JP2023183628A - 基板固定装置及び基板固定装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】接着層における熱応答性及び接着性を向上させること。【解決手段】基板固定装置は、ベースプレートと、セラミック板と、接着層とを有する。セラミック板は、ベースプレートに固定され、静電力によって基板を吸着する。接着層は、ベースプレートとセラミック板とを接着する。接着層は、線状の複数の伝熱体と、樹脂とを有する。複数の伝熱体は、長手方向がセラミック板とベースプレートとの積層方向を向くように互いに隣接して配置される。樹脂は、隣接する伝熱体の間に充填され、セラミック板とベースプレートとに接着される。【選択図】図２
Description
本発明は、基板固定装置及び基板固定装置の製造方法に関する。
一般に、例えば半導体部品を製造する場合などにウエハを吸着して保持する基板固定装置は、静電チャック（ＥＳＣ：Electrostatic Chuck）とも呼ばれ、電極を内蔵するセラミック板を備える。基板固定装置は、セラミック板がベースプレートに接着された構造を有し、セラミック板に内蔵された電極に電圧を印加することにより、静電力を利用してセラミック板にウエハを吸着する。セラミック板にウエハを吸着して保持することにより、ウエハに対する例えば微細加工やエッチングなどのプロセスが効率的に行われる。
かかる基板固定装置においては、セラミック板は、例えばシリコーン樹脂系の接着剤によってベースプレートに接着される。セラミック板とベースプレートとが接着剤によって接着される場合、接着剤の厚み方向における熱抵抗が比較的に大きいため、ウエハを吸着するセラミック板からベースプレートへの熱の移動が阻害され、ウエハの温度調節の迅速性が低下することがある。これに対し、セラミック板からベースプレートへの熱伝達性を向上させるために、接着剤に代えて、長手方向の熱伝導率が高いカーボンナノチューブの集合体からなる接着層によってセラミック板をベースプレートに接着する技術が提案されている。
ところで、カーボンナノチューブの集合体からなる接着層が用いられる場合、接着層における熱応答性が改善されるものの、接着性が低下する恐れがあるという問題がある。具体的には、接着層におけるカーボンナノチューブの分子間力のみに基づきセラミック板とベースプレートとが接着される場合、セラミック板とベースプレートとの接着強度が比較的に低い。このため、セラミック板とベースプレートとの熱膨張係数の相違に起因する応力によって、接着層がセラミック板又はベースプレートから剥離してしまうことがある。
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、接着層における熱応答性及び接着性を向上させることができる基板固定装置及び基板固定装置の製造方法を提供することを目的とする。
本願の開示する基板固定装置は、一つの態様において、ベースプレートと、セラミック板と、接着層とを有する。セラミック板は、ベースプレートに固定され、静電力によって基板を吸着する。接着層は、ベースプレートとセラミック板とを接着する。接着層は、線状の複数の伝熱体と、樹脂とを有する。複数の伝熱体は、長手方向がセラミック板とベースプレートとの積層方向を向くように互いに隣接して配置される。樹脂は、隣接する伝熱体の間に充填され、セラミック板とベースプレートとに接着される。
本願の開示する基板固定装置の一つの態様によれば、接着層における熱応答性及び接着性を向上させることができる、という効果を奏する。
以下に、本願の開示する基板固定装置及び基板固定装置の製造方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により開示技術が限定されるものではない。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る基板固定装置１００の構成を示す斜視図である。図１に示す基板固定装置１００は、ベースプレート１１０にセラミック板１２０が接着された構造を有する。
図１は、第１実施形態に係る基板固定装置１００の構成を示す斜視図である。図１に示す基板固定装置１００は、ベースプレート１１０にセラミック板１２０が接着された構造を有する。
ベースプレート１１０は、例えばアルミニウムなどの金属製の円形部材である。ベースプレート１１０は、セラミック板１２０を固定する基材である。ベースプレート１１０は、例えば半導体製造装置などに取り付けられ、基板固定装置１００を、ウエハを保持する半導体保持装置として機能させる。
