JP2025033307A - Electrostatic Chuck - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は静電チャックに関する。 The present invention relates to an electrostatic chuck.
例えばエッチング装置等の半導体製造装置には、処理の対象となるシリコンウェハ等の基板を吸着し保持するための装置として、静電チャックが設けられる。静電チャックは、吸着電極が設けられた誘電体基板を有する。吸着電極に電圧が印加されると静電力が生じ、誘電体基板上に載置された基板が吸着され保持される。 For example, in semiconductor manufacturing equipment such as etching equipment, an electrostatic chuck is provided as a device for attracting and holding a substrate such as a silicon wafer to be processed. The electrostatic chuck has a dielectric substrate on which an attraction electrode is provided. When a voltage is applied to the attraction electrode, an electrostatic force is generated, and the substrate placed on the dielectric substrate is attracted and held.
半導体製造装置で基板を処理しているときには、基板の面内温度分布が可能な限り均等となるよう温度調整を行う必要がある。高い精度での温度調整を可能とするために、近年ではヒーターを備えた静電チャックも開発され、既に実用化されている。下記特許文献1には、誘電体基板とベースプレートの間にヒーターを配置した構成の静電チャックが記載されている。
When processing a substrate in a semiconductor manufacturing device, it is necessary to adjust the temperature so that the temperature distribution within the surface of the substrate is as uniform as possible. In order to enable highly accurate temperature adjustment, electrostatic chucks equipped with heaters have been developed in recent years and are already in practical use. The following
本発明者らは、静電チャックに用いられるヒーターをユニット化することについて検討を進めてきた。例えば、電力の供給を受けて発熱する部分であるヒーター層を、一対の支持板で挟み込むことでユニット化しておけば、静電チャックに対し比較的容易に取り付けることが可能となる。ヒーターをユニット化するにあたっては、一対の支持板の間に、ヒーター層に加えてバイパス層を設けておくことが好ましい。バイパス層は、外部から電力の供給を受ける給電部とヒーター層との間を電気的に接続するための層である。バイパス層を設けることで、ヒーターユニットにおける給電部の配置の自由度を高めること等が可能となる。 The inventors have been studying how to unitize a heater used in an electrostatic chuck. For example, if the heater layer, which is the part that receives power and generates heat, is unitized by sandwiching it between a pair of support plates, it becomes relatively easy to attach it to the electrostatic chuck. When unitizing the heater, it is preferable to provide a bypass layer between the pair of support plates in addition to the heater layer. The bypass layer is a layer for electrically connecting the power supply unit that receives power from the outside and the heater layer. By providing the bypass layer, it becomes possible to increase the degree of freedom in the arrangement of the power supply unit in the heater unit.
ヒーター層とバイパス層との間は、溶接により繋ぐことが好ましい。しかしながら、両者を溶接により繋いだ場合には、溶接部が局所的に盛り上がった状態となりやすい。このため、溶接部分を含むヒーター層及びバイパス層の全体を一対の支持板で挟み込むと、支持板の外表面が局所的に凸となるよう変形してしまう可能性がある。このような支持板の変形は、ヒーターユニットと誘電体基板との間の熱抵抗を局所的に変化させてしまう原因となるので好ましくない。 The heater layer and the bypass layer are preferably connected by welding. However, when the two are connected by welding, the welded portion is likely to be locally raised. For this reason, when the entire heater layer and bypass layer, including the welded portion, are sandwiched between a pair of support plates, the outer surface of the support plates may be deformed to become locally convex. Such deformation of the support plates is undesirable because it causes a local change in the thermal resistance between the heater unit and the dielectric substrate.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヒーター層とバイパス層との間を溶接により繋いだ構成としながらも、支持板の変形を防止することのできる静電チャック、を提供することにある。 The present invention was made in consideration of these problems, and its purpose is to provide an electrostatic chuck that can prevent deformation of the support plate even though the heater layer and bypass layer are connected by welding.
