KR102476083B1 - 시료 유지구 - Google Patents

시료 유지구 Download PDF

Info

Publication number
KR102476083B1
KR102476083B1 KR1020207034702A KR20207034702A KR102476083B1 KR 102476083 B1 KR102476083 B1 KR 102476083B1 KR 1020207034702 A KR1020207034702 A KR 1020207034702A KR 20207034702 A KR20207034702 A KR 20207034702A KR 102476083 B1 KR102476083 B1 KR 102476083B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ceramic substrate
main surface
adhesive layer
sample holder
bonding
Prior art date
Application number
KR1020207034702A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210003270A (ko
Inventor
세이야 사이쇼
Original Assignee
교세라 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 교세라 가부시키가이샤 filed Critical 교세라 가부시키가이샤
Publication of KR20210003270A publication Critical patent/KR20210003270A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102476083B1 publication Critical patent/KR102476083B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H01L21/6833—Details of electrostatic chucks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/15—Devices for holding work using magnetic or electric force acting directly on the work
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a coating or a hardness or a material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N13/00—Clutches or holding devices using electrostatic attraction, e.g. using Johnson-Rahbek effect
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/748—Resistive heating elements, i.e. heating elements exposed to the air, e.g. coil wire heater

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

본 개시의 시료 유지구(10)는, 예를 들면 판 형상의 세라믹 기판(1)과, 발열 저항체(2)와, 세라믹 기판(1)의 타방의 주면을 덮는 금속 부재(3)와, 세라믹 기판(1)과 금속 부재(3)를 접착하는 접착층(4)과, 리드 단자(5)와, 접착층(4)의 내부에 형성되어 있고, 발열 저항체(2)와 리드 단자(5)를 전기적으로 접속하는 도통부(6)와, 도통부(6) 및 리드 단자(5)를 접합하는 접합 부재(7)를 갖는다. 접합 부재(7)는 접착층(4)보다 열전도율이 작은 저열전도 부재(8)에 의해 덮여 있다.

