特開 2024-108777 ウエハ保持台

(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】P2024108777

(43)【公開日】2024-08-13

(54)【発明の名称】ウエハ保持台

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20240805BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023013338

(22)【出願日】2023-01-31

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100147

【弁理士】

【氏名又は名称】山野 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100116366

【弁理士】

【氏名又は名称】二島 英明

(72)【発明者】

【氏名】北林 桂児

(72)【発明者】

【氏名】木村 功一

(72)【発明者】

【氏名】先田 成伸

(72)【発明者】

【氏名】藤井 亮成

(72)【発明者】

【氏名】板倉 克裕

【テーマコード（参考）】

5F131

【Ｆターム（参考）】

5F131AA02

5F131BA39

5F131CA03

5F131EA04

5F131EB78

5F131EB81

5F131EB82

(57)【要約】

【課題】ウエハ保持台における外周領域の均熱性を向上させることができるウエハ保持台を提供する。
【解決手段】円板状の基体と、前記基体の厚さ方向に並ぶ第一冷媒流路と第二冷媒流路とを備え、前記第一冷媒流路は、互いに反対向きに旋回する渦巻き形状を有する第一往路と第一復路とを備え、前記第二冷媒流路は、互いに反対向きに旋回する渦巻き形状を有する第二往路と第二復路とを備え、前記第一冷媒流路における最外周に配置された第一外周路と、前記第二冷媒流路における最外周に配置された第二外周路とが、前記厚さ方向に重複しており、前記第一外周路が前記第一往路の一部であり、前記第二外周路が前記第二復路の一部である、または前記第一外周路が前記第一復路の一部であり、前記第二外周路が前記第二往路の一部である、ウエハ保持台。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円板状の基体と、
前記基体の内部に配置された第一冷媒流路と第二冷媒流路とを備え、
前記第一冷媒流路と前記第二冷媒流路とは、前記基体の厚さ方向の異なる位置に配置されており、
前記第一冷媒流路は、
前記基体の外周から前記基体の中心部に近づくように旋回する渦巻き形状を有する第一往路と、
前記中心部から前記外周に近づくように、前記第一往路と反対向きに旋回する渦巻き形状を有する第一復路と、を備え、
前記第二冷媒流路は、
前記外周から前記中心部に近づくように旋回する渦巻き形状を有する第二往路と、
前記中心部から前記外周に近づくように、前記第二往路と反対向きに旋回する渦巻き形状を有する第二復路と、を備え、
前記第一冷媒流路における最外周に配置された第一外周路と、前記第二冷媒流路における最外周に配置された第二外周路とが、前記厚さ方向に重複しており、
前記第一外周路が前記第一往路の一部であり、前記第二外周路が前記第二復路の一部である、または前記第一外周路が前記第一復路の一部であり、前記第二外周路が前記第二往路の一部である、
ウエハ保持台。

【請求項2】

前記第一往路の旋回方向と前記第二往路の旋回方向とは互いに反対向きである、請求項１に記載のウエハ保持台。

【請求項3】

前記厚さ方向に見た前記第一冷媒流路と前記第二冷媒流路とが互いに上下反転形状を備える、請求項２に記載のウエハ保持台。

【請求項4】

前記第一往路につながる第一インレットと、前記第二往路につながる第二インレットとを備え、
前記第一インレットと前記第二インレットとは、前記厚さ方向に重複する位置にあり、
さらに、前記第一インレットと前記第二インレットとにつながる共通インレットとを備える、請求項２または請求項３に記載のウエハ保持台。

【請求項5】

前記第一復路につながる第一アウトレットと、前記第二復路につながる第二アウトレットとを備え、
前記第一アウトレットと前記第二アウトレットとは、前記厚さ方向に重複する位置にあり、
さらに、前記第一アウトレットと前記第二アウトレットとにつながる共通アウトレットを備える、請求項２または請求項３に記載のウエハ保持台。

【請求項6】

前記第一往路の旋回方向と前記第二往路の旋回方向とは同じ向きである、請求項１に記載のウエハ保持台。

【請求項7】

前記厚さ方向に見た前記第一冷媒流路と前記第二冷媒流路とが同一形状を有する、請求項６に記載のウエハ保持台。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ウエハ保持台に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、基板載置台を開示する。基板載置台は、本開示におけるウエハ保持台に相当する。基板載置台は例えばプローバに用いられる。プローバは、複数の回路が形成されたウエハを個々のチップに切断する前に、各チップの電気性能を測定する検査装置である。特許文献１に開示される基板載置台は、円板形状を有するチャックトップを備える。チャックトップは、ウエハが載せられる上面を有する基体である。基体の内部には複数の冷媒流路が設けられている。冷媒は、円板状の基体の外周から各冷媒流路に導入され、各冷媒流路を流れた後、基体の外周から排出される。特許文献１では、複数の冷媒流路に冷媒を循環させることで、基体の上面全体の温度分布の偏りを小さくできるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－２１８４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の構成では、基体の外周面に設けられる冷媒の入口近傍において上面の温度が局所的に低くなり易い、あるいは前記外周面に設けられる冷媒の出口近傍において上面の温度が局所的に高くなり易い。その結果、基体の上面の外周領域における温度分布に偏りが生じ易い。外周領域は、円板状の基体の上面のうち、基体の外周縁から所定幅を有する円環状の領域である。基体の外周領域と、外周領域を除く中央領域との温度分布に偏りがあっても、例えばヒータの配置によって温度分布の偏りを小さくすることは可能である。しかし、外周領域に温度分布の偏りがあると、その偏りを小さくすることは難しい。

