【手続補正書】
【提出日】令和3年6月16日(2021.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部部材と、
下部部材と、
密閉された容積内で、前記上部部材と前記下部部材の間に配置された熱相拡散器と、
を具備し、前記熱相拡散器は、前記密閉された容積内の作動流体の相変化により熱を拡散する
アセンブリ。
【請求項２】
前記熱相拡散器と前記下部部材との間の隙間内に配置された充填材料をさらに具備する請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記充填材料は、高温圧縮性材料を含む請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記充填材料は、グラフォイル、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末、セラミックペースト、及び可撓性グラファイト／グラフェンからなるグループから選択される請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記上部部材と前記熱相拡散器との間に配置された結合層をさらに具備する請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記上部部材は、上部壁と、前記上部壁から下方に延びる周壁とを含み、前記熱相拡散器は、前記上部部材の前記周壁によって囲まれている請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記下部部材は、前記上部部材の前記周壁に結合されている請求項６に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記上部部材と前記下部部材は、異なる材料で作られている請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記熱相拡散器は、Ｔ字形断面を有する管状シェルを含む請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記熱相拡散器は、蒸気誘導チャネルを画定するウィック構造をさらに含む請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
前記作動流体の蒸気は蒸気誘導チャネル内を流れ、前記作動流体の液体は前記ウィック構造に沿って前記蒸気誘導チャネルの外側を流れる請求項１０に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
前記熱相拡散器は、プレート部と、前記プレート部の下面から延び、前記プレート部に垂直であるシャフト部とを含む請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
前記下部部材の下に配置されたシャフト部材と、前記シャフト部材と前記熱相拡散器の前記シャフト部との間、及び前記熱相拡散器の前記プレート部と前記下部部材との間に配置された充填材料と、をさらに具備する請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
前記熱相拡散器の一部を囲む抵抗ヒータをさらに具備する請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
前記上部部材及び前記下部部材はセラミック材料を含み、前記密閉された容積内の前記作動流体は、複数の別個の液体スラグ及び蒸気泡を含む請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
前記セラミック材料は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）である請求項１５に記載のアセンブリ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
