JP2018073919A - 保持装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来よりも安定して基材の温度を計測できる保持装置を提供する。【解決手段】保持装置１は、セラミックス焼結体からなり、上面及び該上面の反対側に位置する下面を有する板状の基材２と、基材２の下面２ｂに開口部９ａを有し、基材２の内部を基材２の外縁方向に向って延びる穴部９と、穴部９に配置され、先端部１１ａに測温部１１ｂを有する熱電対１１とを備え、基材２の上面２ａ上にウェハＷを保持する。穴部９の奥端部内面９ｄと熱電対１１の先端部１１ａとの間には、熱電対１１の先端部１１ａの押し付けに応じて変形可能な介在部材１０が配置されている。【選択図】図１
Description
本発明は、半導体製造用ウェハ等の対象物を保持する保持装置及びその製造方法に関する。
従来、半導体製造用ウェハ等の対象物を上面で保持する基材と、基材の内部に設けられた穴部と、穴部に挿入された熱電対とを備える保持装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
保持装置では、熱電対が熱によって伸縮しても先端部が穴部の奥端部内面に接触して安定して温度を計測できることが望まれる。
本発明は、以上の点に鑑み、従来よりも安定して基材の温度を計測できる保持装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
［１］上記目的を達成するため、本発明は、セラミックス焼結体からなり、上面及び該上面の反対側に位置する下面を有する板状の基材と、前記基材の下面に開口を有し、前記基材の内部を当該基材の外縁方向に向って延びる穴部と、前記穴部に配置され、先端部に測温部を有する熱電対とを備え、前記基材の上面上に対象物を保持する保持装置であって、前記穴部の奥端部内面と前記熱電対の前記先端部との間に、前記熱電対の前記先端部の押し付けに応じて変形可能な介在部材が配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、穴部の奥端部内面と熱電対の先端部との間に、熱電対の先端部の押し付けに応じて変形可能な介在部材が配置されているため、熱電対の穴部への挿入具合によって熱電対の先端部と穴部の奥端部内面との位置が多少ずれても、介在部材を介して熱電対の先端部を穴部の奥端部内面にしっかりと接触させることができる。従って、保持装置の組み立て時の熱電対の穴部への挿入作業が容易となる。
［２］また、本発明においては、前記介在部材の熱伝導率は、前記基材の熱伝導率以上であることが好ましい。かかる構成によれば、基材の熱が介在部材に伝達されて、介在部材が迅速に基材と同一温度になるため、熱電対によって、基材の温度をより適切に測定することができる。
［３］また、本発明においては、前記介在部材は、複数方向に伸縮自在であることが好ましい。かかる構成によれば、介在部材が複数方向に伸縮自在であるため、熱電対の先端部で介在部材が押し潰されたとき、熱電対の先端部が介在部材によって少なくとも一部が覆われるように介在部材が変形する。従って、介在部材と熱電対の先端部との接触面積が増加し、熱電対が基材の温度を更に適切に測定することができる。
［４］本方法の発明は、セラミックス焼結体からなり、上面及び該上面の反対側に位置する下面を有する板状の基材と、前記基材の下面に開口を有し、前記基材の内部を当該基材の外縁方向に向って延びる穴部と、前記穴部に配置され、先端部に測温部を有する熱電対とを備え、前記基材の上面上に対象物を保持する保持装置の製造方法であって、セラミックスを焼結させて前記基材を製造する焼成工程と、前記焼成工程の後に、前記基材の穴部の奥端部に、前記熱電対の前記先端部の押し付けに応じて変形可能な介在部材を配置する介在部材配置工程と、前記基材の穴部に、前記熱電対の先端部を挿入する挿入工程と、を備えることを特徴とする。
本方法の発明によれば、セラミックスを焼結させて基材を製造する焼成工程の後に、介在部材を穴部に配置する配置工程を行うため、介在部材として、セラミックスを焼結させるときの温度に耐えられる材質を選ぶ必要が無く、介在部材の材質の選択自由度を向上させることができる。
