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WO2017115758A1 - 円板状ヒータ及びヒータ冷却板アセンブリ - Google Patents

円板状ヒータ及びヒータ冷却板アセンブリ Download PDF

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WO2017115758A1
WO2017115758A1 PCT/JP2016/088763 JP2016088763W WO2017115758A1 WO 2017115758 A1 WO2017115758 A1 WO 2017115758A1 JP 2016088763 W JP2016088763 W JP 2016088763W WO 2017115758 A1 WO2017115758 A1 WO 2017115758A1
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disk
terminal
terminals
terminal aggregation
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央史 竹林
謙悟 鳥居
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NGK Insulators Ltd
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    • H05B3/28—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • H05B3/283—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor embedded in insulating material the insulating material being an inorganic material, e.g. ceramic

Definitions

  • the present invention relates to a disk-shaped heater and a heater cooling plate assembly.
  • Patent Document 1 discloses a ceramic heater in which a heating surface is divided into a plurality of zones and an independent resistance heating element is embedded in a ceramic base for each zone.
  • each resistance heating element has an independent input / output terminal.
  • holes are provided on the lower surface of the ceramic substrate at positions facing each input / output terminal. Each input / output terminal is connected to the lead wire through this hole by brazing or the like.
  • the ceramic heater of Patent Document 1 has a problem that it is difficult to make the in-plane temperature of the wafer placed on the heating surface of the ceramic substrate sufficiently uniform. That is, as the number of zones increases, the number of terminals of the resistance heating element increases accordingly, and the number of holes provided in the lower surface of the ceramic base also increases according to the number of terminals.
  • the portion of the ceramic heater in which the hole is provided becomes a temperature singular point where a temperature difference occurs when compared with the portion in which the hole is not provided when the resistance heating element is heated. If there are many temperature singularities, it becomes difficult to uniformly control the in-plane temperature of the wafer.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its main object to make the temperature of the entire upper surface of the disk-shaped heater uniform.
  • the disc heater of the present invention is The upper surface of the disk-shaped substrate is divided into a number of zones, and a heating element having a pair of terminals is a disk-shaped heater embedded in the substrate for each zone, A terminal aggregation region having a number smaller than the total number of the heating elements on the lower surface of the base body, The terminals of all the heating elements are wired to any terminal aggregation region through the inside of the base. Is.
  • the number of terminal aggregation areas is less than the total number of terminals. Therefore, although the portion immediately above the terminal aggregation region of the disk-shaped heater is a temperature singularity, the number of temperature singularities can be reduced. As a result, the temperature of the entire upper surface of the disk heater when the heating element is heated can be made relatively easy.
  • the terminal aggregation region may be a rectangular region.
  • the short side of the rectangular area can be set to the same size as the terminal, and the long side can be set to a size according to the number of terminals aggregated in the terminal aggregation area. Therefore, the area of the terminal aggregation region can be reduced.
  • the figure formed by all the terminal aggregation regions may be a rotationally symmetric figure.
  • regions may be provided on the concentric circle of the said base
  • the terminals in each terminal aggregation area may be connected to one mounting connector or a flexible printed circuit board (FPC). Since each mounted connector and FPC can be connected to a large number of terminals, the number of terminals in the terminal aggregation area can be increased, and consequently the number of terminal aggregation areas can be reduced.
  • FPC flexible printed circuit board
  • the base may be a ceramic base, and the disk heater may be an electrostatic chuck heater. In this way, it is easy to control soaking of the wafer placed on the upper surface (wafer placement surface) of the ceramic substrate.
  • the base may be a resin base, and the disk heater may be a sheet heater.
  • the disk-shaped heater can be manufactured at a lower temperature than when the substrate is a ceramic substrate.
  • an electrostatic chuck may be bonded to the upper surface of the sheet heater. By doing so, it is easy to control soaking of the wafer placed on the upper surface (wafer placement surface) of the electrostatic chuck.
  • the heat cooling plate assembly of the present invention comprises: Any of the disk heaters described above; A cooling plate bonded to the lower surface of the disk-shaped heater and provided with a through hole at a position facing each terminal aggregation region of the disk-shaped heater; With The cross-sectional area of the through hole is equal to the area of the terminal aggregation region facing the through hole. Is.
  • the number of terminal aggregation areas is smaller than the total number of terminals. Therefore, although the portion immediately above the terminal aggregation region of the disk heater (in other words, the portion immediately above the through hole of the cooling plate) becomes a temperature singularity, the number of temperature singularities can be reduced. As a result, the temperature of the entire upper surface of the disk heater when the heating element is heated can be made relatively easy.
  • FIG. 3 is a bottom view of the electrostatic chuck heater 10.
