(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の配線と、
前記配線の端部に配置された接続端子と、を備え、
前記接続端子は、前記端部に対向する対向面が円形状であり前記端部に３か所以上の溶接部により溶接されており、
前記溶接部は、前記対向面の中心を通過し前記配線の延びる方向に沿った対称軸に対して線対称に配置され、且つ前記対向面の中心を通過し前記対称軸と直交する基準軸に対して、前記配線の延びる側に２か所以上配置され反対側に１か所以上配置されている端子接続構造。
【請求項２】
前記溶接部が、前記対向面の周縁より内側に位置する請求項１に記載の端子接続構造。
【請求項３】
前記溶接部が、前記対向面の中心に対して回転対称に配置されている請求項１又は２に記載の端子接続構造。
【請求項４】
前記溶接部が、前記対向面と同心の仮想円上に配列され、
前記仮想円の円周長さに対し、前記溶接部の比率が５０％以下である請求項１〜３の何れか一項に記載の端子接続構造。
【請求項５】
前記溶接部が、電子ビーム溶接により形成されている請求項１〜４の何れか一項に記載の端子接続構造。
【請求項６】
前記接続端子には、前記対向面に達する複数の貫通孔が設けられ、
前記溶接部が、前記貫通孔の対向面側開口と前記端部との界面の一部もしくは全周に亘りレーザ溶接により形成されている請求項１〜４の何れか一項に記載の端子接続構造。
【請求項７】
セラミックス焼結体からなるセラミック板状体と、
前記セラミック板状体に接着固定された前記配線としてのヒータパターンと、
前記ヒータパターンの端部に設けられた請求項１〜６の何れか一項に記載の端子接続構造と、を有する加熱装置。
【請求項８】
請求項７に記載の加熱装置を有する静電チャック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端子接続構造、加熱装置、並びに静電チャック装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマエッチング装置、プラズマＣＶＤ装置等のプラズマを用いた半導体製造装置においては、従来から、試料台に簡単にウエハを取付け、固定するとともに、このウエハを所望の温度に維持する装置として静電チャック装置が使用されている。
【０００３】
このような静電チャック装置としては、例えば、内部に静電吸着用の板状電極を埋設したセラミック基体と、内部に冷媒循環用の冷媒流路が形成されたベース部と、を接着層にて接合一体化したものが知られている。
近年の半導体の大口径化やパターンの微細化に伴い、静電チャック装置に求められる特性も高まっている。
【０００４】
特許文献１には、ウエハを載置する面の温度分布を均一にするために、セラミック基体とベース部との間に加熱部材を取り付けたヒータ機能付き静電チャック装置が提案されている。加熱部材は、金属箔、又はシート状導電性部材からなる帯状の配線であり、接着材によりセラミック基体の裏面に貼り付けられている。
このヒータ機能付き静電チャック装置は、ウエハ内に局所的に温度分布を作ることができるので、ウエハの面内温度分布を膜堆積速度やプラズマエッチング速度に合わせて設定することにより、ウエハ上へのパターン形成などの局所的な膜形成や局所的なプラズマエッチングを効率よく行なうことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３００４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
セラミック基体の裏面に接着固定された配線状の加熱部材には、加熱部材に電力を供給するための接続端子が接続される。加熱部材と接続端子との接続には、溶接、導電性接着剤による接着、ロウ付け等の接続方法が用いられる。
加熱部材と接続端子との接続部分には、電力供給に伴う発熱による熱応力、及びセラミック基体等の構成部材の熱膨張係数差に起因する応力が生じる。加熱部材と接続端子との接続構造には、上記の応力による破損を抑制することが求められる。
本発明は、配線と電力供給用の接続端子との接続構造であって、使用時に破損しにくい端子接続構造を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の端子接続構造は、帯状の配線と、前記配線の端部に配置された接続端子と、を備え、前記接続端子は、前記端部に対向する対向面が円形状であり前記端部に３か所以上の溶接部により溶接されており、前記溶接部は、前記対向面の中心を通過し前記配線の延びる方向に沿った対称軸に対して線対称に配置され、且つ前記対向面の中心を通過し前記対称軸と直交する基準軸に対して、前記配線の延びる側に２か所以上配置され反対側に１か所以上配置されている。
【０００８】
この構成によれば、接続端子の対向面に３か所以上の溶接部が設けられ、各溶接部が対向面の中心より配線の延びる側に２か所以上設けられる。接続端子から帯状の配線に供給される電流は、配線の延びる方向に沿って流れる。溶接部が対向面の中心より配線の延びる側に２か所以上設けられていることで、電流が分散して、各溶接部に流れる電流が１か所に集中することがない。これにより、電流の集中により局所的に温度が高まることを抑制できる。
さらに、溶接部が対称軸に対し線対称に位置していることで、溶接部の数が少ない場合（例えば３か所）であっても、配線の延びる側に配線から等距離の溶接部が２つ配置される。これにより、特定の溶接部に電流が集中することを確実に防ぐことができる。
加えて、溶接部が、前記配線の延びる側と反対側に１か所以上配置されているため、接続端子の対向面において、溶接部がバランスよく配置される。これによって、任意の方向から接続端子に外力が加わった場合において、対向面を配線から引き剥がそうとする力を、各溶接部にバランスよく分散させ溶接部の破損を抑制することができる。
【０００９】
また、上記の端子接続構造は、前記溶接部が、前記対向面の周縁より内側に位置するものであっても良い。
【００１０】
この構成によれば、接続端子に外力が加わり、対向面の周縁部を支点として接続端子を配線の溶接面に対して傾かせようとする力が生じた場合に、溶接部が、対向面の周縁より内側に設けられていることで、溶接部に破損の起点が生じにくくなる。
【００１１】
また、上記の端子接続構造は、前記溶接部が、前記対向面の中心に対して回転対称に配置されていても良い。
【００１２】
この構成によれば、対向面の中心に対して溶接部が回転対称とされているため、溶接部が周方向に均等に配置されることとなる。これによって、任意の方向から接続端子に外力が加わった場合において、対向面を配線から引き剥がそうとする力を、各溶接部にバランスよく分散させ溶接部の破損を抑制することができる。
【００１３】
また、上記の端子接続構造は、前記溶接部が、前記対向面と同心の仮想円上に配列され、前記仮想円の円周長さに対し、前記溶接部の比率が５０％以下であっても良い。
【００１４】
この構成によれば、隣り合う溶接部同士の間に溶接部の大きさ以上の距離の溶接されていない部分が設けられることとなる。配線と接続端子とが、熱膨張、熱収縮、又は吸湿によって相対的に変位する場合に、溶接部が変形し、配線と接続端子との相対的な変位を許容でき、溶接部に加わる応力を分散できる。
【００１５】
また、上記の端子接続構造は、前記溶接部が、電子ビーム溶接により形成されていても良い。
【００１６】
この構成によれば、電子ビームによる点溶接により溶接部を形成できる。したがって、溶接工程の工程時間を短縮できる。また、接続端子の対向面と反対側の面に電子ビームを照射することで、対向面と配線との溶接が可能であり、溶接工程を簡素化できる。加えて、電子ビーム溶接は、溶接部に加えられる入熱量が少ない為、溶接後の歪み等を抑制できる。
【００１７】
また、上記の端子接続構造は、前記接続端子には、前記対向面に達する複数の貫通孔が設けられ、前記溶接部が、前記貫通孔の対向面側開口と前記端部との界面の一部もしくは全周に亘りレーザ溶接により形成されていても良い。
【００１８】
この構成によれば、溶接部に直接的にレーザを照射して効率よく溶接工程を行うことができる。したがって、配線、接続端子、並びにこれらの周囲に配置された部材に熱の影響を少なくして溶接を行うことができる。
【００１９】
また、上記の端子接続構造の実施形態に係る加熱装置は、セラミックス焼結体からなるセラミック板状体と、前記セラミック板状体に接着固定された前記配線としてのヒータパターンと、前記ヒータパターンの端部に設けられた前記端子接続構造と、を有する。
【００２０】
また、実施形態に係る静電チャック装置は、前記加熱装置を有する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の端子接続構造によれば、加熱部材への電力供給に伴う発熱による熱応力、及びセラミック基体等の構成部材の熱膨張係数差に起因する応力が生じた場合であっても、接続部で破損が生じることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態の第１、第２の端子接続構造が設けられた静電チャック装置を示す断面図である。
【図２】図１に示す静電チャック装置の加熱部材の平面パターンの一例を示す平面図である。
【図３】第１実施形態の第１の端子接続構造を示す斜視図である。
【図４】第１実施形態の第１の端子接続構造を示し、図４（ａ）は断面図であり、図４（ｂ）は平面図である。
【図５】第１実施形態の第２の端子接続構造を示す平面図である。
【図６】第１実施形態の変形例１の端子接続構造を示す平面図である。
【図７】第１実施形態の変形例２の端子接続構造を示す平面図である。
【図８】第１実施形態の変形例３の端子接続構造を示す平面図である。
【図９】第２実施形態の端子接続構造を示し、図９（ａ）は断面図であり、図９（ｂ）は平面図である。
【図１０】第２実施形態の変形例１の端子接続構造を示す平面図である。
【図１１】第２実施形態の変形例２の端子接続構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に静電チャック装置の各実施形態について、図面に基づき説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴部分を強調する目的で、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、同様の目的で、特徴とならない部分を省略して図示している場合がある。
【００２４】
＜＜第１実施形態＞＞
図１は、第１実施形態の第１の端子接続構造１、及び第２の端子接続構造２が設けられた静電チャック装置１００を示す断面図である。
静電チャック装置１００は、板状試料Ｗを設置する円板状の静電チャック部（セラミック板状体）２０と、静電チャック部２０を冷却する円板状の冷却ベース部５０と、これらを接着一体化する樹脂層８０と、を有している。換言すると、静電チャック装置１００は、冷却ベース部５０、樹脂層８０、静電チャック部２０がこの順に図１の＋Ｚ方向（高さ方向）に積層された構造を有する。
【００２５】
静電チャック部２０は、板状試料Ｗを載置する第１の面２０ａと、その反対側の第２の面２０ｂとを有している。第２の面２０ｂには接着材６により接着固定された加熱部材（配線、ヒータパターン）７が設けられている。
また、静電チャック部２０は、静電吸着用内部電極２３と、静電吸着用内部電極２３から静電チャック部２０の厚さ方向に貫通し、静電吸着用内部電極２３に電圧を印加する内部電極端子２４と、を有している。
【００２６】
冷却ベース部５０は、静電チャック部２０と対向する第１の面５０ａと、その反対側であり静電チャック装置１００の取付面となる第２の面５０ｂとを有する。
冷却ベース部５０には、厚さ方向に貫通する貫通孔５１が設けられている。貫通孔５１には、絶縁管（碍子）１５が埋設されている。絶縁管１５には、給電端子３２、固定板１６、接続線３３、並びに接続端子４０が内挿されている。接続端子４０は、加熱部材７に溶接により接合され第１の端子接続構造１又は第２の端子接続構造２を構成している。
また、静電チャック部２０と加熱部材７と第１、第２の端子接続構造１、２とは、加熱装置５を構成している。
【００２７】
以下、図１を基に、各部の構成について詳細に説明する。
＜静電チャック部（セラミック板状体）＞
静電チャック部２０は、半導体ウエハ、金属ウエハ、ガラス基板等の板状試料Ｗを設置する載置板２１と、載置板２１に対向配置された支持板２２と、載置板２１と支持板２２の間に挟まれた静電吸着用内部電極２３と、支持板２２に埋設された内部電極端子２４と、を有している。
【００２８】
これら載置板２１及び支持板２２は、重ね合わせた面の形状を同じくする円板状のもので、酸化アルミニウム−炭化ケイ素（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＣ）複合焼結体、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）焼結体、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）焼結体、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）焼結体等の、機械的な強度と腐食性ガス及びそのプラズマに対する耐久性を有する絶縁性のセラミックス焼結体からなるものとすることが好ましい。
また、載置板２１を上記のセラミックス焼結体とし、支持板２２をポリイミドなどの絶縁性の樹脂とすることで、安価な構造としても良い。
【００２９】
載置板２１の一面であり板状試料Ｗを設置する第１の面２０ａには、直径が板状試料Ｗの厚さより小さい突起部２６が複数個形成されており、突起部２６が板状試料Ｗを支える構成となっている。
支持板２２には、厚さ方向に貫通する孔２２ａが設けられている。孔２２ａには、内部電極端子２４が挿通する。
【００３０】
静電吸着用内部電極２３は、電荷を発生させて静電吸着力で板状試料Ｗを固定するための静電チャック用電極として用いられるもので、その用途によって、その形状や、大きさが適宜調整される。
静電吸着用内部電極２３の材料は、載置板２１及び支持板２２に使用する材料との熱膨張差や耐熱性などを考慮して選定される。例えば、静電吸着用内部電極２３は、酸化アルミニウム−炭化タンタル（Ａｌ２Ｏ３−Ｔａ４Ｃ５）導電性複合焼結体、酸化アルミニウム−タングステン（Ａｌ２Ｏ３−Ｗ）導電性複合焼結体、酸化アルミニウム−炭化ケイ素（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＣ）導電性複合焼結体、窒化アルミニウム−タングステン（ＡｌＮ−Ｗ）導電性複合焼結体、窒化アルミニウム−タンタル（ＡｌＮ−Ｔａ）導電性複合焼結体、酸化イットリウム−モリブデン（Ｙ２Ｏ３−Ｍｏ）導電性複合焼結体等の導電性セラミックス、あるいは、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属や、銀（Ａｇ）、炭素（Ｃ）等を使用することができる。
静電吸着用内部電極２３は、スパッタ法や蒸着法等の成膜法、あるいはスクリーン印刷法等の塗工法により容易に形成することができる。
【００３１】
内部電極端子２４は、静電吸着用内部電極２３に直流電圧を印加するために設けられている。内部電極端子２４は、静電吸着用内部電極２３から孔２２ａを挿通して厚さ方向に延び、静電チャック部２０の第２の面２０ｂに露出している。内部電極端子２４には、図示略の直流電源回路が接続され、静電吸着用内部電極２３に電圧を印加する構成となっている。
内部電極端子２４の材料は、耐熱性に優れた導電性材料であれば特に制限されるものではないが、熱膨張係数が静電吸着用内部電極２３及び支持板２２の熱膨張係数に近似したものが好ましい。例えば、静電吸着用内部電極２３を構成している導電性セラミックス、あるいは、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、コバール合金等の金属材料が好適に用いられる。
【００３２】
＜樹脂層＞
図１に示すように、樹脂層８０は、静電チャック部２０の第２の面２０ｂと冷却ベース部５０の第１の面５０ａの間に介在する。樹脂層８０は、加熱部材７が接着された静電チャック部２０と冷却ベース部５０とを接着一体化するとともに、熱応力の緩和作用を有する。
樹脂層８０は、その内部や、静電チャック部２０の第２の面２０ｂ、加熱部材７の下面（−Ｚ側の面）、並びに冷却ベース部５０の第１の面５０ａとの界面に空隙や欠陥が少ないことが望まれる。空隙や欠陥が形成されていると、熱伝達性が低下して板状試料Ｗの均熱性が阻害される虞がある。
【００３３】
樹脂層８０は、例えば、シリコーン系樹脂組成物を加熱硬化した硬化体またはアクリル樹脂で形成されている。樹脂層８０は、流動性ある樹脂組成物を静電チャック部２０と冷却ベース部５０の間に充填した後に加熱硬化させることで形成することが好ましい。冷却ベース部５０の第１の面５０ａには加熱部材７が設けられており、これにより凹凸が形成されている。また、冷却ベース部５０の第１の面５０ａ及び静電チャック部２０の第２の面２０ｂは必ずしも平坦ではない。流動性の樹脂組成物を冷却ベース部５０と静電チャック部２０の間に充填させた後に硬化させて樹脂層８０を形成することで、静電チャック部２０と冷却ベース部５０の凹凸に起因して樹脂層８０に空隙が生じることを抑制できる。これにより、樹脂層８０の熱伝導特性を面内に均一にすることが出来、静電チャック部２０の均熱性を高めることが出来る。
