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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022176692
(43)【公開日】2022-11-30
(54)【発明の名称】保持装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/683 20060101AFI20221122BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20221122BHJP
H05B 3/00 20060101ALI20221122BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 R
H01L21/302 101G
H05B3/00 370
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021083243
(22)【出願日】2021-05-17
(71)【出願人】
【識別番号】000004547
【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001036
【氏名又は名称】弁理士法人暁合同特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】川鍋 光慶
(72)【発明者】
【氏名】岡田 友希
【テーマコード（参考）】
3K058
5F004
5F131
【Ｆターム（参考）】
3K058CE23
5F004AA16
5F004BB18
5F004BB22
5F004BB25
5F004BB26
5F004BB29
5F131AA02
5F131CA06
5F131DA33
5F131DA42
5F131EA03
5F131EB11
5F131EB18
5F131EB78
5F131EB79
5F131EB81
5F131EB82
5F131EB84
5F131EB87
(57)【要約】
【課題】対象物を保持する板状部材に設けた複数の加熱ゾーンを、互いに異なる温度に容易に制御可能な保持装置を提供する。
【解決手段】保持装置１は、第１の方向に直交する第１表面Ｓ１を有する板状部材１０と、前記板状部材１０において第１の方向について同じ位置に配された複数の発熱体５０と、を備え、ウェハＷを加熱しつつ第１表面Ｓ１に保持する。板状部材１０には、第１の方向から視て、各々の内部に配された発熱体５０Ａ，５０Ｂ１，５０Ｂ２，５０Ｃによって互いに異なる温度帯に加熱される複数の加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺが設けられるとともに、第１の方向から視て複数の加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺの間に配され、第１の方向について発熱体５０Ａ，５０Ｂ１，５０Ｂ２，５０Ｃと同じ位置において、第１の方向に直交する方向に延びる下層面並行部分（空所）６５Ｔが形成されている。
【選択図】図２
【解決手段】保持装置１は、第１の方向に直交する第１表面Ｓ１を有する板状部材１０と、前記板状部材１０において第１の方向について同じ位置に配された複数の発熱体５０と、を備え、ウェハＷを加熱しつつ第１表面Ｓ１に保持する。板状部材１０には、第１の方向から視て、各々の内部に配された発熱体５０Ａ，５０Ｂ１，５０Ｂ２，５０Ｃによって互いに異なる温度帯に加熱される複数の加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺが設けられるとともに、第１の方向から視て複数の加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺの間に配され、第１の方向について発熱体５０Ａ，５０Ｂ１，５０Ｂ２，５０Ｃと同じ位置において、第１の方向に直交する方向に延びる下層面並行部分（空所）６５Ｔが形成されている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の方向に対して直交する第１表面及び第２表面を有する板状部材と、
前記板状部材において前記第１の方向について同じ位置に配された複数の発熱体と、を備え、対象物を加熱しつつ前記第１表面に保持する保持装置であって、
前記板状部材には、
前記第１の方向から視て、各々の内部に配された前記発熱体によって互いに異なる温度帯に加熱される複数の加熱ゾーンが設けられるとともに、
前記第１の方向から視て前記複数の加熱ゾーンの間に配され、前記第１の方向について前記発熱体と同じ位置において、前記第１の方向に直交する方向に延びる空所が形成されている、保持装置。
前記板状部材において前記第１の方向について同じ位置に配された複数の発熱体と、を備え、対象物を加熱しつつ前記第１表面に保持する保持装置であって、
前記板状部材には、
前記第１の方向から視て、各々の内部に配された前記発熱体によって互いに異なる温度帯に加熱される複数の加熱ゾーンが設けられるとともに、
前記第１の方向から視て前記複数の加熱ゾーンの間に配され、前記第１の方向について前記発熱体と同じ位置において、前記第１の方向に直交する方向に延びる空所が形成されている、保持装置。
【請求項2】
前記空所は、前記板状部材の内部に設けられた管路である、請求項１に記載の保持装置。
【請求項3】
前記板状部材には、前記第１表面に設けられたガス流出孔と、前記第２表面に設けられたガス流入孔とを接続するガス流路が形成され、
前記ガス流路は、前記第１の方向について前記発熱体よりも前記第１表面側に配され前記第１の方向に直交する方向に延びる面並行流路部分を含み、
前記管路は、前記ガス流路に連通されている、請求項２に記載の保持装置。
前記ガス流路は、前記第１の方向について前記発熱体よりも前記第１表面側に配され前記第１の方向に直交する方向に延びる面並行流路部分を含み、
前記管路は、前記ガス流路に連通されている、請求項２に記載の保持装置。
【請求項4】
前記空所は、前記第１の方向について、前記発熱体の前記第２表面側の端部よりも前記第２表面側まで延びている、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、対象物を保持する保持装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、半導体を製造する際にウェハ等の対象物を保持する保持装置として、板状部材を備え、板状部材の一方の面に対象物を静電引力によって吸着し保持する静電チャックが用いられている。静電チャックでは、対象物の温度を所望の温度に制御することが求められる。例えば下記特許文献１には、板状部材の内部にヒータ（発熱体）とガス流路が形成され、板状部材の他方の面に冷却機構を備えるベース板が積層された静電チャックが開示されている。このような静電チャックでは、一方の面に保持された対象物は、ヒータによって温められる一方、ベース板の冷却機構によって冷却される。加温と冷却のバランスを調整することにより、対象物の温度は所望の温度に制御される。このとき、ヘリウムガス等の熱伝導性の不活性ガスが、板状部材の他方の面に設けたガス流入孔からガス流路に流入され、一方の面に設けたガス流出孔から流出して、板状部材と対象物の間に供給される。これにより、板状部材の温度が対象物に伝わり易くなって、対象物の温度制御性が向上する。
【0003】
静電チャックのように、対象物を板状部材に保持させて加工処理する保持装置では、対象物の加工レートの制御等を目的として、板状部材に複数の加熱ゾーンを設け、各加熱ゾーンを互いに異なる温度に加熱することが求められる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第６６７８４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本技術は、上記状況に鑑み、対象物を保持する板状部材に設けた複数の加熱ゾーンを、互いに異なる温度に容易に制御可能な保持装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示に係る保持装置は、第１の方向に対して直交する第１表面及び第２表面を有する板状部材と、前記板状部材において前記第１の方向について同じ位置に配された複数の発熱体と、を備え、対象物を加熱しつつ前記第１表面に保持する保持装置であって、前記板状部材には、前記第１の方向から視て、各々の内部に配された前記発熱体によって互いに異なる温度帯に加熱される複数の加熱ゾーンが設けられるとともに、前記第１の方向から視て前記複数の加熱ゾーンの間に配され、前記第１の方向について前記発熱体と同じ位置において、前記第１の方向に直交する方向に延びる空所が形成されている、保持装置である。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、対象物を保持する板状部材に設けた複数の加熱ゾーンを、互いに異なる温度に容易に制御可能な保持装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
