JP2018133557A

JP2018133557A - 加熱装置

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Publication number: JP2018133557A
Application number: JP2017225447A
Authority: JP
Inventors: 雅夫辻他; Masao Tsujita; 和孝田中; Kazutaka Tanaka; 淳倉野; Jun Kurano
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2017-11-24
Publication date: 2018-08-23
Anticipated expiration: 2037-11-24
Also published as: JP7057103B2

Abstract

【課題】電極端子と受電電極との接合部の損傷抑制と、保持体から柱状支持体への放熱抑制との両立を図る。【解決手段】加熱装置は、第１の表面及び第２の表面を有する保持体と、保持体の第２の表面に接合された柱状支持体とを備える。加熱装置は、保持体の第２の表面側に配置された複数の受電電極に電気的に接続された複数本の電極端子を備える。柱状支持体は、個別収容部と、柱状支持体における保持体とは反対側の端部と個別収容部との間に配置された第２の共通収容部とを含む。個別収容部は、１本の電極端子をそれぞれ収容する複数の個別貫通孔が形成されており、第２の共通収容部は、個別貫通孔にそれぞれ収容された２本以上の電極端子をまとめて収容する共通貫通孔が形成される。第２の共通収容部の断面積は、個別収容部の断面積より小さい。個別収容部の長さ（Ｌ３）は、第２の共通収容部の長さ（Ｌ２）より短い。【選択図】図２

Description

本明細書に開示される技術は、加熱装置に関する。

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、４００〜６５０℃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。

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（例えば、特許文献１参照）。保持体の内部には、抵抗発熱体が配置されており、保持体の裏面側には、抵抗発熱体に電気的に接続された複数の受電電極（電極パッド）が配置されている。また、柱状支持体には、保持体の裏面側に開口する複数の貫通孔が形成されており、各貫通孔には、各受電電極に対して例えばろう付けにより接合された電極端子が収容されている。電極端子および受電電極を介して抵抗発熱体に電圧が印加されると、抵抗発熱体が発熱し、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）が例えば４００〜６５０℃程度に加熱される。

特許第４４８５６８１号公報

電極端子は、比較的長尺であるため、揺動することにより電極端子と受電電極との接合部（ろう付け部）に発生する応力（モーメント）によって該接合部が損傷するおそれがある。そのため、電極端子と受電電極との接合部の損傷抑制のためには、上記従来の加熱装置のように、複数の電極端子のそれぞれを貫通孔に個別に収容することにより、各電極端子を収容する貫通孔の内径をできるだけ小さくすることが好ましい。電極端子の外周が貫通孔を構成する内壁に当接することによって電極端子の過度の揺動が規制されるからである。

一方、保持体の内部の抵抗発熱体で発生した熱は、柱状支持体を介して逃げていくため、この保持体から柱状支持体への放熱抑制のためには、貫通孔の内径を大きくすることにより、保持体と柱状支持体との接触面積をできるだけ小さくすることが好ましい。上記従来の加熱装置では、電極端子を収容する各貫通孔の内径が比較的に小さく、柱状支持体の上記所定の方向に直交する断面積が大きいため、保持体と柱状支持体との接触面積が比較的に大きい。保持体と柱状支持体との接触面積が大きくなると、抵抗発熱体から発せられた熱が保持体から柱状支持体へと伝わる放熱量が多くなることによって、柱状支持体が高温になるおそれがある。このため、例えば柱状支持体に近接配置される部品等として、耐熱性の高い材料によって形成されたものを使用せざるを得なくなるなどの制約が生じるおそれがある。このように、従来の加熱装置では、電極端子と受電電極との接合部の損傷抑制と、保持体から柱状支持体への放熱抑制との両立の点で、向上の余地がある。