【0005】

本開示の目的の一つは、ウエハ保持台における外周領域の均熱性を向上させることができるウエハ保持台を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のウエハ保持台は、
円板状の基体と、
前記基体の内部に配置された第一冷媒流路と第二冷媒流路とを備え、
前記第一冷媒流路と前記第二冷媒流路とは、前記基体の厚さ方向の異なる位置に配置されており、
前記第一冷媒流路は、
前記基体の外周から前記基体の中心部に近づくように旋回する渦巻き形状を有する第一往路と、
前記中心部から前記外周に近づくように、前記第一往路と反対向きに旋回する渦巻き形状を有する第一復路と、を備え、
前記第二冷媒流路は、
前記外周から前記中心部に近づくように旋回する渦巻き形状を有する第二往路と、
前記中心部から前記外周に近づくように、前記第二往路と反対向きに旋回する渦巻き形状を有する第二復路と、を備え、
前記第一冷媒流路における最外周に配置された第一外周路と、前記第二冷媒流路における最外周に配置された第二外周路とが、前記厚さ方向に重複しており、
前記第一外周路が前記第一往路の一部であり、前記第二外周路が前記第二復路の一部である、または前記第一外周路が前記第一復路の一部であり、前記第二外周路が前記第二往路の一部である。

【発明の効果】

【0007】

本開示のウエハ保持台は、ウエハ保持台の外周領域の均熱性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態１に記載されるウエハ保持台の断面模式図である。

【図2】図２は、実施形態１に記載される第一冷媒流路と第二冷媒流路の概略図である。

【図3】図３は、実施形態１に記載される共通インレットの近傍の構成を模式的に示す基材の断面図である。

【図4】図４は、実施形態１に記載される共通アウトレットの近傍の構成を模式的に示す基材の断面図である。

【図5】図５は、実施形態１に記載されるヒータの概略構成図である。

【図6】図６は、実施形態２に記載される第一冷媒流路と第二冷媒流路の概略図である。

【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。

【0010】

＜１＞実施形態に係るウエハ保持台は、
円板状の基体と、
前記基体の内部に配置された第一冷媒流路と第二冷媒流路とを備え、
前記第一冷媒流路と前記第二冷媒流路とは、前記基体の厚さ方向の異なる位置に配置されており、
前記第一冷媒流路は、
前記基体の外周から前記基体の中心部に近づくように旋回する渦巻き形状を有する第一往路と、
前記中心部から前記外周に近づくように、前記第一往路と反対向きに旋回する渦巻き形状を有する第一復路と、を備え、
前記第二冷媒流路は、
前記外周から前記中心部に近づくように旋回する渦巻き形状を有する第二往路と、
前記中心部から前記外周に近づくように、前記第二往路と反対向きに旋回する渦巻き形状を有する第二復路と、を備え、
前記第一冷媒流路における最外周に配置された第一外周路と、前記第二冷媒流路における最外周に配置された第二外周路とが、前記厚さ方向に重複しており、
前記第一外周路が前記第一往路の一部であり、前記第二外周路が前記第二復路の一部である、または前記第一外周路が前記第一復路の一部であり、前記第二外周路が前記第二往路の一部である。

【0011】

第一冷媒流路の第一往路は冷媒が導入される第一インレットにつながり、第一復路は冷媒が排出される第一アウトレットにつながる。渦巻き形状を有する第一往路は複数の周回路によって構成され、渦巻き形状を有する第一復路も複数の周回路によって構成される。第一往路における第一インレットと反対側の端部は、第一復路における第一アウトレットと反対側の端部とつながっている。第一冷媒流路を流れる冷媒の温度は、第一インレットの位置で最も低く、第一往路から第一復路に向かうに従って上昇する。実施形態に係る構成では、第一往路と第一復路とは互いに反対向きに旋回する渦巻き形状を有する。そのため、基体の中心部から離れる方向に、比較的温度が低い冷媒が流れる第一往路の周回路と、比較的温度が高い冷媒が流れる第一復路の周回路とが交互に並ぶ。従って、第一往路の温度と第一復路の温度とが相殺され易く、基体全体の温度分布の幅が小さくなり易い。

【0012】

第二冷媒流路の第二往路は冷媒が導入される第二インレットにつながり、第二復路は冷媒が排出される第二アウトレットにつながる。渦巻き形状を有する第二往路は複数の周回路によって構成され、渦巻き形状を有する第二復路も複数の周回路によって構成される。第二往路における第二インレットと反対側の端部は、第二復路における第二アウトレットと反対側の端部とつながっている。第二冷媒流路を流れる冷媒の温度は、第二インレットの位置で最も低く、第二往路から第二復路に向かうに従って上昇する。実施形態に係る構成では、第二往路と第二復路とは互いに反対向きに旋回する渦巻き形状を有するため、基体の中心部から離れる方向に、比較的温度が低い冷媒が流れる第二往路の周回路と、比較的温度が高い冷媒が流れる第二復路の周回路とが交互に並ぶ。従って、第二往路の温度と第二復路の温度とが相殺され易い。

