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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】P2024138994
(43)【公開日】2024-10-09
(54)【発明の名称】保持装置
(51)【国際特許分類】
   H01L 21/683 20060101AFI20241002BHJP
   H01L 21/3065 20060101ALI20241002BHJP
   C23C 16/458 20060101ALI20241002BHJP
【FI】
H01L21/68 R
H01L21/302 101G
C23C16/458
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023049749
(22)【出願日】2023-03-27
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-06-28
(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】植松 大輔
(72)【発明者】
【氏名】公門 保明
(72)【発明者】
【氏名】井上 志郎
(72)【発明者】
【氏名】野村 一平
(72)【発明者】
【氏名】大原 穂波
【テーマコード(参考)】
4K030
5F004
5F131
【Fターム(参考)】
4K030CA04
4K030CA12
4K030FA01
4K030GA02
4K030LA15
5F004AA16
5F004BB13
5F004BB18
5F004BB22
5F004BB25
5F004BB26
5F004BB29
5F131AA02
5F131AA03
5F131BA03
5F131BA04
5F131BA19
5F131BA23
5F131CA03
5F131CA06
5F131EA03
5F131EB11
5F131EB78
5F131EB82
5F131EB84
(57)【要約】
【課題】ガス流路の所定箇所に多孔質体を設置可能な保持装置の提供。
【解決手段】本発明の保持装置100は、対象物Wを保持する第1表面S1、それの反対側に配される第2表面S2を含み、セラミックスを主成分とする板状部材11と、その内部に形成されるガス流路12と、ガス流路12の一部に充填され、セラミックスを主成分とするガス透過性の多孔質体70とを有する保持基板10を備える。ガス流路12は、第1表面S1側に開口したガス流出口12bを含み、ガス流出口12bから第2表面S2側に延びつつ、多孔質体70が充填される縦流路部120と、縦流路部120と接続し、第1表面S1に対して平行に延びた横流路部130とを有する。多孔質体70は、ガス流出口12bよりも第2表面S2側であり、かつ横流路部130よりも第1表面S1側に配され、径方向においてガス流出口12bよりも大きい幅広部72を有する。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象物を保持する第1表面、及び前記第1表面の反対側に配される第2表面を含み、セラミックスを主成分とする板状部材と、前記板状部材の内部に形成されるガス流路と、前記ガス流路の一部に充填され、セラミックスを主成分とするガス透過性の多孔質体とを有する保持基板を備える保持装置であって、
前記ガス流路は、
前記第1表面側に開口したガス流出口を含み、前記ガス流出口から前記第2表面側に延びつつ、前記多孔質体が充填される縦流路部と、
前記縦流路部と接続し、前記第1表面に対して平行に延びた横流路部とを有し、
前記多孔質体は、前記ガス流出口よりも前記第2表面側であり、かつ前記横流路部よりも前記第1表面側に配され、径方向において前記ガス流出口よりも大きい幅広部を有する保持装置。
【請求項2】
前記幅広部は、前記第1表面側から前記第2表面側に向かって広がるように傾斜する傾斜面を含む請求項1に記載の保持装置。
【請求項3】
前記幅広部は、前記傾斜面を含む傾斜部と、前記傾斜部から前記第2表面側に真っ直ぐ延びた柱状部とを含む請求項2に記載の保持装置。
【請求項4】
前記幅広部は、前記横流路部に隣り合う形で配される請求項1から請求項3の何れか一項に記載の保持装置。
【請求項5】
前記縦流路部は、前記多孔質体の前記第2表面側に配されかつ前記多孔質体の前記第2表面側と対向する底部を含み、前記多孔質体が充填されない底側流路部と、前記ガス流出口の反対側であり、かつ前記底側流路部よりも前記第1表面側に配され、前記多孔質体の前記第2表面側を露出させるように前記底部側に開口した開口部とを有し、
前記開口部から露出した前記多孔質体の前記第2表面側が、前記底部と全面的に対向している請求項1に記載の保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、保持装置に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体を製造する際にウェハ(半導体ウェハ)を保持する保持装置の一例として、静電チャックが挙げられる(特許文献1参照)。静電チャックは、絶縁性のセラミックス(例えば、アルミナ)を主体とした保持基板(セラミック基板)を備えており、その保持基板の表面上でウェハが静電引力により保持される。静電引力は、保持基板の内部に設けられたチャック電極に電圧が印加されることで、発生する。
【0003】
この種の静電チャックでは、プラズマエッチング等のプラズマ処理において、保持基板とウェハとの間に、ヘリウムガス等の熱伝導ガスを供給して、ウェハから熱を取り除くことが行われている。そのため、静電チャックの保持基板の内部には、外部から供給された熱伝導ガスを、ウェハに向かって流すためのガス流路が形成されている。
【0004】
なお、プラズマ処理時に印加される高周波電力により、ガス流路内で異常放電(アーキング)が発生して、その異常放電により保持基板上のウェハが損傷することがあった。そのため、このような異常放電の発生を抑制するために、ガス流路の内部に、絶縁性のセラミック材料からなるガス透過性の多孔質体が設けられていた。
【0005】
多孔質体は、例えば、セラミック粉末、造孔材、バインダ等を含むペースト状の未焼成組成物を、所定形状に成形した状態で焼成することで得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第4959905号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
静電チャックを製造する際に、例えば、保持基板用のグリーンシートに設けられたガス流路用の円筒状の孔部に、前記未焼成組成物を充填した状態で、前記グリーンシート及び前記未焼成組成物を同時に焼成(脱脂焼成等)すると、前記未焼成組成物からなる多孔質体が、前記孔部から内圧の影響等により、浮き上がるように外側へ突出する等して変形することがあった。そのため、従来の静電チャックでは、多孔質体等の歩留まりが悪くなることがあり、問題となっていた。
【0008】
本発明の目的は、ガス流路の所定箇所に多孔質体を設置可能な保持装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。即ち、
<1> 対象物を保持する第1表面、及び前記第1表面の反対側に配される第2表面を含み、セラミックスを主成分とする板状部材と、前記板状部材の内部に形成されるガス流路と、前記ガス流路の一部に充填され、セラミックスを主成分とするガス透過性の多孔質体とを有する保持基板を備える保持装置であって、前記ガス流路は、前記第1表面側に開口したガス流出口を含み、前記ガス流出口から前記第2表面側に延びつつ、前記多孔質体が充填される縦流路部と、前記縦流路部と接続し、前記第1表面に対して平行に延びた横流路部とを有し、前記多孔質体は、前記ガス流出口よりも前記第2表面側であり、かつ前記横流路部よりも前記第1表面側に配され、径方向において前記ガス流出口よりも大きい幅広部を有する保持装置。
【0010】
<2> 前記幅広部は、前記第1表面側から前記第2表面側に向かって広がるように傾斜する傾斜面を含む前記<1>に記載の保持装置。
【0011】
