JP6725677B2 - 保持装置 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本国際出願は、２０１７年２月１日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１７−１６７５１号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１７−１６７５１号の全内容を参照により本国際出願に援用する。
本開示は、例えば、例えば半導体ウェハ等の被加工物を加熱できる保持装置に関する。
従来、半導体製造装置では、半導体ウェハ（例えばシリコンウェハ）に対して、ドライエッチング（例えばプラズマエッチング）等の処理が行われている。このドライエッチングの精度を高めるためには、半導体ウェハを確実に固定しておく必要がある。そこで、半導体ウェハを固定する固定手段として、静電引力によって半導体ウェハを固定する静電チャックが用いられている。
この静電チャックには、吸着面に吸着された半導体ウェハの温度を調節する機能を有するものがある。例えば、セラミック基板内に線状の発熱体を配置したセラミックヒータを用いて、吸着面上の半導体ウェハを加熱する技術がある。
さらに、静電チャックの加熱を精密に行うために、セラミック基板を平面視で複数の加熱ゾーン（即ち加熱領域）に区分したセラミックヒータも開発されている。具体的には、各加熱ゾーンに各加熱ゾーンを独立して加熱することができる発熱体を配置して、セラミック基板の温度調節機能を向上させた多ゾーンヒータ付きセラミックヒータも提案されている（特許文献１、２参照）。
しかも、近年では、より精度の高い温度制御のために、更なる多ゾーン化（マルチゾーン化）の要求が高くなっており、例えば１００以上の加熱ゾーンも検討されている。
特開２００５−１６６３５４号公報 米国特許出願公開第２０１６／０２７６７８号明細書
しかしながら、加熱ゾーンの数を多くする場合には、１つの加熱ゾーンの面積が小さくなるので、例えば発熱体の線幅を狭くする等の対策だけでは、発熱体の抵抗値を高くすることができないという問題があった。
詳しくは、各発熱体がそれぞれ所定の発熱量にて発熱するためには、所定の抵抗値の発熱体に対して所定の電流値の電流を流す必要があるが、加熱ゾーンの数が非常に多くなる場合には、多くの電流を流す大型の電源が必要になり、実際的ではない。
そこで、電流値を抑えるためには、発熱体の抵抗値を上げることが考えられるが、例えば発熱体の線幅を狭くする等の対策だけでは、抵抗値を十分に高くすることができない。
本開示の一側面においては、セラミックヒータのマルチゾーン化を促進する場合に、発熱体の抵抗値を高めることができる保持装置を提供することが望ましい。
（１）本開示の一つの局面における保持装置は、厚み方向の一方に主面を有する保持基板を備えるとともに、保持基板の内部に、通電により発熱する発熱部が配置された保持装置に関する。
この保持装置では、発熱部は、保持基板の厚み方向と直交する平面方向に配置された複数の第１の発熱体と、厚み方向において複数の第１の発熱体よりも一方の主面側に配置された第２の発熱体と、を備え、複数の第１の発熱体のいずれかと第２の発熱体とは、保持基板内にて厚み方向に伸びている第１のビアによって電気的に直列に接続されている。
本保持装置は、保持基板の平面方向に複数の第１の発熱体が配置された構成を有する。つまり、平面方向において、各第１の発熱体に対応して、それぞれ加熱ゾーンが設けられて多ゾーン化（即ちマルチゾーン化）が図られた装置である。
この保持装置では、このようなマルチゾーン化された装置において、複数の第１の発熱体と複数の第１の発熱体よりも一方の主面側に配置された第２の発熱体とを備えている。つまり、厚み方向において異なる位置に複数の第１の発熱体と第２の発熱体とを配置している。そして、複数の第１の発熱体のいずれかと第２の発熱体とを第１のビアによって電気的に直列に接続している。よって、この複数の第１の発熱体のいずれかと第２の発熱体とが接続された発熱体（以下直列発熱体と記すこともある）の抵抗値を大きくすることができる。
つまり、このような平面視でマルチゾーン化された保持装置では、加熱ゾーン数が増加すると、各加熱ゾーンの面積が小さくなるので、一つの発熱体の抵抗値を高めることは容易ではないが、本保持装置では、平面視で１つの加熱ゾーンの面積が小さくなっても、１つの加熱ゾーンに配置された直列発熱体の抵抗値を容易に大きくすることができる。即ち、複数の第１の発熱体と第２の発熱体とを厚み方向で異なる位置に設けているので、各直列発熱体の占める平面視での面積を増やすことなく、直列発熱体の抵抗値を大きくすることができる。
これにより、直列発熱体に流す電流の電流値を小さくしても、目的とする発熱量を確保できるので、電流を供給するための装置構成を小規模なものにすることができるという顕著な効果を奏する。
なお、この保持装置では、厚み方向において異なる位置に、複数の第１発熱体と第２発熱体とが配置されているので、保持基板が、厚み方向の両側に主面を有している場合には、第２の発熱体は、複数の第１の発熱体に対して、どちらの主面側に配置されていてもよい。例えば、静電チャックのセラミックヒータ等の場合には、第２発熱体は、吸着面側に配置されていてもよいし、吸着面側と反対の面側に配置されていてもよい。
また、この保持装置では、第１の発熱体は複数配置されているので、例えば、各第１の発熱体にそれぞれ第２の発熱体が接続された構成を採用することができる。なお、複数の第１の発熱体のうち、全てに第２の発熱体が接続されている構成以外に、複数の第１の発熱体のうちの一部（即ち１又は複数個）の第１の発熱体に、第２の発熱体が接続された構成を採用できる（以下、同様）。
（２）上述の保持装置では、保持基板は、厚み方向から見た平面視で、複数の加熱ゾーンに区分されるとともに、複数の加熱ゾーンのうち少なくとも一つに、複数の第１の発熱体のいずれかと第２の発熱体とが配置されていてもよい。
従って、各加熱ゾーンにおいて、例えば所定の第１の発熱体とこの第１の発熱体に接続された所定の第２の発熱体に対して、それぞれ通電する際に、例えば電流や電圧等の通電状態を制御することにより、各加熱ゾーン毎に個別に温度を制御することができる。
（３）上述の保持装置では、外部からの電力を受ける端子に電気的に接続される給電用導通部を備えるとともに、給電用導通部は、複数の第１の発熱体のいずれかに電気的に接続された給電用ビアと、給電用ビアに電気的に接続され、導電性を有する内部配線層と、内部配線層と電気的に接続されるとともに、端子に電気的に接続される端子側ビアと、を備えていてもよい。
