JPH08165571A - 基板保持装置およびその製造方法 - Google Patents

基板保持装置およびその製造方法

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JPH08165571A
JPH08165571A JP33194894A JP33194894A JPH08165571A JP H08165571 A JPH08165571 A JP H08165571A JP 33194894 A JP33194894 A JP 33194894A JP 33194894 A JP33194894 A JP 33194894A JP H08165571 A JPH08165571 A JP H08165571A
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base
substrate
sheet
refrigerant
holding device
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JP33194894A
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Kouichi Orihira
浩一 織平
Yasunori Ando
靖典 安東
Hiroshi Inami
宏 稲実
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Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板からベースへの熱伝導を改善して、基板
に対する冷却能力を向上させた基板保持装置およびその
製造方法を提供する。 【構成】 この基板保持装置は、冷媒８によって冷却さ
れるベース４と、ベース４の表面に張られていてベース
４との間に密閉領域１６を形成する柔軟性を有するシー
ト１２と、密閉領域１６に充満された冷媒１８と、シー
ト１２上に設けられた薄板状のゴム状弾性体２２と、ゴ
ム状弾性体２２上に載置される基板２の周縁部をベース
４に向けて押さえ付ける基板押さえ２０とを備えてい
る。ゴム状弾性体２２を設ける代わりに、またはそれと
併用して、密閉領域１６内に、金属製の弾性部材をほぼ
一様に分布させても良い。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えばイオン注入装
置、イオンドーピング装置（非質量分離型のイオン注入
装置）、スパッタリング装置、ドライエッチング装置、
電子ビーム照射装置等のように、真空中またはその他の
雰囲気中で基板にイオンビーム、プラズマ、電子ビーム
等のエネルギーを有する粒子を入射させる場合に用いら
れる基板保持装置に関し、より具体的には、その基板に
対する冷却能力を向上させる手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板、液晶ディスプレイ用ガラス
基板等の基板の表面に、イオン注入、エッチング等の処
理を施す際に、イオンビームやプラズマ等によって基板
に投入されるパワーによる基板の温度上昇を抑えるため
に、従来から種々の基板保持装置が提案されている。
【０００３】その一例を図１３に示す。この基板保持装
置は、基板２等を支持するためのベース４と、このベー
ス４の表面部に設けられた凹部１０を覆うように張られ
ていてベース４との間に密閉領域１６を形成する柔軟性
を有するシート１２と、この密閉領域１６に充満された
冷媒１８と、シート１２上に載置される基板２の周縁部
をベース４に向けて押さえ付ける環状の基板押さえ２０
とを備えている。密閉領域１６に冷媒１８を適当な圧力
を有するように充満させると、シート１２は図示のよう
に盛り上がり、基板２を押さえ付けた時もその盛り上が
りがある程度保たれる。
【０００４】シート１２は、例えばフッ素樹脂、ポリイ
ミド等から成るごく薄いシートである。このシート１２
の周縁部は、ベース４に接着して密封しており、更に固
着強度向上のためにシート押さえ１４で押さえている。
このシート１２に基板２を基板押さえ２０によって押さ
え付けることによって、シート１２は基板２の裏面に密
着する。
【０００５】ベース４は、この例では内部に冷媒通路６
を有していて、そこに外部から例えば水、代替フロン等
の冷媒８を流すことによって冷却される。
【０００６】この基板保持装置に保持された基板２に、
例えば真空中において、基板押さえ２０の開口部を通し
て例えばイオンビームが照射される等して所要の処理が
施される。その際、イオンビーム照射等によって基板２
に熱入力が加えられるが、その熱は、基板２からシート
１２および冷媒１８を経由してベース４に流れ、更には
冷媒８によって運び去られる。このようにして基板２は
冷却される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記基板保持装置は、