上記課題を解決するために、本発明に係る静電チャックは、誘電体基板と、誘電体基板を加熱するヒーターユニットと、を備える。ヒーターユニットは、電力の供給を受けて発熱するヒーター層と、一部がヒーター層に溶接されているバイパス層と、ヒーター層及びバイパス層を間に挟み込む一対の支持板と、を有するものである。ヒーター層とバイパス層との間が溶接されている部分、を溶接部としたときに、一対の支持板のうち少なくとも一方では、溶接部と対向する位置に開口が形成されている。 In order to solve the above problems, the electrostatic chuck according to the present invention includes a dielectric substrate and a heater unit for heating the dielectric substrate. The heater unit includes a heater layer that generates heat when supplied with electric power, a bypass layer that is partially welded to the heater layer, and a pair of support plates that sandwich the heater layer and the bypass layer. When the welded portion between the heater layer and the bypass layer is defined as the welded portion, at least one of the pair of support plates has an opening formed in a position facing the welded portion.
このような構成の静電チャックでは、支持板に形成された開口の内側に溶接部が収容される。このため、溶接部が局所的に盛り上がっていたとしても、それにより支持板が変形してしまうことはない。 In an electrostatic chuck with this configuration, the weld is housed inside an opening formed in the support plate. Therefore, even if the weld is locally raised, the support plate will not be deformed.
また、本発明に係る静電チャックでは、溶接部は所定方向に伸びており、当該溶接部と対向する位置に形成された開口も所定方向に伸びていることも好ましい。溶接部の形状に合わせて開口を形成することで、開口の大きさを必要最低限に抑えることができる。尚、溶接部が「所定方向に伸びている」とは、単一の溶接部が所定方向に沿って長く伸びている場合のほか、複数の(例えば円形の)溶接部が所定方向に並んでいるような場合をも含む表現である。 In addition, in the electrostatic chuck according to the present invention, it is preferable that the welded portion extends in a predetermined direction, and that the opening formed at the position opposite the welded portion also extends in the predetermined direction. By forming the opening to match the shape of the welded portion, the size of the opening can be kept to a minimum. Note that the welded portion "extending in a predetermined direction" refers not only to the case where a single welded portion extends long along the predetermined direction, but also to the case where multiple (e.g., circular) welded portions are lined up in the predetermined direction.
また、本発明に係る静電チャックでは、一対の支持板の両方に開口が形成されていることも好ましい。このような構成とすることで、一方のみならず両方の支持板の変形を防止することができる。 In addition, in the electrostatic chuck according to the present invention, it is also preferable that openings are formed in both of the pair of support plates. With this configuration, deformation of not only one but both support plates can be prevented.
本発明によれば、ヒーター層とバイパス層との間を溶接により繋いだ構成としながらも、支持板の変形を防止することのできる静電チャック、を提供することができる。 The present invention provides an electrostatic chuck that can prevent deformation of the support plate even when the heater layer and bypass layer are connected by welding.
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, this embodiment will be described with reference to the attached drawings. To facilitate understanding of the description, the same components in each drawing are denoted by the same reference numerals as much as possible, and duplicate descriptions will be omitted.
