WO2018221436A1 - 試料保持具 - Google Patents

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grooves
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ceramic body
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賢一 赤羽
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京セラ株式会社
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    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • H05B3/265—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base the insulating base being an inorganic material, e.g. ceramic
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L21/6833—Details of electrostatic chucks
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements

Definitions

  • the present disclosure relates to a sample holder used for holding each sample such as a semiconductor wafer in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit, for example.
  • sample holder used for holding each sample such as a semiconductor wafer in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit, etc.
  • a plate-like insulating substrate having a sample holding surface on the upper surface, and heat generated on the lower surface of the insulating substrate.
  • the thing provided with the resistor is known.
  • Some of the sample holders have a problem that the heating resistor is peeled off from the insulating substrate due to the thermal stress generated by the thermal expansion difference between the insulating substrate and the heating resistor.
  • a wafer heating apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-13199 has a plate-like shape having a sample holding surface on one main surface. A ceramic body and a heating resistor provided on the other main surface of the ceramic body, the surface of which is an uneven surface are provided.
  • the surface of the heating resistor is an uneven surface, thermal stress generated in the heating resistor can be dispersed under a heat cycle. The possibility of peeling off can be reduced.
  • a sample holder includes a ceramic body having a sample holding surface on one main surface, and a heating resistor provided on the other main surface of the ceramic body, the heating resistor A plurality of grooves are provided on the surface of the substrate in a lattice shape, and the extending direction of the plurality of grooves is different for each portion of the heating resistor.
  • FIG. 1 It is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the sample holder of this indication.
  • A is the figure which planarly viewed the surface of the heating resistor from the opposite side of the ceramic body in the portion shown in A of FIG. 1, and (b) is the ceramic surface of the heating resistor in the portion shown in B of FIG. It is the figure seen planarly from the other side of a body.
  • A) is a figure which shows an example when the other main surface of a ceramic body is divided
  • (B) is a figure which shows the other example when the other main surface of a ceramic body is divided
  • (C) is a figure which shows the other example when the other main surface of a ceramic body is divided
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a sample holder 10 which is an example of the present disclosure.
  • the sample holder 10 includes a ceramic body 1 having a sample holding surface 11 on one main surface, and a heating resistor 2 provided on the other main surface of the ceramic body 1. .
  • Ceramic body 1 is a member for holding a sample.
  • the shape of the ceramic body 1 is, for example, a disk shape.
  • the ceramic body 1 has a sample holding surface 11 on one main surface.
  • the ceramic body 1 includes a ceramic material such as alumina, aluminum nitride, silicon nitride, or yttria.
  • the diameter of the main surface can be 200 to 500 mm and the thickness can be 0.5 to 15 mm.
  • the ceramic body 1 may include an adsorption electrode (not shown) inside.
  • the adsorption electrode is composed of two electrodes. One of the two electrodes is connected to the positive electrode of the power source, and the other is connected to the negative electrode.
  • the two electrodes are each formed in a substantially semicircular shape, and are arranged inside the ceramic body 1 so that the semicircular strings face each other. Together, these two electrodes form a circular outer shape of the adsorption electrode.
  • the center of the circular outer shape of the entire adsorption electrode can be made the same as the center of the outer shape of the circular ceramic body 1.
  • the adsorption electrode includes a metal material such as platinum, tungsten, or molybdenum.
  • the heating resistor 2 is a member that generates heat when a voltage is applied.
  • the heat generated by the heating resistor 2 is transmitted through the ceramic body 1 and reaches the sample holding surface 11. Thereby, the heating resistor 2 can heat the sample.
  • the heating resistor 2 is provided on the other main surface of the ceramic body 1.
  • the heating resistor 2 has, for example, a linear pattern having a plurality of folded portions.
  • the heating resistor 2 includes, for example, a metal material such as silver palladium, platinum, aluminum, or gold.
  • the heating resistor 2 may contain a glass component such as an oxide of a material such as silicon, aluminum, bismuth, calcium, boron, or zinc.
  • the dimensions of the heating resistor 2 can be, for example, a width of 0.3 to 2.0 mm, a thickness of 0.2 to 1.0 mm, and a total length of 1000 to 20000 mm.
  • lattice-shaped grooves 3 are provided on the surface of the heating resistor 2.
  • the grid-like grooves 3 are provided on the surface of the heating resistor 2 opposite to the ceramic body, for example.
  • the dimensions of the grid-like grooves 3 can be, for example, a groove width of 0.01 to 0.06 mm, a depth of 0.01 to 0.3 mm, and a length of 0.3 to 4 mm.
  • 20 to 150 lattice-shaped grooves 3 are provided per 1 mm, and the interval between adjacent grooves is, for example, 0.01 to 0.06 mm.
