(57)【要約】      （修正有）【課題】保持体から柱状支持体に熱が逃げることを抑制する加熱装置を提供する。【解決手段】加熱装置は、第１の方向に略直交する第１の表面および第２の表面を有する板状であり、内部に抵抗発熱体を有する保持体１０と、第１の方向に延びる柱状であり、保持体の第２の表面に接合され、かつ、第１の方向視で外縁が全周にわたって保持体の外縁の内側に位置する柱状支持体２０と、を備える。保持体の内部において抵抗発熱体に対して柱状支持体側には、空洞１８が形成されており、空洞は、保持体のうち、抵抗発熱体から第２の表面までの内側部分Ｈ１であって、第１の方向視で柱状支持体の外縁に囲まれる内側部分に存在し、内側部分に対する体積率が５０％より大きい内側空洞部分を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に略直交する第１の表面および第２の表面を有する板状であり、内部に抵抗発熱体を有する保持体と、
前記第１の方向に延びる柱状であり、前記保持体の前記第２の表面に接合され、かつ、前記第１の方向視で外縁が全周にわたって前記保持体の外縁の内側に位置する柱状支持体と、
を備え、前記保持体の前記第１の表面上に保持された対象物を加熱する加熱装置において、
前記保持体の内部において前記抵抗発熱体に対して前記柱状支持体側には、空洞が形成されており、
前記空洞は、前記保持体のうち、前記抵抗発熱体から前記第２の表面までの内側部分であって、前記第１の方向視で前記柱状支持体の前記外縁に囲まれる内側部分に存在し、前記内側部分に対する体積率が５０％より大きい内側空洞部分を含むことを特徴とする、加熱装置。
【請求項２】
請求項１に記載の加熱装置において、
前記柱状支持体における前記保持体側の端部の形状は、環状であり、
前記空洞は、前記第１の方向視で前記柱状支持体における前記環状の前記端部の内周側に位置する内周側空洞部分を含むことを特徴とする加熱装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の加熱装置において、
前記柱状支持体における前記保持体側の端部の形状は、環状であり、
前記空洞は、前記第１の方向視で前記柱状支持体の前記環状の前記端部と重なる部分の全周にわたって連続する第１の連続空洞部分を含むことを特徴とする加熱装置。
【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加熱装置において、
前記空洞は、前記第１の方向視で柱状支持体の外縁の外側に位置し、前記柱状支持体の全周にわたって連続する第２の連続空洞部分を含むことを特徴とする、加熱装置。
【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加熱装置において、
前記空洞は、前記第１の方向視で前記柱状支持体の軸を略中心とし、前記軸からの距離が互いに異なる複数の環状部分を含み、前記第１の方向に直交し、かつ、前記軸を通る仮想直線に沿った任意の方向において、各前記環状部分の幅は、前記環状部分同士の間隔より広いことを特徴とする、加熱装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の加熱装置において、
前記空洞は、真空吸引装置に接続される真空用空洞であり、
前記保持体の内部において前記抵抗発熱体に対して前記第１の表面側には、前記第１の方向に略直交する方向に延びるガス経路が形成されていることを特徴とする、加熱装置。
【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、加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物（例えば、半導体ウェハ）を保持しつつ所定の処理温度（例えば、４００〜６５０℃程度）に加熱する加熱装置（「サセプタ」とも呼ばれる）が知られている。加熱装置は、例えば、成膜装置（ＣＶＤ成膜装置やスパッタリング成膜装置等）やエッチング装置（プラズマエッチング装置等）といった半導体製造装置の一部として使用される。
【０００３】
一般に、加熱装置は、所定の方向（以下、「第１の方向」という）に略直交する保持面および裏面を有する板状の保持体と、柱状支持体とを備える。柱状支持体は、第１の方向に延びる柱状であり、保持体の裏面に接合され、かつ、第１の方向視で外縁が全周にわたって保持体の外縁の内側に位置する（例えば、特許文献１参照）。保持体の内部には、抵抗発熱体が配置されている。図示しない電極端子および受電電極を介して抵抗発熱体に電圧が印加されると、抵抗発熱体が発熱し、保持体の保持面上に保持された対象物が加熱される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５６７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の加熱装置では、保持体の内部の抵抗発熱体で発生した熱が、保持体における抵抗発熱体と裏面との間の部分を介して、柱状支持体側に逃げやすいため、保持面における温度分布のバラツキが生じ、保持面内の温度の均一性（面内均熱性）が低くなるおそれがある。
