JP2024048721A - Electrostatic Chuck - Google Patents
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Abstract
【課題】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静電チャックを提供することを目的とする。【解決手段】処理対象物を載置するセラミック誘電体基板と、セラミック誘電体基板を支持するベースプレートと、セラミック誘電体基板を加熱するヒータ部と、を備え、ヒータ部は、第1ヒータ層を含む少なくとも1つのヒータ層と、ヒータ層への給電経路である第1バイパス部と、を有し、第1ヒータ層は、複数の第1ゾーンを有し、複数の第1ゾーンのそれぞれは、2つの第1給電部と、2つの第1給電部を電気的に接続する第1ヒータラインと、を有し、第1ゾーンの1つは、第1ゾーンの別の1つと、第1ゾーン間領域を介して隣接し、第1バイパス部は、Z方向において第1ゾーン間領域と重なり、第1ゾーン間領域に沿って延びる線状部分を有する、静電チャックが提供される。【選択図】図4[Problem] To provide an electrostatic chuck capable of improving the uniformity of the temperature distribution within the surface of a processing object. [Solution] An electrostatic chuck is provided, comprising: a ceramic dielectric substrate on which a processing object is placed, a base plate that supports the ceramic dielectric substrate, and a heater section that heats the ceramic dielectric substrate, the heater section having at least one heater layer including a first heater layer and a first bypass section that is a power supply path to the heater layer, the first heater layer having a plurality of first zones, each of the plurality of first zones having two first power supply sections and a first heater line that electrically connects the two first power supply sections, one of the first zones being adjacent to another of the first zones via a first inter-zone region, and the first bypass section having a linear portion that overlaps with the first inter-zone region in the Z direction and extends along the first inter-zone region. [Selected Figure] Figure 4
Description
本発明の態様は、一般的に、静電チャックに関する。 Aspects of the present invention generally relate to electrostatic chucks.
半導体ウェーハやガラス基板などの処理対象物が載置される静電チャックが知られている。静電チャックは、例えばエッチング、CVD(Chemical Vapor Deposition)、スパッタリング、イオン注入、またはアッシングなどを行う半導体製造装置のプラズマ処理チャンバ内において、処理対象物を吸着保持する手段として用いられる。静電チャックは、例えば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。 Electrostatic chucks are known on which processing objects such as semiconductor wafers and glass substrates are placed. Electrostatic chucks are used as a means for attracting and holding processing objects in plasma processing chambers of semiconductor manufacturing equipment that performs processes such as etching, CVD (Chemical Vapor Deposition), sputtering, ion implantation, and ashing. Electrostatic chucks apply electrostatic attraction power to built-in electrodes, for example, and attract substrates such as silicon wafers by electrostatic force.
静電チャックにおいては、ウェーハ等の処理対象物の面内の温度分布を制御することが求められる。そこで、例えば、複数のゾーンに分割されたヒータを設けることが検討されている。各ゾーンの出力を独立に調整することにより、処理対象物の面内の温度分布を制御することができる。例えば、ゾーンの数を増やすことにより、面内の温度分布をより細かく制御することができる。このようなゾーンの数は、近年増加傾向にあり、例えば100を超える場合もある。 In electrostatic chucks, it is necessary to control the temperature distribution within the surface of the processing object, such as a wafer. Therefore, for example, the provision of a heater divided into multiple zones has been considered. By independently adjusting the output of each zone, it is possible to control the temperature distribution within the surface of the processing object. For example, by increasing the number of zones, it is possible to control the temperature distribution within the surface more precisely. The number of such zones has been increasing in recent years, and may exceed 100, for example.
例えば、各ゾーンに対応して発熱抵抗体が設けられ、発熱抵抗体には電源からの電流を発熱抵抗体に流す経路となる導通部が接続される。しかし、導通部の発熱によって試料保持面の均熱性が低下する恐れがあった(特許文献1)。 For example, a heating resistor is provided for each zone, and a conductive part that serves as a path for passing current from a power source to the heating resistor is connected to the heating resistor. However, there is a risk that the heat generated by the conductive part will reduce the uniformity of the temperature on the sample support surface (Patent Document 1).
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、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静電チャックを提供することを目的とする。 The present invention was made based on the recognition of such problems, and aims to provide an electrostatic chuck that can improve the uniformity of the temperature distribution within the surface of the processing object.
第1の発明は、処理対象物を載置する第1主面と、前記第1主面とは反対側の第2主面と、を有するセラミック誘電体基板と、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を加熱するヒータ部と、を備え、前記ヒータ部は、第1ヒータ層を含む少なくとも1つのヒータ層と、前記少なくとも1つのヒータ層への給電経路である第1バイパス部と、を有し、前記第1ヒータ層は、複数の第1ゾーンを有し、前記複数の第1ゾーンのそれぞれは、2つの第1給電部と、前記2つの第1給電部を電気的に接続する第1ヒータラインと、を有し、前記複数の第1ゾーンの1つは、前記複数の第1ゾーンの別の1つと、第1ゾーン間領域を介して隣接し、前記第1バイパス部は、前記第1主面に対して垂直なZ方向において前記第1ゾーン間領域と重なり、前記第1ゾーン間領域に沿って延びる線状部分を有する、静電チャックである。 The first invention is an electrostatic chuck comprising a ceramic dielectric substrate having a first main surface on which an object to be processed is placed and a second main surface opposite to the first main surface, a base plate supporting the ceramic dielectric substrate, and a heater section for heating the ceramic dielectric substrate, the heater section having at least one heater layer including a first heater layer and a first bypass section which is a power supply path to the at least one heater layer, the first heater layer having a plurality of first zones, each of the plurality of first zones having two first power supply sections and a first heater line electrically connecting the two first power supply sections, one of the plurality of first zones being adjacent to another of the plurality of first zones via a first inter-zone region, and the first bypass section having a linear portion overlapping the first inter-zone region in the Z direction perpendicular to the first main surface and extending along the first inter-zone region.
隣接する第1ゾーン同士の間の第1ゾーン間領域は、第1ヒータラインが配置されないため、温度が低いクールスポットとなり、面内の温度分布にムラが生じやすい。一方、ヒータ層に比べて発熱量は小さいが、第1バイパス部においても、電流が流れることで熱が生じる。特に、線状部分において電流が集中すると発熱量が増大する。この静電チャックによれば、第1バイパス部の線状部分が第1ゾーン間領域と重なり、第1ゾーン間領域に沿って延びることにより、線状部分の発熱によって、第1ゾーン間領域によって生じる面内の温度分布のムラを抑制することができる。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。 The first inter-zone region between adjacent first zones is a cool spot with a low temperature because the first heater line is not arranged, and is prone to unevenness in the temperature distribution within the surface. On the other hand, although the amount of heat generated is smaller than that of the heater layer, heat is also generated in the first bypass section when a current flows. In particular, the amount of heat generated increases when the current concentrates in the linear portion. With this electrostatic chuck, the linear portion of the first bypass section overlaps with the first inter-zone region and extends along the first inter-zone region, so that the heat generated by the linear portion can suppress unevenness in the temperature distribution within the surface caused by the first inter-zone region. This can improve the uniformity of the temperature distribution within the surface of the processing object.
第2の発明は、第1の発明において、前記ヒータ部は、前記Z方向に沿って見たときに、前記ヒータ部の中央に位置する中央領域と、前記中央領域よりも外側に位置し前記ヒータ部の外周端を含む外周領域と、を有し、前記線状部分は、少なくとも前記外周領域に配置された前記第1ゾーン間領域と重なり、少なくとも前記外周領域に配置された前記第1ゾーン間領域に沿って延びる、静電チャックである。 The second invention is an electrostatic chuck according to the first invention, in which the heater section has a central region located at the center of the heater section when viewed along the Z direction, and a peripheral region located outside the central region and including the peripheral end of the heater section, and the linear portion overlaps with at least the first inter-zone region located in the peripheral region and extends at least along the first inter-zone region located in the peripheral region.
ヒータ部において、外周領域の温度分布ばらつきは、中央領域の温度分布ばらつきよりも大きくなりやすい場合がある。これに対して、外周領域の第1ゾーン間領域に沿ってバイパス部の線状部分を設けることにより、外周領域における温度分布のばらつきを抑制することができる。 In the heater section, the temperature distribution variation in the outer peripheral region may tend to be greater than the temperature distribution variation in the central region. In response to this, by providing a linear portion of the bypass section along the first inter-zone region of the outer peripheral region, the temperature distribution variation in the outer peripheral region can be suppressed.
第3の発明は、第1または第2の発明において、平面視において、前記線状部分の幅は、前記第1ゾーン間領域の幅と同じ、または、前記第1ゾーン間領域の幅よりも狭い、静電チャックである。 The third invention is an electrostatic chuck according to the first or second invention, in which the width of the linear portion in a plan view is the same as or narrower than the width of the first inter-zone region.
この静電チャックによれば、線状部分の幅が第1ゾーン間領域の幅以下であることにより、線状部分と第1ゾーンとの重なりが抑制される。これにより、線状部分の発熱が第1ゾーンの温度に与える影響を抑制し、処理対象物を載置する面全体の温度ばらつきを抑制することができる。 With this electrostatic chuck, the width of the linear portion is equal to or less than the width of the region between the first zones, thereby preventing overlap between the linear portion and the first zone. This reduces the effect of heat generated by the linear portion on the temperature of the first zone, and reduces temperature variation across the entire surface on which the workpiece is placed.
第4の発明は、第1または第2の発明において、平面視において、前記線状部分の幅は、前記複数の第1ゾーンの1つにおける前記第1ヒータラインの一部と前記第1ヒータラインの別の一部との間の最小間隔よりも広い、静電チャックである。 The fourth invention is an electrostatic chuck according to the first or second invention, in which the width of the linear portion in a plan view is wider than the minimum distance between a part of the first heater line and another part of the first heater line in one of the plurality of first zones.
この静電チャックによれば、線状部分の幅が狭くなり線状部分において過度な熱が生じることを抑制できる。 This electrostatic chuck narrows the width of the linear portion, preventing excessive heat from being generated in the linear portion.
第5の発明は、第1または第2の発明において、平面視において、前記複数の第1ゾーンの1つにおける前記第1ヒータラインの幅は、前記第1ゾーン間領域の幅よりも狭い、静電チャックである。 The fifth invention is an electrostatic chuck according to the first or second invention, in which, in a plan view, the width of the first heater line in one of the first zones is narrower than the width of the region between the first zones.
この静電チャックによれば、線状部分の幅が狭くなり線状部分において過度な熱が生じることを抑制できる。 This electrostatic chuck narrows the width of the linear portion, preventing excessive heat from being generated in the linear portion.
