特開 2023-180522 基板固定装置及び基板固定装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023180522

(43)【公開日】2023-12-21

(54)【発明の名称】基板固定装置及び基板固定装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20231214BHJP

   H05B 3/18 20060101ALI20231214BHJP

   H05B 3/74 20060101ALI20231214BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H05B3/18

H05B3/74

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022093894

(22)【出願日】2022-06-09

(71)【出願人】

【識別番号】000190688

【氏名又は名称】新光電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】春原 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】西川 里駆

【テーマコード（参考）】

3K092

5F131

【Ｆターム（参考）】

3K092PP20

3K092QA05

3K092RF03

3K092RF11

3K092RF27

3K092SS12

3K092SS13

3K092SS14

3K092TT27

3K092VV22

5F131AA02

5F131BA03

5F131BA04

5F131BA12

5F131BA19

5F131CA03

5F131EA03

5F131EA04

5F131EB11

5F131EB79

5F131EB81

5F131EB82

(57)【要約】

【課題】十分に高い均熱性を得ること。
【解決手段】基板固定装置は、ベースプレートと、セラミック板と、熱伝導部材とを有する。セラミック板は、ベースプレートに接着剤層を介して接着されるとともに発熱する電極を内蔵し、静電力によって基板を吸着する。熱伝導部材は、セラミック板の接着面、ベースプレートの接着面及び接着剤層の内部の少なくとも一つに配置され、ベースプレートとセラミック板との積層方向の熱伝導率が積層方向に垂直な平面方向の熱伝導率よりも高い。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベースプレートと、
前記ベースプレートに接着剤層を介して接着されるとともに発熱する電極を内蔵し、静電力によって基板を吸着するセラミック板と、
前記セラミック板の接着面、前記ベースプレートの接着面及び前記接着剤層の内部の少なくとも一つに配置され、前記ベースプレートと前記セラミック板との積層方向の熱伝導率が前記積層方向に垂直な平面方向の熱伝導率よりも高い熱伝導部材と
有することを特徴とする基板固定装置。

【請求項2】

前記熱伝導部材は、
前記基板を吸着可能な前記セラミック板の吸着面において前記電極の発熱時に温度の特異点となるホットスポットと平面視で重なる位置に配置される、請求項１に記載の基板固定装置。

【請求項3】

前記セラミック板の接着面及び前記ベースプレートの接着面の少なくとも一方には、前記ホットスポットの位置に対応して凹部が形成され、
前記熱伝導部材は、前記凹部内に配置される、請求項２に記載の基板固定装置。

【請求項4】

前記熱伝導部材は、
長手方向が前記積層方向を向くように配置されたカーボンナノチューブと、
前記カーボンナノチューブの長手方向の両端面が露出された状態で前記カーボンナノチューブを被覆する樹脂と
を有することを特徴とする請求項１に記載の基板固定装置。

【請求項5】

前記接着剤層は、
前記セラミック板の接着面及び前記ベースプレートの接着面の一方の全面に積層されて前記熱伝導部材を接着する第１接着剤と、
前記第１接着剤と前記セラミック板の接着面及び前記ベースプレートの接着面の他方との間に積層され、前記熱伝導部材を被覆する第２接着剤と
を有することを特徴とする請求項１に記載の基板固定装置。

【請求項6】

前記接着剤層は、
前記セラミック板の接着面及び前記ベースプレートの接着面の一方に前記熱伝導部材を接着するパッド状の第１接着剤と、
前記セラミック板の接着面と前記ベースプレートの接着面との間に積層され、前記熱伝導部材及び前記第１接着剤を被覆する第２接着剤と
を有することを特徴とする請求項１に記載の基板固定装置。

【請求項7】

前記第１接着剤は、前記第２接着剤よりも熱伝導率が高いことを特徴とする請求項６に記載の基板固定装置。

【請求項8】

発熱する電極を内蔵するセラミック板を形成し、
基板を吸着可能な前記セラミック板の吸着面において前記電極の発熱時に温度の特異点となるホットスポットを特定し、
前記セラミック板の接着面及びベースプレートの接着面の少なくとも一方に前記ホットスポットの位置に対応して凹部を形成し、
前記ベースプレートと前記セラミック板との積層方向の熱伝導率が前記積層方向に垂直な平面方向の熱伝導率よりも高い熱伝導部材を前記凹部内に配置し、
接着剤層を介して前記ベースプレートの接着面に前記セラミック板を接着する
工程を有することを特徴とする基板固定装置の製造方法。

【請求項9】

発熱する電極を内蔵するセラミック板を形成し、
基板を吸着可能な前記セラミック板の吸着面において前記電極の発熱時に温度の特異点となるホットスポットを特定し、
前記セラミック板の接着面及びベースプレートの接着面の一方の全面に第１接着剤を塗布し、
前記ベースプレートと前記セラミック板との積層方向の熱伝導率が前記積層方向に垂直な平面方向の熱伝導率よりも高い熱伝導部材を、前記ホットスポットの位置に対応して前記第１接着剤上に配置し、
前記セラミック板の接着面及び前記ベースプレートの接着面の他方に第２接着剤を塗布し、
前記第１接着剤に前記第２接着剤を積層して前記熱伝導部材を被覆するとともに、前記第１接着剤及び前記第２接着剤からなる接着剤層を介して前記ベースプレートの接着面に前記セラミック板を接着する
工程を有することを特徴とする基板固定装置の製造方法。