【０００６】
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】
【０００７】
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。
【０００８】
（１）本明細書に開示される加熱装置は、第１の方向に略直交する第１の表面および第２の表面を有する板状であり、内部に抵抗発熱体を有する保持体と、前記第１の方向に延びる柱状であり、前記保持体の前記第２の表面に接合され、かつ、前記第１の方向視で外縁が全周にわたって前記保持体の外縁の内側に位置する柱状支持体と、を備え、前記保持体の前記第１の表面上に保持された対象物を加熱する加熱装置において、前記保持体の内部において前記抵抗発熱体に対して前記柱状支持体側には、空洞が形成されており、前記空洞は、前記保持体のうち、前記抵抗発熱体から前記第２の表面までの内側部分であって、前記第１の方向視で前記柱状支持体の前記外縁に囲まれる内側部分に存在し、前記内側部分に対する体積率が５０％より大きい内側空洞部分を含む。本加熱装置によれば、保持体の内部において抵抗発熱体に対して柱状支持体側には、空洞が形成されている。この空洞は、内側空洞部分を含む。内側空洞部分は、保持体のうち、抵抗発熱体から第２の表面までの内側部分であって、第１の方向視で柱状支持体と重複する内側部分に存在し、内側部分に対する体積率が５０％より大きい空洞部分である。これにより、保持体の内部において、抵抗発熱体と柱状支持体との間における断熱効果が向上するため、保持体から柱状支持体に熱が逃げること（以下、「熱引き」という）を抑制することができる。
【０００９】
（２）上記加熱装置において、前記柱状支持体における前記保持体側の端部の形状は、環状であり、前記空洞は、前記第１の方向視で前記柱状支持体における前記環状の前記端部の内周側に位置する内周側空洞部分を含む構成としてもよい。本加熱装置によれば、空洞は、第１の方向視で柱状支持体における環状の端部の内周側に位置する内周側空洞部分を含む。これにより、空洞が内周側空洞部分を含まない構成に比べて、柱状支持体における環状の端部の内周側における断熱効果を高めることができるため、保持体から柱状支持体への熱引きを効果的に抑制することができる。
【００１０】
（３）上記加熱装置において、前記柱状支持体における前記保持体側の端部の形状は、環状であり、前記空洞は、前記第１の方向視で前記柱状支持体の前記環状の前記端部と重なる部分の全周にわたって連続する第１の連続空洞部分を含む構成としてもよい。本加熱装置によれば、空洞は、第１の方向視で柱状支持体における環状の端部と重なる部分の全周にわたって連続する第１の連続空洞部分を含む。これにより、空洞が第１の連続空洞部分を含まない構成に比べて、特に熱引きが生じ易い部分における断熱効果を高めることができるため、保持体から柱状支持体への熱引きを効果的に抑制することができる。
【００１１】
（４）上記加熱装置において、前記空洞は、前記第１の方向視で柱状支持体の外縁の外側に位置し、前記柱状支持体の全周にわたって連続する第２の連続空洞部分を含む構成としてもよい。本加熱装置によれば、空洞は、第１の方向視で柱状支持体の外縁の外側に位置し、柱状支持体の全周にわたって連続する第２の連続空洞部分を含む。これにより、空洞が第２の連続空洞部分を含まない構成に比べて、柱状支持体の周囲における断熱効果を高めることができるため、保持体から柱状支持体への熱引きを効果的に抑制することができる。
【００１２】
（５）上記加熱装置において、前記空洞は、前記第１の方向視で前記柱状支持体の軸を略中心とし、前記軸からの距離が互いに異なる複数の環状部分を含み、前記第１の方向に直交し、かつ、前記軸を通る仮想直線に沿った任意の方向において、各前記環状部分の幅は、前記環状部分同士の間隔より広い構成としてもよい。本加熱装置によれば、各環状部分の幅が、環状部分同士の間隔より狭い構成に比べて、保持体から柱状支持体への熱引きを効果的に抑制することができる。
【００１３】
（６）上記加熱装置において、前記空洞は、真空吸引装置に接続される真空用空洞であり、前記保持体の内部において前記抵抗発熱体に対して前記第１の表面側には、前記第１の方向に略直交する方向に延びるガス経路が形成されていることを特徴とする構成としてもよい。本加熱装置によれば、ガス経路と真空用空洞とが抵抗発熱体を介して互いに反対側に配置されているため、ガス経路の配置の自由度を確保しつつ、保持体から柱状支持体への熱引きを効果的に抑制することができる。
【００１４】
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、加熱装置、半導体製造装置用部品、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】