  • FIG. 3 is a perspective view of a heater cooling plate assembly 40.
  • FIG. It is AA sectional drawing. 4 is a bottom view of the cooling plate 50.
  • FIG. It is a bottom view of the cooling plate 50 of other embodiment. It is a bottom view of the cooling plate 50 of other embodiment. It is a bottom view of the cooling plate 50 of other embodiment. It is a bottom view of the cooling plate 50 of other embodiment.
  • FIG. 1 is an explanatory view of an electrostatic chuck heater 10 of the present embodiment, in which (a) is a plan view and (b) is a front view. 2 is a view from A, FIG. 3 is a view from B, FIG. 4 is a view from C, and FIG. 5 is a bottom view of the electrostatic chuck heater 10.
  • the electrostatic chuck heater 10 has a plurality of heating elements 20 embedded in a disk-shaped ceramic substrate 30 as shown in FIG.
  • the ceramic substrate 30 is formed by laminating and bonding a plurality of discs made of ceramic such as alumina or aluminum nitride, here, the first to fourth layers 30a to 30d.
  • the electrostatic chuck heater 10 has a top surface 12 which is a wafer mounting surface divided into a number of zones.
  • a heating element 20 including a positive electrode terminal 22 and a negative electrode terminal 24 is embedded in the ceramic base 30 for each zone. Therefore, it can be said that the zone is a region where one heating element 20 is provided. In the present embodiment, the number of zones exceeds 100.
  • the electrostatic chuck heater 10 is provided with a number of terminal collecting regions 16 (here, eight) smaller than the total number of heating elements 20 on the surface opposite to the wafer mounting surface, that is, the lower surface 14.
  • a large number of terminals 18 are provided in the terminal aggregation region 16.
  • All the heating elements 20 are divided into the same number (eight) as the number of the terminal aggregation regions 16. In this embodiment, it is divided into eight fan-shaped areas by the one-dot chain line shown in FIG. 1, and a plurality of heating elements 20 belonging to each fan-shaped area are made into groups G1, G2,.
  • the positive electrode terminal 22 and the negative electrode terminal 24 of the heating element 20 belonging to each group pass through the inside of the ceramic base 30 and are connected to the terminal 18 in the common terminal aggregation region 16 corresponding to the group.
  • the positive electrode terminal 22 and the negative electrode terminal 24 of the heating elements 20 belonging to the same group are connected to one mounting connector 44 (see FIG. 7) in the common terminal aggregation region 16.
  • Each positive electrode terminal 22 is connected to the terminal 18 in the terminal aggregation region 16 on a one-to-one basis.
  • Each negative electrode terminal 24 is also connected to the terminal 18 in the terminal aggregation region 16 on a one-to-one basis.
  • all the negative electrode terminals 24 may be collectively connected to one earth collecting terminal.
  • one ground aggregation terminal may be provided in the terminal aggregation region 16 or may be provided in a region different from the terminal aggregation region 16.
  • the negative electrode terminals 24 of the heating elements 20 belonging to the same group may be collectively connected to one earth aggregation terminal in the terminal aggregation region 16 of the group. Thereby, the number of terminals can be reduced and the terminal aggregation area
  • region 16 can be made small.
  • the figure formed by all the terminal aggregation regions 16 is a figure composed of eight rectangles extending radially from the center point, and is an eight-fold rotationally symmetric figure that overlaps the same figure every 45 ° rotation.
  • Each terminal aggregation region 16 is provided between adjacent groups.
  • each layer 30a to 30d will be described.
  • an electrostatic electrode 34 is embedded in the first layer 30a.
  • all the heating elements 20 are provided on the surface of the second layer 30b.
  • the positive electrode terminal 22 and the negative electrode terminal 24 of the heating element 20 belonging to the same group are shared on the surface of the third layer 30c in each of the odd groups G1, G3, G5, and G7.
  • a wiring pattern leading to the terminal 18 in the terminal aggregation region 16 is provided. In FIG. 3, for convenience, this wiring pattern is indicated by a white arrow.
  • the positive electrode terminal 22 and the negative electrode terminal 24 of the heating elements 20 of the groups G1 to G8 on the second layer 30b are terminals on the third layer 30c through through-holes that vertically penetrate the second layer 30b. 22 and 24.
  • the positive electrode terminal 22 and the negative electrode terminal 24 of the heating element 20 belonging to the same group in each of the groups G2, G4, G6, and G8 are a common terminal aggregation.
  • a wiring pattern leading to the terminal 18 in the region 16 is provided. In FIG. 4, for the sake of convenience, this wiring pattern is indicated by a white arrow.
