特許 7540035 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】2024-08-16

(45)【発行日】2024-08-26

(54)【発明の名称】保持装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20240819BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20240819BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H01L21/302 101C

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023065607

(22)【出願日】2023-04-13

(62)【分割の表示】P 2021205640の分割

【原出願日】2018-02-19

(65)【公開番号】P2023080269

(43)【公開日】2023-06-08

【審査請求日】2023-04-14

(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】100160691

【弁理士】

【氏名又は名称】田邊 淳也

(72)【発明者】

【氏名】山本 考史

【審査官】鈴木 孝章

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－２７０６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０５１１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５７７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０１２７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１５８９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２２２８５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の方向に略垂直な略平面状の第１の表面を有し、前記第１の表面に複数の突起が形成されたセラミックス部材を備え、
前記セラミックス部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、
前記セラミックス部材の前記第１の表面は、互いに異なる位置に位置し、かつ、互いに同じ数（２以上）の前記突起を含む、第１の表面領域と第２の表面領域とを含んでおり、
前記第１の表面領域のうち、前記突起が形成されていない非形成部分には、前記突起の前記第１の方向の長さ未満の深さを有するとともに、前記第１の方向に略垂直な略平面状の底面を有し、かつ、前記略平面状の底面の面積が前記各突起の前記第１の方向に垂直な断面積より大きい凹所が形成されており、
前記第２の表面領域のうち、前記非形成部分には、前記凹所が形成されておらず、
前記セラミックス部材には、空洞が形成されており、
前記第１の方向視で、前記空洞は、前記第１の表面領域に形成された前記凹所の少なくとも一部と重なっている、
ことを特徴とする保持装置。

【請求項2】

第１の方向に略垂直な略平面状の第１の表面を有し、前記第１の表面に複数の突起が形成されたセラミックス部材と、前記セラミックス部材の内部において前記第１の方向視で部分的に設けられ、熱伝導率が前記セラミックス部材よりも低い部材とを備え、
前記セラミックス部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、
前記セラミックス部材の前記第１の表面は、互いに異なる位置に位置し、かつ、互いに同じ数（２以上）の前記突起を含む、第１の表面領域と第２の表面領域とを含んでおり、
前記第１の表面領域のうち、前記突起が形成されていない非形成部分には、前記突起の前記第１の方向の長さ未満の深さを有するとともに、前記第１の方向に略垂直な略平面状の底面を有し、かつ、前記略平面状の底面の面積が前記各突起の前記第１の方向に垂直な断面積より大きい凹所が形成されており、
前記第２の表面領域のうち、前記非形成部分には、前記凹所が形成されておらず、
前記第１の方向視で、熱伝導率が前記セラミックス部材よりも低い前記部材は、前記第１の表面領域に形成された前記凹所の少なくとも一部と重なっている、
ことを特徴とする保持装置。

【請求項3】

第１の方向に略垂直な略平面状の第１の表面を有し、前記第１の表面に複数の突起が形成されたセラミックス部材を備え、
前記セラミックス部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、
前記セラミックス部材の前記第１の表面は、互いに異なる位置に位置し、かつ、互いに同じ数（２以上）の前記突起を含む、第１の表面領域と第２の表面領域とを含んでおり、
前記第１の表面領域のうち、前記突起が形成されていない非形成部分には、前記突起の前記第１の方向の長さ以上の深さを有し、かつ、前記第１の方向視で非環状であるとともに、前記第１の方向に略垂直な略平面状の底面を有し、かつ、前記略平面状の底面の面積が前記各突起の前記第１の方向に垂直な断面積より大きい凹所が、互いに離間した位置に複数形成されており、
前記第２の表面領域のうち、前記非形成部分には、前記凹所が形成されておらず、
前記セラミックス部材には、空洞が形成されており、
前記第１の方向視で、前記空洞は、前記第１の表面領域に形成された前記凹所の少なくとも一部と重なっている、
ことを特徴とする保持装置。

【請求項4】

第１の方向に略垂直な略平面状の第１の表面を有し、前記第１の表面に複数の突起が形成されたセラミックス部材と、前記セラミックス部材の内部において前記第１の方向視で部分的に設けられ、熱伝導率が前記セラミックス部材よりも低い部材とを備え、
前記セラミックス部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、
前記セラミックス部材の前記第１の表面は、互いに異なる位置に位置し、かつ、互いに同じ数（２以上）の前記突起を含む、第１の表面領域と第２の表面領域とを含んでおり、
前記第１の表面領域のうち、前記突起が形成されていない非形成部分には、前記突起の前記第１の方向の長さ以上の深さを有し、かつ、前記第１の方向視で非環状であるとともに、前記第１の方向に略垂直な略平面状の底面を有し、かつ、前記略平面状の底面の面積が前記各突起の前記第１の方向に垂直な断面積より大きい凹所が、互いに離間した位置に複数形成されており、
前記第２の表面領域のうち、前記非形成部分には、前記凹所が形成されておらず、
前記第１の方向視で、熱伝導率が前記セラミックス部材よりも低い前記部材は、前記第１の表面領域に形成された前記凹所の少なくとも一部と重なっている、
ことを特徴とする保持装置。

【請求項5】

請求項３または請求項４に記載の保持装置であって、
前記凹所は、前記突起の前記第１の方向の長さ以上の深さを有し、かつ、前記第１の方向視で非環状であるとともに前記第１の表面領域内で全周にわたって閉塞している、
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、対象物を保持する保持装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば半導体を製造する際にウェハを保持する保持装置として、静電チャックが用いられる。静電チャックは、所定の方向（以下、「第１の方向」という）に略垂直な略平面状の表面（以下、「吸着面」という）を有するセラミックス部材と、セラミックス部材の内部に設けられたチャック電極とを備えており、チャック電極に電圧が印加されることにより発生する静電引力を利用して、セラミックス部材の吸着面にウェハを吸着して保持する。このような静電チャックでは、セラミックス部材の吸着面に複数の突起が形成されており、複数の突起によって半導体ウェハが支持される。また、セラミックス部材の吸着面と半導体ウェハとの間に存在するガスを介して、セラミックス部材と半導体ウェハとの間の熱伝達が行われる（下記特許文献１，２参照）。

【0003】

静電チャックの吸着面に保持されたウェハの温度が所望の温度にならないと、ウェハに対する各処理（成膜、エッチング等）の精度が低下するおそれがあるため、静電チャックにはウェハの温度分布を制御する性能が求められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１４／１５６６１９号

【文献】特開２００２－２２２８５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

複数の突起が吸着面に形成されたセラミックス部材を備える静電チャックでは、例えばセラミックス部材の内部構造に起因して高温または低温の温度特異点が存在することがある。そのため、従来の静電チャックでは、セラミックス部材の吸着面の温度分布の制御性（ひいては、ウェハの温度分布の制御性）の点で向上の余地がある。

【0006】

なお、このような課題は、静電引力を利用してウェハを保持する静電チャックに限らず、複数の突起が形成された表面を有するセラミックス部材を備え、セラミックス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。