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本明細書に開示される加熱装置は、第１の方向に略直交する第１の表面および第２の表面を有する板状であり、内部に抵抗発熱体を有する保持体と、前記第１の方向に延びる柱状であり、前記保持体の前記第２の表面に接合され、セラミックスにより形成された柱状支持体と、を備え、前記保持体の前記第１の表面上に保持された対象物を加熱する加熱装置において、さらに、前記保持体の前記第２の表面側に配置された複数の受電電極と、前記第１の方向に延びる複数本の電極端子であって、それぞれ、前記複数の受電電極に電気的に接続された複数本の電極端子と、を備え、前記柱状支持体は、個別収容部と、前記個別収容部に対して前記第１の方向の少なくとも一方側に位置する共通収容部とを含み、前記個別収容部は、前記第１の方向に延びる複数の個別貫通孔であって、それぞれ、前記複数本の電極端子の内の１本を収容する複数の個別貫通孔が形成されており、前記共通収容部は、前記第１の方向に延び、かつ、前記個別貫通孔より径が大きい共通貫通孔であって、前記個別貫通孔にそれぞれ収容された２本以上の前記電極端子をまとめて収容する共通貫通孔が形成されるとともに、前記第１の方向に直交する断面積が、前記個別収容部の前記第１の方向に直交する断面積より小さく、かつ、前記共通収容部は、少なくとも、前記柱状支持体における前記保持体とは反対側の端部と前記個別収容部との間に配置された第２の共通収容部を含み、前記個別収容部における前記第１の方向の長さ（Ｌ３）は、前記第２の共通収容部における前記第１の方向の長さ（Ｌ２）より短い。本加熱装置によれば、柱状支持体は、電極端子を１本ずつ収容する複数の個別貫通孔が形成された個別収容部を含む。このため、柱状支持体の全長にわたって、全ての電極端子をまとめて収容する共通貫通孔が形成された構成に比べて、電極端子が揺動することにより電極端子と受電電極との接合部に発生する応力によって該接合部が損傷することを抑制することができる。また、柱状支持体は、さらに、個別収容部の各個別貫通孔にそれぞれ収容された２本以上の電極端子をまとめて収容する共通貫通孔が形成された共通収容部を含む。この共通収容部の第１の方向に直交する断面積は、個別収容部の第１の方向に直交する断面積より小さい。これにより、柱状支持体の全長にわたって、個別貫通孔が形成された構成に比べて、抵抗発熱体から発せられた熱が保持体から柱状支持体へと伝わる放熱量を低減することができる。すなわち、本加熱装置によれば、電極端子と受電電極との接合部の損傷抑制と、保持体から柱状支持体への放熱抑制との両立を図ることができる。また、本加熱装置によれば、個別収容部の長さ（Ｌ３）が第２の共通収容部の長さ（Ｌ２）より長い構成に比べて、保持体と共通収容部との距離が近い分だけ、保持体に対する共通収容部による放熱抑制効果が高くなり、その結果、保持体から柱状支持体への放熱をより効果的に抑制することができる。

（２）上記加熱装置において、前記共通収容部は、少なくとも、前記保持体と前記個別収容部との間に配置された第１の共通収容部を含む構成としてもよい。本加熱装置によれば、保持体と個別収容部との間に、断熱性が高い空洞が個別収容部より多く存在する第１の共通収容部が存在するため、保持体と個別収容部とが直接接触している場合に比べて、保持体から柱状支持体への放熱をより効果的に抑制することができる。

（３）上記加熱装置において、前記第１の共通収容部における前記第１の方向の長さ（Ｌ１）は、前記個別収容部における前記第１の方向の長さ（Ｌ３）より短い構成としてもよい。個別収容部における第１の方向の長さが長い程、電極端子が揺動することにより電極端子と受電電極との接合部に発生する応力を低減する効果が大きくなる。一方、保持体と個別収容部との間に共通収容部（第１の共通収容部）が僅かに存在するだけでも、保持体から柱状支持体への放熱の抑制効果があり、第１の共通収容部における第１の方向の長さの相違による放熱の抑制効果の差は比較的に小さい。そこで、本加熱装置によれば、第１の共通収容部における第１の方向の長さ（Ｌ１）が、個別収容部における第１の方向の長さ（Ｌ３）より長い場合に比べて、保持体から柱状支持体への放熱を抑制しつつ、電極端子と受電電極との接合部の損傷をより効果的に抑制することができる。

（４）上記加熱装置において、前記第１の共通収容部における前記第１の方向の長さ（Ｌ１）は、前記第２の共通収容部における前記第１の方向の長さ（Ｌ２）より短い構成としてもよい。本加熱装置によれば、第１の共通収容部における第１の方向の長さ（Ｌ１）が、第２の共通収容部における第１の方向の長さ（Ｌ２）より長い場合に比べて、個別収容部が保持体に近い位置に配置されるため、柱状支持体に収容された各電極端子における保持体側の端部の位置変動が抑制される。これにより、例えば加熱装置の製造工程において、柱状支持体に収容された各電極端子における保持体側の端部を、保持体の受電電極にろう付けする際、該保持体側の端部を位置決めしつつ、保持体の受電電極に精度よく固定することができる。また、電極端子が揺動することにより電極端子と受電電極との接合部に発生する応力を低減することができる。したがって、電極端子における保持体側の端部の位置決めと、電極端子と受電電極との接合部に発生する応力の低減とを両立させることができる。

（５）上記加熱装置において、前記保持体と前記個別収容部との間に前記共通収容部が介在しない構成としてもよい。共通収容部の第１の方向に直交する断面において断熱性が高い空洞が存在する領域の面積は、個別収容部の第１の方向に直交する断面において空洞が存在する領域の面積より広い。本加熱装置によれば、この共通収容部が保持体と個別収容部との間に介在しない。このため、個別収容部が保持体に近い位置に配置されるため、柱状支持体に収容された各電極端子における保持体側の端部の位置変動が抑制される。これにより、例えば加熱装置の製造工程において、柱状支持体に収容された各電極端子における保持体側の端部を、保持体の受電電極にろう付けする際、該保持体側の端部を位置決めしつつ、保持体の受電電極に精度よく固定することができる。