<3> 前記幅広部は、前記傾斜面を含む傾斜部と、前記傾斜部から前記第2表面側に真っ直ぐ延びた柱状部とを含む前記<2>に記載の保持装置。
【0012】
<4> 前記幅広部は、前記横流路部に隣り合う形で配される前記<1>から<3>の何れか1つに記載の保持装置。
【0013】
<5> 前記縦流路部は、前記多孔質体の前記第2表面側に配されかつ前記多孔質体の前記第2表面側と対向する底部を含み、前記多孔質体が充填されない底側流路部と、前記ガス流出口の反対側であり、かつ前記底側流路部よりも前記第1表面側に配され、前記多孔質体の前記第2表面側を露出させるように前記底部側に開口した開口部とを有し、 前記開口部から露出した前記多孔質体の前記第2表面側が、前記底部と全面的に対向している前記<1>から<4>の何れか1つに記載の保持装置。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、ガス流路の所定箇所に多孔質体を設置可能な保持装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】実施形態1に係る保持装置の外観構成を模式的に表した斜視図
図2】実施形態1に係る保持装置の内部構造を模式的に表した断面図
図3】基板側ガス流路の一部を拡大した保持基板の断面図
図4図3のA-A線断面図
図5】保持基板の製造方法を模式的に表した説明図
図6】保持基板の製造方法を模式的に表した説明図
図7】射出成型装置を用いて、グリーンシートの積層物(第1積層物)に設けられた孔部に、多孔質体用ペーストを充填する方法を模式的に表した説明図
図8】スクリーン印刷装置を用いて、グリーンシートの積層物(第1積層物)に設けられた孔部に、多孔質体用ペーストを充填する方法を模式的に表した説明図
図9】実施形態2に係る保持基板の基板側ガス流路の一部を拡大した断面図
図10】実施形態3に係る保持基板の基板側ガス流路の一部を拡大した断面図
図11】実施形態4に係る保持基板の基板側ガス流路の一部を拡大した断面図
図12】実施形態5に係る保持基板の基板側ガス流路の一部を拡大した断面図
図13】実施形態6に係る保持基板の基板側ガス流路の一部を拡大した断面図
【発明を実施するための形態】
【0016】
<実施形態1>
以下、実施形態1に係る保持装置100を、図1図8を参照しつつ説明する。保持装置100は、対象物(例えば、ウェハW)を、静電引力によって吸着して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。
【0017】
図1は、実施形態1に係る保持装置100の外観構成を模式的に表した斜視図であり、図2は、実施形態1に係る保持装置100の内部構造を模式的に表した断面図である。保持装置100は、円板状の保持基板(セラミック基板)10と、その保持基板10よりも大きな円板状のベース部材20とを備える。例えば、保持基板10が、直径300mm及び厚み3mmの円板状をなす場合、ベース部材20は、直径340mm及び厚み20mmの円板状に設定される。なお、保持基板10及びベース部材20には、それぞれ、互いの位置合わせを行うための位置決め部(凹凸等)が設けられてもよい。
【0018】
保持基板10及びベース部材20は、保持基板10が上側に配され、かつベース部材20が下側に配された状態で、上下方向に互いに重ねられる。保持基板10及びベース部材20は、それらの間に介在される接合材30により、互いに接合される。
【0019】
保持基板10は、上側に配される略円形状の第1表面S1と、その第1表面S1の反対側(つまり、下側)に配され、かつベース部材20と対向する略円形状の第2表面S2とを有する。ベース部材20は、上側に配され、かつ保持基板10の第2表面S2と対向する略円形状の第3表面S3と、その第3表面S3の反対側(つまり、下側)に配される略円形状の第4表面S4とを有する。上述した接合材30は、保持基板10の第2表面S2とベース部材20の第3表面S3との間で挟まれつつ、層状に広がった状態となっている。
【0020】
保持基板10は、円板状の板状部材11と、その板状部材11の内部に形成された基板側ガス流路12とを備える。板状部材11の上側の表面が、保持基板10の第1表面S1となる。また、板状部材11の下側の表面が、保持基板10の第2表面S2となる。
【0021】
板状部材11は、セラミックスを主成分とする板状(円板状)をなした絶縁性の部材である。本明細書において、「主成分」とは、含有割合の最も多い成分を意味する。本実施形態の板状部材11は、アルミナ(Al)からなる。なお、他の実施形態においては、窒化アルミニウム(AlN)等の他のセラミックスからなるものであってもよい。
【0022】
基板側ガス流路(ガス流路の一例)12は、保持装置100が備える不活性ガス(例えば、熱伝導ガスであるヘリウムガス)を流すための流路60の一部を構成する。基板側ガス流路12は、保持基板10の板状部材11の内部に形成される。基板側ガス流路12は、保持基板10の第2表面S2に開口した入口12aと、第1表面S1に開口したガス流出口12bとを含む、保持基板10内を貫通する孔からなる。入口12aから不活性ガスが供給されると、不活性ガスは、基板側ガス流路12内を通って最終的にガス流出口12bから外部に排出される。
【0023】
図3は、基板側ガス流路12の一部を拡大した保持基板10の断面図であり、図4は、図3のA-A線断面図である。図3には、保持基板10を厚み方向に沿って切断した断面構造が示されている。基板側ガス流路12は、図3等に示されるように、第1縦流路部120と、横流路部130と、第2縦流路部140とを備える。
【0024】
第1縦流路部120は、第1表面S1側に開口したガス流出口12bを含み、ガス流出口12bから第2表面S2側に、板状部材11の厚み方向に沿って延びた流路である。この第1縦流路部120内に、後述する多孔質体70が充填される。
【0025】
横流路部130は、第1縦流路部120と接続し、第1表面S1に対して平行に延びた流路である。横流路部130の下流側の端部は、第1縦流路部120の上流側の端部と接続している。なお、基板側ガス流路12において、入口12a側が上流側であり、ガス流出口12bが下流側である。
【0026】
第2縦流路部140は、第2表面S2に開口した入口12aを含み、入口12aから第1表面S1側に、板状部材11の厚み方向に沿って延びた流路である。第2縦流路部140の下流側の端部は、横流路部130の上流側の端部と接続している。なお、入口12aは、基板側ガス流路12の入口をなす。
【0027】
また、保持基板10は、基板側ガス流路12の一部である第1縦流路部120に充填され、セラミックスを主成分とするガス透過性の多孔質体70を備える。多孔質体70の詳細は、後述する。
【0028】
保持基板10は、更に、電極部材であるチャック電極40を備える。チャック電極40は、全体的には、第1表面S1に略平行な平面状(層状)をなしている。チャック電極40は、例えば、タングステン、モリブデン、白金等の電電性材料から形成される。チャック電極40は、図2に示されるように、保持基板10(板状部材11)の内部において、第1表面S1側に配されている。チャック電極40は、端子等を介して外部の電源に接続されており、チャック電極40に対して給電が行われると、静電引力が発生し、この静電引力によってウェハWが、保持基板10の第1表面S1に吸着保持される。なお、チャック電極40には、厚み方向(上下方向)に貫通する貫通孔41が形成されている。なお、他の実施形態において、電極部材として高周波電極、ヒータ電極を備えていてもよい。
【0029】
図1及び図2に示されるように、保持基板10の第1表面S1には、複数のガス流出口12bが設けられている。第1表面S1の外周縁部は、それよりも内側の部分と比べて僅かに上方に突出しつつ、円環状に形成されている。そのため、第1表面S1にウェハWが吸着保持されると、図2に示されるように、ウェハWと第1表面S1の内側の部分との間に隙間(ギャップ)Gが形成される。
【0030】
ベース部材20は、例えば、金属(アルミニウム、アルミニウム合金等)、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される。
【0031】
