JP2020009932A - 保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】板状部材の第１の表面における温度分布を制御する。【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の表面を有する板状部材と、板状部材の表面側に設けられた複数の外部端子と、板状部材の内部に配置され、複数の外部端子の内の少なくとも一対の外部端子に電気的に接続されているヒータ電極と、を備え、板状部材の第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、板状部材は、複数の外部端子の内の１つのみに電気的に接続されている、または、複数の外部端子のいずれにも電気的に接続されていないダミービアであって、板状部材の形成材料より熱伝導率の高い材料により形成され、第１の方向において第１の表面とヒータ電極との間に配置され、かつ、第１の方向に略平行な方向に延びているダミービアを備えている。【選択図】図５

Description

本明細書に開示される技術は、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。（下記特許文献１，２参照）。

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。

国際公開第２０１４／１５６６１９号 特開２００２−２２２８５１号公報

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。

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、ヒータ電極を備える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。

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。

（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の表面を有する板状部材と、前記板状部材の表面側に設けられた複数の外部端子と、前記板状部材の内部に配置され、前記複数の外部端子の内の少なくとも一対の外部端子に電気的に接続されているヒータ電極と、を備え、前記板状部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、前記板状部材は、前記複数の外部端子の内の１つのみに電気的に接続されている、または、前記複数の外部端子のいずれにも電気的に接続されていないダミービアであって、前記板状部材の形成材料より熱伝導率の高い材料により形成され、前記第１の方向において前記第１の表面と前記ヒータ電極との間に配置され、かつ、前記第１の方向に略平行な方向に延びているダミービアを備えている。本保持装置では、板状部材は、ダミービアを備えている。ダミービアは、板状部材の形成材料より熱伝導率の高い材料により形成されている。そのため、第１の表面とヒータ電極との間において、ダミービアが配置された部分の伝熱性が、ダミービアが配置されていない部分の伝熱性より高くなる。また、ダミービアは、複数の外部端子の内の１つのみに電気的に接続されている、または、複数の外部端子のいずれにも電気的に接続されていない。すなわち、保持装置の動作中においても、ダミービアには電流が流れないため、ダミービアは発熱しない。このため、ダミービアは、ダミービア自体の発熱によって高温の温度特異点とはならない。また、ダミービアは、第１の方向に略平行な方向に延びているため、例えば仮想平面上に配置された扁平状のダミー部に比べて、第１の方向視での単位面積あたりの蓄熱効果が高い。これにより、本保持装置によれば、ダミービアを配置することにより、第１の表面において相対的に温度が低い低温部分と該低温部分の周囲部分との温度差が低減されることにより、低温の温度特異点の発生を抑制することができ、板状部材の第１の表面における温度分布を制御することができる。また、例えばダミービアが板状部材におけるヒータ電極と第１の表面とは反対側の表面との間に配置された構成に比べて、ダミービアが、板状部材におけるヒータ電極と上記反対側の表面との間に配置された内部構造と干渉することを抑制することができる。

（２）上記保持装置において、前記板状部材は、さらに、前記複数の外部端子の内の１つのみに電気的に接続されている、または、前記複数の外部端子のいずれにも電気的に接続されていないダミー部であって、前記板状部材の形成材料より熱伝導率の高い材料により形成され、かつ、第１の方向視での面積が前記ダミービアの前記第１の方向視での面積より大きく、かつ、前記ダミービアに電気的に接続されているダミー部を備えている構成としてもよい。本保持装置では、ダミー部が、ダミービアに電気的に接続されているため、ダミービアに伝達された熱は、ダミー部によって第１の表面に平行な方向に広がる。このため、本保持装置によれば、ダミー部を備えない構成に比べて、ダミービアに蓄積された熱が拡散されるため、第１の表面における温度特異点が生じることを、より効果的に抑制でき、板状部材の第１の表面における温度分布を制御することができる。

（３）上記保持装置において、前記板状部材には、ガス流路が形成されており、前記第１の方向視で、前記ダミービアの少なくとも一部は、前記ガス流路におけるガスの流入口と重なっている構成としてもよい。本保持装置では、上下方向視で、ダミービアは、ガス流路において相対的に低温となるガスの流入口と重なる位置に配置されている。このため、本保持装置によれば、ガス流路の流入口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、板状部材の第１の表面における温度分布を制御することができる。