  • FIG. 5 is a bottom view of the electrostatic chuck heater 10. The terminals 18 in the terminal aggregation region 16 are exposed on the lower surface 14.
  • Such an electrostatic chuck heater 10 can be manufactured, for example, by applying a well-known gel casting method (see, for example, JP-A-2013-229310).
  • the ceramic base 30 and the cooling plate 50 are provided with passage holes for inserting a power supply rod for supplying power to the electrostatic electrode 34, but the illustration is omitted.
  • FIGS. 6 is a perspective view of the heater cooling plate assembly 40
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line AA (cross section taken along the longitudinal direction of the terminal aggregation region 16)
  • FIG. 8 is a bottom view of the cooling plate 50.
  • the ceramic base 30 of the electrostatic chuck heater 10 is ground to adjust the shape.
  • a step 32 is provided on the outer periphery of the ceramic substrate 30.
  • an aluminum disc-shaped cooling plate 50 having a cooling flow path 54 (see FIG. 7) through which the coolant flows is bonded to the lower surface of the electrostatic chuck heater 10 via a bonding layer 60.
  • the cooling plate 50 provided with a step 52 on the outer periphery is illustrated.
  • a material of the bonding layer 60 for example, a silicone resin, an acrylic resin, an epoxy resin, or the like can be used.
  • slits (through holes) 56 having the same or almost the same size (area) as the terminal aggregation region 16 are provided at positions facing each terminal aggregation region 16 of the electrostatic chuck heater 10. .
  • the mounting connector 44 is inserted into the slit 56 of the cooling plate 50. Thereby, the mounting connector 44 is connected to the plurality of terminals 18 in the terminal aggregation region 16 of the electrostatic chuck heater 10.
  • a flat cable 46 is connected to the mounting connector 44, and the flat cable 46 extends from the slit 56 of the cooling plate 50 to the outside. Thereby, the temperature of each zone can be controlled by adjusting the voltage and current supplied to each heating element 20 via the mounting connector 44.
  • the portion of the upper surface 12 of the electrostatic chuck heater 10 directly above the terminal aggregation region 16 is likely to become a heat spot because there is no heat removal by the cooling plate 50. For this reason, it is preferable to arrange the heating element 20 away from the periphery of the terminal aggregation region 16 to suppress the heating by the heating element 20 and prevent the generation of heat spots.
  • the following effects can be obtained. That is, as the number of heating elements 20 increases and the number of zones increases, the number of terminals (plus electrode terminal 22 and minus electrode terminal 24) of the heating element 20 also increases accordingly. In that case, normally, the terminals of all the heating elements 20 are exposed from the lower surface of the electrostatic chuck heater, and through holes corresponding to the number of the terminals of the heating elements 20 are formed in the cooling plate. Of the electrostatic chuck heater, the portion directly above the through hole has a different amount of heat removal from the others, and therefore becomes a temperature singularity (for example, a heat spot) at the time of heat input. When the number of such temperature singularities increases, soaking control becomes difficult.
  • the electrostatic chuck heater 10 even if the number of terminals of the heating element 20 increases, the terminals of the plurality of heating elements 20 are collected in one terminal aggregation area 16. This is less than the total number of terminals of the heating element 20. Further, the number of slits 56 provided in the cooling plate 50 is similarly reduced. Therefore, although the amount of heat removal is different from the others in the portion immediately above the terminal aggregation region 16 of the electrostatic chuck heater 10, the number of temperature singularities can be reduced, and the total opening area of the slits 56 provided in the cooling plate 50 can be reduced. You can also. As a result, soaking control is facilitated. Similarly, the number of terminals can be reduced by sharing or batching the negative electrode terminals 24, and the terminal aggregation region 16 can be reduced. Thereby, the total opening area of the slit 56 can be made small, and soaking control becomes easy.
  • the size of the joint per terminal can be greatly reduced compared to the conventional case.
  • the terminal aggregation area 16 is a rectangular area
  • the short side of the rectangular area is set to the same size as the terminal 18, and the long side is the number of terminals 18 aggregated in the terminal aggregation area 16. It can be set to a size according to. For this reason, the area of the terminal aggregation region 16 can be further reduced.
  • each mounting connector 44 can be connected to a large number of terminals, the number of terminals 18 in the terminal aggregation area 16 can be increased, and consequently the number of terminal aggregation areas 16 can be reduced.
  • the mounting connector 44 is connected to the terminal aggregation region 16
  • a flexible printed circuit board may be joined instead of the mounting connector 44.
  • the joining can be performed using, for example, solder, metal brazing material, conductive paste, or the like.
  • Each of the mounting connector 44 and the FPC can be connected to a large number of terminals 18 in the terminal aggregation region 16.
