜電吸附用電極(靜電吸附用內部電極)
14:絕緣材層
15、17:供電用端子
15a、18、29:絕緣子
19:槽
19a:底表面
20:溫度感測器
21:設置孔
22:溫度計測部
23:激發部
24:螢光檢測器
25:控制部
28:銷插通孔
50、50A、50B、50C、50D、50X:加熱器
51:第1構件
52、52A:第2構件
501、503、521A:第1部位
502、504、522A:第2部位
502a、502b:圖案
502x、504x:內周緣
504y:外周緣
504z、AR1、AR2:區域
A、B、D:箭頭
C:電流
L1、L2、La、Lb:線段
P:中心
P1、P2、Pa、Pb、Pc、Pd:點
R1、R2:電流路徑
VC:設想內切圓
W:板狀試樣
Wa、Wb、Wc、Wd、We、Wf、WX:寬度
圖1是表示本實施形態的靜電卡盤裝置的較佳例的概略剖面圖。
圖2是表示加熱器元件的圖案的一例的概略平面圖。
圖3是對構成加熱器元件的主加熱器進行說明的概略說明圖。
圖4是表示配置於銷插通孔28附近的加熱器50A的一部分的示意圖。
圖5是表示加熱器50B的一部分的示意圖。
圖6是表示加熱器50C的一部分的示意圖。
圖7是加熱器50A的說明圖。
圖8是加熱器50D的說明圖。
圖9是表示第2部位的周邊的構成的概略說明圖。
以下，參照圖1~圖9來對作為本發明的較佳例的本實施形態的靜電卡盤裝置進行說明。再者，於以下的所有圖式中，為了易於觀察圖式，存在適宜改變各構成要素的尺寸或比率等的情況。另外，以下的例子是為了更佳地理解發明的主旨而對較佳例作具體說明者，只要未特別指定，則並不限定本發明。於不脫離本發明的主旨的範圍內，可對長度、位置、形狀、數、量、及材料等進行省略、追加、置換、其他變更。
圖1是表示本發明的第1實施形態的靜電卡盤裝置的例子的概略剖面圖。該形態的靜電卡盤裝置1包括靜電卡盤部2、溫度調節用底座部3、及加熱器元件5。
靜電卡盤部2為圓板狀，將一主表面(上表面)側設為載置面。溫度調節用底座部3為設置於靜電卡盤部2的下方並將靜電卡盤部2調整為所需溫度的圓板狀的構件。加熱器元件5被配置於靜電卡盤部2與溫度調節用底座部3之間。
另外，靜電卡盤部2與溫度調節用底座部3是經由設置於靜電卡盤部2與溫度調節用底座部3之間的接著劑層8而接著。
靜電卡盤部2具有：載置板11，將上表面設為載置半導體晶圓等板狀試樣W的載置面11a；支撐板12，與該載置板11一體化並自底部側支撐所述載置板11；靜電吸附用電極(靜電吸附用內部電極)13，設置於該些載置板11與支撐板12之間；以及絕緣材層14，將靜電吸附用電極13的周圍加以絕緣。
載置板11及支撐板12是使重合的面的形狀相同的圓板狀的板。該些板較佳為包含氧化鋁-碳化矽(Al2O3-SiC)複合燒結體、氧化鋁(Al2O3)燒結體、氮化鋁(AlN)燒結體、氧化釔(Y2O3)燒結體等具有機械強度、且具有對於腐蝕性氣體及其電漿的耐久性的絕緣性的陶瓷燒結體。
於載置板11的載置面11a上形成多個直徑比板狀試樣的厚度小的突起部11b。形成有多個突起部11b的間隔亦可為可任意選擇的規定的間隔。該些突起部11b支承板狀試樣W。於突起 部11b的周圍形成有由多個突起部11b與底表面19a包圍的槽19。
包含載置板11、支撐板12、靜電吸附用電極13及絕緣材層14在內的整體的厚度，即靜電卡盤部2的厚度可任意選擇，作為一例，形成為0.7mm以上且5.0mm以下。所述厚度較佳為形成為2.0mm以上且4.5mm以下。
例如，若靜電卡盤部2的厚度低於0.7mm，則存在難以確保靜電卡盤部2的機械強度的情況。若靜電卡盤部2的厚度超出5.0mm，則靜電卡盤部2的熱容量變大，所載置的板狀試樣W的熱響應性發生劣化，靜電卡盤部的橫向的熱傳遞增加，藉此存在難以將板狀試樣W的面內溫度維持為所需溫度圖案的情況。再者，此處所說明的各部的厚度為一例，並不限於所述範圍。
