KR20240003743A - 반도체 제조 장치용 부재 - Google Patents

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미츠루 고지마
히로시 다케바야시
준야 와키
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엔지케이 인슐레이터 엘티디
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Abstract

웨이퍼 배치대(10)는, 가스 유출 통로(56)와 가스 공통 통로(54)와 가스 유입 통로(52)를 구비한다. 가스 유출 통로(56)는, 웨이퍼 배치면(21)에 개구되어 있고, 웨이퍼 배치대(10)에 복수 설치되어 있다. 가스 공통 통로(54)는, 웨이퍼 배치대(10)의 내부에 설치되고, 복수의 가스 유출 통로(56)에 연통하고 있다. 가스 유입 통로(52)는, 웨이퍼 배치대(10) 중 웨이퍼 배치면(21)과는 반대측의 면으로부터 가스 공통 통로(54)에 연통하고 있다. 가스 유입 통로(52)의 수는, 가스 공통 통로(54)에 연통하는 가스 유출 통로(56)의 수보다 적다. 복수의 가스 유출 통로(56) 중 가스 유입 통로(52)에 가까운 것은, 가스 유입 통로(52)로부터 먼 것에 비교하여 가스 통과 저항이 크다.

Description

반도체 제조 장치용 부재
본 발명은 반도체 제조 장치용 부재에 관한 것이다.
종래, 상면에 웨이퍼 배치면을 갖는 전극 내장의 세라믹 플레이트와, 세라믹 플레이트의 하면에 접합된 금속제의 베이스 플레이트를 구비한 정전 척이 알려져 있다. 특허문헌 1에서는, 이러한 정전 척에 있어서, 세라믹 플레이트의 내부에 웨이퍼 배치면과 평행하게 설치된 가스 공통 통로와, 가스 공통 통로로부터 웨이퍼 배치면에 이르는 복수의 가스 유출 통로와, 베이스 플레이트를 상하 방향으로 관통하여 가스 공통 통로에 연통하는 하나의 가스 유입 통로를 구비한 것이 개시되어 있다.
특허문헌 1 : 일본특허공개 제2017-123396호 공보
전술한 특허문헌 1에서는, 가스 공통 통로에 연통하는 복수의 가스 유출 통로 중 가스 유입 통로에 가까운 것일수록 가스 유량이 많아지는 경우가 있었다. 일반적으로, 정전 척에 웨이퍼를 배치하여 웨이퍼를 처리할 때, 미리 웨이퍼의 이면측의 공간에 가스 유출 통로를 통해 열전도 가스(예컨대 헬륨 가스)를 충전해 둔다. 그러나, 웨이퍼의 이면측의 공간에 열전도 가스가 충전되기 전의 단계에서는, 가스 유출 통로마다 가스 유량이 상이하면, 세라믹 플레이트와 웨이퍼의 열교환이 웨이퍼의 장소마다 달라져, 웨이퍼에 온도 불균일이 생겨 문제가 생기는 경우가 있다.
본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 가스 공통 통로에 연통하는 복수의 가스 유출 통로로부터 유출되는 가스의 유량에 차가 생기지 않도록 하는 것을 주된 목적으로 한다.
[1] 본 발명의 반도체 제조 장치용 부재는,
웨이퍼 배치면을 구비한 반도체 제조 장치용 부재로서,
상기 웨이퍼 배치면에 개구된 복수의 가스 유출 통로와,
상기 반도체 제조 장치용 부재의 내부에 설치되고, 상기 복수의 가스 유출 통로에 연통하는 가스 공통 통로와,
상기 반도체 제조 장치용 부재 중 상기 웨이퍼 배치면과는 반대측의 면으로부터 상기 가스 공통 통로에 연통하고, 상기 가스 공통 통로에 연통하는 상기 가스 유출 통로의 수보다 적은 수의 가스 유입 통로
를 구비하고,
상기 복수의 가스 유출 통로 중 상기 가스 유입 통로에 가까운 것은, 상기 가스 유입 통로로부터 먼 것에 비교하여 가스 통과 저항이 큰 것이다.
이 반도체 제조 장치용 부재에서는, 가스 유입 통로에 도입된 가스는, 가스 공통 통로를 통과하여 그 가스 공통 통로에 복수 설치된 가스 유출 통로로 분배되고, 가스 유출 통로를 통과하여 웨이퍼 배치면에 유출된다. 가스 유입 통로의 수는 가스 유출 통로의 수보다 적기 때문에, 가스 유입 통로에 외부로부터 접속하는 가스 도입관의 수를 적게 할 수 있다. 또한, 복수의 가스 유출 통로 중 가스 유입 통로에 가까운 것은, 가스 유입 통로로부터 먼 것에 비교하여 가스 통과 저항이 크다. 그 때문에, 가스 공통 통로에 연통하는 복수의 가스 유출 통로로부터 유출되는 가스의 유량에 큰 차가 생기지 않는다. 따라서, 웨이퍼에 온도 불균일이 생겨 문제가 생기는 것을 억제할 수 있다.
[2] 본 발명의 반도체 제조 장치용 부재(상기 [1]에 기재된 반도체 제조 장치용 부재)에 있어서, 상기 가스 통과 저항은, 상기 가스 유출 통로에 설치된 나선부의 길이 또는 단면적에 의해 조정되어 있거나, 상기 가스 유출 통로에 설치된 다공질부의 길이 또는 밀도에 의해 조정되어 있어도 좋다. 이렇게 하면, 가스 통과 저항의 조정을 비교적 간단한 구성으로 실현할 수 있다.
[3] 본 발명의 반도체 제조 장치용 부재(상기 [1] 또는 [2]에 기재된 반도체 제조 장치용 부재)는, 상면에 상기 웨이퍼 배치면을 가지며, 전극을 내장하는 세라믹 플레이트와, 상기 세라믹 플레이트의 하면에 설치된 도전성의 베이스 플레이트를 구비하고 있어도 좋고, 상기 가스 공통 통로 및 상기 가스 유입 통로는, 상기 베이스 플레이트에 설치되어 있어도 좋고, 상기 가스 유출 통로는, 상기 가스 공통 통로로부터 상기 웨이퍼 배치면에 이르도록 상기 베이스 플레이트 및 상기 세라믹 플레이트에 설치되어 있어도 좋다.
[4] 본 발명의 반도체 제조 장치용 부재(상기 [3]에 기재된 반도체 제조 장치용 부재)에 있어서, 상기 베이스 플레이트는, 냉매 유로를 갖고 있어도 좋고, 상기 가스 공통 통로는, 상기 베이스 플레이트 중 상기 냉매 유로의 하측에 설치되어 있어도 좋고, 상기 가스 통과 저항은, 상기 가스 유출 통로 중 상기 가스 공통 통로로부터 상기 베이스 플레이트의 상면에 이르기까지의 부분에서 조정되어 있어도 좋다. 이렇게 하면, 가스 공통 통로로부터 베이스 플레이트의 상면에 이르기까지의 부분은 비교적 길기 때문에, 그 긴 부분을 이용하여 가스 통과 저항을 비교적 용이하게 조정할 수 있다.
