ホーム > 特許ランキング > 日本特殊陶業株式会社
(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】P2024122095
(43)【公開日】2024-09-09
(54)【発明の名称】冷却部材、保持装置、及び冷却部材の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/683 20060101AFI20240902BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 R
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023029435
(22)【出願日】2023-02-28
(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】三輪 要
(72)【発明者】
【氏名】上松 秀樹
(72)【発明者】
【氏名】山口 貴司
(72)【発明者】
【氏名】松丸 郁子
【テーマコード（参考）】
5F131
【Ｆターム（参考）】
5F131AA02
5F131AA03
5F131BA01
5F131BA19
5F131CA02
5F131CA03
5F131DA33
5F131DA42
5F131EB11
5F131EB14
5F131EB15
5F131EB18
5F131EB72
5F131EB78
5F131EB79
5F131EB82
(57)【要約】
【課題】冷却部材及び保持装置の熱交換効率を高める。
【解決手段】冷却部材２０は、熱媒体が流れる流路３０が内部に形成された冷却部材２０であって、冷却部材２０は、板状体２１が第１方向に複数重ねられて接合されたものであり、流路３０は、第１流路３１を含み、第１流路３１を構成する内壁は、第１方向に直交する第１面３１Ａと、第１方向に直交し、第１面３１Ａと第１方向に対向する第２面３１Ｂと、第１面３１Ａと第２面３１Ｂとを接続する側面３１Ｃと、を備え、複数の板状体２１は、第１方向について第１面３１Ａと第２面３１Ｂとの間に配され、第１方向に連続して重ねられる複数の第１板状体２４を含み、各第１板状体２４は、側面３１Ｃの一部を構成する側壁部２６を備え、側面３１Ｃは、第１方向に隣接する２つの側壁部２６の境界部分に形成され、流路３０の延びる方向から見た断面形状が段差状、またはＶ字状をなすエッジ部３１Ｄを有する。
【選択図】図８
【解決手段】冷却部材２０は、熱媒体が流れる流路３０が内部に形成された冷却部材２０であって、冷却部材２０は、板状体２１が第１方向に複数重ねられて接合されたものであり、流路３０は、第１流路３１を含み、第１流路３１を構成する内壁は、第１方向に直交する第１面３１Ａと、第１方向に直交し、第１面３１Ａと第１方向に対向する第２面３１Ｂと、第１面３１Ａと第２面３１Ｂとを接続する側面３１Ｃと、を備え、複数の板状体２１は、第１方向について第１面３１Ａと第２面３１Ｂとの間に配され、第１方向に連続して重ねられる複数の第１板状体２４を含み、各第１板状体２４は、側面３１Ｃの一部を構成する側壁部２６を備え、側面３１Ｃは、第１方向に隣接する２つの側壁部２６の境界部分に形成され、流路３０の延びる方向から見た断面形状が段差状、またはＶ字状をなすエッジ部３１Ｄを有する。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱媒体が流れる流路が内部に形成された冷却部材であって、
前記冷却部材は、板状体が第１方向に複数重ねられて接合されたものであり、
前記流路は、第１流路を含み、
前記第１流路を構成する内壁は、前記第１方向に直交する第１面と、前記第１方向に直交し、前記第１面と前記第１方向に対向する第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続する側面と、を備え、
複数の前記板状体は、前記第１方向について前記第１面と前記第２面との間に配され、前記第１方向に連続して重ねられる複数の第１板状体を含み、
各前記第１板状体は、前記側面の一部を構成する側壁部を備え、
前記側面は、前記第１方向に隣接する２つの前記側壁部の境界部分に形成され、前記流路の延びる方向から見た断面形状が段差状、またはＶ字状をなすエッジ部を有する、冷却部材。
前記冷却部材は、板状体が第１方向に複数重ねられて接合されたものであり、
前記流路は、第１流路を含み、
前記第１流路を構成する内壁は、前記第１方向に直交する第１面と、前記第１方向に直交し、前記第１面と前記第１方向に対向する第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続する側面と、を備え、
複数の前記板状体は、前記第１方向について前記第１面と前記第２面との間に配され、前記第１方向に連続して重ねられる複数の第１板状体を含み、
各前記第１板状体は、前記側面の一部を構成する側壁部を備え、
前記側面は、前記第１方向に隣接する２つの前記側壁部の境界部分に形成され、前記流路の延びる方向から見た断面形状が段差状、またはＶ字状をなすエッジ部を有する、冷却部材。
【請求項2】
前記流路は、前記第１流路に加えて、前記第１流路と前記第１方向に並んで配される第２流路をさらに有し、
前記複数の板状体は、前記第１方向について前記第１流路と前記第２流路との間に配される少なくとも１つの第２板状体をさらに含む、請求項１に記載の冷却部材。
前記複数の板状体は、前記第１方向について前記第１流路と前記第２流路との間に配される少なくとも１つの第２板状体をさらに含む、請求項１に記載の冷却部材。
【請求項3】
前記側壁部は、テーパー形状をなし、
前記第１方向の一方側から他方側に向かうにつれて、前記流路の幅が減少または増大している、請求項１または請求項２に記載の冷却部材。
前記第１方向の一方側から他方側に向かうにつれて、前記流路の幅が減少または増大している、請求項１または請求項２に記載の冷却部材。
【請求項4】
前記側面は、前記第１方向に隣接する３つの前記側壁部と、複数の前記エッジ部と、を備え、
前記３つの側壁部は、前記第１方向について最も前記第１面側に配される第１側壁部と、前記第１方向について最も前記第２面側に配される第３側壁部と、前記第１方向について前記第１側壁部と前記第３側壁部の間に配される第２側壁部とを備え、
前記複数のエッジ部は、前記第１側壁部と前記第２側壁部との境界部分に形成される第１エッジ部と、前記第２側壁部と前記第３側壁部との境界部分に形成される第２エッジ部と、を備え、
前記第１エッジ部と前記第２エッジ部とは、前記流路の幅方向について異なる位置に配されている、請求項３に記載の冷却部材。
前記３つの側壁部は、前記第１方向について最も前記第１面側に配される第１側壁部と、前記第１方向について最も前記第２面側に配される第３側壁部と、前記第１方向について前記第１側壁部と前記第３側壁部の間に配される第２側壁部とを備え、
前記複数のエッジ部は、前記第１側壁部と前記第２側壁部との境界部分に形成される第１エッジ部と、前記第２側壁部と前記第３側壁部との境界部分に形成される第２エッジ部と、を備え、
前記第１エッジ部と前記第２エッジ部とは、前記流路の幅方向について異なる位置に配されている、請求項３に記載の冷却部材。
【請求項5】
前記側面は、前記第１方向に隣接する３つの前記側壁部を備え、
前記３つの側壁部は、前記第１方向について最も前記第１面側に配される第１側壁部と、前記第１方向について最も前記第２面側に配される第３側壁部と、前記第１方向について前記第１側壁部と前記第３側壁部の間に配される第２側壁部とを備え、
前記第２側壁部は、前記第１側壁部及び前記第３側壁部と比較して、前記流路の幅方法について前記流路の内方に配されている、請求項１または請求項２に記載の冷却部材。
前記３つの側壁部は、前記第１方向について最も前記第１面側に配される第１側壁部と、前記第１方向について最も前記第２面側に配される第３側壁部と、前記第１方向について前記第１側壁部と前記第３側壁部の間に配される第２側壁部とを備え、
前記第２側壁部は、前記第１側壁部及び前記第３側壁部と比較して、前記流路の幅方法について前記流路の内方に配されている、請求項１または請求項２に記載の冷却部材。
【請求項6】
前記流路を構成する内壁は、前記流路の延びる方向に交差するステップ面を備え、
前記ステップ面は、前記流路の延びる方向にずれて配される前記第１面同士または前記第２面同士を接続し、
前記流路の延びる方向において前記ステップ面の前後で前記流路の前記第１方向における寸法が異なっている、請求項１または請求項２に記載の冷却部材。
前記ステップ面は、前記流路の延びる方向にずれて配される前記第１面同士または前記第２面同士を接続し、