【0007】

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】

【0008】

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。

【0009】

（１）本明細書に開示される保持装置は、第１の方向に略垂直な略平面状の第１の表面を有し、前記第１の表面に複数の突起が形成されたセラミックス部材を備え、前記セラミックス部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、前記セラミックス部材の前記第１の表面は、互いに異なる位置に位置し、かつ、互いに同じ数（２以上）の前記突起を含む、第１の表面領域と第２の表面領域とを含んでおり、前記第１の表面領域のうち、前記突起が形成されていない非形成部分には、前記突起の前記第１の方向の長さ未満の深さを有することと、前記突起の前記第１の方向の長さ以上の深さを有し、かつ、前記第１の方向視で非環状であることとのいずれか一方を満たす凹所と、前記突起の前記第１の方向の長さ未満の突出長さを有し、かつ、前記第１の方向視で非環状の凸所と、の少なくとも一方が形成されており、前記第２の表面領域のうち、前記非形成部分には、前記凹所および前記凸所のいずれも形成されていない。保持装置では、セラミックス部材の第１の表面に形成された複数の突起によって対象物が支持される。また、セラミックス部材の第１の表面と対象物との間に存在するガスを介して、セラミックス部材と対象物との間の熱伝達が行われる。本保持装置では、セラミックス部材の第１の表面は、互いに異なる位置に位置し、かつ、互いに同じ数（２以上）の突起を含む、第１の表面領域と第２の表面領域とを含む。第１の表面領域のうち、突起が形成されていない非形成部分には、凹所と凸所との少なくとも一方が形成されている。凹所は、突起の第１の方向の長さ未満の深さを有することと、突起の第１の方向の長さ以上の深さを有し、かつ、第１の方向視で非環状であることとのいずれか一方を満たす。凸所は、突起の第１の方向の長さ未満の突出長さを有し、凸所の第１の方向視の形状は、非環状である。一方、第２の表面領域のうち、非形成部分には、凹所および凸所のいずれも形成されていない。第１の表面領域に凹所が形成されている場合、凹所の底面と第１の表面に保持される対象物との間の距離は、第２の表面領域の非形成部分と対象物との間の距離に比べて長い。このため、第１の表面領域の凹所から対象物への熱伝達効率は、第２の表面領域から対象物への熱伝達効率に比べて低い。また、第１の表面領域に凸所が形成されている場合、凸所の突出先端と対象物との間の距離は、第２の表面領域の非形成部分と対象物との間の距離に比べて短い。このため、第１の表面領域の凸所から対象物への熱伝達効率は、第２の表面領域から対象物への熱伝達効率に比べて高い。したがって、本保持装置によれば、第１の表面領域の非形成部分に凹所および凸所の少なくとも一方が形成されることにより、高温または低温の温度特異点の発生を抑制することができ、セラミックス部材の第１の表面における温度分布を制御することができる。

【0010】

（２）上記保持装置において、前記セラミックス部材は、前記第１の方向において前記第１の表面の反対側に配置された第２の表面を有し、前記保持装置は、さらに、第３の表面を有し、前記第３の表面が前記セラミックス部材の前記第２の表面に対向するように配置されたベース部材と、前記セラミックス部材の前記第２の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との間に配置され、前記セラミックス部材と前記ベース部材とを接合する接合部と、を備える構成としてもよい。例えばベース部材の構造等に起因して、ベース部材の第３の表面上の特定位置と他の位置との間でセラミックス部材からベース部材への吸熱効果に差が生じ、いわゆる吸熱ムラが発生することがある。このような吸熱ムラがベース部材に生じる場合でも、本保持装置によれば、第１の表面領域の非形成部分において、例えば吸熱効果に差が生じる箇所に対応した位置に凹所および凸所の少なくとも一方が形成されることにより、高温または低温の温度特異点の発生を抑制することができ、セラミックス部材の第１の表面における温度分布を制御することができる。

【0011】

（３）上記保持装置において、前記セラミックス部材の前記第２の表面と前記ベース部材の前記第３の表面との間には、前記接合部が介在する接合領域と、前記接合部が介在しない非接合領域とが存在しており、前記第１の方向視で、前記非接合領域は、前記第１の表面領域に形成された前記凹所の少なくとも一部と重なっている構成としてもよい。セラミックス部材の第２の表面とベース部材の第３の表面との間において接合部が介在する接合領域と接合部が介在しない非接合領域とでは、セラミックス部材からベース部材への吸熱効果に差が生じ、吸熱ムラが生じることがある。このような吸熱ムラが生じる場合でも、本保持装置によれば、第１の表面領域の非形成部分において、例えば非接合領域に対応した位置に凹所が形成されることにより、非接合領域の存在に起因する高温の温度特異点の発生を抑制することができ、セラミックス部材の第１の表面における温度分布を制御することができる。

【0012】

（４）上記保持装置において、さらに、前記セラミックス部材に設けられた発熱抵抗体を備え、前記発熱抵抗体は、第１の発熱部分と、前記第１の発熱部分より単位発熱量が多い第２の発熱部分と、を有し、前記第１の方向視で、前記発熱抵抗体における前記第２の発熱部分は、前記第１の表面領域に形成された前記凹所の少なくとも一部と重なっている構成としてもよい。本保持装置によれば、第１の表面領域の非形成部分において、相対的に単位発熱量が多い発熱抵抗体における第２の発熱部分に対応した位置に凹所が形成されることにより、第２の発熱部分の存在に起因する高温の温度特異点の発生を抑制することができ、セラミックス部材の第１の表面における温度分布を制御することができる。

【0013】

（５）上記保持装置において、さらに、前記セラミックス部材に設けられた発熱抵抗体を備え、前記発熱抵抗体は、第１の発熱部分と、前記第１の発熱部分より単位発熱量が少ない第３の発熱部分と、を有し、前記第１の方向視で、前記発熱抵抗体における前記第３の発熱部分は、前記第１の表面領域に形成された前記凸所の少なくとも一部と重なっている構成としてもよい。本保持装置によれば、第１の表面領域の非形成部分において、相対的に単位発熱量が少ない発熱抵抗体における第３の発熱部分に対応した位置に凸所が形成されることにより、第３の発熱部分の存在に起因する低温の温度特異点の発生を抑制することができ、セラミックス部材の第１の表面における温度分布を制御することができる。

【0014】

（６）上記保持装置において、さらに、前記セラミックス部材には空洞が形成されており、前記第１の方向視で、前記空洞は、前記第１の表面領域に形成された前記凹所の少なくとも一部と重なっている構成としてもよい。本保持装置によれば、第１の表面領域の非形成部分において、セラミックス部材に形成された空洞に対応した位置に凹所が形成されることにより、空洞の存在に起因する高温の温度特異点の発生を抑制することができ、セラミックス部材の第１の表面における温度分布を制御することができる。

【0015】

（７）上記保持装置において、さらに、少なくとも一部が前記セラミックス部材の内部に配置され、気孔率が前記セラミックス部材の気孔率より高い多孔質部を備え、前記第１の方向視で、前記多孔質部は、前記第１の表面領域に形成された前記凸所の少なくとも一部と重なっている、ことを特徴とする構成としてもよい。本保持装置によれば、第１の表面領域の非形成部分において、多孔質部に対応した位置に凸所が形成されることにより、多孔質部の存在に起因する低温の温度特異点の発生を抑制することができ、セラミックス部材の第１の表面における温度分布を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１実施形態における静電チャック１０の外観構成を概略的に示す斜視図である。