柔軟性を有するシート１２を基板２の裏面に密着させる
ことによって、ベース４に基板２を直接接触させる場合
よりも、基板２に対する接触面積を増大させて、基板２
からベース４への熱伝導の改善を図ったものであるが、
基板２の温度上昇をより小さくする観点から、より冷却
能力の高い基板保持装置が望まれている。
【０００８】そこでこの発明は、基板からベースへの熱
伝導を改善して、基板に対する冷却能力を向上させた基
板保持装置およびその製造方法を提供することを主たる
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の基板保持装置は、要約して言えば、前述
したシート上に薄板状のゴム状弾性体を設け、これを基
板とシート間に挟むようにしたことを一つの特徴として
いる。
【００１０】また、前述した冷媒が充満された密閉領域
に、金属製の弾性部材をほぼ一様に分布するように収納
したことを他の特徴としている。
【００１１】また、上記二手段を併用することを更に他
の特徴としている。
【００１２】
【作用】上記のようにゴム状弾性体を設けることによっ
て、基板からベースへの熱伝導が改善され、基板に対す
る冷却能力が向上することが実験によって確かめられ
た。これは、次のような理由によるものと考えられる。
即ち、従来例のようにシートを基板の裏面に密着させて
も、ミクロ的に見れば、シートの波打ち等によって、シ
ートと基板間には小さな隙間が多数存在していて、両者
間の接触面積はあまり大きくはない。これに対して、基
板とシート間にゴム状弾性体を挟むと、当該ゴム状弾性
体は基板およびシートの双方にうまく馴染むのでそれら
の間の隙間が埋まって接触面積が増大し、それによって
基板とシート間の熱伝導が改善され、ひいては基板とベ
ース間の熱伝導が改善される。
【００１３】また、上記のように冷媒が充満された密閉
領域に金属製の弾性部材を収納することによって、基板
からベースへの熱伝導が改善され、基板に対する冷却能
力が向上することが実験によって確かめられた。これは
次のような理由によるものと考えれる。即ち、冷媒中に
金属製の弾性部材をほぼ一様に分布させると、金属は冷
媒に比べて遙かに熱伝導率が高いので、そのような金属
の存在によって冷媒部分全体としての熱伝導率が向上す
る。しかも、基板を前記シート等に押さえ付けると、上
記金属製の弾性部材は撓んでその上下の面に、即ち前記
シートの内面とベースの上面にそれぞれ直接接触するの
で、この金属製の弾性部材を経由しての熱伝導が得られ
る。このような二つの作用によって、冷媒部分の熱伝導
が改善され、ひいては基板とベース間の熱伝導が改善さ
れる。
【００１４】上記ゴム状弾性体を設けることと、金属製
の弾性部材を設けることを併用すれば、基板とシート
間、およびその下の冷媒部分、の両方の熱伝導が改善さ
れるので、基板とベース間の熱伝導がより改善され、基
板に対する冷却能力がより向上する。
【００１５】
【実施例】図１は、この発明の一実施例に係る基板保持
装置を示す断面図である。図１３の従来例と同一または
相当する部分には同一符号を付し、以下においては当該
従来例との相違点を主に説明する。
【００１６】この実施例においては、前述したようなシ
ート１２上に薄板状のゴム状弾性体２２を設け、基板２
をベース４に向けて押さえ付けることによって、ゴム状
弾性体２２を基板２とシート１２との間に挟むようにし
ている。
【００１７】ゴム状弾性体２２は、例えばシリコーンゴ
ム、フッ素ゴム、またはそれらを主成分とするゴム等か
ら成る。
【００１８】ゴム状弾性体２２は、それ自身における熱
抵抗をできるだけ小さくするために、熱伝導率のできる
だけ高いもの、例えば熱伝導率が１．５Ｗ／ｍ・℃以上
のものが好ましい。
【００１９】ゴム状弾性体２２の厚さは、それ自身にお
ける熱抵抗を小さくすると共に、柔軟性を維持しつつ機
械的強度を維持する観点から、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度
が好ましく、０．３ｍｍ〜０．６ｍｍがより好ましい。
【００２０】ゴム状弾性体２２の硬さ（ＪＩＳ−Ａ。測
定方法はＪＩＳ Ｋ ６３０１による）は、６０〜１２
０程度が好ましい。これ以上では弾性が少なくなって接
触面積増大の効果が期待できなくなるからである。
【００２１】より具体的には、ゴム状弾性体２２には、
シリコーンゴムに熱伝導性充填材を配合したものを用い
るのが好ましい。熱伝導性充填材としては、例えば酸化
アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化ア
ルミニウム、窒化ケイ素等がある。これ以外に、難燃性
を改善するために、水酸化アルミニウム、白金、白金化
合物、グラファイト等の一種または二種以上を添加した
ものを用いても良い。また、補強のために、シリコーン
ゴム内にガラスクロスを配したものを用いても良い。
【００２２】シート１２は、前述したようにフッ素樹脂
やポリイミド等から成る樹脂シートでも良いが、金属シ