第6の発明は、第1または第2の発明において、前記第1ヒータ層に含まれる前記複数の第1ゾーンの数は、50以上である静電チャックである。 The sixth invention is an electrostatic chuck according to the first or second invention, in which the number of the first zones included in the first heater layer is 50 or more.
この静電チャックによれば、第1ヒータ層を細かく分割して第1ゾーンの数を50以上とすることにより、処理対象物の載置面の温度(ひいては処理対象物の面内の温度)の微調整を行うことができる。一方、第1ゾーンの数が増えると、第1ゾーン間領域も増えることとなる。これに対して、この静電チャックによれば、第1ゾーン間領域と重なるように第1バイパス部の線状部分が配置されている。そのため、第1ゾーンを細分化した場合であっても、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。 With this electrostatic chuck, the temperature of the surface on which the workpiece is placed (and therefore the temperature within the surface of the workpiece) can be finely adjusted by finely dividing the first heater layer to have 50 or more first zones. On the other hand, as the number of first zones increases, the area between the first zones also increases. In contrast, with this electrostatic chuck, the linear portion of the first bypass section is arranged so as to overlap with the area between the first zones. Therefore, even if the first zones are subdivided, the uniformity of the temperature distribution within the surface of the workpiece can be improved.
第7の発明は、第6の発明において、前記ヒータ部は、複数の第2ゾーンを有する第2ヒータ層をさらに有し、前記複数の第2ゾーンのそれぞれは、2つの第2給電部と、前記2つの第2給電部を電気的に接続する第2ヒータラインと、を有し、前記複数の第2ゾーンの数は、前記複数の第1ゾーンの数よりも少なく、前記複数の第2ゾーンの1つは、前記複数の第2ゾーンの別の1つと第2ゾーン間領域を介して隣接し、前記第1ゾーン間領域は、前記Z方向において前記第2ゾーン間領域と重なる重複領域を有し、前記線状部分は、前記Z方向において前記重複領域と重なる、静電チャックである。 The seventh invention is an electrostatic chuck according to the sixth invention, in which the heater section further includes a second heater layer having a plurality of second zones, each of the plurality of second zones includes two second power supply parts and a second heater line electrically connecting the two second power supply parts, the number of the plurality of second zones is smaller than the number of the plurality of first zones, one of the plurality of second zones is adjacent to another of the plurality of second zones via a second inter-zone region, the first inter-zone region has an overlap region that overlaps with the second inter-zone region in the Z direction, and the linear portion overlaps with the overlap region in the Z direction.
隣接する第2ゾーン同士の間の第2ゾーン間領域は、第2ヒータラインが配置されないため、温度が低いクールスポットとなり、面内の温度分布にムラが生じやすい。例えば、第1ゾーン間領域と第2ゾーン間領域とが重なる重複領域は、クールスポットとなりやすい。これに対して、この静電チャックによれば、第1バイパス部の線状部分が重複領域と重なることにより、線状部分の発熱によって、重複領域によって生じる面内の温度分布のムラを抑制することができる。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。 In the second inter-zone region between adjacent second zones, where the second heater line is not arranged, the region becomes a cool spot with a low temperature, and the temperature distribution within the surface is likely to become uneven. For example, the overlapping region where the first inter-zone region and the second inter-zone region overlap is likely to become a cool spot. In contrast, with this electrostatic chuck, the linear portion of the first bypass section overlaps with the overlapping region, and the heat generated by the linear portion can suppress the unevenness in the temperature distribution within the surface caused by the overlapping region. This can improve the uniformity of the temperature distribution within the surface of the processing object.
本発明の態様によれば、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静電チャックが提供される。 According to an aspect of the present invention, an electrostatic chuck is provided that can improve the uniformity of the temperature distribution within the surface of the processing object.
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、実施形態に係る静電チャックを模式的に表す斜視図である。
図2(a)及び図2(b)は、実施形態に係る静電チャックの一部を模式的に表す断面図である。
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、図1に示したA1-A1線による断面図である。
図2(b)は、図2(a)に示した領域B1の拡大図である。なお、図2(b)では、処理対象物Wを省略している。
図1、図2(a)、及び図2(b)に表したように、実施形態に係る静電チャック10は、セラミック誘電体基板100と、ヒータ部200と、べースプレート300と、を備える。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, like components are designated by like reference numerals and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
FIG. 1 is a perspective view that illustrates a schematic diagram of an electrostatic chuck according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are cross-sectional views that diagrammatically show a portion of the electrostatic chuck according to the embodiment.
For convenience of explanation, FIG. 1 shows a cross-sectional view of a part of the electrostatic chuck.
FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line A1-A1 shown in FIG.
Fig. 2(b) is an enlarged view of an area B1 shown in Fig. 2(a), in which the processing target W is omitted.
As shown in FIGS. 1, 2( a ), and 2 ( b ), the
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を載置する第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。
The ceramic
本願明細書では、第1主面101に対して垂直な方向をZ方向とする。Z方向は、換言すれば、第1主面101と第2主面102とを結ぶ方向である。Z方向は、換言すれば、ベースプレート300からセラミック誘電体基板100に向かう方向である。また、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方向とする。本願明細書において、「面内」とは、例えばX-Y平面内である。また、本願明細書において、「平面視」とは、Z方向に沿って見た状態を示す。
In this specification, the direction perpendicular to the first
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Al2O3、Y2O3、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。あるいは当該材料は、SiC、AlNであってもよい。
Examples of the crystal material contained in the ceramic
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。
An
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。
The
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。
The
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。
The
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、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。
The
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へ冷却媒体を流入し、連通路301を通過させ、連通路301から冷却媒体を流出させる。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。
The
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。
In addition,
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。
An
ヒータ部200は、セラミック誘電体基板100を加熱する。ヒータ部200は、セラミック誘電体基板100を加熱することで、セラミック誘電体基板100を介して処理対象物Wを加熱する。この例では、ヒータ部200は、セラミック誘電体基板100と別体であり、セラミック誘電体基板100の外に設けられている。より具体的には、ヒータ部200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。
The
ベースプレート300とヒータ部200との間には、接着層403が設けられている。ヒータ部200とセラミック誘電体基板100との間には、接着層403が設けられている。接着層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。接着層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。
An
図3(a)及び図3(b)は、実施形態の変形例に係る静電チャックの一部を模式的に表す断面図である。
図3(b)は、図3(a)に示した領域B2の拡大図である。なお、図3(b)では、処理対象物Wを省略している。
図3(a)及び図3(b)に表したように、この例では、ヒータ部200は、第1主面101と、第2主面102と、の間に設けられている。すなわち、ヒータ部200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もよい。言い換えれば、ヒータ部200は、セラミック誘電体基板100に内蔵されていてもよい。この場合、接着層403は、省略される。