  • the lattice-like grooves 3 mean a state where a plurality of parallel grooves are provided so that a plurality of parallel grooves intersect each other.
  • a plurality of parallel grooves are provided so that a plurality of parallel grooves intersect each other.
  • three parallel grooves are provided to intersect two parallel grooves.
  • the extending direction of the grid-like grooves 3 differs depending on the portion of the heating resistor 2 as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b).
  • the direction in which the grid-like grooves 3 extend can be shifted by the portion of the heating resistor 2. Therefore, when thermal stress is generated in the heating resistor 2 under the heat cycle, the possibility that the thermal stress is concentrated in the direction in which the lattice-like grooves 3 extend can be reduced. Therefore, the possibility that the heating resistor 2 is peeled off from the ceramic body 1 in a specific direction can be reduced.
  • the crack extends in the groove.
  • the possibility of progressing at once along the direction can be reduced. As a result, the durability of the sample holder 10 can be improved.
  • the structure in which the extending direction of the grid-like grooves 3 differs depending on the portion of the heating resistor 2 is a lattice-like structure for each of the plurality of blocks.
  • the extending direction of the groove 3 is different.
  • FIG. 3 shows an example in which the other main surface of the ceramic body 1 is divided into a plurality of blocks. Further, in the ceramic body 1 shown in FIG. 3, the heating resistor 2 is omitted to facilitate understanding.
  • the other main surface of the ceramic body 1 is divided into a plurality of blocks by dividing the other main surface of the ceramic body 1 into a plurality of equal parts in the circumferential direction.
  • the extending direction of the lattice-like grooves 3 is different in each block, the extending direction of the lattice-like grooves 3 can be different depending on the portion of the heating resistor 2.
  • the A block and the B block are compared.
  • equal division does not need to be an equal division in a strict sense, and if the difference in the area of each block is within 20% of the area of each block, it is equally divided in the circumferential direction. It is considered. Further, there may be a region where the grid-like grooves 3 are not provided slightly between adjacent blocks.
  • the plurality of blocks may be divided more finely than the example shown in FIG.
  • the other main surface of the ceramic body 1 is divided into two in the radial direction, and divided into a circular portion and an annular portion.
  • the circular portion is divided into a plurality of equal parts in the circumferential direction, if the extending direction of the lattice-like groove 3 in each block of the circular portion is different, the extending direction of the lattice-like groove 3 is It may be different depending on the part of the heating resistor 2.
  • the C block and the D block are compared.
  • the direction in which the lattice-like grooves 3 extend in each annular block is different. It may be different depending on the part of the resistor 2.
  • the E block and the F block are compared.
  • the other main surface of the ceramic body 1 is divided into three or more blocks in the radial direction, as shown in FIG.
  • the other main surface of the ceramic body 1 is divided into a circular portion and a plurality of annular portions.
  • the extending direction of the lattice-like grooves 3 is different in each block, the extending direction of the lattice-like grooves 3 May differ depending on the location of the heating resistor 2.
  • FIG. 3C the G block and the H block are compared.
  • a laser trimming device can be used to provide the lattice-like grooves 3 on the surface of the heating resistor 2. Further, by shifting the laser trimming direction for each of the above blocks, the extending direction of the lattice-like grooves 3 can be formed in different shapes depending on the portion of the heating resistor 2. The direction in which the grid-like grooves 3 extend can be examined by, for example, observing the surface of the heating resistor 2 with a scanning electron microscope (SEM) or the like.
  • SEM scanning electron microscope
  • the lattice-like grooves 3 are not limited to those provided to intersect perpendicularly, and may be provided so as to intersect obliquely. Further, the groove is not limited to one having a constant width. If it extends linearly and has depth and width, it can be regarded as a groove. For example, as shown in FIG. 4, the lattice-like grooves 3 may have wide portions 31 that partially spread outward. Furthermore, the lattice-shaped grooves 3 may have wide portions 31 so as to eliminate corner portions surrounded by the grooves. Further, the portion surrounded by the grid-like grooves 3 may be a convex portion and may be arranged on the surface of the heating resistor 2 at equal intervals.
  • a corner portion surrounded by the grid-like grooves 3 may have an R shape.
  • the thermal stress tends to concentrate on the corners of the part surrounded by the grid-like grooves 3, so that the grid-like grooves 3 are surrounded.
  • the corner portion surrounded by the lattice-like groove 3 has an R shape, the stress generated at the corner portion surrounded by the lattice-like groove 3 can be dispersed. Therefore, it is possible to reduce the possibility of cracks occurring in the heating resistor 2 starting from the corners of the portion surrounded by the grid-like grooves 3. As a result, the durability of the sample holder 10 can be improved.
  • the heating resistor 2 has a strip shape, and when the heating resistor 2 is viewed in a cross section perpendicular to the length direction, both ends of the heating resistor 2 from the center are located. It may be thin.
  • the heating resistor 2 has a belt shape, tensile stress tends to be applied to both ends when the heating resistor 2 is viewed in a cross section perpendicular to the length direction. Since the both ends of the heating resistor 2 are thin, the thermal stress applied to both ends of the heating resistor 2 can be reduced. Therefore, the possibility that peeling occurs at both ends of the heating resistor 2 can be reduced.
  • the center of the heating resistor 2 is thicker than both ends, the sectional area when the heating resistor 2 is viewed in a cross section perpendicular to the length direction can be adjusted. Therefore, the possibility that the resistance value around the unit length of the heating resistor 2 changes can be reduced. As a result, it is possible to improve the durability of the sample holder 10 while maintaining the soaking property of the sample holding surface 11.
  • the heating resistor 2 can be regarded as being thinner at both ends than the center.
  • the center of the heating resistor 2 here refers to a central portion when the width of the heating resistor 2 is divided into three equal parts.
  • the heating resistor 2 is electrically provided with a double rectangular spiral portion 21 folded in the center and arranged in a plurality on the circumference of a circle having a center at the center of the ceramic body 1. You may have a wiring county connected to. Thereby, a plurality of folded portions finely folded can be provided.
  • the heating resistor 2 has a folded portion, there is a possibility that extraneous electromagnetic waves may be emitted at the folded portion, but by providing a plurality of finely folded portions, a portion where extraneous electromagnetic waves are emitted is provided. It can be spread almost uniformly over a wide area of the main surface. Therefore, when film formation or etching of a sample is performed, it is possible to reduce the possibility that a different electromagnetic wave will affect the sample non-uniformly and cause variations in the thickness of the sample.
  • FIG. 6 partially shows the wiring pattern of the heating resistor 2. Specifically, in the wiring pattern formed in the circular region on the other main surface of the ceramic body 1, a quadrant state is shown in which the circular region is divided into four equal parts. As shown in FIG. 6, the wiring pattern of the heating resistor 2 has a wiring group in which a plurality of rectangular spiral portions 21 are electrically connected. At this time, one of the wiring patterns of the heating resistor 2 that is rectangular and has a double wiring formed by folding the wiring of the heating resistor 2 at the center may be used as the rectangular spiral portion 21. it can.
  • the square does not need to be a square in a strict sense, and for example, as shown in FIG. 6, a portion corresponding to a side of the square may be gently arcuate.
  • the extending direction of the grid-like grooves 3 provided on the surface of the heating resistor 2 may be different for each square spiral portion 21.
  • one rectangular spiral portion 21 corresponds to one block among a plurality of virtual blocks shown in FIG.
  • the wiring pattern of the heating resistor 2 has the wiring groups as described above, a plurality of finely folded portions can be provided. It is possible to reduce the possibility of variations in the thickness.
  • the extending direction of the grid-like grooves 3 is aligned in one rectangular spiral portion 21, variations in the directionality of electromagnetic waves in the rectangular spiral portion 21 can be suppressed. As a result, the soaking property of the sample holder 10 can be improved.
  • the extending direction of the grid-like grooves 3 is different for each rectangular spiral portion 21, it is possible to prevent the extending directions of the grid-like grooves 3 from being aligned in the entire heating resistor 2. .
  • the possibility that the thermal stress generated in the heat generating resistor 2 is concentrated in a specific direction can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the possibility of cracks occurring between the ceramic body 1 and the heating resistor 2 in the portion where the thermal stress is concentrated. As a result, the durability of the sample holder 10 can be improved.
  • the heating resistor 2 may be thicker between the adjacent rectangular spiral portions 21.
  • a portion between adjacent rectangular spiral portions 21 is defined as a connection portion 22.
  • the connecting portion 22 has an extending direction of the grid-like grooves 3. It is a site that changes. That is, the connection part 22 is a part where the direction in which stress is easily applied changes. Therefore, the connecting portion 22 tends to be stressed more easily than the rectangular spiral portion 21.
  • the strength of the connecting portion 22 that tends to be stressed compared to the rectangular spiral portion 21 due to the thick heating resistor 2 in the connecting portion 22. Can be increased efficiently.
  • the durability of the sample holder 10 can be improved.
  • the thickness of the heating resistor 2 in the rectangular spiral portion 21 is set to 0.2 to 0.5 mm, for example, and the thickness of the heating resistor 2 in the connection portion 22 is set to 0.4 to 1.0 mm. be able to.
