(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持する上面を有する基体と、前記基体に埋設されている発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体に外部電源からの電力を供給させるために前記基体にその下面中央領域に露出して設けられている一対の給電端子と、を備え、かつ、前記基体の下面中央領域に中空部を有する筒状の支持部材が接合されている基板支持部材であって、
前記発熱抵抗体が、
前記基体の外周縁部に沿って環状に延在する外側要素と、
前記外側要素の内側の領域で、前記一対の給電端子のそれぞれに対応する前記発熱抵抗体の一対の端部のそれぞれが配置されている一対の領域のそれぞれを網羅し、かつ、少なくとも部分的に、当該一対の領域を画定する境界線を通る面を基準とする鏡映対称性を有するように、または、当該境界線の中心点を通る軸線を基準とする回転対称性を有するように、または、当該中心点を基準とする反転対称性を有するように、かつ、当該対称性を有する位置のそれぞれにおける幅が同一となるように、一端部としての前記発熱抵抗体の一対の端部のそれぞれから途中で屈曲しながら延在する一対の内側要素と、
前記一対の内側要素のうち一方の内側要素の終端部と前記外側要素とを接続するように延在する一方の中間要素と、
前記一対の内側要素のうち他方の内側要素の終端部と前記外側要素とを、前記中心点を基準として前記一方の中間要素と前記外側要素との接続箇所に対して反対側にある箇所において接続するように延在する他方の中間要素と、を備え、
前記一方の中間要素および前記他方の中間要素のうち少なくとも１つの中間要素が、前記発熱抵抗体の一対の端部の間を通って延在していることを特徴とする基板支持部材。
【請求項２】
請求項１記載の基板支持部材において、
前記一対の内側要素のそれぞれにおいて少なくとも屈曲箇所を除く部分と、前記中間要素と、前記外側要素のそれぞれの幅が同一であることを特徴とする基板支持部材。
【請求項３】
請求項１または２記載の基板支持部材において、
前記一対の内側要素のそれぞれが、前記境界線に平行に外側に向かって延在する第１径要素と、前記第１径要素の始端を基準として前記第１径要素の終端の反対側まで時計回り方向に延在する第１周要素と、が順に連続することで構成される第１要素と、
前記境界線に平行に外側に向かって延在する第２径要素と、前記第２径要素の始端を基準として前記第２径要素の終端の反対側まで反時計回り方向に延在する第２周要素と、が順に連続することで構成される第２要素と、が交互に連続するように延在していることを特徴とする基板支持部材。
【請求項４】
請求項３記載の基板支持部材において、
前記一方の中間要素および前記他方の中間要素のうち少なくとも１つの中間要素が前記発熱抵抗体の一対の端部の間を通るように延在し、
前記一対の内側要素のそれぞれが、相互に隣り合う前記第１周要素と前記第２周要素との間隔よりも、前記第１径要素および前記第２径要素のそれぞれと前記少なくとも１つの中間要素との間隔が狭くなるように延在していることを特徴とする基板支持部材。
【請求項５】
請求項３または４記載の基板支持部材において、
前記一方の内側要素が、始端部から前記第１要素に始まり前記第１要素に終わるように前記第１要素および前記第２要素が交互に連続しながら外側に広がるように延在し、かつ、前記一方の中間要素が、前記一方の内側要素の終端部から前記発熱抵抗体の一対の端部の間を通って前記外側要素に連続するように延在し、
前記他方の内側要素が、始端部から前記第２要素に始まり前記第２要素に終わるように前記第１要素および前記第２要素が交互に連続しながら外側に広がるように延在し、かつ、前記他方の中間要素が、前記他方の内側要素の終端部から前記発熱抵抗体の一対の端部の間を通らずに前記外側要素に連続するように延在していることを特徴とする基板支持部材。
【請求項６】
請求項３または４記載の基板支持部材において、
前記一対の内側要素のそれぞれが、始端部から前記第１要素に始まり前記第１要素に終わるようにまたは前記第２要素に始まり前記第２要素に終わるように前記第１要素および前記第２要素が交互に連続しながら外側に広がるように延在し、かつ、前記一方の中間要素および前記他方の中間要素が、前記一方の内側要素および前記他方の内側要素のそれぞれの終端部から前記発熱抵抗体の一対の端部の間を通って前記外側要素に連続するように延在していることを特徴とする基板支持部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を加熱する機能を有し、かつ、当該基板を支持するための基板支持部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックス焼結体からなる基体と、基体に埋設されている金属からなる発熱抵抗体と、を備えているセラミックスヒータにおいて、基体の上面、ひいてはそこに載置されるウエハの温度分布の均一を図るため、発熱抵抗体のさまざまな延在態様が提案されている（たとえば、特許文献１および２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５８２５１８号公報
