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公開番号2025065665
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-22
出願番号2023175024
出願日2023-10-10
発明の名称保持装置およびその製造方法
出願人日本鋳造株式会社
代理人個人
主分類H01L 21/683 20060101AFI20250415BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】金属製ベース部とセラミックス部との熱膨張差による不都合を生じさせずに、高い冷却性能を発揮することができる保持装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】対象物を保持する保持装置であって、冷媒流路が形成された金属製ベース部と、金属製ベース部の表面に形成され、対象物が保持されるセラミックス部とを有し、セラミックス部の使用温度範囲における金属製ベース部とセラミックス部の熱膨張差が2.0ppm/℃以下であり、セラミックス部は金属製ベース部に直接形成され、金属製ベース部は積層造形材である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
対象物を保持する保持装置であって、
冷媒流路が形成された金属製ベース部と、前記金属製ベース部の表面に形成され、対象物が保持されるセラミックス部と、を有し、
前記セラミックス部の使用温度範囲における前記金属製ベース部と前記セラミックス部の熱膨張差が２．０ｐｐｍ／℃以下であり、
前記セラミックス部は前記金属製ベース部に直接形成され、
前記金属製ベース部は積層造形材であることを特徴とする保持装置。
対象物を保持する保持装置であって、
冷媒流路が形成された金属製ベース部と、前記金属製ベース部の表面に形成され、対象物が保持されるセラミックス部と、を有し、
使用温度を含む温度範囲における前記金属製ベース部と前記セラミックス部の熱膨張差が２．０ｐｐｍ／℃以下であり、
前記セラミックス部は前記金属製ベース部に直接形成され、
前記金属製ベース部は積層造形材であることを特徴とする保持装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
対象物を保持する保持装置であって、
冷媒流路が形成された金属製ベース部と、前記金属製ベース部の表面に形成され、対象物が保持されるセラミックス部と、を有し、
前記セラミックス部は前記金属製ベース部に直接形成され、
前記金属製ベース部は、前記セラミックス部の使用温度範囲において、前記セラミックス部との熱膨張差が２．０ｐｐｍ／℃以下のＦｅ－Ｎｉ系合金からなる積層造形材であることを特徴とする保持装置。
【請求項３】
前記セラミックス部はアルミナセラミックスからなり、前記セラミックス部の前記使用温度範囲が－１００～５０℃であり、前記Ｆｅ－Ｎｉ系合金は、－１００～５０℃の範囲における前記アルミナセラミックスとの熱膨張差が１．０ｐｐｍ／℃以下であることを特徴とする請求項２に記載の保持装置。
【請求項４】
前記Ｆｅ－Ｎｉ系合金は、質量％で、Ｃ：０．１％以下、Ｓｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：０．８％以下、Ｎｉ：４１．０～４３．０％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする請求項３に記載の保持装置。
【請求項５】
前記セラミックス部は、プラズマ溶射皮膜であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の保持装置。
【請求項６】
対象物を保持する保持装置の製造方法であって、
積層造形により、冷媒流路が形成された金属製ベース部を形成する工程と、
前記金属製ベース部の表面に、対象物が保持されるセラミックス部を直接形成する工程と、
を有し、
前記セラミックス部の使用温度範囲における前記金属製ベース部と前記セラミックス部の熱膨張差が２．０ｐｐｍ／℃以下であることを特徴とする保持装置の製造方法。
【請求項７】
対象物を保持する保持装置の製造方法であって、
積層造形により、冷媒流路が形成された金属製ベース部を形成する工程と、
前記金属製ベース部の表面に、対象物が保持されるセラミックス部を直接形成する工程と、
を有し、
前記金属製ベース部は、前記セラミックス部の使用温度範囲において、前記セラミックス部との熱膨張差が２．０ｐｐｍ／℃以下のＦｅ－Ｎｉ系合金からなることを特徴とする保持装置の製造方法。
【請求項８】
前記セラミックス部はアルミナセラミックスからなり、前記セラミックス部の前記使用温度範囲が－１００～５０℃であり、前記Ｆｅ－Ｎｉ系合金は、－１００～５０℃の範囲における前記アルミナセラミックスとの熱膨張差が１．０ｐｐｍ／℃以下であることを特徴とする請求項７に記載の保持装置の製造方法。
【請求項９】
前記Ｆｅ－Ｎｉ系合金は、質量％で、Ｃ：０．１％以下、Ｓｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：０．８％以下、Ｎｉ：４１．０～４３．０％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする請求項８に記載の保持装置の製造方法。
【請求項１０】
前記セラミックス部は、プラズマ溶射により形成された溶射皮膜であることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の保持装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を保持する保持装置およびその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、エッチングなどのプラズマ処理を行う装置において、対象物を保持する保持装置として静電チャックが従来から知られており、冷媒流路が形成される金属製ベース部と、その上に設けられた、対象物が載置されるセラミックス部とを有する構造となっている。
【０００３】
このような静電チャックとしては、金属製ベース部としてアルミニウムを用い、セラミックス部としてアルミナ（Ａｌ
２
Ｏ
３
）の溶射皮膜を用いるものが知られている（例えば特許文献１）。
【０００４】
また、静電チャックを、例えば、対象物にプラズマ処理を施す場合の技術として、特許文献２には、冷媒流路が形成される金属製ベース部と、対象物が載置されるセラミックス部と、セラミックス部とベース部との間に設けられた、熱応力緩和を目的とする、接着剤と無機フィラーとを含む複合物からなる接合部と、を有する静電チャックが提案されている。また、特許文献２には、熱伝導率が比較的高く、加工が容易なアルミニウムを用いてベース部を構成することにより、セラミックス部およびその上の対象物の冷却効率を高められることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００１－２０３２５８号公報
特開２０２３－４２８２５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、特許文献１に記載された技術では、対象物が載置されるセラミックス部がプラズマからの入熱のため昇温し、表面のセラミックスと金属製ベース金属の熱膨張差により剥がれや変形等が発生し、対象物の加工精度が低下するおそれがある。
【０００７】
一方、特許文献２に記載された技術では、接合部の存在により熱膨張差が緩和され、また、冷却性能を維持することができるものの、接合部の損傷を十分に抑制できない場合もあり得、さらに、接合部の熱抵抗や最大せん断応力時のひずみ量の制御等が必要であり、所期の効果を確実に得ることが難しい。
【０００８】
したがって、本発明は、金属製ベース部とセラミックス部との熱膨張差による不都合を生じさせずに、高い冷却性能を発揮することができる保持装置およびその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の（１）～（１０）の手段を提供する。
【００１０】
（１）対象物を保持する保持装置であって、
冷媒流路が形成された金属製ベース部と、前記金属製ベース部の表面に形成され、対象物が保持されるセラミックス部と、を有し、
前記セラミックス部の使用温度範囲における前記金属製ベース部と前記セラミックス部の熱膨張差が２．０ｐｐｍ／℃以下であり、
前記セラミックス部は前記金属製ベース部に直接形成され、
前記金属製ベース部は積層造形材であることを特徴とする保持装置。
（【００１１】以降は省略されています）

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