靜電吸附用電極13被用作用於產生電荷並利用靜電吸附力來固定板狀試樣W的靜電卡盤用電極。靜電吸附用電極13可根據用途來適宜調整其形狀或大小。
靜電吸附用電極13可由任意選擇的材料形成。然而，較佳為藉由選自氧化鋁-碳化鉭(Al2O3-Ta4C5)導電性複合燒結體、氧化鋁-鎢(Al2O3-W)導電性複合燒結體、氧化鋁-碳化矽(Al2O3-SiC)導電性複合燒結體、氮化鋁-鎢(AlN-W)導電性複合燒結體、氮化鋁-鉭(AlN-Ta)導電性複合燒結體、氧化釔-鉬(Y2O3-Mo)導電性複合燒結體等導電性陶瓷或者鎢(W)、鉭(Ta)、鉬(Mo)等高熔點金屬等中的材料來形成。
靜電吸附用電極13的厚度可任意選擇，並無特別限定。 例如可選擇0.1μm以上且100μm以下的厚度，更佳為5μm以上且20μm以下的厚度。
若靜電吸附用電極13的厚度低於0.1μm，則存在難以確保充分的導電性的情況。若靜電吸附用電極13的厚度超過100μm，則存在因靜電吸附用電極13與載置板11及支撐板12之間的熱膨脹率差而容易於靜電吸附用電極13與載置板11及支撐板12的接合界面產生裂紋的情況。
此種厚度的靜電吸附用電極13可藉由濺鍍法或蒸鍍法等成膜法或者網版印刷法等塗敷法而容易地形成。
絕緣材層14圍繞靜電吸附用電極13，保護靜電吸附用電極13不受腐蝕性氣體及其電漿的影響，而且將載置板11與支撐板12的邊界部、即靜電吸附用電極13以外的外周部區域接合一體化。絕緣材層14藉由與構成載置板11及支撐板12的材料相同的組成或主成分相同的絕緣材料來較佳地構成。
於靜電吸附用電極13上連接用於對靜電吸附用電極13施加直流電壓的供電用端子15。供電用端子15被插入至貫穿孔16的內部，該貫穿孔16沿厚度方向貫穿溫度調節用底座部3、接著劑層8、支撐板12。於供電用端子15的外周側設有具有絕緣性的絕緣子15a，藉由該絕緣子15a，供電用端子15相對於金屬製的溫度調節用底座部3而絕緣。
圖中，將供電用端子15顯示為一體的構件，但亦可將多個構件電性連接而構成供電用端子15。供電用端子15被插入至 熱膨脹係數互不相同的溫度調節用底座部3及支撐板12。因此，例如對於被插入至溫度調節用底座部3及支撐板12的供電用端子15的各部分，亦可分別由不同的材料構成。
作為供電用端子15中的連接於靜電吸附用電極13且被插入至支撐板12的部分(導出電極)的材料，若為耐熱性優異的導電性材料，則並無特別限制。較佳為熱膨脹係數與靜電吸附用電極13及支撐板12的熱膨脹係數近似的材料。例如包含Al2O3-TaC等導電性陶瓷材料。
供電用端子15中的被插入至溫度調節用底座部3的部分較佳為例如包含鎢(W)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、鈮(Nb)、柯華(Kovar)合金等金屬材料。
供電用端子15中的連接於靜電吸附用電極13且被插入至支撐板12的部分的構件、與被插入至溫度調節用底座部3的部分的構件可利用具有柔軟性與耐電性的矽系導電性接著劑來連接。
溫度調節用底座部3為用於將靜電卡盤部2調整為所需溫度的構件。溫度調節用底座部3較佳為具有厚度的圓板狀。作為該溫度調節用底座部3，例如較佳為於其內部形成有使水循環的流路3A的水冷底座等。
作為構成該溫度調節用底座部3的材料，若為導熱性、導電性、及加工性優異的金屬、或者包含該些金屬的複合材，則並無特別限制，例如可較佳地使用鋁(Al)、鋁合金、銅(Cu)、 銅合金、不鏽鋼(SUS)等。較佳為對於該溫度調節用底座部3的至少暴露於電漿中的面實施防蝕鋁處理或者形成氧化鋁等絕緣膜。