前記流路の延びる方向において前記ステップ面の前後で前記流路の前記第１方向における寸法が異なっている、請求項１または請求項２に記載の冷却部材。
【請求項7】
前記複数の板状体は、窒化アルミニウム、炭化珪素およびチタン化合物を含む複合材料からなる、請求項１または請求項２に記載の冷却部材。
【請求項8】
請求項１または請求項２に記載の冷却部材と、
対象物を保持する保持面を有する保持部材と、
前記冷却部材と前記保持部材とを接合する接合部と、を備え、
前記冷却部材を構成する材料の熱膨張係数と前記保持部材を構成する材料の熱膨張係数との差は、０．３×１０－６／Ｋ以内である、保持装置。
対象物を保持する保持面を有する保持部材と、
前記冷却部材と前記保持部材とを接合する接合部と、を備え、
前記冷却部材を構成する材料の熱膨張係数と前記保持部材を構成する材料の熱膨張係数との差は、０．３×１０－６／Ｋ以内である、保持装置。
【請求項9】
流路が内部に形成された冷却部材の製造方法であって、
主としてセラミックス材料から構成される焼結体または仮焼体に貫通孔となる部分の外形に沿って切れ目を入れて前記貫通孔を形成することで板状体を形成する板状体形成工程と、
複数の前記板状体を前記第１方向に重ねて接合し、複数の前記貫通孔を連通させて前記流路を形成する接合工程と、を含む、冷却部材の製造方法。
主としてセラミックス材料から構成される焼結体または仮焼体に貫通孔となる部分の外形に沿って切れ目を入れて前記貫通孔を形成することで板状体を形成する板状体形成工程と、
複数の前記板状体を前記第１方向に重ねて接合し、複数の前記貫通孔を連通させて前記流路を形成する接合工程と、を含む、冷却部材の製造方法。
【請求項10】
前記接合工程では、前記複数の板状体をロウ付けにより接合する、請求項８に記載の冷却部材の製造方法。
【請求項11】
前記板状体形成工程では、前記貫通孔内に配される中州部をさらに備える前記板状体を形成する、請求項８または請求項９に記載の冷却部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、冷却部材、保持装置、及び冷却部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ウェハ等の対象物を保持する半導体製造装置用部材として、特許第５６６６７４８号公報（下記特許文献１）に記載のものが知られている。この半導体製造装置用部材は、静電チャックと、冷却板と、静電チャックと冷却板とを接合する冷却板－チャック接合層と、を備える。冷却板の内部には、水やフッ素系不活性液体等の冷媒が流される冷媒通路が形成されている。
【0003】
特許文献１には、冷媒通路の形成方法として、第２基板の一方の面に冷媒通路となる溝を形成し、第１基板と第２基板とを金属接合材を挟んで熱圧接合することにより形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第５６６６７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
各種プロセスのハイパワー化が進んでいる中で、冷却板においては、冷却板と冷媒との熱交換の高効率化が求められている。
【0006】
本開示は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、冷却部材及び保持装置の熱交換効率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の冷却部材は、熱媒体が流れる流路が内部に形成された冷却部材であって、前記冷却部材は、板状体が第１方向に複数重ねられて接合されたものであり、前記流路は、第１流路を含み、前記第１流路を構成する内壁は、前記第１方向に直交する第１面と、前記第１方向に直交し、前記第１面と前記第１方向に対向する第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続する側面と、を備え、複数の前記板状体は、前記第１方向について前記第１面と前記第２面との間に配され、前記第１方向に連続して重ねられる複数の第１板状体を含み、各前記第１板状体は、前記側面の一部を構成する側壁部を備え、前記側面は、前記第１方向に隣接する２つの前記側壁部の境界部分に形成され、前記流路の延びる方向から見た断面形状が段差状、またはＶ字状 をなすエッジ部を有する。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、冷却部材及び保持装置の熱交換効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態を列挙して説明する。
（１）本開示の冷却部材は、熱媒体が流れる流路が内部に形成された冷却部材であって、前記冷却部材は、板状体が第１方向に複数重ねられて接合されたものであり、前記流路は、第１流路を含み、前記第１流路を構成する内壁は、前記第１方向に直交する第１面と、前記第１方向に直交し、前記第１面と前記第１方向に対向する第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続する側面と、を備え、複数の前記板状体は、前記第１方向について前記第１面と前記第２面との間に配され、前記第１方向に連続して重ねられる複数の第１板状体を含み、各前記第１板状体は、前記側面の一部を構成する側壁部を備え、前記側面は、前記第１方向に隣接する２つの前記側壁部の境界部分に形成され、前記流路の延びる方向から見た断面形状が段差状、またはＶ字状をなすエッジ部を有する。
最初に本開示の実施形態を列挙して説明する。
（１）本開示の冷却部材は、熱媒体が流れる流路が内部に形成された冷却部材であって、前記冷却部材は、板状体が第１方向に複数重ねられて接合されたものであり、前記流路は、第１流路を含み、前記第１流路を構成する内壁は、前記第１方向に直交する第１面と、前記第１方向に直交し、前記第１面と前記第１方向に対向する第２面と、前記第１面と前記第２面とを接続する側面と、を備え、複数の前記板状体は、前記第１方向について前記第１面と前記第２面との間に配され、前記第１方向に連続して重ねられる複数の第１板状体を含み、各前記第１板状体は、前記側面の一部を構成する側壁部を備え、前記側面は、前記第１方向に隣接する２つの前記側壁部の境界部分に形成され、前記流路の延びる方向から見た断面形状が段差状、またはＶ字状をなすエッジ部を有する。
【0011】
このような構成によると、流路を構成する内壁はエッジ部を有するから、流路を流れる熱媒体をエッジ部により整流することができる。よって、熱媒体の流量を増加させ、冷却部材と熱媒体との熱交換の効率を向上させることができる。
また、エッジ部が設けられることにより、流路を構成する内壁の表面積を大きくすることができるから、冷却部材と熱媒体との熱交換の効率を向上させることができる。
また、エッジ部が設けられることにより、流路を構成する内壁の表面積を大きくすることができるから、冷却部材と熱媒体との熱交換の効率を向上させることができる。
【0012】
（２）（１）に記載の冷却部材において、前記流路は、前記第１流路に加えて、前記第１流路と前記第１方向に並んで配される第２流路をさらに有し、前記複数の板状体は、前記第１方向について前記第１流路と前記第２流路との間に配される少なくとも１つの第２板状体をさらに含むことが好ましい。
【0013】
このような構成によると、第１流路と第２流路とが連通する場合と比較して、流路を構成する内壁の表面積を大きくすることができる。よって、冷却部材と熱媒体との熱交換の効率を向上させることができる。
【0014】
（３）（１）または（２）に記載の冷却部材において、前記側壁部は、テーパー形状をなし、前記第１方向の一方側から他方側に向かうにつれて、前記流路の幅が減少または増大していることが好ましい。
【0015】
このような構成によると、流路の内壁にエッジ部を形成しやすくなる。
【0016】
（４）（３）に記載の冷却部材において、前記側面は、前記第１方向に隣接する３つの前記側壁部と、複数の前記エッジ部と、を備え、前記３つの側壁部は、前記第１方向について最も前記第１面側に配される第１側壁部と、前記第１方向について最も前記第２面側に配される第３側壁部と、前記第１方向について前記第１側壁部と前記第３側壁部の間に配される第２側壁部とを備え、前記複数のエッジ部は、前記第１側壁部と前記第２側壁部との境界部分に形成される第１エッジ部と、前記第２側壁部と前記第３側壁部との境界部分に形成される第２エッジ部と、を備え、前記第１エッジ部と前記第２エッジ部とは、前記流路の幅方向について異なる位置に配されていることが好ましい。