この構成によって、外部（従って端子）から供給された電力を、端子側ビア、内部配線層、給電用ビアを介して、複数の第１の発熱体のいずれか（従って発熱部）に供給することができる。
また、給電用導電部から、内部配線層を介して、複数の第１の発熱体のいずれか（従って発熱部）に、電力を供給することができる。なお、各加熱ゾーン毎に、個別に温度制御を行うようにすることもできる。
（４）上述の保持装置では、給電用導通部は、保持基板において一方の主面側と反対側の他方の主面側に設けられていてもよい。
このように、保持装置の他方の主面側に、発熱部に給電する構成である給電用導通部をまとめて配置してもよい。この場合には、一方の主面側には、発熱部に給電する構成を設けなくてもよい。例えばセラミックヒータを備えた静電チャックにおいて、セラミックヒータの一方の主面側を、半導体ウェハを吸着するための吸着面に用いるなど、所望の構成にできるという利点がある。
（５）上述の保持装置では、平面視で、給電用ビアと第１のビアとは、少なくとも一部が重ならないように配置されていてもよい。
平面視で、給電用ビアや第１のビアのある部分は、各加熱ゾーン内の発熱体における給電用ビアや第１のビアのない部分に比べて温度が低くなるので、この保持装置では、平面視で、給電用ビアや第１のビアが重ならないように配置している。これによって、各加熱ゾーンの平面方向における温度分布を均一化することができる。
（６）上述の保持装置では、発熱部は、厚み方向において、複数の第１の発熱体および第２の発熱体とは異なる位置に配置された第３の発熱体を備え、第２の発熱体と第３の発熱体とは、厚み方向に伸びている第２のビアによって電気的に直列に接続され、第１のビアと第２のビアとは、平面視で、少なくとも一部が重ならないように配置されていてもよい。
この保持装置では、厚み方向に沿って配置された異なる３つの平面（即ち厚み方向と垂直な平面）に、複数の第１の発熱体、第２の発熱体、第３の発熱体が、例えば、この順番で配置されており、複数の第１の発熱体のいずれかと第２の発熱体とは第１のビアで接続され、第２の発熱体と第３の発熱体とは第２のビアで接続されている。
また、平面視で、第１のビアや第２のビアのある部分は、各加熱ゾーン内の発熱体における第１のビアや第２のビアのない部分に比べて温度が低くなる。この保持装置では、温度が低い第１のビアと第２のビアとが重ならないように配置されているので、各加熱ゾーンの平面方向における温度分布を均一化することができる。
なお、第２の発熱体が複数ある場合には、複数の第２の発熱体の全てに第３の発熱体が接続されている構成や、複数の第２の発熱体のうちの一部（即ち１又は複数個）の第２の発熱体に、第３の発熱体が接続された構成を採用できる（以下、同様）。
（７）上述の保持装置では、発熱部は、厚み方向において、複数の第１の発熱体および第２の発熱体とは異なる位置に配置された第３の発熱体を備え、第２の発熱体と第３の発熱体とは、厚み方向に伸びている第２のビアによって電気的に直列に接続されている。さらに、平面視で、第１のビアと第３の発熱体とが、少なくとも一部が重なるように配置され、かつ、平面視で、第２のビアと複数の第１の発熱体のいずれかとが、少なくとも一部が重なるように配置されている。
この保持装置では、厚み方向に沿って配置された異なる３つの平面に、複数の第１の発熱体、第２の発熱体、第３の発熱体が、例えば、この順番で配置されており、複数の第１の発熱体のいずれかと第２の発熱体とは第１のビアで接続され、第２の発熱体と第３の発熱体とは第２のビアで接続されている。
さらに、この保持装置では、各加熱ゾーン内において相対的に温度が低い第１のビアと、各加熱ゾーン内において相対的に温度が高い第３の発熱体とが、少なくとも一部が重なるように配置され、かつ、各加熱ゾーン内において相対的に温度が低い第２のビアと、各加熱ゾーン内において相対的に温度が高い複数の第１の発熱体のいずれかとが、少なくとも一部が重なるように配置されているので、各加熱ゾーンの平面方向における温度分布を均一化することができる。
（８）上述の保持装置では、平面視で、複数の第１の発熱体のうち少なくとも一つは、第１のビアの周囲に配置された第１部分と、第１のビアに対して第１部分より離れた箇所に配置された第２部分と、を有し、第１部分の単位面積当たりの発熱量は、第２部分の単位面積当たりの発熱量よりも大であってもよい。
ビアは、発熱体の部分よりも温度が低くなるので、第１のビアの周囲に配置された第１部分の単位面積当たりの発熱量を、第１のビアの周囲から離れた箇所に配置された第２部分の単位面積当たりの発熱量より大とすることにより、各加熱ゾーンの平面方向における温度分布を均一化することができる。
＜以下に、本開示の各構成例について説明する＞
・保持基板は板状の部材であり、この保持基板としては、例えば、セラミックを主成分（５０質量％以上）とするセラミック基板が挙げられる。また、保持基板としては、セラミック基板等の主面側に、内部等に発熱体を有する樹脂製のヒータ（例えば板状のヒータ）を貼り付けた複合基板が挙げられる。
なお、このセラミックの材料としては、酸化アルミニウム（アルミナ）、窒化アルミニウム、酸化イットリウム（イットリア）等が挙げられる。
・主面とは、保持基板の表面のうち、厚み方向における保持基板の主なる表面を示しており、厚み方向の垂直方向の側面とは異なる表面であって、側面の表面積より大きな表面積を有している。
・給電用導電部は、例えばタングステン、モリブデン等の導電材料を含む導電部分である。
・第１のビアや第２のビア等の各ビアは、層の厚み方向の両側を導通させるための構成であり、例えば、厚み方向に伸びて層を貫通する孔（貫通孔）に、導電材料として、例えばタングステン、モリブデン等が充填されたものや、前記孔の内周面等に、メッキ等によって、例えばタングステン、モリブデン等からなる導電層が形成されたものが挙げられる。
・発熱部（従って発熱体）は、通電によって発熱する抵抗発熱体であり、この発熱体の材料としては、タングステン、タングステンカーバイド、モリブデン、モリブデンカーバイド、タンタル、白金等が挙げられる。
・内部配線層は、通電により僅かに発熱するものの、第１、第２の発熱体のように発熱を目的とするものではなく、通電することを目的とする配線である。従って、内部配線層としては、平面視で単位面積当たりの発熱量は、第１、第２の発熱体の単位面積当たりの発熱量よりも十分に小さい（例えば１０分の１以下である）ものを採用できる。または、内部配線層としては、例えば、平面視で、各加熱ゾーン（例えば最小面積の加熱ゾーン）より広い面積を有するものを採用できる。
・単位面積としては、例えば１ｍｍ２等が挙げられる。単位面積当たりの発熱量を大きくする方法としては、例えば線状の発熱体の場合には、発熱体が伸びている方向に対して垂直の断面積を小さくする方法など周知の方向が挙げられる。
第１実施形態の静電チャックを一部破断して示す斜視図である。 第１実施形態の静電チャックを厚み方向に破断しその一部を模式的に示す断面図である。 セラミックヒータの複数の加熱ゾーン及び直列発熱体の配置を模式的に示す平面図である。 図４Ａは第３の発熱体を示す平面図、図４Ｂは第２の発熱体を示す平面図、図４Ｃは第１の発熱体を示す平面図、図４Ｄは第１〜第３の発熱体の重ねた状態を平面視で示す説明図である。 第３平面における加熱ゾーン及び第３の発熱体の配置を示す説明図である。 セラミックヒータを厚み方向に破断し第１〜第３の発熱体の接続状態を模式的に示す説明図である。 第２実施形態のセラミックヒータを示し、図７Ａは第２の発熱体を示す平面図、図７Ｂは第１の発熱体を示す平面図、図７Ｃは第１、第２の発熱体の重ねた状態を平面視で示す説明図、図７Ｄはセラミックヒータを厚み方向に破断し第１、第２の発熱体の接続状態を模式的に示す説明図である。 変形例のセラミックヒータの第２の発熱体を示す平面図である。
１…静電チャック
５…セラミックヒータ
１３…発熱部
１５…セラミック基板
２３…給電用導電部
２５ａ、２５ｂ…給電用ビア
２５ｃ…端子側ビア
２７…内部配線層
Ｈ…直列発熱体
Ｈ１…第１の発熱体
Ｈ２…第２の発熱体
Ｈ３…第３の発熱体
Ｖ１…第１のビア
Ｖ２…第２のビア
次に、保持装置の実施形態について説明する。
［１．第１実施形態］
ここでは、保持装置の第１実施形態として、例えば半導体ウェハを吸着保持できる静電チャックに用いられるセラミックヒータを例に挙げる。
［１−１．全体構成］
まず、本第１実施形態の静電チャックの構造について説明する。
図１に示す様に、本第１実施形態における静電チャック１は、図１の上側にて被加工物である半導体ウェハ３を吸着する装置であり、セラミックヒータ５と金属ベース７とが積層されて接着剤層９により接合されたものである。
なお、セラミックヒータ５の図１の上方の面（上面：吸着面）が第１の主面Ａであり、下面が第２の主面Ｂである。また、金属ベース７の上面が第３の主面Ｃであり、下面が第４の主面Ｄである。
前記セラミックヒータ５は、板状（詳しくは円盤形状）であり、吸着用電極（即ち静電電極）１１、発熱部１３等を備えた板状（詳しくは円盤形状）のセラミック基板１５から構成されている。なお、吸着用電極１１、発熱部１３は、セラミック基板１５に埋設されており、このセラミック基板１５は電気絶縁性を有する絶縁基板である。
金属ベース７は、セラミックヒータ５より大径の円盤形状であり、セラミックヒータ５と同軸に接合されている。この金属ベース７には、セラミック基板１５（従って半導体ウェハ３）を冷却するために、冷却用流体（即ち冷媒）が流される流路（即ち冷却路）１７が設けられている。なお、冷却用流体としては、例えばフッ化液又は純水等の冷却用液体などを用いることができる。
また、静電チャック１には、リフトピン（図示せず）が挿入されるリフトピン孔１９等が、静電チャック１を厚み方向に貫くように、複数箇所に設けられている。このリフトピン孔１９は、半導体ウェハ３を冷却するために第１の主面Ａ側に供給される冷却用ガスの流路（即ち冷却用ガス孔）としても用いられる。
なお、リフトピン孔１９とは別に、冷却用ガス孔（図示せず）を設けてもよい。冷却用ガスとしては、例えばヘリウムガスや窒素ガス等の不活性ガスなどを用いることができる。
次に、静電チャック１の各構成について、図２に基づいて詳細に説明する。
＜セラミックヒータ＞
図２に模式的に示すように、セラミックヒータ５（従ってセラミック基板１５）は、その第２の主面Ｂ側が、例えばシリコーンからなる接着剤層９により、金属ベース７の第３の主面Ｃ側に接合されている。
このセラミック基板１５は、複数のセラミック層（図示せず）が、図２の上下方向（Ｙ方向）に積層されたものであり、アルミナを主成分とするアルミナ質焼結体である。なお、アルミナ質焼結体は、絶縁体（誘電体）である。
セラミック基板１５の内部には、図２の下方より、後に詳述するように、複数の第１の発熱体Ｈ１、複数の第２の発熱体Ｈ２、複数の第３の発熱体Ｈ３、吸着用電極１１等が配置されている。なお、図２では、第１〜第３の発熱体Ｈ１〜Ｈ３は模式的に表示してある。
このうち、複数の第１の発熱体Ｈ１は第１平面ＨＭ１に配置され、複数の第２の発熱体Ｈ２は第２平面ＨＭ２に配置され、複数の第３の発熱体Ｈ３は第３平面ＨＭ３に配置されている。なお、第１〜第３平面ＨＭ１〜ＨＭ３は、セラミック基板１５を厚み方向（図２の上下方向：Ｙ方向）にて所定距離だけ離れた異なる位置において、厚み方向と垂直に広がる平面である。つまり、各平面（即ち第１〜第３平面ＨＭ１〜ＨＭ３）は互いに平行であり、各平面が広がる平面の方向が平面方向である。なお、図２では、Ｙ方向に垂直なＸ方向に沿った断面を示している。
そして、１つの第１の発熱体Ｈ１と１つの第２の発熱体Ｈ２と１つの第３の発熱体Ｈ３とが、電気的に直列に接続されて１つの発熱体（以下、直列発熱体と称する）Ｈが構成され、複数の直列発熱体Ｈによって、発熱部１３が構成されている。
また、後述するように、セラミック基板１５は、厚み方向から見た平面視で、複数の加熱ゾーンＫＺ（図３参照）に区分されており、各加熱ゾーンＫＺに、それぞれ直列発熱体Ｈが配置されている。つまり、セラミック基板１５は、平面視で、複数の直列発熱体Ｈが配置された構成となっている。
そして、各直列発熱体Ｈ（詳しくは各直列発熱体Ｈの最下層の第１の発熱体Ｈ１）は、それぞれ給電用の端子（即ち給電用端子）２１に対して電気的に接続されている。
つまり、各直列発熱体Ｈは、独自に温度制御が可能なように、各第１の発熱体Ｈ１の両端（即ち一対の端部Ｈ１ａ、Ｈ１ｂ）が、それぞれ給電用導電部２３を介して、セラミック基板１５の一方の側（即ち第２の主面Ｂ側）にて、各一対の給電用端子２１に電気的に接続されている。
この給電用導電部２３は、直列発熱体Ｈに給電する構成として、給電用ビア２５ａ、２５ｂ、導電性を有する内部配線層２７、端子側ビア２５ｃ、端子パッド２９を備えており、その端子パッド２９に給電用端子２１が接合されている。
そして、給電用導電部２３のうち、端子側ビア２５ｃが内部配線層２７に電気的に接続され、内部配線層２７が給電用ビア２５ａ、２５ｂに電気的に接続され、給電用ビア２５ａ、２５ｂが、第１の発熱体Ｈ１の各端部Ｈ１ａ、Ｈ１ｂに電気的に接続されている。なお、給電用導電部２３は、例えばタングステンからなる。
