WO2017159590A1 - 静電チャック - Google Patents

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WO2017159590A1
WO2017159590A1 PCT/JP2017/009894 JP2017009894W WO2017159590A1 WO 2017159590 A1 WO2017159590 A1 WO 2017159590A1 JP 2017009894 W JP2017009894 W JP 2017009894W WO 2017159590 A1 WO2017159590 A1 WO 2017159590A1
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WO
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support plate
electrostatic chuck
heater
resin layer
heater element
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PCT/JP2017/009894
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English (en)
French (fr)
Inventor
淳平 上藤
佐々木 均
康介 山口
健吾 前畑
雄一 吉井
Original Assignee
Toto株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping

Definitions

  • An aspect of the present invention generally relates to an electrostatic chuck.
  • an electrostatic chuck is used as means for adsorbing and holding a processing object such as a semiconductor wafer or a glass substrate.
  • the electrostatic chuck applies electrostatic attraction power to a built-in electrode and attracts a substrate such as a silicon wafer by electrostatic force.
  • IC chips including semiconductor elements such as transistors have been required to be reduced in size and improved in processing speed.
  • Etching processing accuracy indicates whether a pattern having a designed width and depth can be formed by processing a wafer.
  • the semiconductor element can be miniaturized and the integration density can be increased. That is, by increasing the processing accuracy, it is possible to reduce the size and speed of the chip.
  • the processing accuracy such as etching depends on the temperature of the wafer during processing. Therefore, in a substrate processing apparatus having an electrostatic chuck, it is required to stably control the wafer temperature during processing. For example, the performance (temperature uniformity) that makes the temperature distribution in the wafer surface uniform is required. Further, a performance (temperature controllability) that intentionally makes a difference in temperature within the wafer surface is required.
  • a method for controlling the temperature of the wafer a method using an electrostatic chuck incorporating a heater (heating element) or a cooling plate is known. In general, temperature uniformity is in a trade-off relationship with temperature controllability.
  • the wafer temperature is affected by variations in cooling plate temperature, heater temperature, support plate thickness supporting the heater, and resin layer thickness variation around the heater.
  • the heater built-in method for example, bonding method
  • the heater built-in method is one of the important elements.
  • an RF (Radio Frequency) voltage high frequency voltage
  • a general heater generates heat under the influence of a high frequency. Then, the temperature of the wafer is affected. Moreover, when the RF voltage is applied, a leakage current flows to the equipment side. Therefore, a mechanism such as a filter is required on the equipment side.
  • a wafer is irradiated with plasma having various intensities and various distributions. When plasma is irradiated onto a wafer, temperature uniformity and temperature controllability are required at the same time as controlling the wafer temperature to a temperature suitable for the process.
  • the present invention has been made on the basis of recognition of such a problem, and an object thereof is to provide a highly reliable electrostatic chuck that can withstand thermal, electrical, and mechanical loads.
  • a ceramic dielectric substrate on which an object to be processed is placed a base plate provided at a position separated from the ceramic dielectric substrate in the stacking direction, and supporting the ceramic dielectric substrate, and the ceramic dielectric
  • a heater plate provided between a substrate and the base plate, wherein the heater plate is provided between the ceramic dielectric substrate and the base plate, and includes a first support plate including metal, and the first plate.
  • a second support plate including a metal provided between the support plate and the base plate, a first resin layer provided between the first support plate and the second support plate, A second resin layer provided between the first resin layer and the second support plate; and a first conductive layer provided between the first resin layer and the second resin layer.
  • Part and the stacking direction A heater element that has a second conductive portion that is spaced apart from the first conductive portion in an in-plane direction perpendicular to the first conductive portion, and generates heat when a current flows; and the in-plane direction of the first conductive portion
  • a first space portion partitioned by the first side end portion, the first resin layer, and the second resin layer, and the first resin layer includes: The electrostatic chuck is in contact with the second resin layer between one conductive portion and the second conductive portion.
  • the first space (gap) is provided at the end of the first conductive portion of the heater element. Even if the heater element is thermally expanded, the first conductive portion is deformed so as to fill the first space portion. For this reason, when a heater element deform
  • the first conductive portion has a second side end portion that is spaced apart from the first side end portion in the in-plane direction
  • the heater plate includes:
  • the chuck has a second space section defined by the second side end portion, the first resin layer, and the second resin layer.
  • the second space (gap) is provided at the end of the first conductive portion of the heater element. Even if the heater element is thermally expanded, the first conductive portion is deformed so as to fill the second space portion. For this reason, when a heater element deform
  • the width of the first space portion along the stacking direction is equal to or less than the width of the first conductive portion along the stacking direction.
  • This is an electrostatic chuck.
  • the electrostatic chuck even if the heater element is deformed due to thermal expansion, the space is filled, so that the stress applied to the first resin layer and the second resin layer can be reduced. Therefore, peeling between the heater element and the first resin layer and peeling between the heater element and the second resin layer can be suppressed. It is possible to suppress the temperature change of the processing object caused by the peeling.
  • the electrostatic chuck is characterized by being narrowed.
  • the electrostatic chuck even if the heater element is deformed due to thermal expansion, the space is filled, so that the stress applied to the first resin layer and the second resin layer can be reduced. Therefore, peeling between the heater element and the first resin layer and peeling between the heater element and the second resin layer can be suppressed. It is possible to suppress the temperature change of the processing object caused by the peeling.
  • a boundary between the first space portion and the first resin layer is from the first side end portion in the in-plane direction. As it moves away, it approaches a virtual surface that extends in the in-plane direction through the center in the stacking direction of the first conductive portion, and the boundary between the first space portion and the second resin layer is the surface.
  • the electrostatic chuck is characterized by approaching the imaginary surface as the distance from the first side end portion increases in the inward direction.
  • the electrostatic chuck even if the heater element is deformed due to thermal expansion, the space is filled, so that the stress applied to the first resin layer and the second resin layer can be reduced. Therefore, peeling between the heater element and the first resin layer and peeling between the heater element and the second resin layer can be suppressed. It is possible to suppress the temperature change of the processing object caused by the peeling.
  • the first conductive portion has an upper surface facing the first resin layer, and the first space portion and the first space portion
  • the boundary between the first resin layer and the second resin layer approaches an imaginary plane that extends in the in-plane direction through the upper surface as the distance from the first side end portion increases in the in-plane direction. is there.
  • the electrostatic chuck even if the heater element is deformed due to thermal expansion, the space is filled, so that the stress applied to the first resin layer and the second resin layer can be reduced. Therefore, peeling between the heater element and the first resin layer and peeling between the heater element and the second resin layer can be suppressed. It is possible to suppress the temperature change of the processing object caused by the peeling.
  • the first conductive portion has a lower surface facing the second resin layer, and the first space portion and the first
  • the electrostatic chuck is characterized in that a boundary between the second resin layer and the resin layer approaches a virtual surface extending in the in-plane direction through the lower surface as the distance from the first conductive portion increases in the in-plane direction.
  • the electrostatic chuck even if the heater element is deformed due to thermal expansion, the space is filled, so that the stress applied to the first resin layer and the second resin layer can be reduced. Therefore, peeling between the heater element and the first resin layer and peeling between the heater element and the second resin layer can be suppressed. It is possible to suppress the temperature change of the processing object caused by the peeling.
  • the first conductive portion includes an upper surface facing the first resin layer, and a lower surface facing the second resin layer.
  • the width of one of the upper surface and the lower surface along the in-plane direction is narrower than the width of the other surface of the upper surface and the lower surface along the in-plane direction. It is an electrostatic chuck.
  • the electrostatic chuck even if the heater element is deformed due to thermal expansion, the space is filled, so that the stress applied to the first resin layer and the second resin layer can be reduced. Therefore, peeling between the heater element and the first resin layer and peeling between the heater element and the second resin layer can be suppressed. It is possible to suppress the temperature change of the processing object caused by the peeling.
  • the length along the in-plane direction of the lower surface of the first conductive portion is along the in-plane direction of the upper surface of the first conductive portion.
  • the electrostatic chuck is longer than the length.
  • the temperature below the heater element is lower than the temperature above the heater element, and the heat distribution may be biased in the vertical direction. According to this electrostatic chuck, it is possible to suppress such an uneven distribution of heat in the vertical direction.
  • the length along the in-plane direction of the upper surface of the first conductive portion is along the in-plane direction of the lower surface of the first conductive portion.
  • the electrostatic chuck is longer than the length.
  • the upper surface of the heater element since the upper surface of the heater element is long, the upper part of the heater element on which the object to be processed is arranged can be easily heated. Further, since the lower surface of the heater element is relatively short, the lower portion of the heater element can be easily cooled. Thereby, temperature followability (ramp plate) can be improved.
  • An eleventh invention is the electrostatic chuck according to any one of the eighth to tenth inventions, wherein the one surface and the side surface of the first conductive portion are connected by a curved surface. is there.
  • the electrostatic chuck even if the heater element is deformed due to thermal expansion, the space is filled, so that the stress applied to the first resin layer and the second resin layer can be reduced. Therefore, peeling between the heater element and the first resin layer and peeling between the heater element and the second resin layer can be suppressed. It is possible to suppress the temperature change of the processing object caused by the peeling.
  • a twelfth aspect of the invention is an electrostatic chuck according to any one of the eighth to eleventh aspects, wherein a side surface of the first conductive portion is rougher than the other surface.
  • the electrostatic chuck even if the heater element is deformed due to thermal expansion, the space is filled, so that the stress applied to the first resin layer and the second resin layer can be reduced. Therefore, peeling between the heater element and the first resin layer and peeling between the heater element and the second resin layer can be suppressed. It is possible to suppress the temperature change of the processing object caused by the peeling.
  • the stacking direction of one of the first support plate and the second support plate and the first conductive portion is stacked.
  • the distance between the center virtual plane extending through the center in the in-plane direction is the other support plate of the first support plate and the second support plate, the center virtual surface,
  • the electrostatic chuck is characterized in that the one surface is shorter than the distance between the one support plate and the central virtual surface.
  • the electrostatic chuck even if the heater element is deformed due to thermal expansion, the space is filled, so that the stress applied to the first resin layer and the second resin layer can be reduced. Therefore, peeling between the heater element and the first resin layer and peeling between the heater element and the second resin layer can be suppressed. It is possible to suppress the temperature change of the processing object caused by the peeling.
  • a fourteenth invention is the electrostatic chuck according to any one of the first to thirteenth inventions, wherein the first support plate is electrically joined to the second support plate. .
  • This electrostatic chuck can shield the heater element from high frequency. Thereby, it can suppress that a heater element generates heat to abnormal temperature. Moreover, the impedance of the heater plate can be suppressed.
  • the area of the region where the first support plate is joined to the second support plate is smaller than the area of the upper surface of the first support plate.
  • the electrostatic chuck is smaller than the area of the lower surface of the support plate.
  • This electrostatic chuck can shield the heater element from high frequency. Thereby, it can suppress that a heater element generates heat to abnormal temperature. Moreover, the impedance of the heater plate can be suppressed.
  • the upper surface of the first support plate has first irregularities
  • the lower surface of the second support plate is a second surface.
  • An electrostatic chuck characterized by having irregularities.
  • the bonding area between the first support plate and the heater element can be increased, and the first support The adhesive strength between the plate and the heater element can be improved.
  • the lower surface of the second support plate has the second unevenness
  • the bonding area between the second support plate and the heater element can be increased, and the second support plate and the heater element The adhesive strength between them can be improved.
  • the upper surface of the first support plate has the first unevenness
  • the distance between the heater element and the object to be processed can be further shortened. Thereby, the speed which raises the temperature of a process target object can be improved.
  • a seventeenth aspect of the invention is the electrostatic chuck according to the sixteenth aspect of the invention, wherein the first unevenness follows the shape of the heater element, and the second unevenness follows the shape of the heater element. It is.
  • the adhesion area between the first support plate and the heater element can be increased, and the adhesion strength between the first support plate and the heater element can be improved. . Further, the adhesion area between the second support plate and the heater element can be increased, and the adhesion strength between the second support plate and the heater element can be improved. Furthermore, the distance between the heater element and the object to be processed can be further shortened. Thereby, the speed which raises the temperature of a process target object can be improved.
  • the distance between the first concave-convex concave portion and the second concave-convex concave portion is the distance between the first concave-convex convex portion and the second concave-convex convex portion.
  • An electrostatic chuck characterized by being shorter than the distance between the convex and concave portions.
  • the adhesion area between the first support plate and the heater element can be increased, and the adhesion strength between the first support plate and the heater element can be improved. . Further, the adhesion area between the second support plate and the heater element can be increased, and the adhesion strength between the second support plate and the heater element can be improved. Furthermore, the distance between the heater element and the object to be processed can be further shortened. Thereby, the speed which raises the temperature of a process target object can be improved.
  • the nineteenth invention is the electrostatic chuck according to any one of the sixteenth to eighteenth inventions, wherein the height of the first unevenness is different from the height of the second unevenness.
  • the adhesion area between the first support plate and the heater element can be increased, and the adhesion strength between the first support plate and the heater element can be improved. . Further, the adhesion area between the second support plate and the heater element can be increased, and the adhesion strength between the second support plate and the heater element can be improved. Furthermore, the distance between the heater element and the object to be processed can be further shortened. Thereby, the speed which raises the temperature of a process target object can be improved.
  • the heater element has a belt-like heater electrode, and the heater electrodes are provided independently of each other in a plurality of regions.
  • An electrostatic chuck characterized by the following.
  • the heater electrodes are provided in a plurality of regions independently of each other, the temperature in the surface of the processing object can be controlled independently for each region. Thereby, it is possible to intentionally make a difference in the in-plane temperature of the processing object (temperature controllability).
  • the heater elements are provided in a plurality, and the plurality of heater elements are provided in different states from each other. It is an electrostatic chuck.
  • the in-plane temperature of the processing object can be controlled independently for each region. Thereby, it is possible to intentionally make a difference in the in-plane temperature of the processing object (temperature controllability).
  • the heater plate is a conductive bypass provided between the first support plate and the second support plate.
  • the electrostatic chuck further includes a layer.
  • this electrostatic chuck According to this electrostatic chuck, a greater degree of freedom can be given to the arrangement of terminals for supplying power to the heater element.
  • the bypass layer By providing the bypass layer, it is not necessary to directly join the terminal having a large heat capacity to the heater element as compared with the case where the bypass layer is not provided. Thereby, the uniformity of the temperature distribution in the surface of a process target object can be improved.
  • the heater element is electrically joined to the bypass layer, and is electrically insulated from the first support plate and the second support plate. This is an electrostatic chuck.
  • the twenty-fourth invention is the electrostatic chuck according to the twenty-second or twenty-third invention, wherein the bypass layer is thicker than the first resin layer.
  • this electrostatic chuck According to this electrostatic chuck, a greater degree of freedom can be given to the arrangement of terminals for supplying power to the heater element.
  • the electrical resistance of the bypass layer can be suppressed, and the heat generation amount of the bypass layer can be suppressed.
  • a twenty-fifth aspect of the invention is an electrostatic chuck according to any one of the twenty-second to twenty-fourth aspects, wherein the thickness of the bypass layer is larger than the thickness of the heater element.
  • this electrostatic chuck According to this electrostatic chuck, a greater degree of freedom can be given to the arrangement of terminals for supplying power to the heater element.
  • the electrical resistance of the bypass layer can be suppressed, and the heat generation amount of the bypass layer can be suppressed.
  • the twenty-sixth invention is the electrostatic chuck according to any one of the twenty-second to twenty-fifth inventions, wherein the bypass layer is provided between the heater element and the base plate.
  • the bypass layer suppresses the heat supplied from the heater element from being transmitted to the base plate. That is, the bypass layer has a heat insulating effect on the base plate side as viewed from the bypass layer, and can improve the uniformity of the temperature distribution in the surface of the processing object.
  • a twenty-seventh aspect of the invention is the electrostatic chuck according to any one of the twenty-second to twenty-fifth aspects, wherein the bypass layer is provided between the heater element and the ceramic dielectric substrate. It is.
  • the heat of the heater element having the highest temperature can be quickly transferred to the base plate, and the temperature follow-up performance (run) can be reduced when the temperature of the object to be processed is lowered. Plate) can be further improved.
  • a twenty-eighth aspect of the present invention is the electrostatic chuck according to any one of the twenty-second to twenty-seventh aspects, wherein the heater plate further includes a space provided on a side of the bypass layer.
  • This electrostatic chuck deforms so as to fill the space even if the bypass layer is thermally expanded. For this reason, the stress concerning the resin layer etc. which adjoin a bypass layer can be reduced. Therefore, peeling of the resin layer adjacent to the bypass layer can be suppressed. For example, the resistance to the load of the heater plate can be improved, and the reliability of the electrostatic chuck can be further improved. Furthermore, the temperature change of the processing object which arises by peeling of the layer adjacent to a bypass layer can be suppressed.
  • the size relationship between the cross-sectional area of the first space portion and the cross-sectional area of the space portion on the side of the bypass layer is the thickness of the heater element and the bypass layer
  • the electrostatic chuck is characterized in that it has the same magnitude relationship of thickness.
  • the thickness is thick, the volume increase due to thermal expansion increases. For this reason, the one where the cross-section record of a space part is large is advantageous to peeling prevention of an adjacent layer. Therefore, according to this electrostatic chuck, peeling of the layer adjacent to the first conductive portion and the bypass layer can be further suppressed. It is possible to more reliably suppress the temperature change of the object to be processed due to the occurrence of peeling.
  • the side end of the first space portion is located on the first support plate side or the side with respect to the center in the thickness direction of the first conductive portion.
  • the side edge of the space part on the side of the bypass layer is shifted in the same direction as the side edge of the first space part with respect to the center in the thickness direction of the bypass layer. This is an electrostatic chuck.
  • this electrostatic chuck it is not necessary to use a complicated method for forming the first space portion and the space portion of the bypass layer, and the formation of the space portion of the first space portion and the bypass layer is facilitated. be able to.
  • the heater element includes a first surface on the first support plate side, a second surface on the second support plate side, The width of the first surface is different from the width of the second surface, and the bypass layer includes a third surface on the first support plate side and a fourth surface on the second support plate side.
  • the width of the third surface is different from the width of the fourth surface, and the width relationship of the third surface with respect to the fourth surface is the width of the first surface with respect to the second surface.
  • This is an electrostatic chuck characterized by having the same magnitude relationship.
  • the heater element includes a first surface on the first support plate side, a second surface on the second support plate side, The width of the first surface is different from the width of the second surface, and the bypass layer includes a third surface on the first support plate side and a fourth surface on the second support plate side.
  • the width of the third surface is different from the width of the fourth surface, and the width relationship of the third surface with respect to the fourth surface is the width of the first surface with respect to the second surface.
  • the electrostatic chuck is opposite to the magnitude relationship of
  • the direction of the stress applied by the thermal expansion of the bypass layer can be made opposite to the direction of the stress applied by the thermal expansion of the heater element. Thereby, the influence of stress can be suppressed more.
  • the area of the upper surface of the first support plate is larger than the area of the lower surface of the second support plate. It is an electric chuck.
  • a terminal for supplying power to the heater element can be more easily connected on the second support plate side as viewed from the heater element.
  • the first support plate has a plurality of support portions, and the plurality of support portions are provided independently of each other. This is an electrostatic chuck.
  • This electrostatic chuck can intentionally provide a temperature difference in the radial direction within the surface of the first support plate (temperature controllability).
  • a temperature difference can be provided in a step shape from the center to the outer periphery within the plane of the first support plate. Thereby, a temperature difference can be intentionally provided within the surface of the processing object (temperature controllability).
  • the heater element when the surface of the first support plate on the second support plate side is viewed along the stacking direction, the heater element A first region that overlaps with the heater element, and a second region that does not overlap with the heater element, and in a cross section parallel to the stacking direction, the second region is the second region compared to the first region.
  • An electrostatic chuck that protrudes toward the support plate.
  • the adhesion between the layer adjacent to the first support plate and the first support plate can be improved. Thereby, the soaking
  • a surface of the second support plate on the first support plate side overlaps the heater element when viewed along the stacking direction;
  • This is an electrostatic chuck.
  • the adhesion between the layer adjacent to the second support plate and the second support plate can be improved. Thereby, the soaking
  • the surface of the first support plate on the second support plate side has irregularities in the shape of the heater element.
  • the surface of the support plate on the first support plate side has irregularities that are in the shape of the heater element.
  • thermostatic chuck it is possible to achieve the thermal uniformity and withstand voltage characteristics as designed. Moreover, the speed which raises the temperature of a process target object can be improved. Therefore, for example, both “heating performance (heating rate) of the heater”, “temperature uniformity”, and “voltage resistance reliability” can be achieved.
  • the distance along the stacking direction between the second region and the fourth region is the stacking direction between the first region and the third region.
  • the electrostatic chuck is characterized by being shorter than the distance along.
  • the adhesion between the layer adjacent to the first support plate and the first support plate is high. Further, the adhesion between the layer adjacent to the second support plate and the second support plate is high. As a result, it is possible to achieve the thermal uniformity and withstand voltage characteristics as designed. Moreover, the speed which raises the temperature of a process target object can be improved. Therefore, for example, both “heating performance (heating rate) of the heater”, “temperature uniformity”, and “voltage resistance reliability” can be achieved.
  • a highly reliable electrostatic chuck that can withstand thermal, electrical, and mechanical loads is provided.
  • FIG. 2A and FIG. 2B are schematic cross-sectional views showing the electrostatic chuck according to the present embodiment. It is a typical perspective view showing the heater plate of this embodiment.
  • FIG. 4A and FIG. 4B are schematic perspective views showing the heater plate of the present embodiment. It is a typical exploded view showing the heater plate of this embodiment. It is sectional drawing showing a part of heater plate of this embodiment. It is a photographic image of the heater plate of this embodiment.
  • FIGS. 8A to 8D are cross-sectional views showing the heater plate.
  • FIG. 9A and FIG. 9B are cross-sectional views showing the heater plate.
  • FIG. 10B are cross-sectional views showing a part of a modified example of the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 11A and FIG. 11B are cross-sectional views showing a part of a modified example of the heater plate of the present embodiment.
  • 12A and 12B are cross-sectional views showing a part of a modification of the heater plate of the present embodiment. It is a typical exploded view showing the modification of the heater plate of this embodiment.
  • FIG. 14A and FIG. 14B are schematic cross-sectional views illustrating an example of the manufacturing method of this embodiment. It is typical sectional drawing which illustrates another example of the manufacturing method of this embodiment. It is a typical exploded view showing the electrostatic chuck concerning this embodiment.
  • FIG. 17A and FIG. 17B are electric circuit diagrams showing an electrostatic chuck.
  • FIG. 18A and FIG. 18B are schematic plan views illustrating specific examples of the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 19A and FIG. 19B are schematic plan views illustrating the heater element of this example. It is a typical top view which illustrates the heater element of this example.
  • FIG. 21A and FIG. 21B are schematic plan views illustrating the bypass layer of this example. 22 (a) to 22 (c) are enlarged views schematically showing a part of the heater plate of this example.
  • FIG. 23A and FIG. 23B are schematic views for explaining the shape of the surface of the heater plate of the present embodiment. It is a typical sectional view showing the heater plate of this embodiment.
  • FIG. 25A and FIG. 25B are schematic cross-sectional views showing an electrostatic chuck according to a modification of the present embodiment.
  • FIG. 26A and FIG. 26B are schematic plan views illustrating modifications of the first support plate of the present embodiment. It is a typical top view showing the modification of the 1st support plate of this embodiment. It is typical sectional drawing showing the heater plate of this modification.
  • FIG. 29A to FIG. 29D are cross-sectional views illustrating modifications of the heater plate of the present embodiment.
  • 30 (a) to 30 (d) are cross-sectional views illustrating modifications of the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 31A to FIG. 31D are cross-sectional views showing modifications of the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 32A to FIG. 32D are cross-sectional views showing modifications of the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing an electrostatic chuck according to the present embodiment.
  • FIG. 2A and FIG. 2B are schematic cross-sectional views showing the electrostatic chuck according to the present embodiment.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a part of the electrostatic chuck.
  • FIG. 2A is a schematic cross-sectional view taken along the cut plane A1-A1 shown in FIG. 1, for example.
  • FIG. 2B is a schematic enlarged view of the region B1 shown in FIG.
  • the electrostatic chuck 10 includes a ceramic dielectric substrate 100, a heater plate 200, and a base plate 300.
  • the ceramic dielectric substrate 100 is provided at a position away from the base plate 300 in the stacking direction (Z direction).
  • the heater plate 200 is provided between the base plate 300 and the ceramic dielectric substrate 100.
  • the adhesive 403 is provided between the base plate 300 and the heater plate 200.
  • An adhesive 403 is provided between the heater plate 200 and the ceramic dielectric substrate 100.
  • Examples of the material of the adhesive 403 include heat-resistant resins such as silicone having relatively high thermal conductivity.
  • the thickness of the adhesive 403 is, for example, about 0.1 millimeter (mm) or more and 1.0 mm or less. The thickness of the adhesive 403 is the same as the distance between the base plate 300 and the heater plate 200 or the distance between the heater plate 200 and the ceramic dielectric substrate 100.
  • the ceramic dielectric substrate 100 is a flat base material made of, for example, a polycrystalline ceramic sintered body, and the first main surface 101 on which the processing object W such as a semiconductor wafer is placed and the first main surface 101 are: And a second main surface 102 on the opposite side.
  • the direction connecting the first main surface 101 and the second main surface 102 is the Z direction, and one of the directions orthogonal to the Z direction is orthogonal to the X direction, the Z direction, and the X direction.
  • the direction to do is called the Y direction.
  • the Z direction is substantially parallel to the stacking direction of the base plate 300, the heater plate 200, and the ceramic dielectric substrate 100.
  • the in-plane direction is one direction parallel to a plane including the X direction and the Y direction.
  • Examples of the crystal material included in the ceramic dielectric substrate 100 include Al 2 O 3 , Y 2 O 3, and YAG. By using such a material, infrared transmittance, insulation resistance, and plasma durability in the ceramic dielectric substrate 100 can be enhanced.
  • An electrode layer 111 is provided inside the ceramic dielectric substrate 100.
  • the electrode layer 111 is interposed between the first main surface 101 and the second main surface 102. That is, the electrode layer 111 is formed so as to be inserted into the ceramic dielectric substrate 100.
  • the electrode layer 111 is integrally sintered with the ceramic dielectric substrate 100.
  • the electrode layer 111 is not limited to be interposed between the first main surface 101 and the second main surface 102, and may be attached to the second main surface 102.
  • the electrostatic chuck 10 generates a charge on the first main surface 101 side of the electrode layer 111 by applying a suction holding voltage to the electrode layer 111, and holds the processing target W by electrostatic force.
  • the heater plate 200 generates heat when the heater current flows, and the temperature of the processing object W can be increased as compared with the case where the heater plate 200 does not generate heat.
  • the electrode layer 111 is provided along the first main surface 101 and the second main surface 102.
  • the electrode layer 111 is an adsorption electrode for adsorbing and holding the processing object W.
  • the electrode layer 111 may be monopolar or bipolar.
  • the electrode layer 111 may be a tripolar type or other multipolar type. The number of the electrode layers 111 and the arrangement of the electrode layers 111 are appropriately selected.
  • the ceramic dielectric substrate 100 includes a first dielectric layer 107 between the electrode layer 111 and the first main surface 101, and a second dielectric layer 109 between the electrode layer 111 and the second main surface 102.
  • the infrared spectral transmittance of at least the first dielectric layer 107 of the ceramic dielectric substrate 100 is preferably 20% or more. In the present embodiment, the infrared spectral transmittance is a value in terms of a thickness of 1 mm.
  • the infrared spectral transmittance of at least the first dielectric layer 107 of the ceramic dielectric substrate 100 is 20% or more, infrared rays emitted from the heater plate 200 in a state where the processing object W is placed on the first main surface 101. Can efficiently pass through the ceramic dielectric substrate 100. Therefore, it becomes difficult for heat to accumulate in the processing object W, and the controllability of the temperature of the processing object W is improved.
  • the temperature of the processing object W is likely to increase as the plasma power increases.
  • the heat transmitted to the processing object W by the plasma power is efficiently transmitted to the ceramic dielectric substrate 100.
  • the heat transmitted to the ceramic dielectric substrate 100 by the heater plate 200 is efficiently transmitted to the processing object W. Therefore, heat is efficiently transmitted and it becomes easy to maintain the processing target W at a desired temperature.
  • the infrared spectral transmittance of the second dielectric layer 109 is desirably 20% or more. Since the infrared spectral transmittance of the first dielectric layer 107 and the second dielectric layer 109 is 20% or more, the infrared rays emitted from the heater plate 200 are more efficiently transmitted through the ceramic dielectric substrate 100, and are to be processed. The temperature controllability of the object W can be improved.
  • the base plate 300 is provided on the second main surface 102 side of the ceramic dielectric substrate 100 and supports the ceramic dielectric substrate 100 via the heater plate 200.
  • a communication path 301 is provided in the base plate 300. That is, the communication path 301 is provided inside the base plate 300.
  • An example of the material of the base plate 300 is aluminum.
