KR20230109080A - 웨이퍼 배치대 - Google Patents

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KR20230109080A
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terminal
wafer
ceramic substrate
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KR1020220155375A
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히로시 다케바야시
미츠루 고지마
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엔지케이 인슐레이터 엘티디
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Abstract

본 발명의 웨이퍼 배치대(10)는, 세라믹 기재(基材)(20)와, 전극[FR 흡착용 전극(27)]과, 접합 단자[급전 단자(82)]와, 전극 취출부(272)를 구비한다. 세라믹 기재(20)는, 상면에 웨이퍼 배치면(22a)을 갖는다. FR 흡착용 전극(27)은, 세라믹 기재(20)에 매설되어 있다. 급전 단자(82)는, 세라믹 기재(20)의 하면으로부터 세라믹 기재(20)에 삽입되고, FR 흡착용 전극(27)에 형성된 관통 구멍(271)을 관통한다. 전극 취출부(272)는, 관통 구멍(271)의 둘레 가장자리를 따라 간격을 두고 FR 흡착용 전극(27)보다 두꺼워지도록 2개 이상 형성되고, 내주면(272a)이 급전 단자(82)의 측면에 접합되어 있다.

Description

웨이퍼 배치대{WAFER PLACEMENT TABLE}
본 발명은 웨이퍼 배치대에 관한 것이다.
종래, 웨이퍼 배치대로서는, 상면에 웨이퍼 배치면을 갖는 세라믹 기재(基材)와, 세라믹 기재에 매설된 전극과, 세라믹 기재의 하면으로부터 세라믹 기재에 삽입되어 전극에 접합되는 접합 단자를 구비한 것이 알려져 있다. 예컨대, 특허문헌 1에 기재된 웨이퍼 배치대에서는, 세라믹 기재의 하면에 개구되는 오목부의 바닥면에, 전극과 일체화된 원판형의 전극 취출부를 노출시키고, 그 전극 취출부와 접합 단자를 접합층에 의해 접합하고 있다. 접합층은, 접합 단자와 오목부의 측면 사이에도 존재하고 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2012-216786호 공보
그러나, 특허문헌 1에 기재된 웨이퍼 배치대에서는, 특히 오목부가 얕은 경우, 전극 취출부와 접합 단자의 접합 강도가 충분히 얻어지지 않는 경우가 있었다. 한편, 접합 강도를 확보하기 위해서는 접합 단자를 굵게 하는 것이 고려되지만, 그러면 웨이퍼의 균열성(均熱性)이 손상되는 경우가 있었다.
본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 접합 단자가 가늘어도 전극과의 접합 강도를 확보하는 것을 주목적으로 한다.
본 발명의 웨이퍼 배치대는,
상면에 웨이퍼 배치면을 갖는 세라믹 기재와,
상기 세라믹 기재에 매설된 전극과,
상기 세라믹 기재의 하면으로부터 상기 세라믹 기재에 삽입되고, 상기 전극에 형성된 관통 구멍을 관통하는 접합 단자와,
상기 관통 구멍의 둘레 가장자리에 상기 전극보다 두꺼워지도록 형성되고, 내주면이 상기 접합 단자의 측면에 접합된 전극 취출부
를 구비한 것이다.
이 웨이퍼 배치대에서는, 접합 단자는 전극에 형성된 관통 구멍을 관통하고 있기 때문에, 접합 단자가 전극에 맞닿고 있는 경우에 비해, 접합 단자가 세라믹 기재에 삽입되는 길이가 길어진다. 또한, 전극 취출부는, 전극보다 두껍게 형성되어 있기 때문에, 접합 단자의 측면과 전극 취출부의 내주면의 접합 면적이 커진다. 이러한 점에서, 급전 부재가 가늘어도 전극과의 접합 강도를 확보할 수 있다.
또한, 본 명세서에서는, 상하, 좌우, 전후 등을 이용하여 본 발명을 설명하는 경우가 있으나, 상하, 좌우, 전후는, 상대적인 위치 관계에 불과하다. 그 때문에, 웨이퍼 배치대의 방향을 변경한 경우에는 상하가 좌우가 되거나 좌우가 상하가 되거나 하는 경우가 있으나, 그러한 경우도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
본 발명의 웨이퍼 배치대에 있어서, 상기 전극 취출부는, 상기 관통 구멍의 둘레 가장자리를 따라 2개 이상 형성되어 있어도 좋다. 이렇게 하면, 전극 취출부가 관통 구멍의 둘레 가장자리의 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있는 경우에 비해 세라믹 기재에 크랙이 발생하기 어렵다.
본 발명의 웨이퍼 배치대에 있어서, 상기 접합 단자는, 상기 세라믹 기재의 하면으로부터 상기 전극을 관통하도록 형성된 단자 구멍에 삽입되어 있어도 좋고, 상기 전극 취출부는, 상기 단자 구멍보다 소직경의 구결(球缺) 형상 또는 원기둥 형상의 도전재의 일부를 상기 단자 구멍으로 깎아낸 형상이어도 좋다. 이렇게 하면, 전극 취출부를 비교적 용이하게 제작할 수 있다.
본 발명의 웨이퍼 배치대에 있어서, 상기 접합 단자는, 상기 관통 구멍의 내주면과 상기 전극 취출부의 내주면을 포함하는 상기 단자 구멍의 측면 및 상기 단자 구멍의 바닥면과 금속 납땜재층을 통해 접합되어 있어도 좋고, 상기 금속 납땜재층은, 상기 세라믹 기재의 하면에 도달하지 않도록 형성되어 있어도 좋다. 이렇게 하면, 접합 강도가 보다 높아진다.
본 발명의 웨이퍼 배치대에 있어서, 상기 전극 취출부의 상기 내주면은, 상기 웨이퍼 배치면에 대해 수직인 면이어도 좋다. 이렇게 하면, 전극 취출부의 내주면이 경사져 있는 경우에 비해, 전극 취출부에 접합 단자를 부착하는 작업을 원활하게 행할 수 있다.
본 발명의 웨이퍼 배치대에 있어서, 상기 전극 취출부의 상기 내주면측의 두께는, 0.1 ㎜ 이상 1 ㎜ 이하여도 좋다. 이 두께가 0.1 ㎜ 이상이면 발열이 충분히 억제되고, 1 ㎜ 이하이면 세라믹 기재에 크랙이 발생하기 어렵다.
본 발명의 웨이퍼 배치대에 있어서, 상기 전극 취출부는, 상기 전극에 대해 하향으로 볼록하게 되어 있어도 좋다. 이렇게 하면, 접합 단자를 삽입하기 위해서 세라믹 기재의 하면에 형성되는 단자 구멍이 깊지 않아도, 전극 취출부와 접합 단자를 접합할 수 있다. 또한, 단자 구멍을 깊게 할 필요가 없기 때문에, 단자 구멍의 균열성에의 영향도 억제할 수 있다.
도 1은 챔버(100)에 설치한 웨이퍼 배치대(10)의 종단면도이다.
