JP2019125663A

JP2019125663A - 保持装置

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Publication number: JP2019125663A
Application number: JP2018004615A
Authority: JP
Inventors: 考史山本; Takashi Yamamoto
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2018-01-16
Filing date: 2018-01-16
Publication date: 2019-07-25
Anticipated expiration: 2038-01-16
Also published as: JP7071130B2

Abstract

【課題】セラミックス部材の表面の温度分布の制御性を向上させる。【解決手段】保持装置は、第１の方向に略垂直な略平面状の第１の表面を有するセラミックス部材と、セラミックス部材の内部に配置された複数のヒータ電極と、ヒータ電極に電気的に接続された給電端子とを備える。各ヒータ電極は、第１の方向視で線状の抵抗発熱体であるヒータライン部と、ヒータライン部の端部に接続されたヒータパッド部とを有する。セラミックス部材には、第１の方向におけるセラミックス部材の厚さが変化する箇所と、セラミックス部材の内部に空間が形成されている箇所と、の少なくとも一方である特異箇所が存在する。第１の方向視で、複数のヒータ電極のうち、並列接続された一対のヒータ電極である特定ヒータ電極対のそれぞれのヒータライン部によって、特異箇所が挟まれている。【選択図】図３

Description

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。

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。

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。そのため、例えば、セラミックス部材の内部に複数のヒータ電極が設けられる。各ヒータ電極に電圧が印加されると、各ヒータ電極が発熱することによってセラミックス部材が加熱され、これにより、セラミックス部材の吸着面の温度分布の制御（ひいては、吸着面に保持されたウェハの温度分布の制御）が実現される。

静電チャックのセラミックス部材には、上記第１の方向におけるセラミックス部材の厚さが変化する箇所やセラミックス部材の内部に空間が形成されている箇所（以下、「特異箇所」という）が存在する。例えば、特異箇所は、セラミックス部材の吸着面側や吸着面とは反対側の表面側に切り欠きや凹部が形成されている箇所、セラミックス部材を上記第１の方向に貫通する貫通孔（ガス孔やリフトピン孔等）が形成されている箇所、セラミックス部材の内部に孔（ガス孔等）が形成されている箇所等である。

従来の静電チャックでは、セラミックス部材における上述した特異箇所が、１つのヒータ電極の一部分と他の一部分とで挟まれた構成が採用される場合がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−７１６４７号公報

セラミックス部材における上述した特異箇所は、セラミックス部材においてヒータ電極に対応する仮想的な領域（面方向および厚さ方向）のボリュームが変化する箇所（一様ではない箇所）であると言える。そのため、セラミックス部材における特異箇所の周辺においては、該特異箇所の存在を考慮してヒータ電極の構成（位置や形状等）を設計することが求められる。

ここで、静電チャックの製造の際には、例えば、セラミックス部材の焼成時の収縮ばらつき、焼成後のセラミックス部材に対する研磨等の加工の位置ずれ、ヒータ電極を形成する際の印刷の位置ずれ等を原因として、ヒータ電極と上述した特異箇所との相対位置関係が、設計上の相対位置関係からずれる場合がある。ヒータ電極と特異箇所との相対位置関係にずれが発生すると、該ずれに起因して特異箇所の周辺に温度特異点（周辺と比べて温度が急激に変化する点）が発生するおそれがある。特異箇所が１つのヒータ電極の一部分と他の一部分とで挟まれた上記従来の構成では、ヒータ電極と特異箇所との相対位置関係のずれに起因する特異箇所の周辺での温度特異点の発生を抑制することができない。また、特異箇所が、直列接続された一対のヒータ電極で挟まれた構成でも、同様に、ヒータ電極と特異箇所との相対位置関係のずれに起因する特異箇所の周辺での温度特異点の発生を抑制することができない。そのため、従来の静電チャックの構成では、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。

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、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。

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の表面を有するセラミックス部材と、前記セラミックス部材の内部に配置された複数のヒータ電極であって、それぞれ、前記第１の方向視で線状の抵抗発熱体であるヒータライン部と、前記ヒータライン部の端部に接続されたヒータパッド部と、を有する複数のヒータ電極と、前記ヒータ電極に電気的に接続された給電端子と、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には、前記第１の方向における前記セラミックス部材の厚さが変化する箇所と、前記セラミックス部材の内部に空間が形成されている箇所と、の少なくとも一方である特異箇所が存在し、前記第１の方向視で、前記複数のヒータ電極のうち、並列接続された一対の前記ヒータ電極である特定ヒータ電極対のそれぞれの前記ヒータライン部によって、前記特異箇所が挟まれている。本保持装置では、並列接続された一対のヒータ電極である特定ヒータ電極対のそれぞれのヒータライン部によって、特異箇所が挟まれているため、特定ヒータ電極対と特異箇所との相対位置関係にずれが発生しても、特定ヒータ電極対を構成する各ヒータ電極が相互に作用して温度自動調整機能を発揮することにより、特異箇所の周辺に温度特異点が発生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、特異箇所の周辺に温度特異点が発生することを抑制することができ、セラミックス部材の第１の表面の温度分布の制御性（ひいては、保持装置に保持される対象物の温度分布の制御性）を向上させることができる。

