JP6715757B2 - 載置部材およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウエハなどの対象物が載置される板状の基体を備えている載置部材およびその製造方法に関する。

載置部材の基体の下面から延在して当該基体の内部に形成された案内通路の閉塞部に熱電対の測温部を当接させるように、当該熱電対を案内通路に案内するための技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。具体的には、案内通路の開放端部に筒状のガイドが差し込まれて基体に対して拡散接合され、外方かつ上方に傾斜するように延在するガイドの中空穴を通して熱電対が案内通路に案内されている。

特許第５５０１４６７号公報

しかし、ガイドに挿通された状態の熱電対が案内通路に押し込まれる際、案内通路の途中の壁面に当接して動きが滞った場合、熱電対を引き戻したうえで押し戻したとしても、熱電対が再び同じように案内通路の途中の壁面に当接して動きが滞る可能性が高い。このため、熱電対の測温部が設計上は案内通路の閉塞端部に到達しているものの、実際上は案内通路の閉塞端部に到達しておらず、基体の所望箇所の温度測定精度が低下する可能性がある。

そこで、本発明は、熱電対等の測温用配線の測温素子を、基体に形成された案内通路の所望の位置に、より確実に配置しうる載置部材およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の載置部材は、対象物が載置される上面および前記上面の反対側の下面を有する板状の基体と、前記基体の下面において開口する開口部から延在して前記基体の内部において屈曲または湾曲する箇所を有する案内通路と、前記案内通路において屈曲または湾曲している箇所に少なくとも一部が配置されている筒状部材と、前記筒状部材を貫通した状態で前記案内通路に配置されている測温用配線と、を備え、前記測温用配線に設けられた測温素子が、前記案内通路を通る経路において、前記案内通路の屈曲または湾曲する箇所の少なくとも一部よりも前記開口部から離れた所定の位置に配置されている載置部材であって、前記筒状部材が、前記基体に対して可動に固定されていることを特徴とする。

本発明の載置部材によれば、測温用配線が挿通（または筒状部材の内部空間に配置）されている筒状部材に対して当該測温用配線を動かすことができるのみならず、案内通路において基体に固定されている筒状部材を基体に対して動かすことができる。このため、例えば、測温用配線のうち筒状部材から案内通路の奥または先端部に向かって突出している部分の案内通路における可動スペースの広狭（または形状）を変化させることにより、基体の案内通路の壁面と測温用配線との当接態様を先行技術よりも高い自由度で変化させることができる。よって、測温用配線の測温素子を、基体に形成された案内通路の所定の位置により確実に配置することができる。

本発明の載置部材において、前記筒状部材は、その外側面が前記案内通路を形成する前記基体の壁面に対して当接している状態で、前記壁面に対して変位可能に構成されていることが好ましい。

当該構成の載置部材によれば、基体に対して筒状部材をその軸線方向に変位させ、これに代えてまたは加えて、その軸線回りに回動させることができる。これにより、基体の案内通路の壁面と測温用配線との当接態様を先行技術よりも高い自由度で変化させることができる。筒状部材の中空部が偏心している（または筒状部材の中心軸線および中空部の中心軸線が離間している）場合、当該自由度のさらなる向上が図られる。よって、測温用配線の測温素子を、基体に形成された案内通路の所望の位置により確実に配置することができる。

本発明の載置部材において、前記基体がセラミックスからなり、前記筒状部材の少なくとも外側面が、カーボン、窒化ホウ素、耐熱温度が１５０℃以上のスーパーエンジニアリニングプラスチック、チタン化合物、クロム化合物から選択される少なくとも１つの素材により形成されていることが好ましい。

当該構成の載置部材によれば、基体に対する筒状部材の摩擦係数の低下を図り、その結果として基体に対して筒状部材を円滑にその軸線方向に変位させ、これに代えてまたは加えて、円滑にその軸線回りに回動させることができる。よって、測温用配線の測温素子を、基体に形成された案内通路の所望の位置により確実に配置することができる。