【００１５】
【図１】本実施形態における加熱装置１００の外観構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】本実施形態における加熱装置１００の断面構成を概略的に示す説明図である。
【図３】本実施形態における加熱装置１００の断面構成を概略的に示す説明図である。
【図４】本実施形態における加熱装置１００の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】保持体１０を構成するグリーンシート積層体１０Ａ〜１０Ｃを模式的に示す説明図である。
【図６】抵抗発熱体５０が発熱したときの加熱装置１００のサンプル１における温度分布を示す説明図である。
【図７】抵抗発熱体５０が発熱したときの加熱装置１００のサンプル２における温度分布を示す説明図である。
【図８】抵抗発熱体５０が発熱したときの加熱装置１００のサンプル３における温度分布を示す説明図である。
【図９】抵抗発熱体５０が発熱したときの加熱装置１００の変形例１における温度分布を示す説明図である。
【図１０】抵抗発熱体５０が発熱したときの加熱装置１００の変形例２における温度分布を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
Ａ．本実施形態：
Ａ−１．加熱装置１００の構成：
図１は、本実施形態における加熱装置１００の外観構成を概略的に示す斜視図であり、図２および図３は、本実施形態における加熱装置１００の断面構成を概略的に示す説明図である。図２には、図３のＩＩ−ＩＩの位置における加熱装置１００のＸＺ断面構成が示されており、図３には、図２のＩＩＩ−ＩＩＩの位置における加熱装置１００のＸＹ断面構成が示されている。また、図３では柱状支持体２０が点線で示されている。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、加熱装置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。
【００１７】
加熱装置１００は、対象物（例えば、半導体ウェハＷ）を保持しつつ所定の処理温度（例えば、４００〜６５０℃程度）に加熱する装置であり、サセプタとも呼ばれる。加熱装置１００は、例えば、成膜装置（ＣＶＤ成膜装置やスパッタリング成膜装置等）やエッチング装置（プラズマエッチング装置等）といった半導体製造装置の一部として使用される。
【００１８】
図１および図２に示すように、加熱装置１００は、保持体１０と柱状支持体２０とを備える。
【００１９】
（保持体１０）
保持体１０は、所定の方向（本実施形態では上下方向）に略直交する保持面Ｓ１および裏面Ｓ２を有する略円板状の部材である。保持体１０は、例えば、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）やＡｌ２Ｏ３（アルミナ）を主成分とするセラミックスにより形成されている。なお、ここでいう主成分とは、含有割合（重量割合）の最も多い成分を意味する。保持体１０の直径は、例えば１００ｍｍ以上、５００ｍｍ以下程度であり、保持体１０の厚さ（上下方向における長さ）は、例えば３ｍｍ以上、１０ｍｍ以下程度である。上記所定の方向（上下方向）は、特許請求の範囲における第１の方向に相当し、保持体１０の保持面Ｓ１は、特許請求の範囲における第１の表面に相当し、保持体１０の裏面Ｓ２は、特許請求の範囲における第２の表面に相当する。
【００２０】
図２に示すように、保持体１０の内部には、保持体１０を加熱するヒータとしての抵抗発熱体５０が配置されている。抵抗発熱体５０は、例えば、タングステンやモリブデン等の導電性材料により形成されている。抵抗発熱体５０の一対の端部は、保持体１０の周縁側に配置されている。また、保持体１０の内部には、一対のビア導体５２が設けられている。各ビア導体５２は、上下方向に延びる線状の導電体であり、各ビア導体５２の上端は、抵抗発熱体５０の各端部に接続されている。また、保持体１０の裏面Ｓ２の中央部付近には、一対の受電電極５４が配置されている。各ビア導体５２の下端は、保持体１０の径方向に延びる導電路５３を介して、各受電電極５４に接続されている。これにより、抵抗発熱体５０と各受電電極５４とが電気的に接続されている。なお、保持体１０における他の構成（ガス経路１４および真空用空洞１８等）については後述する。
【００２１】
（柱状支持体２０）
柱状支持体２０は、上記所定の方向（上下方向）に延びる略円柱状部材であり、柱状支持体２０の上面Ｓ３から下面Ｓ４まで上下方向に貫通する電極用貫通孔２２が形成されている。柱状支持体２０は、保持体１０と同様に、例えばＡｌＮやＡｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックスにより形成されている。柱状支持体２０の外径は、保持体１０の外径より小さく、具体的には、例えば３０ｍｍ以上、９０ｍｍ以下程度であり、柱状支持体２０の高さ（上下方向における長さ）は、例えば１００ｍｍ以上、３００ｍｍ以下程度である。