（４）上記保持装置において、前記板状部材は、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の表面が前記板状部材の前記第２の表面に対向するように配置され、前記板状部材の形成材料より熱伝導率の高い材料により形成されたベース部材と、前記板状部材の前記第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、前記板状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、本保持装置では、例えば、ダミービアが、ベース部材による吸熱効果が比較的に大きい箇所に対応した位置に配置されることにより、低温の温度特異点の発生を抑制することができ、板状部材の第１の表面における温度分布を制御することができる。

（５）上記保持装置において、前記ベース部材には、冷媒流路が形成されており、前記第１の方向視で、前記ダミービアの少なくとも一部は、前記冷媒流路における冷媒の流入口と重なっている構成としてもよい。本保持装置では、上下方向視で、ダミービアは、冷媒流路において相対的に低温となる冷媒の流入口と重なる位置に配置されている。このため、本保持装置によれば、冷媒流路の流入口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、板状部材の第１の表面における温度分布を制御することができる。

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、静電チャック、ＣＶＤヒータ等のヒータ装置、真空チャック、その他のヒータ電極が設けられたセラミックス部材を備える保持装置、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。

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。 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。 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。 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。 静電チャック１０の構成を概略的に示す説明図である。 静電チャック１０の第１の製造方法を示すフローチャートである。

Ａ．実施形態：
Ａ−１．静電チャック１０の構成：
図１は、本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、本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、本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および図４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。

静電チャック１０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。

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。なお、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。

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。

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）。ベース部材２００の下面Ｓ４には、外部から冷媒流路２１０内に冷媒ＣＦを供給する冷媒供給孔２２６と、冷媒流路２１０内から外部に冷媒ＣＦを排出する冷媒排出孔２２８とが形成されている。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に保持されたウェハＷが冷却される。これにより、ウェハＷの温度制御が実現される。

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。

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に保持されたウェハＷが温められる。これにより、ウェハＷの温度制御が実現される。

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。

また、静電チャック１０には、ベース部材２００の下面Ｓ４からセラミックス部材１００の下面Ｓ２に至る複数の端子用孔（１つの端子用孔２２４のみ図示）が形成されており、各端子用孔には外部端子（端子用孔２２４に収容された共通外部端子５３０のみ図示）が収容されている。少なくとも、端子用孔２２４および共通外部端子５３０は、上下方向（Ｚ軸方向）視で、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１における中央部に配置されている。２つのヒータ５００Ｌ，５００Ｒのそれぞれの一方のヒータパッド部５０８は、ビアや電極パッド（共に図示しない）等を介して互いに異なる個別外部端子（図示せず）に電気的に接続されている。一方、２つのヒータ５００Ｌ，５００Ｒのそれぞれの他方のヒータパッド部５０８は、いずれも、通電用ビア５１０および電極パッド５２０等を介して、共通外部端子５３０に電気的に接続されている。２つの個別外部端子のそれぞれと共通外部端子との間に、互いに異なる電源が接続されることより、２つのヒータ５００Ｌ，５００Ｒのそれぞれに互いに異なる電圧を印加可能となっている。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。

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。

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。

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。

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の下面Ｓ２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、下面Ｓ２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。

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、接着層３００の貫通孔３１０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、接着層３００の図示しない貫通孔と連通しており、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。本実施形態では、セラミックス部材１００の中心から遠い方の横流路１１４に連通している第１の縦流路１１１と、第２の縦流路１１２とは、上下方向視で互いに異なる位置に位置している（図３および図５参照）。

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−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ＸＹ平面構成が示されるとともに、セラミックス部材１００における４つの部分Ｘ１〜Ｘ４の構成が拡大して示されている。

セラミックス部材１００の内部には、ダミービア６００（６１０，６２０，６３０，６４０）とダミー部７００とが設けられている。ダミービア６００とダミー部７００とは、いずれの外部端子にも電気的に接続されていない。そのため、静電チャック１０の動作中において、ダミービア６００とダミー部７００とには電圧は印加されず、電流が流れないため、ダミービア６００は発熱しない。このため、ダミービア６００とダミー部７００とは、いずれも、自己の発熱によって高温の温度特異点になることはない。ダミービア６００とダミー部７００とは、セラミックス部材１００の形成材料（例えばアルミナを主成分とするセラミックス）より熱伝導率の高い材料により形成されている。本実施形態では、ダミービア６００とダミー部７００とは、ヒータ電極５０の形成材料と同一の材料（例えばタングステンを含む導電性材料）により形成されている。