【請求項10】

発熱する電極を内蔵するセラミック板を形成し、
基板を吸着可能な前記セラミック板の吸着面において前記電極の発熱時に温度の特異点となるホットスポットを特定し、
前記セラミック板の接着面及びベースプレートの接着面の一方における、前記ホットスポットに対応する位置に、前記ベースプレートと前記セラミック板との積層方向の熱伝導率が前記積層方向に垂直な平面方向の熱伝導率よりも高い熱伝導部材をパッド状の第１接着剤を介して接着し、
前記セラミック板の接着面及び前記ベースプレートの接着面の他方に第２接着剤を塗布し、
前記一方に前記第２接着剤を積層して前記熱伝導部材及び前記第１接着剤を被覆するとともに、前記第１接着剤及び前記第２接着剤からなる接着剤層を介して前記ベースプレートの接着面に前記セラミック板を接着する
工程を有することを特徴とする基板固定装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板固定装置及び基板固定装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、例えば半導体部品を製造する場合などにウエハを吸着して保持する基板固定装置は、静電チャック（ＥＳＣ：Electrostatic Chuck）とも呼ばれ、電極を内蔵するセラミック板を備える。基板固定装置は、セラミック板がベースプレートに接着された構造を有し、セラミック板に内蔵された電極に電圧を印加することにより、静電力を利用してセラミック板にウエハを吸着する。セラミック板にウエハを吸着して保持することにより、ウエハに対する例えば微細加工やエッチングなどのプロセスが効率的に行われる。

【0003】

このような基板固定装置においては、ウエハの吸着面での均熱性を向上するために、セラミック板に温度調節機能が付与されることがある。具体的には、例えばタングステンなどの金属ペーストのスクリーン印刷によってヒーター電極が形成され、このヒーター電極がセラミック板の形成時に同時に焼成されることがある。

【0004】

スクリーン印刷によってヒーター電極が形成される場合、形成されたヒーター電極の幅や厚さが不均一となり、セラミック板の吸着面の温度が十分に均一とならないことがある。これに対し、セラミック板の吸着面において高い均熱性を得るために、セラミック板のベースプレートとの接着面に凹部を設け、かかる凹部にセラミック板よりも熱伝導率が低い温調用樹脂を充填する技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３－２４７３４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記の技術においては、セラミック板からベースプレートへの熱の移動が温調用樹脂によって阻害され、セラミック板の吸着面の温度が一様でなくなり、十分な均熱性が得られないことがあるという問題がある。

【0007】

具体的には、温調用樹脂がセラミック板よりも熱伝導率が低いため、ヒーター電極の発熱時に温調用樹脂の位置においてセラミック板からベースプレートへ熱が十分に移動せず、セラミック板の吸着面において他の領域よりも温度が高いホットスポットが発生する。結果として、セラミック板の吸着面全体における均熱性が低下するおそれがある。

【0008】

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、十分に高い均熱性を得ることができる基板固定装置及び基板固定装置の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本願の開示する基板固定装置は、一つの態様において、ベースプレートと、セラミック板と、熱伝導部材とを有する。セラミック板は、ベースプレートに接着剤層を介して接着されるとともに発熱する電極を内蔵し、静電力によって基板を吸着する。熱伝導部材は、セラミック板の接着面、ベースプレートの接着面及び接着剤層の内部の少なくとも一つに配置され、ベースプレートとセラミック板との積層方向の熱伝導率が積層方向に垂直な平面方向の熱伝導率よりも高い。

【発明の効果】

【0010】

本願の開示する基板固定装置の一つの態様によれば、十分に高い均熱性を得ることができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、第１実施形態に係る基板固定装置の構成を示す斜視図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る基板固定装置の断面を示す模式図である。

【図3】図３は、熱伝導部材の配置の具体例を示す平面図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係る基板固定装置の製造方法を示すフローチャートである。

【図5】図５は、セラミック板の具体例を示す図である。

【図6】図６は、ホットスポット特定工程の具体例を示す図である。

【図7】図７は、凹部形成工程の具体例を示す図である。

【図8】図８は、熱伝導部材配置工程の具体例を示す図である。

【図9】図９は、第２実施形態に係る基板固定装置の断面を示す模式図である。

【図10】図１０は、第２実施形態に係る基板固定装置の製造方法を示すフローチャートである。

【図11】図１１は、凹部形成工程の具体例を示す図である。

【図12】図１２は、熱伝導部材配置工程の具体例を示す図である。

【図13】図１３は、第３実施形態に係る基板固定装置の断面を示す模式図である。

【図14】図１４は、第３実施形態に係る基板固定装置の製造方法を示すフローチャートである。

【図15】図１５は、第１接着剤塗布工程の具体例を示す図である。

【図16】図１６は、熱伝導部材配置工程の具体例を示す図である。

【図17】図１７は、第２接着剤塗布工程の具体例を示す図である。

【図18】図１８は、第４実施形態に係る基板固定装置の断面を示す模式図である。

【図19】図１９は、第４実施形態に係る基板固定装置の製造方法を示すフローチャートである。

【図20】図２０は、熱伝導部材接着工程の具体例を示す図である。

【図21】図２１は、第２接着剤塗布工程の具体例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に、本願の開示する基板固定装置及び基板固定装置の製造方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により開示技術が限定されるものではない。

【0013】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る基板固定装置１００の構成を示す斜視図である。図１に示す基板固定装置１００は、ベースプレート１１０にセラミック板１２０が接着された構造を有する。

【0014】

ベースプレート１１０は、例えばアルミニウムなどの金属製の円形部材である。ベースプレート１１０は、セラミック板１２０を固定する基材である。ベースプレート１１０は、例えば半導体製造装置などに取り付けられ、基板固定装置１００を、ウエハを保持する半導体保持装置として機能させる。