  • one terminal can be connected to a maximum of about 120 terminals 18. Therefore, the number of terminals 18 in the terminal aggregation region 16 can be increased, and consequently the number of terminal aggregation regions 16 can be reduced.
  • the electrostatic chuck heater 10 in which the electrostatic electrode 34 and the heating element 20 are embedded is exemplified as the disk-shaped heater, but the present invention is not particularly limited thereto.
  • a disk-shaped sheet heater may be manufactured by using a resin substrate that does not include the electrostatic electrode 34 instead of the ceramic substrate 30. Since this sheet heater is made of resin, it can be manufactured at a lower temperature than when the ceramic electrostatic chuck heater 30 is manufactured.
  • An electrostatic chuck heater may be formed by bonding a ceramic electrostatic chuck in which the electrostatic electrode 34 is embedded on the upper surface of the sheet heater and bonding an aluminum cooling plate to the lower surface. In this case, since the sheet heater having the same structure as that of the above-described embodiment is used, it is easy to control soaking of the wafer placed on the upper surface (wafer placement surface) of the electrostatic chuck.
  • the shape of the heater wire connecting the positive electrode terminal 22 and the negative electrode terminal 24 of the heating element 20 is a straight line or an arc shape. Shape may be sufficient.
  • the plurality of terminal aggregation regions 16 are provided in a radial pattern, but the present invention is not particularly limited thereto.
  • the terminal aggregation region 16 may be provided in parallel near the center of the ceramic substrate 30.
  • the slit 156 of the cooling plate 50 at this time is shown in FIG.
  • the terminal aggregation region 16 may be provided in an arc shape concentrically with the outer circumference circle of the ceramic substrate 30.
  • the slit 256 of the cooling plate 50 at this time is shown in FIG.
  • the slit 356 of the cooling plate 50 at this time is shown in FIG.
  • the slits 156, 256, and 356 are provided at positions facing the terminal aggregation region 16. Therefore, the shape of the terminal aggregation region 16 in FIGS. 9 to 11 is the same as that of the slits 156, 256, and 356.
  • the positive electrode terminal 22 and the negative electrode terminal 24 are used as the terminals of the heating element 20.
  • a positive electrode and a negative electrode are used when an AC power supply is used. There is no need to distinguish between.
