基板保持构件和半导体制造装置制造方法及图纸

本发明专利技术的基板保持构件，是具备由板状的陶瓷构成的主体，和覆盖所述主体的表面的覆膜的基板保持构件，其中，设所述陶瓷的断裂韧性为K

Substrate holding member and semiconductor manufacturing device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基板保持构件和半导体制造装置
本专利技术涉及在半导体制造装置等中，基板的保持所使用的基板保持构件。
技术介绍
在半导体元件和液晶显示装置的制造工序中，使用曝光装置、CVD装置、干式蚀刻装置等的半导体制造装置，在基板上形成元件和电路。在这些装置中，重复如下的循环：将基板搬入装置的处理部，实施希望的处理后，进行搬出。处理时，由于基板被加热，所以需要使基板的温度处于与基板接触而进行保持或搬送的构件(以下，称为基板保持构件)的耐热温度以下而进行搬送，基板保持构件的耐热性影响到节拍时间。在专利文献1中，作为用于涂覆陶瓷构件的树脂，记载有PTFE(聚四氟乙烯)。【在先技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本特开2000－183133号公报
技术实现思路
本专利技术的基板保持构件，是具备由板状的陶瓷构成的主体，和覆盖所述主体的表面的覆膜的基板保持构件，其中，设所述陶瓷的断裂韧性为K1C，热膨胀系数为α1，厚度为t1，杨氏模量为E1，设所述覆膜的热膨胀系数为α2，厚度为t2，杨氏模量为E2，压缩强度为σ，设所述基板保持构件的安全率为Sp时，t1为0.5mm以上且30mm以下，t2为3μm以上且0.1t1以下，由式1表示的F值为1×1022以上。另外，本专利技术的半导体制造装置具备上述的基板保持构件。附图说明图1是作为本专利技术的一个实施方式的基板保持构件的概略图，(a)是顶视图，(b)是A－A′的剖视图。图2是表示用于应力分析的模型的概略图。图3是PI的化学结构的一例。图4是PBI的化学结构。具体实施方式以下，对于本专利技术的实施方式进行说明。基板保持构件，是在半导体制造装置中基板的保持、搬送所使用的构件，例如，处理室、加载互锁真空室中用于保持基板的保持销，在装置内用于搬送基板的搬送臂等。图1中表示作为本专利技术的一个实施方式的基板保持构件1(搬送臂)的概略图。本专利技术的基板保持构件1具备：由陶瓷构成的主体3：和覆盖主体3的表面的覆膜5。而且，主体3的厚度t1在0.5mm～30mm的范围，覆膜5的厚度t2在3μm以上且主体3的厚度t1的1/10以下的范围。使主体3的厚度为0.5mm以上，是由于这样能够维持基板保持构件1的力学强度、刚性。另外，使主体3的厚度t1在30mm以下，是由于这样能够使基板保持构件1的重量比较小。使覆膜5的厚度t2为3μm以上，是由于这样能够抑制覆膜5的破损。另外，使覆膜5的厚度t2为主体3的厚度t1的1/10以下，是由于这样能够抑制基板保持构件1的重量的增加。另外，在本专利技术的基板保持构件1中，设陶瓷的断裂韧性为K1C，热膨胀系数为α1，厚度为t1，杨氏模量为E1，威布尔系数为m，设覆膜5的热膨胀系数为α2，厚度为t2，杨氏模量为E2，压缩强度为σ时，由式1表示的F值为1×1022以上。还有，树脂的压缩强度为屈服强度。【式1】还有，式1中的Sp值(也称为安全率)，如式2所示，是用形成覆膜5的树脂的压缩强度σ，除以使用シーメンス社制的运用了有限元法的应力分析软件NX(版本11.0.0.33)计算出的σf而得到的值。该σf是使用模型，计算所发生的应力时的最大值。【式2】Sp＝σ/σf使用图2所示的形状的模型2，使主体3和覆膜5的厚度变化，计算出σf。另外，使主体3和覆膜5的热膨胀系数、杨氏模量的值也分别变化。