JP2018107238A - Sample holding fixture - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the possibility that wires are broken.SOLUTION: A sample holding fixture comprises: a plate-like sample holding plate that holds a sample on its top face; a disc-like metal plate that is arranged under the sample holding plate; and wires that are electrically connected to the sample holding plate and led out to a space under the metal plate from lead-out holes provided in the metal plate. The wires led out to the space under the metal plate are arranged and held along the undersurface of the metal plate around the lead-out holes.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、例えば、ウエハを保持するために用いられる試料保持具に関するものである。   The present invention relates to a sample holder used for holding, for example, a wafer.

試料保持具として、例えば、特開２００１−２８２９１号公報（以下、特許文献１ともいう）に記載のホットプレートが知られている。特許文献１に記載のホットプレートは、セラミック基板と、セラミック基板の下側に配置されたケーシングとを備えている。セラミック基板の下面にはリード線の一端が設けられている。リード線の他端は、ケーシングに設けられたリード線引出用孔を通ってケーシングの外部に引き出されている。   As a sample holder, for example, a hot plate described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-28291 (hereinafter also referred to as Patent Document 1) is known. The hot plate described in Patent Literature 1 includes a ceramic substrate and a casing disposed on the lower side of the ceramic substrate. One end of a lead wire is provided on the lower surface of the ceramic substrate. The other end of the lead wire is drawn out of the casing through a lead wire drawing hole provided in the casing.

特開２００１−２８２９１号公報JP 2001-28291 A

特許文献１に記載のホットプレートにおいて、リード線をリード線引出用孔の内部で固定した場合には、リード線の長期信頼性を向上させることが困難であった。具体的には、ヒートサイクル下においては金属プレートが主として面内方向に熱膨張したり熱収縮したりすることになるが、このときリード線引出用孔からリード線に対して締め付けや引っ張りといった応力が加わってしまうおそれがあった。そのため、リード線が断線してしまうおそれがあった。   In the hot plate described in Patent Document 1, when the lead wire is fixed inside the lead wire extraction hole, it is difficult to improve the long-term reliability of the lead wire. Specifically, under the heat cycle, the metal plate mainly expands or contracts in the in-plane direction. At this time, stress such as tightening or pulling from the lead wire lead hole to the lead wire. There was a risk of adding. For this reason, the lead wire may be disconnected.

本発明の一態様の試料保持具は、上面にて試料を保持する板状の試料保持板と、該試料保持板の下側に配置された円板状の金属プレートと、前記試料保持板と電気的に接続され前記金属プレートに設けられた引出孔から当該金属プレートの下側に引き出された配線とを備え、前記金属プレートの下側に引き出された前記配線が、前記引出孔の周囲で前記金属プレートの下面に沿って配置されて保持されていることを特徴とする。   A sample holder according to one aspect of the present invention includes a plate-like sample holding plate that holds a sample on an upper surface, a disc-shaped metal plate disposed below the sample holding plate, and the sample holding plate. A wiring that is electrically connected and led out to the lower side of the metal plate from a drawing hole provided in the metal plate, and the wiring drawn out to the lower side of the metal plate is disposed around the drawing hole. It is arranged and held along the lower surface of the metal plate.

本発明の一態様の試料保持具によれば、配線が金属プレートの下面に沿って配置されて保持されていることから、ヒートサイクル下において、金属プレートが面内方向に熱膨張または熱収縮したとしても、引出孔から配線に締め付けや引っ張りといった応力が加わってしまうのを抑制することができる。その結果、配線が断線してしまうおそれを低減できる。   According to the sample holder of one aspect of the present invention, since the wiring is arranged and held along the lower surface of the metal plate, the metal plate thermally expands or contracts in the in-plane direction under a heat cycle. However, it is possible to suppress the stress such as tightening or pulling from the lead-out hole to the wiring. As a result, it is possible to reduce the possibility that the wiring is disconnected.