  • the connecting portion 22 may not be provided with the lattice-like grooves 3.
  • the bonding layer 4 can enter the lattice-like grooves 3 provided on the surface of the heating resistor 2. Therefore, the bonding strength between the bonding layer 4 and the heating resistor 2 can be increased by the anchor effect. As a result, the durability of the sample holder 10 can be increased.
  • the contact area between the heating resistor 2 and the bonding layer 4 can be increased by the bonding layer 4 entering the lattice-like grooves 3 provided on the surface of the heating resistor 2.
  • the heat generated in the heating resistor 2 can be easily transmitted to the metal plate 5 through the bonding layer 4.
  • the cooling performance of the metal plate 5 can be enhanced.
  • the bonding layer 4 is a member for bonding the ceramic body 1 and the metal plate 5.
  • the bonding layer 4 bonds the other main surface of the ceramic body 1 and the main surface of the metal plate 5.
  • a resin material such as epoxy or silicone can be used.
  • the thickness of the bonding layer 4 can be set to 0.1 to 2.0 mm, for example.
  • the metal plate 5 is provided for the purpose of releasing the heat generated by the heating resistor 2 to the lower surface through the bonding layer 4.
  • the term “metal” as used herein includes composite materials made of metal, such as composite materials of ceramics and metal and fiber reinforced metals.
  • the metal constituting the metal plate 5 is aluminum (Al), copper (Cu), stainless steel or Nickel (Ni) or an alloy of these metals may be used.
  • the metal plate 5 can have a diameter of 50 to 400 mm and a thickness of 10 to 40 mm.
  • the structure of the metal plate 5 is not particularly limited, but may include a cooling flow path for circulating a heat medium such as gas or liquid.
  • a heat medium such as gas or liquid.
  • a liquid such as water or silicone oil, or a gas such as helium (He) or nitrogen (N 2 ) can be used as the heat medium.
  • the bonding material 4 is used. After separating the metal plate 5 from the heating resistor 2, the surface of the heating resistor 2 can be analyzed by viewing the surface of the heating resistor 2 with a scanning electron microscope (SEM) or the like.
