CN113396535A - 试样保持工具 - Google Patents

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Abstract

试样保持工具(100)具备绝缘基体(1)和发热电阻体(4)，还具备支承体(2)和接合材料(3)。绝缘基体(1)是具有第1面(1a)以及与该第1面(1a)相反的一侧的第2面(1b)的陶瓷体，发热电阻体(4)设置在绝缘基体(1)的第2面(1b)。绝缘基体(1)的第2面(1b)具有发热电阻体(4)所在的第1部分(21)、包围第1部分(21)的周围的第2部分(22)、以及设置在第1部分(21)与第2部分(22)之间的槽部(23)。该第1部分(21)的表面粗糙度比第2部分(22)的表面粗糙度大。

Description

试样保持工具
技术领域
本公开涉及在半导体集成电路的制造工序或液晶显示装置的制造工序等中使用的保持半导体晶片等试样的试样保持工具。
背景技术
现有技术的一个例子记载在专利文献1。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-222978号公报
发明内容
本公开的试样保持工具是如下的结构，即，具备：
板状的绝缘基体，具有作为试样保持面的第1面以及与该第1面相反的一侧的第2面；以及
发热电阻体，设置在所述绝缘基体的所述第2面，
所述第2面具有所述发热电阻体所在的第1部分、包围所述第1部分的周围的第2部分、以及设置在所述第1部分与所述第2部分之间的槽部，
所述第1部分的表面粗糙度比所述第2部分的表面粗糙度大。
附图说明
本公开的目的、特点以及优点，会通过下述的详细说明和附图而变得更加明确。
图1是示出第1实施方式的试样保持工具的剖视图。
图2是对图1的区域A所示的外周部分周边进行了放大的局部放大剖视图。
图3是对第2实施方式的外周部分周边进行了放大的局部放大剖视图。
图4是对第3实施方式的外周部分周边进行了放大的局部放大剖视图。
图5是对第4实施方式的外周部分周边进行了放大的局部放大剖视图。
图6是对第5实施方式的外周部分周边进行了放大的局部放大剖视图。
图7是对第6实施方式的第1贯通孔周边进行了放大的局部放大剖视图。
具体实施方式
作为本公开的试样保持工具作为基础的结构的用于半导体制造装置等的试样保持工具，已知有静电卡盘。静电卡盘在陶瓷板的主面设置有凹部，在该凹部内设置有电极。
在该静电卡盘中，若对电极施加高频信号，则因在电极(发热电阻体)与陶瓷板(绝缘基体)的外周部之间产生的等离子体，存在产生绝缘损伤的担忧。
以下，参照附图对试样保持工具100进行说明。图1是示出第1实施方式的试样保持工具的剖视图。图2是对图1的区域A所示的外周部分周边进行了放大的局部放大剖视图。试样保持工具100具备绝缘基体1和发热电阻体4，还具备支承体2和接合材料3。
绝缘基体1是具有第1面1a以及与该第1面1a相反的一侧的第2面1b的陶瓷体，第1面1a是为了保持试样而均匀地平坦的试样保持面。绝缘基体1是板状的构件，外形形状没有限定，例如也可以是圆板状或方板状等。
绝缘基体1例如包含陶瓷材料。作为陶瓷材料，例如能够设为氧化铝、氮化铝、氮化硅或氧化钇等。绝缘基体1的外形尺寸例如能够使直径(或边长)为200～500mm，厚度为2～15mm。
发热电阻体4设置在绝缘基体1的第2面1b。发热电阻体4例如包含铂、AgPb、钨或钼等金属材料，调整电阻值使得通过通电发热。电阻值例如能够在金属材料中混合陶瓷材料等非导电性材料，通过混合比例进行调整。发热电阻体4的形状例如可以是带状、弯折状、格子状(网格状)等。
试样保持工具100例如在比作为试样保持面的绝缘基体1的第1面1a靠上方，使等离子体产生而被使用。等离子体例如能够通过对设置在外部的多个电极间施加高频，使位于电极间的气体激发而产生。
支承体2为金属制，是用于支承绝缘基体1的构件。作为金属材料，例如能够使用铝。支承体2的外形形状没有特别限定，可以是圆形形状或四边形形状。支承体2的外形尺寸例如能够使直径(或边长)为200～500mm，厚度为10～100mm。支承体2可以是与绝缘基体1相同的外形形状，也可以是不同的外形形状，可以是相同的外形尺寸，也可以是不同的外形尺寸。