3A and 3B are cross-sectional views that diagrammatically show a portion of an electrostatic chuck according to a modified example of the embodiment.
Fig. 3(b) is an enlarged view of an area B2 shown in Fig. 3(a), in which the processing target W is omitted.
3(a) and 3(b), in this example, the
図4は、実施形態に係る静電チャックの一部を模式的に表す断面図である。
図4においては、ヒータ部200が、セラミック誘電体基板100に設けられているが、実施形態においては、ヒータ部200の少なくとも一部は、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てもよい。
FIG. 4 is a cross-sectional view that illustrates a schematic view of a portion of the electrostatic chuck according to the embodiment.
In FIG. 4 , the
ヒータ部200は、第1ヒータエレメント231(例えば第1ヒータ層)を含む少なくとも1つのヒータエレメント(ヒータ層)を有する。各ヒータエレメントは、セラミック誘電体基板100を加熱する。例えば、ヒータ部200は、第1ヒータエレメント231と、第2ヒータエレメント232(例えば第2ヒータ層)と、を有する。さらに、ヒータ部200には、バイパス層250が設けられる。バイパス層250は、複数のヒータエレメントへの給電経路の一部となる。ヒータ部200には、適宜、ヒータエレメントを支持するための支持板が設けられてもよい。支持板とヒータエレメントとの間、ヒータエレメント同士の間、バイパス層250とヒータエレメントとの間などを絶縁する絶縁層が設けられてもよい。バイパス層250は、ヒータ部200とは別に設けられたものでもよい。例えば、バイパス層250はセラミック誘電体基板100に内蔵される。この場合、バイパス層250と、第1ヒータエレメント231および第2ヒータエレメント232との距離を近づけることができるため、面内温度均一化の効果をより高めることができる。また、ヒータ部200において、第1ヒータエレメント231および第2ヒータエレメント232をセラミック誘電体基板100に内蔵し、バイパス層250をセラミック誘電体基板100の外に設けることもできる。具体的にはバイパス層250をセラミック誘電体基板100の第2主面102よりも下方に配置してもよい。それによって、ヒータ部200の給電機構の取り回しが容易となる。
The
第1ヒータエレメント231と第2ヒータエレメント232とは、Z方向に離れている。つまり、第2ヒータエレメント232は、第1ヒータエレメント231が設けられた層とは、異なる層に設けられている。例えば第1ヒータエレメント231は、第2ヒータエレメント232と絶縁されており、電気的に独立している。この例では、第2ヒータエレメント232は、第1ヒータエレメント231よりも上方に位置する。第2ヒータエレメント232の少なくとも一部は、Z方向において、第1ヒータエレメント231と重なってもよい。
The
第2ヒータエレメント232は、複数のメインゾーン600を有する。各メインゾーン600は、メインヒータライン232c(後述の図7参照)を有する。第1ヒータエレメント231は、複数のサブゾーン700を有する。各サブゾーン700は、サブヒータライン231c(後述の図8参照)を有する。
The
第1ヒータエレメント231がセラミック誘電体基板100に内蔵される場合、第1ヒータエレメント231(サブヒータライン231c)の材料としては、例えばチタン、クロム、ニッケル、銅、アルミニウム、モリブデン、タングステン、パラジウム、白金、銀、タンタル、モリブデンカーバイド、及びタングステンカーバイドの少なくともいずれかを含む金属などが挙げられる。なお第1ヒータエレメント231の材料は上記金属とセラミックス材料とを含むことが好ましい。セラミックス材料としては、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化イットリウム(Y2O3)、イットリウムアルミニウムガーネット(YAG_Y3Al5O12)、窒化アルミニウム(AlN)、炭化ケイ素(SiC)等が挙げられる。第1ヒータエレメント231に含まれるセラミックス材料はセラミック誘電体基板100の成分と同じであることが好ましい。第1ヒータエレメント231がセラミック誘電体基板100の外に設けられる場合、第1ヒータエレメント231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、アルミニウム、インコネル(登録商標)、モリブデン、タングステン、パラジウム、白金、銀、タンタル、モリブデンカーバイド、及びタングステンカーバイドの少なくともいずれかを含む金属などが挙げられる。第1ヒータエレメント231の厚さ(Z方向の長さ)は、例えば約0.01mm以上、0.20mm以下程度である。第2ヒータエレメント232(メインヒータライン232c)の材料及び厚さは、第1ヒータエレメント231の材料及び厚さとそれぞれ同様である。例えば、第2ヒータエレメント232がセラミック誘電体基板100に内部に設けられる場合の第2ヒータエレメント232の材料としては、第1ヒータエレメント231がセラミック誘電体基板100の内部に設けられる場合の第1ヒータエレメント231の材料と同じものが挙げられる。例えば、第2ヒータエレメント232がセラミック誘電体基板100に外部に設けられる場合の第2ヒータエレメント232の材料としては、第1ヒータエレメント231がセラミック誘電体基板100の外部に設けられる場合の第1ヒータエレメント231の材料と同じものが挙げられる。第2ヒータエレメント232の材料及び厚さは、第1ヒータエレメント231の材料及び厚さと異なっていてもよい。
When the
第1ヒータエレメント231及び第2ヒータエレメント232の少なくとも一方は、バイパス層250と電気的に接続されている。例えば、第1ヒータエレメント231及び第2ヒータエレメント232は、それぞれ、バイパス層250と電気的に接続されている。
At least one of the
第1ヒータエレメント231及び第2ヒータエレメント232は、それぞれ、電流が流れると発熱する。第1ヒータエレメント231及び第2ヒータエレメント232は、発熱することで、セラミック誘電体基板100を加熱する。第1ヒータエレメント231及び第2ヒータエレメント232は、例えば、セラミック誘電体基板100を介して処理対象物Wを加熱することで、処理対象物Wの面内の温度分布を均一にする。あるいは、第1ヒータエレメント231及び第2ヒータエレメント232は、例えば、セラミック誘電体基板100を介して処理対象物Wを加熱することで、処理対象物Wの面内の温度に意図的に差をつけることもできる。
The
具体的には、ヒータ部200は、第1ヒータエレメント231及び第2ヒータエレメント232のそれぞれと電気的に接続される複数の給電端子(図示せず)を有する。給電端子は、静電チャック10の外部から供給された電力を、第1ヒータエレメント231及び第2ヒータエレメント232に供給する。すなわち、給電端子を介して、メインヒータライン232c(例えば第2ヒータライン)に、外部からの電流が流される。これにより、メインヒータライン232cが発熱する。同様に、給電端子を介してサブヒータライン231c(例えば第1ヒータライン)に、外部からの電流が流される。これにより、サブヒータライン231cが発熱する。
Specifically, the
バイパス層250は、導電性を有し、例えば板状を呈する。バイパス層250は、例えば、第1ヒータエレメント231及び第2ヒータエレメント232と電気的に接続されており、第1ヒータエレメント231及び第2ヒータエレメント232の給電経路である。例えば、バイパス層250は、メインヒータライン232cと給電端子とを電気的に接続する導電部である。例えば、バイパス層は、サブヒータライン231cと給電端子とを電気的に接続する導電部である。なお、給電端子は、第1ヒータエレメント231及び第2ヒータエレメント232に直接的に接続されてもよい。この場合、バイパス層250の一部は省略可能である。
The
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。
The thickness (length in the Z direction) of the
例えば、バイパス層250がセラミック誘電体基板100の外に設けられる場合、バイパス層250の材料としては、ステンレス、チタン、クロム、ニッケル、銅、アルミニウム、インコネル(登録商標)、モリブデン、タングステン、パラジウム、白金、銀、タンタル、モリブデンカーバイド、及びタングステンカーバイドの少なくともいずれかを含む金属などが挙げられる。例えば、ヒータ部200(バイパス層250、第1ヒータエレメント231及び第2ヒータエレメント232)がセラミック誘電体基板100に内蔵される場合、バイパス層250の材料は、第1ヒータエレメント231及び第2ヒータエレメント232の材料と同じである。一方で、バイパス層250の厚さは、第1ヒータエレメント231の厚さよりも厚く、第2ヒータエレメント232の厚さよりも厚い。そのため、バイパス層250の電気抵抗は、第1ヒータエレメント231の電気抵抗よりも低く、第2ヒータエレメント232の電気抵抗よりも低い。これにより、バイパス層250の材料が第1ヒータエレメント231及び第2ヒータエレメント232の材料と同じ場合でも、バイパス層250が第1ヒータエレメント231及び第2ヒータエレメント232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。
For example, when the
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、第1ヒータエレメント231及び第2ヒータエレメント232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、アルミニウム、インコネル(登録商標)、モリブデン、タングステン、パラジウム、白金、銀、タンタル、モリブデンカーバイド、及びタングステンカーバイドの少なくともいずれかを含む金属などが挙げられる。
The means for reducing the electrical resistance of the
例えば、バイパス層250がセラミック誘電体基板100に内部に設けられる場合のバイパス層250の材料としては、第1ヒータエレメント231がセラミック誘電体基板100の内部に設けられる場合の第1ヒータエレメント231の材料と同じものが挙げられる。例えば、バイパス層250がセラミック誘電体基板100に外部に設けられる場合のバイパス層250の材料としては、第1ヒータエレメント231がセラミック誘電体基板100の外部に設けられる場合の第1ヒータエレメント231の材料と同じものが挙げられる。
For example, the material of the
バイパス層250は、複数のバイパス部251を含む。各バイパス部251は、いずれかのヒータエレメントへの給電経路の一部となる。例えば、いずれかのヒータエレメントは、あるバイパス部251と電気的に接続される。そして、そのバイパス部251に外部からの電力を供給するための給電端子が接続される。つまり、バイパス部251は、電流の経路においてヒータエレメントと給電端子との間に位置し、給電端子とヒータエレメントとを電気的に接続する。言い換えれば、ヒータエレメントは、バイパス部251を介して給電端子と電気的に接続される。
The
例えば、バイパス層250は、第1ヒータエレメント231への給電経路の一部となる第1サブバイパス部251a(例えば第1バイパス部)を有する。第1ヒータエレメント231は、第1サブバイパス部251aを介して、給電端子と電気的に接続される。
For example, the
図示を省略するが、例えば、複数のバイパス部251は、第2サブバイパス部、第1メインバイパス部、及び第2メインバイパス部などをさらに含んでいてもよい。第2サブバイパス部(例えば第2バイパス部)は、第1ヒータエレメント231と電気的に接続され、第1ヒータエレメント231への給電経路の別一部となる。第1メインバイパス部(例えば第3バイパス部)は、第2ヒータエレメント232と電気的に接続され、第2ヒータエレメント232への給電経路の一部となる。第2メインバイパス部(例えば第4バイパス部)は、第2ヒータエレメント232と電気的に接続され、第2ヒータエレメント232への給電経路の別の一部となる。バイパス部の数は、特に限定されず、1以上でよい。実施形態においては、少なくとも第1バイパス部が設けられればよい。
Although not shown, for example, the
第1ヒータエレメント231及び/または第2ヒータエレメント232が、例えば20以上、または50以上、あるいは100以上の多数のゾーンを有する場合、各ゾーンに対応する給電端子を配置することが困難となる場合がある。バイパス層250を設けることで、ゾーン毎に配置した場合と比較して給電端子の配置自由度が向上する。
When the
例えば、第1ヒータエレメント231に流れる電流及び第2ヒータエレメント232に流れる電流は、別々に制御される。例えば、第1ヒータエレメント231(後述の第1サブ給電部231a及び第2サブ給電部231b)に接続されるバイパス部251は、第2ヒータエレメント232(後述の第1メイン給電部232a及び第2メイン給電部232b)に接続されるバイパス部251と異なる。ただし、第1ヒータエレメント231に接続されるバイパス部251は、第2ヒータエレメント232に接続されるバイパス部251と、同じであってもよい。
For example, the current flowing through the
第1ヒータエレメント231は、第2ヒータエレメント232よりも少ない熱量を生成する。すなわち、第1ヒータエレメント231は低出力のサブヒータであり、第2ヒータエレメント232は高出力のメインヒータである。
The
このように、第1ヒータエレメント231が第2ヒータエレメント232よりも少ない熱量を生成することで、第2ヒータエレメント232のパターンに起因する処理対象物Wの面内の温度ムラを、第1ヒータエレメント231によって抑制することができる。したがって、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。