本発明の一実施形態の試料保持具を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the sample holder of one Embodiment of this invention. 図１に示す領域Ａを拡大して示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which expand and show the area | region A shown in FIG.

以下、本発明の一実施形態に係る試料保持具１０について説明する。図１に示すように、試料保持具１０は、試料保持板１と、試料保持板１に設けられた発熱抵抗体２と、試料保持板１の下側に位置して試料保持板１を支持する金属プレート３と、試料保持板１と金属プレート３とを固定する複数の固定部材４と、試料保持板１に接続された配線５とを備えている。なお、図１においては、便宜上、固定部材４および配線５を拡大して示している。   Hereinafter, a sample holder 10 according to an embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the sample holder 10 supports the sample holding plate 1, the heating resistor 2 provided on the sample holding plate 1, and the sample holding plate 1 positioned below the sample holding plate 1. And a plurality of fixing members 4 for fixing the sample holding plate 1 and the metal plate 3, and wiring 5 connected to the sample holding plate 1. In FIG. 1, the fixing member 4 and the wiring 5 are shown enlarged for convenience.

試料保持板１は、上面に試料保持面１１を有する部材である。試料保持板１は、例えば、円板状の部材である。試料保持板１は、例えば、セラミック材料から成る。セラミック材料としては、炭化珪素、炭化硼素、窒化硼素、窒化珪素または窒化アルミニウムを主成分とするセラミック材料を用いることができる。試料保持板１の寸法は、例えば、主面の径を２００〜５００ｍｍ、厚みを１〜７ｍｍに設定できる。   The sample holding plate 1 is a member having a sample holding surface 11 on the upper surface. The sample holding plate 1 is a disk-shaped member, for example. The sample holding plate 1 is made of, for example, a ceramic material. As the ceramic material, a ceramic material mainly composed of silicon carbide, boron carbide, boron nitride, silicon nitride, or aluminum nitride can be used. The dimensions of the sample holding plate 1 can be set, for example, such that the diameter of the main surface is 200 to 500 mm and the thickness is 1 to 7 mm.

発熱抵抗体２は、ウエハ等の試料（被保持物）を加熱するための部材である。発熱抵抗体２は、試料保持板１の内部または下面に設けられている。本実施形態の試料保持具１０においては、発熱抵抗体２は試料保持板１の下面に設けられている。発熱抵抗体２は、例えば、帯状に形成されている。発熱抵抗体２は、例えば、試料保持板１の下面の全体に引き回されている。発熱抵抗体２は、例えば、金、銀、パラジウムまたは白金等の金属材料から成る。   The heating resistor 2 is a member for heating a sample (held object) such as a wafer. The heating resistor 2 is provided inside or on the lower surface of the sample holding plate 1. In the sample holder 10 of the present embodiment, the heating resistor 2 is provided on the lower surface of the sample holding plate 1. The heating resistor 2 is formed in a band shape, for example. The heating resistor 2 is routed around the entire lower surface of the sample holding plate 1, for example. The heating resistor 2 is made of a metal material such as gold, silver, palladium, or platinum.

金属プレート３は、試料保持板１を支持するための部材である。金属プレート３は、試料保持板１の下側に位置しており、固定部材４を介して試料保持板１を支持している。金属プレート３は、例えば、円板状であって試料保持板１と対向するように位置している。   The metal plate 3 is a member for supporting the sample holding plate 1. The metal plate 3 is located below the sample holding plate 1 and supports the sample holding plate 1 via the fixing member 4. The metal plate 3 has, for example, a disk shape and is positioned so as to face the sample holding plate 1.

金属プレート３には、配線５を通すための引出孔３０を有している。金属プレート３は、例えば、金属材料から成る。金属材料としては、例えば、鉄またはステンレス等を用いることができる。金属プレート３の寸法は、例えば、主面の径を試料保持板１と同じく２００〜５００ｍｍに設定できる。   The metal plate 3 has an extraction hole 30 through which the wiring 5 passes. The metal plate 3 is made of, for example, a metal material. For example, iron or stainless steel can be used as the metal material. The dimension of the metal plate 3 can set the diameter of a main surface to 200-500 mm like the sample holding plate 1, for example.