  • the base plate 300 serves to adjust the temperature of the ceramic dielectric substrate 100. For example, when the ceramic dielectric substrate 100 is cooled, a cooling medium is introduced into the communication path 301. The inflowing cooling medium passes through the communication path 301 and flows out of the communication path 301. Thereby, the heat of the base plate 300 can be absorbed by the cooling medium, and the ceramic dielectric substrate 100 mounted thereon can be cooled.
  • the ceramic dielectric substrate 100 when the ceramic dielectric substrate 100 is heated, it is possible to put a heating medium in the communication path 301.
  • a heater (not shown) can be built in the base plate 300. As described above, when the temperature of the ceramic dielectric substrate 100 is adjusted by the base plate 300, the temperature of the processing object W attracted and held by the electrostatic chuck 10 can be easily adjusted.
  • a convex portion 113 is provided on the first main surface 101 side of the ceramic dielectric substrate 100 as necessary.
  • a groove 115 is provided between the convex portions 113 adjacent to each other. The grooves 115 communicate with each other. A space is formed between the back surface of the processing object W mounted on the electrostatic chuck 10 and the groove 115.
  • the introduction path 321 that penetrates the base plate 300 and the ceramic dielectric substrate 100 is connected to the groove 115.
  • a transmission gas such as helium (He)
  • He helium
  • FIG. 3 is a schematic perspective view showing the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 4A and FIG. 4B are schematic perspective views showing the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic exploded view showing the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of the heater plate according to the present embodiment as viewed from the upper surface (the surface on the ceramic dielectric substrate 100 side).
  • FIG. 4A is a schematic perspective view of the heater plate according to the present embodiment as viewed from the lower surface (the surface on the base plate 300 side).
  • FIG. 4B is a schematic enlarged view of the region B2 shown in FIG.
  • the heater plate 200 of the present embodiment includes a first support plate 210, a first resin layer 220, a heater element (heat generation layer) 230, a second resin layer 240, A second support plate 270 and a power supply terminal 280 are provided.
  • the surface 211 (upper surface) of the first support plate 210 forms the upper surface of the heater plate 200.
  • the surface 271 (lower surface) of the second support plate 270 forms the lower surface of the heater plate 200.
  • the first support plate 210 and the second support plate 270 are support plates that support the heater element 230 and the like. In this example, the first support plate 210 and the second support plate 270 sandwich and support the first resin layer 220, the heater element 230, and the second resin layer 240.
  • the first support plate 210 is provided between the ceramic dielectric substrate 100 and the base plate 300.
  • the second support plate 270 is provided between the first support plate 210 and the base plate 300.
  • the first resin layer 220 is provided between the first support plate 210 and the second support plate 270.
  • the second resin layer 240 is provided between the first resin layer 220 and the second support plate 270.
  • the heater element 230 is provided between the first resin layer 220 and the second resin layer 240.
  • the first support plate 210 has a relatively high thermal conductivity.
  • Examples of the material of the first support plate 210 include a metal containing at least one of aluminum, copper, and nickel, and graphite having a multilayer structure. From the viewpoint of achieving both “in-plane temperature uniformity of the object to be processed” and “high throughput”, which are generally contradictory, and from the viewpoint of contamination and magnetism of the chamber, Aluminum or aluminum alloy is suitable.
  • the thickness (length in the Z direction) of the first support plate 210 is, for example, about 0.1 mm or more and 5.0 mm or less. More preferably, the thickness of the first support plate 210 is, for example, about 0.3 mm or more and 1.0 mm or less.
  • the first support plate 210 improves the uniformity of the temperature distribution in the surface of the heater plate 200.
  • the first support plate 210 suppresses the warp of the heater plate 200.
  • the first support plate 210 improves the strength of adhesion between the heater plate 200 and the ceramic dielectric substrate 100.
  • RF Radio Frequency
  • high frequency voltage high frequency voltage
  • the heater element 230 may generate heat under the influence of the high frequency.
  • the temperature controllability of the heater element 230 decreases.
  • the first support plate 210 blocks the heater element 230 and the bypass layer 250 from high frequencies. Thereby, the first support plate 210 can suppress the heater element 230 from generating heat to an abnormal temperature.
  • the material, thickness, and function of the second support plate 270 can be freely set according to required performance, dimensions, and the like.
  • the material, thickness, and function of the second support plate 270 may be the same as the material, thickness, and function of the first support plate 210, respectively.
  • the first support plate 210 is electrically joined to the second support plate 270.
  • contact is included in the range of “joining” in the present specification. The details of the electrical connection between the second support plate 270 and the first support plate 210 will be described later.
  • the first support plate 210 and the second support plate 270 have a relatively high thermal conductivity. Thereby, the first support plate 210 and the second support plate 270 improve the thermal diffusibility of the heat supplied from the heater element 230. Moreover, the 1st support plate 210 and the 2nd support plate 270 suppress the curvature of the heater plate 200, for example by having moderate thickness and rigidity. Furthermore, the first support plate 210 and the second support plate 270 improve the shielding performance against an RF voltage applied to, for example, an electrode of a wafer processing apparatus. For example, the influence of the RF voltage on the heater element 230 is suppressed. Thus, the first support plate 210 and the second support plate 270 have a function of thermal diffusion, a function of suppressing warpage, and a function of a shield against RF voltage.
  • the material of the first resin layer 220 examples include polyimide and polyamideimide.
  • the thickness (length in the Z direction) of the first resin layer 220 is about 20 ⁇ m or more and 0.20 mm or less, for example, 50 ⁇ m.
  • the first resin layer 220 joins the first support plate 210 and the heater element 230 to each other.
  • the first resin layer 220 electrically insulates between the first support plate 210 and the heater element 230.
  • the first resin layer 220 has a function of electrical insulation and a function of surface bonding.
  • the material and thickness of the second resin layer 240 are approximately the same as the material and thickness of the first resin layer 220, respectively.
  • the second resin layer 240 joins the heater element 230 and the second support plate 270 to each other.
  • the second resin layer 240 electrically insulates between the heater element 230 and the second support plate 270.
  • the second resin layer 240 has a function of electrical insulation and a function of surface bonding.
  • Examples of the material of the heater element 230 include metals including at least one of stainless steel, titanium, chromium, nickel, copper, and aluminum.
  • the thickness (length in the Z direction) of the heater element 230 is about 10 ⁇ m or more and 0.20 mm or less, for example, 30 ⁇ m.
  • the heater element 230 is electrically insulated from the first support plate 210 and the second support plate 270.
  • the heater element 230 generates heat when current flows, and controls the temperature of the processing target W. For example, the heater element 230 heats the processing object W to a predetermined temperature. For example, the heater element 230 makes the temperature distribution in the surface of the processing object W uniform. For example, the heater element 230 intentionally makes a difference in the in-plane temperature of the processing object W.
  • the heater element 230 has a belt-like heater electrode 239.
  • the power supply terminal 280 is electrically joined to the heater element 230. In a state where the heater plate 200 is provided between the base plate 300 and the ceramic dielectric substrate 100, the power supply terminal 280 is provided from the heater plate 200 toward the base plate 300. The power supply terminal 280 supplies power supplied from the outside of the electrostatic chuck 10 to the heater element 230.
  • the heater plate 200 has a plurality of power supply terminals 280.
  • the heater plate 200 shown in FIGS. 3 to 5 has eight power supply terminals 280.
  • the number of power supply terminals 280 is not limited to “8”.
  • One power supply terminal 280 is electrically joined to one heater electrode 239.
  • the hole 273 passes through the second support plate 270.
  • the power supply terminal 280 is electrically joined to the heater electrode 239 through the hole 273.
  • the current flows through the heater element 230 as indicated by the arrow Cc shown in FIG. It flows through a predetermined zone (area). Details of the zone of the heater element 230 will be described later.
  • the current flowing to the heater element 230 flows to the power supply terminal 280 and flows from the power supply terminal 280 to the outside of the electrostatic chuck 10 as indicated by arrows Cd and Ce shown in FIG.
  • the heater element 230 and the power supply terminal 280 there are a portion where the current enters the heater element 230 and a portion where the current exits from the heater element 230. That is, a pair exists at the joint between the heater element 230 and the power supply terminal 280. Since the heater plate 200 shown in FIGS. 3 to 5 has eight power supply terminals 280, there are four pairs at the joint between the heater element 230 and the power supply terminal 280.
  • the heater element 230 is provided between the first support plate 210 and the second support plate 270.
  • the uniformity of the temperature distribution in the surface of the heater plate 200 can be improved, and the uniformity of the temperature distribution in the surface of the processing object W can be improved.
  • the first support plate 210 and the second support plate 270 can block the heater element 230 (and a bypass layer 250 described later) from high frequency, and suppress the heater element 230 from generating heat to an abnormal temperature. .
  • the power supply terminal 280 is provided from the heater plate 200 toward the base plate 300. Therefore, electric power can be supplied to the power supply terminal 280 from the side of the lower surface 303 (see FIGS. 2A and 2B) of the base plate 300 through a member called a socket. Thus, the heater wiring is realized while suppressing the power supply terminal 280 from being exposed in the chamber in which the electrostatic chuck 10 is installed.
  • the first support plate 210 and the second support plate 270 are manufactured by first machining aluminum.
  • the inspection of the first support plate 210 and the second support plate 270 is performed using, for example, a three-dimensional measuring instrument.
  • the first resin layer 220 and the second resin layer 240 are manufactured by cutting the polyimide film by laser, machining, die cutting, or melting.
  • the inspection of the first resin layer 220 and the second resin layer 240 is performed using, for example, visual observation.
  • a heater pattern is formed by cutting a metal containing at least one of stainless steel, titanium, chromium, nickel, copper, and aluminum by etching, machining, die cutting, etc. using photolithography technology or printing technology. To do. Thereby, the heater element 230 is manufactured. Further, the resistance value of the heater element 230 is measured.
  • stacked each member of the heater plate 200 is crimped
  • the heater plate 200 of this embodiment is manufactured.
  • inspection etc. are suitably performed with respect to the heater plate 200 after manufacture.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a part of the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 7 is a photographic image of the heater plate of this embodiment. In FIG. 7, a cross section corresponding to the region B3 shown in FIG. 6 is observed.
  • the heater electrode 239 is disposed independently in a plurality of regions.
  • the heater electrode 239 (heater element 230) includes the first conductive portion 21 and the second conductive portion 22.
  • the second conductive portion 22 is separated from the first conductive portion 21 in the in-plane direction Dp (for example, the X direction).
  • the first conductive part 21 and the second conductive part 22 are part of the heater electrode 239.
  • the distance between the first conductive portion 21 and the second conductive portion 22 (the width L8 of the separation portion 235 between the first conductive portion 21 and the second conductive portion 22) is, for example, 500 ⁇ m or more. is there.
  • the heater electrode 239 is arranged in a plurality of regions, whereby the temperature in the surface of the processing object W can be controlled for each region. A specific example of the heater electrode 239 pattern will be described later with reference to FIGS. 19A, 19B, and 20.
  • the first conductive portion 21 has a side end portion 21a (first side end portion) and a side end portion 21b (second side end portion).
  • the side end portion 21 a and the side end portion 21 b are both end portions in the in-plane direction Dp of the first conductive portion 21.
  • the side end portion 21a is located on the second conductive portion 22 side.
  • the side end 21b is an end opposite to the side end 21a, and is separated from the side end 21a in the in-plane direction Dp.
  • the second conductive portion 22 has a side end 22a (third side end) and a side end 22b (fourth side end).
  • the side end portion 22a and the side end portion 22b are both end portions in the in-plane direction Dp of the second conductive portion 22.
  • the side end 22a is located on the first conductive portion 21 side.
  • the side end 22b is an end opposite to the side end 22a, and is separated from the side end 22a in the in-plane direction Dp.
  • the heater plate 200 has first to fourth space portions 23a to 23d.
  • the first space portion 23a is a space partitioned (enclosed) by the side end portion 21a, the first resin layer 220, and the second resin layer 240.
  • the first space portion 23 a is adjacent to the side end portion 21 a in the in-plane direction Dp, and is located between the first conductive portion 21 and the second conductive portion 22.
  • the second space portion 23b is a space defined by the side end portion 21b, the first resin layer 220, and the second resin layer 240.
  • the second space portion 23a is adjacent to the side end portion 21b in the in-plane direction Dp.
  • the first conductive portion 21 is located between the first space portion 23a and the second space portion 23b.
  • the third space 23c is a space defined by the side end 22a, the first resin layer 220, and the second resin layer 240.
  • the third space portion 23 c is adjacent to the side end portion 22 a in the in-plane direction Dp, and is located between the first conductive portion 21 and the second conductive portion 22.
  • the fourth space 23d is a space defined by the side end 22b, the first resin layer 220, and the second resin layer 240.
  • the fourth space portion 23d is adjacent to the side end portion 22b in the in-plane direction Dp.
  • the second conductive portion 22 is located between the third space portion 23c and the fourth space portion 23d.
  • the width L2 along the Z direction of the first space portion 23a is equal to or smaller than the width L1 along the Z direction of the first conductive portion 21.
  • the width of the second space portion 23b along the Z direction is equal to or smaller than the width of the first conductive portion 21 along the Z direction.
  • the width along the Z direction of the third space portion 23c and the width along the Z direction valley of the fourth space portion 23d are respectively the widths along the Z direction of the second conductive portion 22. It is as follows.
  • the first resin layer 220 and the second resin layer 240 are in contact with each other between the regions of the heater electrode 239 that are spaced apart from each other.
  • the width L ⁇ b> 2 along the Z direction of the first space portion 23 a becomes narrower as the distance from the side end portion 21 a increases in the in-plane direction Dp.
  • the first resin layer 220 is in contact with the second resin layer 240 between the first conductive portion 21 and the second conductive portion 22.
  • the length L3 along the in-plane direction Dp of the first space 23a is about 1 to 15 times the width L1 along the Z direction of the first conductive portion 21.
  • the width L1 along the Z direction of the first conductive portion 21 is, for example, 30 ⁇ m (10 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less).
  • the first space portion 23a has a shape crushed from the upper side and the lower side as the distance from the side end portion 21a increases. That is, the boundary between the first space portion 23a and the first resin layer 220 approaches the virtual plane P1 (virtual line) shown in FIG. 6 as it moves away from the side end portion 21a in the in-plane direction Dp. Further, the boundary between the first space portion 23a and the second resin layer 240 approaches the virtual surface P1 as the distance from the side end portion 21a increases in the in-plane direction Dp.
  • the virtual plane P1 is a plane that passes through the vicinity of the center of the first conductive portion 21 in the Z direction and is parallel to the in-plane direction Dp.
  • the second to fourth space portions 23b to 23d have a shape crushed from the upper side and the lower side.
  • the heater electrode 239 undergoes thermal expansion.
  • the thermal expansion coefficient of the first resin layer 220 and the thermal expansion coefficient of the heater electrode 239 may be different.
  • the temperature of the first resin layer 220 and the temperature of the heater electrode 239 may be different.
  • the heater electrode 239 is deformed by thermal expansion, stress is applied to the first resin layer 220. Due to this stress, the first resin layer 220 and the heater electrode 239 may be peeled off. In the region where the peeling occurs, heat conduction from the heater electrode 239 to the processing target W is hindered. For this reason, the temperature of the processing object W may fall locally.
  • the second resin layer 240 and the heater electrode 239 may peel off. In the region where the peeling occurs, heat conduction from the heater electrode 239 to the cooling medium is hindered. For this reason, the temperature of the processing object W may rise locally. When a local temperature change occurs in the processing object W, the accuracy of processing such as etching is lowered. As a result, the yield of semiconductor chips and the like may be reduced.
  • a gap (first to fourth space portions 23a to 23d, etc.) is formed at each side end portion of the heater electrode 239 provided separately in a plurality of regions. Is provided.
  • the heater electrode 239 can expand toward the gap. Even if the heater electrode 239 is deformed by thermal expansion, the gap is filled, so that the stress applied to the first resin layer 220 and the second resin layer 240 can be reduced.
  • peeling with the heater electrode 239 and the 1st resin layer 220 and peeling with the heater electrode 239 and the 2nd resin layer 240 can be suppressed. Therefore, it can suppress that heat conduction is inhibited locally and can suppress a local temperature change of processing object W. That is, temperature uniformity and temperature controllability can be improved, and the temperature of the processing object can be controlled stably. Processing accuracy such as etching and the yield can be improved.
  • FIG. 8A to FIG. 8D, FIG. 9A and FIG. 9B are sectional views showing the heater plate.
  • FIG. 8A to FIG. 8D show simulation conditions.
  • FIG. 8A shows the structure of the heater plate used in the simulation.
  • FIGS. 8B and 8C are enlarged sectional views of the region B4 shown in FIG.
  • FIG. 8B shows the structure of the heater plate H1 according to the comparative example, and
  • FIG. 8C shows the structure of the heater plate H2 according to the example.
  • the heater plate H ⁇ b> 2 has a space portion 23, similar to the heater plate 200 described above.
  • the space 23 is partitioned by the side end of the heater element 230 (heater electrode 239), the first resin layer 220, and the second resin layer 240.
  • the space portion 23 is not provided. Except for this, the heater plate H1 is the same as the heater plate H2.
  • the stress generated in the heater plate when the heater element 230 generates heat in a state where the displacement in the Z direction is constrained was calculated.
  • FIG. 9 (a) and 9 (b) show the results of the simulation.
  • FIG. 9A shows the magnitude of stress generated in the first resin layer 220 and the second resin layer 240 in the heater plate H1 according to the comparative example.
  • FIG. 9B shows the magnitude of stress generated in the first resin layer 220 and the second resin layer 240 in the heater plate H2 according to the embodiment.
  • the stress is large in the vicinity of the side end portion of the heater element 230. Moreover, the stress which arises in the heater plate H2 which concerns on an Example is smaller than the stress which arises in the heater plate H1 which concerns on a comparative example.
  • the maximum value of stress in the heater plate H1 is about 110 megapascals. On the other hand, the maximum value of the stress in the heater plate H2 is about 54 megapascals.
  • the stress generated in the first resin layer 220 and the second resin layer 240 is provided by providing the space portion adjacent to the side end portion of the heater element. Can be relaxed. Thereby, peeling can be suppressed and the temperature of a process target object can be controlled stably.
  • the heater plate 200 of this embodiment is formed by pressure bonding. If the pressure for pressure bonding is small, the adhesion between the members becomes insufficient, and heat conduction is hindered. For this reason, each member of the heater plate 200 is pressure-bonded with sufficient pressure. At this time, the space at the side end of the heater electrode 239 is crushed from the upper side and the lower side. For this reason, the first to fourth space portions 23a to 23d become small, and the stress caused by thermal expansion may not be sufficiently reduced.
  • the first to fourth space portions 23a to 23d having an appropriate size can be formed by adjusting the pressure bonding conditions and the configuration (material, etc.) of the laminated body. In addition, when the first to fourth space portions 23a to 23d are too large, the contact between the first resin layer 220 and the second resin layer 240 becomes insufficient, and heat conduction may be hindered.
  • FIG. 10A and FIG. 10B are cross-sectional views showing a part of a modified example of the heater plate of the present embodiment.
  • the 1st space part 23a has the shape crushed from the lower side as it distanced from the side edge part 21a. That is, the boundary between the first space portion 23a and the second resin layer 240 approaches the virtual surface P2 (virtual line) shown in FIG. 10A as it moves away from the side end portion 21a in the in-plane direction Dp. .
  • the boundary between the first space 23a and the first resin layer 220 extends along the virtual plane P2.
  • the virtual surface P2 is a surface that passes through the upper surface 21U of the first conductive portion 21 and extends in the in-plane direction Dp.
  • the upper surface 21U is a surface facing the first resin layer 220, and the first conductive portion 21 is in contact with the first resin layer 220 on the upper surface 21U.
  • the second to fourth space portions 23b to 23d have a shape crushed from the lower side.
  • the first space portion 23a has a shape crushed from the upper side as the distance from the side end portion 21a increases. That is, the boundary between the first space portion 23a and the first resin layer 220 approaches the virtual surface P3 (virtual line) shown in FIG. 10B as it moves away from the side end portion 21a in the in-plane direction Dp. .
  • the boundary between the first space 23a and the second resin layer 240 extends along the virtual plane P3.
  • the virtual surface P3 is a surface that passes through the lower surface 21L of the first conductive portion 21 and extends in the in-plane direction Dp.
  • the lower surface 21L is a surface facing the second resin layer 240, and the first conductive portion 21 is in contact with the second resin layer 240 on the lower surface 21L.
  • the second to fourth space portions 23b to 23d have a shape crushed from the lower side.
  • first to fourth space portions 23a to 23d have a shape crushed from either the upper side or the lower side, the first to fourth space portions can be compared with the shape crushed from both sides during crimping. It is easy to ensure the size of 23a to 23d.
  • the shape of the first to fourth space portions 23a to 23d can be adjusted by adjusting the pressure bonding conditions and the configuration (material, etc.) of the laminated body.
  • the width along the in-plane direction Dp of the upper surface 21U is substantially the same as the width along the in-plane direction Dp of the lower surface 21L.
  • FIG. 11A and FIG. 11B are cross-sectional views showing a part of a modified example of the heater plate of the present embodiment.
  • the width of the upper surface of the heater electrode 239 is different from the width of the lower surface of the heater electrode 239.
  • the width L4 along the in-plane direction Dp of the upper surface 21U of the first conductive portion 21 is different from the width L5 along the in-plane direction Dp of the lower surface 21L of the first conductive portion 21.
  • the width along the in-plane direction Dp of one surface of the upper surface 21U and the lower surface 21L is shorter than the width along the in-plane direction Dp of the other surface of the upper surface 21U and the lower surface 21L.
  • FIG. 11A shows an example in which the width of the upper surface of the heater electrode 239 is narrower than the width of the lower surface of the heater electrode 239.
  • the width L4 is narrower than the width L5.
  • FIG. 11B shows an example in which the width of the lower surface of the heater electrode 239 is narrower than the width of the upper surface of the heater electrode 239.
  • the width L5 is narrower than the width L4.
  • the heater electrode 239 has a side surface that connects the upper surface and the lower surface.
  • the side surface is a surface that is in contact with the space portion (gap) adjacent to the heater electrode 239. This side surface is rougher than the surface of the upper surface and the lower surface of the heater electrode 239 that is wider in the in-plane direction.
  • the first conductive portion 21 has a side surface S1 and a side surface S2 that connect the upper surface 21U and the lower surface 21L.
  • the side surface S1 is a surface in contact with the first space portion 23a
  • the side surface S2 is a surface in contact with the second space portion 23b.
  • Each of the side surface S1 and the side surface S2 is rougher than the surface of the upper surface 21U and the lower surface 21L that is wider along the in-plane direction Dp.
  • each of the side surface S1 and the side surface S2 is rougher than the lower surface 21L.
  • each of the side surface S1 and the side surface S2 is rougher than the upper surface 21U.
  • the narrower surface and the side surface of the upper surface 21U and the lower surface 21L are connected by a curved surface.
  • the connection portion B5 between the side surface S1 and the upper surface 21U and the connection portion B6 between the side surface S2 and the upper surface 21U are curved.
  • the connection portion B7 between the side surface S1 and the lower surface 21L and the connection portion B8 between the side surface S2 and the lower surface 21L are curved. That is, the corners of the heater electrode 239 are rounded.
  • stress concentration is suppressed by rounding the corners.
  • the stress applied to the first resin layer 220 due to the thermal expansion of the heater electrode 239 is suppressed.
  • peeling with the heater electrode 239 and the 1st resin layer 220 can be suppressed more. Therefore, the stability of heat conduction from the heater electrode 239 to the processing object W is improved.
  • the stress applied to the second resin layer 240 due to the thermal expansion of the heater electrode 239 is suppressed.
  • peeling with the heater electrode 239 and the 2nd resin layer 240 can be suppressed more. Therefore, the stability of heat conduction from the heater electrode 239 to the cooling medium is improved.
  • FIGS. 12A and 12B are cross-sectional views showing a part of a modification of the heater plate of the present embodiment.
  • the width of the upper surface of the heater electrode 239 is different from the width of the lower surface of the heater electrode 239.
  • the shape of the resin layer that is in contact with the narrower surface of the upper surface and the lower surface of the heater electrode 239 has irregularities according to the arrangement of the heater electrode 239.
  • the support plate in contact with the resin layer also has irregularities. The unevenness increases the adhesion area between the layers, and the adhesion strength can be improved.
  • the width L4 along the in-plane direction Dp of the upper surface 21U is narrower than the width L5 along the in-plane direction Dp of the lower surface 21L.
  • the upper surface 21U is located between the virtual surface P1 (central virtual surface) and the first support plate 210.
  • a distance L6 (shortest distance) between the first support plate 210 and the virtual plane P1 is shorter than a distance between the second support plate 270 and the virtual plane P1.
  • the width L5 along the in-plane direction Dp of the lower surface 21L is narrower than the width L4 along the in-plane direction Dp of the upper surface 21U.
  • the lower surface 21L is located between the virtual surface P1 and the second support plate 270.
  • a distance L7 between the second support plate 270 and the virtual surface P1 is shorter than a distance L6 between the first support plate 210 and the virtual surface P1.
  • FIG. 13 is a schematic exploded view showing a modification of the heater plate of the present embodiment.
  • the heater plate 200 may include a bypass layer 250 and a third resin layer 260.
  • the bypass layer 250 is provided between the second resin layer 240 and the second support plate 270.
  • the third resin layer 260 is provided between the bypass layer 250 and the second support plate 270. Except this, the same description as the above-described heater plate can be applied to the heater plate of the modification shown in FIG.
  • the third resin layer 260 joins the bypass layer 250 and the second support plate 270 to each other.
  • the third resin layer 260 electrically insulates between the bypass layer 250 and the second support plate 270.
  • the third resin layer 260 has a function of electrical insulation and a function of surface bonding.
  • the material and thickness of the third resin layer 260 are approximately the same as the material and thickness of the first resin layer 220, respectively.
  • the second resin layer 240 joins the heater element 230 and the bypass layer 250 to each other.
  • the second resin layer 240 electrically insulates between the heater element 230 and the bypass layer 250.
  • the bypass layer 250 is disposed substantially parallel to the first support plate 210 and is disposed substantially parallel to the second support plate 270.
  • the bypass layer 250 has a plurality of bypass portions 251.
  • the bypass layer 250 has, for example, eight bypass parts 251.
  • the number of bypass units 251 is not limited to “8”.
  • the bypass layer 250 has a plate shape. When viewed perpendicular to the surface of the bypass layer 250 (surface 251a of the bypass portion 251), the area of the bypass layer 250 is larger than the area of the heater element 230 (area of the heater electrode 239). Details of this will be described later.
  • the bypass layer 250 has conductivity.
  • the bypass layer 250 is electrically insulated from the first support plate 210 and the second support plate 270.
  • Examples of the material of the bypass layer 250 include metals including stainless steel.
  • the thickness of the bypass layer 250 (the length in the Z direction) is, for example, about 0.03 mm or more and 0.30 mm or less.
  • the bypass layer 250 is thicker than the first resin layer 220.
  • the bypass layer 250 is thicker than the second resin layer 240.
  • the bypass layer 250 is thicker than the third resin layer 260.
  • the material of the bypass layer 250 is the same as the material of the heater element 230.
  • the bypass layer 250 is thicker than the heater element 230. Therefore, the electrical resistance of the bypass layer 250 is lower than the electrical resistance of the heater element 230. Thereby, even when the material of the bypass layer 250 is the same as the material of the heater element 230, the heat generation of the bypass layer 250 like the heater element 230 can be suppressed. That is, the electrical resistance of the bypass layer 250 can be suppressed, and the heat generation amount of the bypass layer 250 can be suppressed.
  • the means for suppressing the electrical resistance of the bypass layer 250 and suppressing the heat generation amount of the bypass layer 250 may be realized by using a material having a relatively low volume resistivity instead of the thickness of the bypass layer 250. That is, the material of the bypass layer 250 may be different from the material of the heater element 230. Examples of the material of the bypass layer 250 include metals including at least one of stainless steel, titanium, chromium, nickel, copper, and aluminum.
  • the power supply terminal 280 is electrically joined to the heater element 230 via the bypass layer 250.
  • One power supply terminal 280 is electrically joined to one bypass layer 250.
  • the current that has flowed to the bypass layer 250 flows from the bypass layer 250 to the heater element 230.
  • the current flowing to the heater element 230 flows through a predetermined zone (region) of the heater element 230 and flows from the heater element 230 to the bypass layer 250.
  • the current that has flowed to the bypass layer 250 flows from the bypass layer 250 to the power supply terminal 280.
  • the current that flows to the power supply terminal 280 flows to the outside of the electrostatic chuck 10.
  • the bypass layer 250 is provided between the heater element 230 and the second support plate 270. That is, the bypass layer 250 is provided between the heater element 230 and the base plate 300.
  • the thermal conductivity of stainless steel is lower than that of aluminum and copper. Therefore, the bypass layer 250 suppresses the heat supplied from the heater element 230 from being transmitted to the second support plate 270. That is, the bypass layer 250 has a heat insulating effect on the second support plate 270 side when viewed from the bypass layer 250, and can improve the uniformity of the temperature distribution in the surface of the processing object W.