【0015】

セラミック板１２０は、絶縁性のセラミックからなる円形部材である。セラミック板１２０の径はベースプレート１１０の径よりも小さく、セラミック板１２０は、ベースプレート１１０の中央に固定される。すなわち、セラミック板１２０の下面がベースプレート１１０に接着される接着面となり、接着面が例えばシリコーン樹脂からなる接着剤層によってベースプレート１１０に接着されることによりセラミック板１２０が固定される。セラミック板１２０の上面は、例えばウェハのような吸着される対象物を吸着する吸着面である。

【0016】

セラミック板１２０は、導電性の電極を内蔵し、かかる電極に電圧が印加される場合に発生する静電力を利用して例えばウエハ等の対象物を吸着面に吸着する。また、セラミック板１２０は、ヒーター電極を内蔵し、電圧が印加される場合に発熱するヒーター電極によって、セラミック板１２０及びセラミック板１２０に吸着されるウェハなどの対象物の温度を調節する。

【0017】

図２は、実施形態に係る基板固定装置１００の断面を示す模式図である。図２には、図１のＩＩ－ＩＩ線における矢視断面が示されている。図２に示すように、基板固定装置１００は、ベースプレート１１０とセラミック板１２０とが接着剤層１３０によって接着されて構成される。

【0018】

ベースプレート１１０は、例えば厚さ２０～５０ｍｍ程度の金属製の円形部材である。ベースプレート１１０の内部には、例えば冷却水や冷却ガスなどの冷媒の通路となる冷媒通路１１１が形成されている。冷媒通路１１１を冷媒が通過することにより、セラミック板１２０が冷却される。セラミック板１２０が冷却される結果、セラミック板１２０の吸着面に吸着される例えばウエハなどの対象物が冷却される。ベースプレート１１０の上面１１０ａは、セラミック板１２０に接着される接着面であり、接着剤層１３０によってセラミック板１２０の下面１２０ａに接着されている。

【0019】

セラミック板１２０は、例えば厚さ４～６ｍｍのセラミックからなる円形板である。セラミック板１２０は、例えば酸化アルミニウムを用いて作製されたグリーンシートを焼成することにより得られる。セラミック板１２０の下面１２０ａは、ベースプレート１１０に接着される接着面であり、接着剤層１３０によってベースプレート１１０の上面１１０ａに接着されている。セラミック板１２０の内部には、電極１２１及びヒーター電極１２２が形成されている。

【0020】

電極１２１は、セラミック板１２０の内部に配置され、電圧が印加されることにより静電力を発生させる。この静電力により、セラミック板１２０は、吸着面となる上面１２０ｂに例えばウエハ等の対象物を吸着する。

【0021】

ヒーター電極１２２は、セラミック板１２０の内部において電極１２１よりも下方に配置され、電圧が印加されることにより発熱する。このヒーター電極１２２の発熱により、セラミック板１２０は、セラミック板１２０及びセラミック板１２０の上面１２０ｂに吸着されるウエハ等の対象物を加熱する。

【0022】

セラミック板１２０の下面１２０ａには、凹部１２０ｃが形成されており、この凹部１２０ｃ内に熱伝導部材１４０が配置されている。

【0023】

熱伝導部材１４０は、ベースプレート１１０とセラミック板１２０との積層方向（以下、単に「積層方向」と表記する場合がある）の熱伝導率が該積層方向に垂直な平面方向の熱伝導率よりも高い性質（以下適宜「熱的異方性」と呼ぶ）を有する。具体的には、熱伝導部材１４０は、樹脂１４２に、長手方向の熱伝導率が他の方向の熱伝導率よりも高い複数のカーボンナノチューブ１４１が埋め込まれた構造を有している。カーボンナノチューブ１４１は、炭素からなる円筒形状の結晶であり、長手方向が積層方向を向くように配置されている。カーボンナノチューブ１４１の長手方向の熱伝導率は、セラミック板１２０の熱伝導率よりも高い。樹脂１４２は、カーボンナノチューブ１４１の長手方向の両端面が露出された状態でカーボンナノチューブ１４１を被覆している。樹脂１４２としては、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂又はポリエチレン樹脂等の熱可塑性樹脂等を用いることができる。

【0024】

セラミック板１２０の下面１２０ａ（の凹部１２０ｃ）に熱的異方性を有する熱伝導部材１４０を配置することにより、温調用樹脂を配置する場合と比較して、セラミック板１２０からベースプレート１１０へ熱を円滑に移動させることができる。このため、セラミック板１２０の吸着面（つまり、上面１２０ｂ）において他の領域よりも温度が高いホットスポットが発生することを抑制することができる。結果として、セラミック板１２０の吸着面での温度分布を一様にすることができ、十分に高い均熱性を得ることができる。

【0025】

また、熱伝導部材１４０のカーボンナノチューブ１４１をその長手方向が積層方向を向くように配置するとともに、その長手方向の両端面が露出された状態で樹脂１４２によって被覆することにより、積層方向に沿った熱の移動を円滑化させることができる。

【0026】

ここで、熱伝導部材１４０の配置の具体例について図３を参照して説明する。図３は、熱伝導部材１４０の配置の具体例を示す平面図である。図３においては、図２に示した２つの熱伝導部材１４０の配置を図示している。