Description

시료 유지구
본 개시는 시료 유지구에 관한 것이다.
반도체 제조 장치 등에 사용되는 시료 유지구로서, 예를 들면, 일본 특허공개 2016-103560호 공보(이하, 특허문헌 1이라고 한다)에 개시된 시료 유지구가 알려져 있다. 시료 유지구는, 상면에 시료 유지면을 갖는 세라믹 기체와, 세라믹 기체의 하면에 형성된 발열 저항체와, 세라믹 기체의 하면에 접합층을 개재해서 접합된 금속제의 지지체를 구비하는 구성이 알려져 있다.
본 개시의 시료 유지구는, 일방의 주면이 시료 유지면인 세라믹 기판과, 상기 세라믹 기판의 내부 또는 타방의 주면에 형성된 발열 저항체와, 상기 세라믹 기판의 상기 타방의 주면을 덮도록 형성되어 있고, 일방의 주면과 타방의 주면에 개구되는 관통 구멍을 갖는 금속 부재와, 상기 세라믹 기판의 상기 타방의 주면과 상기 금속 부재의 상기 일방의 주면을 접착하는 접착층과, 상기 금속 부재에 삽입된 리드 단자와, 상기 접착층의 내부에 형성되어 있고, 상기 발열 저항체와 상기 리드 단자를 전기적으로 접속함과 아울러, 상기 세라믹 기판의 상기 타방의 주면으로부터 떨어져서, 상기 타방의 주면을 따른 방향으로 신장되는 영역을 갖는 도통부와, 상기 도통부 및 상기 리드 단자를 접합하는 금속제의 접합 부재와, 상기 접착층보다 열전도율이 작고, 상기 접합 부재를 덮는 저열전도 부재를 구비하고 있다.
도 1은 시료 유지구의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 시료 유지구의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
이하, 시료 유지구(10)에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 시료 유지구(10)는 일방의 주면이 시료 유지면(11)인 세라믹 기판(1)을 구비하고 있다. 세라믹 기판(1)은, 예를 들면 평면에서 보았을 때의 외주 형상이 원 형상이며, 피유지물과 같은 정도의 지름을 갖는 원판 형상으로 형성되어 있다. 세라믹 기판(1)은 일방의 주면(상면)에 피유지물을 유지하는 시료 유지면(11)을 갖고 있다. 세라믹 기판(1)의 재질로서는, 알루미나, 사파이어, 알루미나-티타니아 복합재 또는 티탄산 바륨과 같은 산화물계 세라믹스 또는 질화알루미늄 등의 질화물계 세라믹스를 사용할 수 있다. 세라믹 기판(1)의 치수는, 예를 들면 직경을 200㎜∼500㎜, 두께를 2㎜∼15㎜로 설정할 수 있다.
여기에서, 시료 유지구(10)는 규소 웨이퍼 등의 피유지물(시료)을 유지하는 것으로, 예를 들면 정전 척이다. 이 때, 세라믹 기판(1)은 내부에 정전 흡착용 전극을 갖는다. 정전 흡착용 전극은, 예를 들면 백금 또는 텅스텐 등의 재료를 갖고 있다. 정전 흡착용 전극에는 리드선이 접속되어 있다. 정전 흡착용 전극은 이 리드선을 개재하여 전원에 접속되어 있다. 한편, 시료 유지면(11)에 흡착되는 피유지물(시료)은 어스에 접속되어 있다. 이것에 의해, 정전 흡착용 전극과 피유지물 사이에 정전 흡착력이 발생해서, 피유지물(시료)을 시료 유지면(11)에 흡착 고정할 수 있다.
세라믹 기판(1)의 내부 또는 타방의 주면에는 발열 저항체(2)가 형성되어 있다. 도 1에 나타내는 형태의 시료 유지구(10)에 있어서는, 발열 저항체(2)는 세라믹 기판(1)의 타방의 주면(하면)에 형성되어 있다.
발열 저항체(2)는 세라믹 기판(1)의 일방의 주면(상면)인 시료 유지면(11)에 유지된 시료를 가열하기 위한 부재이다. 발열 저항체(2)는 후술하는 도통부(6)를 통해서 리드 단자(5)와 전기적으로 접속되어 있고, 이들을 개재하여 이 발열 저항체(2)에 전류를 흐르게 함으로써, 발열 저항체(2)를 발열시킬 수 있다. 발열 저항체(2)에서 발생된 열은, 세라믹 기판(1)의 내부를 통해 이동하여 시료 유지면(11)에 도달한다. 이것에 의해, 시료 유지면(11)에 유지된 시료를 가열할 수 있다.
발열 저항체(2)는 복수의 리턴부를 갖는 선 형상의 패턴이며, 세라믹 기판(1)의 타방의 주면(하면)의 거의 전면에 형성되어 있다. 또한, 발열 저항체(2)는, 균열성을 향상시키기 위해서 최적으로 설계된 패턴 형상을 가지고 있다. 요구되는 저항이나 전력량으로 발열 저항체(2)의 치수가 설계되고, 예를 들면, 발열 저항체(2)의 폭은 0.1㎜∼10㎜, 두께는 10㎛∼5㎜, 길이는 50㎜∼5m로 설정된다. 이것에 의해, 시료 유지구(10)의 일방의 주면(상면)에 있어서 열분포에 편차가 생기는 것을 억제할 수 있다.