（２）上記保持装置において、前記第１の方向視で、前記セラミックス部材の前記特異箇所は円周方向に延びる部分を有し、前記第１の方向視で、前記特定ヒータ電極対のそれぞれの前記ヒータライン部によって、前記特異箇所における前記円周方向に延びる部分が挟まれている構成としてもよい。特異箇所が円周方向に延びる部分を有する形態では、ヒータ電極と特異箇所との相対位置関係にずれが発生すると、該ずれに起因して比較的広い範囲で温度特異点が発生するおそれがある。本保持装置では、円周方向に延びる特異箇所の部分が、並列接続された一対のヒータ電極である特定ヒータ電極対のそれぞれのヒータライン部によって挟まれているため、ヒータ電極と特異箇所との相対位置関係のずれに起因して比較的広い範囲で温度特異点が発生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、セラミックス部材の第１の表面の温度分布の制御性（ひいては、保持装置に保持される対象物の温度分布の制御性）を効果的に向上させることができる。

（３）上記保持装置において、前記セラミックス部材は、外周に沿って前記第１の表面側に切り欠きが形成された部分である外周部と、前記外周部の内側に位置する内側部と、を有し、前記特異箇所は、前記外周部と前記内側部との境界の箇所である構成としてもよい。セラミックス部材における外周部と内側部との境界の箇所の周辺は、内側部の側面が露出していることから、特に温度特異点となりやすい。本保持装置では、そのような温度特異点となりやすい境界の箇所が、並列接続された一対のヒータ電極である特定ヒータ電極対のそれぞれのヒータライン部によって挟まれている。そのため、ヒータ電極と境界の箇所との相対位置関係にずれが発生しても、境界の箇所の周辺で温度特異点が発生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、セラミックス部材の第１の表面の温度分布の制御性（ひいては、保持装置に保持される対象物の温度分布の制御性）を効果的に向上させることができる。

（４）上記保持装置において、前記特定ヒータ電極対を構成する前記ヒータ電極の少なくとも一方について、前記第１の方向視で、前記ヒータ電極の前記ヒータパッド部と前記特異箇所との間には、前記ヒータ電極の前記ヒータライン部が存在していることを特徴とする構成としてもよい。ヒータ電極におけるヒータパッド部は、ヒータライン部と比較して発熱量が小さい。本保持装置では、そのような発熱量が比較的小さいヒータパッド部と特異箇所との間にヒータライン部が存在している。そのため、本保持装置によれば、特異箇所を挟む一対のヒータ電極である特定ヒータ電極対の相互作用による温度自動調整機能を十分に発揮することができ、特異箇所の周辺に温度特異点が発生することを効果的に抑制することができる。従って、本保持装置によれば、セラミックス部材の第１の表面の温度分布の制御性（ひいては、保持装置に保持された対象物の温度分布の制御性）を効果的に向上させることができる。

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、保持装置、静電チャック、ＣＶＤヒータ等のヒータ装置、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。

第１実施形態における静電チャック１００の外観構成を概略的に示す斜視図である。第１実施形態における静電チャック１００のＸＺ断面構成を概略的に示す説明図である。第１実施形態における静電チャック１００のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。第１実施形態における静電チャック１００のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。並列接続された一対のヒータ電極５００と該一対のヒータ電極５００に挟まれた境界部ＢＰとの関係を概念的に示す説明図である。第２実施形態の静電チャック１００におけるセラミックス部材１０の境界部ＢＰとヒータ電極５００との関係を示す説明図である。

Ａ．第１実施形態：
Ａ−１．静電チャック１００の構成：
図１は、第１実施形態における静電チャック１００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１００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の位置における静電チャック１００のＸＹ断面構成が示されており、図４には、図２のＩＶ−ＩＶの位置における静電チャック１００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。

静電チャック１００は、対象物（例えばウェハ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ウェハＷを固定するために使用される。静電チャック１００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１０およびベース部材２０を備える。セラミックス部材１０とベース部材２０とは、セラミックス部材１０の下面Ｓ２（図２参照）とベース部材２０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１０は、略円板状部材であり、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。より詳細には、セラミックス部材１０は、外周に沿って上側に切り欠きが形成された部分である外周部ＯＰと、外周部ＯＰの内側に位置する内側部ＩＰとから構成されている。セラミックス部材１０における内側部ＩＰの厚さ（Ｚ軸方向における厚さであり、以下同様）は、外周部ＯＰに形成された切り欠きの分だけ、外周部ＯＰの厚さより厚くなっている。すなわち、セラミックス部材１０の外周部ＯＰと内側部ＩＰとの境界部ＢＰの箇所で、Ｚ軸方向におけるセラミックス部材１０の厚さが変化している。境界部ＢＰは、特許請求の範囲における特異箇所に相当する。