  • the bypass layer 250 can have a greater degree of freedom with respect to the arrangement of the power supply terminals 280. By providing the bypass layer 250, it is not necessary to directly join the power supply terminal having a large heat capacity to the heater element 230 as compared to the case where the bypass layer 250 is not provided. Thereby, the uniformity of the temperature distribution in the surface of the processing target W can be improved. Further, it is not necessary to join the power supply terminal 280 to the thin heater element 230 as compared with the case where the bypass layer 250 is not provided. Thereby, the reliability of the heater plate 200 can be improved.
  • FIG. 14A and FIG. 14B are schematic cross-sectional views illustrating an example of the manufacturing method of this embodiment.
  • FIG. 15 is a schematic cross-sectional view illustrating another example of the manufacturing method according to this embodiment.
  • Fig.14 (a) is typical sectional drawing showing the state before joining a bypass layer and a heater element.
  • FIG. 14B is a schematic cross-sectional view illustrating a state after the bypass layer and the heater element are joined.
  • FIG. 15 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a bonding process between the bypass layer and the power supply terminal.
  • each member of the heater plate 200 is prepared in the same manner as the manufacturing method described with reference to FIG. Subsequently, as shown in FIG. 14A and FIG. 14B, the heater element 230 and the bypass layer 250 are joined.
  • the heater element 230 and the bypass layer 250 are joined by soldering, brazing, welding, or contact.
  • the second resin layer 240 is provided with a hole 241.
  • the hole 241 passes through the second resin layer 240.
  • the heater element 230 and the bypass layer 250 are joined by performing spot welding from the side of the bypass layer 250 as indicated by an arrow C11 illustrated in FIG.
  • joining of the heater element 230 and the bypass layer 250 is not limited to welding.
  • the heater element 230 and the bypass layer 250 may be joined by joining using laser light, soldering, brazing, or contact. Then, the laminated body which laminated
  • the power feeding terminal 280 and the bypass layer 250 are joined.
  • the power supply terminal 280 and the bypass layer 250 are joined by welding, laser, soldering, brazing, or the like.
  • the second support plate 270 is provided with a hole 273.
  • the hole 273 passes through the second support plate 270.
  • a hole 261 is provided in the third resin layer 260.
  • the hole 261 passes through the third resin layer 260.
  • the heater plate has the bypass layer 250 and the third resin layer 260
  • the bypass layer 250 and the third resin layer 260 may be omitted as in the case of the heater plate described with reference to FIGS. Since the configuration other than the bypass layer 250 and the third resin layer 260 is the same, detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 16 is a schematic exploded view showing the electrostatic chuck according to the present embodiment.
  • FIG. 17A and FIG. 17B are electric circuit diagrams showing an electrostatic chuck.
  • FIG. 17A is an electric circuit diagram illustrating an example in which the first support plate and the second support plate are electrically joined.
  • FIG. 17B is an electric circuit diagram illustrating an example in which the first support plate and the second support plate are not electrically joined.
  • the first support plate 210 is electrically joined to the second support plate 270.
  • the first support plate 210 and the second support plate 270 are joined by, for example, welding, joining using laser light, soldering, or contact.
  • the first support plate 210 is the second support plate. 270 may be electrically joined or not electrically joined. Then, the etching rate when plasma is generated may vary. Even if the first support plate 210 is not electrically joined to the second support plate 270, current may flow to the heater element 230 when the plasma is generated, and the heater element 230 may generate heat. In other words, if the first support plate 210 is not securely joined to the second support plate 270, the heater element 230 may generate heat due to a current other than the heater current.
  • the first support plate 210 is electrically joined to the second support plate 270.
  • the current flows from the first support plate 210 to the second support plate 270, or the current flows from the second support plate 270 to the first support plate 210, resulting in an etching rate when plasma is generated.
  • the occurrence of variations can be suppressed.
  • the heater element 230 can be prevented from generating heat due to a current other than the heater current.
  • the heater element 230 and the bypass layer 250 can be shielded from high frequencies. Thereby, it is possible to suppress the heater element 230 from generating heat to an abnormal temperature. Moreover, the impedance of the heater plate 200 can be suppressed.
  • FIG. 18A and FIG. 18B are schematic plan views illustrating specific examples of the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 19A, FIG. 19B, and FIG. 20 are schematic plan views illustrating the heater element of this example.
  • FIG. 21A and FIG. 21B are schematic plan views illustrating the bypass layer of this example. 22 (a) to 22 (c) are enlarged views schematically showing a part of the heater plate of this example.
  • FIG. 18A is a schematic plan view of the heater plate of this specific example as viewed from above.
  • FIG. 18B is a schematic plan view of the heater plate of this specific example viewed from the lower surface.
  • FIG. 19A is a schematic plan view illustrating an example of the heater element region.
  • FIG. 19B and FIG. 20 are schematic plan views illustrating another example of the heater element region.
  • At least one of the plurality of bypass portions 251 of the bypass layer 250 has a notch 253 at the edge.
  • four notches 253 are provided in the bypass layer 250 shown in FIG. 20, four notches 253 are provided.
  • the number of notches 253 is not limited to “4”. Since at least one of the plurality of bypass layers 250 has the cutout portion 253, the second support plate 270 can contact the first support plate 210.
  • the first support plate 210 is electrically joined to the second support plate 270 in the regions B11 to B14 and the regions B31 to B34. Yes.
  • Each of the regions B11 to B14 corresponds to each of the regions B31 to B34. That is, in the specific examples shown in FIGS. 18A to 20, the first support plate 210 is electrically connected to the second support plate 270 in four regions, and the second support plate 270 in eight regions. The support plate 270 is not electrically joined.
  • 22 (a) to 22 (c) are enlarged views showing an example of the region B31 (region B11).
  • 22A is a schematic plan view of the region B31
  • FIG. 22B is a schematic cross-sectional view of the region B31
  • FIG. 22C is a part of FIG. 22B. It is sectional drawing expanded further.
  • FIG. 22B schematically shows a cut surface A2-A2 of FIG. Since the other regions B12 to B14 and the regions B32 to B34 are the same as the regions B11 and B31, detailed description thereof is omitted.
  • the junction area JA is provided in the area B31.
  • the joint area JA joins the first support plate 210 and the second support plate 270 to each other.
  • the joining area JA is provided on the outer edge of the first support plate 210 and the second support plate 270 corresponding to the notch 253 of the bypass layer 250.
  • the joining area JA is formed by, for example, laser welding from the second support plate 270 side. Thereby, the joining area JA is formed in a spot shape.
  • the bonding area JA may be formed from the first support plate 210 side.
  • region JA is not restricted to laser welding, Another method may be sufficient.
  • the shape of the bonding area JA is not limited to a spot shape, and may be an elliptical shape, a semicircular shape, a square shape, or the like.
  • the area of the joint area JA where the first support plate 210 is joined to the second support plate 270 is smaller than the area of the surface 211 (see FIG. 3) of the first support plate 210.
  • the area of the bonding area JA is smaller than the area of the difference obtained by subtracting the area of the heater element 230 from the area of the surface 211.
  • the area of the bonding area JA is smaller than the area of the area that does not overlap the heater element 230 when projected onto a plane parallel to the surface 211 of the first support plate 210.
  • the area of the joint area JA where the first support plate 210 is joined to the second support plate 270 is smaller than the area of the surface 271 of the second support plate 270 (see FIG. 4A).
  • the area of the bonding area JA is smaller than the area of the difference obtained by subtracting the area of the heater element 230 from the area of the surface 271. In other words, the area of the bonding area JA is smaller than the area of the area that does not overlap the heater element 230 when projected onto a plane parallel to the surface 271 of the second support plate 270.
  • the diameter of the joining area JA formed in a spot shape is, for example, 1 mm (0.5 mm or more and 3 mm or less).
  • the diameters of the first support plate 210 and the second support plate 270 are, for example, 300 mm.
  • the diameters of the first support plate 210 and the second support plate 270 are set according to the processing object W to be held.
  • the area of the bonding area JA is sufficiently smaller than the area of the surface 211 of the first support plate 210 and the area of the surface 271 of the second support plate 270.
  • the area of the bonding region JA is, for example, 1/5000 or less of the area of the surface 211 (area of the surface 271).
  • the area of the bonding area JA is more specifically the area when projected onto a plane parallel to the surface 211 of the first support plate 210.
  • the area of the bonding area JA is an area in a top view.
  • the number of joining areas JA is not limited to four.
  • the number of the joining areas JA may be an arbitrary number.
  • twelve bonding areas JA may be provided on the first support plate 210 and the second support plate 270 every 30 °.
  • the shape of the bonding area JA is not limited to a spot shape.
  • the shape of the bonding area JA may be elliptical, rectangular, or linear.
  • the joining area JA may be formed in an annular shape along the outer edges of the first support plate 210 and the second support plate 270.
  • the second support plate 270 has a hole 273 (see FIG. 4B and FIG. 15).
  • the first support plate 210 does not have a hole through which the power supply terminal 280 passes. Therefore, the area of the surface 211 of the first support plate 210 is larger than the area of the surface 271 of the second support plate 270.
  • the heater electrode 239 is arranged to draw a substantially circle.
  • the heater electrode 239 is disposed in the first region 231, the second region 232, the third region 233, and the fourth region 234.
  • the first region 231 is located at the center of the heater element 230.
  • the second region 232 is located outside the first region 231.
  • the third region 233 is located outside the second region 232.
  • the fourth region 234 is located outside the third region 233.
  • the heater electrode 239 disposed in the first region 231 is not electrically joined to the heater electrode 239 disposed in the second region 232.
  • the heater electrode 239 disposed in the second region 232 is not electrically joined to the heater electrode 239 disposed in the third region 233.
  • the heater electrode 239 disposed in the third region 233 is not electrically joined to the heater electrode 239 disposed in the fourth region 234. That is, the heater electrode 239 is provided in a plurality of regions in an independent state.
  • the first conductive portion 21 described with reference to FIG. 5 is the heater electrode 239 disposed in the second region 232
  • the second conductive portion 22 is the heater electrode 239 disposed in the third region 233. It is.
  • the first conductive portion 21 may be the heater electrode 239 disposed in the third region 233
  • the second conductive portion 22 may be the heater electrode 239 disposed in the fourth region 234. .
  • the heater plate 200 has a space 50 provided on the side of the bypass layer 250. As shown in FIG. In other words, the space 50 is a space defined by the side end of the bypass layer 250, the second resin layer 240, and the third resin layer 260.
  • the magnitude relationship between the cross-sectional area of the first space portion 23 a provided on the side of the heater element 230 and the cross-sectional area of the space portion 50 provided on the side of the bypass layer 250 depends on the thickness of the heater element 230 and the bypass layer. This is the same as the thickness relationship of 250 thicknesses.
  • the bypass layer 250 is thicker than the heater element 230. Therefore, in this example, the cross-sectional area of the space portion 50 on the side of the bypass layer 250 is larger than the cross-sectional area of the first space portion 23 a on the side of the heater element 230. On the contrary, when the heater element 230 is thicker than the bypass layer 250, the cross-sectional area of the first space portion 23 a is larger than the cross-sectional area of the space portion 50. Become.
  • the first resin layer 220 is in contact with the second resin layer 240, and the first space 23a has a side end 23s in a direction away from the side end of the heater element 230.
  • the side end 23s is an end portion of a contact surface between the first resin layer 220 and the second resin layer 240.
  • the third resin layer 260 is in contact with the second resin layer 240, and the space 50 has a side end 50 s in a direction away from the side end of the bypass layer 250.
  • the side end 23s of the first space portion 23a is shifted to the first support plate 210 side or the second support plate 270 side with respect to the center in the thickness direction of the heater element 230 (first conductive portion 21).
  • the side end 50 s of the space portion 50 on the side of the bypass layer 250 is shifted in the same direction as the side end 23 s of the first space portion 23 a with respect to the center in the thickness direction of the bypass layer 250.
  • the side end 23s of the first space 23a is shifted to the first support plate 210 side. Therefore, the side end 50 s of the space 50 is also shifted to the first support plate 210 side. On the other hand, when the side end 23s is shifted to the second support plate 270 side, the side end 50s is also shifted to the second support plate 270 side.
  • the heater plate 200 is manufactured by pressure bonding the laminated members
  • the pressing force toward the first support plate 210 is strong, as shown in FIG. And the side end 50s is shifted to the first support plate 210 side.
  • the pressing force toward the second support plate 270 is strong, the side end 23 s and the side end 50 s shift to the second support plate 270 side.
  • the space part 50 when the space part 50 is provided on the side of the bypass layer 250, the space part 50 is deformed so as to be filled even if the bypass layer 250 is thermally expanded. For this reason, the stress concerning the 2nd resin layer 240 adjacent to the bypass layer 250, the 3rd resin layer 260, etc. can be reduced. Therefore, peeling of the second resin layer 240 and the third resin layer 260 adjacent to the bypass layer 250 can be suppressed. For example, the resistance to the load of the heater plate 200 can be improved, and the reliability of the electrostatic chuck 10 can be further improved. Furthermore, the temperature change of the process target W which arises by peeling of the layer adjacent to the bypass layer 250 can be suppressed.
  • the heater element 230 and the bypass layer 250 are thick, the volume increase due to thermal expansion increases. For this reason, the one where the cross-section record of a space part is large is advantageous to peeling prevention of an adjacent layer. Therefore, by making the cross-sectional area of the first space portion 23a and the cross-sectional area of the space portion 50 the same as the size relationship of the thickness of the heater element 230 and the thickness of the bypass layer 250, the heater element 230 and The peeling of the layer adjacent to the bypass layer 250 can be further suppressed. The temperature change of the processing target object W accompanying generation
  • first space portion 23a and the space portion 50 by shifting the side end 50s of the space portion 50 in the same direction as the side end 23s of the first space portion 23a.
  • the formation of the first space 23s and the space 50 can be facilitated.
  • the first space portion 23s and the space portion 50 can be formed by manufacturing the heater plate 200 by pressing the laminated members.
  • the heater electrode 239 is arranged so as to draw at least a part of a substantially fan shape.
  • the heater electrode 239 includes a first region 231a, a second region 231b, a third region 231c, a fourth region 231d, a fifth region 231e, a sixth region 231f, and a seventh region.
  • the region 232a, the eighth region 232b, the ninth region 232c, the tenth region 232d, the eleventh region 232e, and the twelfth region 232f are arranged.
  • the heater electrode 239 arranged in an arbitrary region is not electrically joined to the heater electrode 239 arranged in another region. That is, the heater electrode 239 is provided in a plurality of regions in an independent state. As shown in FIGS. 19A and 19B, the region where the heater electrode 239 is disposed is not particularly limited.
  • the heater element 230 has more regions.
  • the first region 231 shown in FIG. 19A is further divided into four regions 231a to 231d.
  • the second area 232 shown in FIG. 19A is further divided into eight areas 232a to 232h.
  • the third area 233 shown in FIG. 19A is further divided into eight areas 233a to 233h.
  • the fourth area 234 shown in FIG. 19A is further divided into 16 areas 234a to 234p.
  • the number and shape of the regions of the heater element 230 in which the heater electrode 239 is disposed may be arbitrary.
  • the bypass portion 251 of the bypass layer 250 has a fan shape.
  • a plurality of fan-shaped bypass portions 251 are arranged apart from each other, and the bypass layer 250 has a substantially circular shape as a whole.
  • the separation portion 257 between the adjacent bypass portions 251 extends in the radial direction from the center 259 of the bypass layer 250.
  • the separation portion 257 between the adjacent bypass portions 251 extends radially from the center 259 of the bypass layer 250.
  • the area of the surface 251 a of the bypass part 251 is larger than the area of the separation part 257.
  • the area of the bypass layer 250 (area of the surface 251a of the bypass portion 251) is larger than the area of the heater element 230 (area of the heater electrode 239).
  • the shape of the plurality of bypass portions 251 of the bypass layer 250 may be, for example, a curved fan shape.
  • the number and shape of the plurality of bypass portions 251 provided in the bypass layer 250 may be arbitrary.
  • the region of the heater element 230 shown in FIG. 19A is taken as an example.
  • the heater electrode 239 is disposed so as to draw a substantially circle, and a plurality of fan-shaped bypass portions 251 are arranged apart from each other. Therefore, when viewed perpendicular to the surface 251 a of the bypass portion 251, the heater electrode 239 intersects with the separation portion 257 between the adjacent bypass portions 251. Further, when viewed perpendicular to the surface 251 a of the bypass portion 251, each region of the adjacent heater element 230 (the first region 231, the second region 232, the third region 233, and the fourth region 234). ) Between the adjacent bypass portions 251 intersects with the separation portion 257 between the adjacent bypass portions 251.
  • a plurality of imaginary lines connecting each of the joint portions 255a to 255h between the heater element 230 and the bypass layer 250 and the center 203 of the heater plate 200 are , Do not overlap each other.
  • the joint portions 255 a to 255 h between the heater element 230 and the bypass layer 250 are arranged in different directions as viewed from the center 203 of the heater plate 200.
  • the power supply terminal 280 exists on an imaginary line connecting each of the joint portions 255a to 255h and the center 203 of the heater plate 200.
  • the joint portions 255 a and 255 b are portions that join the heater electrode 239 and the bypass layer 250 disposed in the first region 231.
  • the joint portions 255a and 255b correspond to the first region 231.
  • One of the joint portion 255a and the joint portion 255b is a portion where current enters the heater element 230.
  • the other of the joining portion 255a and the joining portion 255b is a portion where current flows out of the heater element 230.
  • the joint portions 255 c and 255 d are portions that join the heater electrode 239 and the bypass layer 250 disposed in the second region 232.
  • the joint portions 255 c and 255 d correspond to the second region 232.
  • One of the joint portion 255c and the joint portion 255d is a portion where current enters the heater element 230.
  • the other of the joining portion 255c and the joining portion 255d is a portion where current flows out of the heater element 230.
  • the joint portions 255e and 255f are portions that join the heater electrode 239 and the bypass layer 250 disposed in the third region 233.
  • the joint portions 255e and 255f correspond to the third region 233.
  • One of the joint portion 255e and the joint portion 255f is a portion where current enters the heater element 230.
  • the other of the joining portion 255e and the joining portion 255f is a portion where the current exits from the heater element 230.
  • the joint portions 255g and 255h are portions that join the heater electrode 239 and the bypass layer 250 disposed in the fourth region 234.
  • the joint portions 255g and 255h correspond to the fourth region 234.
  • One of the junction 255g and the junction 255h is a portion where current enters the heater element 230.
  • the other of the joining portion 255g and the joining portion 25h is a portion where current flows out of the heater element 230.
  • the joint portions 255a and 255b exist on a circle different from the circle passing through the joint portions 255c and 255d with the center 203 of the heater plate 200 as the center.
  • the joint portions 255a and 255b exist on a circle different from the circle passing through the joint portions 255e and 255f with the center 203 of the heater plate 200 as the center.
  • the joints 255a and 255b exist on a circle different from the circle passing through the joints 255g and 255h with the center 203 of the heater plate 200 as the center.
  • the joint portions 255c and 255d exist on a circle different from the circle passing through the joint portions 255e and 255f with the center 203 of the heater plate 200 as the center.
  • the joint portions 255c and 255d exist on a circle different from the circle passing through the joint portions 255g and 255h with the center 203 of the heater plate 200 as the center.
  • the joint portions 255e and 255f exist on a circle different from the circle passing through the joint portions 255g and 255h with the center 203 of the heater plate 200 as the center.
  • the heater plate 200 has lift pin holes 201.
  • the heater plate 200 has three lift pin holes 201.
  • the number of lift pin holes 201 is not limited to “3”.
  • the power supply terminal 280 is provided in a region on the side of the center 203 of the heater plate 200 when viewed from the lift pin hole 201.
  • the heater electrode 239 is arranged in a plurality of regions, the temperature in the surface of the processing object W can be controlled independently for each region. Thereby, it is possible to intentionally make a difference in the in-plane temperature of the processing object W (temperature controllability).
  • FIG. 23A and FIG. 23B are schematic views for explaining the shape of the surface of the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 23A is a graph illustrating an example of a result of measurement of the shape of the surface 271 of the second support plate 270 by the inventor.
  • FIG. 23B is a schematic cross-sectional view illustrating the shape of the surface of the heater plate 200 of the present embodiment.
  • each member of the heater plate 200 is pressure-bonded in a stacked state.
  • the first unevenness is generated on the surface 211 (upper surface) of the first support plate 210.
  • the second unevenness is generated on the surface 271 (lower surface) of the second support plate 270.
  • a third unevenness is generated on the surface 213 (lower surface) of the first support plate 210.
  • a fourth unevenness is generated on the surface 275 (upper surface) of the second support plate 270.
  • the inventor measured the shape of the surface 271 of the second support plate 270.
  • An example of the measurement result is as shown in FIG.
  • the shape of the surface 211 (upper surface) of the first support plate 210 and the shape of the surface 271 of the second support plate 270 are the same as the shape of the heater element 230.
  • the heater element 230 is arranged.
  • the shape of the heater element 230 refers to the thickness of the heater element 230 and the width of the heater element 230 (the width of the heater electrode 239).
  • the distance D1 in the direction is such that the convex portion 211b (first concave / convex convex portion 211b) of the surface 211 of the first support plate 210 and the convex portion 271b (second concave / convex portion of the surface 271 of the second supporting plate 270). It is shorter than the distance D2 in the Z direction between the convex portion 271b).
  • the distance D3 in the Z direction between the concave portion 211a of the surface 211 of the first support plate 210 and the convex portion 211b of the surface 211 of the first support plate 210 (the uneven height of the surface 211 of the first support plate 210) (The height of the first unevenness) is a distance D4 (Z4) between the concave portion 271a of the surface 271 of the second support plate 270 and the convex portion 271b of the surface 271 of the second support plate 270.
  • the unevenness height of the surface 271 of the second support plate 270 is shorter than the height of the second unevenness. That is, the unevenness height (first unevenness height) of the surface 211 of the first support plate 210 is higher than the unevenness height (second unevenness height) of the surface 271 of the second support plate 270. Low.
  • the width of the concave portion 271a of the surface 271 of the second support plate 270 is approximately the same as the width of the region between the two adjacent heater electrodes 239 (the slit portion of the heater element 230).
  • the width of the concave portion 271a of the surface 271 of the second support plate 270 is, for example, not less than 0.25 times and not more than 2.5 times the width of the region between two adjacent heater electrodes 239.
  • the width of the convex portion 271b of the surface 271 of the second support plate 270 is approximately the same as the width of the heater electrode 239.
  • the width of the convex portion 271b of the surface 271 of the second support plate 270 is, for example, not less than 0.8 times and not more than 1.2 times the width of the heater electrode 239.
  • the uneven height D4 of the surface 271 of the second support plate 270 is approximately the same as the thickness of the heater element 230 (the thickness of the heater electrode 239).
  • the uneven height D4 of the second support plate 270 is not less than 0.8 times and not more than 1.2 times the thickness of the heater element 230.
  • the width of the recess 211a of the surface 211 of the first support plate 210 is approximately the same as the width of the region between the two adjacent heater electrodes 239.
  • the width of the convex portion 211 b of the surface 211 of the first support plate 210 is approximately the same as the width of the heater electrode 239.
  • the uneven height D 3 of the surface 211 of the first support plate 210 is lower than the thickness of the heater element 230.
  • the height of the surface 271 of the second support plate 270 changes gradually from the convex portion 271b toward the adjacent concave portion 271a.
  • the height of the surface 271 of the second support plate 270 continuously decreases from the center in the width direction of the convex portion 271b toward the center in the width direction of the adjacent concave portion 271a.
  • the center in the width direction of the convex portion 271b is a position overlapping with the center in the width direction of the heater electrode 239 in the surface 271 in the Z direction.
  • the center in the width direction of the concave portion 271a is a position overlapping in the Z direction with the center in the width direction of the region between the two adjacent heater electrodes 239 in the surface 271.
  • the height of the surface 271 of the second support plate 270 changes in a wave shape with the portion overlapping with the heater electrode 239 as the apex and the portion not overlapping with the heater electrode 239 as the lowest point.
  • the height of the surface 211 of the first support plate 210 changes in a wave shape with the portion overlapping the heater electrode 239 as the apex and the portion not overlapping with the heater electrode 239 as the lowest point.
  • the bonding area between the first support plate 210 and the heater element 230 can be further increased, and the first The adhesive strength between the one support plate 210 and the heater element 230 can be improved.
  • the adhesion area of the 1st support plate 210 and the adhesive agent 403 can be made wider according to the 1st unevenness
  • transformation of the heater plate 200 can be reduced.
  • the surface 271 of the second support plate 270 has the second unevenness, the adhesion area between the second support plate 270 and the bypass layer 250 can be increased, and the second support plate 270 can be increased.
  • the adhesive strength between the bypass layer 250 can be improved.
  • the adhesion area of the 2nd support plate 270 and the adhesive agent 403 can be made wider according to the 2nd unevenness
  • the joint strength between the second support plate 270 and the adhesive 403 can also be improved.
  • the second support plate 270 has irregularities, the rigidity of the second support plate 270 increases. For this reason, even if the 2nd support plate 270 is thin, the curvature and deformation
  • the surface 211 of the first support plate 210 has the first unevenness, the distance between the heater element 230 and the processing object W can be further shortened. Thereby, the speed which raises the temperature of the processing target object W can be improved.
  • the heights of the first and second irregularities can be controlled by, for example, the pressure bonding conditions and the configuration (materials) of the laminate.
  • the first support plate 210 has a surface 213 on the second support plate 270 side and a surface 211 opposite to the surface 213.
  • the surface 213 faces the first resin layer 220 and is in contact with, for example, the first resin layer 220.
  • the surface 213 of the first support plate 210 has a first region R1 and a second region R2.
  • the first region R1 overlaps the heater electrode 239 (heater element 230) when viewed along the Z direction (viewed from above).
  • the first region R1 overlaps with the first conductive portion 21 or the second conductive portion 22 when viewed along the Z direction.
  • the second region R2 does not overlap the heater electrode 239 (heater element 230) when viewed along the Z direction.
  • the second region R2 protrudes toward the second support plate 270 as compared with the first region R1. .
  • the position of the second region R2 in the Z direction is between the position of the first region R1 in the Z direction and the second support plate 270.
  • the surface 213 (lower surface) of the first support plate 210 has irregularities that are in the shape of the heater element 230.
  • the first region R1 corresponds to the concave portion of the first support plate 210
  • the second region R2 corresponds to the convex portion of the first support plate 210.
  • irregularities that are in the shape of the heater element 230 are formed on the surface 211 (upper surface) of the first support plate 210.
  • the second support plate 270 has a surface 275 (upper surface) on the first support plate 210 side and a surface 271 (lower surface) opposite to the surface 275.
  • the surface 275 faces the third resin layer 260 (or the second resin layer 240) and is in contact with, for example, the third resin layer 260 (or the second resin layer 240).
  • the surface 275 (upper surface) of the second support plate 270 has a third region R3 and a fourth region R4.
  • the third region R3 overlaps the heater element 230 when viewed along the Z direction.
  • the third region R3 overlaps the first conductive portion 21 or the second conductive portion 22 when viewed along the Z direction.
  • the fourth region R4 does not overlap the heater element 230 when viewed along the Z direction.
  • the fourth region R4 protrudes toward the first support plate 210 as compared with the third region R3.
  • the position of the fourth region R4 in the Z direction is between the position of the third region R3 in the Z direction and the first support plate 210.
  • the surface 275 (upper surface) of the second support plate 270 has irregularities that are in the shape of the heater element 230.
  • the third region R3 corresponds to the concave portion of the second support plate 270
  • the fourth region R4 corresponds to the convex portion of the second support plate 270.
  • irregularities that are in the shape of the heater element 230 are formed on the surface 271 (lower surface) of the second support plate 270.
  • the distance D5 along the Z direction between the second region R2 and the fourth region R4 is shorter than the distance D6 along the Z direction between the first region R1 and the third region R3.
  • the first support plate 210 and the second support plate 270 are uneven. Such unevenness is formed by the high adhesion of the members stacked in the heater plate 200. That is, since the unevenness is formed on the surface 213 (lower surface) of the first support plate 210, the adhesion between the surface (for example, the first resin layer 220) close to the surface 213 and the surface 213 is high. Further, since the unevenness is formed on the surface 275 (upper surface) of the second support plate 270, the adhesion between the surface (for example, the third resin layer 260) close to the surface 275 and the surface 275 is high.
  • peeling of the 1st support plate 210 and peeling of the 2nd support plate 270 can be suppressed, and reliability can be improved. For example, it is possible to suppress heat non-uniformity and deterioration of withstand voltage characteristics due to local peeling. It is possible to achieve the designed thermal uniformity and withstand voltage characteristics.
  • the heat conductivity of the heater plate 200 can be improved due to the high adhesion. Further, due to the unevenness of the first support plate 210, for example, the distance between the heater element 230 and the object to be processed can be shortened. Thereby, the rate of temperature increase of the object to be processed can be improved. Therefore, for example, it is possible to achieve both “heating performance (temperature increase rate) of the heater”, “temperature uniformity”, and “withstand voltage reliability”.
  • the distance D7 along the Z direction between the first region R1 and the second region R2 is shorter than the distance D5. Further, the distance D8 along the Z direction between the third region R3 and the fourth region R4 is shorter than the distance D5.
  • the unevenness formed on the surface 213 of the first support plate 210 may be too large, and the strain generated in the first support plate 210 and the first resin layer 220 may be too large.
