特許 7213656 保持装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-19

(45)【発行日】2023-01-27

(54)【発明の名称】保持装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20230120BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20230120BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20230120BHJP

   C23C 14/50 20060101ALI20230120BHJP

   C23C 16/46 20060101ALI20230120BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 A

H01L21/302 101G

H01L21/68 N

C23C14/50 E

C23C16/46

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018207882

(22)【出願日】2018-11-05

(65)【公開番号】P2020077652

(43)【公開日】2020-05-21

【審査請求日】2021-10-12

(73)【特許権者】

【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】110001911

【氏名又は名称】特許業務法人アルファ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 和孝

(72)【発明者】

【氏名】駒津 貴久

(72)【発明者】

【氏名】辻他 雅夫

【審査官】加藤 芳健

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１５－５１４６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１４５２４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｃ２３Ｃ １４／５０

Ｃ２３Ｃ １６／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の方向に略直交する第１の表面を有する板状部材と、
前記板状部材の内部に配置された発熱用抵抗体と、
前記板状部材の内部に配置された測温用抵抗体と、
前記板状部材の前記第１の表面とは反対側の第２の表面側に配置された測温用端子部と、
前記第１の方向に延びている測温用ビアであって、一端が前記測温用抵抗体に電気的に接続された測温用ビアと、
前記測温用ビアの他端と前記測温用端子部とを電気的に接続する導電部と、
を備え、前記板状部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、
前記測温用抵抗体は、前記第１の方向において、前記発熱用抵抗体より前記第１の表面側に配置され、
前記測温用ビアと前記測温用端子部とは、前記第１の方向視で、互いに異なる位置に位置している、
ことを特徴とする保持装置。

【請求項2】

請求項１に記載の保持装置において、
前記導電部は、
前記第１の方向において前記発熱用抵抗体と前記第２の表面との間に配置され、前記測温用ビアの前記他端に電気的に接続され、かつ、前記測温用端子部に電気的に接続された測温用ドライバ電極を含む、
ことを特徴とする保持装置。

【請求項3】

請求項２に記載の保持装置において、さらに、
前記板状部材の前記第２の表面側に配置された発熱用端子部と、
前記第１の方向において前記発熱用抵抗体とは異なる位置に配置され、前記発熱用抵抗体と前記発熱用端子部とに電気的に接続された発熱用ドライバ電極と、を備え、
前記測温用ドライバ電極は、前記第１の方向において前記発熱用ドライバ電極と前記第２の表面との間に配置されている、
ことを特徴とする保持装置。

【請求項4】

第１の方向に略直交する第１の表面を有する板状部材と、
前記板状部材の内部に配置された発熱用抵抗体と、
前記板状部材の内部に配置された測温用抵抗体と、
を備え、前記板状部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、
前記測温用抵抗体は、前記第１の方向において、前記発熱用抵抗体より前記第１の表面側に配置され、
前記板状部材には、前記第１の方向に略直交する第２の方向に延びているガス流路が形成されており、
前記ガス流路は、前記第１の方向において前記測温用抵抗体と前記発熱用抵抗体との間に配置されている、
ことを特徴とする保持装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示される技術は、保持装置に関する。

【背景技術】

【0002】

対象物（例えば、半導体ウェハ）を保持しつつ所定の処理温度（例えば、４００～８００℃程度）に加熱する加熱装置（「サセプタ」とも呼ばれる）が知られている。加熱装置は、例えば、成膜装置（ＣＶＤ成膜装置やスパッタリング成膜装置等）やエッチング装置（プラズマエッチング装置等）といった半導体製造装置の一部として使用される。

【0003】

一般に、加熱装置は、所定の方向（以下、「第１の方向」という）に略直交する保持面および裏面を有する板状の保持体と、第１の方向に延びる柱状であり、保持体の裏面に接合された柱状支持体とを備える。保持体の内部には発熱用抵抗体が配置されている。発熱用抵抗体に電圧が印加されると、発熱用抵抗体が発熱し、保持体の保持面上に保持された対象物（例えば、半導体ウェハ）が加熱される。

【0004】

このような保持体の内部に発熱用抵抗体が配置された構成では、保持体の保持面の温度を測定するために、測温用抵抗体を、発熱用抵抗体と保持体の裏面との間に配置する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。測温用抵抗体は、温度が変化すると抵抗値が変化するため、測温用抵抗体の抵抗値を測定することにより、保持面の温度を測定することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００８－２４３９９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、測温用抵抗体を発熱用抵抗体と保持体の裏面との間に配置する上記従来の技術では、温度測定の対象である保持面と測温用抵抗体との間に、発熱用抵抗体が介在するため、発熱用抵抗体の発熱に起因して測温用抵抗体による保持面の温度測定を精度よく行えないという問題がある。

【0007】

なお、このような課題は、加熱装置に限らず、発熱用抵抗体および測温用抵抗体が内部に配置された板状部材を備え、板状部材の表面上に対象物を保持する保持装置一般に共通の課題である。

【0008】

本明細書では、上述した課題の少なくとも一部を解決することが可能な技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本明細書に開示される技術は、以下の形態として実現することが可能である。

【0010】

（１）本明細書に開示される保持装置は、第１の方向に略直交する第１の表面を有する板状部材と、前記板状部材の内部に配置された発熱用抵抗体と、前記板状部材の内部に配置された測温用抵抗体と、を備え、前記板状部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、前記測温用抵抗体は、前記第１の方向において、前記発熱用抵抗体より前記第１の表面側に配置されている。本保持装置では、測温用抵抗体は、第１の方向において、発熱用抵抗体より第１の表面側に配置されている。すなわち、測温用抵抗体と第１の表面との間に発熱用抵抗体が介在しない。このため、本保持装置では、測温用抵抗体が、第１の方向において、発熱用抵抗体より第１の表面とは反対側に配置された構成に比べて、発熱用抵抗体の発熱に起因して測温用抵抗体による第１の表面の温度測定の精度が低下することを抑制することができる。従って、本保持装置によれば、測温用抵抗体による板状部材の第１の表面の温度測定の精度を向上させることができ、ひいては、第１の表面の温度分布の制御性を向上させることができる。