另外，溫度調節用底座部3具有沿厚度方向貫穿的多個貫穿孔。於後對貫穿孔進行詳細敘述。
於溫度調節用底座部3的上表面側經由接著層6而接著有絕緣板7。接著層6可任意選擇，較佳為包含例如聚醯亞胺樹脂、矽樹脂、環氧樹脂等具有耐熱性、及絕緣性的片狀或膜狀的接著性樹脂。接著層例如形成為厚度5μm~100μm左右。絕緣板7可任意選擇，包含例如聚醯亞胺樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂等具有耐熱性的樹脂的薄板、片或膜。
再者，絕緣板7可代替樹脂片而為絕緣性的陶瓷板，且亦可為氧化鋁等具有絕緣性的噴塗膜。
圖2是表示本發明中可使用的加熱器元件的圖案的一例的概略平面圖。各加熱器較佳地具有蜿蜒的帶狀等形狀，為了易於理解說明，此處省略其形狀。
如圖2所示，加熱器元件5具有設置於圓形區域的四個加熱器區域。具體而言，包含配置於中心部的圓環狀(環(doughnut)狀)的區域的第1主加熱器5A、以依序環繞該第1主加熱器5A的方式配置於圓環狀區域的第2主加熱器5B、第3主加熱器5C、及第4主加熱器5D。如圖2所示，將配置有第1主加熱器~第4主加熱器5A~5D的區域加以合計的區域較佳為俯視時與圓板狀 的靜電卡盤部2為相同程度的大小。如圖2所示的圓環狀區域整體相當於本發明的「圓形區域」。
再者，圓形區域為設置於靜電卡盤部內的區域或設置於靜電卡盤部外的區域。該些圓環狀區域例如可設置於接著劑層內。
於圖2中所示的圓環狀區域彼此之間設置有用於將彼此的加熱器分開的區域，但若可將圓環狀區域的加熱器彼此分開，則可不存在該些區域。另外，關於該些區域的寬度或形狀，只要無問題則可任意選擇。
再者，主加熱器5A、主加熱器5B、主加熱器5C、主加熱器5D於圖2中描繪為俯視時為簡單的圓環狀。然而，各主加熱器5A、主加熱器5B、主加熱器5C、主加熱器5D實際上是以使帶狀的加熱器蜿蜒而密集地佔據圖2所示的圓環狀區域的方式較佳地配置。因此，於圖1所示的剖面結構中個別地描繪構成各主加熱器5A、主加熱器5B、主加熱器5C、主加熱器5D的帶狀的加熱器。再者，加熱器的蜿蜒圖案只要無特別問題，則可任意選擇。除曲線狀部位以外，亦可具有直線狀部位。加熱器亦較佳為具有以曲折狀配置的部分。
圖3是表示關於構成加熱器元件5的主加熱器5A、主加熱器5B、主加熱器5C、主加熱器5D的較佳例的說明圖。此處，對主加熱器5A、主加熱器5B、主加熱器5C、主加熱器5D使用代表符號50，作為「加熱器50」而進行說明。
加熱器50為配置於圓形區域的連續的帶狀構件。加熱 器50具有呈圓弧狀的多個第1構件51、以及將多個第1構件51中相鄰的兩個第1構件51連接的第2構件52。
第1構件51相對於俯視時呈圓板狀的靜電卡盤部2而沿靜電卡盤部2的圓周方向(圖中為以符號A所示的兩箭頭方向)延伸。多個第1構件51於所述圓形區域中以同心圓狀排列多行。第1構件或第2構件的長度或數可任意選擇。再者，視需要亦可於一個圓環狀區域中包含多個加熱器。
另外，第2構件52沿靜電卡盤部2的徑方向(圖中為以符號B所示的兩箭頭方向)延伸。再者，所謂第2構件52延伸的「徑方向」，並不限定於通過圓形區域的中心的直線的延伸方向。若將距圓形區域的中心的距離不同的兩個第1構件51連接，則第2構件52的延伸方向可不與圓形區域的半徑方向準確地一致，而為相對於徑方向斜交叉的方向。
加熱器50可利用任意選擇的方法來形成。例如，準備厚度為0.2mm以下、較佳為具有0.1mm左右的固定厚度的非磁性金屬薄板、例如鈦(Ti)薄板、鎢(W)薄板、鉬(Mo)薄板等。對於所述薄板，藉由光微影法或雷射加工而加工成所需的加熱器形狀，例如使帶狀的導電薄板蜿蜒的形狀且整體輪廓為圓環狀的加熱器形狀，藉此獲得加熱器50。