발열 저항체(2)는, 예를 들면, 은, 팔라듐, 백금, 알루미늄, 금 등의 도체 성분을 포함하고 있다. 또한, 발열 저항체(2)는 유리 성분을 포함하고 있어도 좋다. 유리 성분으로서는 규소, 알루미늄, 비스무트, 칼슘, 붕소 및 아연 등의 재료의 산화물을 들 수 있다. 또한, 발열 저항체(2)가 세라믹 기판(1)의 내부에 형성될 경우는, 도체 성분은 텅스텐, 또는 탄화텅스텐 등이어도 좋다.
여기에서, 시료 유지구(10)의 온도 제어에는 이하의 방법을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 세라믹 기판(1)에 열전대를 접촉시킴으로써 온도를 측정할 수 있다. 또한, 세라믹 기판(1)에, 측온 저항체를 접촉시켜서 저항을 측정함으로써도 발열 저항체(2)의 온도를 측정할 수 있다. 이상과 같이 해서 측정한 발열 저항체(2)의 온도에 근거하여, 발열 저항체(2)에 인가하는 전압을 조정함으로써, 시료 유지구(10)의 온도가 일정해지도록 발열 저항체(2)의 발열을 제어할 수 있다.
그리고, 세라믹 기판(1)의 타방의 주면을 덮도록 금속 부재(3)가 형성되어 있다. 또한, 금속 부재(3)는 일방의 주면과 타방의 주면에 개구되는 관통 구멍(31)을 갖고 있다.
금속 부재(3)는 세라믹 기판(1)을 지지하기 위해서 형성되어 있다. 이 금속 부재(3)는, 일방의 주면(상면)이 세라믹 기판(1)의 타방의 주면(하면)에 대향하도록 상기 타방의 주면을 덮고 있다. 구체적으로는, 세라믹 기판(1)의 타방의 주면(하면)과 금속 부재(3)의 일방의 주면(상면)이 접착층(4)에 의해 접합되어 있다. 여기에서 말하는 금속 부재(3)의 「금속」이란, 세라믹스와 금속의 복합 재료, 섬유 강화 금속 등으로 이루어지는 복합 재료도 포함하고 있다. 일반적으로, 할로겐계의 부식성 가스 등에 노출되는 환경 하에 있어서 시료 유지구(10)를 사용할 경우에는, 금속 부재(3)를 구성하는 금속으로서, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 스테인리스강 또는 니켈(Ni) 또는 이들 금속의 합금을 사용할 수 있다.
금속 부재(3)는, 예를 들면 평면에서 보았을 때의 외주 형상이 원 형상이며, 세라믹 기판(1)과 같은 정도의 지름을 갖는 원판 형상으로 형성되어 있다. 금속 부재(3)는, 예를 들면 10㎜∼100㎜의 두께이다. 또 금속 부재(3)는, 일방의 주면(상면)과 타방의 주면(하면)에 개구되는 관통 구멍(31)을 갖고 있고, 이 관통 구멍(31)의 내부를 통과하도록 리드 단자(5)가 형성되어 있다. 바꿔 말하면, 리드 단자(5)가 금속 부재(3)에 삽입되어 있다. 관통 구멍(31)의 형상은, 예를 들면 내부 공간이 원기둥 형상으로 되는 형상이다. 관통 구멍(31)의 직경은, 예를 들면 0.1㎜∼10㎜로 설정할 수 있다.
리드 단자(5)는 일단이 도통부(6)에 접속됨과 아울러, 타단이 외부 전원에 접속되어 있다. 리드 단자(5)로서는, 예를 들면 니켈 등의 전기 전도성을 갖는 금속 재료를 사용할 수 있다.
또한, 금속 부재(3)는 기체 또는 액체 등의 열매체를 순환시키기 위한 유로를 구비하고 있어도 좋다. 이 경우에는, 열매체로서 물 또는 실리콘 오일 등의 액체 또는 헬륨(He) 또는 질소(N2) 등의 기체를 사용할 수 있다.
세라믹 기판(1)의 타방의 주면과 금속 부재(3)의 일방의 주면 사이에는, 이것들을 접착하는 접착층(4)이 형성되어 있다. 바꿔 말하면, 세라믹 기판(1)의 타방의 주면(하면)과 금속 부재(3)의 일방의 주면(상면)이 접착층(4)에 의해 접합되어 있다.
접착층(4)은 고분자 재료를 갖고 있다. 고분자 재료로서, 예를 들면 에폭시 수지, 실리콘 수지를 갖고 있다. 접착층은 고분자 재료 이외에, 고분자 재료 중에 분산된 필러를 갖고 있어도 좋다. 필러로서는, 예를 들면 세라믹 입자를 사용할 수 있다. 세라믹 입자로서는, 예를 들면 알루미나 또는 질화알루미늄 등을 사용할 수 있다.
접착층(4)의 두께는, 예를 들면 0.05㎜∼2.0㎜로 설정할 수 있다. 여기에서, 시료 유지구(10)는, 세라믹 기판(1)의 상면으로부터 접착층(4)을 통과해서 금속 부재(3)의 하면까지 관통하는 관통 구멍을 갖고 있어도 좋다.