[5] 본 발명의 반도체 제조 장치용 부재(상기 [3] 또는 [4]에 기재된 반도체 제조 장치용 부재)에 있어서, 상기 베이스 플레이트는, 상기 베이스 플레이트를 상하 방향으로 관통하는 베이스 플레이트 관통 구멍 내에 절연 슬리브를 갖고 있어도 좋고, 상기 절연 슬리브는, 상기 가스 공통 통로의 일부를 구성하는 제1 연통 구멍과, 상기 제1 연통 구멍으로부터 상기 절연 슬리브의 상면에 이르도록 형성되고, 상기 가스 유출 통로의 일부를 구성하는 제2 연통 구멍을 갖고 있어도 좋고, 상기 가스 통과 저항은, 상기 절연 슬리브의 상기 제2 연통 구멍에서 조정되어 있어도 좋다. 이렇게 하면, 세라믹 플레이트나 베이스 플레이트와는 별체의 절연 슬리브에 의해 가스 통과 저항을 조정할 수 있다. 또한, 반도체 제조 장치용 부재의 사용에 따라 가스 유출 통로의 일부인 절연 슬리브의 제2 연통 구멍이 열화한 경우, 절연 슬리브를 베이스 플레이트의 하면측으로부터 제거하고, 새로운 절연 슬리브를 부착할 수 있다. 따라서, 방전 방지의 메인터넌스를 용이하게 실시할 수 있다.
[6] 본 발명의 반도체 제조 장치용 부재(상기 [5]에 기재된 반도체 제조 장치용 부재)에 있어서, 상기 절연 슬리브는, 분리 불가능한 하나의 부재이어도 좋다. 이렇게 하면, 절연 슬리브가 복수의 부재로 구성되어 있는 경우에 비교하여 교환 작업이 간이해진다.
[7] 본 발명의 반도체 제조 장치용 부재(상기 [5] 또는 [6]에 기재된 반도체 제조 장치용 부재)에 있어서, 상기 절연 슬리브의 상기 제1 연통 구멍은, 평면시(平面視)에서 상기 제2 연통 구멍을 중심으로 하여 적어도 3개의 방향으로 방사형으로 형성되어 있어도 좋다. 이렇게 하면, 베이스 플레이트 관통 구멍에 절연 슬리브를 삽입했을 때에, 절연 슬리브의 회전 위치에 상관없이, 가스 공통 통로를 흘러 온 가스를 가스 유출 통로에 송출할 수 있다.
[8] 본 발명의 반도체 제조 장치용 부재(상기 [5] 내지 [7]의 어느 하나에 기재된 반도체 제조 장치용 부재)에 있어서, 상기 절연 슬리브의 외경은 상기 가스 공통 통로의 폭보다 작아도 좋다. 이렇게 하면, 가스 공통 통로의 상류측으로부터 흘러 온 가스의 일부는, 절연 슬리브의 외측을 통과하여 가스 공통 통로의 하류측으로 진행할 수 있다.
[9] 본 발명의 반도체 제조 장치용 부재(상기 [5] 내지 [8]의 어느 하나에 기재된 반도체 제조 장치용 부재)에 있어서, 상기 세라믹 플레이트와 상기 베이스 플레이트는, 도전성 접합층에 의해 접합되어 있어도 좋고, 상기 절연 슬리브는, 상기 도전성 접합층에 삽입되어 있어도 좋다. 이렇게 하면, 가스 유출 통로 중 도전성 접합층을 통과하는 부분도 절연 슬리브에 의해 덮이기 때문에, 그 부분에서 방전이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
[10] 본 발명의 반도체 제조 장치용 부재(상기 [5] 내지 [9]의 어느 하나에 기재된 반도체 제조 장치용 부재)에 있어서, 상기 절연 슬리브의 상면은, 상부 수지 접착층을 통해 상기 세라믹 플레이트와 접착되어 있어도 좋고, 상기 절연 슬리브의 하면은, 하부 수지 접착층 또는 시일재를 통해 상기 베이스 플레이트에 부착되어 있어도 좋다. 이렇게 하면, 절연 슬리브의 상면측의 절연성을 확보할 수 있고, 가스가 절연 슬리브의 외주로부터 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 웨이퍼 배치대(10)의 평면도.
도 2는 도 1의 A-A 단면도.
도 3은 도 2의 부분 확대도.
도 4는 절연 슬리브(60)의 사시도.
도 5는 가스 공통 통로(54)를 통과하는 수평면으로 웨이퍼 배치대(10)를 절단한 절단면을 위에서 봤을 때의 단면도.
도 6은 도 5의 부분 확대도.
도 7은 가스 유입 통로(52), 가스 공통 통로(54) 및 가스 유출 통로(56)의 개략 설명도.
도 8은 웨이퍼 배치대(10)의 제조 공정도.
도 9는 가스 공통 통로(154)의 설명도.
도 10은 절연 슬리브(160)의 사시도.
도 11은 제1 연통 구멍(264)을 구비한 절연 슬리브(60)의 설명도.
도 12는 제1 연통 구멍(364)을 구비한 절연 슬리브(60)의 설명도.
도 13은 절연 슬리브(60)의 하부에 시일 링(39)을 배치한 예의 설명도.
도 14는 절연 슬리브(60)의 외경과 가스 공통 통로(54)의 폭이 거의 일치하고 있는 예의 설명도.
다음으로, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관해 도면을 이용하여 설명한다. 도 1은 웨이퍼 배치대(10)의 평면도, 도 2는 도 1의 A-A 단면도, 도 3은 도 2의 부분 확대도(일점쇄선의 프레임 내의 확대도), 도 4는 절연 슬리브(60)의 사시도, 도 5는 가스 공통 통로(54)를 통과하는 수평면으로 웨이퍼 배치대(10)를 절단한 절단면을 위에서 봤을 때의 단면도, 도 6은 도 5의 부분 확대도(일점쇄선의 프레임 내의 확대도), 도 7은 가스 유입 통로(52), 가스 공통 통로(54) 및 가스 유출 통로(56)의 개략 설명도이다. 또, 본 명세서에서 「상」「하」는, 절대적인 정도 위치 관계를 나타내는 것이 아니라, 상대적인 위치 관계를 나타내는 것이다. 그 때문에, 웨이퍼 배치대(10)의 방향에 의해 「상」「하」는 「하」「상」이 되거나 「좌」「우」가 되거나 「전」「후」가 되거나 한다.
웨이퍼 배치대(10)는, 본 발명의 반도체 제조 장치용 부재의 일례이며, 도 2에 도시하는 바와 같이, 세라믹 플레이트(20)와, 베이스 플레이트(30)와, 도전성 접합층(40)과, 가스 공통 통로(54)와, 가스 유입 통로(52)와, 가스 유출 통로(56)와, 절연 슬리브(60)를 구비하고 있다.
세라믹 플레이트(20)는, 알루미나 소결체나 질화알루미늄 소결체 등의 세라믹제의 원판(예컨대 직경 300 mm, 두께 5 mm)이다. 세라믹 플레이트(20)의 상면은, 웨이퍼(W)를 배치하는 웨이퍼 배치면(21)으로 되어 있다. 세라믹 플레이트(20)는, 웨이퍼 배치면(21)으로부터 가까운 순으로, 정전 전극(22) 및 히터 전극(23)을 내장하고 있다. 세라믹 플레이트(20)의 웨이퍼 배치면(21)에는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 외연을 따라 고리형의 시일 밴드(21a)가 형성되고, 시일 밴드(21a)의 내측의 전면에 복수의 원형 소돌기(21b)가 형성되어 있다. 시일 밴드(21a) 및 원형 소돌기(21b)는 동일한 높이이며, 그 높이는 예컨대 수 μm∼수십 μm이다. 웨이퍼 배치면(21) 중 시일 밴드(21a)나 원형 소돌기(21b)가 설치되지 않은 부분을 기준면(21c)으로 칭한다. 세라믹 플레이트(20)는, 가스 유출 통로(56)의 일부를 구성하는 가스 분출 구멍(26)을 갖고 있다. 가스 분출 구멍(26)은, 세라믹 플레이트(20)와 동심원 상에 복수(여기서는 6개) 형성되어 있다. 가스 분출 구멍(26)은, 웨이퍼 배치면(21) 중 기준면(21c)에 개구되어 있다.