【００２２】
保持体１０と柱状支持体２０とは、保持体１０の裏面Ｓ２と柱状支持体２０の上面Ｓ３とが上下方向に対向するように配置されている。柱状支持体２０は、保持体１０の裏面Ｓ２の中心部付近に、公知の接合材料により形成された接合層３０を介して接合されている。図３に示すように、本実施形態では、上下方向（Ｚ軸方向）視で、柱状支持体２０の外縁２０Ｅは全周にわたって保持体１０の外縁１０Ｅの内側に位置している。
【００２３】
図２に示すように、柱状支持体２０の電極用貫通孔２２内には、複数本（本実施形態では２本）の電極端子７０が収容されている。各電極端子７０は、略円柱状の導電性部材であり、例えばニッケルにより形成されている。電極端子７０の保持体１０側の上端部は、金属ろう材５６（例えば金ろう材）を介して受電電極５４に接合されている。なお、電極端子７０の径は、上下方向の全長にわたって略同一（例えば３ｍｍ以上、６ｍｍ以下）である。電源（図示せず）から各電極端子７０、各受電電極５４、各ビア導体５２等を介して抵抗発熱体５０に電圧が印加されると、抵抗発熱体５０が発熱し、保持体１０の保持面Ｓ１上に保持された半導体ウェハＷが上記所定の処理温度に加熱される。
【００２４】
柱状支持体２０には、さらに、ガス用貫通孔２４と真空用貫通孔２６とが形成されている。ガス用貫通孔２４と真空用貫通孔２６とは、いずれも、上下方向と略同一方向に延びており、該上下方向の全長にわたって略同一の内径を有する断面略円形の孔である。ガス用貫通孔２４の下端は、連結管（図示せず）を介してガス供給源（図示せず）に連結されており、ガス用貫通孔２４の上端は、保持体１０の内部に形成された後述するガス経路１４等に連通している。ガス供給源からガス用連結孔８２に導入されたパージガス（例えば窒素、アルゴン）は、ガス用貫通孔２４および保持体１０のガス経路１４に供給され、柱状支持体２０の外部に排出される。これにより、保持体１０の温度分布を制御することができる。真空用貫通孔２６の下端部は、連結管（図示せず）を介して真空吸引装置（例えば真空ポンプ  図示せず）に連結されており、真空用貫通孔２６の上端は、保持体１０の内部に形成された、次述する真空用空洞１８に連通している。真空吸引装置が稼動すると、真空用貫通孔２６および真空用空洞１８等が真空状態になることによって、半導体ウェハＷが保持体１０の保持面Ｓ１に真空吸着される。
【００２５】
（保持体１０のガス経路１４および真空用空洞１８）
図２に示すように、保持体１０の内部には、ガス経路１４と真空用空洞１８とが形成されている。これらは、保持体１０の内部において閉塞された閉空間ではなく、保持体１０の外部に連通する開空間である。ガス経路１４は、抵抗発熱体５０に対して保持面Ｓ１側に形成されている。ガス経路１４は、保持体１０の保持面Ｓ１と抵抗発熱体５０との間において、上下方向（Ｚ軸方向）に直交する面方向に延びる経路（空間）であり、例えば、上下方向視で略同心円状に延びている。ガス経路１４は、ガス連通孔（図示せず）を介して、上述の柱状支持体２０に形成されたガス用貫通孔２４に連通するとともに、保持面Ｓ１に開口した複数のガス排出孔（図示せず）に連通している。なお、本実施形態では、ガス経路１４の内側に、真空用経路１６が形成されている。
【００２６】
図２に示すように、真空用空洞１８は、抵抗発熱体５０に対して柱状支持体２０（裏面Ｓ２）側に形成されている。また、図３に示すように、真空用空洞１８は、上下方向に直交する方向に沿った空間であり、上下方向視で、保持体１０の中心軸Ｏを中心とする略円形状である。真空用空洞１８は、保持体１０のうち、少なくとも内側部分Ｈ１内に存在する。保持体１０の内側部分Ｈ１は、保持体１０のうち、上下方向（Ｚ軸方向）視で柱状支持体２０の外縁２０Ｅに囲まれ、かつ、上下方向に直交する方向視で抵抗発熱体５０から裏面Ｓ２までの部分である。すなわち、内側部分Ｈ１は、上下方向視で、柱状支持体２０の肉厚部分および電極用貫通孔２２に重なる部分である。以下、真空用空洞１８のうち、内側部分Ｈ１内に存在する部分を「内側空洞部分Ｈ２」という。内側部分Ｈ１に対する内側空洞部分Ｈ２の体積率（＝（内側空洞部分Ｈ２の体積／内側部分Ｈ１の体積）×１００）は５０％より大きい。なお、真空用空洞１８は、特許請求の範囲における空洞に相当する。真空用空洞１８は、真空用経路１６を介して、保持面Ｓ１に開口した複数の吸引孔（図示せず）に連通している。真空用空洞１８において、上下方向視で柱状支持体２０の外縁２０Ｅより外周側の空洞部分（以下、「外周側空洞部分」という）の体積は、内側空洞部分Ｈ２の体積より小さい。内側空洞部分Ｈ２の体積＞外周側空洞部分の体積であることにより、保持体１０の強度を維持しつつ、断熱効果を得ることができる。