＜１＞ 本開示の保持装置は、第１の方向に対して直交する第１表面及び第２表面を有する板状部材と、前記板状部材において前記第１の方向について同じ位置に配された複数の発熱体と、を備え、対象物を加熱しつつ前記第１表面に保持する保持装置であって、前記板状部材には、前記第１の方向から視て、各々の内部に配された前記発熱体によって互いに異なる温度帯に加熱される複数の加熱ゾーンが設けられ、前記板状部材には、前記第１の方向から視て前記複数の加熱ゾーンの間に配され、前記第１の方向について前記発熱体と同じ位置において、前記第１の方向に直交する方向に延びる空所が形成されている、保持装置である。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
＜１＞ 本開示の保持装置は、第１の方向に対して直交する第１表面及び第２表面を有する板状部材と、前記板状部材において前記第１の方向について同じ位置に配された複数の発熱体と、を備え、対象物を加熱しつつ前記第１表面に保持する保持装置であって、前記板状部材には、前記第１の方向から視て、各々の内部に配された前記発熱体によって互いに異なる温度帯に加熱される複数の加熱ゾーンが設けられ、前記板状部材には、前記第１の方向から視て前記複数の加熱ゾーンの間に配され、前記第１の方向について前記発熱体と同じ位置において、前記第１の方向に直交する方向に延びる空所が形成されている、保持装置である。
【0010】
上記＜１＞の構成によれば、複数の加熱ゾーンの各々に割り当てられ、各加熱ゾーンを互いに異なる温度帯に加熱する発熱体の間に、空所が形成される。よって、板状部材において加熱ゾーンを跨いだ熱移動が起こり難くなり、複数の加熱ゾーンの間に温度差を形成し易くなる。この結果、上記構成の保持装置では、複数の加熱ゾーンを容易に互いに異なる温度に加熱可能となる。なお、空所は、第１の方向について、一部が発熱体と同じ位置（同じ高さ）にあればよい。また、空所は、第１の方向から視て、各加熱ゾーンの外郭に沿って延在していることが好ましく、各加熱ゾーンを取り囲むように延在していることがより好ましい。
【0011】
＜２＞ 上記＜１＞の保持装置において、前記空所は、前記板状部材の内部に設けられた管路である。
ここで、「管路」は、外周面が閉塞されたトンネル状の空所をいうものとする。＜２＞の構成によれば、空所は、第２表面に開口する溝状をなすものではないため、空所の第２表面側にも、例えば発熱体に接続するドライバ配線を含む内部導電層等の構造体を埋設できる。この結果、上記構成の保持装置では、空所が板状部材の表面に開口するように設けられた溝である構成等と比較して、板状部材の内部構造の設計自由度が高くなる。
ここで、「管路」は、外周面が閉塞されたトンネル状の空所をいうものとする。＜２＞の構成によれば、空所は、第２表面に開口する溝状をなすものではないため、空所の第２表面側にも、例えば発熱体に接続するドライバ配線を含む内部導電層等の構造体を埋設できる。この結果、上記構成の保持装置では、空所が板状部材の表面に開口するように設けられた溝である構成等と比較して、板状部材の内部構造の設計自由度が高くなる。
【0012】
＜３＞ 上記＜２＞の保持装置において、前記板状部材には、前記第１表面に設けられたガス流出孔と、前記第２表面に設けられたガス流入孔とを接続するガス流路が形成され、前記ガス流路は、前記第１の方向について前記発熱体よりも前記第１表面側に配され前記第１の方向に直交する方向に延びる面並行流路部分を含み、前記管路は、前記ガス流路に連通されている。
＜３＞の構成において、ガス流路の面並行流路部分に加え、管路にも熱伝導率が比較的高いヘリウムガス等の不活性ガスを流通させれば、加熱ゾーン間の熱移動を低減しながら板状部材の冷却を行って、第１表面の温度制御性を高めることができる。ここで、板状部材の第２表面に設けられるガス流入孔は、他の箇所とは温度が異なる温度特異点となって第１表面の温度分布に影響を与える。＜３＞の構成によれば、管路がガス流路に連通されることにより、ガス流路のガス流入孔と、空所へのガス流入孔とを共通化できる。この結果、上記構成の保持装置では、温度特異点の増加を抑えながら、各加熱ゾーンの温度制御性を高めることができる。
＜３＞の構成において、ガス流路の面並行流路部分に加え、管路にも熱伝導率が比較的高いヘリウムガス等の不活性ガスを流通させれば、加熱ゾーン間の熱移動を低減しながら板状部材の冷却を行って、第１表面の温度制御性を高めることができる。ここで、板状部材の第２表面に設けられるガス流入孔は、他の箇所とは温度が異なる温度特異点となって第１表面の温度分布に影響を与える。＜３＞の構成によれば、管路がガス流路に連通されることにより、ガス流路のガス流入孔と、空所へのガス流入孔とを共通化できる。この結果、上記構成の保持装置では、温度特異点の増加を抑えながら、各加熱ゾーンの温度制御性を高めることができる。
【0013】
＜４＞ 上記＜１＞から上記＜３＞の保持装置において、前記空所は、前記第１の方向について、前記発熱体の前記第２表面側の端部よりも前記第２表面側まで延びている。
発熱体から生じた熱は第１表面側に伝えられ、第１表面ひいては当該面に保持された対象物を温める。また、発熱体から生じた熱は第２表面側にも伝えられ、通常は第２表面側に配置される金属製ベース部材等によって冷却（抜熱）される。第１表面の温度分布は、発熱体よりも第２表面側における抜熱状態に影響され易いと推察される。＜４＞の構成によれば、発熱体の間から第２表面側に延びる空所が形成されていることで、特に抜熱時の、板状部材における加熱ゾーン間の熱移動が低減される。この結果、保持装置における各加熱ゾーンの温度制御の独立性を効果的に高めることができる。
発熱体から生じた熱は第１表面側に伝えられ、第１表面ひいては当該面に保持された対象物を温める。また、発熱体から生じた熱は第２表面側にも伝えられ、通常は第２表面側に配置される金属製ベース部材等によって冷却（抜熱）される。第１表面の温度分布は、発熱体よりも第２表面側における抜熱状態に影響され易いと推察される。＜４＞の構成によれば、発熱体の間から第２表面側に延びる空所が形成されていることで、特に抜熱時の、板状部材における加熱ゾーン間の熱移動が低減される。この結果、保持装置における各加熱ゾーンの温度制御の独立性を効果的に高めることができる。
【0014】
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の保持装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。なお、各図面の一部には、直交座標系ＸＹＺのＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を示しており、各軸方向が各図において同一方向となるように描かれている。以下の説明では、Ｚ軸方向を上下方向とし、図３の上側を上、図３の下側を下とするが、保持装置が必ずこのような姿勢で設置されることを意味するものではない。以下の説明において、上下方向（Ｚ軸方向）が、請求項の「第１の方向」に対応する。各図面において、複数の同一部材については、一の部材に符号を付して他の部材の符号を省略することがある。また、各図面における部材の相対的な大きさや配置は必ずしも正確ではなく、説明の便宜を考慮して一部の部材の縮尺等を変更しているものがある。以下の説明において、「平行」「直交」は必ずしも厳密にこのような位置関係にあることを要さず、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、「略平行」「略直交」であることを含むものとする。