  • the unevenness formed on the second support plate 270 is too large, and the distortion generated in the second support plate 270 and the second resin layer 240 may be too large.
  • each of the distance D7 and the distance D8 is shorter than the distance D5.
  • the strain generated in the first support plate 210 and the first resin layer 220 becomes too large while ensuring the adhesion between the first support plate 210 and the layer adjacent to the first support plate 210. Can be prevented.
  • the strain generated in the second support plate 270 and the third resin layer 260 is excessively increased while ensuring the adhesion between the layer adjacent to the second support plate 270 and the second support plate 270. I can prevent it.
  • the heater element 230 itself is likely to be distorted (thermal strain) due to heat generated by the heater element 230. Therefore, in the example shown in FIG. 23B, the distance D7 is shorter than the distance D8. That is, the structural strain of the first support plate 210 and the like on the heater element 230 side is made smaller than the structural strain of the second support plate 270 and the like on the bypass layer 250 side. Thereby, the tolerance with respect to the thermal strain of the heater plate 200 whole can be improved.
  • either the distance D7 or the distance D8 may be substantially zero. That is, either the surface 213 or the surface 275 may be flat. Irregularities may be formed on either the surface 213 or the surface 275.
  • FIG. 24 is a schematic cross-sectional view showing the heater plate of the present embodiment. As shown in FIG. 24, even in the heater plate 200 that does not include the bypass layer 250 and the third resin layer 260, the first support plate 210 and the second support plate 270 have the shape of the heater element 230. It has irregularities.
  • the first unevenness is generated on the surface 211 of the first support plate 210.
  • the second unevenness is generated on the surface 271 of the second support plate 270.
  • a third unevenness is generated on the surface 213 of the first support plate 210.
  • a fourth unevenness is generated on the surface 275 of the second support plate 270.
  • the second region R2 protrudes toward the second support plate 270 compared to the first region R1.
  • the fourth region R4 protrudes toward the first support plate 210 compared to the third region R3.
  • the relationship between the distances D1 to D8 is the same as the relationship between the distances D1 to D8 described with reference to FIG.
  • FIG. 25A and FIG. 25B are schematic cross-sectional views showing an electrostatic chuck according to a modification of the present embodiment.
  • FIG. 25A is a schematic cross-sectional view showing an electrostatic chuck according to a modification of the present embodiment.
  • FIG. 25B is a schematic cross-sectional view showing the heater plate of this modification.
  • FIG. 24A and FIG. 25B correspond to schematic cross-sectional views taken along the cut plane A1-A1 shown in FIG. 1, for example.
  • the electrostatic chuck 10a shown in FIG. 25 (a) includes a ceramic dielectric substrate 100, a heater plate 200a, and a base plate 300.
  • the ceramic dielectric substrate 100 and the base plate 300 are as described above with reference to FIGS.
  • the heater plate 200a of this example has a plurality of heater elements.
  • the heater plate 200a shown in FIG. 25B includes a first resin layer 220, a first heater element (heat generation layer) 230a, a second resin layer 240, and a second heater element (heat generation layer).
  • 230 b a third resin layer 260, a bypass layer 250, a fourth resin layer 290, and a second support plate 270.
  • the first resin layer 220 is provided between the first support plate 210 and the second support plate 270.
  • the first heater element 230 a is provided between the first resin layer 220 and the second support plate 270.
  • the second resin layer 240 is provided between the first heater element 230 a and the second support plate 270.
  • the second heater element 230 b is provided between the second resin layer 240 and the second support plate 270.
  • the third resin layer 260 is provided between the second heater element 230 b and the second support plate 270.
  • the bypass layer 250 is provided between the third resin layer 260 and the second support plate 270.
  • the fourth resin layer 290 is provided between the bypass layer 250 and the second support plate 270. That is, in this specific example, the first heater element 230a is provided in a state independent of the second heater element 230b in a different layer.
  • the materials, thicknesses, and functions of the first heater element 230a and the second heater element 230b are the same as those of the heater element 230 described above with reference to FIGS.
  • the fourth resin layer 290 is the same as the first resin layer 220 described above with reference to FIGS.
  • the temperature in the surface of the processing object W is independent for each predetermined region. Can be controlled.
  • FIG. 26A, FIG. 26B, and FIG. 27 are schematic plan views illustrating modifications of the first support plate of the present embodiment.
  • FIG. 28 is a schematic cross-sectional view showing a heater plate of this modification.
  • FIG. 26A shows an example in which the first support plate is divided into a plurality of support portions.
  • FIG. 26B and FIG. 27 show another example in which the first support plate is divided into a plurality of support portions.
  • FIG. 28 for convenience of explanation, the heater plate shown in FIG. 26A and the graph of the temperature of the upper surface of the first support plate are shown together.
  • the graph shown in FIG. 28 is an example of the temperature of the upper surface of the first support plate.
  • the horizontal axis of the graph shown in FIG. 28 represents the position of the upper surface of the first support plate 210a.
  • the vertical axis of the graph shown in FIG. 28 represents the temperature of the upper surface of the first support plate 210a.
  • the bypass layer 250 and the third resin layer 260 are omitted.
  • the first support plate 210a is divided into a plurality of support portions. More specifically, in the modification shown in FIG. 26A, the first support plate 210a is concentrically divided into a plurality of support portions, and includes a first support portion 216 and a second support portion. 217, a third support portion 218, and a fourth support portion 219. In the modification shown in FIG. 26A, the first support plate 210a is concentrically divided into a plurality of support portions, and includes a first support portion 216 and a second support portion. 217, a third support portion 218, and a fourth support portion 219. In the modification shown in FIG.
  • the first support plate 210b is concentrically and radially divided into a plurality of support portions, and includes a first support portion 216a, a second support portion 216b, 3 support part 216c, 4th support part 216d, 5th support part 216e, 6th support part 216f, 7th support part 217a, 8th support part 217b, and 9th It has a support part 217c, a tenth support part 217d, an eleventh support part 217e, and a twelfth support part 217f.
  • the first support plate 210c has more support portions.
  • the first support portion 216 shown in FIG. 26A is further divided into four support portions 216a to 216d.
  • the second support portion 217 shown in FIG. 26A is further divided into eight support portions 217a to 217h.
  • the third support portion 218 shown in FIG. 26A is further divided into eight regions 218a to 218h.
  • the fourth support portion 219 shown in FIG. 26A is further divided into 16 support portions 219a to 219p.
  • the number and shape of the support portions provided on the first support plate 210 may be arbitrary.
  • the first resin layer 220, the heater element 230, the second resin layer 240, the bypass layer 250, the third resin layer 260, the second support plate 270, and the power supply terminal 280 are respectively 3 to 5 and 13 as described above.
  • the first support plate 210a shown in FIG. 26 (a) is taken as an example.
  • the first support portion 216 is provided on the first region 231 of the heater element 230 and corresponds to the first region 231 of the heater element 230.
  • the second support portion 217 is provided on the second region 232 of the heater element 230 and corresponds to the second region 232 of the heater element 230.
  • the third support portion 218 is provided on the third region 233 of the heater element 230 and corresponds to the third region 233 of the heater element 230.
  • the fourth support portion 219 is provided on the fourth region 234 of the heater element 230 and corresponds to the fourth region 234 of the heater element 230.
  • the first support part 216 is not electrically joined to the second support part 217.
  • the second support part 217 is not electrically joined to the third support part 218.
  • the third support part 218 is not electrically joined to the fourth support part 219. That is, the plurality of support portions 216 to 219 are provided independently of each other.
  • a temperature difference in the radial direction can be intentionally provided in the plane of the first support plates 210a, 210b, 210c (temperature controllability).
  • a temperature difference can be provided stepwise from the first support portion 216 to the fourth support portion 219 as shown in the graph diagram of FIG.
  • a temperature difference can be intentionally provided in the surface of the processing object W (temperature controllability).
  • FIG. 29A to FIG. 29D are cross-sectional views illustrating modifications of the heater plate of the present embodiment.
  • FIG. 29A shows a part of the heater element 230
  • FIG. 29B shows a part of the bypass layer 250
  • FIG. 29C shows a part of the heater element 230 and the bypass layer 250
  • FIG. 29D shows a modification of the heater element 230 and the bypass layer 250.
  • Each of the heater electrodes 239 has a first surface MP1 (upper surface) on the first support plate 210 side and a second surface MP2 (lower surface) on the second support plate side.
  • the first surface MP1 faces the first resin layer 220.
  • the second surface MP2 faces away from the first surface MP1. That is, the second surface MP2 faces the second resin layer 240.
  • the width W1 of the first surface MP1 is different from the width W2 of the second surface MP2.
  • the width W1 of the first surface MP1 is narrower than the width W2 of the second surface MP2. That is, the width of the heater electrode 239 becomes narrower toward the upper side (the ceramic dielectric substrate 100 side).
  • Each heater electrode 239 has a pair of side surfaces SF1 connecting the first surface MP1 and the second surface MP2.
  • the side surface SF1 has a curved shape.
  • Each side surface SF1 has, for example, a concave curved surface shape.
  • Each side surface SF1 may be planar, for example.
  • the angle ⁇ 1 formed between the first surface MP1 and the side surface SF1 is different from the angle ⁇ 2 formed between the second surface MP2 and the side surface SF1.
  • the surface roughness of the side surface SF1 is rougher than the surface roughness of at least one of the first surface MP1 and the second surface MP2.
  • 1st surface MP1 contacts the 1st resin layer 220, for example.
  • the second surface MP2 is in contact with the second resin layer 240.
  • the bypass part 251 (bypass layer 250) includes a third conductive part 33 and a fourth conductive part 34.
  • the fourth conductive portion 34 is separated from the third conductive portion 33 in the in-plane direction Dp (for example, the X direction).
  • the third conductive part 33 and the fourth conductive part 34 are part of the bypass part 251.
  • the space part 50 is provided on each side of the third conductive part 33 and the fourth conductive part 34, for example. In other words, the space part 50 is provided on each side of the plurality of bypass parts 251.
  • Each bypass section 251 has a third surface MP3 (upper surface) on the first support plate 210 side and a fourth surface MP4 (lower surface) on the second support plate 270 side.
  • the third surface MP3 faces the second resin layer 240.
  • the fourth surface MP4 faces away from the third surface MP3. That is, the fourth surface MP4 faces the third resin layer 260.
  • the width W3 of the third surface MP3 is different from the width W4 of the fourth surface MP4.
  • the width W3 of the third surface MP3 is narrower than the width W4 of the fourth surface MP4. That is, the width of the bypass portion 251 becomes narrower toward the upper side (the ceramic dielectric substrate 100 side).
  • the width relationship between the third surface MP3 and the fourth surface MP4 is the same as the width relationship between the first surface MP1 and the second surface MP2.
  • Each bypass part 251 has a pair of side surface SF2 which connects 3rd surface MP3 and 4th surface MP4.
  • Each side surface SF2 has, for example, a concave curved surface shape.
  • Each side surface SF2 may be planar, for example.
  • the angle ⁇ 3 formed by the third surface MP3 and the side surface SF2 is different from the angle ⁇ 4 formed by the fourth surface MP4 and the side surface SF2.
  • the surface roughness of the side surface SF2 is rougher than the surface roughness of at least one of the third surface MP3 and the fourth surface MP4.
  • the third surface MP3 is in contact with the second resin layer 240, for example.
  • the fourth surface MP4 is in contact with the third resin layer 260.
  • the width W1 of the first surface MP1 is different from the width W2 of the second surface MP2.
  • the width W1 of the first surface MP1 is smaller than the width W2 of the second surface MP2.
  • a contact area with 1st surface MP1 becomes small, the stress added to the layer which contacts 1st surface MP1 can be reduced, and peeling of the layer which contacts 1st surface MP1 can be suppressed.
  • peeling of the first resin layer 220 can be suppressed.
  • the amount of heat generated on the second surface MP2 side where heat easily escapes from the base plate 300 is larger than the amount of heat generated on the first surface MP1 side, and is perpendicular to the first surface MP1 and the second surface MP2 (Z Variation in heat distribution in the direction).
  • the soaking property can be further improved.
  • the side surface SF1 has a concave curved surface shape. Therefore, the stress applied to the layer adjacent to the side surface SF1 can be reduced, and peeling of the layer adjacent to the side surface SF1 can be suppressed.
  • the angle ⁇ 1 formed between the first surface MP1 and the side surface SF1 is different from the angle ⁇ 2 formed between the second surface MP2 and the side surface SF1.
  • the width relationship between the third surface MP3 and the fourth surface MP4 is the same as the width relationship between the first surface MP1 and the second surface MP2.
  • the widths of the first surface MP1 and the third surface MP3 are narrower than the widths of the second surface MP2 and the fourth surface MP4. In this case, variation in heat distribution in the Z direction can be further suppressed.
  • the heater element 230 is provided on the bypass layer 250.
  • the bypass layer 250 may be provided on the heater element 230. That is, the bypass layer 250 may be provided between the heater element 230 and the ceramic dielectric substrate 100.
  • a bypass layer 250 is provided between the first resin layer 220 and the heater element 230, and a third resin layer 260 is provided between the heater element 230 and the bypass layer 250.
  • the bypass layer 250 may be provided between the first support plate 210 and the first resin layer 220, and the third resin layer 260 may be provided between the first support plate 210 and the bypass layer 250. Good.
  • the heat of the heater element 230 having the highest temperature is transferred to the base plate at the moment when the voltage supply to the heater plate 200 is cut off. 300 can be quickly transmitted, and the temperature followability (ramp plate) when the temperature of the processing object W is lowered can be further improved.
  • the position where the bypass layer 250 is disposed may be an arbitrary position between the first support plate 210 and the second support plate 270.
  • FIGS. 30A and 30C are cross-sectional views illustrating modifications of the heater plate of the present embodiment.
