(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】P2024138914
(43)【公開日】2024-10-09
(54)【発明の名称】静電チャック
(51)【国際特許分類】
H01L 21/683 20060101AFI20241002BHJP
H01L 21/205 20060101ALI20241002BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20241002BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20241002BHJP
H02N 13/00 20060101ALI20241002BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 R
H01L21/205
H01L21/31 C
H01L21/302 101G
H02N13/00 D
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023049636
(22)【出願日】2023-03-27
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-12-06
(71)【出願人】
【識別番号】000010087
【氏名又は名称】ＴＯＴＯ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100140486
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100121843
【弁理士】
【氏名又は名称】村井 賢郎
(74)【代理人】
【識別番号】100170058
【弁理士】
【氏名又は名称】津田 拓真
(72)【発明者】
【氏名】池口 雅文
(72)【発明者】
【氏名】新美 泰之
(72)【発明者】
【氏名】宮本 悠雅
(72)【発明者】
【氏名】上藤 淳平
【テーマコード（参考）】
5F004
5F045
5F131
【Ｆターム（参考）】
5F004AA01
5F004BB18
5F004BB22
5F004BB25
5F004BB26
5F004BB29
5F004BD04
5F045AA08
5F045AF03
5F045EJ03
5F045EK07
5F045EM05
5F045EM07
5F045EM09
5F131AA02
5F131BA04
5F131BA19
5F131CA03
5F131DA33
5F131DA42
5F131EA03
5F131EB11
5F131EB14
5F131EB15
5F131EB16
5F131EB17
5F131EB18
5F131EB78
5F131EB79
5F131EB81
5F131EB82
(57)【要約】
【課題】誘電体基板における局所的な発熱を抑制することのできる静電チャック、を提供する。
【解決手段】静電チャック１０は、誘電体基板１００と、誘電体基板１００の面１２０に設けられた電極端子５０と、誘電体基板１００に内蔵されたヒーター４００と、ヒーター４００と電極端子５０との間となる位置において、誘電体基板１００に内蔵されたバイパス層５００Ｂと、ヒーター４００とバイパス層５００Ｂとの間を電気的に接続する複数の第１接続部６１０Ｂと、バイパス層５００Ｂと電極端子５０との間を電気的に接続する第２接続部６２０Ｂと、を備える。第２接続部６２０Ｂの１つあたりの電気抵抗は、第１接続部６１０の１つあたりの電気抵抗よりも小さい。
【選択図】図３
【解決手段】静電チャック１０は、誘電体基板１００と、誘電体基板１００の面１２０に設けられた電極端子５０と、誘電体基板１００に内蔵されたヒーター４００と、ヒーター４００と電極端子５０との間となる位置において、誘電体基板１００に内蔵されたバイパス層５００Ｂと、ヒーター４００とバイパス層５００Ｂとの間を電気的に接続する複数の第１接続部６１０Ｂと、バイパス層５００Ｂと電極端子５０との間を電気的に接続する第２接続部６２０Ｂと、を備える。第２接続部６２０Ｂの１つあたりの電気抵抗は、第１接続部６１０の１つあたりの電気抵抗よりも小さい。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被吸着物が載置される載置面を有する誘電体基板と、
前記誘電体基板のうち前記載置面とは反対側となる位置に設けられた電極部と、
前記誘電体基板に内蔵された導体層と、
前記導体層と前記電極部との間となる位置において、前記誘電体基板に内蔵されたバイパス層と、
前記導体層と前記バイパス層との間を電気的に接続する複数の第１接続部と、
前記バイパス層と前記電極部との間を電気的に接続する第２接続部と、を備え、
前記第２接続部の１つあたりの電気抵抗は、前記第１接続部の１つあたりの電気抵抗よりも小さいことを特徴とする静電チャック。
前記誘電体基板のうち前記載置面とは反対側となる位置に設けられた電極部と、
前記誘電体基板に内蔵された導体層と、
前記導体層と前記電極部との間となる位置において、前記誘電体基板に内蔵されたバイパス層と、
前記導体層と前記バイパス層との間を電気的に接続する複数の第１接続部と、
前記バイパス層と前記電極部との間を電気的に接続する第２接続部と、を備え、
前記第２接続部の１つあたりの電気抵抗は、前記第１接続部の１つあたりの電気抵抗よりも小さいことを特徴とする静電チャック。
【請求項2】
前記第１接続部及び前記第２接続部のそれぞれは、前記載置面に対し垂直な方向に沿って伸びる複数のビア部を含むことを特徴とする、請求項１に記載の静電チャック。
【請求項3】
前記第２接続部が含む前記ビア部の数は、前記第１接続部が含む前記ビア部の数よりも多いことを特徴とする、請求項２に記載の静電チャック。
【請求項4】
前記第１接続部が含む前記ビア部の１つあたりの断面積と、前記第２接続部が含む前記ビア部の１つあたりの断面積と、は互いに等しいことを特徴とする、請求項３に記載の静電チャック。
【請求項5】
前記第１接続部及び前記第２接続部のそれぞれにおいて、複数の前記ビア部は周方向に等間隔で並ぶように配置されていることを特徴とする、請求項２に記載の静電チャック。
【請求項6】
前記バイパス層は、
第１バイパス層と、
前記第１バイパス層と前記電極部との間となる位置に設けられた第２バイパス層と、を含み、
前記導体層と前記第１バイパス層との間は、前記第１接続部によって電気的に接続されており、
第２バイパス層と前記電極部との間は、前記第２接続部によって電気的に接続されており、
前記第１バイパス層と前記第２バイパス層との間を電気的に接続する複数の第３接続部を更に備え、
前記第２接続部の１つあたりの電気抵抗は、前記第３接続部の１つあたりの電気抵抗よりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の静電チャック。
第１バイパス層と、
前記第１バイパス層と前記電極部との間となる位置に設けられた第２バイパス層と、を含み、
前記導体層と前記第１バイパス層との間は、前記第１接続部によって電気的に接続されており、
第２バイパス層と前記電極部との間は、前記第２接続部によって電気的に接続されており、
前記第１バイパス層と前記第２バイパス層との間を電気的に接続する複数の第３接続部を更に備え、
前記第２接続部の１つあたりの電気抵抗は、前記第３接続部の１つあたりの電気抵抗よりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の静電チャック。
【請求項7】
前記第２接続部及び前記第３接続部のそれぞれは、前記載置面に対し垂直な方向に沿って伸びる複数のビア部を含み、
前記第２接続部が含む前記ビア部の数は、前記第３接続部が含む前記ビア部の数よりも多いことを特徴とする、請求項６に記載の静電チャック。
前記第２接続部が含む前記ビア部の数は、前記第３接続部が含む前記ビア部の数よりも多いことを特徴とする、請求項６に記載の静電チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は静電チャックに関する。
【背景技術】
【0002】
例えばＣＶＤ装置やエッチング装置のような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と、誘電体基板を支持するベースプレートと、を備え、これらが互いに接合された構成を有する。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。
【0003】
誘電体基板の内部には、例えば、誘電体基板を加熱するためのヒーターやＲＦ電極のような導体層が埋め込まれる。誘電体基板のうち載置面とは反対側となる位置には、導体層への給電を行うための電極部（例えば電極端子）が設けられる。導体層と電極部との間は、誘電体基板の内部に設けられた電路によって電気的に接続される。
【0004】
下記特許文献１に示されるように、導体層と電極部との間には、両者を繋ぐ電路の一部としてバイパス層（引出部）が設けられることがある。バイパス層を設けることで、誘電体基板における電極部の配置の自由度を高めることができる。また、導体層に繋がる複数の電路をバイパス層に集約して電極部に繋ぐことにより、電極部の数を減らすこともできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第７１８４０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
導体層に繋がる複数の電路をバイパス層に集約した場合には、導体層とバイパス層との間を繋ぐ接続部を流れる電流に比べて、バイパス層と電極部との間を繋ぐ接続部を流れる電流は大きくなる。これに起因して、誘電体基板の内部において局所的な発熱が生じると、処理中における基板の温度が局所的に上昇してしまい、好ましくない。
【0007】
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、誘電体基板における局所的な発熱を抑制することのできる静電チャック、を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
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、被吸着物が載置される載置面を有する誘電体基板と、誘電体基板のうち載置面とは反対側となる位置に設けられた電極部と、誘電体基板に内蔵された導体層と、導体層と電極部との間となる位置において、誘電体基板に内蔵されたバイパス層と、導体層とバイパス層との間を電気的に接続する複数の第１接続部と、バイパス層と電極部との間を電気的に接続する第２接続部と、を備える。第２接続部の１つあたりの電気抵抗は、第１接続部の１つあたりの電気抵抗よりも小さい。
【0009】
このような構成の静電チャックでは、比較的大きな電流の流れる第２接続部の電気抵抗が、第１接続部の電気抵抗よりも小さくなっている。第２接続部で生じるジュール熱が小さくなるので、大電流に伴う局所的な発熱を抑制することができる。
【0010】
また、本発明に係る静電チャックでは、第１接続部及び第２接続部のそれぞれは、載置面に対し垂直な方向に沿って伸びる複数のビア部を含むことも好ましい。複数のビア部として構成することにより、第１接続部及び第２接続部のそれぞれにおける電気抵抗を容易に調整することが可能となる。
【0011】
また、本発明に係る静電チャックでは、第２接続部が含むビア部の数は、第１接続部が含むビア部の数よりも多いことも好ましい。第１接続部及び第２接続部のそれぞれの電気抵抗を、ビア部の数によって容易に調整することが可能となる。
【0012】
また、本発明に係る静電チャックでは、第１接続部が含むビア部の１つあたりの断面積と、第２接続部が含むビア部の１つあたりの断面積と、は互いに等しいことも好ましい。第１接続部及び第２接続部のそれぞれの電気抵抗を、ビア部の数のみによって容易に調整することが可能となる。また、全てのビア部の断面積を等しくすることで、第１接続部及び第２接続部のそれぞれにおいて、複数のビア部に対し均等に電流を分配することも可能となる。
【0013】
また、本発明に係る静電チャックでは、第１接続部及び第２接続部のそれぞれにおいて、複数のビア部は周方向に等間隔で並ぶように配置されていることも好ましい。第１接続部等において、ジュール熱の発生箇所であるビア部が均等に分散配置されるので、局所的な発熱を更に抑制することができる。
【0014】
また、本発明に係る静電チャックでは、バイパス層は、第１バイパス層と、第１バイパス層と電極部との間となる位置に設けられた第２バイパス層と、を含み、導体層と第１バイパス層との間は、第１接続部によって電気的に接続されており、第２バイパス層と電極部との間は、第２接続部によって電気的に接続されており、第１バイパス層と第２バイパス層との間を電気的に接続する複数の第３接続部を更に備え、第２接続部の１つあたりの電気抵抗は、第３接続部の１つあたりの電気抵抗よりも小さいことも好ましい。
【0015】
導体層の数や電極部の配置制限等によっては、バイパス層を複数に分けた方が好ましい場合もある。このような構成においても、大きな電流の流れる第２接続部の電気抵抗を小さくすることで、大電流に伴う局所的な発熱を抑制することができる。
【0016】
また、本発明に係る静電チャックでは、第２接続部及び第３接続部のそれぞれは、載置面に対し垂直な方向に沿って伸びる複数のビア部を含み、第２接続部が含むビア部の数は、第３接続部が含むビア部の数よりも多いことも好ましい。第２接続部及び第３接続部のそれぞれの電気抵抗を、ビア部の数によって容易に調整することが可能となる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、誘電体基板における局所的な発熱を抑制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。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】第１実施形態に係る静電チャックの構成を模式的に示す断面図である。
【図2】第１実施形態に係る誘電体基板に内蔵される、複数のヒーターの配置の例を説明するための図である。
【図3】第１実施形態における、ヒーター及びバイパス層を含む電路の全体を模式的に示す図である。
【図4】第１実施形態における、第１接続部及び第２接続部のそれぞれにおけるビア部の配置、を模式的に示す断面図である。
【図5】第１実施形態の変形例における、第１接続部及び第２接続部のそれぞれにおけるビア部の配置、を模式的に示す断面図である。
【図6】第２実施形態における、ヒーター及びバイパス層を含む電路の全体を模式的に示す断面図である。
【図7】第２実施形態における、第１接続部、第３接続部、及び第２接続部のそれぞれにおけるビア部の配置、を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
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。
【0020】
第１実施形態について説明する。本実施形態に係る静電チャック１０は、例えばＣＶＤ成膜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。
【0021】
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、接合層３００と、を備える。
【0022】
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。
【0023】
誘電体基板１００のうち図１における上方側の面１１０は、被吸着物である基板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（つまり、面１１０とは反対側の面１２０）は、後述の接合層３００を介してベースプレート２００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。
【0024】
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。吸着電極１３０は、所謂「双極」の電極として本実施形態のように２つ設けられていてもよいが、所謂「単極」の電極として１つだけ設けられていてもよい。
【0025】
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、誘電体基板１００に形成された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。
【0026】
吸着面である面１１０上にはシールリング１１１やドット１１２が設けられており、空間ＳＰはこれらの周囲に形成されている。
【0027】
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。それぞれのシールリング１１１の上端は面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。
【0028】
図１等において符号「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。底面１１６には、ヘリウムガスを空間ＳＰ内で素早く拡散させるための溝が形成されていてもよい。
【0029】
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の吸着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。
【0030】
誘電体基板１００にはヒーター４００が内蔵されている。ヒーター４００は、外部から電力の供給を受けて発熱する電気ヒーターである。ヒーター４００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って、吸着電極１３０と面１２０との間となる位置に埋め込まれている。ヒーター４００の材料としては、タングステンに限らず他の材料を用いてもよい。ヒーター４００は、面１１０に対し平行な線状のパターンとして引き回されている。ヒーター４００の具体的な形状については後に説明する。ヒーター４００は、本実施形態における「導体層」に該当する。
【0031】
ヒーター４００は複数設けられており、上面視において互いに異なる位置に配置されている。これにより、それぞれのヒーター４００における発熱量を個別に調整し、基板Ｗの面内温度分布のばらつきを抑制することが可能となっている。それぞれのヒーター４００は、面１１０からの距離（つまり埋め込み深さ）において互いに同じである。
【0032】
誘電体基板１００には、それぞれのヒーター４００に対し外部から給電を行うための電路が設けられている。当該電路には、バイパス層５００と、第１接続部６１０と、第２接続部６２０と、電極端子５０と、が含まれる。
【0033】
バイパス層５００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って、誘電体基板１００のうちヒーター４００と面１２０との間となる位置に埋め込まれている。バイパス層５００の材料としては、タングステンに限らず他の材料を用いてもよい。それぞれのヒーター４００に対する個別の給電を可能とするために、バイパス層５００は複数設けられており、上面視において互いに異なる位置に配置されている。本実施形態では、誘電体基板１００にバイパス層５００を設けることで、面１２０における電極端子５０の配置の自由度が高められている。バイパス層５００の具体的な構成については後に説明する。
【0034】
第１接続部６１０は、導体層であるヒーター４００と、バイパス層５００との間を電気的に接続する部分である。後に説明するように、本実施形態では、１つのバイパス層５００に対して複数の第１接続部６１０が接続されている。
【0035】
それぞれの第１接続部６１０には、上面視で円形に並ぶように配置された複数本のビア部６１１（図１では不図示、図４を参照）が含まれる。それぞれのビア部６１１は概ね円柱形状であって、面１１０に対し垂直な方向に沿って伸びている。ビア部６１１は、面１１０に対し垂直な方向に沿って伸びるように形成された穴（ビア）の内側に、例えばタングステンのような導電性の材料を充填したものである。第１接続部６１０では、これに含まれる複数本のビア部６１１のそれぞれによって、ヒーター４００とバイパス層５００との間が接続されている。
【0036】
第２接続部６２０は、バイパス層５００と、後述の電極端子５０との間を電気的に接続する部分である。後に説明するように、本実施形態では、１つのバイパス層５００に対して１つの第２接続部６２０が接続されている。
【0037】
それぞれの第２接続部６２０には、上面視で円形に並ぶように配置された複数本のビア部６２１（図１では不図示、図４を参照）が含まれる。先に述べたビア部６１１と同様に、それぞれのビア部６２１は概ね円柱形状であって、面１１０に対し垂直な方向に沿って伸びている。ビア部６２１は、面１１０に対し垂直な方向に沿って伸びるように形成された穴（ビア）の内側に、例えばタングステンのような導電性の材料を充填したものである。第２接続部６２０では、これに含まれる複数本のビア部６２１のそれぞれによって、バイパス層５００と電極端子５０との間が接続されている。
【0038】
電極端子５０は、ヒーター４００に外部から供給される電力を受ける部分として、面１２０に埋め込まれた金属製の端子である。面１２０において電極端子５０は複数設けられており、それぞれの電極端子５０には、給電路１３の一端が接続されている。給電路１３は導電性の金属部材（例えばバスバー）であって、ベースプレート２００に設けられた不図示の貫通穴を通じて外部へと引き出されている。当該貫通穴の内面と給電路１３との間には、例えば円筒状の絶縁部材が設けられていてもよい。電極端子５０は、誘電体基板１００のうち面１１０とは反対側となる位置において、外部からの給電を受ける部分となっている。電極端子５０は、本実施形態における「電極部」に該当する。
【0039】
電極端子５０と第２接続部６２０との間には、電極端子５０を固定するためのろう材が介在していてもよい。また、電極端子５０に替えて、例えば、第２接続部６２０に繋がる薄い金属板を設けた上で、外部から挿入された棒状のピンを当該金属板に当接させる構成としてもよい。この場合は、上記の金属板が「電極部」に該当することとなる。
【0040】
静電チャック１０には、以上のような電路を構成するバイパス層５００、第１接続部６１０、第２接続部６２０、及び電極端子５０が多数設けられている。ただし、図１においてはこれらのうち一部のみが模式的に描かれており、その他については図示が省略されている。
【0041】
ベースプレート２００は、誘電体基板１００を支持するために、誘電体基板１００の面１２０に接合され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３００を介して誘電体基板１００に接合される「被接合面」となっている。面２１０を含むベースプレート２００の表面は、例えばアルミナ溶射膜のような絶縁膜で覆われていてもよい。
【0042】
接合層３００は、誘電体基板１００とベースプレート２００との間に設けられた層であって、両者を接合している。接合層３００は、絶縁性の材料からなる接着材を硬化させたものである。このような接着剤としては、例えばシリコーン系の接着剤を用いることができる。
【0043】
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。
【0044】
ヒーター４００の構成について説明する。図２には、誘電体基板１００が上面視で模式的に描かれている。同図に示されるそれぞれの領域ＨＡは、単一のヒーター４００が引き回される領域を表している。複数設けられたヒーター４００のそれぞれは、それぞれの領域ＨＡ内において個別に引き回されている。図２の例では、ヒーター４００は計４８個設けられている。
【0045】
図３には、２つの領域ＨＡと、これらに配置された２つのヒーター４００、及び、当該ヒーター４００に繋がるバイパス層５００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。
【0046】
図３に示されるように、それぞれの領域ＨＡでは、概ね全ての範囲を均等に通るような経路で１本の線状のヒーター４００が引き回されている。ヒーター４００のうち一方側の端部には、円形のパッド部４０１が形成されており、他方の端部には、円形のパッド部４０２が形成されている。パッド部４０１、４０２はいずれも、第１接続部６１０が接続される部分であって、上面視において第１接続部６１０の全体を包含するように設けられている。パッド部４０１に繋がる第１接続部６１０のことを、以下では「第１接続部６１０Ａ」とも称する。パッド部４０２に繋がる第１接続部６１０のことを、以下では「第１接続部６１０Ｂ」とも称する。
【0047】
図３の例では、領域ＨＡ１、ＨＡ２の下方側となる位置に、３つのバイパス層５００が配置されている。これらのうち、上面視で、領域ＨＡ１又は領域ＨＡ２の一方のみと重なるように配置されたバイパス層５００のことを、以下では「バイパス層５００Ａ」とも称する。また、上面視で領域ＨＡ１、ＨＡ２の両方に跨るよう配置されたバイパス層５００のことを、以下では「バイパス層５００Ｂ」とも称する。図３には、２つのバイパス層５００Ａと、１つのバイパス層５００Ｂとが描かれている。
【0048】
それぞれのヒーター４００のパッド部４０１には、第１接続部６１０Ａの上端が接続されている。第１接続部６１０Ａの下端は、バイパス層５００Ａに接続されている。領域ＨＡ１のヒーター４００に繋がるバイパス層５００Ａと、領域ＨＡ２のヒーター４００に繋がるバイパス層５００Ａとは、互いに分離されている。
【0049】
それぞれのヒーター４００のパッド部４０２には、第１接続部６１０Ｂの上端が接続されている。２つある第１接続部６１０Ｂのそれぞれの下端は、いずれもバイパス層５００Ｂに接続されている。
【0050】
以上のように、それぞれのヒーター４００のパッド部４０１は、第１接続部６１０Ａを介して、ヒーター４００に対応して個別に設けられたバイパス層５００Ａに接続されている。一方、それぞれのヒーター４００のパッド部４０２は、第１接続部６１０Ｂを介して、共通のバイパス層５００Ｂに接続されている。
【0051】
バイパス層５００Ａ、５００Ｂのそれぞれには、第２接続部６２０を介して電極端子５０が接続されている。バイパス層５００Ａに上端が接続された第２接続部６２０のことを、以下では「第２接続部６２０Ａ」とも称する。バイパス層５００Ｂに上端が接続された第２接続部６２０のことを、以下では「第２接続部６２０Ｂ」とも称する。
【0052】
第２接続部６２０Ａに繋がる電極端子５０には、給電路１３を介して直流電源ＰＳが接続されている。一方、第２接続部６２０Ｂに繋がる電極端子５０は、給電路１３を介して接地されている。
【0053】
本実施形態では、複数あるヒーター４００のそれぞれの一端に、直流電源ＰＳからの電力が個別に供給される。一方、複数あるヒーター４００のそれぞれの他端は、共通のバイパス層５００Ｂを介して接地されている。図３に示されていないその他のヒーター４００についても同様である。
【0054】
尚、共通のバイパス層５００Ｂに接続されるヒーター４００の数（第１接続部６１０Ｂの数ともいえる）は、３つ以上であってもよい。また、バイパス層５００Ｂに接続される第２接続部６２０Ｂの数は、２つ以上であってもよい。いずれの場合であっても、バイパス層５００Ｂに接続される第２接続部６２０Ｂの数は、同じバイパス層５００Ｂに接続される第１接続部６１０Ｂの数よりも少なくなっていればよい。バイパス層５００Ｂでは、複数の第１接続部６１０Ｂから電流が流入し集約された後、当該電流が、数の少ない第２接続部６２０Ｂへと流入する。
【0055】
このような構成においては、第２接続部６２０Ｂを通る電流は、第１接続部６１０Ｂを通る電流よりも大きくなる。このため、誘電体基板１００のうち第２接続部６２０Ｂの位置においては、局所的に大きなジュール熱が生じる可能性があり、この影響で、処理中における基板Ｗの温度が局所的に上昇してしまうことが懸念される。
【0056】
そこで、本実施形態に係る静電チャック１０では、第２接続部６２０Ｂの１つあたりの電気抵抗を、第１接続部６１０Ｂの１つあたりの電気抵抗よりも小さいすることで、上記問題を解決している。これにより、第２接続部６２０Ｂで生じるジュール熱が小さくなるので、大電流に伴う局所的な発熱を抑制することができる。
【0057】
図４（Ａ）に示されるのは、１つの第１接続部６１０Ｂを、面１１０に対し平行な面で切断した場合における断面である。本実施形態では、１つの第１接続部６１０Ｂには計４つのビア部６１１が含まれており、これらが周方向に沿って（つまり、図４（Ａ）の点線の円に沿って）互いに等間隔で並ぶように配置されている。それぞれのビア部６１１の断面形状は略円形であって、その断面積は互いに概ね等しい。
【0058】
図４（Ｂ）に示されるのは、１つの第２接続部６２０Ｂを、面１１０に対し平行な面で切断した場合における断面である。本実施形態では、１つの第２接続部６２０Ｂには計６つのビア部６２１が含まれており、これらが周方向に沿って（つまり、図４（Ｂ）の点線の円に沿って）互いに等間隔で並ぶように配置されている。それぞれのビア部６２１の断面形状は略円形であって、その断面積は互いに概ね等しい。また、ビア部６２１の断面積は、ビア部６１１の断面積とも等しい。
【0059】
このように、本実施形態では、１つの第２接続部６２０Ｂが含むビア部６２１の数が、１つの第１接続部６１０Ｂが含むビア部６１１の数よりも多くなっている。その結果として、第２接続部６２０Ｂの１つあたりの電気抵抗が、第１接続部６１０Ｂの１つあたりの電気抵抗よりも小さくなっている。
【0060】
このような構成とすることで、第１接続部６１０Ｂ及び第２接続部６２０Ｂのそれぞれの電気抵抗を、ビア部６１１、６２１の数のみによって容易に調整することが可能となっている。また、全てのビア部６１１、６２１の断面積を等しくすることで、第１接続部６１０Ｂ及び第２接続部６２０Ｂのそれぞれにおいて、複数のビア部６１１（又はビア部６２１）に対し均等に電流を分配することも可能となっている。尚、上記のように第２接続部６２０Ｂ等の電気抵抗の調整を容易に行い得るのは、第２接続部６２０Ｂ等を、複数のビア部６２１等により構成したことの結果ということができる。
【0061】
本実施形態では上記のように、第１接続部６１０Ｂ及び第２接続部６２０Ｂのそれぞれにおいて、複数のビア部６１１（又はビア部６２１）は周方向に等間隔で並ぶように配置されている。第１接続部６１０Ｂ等において、ジュール熱の発生箇所であるビア部６１１等が均等に分散配置されるので、局所的な発熱を更に抑制することができる。
【0062】