本開示の保持装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。なお、各図面の一部には、直交座標系ＸＹＺのＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を示しており、各軸方向が各図において同一方向となるように描かれている。以下の説明では、Ｚ軸方向を上下方向とし、図３の上側を上、図３の下側を下とするが、保持装置が必ずこのような姿勢で設置されることを意味するものではない。以下の説明において、上下方向（Ｚ軸方向）が、請求項の「第１の方向」に対応する。各図面において、複数の同一部材については、一の部材に符号を付して他の部材の符号を省略することがある。また、各図面における部材の相対的な大きさや配置は必ずしも正確ではなく、説明の便宜を考慮して一部の部材の縮尺等を変更しているものがある。以下の説明において、「平行」「直交」は必ずしも厳密にこのような位置関係にあることを要さず、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、「略平行」「略直交」であることを含むものとする。
【0015】
＜実施形態１の詳細＞
（保持装置）
以下、本実施形態に係る保持装置１を、図１から図３を参照しつつ説明する。保持装置１は、対象物（例えば、ウェハＷ）を所定の処理温度（例えば、５０℃～４００℃）に加熱しながら、静電引力によって吸着し保持する静電チャックである。静電チャックは、例えば減圧されたチャンバー内でプラズマを用いてエッチングを行うプロセスにおいて、ウェハＷを載置するテーブルとして使用される。
（保持装置）
以下、本実施形態に係る保持装置１を、図１から図３を参照しつつ説明する。保持装置１は、対象物（例えば、ウェハＷ）を所定の処理温度（例えば、５０℃～４００℃）に加熱しながら、静電引力によって吸着し保持する静電チャックである。静電チャックは、例えば減圧されたチャンバー内でプラズマを用いてエッチングを行うプロセスにおいて、ウェハＷを載置するテーブルとして使用される。
【0016】
図１は、保持装置１の概略構成を模式的に示した図である。保持装置１は、円板状の板状部材１０と、同じく円板状のベース部材２０と、を備える。ベース部材２０の径は板状部材１０よりも大きく、例えば板状部材１０が直径３００ｍｍ×厚み３ｍｍの円板状をなす場合、ベース部材２０は直径３４０ｍｍ×厚み２０ｍｍの円板状とすることができる。なお、板状部材１０及びベース部材２０は何れも略円板状をなすものであって、これらに、位置合わせを行うための凹凸等が設けられていてもよい。板状部材１０とベース部材２０は、上下方向に配列され、接合材３０によって接合されている。板状部材１０の上側の第１表面Ｓ１が、ウェハＷを吸着し保持する吸着面とされ、板状部材１０の下側の第２表面Ｓ２が、接合材３０を介してベース部材２０と接合される。ベース部材２０の下側の面を、第３表面Ｓ３とする。
【0017】
（板状部材）
板状部材１０は、その第１表面Ｓ１及び第２表面Ｓ２となる（第１の方向に直交する）ように配されるものとして説明する（図３等参照）。板状部材１０は絶縁性の基板であって、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とするセラミックスにより形成できる。なお、ここでいう主成分とは、含有割合（重量割合）の最も多い成分を意味する。
板状部材１０は、その第１表面Ｓ１及び第２表面Ｓ２となる（第１の方向に直交する）ように配されるものとして説明する（図３等参照）。板状部材１０は絶縁性の基板であって、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とするセラミックスにより形成できる。なお、ここでいう主成分とは、含有割合（重量割合）の最も多い成分を意味する。
【0018】
図１等に示すように、板状部材１０の内部において、上側すなわち第１表面Ｓ１側には、チャック電極４０が配され、チャック電極４０の下方すなわち第２表面Ｓ２側には、板状部材１０を加熱するためのヒータ電極として機能する複数の発熱体５０が配されている。チャック電極４０及び発熱体５０は、例えば、タングステンやモリブデン等を含む導電性材料によって形成できる。
【0019】
チャック電極４０は、例えば第１表面Ｓ１に平行な平面状をなし、端子等を介して電源に接続される。チャック電極４０への給電が行われることによって静電引力が生じ、板状部材１０の第１表面Ｓ１にウェハＷが吸着保持される。発熱体５０は、第１表面Ｓ１に平行な平面に沿って（第１の方向に直交する方向に）延びる電極であって、図２について後述するように、上方から視て線状パターンを形成するように配置され、ヒータ給電端子９１，９３を介して電源に接続される（図３等参照）。ヒータ給電端子９１，９３から発熱体５０への給電が行われることによって板状部材１０が加熱され、板状部材１０の第１表面Ｓ１に保持されたウェハＷが加熱される。
【0020】
本実施形態に係る板状部材１０には、上方（第１の方向）から視て、互いに異なる温度帯に加熱される複数の加熱ゾーンが設けられている。図２は、板状部材１０を、発熱体５０が配置された層で切断したときの断面の様子を、模式的に示した図である。加熱ゾーンは、例えば図２に異なる網掛けによって示したように、板面中心を含む内周ゾーンＡＺと、外周縁部を含む外周ゾーンＣＺと、内周ゾーンＡＺと外周ゾーンＣＺの間に位置する中間ゾーンＢＺと、を含むように設けることができる。本実施形態では、さらに中間ゾーンＢＺを２種類に分け、図２における１２時の位置から時計回りに、第１中間ゾーンＢ１Ｚ、第２中間ゾーンＢ２Ｚ、第１中間ゾーンＢ１Ｚ、第２中間ゾーンＢ２Ｚ、のように配置している。各加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺは、互いに異なる温度帯に調整されることが求められる場合がある。例えば、内周ゾーンＡＺの目標温度６００±５℃に対し、第１中間ゾーンＢ１Ｚの目標温度帯は６２０±５℃、第２中間ゾーンＢ２Ｚの目標温度帯は６３０±５℃、外周ゾーンＣＺの目標温度帯は６６０±５℃、といった具合である。なお、ここに記載する加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺの数や配置、目標温度帯は一例に過ぎず、種々に変更が可能である。
【0021】
図２に示すように、各加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺの内部には、当該ゾーンを加熱する発熱体５０Ａ，５０Ｂ１，５０Ｂ２，５０Ｃがそれぞれ配される。すなわち、本実施形態に係る複数の発熱体５０には、内周ゾーンＡＺの内部に配されて内周ゾーンＡＺを加熱する内周発熱体５０Ａと、第１中間ゾーンＢ１Ｚの内部に配される第１中間発熱体５０Ｂ１と、第２中間ゾーンＢ２Ｚの内部に配される第２中間発熱体５０Ｂ２と、外周ゾーンＣＺの内部に配される外周発熱体５０Ｃと、が含まれる。図３に示すように、これら複数の発熱体５０Ａ，５０Ｂ１，５０Ｂ２，５０Ｃは、すべて略同じ高さに配される。
【0022】
発熱体５０には、ヒータ給電端子である入力端子９１と出力端子９３が接続される。本実施形態では、図２に示すように、各加熱ゾーンに配置された発熱体５０の各々に、導電性の接続部材（個別ドライバ電極）５５を介して（図３参照）、入力端子９１と出力端子９３が接続される。具体的には、内周発熱体５０Ａに、内周入力端子９１Ａ及び内周出力端子９３Ａが、外周発熱体５０Ｃに、外周入力端子９１Ｃ及び外周出力端子９３Ｃが、それぞれ接続される。また、２つの第１中間発熱体５０Ｂ１には、第１入力端子９１Ｂ１及び第１出力端子９３Ｂ１が、２つの第２中間発熱体５０Ｂ２には、第２入力端子９１Ｂ２と第２出力端子９３Ｂ２が、それぞれ接続される。各発熱体５０Ａ，５０Ｂ１，５０Ｂ２，５０Ｃは互いに独立して制御可能とされており、目標温度帯に応じて各加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺを個別に加熱できるようになっている。
【0023】