なお、加熱部材７の端部８Ａ、８Ｂには、加熱部材７に給電するための接続端子４０が溶接固定される。樹脂層８０を形成する工程では、端部８Ａ、８Ｂに樹脂層８０が回り込まないようにマスクしておくことが好ましい。
【００３４】
＜冷却ベース部＞
冷却ベース部５０は、静電チャック部２０を所望の温度に調整するためのもので、厚さのある円板形状を有する。
冷却ベース部５０としては、例えば、内部に冷媒を循環させる流路（図示略）が形成された液冷ベース等が好適である。
冷却ベース部５０を構成する材料としては、熱伝導性、導電性、加工性に優れた金属、またはこれらの金属を含む複合材であれば特に制限はなく、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銅（Ｃｕ）、銅合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ） 等が好適に用いられる。冷却ベース部５０の少なくともプラズマに曝される面は、アルマイト処理が施されているか、あるいはアルミナ等の絶縁膜が成膜されていることが好ましい。
また、冷却ベース部５０の静電チャック部２０と対向する第１の面５０ａに、ポリイミドなどの絶縁性樹脂シートを貼り付け、耐電圧特性を向上させても良い。
【００３５】
冷却ベース部５０には、貫通孔５１が設けられている。貫通孔５１には、絶縁管１５、給電端子３２、接続線３３、接続端子４０、並びに固定板１６が内挿されている。
またその他に、冷却ベース部５０には、内部電極端子２４に電圧を印加するための給電部が配置される貫通孔、板状試料Ｗの処理工程でウエハを押し上げるリフトピンを挿通させるための貫通孔、並びに板状試料Ｗと静電チャック部２０との間に供給する冷却ガスを供給するための貫通孔、等の目的に応じて複数の貫通孔が設けられている。
【００３６】
＜加熱部材（配線、ヒータパターン）＞
加熱部材７は、帯状の配線であり、静電チャック部２０の第２の面２０ｂに接着材６を介して固着されている。
図２に第２の面２０ｂに形成された加熱部材７の平面パターンの一例を示す。加熱部材７は、相互に独立した２つのヒータ（内ヒータ７ａ、外ヒータ７ｂ）とから構成されている。内ヒータ７ａは、第２の面２０ｂの中心部に形成され、外ヒータ７ｂは、第２の面２０ｂの周縁部であって、内ヒータ７ａの外側に、環状の外形に形成されている。
【００３７】
内ヒータ７ａ及び外ヒータ７ｂは、それぞれが、帯状に蛇行させた金属材料のヒータパターン、即ち配線であり、第２の面２０ｂ全体に固着されている。
内ヒータ７ａの端部８Ｂ及び外ヒータ７ｂの端部８Ａには接続端子４０が接続される。接続端子４０から供給される電流によって、内ヒータ７ａ及び外ヒータ７ｂは発熱する。
加熱部材７の平面パターンは、上記のように相互に独立した２つ以上のヒータパターンにより構成してもよいが、１つのヒータパターンにより構成することもできる。しかしながら、本実施形態のように、複数の相互に独立したヒータ（内ヒータ７ａ、外ヒータ７ｂ）により構成することで、内ヒータ７ａ及び外ヒータ７ｂを個々に制御して、載置板２１の載置面に静電吸着により固定されている板状試料Ｗの面内温度分布を自由にかつ精度良く制御できる。
【００３８】
加熱部材７は、厚さが０．２ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ以下の一定の厚さを有する。
加熱部材７の厚さが０．２ｍｍを超えると、加熱部材７のパターン形状が板状試料Ｗの温度分布として反映され、板状試料Ｗの面内温度を所望の温度パターンに維持することが困難になる。
また、加熱部材７を一定の厚さとすることで、加熱部材７の発熱量も加熱面全域で一定とすることができる。これにより、静電チャック部２０の第１の面２０ａにおける温度分布を均一化できる。
【００３９】
加熱部材７は、非磁性の金属薄板からなることが好ましく、例えば、チタン（Ｔｉ）薄板、タングステン（Ｗ）薄板、モリブデン（Ｍｏ）薄板等をフォトリソグラフィー法により、所望のヒータパターンにエッチング加工することで形成できる。
加熱部材７を非磁性金属で形成することで、静電チャック装置１００を高周波雰囲気中で用いても加熱部材７が高周波により自己発熱しない。したがって、高周波雰囲気中であっても、板状試料Ｗの面内温度を所望の一定温度または一定の温度パターンに維持することが容易となる。
【００４０】
接着材６は、加熱部材７を静電チャック部２０の第２の面２０ｂに接着するために設けられており、加熱部材７と同一の平面形状を有する。
接着材６は、シート状またはフィルム状の接着性樹脂であり、耐熱性及び絶縁性を有するものであることが好ましく、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等を採用できる。
接着材６の厚さは５μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、より好ましくは１０μｍ以上５０μｍ以下である。接着材６の面内の厚さのバラツキは１０μｍ以内が好ましい。接着材６の面内の厚さのバラツキが１０μｍを超えると、静電チャック部２０と加熱部材７との面内間隔に１０μｍを超えるバラツキが生じる。その結果、加熱部材７から静電チャック部２０に伝達される熱の面内均一性が低下し、静電チャック部２０の載置面における面内温度が不均一となる虞がある。
【００４１】
＜絶縁管＞
絶縁管１５は、貫通孔５１に埋設されている。絶縁管１５には、給電端子３２、固定板１６、接続線３３、並びに接続端子４０が内挿されている。
なお、絶縁管１５は、図２に示す内ヒータ７ａの端部８Ｂ、８Ｂ及び外ヒータ７ｂの端部８Ａ、８Ａに対応して４つ設けられており、各々の絶縁管１５に、給電端子３２、固定板１６、接続線３３、並びに接続端子４０がそれぞれ内挿され、加熱部材７に電流を供給する。