ートの方が熱伝導率、機械的強度および耐熱性が高いの
で好ましい。
【００２３】金属シートの材質は、機械的強度、耐熱
性、耐食性等に優れているステンレスが好ましい。その
他、チタン、モリブデン、タンタル、タングステン、レ
ニウム、インジウム等でも良い。
【００２４】金属シートの厚さは、基板２を押し付けた
時に変形が可能であって破れない程度であれば良く、例
えば０．０５ｍｍ〜１ｍｍ程度にすれば良い。もっと
も、このシートの厚さは、使用する材料の種類によって
変わる。例えば、ＳＵＳ３０４の場合は、０．１ｍｍ〜
０．３ｍｍが好ましい。
【００２５】シート１２の周縁部をベース４へ固着して
真空シールする手段は、例えば接着、融着、溶接等の手
段が採り得る。固着強度を高めるために、これらの手段
と、図１等に示す例のように、シート押さえ１４とを併
用しても良い。
【００２６】密閉領域１６に充満させる冷媒１８として
は、液体の内でも熱伝導率の高い液体が好ましく、例え
ばシリコーンオイル、その他のオイル、グリース、水、
水銀等が利用できる。
【００２７】オイル系に比べて水の方が熱伝導率が高く
て冷却能力が優れているので、冷媒１８として、水、よ
り具体的には純水を用いても良い。しかし、真空雰囲気
中における万一の漏れを考慮するならば、冷媒１８に
は、真空中で蒸発しにくく他の真空装置への影響の少な
いシリコーンオイルを用いるのが好ましい。
【００２８】シリコーンオイルとしては、例えば粘度が
３００ｃｓ（ａｔ ２５℃）以下のものが好ましい。
【００２９】冷媒１８の液層厚さは、シート１２の変形
を吸収すると共に冷媒１８自身における熱抵抗を小さく
する観点から、例えば２ｍｍ〜５ｍｍ程度にするのが好
ましい。
【００３０】被処理物である基板２の材質は、例えば、
ガラス、アモルファスシリコン液晶ディスプレイや多結
晶シリコン液晶ディスプレイに使用される無アルカリガ
ラス、太陽電池基板に使用される低アルカリガラス（ホ
ウケイ酸ガラス）、多結晶シリコンカラー液晶ディスプ
レイに使用される石英ガラスや低膨張結晶化ガラスでも
良いし、更にはＳiやＧaＡs等の半導体等でも良い。
【００３１】基板２の寸法および厚さに特に限定はな
い。基板２の平面形状は、矩形、円形、その他の形状が
採り得る。シート１２、密閉領域１６、ゴム状弾性体２
２および基板押さえ２０の平面形状は、この基板２の形
状に応じて決めれば良い。
【００３２】ベース４は、図１に示す例のように冷媒８
によって直接冷却しても良いし、図２に示す例のよう
に、ベース４の下面に、冷媒８によって冷却される金属
板４０を設ける等して間接的に冷却しても良い。４２は
冷媒通路を示す。冷媒８は、前述したように、例えば
水、より具体的には純水、代替フロン等である。但し、
このベース４をどのようにして冷却するかは、この発明
の本質に影響するものではなく、任意である。
【００３３】ベース４は、プラテンのように基板２を一
枚保持するものでも良いし、あるいは複数枚の基板２を
保持するウェーハディスクのようなもの等でも良い。
【００３４】基板押さえ２０は、基板２の平面形状に対
応した環状でも良いし、基板２の周縁部を複数個所で押
さえ付けるもの等でも良い。
【００３５】基板２の処理に対しては、この基板保持装
置は、通常は、真空雰囲気中で用いられるが、その他の
雰囲気中で用いても良い。真空雰囲気中で用いる場合の
真空度に特に制限はない。
【００３６】基板２に対する処理には、例えば、イオン
注入、イオンドーピング（非質量分離のイオン注入）、
イオンビーム照射、プラズマエッチング、スパッタエッ
チング、イオンビームエッチング、電子ビーム照射等が
ある。その際のイオンおよびプラズマの種類に特に制限
はない。
【００３７】図１３に示した従来例のようにシート１２
を基板２の裏面に密着させても、ミクロ的に見れば、シ
ート１２の波打ち、凹凸等によって、シート１２と基板
２間には小さな隙間が多数存在していて、両者間の接触
面積はあまり大きくはない。これに対して、この実施例
のように基板２とシート１２間にゴム状弾性体２２を挟
むと、当該ゴム状弾性体２２は基板２およびシート１２
の両方にうまく馴染むのでそれらの間の隙間が埋まって
接触面積が増大し、それによって基板２とシート１２間
の熱抵抗が減少して熱伝導が改善され、ひいては基板２
とベース４間の熱伝導が改善される。その結果、基板２
に対する冷却能力が向上する。
【００３８】図１に示した構造の基板保持装置を用い
て、基板２に実際にイオン注入を行って、基板２の温度
上昇を測定した結果の一例を図６に示す。このときの条
件は次のとおりである。
【００３９】基板２：材質 コーニング社製ガラス７０
５９（商品名） 寸法 ３００ｍｍ×３００ｍｍ×１．１ｍｍ ゴム状弾性体２２：材質 信越化学工業（株）製 シリコーンゴムＴＣ−４５ＢＧ（商品名） 厚さ ０．４５ｍｍ 硬さ ＪＩＳ−Ａ ９０ シート１２：材質 ＳＵＳ３０４ 厚さ ０．１ｍｍ 冷媒１８：材質 東レ・ダウコーニング・シリコーン