【0011】

（２）上記保持装置において、さらに、前記板状部材の前記第１の表面とは反対側の第２の表面側に配置された測温用端子部と、前記第１の方向に延びている測温用ビアであって、一端が前記測温用抵抗体に電気的に接続された測温用ビアと、前記測温用ビアの他端と前記測温用端子部とを電気的に接続する導電部と、を備え、前記測温用ビアと前記測温用端子部とは、前記第１の方向視で、互いに異なる位置に位置している構成としてもよい。本保持装置では、測温用ビアと測温用端子部とは、第１の方向視で、面方向において互いに異なる位置に位置している。このため、本保持装置では、測温用ビアと測温用端子部とが第１の方向視で同じ位置に位置している構成に比べて、測温用抵抗体の配置の自由度が測温用端子部の位置によって制約されることを抑制することができる。

【0012】

（３）上記保持装置において、前記導電部は、前記第１の方向において前記発熱用抵抗体と前記第２の表面との間に配置され、前記測温用ビアの前記他端に電気的に接続され、かつ、前記測温用端子部に電気的に接続された測温用ドライバ電極を含む構成としてもよい。本保持装置では、測温用ドライバ電極は、第１の方向において発熱用抵抗体と第２の表面との間に配置されている。このため、測温用ドライバ電極が、第１の方向において測温用抵抗体と発熱用抵抗体との間に配置された構成に比べて、第１の方向に略直交し、かつ、発熱用抵抗体が配置された仮想平面上において、測温用抵抗体と測温用端子部との導通確保のために発熱用抵抗体が配置されていない非発熱部分の形成位置が、測温用端子部の位置に制約されることを抑制することができる。

【0013】

（４）上記保持装置において、さらに、前記板状部材の前記第２の表面側に配置された発熱用端子部と、前記第１の方向において前記発熱用抵抗体とは異なる位置に配置され、前記発熱用抵抗体と前記発熱用端子部とに電気的に接続された発熱用ドライバ電極と、を備え、前記測温用ドライバ電極は、前記第１の方向において前記発熱用ドライバ電極と前記第２の表面との間に配置されている構成としてもよい。本保持装置では、測温用ドライバ電極は、第１の方向において発熱用ドライバ電極と第１の表面との間に配置されている。このため、測温用ドライバ電極が、第１の方向において発熱用ドライバと第１の表面との間に配置された構成に比べて、第１の方向に略直交し、かつ、発熱用ドライバ電極が配置された仮想平面上において、測温用抵抗体と測温用端子部との導通確保のために発熱用ドライバ電極が配置されていない非ドライバ部分の形成位置が、測温用端子部の位置に制約されることを抑制することができる。

【0014】

（５）上記保持装置において、前記板状部材には、前記第１の方向に略直交する第２の方向に延びているガス流路が形成されており、前記ガス流路は、前記第１の方向において前記測温用抵抗体と前記発熱用抵抗体との間に配置されている、ことを特徴とする構成としてもよい。本保持装置では、ガス流路は、第１の方向において測温用抵抗体と発熱用抵抗体との間に配置されている。このため、本保持装置によれば、例えばガス流路が第１の表面と測温用抵抗体との間に配置された構成に比べて、ガス流路の存在に起因して測温用抵抗体による第１の表面の温度測定の精度が低下することを抑制することができる。

【0015】

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、保持装置、静電チャック、ＣＶＤヒータ等の加熱装置、真空チャック、それらの製造方法等の形態で実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態における加熱装置１００の外観構成を概略的に示す斜視図である。

【図2】本実施形態における加熱装置１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。

【図3】本実施形態における加熱装置１００のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。

【図4】本実施形態における加熱装置１００のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。

【図5】本実施形態における加熱装置１００のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。

【図6】本実施形態における加熱装置１００のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

Ａ．実施形態：
Ａ－１．加熱装置１００の構成：
図１は、本実施形態における加熱装置１００の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、本実施形態における加熱装置１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。なお、図２には、後述の図３から図６のＩＩ－ＩＩの位置における加熱装置１００のＸＺ断面構成が示されている。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向といい、Ｚ軸負方向を下方向というものとするが、加熱装置１００は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。

【0018】

加熱装置１００は、対象物（例えば、半導体ウェハＷ）を保持しつつ所定の処理温度（例えば、４００～８００℃程度）に加熱する装置であり、サセプタとも呼ばれる。加熱装置１００は、例えば、成膜装置（ＣＶＤ成膜装置やスパッタリング成膜装置等）やエッチング装置（プラズマエッチング装置等）といった半導体製造装置の一部として使用される。

【0019】

図１および図２に示すように、加熱装置１００は、保持体１０と柱状支持体２０とを備える。

【0020】

（保持体１０）
保持体１０は、所定の方向（本実施形態では上下方向）に略垂直な保持面Ｓ１および裏面Ｓ２を有する略円板状の部材である。保持体１０は、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３（アルミナ）やＡｌＮ（窒化アルミニウム）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。保持体１０の直径は、例えば１００ｍｍ以上、５００ｍｍ以下程度であり、保持体１０の厚さ（上下方向における長さ）は、例えば３ｍｍ以上、３０ｍｍ以下程度である。

【0021】

図２に示すように、保持体１０の内部には、保持体１０を加熱する抵抗発熱体により構成されたヒータ電極５０が配置されている。ヒータ電極５０は、例えば、タングステンやモリブデン等の導電性材料により形成されている。