また、吸着用電極１１は、電圧を印加する周知の電極用端子（図示せず）に電気的に接続されている。
＜金属ベース＞
金属ベース７は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属製である。金属ベース７には、前記冷却路１７やリフトピン孔１９以外に、前記電極用端子、給電用端子２１が配置される貫通孔である貫通部３１がそれぞれ形成されている。
なお、静電チャック１の第４の主面Ｄ側には、給電用端子２１を収容するために、第４の主面Ｄからセラミックヒータ５の内部に到るような内部孔３３が複数設けられており、金属ベース７の貫通部３１は、この内部孔３３の一部を構成している。
また、電極用端子や給電用端子２１を収容する内部孔３３には、電気絶縁性を有する絶縁筒３５が配置されている。
＜吸着用電極＞
吸着用電極１１は、例えば平面形状が円形の電極から構成されている。この吸着用電極１１とは、静電チャック１を使用する場合には、直流高電圧が印加され、これにより、半導体ウェハ３を吸着する静電引力（吸着力）を発生させ、この吸着力を用いて半導体ウェハ３を吸着して固定するものである。
なお、吸着用電極１１については、これ以外に、周知の各種の構成（単極性や双極性の電極など）を採用できる。なお、吸着用電極１１は、例えばタングステン等の導電材料からなる。
［１−２．発熱体の構成］
次に、本第１実施形態の要部である発熱部１３の構成について説明する。
図２に示すように、発熱部１３は、セラミック基板１５の厚み方向に対して垂直の平面方向に配置された複数の直列発熱体Ｈから構成されている。
この直列発熱体Ｈは、上述したように、異なる平面、即ち第１〜第３平面ＨＭ１〜ＨＭ３に配置された、第１の発熱体Ｈ１、第２の発熱体Ｈ２、第３の発熱体Ｈ３が、順次直列に接続されたものである。従って、発熱部１３では、複数の第１の発熱体Ｈ１の全てに、それぞれ第２の発熱体Ｈ２が接続され、各第２の発熱体Ｈ２の全てに、それぞれ第３の発熱体Ｈ３が接続されている。
なお、第１〜第３の発熱体Ｈ１〜Ｈ３は、電圧が印加されて電流が流れると発熱する金属材料（タングステン等）からなる抵抗発熱体である。
図３に示すように、セラミック基板１５（従ってセラミックヒータ５）には、平面視で、複数の加熱ゾーンＫＺが設定されており、各加熱ゾーンＫＺには、各加熱ゾーンＫＺの温度を独立して調節できるように、上述した構成の直列発熱体Ｈが１つずつ配置されている。
なお、加熱ゾーンＫＺの数は、例えば１００以上の例えば２００であるが、図３では、簡略化して示してある（即ち加熱ゾーンＫＺの数は少なく表示してある）。また、図３では、一部の直列発熱体Ｈのみを模式的に示している。
＜各発熱体の平面形状＞
次に、第１の発熱体Ｈ１、第２の発熱体Ｈ２、第３の発熱体Ｈ３のそれぞれの平面形状について、図４及び図５に基づいて説明する。
図４Ａに示すように、最も第１の主面Ａに近い最上層である各第３の発熱体Ｈ３は、平面視で、細い帯状の（例えば線幅１ｍｍ以下）の線状部Ｌが複数回蛇行した形状を有しており、その両端は、前記線幅より大きな直径の円形の端部Ｈ３ａ、Ｈ３ｂとなっている。
また、線状部Ｌのうち、端部Ｈ３ａ、Ｈ３ｂの周囲の部分（第１部分）の線幅は、第１部分より離れた他の部分（第２部分）よりも狭くなっている。なお、端部Ｈ３ａ、Ｈ３ｂの周囲の部分（第１部分）としては、例えば端部Ｈ３ａ、Ｈ３ｂの中心点を中心点として、端部Ｈ３ａ、Ｈ３ｂの最大径（直径）の３倍の径を持つ同心円内が挙げられる。
また、第１部分の単位面積（例えば１ｍｍ２）当たりの発熱量は、第２部分の単位面積当たりの発熱量よりも大である（以下同様）。
なお、図５に示すように、例えば第３平面ＨＭ３においては、各加熱ゾーンＫＺは他の加熱ゾーンＫＺと隣り合うように多数配置されており、各加熱ゾーンＫＺに各第３の発熱体Ｈ３がそれぞれ配置されている。なお、他の第２、第１平面ＨＭ２、ＨＭ１においても、平面視で、各加熱ゾーンＫＺの配置や平面形状は同一である。
図４Ｂに示すように、中間の位置に配置された各第２の発熱体Ｈ２は、左右一対の部分発熱体Ｈ２ｌ、Ｈ２ｒ有している。各部分発熱体Ｈ２ｌ、Ｈ２ｒは、第３の発熱体Ｈ３と同様に、細い帯状の（例えば線幅１ｍｍ以下）の線状部Ｌが複数回蛇行した形状を有しており、各部分発熱体Ｈ２ｌ、Ｈ２ｒの両端は、それぞれ前記線幅より大きな直径の円形の端部Ｈ２ａ、Ｈ２ｂ、Ｈ２ｃ、Ｈ２ｄとなっている。
また、線状部Ｌのうち、端部Ｈ２ａ、Ｈ２ｂ、Ｈ２ｃ、Ｈ２ｄの周囲の部分（第１部分）の線幅は、第３の発熱体Ｈ３と同様に、第１部分より離れた他の部分（第２部分）よりも狭くなっている。なお、端部Ｈ２ａ、Ｈ２ｂ、Ｈ２ｃ、Ｈ２ｄの周囲の部分（第１部分）としては、例えば端部Ｈ２ａ、Ｈ２ｂ、Ｈ２ｃ、Ｈ２ｄの中心点を中心点として、端部Ｈ２ａ、Ｈ２ｂ、Ｈ２ｃ、Ｈ２ｄの最大径（直径）の３倍の径を持つ同心円内が挙げられる。
図４Ｃに示すように、最も第２の主面Ｂに近い最下層である各第１の発熱体Ｈ１は、左右一対の部分発熱体Ｈ１ｌ、Ｈ１ｒ有している。各部分発熱体Ｈ１ｌ、Ｈ１ｒは、細い帯状の（例えば線幅１ｍｍ以下）の線状部Ｌが複数回蛇行した形状を有しており、各部分発熱体Ｈ１ｌ、Ｈ１ｒの両端は、それぞれ前記線幅より大きな直径の円形の端部Ｈ１ａ、Ｈ１ｂ、Ｈ１ｃ、Ｈ１ｄとなっている。
また、線状部Ｌのうち、端部Ｈ１ａ、Ｈ１ｂ、Ｈ１ｃ、Ｈ１ｄの周囲の部分（第１部分）の線幅は、第３の発熱体Ｈ３と同様に、第１部分よりも離れた他の部分（第２部分）よりも狭くなっている。なお、端部Ｈ１ａ、Ｈ１ｂ、Ｈ１ｃ、Ｈ１ｄの周囲の部分（第１部分）としては、例えば端部Ｈ１ａ、Ｈ１ｂ、Ｈ１ｃ、Ｈ１ｄの中心点を中心点として、端部Ｈ１ａ、Ｈ１ｂ、Ｈ１ｃ、Ｈ１ｄの最大径（直径）の３倍の径を持つ同心円内が挙げられる。
第１部分における任意の箇所の断面積（即ち、「平面方向の内の線状部Ｌの延伸方向に直交する方向の幅」×「厚み方向の厚さ」）は、第２部分における任意の箇所の断面積（即ち、「平面方向の内の線状部Ｌの延伸方向に直交する方向の幅」×「厚み方向の厚さ」）より小さい。
線状部Ｌの断面積（即ち、「平面方向の内の線状部Ｌの延伸方向に直交する方向の幅」×「厚み方向の厚さ」）は、端部Ｈ３ａ、Ｈ３ｂ、Ｈ２ａ、Ｈ２ｂ、Ｈ２ｃ、Ｈ２ｄ、Ｈ１ａ、Ｈ１ｂ、Ｈ１ｃ、Ｈ１ｄの断面積（即ち、「平面方向の幅（例えば直径）」×「厚み方向の厚さ」）より小さい。
なお、各端部Ｈ３ａ、Ｈ３ｂ、Ｈ２ａ、Ｈ２ｂ、Ｈ２ｃ、Ｈ２ｄ、Ｈ１ａ、Ｈ１ｂ、Ｈ１ｃ、Ｈ１ｄの全てについて、端部Ｈ３ａ、Ｈ３ｂ、Ｈ２ａ、Ｈ２ｂ、Ｈ２ｃ、Ｈ２ｄ、Ｈ１ａ、Ｈ１ｂ、Ｈ１ｃ、Ｈ１ｄの断面積が線状部Ｌの断面積より大きい必要はなく、端部Ｈ３ａ、Ｈ３ｂ、Ｈ２ａ、Ｈ２ｂ、Ｈ２ｃ、Ｈ２ｄ、Ｈ１ａ、Ｈ１ｂ、Ｈ１ｃ、Ｈ１ｄの断面積が線状部Ｌの断面積より大きい箇所が、少なくとも１つあればよい。
従って、第１〜第３の発熱体Ｈ１〜Ｈ３の配置を厚み方向において第１の主面Ａ側から見た場合には、図４Ｄのようになる。なお、図４Ｄでは、第１〜第３の発熱体Ｈ１〜Ｈ３を重ねて表示している。
なお、平面視で、第１〜第３の発熱体Ｈ１〜Ｈ３の単位面積（例えば１ｍｍ２）当たりの発熱量は、内部配線層２７の単位面積当たりの発熱量よりも大（例えば１０倍以上）である。なお、第１〜第３の発熱体Ｈ１〜Ｈ３の厚みと内部配線層２７の厚みは同じである。また、平面視で、各内部配線層２７の面積は、各加熱ゾーンＫＺの面積（例えば最小の加熱ゾーンＫＺの面積）よりも大である。
＜各発熱体の立体配置＞
次に、第１の発熱体Ｈ１、第２の発熱体Ｈ２、第３の発熱体Ｈ３を重ね合わせた場合の位置関係について、図４及び図６に基づいて説明する。なお、図６のビア配置は説明上図４と一致していない部分がある。
図４及び図６に示すように、第１の発熱体Ｈ１の端部Ｈ１ａ、Ｈ１ｄ（詳しくは図４の紙面の裏側：図６の下側）には、給電用導電部２３の給電用ビア２５ａ、２５ｂが接続される。
また、第１の発熱体Ｈ１の端部Ｈ１ｂ、Ｈ１ｃ（詳しくは図４の紙面の表側：図６の上側）と、第２の発熱体Ｈ２の端部Ｈ２ｂ、Ｈ２ｃ（詳しくは図４の紙面の裏側：図６の下側）との間には、厚み方向の同じ位置にある各端部同士を電気的に接続するように、それぞれ第１のビアＶ１が配置されている。
さらに、第２の発熱体Ｈ２の端部Ｈ２ａ、Ｈ２ｄ（詳しくは図４の紙面の表側：図６の上側）と、第３の発熱体Ｈ３の端部Ｈ３ａ、Ｈ３ｂ（詳しくは図４の紙面の裏側：図６の下側）との間には、厚み方向の同じ位置にある各端部同士を電気的に接続するように、それぞれ第２のビアＶ２が配置されている。
なお、図４Ａの円形の破線は、平面視で、第２の発熱体Ｈ２の端部Ｈ２ｂ、Ｈ２ｃの位置を示し、図４Ｂの円形の破線は、平面視で、第１の発熱体Ｈ１の端部Ｈ１ａ、Ｈ１ｄの位置を示している。
このように、第１〜第３の発熱体Ｈ１〜Ｈ３を厚み方向に重なるように配置することにより、第１〜第３の発熱体Ｈ１〜Ｈ３が第１、第２のビアＶ１、Ｖ２を介して直列に接続された直列発熱体Ｈが構成されている。
また、図４Ｄに示すように、本第１実施形態では、平面視で、給電用導電部２３の給電用ビア２５ａ、２５ｂ（即ち端部Ｈ１ａ、Ｈ１ｄ）と一対の第１のビアＶ１とは、重ならないように配置されている。
さらに、平面視で、第１のビアＶ１と第２のビアＶ２とは、重ならないように配置されている。
しかも、平面視で、第１のビアＶ１と第３の発熱体Ｈ３とが、一部が重なるように配置され、かつ、第２のビアＶ２と第１の発熱体Ｈ１とが、一部が重なるように配置されている。
端部Ｈ３ａ、Ｈ３ｂ、Ｈ２ａ、Ｈ２ｂ、Ｈ２ｃ、Ｈ２ｄ、Ｈ１ａ、Ｈ１ｂ、Ｈ１ｃ、Ｈ１ｄの平面視での断面積（例えば平面方向の断面が円形である場合には、半径×半径×π）は、第１、第２のビアＶ１、Ｖ２の平面視での断面積（例えば平面方向の断面が円形である場合には、半径×半径×π）より大きい。
よって、線状部Ｌの平面視での幅（即ち、平面方向の内の延伸方向に直交する方向の幅）≦第１、第２のビアＶ１、Ｖ２の平面視での幅（即ち、平面方向の断面が円形である場合には直径）＜端部Ｈ３ａ、Ｈ３ｂ、Ｈ２ａ、Ｈ２ｂ、Ｈ２ｃ、Ｈ２ｄ、Ｈ１ａ、Ｈ１ｂ、Ｈ１ｃ、Ｈ１ｄの平面視での幅（即ち、平面方向の断面が円形である場合には直径）の関係を満たすことが望ましい。
上記の関係を満たすことで結線の信頼性を高めながら、線状部Ｌの幅が細く、かつ、第１〜第３の発熱体Ｈ１〜Ｈ３が積層されているので、発熱体（即ち直列発熱体）Ｈの抵抗値を高くすることができる。
なお、図６では、平面視において、温度が低くなり易い箇所、即ち、給電用導電部２３の給電用ビア２５ａ、２５ｂや、第１、第２のビアＶ１、Ｖ２が配置されている箇所を、四角の枠体ＷＫで示してある。
なお、上述した各ビア、つまり、給電用ビア２５ａ、２５ｂ、端子側ビア２５ｃ、第１、第２ビアＶ１、Ｖ２などのビアは、周知のビアと同様に、各セラミック層を厚み方向に貫通する貫通孔（即ちスルーホール）に、例えばタングステン等の導電材料を充填した導電部分である。
［１−３．製造方法］
次に、本第１実施形態の静電チャック１の製造方法について、簡単に説明する。
(1)セラミック基板１５の原料として、主成分であるＡｌ２Ｏ３：９２重量％、ＭｇＯ：１重量％、ＣａＯ：１重量％、ＳｉＯ２：６重量％の各粉末を混合して、ボールミルで、５０〜８０時間湿式粉砕した後、脱水乾燥する。
(2)次に、この粉末に溶剤等を加え、ボールミルで混合して、スラリーとする。
(3)次に、このスラリーを、減圧脱泡後平板状に流し出して徐冷し、溶剤を発散させて、各セラミック層となる各アルミナグリーンシートを形成する。
そして、各アルミナグリーンシートに対して、リフトピン孔１９等となる空間、各ビア２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、Ｖ１、Ｖ２となるスルーホールを、必要箇所に開ける。
(4)また、前記アルミナグリーンシート用の原料粉末中にタングステン粉末を混ぜて、スラリー状にして、メタライズインクとする。
(5)そして、吸着用電極１１、第１〜第３の発熱体Ｈ１〜Ｈ３、内部配線層２７、端子パッド２９等を形成するために、前記メタライズインクを用いて、吸着用電極１１、第１〜第３の発熱体Ｈ１〜Ｈ３、内部配線層２７、端子パッド２９等の形成箇所に対応したアルミナグリーンシート上に、通常のスクリーン印刷法により、各パターンを印刷する。なお、各ビア２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、Ｖ１、Ｖ２を形成するために、スルーホールに対して、メタライズインクを充填する。
(6)次に、各アルミナグリーンシートを、リフトピン孔１９等の必要な空間が形成されるように位置合わせして、熱圧着し、積層シートを形成する。
(7)次に、熱圧着した各積層シートを、それぞれ所定の形状（即ち円板形状）にカットする。
(8)次に、カットした各積層シートを、還元雰囲気にて、１４００〜１６００℃の範囲（例えば、１５５０℃）にて５時間焼成（本焼成）し、各アルミナ質焼結体を作製する。
(9)そして、焼成後に、各アルミナ焼結体に対して、例えば第１の主面Ａ側の加工など必要な加工を行って、セラミック基板１５を作製する。
(10)次に、セラミック基板１５の第２の主面Ｂ上の端子パッド２９に端子金具（図示せず）をろう付けする。
(11)これとは別に、金属ベース７を製造する。具体的には、金属板に対して切削加工等を行うことにより金属ベース７を形成する。