（株）製 シリコーンオイルＳＨ２００（商品名） 粘度 １００ｃｓ（ａｔ ２５℃） 液層厚さ ３ｍｍ イオンビーム：窒素イオン 雰囲気の真空度：４．２×１０-4Ｔｏｒｒ
【００４０】図６において、実施例１および２は、図１
に示したように上記ゴム状弾性体２２を挟んだ場合であ
り、イオンビームによる基板２への投入パワーはそれぞ
れ約０．２５Ｗ／ｃｍ2 および約０．６Ｗ／ｃｍ2 であ
る。比較例１および２は、ゴム状弾性体２２を挟まない
場合であり、基板２への投入パワーはそれぞれ約０．２
５Ｗ／ｃｍ2 および約０．５Ｗ／ｃｍ2 である。実施例
２と比較例２との間で投入パワーに若干の差が生じたの
は、調整のばらつきによる。
【００４１】投入パワーが約０．２５Ｗ／ｃｍ2 の場
合、照射開始後約３５０秒頃までは、実施例１と比較例
１とで基板２の温度上昇はほぼ同程度であるが、それ以
降は、実施例１の方が温度上昇が小さいことが顕著に現
れ、時間経過と共に比較例１との差が大きくなってい
る。
【００４２】投入パワーが約０．５Ｗ／ｃｍ2 の場合、
照射開始後約１５０秒頃までは、実施例２の方が投入パ
ワーが若干大きかったことを考慮すれば、実施例２と比
較例２とで基板２の温度上昇はほぼ同程度であるが、そ
れ以降は、実施例２の方が温度上昇が小さいことが顕著
に現れ、時間経過と共に比較例２との差が大きくなって
いる。
【００４３】このように、ある程度の照射時間（即ち加
熱時間）を経た後に実施例と比較例との間で温度上昇の
差が顕著になるのは、加熱に伴ってシート１２の波打ち
あるいは凹凸が顕在化し、それによる熱伝導の悪化が、
ゴム状弾性体２２を設けていない比較例において顕在化
したためであると考えられる。
【００４４】上記結果により、上記ゴム状弾性体２２を
設けることによって、基板２に対する冷却能力が向上す
ることが確認できた。
【００４５】なお、基板２の処理においては、比較的パ
ワーの大きいイオンビーム等を用いて短時間で処理する
場合と、比較的パワーの小さいイオンビーム等を用いて
長時間で処理する場合とがあるので、上記実施例１およ
び２のようにある程度の時間が経過した後に基板２の温
度上昇を抑える効果が現れる場合でも十分に効果があ
る。
【００４６】図２は、この発明の他の実施例に係る基板
保持装置を示す断面図である。図１に示した実施例との
相違点を主体に説明すると、この実施例においては、前
述したようなゴム状弾性体２２を設ける代わりに、シー
ト１２とベース４間の密閉領域１６に、金属製の弾性部
材２４をほぼ一様に、より具体的には密閉領域１６の平
面内においてほぼ一様に分布するように収納している。
弾性部材２４は、少なくとも基板保持時には、その上下
の面に、即ちシート１２およびベース４に接触するよう
にしている。
【００４７】この弾性部材２４の平面的な分布状況の概
略例を図４に示す。
【００４８】弾性部材２４は、図４等に示す例では、弾
性を有する金属細線を、好ましくは極細の金属細線を、
コイル状に多数回巻いて成る細長いコイルばね状のもの
であり、これを密閉領域１６内に複数本ほぼ一様に並設
している。このようにすれば、簡単に、密閉領域１６に
弾性部材２４をほぼ一様に分布させることができる。
【００４９】その他、弾性部材２４は、細長いコイルば
ね状の金属細線を縦および横にかつほぼ一様に分布する
ように組み合わせたものでも良い。また、金属細線をル
ープ状かつ多数の向きに多数回巻いてほぼ一様に分布す
るようにしたものでも良い。また、弾性部材２４を軸長
の短い（例えば数ｍｍ〜十ｍｍ程度の）コイルばね状の
ものとし、これを複数個、密閉領域１６の平面内に立て
て（即ち上下に伸縮するように）かつほぼ一様に分布す
るように設けても良い。
【００５０】弾性部材２４には、熱伝導率の高い金属を
用いるのが好ましい。より具体的には、弾性部材２４に
は、弾性があり、しかも機械的強度、耐熱性、耐食性等
に優れているステンレスを用いるのが好ましい。その
他、銅を主体とした合金を用いても良く、そのようにす
ればより高い熱伝導率が得られる。
【００５１】上記実施例のように、密閉領域１６に、即
ち冷媒１８中に金属製の弾性部材２４をほぼ一様に分布
させると、金属は冷媒１８に比べて遙かに熱伝導率が
高いので、そのような金属の存在によって冷媒１８部分
全体としての熱伝導率が向上する、しかも、基板２を
前記シート１２に押さえ付けると、上記金属製の弾性部
材２４は撓んでその上下の面に、即ち前記シート１２の
内面とベース４の上面にそれぞれ直接接触するので、こ
の金属製の弾性部材２４を経由しての熱伝導が得られ
る。このおよびの二つの作用によって、冷媒１８部
分の熱抵抗が減少して熱伝導が改善され、ひいては基板
２とベース４間の熱伝導が改善される。その結果、基板
２に対する冷却能力が向上する。
【００５２】上記のようなゴム状弾性体２２を設けるこ
とと、金属製の弾性部材２４を設けることを併用しても
良い。そのようにした実施例を図３に示す。このように
すれば、基板２とシート１２間、およびその下の冷