セラミック板１２０は、絶縁性のセラミックからなる円形部材である。セラミック板１２０の径はベースプレート１１０の径よりも小さく、セラミック板１２０は、ベースプレート１１０の中央に固定される。すなわち、セラミック板１２０の下面がベースプレート１１０に接着される接着面となり、接着面がベースプレート１１０に接着されることによりセラミック板１２０が固定される。セラミック板１２０の上面は、例えばウエハのような吸着される対象物を吸着する吸着面である。
セラミック板１２０は、導電性の電極を内蔵し、かかる電極に電圧が印加される場合に発生する静電力を利用して例えばウエハ等の対象物を吸着面に吸着する。また、セラミック板１２０は、ヒーター電極を内蔵し、電圧が印加される場合に発熱するヒーター電極によって、セラミック板１２０及びセラミック板１２０に吸着されるウエハなどの対象物の温度を調節する。
図２は、第１実施形態に係る基板固定装置１００の断面を示す模式図である。図２には、図１のＩＩ－ＩＩ線における矢視断面が示されている。図２に示すように、基板固定装置１００は、ベースプレート１１０とセラミック板１２０とが接着層１３０によって接着されて構成される。
ベースプレート１１０は、例えば厚さ２０～５０ｍｍ程度の金属製の円形部材である。ベースプレート１１０の内部には、例えば冷却水や冷却ガスなどの冷媒の通路となる冷媒通路１１１が形成されている。冷媒通路１１１を冷媒が通過することにより、セラミック板１２０が冷却される。セラミック板１２０が冷却される結果、セラミック板１２０の吸着面に吸着される例えばウエハなどの対象物が冷却される。ベースプレート１１０の上面１１０ａは、セラミック板１２０に接着される接着面であり、接着層１３０によってセラミック板１２０の下面１２０ａに接着されている。
セラミック板１２０は、例えば厚さ４～６ｍｍのセラミックからなる円形板である。セラミック板１２０は、例えば酸化アルミニウムを用いて作製されたグリーンシートを焼成することにより得られる。セラミック板１２０の下面１２０ａは、ベースプレート１１０に接着される接着面であり、接着層１３０によってベースプレート１１０の上面１１０ａに接着されている。セラミック板１２０の内部には、電極１２１及びヒーター電極１２２が形成されている。
電極１２１は、セラミック板１２０の内部に配置され、電圧が印加されることにより静電力を発生させる。この静電力により、セラミック板１２０は、吸着面となる上面１２０ｂに例えばウエハ等の対象物を吸着する。
ヒーター電極１２２は、セラミック板１２０の内部において電極１２１よりも下方に配置され、電圧が印加されることにより発熱する。このヒーター電極１２２の発熱により、セラミック板１２０は、セラミック板１２０及びセラミック板１２０の上面１２０ｂに吸着されるウエハ等の対象物を加熱する。
接着層１３０は、ベースプレート１１０とセラミック板１２０とを接着している。接着層１３０は、ベースプレート１１０とセラミック板１２０との積層方向（以下、単に「積層方向」と表記する場合がある）の熱伝導率が該積層方向に垂直な平面方向の熱伝導率よりも高い性質（以下適宜「熱的異方性」と呼ぶ）を有する。具体的には、接着層１３０は、樹脂１３２に、長手方向の熱伝導率が他の方向の熱伝導率よりも高い複数のカーボンナノチューブ１３１が埋め込まれた構造を有している。
複数のカーボンナノチューブ１３１は、炭素からなる線状の結晶であり、長手方向がベースプレート１１０とセラミック板１２０との積層方向を向くように互いに隣接した状態で配置されている。カーボンナノチューブ１３１の長手方向の熱伝導率は、セラミック板１２０の熱伝導率よりも高い。カーボンナノチューブ１３１は、伝熱体の一例である。
樹脂１３２は、隣接するカーボンナノチューブ１３１の間に充填され、セラミック板１２０とベースプレート１１０とに接着されている。樹脂１３２としては、例えば、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂等を用いることができる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、フェノール系樹脂又はシリコーン系樹脂等を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリフェニレン系樹脂、ポリエーテル系樹脂、アクリル系樹脂又はフッ素系樹脂等を用いることができる。
樹脂１３２に複数のカーボンナノチューブ１３１が埋め込まれた構造の接着層１３０によってベースプレート１１０とセラミック板１２０とを接着することで、接着剤を用いる場合と比べて、接着層１３０を介した熱の移動を円滑化することができる。このため、セラミック板１２０から接着層１３０を介したベースプレート１１０への熱伝達性が向上することから、接着層１３０における熱応答性を向上させることができる。また、樹脂１３２がセラミック板１２０とベースプレート１１０とに接着されることから、カーボンナノチューブの集合体からなる接着層を用いる場合と比べて、セラミック板１２０とベースプレート１１０との接着強度が高くなる。これにより、セラミック板１２０とベースプレート１１０との熱膨張係数の相違に起因する応力が接着層１３０に作用する場合でも、接着層１３０の剥離を抑制して、接着層１３０における接着性を向上させることができる。