【0013】

第一冷媒流路を構成する複数の周回路のうち、最外周に配置される第一外周路の温度は、第一冷媒流路自身によって相殺され難い。なぜなら、第一外周路よりも外側に、第一外周路の温度を相殺する別の周回路が存在しないからである。同様に、第二冷媒流路を構成する複数の周回路のうち、最外周に配置される第二外周路の温度も、第二冷媒流路自身によって相殺され難い。ここで、実施形態に係るウエハ保持台では、第一冷媒流路の第一外周路と第二冷媒流路の第二外周路とが基体の厚さ方向に重複している。しかも、第一外周路と第二外周路との組み合わせは、第一往路の一部と第二復路の一部との組み合わせ、または第一復路と第二往路との組み合わせである。つまり、第一外周路と第二外周路とは、比較的温度が低い冷媒が流れる周回路と、比較的温度が高い冷媒が流れる周回路との組み合わせである。従って、第一外周路の温度と第二外周路の温度とが相殺され易い。

【0014】

＜２＞上記＜１＞に記載されるウエハ保持台において、
前記第一往路の旋回方向と前記第二往路の旋回方向とは互いに反対向きであっても良い。

【0015】

上記＜１＞に規定されるように、第一往路の旋回方向と第一復路の旋回方向とが互いに反対向きであり、第二往路の旋回方向と第二復路の旋回方向とが互いに逆向きである。従って、第一往路の旋回方向と第二往路の旋回方向とが互いに反対向きである上記＜２＞に記載される構成では、第一復路の旋回方向と第二復路の旋回方向も互いに反対向きになる。

【0016】

上記＜２＞に記載される構成では、厚さ方向に、比較的温度が高い冷媒が流れる周回路と、比較的温度が低い冷媒が流れる周回路とを重複させ易い。つまり、第一冷媒流路の温度と、第二冷媒流路の温度とが相殺され易い。

【0017】

上記＜２＞の構成では、下記＜４＞および＜５＞の構成を適用し易い。

【0018】

＜３＞上記＜２＞に記載されるウエハ保持台において、
前記厚さ方向に見た前記第一冷媒流路と前記第二冷媒流路とが互いに上下反転形状を備えていても良い。

【0019】

『第一冷媒流路と第二冷媒流路とが互いに上下反転形状を備える』とは、厚さ方向に見た第一冷媒流路形状と、厚さ方向と反対方向に見た第二冷媒流路の形状とが同一形状であることを意味する。ここで、上記＜３＞および下記＜７＞における『同一形状』とは、全体の９０％以上の形状が同一であることを意味する。例えば、『同一形状』は、各冷媒流路におけるインレットにつながる部分とアウトレットにつながる部分とを除く形状が同一であることを意味する。

【0020】

上下反転形状を備える第一冷媒流路と第二冷媒流路とは、厚さ方向に重複する部分が多くなり易い。従って、第一冷媒流路の温度と第二冷媒流路の温度とが相殺され易い。

【0021】

＜４＞上記＜２＞または＜３＞に記載されるウエハ保持台において、
前記第一往路につながる第一インレットと、前記第二往路につながる第二インレットとを備え、
前記第一インレットと前記第二インレットとは、前記厚さ方向に重複する位置にあり、
さらに、前記第一インレットと前記第二インレットとにつながる共通インレットとを備えていても良い。

【0022】

共通インレットから第一インレットと第二インレットとに冷媒が供給される構成では、ウエハ保持台に一つの冷媒供給管をつなぐことによって、第一冷媒流路と第二冷媒流路とに一括して冷媒を供給することができる。冷媒供給管が一つであれば、ウエハ保持台を含む装置が簡素化する。上記＜４＞に記載される構成とは異なり、第一インレットと第二インレットとが独立してれば、第一冷媒流路と第二冷媒流路とで冷媒の温度および流量を個別に調整可能である。

【0023】

＜５＞上記＜２＞から＜４＞のいずれかに記載されるウエハ保持台において、
前記第一復路につながる第一アウトレットと、前記第二復路につながる第二アウトレットとを備え、
前記第一アウトレットと前記第二アウトレットとは、前記厚さ方向に重複する位置にあり、
さらに、前記第一アウトレットと前記第二アウトレットとにつながる共通アウトレットを備えていても良い。

【0024】

第一アウトレットと第二アウトレットから共通アウトレットに冷媒が排出される構成では、ウエハ保持台に一つの冷媒回収管をつなぐことによって、第一冷媒流路と第二冷媒流路から一括して冷媒を回収できる。冷媒回収管が一つであれば、ウエハ保持台を含む装置が簡素化する。

【0025】

＜６＞上記＜１＞に記載されるウエハ保持台において、
前記第一往路の旋回方向と前記第二往路の旋回方向とは同じ向きであっても良い。

【0026】

第一往路の旋回方向と第二往路の旋回方向とが同じ向きである上記＜６＞に記載される構成では、第一復路の旋回方向と第二復路の旋回方向も同じ向きになる。上記＜６＞に記載される構成では、厚さ方向に、比較的温度が高い冷媒が流れる周回路と、比較的温度が低い冷媒が流れる周回路とを重複させ易い。つまり、第一冷媒流路の温度と、第二冷媒流路の温度とが相殺され易い。