セラミックス部材１０の内側部ＩＰにおける上面は、Ｚ軸方向に略直交する略円形平面となっており、対象物（例えばウェハＷ）を保持する吸着面Ｓ１として機能する。また、セラミックス部材１０の外周部ＯＰにおける上面には、例えば、静電チャック１００を固定するための治具（不図示）が係合する。セラミックス部材１０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軸方向に直交する方向を「面方向」という。

セラミックス部材１０の内側部ＩＰの直径は例えば５０ｍｍ〜５００ｍｍ程度（通常は２００ｍｍ〜３５０ｍｍ程度）であり、セラミックス部材１０の外周部ＯＰの直径は例えば６０ｍｍ〜５１０ｍｍ程度（通常は２１０ｍｍ〜３６０ｍｍ程度）である（ただし、外周部ＯＰの直径は内側部ＩＰの直径より大きい）。また、セラミックス部材１０の内側部ＩＰの厚さは例えば１ｍｍ〜１０ｍｍ程度であり、セラミックス部材１０の外周部ＯＰの厚さは例えば０．５ｍｍ〜９．５ｍｍ程度である（ただし、外周部ＯＰの厚さは内側部ＩＰの厚さより薄い）。

図２に示すように、セラミックス部材１０の内部には、導電性材料（例えば、タングステン、モリブデン、白金等）により形成されたチャック電極４０が配置されている。Ｚ軸方向視でのチャック電極４０の形状は、例えば略円形である。チャック電極４０に電源（図示しない）から電圧が印加されると、静電引力が発生し、この静電引力によってウェハＷがセラミックス部材１０の吸着面Ｓ１に吸着固定される。

セラミックス部材１０の内部には、また、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１の温度分布の制御（すなわち、吸着面Ｓ１に保持されたウェハＷの温度分布の制御）のためのヒータ電極層５０と、ヒータ電極層５０への給電のための構成とが配置されている。これらの構成については、後に詳述する。なお、このような構成のセラミックス部材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。

ベース部材２０は、例えばセラミックス部材１０の外周部ＯＰと同径の、または、セラミックス部材１０の外周部ＯＰ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２０の直径は例えば２２０ｍｍ〜５５０ｍｍ程度（通常は２２０ｍｍ〜３５０ｍｍ）であり、ベース部材２０の厚さは例えば２０ｍｍ〜４０ｍｍ程度である。

ベース部材２０は、セラミックス部材１０の下面Ｓ２とベース部材２０の上面Ｓ３との間に配置された接着層３０によって、セラミックス部材１０に接合されている。接着層３０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材により構成されている。接着層３０の厚さは、例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度である。

ベース部材２０の内部には冷媒流路２１が形成されている。冷媒流路２１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２０が冷却され、接着層３０を介したベース部材２０とセラミックス部材１０との間の伝熱（熱引き）によりセラミックス部材１０が冷却され、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１に保持されたウェハＷが冷却される。これにより、ウェハＷの温度分布の制御が実現される。

また、図２に示すように、静電チャック１００には、ベース部材２０の下面Ｓ４からセラミックス部材１０の吸着面Ｓ１にわたって上下方向に延びるピン挿通孔１４０が形成されている。ピン挿通孔１４０は、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１上に保持されたウェハＷを押し上げて吸着面Ｓ１から離間させるためのリフトピン（図示せず）を挿通するための孔である。

また、図２に示すように、静電チャック１００は、セラミックス部材１０とウェハＷとの間の伝熱性を高めてウェハＷの温度分布の制御性をさらに高めるため、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１とウェハＷの表面との間に存在する空間にガス（例えば、ヘリウムガス）を供給する構成を備えている。すなわち、静電チャック１００には、ベース部材２０の下面Ｓ４から接着層３０の上面にわたって上下方向に延びる第１のガス流路孔１３１と、第１のガス流路孔１３１に連通すると共にセラミックス部材１０の吸着面Ｓ１に開口する第２のガス流路孔１３２とが形成されている。また、セラミックス部材１０の内部には、第２のガス流路孔１３２と連通すると共に面方向に環状に延びる横流路１３３が形成されており、セラミックス部材１０の下面Ｓ２には、第２のガス流路孔１３２に連通する凹部１３４が形成されている。凹部１３４には、通気性を有する充填部材（通気性プラグ）１６０が充填されている。ヘリウムガス源（不図示）から供給されたヘリウムガスが、第１のガス流路孔１３１内に流入すると、流入したヘリウムガスは、第１のガス流路孔１３１から凹部１３４内に充填された通気性を有する充填部材１６０の内部を通過してセラミックス部材１０内部の第２のガス流路孔１３２内に流入し、横流路１３３を介して面方向に流れつつ、吸着面Ｓ１に形成されたガス噴出孔から噴出する。このようにして、吸着面Ｓ１とウェハ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。

Ａ−２．ヒータ電極層５０等の構成：
次に、ヒータ電極層５０の構成およびヒータ電極層５０への給電のための構成について詳述する。上述したように、静電チャック１００は、ヒータ電極層５０を備える（図２参照）。ヒータ電極層５０は、導電性材料（例えば、タングステン、モリブデン、白金等）により形成されている。なお、本実施形態では、ヒータ電極層５０は、チャック電極４０より下側に配置されている。

図３に示すように、ヒータ電極層５０は、３つのヒータ電極５００（５００Ａ，５００Ｂ，５００Ｃ）を含んでいる。各ヒータ電極５００は、Ｚ軸方向視で線状の抵抗発熱体であるヒータライン部５１０と、ヒータライン部５１０の両端部に接続されたヒータパッド部（第１のヒータパッド部５２１および第２のヒータパッド部５２２）とを有する。以下では、第１のヒータパッド部５２１および第２のヒータパッド部５２２を、まとめてヒータパッド部５２１，５２２ともいう。各ヒータ電極５００のヒータライン部５１０は、Ｚ軸方向視で略円周状または略螺旋状に延びる形状である。また、Ｚ軸方向視で、ヒータパッド部５２１，５２２の幅は、ヒータライン部５１０の幅より大きい。

図３に示すように、３つのヒータ電極５００の内、ヒータ電極５００Ａは、セラミックス部材１０における外周部ＯＰの内部に配置されている。外周部ＯＰに配置されたヒータ電極５００Ａは、低温となりやすい吸着面Ｓ１（すなわち、内側部ＩＰの表面）の外周付近を補助的に加熱するためのヒータである。一方、ヒータ電極５００Ｂおよびヒータ電極５００Ｃは、セラミックス部材１０における内側部ＩＰの内部に配置されている。内側部ＩＰに配置されたヒータ電極５００Ｂおよびヒータ電極５００Ｃは、吸着面Ｓ１（すなわち、内側部ＩＰの表面）を直接的に加熱するためのヒータである。

内側部ＩＰに配置された２つのヒータ電極５００（ヒータ電極５００Ｂおよびヒータ電極５００Ｃ）の内、ヒータ電極５００Ｂは、Ｚ軸方向視でヒータ電極５００Ｃより外側に配置されている。そのため、Ｚ軸方向視で、セラミックス部材１０における内側部ＩＰと外周部ＯＰとの境界部ＢＰは、ヒータ電極５００Ｂと、外周部ＯＰに配置されたヒータ電極５００Ａとのそれぞれのヒータライン部５１０によって挟まれている。

また、図２に示すように、静電チャック１００は、ヒータ電極層５０を構成する各ヒータ電極５００への給電のための構成を備えている。具体的には、図２に示すように、静電チャック１００は、ドライバ電極６０を備える。ドライバ電極６０は、導電性材料（例えば、タングステン、モリブデン、白金等）により形成されている。本実施形態では、ドライバ電極６０は、ヒータ電極層５０より下側に配置されている。図４に示すように、ドライバ電極６０は、面方向に平行な所定の領域を有するパターンである一対の導電領域（第１の導電領域６１および第２の導電領域６２）を有する。以下では、ドライバ電極６０の第１の導電領域６１および第２の導電領域６２を、まとめて導電領域６１，６２ともいう。

本実施形態では、ドライバ電極６０に対して、２つのヒータ電極５００（ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂ）が並列に接続されている。すなわち、図２から図４に示すように、ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂのそれぞれについて、第１のヒータパッド部５２１は、導電性材料により形成された第１のヒータ側ビア７２１を介して、ドライバ電極６０の第１の導電領域６１に導通しており、第２のヒータパッド部５２２は、導電性材料により形成された第２のヒータ側ビア７２２を介して、ドライバ電極６０の第２の導電領域６２に導通している。以下では、第１のヒータ側ビア７２１および第２のヒータ側ビア７２２を、まとめてヒータ側ビア７２１，７２２ともいう。

また、図２に示すように、静電チャック１００には、ベース部材２０の下面Ｓ４からセラミックス部材１０の内部に至る一対の端子用孔１１０，１２０が形成されている。各端子用孔１１０，１２０は、ベース部材２０を上下方向に貫通する貫通孔２２と、接着層３０を上下方向に貫通する貫通孔３２と、セラミックス部材１０の下面Ｓ２側に形成された凹部１２とが、互いに連通することにより構成された一体の孔である。