【0022】

保持体１０の内部には、さらに、プラズマを発生させるＲＦ（高周波）電極４０と、保持体１０の保持面Ｓ１の温度を測定するためのＲＴＤ（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）電極６０と、ヒータ用ドライバ５４と、ＲＴＤ用ドライバ６４と、上下方向に延びている各種ビアとが配置されている。ＲＦ電極４０とＲＴＤ電極６０とヒータ用ドライバ５４とＲＴＤ用ドライバ６４と各種ビアとは、それぞれ、導電性材料（例えば、タングステン、モリブデン、白金等）により形成されている。

【0023】

保持体１０の内部には、さらに、ガス流路１４が形成されている（図２参照）。ガス流路１４は、ヒータ電極５０に対して保持面Ｓ１側に形成されている。ガス流路１４とは、上下方向（Ｚ軸方向）に直交する面方向に延びる経路（空間）であり、例えば、上下方向視で略同心円状に延びている。ガス流路１４は、ガス経路または真空用経路である。ガス流路１４は、ガス連通孔（図示しない）を介して、後述の柱状支持体２０に形成されたガス用貫通孔２４に連通するとともに、保持面Ｓ１に開口した複数のガス排出孔（図示しない）に連通している。なお、このような構成の保持体１０は、例えば、セラミックスグリーンシートを複数枚作製し、所定のセラミックス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、これらのセラミックス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。

【0024】

（柱状支持体２０）
柱状支持体２０は、上記上下方向（Ｚ軸方向）に延びる略円柱状部材である。柱状支持体２０は、保持体１０と同様に、例えばアルミナやＡｌＮを主成分とするセラミックスにより形成されている。柱状支持体２０の外径は、例えば３０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下程度であり、柱状支持体２０の高さ（上下方向における長さ）は、例えば１００ｍｍ以上、３００ｍｍ以下程度である。

【0025】

保持体１０と柱状支持体２０とは、保持体１０の裏面Ｓ２の中央部付近と柱状支持体２０の上面Ｓ３とが、接合剤により形成された接合層３０を挟んで上記上下方向に対向するように配置されている。すなわち、柱状支持体２０は、柱状支持体２０の上面Ｓ３が保持体１０の裏面Ｓ２側に位置するように配置されている。

【0026】

図２に示すように、柱状支持体２０には、保持体１０の裏面Ｓ２側に開口する貫通孔２２が形成されている。貫通孔２２は、上下方向（Ｚ軸方向）と略同一方向に延び、上下方向の全長にわたって略一定の内径を有する断面略円形の孔である。貫通孔２２には、後述する複数の端子が収容されている。本実施形態では、複数の端子は、１つのＲＦ用端子４８と、４つのヒータ用端子５８（図２では１つのみ図示）と、４つのＲＴＤ用端子６８（図２では１つのみ図示）とである。保持体１０の裏面Ｓ２の中心付近には、９つの凹部１２（図２では３つのみ図示）が形成されており、各凹部１２には、端子４８，５８，６８の上端部が１つずつ配置されている。各端子４８，５８，６８の上端部は、金属ろう材（例えば金ろう材）を含む接合部１１を介して各電極パッド（１つのＲＦ用電極パッド４６、４つのヒータ用電極パッド５６、４つのＲＴＤ用電極パッド６６）に接合されている。

【0027】

Ａ－２．ＲＦ電極４０の構成：
ＲＦ電極４０は、面方向（ＸＹ平面方向）に広がっている略平板状の導電体である。上下方向（Ｚ軸方向）視でのＲＦ電極４０の形状は、例えば略円形である。ＲＦ電極４０の中心付近は、ＲＦ用ビア４２を介して、ＲＦ用電極パッド４６に電気的に接続されている。これにより、ＲＦ電極４０とＲＦ用端子４８とが電気的に接続されている。電源（図示しない）からＲＦ用端子４８を介してＲＦ電極４０に電圧が印加されると、ＲＦ電極４０からプラズマが発生する。

【0028】

ここで、図２に示すように、ＲＦ電極４０は、上下方向（Ｚ軸方向）において、ヒータ電極５０およびＲＴＤ電極６０等の導電性部材より保持体１０の保持面Ｓ１側に配置されている。すなわち、ＲＦ電極４０と保持面Ｓ１との間には、導電性部材が存在しない。これにより、本実施形態によれば、ＲＦ電極４０と保持面Ｓ１との間には導電性部材が存在する構成に比べて、ＲＦ電極４０から発生するプラズマの磁場を安定させることができる。

【0029】

Ａ－３．ヒータ電極５０の構成：
図３は、本実施形態における加熱装置１００のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。図３には、図２のＩＩＩ－ＩＩＩの位置における加熱装置１００のＸＹ断面構成が示されている。図３には、４つのヒータ用ドライバ５４が二点鎖線で示されている。

【0030】

図３に示すように、加熱装置１００は、複数のヒータ電極５０を備える。複数のヒータ電極５０は、保持体１０の内部において、ガス流路１４よりも裏面Ｓ２側に配置されている（図２参照）。複数のヒータ電極５０は、保持体１０の内部において、上下方向（Ｚ軸方向）に互いに略同一の位置に配置されている。換言すれば、複数のヒータ電極５０は、上下方向に略垂直な一（共通）の仮想平面（ＸＹ平面）上に配置されている。また、複数のヒータ電極５０は、上下方向視で、保持体１０において互いに異なる領域（セグメント）にそれぞれ配置されている。