【0027】

＜７＞上記＜６＞に記載されるウエハ保持台において、
前記厚さ方向に前記第一冷媒流路と前記第二冷媒流路とが同一形状を有していても良い。

【0028】

基体の厚さ方向に見て同一形状を有する第一冷媒流路と第二冷媒流路では、第一冷媒流路における冷媒の流通方向と、第二冷媒流路における冷媒の流通方向とが互いに逆向きである。このような第一冷媒流路と第二冷媒流路によっても、第一冷媒流路の温度と第二冷媒流路の温度とが相殺され易い。

【0029】

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態のウエハ保持台を、図面に基づいて説明する。図中の同一符号は同一または相当部分を示す。各図面が示す部材の大きさは、説明を明確にする目的で表現されており、必ずしも実際の寸法を表すものではない。なお、本発明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およ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。

【0030】

本開示のウエハ保持台は半導体製造装置の一部として用いることができる。以下、ウエハプローバに用いられるウエハ保持台を例として説明を行う。ウエハプローバは、回路が形成された半導体のウエハを個々のチップに切断する前に、ウエハを所定の温度に制御した状態で各チップの電気性能を測定する検査装置である。本開示の実施形態のウエハ保持台はウエハプローバには限定されず、成膜装置など、同様の構造を備える他の用途のウエハ保持台にも用いることができる。

【0031】

＜実施形態１＞
図１に示されるウエハ保持台１は、基体２と支持構造３とを備える。基体２は、ウエハが載せられる上面２ｕと、上面２ｕと反対側の下面２ｄとを有する。支持構造３は、基体２を下方から支える。図１は、基体２の厚さ方向に沿った平面でウエハ保持台１を切断した断面を模式的に示している。基体２の厚さ方向とは、図１の白抜き矢印で示されるように、基体２の上面２ｕに垂直で、上面２ｕから下面２ｄに向かう方向である。本例の基体２は、基体２の内部において厚さ方向に並ぶ第一冷媒流路４と第二冷媒流路５とを備える。本例のウエハ保持台１の特徴の一つは、第一冷媒流路４および第二冷媒流路５の構成にある。以下、各構成を詳細に説明する。

【0032】

≪基体≫
基体２は、ウエハを冷却するための冷媒が内部に流通される部材である。本例の基体２は、図示は省略するものの、ウエハを吸着するチャックトップの機能も有する。基体２の全体形状は、ウエハの形状に合わせた形状であり、通常、円板状に構成されている。

【0033】

上面２ｕの直径は、ウエハを載せた際にウエハの周囲に若干の余裕ができる程度の長さである。上面２ｕの直径は、上面２ｕに載置されるウエハのサイズにあわせて設計される。ウエハのサイズは、直径２インチ（約５０ｍｍ）から１２インチ（約３００ｍｍ）まで種々の規格があり、将来的に１８インチ（約４５０ｍｍ）をも想定されている。現在、工業的に主に用いられている基体２のサイズは、上面２ｕの直径が１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下である。

【0034】

基体２の厚さは、例えば１５ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。基体２の厚さが１５ｍｍ以上であれば、基体２の剛性を確保し易く、かつ後述する第一冷媒流路４と第二冷媒流路５の設計の自由度が高い。基体２の厚さが３０ｍｍ以下であれば、基体２の熱容量が小さくなり易い。そのため、後述するヒータでの加熱と冷媒による冷却の効率および応答性が高くなり易い。基体２の厚さは、更に１５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、特に１６ｍｍ以上１８ｍｍ以下である。

【0035】

基体２の構成材料には、熱伝導性に優れる金属、非金属、または金属と非金属との複合体が利用できる。基体２の材質の熱伝導性は高いほど好ましい。金属は、例えば、銅、銅合金、銀、銀合金、アルミニウム、アルミニウム合金である。特に、熱伝導性に優れる銅または銅合金が好適である。非金属は、例えば、シリコンやセラミックスである。セラミックスは、例えば、窒化アルミニウムや炭化ケイ素である。複合体は、例えば、シリコンと炭化ケイ素の複合体、アルミニウムと炭化ケイ素の複合体、アルミニウムとシリコンと炭化ケイ素の複合体である。本例の基体２の材質は無酸素銅である。

【0036】

基体２の構成材料の熱伝導率は例えば、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。熱伝導率は、更に２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、３００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、特に４００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であっても良い。アルミニウムの熱伝導率は約２３０Ｗ／ｍ・Ｋ、銅の熱伝導率は約４００Ｗ／ｍ・Ｋ、銀の熱伝導率は約４２０Ｗ／ｍ・Ｋである。炭化ケイ素の熱伝導率は約２００Ｗ／ｍ・Ｋ、窒化アルミニウムの熱伝導率は約１５０Ｗ／ｍ・Ｋである。