此種加熱器50可於將非磁性金屬薄板接著於靜電卡盤部2後，於靜電卡盤部2的表面進行加工成型。或者，亦可將於與靜電卡盤部2不同的位置對加熱器50進行加工成形而成者轉印 印刷至靜電卡盤部2的表面。
於後對加熱器50的構成進行詳細敘述。
返回至圖1，加熱器元件5藉由包含具有厚度均勻的耐熱性及絕緣性的片狀或膜狀的矽樹脂或丙烯酸樹脂的接著層4而接著．固定於支撐板12的底表面。
如所述般加熱器元件5包含主加熱器5A、主加熱器5B、主加熱器5C、主加熱器5D。於靜電卡盤裝置中設置用於對該些各個主加熱器5A、主加熱器5B、主加熱器5C、主加熱器5D供電的多根供電用端子17。於圖2中僅示出主加熱器5A、主加熱器5B、主加熱器5C、主加熱器5D的概略形狀、即僅示出大概的形狀。即便為該些中的任一加熱器，用於連接於電源的導通部亦設置於各加熱器的其中一端側與另一端側。因此，於加熱器元件5中設置有相對於主加熱器5A、主加熱器5B、主加熱器5C、主加熱器5D而各兩根、合計8根的供電用端子17。
於圖1中為了簡化說明，僅描繪有一根連接於加熱器元件5的供電用端子17。該供電用端子17是對於溫度調節用底座部3與絕緣板7以及存在於該些的周圍的接著劑層8，沿該些的厚度方向局部地貫穿而配置。另外，於供電用端子17的外周面裝配有絕緣用的筒型的絕緣子18，溫度調節用底座部3與供電用端子17絕緣。
構成供電用端子17的材料可任意選擇，可較佳地使用與之前的構成供電用端子15的材料同等的材料。
於圖1中並未描繪所有的供電用端子17，對於主加熱器5A、主加熱器5B、主加熱器5C、主加熱器5D的任一者均連接有各兩根供電用端子17。於主加熱器5A、主加熱器5B、主加熱器5C、主加熱器5D中分別經由兩根供電用端子17而將圖示省略的開關元件與電源裝置連接，並進行通電控制。
該些供電用端子17分別被插入至形成於溫度調節用底座部3的貫穿孔3b中，進而於連接的對象為主加熱器5A、主加熱器5B、主加熱器5C、主加熱器5D的任一者的情況下，絕緣板7亦貫穿而設置。
藉由以上說明的構成，主加熱器5A、主加熱器5B、主加熱器5C、主加熱器5D各自對應於開關元件與電源的動作而控制各個的通電與發熱。
另外，於加熱器元件5(主加熱器5A、主加熱器5B、主加熱器5C、主加熱器5D)的下表面側設置有溫度感測器20。於圖1的結構中，於厚度方向貫穿溫度調節用底座部3與絕緣板7而形成設置孔21，於該些設置孔21內的最上部設置有溫度感測器20。再者，溫度感測器20理想的是設置於盡可能靠近加熱器元件5的位置。因此，亦可以從圖1的結構進而突出至接著劑層8側的方式延伸地形成設置孔21，使溫度感測器20與加熱器元件5接近。
溫度感測器20可任意選擇，例如作為一例，亦較佳為螢光發光型的溫度感測器：於包含石英玻璃等的長方體形狀的透光體的上表面側形成有螢光體層。該溫度感測器20亦較佳為藉由 具有透光性及耐熱性的矽樹脂系接著劑等而接著於加熱器元件5(主加熱器5A、主加熱器5B、主加熱器5C、主加熱器5D)的下表面。
所述螢光體層包含對應於來自主加熱器的發熱而產生螢光的材料，若為對應於發熱而產生螢光的材料，則可選擇多種多樣的螢光材料。例如，可自添加了具有適合於發光的能級的稀土類元素的螢光材料、AlGaAs等半導體材料、氧化鎂等金屬氧化物、紅寶石或藍寶石等礦物中適宜選擇而使用。
對應於主加熱器5A、主加熱器5B、主加熱器5C、主加熱器5D的溫度感測器20被分別設置於不會與各自供電用端子等產生干涉的位置且主加熱器5A、主加熱器5B、主加熱器5C、主加熱器5D的下表面圓周方向的任意位置。
對於根據該些溫度感測器20的螢光來測定主加熱器5A~主加熱器5D的溫度的溫度計測部22，作為一例，亦可為如圖1所示般的構成。具體而言，如圖1所示，較佳地包括：激發部23，於溫度調節用底座部3的設置孔21的外側(下側)，對所述螢光體層照射激發光；螢光檢測器24，對自螢光體層發出的螢光進行檢測；以及控制部25，控制激發部23及螢光檢測器24，並且基於所述螢光來算出主加熱器的溫度。