図１等に示すように、板状部材１０の第１表面Ｓ１には、複数（図１等では４つ）のガス流出孔６１が設けられている。第１表面Ｓ１の外周縁部は、内周部分に比べて僅かに上方に突出するように形成されており、第１表面Ｓ１にウェハＷが吸着保持されると、ウェハＷと第１表面Ｓ１の間にギャップが形成される。他方、板状部材１０の第２表面Ｓ２には、ガス流入孔６２が設けられている（図３等参照）。そして、板状部材１０の内部には、複数のガス流出孔６１とガス流入孔６２とを連通するガス流路６０が形成されている。図１に示すように、ガス流路６０は、後述する上層ガス流路６３及び下層ガス流路６５を含み、全長に亘ってこの内部を流体が移動可能に形成され、板状部材１０の内部を上下方向に貫通している。ガス流路６０のガス流入孔６２には、後述するベース部材２０の内部に形成されたベース内流路８０が連通される（図３参照）。ベース内流路８０に熱伝導流体であるヘリウムガス等の不活性ガスが導入されると、第２表面Ｓ２のガス流入孔６２からガス流路６０に流入したガスは、ガス流路６０内を流れて第１表面Ｓ１のガス流出孔６１から流出し、板状部材１０とウェハＷと間のギャップに充填される。これにより、第１表面Ｓ１の温度がウェハＷに伝わり易くなり、ウェハＷの温度制御性が向上する。
【0024】
（接合材）
図１等に示すように、接合材３０は、板状部材１０とベース部材２０の間に位置して、両者を接合する。接合材３０には、例えばシリコーン系の有機接合剤、無機接合剤や、Ａｌ系の金属接着剤を含むボンディングシート等を用いることができる。接合材３０は、板状部材１０及びベース部材２０の双方に対して高い接着力を有していることに加え、高い耐熱性と熱伝導性を有していることが好ましい。図には表れていないが、接合材３０において板状部材１０に形成されたガス流入孔６２に対向する位置には、穴が設けられており、接合材３０を上下方向に貫通する接合材内流路が形成されている。
図１等に示すように、接合材３０は、板状部材１０とベース部材２０の間に位置して、両者を接合する。接合材３０には、例えばシリコーン系の有機接合剤、無機接合剤や、Ａｌ系の金属接着剤を含むボンディングシート等を用いることができる。接合材３０は、板状部材１０及びベース部材２０の双方に対して高い接着力を有していることに加え、高い耐熱性と熱伝導性を有していることが好ましい。図には表れていないが、接合材３０において板状部材１０に形成されたガス流入孔６２に対向する位置には、穴が設けられており、接合材３０を上下方向に貫通する接合材内流路が形成されている。
【0025】
（ベース部材）
図１等に示すように、ベース部材２０は、接合材３０により、板状部材１０の下側すなわち第２表面Ｓ２側に接合される。ベース部材２０の下側の面（板状部材とは反対側の面）を第３表面Ｓ３とする。ベース部材２０は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金や、金属とセラミックスの複合体（Ａｌ－ＳｉＣ）、又はセラミックス（ＳｉＣ）を主成分として構成できる。ベース部材２０は、既述したように板状部材１０より大径な円板状をなし、この上に板状部材１０の全体が載置される。
図１等に示すように、ベース部材２０は、接合材３０により、板状部材１０の下側すなわち第２表面Ｓ２側に接合される。ベース部材２０の下側の面（板状部材とは反対側の面）を第３表面Ｓ３とする。ベース部材２０は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金や、金属とセラミックスの複合体（Ａｌ－ＳｉＣ）、又はセラミックス（ＳｉＣ）を主成分として構成できる。ベース部材２０は、既述したように板状部材１０より大径な円板状をなし、この上に板状部材１０の全体が載置される。
【0026】
図１等に示すように、ベース部材２０の内部には、冷媒路２１が形成されている。冷媒路２１に水やフッ素系不活性液体等の冷媒が流されることで、プラズマ熱の冷却が行われる。冷媒路２１を冷媒が流れると、ベース部材２０が冷却され、接合材３０を介した熱伝導によって板状部材１０が冷却され、さらに板状部材１０の第１表面Ｓ１に保持されたウェハＷが冷却される。冷媒の流れを調整することにより、ウェハＷの温度が制御される。
【0027】
図３に示すように、ベース部材２０の第３表面Ｓ３には、下面開孔８１が設けられている。そして、ベース部材２０の内部には、上下方向（第１表面Ｓ１に垂直）に延びて、下面開孔８１を、ガス流入孔６２に対向する位置に設けられた接合材内流路に連通する（ベース部材２０の内部を上下方向に貫通する）ベース内流路８０が形成されている。
【0028】
図３に示すように、ベース部材２０の内部には、これを上下方向に貫通するように、ヒータ給電端子９１，９３が挿通されている。ヒータ給電端子９１，９３は、例えばニッケル（Ｎｉ）等の金属で形成できる。各ヒータ給電端子９１，９３の下端はベース部材２０の下面に露出し、図示しない電源にそれぞれ接続される。また、各ヒータ給電端子９１，９３の上端は接合材３０の上面に露出し、接続部材５５等を介して発熱体５０に接続されている。ヒータ給電端子９１，９３に接続された電源からの給電により、発熱体５０が発熱する。既述したように、本実施形態では、発熱体５０Ａ，５０Ｂ１，５０Ｂ２，５０Ｃの各々に、入力端子９１Ａ，９１Ｂ１，９１Ｂ２，９１Ｃと出力端子９３Ａ，９３Ｂ１，９３Ｂ２，９３Ｃが接続され、各発熱体５０Ａ，５０Ｂ１，５０Ｂ２，５０Ｃは互いに独立して制御可能とされている。
【0029】
（ガス流路）
板状部材１０の内部に形成されたガス流路６０について、改めて説明する。図１について既述したように、本実施形態に係るガス流路６０は、上下方向（第１の方向）について、第１表面Ｓ１寄りの位置に形成された上層ガス流路６３と、上層ガス流路６３よりも第２表面Ｓ２側に形成された下層ガス流路６５と、を含む。本実施形態に係るガス流路６０は、全長に亘り、断面が略矩形のトンネル状の管路をなすように形成されている。管路の断面形状は、特に限定されるものではなく、略矩形、略円形、略半円形等の断面形状をなすように形成できる。本実施形態に係るガス流路６０は、全長に亘り、略矩形の断面形状をなすように形成されている。
板状部材１０の内部に形成されたガス流路６０について、改めて説明する。図１について既述したように、本実施形態に係るガス流路６０は、上下方向（第１の方向）について、第１表面Ｓ１寄りの位置に形成された上層ガス流路６３と、上層ガス流路６３よりも第２表面Ｓ２側に形成された下層ガス流路６５と、を含む。本実施形態に係るガス流路６０は、全長に亘り、断面が略矩形のトンネル状の管路をなすように形成されている。管路の断面形状は、特に限定されるものではなく、略矩形、略円形、略半円形等の断面形状をなすように形成できる。本実施形態に係るガス流路６０は、全長に亘り、略矩形の断面形状をなすように形成されている。
【0030】
上層ガス流路６３は、図３に示すように、第１表面Ｓ１と平行な面に沿って延びる（第１の方向に直交する方向に延びる）上層面並行部分６３Ｔと、ガス流出孔６１と上層面並行部分６３Ｔを接続する上層接続部分６３Ｖと、を含む。上層面並行部分６３Ｔは、板状部材１０の内部において、チャック電極４０の下方で発熱体５０の上方に形成されている。本実施形態に係る上層面並行部分６３Ｔは、図２に示すように、上方から視て（第１の方向から視て）、中間ゾーンＢＺの径方向中央部を周回する円環状に延びており、中間ゾーンＢＺに設けられた第１中間ゾーンＢ１Ｚ及び第２中間ゾーンＢ２Ｚの各々に１つずつ、合計４つのガス流出孔６１が形成されている。
【0031】
下層ガス流路６５は、図３等に示すように、第１表面Ｓ１と平行な面に沿って延びる（第１の方向に直交する方向に延びる）下層面並行部分６５Ｔと、上層面並行部分６３Ｔと下層面並行部分６５Ｔを接続する第１接続部分６５Ｖ１と、下層面並行部分６５Ｔとガス流入孔６２とを接続する第２接続部分６５Ｖ２と、を含む。本実施形態では、下層面並行部分６５Ｔが、請求項の「空所」に対応する。本実施形態に係る下層面並行部分６５Ｔは、ガス流路６０の一部であって、ガス流路６０に連通されている。下層面並行部分６５Ｔは、板状部材１０の内部において、複数の発熱体５０と略同じ高さに配される。より詳しくは、本実施形態に係る下層面並行部分６５Ｔは、その天面が発熱体５０の上端部と略同じ高さに、その底面が発熱体５０の下端部よりも下方に位置しており、下層面並行部分６５Ｔの一部が発熱体５０と同じ高さに位置している。
【0032】
下層面並行部分６５Ｔは、図２に示すように、上方から視て（第１の方向から視て）、板状部材１０に設けられた各加熱ゾーンの間に配されている。具体的には、下層面並行部分６５Ｔは、内周ゾーンＡＺと中間ゾーンＢＺの間、中間ゾーンＢＺと外周ゾーンＣＺの間において、これらの境界に沿って周方向に延在しているのに加え、中間ゾーンＢＺに設けられた第１中間ゾーンＢ１Ｚと第２中間ゾーンＢ２Ｚの間においては、これらの境界に沿って径方向に延在している。なお、本実施形態において、第１接続部分６５Ｖ１は、図２における左上側の第２中間ゾーンＢ２Ｚと外周ゾーンＣＺの境界に位置し、第２接続部分６５Ｖ２は、図２における右上側の第１中間ゾーンＢ１Ｚと外周ゾーンＣＺの境界に位置している。
【0033】
下層面並行部分６５Ｔを含むガス流路６０の形成方法は、特に限定されるものではなく、種々の公知の方法を採用できる。例えば、窒化アルミニウム粉末等を含む複数枚のグリーンシートを用いて板状部材１０を作製する場合は、特定のパターンでメタライズペーストを付与した複数枚のグリーンシートを積層してブロック体を複数個作成し、１つもしくは複数のブロック体の一方もしくは双方の面に溝を形成し、溝が形成された面に他のブロック体を貼り合わせる。しかる後に、圧着、焼成、研磨穴あけ等の工程を実施することで、板状部材１０の内部に、任意の高さ及び形状の面並行部分を有するガス流路６０を形成できる。
【0034】
（保持装置の使用）
保持装置１は、例えば半導体製造装置の一部として使用される。半導体製造装置のチャンバー内に設置された保持装置１の第１表面Ｓ１上にウェハＷが載置され、電源からチャック電極４０への給電が行われると、静電引力が生じて第１表面Ｓ１にウェハＷが吸着される。チャンバー内に原料ガスが導入され電圧が印加されると、プラズマが発生してウェハＷの処理が行われる。
保持装置１は、例えば半導体製造装置の一部として使用される。半導体製造装置のチャンバー内に設置された保持装置１の第１表面Ｓ１上にウェハＷが載置され、電源からチャック電極４０への給電が行われると、静電引力が生じて第１表面Ｓ１にウェハＷが吸着される。チャンバー内に原料ガスが導入され電圧が印加されると、プラズマが発生してウェハＷの処理が行われる。
【0035】
ウェハＷを処理する際、電源からヒータ給電端子９１，９３を介して発熱体５０への給電が行われると、板状部材１０ひいてはウェハＷが加熱される。他方、冷媒路２１に冷媒が流されると、ウェハＷは冷却される。このとき、ベース部材２０の下面開孔８１から熱伝導ガスが導入され、ベース内流路８０及びガス流路６０を流れたガスが、板状部材１０の第１表面Ｓ１のガス流出孔６１から流出し、第１表面Ｓ１とウェハＷの間に形成されたギャップに充填されることで、ウェハＷの温度が高い精度で制御される。本実施形態に係る保持装置１では、発熱体５０Ａ，５０Ｂ１，５０Ｂ２，５０Ｃを個別に制御することで、板状部材１０の各加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺが異なる目標温度帯になるように調整可能とされている。この結果、第１表面Ｓ１上に保持されたウェハＷを、板状部材１０の各加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺに対向する領域ごとに異なる目標温度帯に加温し、各領域について所望の加工レート等を得ることができる。
【0036】
（本実施形態の効果）
以上記載したように、本実施形態に係る保持装置１は、第１の方向（上下方向、Ｚ軸方向）に対して直交する第１表面Ｓ１及び第２表面Ｓ２を有する板状部材１０と、板状部材１０において前記第１の方向について同じ位置に配された複数の発熱体５０と、を備え、ウェハ（対象物）Ｗを加熱しつつ第１表面Ｓ１に保持する保持装置１であって、板状部材１０には、前記第１の方向から視て、各々の内部に配された発熱体５０Ａ，５０Ｂ１，５０Ｂ２，５０Ｃによって互いに異なる温度帯に加熱される複数の加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺが設けられ、板状部材１０には、前記第１の方向から視て複数の加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺの間に配され、前記第１の方向について発熱体５０Ａ，５０Ｂ１，５０Ｂ２，５０Ｃと同じ位置において、前記第１の方向に直交する方向に延びる下層面並行部分（空所）６５Ｔが形成されている。
以上記載したように、本実施形態に係る保持装置１は、第１の方向（上下方向、Ｚ軸方向）に対して直交する第１表面Ｓ１及び第２表面Ｓ２を有する板状部材１０と、板状部材１０において前記第１の方向について同じ位置に配された複数の発熱体５０と、を備え、ウェハ（対象物）Ｗを加熱しつつ第１表面Ｓ１に保持する保持装置１であって、板状部材１０には、前記第１の方向から視て、各々の内部に配された発熱体５０Ａ，５０Ｂ１，５０Ｂ２，５０Ｃによって互いに異なる温度帯に加熱される複数の加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺが設けられ、板状部材１０には、前記第１の方向から視て複数の加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺの間に配され、前記第１の方向について発熱体５０Ａ，５０Ｂ１，５０Ｂ２，５０Ｃと同じ位置において、前記第１の方向に直交する方向に延びる下層面並行部分（空所）６５Ｔが形成されている。
【0037】
複数の加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺの各々に発熱体５０Ａ，５０Ｂ１，５０Ｂ２，５０Ｃを割り当てて、個別に制御可能としても、実際には、板状部材１０に設けられた加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺは互いに連結しているため、各加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺの境界を超えて熱移動が生じ得る。例えば第１中間発熱体５０Ｂ１から生じた熱は、第１表面Ｓ１に平行な平面に沿って第１の方向に直交する方向にも移動し、第１中間ゾーンＢ１Ｚから径方向に隣接する内周ゾーンＡＺや外周ゾーンＣＺ、また周方向に隣接する第２中間ゾーンＢ２Ｚにまで伝えられる。このため、隣接する加熱ゾーンＡＺ，Ｂ２Ｚ，ＣＺの間に温度差を生じ難く、各加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺを、互いに異なる目標温度帯に調整することが難しい場合があった。
【0038】
本実施形態に係る保持装置１では、上方（第１の方向）から視て、複数の加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺの各々に割り当てられて各加熱ゾーンを互いに異なる目標温度帯に加熱する発熱体５０Ａ，５０Ｂ１，５０Ｂ２，５０Ｃの間に、下層面並行部分（空所）６５Ｔが形成される。この下層面並行部分（空所）６５Ｔの存在により、板状部材１０において加熱ゾーンを跨いだ熱移動が起こり難くなり、複数の加熱ゾーン間に温度差を形成し易くなる。この結果、本実施形態に係る保持装置１では、複数の加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺを、互いに異なる目標温度帯に容易に加熱可能となる。本実施形態の下層面並行部分（空所）６５Ｔは、上方（第１の方向）から視て、各加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺの外郭に沿って延在している。特に内周ゾーンＡＺについては、このゾーン全体を取り囲むように延在しており、加熱ゾーン間の熱移動を抜けなく効果的に低減可能である点で好ましい。
【0039】
また、本実施形態に係る保持装置１において、下層面並行部分（空所）６５Ｔは、板状部材１０の内部に設けられた管路である。すなわち、下層面並行部分６５Ｔは外周面が閉塞されたトンネル状の空所であって、第２表面Ｓ２に開口する溝状をなすものではない。よって、下層面並行部分６５Ｔの第２表面Ｓ２側にも、例えば発熱体５０に接続する接続部材５５等の内部導電層を埋設できる。この結果、本実施形態に係る保持装置１は、空所が板状部材の表面に設けられた溝である構成（図１２参照）等と比較して、板状部材１０の内部構造の設計自由度が高くなる。
【0040】
また、本実施形態の保持装置１において、板状部材１０には、第１表面Ｓ１に設けられたガス流出孔６１と、第２表面Ｓ２に設けられたガス流入孔６２とを接続するガス流路６０が形成され、ガス流路６０は、第１の方向について発熱体５０よりも第１表面Ｓ１側に配され第１の方向に直交する方向に延びる上層面並行部分（面並行流路部分）６３Ｔを含み、下層面並行部分（管路）６５Ｔは、ガス流路６０に連通されている。
【0041】
保持装置１において、ガス流路６０の上層面並行部分６３Ｔに加え、下層面並行部分（管路）６５Ｔにも熱伝導率が比較的高いヘリウムガス等の不活性ガスを流通させれば、下層面並行部分６５Ｔに不活性ガスを流通させない時と比較して、第１表面Ｓ１の温度制御性を高めることができる。なお、上方から視て下層面並行部分６５Ｔを挟んだ両側に位置する加熱ゾーンを、互いに異なる目標温度帯に加熱するためには、下層面並行部分６５Ｔを通る熱移動が起こり難いことが好ましい。このため、ガス流路６０を連通させる不活性ガスには、板状部材１０を形成する材料よりも熱伝導率が低いものを用いる。下層面並行部分６５Ｔに空気より熱伝導率の高い不活性ガスを流通させると、下層面並行部分６５Ｔ内が空気で満たされている場合と比べて、加熱ゾーンを跨ぐ熱移動が起こり易くなる可能性があるが、下層面並行部分６５Ｔが形成されていない従来の構成と比較すれば、加熱ゾーンを跨ぐ熱移動は低減される。また、板状部材１０の第２表面Ｓ２に設けられるガス流入孔６２、ひいてはこれに接続されるベース部材２０の下面開孔８１は、他の箇所とは温度が異なる温度特異点となって第１表面Ｓ１の温度分布に影響を与えるが、本実施形態に係る保持装置１では、下層面並行部分（管路）６５Ｔがガス流路６０に連通されることにより、ガス流路６０のガス流入孔６２と、下層面並行部分（管路）６５Ｔへのガス流入孔６２とを共通化できる。この結果、本実施形態に係る保持装置１では、温度特異点の増加を抑えながら、各加熱ゾーンの温度制御性を高めることができる。
【0042】
また、本実施形態に係る保持装置１において、下層面並行部分（空所）６５Ｔは、第１の方向について、発熱体５０の第２表面側の端部（下端部）よりも第２表面Ｓ２側まで延びている。換言すれば、本実施形態に係る下層面並行部分６５Ｔは、その天面が発熱体５０の上端部と略同じ高さに、その底面が発熱体５０の下端部よりも下方に位置しており、一部が発熱体５０と同じ高さ（第１の方向について同じ位置）に、残りの部分が発熱体５０よりも下方（第１の方向について第２表面Ｓ２側）に、位置している。
【0043】
発熱体５０から生じた熱は第１表面Ｓ１側に伝えられ、第１表面Ｓ１ひいては当該面に保持されたウェハ（対象物）Ｗを温める。また、発熱体５０から生じた熱は第２表面Ｓ２側にも伝えられ、第２表面Ｓ２に接合されたベース部材２０によって冷却（抜熱）される。第１表面Ｓ１の温度分布は、発熱体５０よりも第２表面Ｓ２側における抜熱状態に影響され易いと考えられている。保持装置１では、発熱体５０の間から第２表面Ｓ２側に延びる下層面並行部分（空所）６５Ｔが形成されていることで、特に抜熱時の、板状部材１０の内部における加熱ゾーン間の熱移動が低減される。この結果、保持装置１では、各加熱ゾーンの温度制御の独立性を効果的に高めることができる。
【0044】
＜実施形態１の変形例１－１＞
以下、実施形態１の変形例１－１に係る保持装置１０１を、図４及び図５を参照しつつ説明する。本実施形態に係る保持装置１０１は、主として、板状部材１１０の内部に形成された上層ガス流路１６３及び下層ガス流路１６５の構造が、実施形態１に係る保持装置１と相違している。以下の説明では、実施形態１と同様の構成については説明を割愛する（実施形態２以下でも同様とする）。
以下、実施形態１の変形例１－１に係る保持装置１０１を、図４及び図５を参照しつつ説明する。本実施形態に係る保持装置１０１は、主として、板状部材１１０の内部に形成された上層ガス流路１６３及び下層ガス流路１６５の構造が、実施形態１に係る保持装置１と相違している。以下の説明では、実施形態１と同様の構成については説明を割愛する（実施形態２以下でも同様とする）。
【0045】
図４に示すように、保持装置１０１の板状部材１１０には、中間ゾーンＢＺの１つ（図４における右上の第１中間ゾーンＢ１Ｚ）と外周ゾーンＣＺの間にガス流入孔１６２が設けられている。また、図５に示すように、保持装置１０１のベース部材１２０には、第３表面Ｓ３の下面開孔１８１とガス流入孔１６２を連通するベース内流路１８０が設けられている。本実施形態に係る板状部材１１０では、下層面並行部分１６５Ｔのうち、図４に示す外周ゾーンＣＺと中間ゾーンＢＺの間において周方向に延在する部分、並びに、中間ゾーンＢＺと内周ゾーンＡＺの間において周方向に延在する部分が、一方向につながるように形成されている。具体的には、本実施形態に係る上層ガス流路１６３及び下層ガス流路１６５は、ガスが以下のように流れる構造とされている。第３表面Ｓ３の下面開孔１８１から熱伝導性ガスが導入されると、第２表面Ｓ２のガス流入孔１６２から下層ガス流路１６５に流入したガスは、第２接続部分１６５Ｖ２を通って下層面並行部分１６５Ｔに到達する。下層面並行部分１６５Ｔに到達したガスは、半時計周りに外周ゾーンＣＺと中間ゾーンＢ１Ｚ，Ｂ２Ｚの間を周回し、図４における右下の第２中間ゾーンＢ２Ｚと右上の第１中間ゾーンＢ１Ｚの間で方向転換して、径方向中心側へ流れる。内周ゾーンＡＺ近傍に達すると、再び方向転換して、時計回りに中間ゾーンＢＺと内周ゾーンＡＺの間を周回する。この際、ガスは、第１中間ゾーンＢ１Ｚと第２中間ゾーンＢ２Ｚの間において、径方向外側へも流れる。右上の第１中間ゾーンＢ１Ｚに設けられた第１接続部分１６５Ｖ１に到達したガスは、上方に流れて上層ガス流路１６３の上層面並行部分１６３Ｔに流入し、各中間ゾーンＢＺに１つずつ設けられた上層接続部分１６３Ｖを通って、４つのガス流出孔１６１から第１表面Ｓ１側に流出する。
【0046】
上層ガス流路１６３及び下層ガス流路１６５を本変形例のように形成することで、各加熱ゾーン間の熱移動を低減しながら、ガスをよりスムーズに流すことができる。
【0047】
＜実施形態２の詳細＞
実施形態２に係る保持装置２０１を、図６及び図７を参照しつつ説明する。本実施形態に係る保持装置２０１は、主として、上層ガス流路２６３及び下層ガス流路２６５の構造、並びに、中間発熱体２５０Ｂ１，２５０Ｂ２とヒータ給電端子２９１，２９３の接続構造が、実施形態１に係る保持装置１と相違している。
実施形態２に係る保持装置２０１を、図６及び図７を参照しつつ説明する。本実施形態に係る保持装置２０１は、主として、上層ガス流路２６３及び下層ガス流路２６５の構造、並びに、中間発熱体２５０Ｂ１，２５０Ｂ２とヒータ給電端子２９１，２９３の接続構造が、実施形態１に係る保持装置１と相違している。
【0048】
保持装置２０１は、板状部材２１０の内部に形成される下層ガス流路２６５が上層ガス流路２６３に接続されていない点において、保持装置１と大きく異なっている。すなわち、本実施形態では、発熱体２５０Ａ，２５０Ｂ１，２５０Ｂ２，２５０Ｃの間に配される下層面並行部分２６５Ｔが、第１表面Ｓ１のガス流出孔２６１と第２表面Ｓ２のガス流入孔２６２とを接続する上層ガス流路２６３に連通されない。
【0049】
上層ガス流路２６３は、第１表面Ｓ１と平行な面に沿って延びる（第１の方向に直交する方向に延びる）上層面並行部分２６３Ｔと、第１表面Ｓ１に設けられたガス流出孔２６１と上層面並行部分２６３Ｔを接続する第１接続部分２６３Ｖ１に加え、第２表面Ｓ２に設けられたガス流入孔２６２と上層面並行部分２６３Ｔを接続する第２接続部分２６３Ｖ２を含む。ガス流出孔２６１は実施形態１に係るガス流出孔６１と、上層面並行部分２６３Ｔは実施形態１に係る上層面並行部分６３Ｔと、略同様に形成されている。ガス流入孔２６２は、図６に示すように、４つの中間ゾーンＢＺのうち１つ（図６における左下の第１中間ゾーンＢ１Ｚ）の内部に形成されている。ベース部材２２０には、図７に示すように、第３表面Ｓ３に設けられた下面開孔２８１とガス流入孔２６２とを連通するベース内流路２８０が設けられている。本実施形態では、下面開孔２８１から熱伝導性ガスが導入されたガスは、ガス流入孔２６２から上層ガス流路２６３に直接流入し、第２接続部分２６３Ｖ２を通って上層面並行部分２６３Ｔに到達する。上層面並行部分２６３Ｔを周回するガスが、第１中間ゾーンＢ１Ｚ及び第２中間ゾーンＢ２Ｚを通過するのに伴い、ガス流出孔２６１からガスが流出し、第１表面Ｓ１とウェハＷの間のギャップに充填される。
【0050】
下層ガス流路２６５は、第１表面Ｓ１と平行な面に沿って延びる（第１の方向に直交する方向に延びる）下層面並行部分２６５Ｔと、第２表面Ｓ２に設けられた開孔２６４Ｎ，２６４Ｘと下層面並行部分２６５Ｔを接続する下層接続部分２６５Ｖと、を含む。図６に示すように、本実施形態に係る下層面並行部分２６５Ｔは、上方から視て（第１の方向から視て）、各加熱ゾーンＡＺ，Ｂ１Ｚ，Ｂ２Ｚ，ＣＺの各々を取り囲むように形成されている。そして、計２つの開孔２６４Ｎ，２６４Ｘは、下層面並行部分２６５Ｔのうち、３つの加熱ゾーン（第１中間ゾーンＢ１Ｚ、第２中間ゾーンＢ２Ｚ、外周ゾーンＣＺ）に隣接する位置の直下に、板面の中心を挟んで設けられている。図７に示すように、各開孔２６４Ｎ，２６４Ｘには、ベース部材２２０の内部に形成されたベース内流路２８０がそれぞれ接続され、第３表面Ｓ３に設けられた下面開孔２８１と連通されている。２つの開孔２６４Ｎ，２６４Ｘのうち一方の開孔２６４Ｎからガスを流入し、他方の開孔２６４Ｘからガスを流出させることができる。すなわち、開孔２６４Ｎに連通する下面開孔２８１から下層ガス流路２６５に導入されたガスは、下層面並行部分２６５Ｔ等を通って板状部材２１０の内部を流れた後、第３表面Ｓ３側に還流される。
【0051】
また、保持装置２０１では、図６及び図７に示すように、板状部材２１０の内部に、共通接続部材（共通ドライバ電極）２５５が形成されており、第１中間発熱体２５０Ｂ１と第２中間発熱体２５０Ｂ２が、共通接続部材２５５を介して、共通の中間出力端子２９３Ｂに接続されている。共通接続部材２５５は、下層面並行部分２６５Ｔの下方に、第１中間ゾーンＢ１Ｚと第２中間ゾーンＢ２Ｚに跨るように設けることができる。図６及び図７では、第２中間発熱体２５０Ｂ２の一端部の直下に中間出力端子２９３Ｂが配され、第１中間発熱体２５０Ｂ１の一方の端部２５０Ｂ１Ｔが、共通接続部材２５５を介して中間出力端子２９３Ｂに接続される様子を示している。なお、本実施形態では、入力側は共通化しておらず、第１中間発熱体２５０Ｂ１の他方の端部には第１入力端子２９１Ｂ１が、第２中間発熱体２５０Ｂ２の他端部には第２入力端子２９１Ｂ２が、それぞれ接続される。また、内周発熱体２５０Ａには、内周入力端子２９１Ａと内周出力端子２９３Ａが、外周発熱体２５０Ｃには、外周入力端子２９１Ｃと外周出力端子２９３Ｃが、それぞれ接続されている。
【0052】
本実施形態のように、上層ガス流路２６３及び下層ガス流路２６５は、互いに独立して形成できる。このような保持装置２０１では、下層ガス流路２６５に、上層ガス流路２６３とは異なるガス（気体）や液体等の流体を流したり、或いは、下層ガス流路２６５には流体を流さなかったりすることが可能となる。下層ガス流路２６５に流体を流さない場合であっても、下層面並行部分２６５Ｔが各加熱ゾーン間に形成されていることで、加熱ゾーンを跨いた熱移動は低減される。下層ガス流路２６５内に流体を流す場合には、板状部材２１０を形成する材料よりも熱伝導率が低いものを用いる。或いは、下層ガス流路２６５内に、板状部材２１０を形成する材料よりも熱伝導率が低い固体を配置してもよい。
【0053】
また、本実施形態のように、各加熱ゾーンに配された発熱体に接続する端子は、一部を共通化できる。端子の共通化により、ベース部材２２０等の構造を簡素化し、必要部品数の削減を図ることができる。本実施形態では、下層面並行部分２６５Ｔが、板状部材の内部に管路として形成されているため、下層面並行部分２６５Ｔの下方において、第１中間ゾーンＢ１Ｚと第２中間ゾーンＢ２Ｚとを跨ぐように共通接続部材２５５を配することが可能とされている。
【0054】
＜実施形態２の変形例２－１＞
実施形態２の変形例２－１に係る保持装置３０１を、図８及び図９を参照しつつ説明する。本実施形態に係る保持装置３０１は、主として、板状部材３１０の内部に形成された下層ガス流路３６５の構造が、実施形態２に係る保持装置２０１と相違している。なお、本変形例でも、下層ガス流路３６５は上層ガス流路３６３に接続されていない。
実施形態２の変形例２－１に係る保持装置３０１を、図８及び図９を参照しつつ説明する。本実施形態に係る保持装置３０１は、主として、板状部材３１０の内部に形成された下層ガス流路３６５の構造が、実施形態２に係る保持装置２０１と相違している。なお、本変形例でも、下層ガス流路３６５は上層ガス流路３６３に接続されていない。
【0055】
上層ガス流路３６３は、基本的に実施形態２に係る上層ガス流路２６３と同様の構造であり、第１表面Ｓ１と平行な面に沿って延びる（第１の方向に直交する方向に延びる）上層面並行部分３６３Ｔと、第１表面Ｓ１に設けられたガス流出孔３６１と上層面並行部分３６３Ｔを接続する第１接続部分３６３Ｖ１と、第２表面Ｓ２に設けられたガス流入孔３６２と上層面並行部分３６３Ｔを接続する第２接続部分３６３Ｖ２と、を含む。
【0056】
下層ガス流路３６５は、第１表面Ｓ１と平行な面に沿って延びる（第１の方向に直交する方向に延びる）下層面並行部分３６５Ｔと、第２表面Ｓ２に設けられた開孔３６４Ｎ，３６４Ｘと下層面並行部分３６５Ｔを接続する下層接続部分３６５Ｖと、を含む。本実施形態では、実施形態２とは異なり、図８及び図９に示すように、ガスを流入させるための開孔３６４Ｎと、ガスを流出させるための開孔３６４Ｘが、２つずつ計４つ形成されている。図８に示すように、開孔３６４Ｎと開孔３６４Ｘは、下層面並行部分３６５Ｔのうち、内周ゾーンＡＺと中間ゾーンＢＺの間において周方向に延在する部分に各１つ、中間ゾーンＢＺと外周ゾーンＣＺの間において周方向に延在する部分に各１つ、形成されている。図９に示すように、各開孔３６４Ｎ，３６４Ｘには、ベース部材３２０の内部に形成されたベース内流路３８０が接続され、第３表面Ｓ３に設けられた下面開孔３８１と連通されている。開孔３６４Ｎに連通する下面開孔３８１から下層ガス流路３６５に導入されたガスは、下層面並行部分３６５Ｔ等を通って板状部材３１０の内部を流れた後、第３表面Ｓ３側に還流される。
【0057】
下層ガス流路３６５を本変形例のように形成することで、下層面並行部分３６５Ｔのうち、内周ゾーンＡＺと中間ゾーンＢＺの間において周方向に延在する部分と、中間ゾーンＢＺと外周ゾーンＣＺの間において周方向に延在する部分と、の各々に着実にガスを流入させ、ガスをスムーズに流すことができる。
【0058】
＜実施形態２の変形例２－２＞
実施形態２の変形例２－２に係る保持装置４０１を、図１０及び図１１を参照しつつ説明する。本実施形態に係る保持装置４０１も、主として、板状部材４１０の内部に形成された下層ガス流路４６５の構造が、実施形態２に係る保持装置２０１と相違している。なお、本変形例でも、下層ガス流路４６５は上層ガス流路４６３に接続されていない。
実施形態２の変形例２－２に係る保持装置４０１を、図１０及び図１１を参照しつつ説明する。本実施形態に係る保持装置４０１も、主として、板状部材４１０の内部に形成された下層ガス流路４６５の構造が、実施形態２に係る保持装置２０１と相違している。なお、本変形例でも、下層ガス流路４６５は上層ガス流路４６３に接続されていない。
【0059】
上層ガス流路４６３は、基本的に実施形態２に係る上層ガス流路２６３と同様の構造であり、第１表面Ｓ１と平行な面に沿って延びる（第１の方向に直交する方向に延びる）上層面並行部分４６３Ｔと、第１表面Ｓ１に設けられたガス流出孔４６１と上層面並行部分４６３Ｔを接続する第１接続部分４６３Ｖ１と、第２表面Ｓ２に設けられたガス流入孔４６２と上層面並行部分４６３Ｔとを接続する第２接続部分４６３Ｖ２と、を含む。
【0060】
下層ガス流路４６５は、第１表面Ｓ１と平行な面に沿って延びる（第１の方向に直交する方向に延びる）下層面並行部分４６５Ｔと、第２表面Ｓ２に設けられた開孔４６４Ｎ，４６４Ｘと下層面並行部分４６５Ｔを接続する下層接続部分４６５Ｖと、を含む。図１１に示すように、ベース部材４２０には、第３表面Ｓ３の下面開孔４８１と開孔４６４Ｎ，４６４Ｘを連通するベース内流路４８０が設けられている。本実施形態では、実施形態２とは異なり、下層面並行部分４６５Ｔのうち、図１０に示す外周ゾーンＣＺと中間ゾーンＢＺの間において周方向に延在する部分、並びに、中間ゾーンＢＺと内周ゾーンＡＺの間において周方向に延在する部分が、一方向につながるように形成されており、下層ガス流路４６５は、ガスが以下のように流れる構造とされている。開孔４６４Ｎに連通された下面開孔４８１から導入されたガスは、開孔４６４Ｎから下層ガス流路４６５に流入し、下層接続部分４６５Ｖを通って下層面並行部分４６５Ｔに到達する。下層面並行部分４６５Ｔに到達したガスは、半時計周りに外周ゾーンＣＺと中間ゾーンＢＺの間を略１周した後、径方向中心側へ流れ、時計回りに中間ゾーンＢＺと内周ゾーンＡＺの間を周回する。第１中間ゾーンＢ１Ｚと第２中間ゾーンＢ２Ｚの間において径方向外側へも流れながら、略１周して下層接続部分４６５Ｖに到達したガスは、下方に流れて開孔４６４Ｘからベース内流路４８０を通り、下面開孔４８１から第３表面Ｓ３側に流出する。
【0061】
下層ガス流路４６５を本変形例のように形成することで、よりスムーズに下層面並行部分４６５Ｔ内にガスを流すことができる。
【0062】
＜他の実施形態＞
