本发明涉及圆盘状加热器以及加热器冷却板组件。
背景技术：
自以往已知有圆盘状的陶瓷加热器。例如，在专利文献1公开了如下的陶瓷加热器：将加热面分割为多个区，按每个区将独立的电阻发热体埋设到陶瓷基体。在该陶瓷加热器中，电阻发热体具有各自独立的输入输出端子。另外，在陶瓷基体的下表面且在与各输入输出端子对置的位置上设有孔。各输入输出端子经由该孔通过钎焊等与引线连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-303014号公报
技术实现要素：
然而，在专利文献1的陶瓷加热器中，存在难以使载置于陶瓷基体的加热面的晶片的面内温度充分地均匀的问题。即，如果区数增加，则与之对应地电阻发热体的端子数也增加，与端子数对应地设置于陶瓷基体的下表面的孔的数也增加。在使电阻发热体发热时，在陶瓷加热器中的设置有孔的部分与未设置孔的部分相比成为产生温差的温度奇异点。如果温度奇异点多则难以均匀地控制晶片的面内温度。
本发明为了解决上述的课题而完成，其目的在于使圆盘状加热器的上表面整体的温度均匀。
用于解决问题的方案
本发明的圆盘状加热器是将圆盘状的基体的上表面划分为多个区，且按每个区将具备一对端子的发热体埋设于上述基体的圆盘状加热器，其中，在上述基体的下表面具备数量比上述发热体的总数少的端子汇聚区域，
全部的上述发热体的上述一对端子通过上述基体的内部而配线于任一个端子汇聚区域。
在该圆盘状加热器中，即使伴随着区数的增加而发热体增加其端子数增加，端子汇聚区域的数量也比端子的总数少。因此，虽然圆盘状加热器的端子汇聚区域的正上方部分成为温度奇异点，但能够减少温度奇异点的数量。其结果，能够比较容易地使发热体发热时的圆盘状加热器的上表面整体的温度均匀。
在本发明的圆盘状加热器中，上述端子汇聚区域可以是长方形的区域。如果这样，能够将长方形的区域的短边设定为与端子同程度的大小，将长边设定为与汇聚到该端子汇聚区域的端子的数量相应的大小。因此，能够减少端子汇聚区域的面积。
在本发明的圆盘状加热器中，由全部的上述端子汇聚区域形成的图形可以是旋转对称图形。另外，全部的上述端子汇聚区域也可以设置在上述基体的同心圆上。
在本发明的圆盘状加热器中，各端子汇聚区域内的端子可以与一个安装连接器或者柔性印制电路板(fpc)连接。安装连接器、fpc的每个能够与多数的端子连接，所以能够增加端子汇聚区域内的端子的数量，进一步能够减少端子汇聚区域的数量。
在本发明的圆盘状加热器中，也可以是上述基体为陶瓷基体，上述圆盘状加热器为静电卡盘加热器。如果这样，载置于陶瓷基体的上表面(晶片载置面)的晶片的均热控制变得容易。
在本发明的圆盘状加热器中，也可以是上述基体为树脂基体，上述圆盘状加热器为片式加热器(シートヒータ)。如果这样，与基体为陶瓷基体的情况相比，能够在低温下制作圆盘状加热器。此时，也可以在片式加热器的上表面接合静电卡盘。如果这样，载置于静电卡盘的上表面(晶片载置面)的晶片的均热控制变得容易。
本发明的加热器冷却板组件具备：
上述的任一圆盘状加热器；以及
冷却板，其与上述圆盘状加热器的下表面接合且在与上述圆盘状加热器的各端子汇聚区域对置的位置上设置有贯通孔，
上述贯通孔的截面积与和上述贯通孔对置的上述端子汇聚区域的面积同等。
在该加热器冷却板组件中，即使伴随着区数的增加而发热体增加其端子数增加，端子汇聚区域的数量也比端子的总数少。因此，虽然圆盘状加热器的端子汇聚区域的正上方部分(换言之冷却板的贯通孔的正上方部分)成为温度奇异点，但能够减少温度奇异点的数。其结果，能够比较容易地使发热体发热时的圆盘状加热器的上表面整体的温度均匀。
附图说明
图1是本实施方式的静电卡盘加热器10的说明图，(a)是俯视图，(b)是主视图。
图2是a视图。
图3是b视图。
图4是c视图。
图5是静电卡盘加热器10的仰视图。
图6是加热器冷却板组件40的立体图。
图7是a-a剖视图。
图8是冷却板50的仰视图。
图9是其它实施方式的冷却板50的仰视图。
图10是其它实施方式的冷却板50的仰视图。
图11是其它实施方式的冷却板50的仰视图。
具体实施方式
图1是本实施方式的静电卡盘加热器10的说明图，(a)是俯视图，(b)是主视图。图2是a视图，图3是b视图，图4是c视图，图5是静电卡盘加热器10的仰视图。
如图1所示，静电卡盘加热器10是在圆盘状的陶瓷基体30埋设多个发热体20而成的加热器。陶瓷基体30是层叠接合多张这里为第1层～第4层30a～30d的由氧化铝、氮化铝等的陶瓷构成的圆盘而成的部件。该静电卡盘加热器10中，晶片载置面亦即上表面12分为多个区。在陶瓷基体30且按每个区埋设有具备正极端子22以及负极端子24的发热体20。因此，区能够称为设置有一个发热体20的区域。在本实施方式中，区的数量超过100。作为发热体的材质，例如举出钼、钨、钼系合金、钨系合金、铜、钛等。该静电卡盘加热器10在与晶片载置面相反一侧的面即下表面14具备数量比发热体20的总数少的(这里为8个)的端子汇聚区域16。在端子汇聚区域16内设置有多个端子18(参照图5)。
将全部的发热体20分成数量与端子汇聚区域16的数量相同(8个)的组。在本实施方式中，由如图1所示的点划线分为8个扇形区域，将属于各扇形区域的多个发热体20作为组g1，g2，…。属于各组的发热体20的正极端子22和负极端子24通过陶瓷基体30的内部，与对应于该组的共用的端子汇聚区域16内的端子18连接。属于相同的组的发热体20的正极端子22和负极端子24在共用的端子汇聚区域16内与一个安装连接器44(参照图7)连接。各正极端子22与端子汇聚区域16内的端子18以1对1连接。各负极端子24也与端子汇聚区域16内的端子18以1对1连接。此外，也可以将全部的负极端子24一并连接到一个地线汇聚端子。这种情况下可以将一个地线汇聚端子设置在端子汇聚区域16内，也可以设置在与端子汇聚区域16不同的区域。另外，也可以将属于相同的组的发热体20的负极端子24一并连接到该组的端子汇聚区域16内的一个地线汇聚端子。由此，能够减少端子数，能够减少端子汇聚区域16。
由全部的端子汇聚区域16形成的图形是由从中心点呈放射线状延伸的8个长方形构成的图形，是每旋转45°重叠相同的图形的8回的旋转对称图形。各端子汇聚区域16设置在相邻的组彼此之间。通过设置为旋转对称而能够使各区的发热体图案成为相似的形状，所以发热体图案设计变得容易，且每个区的温度分布差变小，所以圆盘状加热器的上表面整体的温度均匀性也提高。
这里，对各层30a～30d进行说明。如图1的(b)所示，在第1层30a埋设有静电电极34。如图2所示，在第2层30b的表面设置有全部的发热体20。如图3所示，在第3层30c的表面且在奇数的组g1、g3、g5、g7的各组中设置有布线图案，其将属于相同的组的发热体20的正极端子22和负极端子24引导至共用的端子汇聚区域16内的端子18。在图3中，为了便于说明，用空心箭头表示该布线图案。此外，第2层30b上的组g1～g8的发热体20的正极端子22和负极端子24经由垂直贯通第2层30b的通孔而与第3层30c上的端子22、24连接。如图4所示，在第4层30d的表面且在组g2、g4、g6、g8的各组中设置有布线图案，其将属于相同的组的发热体20的正极端子22和负极端子24引导至共用的端子汇聚区域16内的端子18。图4中，为了便于说明，以空心箭头表示该布线图案。此外，第3层30c上的组g2、g4、g6、g8的发热体20的正极端子22和负极端子24经由垂直贯通第3层30c的通孔而与第4层30d上的端子22、24连接。图5是静电卡盘加热器10的仰视图。在下表面14露出有端子汇聚区域16内的端子18。
这样的静电卡盘加热器10例如能够应用公知的凝胶注模法(例如参照日本特开2013-229310号公报)来制成。此外，在陶瓷基体30、冷却板50设置有用于插入向静电电极34供电的供电棒的通路孔，但省略了图示。
接下来，参照图6～图8，对静电卡盘加热器10的使用例进行说明。图6是加热器冷却板组件40的立体图，图7是a-a剖视图(沿端子汇聚区域16的长边方向切断时的剖面)，图8是冷却板50的仰视图。
首先，对静电卡盘加热器10的陶瓷基体30实施磨削加工来调整形状。此时，在陶瓷基体30的外周设置阶梯差32。接下来，在静电卡盘加热器10的下表面经由接合层60接合具备冷却液流通的冷却用流路54(参照图7)的铝制且圆盘状的冷却板50。这里，作为冷却板50，例示了在外周具备阶梯差52的冷却板。作为接合层60的材料，例如能够使用硅酮系树脂、丙烯酸类树脂、环氧树脂等。在该冷却板50中的与静电卡盘加热器10的各端子汇聚区域16对置的位置设置有狭缝(贯通孔)56，其尺寸(面积)与端子汇聚区域16相同或者几乎相同。在冷却板50的狭缝56插入安装连接器44。由此，安装连接器44与静电卡盘加热器10的端子汇聚区域16内的多个端子18连接。在安装连接器44连接扁平电缆46，该扁平电缆46从冷却板50的狭缝56向外部延伸。由此，能够调节经由安装连接器44供给至各发热体20的电压、电流而控制各区的温度。此外，静电卡盘加热器10的上表面12中的端子汇聚区域16的正上方部分由于没有冷却板50进行的排热所以容易成为热点。因此，优选将发热体20从端子汇聚区域16的周围分离配置，从而抑制发热体20所致的加热而防止产生热点。
根据以上详述的本实施方式，得到以下的效果。即，如果发热体20的数量增加而区数增加，则与之对应地发热体20的端子(正极端子22、负极端子24)的数量也增加。这种情况下，通常使全部的发热体20的端子从静电卡盘加热器的下表面露出，并在冷却板开设与发热体20的端子的个数对应的贯通孔。静电卡盘加热器中的贯通孔的正上方部分的排热量与其它部位不同，所以热输入时成为温度奇异点(例如热点)。如果这样的温度奇异点的数量变多，则均热控制变得困难。与此相对，在静电卡盘加热器10中，即使发热体20的端子的个数增加，由于将多个发热体20的端子集中在一个端子汇聚区域16，所以端子汇聚区域16的数量比发热体20的端子的总数少。另外，设置在冷却板50的狭缝56的数量也同样地变少。因此，虽然静电卡盘加热器10的端子汇聚区域16的正上方部分的排热量与其他不同，但是能够减少温度奇异点的数量，还能够减少设置在冷却板50的狭缝56的总开口面积。其结果，均热控制变得容易。相同地通过共用或者总括负极端子24能够减少端子的数量，能够减少端子汇聚区域16。由此，能够减少狭缝56的总开口面积，均热控制变得容易。
另外，通过将多个发热体20的端子汇聚到端子汇聚区域16，与以往相比能够大幅度减少每个端子的接合部的大小。