進而，靜電卡盤裝置1具有銷插通孔28，該銷插通孔28是自溫度調節用底座部3至載置板11為止沿該些的厚度方向貫穿而設置。於該銷插通孔28中插通有板狀試樣脫離用的抬昇銷。 於銷插通孔28的內周部設置有筒狀的絕緣子29。
進而，靜電卡盤裝置1較佳地具有自溫度調節用底座部3至載置板11為止於厚度方向連通設置的未圖示的氣體孔。氣體孔例如可採用與銷插通孔28相同的構成。於氣體孔中供給用於將板狀試樣冷卻的冷卻氣體。冷卻氣體經由氣體孔而被供給至槽19及載置面11a而將板狀試樣冷卻。
靜電卡盤裝置1的基本構成具有以上般的構成。
於如所述的靜電卡盤裝置1中，設置有貫穿孔(銷插通孔28、氣體孔)的位置較未設置貫穿孔的位置而更難以受到加熱。另外，於設置有貫穿孔的位置與未設置貫穿孔的位置處，熱的傳遞方式不同。因此，於對載置於載置面11a的板狀試樣W進行溫度控制的情況下，於板狀試樣W中與貫穿孔重疊的部分和不與貫穿孔重疊的部分之間容易產生溫度差。
因此，於本實施形態中的靜電卡盤裝置1中，藉由對加熱器元件(加熱器50)的圖案進行研究，減少於銷插通孔28、氣體孔等貫穿孔的周邊產生的板狀試樣W的面內溫度差。
以下，例示較佳的多個加熱器形狀，並對本申請案發明的實施形態進行說明。
(加熱器50A)
圖4是表示配置於銷插通孔28附近的加熱器50A的一部分的例子的示意圖。如圖所示，以包圍銷插通孔28的方式配置的加熱器50A具有：第1部位501，以帶狀且直線狀形成；以及第2 部位502，與第1部位501連續並以帶狀且閉環狀形成。如此，第2部位502具有至少一個開口，且夾持該開口部而具有第一圖案部與第二圖案部。
詳細而言，加熱器50A於延伸方向以第1部位501、第2部位502、第1部位501的順序連續而連接。圖4的第2部位502的兩側的第1部位501沿著共通的中心線而以直線狀形成。
銷插通孔28被配置於第2部位502的內周側，且由第2部位502包圍周圍。
於此種加熱器50A中，第2部位502的寬度，即以第2部位502的孔為中心的兩個部位的各寬度以包含於第1部位501的寬度的0.25倍至0.75倍的範圍內的方式較佳地形成。第2部位502的寬度更佳為包含於第1部位501的寬度的0.45倍至0.55倍的範圍內。
此處，所謂第1部位501的「寬度」，於將與沿第1部位501的延伸方向延伸的中心線正交的方向設為寬度方向時，是指第1部位501的寬度方向上的長度。
另外，第2部位502的「寬度」是如以下般定義。
首先，將配置於第2部位502的兩側的第1部位501的寬度方向的中心分別設為點P1、點P2。點P1為第1部位501的寬度方向的線段L1的中點。點P2為第1部位501的寬度方向的線段L2的中點。此時，將連結點P1、點P2的線段設為線段La。
繼而，於假定與線段La正交且通過銷插通孔28(貫穿 孔)的中心P的線段Lb時，將線段Lb與第2部位502的周緣部的四個交點分別設為點Pa、點Pb、點Pc、點Pd。
關於第2部位502，於自線段La觀察而配置於其中一側的圖案設為圖案502a、配置於另一側的圖案設為圖案502b時，將配置於圖案502a側的點Pa、點Pb之間的距離設為圖案502a的寬度。另外，將配置於圖案502b側的點Pc、點Pd之間的距離設為圖案502b的寬度。
所謂第2部位502的「寬度」，是指圖案502a的寬度(即點Pa、點Pb間的距離)與圖案502b的寬度(即點Pc、點Pd間的距離)的各自。
即，於本實施形態的靜電卡盤裝置1中，加熱器50A的第2部位502的寬度Wa、寬度Wb分別以包含於第1部位501的寬度WX的0.25倍至0.75倍的範圍內的方式較佳地形成。另外，第2部位502的寬度Wa、寬度Wb更佳為分別包含於第1部位的寬度WX的0.45倍至0.55倍的範圍內。Wa、Wb視需要可相同亦可不同。