絶縁管１５の材料は樹脂製であってもセラミックス製であっても良いが、熱伝導、耐熱性、耐電圧、寸法精度、コストなどの面からセラミックス製とすることが好ましく、酸化アルミニウムなどを好適に採用できる。
【００４２】
＜給電端子＞
給電端子３２は、雌型コネクタである。給電端子３２には、外部の電源から静電チャック装置１００に電気を供給するための雄型コネクタ（図示略）を接続することができる。給電端子３２は導電性のものであればその材料は限定されない。給電端子３２は、固定板１６を介して、冷却ベース部５０の貫通孔５１に固定されている。給電端子３２には、接続線３３が接続されている。
【００４３】
＜固定板＞
固定板１６は、貫通孔５１の下面（−Ｚ側）の開口部に取り付けられている。給電端子３２と固定板１６の固定、並びに固定板１６と冷却ベース部５０との固定は、例えばネジ止めによって行うことができる。また、固定板１６は、絶縁管１５と固定する構造となっていてもよい。固定板１６の材料にはセラミックスや絶縁性樹脂などが適宜選定される。
【００４４】
＜接続線＞
接続線３３は、接続端子４０と給電端子３２を電気的に接続するために設けられている。接続線３３としては、可撓性を有する電気ケーブルを使用し、弛緩した状態で接続端子４０と給電端子３２との間のスペースに収納されることが好ましい。
接続線３３として可撓性を有する電気ケーブルを用い、弛緩させた状態で収納することで、冷却ベース部５０が熱膨張及び熱収縮して、接続端子４０と給電端子３２との距離が変わる場合であっても、距離の変化を吸収できる。したがって、接続端子４０、給電端子３２、並びにこれらの接続部に負荷が加わることを防止できる。また、接続線３３は、給電端子３２に外力や衝撃が加わった場合であっても接続端子４０に伝わることを防ぎ、接続端子４０及びその接続部に破損が生じることを防止できる。
【００４５】
＜接続端子＞
接続端子４０は、加熱部材７に接合される対向面４１ａ側（＋Ｚ側）に設けられた円形の鍔部４１と、鍔部４１から立設された円柱部４２とを有している。
接続端子４０の材料は金属又は金属とセラミックスの複合体であり、加熱部材７の材料と同じ材料、若しくは加熱部材７の材料と同じ材料と他の材料の複合材料とすることが好ましい。
【００４６】
円柱部４２の端面４２ａには、接続線３３が接続される。接続端子４０と接続線３３とは、溶接又は半田付け等の接続方法で接続する。また、接続端子４０の円柱部４２を雄ネジ部と雌ネジ部の分割構造とする等して、雄ネジ部と雌ネジ部の間に接続線３３を機械的に挟み込んで電気的な接続を行っても良い。
【００４７】
接続端子４０と加熱部材７の端部８Ａ（図２参照）との接続は、溶接によって行われ、第１の端子接続構造１を形成する。同様に接続端子４０と加熱部材７の端部８Ｂとは、溶接による接合により第２の端子接続構造２を形成している。第１、第２の端子接続構造１、２について、以下に説明を行う。
【００４８】
＜＜端子接続構造＞＞
第１の端子接続構造１は、加熱部材７の外ヒータ７ｂの端部８Ａと接続端子４０とが溶接により接続されて構成される。
図３、図４に、第１の端子接続構造１を示す。図３は第１の端子接続構造１の斜視図であり、図４（ａ）は対称軸Ｌ１に沿った第１の端子接続構造１の断面図であり、図４（ｂ）は第１の端子接続構造１の平面図である。なお、図４（ａ）、（ｂ）では、接続線３３の図示を省略する。
第１の端子接続構造１は、帯状の配線である加熱部材７と、加熱部材７の端部８Ａに配置された接続端子４０と、を有している。また、第１の端子接続構造１は、加熱部材７の端部８Ａと接続端子４０の対向面４１ａとの界面に６か所の溶接部６１を有している。
【００４９】
端部８Ａは、加熱部材７の終端に位置しており、加熱部材７の線幅より大径の円形に形成されている。帯状に形成された加熱部材７の幅方向中心軸を端部８Ａ側に延長した直線上に、円形に形成された端部８Ａの中心Ｏ１が配置されている。
【００５０】
接続端子４０の鍔部４１は、加熱部材７の端部８Ａと対向する対向面４１ａと、対向面４１ａと反対側に位置する背面４１ｂとを有している。
接続端子４０は、対向面４１ａが端部８Ａに向かい合って接触するように配置される。接続端子４０は、対向面４１ａの中心Ｏ２が端部８Ａの中心Ｏ１と一致するように配置される。
【００５１】
溶接部６１は、接続端子４０の対向面４１ａと加熱部材７の端部８Ａとの界面に形成されている。溶接部６１は、電子ビーム溶接により形成された点溶接部である。溶接部６１の平面形状は、電子ビームの照射形状（スポット形状）である円形状となる。
【００５２】
図４（ａ）に示すように、溶接部６１は、電子ビームＥＢのスポット６２を鍔部４１の背面４１ｂに照射することで形成される。電子ビームＥＢは、スポット６２において鍔部４１を厚さ方向に亘って加熱する。これにより、鍔部４１の内部には、被加熱部６２ａが形成される。また、電子ビームＥＢによる加熱は、対向面４１ａに達して端部８Ａと接続端子４０とを加熱する。これにより端部８Ａと対向面４１ａとが溶接接合され、溶接部６１が形成される。このような、電子ビーム溶接は、真空中で行われる。
なお、図４（ａ）において、電子ビームＥＢ及び被加熱部６２ａは、溶接工程を示すために便宜的に図示したものである。
【００５３】
図４（ｂ）に示すように、第１の端子接続構造１の溶接部６１は、対向面４１ａに６か所配置されている。各溶接部６１は、円形の対向面４１ａと同心の仮想円Ｐ上に配列されている。また、各溶接部６１は、対向面４１ａの中心Ｏ２に対して回転対称（６回対称）に配置されている。
【００５４】
背面４１ｂは、円柱部４２の周面から、鍔部４１の周縁までの領域である。
スポット６２は、背面４１ｂの半径方向中央に位置している。したがって、溶接部６１は、対向面４１ａの周縁より内側に位置している。
【００５５】
図４（ａ）に示すように、接続端子４０の円柱部４２に、外力Ｆが加わった場合を想定する。外力Ｆが加わると、対向面４１ａの周縁部において外力Ｆと反対側の点を支点Ｂとして接続端子４０を傾かせ、対向面４１ａを端部８Ａから引き剥がそうとする回転モーメントが生じる。
第１の端子接続構造１は、６か所の溶接部６１が対向面４１ａの中心Ｏ２に対し回転対称とされていることで、溶接部６１が周方向に均等に配置されることとなる。したがって、いかなる方向から外力Ｆが加わった場合でも、対向面４１ａを端部８Ａから引き剥がそうとする力に対抗して、溶接部６１の破損を抑制することができる。
また、第１の端子接続構造１は、溶接部６１が、対向面４１ａの周縁より内側に設けられていることで、外力Ｆが加わった時に、溶接部６１に破損の起点が生じにくくなる。
【００５６】
また、第１の端子接続構造１は、仮想円Ｐの円周長さに対し、仮想円Ｐと重なる溶接部６１の長さの比率が５０％以下となっている。したがって、隣り合う溶接部６１同士の間に溶接部６１の直径以上の距離の溶接されていない部分が設けられている。第１の端子接続構造１の端部８Ａ及び接続端子４０は、それぞれ固定される部材や、端部８Ａ及び接続端子４０自身の熱膨張、熱収縮、又は吸湿によって相対的に位置が変位することがある。隣り合う溶接部６１同士の間に溶接部６１の大きさ以上の距離が設けられていることで、溶接部６１は柔軟性を得ることができる。したがって、端部８Ａ及び接続端子４０の相対的な変位を許容するように、溶接部６１が変形することができ、溶接部６１に加わる応力を分散できる。
第１の端子接続構造１は、同様の理由から仮想円Ｐの円周長さに対し、仮想円Ｐと重なる溶接部６１の長さの比率が３０％以下となっていることがより好ましい。
【００５７】
図４（ｂ）に示すように、対向面４１ａの中心Ｏ２を通過し、加熱部材７の延びる方向に沿って対称軸Ｌ１を設定する。また、対向面４１ａの面内において、対向面４１ａの中心Ｏ２を通過し対称軸Ｌ１と直交する基準軸Ｌ２を設定する。
６か所の溶接部６１のうち２か所は、その中心が対称軸Ｌ１上に配置される。６か所の溶接部６１は対向面４１ａの中心に対し回転対称に配置されているために、各溶接部６１は、対称軸Ｌ１に対し線対称となる。
接続端子４０から加熱部材７に流れる電流は、各溶接部６１から加熱部材７の延びる方向に向かって流れる。
溶接部６１の電位勾配（電場）は、端部８Ａにおいて加熱部材７が延び出る延出端９に近づくほど小さくなる。したがって、６か所の溶接部６１のうち、延出端９からの距離が近い溶接部６１ほど電流が流れやすい。なお、対称軸Ｌ１は、延出端９の中点Ｃを通過している。
本実施形態において、６か所の溶接部６１のうち、３か所は、対向面４１ａの基準軸Ｌ２よりも加熱部材７に近い位置に設けられている。これによって、溶接部６１の総面積のうちの約半分を延出端９に近い領域に配置する。延出端９から近いほど電流は流れやすいため、電流の流れやすい領域に溶接部６１の総面積の半分を確保することで、特定の溶接部６１に電流が集中することを防ぐことができる。
【００５８】
また、第１の端子接続構造１は、電子ビーム溶接による接続構造であるため、導電性接着材やろう付け等で接着する場合と比較して、接続抵抗が低く、接続工程で大きな熱が発生しにくい。
接続抵抗が高い接続方法を採用すると、接続端子４０を介して加熱部材７に電流を流した際に接続部の発熱が大きくなり静電チャック部２０の温度を精密に制御できなくなる虞がある。また、接続工程で大きな熱が発生する接続方法を採用すると、過剰な温度上昇により接着材６が劣化する虞がある。電子ビーム溶接を静電チャック装置１００に採用することで、静電チャック部２０の温度の精密な制御が可能となり、また接続工程における接着材６の劣化を抑制できる。
【００５９】
次に、第２の端子接続構造２について説明する。
図５は、第２の端子接続構造２の平面図である。第２の端子接続構造２は、加熱部材７の外ヒータ７ｂの端部８Ｂと接続端子４０とが溶接により接続されて構成される。
第２の端子接続構造２は、上述した第１の端子接続構造１と比較して端部８Ｂの形状が異なる。上述した第１の端子接続構造１と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
第２の端子接続構造２は、帯状の配線である加熱部材７と、加熱部材７の端部８Ｂに配置された接続端子４０と、を有している。接続端子４０は、対向面４１ａの中心Ｏ２が端部８Ｂの中心Ｏ１と一致するように配置される。
【００６０】
溶接部６３は、対向面４１ａに６か所配置されている。各溶接部６３は、円形の対向面４１ａと同心の仮想円Ｐ上に配列されている。また、各溶接部６３は、対向面４１ａの中心Ｏ２に対して回転対称（６回対称）に配置されている。また、溶接部６３は、対向面４１ａの周縁より内側に位置している。
【００６１】
端部８Ｂは、加熱部材７の端末に位置しており、加熱部材７の線幅より直径の大きい円形に形成されている。帯状に形成された加熱部材７の幅方向中心軸と、円形に形成された端部８Ｂの中心Ｏ１とは一致しておらず、加熱部材７の一方の幅方向端部が端部８Ｂの円周接線として連続している。即ち、端部８Ｂは、加熱部材の終端で、幅方向一方側に膨出したように形成されている。
【００６２】
図５に示すように、対向面４１ａの中心Ｏ２と、加熱部材７が延びる方向である延出端１０の中点Ｃと、を通過する対称軸Ｌ３を設定する。また、対向面４１ａにおいて、対向面４１ａの中心Ｏ２を通過し対称軸Ｌ３と直交する基準軸Ｌ４を設定する。
第２の端子接続構造２は、６か所の溶接部６３のうち、３か所は、対向面４１ａの基準軸Ｌ４より加熱部材７の延びる方向に近い位置に設けられている。これによって、延出端１０に近い領域に溶接部６３の面積を十分に確保することができ、電流が特定の溶接部６３に集中して流れることを防ぐことができる。
【００６３】
その他に、第２の端子接続構造２は、６か所の溶接部６３が回転対称に配置され、溶接部６３が対向面４１ａの周縁より内側に配置されていることで、第１の端子接続構造１と同様に溶接部６３の破損を抑制するという効果を奏する。