ベース部材20の内部には、冷媒流路21が設けられている。冷媒流路21に冷媒(例えば、フッ素系不活性液体、水等)が流されることで、プラズマ熱の冷却が行われる。また、冷媒流路21に冷媒が流されると、ベース部材20が冷却され、接合材30を介したベース部材20と保持基板10との間の伝熱(熱引き)により、保持基板10が冷却される。その結果、保持基板10の第1表面S1で保持されたウェハWが冷却される。なお、冷媒流路21における冷媒の流量を適宜、調整することにより、第1表面S1で保持されたウェハWの温度を制御することができる。
【0032】
ベース部材20の内部には、流路60の一部を構成するベース側ガス流路22が設けられている。ベース側ガス流路22は、全体的には、ベース部材20の厚み方向に延びた貫通孔状をなしており、ベース部材20の第4表面S4に開口した入口22aと、第3表面S3に開口した出口22bとを備える。入口22aは、ベース側ガス流路22の入口をなすと共に、保持装置100に設けられた流路60全体の入口をなす。
【0033】
接合材30は、例えば、シリコーン系の有機接合剤、無機接合剤、又はAl系の金属接着剤を含むボンディングシート等により構成される。接合材30としては、保持基板10及びベース部材20の双方に対して高い接着力を備えつつ、高い耐圧性及び熱伝導性を備えるものが好ましい。
【0034】
接合材30にも、流路60の一部を構成する接合側ガス流路31が形成されている。接合側ガス流路31は、層状の接合材30を厚み方向に貫通する孔からなる。
【0035】
流路60は、保持装置100の第1表面S1側に、不活性ガス(ヘリウムガス等)を供給するものである。第1表面S1には、上述したように、流路60の出口であるガス流出口12bが多数設けられており、各ガス流出口12bから不活性ガスが排出される形で、第1表面S1側に不活性ガスが供給される。このような流路60は、上述したように、ベース側ガス流路22と、接合側ガス流路31と、基板側ガス流路(ガス流路)12とを備える。
【0036】
流路60の入口22aは、ベース部材20の第4表面S4に複数設けられている。各入口22aから不活性ガス(図2中の矢印H)が供給されると、その不活性ガスは、各入口22aに接続したベース側ガス流路22、接合側ガス流路31及び基板側ガス流路(ガス流路)12を順次通過し、最終的に、第1表面S1に設けられた複数のガス流出口12bから排出される。
【0037】
ベース側ガス流路22の出口22bは、接合側ガス流路31の下側(ベース部材20側)の開口部と接続する。また、接合側ガス流路31の上側(保持基板10側)の開口部は、基板側ガス流路(ガス流路)12の入口12aと接続する。基板側ガス流路(ガス流路)12の入口12aは、保持基板10の第2表面S2に複数設けられている。
【0038】
このような基板側ガス流路(ガス流路)12の入口12aを含む第2縦流路部140は、その下流側で、複数の横流路部130と接続する。そして、各横流路部130には、それぞれ第1縦流路部120が接続されている。つまり、基板側ガス流路(ガス流路)12は、保持基板10(板状部材11)の内部において、上流側から下流側に向かって複数に分岐した形をなしている。
【0039】
次いで、多孔質体70及び多孔質体70が充填される基板側ガス流路12について、詳細に説明する。
【0040】
多孔質体70は、絶縁性のセラミックスを主成分とする、多数の気孔を含むガス透過性の部材である。多孔質体70は、基板側ガス流路12における複数の第1縦流路部120に対して、それぞれ充填される。多孔質体70は、全体的には、上下方向(保持基板10の厚み方向)に延びた形をなしており、内部に不活性ガスを通過させる通気経路が網目状に形成されている。通気経路は、多孔質体70内において、多数の気孔が互いに連なったものからなる。気孔は、多孔質体70の製造時(焼成時)に、粒子状の造孔材が焼失(消失)した痕として形成される。造孔材としては、例えば、合成樹脂製のビーズや炭素粉末等が利用される。
【0041】
第1縦流路部120は、図3に示されるように、全体的には、上下方向に延びた有底の筒状をなしている。第1縦流路部120は、第1表面S1側に配されるガス流出口12bと、第2表面S2側に配される底部120bとを有する。また、第1縦流路部120はガス流出口12bの反対側であり、かつ底部120bの上方(第1表面S1側)に、ガス流出口12bよりも大径の開口部12cを備えている。
【0042】
このような第1縦流路部120は、上端(第1表面S1側)に配され、ガス流出口12bを含む小径収容部121と、小径収容部121の下端(第2表面S2側)に接続し、小径収容部121よりも内径の大きい幅広収容部122とを備える。
【0043】
小径収容部121は、ガス流出口12bから第2表面S2側に、板状部材11の厚み方向に沿って真っ直ぐに延びた周面を含む円筒状の孔部である。
【0044】
幅広収容部122は、小径収容部121の下端(第2表面S2側)に接続する幅広傾斜収容部123と、幅広傾斜収容部123の下端(第2表面S2側)に接続する幅広大径収容部124とからなる。
【0045】
幅広傾斜収容部123は、第1表面S1側から第2表面S2側に向かって外側に広がるように傾斜した円環状の傾斜周面を含む筒状の孔部である。幅広大径収容部124は、幅広傾斜収容部123から第2表面S2側に、板状部材11の厚み方向に沿って真っ直ぐに延び、小径収容部121よりも内径の大きい周面を含む円筒状の孔部である。
【0046】
なお、第1縦流路部120は、幅広収容部122の下側(第2表面S2側)に、多孔質体70が充填されない底側流路部125を備えている。底側流路部125は、図4に示されるように、平面視で円形状をなした底部120bと、この周縁から幅広大径収容部124(第1表面S1側)に向かって立ち上がった周面125aを含む部分である。底部120bは、多孔質体70の第2表面S2側に配され、かつ多孔質体70の第2表面S2側と対向する。なお、底側流路部125の周面125aの一部は、開口されており、その開口した部分(開口部)125bに、横流路部130の下流側の端部130bが接続される。
【0047】
多孔質体70は、その下側に空間Vが形成されるように、第1縦流路部120に充填される。具体的には、多孔質体70は、幅広収容部122の下側(第2表面S2側)に空間Vが形成されるように、第1縦流路部120の小径収容部121及び幅広収容部122に充填される。このような多孔質体70は、第1表面S1側に配され、小径収容部121に充填される先端部71と、その先端部71の下端(第2表面S2側)に接続し、幅広収容部122に充填される幅広部72とを有する。
【0048】
先端部71は、全体的には、上下方向に延びた円柱状をなしており、第1縦流路部120の小径収容部121内に充填される。先端部71の上端面70aは、平面視で円形状をなしており、第2表面S2のガス流出口12bから露出している。本実施形態の場合、第1平面S1及び上端面70aは、互いに同一平面をなすように配されている。また、先端部71の周面71bは、上下方向に真っ直ぐに延びた円筒状をなしている。
【0049】
幅広部72は、径方向の大きさが、ガス流出口12bよりも大きい部分である。また、幅広部72は、先端部71よりも径方向の大きさが大きい部分である。このような幅広部72は、第1表面S1側から第2表面S2側に向かって広がるように傾斜する円環状の傾斜面73aを含む傾斜部73と、この傾斜部73から第2表面S2側に真っ直ぐに延びた円柱状の柱状部74とを備える。傾斜面73aは、円錐台の周面のような円環状の形をなしている。柱状部74の下端面70b(多孔質体70の第2表面S2側の端面)は、横流路部130の上部と、略同じ高さ位置に設定される。
【0050】
下端面70bは、開口部12cから空間V側に露出しており、この下端面70bから多孔質体70内に不活性ガスが供給される。開口部12cは、ガス流出口12bの反対側であり、かつ底側流路部125よりも第1表面S1側に配され、多孔質体70の第2表面S2側を露出させるように底部120b側に開口している。このような開口部12cから露出した多孔質体70の下端面70b(第2表面S2側)が、底部120bの表面(底面)と全面的に対向している。本実施形態の場合、底部120bの表面(底面)の大きさは、下端面70bの大きさと同じである。そして、このような底部120bを含む底側流路部125に、第1表面S1に対して平行に延びた横流路部130が接続されている。