支承体2和绝缘基体1经由接合材料3接合。具体地，均匀地平坦的支承体2的第1面2a和绝缘基体1的第2面1b通过接合材料3接合。支承体2的第1面2a的外形和绝缘基体1的第2面1b的外形例如相同，接合材料3遍及支承体2的第1面2a以及绝缘基体1的第2面1b的整个面而接合。作为接合材料3，例如能够使用树脂材料的粘接剂。作为树脂材料，例如能够使用硅酮树脂等。此外，接合材料3介于设置在绝缘基体1的第2面1b的发热电阻体4与支承体2的第1面2a之间，由此能够确保发热电阻体4与支承体2的电绝缘性。
如图1所示，在绝缘基体1设置有从第1面1a贯通至第2面1b的贯通孔(以下，称为“第1贯通孔”)9。此外，在支承体2设置有从第1面(一个主面)2a贯通至与该第1面2a相反的一侧的第2面(另一个主面)2b的第2贯通孔7。第2贯通孔7与第1贯通孔9连通，成为从绝缘基体1的第1面1a通过接合材料3连续至支承体2的第2面2b的孔。第2贯通孔7以及第1贯通孔9例如设置为用于使氦等气体从支承体2的第2面2b侧流入作为试样保持面的绝缘基体1的第1面1a侧的气体流入孔。
当在比作为试样保持面的第1面1a靠上方使等离子体产生时，为了不使等离子体通过第1贯通孔9进入至支承体2侧，也可以在支承体2的第2贯通孔7内部设置多孔质构件5。作为多孔质构件5，例如能够使用氧化铝等陶瓷多孔质材料。多孔质构件5具有能够使气体从上面流到下面的程度的气孔率。因此，通过使多孔质构件5位于第2贯通孔7的内部，在使气体在第1贯通孔9中流动的同时降低等离子体到达支承体2侧的担忧。作为多孔质构件5的气孔率，例如能够设定为40～60％。
本实施方式的绝缘基体1的第2面1b具有发热电阻体4所在的第1部分21、包围第1部分21的周围的第2部分22、以及设置在第1部分21与第2部分22之间的槽部(以下，称为“第1槽部”)23。此外，接合材料3将第1部分21和支承体2的第1面2a接合，将第2部分22和支承体2的第1面2a接合，进入至第1槽部23的内部。第1贯通孔9在第1部分21开口。在本实施方式中，例如，第2面1b是圆形形状，第2部分22是第2面1b的外周的圆环状的部分，第1部分21是被第2部分22包围的与第2面1b同心且小径的圆形形状的部分，第1槽部23在第1部分21与第2部分22之间设置为圆周状。该第1部分21的表面粗糙度比第2部分22的表面粗糙度大。另外，第1部分21的表面粗糙度是在第1部分21之中除了设置有发热电阻体4的部分以外，绝缘基体1表面的露出的部分的表面粗糙度，不包含发热电阻体4的表面的表面粗糙度。
如上所述，在比第1面1a靠上方产生的等离子体通过第1贯通孔9在绝缘基体1的第2面1b附近漏出，或者从绝缘基体1的外周绕入至第2面1b，由此存在因等离子体而产生发热电阻体4与绝缘基体1的第2部分22之间的绝缘损伤的担忧。在本实施方式中，通过在第1部分21与第2部分22之间设置第1槽部23，使发热电阻体4与第2面1b的第2部分22的沿面距离变大，通过使第1部分21的表面粗糙度比第2部分22的表面粗糙度大，能够使发热电阻体4与第2面1b的第2部分22的沿面距离进一步变大，能够抑制绝缘损伤的产生。
第1部分21以及第2部分22的表面粗糙度例如由遵循JISB0601的Ra(算术平均粗糙度)表示，第1部分21的表面粗糙度Ra例如为1.0～2.0μm，第2部分22的表面粗糙度Ra例如为0.1～0.5μm。
对于第1槽部23的表面粗糙度，没有特别限定，但是也可以使其比第2部分22的表面粗糙度大。另外，第1槽部23的表面粗糙度Ra是底面部分的表面粗糙度Ra，例如为1.0～2.0μm。通过使第1槽部23的表面粗糙度比第2部分22的表面粗糙度大，能够使沿面距离进一步变大，抑制绝缘损伤的产生。
图3是对第2实施方式的外周部分周边进行了放大的局部放大剖视图。本实施方式的试样保持工具100，仅外周部分的结构与第1实施方式不同，对于与第1实施方式同样的结构省略详细的说明。