  • the width W1 of the first surface MP1 is wider than the width W2 of the second surface MP2. That is, the width of the heater electrode 239 becomes narrower toward the lower side (base plate 300 side).
  • the width W3 of the third surface MP3 is wider than the width W4 of the fourth surface MP4.
  • the width of the bypass portion 251 becomes narrower as it goes downward.
  • the width W1 of the first surface MP1 may be wider than the width W2 of the second surface MP2.
  • the stress applied to the layer in contact with the second surface MP2 can be reduced, and peeling of the layer in contact with the second surface MP2 can be suppressed.
  • heat can be easily held on the first surface MP1 side, and heat can be easily cooled on the second surface MP2 side, so that temperature followability (ramplate) can be further improved.
  • the width relationship between the third surface MP3 and the fourth surface MP4 is the same as the width relationship between the first surface MP1 and the second surface MP2, and the first surface MP1 and the third surface MP3. Is wider than the width of the second surface MP2 and the fourth surface MP4.
  • the heat can be easily held on the first surface MP1 and the third surface MP3 side, and the heat can be easily cooled on the second surface MP2 and the fourth surface MP4 side, so that the temperature followability can be further improved.
  • the bypass layer 250 may be provided on the heater element 230.
  • FIG. 31A to FIG. 31D are cross-sectional views showing modifications of the heater plate of the present embodiment.
  • the width W1 of the first surface MP1 is smaller than the width W2 of the second surface MP2.
  • the width W3 of the third surface MP3 is wider than the width W4 of the fourth surface MP4.
  • the width relationship between the third surface MP3 and the fourth surface MP4 is opposite to the width relationship between the first surface MP1 and the second surface MP2.
  • the width relationship between the third surface MP3 and the fourth surface MP4 may be opposite to the width relationship between the first surface MP1 and the second surface MP2.
  • the direction of the stress applied by the thermal expansion of the bypass layer 250 can be made opposite to the direction of the stress applied by the thermal expansion of the heater element 230. Thereby, the influence of stress can be suppressed more.
  • the bypass layer 250 may be provided on the heater element 230.
  • FIG. 32A to FIG. 32D are cross-sectional views showing modifications of the heater plate of the present embodiment.
  • the width W1 of the first surface MP1 is made larger than the width W2 of the second surface MP2, and the width W3 of the third surface MP3 is set to be the fourth surface MP4. It may be narrower than the width W4.
  • the bypass layer 250 may be provided on the heater element 230.

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Abstract

処理対象物が載置されるセラミック誘電体基板と、ベースプレートと、セラミック誘電体基板とベースプレートとの間に設けられたヒータプレートと、を備え、ヒータプレートは、金属を含む第1、第2の支持板と、第1の支持板と第2の支持板との間に設けられた第1、第2の樹脂層と、第1の樹脂層と第2の樹脂層との間に設けられ、面内方向において離間した第1、第2の導電部と、を有し、電流が流れることにより発熱するヒータエレメントと、第1の導電部の面内方向における側端部と、第1の樹脂層と、第2の樹脂層と、によって区画された空間部と、を有し、第1の樹脂層は、第1の導電部と第2の導電部との間において、第2の樹脂層と接していることを特徴とする静電チャックが提供される。

Description

静電チャック
 本発明の態様は、一般的に、静電チャックに関する。
 エッチング、CVD(Chemical Vapor Deposition)、スパッタリング、イオン注入、アッシングなどを行うプラズマ処理チャンバ内では、半導体ウェーハやガラス基板などの処理対象物を吸着保持する手段として、静電チャックが用いられている。静電チャックは、内蔵する電極に静電吸着用電力を印加し、シリコンウェーハ等の基板を静電力によって吸着するものである。
 近年、トランジスタなどの半導体素子を含むICチップにおいて、小型化や処理速度の向上が求められている。これに伴い、ウェーハ上において半導体素子を形成する際に、エッチングなどの加工の精度を高めることが求められている。エッチングの加工精度とは、ウェーハの加工によって、設計通りの幅や深さを有するパターンを形成することができるかどうかを示す。エッチングなどの加工精度を高めることによって、半導体素子を微細化することができ、集積密度を高くすることができる。すなわち、加工精度を高めることによって、チップの小型化及び高速度化が可能となる。
 エッチングなどの加工精度は、加工時のウェーハの温度に依存することが知られている。そこで、静電チャックを有する基板処理装置においては、加工時におけるウェーハの温度を安定して制御することが求められる。例えば、ウェーハ面内の温度分布を均一にする性能(温度均一性)が求められる。また、ウェーハ面内において温度に意図的に差をつける性能(温度制御性)が求められる。ウェーハの温度を制御する方法として、ヒータ(発熱体)や冷却板を内蔵する静電チャックを用いる方法が知られている。一般的に、温度均一性は、温度制御性とトレードオフの関係にある。
 ウェーハの温度は、冷却板の温度のばらつき、ヒータの温度のばらつき、ヒータを支持する支持板の厚さのばらつき、ヒータの周囲に設けられる樹脂層の厚さのばらつき、などの影響を受ける。ヒータが静電チャックに内蔵される場合には、ヒータの内蔵方法(例えば接着方法)が重要な要素の1つである。
 ウェーハ加工のプロセスでは、RF(Radio Frequency)電圧(高周波電圧)が印加される。RF電圧が印加されると、一般的なヒータは、高周波の影響を受けて発熱する。すると、ウェーハの温度が影響を受ける。また、RF電圧が印加されると、漏れ電流が設備側に流れる。そのため、フィルタなどの機構が設備側に必要となる。
 プラズマエッチング装置などにおけるプロセスでは、様々な強度および様々な分布のプラズマがウェーハに照射される。プラズマがウェーハに照射される場合には、ウェーハの温度をプロセスに適した温度に制御すると同時に、温度均一性および温度制御性が求められる。さらに、生産性を向上させるためには、ウェーハの温度を所定の温度に比較的短い時間で到達させることが求められる。急激な温度変化や、熱の供給や、高周波電圧の印加がある。これらにより、静電チャックには熱的・電気的・機械的な負荷が発生することになる。静電チャックにはこれらの負荷に耐え、ウェーハ温度を制御する高い信頼性が求められる。このような要求を同時に満足することは、困難である。
特開2010-40644号公報
 本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、熱的・電気的・機械的な負荷に耐え得る、信頼性の高い静電チャックを提供することを目的とする。
 第1の発明は、処理対象物が載置されるセラミック誘電体基板と、積層方向において前記セラミック誘電体基板と離れた位置に設けられ前記セラミック誘電体基板を支持するベースプレートと、前記セラミック誘電体基板と前記ベースプレートとの間に設けられたヒータプレートと、を備え、前記ヒータプレートは、前記セラミック誘電体基板と前記ベースプレートとの間に設けられ金属を含む第1の支持板と、前記第1の支持板と前記ベースプレートとの間に設けられ金属を含む第2の支持板と、前記第1の支持板と前記第2の支持板との間に設けられた第1の樹脂層と、前記第1の樹脂層と前記第2の支持板との間に設けられた第2の樹脂層と、前記第1の樹脂層と前記第2の樹脂層との間に設けられ、第1の導電部と、前記積層方向に対して垂直な面内方向において前記第1の導電部と離間した第2の導電部と、を有し、電流が流れることにより発熱するヒータエレメントと、前記第1の導電部の前記面内方向における第1の側端部と、前記第1の樹脂層と、前記第2の樹脂層と、によって区画された第1の空間部と、を有し、前記第1の樹脂層は、前記第1の導電部と前記第2の導電部との間において、前記第2の樹脂層と接していることを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータエレメントの第1の導電部の端部に、第1の空間部(空隙)が設けられている。ヒータエレメントが熱膨張しても、第1の導電部は、第1の空間部を埋めるように変形する。このため、ヒータエレメントが熱膨張により変形したときに、第1の樹脂層及び第2の樹脂層に掛かる応力を低減することができる。したがって、ヒータエレメントと第1の樹脂層との剥離、及び、ヒータエレメントと第2の樹脂層との剥離を抑制することができる。従って、負荷に対する耐性が高く、信頼性を向上させることができる。剥離によって生じる処理対象物の温度変化を抑制することができる。
 第2の発明は、第1の発明において、前記第1の導電部は、前記面内方向において前記第1の側端部と離間した第2の側端部を有し、前記ヒータプレートは、前記第2の側端部と、前記第1の樹脂層と、前記第2の樹脂層と、によって区画された第2の空間部を有することを特徴とするチャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータエレメントの第1の導電部の端部に、第2の空間部(空隙)が設けられている。ヒータエレメントが熱膨張しても、第1の導電部は、第2の空間部を埋めるように変形する。このため、ヒータエレメントが熱膨張により変形したときに、第1の樹脂層及び第2の樹脂層に掛かる応力を低減することができる。したがって、ヒータエレメントと第1の樹脂層との剥離、及び、ヒータエレメントと第2の樹脂層との剥離を抑制することができる。剥離によって生じる処理対象物の温度変化を抑制することができる。
 第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記第1の空間部の前記積層方向に沿った幅は、前記第1の導電部の前記積層方向に沿った幅以下であることを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、熱膨張によりヒータエレメントが変形しても、空間部が埋められるため、第1の樹脂層及び第2の樹脂層に掛かる応力を低減することができる。したがって、ヒータエレメントと第1の樹脂層との剥離、及び、ヒータエレメントと第2の樹脂層との剥離を抑制することができる。剥離によって生じる処理対象物の温度変化を抑制することができる。
 第4の発明は、第1~第3のいずれか1つの発明において、前記第1の空間部の前記積層方向に沿った幅は、前記面内方向において前記第1の側端部から遠ざかるにつれて狭くなることを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、熱膨張によりヒータエレメントが変形しても、空間部が埋められるため、第1の樹脂層及び第2の樹脂層に掛かる応力を低減することができる。したがって、ヒータエレメントと第1の樹脂層との剥離、及び、ヒータエレメントと第2の樹脂層との剥離を抑制することができる。剥離によって生じる処理対象物の温度変化を抑制することができる。
 第5の発明は、第1~第4のいずれか1つの発明において、前記第1の空間部と前記第1の樹脂層との境界は、前記面内方向において前記第1の側端部から遠ざかるにつれて、前記第1の導電部の前記積層方向における中央を通り前記面内方向に延在する仮想面に近づき、前記第1の空間部と前記第2の樹脂層との境界は、前記面内方向において前記第1の側端部から遠ざかるにつれて、前記仮想面に近づくことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、熱膨張によりヒータエレメントが変形しても、空間部が埋められるため、第1の樹脂層及び第2の樹脂層に掛かる応力を低減することができる。したがって、ヒータエレメントと第1の樹脂層との剥離、及び、ヒータエレメントと第2の樹脂層との剥離を抑制することができる。剥離によって生じる処理対象物の温度変化を抑制することができる。
 第6の発明は、第1~第4のいずれか1つの発明において、前記第1の導電部は、前記第1の樹脂層と対向する上面を有し、前記第1の空間部と前記第2の樹脂層との境界は、前記面内方向において前記第1の側端部から遠ざかるにつれて、前記上面を通り前記面内方向に延在する仮想面に近づくことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、熱膨張によりヒータエレメントが変形しても、空間部が埋められるため、第1の樹脂層及び第2の樹脂層に掛かる応力を低減することができる。したがって、ヒータエレメントと第1の樹脂層との剥離、及び、ヒータエレメントと第2の樹脂層との剥離を抑制することができる。剥離によって生じる処理対象物の温度変化を抑制することができる。
 第7の発明は、第1~第4のいずれか1つの発明において、前記第1の導電部は、前記第2の樹脂層と対向する下面を有し、前記第1の空間部と前記第2の樹脂層との境界は、前記面内方向において前記第1の導電部から遠ざかるにつれて、前記下面を通り前記面内方向に延在する仮想面に近づくことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、熱膨張によりヒータエレメントが変形しても、空間部が埋められるため、第1の樹脂層及び第2の樹脂層に掛かる応力を低減することができる。したがって、ヒータエレメントと第1の樹脂層との剥離、及び、ヒータエレメントと第2の樹脂層との剥離を抑制することができる。剥離によって生じる処理対象物の温度変化を抑制することができる。
 第8の発明は、第1~第7のいずれか1つの発明において、前記第1の導電部は、前記第1の樹脂層と対向する上面と、前記第2の樹脂層と対向する下面と、を有し、前記上面及び前記下面のうち一方の面の前記面内方向に沿った幅は、前記上面及び前記下面の他方の面の前記面内方向に沿った幅よりも狭いことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、熱膨張によりヒータエレメントが変形しても、空間部が埋められるため、第1の樹脂層及び第2の樹脂層に掛かる応力を低減することができる。したがって、ヒータエレメントと第1の樹脂層との剥離、及び、ヒータエレメントと第2の樹脂層との剥離を抑制することができる。剥離によって生じる処理対象物の温度変化を抑制することができる。
 第9の発明は、第8の発明において、前記第1の導電部の前記下面の前記面内方向に沿った前記長さは、前記第1の導電部の前記上面の前記面内方向に沿った前記長さよりも長いことを特徴とする静電チャックである。
 ベースプレートがあるためにヒータエレメントの下方の温度が、ヒータエレメントの上方の温度よりも低くなり、上下方向において熱分布に偏りが生じることがある。この静電チャックによれば、このような上下方向における熱分布の偏りを抑制することができる。
 第10の発明は、第8の発明において、前記第1の導電部の前記上面の前記面内方向に沿った前記長さは、前記第1の導電部の前記下面の前記面内方向に沿った前記長さよりも長いことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータエレメントの上面が長いことにより、処理対象物が配置されるヒータエレメントの上方を熱しやすくすることができる。また、ヒータエレメントの下面が比較的短いことにより、ヒータエレメントの下方を冷ましやすくすることができる。これにより、温度追従性(ランプレート)を向上させることができる。
 第11の発明は、第8~第10のいずれか1つの発明において、前記一方の面と前記第1の導電部の側面とは、曲面によって接続されていることを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、熱膨張によりヒータエレメントが変形しても、空間部が埋められるため、第1の樹脂層及び第2の樹脂層に掛かる応力を低減することができる。したがって、ヒータエレメントと第1の樹脂層との剥離、及び、ヒータエレメントと第2の樹脂層との剥離を抑制することができる。剥離によって生じる処理対象物の温度変化を抑制することができる。
 第12の発明は、第8~第11のいずれか1つの発明において、前記第1の導電部の側面は、前記他方の面よりも粗いことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、熱膨張によりヒータエレメントが変形しても、空間部が埋められるため、第1の樹脂層及び第2の樹脂層に掛かる応力を低減することができる。したがって、ヒータエレメントと第1の樹脂層との剥離、及び、ヒータエレメントと第2の樹脂層との剥離を抑制することができる。剥離によって生じる処理対象物の温度変化を抑制することができる。
 第13の発明は、第8~第12のいずれか1つの発明において、前記第1の支持板及び前記第2の支持板のうち一方の支持板と、前記第1の導電部の前記積層方向における中央を通り前記面内方向に延在する中央仮想面と、の間の距離は、前記第1の支持板及び前記第2の支持板のうち他方の支持板と、前記中央仮想面と、の間の距離よりも短く、前記一方の面は、前記一方の支持板と前記中央仮想面との間に位置することを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、熱膨張によりヒータエレメントが変形しても、空間部が埋められるため、第1の樹脂層及び第2の樹脂層に掛かる応力を低減することができる。したがって、ヒータエレメントと第1の樹脂層との剥離、及び、ヒータエレメントと第2の樹脂層との剥離を抑制することができる。剥離によって生じる処理対象物の温度変化を抑制することができる。
 第14の発明は、第1~第13のいずれか1つの発明において、前記第1の支持板は、前記第2の支持板と電気的に接合されたことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータエレメントを高周波から遮断することができる。これにより、ヒータエレメントが異常温度に発熱することを抑制することができる。また、ヒータプレートのインピーダンスを抑えることができる。
 第15の発明は、第14の発明において、前記第1の支持板が前記第2の支持板と接合された領域の面積は、前記第1の支持板の上面の面積よりも狭く、前記第2の支持板の下面の面積よりも狭いことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータエレメントを高周波から遮断することができる。これにより、ヒータエレメントが異常温度に発熱することを抑制することができる。また、ヒータプレートのインピーダンスを抑えることができる。
 第16の発明は、第1~第15のいずれか1つの発明において、前記第1の支持板の上面は、第1の凹凸を有し、前記第2の支持板の下面は、第2の凹凸を有することを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、第1の支持板の上面が第1の凹凸を有するため、第1の支持板とヒータエレメントとの間の接着面積をより広くすることができ、第1の支持板とヒータエレメントとの間の接着強度を向上させることができる。また、第2の支持板の下面が第2の凹凸を有するため、第2の支持板とヒータエレメントとの間の接着面積をより広くすることができ、第2の支持板とヒータエレメントとの間の接着強度を向上させることができる。さらに、第1の支持板の上面が第1の凹凸を有するため、ヒータエレメントと処理対象物との間の距離をより短くすることができる。これにより、処理対象物の温度を上昇させる速度を向上させることができる。
 第17の発明は、第16の発明において、前記第1の凹凸は、前記ヒータエレメントの形状にならい、前記第2の凹凸は、前記ヒータエレメントの形状にならったことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、第1の支持板とヒータエレメントとの間の接着面積をより広くすることができ、第1の支持板とヒータエレメントとの間の接着強度を向上させることができる。また、第2の支持板とヒータエレメントとの間の接着面積をより広くすることができ、第2の支持板とヒータエレメントとの間の接着強度を向上させることができる。さらに、ヒータエレメントと処理対象物との間の距離をより短くすることができる。これにより、処理対象物の温度を上昇させる速度を向上させることができる。
 第18の発明は、第17の発明において、前記第1の凹凸の凹部と、前記第2の凹凸の凹部と、の間の距離は、前記第1の凹凸の凸部と、前記第2の凹凸の凸部と、の間の距離よりも短いことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、第1の支持板とヒータエレメントとの間の接着面積をより広くすることができ、第1の支持板とヒータエレメントとの間の接着強度を向上させることができる。また、第2の支持板とヒータエレメントとの間の接着面積をより広くすることができ、第2の支持板とヒータエレメントとの間の接着強度を向上させることができる。さらに、ヒータエレメントと処理対象物との間の距離をより短くすることができる。これにより、処理対象物の温度を上昇させる速度を向上させることができる。
 第19の発明は、第16~第18のいずれか1つの発明において、前記第1の凹凸の高さは、前記第2の凹凸の高さとは異なることを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、第1の支持板とヒータエレメントとの間の接着面積をより広くすることができ、第1の支持板とヒータエレメントとの間の接着強度を向上させることができる。また、第2の支持板とヒータエレメントとの間の接着面積をより広くすることができ、第2の支持板とヒータエレメントとの間の接着強度を向上させることができる。さらに、ヒータエレメントと処理対象物との間の距離をより短くすることができる。これにより、処理対象物の温度を上昇させる速度を向上させることができる。
 第20の発明は、第1~第19のいずれか1つの発明において、前記ヒータエレメントは、帯状のヒータ電極を有し、前記ヒータ電極は、複数の領域において互いに独立した状態で設けられたことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータ電極が複数の領域において互いに独立した状態で設けられているため、処理対象物の面内の温度を各領域ごとに独立して制御することができる。これにより、処理対象物の面内の温度に意図的に差をつけることができる(温度制御性)。
 第21の発明は、第1~第20のいずれか1つの発明において、前記ヒータエレメントは、複数設けられ、前記複数の前記ヒータエレメントは、互いに異なる層に独立した状態で設けられたことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータエレメントが互いに異なる層に独立した状態で設けられているため、処理対象物の面内の温度を各領域ごとに独立して制御することができる。これにより、処理対象物の面内の温度に意図的に差をつけることができる(温度制御性)。
 第22の発明は、第1~第20のいずれか1つの発明において、前記ヒータプレートは、前記第1の支持版と、前記第2の支持板と、の間に設けられ導電性を有するバイパス層をさらに有することを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータエレメントに電力を供給する端子の配置に対してより大きい自由度を持たせることができる。バイパス層が設けられることで、バイパス層が設けられていない場合と比較して熱容量が大きい端子をヒータエレメントに直接接合させなくともよい。これにより、処理対象物の面内の温度分布の均一性を向上させることができる。また、バイパス層が設けられていない場合と比較して薄いヒータエレメントに端子を接合させなくともよい。これにより、ヒータプレートの信頼性を向上させることができる。
 第23の発明は、第22の発明において、前記ヒータエレメントは、前記バイパス層と電気的に接合され、前記第1の支持板および前記第2の支持板とは電気的に絶縁されたことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、バイパス層を介してヒータエレメントに外部から電力を供給することができる。
 第24の発明は、第22又は第23の発明において、前記バイパス層の厚さは、前記第1の樹脂層の厚さよりも厚いことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータエレメントに電力を供給する端子の配置に対してより大きい自由度を持たせることができる。また、バイパス層の電気抵抗を抑え、バイパス層の発熱量を抑えることができる。
 第25の発明は、第22~第24のいずれか1つの発明において、前記バイパス層の厚さは、前記ヒータエレメントの厚さよりも厚いことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータエレメントに電力を供給する端子の配置に対してより大きい自由度を持たせることができる。また、バイパス層の電気抵抗を抑え、バイパス層の発熱量を抑えることができる。
 第26の発明は、第22~第25のいずれか1つの発明において、前記バイパス層は、前記ヒータエレメントと、前記ベースプレートと、の間に設けられたことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、バイパス層は、ヒータエレメントから供給された熱がベースプレートへ伝わることを抑制する。つまり、バイパス層は、バイパス層からみてベースプレートの側に対する断熱効果を有し、処理対象物の面内の温度分布の均一性を向上させることができる。
 第27の発明は、第22~第25のいずれか1つの発明において、前記バイパス層は、前記ヒータエレメントと、前記セラミック誘電体基板と、の間に設けられたことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータプレートへの電圧供給を遮断した瞬間、最も温度が高いヒータエレメントの熱をベースプレートに素早く伝えることができ、処理対象物の温度を下げる際の温度追従性(ランプレート)をより向上させることができる。
 第28の発明は、第22~第27のいずれか1つの発明において、前記ヒータプレートは、前記バイパス層の側方に設けられた空間部をさらに有することを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、バイパス層が熱膨張しても空間部を埋めるように変形する。このため、バイパス層に隣接する樹脂層などにかかる応力を低減することができる。従って、バイパス層に隣接する樹脂層などの剥離を抑制することができる。例えば、ヒータプレートの負荷に対する耐性を向上させ、静電チャックの信頼性をより向上させることができる。さらには、バイパス層に隣接する層の剥離によって生じる処理対象物の温度変化を抑制することができる。
 第29の発明は、第28の発明において、前記第1の空間部の断面積及び前記バイパス層の側方の前記空間部の断面積の大小関係は、前記ヒータエレメントの厚さ及び前記バイパス層の厚さの大小関係と同じであることを特徴とする静電チャックである。
 厚みが厚いと、熱膨張による体積増加が大きくなる。このため、空間部の断面績が大きいほうが、隣接する層の剥離抑制に有利である。従って、この静電チャックによれば、第1の導電部及びバイパス層に隣接する層の剥離を、より抑制することができる。剥離の発生にともなう処理対象物の温度変化をより確実に抑制することができる。
 第30の発明は、第28又は第29の発明において、前記第1の空間部の側端は、前記第1の導電部の厚さ方向の中央に対して前記第1の支持板側又は前記第2の支持板側にずれ、前記バイパス層の側方の前記空間部の側端は、前記バイパス層の厚さ方向の中央に対して前記第1の空間部の側端と同じ方向にずれることを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、第1の空間部及びバイパス層の空間部の形成に、複雑な方法などを用いる必要がなく、第1の空間部及びバイパス層の空間部の形成を容易にすることができる。
 第31の発明は、第22~第30のいずれか1つの発明において、前記ヒータエレメントは、前記第1の支持板側の第1面と、前記第2の支持板側の第2面と、を有し、前記第1面の幅は、前記第2面の幅と異なり、前記バイパス層は、前記第1の支持板側の第3面と、前記第2の支持板側の第4面と、を有し、前記第3面の幅は、前記第4面の幅と異なり、前記第3面の前記第4面に対する幅の大小関係は、前記第1面の前記第2面に対する幅の大小関係と同じであることを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、第1面及び第3面の幅が狭い場合には、第1面~第4面に対して垂直な方向における熱分布のバラツキをより抑制することができる。反対に、第1面及び第3面の幅が広い場合には、第1面及び第3面側において熱を持ち易くするとともに、第2面及び第4面側において熱を冷まし易くし、温度追従性(ランプレート)をより向上させることができる。
 第32の発明は、第22~第30のいずれか1つの発明において、前記ヒータエレメントは、前記第1の支持板側の第1面と、前記第2の支持板側の第2面と、を有し、前記第1面の幅は、前記第2面の幅と異なり、前記バイパス層は、前記第1の支持板側の第3面と、前記第2の支持板側の第4面と、を有し、前記第3面の幅は、前記第4面の幅と異なり、前記第3面の前記第4面に対する幅の大小関係は、前記第1面の前記第2面に対する幅の大小関係と反対であることを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、バイパス層の熱膨張によって加わる応力の方向を、ヒータエレメントの熱膨張によって加わる応力の方向と逆向きにすることができる。これにより、応力の影響をより抑制することができる。
 第33の発明は、第1~第32のいずれか1つの発明において、前記第1の支持板の上面の面積は、前記第2の支持板の下面の面積よりも広いことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、ヒータエレメントからみて第2の支持板の側において、ヒータエレメントに電力を供給する端子をより容易に接続することができる。
 第34の発明は、第1~第33のいずれか1つの発明において、前記第1の支持板は、複数の支持部を有し、前記複数の支持部は、互いに独立した状態で設けられたことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、第1の支持板の面内において意図的に径方向の温度差を設けることができる(温度制御性)。例えば、第1の支持板の面内において中央部から外周部にわたってステップ状に温度差を設けることができる。これにより、処理対象物の面内において意図的に温度差を設けることができる(温度制御性)。
 第35の発明は、第1~第34のいずれか1つの発明において、前記第1の支持板の前記第2の支持板側の面は、前記積層方向に沿ってみたときに、前記ヒータエレメントと重なる第1領域と、前記ヒータエレメントと重ならない第2領域と、を有し、前記積層方向に対して平行な断面において、前記第2領域は、前記第1領域に比べて前記第2の支持板側に突出していることを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、第1の支持板に近接する層と第1の支持板との密着性を向上させることができる。これにより、設計通りの均熱性と耐電圧特性を実現することができる。
 第36の発明は、第35の発明において、前記第2の支持板の前記第1の支持板側の面は、前記積層方向に沿ってみたときに、前記ヒータエレメントと重なる第3領域と、前記ヒータエレメントと重ならない第4領域と、を有し、前記積層方向に対して平行な断面において、前記第4領域は、前記第3領域に比べて前記第1の支持板側に突出していることを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、第2の支持板に近接する層と第2の支持板との密着性を向上させることができる。これにより、設計通りの均熱性と耐電圧特性を実現することができる。
 第37の発明は、第35又は第36の発明において、前記第1の支持板の前記第2の支持板側の面は、前記ヒータエレメントの形状にならった凹凸を有し、前記第2の支持板の前記第1の支持板側の面は、前記ヒータエレメントの形状にならった凹凸を有することを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、設計通りの均熱性と耐電圧特性を実現できる。また、処理対象物の温度を上昇させる速度を向上させることができる。したがって、例えば「ヒータの加熱性能(昇温速度)」と、「温度均一性」「耐電圧信頼性」と、の両立が可能となる。
 第38の発明は、第36の発明において、前記第2領域と前記第4領域との間の前記積層方向に沿った距離は、前記第1領域と前記第3領域との間の前記積層方向に沿った距離よりも短いことを特徴とする静電チャックである。
 この静電チャックによれば、第1の支持板に近接する層と第1の支持板との密着性が高い。また、第2の支持板に近接する層と第2の支持板との密着性が高い。これにより、設計通りの均熱性と耐電圧特性を実現できる。また、処理対象物の温度を上昇させる速度を向上させることができる。したがって、例えば「ヒータの加熱性能(昇温速度)」と、「温度均一性」「耐電圧信頼性」と、の両立が可能となる。
 本発明の態様によれば、熱的・電気的・機械的な負荷に耐え得る、信頼性の高い静電チャックが提供される。
本実施形態にかかる静電チャックを表す模式的斜視図である。 図2(a)及び図2(b)は、本実施形態にかかる静電チャックを表す模式的断面図である。 本実施形態のヒータプレートを表す模式的斜視図である。 図4(a)及び図4(b)は、本実施形態のヒータプレートを表す模式的斜視図である。 本実施形態のヒータプレートを表す模式的分解図である。 本実施形態のヒータプレートの一部を表す断面図である。 本実施形態のヒータプレートの写真像である。 図8(a)~図8(d)は、ヒータプレートを表す断面図である。 図9(a)及び図9(b)は、ヒータプレートを表す断面図である。 図10(a)及び図10(b)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。 図11(a)及び図11(b)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。 図12(a)及び図12(b)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。 本実施形態のヒータプレートの変形例を表す模式的分解図である。 図14(a)及び図14(b)は、本実施形態の製造方法の一例を例示する模式的断面図である。 本実施形態の製造方法の他の一例を例示する模式的断面図である。 本実施形態にかかる静電チャックを表す模式的分解図である。 図17(a)及び図17(b)は、静電チャックを表す電気回路図である。 図18(a)及び図18(b)は、本実施形態のヒータプレートの具体例を表す模式的平面図である。 図19(a)及び図19(b)は、本具体例のヒータエレメントを例示する模式的平面図である。 本具体例のヒータエレメントを例示する模式的平面図である。 図21(a)及び図21(b)は、本具体例のバイパス層を例示する模式的平面図である。 図22(a)~図22(c)は、本具体例のヒータプレートの一部を模式的に表す拡大図である。 図23(a)及び図23(b)は、本実施形態のヒータプレートの表面の形状を説明する模式図である。 本実施形態のヒータプレートを表す模式的断面図である。 図25(a)及び図25(b)は、本実施形態の変形例にかかる静電チャックを表す模式的断面図である。 図26(a)及び図26(b)は、本実施形態の第1の支持板の変形例を表す模式的平面図である。 本実施形態の第1の支持板の変形例を表す模式的平面図である。 本変形例のヒータプレートを表す模式的断面図である。 図29(a)~図29(d)は、本実施形態のヒータプレートの変形例を表す断面図である。 図30(a)~図30(d)は、本実施形態のヒータプレートの変形例を表す断面図である。 図31(a)~図31(d)は、本実施形態のヒータプレートの変形例を表す断面図である。 図32(a)~図32(d)は、本実施形態のヒータプレートの変形例を表す断面図である。
 以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
 図1は、本実施形態にかかる静電チャックを表す模式的斜視図である。
 図2(a)及び図2(b)は、本実施形態にかかる静電チャックを表す模式的断面図である。
 図1では、説明の便宜上、静電チャックの一部において断面図を表している。図2(a)は、例えば図1に表した切断面A1-A1における模式的断面図である。図2(b)は、図2(a)に表した領域B1の模式的拡大図である。
 本実施形態にかかる静電チャック10は、セラミック誘電体基板100と、ヒータプレート200と、ベースプレート300と、を備える。
 セラミック誘電体基板100は、ベースプレート300と積層方向(Z方向)において離れた位置に設けられている。ヒータプレート200は、ベースプレート300と、セラミック誘電体基板100と、の間に設けられている。
 ベースプレート300とヒータプレート200との間には、接着剤403が設けられている。ヒータプレート200とセラミック誘電体基板100との間には、接着剤403が設けられている。接着剤403の材料としては、比較的高い熱伝導性を有するシリコーン等の耐熱性樹脂が挙げられる。接着剤403の厚さは、例えば約0.1ミリメートル(mm)以上、1.0mm以下程度である。接着剤403の厚さは、ベースプレート300とヒータプレート200との間の距離、あるいはヒータプレート200とセラミック誘電体基板100との間の距離と同じである。
 セラミック誘電体基板100は、例えば多結晶セラミック焼結体による平板状の基材であり、半導体ウェーハ等の処理対象物Wが載置される第1主面101と、第1主面101とは反対側の第2主面102と、を有する。
 ここで、本実施形態の説明においては、第1主面101と第2主面102とを結ぶ方向をZ方向、Z方向と直交する方向の1つをX方向、Z方向及びX方向に直交する方向をY方向ということにする。Z方向は、ベースプレート300、ヒータプレート200、およびセラミック誘電体基板100の積層方向と実質的に平行である。本実施形態の説明において、面内方向とは、X方向及びY方向を含む平面と平行な1つの方向である。
 セラミック誘電体基板100に含まれる結晶の材料としては、例えばAl、Y及びYAGなどが挙げられる。このような材料を用いることで、セラミック誘電体基板100における赤外線透過性、絶縁耐性及びプラズマ耐久性を高めることができる。
 セラミック誘電体基板100の内部には、電極層111が設けられている。電極層111は、第1主面101と、第2主面102と、の間に介設されている。すなわち、電極層111は、セラミック誘電体基板100の中に挿入されるように形成されている。電極層111は、セラミック誘電体基板100に一体焼結されている。
 なお、電極層111は、第1主面101と、第2主面102と、の間に介設されていることに限定されず、第2主面102に付設されていてもよい。
 静電チャック10は、電極層111に吸着保持用電圧を印加することによって、電極層111の第1主面101側に電荷を発生させ、静電力によって処理対象物Wを吸着保持する。
 ヒータプレート200は、ヒータ用電流が流れることによって発熱し、ヒータプレート200が発熱しない場合と比較して処理対象物Wの温度を上げることができる。
 電極層111は、第1主面101及び第2主面102に沿って設けられている。電極層111は、処理対象物Wを吸着保持するための吸着電極である。電極層111は、単極型でも双極型でもよい。また、電極層111は、三極型やその他の多極型であってもよい。電極層111の数や電極層111の配置は、適宜選択される。
 セラミック誘電体基板100は、電極層111と第1主面101との間の第1誘電層107と、電極層111と第2主面102との間の第2誘電層109と、を有する。セラミック誘電体基板100のうち少なくとも第1誘電層107における赤外線分光透過率は、20%以上であることが好ましい。本実施形態において、赤外線分光透過率は、厚さ1mm換算での値である。
 セラミック誘電体基板100のうち少なくとも第1誘電層107における赤外線分光透過率が20%以上あることで、第1主面101に処理対象物Wを載置した状態でヒータプレート200から放出される赤外線がセラミック誘電体基板100を効率良く透過することができる。したがって、処理対象物Wに熱が蓄積し難くなり、処理対象物Wの温度の制御性が高まる。
 例えば、プラズマ処理を行うチャンバ内で静電チャック10が使用される場合、プラズマパワーの増加に伴い処理対象物Wの温度は上昇しやすくなる。本実施形態の静電チャック10では、プラズマパワーによって処理対象物Wに伝わった熱がセラミック誘電体基板100に効率良く伝わる。さらに、ヒータプレート200によってセラミック誘電体基板100に伝わった熱が処理対象物Wに効率よく伝わる。したがって、効率良く熱が伝えられ、処理対象物Wを所望の温度に維持しやすくなる。
 本実施形態に係る静電チャック10では、第1誘電層107に加え、第2誘電層109における赤外線分光透過率も20%以上あることが望ましい。第1誘電層107及び第2誘電層109の赤外線分光透過率が20%以上あることで、ヒータプレート200から放出される赤外線がさらに効率良くセラミック誘電体基板100を透過することになり、処理対象物Wの温度制御性を高めることができる。
 ベースプレート300は、セラミック誘電体基板100の第2主面102側に設けられ、ヒータプレート200を介してセラミック誘電体基板100を支持する。ベースプレート300には、連通路301が設けられている。つまり、連通路301は、ベースプレート300の内部に設けられている。ベースプレート300の材料としては、例えばアルミニウムが挙げられる。
 ベースプレート300は、セラミック誘電体基板100の温度調整を行う役目を果たす。例えば、セラミック誘電体基板100を冷却する場合には、連通路301へ冷却媒体を流入させる。流入した冷却媒体は、連通路301を通過し、連通路301から流出する。これにより、冷却媒体によってベースプレート300の熱を吸収し、その上に取り付けられたセラミック誘電体基板100を冷却することができる。
 一方、セラミック誘電体基板100を加熱する場合には、連通路301内に加熱媒体を入れることも可能である。又は、ベースプレート300に図示しないヒータを内蔵させることも可能である。このように、ベースプレート300によりセラミック誘電体基板100の温度が調整されると、静電チャック10で吸着保持される処理対象物Wの温度を容易に調整することができる。
 また、セラミック誘電体基板100の第1主面101側には、必要に応じて凸部113が設けられている。互いに隣り合う凸部113の間には、溝115が設けられている。溝115は、互いに連通している。静電チャック10に搭載された処理対象物Wの裏面と、溝115と、の間には、空間が形成される。
 溝115には、ベースプレート300及びセラミック誘電体基板100を貫通する導入路321が接続されている。処理対象物Wを吸着保持した状態で導入路321からヘリウム(He)等の伝達ガスを導入すると、処理対象物Wと溝115との間に設けられた空間に伝達ガスが流れ、処理対象物Wを伝達ガスによって直接加熱もしくは冷却することができるようになる。
 図3は、本実施形態のヒータプレートを表す模式的斜視図である。
 図4(a)及び図4(b)は、本実施形態のヒータプレートを表す模式的斜視図である。
 図5は、本実施形態のヒータプレートを表す模式的分解図である。
 図3は、本実施形態のヒータプレートを上面(セラミック誘電体基板100の側の面)から眺めた模式的斜視図である。図4(a)は、本実施形態のヒータプレートを下面(ベースプレート300の側の面)から眺めた模式的斜視図である。図4(b)は、図4(a)に表した領域B2における模式的拡大図である。
 図5に表したように、本実施形態のヒータプレート200は、第1の支持板210と、第1の樹脂層220と、ヒータエレメント(発熱層)230と、第2の樹脂層240と、第2の支持板270と、給電端子280と、を有する。図3に表したように、第1の支持板210の面211(上面)は、ヒータプレート200の上面を形成する。図4に表したように、第2の支持板270の面271(下面)は、ヒータプレート200の下面を形成する。第1の支持板210及び第2の支持板270は、ヒータエレメント230などを支持する支持板である。この例において、第1支持板210及び第2支持板270は、第1の樹脂層220と、ヒータエレメント230と、第2の樹脂層240と、を挟み、これらを支持する。
 第1の支持板210は、セラミック誘電体基板100とベースプレート300との間に設けられている。第2の支持板270は、第1の支持板210とベースプレート300との間に設けられている。第1の樹脂層220は、第1の支持板210と、第2の支持板270と、の間に設けられている。第2の樹脂層240は、第1の樹脂層220と第2の支持板270との間に設けられている。ヒータエレメント230は、第1の樹脂層220と第2の樹脂層240との間に設けられている。
 第1の支持板210は、比較的高い熱伝導率を有する。第1の支持板210の材料としては、例えばアルミニウム、銅、およびニッケルの少なくともいずれかを含む金属や、多層構造のグラファイトなどが挙げられる。一般に二律背反の関係にある「処理対象物の面内温度均一性」と「高スループット」とを両立させる観点、及びチャンバへの汚染や磁性の観点から、第1の支持板210の材料としては、アルミニウム又はアルミニウム合金が適している。第1の支持板210の厚さ(Z方向の長さ)は、例えば約0.1mm以上、5.0mm以下程度である。より好ましくは、第1の支持板210の厚さは、例えば0.3mm以上、1.0mm以下程度である。第1の支持板210は、ヒータプレート200の面内の温度分布の均一化を向上させる。第1の支持板210は、ヒータプレート200の反りを抑制する。第1の支持板210は、ヒータプレート200とセラミック誘電体基板100との間の接着の強度を向上させる。
 処理対象物Wの処理プロセスでは、RF(Radio Frequency)電圧(高周波電圧)が印加される。高周波電圧が印加されると、ヒータエレメント230は、高周波の影響を受けて発熱することがある。すると、ヒータエレメント230の温度制御性が低下する。
 これに対して、本実施形態では、第1の支持板210は、ヒータエレメント230およびバイパス層250を高周波から遮断する。これにより、第1の支持板210は、ヒータエレメント230が異常温度に発熱することを抑制することができる。
 第2の支持板270の材料、厚さ、および機能は、求められる性能、寸法などに応じて自由に設定することができる。例えば、第2の支持板270の材料、厚さ、および機能は、第1の支持板210の材料、厚さ、および機能とそれぞれ同じとすることができる。第1の支持板210は、第2の支持板270と電気的に接合されている。ここで、本願明細書において「接合」という範囲には、接触が含まれる。第2の支持板270と、第1の支持板210と、の間の電気的な接合の詳細については、後述する。
 このように、第1の支持板210及び第2の支持板270は、比較的高い熱伝導率を有する。これにより、第1の支持板210及び第2の支持板270は、ヒータエレメント230から供給される熱の熱拡散性を向上させる。また、第1の支持板210及び第2の支持板270は、適度な厚さ及び剛性を有することにより、例えば、ヒータプレート200の反りを抑制する。さらに、第1の支持板210及び第2の支持板270は、例えば、ウェーハ処理装置の電極などに印加されるRF電圧に対するシールド性を向上させる。例えば、ヒータエレメント230に対するRF電圧の影響を抑制する。このように、第1の支持板210及び第2の支持板270は、熱拡散の機能と、反り抑制の機能と、RF電圧に対するシールドの機能と、を有する。
 第1の樹脂層220の材料としては、例えばポリイミドやポリアミドイミドなどが挙げられる。第1の樹脂層220の厚さ(Z方向の長さ)は、20μm以上、0.20mm以下程度であり、例えば50μmである。第1の樹脂層220は、第1の支持板210とヒータエレメント230とを互いに接合する。第1の樹脂層220は、第1の支持板210とヒータエレメント230との間を電気的に絶縁する。このように、第1の樹脂層220は、電気絶縁の機能と、面接合の機能と、を有する。
 第2の樹脂層240の材料および厚さは、第1の樹脂層220の材料および厚さとそれぞれ同程度である。
 第2の樹脂層240は、ヒータエレメント230と第2の支持板270とを互いに接合する。第2の樹脂層240は、ヒータエレメント230と第2の支持板270との間を電気的に絶縁する。このように、第2の樹脂層240は、電気絶縁の機能と、面接合の機能と、を有する。
 ヒータエレメント230の材料としては、例えばステンレス、チタン、クロム、ニッケル、銅、およびアルミニウムの少なくともいずれかを含む金属などが挙げられる。ヒータエレメント230の厚さ(Z方向の長さ)は、10μm以上、0.20mm以下程度であり、例えば30μmである。ヒータエレメント230は、第1の支持板210および第2の支持板270とは電気的に絶縁されている。
 ヒータエレメント230は、電流が流れると発熱し、処理対象物Wの温度を制御する。例えば、ヒータエレメント230は、処理対象物Wを所定の温度に加熱する。例えば、ヒータエレメント230は、処理対象物Wの面内の温度分布を均一にする。例えば、ヒータエレメント230は、処理対象物Wの面内の温度に意図的に差をつける。ヒータエレメント230は、帯状のヒータ電極239を有する。
 給電端子280は、ヒータエレメント230と電気的に接合されている。ヒータプレート200がベースプレート300とセラミック誘電体基板100との間に設けられた状態において、給電端子280は、ヒータプレート200からベースプレート300へ向かって設けられている。給電端子280は、静電チャック10の外部から供給された電力をヒータエレメント230に供給する。
 ヒータプレート200は、複数の給電端子280を有する。図3~図5に表したヒータプレート200は、8つの給電端子280を有する。給電端子280の数は、「8」には限定されない。1つの給電端子280は、1つのヒータ電極239と電気的に接合されている。孔273は、第2の支持板270を貫通している。給電端子280は、孔273を通してヒータ電極239と電気的に接合されている。
 図5に表した矢印Caおよび矢印Cbのように、電力が静電チャック10の外部から給電端子280に供給されると、電流は、図5に表した矢印Ccのように、ヒータエレメント230の所定のゾーン(領域)を流れる。ヒータエレメント230のゾーンの詳細については、後述する。ヒータエレメント230へ流れた電流は、図5に表した矢印Cdおよび矢印Ceのように、給電端子280へ流れ、給電端子280から静電チャック10の外部へ流れる。
 このように、ヒータエレメント230と給電端子280との接合部には、電流がヒータエレメント230に入る部分と、電流がヒータエレメント230から出る部分と、が存在する。つまり、ヒータエレメント230と給電端子280との接合部には、ペアが存在する。図3~図5に表したヒータプレート200は8つの給電端子280を有するため、ヒータエレメント230と給電端子280との接合部には、4つのペアが存在する。
 本実施形態によれば、ヒータエレメント230は、第1の支持板210と、第2の支持板270と、の間に設けられている。これにより、ヒータプレート200の面内の温度分布の均一化を向上させ、処理対象物Wの面内の温度分布の均一性を向上させることができる。また、第1の支持板210および第2の支持板270は、ヒータエレメント230(および後述のバイパス層250)を高周波から遮断し、ヒータエレメント230が異常温度に発熱することを抑制することができる。
 前述したように、給電端子280は、ヒータプレート200からベースプレート300へ向かって設けられている。そのため、ベースプレート300の下面303(図2(a)および図2(b)参照)の側からソケットなどと呼ばれる部材を介して給電端子280に電力を供給することができる。これにより、静電チャック10が設置されるチャンバ内に給電端子280が露出することを抑えつつ、ヒータの配線が実現される。
 次に、本実施形態のヒータプレート200の製造方法について、説明する。
 本実施形態にかかるヒータプレート200の製造方法では、例えば、まずアルミニウムの機械加工を行うことで、第1の支持板210および第2の支持板270を製造する。第1の支持板210および第2の支持板270の検査は、例えば三次元測定器などを用いて行われる。
 次に、例えば、ポリイミドフィルムをレーザ、機械加工、型抜き、あるいは溶解などによりカットすることで、第1の樹脂層220、および第2の樹脂層240を製造する。第1の樹脂層220、および第2の樹脂層240の検査は、例えば目視などを用いて行われる。
 次に、ステンレス、チタン、クロム、ニッケル、銅、およびアルミニウムの少なくともいずれかを含む金属をフォトリソグラフィ技術や印刷技術を利用しエッチング、機械加工、型抜きなどによりカットすることで、ヒータパターンを形成する。これにより、ヒータエレメント230を製造する。また、ヒータエレメント230の抵抗値の測定などが行われる。
 続いて、ヒータプレート200の各部材を積層した積層体を圧着する。
 このようにして、本実施形態のヒータプレート200が製造される。
 なお、製造後のヒータプレート200に対しては、検査などが適宜行われる。
 本実施形態に係るヒータプレート200の構造について、図面を参照しつつ、さらに説明する。
 図6は、本実施形態のヒータプレートの一部を表す断面図である。
 図7は、本実施形態のヒータプレートの写真像である。図7では、図6に表した領域B3に対応する断面を観察している。
 本実施形態において、ヒータ電極239は、複数の領域に独立して配置されている。例えば、図6に表したように、ヒータ電極239(ヒータエレメント230)は、第1の導電部21と、第2の導電部22と、を有する。第2の導電部22は、面内方向Dp(例えばX方向)において第1の導電部21と離間している。第1の導電部21及び第2の導電部22は、ヒータ電極239の一部である。第1の導電部21と第2の導電部22との間の距離(第1の導電部21と第2の導電部22との間の離間部分235の幅L8)は、例えば、500μm以上である。このように、ヒータ電極239が、複数の領域に配置されることによって、処理対象物Wの面内の温度を各領域ごとに制御することができる。なお、ヒータ電極239のパターンの具体例については、図19(a)、図19(b)及び図20に関して後述する。
 第1の導電部21は、側端部21a(第1の側端部)と、側端部21b(第2の側端部)と、を有する。側端部21a及び側端部21bは、第1の導電部21の面内方向Dpにおける両端部である。側端部21aは、第2の導電部22側に位置する。側端部21bは、側端部21aとは反対側の端部であり、面内方向Dpにおいて側端部21aと離間している。
 同様に、第2の導電部22は、側端部22a(第3の側端部)と、側端部22b(第4の側端部)と、を有する。側端部22a及び側端部22bは、第2の導電部22の面内方向Dpにおける両端部である。側端部22aは、第1の導電部21側に位置する。側端部22bは、側端部22aとは反対側の端部であり、面内方向Dpにおいて側端部22aと離間している。
 ヒータプレート200は、第1~第4の空間部23a~23dを有する。
 第1の空間部23aは、側端部21aと、第1の樹脂層220と、第2の樹脂層240と、によって区画された(囲まれた)空間である。第1の空間部23aは、面内方向Dpにおいて側端部21aと隣接しており、第1の導電部21と第2の導電部22との間に位置する。
 第2の空間部23bは、側端部21bと、第1の樹脂層220と、第2の樹脂層240と、によって区画された空間である。第2の空間部23aは、面内方向Dpにおいて側端部21bと隣接している。第1の導電部21は、第1の空間部23aと第2の空間部23bとの間に位置する。
 第3の空間部23cは、側端部22aと、第1の樹脂層220と、第2の樹脂層240と、によって区画された空間である。第3の空間部23cは、面内方向Dpにおいて側端部22aと隣接しており、第1の導電部21と第2の導電部22との間に位置する。
 第4の空間部23dは、側端部22bと、第1の樹脂層220と、第2の樹脂層240と、によって区画された空間である。第4の空間部23dは、面内方向Dpにおいて側端部22bと隣接している。第2の導電部22は、第3の空間部23cと第4の空間部23dとの間に位置する。
 第1の空間部23aのZ方向に沿った幅L2は、第1の導電部21のZ方向に沿った幅L1以下である。第2の空間部23bのZ方向に沿った幅は、第1の導電部21のZ方向に沿った幅以下である。同様に、第3の空間部23cのZ方向に沿った幅、及び、第4の空間部23dのZ方谷に沿った幅は、それぞれ、第2の導電部22のZ方向に沿った幅以下である。
 ヒータ電極239の互いに離間した領域同士の間においては、第1の樹脂層220と、第2の樹脂層240と、は接している。例えば、図6においては、第1の空間部23aのZ方向に沿った幅L2は、面内方向Dpにおいて側端部21aから遠ざかるにつれて、狭くなっている。そして、第1の樹脂層220は、第1の導電部21と第2の導電部22との間において、第2の樹脂層240と接している。例えば、第1の空間部23aの面内方向Dpに沿った長さL3は、第1の導電部21のZ方向に沿った幅L1の1倍以上15倍以下程度である。第1の導電部21のZ方向に沿った幅L1は、例えば、30μm(10μm以上50μm以下)である。
 この例では、第1の空間部23aは、側端部21aから遠ざかるにつれて、上側及び下側から潰れされた形状を有している。すなわち、第1の空間部23aと第1の樹脂層220との境界は、面内方向Dpにおいて側端部21aから遠ざかるにつれて、図6に示した仮想面P1(仮想線)に近づく。また、第1の空間部23aと第2の樹脂層240との境界は、面内方向Dpにおいて側端部21aから遠ざかるにつれて、仮想面P1に近づく。なお、仮想面P1は、第1導電部21のZ方向における中央付近を通り、面内方向Dpに平行な面である。第2~第4の空間部23b~23dも、同様に、上側及び下側から潰された形状を有している。
 ヒータ電極239に電流が流れて、ヒータプレート200が発熱すると、ヒータ電極239の熱膨張が生じる。例えば、第1の樹脂層220の熱膨張係数と、ヒータ電極239の熱膨張係数とは、異なることがある。また、例えば、第1の樹脂層220の温度と、ヒータ電極239の温度とは、異なることがある。このため、ヒータ電極239が熱膨張によって変形すると、第1の樹脂層220に応力が掛かる。この応力によって、第1の樹脂層220とヒータ電極239との剥離が生じることがある。剥離が生じた領域においては、ヒータ電極239から処理対象物Wへの熱伝導が阻害される。このため、処理対象物Wの温度が局所的に低下することがある。
 同様に、第2の樹脂層240とヒータ電極239とが剥離することがある。剥離が生じた領域においては、ヒータ電極239から冷却媒体への熱伝導が阻害される。このため、処理対象物Wの温度が局所的に上昇することがある。処理対象物Wに局所的な温度の変化が生じると、エッチングなどの加工の精度が低くなる。その結果、半導体チップなどの歩留まりが低下することがある。
 これに対して、実施形態に係る静電チャックにおいては、複数の領域に分離して設けられたヒータ電極239の各側端部に、空隙(第1~第4の空間部23a~23dなど)が設けられている。これにより、例えば、ヒータ電極239は、空隙に向かって膨張することができる。ヒータ電極239が熱膨張によって変形しても、空隙が埋められるため、第1の樹脂層220及び第2の樹脂層240に掛かる応力を低減することができる。これにより、ヒータ電極239と第1の樹脂層220との剥離、及び、ヒータ電極239と第2の樹脂層240との剥離を抑制することができる。したがって、熱伝導が局所的に阻害されることを抑制し、処理対象物Wの局所的な温度変化を抑制することができる。すなわち、温度均一性及び温度制御性を向上させ、処理対象物の温度を安定して制御することができる。エッチングなどの加工精度及び歩留まりを向上させることができる。
 本願発明者は、上述の応力の低減について、シミュレーションによる評価を行った。
 図8(a)~図8(d)、図9(a)及び図9(b)は、ヒータプレートを表す断面図である。
 図8(a)~図8(d)は、シミュレーションの条件を表している。図8(a)は、シミュレーションに用いたヒータプレートの構造を示す。図8(b)及び図8(c)は、図8(a)に表した領域B4の拡大断面図である。図8(b)は、比較例に係るヒータプレートH1の構造を示し、図8(c)は、実施例に係るヒータプレートH2の構造を示す。
 実施例に係るヒータプレートH2は、上述のヒータプレート200と同様に、空間部23を有する。空間部23は、ヒータエレメント230(ヒータ電極239)の側端部と、第1の樹脂層220と、第2の樹脂層240と、によって区画されている。比較例に係るヒータプレートH1においては、空間部23が設けられていない。これ以外については、ヒータプレートH1は、ヒータプレートH2と同様である。
 図8(d)に表したように、Z方向における変位を拘束した状態において、ヒータエレメント230が発熱したときに、ヒータプレートに生じる応力を計算した。
 図9(a)及び図9(b)は、シミュレーションの結果を表している。図9(a)は、比較例に係るヒータプレートH1において、第1の樹脂層220及び第2の樹脂層240に生じる応力の大きさを示す。図9(b)は、実施例に係るヒータプレートH2において、第1の樹脂層220及び第2の樹脂層240に生じる応力の大きさを示す。
 図9(a)及び図9(b)に表したように、応力は、ヒータエレメント230の側端部付近において大きい。また、実施例に係るヒータプレートH2に生じる応力は、比較例に係るヒータプレートH1に生じる応力よりも小さい。例えば、ヒータプレートH1における応力の最大値は、110メガパスカル程度である。一方、ヒータプレートH2における応力の最大値は、54メガパスカル程度である。
 以上説明したように、実施形態に係る静電チャックにおいては、ヒータエレメントの側端部に隣接する空間部が設けられることにより、第1の樹脂層220及び第2の樹脂層240に生じる応力を緩和することができる。これにより、剥離を抑制し、処理対象物の温度を安定して制御することができる。
 既に述べたとおり、本実施形態のヒータプレート200は、圧着により形成される。圧着の圧力が小さいと各部材同士の接着が不十分となり、熱伝導が阻害される。このため、十分な圧力でヒータプレート200の各部材が圧着される。このとき、ヒータ電極239の側端部の空間は、上側及び下側から潰される。このため、第1~第4の空間部23a~23dが小さくなり、熱膨張によって生じる応力を十分に低減できないことがある。圧着条件や積層体の構成(材料など)を調整することで、適度な大きさの第1~第4の空間部23a~23dを形成することができる。また、第1~第4の空間部23a~23dが大きすぎる場合は、第1の樹脂層220と第2の樹脂層240との接触が不十分となり、熱伝導が阻害されることがある。
 図10(a)及び図10(b)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。
 図10(a)に表した例においては、第1の空間部23aは、側端部21aから遠ざかるにつれて、下側から潰された形状を有している。すなわち、第1の空間部23aと第2の樹脂層240との境界は、面内方向Dpにおいて側端部21aから遠ざかるにつれて、図10(a)に示した仮想面P2(仮想線)に近づく。また、第1の空間部23aと第1の樹脂層220との境界は、仮想面P2に沿って延びている。なお、仮想面P2は、第1の導電部21の上面21Uを通り、面内方向Dpに延在する面である。上面21Uは、第1の樹脂層220と対向する面であり、第1の導電部21は、上面21Uにおいて第1の樹脂層220と接している。第2~第4の空間部23b~23dも、同様に、下側から潰された形状を有している。
 図10(b)に表した例においては、第1の空間部23aは、側端部21aから遠ざかるにつれて、上側から潰された形状を有している。すなわち、第1の空間部23aと第1の樹脂層220との境界は、面内方向Dpにおいて側端部21aから遠ざかるにつれて、図10(b)に示した仮想面P3(仮想線)に近づく。また、第1の空間部23aと第2の樹脂層240との境界は、仮想面P3に沿って延びている。なお、仮想面P3は、第1の導電部21の下面21Lを通り、面内方向Dpに延在する面である。下面21Lは、第2の樹脂層240と対向する面であり、第1の導電部21は、下面21Lにおいて第2の樹脂層240と接している。第2~第4の空間部23b~23dも、同様に、下側から潰された形状を有している。
 第1~第4の空間部23a~23dが上側及び下側のいずれか一方から潰された形状であることにより、両側から潰された形状に比べて、圧着時に第1~第4の空間部23a~23dの大きさを確保しやすい。圧着条件や積層体の構成(材料など)を調整することにより、第1~第4の空間部23a~23dの形状を調整することができる。
 図6、図10(a)及び図10(b)に表した例では、上面21Uの面内方向Dpに沿った幅は、下面21Lの面内方向Dpに沿った幅と略同じである。
 図11(a)及び図11(b)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。
 図11(a)及び図11(b)に表した例においては、ヒータ電極239の上面の幅は、ヒータ電極239の下面の幅と異なる。具体的には、例えば、第1の導電部21の上面21Uの面内方向Dpに沿った幅L4は、第1の導電部21の下面21Lの面内方向Dpに沿った幅L5とは異なる。言い換えると、上面21U及び下面21Lのうち一方の面の面内方向Dpに沿った幅は、上面21U及び下面21Lのうち他方の面の面内方向Dpに沿った幅よりも短い。
 図11(a)は、ヒータ電極239の上面の幅が、ヒータ電極239の下面の幅よりも狭い例を示す。例えば、幅L4は、幅L5よりも狭い。図11(b)は、ヒータ電極239の下面の幅が、ヒータ電極239の上面の幅よりも狭い例を示す。例えば、幅L5は、幅L4よりも狭い。
 ヒータ電極239は、上面と下面とをつなぐ側面を有する。側面は、ヒータ電極239と隣接する空間部(空隙)に接する面である。この側面は、ヒータ電極239の上面及び下面のうち面内方向に沿った幅が広い方の面よりも粗い。
 例えば、第1の導電部21は、上面21Uと下面21Lとをつなぐ側面S1及び側面S2を有する。側面S1は、第1の空間部23aと接する面であり、側面S2は、第2の空間部23bと接する面である。側面S1及び側面S2のそれぞれは、上面21U及び下面21Lのうち面内方向Dpに沿った幅が広い方の面よりも粗い。例えば、図11(a)に表した例では、側面S1及び側面S2のそれぞれは、下面21Lよりも粗い。また、図11(b)に表した例では、側面S1及び側面S2のそれぞれは、上面21Uよりも粗い。
 上面21U及び下面21Lのうち幅が狭い方の面と、側面とは、曲面によって接続されている。例えば、図11(a)に表した例では、側面S1と上面21Uとの接続部B5、及び側面S2と上面21Uとの接続部B6は、曲面状である。図11(b)に表した例では、側面S1と下面21Lとの接続部B7、及び側面S2と下面21Lとの接続部B8は、曲面状である。すなわち、ヒータ電極239の角が丸められている。
 例えば、角を丸めることにより、応力の集中が抑制される。図11(a)に表した例では、ヒータ電極239の熱膨張によって第1の樹脂層220に掛かる応力が抑制される。これにより、ヒータ電極239と第1の樹脂層220との剥離をより抑制することができる。したがって、ヒータ電極239から処理対象物Wへの熱伝導の安定性が向上する。
 一方、図11(b)に表した例では、ヒータ電極239の熱膨張によって第2の樹脂層240に掛かる応力が抑制される。これにより、ヒータ電極239と第2の樹脂層240との剥離をより抑制することができる。したがって、ヒータ電極239から冷却媒体への熱伝導の安定性が向上する。
 図12(a)及び図12(b)は、本実施形態のヒータプレートの変形例の一部を表す断面図である。
 図12(a)及び図12(b)に表した例においても、ヒータ電極239の上面の幅は、ヒータ電極239の下面の幅と異なる。この例では、ヒータ電極239の上面及び下面のうち、幅が狭い方の面に接する樹脂層の形状は、ヒータ電極239の配置にならった凹凸を有する。また、その樹脂層と接する支持板も凹凸を有する。凹凸によって層同士の接着面積が広くなり、接着強度を向上させることができる。
 例えば、図12(a)に表した例では、上面21Uの面内方向Dpに沿った幅L4は、下面21Lの面内方向Dpに沿った幅L5よりも狭い。上面21Uは、仮想面P1(中央仮想面)と第1の支持板210との間に位置する。第1の支持板210と仮想面P1との間の距離L6(最短距離)は、第2の支持板270と仮想面P1と間の距離よりも短い。
 図12(b)に表した例では、下面21Lの面内方向Dpに沿った幅L5は、上面21Uの面内方向Dpに沿った幅L4よりも狭い。下面21Lは、仮想面P1と第2の支持板270との間に位置する。第2の支持板270と仮想面P1との間の距離L7は、第1の支持板210と仮想面P1との間の距離L6よりも短い。
 図10(a)~図12(b)に関して説明した変形例に係るヒータプレートにおいても、ヒータ電極239の各端部に空間部が設けられている。これにより、図6~図9(b)に関する説明と同様に、ヒータ電極239と第1の樹脂層220との剥離、及び、ヒータ電極239と第2の樹脂層240との剥離を抑制することができる。処理対象物の温度を安定して制御することができる。
 図13は、本実施形態のヒータプレートの変形例を表す模式的分解図である。
 図13に表したように、ヒータプレート200は、バイパス層250と、第3の樹脂層260と、を有していてもよい。バイパス層250は、第2の樹脂層240と第2の支持板270との間に設けられている。第3の樹脂層260は、バイパス層250と、第2の支持板270と、の間に設けられている。これ以外については、図13に表した変形例のヒータプレートには、上述のヒータプレートと同様の説明を適用できる。
 第3の樹脂層260は、バイパス層250と第2の支持板270とを互いに接合する。第3の樹脂層260は、バイパス層250と第2の支持板270との間を電気的に絶縁する。このように、第3の樹脂層260は、電気絶縁の機能と、面接合の機能と、を有する。第3の樹脂層260の材料および厚さは、第1の樹脂層220の材料および厚さとそれぞれ同程度である。
 この例では、第2の樹脂層240は、ヒータエレメント230とバイパス層250とを互いに接合する。第2の樹脂層240は、ヒータエレメント230とバイパス層250との間を電気的に絶縁する。