図を参照して、本発明の保持装置の実施形態を説明する。図１に示すように、本実施形態の保持装置１は、基材２と、筒状支持体３とを備える。基材２は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）に酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）を添加した素材で、直径３５０ｍｍ、厚さ２５ｍｍに形成されたものであり、対象物としてのウェハＷが保持される上面２ａと、上面２ａとは反対の下面２ｂとを備える。筒状支持体３は、一方の端面３ａと他方の端面３ｂと平滑な周面３ｃとを有する円筒形状で構成されている。筒状支持体３は、外径６５ｍｍ、内径４５ｍｍ、高さ２００ｍｍ、に形成されている。なお、筒状支持体３を角筒形状としてもよい。
筒状支持体３は中空に形成されており、一方の端面３ａと他方の端面３ｂには開口端４，５が夫々設けられている。筒状支持体３の両端部には、径方向外方へ広がるフランジ３ｄ，３ｅが全周に亘って夫々設けられている。筒状支持体３の一方の端面３ａに設けられた開口端４が、基材２の下面２ｂに接続される。
基材２には、モリブデン（Ｍｏ）製の発熱抵抗体６が埋設されている。発熱抵抗体６には、発熱抵抗体６に対して電力を供給するための棒状の配線７が筒状支持体３を通して接続されている。
筒状支持体３の周壁内には、他方の端面３ｂから一方の端面３ａに向かう方向（筒状支持体３の軸線方向）に延在する支持体側通路８が形成されている。
基材２には、支持体側通路８と連通する穴部９が設けられている。穴部９は基材２の下面２ｂに開口する開口部９ａと、開口部９ａから上面に向かって延びる縦穴部９ｂと、縦穴部９ｂの上端から基材２の径方向外方（外縁方向）へ向かって延在する横穴部９ｃとで構成されている。
図２に拡大して示すように、基材２は２つのセラミック板を重ね合わせて構成されており、一方のセラミック板の重ね合わせる側の面に横穴部９ｃに対応する溝が形成されている。そして、一方のセラミック板を縦穴部９ｂが形成された他方のセラミック板と重ね合わせて接合することにより、一方のセラミック板の溝と他方のセラミック板の重ね合わせる側の面とで、穴部９が画成される。なお、縦穴部９ｂは２つのセラミック板を接合した後に形成してもよい。
穴部９には、穴部９の奥端部内面９ｄに接触するように介在部材１０が挿入されている。介在部材１０としては、発熱抵抗体６の温度（例えば、５００度から６００度程度）に耐え得る材質（無機物または金属）であり、且つ複数方向（例えば、穴部９に配置された熱電対１１の延伸方向、及び当該延伸方向に直交する方向など）に伸縮自在であることが求められ、例えば、セラミック繊維（アルミナ、シリカ系繊維）、グラスウール、スチールウール、アスベスト、などが挙げられる。
一方、コイルばねは、一方向にのみ伸縮自在であるため、熱電対１１の先端部１１ａを覆うように伸縮することができない。このため、コイルばねは、熱電対１１と穴部９の奥端部内面９ｄとの接触面積を増加させるように伸縮することができず、介在部材としては好ましくない。
また、介在部材１０の熱伝導率は、基材２の熱伝導率以上となるように、介在部材１０の材質が選択されている。これにより、基材２の熱が介在部材１０に迅速に伝達されて、介在部材１０がスムーズに基材２と同一温度になる。よって、介在部材１０の熱伝導率を基材２の熱伝導率以上とすることによって、熱電対１１によって、基材２の温度をより適切に測定することができる。
穴部９には、介在部材１０が奥まで挿入され、その後、更に熱電対１１が挿入されている。換言すれば、穴部９を形成するための溝を備えるセラミックスを複数積層させて焼成したセラミックス焼結体を製造した後（焼成工程）、穴部９の奥端部に介在部材１０を挿入し（配置工程）、その後、穴部９に熱電対１１を挿入する（挿入工程）。介在部材１０は、穴部９の奥端部内面９ｄと熱電対１１の先端部１１ａとの間に配置されており、且つ熱電対１１の先端部１１ａの押し付けに応じて変形可能である。熱電対１１の先端部１１ａは測温部１１ｂが設けられている。