媒１８部分、の両方の熱伝導が改善されるので、基板２
とベース４間の熱伝導がより改善され、基板２に対する
冷却能力がより向上する。
【００５３】図２または図３に示した基板保持装置の、
特にそのベース４上に密閉領域１６を形成してそこに冷
媒１８および弾性部材２４を入れる部分の製造方法の一
例を示すと次のとおりである。
【００５４】即ち、図５を参照して、前記ベース４上
に、より具体的にはこの例ではその表面の凹部１０内
に、前記弾性部材２４を配置し、この弾性部材２４を配
置した凹部１０を前記シート１２で覆い、このシート１
２の周縁部をベース４に前記手段で固着・シールして内
部に前記密閉領域１６を形成する。
【００５５】次いで、この密閉領域１６をベース４に設
けた吸引口２６から真空引きし、これを所要時間続けた
後、真空引きを続けながら、予め脱気処理をした前記冷
媒１８を、ベース４に設けた注入口２８から密閉領域１
６に注入してそこに冷媒１８を充満させ、その後この吸
引口２６および注入口２８を閉じる。具体的にはこの例
では、吸引口２６および注入口２８にそれぞれつながる
バルブ３０および３２を閉じる。
【００５６】このような製法によれば、簡単に、ベース
４上に密閉領域１６を形成してそこに弾性部材２４を収
納すると共に冷媒１８を充満させることができる。
【００５７】図１に示した基板保持装置の製造に際して
は、上記と同様の製法において、弾性部材２４を配置す
る工程を省略すれば良い。即ち、ベース４上に、より具
体的にはこの例ではその表面の凹部１０を覆うように、
シート１２を配置し、このシート１２の周縁部をベース
４に固着・シールして内部に密閉領域１６を形成する。
【００５８】次いで、この密閉領域１６を吸引口２６か
ら真空引きし、これを所要時間続けた後、真空引きを続
けながら、予め脱気処理をした冷媒１８を注入口２８か
ら密閉領域１６内に注入してそこに冷媒１８を充満さ
せ、その後この吸引口２６および注入口２８を閉じる。
【００５９】このような製法によれば、簡単に、ベース
４上に密閉領域１６を形成してそこに冷媒１８を充満さ
せることができる。
【００６０】なお、ベース４の表面には、必ずしも上記
実施例のように凹部１０を設けなくても良い。凹部１０
を設けない場合の実施例を図７ないし図９に示す。これ
らの実施例は、前記図１ないし図３の実施例にそれぞれ
対応しており、それらとの相違点を主体に説明すると、
これらの実施例においては、ベース４の平らな表面上
に、前述したようなシート１２をベース４との間に余裕
を持たせて張り、かつこのシート１２の周縁部をベース
４の表面に固着して、ベース４との間に密閉領域１６を
形成している。３４はその固着部を示す。シート１２を
固着する手段は、例えば接着、融着、溶接等である。そ
して、密閉領域１６に前述したような冷媒１８を充満さ
せている。密閉領域１６に冷媒１８を適当な圧力を有す
るように充満させると、シート１２は図示のように盛り
上がり、基板２を押さえ付けた時もその盛り上がりがあ
る程度保たれる。
【００６１】そして、図７に示した実施例では、シート
１２上に前述したようなゴム状弾性体２２を配置し、図
８に示した実施例では密閉領域１６に前述したような金
属製の弾性部材２４をほぼ一様に分布するように収納
し、図９に示した実施例ではゴム状弾性体２２と弾性部
材２４を併用している。弾性部材２４の分布状況の一例
は、先に図４に示したものと同様である。
【００６２】この図７ないし図９の実施例においても、
先に図１ないし図３の実施例で説明したのとそれぞれ同
様の作用効果が得られる。
【００６３】図８に示した基板保持装置を用いて、基板
２に実際にイオンドーピングを行って、基板２の温度上
昇を測定した結果の一例を図１１に示す。このときの条
件は次のとおりである。
【００６４】基板２：ガラス基板 シート１２：材質 ＳＵＳ３０４ 厚さ ０．１ｍｍ 冷媒１８：材質 シリコーンオイル 液層厚さ ２ｍｍ 弾性部材２４：材質 ＳＵＳ３０４ 形状 コイルばね状
【００６５】図１１において、実施例３は、図８に示し
たように上記弾性部材２４を設けた場合であり、イオン
ビームによる基板２への投入パワーは約０．４６Ｗ／ｃ
ｍ2である。比較例３は、弾性部材２４を設けない場合
であり、基板２への投入パワーは約０．４３Ｗ／ｃｍ2
である。実施例３と比較例３との間で投入パワーに若干
の差が生じたのは、調整のばらつきによる。
【００６６】イオンビーム照射開始後約１００秒頃まで
は、実施例３と比較例３とで基板２の温度はほぼ同じで
あるが、それ以降は、実施例３の方が基板温度が低くな
ることが顕著に現れ、時間経過と共に比較例３との温度
差が大きくなっており、その差は約２０℃にも達してい
る。この結果により、上記弾性部材２４を設けることに
よって、基板２に対する冷却能力が向上することが確認
できた。
【００６７】図８または図９に示した基板保持装置の、
特にそのベース４上に密閉領域１６を形成してそこに冷
媒１８および弾性部材２４を入れる部分の製造方法の一