(12)次に、金属ベース７とセラミック基板１５とを接合して一体化する。
(13)次に、各内部孔３３に対応して、給電用端子２１等を配置して、静電チャック１を完成する。
［１−４．効果］
次に、本第１実施形態の効果について説明する。
（１）本第１実施形態では、平面方向において多数の加熱ゾーンＫＺを有するようにマルチゾーン化されたセラミックヒータ５について、厚み方向において異なる位置に第１〜第３の発熱体Ｈ３をそれぞれ複数配置するとともに、各第１の発熱体Ｈ１と各第２の発熱体Ｈ２とを第１のビアＶ１によって電気的に直列に接続し、各第２の発熱体Ｈ２と各第３の発熱体Ｈ３とを第２のビアＶ２によって電気的に直列に接続している。よって、第１〜第３の発熱体Ｈ１〜Ｈ３が接続された発熱体（即ち直列発熱体）Ｈの抵抗値を大きくすることができる。
つまり、このような平面視でマルチゾーン化されたセラミックヒータ５では、加熱ゾーンＫＺが増加すると、各加熱ゾーンＫＺの面積が小さくなるので、一つの発熱体の抵抗値を高めることは容易ではないが、本第１実施形態では、平面視で１つの加熱ゾーンの面積が小さくなっても、１つの加熱ゾーンに配置された直列発熱体Ｈの抵抗値を容易に大きくすることができる。
これにより、直列発熱体Ｈに流す電流の電流値を小さくしても、目的とする発熱量を確保できるので、電流を供給するための装置構成を小規模なものにすることができるという顕著な効果を奏する。
（２）本第１実施形態では、発熱部１３（詳しくは各直列発熱体Ｈ）に給電する構成として、それぞれ一対の給電用導電部２３（詳しくは給電用ビア２５ａ、２５ｂ）が、第１の発熱体Ｈ１に電気的に接続されており、各一対の給電用導電部２３は、厚み方向におけるセラミック基板１５の一方の側（第２の主面Ｂ側）に設けられている。
そのため、セラミックヒータ５の一方の側に、給電するための構成（例えば端子パッド２９やそれに接続される部品など）をまとめて配置できるので、セラミックヒータ５の他方の側には、給電するための構成を配置する必要がない。よって、静電チャック１において、セラミックヒータ５の他方の面を、半導体ウェハ３を吸着するための吸着面に用いるなど、所望の構成にできるという利点がある。
（３）本第１実施形態では、平面視で、給電用ビア２５ａ、２５ｂと第１のビアＶ１とは、重ならないように配置されている。
つまり、平面視で、給電用ビア２５ａ、２５ｂや第１のビアＶ１のある部分は、直列発熱体Ｈの線状部Ｌが形成されている部分に比べて温度が低くなるので、本第１実施形態では、平面視で、給電用ビア２５ａ、２５ｂと第１のビアＶ１とが重ならないように配置している。これによって、各加熱ゾーンＫＺの平面方向における温度分布を均一化することができる。
（４）本第１実施形態では、平面視で、温度が低くなる第１のビアＶ１と第２のビアＶ２とが重ならないように配置されているので、各加熱ゾーンＫＺの平面方向における温度分布を均一化することができる。
（５）本第１実施形態では、温度が低くなる第１のビアＶ１と温度が高くなる第３の発熱体Ｈ３とが一部が重なるように配置され、かつ、温度が低くなる第２のビアＶ２と温度が高くなる第１の発熱体Ｈ１とが一部が重なるように配置されている。よって、各加熱ゾーンＫＺの平面方向における温度分布を均一化することができる。
（６）本第１実施形態では、平面視で、温度が低くなる第１、第２のビアＶ１、Ｖ２の周囲に配置された第１〜第３の発熱体Ｈ１〜Ｈ３の部分（即ち第１部分）の単位面積当たりの発熱量は、それより離れた箇所に配置された第１〜第３の発熱体Ｈ１〜Ｈ３の部分（即ち第２部分）の単位面積当たりの発熱量よりも大であるので、各加熱ゾーンＫＺの平面方向における温度分布を均一化することができる。
［１−５．文言の関係］
本第１実施形態の、セラミックヒータ５、発熱部１３、セラミック基板１５、給電用導電部２３、給電用ビア２５ａ、２５ｂ、端子側ビア２５ｃ、内部配線層２７、第１の発熱体Ｈ１、第２の発熱体Ｈ２、第３の発熱体Ｈ２、第１のビアＶ１、第２のビアＶ２は、それぞれ、本開示の、保持装置、発熱部、保持基板、給電用導電部、給電用ビア、端子側ビア、内部配線層、第１の発熱体、第２の発熱体、第３の発熱体、第１のビア、第２のビアの一例に相当する。
［２．第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明するが、第１実施形態と同様な内容については、説明を省略又は簡略化する。なお、第１実施形態と同様な構成には、同様な番号を付す。
本第２実施形態は、２つの発熱体を厚み方向に配置したものである。
図７Ａ、図７Ｂに示すように、本第２実施形態では、セラミックヒータ５の第１の主面Ａ側に、第１実施形態の第３の発熱体Ｈ３と同様な形状の第２の発熱体Ｈ２を備えている。また、第２の主面Ｂ側に、第１実施形態の第２の発熱体Ｈ２と同様な形状の第１の発熱体Ｈ１を備えている。第１、第２の発熱体Ｈ１、Ｈ２の配置を、厚み方向において第１の主面Ａ側から見た場合には、図７Ｃのようになる。なお、図７Ｃでは、第１、第２の発熱体Ｈ１、Ｈ２を重ねて表示している。
そして、図７Ｄに示すように、第１の発熱体Ｈ１の端部Ｈ１ｂ、Ｈ１ｃには、給電用導電部２３の給電用ビア２５ａ、２５ｂが、それぞれ接続されている。また、第１の発熱体Ｈ１の端部Ｈ１ａ、Ｈ１ｄと第２の発熱体Ｈ２の端部Ｈ２ａ、Ｈ２ｂとは、それぞれ第１のビアＶ１により電気的に接続されている。
これによって、直列発熱体Ｈが構成されている。
本第２実施形態は、第１実施形態と同様な効果を奏する。
［３．他の実施形態］
本開示は前記実施形態になんら限定されるものではなく、本開示を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
（１）例えば、厚み方向に配置する複数の発熱体としては、２又は３に限らず、それ以上であってもよい。
（２）また、セラミックヒータとしては、静電チャックに限らず、真空チャックなど他の用途に用いることができる。
（３）さらに、本開示は、金属ベースを備えない静電チャックにも適用できる。つまり、セラミックヒータに、吸着用電極や複数の発熱体（例えば第１〜第３の発熱体）を備えた静電チャックにも適用できる。
（４）また、本開示は、静電チャックなどではないセラミックヒータ単体にも適用できる。例えば、セラミック基板内に、前記各実施形態と同様な複数の発熱体等を備えたセラミックヒータに適用できる。