（６）上記加熱装置において、さらに、前記柱状支持体の前記保持体とは反対側に配置される連結部材と、前記柱状支持体と前記連結部材との間に配置されるシール部材と、を備える構成としてもよい。本加熱装置によれば、柱状支持体における放熱の抑制効果により、シール部材の熱による劣化を抑制することができる。

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、加熱装置、半導体製造装置、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。

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。本実施形態における加熱装置１００の断面構成を概略的に示す説明図である。本実施形態における加熱装置１００の断面構成を概略的に示す説明図である。本実施形態における加熱装置１００の断面構成を概略的に示す説明図である。本実施形態における加熱装置１００の断面構成を概略的に示す説明図である。本実施形態における加熱装置１００の断面構成を概略的に示す説明図である。変形例における加熱装置１００Ｘの断面構成を概略的に示す説明図である。

Ａ．本実施形態：
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から図６は、本実施形態における加熱装置１００の断面構成を概略的に示す説明図である。図２には、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おり、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おり、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おり、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おり、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。なお、図２には、後述する受電電極５４付近の一部分が拡大して示されている。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。

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、４００〜６５０℃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。

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と連結部材８０とを備える。

保持体１０は、所定の方向（本実施形態では上下方向）に略直交する保持面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、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）やＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）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、１０ｍｍ以下程度である。上記所定の方向（上下方向）は、特許請求の範囲における第１の方向に相当し、保持体１０の保持面Ｓ１は、特許請求の範囲における第１の表面に相当し、保持体１０の裏面Ｓ２は、特許請求の範囲における第２の表面に相当する。

柱状支持体２０は、上記所定の方向（上下方向）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ＡｌＮやＡｌ_２Ｏ_３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、９０ｍｍ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。

保持体１０と柱状支持体２０とは、保持体１０の裏面Ｓ２と柱状支持体２０の上面Ｓ３とが上下方向に対向するように配置されている。柱状支持体２０は、保持体１０の裏面Ｓ２の中心部付近に、公知の接合材料により形成された接合層３０を介して接合されている。

図２および図３に示すように、保持体１０の内部には、保持体１０を加熱するヒータとしての抵抗発熱体５０が配置されている。抵抗発熱体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。本実施形態では、抵抗発熱体５０は、Ｚ軸方向視で略同心半円状に延びる１対の線状パターン５０Ａ，５０Ｂを構成している。各線状パターン５０Ａ，５０Ｂの一方の端部は、保持体１０の中心部近傍に配置されており、該一方の端部には、保持体１０の中心部近傍に配置された４つのビア導体５２のうちの１つの上端部が接続されている（図２参照）。各線状パターン５０Ａ，５０Ｂの他方の端部は、保持体１０の外周部近傍に配置されており、該他方の端部にはビア導体およびドライバ電極（いずれも図示せず）を介して、上記４つのビア導体５２のうちの１つ（図２に図示せず）の上端部が接続されている。また、保持体１０の裏面Ｓ２側には、同心円上に並んだ４つの凹部１２が形成されており、各凹部１２内には受電電極（電極パッド）５４が設けられている。上述の４つのビア導体５２の下端部のそれぞれは、４つの受電電極５４のそれぞれに接続されている。その結果、抵抗発熱体５０と受電電極５４とがビア導体５２等を介して電気的に接続された状態となっている。

図２、図４から図６に示すように、柱状支持体２０には、保持体１０の裏面Ｓ２側に開口する収容空間Ｓが形成されている。収容空間Ｓは、後述の第１の共通貫通孔２２Ａ、個別貫通孔２２Ｂおよび第２の共通貫通孔２２Ｃ等により構成されている。収容空間Ｓの構成については、後に詳述する。収容空間Ｓには、４本の電極端子７０が収容されている（図２には２本の電極端子７０のみ図示）。電極端子７０は、略円柱状の導電性部材であり、例えばニッケルにより形成されている。電極端子７０の保持体１０側の上端部は、金属ろう材５６（例えば金ろう材）を介して受電電極５４に接合されている。なお、電極端子７０の径は、略同一（例えば３ｍｍ以上、６ｍｍ以下）である。図示しない電源から各電極端子７０、各受電電極５４、各ビア導体５２等を介して抵抗発熱体５０に電圧が印加されると、抵抗発熱体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、４００〜６５０℃程度）に加熱される。

柱状支持体２０には、さらに、高周波体用貫通孔２８が形成されている（図４〜図６参照）。高周波体用貫通孔２８は、上下方向と略同一方向に延び、延伸方向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。高周波体用貫通孔２８には、例えばニッケルにより形成された高周波体３２が収容されている。高周波体用貫通孔２８の上端部は、保持体１０に備えられた高周波電極（図示せず）に接続されている。高周波電源（図示せず）から高周波電力が、高周波体３２を介して高周波電極に印加されることによって、保持体１０と半導体ウェハＷとに存在するガスの分子が電離してイオンとなり、プラズマが生成される。