【0017】
このような構成によると、流路の幅方向について異なる位置に複数のエッジ部を設けることができる。よって、冷却部材と熱媒体との熱交換の効率を向上させることができる。
【0018】
（５）（１）から（３）のいずれかに記載の冷却部材において、前記側面は、前記第１方向に隣接する３つの前記側壁部を備え、前記３つの側壁部は、前記第１方向について最も前記第１面側に配される第１側壁部と、前記第１方向について最も前記第２面側に配される第３側壁部と、前記第１方向について前記第１側壁部と前記第３側壁部の間に配される第２側壁部とを備え、前記第２側壁部は、前記第１側壁部及び前記第３側壁部と比較して、前記流路の幅方法について前記流路の内方に配されていることが好ましい。
【0019】
このような構成によると、３つの側壁部により凹凸構造を形成し、流路を構成する内壁の表面積を大きくすることができる。よって、冷却部材と熱媒体との熱交換の効率を向上させることができる。
【0020】
（６）（１）から（５）のいずれかに記載の冷却部材において、前記流路を構成する内壁は、前記流路の延びる方向に交差するステップ面を備え、前記ステップ面は、前記流路の延びる方向にずれて配される前記第１面同士または前記第２面同士を接続し、前記流路の延びる方向において前記ステップ面の前後で前記流路の前記第１方向における寸法が異なっていることが好ましい。
【0021】
このような構成によると、例えば熱媒体が流路を流れる方向においてステップ面の前後で流路の第１方向における寸法が小さくなるようにした場合、熱媒体がステップ面を通過することで熱媒体の流速を大きくすることができる。したがって、ステップ面の近傍の領域において、冷却部材と熱媒体との熱交換の効率を向上させることができる。
【0022】
（７）（１）から（６）のいずれかに記載の冷却部材において、前記複数の板状体は、窒化アルミニウム、炭化珪素およびチタン化合物を含む複合材料からなることが好ましい。
【0023】
このような構成によると、冷却部材の熱伝導性を向上させることができる。
【0024】
（８）本開示の保持装置は、（１）から（７）のいずれかに記載の冷却部材と、対象物を保持する保持面を有する保持部材と、前記冷却部材と前記保持部材とを接合する接合部と、を備え、前記冷却部材を構成する材料の熱膨張係数と前記保持部材を構成する材料の熱膨張係数との差は、０．３×１０－６／Ｋ以内である。
【0025】
このような構成によると、冷却部材と保持部材との熱膨張率が同程度となるから、冷却部材と保持部材とを接合する接合部として、柔軟な樹脂材料を用いなくてもよい。よって、樹脂材料よりも熱伝導性に優れた材料を接合部に使用することで、保持装置の熱伝導性を向上させることができる。
【0026】
（９）本開示の冷却部材の製造方法は、流路が内部に形成された冷却部材の製造方法であって、主としてセラミックス材料から構成される焼結体または仮焼体に貫通孔となる部分の外形に沿って切れ目を入れて前記貫通孔を形成することで板状体を形成する板状体形成工程と、複数の前記板状体を前記第１方向に重ねて接合し、複数の前記貫通孔を連通させて前記流路を形成する接合工程と、を含む。
【0027】
このような冷却部材の製造方法によると、例えば、セラミックス材料からなるグリーンシートを積層した後、当該積層体を焼成して冷却部材を製造する場合と比較して、流路を構成する内壁にエッジ部や凹凸構造、段差構造等をより明確に形成しやすい。したがって、冷却部材と流路を流れる熱媒体との熱交換の効率を高めやすい。
また、上記の製造方法によれば、例えば、冷却部材を主として構成するセラミックス材料の硬度が高い場合に、冷却部材の流路を簡便に形成しやすい。
また、上記の製造方法によれば、例えば、冷却部材を主として構成するセラミックス材料の硬度が高い場合に、冷却部材の流路を簡便に形成しやすい。
【0028】
（１０）（９）に記載の冷却部材の製造方法において、前記接合工程では、前記複数の板状体をロウ付けにより接合することが好ましい。
【0029】
このような冷却部材の製造方法によると、板状体の接合強度を向上させ、流路の密閉性を向上させることができる。
【0030】
（１１）（８）または（９）に記載の冷却部材の製造方法において、前記板状体形成工程では、前記貫通孔内に配される中州部をさらに備える前記板状体を形成することが好ましい。
【0031】
このような冷却部材の製造方法によると、中州部により流路に迂回路を設けることができる。したがって、例えば、冷却部材と組み合わせて用いられる他部材との位置関係に応じて、流路を設計しやすくなる。
【0032】
［本開示の実施形態１の詳細］
本開示の実施形態１について、図１から図８を参照しつつ説明する。なお、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。以下の説明においては、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材の符号を省略する場合がある。本明細書では、Ｚ軸正方向を上方向、Ｚ軸負方向を下方向、ＸＹ平面方向を水平方向として、冷却部材及び保持装置の構成を説明するが、冷却部材及び保持装置の実際の使用態様においてはこれと異なる配置であってもよい。また、本明細書において、「直交」は実質的に直交と認識される態様の配置も含まれるものとする。
本開示の実施形態１について、図１から図８を参照しつつ説明する。なお、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。以下の説明においては、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材の符号を省略する場合がある。本明細書では、Ｚ軸正方向を上方向、Ｚ軸負方向を下方向、ＸＹ平面方向を水平方向として、冷却部材及び保持装置の構成を説明するが、冷却部材及び保持装置の実際の使用態様においてはこれと異なる配置であってもよい。また、本明細書において、「直交」は実質的に直交と認識される態様の配置も含まれるものとする。
【0033】
＜静電チャック＞
本開示の保持装置は、半導体ウェハ、ガラス基板等の対象物（以下「ウェハＷ」という）を吸着保持できる静電チャック１００である。静電チャック１００は、例えば、図示しない半導体製造装置の処理チャンバに取り付けられ、プラズマを用いてウェハＷに対する各処理（成膜、エッチング等）を行うために用いられる。
本開示の保持装置は、半導体ウェハ、ガラス基板等の対象物（以下「ウェハＷ」という）を吸着保持できる静電チャック１００である。静電チャック１００は、例えば、図示しない半導体製造装置の処理チャンバに取り付けられ、プラズマを用いてウェハＷに対する各処理（成膜、エッチング等）を行うために用いられる。
【0034】
静電チャック１００は、図１に示すように、保持部材１０と、冷却部材２０と、保持部材１０と冷却部材２０とを接合する接合部４０と、を備える。静電チャック１００は、ウェハＷを静電引力により吸着保持できるようになっている。
【0035】
＜保持部材＞
保持部材１０は、全体として円盤状をなし、例えば、３００ｍｍ程度の直径と５ｍｍ程度の厚みをもった形状に成形することができる。保持部材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されている。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（以下同じ）。
保持部材１０は、全体として円盤状をなし、例えば、３００ｍｍ程度の直径と５ｍｍ程度の厚みをもった形状に成形することができる。保持部材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されている。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（以下同じ）。
【0036】
保持部材１０の上面は、Ｚ軸方向に直交する第１表面Ｓ１とされている。第１表面Ｓ１は円形状の平面であり、ウェハＷを保持する吸着面として機能する。図２に示すように、保持部材１０において、第１表面Ｓ１と反対側に配される面（すなわち下面）は第２表面Ｓ２とされている。第２表面Ｓ２は、接合部４０を介して冷却部材２０と接合されている。
【0037】
保持部材１０の内部には、導電性材料（例えば、タングステン、モリブデン、白金等）により形成されたチャック電極５０が配置されている。Ｚ軸方向視でのチャック電極５０の形状は、例えば略円形である。チャック電極５０に電源（図示しない）から電圧が印加されると、静電引力が発生し、この静電引力によってウェハＷが保持部材１０の第１表面Ｓ１に吸着固定される。また、保持部材１０の内部には、必要に応じてチャック電極５０以外の電極（例えばヒーター等）を設けてもよい。