本発明の載置部材において、前記筒状部材が、前記案内通路の屈曲または湾曲している箇所の形状に適合するように弾性変形可能に構成されていることが好ましい。

当該構成の載置部材によれば、筒状部材を少なくとも部分的に弾性変形させて、案内通路の屈曲箇所または湾曲箇所の形状に適合させることができる。このため、基体の案内通路の壁面と測温用配線との当接態様をさらに高い自由度で変化させることができる。よって、測温用配線の測温素子を、基体に形成された案内通路の所望の位置により確実に配置することができる。

本発明の載置部材において、前記筒状部材が、合成樹脂および金属から選択される１つの材料により形成されていることが好ましい。

当該構成の載置部材によれば、筒状部材の機械的強度を確保しながらも、筒状部材を少なくとも部分的に弾性変形させて、案内通路の屈曲箇所または湾曲箇所の形状に適合させることができる。このため、基体の案内通路の壁面と測温用配線との当接態様をさらに高い自由度で変化させることができる。よって、測温用配線の測温素子を、基体に形成された案内通路の所望の位置により確実に配置することができる。

本発明の載置部材の製造方法は、対象物が載置される上面および前記上面の反対側の下面を有する板状の基体と、前記基体の下面において開口する開口部から延在して前記基体の内部において屈曲または湾曲する箇所を有する案内通路と、前記案内通路に配置された測温用配線と、を備え、前記測温用配線に設けられた測温素子が、前記案内通路を通る経路において、前記案内通路の屈曲または湾曲する箇所の少なくとも一部よりも前記開口部から離れた所定の位置に配置されている載置部材の製造方法であって、前記案内通路を有する前記基体を準備する第１工程と、筒状部材を前記案内通路に対して前記基体の下面の開口部から挿入する第２工程と、前記測温用配線を前記案内通路に対して前記基体の下面の開口部から挿入し前記測温素子を前記所定の位置に到達させる第３工程と、を有し、前記第３工程は、前記測温用配線が前記筒状部材の内部空間に配置された状態で前記案内通路に挿入された前記筒状部材を動かしながら前記測温用配線を挿入する工程を含むことを特徴とする。

本発明の載置部材の製造方法によれば、測温用配線が挿通されている筒状部材に対して当該測温用配線を動かすことができるのみならず、筒状部材を基体に対して動かすことができる。このため、基体の案内通路の壁面と測温用配線との当接態様を先行技術よりも高い自由度で変化させることができる。よって、測温用配線の測温素子を、基体に形成された案内通路の所望の位置により確実に配置することができる。なお、第２工程において筒状部材に測温用配線が挿通されていてもよい。

本発明の第１実施形態としての載置部材の構成説明図。 本発明の第２実施形態としての載置部材の構成説明図。 本発明の他の実施形態としての載置部材の構成説明図。

（第１実施形態）
（構成）
図１に示されている本発明の第１実施形態としての載置部材は、略平板状の基体１を備えている。本実施形態では、基体１は、セラミックス焼結体により構成されている。なお、基体１が、ガラスまたは金属など、セラミックスとは異なる素材により構成されていてもよい。基体１は、ウエハまたは基板などの対象物が載置される上面１０２および上面１０２の反対側の下面１０４を有している。基体１の上面１０２には、対象物との接触面積を低減する観点から、複数のピン状の凸部が形成されていてもよく、当該複数の凸部を取り囲むように環状凸部または隔壁部が形成されていてもよい。基体１の下面１０４には、筒状の支持部材２の上端面が接合されている。基体１には、発熱抵抗体４が埋設されている。