一対の端子用孔１１０，１２０の一方である第１の端子用孔１１０には、柱状の第１の給電端子７４１が収容されている。また、第１の端子用孔１１０を構成するセラミックス部材１０の凹部１２の底面には、第１の電極パッド７３１が設けられている。第１の給電端子７４１は、例えばろう付け等により第１の電極パッド７３１に接合されている。また、第１の電極パッド７３１は、第１の給電側ビア７１１を介して、ドライバ電極６０における第１の導電領域６１に導通している（図４参照）。同様に、一対の端子用孔１１０，１２０の他方である第２の端子用孔１２０には、柱状の第２の給電端子７４２が収容されている。また、第２の端子用孔１２０を構成するセラミックス部材１０の凹部１２の底面には、第２の電極パッド７３２が設けられている。第２の給電端子７４２は、例えばろう付け等により第２の電極パッド７３２に接合されている。また、第２の電極パッド７３２は、第２の給電側ビア７１２を介して、該ドライバ電極６０における第２の導電領域６２に導通している（図４参照）。なお、以下では、第１の給電端子７４１および第２の給電端子７４２を、まとめて給電端子７４１，７４２ともいい、第１の電極パッド７３１および第２の電極パッド７３２を、まとめて電極パッド７３１，７３２ともいい、第１の給電側ビア７１１および第２の給電側ビア７１２を、まとめて給電側ビア７１１，７１２ともいう。給電端子７４１，７４２、電極パッド７３１，７３２、および、給電側ビア７１１，７１２は、すべて、導電性材料により形成されている。

なお、本実施形態では、３つのヒータ電極５００の内のヒータ電極５００Ｃについては、ヒータパッド部５２１，５２２が、ドライバ電極６０を介さず、一対のビア（不図示）を介して電極パッド７３１，７３２に導通している。

一対の給電端子７４１，７４２は、電源（図示せず）に接続されている。ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂについては、電源からの電圧は、一対の給電端子７４１，７４２、一対の電極パッド７３１，７３２、および、一対の給電側ビア７１１，７１２を介してドライバ電極６０の一対の導電領域６１，６２に供給され、さらに、各ヒータ電極５００について設けられた一対のヒータ側ビア７２１，７２２を介してヒータ電極５００に印加される。また、ヒータ電極５００Ｃについては、電源からの電圧は、一対の給電端子７４１，７４２、一対の電極パッド７３１，７３２、および、一対のビアを介してヒータ電極５００に印加される。各ヒータ電極５００に電圧が印加されると、各ヒータ電極５００が発熱してセラミックス部材１０が加熱され、これにより、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１の温度分布の制御（すなわち、吸着面Ｓ１に保持されたウェハＷの温度分布の制御）が実現される。

Ａ−３．セラミックス部材１０の境界部ＢＰとヒータ電極５００のヒータライン部５１０との関係：
上述したように、本実施形態の静電チャック１００では、Ｚ軸方向視で、セラミックス部材１０における内側部ＩＰと外周部ＯＰとの境界部ＢＰが、２つのヒータ電極５００（ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂ）のそれぞれのヒータライン部５１０によって挟まれている（図３参照）。また、境界部ＢＰを挟む２つのヒータ電極５００（ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂ）は、並列接続された一対のヒータ電極５００である。そのため、本実施形態の静電チャック１００では、Ｚ軸方向視で、並列接続された一対のヒータ電極５００（ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂ）のそれぞれのヒータライン部５１０によって、境界部ＢＰが挟まれていると言える。なお、該一対のヒータ電極５００は、特許請求の範囲における特定ヒータ電極対に相当する。

また、本実施形態の静電チャック１００では、Ｚ軸方向視で、セラミックス部材１０における境界部ＢＰは円周方向に延びており、上記一対のヒータ電極５００（ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂ）のそれぞれのヒータライン部５１０によって、境界部ＢＰにおける円周方向に延びる部分（本実施形態では境界部ＢＰの略全体）が挟まれている（図３参照）。

Ａ−４．本実施形態の効果：
以上説明したように、第１実施形態の静電チャック１００は、Ｚ軸方向に略垂直な略平面状の吸着面Ｓ１を有するセラミックス部材１０を備え、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１上に対象物（例えばウェハＷ）を保持する保持装置である。静電チャック１００は、セラミックス部材１０の内部に配置された複数のヒータ電極５００と、ヒータ電極５００に電気的に接続された給電端子７４１，７４２とを備える。各ヒータ電極５００は、Ｚ軸方向視で線状の抵抗発熱体であるヒータライン部５１０と、ヒータライン部５１０の端部に接続されたヒータパッド部５２１，５２２とを有する。また、本実施形態の静電チャック１００では、セラミックス部材１０に、内側部ＩＰと外周部ＯＰとの境界部ＢＰが存在する。境界部ＢＰは、Ｚ軸方向におけるセラミックス部材１０の厚さが変化する箇所である。また、本実施形態の静電チャック１００では、Ｚ軸方向視で、複数のヒータ電極５００のうち、並列接続された一対のヒータ電極５００（ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂ）のそれぞれのヒータライン部５１０によって、境界部ＢＰが挟まれている。本実施形態の静電チャック１００は、このような構成を有しているため、以下に説明するように、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１の温度分布の制御性（ひいては、ウェハＷの温度分布の制御性）を向上させることができる。

図５は、並列接続された一対のヒータ電極５００（ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂ）と、該一対のヒータ電極５００に挟まれた境界部ＢＰと、の関係を概念的に示す説明図である。静電チャック１００の製造の際には、例えば、セラミックス部材１０の焼成時の収縮ばらつき、焼成後のセラミックス部材１０に対する研磨等の加工の位置ずれ、ヒータ電極５００を形成する際の印刷の位置ずれ等を原因として、各ヒータ電極５００とセラミックス部材１０の境界部ＢＰとの相対位置関係にずれが発生する場合がある。