例を示すと次のとおりである。
【００６８】即ち図１０を参照して、前記ベース４上に
弾性部材２４を配置し、この弾性部材２４を前記シート
１２で覆い、このシート１２の周縁部をベース４に前記
手段で固着・シールして内部に前記密閉領域１６を形成
する。
【００６９】次いで、この密閉領域１６をベース４に設
けた吸引口２６から真空引きし、これを所要時間続けた
後、真空引きを続けながら、予め脱気処理をした前記冷
媒１８を、ベース４に設けた注入口２８から密閉領域１
６に注入してそこに冷媒１８を充満させ、その後この吸
引口２６および注入口２８を閉じる。具体的にはこの例
では、吸引口２６および注入口２８にそれぞれつながる
バルブ３０および３２を閉じる。
【００７０】このような製法によれば、簡単に、ベース
４上に密閉領域１６を形成してそこに弾性部材２４を収
納すると共に冷媒１８を充満させることができる。
【００７１】図７に示した基板保持装置の製造に際して
は、上記と同様の製法において、弾性部材２４を配置す
る工程を省略すれば良い。即ち、ベース４上にシート１
２を配置し、このシート１２の周縁部をベース４に固着
・シールして内部に密閉領域１６を形成する。
【００７２】次いで、この密閉領域１６を吸引口２６か
ら真空引きし、これを所要時間続けた後、真空引きを続
けながら、予め脱気処理をした冷媒１８を、注入口２８
から密閉領域１６に注入してそこに冷媒１８を充満さ
せ、その後、この吸引口２６および注入口２８を閉じ
る。
【００７３】このような製法によれば、簡単に、ベース
４上に密閉領域１６を形成してそこに冷媒１８を充満さ
せることができる。
【００７４】なお、上記各実施例のようにベース４上に
シート１２を張って両者間の密閉領域１６に冷媒１８を
充満させる代わりに、冷媒１８が充満された袋をベース
４上に設けても良い。そのようにした実施例を図１２に
示す。この実施例は、前記図３および図９の実施例に対
応しており、それらとの相違点を主体に説明すると、こ
の実施例においては、ベース４上に、柔軟性を有するシ
ートから成る密閉された袋３６を設けており、その中
に、前述したような冷媒１８を充満させている。かつこ
の実施例では、袋３６内に、前述したような金属製の弾
性部材２４をほぼ一様に、より具体的には袋３６の平面
内においてほぼ一様に分布するように収納している。更
にこの実施例では、袋３６上に前述したようなゴム状弾
性体２２を設けており、基板２を基板押さえ２０によっ
てベース４に向けて押さえ付けることによって、基板２
とベース４との間に、ゴム状弾性体２２および袋３６を
挟む構造をしている。
【００７５】袋３６を形成するシートの材質、厚さ等の
好ましい例は、前記シート１２の場合と同様である。
【００７６】冷媒１８の材質、液層厚さ、ゴム状弾性体
２２の材質、厚さ、弾性部材２４の材質、形状、配置等
の好ましい例は、前述のとおりである。
【００７７】袋３６内に冷媒１８および弾性部材２４を
収納するには、例えば、袋３６に適当な開口部を設けて
おいて、そこから弾性部材２４を収納し、更に脱気処理
をした冷媒１８を注入して、最後に上記開口部を封止す
れば良い。
【００７８】袋３６は、ベース４上でずれないように、
接着剤等を用いてベース４上に固定しておくのが好まし
い。
【００７９】この実施例においても、先に図３および図
９の実施例で説明したのとほぼ同様の作用効果が得られ
る。
【００８０】即ち、基板保持時に、袋３６内の冷媒１８
は等方的な圧力になるように自由に変形する。その結
果、冷媒１８は基板２の面内で一様な厚みとなり、均一
な冷却能力を得ることができる。
【００８１】また、袋３６の表面は、基板２やベース４
の凹凸に応じた変形をするので、それらの面に対する接
触面積が大きく、従って大きい冷却能力が得られる。
【００８２】しかも、基板２と袋３６間にゴム状弾性体
２２を挟むと、当該ゴム状弾性体２２は基板２および袋
３６の双方にうまく馴染むのでそれらの間の隙間が埋ま
って接触面積が増大し、それによって基板２と袋３６間
の熱抵抗が減少して熱伝導が改善され、ひいては基板２
とベース４間の熱伝導が改善される。その結果、基板２
に対する冷却能力が向上する。
【００８３】更に、袋３６中に、即ち冷媒１８中に金属
製の弾性部材２４をほぼ一様に分布させると、金属は
冷媒１８に比べて遙かに熱伝導率が高いので、そのよう
な金属の存在によって冷媒１８部分全体としての熱伝導
率が向上する。しかも、基板２を袋３６等に押さえ付
けると、上記金属製の弾性部材２４は撓んでその上下の
面に、即ち袋３６の上下面にそれぞれ直接接触するの
で、この金属製の弾性部材２４を経由しての熱伝導が得
られる。このおよびの二つの作用によって、冷媒１
８部分の熱抵抗が減少して熱伝導が改善され、ひいては
基板２とベース４間の熱伝導が改善される。その結果、
基板２に対する冷却能力が向上する。
【００８４】なお、上記実施例のようにゴム状弾性体２
２および弾性部材２４の両方を設ける方が冷却能力の向
上は大きいが、いずれか一方だけを設けても良い。即
