JPWO2019146796A1 - 試料保持具 - Google Patents

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Abstract

本開示の試料保持具１０は、板状の絶縁基体１と、該絶縁基体１の下面に設けられた導電部材２と、該導電部材２に接合され前記絶縁基体２より下方に伸びるリードピン３と、前記絶縁基体１の下面に接合され、前記リードピン３を囲む筒状部材４と、該筒状部材４の内側に位置しており、前記導電部材２と前記リードピン３との接合部を覆う第１部材５と、該第１部材５を覆い、前記内側を埋める第２部材６とを備えており、前記第１部材５は、ゲル状である。

Description

本開示は、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２０１３−１９１６２６号公報（以下、特許文献１とする）に記載の半導体製造装置が知られている。特許文献１に開示された半導体製造装置は、セラミック基板と、セラミック基板の裏面に設けられた電極端子と、セラミック基板の裏面に固定されたベース部材と、ベース部材の貫通孔に固着された絶縁スリーブと、電極端子に接続されたケーブルと、絶縁スリーブとセラミック基板との隙間を、電極端子とケーブルとの接続部ごと覆う絶縁樹脂とを備えている。
本開示の試料保持具は、板状の絶縁基体と、該絶縁基体の下面に設けられた導電部材と、該導電部材に接合され前記絶縁基体より下方に伸びるリードピンと、前記絶縁基体の下面に接合され、前記リードピンを囲む筒状部材と、該筒状部材の内側に位置しており、前記導電部材と前記リードピンとの接合部を覆う第１部材と、該第１部材を覆い、前記内側に充填される第２部材とを備えており、前記第１部材は、ゲル状である。
試料保持具の一例を示す断面図である。 試料保持具の他の例を示す断面図である。 試料保持具の他の例を示す断面図である。 試料保持具の他の例を示す断面図である。
本開示の試料保持具１０の一例について、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本開示の一例である試料保持具１０を示す断面図である。図１に示すように、試料保持具１０は、絶縁基体１と、導電部材２と、リードピン３と、筒状部材４と、を備えている。
絶縁基体１は、試料を保持するための部材である。絶縁基体１は、板状の部材であって、例えば円板状または角板状である。絶縁基体１は、上面と下面とを有している。絶縁基体１は、例えば上面が試料保持面１１である。絶縁基体１は、内部または下面に発熱抵抗体８を有していてもよい。また、試料保持具１０を静電チャックとして用いる場合においては、絶縁基体１は、内部に静電吸着用電極を有していてもよい。絶縁基体１は、例えばセラミック材料を有する。セラミック材料としては、例えばアルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素またはイットリア等とすることができる。絶縁基体１の寸法は、例えば直径を４８〜４６０ｍｍに、厚みを１〜１８ｍｍにすることができる。
なお、ここでいう「上面」「下面」とは、説明の便宜のために用いられるものであって、発明の実施形態を限定するものではない。例えば、上面が下面よりも下方に位置するように試料保持具１０を使用してもよいものとする。
導電部材２は、絶縁基体１の下面に設けられている。発熱抵抗体８が絶縁基体１の内部に設けられている場合は、導電部材２は、発熱抵抗体８に電気的に接続された部材であってもよい。この場合は、絶縁基体１は、発熱抵抗体８と導電部材２とを電気的に接続するスルーホール導体を有していてもよい。導電部材２は、例えば白金、ＡｇＰｂまたはタングステン等の導電性の材料を有する。導電部材２は、例えば下面に露出する面積を４００〜１６００００ｍｍ２に、厚みを０．００５〜０．１ｍｍにすることができる。
なお、発熱抵抗体８を絶縁基体１の下面に設ける場合は、導電部材２自体が、発熱抵抗体８であってもよい。
リードピン３は、導電部材２と外部電源とを電気的に接続するための部材である。リードピン３の形状は、例えば棒状である。リードピン３は、例えば接合材によって一端が導電部材２に接合されている。リードピン３は、例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金またはＴｉ等の導電性の部材を有する。リードピン３の寸法は、例えば試料保持面１１に垂直な断面で見たときの幅を１〜１０ｍｍに、長さを３〜２０ｍｍにすることができる。接合材としては、例えば半田または銀銅ろう等を用いることができる。
筒状部材４は、リードピン３と金属基体７との間の電気的な絶縁性を確保するための部材である。筒状部材４は、リードピン３を囲むように、絶縁基体１の下面に接合されている。筒状部材４は、例えば接着剤９によって、絶縁基体１の下面に接合されている。筒状部材４は、例えば円筒状の部材である。筒状部材４は、例えば内径が大きい部分と内径が小さい部分とを有していてもよい。筒状部材４は、例えばポリエーテルイミドもしくはフッ素系の樹脂、またはアルミナ等のセラミックを有する。筒状部材４は、例えば内径を１．５〜８ｍｍに、外径を４〜３０ｍｍに、長さを１０〜５０ｍｍにすることができる。