도 2는 웨이퍼 배치대(10)의 평면도이다.
도 3은 도 1의 부분 확대도이다.
도 4는 전극 취출부(272)의 사시도이다.
도 5는 도 3의 A-A 단면도이다.
도 6은 루버(louver; 86)의 사시도이다.
도 7은 웨이퍼 배치대(10)의 제조 공정도이다.
도 8은 웨이퍼 배치대(10)의 제조 공정도이다.
도 9는 웨이퍼 배치대(10)의 제조 공정도이다.
도 10은 전극 취출부(372) 및 그 주변의 부분 확대도이다.
도 11은 전극 취출부(372)의 사시도이다.
도 12는 다른 실시형태의 부분 종단면도이다.
도 13은 다른 실시형태의 부분 종단면도이다.
본 발명의 적합한 실시형태를, 도면을 참조하면서 이하에 설명한다. 도 1은 챔버(100)에 설치한 웨이퍼 배치대(10)의 종단면도[웨이퍼 배치대(10)의 중심축을 포함하는 면으로 절단했을 때의 단면도], 도 2는 웨이퍼 배치대(10)의 평면도, 도 3은 도 1의 부분 확대도[급전 단자(82)와 그 주변의 단면도], 도 4는 전극 취출부(272)의 사시도, 도 5는 도 3의 A-A 단면도, 도 6은 루버(86)의 사시도이다. 또한, 도 4에서는, 편의상, 3개 존재하는 전극 취출부(272) 중 하나만을 도시하였다.
웨이퍼 배치대(10)는, 웨이퍼(W)에 플라즈마를 이용하여 CVD나 에칭 등을 행하기 위해서 이용되는 것이며, 반도체 프로세스용의 챔버(100)의 내부에 설치된 설치판(101)에 고정되어 있다. 웨이퍼 배치대(10)는, 세라믹 기재(20)와, 냉각 기재(30)와, 금속 접합층(40)을 구비하고 있다.
세라믹 기재(20)는, 원형의 웨이퍼 배치면(22a)을 갖는 중앙부(22)의 외주에, 환형의 포커스 링 배치면(24a)을 갖는 외주부(24)를 구비하고 있다. 이하, 포커스 링은 「FR」이라고 약기하는 경우가 있다. 웨이퍼 배치면(22a)에는, 웨이퍼(W)가 배치되고, FR 배치면(24a)에는, 포커스 링(78)이 배치된다. 세라믹 기재(20)는, 알루미나, 질화알루미늄 등으로 대표되는 세라믹 재료로 형성되어 있다. FR 배치면(24a)은, 웨이퍼 배치면(22a)에 대해 일단(一段) 낮게 되어 있다.
세라믹 기재(20)의 중앙부(22)는, 웨이퍼 배치면(22a)에 가까운 측으로부터 순서대로, 웨이퍼 흡착용 전극(25)과 중앙 히터 전극(26)을 내장하고 있다. 이들 전극(25, 26)은, 예컨대 W, Mo, Ru, WC, MoC 등을 함유하는 재료에 의해 형성되어 있다.
웨이퍼 흡착용 전극(25)은, 원판형 또는 원형 메쉬형의 단극형의 정전 전극이다. 세라믹 기재(20) 중 웨이퍼 흡착용 전극(25)보다 상측의 층은 유전체층으로서 기능한다. 세라믹 기재(20) 중 웨이퍼 흡착용 전극(25)의 상면으로부터 웨이퍼 배치면(22a)까지의 두께는 1 ㎜ 이하이다. 웨이퍼 흡착용 전극(25)에는, 도시하지 않은 웨이퍼 흡착용 직류 전원이 급전 단자(62) 및 급전봉(63)을 통해 접속되어 있다. 급전 단자(62)는, 중앙 히터 전극(26)과 접촉하지 않도록 설치되어 있다. 급전 단자(62)는, 단차식 절연관(64)에 삽입 관통되어 있다. 급전 단자(62)의 상면은, 구대(球臺) 형상[구(球)를 2개의 평행한 평면으로 절단했을 때의 한가운데의 형상]의 전극 취출부(252)를 통해, 웨이퍼 흡착용 전극(25)의 하면에 접합되어 있다. 전극 취출부(252)는, 급전 단자(62)와 대략 동축이 되도록, 웨이퍼 흡착용 전극(25)과 동일한 재료로 형성되어 있다. 단차식 절연관(64)은, 냉각 기재(30) 및 금속 접합층(40)을 관통하는 단차식 구멍에 삽입되어 있다. 단차식 절연관(64)의 직경이 확대된 관 하부에는 소켓(65)이 배치되어 있다. 급전 단자(62)의 하부는, 소켓(65)의 상면에 형성된 바닥이 있는 구멍에 배치된 루버(66)에 삽입되고, 소켓(65)과 전기적으로 접속되어 있다. 소켓(65)의 하면은, 스프링(63a)으로 상향으로 압박된 급전봉(63)의 상면과 접촉하고 있다.
중앙 히터 전극(26)은, 평면에서 보아 웨이퍼 배치면(22a)의 전면에 고루 미치도록, 일단으로부터 타단까지 일필휘지의 요령으로 가늘고 긴 평판형(리본 형상)의 저항 발열체가 배선된 것이다. 중앙 히터 전극(26)의 일단에는, 도시하지 않은 중앙 히터 전원이 급전 단자(72) 및 급전봉(73)을 통해 접속되어 있다. 급전 단자(72)의 상부는, 중앙 히터 전극(26)의 일단을 이루는 평판부에 형성된 관통 구멍(261)을 관통하고 있다. 관통 구멍(261)의 둘레 가장자리에는, 전극 취출부(262)가 하향으로 볼록해지도록 형성되어 있다. 전극 취출부(262)는, 관통 구멍(261)의 둘레 가장자리에 중앙 히터 전극(26)보다 두꺼워지도록, 중앙 히터 전극(26)과 동일한 재료로 형성되어 있다. 전극 취출부(262)는, 관통 구멍(261)의 둘레 가장자리를 따라 간격을 두고 2개 이상 형성되어 있다. 급전 단자(72)의 상부의 측면은, 관통 구멍(261)의 내주면과 전극 취출부(262)의 내주면에 접합되어 있다. 급전 단자(72)는, 단차식 절연관(74)에 삽입 관통되어 있다. 단차식 절연관(74)은, 냉각 기재(30) 및 접합층(40)을 관통하는 단차식 구멍에 삽입되어 있다. 단차식 절연관(74)의 직경이 확대된 관 하부에는 소켓(75)이 배치되어 있다. 급전 단자(72)의 하부는, 소켓(75)의 상면에 형성된 바닥이 있는 구멍에 배치된 루버(76)에 삽입되고, 소켓(75)과 전기적으로 접속되어 있다. 소켓(75)의 하면은, 스프링(73a)으로 상향으로 압박된 급전봉(73)의 상면과 접촉하고 있다. 중앙 히터 전극(26)의 타단을 이루는 평판부도, 도시하지 않으나, 중앙 히터 전극(26)의 일단을 이루는 평판부와 동일하게 하여 급전 단자 및 급전봉을 통해 중앙 히터 전원에 접속되어 있다.