より具体的には、ペデスタル６０は、上部部材１２、熱相拡散器１４、下部部材１６、及び下部部材１６の下に配置されたシャフト部材６２を含む。一形態（図６に示す）の熱相拡散器１４は、蒸気室タイプのヒートパイプを含むことができ、他の形態（図１１に示す）は振動ヒートパイプ（ＯＨＰ）を含むことができる。隙間６６は、熱相拡散器１４のプレート部３０と下部部材１６の上面との間、及び熱相拡散器１４の管状シャフト部３２とシャフト部材６２との間に画定される。充填材料６４は隙間６６内に、完全に、又は所定の場所／間隔で充填される。充填材料６４は、グラフォイル、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末、セラミックペースト、及び可撓性グラファイト／グラフェンからなるグループから選択されてもよい。充填材料６４は、熱相拡散器１４のプレート部３０と下部部材１６との間のＣＴＥの差によって生じる熱応力を低減するため、熱相拡散器１４の外側シェル３２のＣＴＥと下部部材１６のＣＴＥとの間の熱膨張係数（ＣＴＥ）を選択することができる。充填材料６４は、管状シャフト部材６２内の熱相拡散器１４を熱的及び誘電的にも絶縁する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
蒸気は、蒸気誘導チャネル４６に沿って低温端部５２に移動し、そこで蒸気は凝縮して液体になり、ウィック構造４４の低温端５２で潜熱を放出する。凝縮された液体はウィック構造４４により吸収され、飽和液体に戻される。凝縮された液体は、作動流体４８の液相に対する毛細管作用により蒸気誘導チャネル４６の外側のウィック構造４４を使用して高温端部５０に戻され、それにより熱サイクルを完了する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
より具体的には、ペデスタル８０は、ＥＳＣ８２の形態の上部部材と、冷却装置８４の形態の熱相拡散器と、ＥＳＣ８２を冷却装置８４に結合するための結合層８６と、冷却装置８４の下方に配置されたオプションのシャフト部材（図７には示されていない）を含む。ＥＳＣ８２は、セラミック材料で作られたチャック本体８３と、その中に埋め込まれ、その上に配置されるウェハ（図示せず）に静電チャック力を提供する電極８５とを含む。冷却装置８４は、一形態において、ヒートパイプとすることができ、プレート構成を有することができる。冷却装置８４は、管状シェル８７、ウィック構造８８、ウィック構造８８内に画定された複数の蒸気誘導チャネル９０、及び蒸気及び液体の両方の形態の作動流体９０を含む。蒸気誘導チャネル９０は、それぞれ管状シェル８７の上面に隣接する高温端部９２と、管状シェル８７の下面に隣接する低温端部９４とを有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
作動流体９０の蒸気Ｖは、蒸気誘導チャネル９０内を流れ、チャック本体８２から離れるように、すなわち、矢印Ａで示されるように、高温端部９２から低温端部９４に向かって流れる。作動流体９０の液体は、ＥＳＣ８２から熱を吸収し、高温端部９２で蒸発し、それによりＥＳＣ８２を冷却する。作動流体９０の蒸気は、低温端部９２まで移動し、低温端部９４で凝縮して液体となり、潜熱を放出する。凝縮液体Ｌは、ウィック構造８８によって吸収され、矢印Ｂで示されるように、蒸気誘導チャネル９０の外側のウィック構造８８に沿って高温端部９２に向かって流れ、高温端部９２で再び蒸発して、別の熱サイクルを開始する。したがって、熱出力ＱはＥＳＣ８２から冷却装置８４の底面に向かって流れる。冷却装置８４の管状シェル８７は銅で作られ、作動流体９０は水でよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
熱源（図示せず）は、熱プレート部３０’の中心４２’が蒸発器側を構成するように、熱プレート部３０’の中心４２’に近接して配置されてもよい。熱プレート部３０’の周辺部４４’は、熱プレート部３０’の中心４２’よりも冷たいため、凝縮器側を構成する。液体スラグがサーマルプレート部３０’の中心４２'（つまり、蒸発器側）に向かって移動すると、液体スラグは部分的に蒸発し、蒸気の気泡が液体の潜熱を吸収して膨張する。蒸気泡が熱プレート部３０’の中心４２’から周辺部４４'（すなわち凝縮器側）に向かって移動するにつれて、熱は熱プレート部３０’の周辺部４４'に隣接するヒートシンクによって除去され、蒸気泡に蒸気の潜熱を放出させ、部分的に凝縮して収縮させる。したがって、熱プレート部３０’の周辺部４４’は、蒸気泡の潜熱の放出により加熱される。熱プレート部３０’の中心４２’からの熱は、熱プレート部３０’の周辺部４４’に迅速に拡がることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