進而，第2部位502的寬度Wa、寬度Wb的合計較佳為與寬度WX大體一致。於第2部位502中，流經第1部位501的電流於圖案502a、圖案502b的兩個路徑中並列地流動。於寬度Wa、寬度Wb的合計與寬度WX大體一致的情況下，於流經第1部位501的電流流入至第2部位502時，於第1部位501與第2部位502的連接位置處不易產生電阻差，從而容易獲得同樣的發熱。
加熱器是利用對帶狀的導電薄板通電時的電阻發熱來進行加熱者。藉由第2部位502的寬度Wa、寬度Wb包含於第1部位501的寬度WX的0.25倍至0.75倍的範圍內，以適當量的電流對第2部位502通電，從而容易實現所需的發熱。
(加熱器50B、加熱器50C)
圖5、圖6是分別表示配置於銷插通孔28附近的加熱器50B、加熱器50C的例子的示意圖。如圖5、圖6所示，以包圍銷插通孔28的方式配置的加熱器50B與加熱器50C具有：第1部位503，以帶狀且圓弧狀彎曲而形成；以及第2部位502，與第1部位503連續並以帶狀且閉環狀形成。
另外，於圖5、圖6中以箭頭表示於加熱器50B、加熱器50C中流動的電流C。
圖5所示的加熱器50B與圖4所示的所述加熱器50A相比，僅第1部位的形狀不同。
於第2部位502中，流經第1部位503的電流於圖案502a(第一圖案部)、圖案502b(第二圖案部)的兩個路徑中並列地流動。另一方面，電流具有於最短路徑傳遞的性質。因此，於圖案502a的寬度Wc與圖案502b的寬度Wd大體相等的情況下，若如加熱器50B般第1部位503彎曲，則於對加熱器通電時，第1部位503的內側(凹側)較彎曲的第1部位503的外側(凸側)而更容易通電。
藉此，較流經以第1部位503、圖案502a、第1部位503 的順序排列的電流路徑R1的電流C的量而言，流經以第1部位503、圖案502b、第1部位503的順序排列的電流路徑R2的電流C的量容易更多。另外，圖案502b較圖案502a而更容易發熱。
於加熱器50B中，亦與所述加熱器50A同樣地，將第2部位502的寬度設為相對於第1部位503的寬度而為規定大小的範圍，藉此以適當量的電流對第2部位502通電，從而容易實現所需的發熱。但是，根據所述理由，於第2部位502中存在發熱量變得不均勻的擔憂。
相對於此，於圖6所示的加熱器50C中亦具有：第1部位503，以帶狀且圓弧狀彎曲而形成；以及第2部位502，與第1部位503連續並以帶狀且閉環狀形成。然而，如圖6所示，於第2部位502中，錯開內周緣502x的位置，將彎曲的第1部位503的外側的圖案502a較第1部位503的內側的圖案502b而形成得更粗。即，圖案502a的寬度We較圖案502b的寬度Wf而變得更大。
於此種加熱器50C中，於第2部位502中寬度廣的圖案502a較寬度相對窄的圖案502b而電阻更小，更容易通電。因此，於加熱器50C中，可對所述加熱器50B中產生的電流路徑R1與電流路徑R2的通電量之差進行修正，並減少圖案502a與圖案502b的發熱量的差。藉此，加熱器50C的第2部位502中發熱量均勻。
(加熱器50D)
圖7、圖8是對配置於銷插通孔28附近的加熱器50進行說明的說明圖。圖7是所述加熱器50A的說明圖。圖8是加熱器50D 的說明圖。
首先，於對圖7所示的加熱器50A通電的情況下，電流C於加熱器50A中流經最短路徑。由此，難以流至第2部位502的內周緣502x中第1部位501所面對的區域AR1中，而容易流至不與第1部位501面對的區域AR2中。因此，於區域AR1中難以發熱，於區域AR2中容易發熱，從而產生發熱量於銷插通孔28的周圍不同的擔憂。