【0027】

図３に示すように、熱伝導部材１４０は、セラミック板１２０の吸着面（つまり、上面１２０ｂ）においてヒーター電極１２２の発熱時に温度の特異点となるホットスポットＨＳと平面視で重なる位置に配置される。すなわち、セラミック板１２０の下面１２０ａ（図２参照）には、ホットスポットＨＳの位置に対応して凹部１２０ｃ（図２参照）が形成され、熱伝導部材１４０は、かかる凹部１２０ｃ内に配置される。ホットスポットＨＳは、後述するように、ヒーター電極１２２に電圧が印加された状態で測定装置によってセラミック板１２０の上面１２０ｂにおける温度分布を測定することにより、予め特定される。

【0028】

このように、熱伝導部材１４０が特定済みのホットスポットＨＳと平面視で重なる位置に配置されることにより、熱伝導部材１４０とホットスポットＨＳとが重ならない場合と比較して、ホットスポットＨＳからベースプレート１１０への熱の移動を円滑化できる。結果として、ホットスポットＨＳに対してベースプレート１１０による冷却をピンポイントで施すことができることから、セラミック板１２０の吸着面における温度差をより低減することができる。

【0029】

図２の説明に戻る。接着剤層１３０は、例えばシリコーン樹脂系の接着剤又はエポキシ樹脂系の接着剤等からなる、例えば厚さ０．０５ｍｍ～３．０ｍｍ程度の層であり、ベースプレート１１０の上面１１０ａにセラミック板１２０の下面１２０ａを接着している。

【0030】

次に、上記のように構成された基板固定装置１００の製造方法について、図４を参照ししながら説明する。図４は、第１実施形態に係る基板固定装置１００の製造方法を示すフローチャートである。

【0031】

まず、ウエハ等の対象物を吸着するセラミック板１２０が形成される（ステップＳ１０１）。具体的には、例えば酸化アルミニウムを主材料とする複数のグリーンシートが作製され、適宜、グリーンシートの一面に電極１２１が形成されるとともに、他のグリーンシートの一面にヒーター電極１２２が形成される。電極１２１及びヒーター電極１２２は、例えばグリーンシートの表面に金属ペーストをスクリーン印刷することにより、形成することができる。そして、複数のグリーンシートが積層され焼成されることにより、セラミック板１２０が形成される。セラミック板１２０は、例えば図５に示すように、電極１２１の層及びヒーター電極１２２の層を内蔵する。図５は、セラミック板１２０の具体例を示す図である。

【0032】

セラミック板１２０が形成されると、セラミック板１２０の吸着面におけるホットスポットが特定される（ステップＳ１０２）。具体的には、例えば図６に示すように、ホットスポットは、ヒーター電極１２２に電圧が印加された状態で測定装置２００によってセラミック板１２０の上面１２０ｂにおける温度分布を測定して得られる測定結果を用いて、特定される。図６は、ホットスポット特定工程の具体例を示す図である。測定装置２００としては、例えば赤外線カメラ等の非接触式温度計を用いることができる。また、測定装置２００には、赤外線カメラ等の非接触式温度計から取得される温度分布の測定結果と所定の閾値とを比較することによりホットスポットを特定するプロセッサ等の演算装置が搭載されてもよい。

【0033】

ホットスポットが特定されると、セラミック板１２０の接着面（つまり、下面１２０ａ）に、ホットスポットの位置に対応して凹部が形成される（ステップＳ１０３）。具体的には、例えば図７に示すように、セラミック板１２０が下面１２０ａ側からヒーター電極１２２に到達しない位置まで切削されて凹部１２０ｃが形成される。図７は、凹部形成工程の具体例を示す図である。凹部１２０ｃは、例えばレーザ加工又はドリル加工によって形成される。

【0034】

凹部１２０ｃが形成されると、熱伝導部材１４０が凹部１２０ｃ内に配置される（ステップＳ１０４）。具体的には、例えば図８に示すように、凹部１２０ｃの径と略同径の円柱形状を有する熱伝導部材１４０が凹部１２０ｃに嵌合される。図８は、熱伝導部材配置工程の具体例を示す図である。熱伝導部材１４０は、カーボンナノチューブ１４１の長手方向がベースプレート１１０とセラミック板１２０との積層方向（換言すれば、セラミック板１２０の厚み方向）と一致するように、凹部１２０ｃ内に配置される。このとき、カーボンナノチューブ１４１は、樹脂１４２を厚み方向に貫通しており、カーボンナノチューブ１４１の上端面が凹部１２０ｃの底面に接触するとともに、カーボンナノチューブ１４１の下端面がセラミック板１２０の下面１２０ａ側から露出している。熱伝導部材１４０が凹部１２０ｃ内に配置されることにより、接着面（つまり、下面１２０ａ）側に熱伝導部材１４０による熱的異方性が局所的に付与されたセラミック板１２０が得られる。

【0035】

かかるセラミック板１２０は、接着剤層１３０によってベースプレート１１０に接着される（ステップＳ１０５）。具体的には、熱伝導部材１４０が配置されたセラミック板１２０の下面１２０ａが、接着剤層１３０によってベースプレート１１０の上面１１０ａに接着される。このとき、セラミック板１２０の下面１２０ａ側から露出しているカーボンナノチューブ１４１の下端面が接着剤層１３０を介してベースプレート１１０の上面１１０ａに接続され、ベースプレート１１０の上面１１０ａと凹部１２０ｃの底面とが熱的に導通する。これにより、凹部１２０ｃに対応するホットスポットからベースプレート１１０への熱の移動を円滑化することが可能となる。ベースプレート１１０にセラミック板１２０が接着されることにより、基板固定装置１００が完成する。なお、カーボンナノチューブ１４１の上端面及び下端面は、樹脂１４２又は接着剤層１３０に埋没していてもよい。