【0031】

具体的には、図３に示すように、本実施形態では、加熱装置１００は、３つのヒータ電極５０（５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ）を備える。第１のヒータ電極５０Ａは、上下方向（Ｚ軸方向）視で、保持体１０における中心付近の第１の領域Ｚｏ１に配置されており、第２のヒータ電極５０Ｂは、第１の領域Ｚｏ１より保持体１０の外周側に位置する第２の領域Ｚｏ２に配置されている。また、第３のヒータ電極５０Ｃは、第２の領域Ｚｏ２より保持体１０の外周側に位置する第３の領域Ｚｏ３に配置されている。なお、第１の領域Ｚｏ１の上下方向視での形状は、略円形であり、第２の領域Ｚｏ２と第３の領域Ｚｏ３との上下方向視での形状は、略環状である。

【0032】

各ヒータ電極５０は、上下方向（Ｚ軸方向）視で線状の発熱用抵抗体である。本実施形態では、上下方向視でのヒータ電極５０の形状は、略円形または略螺旋状とされている。

【0033】

また、図３には、４つのヒータ用端子５８が二点鎖線で示されている。４つのヒータ用端子５８は、上述の柱状支持体２０の貫通孔２２内に収容されるため、上下方向視で、保持体１０の裏面Ｓ２の中心寄りの位置（第１の領域Ｚｏ１内）に配置されている。また、図３には、上下方向（Ｚ軸方向）に延びる経路（空間）であり、例えば、ガス流路１４に連通する連通路１８が示されている。さらに、図３には、後述の第１のＲＴＤ用ビア６２が示されている。各ヒータ電極５０は、連通路１８や第１のＲＴＤ用ビア６２を避けるように迂回した迂回部分５３を有する。

【0034】

Ａ－４．ヒータ電極５０とヒータ用端子５８とを電気的に接続するための構成：
図４は、本実施形態における加熱装置１００のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。図４には、図２のＩＶ－ＩＶの位置における加熱装置１００のＸＹ断面構成が示されている。

【0035】

図４に示すように、加熱装置１００は、複数のヒータ用ドライバ５４を備える。各ヒータ用ドライバ５４は、面方向（ＸＹ平面方向）に略平行な所定の形状の導体パターンである。なお、ヒータ用ドライバ５４は、下記の（１）および（２）の少なくとも一方を満たすという点で、ヒータ電極５０と相違する。
（１）ヒータ用ドライバ５４の電流が流れる方向に対して垂直方向の断面積は、ヒータ電極５０の同様な断面積の５倍以上である。
（２）ヒータ電極５０における、ヒータ用ドライバ５４につながる一方のビア（後述の第１のヒータ用ビア５２等）から他方のビアまでの間の抵抗は、ヒータ用ドライバ５４における、ヒータ電極５０につながるビアからヒータ用端子５８につながるビア（第２のヒータ用ビア５５等）までの間の抵抗の５倍以上である。

【0036】

複数のヒータ用ドライバ５４は、保持体１０の内部において、ヒータ電極５０と裏面Ｓ２との間に配置されている（図２参照）。また、複数のヒータ用ドライバ５４は、保持体１０の内部において、上下方向（Ｚ軸方向）に互いに略同一の位置に配置されている。換言すれば、複数のヒータ用ドライバ５４は、上下方向に略垂直な一（共通）の仮想平面（ＸＹ平面）上において互いに異なる領域にそれぞれ配置されている。

【0037】

具体的には、図４に示すように、本実施形態では、加熱装置１００は、４つのヒータ用ドライバ５４（５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄ）を備える。４つのヒータ用ドライバ５４は、上下方向（Ｚ軸方向）視で、保持体１０を、ヒータ用ドライバ５４の数分（４つ）に均等分割して形成される４つの領域のそれぞれに配置されている。各ヒータ用ドライバ５４の上下方向視での形状は、１／４円の略扇状である。なお、４つのヒータ用ドライバ５４は、短絡防止のため、面方向において互いに離間するように配置されている。

【0038】

３つのヒータ電極５０（５０Ａ～５０Ｃ）の一方の端部のそれぞれは、個別に、３つのヒータ用ドライバ５４（５４Ａ～５４Ｃ）のそれぞれに電気的に接続されている。具体的には、第１のヒータ電極５０Ａの一方の端部と、第１のヒータ電極５０Ａの該一方の端部の真下に位置する第１のヒータ用ドライバ５４Ａとは、第１のヒータ用ビア５２を介して電気的に接続されている（図２参照）。第２のヒータ電極５０Ｂの一方の端部と、第２のヒータ電極５０Ｂの該一方の端部の真下に位置する第２のヒータ用ドライバ５４Ｂとは、第１のヒータ用ビア（図示しない）を介して電気的に接続されている。第３のヒータ電極５０Ｃの一方の端部と、第３のヒータ電極５０Ｃの該一方の端部の真下に位置する第３のヒータ用ドライバ５４Ｃとは、第１のヒータ用ビア（図示しない）を介して電気的に接続されている。また、第１のヒータ電極５０Ａと第２のヒータ電極５０Ｂと第３のヒータ電極５０Ｃとのそれぞれの他方の端部は、第１のヒータ用ビア（図示しない）を介して、該他方の端部の真下に位置する、共通の第４のヒータ用ドライバ５４Ｄに電気的に接続されている。

【0039】

以上の構成により、３つのヒータ電極５０（５０Ａ～５０Ｃ）の一方の端部のそれぞれは、個別に、３つのヒータ用ドライバ５４（５４Ａ～５４Ｃ）のそれぞれを介して、３つのヒータ用端子５８のそれぞれに電気的に接続されている。また、３つのヒータ電極５０の他方の端部のそれぞれは、第４のヒータ用ドライバ５４Ｄを介して、残りの１つのヒータ用端子５８に電気的に接続されている。４つのヒータ用ドライバ５４（５４Ａ～５４Ｄ）は、それぞれ、第２のヒータ用ビア５５を介して、４つのヒータ用端子５８のそれぞれに電気的に接続されている（図２参照）。以上の構成により、図示しない電源から各ヒータ用端子５８、各ヒータ用ドライバ５４等を介して複数のヒータ電極５０のそれぞれに電圧が印加されると、各ヒータ電極５０が発熱し、保持体１０の保持面Ｓ１上に保持された対象物（例えば、半導体ウェハＷ）が所定の温度（例えば、４００～８００℃程度）に加熱される。