  • the heating elements 20 are divided into groups belonging to eight fan-shaped areas, and the terminal aggregation area 16 is provided for each group. Also good. For example, it may be divided into a plurality of annular regions concentric with the ceramic substrate 30, or the annular region may be further divided by a line segment in the radial direction.
  • the present invention can be used for, for example, a member for a semiconductor manufacturing apparatus.
  • electrostatic chuck heater 12 upper surface, 14 lower surface, 16 terminal aggregation area, 18 terminal, 20 heating element, 22 positive electrode terminal, 24 negative electrode terminal, 30 ceramic substrate, 30a first layer, 30b second layer, 30c second 3 layers, 30d, 4th layer, 32 steps, 34 electrostatic electrodes, 40 heater cooling plate assembly, 44 mounting connector, 46 flat cable, 50 cooling plate, 52 steps, 54 cooling channel, 60 bonding layers, 56,156 256, 356 slits.

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Abstract

静電チャックヒータ１０は、円板状のセラミック基体３０に複数の発熱体２０が埋設されたものである。静電チャックヒータ１０は、ウエハ載置面である上面１２が多数のゾーンに分けられており、各ゾーンには、セラミック基体３０に端子２２，２４を備えた発熱体２０が埋設されている。静電チャックヒータ１０の下面１４には、発熱体２０の総数より少ない数（ここでは８つ）の端子集約領域１６を備えている。すべての発熱体２０の端子２２，２４は、セラミック基体３０の内部を通っていずれかの端子集約領域１６に配線されている。

Description

円板状ヒータ及びヒータ冷却板アセンブリ
　本発明は、円板状ヒータ及びヒータ冷却板アセンブリに関する。
　従来より、円板状のセラミックヒータが知られている。例えば、特許文献１には、加熱面を複数ゾーンに分割し、ゾーンごとに独立した抵抗発熱体をセラミック基体に埋設したセラミックヒータが開示されている。このセラミックヒータでは、抵抗発熱体は、それぞれ独立した入出力端子を有している。また、セラミック基体の下面には、各入出力端子に対向する位置に穴が設けられている。各入出力端子は、この穴を介して引き出し線にろう付け等により接続されている。
特開２００５－３０３０１４号公報
　しかしながら、特許文献１のセラミックヒータでは、セラミック基体の加熱面に載置されるウエハの面内温度を十分に均一することが難しいという問題があった。すなわち、ゾーン数が増えると、それに応じて抵抗発熱体の端子数も増加し、端子数に応じてセラミック基体の下面に設けられる穴の数も増加する。セラミックヒータのうち穴が設けられた部分は、抵抗発熱体を発熱させたときに穴が設けられていない部分と比べて温度差が生じる温度特異点となる。温度特異点が多いとウエハの面内温度を均一に制御することが難しくなる。
　本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、円板状ヒータの上面全体の温度を均一にすることを主目的とする。
　本発明の円板状ヒータは、
　円板状の基体の上面が多数のゾーンに区切られ、一対の端子を備えた発熱体がゾーンごとに前記基体に埋設された円板状ヒータであって、
　前記基体の下面に前記発熱体の総数より少ない数の端子集約領域
　を備え、
　すべての前記発熱体の前記端子は、前記基体の内部を通っていずれかの端子集約領域に配線されている、
　ものである。
　この円板状ヒータでは、ゾーン数の増加に伴って発熱体が増加してその端子数が増加したとしても、端子集約領域の数は端子の総数より少ない。そのため、円板状ヒータの端子集約領域の直上部分は温度特異点となるものの、温度特異点の数を減らすことができる。その結果、発熱体を発熱させたときの円板状ヒータの上面全体の温度を比較的容易に均一にすることができる。
　本発明の円板状ヒータにおいて、前記端子集約領域は、長方形状の領域としてもよい。こうすれば、長方形状の領域の短辺を端子と同程度の大きさに設定し、長辺をその端子集約領域に集約される端子の数に応じた大きさに設定することができる。そのため、端子集約領域の面積を小さくすることができる。
　本発明の円板状ヒータにおいて、すべての前記端子集約領域によって形成される図形は、回転対称図形としてもよい。また、すべての前記端子集約領域は、前記基体の同心円上に設けられていてもよい。