また、樹脂１３２は、カーボンナノチューブ１３１の長手方向の上下端面が露出された状態でカーボンナノチューブ１３１を被覆している。これにより、カーボンナノチューブ１３１の長手方向の上端面をセラミック板１２０に接触させるとともに、下端面をベースプレート１１０に接触させることができることから、接着層１３０を介した熱の移動をより円滑化することができる。
次に、上記のように構成された基板固定装置１００の製造方法について、図３を参照ししながら説明する。図３は、第１実施形態に係る基板固定装置１００の製造方法を示すフローチャートである。
まず、ウエハ等の対象物を吸着するセラミック板１２０が形成される（ステップＳ１０１）。具体的には、例えば酸化アルミニウムを主材料とする複数のグリーンシートが作製され、適宜、グリーンシートの一面に電極１２１が形成されるとともに、他のグリーンシートの一面にヒーター電極１２２が形成される。電極１２１及びヒーター電極１２２は、例えばグリーンシートの表面に金属ペーストをスクリーン印刷することにより、形成することができる。そして、複数のグリーンシートが積層され焼成されることにより、セラミック板１２０が形成される。セラミック板１２０は、例えば図４に示すように、電極１２１の層及びヒーター電極１２２の層を内蔵する。図４は、セラミック板１２０の具体例を示す図である。なお、必要に応じて、ヒーター電極１２２は、省略されてもよい。
セラミック板１２０が形成されると、セラミック板１２０に接着層が積層される（ステップＳ１０２）。具体的には、例えば図５に示すように、複数のカーボンナノチューブ１３１と、樹脂シート１３２ａ、１３２ｂとからなる接着層１３０が樹脂シート１３２ａ側からセラミック板１２０の下面１２０ａに仮接着される。図５は、接着層積層工程の具体例を示す図である。樹脂シート１３２ａ、１３２ｂは、樹脂１３２を形成するための半硬化状態の樹脂を用いて形成されたシート状の部材であり、複数のカーボンナノチューブ１３１を挟んで支持している。樹脂シート１３２ａは、カーボンナノチューブ１３１の上端部に接続されており、樹脂シート１３２ｂは、カーボンナノチューブ１３１の下端部に接続されている。セラミック板１２０に接着層１３０が積層された段階では、接着層１３０において隣接するカーボンナノチューブ１３１の間には樹脂１３２が未だ充填されていない。
そして、接着層１３０が積層されたセラミック板１２０は、接着層１３０を介してベースプレート１１０に積層される（ステップＳ１０３）。具体的には、例えば図６に示すように、接着層１３０が積層されたセラミック板１２０が接着層１３０の樹脂シート１３２ｂ側からベースプレート１１０の上面１１０ａに仮接着される。図６は、セラミック板積層工程の具体例を示す図である。
そして、接着層１３０を介してベースプレート１１０に積層されたセラミック板１２０は、ベースプレート１１０に接着される（ステップＳ１０４）。具体的には、樹脂シート１３２ａ、１３２ｂを形成する半硬化状態の樹脂が、加熱及び加圧によって、接着層１３０において隣接するカーボンナノチューブ１３１の間に充填されるとともに、充填された樹脂がセラミック板１２０とベースプレート１１０とに接触した状態で硬化する。これにより、隣接するカーボンナノチューブ１３１の間に充填され且つセラミック板１２０とベースプレート１１０とに接着された樹脂１３２が形成される。その結果、接着層１３０によってベースプレート１１０とセラミック板１２０とが接着されて基板固定装置１００が完成する。
この基板固定装置１００では、樹脂１３２に複数のカーボンナノチューブ１３１が埋め込まれた構造の接着層１３０によってベースプレート１１０とセラミック板１２０とが接着されるため、接着層１３０における熱応答性及び接着性を向上させることができる。
以上のように、第１実施形態に係る基板固定装置（例えば、基板固定装置１００）は、ベースプレート（例えば、ベースプレート１１０）と、セラミック板（例えば、セラミック板１２０）と、接着層（例えば、接着層１３０）とを有する。セラミック板は、ベースプレートに固定され、静電力によって基板（例えば、ウエハ）を吸着する。接着層は、ベースプレートとセラミック板とを接着する。接着層は、線状の複数の伝熱体（例えば、カーボンナノチューブ１３１）と、樹脂（例えば、樹脂１３２）とを有する。複数の伝熱体は、長手方向がセラミック板とベースプレートとの積層方向を向くように互いに隣接して配置される。樹脂は、隣接する伝熱体の間に充填され、セラミック板とベースプレートとに接着される。これにより、第１実施形態に係る基板固定装置によれば、接着層における熱応答性及び接着性を向上させることができる。
また、セラミック板は、発熱する電極（例えば、ヒーター電極１２２）を内蔵してもよい。これにより、第１実施形態に係る基板固定装置によれば、セラミック板の温度及びセラミック板に吸着される基板の温度を所望の温度に調節することができる。
（第２実施形態）
第２実施形態は、接着層に加えて接着剤を用いてセラミック板とベースプレートとを接着する点が第１実施形態と異なる。
第２実施形態は、接着層に加えて接着剤を用いてセラミック板とベースプレートとを接着する点が第１実施形態と異なる。
図７は、第２実施形態に係る基板固定装置１００の断面を示す模式図である。図７において、図２と同じ部分には同じ符号を付す。図７に示す基板固定装置１００は、図２に示した各部に加えて、第１接着剤１４０及び第２接着剤１５０を有する。
第１接着剤１４０は、セラミック板１２０と接着層１３０との間に配置される。第２接着剤１５０は、ベースプレート１１０と接着層１３０との間に配置される。第１接着剤１４０及び第２接着剤１５０は、例えば接着層１３０の樹脂１３２と同じ樹脂によって形成されてもよく、樹脂１３２と異なる樹脂によって形成されてもよい。第１接着剤１４０及び第２接着剤１５０を形成する樹脂としては、例えば、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂等を用いることができる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、フェノール系樹脂又はシリコーン系樹脂等を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリフェニレン系樹脂、ポリエーテル系樹脂、アクリル系樹脂又はフッ素系樹脂等を用いることができる。
接着層１３０は、第１接着剤１４０を介してセラミック板１２０に接着されるとともに、第２接着剤１５０を介してベースプレート１１０に接着されている。換言すれば、接着層１３０、第１接着剤１４０及び第２接着剤１５０によって、セラミック板１２０がベースプレート１１０に接着されている。かかる構成により、接着層１３０のみによってセラミック板１２０がベースプレート１１０に接着される場合と比べて、セラミック板１２０とベースプレート１１０との接着強度が高くなる。
次に、上記のように構成された基板固定装置１００の製造方法について、図８を参照しながら説明する。図８は、第２実施形態に係る基板固定装置１００の製造方法を示すフローチャートである。なお、図８において、図３と同じ部分には同じ符号を付す。
ステップＳ１０１においてセラミック板１２０が形成されると、セラミック板１２０に接着層が積層される（ステップＳ２０２）。具体的には、例えば図９に示すように、複数のカーボンナノチューブ１３１と、樹脂シート１３２ａ、１３２ｂとからなる接着層１３０が樹脂シート１３２ａ側から第１接着剤１４０を介してセラミック板１２０の下面１２０ａに仮接着される。図９は、接着層積層工程の具体例を示す図である。セラミック板１２０に接着層１３０が積層された段階では、接着層１３０において隣接するカーボンナノチューブ１３１の間には樹脂１３２が未だ充填されていない。
そして、接着層１３０が積層されたセラミック板１２０は、第１接着剤１４０、接着層１３０及び第２接着剤１５０を介してベースプレート１１０に積層される（ステップＳ２０３）。具体的には、例えば図１０に示すように、接着層１３０が積層されたセラミック板１２０が、接着層１３０の樹脂シート１３２ｂ側から第２接着剤１５０を介してベースプレート１１０の上面１１０ａに仮接着される。図１０は、セラミック板積層工程の具体例を示す図である。
そして、第１接着剤１４０、接着層１３０及び第２接着剤１５０を介してベースプレート１１０に積層されたセラミック板１２０は、ベースプレート１１０に接着される（ステップＳ２０４）。具体的には、樹脂シート１３２ａ、１３２ｂを形成する半硬化状態の樹脂が、加熱及び加圧によって、接着層１３０において隣接するカーボンナノチューブ１３１の間に充填されるとともに、充填された樹脂が第１接着剤１４０と第２接着剤１５０とに接触した状態で硬化する。これにより、隣接するカーボンナノチューブ１３１の間に充填される樹脂１３２が、第１接着剤１４０を介してセラミック板１２０に接着されるとともに、第２接着剤１５０を介してベースプレート１１０に接着される。その結果、第１接着剤１４０、接着層１３０及び第２接着剤１５０によってベースプレート１１０とセラミック板１２０とが接着されて基板固定装置１００が完成する。
以上のように、第２実施形態に係る基板固定装置は、第１接着剤（例えば、第１接着剤１４０）と、第２接着剤（例えば、第２接着剤１５０）とをさらに有する。第１接着剤は、セラミック板と接着層との間に配置される。第２接着剤は、ベースプレートと接着層との間に配置される。そして、接着層は、第１接着剤を介してセラミック板に接着されるとともに、第２接着剤を介してベースプレートに接着されている。これにより、第２実施形態に係る基板固定装置によれば、接着層のみによってセラミック板がベースプレートに接着される場合と比べて、セラミック板とベースプレートとの接着強度が高くなる。
なお、本実施形態においては、セラミック板１２０がヒーター電極１２２を内蔵するが、ヒーター電極の配置はこれに限定されず種々変更することが可能である。以下、基板固定装置１００の変形例について、具体的に説明する。
図１１は、第２実施形態に係る基板固定装置１００の第１変形例を示す図である。図１１において、図７と同じ部分には同じ符号を付す。
図１１に示す変形例では、第１接着剤１４０の内部にヒーター電極１４１が配置される。ヒーター電極１４１は、電圧が印加されることにより発熱する。このヒーター電極１２２の発熱により、第１接着剤１４０は、セラミック板１２０及びセラミック板１２０の上面１２０ｂに吸着されるウエハ等の対象物を加熱する。このようにすることにより、セラミック板１２０の温度及びセラミック板１２０に吸着されるウエハ等の対象物の温度を所望の温度に調節することができる。
図１２は、第２実施形態に係る基板固定装置１００の第２変形例を示す図である。図１２において、図７と同じ部分には同じ符号を付す。
図１２に示す変形例では、第２接着剤１５０の内部にヒーター電極１５１が配置される。ヒーター電極１５１は、電圧が印加されることにより発熱する。このヒーター電極１５１の発熱により、第２接着剤１５０は、セラミック板１２０及びセラミック板１２０の上面１２０ｂに吸着されるウエハ等の対象物を加熱する。このようにすることにより、セラミック板１２０の温度及びセラミック板１２０に吸着されるウエハ等の対象物の温度を所望の温度に調節することができる。
なお、ヒーター電極は、セラミック板１２０、第１接着剤１４０及び第２接着剤１５０の内部に個別に配置されるだけでなく、セラミック板１２０、第１接着剤１４０及び第２接着剤１５０の少なくとも一つの内部に配置されてもよい。
（第３実施形態）
第３実施形態は、接着層の外側面をプラズマから保護するための構造が第１実施形態と異なる。
第３実施形態は、接着層の外側面をプラズマから保護するための構造が第１実施形態と異なる。
図１３は、第３実施形態に係る基板固定装置１００の断面を示す模式図である。図１３において、図２と同じ部分には同じ符号を付す。図１３に示す基板固定装置１００では、接着層１３０の外側面は、セラミック板１２０の外側面よりも内方側に位置している。接着層１３０の外側面は、基板固定装置１００の外周において互いに対向するセラミック板の下面１２０ａ及びベースプレート１１０の上面１１０ａと共に凹部１３５を形成している。かかる凹部１３５には、凹部１３５を塞ぐシール部材１６０が配置されている。このようにすることにより、接着層１３０の外側面をプラズマから保護することができる。
すなわち、仮にシール部材１６０が配置されない場合、基板固定装置１００が例えばウエハのプラズマエッチングに使用されることにより、接着層１３０の外側面がプラズマに暴露され、消耗する恐れがある。これに対して、接着層１３０の外側面と、互いに対向するセラミック板の下面１２０ａ及びベースプレート１１０の上面１１０ａとにより形成される凹部１３５にシール部材１６０が配置されることにより、接着層１３０の外側面へのプラズマの到達が阻止される。結果として、プラズマが接着層１３０に接触することを抑制することができることから、プラズマによる接着層１３０の消耗を抑制することができる。
次に、上記のように構成された基板固定装置１００の製造方法について、図１４を参照しながら説明する。図１４は、第３実施形態に係る基板固定装置１００の製造方法を示すフローチャートである。なお、図１４において、図３と同じ部分には同じ符号を付す。
ステップＳ１０１においてセラミック板１２０が形成されると、セラミック板１２０に接着層が積層される（ステップＳ３０２）。具体的には、例えば図１５に示すように、複数のカーボンナノチューブ１３１と、樹脂シート１３２ａ、１３２ｂとからなる接着層１３０が樹脂シート１３２ａ側からセラミック板１２０の下面１２０ａに仮接着される。図１５は、接着層積層工程の具体例を示す図である。接着層１３０は、外側面がセラミック板１２０の外側面よりも内方側に位置している。セラミック板１２０に接着層１３０が積層された段階では、接着層１３０において隣接するカーボンナノチューブ１３１の間には樹脂１３２が未だ充填されていない。
そして、接着層１３０が積層されたセラミック板１２０は、接着層１３０を介してベースプレート１１０に積層される（ステップＳ３０３）。具体的には、例えば図１６に示すように、接着層１３０が積層されたセラミック板１２０が、接着層１３０の樹脂シート１３２ｂ側からベースプレート１１０の上面１１０ａに仮接着される。図１６は、セラミック板積層工程の具体例を示す図である。
そして、接着層１３０を介してベースプレート１１０に積層されたセラミック板１２０は、ベースプレート１１０に接着される（ステップＳ３０４）。具体的には、樹脂シート１３２ａ、１３２ｂを形成する半硬化状態の樹脂が、加熱及び加圧によって、接着層１３０において隣接するカーボンナノチューブ１３１の間に充填されるとともに、充填された樹脂が第１接着剤１４０と第２接着剤１５０とに接触した状態で硬化する。これにより、隣接するカーボンナノチューブ１３１の間に充填され且つセラミック板１２０とベースプレート１１０とに接着された樹脂１３２が形成される。その結果、例えば図１７に示すように、接着層１３０によってベースプレート１１０とセラミック板１２０とが接着された基板固定装置１００の中間構造体が得られる。図１７は、中間構造体の具体例を示す図である。かかる中間構造体では、接着層１３０の外側面と、互いに対向するセラミック板１２０の下面１２０ａ及びベースプレート１１０の上面１１０ａとによって中間構造体の外周において凹部１３５が形成される。
中間構造体が得られると、中間構造体の外周における凹部１３５に、凹部１３５を塞ぐシール部材１６０が配置される（ステップＳ３０５）。具体的には、例えば環状のシール部材１６０が凹部１３５に嵌合される。環状のシール部材１６０としては、例えば、Ｏリング又はポッティング樹脂等を用いることができる。ポッティング樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂又はウレタン系樹脂等を用いることができる。凹部１３５にシール部材１６０が配置されて基板固定装置１００が完成する。
以上のように、第３実施形態に係る基板固定装置では、接着層の外側面は、セラミック板の外側面よりも内方側に位置している。接着層の外側面は、基板固定装置の外周において互いに対向するセラミック板の接着面（例えば、下面１２０ａ）及びベースプレートの接着面（例えば、上面１１０ａ）と共に凹部（例えば、凹部１３５）を形成する。凹部には、凹部を塞ぐシール部材（例えば、シール部材１６０）が配置される。これにより、第３実施形態に係る基板固定装置によれば、基板固定装置１００が例えばウエハのプラズマエッチングに使用される場合であっても、プラズマによる接着層の消耗を抑制することができる。
（第４実施形態）
第４実施形態は、第３実施形態における接着層１３０及びシール部材１６０の構造のバリエーションに関する。
第４実施形態は、第３実施形態における接着層１３０及びシール部材１６０の構造のバリエーションに関する。
図１８は、第４実施形態に係る基板固定装置１００の断面を示す模式図である。図１８において、図１３と同じ部分には同じ符号を付す。図１８に示す基板固定装置１００では、接着層１３０が、樹脂１３２として、互いに分離された第１樹脂１３２Ａ及び第２樹脂１３２Ｂを有する。第１樹脂１３２Ａは、カーボンナノチューブ１３１の上端部を被覆しており、セラミック板１２０に接着されている。第２樹脂１３２Ｂは、カーボンナノチューブ１３１の下端部を被覆しており、ベースプレート１１０に接着されている。そして、シール部材１６０は、第１樹脂１３２Ａと第２樹脂１３２Ｂとの間に空隙が形成されるようにセラミック板１２０とベースプレート１１０との間隔を保持している。すなわち、シール部材１６０は、第１樹脂１３２Ａと第２樹脂１３２Ｂとを互いに接触させない程度の厚みを有している。このようにすることにより、セラミック板１２０とベースプレート１１０との熱膨張係数の相違に起因する応力が接着層１３０に作用する場合でも、第１樹脂１３２Ａと第２樹脂１３２Ｂとの間の空隙に応力を吸収させて接着層１３０の破損を抑止することができる。
次に、上記のように構成された基板固定装置１００の製造方法について、図１９を参照しながら説明する。図１９は、第４実施形態に係る基板固定装置１００の製造方法を示すフローチャートである。なお、図１９において、図１４と同じ部分には同じ符号を付す。
ステップＳ３０３においてセラミック板１２０が接着層１３０を介してベースプレート１１０に積層されることにより、接着層１３０の外側面は、互いに対向するセラミック板の下面１２０ａ及びベースプレート１１０の上面１１０ａと共に凹部１３５を形成する。かかる凹部１３５に、凹部１３５を塞ぐシール部材１６０が配置される（ステップＳ４０４）。具体的には、例えば図２０に示すように、環状のシール部材１６０が凹部１３５の底面に載置される。図２０は、シール部材配置工程の具体例を示す図である。環状のシール部材１６０としては、例えば、Ｏリング又は樹脂スペーサ等を用いることができる。
シール部材１６０が配置されると、セラミック板１２０がベースプレート１１０に接着される（ステップＳ４０５）。具体的には、樹脂シート１３２ａを形成する半硬化状態の樹脂が、加熱及び加圧によって、接着層１３０において隣接するカーボンナノチューブ１３１の上端部の間に充填されるとともに、充填された樹脂がセラミック板１２０に接触した状態で硬化する。これにより、隣接するカーボンナノチューブ１３１の上端部の間に充填され且つセラミック板１２０に接着された第１樹脂１３２Ａが形成される。また、樹脂シート１３２ｂを形成する半硬化状態の樹脂が、加熱及び加圧によって、接着層１３０において隣接するカーボンナノチューブ１３１の下端部の間に充填されるとともに、充填された樹脂がベースプレート１１０に接触した状態で硬化する。これにより、隣接するカーボンナノチューブ１３１の下端部の間に充填され且つベースプレート１１０に接着された第２樹脂１３２Ｂが形成される。第１樹脂１３２Ａ及び第２樹脂１３２Ｂが形成される際に、第１樹脂１３２Ａと第２樹脂１３２Ｂとの間に空隙が形成されるように、ベースプレート１１０とセラミック板１２０との間隔がシール部材１６０によって保持される。ベースプレート１１０とセラミック板１２０との間隔が所望の間隔に到達すると、加熱及び加圧が解除され、接着層１３０によってベースプレート１１０とセラミック板１２０とが接着された基板固定装置１００が完成する。
以上のように、第４実施形態に係る基板固定装置では、接着層は、樹脂として、互いに分離された第１樹脂（例えば、第１樹脂１３２Ａ）及び第２樹脂（例えば、第２樹脂１３２Ｂ）を有する。第１樹脂は、伝熱体（例えば、カーボンナノチューブ１３１）の一方の端部（例えば、上端部）を被覆し、セラミック板に接着される。第２樹脂は、伝熱体の他方の端部（例えば、下端部）を被覆し、ベースプレートに接着される。シール部材は、第１樹脂と第２樹脂との間に空隙が形成されるようにセラミック板とベースプレートとの間隔を保持する。これにより、第４実施形態に係る基板固定装置によれば、接着層の破損を抑止することができる。
１００ 基板固定装置
１１０ ベースプレート
１１０ａ 上面
１１１ 冷媒通路
１２０ セラミック板
１２０ａ 下面
１２０ｂ 上面
１２１ 電極
１２２ ヒーター電極
１３０ 接着層
１３１ カーボンナノチューブ
１３２ 樹脂
１３２ａ 樹脂シート
１３２Ａ 第１樹脂
１３２ｂ 樹脂シート
１３２Ｂ 第２樹脂
１３５ 凹部
１４０ 第１接着剤
１４１ ヒーター電極
１５０ 第２接着剤
１５１ ヒーター電極
１６０ シール部材
１１０ ベースプレート
１１０ａ 上面
１１１ 冷媒通路
１２０ セラミック板
１２０ａ 下面
１２０ｂ 上面
１２１ 電極
１２２ ヒーター電極
１３０ 接着層
１３１ カーボンナノチューブ
１３２ 樹脂
１３２ａ 樹脂シート
１３２Ａ 第１樹脂
１３２ｂ 樹脂シート
１３２Ｂ 第２樹脂
１３５ 凹部
１４０ 第１接着剤
１４１ ヒーター電極
１５０ 第２接着剤
１５１ ヒーター電極
１６０ シール部材
Claims (9)
- ベースプレートと、
前記ベースプレートに固定され、静電力によって基板を吸着するセラミック板と、
前記ベースプレートと前記セラミック板とを接着する接着層と
を有し、
前記接着層は、
長手方向が前記セラミック板と前記ベースプレートとの積層方向を向くように互いに隣接して配置された線状の複数の伝熱体と、
隣接する前記伝熱体の間に充填され、前記セラミック板と前記ベースプレートとに接着される樹脂と
を有することを特徴とする基板固定装置。 - 前記セラミック板と前記接着層との間に配置された第１接着剤と、
前記ベースプレートと前接着層との間に配置された第２接着剤と
をさらに有し、
前記接着層は、前記第１接着剤を介して前記セラミック板に接着されるとともに、前記第２接着剤を介して前記ベースプレートに接着される、請求項１に記載の基板固定装置。 - 前記セラミック板、前記第１接着剤及び前記第２接着剤の少なくとも一つは、発熱する電極を内蔵する、請求項２に記載の基板固定装置。
- 前記接着層の外側面は、
前記セラミック板の外側面よりも内方側に位置し、当該基板固定装置の外周において互いに対向する前記セラミック板の接着面及び前記ベースプレートの接着面と共に凹部を形成し、
前記凹部には、前記凹部を塞ぐシール部材が配置されることを特徴とする請求項１に記載の基板固定装置。 - 前記接着層は、前記樹脂として、互いに分離された第１樹脂及び第２樹脂を有し、
前記第１樹脂は、
前記伝熱体の一方の端部を被覆し、前記セラミック板に接着され、
前記第２樹脂は、
前記伝熱体の他方の端部を被覆し、前記ベースプレートに接着され、
前記シール部材は、前記第１樹脂と前記第２樹脂との間に空隙が形成されるように前記セラミック板と前記ベースプレートとの間隔を保持することを特徴とする請求項４に記載の基板固定装置。 - 発熱する電極を内蔵するセラミック板を形成し、
長手方向が前記セラミック板とベースプレートとの積層方向を向くように互いに隣接して配置された線状の複数の伝熱体と、前記伝熱体の端部に接続された樹脂シートとからなる接着層を前記セラミック板に積層し、
前記接着層を介して前記セラミック板を前記ベースプレートに積層し、
加熱及び加圧によって前記接着層において隣接する前記伝熱体の間に前記樹脂シートを形成する樹脂を充填して前記セラミック板と前記ベースプレートとに接着させることにより前記セラミック板を前記ベースプレートに接着する
工程を有することを特徴とする基板固定装置の製造方法。 - 前記接着層を積層する工程は、
第１接着剤を介して前記接着層を前記セラミック板に積層し、
前記セラミック板を積層する工程は、
前記第１接着剤、前記接着層及び第２接着剤を介して前記セラミック板を前記ベースプレートに積層し、
前記セラミック板を接着する工程は、
前記接着層において隣接する前記伝熱体の間に充填される前記樹脂を前記第１接着剤を介して前記セラミック板に接着するとともに、前記第２接着剤を介して前記ベースプレートに接着する
ことを特徴とする請求項６に記載の基板固定装置の製造方法。 - 前記接着層を積層する工程は、
外側面が前記セラミック板の外側面よりも内方側に位置する前記接着層を前記セラミック板に積層し、
前記セラミック板を接着する工程の後の前記接着層の外側面と、互いに対向する前記セラミック板の接着面及び前記ベースプレートの接着面とによって形成される凹部に、当該凹部を塞ぐシール部材を配置する工程をさらに有する
ことを特徴とする請求項６に記載の基板固定装置の製造方法。 - 前記接着層を積層する工程は、
前記伝熱体と、前記伝熱体の一方の端部に接続された第１樹脂シートと、前記伝熱体の他方の端部に接続された第２樹脂シートとからなる接着層であって、外側面が前記セラミック板の外側面よりも内方側に位置する前記接着層を前記セラミック板に積層し、
前記セラミック板を積層する工程の後の前記接着層の外側面と、互いに対向する前記セラミック板の接着面及び前記ベースプレートの接着面とによって形成される凹部に、当該凹部を塞ぐシール部材を配置する工程をさらに有し、
前記セラミック板を接着する工程は、
加熱及び加圧によって前記接着層において隣接する前記伝熱体の一方の端部の間に前記第１樹脂シートを形成する第１樹脂を充填するとともに、隣接する前記伝熱体の他方の端部の間に前記第２樹脂シートを形成する第２樹脂を充填し、
前記第１樹脂と前記第２樹脂との間に空隙が形成されるように前記ベースプレートと前記セラミック板との間隔を前記シール部材によって保持する
ことを特徴とする請求項６に記載の基板固定装置の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022097236A JP2023183628A (ja) | 2022-06-16 | 2022-06-16 | 基板固定装置及び基板固定装置の製造方法 |
| US18/334,662 US20230411199A1 (en) | 2022-06-16 | 2023-06-14 | Substrate fixing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022097236A JP2023183628A (ja) | 2022-06-16 | 2022-06-16 | 基板固定装置及び基板固定装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023183628A true JP2023183628A (ja) | 2023-12-28 |
Family
ID=89169407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022097236A Pending JP2023183628A (ja) | 2022-06-16 | 2022-06-16 | 基板固定装置及び基板固定装置の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230411199A1 (ja) |
| JP (1) | JP2023183628A (ja) |
-
2022
- 2022-06-16 JP JP2022097236A patent/JP2023183628A/ja active Pending
-
2023
- 2023-06-14 US US18/334,662 patent/US20230411199A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20230411199A1 (en) | 2023-12-21 |
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