【0040】

なお、図４には、連通路１８や第１のＲＴＤ用ビア６２が示されている。各ヒータ用ドライバ５４には、連通路１８や第１のＲＴＤ用ビア６２を避けるように、切り欠き５７や貫通孔５９が形成されている。

【0041】

Ａ－５．ＲＴＤ電極６０の構成：
図５は、本実施形態における加熱装置１００のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。図５には、図２のＶ－Ｖの位置における加熱装置１００のＸＹ断面構成が示されている。図５には、４つのＲＴＤ用ドライバ６４が二点鎖線で示されている。

【0042】

図５に示すように、加熱装置１００は、複数のＲＴＤ電極６０を備える。複数のＲＴＤ電極６０は、保持体１０の内部において、ヒータ電極５０より保持面Ｓ１側に配置されている。換言すれば、ＲＴＤ電極６０は、上下方向（Ｚ軸方向）において、保持面Ｓ１とヒータ電極５０との間に配置されている（図２参照）。また、複数のＲＴＤ電極６０は、ガス流路１４よりも、保持面Ｓ１側に配置されている。すなわち、ガス流路１４は、ＲＴＤ電極６０とヒータ電極５０との間に配置されている。なお、ＲＴＤ電極６０は、上下方向において、保持体１０の中心位置より上側に配置されていることが好ましく、ヒータ電極５０は、上下方向において、保持体１０の中心位置より下側に配置されていることが好ましい。

【0043】

また、複数のＲＴＤ電極６０は、保持体１０の内部において、上下方向に互いに略同一の位置に配置されている。換言すれば、複数のＲＴＤ電極６０は、上下方向に略垂直な一（共通）の仮想平面（ＸＹ平面）上に配置されている。また、複数のＲＴＤ電極６０は、上下方向視で、保持体１０において互いに異なる領域にそれぞれ配置されている。複数のＲＴＤ電極６０は、複数のヒータ電極５０のそれぞれに対応するように配置されており、具体的には、保持体１０における上記複数の領域（第１の領域Ｚｏ１～第３の領域Ｚｏ３）のそれぞれに１つずつ、ヒータ電極５０と電極６０とが配置されている。

【0044】

具体的には、図５に示すように、本実施形態では、加熱装置１００は、３つのＲＴＤ電極６０（６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ）を備える。第１のＲＴＤ電極６０Ａは、上下方向（Ｚ軸方向）視で、第１のヒータ電極５０Ａが配置された第１の領域Ｚｏ１に配置されており、第２のＲＴＤ電極６０Ｂは、第２のヒータ電極５０Ｂが配置された第２の領域Ｚｏ２に配置されている。また、第３のＲＴＤ電極６０Ｃは、第３のヒータ電極５０Ｃが配置された第３の領域Ｚｏ３に配置されている。

【0045】

各ＲＴＤ電極６０は、上下方向（Ｚ軸方向）視で線状の測温用抵抗体である。なお、各ＲＴＤ電極６０に流れる電流は、ヒータ電極５０に流れる電流に比べて微少であるため、ＲＴＤ電極６０の通電時における発熱量は、ヒータ電極５０の通電時における発熱量に比べて極めて小さい。本実施形態では、上下方向視でのＲＴＤ電極６０の形状は、略円形または略螺旋状とされている。

【0046】

また、図５には、４つのＲＴＤ用端子６８が二点鎖線で示されている。４つのＲＴＤ用端子６８は、上述のヒータ用端子５８と同様、柱状支持体２０の貫通孔２２内に収容されるため、上下方向視で、保持体１０の裏面Ｓ２の中心寄りの位置（第１の領域Ｚｏ１内）に配置されている。

【0047】

Ａ－６．ＲＴＤ電極６０とＲＴＤ用端子６８とを電気的に接続するための構成：
図６は、本実施形態における加熱装置１００のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。図６には、図２のＶＩ－ＶＩの位置における加熱装置１００のＸＹ断面構成が示されている。

【0048】

図６に示すように、加熱装置１００は、複数のＲＴＤ用ドライバ６４を備える。各ＲＴＤ用ドライバ６４は、上下方向（Ｚ軸方向）に垂直な面方向に略平行な所定の形状の導体パターンである。なお、各ＲＴＤ用ドライバ６４は、下記の（１）および（２）の少なくとも一方を満たすという点で、ＲＴＤ電極６０と相違する。
（１）ＲＴＤ用ドライバ６４の電流が流れる方向に対して垂直方向の断面積は、ＲＴＤ電極６０の同様な断面積の５倍以上である。
（２）各ＲＴＤ電極６０における、各ＲＴＤ用ドライバ６４につながる一方のビア（後述の第１のＲＴＤ用ビア６２等）から他方のビアまでの間の抵抗は、各ＲＴＤ用ドライバ６４における、各ＲＴＤ電極６０につながるビアからＲＴＤ用端子６８につながるビア（第２のＲＴＤ用ビア６５等）までの間の抵抗の５倍以上である。

【0049】

複数のＲＴＤ用ドライバ６４は、保持体１０の内部において、ＲＴＤ電極６０と裏面Ｓ２との間に配置されている（図２参照）。また、複数の各ＲＴＤ用ドライバ６４は、上下方向（Ｚ軸方向）において、ヒータ用ドライバ５４より保持体１０の裏面Ｓ２側に配置されている。換言すれば、複数の各ＲＴＤ用ドライバ６４は、上下方向においてヒータ用ドライバ５４と裏面Ｓ２との間に配置されている。また、複数のＲＴＤ用ドライバ６４は、保持体１０の内部において、上下方向に互いに略同一の位置に配置されている。換言すれば、複数のＲＴＤ用ドライバ６４は、上下方向に略垂直な一（共通）の仮想平面（ＸＹ平面）上において互いに異なる領域にそれぞれ配置されている。

【0050】

具体的には、図６に示すように、本実施形態では、加熱装置１００は、４つのＲＴＤ用ドライバ６４（６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ，６４Ｄ）を備える。４つの各ＲＴＤ用ドライバ６４は、上下方向（Ｚ軸方向）視で、保持体１０を、ＲＴＤ用ドライバ６４の数分（４つ）に均等分割して形成される４つの領域のそれぞれに配置されている。各ＲＴＤ用ドライバ６４の上下方向視での形状は、１／４円の略扇状である。なお、４つのＲＴＤ用ドライバ６４は、短絡防止のため、面方向において互いに離間するように配置されている。

【0051】

３つの各ＲＴＤ電極６０（６０Ａ～６０Ｃ）の一方の端部のそれぞれは、個別に、３つのＲＴＤ用ドライバ６４（６４Ａ～６４Ｃ）のそれぞれに電気的に接続されている。具体的には、第１のＲＴＤ電極６０Ａの一方の端部と、第１のＲＴＤ電極６０Ａの該一方の端部の真下に位置する第１のＲＴＤ用ドライバ６４Ａとは、第１のＲＴＤ用ビア（図示しない）を介して電気的に接続されている。第２のＲＴＤ電極６０Ｂの一方の端部と、第２のＲＴＤ電極６０Ｂの該一方の端部の真下に位置する第２のＲＴＤ用ドライバ６４Ｂとは、第１のＲＴＤ用ビア（図示しない）介して電気的に接続されている。第３のＲＴＤ電極６０Ｃの一方の端部と、第３のＲＴＤ電極６０Ｃの該一方の端部の真下に位置する第３のＲＴＤ用ドライバ６４Ｃとは、第１のＲＴＤ用ビア（図示しない）を介して電気的に接続されている。また、第１のＲＴＤ電極６０Ａと第２のＲＴＤ電極６０Ｂと第３のＲＴＤ電極６０Ｃのそれぞれの他方の端部は、第１のＲＴＤ用ビア６２を介して、該他方の端部の真下に位置する、共通の第４のＲＴＤ用ドライバ６４Ｄに電気的に接続されている（図２参照）。

【0052】

ここで、図２および図５に示すように、第１のＲＴＤ用ビア６２とＲＴＤ用端子６８とは、上下方向（Ｚ軸方向）視で、互いに異なる位置に配置されている。本実施形態では、上下方向視で、各ＲＴＤ用ドライバ６４の一方の端部に電気的に接続された第１のＲＴＤ用ビア６２は、他方の端部に電気的に接続された第１のＲＴＤ用ビア６２より、ＲＴＤ用端子６８から離間した位置（保持体１０の外周側）に配置されている。

【0053】

以上の構成により、３つのＲＴＤ電極６０（６０Ａ～６０Ｃ）の一方の端部のそれぞれは、個別に、３つのＲＴＤ用ドライバ６４（６４Ａ～６４Ｃ）のそれぞれを介して、３つのＲＴＤ用端子６８のそれぞれに電気的に接続されている。また、３つのＲＴＤ電極６０の他方の端部のそれぞれは、第４のＲＴＤ用ドライバ６４Ｄを介して、残りの１つのＲＴＤ用端子６８に電気的に接続されている。４つのＲＴＤ用ドライバ６４（６４Ａ～６４Ｄ）は、それぞれ、第２のＲＴＤ用ビア６５を介して、４つのヒータ用端子５８のそれぞれに電気的に接続されている（図２参照）。以上の構成により、図示しない抵抗測定器に、各ＲＴＤ用端子６８、各ＲＴＤ用ドライバ６４等を介して複数のＲＴＤ電極６０が電気的に接続されると、各ＲＴＤ電極６０に微少な電流が流れ、抵抗測定器によって、各ＲＴＤ電極６０の抵抗値変化に基づき各ＲＴＤ電極６０の周囲の温度が個別に測定される。

【0054】

なお、加熱装置１００は、特許請求の範囲における保持装置に相当する。保持体１０は、特許請求の範囲における板状部材に相当し、上下方向（Ｚ軸方向）は、特許請求の範囲における第１の方向に相当する。また、保持面Ｓ１は、特許請求の範囲における第１の表面に相当し、裏面Ｓ２は、特許請求の範囲における第２の表面に相当する。ヒータ電極５０は、特許請求の範囲における発熱用抵抗体に相当し、ＲＴＤ電極６０は、特許請求の範囲における測温用抵抗体に相当する。ヒータ用ドライバ５４は、特許請求の範囲における発熱用ドライバ電極に相当し、ＲＴＤ用ドライバ６４は、特許請求の範囲における測温用ドライバ電極に相当する。ヒータ用端子５８は、特許請求の範囲における発熱用端子部に相当し、ＲＴＤ用端子６８は、特許請求の範囲における測温用端子部に相当する。第１のＲＴＤ用ビア６２は、特許請求の範囲における測温用ビアに相当する。第１のＲＴＤ用ビア６２とＲＴＤ用ドライバ６４と第２のＲＴＤ用ビア６５とＲＴＤ用電極パッド６６と接合部１１とは、特許請求の範囲における導電部に相当する。ガス流路１４のうち、面方向に延びている部分は、特許請求の範囲におけるガス流路に相当する。