세라믹 기재(20)의 외주부(24)는, FR 배치면(24a)에 가까운 측으로부터 순서대로, FR 흡착용 전극(27)과 외주 히터 전극(28)을 내장하고 있다. 이들 전극(27, 28)은, 예컨대 W, Mo, Ru, WC, MoC 등을 함유하는 재료에 의해 형성되어 있다.
FR 흡착용 전극(27)은, 원환판형 또는 원환 메쉬형의 단극형의 정전 전극이다. 세라믹 기재(20) 중 FR 흡착용 전극(27)보다 상측의 층은 유전체층으로서 기능한다. FR 흡착용 전극(27)에는, 도시하지 않은 FR 흡착용 직류 전원이 급전 단자(82) 및 급전봉(83)을 통해 접속되어 있다. 급전 단자(82)의 상부는, FR 흡착용 전극(27)에 형성된 관통 구멍(271)을 관통하고 있다. 관통 구멍(271)의 둘레 가장자리에는, 전극 취출부(272)가 하향으로 볼록해지도록 형성되어 있다. 전극 취출부(272)는, 관통 구멍(271)의 둘레 가장자리에 FR 흡착용 전극(27)보다 두꺼워지도록, FR 흡착용 전극(27)과 동일한 재료로 형성되어 있다. 전극 취출부(272)는, 관통 구멍(271)의 둘레 가장자리를 따라 간격을 두고 2개 이상 형성되어 있다. 급전 단자(82)의 상부의 측면은, 관통 구멍(271)의 내주면과 전극 취출부(272)의 내주면에 접합되어 있다. 급전 단자(82)는, 단차식 절연관(84)에 삽입 관통되어 있다. 단차식 절연관(84)은, 냉각 기재(30) 및 접합층(40)을 관통하는 단차식 구멍에 삽입되어 있다. 단차식 절연관(84)의 직경이 확대된 관 하부에는 소켓(85)이 배치되어 있다. 급전 단자(82)의 하부는, 소켓(85)의 상면에 형성된 바닥이 있는 구멍에 배치된 루버(86)에 삽입되고, 소켓(85)과 전기적으로 접속되어 있다. 소켓(85)의 하면은, 스프링(83a)으로 상향으로 압박된 급전봉(83)의 상면과 접촉하고 있다.
외주 히터 전극(28)은, 평면에서 보아 FR 배치면(24a)의 전면에 고루 미치도록, 일단으로부터 타단까지 일필휘지의 요령으로 가늘고 긴 평판형(리본 형상)의 저항 발열체가 배선된 것이다. 외주 히터 전극(28)의 일단에는, 도시하지 않은 외주 히터 전원이 급전 단자(92) 및 급전봉(93)을 통해 접속되어 있다. 급전 단자(92)의 상부는, 외주 히터 전극(28)의 일단을 이루는 평판부에 형성된 관통 구멍(281)을 관통하고 있다. 관통 구멍(281)의 둘레 가장자리에는, 전극 취출부(282)가 하향으로 볼록해지도록 형성되어 있다. 전극 취출부(282)는, 관통 구멍(281)의 둘레 가장자리에 외주 히터 전극(28)보다 두꺼워지도록, 외주 히터 전극(28)과 동일한 재료로 형성되어 있다. 전극 취출부(282)는, 관통 구멍(281)의 둘레 가장자리를 따라 간격을 두고 2개 이상 형성되어 있다. 급전 단자(92)의 상부의 측면은, 관통 구멍(281)의 내주면과 전극 취출부(282)의 내주면에 접합되어 있다. 급전 단자(92)는, 단차식 절연관(94)에 삽입 관통되어 있다. 단차식 절연관(94)은, 냉각 기재(30) 및 접합층(40)을 관통하는 단차식 구멍에 삽입되어 있다. 단차식 절연관(94)의 직경이 확대된 관 하부에는 소켓(95)이 배치되어 있다. 급전 단자(92)의 하부는, 소켓(95)의 상면에 형성된 바닥이 있는 구멍에 배치된 루버(96)에 삽입되고, 소켓(95)과 전기적으로 접속되어 있다. 소켓(95)의 하면은, 스프링(93a)으로 상향으로 압박된 급전봉(93)의 상면과 접촉하고 있다. 외주 히터 전극(28)의 타단을 이루는 평판부도, 도시하지 않으나, 외주 히터 전극(28)의 일단을 이루는 평판부와 동일하게 하여 급전 단자 및 급전봉을 통해 외주 히터 전원에 접속되어 있다.
또한, 단차식 절연관(64, 74, 84, 94)은, 예컨대 알루미나 등의 세라믹 재료로 형성할 수 있다.
냉각 기재(30)는, 도전성의 원판 부재이고, 하방 부재(30a)와 상방 부재(30b)가 도전 접합층(30c)에 의해 접합된 것이다. 도전 접합층(30c)은, 후술하는 금속 접합층(40)과 동일한 것을 채용할 수 있다. 냉각 기재(30)는, 내부에 냉매가 순환 가능한 냉매 유로(31)를 구비하고 있다. 냉매 유로(31)는, 평면에서 보아 세라믹 기재(20)의 전면에 고루 미치도록, 일단으로부터 타단까지 일필휘지의 요령으로 형성되어 있다. 냉매 유로(31)는, 상방 부재(30b)의 하면에 형성된 유로홈과, 그 유로홈을 아래로부터 덮는 도전 접합층(30c)에 의해 형성되어 있다. 냉매 유로(31)의 일단은 냉매 공급로(32)에 연통(連通)되고, 타단은 냉매 배출로(33)에 연통되어 있다. 냉매 순환기(34)는, 온도 조절 기능을 갖는 순환 펌프이고, 원하는 온도로 조절된 냉매를 냉매 공급로(32)에 도입하고, 냉매 유로(31)의 냉매 배출로(33)로부터 배출된 냉매를 원하는 온도로 조절한 후 다시 냉매 공급로(32)에 도입한다. 냉각 기재(30)는, 금속을 함유하는 도전 재료로 제작되어 있다. 도전 재료로서는, 예컨대, 복합 재료나 금속 등을 들 수 있다. 복합 재료로서는, 금속 매트릭스 복합 재료[메탈·매트릭스·컴포지트(MMC)라고도 함] 등을 들 수 있고, MMC로서는, Si, SiC 및 Ti를 포함하는 재료나 SiC 다공질체에 Al 및/또는 Si를 함침시킨 재료 등을 들 수 있다. Si, SiC 및 Ti를 포함하는 재료를 SiSiCTi라고 하고, SiC 다공질체에 Al을 함침시킨 재료를 AlSiC라고 하며, SiC 다공질체에 Si를 함침시킨 재료를 SiSiC라고 한다. 금속으로서는, Mo를 들 수 있다. 냉각 기재(30)는, 플라즈마를 발생시키기 위한 고주파 전원(36)에 접속되어 있고, 고주파 전극으로서 이용된다.