【0051】
このように多孔質体70の下端面70bが、多孔質体70が充填されない底流路部125の底部120bと全面的に対向することにより、十分な流量の不活性ガスを多孔質体70内に導入することができる。
【0052】
本実施形態の多孔質体70では、幅広部72(傾斜部73)の第1表面S1側に接続する先端部71の周面71bと、傾斜部73の傾斜面73aとの間の角度θが、90°<θ<180°となるように設定されている。このように設定されていると、保持基板10の製造時(後述する脱脂焼成時等)に、多孔質体70を形成するための多孔質体用ペーストに対して、仮に、第2表面S2側から第1表面S1側に向かうような力が作用して、多孔質体用ペーストが第1縦流路部120を形成するための孔部内を第2表面S2側から第1表面S1側へ移動しようとしても、多孔質体70の幅広部72に対応する部分が、多孔質体70の周りに配置される、第1縦流路部120を構成する周壁部111の円環状の角部(小径収容部121の周り及び幅広傾斜収容部123の周りを構成する部分)111aに対応する部分に対して引っ掛かる形(係止される形)となる。そのため、第1縦流路部120を形成するための孔部内の多孔質体用ペーストが変形等して、多孔質体70が第1縦流路部120の外部に脱落等することが抑制される。その結果、本実施形態の保持装置100では、基板側ガス流路12の所定箇所に、多孔質体70を設置することができる。
【0053】
なお、多孔質体70は、図3に示されるように、ガス流出口12bよりも第2表面S2側であり、かつ横流路部130よりも第1表面S1側に配されている。
【0054】
また、多孔質体70は、ガス流出口12bの内側に配される円形状の上端面70aから第2表面S2側に真っ直ぐに延びた円柱状の中心部70cと、その中心部70cの周りを囲むように中心部70cの外側に配され、かつ中心部70cの外周面よりも外側に突出した幅広突出部70dとから構成されているとも言える。このような幅広突出部70dを備えることで、多孔質体70の製造時に、第1縦流路部120を形成するための孔部の開口部から上側にはみ出すことが抑制される。
【0055】
特に、本実施形態の多孔質体70は、第1表面S1側から第2表面S2側に、先端部71、傾斜部73及び幅広部74が、この順で繋がったものからなる。先端部71は、円柱状であり、この下端に、先端部71よりも幅広の傾斜部73が接続している。傾斜部73は、第1表面S1側から第2表面S2側に向かって広がるように傾斜する傾斜面73a含んでおり、この傾斜面73a(傾斜部73)から第2表面S2側に真っ直ぐに円柱状に延びる形で、円柱部74が設けられている。つまり、本実施形態の多孔質体70は、板状部材11の厚み方向において、傾斜面73aを含む傾斜部73が、真っ直ぐに延びた円柱状の先端部71と、真っ直ぐに延びた円柱状の柱状部74とで挟まれている。
【0056】
多孔質体70がこのような構成を備えていると、多孔質体70が位置ずれし難く、しかも多孔質体70と、その周りに配される板状部材11(周壁部111)との密着性が良くなる。保持基板10の製造過程において、後述するように、板状部材11を形成するためのグリーンシートの積層物(成形体)の焼成が行われる。積層物には、第1縦流路部120を形成するための孔部が形成されており、その孔部に、多孔質体70を形成するための多孔質体用ペーストが充填される。このような積層物を焼成すると、孔部内に充填された多孔質体70を形成するための多孔質体用ペーストよりも、その周りに配されるグリーンシートの積層物(周壁部111に対応する部分)の方が、収縮(特に、面内方向における収縮)が大きいため、孔部内の多孔質体用ペーストが、その周りに配されるグリーンシートの積層物によって締め付けられる形となる。そのため、例えば、先端部と傾斜部のみからなる多孔質体(傾斜部の下端面が開口部12cから露出する場合)や、ガス流出口12b側(第1表面S1側)から開口部12c側(第2表面S2側)に向かって広がるように傾斜した円錐台状の多孔質体(後述する実施形態5の多孔質体70D)よりも、本実施形態の多孔質体70は、上述したように、位置ずれし難く、その周りに配される板状部材11(周壁部111)との密着性が良い。
【0057】
また、本実施形態の多孔質体70は、先端部71、傾斜部73及び柱状部74を備えているため、例えば、図3に示される角度θが90°の場合の多孔質体と比べて、多孔質体70の体積を必要最小限に留めることができる。このような本実施形態の多孔質体70を備える保持基板10は、相対的に、板状部材11を構成するセラミックス部分(アルミナ)の比率を高めつつ、高い強度を維持できる。
【0058】
続いて、本実施形態の保持装置100の製造方法の一例を説明する。ここで、先ず図5及び図6を参照しつつ、保持装置100を構成する保持基板10の製造方法について説明する。図5及び図6は、保持基板10の製造方法を模式的に表した説明図である。この保持基板10の製造方法は、グリーンシート(セラミックグリーンシート)を利用するシート積層法を応用したものである。なお、図5及び図6のうち、図6(E)以外については、保持基板10の下側(第2表面S2側)が各図の上側に対応し、かつ保持基板10の上側(第1表面S1側)が各図の下側に対応するように示される。
【0059】
先ず、図5(A)に示されるように、保持基板10の板状部材11を形成するためのグリーンシート8が複数枚積層される。その際、グリーンシート8の所定箇所には、必要に応じて孔部81や導体層9が形成される。
【0060】
アルミナ粉末、アクリル系バインダ、分散剤、可塑剤等を含む混合物に、更に有機溶剤を加えたものを、ボールミルを用いて混合することで、グリーンシート用のスラリーが得られる。このスラリーを、キャスティング装置でシート状に成形し、その後、得られた成形物を乾燥させることで、複数枚のグリーンシートが得られる。
【0061】
また、アルミナ粉末、アクリル系バインダ、有機溶剤の混合物に、タングステンやモリブデン等の導電性粉末を添加して混錬することにより、メタライズペーストが得られる。このメタライズペーストを、例えばスクリーン印刷装置を用いて印刷することにより、特定のグリーンシート8に、導体層9が形成される。
【0062】
孔部81は、公知の加工装置(ルーター等)を利用して、グリーンシート8の所定箇所に形成される。
【0063】
図5(A)には、3枚のグリーンシート8が、上下で互いに分かれた状態で示されている。図5(A)の最も上側に示されるグリーンシート8aには、第1縦流路部120の幅広収容部122(幅広大径収容部124)を形成するための孔部81aが設けられている。また、グリーンシート8aの下側に配されるグリーンシート8bには、第1縦流路部120の幅広収容部122(幅広傾斜収容部123)を形成するための孔部81bが設けられている。また、図5(A)の最も下側に示されるグリーンシート8cには、第1縦流路部120の小径収容部121を形成するための孔部81cや、チャック電極40等の電極や配線パターンに対応した導体層9が設けられている。なお、グリーンシート8cは、数枚のグリーンシート8が予め積層されたものからなる。
【0064】
図5(B)には、複数枚のグリーンシート8が積層されてなる第1積層物80aが示される。この第1積層物80aには、各グリーンシート8に設けられた各孔部81が互いに繋がることで形成される第1縦流路部120用の孔部82が設けられている。
【0065】
次いで、図5(C)に示されるように、第1積層物80aの孔部82に対して、多孔質体70を形成するための多孔質体用ペースト7が充填される。多孔質体用ペースト7は、例えば、アルミナ粉末、造孔材、バインダ、有機溶剤等を含む混合物を混錬することで得られる。多孔質体用ペースト7を孔部82に充填する方法としては、例えば、射出成型装置を用いる方法、スクリーン印刷装置を用いる方法等が挙げられる。
【0066】
図7は、射出成型装置200を用いて、グリーンシートの積層物(第1積層物80a)に設けられた孔部82に、多孔質体用ペースト7を充填する方法を模式的に表した説明図である。図7に示されるように、第1積層物80aの表面上において、孔部82を覆うように射出成型装置200の金型210が配置される。金型210は、所定の温度に制御されており、そのような金型210には、上下方向で往復移動可能なプランジャー220が設けられている。図示されないホッパー内の多孔質体用ペースト7が金型210内に供給されると、金型210内の多孔質体用ペースト7が、プランジャー220によって押されることで、孔部82内に充填される。多孔質体用ペースト7は、孔部82に対して、隙間なく充填される。このように射出成型装置200を用いて、第1積層物80aの孔部82に多孔質体用ペースト7を充填してもよい。
【0067】
図8は、スクリーン印刷装置300を用いて、グリーンシートの積層物(第1積層物80a)に設けられた孔部82に、多孔質体用ペースト7を充填する方法を模式的に表した説明図である。図8に示されるように、グリーンシートの積層物(第1積層物80a)の表面上に、所定の枠体302で支持されたスクリーン印刷版303が配置されており、そのスクリーン印刷版303が孔部82の開口部と重なる箇所に、多孔質体用ペースト7を通過させる貫通部303aが設けられている。そのようなスクリーン印刷版303上に、多孔質体用ペースト7を載せつつ、スクリーン印刷版303上を擦るようにスキージ301を動かすことで、多孔質体用ペースト7が貫通部303aを通過して、孔部82に供給される。このようなスクリーン印刷は、孔部82に多孔質体用ペースト7が隙間なく充填されるまで行われる。このようにスクリーン印刷装置300を用いて、第1積層物80aの孔部82に多孔質体用ペースト7を充填してもよい。
【0068】
なお、孔部82に多孔質体用ペースト7が充填された第1積層物80aは、適宜、乾燥される。
【0069】
その後、図6(D)に示されるように、第1積層物80aと、第2積層物80bとが積層される。第2積層物80bは、複数枚のグリーンシート8が積層されたものからなる。第2積層物80bの所定箇所には、第2縦流路部140を形成するための孔部81dや、横流路部130及び第1縦流路部120の底側流路部125を形成するための溝部83が設けられている。第1積層物80a及び第2積層物80bの積層物80は、例えば、20枚のグリーンシートの積層物からなり、それらは互いに熱圧着される。前記積層物80の外周は、適宜、切断されてもよい。そして、前記積層物80をマシニングによって切削加工して円板状の成形体を作製する。その後、得られた成形体を脱脂焼成し、更に、脱脂焼成後の成形体を焼成(本焼成)することで、焼成体が得られる。
【0070】
なお、脱脂焼成及び本焼成は、保持基板10の第1表面S1側が上側に、かつ第2表面S2側が下側となるように、第1積層物80a及び第2積層物80bの積層物80に対して行われる。このような脱脂焼成及び本焼成において、孔部82に充填された多孔質体用ペースト7(未焼成組成物)と、板状部材11を形成するためのグリーンシートの積層物80とが、同時に焼成される。
【0071】
その後、焼成体の表面に、凸状の外周縁部に対応する部分を遮蔽するマスクを配置し、例えばセラミックス等の粒体を投射するショットブラストを行うことにより、焼成体の表面に凸状の外周縁部を形成する。その後、この焼成体の表面を研磨加工等することにより、図3に示されるような、板状部材11を有する保持基板10が得られる。
【0072】
なお、ベース部材20の製造方法は、基本的に従来品の製造方法と同じである。そのため、その詳細説明は省略する。
【0073】
保持基板10及びベース部材20がそれぞれ作製された後、それらを、接合材30を利用して接合する。接合材30による保持基板10及びベース部材20の接合は、基本的には、従来品における接合と同じである。そのため、その詳細説明は省略する。このようにして、保持装置100が製造される。
【0074】
本実施形態の場合、上述した保持基板10の製造過程において、円筒状の孔部82に充填された多孔質体用ペースト7(未焼成組成物)と、板状部材11を形成するためのグリーンシートの積層物80とが、脱脂焼成及び本焼成において、同時に焼成される際に、多孔質体用ペースト7(未焼成組成物)が、孔部82内の内圧の影響等により、上側(第1表面S1側)へ突出する等して変形することが抑制される。なお、多孔質体70と、その周りの板状部材11(周壁部111)とは、互いに焼結して接合されている。
【0075】
保持基板10の製造過程において、孔部82内は、多孔質体用ペースト7(未焼成組成物)等から発生するガスの影響により、内圧が高くなり易い状況にある。しかしながら、本実施形態の場合、孔部82の形状に倣いつつ隙間なく充填されている多孔質体用ペースト7のうち、最終的に得られる多孔質体70の幅広部72に対応する部分が、径方向において、孔部82の開口部(ガス流出口12bに対応する開口部)よりも大きく設定されているため、その幅広部72に対応する部分が、孔部82の周りを囲む部分(周壁部111に対応する部分)に引っ掛かる形となる。そのため、上述した脱脂焼成及び本焼成において、孔部82内の多孔質体用ペースト7が変形等して、外部に脱落等することが抑制される。
【0076】
本実施形態の場合、多孔質体70の幅広部72は、第1表面S1側から第2表面S2側に向かって広がるように傾斜する傾斜面73aを含んでいる。このような傾斜面73aを含む、多孔質体70の幅広部72は、上述した脱脂焼成及び本焼成において、その幅広部72に対応する部分が、孔部82の周りを囲む部分(周壁部111に対応する部分)に引っ掛かり易い形となる。なお、幅広部72がこのような傾斜面73aを含む構成であると、保持基板10の製造過程において、その傾斜面73aに対応した傾斜周面を含む孔部82内に、多孔質体用ペースト7を隙間なく充填し易い。
【0077】
また、本実施形態の場合、幅広部72は、傾斜面73aを含む傾斜部73と、傾斜部73から第2表面S2側に真っ直ぐ延びた柱状部74とを含む。このような幅広部72を含む多孔質体70は、その周りに配される周壁部111との間の接触面積が多いため、上述した脱脂焼成及び本焼成において、孔部82の周りを囲む部分(周壁部111に対応する部分)に引っ掛かり易い形となる。しかも、前記多孔質体70に対応した多孔質体用ペースト7が自重等により、下側の空間V側に移動することも抑制される。
【0078】
また、本実施形態の場合、幅広部72は、横流路部130に隣り合う形で配されている。このような構成であると、横流路部130側から供給された不活性ガスが、多孔質体70の下端面70bから内部に供給され易くなる。
【0079】
<実施形態2>
次いで、実施形態2に係る保持装置が備える保持基板10Aを、図9を参照しつつ説明する。図9は、実施形態2に係る保持基板10Aの基板側ガス流路12Aの一部を拡大した断面図である。本実施形態の保持基板10Aの基本的な構成は、実施形態1と同じである。そのため、図9では、実施形態1と対応する部分について、実施形態1と同一の符号に更に符号「A」を追加した符号を付し、詳細な説明を省略する。
【0080】
保持基板10Aは、円板状の板状部材11Aと、その内部に形成された基板側ガス流路12Aとを備える。板状部材11Aの上側の表面が、保持基板10Aの第1表面SA1となり、板状部材11Aの下側の表面が、保持基板10Aの第2表面SA2となる。
【0081】
基板側ガス流路12Aは、図9に示されるように、第1縦流路部120Aと、横流路部130Aと、第2縦流路部140Aとを備える。そして、基板側ガス流路12Aの一部である第1縦流路部120Aに、セラミックスを主成分とするガス透過性の多孔質体70Aが充填される。
【0082】
第1縦流路部120Aは、第1表面SA1側に開口したガス流出口12Abを含み、ガス流出口12Abから第2表面SA2側に、板状部材11Aの厚み方向に沿って延びた流路である。第1縦流路部120Aは、全体的には、上下方向に延びた有底の筒状をなしている。第1縦流路部120Aは、第1表面SA1側に配されるガス流出口12Abと、第2表面SA2側に配される底部120Abとを有する。なお、第1縦流路部120Aは、第2表面SA2側に、多孔質体70Aが充填されない底側流路部125Aを備える。また、第1縦流路部120Aはガス流出口12Abの反対側であり、かつ底部120Abの上方(第1表面SA1側)に、ガス流出口12Abと同径の開口部12Acを備えている。
【0083】
横流路部130Aは、第1縦流路部120Aと接続し、第1表面SA1に対して平行に延びた流路である。横流路部130Aの下流側の端部は、第1縦流路部120Aの上流側の端部(底側流路部125Aの周面の一部に設けられた開口部)と接続している。第2縦流路部140Aは、第2表面SA2に開口した入口12Aaを含み、入口12Aaから第1表面SA1側に、板状部材11Aの厚み方向に沿って延びた流路である。第2縦流路部140Aの下流側の端部は、横流路部130Aの上流側の端部と接続している。
【0084】
多孔質体70Aは、その下側に空間VAが形成されるように、第1縦流路部120Aに充填される。また、多孔質体70Aは、ガス流出口12Abよりも第2表面SA2側であり、かつ横流路部130Aよりも第1表面SA1側に配される。多孔質体70Aは、第1縦流路部120A内において、第1表面SA1側に充填される円柱状の先端部71Aと、その先端部71Aの下端(第2表面SA2側)に接続し、径方向においてガス流出口12Abよりも大きい円柱状の幅広部72Aとを備える。なお、多孔質体70Aには、更に、幅広部72Aよりも第2表面SA2側に、径方向においてガス流出口12Abよりも大きい円柱状の幅広部73A及び幅広部74Aを備える。また、多孔質体70Aは、幅広部72Aと幅広部73Aとの間に配され、先端部71Aと同径の円柱状の第1中間部75Aと、幅広部73Aと幅広部74Aとの間に配され、先端部71Aと同径の円柱状の第2中間部76Aと、幅広部74Aの下端に接続し、先端部71Aと同径の円柱状の下端部77Aとを備える。下端部77Aの下端面70Abは、横流路部130Aの上部と、略同じ高さ位置に設定される。この下端面70Abから多孔質体70A内に不活性ガスが供給される。
【0085】
先端部71Aの上端面70Aaは、平面視で円形状をなしており、第2表面SA2のガス流出口12Abから露出している。第1平面SA1及び上端面70Aaは、互いに同一平面をなすように配されている。
【0086】
本実施形態の多孔質体70Aでは、幅広部72Aの第1表面SA1側に接続する先端部71Aの周面と、幅広部72Aの表面との間の角度θが90°となるように設定されている。このように設定されていると、保持基板10Aの製造時(脱脂焼成時等)に、多孔質体70Aを形成するための多孔質体用ペーストに対して、仮に、第2表面SA2側から第1表面SA1側に向かうような力が作用して、多孔質体用ペーストが第1縦流路部120Aを形成するための孔部内を第2表面SA2側から第1表面SA1側へ移動しようとしても、多孔質体70Aの幅広部72A等に対応する部分が、多孔質体70Aの周りに配置される、第1縦流路部120Aを構成する周壁部に対応する部分に引っ掛かる形となる。そのため、第1縦流路部120Aを形成するための孔部内の多孔質体用ペーストが変形等して、多孔質体70Aが第1縦流路部120Aの外部に脱落等することが抑制される。
【0087】
なお、多孔質体70Aは、ガス流出口12Abの内側に配される円形状の上端面70Aaから第2表面SA2側に真っ直ぐに延びた円柱状の中心部70Acと、その中心部70Acの周りを囲むように中心部70Acの外側に配され、かつ中心部70Acの外周面よりも外側に突出した円環状の複数の幅広突出部70Adとから構成されているとも言える。このような幅広突出部70Adを備えることで、多孔質体70Aの製造時に、多孔質体70Aに対応した所定形状の多孔質体用ペーストが、第1縦流路部120Aを形成するための孔部の開口部から上側にはみ出すことや、空間VA側に落下すること等が抑制される。
【0088】
<実施形態3>
次いで、実施形態3に係る保持装置が備える保持基板10Bを、図10を参照しつつ説明する。図10は、実施形態3に係る保持基板10Bの基板側ガス流路12Bの一部を拡大した断面図である。本実施形態の保持基板10Bの基本的な構成は、実施形態1と同じである。そのため、図10では、実施形態1と対応する部分について、実施形態1と同一の符号に更に符号「B」を追加した符号を付し、詳細な説明を省略する。
【0089】
保持基板10Bは、円板状の板状部材11Bと、その内部に形成された基板側ガス流路12Bとを備える。板状部材11Bの上側の表面が、保持基板10Bの第1表面SB1となり、板状部材11Bの下側の表面が、保持基板10Bの第2表面SB2となる。
【0090】
基板側ガス流路12Bは、図10に示されるように、第1縦流路部120Bと、横流路部130Bと、第2縦流路部140Bとを備える。そして、基板側ガス流路12Bの一部である第1縦流路部120Bに、セラミックスを主成分とするガス透過性の多孔質体70Bが充填される。
【0091】
第1縦流路部120Bは、第1表面SB1側に開口したガス流出口12Bbを含み、ガス流出口12Bbから第2表面SB2側に、板状部材11Bの厚み方向に沿って延びた流路である。第1縦流路部120Bは、全体的には、上下方向に延びた有底の筒状をなしている。第1縦流路部120Bは、第1表面SB1側に配されるガス流出口12Bbと、第2表面SB2側に配される底部120Bbとを有する。なお、第1縦流路部120Bは、第2表面SB2側に、多孔質体70Bが充填されない底側流路部125Bを備える。また、第1縦流路部120Bはガス流出口12Bbの反対側であり、かつ底部120Bbの上方(第1表面SB1側)に、ガス流出口12Bbと同径の開口部12Bcを備えている。
【0092】
横流路部130Bは、第1縦流路部120Bと接続し、第1表面SB1に対して平行に延びた流路である。横流路部130Bの下流側の端部は、第1縦流路部120Bの上流側の端部(底側流路部125Bの周面の一部に設けられた開口部)と接続している。第2縦流路部140Bは、第2表面SB2に開口した入口12Baを含み、入口12Baから第1表面SB1側に、板状部材11Bの厚み方向に沿って延びた流路である。第2縦流路部140Bの下流側の端部は、横流路部130Bの上流側の端部と接続している。
【0093】
多孔質体70Bは、その下側に空間VBが形成されるように、第1縦流路部120Bに充填される。また、多孔質体70Bは、ガス流出口12Bbよりも第2表面SB2側であり、かつ横流路部130Bよりも第1表面SB1側に配される。多孔質体70Bは、第1縦流路部120B内において、第1表面SB1側に充填される円柱状の先端部71Bと、その先端部71Bの下端(第2表面SB2側)に接続し、径方向においてガス流出口12Bbよりも大きい円柱状の幅広部72Bとを備える。なお、多孔質体70Bには、更に、幅広部72Bの下端に接続し、先端部71Bと同径の円柱状の下端部73Bとを備える。下端部73Bの下端面70Bbは、横流路部130Bの上部と、略同じ高さ位置に設定される。この下端面70Bbから多孔質体70B内に不活性ガスが供給される。
【0094】
先端部71Bの上端面70Baは、平面視で円形状をなしており、第2表面SB2のガス流出口12Bbから露出している。第1平面SB1及び上端面70Baは、互いに同一平面をなすように配されている。
【0095】
本実施形態の多孔質体70Bでは、幅広部72Bの第1表面SB1側に接続する先端部71Bの周面と、幅広部72Bの表面との間の角度θが90°となるように設定されている。このように設定されていると、保持基板10Bの製造時(脱脂焼成時等)に、多孔質体70Bを形成するための多孔質体用ペーストに対して、仮に、第2表面SB2側から第1表面SB1側に向かうような力が作用して、多孔質体用ペーストが第1縦流路部120Bを形成するための孔部内を第2表面SB2側から第1表面SB1側へ移動しようとしても、多孔質体70Bの幅広部72B等に対応する部分が、多孔質体70Bの周りに配置される、第1縦流路部120Bを構成する周壁部に対応する部分に引っ掛かる形となる。そのため、第1縦流路部120Bを形成するための孔部内の多孔質体用ペーストが変形等して、多孔質体70Bが第1縦流路部120Bの外部に脱落等することが抑制される。
【0096】
なお、多孔質体70Bは、ガス流出口12Bbの内側に配される円形状の上端面70Baから第2表面SB2側に真っ直ぐに延びた円柱状の中心部70Bcと、その中心部70Bcの周りを囲むように中心部70Bcの外側に配され、かつ中心部70Bcの外周面よりも外側に突出した円環状の幅広突出部70Bdとから構成されているとも言える。このような幅広突出部70Bdを備えることで、多孔質体70Bの製造時に、多孔質体70Bに対応した所定形状の多孔質体用ペーストが、第1縦流路部120Bを形成するための孔部の開口部から上側にはみ出すことや、空間VB側に落下すること等が抑制される。
【0097】
<実施形態4>
次いで、実施形態4に係る保持装置が備える保持基板10Cを、図11を参照しつつ説明する。図11は、実施形態4に係る保持基板10Cの基板側ガス流路12Cの一部を拡大した断面図である。本実施形態の保持基板10Cの基本的な構成は、実施形態1と同じである。そのため、図11では、実施形態1と対応する部分について、実施形態1と同一の符号に更に符号「C」を追加した符号を付し、詳細な説明を省略する。
【0098】
保持基板10Cは、円板状の板状部材11Cと、その内部に形成された基板側ガス流路12Cとを備える。板状部材11Cの上側の表面が、保持基板10Cの第1表面SC1となり、板状部材11Cの下側の表面が、保持基板10Cの第2表面SC2となる。
【0099】
基板側ガス流路12Cは、図11に示されるように、第1縦流路部120Cと、横流路部130Cと、第2縦流路部140Cとを備える。そして、基板側ガス流路12Cの一部である第1縦流路部120Cに、セラミックスを主成分とするガス透過性の多孔質体70Cが充填される。
【0100】
第1縦流路部120Cは、第1表面SC1側に開口したガス流出口12Cbを含み、ガス流出口12Cbから第2表面SC2側に、板状部材11Cの厚み方向に沿って延びた流路である。第1縦流路部120Cは、全体的には、上下方向に延びた有底の筒状をなしている。第1縦流路部120Cは、第1表面SC1側に配されるガス流出口12Cbと、第2表面SC2側に配され、かつガス流出口12Cbと対向する底部120Cbとを有する。なお、第1縦流路部120Cは、第2表面SC2側に、多孔質体70Cが充填されない底側流路部125Cを備える。また、第1縦流路部120Cはガス流出口12Cbの反対側であり、かつ底部120Cbの上方(第1表面SC1側)に、ガス流出口12Cbと同径の開口部12Ccを備えている。
【0101】
横流路部130Cは、第1縦流路部120Cと接続し、第1表面SC1に対して平行に延びた流路である。横流路部130Cの下流側の端部は、第1縦流路部120Cの上流側の端部(底側流路部125Cの周面の一部に設けられた開口部)と接続している。第2縦流路部140Cは、第2表面SC2に開口した入口12Caを含み、入口12Caから第1表面SC1側に、板状部材11Cの厚み方向に沿って延びた流路である。第2縦流路部140Cの下流側の端部は、横流路部130Cの上流側の端部と接続している。
【0102】
多孔質体70Cは、その下側に空間VCが形成されるように、第1縦流路部120Cに充填される。また、多孔質体70Cは、ガス流出口12Cbよりも第2表面SC2側であり、かつ横流路部130Cよりも第1表面SC1側に配される。多孔質体70Cは、第1縦流路部120C内において、第1表面SC1側に充填される先端部71Cと、その先端部71Cの下端(第2表面SC2側)に接続し、径方向においてガス流出口12Cbよりも大きい幅広部72Cとを備える。なお、多孔質体70Cには、更に、幅広部72Cの下端に接続し、径方向において幅広部72Cよりも小さい下端部73Cとを備える。下端部73Cの下端面70Cbは、横流路部130Cの上部と、略同じ高さ位置に設定される。この下端面70Cbから多孔質体70C内に不活性ガスが供給される。
【0103】
先端部71Cの上端面70Caは、平面視で円形状をなしており、第2表面SC2のガス流出口12Cbから露出している。第1平面SC1及び上端面70Caは、互いに同一平面をなすように配されている。
【0104】
本実施形態の多孔質体70Cは、径方向においてガス流出口12Cbよりも大きい幅広部72Cを備える。このような幅広部72Cを備えていると、保持基板10Cの製造時(脱脂焼成時等)に、多孔質体70Cを形成するための多孔質体用ペーストに対して、仮に、第2表面SC2側から第1表面SC1側に向かうような力が作用して、多孔質体用ペーストが第1縦流路部120Cを形成するための孔部内を第2表面SC2側から第1表面SC1側へ移動しようとしても、多孔質体70Cの幅広部72Cに対応する部分が、多孔質体70Cの周りに配置される、第1縦流路部120Cを構成する周壁部に対応する部分に引っ掛かる形となる。そのため、第1縦流路部120Cを形成するための孔部内の多孔質体用ペーストが変形等して、多孔質体70Cが第1縦流路部120Cの外部に脱落等することが抑制される。
【0105】
なお、多孔質体70Cは、ガス流出口12Cbの内側に配される円形状の上端面70Caから第2表面SC2側に真っ直ぐに延びた円柱状の中心部70Ccと、その中心部70Ccの周りを囲むように中心部70Ccの外側に配され、かつ中心部70Ccの外周面よりも外側に突出した円環状の幅広突出部70Cdとから構成されているとも言える。このような幅広突出部70Cdを備えることで、多孔質体70Cの製造時に、多孔質体70Cに対応した所定形状の多孔質体用ペーストが、第1縦流路部120Cを形成するための孔部の開口部から上側にはみ出すことや、空間VC側に落下すること等が抑制される。
【0106】
<実施形態5>
次いで、実施形態5に係る保持装置が備える保持基板10Dを、図12を参照しつつ説明する。図12は、実施形態5に係る保持基板10Dの基板側ガス流路12Dの一部を拡大した断面図である。本実施形態の保持基板10Dの基本的な構成は、実施形態1と同じである。そのため、図12では、実施形態1と対応する部分について、実施形態1と同一の符号に更に符号「D」を追加した符号を付し、詳細な説明を省略する。
【0107】
保持基板10Dは、円板状の板状部材11Dと、その内部に形成された基板側ガス流路12Dとを備える。板状部材11Dの上側の表面が、保持基板10Dの第1表面SD1となり、板状部材11Dの下側の表面が、保持基板10Dの第2表面SD2となる。
【0108】
基板側ガス流路12Dは、図12に示されるように、第1縦流路部120Dと、横流路部130Dと、第2縦流路部140Dとを備える。そして、基板側ガス流路12Dの一部である第1縦流路部120Dに、セラミックスを主成分とするガス透過性の多孔質体70Dが充填される。
【0109】
第1縦流路部120Dは、第1表面SD1側に開口したガス流出口12Dbを含み、ガス流出口12Dbから第2表面SD2側に、板状部材11Dの厚み方向に沿って延びた流路である。第1縦流路部120Dは、全体的には、上下方向に延びた有底の筒状をなしている。第1縦流路部120Dは、第1表面SD1側に配されるガス流出口12Dbと、第2表面SD2側に配され、かつガス流出口12Dbと対向する底部120Dbとを有する。なお、第1縦流路部120Dは、第2表面SD2側に、多孔質体70Dが充填されない底側流路部125Dを備える。また、第1縦流路部120Dはガス流出口12Dbの反対側であり、かつ底部120Dbの上方(第1表面SD1側)に、ガス流出口12Dbよりも大径の開口部12Dcを備えている。
【0110】
横流路部130Dは、第1縦流路部120Dと接続し、第1表面SD1に対して平行に延びた流路である。横流路部130Dの下流側の端部は、第1縦流路部120Dの上流側の端部(底側流路部125Dの周面の一部に設けられた開口部)と接続している。第2縦流路部140Dは、第2表面SD2に開口した入口12Daを含み、入口12Daから第1表面SD1側に、板状部材11Dの厚み方向に沿って延びた流路である。第2縦流路部140Dの下流側の端部は、横流路部130Dの上流側の端部と接続している。
【0111】
多孔質体70Dは、その下側に空間VDが形成されるように、第1縦流路部120Dに充填される。また、多孔質体70Dは、ガス流出口12Dbよりも第2表面SD2側であり、かつ横流路部130Dよりも第1表面SD1側に配される。多孔質体70Dは、第1縦流路部120D内において、第1表面SD1側に充填される先端部71Dと、その先端部71Dの下端(第2表面SC2側)に接続し、径方向においてガス流出口12Dbよりも大きい幅広部72Dとを備える。幅広部72Dの下端面70Dbは、平面視で円形状をなしており、空間VDを間に置く形で、底部120Dbと対向する。この下端面70Dbから多孔質体70D内に不活性ガスが供給される。
【0112】
先端部71Dの上端面70Daは、平面視で円形状をなしており、第2表面SD2のガス流出口12Dbから露出している。第1平面SD1及び上端面70Daは、互いに同一平面をなすように配されている。
【0113】
本実施形態の多孔質体70Dは、径方向においてガス流出口12Dbよりも大きい幅広部72Dを備える。このような幅広部72Dを備えていると、保持基板10Dの製造時(脱脂焼成時等)に、多孔質体70Dを形成するための多孔質体用ペーストに対して、仮に、第2表面SD2側から第1表面SD1側に向かうような力が作用して、多孔質体用ペーストが第1縦流路部120Dを形成するための孔部内を第2表面SD2側から第1表面SD1側へ移動しようとしても、多孔質体70Dの幅広部72Dに対応する部分が、多孔質体70Dの周りに配置される、第1縦流路部120Dを構成する周壁部に対応する部分に引っ掛かる形となる。そのため、第1縦流路部120Dを形成するための孔部内の多孔質体用ペーストが変形等して、多孔質体70Dが第1縦流路部120Dの外部に脱落等することが抑制される。
【0114】
なお、多孔質体70Dは、ガス流出口12Dbの内側に配される円形状の上端面70Daから第2表面SD2側に真っ直ぐに延びた円柱状の中心部70Dcと、その中心部70Dcの周りを囲むように中心部70Dcの外側に配され、かつ中心部70Dcの外周面よりも外側に突出した円環状の幅広突出部70Ddとから構成されているとも言える。幅広突出部70Ddは、第1表面SD1側から第2表面SD2側に向かって広がるように傾斜した円環状の傾斜面を含んでいる。このような幅広突出部70Ddを備えることで、多孔質体70Dの製造時に、多孔質体70Dに対応した所定形状の多孔質体用ペーストが、第1縦流路部120Dを形成するための孔部の開口部から上側にはみ出すこと等が抑制される。
【0115】
<実施形態6>
次いで、実施形態6に係る保持装置が備える保持基板10Eを、図13を参照しつつ説明する。図13は、実施形態6に係る保持基板10Eの基板側ガス流路12Eの一部を拡大した断面図である。本実施形態の保持基板10Eの基本的な構成は、実施形態1と同じである。そのため、図13では、実施形態1と対応する部分について、実施形態1と同一の符号に更に符号「E」を追加した符号を付し、詳細な説明を省略する。
【0116】
保持基板10Eは、円板状の板状部材11Eと、その内部に形成された基板側ガス流路12Eとを備える。板状部材11Eの上側の表面が、保持基板10Eの第1表面SE1となり、板状部材11Eの下側の表面が、保持基板10Eの第2表面SE2となる。
【0117】
基板側ガス流路12Eは、図11に示されるように、第1縦流路部120Eと、横流路部130Eと、第2縦流路部140Eとを備える。そして、基板側ガス流路12Eの一部である第1縦流路部120Eに、セラミックスを主成分とするガス透過性の多孔質体70Eが充填される。
【0118】
第1縦流路部120Eは、第1表面SE1側に開口したガス流出口12Ebを含み、ガス流出口12Ebから第2表面SE2側に、板状部材11Eの厚み方向に沿って延びた流路である。第1縦流路部120Eは、全体的には、上下方向に延びた有底の筒状をなしている。第1縦流路部120Eは、第1表面SE1側に配されるガス流出口12Ebと、第2表面SE2側に配され、かつガス流出口12Ebと対向する底部120Ebとを有する。なお、第1縦流路部120Eは、第2表面SE2側に、多孔質体70Eが充填されない底側流路部125Eを備える。また、第1縦流路部120Eはガス流出口12Ebの反対側であり、かつ底部120Ebの上方(第1表面SE1側)に、ガス流出口12Ebと同径の開口部12Ecを備えている。
【0119】
横流路部130Eは、第1縦流路部120Eと接続し、第1表面SE1に対して平行に延びた流路である。横流路部130Eの下流側の端部は、第1縦流路部120Eの上流側の端部(底側流路部125Eの周面の一部に設けられた開口部)と接続している。第2縦流路部140Eは、第2表面SE2に開口した入口12Eaを含み、入口12Eaから第1表面SE1側に、板状部材11Eの厚み方向に沿って延びた流路である。第2縦流路部140Eの下流側の端部は、横流路部130Eの上流側の端部と接続している。
【0120】
多孔質体70Eは、その下側に空間VEが形成されるように、第1縦流路部120Eに充填される。また、多孔質体70Eは、ガス流出口12Ebよりも第2表面SE2側であり、かつ横流路部130Eよりも第1表面SE1側に配される。多孔質体70Eは、第1縦流路部120E内において、第1表面SE1側に充填される先端部71Eと、その先端部71Eの下端(第2表面SE2側)に接続し、径方向においてガス流出口12Ebよりも大きい幅広部72Eとを備える。なお、多孔質体70Eには、更に、幅広部72Eの下端に接続し、径方向において幅広部72Eよりも小さい下端部73Eとを備える。下端部73Eの下端面70Ebは、横流路部130Eの上部と、略同じ高さ位置に設定される。この下端面70Ebから多孔質体70E内に不活性ガスが供給される。
【0121】
先端部71Eの上端面70Eaは、平面視で円形状をなしており、第2表面SE2のガス流出口12Ebから露出している。第1平面SE1及び上端面70Eaは、互いに同一平面をなすように配されている。
【0122】
本実施形態の多孔質体70Eは、径方向においてガス流出口12Ebよりも大きい幅広部72Eを備える。このような幅広部72Eを備えていると、保持基板10Eの製造時(脱脂焼成時等)に、多孔質体70Eを形成するための多孔質体用ペーストに対して、仮に、第2表面SE2側から第1表面SE1側に向かうような力が作用して、多孔質体用ペーストが第1縦流路部120Eを形成するための孔部内を第2表面SE2側から第1表面SE1側へ移動しようとしても、多孔質体70Eの幅広部72Eに対応する部分が、多孔質体70Eの周りに配置される、第1縦流路部120Eを構成する周壁部に対応する部分に引っ掛かる形となる。そのため、第1縦流路部120Eを形成するための孔部内の多孔質体用ペーストが変形等して、多孔質体70Eが第1縦流路部120Eの外部に脱落することや、空間VE側に落下すること等が抑制される。
【0123】
なお、多孔質体70Eは、ガス流出口12Ebの内側に配される円形状の上端面70Eaから第2表面SE2側に真っ直ぐに延びた円柱状の中心部70Ecと、その中心部70Ecの周りを囲むように中心部70Ecの外側に配され、かつ中心部70Ecの外周面よりも外側に突出した円環状の幅広突出部70Edとから構成されているとも言える。このような幅広突出部70Edを備えることで、多孔質体70Eの製造時に、多孔質体70Eに対応した所定形状の多孔質体用ペーストが、第1縦流路部120Eを形成するための孔部の開口部から上側にはみ出すことや、空間VE側に落下すること等が抑制される。
【0124】
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【0125】
(1)ガス流出口から露出する多孔質体の上端面は、本発明の目的を損なわない限り、円形状以外の形(多角形状等)であってもよい。
【0126】
(2)多孔質体の上端面は、本発明の目的を損なわない限り、第1表面よりも下側にはいされてもよい。
【0127】
(3)不活性ガスを通すためのガス流路は、ベース部材に形成されなくてもよく、保持基板のみに形成されていてもよい。
【0128】
(4)上記実施形態で示した保持装置の製造方法は、一例であり、本発明の目的を損なわない限り、他の方法で製造されてもよい。
【符号の説明】
【0129】
100…保持装置、10…保持基板、11…板状部材、12…基板側ガス流路(ガス流路)、12b…ガス流出口、120…第1縦流路部(縦流路部)、130…横流路部、140…第2縦流路部、70…多孔質体、72…幅広部、V…空間、S1…第1表面、S2…第2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
図13