시료 유지구(10)는 접착층(4)의 내부에 형성된 도통부(6)를 구비하고 있다. 도통부(6)는, 예를 들면 구리, 알루미늄 등의 전기 전도성을 갖는 금속 재료로 구성되어 있다. 도통부(6)는 발열 저항체(2)와 리드 단자(5)를 전기적으로 접속하고, 일단이 발열 저항체(2)에 접속됨과 아울러, 타단이 리드 단자(5)에 접속되어 있다. 도통부(6)는 세라믹 기판(1)의 타방의 주면으로부터 떨어져서, 상기 타방의 주면을 따른 방향으로 신장되는 영역을 갖고 있다. 구체적으로는, 세라믹 기판(1)의 하면을 따른 부분과, 상하 방향으로 신장된 부분을 갖고 있다. 도통부(6) 중 세라믹 기판(1)의 하면을 따른 부분으로서는, 예를 들면 금속판, 금속박 등을 사용할 수 있다. 또한, 도통부(6) 중 상하 방향으로 신장된 부분은, 발열 저항체(2)와 도통부(6) 중 세라믹 기판(1)의 하면을 따른 부분을 전기적으로 접속하는 것으로, 예를 들면 비아 홀 도체, 금속박 등을 사용할 수 있다.
또한, 시료 유지구(10)는 도통부(6)와 리드 단자(5)를 접합하는 금속제의 접합 부재(7)를 구비하고 있다.
도통부(6)와 리드 단자(5)는 접합 부재(7)로 전기적으로 접속되어 있다. 접합 부재(7)로서는, 전기 전도성을 갖는 예를 들면 땜납, 경납재 등을 사용할 수 있다.
그리고, 접합 부재(7)는 저열전도 부재(8)로 덮여 있다. 이 저열전도 부재(8)는 접착층(4)보다 열전도율이 작은 재료를 갖는다. 저열전도 부재(8)의 두께는, 예를 들면 0.01㎜∼0.1㎜로 된다.
본 개시의 시료 유지구(10)는, 이와 같은 구성에 의해, 접합 부재(7)로부터 열이 빠져나가기 어려워지기 때문에, 시료 유지면(11)의 균열성을 높일 수 있다.
또한, 접착층(4) 및 저열전도 부재(8)의 열전도율은 이것들을 샘플링하고, 레이저 플래시법(장치명: 레이저 플래시법 열물성 측정 장치, 회사명: 교토 덴시 고교 가부시키가이샤, 형번: LFA502)으로 측정할 수 있다.
여기에서, 저열전도 부재(8)가 절연성의 재료여도 좋다. 이것에 의해, 접합 부재(7)의 주변의 절연성을 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 접착층(4)이 에폭시 수지를 주성분(가장 함유량이 많다)으로 할 때에는 폴리이미드, 불소 수지, 그래파이트가 사용되고, 접착층(4)이 실리콘 수지를 주성분(가장 함유량이 많다)으로 할 때에는 폴리이미드, 불소 수지, 그래파이트가 사용된다.
또한, 저열전도 부재(8)는 접합 부재(7)보다 탄성률이 작은 재료여도 좋다. 이것에 의해, 접합 부재(7)에 걸리는 응력을 저열전도 부재(8)로 완충시킬 수 있어, 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 저열전도 부재(8)가 도통부(6)에 있어서의 세라믹 기판(1)의 타방의 주면을 따른 방향으로 신장되는 영역의 일부를 덮고 있어도 좋지만, 도 2에 나타내는 바와 같이, 저열전도 부재(8)가 적어도 도통부(6)에 있어서의 세라믹 기판(1)의 타방의 주면을 따른 방향으로 신장되는 영역의 전체를 덮고 있어도 좋고, 저열전도 부재(8)가 도통부(6)에 있어서의 세라믹 기판(1)의 타방의 주면을 따른 방향으로 신장되는 영역의 전체까지 덮음으로써, 예를 들면 도통부(6)가 금속을 가질 경우, 주위의 접착층(4)보다 열전도율이 높기 때문에 발생하는 열 끌어당김을 저열전도 부재(8)로 덮을 수 있고, 주위의 접착층(4)과의 열전도율에 접근하므로, 시료 유지면(11)에의 열의 영향을 억제하여 시료 유지면(11)의 균열성이 향상한다.
이하, 시료 유지구(10)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 또한, 알루미나 세라믹스를 예로 설명하지만, 질화알루미늄 세라믹스 등의 다른 세라믹 재료의 경우여도 마찬가지의 방법으로 제작할 수 있다.
우선, 주원료가 되는 알루미나 분말을 소정량 칭량하고, 볼 밀 중에서 이온교환수, 유기 용매 등 또는 유기 분산제와 금속 또는 세라믹스로 이루어지는 볼과 함께 24∼72Hr 습식 분쇄 혼합을 한다.
이렇게 해서 분쇄 혼합한 원료 슬러리 중에, 폴리비닐알콜, 폴리비닐부티랄 또는 아크릴 수지 등의 유기 바인더 및 보조적인 유기 재료로서 가소제 및 소포제를 소정량 첨가하고, 또한 24∼48Hr 혼합한다. 혼합된 유기-무기 혼합 슬러리를 닥터 블레이드법, 캘린더 롤법, 프레스 성형법 또는 압출 성형법 등에 의해 세라믹 그린 시트로 성형한다.
그리고, 정전 흡착용 전극을 성형하기 위한 백금 또는 텅스텐 등의 페이스트 형상 전극 재료를 공지의 스크린 인쇄법 등에 의해 인쇄 성형한다. 또한, 세라믹 그린 시트를 3∼10매 적층하여 볼반 등으로 φ0.1㎜∼0.8㎜의 비아 홀 도체를 메워 넣는 구멍을 형성한다. 그 구멍에 페이스트 형상 전극 재료를 메워 넣고, 비아 홀 도체를 성형한다. 또한, 비아 홀 도체의 바로 아래에 φ1㎜∼2㎜로 두께 20㎛∼30㎛의 제 1 도체 패턴을 페이스트 형상 전극 재료를 사용해서 인쇄 성형한다. 또한, 상기 인쇄로 성형한 제 1 도체 패턴 상에, φ5㎜∼15㎜로 20㎛∼30㎛의 제 2 도체 패턴을 페이스트 형상 전극 재료를 사용해서 인쇄 성형한다.
