(57)【要約】【課題】板状部材の表面の温度分布の制御性を向上させつつ、板状部材の厚さが厚くなることを抑制しつつ、ヒータ電極の抵抗を高くする。【解決手段】保持装置は、板状部材と、板状部材を複数のメインセグメントに分割したときの各メインセグメント内に配置されたメインヒータ電極とを備える。保持装置は、各メインセグメントを複数のサブセグメントに分割したときの各サブセグメント内に配置されたサブヒータ電極と、ドライバ電極とを備える。一のメインセグメントに属する各サブセグメント内に配置された各サブヒータ電極の集合であるサブヒータ電極群を構成する複数のサブヒータ電極は、互いに並列の関係である。一のメインセグメント内に配置されたサブヒータ電極群は、ドライバ電極を介して、該一のメインセグメント内に配置されたメインヒータ電極と直列的に接続されている。【選択図】図４
2020194800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に略直交する第１の表面を有する板状部材と、
前記板状部材の少なくとも一部を前記第１の方向に直交する方向に並ぶ複数のメインセグメントに仮想的に分割したときの各前記メインセグメント内に配置され、抵抗発熱体により構成されたメインヒータ電極と、
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、さらに、
各前記メインセグメントを前記第１の方向に直交する方向に並ぶ複数のサブセグメントに仮想的に分割したときの各前記サブセグメント内に配置されたサブヒータ電極と、
各前記メインヒータ電極について設けられ、前記メインヒータ電極と前記サブヒータ電極とに電気的に接続されたドライバ電極と、
各前記メインヒータ電極について設けられ、前記メインヒータ電極における前記ドライバ電極と電気的に接続された側の端部とは反対側の端部と電気的に接続された第１の端子部材と、
各前記サブヒータ電極について設けられ、前記サブヒータ電極における前記ドライバ電極と電気的に接続された側の端部とは反対側の端部と電気的に接続された第２の端子部材と、
を備え、
一の前記メインセグメントに属する各前記サブセグメント内に配置された各前記サブヒータ電極の集合であるサブヒータ電極群を構成する複数の前記サブヒータ電極は、互いに並列の関係であり、
一の前記メインセグメント内に配置された前記サブヒータ電極群は、前記ドライバ電極を介して、前記一のメインセグメント内に配置された前記メインヒータ電極と直列的に接続されている、ことを特徴とする保持装置。
【請求項２】
請求項１に記載の保持装置において、
一の前記メインセグメント内に配置された前記サブヒータ電極群を構成する複数の前記サブヒータ電極は、前記一のメインセグメント内に配置された前記メインヒータ電極を構成する抵抗発熱体より抵抗の低い抵抗発熱体により構成されている、
ことを特徴とする保持装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の保持装置において、
一の前記メインセグメントに属する各前記サブセグメント内に配置された各前記サブヒータ電極の前記第１の方向視での単位面積あたりの発熱量は、互いに略同一である、
ことを特徴とする保持装置。
【請求項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、
各前記メインヒータ電極は、前記第１の方向において、第１の位置に配置され、
各前記サブヒータ電極は、前記第１の方向において、前記第１の位置より前記第１の表面に近い第２の位置に配置される、
ことを特徴とする保持装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の保持装置において、
各前記メインヒータ電極は、前記第１の方向において、第１の位置に配置され、
各前記サブヒータ電極は、前記第１の方向において、前記第１の位置とは異なる第２の位置に配置され、
各前記ドライバ電極は、前記第１の方向において、前記第１の位置および前記第２の位置とは異なる第３の位置に配置される、
ことを特徴とする保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、例えばセラミックスにより形成され、所定の方向（以下、「第１の方向」という。）に略直交する表面（以下、「吸着面」という。）を有する板状部材と、板状部材の内部に配置されたチャック電極とを備え、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、板状部材の吸着面にウェハを吸着して保持する。
【０００３】
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、板状部材の内部にヒータ電極が設けられ、ヒータ電極による加熱によって、板状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）が行われる。なお、ヒータ電極は、上記第１の方向に略直交する方向（以下、「面方向」という。）に延びる抵抗発熱体により構成される。
【０００４】
静電チャックにおいて、吸着面の温度分布の制御性を向上させるため、板状部材の少なくとも一部が、面方向に並ぶ複数の仮想的な部分（以下、「セグメント」という。）に分割され、各セグメントにヒータ電極が配置された構成が採用されることがある。このような構成によれば、板状部材の各セグメントに配置されたヒータ電極への印加電圧を個別に制御することによって各セグメントの温度を個別に制御することができ、その結果、吸着面の温度分布の制御性を向上させることができる。近年では、より精度の高い吸着面の温度制御のため、セグメント分割数の増加の要求が高まっており、例えば２００個以上のセグメントに分割する形態も検討されている。
【０００５】