【0036】

以上のように、第１実施形態に係る基板固定装置（例えば、基板固定装置１００）は、ベースプレート（例えば、ベースプレート１１０）と、セラミック板（例えば、セラミック板１２０）と、熱伝導部材（例えば、熱伝導部材１４０）とを有する。セラミック板は、ベースプレートに接着剤層（例えば、接着剤層１３０）を介して接着されるとともに発熱する電極（例えば、ヒーター電極１２２）を内蔵し、静電力によって基板（例えば、ウエハ）を吸着する。熱伝導部材は、セラミック板の接着面（例えば、下面１２０ａ）に配置され、ベースプレートとセラミック板との積層方向の熱伝導率が積層方向に垂直な平面方向の熱伝導率よりも高い。これにより、第１実施形態に係る基板固定装置によれば、十分に高い均熱性を得ることができる。

【0037】

また、熱伝導部材は、基板を吸着可能なセラミック板の吸着面（例えば、上面１２０ｂ）において電極の発熱時に温度の特異点となるホットスポットと平面視で重なる位置に配置されてもよい。これにより、第１実施形態に係る基板固定装置によれば、ホットスポットに対してベースプレートによる冷却をピンポイントで施すことができることから、セラミック板の吸着面における温度差をより低減することができる。

【0038】

また、セラミック板の接着面には、ホットスポットの位置に対応して凹部（例えば、凹部１２０ｃ）が形成されてもよい。そして、熱伝導部材は、凹部内に配置されてもよい。これにより、第１実施形態に係る基板固定装置によれば、ホットスポットに対してベースプレートによる冷却をピンポイントで施すことができることから、セラミック板の吸着面における温度差をより低減することができる。

【0039】

また、熱伝導部材は、カーボンナノチューブ（例えば、カーボンナノチューブ１４１）と、樹脂（例えば、樹脂１４２）とを有してもよい。カーボンナノチューブは、長手方向が積層方向を向くように配置されてもよい。樹脂は、カーボンナノチューブの長手方向の両端面が露出された状態でカーボンナノチューブを被覆してもよい。これにより、第１実施形態に係る基板固定装置によれば、ベースプレートとセラミック板との積層方向に沿った熱の移動を円滑化させることができる。

【0040】

（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態における熱伝導部材１４０の配置のバリエーションに関する。

【0041】

図９は、第２実施形態に係る基板固定装置１００の断面を示す模式図である。図９において、図２と同じ部分には同じ符号を付す。

【0042】

図９に示す基板固定装置１００では、熱伝導部材１４０が、セラミック板１２０の接着面（つまり、下面１２０ａ）に代えて、ベースプレート１１０の接着面（つまり、上面１１０ａ）に配置されている。すなわち、セラミック板１２０の下面１２０ａではなく、ベースプレート１１０の上面１１０ａに凹部１１０ｃが形成されており、この凹部１１０ｃ内に熱伝導部材１４０が配置されている。このように、熱伝導部材１４０をセラミック板１２０の下面１２０ａの代わりにベースプレート１１０の上面１１０ａに配置する場合でも、温調用樹脂を配置する場合と比較して、セラミック板１２０からベースプレート１１０へ熱を円滑に移動させることができる。このため、セラミック板１２０の吸着面（つまり、上面１２０ｂ）において他の領域よりも温度が高いホットスポットが発生することを抑制することができる。結果として、セラミック板１２０の吸着面での温度分布を一様にすることができ、十分に高い均熱性を得ることができる。

【0043】

次に、上記のように構成された基板固定装置１００の製造方法について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、第２実施形態に係る基板固定装置１００の製造方法を示すフローチャートである。図１０に例示された処理において、図４と同じ符号が付された処理は、図４を用いて説明された処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。

【0044】

ステップＳ１０２においてホットスポットが特定されると、ベースプレート１１０の接着面（つまり、上面１１０ａ）に、ホットスポットの位置に対応して凹部が形成される（ステップＳ２０３）。具体的には、例えば図１１に示すように、ベースプレート１１０が上面１１０ａ側から冷媒通路１１１に到達しない位置まで切削されて凹部１１０ｃが形成される。図１１は、凹部形成工程の具体例を示す図である。凹部１１０ｃは、例えばレーザ加工又はドリル加工によって形成される。

【0045】

凹部１１０ｃが形成されると、熱伝導部材１４０が凹部１１０ｃ内に配置される（ステップＳ２０４）。具体的には、例えば図１２に示すように、凹部１１０ｃの径と略同径の円柱形状を有する熱伝導部材１４０が凹部１１０ｃに嵌合される。図１２は、熱伝導部材配置工程の具体例を示す図である。熱伝導部材１４０は、カーボンナノチューブ１４１の長手方向がベースプレート１１０とセラミック板１２０との積層方向（換言すれば、ベースプレート１１０の厚み方向）と一致するように、凹部１１０ｃ内に配置される。このとき、カーボンナノチューブ１４１は、樹脂１４２を厚み方向に貫通しており、カーボンナノチューブ１４１の下端面が凹部１１０ｃの底面に接触するとともに、カーボンナノチューブ１４１の上端面がベースプレート１１０の上面１１０ａ側から露出している。熱伝導部材１４０が凹部１１０ｃ内に配置されることにより、接着面（つまり、上面１１０ａ）側に熱伝導部材１４０による熱的異方性が局所的に付与されたベースプレート１１０が得られる。

【0046】

かかるベースプレート１１０に、接着剤層１３０によってセラミック板１２０が接着される（ステップＳ２０５）。具体的には、熱伝導部材１４０が配置されたベースプレート１１０の上面１１０ａに、セラミック板１２０の下面１２０ａが接着剤層１３０によって接着される。このとき、ベースプレート１１０の上面１１０ａ側から露出しているカーボンナノチューブ１４１の上端面が接着剤層１３０を介してセラミック板１２０の下面１２０ａに接続され、セラミック板１２０の下面１２０ａと凹部１１０ｃの底面とが熱的に導通する。これにより、凹部１１０ｃに対応するホットスポットからベースプレート１１０への熱の移動を円滑化することが可能となる。ベースプレート１１０にセラミック板１２０が接着されることにより、基板固定装置１００が完成する。なお、カーボンナノチューブ１４１の上端面及び下端面は、樹脂１４２又は接着剤層１３０に埋没していてもよい。

【0047】

以上のように、第２実施形態に係る基板固定装置において、熱伝導部材は、ベースプレートの接着面（例えば、上面１１０ａ）に配置される。これにより、第２実施形態に係る基板固定装置によれば、十分に高い均熱性を得ることができる。

【0048】

また、ベースプレートの接着面には、ホットスポットの位置に対応して凹部（例えば、凹部１１０ｃ）が形成されてもよい。そして、熱伝導部材は、凹部内に配置されてもよい。これにより、第２実施形態に係る基板固定装置によれば、ホットスポットに対してベースプレートによる冷却をピンポイントで施すことができることから、セラミック板の吸着面における温度差をより低減することができる。

【0049】

（第３実施形態）
第３実施形態は、第１実施形態における熱伝導部材１４０の配置のバリエーションに関する。

【0050】

図１３は、第３実施形態に係る基板固定装置１００の断面を示す模式図である。図１３において、図２と同じ部分には同じ符号を付す。

【0051】

図１３に示す基板固定装置１００では、熱伝導部材１４０が、セラミック板１２０の接着面（つまり、下面１２０ａ）に代えて、接着剤層１３０の内部に配置されている。このように、熱伝導部材１４０をセラミック板１２０の下面１２０ａの代わりに接着剤層１３０の内部に配置する場合でも、温調用樹脂を配置する場合と比較して、セラミック板１２０からベースプレート１１０へ熱を円滑に移動させることができる。このため、セラミック板１２０の吸着面（つまり、上面１２０ｂ）において他の領域よりも温度が高いホットスポットが発生することを抑制することができる。結果として、セラミック板１２０の吸着面での温度分布を一様にすることができ、十分に高い均熱性を得ることができる。

【0052】

接着剤層１３０は、第１接着剤１３１と、第２接着剤１３２とを有する。第１接着剤１３１は、シート状をなし、ベースプレート１１０の接着面（つまり、上面１１０ａ）の全面に積層されて熱伝導部材１４０を接着している。第２接着剤１３２は、第１接着剤１３１とセラミック板１２０の接着面（つまり、下面１２０ａ）との間に積層され、熱伝導部材１４０を被覆している。第２接着剤１３２は、第１接着剤１３１を構成する樹脂と同じ樹脂によって構成されてもよく、第１接着剤１３１を構成する樹脂と異なる樹脂によって構成されてもよい。このように、ベースプレート１１０の上面１１０ａの全面に第１接着剤１３１が積層されるとともに、第１接着剤１３１が接着する熱伝導部材１４０が第２接着剤１３２によって被覆されることにより、熱伝導部材１４０の位置が接着剤層１３０内に固定される。このため、セラミック板１２０の接着面（つまり、下面１２０ａ）に凹部を形成する工程を経ることなく、熱伝導部材１４０が接着剤層１３０の内部に配置される。つまり、簡便な工程で熱伝導部材１４０を接着剤層１３０の内部に配置することができ、基板固定装置１００の製造効率を向上することができる。

【0053】

次に、上記のように構成された基板固定装置１００の製造方法について、図１４を参照しながら説明する。図１４は、第３実施形態に係る基板固定装置１００の製造方法を示すフローチャートである。図１４に例示された処理において、図４と同じ符号が付された処理は、図４を用いて説明された処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。

【0054】

ステップＳ１０２においてホットスポットが特定されると、ベースプレート１１０の接着面（つまり、上面１１０ａ）の全面に第１接着剤が塗布される（ステップＳ３０３）。具体的には、例えば図１５に示すように、ベースプレート１１０の上面１１０ａの全面に第１接着剤１３１が塗布される。図１５は、第１接着剤塗布工程の具体例を示す図である。ベースプレート１１０の上面１１０ａの全面に第１接着剤１３１が塗布される時点では、第１接着剤１３１を構成する樹脂は半硬化状態である。

【0055】

第１接着剤１３１が塗布されると、熱伝導部材１４０が、ホットスポットの位置に対応して第１接着剤１３１上に配置される（ステップＳ３０４）。具体的には、例えば図１６に示すように、ホットスポットの幅と略同径の円柱形状を有する熱伝導部材１４０が第１接着剤１３１上に配置される。図１６は、熱伝導部材配置工程の具体例を示す図である。熱伝導部材１４０は、カーボンナノチューブ１４１の長手方向がベースプレート１１０とセラミック板１２０との積層方向（換言すれば、ベースプレート１１０の厚み方向）と一致するように、第１接着剤１３１上に配置される。このとき、カーボンナノチューブ１４１は、樹脂１４２を厚み方向に貫通しており、カーボンナノチューブ１４１の下端面が第１接着剤１３１に接触するとともに、カーボンナノチューブ１４１の上端面が樹脂１４２の上面から露出している。

【0056】

そして、セラミック板１２０の接着面（つまり、下面１２０ａ）に第２接着剤が塗布される（ステップＳ３０５）。具体的には、例えば図１７に示すように、セラミック板１２０の下面１２０ａの全面に第２接着剤１３２が塗布される。図１７は、第２接着剤塗布工程の具体例を示す図である。セラミック板１２０の下面１２０ａの全面に第２接着剤１３２が塗布される時点では、第２接着剤１３２を構成する樹脂は半硬化状態である。

【0057】

第２接着剤１３２が塗布されると、セラミック板１２０は、熱伝導部材１４０を被覆する第１接着剤１３１及び第２接着剤１３２からなる接着剤層１３０によってベースプレート１１０に接着される（ステップＳ３０６）。具体的には、半硬化状態の第１接着剤１３１に半硬化状態の第２接着剤１３２が熱伝導部材１４０を被覆するように積層され、加熱及び加圧によって、第１接着剤１３１及び第２接着剤１３２が硬化する。この結果、第１接着剤１３１及び第２接着剤１３２からなる接着剤層１３０の内部に熱伝導部材１４０が配置されるとともに、ベースプレート１１０の上面１１０ａに、セラミック板１２０の下面１２０ａが接着剤層１３０によって接着される。このとき、樹脂１４２の上面から露出しているカーボンナノチューブ１４１の上端面が第２接着剤１３２を介してセラミック板１２０の下面１２０ａに接続され、セラミック板１２０の下面１２０ａと熱的に導通する。これにより、ホットスポットからベースプレート１１０への熱の移動を円滑化することが可能となる。ベースプレート１１０にセラミック板１２０が接着されることにより、基板固定装置１００が完成する。なお、カーボンナノチューブ１４１の上端面及び下端面は、樹脂１４２又は接着剤層１３０に埋没していてもよい。

【0058】

以上のように、第３実施形態に係る基板固定装置において、熱伝導部材は、接着剤層（例えば、接着剤層１３０）の内部に配置される。これにより、第３実施形態に係る基板固定装置によれば、十分に高い均熱性を得ることができる。

【0059】

また、接着剤層は、第１接着剤（例えば、第１接着剤１３１）と、第２接着剤（例えば、第２接着剤１３２）とを有してもよい。第１接着剤は、ベースプレートの接着面の全面に積層されて熱伝導部材を接着してもよい。第２接着剤は、第１接着剤とセラミック板の接着面との間に積層され、熱伝導部材を被覆してもよい。これにより、第３実施形態に係る基板固定装置によれば、熱伝導部材を配置するための凹部を形成する工程を省略することができ、製造効率を向上することができる。

【0060】

なお、第３実施形態に係る基板固定装置１００において、第１接着剤１３１の位置と第２接着剤１３２の位置とは入れ替えられてもよい。すなわち、第１接着剤１３１は、セラミック板１２０の接着面（つまり、下面１２０ａ）の全面に積層されて熱伝導部材１４０を接着してもよい。また、第２接着剤１３２は、第１接着剤１３１とベースプレートの接着面（つまり、上面１１０ａ）との間に積層され、熱伝導部材１４０を被覆してもよい。

【0061】

（第４実施形態）
第４実施形態は、第３実施形態における接着剤層１３０の構造のバリエーションに関する。

【0062】

図１８は、第４実施形態に係る基板固定装置１００の断面を示す模式図である。図１８において、図１３と同じ部分には同じ符号を付す。

【0063】

図１８に示す基板固定装置１００では、接着剤層１３０が、第１接着剤１３１と、第２接着剤１３２とを有する。第１接着剤１３１は、パッド状をなし、セラミック板１２０の接着面（つまり、下面１２０ａ）に熱伝導部材１４０を接着している。第２接着剤１３２は、ベースプレート１１０の接着面（つまり、上面１１０ａ）とセラミック板１２０の接着面（つまり、下面１２０ａ）との間に積層され、熱伝導部材１４０及び第１接着剤１３１を被覆している。第２接着剤１３２は、第１接着剤１３１を構成する樹脂と同じ樹脂によって構成されてもよく、第１接着剤１３１を構成する樹脂と異なる樹脂によって構成されてもよい。このように、セラミック板１２０の下面１２０ａに第１接着剤１３１を介して熱伝導部材１４０が接着されるとともに、熱伝導部材１４０及び第１接着剤１３１が第２接着剤１３２によって被覆されることで、熱伝導部材１４０の位置が接着剤層１３０内に固定される。このため、セラミック板１２０の接着面（つまり、下面１２０ａ）に凹部を形成する工程を経ることなく、熱伝導部材１４０が接着剤層１３０の内部に配置される。つまり、簡便な工程で熱伝導部材１４０を接着剤層１３０の内部に配置することができ、基板固定装置１００の製造効率を向上することができる。

【0064】

次に、上記のように構成された基板固定装置１００の製造方法について、図１９を参照しながら説明する。図１９は、第４実施形態に係る基板固定装置１００の製造方法を示すフローチャートである。図１９に例示された処理において、図１４と同じ符号が付された処理は、図１４を用いて説明された処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。