【0038】
上記構成の保持部材１０は、例えば、セラミックスからなるグリーンシートを複数枚作製し、所定のグリーンシートにビア孔の形成やメタライズペーストの充填および印刷等の加工を行い、これらのグリーンシートを熱圧着し、切断等の加工を行った上で焼成することにより作製することができる。
【0039】
＜冷却部材＞
冷却部材２０は、円盤状の部材であり、例えば、ＸＹ平面方向の寸法（直径）を３４０ｍｍ程度、Ｚ軸方向の寸法（厚み）を３５ｍｍ程度とする形状に成形することができる。図２に示すように、冷却部材２０は、保持部材１０側に配される第３表面Ｓ３と、第３表面Ｓ３と反対側に配される第４表面Ｓ４と、を有する。第３表面Ｓ３は冷却部材２０の上側に配され、第４表面Ｓ４は冷却部材２０の下側に配されている。冷却部材２０の第３表面Ｓ３は、接合部４０により保持部材１０の第２表面Ｓ２に接合されている。
冷却部材２０は、円盤状の部材であり、例えば、ＸＹ平面方向の寸法（直径）を３４０ｍｍ程度、Ｚ軸方向の寸法（厚み）を３５ｍｍ程度とする形状に成形することができる。図２に示すように、冷却部材２０は、保持部材１０側に配される第３表面Ｓ３と、第３表面Ｓ３と反対側に配される第４表面Ｓ４と、を有する。第３表面Ｓ３は冷却部材２０の上側に配され、第４表面Ｓ４は冷却部材２０の下側に配されている。冷却部材２０の第３表面Ｓ３は、接合部４０により保持部材１０の第２表面Ｓ２に接合されている。
【0040】
＜流路＞
冷却部材２０の内部には、内部を冷媒（熱媒体の一例）が流れる流路３０が設けられている。流路３０は図示しない冷媒循環装置に接続されている。冷媒循環装置は、フッ素系不活性液体、水等の冷媒を流路３０に循環可能に構成されている。流路３０に冷媒が流されると、冷却部材２０が冷却され、接合部４０を介した冷却部材２０と保持部材１０との間の伝熱（熱引き）により、保持部材１０が冷却され、保持部材１０の第１表面Ｓ１で保持されたウェハＷが冷却される。これにより、ウェハＷの温度を制御できる。
冷却部材２０の内部には、内部を冷媒（熱媒体の一例）が流れる流路３０が設けられている。流路３０は図示しない冷媒循環装置に接続されている。冷媒循環装置は、フッ素系不活性液体、水等の冷媒を流路３０に循環可能に構成されている。流路３０に冷媒が流されると、冷却部材２０が冷却され、接合部４０を介した冷却部材２０と保持部材１０との間の伝熱（熱引き）により、保持部材１０が冷却され、保持部材１０の第１表面Ｓ１で保持されたウェハＷが冷却される。これにより、ウェハＷの温度を制御できる。
【0041】
＜接合部＞
接合部４０は、冷却部材２０の第３表面Ｓ３と保持部材１０の第２表面Ｓ２とを接合している。一般に静電チャックの接合部には、保持部材と冷却部材との熱膨張差を緩和するため、柔軟な樹脂材料が用いられることが多い。しかし、本実施形態では、冷却部材２０を構成する材料の熱膨張係数と保持部材１０を構成する材料の熱膨張係数との差は、０．３×１０－６／Ｋ以内とされている。このため、冷却部材２０と保持部材１０とを接合する接合部４０として、樹脂材料を用いなくてもよい。すなわち、冷却部材２０と保持部材１０とを固体接合した場合でも、熱膨張によって冷却部材２０から保持部材１０が剥がれることを抑制することができる。本実施形態の接合部４０は、樹脂材料よりも熱伝導性に優れた材料（例えば、金属やセラミックス）により構成されている。したがって、静電チャック１００の熱伝導性を向上させることができる。
接合部４０は、冷却部材２０の第３表面Ｓ３と保持部材１０の第２表面Ｓ２とを接合している。一般に静電チャックの接合部には、保持部材と冷却部材との熱膨張差を緩和するため、柔軟な樹脂材料が用いられることが多い。しかし、本実施形態では、冷却部材２０を構成する材料の熱膨張係数と保持部材１０を構成する材料の熱膨張係数との差は、０．３×１０－６／Ｋ以内とされている。このため、冷却部材２０と保持部材１０とを接合する接合部４０として、樹脂材料を用いなくてもよい。すなわち、冷却部材２０と保持部材１０とを固体接合した場合でも、熱膨張によって冷却部材２０から保持部材１０が剥がれることを抑制することができる。本実施形態の接合部４０は、樹脂材料よりも熱伝導性に優れた材料（例えば、金属やセラミックス）により構成されている。したがって、静電チャック１００の熱伝導性を向上させることができる。
【0042】
＜板状体＞
図７に示すように、冷却部材２０は、複数の板状体２１がＺ軸方向（第１方向の一例）に複数重ねられて接合されたものである。板状体２１は、窒化アルミニウム、炭化珪素およびチタン化合物を含む複合材料を主成分として構成されている。ここで、チタン化合物とは、例えば、珪化チタン、チタンシリコンカーバイド、炭化チタン等を含む。このような構成によれば、保持部材１０と近い熱膨張係数を有し、熱伝導に優れた冷却部材２０を得ることができる。
図７に示すように、冷却部材２０は、複数の板状体２１がＺ軸方向（第１方向の一例）に複数重ねられて接合されたものである。板状体２１は、窒化アルミニウム、炭化珪素およびチタン化合物を含む複合材料を主成分として構成されている。ここで、チタン化合物とは、例えば、珪化チタン、チタンシリコンカーバイド、炭化チタン等を含む。このような構成によれば、保持部材１０と近い熱膨張係数を有し、熱伝導に優れた冷却部材２０を得ることができる。
【0043】
板状体２１は、Ｚ軸方向に扁平な板状をなしている。板状体２１の平面視形状は、例えば略円形状である。複数の板状体２１は、天井板２２と、底板２３と、複数（実施形態１では３つ）の第１板状体２４と、を備えている。底板２３には、Ｚ軸方向に底板２３を貫通する導入孔２３Ａ及び導出孔２３Ｂが形成されている。導入孔２３Ａ及び導出孔２３Ｂの平面視形状は例えば略円形である。図２に示すように、天井板２２は、複数の板状体２１のうちＺ軸方向について最も保持部材１０側に配されている。すなわち、天井板２２の上面は第３表面Ｓ３である。底板２３は、複数の板状体２１のうちＺ軸方向について最も保持部材１０から離間して配されている。すなわち、底板２３の下面は第４表面Ｓ４である。第１板状体２４はＺ軸方向について天井板２２と底板２３との間に配されている。
【0044】
＜第１板状体＞
図６に示すように、第１板状体２４には、Ｚ軸方向に第１板状体２４を貫通する貫通孔２５が形成されている。図４に示すように、貫通孔２５は平面視において、例えばスパイラル状に延びている。第１板状体２４は、貫通孔２５を構成する内壁として、一対の側壁部２６と接続壁部２７とを備える。一対の側壁部２６は貫通孔２５の延びる方向と直交する幅方向に対向している。接続壁部２７は、貫通孔２５の延びる方向の端部において一対の側壁部２６を幅方向に接続している。
図６に示すように、第１板状体２４には、Ｚ軸方向に第１板状体２４を貫通する貫通孔２５が形成されている。図４に示すように、貫通孔２５は平面視において、例えばスパイラル状に延びている。第１板状体２４は、貫通孔２５を構成する内壁として、一対の側壁部２６と接続壁部２７とを備える。一対の側壁部２６は貫通孔２５の延びる方向と直交する幅方向に対向している。接続壁部２７は、貫通孔２５の延びる方向の端部において一対の側壁部２６を幅方向に接続している。
【0045】
板状体２１は、セラミックス（本実施形態では前述の複合材料）を主成分とする焼結体または仮焼体（以下、加工前板材２１Ａという）を用いて形成されている。詳細には、レーザー加工やウォータージェット加工等により、加工前板材２１Ａに孔を形成することで、板状体２１が形成されている。ここでいう孔とは、第１板状体２４の貫通孔２５、底板２３の導入孔２３Ａ及び導出孔２３Ｂ、各種端子を挿通するための端子用孔（図示しない）、ウェハＷを持ち上げるためのリフトピンを挿通するためのリフトピン用孔（図示しない）等を含む。加工前板材２１Ａの厚みは、レーザー加工やウォータージェット加工等により孔を形成することが容易であることや製造コストを考慮して決められる。
【0046】
本実施形態にかかる第１板状体２４においては、レーザー加工により貫通孔２５が形成されている。図３に示すように、貫通孔２５となる部分の外形ＯＬ１に沿って加工前板材２１Ａにレーザー光が照射され、切れ目が入れられる。これにより、図５に示すように、貫通孔２５を有する第１板状体２４と、貫通孔２５の中身に相当する端材２１Ｂと、が得られる。一般にレーザー加工により設けられた孔の孔径は、レーザー光の光源に近い側において大きくなる。よって、図６に示すように、第１板状体２４において、貫通孔２５の幅方向の寸法は、図示上方から図示下方へ向かうにつれて、減少している。言い換えると、側壁部２６はテーパー形状をなしている。