在第1实施方式中，使第1部分21距第1面1a的距离和第2部分22距第1面1a的距离相同。相对于此，在本实施方式中，使第1部分21距第1面1a的距离比第2部分22A距第1面1a的距离大。绝缘基体1的第1面1a是均匀地平坦的面，所谓从第1面1a到第1部分21以及第2部分22A为止的距离是第1部分21中的绝缘基体1的厚度以及第2部分22A中的绝缘基体1的厚度。即，在本实施方式中，使第1部分21中的绝缘基体1的厚度比第2部分22A中的绝缘基体1的厚度大。换言之，使外周的第2部分22A的厚度比第1部分21的厚度小。
此外，在支承体2距第1面2a的距离中，到第2部分22A为止的距离比到第1部分21为止的距离大。于是，关于接合材料3的厚度，与第1部分21的内侧相比，第2部分22A的外周侧变得更大。由于接合材料3越厚传热阻力越大，所以对于原本容易向支承体2热移动的外周侧，使接合材料3的厚度变大，抑制从第2部分22A向支承体2的热移动。由此，在试样保持面，能够使外周侧与内侧的表面温度的温度差变小，提高均热性。
图4是对第3实施方式的外周部分周边进行了放大的局部放大剖视图。本实施方式的试样保持工具100，仅外周部分的结构与第1实施方式不同，对于与第1实施方式同样的结构省略详细的说明。
在第1实施方式中，使第1部分21距第1面1a的距离和第2部分22距第1面1a的距离相同。相对于此，在本实施方式中，使第1部分21距第1面1a的距离比第2部分22B距第1面1a的距离小。即，在本实施方式中，使第1部分21中的绝缘基体1的厚度比第2部分22B中的绝缘基体1的厚度小。换言之，使外周的第2部分22B的厚度比第1部分21的厚度大。
虽然存在从设置在第1部分21的发热电阻体4朝向外周的第2部分22产生电弧放电的担忧，但是由于第2部分22B的厚度大，所以放电路径成为非直线，能够抑制电弧放电的产生。
图5是对第4实施方式的外周部分周边进行了放大的局部放大剖视图。本实施方式的试样保持工具100，仅外周部分的结构与第1实施方式不同，对于与第1实施方式同样的结构省略详细的说明。
在第1实施方式中，第1槽部23的边缘部分以及第1槽部23的内壁面与底面交叉的交叉部分均为角部，例如，因来自外部的机械性冲击或由热等引起的冲击而产生的应力集中在该角部，存在产生裂纹、缺口的担忧。相对于此，在本实施方式中，第1槽部23A的边缘部分以及第1槽部23A的内壁面与底面交叉的交叉部分成为R形状，能够使产生的应力分散而抑制裂纹、缺口的产生。
图6是对第5实施方式的外周部分周边进行了放大的局部放大剖视图。本实施方式的试样保持工具100，仅外周部分的结构与第1实施方式不同，对于与第1实施方式同样的结构省略详细的说明。
在第1实施方式中，第1槽部23的宽度从开口到底面固定。相对于此，在本实施方式中，使第1槽部23A的宽度随着从开口朝向底面而变小。第1槽部23A的内部空间的大小相对变小，被填充的接合材料3的量也变小。如前述的那样，由于接合材料3是使热阻变大的材料，所以如果填充的接合材料3的量变小，则热阻变小。与第1槽部23A对置的第1面1a的部分虽然容易因由发热电阻体4产生的热而过热，但是由于第1槽部23A内的热阻小，所以热向支承体2移动，可抑制过热。
图7是对第6实施方式的第1贯通孔周边进行了放大的局部放大剖视图。本实施方式的试样保持工具100，仅第1贯通孔周边的结构与第1实施方式不同，对于与第1实施方式同样的结构省略详细的说明。
本实施方式的绝缘基体1的第2面1b还具有位于第1贯通孔9的开口周围的第3部分24和设置在第1部分21与第3部分24之间的第2槽部25。第3部分24是相当于上述的实施方式中的第1部分21的一部分的部分，是与第1贯通孔9的开口周围接触的环状部分。环状的第3部分24被第1部分21包围，第2槽部25位于第1部分21与第3部分24之间。