금속 접합층(40)은, 세라믹 기재(20)의 하면과 냉각 기재(30)의 상면을 접합한다. 금속 접합층(40)은, 예컨대, 땜납이나 금속 납땜재로 형성된 층이어도 좋다. 금속 접합층(40)은, 예컨대 TCB(Thermal compression bonding)에 의해 형성된다. TCB란, 접합 대상인 2개의 부재 사이에 금속 접합재를 끼워 넣고, 금속 접합재의 고상선(固相線) 온도 이하의 온도로 가열한 상태에서 2개의 부재를 가압 접합하는 공지된 방법을 말한다.
웨이퍼 배치대(10)는, 백사이드 가스(BS 가스)를 웨이퍼(W)의 이면에 공급하기 위한 BS 가스 통로(42)를 갖는다. BS 가스 통로(42)는, 냉각 기재(30) 및 금속 접합층(40)을 상하 방향으로 관통하는 단차식 구멍(42a)과, 그 단차식 구멍(42a)에 연통되어 세라믹 기재(20)를 상하 방향으로 관통하는 관통 구멍(42b)으로 구성된다. BS 가스 통로(42)는, BS 가스 공급원(43)에 접속되어 있다. BS 가스로서는, 열전도 가스(예컨대 He 가스)를 들 수 있다.
다음으로, 웨이퍼 배치대(10)의 급전 단자(62, 72, 82, 92)와 그 주변의 구조에 대해 설명한다. 이들 구조는 공통이기 때문에, 이하에는 급전 단자(82)와 그 주변의 구조에 대해, 도 3 내지 도 6을 이용하여 설명한다.
단차식 구멍(81)은, 금속 접합층(40) 및 냉각 기재(30)를 상하 방향으로 관통하는 단면 원형의 구멍이고, 가는 직경의 구멍 상부(81a), 굵은 직경의 구멍 하부(81b) 및 구멍 상부(81a)와 구멍 하부(81b) 사이의 구멍 단차부(81c)를 갖는다. 구멍 상부(81a)는, 금속 접합층(40), 냉각 기재(30)의 상방 부재(30b) 및 도전 접합층(30c)을 관통하여, 하방 부재(30a)에 도달하고 있다. 구멍 상부(81a)는, 냉각 기재(30) 중 냉매 유로(31)의 형성 영역(37)[냉각 기재(30) 중 냉매 유로(31)끼리를 구획하는 벽의 부분]을 상하 방향으로 통과하고 있다. 구멍 하부(81b)는, 구멍 단차부(81c)의 외주 위치로부터 하방 부재(30a)의 하면에 도달하도록 형성되어 있다. 구멍 상부(81a)의 길이는, 구멍 하부(81b)보다 길다. 이에 의해, 냉매 유로(31)의 높이(상하 방향의 길이)를 충분히 취할 수 있기 때문에, 냉매 유로(31)의 발열(拔熱) 능력이 높아진다.
단차식 절연관(84)은, 단차식 구멍(81)에 삽입되고, 실리콘제의 접착층(88)에 의해 단차식 구멍(81)의 내면과 접착되어 있다. 단차식 절연관(84)의 외형은, 단차식 구멍(81)의 형상과 일치하고 있다. 단차식 절연관(84)은, 그 내부에, 가는 직경의 관 상부(84a), 굵은 직경의 관 하부(84b) 및 관 상부(84a)와 관 하부(84b) 사이의 관 단차부(84c)를 갖는다. 관 상부(84a)는, 구멍 상부(81a)에 위치하고, 관 하부(84b)는, 구멍 하부(81b)에 위치하고 있다. 관 단차부(84c)의 외면은, 구멍 단차부(81c)에 접착층(88)을 통해 접착되어 있다.
세라믹 기재(20)에는, 세라믹 기재(20)의 하면으로부터 FR 흡착용 전극(27)을 관통하는 바닥이 있는 통형의 단자 구멍(821)이 형성되어 있다. 단자 구멍(821)은, 단차식 절연관(84)의 관 상부(84a)와 대략 동축으로 되어 있다.
급전 단자(82)의 상부는, 단자 구멍(821)에 삽입되고, FR 흡착용 전극(27)에 형성된 원기둥형의 관통 구멍(271)을 관통하고 있다. 관통 구멍(271)은, 단자 구멍(821)의 일부를 이룬다. 전극 취출부(272)는, 관통 구멍(271)의 둘레 가장자리를 따라 간격을 두고 복수(여기서는 도 5에 도시된 바와 같이 등간격으로 3개) 형성되어 있다. 전극 취출부(272)는, 구결 형상(구를 수평면으로 잘라낸 형상)의 일부를 단자 구멍(821)으로 깎아낸 형상이다(도 4). 전극 취출부(272)를 수직면으로 절단한 단면에 있어서의, 내주면(272a)측의 두께(t2)는, FR 흡착용 전극(27)의 두께(t1)보다 두껍다(도 3). 두께(t2)는 0.1 ㎜ 이상 1 ㎜ 이하가 바람직하다. 두께(t1)는 0.005 ㎜ 이상 0.03 ㎜ 이하가 바람직하다. 두께(t2)는 두께(t1)의 20배 이상이 바람직하다. 전극 취출부(272)의 하면(272b)은, 하향으로 볼록형으로 불룩해진 형상으로 되어 있다. 급전 단자(82)는, 금속 납땜재층(BR)에 의해 FR 흡착용 전극(27)에 접합되어 있다. 구체적으로는, 금속 납땜재층(BR)은, 단자 구멍(821)의 바닥면과 급전 단자(82)의 상면과의 간극 및 단자 구멍(821)의 측면과 급전 단자(82)의 측면과의 간극에 형성되어 있다. 금속 납땜재층(BR)의 하단은, 세라믹 기재(20)의 하면에 도달하지 않도록, 단자 구멍(821)의 하단 개구보다 상방에 위치하고 있다. FR 흡착용 전극(27)에 형성된 관통 구멍(271)의 내주면 및 전극 취출부(272)의 내주면(272a)은, 급전 단자(82)의 측면에 금속 납땜재층(BR)을 통해 접합되어 있다. 내주면(272a)은, 웨이퍼 배치면(22a)에 대해 수직인 면이다. 금속 납땜재층(BR)은, 예컨대, Au-Ge, Al, Ag, Ag-Cu-Ti 등으로 형성되어 있다. 급전 단자(82)의 하부는, 단차식 절연관(84)의 관 하부(84b)의 내부에 도달하고 있다.