本実施形態に係る静電チャック10は、例えばエッチング装置のような不図示の半導体製造装置の内部において、処理対象となる基板Wを静電力によって吸着し保持するものである。基板Wは、例えばシリコンウェハである。静電チャック10は、半導体製造装置以外の装置に用いられてもよい。
The
図1には、基板Wを吸着保持した状態の静電チャック10の構成が、模式的な断面図として示されている。静電チャック10は、誘電体基板100と、ベースプレート200と、ヒーターユニット300と、を備える。
Figure 1 shows a schematic cross-sectional view of the configuration of an
誘電体基板100は、セラミック焼結体からなる略円盤状の部材である。誘電体基板100は、例えば高純度の酸化アルミニウム(Al2O3)を含むが、他の材料を含んでもよい。誘電体基板100におけるセラミックスの純度や種類、添加物等は、半導体製造装置において誘電体基板100に求められる耐プラズマ性等を考慮して、適宜設定することができる。
The
誘電体基板100のうち図1における上方側の面110は、基板Wが載置される「載置面」となっている。また、誘電体基板100のうち図1における下方側の面120は、接合層410を介してヒーターユニット300に接合される「被接合面」となっている。面110に対し垂直な方向に沿って、面110側から静電チャック10を見た場合の視点のことを、以下では「上面視」のようにも表記する。
The
誘電体基板100の内部には吸着電極130が埋め込まれている。吸着電極130は、例えばタングステン等の金属材料により形成された薄い平板状の層であり、面110に対し平行となるように配置されている。吸着電極130の材料としては、タングステンの他、モリブデン、白金、パラジウム等を用いてもよい。不図示の給電路を介して外部から吸着電極130に電圧が印加されると、面110と基板Wとの間に静電力が生じ、これにより基板Wが吸着保持される。上記給電路の構成としては、公知となっている種々の構成を採用することができる。吸着電極130は、本実施形態のように所謂「単極」の電極として1つだけ設けられていてもよいが、所謂「双極」の電極として2つ設けられていてもよい。
An
図1に示されるように、誘電体基板100と基板Wとの間には空間SPが形成されている。半導体製造装置において成膜等の処理が行われる際には、空間SPには、不図示のガス穴を介して外部から温度調整用のヘリウムガスが供給される。誘電体基板100と基板Wとの間にヘリウムガスを介在させることで、両者間の熱抵抗が調整され、これにより基板Wの温度が適温に保たれる。尚、空間SPに供給される温度調整用のガスは、ヘリウムとは異なる種類のガスであってもよい。
As shown in FIG. 1, a space SP is formed between the
載置面である面110上にはシールリング111やドット112が設けられており、上記の空間SPはこれらの周囲に形成されている。
A
シールリング111は、最外周となる位置において空間SPを区画する壁である。シールリング111の状態は面110の一部となっており、基板Wに当接する。尚、空間SPを分割するように複数のシールリング111が設けられていてもよい。このような構成とすることで、それぞれの空間SPにおけるヘリウムガスの圧力を個別に調整し、処理中における基板Wの表面温度分布を均一に近づけることが可能となる。
The
図1において符号「116」が付されている部分は、空間SPの底面である。以下では、当該部分のことを「底面116」とも称する。シールリング111は、次に述べるドット112と共に、面110の一部を底面116の位置まで掘り下げた結果として形成されている。
The portion marked with the reference symbol "116" in FIG. 1 is the bottom surface of the space SP. Hereinafter, this portion will also be referred to as the "
ドット112は、底面116から突出する円形の突起である。ドット112は複数設けられており、誘電体基板100の載置面において略均等に分散配置されている。それぞれのドット112の上端は、面110の一部となっており、基板Wに当接する。このようなドット112を複数設けておくことで、基板Wの撓みが抑制される。
The
ベースプレート200は、誘電体基板100及びヒーターユニット300を支持する略円盤状の部材である。ベースプレート200は、例えばアルミニウムのような金属材料により形成されている。ベースプレート200のうち、図1における上方側の面210は、接合層420を介してヒーターユニット300に接合される「被接合面」となっている。
The
ベースプレート200の内部には、冷媒を流すための冷媒流路250が形成されている。半導体製造装置において成膜等の処理が行われる際には、外部から冷媒が冷媒流路250に供給され、これによりベースプレート200が冷却される。処理中において基板Wで生じた熱は、空間SPのヘリウムガス、誘電体基板100、及びベースプレート200を介して冷媒へと伝えられ、冷媒と共に外部へと排出される。
A
ベースプレート200の表面には絶縁膜が形成されていてもよい。絶縁膜としては、例えば、溶射により形成されたアルミナの膜を用いることができる。ベースプレート200の表面を絶縁膜で覆っておくことにより、ベースプレート200の絶縁耐圧を高めることができる。
An insulating film may be formed on the surface of the