并且，由于使端子汇聚区域16为长方形的区域，所以能够将长方形的区域的短边设定为与端子18同程度的大小，将长边设定为与汇聚在该端子汇聚区域16的端子18的数量相应的大小。因此，能过进一步减少端子汇聚区域16的面积。
而且，就安装连接器44而言，每个能够与多个端子连接，因此能够增加端子汇聚区域16内的端子18的数量，进一步能够减少端子汇聚区域16的数量。
此外，本发明不限于上述的实施方式，不言而喻只要属于本发明的技术范围就能够以各种的方式实施。
例如，在上述的实施方式中，例示了在端子汇聚区域16连接安装连接器44的情况，但也可以代替安装连接器44而接合柔性印制电路板(fpc)。接合例如能够利用焊锡、金属钎焊材料、导电膏等来进行。不管是安装连接器44还是fpc，每个都能够与端子汇聚区域16内的多个端子18连接。例如，fpc的情况下，每个能够最多与120个左右的端子18连接。因此，能够增加端子汇聚区域16内的端子18的数量，进一步能够减少端子汇聚区域16的数量。
在上述的实施方式中，作为圆盘状加热器例示了埋设了静电电极34和发热体20的静电卡盘加热器10，但不特别限定于此。例如，也可以代替陶瓷基体30使用不包含静电电极34的树脂基板，制作圆盘状的片式加热器。该片式加热器是树脂制的，所以与制作陶瓷制的静电卡盘加热器30的情况相比能够在低温下制作。也可以在该片式加热器的上表面接合埋设了静电电极34的陶瓷制的静电卡盘，在下表面接合铝制的冷却板，从而做成静电卡盘加热器。如果这样，利用具有与上述的实施方式相同的构造的片式加热器，所以载置于静电卡盘的上表面(晶片载置面)的晶片的均热控制变得容易。
在上述的实施方式中，连结发热体20的正极端子22和负极端子24的加热线的形状为直线状或者圆弧状，然而只要是以一笔写成的方式连结，则可以是任意的形状。
在上述的实施方式中，将多个端子汇聚区域16设置为放射线状，但不特别限定于此。例如，也可以将端子汇聚区域16设置为，在陶瓷基体30的中央附近平行地排列。此时的冷却板50的狭缝156如图9所示。或者，也可以将端子汇聚区域16在与陶瓷基体30的外周圆同心圆上设置为圆弧状。此时的冷却板50的狭缝256如图10所示。或者，也可以将端子汇聚区域16设置为成同心圆的切线。此时的冷却板50的狭缝356如图11所示。此外，图9～图11中，狭缝156、256、356均设置在与端子汇聚区域16对置的位置。因此，图9～图11的端子汇聚区域16的形状是与狭缝156、256、356相同的形状。
上述的实施方式中，作为发热体20的端子使用了正极端子22和负极端子24，然而这是使用直流电源的情况，使用交流电源的情况下不需要区分正极和负极。
在上述的实施方式中，将发热体20分为属于8个扇形区域的组，按每组设置端子汇聚区域16，然而不需要特别分为扇形区域，可以分为任意的形状的区域。例如，可以分为与陶瓷基体30同心圆状的多个环状区域，也可以将该环状区域进一步以径向的线段分割。
本申请以2015年12月28日申请的美国临时申请第62/271581号作为优先权主张的基础，通过引用其内容的全部包含于本说明书。
工业上的可利用性
本发明例如能够用于半导体制造装置用部件。
符号的说明
10—静电卡盘加热器，12—上表面，14—下表面，16—端子汇聚区域，18—端子，20—发热体，22—正极端子，24—负极端子，30—陶瓷基体，30a—第1层，30b—第2层，30c—第3层，30d—第4层，32—阶梯差，34—静电电极，40—加热器冷却板组件，44—安装连接器，46—扁平电缆，50—冷却板，52—阶梯差，54—冷却用流路，60—接合层，56、156、256、356—狭缝。