【００２７】
Ａ−２．加熱装置１００の製造方法：
次に、本実施形態における加熱装置１００の製造方法を説明する。図４は、加熱装置１００の製造方法を示すフローチャートであり、図５は、保持体１０を構成する３つのグリーンシート積層体１０Ａ〜１０Ｃを模式的に示す説明図である。保持体１０の作製方法は、例えば以下の通りである。始めに、図５に示すように、３つのグリーンシート積層体１０Ａ〜１０Ｃを準備する（Ｓ１１０）。まず、窒化アルミニウム粉末に、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）粉末と、アクリル系バインダと、適量の分散剤および可塑剤とを加えた混合物に、有機溶剤を加え、ボールミルにて混合し、グリーンシート用スラリーを作製する。このグリーンシート用スラリーをキャスティング装置でシート状に成形した後に乾燥させ、グリーンシートを複数枚作製する。また、窒化アルミニウム粉末、アクリル系バインダ、有機溶剤の混合物に、タングステンやモリブデン等の導電性粉末を添加して混練することにより、メタライズペーストを作製する。このメタライズペーストを例えばスクリーン印刷装置を用いて印刷することにより、特定のグリーンシートに、後に抵抗発熱体５０や受電電極５４等となる未焼結導体層を形成する。また、グリーンシートにあらかじめビア孔を設けた状態でメタライズペーストを印刷することにより、後にビア導体５２となる未焼結導体部を形成する。そして、作製した複数のグリーンシートのうち、所定枚数のグリーンシートを積層して熱圧着し、必要に応じて外周を切断して、第１のグリーンシート積層体１０Ａを作製する。また、抵抗発熱体５０やビア導体５２等となる未焼結導体層が形成されたグリーンシートを含む所定枚数のグリーンシートを積層して圧着し、必要に応じて外周を切断して、第２のグリーンシート積層体１０Ｂを作製する。第２のグリーンシート積層体１０Ｂの上面に、ガス経路１４となる溝１４Ｇと、真空用経路１６となる溝１６Ｇとを形成する。また、導電路５３やビア導体５２等となる未焼結導体層が形成されたグリーンシートを含む所定枚数のグリーンシートを積層して圧着し、必要に応じて外周を切断して、第３のグリーンシート積層体１０Ｃを作製する。第３のグリーンシート積層体１０Ｃの上面に真空用空洞１８となる凹部１８Ｇを形成する。
【００２８】
次に、第１のグリーンシート積層体１０Ａの下面と第２のグリーンシート積層体１０Ｂの上面とを対向させ、第２のグリーンシート積層体１０Ｂの下面と第３のグリーンシート積層体１０Ｃの上面とを対向させるようにして、３つのグリーンシート積層体１０Ａ〜１０Ｃを積層して圧着し、その圧着後のグリーンシート積層体１０Ａ〜１０Ｃを脱脂して焼成して焼成体を作製する（Ｓ１２０）。この焼成体の表面を研磨加工する。以上の工程により、保持体１０が作製される。
【００２９】
また、柱状支持体２０を作製する（Ｓ１３０）。柱状支持体２０の作製方法は、例えば以下の通りである。まず、窒化アルミニウム粉末に、酸化イットリウム粉末と、ＰＶＡバインダと、適量の分散剤および可塑剤とを加えた混合物に、有機溶剤を加え、ボールミルにて混合し、スラリーを得る。このスラリーをスプレードライヤーにて顆粒化し、原料粉末を作製する。次に、電極用貫通孔２２、ガス用貫通孔２４や真空用貫通孔２６に対応する中子が配置されたゴム型に原料粉末を充填し、冷間静水圧プレスして成形体を得る。得られた成形体を脱脂し、さらにこの脱脂体を焼成する。以上の工程により、柱状支持体２０が作製される。
【００３０】
次に、保持体１０と柱状支持体２０とを接合する（Ｓ１４０）。保持体１０の裏面Ｓ２および柱状支持体２０の上面Ｓ３に対して必要によりラッピング加工を行った後、保持体１０の裏面Ｓ２と柱状支持体２０の上面Ｓ３との少なくとも一方に、例えば希土類や有機溶剤等を混合してペースト状にした公知の接合剤を均一に塗布した後、脱脂処理する。次いで、保持体１０の裏面Ｓ２と柱状支持体２０の上面Ｓ３とを重ね合わせて焼成を行うことにより、保持体１０と柱状支持体２０とを接合する。
【００３１】
保持体１０と柱状支持体２０との接合の後、各電極端子７０を各電極用貫通孔２２内に挿入し、各電極端子７０の上端部を各受電電極５４に例えば金ろう材によりろう付けする（Ｓ１５０）。以上の製造方法により、上述した構成の加熱装置１００が製造される。
【００３２】
Ａ−３．加熱装置１００のサンプル１〜３における温度分布：
図６から図８は、抵抗発熱体５０が発熱したときの加熱装置１００のサンプル１〜３における温度分布を示す説明図である。各図の上段には、各サンプルのＸＺ断面構成の一部分が模式的に示されており、中段には、上段のＱ−Ｑの位置におけるサンプルのＸＹ断面構成の一部分が模式的に示されている。各サンプルの一部分は、保持体１０の中心軸Ｏを含む一の仮想平面によって分割される２つの部分の一方（Ｘ軸負方向側の部分）である。また、下段には、サンプルにおける温度分布が示されている。この温度分布では、網掛けの濃淡が濃いほど温度が高いことを意味する。