In this way, the
第1ヒータエレメント231の体積抵抗率は、例えば、第2ヒータエレメント232の体積抵抗率よりも高い。なお、第1ヒータエレメント231の体積抵抗率は、サブヒータライン231cの体積抵抗率である。つまり、第1ヒータエレメント231の体積抵抗率は、サブヒータライン231cの一端(後述の第1サブ給電部231a)と、他端(後述の第2サブ給電部231b)と、の間の体積抵抗率である。言い換えれば、第1ヒータエレメント231の体積抵抗率は、第1サブ給電部231aからサブヒータライン231cを通って第2サブ給電部231bへ至る電流経路における体積抵抗率である。同様に、第2ヒータエレメント232の体積抵抗率は、メインヒータライン232cの体積抵抗率である。つまり、第2ヒータエレメント232の体積抵抗率は、メインヒータライン232cの一端(後述の第1メイン給電部232a)と、他端(後述の第2メイン給電部232b)と、の間の体積抵抗率である。言い換えれば、第2ヒータエレメント232の体積抵抗率は、第1メイン給電部232aからメインヒータライン232cを通って第2メイン給電部232bへ至る電流経路における体積抵抗率である。
The volume resistivity of the
このように、第1ヒータエレメント231の体積抵抗率を第2ヒータエレメント232の体積抵抗率よりも高くすることで、第1ヒータエレメント231の出力(発熱量、消費電力)を、第2ヒータエレメント232の出力(発熱量、消費電力)よりも低くすることができる。これにより、第2ヒータエレメントのパターンに起因する処理対象物の面内の温度ムラを、第1ヒータエレメントによって抑制することができる。したがって、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。
In this way, by making the volume resistivity of the
あるいは、サブヒータライン231cの体積抵抗率は、例えば、メインヒータライン232cの体積抵抗率よりも低くてもよい。例えば、サブヒータライン231cの一端から他端までの電気抵抗は、メインヒータライン232cの一端から他端までの電気抵抗よりも低くてもよい。この場合であっても、第2ヒータエレメント232(例えば第2ヒータ層)の出力(発熱量)は、第1ヒータエレメント231(例えば第1ヒータ層)のそれよりも大きくなるよう構成される。
Alternatively, the volume resistivity of the
給電端子の周辺は、温度の特異点(温度が周囲の領域と比較的大きく異なる点)となりやすい。これに対して、バイパス層250が設けられることで、給電端子の配置の自由度を高くすることができる。例えば、温度の特異点となりやすい給電端子を分散して配置することができ、特異点の周辺で熱が拡散しやすくなる。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。
The area around the power supply terminals is prone to becoming temperature singular points (points where the temperature differs relatively greatly from the surrounding areas). In response to this, the provision of the
バイパス層250が設けられることで、熱容量が大きい給電端子を第1ヒータエレメント231及び第2ヒータエレメント232に直接接続させない構成とすることができる。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が設けられることで、比較的薄い第1ヒータエレメント231及び第2ヒータエレメント232に給電端子を直接接続させなくともよい。これにより、ヒータ部200の信頼性を向上させることができる。
By providing the
給電端子は、ヒータ部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)及び図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が露出することを抑えつつ、ヒータの配線が実現される。
The power supply terminal is provided from the
この例では、第2ヒータエレメント232は、第1ヒータエレメント231よりも上方に位置している。ただし、第2ヒータエレメント232は、第1ヒータエレメント231よりも下方に位置していてもよい。
In this example, the
第1ヒータエレメント231が第2ヒータエレメント232よりも上方に位置する場合、第1ヒータエレメント231が処理対象物Wに比較的近いことにより、第1ヒータエレメント231によって処理対象物Wの温度を制御しやすくなる。すなわち、第2ヒータエレメント232のパターンに起因して生じる処理対象物Wの面内の温度ムラを、第1ヒータエレメント231によって抑制しやすくなる。したがって、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。
When the
一方、第2ヒータエレメント232が第1ヒータエレメント231よりも上方に位置する場合、高出力の第2ヒータエレメント232が処理対象物Wに比較的近い。これにより、処理対象物Wの温度の応答性(昇温速度・降温速度)を向上させることができる。
On the other hand, when the
また、この例では、第1ヒータエレメント231は、Z方向において、バイパス層250と第2ヒータエレメント232との間に設けられている。つまり、バイパス層250は、第1ヒータエレメント231及び第2ヒータエレメント232よりも下方に位置している。これにより、バイパス層250に給電端子を接続する際に、第1ヒータエレメント231や第2ヒータエレメント232とは反対側からバイパス層250に給電端子を接続することができる。したがって、第1ヒータエレメント231や第2ヒータエレメント232に給電端子を通すための孔部を設ける必要がなく、ヒータパターン上の温度特異点を減らすことができ、第1ヒータエレメント231や第2ヒータエレメント232の面内の温度分布の均一性を向上させることができる。
In this example, the
なお、バイパス層250は、第1ヒータエレメント231及び第2ヒータエレメント232よりも上方に位置していてもよい。また、バイパス層250は、第1ヒータエレメント231と第2ヒータエレメント232との間に位置していてもよい。
The
また、ヒータ部200が有するヒータエレメントの数は、「2」には限定されない。つまり、ヒータ部200は、第1ヒータエレメント231及び第2ヒータエレメント232とは異なる層に設けられた、別のヒータエレメントをさらに有していてもよい。
The number of heater elements in the
図5は、実施形態に係る第2ヒータエレメントのメインゾーンを模式的に表す平面図である。
図5は、第2ヒータエレメント232をZ方向に垂直な平面に投影した図である。図5に表したように、第2ヒータエレメント232は、径方向Drに分割された複数のメインゾーン600(例えば第2ゾーン)を有する。第2ヒータエレメント232では、各メインゾーン600において、独立した温度制御が行われる。
FIG. 5 is a plan view that typically illustrates the main zone of the second heater element according to the embodiment.
Fig. 5 is a diagram of the
本願明細書において、「径方向Dr」とは、ヒータエレメント(ヒータ部)の中心から半径に沿って外周に向かう方向である。「周方向Dc」とは、ヒータエレメントの外周に沿う方向である。周方向Dcは、例えば、平面視におけるセラミック誘電体基板100の外周に沿う方向、または、平面視におけるベースプレート300の外周に沿う方向と実質的に同じでよい。
In this specification, the "radial direction Dr" is the direction from the center of the heater element (heater portion) toward the outer periphery along the radius. The "circumferential direction Dc" is the direction along the outer periphery of the heater element. The circumferential direction Dc may be, for example, substantially the same as the direction along the outer periphery of the ceramic
この例では、複数のメインゾーン600は、径方向Drに並ぶ3つのメインゾーン601~603を有する。つまり、例えば第2ヒータエレメント232は、径方向Drにおいて3つに分割されている。各メインゾーン600は、第2ヒータエレメント232の中心CT2から径方向Drの外側に向かってメインゾーン601、メインゾーン602、メインゾーン603の順に配置されている。
In this example, the multiple
メインゾーン601は、平面視において、中心CT2を中心とする円状である。メインゾーン602は、平面視において、メインゾーン601の外側に位置し中心CT2を中心とする環状である。メインゾーン603は、平面視において、メインゾーン602の外側に位置し中心CT2を中心とする環状である。
In a plan view, the
なお、メインゾーン600の数やメインゾーン600の平面視における形状は、任意でよい。例えば、図4の例においては、4つのメインゾーン600が図示されている。また、メインゾーン600は、周方向Dcに分割されていてもよいし、周方向Dc及び径方向Drに分割されていてもよい。各メインゾーン600内の構成については、後述する。
The number of
各メインゾーン600を構成するメインヒータライン232cは、互いに独立している。これにより、各メインゾーン600(メインヒータライン232c)ごとに異なる電圧を印加することができる。したがって、各メインゾーン600ごとに出力(生成する熱量)を独立して制御することができる。言い換えれば、各メインゾーン600は、互いに独立した温度制御を行うことができるヒータユニットであり、第2ヒータエレメント232は、このヒータユニットを複数有するヒータユニットの集合体である。
The
各メインゾーン600は、隣接するメインゾーン600と所定間隔で配置されている。つまり、第2ヒータエレメント232は、メインゾーン間領域650(例えば第2ゾーン間領域)を有する。メインゾーン間領域650は、互いに隣接するメインゾーン600同士の間に設けられる。メインゾーン間領域650は、互いに隣接する2つのゾーンを分離する領域である。つまり、メインゾーン600の1つは、メインゾーン600の別の1つとメインゾーン間領域650を介して隣接する。メインゾーン間領域650は、1つのメインゾーン600内のメインヒータライン232cから、そのメインゾーン600に隣接する別のメインゾーン600内のメインヒータライン232cまでの領域(メインヒータライン232c間の領域)を含む。例えば、メインゾーン間領域650には、適宜、絶縁性の材料が配置されている。
Each
具体的には、メインゾーン間領域650は、メインゾーン間領域651と、メインゾーン間領域652と、を有する。メインゾーン間領域651は、メインゾーン601とメインゾーン602との間に設けられた所定間隔である。つまり、メインゾーン間領域651は、メインゾーン601のメインヒータライン232cから、メインゾーン602のメインヒータライン232cまでの間隔を含む。メインゾーン間領域652は、メインゾーン602とメインゾーン603との間に設けられた所定間隔である。つまり、メインゾーン間領域652は、メインゾーン602のメインヒータライン232cから、メインゾーン603のメインヒータライン232cまでの間隔を含む。メインゾーン間領域651及びメインゾーン間領域652は、それぞれ、平面視において、中心CT2を中心とする環状である。例えば、メインゾーン間領域650は、周方向Dcに沿ってカーブしている。ただし、周方向Dcに沿ったカーブに限らず、メインゾーン間領域650の少なくとも一部は、周方向Dcと異なる方向に沿ってカーブしていてもよいし、直線状であってもよい。
Specifically, the
メインゾーン間領域651の径方向Drの幅LMaは、メインゾーン601の径方向Drの幅LM1(半径)、及び、メインゾーン602の径方向Drの幅LM2のそれぞれよりも狭くてもよい。メインゾーン間領域652の径方向Drの幅LMbは、幅LM2、及び、メインゾーン602の径方向Drの幅LM3のそれぞれよりも狭くてもよい。なお、線状または帯状に延在する要素の平面視における幅とは、言い換えれば、平面視における太さであり、その延在方向に垂直な方向に沿う長さである。環状において、幅は、内縁から外縁までの距離(内径と外径との差の半分)である。
The width LMa in the radial direction Dr of the
メインゾーン間領域650の平面視における幅(例えば幅LMaまたは幅LMb)は、任意であるが、一例として、0.5mm以上4mm以下、好ましくは1mm以上3mm以下である。メインゾーン間領域650の平面視における幅は、一定でもよいし、その延在方向に沿って変化してもよい。
The width of the
図6は、実施形態に係る第1ヒータエレメントのサブゾーンを模式的に表す平面図である。
図6は、第1ヒータエレメント231をZ方向に垂直な平面に投影した図である。図6に表したように、この例では、第1ヒータエレメント231は、径方向Dr及び周方向Dcに分割された複数のサブゾーン700(例えば第1ゾーン)を有する。第1ヒータエレメント231では、各サブゾーン700において、独立した温度制御が行われる。
FIG. 6 is a plan view that illustrates a schematic representation of a subzone of the first heater element according to the embodiment.