相對於此，圖8所示的加熱器50D具有：第1部位501，以帶狀且直線狀形成；以及第2部位504，與第1部位501連續並以帶狀且閉環狀形成。圖7所示的加熱器50A與圖8所示的加熱器50D僅第2部位的構成不同。
於第2部位504中，內周緣504x的俯視形狀與內周緣504x的設想內切圓VC相比而朝第1部位501側突出(成為凸)。於圖中，以符號504z表示內周緣504x中朝第1部位501側突出的區域。第2部位504的開口於俯視時具有兩個曲線於兩點處結合且相對於中心線而呈線對稱的杏仁形狀。
於加熱器50D中，藉由設為此種構成，可減少於內周緣504x的附近電流C難以流動而難以發熱的區域，從而於內周緣504x附近難以產生發熱量的差。
再者，若滿足與內周緣504x的設想內切圓VC相比而朝第1部位501側突出的關係，則即便第2部位504的寬度並非為第1部位501的寬度的0.25倍至0.75倍的範圍，亦可獲得所述效 果。即，可以適當量的電流對第2部位504通電，從而實現所需的發熱。
另外，若滿足與內周緣504x的設想內切圓VC相比而邊緣朝第1部位501側突出的關係，則內周緣504x的俯視形狀並無特別限制。例如，除圖8所示的形狀以外，亦可為多邊形或橢圓形。即，第2部位504內的開口的形狀可為多邊形或橢圓形等而任意選擇。
進而，以第2部位504的寬度固定的方式，第2部位504的外周緣504y的俯視形狀可設為仿照內周緣504x的俯視形狀的形狀。
如所述加熱器50A~加熱器50D般，具有以帶狀形成的第1部位、以及與第1部位連續並以帶狀且閉環狀形成的第2部位的構成可設置於任意的位置。例如，於圖3所示的加熱器50中可於第1構件51中採用，亦可於第2構件52中採用。
通常的加熱器元件中圓弧狀的第1構件51佔據加熱器元件的總面積的大半。因此，於加熱器元件5中，於第1構件51具有所述閉環狀的第2部位的情況下，第2部位的形成位置的自由度高，加熱器元件的設計容易，構成簡單。
另外，於加熱器元件5中，於與所述圓形區域的徑方向斜交叉的第2構件52具有閉環狀的第2部位的情況下，可提高設計的自由度。
進而，於加熱器元件5中，於沿所述圓形區域的徑方向 延伸的第2構件52具有閉環狀的第2部位的情況下，可如加熱器50A、加熱器50D般將第1部位形成為直線狀。因此，無需考慮因第1部位彎曲而可產生的通電量的差，難以產生第2部位中的發熱量的差。
圖9是表示第2構件52A具有第2部位522A的加熱器元件5中的第2部位522A的周邊構成的說明圖。圖中，標註符號D的兩箭頭表示徑方向。
第2構件52A沿徑方向延伸。第2構件52A具有：第1部位521A，以帶狀且直線狀形成；以及第2部位522A，與第1部位521A連續並以帶狀且閉環狀形成。
於第2構件52A的周圍，具有兩個第1構件51、與將相鄰的兩個第1構件51連接的第2構件52的加熱器50X於徑方向排列多個(圖中，於第2構件52A的兩側各3個，共計6個)。多個加熱器50X可於圖9的顯示範圍外彼此連接而構成一個加熱器元件。
藉由設為此種構成的加熱器元件，可於銷插通孔28的周圍有效地形成加熱器圖案，並可減少因載置面11a上的位置不同而引起的溫度差。
於具有以上的加熱器50A~加熱器50D的靜電卡盤裝置1中，可減少板狀構件的面內溫度差。
以上，參照隨附圖式並對本發明的較佳實施形態例進行了說明，但本發明當然不限定於該例。所述例子中所示的各構成 構件的各形狀或組合等為一例，於不脫離本發明的主旨的範圍內可基於設計要求等進行各種變更。
28:銷插通孔
50A:加熱器
501:第1部位
502:第2部位
502a、502b:圖案
L1、L2、La、Lb:線段
P:中心
P1、P2、Pa、Pb、Pc、Pd:點
Wa、Wb、WX:寬度

Claims (12)