絶縁基体１の下面には、金属基体７が設けられていてもよい。金属基体７は、絶縁基体１を支持するための部材である。金属基体７は例えば円板状の部材である。金属基体７は複数の貫通孔を有しており、貫通孔の内部に筒状部材４が位置するように設けられていてもよい。金属基体７は、例えばＣｕまたはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属材料を有する。金属基体７は、例えば直径を４８〜４６０ｍｍに、厚みを１０〜５０ｍｍにすることができる。
本開示のヒータにおいては、筒状部材４の内側において導電部材２とリードピン３との接合部を覆う第１部材５と、内側に充填される第２部材６とを備えており、第１部材５は、ゲル状である。これにより、筒状部材４の内側に水分が浸入することによって、導電部材２が劣化するおそれを低減することができる。さらに、第１部材５は、ゲル状であることにより、第２部材６によってリードピン３を筒状部材４に固定しつつ、導電部材２とリードピン３との接合部に外力が加わったときに、第１部材５が変形することにより外力を吸収することができる。そのため、導電部材２とリードピン３との接合部が破損するおそれを低減することができる。その結果、試料保持具１０の耐久性を高めることができる。
第１部材５は、例えば第１部材５として硬化後にゲルとなるシリコーンを用いることができる。また、第２部材６としては、硬化後に粘性を有しない固体となるエポキシまたはシリコーン等の部材を用いることができる。ここで、ゲルとは、硬化により系全体としては粘性を有する固体状になったものを意味している。
また、第１部材５は、第２部材６よりも弾性率が小さい部材であってもよい。この場合においても、導電部材２とリードピン３との接合部に生じる熱応力を、第１部材５によって緩和することができる。そのため、導電部材２とリードピン３との接合部が破損するおそれを低減することができる。その結果、試料保持具１０の耐久性を高めることができる。第１部材５が、第２部材６よりも弾性率が小さい部材である例として、例えば第２部材６がエポキシ樹脂である場合は、第１部材５をシリコーン樹脂にすることができる。
なお、第２部材６は、筒状部材４の内側の全体に充填されている必要はなく、筒状部材４の内側に水分等の異物が侵入しない程度に設けられていればよい。例えば、図１に示すように筒状部材４が内径が大きい部分と内径が小さい部分とを有しており、内径が大きい部分において導電部材２とリードピン３との接合部を囲っている場合は、少なくとも内径が大きい部分において筒状部材４の内側に第２部材６が充填されていればよいものとする。
また、図２に示すように、第１部材５は、下面に垂直な断面を見たときに、下面から離れるにつれて形状が細くなっていてもよい。これにより、絶縁基体１の下面近傍においては、第１部材５の量が多いため、導電部材２とリードピン３との接合部に生じる熱応力を、第１部材５によって緩和することができる。さらに、下面から離れるにつれて、第２部材６を設ける量を増やすことができるため、リードピン３の接着強度を高めることができる。その結果、試料保持具１０の耐久性を高めることができる。
また、図３に示すように、リードピン３は、筒状部材４の内側に位置する第１部分３１と、筒状部材４の外側に位置する第２部分３２とを有しており、第１部分３１は、第２部分３２よりも細い第３部分３１１を有していてもよい。これにより、第１部分３１に応力が発生した際に、第３部分３１１が変形することができる。そのため、第１部分３１に生じた応力を第３部分３１１により吸収することができる。その結果、第１部分３１に生じた応力によって、導電部材２とリードピン３との接合部が破損してしまうおそれを低減することができる。さらに、第２部分３２は第３部分３１１よりも太いため、外力に対する強度を高めることができる。その結果、試料保持具１０の耐久性を高めることができる。
この場合においては、例えば第３部分３１１の径を１〜３ｍｍに、第２部分３２の径を１．５〜５ｍｍにすることができる。また、第３部分３１１の長さを３〜３５ｍｍに、第２部分３２の長さを１〜５０ｍｍにすることができる。なお、第１部分３１は全体が第２部分３２よりも細い第３部分３１１である必要は無く、第２部分３２よりも太い若しくは第２部分３２と同程度の太さの部分があってもよい。また、第２部分３２と同じ径の部分が、筒状部材４の内側まで続いていてもよい。
また、リードピン３は、導電部材２との接合部において、第３部分３１１よりも広がっていてもよい。これにより、導電部材２とリードピン３との接触面積を増やすことができる。そのため、導電部材２とリードピン３との接合強度を高めることができる。
また、図４に示すように、第３部分３１１は、接合部近傍に位置しており、第１部材５は、導電部材２とリードピン３との接合部と、第３部分３１１を覆っていてもよい。これにより、特に応力が集中しやすい接合部および接合部近傍において、リードピン３が破損するおそれを低減することができる。その結果、試料保持具１０の耐久性を高めることができる。
１：絶縁基体
１１：試料保持面
２：導電部材
３：リードピン
３１：第１部分
３１１：第３部分
３２：第２部分
４：筒状部材
５：第１部材
６：第２部材
７：金属基体
８：発熱抵抗体
９：接着剤
１０：試料保持具