소켓(85)은, 금속제(예컨대 Cu제)의 원기둥 부재이고, 단차식 절연관(84)의 관 하부(84b)에 끼워 넣어져 있다. 소켓(85)은, 상면 중앙에 바닥이 있는 구멍(85a)을 구비하고 있다. 소켓(85)의 환형의 상면(85b)은, 단차식 절연관(84)의 관 단차부(84c)와 접촉하고 있다. 소켓(85)의 원형의 하면(85c)의 직경(φ)은, 단차식 절연관(84)의 관 하부(84b)의 내경과 거의 일치하고 있다. 하면(85c)은, 외주로부터 중심을 향해 움푹 패인 오목면으로 되어 있다. 오목면의 테이퍼각(θ)은 90° 이상 180° 미만이 바람직하다. 소켓(85)의 바닥이 있는 구멍(85a)에는, 금속제(예컨대 베릴륨구리제)의 루버(86)가 배치되어 있다. 루버(86)는, 상하에 각각 링부(86a)를 갖고, 링부(86a)의 원주 방향을 따라 간격을 두고 세워져 설치된 복수의 세판부(細板部; 86b)를 구비하고 있다(도 6). 링부(86a)는, 소켓(85)의 바닥이 있는 구멍(85a)의 내주벽에 접촉하고 있다. 링부(86a)는, 환형이어도 좋고, C자형이어도 좋다. 세판부(86b)는, 상하의 링부(86a)끼리를 연결하고, 루버(86)의 중심축을 향해 만곡된 형상으로 되어 있다. 루버(86)에는, 급전 단자(82)의 하부가 삽입되어 있다. 급전 단자(82)의 외주면은, 복수의 세판부(86b)와 접촉하고, 급전 단자(82)의 하단면은, 바닥이 있는 구멍(85a)의 바닥면과 접촉하지 않고 이격되어 있다. 세판부(86b)는, 급전 단자(82)에 의해 반경 외측 방향으로 눌려져 탄성 변형한 상태로 되어 있다. 즉, 루버(86)는, 급전 단자(82)의 하단면을 소켓(85)의 바닥이 있는 구멍(85a)의 바닥면과 접촉시키지 않고, 급전 단자(82)의 하방의 외주면을 탄성 지지하고 있다. 소켓(85)의 하면의 직경(φ)과 급전 단자(82)의 직경(ψ)의 관계는, ψ≥φ/2인 것이 바람직하다.
다음으로, 웨이퍼 배치대(10)의 제조예를 도 7 내지 도 9를 이용하여 설명한다. 도 7 내지 도 9는 웨이퍼 배치대(10)의 제조 공정도이다.
먼저, 세라믹 분말의 성형체인 원판형의 제1∼제4 세라믹 성형체(121∼124)를 테이프 성형법을 이용하여 제작하고, 제1∼제3 세라믹 성형체(121∼123)의 상면에 구결 형상의 구멍(253, 263, 273, 283)을 형성한다[도 7의 (A)]. 구체적으로는, 제1 세라믹 성형체(121)의 상면에는, 나중에 형성되는 단자 구멍(921)의 축(921a)으로부터 오프셋한 위치에 구결 형상의 구멍(283)이 절삭 가공에 의해 형성된다. 제2 세라믹 성형체(122)의 상면에는, 나중에 형성되는 단자 구멍(721)의 축(721a)으로부터 오프셋한 위치에 구결 형상의 구멍(263)이 절삭 가공에 의해 형성되고, 나중에 형성되는 단자 구멍(821)의 축(821a)으로부터 오프셋한 위치에 구결 형상의 구멍(273)이 절삭 가공에 의해 형성된다. 제3 세라믹 성형체(123)의 상면에는, 나중에 형성되는 단자 구멍(621)의 축(621a)에 중심이 일치하도록 구결 형상의 구멍(253)이 절삭 가공에 의해 형성된다.
다음으로, 제1∼제3 세라믹 성형체(121∼123)의 상면에 도전 페이스트를 소정의 패턴이 되도록 인쇄한다[도 7의 (B)]. 구체적으로는, 제1 세라믹 성형체(121)의 상면에는, 최종적으로 외주 히터 전극(28)이 되는 외주 히터 전극 전구체(284)를 형성한다. 이때, 구멍(283)은 도전 페이스트로 충전된다. 제2 세라믹 성형체(122)의 상면에는, 최종적으로 중앙 히터 전극(26)이 되는 중앙 히터 전극 전구체(264)와 최종적으로 FR 흡착용 전극(27)이 되는 FR 흡착용 전극 전구체(274)를 형성한다. 이때, 구멍(263, 273)은 도전 페이스트로 충전된다. 제3 세라믹 성형체(123)의 상면에는, 최종적으로 웨이퍼 흡착용 전극(25)이 되는 웨이퍼 흡착용 전극 전구체(254)를 형성한다. 이때, 구멍(253)은 도전 페이스트로 충전된다.
다음으로, 제1∼제4 세라믹 성형체(121∼124)를 아래로부터 이 순서로 적층하여 적층체(125)를 얻는다[도 7의 (C)]. 이 적층체(125)를 핫프레스 소성한 후, BS 가스 통로(42)의 일부를 이루는 관통 구멍(42b)이나 단자 구멍(621, 721, 821, 921)을 절삭 가공에 의해 형성하고, 외형 가공이나 두께 가공을 행함으로써, 세라믹 기재(20)의 바탕이 되는 원판형의 세라믹 소결체(120)를 얻는다[도 7의 (D)]. 각 전극 전구체(254, 264, 274, 284)는, 핫프레스 소성 후에 각각 전극(25, 26, 27, 28)이 된다. 단자 구멍(621)을 형성할 때, 구결 형상의 구멍(253)에 충전된 도전재는, 하단이 깎여 구대 형상의 전극 취출부(252)가 된다. 단자 구멍(721, 821, 921)을 형성할 때, 구결 형상의 구멍(263, 273, 283)에 충전된 도전재는, 그 일부가 깎여 전극 취출부(262, 272, 282)가 되고, 전극(26, 27, 28)에는 관통 구멍이 형성된다. 예컨대, FR 흡착용 전극(27)에는 관통 구멍(271)이 형성된다.
세라믹 소결체(120)의 제작과 병행하여, 하방 부재(30a) 및 상방 부재(30b)를 제작한다[도 8의 (A)]. 하방 부재(30a)에는, 냉매 공급로(32)나 냉매 배출로(33) 외에, 단차식 구멍(42a, 61, 71, 81, 91)의 일부를 이루는 구멍을 절삭 가공에 의해 형성한다. 상방 부재(30b)에는, 냉매 유로(31)의 바탕이 되는 유로홈(131) 외에, 단차식 구멍(42a, 61, 71, 81, 91)의 일부를 이루는 구멍을 절삭 가공에 의해 형성한다. 세라믹 소결체(120)가 알루미나제인 경우, 하방 부재(30a) 및 상방 부재(30b)는 SiSiCTi제나 AlSiC제인 것이 바람직하다. 알루미나의 열팽창 계수와 SiSiCTi나 AlSiC의 열팽창 계수는, 대략 동일하기 때문이다. 세라믹 소결체(120)가 AlN제인 경우, 하방 부재(30a) 및 상방 부재(30b)는 Mo제인 것이 바람직하다. AlN의 열팽창 계수와 Mo의 열팽창 계수는, 대략 동일하기 때문이다.