ヒーターユニット300は、外部から電力の供給を受けて発熱し、誘電体基板100を加熱するものである。後に説明するように、ヒーターユニット300には複数の発熱部331等が設けられており、それぞれの発熱部331等における発熱量を個別に調整することが可能となっている。各部の発熱量を個別に調整することで、処理中における基板Wの面内温度分布を均等に近づけることができる。
The
ヒーターユニット300は、誘電体基板100とベースプレート200との間に挟み込まれており、それぞれに対し接着されている。ヒーターユニット300と誘電体基板100との間は接合層410を介して接合されており、ヒーターユニット300とベースプレート200との間は接合層420を介して接合されている。接合層410、420は、例えばシリコーン接着剤を硬化させることにより形成された層である。それぞれの内部には、熱伝導率を高めるための粒子状の充填剤(フィラー)が複数配置されている。充填剤としては、例えばアルミナを主成分とする粒子を用いることができる。
The
ヒーターユニット300の具体的な構成について説明する。図2には、ヒーターユニット300の構成が模式的な分解組立図として示されている。同図に示されるように、ヒーターユニット300は、支持板310(310A)と、絶縁層320と、サブヒーター層330と、絶縁層340と、メインヒーター層350と、絶縁層360と、バイパス層370と、絶縁層380と、支持板310(310B)と、給電部390と、を有している。尚、本実施形態では、上からサブヒーター層330、メインヒーター層350、及びバイパス層370の順に配置されているが、これらの配置順序は、本実施形態とは異なる順序であってもよい。
The specific configuration of the
支持板310は、略円板状の部材であって、ヒーターユニット300のうち図2の上下両側の端部のそれぞれに設けられている。図2の上方側端部に設けられた支持板310のことを、以下では「支持板310A」とも称する。図2の下方側端部に設けられた支持板310のことを、以下では「支持板310B」とも称する。一対の支持板310A、310Bは、サブヒーター層330やメインヒーター層350、及びバイパス層370等の全体を間に挟み込むことで、ヒーターユニット300の全体を補強するための部材である。本実施形態では、支持板310A、310Bはいずれも金属により形成されているが、他の部材(例えば絶縁性の部材)により形成されていてもよい。後に説明するように、支持板310A、310Bには開口311が形成されているのであるが、図2においてはその図示が省略されている。
The
絶縁層320は、支持板310Aとサブヒーター層330との間に設けられ、両者の間を電気的に接続するための層である。また、絶縁層320は、両者の間を物理的に接合する役割も有している。絶縁層320は、本実施形態ではポリイミドフィルムであるが、他の部材により形成されていてもよい。支持板310Aが絶縁性の材料で形成されている場合には、絶縁層320を無くすことも可能である。
The insulating
サブヒーター層330は、外部から電力の供給を受けて発熱する部分である。図2においては、サブヒーター層330が単一の円板であるように模式的に描かれているのであるが、実際には、サブヒーター層330は複数の領域に分けられており、それぞれの領域を個別に発熱させることが可能となっている。サブヒーター層330の具体的な構成については後に説明する。
The
絶縁層340は、サブヒーター層330とメインヒーター層350との間に設けられ、両者の間を電気的に接続するための層である。また、絶縁層340は、両者の間を物理的に接合する役割も有している。絶縁層340は、本実施形態ではポリイミドフィルムであるが、他の部材により形成されていてもよい。
The insulating
メインヒーター層350は、先に述べたサブヒーター層330と同様に、外部から電力の供給を受けて発熱する部分である。図2においては、メインヒーター層350が単一の円板であるように模式的に描かれているのであるが、実際には、メインヒーター層350は複数の領域に分けられており、それぞれの領域を個別に発熱させることが可能となっている。メインヒーター層350の具体的な構成については後に説明する。
The
メインヒーター層350は、先に述べたサブヒーター層330に比べてその発熱量が大きくなっている。メインヒーター層350は、誘電体基板100の全体の温度を短時間で上昇させるためのものである。サブヒーター層330は、誘電体基板100の各部の温度を調整し、基板Wの面内温度分布を均一に近づけるためのものである。このように、本実施形態では、それぞれの役割に応じた2つのヒーター層が個別に設けられている。このような態様に換えて、ヒーター層が1つだけ設けられた構成としてもよい。
The
絶縁層360は、メインヒーター層350とバイパス層370との間に設けられ、両者の間を電気的に接続するための層である。また、絶縁層360は、両者の間を物理的に接合する役割も有している。絶縁層360は、本実施形態ではポリイミドフィルムであるが、他の部材により形成されていてもよい。
The insulating
バイパス層370は、後述の給電部390と、サブヒーター層330やメインヒーター層350との間を電気的に接続するための層である。図2においては、バイパス層370は単一の円板であるように模式的に描かれているのであるが、実際には、バイパス層370は複数に分割されている。サブヒーター層330等に繋がる電路の途中にバイパス層370を設けることで、給電部390の位置を調整すること等が可能となる。バイパス層370は、その一部がサブヒーター層330又はメインヒーター層350に対し溶接されている。溶接部分の構成については後に説明する。