柱状支持体２０は、連結部材８０を介して、例えば上述のガス供給源や真空ポンプを備える機器（図示せず）に連結される。連結部材８０は、例えば上記所定の方向（上下方向）に延びる略円柱状部材であり、例えばアルミニウム等の金属材料により形成されている。柱状支持体２０と連結部材８０とは、柱状支持体２０の下面Ｓ４と連結部材８０の上面Ｓ５とが上下方向に対向するように配置されている。連結部材８０には、柱状支持体２０の収容空間Ｓ（より具体的には第２の共通貫通孔２２Ｃ）に連通する電極用連結孔８６と、高周波体用貫通孔２８に連通する高周波体用連結孔（図示せず）とが形成されている。また、第２の共通貫通孔２２Ｃと電極用連結孔８６との連通部分には、平板状のキャップ部材９０が配置されており、キャップ部材９０には、４つの電極端子７０の下端部のそれぞれが挿入されることによって、各電極端子７０の下端部を係止する挿入孔９２が形成されている。また、柱状支持体２０の下面Ｓ４と連結部材８０の上面Ｓ５とのそれぞれには、Ｚ方向視で、ガス用連結孔８２、真空用連結孔８４、高周波体用連結孔および測温体用連結孔の全体を囲むように環状の溝が形成されており、該溝内に環状のシール部材９４（例えばフッ素樹脂製のＯリング）が押圧された状態で収容されている。これにより、柱状支持体２０と連結部材８０とが密閉状態で連結されている。

Ａ−２．加熱装置１００の製造方法：
加熱装置１００（保持体１０および柱状支持体２０）の製造方法は、例えば以下の通りである。初めに、保持体１０と柱状支持体２０とを作製する。

保持体１０の作製方法は、例えば以下の通りである。まず、窒化アルミニウム粉末に、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）粉末と、アクリル系バインダと、適量の分散剤および可塑剤とを加えた混合物に、有機溶剤を加え、ボールミルにて混合し、グリーンシート用スラリーを作製する。このグリーンシート用スラリーをキャスティング装置でシート状に成形した後に乾燥させ、グリーンシートを複数枚作製する。

また、窒化アルミニウム粉末、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練することにより、メタライズペーストを作製する。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に、後に抵抗発熱体５０や受電電極５４等となる未焼結導体層を形成する。また、グリーンシートにあらかじめビア孔を設けた状態でメタライズペーストを印刷することにより、後にビア導体５２となる未焼結導体部を形成する。

次に、これらのグリーンシートを複数枚（例えば２０枚）熱圧着し、必要に応じて外周を切断して、グリーンシート積層体を作製する。このグリーンシート積層体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し、この成形体を脱脂し、さらにこの脱脂体を焼成して焼成体を作製する。この焼成体の表面を研磨加工する。以上の工程により、保持体１０が作製される。

また、柱状支持体２０の作製方法は、例えば以下の通りである。まず、窒化アルミニウム粉末に、酸化イットリウム粉末と、ＰＶＡバインダと、適量の分散剤および可塑剤とを加えた混合物に、有機溶剤を加え、ボールミルにて混合し、スラリーを得る。このスラリーをスプレードライヤーにて顆粒化し、原料粉末を作製する。次に、高周波体用貫通孔２８に対応する中子が配置されたゴム型に原料粉末を充填し、冷間静水圧プレスして成形体を得る。得られた成形体を、マシニング加工することにより、成形体の外径やＺ方向の長さ等について寸法調整を行う。さらに、成形体に、穴加工を施すことにより、共通収容部２０Ａ，２０Ｃの共通貫通孔２２Ａ，２２Ｃを形成し、個別収容部２０Ｂの個別貫通孔２２Ｂを形成する。その後、成形体を脱脂し、さらにこの脱脂体を焼成する。以上の工程により、柱状支持体２０が作製される。

次に、保持体１０と柱状支持体２０とを接合する。保持体１０の裏面Ｓ２および柱状支持体２０の上面Ｓ３に対して必要によりラッピング加工を行った後、保持体１０の裏面Ｓ２と柱状支持体２０の上面Ｓ３との少なくとも一方に、例えば希土類や有機溶剤等を混合してペースト状にした公知の接合剤を均一に塗布した後、脱脂処理する。次いで、保持体１０の裏面Ｓ２と柱状支持体２０の上面Ｓ３とを重ね合わせ、焼成を行うことにより、保持体１０と柱状支持体２０とを接合する。

保持体１０と柱状支持体２０との接合の後、各電極端子７０を各電極用貫通孔２２内に挿入し、各電極端子７０の上端部を各受電電極５４に例えば金ろう材によりろう付けする。また、高周波体３２を高周波体用貫通孔２８内に挿入し、高周波体３２の上端部を、高周波電極に電気的に接続された電極（図示せず）にろう付けする。以上の製造方法により、上述した構成の加熱装置１００が製造される。