  • Ceramic body 11 Sample holding surface 2: Heating resistor 21: Square spiral portion 22: Connection portion 3: Lattice-like groove 31: Wide portion 4: Bonding layer 5: Metal plate 10: Sample holder

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Abstract

本開示の試料保持具１０は、一方の主面に試料保持面１１を有するセラミック体１と、該セラミック体１の他方の主面に設けられた発熱抵抗体２とを備えており、該発熱抵抗体２の表面には格子状に複数の溝３が設けられているとともに、該複数の溝３の伸びる方向が前記発熱抵抗体２の部位ごとに異なる。

Description

試料保持具
　本開示は、例えば半導体集積回路の製造工程などで半導体ウエハ等の各試料を保持するために用いられる試料保持具に関するものである。
　半導体集積回路の製造工程などで半導体ウエハ等の各試料を保持するために用いられる試料保持具としては、上面に試料保持面を有する板状の絶縁基体と、絶縁基体の下面に設けられた発熱抵抗体とを備えたものが知られている。このような試料保持具においては、絶縁基体と発熱抵抗体との熱膨張差により生じる熱応力によって、発熱抵抗体が絶縁基体から剥離してしまうという課題を有しているものがあった。
　この課題を解決するための手段として、例えば、特開２００６－１３１９９号公報（以下、特許文献１という）に開示されているウエハ加熱装置は、一方の主面に試料保持面を有する板状のセラミック体と、セラミック体の他方の主面に設けられており、表面が凹凸面である発熱抵抗体とを備えている。特許文献１に開示されたウエハ加熱装置は、発熱抵抗体の表面が凹凸面であることによって、ヒートサイクル下において発熱抵抗体に生じる熱応力を分散させることができるため、セラミック体から発熱抵抗体が剥がれるおそれを低減することができるようになっていた。
　本開示の一態様の試料保持具は、一方の主面に試料保持面を有するセラミック体と、該セラミック体の他方の主面に設けられた発熱抵抗体とを備えており、該発熱抵抗体の表面には格子状に複数の溝が設けられているとともに、該複数の溝の伸びる方向が前記発熱抵抗体の部位ごとに異なることを特徴とする。
本開示の試料保持具の一例を示す縦断面図である。 （ａ）は図１のＡに示す部位において発熱抵抗体の表面をセラミック体の反対側から平面視した図であり、（ｂ）は図１のＢに示す部位において発熱抵抗体の表面をセラミック体の反対側から平面視した図である。 （ａ）はセラミック体の他方の主面を複数のブロックに分けたときの一例を示す図である。（ｂ）はセラミック体の他方の主面を複数のブロックに分けたときの他の例を示す図である。（ｃ）はセラミック体の他方の主面を複数のブロックに分けたときの他の例を示す図である。 別の例における発熱抵抗体の表面をセラミック体の反対側から平面視した図である。 別の例における発熱抵抗体の縦断面図である。 別の例における発熱抵抗体のパターンの一例を示す図である。 別の例における発熱抵抗体のパターンの一部を拡大した図である。 別の例の試料保持具の一例を示す縦断面図である。
　本開示の試料保持具１０の一例について、図面を用いて詳細に説明する。
　図１は、本開示の一例である試料保持具１０を示す縦断面図である。図１に示すように、試料保持具１０は、一方の主面に試料保持面１１を有するセラミック体１と、セラミック体１の他方の主面に設けられた発熱抵抗体２とを備えている。
　セラミック体１は、試料を保持するための部材である。セラミック体１の形状は、例えば円板状である。セラミック体１は、一方の主面に試料保持面１１を有している。セラミック体１は、例えばアルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素またはイットリア等のセラミック材料を有する。セラミック体１の寸法は、例えばセラミック体１が円板状の場合は、主面の直径を２００～５００ｍｍに、厚みを０．５～１５ｍｍにすることができる。
　試料保持具１０が静電気力によって試料を保持する場合においては、セラミック体１は内部に吸着電極（図示せず）を備えていてもよい。吸着電極は、２つの電極から構成される。２つの電極は、一方が電源の正極に接続され、他方が負極に接続される。２つの電極は、それぞれ略半円板状に形成され、半円の弦同士が対向するように、セラミック体１の内部に配置される。これら２つの電極が合わさって、吸着電極全体の外形が円形状となっている。この吸着電極全体による円形状の外形の中心は、同じく円形状のセラミック体１の外形の中心と同一にすることができる。吸着電極は、例えば白金、タングステンまたはモリブデン等の金属材料を有する。
　発熱抵抗体２は、電圧を印加することによって発熱する部材である。発熱抵抗体２で発せられた熱は、セラミック体１の内部を伝わって、試料保持面１１に到達する。これにより、発熱抵抗体２は、試料を加熱することができる。発熱抵抗体２は、セラミック体１の他方の主面に設けられている。発熱抵抗体２は、例えば複数の折返し部を有する線状のパターンを有する。発熱抵抗体２は、例えば、銀パラジウム、白金、アルミニウムまたは金等の金属材料を有する。また、発熱抵抗体２は、珪素、アルミニウム、ビスマス、カルシウム、ホウ素または亜鉛等の材料の酸化物等のガラス成分を含んでいてもよい。発熱抵抗体２の寸法は、例えば幅を０．３～２．０ｍｍに、厚みを０．２～１．０ｍｍに、全長を１０００～２００００ｍｍにすることができる。