ち、弾性部材２４を設けずにゴム状弾性体２２だけを設
けても良い。その場合は、図１および図７の実施例に対
応する。この場合は、ゴム状弾性体２２を設けたことに
よる前述した効果が得られる。また、ゴム状弾性体２２
を設けずに弾性部材２４だけを設けても良い。その場合
は、図２および図８の実施例に対応する。この場合は、
弾性部材２４を設けたことによる前述した効果が得られ
る。
【００８５】
【発明の効果】この発明は、上記のとおり構成されてい
るので、次のような効果を奏する。
【００８６】請求項１の基板保持装置によれば、冷媒を
密封するシート上に薄板状のゴム状弾性体を設け、これ
を基板とシート間に挟むようにしたので、ゴム状弾性体
は基板およびシートの双方にうまく馴染み、それらの間
の隙間が埋まって接触面積が増大し、それによって基板
とシート間の熱伝導が改善され、ひいては基板とベース
間の熱伝導が改善される。その結果、基板に対する冷却
能力が向上する。
【００８７】請求項２の基板保持装置によれば、冷媒が
充満された密閉領域に、金属製の弾性部材をほぼ一様に
分布するように収納しており、金属は冷媒に比べて遙か
に熱伝導率が高いので、そのような金属の存在によって
冷媒部分全体としての熱伝導率が向上する。しかも、基
板をシート等に押さえ付けると、金属製の弾性部材は撓
んでその上下の面に、即ちシートの内面とベースの上面
にそれぞれ直接接触するので、この金属製の弾性部材を
経由しての熱伝導が得られる。このような二つの作用に
よって、冷媒部分の熱伝導が改善され、ひいては基板と
ベース間の熱伝導が改善される。その結果、基板に対す
る冷却能力が向上する。
【００８８】請求項３の基板保持装置によれば、上記の
ようなゴム状弾性体を設けることと、金属製の弾性部材
を設けることを併用しているので、基板とシート間、
およびその下の冷媒部分、の両方の熱伝導が改善され
る。その結果、基板とベース間の熱伝導がより改善さ
れ、基板に対する冷却能力がより向上する。
【００８９】請求項４の基板保持装置によれば、冷媒を
充満させた袋上に薄板状のゴム状弾性体を設け、これを
基板と袋間に挟むようにしたので、ゴム状弾性体は基板
および袋の双方にうまく馴染み、それらの間の隙間が埋
まって接触面積が増大し、それによって基板と袋間の熱
伝導が改善され、ひいては基板とベース間の熱伝導が改
善される。その結果、基板に対する冷却能力が向上す
る。
【００９０】請求項５の基板保持装置によれば、冷媒が
充満された袋に、金属製の弾性部材をほぼ一様に分布す
るように収納しており、金属は冷媒に比べて遙かに熱伝
導率が高いので、そのような金属の存在によって冷媒部
分全体としての熱伝導率が向上する。しかも、基板を袋
等に押さえ付けると、金属製の弾性部材は撓んでその上
下の面に、即ち袋の上下面にそれぞれ直接接触するの
で、この金属製の弾性部材を経由しての熱伝導が得られ
る。このような二つの作用によって、冷媒部分の熱伝導
が改善され、ひいては基板とベース間の熱伝導が改善さ
れる。その結果、基板に対する冷却能力が向上する。
【００９１】請求項６の基板保持装置によれば、上記の
ようなゴム状弾性体を設けることと、金属製の弾性部材
を設けることを併用しているので、基板と袋間、およ
びその中の冷媒部分、の両方の熱伝導が改善される。
その結果、基板とベース間の熱伝導がより改善され、基
板に対する冷却能力がより向上する。
【００９２】請求項７の基板保持装置によれば、金属製
の弾性部材が、弾性を有する金属細線をコイル状に多数
回巻いて成るので、それを簡単に、前記密閉領域内また
は前記袋内にほぼ一様に分布させることができる。
【００９３】請求項８の製造方法によれば、簡単に、ベ
ース上に密閉領域を形成してそこに冷媒を充満させるこ
とができる。
【００９４】請求項９の製造方法によれば、簡単に、ベ
ース上に密閉領域を形成してそこに弾性部材を収納する
と共に冷媒を充満させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る基板保持装置を示す
断面図である。
【図２】この発明の他の実施例に係る基板保持装置を示
す断面図である。
【図３】この発明の更に他の実施例に係る基板保持装置
を示す断面図である。
【図４】図２および図３に示した実施例における弾性部
材の分布状況の一例を示す概略平面図である。
【図５】この発明に係る基板保持装置の製造方法の一例
を説明するための断面図である。
【図６】基板の温度上昇の測定結果の一例を示す図であ
る。
【図７】この発明の更に他の実施例に係る基板保持装置
を示す断面図である。
【図８】この発明の更に他の実施例に係る基板保持装置
を示す断面図である。
【図９】この発明の更に他の実施例に係る基板保持装置
を示す断面図である。
【図１０】この発明に係る基板保持装置の製造方法の他
の例を説明するための断面図である。
【図１１】基板の温度上昇の測定結果の他の例を示す図
である。
【図１２】この発明の更に他の実施例に係る基板保持装
置を示す断面図である。