金属プレート３と試料保持板１との間には固定部材４が複数設けられており、これにより、金属プレート３と試料保持板１とが固定されている。固定部材４は、例えば、試料保持板１の外縁部を挟み込んで締め付けるようにして試料保持板１を固定している。固定部材は、例えば、金属プレート３にバネによる弾性力によって取り付けられている。固定部材４は試料保持板１の外縁部に複数設けられている。固定部材４は、試料保持板１の外縁部において均等な間隔を開けて配置されている。これにより、試料保持板１に偏った変形が生じることを低減している。固定部材４は、例えば、ステンレス等の金属材料から成る。   A plurality of fixing members 4 are provided between the metal plate 3 and the sample holding plate 1, whereby the metal plate 3 and the sample holding plate 1 are fixed. For example, the fixing member 4 fixes the sample holding plate 1 so as to sandwich and tighten the outer edge portion of the sample holding plate 1. For example, the fixing member is attached to the metal plate 3 by an elastic force by a spring. A plurality of fixing members 4 are provided on the outer edge of the sample holding plate 1. The fixing members 4 are arranged at equal intervals on the outer edge portion of the sample holding plate 1. This reduces the occurrence of biased deformation in the sample holding plate 1. The fixing member 4 is made of a metal material such as stainless steel, for example.

配線５は、試料保持板１に電気的に接続され金属プレート３に設けられた引出孔から金属プレート３の下側に引き出された部材である。より具体的には、配線５は、試料保持板１に設けられた各種電極と外部の電源とを接続するための部材である。本実施形態においては、配線５は試料保持板１の下面に設けられた発熱抵抗体２に接続されている。   The wiring 5 is a member that is electrically connected to the sample holding plate 1 and is drawn to the lower side of the metal plate 3 from an extraction hole provided in the metal plate 3. More specifically, the wiring 5 is a member for connecting various electrodes provided on the sample holding plate 1 and an external power source. In the present embodiment, the wiring 5 is connected to the heating resistor 2 provided on the lower surface of the sample holding plate 1.

本実施形態においては、上面にて試料を保持する板状の試料保持板１と、試料保持板１の下側に配置された円板状の金属プレート３と、試料保持板１と電気的に接続され金属プレート３に設けられた引出孔３０から金属プレート３の下側に引き出された配線５とを備え、金属プレート３の下側に引き出された配線５が、引出孔３０の周囲で金属プレート３の下面に沿って配置されて保持されている。   In the present embodiment, the plate-shaped sample holding plate 1 that holds the sample on the upper surface, the disk-shaped metal plate 3 disposed below the sample holding plate 1, and the sample holding plate 1 are electrically connected. And a wire 5 drawn to the lower side of the metal plate 3 from a lead hole 30 provided in the metal plate 3, and the wire 5 drawn to the lower side of the metal plate 3 is a metal around the lead hole 30. It is arranged and held along the lower surface of the plate 3.

これにより、ヒートサイクル下において、金属プレート３が面内方向に熱膨張または熱収縮したとしても、引出孔３０から配線５に締め付けや引っ張りといった応力が加わってしまうのを抑制することができる。その結果、配線５が断線してしまうおそれを低減できる。   Thereby, even if the metal plate 3 is thermally expanded or contracted in the in-plane direction under the heat cycle, it is possible to suppress the stress such as tightening or pulling from the lead hole 30 to the wiring 5. As a result, the possibility that the wiring 5 is disconnected can be reduced.

また、金属プレート３の下側に引き出された配線５が、金属プレー３トの周方向に向かって円弧状に配置されていてもよい。ヒートサイクル下においては、金属プレートは径方向に大きく熱膨張するために、周方向に配線５を這わせることによって、径方向の長さを短くでき、配線５を断線する方向への負荷をより低減することができる。そのため、配線５が断線してしまうおそれをさらに低減できる。   Moreover, the wiring 5 drawn out to the lower side of the metal plate 3 may be arranged in an arc shape in the circumferential direction of the metal plate 3. Under the heat cycle, the metal plate expands greatly in the radial direction, so that the length in the radial direction can be shortened by placing the wiring 5 in the circumferential direction, and the load in the direction in which the wiring 5 is disconnected is further increased. Can be reduced. Therefore, the possibility that the wiring 5 is disconnected can be further reduced.

また、引出孔３０が複数設けられており、金属プレート３の径方向の中央側に位置する引出孔３０から引き出された配線５０の数のほうが、外周側に位置する引出孔３０から引き出された配線５の数よりも多くてもよい。ヒートサイクル下において、金属プレート３の熱膨張量は金属プレート３の中央側から外周側に向かうにつれて大きくなることから、複数の配線５のうち外周側に位置する配線５を少数にすることで、配線５が断線してしまうおそれをさらに低減できる。なお、金属プレート３の主面の直径の半分の直径を有し、金属プレート３の主面の中心と同一の中心を有する仮想円を考えたときに、この仮想円の内側を中央側とみなし、外側を外周側とみなすことができる。   Also, a plurality of lead holes 30 are provided, and the number of wires 50 drawn from the lead holes 30 located on the radial center side of the metal plate 3 is drawn from the lead holes 30 located on the outer peripheral side. The number may be larger than the number of wirings 5. Under the heat cycle, the amount of thermal expansion of the metal plate 3 increases from the center side of the metal plate 3 toward the outer peripheral side, so by reducing the number of wires 5 located on the outer peripheral side among the plurality of wires 5, The possibility that the wiring 5 is disconnected can be further reduced. When a virtual circle having a diameter that is half the diameter of the main surface of the metal plate 3 and having the same center as the center of the main surface of the metal plate 3 is considered, the inside of this virtual circle is regarded as the center side. The outer side can be regarded as the outer peripheral side.

また、金属プレート３に設けられた固定孔３１に挿通された結束バンド６で配線５が固定されており、結束バンド６の熱膨張率が金属プレート３の熱膨張率よりも大きくてもよい。ヒートサイクル下において、結束バンド６の方が金属プレート３よりも大きく熱膨張することによって、結束バンド６が金属プレート３と共に配線５を強く締めることを低減できるので、結束バンド６と配線５との擦れを低減することができる。その結果、パーティクルの発生を低減できる。   Further, the wiring 5 may be fixed by the binding band 6 inserted through the fixing hole 31 provided in the metal plate 3, and the thermal expansion coefficient of the binding band 6 may be larger than the thermal expansion coefficient of the metal plate 3. Under the heat cycle, the binding band 6 is more thermally expanded than the metal plate 3, so that the binding band 6 and the metal plate 3 can be reduced from tightening the wiring 5 strongly. Rubbing can be reduced. As a result, the generation of particles can be reduced.

また、配線５は導線と該導線を被覆する樹脂からなる被覆層とを含み、結束バンド６が樹脂からなっていてもよい。配線５の被覆層と結束バンド６とが樹脂からなることによって、配線５と結束バンド６の熱膨張量を近づけることができるので、ヒートサイクル下における配線５と結束バンド６との擦れを低減できる。その結果、パーティクルの発生を低減できる。このような樹脂としては、例えば、フッ素樹脂、ナイロン、ポリプロピレンまたは芳香族ポリエーテルケトン等を用いることができる。   Moreover, the wiring 5 may include a conductive wire and a coating layer made of a resin that covers the conductive wire, and the binding band 6 may be made of a resin. Since the coating layer of the wiring 5 and the binding band 6 are made of resin, the amount of thermal expansion between the wiring 5 and the binding band 6 can be made closer, so that the friction between the wiring 5 and the binding band 6 under a heat cycle can be reduced. . As a result, the generation of particles can be reduced. As such a resin, for example, fluorine resin, nylon, polypropylene, aromatic polyether ketone, or the like can be used.