　発熱抵抗体２の表面には、図２（ａ）に示すように、格子状の溝３が設けられている。発熱抵抗体２の形状が帯状の場合においては、格子状の溝３は、例えば発熱抵抗体２のうちセラミック体の反対側の面に設けられている。これにより、ヒートサイクル下において発熱抵抗体２に生じる熱応力を分散させることができる。そのため、セラミック体１から発熱抵抗体２が剥がれるおそれを低減することができる。
　格子状の溝３の寸法は、例えば溝の幅を０．０１～０．０６ｍｍに、深さを０．０１～０．３ｍｍに、長さを０．３～４ｍｍにすることができる。格子状の溝３は、例えば１ｍｍあたり２０～１５０本設けられており、隣り合う溝の間隔は、例えば０．０１～０．０６ｍｍである。
　ここでいう格子状の溝３とは、複数の並列する溝に対して別の複数の並列する溝が交差するように設けられている状態を意味している。例えば、図２（ａ）に示す発熱抵抗体２の一部分においては、２本の並列する溝に対して、３本の並列する溝が交差するように設けられている。
　本開示の試料保持具１０によれば、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように格子状の溝３の伸びる方向が発熱抵抗体２の部位によって異なる。これにより、格子状の溝３の伸びる方向を、発熱抵抗体２の部位によってずらすことができる。そのため、ヒートサイクル下において発熱抵抗体２に熱応力が生じたときに、熱応力が格子状の溝３の伸びる方向に集中するおそれを低減することができる。したがって、特定の方向に向かって、セラミック体１から発熱抵抗体２が剥がれるおそれを低減することができる。
　また、格子状の溝３の伸びる方向が発熱抵抗体２の部位によって異なることによって、仮に発熱抵抗体２に外力が加わることによって発熱抵抗体２にクラックが生じたとしても、クラックが溝の伸びる方向に沿って一気に進展するおそれを低減することができる。その結果、試料保持具１０の耐久性を向上させることができる。
　格子状の溝３の伸びる方向が発熱抵抗体２の部位によって異なっている構造としては、例えば、セラミック体１の他方の主面を複数のブロックに分けた場合において、複数のブロックごとに格子状の溝３の伸びる方向が異なっている構造がある。図３は、セラミック体１の他方の主面を複数のブロックに分ける例を示している。また、図３に示すセラミック体１においては、理解を助けるために、発熱抵抗体２を省略している。
　例えば、図３（ａ）は、セラミック体１の他方の主面を、周方向に複数等分することで、セラミック体１の他方の主面を複数のブロックに分けている。このときに、各ブロックにおいて、格子状の溝３の伸びる方向が異なっていれば、格子状の溝３の伸びる方向が発熱抵抗体２の部位によって異なっているとすることができる。例えば、図３（ａ）においては、セラミック体１の他方の主面を周方向に六等分した場合において、ＡのブロックとＢのブロックとを比較している。
　なお、ここでいう等分とは、厳密な意味での等分である必要はなく、各ブロックの面積の差が各ブロックの面積の２０％以内であれば、周方向に等分されているとみなす。また、隣り合うブロックの間に、わずかに格子状の溝３が設けられていない領域があってもよい。
　また、複数のブロックは、図３（ａ）に示す例よりも細かく分割されていてもよい。例えば図３（ｂ）に示すように、まず、セラミック体１の他方の主面を径方向に二分割して、円状の部分と円環状の部分とに分ける。この場合において、円状の部分を周方向に複数等分したときに、円状の部分の各ブロックにおける格子状の溝３の伸びる方向が異なっていれば、格子状の溝３の伸びる方向が発熱抵抗体２の部位によって異なっているとすることができる。図３（ｂ）においては、ＣのブロックとＤのブロックとを比較している。また、円環状の部分を周方向に複数等分したときに、円環状の各ブロックにおける格子状の溝３の伸びる方向が異なっている場合も同様に、格子状の溝３の伸びる方向が発熱抵抗体２の部位によって異なっているとすることができる。図３（ｂ）においては、ＥのブロックとＦのブロックとを比較している。
　また、別の例として、図３（ｃ）に示すように、セラミック体１の他方の主面を、径方向に三以上のブロックに分割した場合を考える。このときに、セラミック体１の他方の主面は、円状の部分と、複数の円環状の部分に分けられる。この場合において、複数の円環状の部分のうち１部分を周方向に複数等分したときに、各ブロックにおいて格子状の溝３の伸びる方向が異なっていれば、格子状の溝３の伸びる方向が発熱抵抗体２の部位によって異なっているとすることができる。図３（ｃ）においては、ＧのブロックとＨのブロックとを比較している。
　なお、発熱抵抗体２の表面に格子状の溝３を設けるためには、レーザートリミング装置を用いることができる。さらに、レーザートリミングをする方向を上記のブロックごとにずらすことによって、格子状の溝３の伸びる方向が発熱抵抗体２の部位によって異なる形状を形成できる。また、格子状の溝３の伸びる方向は、例えば、発熱抵抗体２の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等で観察することによって調べることができる。
