JP6849361B2

JP6849361B2 - 試料保持具

Info

Publication number: JP6849361B2
Application number: JP2016189572A
Authority: JP
Inventors: 祥平田伏
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2016-09-28
Filing date: 2016-09-28
Publication date: 2021-03-24
Anticipated expiration: 2036-09-28
Also published as: JP2018056276A

Description

本発明は、例えば、ウエハを保持するために用いられる試料保持具に関するものである。

試料保持具として、例えば、特開２００２−８３８５８号公報（以下、特許文献１ともいう）に記載のウエハ加熱装置が知られている。特許文献１に記載のウエハ加熱装置は、均熱板と、均熱板を支持する支持体とを備えている。均熱板の一方の主面はウエハを載せる載置面であり、他方の主面には発熱抵抗体が形成されている。均熱板は、外周部をネジ締めされることによって、支持体に固定されている。

特開２００２−８３８５８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のウエハ加熱装置においては、均熱板の外周部がネジ締めされていることによって、均熱板に変形が生じている。具体的には、均熱板が載置面側に凸状になるように変形している。これにより、ウエハ加熱装置においてウエハを載置したときに、ウエハと載置面との間隔が部位によって異なってしまう場合があった。そのため、ウエハと載置面との間の熱伝達が部位によって異なってしまうことから、ウエハの均熱性を向上させることが困難になる場合があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、試料保持具の均熱性を向上させることにある。

本発明の試料保持具は、上面が試料保持面である円板状の基体と、該基体の下側に位置して前記基体を支持する支持体と、前記基体の外縁部と前記支持体とを固定する固定部材と、前記基体の下面の中心に設けられるとともに一端が接合材によって前記基体の下面に固定され、該基体の下面の中心を下方向に引っ張る引張部材とを備えたことを特徴とする。

本発明の一態様の試料保持具によれば、基体の下面の中心を下方向に引っ張る引張部材を備えている。これにより、基体の外縁部と支持体とを固定する固定部材によって、基体に上方向に凸状になる変形が生じていたとしても、下方向に引っ張ることによってこの変形を抑制することができる。そのため、保持される試料と試料保持面との間隔が部位によって異なってしまうおそれを低減できるので、保持される試料と試料保持面との熱伝達が部位によって異なってしまうおそれを低減できる。その結果、試料の均熱性を向上させることができる。

本発明の一実施形態の試料保持具を示す断面図である。本発明の一実施形態の試料保持具を示す断面図である。本発明の一実施形態の試料保持具を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る試料保持具１０について説明する。図１に示すように、試料保持具１０は、基体１と、基体１に設けられた発熱抵抗体２と、基体１の下側に位置して基体１を支持する支持体３と、基体１と支持体３とを固定する複数の固定部材４と、基体１の下面に取り付けられた引張部材５とを備えている。なお、図１においては、便宜上、固定部材４および引張部材５を拡大して示している。

基体１は、上面に試料保持面１１を有する部材である。基体１は、例えば、円板状の部材である。基体１は、例えば、セラミック材料から成る。セラミック材料としては、炭化珪素、炭化硼素、窒化硼素、窒化珪素または窒化アルミニウムを主成分とするセラミック材料を用いることができる。基体１の寸法は、例えば、主面の径を２００〜５００ｍｍ、厚みを１〜７ｍｍに設定できる。

発熱抵抗体２は、ウエハ等の試料（被保持物）を加熱するための部材である。発熱抵抗体２は、基体１の内部または下面に設けられている。本実施形態の試料保持具１０においては、発熱抵抗体２は基体１の下面に設けられている。発熱抵抗体２は、例えば、帯状に形成されている。発熱抵抗体２は、例えば、基体１の下面の全体に引き回されている。発熱抵抗体２は、例えば、金、銀、パラジウムまたは白金等の金属材料から成る。

支持体３は、基体１を支持するための部材である。支持体３は、基体１の下側に位置しており、固定部材４を介して基体１を支持している。支持体３は、例えば、円板状であって基体１と対向するように位置している。支持体３は、例えば、金属材料から成る。金属材料としては、例えば、鉄またはステンレス等を用いることができる。支持体３の寸法は、例えば、主面の径を基体１と同じく２００〜５００ｍｍに設定できる。

支持体３と基体１との間には固定部材４が複数設けられており、これにより、支持体３と基体１とが固定されている。固定部材４は、例えば、基体１の外縁部を挟み込んで締め付けるようにして基体１を固定している。固定部材は、例えば、支持体３にバネによる弾性力によって取り付けられている。固定部材４は基体１の外縁部に複数設けられている。固定部材４は、基体１の外縁部において均等な間隔を開けて配置されている。これにより、基体１に偏った変形が生じることを低減している。

固定部材４は、例えば、基体１の外縁部を締め付けるようにして固定する部材である。そのため、基体１には上方向に凸状になる変形が生じる傾向にある。本実施形態の試料保持具１０においては、固定部材４としては、例えば、ネジ等の部材を用いることができる。また、固定部材４として、例えば、バネによる弾性力を利用した固定手段を用いることもできる。固定部材４は、例えば、ステンレス等の金属材料から成る。

引張部材５は、固定部材４を取り付けることによって基体１に生じる変形を抑制するための部材である。引張部材５は、例えば、棒状または紐状の部材である。引張部材５は、一端が基体１の下面の中心に設けられるとともに、他端が支持体３に設けられている。引張部材５は、例えば、ステンレス等の金属材料から成る。