【図2】第１実施形態における静電チャック１０のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。

【図3】第１実施形態における静電チャック１０のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。

【図4】第１実施形態における静電チャック１０のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。

【図5】静電チャック１０の吸着面Ｓ１上の構成を概略的に示す説明図である。

【図6】静電チャック１０のＸＺ断面構成を部分的に示す説明図である。

【図7】静電チャック１０のＸＺ断面構成を部分的に示す説明図である。

【図8】静電チャック１０のＸＺ断面構成を部分的に示す説明図である。

【図9】第２実施形態における静電チャック１０ａのＸＺ断面構成を部分的に示す説明図である。

【図10】変形例における静電チャック１０ｂのＸＺ断面構成を部分的に示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

Ａ．第１実施形態：
Ａ－１．静電チャック１０の構成：
図１は、第１実施形態における静電チャック１０の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、第１実施形態における静電チャック１０のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図であり、図３および図４は、第１実施形態における静電チャック１０のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。図２には、図３のＩＩ－ＩＩの位置における静電チャック１０のＸＺ断面構成が示されており、図３には、図２のＩＩＩ－ＩＩＩの位置における静電チャック１０のＸＹ断面構成が示されており、図４には、図２のＩＶ－ＩＶの位置における静電チャック１０のＸＹ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、静電チャック１０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】

静電チャック１０は、対象物（例えば半導体ウェハＷ）を静電引力により吸着して保持する装置であり、例えば半導体製造装置の真空チャンバー内で半導体ウェハＷを固定するために使用される。静電チャック１０は、所定の配列方向（本実施形態では上下方向（Ｚ軸方向））に並べて配置されたセラミックス部材１００およびベース部材２００を備える。セラミックス部材１００とベース部材２００とは、セラミックス部材１００の下面Ｓ２とベース部材２００の上面Ｓ３とが上記配列方向に対向するように配置される。セラミックス部材１００の下面Ｓ２は、特許請求の範囲における第２の表面に相当し、ベース部材２００の上面Ｓ３は、特許請求の範囲における第３の表面に相当する。

【0019】

セラミックス部材１００は、例えば円形平面の板状部材であり、セラミックス（例えば、アルミナや窒化アルミニウム等）により形成されている。セラミックス部材１００の直径は例えば５０ｍｍ～５００ｍｍ程度（通常は２００ｍｍ～４５０ｍｍ程度）であり、セラミックス部材１００の厚さは例えば１ｍｍ～１０ｍｍ程度である。

【0020】

セラミックス部材１００の内部には、導電性材料（例えば、タングステンやモリブデン等）により形成された一対のチャック電極４００が設けられている（図２には一方のチャック電極４００のみ図示）。一対のチャック電極４００に電源（図示せず）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半導体ウェハＷがセラミックス部材１００における下面Ｓ２とは反対側の表面（以下、「吸着面Ｓ１」という）に吸着固定される。セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１は、上述した配列方向（Ｚ軸方向）に略垂直な略平面状の表面である。ただし、本実施形態では、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１に複数の微小な突起１７０（図１および図２では省略）が形成されている。複数の突起１７０は、少なくとも一の面方向において互いに等間隔に配置されていることが好ましい。半導体ウェハＷが吸着面Ｓ１に吸着固定された状態では、複数の突起１７０の先端が半導体ウェハＷに接触するとともに、吸着面Ｓ１のうちの突起１７０が形成されていない非形成部分１７２と半導体ウェハＷの表面との間にわずかな空間が存在する。なお、突起１７０の先端の形状は、例えば略平坦状でもよいし（後述の図６等参照）、略凸状でもよい。セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１は、特許請求の範囲における第１の表面に相当し、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、本明細書では、Ｚ軸に垂直な方向（すなわち、吸着面Ｓ１に平行な方向）を「面方向」という。

【0021】

ベース部材２００は、例えばセラミックス部材１００と同径の、または、セラミックス部材１００より径が大きい円形平面の板状部材であり、例えば金属（アルミニウムやアルミニウム合金等）により形成されている。ベース部材２００の直径は例えば２２０ｍｍ～５５０ｍｍ程度（通常は２２０ｍｍ～４７０ｍｍ）であり、ベース部材２００の厚さは例えば２０ｍｍ～４０ｍｍ程度である。

【0022】

ベース部材２００の内部には冷媒流路２１０が形成されている（図２参照）。冷媒流路２１０に冷媒（例えば、フッ素系不活性液体や水等）が流されると、ベース部材２００が冷却され、接着層３００を介したベース部材２００とセラミックス部材１００との間の伝熱によりセラミックス部材１００が冷却され、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１に保持された半導体ウェハＷが冷却される。これにより、半導体ウェハＷの温度制御が実現される。

【0023】

セラミックス部材１００とベース部材２００とは、セラミックス部材１００の下面Ｓ２とベース部材２００の上面Ｓ３との間に配置された接着層３００によって互いに接合されている。接着層３００は、例えばシリコーン系樹脂やアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等の接着剤により構成されている。接着層３００の厚さは、例えば０．１ｍｍ～１ｍｍ程度である。接着層３００は、特許請求の範囲における接合部に相当する。

【0024】

図２および図４に示すように、セラミックス部材１００の内部には、導電性材料（例えば、タングステンやモリブデン等）により形成された抵抗発熱体で構成されたヒータ電極５００が設けられている。ヒータ電極５００に電源（図示せず）から電圧が印加されると、ヒータ電極５００が発熱することによってセラミックス部材１００が温められ、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１に保持された半導体ウェハＷが温められる。これにより、半導体ウェハＷの温度制御が実現される。ヒータ電極５００は、特許請求の範囲における発熱抵抗体に相当する。

【0025】

本実施形態では、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１の温度制御を精度良く行うため、ヒータ電極５００は、第１のヒータ５００Ｌと第２のヒータ５００Ｒとを含んでいる。第１のヒータ５００Ｌと第２のヒータ５００Ｒとは、Ｚ軸方向に略垂直な一の仮想平面（例えば図４のＸＹ平面）上において互いに独立に配置されている。換言すれば、各ヒータ５００Ｌ，５００Ｒは、セラミックス部材１００の少なくとも一部をＺ軸方向に略垂直な方向に並ぶ複数のセグメント（領域）に仮想的に分割したときの各セグメント（領域）内に配置された発熱用抵抗体である。セグメントの設定態様としては、セラミックス部材１００の全部または一部を、吸着面Ｓ１の中心点を中心とする円周方向に並ぶ複数のセグメントに分割する態様が用いられる。各ヒータ５００Ｌ，５００Ｒは、上下方向（Ｚ方向）視で線状のヒータライン部５０６と、ヒータライン部５０６の両端に接合された一対のヒータパッド部５０８とを含む。ヒータライン部５０６は、吸着面Ｓ１の中心点を中心とし、互いに径が異なる円弧部分５０６Ｃと、円弧部分５０６Ｃ同士をつなぐ直線部分５０６Ｄとを含んでいる。このような構成によれば、各セグメントに配置されたヒータ５００Ｌ，５００Ｒを個別に制御することにより、セグメント毎に温度制御を行うことができ、その結果、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１の温度制御を精度良く行うことができる。

【0026】

Ａ－２．ガスを供給するための構成：
また、静電チャック１０は、セラミックス部材１００と半導体ウェハＷとの間の伝熱性を高めて半導体ウェハＷの温度分布の均一性をさらに高めるため、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１と半導体ウェハＷの表面との間に存在する空間にガスを供給するための構成を備えている。なお、本実施形態では、このようなガスとして、ヘリウムガス（Ｈｅガス）が用いられる。以下、ヘリウムガスを供給するための構成について、図１～図３を参照して説明する。