Fig. 6 is a diagram of the
この例では、複数のサブゾーン700は、第1領域701~第3領域703を含む。第1領域701は、第1ヒータエレメント231の中心CT1を中心とする円形状である。第2領域702及び第3領域703は、それぞれ、中心CT1を中心とする環状である。平面視において、第1領域701~第3領域703は、中心CT1から径方向Drの外側に向かって第1領域701、第2領域702、第3領域703の順に配置されている。
In this example, the
第1領域701~第3領域703は、それぞれ、周方向Dcに並ぶ複数のサブゾーン700を有する。第1領域701における各サブゾーン700の平面形状は、扇状である。第2領域702、第3領域703における各サブゾーン700の平面形状は、環状の一部である。
The
このように、例えば、第2ヒータエレメント232は、径方向Drにおいて3つに分割されている。さらに、第1領域701~第3領域703は、それぞれ、周方向Dcにおいて複数に分割されている。
In this way, for example, the
具体的には、図6の例では、第1領域701は、周方向Dcに並ぶ8個のサブゾーン700を有する。第2領域702は、周方向Dcに並ぶ10個のサブゾーン700を有する。第3領域703は、周方向Dcに並ぶ12個のサブゾーン700を有する。
Specifically, in the example of FIG. 6, the
この例では、第1領域701の径方向Drの幅LS1(半径)は、第2領域702の径方向Drの幅LS2よりも広い。また、この例では、第3領域703の径方向Drの幅LS3は、幅LS2と同じである。ただし、各領域の幅は、互いに異なっていてもよい。
In this example, the width LS1 (radius) of the
複数のサブゾーン700の数は、複数のメインゾーン600の数よりも多い。つまり、第1ヒータエレメント231は、第2ヒータエレメント232よりも多くのゾーンに分割されている。
The number of
第1ヒータエレメント231に含まれる複数のサブゾーン700の数を、第2ヒータエレメント232に含まれる複数のメインゾーン600の数よりも多くすることで、第1ヒータエレメント231によって、第2ヒータエレメント232よりも狭い領域の温度調整を行うことができる。これにより、第1ヒータエレメント231によってより細かい温度の微調整が可能となり、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。
By making the number of
サブゾーン700の数やサブゾーン700の平面視における形状は、任意でよい。また、サブゾーン700は、周方向Dcに分割されていなくてもよい。つまり、第1領域701や第2領域702は、周方向Dcに分割された複数のサブゾーン700を含まなくてもよい。各サブゾーン700内の構成については、後述する。
The number of
各サブゾーン700を構成するサブヒータライン231cは、互いに独立している。これにより、各サブゾーン700(サブヒータライン231c)ごとに異なる電圧を印加することができる。したがって、各サブゾーン700ごとに出力(生成する熱量)を独立して制御することができる。言い換えれば、各サブゾーン700は、互いに独立した温度制御を行うことができるヒータユニットであり、第1ヒータエレメント231は、このヒータユニットを複数有するヒータユニットの集合体である。
The
各サブゾーン700は、隣接するサブゾーン700と所定間隔で配置されている。第2ヒータエレメント232は、サブゾーン間領域750(例えば第1ゾーン間領域)を有する。サブゾーン間領域750は、互いに隣接するサブゾーン700同士の間に設けられる。サブゾーン間領域750は、互いに隣接する2つのゾーンを分離する領域である。つまり、サブゾーン700の1つは、サブゾーン700の別の1つとサブゾーン間領域750を介して隣接する。サブゾーン間領域750は、1つのサブゾーン700内のサブヒータライン231cから、そのサブゾーン700に隣接する別のサブゾーン700内のサブヒータライン231cまでの領域(サブヒータライン231c間の領域)を含む。例えば、サブゾーン間領域750には、適宜、絶縁性の材料が配置されている。
Each
サブゾーン間領域750は、平面視において湾曲した複数のカーブ領域750c(カーブ領域751c及びカーブ領域752c)を有する。カーブ領域750cは、例えば径方向Drにおいて隣接するサブゾーン700同士の間に設けられた所定間隔である。つまり、カーブ領域750cは、1つのサブゾーン700のサブヒータライン231cから、そのサブゾーン700と径方向Drにおいて隣接するサブゾーン700のサブヒータライン231cまでの間隔を含む。カーブ領域750cは、例えば周方向Dcに沿ってカーブし、周方向Dcに延びる。カーブ領域750cは、平面視において、中心CT1を中心とする環状である。
The
具体的には、カーブ領域751cは、第1領域701と第2領域702との間に設けられ、カーブ領域752cは、第2領域702と第3領域703との間に設けられる。なお、径方向Drにおいて隣接するサブゾーン700間に位置するサブゾーン間領域750の少なくとも一部は、周方向Dcに沿ったカーブに限らず、周方向Dcと異なる方向に沿ってカーブしてもよいし、直線状であってもよい。
Specifically, the
サブゾーン間領域750は、さらに、複数の直線領域750r(直線領域751r~直線領域753r)を有する。直線領域750rは、周方向Dcにおいて隣接するサブゾーン700同士の間に設けられた所定間隔である。つまり、直線領域750rは、1つのサブゾーン700のサブヒータライン231cから、そのサブゾーン700と周方向Dcにおいて隣接するサブゾーン700のサブヒータライン231cまでの間隔を含む。直線領域750rは、平面視において、径方向Drに延在する直線状である。
The
具体的には、直線領域751rは、第1領域701のサブゾーン700の間に設けられ、直線領域752rは、第2領域702のサブゾーン700の間に設けられ、直線領域753rは、第3領域703のサブゾーン700の間に設けられる。なお、周方向Dcにおいて隣接するサブゾーン700間に位置するサブゾーン間領域750の少なくとも一部は、径方向Drに延在する直線状に限らず、径方向Drとは異なる方向に沿って延在してもよいし、湾曲してもよい。
Specifically, the
サブゾーン間領域750の平面視における幅は、例えば0.5mm以上3mm以下である。カーブ領域750cの幅L750c(カーブ領域750cの径方向Drに沿った長さ)は、例えば0.5mm以上3mm以下である。直線領域750rの幅L750r(直線領域750rの周方向Dcに沿った長さ)は、例えば0.5mm以上3mm以下である。サブゾーン間領域750の平面視における幅は、一定でもよいし、その延在方向に沿って変化してもよい。
The width of the
図7は、実施形態に係る第2ヒータエレメントを模式的に表す平面図である。
図7に表したように、1つのメインゾーン600は、2つのメイン給電部(1つの第1メイン給電部232a及び1つの第2メイン給電部232b)と、1つのメインヒータライン232cと、を有する。メインヒータライン232cは、2つのメイン給電部(例えば第2給電部)を電気的に接続する。メインゾーン600は、第1メイン給電部232aと第2メイン給電部232bとを繋ぐ連続するメインヒータライン232cで構成される領域である。
FIG. 7 is a plan view that illustrates a schematic diagram of the second heater element according to the embodiment.
7, one
1つの第1メイン給電部232aは、1つのメインヒータライン232cの一端に設けられており、給電端子と電気的に接続される。第1メイン給電部232aは、バイパス部251(第1メインバイパス部)を介して給電端子と接続されてもよいし、バイパス部251を介さずに給電端子と接続されてもよい。1つの第2メイン給電部232bは、当該メインヒータライン232cの他端に設けられており、別の給電端子と電気的に接続される。第2メイン給電部232bは、バイパス部251(第2メインバイパス部)を介して給電端子と接続されてもよいし、バイパス部251を介さずに給電端子と接続されてもよい。外部からの電流は、第2メイン給電部232bに接続された給電端子から、第2メイン給電部232bを介してメインヒータライン232cに流れる。メインヒータライン232cに流れた電流は、第1メイン給電部232aから、第1メイン給電部232aに接続された別の給電端子を介して、外部へ流れる。メインヒータライン232cは、電流が流れることにより発熱する。
One first
メインヒータライン232cの平面視における幅は、例えば0.5mm以上5mm以下、好ましくは0.8mm以上3mm以下である。メインヒータライン232cの平面視における幅は、一定でもよいし、その延在方向に沿って変化してもよい。
The width of the
なお、図7の例では、2つのメイン給電部の間には、メインヒータライン232cが配置されておらず、2つのメイン給電部が互いに近接している。ただし、メイン給電部の配置は、これに限らず、適宜変更することができる。例えば、図5の例のように、2つのメイン給電部は、互いに離れていてもよい。
In the example of FIG. 7, the
図8は、実施形態に係る第1ヒータエレメントのサブゾーンの一部を模式的に表す平面図である。
図8に表したように、1つのサブゾーン700は、2つのサブ給電部(1つの第1サブ給電部231a及び1つの第2サブ給電部231b)と、1つのサブヒータライン231cと、を有する。サブヒータライン231cは、2つのサブ給電部(例えば第1給電部)を電気的に接続する。サブゾーン700は、第1サブ給電部231aと第2サブ給電部231bとを繋ぐ連続するサブヒータライン231cで構成される領域である。なお、図8においては、各サブゾーン700の範囲を二点鎖線で表している。
FIG. 8 is a plan view that illustrates a part of a subzone of a first heater element according to an embodiment.
As shown in Fig. 8, one
1つの第1サブ給電部231aは、1つのサブヒータライン231cの一端に設けられており、給電端子と電気的に接続される。第1サブ給電部231aは、バイパス部251(例えば第1サブバイパス部)を介して給電端子と接続されてもよいし、バイパス部251を介さずに給電端子と接続されてもよい。1つの第2サブ給電部231bは、当該サブヒータライン231cの他端に設けられており、別の給電端子と電気的に接続される。第2サブ給電部231bは、バイパス部251(例えば第2サブバイパス部)を介して給電端子と接続されてもよいし、バイパス部251を介さずに給電端子と接続されてもよい。外部からの電流は、第2サブ給電部231bに接続された給電端子から、第2サブ給電部231bを介してサブヒータライン231cに流れる。サブヒータライン231cに流れた電流は、第1サブ給電部231aから、第1サブ給電部231aに接続された別の給電端子を介して、外部へ流れる。サブヒータライン231cは、電流が流れることにより発熱する。
One first
サブヒータライン231cの平面視における幅t4は、例えば0.1mm以上2mm以下、好ましくは0.3mm以上1.5mm以下である。サブヒータライン231cの平面視における幅は、一定でもよいし、その延在方向に沿って変化してもよい。
The width t4 of the
なお、図8の例では、2つのサブ給電部がサブゾーン700の中央部に配置されている。ただし、サブ給電部の配置は、これに限らず、適宜変更することができる。例えば、図6のように2つのサブ給電部は、サブゾーン700の外周部に配置され、互いに離れていてもよい。
In the example of FIG. 8, the two sub-power supply units are arranged in the center of the
図9は、実施形態に係るバイパス層のバイパス部を例示する平面図である。
図10(a)は、実施形態に係るバイパス層のバイパス部と第1ヒータエレメントとの接続を模式的に表す斜視図であり、図10(b)は、バイパス部の変形例を模式的に表す平面図である。
図9及び図10(a)の例では、バイパス部251は、第1ヒータエレメント231のサブゾーン700と電気的に接続される第1サブバイパス部251aである。
FIG. 9 is a plan view illustrating a bypass portion of the bypass layer according to the embodiment.
FIG. 10A is a perspective view that illustrates the connection between the bypass portion of the bypass layer according to the embodiment and the first heater element, and FIG. 10B is a plan view that illustrates a modified example of the bypass portion.