【００６４】
＜＜第１実施形態の変形例＞＞
第１実施形態の第１の端子接続構造１及び第２の端子接続構造２において溶接部６１及び溶接部６３は、対向面４１ａに６か所配置されているが、溶接部は、３か所以上であれば良い。
以下に、第１実施形態の変形例１〜３として、端子接続構造１Ａ、端子接続構造１Ｂ、端子接続構造１Ｃについて説明を行う。
【００６５】
図６〜図８は第１実施形態の変形例１〜変形例３の端子接続構造１Ａ、１Ｂ、１Ｃをそれぞれ表す平面図である。端子接続構造１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、加熱部材７の外ヒータ７ｂの端部８Ａと接続端子４０とが溶接により接続されて構成される点で、第１実施形態の第１の端子接続構造１と同様である。第１の端子接続構造１と比較して、端子接続構造１Ａは、溶接部６４が３か所設けられている点が異なり、端子接続構造１Ｂは、溶接部６４が４か所設けられている点が異なり、端子接続構造１Ｃは、溶接部６４が５か所設けられている点が異なる。
以下、各変形例について、具体的に説明を行う。なお、上述の第１実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００６６】
図６に示すように、変形例１の端子接続構造１Ａは、３か所の溶接部６４が対称軸Ｌ１に対し線対称に配置されている。また、３か所の溶接部６４のうち２か所は、基準軸Ｌ２より加熱部材７が延びる側に配置されている。
これにより、端部８Ａにおいて加熱部材７が延び出る延出端９から等距離に、溶接部６４のうち、基準軸Ｌ２より加熱部材７側に配置された２か所の溶接部６４が配置されている。各溶接部６４の電位勾配（電場）は、延出端９からの距離に応じて決まるため、延出端９側に配置された２か所の溶接部６４に流れる電流値は、略同じとなり、各溶接部６４に流れる電流を電流全体の半分以下とすることができる。即ち、電流が１つの溶接部６４に集中することがなく、電流の集中による局所的に温度が高まることを抑制できる。
【００６７】
３か所の溶接部６４は、対向面４１ａの中心Ｏ２に対し回転対称（３回対称）に設けられていることが好ましい。これにより、接続端子４０を傾けさせ、対向面４１ａを端部８Ａから引き剥がすような外力が加わった場合に、各溶接部６４に力が分散し、溶接部６４の損傷を抑制できる。
【００６８】
図７に示すように、変形例２の端子接続構造１Ｂは、４か所の溶接部６５が対称軸Ｌ１に対し線対称に配置されている。また、４か所の溶接部６５のうち２か所は、基準軸Ｌ２より加熱部材７が延びる側に配置されている。したがって、変形例１と同様に、各溶接部６５に流れる電流を電流全体の半分以下とすることができる。即ち、電流が１つの溶接部６５に集中することがなく、電流の集中による局所的に温度が高まることを抑制できる。
また、４か所の溶接部６５を対向面４１ａの中心Ｏ２に対し回転対称（４回対称）に配置した場合には、外力に起因して溶接部６５に加わる応力を分散して、溶接部６５の破損を抑制できる。
【００６９】
図８に示すように、変形例３の端子接続構造１Ｃは、５か所の溶接部６６が対称軸Ｌ１に対し線対称に配置されている。また、５か所の溶接部６６のうち３か所は、基準軸Ｌ２より加熱部材７が延びる側に配置されている。したがって、電流が１つの溶接部６６に集中することがなく、電流の集中による局所的に温度が高まることを抑制できる。
また、５か所の溶接部６６を対向面４１ａの中心Ｏ２に対し回転対称（５回対称）に配置した場合には、外力に起因して溶接部６６に加わる応力を分散して、溶接部６６の破損を抑制できる。
【００７０】
＜＜第２実施形態＞＞
次に第２実施形態の端子接続構造３について説明する。
図９（ａ）は対称軸Ｌ１に沿った端子接続構造３の断面図であり、図９（ｂ）は端子接続構造３の平面図である。端子接続構造３は、上述した静電チャック装置１００（図１参照）における第１の端子接続構造１に代えて適用される。
第２実施形態の端子接続構造３は、第１の端子接続構造１と比較して溶接の方法としてレーザービーム溶接を採用している点が主に異なる。
なお、上述の第１実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７１】
端子接続構造３は、帯状の配線である加熱部材７と、加熱部材７の端部８Ａに配置された接続端子７０と、を有している。また、端子接続構造３は、加熱部材７の端部８Ａと接続端子７０との界面に６か所の溶接部６７を有している。
【００７２】
接続端子７０は、加熱部材７に接合される対向面７１ａ側（＋Ｚ側）に設けられた円形の鍔部７１と、鍔部７１から立設された円柱部７２とを有している。円柱部７２には、図示略の接続線（図１の接続線３３に対応）が接続される。
接続端子７０は、対向面７１ａが端部８Ａに向かい合って接触するように配置される。接続端子７０は対向面７１ａの中心Ｏ２が、円形状である端部８Ａの中心Ｏ１と一致するように配置される。
【００７３】
接続端子７０の鍔部７１は、加熱部材７の端部８Ａと対向する対向面７１ａと、対向面７１ａと反対側に位置する背面７１ｂとを有している。また、鍔部７１には、背面７１ｂから対向面７１ａに達する６つの貫通孔７３が設けられている。
図９（ｂ）に示すように、６つの貫通孔７３は、それぞれ矩形状を有している。各貫通孔７３は、矩形状の長手方向が対向面７１ａの半径方向に一致するように形成されている。各貫通孔７３は、円形の対向面７１ａと同心の仮想円Ｐ上に配列されている。また、各貫通孔７３は、対向面７１ａの中心Ｏ２に対して回転対称（６回対称）に配置されている。
【００７４】
図９（ｂ）に示すように、対向面７１ａの中心Ｏ２を通過し、加熱部材７の延びる方向に沿って対称軸Ｌ１を設定する。また、対向面７１ａの面内において、対向面７１ａの中心Ｏ２を通過し対称軸Ｌ１と直交する基準軸Ｌ２を設定する。