The
絶縁層380は、バイパス層370と支持板310Bとの間に設けられ、両者の間を電気的に接続するための層である。また、絶縁層380は、両者の間を物理的に接合する役割も有している。絶縁層380は、本実施形態ではポリイミドフィルムであるが、他の部材により形成されていてもよい。支持板310Bが絶縁性の材料で形成されている場合には、絶縁層380を無くすことも可能である。
The insulating
給電部390は、サブヒーター層330等を発熱させるために必要な電力を、外部から受ける部分である。本実施形態では、給電部390は細長い棒状のプラグとして形成されており、その一方の端部がバイパス層370に繋がっている。給電部390は、バイパス層370の数に応じて複数設けられているのであるが、図2においては、そのうちの2つのみが図示されている。ベースプレート200のうち、給電部390と対応する位置のそれぞれには、不図示の貫通穴が形成されており、給電部390は当該貫通穴に挿通されている。
The
サブヒーター層330の構成について説明する。先に述べたように、サブヒーター層330は複数の領域に分けられており、それぞれの領域で個別に発熱させることが可能となっている。図3には、サブヒーター層330の分け方の一例が上面視で示されている。この例では、サブヒーター層330は計24個の領域HAに分けられている。
The structure of the
サブヒーター層330は線状の発熱部331として構成されており、それぞれの領域HAにおいて個別に引き回されている。図4には、1つの領域HAにおいて引き回されている発熱部331の例が示されている。それぞれの領域HAでは、その概ね全ての範囲を均等に通るような経路で、1本の線状の発熱部331が引き回されている。
The
発熱部331の両端のそれぞれには円形のパッド部332、333が形成されている。発熱部331及びパッド部332、333は、例えば、薄い金属箔にエッチングを施すこと等により形成されたものであり、その全体が1つのサブヒーター層330として機能する。換言すれば、計24個ある領域HAのそれぞれに対し、サブヒーター層330が1つずつ設けられている。
メインヒーター層350の構成について説明する。サブヒーター層330と同様に、メインヒーター層350も複数の領域に分けられており、それぞれの領域で個別に発熱させることが可能となっている。図5には、メインヒーター層350の分け方の一例が上面視で示されている。この例では、メインヒーター層350は計3個の領域HBに分けられている。
The configuration of the
メインヒーター層350は線状の発熱部351として構成されており、それぞれの領域HBにおいて個別に引き回されている。図6には、1つの領域HBにおいて引き回されている発熱部351の例が示されている。それぞれの領域HBでは、その概ね全ての範囲を均等に通るような経路で、1本の線状の発熱部351が引き回されている。
The
発熱部351の両端のそれぞれには円形のパッド部352、353が形成されている。発熱部351及びパッド部352、353は、例えば、薄い金属箔にエッチングを施すこと等により形成されたものであり、その全体が1つのメインヒーター層350として機能する。換言すれば、計3個ある領域HBのそれぞれに対し、メインヒーター層350が1つずつ設けられている。
図7には、2つの領域HAと、これらに配置された2つのサブヒーター層330、及び、当該サブヒーター層330に繋がるバイパス層370等の構成が、模式的な斜視図として示されている。図3に示される2つの領域HAのうちの一方のことを、以下では「領域HA1」とも称する。他方の領域HAのことを、以下では「領域HA2」とも称する。尚、図7に示される発熱部331等の形状は模式的なものであり、実際の形状とは異なる。
Figure 7 shows a schematic perspective view of two regions HA, two
バイパス層370は複数に分割されている。図7においては、複数に分割されたバイパス層370のうちの3つのみが図示されている。3つに分割されたバイパス層370のうち、図7において符号「371」が付されたものは、上面視において1つの領域HAのみと重なる位置に配置されている。つまり、それぞれの領域HAの直下となる位置に個別に配置されている。バイパス層370のうちこのように配置されている部分のことを、以下では「バイパス層371」とも称する。
The
分割されたバイパス層370のうち、図7において符号「372」が付されたものは、上面視において領域HA1及び領域HA2の両方と重なる位置に配置されている。バイパス層370のうちこのように配置されている部分のことを、以下では「バイパス層372」とも称する。
Of the divided
領域HA1に配置されたサブヒーター層330では、発熱部331の一端にあるパッド部332が、その直下にあるバイパス層371に対し電気的に接続されている。発熱部331の他端にあるパッド部333は、バイパス層372に対し電気的に接続されている。
In the
領域HA2に配置されたサブヒーター層330でも上記と同様であり、発熱部331の一端にあるパッド部332が、その直下にあるバイパス層371に対し電気的に接続されている。発熱部331の他端にあるパッド部333は、バイパス層372に対し電気的に接続されている。
The same is true for the