【0047】
図７に示すように、冷却部材２０は、複数の板状体２１がＺ軸方向に重ねて接合されることで形成されている。本実施形態では、複数の板状体２１はロウ付けにより接合されている。ロウ付けに使用されるロウ材は、例えばアルミニウム等の金属を主成分として構成されている。複数の板状体２１が接合されることで、複数の貫通孔２５、導入孔２３Ａ及び導出孔２３Ｂが連通され、流路３０が形成される。流路３０は、導入孔２３Ａから複数の貫通孔２５を通じて、導出孔２３Ｂへと一続きに設けられている。
【0048】
以上のように、本実施形態の冷却部材２０の製造方法は、加工前板材２１Ａに貫通孔２５等の孔を形成し、板状体２１を得る板状体形成工程と、複数の板状体２１を接合する接合工程と、を含む。本実施形態とは異なり、予め成形したグリーンシートを積層し、この積層体を焼成することで冷却部材を製造する場合、焼成の際に流路を構成する内壁の形状が変化することが考えられる。しかし、本実施形態では、焼成または仮焼を終えた加工前板材２１Ａに貫通孔２５等の孔が形成されるため、グリーンシートによる製造方法と比較して、流路３０の形状をより精密に設計することができる。
【0049】
＜第１流路＞
図７に示すように、流路３０は、複数の貫通孔２５が連通して構成される第１流路３１を有する。図８に示すように、第１流路３１を構成する内壁は、Ｚ軸方向に直交する第１面３１Ａと、Ｚ軸方向に直交し、第１面３１ＡとＺ軸方向に対向する第２面３１Ｂと、第１面３１Ａと第２面３１Ｂとを接続する側面３１Ｃと、を備える。第１面３１Ａは第１流路３１の上側の内壁であり、天井板２２の下面の一部である。第２面３１Ｂは第１流路３１の下側の内壁であり、底板２３の上面の一部である。側面３１Ｃは、Ｚ軸方向に連なる複数の側壁部２６を備えて構成されている。
図７に示すように、流路３０は、複数の貫通孔２５が連通して構成される第１流路３１を有する。図８に示すように、第１流路３１を構成する内壁は、Ｚ軸方向に直交する第１面３１Ａと、Ｚ軸方向に直交し、第１面３１ＡとＺ軸方向に対向する第２面３１Ｂと、第１面３１Ａと第２面３１Ｂとを接続する側面３１Ｃと、を備える。第１面３１Ａは第１流路３１の上側の内壁であり、天井板２２の下面の一部である。第２面３１Ｂは第１流路３１の下側の内壁であり、底板２３の上面の一部である。側面３１Ｃは、Ｚ軸方向に連なる複数の側壁部２６を備えて構成されている。
【0050】
＜エッジ部＞
側面３１Ｃは、隣接する２つの側壁部２６の境界部分に形成されるエッジ部３１Ｄを有する。流路３０の延びる方向から見たエッジ部３１Ｄの断面形状は段差状となっている。エッジ部３１Ｄは流路３０の延びる方向に筋状に延びている。このため、流路３０を流れる冷媒をエッジ部３１Ｄにより整流することができる。よって、冷媒の流量を増加させ、冷却部材２０と冷媒との熱交換の効率を向上させることができる。また、エッジ部３１Ｄにより、側面３１Ｃには凹凸形状が設けられ、流路３０を構成する内壁の表面積が大きくなる。よって、冷却部材２０と冷媒との熱交換の効率を向上させることができる。
側面３１Ｃは、隣接する２つの側壁部２６の境界部分に形成されるエッジ部３１Ｄを有する。流路３０の延びる方向から見たエッジ部３１Ｄの断面形状は段差状となっている。エッジ部３１Ｄは流路３０の延びる方向に筋状に延びている。このため、流路３０を流れる冷媒をエッジ部３１Ｄにより整流することができる。よって、冷媒の流量を増加させ、冷却部材２０と冷媒との熱交換の効率を向上させることができる。また、エッジ部３１Ｄにより、側面３１Ｃには凹凸形状が設けられ、流路３０を構成する内壁の表面積が大きくなる。よって、冷却部材２０と冷媒との熱交換の効率を向上させることができる。
【0051】
＜実施形態１の効果＞
以上のように、実施形態１の冷却部材２０は、熱媒体（冷媒）が流れる流路３０が内部に形成された冷却部材２０であって、冷却部材２０は、板状体２１が第１方向（Ｚ軸方向）に複数重ねられて接合されたものであり、流路３０は、第１流路３１を含み、第１流路３１を構成する内壁は、第１方向に直交する第１面３１Ａと、第１方向に直交し、第１面３１Ａと第１方向に対向する第２面３１Ｂと、第１面３１Ａと第２面３１Ｂとを接続する側面３１Ｃと、を備え、複数の板状体２１は、第１方向について第１面３１Ａと第２面３１Ｂとの間に配され、第１方向に連続して重ねられる複数の第１板状体２４を含み、各第１板状体２４は、側面３１Ｃの一部を構成する側壁部２６を備え、側面３１Ｃは、第１方向に隣接する２つの側壁部２６の境界部分に形成され、流路３０の延びる方向から見た断面形状が段差状をなすエッジ部３１Ｄを有する。
以上のように、実施形態１の冷却部材２０は、熱媒体（冷媒）が流れる流路３０が内部に形成された冷却部材２０であって、冷却部材２０は、板状体２１が第１方向（Ｚ軸方向）に複数重ねられて接合されたものであり、流路３０は、第１流路３１を含み、第１流路３１を構成する内壁は、第１方向に直交する第１面３１Ａと、第１方向に直交し、第１面３１Ａと第１方向に対向する第２面３１Ｂと、第１面３１Ａと第２面３１Ｂとを接続する側面３１Ｃと、を備え、複数の板状体２１は、第１方向について第１面３１Ａと第２面３１Ｂとの間に配され、第１方向に連続して重ねられる複数の第１板状体２４を含み、各第１板状体２４は、側面３１Ｃの一部を構成する側壁部２６を備え、側面３１Ｃは、第１方向に隣接する２つの側壁部２６の境界部分に形成され、流路３０の延びる方向から見た断面形状が段差状をなすエッジ部３１Ｄを有する。
【0052】
このような構成によると、流路３０を構成する内壁はエッジ部３１Ｄを有するから、流路３０を流れる熱媒体をエッジ部３１Ｄにより整流することができる。よって、熱媒体の流量を増加させ、冷却部材２０と熱媒体との熱交換の効率を向上させることができる。
また、エッジ部３１Ｄが設けられることにより、流路３０を構成する内壁の表面積を大きくすることができるから、冷却部材２０と熱媒体との熱交換の効率を向上させることができる。
また、エッジ部３１Ｄが設けられることにより、流路３０を構成する内壁の表面積を大きくすることができるから、冷却部材２０と熱媒体との熱交換の効率を向上させることができる。
【0053】
実施形態１では、側壁部２６は、テーパー形状をなし、第１方向の一方側から他方側に向かうにつれて、流路３０の幅が減少または増大している。
【0054】
このような構成によると、流路３０の内壁にエッジ部３１Ｄを形成しやすくなる。
【0055】
実施形態１では、複数の板状体２１は、窒化アルミニウム、炭化珪素およびチタン化合物を含む複合材料からなる。
【0056】
このような構成によると、冷却部材２０の熱伝導性を向上させることができる。
【0057】
複合材料において、窒化アルミニウムの含有量は、３０質量％以上５０質量％以下であり、炭化珪素の含有量は、１質量％以上１０質量％以下であってもよい。この構成によれば、複合材料において、窒化アルミニウムは、炭化珪素に比べ、約３倍以上含まれることとなる。これにより、窒化アルミニウムの固溶体がさらに形成されやすくなるため、炭化珪素の粒子間の隙間がさらに少なくなり、熱がさらに伝わりやすくなる。したがって、複合材料の熱伝導性をさらに向上させることができる。
複合材料は、チタン化合物（例えば珪化チタンＴｉＳｉ２）を含むため、窒化アルミニウムと炭化珪素とから形成される複合材料の熱膨張係数を制御することができる。好ましくは、チタン化合物を２５質量％以上４５質量％以下含む。これにより、例えば、高温となる他の部材と、複合材料から構成される冷却部材２０とを接合させて、冷却部材２０を放熱部材として利用する場合、熱膨張の違いによって、他の部材が冷却部材２０から剥離することを抑制できる。これにより、冷却部材２０は、他の部材の熱を効率的に逃がす（抜熱する）ことができるとともに、他の部材との接合状態を維持することができる。
また、複合材料において、熱伝導率は、８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であってもよい。この構成によれば、複合材料の内部において、炭化珪素の粒子の間に窒化アルミニウムの固溶体が形成されることで、複合材料の熱伝導率を、８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とすることができる。