여기에서, 제 1 도체 패턴 및 제 2 도체 패턴을 성형한 세라믹 그린 시트와 비아 홀 도체가 메워 넣어진 세라믹 그린 시트와 페이스트 형상 전극 재료가 인쇄 성형되어 있지 않은 그린 시트를 포개서 적층한다. 적층시에는, 세라믹 그린 시트의 항복 응력값 이상의 압력을 인가하면서, 소정의 온도에서 적층하면 좋다. 압력 인가 방법으로서는, 1축 프레스법 또는 등방 가압법(건식, 습식법) 등의 공지의 기술을 응용하면 좋다.
이어서, 얻어진 적층체를 소정의 온도, 분위기 중에서 소성하여, 내부에 정전 흡착용 전극이 형성된 세라믹 기판(1)을 제작한다.
이어서, 세라믹 기판(1)을 머시닝 센터, 로터리 가공기 또는 원통 연삭반을 사용해서 소정 형상, 두께로 가공한다.
또한, 발열 저항체(2)를 세라믹 기판(1)의 내부 또는 이면(타방의 주면)에 형성한다. 발열 저항체(2)는 전류를 통전함으로써 줄 발열을 발생시키고, 피가열 대상을 가열하기 위한 부재이다. 발열 저항체(2)를 세라믹 기판(1)의 내부에 형성할 경우는, 정전 흡착용 전극과 마찬가지의 방법으로 형성한다. 발열 저항체(2)를 세라믹 기판(1)의 이면에 형성할 경우는, 발열 저항체(2)는 도체 성분 및 유리 성분을 포함하고 있는 것이 좋다. 도체 성분으로서는, 예를 들면, 은팔라듐, 백금, 알루미늄 또는 금 등의 금속 재료를 포함하고 있다. 유리 성분이 발포되어 버리는 것을 억제하기 위해서, 금속 재료로서는 대기 중에서 소결 가능한 금속을 선택해도 좋다. 또한, 유리 성분으로서는 규소, 알루미늄, 비스무트, 칼슘, 붕소 및 아연 등의 재료의 산화물을 포함하고 있다.
이어서, 세라믹 기판(1)의 시료 유지면(11)과는 다른 이면(타방의 주면)에, 머시닝 센터 또는 볼반 등으로 정전 흡착용 전극의 일부가 노출되는 급전용의 오목부를 형성한다.
또한, 알루미늄 등으로 제작된 금속 부재(3)와 세라믹 기판(1)을 접합한다. 발열 저항체(2)가 세라믹 기판(1)의 이면(타방의 주면)에 형성되어 있을 경우, 세라믹 기판(1)의 이면에 에폭시계의 수지 페이스트를 도포하고, 스퀴지 등으로 여분의 수지 페이스트를 제거해 경화시킨다. 여기에서, 발열 저항체(2)의 양단의 급전부는 충전을 해서 수지 페이스트가 급전부에 부착되지 않도록 해 둔다. 이어서, 로터리 가공 등으로 평면도 좋게 가공하여, 접착층(4)의 제 1 층을 형성한다.
이어서, 접착층(4)의 제 1 층 상에 구리나 알루미늄 등의 예를 들면 금속박을 갖는 도통부(6)를 배치한다. 도통부(6)는, 상하 방향으로 신장된 부분에 있어서 발열 저항체(2)와의 접속을 땜납 등으로 행한다. 또한, 세라믹 기판(1)의 하면을 따른 부분에 있어서, 리드 단자(5)와 접속 가능한 영역으로의 안내를 행하고 있다. 도통부(6) 중 세라믹 기판(1)의 하면을 따른 부분의 일단이 상하 방향으로 신장된 부분에 접속되어 있고, 세라믹 기판(1)의 하면을 따른 부분의 타단은 리드 단자(5)와 땜납 등으로 접합한다. 그리고, 그 접합부를 주위의 접착층보다 열전도율이 작은 저열전도 부재(8)로 덮는다. 구체적으로는 폴리이미드 등의 내열성이 높은 부재로 덮는다. 여기에서, 땜납과 저열전도 부재(8)의 합성 열전도율이 접착층(4)의 열전도율과 동일하면 더욱 좋다. 열전도율을 합침으로써, 세라믹 기판(1)으로부터의 열 끌어당김이 접착층(4)과 접합부에서 동일해지므로, 세라믹 기판(1)의 시료 유지면(11)의 균열성이 향상한다.
또한, 알루미늄 등으로 제작된 금속 부재(3)와 세라믹 기판(1)을 접합한다. 금속 부재(3)에 접착층(4)의 제 2 층으로 되는 실리콘 페이스트를 도포하고, 스퀴지 등으로 여분의 실리콘 페이스트를 제거하고, 세라믹 기판(1)을 진공 중에서 금속 부재(3)와 접착하고, 소정 두께까지 가압하여, 100℃ 2시간 경화시킨다. 접착층(4)이 되는 접착재의 경화는 촉매 등을 넣어서 상온에서 경화해도 좋다. 이 때, 금속 부재(3)에 형성된 관통 구멍(31)에 리드 단자(5)를 삽입시키도록 위치 조정해서 접착한다.
이와 같이 해서 본 실시형태의 시료 유지구를 제작할 수 있다.
1 : 세라믹 기판
2 : 발열 저항체
3 : 금속 부재
31 : 관통 구멍
4 : 접착층
5 : 리드 단자
6 : 도통부
7 : 접합 부재
8 : 저열전도 부재