【0027】

Ａ－２－１．ベース部材２００におけるガスを供給するための構成：
図２および図４に示すように、ベース部材２００の下面Ｓ４には、図示しないヘリウムガス源と接続されるガス源接続孔２２１が形成されており、ベース部材２００の上面Ｓ３には、ガス供給孔２２２が開口している。ベース部材２００の内部には、ガス源接続孔２２１とガス供給孔２２２とを連通するガス供給流路２２０が形成されている。

【0028】

Ａ－２－２．接着層３００におけるガスを供給するための構成：
また、図２に示すように、接着層３００には、ベース部材２００に形成されたガス供給孔２２２に連通すると共に、接着層３００を厚さ方向（上下方向）に貫通する貫通孔３１０が形成されている。

【0029】

Ａ－２－３．セラミックス部材１００におけるガスを供給するための構成：
また、図１および図２に示すように、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１には、８つのガス噴出孔１０２が開口している。また、セラミックス部材１００の内部には、セラミックス部材１００に形成された後述する収容室１４０の上面１４４（図４)と、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１に開口するガス噴出孔１０２とを接続するガス噴出流路１１０が形成されている。図２および図３に示すように、ガス噴出流路１１０は、収容室１４０の上面１４４から上方に延びる第１の縦流路１１１と、第１の縦流路１１１と連通すると共に面方向に環状に延びる横流路１１４と、横流路１１４から上方に延びてガス噴出孔１０２に連通する第２の縦流路１１２とから構成されている。

【0030】

なお、本実施形態の静電チャック１０では、ヘリウムガスの供給経路が２系統存在する。すなわち、図３に示すように、セラミックス部材１００の内部には２つの横流路１１４が形成されている。図２および図３に示すように、２つの横流路１１４の内のセラミックス部材１００の中心に近い方の横流路１１４は、第１の縦流路１１１を介して、図２に示す収容室１４０と連通しており、かつ、第２の縦流路１１２を介して、吸着面Ｓ１に開口する８つのガス噴出孔１０２の内のセラミックス部材１００の中心に近い４つのガス噴出孔１０２と連通している。また、２つの横流路１１４の内のセラミックス部材１００の中心から遠い方の横流路１１４は、第１の縦流路１１１を介して、図示しない収容室１４０と連通しており、かつ、第２の縦流路１１２を介して、吸着面Ｓ１に開口する８つのガス噴出孔１０２の内のセラミックス部材１００の中心から遠い４つのガス噴出孔１０２と連通している。なお、後述の充填部材１６０は、ヘリウムガスの供給経路の２系統のそれぞれに配置されるとしてもよいし、２系統のうちの一方だけに配置されるとしてもよい。

【0031】

また、図２および図４に示すように、セラミックス部材１００の内部には、収容室１４０が形成されている。上述したように、収容室１４０の上面には、ガス噴出流路１１０（ガス噴出流路１１０を構成する第１の縦流路１１１）が開口している。一方、収容室１４０の下端側は、セラミックス部材１００の下面Ｓ２に開口し、接着層３００の貫通孔３１０に連通している。本実施形態では、収容室１４０における接着層３００側への開口部の面積は、貫通孔３１０におけるセラミックス部材１００側への開口面積より大きい（後述の図６参照）。また、本実施形態では、収容室１４０（収容室１４０の内部空間）の形状は、略円柱状である。このため、収容室１４０における上面１４４の面積と、収容室１４０における下面１４５の面積と、収容室１４０における上下方向（Ｚ軸方向）に直交する任意の断面の面積とは略同一である。

【0032】

図２および図４に示すように、セラミックス部材１００に形成された収容室１４０には、絶縁材料により形成され、かつ、通気性を有する充填部材（「通気性プラグ」とも呼ばれる）１６０が充填されている。充填部材１６０は、セラミックス部材１００よりも気孔率が高いため、充填部材１６０の熱伝導率は、比較的緻密なセラミックス部材１００の熱伝導率より低い。充填部材１６０の形成材料としては、例えば、セラミックス多孔質体やグラスファイバー、耐熱性ポリテトラフルオロエチレン樹脂スポンジ等を用いることができる。本実施形態では、充填部材１６０の形状は、収容室１４０の形状と同様、略円柱状である。また、充填部材１６０は、収容室１４０内にほぼ隙間無く埋設されている。充填部材１６０は、特許請求の範囲における多孔質部に相当する。

【0033】

このように、収容室１４０内に絶縁材料により形成された充填部材１６０が充填されていることにより、収容室１４０内を経由したセラミックス部材１００とベース部材２００との間の放電や収容室１４０内でのヘリウムガスの放電の発生が抑制される。

【0034】

図２および図３に示すように、図示しないヘリウムガス源から供給されたヘリウムガスが、ガス源接続孔２２１からベース部材２００内部のガス供給流路２２０内に流入する。ガス供給流路２２０内に流入したヘリウムガスは、ガス供給流路２２０からガス供給孔２２２を経て接着層３００の貫通孔３１０内に流入する。貫通孔３１０内に流入したヘリウムガスは、セラミックス部材１００の収容室１４０内に充填された充填部材１６０の内部を通過して、セラミックス部材１００の内部のガス噴出流路１１０を構成する第１の縦流路１１１内に流入し、横流路１１４および第２の縦流路１１２を経て吸着面Ｓ１に形成された各ガス噴出孔１０２から噴出する。このようにして、吸着面Ｓ１と半導体ウェハＷの表面との間に存在する空間に、ヘリウムガスが供給される。

【0035】

Ａ－３．セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１における温度分布を制御するための構成：
図５は、静電チャック１０の吸着面Ｓ１上の構成を概略的に示す説明図である。図５には、静電チャック１０を上方から見た構成が示されるとともに、吸着面Ｓ１上における４つの表面領域Ｘ１～Ｘ４の構成（凹凸状態）が拡大して示されている。４つの表面領域Ｘ１～Ｘ４は、互いに同数（２以上 図５では４つ）の突起１７０をそれぞれ含む。図６から図８は、静電チャック１０のＸＺ断面構成を部分的に示す説明図である。図６には、図５のＶＩ－ＶＩの位置における孔形成領域Ｘ１を含む静電チャック１０のＸＺ断面構成が部分的に示されており、図７には、図５のＶＩＩ－ＶＩＩの位置におけるヒータ高温対応領域Ｘ３を含む静電チャック１０のＸＺ断面構成が部分的に示されており、図８には、図５のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩの位置における経路対応領域Ｘ４に対応する部分のＸＺ断面構成が示されている。