尚、上記のような各部の電気的な接続は、後述の溶接部301により実現されている。構成を理解しやすいように、図7においては、それぞれの溶接部301が直線状に伸びる棒状の部材のように模式的に描かれているが、実際の溶接部301の形状はこれとは異なる。
The electrical connections between the above-mentioned components are achieved by
それぞれのバイパス層371には、図7の下方から給電部390の一端が繋がっている。これら給電部390のそれぞれには、外部の直流電源から電圧が個別に印加される。また、バイパス層372にも同様に、図7の下方から給電部390の一端が繋がっている。この給電部390は接地されている。
One end of a
以上のように、それぞれの領域HAごとに設けられたサブヒーター層330のそれぞれは、一方のパッド部332がバイパス層371を介して個別の直流電源に接続されており、他方のパッド部333が共通のバイパス層372を介して接地されている。図7に図示されていないその他のサブヒーター層330についても、同様の構成により直流電源等に対し接続されている。このような構成とすることで、複数設けられたサブヒーター層330のそれぞれに電力を個別に供給し、各部における発熱量を調整することが可能となっている。
As described above, one
サブヒーター層330に対する電力の供給を、バイパス層370を介することなく給電部390から直接行うことも可能である。しかしながら、本実施形態のようにバイパス層370を介して電力供給を行う構成とすることで、給電部390の配置の自由度を高めることや、接地される給電部390を1つに纏めること等が可能となる。
It is also possible to supply power to the
それぞれのメインヒーター層350に対する電力の供給も、上記と同様の構成により実現されている。具体的な構成については、図7に示されるものと同様であるから、その説明や図示については省略する。サブヒーター層330に繋がるバイパス層370と、メインヒーター層350に繋がるバイパス層370とは、本実施形態のように互いに同じ高さ位置(図2に示されるバイパス層370の位置)に配置されていてもよいが、互いに異なる高さ位置に配置されていてもよい。
The supply of power to each
先に述べたように、ヒーターユニット300では、サブヒーター層330とバイパス層370との間が溶接され電気的に接続されている。このように溶接された部分のことを、以下では「溶接部301」とも称する。
As mentioned above, in the
図8は、ヒーターユニット300のうち、溶接部301及びその近傍の構成を示す断面図である。図8に示されるように、ヒーターユニット300の一部においては、絶縁層340、360、及びメインヒーター層350を介することなく、サブヒーター層330とバイパス層370とを互いに直接当接させた上で、両者を例えば抵抗スポット溶接により一体に繋いである。多くの場合、溶接部301は、溶接の際に各部材が溶融したこと等により、図8のように局所的に盛り上がった状態となっている。
Figure 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the welded
本実施形態では、図8のように2つの溶接部301が互いに近接する位置に形成されている。つまり、図7に示されるそれぞれの溶接部301は、実際には各位置に2つずつ形成されている。尚、互いに近接するよう纏めて配置される溶接部301の数は、1つのみであってもよく、3つ以上であってもよい。溶接部301の数や間隔は、採用する溶接方法等に応じて適宜設定すればよい。
In this embodiment, two
サブヒーター層330とバイパス層370との間が上記のように溶接された後、一対の支持板310によってサブヒーター層330等が挟み込まれる。溶接部301は、上記のように盛り上がっており、図8において絶縁層320の上方側や絶縁層380の下方側に向けて突出している。従って、溶接部301の大きさによっては、一対の支持板310によってサブヒーター層330等の全体を挟み込む際に、溶接部301が支持板310に当たってしまい、支持板310の外表面が局所的に凸となるよう変形してしまう可能性がある。
After the
支持板310が変形すると、その部分では接合層410、420(図1を参照)が薄くなる。その結果、ヒーターユニット300と誘電体基板100との間の熱抵抗や、ヒーターユニット300とベースプレート200との間の熱抵抗が局所的に小さくなり、基板Wの面内温度ばらつきが大きくなってしまうので好ましくない。
When the
そこで、本実施形態に係る静電チャック10では、支持板310のうち溶接部301と対向する位置に、開口311を形成してある。図9(A)に示されるように、本実施要形態の開口311は円形の開口となっており、上面視においては、2つの溶接部301が1つの開口311の内側に収容されている。
Therefore, in the
ヒーターユニット300には、サブヒーター層330とバイパス層370との間を繋ぐ溶接部301が複数設けられている。支持板310では、上面視において溶接部301と重なる位置の全てに対し、図8と同様の開口311が形成されている。つまり、全ての溶接部301が、支持板310に形成された開口311の内側に収容されている。溶接部301が支持板310に当接しないので、溶接部301が局所的に盛り上がっていたとしても、それにより支持板310が変形してしまうことはない。
The