ここで、セラミックス部材１０の境界部ＢＰは、Ｚ軸方向におけるセラミックス部材１０の厚さが変化する箇所であるため、セラミックス部材１０においてヒータ電極５００に対応する仮想的な領域（面方向および厚さ方向）のボリュームが変化する箇所（一様ではない箇所）であると言える。そのため、各ヒータ電極５００と境界部ＢＰとの相対位置関係にずれが発生すると、該ずれに起因して境界部ＢＰの周辺に温度特異点（周辺と比べて温度が急激に変化する点）が発生するおそれがある。境界部ＢＰが１つのヒータ電極５００の一部分と他の一部分とで挟まれた構成や、境界部ＢＰが直列接続された一対のヒータ電極５００で挟まれた構成では、各ヒータ電極５００と境界部ＢＰとの相対位置関係のずれに起因する境界部ＢＰの周辺での温度特異点の発生を抑制することができない。

しかしながら、本実施形態の静電チャック１００では、並列接続された一対のヒータ電極５００（ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂ）のそれぞれのヒータライン部５１０によって、セラミックス部材１０の境界部ＢＰが挟まれている。そのため、該一対のヒータ電極５００（ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂ）と境界部ＢＰとの相対位置関係にずれが発生しても、該一対のヒータ電極５００（ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂ）が相互に作用して温度自動調整機能を発揮することにより、境界部ＢＰの周辺に温度特異点が発生することを抑制することができる。例えば図５に示すように、境界部ＢＰが、設計上の境界部ＢＰの位置（例えばヒータ電極５００Ａとヒータ電極５００Ｂとから等距離の位置）からヒータ電極５００Ｂ側にずれている場合には、セラミックス部材１０においてヒータ電極５００Ｂに対応する仮想的な領域（面方向および厚さ方向）のボリュームがヒータ電極５００Ａに対応する仮想的な領域のボリュームと比較して相対的に小さくなるため、ヒータ電極５００Ｂの発熱量がヒータ電極５００Ａの発熱量と比較して相対的に大きくなる。その結果、ヒータ電極５００Ｂの抵抗がヒータ電極５００Ａの抵抗と比較して相対的に高くなる。ヒータ電極５００Ｂの抵抗がヒータ電極５００Ａの抵抗と比較して相対的に高くなると、ヒータ電極５００Ａとヒータ電極５００Ｂとは並列に接続されているため、ヒータ電極５００Ａに突入する電流がヒータ電極５００Ｂに突入する電流と比較して相対的に大きくなる。これにより、ヒータ電極５００Ａの発熱量がヒータ電極５００Ｂの発熱量と比較して相対的に大きくなり、ヒータ電極５００Ａの抵抗がヒータ電極５００Ｂの抵抗と比較して相対的に高くなる。ヒータ電極５００Ａの抵抗がヒータ電極５００Ｂの抵抗と比較して相対的に高くなると、ヒータ電極５００Ｂに突入する電流がヒータ電極５００Ａに突入する電流と比較して相対的に大きくなる。このような作用が繰り返されることによって温度自動調整機能が発揮され、境界部ＢＰの周辺に温度特異点が発生することが抑制されるのである。従って、本実施形態の静電チャック１００によれば、境界部ＢＰの周辺に温度特異点が発生することを抑制することができ、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１の温度分布の制御性（ひいては、ウェハＷの温度分布の制御性）を向上させることができる。

また、本実施形態の静電チャック１００では、Ｚ軸方向視で、セラミックス部材１０における境界部ＢＰは円周方向に延びており、並列接続された一対のヒータ電極５００（ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂ）のそれぞれのヒータライン部５１０によって、境界部ＢＰにおける円周方向に延びる部分（本実施形態では境界部ＢＰの略全体）が挟まれている（図３参照）。境界部ＢＰが円周方向に延びる部分を有する形態では、ヒータ電極５００と境界部ＢＰとの相対位置関係にずれが発生すると、該ずれに起因して比較的広い範囲で温度特異点が発生するおそれがある。本実施形態の静電チャック１００では、円周方向に延びる境界部ＢＰが、並列接続された一対のヒータ電極５００（ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂ）のそれぞれのヒータライン部５１０によって挟まれているため、ヒータ電極５００と境界部ＢＰとの相対位置関係のずれに起因して比較的広い範囲で温度特異点が発生することを抑制することができる。従って、本実施形態の静電チャック１００によれば、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１の温度分布の制御性（ひいては、ウェハＷの温度分布の制御性）を効果的に向上させることができる。

また、本実施形態の静電チャック１００では、セラミックス部材１０は、外周に沿って上側に切り欠きが形成された部分である外周部ＯＰと、外周部ＯＰの内側に位置する内側部ＩＰとを有する。セラミックス部材１０における外周部ＯＰと内側部ＩＰとの境界部ＢＰの周辺は、内側部ＩＰの側面が露出していることから、特に温度特異点となりやすい。本実施形態の静電チャック１００では、そのような温度特異点となりやすい境界部ＢＰが、並列接続された一対のヒータ電極５００（ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂ）のそれぞれのヒータライン部５１０によって挟まれている。そのため、ヒータ電極５００と境界部ＢＰとの相対位置関係にずれが発生しても、境界部ＢＰの周辺で温度特異点が発生することを抑制することができる。従って、本実施形態の静電チャック１００によれば、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１の温度分布の制御性（ひいては、ウェハＷの温度分布の制御性）を効果的に向上させることができる。

Ｂ．第２実施形態：
図６は、第２実施形態の静電チャック１００におけるセラミックス部材１０の境界部ＢＰとヒータ電極５００との関係を示す説明図である。以下では、第２実施形態の静電チャック１００の構成の内、上述した第１実施形態の静電チャック１００の構成と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。

第２実施形態の静電チャック１００では、第１実施形態の静電チャック１００と同様に、Ｚ軸方向視で、セラミックス部材１０における内側部ＩＰと外周部ＯＰとの境界部ＢＰが、２つのヒータ電極５００（ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂ）のそれぞれのヒータライン部５１０によって挟まれている。また、境界部ＢＰを挟む２つのヒータ電極５００（ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂ）は、並列接続された一対のヒータ電極５００である。そのため、第２実施形態の静電チャック１００では、Ｚ軸方向視で、並列接続された一対のヒータ電極５００（ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂ）のそれぞれのヒータライン部５１０によって、境界部ＢＰが挟まれている。

また、第２実施形態の静電チャック１００では、境界部ＢＰを挟む一対のヒータ電極５００（ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂ）のそれぞれについて、Ｚ軸方向視で、ヒータ電極５００のヒータパッド部５２１と境界部ＢＰとの間に、ヒータ電極５００のヒータライン部５１０が存在している。

ここで、ヒータ電極５００におけるヒータパッド部５２１は、ヒータライン部５１０と比較して発熱量が小さい。第２実施形態の静電チャック１００では、そのような発熱量が比較的小さいヒータパッド部５２１と境界部ＢＰとの間にヒータライン部５１０が存在している。そのため、第２実施形態の静電チャック１００によれば、境界部ＢＰを挟む一対のヒータ電極５００（ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂ）の相互作用による温度自動調整機能を十分に発揮することができ、境界部ＢＰの周辺に温度特異点が発生することを効果的に抑制することができる。従って、第２実施形態の静電チャック１００によれば、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１の温度分布の制御性（ひいては、ウェハＷの温度分布の制御性）を効果的に向上させることができる。

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。

上記実施形態における静電チャック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、上記実施形態の静電チャック１００では、Ｚ軸方向視で、並列接続された一対のヒータ電極５００のそれぞれのヒータライン部５１０によって境界部ＢＰが挟まれているが、境界部ＢＰに代えて、または、境界部ＢＰに加えて、Ｚ軸方向におけるセラミックス部材１０の厚さが変化する他の箇所やセラミックス部材１０の内部に空間が形成されている他の箇所が、並列接続された一対のヒータ電極５００のそれぞれのヒータライン部５１０によって挟まれているとしてもよい。上記他の箇所は、例えば、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１側または下面Ｓ２側に切り欠きや凹部（例えば、凹部１３４等）が形成されている箇所、セラミックス部材１０をＺ軸方向に貫通する貫通孔（例えば、ピン挿通孔１４０や第２のガス流路孔１３２等）が形成されている箇所、セラミックス部材１０の内部に孔（例えば、横流路１３３等）が形成されている箇所等である。上記他の箇所は、Ｚ軸方向におけるセラミックス部材１０の厚さが変化する箇所またはセラミックス部材１０の内部に空間が形成されている箇所であり、セラミックス部材１０においてヒータ電極５００に対応する仮想的な領域（面方向および厚さ方向）のボリュームが変化する箇所（一様ではない箇所）であると言える。そのため、上記他の箇所が、並列接続された一対のヒータ電極５００のそれぞれのヒータライン部５１０によって挟まれていれば、該他の箇所とヒータ電極５００との相対位置関係にずれが発生した場合であっても、一対のヒータ電極５００の温度自動調整機能によって該他の箇所の周辺に温度特異点が発生することを抑制することができ、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１の温度分布の制御性（ひいては、ウェハＷの温度分布の制御性）を向上させることができる。なお、上記他の箇所は、特許請求の範囲における特異箇所に相当する。また、本明細書において、Ｚ軸方向におけるセラミックス部材１０の厚さが変化する箇所とは、セラミックス部材１０の厚さが、セラミックス部材１０の最大厚さの５％以上変化する箇所を意味し、セラミックス部材１０の表面の微細な凹凸（例えば、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１に形成されたシールバンドやエンボス加工等の凹凸）の箇所を含まない。

また、上記実施形態の静電チャック１００では、並列接続された一対のヒータ電極５００（ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂ）のそれぞれのヒータライン部５１０によって、境界部ＢＰの略全体が挟まれているが、境界部ＢＰの一部分のみが挟まれているとしてもよい。