複合材料は、チタン化合物（例えば珪化チタンＴｉＳｉ２）を含むため、窒化アルミニウムと炭化珪素とから形成される複合材料の熱膨張係数を制御することができる。好ましくは、チタン化合物を２５質量％以上４５質量％以下含む。これにより、例えば、高温となる他の部材と、複合材料から構成される冷却部材２０とを接合させて、冷却部材２０を放熱部材として利用する場合、熱膨張の違いによって、他の部材が冷却部材２０から剥離することを抑制できる。これにより、冷却部材２０は、他の部材の熱を効率的に逃がす（抜熱する）ことができるとともに、他の部材との接合状態を維持することができる。
また、複合材料において、熱伝導率は、８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であってもよい。この構成によれば、複合材料の内部において、炭化珪素の粒子の間に窒化アルミニウムの固溶体が形成されることで、複合材料の熱伝導率を、８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とすることができる。
【0058】
実施形態１の保持装置（静電チャック１００）は、冷却部材２０と、対象物（ウェハＷ）を保持する保持面（第１表面Ｓ１）を有する保持部材１０と、冷却部材２０と保持部材１０とを接合する接合部４０と、を備え、冷却部材２０を構成する材料の熱膨張係数と保持部材１０を構成する材料の熱膨張係数との差は、０．３×１０－６／Ｋ以内である。
【0059】
このような構成によると、冷却部材２０と保持部材１０との熱膨張率が同程度となるから、冷却部材２０と保持部材１０とを接合する接合部４０として、柔軟な樹脂材料を用いなくてもよい。よって、樹脂材料よりも熱伝導性に優れた材料を接合部４０に使用することで、保持装置の熱伝導性を向上させることができる。
【0060】
実施形態１の冷却部材２０の製造方法は、流路３０が内部に形成された冷却部材２０の製造方法であって、主としてセラミックス材料から構成される焼結体または仮焼体（加工前板材２１Ａ）に貫通孔２５となる部分の外形ＯＬ１に沿って切れ目を入れて貫通孔２５を形成することで板状体２１を形成する板状体形成工程と、複数の板状体２１を第１方向に重ねて接合し、複数の貫通孔２５を連通させて流路３０を形成する接合工程と、を含む。
【0061】
このような冷却部材２０の製造方法によると、例えば、セラミックス材料からなるグリーンシートを積層した後、当該積層体を焼成して冷却部材を製造する場合と比較して、流路３０を構成する内壁にエッジ部３１Ｄや凹凸構造、段差構造等をより明確に形成しやすい。したがって、冷却部材２０と流路３０を流れる熱媒体との熱交換の効率を高めやすい。
また、上記の製造方法によれば、例えば、冷却部材２０を主として構成するセラミックス材料の硬度が高い場合に、冷却部材２０の流路３０を簡便に形成しやすい。
また、上記の製造方法によれば、例えば、冷却部材２０を主として構成するセラミックス材料の硬度が高い場合に、冷却部材２０の流路３０を簡便に形成しやすい。
【0062】
実施形態１の冷却部材２０の製造方法において、接合工程では、複数の板状体２１をロウ付けにより接合することが好ましい。
【0063】
このような冷却部材２０の製造方法によると、板状体２１の接合強度を向上させ、流路３０の密閉性を向上させることができる。
【0064】
［本開示の実施形態２の詳細］
本開示の実施形態２について、図９及び図１０を参照しつつ説明する。実施形態２の冷却部材１２０は第１流路１３１の側面１３１Ｃの構成を除いて、実施形態１の冷却部材２０と同様に構成されている。以下、実施形態１と同一の部材に対しては、同一の符号を付して説明を省略する。
本開示の実施形態２について、図９及び図１０を参照しつつ説明する。実施形態２の冷却部材１２０は第１流路１３１の側面１３１Ｃの構成を除いて、実施形態１の冷却部材２０と同様に構成されている。以下、実施形態１と同一の部材に対しては、同一の符号を付して説明を省略する。
【0065】
図９に示すように、冷却部材１２０の内部には流路１３０が形成されており、流路１３０は第１流路１３１を含んでいる。第１流路１３１を構成する内壁には、第１面３１Ａと、第２面３１Ｂと、第１面３１Ａと第２面３１Ｂとを接続する側面１３１Ｃと、が含まれる。
【0066】
冷却部材１２０は、Ｚ軸方向に重ねて接合された３つの第１板状体１２４を備えている。３つの第１板状体１２４は、Ｚ軸方向について最も天井板２２側に配される上側第１板状体１２４Ａと、Ｚ軸方向について最も底板２３側に配される下側第１板状体１２４Ｃと、Ｚ軸方向について上側第１板状体１２４Ａと下側第１板状体１２４Ｃの間に配される中間第１板状体１２４Ｂと、を含む。上側第１板状体１２４Ａは、貫通孔１２５Ａと、一対の第１側壁部１２６Ａと、を有する。中間第１板状体１２４Ｂは、貫通孔１２５Ｂと、一対の第２側壁部１２６Ｂと、を有する。下側第１板状体１２４Ｃは、貫通孔１２５Ｃと、一対の第３側壁部１２６Ｃと、を有する。貫通孔１２５Ａ，１２５Ｂ，１２５Ｃの幅寸法は略同一に形成されている。
【0067】
一対の第１側壁部１２６Ａ及び一対の第３側壁部１２６Ｃは、Ｚ軸方向について図示上方から図示下方に向かうにつれて、互いに近づくように傾斜するテーパー形状を有する。貫通孔１２５Ａ，１２５Ｃの幅方向の寸法は、Ｚ軸方向について図示上方から図示下方に向かうにつれて、減少している。一方、一対の第２側壁部１２６Ｂは、Ｚ軸方向について図示上方から図示下方に向かうにつれて、互いに離間するように傾斜するテーパー形状を有する。貫通孔１２５Ｂの幅方向の寸法は、Ｚ軸方向について図示上方から図示下方に向かうにつれて、増大している。
【0068】
図１０に示すように、側面１３１Ｃは、３つの側壁部１２６（第１側壁部１２６Ａ、第２側壁部１２６Ｂ、第３側壁部１２６Ｃ）及び複数のエッジ部１３１Ｄを備える。複数のエッジ部１３１Ｄは、第１エッジ部１３１Ｄ１と、第２エッジ部１３１Ｄ２と、を備える。第１エッジ部１３１Ｄ１は、第１側壁部１２６Ａと第２側壁部１２６Ｂとの境界部分に形成されている。第１エッジ部１３１Ｄ１は、第１流路１３１の内方に向かって山形状に突出している。第１流路１３１の延びる方向から見た場合の第１エッジ部１３１Ｄ１の断面形状はＶ字状をなしている。第２エッジ部１３１Ｄ２は、第２側壁部１２６Ｂと第３側壁部１２６Ｃとの境界部分に形成されている。第２エッジ部１３１Ｄ２は、第１流路１３１の外方に向かって谷形状に凹んでいる。第１流路１３１の延びる方向から見た場合の第２エッジ部１３１Ｄ２の断面形状はＶ字状をなしている。第１エッジ部１３１Ｄ１は、幅方向について第２エッジ部１３１Ｄ２より第１流路１３１の内方に配されている。
【0069】
＜実施形態２の効果＞
【0070】
実施形態２の冷却部材１２０において、側面１３１Ｃは、第１方向に隣接する３つの側壁部１２６と、複数のエッジ部１３１Ｄと、を備え、３つの側壁部１２６は、第１方向について最も第１面３１Ａ側に配される第１側壁部１２６Ａと、第１方向について最も第２面３１Ｂ側に配される第３側壁部１２６Ｃと、第１方向について第１側壁部１２６Ａと第３側壁部１２６Ｃの間に配される第２側壁部１２６Ｂとを備え、複数のエッジ部１３１Ｄは、第１側壁部１２６Ａと第２側壁部１２６Ｂとの境界部分に形成される第１エッジ部１３１Ｄ１と、第２側壁部１２６Ｂと第３側壁部１２６Ｃとの境界部分に形成される第２エッジ部１３１Ｄ２と、を備え、第１エッジ部１３１Ｄ１と第２エッジ部１３１Ｄ２とは、流路１３０の幅方向について異なる位置に配されている。
【0071】
このような構成によると、流路１３０の幅方向について異なる位置に複数のエッジ部１３１Ｄを設けることができる。よって、冷却部材１２０と熱媒体との熱交換の効率を向上させることができる。
【0072】
［本開示の実施形態３の詳細］
本開示の実施形態３について、図１１を参照しつつ説明する。実施形態３の冷却部材２２０は第１流路２３１の側面２３１Ｃの構成を除いて、実施形態１の冷却部材２０と同様に構成されている。以下、実施形態１と同一の部材に対しては、同一の符号を付して説明を省略する。
本開示の実施形態３について、図１１を参照しつつ説明する。実施形態３の冷却部材２２０は第１流路２３１の側面２３１Ｃの構成を除いて、実施形態１の冷却部材２０と同様に構成されている。以下、実施形態１と同一の部材に対しては、同一の符号を付して説明を省略する。
【0073】
冷却部材２２０の内部には流路２３０が形成されており、流路２３０は第１流路２３１を含んでいる。第１流路２３１を構成する内壁には、第１面３１Ａと、第２面３１Ｂと、第１面３１Ａと第２面３１Ｂとを接続する側面２３１Ｃと、が含まれる。
【0074】
冷却部材２２０は、Ｚ軸方向に重ねて接合された３つの第１板状体２２４を備えている。３つの第１板状体２２４は、Ｚ軸方向について最も天井板２２側に配される上側第１板状体２２４Ａと、Ｚ軸方向について最も底板２３側に配される下側第１板状体２２４Ｃと、Ｚ軸方向について上側第１板状体２２４Ａと下側第１板状体２２４Ｃの間に配される中間第１板状体２２４Ｂと、を含む。上側第１板状体２２４Ａは、貫通孔２２５Ａと、一対の第１側壁部２２６Ａと、を有する。中間第１板状体２２４Ｂは、貫通孔２２５Ｂと、一対の第２側壁部２２６Ｂと、を有する。下側第１板状体２２４Ｃは、貫通孔２２５Ｃと、一対の第３側壁部２２６Ｃと、を有する。貫通孔２２５Ａ，２２５Ｃの幅寸法は略同一に形成されている。貫通孔２２５Ｂの幅寸法は、貫通孔２２５Ａ，２２５Ｃの幅寸法より小さく設定されている。第２側壁部２２６Ｂは、幅方向について第１側壁部２２６Ａ及び第３側壁部２２６Ｃより流路２３０の内方に配されている。これにより、側面２３１Ｃには、段差状のエッジ部２３１Ｄが設けられ、凹凸構造が形成される。
【0075】
＜実施形態３の効果＞
実施形態３の冷却部材２２０において、側面２３１Ｃは、第１方向に隣接する３つの側壁部２２６を備え、３つの側壁部２２６は、第１方向について最も第１面３１Ａ側に配される第１側壁部２２６Ａと、第１方向について最も第２面３１Ｂ側に配される第３側壁部２２６Ｃと、第１方向について第１側壁部２２６Ａと第３側壁部２２６Ｃの間に配される第２側壁部２２６Ｂとを備え、第２側壁部２２６Ｂは、第１側壁部２２６Ａ及び第３側壁部２２６Ｃと比較して、流路２３０の幅方法について流路２３０の内方に配されている。
実施形態３の冷却部材２２０において、側面２３１Ｃは、第１方向に隣接する３つの側壁部２２６を備え、３つの側壁部２２６は、第１方向について最も第１面３１Ａ側に配される第１側壁部２２６Ａと、第１方向について最も第２面３１Ｂ側に配される第３側壁部２２６Ｃと、第１方向について第１側壁部２２６Ａと第３側壁部２２６Ｃの間に配される第２側壁部２２６Ｂとを備え、第２側壁部２２６Ｂは、第１側壁部２２６Ａ及び第３側壁部２２６Ｃと比較して、流路２３０の幅方法について流路２３０の内方に配されている。
【0076】
このような構成によると、３つの側壁部２２６により凹凸構造を形成し、流路２３０を構成する内壁の表面積を大きくすることができる。よって、冷却部材２２０と熱媒体との熱交換の効率を向上させることができる。
【0077】
［本開示の実施形態４の詳細］
本開示の実施形態４について、図１２を参照しつつ説明する。実施形態４の冷却部材３２０は第１板状体３２４に加えて第２板状体３２８を備える点を除いて、実施形態１の冷却部材２０と同様に構成されている。以下、実施形態１と同一の部材に対しては、同一の符号を付して説明を省略する。
本開示の実施形態４について、図１２を参照しつつ説明する。実施形態４の冷却部材３２０は第１板状体３２４に加えて第２板状体３２８を備える点を除いて、実施形態１の冷却部材２０と同様に構成されている。以下、実施形態１と同一の部材に対しては、同一の符号を付して説明を省略する。
【0078】
冷却部材３２０の内部には流路３３０が形成されている。流路３３０は第１流路３３１と第２流路３３２とを含む。第２流路３３２はＺ軸方向について第１流路３３１と並んで配置されている。第１流路３３１は、第２流路３３２より上側（天井板２２側）に配されている。
【0079】
冷却部材３２０は、複数の板状体３２１が接合されて構成されている。複数の板状体３２１は、天井板２２と、底板２３と、３つの第１板状体３２４と、第２板状体３２８と、を含む。第２板状体３２８の下側には１つの第１板状体３２４が配されている。第２板状体３２８の上側にはＺ軸方向に連続する２つの第１板状体３２４が配されている。第２板状体３２８は、Ｚ軸方向に隣接する第１板状体３２４の貫通孔３２５を閉じる隔壁部３２８Ａを備える。
【0080】
第１流路３３１は、第１面３１Ａと第２面３３１Ｂと側面３３１Ｃとから構成されている。第２面３３１Ｂは第２板状体３２８の隔壁部３２８Ａの上面である。側面３３１Ｃは、Ｚ軸方向に並んで配される２つの側壁部３２６と、エッジ部３３１Ｄと、を備える。第２流路３３２は、隔壁部３２８Ａの下面と、第１板状体３２４の側壁部３２６と、底板２３の上面と、から構成されている。
【0081】
＜実施形態４の効果＞
実施形態４の冷却部材３２０において、流路３３０は、第１流路３３１に加えて、第１流路３３１と第１方向に並んで配される第２流路３３２をさらに有し、複数の板状体３２１は、第１方向について第１流路３３１と第２流路３３２との間に配される少なくとも１つの第２板状体３２８をさらに含む。
実施形態４の冷却部材３２０において、流路３３０は、第１流路３３１に加えて、第１流路３３１と第１方向に並んで配される第２流路３３２をさらに有し、複数の板状体３２１は、第１方向について第１流路３３１と第２流路３３２との間に配される少なくとも１つの第２板状体３２８をさらに含む。
【0082】
このような構成によると、第１流路３３１と第２流路３３２とが連通する場合（例えば実施形態１の図８の場合）と比較して、流路３３０を構成する内壁の表面積を大きくすることができる。よって、冷却部材３２０と熱媒体との熱交換の効率を向上させることができる。
【0083】
［本開示の実施形態５の詳細］
本開示の実施形態５について、図１３を参照しつつ説明する。実施形態５の冷却部材４２０はステップ面４３３を備える点を除いて、実施形態１の冷却部材２０と同様に構成されている。以下、実施形態１と同一の部材に対しては、同一の符号を付して説明を省略する。
本開示の実施形態５について、図１３を参照しつつ説明する。実施形態５の冷却部材４２０はステップ面４３３を備える点を除いて、実施形態１の冷却部材２０と同様に構成されている。以下、実施形態１と同一の部材に対しては、同一の符号を付して説明を省略する。
【0084】
図１３は、実施形態５の流路４３０（第１流路４３１）が延びる方向に冷却部材４２０を切断した断面を表している。図１３は、例えば、図４におけるＢ－Ｂ断面において冷却部材４２０を切断した場合の断面に相当する。第１流路４３１を構成する内壁は、第１面３１Ａと、第１流路４３１の延びる方向について異なる位置に配される３つの第２面４３１Ｂ１，４３１Ｂ２，４３１Ｂ３と、側面４３１Ｃと、ステップ面４３３と、を含む。第２面４３１Ｂ１は底板２３の上面の一部である。第２面４３１Ｂ２，４３１Ｂ３は次述する第１板状体４２４Ｃ，４２４Ｄの上面の一部である。ステップ面４３３は、第１流路４３１の延びる方向に交差する面とされている。ステップ面４３３は、第２面４３１Ｂ１と第２面４３１Ｂ２とを接続する第１ステップ面４３３Ａと、第２面４３１Ｂ２と第２面４３１Ｂ３とを接続する第２ステップ面４３３Ｂと、を有する。
【0085】
冷却部材４２０は、４つの第１板状体４２４を備える。４つの第１板状体４２４は、天井板２２から底板２３に向かって第１板状体４２４Ａ，４２４Ｂ，４２４Ｃ，４２４Ｄの順で重ねて接合されている。側面４３１Ｃは、第１板状体４２４Ａ，４２４Ｂ，４２４Ｃ，４２４Ｄの側壁部４２６Ａ，４２６Ｂ，４２６Ｃ，４２６Ｄを備える。底板２３側に配される２つの第１板状体４２４Ｃ，４２４Ｄは、図１３の図示範囲において、それぞれ一対の側壁部４２６Ｃ，４２６Ｄを接続する接続壁部４２７Ｃ，４２７Ｄを備える（図４の接続壁部２７を参照）。接続壁部４２７Ｃは第１ステップ面４３３Ａである。接続壁部４２７Ｄは第２ステップ面４３３Ｂである。
【0086】
第１流路４３１は、図示右側において、図示左側よりもＺ軸方向に幅狭になっている。詳細には、図示右端部の第１流路４３１のＺ軸方向における寸法Ｌ３（第１面３１Ａと第２面４３１Ｂ３との間隔）は、図示中央部における第１流路４３１のＺ軸方向における寸法Ｌ２（第１面３１Ａと第２面４３１Ｂ２との間隔）よりも小さくなっている。また、図示中央部における第１流路４３１のＺ軸方向における寸法Ｌ２（第１面３１Ａと第２面４３１Ｂ２との間隔）は、図示左端部における第１流路４３１のＺ軸方向における寸法Ｌ１（第１面３１Ａと第２面４３１Ｂ１との間隔）より小さくなっている。これにより、図示左側から図示右側へと冷媒が第１流路４３１を通過する場合、冷媒の流速が大きくなる。よって、ステップ面４３３の近傍において、熱交換効率を高めることができる。
【0087】
＜実施形態５の効果＞
実施形態５の冷却部材４２０において、流路４３０を構成する内壁は、流路４３０の延びる方向に交差するステップ面４３３を備え、ステップ面４３３は、流路４３０の延びる方向にずれて配される第２面４３１Ｂ１，４３１Ｂ２同士及び第２面４３１Ｂ２，４３１Ｂ３同士を接続し、流路４３０の延びる方向においてステップ面４３３の前後で流路４３０の第１方向における寸法が異なっている。
実施形態５の冷却部材４２０において、流路４３０を構成する内壁は、流路４３０の延びる方向に交差するステップ面４３３を備え、ステップ面４３３は、流路４３０の延びる方向にずれて配される第２面４３１Ｂ１，４３１Ｂ２同士及び第２面４３１Ｂ２，４３１Ｂ３同士を接続し、流路４３０の延びる方向においてステップ面４３３の前後で流路４３０の第１方向における寸法が異なっている。
【0088】
このような構成によると、例えば熱媒体が流路４３０を流れる方向においてステップ面４３３の前後で流路４３０の第１方向における寸法が小さくなるようにした場合、熱媒体がステップ面４３３を通過することで熱媒体の流速を大きくすることができる。したがって、ステップ面４３３の近傍の領域において、冷却部材４２０と熱媒体との熱交換の効率を向上させることができる。
【0089】
［本開示の実施形態６の詳細］
本開示の実施形態６について、図１４及び図１５を参照しつつ説明する。実施形態６の冷却部材５２０は、第１板状体５２４が中州部５２９を備える点を除いて、実施形態１の冷却部材２０と同様に構成されている。以下、実施形態１と同一の部材に対しては、同一の符号を付して説明を省略する。
本開示の実施形態６について、図１４及び図１５を参照しつつ説明する。実施形態６の冷却部材５２０は、第１板状体５２４が中州部５２９を備える点を除いて、実施形態１の冷却部材２０と同様に構成されている。以下、実施形態１と同一の部材に対しては、同一の符号を付して説明を省略する。
【0090】
図１４に示すように、第１板状体５２４は貫通孔５２５の内部に配される中州部５２９を備える。中州部５２９には、中州部５２９を上下方向に貫通する中州内貫通孔５２９Ａが形成されている。中州部５２９は、加工前板材２１Ａに貫通孔５２５を形成して得られる端材２１Ｂをさらに加工することにより形成することができる（図５参照）。中州部５２９を設けることにより、冷却部材５２０の流路５３０に迂回路５３０Ａ，５３０Ｂを形成することができる。
【0091】
図１５に示すように、冷却部材５２０を構成する複数の板状体５２１は、天井板５２２と、底板５２３と、３つの第１板状体５２４と、を含んでいる。天井板５２２は、中州内貫通孔５２９Ａに対応する位置に、天井板５２２を上下方向に貫通する連通孔５２２Ａを有する。底板５２３は、中州内貫通孔５２９Ａに対応する位置に、底板５２３を上下方向に貫通する連通孔５２３Ｃを有する。よって、冷却部材５２０は、中州内貫通孔５２９Ａ及び連通孔５２２Ａ，５２３Ｃが連通することで形成される挿通孔Ｈ１を有する。挿通孔Ｈ１は冷却部材２０を上下方向に貫通している。挿通孔Ｈ１は、例えば、各種端子を挿通するための端子用孔や、リフトピンを挿通するためのリフトピン用孔として使用することができる。したがって、中州部５２９及び挿通孔Ｈ１を設けることにより、端子やリフトピン等の他部材と冷却部材５２０との相対配置を変更することなく、流路５３０を設計することができる。
【0092】
＜実施形態６の効果＞
実施形態６の冷却部材５２０の製造方法において、板状体形成工程では、貫通孔５２５内に配される中州部５２９をさらに備える板状体５２１（第１板状体５２４）を形成する。
実施形態６の冷却部材５２０の製造方法において、板状体形成工程では、貫通孔５２５内に配される中州部５２９をさらに備える板状体５２１（第１板状体５２４）を形成する。
【0093】
このような冷却部材５２０の製造方法によると、中州部５２９により流路５３０に迂回路５３０Ａ，５３０Ｂを設けることができる。したがって、例えば、冷却部材５２０と組み合わせて用いられる他部材との位置関係に応じて、流路５３０を設計しやすくなる。
【0094】
＜他の実施形態＞
（１）上記実施形態１～６に限らず、第１流路の側面が備えるエッジ部の数及び側壁部の数は適宜変更してもよい（ただし側壁部は２つ以上）。
（１）上記実施形態１～６に限らず、第１流路の側面が備えるエッジ部の数及び側壁部の数は適宜変更してもよい（ただし側壁部は２つ以上）。
【0095】
（２）上記実施形態１では、側壁部２６はテーパー形状をなしていたが、側壁部はテーパー形状でなくてもよい。
【0096】
（３）上記実施形態１では、流路３０は平面視においてスパイラル状に延びていたが、流路の平面視における形状は他の形状であってもよい。流路が細長く延びている形態であればよい。
【0097】
（４）上記実施形態４では、第２流路３３２を構成する内壁はテーパー形状の側壁部３２６を備え、エッジ部を備えない構成であったが、第２流路を構成する内壁の形状は適宜変更してもよい。
【0098】
（５）上記実施形態５では、第１ステップ面４３３Ａは第２面４３１Ｂ１，４３１Ｂ２同士を接続し、第２ステップ面４３３Ｂは第２面４３１Ｂ２，４３１Ｂ３同士を接続していたが、ステップ面は第１面同士を接続する態様であってもよい。また、ステップ面の数は適宜変更してもよい。
【0099】
（６）上記実施形態６では、中州部５２９は中州内貫通孔５２９Ａを有していたが、中州部は中州内貫通孔を有しなくてもよい。
【符号の説明】
【0100】
１０…保持部材
２０，１２０，２２０，３２０，４２０，５２０…冷却部材
２１，３２１，５２１…板状体 ２１Ａ…加工前板材 ２１Ｂ…端材
２２，５２２…天井板 ５２２Ａ…連通孔
２３，５２３…底板 ２３Ａ…導入孔 ２３Ｂ…導出孔 ５２３Ｃ…連通孔
２４，１２４，２２４，３２４，４２４，４２４Ａ，４２４Ｂ，４２４Ｃ，４２４Ｄ，５２４…第１板状体 １２４Ａ，２２４Ａ…上側第１板状体 １２４Ｂ，２２４Ｂ…中間第１板状体 １２４Ｃ，２２４Ｃ…下側第１板状体 ２５，１２５Ａ，１２５Ｂ，１２５Ｃ，２２５Ａ，２２５Ｂ，２２５Ｃ，３２５，５２５…貫通孔 ２６，１２６，２２６，３２６，４２６Ａ，４２６Ｂ，４２６Ｃ，４２６Ｄ…側壁部 １２６Ａ，２２６Ａ…第１側壁部 １２６Ｂ，２２６Ｂ…第２側壁部 １２６Ｃ，２２６Ｃ…第３側壁部 ２７，４２７Ｃ，４２７Ｄ…接続壁部 ３２８…第２板状体 ３２８Ａ…隔壁部 ５２９…中州部 ５２９Ａ…中州内貫通孔
３０，１３０，２３０，３３０，４３０，５３０…流路 ５３０Ａ，５３０Ｂ…迂回路 ３１，１３１，２３１，３３１，４３１…第１流路 ３１Ａ…第１面 ３１Ｂ，３３１Ｂ，４３１Ｂ１，４３１Ｂ２，４３１Ｂ３…第２面 ３１Ｃ，１３１Ｃ，２３１Ｃ，３３１Ｃ，４３１Ｃ…側面 ３１Ｄ，１３１Ｄ，２３１Ｄ，３３１Ｄ…エッジ部 １３１Ｄ１…第１エッジ部 １３１Ｄ２…第２エッジ部 ３３２…第２流路 ４３３…ステップ面
４３３Ａ…第１ステップ面 ４３３Ｂ…第２ステップ面
４０…接合部 ５０…チャック電極
１００…静電チャック
Ｈ１…挿通孔 Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…第１流路のＺ軸方向における寸法 ＯＬ１…外形 Ｓ１…第１表面 Ｓ２…第２表面 Ｓ３…第３表面 Ｓ４…第４表面
Ｗ…ウェハ
２０，１２０，２２０，３２０，４２０，５２０…冷却部材
２１，３２１，５２１…板状体 ２１Ａ…加工前板材 ２１Ｂ…端材
２２，５２２…天井板 ５２２Ａ…連通孔
２３，５２３…底板 ２３Ａ…導入孔 ２３Ｂ…導出孔 ５２３Ｃ…連通孔
２４，１２４，２２４，３２４，４２４，４２４Ａ，４２４Ｂ，４２４Ｃ，４２４Ｄ，５２４…第１板状体 １２４Ａ，２２４Ａ…上側第１板状体 １２４Ｂ，２２４Ｂ…中間第１板状体 １２４Ｃ，２２４Ｃ…下側第１板状体 ２５，１２５Ａ，１２５Ｂ，１２５Ｃ，２２５Ａ，２２５Ｂ，２２５Ｃ，３２５，５２５…貫通孔 ２６，１２６，２２６，３２６，４２６Ａ，４２６Ｂ，４２６Ｃ，４２６Ｄ…側壁部 １２６Ａ，２２６Ａ…第１側壁部 １２６Ｂ，２２６Ｂ…第２側壁部 １２６Ｃ，２２６Ｃ…第３側壁部 ２７，４２７Ｃ，４２７Ｄ…接続壁部 ３２８…第２板状体 ３２８Ａ…隔壁部 ５２９…中州部 ５２９Ａ…中州内貫通孔
３０，１３０，２３０，３３０，４３０，５３０…流路 ５３０Ａ，５３０Ｂ…迂回路 ３１，１３１，２３１，３３１，４３１…第１流路 ３１Ａ…第１面 ３１Ｂ，３３１Ｂ，４３１Ｂ１，４３１Ｂ２，４３１Ｂ３…第２面 ３１Ｃ，１３１Ｃ，２３１Ｃ，３３１Ｃ，４３１Ｃ…側面 ３１Ｄ，１３１Ｄ，２３１Ｄ，３３１Ｄ…エッジ部 １３１Ｄ１…第１エッジ部 １３１Ｄ２…第２エッジ部 ３３２…第２流路 ４３３…ステップ面
４３３Ａ…第１ステップ面 ４３３Ｂ…第２ステップ面
４０…接合部 ５０…チャック電極
１００…静電チャック
Ｈ１…挿通孔 Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…第１流路のＺ軸方向における寸法 ＯＬ１…外形 Ｓ１…第１表面 Ｓ２…第２表面 Ｓ３…第３表面 Ｓ４…第４表面
Ｗ…ウェハ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】