【００３３】
図６の上段および中段に示すように、サンプル１の真空用空洞１８Ｘは、上下方向（Ｚ軸方向）視で、略円形の空洞であり、真空用空洞１８Ｘの外縁１８Ｅ（真空用空洞１８を形成する保持体１０の内周壁）は、全周にわたって、柱状支持体２０の外縁２０Ｅ（内側部分Ｈ１の外縁）より内側（保持体１０の中心軸Ｏ側）に位置している。上下方向視で内側部分Ｈ１に対する内側空洞部分Ｈ２の体積率（＝（内側空洞部分Ｈ２の体積／内側部分Ｈ１の体積）×１００  以下、「内側空洞体積率」という）は、５０％より大きく、１００％未満である。また、柱状支持体２０における保持体１０側の端部の形状（柱状支持体２０の電極用貫通孔２２と外縁２０Ｅとにより構成される形状）は、略円環状である。真空用空洞１８Ｘは、上下方向視で柱状支持体２０における略円環状の端部の内周側（柱状支持体２０の電極用貫通孔２２より内周側）に位置する内周側空洞部分１８ＡＸを含む。
【００３４】
図６の下段に示すように、サンプル１では、保持体１０の温度分布は、柱状支持体２０の温度に比べて相対的に高く、かつ、保持体１０の周縁部を除いて略均一である。すなわち、保持体１０の保持面Ｓ１の温度が略均一に維持されるとともに、抵抗発熱体５０が発した熱が保持体１０から柱状支持体２０に逃げること（以下、「熱引き」という）が抑制されている。これは、抵抗発熱体５０と柱状支持体２０との間に、柱状支持体２０の形成材料（セラミックス）に比べて熱伝達率が低い真空用空洞１８が存在することにより、保持体１０の内部において、抵抗発熱体５０と柱状支持体２０との間における断熱効果が向上したからである。
【００３５】
サンプル２の真空用空洞１８は、上述の図２および図３に示す構成と略同一である。具体的には、図７の上段および中段にも示すように、サンプル２の真空用空洞１８は、上下方向（Ｚ軸方向）視で、略円形の空洞であり、真空用空洞１８の外縁１８Ｅは、全周にわたって、柱状支持体２０の外縁２０Ｅ（内側部分Ｈ１の外縁）より外側（保持体１０の外周側）に位置している。このため、真空用空洞１８は、上下方向視で柱状支持体２０における略円環状の端部の内周側（柱状支持体２０の電極用貫通孔２２より内周側）に位置する内周側空洞部分１８Ａと、上下方向視で柱状支持体２０の円環状の端部と重なる部分の全周にわたって連続する第１の連続空洞部分１８Ｂを含む。さらに、真空用空洞１８は、上下方向視で柱状支持体２０の外縁２０Ｅの外側に位置し、柱状支持体２０の外縁２Ｅの全周にわたって連続する第２の連続空洞部分１８Ｃを含む。サンプル２の内側空洞体積率は１００％である。
【００３６】
図７の下段に示すように、サンプル２では、サンプル１に比べて、保持体１０の温度は全体的に高く、かつ、保持面Ｓ１の全体にわたって略均一である。すなわち、サンプル２では、真空用空洞１８が第１の連続空洞部分１８Ｂおよび第２の連続空洞部分１８Ｃを含むことによって、保持体１０の内部において、抵抗発熱体５０と柱状支持体２０との間における断熱効果がより向上しているといえる。
【００３７】
図８の上段および中段に示すように、サンプル３では、真空用空洞１８Ｙは、上下方向視で保持体１０（柱状支持体２０）の中心軸Ｏを略中心とし、該中心軸Ｏからの距離が互いに異なる第１の真空用空洞１８Ｙ１と第２の真空用空洞１８Ｙ２とを含む。第１の真空用空洞１８Ｙ１は、上下方向（Ｚ軸方向）視で、略円形の空洞である。第２の真空用空洞１８Ｙ２は、上下方向視で、略円環形の空洞である。第２の真空用空洞１８Ｙ２の外縁１８Ｅは、全周にわたって、柱状支持体２０の外縁２０Ｅ（内側部分Ｈ１の外縁）より内側に位置している。サンプル３の内側空洞体積率は、サンプル１の内側空洞体積率より低い。また、保持体１０の径方向において、第１の真空用空洞１８Ｙ１と第２の真空用空洞１８Ｙ２との離間幅Ｄ２は、第１の真空用空洞１８Ｙ１や第２の真空用空洞１８Ｙ２の幅Ｄ１より狭い。
【００３８】
図８の下段に示すように、サンプル３では、内側空洞体積率がサンプル１およびサンプル２に比べて低いため、保持体１０の温度は全体的に低く、かつ、保持面Ｓ１の温度分布は若干ばらついている。しかし、抵抗発熱体５０と柱状支持体２０との間に空洞が存在しない構成に比べて、保持体１０の内部において、抵抗発熱体５０と柱状支持体２０との間における断熱効果が向上しているといえる。
【００３９】
Ａ−４．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態の加熱装置１００によれば、保持体１０の内部において抵抗発熱体５０に対して柱状支持体２０側には、真空用空洞１８，１８Ｘ，１８Ｙ２（図２および図３、図６から図８参照  以下、「真空用空洞１８等」という）が形成されている。この真空用空洞１８等は、内側部分Ｈ１に存在し、かつ、上述の内側空洞体積率が５０％より大きい、内側空洞部分Ｈ２を含む。これにより、保持体１０の内部において、抵抗発熱体５０と柱状支持体２０との間における断熱効果が向上するため、保持体１０から柱状支持体２０への熱引きを抑制することができる。そして、この熱引きの抑制により、保持体１０の保持面Ｓ１の温度ばらつきを抑制できる。