図２に示すように、ダミービア６００の形状は、上下方向（Ｚ軸方向）に略平行な方向に延びている線状形状である。具体的には、上下方向視で、ダミービア６００の最大幅は、ヒータ電極５００の幅寸法（ヒータ電極５００の長手方向に垂直な方向の寸法）より小さい。また、ダミービア６００の上下方向の長さは、ヒータ電極５００の上下方向の長さ（すなわち、厚さ寸法）より大きい。本実施形態では、ダミービア６００は、両端が外部端子に電気的に接続された導通用のビア（通電用ビア５１０等）と類似の構成を有し、いずれの外部端子にも電気的に接続されない点で、導通用のビアとは異なる。また、ダミービア６００の全体は、上下方向において、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１とヒータ電極５００との間に配置されている。ダミービア６００の各配置については、後で詳説する。

図２に示すように、ダミー部７００の形状は、面方向に広がる略扁平状である。具体的には、ダミー部７００の上下方向（Ｚ軸方向）視での面積は、ダミービア６００の上下方向視での面積より大きい。また、ダミー部７００の上下方向の長さは、ダミービア６００の上下方向の長さ（すなわち、厚さ寸法）より短い。本実施形態では、ダミー部７００は、両端が外部端子に電気的に接続された導通用の偏平状の導電体（電極パッド５２０等）と類似の構成を有し、いずれの外部端子にも電気的に接続されない点で、偏平状の導電体とは異なる。また、ダミー部７００の全体は、上下方向において、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１とヒータ電極５００との間に配置されるとともに、ダミービア６００に電気的に接続されている。ダミー部７００の配置については、後で詳説する。

Ａ−３−１．セラミックス部材１００におけるガス流入口形成部分Ｘ１の構成：
図５に示すように、セラミックス部材１００におけるガス流入口形成部分Ｘ１は、上下方向（Ｚ方向）視で、セラミックス部材１００の中心から遠い方の横流路１１４に連通している第１の縦流路１１１が形成されている部分である。ガス流入口形成部分Ｘ１には、複数（本実施形態では４つ）の第１のダミービア６１０が設けられている。上下方向視で、各第１のダミービア６１０の少なくとも一部は、第１の縦流路１１１と重なっている。また、複数の第１のダミービア６１０は、第１の縦流路１１１の中心軸を中心とする円上において周方向に互いに等間隔に配置されている。

Ａ−３−２．セラミックス部材１００における冷媒流入口形成部分Ｘ２の構成：
図２および図５に示すように、セラミックス部材１００における冷媒流入口形成部分Ｘ２には、上下方向（Ｚ方向）視で、ベース部材２００の冷媒供給孔２２６が形成されている。冷媒流入口形成部分Ｘ２には、複数（本実施形態では４つ）の第２のダミービア６２０と、ダミー部７００とが設けられている。上下方向視で、各第２のダミービア６２０の少なくとも一部は、冷媒供給孔２２６と重なっている。また、複数の第２のダミービア６２０は、冷媒供給孔２２６の中心軸を中心とする円上において周方向に互いに等間隔に配置されている。ダミー部７００は、複数の第２のダミービア６２０の上側に配置され、かつ、ダミー部７００の下面は、複数の第２のダミービア６２０のそれぞれの上側の端部に電気的に接続されている。上下方向視で、ダミー部７００の外形線は、全周にわたって、冷媒供給孔２２６より外側に位置している。

Ａ−３−３．セラミックス部材１００における孔形成部分Ｘ３の構成：
図２および図５に示すように、セラミックス部材１００における孔形成部分Ｘ３は、上下方向（Ｚ方向）視で、ガス噴出流路１１０（ガス噴出孔１０２）の開口部が形成されている部分である。孔形成部分Ｘ３には、複数（本実施形態では８つ）の第３のダミービア６３０が設けられている。複数の第３のダミービア６３０は、上下方向視で、ガス噴出孔１０２の開口部を囲むように配置されている。複数の第３のダミービア６３０は、ガス噴出孔１０２の中心軸を中心とする円上において周方向に互いに等間隔に配置されている。