【0055】

Ａ－７．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態の加熱装置１００では、ＲＴＤ電極６０は、上下方向（Ｚ軸方向）において、ヒータ電極５０より保持体１０の保持面Ｓ１側に配置されている（図２参照）。すなわち、ＲＴＤ電極６０と保持面Ｓ１との間にヒータ電極５０が介在しない。このため、本実施形態では、ＲＴＤ電極６０が上下方向においてヒータ電極５０より裏面Ｓ２側に配置された構成に比べて、ヒータ電極５０の発熱に起因して電極６０による保持面Ｓ１の温度測定の精度が低下することを抑制することができる。従って、本保持装置によれば、ＲＴＤ電極６０による保持体１０の保持面Ｓ１の温度測定の精度を向上させることができ、ひいては、保持面Ｓ１の温度分布の制御性を向上させることができる。

【0056】

本実施形態では、上下方向（Ｚ軸方向）視で、第１のＲＴＤ用ビア６２とＲＴＤ用端子６８とは、面方向（ＸＹ平面方向）において互いに異なる位置に位置している（図３～図５参照）。このため、本実施形態では、第１のＲＴＤ用ビア６２とＲＴＤ用端子６８とが同じ位置に位置している構成に比べて、ＲＴＤ電極６０の配置の自由度がＲＴＤ用端子６８の位置によって制約されることを抑制することができる。上述したように、各ヒータ電極５０は、連通路１８や第１のＲＴＤ用ビア６２を避けるように迂回した迂回部分５３を有する（図３参照）。しかし、本実施形態では、複数の第１のＲＴＤ用ビア６２が、ＲＴＤ用端子６８に制約されることなく、広い範囲に散らばるように配置されている。このため、ヒータ電極５０における迂回部分５３（迂回部分５３に起因してヒータ電極５０同士の距離が近くなる部分）が、保持体１０における特定箇所（例えば、複数の端子が集中的に配置された中心付近）に集中することに起因して、例えば保持面Ｓ１に温度特異点が発生することを抑制することができる。

【0057】

本実施形態では、ＲＴＤ用ドライバ６４は、上下方向においてヒータ電極５０と保持面Ｓ１との間に配置されている（図２参照）。このため、本実施形態によれば、ヒータ電極５０が配置された仮想平面（図３参照）上において、ＲＴＤ電極６０とＲＴＤ用端子６８との導通確保のためにヒータ電極５０が配置されていない非発熱部分（迂回部分５３）の形成位置が、ＲＴＤ用端子６８の位置に制約されることを抑制することができる。すなわち、仮に、ＲＴＤ用ドライバ６４がＲＴＤ電極６０とヒータ電極５０との間に配置された構成とすると、ＲＴＤ電極６０とＲＴＤ用端子６８との導通確保のために保持体１０の中心付近に配置された複数の第２のＲＴＤ用ビア６５が、第１のヒータ電極５０Ａが配置される部分を上下方向に貫くように配置されることになる。そうすると、比較的に狭い第１の領域Ｚｏ１に配置された第１のヒータ電極５０Ａに多くの迂回部分５３が形成されることに起因して、例えば保持面Ｓ１に温度特異点が発生しやすくなる。これに対して、本実施形態では、ヒータ電極５０の迂回部分５３の形成位置は、ＲＴＤ用端子６８の位置に制約されない（図３および図５参照）。このため、本実施形態によれば、ヒータ電極５０における迂回部分５３が、保持体１０における特定箇所に集中することに起因して、例えば保持面Ｓ１に温度特異点が発生することを抑制することができる。

【0058】

本実施形態では、ＲＴＤ用ドライバ６４は、上下方向においてヒータ用ドライバ５４と保持体１０の裏面Ｓ２との間に配置されている（図２参照）。このため、ＲＴＤ用ドライバ６４が保持面Ｓ１とヒータ用ドライバ５４との間に配置された構成に比べて、ヒータ用ドライバ５４が配置された仮想平面（図４参照）上において、ＲＴＤ電極６０とＲＴＤ用端子６８との導通確保のためにヒータ用ドライバ５４が配置されていない非ドライバ部分（切り欠き５７や貫通孔５９）の形成位置が、ＲＴＤ用端子６８の位置に制約されることを抑制することができる。すなわち、本実施形態では、複数の非ドライバ部分が、ＲＴＤ用端子６８に制約されることなく、広い範囲に散らばるように配置されている。このため、ヒータ用ドライバ５４における非ドライバ部分（非ドライバ部分に起因して電流経路が狭くなっている部分）が、保持体１０における特定箇所（例えば、複数の端子が集中的に配置された中心付近）に集中することに起因して、例えば保持面Ｓ１に温度特異点が発生することを抑制することができる。

【0059】

なお、本実施形態では、ＲＴＤ用ドライバ６４の中心付近には、複数の第２のヒータ用ビア５５等を回避するために、ＲＴＤ用ドライバ６４が形成されていない複数の非ドライバ部分（切り欠きや貫通孔 図６に図示しない）が集中する。なお、ヒータ用ドライバ５４は、ＲＴＤ用ドライバ６４とは異なり、発熱に必要な大電流が流れるため、非ドライバ部分の集中により電流経路が狭くなり電流集中により高温の温度特異点が生じやすい。これに対して、ＲＴＤ用ドライバ６４には微少の電流が流れるだけなので、仮に複数の非ドライバ部分が特定箇所に集中したとしても、温度特異点が生じにくい。

【0060】

本実施形態では、ガス流路１４は、上下方向においてＲＴＤ電極６０とヒータ電極５０との間に配置されている。このため、本実施形態によれば、例えばガス流路１４等が保持面Ｓ１とヒータ電極５０との間に配置された構成に比べて、ガス流路１４等の存在に起因してＲＴＤ電極６０による保持面Ｓ１の温度測定の精度が低下することを抑制することができる。