【００４０】
また、上記サンプル１から３では、真空用空洞１８等は、上下方向視で柱状支持体２０における環状の端部の内周側に位置する内周側空洞部分１８Ａ，１８ＡＸ（図２および図３、図６から図８参照  以下、「内周側空洞部分１８Ａ等」という）を含む。これにより、真空用空洞１８Ｘ等が内周側空洞部分１８Ａ等を含まない構成に比べて、柱状支持体２０における環状の端部の内周側における断熱効果を高めることができるため、保持体１０から柱状支持体２０への熱引きを効果的に抑制することができる。
【００４１】
また、上記サンプル１では、真空用空洞１８は、上下方向視で柱状支持体２０における環状の端部と重なる部分の全周にわたって連続する第１の連続空洞部分１８Ｂ（図３および図６を参照）を含む。これにより、真空用空洞１８が第１の連続空洞部分１８Ｂを含まない構成（例えばサンプル２，３）に比べて、特に熱引きが生じ易い部分における断熱効果を高めることができるため、保持体１０から柱状支持体２０への熱引きを効果的に抑制することができる。
【００４２】
また、上記サンプル１では、真空用空洞１８は、上下方向視で柱状支持体２０の外縁２０Ｅの外側に位置し、柱状支持体２０の全周にわたって連続する第２の連続空洞部分１８Ｃ（図３および図６を参照）を含む。これにより、真空用空洞１８が第２の連続空洞部分１８Ｃを含まない構成に比べて、柱状支持体２０の周囲における断熱効果を高めることができるため、保持体１０から柱状支持体２０への熱引きを効果的に抑制することができる。
【００４３】
また、上記サンプル３では、真空用空洞１８Ｙは、上下方向視で保持体１０（柱状支持体２０）の中心軸Ｏを略中心とし、該中心軸Ｏからの距離が互いに異なる複数の環状部分１８Ｙ１，１８Ｙ２を含む。また、上下方向に直交し、かつ、該中心軸Ｏを通る仮想直線に沿った任意の方向において、各環状部分１８Ｙ１，１８Ｙ２の幅Ｄ１は、環状部分１８Ｙ１，１８Ｙ２同士の間隔Ｄ２より広い。これにより、各環状部分１８Ｙ１，１８Ｙ２の幅Ｄ１が環状部分１８Ｙ１，１８Ｙ２同士の間隔Ｄ２より狭い構成に比べて、保持体１０から柱状支持体２０への熱引きを効果的に抑制することができる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、ガス経路１４と真空用空洞１８とが抵抗発熱体５０に対して互いに反対側に配置されている。このため、ガス経路１４と真空用空洞１８とが抵抗発熱体５０に対して互いに同じ側に配置された構成に比べて、ガス経路１４と真空用空洞１８とのそれぞれについて、配置の自由度が制約されることを抑制することができる。
【００４５】
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。
【００４６】
上記実施形態における加熱装置１００の構成は、あくまで例示であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、保持体１０および柱状支持体２０のＺ軸方向視の外形が略円形であるとしているが、他の形状であってもよい。また、柱状支持体２０に形成された貫通孔（電極用貫通孔２２）に収容される電極端子は、抵抗発熱体５０に電気的に接続された端子に限らず、例えば、プラズマを発生させる高周波（ＲＦ）電極に電気的に接続された端子や、静電吸着のための吸着電極に電気的に接続された端子でもよい。また、柱状支持体２０は、ガス用貫通孔２４と真空用貫通孔２６との少なくとも一方が形成されていない構成であるとしてもよい。また、上記実施形態では、受電電極５４は、保持体１０の裏面Ｓ２に形成された凹部１２内に配置されているが、保持体１０の裏面Ｓ２上に配置されているとしてもよい。要するに、受電電極は、保持体の第２の表面側に配置されていればよい。
【００４７】
また、保持体１０は、ガス経路１４および真空用経路１６の少なくとも一方が形成されていないとしてもよい。また、真空用空洞１８は、内側空洞体積率が５０％より大きい条件を満たせば、内周側空洞部分１８Ａを含まないとしてもよい。また、上記実施形態では、真空用空洞１８において、上下方向視で柱状支持体２０の外縁２０Ｅより外周側の空洞部分（以下、「外周側空洞部分」という）の体積は、内側空洞部分Ｈ２の体積より小さかったが、これに限定されず、外周側空洞部分の体積は、内側空洞部分Ｈ２の体積より大きくてもよい。逆に、真空用空洞１８は、外周側空洞部分を含まないとしてもよい。
【００４８】
上記実施形態では、上下方向視で、第１の連続空洞部分１８Ｂおよび第２の連続空洞部分１８Ｃの形状は、いずれも円環状であったが、これに限定されず、柱状支持体２０の全周にわたって連続する形状であれば、円環状以外の形状であるとしてもよい。
【００４９】