ここで、静電チャックとして使用するために必要な量の電流をヒータ電極に流すためには、ヒータ電極の断面積として所定値以上の断面積を確保する必要があるため、ヒータ電極の断面積を必要以上に小さくすることは困難である。また、静電チャックにおいてセグメント個数を多くすると、各セグメントにおける上記第１の方向視での面積が小さくなるため、ヒータ電極の線長を伸ばすことも困難である。そのため、各セグメントに配置されるヒータ電極の抵抗値を十分に高くすることができない。所定の電圧を印加した際、各ヒータ電極の抵抗値が低いと、所望のワット数を得るためには、各ヒータ電極に流れる電流値が大きくなり、電源やケーブル等を大型化する必要があるため、好ましくない。
【０００６】
従来、各セグメントにおいて、上記第１の方向における位置が互いに異なる複数の抵抗発熱体を直列的に接続して１つのヒータ電極を構成することにより、各セグメントに配置されたヒータ電極の抵抗値を高くする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１８／１４３２８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、静電チャックにおいて、より精度の高い吸着面の温度制御のためにセグメント分割数を多くすると、各セグメントにおける上記第１の方向視での面積が小さくなる。そのため、上記従来の技術では、各セグメントに配置されたヒータ電極の抵抗値を高くするために、ヒータ電極を構成する複数の抵抗発熱体（第１の方向における位置が互いに異なる複数の抵抗発熱体）の個数（層数）を多くする必要があり、そのために、上記第１の方向における板状部材の厚さを厚くする必要がある。板状部材の厚さが厚くなると、熱マスが大きくなって昇降温速度が遅くなったり、誘電損失が大きくなってプラズマの抜けが悪くなったりするため、好ましくない。
【０００９】
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、板状部材と、板状部材の各セグメント内に配置されたヒータ電極とを備え、板状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。
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。
【００１２】
（１）本明細書に開示される保持装置は、第１の方向に略直交する第１の表面を有する板状部材と、前記板状部材の少なくとも一部を前記第１の方向に直交する方向に並ぶ複数のメインセグメントに仮想的に分割したときの各前記メインセグメント内に配置され、抵抗発熱体により構成されたメインヒータ電極と、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、さらに、各前記メインセグメントを前記第１の方向に直交する方向に並ぶ複数のサブセグメントに仮想的に分割したときの各前記サブセグメント内に配置されたサブヒータ電極と、各前記メインヒータ電極について設けられ、前記メインヒータ電極と電気的に接続されたドライバ電極と、各前記メインヒータ電極について設けられ、前記メインヒータ電極における前記ドライバ電極と電気的に接続された側の端部とは反対側の端部と電気的に接続された第１の端子部材と、各前記サブヒータ電極について設けられ、前記サブヒータ電極における前記ドライバ電極と電気的に接続された側の端部とは反対側の端部と電気的に接続された第２の端子部材と、を備え、一の前記メインセグメントに属する各前記サブセグメント内に配置された各前記サブヒータ電極の集合であるサブヒータ電極群を構成する複数の前記サブヒータ電極は、互いに並列の関係であり、一の前記メインセグメント内に配置された前記サブヒータ電極群は、前記ドライバ電極を介して、前記一のメインセグメント内に配置された前記メインヒータ電極と直列的に接続されている。
【００１３】
本保持装置では、各メインセグメントが複数のサブセグメントに仮想的に分割され、各サブセグメントに、第２の端子部材とそれぞれ電気的に接続された互いに並列の関係にあるサブヒータ電極が配置されている。そのため、各サブヒータ電極への給電を個別に制御することにより、メインセグメント単位の温度制御と比較して、より細かいサブセグメント単位での温度制御を実現することができ、板状部材の第１の表面の温度分布の制御性を向上させることができる。
【００１４】
また、本保持装置では、サブヒータ電極群は、メインヒータ電極と直列的に接続されている。そのため、保持装置がメインヒータ電極（１層）のみを備える構成や保持装置がサブヒータ電極（１層）のみを備える構成と比較して、第１の端子部材と第２の端子部材との間のヒータ電極の抵抗を高くすることができる。従って、本保持装置によれば、所定の電圧を印加した際、各ヒータ電極に流れる電流値を大きくすることなく、すなわち、電源やケーブル等を大型化することなく、所望のワット数を得ることができる。
【００１５】
また、本保持装置では、各メインセグメントを第１の方向に直交する方向に仮想的に分割して複数のサブセグメントとしているため、メインセグメントは、サブセグメントと比べて第１の方向視での面積が大きい。そのため、メインセグメントに配置されるメインヒータ電極の抵抗を高めることは容易に実現可能である。そのため、本保持装置によれば、サブセグメント単位で第１の方向における位置が互いに異なる複数の抵抗発熱体を直列的に接続して１つのヒータ電極を構成する場合と比較して、板状部材の厚さが厚くなることを抑制することができる。
【００１６】
以上のことから、本保持装置によれば、メインセグメント単位の温度制御と比較してより細かいサブセグメント単位での温度制御を実現することにより板状部材の第１の表面の温度分布の制御性を向上させつつ、サブセグメント単位で第１の方向における位置が互いに異なる複数の抵抗発熱体を直列的に接続して１つのヒータ電極を構成する場合と比較して、板状部材の厚さを薄くすることができると共に、保持装置がメインヒータ電極（１層）のみを備える構成や保持装置がサブヒータ電極（１層）のみを備える構成と比較して、第１の端子部材と第２の端子部材との間のヒータ電極の抵抗を高くすることができる。