また、上記第２実施形態の静電チャック１００では、境界部ＢＰを挟む一対のヒータ電極５００（ヒータ電極５００Ａおよびヒータ電極５００Ｂ）のそれぞれについて、Ｚ軸方向視で、ヒータ電極５００のヒータパッド部５２１と境界部ＢＰとの間にヒータ電極５００のヒータライン部５１０が存在しているが、上記一対のヒータ電極５００の一方のみについて、Ｚ軸方向視で、ヒータ電極５００のヒータパッド部５２１と境界部ＢＰとの間にヒータ電極５００のヒータライン部５１０が存在しているとしてもよい。

また、上記実施形態の静電チャック１００では、セラミックス部材１０が、Ｚ軸方向の厚さが互いに異なる外周部ＯＰと内側部ＩＰとから構成されているが、セラミックス部材１０のＺ軸方向の厚さが全体にわたって一様であるとしてもよい。また、上記実施形態の静電チャック１００は、セラミックス部材１０の吸着面Ｓ１とウェハＷの表面との間に存在する空間にガスを供給する構成を備えているが、必ずしも静電チャック１００が該構成を備える必要はない。

また、上記実施形態の静電チャック１００は、Ｚ軸方向視で略円周状または略螺旋状の３つのヒータ電極５００を備えているが、静電チャック１００が備えるヒータ電極５００の形状や個数は任意に変形可能である。

また、上記実施形態において、各ビアは、単数のビアにより構成されてもよいし、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。

また、上記実施形態では、セラミックス部材１０の内部に１つのチャック電極４０が設けられた単極方式が採用されているが、セラミックス部材１０の内部に一対のチャック電極４０が設けられた双極方式が採用されてもよい。また、上記実施形態の静電チャック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。

また、本発明は、セラミックス部材１０とベース部材２０とを備え、静電引力を利用してウェハＷを保持する静電チャック１００に限らず、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他の保持装置（例えば、ＣＶＤヒータ等のヒータ装置や真空チャック等）にも適用可能である。

１０：セラミックス部材１２：凹部２０：ベース部材２１：冷媒流路２２：貫通孔３０：接着層３２：貫通孔４０：チャック電極５０：ヒータ電極層６０：ドライバ電極６１：第１の導電領域６２：第２の導電領域１００：静電チャック１１０：第１の端子用孔１２０：第２の端子用孔１３１：第１のガス流路孔１３２：第２のガス流路孔１３３：横流路１３４：凹部１４０：ピン挿通孔１６０：充填部材５００：ヒータ電極５１０：ヒータライン部５２１：第１のヒータパッド部５２２：第２のヒータパッド部７１１：第１の給電側ビア７１２：第２の給電側ビア７２１：第１のヒータ側ビア７２２：第２のヒータ側ビア７３１：第１の電極パッド７３２：第２の電極パッド７４１：第１の給電端子７４２：第２の給電端子ＢＰ：境界部ＩＰ：内側部ＯＰ：外周部Ｓ１：吸着面Ｓ２：下面Ｓ３：上面Ｓ４：下面

Claims

第１の方向に略垂直な略平面状の第１の表面を有するセラミックス部材と、
前記セラミックス部材の内部に配置された複数のヒータ電極であって、それぞれ、前記第１の方向視で線状の抵抗発熱体であるヒータライン部と、前記ヒータライン部の端部に接続されたヒータパッド部と、を有する複数のヒータ電極と、
前記ヒータ電極に電気的に接続された給電端子と、
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には、前記第１の方向における前記セラミックス部材の厚さが変化する箇所と、前記セラミックス部材の内部に空間が形成されている箇所と、の少なくとも一方である特異箇所が存在し、
前記第１の方向視で、前記複数のヒータ電極のうち、並列接続された一対の前記ヒータ電極である特定ヒータ電極対のそれぞれの前記ヒータライン部によって、前記特異箇所が挟まれていることを特徴とする、保持装置。
請求項１に記載の保持装置において、
前記第１の方向視で、前記セラミックス部材の前記特異箇所は円周方向に延びる部分を有し、
前記第１の方向視で、前記特定ヒータ電極対のそれぞれの前記ヒータライン部によって、前記特異箇所における前記円周方向に延びる部分が挟まれていることを特徴とする、保持装置。
請求項１または請求項２に記載の保持装置において、
前記セラミックス部材は、外周に沿って前記第１の表面側に切り欠きが形成された部分である外周部と、前記外周部の内側に位置する内側部と、を有し、
前記特異箇所は、前記外周部と前記内側部との境界の箇所であることを特徴とする、保持装置。
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の保持装置において、
前記特定ヒータ電極対を構成する前記ヒータ電極の少なくとも一方について、前記第１の方向視で、前記ヒータ電極の前記ヒータパッド部と前記特異箇所との間には、前記ヒータ電極の前記ヒータライン部が存在していることを特徴とする、保持装置。