Ａ−３．柱状支持体２０の収容空間Ｓの詳細構成：
次に、柱状支持体２０の収容空間Ｓの詳細構成について説明する。図２に示すように、柱状支持体２０は、第１の共通収容部２０Ａと、個別収容部２０Ｂと、第２の共通収容部２０Ｃとを備える。

図２および図４に示すように、第１の共通収容部２０Ａは、個別収容部２０Ｂに対して保持体１０側（すなわち、上側）に位置し、保持体１０の裏面Ｓ２側に開口する第１の共通貫通孔２２Ａが形成されている。第１の共通貫通孔２２Ａは、上下方向と略同一方向に延び、延伸方向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。第１の共通貫通孔２２Ａには、上述の４本の電極端子７０がまとめて収容されている。

図２および図６に示すように、第２の共通収容部２０Ｃは、個別収容部２０Ｂに対して保持体１０とは反対側（すなわち、下側）に位置し、連結部材８０側に開口する第２の共通貫通孔２２Ｃが形成されている。第２の共通貫通孔２２Ｃは、上下方向と略同一方向に延び、延伸方向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。なお、本実施形態では、第１の共通貫通孔２２Ａと第２の共通貫通孔２２Ｃとは、Ｚ方向視で略同心であり、また、第１の共通貫通孔２２Ａの内径と第２の共通貫通孔２２Ｃの内径とは略同一である。以下、第１の共通収容部２０Ａと第２の共通収容部２０Ｃとをまとめて「共通収容部２０Ａ，２０Ｃ」ともいい、第１の共通貫通孔２２Ａと第２の共通貫通孔２２Ｃとをまとめて「共通貫通孔２２Ａ，２２Ｃ」ともいう。

図２および図５に示すように、個別収容部２０Ｂは、４つの個別貫通孔２２Ｂが形成されている。各個別貫通孔２２Ｂは、上下方向と略同一方向に延び、延伸方向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。各個別貫通孔２２Ｂの内径は、共通貫通孔２２Ａ，２２Ｃの内径より小さい。各個別貫通孔２２Ｂの保持体１０側（すなわち、上端側）は、第１の共通収容部２０Ａの第１の共通貫通孔２２Ａに連通しており、各個別貫通孔２２Ｂの保持体１０とは反対側（すなわち、下端側）は、第２の共通収容部２０Ｃの第２の共通貫通孔２２Ｃに連通している。各個別貫通孔２２Ｂには、１つの個別貫通孔２２Ｂにつき、１本の電極端子７０が収容されている。

このような構成により、４本の電極端子７０は、各共通収容部２０Ａ，２０Ｃにおいて各共通貫通孔２２Ａ，２２Ｃに４本まとめて収容されつつ、個別収容部２０Ｂにおいて４つの個別貫通孔２２Ｂのそれぞれに１本ずつ個別に収容されている。また、各共通収容部２０Ａ，２０Ｃの上下方向に直交する断面積は、個別収容部２０Ｂの上下方向に直交する断面積より小さい。また、第１の共通収容部２０Ａ（第１の共通貫通孔２２Ａ）の上下方向の長さ（Ｌ１）は、第２の共通収容部２０Ｃ（第２の共通貫通孔２２Ｃ）の上下方向の長さ（Ｌ２）より短い。また、第１の共通収容部２０Ａの上下方向の長さ（Ｌ１）は、個別収容部２０Ｂ（個別貫通孔２２Ｂ）の上下方向の長さ（Ｌ３）より短い。なお、個別収容部２０Ｂの上下方向の長さ（Ｌ３）は、柱状支持体２０（収容空間Ｓ）の上下方向の全長（＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）の１／４０以上、１／２以下であることが好ましい。

なお、上述の高周波体用貫通孔２８は、第１の共通収容部２０Ａと個別収容部２０Ｂと第２の共通収容部２０Ｃとにわたって形成されている。また、各電極端子７０のうち、第１の共通収容部２０Ａと第２の共通収容部２０Ｃとにそれぞれ収容されている部分は、絶縁チューブ４０に挿入されている。これにより、共通貫通孔２２Ａ，２２Ｃ内にまとめて収容された複数本の電極端子７０の間におけるアークの発生が抑制される。

Ａ−４．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、柱状支持体２０は、電極端子７０を１本ずつ収容する複数の個別貫通孔２２Ｂが形成された個別収容部２０Ｂを含む。個別収容部２０Ｂの個別貫通孔２２Ｂは、共通収容部２０Ａ，２０Ｃの共通貫通孔２２Ａ，２２Ｃに比べて、内径が小さいことにより、個別収容部２０Ｂにおいて個別貫通孔２２Ｂを形成する内壁が、共通収容部２０Ａ，２０Ｃにおいて共通貫通孔２２Ａ，２２Ｃを形成する内壁に比べて、電極端子７０の外周に近い位置に位置するため、電極端子７０の揺動が規制される。したがって、例えば、柱状支持体２０の上下方向の全長にわたって、４つの電極端子７０をまとめて収容する共通貫通孔が形成された構成に比べて、電極端子７０の揺動により電極端子７０と受電電極５４との接合部（金属ろう材５６）に発生する応力によって該接合部が損傷することを抑制することができる。また、柱状支持体２０は、さらに、共通収容部２０Ａ，２０Ｃを含む。各共通収容部２０Ａ，２０Ｃは、個別収容部２０Ｂの各個別貫通孔２２Ｂにそれぞれ収容された４本の電極端子７０をまとめて収容する共通貫通孔２２Ａ，２２Ｃが形成されている。各共通収容部２０Ａ，２０Ｃの上下方向に直交する断面積は、個別収容部２０Ｂの上下方向に直交する断面積より小さい。したがって、柱状支持体２０の上下方向の全長にわたって、個別貫通孔２２Ｂが形成された構成に比べて、保持体１０と柱状支持体２０との接触面積が小さいため、抵抗発熱体５０から発せられた熱が保持体１０から柱状支持体２０へと伝わる放熱量を低減することができる。すなわち、本実施形態の加熱装置１００によれば、電極端子７０と受電電極５４との接合部の損傷抑制と、保持体１０から柱状支持体２０への放熱抑制との両立を図ることができる。

また、本実施形態の加熱装置１００では、保持体１０と個別収容部２０Ｂとの間に、断熱性が高い空洞が個別収容部２０Ｂより多く存在する第１の共通収容部２０Ａが存在する（図２参照）。このため、保持体１０と個別収容部２０Ｂとが直接接触している構成に比べて、保持体１０から柱状支持体２０への放熱をより効果的に抑制することができる。

また、本実施形態の加熱装置１００では、第１の共通収容部２０Ａの上下方向の長さ（Ｌ１）は、第２の共通収容部２０Ｃの上下方向の長さ（Ｌ２）より短い。このため、第１の共通収容部２０Ａの上下方向の長さ（Ｌ１）が第２の共通収容部２０Ｃの上下方向の長さ（Ｌ２）より長い構成に比べて、個別収容部２０Ｂが保持体１０に近い位置に配置される。その結果、柱状支持体２０に収容された各電極端子７０における上側（保持体１０側）の端部の位置変動が抑制される。これにより、例えば加熱装置１００の製造工程において、柱状支持体２０に収容された各電極端子７０における上側の端部を、保持体１０の受電電極５４にろう付けする際、各電極端子７０における上側の端部を位置決めしつつ、受電電極５４に精度よく固定することができる。また、電極端子７０が揺動することにより電極端子７０と受電電極５４との接合部に発生する応力を低減することができる。したがって、保持体１０から柱状支持体２０への放熱を抑制しつつ、電極端子７０における上側の端部の位置決めと、電極端子７０と受電電極５４との接合部に発生する応力の低減とを両立させることができる。

また、個別収容部２０Ｂにおける上下方向の長さ（Ｌ３）が長い程、電極端子７０の揺動が規制されるため、電極端子７０と受電電極５４との接合部に発生する応力を低減する効果が大きくなる。一方、保持体１０と個別収容部２０Ｂとの間に共通収容部（第１の共通収容部２０Ａ）が僅かに存在するだけでも、保持体１０から柱状支持体２０への放熱の抑制効果があり、第１の共通収容部２０Ａにおける上下方向の長さ（Ｌ１）の相違による放熱の抑制効果の差は比較的に小さい。そこで、本実施形態の加熱装置１００では、第１の共通収容部２０Ａの上下方向の長さ（Ｌ１）は、個別収容部２０Ｂ（個別貫通孔２２Ｂ）の上下方向の長さ（Ｌ３）より短い。このため、第１の共通収容部２０Ａの上下方向の長さ（Ｌ１）が、個別収容部２０Ｂ（個別貫通孔２２Ｂ）の上下方向の長さ（Ｌ３）より長い場合に比べて、保持体１０から柱状支持体２０への放熱を抑制しつつ、電極端子７０と受電電極５４との接合部の損傷をより効果的に抑制することができる。また、個別収容部２０Ｂにおける上下方向の長さ（Ｌ３）は、第２の共通収容部２０Ｃにおける上下方向の長さ（Ｌ２）より短い。このため、個別収容部２０Ｂにおける上下方向の長さ（Ｌ３）が第２の共通収容部２０Ｃにおける上下方向の長さ（Ｌ２）より長い場合に比べて、保持体１０から柱状支持体２０への放熱を抑制することができる。

以上のように、本実施形態の加熱装置１００では、保持体１０から柱状支持体２０への放熱が抑制されるため、シール部材９４の熱による劣化を抑制することができる。本実施形態では、上述したように、抵抗発熱体５０の発熱により、保持面Ｓ１上に保持された半導体ウェハＷが所定の処理温度（例えば、４００〜６５０℃程度）に加熱される。しかし、上述したように、柱状支持体２０において放熱抑制効果があるため、柱状支持体２０と連結部材８０とのシールのために、耐熱温度が上記処理温度より低い（例えば２００℃程度）材料で形成されたシール部材９４を使用することができる。

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。

上記実施形態における加熱装置１００の構成は、あくまで例示であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、保持体１０の外径が柱状支持体２０の外径より大きいとしているが、保持体１０の外径と柱状支持体２０の外径とが略同一であるとしてもよい。また、上記実施形態では、保持体１０および柱状支持体２０のＺ軸方向視の外形が略円形であるとしているが、他の形状であってもよい。また、共通収容部２０Ａ，２０Ｃの共通貫通孔２２Ａ，２２Ｃと個別収容部２０Ｂの個別貫通孔２２Ｂとに収容される電極端子は、抵抗発熱体５０に電気的に接続された端子に限らず、例えば、プラズマを発生させる高周波（ＲＦ）電極に電気的に接続された端子や、静電吸着のための吸着電極に電気的に接続された端子でもよい。また、上記実施形態では、受電電極５４は、保持体１０の裏面Ｓ２に形成された凹部１２内に配置されているが、保持体１０の裏面Ｓ２上に配置されているとしてもよい。要するに、受電電極は、保持体の第２の表面側に配置されていればよい。

上記実施形態において、保持体１０と個別収容部２０Ｂとの間に、第１の共通収容部２０Ａが介在せずに、保持体１０と個別収容部２０Ｂとが直接接触している構成としてもよい。図７は、変形例における加熱装置１００Ｘの断面構成を概略的に示す説明図である。図２に示す構成と共通する部分について同一符号を付して説明を省略する。図７に示すように、変形例における加熱装置１００Ｘでは、上記実施形態における共通収容部２０Ａが保持体１０と個別収容部２０ＢＸとの間に介在しておらず、個別収容部２０ＢＸの上面Ｓ３Ｘ全体が接合層３０Ｘを介して保持体１０の裏面Ｓ２に接合されている。また、個別収容部２０ＢＸと柱状支持体２０の下面Ｓ４との間には、第２の共通収容部２０ＣＸが配置されている。すなわち、共通収容部は、個別収容部２０ＢＸに対して保持体１０とは反対側だけに位置する。なお、個別収容部２０ＢＸのＸＹ断面構成は、図５に示す構成と同一であり、第２の共通収容部２０ＣＸのＸＹ断面構成は、図６に示す構成と同一である。また、個別収容部２０ＢＸの上下方向の長さ（Ｌ３Ｘ）は、第２の共通収容部２０ＣＸの上下方向の長さ（Ｌ２Ｘ）より短い。このような構成でも、柱状支持体２０に共通収容部（第２の共通貫通孔２２Ｃ）が存在することによって、保持体１０から柱状支持体２０（特に柱状支持体２０の保持体１０とは反対側）への放熱を抑制することができる。また、共通収容部のＸＹ断面において断熱性が高い空洞が存在する領域の面積は、個別収容部のＸＹ断面において空洞が存在する領域の面積より広い（図４から図６参照）。また、変形例における加熱装置１００Ｘでは、個別収容部２０ＢＸの上下方向の長さ（Ｌ３Ｘ）が、第２の共通収容部２０ＣＸの上下方向の長さ（Ｌ２Ｘ）より長い構成に比べて、保持体１０と第２の共通収容部２０ＣＸとの距離が近い分だけ、保持体１０に対する第２の共通収容部２０ＣＸによる放熱抑制効果が高くなり、その結果、保持体１０から柱状支持体２０Ｘへの放熱をより効果的に抑制することができる。

また、上記実施形態において、柱状支持体２０は、第２の共通収容部２０Ｃを含まず、個別収容部２０Ｂが下面Ｓ４まで延びているとしてもよい。また、柱状支持体２０は、共通収容部を３つ以上含むとしてもよいし、個別収容部を２つ以上含むとしてもよい。

また、上記実施形態において、第１の共通収容部２０Ａの上下方向の長さ（Ｌ１）は、第２の共通収容部２０Ｃの上下方向の長さ（Ｌ２）より長いとしてもよい。また、第１の共通収容部２０Ａの上下方向の長さ（Ｌ１）が、個別収容部２０Ｂ（個別貫通孔２２Ｂ）の上下方向の長さ（Ｌ３）より長いとしてもよい。

また、上記実施形態では、共通収容部２０Ａ，２０Ｃにおいて、共通貫通孔２２Ａ，２２Ｃに加えて、高周波体３２（電極端子）を１つだけ収容する高周波体用貫通孔２８が形成されていたが、これに限らず、共通収容部は、電極端子を１つだけ収容する個別貫通孔を備えないとしてもよい。また、共通収容部は、個別貫通孔にそれぞれ収容された２本以上の電極端子をまとめて収容する共通貫通孔が２つ以上形成されているとしてもよい。

また、上記実施形態における加熱装置１００を構成する各部材の形成材料は、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、上記実施形態における加熱装置１００では、保持体１０、柱状支持体２０および連結部材８０は、窒化アルミニウムまたはアルミナを主成分とするセラミックス製であるとしているが、保持体１０と柱状支持体２０と連結部材８０との少なくとも一つが、他のセラミックス製であるとしてもよい。また、保持体１０と連結部材８０との少なくとも一つは、セラミックス以外の材料製（例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属製）であるとしてもよい。同様に、電極端子７０等の形成材料も、他の材料であってよい。

上記実施形態の加熱装置１００は、高周波体用貫通孔２８を備えないとしてもよい。また、加熱装置１００は、柱状支持体２０において、高周波体用貫通孔２８とは別に、例えば、パージガス（例えば窒素、アルゴン）等のガスを保持体１０の保持面Ｓ１と半導体ウェハＷとの間に供給するためのガス用貫通孔、半導体ウェハＷを保持体１０の保持面Ｓ１に真空吸着させるための真空用貫通孔や、熱電対や白金抵抗体等の測温体が収容される測温体用貫通孔などが形成されているとしてもよい。また、加熱装置１００は、連結部材８０を備えないとしてもよい。また、本発明は、サセプタに限らず、セラミックス板とベース板とを備え、セラミックス板の表面上に対象物を保持する他の保持装置（例えば、静電チャック等）にも適用可能である。

また、上記実施形態における加熱装置１００の製造方法はあくまで一例であり、種々変形可能である。

１０：保持体１２：凹部２０：柱状支持体２０Ａ：第１の共通収容部２０Ｂ，２０ＢＸ：個別収容部２０Ｃ，２０ＣＸ：第２の共通収容部２２：電極用貫通孔２２Ａ：第１の共通貫通孔２２Ｂ：個別貫通孔２２Ｃ：第２の共通貫通孔２８：高周波体用貫通孔３０，３０Ｘ：接合層３２：高周波体４０：絶縁チューブ５０：抵抗発熱体５０Ａ，５０Ｂ：線状パターン５２：ビア導体５４：受電電極５６：金属ろう材７０：電極端子８０：連結部材８２：ガス用連結孔８４：真空用連結孔８６：電極用連結孔９０：キャップ部材９２：挿入孔９４：シール部材１００，１００ｘ：加熱装置Ｓ１：保持面Ｓ２：裏面Ｓ３，Ｓ３Ｘ：上面Ｓ４，Ｓ４Ｘ：下面Ｓ５：上面Ｓ：収容空間Ｗ：半導体ウェハ

Claims

第１の方向に略直交する第１の表面および第２の表面を有する板状であり、内部に抵抗発熱体を有する保持体と、
前記第１の方向に延びる柱状であり、前記保持体の前記第２の表面に接合され、セラミックスにより形成された柱状支持体と、
を備え、前記保持体の前記第１の表面上に保持された対象物を加熱する加熱装置において、さらに、
前記保持体の前記第２の表面側に配置された複数の受電電極と、
前記第１の方向に延びる複数本の電極端子であって、それぞれ、前記複数の受電電極に電気的に接続された複数本の電極端子と、
を備え、
前記柱状支持体は、個別収容部と、前記個別収容部に対して前記第１の方向の少なくとも一方側に位置する共通収容部とを含み、
前記個別収容部は、前記第１の方向に延びる複数の個別貫通孔であって、それぞれ、前記複数本の電極端子の内の１本を収容する複数の個別貫通孔が形成されており、
前記共通収容部は、前記第１の方向に延び、かつ、前記個別貫通孔より径が大きい共通貫通孔であって、前記個別貫通孔にそれぞれ収容された２本以上の前記電極端子をまとめて収容する共通貫通孔が形成されるとともに、前記第１の方向に直交する断面積が、前記個別収容部の前記第１の方向に直交する断面積より小さく、かつ、
前記共通収容部は、少なくとも、前記柱状支持体における前記保持体とは反対側の端部と前記個別収容部との間に配置された第２の共通収容部を含み、
前記個別収容部における前記第１の方向の長さ（Ｌ３）は、前記第２の共通収容部における前記第１の方向の長さ（Ｌ２）より短いことを特徴とする、加熱装置。
請求項１に記載の加熱装置において、
前記共通収容部は、少なくとも、前記保持体と前記個別収容部との間に配置された第１の共通収容部を含むことを特徴とする、加熱装置。
請求項２に記載の加熱装置において、
前記第１の共通収容部における前記第１の方向の長さ（Ｌ１）は、前記個別収容部における前記第１の方向の長さ（Ｌ３）より短いことを特徴とする、加熱装置。
請求項２または請求項３に記載の加熱装置において、
前記第１の共通収容部における前記第１の方向の長さ（Ｌ１）は、前記第２の共通収容部における前記第１の方向の長さ（Ｌ２）より短いことを特徴とする、加熱装置。
請求項１に記載の加熱装置において、
前記保持体と前記個別収容部との間に前記共通収容部が介在しないことを特徴とする、加熱装置。
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の加熱装置において、さらに、
前記柱状支持体の前記保持体とは反対側に配置される連結部材と、
前記柱状支持体と前記連結部材との間に配置されるシール部材と、を備えることを特徴とする加熱装置。