【0036】

Ａ－３－１．吸着面Ｓ１上における孔形成領域Ｘ１の構成：
図５および図６に示すように、吸着面Ｓ１上における孔形成領域Ｘ１は、複数の突起１７０に加えて、ガス噴出流路１１０（ガス噴出孔１０２）の開口部を含む。具体的には、孔形成領域Ｘ１のうち、突起１７０が形成されていない非形成部分１７２にガス噴出流路１１０が開口している。また、孔形成領域Ｘ１の非形成部分１７２には、上下方向（Ｚ方向）視でガス噴出孔１０２を囲む環状の第１の凹所１８２が形成されている。第１の凹所１８２は、非形成部分１７２における第１の凹所１８２の周囲部分に対してセラミックス部材１００の下面Ｓ２側に凹んでいる。また、第１の凹所１８２の周囲部分からの第１の凹所１８２の上下方向の深さＨ２は、第１の凹所１８２の周囲部分からの突起１７０の長さＨ１より短い。なお、第１の凹所１８２の深さＨ２は、突起１７０の長さＨ１の１０％以上であることが好ましく、また、突起１７０の長さＨ１の９０％以下であることが好ましい。また、上下方向視で、第１の凹所１８２の内周は、全周にわたってガス噴出孔１０２に隣接している。還元すれば、第１の凹所１８２とガス噴出孔１０２との間に突出部は無い。ここで、上述したように、ガス噴出流路１１０に連通する収容室１４０内には充填部材１６０が充填されている。第１の凹所１８２は、上下方向視で、ガス噴出流路１１０と充填部材１６０と接着層３００に形成された貫通孔３１０とに重なっている。また、上下方向視で、第１の凹所１８２の外周線と充填部材１６０の外周線とが全周にわたって互いに重なっている。ガス噴出流路１１０は、特許請求の範囲における空洞に相当する。接着層３００における貫通孔３１０以外の部分は、特許請求の範囲における接合領域に相当し、接着層３００における貫通孔３１０は、特許請求の範囲における非接合領域に相当する。

【0037】

Ａ－３－２．吸着面Ｓ１上におけるヒータ高温対応領域Ｘ３の構成：
図５および図７に示すように、吸着面Ｓ１上におけるヒータ高温対応領域Ｘ３は、複数の突起１７０を含む。また、ヒータ高温対応領域Ｘ３のうち、突起１７０が形成されていない非形成部分１７２には、上下方向（Ｚ方向）視で略丸状の第２の凹所１８４が形成されている。第２の凹所１８４は、ガス噴出孔１０２から離れた位置に形成されている。第２の凹所１８４は、非形成部分１７２における第２の凹所１８４の周囲部分に対してセラミックス部材１００の下面Ｓ２側に凹んでいる。また、第２の凹所１８４の周囲部分からの第２の凹所１８４の上下方向の深さＨ３は、突起１７０の長さＨ１より短い。第２の凹所１８４の深さＨ３は、突起１７０の長さＨ１の１０％以上であることが好ましく、また、突起１７０の長さＨ１の９０％以下であることが好ましい。ここで、図５に示すように、ヒータライン部５０６では、円弧部分５０６Ｃと直線部分５０６Ｄとが折れ線部分５０６Ｅを介して繋がっている。第２の凹所１８４は、上下方向視で、ヒータライン部５０６の折れ線部分５０６Ｅに重なっている。円弧部分５０６Ｃおよび直線部分５０６Ｄは、特許請求の範囲における第１の発熱部分に相当し、折れ線部分５０６Ｅは、特許請求の範囲における第２の発熱部分に相当する。

【0038】

Ａ－３－３．吸着面Ｓ１上における経路対応領域Ｘ４の構成：
図５および図８に示すように、吸着面Ｓ１上における経路対応領域Ｘ４は、複数の突起１７０を含む。また、経路対応領域Ｘ４のうち、突起１７０が形成されていない非形成部分１７２には、上下方向（Ｚ方向）視で略矩形状の第３の凹所１８６が形成されている。第３の凹所１８６は、ガス噴出孔１０２から離れた位置に形成されている。第３の凹所１８６は、非形成部分１７２における第３の凹所１８６の周囲部分に対してセラミックス部材１００の下面Ｓ２側に凹んでいる。また、第３の凹所１８６の周囲部分からの第３の凹所１８６の上下方向の深さＨ４は、突起１７０の長さＨ１より短い。第３の凹所１８６の深さＨ４は、突起１７０の長さＨ１の１０％以上であることが好ましく、また、突起１７０の長さＨ１の９０％以下であることが好ましい。ここで、図５に示すように、上下方向視で、第３の凹所１８６の全体は、横流路１１４に重なっている。横流路１１４は、特許請求の範囲における空洞に相当する。

【0039】

Ａ－３－４．吸着面Ｓ１上における基準領域Ｘ２の構成：
図５に示すように、吸着面Ｓ１上における基準領域Ｘ２は、複数の突起１７０を含む。また、基準領域Ｘ２のうち、突起１７０が形成されていない非形成部分１７２は、凹所および凸所のいずれも形成されていない略平坦状である。また、基準領域Ｘ２（非形成部分１７２）は、上記表面領域Ｘ１，Ｘ３，Ｘ４とは異なり、上下方向（Ｚ方向）視で、静電チャック１０に形成された空洞（ガス噴出流路１１０、収容室１４０、貫通孔３１０）や、ヒータライン部５０６の折れ線部分５０６Ｅに重なっていない。すなわち、基準領域Ｘ２は、上下方向視で、静電チャック１０（セラミックス部材１００）の内部構造に起因して高温の温度特異点となる部分とは異なる位置に位置する表面領域である。なお、図５に示す基準領域Ｘ２の位置は一例であり、吸着面Ｓ１上において、静電チャック１０の内部構造（空洞、セラミックス部材１００より熱伝達率が低い部材の存在やヒータの高温部分）に起因して高温の温度特異点となる部分とは異なる位置に位置する表面領域は、基準領域Ｘ２である。孔形成領域Ｘ１、ヒータ高温対応領域Ｘ３および経路対応領域Ｘ４は、特許請求の範囲における第１の表面領域に相当し、基準領域Ｘ２は、特許請求の範囲における第２の表面領域に相当する。なお、第２の表面領域（基準領域Ｘ２）は、第１の表面領域と少なくとも１つの突起１７０を共有する領域であるとしてもよい。

【0040】

なお、上述の各凹所１８２，１８４，１８６は、例えばエンボス加工により突起１７０が形成された吸着面Ｓ１に対して研磨加工を施すことにより形成することができる。

【0041】

Ａ－４．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態における静電チャック１０では、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１に形成された複数の突起１７０によって半導体ウェハＷが支持される。吸着面Ｓ１における非形成部分１７２と半導体ウェハＷの表面との間にわずかな空間が存在し、この空間にガス噴出孔１０２からガスが供給される。このため、吸着面Ｓ１（特に非形成部分１７２）と半導体ウェハＷとの間の熱伝達は、主としてガスを介して行われる。ここで、図５から図８に示すように、本実施形態における静電チャック１０では、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１上における第１の表面領域（孔形成領域Ｘ１、ヒータ高温対応領域Ｘ３、経路対応領域Ｘ４）の非形成部分１７２に、凹所（１８２，１８４，１８６）が形成されている。一方、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１上における基準領域Ｘ２には、凹所が形成されていない。第１の表面領域に形成された凹所の底面と吸着面Ｓ１に支持される半導体ウェハＷとの間の距離は、第２の表面領域の非形成部分１７２と半導体ウェハＷとの間の距離に比べて長い。このため、第１の表面領域の凹所から半導体ウェハＷへの熱伝達効率は、第２の表面領域から半導体ウェハＷへの熱伝達効率に比べて低い。したがって、本実施形態における静電チャック１０によれば、第１の表面領域の非形成部分１７２に凹所が形成されることにより、高温の温度特異点の発生を抑制することができ、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１における温度分布を制御することができる。以下、具体的に説明する。

【0042】

Ａ－４－１．吸着面Ｓ１上における孔形成領域Ｘ１による効果：
図５および図６に示すように、静電チャック１０における孔形成領域Ｘ１の直下には、空洞（ガス噴出流路１１０、接着層３００に形成された貫通孔３１０、ベース部材２００に形成されたガス供給流路２２０）が存在する。一般に、空洞内に存在する空気の熱伝導率は、セラミックス部材１００、ベース部材２００や接着層３００の形成材料（セラミックスや金属など）の熱伝導率より低い。このため、静電チャック１０のうち、上下方向（Ｚ方向）視で空洞と重なる孔形成領域Ｘ１の直下の部分におけるセラミックス部材１００からベース部材２００への吸熱効果は、空洞と重ならない基準領域Ｘ２の直下の部分におけるセラミックス部材１００からベース部材２００への吸熱効果に比べて低い（図６の白抜き矢印参照）。したがって、孔形成領域Ｘ１における空洞の直上の部分は、静電チャック１０の内部構造（空洞）に起因する高温の温度特異点になり易い。また、静電チャック１０における孔形成領域Ｘ１の直下に、さらに、充填部材１６０が存在する。上述したように、充填部材１６０の熱伝達率は、比較的に低く、形成材料等によっては、空洞の熱伝達率より低いことがある。このため、孔形成領域Ｘ１の直下の部分におけるセラミックス部材１００からベース部材２００への吸熱効果は特に低くなり、孔形成領域Ｘ１における空洞の直上の部分は、静電チャック１０の内部構造（空洞）に起因する高温の温度特異点になり易い。

【0043】

これに対して、孔形成領域Ｘ１における空洞の直上の部分に第１の凹所１８２が形成されている。第１の凹所１８２の底面と吸着面Ｓ１に支持される半導体ウェハＷとの間の距離は、基準領域Ｘ２の非形成部分１７２と半導体ウェハＷとの間の距離に比べて長い。このため、孔形成領域Ｘ１の第１の凹所１８２から半導体ウェハＷへの熱伝達効率は、基準領域Ｘ２から半導体ウェハＷへの熱伝達効率に比べて低い（図６の黒塗り矢印参照）。したがって、セラミックス部材１００に形成された空洞に対応した位置に第１の凹所１８２が形成されることにより、空洞の存在に起因する高温の温度特異点の発生を抑制することができ、例えばセラミックス部材１００の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性を向上させることができる。また、第１の凹所１８２の深さＨ２は、突起１７０の長さＨ１より短い。このため、第１の凹所１８２の深さＨ２が突起１７０の長さＨ１以上である場合に比べて、第１の凹所１８２自体が低温の温度特異点になることが抑制される。なお、第２の凹所１８４および第３の凹所１８６も同様である。また、第１の凹所１８２とガス噴出孔１０２との間に突出部は無いため、この突出部に起因する高温の温度特異点の発生が抑制される。

【0044】

Ａ－４－２．吸着面Ｓ１上におけるヒータ高温対応領域Ｘ３による効果：
図５および図７に示すように、吸着面Ｓ１上におけるヒータ高温対応領域Ｘ３の直下には、ヒータライン部５０６の折れ線部分５０６Ｅが存在する。この折れ線部分５０６Ｅは、ヒータライン部５０６における折れ線部分５０６Ｅ以外の部分（円弧部分５０６Ｃ、直線部分５０６Ｄ）に比べて、角部に電流が集中することによって高温になる（図７の白抜き矢印参照）。したがって、ヒータ高温対応領域Ｘ３における折れ線部分５０６Ｅの直上の部分は、静電チャック１０の内部構造（ヒータ電極５００）に起因する高温の温度特異点になり易い。

【0045】

これに対して、ヒータ高温対応領域Ｘ３における折れ線部分５０６Ｅの直上の部分に第２の凹所１８４が形成されている。第２の凹所１８４の底面と吸着面Ｓ１に支持される半導体ウェハＷとの間の距離は、基準領域Ｘ２の非形成部分１７２と半導体ウェハＷとの間の距離に比べて長い。このため、ヒータ高温対応領域Ｘ３の第２の凹所１８４から半導体ウェハＷへの熱伝達効率は、基準領域Ｘ２から半導体ウェハＷへの熱伝達効率に比べて低い（図７の黒塗り矢印参照）。したがって、セラミックス部材１００に設けられたヒータ電極５００における高温部（折れ線部分５０６Ｅ）に対応した位置に第２の凹所１８４が形成されることにより、ヒータ電極５００における高温部の存在に起因する高温の温度特異点の発生を抑制することができ、例えばセラミックス部材１００の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性を向上させることができる。

【0046】

Ａ－４－３．吸着面Ｓ１上における経路対応領域Ｘ４による効果：
図５および図８に示すように、吸着面Ｓ１上における経路対応領域Ｘ４の直下には、横流路１１４が存在する。横流路１１４も空洞であるため、静電チャック１０のうち、上下方向（Ｚ方向）視で横流路１１４と重なる経路対応領域Ｘ４の直下の部分におけるセラミックス部材１００からベース部材２００への吸熱効果は、横流路１１４と重ならない基準領域Ｘ２の直下の部分におけるセラミックス部材１００からベース部材２００への吸熱効果に比べて低い（図８の白抜き矢印参照）。したがって、経路対応領域Ｘ４における横流路１１４の直上の部分は、静電チャック１０の内部構造（横流路１１４）に起因する高温の温度特異点になり易い。

【0047】

これに対して、経路対応領域Ｘ４における横流路１１４の直上の部分に第３の凹所１８６が形成されている。第３の凹所１８６の底面と吸着面Ｓ１に支持される半導体ウェハＷとの間の距離は、基準領域Ｘ２の非形成部分１７２と半導体ウェハＷとの間の距離に比べて長い。このため、経路対応領域Ｘ４の第３の凹所１８６から半導体ウェハＷへの熱伝達効率は、基準領域Ｘ２から半導体ウェハＷへの熱伝達効率に比べて低い（図８の黒塗り矢印参照）。したがって、セラミックス部材１００に形成された空洞（横流路１１４）に対応した位置に第３の凹所１８６が形成されることにより、空洞の存在に起因する高温の温度特異点の発生を抑制することができ、例えばセラミックス部材１００の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性を向上させることができる。

【0048】

Ｂ．第２実施形態：
図９は、第２実施形態における静電チャック１０ａのＸＺ断面構成を部分的に示す説明図である。第２実施形態の静電チャック１０ａの構成の内、上述した第１実施形態の静電チャック１０と同一の構成については、同一符号を付すことによって、その説明を省略する。

【0049】

Ｂ－１．吸着面Ｓ１上におけるヒータ低温対応領域Ｘ５の構成：
図９に示すように、吸着面Ｓ１上におけるヒータ低温対応領域Ｘ５は、複数の突起１７０を含む。また、ヒータ低温対応領域Ｘ５のうち、突起１７０が形成されていない非形成部分１７２には、上下方向（Ｚ方向）視で非環状（例えば略矩形状や略丸状）の凸所１９０が形成されている。凸所１９０は、非形成部分１７２における凸所１９０の周囲部分に対してセラミックス部材１００ａの下面Ｓ２とは反対側に突出している。また、凸所１９０の周囲部分からの凸所１９０の上下方向の突出長さＨ５は、突起１７０の長さＨ１より短い。このため、凸所１９０の突出長さＨ５が突起１７０の長さＨ１以上である場合に比べて、凸所１９０自体が高温の温度特異点になることが抑制される。凸所１９０の突出長さＨ５は、突起１７０の長さＨ１の１０％以上であることが好ましく、また、突起１７０の長さＨ１の９０％以下であることが好ましい。ここで、上下方向視で、凸所１９０の一部または全体は、ヒータ電極５００のヒータパッド部５０８に重なっている。ヒータ低温対応領域Ｘ５は、特許請求の範囲における第１の表面領域に相当する。また、ヒータライン部５０６は、特許請求の範囲における第１の発熱部分に相当し、ヒータパッド部５０８は、特許請求の範囲における第３の発熱部分に相当する。

