特許 7429126 基板固定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-30

(45)【発行日】2024-02-07

(54)【発明の名称】基板固定装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20240131BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20240131BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20240131BHJP

   H02N 13/00 20060101ALI20240131BHJP

   H05B 3/74 20060101ALI20240131BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H01L21/302 101G

H01L21/205

H02N13/00 D

H05B3/74

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020014639

(22)【出願日】2020-01-31

(65)【公開番号】P2021122034

(43)【公開日】2021-08-26

【審査請求日】2022-10-03

(73)【特許権者】

【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】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】小林 博幸

【審査官】宮久保 博幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０８４３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１１２６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／００７０８１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開昭５５－０９６６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２７９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２２７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－１２６８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５４５３１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０２Ｎ １３／００

Ｈ０５Ｂ ３／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベースプレートと、
接着層を介して前記ベースプレートの一方の面に搭載された静電チャックと、を有し、
前記静電チャックは、
基体に内蔵された複数の発熱体と、
前記基体に内蔵され、各々の前記発熱体に直列に接続された、光で制御可能な電流制御素子と、を有し、
各々の前記電流制御素子の受光部が前記基体の外部から光を受光可能であり、
前記ベースプレートには、前記ベースプレートから前記接着層に連通する貫通孔が形成され、
前記貫通孔には、前記受光部に照射される光を伝搬する光ファイバーが配置され、
前記光ファイバーの先端は、前記貫通孔の前記ベースプレートに形成された部分に位置している基板固定装置。

【請求項2】

前記基体の外部から前記受光部に照射される光により前記電流制御素子が導通し、前記電流制御素子に接続された前記発熱体に電流が流れる請求項１に記載の基板固定装置。

【請求項3】

前記基体には、独立に温度制御可能な複数の領域が画定され、
各々の前記領域には、前記発熱体が１つ配置されている請求項１又は２に記載の基板固定装置。

【請求項4】

前記電流制御素子は、フォトトランジスタである請求項１乃至３の何れか一項に記載の基板固定装置。

【請求項5】

前記基体は、前記発熱体と異なる層に、外部から電圧を印加することで発熱する他の発熱体を内蔵している請求項１乃至４の何れか一項に記載の基板固定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板固定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体装置を製造する際に使用される成膜装置やプラズマエッチング装置は、ウェハを真空の処理室内に精度良く保持するためのステージを有する。このようなステージとして、例えば、ベースプレートに搭載された静電チャックによりウェハを吸着保持する基板固定装置が提案されている。

【0003】

基板固定装置の一例として、ウェハの温度調節をするための発熱体を設けた構造のものが挙げられる。この基板固定装置では、例えば、発熱体として抵抗体を静電チャックに内蔵させ、抵抗体に電力を付加することで加熱する方法や、発熱体として発光ダイオードを用い、発光ダイオードを固定数の行及び列を有する規則的アレイとして配列したり、外側の同心円が内側の同心円より多数の発光ダイオードを有するように円の直径に関連させて配列したりすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特表２０１８－５２５８１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、基板固定装置において複数の発熱体を独立に制御するためには、制御用の多数の電線を静電チャックの外部に引き出す必要がある。又、静電チャックの外部に引き出された電線は、ベースプレートに形成された貫通孔を通して外部に引き出す必要があるため、電線が増えると貫通孔も増える。つまり、電線の多数化によりベースプレートにおける貫通孔の専有面積が大きくなり、ベースプレートの設計自由度が低下する。

【0006】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、複数の発熱体を設けた場合でも、ベースプレートの設計自由度の低下を抑制可能な基板固定装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本基板固定装置は、ベースプレートと、接着層を介して前記ベースプレートの一方の面に搭載された静電チャックと、を有し、前記静電チャックは、前記基体に内蔵された複数の発熱体と、前記基体に内蔵され、各々の前記発熱体に直列に接続された、光で制御可能な電流制御素子と、を有し、各々の前記電流制御素子の受光部が前記基体の外部から光を受光可能であり、前記ベースプレートには、前記ベースプレートから前記接着層に連通する貫通孔が形成され、前記貫通孔には、前記受光部に照射される光を伝搬する光ファイバーが配置され、前記光ファイバーの先端は、前記貫通孔の前記ベースプレートに形成された部分に位置している。

【発明の効果】

【0008】

開示の技術によれば、複数の発熱体を設けた場合でも、ベースプレートの設計自由度の低下を抑制可能な基板固定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係る基板固定装置を簡略化して例示する断面模式図である。

【図2】基体に画定された温度制御領域を例示する平面図である。

【図3】温度制御領域に配置される発熱体を模式的に示す平面図である。

【図4】第１実施形態に係る基板固定装置における発熱体と電流制御素子の電気的な接続について説明する図である。

【図5】電流制御素子の周辺部の実装構造を例示する部分断面図である。

【図6】図５の電流制御素子の周辺部を拡大した部分拡大断面図である。

【図7】比較例に係る基板固定装置を簡略化して例示する断面模式図である。

【図8】第１実施形態の変形例１に係る基板固定装置における電流制御素子の周辺部を拡大した部分拡大断面図である。

【図9】第１実施形態の変形例２に係る基板固定装置を簡略化して例示する断面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0011】

〈第１実施形態〉
図１は、第１実施形態に係る基板固定装置を簡略化して例示する断面模式図である。図１を参照すると、基板固定装置１は、主要な構成要素として、ベースプレート１０と、接着層２０と、静電チャック３０と、光ファイバー８０とを有している。基板固定装置１は、ベースプレート１０の一方の面に搭載された静電チャック３０により吸着対象物である基板（ウェハ等）を吸着保持する装置である。

【0012】

ベースプレート１０は、静電チャック３０を搭載するための部材である。ベースプレート１０の厚さは、例えば、２０～４０ｍｍ程度である。ベースプレート１０は、例えば、アルミニウムから形成され、プラズマを制御するための電極等として利用できる。ベースプレート１０に所定の高周波電力を給電することで、発生したプラズマ状態にあるイオン等を静電チャック３０上に吸着された基板に衝突させるためのエネルギーを制御し、エッチング処理を効果的に行うことができる。

【0013】

ベースプレート１０の内部に、静電チャック３０上に吸着された基板を冷却する不活性ガスを導入するガス供給路が設けられてもよい。基板固定装置１の外部からガス供給路に、例えば、ＨｅやＡｒ等の不活性ガスが導入され、静電チャック３０上に吸着された基板の裏面に不活性ガスが供給されると、基板を冷却できる。

【0014】

ベースプレート１０の内部に、冷媒流路が設けられてもよい。冷媒流路は、例えば、ベースプレート１０の内部に環状に形成された孔である。基板固定装置１の外部から冷媒流路に、例えば、冷却水やガルデン等の冷媒が導入される。冷媒流路に冷媒を循環させベースプレート１０を冷却することで、静電チャック３０上に吸着された基板を冷却できる。

【0015】

静電チャック３０は、吸着対象物である基板を吸着保持する部分である。静電チャック３０の平面形状は、例えば、円形である。静電チャック３０の吸着対象物である基板の直径は、例えば、８、１２、又は１８インチである。

【0016】

なお、平面視とは対象物をベースプレート１０の上面１０ａの法線方向から視ることを指し、平面形状とは対象物をベースプレート１０の上面１０ａの法線方向から視た形状を指すものとする。

【0017】

静電チャック３０は、接着層２０を介して、ベースプレート１０の上面１０ａに設けられている。接着層２０は、例えば、シリコーン系接着剤である。接着層２０の厚さは、例えば、０．１～２．０ｍｍ程度である。接着層２０は、ベースプレート１０と静電チャック３０を接着すると共に、セラミックス製の静電チャック３０とアルミニウム製のベースプレート１０との熱膨張率の差から生じるストレスを低減させる効果を有する。

【0018】

静電チャック３０は、主要な構成要素として、基体３１と、静電電極３２と、複数の発熱体３３と、複数の電流制御素子３４と、配線３６とを有している。基体３１の上面は、吸着対象物が載置される載置面３１ａである。静電チャック３０は、例えば、ジョンセン・ラーベック型静電チャックである。但し、静電チャック３０は、クーロン力型静電チャックであってもよい。

【0019】

基体３１は誘電体であり、基体３１としては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックスを用いる。基体３１は、助剤として、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びイットリウム（Ｙ）から選択される２種以上の元素の酸化物を含んでもよい。基体３１の厚さは、例えば、５～１０ｍｍ程度、基体３１の比誘電率（１ｋＨｚ）は、例えば、９～１０程度である。

【0020】

静電電極３２は、例えば薄膜電極であり、基体３１に内蔵されている。静電電極３２は、基板固定装置１の外部に設けられた電源に接続され、電源から所定の電圧が印加されると、ウェハとの間に静電気による吸着力を発生させる。これにより、静電チャック３０の基体３１の載置面３１ａ上にウェハを吸着保持できる。吸着保持力は、静電電極３２に印加される電圧が高いほど強くなる。静電電極３２は、単極形状でも、双極形状でも構わない。静電電極３２の材料としては、例えば、タングステン、モリブデン等を用いる。

【0021】

図２は、基体に画定された温度制御領域を例示する平面図である。図２に示すように、基体３１には、平面視において、独立に温度制御可能な複数の温度制御領域３１ｅが画定されている。図２の例では、３０個の温度制御領域３１ｅが画定されているが、温度制御領域３１ｅは１００から２００個程度にすることも可能である。又、温度制御領域３１ｅの平面形状は任意であり、必ずしも略同心円状に区切る必要はなく、例えば、略格子状に区切ってもよい。

【0022】

図３は、温度制御領域に配置される発熱体を模式的に示す平面図である。発熱体３３は、基体３１に内蔵されており、電流が流れると発熱して基体３１の載置面３１ａが所定の温度となるように加熱するヒータである。

【0023】

図３に示すように、発熱体３３は、各々の温度制御領域３１ｅに１つずつ配置されている。各々の温度制御領域３１ｅに配置された発熱体３３同士は互いに絶縁されており、電流値を変えることで、独立に発熱量を変えることができる。このように、基体３１に独立に温度制御可能な複数の温度制御領域３１ｅが画定され、各々の温度制御領域３１ｅに１つずつ発熱体３３が配置されることで、基体３１の載置面３１ａを均一に加熱できる。

【0024】

発熱体３３は、例えば、基体３１の載置面３１ａの温度を５０℃～２００℃程度まで加熱できる。発熱体３３の材料としては、例えば、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、コンスタンタン（Ｃｕ／Ｎｉ／Ｍｎ／Ｆｅの合金）等を用いることができる。発熱体３３の厚さは、例えば、２０～１００μｍ程度である。発熱体３３は、例えば、ジグザグ状等の所定のパターンに形成できる。

【0025】

図４は、第１実施形態に係る基板固定装置における発熱体と電流制御素子の電気的な接続について説明する図である。図４に示すように、電流制御素子３４は基体３１に内蔵されており、１つの発熱体３３は１つの電流制御素子３４と直列に接続されている。電流制御素子３４の受光部は基体３１の外部に露出しており、電流制御素子３４の受光部は基体３１の外部から光を受光可能である。なお、図４において、Ｌは、光ファイバー８０を経由して電流制御素子３４の受光部に照射される光（例えば、レーザ光や発光ダイオードの光）を示している。

【0026】

電流制御素子３４は、導通／非導通を光で制御可能な素子であり、基体３１の外部から電流制御素子３４の受光部に光が照射されると、電流制御素子３４が導通し、電流制御素子３４に接続された発熱体３３に所定の電流が流れ、発熱体３３が発熱する。電流制御素子３４は、例えば、フォトトランジスタであるが、フォトレジスタ（ＣｄＳセル）、太陽電池等であってもよい。電流制御素子３４の大きさは、例えば、縦３ｍｍ×横３ｍｍ×高さ１ｍｍ程度である。

【0027】

図４の例では、電流制御素子３４はフォトトランジスタである。電流制御素子３４の第１端子（エミッタ）は発熱体３３の一端と電気的に接続され、発熱体３３の他端はＧＮＤと電気的に接続されている。電流制御素子３４の第２端子（コレクタ）はＶＤＤ（電源）と電気的に接続されている。電流制御素子３４として、耐熱性の高いフォトトランジスタを使用することが好ましい。

【0028】

ＧＮＤは、電線６１（ＧＮＤ）を経由して基板固定装置１の外部に引き出されている。ＶＤＤは、電線６２（ＶＤＤ）を経由して基板固定装置１の外部に引き出されている。又、１つの電流制御素子３４に対して１つの光ファイバー８０が割り当てられており、各々の光ファイバー８０は基板固定装置１の外部に引き出されている。

【0029】

なお、電線６１（ＧＮＤ）、電線６２（ＶＤＤ）、光ファイバー８０を直接基板固定装置１の外部に引き出す形態に代えて、ベースプレート１０にソケットを設け、電線６１（ＧＮＤ）、電線６２（ＶＤＤ）、光ファイバー８０をソケットを介して基板固定装置１の外部と接続可能な形態としてもよい。

【0030】

電流制御素子３４の受光部に、光ファイバー８０を介して基板固定装置１の外部から光が照射されると、電流制御素子３４が導通し、電流制御素子３４に接続された発熱体３３に電流が流れる。発熱体３３の発熱量は、基板固定装置１の外部からの光をオン／オフして電流制御素子３４をスイッチとして動作させ、光をオンする時間を変化させることで可変できる。或いは、増幅作用による入力光強度に応じた電流の可変方式をとることもできる。

【0031】

なお、図４では、発熱体３３と電流制御素子３４の直列回路を３組図示しているが、発熱体３３と電流制御素子３４の直列回路は温度制御領域３１ｅの個数分設けられる。例えば、温度制御領域３１ｅが１００個あれば、発熱体３３と電流制御素子３４の直列回路が１００個設けられる。

【0032】

図５は、電流制御素子の周辺部の実装構造を例示する部分断面図である。図６は、図５の電流制御素子の周辺部を拡大した部分拡大断面図である。図５及び図６を参照すると、基体３１の下面には、接着層２０側に開口する凹部３１ｘ及び３１ｚが形成されている。

【0033】

凹部３１ｘは、電流制御素子３４を配置するための凹部であり、電流制御素子３４の個数分設けることができる。但し、１つの凹部３１ｘに複数の電流制御素子３４を配置してもよい。凹部３１ｚは、電線を接続するためのはんだ５０が配置される凹部である。

【0034】

基体３１には、配線３６が内蔵されている。配線３６は、電流制御素子実装用パッド、はんだ接続用パッド、配線パターン等を含んでいる。配線３６は複数層に形成されており、異なる層に位置する配線３６の所定部分は、ビア配線３７により相互に接続されている。又、配線３６の所定部分は、ビア配線３７により、発熱体３３の所定部分と電気的に接続されている。配線３６及びビア配線３７の材料としては、例えば、タングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）等を用いることができる。

【0035】

凹部３１ｘ内には、配線３６の電流制御素子実装用パッドが露出している。凹部３１ｘ内に配置された電流制御素子３４は、配線３６の電流制御素子実装用パッドに、例えばフリップチップ実装されている。

【0036】

ベースプレート１０及び接着層２０には、光ファイバー８０を通すための貫通孔１０ｘが、凹部３１ｘと連通するように形成されている。凹部３１ｘ内に配置された電流制御素子３４の受光部は接着層２０側を向いており、貫通孔１０ｘには電流制御素子３４の受光部に照射される光を伝搬する光ファイバー８０が配置されている。つまり、電流制御素子３４の受光部は、光ファイバー８０を経由して照射される光を受光可能に配置されている。光ファイバー８０は接着剤等により貫通孔１０ｘに固定してもよいし、ベースプレート１０の下面にソケットを設けることでベースプレート１０に固定してもよい。

【0037】

凹部３１ｚ内には、配線３６のはんだ接続用パッドが露出している。ベースプレート１０及び接着層２０には、電線を通すための貫通孔１０ｙが、凹部３１ｚと連通するように形成されている。貫通孔１０ｙ内に配置されたＧＮＤ用の電線６１は、はんだ５０により、はんだ接続用パッドと電気的に接続されている。貫通孔１０ｙ内に配置された電源用（ＶＤＤ用）の電線６２は、はんだ５０により、はんだ接続用パッドと電気的に接続されている。

【0038】

電線６１及び６２は、例えば、導体の周囲に絶縁体を被覆した構造である。電線６１及び６２の各々の導体が、はんだ５０により、はんだ接続用パッドと電気的に接続されている。電線６１及び６２とベースプレート１０との絶縁性を高めるために、貫通孔１０ｙの内壁に絶縁層１５を設けることが好ましい。絶縁層１５としては、例えば、樹脂やセラミック等を用いることができる。

【0039】

なお、ＧＮＤ用の電線６１及び電源用（ＶＤＤ用）の電線６２には比較的大きな電流が流れる。そのため、電線６１及び６２が配置される貫通孔１０ｙの径は、光ファイバー８０が配置される貫通孔１０ｘの径よりも大きい。又、電線６１及び６２の径は、光ファイバー８０の径よりも大きい。電線６１及び６２が配置される貫通孔１０ｙの径は、例えば、φ５ｍｍであり、光ファイバー８０が配置される貫通孔１０ｘの径は、例えば、φ０．５ｍｍである。電線６１及び６２の径は、例えば、φ４ｍｍであり、光ファイバー８０の径は、例えば、φ０．２ｍｍである。

【0040】

ここで、基板固定装置１の製造方法について説明する。基板固定装置１を作製するには、まず、グリーンシートにビア加工を行う工程、ビアに導電ペーストを充填する工程、静電電極となるパターンを形成する工程、発熱体となるパターンを形成する工程、配線となるパターンを形成する工程、他のグリーンシートを積層して焼成する工程、表面を平坦化する工程等を含む周知の製造方法により、基体３１に静電電極３２、発熱体３３、及び配線３６を内蔵する静電チャック３０を作製する。

【0041】

そして、配線３６の電流制御素子実装用パッドが露出するように、基体３１の下面から載置面３１ａ側に窪む凹部３１ｘを必要な個数形成する。又、はんだ接続用パッドが露出するように、基体３１の下面から載置面３１ａ側に窪む凹部３１ｚを必要な個数形成する。凹部３１ｘ及び３１ｚは、例えば、穴加工したグリーンシートを最下面に積層する方法で形成される。

【0042】

次に、凹部３１ｘ内に露出する配線３６の電流制御素子実装用パッドに、例えばフリップチップ実装により、電流制御素子３４を実装する。

【0043】

次に、凹部３１ｚ内のはんだ接続用パッドに、はんだ５０で電線の導体部を接続する。そして、凹部３１ｘ及び３１ｚが形成されている部分を除く静電チャック３０の下面に未硬化の接着層２０を形成する。又、光ファイバー８０を通すための貫通孔１０ｘ、電線６１及び６２を通すための貫通孔１０ｙ、冷媒流路、ガス供給路等を形成したベースプレート１０を準備する。そして、貫通孔１０ｙ内に電線を通す。そして、接着層２０を介してベースプレート１０を静電チャック３０の下面と接続し、接着層２０を硬化させる。そして、貫通孔１０ｘ内に光ファイバー８０を通す。以上の工程により、図１等に示す基板固定装置１が完成する。

【0044】

ここで、比較例を交えながら、基板固定装置１を構成する静電チャック３０の奏する効果について説明する。

【0045】

図７は、比較例に係る基板固定装置を簡略化して例示する断面模式図である。図７を参照すると、基板固定装置１Ｘは、静電チャック３０が静電チャック３０Ｘに置換された点が、基板固定装置１（図１等参照）と相違する。

【0046】

静電チャック３０Ｘは、主要な構成要素として、基体３１と、静電電極３２と、発熱体３３と、配線３６を有している。静電チャック３０Ｘには、電流制御素子３４は内蔵されていない。基体３１には、図２と同様に、平面視において、独立に温度制御可能な複数の温度制御領域３１ｅが画定されている。又、発熱体３３は、図３と同様に、各々の温度制御領域３１ｅに１つずつ配置されている。各々の温度制御領域３１ｅに配置された発熱体３３同士は互いに絶縁されており、電流値を変えることで、独立に発熱量を変えることができる。

【0047】

各々の発熱体３３の一端は、配線３６により相互に接続された後、入出力用の電線６５（ＩＮ１）に接続され、電線６５（ＩＮ１）は基板固定装置１Ｘの外部に引き出されている。各々の発熱体３３の他端は、入出力用の電線６６（ＩＮ２）に接続され、電線６６（ＩＮ２）は、基板固定装置１Ｘの外部に引き出されている。電線６５と電線６６の合計は、発熱体３３の個数＋１本となる。例えば、発熱体３３が１００個あれば、電線６５と電線６６の合計は１０１本となる。

【0048】

例えば、電線６５（ＩＮ１）と電線６６（ＩＮ２）の一方はＧＮＤに接続され、他方は電源に接続される。各々の発熱体３３の発熱量は、電線６５（ＩＮ１）と電線６６（ＩＮ２）を介して各々の発熱体の両端に印加される電圧の値により可変できる。或いは、電線６５（ＩＮ１）と電線６６（ＩＮ２）を介して各々の発熱体の両端に一定の電圧（パルス電圧）を供給し、電圧を供給する時間を変化させることで、発熱体３３の発熱量を可変してもよい。

【0049】

電線６５（ＩＮ１）と電線６６（ＩＮ２）には、発熱体３３の発熱に必要な比較的大きな電流が流れるため、電線６５及び６６が配置される貫通孔１０ｙの径は、例えば、φ５ｍｍである。又、電線６５及び６６の径は、例えば、φ４ｍｍである。そのため、電線６５と電線６６の合計の本数が増えるにつれて、ベースプレート１０における貫通孔１０ｙの専有面積が無視できないほど大きくなる。

【0050】

例えば、図７に示す比較例に係る基板固定装置１Ｘのような構造の場合、温度制御領域３１ｅを１００個にすると、基板固定装置と外部との電気的な接続が１００本以上となる。つまり、１００本以上の電線をベースプレート１０に形成された貫通孔１０ｙを通して外部に引き出す必要がある。この場合、前述のようにベースプレート１０における貫通孔１０ｙの専有面積が無視できないほど大きくなり、ベースプレート１０の設計自由度が大幅に低下する。

【0051】

基板固定装置１の場合も、温度制御領域３１ｅと同数の光ファイバー８０が必要になる。しかしながら、前述のように、電線６１及び６２が配置される貫通孔１０ｙの径がφ５ｍｍ程度であるのに対し、光ファイバー８０が配置される貫通孔１０ｘの径はφ０．５ｍｍ程度であり、貫通孔１０ｙの径の１／１０程度である。

【0052】

そのため、ベースプレート１０に多数の貫通孔１０ｘを設ける場合であっても、同数の貫通孔１０ｙを設ける場合に比べて、ベースプレート１０における貫通孔１０ｘの専有面積が大幅に低減される。すなわち、基板固定装置１の静電チャック３０は、ベースプレート１０に多数の貫通孔１０ｘを設けた場合でも、ベースプレート１０の設計自由度の低下を抑制可能である。

【0053】

又、基板固定装置１では、上記のように、基板固定装置１と外部との電気的な接続は、電源（ＶＤＤ）、ＧＮＤのみとなるため、外部接続に必要な部品の低減によりコストを抑制できる。又、はんだ付け箇所の大幅な低減等に伴うアッセンブリー難易度の飛躍的な低下により、歩留り及び信頼性の向上が期待できる。静電チャック３０は消耗部品であるため、歩留り改善によるコスト低減効果は大きい。

【0054】

又、光ファイバー８０は、ベースプレート１０との電気的な絶縁が不要となるため、貫通孔１０ｘ内には絶縁材等が不要となり、この点でもコスト削減に繋がる。

【0055】

〈第１実施形態の変形例１〉
第１実施形態の変形例１では、光ファイバーの先端の位置を下方に後退させる例を示す。なお、第１実施形態の変形例１において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0056】

図８は、第１実施形態の変形例１に係る基板固定装置における電流制御素子の周辺部を拡大した部分拡大断面図である。

【0057】

図８では、図６の場合と同様に、凹部３１ｘ内に配置された電流制御素子３４の受光部は接着層２０側を向いており、光ファイバー８０を経由して照射される光を受光可能である。

【0058】

図６では、光ファイバー８０の先端は、ベースプレート１０から接着層２０に連通する貫通孔１０ｘの接着層２０に形成された部分に位置していた。これに対し、図８では、光ファイバー８０の先端は、ベースプレート１０から接着層２０に連通する貫通孔１０ｘのベースプレート１０に形成された部分に位置しており、貫通孔１０ｘの接着層２０に形成された部分には入り込んでいない。

【0059】

一般に、ベースプレート１０と基体３１の熱膨張係数の違いにより、温度条件によってはベースプレート１０に対して基体３１が水平方向に変位する。このとき、接着層２０も変位するため、光ファイバー８０の先端が接着層２０内に入り込んでいると、光ファイバー８０の先端が劣化等のダメージを負う場合がある。図８のように、光ファイバー８０の先端が貫通孔１０ｘのベースプレート１０に形成された部分に位置しており、接着層２０に形成された部分に入り込んでいない構造とすることで、光ファイバー８０の先端が劣化等のダメージを負うことを回避できる。ベースプレート１０に対する基体３１の変位量は基体３１の外周側に行くほど大きくなるため、ベースプレート１０の外周側に配置された貫通孔１０ｘにおいて、特に顕著な効果を奏する。

【0060】

〈第１実施形態の変形例２〉
第１実施形態の変形例２では、基体３１の発熱体３３と異なる層に、外部から電圧を印加することで発熱する他の発熱体を内蔵した静電チャックを備えた基板固定装置の例を示す。なお、第１実施形態の変形例２において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0061】

図９は、第１実施形態の変形例２に係る基板固定装置を簡略化して例示する断面模式図である。図９を参照すると、基板固定装置１Ｂは、静電チャック３０が静電チャック３０Ｂに置換された点が、基板固定装置１（図１等参照）と相違する。又、静電チャック３０Ｂは、発熱体４０と、電線６８（ＩＮ１）と、電線６９（ＩＮ２）が追加された点が、静電チャック３０（図１等参照）と相違する。

【0062】

静電チャック３０Ｂでは、発熱体３３とは別の層に発熱体３３とは独立に制御可能な発熱体４０が配置されている。発熱体４０は、例えば、厚さ方向において静電電極３２と発熱体３３との間に配置できる。発熱体４０は、例えば、渦巻き状のパターン等に形成された１本の抵抗体であり、複数の温度制御領域３１ｅに跨って基体３１の載置面３１ａの全体を加熱できるように配置されている。発熱体４０の材料は、例えば、発熱体３３と同様である。

【0063】

発熱体４０の一端は、入出力用の電線６８（ＩＮ１）に接続され、電線６８（ＩＮ１）は基板固定装置１Ｂの外部に引き出されている。発熱体４０の他端は、入出力用の電線６９（ＩＮ２）に接続され、電線６９（ＩＮ２）は、基板固定装置１Ｂの外部に引き出されている。電線６８と電線６９は、１本ずつである。

【0064】

例えば、電線６８（ＩＮ１）と電線６９（ＩＮ２）の一方はＧＮＤに接続され、他方は電源に接続される。発熱体４０の発熱量は、電線６８（ＩＮ１）と電線６９（ＩＮ２）を介して発熱体４０の両端に印加される電圧の値により可変できる。或いは、電線６８（ＩＮ１）と電線６９（ＩＮ２）を介して発熱体４０の両端に一定の電圧（パルス電圧）を供給し、電圧を供給する時間を変化させることで、発熱体４０の発熱量を可変してもよい。

【0065】

このように、発熱体３３とは別に発熱体４０を基体３１に内蔵してもよい。例えば、発熱体４０に電流を流して基体３１の載置面３１ａを加熱し、不均一になる部分のみを発熱体３３を加熱して補うことで、基体３１の載置面３１ａの全体を均一に加熱できる。

【0066】

なお、上記では、発熱体４０を１本の抵抗体であるとしたが、発熱体４０を独立した複数の抵抗体とし、複数の領域を独立に温度制御可能としてもよい。

【0067】

以上、好ましい実施形態等について詳説したが、上述した実施形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

【0068】

例えば、本発明に係る基板固定装置の吸着対象物としては、半導体ウェハ（シリコンウエハ等）以外に、液晶パネル等の製造工程で使用されるガラス基板等を例示できる。

【符号の説明】

【0069】

１、１Ａ、１Ｂ 基板固定装置
１０ ベースプレート
１０ａ 上面
１５ 絶縁層
３０、３０Ｂ 静電チャック
３１ 基体
３１ａ 載置面
３１ｅ 温度制御領域
３１ｘ、３１ｚ 凹部
３２ 静電電極
３３、４０ 発熱体
３４ 電流制御素子
３６ 配線
３７ ビア配線
５０ はんだ
６１、６２、６５、６６、６８、６９ 電線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】