６か所の溶接部６７のうち２か所は、その中心が対称軸Ｌ１を通過する。６か所の溶接部６７は対向面７１ａの中心Ｏ２に対し回転対称に配置されているため、各溶接部６７は、対称軸Ｌ１に対し線対称となる。
【００７５】
溶接部６７は、対向面７１ａ側の貫通孔７３の開口と端部８Ａとの界面に形成されている。溶接部６７は、レーザ溶接により形成された線溶接である。なお、溶接部６７は、対向面７１ａ側の貫通孔７３の開口である四辺のうち一部に形成されていても良く、また４辺の全周に亘って形成されていても良い。
【００７６】
図９（ａ）に示すように、溶接部６７は、レーザＬＺを貫通孔７３の内壁を覆う範囲で照射して、貫通孔７３の形状に沿って走査することで形成される。レーザＬＺは、貫通孔７３の内壁近傍、並びに対向面７１ａ側の貫通孔７３の開口近傍に位置する加熱部材７を加熱する。これにより、鍔部７１の内壁近傍には、被加熱部６８ａが形成され、対向面７１ａ側の貫通孔７３の開口近傍に位置する加熱部材７には、被加熱部６８ｂが形成される。これにより端部８Ａと対向面７１ａとが溶接接合され、溶接部６７が形成される。
なお、図９（ａ）において、レーザＬＺ及び被加熱部６８ａ、６８ｂは、溶接工程を示すために便宜的に図示したものである。
【００７７】
背面７１ｂは、円柱部７２の周面から、鍔部７１の周縁までの領域である。
溶接部６７は、貫通孔７３に沿って形成されているために、対向面７１ａの周縁溶離内側に位置している。これにより、外力が加わった時に、溶接部６７に破損の起点が生じにくくなる。
【００７８】
端子接続構造３は、仮想円Ｐの円周長さに対し、仮想円Ｐと重なる溶接部６７の長さの比率が５０％以下となっている。したがって、隣り合う溶接部６７同士の間に溶接部６７の大きさ以上の距離の溶接されていない部分が設けられている。これにより溶接部６７に柔軟性を与え、端部８Ａ及び接続端子７０の相対的な変位を許容するように、溶接部６７が変形することができ、溶接部６７に加わる応力を分散できる。
【００７９】
貫通孔７３は、矩形状に限定されるものではなく、例えば円形状や楕円形上など、任意の形状とすることができる。また、鍔部７１の周縁から半径方向内側に形成された切り欠きであっても良い。
貫通孔７３は、対向面７１ａの半径方向内側を長手方向とする矩形状又は楕円形状とすることが好ましい。これにより、貫通孔７３同士の距離を十分に確保すると共に、貫通孔７３の開口の周縁を長くとり、線溶接である溶接部６７の全長を大きくすることができる。したがって、溶接部６７の柔軟性を保ちつつ、強度の高い端子接続構造３を構成できる。
【００８０】
加えて、端子接続構造３は、溶接部６７が、貫通孔の対向面側開口と前記端部との界面にレーザ光を直接的に照射することで形成されているために、効率よく溶接工程を行い、溶接に要する作業時間を短縮できる。また、直接的なレーザ照射によって溶接工程を行うために、端子接続構造３を構成する部材、及び周囲に配置された部材に熱の影響を与えにくい。したがって、溶接工程に起因する歪や、接着材６の劣化を抑制できる。
加えて、端子接続構造３は、レーザ溶接であるため、導電性接着材やろう付け等で接着する場合と比較して、接続抵抗が低い。したがって、静電チャック装置１００に採用することで、静電チャック部２０の温度の精密な制御が可能となる。
【００８１】
＜＜第２実施形態の変形例＞＞
第２実施形態の端子接続構造３において貫通孔７３及び溶接部６７は、対向面７１ａに６か所設けられているが、溶接部は、３か所以上であれば良い。
第２実施形態の変形例１、２として、端子接続構造３Ａ、端子接続構造３Ｂについて説明する。
【００８２】
図１０、図１１は第２実施形態の変形例１、２の端子接続構造３Ａ、３Ｂをそれぞれ表す平面図である。端子接続構造３Ａは、端子接続構造３と比較して、貫通孔７３Ａ及び溶接部６７Ａが３か所設けられた接続端子７４を有している点が異なる。端子接続構造３Ｂは、端子接続構造３と比較して、貫通孔７３Ｂ及び溶接部６７Ｂが４か所設けられた接続端子７５を有している点が異なる。
第２実施形態の変形例１、２の端子接続構造３Ａ、３Ｂは、第１実施形態の変形例１〜３として説明した端子接続構造１Ａ、１Ｂ、１Ｃ（図６〜図８参照）と同様に、特定の溶接部に電流が集中することがなく、電流の集中による局所加熱を抑制する。また、外力により溶接部６７Ａ、６７Ｂを剥離させようとする応力をバランスよく分散させ溶接部６７Ａ、６７Ｂの破損を抑制できる。
【００８３】
以上に、本発明の様々な実施形態を説明したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００８４】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、２、３、３Ａ、３Ｂ…端子接続構造、５…加熱装置、６…接着材、７…加熱部材（配線、ヒータパターン）、７ａ…内ヒータ、７ｂ…外ヒータ、８Ａ、８Ｂ…端部、９、１０…延出端、２０…静電チャック部（セラミック板状体）、２３…静電吸着用内部電極、３２…給電端子、３３…接続線、４０、７０、７４、７５…接続端子、４１、７１…鍔部、４１ａ、７１ａ…対向面、４１ｂ、７１ｂ…背面、４２、７２…円柱部、４２ａ…端面、５０…冷却ベース部、５１…貫通孔、６１、６３、６４、６５、６６、６７、６７Ａ、６７Ｂ…溶接部、６２…スポット、６２ａ、６８ａ、６８ｂ…被加熱部、７３、７３Ａ、７３Ｂ…貫通孔、８０…樹脂層、１００…静電チャック装置、Ｂ…支点、Ｃ…中点、ＥＢ…電子ビーム、Ｆ…外力、Ｌ１、Ｌ３…対称軸、Ｌ２、Ｌ４…基準軸、ＬＺ…レーザ、Ｏ１、Ｏ２…中心、Ｐ…仮想円、Ｗ…板状試料
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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