開口311は、一対の支持板310A、310Bの両方に形成されてもよいが、これらのうちいずれか一方のみに形成されてもよい。ただし、本実施形態のように支持板310A、310Bの両方に開口311を形成しておけば、ヒーターユニット300の両側において支持板310の変形を防止することができるので、より好ましい。
The
本実施形態のように、互いに近接する位置に2つの溶接部301が存在しており、これら2つの溶接部301の全体が所定方向に伸びているような場合には、例えば図9(B)の例のように、開口311の形状を同じ方向(上記の「所定方向」)に伸びているような形状としてもよい。また、図9(C)の例のように、溶接部301が1つだけ存在しており、その溶接部301の形状が所定方向に伸びているような場合でも、上記と同様に、開口311の形状を同じ方向に伸びているような形状とすればよい。
In the case where there are two
つまり、溶接部301が所定方向に伸びている場合には、当該溶接部301と対向する位置に形成された開口311も所定方向に伸びるよう形成すればよい。溶接部301の形状に合わせて開口311を形成することで、溶接部301の大きさを必要最低限に抑えることができる。
In other words, if the welded
尚、溶接部301が「所定方向に伸びている」とは、単一の溶接部301が所定方向に沿って長く伸びている場合(図9(C))のほか、複数の溶接部301が所定方向に並んでいるような場合(図9(B))をも含む表現である。
Note that the
以上においては、サブヒーター層330とバイパス層370との接続部分の構成について説明したが、メインヒーター層350とバイパス層370との接続部分の構成についても上記と同様である。図示は省略するが、メインヒーター層350とバイパス層370との間も溶接部301で繋がっており、支持板310のうちこの溶接部301と対向する部分には、図8や図9と同様の開口311が形成されている。
The above describes the configuration of the connection between the
ヒーターユニット300のその他の構成について説明する。図10(A)に示されるように、ヒーターユニット300のうち開口311とは異なる部分には、全体を貫通する貫通穴302が形成されている。このような貫通穴302としては、例えば、半導体製造装置に設けられたリフトピンを挿通するための穴や、空間SPにヘリウムガスを導くためのガス穴等が挙げられる。
Other configurations of the
図10(A)の例では、ヒーターユニット300を構成する絶縁層320やサブヒーター層330等の全ての部材が、貫通穴302から内側へと突出しておらず、貫通穴302の内面全体が略円筒形状の面となっている。このような構成においては、絶縁層320等の各部材が、貫通穴302を通るリフトピンやヘリウムガスの移動を妨げることがない。
In the example of FIG. 10(A), none of the components constituting the
一方、図10(B)の例では、ヒーターユニット300を構成する部材のうち、支持板310を除く全ての部材が、貫通穴302の内面から内側へと突出している。このように突出している部分のことを、以下では「突出部303」とも称する。上面視において、突出部303は、貫通穴302の内側で連続した環状となるよう突出している。
On the other hand, in the example of FIG. 10(B), all of the components constituting the
このような構成においては、支持板310Aと支持板310Bとの電気的な接触が、突出部303の介在により確実に防止される。支持板310A及び支持板310Bのそれぞれの電位が、接触により急激に変動しないので、半導体製造装置においてプラズマが不安定になってしまうような事態を確実に防止することができる。
In this configuration, electrical contact between
尚、図10(B)の構成とする場合には、貫通穴302を通るリフトピンやヘリウムガスの移動を妨げない程度に、突出部302の突出量を小さく抑えておくことが好ましい。
When using the configuration shown in FIG. 10(B), it is preferable to keep the amount of protrusion of the
図10(A)のような貫通穴302と、図10(B)のような貫通穴302とが、1つのヒーターユニット300において混在していてもよい。
Through
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、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。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。 The present embodiment has been described above with reference to specific examples. However, the present disclosure is not limited to these specific examples. Design modifications to these specific examples made by a person skilled in the art are also included within the scope of the present disclosure as long as they have the features of the present disclosure. The elements of each of the above-mentioned specific examples, as well as their arrangement, conditions, shape, etc., are not limited to those exemplified and can be modified as appropriate. The elements of each of the above-mentioned specific examples can be combined in different ways as appropriate, as long as no technical contradictions arise.
10:静電チャック
100:誘電体基板
300:ヒーターユニット
330:サブヒーター層
350:メインヒーター層
370:バイパス層
310,310A,310B:支持板
311:開口
10: Electrostatic chuck 100: Dielectric substrate 300: Heater unit 330: Sub-heater layer 350: Main heater layer 370:
Claims (3)
前記誘電体基板を加熱するヒーターユニットと、を備え、
前記ヒーターユニットは、
電力の供給を受けて発熱するヒーター層と、
一部が前記ヒーター層に溶接されているバイパス層と、
前記ヒーター層及び前記バイパス層を間に挟み込む一対の支持板と、を有するものであり、
前記ヒーター層と前記バイパス層との間が溶接されている部分、を溶接部としたときに、
一対の前記支持板のうち少なくとも一方では、前記溶接部と対向する位置に開口が形成されていることを特徴とする静電チャック。 A dielectric substrate;
a heater unit for heating the dielectric substrate,
The heater unit includes:
A heater layer that generates heat when supplied with power;
a bypass layer, a portion of which is welded to the heater layer;
a pair of support plates sandwiching the heater layer and the bypass layer therebetween,
When the portion where the heater layer and the bypass layer are welded is defined as a welded portion,
At least one of the pair of support plates has an opening formed at a position facing the welded portion.
当該溶接部と対向する位置に形成された前記開口も前記所定方向に伸びていることを特徴とする、請求項1に記載の静電チャック。 The weld extends in a predetermined direction,
2. The electrostatic chuck according to claim 1, wherein the opening formed at a position opposite the welded portion also extends in the predetermined direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023138938A JP2025033307A (en) | 2023-08-29 | 2023-08-29 | Electrostatic Chuck |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2023138938A JP2025033307A (en) | 2023-08-29 | 2023-08-29 | Electrostatic Chuck |
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ID=94927310
Family Applications (1)
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JP2023138938A Pending JP2025033307A (en) | 2023-08-29 | 2023-08-29 | Electrostatic Chuck |
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Country | Link |
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-
2023
- 2023-08-29 JP JP2023138938A patent/JP2025033307A/en active Pending
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