【特許文献２】特許第３６３１６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、発熱抵抗体の幅が不均一である場合、発熱抵抗体の電気抵抗値、ひいては基体の上面の温度分布が不均一になる。また、発熱抵抗体の最も外側にある部分に、周方向について不連続箇所が存在する場合、当該不連続箇所で基体の上面の温度が局所的に低くなる。
【０００５】
そこで、本発明は、基板が載置される基体上面においてその外周縁部も含めて全体的に温度分布の均一性の向上を図りうる基板支持部材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】
【０００６】
本発明は、基板を支持する上面を有する基体と、前記基体に埋設されている発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体に外部電源からの電力を供給させるために前記基体にその下面中央領域に露出して設けられている一対の給電端子と、を備え、かつ、前記基体の下面中央領域に中空部を有する筒状の支持部材が接合されている基板支持部材に関する。
【０００７】
本発明の基板支持部材は、前記発熱抵抗体が、前記基体の外周縁部に沿って環状に延在する外側要素と、前記外側要素の内側の領域で、前記一対の給電端子のそれぞれに対応する前記発熱抵抗体の一対の端部のそれぞれが配置されている一対の領域のそれぞれを網羅し、かつ、少なくとも部分的に、当該一対の領域を画定する境界線を通る面を基準とする鏡映対称性を有するように、または、当該境界線の中心点を通る軸線を基準とする回転対称性を有するように、または、当該中心点を基準とする反転対称性を有するように、かつ、当該対称性を有する位置のそれぞれにおける幅が同一となるように、一端部としての前記発熱抵抗体の一対の端部のそれぞれから途中で屈曲しながら延在する一対の内側要素と、前記一対の内側要素のうち一方の内側要素の終端部と前記外側要素とを接続するように延在する一方の中間要素と、前記一対の内側要素のうち他方の内側要素の終端部と前記外側要素とを、前記中心点を基準として前記一方の中間要素と前記外側要素との接続箇所に対して反対側にある箇所において接続するように延在する他方の中間要素と、を備え、前記一方の中間要素および前記他方の中間要素のうち少なくとも１つの中間要素が、前記発熱抵抗体の一対の端部の間を通って延在していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の基板支持部材によれば、発熱抵抗体が、その一対の端部から屈曲しながら延在する「内側要素」、「中間要素」および「外側要素」により構成されている。また、外側要素は環状であって不連続箇所が存在しないので、基体の上面の外周縁部において局所的に温度が低い箇所（コールドスポット）が生じることが確実に防止される。
【０００９】
発熱抵抗体の一対の端部が設けられている中央領域において、基体の下面が支持部材に接合されている場合、中央領域において基体の下面から支持部材に熱が逃げ、基体の上面の中央領域の温度が低下しやすい。しかるに、一対の中間要素のうち少なくとも一方が発熱抵抗体の一対の端部の間を通るように延在していることにより、逃げた熱量を補償しうる程度に中央領域における発熱量を増加させ、これにより基体の上面の中央領域およびこれを取り囲む周辺領域の温度分布の均一性の向上が図られている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態としての基板支持部材の模式的断面図。
【図２】本発明の第１実施形態としての基板支持部材の構成説明図。
【図３】本発明の第２実施形態としての基板支持部材の構成説明図。
【図４】本発明の第３実施形態としての基板支持部材の構成説明図。
【図５】本発明の第４実施形態としての基板支持部材の構成説明図。
【図６】本発明の第５実施形態としての基板支持部材の構成説明図。
【図７】本発明の第６実施形態としての基板支持部材の構成説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
（基本的構成）
図１および図２に示されている本発明の第１実施形態としての基板支持部材は、略円板状の基体１と、発熱抵抗体２と、一対の給電端子４と、を備えている。基体１の上面（載置面）は略平面状に形成され、そこにはウエハＷが載置される。基体１は、ＡｌＮ焼結体、Ｓｉ3Ｎ4焼結体またはＡｌ2Ｏ3焼結体などのセラミックス焼結体からなる。発熱抵抗体２は、Ｍｏ、Ｗなどの金属箔、薄板または金属メッシュからなる。基体１は円板状のほか矩形板状、台形状、楕円形状など、さまざまな形態に変更されてもよく、これに応じて発熱抵抗体２の延在態様も本発明の技術的思想を逸脱しない範囲でさまざまな形態に変更されてもよい。その詳細は後述する。
【００１２】
一対の端子４のそれぞれは、基体１の下面中央領域から発熱抵抗体２の一対の端部２０のそれぞれまで連続するように基体１に埋設されている。一対の端子４のそれぞれには電線が接続され、電源から当該電線および端子４を介して発熱抵抗体２に電圧が印加される。基体１の下面中央領域には当該電線等を収容する中空部を有する略筒状の支持部材６が接合される。
【００１３】
端子４は支持部材６の内側面によって区画される基体１の内径領域に配置される。
【００１４】
基体１の上面には、局所的に上方に突出して分散配置されている複数のピン状またはボタン状の凸部１１が形成されている。凸部１１は、柱状、錘台状、上部が下部よりも断面積が小さい段差付き柱状、段差付き錘台状などのさまざまな形状に形成されている。凸部１１の上端部は、ウエハＷとの接触面積の低減の観点から、球面状など、凸曲面形状に形成されていてもよい。
【００１５】
基体１には通気路が形成され、基体１の上面周縁部には複数の凸部１１および当該通気路を囲むように環状に突出している環状凸部１２が形成されている。環状凸部１２の断面は、矩形状、台形状または半円形状などのさまざまな形状に形成されている。環状凸部１２の上端部は、ウエハＷとの接触面積の低減の観点から、断面が円弧状など、凸曲線形状に形成されていてもよい。基体１に埋設されている発熱抵抗体２の存在領域が、環状凸部１２よりも内側にある領域に収まるように発熱抵抗体２が配置されている。発熱抵抗体２の存在領域が環状凸部１２の外側にある領域にまで及んでいてもよく、この場合には発熱抵抗体２が環状凸部１２の真下にはほとんど存在していないことが好ましい。
【００１６】
なお、基体１が真空チャックを構成するほか、基体１が静電チャックを構成していてもよい。この場合、静電チャック電極（図示略）が発熱抵抗体２よりも基体１の上面に近い位置で基体１に埋設され、通気路に代えて当該静電チャック電極に接続される端子が、発熱抵抗体２のための給電端子４と同様に基体１に埋設されていてもよい。
【００１７】
複数の凸部１１の突出量または上端高さ位置が１０〜５０［μｍ］の範囲に収まるように設計されている。凸部１１の突出量または上端高さ位置と環状凸部１２の突出量または上端高さ位置とは同一になるように設計されている。環状凸部１２の上端高さ位置が凸部１１の上端高さ位置よりも低くなるように（凸部１１に当接した状態のウエハＷと環状凸部１２との間に隙間が存在するように）設計されていてもよい。凸部１１の上端部、または凸部１１の上端部および環状凸部１２の上端部の表面粗さＲａは、たとえば０．８［μｍ］以下になるように仕上げ加工されている。
【００１８】
基体１には、ウエハＷを昇降させるためのリフトピンが挿通される貫通孔が適当な位置に適当な数だけ形成されていてもよい。
【００１９】
（発熱抵抗体の構成）
発熱抵抗体２は、一対の内側要素２２、一対の中間要素２４および外側要素２６により構成されている。外側要素２６は、基体１の外周縁部に沿って略円環状に延在している。一対の内側要素２２は、外側要素２６の内側の領域で、発熱抵抗体２の一対の端部２０のそれぞれが図２に示す発熱抵抗体の一対の端部２０の示す位置のように上下に離間して配置されている一対の領域のそれぞれを網羅するように当該発熱抵抗体２の一対の端部２０を始端として屈曲しながら延在している。一対の内側要素２２のそれぞれにおいて少なくとも屈曲箇所を除く部分と、中間要素２４と、外側要素２６のそれぞれの幅が同一になるように発熱抵抗体２が設計される。また各々の幅を変えて設計されてもかまわないが一対の内側要素２２を構成する発熱抵抗体２では対称位置にある発熱抵抗体２の幅は互いに同一とする。
【００２０】
一対の内側要素２２は、全体的（または部分的）に、一対の領域を画定する境界線（図２破線参照）を通る面（図２に垂直な面または基体１の軸線に対して平行な面）を基準とする鏡映対称性を有する。
【００２１】
一対の内側要素２２のそれぞれは、第１要素２２１および第２要素２２２が交互に連続することで構成されている。第１要素２２１は、境界線（図２破線参照）に平行に外側に向かって延在する第１径要素２２１１と、第１径要素２２１１の始端を基準として第１径要素２２１１の終端の反対側（右側または左側）まで時計回り方向に延在する第１周要素２２１２と、が順に連続することで構成されている。第２要素２２２は、境界線に平行に外側に向かって延在する第２径要素２２２１と、第２径要素２２２１の始端を基準として第２径要素２２２１の終端の反対側（右側または左側）まで反時計回り方向に延在する第２周要素２２２２と、が順に連続することで構成されている。
【００２２】
一対の内側要素２２のそれぞれが、相互に隣り合う第１周要素２２１２と第２周要素２２２２との間隔よりも、第１径要素２２１１および第２径要素２２２１のそれぞれと、発熱抵抗体２の一対の端部２０の間を通る中間要素２４との間隔が狭くなるように延在している。
【００２３】
上側にある一方の内側要素２２が、始端部から第１要素２２１→第２要素２２２→第１要素２２１という形態で連続しながら外側に広がるように延在している。一方の中間要素２４が、一方の内側要素２２の終端部から発熱抵抗体２の一対の端部２０の間を通って、外側要素２６においてその中心を基準として９時または西に位置する箇所に連続するように左方向に延在している。
【００２４】
下側にある他方の内側要素２２が、始端部から第２要素２２２→第１要素２２１→第２要素２２２という形態で連続しながら外側に広がるように延在している。他方の中間要素２４が、他方の内側要素２２の終端部から発熱抵抗体２の一対の端部２０の間を通らずに、外側要素２６においてその中心を基準として３時または東に位置する箇所に連続するように右方向に延在している。
【００２５】
上側にある一方の内側要素２２における第１要素２２１の第１径要素２２１１と、下側にある他方の内側要素２２における第２要素２２２の第２径要素２２２１とは、内側から外側に同一方向（左方向）に延在している。同様に、上側にある一方の内側要素２２における第２要素２２２の第２径要素２２２１と、下側にある他方の内側要素２２における第１要素２２１の第１径要素２２１１とは、内側から外側に同一方向（右方向）に延在している。
【００２６】
各内側要素２２における第１要素２２１および第２要素２２２の交互回数は任意に変更されてもよい。これは他の実施形態においても同様である。
【００２７】
（第２実施形態）
図３に示されている本発明の第２実施形態としての基板支持部材は、発熱抵抗体２を除き、第１実施形態と同様の構成であるため、当該同様の構成に関する説明を省略する。
【００２８】
上側にある一方の内側要素２２が、始端部から第２要素２２２→第１要素２２１→第２要素２２２という形態で連続しながら外側に広がるように延在している。一方の中間要素２４が、一方の内側要素２２の終端部から発熱抵抗体２の一対の端部２０の間を通って、外側要素２６においてその中心を基準として３時または東に位置する箇所に連続するように右方向に延在している。
【００２９】
下側にある他方の内側要素２２が、始端部から第２要素２２２→第１要素２２１→第２要素２２２という形態で連続しながら外側に広がるように延在している。他方の中間要素２４が、一方の中間要素２４の下方において、他方の内側要素２２の終端部から発熱抵抗体２の一対の端部２０の間を通って、外側要素２６においてその中心を基準として９時または西に位置する箇所に連続するように左方向に延在している。
【００３０】
上側にある一方の内側要素２２における第１要素２２１の第１径要素２２１１と、下側にある他方の内側要素２２における第１要素２２１の第１径要素２２１１とは、内側から外側に相互に反対方向（上側：左方向、下側：右方向）に延在している。同様に、上側にある一方の内側要素２２における第２要素２２２の第２径要素２２２１と、下側にある他方の内側要素２２における第２要素２２２の第２径要素２２２１とは、内側から外側に相互に反対方向（上側：右方向、下側：左方向）に延在している。
【００３１】
第２実施形態において、内側要素２２が、始端部から第１要素２２１→第２要素２２２→第１要素２２１という形態で連続しながら外側に広がるように延在していてもよい。
【００３２】
（第３実施形態）
図４に示されている本発明の第３実施形態としての基板支持部材は、発熱抵抗体２を除き、第１実施形態と同様の構成であるため、当該同様の構成に関する説明を省略する。
【００３３】
上側にある一方の内側要素２２が、始端部から第２要素２２２→第１要素２２１→第２要素２２２という形態で連続しながら外側に広がるように延在している。基体１の中心よりも左側にある第１要素２２１の第１径要素２２１１が、第１実施形態において一方の中間要素２４が延在していた、境界線（図２破線参照）の上で延在している。一方の中間要素２４が、一方の内側要素２２の終端部から発熱抵抗体２の一対の端部２０の間を通らずに、外側要素２６においてその中心を基準として９時または西に位置する箇所に連続するように当該境界線上で左方向に延在している。
【００３４】
下側にある他方の内側要素２２が、始端部から第２要素２２２→第１要素２２１→第２要素２２２という形態で連続しながら外側に広がるように延在している。基体１の中心よりも右側にある第１要素２２１の第１径要素２２１１が、第１実施形態において一方の中間要素２４が延在していた、境界線（図２破線参照）の上で延在している。他方の中間要素２４が、他方の内側要素２２の終端部から発熱抵抗体２の一対の端部２０の間を通らずに、外側要素２６においてその中心を基準として３時または東に位置する箇所に連続するように当該境界線上で右方向に延在している。
【００３５】
上側にある一方の内側要素２２における第１要素２２１の第１径要素２２１１と、下側にある他方の内側要素２２における第１要素２２１の第１径要素２２１１とは、内側から外側に相互に反対方向（上側：左方向、下側：右方向）に延在している。同様に、上側にある一方の内側要素２２における第２要素２２２の第２径要素２２２１と、下側にある他方の内側要素２２における第２要素２２２の第２径要素２２２１とは、内側から外側に相互に反対方向（上側：右方向、下側：左方向）に延在している。
【００３６】
（第４実施形態）
図５に示されている本発明の第４実施形態としての基板支持部材は、発熱抵抗体２を除き、第３実施形態と同様の構成であるため、当該同様の構成に関する説明を省略する。発熱抵抗体２の上側にある一方の端部２０が左側に寄っている分だけ、上側にある一方の内側要素２２において最初の第２要素２２２の第２径要素２２２１が第３実施形態よりも長く延在している。発熱抵抗体２の下側にある他方の端部２０が右側に寄っている分だけ、下側にある他方の内側要素２２において最初の第２要素２２２の第２径要素２２２１が第３実施形態よりも長く延在している。
【００３７】
（第５実施形態）
図６に示されている本発明の第５実施形態としての基板支持部材は、発熱抵抗体２を除き、第４実施形態と同様の構成であるため、当該同様の構成に関する説明を省略する。発熱抵抗体２の上側にある一方の端部２０のみならず下側にある他方の端部２０が左側に寄っている分だけ、下側にある他方の内側要素２２において最初の第２要素２２２の第２径要素２２２１が第４実施形態よりも短く延在している。この分だけ、基体１の中央領域において発熱抵抗体２が延在していない領域が拡張されるので、通気路等、その他の構成の配置のために当該領域が有効活用される。
【００３８】
（第６実施形態）
図７に示されている本発明の第６実施形態としての基板支持部材は、発熱抵抗体２を除き、第５実施形態と同様の構成であるため、当該同様の構成に関する説明を省略する。上側にある位置方の内側要素２２において最初の第２要素２２２の第２径要素２２２１が、途中で下→右→上の順で屈曲して延在する屈曲部２２０を有している。この分だけ、基体１の中央領域において下側にある他方の内側領域２２が延在していない領域における発熱量の確保が図られる。
【００３９】
（効果）
前記構成の基板支持部材によれば、基体１の上面にウエハＷが載置され、この状態から通気路を通じて、基体１とウエハＷとの間の空間が減圧される。これにより、ウエハＷが、複数の凸部１１および環状凸部１２のそれぞれの上端部に当接して平坦な姿勢で基板支持部材により吸着保持されうる。
【００４０】
内側要素２２の少なくとも屈曲箇所（径要素および周要素の連続箇所）を除く部分、中間要素２４および外側要素２６のそれぞれの幅が同一とされていることにより、発熱抵抗体２の各箇所における電気抵抗値に応じた発熱量、ひいては基体１の上面の全体的な温度分布の均一が図られている。また、外側要素２６は環状であって不連続箇所が存在しないので、基体１の上面の外周縁部において局所的に温度が低い箇所（コールドスポット）が生じることが確実に防止される。
【００４１】
第１および第２実施形態によれば、少なくとも１つの中間要素２４が発熱抵抗体２の一対の端部２０の間を通るように延在していることにより、基体１の下面から支持部材６に逃げた熱量を補償しうる程度に中央領域における発熱量を増加させ、これにより基体１の上面の中央領域およびこれを取り囲む周辺領域の温度分布の均一性の向上が図られている。
【符号の説明】
【００４２】
１‥‥基体、２‥発熱抵抗体、４‥給電端子、６‥支持部材、１１‥複数の凸部、１２‥環状凸部、２０‥発熱抵抗体の一対の端部、２２‥内側要素、２４‥中間要素、２６‥外側要素、２２１‥第１要素、２２２‥第２要素、２２１１‥第１径要素、２２１２‥第１周要素、２２２１‥第２径要素、２２２２‥第２周要素、Ｗ‥ウエハ（基板）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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