（５）さらに、上記実施形態において、第１のビアＶ１および第２のビアＶ２は、それぞれ、単数のビアにより構成してもよいし、図８に例示するように、複数のビアのグループにより構成してもよい。複数のビアとすることにより、接続信頼性が高くなる。なお、図８では、実線の円形で吸着面側の第２のビアＶ２の位置を示し、破線の円形で金属ベース側の第１のビアＶ１の位置を示している。
（６）また、本開示では、複数の第１の発熱体の全てに、それぞれ第２の発熱体が接続されている構成や、複数の第１の発熱体のうちの一部（即ち１又は複数個）の第１の発熱体に、第２の発熱体が接続された構成を採用できる。さらに、第２の発熱体が複数ある場合には、複数の第２の発熱体の全てに第３の発熱体が接続されている構成や、複数の第２の発熱体のうちの一部（即ち１又は複数個）の第２の発熱体に、第３の発熱体が接続された構成を採用できる。
（７）また、上述したセラミックヒータの構成に代えて、セラミック層に発熱体を有する樹脂ヒータを積層した構成を採用できる。
例えばセラミック層の内部又は表面（樹脂ヒータ側の表面）に静電電極を有する第１層と、例えばポリイミドからなる樹脂層の内部に、上述した各実施形態と同様に、第１〜第３の発熱体、内部配線層、各ビア等を配置した第２層（即ち樹脂ヒータ）とを積層した構成を採用できる。
（８）なお、前記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、前記各実施形態の構成の一部を、省略してもよい。また、前記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
（９）また、本開示の他の例としては、例えば下記の構成を採用できる。
例えば、「ビア（例えば第１、第２のビア）で接続されて一つの発熱部を構成する発熱体が、３以上の異なる面に配置されている場合に、厚み方向にて隣り合う発熱体同士を接続するビアのうち、厚み方向にて異なる位置に設けられたビア同士は、平面視で、少なくとも一部が重ならないように配置されている構成」を採用できる。
また、例えば、「ビア（例えば第１、第２のビア）で接続されて一つの発熱部を構成する発熱体が、３以上の異なる面に配置されている場合に、厚み方向にて隣り合う発熱体同士を接続するビアと、厚み方向にて隣り合っていない他の発熱体とは、平面視で、少なくとも一部が重なるように配置されている構成」を採用できる。

Claims (7)

  1. 厚み方向の一方に主面を有する保持基板を備えるとともに、
    前記保持基板の内部に、通電により発熱する発熱部が配置された保持装置において、
    前記発熱部は、前記保持基板の厚み方向と直交する平面方向に配置された複数の第１の発熱体と、前記厚み方向において前記複数の第１の発熱体よりも前記一方の主面側に配置された第２の発熱体と、を備え、
    前記複数の第１の発熱体のいずれかと前記第２の発熱体とは、前記保持基板内にて前記厚み方向に伸びている第１のビアによって電気的に直列に接続され、
    前記保持基板は、前記厚み方向から見た平面視で、前記平面方向において複数の加熱ゾーンに区分されており、且つ、該複数の加熱ゾーンのうち少なくとも一つに、前記複数の第１の発熱体のいずれかと前記第２の発熱体とが配置されており、
    前記複数の第１の発熱体のいずれかと前記第２の発熱体とは、前記保持基板内にて前記厚み方向に伸びている前記第１のビアによって電気的に直列に接続されて直列発熱体を構成し、
    前記保持基板は、前記厚み方向から見た平面視で、前記平面方向において複数の加熱ゾーンに区分されるとともに、各加熱ゾーンには、各加熱ゾーンの温度を独立して調節できるように、前記直列発熱体が１つずつ配置されていることを特徴とする保持装置。
  2. 外部からの電力を受ける端子に電気的に接続される給電用導電部を備えるとともに、
    前記給電用導電部は、
    前記複数の第１の発熱体のいずれかに電気的に接続された給電用ビアと、
    前記給電用ビアに電気的に接続され、導電性を有する内部配線層と、
    前記内部配線層と電気的に接続されるとともに、前記端子に電気的に接続される端子側ビアと、
    を備えたことを特徴とする請求項１に記載の保持装置。
  3. 前記給電用導電部は、
    前記保持基板において前記一方の主面側と反対側の他方の主面側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の保持装置。
  4. 前記平面視で、前記給電用ビアと前記第１のビアとは、少なくとも一部が重ならないように配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の保持装置。
  5. 前記発熱部は、前記厚み方向において、前記複数の第１の発熱体および前記第２の発熱体とは異なる位置に配置された第３の発熱体を備え、
    前記第２の発熱体と前記第３の発熱体とは、前記厚み方向に伸びている第２のビアによって電気的に直列に接続され、
    前記第１のビアと前記第２のビアとは、前記平面視で、少なくとも一部が重ならないように配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の保持装置。
  6. 前記発熱部は、前記厚み方向において、前記複数の第１の発熱体および前記第２の発熱体とは異なる位置に配置された第３の発熱体を備え、
    前記第２の発熱体と前記第３の発熱体とは、前記厚み方向に伸びている第２のビアによって電気的に直列に接続され、
    前記平面視で、前記第１のビアと前記第３の発熱体とが、少なくとも一部が重なるように配置され、且つ、前記平面視で、前記第２のビアと前記複数の第１の発熱体のいずれかとが、少なくとも一部が重なるように配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の保持装置。
  7. 前記平面視で、前記複数の第１の発熱体のうち少なくとも一つは、前記第１のビアの周囲に配置された第１部分と、前記第１のビアに対して前記第１部分より離れた箇所に配置された第２部分とを、有し、前記第１部分の単位面積当たりの発熱量は、前記第２部分の単位面積当たりの発熱量よりも大であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の保持装置。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016224069A1 (de) * 2016-12-02 2018-06-07 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Kochgerät mit einer Kochplatte und einer Heizeinrichtung darunter
WO2018190257A1 (ja) * 2017-04-10 2018-10-18 日本特殊陶業株式会社 保持装置
US11950329B2 (en) * 2018-02-16 2024-04-02 Niterra Co., Ltd. Holding device
JP7037477B2 (ja) * 2018-12-27 2022-03-16 京セラ株式会社 多層基板及びその製造方法
TW202125689A (zh) * 2019-10-11 2021-07-01 美商應用材料股份有限公司 用於空間多晶圓處理工具的基座加熱器
KR102233315B1 (ko) * 2019-11-08 2021-03-29 주식회사 테라온 웨이퍼 척, 그 히터 및 그 제조 방법
WO2021108176A1 (en) * 2019-11-26 2021-06-03 Tokyo Electron Limited THERMAL TREATMENTS USING A PLURALITY OF EMBEDDED RESISTANCE TEMPERATURE DETECTORS (RTDs)
JP2022175947A (ja) * 2021-05-14 2022-11-25 新光電気工業株式会社 基板固定装置、静電チャック及び静電チャックの製造方法
JP2023000165A (ja) * 2021-06-17 2023-01-04 日本特殊陶業株式会社 セラミックスヒータおよび保持部材

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2849415B2 (ja) * 1989-11-16 1999-01-20 株式会社ナガノ 面状発熱体
JPH05234666A (ja) 1991-02-01 1993-09-10 Hitachi Cable Ltd 積層フレキシブルヒータ
JPH1022065A (ja) 1996-07-04 1998-01-23 Nec Eng Ltd シートヒータ
JP3560754B2 (ja) 1997-01-08 2004-09-02 株式会社イゼナ 発熱体構造
JP2000012195A (ja) * 1998-06-29 2000-01-14 Ibiden Co Ltd セラミックヒータ
JP2003204156A (ja) 1999-11-10 2003-07-18 Ibiden Co Ltd セラミック基板
US6632512B1 (en) 1999-11-10 2003-10-14 Ibiden Co., Ltd. Ceramic substrate
JP2002016072A (ja) * 2000-06-28 2002-01-18 Toshiba Ceramics Co Ltd 半導体加熱用セラミックヒーターおよびその製造方法
JP3941383B2 (ja) 2000-11-21 2007-07-04 凸版印刷株式会社 吊下げ式紙箱
JP4009100B2 (ja) * 2000-12-28 2007-11-14 東京エレクトロン株式会社 基板加熱装置および基板加熱方法
JP3897563B2 (ja) * 2001-10-24 2007-03-28 日本碍子株式会社 加熱装置
JP2005026045A (ja) 2003-07-01 2005-01-27 Kawai Denki Seisakusho:Kk 面状ヒータ
JP2005166354A (ja) 2003-12-01 2005-06-23 Ngk Insulators Ltd セラミックヒーター
KR20070000529U (ko) 2007-03-12 2007-05-08 이장훈 면상발열체
MX2011002661A (es) 2008-09-16 2011-04-21 United States Gypsum Co Sistema de calefaccion.
JP5239988B2 (ja) 2009-03-24 2013-07-17 東京エレクトロン株式会社 載置台構造及び処理装置
US8637794B2 (en) * 2009-10-21 2014-01-28 Lam Research Corporation Heating plate with planar heating zones for semiconductor processing
JP6441927B2 (ja) * 2013-08-06 2018-12-19 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 局部的に加熱されるマルチゾーン式の基板支持体
KR102302723B1 (ko) 2014-07-23 2021-09-14 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 튜닝가능한 온도 제어되는 기판 지지 어셈블리
JP6804828B2 (ja) * 2015-04-20 2020-12-23 日本特殊陶業株式会社 セラミックヒータ及び静電チャック
CN107113921B (zh) * 2015-08-20 2020-09-11 日本碍子株式会社 静电卡盘加热器
JP6690918B2 (ja) * 2015-10-16 2020-04-28 日本特殊陶業株式会社 加熱部材、静電チャック、及びセラミックヒータ
US10707110B2 (en) * 2015-11-23 2020-07-07 Lam Research Corporation Matched TCR joule heater designs for electrostatic chucks
US10690414B2 (en) * 2015-12-11 2020-06-23 Lam Research Corporation Multi-plane heater for semiconductor substrate support
JP6718318B2 (ja) * 2016-06-20 2020-07-08 日本特殊陶業株式会社 加熱部材及び静電チャック
JP6341457B1 (ja) * 2017-03-29 2018-06-13 Toto株式会社 静電チャック
KR102495415B1 (ko) * 2019-04-16 2023-02-06 니뽄 도쿠슈 도교 가부시키가이샤 유지 장치의 제조 방법, 유지 장치용 구조체의 제조 방법 및 유지 장치

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