【0065】

ステップＳ１０２においてホットスポットが特定されると、熱伝導部材１４０が、セラミック板１２０の接着面（つまり、下面１２０ａ）における、ホットスポットに対応する位置に接着される（ステップＳ４０３）。具体的には、例えば図２０に示すように、ホットスポットの幅と略同径の円柱形状を有する熱伝導部材１４０が、セラミック板１２０の下面１２０ａに第１接着剤１３１を介して接着される。図２０は、熱伝導部材接着工程の具体例を示す図である。セラミック板１２０の下面１２０ａにる熱伝導部材１４０が接着される時点では、第１接着剤１３１を構成する樹脂は半硬化状態である。熱伝導部材１４０は、カーボンナノチューブ１４１の長手方向がベースプレート１１０とセラミック板１２０との積層方向（換言すれば、セラミック板１２０の厚み方向）と一致するように、セラミック板１２０の下面１２０ａに接着される。このとき、カーボンナノチューブ１４１は、樹脂１４２を厚み方向に貫通しており、カーボンナノチューブ１４１の上端面が第１接着剤１３１に接触するとともに、カーボンナノチューブ１４１の下端面が樹脂１４２の下面から露出している。

【0066】

また、第１接着剤１３１は、第１接着剤１３１を構成する樹脂と第２接着剤１３２を構成する樹脂とが異なる場合、第２接着剤１３２よりも熱伝導率が高いことが好ましい。これにより、セラミック板１２０から熱伝導部材１４０への熱の移動を円滑化することが可能となる。

【0067】

そして、ベースプレート１１０の接着面（つまり、上面１１０ａ）に第２接着剤が塗布される（ステップＳ４０４）。具体的には、例えば図２１に示すように、ベースプレート１１０の上面１１０ａの全面に第２接着剤１３２が塗布される。図２１は、第２接着剤塗布工程の具体例を示す図である。ベースプレート１１０の上面１１０ａの全面に第２接着剤１３２が塗布される時点では、第２接着剤１３２を構成する樹脂は半硬化状態である。

【0068】

第２接着剤１３２が塗布されると、セラミック板１２０は、熱伝導部材１４０を被覆する第１接着剤１３１及び第２接着剤１３２からなる接着剤層１３０によってベースプレート１１０に接着される（ステップＳ４０５）。セラミック板１２０の下面１２０ａに半硬化状態の第２接着剤１３２が熱伝導部材１４０及び第１接着剤１３１を被覆するように積層され、加熱及び加圧によって、第１接着剤１３１及び第２接着剤１３２が硬化する。この結果、第１接着剤１３１及び第２接着剤１３２からなる接着剤層１３０の内部に熱伝導部材１４０が配置されるとともに、ベースプレート１１０の上面１１０ａに、セラミック板１２０の下面１２０ａが接着剤層１３０によって接着される。このとき、樹脂１４２の下面から露出しているカーボンナノチューブ１４１の下端面が第２接着剤１３２を介してベースプレート１１０の上面１１０ａに接続され、ベースプレート１１０の上面１１０ａと熱的に導通する。これにより、ホットスポットからベースプレート１１０への熱の移動を円滑化することが可能となる。ベースプレート１１０にセラミック板１２０が接着されることにより、基板固定装置１００が完成する。なお、カーボンナノチューブ１４１の上端面及び下端面は、樹脂１４２又は接着剤層１３０に埋没していてもよい。

【0069】

以上のように、第４実施形態に係る基板固定装置において、接着剤層は、第１接着剤（例えば、第１接着剤１３１）と、第２接着剤（例えば、第２接着剤１３２）とを有する。第１接着剤は、パッド状をなし、セラミック板の接着面に熱伝導部材を接着する。第２接着剤は、ベースプレートの接着面とセラミック板の接着面との間に積層され、熱伝導部材及び第１接着剤を被覆する。これにより、第４実施形態に係る基板固定装置によれば、熱伝導部材を配置するための凹部を形成する工程を省略することができ、製造効率を向上することができる。

【0070】

また、第１接着剤は、第２接着剤よりも熱伝導率が高くてもよい。これにより、第４実施形態に係る基板固定装置によれば、セラミック板から熱伝導部材への熱の移動を円滑化することが可能となる。

【0071】

なお、第４実施形態に係る基板固定装置において、パッド状の第１接着剤１３１は、セラミック板１２０の接着面（つまり、下面１２０ａ）に代えて、ベースプレート１１０の接着面（つまり、上面１１０ａ）に熱伝導部材１４０を接着してもよい。

【0072】

（その他の変形例）
上記実施形態では、熱伝導部材１４０が、セラミック板１２０の接着面、ベースプレート１１０の接着面又は接着剤層１３０の内部に配置される場合を例に説明したが、熱伝導部材１４０の配置位置は、適宜変更することが可能である。例えば、熱伝導部材１４０は、セラミック板１２０の接着面、ベースプレート１１０の接着面及び接着剤層１３０の内部のいずれか二つに配置されてもよい。また、熱伝導部材１４０は、セラミック板１２０の接着面、ベースプレート１１０の接着面及び接着剤層１３０の内部に配置されてもよい。要するに、熱伝導部材１４０は、セラミック板１２０の接着面、ベースプレート１１０の接着面及び接着剤層１３０の内部の少なくとも一つに配置されてもよい。

【符号の説明】

【0073】

１００ 基板固定装置
１１０ ベースプレート
１１０ａ 上面
１１０ｃ 凹部
１１１ 冷媒通路
１２０ セラミック板
１２０ａ 下面
１２０ｂ 上面
１２０ｃ 凹部
１２１ 電極
１２２ ヒーター電極
１３０ 接着剤層
１３１ 第１接着剤
１３２ 第２接着剤
１４０ 熱伝導部材
１４１ カーボンナノチューブ
１４２ 樹脂

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】