（１）上記実施形態では、請求項の空所に対応する下層面並行部分が、何れも板状部材の内部に形成された管路である場合について記載したが、これに限定されない。例えば、図１２に示す保持装置５０１のように、下層接続部分５６５Ｖを介して上層面並行部分６３Ｔに連通される下層面並行部分５６５Ｔを、実施形態１に係る保持装置１とは異なり、板状部材５１０の第２表面Ｓ２に開口する溝として形成することも可能である。このような構造の下層面並行部分５６５Ｔは、板状部材５１０を作製する際に、最終工程として第２表面Ｓ２の所望の位置に溝を切削することで、より簡易に形成できる。なお、図１２では、板状部材５１０において、下層面並行部分５６５Ｔの天面が、複数の発熱体５０の上端部よりも下方（第２表面Ｓ２側）に位置する場合について示している。
（１）上記実施形態では、請求項の空所に対応する下層面並行部分が、何れも板状部材の内部に形成された管路である場合について記載したが、これに限定されない。例えば、図１２に示す保持装置５０１のように、下層接続部分５６５Ｖを介して上層面並行部分６３Ｔに連通される下層面並行部分５６５Ｔを、実施形態１に係る保持装置１とは異なり、板状部材５１０の第２表面Ｓ２に開口する溝として形成することも可能である。このような構造の下層面並行部分５６５Ｔは、板状部材５１０を作製する際に、最終工程として第２表面Ｓ２の所望の位置に溝を切削することで、より簡易に形成できる。なお、図１２では、板状部材５１０において、下層面並行部分５６５Ｔの天面が、複数の発熱体５０の上端部よりも下方（第２表面Ｓ２側）に位置する場合について示している。
【0063】
（２）上記実施形態では、１つの加熱ゾーンの内部に１つの発熱体が配される場合について記載したが、これに限定されない。例えば、一部もしくは全部の加熱ゾーンの内部に、複数の発熱体を配する構成としても構わない。また、上記実施形態に記載した発熱体の配置パターンも一例に過ぎず、例えば各加熱ゾーン内において発熱体を渦巻状や蛇行状に配置してもよい。
【0064】
（３）上記実施形態では、ベース部材の内部に、板状部材に形成されたガス流入孔や開孔に連通するベース内流路が形成されている場合について記載したが、これに限定されない。すなわち、ベース部材には流路が形成されていなくてもよい。例えば、板状部材の第２表面Ｓ２に、ガス流入孔から径方向外側に向かう溝を形成し、この溝の端部が保持装置の外周側面に開口するように構成してもよい。ガスは、保持装置の外周側面の開口から導入できる。このような保持装置にも本技術を適用し、本技術の効果を得ることが可能である。
【0065】
（４）ベース部材は、冷媒路が形成されているものに限定されない。ベース部材は、熱伝導性の高い材料で形成され、放冷フィン等の冷却機構を備えていることが好ましい。
【0066】
（５）上記実施形態は、適宜組み合わせることができる。例えば、実施形態１に記載した板状部材１０において、実施形態２に記載したような共通接続部材を設け、発熱体への給電端子の共通化を図ってもよい。
【0067】
（６）上記実施形態の保持装置における各部材を形成する材料は、あくまで例示であり、各部材が他の材料により形成されてもよい。また、上記実施形態における保持装置の製造方法は、あくまで一例であり、種々に変形が可能である。
【0068】
（７）本開示は、上記実施形態で例示した静電チャックに限らず、セラミック基材の表面上に対象物を保持する他の保持装置（例えば、加熱装置等）にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【0069】
１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１…保持装置
１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０…板状部材
２０，１２０，２２０，３２０，４２０…ベース部材
２１…冷媒路
３０…接合材
４０…チャック電極
５０…発熱体
５０Ａ，２５０Ａ…内周発熱体
５０Ｂ１，２５０Ｂ１…第１中間発熱体
２５０Ｂ１Ｔ…端部
５０Ｂ２，２５０Ｂ２…第２中間発熱体
５０Ｃ，２５０Ｃ…外周発熱体
５５…接続部材（個別ドライバ電極）
２５５…共通接続部材（共通ドライバ電極）
６０…ガス流路
６１，１６１，２６１，３６１，４６１…ガス流出孔
６２，１６２，２６２，３６２，４６２…ガス流入孔
２６４Ｎ，２６４Ｘ，３６４Ｎ，３６４Ｘ，４６４Ｎ，４６４Ｘ…開孔
６３，１６３，２６３，３６３，４６３，…上層ガス流路
６３Ｔ，１６３Ｔ，２６３Ｔ，３６３Ｔ，４６３Ｔ…上層面並行部分（面並行流路部分）
６３Ｖ，１６３Ｖ…上層接続部分
２６３Ｖ１，３６３Ｖ１，４６３Ｖ１…第１接続部分（上層ガス流路）
２６３Ｖ２，４６３Ｖ２，４６３Ｖ２…第２接続部分（上層ガス流路）
６５，１６５，２６５，３６５，４６５…下層ガス流路
６５Ｔ，１６５Ｔ，２６５Ｔ，３６５Ｔ，４６５Ｔ…下層面並行部分（空所、管路）
５６５Ｔ… 下層面並行部分（空所）
６５Ｖ１，１６５Ｖ１…第１接続部分（下層ガス流路）
６５Ｖ２，１６５Ｖ２…第２接続部分（下層ガス流路）
２６５Ｖ，３６５Ｖ，４６５Ｖ，５６５Ｖ…下層接続部分
８０，１８０，２８０，３８０，４８０…ベース内流路
８１，１８１，２８１，３８１，４８１…下面開孔
９１，９３，２９１，２９３…ヒータ給電端子
９１Ａ，２９１Ａ…内周入力端子（入力端子）
９１Ｂ１，２９１Ｂ１…第１入力端子（入力端子）
９１Ｂ２，２９１Ｂ２…第２入力端子（入力端子）
９１Ｃ，２９１Ｃ…外周入力端子（入力端子）
９３Ａ，２９３Ａ…内周出力端子（出力端子）
９３Ｂ１…第１出力端子（出力端子）
９３Ｂ２…第２出力端子（出力端子）
２９３Ｂ…中間出力端子（出力端子）
９３Ｃ，２９３Ｃ…外周出力端子（出力端子）
２６４Ｎ，２６４Ｘ，３６４Ｎ，３６４Ｘ，４６４Ｎ，４６４Ｘ…開孔
ＡＺ…内周ゾーン（加熱ゾーン）
Ｂ１Ｚ…第１中間ゾーン（加熱ゾーン）
Ｂ２Ｚ…第２中間ゾーン（加熱ゾーン）
ＣＺ…外周ゾーン（加熱ゾーン）
Ｓ１…第１表面
Ｓ２…第２表面
Ｓ３…第３表面
Ｗ…ウェハ（対象物）
１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０…板状部材
２０，１２０，２２０，３２０，４２０…ベース部材
２１…冷媒路
３０…接合材
４０…チャック電極
５０…発熱体
５０Ａ，２５０Ａ…内周発熱体
５０Ｂ１，２５０Ｂ１…第１中間発熱体
２５０Ｂ１Ｔ…端部
５０Ｂ２，２５０Ｂ２…第２中間発熱体
５０Ｃ，２５０Ｃ…外周発熱体
５５…接続部材（個別ドライバ電極）
２５５…共通接続部材（共通ドライバ電極）
６０…ガス流路
６１，１６１，２６１，３６１，４６１…ガス流出孔
６２，１６２，２６２，３６２，４６２…ガス流入孔
２６４Ｎ，２６４Ｘ，３６４Ｎ，３６４Ｘ，４６４Ｎ，４６４Ｘ…開孔
６３，１６３，２６３，３６３，４６３，…上層ガス流路
６３Ｔ，１６３Ｔ，２６３Ｔ，３６３Ｔ，４６３Ｔ…上層面並行部分（面並行流路部分）
６３Ｖ，１６３Ｖ…上層接続部分
２６３Ｖ１，３６３Ｖ１，４６３Ｖ１…第１接続部分（上層ガス流路）
２６３Ｖ２，４６３Ｖ２，４６３Ｖ２…第２接続部分（上層ガス流路）
６５，１６５，２６５，３６５，４６５…下層ガス流路
６５Ｔ，１６５Ｔ，２６５Ｔ，３６５Ｔ，４６５Ｔ…下層面並行部分（空所、管路）
５６５Ｔ… 下層面並行部分（空所）
６５Ｖ１，１６５Ｖ１…第１接続部分（下層ガス流路）
６５Ｖ２，１６５Ｖ２…第２接続部分（下層ガス流路）
２６５Ｖ，３６５Ｖ，４６５Ｖ，５６５Ｖ…下層接続部分
８０，１８０，２８０，３８０，４８０…ベース内流路
８１，１８１，２８１，３８１，４８１…下面開孔
９１，９３，２９１，２９３…ヒータ給電端子
９１Ａ，２９１Ａ…内周入力端子（入力端子）
９１Ｂ１，２９１Ｂ１…第１入力端子（入力端子）
９１Ｂ２，２９１Ｂ２…第２入力端子（入力端子）
９１Ｃ，２９１Ｃ…外周入力端子（入力端子）
９３Ａ，２９３Ａ…内周出力端子（出力端子）
９３Ｂ１…第１出力端子（出力端子）
９３Ｂ２…第２出力端子（出力端子）
２９３Ｂ…中間出力端子（出力端子）
９３Ｃ，２９３Ｃ…外周出力端子（出力端子）
２６４Ｎ，２６４Ｘ，３６４Ｎ，３６４Ｘ，４６４Ｎ，４６４Ｘ…開孔
ＡＺ…内周ゾーン（加熱ゾーン）
Ｂ１Ｚ…第１中間ゾーン（加熱ゾーン）
Ｂ２Ｚ…第２中間ゾーン（加熱ゾーン）
ＣＺ…外周ゾーン（加熱ゾーン）
Ｓ１…第１表面
Ｓ２…第２表面
Ｓ３…第３表面
Ｗ…ウェハ（対象物）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】