　また、格子状の溝３は垂直に交差するように設けられているものに限定されず、斜めに交差するように設けられていてもよい。また、溝は、幅が一定であるものに限定されない。線状に伸びるものであり、深さと幅を有しているものであれば、溝とみなすことができる。例えば、図４に示すように、格子状の溝３は部分的に外側に広がっている幅広部分３１を有していてもよい。さらに、格子状の溝３は、溝と溝とに囲まれた部分の角部を無くすように幅広部分３１を有していてもよい。また、格子状の溝３に囲まれた部分が、凸部になっており、発熱抵抗体２の表面に等間隔に並んでいてもよい。
　また、図４に示すように、発熱抵抗体２を平面視したときに、格子状の溝３に囲まれた部分の角部がＲ形状であってもよい。発熱抵抗体２の表面に格子状の溝３が設けられている場合においては、格子状の溝３の囲まれた部分の角部に熱応力が集中しやすいため、格子状の溝３の囲まれた部分の角部を起点としてクラックが生じやすい傾向にあった。これに対し、格子状の溝３に囲まれた部分の角部がＲ形状であることにより、格子状の溝３に囲まれた部分の角部に生じる応力を分散させることができる。そのため、格子状の溝３の囲まれた部分の角部を起点として、発熱抵抗体２にクラックが生じるおそれを低減することができる。その結果、試料保持具１０の耐久性を向上させることができる。
　また、図５に示すように、発熱抵抗体２が帯状であるとともに、発熱抵抗体２を長さ方向に対して垂直な断面で見たときに、発熱抵抗体２のうち中央よりも両端が薄くてもよい。発熱抵抗体２が帯状であるときは、発熱抵抗体２を長さ方向に対して垂直な断面で見たときの両端に引っ張り応力が加わりやすい傾向にあった。発熱抵抗体２の両端が薄いことにより、発熱抵抗体２の両端に加わる熱応力を低減することができる。そのため、発熱抵抗体２の両端に剥がれが生じるおそれを低減することができる。また、発熱抵抗体２の両端より中央が厚いことにより、発熱抵抗体２を長さ方向に対して垂直な断面で見たときの断面積を調整することができる。そのため、発熱抵抗体２の単位長さ辺りの抵抗値が変化するおそれを低減することができる。その結果、試料保持面１１の均熱性を保ちつつ、試料保持具１０の耐久性を向上させることができる。
　ここで、発熱抵抗体２の中央のうち一部分でも両端より厚い部分があれば、発熱抵抗体２が中央よりも両端が薄いとみなすことができる。また、ここでいう発熱抵抗体２の中央とは、発熱抵抗体２の幅を三等分したときの中央の部分を指す。
　また、発熱抵抗体２は、図６に示すように、セラミック体１の中心部に中心を有する円の円周上に複数並んだ、中央で折り返した二重の方形渦巻状部２１が電気的に接続された配線郡を有していてもよい。これにより、細かく折り返した複数の折り返し部を設けることができる。発熱抵抗体２が折返し部を有する場合においては、折返し部において異質な電磁波が放出されるおそれがあったが、細かく折り返した複数の折り返し部を設けることによって、異質な電磁波が放出される部分を主面の広範囲に略均一に広げることができる。そのため、試料の成膜またはエッチングを行なう際に、異質な電磁波が試料に対して不均一に影響を及ぼし、試料の厚みにばらつきが生じるおそれを低減することができる。
　ここで、図６は発熱抵抗体２の配線パターンを部分的に示している。具体的には、セラミック体１の他方の主面において円状の領域に形成された配線パターンのうち、円状の領域を四等分した四分円の状態を示している。図６に示すように、発熱抵抗体２の配線パターンは、複数の方形渦巻状部２１が電気的に接続された配線郡を有していている。このときに、発熱抵抗体２の配線パターンのうち、方形であって、発熱抵抗体２の配線が中央で折り返して二重になっている１つのブロックを、方形渦巻状部２１とすることができる。また、ここでいう方形とは、厳密な意味で方形である必要は無く、例えば、図６に示すように、方形のうち辺に相当する部分が、緩やかに円弧状になっていてもよい。
　また、発熱抵抗体２の表面に設けられた格子状の溝３の伸びる方向が、方形渦巻状部２１ごとに異なっていてもよい。この場合においては、１つの方形渦巻状部２１が、図３（ｃ）に示した仮想的な複数のブロックのうちの１つのブロックに対応する。前述の通り、発熱抵抗体２の配線パターンが上記のような配線郡を有していることにより、細かく折り返した複数の折り返し部を設けることができるため、成膜およびエッチングを行なう際に、試料の厚みにばらつきが生じるおそれを低減することができる。これに加えて、１つの方形渦巻状部２１内において、格子状の溝３の伸びる方向が揃っていることにより、方形渦巻状部２１内における電磁波の方向性のばらつきを抑制することができる。その結果、試料保持具１０の均熱性を向上させることができる。
　さらに、格子状の溝３の伸びる方向が方形渦巻状部２１ごとに異なっていていることにより、発熱抵抗体２の全体では、格子状の溝３の伸びる方向が揃わないようにすることができる。これにより、発熱抵抗体２の全体では、発熱抵抗体２に生じる熱応力が特定の方向に集中するおそれを低減することができる。したがって、熱応力が集中する部分においてセラミック体１と発熱抵抗体２との間にクラックが生じるおそれを低減することができる。その結果、試料保持具１０の耐久性を向上させることができる。
　また、図７に示すように、隣り合う方形渦巻状部２１の間において発熱抵抗体２が厚くなっていてもよい。ここで、隣り合う方形渦巻状部２１の間の部分を接続部分２２とする。接続部分２２は、例えば、発熱抵抗体２の表面に設けられた格子状の溝３の伸びる方向が方形渦巻状部２１ごとに異なっていている場合においては、格子状の溝３の伸びる方向が変化する部位である。つまり、接続部分２２は、応力が加わりやすい方向が変化する部位である。したがって、接続部分２２は、方形渦巻状部２１と比較して応力が加わりやすい傾向にある。
　本開示の一形態の試料保持具１０によると、接続部分２２において発熱抵抗体２が厚くなっていることにより、方形渦巻状部２１と比較して応力が加わりやすい傾向にある接続部分２２の強度を効率的に高めることができる。その結果、試料保持具１０の耐久性を向上させることができる。具体的には、方形渦巻状部２１における発熱抵抗体２の厚みを、例えば０．２～０．５ｍｍに、接続部分２２における発熱抵抗体２の厚みを、０．４～１．０ｍｍにすることができる。また、接続部分２２には格子状の溝３が設けられていなくてもよい。
　また、図８に示すように、セラミック体１の他方の主面に、セラミック体１の他方の主面を発熱抵抗体２ごと覆う接合層４を介して、金属プレート５が接合されていてもよい。これにより、接合層４が発熱抵抗体２の表面に設けられた格子状の溝３に入りこむことができる。そのため、アンカー効果によって接合層４と発熱抵抗体２との接合強度を高めることができる。その結果、試料保持具１０の耐久性を高めることができる。
　また、接合層４が発熱抵抗体２の表面に設けられた格子状の溝３に入りこむことによって、発熱抵抗体２と接合層４との接触面積を増やすことができる。これにより、発熱抵抗体２で生じた熱が接合層４を介して金属プレート５に伝わりやすくすることができる。その結果、金属プレート５の冷却性能を高めることができる。
　接合層４は、セラミック体１と金属プレート５を接合するための部材である。接合層４は、セラミック体１の他方の主面と金属プレート５の主面とを接合している。接合層４は、例えばエポキシまたはシリコーン等の樹脂材料を用いることができる。接合層４の厚みは、例えば０．１～２．０ｍｍにすることができる。
　金属プレート５は、発熱抵抗体２で生じた熱を、接合層４を介して下面に逃がすことを目的として設けられている。ここでいう「金属」とは、セラミックスと金属との複合材料および繊維強化金属等の、金属から成る複合材料も含んでいる。一般的に、ハロゲン系の腐食性ガス等に曝される環境下において試料保持具１０を用いる場合には、金属プレート５を構成する金属として、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ステンレス鋼またはニッケル（Ｎｉ）あるいはこれらの金属の合金を使用してもよい。金属プレート５の寸法は、例えば直径を５０～４００ｍｍに、厚みを１０～４０ｍｍにすることができる。また、金属プレート５の構造は、特に限定されるものではないが、気体または液体等の熱媒体を循環させるための冷却用の流路を備えていてもよい。この場合には、熱媒体として水またはシリコーンオイル等の液体あるいはヘリウム（Ｈｅ）または窒素（Ｎ２）等の気体を用いることができる。
　なお、セラミック体１の他方の主面に、セラミック体１の他方の主面を発熱抵抗体２ごと覆う接合層４を介して、金属プレート５が接合されていている場合においては、接合材４と金属プレート５とを発熱抵抗体２から分離した後に、発熱抵抗体２の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等で見ることによって、発熱抵抗体２の表面を分析することができる。
１：セラミック体
１１：試料保持面
２：発熱抵抗体
２１：方形渦巻状部
２２：接続部分
３：格子状の溝
３１：幅広部分
４：接合層
５：金属プレート
１０：試料保持具

Claims (6)

  1. 　一方の主面に試料保持面を有するセラミック体と、
    該セラミック体の他方の主面に設けられた発熱抵抗体とを備えており、
    該発熱抵抗体の表面には格子状に複数の溝が設けられているとともに、該複数の溝の伸びる方向が前記発熱抵抗体の部位ごとに異なる試料保持具。
  2. 　平面視したときに、前記発熱抵抗体は、前記複数の溝に囲まれた部分の角部がＲ形状である請求項１に記載の試料保持具。
  3. 　前記発熱抵抗体が帯状であるとともに、前記発熱抵抗体を長さ方向に対して垂直な断面で見たときに、前記発熱抵抗体のうち中央よりも両端が薄い請求項１または請求項２に記載の試料保持具。
  4. 　前記発熱抵抗体の配線パターンは、前記セラミック体の中心部に中心を有する円の円周上に複数並んだ、中央で折り返した二重の方形渦巻状部が電気的に接続された配線郡を有しており、前記複数の溝の伸びる方向が前記方形渦巻状部ごとに異なる請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の試料保持具。
  5. 　前記発熱抵抗体は、複数の前記方形渦巻状部を接続する接続部分を有し、
    該接続部分は、前記方形渦巻状部よりも厚い請求項４に記載の試料保持具。
  6. 　前記他方の主面に、前記他方の主面を前記発熱抵抗体ごと覆う接合層を介して、金属プレートが接合されている請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の試料保持具。
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