图2的模型2，是在被一分为二的基板支承部2a之上载置基板的搬送臂2，基板支承部2a相反侧的端部是将搬送臂2安装于基板搬送装置的安装部2b。在图2的模型2中，覆膜5覆盖主体3的单面的整个面。而且，在图2中，使斜线所示的范围的基板支承部2a的覆膜5为300℃，使斜线所示的范围的安装部2b为20℃时，以NX计算出在模型2中发生的σf。NX的设定中，作为网格类型选择3D四面体，网格参数的单元尺寸为4mm。另外，选择自由映射网格的试行。重力加速度为9.810mm/sec2。没有使用多边形几何的高分辨率化、切点的连接。用形成覆膜5的树脂的压缩强度除以如此计算出的σf，计算出Sp值。而后，再将用NX计算出的Sp值代入式1，也一并代入主体3和覆膜5的厚度、热膨胀系数、杨氏模量的值。另外，关于主体3，代入断裂韧性，关于覆膜5，代入强度。由该式1计算出的F值越大，意味着基板保持构件1的寿命越长。该式1，以由于基板保持构件1的构件中所包含的自然缺陷而发生的寿命预测为基础，使基板保持构件1内在的自然缺陷的偏差，和基板保持构件1与覆膜5的热膨胀系数差等的参数带给基板保持构件1的耐久性的影响数值化。还有，满足式1的关系时，基板保持构件1的构成要素之中最初由树脂构成的覆膜5破裂。因此，为了使算式简化，将没有破坏的陶瓷的强度从式1中除掉。另外，出于同样的理由，陶瓷的威布尔系数m，无论陶瓷的种类而作为15进行了计算。在式1中，所代入的关于陶瓷的各值，由表1所示的方法测量。还有，后述的模拟中，关于陶瓷的各值使用了表1中记载的值。【表1】项目规格Al2O3SiCSi3N4堇青石杨氏模量(E1)：GPaJISR1602370440300140热膨胀系数(α1)：1×10-6/℃JISR16187.23.72.81.5断裂韧性(K1C)：MPa·m0.5JISR16074271另外，代入式1的关于树脂的各值，由表2所示的方法测量。还有，在后述的模拟中，形成覆膜5的树脂相关的各值使用了表2中记载的值。树脂的杨氏模量是根据弯曲弹性模量计算出的值。【表2】项目规格PTFEPIPBI杨氏模量(E2)：GPaASTMD790550.4热膨胀系数(α2)：1×10-6/℃ASTMD6962352100压缩强度(σ)：MPaASTMD69534012714还有，求代入式1的各值时，不满足由表1、2所示的测量方法决定的大小等的试验条件时，不能从基板保持构件1直接测量各值。在这种情况下，可以准备与基板保持构件1不同的试验片进行测量。另外，也可以使用由陶瓷和树脂的供给源提供的数据。或者，例如也可以使用表1、2中记载的值。另外，例如，也可以使用财团法人日本标准协会发行的JIS用法系列新版塑料材料选择的要点第二版中记载的值。另外，使用这些中没有记载的材料时，也可以使用朝仓书店出版的塑料百科词典的数据。...

【技术保护点】
1.一种基板保持构件，其具备由板状的陶瓷构成的主体和覆盖所述主体的表面的覆膜，其中，/n设所述陶瓷的断裂韧性为K

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170728 JP 2017-1466611.一种基板保持构件，其具备由板状的陶瓷构成的主体和覆盖所述主体的表面的覆膜，其中，
设所述陶瓷的断裂韧性为K1C，热膨胀系数为α1，厚度为t1，杨氏模量为E1，
设所述覆膜的热膨胀系数为α2，厚度为t2，杨氏模量为E2，压缩强度为σ，
设所述基板保持构件的安全率为Sp时，
t1为0.5mm以上且30mm以下，
t2为3μm以上且0.1t1以下，
由式1表示的F值为1×1022以上，
【式1】





2.根据权利要求1所述的基板保持构件，其中，所述F值为1×1030以上。...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上彻弥，吉田政生，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP