(57)【要約】  ワークを高い均熱性によって加熱することができると共に精緻な温度制御が可能であり、しかも、チャック部材の変形等を防いで、長期に亘って信頼性良く使用することができるワーク加熱装置、及びこれを用いたワーク処理装置を提供する。  ワーク吸着用のワーク吸着電極を備えたチャック部材とワーク加熱用の発熱体を備えたヒーター部材とが積層されて、チャック部材側に吸着されたワークをヒーター部材によって加熱することができるワーク加熱装置であって、ヒーター部材が、チャック部材に対向する面と発熱体との間にチャック部材を吸着するチャック吸着電極を備えて、チャック部材とヒーター部材とが着脱可能に積層されたワーク加熱装置であり、このワーク加熱装置をベース基盤上に載置してなるワーク処理装置である。
2012090782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク吸着用のワーク吸着電極を備えたチャック部材とワーク加熱用の発熱体を備えたヒーター部材とが積層されて、チャック部材側に吸着されたワークをヒーター部材によって加熱することができるワーク加熱装置であって、ヒーター部材が、チャック部材に対向する面と発熱体との間にチャック部材を吸着するチャック吸着電極を備えて、チャック部材とヒーター部材とが着脱可能に積層されたことを特徴とするワーク加熱装置。
【請求項２】
ワーク吸着用のワーク吸着電極を備えたチャック部材とワーク加熱用の発熱体を備えたヒーター部材とが積層されて、チャック部材側に吸着されたワークをヒーター部材によって加熱することができるワーク加熱装置であって、チャック部材が、ヒーター部材に対向する面とワーク吸着電極との間にヒーター部材を吸着するヒーター吸着電極を備えて、チャック部材とヒーター部材とが着脱可能に積層されたことを特徴とするワーク加熱装置。
【請求項３】
ガス媒体を流す管路を内部に備えてこの管路に接続したガス孔を表面に有するベース基盤に、ヒーター部材を対向させて載置して使用する請求項１又は２に記載のワーク加熱装置であって、ヒーター部材がベース基盤のガス孔に通ずる貫通孔を有して、ヒーター部材とチャック部材との界面にベース基盤側から供給されたガス媒体が存在するようにして積層されたことを特徴とするワーク加熱装置。
【請求項４】
ヒーター部材が、ベース基盤に対向する面と発熱体との間にベース基盤を吸着するベース吸着電極を備えるか、又は、ベース基盤に対向する面に樹脂材料からなる吸着シートを備えて、ベース基盤に対して着脱可能に載置される請求項３に記載のワーク加熱装置。
【請求項５】
吸着シートは、弾性率が０．５ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であると共に、三次元平均表面粗さ（SRa）が０．０１μｍ以上０．５５μｍ以下の樹脂材料からなる請求項４に記載のワーク加熱装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のワーク加熱装置をベース基盤上に載置してなることを特徴とするワーク処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワーク加熱装置及びワーク処理装置に関し、詳しくは、半導体ウエハやガラス基板等のワークを電気的な吸着力により吸着しながら加熱することができるワーク加熱装置、及びこれを用いたワーク処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶装置等を製造する上では、半導体ウエハやガラス基板等のワークに対して薄膜を形成するほか、スパッタリングやエッチング処理等が必要になるが、これらの処理ではワークの温度が成膜速度やエッチング速度等を決めたり、得られる薄膜等の品質に大きな影響を与える。そこで、例えば特許文献１のように、セラミック等からなるプレート本体にワークを吸着する吸着電極と抵抗発熱体を内蔵させた一体型のワーク加熱装置が用いられ、吸着したワークが所望の温度になるように発熱体を通電発熱して、薄膜形成等の処理を行うようにしている。【０００３】
このような一体型のワーク吸着装置は、従来、セラミックグリーンシートにタングステン等の高融点金属を主成分とする導電性インキを所定のパターンに印刷し、各セラミックグリーンシートを積層して同時焼成することで、吸着電極と発熱体が内蔵されたプレート本体が製造されるのが一般的である。ところが、一体型のワーク吸着装置では、導電性インキを印刷したセラミックグリーンシートを含めてこれらをまとめて焼成することから、発熱体の厚みや発熱体からワークまでの距離に誤差が生じるなどして、ワーク全面にわたる加熱温度の均一性を得ることが難しい。そこで、例えば特許文献２のように、吸着電極を内部に備えて一体焼成された吸着電極含有セラミック基板と、これとは別に焼成したセラミック基板との間に発熱体を挟み込み、接着剤により両セラミック基板を接合したような、積層構造型のワーク加熱装置が提案されている。【０００４】
また、近年では、半導体ウエハやガラス基板等の大型化に伴い、ワーク温度を高い精度で均一に維持できることが益々重要になっている。そのため、図４に示したように、積層構造型のワーク加熱装置においては、ワーク吸着用の吸着電極３を備えたチャック部材１と発熱体７を備えたヒーター部材５との間に、アルミニウム板等からなる均熱プレート３１を介在させ、発熱体７からの熱がワーク１８の全面に対して均一に伝わるようにするなどの工夫がなされている。【０００５】
ところが、チャック部材１とヒーター部材５との間に均熱プレート３１が介在したような構造になると、これらを積層するための接着剤層３２を含めて、ヒーター部材の発熱体７からワーク１８までの距離が長くなってしまうことから、その分だけワークへの熱伝達に時間がかかり、また、異なる種類の材料が増えることから、ワークの温度制御が複雑になり、薄膜等の品質に影響を及ぼす緻密な温度管理が難しくなってしまう。一方で、従来の積層構造型のワーク加熱装置では、長期に亘って使用しているとチャック部材に反りやたわみが生じたり、場合によってはひび割れが生じるなど、チャック部材の寿命がワーク加熱装置自体の製品寿命を決定してしまっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１１１８２９号公報
【特許文献２】特開２００５−３４７５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような状況のもと、本発明者等は、従来のワーク加熱装置が有する問題を解決するために鋭意検討したところ、チャック部材の変形等が、チャック部材とヒーター部材との熱膨張差によって生じる内部応力に起因するものであるという知見を得た。そこで、両者をクーロン力等の電気的な力によって吸着した積層構造にすることで、チャック部材の変形等を防ぐことができるようになり、また、この問題の解消のみならず、両者を固定するための接着剤層が不要になることからワーク温度制御のレスポンス性が高まると共に、ワーク全面に対する均熱性をより高めることができるようになることを見出し、本発明を完成するに至った。【０００８】
したがって、本発明の目的は、ワークを高い均熱性によって加熱することができると共に精緻な温度制御が可能であり、しかも、チャック部材の変形等を防いで、長期に亘って信頼性良く使用することができるワーク加熱装置、及びこれを用いたワーク処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明は、ワーク吸着用のワーク吸着電極を備えたチャック部材とワーク加熱用の発熱体を備えたヒーター部材とが積層されて、チャック部材側に吸着されたワークをヒーター部材によって加熱することができるワーク加熱装置であって、ヒーター部材が、チャック部材に対向する面と発熱体との間にチャック部材を吸着するチャック吸着電極を備えて、チャック部材とヒーター部材とが着脱可能に積層されたことを特徴とするワーク加熱装置である。【００１０】
また、本発明は、ワーク吸着用のワーク吸着電極を備えたチャック部材とワーク加熱用の発熱体を備えたヒーター部材とが積層されて、チャック部材側に吸着されたワークをヒーター部材によって加熱することができるワーク加熱装置であって、チャック部材が、ヒーター部材に対向する面とワーク吸着電極との間にヒーター部材を吸着するヒーター吸着電極を備えて、チャック部材とヒーター部材とが着脱可能に積層されたことを特徴とするワーク加熱装置である。【００１１】
更に、本発明は、上記のワーク加熱装置をベース基盤上に載置してなることを特徴とするワーク処理装置である。【００１２】
本発明のワーク加熱装置は、ワーク吸着用のワーク吸着電極を備えたチャック部材とワーク加熱用の発熱体を備えたヒーター部材とを電気的な吸着力によって着脱可能に積層させたことを特徴とする。すなわち、少なくともワーク加熱装置の使用時には、チャック部材とヒーター部材との間に電気的な吸着力を作用させて両者を固定し、使用前や使用後のようにワークの処理を行っていないときには、電気的な吸着を止めることでチャック部材とヒーター部材とを容易に分離することができる。【００１３】
このようなワーク加熱装置を形成する上で、本発明では次のような２つの構成例を採用することができる。先ず、第１の構成例としては、ヒーター部材側にチャック部材を吸着するためのチャック吸着電極を備えたワーク加熱装置であり、第２の構成例は、チャック部材側にヒーター部材を吸着するためのヒーター吸着電極を備えたワーク加熱装置である。いずれの場合においても、本発明では、接着剤層を介さずにチャック部材とヒーター部材とが垂直方向に働く吸着力によって吸着された状態を形成するため、熱膨張差によって水平方向に伸び縮む力が生じても、チャック部材とヒーター部材はその方向にすべることができ、チャック部材やヒーター部材の反り等を緩和することができる。【００１４】
なお、チャック部材とヒーター部材とを電気的な吸着力によって積層するには、理論上、チャック部材におけるワーク吸着電極の裏面側（ワークと反対側の面）に発現する吸着力を利用することも考えられるが、これでは吸着されたワークを解放するためにワーク吸着電極に印加される電圧を切ると、チャック部材−ヒーター部材間を保持する吸着力も無くなってしまうため、ワークを処理する作業において不都合である。そのため、本発明ではワーク吸着電極とは別に、上記のようなチャック吸着電極又はヒーター吸着電極を設けるようにする。また、チャック吸着電極とヒーター吸着電極を併用してもよいが、機能上はいずれか一方のみで十分である。【００１５】
先ず、ヒーター部材側がチャック部材を吸着するためのチャック吸着電極を備える第１の構成例では、チャック部材に対向する面と発熱体との間にチャック吸着電極を設けるようにする。このうち、チャック吸着電極については、チャック部材をクーロン力、ジョンソン・ラーベック力、グラディエント力等のような電気的な吸着力によって吸着することができるものであれば、その材質や形成手段等は特に制限されず、例えば、金属箔を所定の形状にエッチングして形成してもよく、スパッタ法やイオンプレーティング法のほか、金属材料を溶射したり、導電性インクを用いた印刷法など、公知の方法を採用することができる。【００１６】
このチャック吸着電極は、いわゆる単極型又は双極型のいずれを構成するものであってもよく、例えば、平板状、半円状、櫛歯状やメッシュのようなパターン形状など、適宜選定することができるが、チャック部材に対して発現する吸着力の観点や、電圧を印加する上での装置構成をより簡便にできるなどの観点から、好ましくは、所定のパターンに形成された電極部が互いに電位差を生じるように交互に組み合わされたような双極型のチャック吸着電極からなるのが良い。また、ヒーター部材−チャック部材間の着脱をより簡単に行うことができるようにするために、好ましくは、ＯＮ／ＯＦＦの切り替えスイッチを有して外部電源に接続可能な接続端子を備えるようにするか、或いは、ＯＮ／ＯＦＦスイッチを介して外部電源に接続できるようにしておくのが良い。なお、チャック吸着電極の厚みについては特に制限はないが、発熱体からワークまでに形成される距離等を勘案すると、２５μｍ以上１００μｍ以下程度にするのが望ましい。【００１７】
また、ヒーター部材における発熱体は、通電によって発熱する抵抗発熱体を好適に用いることができ、例えば、金属線のほか、金属板や金属箔をそのまま使用したり、所定のパターンにエッチングして形成してもよく、或いは、導電性インクを用いた印刷法により形成するなど、公知の発熱体を採用することができる。発熱体には、チャック吸着電極の場合と同様、ＯＮ／ＯＦＦ切り替えスイッチを有した外部電源に接続可能な接続端子を備えるようにするか、或いは、ＯＮ／ＯＦＦスイッチを介して外部電源に接続できるようにしておくのが好ましい。更にこの発熱体は、ワークに対して所定のエリア毎に温度制御ができるように、複数に分割して形成してもよく、その場合には、エリア毎の発熱体にそれぞれ接続端子を設けたり、外部電源に接続できるようにしておくのが良い。【００１８】
そして、好適には、少なくとも２つの誘電体の間に発熱体が挟み込まれたようにしてヒーター部材を形成するのがよいが、第１の構成例では、更にこのヒーター部材が、チャック部材に対向する面と発熱体との間にチャック吸着電極を有した構造にする必要がある。チャック吸着電極は、チャック部材に対向する面と発熱体との間であればどの位置であってもよいが、ワークに対する加熱応答性等を考慮すると、発熱体とチャック吸着電極との間の距離が２５μｍ以上１００μｍ以下となるようにするのが良く、好ましくは２５μｍ以上５０μｍ以下であるのが良い。【００１９】
ヒーター部材を形成するにあたっては、上記のとおり、例えば、ポリイミドやポリエチレンテレフタラート（PET）等の絶縁性樹脂フィルム、セラミック板のほか、アルミナ粉末、窒化アルミニウム粉末、ジルコニア粉末等のセラミック粉末を溶射して形成したセラミック溶射膜など、公知の誘電体を用いて発熱体が挟み込まれるようにすると共に、所定の位置にチャック吸着電極が位置した構造にすればよい。その際、同じ材質からなる誘電体を用いてヒーター部材を形成してもよく、２種以上の誘電体を用いてもよい。また、ボンディングシートや接着剤等を用いてヒーター部材を形成するようにしてもよい。なお、使用する誘電体の種類によっても異なるためヒーター部材の厚みは特に制限されないが、後述するように、ベース基盤上にワーク加熱装置を載置して使用し、ベース基盤による冷却機構を使用することなどを考慮すると、発熱体及びチャック吸着電極を含めた全体の厚みが０．２ｍｍ以上０．７ｍｍ以下程度になるようにするのが望ましい。【００２０】
また、第１の構成例におけるチャック部材については、その一方の面をワーク吸着面としてワークを電気的な吸着力によって吸着させることができると共に、他方の面はヒーター部材が備えるチャック吸着電極によって吸着されるものであればよく、好適には、少なくとも２つの誘電体によって内部にワーク吸着電極が挟み込まれたような構造を有するものである。【００２１】
ここで用いられる誘電体は、ヒーター部材の形成において挙げたような公知のものを使用することができ、必要に応じてボンディングシートや接着剤等を用いるようにしてもよい。また、ワーク吸着電極についても、上記チャック吸着電極の形成に挙げたような公知の材料を用いて形成することができ、吸着対象のワークの種類やサイズ等に応じて単極型又は双極型を選択しながら、ワーク吸着電極の形状を適宜設計すればよい。更に、チャック部材の厚みは特に制限されないが、ヒーター部材の発熱体からワークまでの距離を考慮すると、１２０μｍ以上３００μｍ以下程度になるようにするのが望ましい。【００２２】
次に、第２の構成例では、チャック部材がヒーター部材に対向する面とワーク吸着電極との間にヒーター部材を吸着するヒーター吸着電極を備えるようにして、チャック部材とヒーター部材とを着脱可能に積層する。このヒーター吸着電極は、ヒーター部材を電気的な吸着力によって吸着することができるものであればよく、第１の構成例におけるチャック吸着電極で挙げたような材質、形状等を採用することができ、接続端子を設けたりする点やヒーター吸着電極の厚みについても同様である。また、ヒーター吸着電極は、ヒーター部材に対向する面とワーク吸着電極との間であればどの位置であってもよいが、ワークに対する加熱応答性等を考慮すると、ワーク吸着電極とヒーター吸着電極との間の距離が２５μｍ以上１００μｍ以下となるようにするのが良く、好ましくは２５μｍ以上５０μｍ以下であるのが良い。【００２３】
第２の構成例におけるチャック部材は、上記のようにヒーター吸着電極を備えるようにした以外は第１の構成例におけるチャック部材と同様にすることができ、その厚みは、ヒーター吸着電極を含めた分を考慮して０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下程度になるようにするのが望ましい。一方、ヒーター部材については、チャック吸着電極を無くすようにした以外は第１の構成例におけるヒーター部材と同様にすることができ、その厚みは０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下程度になるようにするのが望ましい。【００２４】
本発明におけるワーク加熱装置は、好適には、ガスや液体のような媒体を流す管路を内部に備えたベース基盤に載置してワーク処理装置として使用するのが良い。ヒーター部材による加熱のみならず、ベース基盤の内部に媒体を流す冷却効果によって、ワークの処理に応じたより適切な温度制御を行うことができる。【００２５】
また、ガス媒体を流す管路を内部に備えてこの管路に接続したガス孔を表面に有したベース基盤に対して、好ましくは、ヒーター部材がベース基盤のガス孔に通ずる貫通孔を有するようにするのが良い。すなわち、本発明では、ヒーター部材とチャック部材との間は接着剤層によって固着されているのではなく、両者が電気的な吸着力により引き付け合っている。少なくともこれらの部材の界面には誘電体（チャック吸着電極又はヒーター吸着電極の場合もある）の表面粗さに由来する微視的な凹凸が存在することから、ヒーター部材の表裏面を貫通する貫通孔を設けることで、ベース基盤側から供給されたガス媒体がヒーター部材とチャック部材との界面に存在して吸着されるようになる。吸着界面に存在するガスは熱の良媒体になり、特にワークを真空状態で処理するような場合においてその働きは顕著であって、従来使用されているアルミニウム板等の均熱プレートと同等、またはそれ以上の機能を奏する。勿論、ヒーター部材かチャック部材のいずれか一方又は両方にガス媒体用のガス溝を形成するようにしてもよく、また、チャック部材にも貫通孔を形成してヒーター部材の貫通孔と連接させて、ワークとチャック部材との界面にガス媒体が存在できるようにしてもよい。【００２６】
また、ベース基盤にワーク加熱装置を載置する際には、ボンディングシートや接着剤を用いて固着するようにしてもよいが、好ましくは、ヒーター部材が、ベース基盤に対向する面と発熱体との間にベース基盤を吸着するベース吸着電極を備えるか、又は、ベース基盤に対向する面に樹脂材料からなる吸着シートを備えるようにして、ベース基盤に対して着脱可能に載置できるようにするのが良い。【００２７】
ここで、ベース吸着電極を使用する場合は、上述したチャック吸着電極やヒーター吸着電極の場合と同様、公知の材料等を用いて形成することができ、接続端子を設けたりしておくのが好ましい。【００２８】
一方、吸着シートを使用する場合には、弾性率が０．５ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下、好ましくは２ＭＰａ以上３ＭＰａ以下であると共に、三次元平均表面粗さ（SRa）が０．０１μｍ以上０．５５μｍ以下、好ましくは０．４μｍ以上０．５μｍ以下の樹脂材料からなる吸着シートを用いるのが良い。このような樹脂材料からなる吸着シートがベース基盤に対して着脱可能に吸着できる理由のひとつに、分子間力（ファンデルワールス力）が関係しているものと推測される。本発明者等は、一般的にアルミニウム合金等の金属基盤からなるベース基盤に対しては、上記のような弾性率や三次元平均表面粗さを有した樹脂材料が効果的であることを見出した。樹脂材料の具体例としては、シリコーン樹脂、スチレンブタジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、イソブチレンイソプレンゴム、ウレタンゴム等を挙げることができ、なかでも、シリコーン樹脂が好適である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のワーク加熱装置では、チャック部材とヒーター部材とが電気的な吸着力によって積層される構造を有することから、ヒーター部材が加熱されてチャック部材との間で熱膨張差が生じても、これらの部材に反りや変形等を引き起こすような内部応力の発生を防ぐことができる。そのため、長期に亘って信頼性良く使用することができるようになる。また、チャック部材とヒーター部材との間の接着剤層が不要になり、積層構造自体がシンプルになることから、ワークに対してより速い熱応答性を有することができる。特に、ヒーター部材に所定の貫通孔を設けて、ベース基盤に載置して使用した際にベース基盤側から供給されるガス媒体がチャック部材とヒーター部材との界面に存在させることで、ヒーター部材からの熱を効率良く、且つ均一にワークに対して伝えることができ、ワークの緻密な温度制御が可能になる。【００３０】
更に、本発明のワーク加熱装置は、ワーク−チャック部材間の着脱とは別に、電圧印加のＯＮ／ＯＦＦによってチャック部材−ヒーター部材間の着脱も自在に行うことができることから、半導体製造装置等でのワーク処理を不都合なく行うことができると共に、例えばチャック部材が消耗した場合でも容易に部品交換することができ、メンテナンスを行う上でも好都合である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の第１の構成例のワーク加熱装置をベース基盤上に載置して、ワーク処理装置として使用する場合の使用時の状態を示す断面模式図である。
【図２】図２は、図１に示したワーク処理装置をメンテナンスするような場合において、部材間を分離した状態を示す断面模式図である。
【図３】図３は、本発明の第２の構成例のワーク加熱装置をベース基盤上に載置して、ワーク処理装置として使用する場合の使用時の状態を示す断面模式図である。
【図４】図４は、従来の積層構造型ワーク加熱装置を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付した図面に基づきながら、本発明のワーク加熱装置について好適な実施の形態を説明する。
【実施例】
【００３３】
［第１の実施形態］
図１及び図２において、プラズマを用いて半導体基板をプラズマエッチングするプラズマエッチング装置等に適用できるようなワーク処理装置が示されている。このワーク処理装置では、チャック部材１とヒーター部材５とからなるワーク加熱装置１４が、ガスを流す管路１６を内部に備えたアルミニウム合金製のベース基盤１５に載置されており、ワーク加熱装置１４のチャック部材側に半導体基板等のワーク１８を吸着して、例えばプラズマ処理に適した温度にワーク１８を維持してプラズマエッチングするなど、所定の処理を行うことができる。【００３４】
このうちチャック部材１は、ワーク吸着用のワーク吸着電極３を誘電体２の内部に備えた構造を有しており、ワークの形状に応じて、例えば、厚さ０．１〜５ｍｍ程度の円板状のアルミナ製セラミック板（例えば京セラ社製Ａ−４７９など）を２枚使用し、一方のセラミック板に所定のマスクを介して厚さ０．１〜５０μｍ程度の銅を蒸着してワーク吸着電極３を形成して、エポキシ製接着剤等を介して他方のセラミック板を貼り合わせて形成することができる。この第１の実施形態は双極型のワーク吸着電極３を形成した例であって、櫛歯状の電極部3a及び3bが互い違いに組み込まれており、スイッチを有した外部電源に接続可能な接続端子４を有して、これらの電極部（3a,3b）間に直流電圧が印加される様子を示している。【００３５】
また、ヒーター部材５は、ワーク加熱用の発熱体７を誘電体６の内部に備え、かつ、チャック部材１に対向する面と発熱体７との間にチャック部材１を吸着するチャック吸着電極８を備えると共に、ベース基盤１５に対向する面と発熱体７との間にベース基盤１５を吸着するベース吸着電極９を備えた構造を有する。【００３６】
このようなヒーター部材を形成する例として、先ず、厚さ２５〜１２５μｍ程度のポリイミドフィルムの片面に、チャック部材１におけるワーク吸着電極３の場合と同様にしてベース吸着電極９を形成し、ベース吸着電極側にエポキシ製接着剤を塗布して厚さ２５〜１２５μｍ程度のポリイミドフィルム（例えば東レ・デュポン社製カプトンＨや宇部興産社製ユーピレックスなど）を熱圧着する。次いで、先にベース吸着電極９を形成したポリイミドフィルムの残った面に銀フィラーインクのような導電性インクを用いて厚さ５〜３０μｍ程度の抵抗発熱体７を印刷し、エポキシ製接着剤を介して厚さ２５〜１２５μｍ程度のポリイミドフィルムを熱圧着する。更に、このポリイミドフィルムの表面に、やはりワーク吸着電極３の場合と同様にしてチャック吸着電極８を形成し、エポキシ製接着剤を介して厚さ２５〜１２５μｍ程度のポリイミドフィルムを熱圧着して、最後に円板形状に切り出せばよい。この第１の実施形態において、チャック吸着電極８及びベース吸着電極９は、それぞれワーク吸着電極３の場合と同様の接続端子１１及び１２を有している。また、発熱体７は、ワークの形状に合わせて例えば平面形状を渦巻状にし、図示外の外部電源に接続可能な接続端子１０を有している。そして、この第１の実施形態において、ベース基盤１５の表面には管路１６に通ずるガス孔１７を有しており、ヒーター部材５には、このガス孔１７に接続するように表裏面を貫通する貫通孔１３が形成されている。【００３７】
この第１の実施形態のワーク処理装置を用いて、例えばプラズマエッチング装置で直径１２インチのシリコン基板をプラズマエッチングする場合には、図１に示したように、ベース基盤１５にヒーター部材５を載置し、ベース吸着電極９に５００〜２０００Ｖ程度の直流電圧を印加してベース基盤１５に吸着させる。また、ヒーター部材５の上にはチャック部材１を重ねてチャック吸着電極８に５００〜２０００Ｖ程度の直流電圧を印加し、チャック部材１をヒーター部材５に吸着させる。そして、チャック部材１の表面をワーク吸着面としてシリコン基板を載せ、ワーク吸着電極３に５００〜２０００Ｖ程度の直流電圧を印加してシリコン基板を吸着させる。シリコン基板をエッチング処理する際には、プラズマエッチング装置のワーク処理室内を１０-1Ｐａ〜１０-5Ｐａ程度の真空にし、シリコン基板の温度が−８０〜２５０℃の範囲内で所定の温度になるようにする。【００３８】
このとき、発熱体７を通電して発熱した熱によってシリコン基板が加熱されるが、チャック部材１を形成するアルミナ製セラミック板とヒーター部材５を形成するポリイミドフィルムはそれら自体が所定の表面粗さを有することから、ベース基盤１５側から供給されたガス媒体がチャック部材１とヒーター部材５の界面に存在することになる。そのため、ヒーター部材５から発せられた熱は、このガス媒体を介してチャック部材１を通じてシリコン基板の全面を均一に加熱する。【００３９】
ワークの処理を終えた後には、チャック部材１のワーク吸着電極３に接続された外部電源のスイッチを切るなどしてワーク吸着電極３に対する電圧印加を止めれば、チャック部材１に吸着されたワークを解放することができる。また、必要に応じてメンテナンス等を行うような場合には、図２に示すように、ヒーター部材５のチャック吸着電極８に接続された外部電源のスイッチを切るなどして電圧の印加を止めれば、チャック部材１とヒーター部材５との間を簡単に分離することができ、また、ベース基盤電極９に接続された外部電源のスイッチを切るなどして電圧の印加を止めれば、ヒーター部材５とベース基盤１５との間を簡単に分離することができる。【００４０】
［第２の実施形態］
図３には、本発明のワーク加熱装置の変形例を用いたワーク処理装置が示されており、この第２の実施形態に係るワーク処理装置では、チャック部材１とヒーター部材５とからなるワーク加熱装置１４が、ヒーター部材側に貼着された吸着シート２９を介してアルミニウム合金製のベース基盤１５に載置されている。【００４１】
このうちチャック部材１は、ワーク吸着用のワーク吸着電極２２とヒーター部材５を吸着するヒーター吸着電極２３とを誘電体２１の内部に備えた構造を有しており、このうちヒーター吸着電極２３は、ヒーター部材に対向する面とワーク吸着電極２２との間に位置する。このチャック部材１を形成するには、例えば、第１の実施形態と同様にして片面に銅を蒸着してワーク吸着電極２２を形成したアルミナ製のセラミック板と、片面に銅を蒸着してヒーター吸着電極２３を形成したアルミナ製のセラミック板とを用意し、これらの間にアルミナ製のセラミック板を挟むようにしてそれぞれをエポキシ製接着剤等で貼り合わせて得ることができる。ワーク吸着電極２２及びヒーター吸着電極２３の形状等は第１の実施形態と同様であり、スイッチを有した外部電源に接続可能な接続端子２４と接続端子２５をそれぞれの電極が備えるようにした。【００４２】
また、ヒーター部材５は、ワーク加熱用の発熱体２７のみを誘電体２６の内部に備えるようにした以外は第１の実施形態の場合と同様にして得ることができ、発熱体２７には図示外の外部電源に接続可能な接続端子２８を備えるようにした。更にこのヒーター部材５には、ベース基盤１５に対向する面に、例えば扶桑ゴム産業社製のシリコーン樹脂（商品名シリウス；弾性率2.7MPa、三次元平均表面粗さ（SRa）0.46μm）等のような吸着シート２９を貼着するようにした。【００４３】
そして、この第２の実施形態において、ベース基盤１５の表面には管路１６に通ずるガス孔１７を有しており、ヒーター部材５にはその表裏面を貫通する貫通孔３１を形成してベース基盤１５のガス孔１７に接続可能にすると共に、チャック部材１にはその表裏面を貫通して貫通孔３１に接続する貫通孔３０が形成されている。【００４４】
この第２の実施形態におけるワーク処理装置をプラズマエッチング装置等で使用するには第１の実施形態の場合と同様にすることができる。また、使用後にメンテナンス等を行う際には、チャック部材５のヒーター吸着電極２３に接続された外部電源のスイッチを切るなどして電圧の印加を止めれば、チャック部材１とヒーター部材５との間を簡単に分離することができ、ヒーター部材５とベース基盤１５との間は吸着シート２９によって吸着されているだけであるため、容易に手で引き剥がすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のワーク加熱装置はワークを吸着しながら所定の温度に加熱することができ、特に、ベース基盤に載置してワーク処理装置にすることで、例えばプラズマエッチング装置のような半導体製造装置等において半導体基板やガラス基板等の処理を行うのに好適である。また、これ以外にもワーク加熱装置単独でワークを吸着して所定の温度に加熱するなど、種々のワークの処理に用いることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１：チャック部材
２,６,２１,２６：誘電体
３,２２：ワーク吸着電極
3a,3b,8a,8b,9a,9b,22a,22b：電極部
４,１０,１１,１２,２４,２５,２８：接続端子
５：ヒーター部材
７,２７：発熱体
８：チャック吸着電極
９：ベース吸着電極
１３,３０,３１：貫通孔
１４：ワーク加熱装置
１５：ベース基盤
１６：管路
１７：ガス孔
１８：ワーク
２３：ヒーター吸着電極
２９：吸着シート
３１：均熱プレート
３２：接着剤層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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