また、上記実施形態では、特許請求の範囲における空洞として、真空用空洞１８を例示したが、これに限定されず、パージガス等のガス経路であるとしてもよいし、密閉された空間であるとしてもよい。また、上下方向視における空洞の形状は、略円形に限らず、矩形状や環状等であるとしてもよし、さらに、同一面上に配置され、互いに独立した複数の空洞であるとしてもよい。なお、保持面内の温度の均一性（面内均熱性）の観点から、上下方向視における空洞の形状は、保持体１０の中心軸Ｏに対して略対称の形状（例えば円形状、円環状）であることが好ましい。
【００５０】
図９および図１０は、抵抗発熱体５０が発熱したときの加熱装置１００の変形例１，２における温度分布を示す説明図である。中段の上側には、上段のＱ１−Ｑ１の位置におけるサンプルのＸＹ断面構成の一部分が模式的に示されており、中段の下側には、上段のＱ２−Ｑ２の位置におけるサンプルのＸＹ断面構成の一部分が模式的に示されている。図９の変形例１では、真空用空洞１８Ｚは、上下方向視で保持体１０（柱状支持体２０）の中心軸Ｏを略中心とし、該中心軸Ｏからの距離が互いに異なる第１の環状部分１８Ｚ１および第２の環状部分１８Ｚ２を含む。第１の真空用空洞１８Ｚ１は、上下方向（Ｚ軸方向）視で、略円形の空洞である。第２の真空用空洞１８Ｚ２は、上下方向視で、略円環形の空洞である。第２の真空用空洞１８Ｚ２の外縁１８Ｅは、全周にわたって、柱状支持体２０の外縁２０Ｅ（内側部分Ｈ１の外縁）より内側に位置している。さらに、真空用空洞１８Ｚは、抵抗発熱体５０と第１の環状部分１８Ｚ１および第２の環状部分１８Ｚ２との間に位置する第３の環状部分１８Ｚ３を含む。第３の環状部分１８Ｚ３は、上下方向視で、第１の環状部分１８Ｚ１の内周縁と第２の環状部分１８Ｚ２の外周縁との間の環状領域の全体に重なる環状の空洞である。図９の下段に示すように、変形例１では、サンプル３に比べて、保持体１０の温度は全体的に高く、かつ、保持面Ｓ１の全体にわたって略均一である。変形例１では、真空用空洞１８Ｚが第３の環状部分１８Ｚ３を含むため、第３の環状部分１８Ｚ３に対応する空洞を備えない構成（例えば上述のサンプル３）に比べて、内側空洞体積率が高いため、保持体１０の内部において、抵抗発熱体５０と柱状支持体２０との間における断熱効果が向上したからである。図１０の変形例２は、図９の変形例１に対して、第１の環状部分１８Ｚ１および第２の環状部分１８Ｚ２と、第３の環状部分１８Ｚ３との上下方向の位置関係が逆転した構成である。このような構成でも、第３の環状部分１８Ｚ３に対応する空洞を備えない構成（例えば上述のサンプル３）に比べて、内側空洞体積率が高いため、保持体１０の内部において、抵抗発熱体５０と柱状支持体２０との間における断熱効果を向上させることができる。
【００５１】
また、上記実施形態における加熱装置１００を構成する各部材の形成材料は、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、上記実施形態における加熱装置１００では、保持体１０および柱状支持体２０は、窒化アルミニウムまたはアルミナを主成分とするセラミックス製であるとしているが、保持体１０と柱状支持体２０との少なくとも一方が、他のセラミックス製であるとしてもよい。また、保持体１０は、セラミックス以外の材料製（例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属製）であるとしてもよい。同様に、電極端子７０等の形成材料も、他の材料であってよい。
【００５２】
本発明は、サセプタに限らず、セラミックス板とベース板とを備え、セラミックス板の表面上に対象物を保持する他の保持装置（例えば、静電チャック等）にも適用可能である。
【００５３】
また、上記実施形態における加熱装置１００の製造方法はあくまで一例であり、種々変形可能である。
【符号の説明】
【００５４】
２Ｅ：外縁  １０：保持体  １０Ａ〜１０Ｃ：グリーンシート積層体  １０Ｅ：外縁  １２：凹部  １４：ガス経路  １４Ｇ：溝  １６：真空用経路  １６Ｇ：溝  １８，１８Ｘ，１８Ｙ，１８Ｚ：真空用空洞  １８Ａ，１８ＡＸ：内周側空洞部分  １８Ｂ：第１の連続空洞部分  １８Ｃ：第２の連続空洞部分  １８Ｅ：外縁  １８Ｇ：凹部  ２０：柱状支持体  ２０Ｅ：外縁  ２２：電極用貫通孔  ２４：ガス用貫通孔  ２６：真空用貫通孔  ３０：接合層  ５０：抵抗発熱体  ５２：ビア導体  ５３：導電路  ５４：受電電極  ５６：金属ろう材  ７０：電極端子  ８２：ガス用連結孔  １００：加熱装置  Ｄ１：幅  Ｄ２：離間幅  Ｈ１：内側部分  Ｈ２：内側空洞部分  Ｏ：中心軸  Ｓ１：保持面  Ｓ２：裏面  Ｓ３：上面  Ｓ４：下面  Ｗ：半導体ウェハ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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