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公開番号2023074833
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-05-30
出願番号2021187973
出願日2021-11-18
発明の名称ウエハ保持体
出願人住友電気工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 21/683 20060101AFI20230523BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】内部に冷却機構を備える構成であっても、たわみにくい剛性を持つウエハ保持体を提供する。
【解決手段】上面をウエハ載置面とする第1プレートと、第2プレートと、ヒータプレートと、を備え、前記第1プレートまたは前記第2プレートのいずれか一方の内部に冷媒の流路を備えるウエハ保持体であって、前記第1プレート、前記第2プレート、および前記ヒータプレートのそれぞれは、前記ウエハ載置面側からみて円形であり、前記ヒータプレートは、前記第1プレートの下面と前記第2プレートの上面との間において、前記第1プレートの下面と前記第2プレートの上面とに接するように配置され、前記ウエハ保持体の全厚さから前記流路の高さを差し引いた値LB(mm)と前記ウエハ保持体の平均ヤング率(kN/mm²)との積の値が1800kN/mm以上であるウエハ保持体とした。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
上面をウエハ載置面とする第１プレートと、第２プレートと、ヒータプレートと、を備え、前記第１プレートまたは前記第２プレートのいずれか一方の内部に冷媒の流路を備えるウエハ保持体であって、
前記第１プレート、前記第２プレート、および前記ヒータプレートのそれぞれは、前記ウエハ載置面側からみて円形であり、
前記ヒータプレートは、前記第１プレートの下面と前記第２プレートの上面との間において、前記第１プレートの下面と前記第２プレートの上面とに接するように配置され、
前記ウエハ保持体の全厚さから前記流路の高さを差し引いた値ＬＢ（ｍｍ）と前記ウエハ保持体の平均ヤング率（ｋＮ／ｍｍ
２
）との積の値が１８００ｋＮ／ｍｍ以上である、
ウエハ保持体。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
前記流路の前記載置面に垂直な方向の断面は、前記載置面に平行な辺を有する矩形であり、
前記載置面と前記流路との間の距離ＬＡ（ｍｍ）と前記流路の幅Ｗ（ｍｍ）とが、ＬＡ／Ｗ≧３．０の関係を満たす、
請求項１に記載のウエハ保持体。
【請求項３】
前記ウエハ保持体の全厚さから前記流路の高さを差し引いた値ＬＢ（ｍｍ）と前記ウエハ保持体の前記平均ヤング率（ｋＮ／ｍｍ
２
）との積の値が２７００ｋＮ／ｍｍ以上である、
請求項１または請求項２に記載のウエハ保持体。
【請求項４】
前記第１プレートの材質は、銅、銅合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金のいずれかである、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のウエハ保持体。
【請求項５】
前記第１プレートの材質は、セラミックスまたはセラミックスの複合体である、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のウエハ保持体。
【請求項６】
前記第２プレートの材質は、銅、銅合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金のいずれかである、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のウエハ保持体。
【請求項７】
前記第２プレートの材質は、セラミックスまたはセラミックスの複合体である、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のウエハ保持体。
【請求項８】
前記第２プレートの下面に接するように、円形平板状の第３プレートをさらに備える、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のウエハ保持体。
【請求項９】
前記第３プレートの材質は、銅、銅合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金のいずれかである、
請求項８に記載のウエハ保持体。
【請求項１０】
前記第３プレートの材質は、セラミックスまたはセラミックスの複合体である、
請求項８に記載のウエハ保持体。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ウエハ保持体に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ウエハプローバのように半導体ウエハを上面に載置した状態で加熱や冷却によりウエハの温度を制御しつつ検査等を行うウエハ保持体が知られている。特許文献１には、チャックトップの高剛性を損なうこと無く広範囲の温度域での温度分布の均一性に優れるウエハプローバ用のウエハ保持体を提供する目的で、高熱伝導材料をチャックトップの裏面側に取り付ける構成が開示されている。特許文献２には、チャックトップと発熱体を備えるウエハプローバ用のウエハ保持体であって、支持体との間に形成される空隙部に流体が流れる冷却機構を備える構成が開示されている。特許文献３には、チャックトップの内部に冷媒の流路が設けられた基板載置台が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００９－９９７６号公報