　本発明の円板状ヒータにおいて、各端子集約領域内の端子は、１つの実装コネクタ又はフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）に接続されていてもよい。実装コネクタやＦＰＣは、１個につき多数の端子と接続可能なため、端子集約領域内の端子の数を増やすことができ、ひいては端子集約領域の数を減らすことができる。
　本発明の円板状ヒータにおいて、前記基体は、セラミック基体であり、前記円板状ヒータは、静電チャックヒータであってもよい。こうすれば、セラミック基体の上面（ウエハ載置面）に載置されるウエハの均熱制御が容易になる。
　本発明の円板状ヒータにおいて、前記基体は、樹脂基体であり、前記円板状ヒータは、シートヒータであってもよい。こうすれば、基体がセラミック基体の場合に比べて、円板状ヒータを低温で作製することができる。この場合、シートヒータの上面に静電チャックが接合されていてもよい。こうすれば、静電チャックの上面（ウエハ載置面）に載置されるウエハの均熱制御が容易になる。
　本発明のヒート冷却板アセンブリは、
　上述したいずれかの円板状ヒータと、
　前記円板状ヒータの下面に接合され、前記円板状ヒータの各端子集約領域に対向する位置に貫通穴が設けられた冷却板と、
　を備え、
　前記貫通穴の断面積は前記貫通穴に対向する前記端子集約領域の面積と同等である、
　ものである。
　このヒータ冷却板アセンブリでは、ゾーン数の増加に伴って発熱体が増加してその端子数が増加したとしても、端子集約領域の数は端子の総数より少ない。そのため、円板状ヒータの端子集約領域の直上部分（換言すれば冷却板の貫通穴の直上部分）は温度特異点となるものの、温度特異点の数を減らすことができる。その結果、発熱体を発熱させたときの円板状ヒータの上面全体の温度を比較的容易に均一にすることができる。
本実施形態の静電チャックヒータ１０の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 Ａ視図である。 Ｂ視図である。 Ｃ視図である。 静電チャックヒータ１０の下面図である。 ヒータ冷却板アセンブリ４０の斜視図である。 Ａ－Ａ断面図である。 冷却板５０の下面図である。 他の実施形態の冷却板５０の下面図である。 他の実施形態の冷却板５０の下面図である。 他の実施形態の冷却板５０の下面図である。
　図１は本実施形態の静電チャックヒータ１０の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図２はＡ視図、図３はＢ視図、図４はＣ視図、図５は静電チャックヒータ１０の下面図である。
　静電チャックヒータ１０は、図１に示すように、円板状のセラミック基体３０に複数の発熱体２０が埋設されたものである。セラミック基体３０は、アルミナや窒化アルミニウムなどのセラミックからなる円板を複数枚、ここでは第１層～第４層３０ａ～３０ｄを積層し接合したものである。この静電チャックヒータ１０は、ウエハ載置面である上面１２が多数のゾーンに分けられている。セラミック基体３０には、ゾーンごとに、プラス極端子２２及びマイナス極端子２４を備えた発熱体２０が埋設されている。そのため、ゾーンとは、１つの発熱体２０が設けられた領域ということができる。本実施形態では、ゾーンの数は１００を超える。発熱体の材質としては、例えばＭｏ、Ｗ、Ｍｏ系合金、Ｗ系合金、Ｃｕ、Ｔｉなどが挙げられる。この静電チャックヒータ１０は、ウエハ載置面とは反対側の面すなわち下面１４に、発熱体２０の総数より少ない数（ここでは８つ）の端子集約領域１６を備えている。端子集約領域１６内には、多数の端子１８（図５参照）が設けられている。
　すべての発熱体２０は端子集約領域１６の数と同数（８つ）のグループに分けられている。本実施形態では、図１に示す１点鎖線によって８つの扇形領域に分け、各扇形領域に属する複数の発熱体２０をグループＧ１，Ｇ２，…とした。各グループに属する発熱体２０のプラス極端子２２とマイナス極端子２４は、セラミック基体３０の内部を通って、そのグループに対応する共通の端子集約領域１６内の端子１８に接続されている。同じグループに属する発熱体２０のプラス極端子２２とマイナス極端子２４は、共通の端子集約領域１６内で１つの実装コネクタ４４（図７参照）に接続される。各プラス極端子２２は、端子集約領域１６内の端子１８と１対１に接続されている。各マイナス極端子２４も、端子集約領域１６内の端子１８と１対１に接続されている。なお、すべてのマイナス極端子２４を一括して一つのアース集約端子に接続してもよい。この場合、一つのアース集約端子を端子集約領域１６内に設けてもよいし、端子集約領域１６とは別の領域に設けてもよい。また、同じグループに属する発熱体２０のマイナス極端子２４を一括してそのグループの端子集約領域１６内の一つのアース集約端子に接続してもよい。これにより、端子の数を減らすことができ、端子集約領域１６を小さくすることができる。
　すべての端子集約領域１６によって形成される図形は、中心点から放射線状に伸びる８つの長方形からなる図形であり、４５°回転するごとに同じ図形に重なる８回回転対称図形である。各端子集約領域１６は、隣り合うグループ同士の間に設けられている。回転対称にすることにより各ゾーンの発熱体パターンを相似な形状にすることができるため、発熱体パターン設計が容易になるとともに、ゾーン毎の温度分布差が小さくなるため、円板状ヒータの上面全体の温度均一性も向上する。
　ここで、各層３０ａ～３０ｄについて説明する。図１（ｂ）に示すように、第１層３０ａには、静電電極３４が埋設されている。図２に示すように、第２層３０ｂの表面には、すべての発熱体２０が設けられている。図３に示すように、第３層３０ｃの表面には、奇数のグループＧ１，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ７の各々において、同じグループに属する発熱体２０のプラス極端子２２とマイナス極端子２４を共通の端子集約領域１６内の端子１８に導く配線パターンが設けられている。図３では、便宜上、この配線パターンを白抜き矢印で示した。なお、第２層３０ｂ上のグループＧ１～Ｇ８の発熱体２０のプラス極端子２２とマイナス極端子２４は、第２層３０ｂを垂直に貫通するスルーホールを介して、第３層３０ｃ上の端子２２，２４に繋がっている。図４に示すように、第４層３０ｄの表面には、グループＧ２，Ｇ４，Ｇ６，Ｇ８の各々において、同じグループに属する発熱体２０のプラス極端子２２とマイナス極端子２４を共通の端子集約領域１６内の端子１８に導く配線パターンが設けられている。図４では、便宜上、この配線パターンを白抜き矢印で示した。なお、第３層３０ｃ上のグループＧ２，Ｇ４，Ｇ６，Ｇ８の発熱体２０のプラス極端子２２とマイナス極端子２４は、第３層３０ｃを垂直に貫通するスルーホールを介して、第４層３０ｄ上の端子２２，２４に繋がっている。図５は、静電チャックヒータ１０の下面図である。下面１４には、端子集約領域１６内の端子１８が露出している。
　こうした静電チャックヒータ１０は、例えば、周知のゲルキャスト法（例えば特開２０１３－２２９３１０号公報参照）を適用することにより作製することができる。なお、セラミック基体３０や冷却板５０には、静電電極３４に給電する給電棒を挿通するための通路穴が設けられているが、図示を省略した。
　次に、静電チャックヒータ１０の使用例について図６～図８を参照して説明する。図６はヒータ冷却板アセンブリ４０の斜視図、図７はＡ－Ａ断面図（端子集約領域１６の長手方向に沿って切断したときの断面）、図８は冷却板５０の下面図である。
　まず、静電チャックヒータ１０のセラミック基体３０に研削加工を施して形状を整える。このとき、セラミック基体３０の外周に段差３２を設ける。次に、静電チャックヒータ１０の下面に、冷却液が流通する冷却用流路５４（図７参照）を備えたアルミ製で円板状の冷却板５０を接合層６０を介して接合する。ここでは、冷却板５０として外周に段差５２を備えたものを例示した。接合層６０の材料としては、例えばシリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂などを用いることができる。この冷却板５０のうち静電チャックヒータ１０の各端子集約領域１６と対向する位置には、端子集約領域１６と同じか又はほぼ同じサイズ（面積）のスリット（貫通穴）５６が設けられている。冷却板５０のスリット５６に実装コネクタ４４を差し込む。これにより、実装コネクタ４４は、静電チャックヒータ１０の端子集約領域１６内の複数の端子１８に接続される。実装コネクタ４４には、フラットケーブル４６が接続され、そのフラットケーブル４６が冷却板５０のスリット５６から外部へ延び出している。これにより、実装コネクタ４４を介して各発熱体２０に供給する電圧や電流を調節して各ゾーンの温度を制御することができる。なお、静電チャックヒータ１０の上面１２のうち端子集約領域１６の直上部分は、冷却板５０による抜熱がないためヒートスポットになりやすい。そのため、端子集約領域１６の周囲から発熱体２０を離して配置することにより、発熱体２０による加熱を抑えてヒートスポットが発生するのを防止するのが好ましい。
　以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、発熱体２０の数が増えゾーン数が増えると、それに応じて発熱体２０の端子（プラス極端子２２やマイナス極端子２４）の数も増加する。その場合、通常、すべての発熱体２０の端子を静電チャックヒータの下面から露出させ、冷却板に発熱体２０の端子の個数分の貫通穴をあける。静電チャックヒータのうち貫通穴の直上部分は抜熱量が他と異なるため、入熱時に温度特異点（例えばヒートスポット）になる。こうした温度特異点の数が多くなると、均熱制御が困難になる。これに対して、静電チャックヒータ１０では、発熱体２０の端子の個数が増加したとしても、複数の発熱体２０の端子を１つの端子集約領域１６に集めるため、端子集約領域１６の数は発熱体２０の端子の総数より少なくなる。また、冷却板５０に設けるスリット５６の数も同様に少なくなる。そのため、静電チャックヒータ１０の端子集約領域１６の直上部分は抜熱量が他と異なるものの、温度特異点の数を減らすことができるし、冷却板５０に設けるスリット５６の総開口面積を小さくすることもできる。その結果、均熱制御が容易になる。同様にマイナス極端子２４を共有または一括することにより端子の数を減らすことができ、端子集約領域１６を小さくすることができる。これにより、スリット５６の総開口面積を小さくすることができ、均熱制御が容易になる。
　また、複数の発熱体２０の端子を端子集約領域１６に集約することで、１端子あたりの接合部の大きさを従来に比べて大幅に小さくすることができる。
　更に、端子集約領域１６を長方形状の領域としたため、長方形状の領域の短辺を端子１８と同程度の大きさに設定し、長辺をその端子集約領域１６に集約される端子１８の数に応じた大きさに設定することができる。そのため、端子集約領域１６の面積をより小さくすることができる。
　更にまた、実装コネクタ４４は、１個につき多数の端子と接続可能なため、端子集約領域１６内の端子１８の数を増やすことができ、ひいては端子集約領域１６の数を減らすことができる。
　なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