 バイパス層250は、第1の支持板210と略平行に配置され、第2の支持板270と略平行に配置されている。バイパス層250は、複数のバイパス部251を有する。バイパス層250は、例えば8つのバイパス部251を有する。バイパス部251の数は、「8」には限定されない。バイパス層250は、板状を呈する。バイパス層250の面(バイパス部251の面251a)に対して垂直にみたときに、バイパス層250の面積は、ヒータエレメント230の面積(ヒータ電極239の面積)よりも広い。この詳細については、後述する。
 バイパス層250は、導電性を有する。バイパス層250は、第1の支持板210および第2の支持板270とは電気的に絶縁されている。バイパス層250の材料としては、例えばステンレスを含む金属などが挙げられる。バイパス層250の厚さ(Z方向の長さ)は、例えば約0.03mm以上、0.30mm以下程度である。バイパス層250の厚さは、第1の樹脂層220の厚さよりも厚い。バイパス層250の厚さは、第2の樹脂層240の厚さよりも厚い。バイパス層250の厚さは、第3の樹脂層260の厚さよりも厚い。
 例えば、バイパス層250の材料は、ヒータエレメント230の材料と同じである。一方で、バイパス層250の厚さは、ヒータエレメント230の厚さよりも厚い。そのため、バイパス層250の電気抵抗は、ヒータエレメント230の電気抵抗よりも低い。これにより、バイパス層250の材料がヒータエレメント230の材料と同じ場合でも、バイパス層250がヒータエレメント230のように発熱することを抑えることができる。つまり、バイパス層250の電気抵抗を抑え、バイパス層250の発熱量を抑えることができる。なお、バイパス層250の電気抵抗を抑え、バイパス層250の発熱量を抑える手段は、バイパス層250の厚さではなく、体積抵抗率が比較的低い材料を用いることで実現されてもよい。すなわち、バイパス層250の材料は、ヒータエレメント230の材料と異なってもよい。バイパス層250の材料としては、例えばステンレス、チタン、クロム、ニッケル、銅、およびアルミニウムの少なくともいずれかを含む金属などが挙げられる。
 給電端子280は、バイパス層250を介してヒータエレメント230と電気的に接合されている。1つの給電端子280は、1つのバイパス層250と電気的に接合されている。図13に表した矢印C1および矢印C2のように、電力が静電チャック10の外部から給電端子280に供給されると、電流は、給電端子280からバイパス層250へ流れる。図13に表した矢印C3および矢印C4のように、バイパス層250へ流れた電流は、バイパス層250からヒータエレメント230へ流れる。図13に表した矢印C5および矢印C6のように、ヒータエレメント230へ流れた電流は、ヒータエレメント230の所定のゾーン(領域)を流れ、ヒータエレメント230からバイパス層250へ流れる。図13に表した矢印C7および矢印C8のように、バイパス層250へ流れた電流は、バイパス層250から給電端子280へ流れる。図13に表した矢印C9のように、給電端子280へ流れた電流は、静電チャック10の外部へ流れる。
 前述したように、バイパス層250は、ヒータエレメント230と、第2の支持板270と、の間に設けられている。つまり、バイパス層250は、ヒータエレメント230と、ベースプレート300と、の間に設けられている。ステンレスの熱伝導率は、アルミニウムの熱伝導率および銅の熱伝導率よりも低い。そのため、バイパス層250は、ヒータエレメント230から供給された熱が第2の支持板270へ伝わることを抑制する。つまり、バイパス層250は、バイパス層250からみて第2の支持板270の側に対する断熱効果を有し、処理対象物Wの面内の温度分布の均一性を向上させることができる。
 バイパス層250は、給電端子280の配置に対してより大きい自由度を持たせることができる。バイパス層250が設けられることで、バイパス層250が設けられていない場合と比較して熱容量が大きい給電端子をヒータエレメント230に直接接合させなくともよい。これにより、処理対象物Wの面内の温度分布の均一性を向上させることができる。また、バイパス層250が設けられていない場合と比較して薄いヒータエレメント230に給電端子280を接合させなくともよい。これにより、ヒータプレート200の信頼性を向上させることができる。
 次に、図13に表したヒータプレートの製造方法について説明する。
 図14(a)及び図14(b)は、本実施形態の製造方法の一例を例示する模式的断面図である。
 図15は、本実施形態の製造方法の他の一例を例示する模式的断面図である。
 図14(a)は、バイパス層とヒータエレメントとを接合する前の状態を表す模式的断面図である。図14(b)は、バイパス層とヒータエレメントとを接合した後の状態を表す模式的断面図である。図15は、バイパス層と給電端子との接合工程の一例を例示する模式的断面図である。
 まず、図5に関して説明した製造方法と同様にして、ヒータプレート200の各部材を準備する。続いて、図14(a)および図14(b)に表したように、ヒータエレメント230とバイパス層250との接合を行う。ヒータエレメント230とバイパス層250との接合は、はんだ付け、ろう付け、溶接、あるいは接触などにより行われる。図14(a)に表したように、第2の樹脂層240には、孔241が設けられている。孔241は、第2の樹脂層240を貫通している。例えば、図14(a)に表した矢印C11のように、バイパス層250の側からスポット溶接を行うことで、ヒータエレメント230とバイパス層250とを接合する。
 なお、ヒータエレメント230とバイパス層250との接合は、溶接には限定されない。例えば、ヒータエレメント230とバイパス層250との接合は、レーザ光を利用した接合、半田付け、ろう付け、あるいは接触などにより行われてもよい。その後、ヒータプレート200の各部材を積層した積層体を圧着する。
 続いて、図15に表したように、給電端子280とバイパス層250との接合を行う。給電端子280とバイパス層250との接合は、溶接、レーザ、はんだ付け、あるいはろう付けなどにより行われる。図15に表したように、第2の支持板270には、孔273が設けられている。孔273は、第2の支持板270を貫通している。これは、図4(b)に関して前述した通りである。第3の樹脂層260には、孔261が設けられている。孔261は、第3の樹脂層260を貫通している。図15に表した矢印C13のように、第2の支持板270から第1の支持板210へ向かって溶接、レーザ、はんだ付け、あるいはろう付けなどを行うことで、給電端子280とバイパス層250とを接合する。
 このようにして、本実施形態のヒータプレート200が製造される。
 以下の説明においては、ヒータプレートがバイパス層250及び第3の樹脂層260を有する場合を例に挙げる。但し、実施形態においては、図5~図12に関して説明したヒータプレートと同様に、バイパス層250及び第3の樹脂層260を省略してもよい。バイパス層250及び第3の樹脂層260以外の構成は、同様であるため、詳細な説明は省略する。
 図16は、本実施形態にかかる静電チャックを表す模式的分解図である。
 図17(a)及び図17(b)は、静電チャックを表す電気回路図である。
 図17(a)は、第1の支持板と第2の支持板とが電気的に接合された例を表す電気回路図である。図17(b)は、第1の支持板と第2の支持板とが電気的に接合されていない例を表す電気回路図である。
 図16および図17(a)に表したように、第1の支持板210は、第2の支持板270と電気的に接合されている。第1の支持板210と第2の支持板270との接合は、例えば、溶接、レーザ光を利用した接合、半田付け、あるいは接触などにより行われる。
 例えば、図17(b)に表したように、第1の支持板210が第2の支持板270と電気的に確実に接合されていないと、第1の支持板210が第2の支持板270と電気的に接合されたり、あるいは電気的に接合されなかったりすることがある。すると、プラズマを発生させたときのエッチングレートにばらつきが生ずることがある。また、第1の支持板210が第2の支持板270と電気的に接合されていなくとも、プラズマを発生させると電流がヒータエレメント230に流れ、ヒータエレメント230が発熱することがある。言い換えれば、第1の支持板210が第2の支持板270と電気的に確実に接合されていないと、ヒータエレメント230がヒータ用電流以外の電流により発熱することがある。
 これに対して、本実施形態にかかる静電チャック10では、図17(a)に表したように、第1の支持板210は、第2の支持板270と電気的に接合されている。これにより、電流が第1の支持板210から第2の支持板270へ流れ、あるいは電流が第2の支持板270から第1の支持板210へ流れ、プラズマを発生させたときのエッチングレートにばらつきが生ずることを抑えることができる。また、ヒータエレメント230がヒータ用電流以外の電流により発熱することを抑えることができる。
 さらに、ヒータエレメント230およびバイパス層250を高周波から遮断することができる。これにより、ヒータエレメント230が異常温度に発熱することを抑制することができる。また、ヒータプレート200のインピーダンスを抑えることができる。
 次に、本実施形態のヒータプレート200の具体例について、図面を参照しつつ説明する。
 図18(a)及び図18(b)は、本実施形態のヒータプレートの具体例を表す模式的平面図である。
 図19(a)、図19(b)及び図20は、本具体例のヒータエレメントを例示する模式的平面図である。
 図21(a)及び図21(b)は、本具体例のバイパス層を例示する模式的平面図である。
 図22(a)~図22(c)は、本具体例のヒータプレートの一部を模式的に表す拡大図である。
 図18(a)は、本具体例のヒータプレートを上面から眺めた模式的平面図である。図18(b)は、本具体例のヒータプレートを下面から眺めた模式的平面図である。図19(a)は、ヒータエレメントの領域の一例を例示する模式的平面図である。図19(b)及び図20は、ヒータエレメントの領域の他の一例を例示する模式的平面図である。
 図21に表したように、バイパス層250の複数のバイパス部251のうちの少なくともいずれかは、縁部に切り欠き部253を有する。図20に表したバイパス層250では、4個の切り欠き部253が設けられている。切り欠き部253の数は、「4」には限定されない。
 複数のバイパス層250のうちの少なくともいずれかが切り欠き部253を有するため、第2の支持板270は、第1の支持板210と接触可能である。
 図18(a)および図18(b)に表したように、第1の支持板210は、領域B11~領域B14および領域B31~領域B34において第2の支持板270と電気的に接合されている。なお、領域B11~領域B14のそれぞれは、領域B31~領域B34のそれぞれと対応している。つまり、図18(a)~図20に表した具体例では、第1の支持板210は、4つの領域で第2の支持板270と電気的に接合されており、8つの領域で第2の支持板270と電気的に接合されているわけではない。
 図22(a)~図22(c)は、領域B31(領域B11)の一例を表す拡大図である。図22(a)は、領域B31の模式的平面図であり、図22(b)は、領域B31の模式的断面図であり、図22(c)は、図22(b)の一部をさらに拡大した断面図である。図22(b)は、図22(a)の切断面A2-A2を模式的に表す。なお、他の領域B12~領域B14および領域B32~領域B34は、領域B11、B31と同様であるから、詳細な説明は省略する。
 図22(a)~図22(c)に表したように、領域B31には、接合領域JAが設けられている。接合領域JAは、第1の支持板210と第2の支持板270とを互いに接合する。接合領域JAは、バイパス層250の切り欠き部253に対応して第1の支持板210及び第2の支持板270の外縁に設けられる。接合領域JAは、例えば、第2の支持板270側からレーザ溶接することによって形成される。これにより、接合領域JAは、スポット状に形成される。接合領域JAは、第1の支持板210側から形成してもよい。なお、接合領域JAの形成方法は、レーザ溶接に限ることなく、他の方法でもよい。接合領域JAの形状は、スポット状に限ることなく、楕円状、半円状、又は角形状などでもよい。
 第1の支持板210が第2の支持板270と接合された接合領域JAの面積は、第1の支持板210の面211(図3参照)の面積よりも狭い。接合領域JAの面積は、面211の面積からヒータエレメント230の面積を引いた差分の面積よりも狭い。換言すれば、接合領域JAの面積は、第1の支持板210のうちの面211と平行な平面に投影した時にヒータエレメント230と重ならない領域の面積よりも狭い。第1の支持板210が第2の支持板270と接合された接合領域JAの面積は、第2の支持板270の面271(図4(a)参照)の面積よりも狭い。接合領域JAの面積は、面271の面積からヒータエレメント230の面積を引いた差分の面積よりも狭い。換言すれば、接合領域JAの面積は、第2の支持板270のうちの面271と平行な平面に投影した時にヒータエレメント230と重ならない領域の面積よりも狭い。
 スポット状に形成された接合領域JAの直径は、例えば、1mm(0.5mm以上3mm以下)である。一方、第1の支持板210及び第2の支持板270の直径は、例えば、300mmである。第1の支持板210及び第2の支持板270の直径は、保持する処理対象物Wに応じて設定される。このように、接合領域JAの面積は、第1の支持板210の面211の面積及び第2の支持板270の面271の面積に比べて十分に小さい。接合領域JAの面積は、例えば、面211の面積(面271の面積)の1/5000以下である。ここで、接合領域JAの面積とは、より詳しくは、第1の支持板210の面211と平行な平面に投影した時の面積である。換言すれば、接合領域JAの面積は、上面視における面積である。
 この例では、領域B11~領域B14および領域B31~領域B34に対応した4つの接合領域JAが設けられる。接合領域JAの数は、4つに限らない。接合領域JAの数は、任意の数でよい。例えば、30°おきに12個の接合領域JAを第1の支持板210及び第2の支持板270に設けてもよい。また、接合領域JAの形状は、スポット状に限らない。接合領域JAの形状は、楕円状、角状、又は線状などでもよい。接合領域JAは、例えば、第1の支持板210及び第2の支持板270の外縁に沿う環状に形成してもよい。
 第2の支持板270は、孔273(図4(b)および図15参照)を有する。一方で、第1の支持板210は、給電端子280を通す孔を有していない。そのため、第1の支持板210の面211の面積は、第2の支持板270の面271の面積よりも広い。
 図19(a)に表した具体例では、ヒータ電極239は、略円を描くように配置されている。ヒータ電極239は、第1の領域231と、第2の領域232と、第3の領域233と、第4の領域234と、に配置されている。第1の領域231は、ヒータエレメント230の中央部に位置する。第2の領域232は、第1の領域231の外側に位置する。第3の領域233は、第2の領域232の外側に位置する。第4の領域234は、第3の領域233の外側に位置する。
 第1の領域231に配置されたヒータ電極239は、第2の領域232に配置されたヒータ電極239とは電気的に接合されていない。第2の領域232に配置されたヒータ電極239は、第3の領域233に配置されたヒータ電極239とは電気的に接合されていない。第3の領域233に配置されたヒータ電極239は、第4の領域234に配置されたヒータ電極239とは電気的に接合されていない。つまり、ヒータ電極239は、複数の領域において互いに独立した状態で設けられている。
 例えば、図5に関して説明した第1の導電部21は、第2の領域232に配置されたヒータ電極239であり、第2の導電部22は、第3の領域233に配置されたヒータ電極239である。あるいは、第1の導電部21が、第3の領域233に配置されたヒータ電極239であり、第2の導電部22が、第4の領域234に配置されたヒータ電極239であってもよい。
 図22(c)に表したように、ヒータプレート200は、バイパス層250の側方に設けられた空間部50を有する。空間部50は、換言すれば、バイパス層250の側端部と、第2の樹脂層240と、第3の樹脂層260と、によって区画された空間である。
 ヒータエレメント230の側方に設けられた第1の空間部23aの断面積及びバイパス層250の側方に設けられた空間部50の断面積の大小関係は、ヒータエレメント230の厚さ及びバイパス層250の厚さの大小関係と同じである。
 この例では、バイパス層250の厚さの方が、ヒータエレメント230の厚さよりも厚い。従って、この例では、バイパス層250の側方の空間部50の断面積の方が、ヒータエレメント230の側方の第1の空間部23aの断面積よりも大きい。これとは反対に、ヒータエレメント230の厚さの方が、バイパス層250の厚さよりも厚い場合には、第1の空間部23aの断面積の方が、空間部50の断面積よりも大きくなる。
 第1の樹脂層220は、第2の樹脂層240と接しており、第1の空間部23aは、ヒータエレメント230の側端部から離間する方向に側端23sを有する。側端23sは、換言すれば、第1の樹脂層220と第2の樹脂層240との接触面の端部である。同様に、第3の樹脂層260は、第2の樹脂層240と接しており、空間部50は、バイパス層250の側端部から離間する方向に側端50sを有する。
 第1の空間部23aの側端23sは、ヒータエレメント230(第1の導電部21)の厚さ方向の中央に対して第1の支持板210側又は第2の支持板270側にずれる。バイパス層250の側方の空間部50の側端50sは、バイパス層250の厚さ方向の中央に対して第1の空間部23aの側端23sと同じ方向にずれる。
 この例において、第1の空間部23aの側端23sは、第1の支持板210側にずれている。従って、空間部50の側端50sも、第1の支持板210側にずれている。これとは反対に、側端23sが第2の支持板270側にずれた場合には、側端50sも、第2の支持板270側にずれる。
 例えば、積層した各部材を圧着してヒータプレート200を製造する場合に、第1の支持板210側への押圧力が強い場合には、図22(c)に表したように、側端23s及び側端50sが、第1の支持板210側にずれる。反対に、第2の支持板270側への押圧力が強い場合には、側端23s及び側端50sが、第2の支持板270側にずれる。
 このように、バイパス層250の側方に空間部50を設けた場合には、バイパス層250が熱膨張しても空間部50を埋めるように変形する。このため、バイパス層250に隣接する第2の樹脂層240や第3の樹脂層260などにかかる応力を低減することができる。従って、バイパス層250に隣接する第2の樹脂層240や第3の樹脂層260などの剥離を抑制することができる。例えば、ヒータプレート200の負荷に対する耐性を向上させ、静電チャック10の信頼性をより向上させることができる。さらには、バイパス層250に隣接する層の剥離によって生じる処理対象物Wの温度変化を抑制することができる。
 ヒータエレメント230やバイパス層250において、厚みが厚いと、熱膨張による体積増加が大きくなる。このため、空間部の断面績が大きいほうが、隣接する層の剥離抑制に有利である。従って、第1の空間部23aの断面積及び空間部50の断面積の大小関係を、ヒータエレメント230の厚さ及びバイパス層250の厚さの大小関係と同じとすることにより、ヒータエレメント230及びバイパス層250に隣接する層の剥離を、より抑制することができる。剥離の発生にともなう処理対象物Wの温度変化をより確実に抑制することができる。
 また、空間部50の側端50sを第1の空間部23aの側端23sと同じ方向にずらすことにより、第1の空間部23a及び空間部50の形成に、複雑な方法などを用いる必要がなく、第1の空間部23s及び空間部50の形成を容易にすることができる。例えば、積層した各部材を圧着してヒータプレート200を製造することにより、第1の空間部23s及び空間部50を形成することができる。
 図19(b)に表した具体例では、ヒータ電極239は、略扇形の少なくとも一部を描くように配置されている。ヒータ電極239は、第1の領域231aと、第2の領域231bと、第3の領域231cと、第4の領域231dと、第5の領域231eと、第6の領域231fと、第7の領域232aと、第8の領域232bと、第9の領域232cと、第10の領域232dと、第11の領域232eと、第12の領域232fと、に配置されている。任意の領域に配置されたヒータ電極239は、他の領域に配置されたヒータ電極239とは電気的に接合されていない。つまり、ヒータ電極239は、複数の領域において互いに独立した状態で設けられている。図19(a)および図19(b)に表したように、ヒータ電極239が配置される領域は、特には限定されない。
 図20に表した具体例では、ヒータエレメント230がさらに多くの領域を有する。図20のヒータエレメント230では、図19(a)で示した第1の領域231が、さらに4つの領域231a~231dに分割されている。また、図19(a)で示した第2の領域232が、さらに8つの領域232a~232hに分割されている。また、図19(a)で示した第3の領域233が、さらに8つの領域233a~233hに分割されている。そして、図19(a)で示した第4の領域234が、さらに16の領域234a~234pに分割されている。このように、ヒータ電極239が配置されるヒータエレメント230の領域の数及び形状は、任意でよい。
 図21(a)に表したように、バイパス層250のバイパス部251は、扇形を呈する。複数の扇形のバイパス部251が互いに離間して並べられ、バイパス層250は、全体として略円形を呈する。図21(a)に表したように、隣り合うバイパス部251の間の離間部分257は、バイパス層250の中心259から径方向に延在している。言い換えれば、隣り合うバイパス部251の間の離間部分257は、バイパス層250の中心259から放射状に延在している。バイパス部251の面251aの面積は、離間部分257の面積よりも広い。バイパス層250の面積(バイパス部251の面251aの面積)は、ヒータエレメント230の面積(ヒータ電極239の面積)よりも広い。
 図21(b)に表したように、バイパス層250の複数のバイパス部251の形状は、例えば、湾曲した扇形状でもよい。このように、バイパス層250に設けられる複数のバイパス部251の数及び形状は、任意でよい。
 図18(a)~図21(b)に関する以下の説明では、図19(a)に表したヒータエレメント230の領域を例に挙げる。ヒータ電極239が略円を描くように配置され、複数の扇形のバイパス部251が互いに離間して並べられている。そのため、バイパス部251の面251aに対して垂直にみたときに、ヒータ電極239は、隣り合うバイパス部251の間の離間部分257と交差する。また、バイパス部251の面251aに対して垂直にみたときに、隣り合うヒータエレメント230の各領域(第1の領域231、第2の領域232、第3の領域233、および第4の領域234)の間の離間部分235は、隣り合うバイパス部251の間の離間部分257と交差する。
 図18(a)および図18(b)に表したように、ヒータエレメント230とバイパス層250との接合部255a~255hのそれぞれと、ヒータプレート200の中心203と、を結ぶ複数の仮想線は、互いに重ならない。言い換えれば、ヒータエレメント230とバイパス層250との接合部255a~255hは、ヒータプレート200の中心203からみて互いに異なる方向に配置されている。図18(b)に表したように、給電端子280は、接合部255a~255hのそれぞれと、ヒータプレート200の中心203と、を結ぶ仮想線の上に存在する。
 接合部255a、255bは、第1の領域231に配置されたヒータ電極239とバイパス層250とを接合する部分である。接合部255a、255bは、第1の領域231に対応している。接合部255aおよび接合部255bのいずれか一方は、電流がヒータエレメント230に入る部分である。接合部255aおよび接合部255bのいずれか他方は、電流がヒータエレメント230から出る部分である。
 接合部255c、255dは、第2の領域232に配置されたヒータ電極239とバイパス層250とを接合する部分である。接合部255c、255dは、第2の領域232に対応している。接合部255cおよび接合部255dのいずれか一方は、電流がヒータエレメント230に入る部分である。接合部255cおよび接合部255dのいずれか他方は、電流がヒータエレメント230から出る部分である。
 接合部255e、255fは、第3の領域233に配置されたヒータ電極239とバイパス層250とを接合する部分である。接合部255e、255fは、第3の領域233に対応している。接合部255eおよび接合部255fのいずれか一方は、電流がヒータエレメント230に入る部分である。接合部255eおよび接合部255fのいずれか他方は、電流がヒータエレメント230から出る部分である。
 接合部255g、255hは、第4の領域234に配置されたヒータ電極239とバイパス層250とを接合する部分である。接合部255g、255hは、第4の領域234に対応している。接合部255gおよび接合部255hのいずれか一方は、電流がヒータエレメント230に入る部分である。接合部255gおよび接合部25hのいずれか他方は、電流がヒータエレメント230から出る部分である。
 接合部255a、255bは、ヒータプレート200の中心203を中心とし接合部255c、255dを通る円とは異なる円の上に存在する。接合部255a、255bは、ヒータプレート200の中心203を中心とし接合部255e、255fを通る円とは異なる円の上に存在する。接合部255a、255bは、ヒータプレート200の中心203を中心とし接合部255g、255hを通る円とは異なる円の上に存在する。
 接合部255c、255dは、ヒータプレート200の中心203を中心とし接合部255e、255fを通る円とは異なる円の上に存在する。接合部255c、255dは、ヒータプレート200の中心203を中心とし接合部255g、255hを通る円とは異なる円の上に存在する。
 接合部255e、255fは、ヒータプレート200の中心203を中心とし接合部255g、255hを通る円とは異なる円の上に存在する。
 図18(a)および図18(b)に表したように、ヒータプレート200は、リフトピン孔201を有する。図18(a)および図18(b)に表した具体例では、ヒータプレート200は、3つのリフトピン孔201を有する。リフトピン孔201の数は、「3」には限定されない。給電端子280は、リフトピン孔201からみてヒータプレート200の中心203の側の領域に設けられている。
 本具体例によれば、ヒータ電極239が、複数の領域に配置されているため、処理対象物Wの面内の温度を各領域ごとに独立して制御することができる。これにより、処理対象物Wの面内の温度に意図的に差をつけることができる(温度制御性)。
 図23(a)及び図23(b)は、本実施形態のヒータプレートの表面の形状を説明する模式図である。
 図23(a)は、本発明者が第2の支持板270の面271の形状を測定した結果の一例を例示するグラフ図である。図23(b)は、本実施形態のヒータプレート200の表面の形状を説明する模式的断面図である。
 前述したように、ヒータプレート200の各部材は、積層された状態で圧着される。このとき、図23(b)に表したように、第1の支持板210の面211(上面)には、第1の凹凸が生ずる。および第2の支持板270の面271(下面)には、第2の凹凸が生ずる。また、第1の支持板210の面213(下面)には、第3の凹凸が生ずる。第2の支持板270の面275(上面)には、第4の凹凸が生ずる。
 本発明者は、第2の支持板270の面271の形状を測定した。測定結果の一例は、図23(a)に表した通りである。図23(a)および図23(b)に表したように、第1の支持板210の面211(上面)の形状および第2の支持板270の面271の形状は、ヒータエレメント230の形状あるいはヒータエレメント230の配置にならっている。ヒータエレメント230の形状とは、ヒータエレメント230の厚さおよびヒータエレメント230の幅(ヒータ電極239の幅)をいう。
 第1の支持板210の面211の凹部211a(第1の凹凸の凹部211a)と、第2の支持板270の面271の凹部271a(第2の凹凸の凹部271a)と、の間のZ方向の距離D1は、第1の支持板210の面211の凸部211b(第1の凹凸の凸部211b)と、第2の支持板270の面271の凸部271b(第2の凹凸の凸部271b)と、の間のZ方向の距離D2よりも短い。
 第1の支持板210の面211の凹部211aと、第1の支持板210の面211の凸部211bと、の間のZ方向の距離D3(第1の支持板210の面211の凹凸高さ:第1の凹凸の高さ)は、第2の支持板270の面271の凹部271aと、第2の支持板270の面271の凸部271bと、の間のZ方向の距離D4(第2の支持板270の面271の凹凸高さ:第2の凹凸の高さ)よりも短い。つまり、第1の支持板210の面211の凹凸高さ(第1の凹凸の高さ)は、第2の支持板270の面271の凹凸高さ(第2の凹凸の高さ)よりも低い。
 第2の支持板270の面271の凹部271aの幅は、隣り合う2つのヒータ電極239の間の領域(ヒータエレメント230のスリット部)の幅と同程度である。第2の支持板270の面271の凹部271aの幅は、例えば、隣り合う2つのヒータ電極239の間の領域の幅の0.25倍以上2.5倍以下である。
 第2の支持板270の面271の凸部271bの幅は、ヒータ電極239の幅と同程度である。第2の支持板270の面271の凸部271bの幅は、例えば、ヒータ電極239の幅の0.8倍以上1.2倍以下である。
 また、第2の支持板270の面271の凹凸高さD4は、ヒータエレメント230の厚さ(ヒータ電極239の厚さ)と同程度である。第2の支持板270の凹凸高さD4は、ヒータエレメント230の厚さの0.8倍以上1.2倍以下である。
 同様に、第1の支持板210の面211の凹部211aの幅は、隣り合う2つのヒータ電極239の間の領域の幅と同程度である。第1の支持板210の面211の凸部211bの幅は、ヒータ電極239の幅と同程度である。一方、第1の支持板210の面211の凹凸高さD3は、ヒータエレメント230の厚さよりも低い。
 第2の支持板270の面271の高さは、凸部271bから隣接する凹部271aに向かって、なだらかに変化する。第2の支持板270の面271の高さは、例えば、凸部271bの幅方向の中心から、隣接する凹部271aの幅方向の中心に向かって連続的に減少する。凸部271bの幅方向の中心とは、より詳しくは、面271のうちのヒータ電極239の幅方向の中心とZ方向において重なる位置である。凹部271aの幅方向の中心とは、より詳しくは、面271のうちの隣り合う2つのヒータ電極239の間の領域の幅方向の中心とZ方向において重なる位置である。
 このように、第2の支持板270の面271の高さは、ヒータ電極239と重なる部分を頂点とし、ヒータ電極239と重ならない部分を最下点とする波状に変化する。同様に、第1の支持板210の面211の高さは、ヒータ電極239と重なる部分を頂点とし、ヒータ電極239と重ならない部分を最下点とする波状に変化する。
 本実施形態によれば、第1の支持板210の面211が第1の凹凸を有するため、第1の支持板210とヒータエレメント230との間の接着面積をより広くすることができ、第1の支持板210とヒータエレメント230との間の接着強度を向上させることができる。また、その第1の凹凸によって、第1の支持板210と接着剤403との接着面積もより広くすることができる。これにより、第1の支持板210と接着剤403との接合強度も向上させることができる。また、第1の支持板210が凹凸を有することにより、第1の支持板210の剛性が高くなる。このため、第1の支持板210が薄くてもヒータプレート200の反りや変形を低減することができる。これにより、例えば一般に背反の関係にある、「ヒータプレートの反りの低減」と、高スループットに影響する「熱容量の低減」と、を両立することができる。また、第2の支持板270の面271が第2の凹凸を有するため、第2の支持板270とバイパス層250との間の接着面積をより広くすることができ、第2の支持板270とバイパス層250との間の接着強度を向上させることができる。また、その第2の凹凸によって、第2の支持板270と接着剤403との接着面積もより広くすることができる。これにより、第2の支持板270と接着剤403との接合強度も向上させることができる。また、第2の支持板270が凹凸を有することにより、第2の支持板270の剛性が高くなる。このため、第2の支持板270が薄くてもヒータプレート200の反りや変形を低減することができる。これにより、例えば一般に背反の関係にある、「ヒータプレートの反りの低減」と、高スループットに影響する「熱容量の低減」と、を両立することができる。さらに、第1の支持板210の面211が第1の凹凸を有するため、ヒータエレメント230と処理対象物Wとの間の距離をより短くすることができる。これにより、処理対象物Wの温度を上昇させる速度を向上させることができる。
 なお、例えば圧着条件や積層体の構成(材料など)によって、第1、2の凹凸高さを制御することができる。
 第1の支持板210は、第2の支持板270側の面213と、面213とは反対側の面211と、を有する。面213は、第1の樹脂層220と対向し、例えば、第1の樹脂層220と接する。
 第1の支持板210の面213は、第1領域R1と、第2領域R2と、を有する。第1領域R1は、Z方向に沿って見たとき(上面視)に、ヒータ電極239(ヒータエレメント230)と重なる。例えば、第1領域R1は、Z方向に沿ってみたときに、第1の導電部21又は第2の導電部22と重なる。第2領域R2は、Z方向に沿って見たときに、ヒータ電極239(ヒータエレメント230)と重ならない。
 静電チャック10においては、図23(b)に示したZ方向に対して平行な断面において、第2領域R2は、第1領域R1に比べて、第2の支持板270側に突出している。換言すれば、第2領域R2のZ方向における位置は、第1領域R1のZ方向における位置と、第2の支持板270と、の間である。
 すなわち、第1の支持板210の面213(下面)は、ヒータエレメント230の形状にならった凹凸を有する。第1領域R1は、第1の支持板210の凹部に対応し、第2領域R2は、第1の支持板210の凸部に対応する。同様に、第1の支持板210の面211(上面)においても、ヒータエレメント230の形状にならった凹凸が形成されている。
 第2の支持板270は、第1の支持板210側の面275(上面)と、面275とは反対側の面271(下面)と、を有する。面275は、第3の樹脂層260(又は第2の樹脂層240)と対向し、例えば、第3の樹脂層260(又は第2の樹脂層240)と接する。
 第2の支持板270の面275(上面)は、第3領域R3と、第4領域R4と、を有する。第3領域R3は、Z方向に沿ってみたときに、ヒータエレメント230と重なる。例えば、第3領域R3は、Z方向に沿ってみたときに、第1の導電部21又は第2の導電部22と重なる。第4領域R4は、Z方向に沿ってみたときに、ヒータエレメント230と重ならない。
 図23(b)に示した断面において、第4領域R4は、第3領域R3に比べて、第1の支持板210側に突出している。換言すれば、第4領域R4のZ方向における位置は、第3領域R3のZ方向における位置と、第1の支持板210と、の間である。
 すなわち、第2の支持板270の面275(上面)は、ヒータエレメント230の形状にならった凹凸を有する。第3領域R3は、第2の支持板270の凹部に対応し、第4領域R4は、第2の支持板270の凸部に対応する。同様に、第2の支持板270の面271(下面)においても、ヒータエレメント230の形状にならった凹凸が形成されている。
 第2領域R2と第4領域R4との間のZ方向に沿った距離D5は、第1領域R1と第3領域R3との間のZ方向に沿った距離D6よりも短い。
 このように、第1の支持板210と第2の支持板270には、凹凸が形成されている。このような凹凸は、ヒータプレート200において積層された各部材の密着性が高いことにより、形成される。すなわち、第1の支持板210の面213(下面)に凹凸が形成されているため、面213に近接した層(例えば第1の樹脂層220)と面213との密着性が高い。また、第2の支持板270の面275(上面)に凹凸が形成されているため、面275に近接した層(例えば第3の樹脂層260)と面275との密着性が高い。これにより、第1の支持板210の剥離及び第2の支持板270の剥離を抑制することができ、信頼性を向上させることができる。例えば、局所的な剥離による、熱の不均一や耐電圧特性の低下を抑制することができる。設計通りの均熱性と耐電圧特性を実現することができる。
 また、密着性が高いことにより、ヒータプレート200の熱伝導性を向上させることができる。また、第1の支持板210の凹凸によって、例えばヒータエレメント230と処理対象物との間の距離を短くすることができる。これにより、処理対象物の温度の上昇速度を向上させることができる。したがって、例えば、「ヒータの加熱性能(昇温速度)」と、「温度均一性」「耐電圧信頼性」と、の両立が可能となる。
 第1領域R1と第2領域R2との間のZ方向に沿った距離D7は、距離D5よりも短い。また、第3領域R3と第4領域R4との間のZ方向に沿った距離D8は、距離D5よりも短い。
 距離D7が長すぎる場合、第1の支持板210の面213に形成された凹凸が大きすぎ、第1の支持板210や第1の樹脂層220に生じる歪が大きすぎることがある。また、距離D8が長すぎる場合、第2の支持板270に形成された凹凸が大きすぎ、第2の支持板270や第2の樹脂層240に生じる歪みが大きすぎることがある。