尚、図５に示される変形例のように、第１接続部６１０Ｂ及び第２接続部６２０Ｂのそれぞれの電気抵抗を、ビア部６１１等の数ではなく、ビア部６１１等のそれぞれの断面積によって調整することとしてもよい。この変形例では、第１接続部６１０Ｂに含まれるそれぞれのビア部６１１の数と、第２接続部６２０Ｂに含まれるそれぞれのビア部６２１の数と、は互いに等しい。一方で、第２接続部６２０Ｂに含まれるそれぞれのビア部６２１の断面積は、第１接続部６１０Ｂに含まれるそれぞれのビア部６１１の断面積よりも大きくなっている。その結果として、第２接続部６２０Ｂの１つあたりの電気抵抗が、第１接続部６１０Ｂの１つあたりの電気抵抗よりも小さくなっている。このような構成とした場合でも、上記で説明したものと同様の効果を奏する。
【0063】
第２実施形態について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。
【0064】
図６には、本実施形態に係る静電チャック１０のうち、誘電体基板１００に内蔵されたヒーター４００と、これに繋がる電路の構成が、模式的な断面図として示されている。同図に示されるように、本実施形態の誘電体基板１００には、バイパス層５００が２層設けられている。これらのうち、ヒーター４００側に設けられているバイパス層５００のことを、以下では「第１バイパス層５１０」とも称する。第１バイパス層５１０と電極端子５０との間となる位置に設けられているバイパス層５００のことを、以下では「第２バイパス層５２０」とも称する。
【0065】
導体層であるヒーター４００と第１バイパス層５１０との間は、第１接続部６１０Ｂによって電気的に接続されている。第１バイパス層５１０と第２バイパス層５２０との間は、第３接続部６３０Ｂによって電気的に接続されている。第２バイパス層５２０と電極端子５０との間は、第２接続部６２０Ｂによって電気的に接続されている。
【0066】
本実施形態では、第１バイパス層５１０の数は、第２バイパス層５２０の数よりも多い。１つの第１バイパス層５１０に繋がる第１接続部６１０Ｂの数は、同じ第１バイパス層５１０に繋がる第３接続部６３０Ｂの数よりも多い。また、１つの第２バイパス層５２０に繋がる第３接続部６３０Ｂの数は、同じ第２バイパス層５２０に繋がる第２接続部６２０Ｂの数よりも多い。このような構成においては、複数のヒーター４００からの電流が第１バイパス層５１０に集約され、複数の第１バイパス層５１０からの電流が第２バイパス層５２０に更に集約される。その後、当該電流は電極端子５０へと流れる。
【0067】
このため、第３接続部６３０Ｂを通る電流は、第１接続部６１０Ｂを通る電流よりも大きくなる。また、第２接続部６２０Ｂを通る電流は、第３接続部６３０Ｂを通る電流よりも更に大きくなる。
【0068】
そこで、本実施形態では、第３接続部６３０Ｂの１つあたりの電気抵抗を、第１接続部６１０Ｂの１つあたりの電気抵抗よりも小さくしている。また、第２接続部６２０Ｂの１つあたりの電気抵抗を、第３接続部６３０Ｂの１つあたりの電気抵抗よりも小さくしている。これにより、第３接続部６３０Ｂ等で生じるジュール熱が小さくなるので、大電流に伴う局所的な発熱を抑制することができる。
【0069】
第１接続部６１０Ｂ、第２接続部６２０Ｂ、及び第３接続部６３０Ｂのそれぞれの電気抵抗は、第１実施形態等で説明したものと同様の構成により、適宜調整することができる。
【0070】
図７（Ａ）に示されるのは、１つの第１接続部６１０Ｂを、面１１０に対し平行な面で切断した場合における断面である。図７（Ｂ）に示されるのは、１つの第３接続部６３０Ｂを、面１１０に対し平行な面で切断した場合における断面である。図７（Ｃ）に示されるのは、１つの第２接続部６２０Ｂを、面１１０に対し平行な面で切断した場合における断面である。
【0071】
本実施形態では図７（Ａ）のように、１つの第１接続部６１０Ｂには計４つのビア部６１１が含まれており、これらが周方向に沿って（つまり、図７（Ａ）の点線の円に沿って）互いに等間隔で並ぶように配置されている。それぞれのビア部６１１の断面形状は略円形であって、その断面積は互いに概ね等しい。
【0072】
本実施形態では図７（Ｂ）のように、１つの第３接続部６３０Ｂには計５つのビア部６３１が含まれており、これらが周方向に沿って（つまり、図７（Ｂ）の点線の円に沿って）互いに等間隔で並ぶように配置されている。それぞれのビア部６３１の断面形状は略円形であって、その断面積は互いに概ね等しい。また、ビア部６３１の断面積は、ビア部６１１の断面積とも等しい。
【0073】
本実施形態では図７（Ｃ）のように、１つの第２接続部６２０Ｂには計６つのビア部６２１が含まれており、これらが周方向に沿って（つまり、図７（Ｂ）の点線の円に沿って）互いに等間隔で並ぶように配置されている。それぞれのビア部６２１の断面形状は略円形であって、その断面積は互いに概ね等しい。また、ビア部６２１の断面積は、ビア部６１１の断面積とも等しい。
【0074】
このように、それぞれの接続部を複数のビア部によって構成した上で、第３接続部６３０Ｂに含まれるビア部６３１の数を、その上にある第１接続部６１０Ｂに含まれるビア部６１１の数よりも多くすればよい。また、第２接続部６２０Ｂに含まれるビア部６２１の数を、その上にある第３接続部６３０Ｂに含まれるビア部６３１の数よりも更に多くすればよい。
【0075】
このような態様に換えて、第１接続部６１０Ｂ、第２接続部６２０Ｂ、及び第３接続部６３０Ｂのそれぞれの電気抵抗を、図５の変形例と同様に、ビア部６１１等の断面積を異ならせることによって調整してもよい。