【0037】

基体２には、表面処理が施されていてもよい。この表面処理は、例えばメッキである。メッキの具体例は、Ｎｉ（ニッケル）メッキやＮｉ－Ｐ（リン）メッキである。メッキの手法は、電解メッキや無電解メッキである。本例の表面処理は、無電解メッキによるＮｉ－Ｐメッキである。基体２として無酸素銅を含む銅を用いる場合、ＮｉメッキやＮｉ－Ｐメッキを行うことが好ましい。銅はウエハの構成材料であるシリコンに拡散し易いため、ＮｉメッキやＮｉ－Ｐメッキを行うことで上記拡散を抑制できる。その結果、ウエハから得られるデバイスの信頼性を確保できる。表面処理を行う箇所は、基体２におけるウエハの載置面となる上面２ｕを含む。

【0038】

本例のウエハ保持台１における第一冷媒流路４と第二冷媒流路５の構成を図２に基づいて説明する。図２では、基体２の厚さ方向（図１の白抜き矢印参照）に見た第一冷媒流路４と第二冷媒流路５とを紙面の上下に並べて示している。図２では、冷媒の流通方向を太線矢印で示している。

【0039】

第一冷媒流路４は、第一インレット４０と第一往路４１と接続路４２と第一復路４３と第一アウトレット４５とを備える。図２では、第一インレット４０と第一往路４１と接続路４２には４５°のハッチングが付されており、第一復路４３と第一アウトレット４５には１３５°のハッチングが付されている。

【0040】

第一インレット４０は、第一冷媒流路４における冷媒の導入路である。本例の第一インレット４０は、基体２の外周２９の所定位置からほぼ中心軸２０に向かって直線状に延びている。第一往路４１は、第一インレット４０の終端につながり、基体２の外周２９から中心軸２０を含む中央部に近づくように旋回する渦巻き形状を有する。旋回方向は、第一インレット４０とのつなぎ目を始点としたとき、時計回りである。第一往路４１は、複数の周回路４１Ａと複数の屈曲路４１Ｂとを備える。周回路４１Ａは、中心軸２０を中心とする円弧状である。本例の円弧の内角は３００°以上あり、ほとんど円形である。各周回路４１Ａの半径は異なっており、複数の周回路４１Ａは径方向に並んでいる。本明細書における径方向とは、中心軸２０から放射状に離れる方向のことである。一方、屈曲路４１Ｂは、径方向に隣接する二つの周回路４１Ａをつないでいる。本例の屈曲路４１ＢはＳ字状に蛇行した形状を有する。屈曲路４１Ｂは、基体２に設けられた孔などの構造物を避ける目的で設けられていても良い。つまり、周回路４１Ａは、複数の円弧状の流路と少なくとも一つの屈曲路４１Ｂとで構成されていても良い。本例とは異なり、周回路４１Ａは、旋回するに従って徐々に径が小さくなる形状であっても良い。その場合、屈曲路４１Ｂは必要ない。

【0041】

第一復路４３は、基体２の中心軸２０を含む中央部から外周２９に近づくように旋回する渦巻き形状を有する。第一復路４３の旋回方向は、中心軸２０に近い端部を始点として反時計回り、すなわち第一往路４１と反対向きである。第一復路４３の始端は、Ｕ字状に折り返された接続路４２によって第一往路４１の終端と接続されている。第一復路４３の構成は、旋回方向を除いて第一往路４１と同じである。具体的には、第一復路４３は、複数の周回路４３Ａと複数の屈曲路４３Ｂとを備える。周回路４３Ａは、中心軸２０を中心とする円弧状で、本例の円弧の内角は３００°以上である。各周回路４３Ａの半径は異なっており、複数の周回路４３Ａは径方向に並んでいる。屈曲路４３Ｂは、Ｓ字状に蛇行した形状を有しており、径方向に隣接する二つの周回路４３Ａをつないでいる。屈曲路４３Ｂは、孔などの構造物を避ける目的で設けられていても良い。つまり、周回路４３Ａは、複数の円弧状の流路と少なくとも一つの屈曲路４３Ｂとで構成されていても良い。

【0042】

第一往路４１と反対向きに旋回する第一復路４３の周回路４３Ａは、第一往路４１の隙間に配置される。具体的には、径方向に隣接する二つの周回路４１Ａの間に、第一復路４３の周回路４３Ａが配置される。本例では、中心軸２０の位置から径方向に向かって順に、第一復路４３の周回路４３Ａと、第一往路４１の周回路４１Ａとが交互に並ぶ。最外周に配置される第一外周路４９は、第一往路４１の周回路４１Ａである。比較的温度が低い冷媒が流れる周回路４１Ａと、比較的温度が高い冷媒が流れる周回路４３Ａとが径方向に交互に並ぶことで、第一往路４１の温度と第一復路４３の温度とが相殺され易い。ここで、第一往路４１の周回路４１Ａによって構成され、比較的温度が低い冷媒が流れる第一外周路４９の外側には、比較的温度が高い冷媒が流れる第一復路４３の周回路４３Ａが存在しないため、第一外周路４９の温度は、第一冷媒流路４自身によって相殺され難い。

【0043】

第一アウトレット４５は、第一冷媒流路４における冷媒の排出路である。本例の第一アウトレット４５は、第一復路４３の終端につながっている。第一アウトレット４５は、外周２９に向かって直線状に延びている。本例では、第一アウトレット４５は、第一インレット４０に近い位置に配置されている。本例とは異なり、第一アウトレット４５は、外周２９に沿って時計回りまたは反時計回りに第一インレット４０から離れた位置に配置されていても良い。例えば、第一アウトレット４５は、第一インレット４０から１８０°離れた位置に配置されていても良い。