Ａ−３−４．セラミックス部材１００におけるヒータ非形成部分Ｘ４の構成：
図５に示すように、セラミックス部材１００におけるヒータ非形成部分Ｘ４は、上下方向（Ｚ方向）視で、ヒータ電極５００が形成されていない部分を含む部分である。ヒータ非形成部分Ｘ４では、第４のダミービア６４０は、上下方向視で、ヒータ電極５００とは異なる位置に配置されている。具体的には、第４のダミービア６４０は、上下方向視で、ヒータ電極５００のヒータパッド部５０８同士の間に、第４のダミービア６４０が設けられている。ヒータ電極５００のうち、ヒータパッド部５０８は、比較的に温度が低いため、該ヒータパッド部５０８の近傍に第４のダミービア６４０を配置することは特に有効である。

なお、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。
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、共通外部端子５３０は、特許請求の範囲における外部端子に相当し、接着層３００は、特許請求の範囲における接合部に相当する。また、ガス噴出流路１１０は、特許請求の範囲におけるガス流路に相当し、ガス噴出孔１０２は、特許請求の範囲におけるガスの流入口に相当する。また、冷媒流路２１０は、特許請求の範囲における冷媒流路に相当し、冷媒供給孔２２６は、特許請求の範囲における冷媒の流入口に相当する。

Ａ−４．静電チャック１０の製造方法：
次に、本実施形態における静電チャック１０の製造方法を説明する。図６は、本実施形態における静電チャック１０の製造方法を示すフローチャートである。

はじめに、例えばアルミナを主成分とするセラミックスグリーンシートを複数準備し、各セラミックスグリーンシートに対して、スルーホールの形成やビア用インクの充填等の必要な加工を行う（Ｓ１１０）。この際、通電用のビア（通電用ビア５１０）だけでなく、ダミービア６００の形成のために、セラミックスグリーンシートに対して、スルーホールの形成やビア用インクの充填を行う。すなわち、本実施形態では、通電用のビアおよびダミービア６００の形成のためのスルーホールの形成やビア用インクの充填が、一括して（同タイミングで）実行される。なお、ビア用インクとしては、例えばアルミナを主成分とするセラミックスグリーンシート用の原料粉末にタングステン粉末を混合してスラリー状としたメタライズインクが用いられる。

次に、一部のセラミックスグリーンシートに対して、電極用インクの塗布等の必要な加工を行う（Ｓ１２０）。例えば、１枚のセラミックスグリーンシート上に、チャック電極４００、ヒータ電極５００または電極パッド５２０を形成するためのメタライズインクを、例えばスクリーン印刷によって塗布する。この際、通電用の導電体（電極パッド５２０）だけでなく、ダミー部７００の形成のために、１枚のセラミックスグリーンシート上にメタライズインクを塗布する。すなわち、本実施形態では、通電用の導電体およびダミー部７００の形成のための電極用インクの塗布が、一括して（同タイミングで）実行される。なお、電極用インクとしては、例えばアルミナを主成分とするセラミックスグリーンシート用の原料粉末にタングステン粉末を混合してスラリー状としたメタライズインクが用いられる。

次に、複数のセラミックスグリーンシートを積層して熱圧着し、その積層体を所定の形状にカットし、還元雰囲気中で焼成する（例えば、１４００〜１８００℃で５時間の焼成を行う）（Ｓ１３０）。この焼成処理により、複数のセラミックスグリーンシートがセラミックス部材１００となり、各メタライズインクの層が、チャック電極４００、ヒータ電極５００、電極パッド５２０やダミー部７００となり、ビア用インクが充填された部分が、導通用のビア、ダミービア６００となる。

次に、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を用いて、セラミックス部材１００とベース部材２００とを接合する（Ｓ１４０）。これにより、上述した構成の静電チャック１０の製造が完了する。

Ａ−５．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は、ダミービア６００を備えている。ダミービア６００は、セラミックス部材１００の形成材料より熱伝導率の高い材料により形成されている。そのため、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１とヒータ電極５００との間において、ダミービア６００が配置された部分の伝熱性が、ダミービア６００が配置されていない部分の伝熱性より高くなる。また、ダミービア６００は、複数の外部端子のいずれにも電気的に接続されていない。すなわち、静電チャック１０の動作中（チャック電極４００やヒータ電極５００への通電中）においても、ダミービア６００には電流が流れないため、ダミービア６００は発熱しない。このため、ダミービア６００は、ダミービア６００自体の発熱によって高温の温度特異点とはならない。また、ダミービア６００は、上下方向（Ｚ軸方向）に略平行な方向に延びているため、例えば面方向に広がった扁平状のダミー部７００に比べて、上下方向視での単位面積あたりの蓄熱効果が高い。これにより、本実施形態によれば、ダミービア６００を配置することにより、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１において相対的に温度が低い低温部分と該低温部分の周囲部分との温度差が低減されることにより、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１００の吸着面Ｓ１における温度分布を制御する（例えば、吸着面Ｓ１における温度分布を、所定の温度分布（例えば温度が略均一）に近づける）ことができる。この点について、後で具体的に説明する。

また、例えばダミービア６００がセラミックス部材１００におけるヒータ電極５００と下面Ｓ２との間に配置された構成に比べて、ダミービア６００が、セラミックス部材１００におけるヒータ電極５００と下面Ｓ２との間に配置された内部構造と干渉することを抑制することができる。すなわち、本実施形態では、ダミービア６００およびダミー部７００の配置の自由度が高い。

また、例えばベース部材２００の構造等に起因して、ベース部材２００の上面Ｓ３上の特定位置と他の位置との間でセラミックス部材１００からベース部材２００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２００に生じる場合でも、本実施形態では、例えば、ダミービア６００が、ベース部材２００による吸熱効果が比較的に大きい箇所に対応した位置に配置されることにより、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。

Ａ−５−１．吸着面Ｓ１上におけるガス流入口形成部分Ｘ１に対応する表面領域の温度分布：
図５に示すように、セラミックス部材１００におけるガス流入口形成部分Ｘ１には、第１の縦流路１１１が存在する。第１の縦流路１１１は、横流路１１４へのガスの流入口であり、ヒータ電極５００によって暖められる前の比較的に低温のガスが第１の縦流路１１１から横流路１１４に流入する。このため、横流路１１４のうち、第１の縦流路１１１との連結部分は低温になる。したがって、吸着面Ｓ１上におけるガス流入口形成部分Ｘ１に対応する表面領域は、静電チャック１０の内部構造（第１の縦流路１１１）に起因する低温の温度特異点になり易い。

これに対して、本実施形態では、ガス流入口形成部分Ｘ１に複数の第１のダミービア６１０が配置されており、上下方向視で、各第１のダミービア６１０の少なくとも一部は、第１の縦流路１１１と重なっている。これにより、本実施形態によれば、第１の縦流路１１１（横流路１１４の流入口）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。

Ａ−５−２．吸着面Ｓ１上における冷媒流入口形成部分Ｘ２に対応する表面領域の温度分布：
図２および図５に示すように、セラミックス部材１００における冷媒流入口形成部分Ｘ２には、上下方向（Ｚ方向）視で、冷媒供給孔２２６が存在する。冷媒供給孔２２６は、冷媒流路２１０への冷媒ＣＦの流入口であり、セラミックス部材１００からベース部材２００に移動する熱によって暖められる前の比較的に低温の冷媒ＣＦが冷媒供給孔２２６から冷媒流路２１０に流入する。このため、冷媒供給孔２２６は、ベース部材２００において低温になる。したがって、吸着面Ｓ１上における冷媒流入口形成部分Ｘ２に対応する表面領域は、静電チャック１０の内部構造（冷媒供給孔２２６）に起因する低温の温度特異点になり易い。

これに対して、本実施形態では、冷媒流入口形成部分Ｘ２には、第２のダミービア６２０が設けられており、上下方向（Ｚ軸方向）視で、各第２のダミービア６２０の少なくとも一部は、冷媒供給孔２２６と重なっている。これにより、本実施形態によれば、冷媒供給孔２２６（冷媒流路２１０の流入口）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。

また、冷媒流入口形成部分Ｘ２には、さらに、ダミー部７００が設けられており、ダミー部７００は、第２のダミービア６２０の上側に配置され、かつ、ダミー部７００の下面は、第２のダミービア６２０の上側の端部に電気的に接続されている。これにより、ダミービア６００に伝達された熱は、ダミー部７００によって面方向に広がる。このため、本実施形態によれば、ダミー部７００を備えない構成に比べて、ダミービア６００に蓄積された熱が面方向に分散されるため、吸着面Ｓ１における温度特異点が生じることを効果的に抑制でき、吸着面Ｓ１における温度分布を、より効果的に制御することができる。また、上下方向視で、ダミービア６００を、ガス流路間やヒータ電極５００の近傍などの比較的に狭いスペースに配置しつつ、ダミー部７００を、比較的に広いスペースに配置する。これにより、ヒータ電極５００からの熱を、ダミービア６００に分散させつつ、ダミービア６００からダミー部７００によって面方向に広げることにより、吸着面Ｓ１における温度分布を、より効果的に制御することができる。

Ａ−５−３．吸着面Ｓ１上における孔形成部分Ｘ３に対応する表面領域の温度分布：
図２および図５に示すように、セラミックス部材１００における孔形成部分Ｘ３には、ガス噴出流路１１０（ガス噴出孔１０２）の開口部が存在する。ガス噴出孔１０２は、ガス噴出流路１１０のガスの流出口であり、ここから、ガスが、吸着面Ｓ１とウェハＷとの間に流入する。このため、吸着面Ｓ１とウェハＷとの間において、ガス噴出孔１０２付近は低温になる。したがって、吸着面Ｓ１上における孔形成部分Ｘ３に対応する表面領域は、静電チャック１０の内部構造（ガス噴出孔１０２）に起因する低温の温度特異点になり易い。

これに対して、本実施形態では、孔形成部分Ｘ３には、複数の第３のダミービア６３０が設けられており、複数の第３のダミービア６３０は、上下方向視で、ガス噴出孔１０２の開口部を囲むように配置されている。これにより、本実施形態によれば、ガス噴出流路１１０（ガス噴出孔１０２）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。

Ａ−５−４．吸着面Ｓ１上におけるヒータ非形成部分Ｘ４に対応する表面領域の温度分布：
図５に示すように、ヒータ非形成部分Ｘ４には、上下方向（Ｚ方向）視で、ヒータ電極５００が形成されていない部分が存在する。具体的には、第４のダミービア６４０は、上下方向視で、ヒータ電極５００のヒータパッド部５０８同士の間に、第４のダミービア６４０が設けられている。このため、上下方向視で、ヒータ電極５００が形成されていない部分は、ヒータ電極５００が形成されている部分に比べて、低温になる。したがって、吸着面Ｓ１上におけるヒータ非形成部分Ｘ４に対応する表面領域は、静電チャック１０の内部構造（ヒータ電極５００が形成されていない部分）に起因する低温の温度特異点になり易い。

これに対して、本実施形態では、ヒータ非形成部分Ｘ４に第４のダミービア６４０が配置されており、上下方向視で、第４のダミービア６４０の少なくとも一部は、ヒータ電極５００が形成されていない部分と重なっている。これにより、本実施形態によれば、ヒータ電極５００が形成されていない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、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、ヒータ電極５００のうち、ヒータパッド部５０８は、比較的に温度が低いため、該ヒータパッド部５０８の近傍に第４のダミービア６４０を配置することは特に有効である。

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、上記実施形態では、外部端子として、セラミックス部材１００における吸着面Ｓ１（第１の表面）とは反対側の表面（下面Ｓ２）に設けられた共通外部端子５３０等を例示したが、これに限らず、外部端子は、例えば、セラミックス部材１００の下面Ｓ２側に凹部に設けられた外部端子であってもよいし、セラミックス部材１００における吸着面Ｓ１および下面Ｓ２以外の表面側に設けられた外部端子であってもよい。また、外部端子の形状は、棒状に限らず、例えば面方向に広がった偏平状であってもよい。

また、上記実施形態では、セラミックス部材１００の吸着面Ｓ１（第１の表面）は、平面であるとしたが、例えば、緩やかな凹面状や複数の突起が形成された面であるとしてもよい。要するに、吸着面Ｓ１は、略平面状であればよい。

また、上記実施形態におけるヒータ電極５００の個数や、各ヒータ電極５００の形状、セラミックス部材１００における各ヒータ電極５００の配置は、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１０は、２つのヒータ電極５００を備えるが、静電チャック１０が備えるヒータ電極５００の個数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、上記実施形態では、静電チャック１０が備える複数のヒータ電極５００がＺ軸方向において互いに同一の位置に配置されているが、静電チャック１０が、Ｚ軸方向において互いに位置の異なる複数のヒータ電極５００を備えていてもよい。また、ヒータ電極５００は、ドライバ電極等の他の導電体を介して、共通外部端子５３０等に電気的に接続されるとしてもよい。また、上記実施形態において、複数のヒータ電極５００は、それぞれ、互いに異なる１対の外部端子の間に電気的に接続されていてもよい。

また、上記実施形態では、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、上記実施形態において、各ダミービア６００は、いずれの外部端子にも電気的に接続されていなかったが、例えば、各ダミービア６００は、１つの外部端子（例えば共通外部端子５３０）のみに電気的に接続されていてもよい。要するに、各ダミービア６００は、セラミックス部材１００に設けられたチャック電極４００やヒータ電極５００等の導電体に電圧が印加された際に、ダミービア６００に電流が流れないようにセラミックス部材１００の内部に配置されたものであればよい。なお、「複数の外部端子のいずれにも電気的に接続されていないダミービア」には、ヒータ電極などの他の導電体（一対の外部端子の間に電気的に接続されて通電可能な導電体）を介して、外部端子に電気的に接続される形態も含まれないことを意味する。

また、上記実施形態において、ダミー部７００は、いずれの外部端子にも電気的に接続されていなかったが、例えば、ダミー部７００は、１つの外部端子（例えば共通外部端子５３０）のみに電気的に接続されていてもよい。要するに、ダミー部７００は、セラミックス部材１００に設けられたチャック電極４００やヒータ電極５００等の導電体に電圧が印加された際に、ダミー部７００に電流が流れないようにセラミックス部材１００の内部に配置されたものであればよい。なお、「複数の外部端子のいずれにも電気的に接続されていないダミー部」には、ヒータ電極などの他の導電体（一対の外部端子の間に電気的に接続されて通電可能な導電体）を介して、外部端子に電気的に接続される形態も含まれないことを意味する。また、上記実施形態において、第１のダミービア６１０と第３のダミービア６３０と第４のダミービア６４０との少なくとも１つの端部（上端部および下端部の少なくとも一方）に、ダミー部が電気的に接続されていてもよい。また、第２のダミービア６２０の下端部にダミー部が電気的に接続されていてもよいし、第２のダミービア６２０のいずれの端部にもダミー部が電気的に接続されていなくてもよい。

また、上記実施形態では、ダミービア６００は、通電用ビア５１０と類似の構成を有していたが、例えば、通電用ビア５１０とは、形成材料と形状（例えば長さや太さ）との少なくとも１つが異なる構成を有してもよい。具体的には、ダミービア６００は、通電用ビア５１０の形成材料より熱伝導率の高い材料または低い材料により形成されていてもよい。

また、上記実施形態では、ダミー部７００は、電極パッド５２０等と類似の構成を有していたが、例えば、電極パッド５２０等とは、形成材料と形状（例えば長さや太さ）との少なくとも１つが異なる構成を有してもよい。具体的には、ダミー部７００は、電極パッド５２０の形成材料より熱伝導率の高い材料または低い材料により形成されていてもよい。

また、上記実施形態では、ダミービア６００は、いずれも、Ｚ軸方向の長さが略同一であったが、ダミービア６００は、Ｚ軸方向の長さが吸着面Ｓ１の温度分布に応じて互いに異なるダミービアを含んでいてもよい。また、複数のダミービア６００は、互いに略等間隔に配置されていたが、複数のダミービア６００は、配置間隔が吸着面Ｓ１の温度分布に応じて互いに異なる複数のダミービアを含んでいてもよい。また、上記実施形態において、静電チャック１０は、第１のダミービア６１０と第２のダミービア６２０と第３のダミービア６３０と第４のダミービア６４０とのいずれか１つを備えていなくてもよい。また、静電チャック１０は、上述のダミービア６００とは異なる位置に配置されるダミービアを備えていてもよい。例えば、静電チャック１０は、上下方向視でヒータ電極５００の外周側に配置されたダミービアを備えていてもよい。