In the examples of FIGS. 9 and 10A, the
図10(a)に破線で表したように、この例では、第1サブバイパス部251aは、複数のサブゾーン700の第1サブ給電部231aと電気的に接続されている。すなわち、1つのバイパス部251が、複数の第1サブ給電部231aと接続されている。ただし、これに限らず、複数の第1サブバイパス部251aを設け、各第1サブバイパス部251aと、各第1サブ給電部231aとを接続してもよい。1つの第1サブバイパス部251aが接続される第1サブ給電部231aの数(サブゾーンの数)は、任意である。例えば図10(b)に表したように、第1サブバイパス部251aを8つのバイパス部251に分割してもよい。このように、複数のバイパス部251を設け、各バイパス部251に、複数の第1サブ給電部231aを電気的に接続してもよい。バイパス部251を分割することにより、例えば1つのバイパス部251を流れる電流が大きくなり過ぎバイパス部251の発熱が大きくなり過ぎることを抑制することができる。また、図示を省略するが、この例では、複数のサブゾーン700の第2サブ給電部231bのそれぞれには、複数の給電端子のそれぞれが接続されている。
As shown by the dashed lines in FIG. 10(a), in this example, the first
例えば、第1サブバイパス部251aは、サブゾーン間領域750の配置に応じて設けられた網状である。第1サブバイパス部251aは、Z方向においてサブゾーン間領域750と重なる線状部分280を有する。線状部分280は、サブゾーン間領域750に沿って延びる。
For example, the first
この例では、線状部分280は、平面視において湾曲した複数のカーブ部分280c(カーブ部分281c及びカーブ部分282c)を有する。カーブ部分280cは、例えば周方向Dcに沿ってカーブし、周方向Dcに延びる。カーブ部分280cは、平面視において、中心CT1を中心とする環状である。なお、カーブ部分280cは、周方向Dcに沿ったカーブに限らず、周方向Dcと異なる方向に沿ってカーブしてもよい。
In this example, the
線状部分280は、さらに、複数の直線部分280r(直線部分281r~直線部分283r)を有する。直線部分280rは、平面視において、径方向Drに延在する直線状であり、カーブ部分280cと接続されている。なお、直線部分280rは、径方向Drとは異なる方向に沿って延在していてもよい。
線状部分280の平面視における幅は、例えば0.5mm以上3mm以下、好ましくは1mm以上2mm以下である。図9に示したカーブ部分280cの幅L280c(カーブ部分280cの径方向Drに沿った長さ)及び、直線部分280rの幅L280r(直線部分280rの周方向Dcに沿った長さ)は、それぞれ、例えば0.5mm以上3mm以下、好ましくは1mm以上2mm以下である。線状部分280の平面視における幅は、一定でもよいし、その延在方向に沿って変化してもよい。
The width of the
例えば、図10(a)に表したように、バイパス部のカーブ部分280cは、Z方向においてサブゾーン間領域750のカーブ領域750cと重なる。カーブ部分280cは、平面視においてカーブ領域750cに沿って延びている。より具体的には、平面視において、カーブ部分281cは、カーブ領域751cと重なり、カーブ領域751cに沿って延びている。カーブ部分282cは、カーブ領域752cと重なり、カーブ領域752cに沿って延びている。
For example, as shown in FIG. 10(a),
例えば、平面視において、カーブ部分280cの曲率は、カーブ領域750cの曲率と同じである。なお、曲率は、例えば、平面視における外縁(内周縁または外周縁)の曲率である。曲率は、幅方向(径方向Dr)の中央線の曲率でもよい。例えば、カーブ部分280cの外縁または中央線と、カーブ領域750cの外縁または中央線と、は、互いに一定間隔を維持しながらX-Y平面に沿って並行する曲線であり、同じ形状でもよい。
For example, in a plan view, the curvature of
また、例えば、バイパス部の直線部分280rは、Z方向においてサブゾーン間領域750の直線領域750rと重なる。直線部分280rは、平面視において直線領域750rに沿って延びている。より具体的には、平面視において、直線部分281rは、直線領域751rと重なり、直線領域751rに沿って延びている。直線部分282rは、直線領域752rと重なり、直線領域752rに沿って延びている。直線部分283rは、直線領域753rと重なり、直線領域753rに沿って延びている。
Also, for example, the
例えば、直線部分280rの外縁または幅方向(周方向Dc)の中央線と、直線領域750rの外縁または幅方向(周方向Dc)の中央線と、は、互いに一定間隔を維持しながらX-Y平面に沿って延在する平行線である。
For example, the outer edge or widthwise (circumferential direction Dc) center line of
例えば、隣接するサブゾーン700間の短絡を防ぐために、サブゾーン700同士の間には所定間隔のサブゾーン間領域750が設けられる。隣接するサブゾーン700同士の間のサブゾーン間領域750は、サブヒータライン231cが配置されないため、温度が低いクールスポットとなり、面内の温度分布にムラが生じやすい。一方、ヒータ層に比べて発熱量は小さいが、バイパス部251においても、電流が流れることで熱が生じる。特に、線状部分280において電流が集中すると発熱量が増大する。これに対して、バイパス部251の線状部分280がサブゾーン間領域750と重なり、サブゾーン間領域750に沿って延びることにより、線状部分280の発熱によって、サブゾーン間領域750によって生じる面内の温度分布のムラを抑制することができる。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。例えば、サブゾーン間領域750によって形成されるクールスポットの一部が、バイパス部251の線状部分の発熱(ホットスポット)の一部によって相殺され均熱化される。
For example, to prevent short circuits between
また、図6または図9に表したように、ヒータ部200は、中央領域200Cと、中央領域よりも外側に位置する外周領域200Dと、を有する。中央領域200Cは、平面視において、中心CT1を中心とする半径RCの円形領域である。半径RCは、ヒータ部200の平面視における半径の半分の長さである。外周領域200Dは、中央領域200Cの外周端200Cpに接し、中央領域200Cを囲む環状領域である。外周領域200Dは、ヒータ部200の外周端200pを含む。
As shown in FIG. 6 or 9, the
バイパス部251の線状部分280は、少なくとも外周領域200Dに配置されたサブゾーン間領域750とZ方向において重なり、少なくとも外周領域200Dに配置されたサブゾーン間領域750に沿って延びることが好ましい。例えば、線状部分280の直線部分283rは、外周領域200Dに配置されたサブゾーン間領域750の直線領域753rと重なり、直線領域753rに沿って延びる。例えば、線状部分280のカーブ部分282cは、外周領域200Dに配置されたサブゾーン間領域750のカーブ領域752cと重なり、カーブ領域752cに沿って延びる。
It is preferable that the
ヒータ部200において、外周領域200Dの温度分布ばらつきは、中央領域200Cの温度分布ばらつきよりも大きくなりやすい場合がある。静電チャックには外部からの熱と、静電チャック自体の熱の主に2種類の熱が加わる。外部からの熱として、例えば、静電チャックがエッチング装置に配置された場合には、プラズマ等からの入熱が挙げられる。こうした外部からの熱は、静電チャックにおいて特に外周領域200Dを発熱させる(所謂エッジホット)。一方で、静電チャックにヒータ部200が設けられる場合、外周領域よりも外側にはヒータ(発熱体)が存在しないため、外周領域が他の領域よりも低温となる。この外部からの入熱と静電チャック自体の熱のバランスによっては、外周領域200Dの温度がばらつくこととなる。特にヒータを配置した静電チャックでは、外部からの入熱による影響(エッジホット)をヒータで打ち消すことができるが、その場合には外周領域200Dにおける温度がより低くなる恐れがある。これに対して、外周領域200Dのサブゾーン間領域750に沿ってバイパス部251の線状部分280を設けることにより、外周領域200Dにおける温度分布のばらつきを抑制することができる。
In the
例えば、図8では、バイパス部251の線状部分280の平面視における位置を、第1ヒータエレメント231に重ねて、模式的に破線で表している。図8に表したように、線状部分280の幅t1は、サブゾーン間領域750の幅t2と同じ、または幅t2よりも狭い。
For example, in FIG. 8, the position of the
線状部分280の幅t1がサブゾーン間領域750の幅t2よりも広い場合、線状部分280の発熱がサブゾーン700の温度に与える影響が大きくなり、温度設計が複雑になる場合がある。例えば、線状部分280の幅が広いと、発熱する線状部分280とサブヒータライン231cとが重なることとなり、ホットスポットが生じやすくなる恐れがある。これに対して、線状部分280の幅t1がサブゾーン間領域750の幅t2以下であることにより、線状部分280とサブゾーン700と重なりが抑制される。これにより、線状部分280の発熱がサブゾーン700の温度に与える影響を抑制し、処理対象物を載置する面全体の温度ばらつきを抑制することができる。
If the width t1 of the
例えば、線状部分280のカーブ部分280cの幅L280c(図9参照)は、サブゾーン間領域750のカーブ領域750cの幅L750c(図6参照)と同じ、又は、幅L750cより狭い。例えば、線状部分280の直線部分280rの幅L280r(図9参照)は、サブゾーン間領域750の直線領域750rの幅L750r(図6参照)と同じ、又は、幅L750rより狭い。
For example, the width L280c (see FIG. 9) of the
また、図8に表したように、平面視において、線状部分280の幅t1は、幅t3よりも広い。幅t3は、平面視において、サブゾーン700の1つにおけるサブヒータライン231cの一部と、当該サブヒータライン231cの別の一部と、の間の最小間隔である。これにより、線状部分280の幅t1が狭くなり線状部分280において過度な熱が生じることを抑制できる。
Also, as shown in FIG. 8, in a plan view, the width t1 of the
また、例えば、図8に表したように、平面視において、サブゾーン700の1つにおけるサブヒータライン231cの幅t4は、線状部分280の幅t1よりも狭い。これにより、線状部分280の幅t1が狭くなり線状部分280において過度な熱が生じることを抑制できる。
Also, for example, as shown in FIG. 8, in a plan view, the width t4 of the
なお、ある部分の幅(例えば幅t1、幅t2または幅t4)は、平面視において、その部分の対向する2辺(その部分の延在方向に沿って延び、互いに離れた2辺)を結ぶ最短距離である。線状部分280の幅が、線状部分280の延在方向に沿って変化する場合、幅t1は、線状部分280の最小幅である。同様に、サブゾーン間領域750の幅が、サブゾーン間領域750の延在方向に沿って変化する場合、幅t2は、サブゾーン間領域750の最小幅である。サブヒータライン231cの幅が、サブヒータライン231cの延在方向に沿って変化する場合、幅t4は、サブヒータライン231cの最小幅である。
The width of a portion (e.g., width t1, width t2, or width t4) is the shortest distance connecting two opposing sides of the portion (two sides that extend along the extension direction of the portion and are separated from each other) in a plan view. When the width of the
サブゾーン700(第1ゾーン)の数は、例えば50以上である。第1ヒータエレメント231を細かく分割してサブゾーン700の数を50以上とすることにより、処理対象物の載置面の温度(ひいては処理対象物の面内の温度)の微調整を行うことができる。一方、サブゾーン700の数が増えると、サブゾーン間領域750も増えることとなる。これに対して、実施形態においては、サブゾーン間領域750と重なるようにバイパス部251の線状部分280が配置されている。そのため、サブゾーン700を細分化した場合であっても、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。なお、第1ゾーンの数は、例えば200ゾーン程度であるが、上限は特に限定されない。
The number of subzones 700 (first zones) is, for example, 50 or more. By dividing the
また、例えば図4に表したように、サブゾーン間領域750は、Z方向においてメインゾーン間領域650と重なる重複領域760を有する。例えば、サブゾーン間領域750の一部(重複領域760)は、Z方向においてメインゾーン間領域650と重なり、メインゾーン間領域650に沿って延びる。より具体的には、例えば、サブゾーン間領域750のカーブ領域752c(図6参照)は、メインゾーン間領域652(図5参照)とZ方向において重なる。例えば、平面視において、カーブ領域752cの曲率は、メインゾーン間領域652の曲率と同じである。例えば、カーブ領域752cの外縁または中央線と、メインゾーン間領域652の外縁または中央線とは、互いに一定間隔を維持しながらX-Y平面に沿って並行する曲線であり、同じ形状でもよい。同様に、例えば、サブゾーン間領域750のカーブ領域751c(図6参照)は、メインゾーン間領域651(図5参照)とZ方向において重なる。
4, the
バイパス部251の線状部分280は、Z方向において重複領域760と重なる。例えば、線状部分280は、重複領域760に沿って延びる。より具体的には、例えば線状部分280のカーブ部分282c(図10(a)参照)は、重複領域760の一部(カーブ領域752cの一部)とZ方向において重なる。例えば、平面視において、カーブ部分282cの曲率は、重複領域760の当該一部の曲率と同じである。例えば、カーブ部分282cの外縁または中央線と、重複領域760の当該一部の外縁または中央線とは、互いに一定間隔を維持しながらX-Y平面に沿って並行する曲線であり、同じ形状でもよい。同様に、例えば、線状部分280のカーブ部分281c(図10(a)参照)は、重複領域760の一部(カーブ領域751cの一部)とZ方向において重なる。
The
隣接するメインゾーン600同士の間のメインゾーン間領域650は、メインヒータライン232cが配置されないため、温度が低いクールスポットとなり、面内の温度分布にムラが生じやすい。例えば、サブゾーン間領域750とメインゾーン間領域650とが重なる重複領域は、クールスポットとなりやすい。これに対して、バイパス部251の線状部分280が重複領域760と重なることにより、線状部分280の発熱によって、重複領域760によって生じる面内の温度分布のムラを抑制することができる。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。
The
図11は、実施形態に係るバイパス層のバイパス部の変形例を例示する平面図である
。
図11の例においては、バイパス部251の線状部分280は、外周領域200Dに配置されている。バイパス部251のうち中央領域200Cに配置された部分285は、平面視において円形の板状(膜状)となっている。このように、バイパス部251の一部が線状部分280であればよく、バイパス部251は、幅の広い板状の部分を有していてもよい。
FIG. 11 is a plan view illustrating a modified example of the bypass portion of the bypass layer according to the embodiment.