【００１７】
（２）上記保持装置において、一の前記メインセグメント内に配置された前記サブヒータ電極群を構成する複数の前記サブヒータ電極は、前記一のメインセグメント内に配置された前記メインヒータ電極を構成する抵抗発熱体より抵抗の低い抵抗発熱体により構成されている構成としてもよい。本保持装置によれば、第１の端子部材と第２の端子部材との間のヒータ電極の抵抗を効果的に高くすることができる。
【００１８】
（３）上記保持装置において、一の前記メインセグメントに属する各前記サブセグメント内に配置された各前記サブヒータ電極の前記第１の方向視での単位面積あたりの発熱量は、互いに略同一である構成としてもよい。本保持装置によれば、サブセグメント単位での高精度な温度制御を実現することができ、板状部材の第１の表面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。
【００１９】
（４）上記保持装置において、各前記メインヒータ電極は、前記第１の方向において、第１の位置に配置され、各前記サブヒータ電極は、前記第１の方向において、前記第１の位置より前記第１の表面に近い第２の位置に配置される構成としてもよい。本保持装置によれば、メインセグメントと比較して、より細分化されたサブセグメントに配置されるサブヒータ電極が、メインセグメントに配置されるメインヒータ電極より第１の表面の近くに配置されるため、サブヒータ電極への給電切り替えによるサブセグメント単位での温度制御を行うことにより、板状部材の第１の表面の温度分布の制御性をさらに効果的に向上させることができる。
【００２０】
（５）上記保持装置において、各前記メインヒータ電極は、前記第１の方向において、第１の位置に配置され、各前記サブヒータ電極は、前記第１の方向において、前記第１の位置とは異なる第２の位置に配置され、各前記ドライバ電極は、前記第１の方向において、前記第１の位置および前記第２の位置とは異なる第３の位置に配置される構成としてもよい。本保持装置によれば、ドライバ電極が第１の方向においてメインヒータ電極またはサブヒータ電極の位置と同じ位置に配置された構成と比較して、ドライバ電極のパターン設定の自由度が向上し、それに伴い、メインヒータ電極およびサブヒータ電極のパターン設定の自由度も向上する。従って、本保持装置によれば、より好適なメインヒータ電極およびサブヒータ電極のパターンを実現できるため、板状部材の第１の表面の温度分布の制御性をさらに効果的に向上させることができる。
【００２１】
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、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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本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
【図２】本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
【図３】本実施形態における静電チャック１００のＸＹ平面構成を概略的に示す説明図
【図４】メインヒータ電極層６０、サブヒータ電極層５０およびドライバ電極層７０等の構成を模式的に示す説明図
【図５】１つのメインセグメントＭＳＥに配置された１つのメインヒータ電極６００のＸＹ断面構成を模式的に示す説明図
【図６】１つのメインセグメントＭＳＥに設定された４つのサブセグメントＳＳＥのそれぞれに配置されたサブヒータ電極５００のＸＹ断面構成を模式的に示す説明図
【図７】１つのメインセグメントＭＳＥについて設けられた１つのドライバ電極７００のＸＹ断面構成を模式的に示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
Ａ．本実施形態：
Ａ−１．静電チャック１００の構成：
図１は、本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、本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は、本実施形態における静電チャック１００のＸＹ平面（上面）構成を概略的に示す説明図である。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。
【００２４】
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板状部材１０およびベース部材２０を備える。板状部材１０とベース部材２０とは、板状部材１０の下面Ｓ２（図２参照）とベース部材２０の上面Ｓ３とが、後述する接合部３０を挟んで上記配列方向に対向するように配置される。すなわち、ベース部材２０は、ベース部材２０の上面Ｓ３が板状部材１０の下面Ｓ２側に位置するように配置される。
【００２５】
板状部材１０は、上述した配列方向（Ｚ軸方向）に略直交する略円形の表面（以下、「吸着面」という。）Ｓ１を有する板状の部材であり、例えばセラミックス（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。板状部材１０の直径は例えば５０ｍｍ〜５００ｍｍ程度（通常は２００ｍｍ〜３５０ｍｍ程度）であり、板状部材１０の厚さは、例えば１ｍｍ〜１０ｍｍ程度であり、好ましくは２ｍｍ〜８ｍｍ程度であり、さらに好ましくは３ｍｍ〜６ｍｍ程度である。板状部材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」といい、図３に示すように、面方向の内、吸着面Ｓ１の中心点ＣＰを中心とする円周方向を「円周方向ＣＤ」といい、面方向の内、円周方向ＣＤに直交する方向を「径方向ＲＤ」という。
【００２６】
図２に示すように、板状部材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にチャック用電源（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が板状部材１０の吸着面Ｓ１に吸着固定される。
【００２７】
また図２に示すように、板状部材１０の内部には、それぞれ導電性材料（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、メインヒータ電極層６０と、サブヒータ電極層５０と、ドライバ電極層７０とが配置されている。メインヒータ電極層６０と、サブヒータ電極層５０と、ドライバ電極層７０とは、それぞれ、面方向に広がる導電性材料の層である。Ｚ軸方向（上下方向）において、メインヒータ電極層６０とサブヒータ電極層５０とドライバ電極層７０との位置は、互いに異なる。具体的には、Ｚ軸方向において、サブヒータ電極層５０は、チャック電極４０より下側であり、かつ、メインヒータ電極層６０より上側（吸着面Ｓ１に近い側）の位置に配置されている。また、ドライバ電極層７０は、Ｚ軸方向において、サブヒータ電極層５０とメインヒータ電極層６０との間の位置に配置されている。Ｚ軸方向において、メインヒータ電極層６０が配置された位置は特許請求の範囲における第１の位置に相当し、サブヒータ電極層５０が配置された位置は特許請求の範囲における第２の位置に相当し、ドライバ電極層７０が配置された位置は特許請求の範囲における第３の位置に相当する。これらの構成については、後に詳述する。
【００２８】
ベース部材２０は、例えば板状部材１０と同径の、または、板状部材１０より径が大きい円形平面の板状の部材であり、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。
【００２９】
ベース部材２０は、板状部材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合部３０によって、板状部材１０に接合されている。接合部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。接合部３０の厚さは、例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度である。
【００３０】
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、接合部３０を介したベース部材２０と板状部材１０との間の伝熱（熱引き）により板状部材１０が冷却され、板状部材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。
【００３１】
Ａ−２．メインヒータ電極層６０、サブヒータ電極層５０およびドライバ電極層７０等の構成：
次に、板状部材１０に配置されたメインヒータ電極層６０、サブヒータ電極層５０およびドライバ電極層７０等の構成について詳述する。図４は、メインヒータ電極層６０、サブヒータ電極層５０およびドライバ電極層７０等の構成を模式的に示す説明図である。図４には、板状部材１０の一部に配置されたメインヒータ電極層６０、サブヒータ電極層５０およびドライバ電極層７０等の構成が模式的に示されている。
【００３２】
ここで、図３に示すように、本実施形態の静電チャック１００では、板状部材１０に、面方向（Ｚ軸方向に直交する方向）に並ぶ複数の仮想的な部分であるメインセグメントＭＳＥ（図３において一点鎖線で示す）が設定されている。より詳細には、Ｚ軸方向視で、板状部材１０が、吸着面Ｓ１の中心点ＣＰを中心とする同心円状の複数の第１の境界線ＢＬ１によって複数の仮想的な環状部分（ただし、中心点ＣＰを含む部分のみは円状部分）に分割され、さらに各環状部分が、径方向ＲＤに延びる複数の第２の境界線ＢＬ２によって円周方向ＣＤに並ぶ複数の仮想的な部分であるメインセグメントＭＳＥに分割されている。メインセグメントＭＳＥの個数は、例えば、２００〜２５０個程度である。
【００３３】
図４に示すように、メインヒータ電極層６０は、複数のメインヒータ電極６００を含んでいる。メインヒータ電極層６０に含まれる複数のメインヒータ電極６００のそれぞれは、板状部材１０に設定された複数のメインセグメントＭＳＥの１つに配置されている。すなわち、本実施形態の静電チャック１００では、複数のメインセグメントＭＳＥのそれぞれに、１つのメインヒータ電極６００が配置されている。換言すれば、板状部材１０において、１つのメインヒータ電極６００が配置された部分（主として該メインヒータ電極６００により加熱される部分）が、１つのメインセグメントＭＳＥとなる。Ｚ軸方向視で径方向または周方向に互いに隣り合う２つのメインセグメントＭＳＥの境界線は、一方のメインセグメントＭＳＥに配置されたメインヒータ電極６００と他方のメインセグメントＭＳＥに配置されたメインヒータ電極６００との中間位置の線である。
【００３４】
図５は、１つのメインセグメントＭＳＥに配置された１つのメインヒータ電極６００のＸＹ断面構成を模式的に示す説明図である。図５（および後述する図６）では、便宜上、メインセグメントＭＳＥのＺ軸方向視での形状を正方形としているが、実際には図３に示された形状である。図５に示すように、メインヒータ電極６００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６０２と、ヒータライン部６０２の両端部に接続されたヒータパッド部６０４とを有する。本実施形態では、ヒータライン部６０２は、Ｚ軸方向視で、メインセグメントＭＳＥ内の各位置をできるだけ偏り無く通るような形状とされている。他のメインセグメントＭＳＥに配置されたメインヒータ電極６００の構成も同様である。
【００３５】
また、図４に示すように、本実施形態の静電チャック１００では、板状部材１０の各メインセグメントＭＳＥに、面方向に並ぶ複数の仮想的な部分であるサブセグメントＳＳＥが設定されている。より詳細には、板状部材１０の各メインセグメントＭＳＥが、Ｚ軸方向視で、略同一形状の複数の仮想的な部分であるサブセグメントＳＳＥに分割されている。各メインセグメントＭＳＥに設定されるサブセグメントＳＳＥの個数は、例えば４個である。すなわち、板状部材１０全体に設定されるサブセグメントＳＳＥの個数は、例えば、８００〜１，０００（＝２００〜２５０×４）個程度である。図４には、一例として、１つのメインセグメントＭＳＥに設定された４つのサブセグメントＳＳＥ（ＳＳＥ１〜ＳＳＥ４）のＹＺ断面構成が模式的に示されている。
【００３６】
図４に示すように、サブヒータ電極層５０は、複数のサブヒータ電極５００を含んでいる。サブヒータ電極層５０に含まれる複数のサブヒータ電極５００のそれぞれは、板状部材１０に設定された複数のサブセグメントＳＳＥの１つに配置されている。すなわち、本実施形態の静電チャック１００では、複数のサブセグメントＳＳＥのそれぞれに、１つのサブヒータ電極５００が配置されている。換言すれば、板状部材１０において、１つのサブヒータ電極５００が配置された部分（主として該サブヒータ電極５００により加熱される部分）が、１つのサブセグメントＳＳＥとなる。Ｚ軸方向視で径方向または周方向に互いに隣り合う２つのサブセグメントＳＳＥの境界線は、一方のサブセグメントＳＳＥに配置されたサブヒータ電極５００と他方のサブセグメントＳＳＥに配置されたサブヒータ電極５００との中間位置の線である。
【００３７】
図６は、１つのメインセグメントＭＳＥに設定された４つのサブセグメントＳＳＥ（ＳＳＥ１〜ＳＳＥ４）のそれぞれに配置されたサブヒータ電極５００のＸＹ断面構成を模式的に示す説明図である。図６に示すように、各サブヒータ電極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５０２と、ヒータライン部５０２の両端部に接続されたヒータパッド部５０４とを有する。サブヒータ電極５００を構成する抵抗発熱体の抵抗は、メインヒータ電極６００を構成する抵抗発熱体の抵抗より低い。本実施形態では、ヒータライン部５０２は、Ｚ軸方向視で、サブセグメントＳＳＥ内の各位置をできるだけ偏り無く通るような形状とされている。なお、メインセグメントＭＳＥに属する複数のサブセグメントＳＳＥを、Ｚ軸方向視で略同一形状とすれば、各サブセグメントＳＳＥに配置されるサブヒータ電極５００の設計を共通化することができるため、好ましい。他のメインセグメントＭＳＥに設定された各サブセグメントＳＳＥに配置されたサブヒータ電極５００の構成も同様である。以下では、一のメインセグメントＭＳＥに属する各サブセグメントＳＳＥ内に配置された各サブヒータ電極５００の集合を、サブヒータ電極群５１０という。本実施形態では、１つのサブヒータ電極群５１０は、４つのサブヒータ電極５００から構成されている。
【００３８】
また、本実施形態では、一のメインセグメントＭＳＥに属する各サブセグメントＳＳＥ内に配置された各サブヒータ電極５００の、Ｚ軸方向視での単位面積あたりの発熱量は、互いに略同一である。なお、本明細書において、２つの値が「略同一である」とは、該２つの値の内の大きい方の値が小さい方の値の１１０％以下であることを意味する。
【００３９】
なお、本実施形態では図６に示すように、Ｚ軸方向視で、サブセグメントＳＳＥの外周線の一部が、該サブセグメントＳＳＥが所属するメインセグメントＭＳＥの外周線の一部と一致しているが、両者は必ずしも一致する必要はない。例えば、サブセグメントＳＳＥの外周線の一部が、該サブセグメントＳＳＥが所属するメインセグメントＭＳＥの外周線より所定量だけ外側（ただし、隣のメインセグメントＭＳＥの外周線を超えない程度に）に位置していてもよい。反対に、サブセグメントＳＳＥの外周線の一部が、該サブセグメントＳＳＥが所属するメインセグメントＭＳＥの外周線より上記所定量だけ内側に位置していてもよい。
【００４０】
また、図４に示すように、板状部材１０に配置されたドライバ電極層７０は、面方向に広がる複数のドライバ電極７００を有している。本実施径形態では、ドライバ電極７００は、複数のメインセグメントＭＳＥ（複数のメインヒータ電極６００）のそれぞれについて１つ設けられている。図７は、１つのメインセグメントＭＳＥについて設けられた１つのドライバ電極７００のＸＹ断面構成を模式的に示す説明図である。ドライバ電極７００は、Ｚ軸方向視で後述するビア８１，８３と重なるように形成された導電材料のパターンである。他のメインセグメントＭＳＥについて設けられたドライバ電極７００の構成も同様である。
【００４１】
図４，５，７に示すように、一のメインセグメントＭＳＥについて設けられたドライバ電極７００は、ビア８３を介して、該一のメインセグメントＭＳＥに配置されたメインヒータ電極６００と電気的に接続されている。また、図４，６，７に示すように、一のメインセグメントＭＳＥに属する各サブセグメントＳＳＥ内に配置された各サブヒータ電極５００（すなわち、一のサブヒータ電極群５１０を構成する複数の（４つの）サブヒータ電極５００）は、互いに並列の関係である。また、一のメインセグメントＭＳＥ内に配置されているサブヒータ電極群５１０は、ビア８１、ドライバ電極７００およびビア８３を介して、該一のメインセグメントＭＳＥに配置されたメインヒータ電極６００と直列的に接続されている。
【００４２】
また、図２に示すように、静電チャック１００には、複数のヒータ端子用孔Ｈｔが形成されている。各ヒータ端子用孔Ｈｔは、ベース部材２０を上面Ｓ３から下面Ｓ４まで貫通する貫通孔と、接合部３０を上下方向に貫通する貫通孔と、板状部材１０の下面Ｓ２側に形成された凹部とが、互いに連通することにより構成された一体の孔である。板状部材１０の下面Ｓ２における各ヒータ端子用孔Ｈｔに対応する位置（Ｚ軸方向視でヒータ端子用孔Ｈｔと重なる位置）には、導電性材料により構成された１つまたは複数のヒータ用給電パッド８８が形成されている。図２および図４に示すように、ヒータ用給電パッド８８は、ビア８４を介して、メインヒータ電極６００の端部に電気的に接続されている。また、他のヒータ用給電パッド８８は、ビア８２を介して、サブヒータ電極５００の端部に電気的に接続されている。
【００４３】
また、各ヒータ端子用孔Ｈｔには、導電性材料により構成された１つまたは複数のヒータ用端子部材８９が収容されている。各ヒータ用端子部材８９は、例えばろう付けによりヒータ用給電パッド８８に接合されている。これにより、あるヒータ用端子部材８９（以下、「第１のヒータ用端子部材８９Ａ」という。）は、ヒータ用給電パッド８８およびビア８４を介して、メインヒータ電極６００における、ドライバ電極７００と電気的に接続された側の端部とは反対側の端部と電気的に接続される。また、他のヒータ用端子部材８９（以下、「第２のヒータ用端子部材８９Ｂ」という。）は、ヒータ用給電パッド８８およびビア８２を介して、サブヒータ電極５００におけるドライバ電極７００と電気的に接続された側の端部とは反対側の端部と電気的に接続される。
【００４４】
このような構成では、図４に示すように、第１のヒータ用端子部材８９Ａから、ヒータ用給電パッド８８、ビア８４、メインヒータ電極６００、ビア８３、ドライバ電極７００、ビア８１、サブヒータ電極５００、ビア８２およびヒータ用給電パッド８８を経て、第２のヒータ用端子部材８９Ｂに至る電気経路ＥＰが形成される。各メインセグメントＭＳＥにおいて、上記電気経路ＥＰは、サブセグメントＳＳＥ毎に（サブヒータ電極５００毎に形）成される。すなわち、本実施形態では、各メインセグメントＭＳＥにおいて４つの電気経路ＥＰが形成される。
【００４５】
図示しないヒータ用電源から電気経路ＥＰを介してメインヒータ電極６００およびサブヒータ電極５００に電圧が印加されると、メインヒータ電極６００およびサブヒータ電極５００が発熱する。メインヒータ電極６００の発熱により、メインヒータ電極６００が配置されたメインセグメントＭＳＥが加熱され、サブヒータ電極５００の発熱により、サブヒータ電極５００が配置されたサブセグメントＳＳＥが加熱され、板状部材１０の吸着面Ｓ１の温度分布の制御（ひいては、板状部材１０の吸着面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。
【００４６】
本実施形態では、各メインヒータ電極６００がヒータ用電源に対して互いに並列に接続されているため、各メインヒータ電極６００単位で（すなわち、各メインセグメントＭＳＥ単位で）メインヒータ電極６００の発熱量を制御することができ、メインセグメントＭＳＥ単位での板状部材１０の吸着面Ｓ１の温度分布の制御を実現することができる。さらに、本実施形態では、各メインセグメントＭＳＥにおいて、各サブヒータ電極５００が互いに並列の関係であるため、各サブヒータ電極５００単位で（すなわち、各サブセグメントＳＳＥ単位で）サブヒータ電極５００の発熱量を制御することができ、サブセグメントＳＳＥ単位での板状部材１０の吸着面Ｓ１の温度分布の制御（すなわち、メインヒータ電極６００だけでは実現できない、よりきめ細かい単位での温度分布の制御）を実現することができる。
【００４７】
なお、各サブヒータ電極５００の発熱量の制御は、サブヒータ電極５００毎に電圧印加時間の割合を変化させることにより実現することができる。例えば、図４に示す構成において、サブセグメントＳＳＥ４の温度を低下させたい場合には、サブセグメントＳＳＥ４に配置されたサブヒータ電極５００を通る電気経路ＥＰにおける電圧印加時間の割合を低下させればよい。仮に、サブセグメントＳＳＥ４に配置されたサブヒータ電極５００を通る電気経路ＥＰにおける電圧印加時間の割合をゼロにしても、他のサブヒータ電極５００を通る電気経路ＥＰにおける電圧印加によってメインヒータ電極６００は発熱しているため、サブセグメントＳＳＥ４の温度が大きく低下することはなく、サブセグメントＳＳＥ単位での温度の微調整を実現することができる。
【００４８】
Ａ−３．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態の静電チャック１００は、Ｚ軸方向に略直交する吸着面Ｓ１を有する板状部材１０と、板状部材１０の少なくとも一部をＺ軸方向に直交する方向（面方向）に並ぶ複数のメインセグメントＭＳＥに仮想的に分割したときの各メインセグメントＭＳＥ内に配置され、抵抗発熱体により構成されたメインヒータ電極６００とを備え、板状部材１０の吸着面Ｓ１上に対象物（例えば、ウェハＷ）を保持する装置である。静電チャック１００は、さらに、各メインセグメントＭＳＥを面方向に並ぶ複数のサブセグメントＳＳＥに仮想的に分割したときの各サブセグメントＳＳＥ内に配置されたサブヒータ電極５００と、各メインヒータ電極６００について設けられ、メインヒータ電極６００とサブヒータ電極５００とに電気的に接続されたドライバ電極７００とを備える。静電チャック１００は、さらに、各メインヒータ電極６００について設けられ、メインヒータ電極６００におけるドライバ電極７００と電気的に接続された側の端部とは反対側の端部と電気的に接続された第１のヒータ用端子部材８９Ａと、各サブヒータ電極５００について設けられ、サブヒータ電極５００におけるドライバ電極７００と電気的に接続された側の端部とは反対側の端部と電気的に接続された第２のヒータ用端子部材８９Ｂとを備える。また、一のメインセグメントＭＳＥに属する各サブセグメントＳＳＥ内に配置された各サブヒータ電極５００の集合であるサブヒータ電極群５１０を構成する各サブヒータ電極５００は、互いに並列の関係である。また、一のメインセグメントＭＳＥ内に配置されたサブヒータ電極群５１０は、ドライバ電極７００を介して、該一のメインセグメントＭＳＥ内に配置されたメインヒータ電極６００と直列的に接続されている。
【００４９】
このように、本実施形態の静電チャック１００では、各メインセグメントＭＳＥが複数のサブセグメントＳＳＥに仮想的に分割され、各サブセグメントＳＳＥに、第２のヒータ用端子部材８９Ｂとそれぞれ電気的に接続された互いに並列の関係にあるサブヒータ電極５００が配置されている。そのため、各サブヒータ電極５００への給電を個別に制御することにより、メインセグメントＭＳＥ単位の温度制御と比較して、より細かいサブセグメントＳＳＥ単位での温度制御を実現することができ、板状部材１０の吸着面Ｓ１の温度分布の制御性を向上させることができる。
【００５０】
また、本実施形態の静電チャック１００では、サブヒータ電極群５１０は、メインヒータ電極６００と直列的に接続されている。そのため、静電チャック１００がメインヒータ電極６００（１層）のみを備える構成や静電チャック１００がサブヒータ電極５００（１層）のみを備える構成と比較して、第１のヒータ用端子部材８９Ａと第２のヒータ用端子部材８９Ｂとの間のヒータ電極の抵抗を高くすることができる。従って、静電チャック１００によれば、所定の電圧を印加した際、各ヒータ電極に流れる電流値を大きくすることなく、すなわち、電源やケーブル等を大型化することなく、所望のワット数を得ることができる。
【００５１】
なお、サブセグメントＳＳＥ内に配置されるサブヒータ電極を、Ｚ軸方向における位置が互いに異なる複数の抵抗発熱体を直列的に接続して構成することにより、サブヒータ電極の抵抗を高めてサブヒータ電極に流れる電流値を小さくすることも考えられる。しかしながら、Ｚ軸方向視でのサブセグメントＳＳＥの面積は比較的小さいため、そのような構成では、サブヒータ電極を構成する各抵抗発熱体の抵抗値を高くすることは困難であり、その結果、抵抗発熱体の多層化が必要となって板状部材１０の厚さが厚くなる。板状部材１０の厚さが厚くなると、熱マスが大きくなって昇降温速度が遅くなったり、誘電損失が大きくなってプラズマの抜けが悪くなったりするため、好ましくない。
【００５２】
これに対し、本実施形態の静電チャック１００では、サブヒータ電極群５１０に対し、メインセグメントＭＳＥに配置されたメインヒータ電極６００を直列的に接続することにより、電気経路ＥＰの抵抗を高めている。各メインセグメントＭＳＥをＺ軸方向に直交する方向に仮想的に分割して複数のサブセグメントＳＳＥとしているため、メインセグメントＭＳＥは、サブセグメントＳＳＥと比べてＺ軸方向視での面積が大きい。そのため、メインセグメントＭＳＥに配置されるメインヒータ電極６００の抵抗を高めることは容易に実現可能である。そのため、本実施形態の静電チャック１００によれば、サブセグメントＳＳＥ単位でＺ軸方向における位置が互いに異なる複数の抵抗発熱体を直列的に接続して１つのヒータ電極を構成する場合と比較して、板状部材１０の厚さが厚くなることを抑制することができる。
【００５３】
このように、本実施形態の静電チャック１００によれば、メインセグメントＭＳＥ単位の温度制御と比較してより細かいサブセグメントＳＳＥ単位での温度制御を実現することにより板状部材１０の吸着面Ｓ１の温度分布の制御性を向上させつつ、サブセグメントＳＳＥ単位でＺ軸方向における位置が互いに異なる複数の抵抗発熱体を直列的に接続して１つのヒータ電極を構成する場合と比較して、板状部材１０の厚さを薄くすることができると共に、静電チャック１００がメインヒータ電極（１層）のみを備える構成や静電チャック１００がサブヒータ電極（１層）のみを備える構成と比較して、第１のヒータ用端子部材８９Ａと第２のヒータ用端子部材８９Ｂとの間のヒータ電極の抵抗を高くすることができる。
【００５４】
また、本実施形態の静電チャック１００では、サブヒータ電極５００は、メインヒータ電極６００を構成する抵抗発熱体より抵抗の低い抵抗発熱体により構成されている。そのため、本実施形態の静電チャック１００によれば、第１のヒータ用端子部材８９Ａと第２のヒータ用端子部材８９Ｂとの間のヒータ電極の抵抗を効果的に高くすることができる。
【００５５】
また、本実施形態の静電チャック１００では、一のメインセグメントＭＳＥに属する各サブセグメントＳＳＥ内に配置された各サブヒータ電極５００の、Ｚ軸方向視での単位面積あたりの発熱量は、互いに略同一である。そのため、本実施形態の静電チャック１００によれば、サブセグメントＳＳＥ単位での高精度な温度制御を実現することができ、板状部材１０の吸着面Ｓ１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。
【００５６】
また、本実施形態の静電チャック１００では、Ｚ軸方向において、サブヒータ電極層５０は、メインヒータ電極層６０の位置より上側（吸着面Ｓ１に近い側）の位置に配置されている。すなわち、Ｚ軸方向において、サブヒータ電極５００は、メインヒータ電極６００の位置より上側（吸着面Ｓ１に近い側）の位置に配置されている。このように、本実施形態の静電チャック１００では、メインセグメントＭＳＥと比較して、より細分化されたサブセグメントＳＳＥに配置されるサブヒータ電極５００が、メインセグメントＭＳＥに配置されるメインヒータ電極６００より吸着面Ｓ１の近くに配置されるため、サブヒータ電極５００への給電切り替えによるサブセグメントＳＳＥ単位での温度制御を行うことにより、板状部材１０の吸着面Ｓ１の温度分布の制御性をさらに効果的に向上させることができる。
【００５７】
また、本実施形態の静電チャック１００では、Ｚ軸方向において、メインヒータ電極層６０とサブヒータ電極層５０とドライバ電極層７０との位置は、互いに異なる。すなわち、Ｚ軸方向において、メインヒータ電極６００とサブヒータ電極５００とドライバ電極７００との位置は、互いに異なる。このように、本実施形態の静電チャック１００では、ドライバ電極７００がＺ軸方向においてメインヒータ電極６００およびサブヒータ電極５００の位置とは異なる位置に配置されている。そのため、ドライバ電極７００がＺ軸方向においてメインヒータ電極６００またはサブヒータ電極５００の位置と同じ位置に配置された構成と比較して、ドライバ電極７００のパターン設定の自由度が向上し、それに伴い、メインヒータ電極６００およびサブヒータ電極５００のパターン設定の自由度も向上する。従って、本実施形態の静電チャック１００によれば、より好適なメインヒータ電極６００およびサブヒータ電極５００のパターンを実現できるため、板状部材１０の吸着面Ｓ１の温度分布の制御性をさらに効果的に向上させることができる。