【0076】
本実施形態では、バイパス層５００の数を２層としたが、バイパス層５００の数は３層以上であってもよい。この場合でも、それぞれのバイパス層５００の間を接続部で繋いだ上で、集約されて流れる電流の大きさに応じて、各接続部の電気抵抗を調整すればよい。
【0077】
バイパス層５００を介して給電を受ける「導体層」は、本実施形態のようにヒーター４００であってもよいが、他の目的で設けられた層であってもよい。例えば、導体層はＲＦ電極であってもよく、吸着電極１３０等であってもよい。
【0078】
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。
【符号の説明】
【0079】
Ｗ：基板
１０：静電チャック
５０：電極端子
１００：誘電体基板
１１０，１２０：面
４００：ヒーター
５００，５００Ａ，５００Ｂ：バイパス層
５１０：第１バイパス層
５２０：第２バイパス層
６１０，６１０Ａ，６１０Ｂ：第１接続部
６１１：ビア部
６２０，６２０Ａ，６２０Ｂ：第２接続部
６２１：ビア部
６３０Ｂ：第３接続部
６３１：ビア部
１０：静電チャック
５０：電極端子
１００：誘電体基板
１１０，１２０：面
４００：ヒーター
５００，５００Ａ，５００Ｂ：バイパス層
５１０：第１バイパス層
５２０：第２バイパス層
６１０，６１０Ａ，６１０Ｂ：第１接続部
６１１：ビア部
６２０，６２０Ａ，６２０Ｂ：第２接続部
６２１：ビア部
６３０Ｂ：第３接続部
６３１：ビア部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【手続補正書】
【提出日】2023-08-07
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被吸着物が載置される載置面を有する誘電体基板と、
前記誘電体基板のうち前記載置面とは反対側となる位置に設けられた電極部と、
前記誘電体基板に内蔵された導体層と、
前記導体層と前記電極部との間となる位置において、前記誘電体基板に内蔵されたバイパス層と、
前記導体層と前記バイパス層との間を電気的に接続する複数の第１接続部と、
前記バイパス層と前記電極部との間を電気的に接続する第２接続部と、を備え、
前記第２接続部の１つあたりの電気抵抗は、前記第１接続部の１つあたりの電気抵抗よりも小さく、
前記バイパス層は、
第１バイパス層と、
前記第１バイパス層と前記電極部との間となる位置に設けられた第２バイパス層と、を含み、
前記導体層と前記第１バイパス層との間は、前記第１接続部によって電気的に接続されており、
第２バイパス層と前記電極部との間は、前記第２接続部によって電気的に接続されており、
前記第１バイパス層と前記第２バイパス層との間を電気的に接続する複数の第３接続部を更に備え、
前記第２接続部の１つあたりの電気抵抗は、前記第３接続部の１つあたりの電気抵抗よりも小さいことを特徴とする静電チャック。
前記誘電体基板のうち前記載置面とは反対側となる位置に設けられた電極部と、
前記誘電体基板に内蔵された導体層と、
前記導体層と前記電極部との間となる位置において、前記誘電体基板に内蔵されたバイパス層と、
前記導体層と前記バイパス層との間を電気的に接続する複数の第１接続部と、
前記バイパス層と前記電極部との間を電気的に接続する第２接続部と、を備え、
前記第２接続部の１つあたりの電気抵抗は、前記第１接続部の１つあたりの電気抵抗よりも小さく、
前記バイパス層は、
第１バイパス層と、
前記第１バイパス層と前記電極部との間となる位置に設けられた第２バイパス層と、を含み、
前記導体層と前記第１バイパス層との間は、前記第１接続部によって電気的に接続されており、
第２バイパス層と前記電極部との間は、前記第２接続部によって電気的に接続されており、
前記第１バイパス層と前記第２バイパス層との間を電気的に接続する複数の第３接続部を更に備え、
前記第２接続部の１つあたりの電気抵抗は、前記第３接続部の１つあたりの電気抵抗よりも小さいことを特徴とする静電チャック。
【請求項2】
前記第１接続部及び前記第２接続部のそれぞれは、前記載置面に対し垂直な方向に沿って伸びる複数のビア部を含むことを特徴とする、請求項１に記載の静電チャック。
【請求項3】
前記第２接続部が含む前記ビア部の数は、前記第１接続部が含む前記ビア部の数よりも多いことを特徴とする、請求項２に記載の静電チャック。
【請求項4】
前記第１接続部が含む前記ビア部の１つあたりの断面積と、前記第２接続部が含む前記ビア部の１つあたりの断面積と、は互いに等しいことを特徴とする、請求項３に記載の静電チャック。
【請求項5】
前記第１接続部及び前記第２接続部のそれぞれにおいて、複数の前記ビア部は周方向に等間隔で並ぶように配置されていることを特徴とする、請求項２に記載の静電チャック。
【請求項6】
前記第２接続部及び前記第３接続部のそれぞれは、前記載置面に対し垂直な方向に沿って伸びる複数のビア部を含み、
前記第２接続部が含む前記ビア部の数は、前記第３接続部が含む前記ビア部の数よりも多いことを特徴とする、請求項１に記載の静電チャック。
前記第２接続部が含む前記ビア部の数は、前記第３接続部が含む前記ビア部の数よりも多いことを特徴とする、請求項１に記載の静電チャック。