Claims (4)

  1. 일방의 주면이 시료 유지면인 세라믹 기판과, 상기 세라믹 기판의 내부 또는 타방의 주면에 형성된 발열 저항체와, 상기 세라믹 기판의 상기 타방의 주면을 덮도록 형성되어 있고, 일방의 주면과 타방의 주면에 개구되는 관통 구멍을 갖는 금속 부재와, 상기 세라믹 기판의 상기 타방의 주면과 상기 금속 부재의 상기 일방의 주면을 접착하는 접착층과, 상기 금속 부재에 삽입된 리드 단자와, 상기 접착층의 내부에 형성되어 있고, 상기 발열 저항체와 상기 리드 단자를 전기적으로 접속함과 아울러, 상기 세라믹 기판의 상기 타방의 주면으로부터 떨어져서, 상기 타방의 주면을 따른 방향으로 신장되는 영역을 갖는 도통부와, 상기 도통부 및 상기 리드 단자를 접합하는 금속제의 접합 부재와, 상기 접착층보다 열전도율이 작고, 상기 접합 부재를 덮는 저열전도 부재를 구비하고 있는 시료 유지구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저열전도 부재는 절연성의 재료를 갖는 시료 유지구.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 저열전도 부재는 상기 접합 부재보다 탄성률이 작은 재료를 갖는 시료 유지구.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 저열전도 부재는, 적어도 상기 도통부에 있어서의 상기 세라믹 기판의 상기 타방의 주면을 따른 방향으로 신장되는 영역의 전체를 덮는 시료 유지구.
KR1020207034702A 2018-06-26 2019-06-24 시료 유지구 KR102476083B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2018-120971 2018-06-26
JP2018120971 2018-06-26
PCT/JP2019/024920 WO2020004309A1 (ja) 2018-06-26 2019-06-24 試料保持具

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210003270A KR20210003270A (ko) 2021-01-11
KR102476083B1 true KR102476083B1 (ko) 2022-12-09