本実施形態の保持装置１によれば、穴部９の奥端部内面９ｄと熱電対１１の先端部１１ａとの間に、熱電対１１の先端部１１ａの押し付けに応じて変形可能な介在部材１０が配置されているため、熱電対１１の穴部９への挿入具合によって熱電対１１の先端部１１ａと穴部９の奥端部内面９ｄとの位置が多少ずれても、介在部材１０を介して熱電対１１の先端部１１ａを穴部９の奥端部内面９ｄにしっかりと接触させることができる。従って、保持装置１の組み立て時の熱電対１１の穴部への挿入作業が容易となる。
なお、介在部材１０の熱伝導率は、基材２の熱伝導率未満となっても、本発明の「熱電対１１の先端部を穴部の奥端部内面にしっかりと接触させることができ、安定して温度計測を行うことができる」という本発明の効果を得ることができる。また、介在部材を介して熱電対の先端部と、穴部の奥端部内面との接触面積を増やすことにより、多少熱伝導率が低い介在部材を用いても、適切な温度計測を行うことができる。
１ 保持装置
２ 基材
２ａ 上面
２ｂ 下面
３ 筒状支持体
３ａ 一方の端面
３ｂ 他方の端面
３ｃ 周面
３ｄ，３ｅ フランジ
４，５ 開口端
６ 発熱抵抗体
７ 配線
８ 支持体側通路
９ 穴部
９ａ 開口部
９ｂ 縦穴部
９ｃ 横穴部
９ｄ 奥端部内面
１０ 介在部材
１１ 熱電対
１１ａ 先端部
１１ｂ 測温部
Ｗ ウェハ（対象物）
２ 基材
２ａ 上面
２ｂ 下面
３ 筒状支持体
３ａ 一方の端面
３ｂ 他方の端面
３ｃ 周面
３ｄ，３ｅ フランジ
４，５ 開口端
６ 発熱抵抗体
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９ａ 開口部
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１１ 熱電対
１１ａ 先端部
１１ｂ 測温部
Ｗ ウェハ（対象物）
Claims (4)
- セラミックス焼結体からなり、上面及び該上面の反対側に位置する下面を有する板状の基材と、
前記基材の下面に開口を有し、前記基材の内部を当該基材の外縁方向に向って延びる穴部と、
前記穴部に配置され、先端部に測温部を有する熱電対とを備え、前記基材の上面上に対象物を保持する保持装置であって、
前記穴部の奥端部内面と前記熱電対の前記先端部との間に、前記熱電対の前記先端部の押し付けに応じて変形可能な介在部材が配置されていることを特徴とする保持装置。 - 前記介在部材の熱伝導率は、前記基材の熱伝導率以上であることを特徴とする請求項１に記載の保持装置。
- 前記介在部材は、複数方向に伸縮自在であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の保持装置。
- セラミックス焼結体からなり、上面及び該上面の反対側に位置する下面を有する板状の基材と、
前記基材の下面に開口を有し、前記基材の内部を当該基材の外縁方向に向って延びる穴部と、
前記穴部に配置され、先端部に測温部を有する熱電対と、
を備え、前記基材の上面上に対象物を保持する保持装置の製造方法であって、
セラミックスを焼結させて前記基材を製造する焼成工程と、
前記焼成工程の後に、前記基材の穴部の奥端部に、前記熱電対の前記先端部の押し付けに応じて変形可能な介在部材を配置する配置工程と、
前記基材の穴部に、前記熱電対の先端部を挿入する挿入工程と、を備えることを特徴とする保持装置の製造方法。
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| JP2016210042A JP6811583B2 (ja) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | 保持装置及びその製造方法 |
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| JP2021174586A (ja) * | 2020-04-20 | 2021-11-01 | 日本碍子株式会社 | セラミックヒータ及びその製法 |
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2016
- 2016-10-26 JP JP2016210042A patent/JP6811583B2/ja active Active
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