　例えば、上述した実施形態では、端子集約領域１６に実装コネクタ４４を接続する場合を例示したが、実装コネクタ４４の代わりにフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を接合してもよい。接合は、例えば、はんだ、金属ロウ材、導電ペーストなどを利用して行うことができる。実装コネクタ４４でもＦＰＣでも、１個につき、端子集約領域１６内の多数の端子１８と接続することができる。例えば、ＦＰＣの場合、１個につき、最大１２０個程度の端子１８と接続することができる。そのため、端子集約領域１６内の端子１８の数を増やすことができ、ひいては端子集約領域１６の数を減らすことができる。
　上述した実施形態では、円板状ヒータとして静電電極３４と発熱体２０が埋設された静電チャックヒータ１０を例示したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、セラミック基体３０の代わりに静電電極３４を含まない樹脂基板を用いることにより、円板状のシートヒータを作製してもよい。このシートヒータは、樹脂製であるため、セラミック製の静電チャックヒータ３０を作製する場合に比べて低温で作製することができる。このシートヒータの上面に静電電極３４を埋設したセラミック製の静電チャックを接合し、下面にアルミ製の冷却板を接合して、静電チャックヒータとしてもよい。こうすれば、上述した実施形態と同様の構造を持つシートヒータを利用しているため、静電チャックの上面（ウエハ載置面）に載置されるウエハの均熱制御が容易になる。
　上述した実施形態では、発熱体２０のプラス極端子２２とマイナス極端子２４とを結ぶヒータ線の形状は、直線状又は円弧状としたが、一筆書きの要領で結ぶのであれば、どのような形状でもよい。
　上述した実施形態では、複数の端子集約領域１６を放射線状に設けたが、特にこれに限定されるものではない。例えば、端子集約領域１６をセラミック基体３０の中央付近に平行に並ぶように設けてもよい。このときの冷却板５０のスリット１５６を図９に示す。あるいは、端子集約領域１６を、セラミック基体３０の外周円と同心円上に円弧状に設けてもよい。このときの冷却板５０のスリット２５６を図１０に示す。あるいは、端子集約領域１６を、同心円の接線となるように設けてもよい。このときの冷却板５０のスリット３５６を図１１に示す。なお、図９～図１１でも、スリット１５６，２５６，３５６は端子集約領域１６と対向する位置に設けられている。そのため、図９～図１１の端子集約領域１６の形状は、スリット１５６，２５６，３５６と同形状である。
　上述した実施形態では、発熱体２０の端子としてプラス極端子２２とマイナス極端子２４とを用いたが、これは直流電源を用いる場合であるため、交流電源を用いる場合にはプラス極とマイナス極を区別する必要がない。
　上述した実施形態では、発熱体２０を８つの扇形領域に属するグループに分け、グループごとに端子集約領域１６を設けたが、特に扇形領域に分ける必要はなく、どのような形状の領域に分けてもよい。例えば、セラミック基体３０と同心円状の複数の環状領域に分けたり、その環状領域を更に半径方向の線分で分割したりしてもよい。
　本出願は、２０１５年１２月２８日に出願された米国仮出願第６２／２７１５８１号を優先権主張の基礎としており、引用によりその内容の全てが本明細書に含まれる。
　本発明は、例えば半導体製造装置用部材に利用可能である。
１０　静電チャックヒータ、１２　上面、１４　下面、１６　端子集約領域、１８　端子、２０　発熱体、２２　プラス極端子、２４　マイナス極端子、３０　セラミック基体、３０ａ　第１層、３０ｂ　第２層、３０ｃ　第３層、３０ｄ　第４層、３２　段差、３４　静電電極、４０　ヒータ冷却板アセンブリ、４４　実装コネクタ、４６　フラットケーブル、５０　冷却板、５２　段差、５４　冷却用流路、６０　接合層、５６，１５６，２５６，３５６　スリット。

Claims (8)

  1. 　円板状の基体の上面が多数のゾーンに区切られ、一対の端子を備えた発熱体がゾーンごとに前記基体に埋設された円板状ヒータであって、
    　前記基体の下面に前記発熱体の総数より少ない数の端子集約領域
    　を備え、
    　すべての前記発熱体の前記一対の端子は、前記基体の内部を通っていずれかの端子集約領域に配線されている、
    　円板状ヒータ。
  2. 　前記端子集約領域は、長方形状の領域である、
    　請求項１に記載の円板状ヒータ。
  3. 　すべての前記端子集約領域によって形成される図形は、回転対称図形である、
    　請求項１又は２に記載の円板状ヒータ。
  4. 　すべての前記端子集約領域は、前記基体の同心円上に設けられている、
    　請求項１～３のいずれかに記載の円板状ヒータ。
  5. 　各端子集約領域内の端子は、１つの実装コネクタ又はフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）に接続されている、
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の円板状ヒータ。
  6. 　前記基体は、セラミック基体であり、
    　前記円板状ヒータは、静電チャックヒータである、
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の円板状ヒータ。
  7. 　前記基体は、樹脂基体であり、
    　前記円板状ヒータは、シートヒータである、
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の円板状ヒータ。
  8. 　請求項１～７のいずれか１項に記載された円板状ヒータと、
    　前記円板状ヒータの下面に接合され、前記円板状ヒータの各端子集約領域に対向する位置に貫通穴が設けられた冷却板と、
    　を備え、
    　前記貫通穴の断面積は前記貫通穴に対向する前記端子集約領域の面積と同等である、
    　ヒータ冷却板アセンブリ。
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