Family

ID=68986975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207034702A KR102476083B1 (ko) 2018-06-26 2019-06-24 시료 유지구

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20210265190A1 (ko)
JP (1) JP6947932B2 (ko)
KR (1) KR102476083B1 (ko)
WO (1) WO2020004309A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220101349A (ko) 2021-01-11 2022-07-19 삼성전자주식회사 스토리지 장치의 데이터 기입 방법 및 이를 수행하는 스토리지 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100497016B1 (ko) 2001-10-24 2005-06-28 니뽄 가이시 가부시키가이샤 가열 장치
JP2014075525A (ja) 2012-10-05 2014-04-24 Ngk Spark Plug Co Ltd 積層発熱体、静電チャック、及びセラミックヒータ
JP2016092215A (ja) 2014-11-05 2016-05-23 日本特殊陶業株式会社 加熱装置
JP2016192566A (ja) 2015-01-16 2016-11-10 Toto株式会社 静電チャック
WO2018123729A1 (ja) 2016-12-26 2018-07-05 京セラ株式会社 試料保持具

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020185487A1 (en) * 2001-05-02 2002-12-12 Ramesh Divakar Ceramic heater with heater element and method for use thereof
US8525418B2 (en) * 2005-03-31 2013-09-03 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Electrostatic chuck
US20080066683A1 (en) * 2006-09-19 2008-03-20 General Electric Company Assembly with Enhanced Thermal Uniformity and Method For Making Thereof
JP5029257B2 (ja) * 2007-01-17 2012-09-19 東京エレクトロン株式会社 載置台構造及び処理装置
JP5994772B2 (ja) * 2011-03-23 2016-09-21 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置
US11031271B2 (en) * 2016-04-28 2021-06-08 Kyocera Corporation Heater system, ceramic heater, plasma treatment system, and adsorption system
JP6666809B2 (ja) * 2016-08-08 2020-03-18 新光電気工業株式会社 基板固定装置及びその製造方法
JP7014821B2 (ja) * 2018-01-29 2022-02-01 京セラ株式会社 試料保持具

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100497016B1 (ko) 2001-10-24 2005-06-28 니뽄 가이시 가부시키가이샤 가열 장치
JP2014075525A (ja) 2012-10-05 2014-04-24 Ngk Spark Plug Co Ltd 積層発熱体、静電チャック、及びセラミックヒータ
JP2016092215A (ja) 2014-11-05 2016-05-23 日本特殊陶業株式会社 加熱装置
JP2016192566A (ja) 2015-01-16 2016-11-10 Toto株式会社 静電チャック
WO2018123729A1 (ja) 2016-12-26 2018-07-05 京セラ株式会社 試料保持具

Also Published As

Publication number Publication date
JP6947932B2 (ja) 2021-10-13
US20210265190A1 (en) 2021-08-26
KR20210003270A (ko) 2021-01-11
JPWO2020004309A1 (ja) 2021-08-02
WO2020004309A1 (ja) 2020-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101599365B (zh) 陶瓷电子部件及其制造方法
JP6228031B2 (ja) 試料保持具およびこれを用いたプラズマエッチング装置
JP5117146B2 (ja) 加熱装置
JP5183294B2 (ja) 焼結されたパワー半導体基板並びにそのための製造方法
KR20190095464A (ko) 유지 장치
KR20110042746A (ko) 온도센서 내장형 구동형 세라믹 히터
KR20160108307A (ko) 전자회로장치
JP6084989B2 (ja) 試料保持具およびこれを用いたプラズマエッチング装置
KR102476083B1 (ko) 시료 유지구
KR20150086316A (ko) 히터
JP7050455B2 (ja) 静電チャックの製造方法
US10477623B2 (en) Heater
KR102224133B1 (ko) 시료 유지구
US20220070978A1 (en) Heater
JP6995019B2 (ja) 試料保持具
JP6835658B2 (ja) 試料保持具
JP6856334B2 (ja) ヒータ
JP6081858B2 (ja) ヒータ
JPWO2015025347A1 (ja) 電子回路基板、それを用いた半導体装置及びその製造方法
KR20200095557A (ko) 시료 유지구
JP6856357B2 (ja) ヒータ
JP2015141952A (ja) 半導体パワーモジュール
JP4605932B2 (ja) 接触加熱装置
JP6835623B2 (ja) ヒータ
JP2020061445A (ja) 試料保持具

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant