特開 2022-175947 基板固定装置、静電チャック及び静電チャックの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022175947

(43)【公開日】2022-11-25

(54)【発明の名称】基板固定装置、静電チャック及び静電チャックの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20221117BHJP

   H05B 3/20 20060101ALI20221117BHJP

   H05B 3/68 20060101ALI20221117BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H05B3/20 316

H05B3/68

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021082742

(22)【出願日】2021-05-14

(71)【出願人】

【識別番号】000190688

【氏名又は名称】新光電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】内山 彩

【テーマコード（参考）】

3K034

3K092

5F131

【Ｆターム（参考）】

3K034AA04

3K034BB06

3K034JA10

3K092PP20

3K092QA05

3K092QB03

3K092VV03

5F131AA02

5F131CA03

5F131CA06

5F131EA03

5F131EA04

5F131EB12

5F131EB13

5F131EB79

5F131EB81

5F131EB82

(57)【要約】      （修正有）

【課題】製造効率を向上することができる基板固定装置、静電チャック及び静電チャックの製造方法を提供する。
【解決手段】基板固定装置１００は、ベースプレート１１０と、ベースプレートに固定され、静電力によって基板を吸着する静電チャック１２０と、を有する。静電チャックは、セラミックを用いて形成され、基板に接触して基板を吸着するセラミック層１３０と、セラミック層に積層され、発熱する電極である第１ヒーターパターン１４１と、第１ヒーターパターンに積層され、第１ヒーターパターンを被覆する第１絶縁樹脂層１４０と、第２絶縁樹脂層１５０に積層され、発熱する電極である第２ヒーターパターン１５１と、両端がそれぞれ第１ヒーターパターン及び第２ヒーターパターンの対向する表面に接触し、第２絶縁樹脂層を貫通する導電部材１７０と、を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベースプレートと、
前記ベースプレートに固定され、静電力によって基板を吸着する静電チャックとを有し、
前記静電チャックは、
セラミックを用いて形成され、前記基板に接触して前記基板を吸着するセラミック層と、
前記セラミック層に積層され、発熱する電極を備える第１ヒーターパターンと、
前記第１ヒーターパターンに積層され、前記第１ヒーターパターンを被覆する絶縁樹脂層と、
前記絶縁樹脂層に積層され、発熱する電極を備える第２ヒーターパターンと
両端がそれぞれ前記第１ヒーターパターン及び前記第２ヒーターパターンの対向する表面に接触し、前記絶縁樹脂層を貫通する導電部材と
を有することを特徴とする基板固定装置。

【請求項2】

前記導電部材は、
樹脂に導電性フィラーを含有させた材料から形成される
ことを特徴とする請求項１記載の基板固定装置。

【請求項3】

前記導電部材は、
前記第１ヒーターパターン及び前記第２ヒーターパターンに接触する面の径が０．１～３ｍｍの範囲に含まれる
ことを特徴とする請求項１記載の基板固定装置。

【請求項4】

前記導電部材は、
前記第１ヒーターパターン及び前記第２ヒーターパターンと平面視で重なる位置に配置されることを特徴とする請求項１記載の基板固定装置。

【請求項5】

前記セラミック層は、
電圧を印加可能な電極と、
前記電極を囲むセラミックと
を有することを特徴とする請求項１記載の基板固定装置。

【請求項6】

セラミックを用いて形成され、対象物を吸着するセラミック層と、
前記セラミック層に積層され、発熱する電極を備える第１ヒーターパターンと、
前記第１ヒーターパターンに積層され、前記第１ヒーターパターンを被覆する絶縁樹脂層と、
前記絶縁樹脂層に積層され、発熱する電極を備える第２ヒーターパターンと
両端がそれぞれ前記第１ヒーターパターン及び前記第２ヒーターパターンの対向する表面に接触し、前記絶縁樹脂層を貫通する導電部材と
を有することを特徴とする静電チャック。