在本实施方式中，第1部分21的表面粗糙度比第3部分24的表面粗糙度大。如上所述，等离子体通过第1贯通孔9在绝缘基体1的第2面1b附近漏出，由此存在因等离子体而产生发热电阻体4与绝缘基体1的第3部分24之间的绝缘损伤的担忧。在本实施方式中，通过在第1部分21与第3部分24之间设置第2槽部25，使发热电阻体4与第2面1b的第3部分24的沿面距离变大，通过使第1部分21的表面粗糙度比第3部分24的表面粗糙度大，能够使发热电阻体4与第2面1b的第3部分24的沿面距离进一步变大，能够抑制绝缘损伤的产生。第3部分24的表面粗糙度Ra例如为0.1～0.5μm。
对于第2槽部25的表面粗糙度，没有特别限定，但是也可以使其比第3部分24的表面粗糙度大。另外，第2槽部25的表面粗糙度Ra与第1槽部23同样，是底面部分的表面粗糙度Ra，例如为1.0～2.0μm。通过使第2槽部25的表面粗糙度比第3部分24的表面粗糙度大，能够使沿面距离进一步变大，抑制绝缘损伤的产生。
本公开可以是下一实施方式。
本公开的试样保持工具是如下的结构，即，具备：
板状的绝缘基体，具有作为试样保持面的第1面以及与该第1面相反的一侧的第2面；以及
发热电阻体，设置在所述绝缘基体的所述第2面，
所述第2面具有所述发热电阻体所在的第1部分、包围所述第1部分的周围的第2部分、以及设置在所述第1部分与所述第2部分之间的槽部，
所述第1部分的表面粗糙度比所述第2部分的表面粗糙度大。
根据本公开的试样保持工具，能够使发热电阻体与第2面的第2部分的沿面距离变大，能够抑制绝缘损伤的产生。
以上，虽然对本公开进行了详细的说明，但是本公开并不限定于上述的实施方式，在不脱离本公开的主旨的范围内能够进行各种变更、改良等。例如，接合材料3不需要位于绝缘基体1的第2面1b与支承体2的第1面2a之间的整体，而只要设置在一部分即可。
符号说明
1：绝缘基体；
1a：第1面；
1b：第2面；
2：支承体；
2a：第1面；
2b：第2面；
3：接合材料；
4：发热电阻体；
5：多孔质构件；
7：第2贯通孔；
9：第1贯通孔；
21：第1部分；
22：第2部分；
22A：第2部分；
22B：第2部分；
23：第1槽部；
23A：第1槽部；
24：第3部分；
25：第2槽部；
100：试样保持工具。

Claims (8)

1.一种试样保持工具，具备：
板状的绝缘基体，具有作为试样保持面的第1面以及与该第1面相反的一侧的第2面；以及
发热电阻体，设置在所述绝缘基体的所述第2面，
所述第2面具有所述发热电阻体所在的第1部分、包围所述第1部分的周围的第2部分、以及设置在所述第1部分与所述第2部分之间的槽部，
所述第1部分的表面粗糙度比所述第2部分的表面粗糙度大。
2.根据权利要求1所述的试样保持工具，其中，
所述槽部的表面粗糙度比所述第2部分的表面粗糙度大。
3.根据权利要求1或2所述的试样保持工具，其中，
所述第1部分距所述第1面的距离比所述第2部分距所述第1面的距离大。
4.根据权利要求1或2所述的试样保持工具，其中，
所述第1部分距所述第1面的距离比所述第2部分距所述第1面的距离小。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的试样保持工具，其中，
所述槽部的边缘部分以及所述槽部的内壁面与底面交叉的交叉部分为R形状。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的试样保持工具，其中，
所述槽部的宽度随着从开口朝向底面而变小。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的试样保持工具，其中，
所述绝缘基体具有从所述第1面贯通至所述第2面的贯通孔，
所述第2面还具有位于所述贯通孔的开口周围的第3部分和设置在所述第1部分与所述第3部分之间的第2槽部，
所述第1部分的表面粗糙度比所述第3部分的表面粗糙度大。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的试样保持工具，其中，
所述试样保持工具还具备支承所述绝缘基体的所述第2面的金属制的支承体。
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