【図１３】従来の基板保持装置の一例を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
２ 基板 ４ ベース １０ 凹部 １２ シート １６ 密閉領域 １８ 冷媒 ２０ 基板押さえ ２２ ゴム状弾性体 ２４ 弾性部材 ２６ 吸引口 ２８ 注入口 ３６ 袋
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 37/317 9508−2Ｇ Ｈ０１Ｌ 21/265 21/3065 21/68 Ｎ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ベースと、このベースの表面に張られて
    いて同ベースとの間に密閉領域を形成する柔軟性を有す
    るシートと、この密閉領域に充満された冷媒と、前記シ
    ート上に設けられた薄板状のゴム状弾性体と、このゴム
    状弾性体上に載置される基板の周縁部をベースに向けて
    押さえ付ける基板押さえとを備えることを特徴とする基
    板保持装置。
  2. 【請求項２】 ベースと、このベースの表面に張られて
    いて同ベースとの間に密閉領域を形成する柔軟性を有す
    るシートと、この密閉領域に充満された冷媒と、前記密
    閉領域にほぼ一様に分布するように収納された金属製の
    弾性部材と、前記シート上に載置される基板の周縁部を
    ベースに向けて押さえ付ける基板押さえとを備えること
    を特徴とする基板保持装置。
  3. 【請求項３】 ベースと、このベースの表面に張られて
    いて同ベースとの間に密閉領域を形成する柔軟性を有す
    るシートと、この密閉領域に充満された冷媒と、前記密
    閉領域にほぼ一様に分布するように収納された金属製の
    弾性部材と、前記シート上に設けられた薄板状のゴム状
    弾性体と、このゴム状弾性体上に載置される基板の周縁
    部をベースに向けて押さえ付ける基板押さえとを備える
    ことを特徴とする基板保持装置。
  4. 【請求項４】 ベースと、このベース上に設けられてい
    て柔軟性を有するシートから成る密閉された袋と、この
    袋内に充満された冷媒と、前記袋上に設けられた薄板状
    のゴム状弾性体と、このゴム状弾性体上に載置される基
    板の周縁部をベースに向けて押さえ付ける基板押さえと
    を備えることを特徴とする基板保持装置。
  5. 【請求項５】 ベースと、このベース上に設けられてい
    て柔軟性を有するシートから成る密閉された袋と、この
    袋内に充満された冷媒と、前記袋内にほぼ一様に分布す
    るように収納された金属製の弾性部材と、前記袋上に載
    置される基板の周縁部をベースに向けて押さえ付ける基
    板押さえとを備えることを特徴とする基板保持装置。
  6. 【請求項６】 ベースと、このベース上に設けられてい
    て柔軟性を有するシートから成る密閉された袋と、この
    袋内に充満された冷媒と、前記袋内にほぼ一様に分布す
    るように収納された金属製の弾性部材と、前記袋上に設
    けられた薄板状のゴム状弾性体と、このゴム状弾性体上
    に載置される基板の周縁部をベースに向けて押さえ付け
    る基板押さえとを備えることを特徴とする基板保持装
    置。
  7. 【請求項７】 前記弾性部材が、弾性を有する金属細線
    をコイル状に多数回巻いて成り、これを複数本ほぼ一様
    に並設していることを特徴とする請求項２、３、５また
    は６記載の基板保持装置。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載の基板保持装置を製造す
    る際に、前記ベース上に前記シートを配置し、このシー
    トの周縁部を前記ベースに固着して内部に前記密閉領域
    を形成し、この密閉領域を前記ベースに設けた吸引口か
    ら真空引きしながら、予め脱気処理をした前記冷媒を密
    閉領域に前記ベースに設けた注入口から注入して同密閉
    領域に同冷媒を充満させ、その後この吸引口および注入
    口を閉じることを特徴とする基板保持装置の製造方法。
  9. 【請求項９】 請求項２または３に記載の基板保持装置
    を製造する際に、前記ベース上に前記弾性部材を配置
    し、この弾性部材を前記シートで覆い、このシートの周
    縁部を前記ベースに固着して内部に前記密閉領域を形成
    し、この密閉領域を前記ベースに設けた吸引口から真空
    引きしながら、予め脱気処理をした前記冷媒を密閉領域
    に前記ベースに設けた注入口から注入して同密閉領域に
    同冷媒を充満させ、その後この吸引口および注入口を閉
    じることを特徴とする基板保持装置の製造方法。
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