【請求項7】

電極と当該電極を囲むセラミックからなるセラミック層を形成し、
前記セラミック層に積層された発熱する電極を備える第１ヒーターパターンを形成し、
前記第１ヒーターパターンの表面に導電部材を配置し、
前記導電部材が配置された前記第１ヒーターパターンの表面を被覆するように、一面に金属層を備える絶縁樹脂層を積層し、
前記金属層に第２ヒーターパターンを形成する工程を有し、
前記絶縁樹脂層を積層する工程は、
前記導電部材に前記絶縁樹脂層を貫通させて前記金属層に接触させる
ことを特徴とする静電チャックの製造方法。

【請求項8】

前記導電部材を配置する工程は、
前記絶縁樹脂層を構成する絶縁樹脂よりも硬度が高い材料から形成される導電部材を前記第１ヒーターパターンの表面に配置する
ことを特徴とする請求項７記載の静電チャックの製造方法。

【請求項9】

前記導電部材を配置する工程は、
樹脂に導電性フィラーを含有させた材料から形成される半硬化状態の導電部材を前記第１ヒーターパターンの表面に接着する
ことを特徴とする請求項７記載の静電チャックの製造方法。

【請求項10】

前記導電部材を配置する工程は、
前記第１ヒーターパターンの表面に接着された導電部材を加熱して所定程度硬化させる
ことを特徴とする請求項９記載の静電チャックの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板固定装置、静電チャック及び静電チャックの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、例えば半導体部品を製造する場合などにウエハを吸着して保持する基板固定装置には、電極を内蔵するセラミック板を用いて構成される静電チャック（ＥＳＣ：Electrostatic Chuck）が備えられている。基板固定装置は、静電チャックがベースプレートに固定された構造を有し、セラミック板に内蔵された電極に電圧を印加することにより、静電力を利用して静電チャックにウエハを吸着する。静電チャックにウエハを吸着して保持することにより、ウエハに対する例えば微細加工やエッチングなどのプロセスが効率的に行われる。

【0003】

このような静電チャックには、ウエハの温度を調節する温度調節機能が付与されることがある。具体的には、例えばタングステンなどの金属ペーストのスクリーン印刷によってヒーター電極が形成され、このヒーター電極がセラミック板の形成時に同時に焼成されることがある。また、ウエハ載置面において高い均熱性を得るために、絶縁樹脂上の金属圧延箔にフォトリソグラフィを用いたエッチングを施し、外付けのヒーター電極を形成する技術も考案されている。

【0004】

外付けヒーター電極を用いる静電チャックとしては、セラミック板にヒーター電極を２層に分けて積層し、２層のヒーター電極をビアによって接続するものが検討されている。ヒーター電極が２層に分けられることにより、ヒーター配線のデザインの自由度が向上し、各層で補完的な位置にヒーター電極を配置してさらに均熱性を高めることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６－１００４７４号公報

【特許文献2】特開２０１８－０２６４２７号公報

【特許文献3】特開２００１－０２８０３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、静電チャックに２層の外付けヒーター電極を設ける場合には、各層のヒーター電極を接続するビアを形成する工程が必要となるため、静電チャックの製造効率が低下するという問題がある。具体的には、ビアを形成するためには、２層のヒーター電極間の絶縁樹脂に例えばレーザーなどでビアホールが形成され、ビアホールに金属ペーストが充填される。１つのビアを形成するために上記の工程が実施されるため、ビアの数が増えると、ビアホールの形成及び金属ペーストの充填を繰り返す必要が生じ、静電チャックの製造効率が低下する。

【0007】

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、製造効率を向上することができる基板固定装置、静電チャック及び静電チャックの製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本願が開示する基板固定装置は、１つの態様において、ベースプレートと、前記ベースプレートに固定され、静電力によって基板を吸着する静電チャックとを有し、前記静電チャックは、セラミックを用いて形成され、前記基板に接触して前記基板を吸着するセラミック層と、前記セラミック層に積層され、発熱する電極を備える第１ヒーターパターンと、前記第１ヒーターパターンに積層され、前記第１ヒーターパターンを被覆する絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層に積層され、発熱する電極を備える第２ヒーターパターンと両端がそれぞれ前記第１ヒーターパターン及び前記第２ヒーターパターンの対向する表面に接触し、前記絶縁樹脂層を貫通する導電部材とを有する。

【発明の効果】

【0009】

本願が開示する基板固定装置、静電チャック及び静電チャックの製造方法の１つの態様によれば、製造効率を向上することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、一実施の形態に係る基板固定装置の構成を示す斜視図である。