また、固定孔３１の角部が丸みを帯びていてもよい。これにより、結束バンド６が固定孔３１の角部に削られてパーティクルが発生してしまうおそれを低減できる。   Further, the corners of the fixing hole 31 may be rounded. As a result, it is possible to reduce the risk that the binding band 6 is scraped off at the corners of the fixing hole 31 to generate particles.

また、引出孔３０の角部が丸みを帯びていてもよい。これにより、配線５が引出孔３０の角部に削られてパーティクルが発生してしまうおそれを低減できる。   Moreover, the corner | angular part of the drawer hole 30 may be roundish. As a result, it is possible to reduce the possibility that the wires 5 are scraped to the corners of the extraction holes 30 to generate particles.

１ ：試料保持板
１１：試料保持面
２ ：発熱抵抗体
３ ：金属プレート
３０：引出孔
３１：固定孔
４ ：固定部材
５ ：配線
６ ：結束バンド
１０：試料保持具 1: Sample holding plate 11: Sample holding surface 2: Heating resistor 3: Metal plate 30: Extraction hole 31: Fixing hole 4: Fixing member 5: Wiring 6: Binding band 10: Sample holder

Claims (6)

上面にて試料を保持する板状の試料保持板と、該試料保持板の下側に配置された円板状の金属プレートと、前記試料保持板と電気的に接続され前記金属プレートに設けられた引出孔から当該金属プレートの下側に引き出された配線とを備え、
前記金属プレートの下側に引き出された前記配線が、前記引出孔の周囲で前記金属プレートの下面に沿って配置されて保持されていることを特徴とする試料保持具。 A plate-shaped sample holding plate for holding a sample on the upper surface, a disk-shaped metal plate disposed below the sample holding plate, and electrically connected to the sample holding plate and provided on the metal plate Wiring drawn from the lead-out hole to the lower side of the metal plate,
The sample holder, wherein the wiring drawn to the lower side of the metal plate is arranged and held along the lower surface of the metal plate around the drawing hole. 前記金属プレートの下側に引き出された前記配線が、前記金属プレートの周方向に向かって円弧状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の試料保持具。   The sample holder according to claim 1, wherein the wiring drawn out to the lower side of the metal plate is arranged in an arc shape in a circumferential direction of the metal plate. 前記引出孔が複数設けられており、前記金属プレートの径方向の中央側に位置する引出孔から引き出された配線の数のほうが、外周側に位置する引出孔から引き出された配線の数よりも多いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の試料保持具。   A plurality of the drawing holes are provided, and the number of wires drawn from the drawing holes located on the radial center side of the metal plate is larger than the number of wires drawn from the drawing holes located on the outer peripheral side. The sample holder according to claim 1, wherein the sample holder is large. 前記金属プレートに設けられた固定孔に挿通された結束バンドで前記配線が固定されており、該結束バンドの熱膨張率が前記金属プレートの熱膨張率よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちのいずれかに記載の試料保持具。   The wiring is fixed by a binding band inserted through a fixing hole provided in the metal plate, and the thermal expansion coefficient of the binding band is larger than the thermal expansion coefficient of the metal plate. The sample holder according to any one of claims 3 to 4. 前記配線は導線と該導線を被覆する樹脂からなる被覆層とを含み、前記結束バンドが樹脂からなることを特徴とする請求項４に記載の試料保持具。   The sample holder according to claim 4, wherein the wiring includes a conductive wire and a coating layer made of a resin that covers the conductive wire, and the binding band is made of a resin. 前記固定孔の角部が丸みを帯びていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の試料保持具。   The sample holder according to claim 4 or 5, wherein a corner portion of the fixing hole is rounded.
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