本実施形態においては、支持体３の中心に貫通穴３０が設けられている。引張部材５は、支持体３の上面側からこの貫通穴３０を経由して下面側に引き出されているとともに、支持体３の下面において他端が固定されている。このとき、引張部材５は、基体１の中心を下方向に引っ張るような張力が働いた状態で固定されている。引張部材５は、一端が、例えば、接合材によって基体１の下面に固定されている。接合材としては、例えば、樹脂材またはろう材等を用いることができる。引張部材５は、例えば、他端がネジ状になっており、ナットによって支持体３に固定されている。

なお、本実施形態の試料保持具１０においては、引張部材５の他端が支持体３に固定されているが、これに限られない。例えば、支持体３に別の部材が取り付けられるとともに、この別の部材に引張部材５の他端が固定されていてもよい。

本実施形態の試料保持具１０においては、上面が試料保持面１１である円板状の基体１と、基体１の下側に位置して基体１を支持する支持体３と、基体１の外縁部と支持体３とを固定する固定部材４と、基体１の下面の中心を下方向に引っ張る引張部材５とを備えている。これにより、基体１の外縁部と支持体３とを固定する固定部材４によって、基体１に上方向に凸状になる変形が生じていたとしても、下方向に引っ張ることによってこの変形を抑制することができる。そのため、保持される試料と試料保持面１１との間隔が部位によって異なってしまうおそれを低減できるので、保持される試料と試料保持面１１との熱伝達が部位によって異なってしまうおそれを低減できる。その結果、試料の均熱性を向上させることができる。

また、上述した通り引張部材５が支持体３に固定されていてもよい。基体１と支持体３とは固定部材４によって固定されていることから、例えば、外部環境により生じた振動等の障害が生じたとしても、基体１と支持体３との位置関係にずれが生じるおそれが低減されている。このような支持体３に引張部材５を固定しておくことによって、引張部材５による基体１の下方向への引っ張りを安定させることができる。そのため、基体１の形状に変化が生じるおそれを低減することができるので、試料保持具１０の長期信頼性を向上させることができる。

また、引張部材５が弾性体からなっていてもよい。弾性体としては、例えば、バネを用いることができる。バネとしては、コイル状のバネまたは蛇腹状のバネ等を用いることができる。また、引張部材５が、複数の部材から成るとともに、そのうちの少なくとも１つの部材が弾性体からなっていてもよい。引張部材５が弾性体から成ることによって、例えば、ヒートサイクル下で試料保持具１０を使用したときに、引張部材５を適度に変形させることができるので、引張部材５が損傷してしまうおそれを低減できる。例えば、図２に示す試料保持具１０においては、引張部材５がバネを有しているとともに、このバネ（コイルバネ）が支持体３の下面に取り付けられている。これにより、引張部材５が基体１を下方向に引っ張っている。

また、基体１の内部または下面に発熱抵抗体２を備えているとともに、引張部材５は支持体３よりも熱伝導率が小さい部材から成っていてもよい。これにより、発熱抵抗体２から生じた熱が引張部材５を介して外部に放出されてしまうおそれを低減できる。そのため、試料保持面１１における均熱性を向上させることができる。引張部材５が支持体３よりも熱伝導率が小さい場合としては、例えば、引張部材５がステンレスから成るとともに支持体３がアルミニウムから成る場合が挙げられる。

また、図３に示すように、引張部材５は基体１の下面の中心を囲むように設けられていてもよい。引張部材５は、一端が下面の中心を囲むような形状になっている。これにより、基体１の下面の中心を囲む領域において基体１を引っ張ることによって、基体１の下面の中心（中心点）のみを引っ張る場合と比較して、基体１の変形を基体１の周方向において均等に生じさせやすくすることができる。そのため、保持される試料と試料保持面１１との間隔が部位によって異なってしまうおそれを低減できる。そのため、保持される試料と試料保持面１１との熱伝達が部位によって異なってしまうおそれを低減できる。その結果、試料の均熱性を向上させることができる。

基体１の下面の中心を囲むような引張部材５としては、例えば、図３に示すように、複数の部位に枝分かれした部材が挙げられる。枝分かれした複数の部位が、基体１の下面の
中心を囲むように同一円状に取り付けられることによって、基体１の変形を基体１の周方向においてさらに均等に生じさせやすくできる。このとき、枝分かれした複数の部位が、同一円状において等間隔に配置されることによって、基体１の変形を基体１の周方向においてさらに均等に生じさせやすくできる。また、引張部材５が、その一端がリング状またはドーム状の部材であってもよい。このような場合であっても、同様の効果を得ることができる。

１：基体
１１：試料保持面
２：発熱抵抗体
３：支持体
３０：貫通穴
４：固定部材
５：引張部材
１０：試料保持具

Claims

上面が試料保持面である円板状の基体と、該基体の下側に位置して前記基体を支持する支持体と、前記基体の外縁部と前記支持体とを固定する固定部材と、前記基体の下面の中心に設けられるとともに一端が接合材によって前記基体の下面に固定され、該基体の下面の中心を下方向に引っ張る引張部材とを備えたことを特徴とする試料保持具。
前記引張部材が、前記支持体に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の試料保持具。
前記引張部材が、弾性体からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の試料保持具。
前記基体の内部または下面に設けられた発熱抵抗体をさらに備えているとともに、前記引張部材は前記支持体よりも熱伝導率が小さい部材からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の試料保持具。
前記引張部材は前記基体の下面の中心および前記基体の下面の中心を囲むように前記下面に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の試料保持具。