11, the
以上説明したように、実施形態においては、第1バイパス部(例えば第1サブバイパス部251a)は、Z方向において第1ヒータエレメントの第1ゾーン間領域(例えばサブゾーン間領域750)と重なり、第1ゾーン間領域に沿って延びる線状部分を有する。
上記では、第1バイパス部が、サブゾーン700に接続されるバイパス部251、すなわち第1サブバイパス部251aである場合を例に挙げて説明した。ただし、第1バイパス部は、必ずしも第1サブバイパス部251aに限らない。例えば、図示を省略するが、第1サブバイパス部251aと同様に、任意の数の第2サブバイパス部、任意の数の第1メインバイパス部、及び、任意の数の第2メインバイパス部が設けられてもよい。各第2サブバイパス部は、任意の数の第2サブ給電部231bと接続さる。各第1メインバイパス部は、任意の数の第1メイン給電部232aと接続される。各第2メインバイパス部は、任意の数の第2メイン給電部232bと接続される。複数のバイパス部251は、同一のX-Y平面内に並べて配置されてもよいし、複数の層に適宜、分割して配置されてもよい。第1バイパス部は、第2サブバイパス部、第1メインバイパス部、または第2メインバイパス部であってもよい。つまり、第1ゾーン間領域と重なる線状部分は、例えばメインゾーン600と接続されたバイパス部251に設けられたものでもよい。
As described above, in the embodiment, the first bypass portion (e.g., the first
In the above, the first bypass section is the
また、上記では、第1ヒータ層が第1ヒータエレメント231であり第1ゾーンがサブゾーン700であり第1ゾーン間領域がサブゾーン間領域750である場合を例に挙げて説明したが、第1ヒータ層が第2ヒータエレメント232であり第1ゾーンがメインゾーン600であり第1ゾーン間領域がメインゾーン間領域650であってもよい。つまり、第1バイパス部の線状部分は、例えばメインゾーン間領域650と重なり、メインゾーン間領域650に沿って延びるものであってもよい。
In the above, an example has been described in which the first heater layer is the
図12は、実施形態に係るウェーハ処理装置を模式的に表す断面図である。
図12に表したように、実施形態に係るウェーハ処理装置500は、処理容器501と、上部電極510と、静電チャック10と、を備えている。処理容器501の天井には、処理ガスを内部に導入するための処理ガス導入口502が設けられている。処理容器501の底板には、内部を減圧排気するための排気口503が設けられている。また、上部電極510及び静電チャック10には高周波電源504が接続され、上部電極510と静電チャック10とを有する一対の電極が、互いに所定の間隔を隔てて平行に対峙するようになっている。
FIG. 12 is a cross-sectional view that illustrates a wafer processing apparatus according to an embodiment.
12, a
ウェーハ処理装置500において、上部電極510と静電チャック10との間に高周波電圧が印加されると、高周波放電が起こり処理容器501内に導入された処理ガスがプラズマにより励起、活性化されて、処理対象物Wが処理されることになる。なお、処理対象物Wとしては、半導体基板(ウェーハ)を例示することができる。ただし、処理対象物Wは、半導体基板(ウェーハ)には限定されず、例えば、液晶表示装置に用いられるガラス基板等であってもよい。
In the
高周波電源504は、静電チャック10のベースプレート300と電気的に接続される。ベースプレート300には、前述のように、アルミニウムなどの金属材料が用いられる。すなわち、ベースプレート300は、導電性を有する。これにより、高周波電圧は、上部電極410とベースプレート300との間に印加される。
The high
また、この例では、ヒータ部200において、第1支持板210、第1絶縁層220、第1ヒータエレメント231、第2絶縁層240、第2ヒータエレメント232、第3絶縁層245、バイパス層250、第4絶縁層260、第2支持板270、が、この順に積層されている。ベースプレート300は、第1支持板210及び第2支持板270と電気的に接続されている。これにより、ウェーハ処理装置500では、第1支持板210と上部電極510との間、及び、第2支持板270と上部電極510との間にも高周波電圧が印加される。
In this example, the
このように、各支持板210、270と上部電極510との間に高周波電圧を印加する。これにより、ベースプレート300と上部電極510との間のみに高周波電圧を印加する場合に比べて、高周波電圧を印加する場所を処理対象物Wにより近付けることができる。これにより、例えば、より効率的かつ低電位でプラズマを発生させることができる。
In this way, a high-frequency voltage is applied between each of the
ウェーハ処理装置500のような構成の装置は、一般に平行平板型RIE(Reactive Ion Etching)装置と呼ばれるが、実施形態にかかる静電チャック10は、この装置への適用に限定されるわけではない。例えば、ECR(Electron Cyclotron Resonance)エッチング装置、誘電結合プラズマ処理装置、ヘリコン波プラズマ処理装置、プラズマ分離型プラズマ処理装置、表面波プラズマ処理装置、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition )装置などのいわゆる減圧処理装置に広く適応することができる。このようなウェーハ処理装置500は、例えば、半導体装置の製造に用いられる。ウェーハ処理装置500は、例えば、半導体製造装置として使用される。
An apparatus having a configuration like the
また、実施形態にかかる静電チャック10は、露光装置や検査装置のように大気圧下で処理や検査が行われる基板処理装置に広く適用することもできる。ただし、実施形態にかかる静電チャック10の有する高い耐プラズマ性を考慮すると、静電チャック10をプラズマ処理装置に適用させることが好ましい。なお、これらの装置の構成の内、実施形態にかかる静電チャック10以外の部分には公知の構成を適用することができるので、その説明は省略する。
The
実施形態に係るウェーハ処理装置500(半導体製造装置)によれば、上述の静電チャック10を備えることで、ヒータ部200の面内の温度分布の均一性を向上させることができる。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。
According to the wafer processing apparatus 500 (semiconductor manufacturing apparatus) of the embodiment, by providing the
本願明細書において、「電気的に接続」には、直接接触して接続される場合の他に、他の導電性部材などを介して接続される場合も含む。
本願明細書において、「同じ」及び「一定」とは、厳密に同じ及び一定であることのみならず、略同じ及び略一定であればよい。例えば、「同じ」及び「一定」は、製造工程におけるばらつきなどの範囲を含んでもよい。
本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
In this specification, "electrically connected" includes connection through direct contact as well as connection via other conductive members.
In the present specification, "the same" and "constant" do not only mean strictly the same and constant, but also mean approximately the same and approximately constant. For example, "the same" and "constant" may include a range such as variation in the manufacturing process.
In this specification, "vertical" and "parallel" do not only mean strictly vertical and strictly parallel, but also include, for example, variations in the manufacturing process, and may mean substantially vertical and substantially parallel.