Claims (5)

  1. 板状の絶縁基体と、
    該絶縁基体の下面に設けられた導電部材と、
    該導電部材に接合され前記絶縁基体より下方に伸びるリードピンと、
    前記絶縁基体の下面に接合され、前記リードピンを囲む筒状部材と、
    該筒状部材の内側に位置しており、
    前記導電部材と前記リードピンとの接合部を覆う第１部材と、
    該第１部材を覆い、前記内側に充填される第２部材と、を備えており、
    前記第１部材は、ゲル状である試料保持具。
  2. 板状の絶縁基体と、
    該絶縁基体の下面に設けられた導電部材と、
    該導電部材に接合され前記絶縁基体より下方に伸びるリードピンと、
    前記絶縁基体の下面に接合され、前記リードピンを囲む筒状部材と、
    該筒状部材の内側に位置しており、
    前記導電部材と前記リードピンとの接合部を覆う第１部材と、
    該第１部材を覆い、前記内側に充填される第２部材と、を備えており、
    前記第１部材は、前記第２部材よりも弾性率が小さい試料保持具。
  3. 前記第１部材は、前記下面に垂直な断面を見たときに、前記下面から離れるにつれて形状が細くなっている請求項１または請求項２に記載の試料保持具。
  4. 前記リードピンは、前記筒状部材の内側に位置する第１部分と、前記筒状部材の外側に位置する第２部分とを有しており、
    前記第１部分は、前記第２部分よりも細い第３部分を有する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の試料保持具。
  5. 前記リードピンは、前記導電部材との接合部において、前記第３部分よりも広がっている請求項４に記載の試料保持具。
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