SiSiCTi제의 원판 부재는, 예컨대 이하와 같이 제작할 수 있다. 먼저, 탄화규소와 금속 Si와 금속 Ti를 혼합하여 분체 혼합물을 제작한다. 다음으로, 얻어진 분체 혼합물을 일축 가압 성형에 의해 원판형의 성형체를 제작하고, 그 성형체를 불활성 분위기하에서 핫프레스 소결시킴으로써, SiSiCTi제의 원판 부재를 얻는다.
하방 부재(30a)와 상방 부재(30b) 사이에, 필요한 개소에 관통 구멍을 형성한 금속 접합재(130c)를 배치하고, 상방 부재(30b)와 세라믹 소결체(120) 사이에, 필요한 개소에 관통 구멍을 형성한 금속 접합재(140)를 배치한다[도 8의 (A)]. 그리고, 이들을 적층하여, 적층체를 얻는다.
계속해서, 이 적층체를 가열하면서 가압함으로써(TCB), 접합체(110)를 얻는다[도 8의 (B)]. 접합체(110)는, 하방 부재(30a)와 상방 부재(30b)가 도전 접합층(30c)을 통해 접합된 냉각 기재(30)의 상면에, 금속 접합층(40)을 통해 세라믹 소결체(120)가 접합된 것이다. 냉각 기재(30)의 내부에는, 상방 부재(30b)의 유로홈(131)의 개구가 도전 접합층(30c) 및 하방 부재(30a)로 덮여짐으로써 냉매 유로(31)가 형성된다. 금속 접합층(40) 및 냉각 기재(30)에는, 단차식 구멍(42a, 61, 71, 81, 91)이 형성된다.
TCB는, 예컨대 이하와 같이 행해진다. 즉, 금속 접합재의 고상선 온도 이하(예컨대, 고상선 온도로부터 20℃ 뺀 온도 이상 고상선 온도 이하)의 온도에서 적층체를 가압하여 접합하고, 그 후 실온으로 복귀시킨다. 이에 의해, 금속 접합재는 금속 접합층이 된다. 이때의 금속 접합재로서는, Al-Mg계 접합재나 Al-Si-Mg계 접합재를 사용할 수 있다. 예컨대, Al-Si-Mg계 접합재를 이용하여 TCB를 행하는 경우, 진공 분위기하에서 가열한 상태에서 적층체를 가압한다. 금속 접합재는, 두께가 100 ㎛ 전후인 것을 이용하는 것이 바람직하다.
계속해서, 세라믹 소결체(120)의 외주를 절삭하여 단차를 형성함으로써, 중앙부(22)와 외주부(24)를 구비한 세라믹 기재(20)로 한다[도 8의 (C)].
계속해서, 단차식 구멍(61, 71, 81, 91)에 필요한 부재를 부착함으로써, 웨이퍼 배치대(10)를 얻는다. 여기서는, 단차식 구멍(81)에 필요한 부재를 부착하는 경우를 예로 들어 설명한다. 또한, 다른 단차식 구멍(61, 91)에 대해서도, 이와 동일하게 하여 필요한 부재를 부착한다. 단차식 구멍(71)에 대해서는, 이것에 준하여 필요한 부재를 부착한다.
먼저, 세라믹 기재(20)의 하면으로부터 FR 흡착용 전극(27)을 관통하는 단자 구멍(821)에, 금속 납땜재를 이용하여 급전 단자(82)를 접합함으로써, 급전 단자(82)와 FR 흡착용 전극(27)을 금속 납땜재층(BR)을 통해 접합한다[도 9의 (A) 및 도 9의 (B)]. 예컨대, WC제 또는 Mo제의 FR 흡착용 전극(27)에, Mo제의 급전 단자(82)를 금속 납땜재(예컨대 Au-Ge, Al, Ag 등)를 이용하여 접합한다. 이에 의해, FR 흡착용 전극(27)에 형성된 관통 구멍(271)의 내주면 및 전극 취출부(272)의 내주면(272a)은, 급전 단자(82)의 측면에 금속 납땜재층(BR)을 통해 접합된다.
계속해서, 단차식 절연관(84)의 외주면이나 가는 직경의 관 상부(84a)의 내주면에 실리콘제의 접착제를 도포한 후, 단차식 절연관(84)의 내부에 급전 단자(82)를 삽입하면서 단차식 절연관(84)을 단차식 구멍(81)에 삽입하고, 접착제를 경화시켜 접착층(88, 89)으로 한다[도 9의 (B) 및 도 9의 (C)]. 급전 단자(82)의 하단은, 굵은 직경의 관 하부(84b)의 내부로 돌출한 상태가 된다.
계속해서, 루버(86)가 부착된 소켓(85)을 준비하고, 루버(86)에 급전 단자(82)를 삽입하면서 소켓(85)을 단차식 절연관(84)의 굵은 직경의 관 하부(84b)에 조립한다[도 9의 (C) 및 도 9의 (D)]. 이때, 소켓(85)에 대해 FR 흡착용 전극(27)으로 향하는 방향의 힘이 가해졌다고 해도, 소켓(85)은 급전 단자(82)의 하단면과 접촉하고 있지 않기 때문에, 그 힘은 관 단차부(84c) 및 구멍 단차부(81c)에 가해진다. 그 때문에, 소켓(85)이 급전 단자(82)를 누르는 일은 없다. 또한, 소켓(85)의 루버(86)는, 급전 단자(82)의 하단면과 접촉하지 않고 급전 단자(82)의 외주면을 탄성 지지한다. 그 때문에, 급전 단자(82)와 소켓(85)의 루버(86)를 접속할 때의 하중이 급전 단자(82)와 FR 흡착용 전극(27)의 접합 개소인 금속 납땜재층(BR)에 가해지는 일은 없다.
다른 단차식 구멍(61, 71, 91)에 대해서도 동일하게 하여 필요한 부재를 부착한다. 이에 의해, 웨이퍼 배치대(10)를 얻는다.
다음으로, 웨이퍼 배치대(10)의 사용예에 대해 도 1을 이용하여 설명한다. 챔버(100)의 설치판(101)에는, 전술한 바와 같이 웨이퍼 배치대(10)가 설치되어 있다. 챔버(100)의 천장면에는, 프로세스 가스를 다수의 가스 분사 구멍으로부터 챔버(100)의 내부에 방출하는 샤워 헤드(100a)가 배치되어 있다.
웨이퍼 배치대(10)의 FR 배치면(24a)에는, 포커스 링(78)이 배치되고, 웨이퍼 배치면(22a)에는, 원반형의 웨이퍼(W)가 배치된다. 포커스 링(78)은, 웨이퍼(W)와 간섭하지 않도록 상단부의 내주를 따라 단차를 구비하고 있다. 이 상태에서, 웨이퍼 흡착용 전극(25)에 직류 전압을 인가하여 웨이퍼(W)를 웨이퍼 배치면(22a)에 흡착시키고, FR 흡착용 전극(27)에 직류 전압을 인가하여 포커스 링(78)을 FR 배치면(24a)에 흡착시킨다. 또한, BS 가스 통로(42)로부터 웨이퍼(W)의 이면에 BS 가스(예컨대 헬륨 가스)를 공급하고, 중앙 히터 전극(26) 및 외주 히터 전극(28)에 통전하여 웨이퍼(W)를 고온이 되도록 제어한다. 그리고, 챔버(100)의 내부를 소정의 진공 분위기(또는 감압 분위기)가 되도록 설정하고, 샤워 헤드(100a)로부터 프로세스 가스를 공급하면서, 냉각 기재(30)에 고주파 전원(36)으로부터의 고주파 전압을 인가한다. 그러면, 냉각 기재(30)와 샤워 헤드(100a) 사이에서 플라즈마가 발생한다. 그리고, 그 플라즈마를 이용하여 웨이퍼(W)에 처리를 실시한다. 또한, 필요에 따라, 냉매 유로(31)에 냉매를 순환시켜 웨이퍼(W)의 온도를 조정한다.
여기서, 본 실시형태의 구성 요소와 본 발명의 구성 요소의 대응 관계를 명백히 한다. 본 실시형태의 세라믹 기재(20)가 본 발명의 세라믹 기재에 상당하고, 중앙 히터 전극(26), FR 흡착용 전극(27) 및 외주 히터 전극(28)이 전극에 상당하며, 급전 단자(72, 82, 92)가 접합 단자에 상당하고, 전극 취출부(272, 282, 292)가 전극 취출부에 상당한다.
이상 상세히 서술한 본 실시형태의 웨이퍼 배치대(10)에서는, 급전 단자(82)는 FR 흡착용 전극(27)에 형성된 관통 구멍(271)을 관통하고 있기 때문에, 급전 단자(82)가 FR 흡착용 전극(27)의 하면에 맞닿고 있는 경우에 비해, 급전 단자(82)가 세라믹 기재(20)에 삽입되는 길이가 길어진다. 또한, 전극 취출부(272)는, FR 흡착용 전극(27)보다 두껍게 형성되어 있기 때문에, 급전 단자(82)의 측면과 전극 취출부(272)의 내주면(272a)의 접합 면적이 커진다. 이러한 점에서, 급전 단자(82)가 가늘어도 FR 흡착용 전극(27)과의 접합 강도를 확보할 수 있다. 또한, 전극 취출부(272)는, 관통 구멍(271)의 둘레 가장자리를 따라 3개 형성되어 있기 때문에, 관통 구멍(271)의 둘레 가장자리의 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있는 경우에 비해 세라믹 기재(20)에 크랙이 발생하기 어렵다. 이러한 점들은, 급전 단자(72, 92)나 전극 취출부(262, 282)에 대해서도 마찬가지이다.
또한, 전극 취출부(272)는, 관통 구멍(271)의 둘레 가장자리를 따라 등간격으로 3개 형성되어 있다. 이와 같이, 전극 취출부(272)는, 관통 구멍(271)의 둘레 가장자리의 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있는 것이 아니라, 등간격으로 분산되어 형성되기 때문에, 세라믹 기재(20)에 크랙이 발생하는 것을 보다 억제하기 쉬워진다. 이 점은, 전극 취출부(262, 282)에 대해서도 마찬가지이다.
또한, 전극 취출부(272)는 관통 구멍(271)을 포함하는 단자 구멍(821)보다 소직경의 구결 형상의 도전재의 일부를 단자 구멍(821)으로 깎아낸 형상(도 4)이기 때문에, 전극 취출부(272)를 비교적 용이하게 제작할 수 있다[도 7의 (C) 및 도 7의 (D)]. 이 점은, 전극 취출부(262, 282)에 대해서도 마찬가지이다.
또한, 급전 단자(82)는, 단자 구멍(821)의 측면의 일부 및 바닥면과 땜납 접합되어 있다. 그 때문에, 접합 강도가 보다 높아진다. 이 점은, 급전 단자(72, 92)에 대해서도 마찬가지이다.
그리고 또한, 전극 취출부(272)의 내주면(272a)은, 웨이퍼 배치면(22a)에 대해 수직인 면이기 때문에, 전극 취출부(272)의 내주면(272a)이 경사져 있는 경우에 비해, 전극 취출부(272)에 급전 단자(82)를 부착하는 작업을 원활하게 행할 수 있다. 이 점은, 전극 취출부(262, 282)에 대해서도 마찬가지이다.
그리고 또한, 세라믹 기재(20) 중 웨이퍼 흡착용 전극(25)의 상면과 웨이퍼 배치면(22a)과의 거리는 1 ㎜ 이하로 작기 때문에, 웨이퍼 흡착용 전극(25)을 관통하도록 급전 단자(62)를 설치하면, 유전체층의 확보를 할 수 없게 된다. 이러한 점에서, 웨이퍼 흡착용 전극(25)에는, 급전 단자(62)를 관통하는 관통 구멍을 형성하지 않고, 급전 단자(62)의 상면을 웨이퍼 흡착용 전극(25)의 하면에 형성한 전극 취출부(252)와 땜납 접합하고 있다.
게다가, 전극 취출부(272)의 내주면(272a)측의 두께(t2)는 0.1 ㎜ 이상 1 ㎜ 이하가 바람직하다. 이 두께(t2)가 0.1 ㎜ 이상이면 발열이 충분히 억제되고, 1 ㎜ 이하이면 세라믹 기재(20)에 크랙이 발생하기 어렵다. 이 점은, 전극 취출부(262, 282)에 대해서도 마찬가지이다.
또한, 전극 취출부(272)는, FR 흡착용 전극(27)에 대해 하향으로 볼록하게 되어 있다. 이에 의해, 단자 구멍(821)이 깊지 않아도, 전극 취출부(272)와 급전 단자(82)를 접합할 수 있다. 또한, 단자 구멍(821)을 깊게 할 필요가 없기 때문에, 단자 구멍(821)의 균열성에의 영향도 억제할 수 있다. 이 점은, 전극 취출부(262, 282)에 대해서도 마찬가지이다.
또한, 본 발명은 전술한 실시형태에 조금도 한정되는 일은 없고, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 한 여러 가지 양태로 실시할 수 있는 것은 물론이다.
전술한 실시형태에서는, 전극 취출부(272)는, 단자 구멍(821)보다 소직경의 구결 형상의 도전재의 일부를 단자 구멍(821)으로 깎아낸 형상으로 하였으나, 특별히 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 10 및 도 11에 도시된 전극 취출부(372)와 같이, 단자 구멍(821)보다 소직경의 원기둥 형상의 도전재의 일부를 단자 구멍(821)으로 깎아낸 형상으로 해도 좋다. 또한, 도 10 및 도 11에서 전술한 실시형태와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙였다.
전술한 실시형태에서는, 세라믹 기재(20)에 웨이퍼 흡착용 전극(25)과 중앙 히터 전극(26)과 FR 흡착용 전극(27)과 외주 히터 전극(28)을 내장한 예를 나타내었으나, 특별히 이것에 한정되는 것은 아니며, 세라믹 기재(20)에 이들 전극 중 적어도 하나를 내장해도 좋다. 또한, 세라믹 기재(20)에 RF 전극을 내장해도 좋다. 그 경우, RF 전극에 접속하는 급전 단자나 급전봉 등의 구조는, 도 3과 동일한 구조로 하면 된다.