第１プレート部材５３’及び第２プレート部材５４’の少なくとも１つは、第１又は第２プレート部材の周囲に沿い、少なくとも１つの流体チャネル５６’を囲む結合溝を形成してもよい。アルミニウム材料は、第１プレート部材５３'を第２プレート部材５４'に接合し、第１及び第２プレート部材５３'及び５４'の周囲に沿って結合機構５５'を形成するため、結合溝に供給される。アルミニウム材料は、アルミニウム材料の融解温度に加熱された固体形態で結合溝に供給される。溶融アルミニウム材料は、結合溝を完全に充填する。溶融アルミニウム材料が固化すると、第１及び第２プレート部材５３’及び５４’の周囲に沿って気密接合が形成され、結合機構５５’が形成される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
第１及び第２プレート部材５３’及び５４’の間、及び流体チャネル５６’の隣接する部分との間の界面も、アルミニウム材料によって結合されてもよい。第１及び第２プレート部材５３'及び５４'がそれらの周辺に沿ってのみ結合される場合、界面に沿って作動流体のクロスフロー（cross-flow）が生じる可能性がある。しかし、作動流体の振動がそれを補う可能性がある。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
図１３では、代替的に、セラミック基板５２'は、円形断面を有する流体チャネル５６'を有するように示されている。流体チャネル５６'の半分は第１プレート部材５３'に配置され、流体チャネル５６'の他の半分は第２プレート部材５４'に配置され、流体チャネル５６'がセラミック基板５２'の中央に形成される。第２プレート部材５４’は、第２プレート部材５４’の底面に開口する切欠き部５７’をさらに画定する。第１及び第２プレート部材５３’及び５４’が結合機構５５’（図１２に示される）によって結合され、少なくとも１つの流体チャネル５６’が基板５２’に形成された後、充填管５８’が第２プレート部材５４'の切欠き部５７'と位置合わせされ、ろう付け材料によって第２プレート部材５４'に接続され、充填管５８'のチャネル６３'がセラミック基板５２'の流体チャネル５６'と流体連通するようにされる。第２プレート部材５４’は、セラミック基板５２’の第２プレート部材５４’に対する充填チューブ５８’の接着を容易にするため、第２プレート部材５４’の底面から突出するカラー５９’を含んでもよい。カラー５９’は、充填管５８’の内側に配置される。カラー５９’の外面は、充填管５８’の内面にろう付けされる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
図１４に示すように、作動流体がセラミック基板５２’の流体チャネル５６’を充填した後、充填フランジ６１’が除去され、充填管５８’の遠位端が流体チャネル５６’内の作動流体を密封するために圧着される。クリンプされた充填チューブ５８'の長さＸは、用途による。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
より具体的には、ペデスタル８０'は、ＥＳＣ８２'、冷却装置８４'の形態の熱相拡散器、及びＥＳＣ８２'を冷却装置８４'に結合するための結合層８６'、オプションとしての冷却装置８４'の下に配置されたシャフト部材（図１５には図示せず）を含む。ＥＳＣ８２'は、セラミック材料で作られたチャック本体８３'と、その上に配置されたウェーハ（図示せず）に静電チャック力を与えるために埋め込まれた電極８５'とを含む。冷却装置８４’は、ＯＨＰ構成を有するヒートパイプであってもよく、プレート構成を有する。冷却装置８４’は、基板８７’と、基板８７’内に画定され、基板８７’の平面内に延びる少なくとも１つのチャネル９０’とを含む。作動流体はチャンネル９０'内を流れる。基板８７’の周辺部は蒸発器側として機能し、基板８７’の中心は凝縮器側として機能する。冷却装置８４’の動作は、図１１の熱プレート部３０’の動作と同様であり、熱源の代わりに冷却源が凝縮器側に設けられる点が異なっている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
より具体的には、個別の流体スラグ及び蒸気泡を含む作動流体は、蒸発器側と凝縮器側との間のチャネル９０'内を繰り返し流れる。作動流体が冷却源に近い低温凝縮器側に流れると、作動流体は冷却源により冷却され、作動流体の蒸気泡は低温凝縮器側に凝縮する。作動流体の液体スラグが蒸発器側に流れると、作動流体の液体スラグは蒸発器側に近い熱を吸収し、蒸発器側に近い基板８７'の温度を下げる。液体スラグは、蒸気泡が流体の潜熱を吸収して膨張するため、部分的に蒸発する。高温蒸発器側と低温凝縮器側の間を繰り返し移動することにより、作動流体は、基板８７'の中心部と周辺部との間で熱出力Ｑを流す。あるいは、周辺部に冷却源を設けて、周辺部をヒートパイプの凝縮器側とし、中心部をヒートパイプの蒸発器側にしてもよい。冷却装置８４'の基板８７’は銅で作られていてもよく、作動流体は水であってもよい。