  1. 一種靜電卡盤裝置，其包括： 靜電卡盤部，具有載置板狀試樣的載置面作為一主表面，且包括靜電吸附用電極； 溫度調節用底座部，相對於所述靜電卡盤部而配置於與所述載置面相反之側並對所述靜電卡盤部進行冷卻；以及 加熱器元件，以層狀配置於所述靜電卡盤部與所述溫度調節用底座部之間或所述靜電卡盤部的內部， 所述靜電卡盤部及所述溫度調節用底座部具有於厚度方向連通的多個貫穿孔， 所述加熱器元件具有：第1部位，以帶狀形成；以及第2部位，與所述第1部位連續並以帶狀且閉環狀形成， 所述貫穿孔被配置於俯視時為所述第2部位的內周側， 所述第2部位的寬度包含於所述第1部位的寬度的0.25倍至0.75倍的範圍內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的靜電卡盤裝置，其中所述第2部位的內周緣的俯視形狀與所述內周緣的設想內切圓相比而朝所述第1部位側突出。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的靜電卡盤裝置，其中所述第2部位的寬度包含於所述第1部位的寬度的0.45倍至0.55倍的範圍內。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的靜電卡盤裝置，其中所述加熱器元件被配置於圓形區域， 所述第1部位沿所述圓形區域的圓周方向延伸。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的靜電卡盤裝置，其中所述加熱器元件被配置於圓形區域， 所述第1部位沿所述圓形區域的徑方向延伸。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的靜電卡盤裝置，其中所述加熱器元件被配置於圓形區域， 所述第1部位沿與所述圓形區域的徑方向斜交叉的方向延伸。
  7. 一種靜電卡盤裝置，其包括： 靜電卡盤部，具有載置板狀試樣的載置面作為一主表面，且包括靜電吸附用電極； 溫度調節用底座部，相對於所述靜電卡盤部而配置於與所述載置面相反之側並對所述靜電卡盤部進行冷卻；以及 加熱器元件，以層狀配置於所述靜電卡盤部與所述溫度調節用底座部之間或所述靜電卡盤部的內部， 所述靜電卡盤部及所述溫度調節用底座部具有於厚度方向連通的多個貫穿孔， 所述加熱器元件具有：第1部位，以帶狀形成；以及第2部位，與所述第1部位連續並以帶狀且閉環狀形成， 所述貫穿孔被配置於俯視時為所述第2部位的內周側， 所述第2部位的內周緣的俯視形狀與所述內周緣的設想內切圓相比而朝所述第1部位側突出。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的靜電卡盤裝置，其中所述加熱器元件被配置於圓形區域， 所述第1部位沿所述圓形區域的圓周方向延伸。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的靜電卡盤裝置，其中所述加熱器元件被配置於圓形區域， 所述第1部位沿所述圓形區域的徑方向延伸。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的靜電卡盤裝置，其中所述加熱器元件被配置於圓形區域， 所述第1部位沿與所述圓形區域的徑方向斜交叉的方向延伸。
  11. 如申請專利範圍第7項所述的靜電卡盤裝置，其中所述第2部位的寬度包含於所述第1部位的寬度的0.25倍至0.75倍的範圍內。
  12. 如申請專利範圍第7項所述的靜電卡盤裝置，其中所述第2部位的寬度包含於所述第1部位的寬度的0.45倍至0.55倍的範圍內。
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