特開２００７－２７２１８号公報
特開２０１９－２１２７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ウエハ保持体において、例えばウエハプローバでは検査時のプローブの押し当てによりウエハの全体あるいは一部分に大きな力が加えられる場合がある。ウエハ保持体はこのような力によってたわまない剛性を有する必要がある。ウエハ保持体がたわむと、ウエハとの間に隙間が生じ、ウエハ面内の温度の均一性に悪影響が生じる場合がある。さらには加わる力によってはウエハ保持体自体の破損につながる場合もあり得る。特許文献１のようにウエハ保持体全体の剛性を高める手段が考えられる。しかし、特許文献３のようにチャックトップ自体の内部に流路を設けるような構成ではチャックトップの厚さが部分的に異なるために全体の剛性を確保しにくい。本開示の目的の一つは、内部に冷却機構を備える構成であっても、たわみにくい剛性を持つウエハ保持体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示のウエハ保持体は、上面をウエハ載置面とする第１プレートと、第２プレートと、ヒータプレートと、を備え、前記第１プレートまたは前記第２プレートのいずれか一方の内部に冷媒の流路を備えるウエハ保持体である。前記第１プレート、前記第２プレート、および前記ヒータプレートのそれぞれは、前記ウエハ載置面側からみて円形である。前記ヒータプレートは、前記第１プレートの下面と前記第２プレートの上面との間において、前記第１プレートの下面と前記第２プレートの上面とに接するように配置される。前記ウエハ保持体の全厚さから前記流路の高さを差し引いた値ＬＢ（ｍｍ）と前記ウエハ保持体の平均ヤング率（ｋＮ／ｍｍ
２
）との積の値が１８００ｋＮ／ｍｍ以上である。
【発明の効果】
【０００６】
本開示のウエハ保持体によれば、内部に冷却機構を備える構成であっても、たわみにくい剛性を持つことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、実施形態に係るウエハ保持体の平面模式図である。
図２は、図１に示されるウエハ保持体のＡ－Ａ縦断面模式図である。
図３は、図２に示されるウエハ保持体のＢ－Ｂ断面であって流路の形状を説明する断面模式図である。
図４は、実施形態に係るヒータプレートの断面模式図である。
図５は、実施形態に係るウエハ保持体の変形例を示す断面模式図である。
図６は、別な実施形態に係るウエハ保持体を示す断面模式図である。
図７は、さらに別な実施形態に係るウエハ保持体を示す断面模式図である。
図８は、ウエハ保持体に加わる力とたわみの関係を説明する図である。
図９は、実施形態に係るウエハ保持体の寸法関係を説明ための符号を示す図である。
図１０は、実施形態のウエハ保持体を用いた半導体製造装置の基本構成を示す断面模式図である。
図１１は、実施形態のウエハ保持体を用いた半導体製造装置の基本構成を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［本開示の実施形態の説明］
以下、本開示の実施態様を列記して説明する。
【０００９】
（１）本開示のウエハ保持体は、
上面をウエハ載置面とする第１プレートと、第２プレートと、ヒータプレートと、を備え、前記第１プレートまたは前記第２プレートのいずれか一方の内部に冷媒の流路を備えるウエハ保持体であって、
前記第１プレート、前記第２プレート、および前記ヒータプレートのそれぞれは、前記ウエハ載置面側からみて円形であり、
前記ヒータプレートは、前記第１プレートの下面と前記第２プレートの上面との間において、前記第１プレートの下面と前記第２プレートの上面とに接するように配置され、
前記ウエハ保持体の全厚さから前記流路の高さを差し引いた値ＬＢ（ｍｍ）と前記ウエハ保持体の平均ヤング率（ｋＮ／ｍｍ
２
）との積の値が１８００ｋＮ／ｍｍ以上である。
【００１０】
上記のウエハ保持体は、ウエハ載置面に大きな力が加わる場合であっても過度にたわまない剛性を有する。ウエハ保持体が内部に冷却機構としての冷媒流路を備える構成であっても、たわみにくい剛性を持つことができる。詳しくは後述するが、本願発明者は、載置面に力が作用するウエハ保持体において、載置面のたわみを一定以下に小さくするために、平均ヤング率（ｋＮ／ｍｍ
２
）と厚さＬＢ（ｍｍ）との積の値を１８００ｋＮ／ｍｍ以上にすることに想到した。平均ヤング率とＬＢとの積の値を１８００ｋＮ／ｍｍ以上とすることにより、載置面に０．１ＭＰａの力が加わった場合のたわみ率を０．３×１０
－３
以下にできることを見いだした。たわみ率については後述する。
（【００１１】以降は省略されています）

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