【００５８】
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。
【００５９】
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、上記実施形態において、メインヒータ電極６００やサブヒータ電極５００の形状はあくまで一例であり、任意の形状に変形可能である。
【００６０】
また、上記実施形態におけるメインセグメントＭＳＥの設定態様（メインセグメントＭＳＥの個数や、個々のメインセグメントＭＳＥの形状等）は、任意に変更可能である。例えば、上記実施形態では、各メインセグメントＭＳＥが吸着面Ｓ１の円周方向ＣＤに並ぶように複数のメインセグメントＭＳＥが設定されているが、各メインセグメントＭＳＥが格子状に並ぶように複数のメインセグメントＭＳＥが設定されてもよい。また、例えば、上記実施形態では、静電チャック１００の全体が複数のメインセグメントＭＳＥに仮想的に分割されているが、静電チャック１００の一部分が複数のメインセグメントＭＳＥに仮想的に分割されていてもよい。
【００６１】
同様に、上記実施形態におけるサブセグメントＳＳＥの設定態様（１つのメインセグメントＭＳＥあたりのサブセグメントＳＳＥの個数や、個々のサブセグメントＳＳＥの形状等）は、任意に変更可能である。例えば、上記実施形態では、各メインセグメントＭＳＥが４つのサブセグメントＳＳＥに仮想的に分割されているが、各メインセグメントＭＳＥにおけるサブセグメントＳＳＥへの分割数は任意に変更可能である。
【００６２】
また、上記実施形態では、Ｚ軸方向において、サブヒータ電極５００は、メインヒータ電極６００より上側（吸着面Ｓ１に近い側）に配置されているが、サブヒータ電極５００が、メインヒータ電極６００より下側（吸着面Ｓ１から遠い側）に配置されていてもよい。また、上記実施形態では、Ｚ軸方向において、ドライバ電極７００は、サブヒータ電極５００やメインヒータ電極６００と異なる位置に配置されているが、ドライバ電極７００が、サブヒータ電極５００またはメインヒータ電極６００と同じ位置に配置されていてもよい。また、上記実施形態では、サブヒータ電極５００はメインヒータ電極６００を構成する抵抗発熱体より抵抗の低い抵抗発熱体により構成されているが、各抵抗発熱体の抵抗値の高低関係が、必ずしもこのような関係である必要はない。
【００６３】
また、上記実施形態において、サブヒータ電極５００から下方に延びるビア８２が直接的に第２のヒータ用端子部材８９Ｂと接続されているが、ビア８２と第２のヒータ用端子部材８９Ｂとの間に、面方向に延びるドライバ電極を配置することにより、第２のヒータ用端子部材８９Ｂの自由度を向上させてもよい。また、第２のヒータ用端子部材８９Ｂは、メインセグメントＭＳＥ単位で１つのヒータ端子用孔Ｈｔにまとめて配置してもよいし、複数のメインセグメントＭＳＥの第２のヒータ用端子部材８９Ｂを１つのヒータ端子用孔Ｈｔに配置してもよい。
【００６４】
また、上述したように、本実施形態の静電チャック１００では、各第２のヒータ用端子部材８９Ｂに互いに異なる電圧を印加すれば、各サブヒータ電極５００単位での（すなわち、各サブセグメントＳＳＥ単位での）温度分布の制御を実現することができるが、各第２のヒータ用端子部材８９Ｂに同一の電圧を印加すれば、各メインヒータ電極６００単位での（すなわち、各メインセグメントＭＳＥ単位での）温度分布の制御を実現することができる。
【００６５】
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、板状部材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、板状部材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。
【００６６】
また、上記実施形態の静電チャック１００の各部材（板状部材１０、ベース部材２０、接合部３０、サブヒータ電極層５０、メインヒータ電極層６０、ドライバ電極層７０等）の形成材料は、あくまで一例であり、種々変更可能である。例えば、上記実施形態では、静電チャック１００が、セラミックスにより形成された板状部材１０を備えているが、静電チャック１００が、板状部材１０の代わりに、セラミックス以外の材料（例えば、樹脂材料）により形成された同様の板状部材を備えるとしてもよい。
【００６７】
また、本発明は、板状部材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、板状部材と、板状部材の各セグメント内に配置されたヒータ電極とを備え、板状部材１０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。
【符号の説明】
【００６８】
１０：板状部材  ２０：ベース部材  ２１：冷媒流路  ３０：接合部  ４０：チャック電極  ５０：サブヒータ電極層  ６０：メインヒータ電極層  ７０：ドライバ電極層  ８１：ビア  ８２：ビア  ８３：ビア  ８４：ビア  ８８：ヒータ用給電パッド  ８９：ヒータ用端子部材  １００：静電チャック  ５００：サブヒータ電極  ５０２：ヒータライン部  ５０４：ヒータパッド部  ６００：メインヒータ電極  ６０２：ヒータライン部  ６０４：ヒータパッド部  ７００：ドライバ電極  ＢＬ１：第１の境界線  ＢＬ２：第２の境界線  ＣＤ：円周方向  ＣＰ：中心点  ＥＰ：電気経路  Ｈｔ：ヒータ端子用孔  ＭＳＥ：メインセグメント  ＲＤ：径方向  Ｓ１：吸着面  Ｓ２：下面  Ｓ３：上面  Ｓ４：下面  ＳＳＥ：サブセグメント  Ｗ：ウェハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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