정전 전극(22)은, 평면형의 메쉬 전극이며, 도시하지 않은 급전 부재를 통해 외부의 직류 전원에 접속되어 있다. 급전 부재는, 도전성 접합층(40) 및 베이스 플레이트(30)와 전기적으로 절연되어 있다. 정전 전극(22)에 직류 전압이 인가되면 웨이퍼(W)는 정전 흡착력에 의해 웨이퍼 배치면(21)(구체적으로는 시일 밴드(21a)의 상면 및 원형 소돌기(21b)의 상면)에 흡착 고정되고, 직류 전압의 인가를 해제하면 웨이퍼(W)의 웨이퍼 배치면(21)에 대한 흡착 고정이 해제된다.
히터 전극(23)은, 평면시에서 세라믹 플레이트(20)의 전체에 걸쳐 일단으로부터 타단까지 끊김없이 한번에 이어지는 요령으로 배선된 저항 발열체이다. 히터 전극(23)의 일단과 타단에는, 도시하지 않은 급전 부재를 통해 히터 전원이 접속되어 있다. 급전 부재는, 도전성 접합층(40) 및 베이스 플레이트(30)와 전기적으로 절연되어 있다. 히터 전극(23)은, 통전되면 발열하여 웨이퍼 배치면(21), 나아가서는 웨이퍼(W)를 가열한다.
베이스 플레이트(30)는, 도전율 및 열전도율이 양호한 원판(세라믹 플레이트(20)와 동일한 직경이거나 그것보다 큰 직경의 원판)이다. 본 실시형태에서는, 베이스 플레이트(30)는, 제1층(30a)과 제2층(30b)과 제3층(30c)을 도전성 접합층(30d, 30e)으로 접합한 것이다.
베이스 플레이트(30)의 내부에는, 냉매가 순환하는 냉매 유로(32)가 형성되어 있다. 냉매 유로(32)는, 제1층(30a)의 하면에 형성된 오목홈인 냉매 유로홈(34)과, 그 냉매 유로홈(34)의 하부 개구를 막는 도전성 접합층(30d)으로 구성되어 있다. 냉매 유로(32)를 흐르는 냉매는, 액체가 바람직하고, 전기 절연성인 것이 바람직하다. 전기 절연성의 액체로는, 예컨대 불소계 불활성 액체 등을 들 수 있다. 냉매 유로(32)는, 평면시에서 베이스 플레이트(30)의 전체에 걸쳐 일단(입구)으로부터 타단(출구)까지 끊김없이 한번에 이어지는 요령으로 형성되어 있다. 냉매 유로(32)의 일단 및 타단에는, 도시하지 않은 외부 냉매 장치의 공급구 및 회수구가 각각 접속된다. 외부 냉매 장치의 공급구로부터 냉매 유로(32)의 일단에 공급된 냉매는, 냉매 유로(32)를 통과한 후 냉매 유로(32)의 타단으로부터 외부 냉매 장치의 회수구로 되돌아가, 온도 조정된 후 다시 공급구로부터 냉매 유로(32)의 일단에 공급된다. 베이스 플레이트(30)는, 고주파(RF) 전원에 접속되어, RF 전극으로서도 이용된다.
베이스 플레이트(30)의 재료는, 예컨대, 금속 재료나 금속과 세라믹의 복합 재료 등을 들 수 있다. 금속 재료로는, Al, Ti, Mo 또는 이들의 합금 등을 들 수 있다. 금속과 세라믹의 복합 재료로는, 금속 매트릭스 복합 재료(MMC)나 세라믹 매트릭스 복합 재료(CMC) 등을 들 수 있다. 이러한 복합 재료의 구체예로는, Si, SiC 및 Ti를 포함하는 재료(SiSiCTi라고도 함), SiC 다공질체에 Al 및/또는 Si를 함침시킨 재료, Al2O3과 TiC의 복합 재료 등을 들 수 있다. 베이스 플레이트(30)의 재료로는, 세라믹 플레이트(20)의 재료와 열팽창 계수가 가까운 것을 선택하는 것이 바람직하다. 베이스 플레이트(30) 중, 제1층(30a), 제2층(30b) 및 제3층(30c)을 전술한 금속 재료나 금속과 세라믹의 복합 재료로 제작하고, 도전성 접합층(30d, 30e)을 후술하는 도전성 접합층(40)과 동일한 재료로 제작해도 좋다.
도전성 접합층(40)은, 예컨대 금속 접합층이며, 세라믹 플레이트(20)의 하면과 베이스 플레이트(30)의 상면을 접합하고 있다. 도전성 접합층(40)은, 예컨대 TCB(Thermal compression bonding)에 의해 형성된다. TCB란, 접합 대상인 2개의 부재 사이에 금속 접합재를 끼워 넣고, 금속 접합재의 고상선 온도 이하의 온도로 가열한 상태에서 2개의 부재를 가압 접합하는 공지의 방법을 말한다.
가스 공통 통로(54)는, 베이스 플레이트(30)의 내부에, 웨이퍼 배치면(21)과 평행하게(즉 수평 방향으로) 설치되어 있다. 또, 「평행」이란, 완전히 평행한 경우 외에, 완전히 평행하지 않더라도 허용되는 오차(예컨대 공차)의 범위 내이면 평행하다고 간주한다. 가스 공통 통로(54)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 베이스 플레이트(30)의 제2층(30b)과 제3층(30c) 사이에 설치된 통로이며, 냉매 유로(32)의 하측에 설치되어 있다. 가스 공통 통로(54)의 상하 방향의 높이는, 도전성 접합층(30e)의 상하 방향의 높이(두께)를 포함하고 있다. 가스 공통 통로(54)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 평면시에서 C자형(원호형)으로 형성되고, 일단으로부터 타단을 향해 복수(여기서는 6개)의 슬리브 삽입 관통부(54a)를 갖고 있다. 슬리브 삽입 관통부(54a)는, 평면시에서 가스 공통 통로(54)가 원호형으로 팽창된 부분이며, 그 내경은 절연 슬리브(60)의 외경보다 크다. 그 때문에, 슬리브 삽입 관통부(54a)의 원호형의 벽과 절연 슬리브(60) 사이에는, 가스가 통과 가능한 스페이스가 형성되어 있다. 복수의 슬리브 삽입 관통부(54a)는, 가스 공통 통로(54)를 따라 거의 등간격으로 설치되어 있다. 복수의 절연 슬리브(60)는, 웨이퍼 배치대(10)의 외형을 이루는 원의 동심원 상에 거의 등간격으로 설치되어 있다.
가스 유출 통로(56)는, 가스 공통 통로(54)로부터 웨이퍼 배치면(21)의 기준면(21c)에 이르도록, 하나의 가스 공통 통로(54)에 대하여 복수(여기서는 6개) 설치되어 있다.
가스 유입 통로(52)는, 베이스 플레이트(30)의 하면(웨이퍼 배치대(10) 중 웨이퍼 배치면(21)과는 반대측의 면)으로부터 가스 공통 통로(54)의 일단에 이르도록 설치되어 있다. 가스 유입 통로(52)는, 가스 공통 통로(54)에 연통하는 가스 유출 통로(56)의 수보다 적은 수, 여기서는 1개 설치되어 있다.
절연 슬리브(60)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 베이스 플레이트(30)를 상하 방향으로 관통하는 베이스 플레이트 관통 구멍(31)에 배치되어 있다. 절연 슬리브(60)는, 전기 절연성 재료(예컨대 세라믹 플레이트(20)와 동일한 재료)로 제작되어 있다. 베이스 플레이트 관통 구멍(31)은, 냉매 유로(32)를 관통하지 않도록 형성되어 있다. 절연 슬리브(60)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 분리 불가능한 하나의 원기둥체이며, 가스 공통 통로(54)의 일부를 구성하는 제1 연통 구멍(64)과, 가스 유출 통로(56)의 일부를 구성하는 제2 연통 구멍(66)을 갖고 있다. 제1 연통 구멍(64)은 수평 방향을 따라 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 제1 연통 구멍(64)은, 도 6에 도시하는 바와 같이, 평면시에서 제2 연통 구멍(66)을 중심으로 하여 등각도(또는 거의 등각도)마다 3개의 방향으로 방사형으로 형성되어 있다. 제1 연통 구멍(64)은, 절연 슬리브(60)의 중심으로부터 반경 외측 방향으로 갈수록 직경이 확대되고 있는 바람직하다. 제2 연통 구멍(66)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 절연 슬리브(60)의 중심축을 따라 복수의 제1 연통 구멍(64)의 교점으로부터 절연 슬리브(60)의 상면에 이르도록 형성되어 있다. 제2 연통 구멍(66)은, 세라믹 플레이트(20)의 가스 분출 구멍(26)과 함께 가스 유출 통로(56)를 구성한다. 제2 연통 구멍(66)은 나선부(67)를 갖는다. 절연 슬리브(60)의 상부는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 도전성 접합층(40)을 상하 방향으로 관통하는 접합층 관통 구멍(41)에 삽입되고, 절연성의 수지 접착층(28)을 통해 세라믹 플레이트(20)와 접착되어 있다. 베이스 플레이트 관통 구멍(31)의 하부는, 다른 부분보다 직경이 큰 대직경부(31d)로 되어 있다. 절연 슬리브(60)의 하부는, 절연 슬리브(60)와 베이스 플레이트 관통 구멍(31)의 대직경부(31d) 사이에 충전된 수지 접착층(38)에 의해 접착 고정되어 있다.
도 7은, C자형의 가스 공통 통로(54)의 중심선을 따라 웨이퍼 배치대(10)를 상하 방향으로 절단한 단면도를 평면으로 펼친 모습을 나타낸다. 도 7은, 가스 유입 통로(52), 가스 공통 통로(54) 및 가스 유출 통로(56)의 접속 관계를 도시하는 설명도이기 때문에, 이들과 관계가 없는 구성 요소는 생략했다. 복수의 절연 슬리브(60)의 나선부(67)의 길이는, 가스 유입 통로(52)에 가까운 것(즉 상류의 것)일수록 길고, 가스 유입 통로(52)로부터 먼 것(즉 하류의 것)일수록 짧아졌다. 이것에 의해, 복수의 절연 슬리브(60)의 가스 통과 저항은, 가스 유입 통로(52)에 가까운 것일수록 크고, 가스 유입 통로(52)로부터 먼 것일수록 작아졌다. 나선부(67)의 길이는, 나선부(67)의 꼬임의 갯수로 해도 좋다. 이와 같이, 가스 통과 저항은, 가스 유출 통로(56) 중 가스 공통 통로(54)로부터 베이스 플레이트(30)의 상면에 이르기까지의 부분, 즉 제2 연통 구멍(66)에서 조정되어 있다. 각 절연 슬리브(60)의 나선부(67)의 길이는, 가스 유입 통로(52)에 가스를 도입했을 때에 각 가스 분출 구멍(26)으로부터 분출되는 가스의 유량이 동일해지도록(또는 거의 동일해지도록) 설정되어 있다.
다음으로, 웨이퍼 배치대(10)의 제조 방법의 일례에 관해 도 8에 기초하여 설명한다. 도 8은 웨이퍼 배치대(10)의 제조 공정도이다. 여기서는, 베이스 플레이트(30)를 MMC로 제작하는 경우를 예시한다. 먼저, 정전 전극(22) 및 히터 전극(23)을 내장하는 세라믹 플레이트(20)를 준비한다(도 8a). 예컨대, 정전 전극(22) 및 히터 전극(23)을 내장하는 세라믹 분말의 성형체를 제작하고, 그 성형체를 핫프레스 소성하는 것에 의해 세라믹 플레이트(20)를 얻는다. 계속해서, 그 세라믹 플레이트(20)에 가스 분출 구멍(26)을 형성한다(도 8b).
이것과 병행하여, MMC제의 제1층∼제3층(30a∼30c)을 준비한다(도 8c). 그리고, 머시닝 가공에 의해, 제1층∼제3층(30a∼30c)에 적절하게 홈이나 구멍을 형성한다(도 8d). 구체적으로는, 제1층(30a)의 하면에 냉매 유로홈(34)을 형성한다. 그와 함께, 제1층(30a)에, 제1층(30a)을 상하 방향으로 관통하는 제1층 관통 구멍(31a)을 형성한다. 또한, 제2층(30b)에, 제2층(30b)을 상하 방향으로 관통하는 제2층 관통 구멍(31b)을 형성하고, 제3층(30c)에, 제3층(30c)을 상하 방향으로 관통하는 단차를 부여한 제3층 관통 구멍(31c)을 형성한다. 제1층 관통 구멍(31a)∼제3층 관통 구멍(31c)은, 베이스 플레이트 관통 구멍(31)을 구성하는 것이다. 또한, 제2층(30b)의 하면과 제3층(30c)의 상면에는, 최종적으로 가스 공통 통로(54)가 되는 오목홈(도시하지 않음)을 형성한다. 예컨대 세라믹 플레이트(20)가 알루미나제인 경우, 제1층∼제3층(30a∼30c)은 SiSiCTi제 또는 AlSiC제인 것이 바람직하다. 알루미나의 열팽창 계수와 SiSiCTi 또는 AlSiC의 열팽창 계수란, 대강 동일하게 할 수 있기 때문이다.
SiSiCTi제의 층(원판 부재)은, 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 분위기하에 핫프레스 소결시키는 것에 의해, SiSiCTi제의 원판 부재를 얻는다.
계속해서, 제3층(30c)과 제2층(30b) 사이에 금속 접합재(82)를 배치하고, 제2층(30b)과 제1층(30a) 사이에 금속 접합재(81)를 배치하고, 제1층(30a)과 세라믹 플레이트(20) 사이에 금속 접합재(80)를 배치한다(도 8e). 금속 접합재(80, 81, 82)에는, 제1층 관통 구멍(31a)∼제3층 관통 구멍(31c)과 대향하는 위치에 미리 관통 구멍을 형성해 놓는다. 또한, 금속 접합재(81)에는, 가스 공통 통로(54)를 형성하는 위치에 미리 관통 구멍(긴 구멍)을 형성해 놓는다. 계속해서, 이들을 적층하여 적층체로 하고, 금속 접합재(80, 81, 82)의 고상선 온도 이하(예컨대, 고상선 온도로부터 200℃ 뺀 온도 이상 고상선 온도 이하)의 온도에서 적층체를 가압하여 접합하고, 그 후 실온으로 되돌린다. 이것에 의해, 제1층(30a)∼제3층(30c)은 금속 접합재(81, 82)가 변화한 도전성 접합층(30d, 30e)에 의해 접합되어 베이스 플레이트(30)가 되고, 세라믹 플레이트(20)와 베이스 플레이트(30)는 금속 접합재(80)가 변화한 도전성 접합층(40)에 의해 접합된다(도 8f). 또한, 제1층 관통 구멍(31a)∼제3층 관통 구멍(31c)이 이어져 베이스 플레이트 관통 구멍(31)이 된다. 금속 접합재(80, 81, 82)로는, Al-Mg계 접합재나 Al-Si-Mg계 접합재를 사용할 수 있다. 예컨대, Al-Si-Mg계 접합재를 이용하여 TCB를 행하는 경우, 진공 분위기하에 가열한 상태로 적층체를 가압한다.
계속해서, 베이스 플레이트 관통 구멍(31)의 저면에 노출되어 있는 세라믹 플레이트(20)에 접착재로서의 수지 페이스트를 도포하고, 베이스 플레이트 관통 구멍(31)에 절연 슬리브(60)를 삽입하여 세라믹 플레이트(20)에 접착하고, 마지막으로 절연 슬리브(60)의 하부의 주위를 수지 페이스트로 시일한다. 그 결과, 절연 슬리브(60)의 상부는 수지 접착층(28)을 통해 세라믹 플레이트(20)에 접착되고, 절연 슬리브(60)의 하부는 수지 접착층(38)에 의해 시일된다. 이렇게 함으로써, 웨이퍼 배치대(10)가 얻어진다(도 8g).
다음으로, 절연 슬리브(60)의 제작 방법의 일례에 관해 설명한다. 이러한 절연 슬리브(60)는, WO2020/217406의 「3차원 소성체의 제법」에 준하여 제작할 수 있다.
먼저, 절연 슬리브 성형체를 제작한다. 절연 슬리브 성형체는, 소성 후에 절연 슬리브(60)가 되는 것이다. 절연 슬리브 성형체의 치수는, 소성에 의해 굳는 것을 고려하여, 절연 슬리브(60)의 치수에 기초하여 결정된다. 절연 슬리브 성형체는 성형틀을 이용하여 제작된다. 성형틀은, 컵형(바닥이 있는 통형) 본체의 내부에 중자(中子)를 갖는 것이다. 성형틀 중 중자를 제외한 내부 공간(성형용 공간)의 형상은, 절연 슬리브 성형체와 동일한 형상으로 되어 있다.
성형틀은, 주지의 3D 프린터에 의해 제작된다. 3D 프린터는, 헤드부로부터 경화전 유동물을 스테이지를 향하여 토출하여 경화전 층상물을 형성하고, 그 경화전 층상물을 경화시킨다고 하는 일련의 조작을 반복한다. 3D 프린터는, 경화전 유동물로서, 성형틀 중 최종적으로 필요한 부위를 구성하는 재료인 모델재와, 성형틀 중 모델재를 지지하는 기초 부분이자 최종적으로 제거되는 부위를 구성하는 서포트재를 구비하고 있다. 모델재로는, 소정의 세정액(물, 유기 용제, 산, 알칼리 용액 등)에 불용인 재료 (예컨대 파라핀랍 등의 왁스)를 사용하고, 서포트재로는, 소정의 세정액에 가용인 재료(예컨대 히드록시화 왁스)를 사용한다. 3D 프린터는, 성형틀의 아래로부터 위로 소정 간격마다 수평 방향으로 층상으로 슬라이스한 슬라이스 데이터를 이용하여 구조물을 조형한다. 슬라이스 데이터는, CAD 데이터를 가공하는 것에 의해 제작된다. 슬라이스 데이터 중에는, 모델재와 서포트재가 혼재한 슬라이스 데이터도 있고 모델재만의 슬라이스 데이터도 있다. 3D 프린터로 조형된 구조물은, 세정액에 침지하여 경화 후의 서포트재를 녹여 제거하는 것에 의해, 경화 후의 모델재만으로 이루어진 물체, 즉 성형틀이 얻어진다.
절연 슬리브 성형체는, 이 성형틀을 이용하여 몰드 캐스트 성형에 의해 제작한다. 구체적으로는, 성형틀의 성형용 공간에, 세라믹 분체, 용매, 분산제 및 겔화제를 포함하는 세라믹 슬러리를 주입하고, 겔화제를 화학 반응시켜 세라믹 슬러리를 겔화시키는 것에 의해, 성형틀의 내부에 절연 슬리브 성형체를 제작한다. 그 후, 내부에 절연 슬리브 성형체가 제작된 성형틀의 성형틀만을 용융 제거 혹은 연소 제거하는 것에 의해 절연 슬리브 성형체를 얻는다. 마지막으로 그 절연 슬리브 성형체를 소성하고, 소성체의 외형 치수를 조정하는 것에 의해, 절연 슬리브(60)를 얻는다.
다음으로, 이렇게 하여 구성된 웨이퍼 배치대(10)의 사용예에 관해 설명한다. 먼저, 도시하지 않은 챔버 내에 웨이퍼 배치대(10)를 설치한 상태로, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 배치면(21)에 배치한다. 그리고, 챔버 내를 진공 펌프에 의해 감압하여 소정의 진공도가 되도록 조정하고, 세라믹 플레이트(20)의 정전 전극(22)에 직류 전압을 가하여 정전 흡착력을 발생시켜, 웨이퍼(W)를 웨이퍼 배치면(21)(구체적으로는 시일 밴드(21a)의 상면이나 원형 소돌기(21b)의 상면)에 흡착 고정한다. 또한, 히터 전극(23)에 통전하여 세라믹 플레이트(20)를 발열시켜 웨이퍼(W)를 소정 온도로 가열한다. 또한, 가스 유입 통로(52)에는, 도시하지 않은 가스 봄베로부터 백사이드 가스가 도입된다. 백사이드 가스로는, 열전도 가스(예컨대 He 가스 등)를 이용한다. 가스 유입 통로(52)에 도입된 백사이드 가스는, 가스 공통 통로(54)를 통과하여 복수의 가스 유출 통로(56)로 분배되어 웨이퍼(W)의 이면과 웨이퍼 배치면(21)의 기준면(21c) 사이의 공간(웨이퍼(W)의 이면과 웨이퍼 배치면(21)의 시일 밴드(21a), 원형 소돌기(21b) 및 기준면(21c)으로 둘러싸인 공간)에 충전되어 봉입된다. 이 백사이드 가스의 존재에 의해, 웨이퍼(W)와 세라믹 플레이트(20)의 열전도가 효율적으로 행해진다. 다음으로, 챔버 내를 소정 압력(예컨대 수십 Pa∼수백 Pa)의 반응 가스 분위기로 하고, 이 상태에서, 챔버 내의 천장 부분에 설치한 도시하지 않은 상부 전극과 웨이퍼 배치대(10)의 베이스 플레이트(30) 사이에 RF 전압을 인가시켜 플라즈마를 발생시킨다. 웨이퍼(W)의 표면은, 발생한 플라즈마에 의해 처리된다. 베이스 플레이트(30)의 냉매 유로(32)에는, 적시에 냉매가 순환된다.
가스 유입 통로(52)에 유입된 열전도 가스는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 가스 공통 통로(54)의 슬리브 삽입 관통부(54a)의 상류측으로부터 절연 슬리브(60)에 이르면, 그 일부는 절연 슬리브(60)의 제1 연통 구멍(64)에 유입된다. 제1 연통 구멍(64)에 유입된 가스의 일부는, 제2 연통 구멍(66) 및 가스 분출 구멍(26)(즉 가스 유출 통로(56))을 거쳐 웨이퍼(W) 이면의 공간에 공급되고, 나머지는, 별도의 제1 연통 구멍(64)을 통과하여 가스 공통 통로(54) 중 절연 슬리브(60)의 하류측으로 흐른다. 또한, 절연 슬리브(60)의 제1 연통 구멍(64)에 유입되지 않은 가스는, 절연 슬리브(60)와 가스 공통 통로(54)의 슬리브 삽입 관통부(54a)의 간극을 통과하여 절연 슬리브(60)의 하류측으로 흐른다.
백사이드 가스가 웨이퍼(W)의 이면과 웨이퍼 배치면(21)의 기준면(21c) 사이의 공간에 충전되기 전의 단계에서는, 백사이드 가스가 그 공간에 서서히 저장되어 간다. 그 단계에서, 가스 유출 통로(56)마다 가스 유량이 상이하면, 세라믹 플레이트(20)와 웨이퍼(W)의 열교환이 웨이퍼(W)의 장소마다 상이해진다. 그러나, 본 실시형태에서는, 복수의 가스 유출 통로(56)는 가스 유량이 동일하거나 거의 동일해지도록 가스 통과 저항이 조정되어 있기 때문에, 세라믹 플레이트(20)와 웨이퍼(W)의 열교환이 웨이퍼(W)의 장소마다 상이한 사태가 생기기 어렵다.
이상 상세히 설명한 웨이퍼 배치대(10)에서는, 가스 유입 통로(52)에 도입된 가스는, 가스 공통 통로(54)를 통과하여 그 가스 공통 통로(54)에 복수 설치된 가스 유출 통로(56)로 분배되고, 가스 유출 통로(56)를 통과하여 웨이퍼 배치면(21)에 유출된다. 가스 유입 통로(52)의 수는 가스 유출 통로(56)의 수보다 적기 때문에, 가스 유입 통로(52)에 외부로부터 접속하는 가스 도입관의 수를 적게 할 수 있다. 또한, 복수의 가스 유출 통로(56) 중 가스 유입 통로(52)에 가까운 것은, 가스 유입 통로(52)로부터 먼 것에 비교하여 가스 통과 저항이 크다. 그 때문에, 가스가 웨이퍼(W)의 이면과 웨이퍼 배치면(21)의 기준면(21c) 사이의 공간에 충전되기 전의 단계에서, 가스 공통 통로(54)에 연통하는 복수의 가스 유출 통로(56)로부터 유출되는 가스의 유량에 큰 차이가 생기지 않는다. 따라서, 그 단계에서 웨이퍼(W)에 온도 불균일이 생겨 문제가 생기는 것을 억제할 수 있다.
또한, 가스 통과 저항은, 가스 유출 통로(56)에 설치된 나선부(67)의 길이에 의해 조정되어 있다. 그 때문에, 가스 통과 저항의 조정을 비교적 간단한 구성으로 실현할 수 있다.
또한, 가스 통과 저항은, 가스 유출 통로(56) 중 가스 공통 통로(54)로부터 베이스 플레이트(30)의 상면에 이르기까지의 부분에서 조정되어 있다. 가스 공통 통로(54)로부터 베이스 플레이트(30)의 상면에 이르기까지의 부분은 비교적 길기 때문에, 그 긴 부분을 이용하여 가스 통과 저항을 비교적 용이하게 조정할 수 있다.
또한, 세라믹 플레이트(20)나 베이스 플레이트(30)는 별체의 절연 슬리브(60)에 의해 가스 통과 저항을 조정하고 있다. 그 때문에, 웨이퍼 배치대(10)의 사용에 따라 가스 유출 통로(56)의 일부인 절연 슬리브(60)의 제2 연통 구멍(66)이 열화한 경우, 절연 슬리브(60)를 베이스 플레이트(30)의 하면측으로부터 제거하고, 새로운 절연 슬리브(60)를 부착할 수 있다. 따라서, 방전 방지의 메인터넌스를 용이하게 실시할 수 있다.
또한, 절연 슬리브(60)는, 분리 불가능한 하나의 원기둥체이기 때문에, 절연 슬리브가 복수의 부재로 구성되어 있는 경우에 비교하여 교환 작업이 간이해진다.
또한, 절연 슬리브(60)의 제1 연통 구멍(64)은, 평면시에서 제2 연통 구멍(66)을 중심으로 하여 3개의 방향으로 방사형으로 형성되어 있다. 그 때문에, 베이스 플레이트 관통 구멍(31)에 절연 슬리브(60)를 삽입했을 때에, 절연 슬리브(60)의 회전 위치에 상관없이, 가스 공통 통로(54)의 상류측으로부터 흘러 온 가스를 제2 연통 구멍(66)(가스 유출 통로(56))에 송출할 수 있다(도 6).
또한, 절연 슬리브(60)의 외경은 가스 공통 통로(54)의 슬리브 삽입 관통부(54a)의 폭보다 작다. 그 때문에, 가스 공통 통로(54)의 상류측으로부터 흘러 온 가스의 일부는, 절연 슬리브(60)의 외측(절연 슬리브(60)와 슬리브 삽입 관통부(54a) 사이)을 통과하여 가스 공통 통로(54)의 하류측으로 진행할 수 있다(도 6).
또한, 세라믹 플레이트(20)와 베이스 플레이트(30)는 도전성 접합층(40)에 의해 접합되고, 절연 슬리브(60)는 그 도전성 접합층(40)에 삽입되어 있다. 이것에 의해, 가스 유출 통로(56) 중 도전성 접합층(40)을 통과하는 부분도 절연 슬리브(60)에 의해 덮이기 때문에, 그 부분에서 방전이 일어나는 것을 방지할 수 있다.
또한, 절연 슬리브(60)의 상면은 수지 접착층(28)을 통해 세라믹 플레이트(20)와 접착되고, 절연 슬리브(60)의 하부는 수지 접착층(38)을 통해 베이스 플레이트(30)에 부착되어 있다. 그 때문에, 절연 슬리브(60)의 상면측의 절연성을 확보할 수 있고, 가스가 절연 슬리브(60)의 외주로부터 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 가스 유입 통로(52)는, 하나의 가스 공통 통로(54)에 대하여 하나 설치되어 있다. 그 때문에, 베이스 플레이트(30)에 설치하는 가스 유입 통로(52)의 수를 최대한 적게 할 수 있다.
또한, 절연 슬리브(60)의 제1 연통 구멍(64)의 높이는, 가스 공통 통로(54)의 높이를 포함하고 있다. 그 때문에, 절연 슬리브(60)를 베이스 플레이트 관통 구멍(31)에 삽입했을 때에 절연 슬리브(60)의 제1 연통 구멍(64)이 베이스 플레이트(30)의 가스 공통 통로(54)에 대하여 상하 방향으로 틀어져 가스 공통 통로(54)의 단면을 좁혀 버릴 우려가 적다.
또, 본 발명은 전술한 실시형태에 전혀 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 한 여러가지 양태로 실시할 수 있는 것은 물론이다.
전술한 실시형태에서는, 가스 공통 통로(54)의 일단(一端)에 가스 유입 통로(52)를 접속했지만, 특별히 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 9에 도시하는 바와 같이, 평면시에서 C자형의 가스 공통 통로(154)의 중앙으로부터 웨이퍼 배치대(10)의 중심을 향해 수평 방향으로 연장되는 가스 보조 통로(153)를 형성하고, 그 가스 보조 통로(153)의 단부에, 베이스 플레이트(30)의 하면으로부터 상하 방향으로 연장되는 가스 유입 통로(152)를 접속해도 좋다. 이 경우, 가스 공통 통로(154)의 양끝 각각에 슬리브 삽입 관통부(54a) 및 절연 슬리브(60)가 설치된다. 가스 유입 통로(152)에 도입된 가스는, 가스 보조 통로(153)로부터 가스 공통 통로(54)에 이르면, 시계방향과 반시계방향의 2 방향으로 분리되어 흘러간다(도 9의 화살표 참조). 복수의 절연 슬리브(60) 중 가스 유입 통로(152)에 가까운 것(즉 상류의 것)은, 가스 유입 통로(152)로부터 먼 것(즉 하류의 것)에 비교하여, 제2 연통 구멍의 가스 통과 저항이 커졌다. 따라서, 도 9에서도, 전술한 실시형태와 동일한 작용 효과를 발휘한다. 또, 도 9에서는, 전술한 실시형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙였다.
전술한 실시형태에서는, 절연 슬리브(60)는 분리 불가능한 하나의 부재로 했지만, 특별히 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 절연 슬리브(60) 대신에, 도 10에 도시하는 바와 같이, 서로 독립된 하부 원기둥체(161)와 상부 원기둥체(162)를 구비한 절연 슬리브(160)를 이용해도 좋다. 도 10a는 절연 슬리브(160)의 사시도, 도 10b는 그 종단면도이다. 하부 원기둥체(161) 및 상부 원기둥체(162)는, 전기 절연성 재료(예컨대 세라믹 플레이트(20)와 동일한 재료)로 제작되어 있다. 하부 원기둥체(161)는 내부가 채워져 있는 원기둥체이다. 하부 원기둥체(161)의 상면과 상부 원기둥체(162)의 하면 사이에는 간극이 형성되어 있다. 이 간극은, 가스 공통 통로(54)의 일부를 구성하는 제1 연통 구멍(161a)이다. 상부 원기둥체(162)는 제2 연통 구멍(162a)을 갖고 있다. 제2 연통 구멍(162a)은, 가스 분출 구멍(26)에 연통하고, 가스 분출 구멍(26)과 함께 가스 유출 통로(56)를 구성한다. 제2 연통 구멍(162a)은, 상부 원기둥체(162)의 하면으로부터 상측의 소정의 높이까지의 구간(대직경의 수납부)에 다공질 원기둥체(162b)를 구비하고 있다. 수납부의 높이는 다공질 원기둥체(162b)의 높이와 동일하다. 다공질 원기둥체(162b)는, 수납부에 압입되고, 상하 방향으로 가스가 유통 가능하게 되어 있다. 다공질 원기둥체(162b)는, 전기 절연성 재료(예컨대 세라믹 플레이트(20)와 동일한 재료)로 제작되어 있다. 이러한 절연 슬리브(160)는, 가스 공통 통로(54)에 복수 설치되지만, 가스 유입 통로(52)에 가까운 것(상류의 것)일수록 수납부 및 다공질 원기둥체(162b)의 상하 방향의 길이가 길게(즉 가스 유통 저항이 크게) 되어 있고, 가스 유입 통로(52)로부터 먼 것(하류의 것)일수록 수납부 및 다공질 원기둥체(162b)의 상하 방향의 길이가 짧게(즉 가스 유통 저항이 작게) 되어 있다. 이러한 절연 슬리브(160)를 이용한 경우에도, 전술한 실시형태와 동일한 효과를 발휘한다. 단, 절연 슬리브(160)는 2개의 독립된 부재로 구성되어 있기 때문에, 절연 슬리브(60)에 비교하여 교환 작업이 약간 번잡해진다. 또, 다공질 원기둥체(162b)의 상하 방향의 길이에 의해 가스 통과 저항을 조정하는 대신에, 다공질 원기둥체(162b)의 밀도에 의해 가스 통과 저항을 조정해도 좋다. 그러나, 조정의 용이함을 고려하면, 다공질 원기둥체(162b)의 상하 방향의 길이에 의해 조정하는 것이 바람직하다.
전술한 실시형태에서는, 절연 슬리브(60)의 제2 연통 구멍(66)에 설치된 나선부(67)의 길이로 가스 통과 저항을 조절하도록 했지만, 특별히 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 나선부(67)의 통로 단면적(예컨대 구멍 직경)으로 가스 통과 저항을 조절해도 좋다. 혹은, 절연 슬리브(60)의 제2 연통 구멍(66)에 대해 나선부(67)를 폐지하여 직선형으로 형성하고, 제1 연통 구멍(64)과 제2 연통 구멍(66)의 교점에 니들 밸브를 부착하여, 니들 밸브를 비틀어 넣는 양에 의해 제1 연통 구멍(64)으로부터 제2 연통 구멍(66)로 향하는 통로 단면적을 조정하여 가스 통과 저항을 조정해도 좋다. 단, 단면적은 약간의 차이로 가스 통과 저항이 크게 변화하기 때문에, 제조시의 작업성을 고려하면, 단면적이 아니라 길이로 가스 통과 저항을 조절하는 것이 바람직하다.
전술한 실시형태에서는, 절연 슬리브(60)의 제1 연통 구멍(64)을, 평면시에서 제2 연통 구멍(66)을 중심으로 하여 3방향으로 방사형으로 형성했지만, 4방향 이상으로 방사형으로 형성해도 좋다. 도 11은, 평면시에서 제2 연통 구멍(66)을 중심으로 하여 제1 연통 구멍(264)을 4방향으로 방사형으로 형성한 예의 설명도이다. 여기서는, 4개의 제1 연통 구멍(264)은 등각도(거의 등각도)마다 형성되어 있다. 이렇게 하더라도, 절연 슬리브(60)를 베이스 플레이트 관통 구멍(31)에 부착할 때에, 제1 연통 구멍(64)의 방향을 고려할 필요가 없다. 혹은, 도 12에 도시하는 바와 같이, 평면시에서 제2 연통 구멍(66)과 교차하는 직선형의 제1 연통 구멍(364)을 형성해도 좋다. 그 경우, 절연 슬리브(60)를 베이스 플레이트 관통 구멍(31)에 부착할 때에, 직선형의 제1 연통 구멍(364)의 방향을 가스 공통 통로(54)의 방향에 맞추는 작업이 필요해진다. 또, 도 11 및 도 12에서는, 전술한 실시형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙였다.
전술한 실시형태에서는, 절연 슬리브(60)의 하부를 수지 접착층(38)에 의해 베이스 플레이트 관통 구멍(31)의 대직경부(31d)에 접착하여 시일했지만, 특별히 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 13에 도시하는 바와 같이, 절연 슬리브(60)와 베이스 플레이트 관통 구멍(31)의 대직경부(31d) 사이에 시일 링(39)을 배치하여, 가스가 절연 슬리브(60)의 외주로부터 외부로 누출되는 것을 방지해도 좋다. 시일 링(39)은, 금속제이어도 좋고, 수지제이어도 좋다. 또, 도 13에서는, 전술한 실시형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙였다.
전술한 실시형태에서는, 가스 공통 통로(54)의 슬리브 삽입 관통부(54a)와 절연 슬리브(60) 사이에 가스가 통과 가능한 간극을 형성했지만, 특별히 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 가스 공통 통로(54)에 슬리브 삽입 관통부(54a)를 형성하지 않고, 절연 슬리브(60)의 외경을 가스 공통 통로(54)의 폭보다 작아지도록 해도 좋다. 이렇게 하더라도, 전술한 실시형태와 동일한 작용 효과를 발휘한다. 혹은, 도 14에 도시하는 바와 같이, 원호형으로 팽창된 슬리브 삽입 관통부(54a)를 생략하고, 절연 슬리브(60)의 외경을 가스 공통 통로(54)의 폭과 일치(혹은 거의 일치)시켜도 좋다. 또, 도 14에서는, 전술한 실시형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙였다. 이 경우, 가스는 절연 슬리브(60)의 외측을 통과하여 가스 공통 통로(54)의 하류측으로 진행할 수는 없지만, 그 외에는 전술한 실시형태와 동일한 작용 효과를 발휘한다.
전술한 실시형태에서는, 가스 유통부(56)의 일부를 구성하는 제2 연통 구멍(66)에 나선부(67)를 설치했지만, 나선부(67) 대신에 지그재그부를 설치하여, 그 지그재그부의 길이 등으로 가스 통로 저항을 조정해도 좋다.
전술한 실시형태에서는, 가스 유출 통로(56) 중 베이스 플레이트(30) 내의 제2 연통 구멍(66)으로 가스 통과 저항을 조정했지만, 특별히 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 가스 유출 통로(56) 중 세라믹 플레이트(20) 내의 가스 분출 구멍(26)으로 가스 통과 저항을 조정해도 좋다.
전술한 실시형태에서는, 가스 공통 통로(54)를 베이스 플레이트(30)에 설치했지만, 가스 공통로를 세라믹 플레이트(20)에 설치해도 좋다. 그 경우, 가스 통과 저항은, 가스 공통 통로로부터 웨이퍼 배치면에 이르기까지의 통로에서 조정된다.
전술한 실시형태에서는, 가스 유입 통로(52)의 수는, 가스 공통 통로(54)에 대하여 1개로 했지만, 가스 공통 통로(54)에 설치되어 있는 가스 유출 통로(56)의 수보다 적은 수이면 된다. 예컨대, 가스 공통 통로(54)에 대하여 가스 유입 통로(52)의 수가 2개 있는 경우, 복수의 가스 유출 통로(56)가 가스 유입 통로(52)에 가까운지 먼지를 판단함에 있어서는, 가스 유출 통로(56)로부터 가까운 쪽의 가스 유입 통로(52)까지의 거리를 이용하여 판단하면 된다.
전술한 실시형태에서는, 가스 공통 통로(54)는, 평면시에서 C자형으로 했지만, 특별히 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 평면시에서 소용돌이형으로 해도 좋다. 또한, 평면시에서 C자형의 가스 공통 통로(54)를 복수의 동심원을 따라 복수 설치해도 좋다.
전술한 실시형태에서는, 세라믹 플레이트(20)에 정전 전극(22) 및 히터 전극(23)을 내장했지만, 특별히 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 세라믹 플레이트(20)에 정전 전극(22) 및 히터 전극(23)의 어느 한쪽만을 내장해도 좋다. 혹은, 히터 전극(23)을 두께 방향으로 2단 또는 그 이상이 되도록 내장해도 좋다.
전술한 실시형태에 있어서, 웨이퍼 배치대(10)를 관통하는 리프트핀 구멍을 형성해도 좋다. 리프트핀 구멍은, 웨이퍼 배치면(21)에 대하여 웨이퍼(W)를 상하 이동시키는 리프트핀을 삽입 관통하기 위한 구멍이다. 리프트핀 구멍은, 웨이퍼(W)를 예컨대 3개의 리프트핀으로 지지하는 경우에는 3개소에 형성된다.
전술한 실시형태에서는, 세라믹 플레이트(20)는 세라믹 분말의 성형체를 핫프레스 소성하는 것에 의해 제작했지만, 그 때의 성형체는, 테이프 성형체를 복수매 적층하여 제작해도 좋고, 몰드 캐스트법에 의해 제작해도 좋고, 세라믹 분말을 눌러서 굳히는 것에 의해 제작해도 좋다.
본 발명의 반도체 제조 장치용 부재는, 예컨대 웨이퍼를 플라즈마 등으로 처리하는 분야에 이용 가능하다.
10 : 웨이퍼 배치대, 20 : 세라믹 플레이트, 21 : 웨이퍼 배치면, 21a : 시일 밴드, 21b : 원형 소돌기, 21c : 기준면, 22 : 정전 전극, 23 : 히터 전극, 26 : 가스 분출 구멍, 28 : 수지 접착층, 30 : 베이스 플레이트, 30a : 제1층, 30b : 제2층, 30c : 제3층, 30d, 30e : 도전성 접합층, 31 : 베이스 플레이트 관통 구멍, 31a : 제1층 관통 구멍, 31b : 제2층 관통 구멍, 31c : 제3층 관통 구멍, 31d : 대직경부, 32 : 냉매 유로, 34 : 냉매 유로홈, 38 : 수지 접착층, 39 : 시일 링, 40 : 도전성 접합층, 41 : 접합층 관통 구멍, 52 : 가스 유입 통로, 54 : 가스 공통 통로, 54a : 슬리브 삽입 관통부, 56 : 가스 유출 통로, 60 : 절연 슬리브, 64 : 제1 연통 구멍, 66 : 제2 연통 구멍, 67 : 나선부, 80, 81, 82 : 금속 접합재, 152 : 가스 유입 통로, 153 : 가스 보조 통로, 154 : 가스 공통 통로, 160 : 절연 슬리브, 161 : 하부 원기둥체, 161a : 제1 연통 구멍, 162 : 상부 원기둥체, 162a : 제2 연통 구멍, 162b : 다공질 원기둥체, 264, 364 : 제1 연통 구멍.

Claims (10)

  1. 웨이퍼 배치면을 구비한 반도체 제조 장치용 부재로서,
    상기 웨이퍼 배치면에 개구된 복수의 가스 유출 통로와,
    상기 반도체 제조 장치용 부재의 내부에 설치되고, 상기 복수의 가스 유출 통로에 연통하는 가스 공통 통로와,
    상기 반도체 제조 장치용 부재 중 상기 웨이퍼 배치면과는 반대측의 면으로부터 상기 가스 공통 통로에 연통하고, 상기 가스 공통 통로에 연통하는 상기 가스 유출 통로의 수보다 적은 수의 가스 유입 통로
    를 구비하고,
    상기 복수의 가스 유출 통로 중 상기 가스 유입 통로에 가까운 것은, 상기 가스 유입 통로로부터 먼 것에 비교하여 가스 통과 저항이 큰, 반도체 제조 장치용 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스 통과 저항은, 상기 가스 유출 통로에 설치된 나선부의 길이 또는 단면적에 의해 조정되어 있거나, 상기 가스 유출 통로에 설치된 다공질부의 길이 또는 밀도에 의해 조정되어 있는 것인 반도체 제조 장치용 부재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상면에 상기 웨이퍼 배치면을 가지며 전극을 내장하는 세라믹 플레이트와,
    상기 세라믹 플레이트의 하면에 설치된 도전성의 베이스 플레이트
    를 구비하고,
    상기 가스 공통 통로 및 상기 가스 유입 통로는 상기 베이스 플레이트에 설치되고,
    상기 가스 유출 통로는, 상기 가스 공통 통로로부터 상기 웨이퍼 배치면에 이르도록 상기 베이스 플레이트 및 상기 세라믹 플레이트에 설치되어 있는 것인 반도체 제조 장치용 부재.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트는 냉매 유로를 가지며,
    상기 가스 공통 통로는 상기 베이스 플레이트 중 상기 냉매 유로의 하측에 설치되고,
    상기 가스 통과 저항은, 상기 가스 유출 통로 중 상기 가스 공통 통로로부터 상기 베이스 플레이트의 상면에 이르기까지의 부분에서 조정되어 있는 것인 반도체 제조 장치용 부재.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트는, 상기 베이스 플레이트를 상하 방향으로 관통하는 베이스 플레이트 관통 구멍 내에 절연 슬리브를 가지며,
    상기 절연 슬리브는, 상기 가스 공통 통로의 일부를 구성하는 제1 연통 구멍과, 상기 제1 연통 구멍으로부터 상기 절연 슬리브의 상면에 이르도록 설치되고, 상기 가스 유출 통로의 일부를 구성하는 제2 연통 구멍을 가지며,
    상기 가스 통과 저항은, 상기 절연 슬리브의 상기 제2 연통 구멍에서 조정되고 있는 것인 반도체 제조 장치용 부재.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 절연 슬리브는 분리 불가능한 하나의 부재인 것인 반도체 제조 장치용 부재.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 절연 슬리브의 상기 제1 연통 구멍은, 평면시(平面視)에서 상기 제2 연통 구멍을 중심으로 하여 적어도 3개의 방향으로 방사형으로 형성되어 있는 것인 반도체 제조 장치용 부재.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 절연 슬리브의 외경은 상기 가스 공통 통로의 폭보다 작은 반도체 제조 장치용 부재.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 세라믹 플레이트와 상기 베이스 플레이트는 도전성 접합층에 의해 접합되고,
    상기 절연 슬리브는 상기 도전성 접합층에 삽입되어 있는 것인 반도체 제조 장치용 부재.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 절연 슬리브의 상면은, 상부 수지 접착층을 통해 상기 세라믹 플레이트와 접착되고, 상기 절연 슬리브의 하부는, 하부 수지 접착층 또는 시일재를 통해 상기 베이스 플레이트에 부착되어 있는 반도체 제조 장치용 부재.
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