【0061】

Ｂ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

【0062】

上記実施形態における加熱装置１００の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、保持体１０の保持面Ｓ１（第１の表面）は、平面であるとしたが、例えば、緩やかな凹面状であるとしてもよい。要するに、保持面Ｓ１は、略平面状であればよい。また、上記実施形態では、端子部（発熱用端子部、測温用端子部）として、上下方向に延びる棒状のヒータ用端子５８やＲＴＤ用端子６８（以下、「ヒータ用端子５８等」という）を例示したが、例えば平板状の端子であるとしてもよい。また、上記実施形態では、ヒータ用端子５８等は、保持体１０の裏面Ｓ２に形成された凹部１２の底面に配置されるとしたが、例えば、裏面Ｓ２の平面上や裏面Ｓ２に形成された凸部に配置されるとしてもよい。要するに、端子部（ヒータ用端子５８等）は、保持体１０の裏面Ｓ２側に配置されていればよい。

【0063】

上記実施形態において、加熱装置１００は、ＲＦ電極４０とヒータ電極５０とＲＴＤ電極６０との少なくとも１つを備えない構成であってもよい。また、加熱装置１００は、例えば熱電対など、他の導電性部材を備える構成であってもよい。また、加熱装置１００は、ガス流路１４が保持体１０に形成されていない構成であってもよい。また、加熱装置１００は、保持体１０を上下方向に貫通し、リフトピンが挿入されるリフトピン用の孔が形成された構成であってもよい。

【0064】

上記実施形態において、ヒータ電極５０の数、ＲＴＤ電極６０の数、ヒータ用ドライバ５４の数、ＲＴＤ用ドライバ６４の数は、それぞれ、適宜変更可能である。また、上記実施形態において、加熱装置１００は、第２のＲＴＤ用ビア６５を備えない構成であってもよい。具体的には、ＲＴＤ用ドライバ６４が、ビアを介さずに、ＲＴＤ用電極パッド６６に接合された構成であってもよい。また、加熱装置１００は、複数のヒータ電極５０が上下方向において互いに異なる位置に配置された複数のヒータ層を備える構成であってもよい。また、加熱装置１００は、複数のＲＴＤ電極６０が上下方向において互いに異なる位置に配置された複数のＲＴＤ層を備える構成であってもよい。また、加熱装置１００は、複数のヒータ用ドライバ５４が上下方向において互いに異なる位置に配置された複数のヒータ用ドライバ層を備える構成であってもよい。また、保持体１０における１つのセグメント内において、複数のヒータ電極５０が並列接続された構成であってもよい。

【0065】

上記実施形態では、第１のＲＴＤ用ビア６２は、ＲＴＤ電極６０に直接接続（接合）された構成を例示したが、第１のＲＴＤ用ビア６２は、別の導電体を介して、ＲＴＤ電極６０に間接的に接続された構成であってもよい。また、各ビア４２，５２，５５，６２，６５等は、単数のビアにより構成されてもよいし、上下方向の同じ位置において並列して配置される複数のビアのグループにより構成されてもよい。また、上記実施形態において、各ビア４２，５２，５５，６２，６５等は、ビア部分のみからなる単層構成であってもよいし、複数層構成（例えば、ビア部分とパッド部分とビア部分とが積層された構成）であってもよい。

【0066】

また、上記実施形態の加熱装置１００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。例えば、上記実施形態では、板状部材として、セラミックスにより形成された保持体１０を例示したが、板状部材は、セラミックス以外の材料（例えば樹脂等の絶縁材料）により形成された部材であるとしてもよい。

【0067】

また、本発明は、保持体１０と柱状支持体２０とを備え、半導体ウェハＷを保持して加熱する加熱装置１００に限らず、板状部材を備え、板状部材の表面上に対象物を保持する他の保持装置（例えば、静電チャックや真空チャック等）にも適用可能である。

【符号の説明】

【0068】

１０：保持体 １１：接合部 １２：凹部 １４：ガス流路 １８：連通路 ２０：柱状支持体 ２２：貫通孔 ２４：ガス用貫通孔 ３０：接合層 ４０：ＲＦ電極 ４２：ＲＦ用ビア ４６：ＲＦ用電極パッド ４８：ＲＦ用端子 ５０：ヒータ電極 ５０Ａ：第１のヒータ電極 ５０Ｂ：第２のヒータ電極 ５０Ｃ：第３のヒータ電極 ５２：第１のヒータ用ビア ５３：迂回部分 ５４：ヒータ用ドライバ ５４Ａ：第１のヒータ用ドライバ ５４Ｂ：第２のヒータ用ドライバ ５４Ｃ：第３のヒータ用ドライバ ５４Ｄ：第４のヒータ用ドライバ ５５：第２のヒータ用ビア ５７：切り欠き ５８：ヒータ用端子 ５９：貫通孔 ６０：ＲＴＤ電極 ６０Ａ：第１のＲＴＤ電極 ６０Ｂ：第２のＲＴＤ電極 ６０Ｃ：第３のＲＴＤ電極 ６２：第１のＲＴＤ用ビア ６４：ＲＴＤ用ドライバ ６４Ａ：第１のＲＴＤ用ドライバ ６４Ｂ：第２のＲＴＤ用ドライバ ６４Ｃ：第３のＲＴＤ用ドライバ ６４Ｄ：第４のＲＴＤ用ドライバ ６５：第２のＲＴＤ用ビア ６６：ＲＴＤ用電極パッド ６８：ＲＴＤ用端子 １００：加熱装置 Ｓ１：保持面 Ｓ２：裏面 Ｓ３：上面 Ｗ：半導体ウェハ Ｚｏ１：第１の領域 Ｚｏ２：第２の領域 Ｚｏ３：第３の領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】