【0050】

なお、凸所１９０は、例えばエンボス加工により突起１７０とともに非形成部分１７２に凸所が形成された吸着面Ｓ１に対して研磨加工を施すことにより形成することができる。

【0051】

Ｂ－２．吸着面Ｓ１上におけるヒータ低温対応領域Ｘ５による効果：
図９に示すように、吸着面Ｓ１上におけるヒータ低温対応領域Ｘ５の直下には、ヒータ電極５００のヒータパッド部５０８が存在する。このヒータパッド部５０８は、ヒータライン部５０６に比べて、電気抵抗が低いため、単位発熱量が少ない（図９の白抜き矢印参照）。単位発熱量は、上下方向視での単位面積当たりの発熱量を意味する。例えばＡとＢとの単位発熱量の大小を判断するには、ＡとＢとについて、上下方向視で同じ面積の領域における発熱量を比較する。同発熱量は、該領域の抵抗値と、該領域に流れる電流量との乗算によって求めることができる。ただし、上述のヒータライン部５０６およびヒータパッド部５０８のように、互いに流れる電流量が略同一である場合には、ヒータパッド部５０８とヒータライン部５０６との抵抗値の大小のみによって単位発熱量の大小を判断できる。したがって、ヒータ低温対応領域Ｘ５におけるヒータパッド部５０８の直上の部分は、静電チャック１０の内部構造（ヒータ電極５００）に起因する低温の温度特異点になり易い。なお、ヒータパッド部５０８は、ビア６００を介して図示しない給電端子に電気的に接続される。

【0052】

これに対して、ヒータ低温対応領域Ｘ５におけるヒータパッド部５０８の直上の部分に凸所１９０が形成されている。凸所１９０の上面と吸着面Ｓ１に支持される半導体ウェハＷとの間の距離は、基準領域Ｘ２の非形成部分１７２と半導体ウェハＷとの間の距離に比べて短い。このため、ヒータ低温対応領域Ｘ５の凸所１９０から半導体ウェハＷへの熱伝達効率は、基準領域Ｘ２から半導体ウェハＷへの熱伝達効率に比べて高い（図９の黒塗り矢印参照）。したがって、セラミックス部材１００に設けられたヒータ電極５００における低温部（ヒータパッド部５０８）に対応した位置に凸所１９０が形成されることにより、ヒータ電極５００における低温部の存在に起因する低温の温度特異点の発生を抑制することができ、例えばセラミックス部材１００の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性を向上させることができる。

【0053】

Ｃ．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。

【0054】

上記各実施形態における静電チャック１０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、第１実施形態において、吸着面Ｓ１上における孔形成領域Ｘ１とヒータ高温対応領域Ｘ３と経路対応領域Ｘ４のうちの１つまたは２つは、基準領域Ｘ２と同様、非形成部分１７２に凹所および凸所のいずれも形成されていない略平坦状であるとしてもよい。また、上記実施形態では、４つの表面領域Ｘ１～Ｘ４は、互いに４つの突起１７０をそれぞれ含むとしたが、２つの突起、３つの突起、または、５つ以上の突起を含むとしてもよい。

【0055】

上記第１実施形態において、孔形成領域Ｘ１に形成された第１の凹所１８２は、全周にわたって連続的に繋がった環状に限らず、一部が繋がっていない略環状や略円弧状であるとしてもよい。また、第１の凹所１８２は、上下方向の深さＨ２が、突起１７０の長さＨ１以上であり、かつ、上下方向視の形状が非環状（例えば、略丸状や略矩形状）であるとしてもよい。また、上記第１実施形態において、第１の凹所１８２とガス噴出孔１０２との間に突出部が全周または一部に介在する構成であるとしてもよい。また、上記第１実施形態において、第１の凹所１８２の一部が、上下方向視で、空洞（ガス噴出流路１１０、充填部材１６０、接着層３００に形成された貫通孔３１０）に重なっているとしてもよい。このような構成でも、孔形成領域Ｘ１に第１の凹所１８２が形成されない構成に比べて、空洞の存在に起因する高温の温度特異点の発生を抑制できる。また、上記第１実施形態において、静電チャック１０が、孔形成領域Ｘ１の直下に収容室１４０および充填部材１６０を備えない構成であるとしてもよい。さらに、静電チャック１０が、孔形成領域Ｘ１の直下にガス噴出流路１１０を備えない構成であるとしてもよい。このような構成でも、接着層３００に形成された貫通孔３１０の存在により、孔形成領域Ｘ１における貫通孔３１０の直上の部分は、静電チャック１０の内部構造（貫通孔３１０）に起因する高温の温度特異点になり易い。このため、孔形成領域Ｘ１に形成された第１の凹所１８２により、空洞の存在に起因する高温の温度特異点の発生を抑制できる。また、充填部材１６０の形状は、略円柱状であるとしたが、これに限らず、例えば略円錐状や略角柱状などであるとしてもよい。

【0056】

また、上記第１実施形態において、ヒータ高温対応領域Ｘ３に形成された第２の凹所１８４は、例えば略矩形状であるとしてもよい。また、第２の凹所１８４は、上下方向の深さＨ３が、突起１７０の長さＨ１以上であり、かつ、上下方向視の形状が非環状（例えば、略丸状や略矩形状）であるとしてもよい。また、上記第１実施形態において、第２の凹所１８４の全体が、上下方向視で、ヒータライン部５０６の折れ線部分５０６Ｅに重なっているとしてもよい。また、第２の発熱部分は、ヒータライン部５０６の折れ線部分５０６Ｅに限らず、例えばヒータライン部５０６の円弧部分５０６Ｃまたは直線部分５０６Ｄにおける高温部分であるとしてもよい。

【0057】

また、上記第１実施形態において、経路対応領域Ｘ４に形成された第３の凹所１８６は、例えば略丸状であるとしてもよいし、横流路１１４に沿って延びる略円弧状であるとしてもよい。また、第３の凹所１８６は、上下方向の深さＨ４が、突起１７０の長さＨ１以上であり、かつ、上下方向視の形状が非環状（例えば、略丸状や略矩形状）であるとしてもよい。また、上記第１実施形態において、経路対応領域Ｘ４に形成された第３の凹所１８６は、特に、ガス噴出流路１１０における第１の縦流路１１１に重なる位置に形成されていることが好ましい。横流路１１４のうち、第１の縦流路１１１が形成された部分が、特に、高温の温度特異点の発生要因になり易いからである。また、上記第１実施形態において、第３の凹所１８６の一部が、上下方向視で、横流路１１４に重なっているとしてもよい。このような構成でも、経路対応領域Ｘ４に第３の凹所１８６が形成されない構成に比べて、空洞の存在に起因する高温の温度特異点の発生を抑制できる。

【0058】

上記各実施形態において、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１に凹所と凸所との両方が形成されているとしてもよい。また、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１に、突起１７０の第１の方向の長さＨ１以上の深さを有する窪み部が形成されており、その窪み部の底面に、凸所が形成されている構成でもよい。また、第１の方向視での凹所の面積や凸所の面積は、１つの突起の面積より大きくてもよいし、小さくてもよい。また、空洞は、例えばセラミックス部材の第２の表面に形成された凹部（端子収容孔）などでもよい。

【0059】

図１０は、変形例における静電チャック１０ｂのＸＺ断面構成を部分的に示す説明図である。図１０に示すように、吸着面Ｓ１上における低吸熱対応領域Ｘ６は、複数の突起１７０を含む。また、低吸熱対応領域Ｘ６のうち、突起１７０が形成されていない非形成部分１７２には、上下方向（Ｚ方向）視で略矩形状または略丸状の第４の凹所１９２が形成されている。第４の凹所１９２は、ガス噴出孔１０２から離れた位置に形成されている。第４の凹所１９２は、非形成部分１７２における第４の凹所１９２の周囲部分に対してセラミックス部材１００の下面Ｓ２側に凹んでいる。また、第４の凹所１９２の周囲部分からの第４の凹所１９２の上下方向の深さＨ６は、突起１７０の長さＨ１より短い。第４の凹所１９２の深さＨ６は、突起１７０の長さＨ１の１０％以上であることが好ましく、また、突起１７０の長さＨ１の９０％以下であることが好ましい。ここで、上下方向視で、第４の凹所１９２の一部または全体は、ベース部材２００のうちの冷媒流路２１０同士の間の非冷媒流路部分２３０に重なっている。

【0060】

図１０に示すように、吸着面Ｓ１上における低吸熱対応領域Ｘ６の直下には、非冷媒流路部分２３０が存在する。非冷媒流路部分２３０には冷媒が流れないため、静電チャック１０のうち、上下方向（Ｚ方向）視で非冷媒流路部分２３０と重なる低吸熱対応領域Ｘ６の直下の部分におけるセラミックス部材１００からベース部材２００への吸熱効果は、冷媒流路２１０と重なる基準領域Ｘ２の直下の部分におけるセラミックス部材１００からベース部材２００への吸熱効果に比べて低い（図１０の白抜き矢印参照）。したがって、低吸熱対応領域Ｘ６における非冷媒流路部分２３０の直上の部分は、静電チャック１０の内部構造（非冷媒流路部分２３０）に起因する高温の温度特異点になり易い。

【0061】

これに対して、低吸熱対応領域Ｘ６における非冷媒流路部分２３０の直上の部分に第４の凹所１９２が形成されている。このため、低吸熱対応領域Ｘ６の第４の凹所１９２から半導体ウェハＷへの熱伝達効率は、基準領域Ｘ２から半導体ウェハＷへの熱伝達効率に比べて低い（図１０の黒塗り矢印参照）。したがって、ベース部材２００における非冷媒流路部分２３０に対応した位置に第４の凹所１９２が形成されることにより、非冷媒流路部分２３０の存在に起因する高温の温度特異点の発生を抑制することができ、例えばセラミックス部材１００の吸着面Ｓ１における温度分布の均一性を向上させることができる。なお、第４の凹所１９２は、上下方向の深さＨ６が、突起１７０の長さＨ１以上であり、かつ、上下方向視の形状が非環状（例えば、略丸状や略矩形状）であるとしてもよい。

【0062】

また、例えば、上記各実施形態において、上下方向視で、ヒータ電極５００が充填部材１６０を避けるように配置された構成（具体的には、上下方向視で、一対のヒータ同士の距離が充填部材１６０を挟む部分だけ広くなっている構成）では、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１における充填部材１６０の直上の部分が低温の温度特異点になる。このような構成では、吸着面Ｓ１における充填部材１６０の直上の部分に凸所を形成することが好ましい。

【0063】

また、上記各実施形態において、セラミックス部材１００の内部に、チャック電極４００とヒータ電極５００との少なくとも１つの備えないとしてもよい。また、ヒータ電極５００は、セラミックス部材１００の内部ではなく、セラミックス部材１００のベース部材２００側（セラミックス部材１００と接着層３００との間）に配置されるとしてもよい。

【0064】

また、上記各実施形態では、冷媒流路２１０がベース部材２００の内部に形成されるとしているが、冷媒流路２１０が、ベース部材２００の内部ではなく、ベース部材２００の表面（例えばベース部材２００と接着層３００との間）に形成されるとしてもよい。

【0065】

また、上記実施形態において、セラミックス部材１００とベース部材２００とが、一体の接着層３００ではなく、複数の接合部分によって接合されているとしてもよい。具体的には、セラミックス部材１００とベース部材２００との間に、セラミックス部材１００とベース部材２００との対向方向に直交する一の仮想平面上に配置された複数の接合部分が離散的に形成されているとしてもよい。これらの複数の接合部分は、特許請求の範囲における接合部に相当する。また、上記各実施形態では、セラミックス部材１００とベース部材２００とが、接着層３００により接合されるとしているが、セラミックス部材１００とベース部材２００との接合方法として、他の方法（例えば、ろう付けや機械的接合等）が採用されてもよい。

【0066】

また、上記各実施形態では、セラミックス部材１００の内部に一対のチャック電極４００が設けられた双極方式が採用されているが、セラミックス部材１００の内部に１つのチャック電極４００が設けられた単極方式が採用されてもよい。また、上記各実施形態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。

【0067】

また、本発明は、静電引力を利用して半導体ウェハＷを保持する静電チャック１０に限らず、他の保持装置（真空チャックなど）や、ベース部材を備えないヒータ装置にも適用可能である。

【符号の説明】

【0068】

１０，１０ａ，１０ｂ：静電チャック １００，１００ａ：セラミックス部材 １０２：ガス噴出孔 １１０：ガス噴出流路 １１１：第１の縦流路 １１２：第２の縦流路 １１４：横流路 １４０：収容室 １４４：上面 １４５：下面 １６０：充填部材 １７０：突起 １７２：非形成部分 １８２：第１の凹所 １８４：第２の凹所 １８６：第３の凹所 １９０：凸所 １９２：第４の凹所 ２００：ベース部材 ２１０：冷媒流路 ２２０：ガス供給流路 ２２１：ガス源接続孔 ２２２：ガス供給孔 ２３０：非冷媒流路部分 ３００：接着層 ３１０：貫通孔 ４００：チャック電極 ５００：ヒータ電極 ５００Ｌ：第１のヒータ ５００Ｒ：第２のヒータ ５０６：ヒータライン部 ５０６Ｃ：円弧部分 ５０６Ｄ：直線部分 ５０６Ｅ：折れ線部分 ５０８：ヒータパッド部 ６００：ビア Ｈ１：長さ Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ６：深さ Ｈ５：突出長さ Ｓ１：吸着面 Ｓ２：下面 Ｓ３：上面 Ｓ４：下面 Ｗ：半導体ウェハ Ｘ１：孔形成領域 Ｘ２：基準領域 Ｘ３：ヒータ高温対応領域 Ｘ４：経路対応領域 Ｘ５：ヒータ低温対応領域 Ｘ６：低吸熱対応領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】