実施形態は、以下の構成を含んでもよい。
(構成1)
処理対象物を載置する第1主面と、前記第1主面とは反対側の第2主面と、を有するセラミック誘電体基板と、
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を加熱するヒータ部と、
を備え、
前記ヒータ部は、第1ヒータ層を含む少なくとも1つのヒータ層と、前記少なくとも1つのヒータ層への給電経路である第1バイパス部と、を有し、
前記第1ヒータ層は、複数の第1ゾーンを有し、
前記複数の第1ゾーンのそれぞれは、2つの第1給電部と、前記2つの第1給電部を電気的に接続する第1ヒータラインと、を有し、
前記複数の第1ゾーンの1つは、前記複数の第1ゾーンの別の1つと、第1ゾーン間領域を介して隣接し、
前記第1バイパス部は、前記第1主面に対して垂直なZ方向において前記第1ゾーン間領域と重なり、前記第1ゾーン間領域に沿って延びる線状部分を有する、静電チャック。
(構成2)
前記ヒータ部は、前記Z方向に沿って見たときに、前記ヒータ部の中央に位置する中央領域と、前記中央領域よりも外側に位置し前記ヒータ部の外周端を含む外周領域と、を有し、
前記線状部分は、少なくとも前記外周領域に配置された前記第1ゾーン間領域と重なり、少なくとも前記外周領域に配置された前記第1ゾーン間領域に沿って延びる、構成1に記載の静電チャック。
(構成3)
平面視において、前記線状部分の幅は、前記第1ゾーン間領域の幅と同じ、または、前記第1ゾーン間領域の幅よりも狭い、構成1または2に記載の静電チャック。
(構成4)
平面視において、前記線状部分の幅は、前記複数の第1ゾーンの1つにおける前記第1ヒータラインの一部と前記第1ヒータラインの別の一部との間の最小間隔よりも広い、構成1~3のいずれか1つに記載の静電チャック。
(構成5)
平面視において、前記複数の第1ゾーンの1つにおける前記第1ヒータラインの幅は、前記第1ゾーン間領域の幅よりも狭い、構成1~4のいずれか1つに記載の静電チャック。
(構成6)
前記第1ヒータ層に含まれる前記複数の第1ゾーンの数は、50以上である、構成1~5のいずれか1つに記載の静電チャック。
(構成7)
前記ヒータ部は、複数の第2ゾーンを有する第2ヒータ層をさらに有し、
前記複数の第2ゾーンのそれぞれは、2つの第2給電部と、前記2つの第2給電部を電気的に接続する第2ヒータラインと、を有し、
前記複数の第2ゾーンの数は、前記複数の第1ゾーンの数よりも少なく、
前記複数の第2ゾーンの1つは、前記複数の第2ゾーンの別の1つと第2ゾーン間領域を介して隣接し、
前記第1ゾーン間領域は、前記Z方向において前記第2ゾーン間領域と重なる重複領域を有し、
前記線状部分は、前記Z方向において前記重複領域と重なる、構成1~6のいずれか1つに記載の静電チャック。
The embodiment may include the following features.
(Configuration 1)
a ceramic dielectric substrate having a first main surface on which an object to be processed is placed and a second main surface opposite to the first main surface;
a base plate supporting the ceramic dielectric substrate;
a heater portion for heating the ceramic dielectric substrate;
Equipped with
the heater section has at least one heater layer including a first heater layer, and a first bypass section which is a power supply path to the at least one heater layer,
the first heater layer has a plurality of first zones;
Each of the plurality of first zones includes two first power feeders and a first heater line electrically connecting the two first power feeders;
one of the plurality of first zones is adjacent to another of the plurality of first zones via a first inter-zone region;
the first bypass portion overlaps with the first inter-zone region in a Z direction perpendicular to the first main surface and has a linear portion extending along the first inter-zone region.
(Configuration 2)
When viewed along the Z direction, the heater portion has a central region located at a center of the heater portion and an outer circumferential region located outside the central region and including an outer circumferential end of the heater portion,
2. The electrostatic chuck of
(Configuration 3)
3. The electrostatic chuck of
(Configuration 4)
4. The electrostatic chuck of any one of
(Configuration 5)
5. The electrostatic chuck of any one of
(Configuration 6)
6. The electrostatic chuck of any one of
(Configuration 7)
the heater portion further includes a second heater layer having a plurality of second zones;
Each of the second zones includes two second power feeders and a second heater line electrically connecting the two second power feeders;
the number of the second zones is less than the number of the first zones;
one of the plurality of second zones is adjacent to another of the plurality of second zones via an inter-second zone region;
the first inter-zone region has an overlap region that overlaps with the second inter-zone region in the Z direction;
7. The electrostatic chuck of any one of
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、各要素の形状、寸法、材質、配置、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。
The above describes the embodiments of the present invention. However, the present invention is not limited to these descriptions. Any design modifications made by a person skilled in the art to the above-described embodiments are also included within the scope of the present invention as long as they include the characteristics of the present invention. For example, the shape, dimensions, materials, arrangement, installation form, etc. of each element are not limited to those exemplified, and can be modified as appropriate.
Furthermore, the elements of each of the above-described embodiments can be combined to the extent technically possible, and such combinations are also included within the scope of the present invention as long as they include the features of the present invention.
10 静電チャック
100 セラミック誘電体基板
101 第1主面
102 第2主面
111 電極層
113 凸部
115 溝
200 ヒータ部
200C 中央領域
200Cp 外周端
200D 外周領域
200p 外周端
210 支持板
220 絶縁層
231 第1ヒータエレメント
231a 第1サブ給電部
231b 第2サブ給電部
231c サブヒータライン
232 第2ヒータエレメント
232a 第1メイン給電部
232b 第2メイン給電部
232c メインヒータライン
240 第2絶縁層
245 第3絶縁層
250 バイパス層
251 バイパス部
251a 第1サブバイパス部
260 絶縁層
270 支持板
280 線状部分
280c カーブ部分
280r 直線部分
281c カーブ部分
281r 直線部分
282c カーブ部分
282r 直線部分
283r 直線部分
300 ベースプレート
301 連通路
303 下面
321 導入路
403 接着層
410 上部電極
500 ウェーハ処理装置
501 処理容器
502 処理ガス導入口
503 排気口
504 高周波電源
510 上部電極
600、601~603 メインゾーン
650651652 メインゾーン間領域
700 サブゾーン
701~703 第1領域~第3領域
750 サブゾーン間領域
750c カーブ領域
750r 直線領域
751c カーブ領域
751r 直線領域
752c カーブ領域
752r 直線領域
753r 直線領域
760 重複領域
B1、B2 領域
CT1、CT2 中心
Dc 周方向
Dr 径方向
L280c 幅
L280r 幅
L750c 幅
L750r 幅
LM1 幅
LM2 幅
LM3 幅
LMa 幅
LMb 幅
LS1 幅
LS2 幅
LS3 幅
RC 半径
W 処理対象物
t1 幅
t2 幅
t3 幅
t4 幅
REFERENCE SIGNS LIST 10 Electrostatic chuck 100 Ceramic dielectric substrate 101 First main surface 102 Second main surface 111 Electrode layer 113 Convex portion 115 Groove 200 Heater portion 200C Central region 200Cp Outer peripheral end 200D Outer peripheral region 200p Outer peripheral end 210 Support plate 220 Insulating layer 231 First heater element 231a First sub-power feeder 231b Second sub-power feeder 231c Sub-heater line 232 Second heater element 232a First main power feeder 232b Second main power feeder 232c Main heater line 240 Second insulating layer 245 Third insulating layer 250 Bypass layer 251 Bypass portion 251a First sub-bypass portion 260 Insulating layer 270 Support plate 280 Linear portion 280c curved portion 280r straight portion 281c curved portion 281r straight portion 282c curved portion 282r straight portion 283r straight portion 300 base plate 301 communicating path 303 lower surface 321 inlet path 403 adhesive layer 410 upper electrode 500 wafer processing apparatus 501 processing vessel 502 processing gas inlet 503 exhaust port 504 high frequency power supply 510 upper electrode 600, 601 to 603 main zone 650 651 652 region between main zones 700 subzone 701 to 703 first region to third region 750 region between subzones 750c curved region 750r straight region 751c curved region 751r straight region 752c curved region 752r Straight line region 753r Straight line region 760 Overlapping region B1, B2 Region CT1, CT2 Center Dc Circumferential direction Dr Radial direction L280c Width L280r Width L750c Width L750r Width LM1 Width LM2 Width LM3 Width LMa Width LMb Width LS1 Width LS2 Width LS3 Width RC Radius W Processing object t1 Width t2 Width t3 Width t4 Width
Claims (7)
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を加熱するヒータ部と、
を備え、
前記ヒータ部は、第1ヒータ層を含む少なくとも1つのヒータ層と、前記少なくとも1つのヒータ層への給電経路である第1バイパス部と、を有し、
前記第1ヒータ層は、複数の第1ゾーンを有し、
前記複数の第1ゾーンのそれぞれは、2つの第1給電部と、前記2つの第1給電部を電気的に接続する第1ヒータラインと、を有し、
前記複数の第1ゾーンの1つは、前記複数の第1ゾーンの別の1つと、第1ゾーン間領域を介して隣接し、
前記第1バイパス部は、前記第1主面に対して垂直なZ方向において前記第1ゾーン間領域と重なり、前記第1ゾーン間領域に沿って延びる線状部分を有する、静電チャック。 a ceramic dielectric substrate having a first main surface on which an object to be processed is placed and a second main surface opposite to the first main surface;
a base plate supporting the ceramic dielectric substrate;
a heater portion for heating the ceramic dielectric substrate;
Equipped with
the heater section has at least one heater layer including a first heater layer, and a first bypass section which is a power supply path to the at least one heater layer,
the first heater layer has a plurality of first zones;
Each of the plurality of first zones includes two first power feeders and a first heater line electrically connecting the two first power feeders;
one of the plurality of first zones is adjacent to another of the plurality of first zones via a first inter-zone region;
the first bypass portion overlaps with the first inter-zone region in a Z direction perpendicular to the first main surface and has a linear portion extending along the first inter-zone region.
前記線状部分は、少なくとも前記外周領域に配置された前記第1ゾーン間領域と重なり、少なくとも前記外周領域に配置された前記第1ゾーン間領域に沿って延びる、請求項1に記載の静電チャック。 When viewed along the Z direction, the heater portion has a central region located at a center of the heater portion and an outer circumferential region located outside the central region and including an outer circumferential end of the heater portion,
2. The electrostatic chuck of claim 1, wherein the linear portion overlaps with at least the first inter-zone region disposed in the outer circumferential region and extends along at least the first inter-zone region disposed in the outer circumferential region.
前記複数の第2ゾーンのそれぞれは、2つの第2給電部と、前記2つの第2給電部を電気的に接続する第2ヒータラインと、を有し、
前記複数の第2ゾーンの数は、前記複数の第1ゾーンの数よりも少なく、
前記複数の第2ゾーンの1つは、前記複数の第2ゾーンの別の1つと第2ゾーン間領域を介して隣接し、
前記第1ゾーン間領域は、前記Z方向において前記第2ゾーン間領域と重なる重複領域を有し、
前記線状部分は、前記Z方向において前記重複領域と重なる、請求項6に記載の静電チャック。 the heater portion further includes a second heater layer having a plurality of second zones;
Each of the second zones includes two second power feeders and a second heater line electrically connecting the two second power feeders;
the number of the second zones is less than the number of the first zones;
one of the plurality of second zones is adjacent to another of the plurality of second zones via an inter-second zone region;
the first inter-zone region has an overlap region that overlaps with the second inter-zone region in the Z direction;
The electrostatic chuck of claim 6 , wherein the linear portion overlaps with the overlap region in the Z direction.
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