 これに対して、静電チャック10においては、距離D7及び距離D8のそれぞれは、距離D5よりも短い。これにより、第1の支持板210に近接する層と第1の支持板210との密着性を確保しつつ、第1の支持板210や第1の樹脂層220に生じる歪が大きくなりすぎることを防げる。また、第2の支持板270に近接する層と第2の支持板270との密着性を確保しつつ、第2の支持板270や第3の樹脂層260に生じる歪が大きくなりすぎることを防げる。
 ヒータプレート200においては、ヒータエレメント230の発熱により、ヒータエレメント230自身に歪(熱歪)が生じやすい。そこで、図23(b)に示した例では、距離D7を距離D8よりも短くしている。つまり、ヒータエレメント230側の第1の支持板210等の構造的な歪を、バイパス層250側の第2の支持板270等の構造的な歪よりも小さくしている。これにより、ヒータプレート200全体の熱歪に対する耐性を向上させることができる。
 なお、実施形態においては、距離D7及び距離D8のいずれかは、略ゼロであってもよい。すなわち、面213および面275のいずれかは、フラットであってもよい。面213及び面275のいずれかに凹凸が形成されていればよい。
 図24は、本実施形態のヒータプレートを表す模式的断面図である。
 図24に表したように、バイパス層250及び第3の樹脂層260を有しないヒータプレート200においても、第1の支持板210及び第2の支持板270は、ヒータエレメント230の形状にならった凹凸を有する。
 この例においても、第1の支持板210の面211には、第1の凹凸が生ずる。および第2の支持板270の面271には、第2の凹凸が生ずる。また、第1の支持板210の面213には、第3の凹凸が生ずる。第2の支持板270の面275には、第4の凹凸が生ずる。Z方向に対して平行な断面において、第2領域R2は、第1領域R1に比べて、第2の支持板270側に突出している。Z方向に対して平行な断面において、第4領域R4は、第3領域R3に比べて、第1の支持板210側に突出している。この例においても、各距離D1~D8の関係は、図23に関して説明した各距離D1~D8の関係と同じである。
 図25(a)及び図25(b)は、本実施形態の変形例にかかる静電チャックを表す模式的断面図である。
 図25(a)は、本実施形態の変形例にかかる静電チャックを表す模式的断面図である。図25(b)は、本変形例のヒータプレートを表す模式的断面図である。図24(a)および図25(b)は、例えば図1に表した切断面A1-A1における模式的断面図に相当する。
 図25(a)に表した静電チャック10aは、セラミック誘電体基板100と、ヒータプレート200aと、べースプレート300と、を備える。セラミック誘電体基板100およびべースプレート300は、図1および図2に関して前述した通りである。
 図25(b)に表したように、本具体例のヒータプレート200aは、複数のヒータエレメントを有する。図25(b)に表したヒータプレート200aは、第1の樹脂層220と、第1のヒータエレメント(発熱層)230aと、第2の樹脂層240と、第2のヒータエレメント(発熱層)230bと、第3の樹脂層260と、バイパス層250と、第4の樹脂層290と、第2の支持板270と、を有する。
 第1の樹脂層220は、第1の支持板210と、第2の支持板270と、の間に設けられている。第1のヒータエレメント230aは、第1の樹脂層220と、第2の支持板270と、の間に設けられている。第2の樹脂層240は、第1のヒータエレメント230aと、第2の支持板270と、の間に設けられている。第2のヒータエレメント230bは、第2の樹脂層240と、第2の支持板270と、の間に設けられている。第3の樹脂層260は、第2のヒータエレメント230bと、第2の支持板270と、の間に設けられている。バイパス層250は、第3の樹脂層260と、第2の支持板270と、の間に設けられている。第4の樹脂層290は、バイパス層250と、第2の支持板270と、の間に設けられている。つまり、本具体例では、第1のヒータエレメント230aは、第2のヒータエレメント230bとは異なる層に独立した状態で設けられている。
 第1の支持板210と、第1の樹脂層220と、第2の樹脂層240と、第3の樹脂層260と、バイパス層250と、第2の支持板270と、のそれぞれの材料、厚さ、および機能は、図3~図5及び図13に関して前述した通りである。第1のヒータエレメント230aおよび第2のヒータエレメント230bのそれぞれの材料、厚さ、および機能は、図3~図5に関して前述したヒータエレメント230と同じである。第4の樹脂層290は、図3~図5に関して前述した第1の樹脂層220と同じである。
 本変形例によれば、第1のヒータエレメント230aが第2のヒータエレメント230bとは異なる層において独立して配置されているため、処理対象物Wの面内の温度を所定の領域ごとに独立して制御することができる。
 図26(a)、図26(b)及び図27は、本実施形態の第1の支持板の変形例を表す模式的平面図である。
 図28は、本変形例のヒータプレートを表す模式的断面図である。
 図26(a)は、第1の支持板が複数の支持部に分割された一例を表す。図26(b)及び図27は、第1の支持板が複数の支持部に分割された他の一例を表す。
 図28では、説明の便宜上、図26(a)に表したヒータプレートと、第1の支持板の上面の温度のグラフ図と、を併せて表している。図28に表したグラフ図は、第1の支持板の上面の温度の一例である。図28に表したグラフ図の横軸は、第1の支持板210aの上面の位置を表している。図28に表したグラフ図の縦軸は、第1の支持板210aの上面の温度を表している。なお、図28では、説明の便宜上、バイパス層250および第3の樹脂層260を省略している。
 図26(a)および図26(b)に表した変形例では、第1の支持板210aは、複数の支持部に分割されている。より具体的には、図26(a)に表した変形例では、第1の支持板210aは、同心円状に複数の支持部に分割され、第1の支持部216と、第2の支持部217と、第3の支持部218と、第4の支持部219と、を有する。図26(b)に表した変形例では、第1の支持板210bは、同心円状かつ放射状に複数の支持部に分割され、第1の支持部216aと、第2の支持部216bと、第3の支持部216cと、第4の支持部216dと、第5の支持部216eと、第6の支持部216fと、第7の支持部217aと、第8の支持部217bと、第9の支持部217cと、第10の支持部217dと、第11の支持部217eと、第12の支持部217fと、を有する。
 図27に表した変形例において、第1の支持板210cは、さらに多くの支持部を有する。図27の第1の支持板210cでは、図26(a)で示した第1の支持部216が、さらに4つの支持部216a~216dに分割されている。また、図26(a)で示した第2の支持部217が、さらに8つの支持部217a~217hに分割されている。また、図26(a)で示した第3の支持部218が、さらに8つの領域218a~218hに分割されている。そして、図26(a)で示した第4の支持部219が、さらに16の支持部219a~219pに分割されている。このように、第1の支持板210に設けられる支持部の数及び形状は、任意でよい。
 第1の樹脂層220と、ヒータエレメント230と、第2の樹脂層240と、バイパス層250と、第3の樹脂層260と、第2の支持板270と、給電端子280と、のそれぞれは、図3~図5及び図13に関して前述した通りである。
 図26(a)~図28に関する以下の説明では、図26(a)に表した第1の支持板210aを例に挙げる。図28に表したように、第1の支持部216は、ヒータエレメント230の第1の領域231の上に設けられ、ヒータエレメント230の第1の領域231に対応している。第2の支持部217は、ヒータエレメント230の第2の領域232の上に設けられ、ヒータエレメント230の第2の領域232に対応している。第3の支持部218は、ヒータエレメント230の第3の領域233の上に設けられ、ヒータエレメント230の第3の領域233に対応している。第4の支持部219は、ヒータエレメント230の第4の領域234の上に設けられ、ヒータエレメント230の第4の領域234に対応している。
 第1の支持部216は、第2の支持部217とは電気的に接合されていない。第2の支持部217は、第3の支持部218とは電気的に接合されていない。第3の支持部218は、第4の支持部219とは電気的に接合されていない。すなわち、複数の支持部216~219は、互いに独立した状態で設けられている。
 本変形例によれば、第1の支持板210a、210b、210cの面内において意図的に径方向の温度差を設けることができる(温度制御性)。例えば図28に表したグラフ図のように、第1の支持部216から第4の支持部219にわたってステップ状に温度差を設けることができる。これにより、処理対象物Wの面内において意図的に温度差を設けることができる(温度制御性)。
 図29(a)~図29(d)は、本実施形態のヒータプレートの変形例を表す断面図である。
 図29(a)は、ヒータエレメント230の一部を表し、図29(b)は、バイパス層250の一部を表す。また、図29(c)は、ヒータエレメント230及びバイパス層250の一部を表し、図29(d)は、ヒータエレメント230及びバイパス層250の変形例を表す。
 各ヒータ電極239のそれぞれは、第1の支持板210側の第1面MP1(上面)と、第2の支持板側の第2面MP2(下面)と、を有する。第1面MP1は、第1の樹脂層220と対向する。第2面MP2は、第1面MP1と反対側を向く。すなわち、第2面MP2は、第2の樹脂層240と対向する。
 第1面MP1の幅W1は、第2面MP2の幅W2と異なる。この例において、第1面MP1の幅W1は、第2面MP2の幅W2よりも狭い。すなわち、ヒータ電極239の幅は、上方(セラミック誘電体基板100側)に向かうほど狭くなる。
 各ヒータ電極239は、第1面MP1と第2面MP2とを接続する一対の側面SF1を有する。図29(a)に示したZ方向に対して平行な断面において、側面SF1は、曲線状である。各側面SF1は、例えば、凹曲面状である。各側面SF1は、例えば、平面状でもよい。第1面MP1と側面SF1との成す角度θ1は、第2面MP2と側面SF1との成す角度θ2と異なる。これにより、例えば、熱膨張によるヒータ変形による樹脂層への応力の緩和によるヒータエレメント230に近接する樹脂層の剥離の低減と、均熱性や温度追従性といった熱的特性を両立することができる。また、側面SF1の表面粗さは、第1面MP1及び第2面MP2の少なくとも一方の表面粗さよりも粗い。これにより、例えば、側面部分での密着性を向上させ、ヒータエレメント230に近接する層の剥離をより抑制することができる。
 第1面MP1は、例えば、第1の樹脂層220に接触する。第2面MP2は、例えば、第2の樹脂層240に接触する。
 図29(b)及び図29(c)に表したように、バイパス部251(バイパス層250)は、第3の導電部33と、第4の導電部34と、を有する。第4の導電部34は、面内方向Dp(例えばX方向)において第3の導電部33と離間している。第3の導電部33及び第4の導電部34は、バイパス部251の一部である。空間部50は、例えば、第3の導電部33及び第4の導電部34のそれぞれの側方に設けられる。換言すれば、空間部50は、複数のバイパス部251のそれぞれの側方に設けられる。
 各バイパス部251のそれぞれは、第1の支持板210側の第3面MP3(上面)と、第2の支持板270側の第4面MP4(下面)と、を有する。第3面MP3は、第2の樹脂層240と対向する。第4面MP4は、第3面MP3と反対側を向く。すなわち、第4面MP4は、第3の樹脂層260と対向する。
 第3面MP3の幅W3は、第4面MP4の幅W4と異なる。この例において、第3面MP3の幅W3は、第4面MP4の幅W4よりも狭い。すなわち、バイパス部251の幅は、上方(セラミック誘電体基板100側)に向かうほど狭くなる。この例において、第3面MP3の第4面MP4に対する幅の大小関係は、第1面MP1の第2面MP2に対する幅の大小関係と同じである。
 各バイパス部251は、第3面MP3と第4面MP4とを接続する一対の側面SF2を有する。各側面SF2は、例えば、凹曲面状である。各側面SF2は、例えば、平面状でもよい。第3面MP3と側面SF2との成す角度θ3は、第4面MP4と側面SF2との成す角度θ4と異なる。また、側面SF2の表面粗さは、第3面MP3及び第4面MP4の少なくとも一方の表面粗さよりも粗い。
 第3面MP3は、例えば、第2の樹脂層240に接触する。第4面MP4は、例えば、第3の樹脂層260に接触する。
 このように、本実施形態に係る静電チャック10では、第1面MP1の幅W1が、第2面MP2の幅W2と異なる。これにより、熱膨張によってヒータエレメント230が変形しても、第1の樹脂層220などに掛かる応力を低減することができる。これにより、ヒータエレメント230に近接する層(例えば、第1の樹脂層220)の剥離を抑制することができる。剥離によって生じる処理対象物の温度変化を抑制することができる。従って、静電チャックの信頼性を向上させることができる。
 また、静電チャック10では、第1面MP1の幅W1が、第2面MP2の幅W2よりも狭い。これにより、第1面MP1との接触面積が小さくなり、第1面MP1に接触する層に加わる応力を低減し、第1面MP1に接触する層の剥離を抑制することができる。例えば、第1の樹脂層220の剥離を抑制することができる。また、ベースプレート300に熱が逃げやすい第2面MP2側の発熱量が、第1面MP1側の発熱量よりも多くなり、第1面MP1及び第2面MP2に対して垂直な上下方向(Z方向)における熱分布のバラツキを抑制することができる。例えば、均熱性をより向上させることができる。
 また、静電チャック10では、側面SF1が、凹曲面状である。これにより、側面SF1に近接する層に加わる応力を低減し、側面SF1に近接する層の剥離を抑制することができる。
 また、静電チャック10では、第1面MP1と側面SF1との成す角度θ1が、第2面MP2と側面SF1との成す角度θ2と異なる。これにより、熱膨張によるヒータ変形による樹脂層への応力の緩和により、ヒータエレメント230に近接する第1の樹脂層220及び第2の樹脂層240の剥離の低減と、均熱性や温度追従性といった熱的特性を両立することができる。
 また、静電チャック10では、第3面MP3の第4面MP4に対する幅の大小関係が、第1面MP1の第2面MP2に対する幅の大小関係と同じである。そして、静電チャック10では、第1面MP1及び第3面MP3の幅が、第2面MP2及び第4面MP4の幅よりも狭い。この場合、Z方向における熱分布のバラツキをより抑制することができる。
 なお、図29(a)~図29(c)では、バイパス層250の上にヒータエレメント230を設けている。これに限ることなく、例えば、図29(d)に表したように、ヒータエレメント230の上にバイパス層250を設けてもよい。すなわち、バイパス層250は、ヒータエレメント230とセラミック誘電体基板100と、の間に設けてもよい。
 この例では、第1の樹脂層220とヒータエレメント230との間に、バイパス層250が設けられ、ヒータエレメント230とバイパス層250との間に、第3の樹脂層260が設けられている。例えば、第1の支持板210と第1の樹脂層220との間にバイパス層250を設け、第1の支持板210とバイパス層250との間に、第3の樹脂層260を設けてもよい。
 図29(d)に表したように、ヒータエレメント230の上にバイパス層250を設けた場合には、ヒータプレート200への電圧供給を遮断した瞬間、最も温度が高いヒータエレメント230の熱をベースプレート300に素早く伝えることができ、処理対象物Wの温度を下げる際の温度追従性(ランプレート)をより向上させることができる。バイパス層250を配置する位置は、第1の支持板210と第2の支持板270との間の任意の位置でよい。
 図30(a)~図30(d)は、本実施形態のヒータプレートの変形例を表す断面図である。
 図30(a)及び図30(c)に表したように、この例において、第1面MP1の幅W1は、第2面MP2の幅W2よりも広い。すなわち、ヒータ電極239の幅は、下方(べースプレート300側)に向かうほど狭くなる。同様に、図30(b)及び図30(c)に表したように、第3面MP3の幅W3は、第4面MP4の幅W4よりも広い。バイパス部251の幅は、下方に向かうほど狭くなる。
 このように、第1面MP1の幅W1は、第2面MP2の幅W2より広くてもよい。この場合、第2面MP2に接触する層に加わる応力を低減し、第2面MP2に接触する層の剥離を抑制することができる。また、第1面MP1側において熱を持ち易くするとともに、第2面MP2側において熱を冷まし易くし、温度追従性(ランプレート)をより向上させることができる。
 また、この例では、第3面MP3の第4面MP4に対する幅の大小関係が、第1面MP1の第2面MP2に対する幅の大小関係と同じであり、第1面MP1及び第3面MP3の幅が、第2面MP2及び第4面MP4の幅よりも広い。この場合には、第1面MP1及び第3面MP3側において熱を持ち易くするとともに、第2面MP2及び第4面MP4側において熱を冷まし易くし、温度追従性をより向上させることができる。また、図30(d)に表したように、バイパス層250は、ヒータエレメント230の上に設けてもよい。
 図31(a)~図31(d)は、本実施形態のヒータプレートの変形例を表す断面図である。
 図31(a)及び図31(c)に表したように、この例において、第1面MP1の幅W1は、第2面MP2の幅W2よりも狭い。一方、図31(b)及び図31(c)に表したように第3面MP3の幅W3は、第4面MP4の幅W4よりも広い。この例において、第3面MP3の第4面MP4に対する幅の大小関係は、第1面MP1の第2面MP2に対する幅の大小関係と反対である。
 このように、第3面MP3の第4面MP4に対する幅の大小関係は、第1面MP1の第2面MP2に対する幅の大小関係と反対でもよい。この場合、バイパス層250の熱膨張によって加わる応力の方向を、ヒータエレメント230の熱膨張によって加わる応力の方向と逆向きにすることができる。これにより、応力の影響をより抑制することができる。なお、図31(d)に表したように、バイパス層250をヒータエレメント230の上に設けてもよい。
 図32(a)~図32(d)は、本実施形態のヒータプレートの変形例を表す断面図である。
 図32(a)~図32(c)に表したように、第1面MP1の幅W1を、第2面MP2の幅W2より広くし、第3面MP3の幅W3を、第4面MP4の幅W4より狭くしてもよい。また、図32(d)に表したように、バイパス層250をヒータエレメント230の上に設けてもよい。
 以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、ヒータプレート200、200a、200bなどが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などやヒータエレメント230、第1のヒータエレメント230a、第2のヒータエレメント230b、およびバイパス層250の設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
 また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
 10 静電チャック、 10a 静電チャック、 21 第1の導電部、 21L 下面、 21U 上面、 21a 側端部(第1の側端部)、 21b 側端部(第2の側端部)、 22 第2の導電部、 22a 側端部(第3の側端部)、 22b 側端部(第4の側端部)、 23 空間部、 23a 空間部(第1の空間部)、 23b 空間部(第2の空間部)、 23c 空間部(第3の空間部)、 23d 空間部(第4の空間部)、 25h 接合部、 100 セラミック誘電体基板、 101 第1主面、 102 第2主面、 107 第1誘電層、 109 第2誘電層、 111 電極層、 113 凸部、 115 溝、 200、200a ヒータプレート、 201 リフトピン孔、 203 中心、 210、210a、210b、210c 第1の支持板、 211 面、 211a 凹部、 211b 凸部、 213 面、 216 第1の支持部、 216a 第1の支持部、 216b 第2の支持部、 216c 第3の支持部、 216d 第4の支持部、 216e 第5の支持部、 216f 第6の支持部、 217 第2の支持部、 217a 第7の支持部、 217b 第8の支持部、 217c 第9の支持部、 217d 第10の支持部、 217e 第11の支持部、 217f 第12の支持部、 218 第3の支持部、 219 第4の支持部、 220 第1の樹脂層、 230、230a、230b ヒータエレメント、 231 第1の領域、 231a 第1の領域、 231b 第2の領域、 231c 第3の領域、 231d 第4の領域、 231e 第5の領域、 231f 第6の領域、 232 第2の領域、 232a 第7の領域、 232b 第8の領域、 232c 第9の領域、 232d 第10の領域、 232e 第11の領域、 232f 第12の領域、 233 第3の領域、 234 第4の領域、 235 離間部分、 239 ヒータ電極、 240 第2の樹脂層、 241 孔、 250 バイパス層、 251 バイパス部、 251a 面、 253 切り欠き部、 255a、255b、255c、255d、255e、255f、255g、255h 接合部、 257 離間部分、 259 中心、 260 第3の樹脂層、 261 孔、 270 支持板、 271 面、 271a 凹部、 271b 凸部、 273 孔、 275 面、 280 給電端子、 290 第4の樹脂層、 300 ベースプレート301 連通路、 303 下面、 321 導入路、 403 接着剤、 W 処理対象物

Claims (38)

  1.  処理対象物が載置されるセラミック誘電体基板と、
     積層方向において前記セラミック誘電体基板と離れた位置に設けられ前記セラミック誘電体基板を支持するベースプレートと、
     前記セラミック誘電体基板と前記ベースプレートとの間に設けられたヒータプレートと、
     を備え、
     前記ヒータプレートは、
      前記セラミック誘電体基板と前記ベースプレートとの間に設けられ金属を含む第1の支持板と、
      前記第1の支持板と前記ベースプレートとの間に設けられ金属を含む第2の支持板と、
      前記第1の支持板と前記第2の支持板との間に設けられた第1の樹脂層と、
      前記第1の樹脂層と前記第2の支持板との間に設けられた第2の樹脂層と、
      前記第1の樹脂層と前記第2の樹脂層との間に設けられ、第1の導電部と、前記積層方向に対して垂直な面内方向において前記第1の導電部と離間した第2の導電部と、を有し、電流が流れることにより発熱するヒータエレメントと、
      前記第1の導電部の前記面内方向における第1の側端部と、前記第1の樹脂層と、前記第2の樹脂層と、によって区画された第1の空間部と、
     を有し、
     前記第1の樹脂層は、前記第1の導電部と前記第2の導電部との間において、前記第2の樹脂層と接していることを特徴とする静電チャック。
  2.  前記第1の導電部は、前記面内方向において前記第1の側端部と離間した第2の側端部を有し、
     前記ヒータプレートは、前記第2の側端部と、前記第1の樹脂層と、前記第2の樹脂層と、によって区画された第2の空間部を有することを特徴とする請求項1記載の静電チャック。
  3.  前記第1の空間部の前記積層方向に沿った幅は、前記第1の導電部の前記積層方向に沿った幅以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の静電チャック。
  4.  前記第1の空間部の前記積層方向に沿った幅は、前記面内方向において前記第1の側端部から遠ざかるにつれて狭くなることを特徴とする請求項1~3のいずれか1つに記載の静電チャック。
  5.  前記第1の空間部と前記第1の樹脂層との境界は、前記面内方向において前記第1の側端部から遠ざかるにつれて、前記第1の導電部の前記積層方向における中央を通り前記面内方向に延在する仮想面に近づき、
     前記第1の空間部と前記第2の樹脂層との境界は、前記面内方向において前記第1の側端部から遠ざかるにつれて、前記仮想面に近づくことを特徴とする請求項1~4のいずれか1つに記載の静電チャック。
  6.  前記第1の導電部は、前記第1の樹脂層と対向する上面を有し、
     前記第1の空間部と前記第2の樹脂層との境界は、前記面内方向において前記第1の側端部から遠ざかるにつれて、前記上面を通り前記面内方向に延在する仮想面に近づくことを特徴とする請求項1~4のいずれか1つに記載の静電チャック。
  7.  前記第1の導電部は、前記第2の樹脂層と対向する下面を有し、
     前記第1の空間部と前記第2の樹脂層との境界は、前記面内方向において前記第1の導電部から遠ざかるにつれて、前記下面を通り前記面内方向に延在する仮想面に近づくことを特徴とする請求項1~4のいずれか1つに記載の静電チャック。
  8.  前記第1の導電部は、前記第1の樹脂層と対向する上面と、前記第2の樹脂層と対向する下面と、を有し、
     前記上面及び前記下面のうち一方の面の前記面内方向に沿った幅は、前記上面及び前記下面の他方の面の前記面内方向に沿った幅よりも狭いことを特徴とする請求項1~7のいずれか1つに記載の静電チャック。
  9.  前記第1の導電部の前記下面の前記面内方向に沿った前記長さは、前記第1の導電部の前記上面の前記面内方向に沿った前記長さよりも長いことを特徴とする請求項8記載の静電チャック。
  10.  前記第1の導電部の前記上面の前記面内方向に沿った前記長さは、前記第1の導電部の前記下面の前記面内方向に沿った前記長さよりも長いことを特徴とする請求項8記載の静電チャック。
  11.  前記一方の面と前記第1の導電部の側面とは、曲面によって接続されていることを特徴とする請求項8~10のいずれか1つに記載の静電チャック。
  12.  前記第1の導電部の側面は、前記他方の面よりも粗いことを特徴とする請求項8~11のいずれか1つに記載の静電チャック。
  13.  前記第1の支持板及び前記第2の支持板のうち一方の支持板と、前記第1の導電部の前記積層方向における中央を通り前記面内方向に延在する中央仮想面と、の間の距離は、前記第1の支持板及び前記第2の支持板のうち他方の支持板と、前記中央仮想面と、の間の距離よりも短く、
     前記一方の面は、前記一方の支持板と前記中央仮想面との間に位置することを特徴とする請求項8~12のいずれか1つに記載の静電チャック。
  14.  前記第1の支持板は、前記第2の支持板と電気的に接合されたことを特徴とする請求項1~13のいずれか1つに記載の静電チャック。
  15.  前記第1の支持板が前記第2の支持板と接合された領域の面積は、前記第1の支持板の上面の面積よりも狭く、前記第2の支持板の下面の面積よりも狭いことを特徴とする請求項14記載の静電チャック。
  16.  前記第1の支持板の上面は、第1の凹凸を有し、
     前記第2の支持板の下面は、第2の凹凸を有することを特徴とする請求項1~15のいずれか1つに記載の静電チャック。
  17.  前記第1の凹凸は、前記ヒータエレメントの形状にならい、
     前記第2の凹凸は、前記ヒータエレメントの形状にならったことを特徴とする請求項16記載の静電チャック。
  18.  前記第1の凹凸の凹部と、前記第2の凹凸の凹部と、の間の距離は、前記第1の凹凸の凸部と、前記第2の凹凸の凸部と、の間の距離よりも短いことを特徴とする請求項17記載の静電チャック。
  19.  前記第1の凹凸の高さは、前記第2の凹凸の高さとは異なることを特徴とする請求項16~18のいずれか1つに記載の静電チャック。
  20.  前記ヒータエレメントは、帯状のヒータ電極を有し、
     前記ヒータ電極は、複数の領域において互いに独立した状態で設けられたことを特徴とする請求項1~19のいずれか1つに記載の静電チャック。
  21.  前記ヒータエレメントは、複数設けられ、
     前記複数の前記ヒータエレメントは、互いに異なる層に独立した状態で設けられたことを特徴とする請求項1~20のいずれか1つに記載の静電チャック。
  22.  前記ヒータプレートは、前記第1の支持板と、前記第2の支持板と、の間に設けられ導電性を有するバイパス層をさらに有することを特徴とする請求項1~20のいずれか1つに記載の静電チャック。
  23.  前記ヒータエレメントは、前記バイパス層と電気的に接合され、前記第1の支持板および前記第2の支持板とは電気的に絶縁されたことを特徴とする請求項22記載の静電チャック。
  24.  前記バイパス層の厚さは、前記第1の樹脂層の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項22又は23に記載の静電チャック。
  25.  前記バイパス層の厚さは、前記ヒータエレメントの厚さよりも厚いことを特徴とする請求項22~24のいずれか1つに記載の静電チャック。
  26.  前記バイパス層は、前記ヒータエレメントと、前記ベースプレートと、の間に設けられたことを特徴とする請求項22~25のいずれか1つに記載の静電チャック。
  27.  前記バイパス層は、前記ヒータエレメントと、前記セラミック誘電体基板と、の間に設けられたことを特徴とする請求項22~25のいずれか1つに記載の静電チャック。
  28.  前記ヒータプレートは、前記バイパス層の側方に設けられた空間部をさらに有することを特徴とする請求項22~27のいずれか1つに記載の静電チャック。
  29.  前記第1の空間部の断面積及び前記バイパス層の側方の前記空間部の断面積の大小関係は、前記ヒータエレメントの厚さ及び前記バイパス層の厚さの大小関係と同じであることを特徴とする請求項28記載の静電チャック。
  30.  前記第1の空間部の側端は、前記第1の導電部の厚さ方向の中央に対して前記第1の支持板側又は前記第2の支持板側にずれ、
     前記バイパス層の側方の前記空間部の側端は、前記バイパス層の厚さ方向の中央に対して前記第1の空間部の側端と同じ方向にずれることを特徴とする請求項28又は29に記載の静電チャック。
  31.  前記ヒータエレメントは、前記第1の支持板側の第1面と、前記第2の支持板側の第2面と、を有し、
     前記第1面の幅は、前記第2面の幅と異なり、
     前記バイパス層は、前記第1の支持板側の第3面と、前記第2の支持板側の第4面と、を有し、
     前記第3面の幅は、前記第4面の幅と異なり、
     前記第3面の前記第4面に対する幅の大小関係は、前記第1面の前記第2面に対する幅の大小関係と同じであることを特徴とする請求項22~30のいずれか1つに記載の静電チャック。
  32.  前記ヒータエレメントは、前記第1の支持板側の第1面と、前記第2の支持板側の第2面と、を有し、
     前記第1面の幅は、前記第2面の幅と異なり、
     前記バイパス層は、前記第1の支持板側の第3面と、前記第2の支持板側の第4面と、を有し、
     前記第3面の幅は、前記第4面の幅と異なり、
     前記第3面の前記第4面に対する幅の大小関係は、前記第1面の前記第2面に対する幅の大小関係と反対であることを特徴とする請求項22~30のいずれか1つに記載の静電チャック。
  33.  前記第1の支持板の上面の面積は、前記第2の支持板の下面の面積よりも広いことを特徴とする請求項1~32のいずれか1つに記載の静電チャック。
  34.  前記第1の支持板は、複数の支持部を有し、
     前記複数の支持部は、互いに独立した状態で設けられたことを特徴とする請求項1~33のいずれか1つに記載の静電チャック。
  35.  前記第1の支持板の前記第2の支持板側の面は、前記積層方向に沿ってみたときに、前記ヒータエレメントと重なる第1領域と、前記ヒータエレメントと重ならない第2領域と、を有し、
     前記積層方向に対して平行な断面において、前記第2領域は、前記第1領域に比べて前記第2の支持板側に突出していることを特徴とする請求項1~34のいずれか1つに記載の静電チャック。
  36.  前記第2の支持板の前記第1の支持板側の面は、前記積層方向に沿ってみたときに、前記ヒータエレメントと重なる第3領域と、前記ヒータエレメントと重ならない第4領域と、を有し、
     前記積層方向に対して平行な断面において、前記第4領域は、前記第3領域に比べて前記第1の支持板側に突出していることを特徴とする請求項35記載の静電チャック。
  37.  前記第1の支持板の前記第2の支持板側の面は、前記ヒータエレメントの形状にならった凹凸を有し、
     前記第2の支持板の前記第1の支持板側の面は、前記ヒータエレメントの形状にならった凹凸を有することを特徴とする請求項35又は36に記載の静電チャック。
  38.  前記第2領域と前記第4領域との間の前記積層方向に沿った距離は、前記第1領域と前記第3領域との間の前記積層方向に沿った距離よりも短いことを特徴とする請求項36記載の静電チャック。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021039497A1 (ja) * 2019-08-29 2021-03-04 京セラ株式会社 基体構造体及び基体構造体を用いた対象物載置装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS481976U (ja) * 1971-05-25 1973-01-11
JPH08148549A (ja) * 1994-11-22 1996-06-07 Tomoegawa Paper Co Ltd 静電チャック装置およびその作製方法
JPH1064984A (ja) * 1996-08-16 1998-03-06 Sony Corp ウエハステージ
JP2004103648A (ja) * 2002-09-05 2004-04-02 Taiheiyo Cement Corp 静電チャックの製造方法およびそれを用いて得られた静電チャック
WO2006009030A1 (ja) * 2004-07-15 2006-01-26 Dai Nippon Printing Co., Ltd. 半導体装置及び半導体装置製造用基板並びにそれらの製造方法
JP2008004673A (ja) * 2006-06-21 2008-01-10 Tokyo Seimitsu Co Ltd プローバ用チャック
JP2008115440A (ja) * 2006-11-06 2008-05-22 Shinko Electric Ind Co Ltd 基板加熱装置
JP2011222978A (ja) * 2010-03-24 2011-11-04 Toto Ltd 静電チャック
JP2014112672A (ja) * 2012-11-30 2014-06-19 Lam Research Corporation 温度制御素子アレイを備えるesc用の電力切替システム
JP2014130908A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Ngk Spark Plug Co Ltd 静電チャック

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS481976U (ja) * 1971-05-25 1973-01-11
JPH08148549A (ja) * 1994-11-22 1996-06-07 Tomoegawa Paper Co Ltd 静電チャック装置およびその作製方法
JPH1064984A (ja) * 1996-08-16 1998-03-06 Sony Corp ウエハステージ
JP2004103648A (ja) * 2002-09-05 2004-04-02 Taiheiyo Cement Corp 静電チャックの製造方法およびそれを用いて得られた静電チャック
WO2006009030A1 (ja) * 2004-07-15 2006-01-26 Dai Nippon Printing Co., Ltd. 半導体装置及び半導体装置製造用基板並びにそれらの製造方法
JP2008004673A (ja) * 2006-06-21 2008-01-10 Tokyo Seimitsu Co Ltd プローバ用チャック
JP2008115440A (ja) * 2006-11-06 2008-05-22 Shinko Electric Ind Co Ltd 基板加熱装置
JP2011222978A (ja) * 2010-03-24 2011-11-04 Toto Ltd 静電チャック
JP2014112672A (ja) * 2012-11-30 2014-06-19 Lam Research Corporation 温度制御素子アレイを備えるesc用の電力切替システム
JP2014130908A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Ngk Spark Plug Co Ltd 静電チャック

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021039497A1 (ja) * 2019-08-29 2021-03-04 京セラ株式会社 基体構造体及び基体構造体を用いた対象物載置装置
JPWO2021039497A1 (ja) * 2019-08-29 2021-03-04

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