また、上記実施形態において、各ビア（ダミービア６００、通電用ビア５１０）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、上記実施形態の静電チャック１０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。例えば、上記実施形態では、板状部材として、セラミックス部材１００を例示したが、これに限らず、例えば、セラミックス以外の絶縁材料（例えばポリイミド樹脂）により形成された板状の部材であってもよい。また、上記実施形態では、ダミービア６００やダミー部７００は、導電性材料により形成されていたが、導電性材料以外の材料で形成されていてもよい。要するに、ダミービア６００やダミー部７００は、板状部材の形成材料より熱伝導率の高い材料により形成されていればよい。

また、本発明は、セラミックス部材１００とベース部材２００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１０に限らず、板状部材と、板状部材に設けられたヒータ電極を備え、板状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）にも同様に適用可能である。

１０：静電チャック ５０：ヒータ電極 １００：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 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 ２２４：端子用孔 ２２６：冷媒供給孔 ２２８：冷媒排出孔 ３００：接着層 ３１０：貫通孔 ４００：チャック電極 ５００：ヒータ電極 ５０６：ヒータライン部 ５０８：ヒータパッド部 ５１０：通電用ビア ５２０：電極パッド ５３０：共通外部端子 ６００：ダミービア ７００：ダミー部 ＣＦ：冷媒 Ｓ１：吸着面 Ｓ２：下面 Ｓ３：上面 Ｓ４：下面 Ｗ：ウェハ Ｘ１：ガス流入口形成部分 Ｘ２：冷媒流入口形成部分 Ｘ３：孔形成部分 Ｘ４：ヒータ非形成部分

Claims (5)

1. 第１の方向に略垂直な略平面状の第１の表面を有する板状部材と、
   前記板状部材の表面側に設けられた複数の外部端子と、
   前記板状部材の内部に配置され、前記複数の外部端子の内の少なくとも一対の外部端子に電気的に接続されているヒータ電極と、
   を備え、前記板状部材の前記第１の表面上に対象物を保持する保持装置において、
   前記板状部材は、
   前記複数の外部端子の内の１つのみに電気的に接続されている、または、前記複数の外部端子のいずれにも電気的に接続されていないダミービアであって、前記板状部材の形成材料より熱伝導率の高い材料により形成され、前記第１の方向において前記第１の表面と前記ヒータ電極との間に配置され、かつ、前記第１の方向に略平行な方向に延びているダミービア
   を備えている、
   ことを特徴とする保持装置。
2. 請求項１に記載の保持装置において、
   前記板状部材は、さらに、
   前記複数の外部端子の内の１つのみに電気的に接続されている、または、前記複数の外部端子のいずれにも電気的に接続されていないダミー部であって、前記板状部材の形成材料より熱伝導率の高い材料により形成され、かつ、第１の方向視での面積が前記ダミービアの前記第１の方向視での面積より大きく、かつ、前記ダミービアに電気的に接続されているダミー部を備えている、
   ことを特徴とする保持装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の保持装置において、
   前記板状部材には、ガス流路が形成されており、
   前記第１の方向視で、前記ダミービアの少なくとも一部は、前記ガス流路におけるガスの流入口と重なっている、
   ことを特徴とする保持装置。
4. 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、
   前記板状部材は、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の表面が前記板状部材の前記第２の表面に対向するように配置され、前記板状部材の形成材料より熱伝導率の高い材料により形成されたベース部材と、
   前記板状部材の前記第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、前記板状部材と前記ベース部材とを接合する接合部と、
   を備える、
   ことを特徴とする保持装置。
5. 請求項４に記載の保持装置において、
   前記ベース部材には、冷媒流路が形成されており、
   前記第１の方向視で、前記ダミービアの少なくとも一部は、前記冷媒流路における冷媒の流入口と重なっている、
   ことを特徴とする保持装置。

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