【0044】

第二冷媒流路５は、第二インレット５０と第二往路５１と接続路５２と第二復路５３と第二アウトレット５５とを備える。第二冷媒流路５は、第一冷媒流路４の上下反転形状を備える。図２では、第二インレット５０と第二往路５１と接続路５２には４５°のハッチングが付されており、第二復路５３と第二アウトレット５５には１３５°のハッチングが付されている。

【0045】

第二インレット５０は、第二冷媒流路５における冷媒の導入路である。本例の第二インレット５０は、基体２の外周２９の所定位置からほぼ中心軸２０に向かって直線状に延びている。第二往路５１は、第二インレット５０の終端につながり、基体２の外周２９から中心軸２０を含む中央部に近づくように旋回する渦巻き形状を有する。旋回方向は、第二インレット５０とのつなぎ目を始点としたとき、反時計回りである。第二往路５１は、複数の周回路５１Ａと複数の屈曲路５１Ｂとを備える。周回路５１Ａは、中心軸２０を中心とする円弧状である。例えば円弧の内角は３００°以上あり、ほとんど円形である。各周回路５１Ａの半径は異なっており、複数の周回路５１Ａは径方向に並んでいる。一方、屈曲路５１Ｂは、径方向に隣接する二つの周回路５１Ａをつないでいる。本例の屈曲路５１ＢはＳ字状に蛇行した形状を有する。屈曲路５１Ｂは、孔などの構造物を避ける目的で設けられていても良い。つまり、周回路５１Ａは、複数の円弧状の流路と少なくとも一つの屈曲路５１Ｂとで構成されていても良い。本例とは異なり、周回路５１Ａは、旋回するに従って徐々に径が小さくなる形状であっても良い。その場合、屈曲路５１Ｂは必要ない。

【0046】

第二復路５３は、基体２の中心軸２０を含む中央部から外周２９に近づくように旋回する渦巻き形状を有する。第二復路５３の旋回方向は、中心軸２０に近い端部を始点として時計回り、すなわち第二往路５１と反対向きである。第二復路５３の始端は、Ｕ字状に折り返された接続路５２によって第二往路５１の終端と接続されている。第二復路５３の構成は、旋回方向を除いて第二往路５１と同じである。具体的には、第二復路５３は、複数の周回路５３Ａと複数の屈曲路５３Ｂとを備える。周回路５３Ａは、中心軸２０を中心とする円弧状で、例えば円弧の内角は３００°以上である。各周回路５３Ａの半径は異なっており、複数の周回路５３Ａは径方向に並んでいる。屈曲路５３Ｂは、Ｓ字状に蛇行した形状を有しており、径方向に隣接する二つの周回路５３Ａをつないでいる。屈曲路５３Ｂは、孔などの構造物を避ける目的で設けられていても良い。つまり、周回路５３Ａは、複数の円弧状の流路と少なくとも一つの屈曲路５３Ｂとで構成されていても良い。

【0047】

第二往路５１と反対向きに旋回する第二復路５３の周回路５３Ａは、第二往路５１の隙間に配置される。具体的には、径方向に隣接する二つの周回路５１Ａの間に、第二復路５３の周回路５３Ａが配置される。本例では、中心軸２０の位置から径方向に向かって順に、第二往路５１の周回路５１Ａと、第二復路５３の周回路５３Ａとが交互に並ぶ。最外周に配置される第二外周路５９は、第二復路５３の周回路５３Ａである。比較的温度が低い冷媒が流れる周回路５１Ａと、比較的温度が高い冷媒が流れる周回路５３Ａとが径方向に交互に並ぶことで、第二往路５１の温度と第二復路５３の温度とが相殺され易い。ここで、第二復路５３の周回路５３Ａによって構成され、比較的温度が高い冷媒が流れる第二外周路５９の外側には、比較的温度が低い冷媒が流れる第二往路５１の周回路５１Ａが存在しないため、第二外周路５９の温度は、第二冷媒流路５自身によって相殺され難い。

【0048】

第二アウトレット５５は、第二冷媒流路５における冷媒の排出路である。本例の第二アウトレット５５は、第二復路５３の終端につながっている。第二アウトレット５５は、外周２９に向かって直線状に延びている。本例では、第二アウトレット５５は、第二インレット５０に近い位置に配置されている。本例とは異なり、第二アウトレット５５は、外周２９に沿って時計回りまたは反時計回りに第二インレット５０から離れた位置に配置されていても良い。例えば、第二アウトレット５５は、第二インレット５０から１８０°離れた位置に配置されていても良い。

【0049】

次に、基体２の厚さ方向における第一冷媒流路４と第二冷媒流路５との位置関係を説明する。既に説明したように、第一冷媒流路４では、第一外周路４９が第一往路４１となるように第一往路４１と第一復路４３とが配置され、第二冷媒流路５では、第二外周路５９が第二復路５３となるように第二往路５１と第二復路５３とが配置されている。つまり、基体２の厚さ方向に、第一冷媒流路４の第一往路４１と第二冷媒流路５の第二復路５３とが重複し、第一冷媒流路４の第一復路４３と第二冷媒流路５の第二往路５１とが重複している。従って、基体２の厚さ方向に、第一冷媒流路４の温度と第二冷媒流路５の温度とが相殺され易い。もちろん、第一冷媒流路４自身では温度が相殺され難い第一外周路４９と、第二冷媒流路５自身では温度が相殺され難い第二外周路５９とにおいても、基体２の厚さ方向に温度が相殺され易い。

【0050】

上述した基体２の厚さ方向から見た第一冷媒流路４と第二冷媒流路５との位置関係によって、基体２の上面２ｕにおける中心軸２０を中心とした円周上における温度分布に偏りが生じ難い。従って、本例のウエハ保持台１では、基体２の外周縁を含む上面２ｕの外周領域における温度分布に偏りが生じ難い。本例における外周領域は、上面２ｕのうち、基体２の外周縁から所定幅を有する円環状の領域である。本例における外周領域の所定幅は、上面２ｕの半径の１／３の長さである。上面２ｕのうち、外周領域を除く領域は中央領域である。中央領域は、上面２ｕと同心で、上面２ｕの半径の２／３の半径を有する円状の領域である。

【0051】

一方、基体２の上面２ｕにおける中央領域の温度は、外周領域の温度よりも高くなり易い。なぜなら、第一冷媒流路４と第二冷媒流路５は共に、外周２９から中心軸２０に向かって渦巻き状に旋回した後、中心軸２０から外周に向かって渦巻き状に旋回しているため、第一冷媒流路４と第二冷媒流路５では中心軸２０近傍の温度が高くなり易いからである。この中央領域と外周領域との温度差は、後述する温度調節ユニットのヒータによって小さくすることができる。

【0052】

（その他）
本例における第一冷媒流路４の第一インレット４０と第二冷媒流路５の第二インレット５０は、厚さ方向に重複する位置にある。すなわち、図３の断面図に示されるように、第一インレット４０と第二インレット５０とは、厚さ方向に並んでいる。本例では、第一インレット４０と第二インレット５０とにつながる共通インレット６が設けられている。共通インレット６の端部は、基体２の外周面２９ｓに形成される孔にはめ込まれており、共通インレット６の端面は、第一インレット４０の端面と第二インレット５０の端面とに接触している。そのため、太線矢印で示されるように冷媒が共通インレット６に導入されると、共通インレット６から第一冷媒流路４の第一往路４１と第二冷媒流路５の第二往路５１とに冷媒が分配される。このような構成では、ウエハ保持台１に一つの冷媒供給管をつなぐことによって、第一冷媒流路４と第二冷媒流路５とに一括して冷媒を供給することができる。冷媒供給管が一つであれば、ウエハ保持台１を含む装置が簡素化する。

【0053】

図２に示されるように、本例における第一冷媒流路４の第一アウトレット４５と第二冷媒流路５の第二アウトレット５５は、厚さ方向に重複する位置にある。すなわち、図４の断面図に示されるように、第一アウトレット４５と第二アウトレット５５とは、厚さ方向に並んでいる。本例では、第一アウトレット４５と第二アウトレット５５とにつながる共通アウトレット７が設けられている。共通アウトレット７の端面は、第一アウトレット４５の端面と第二アウトレット５５の端面とに接触している。そのため、第一アウトレット４５と第二アウトレット５５から排出された冷媒は、太線矢印で示されるように、共通アウトレット７を通ってウエハ保持台１の外部に排出される。このような構成では、ウエハ保持台１に一つの冷媒回収管をつなぐことによって、第一冷媒流路４と第二冷媒流路５から一括して冷媒を回収できる。冷媒回収管が一つであれば、ウエハ保持台１を含む装置が簡素化する。

【0054】

≪支持構造≫
支持構造３は、図１に示すように、支持体３０と温度調整ユニット３１と脚部材３２とベース板３３とを備える。

【0055】

（支持体）
支持体３０は、ウエハの検査時の熱により基体２に反りが生じることを抑制するための部材である。支持体３０は必要に応じて設ければよく、必須の部材ではない。支持体３０がない場合、後述する脚部材３２が基体２を支持する。支持体３０を備えていれば、上面２ｕから加わる力に対して変形し難いウエハ保持台１とすることができる。本例では、支持体３０は、基体２の下面２ｄに密着している。基体２と支持体３０とを密着させることによって、ウエハ保持台１全体の剛性を高めることができる。支持体３０と基体２とは例えば、図示しない吸引経路を用いた真空吸着によって密着される。支持体３０の全体形状は、基体２の形状に合わせた形状であり、本例では円板状である。支持体３０の材質は、例えば、セラミックス、またはセラミックスと金属との複合材のいずれかである。セラミックスは、例えば、アルミナ、ムライトアルミナ、ムライト、コージライト、ステアタイト、窒化ケイ素、炭化ケイ素である。セラミックスの剛性が高いため、支持体３０がセラミックスで構成されていれば、基体２の反りを抑制し易い。

【0056】

（温度調整ユニット）
温度調整ユニット３１は、ウエハを所定の温度に加熱するためのユニットである。この温度調整ユニット３１は、ウエハの温度を調整できる。本例では、支持体３０の下面に温度調整ユニット３１が設けられている。温度調整ユニット３１は、円板状の加熱体を備える。加熱体には、抵抗発熱体などのヒータが配置されている。

【0057】

図５は、基体２の厚さ方向から見たヒータ８の概略図である。本例におけるヒータ８は、中央に配置された三つの加熱ゾーン８Ａと、加熱ゾーン８Ａの外周に配置された六つの加熱ゾーン８Ｂと、を備える。中央の加熱ゾーン８Ａは、内角１２０°の扇形状である。三つの加熱ゾーン８Ａの面積は同じである。外周の加熱ゾーン８Ｂは、内角６０°の内周円弧と外周円弧とを有する帯形状である。六つの加熱ゾーン８Ｂの面積は同じである。加熱ゾーン８Ａの面積は、外周側の加熱ゾーン８Ｂの面積よりも小さい。各加熱ゾーン８Ａ，８Ｂは、独立した回路パターンを備える。図５では回路パターンの図示を省略している。加熱ゾーン８Ａ，８Ｂの数、及び加熱ゾーン８Ａ，８Ｂの形状は特に限定されない。例えば、加熱ゾーンの数は一つでも良い。また、加熱ゾーンの中で発熱密度に分布が形成される構成であっても良い。

【0058】

本例のウエハ保持台１では、既に述べたように、上面２ｕの外周領域の温度よりも中央領域の温度が高くなり易い。外周領域の温度よりも中央領域の温度が高くなった場合、ヒータ８の加熱ゾーン８Ｂの通電状態を調整して外周領域の温度を上昇させることで、上面２ｕ全体の温度分布を均一化することができる。

【0059】

（脚部材）
図１に示される脚部材３２は、ベース板３３の上に基体２を支持する部材である。支持体３０がある場合、脚部材３２はベース板３３の上に支持体３０を支持する。脚部材３２の形状は、例えば柱状または筒状である。柱状または筒状の脚部材３２は、温度調整ユニット３１に設けられた孔部を貫通して支持体３０または基体２を支持する。柱状または筒状の脚部材３２の外径は、支持体３０の外径または基体２の外径に比べて十分に小さい。柱状または筒状の脚部材３２を用いることで、脚部材３２と支持体３０との接触面積または脚部材３２と基体２との接触面積が低減される。それにより、脚部材３２を介したベース板３３への熱伝導が抑制され、基体２の均熱性が保持される。更に、柱状または筒状の脚部材３２を用いることで、温度調整ユニット３１とベース板３３との間に空間を形成できる。この空間は、ベース板３３と基体２との断熱に寄与する。本例の脚部材３２は筒状体である。脚部材３２の数は、基体２または支持体３０をバランス良く支持できるように複数設けられることが好ましい。脚部材３２の材質は、例えば、アルミナ、ムライトアルミナ、ムライト、コージライト、ステアタイト、窒化ケイ素のいずれかである。

【0060】

（ベース板）
ベース板３３は、基体２、支持体３０、温度調整ユニット３１、および脚部材３２を支持する台座となる部材である。このベース板３３の材質は、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、シリコンと炭化ケイ素の複合体、アルミニウムと炭化ケイ素の複合体、アルミニウムとシリコンと炭化ケイ素の複合体である。

【0061】

＜変形例＞
図２において、冷媒の流通方向を逆向きにしても良い。つまり、図２に示される共通アウトレット７から冷媒が導入され、共通インレット６から冷媒が排出されても良い。その他、図２に示される第一冷媒流路４の形状と第二冷媒流路５の形状とを入れ替えても良い。

【0062】

＜実施形態２＞
実施形態２では、第一冷媒流路４と第二冷媒流路５とが同一形状を有する例を図６に基づいて説明する。図６の見方は図２と同じである。

【0063】

図６に示されるように、厚さ方向に見て第一冷媒流路４と第二冷媒流路５とは同一形状を有する。ただし、第一冷媒流路４における冷媒の流通方向と、第二冷媒流路５における冷媒の流通方向とは互いに逆向きになっている。本例の構成では、第一冷媒流路４と第二冷媒流路５とが、厚さ方向に見てずれることなく重複する。従って、第一冷媒流路４の温度と第二冷媒流路５の温度とが相殺され易い。

【符号の説明】

【0064】

１ ウエハ保持台
２ 基体
２ｕ 上面
２ｄ 下面
２０ 中心軸
２９ 外周
２９ｓ 外周面
３ 支持構造
３０ 支持体
３１ 温度調節ユニット
３２ 脚部材
３３ ベース板
４ 第一冷媒流路
４０ 第一インレット
４１ 第一往路
４１Ａ 周回路
４１Ｂ 屈曲路
４２ 接続路
４３ 第一復路
４３Ａ 周回路
４３Ｂ 屈曲路
４５ 第一アウトレット
４９ 第一外周路
５ 第二冷媒流路
５０ 第二インレット
５１ 第二往路
５１Ａ 周回路
５１Ｂ 屈曲路
５２ 接続路
５３ 第一復路
５３Ａ 周回路
５３Ｂ 屈曲路
５５ 第一アウトレット
５９ 第二外周路
６ 共通インレット
７ 共通アウトレット
８ ヒータ
８Ａ，８Ｂ 加熱ゾーン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】