【図2】図２は、一実施の形態に係る基板固定装置の断面を示す模式図である。

【図3】図３は、一実施の形態に係る基板固定装置の製造方法を示すフロー図である。

【図4】図４は、セラミック層形成工程の具体例を示す図である。

【図5】図５は、第１絶縁樹脂層積層工程の具体例を示す図である。

【図6】図６は、第１ヒーターパターン形成工程の具体例を示す図である。

【図7】図７は、導電部材配置工程の具体例を示す図である。

【図8】図８は、第２絶縁樹脂層積層工程の具体例を示す図である。

【図9】図９は、第２ヒーターパターン形成工程の具体例を示す図である。

【図10】図１０は、第１ヒーターパターンの具体例を示す図である。

【図11】図１１は、第２ヒーターパターンの具体例を示す図である。

【図12】図１２は、第３絶縁樹脂層積層工程の具体例を示す図である。

【図13】図１３は、開口形成工程の具体例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本願が開示する基板固定装置、静電チャック及び静電チャックの製造方法の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

【0012】

図１は、一実施の形態に係る基板固定装置１００の構成を示す斜視図である。図１に示す基板固定装置１００は、ベースプレート１１０に静電チャック１２０が接着された構造を有する。

【0013】

ベースプレート１１０は、例えばアルミニウムなどの金属製の円形部材である。ベースプレート１１０は、静電チャック１２０を固定する基材である。ベースプレート１１０は、例えば半導体製造装置などに取り付けられ、基板固定装置１００を、ウエハを保持する半導体保持装置として機能させる。

【0014】

静電チャック１２０は、静電力を利用して例えばウエハなどの対象物を吸着しつつ、対象物の温度を調節する。すなわち、静電チャック１２０は、対象物を吸着するセラミック層と、対象物を加熱するヒーター層とを積層して形成されている。静電チャック１２０の径は、ベースプレート１１０の径よりも小さく、ベースプレート１１０の中央に固定される。このとき、静電チャック１２０のヒーター層がベースプレート１１０に接着されることにより、静電チャック１２０がベースプレート１１０に固定される。ヒーター層の上面にはセラミック層が積層されており、対象物を吸着するセラミック層の吸着面が露出する。

【0015】

図２は、図１のＩ－Ｉ線断面を示す模式図である。図２に示すように、基板固定装置１００は、ベースプレート１１０に静電チャック１２０が接着されて構成される。

【0016】

ベースプレート１１０は、内部に冷却水の流路となる冷却水路１１１を有する、例えば厚さ２０～５０ｍｍ程度の金属製の部材である。ベースプレート１１０は、基板固定装置１００の外部から冷却水路１１１へ流入する冷却水によって、静電チャック１２０を冷却する。静電チャック１２０が冷却される結果、静電チャック１２０に吸着される例えばウエハなどの対象物が冷却される。

【0017】

なお、ベースプレート１１０は、冷却水路１１１の代わりに、冷却ガスの流路となる冷却ガス路を有していても良い。要するに、ベースプレート１１０は、例えば冷却水及び冷却ガスなどの冷媒を通過させる冷媒通路を有している。

【0018】

静電チャック１２０は、セラミック層１３０と、第１絶縁樹脂層１４０と、第２絶縁樹脂層１５０と、第３絶縁樹脂層１６０とを有し、第３絶縁樹脂層１６０がベースプレート１１０に接着される。

【0019】

セラミック層１３０は、内部に導電性の電極１３１を有し、セラミックからなる例えば厚さ４．５ｍｍ程度の層である。セラミックは、例えば酸化アルミニウムを用いて作製されたグリーンシートを焼成することにより得られる。セラミック層１３０の電極１３１に電圧が印加されることによって発生する静電力によって、セラミック層１３０は、例えば基板などの対象物に接触して吸着する。すなわち、図２においては、セラミック層１３０の上面が対象物に接触する吸着面となり、電極１３１への電圧印加時には、対象物が吸着面に吸着される。

【0020】

第１絶縁樹脂層１４０は、セラミック層１３０に積層され、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の高熱伝導率及び高耐熱性を有する絶縁樹脂からなる層である。第１絶縁樹脂層１４０の厚さは、例えば４０～１００μｍ程度である。第１絶縁樹脂層１４０のセラミック層１３０とは反対側の一面（図２においては下面）には、第１ヒーターパターン１４１が形成されている。

【0021】

第１ヒーターパターン１４１は、例えば、ＣＮ４９（コンスタンタン）（Ｃｕ／Ｎｉ／Ｍｎ／Ｆｅの合金）、ゼラニン（Ｃｕ／Ｍｎ／Ｓｎの合金）、マンガニン（Ｃｕ／Ｍｎ／Ｎｉの合金）等の合金からなる電極である。第１ヒーターパターン１４１は、電圧が印加されると発熱する。第１ヒーターパターン１４１の厚さは、例えば２５～５０μｍ程度であり、１５～２００μｍの範囲に含まれる。

【0022】

第２絶縁樹脂層１５０は、第１絶縁樹脂層１４０に積層され、第１ヒーターパターン１４１を被覆する。第２絶縁樹脂層１５０は、第１絶縁樹脂層１４０と同様に、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の高熱伝導率及び高耐熱性を有する絶縁樹脂からなる層である。第２絶縁樹脂層１５０の厚さは、例えば４０～３００μｍ程度であり、第１絶縁樹脂層１４０よりも厚い。第２絶縁樹脂層１５０の第１絶縁樹脂層１４０とは反対側の一面（図２においては下面）には、第２ヒーターパターン１５１が形成されている。

【0023】

第２ヒーターパターン１５１は、例えば、ＣＮ４９（コンスタンタン）（Ｃｕ／Ｎｉ／Ｍｎ／Ｆｅの合金）、ゼラニン（Ｃｕ／Ｍｎ／Ｓｎの合金）、マンガニン（Ｃｕ／Ｍｎ／Ｎｉの合金）等の合金からなる電極である。第２ヒーターパターン１５１は、電圧が印加されると発熱する。第２ヒーターパターン１５１の厚さは、例えば２５～５０μｍ程度であり、１５～２００μｍの範囲に含まれる。第２ヒーターパターン１５１は、後述する導電部材１７０によって第１ヒーターパターン１４１と電気的に接続される。

【0024】

第３絶縁樹脂層１６０は、第２絶縁樹脂層１５０に積層され、第２ヒーターパターン１５１を被覆する。第３絶縁樹脂層１６０は、第１絶縁樹脂層１４０及び第２絶縁樹脂層１５０と同様に、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の高熱伝導率及び高耐熱性を有する絶縁樹脂からなる層である。第３絶縁樹脂層１６０の厚さは、例えば４０～３００μｍ程度である。第３絶縁樹脂層１６０内には、ベースプレート１１０から第２ヒーターパターン１５１へ給電する給電部１６１が形成される。

【0025】

給電部１６１は、ベースプレート１１０と第２ヒーターパターン１５１を電気的に接続する導電性の部材である。給電部１６１は、ベースプレート１１０から供給される電圧を第２ヒーターパターン１５１に印加する。

【0026】

導電部材１７０は、第２絶縁樹脂層１５０に埋設され、一端が第１ヒーターパターン１４１の表面に当接し、他端が第２ヒーターパターン１５１の表面に当接する導電性の部材である。導電部材１７０は、例えばアクリル又はウレタン等の樹脂に導電性フィラーを含有させて形成される導電性接着シートを例えば円柱形状又は角柱形状に切り抜いて形成されたものである。第１ヒーターパターン１４１及び第２ヒーターパターン１５１に当接する導電部材１７０の底面の直径は、例えば０．１～３ｍｍ程度である。また、導電部材１７０の高さは、第１ヒーターパターン１４１及び第２ヒーターパターン１５１の対向する表面の間の距離に等しく、例えば６０～７０μｍ程度である。

【0027】

導電部材１７０は、半硬化状態で第１ヒーターパターン１４１に接着可能であり、第２絶縁樹脂層１５０を構成する絶縁樹脂よりも半硬化状態における硬度が高い材料から形成されている。したがって、導電部材１７０の一端が第１ヒーターパターン１４１に接着された状態で第２絶縁樹脂層１５０が積層されて加圧されると、導電部材１７０の他端が第２絶縁樹脂層１５０を貫通する。この結果、導電部材１７０の他端が第２ヒーターパターン１５１の表面に到達し、導電部材１７０の両端が、第１ヒーターパターン１４１及び第２ヒーターパターン１５１の対向する表面に接触する。

【0028】

このような構成の基板固定装置１００において、ベースプレート１１０から給電部１６１を介して第２ヒーターパターン１５１に給電されると、導電部材１７０を介して第１ヒーターパターン１４１にも給電される。そして、第１ヒーターパターン１４１及び第２ヒーターパターン１５１に電圧が印加されると、これらの第１ヒーターパターン１４１及び第２ヒーターパターン１５１が発熱してセラミック層１３０が加熱されるとともに、セラミック層１３０に吸着される対象物が加熱される。

【0029】

基板固定装置１００は、第１ヒーターパターン１４１及び第２ヒーターパターン１５１による加熱と、ベースプレート１１０による冷却とによってセラミック層１３０の温度を調整し、セラミック層１３０に吸着される対象物の温度を所望の温度に調節する。なお、第２ヒーターパターン１５１は、発熱するヒーター電極として機能させる代わりに、第１ヒーターパターン１４１の電極間を電気的に接続したり、第１ヒーターパターン１４１と給電部１６１とを電気的に接続したりするバイパス電極として機能させても良い。

【0030】

なお、第２ヒーターパターン１５１をパイパス電極として機能させる場合には、第２ヒーターパターン１５１は、例えば銅又は銅合金などの低抵抗の導電体を用いて形成されても良い。また、上記の基板固定装置１００において、第１絶縁樹脂層１４０、第２絶縁樹脂層１５０及び第３絶縁樹脂層１６０にアルミナや窒化アルミニウム等のフィラーを含有させることで、これらの絶縁樹脂層の熱伝導率を向上させても良い。

【0031】

次いで、上記のように構成された基板固定装置１００の製造方法について、図３に示すフロー図を参照しながら説明する。

【0032】

まず、対象物を吸着するセラミック層１３０が形成される（ステップＳ１０１）。具体的には、例えば酸化アルミニウムを主材料とする複数のグリーンシートが作製され、適宜、グリーンシートの一面に電極１３１が形成される。電極１３１は、例えばグリーンシートの表面に金属ペーストをスクリーン印刷することにより、形成することができる。そして、複数のグリーンシートが積層され焼成されることにより、セラミック層１３０が形成される。セラミック層１３０は、例えば図４に示すように、内部に電極１３１の層を有する。

【0033】

セラミック層１３０が形成されると、セラミック層１３０の表面に第１絶縁樹脂層１４０が積層される（ステップＳ１０２）。第１絶縁樹脂層１４０のセラミック層１３０と反対側の面には、金属箔層が形成されている。すなわち、例えば図５に示すように、一面に厚さが例えば２５～５０μｍ程度の金属箔層１４１ａを有し、厚さが例えば４０～１００μｍ程度の第１絶縁樹脂層１４０がセラミック層１３０の表面に積層される。第１絶縁樹脂層１４０及び金属箔層１４１ａは、真空ラミネート及びプレスによる真空加熱加圧接合により、セラミック層１３０に密着する。

【0034】

第１絶縁樹脂層１４０は、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の高熱伝導率及び高耐熱性を有する絶縁樹脂を用いて形成されている。また、第１絶縁樹脂層１４０に例えばアルミナや窒化アルミニウム等のフィラーを含有させることで、熱伝導率を向上しても良い。一方、金属箔層１４１ａの材料としては、第１ヒーターパターン１４１及び第２ヒーターパターン１５１の材料として例示した圧延合金を用いることができる。すなわち、金属箔層１４１ａは、例えば、ＣＮ４９（コンスタンタン）（Ｃｕ／Ｎｉ／Ｍｎ／Ｆｅの合金）、ゼラニン（Ｃｕ／Ｍｎ／Ｓｎの合金）、マンガニン（Ｃｕ／Ｍｎ／Ｎｉの合金）等の合金からなる。

【0035】

第１絶縁樹脂層１４０が積層されると、金属箔層１４１ａに例えばフォトリソグラフィを用いたエッチングが施されることにより、所望のパターンを有する第１ヒーターパターン１４１が形成される（ステップＳ１０３）。すなわち、金属箔層１４１ａの上面にレジストが形成され、レジストが露光及び現像されることにより、第１ヒーターパターン１４１として残す部分を被覆するレジストパターンが形成される。そして、レジストパターンに被覆されずに露出する金属箔層１４１ａがエッチングにより除去されることにより、例えば図６に示すように、所望の形状の第１ヒーターパターン１４１が形成される。図６においては、例えば二重の同心円状の第１ヒーターパターン１４１の断面が示されている。

【0036】

第１ヒーターパターン１４１が形成されると、第１ヒーターパターン１４１の表面に導電部材１７０が配置される（ステップＳ１０４）。具体的には、例えばアクリル又はウレタン等の樹脂に導電性フィラーを含有させて形成される厚さ４０～１００μｍの導電性接着シートから、底面の直径が０．１～３ｍｍ程度の円柱形状を切り抜いて形成された導電部材１７０が、第１ヒーターパターン１４１の上面に接着される。なお、導電部材１７０は、複数の導電性接着シートを重ねて貼り合わせたものを円柱形状又は角柱形状に切り抜いて形成されても良い。

【0037】

導電部材１７０は、例えば図７に示すように、第１ヒーターパターン１４１の第２ヒーターパターン１５１と電気的に接続される位置に配置される。導電部材１７０が導電性接着シートを切り抜いて形成されているため、第１ヒーターパターン１４１の上面に導電部材１７０を接着して容易に位置を固定することができる。また、第１ヒーターパターン１４１に接着される時点では、導電部材１７０を構成する樹脂が半硬化状態であり、半硬化状態の導電部材１７０は、第２絶縁樹脂層１５０として積層される半硬化状態の絶縁樹脂よりも硬い。なお、半硬化状態の導電部材１７０の硬度を上げるために、導電部材１７０が第１ヒーターパターン１４１に接着された後、導電部材１７０を加熱して一定程度硬化しても良い。

【0038】

導電部材１７０が配置されると、第１ヒーターパターン１４１を被覆する第２絶縁樹脂層１５０が積層される（ステップＳ１０５）。第２絶縁樹脂層１５０の第１ヒーターパターン１４１と反対側の面には、金属箔層が形成されている。すなわち、例えば図８に示すように、一面に厚さが例えば２５～５０μｍ程度の金属箔層１５１ａを有し、厚さが例えば４０～１００μｍ程度の第２絶縁樹脂層１５０が第１絶縁樹脂層１４０及び第１ヒーターパターン１４１の上面に積層される。第２絶縁樹脂層１５０及び金属箔層１５１ａは、真空ラミネート及びプレスによる真空加熱加圧接合により、第１絶縁樹脂層１４０に密着する。

【0039】

第２絶縁樹脂層１５０は、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の高熱伝導率及び高耐熱性を有する絶縁樹脂を用いて形成されている。また、第２絶縁樹脂層１５０に例えばアルミナや窒化アルミニウム等のフィラーを含有させることで、熱伝導率を向上しても良い。一方、金属箔層１５１ａの材料としては、第１ヒーターパターン１４１及び第２ヒーターパターン１５１の材料として例示した圧延合金を用いることができる。すなわち、金属箔層１５１ａは、例えば、ＣＮ４９（コンスタンタン）（Ｃｕ／Ｎｉ／Ｍｎ／Ｆｅの合金）、ゼラニン（Ｃｕ／Ｍｎ／Ｓｎの合金）、マンガニン（Ｃｕ／Ｍｎ／Ｎｉの合金）等の合金からなる。

【0040】

なお、第２ヒーターパターン１５１は、発熱するヒーター電極として機能させる代わりに、第１ヒーターパターン１４１の電極間を電気的に接続したり、第１ヒーターパターン１４１と給電部１６１とを電気的に接続したりするバイパス電極として機能させても良い。第２ヒーターパターン１５１をバイパス電極として機能させる場合には、金属箔層１５１ａの材料として、例えば銅又は銅合金などの電気抵抗が小さい金属を用いても良い。

【0041】

第２絶縁樹脂層１５０が積層される際、第２絶縁樹脂層１５０を構成する絶縁樹脂は半硬化状態であり、導電部材１７０よりも硬度が低いため、導電部材１７０によって第２絶縁樹脂層１５０を構成する絶縁樹脂が押し退けられる。結果として、導電部材１７０が第２絶縁樹脂層１５０を貫通し、導電部材１７０の上端が第２絶縁樹脂層１５０の表面に形成された金属箔層１５１ａの下面に当接する。したがって、導電部材１７０の一端が第１ヒーターパターン１４１の上面に当接し、導電部材１７０の他端が金属箔層１５１ａの下面に当接する。また、第２絶縁樹脂層１５０が真空加熱加圧接合される際には、加熱及び加圧によって第２絶縁樹脂層１５０が硬化するとともに、導電部材１７０も硬化する。積層時に第２絶縁樹脂層１５０が加圧されるとともに、導電部材１７０が硬化するため、導電部材１７０が金属箔層１５１ａの下面に確実に接触し、２層のヒーターパターンの層間接続信頼性を向上することができる。

【0042】

第２絶縁樹脂層１５０が積層されると、金属箔層１５１ａに例えばフォトリソグラフィを用いたエッチングが施されることにより、所望のパターンを有する第２ヒーターパターン１５１が形成される（ステップＳ１０６）。すなわち、金属箔層１５１ａの上面にレジストが形成され、レジストが露光及び現像されることにより、第２ヒーターパターン１５１として残す部分を被覆するレジストパターンが形成される。そして、レジストパターンに被覆されずに露出する金属箔層１５１ａがエッチングにより除去されることにより、例えば図９に示すように、所望の形状の第２ヒーターパターン１５１が形成される。図９に示すように、第２ヒーターパターン１５１は、少なくとも一部が第１ヒーターパターン１４１と重ならない位置に配置される。すなわち、第２ヒーターパターン１５１は、第１ヒーターパターン１４１が形成されていない領域と平面視で重なる位置に形成される。また、第２ヒーターパターン１５１は、導電部材１７０の位置を含む領域では、平面視で第１ヒーターパターン１４１と重なる位置に形成される。

【0043】

図１０は、第１ヒーターパターン１４１の具体例を示す図である。また、図１１は、第２ヒーターパターン１５１の具体例を示す図である。図１０に示すように、第１ヒーターパターン１４１が二重の同心円状に形成される場合、導電部材１７０は、同心円を形成する電極それぞれに接触する位置に形成される。そして、図１１に示すように、第２ヒーターパターン１５１が第１ヒーターパターン１４１と平面視で一部が重なり他の一部が重ならない位置に形成される場合、導電部材１７０は、第１ヒーターパターン１４１と平面視で重なる一部に形成される。

【0044】

このように、導電部材１７０の位置を含む領域では第１ヒーターパターン１４１と第２ヒーターパターン１５１が平面視で重なるとともに、導電部材１７０の一端が第１ヒーターパターン１４１の上面に当接し、導電部材１７０の他端が第２ヒーターパターン１５１の下面に当接する。このため、ビアを形成する工程を経ることなく、第１ヒーターパターン１４１と第２ヒーターパターン１５１が導電部材１７０によって電気的に接続される。つまり、簡便な工程で２層のヒーターパターンの層間接続をすることができ、静電チャック１２０及び基板固定装置１００の製造効率を向上することができる。

【0045】

導電部材１７０によって第１ヒーターパターン１４１に接続された第２ヒーターパターン１５１が形成されると、第２ヒーターパターン１５１を被覆する第３絶縁樹脂層１６０が積層される（ステップＳ１０７）。具体的には、半硬化状態の第３絶縁樹脂層１６０が第２絶縁樹脂層１５０及び第２ヒーターパターン１５１を被覆するように積層され、加熱及び加圧されることにより、第３絶縁樹脂層１６０が硬化する。この結果、例えば図１２に示すように、第１ヒーターパターン１４１及び第２ヒーターパターン１５１が導電部材１７０によって接続された２層のヒーターが形成される。