전술한 실시형태에서는, 도 5에 도시된 바와 같이 전극 취출부(272)를 관통 구멍(271)의 둘레 가장자리를 따라 3개 형성하였으나, 특별히 3개에 한정되는 것은 아니며, 2개여도 좋고 4개 이상이어도 좋다. 또한, 전극 취출부(272)를 관통 구멍(271)의 둘레 가장자리를 따라 등간격으로 형성하였으나, 부등간격으로 형성해도 좋다. 또한, 전극 취출부(272)를 관통 구멍(271)의 전체 둘레에 걸쳐 형성해도 좋다. 이러한 점은 전극 취출부(262, 282)도 마찬가지이다.
전술한 실시형태에서는, 급전 단자(82)를 도시하지 않은 히터 전원에 접속하는 구성으로서, 단차식 구멍(81)에 삽입된 단차식 절연관(84)의 관 하부(84b)에 루버(86)를 구비한 소켓(85)을 배치한 예를 나타내었으나, 특별히 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 단차식 구멍(81)을 스트레이트 형상의 구멍으로 바꾸고 단차식 절연관(84)을 스트레이트 형상의 절연관으로 바꾸며, 소켓(85)을 없애서 급전 단자(82)의 하단이 냉각 기재(30)의 하면에 도달하는 구조를 채용해도 좋다.
전술한 실시형태에서는, 제1∼제4 세라믹 성형체(121∼124)를 테이프 성형법에 의해 제작하였으나, 특별히 이것에 한정되는 것은 아니며, 예컨대 몰드 캐스트법에 의해 제작해도 좋고, 세라믹 분말을 다짐으로써 제작해도 좋다.
전술한 실시형태의 웨이퍼 배치대(10)는, 웨이퍼 배치면(22a)에 대해 웨이퍼(W)를 오르내리게 하는 도시하지 않은 리프트 핀을 삽입 관통시키기 위한 리프트 핀 구멍을 갖고 있어도 좋다. 리프트 핀 구멍은, 웨이퍼 배치대(10)를 상하 방향으로 관통하는 구멍이다.
전술한 실시형태에서는, 세라믹 기재(20)와 냉각 기재(30)를 금속 접합층(40)으로 접합하였으나, 금속 접합층(40) 대신에 수지 접합층을 이용해도 좋다. 이 경우, 단차식 절연관(64, 74, 84, 94)의 관 상부는 수지 접합층의 구멍에 삽입되어 있어도 좋고, 삽입되어 있지 않아도 좋다. 단, 열전도성을 고려하면, 수지 접합층보다 금속 접합층(40) 쪽이 바람직하다.
전술한 실시형태에서는, 급전 단자(62, 72, 82, 92)가 냉각 기재(30)와 절연되어 있는 경우를 예시하였으나, 경우에 따라서는, 급전 단자(62, 72, 82, 92) 중 적어도 하나를 냉각 기재(30)와 접속하여 냉각 기재(30)와 동전위가 되도록 하고, 냉각 기재(30)를 통해 전체의 접지를 취하도록 해도 좋다.
전술한 실시형태 외에, 도 12나 도 13의 실시형태를 채용해도 좋다. 도 12에서는, 세라믹 기재(45)는 높이가 상이한 층에 복수(여기서는 2개)의 전극(46)을 매설하고 있다. 단자 구멍(47)은, 복수의 전극(46)을 관통하고 있다. 접합 단자(48)는, 단자 구멍(47)에 삽입되어 있다. 전극 취출부(49)는, 전극(46)의 관통 구멍의 주변에 전극(46)보다 두껍게 형성되고, 내주면이 접합 단자(48)의 측면에 금속 납땜재층(BR)을 통해 접합되어 있다. 도 13에서는, 세라믹 기재(50)는 높이가 상이한 층에 복수(여기서는 2개)의 전극(51, 52)을 매설하고 있다. 단자 구멍(53)은, 최상부의 전극(51) 이외의 전극(52)을 관통하고, 단자 구멍(53)의 바닥면에는 전극(51)의 전극 취출부(54)의 하면이 노출되어 있다. 접합 단자(55)는, 단자 구멍(53)에 삽입되어 있다. 전극(52)은, 전극 취출부(56)를 구비하고 있다. 전극 취출부(56)는, 전극(52)의 관통 구멍의 주변에 전극(52)보다 두껍게 형성되고, 내주면이 접합 단자(55)의 측면에 금속 납땜재층(BR)을 통해 접합되어 있다. 접합 단자(55)의 정상면은, 전극(51)의 전극 취출부(54)의 하면과 금속 납땜재층(BR)을 통해 접합되어 있다.
본 출원은 2022년 1월 12일에 출원된 일본국 특허 출원 제2022-002885호를 우선권 주장의 기초로 하고 있고, 인용에 의해 그 내용 모두가 본 명세서에 포함된다.

Claims (7)

  1. 상면에 웨이퍼 배치면을 갖는 세라믹 기재(基材)와,
    상기 세라믹 기재에 매설된 전극과,
    상기 세라믹 기재의 하면으로부터 상기 세라믹 기재에 삽입되고, 상기 전극에 형성된 관통 구멍을 관통하는 접합 단자와,
    상기 관통 구멍의 둘레 가장자리에 상기 전극보다 두꺼워지도록 형성되고, 내주면이 상기 접합 단자의 측면에 접합된 전극 취출부
    를 구비한 웨이퍼 배치대.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전극 취출부는, 상기 관통 구멍의 둘레 가장자리를 따라 2개 이상 형성되어 있는 웨이퍼 배치대.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접합 단자는, 상기 세라믹 기재의 하면으로부터 상기 전극을 관통하도록 형성된 단자 구멍에 삽입되고,
    상기 전극 취출부는, 상기 단자 구멍보다 소직경의 구결(球缺) 형상 또는 원기둥 형상의 도전재의 일부를 상기 단자 구멍으로 깎아낸 형상인 웨이퍼 배치대.
  4. 제3항에 있어서, 상기 접합 단자는, 상기 관통 구멍의 내주면과 상기 전극 취출부의 내주면을 포함하는 상기 단자 구멍의 측면 및 상기 단자 구멍의 바닥면과 금속 납땜재층을 통해 접합되고,
    상기 금속 납땜재층은, 상기 세라믹 기재의 하면에 도달하지 않도록 형성되어 있는 웨이퍼 배치대.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전극 취출부의 상기 내주면은, 상기 웨이퍼 배치면에 대해 수직인 면인 웨이퍼 배치대.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전극 취출부의 상기 내주면측의 두께는, 0.1 ㎜ 이상 1 ㎜ 이하인 웨이퍼 배치대.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전극 취출부는, 상기 전극에 대해 하향으로 볼록하게 되어 있는 웨이퍼 배치대.
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