基体１の内部には、発熱抵抗体４より下方において延在する案内通路１０が形成されている。案内通路１０は、屈曲箇所１３を介して連続している第１通路部分１２および第２通路部分１４を備えている。第１通路部分１２は、基体１の下面１０４において開口する開口部１１から屈曲箇所１３まで、基体１の外側に向かうように斜め上方に延在している。第２通路部分１４は、屈曲箇所１３から、開口部１１よりも基体１の外周縁に近い箇所において終端する閉塞端部１５まで水平方向に直線状または曲線状（例えば、曲率半径が一定の曲線状）に延在している。筒状の支持部材２には、その下端面から上端面まで軸線方向に延在する貫通孔２０が形成されている。

載置部材は、案内通路１０における屈曲箇所１３に少なくとも一部が配置されている筒状部材３０と、筒状部材３０を貫通した状態で案内通路１０に配置されている測温用配線３と、をさらに備えている。測温用配線３は、例えば熱電対であり、その先端部が測温素子３２を構成している。測温素子３２は、案内通路１０の閉塞端部１５（所定の位置）に配置され、好ましくは案内通路１０の閉塞端面に当接している。

筒状部材３０は、その外側面が案内通路１０を形成する基体１の壁面に対して当接している状態で、当該壁面に対して変位可能に構成されている。例えば、筒状部材の少なくとも外側面が、カーボン、窒化ホウ素、テフロン（登録商標）またはポリイミドなどを含む耐熱温度１５０℃以上のスーパーエンジニアリニングプラスチック、ＴｉＮなどのチタン化合物、ＣｒＮなどのクロム化合物から選択される少なくとも１つの素材により形成されている。筒状部材３０が、案内通路１０の屈曲箇所１３の形状に適合するように弾性変形可能に構成されている。この観点から、筒状部材３０は、例えば合成樹脂および金属から選択される１つの材料により形成されている。

（作製方法）
第１実施形態の載置部材は、たとえば次のような手順で作製される。すなわち、原料粉末から一対の略平板状の成形体が作製され、そのうち一方の成形体の表面に発熱抵抗体４の基礎となる金属の印刷パターンが形成されまたは板状の金属が設置される。一対の成形体が当該金属を挟むように重ね合わせられた状態で焼成されることで略平板状の焼結体が作製される。焼結体の側面から横穴が形成され、横穴の端部から焼結体の内側に向かって斜め下方に当該焼結体の下面まで延在する傾斜孔が形成される。横穴が基体の側面においてセラミックス部材により塞がれることにより、当該傾斜孔由来の第１通路部分１２と、当該横穴由来の第２通路部分１４と、を有する案内通路１０が焼結体に形成される。必要に応じて、焼結体の上面に複数の凸部および発熱抵抗体４に連続する端子用の穴などがブラスト加工またはミリング加工などの適当な加工法にしたがって形成される。これら工程の結果、前記構成の基体１が作製される（第１工程）。

基体１の原料粉末としては、たとえば純度９７％以上の窒化アルミニウム、必要に応じてこれに適量の焼結助剤が添加された混合原料粉末が用いられる。そのほか、アルミナ粉末等、他のセラミックス粉末が原料粉末として用いられてもよい。

なお、発熱抵抗体４が埋設された一の焼結体に加えて略平板状の他の焼結体が作製され、当該一対の焼結体が接合（ガラス接合または拡散接合など）されることにより、基体１が作製されてもよい。この場合、一対の焼結体のうち少なくとも一方の表面に孔および溝のうち少なくとも一方が形成された上で、当該溝を挟むように一対の焼結体が接合されることにより、孔由来の第１通路部分１２および溝由来の第２通路部分１４を有する案内通路１０が内部に形成されている基体１が作製される。

前記同様の原料粉末から略筒状の焼結体が作製された上で、この焼結体の側壁を軸線方向に貫通する貫通孔が形成されることにより、前記構成の支持部材２が形成される。基体１の案内通路１０の開口部１１と、支持部材２の貫通孔２０とが位置合わせされた上で、基体１の下面１０４と支持部材２の上端面とが接合される。

略円筒状の筒状部材３０が、支持部材２の貫通孔２０を通じて、基体１の案内通路１０に対して開口部１１から挿入される（第２工程）。筒状部材３０は、本実施形態では、途中が案内通路１０の屈曲箇所１３の形状に適合するように弾性変形しており、その先端部が第２通路部分１４まで到達している。筒状部材３０が、自らの弾性力により基体１の案内通路１０の壁面に押し付けられることによって、案内通路１に配置された状態で基体１に対して可動に固定される。

測温用配線３が、案内通路１０に対して開口部１１から挿入され、測温素子３２が案内通路１０の閉塞端部１５（所定の位置）に到達するように案内される（第３工程）。第２工程に際して、測温用配線３が筒状部材３０の内部空間に配置されている場合、第２工程と第３工程の第１段階とが同時に実行されることになる。第３工程において、測温用配線３が筒状部材３０の内部空間に配置された状態で、案内通路１０に挿入された筒状部材３０が基体１に対して動かされながら、測温用配線３が案内通路１０に挿入される。前記のような工程を経て、前記構成の載置部材が作製される。

（作用効果）
前記構成の第１実施形態の載置部材によれば、測温用配線３が挿通されている筒状部材３０に対して当該測温用配線３を動かすことができるのみならず、案内通路１０において基体１に対して固定されている筒状部材３０を基体１に対して動かすことができる。このため、例えば、測温用配線３のうち筒状部材３０から案内通路１０の奥または先端部に向かって突出している部分の案内通路１０における可動スペースの広狭（または形状）を変化させることにより、基体１の案内通路１０の壁面と測温用配線３との当接態様を高い自由度で変化させることができる。よって、測温用配線３の測温素子３２を、基体１に形成された案内通路１０の所定の位置（例えば閉塞端部１５）に、より確実に配置することができる。

（第２実施形態）
（構成）
図２に示されている本発明の第２実施形態としての載置部材は、支持部材２に貫通孔が形成されておらず、基体１の下面１０４において支持部材２の内側に案内通路１０の開口部１１が配置されている。すなわち、測温用配線３および筒状部材３０は、支持部材２の側壁を通じずに、基体１の案内通路１０に配置されている。本発明の第２実施形態としての載置部材は、その他の点では本発明の第１実施形態としての載置部材と構成が同一であるため、当該同一の構成に関する説明を省略する。

（作製方法）
第２実施形態の載置部材は、筒状の支持部材２の側壁に軸線方向に延在する貫通孔（図１参照）が形成されず、支持部材２の内側に案内通路１０の開口部１１が位置するように支持部材２の上端面が基体１の下面１０４に接合される。本発明の第２実施形態としての載置部材の作製方法は、その他の点では本発明の第１実施形態としての載置部材の作製方法とほぼ同様であるため、当該同様の工程に関する説明を省略する。

（作用効果）
前記構成の第２実施形態の載置部材によれば、第１実施形態の載置部材と同様に、測温用配線３が挿通されている筒状部材３０に対して当該測温用配線３を動かすことができるのみならず、案内通路１０において基体１に対して固定されている筒状部材３０を基体１に対して動かすことができる。このため、例えば、測温用配線３のうち筒状部材３０から案内通路１０の奥または先端部に向かって突出している部分の案内通路１０における可動スペースの広狭（または形状）を変化させることにより、基体１の案内通路１０の壁面と測温用配線３との当接態様を高い自由度で変化させることができる。よって、測温用配線３の測温素子３２を、基体１に形成された案内通路１０の所定の位置（例えば閉塞端部１５）に、より確実に配置することができる。

（本発明の他の実施形態）
第１実施形態において、支持部材２の側壁を上下に貫通するように貫通孔２０が形成されていたが（図１参照）、他の実施形態として、図３に示されているように、支持部材２の側壁の内側面から上端面まで延在するように、基体１の案内通路１０に連続する貫通孔２０が形成されてもよい。貫通孔２０は外側に向かって斜め上方に傾斜しており、当該傾斜態様と、基体１に形成された案内通路１０の第１通路部分１２の傾斜態様とを合わせることにより、筒状部材３０および測温用配線３を、案内通路１０において基体１に対して動かしやすくなる。

前記実施形態では、筒状部材３０を基体１の案内通路１０に沿って摩擦力に抗して進退させたが、これ以外の形態で筒状部材３０を案内通路１０に沿って進退させてもよい。例えば、第２実施形態（および第１実施形態の変形である前記他の実施形態）において、略円筒状の筒状部材３０の外側面に雄ねじが形成され、基体１において案内通路１０の第１通路部分１２の少なくとも一部の壁面（または前記他の実施形態では代替的に貫通孔２０の壁面）に当該雄ねじと螺合する雌ねじが形成され、基体１に対して筒状部材３０が軸線回りに回動されることにより、筒状部材３０が軸線方向に変位するように構成されていてもよい。

１‥基体、１０２‥上面、１０４‥下面、１０‥案内通路、１１‥開口部、１２‥第１通路部分、１３‥屈曲箇所、１４‥第２通路部分、１５‥閉塞端部、２‥支持部材、２０‥貫通孔、３‥測温用配線（熱電対）、３０‥筒状部材、３２‥測温素子、４‥発熱抵抗体。

Claims (6)

1. 対象物が載置される上面および前記上面の反対側の下面を有する板状の基体と、前記基体の下面において開口する開口部から延在して前記基体の内部において屈曲または湾曲する箇所を有する案内通路と、前記案内通路において屈曲または湾曲している箇所に少なくとも一部が配置されている筒状部材と、前記筒状部材を貫通した状態で前記案内通路に配置されている測温用配線と、を備え、 前記測温用配線に設けられた測温素子が、前記案内通路を通る経路において、前記案内通路の屈曲または湾曲する箇所の少なくとも一部よりも前記開口部から離れた所定の位置に配置されている載置部材であって、
   前記筒状部材が、前記基体に対して可動に固定されていることを特徴とする載置部材。
2. 請求項１記載の載置部材において、
   前記筒状部材は、その外側面が前記案内通路を形成する前記基体の壁面に対して当接している状態で、前記壁面に対して変位可能に構成されていることを特徴とする載置部材。
3. 請求項１または２記載の載置部材において、
   前記基体がセラミックスからなり、
   前記筒状部材の少なくとも外側面が、カーボン、窒化ホウ素、耐熱温度１５０℃以上のスーパーエンジニアリニングプラスチック、チタン化合物、クロム化合物から選択される少なくとも１つの素材により形成されていることを特徴とする載置部材。
4. 請求項１〜３のうちいずれか１つに記載の載置部材において、
   前記筒状部材が、前記案内通路の屈曲または湾曲している箇所の形状に適合するように弾性変形可能に構成されていることを特徴とする載置部材。
5. 請求項４記載の載置部材において、
   前記筒状部材が、合成樹脂および金属から選択される１つの材料により形成されていることを特徴とする載置部材。
6. 対象物が載置される上面および前記上面の反対側の下面を有する板状の基体と、前記基体の下面において開口する開口部から延在して前記基体の内部において屈曲または湾曲する箇所を有する案内通路と、前記案内通路に配置された測温用配線と、を備え、
   前記測温用配線に設けられた測温素子が、前記案内通路を通る経路において、前記案内通路の屈曲または湾曲する箇所の少なくとも一部よりも前記開口部から離れた所定の位置に配置されている載置部材の製造方法であって、
   前記案内通路を有する前記基体を準備する第１工程と、
   筒状部材を前記案内通路に対して前記基体の下面の開口部から挿入する第２工程と、
   前記測温用配線を前記案内通路に対して前記基体の下面の開口部から挿入し前記測温素子を前記所定の位置に到達させる第３工程と、を有し、
   前記第３工程は、前記測温用配線が前記筒状部材の内部空間に配置された状態で前記案内通路に挿入された前記筒状部材を動かしながら前記測温用配線を挿入する工程を含むことを特徴とする載置部材の製造方法。