【0046】

そして、第２ヒーターパターン１５１のうち電極パッドに相当する位置において、第３絶縁樹脂層１６０に開口が形成される（ステップＳ１０８）。すなわち、給電部１６１に接触する電極パッドとなる位置において第２ヒーターパターン１５１を露出させるため、例えば図１３に示すように、第３絶縁樹脂層１６０に開口１６１ａが形成される。これにより、導電部材１７０によって接続される２層のヒーター電極を有する静電チャック１２０が得られる。

【0047】

静電チャック１２０は、接着剤によってベースプレート１１０に接着される（ステップＳ１０９）。具体的には、開口１６１ａが形成された第３絶縁樹脂層１６０の面が、例えばシランカップリング剤及び接着剤によってベースプレート１１０に接着される。このとき、開口１６１ａの位置を給電部１６１の位置に合わせて接着することにより、給電部１６１と第２ヒーターパターン１５１とが接触し、第２ヒーターパターン１５１への給電が可能となる。さらに、第２ヒーターパターン１５１が導電部材１７０を介して第１ヒーターパターン１４１と接続されているため、第１ヒーターパターン１４１への給電も可能となる。ベースプレート１１０に静電チャック１２０が接着されることにより、基板固定装置１００が完成する。

【0048】

以上のように、本実施の形態によれば、第１ヒーターパターンの表面に導電部材を配置した状態で第１ヒーターパターンを被覆する絶縁樹脂層を積層し、導電部材に絶縁樹脂層を貫通させる。そして、絶縁樹脂層を貫通した導電部材の先端を第２ヒーターパターンに当接させる。このため、第１ヒーターパターンと第２ヒーターパターンを接続するビアを形成することなく、導電部材により第１ヒーターパターンと第２ヒーターパターンを電気的に接続することができる。したがって、絶縁樹脂層にビアホールを形成したり、ビアホールに金属ペーストを充填したりする工程を省略することができ、製造効率を向上することができる。

【0049】

なお、上記一実施の形態においては、第１ヒーターパターン１４１及び第２ヒーターパターン１５１の２層のヒーター電極を静電チャック１２０に設けるものとしたが、３層以上のヒーターパターンを静電チャック１２０に設けることも可能である。３層以上のヒーターパターンを設ける場合でも、各層のヒーターパターンの表面に導電部材を配置し、上方から絶縁樹脂層を積層することにより、導電部材が絶縁樹脂層を貫通して上層のヒーターパターンに接触する。これにより、上下の層のヒーターパターンを容易に電気的に接続させることができ、製造効率を向上することができる。

【0050】

また、上記一実施の形態においては、第１ヒーターパターン１４１のうち導電部材１７０に接触する部分や、第２ヒーターパターン１５１のうち給電部１６１に接触する部分には、電極パッドが形成される。電極パッドは、導電部材１７０や給電部１６１に確実に接続するために一定程度以上の径を有する領域であり、電極パッドの周辺は、ヒーターパターンの空白領域となりやすい。このため、電極パッド周辺の温度が低下しやすく、均熱性の低下を招くことがある。

【0051】

そこで、上記一実施の形態においては、一方のヒーターパターンの電極パッドには、他方のヒーターパターンが重なるようにすることで、電極パッド周辺の温度低下を防止し、均熱性を向上するようにしても良い。

【0052】

さらに、上記一実施の形態においては、導電部材１７０が樹脂に導電性フィラーを含有させた材料から形成されるものとしたが、導電部材１７０は他の導電体から形成されても良い。ただし、導電部材１７０は、第２絶縁樹脂層１５０を構成する絶縁樹脂よりも硬度が高い材料から形成されている。このため、導電部材１７０が配置された第１ヒーターパターン１４１を被覆するように第２絶縁樹脂層１５０が積層される際には、導電部材１７０の端部が第２絶縁樹脂層１５０を貫通して金属箔層１５１ａに接触する。

【符号の説明】

【0053】

１１０ ベースプレート
１２０ 静電チャック
１３０ セラミック層
１３１ 電極
１４０ 第１絶縁樹脂層
１４１ａ、１５１ａ 金属箔層
１４１ 第１ヒーターパターン
１５０ 第２絶縁樹脂層
１５１ 第２ヒーターパターン
１６０ 第３絶縁樹脂層
１６１ 給電部
１６１ａ 開口
１７０ 導電部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】