(57)【要約】  本開示の試料保持具１０は、上面および下面を有する板状の絶縁基体１と、絶縁基体１の内部または下面に位置する発熱抵抗体と、前記絶縁基体１より下側において前記絶縁基体１とは間隔をおいて位置する支持体３と、前記絶縁基体１と前記支持体３との間において前記絶縁基体１および前記支持体３から離れて位置しており、前記絶縁基体１の下面に対して上面が向かい合うように、下面が固定部材５によって前記支持体３に固定された金属板４とを備えており、該金属板４の上面の光沢度は、前記金属板４の下面の光沢度よりも大きい。
2019022200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面および下面を有する板状の絶縁基体と、
該絶縁基体の内部または下面に位置する発熱抵抗体と、
前記絶縁基体より下方向において前記絶縁基体とは間隔をあけて位置する支持体と、
前記絶縁基体と前記支持体との間において前記絶縁基体および前記支持体から離れて位置しており、前記絶縁基体の下面に対して上面が向かい合うように、下面が固定部材によって前記支持体に固定された金属板とを備えており、
該金属板の上面の光沢度は、前記金属板の下面の光沢度よりも大きい試料保持具。
【請求項２】
前記金属板の上面の面積は、前記絶縁基体の下面の面積よりも大きい請求項１に記載の試料保持具。
【請求項３】
前記金属板は、前記支持体よりも熱伝導率が低い請求項１または請求項２に記載の試料保持具。
【請求項４】
複数の前記金属板を有しており、
複数の前記金属板は、上下方向に間隔をあけて並んで位置する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の試料保持具。
【請求項５】
前記金属板は下面の外周部において前記固定部材によって前記支持体に固定されており、前記支持体に設けられて該支持体と前記金属板の下面の中央部とを繋ぐ支持部材をさらに備えている請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の試料保持具。
【請求項６】
前記支持部材は、弾性を有する部材である請求項５に記載の試料保持具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、試料保持具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
試料保持具として、例えば、特開２００５−２３５６７２号公報（以下、特許文献１という）に記載のヒータユニットが知られている。特許文献１に開示されたヒータユニットは、ヒータ基板と、ヒータ基板の熱を反射する容器と、ヒータ基板と容器とを装置架台に固定する支持体とを備えている。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の試料保持具は、上面および下面を有する板状の絶縁基体と、該絶縁基体の内部または下面に位置する発熱抵抗体と、前記絶縁基体より下方向において前記絶縁基体とは間隔をあけて位置する支持体と、前記絶縁基体と前記支持体との間において前記絶縁基体および前記支持体から離れて位置しており、前記絶縁基体の下面に対して上面が向かい合うように、下面が固定部材によって前記支持体に固定された金属板とを備えており、該金属板の上面の光沢度は、前記金属板の下面の光沢度よりも大きい。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】試料保持具の一例を示す縦断面図である。
【図２】試料保持具の他の例を示す縦断面図である。
【図３】試料保持具の他の例を示す縦断面図である。
【図４】試料保持具の他の例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
試料保持具１０について詳細に説明する。
【０００６】
図１は、試料保持具１０の一例を示す断面図である。図１に示すように、この試料保持具１０は、絶縁基体１と、絶縁基体１の内部または下面に設けられた発熱抵抗体２と、絶縁基体１とは間隔をおいて配置された支持体３と、固定部材５によって支持体３に固定された金属板４とを備えている。
【０００７】
絶縁基体１は、試料を保持する部材である。絶縁基体１の形状は、例えば主面が円形状の円板状である。絶縁基体１は、一方の主面が試料保持面１１であってもよい。絶縁基体１は、例えば窒化アルミニウムまたはアルミナ等のセラミック材料を有する。絶縁基体１は、例えば複数のグリーンシートを積層して、これを窒素雰囲気中で焼成することによって得ることができる。絶縁基体１の内部には、必要に応じて、静電吸着用電極が設けられていてもよい。絶縁基体１の寸法は、例えば形状が円板状のときは、主面の直径を２００〜５００ｍｍに、厚みを５〜２５ｍｍにすることができる。
【０００８】
発熱抵抗体２は、電気が流れることによって発熱する部材である。発熱抵抗体２は、試料保持面１１に保持された試料を加熱するために設けられている。発熱抵抗体２は、絶縁基体１の内部または下面に設けられている。発熱抵抗体２は、例えば複数の折返し部を有する線状のパターンを有する。発熱抵抗体２は、絶縁基体１の内部または下面のほぼ全面に設けられている。これにより、発熱抵抗体２は試料保持面１１の全面を均等に加熱することができる。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を有する。発熱抵抗体２は、例えば二酸化珪素等の酸化物等のガラス成分を含んでいてもよい。発熱抵抗体２の寸法は、例えば幅を１〜５ｍｍに、厚みを０．０１〜０．１ｍｍに、長さを１〜１０ｍにすることができる。
【０００９】
支持体３は、絶縁基体１および金属板４を支持する部材である。支持体３は、絶縁基体１よりも下方向に位置している。また、支持体３は、絶縁基体１とは間隔をおいて設けられている。支持体３は、例えば円板状または角板状の部材である。支持体３は、配線を通すための引出孔を有していてもよい。
【００１０】
支持体３は、熱伝導率が比較的大きい金属を有していてもよい。ここでいう「金属」とは、セラミックスと金属との複合材料および繊維強化金属等の、金属を含む複合材料も含むものとする。支持体３は、ハロゲン系の腐食性ガス等に曝される環境下において試料保持具１０を用いる場合には、アルミニウム、銅、ステンレス鋼またはニッケルあるいはこれらの金属の合金からなっていてもよい。支持体３の寸法は、例えば支持体３が円板状のとき、直径を２００〜５００ｍｍに、厚みを１〜１０ｍｍにすることができる。支持体３と絶縁基体１との間隔は、例えば１５〜５０ｍｍにすることができる。
【００１１】
金属板４は、発熱抵抗体２の輻射熱を反射する部材である。金属板４は、絶縁基体１と支持体３との間において絶縁基体１および支持体３から離れて位置している。金属板４は、例えば円板状または角板状の部材である。また、金属板４は、絶縁基体１の下面に対して上面が向かい合うように位置しており、下面が固定部材５によって支持体３に固定されている。金属板４は、例えばアルミニウムまたは鉄等の金属を有する。金属板４の寸法は、例えば絶縁基体１が円板状のときは、直径を２００〜６００ｍｍに、厚みを０．５〜３ｍｍにすることができる。金属板４と絶縁基体１との間隔は、例えば３〜２０ｍｍにすることができる。また、金属板４と支持体３との間隔は、例えば１０〜４７ｍｍにすることができる。
【００１２】
固定部材５は、金属板４の下面を固定する部材である。固定部材５は、例えば棒状の部材である。固定部材５は、例えば支持体３と金属板４との間に複数設けられている。固定部材５は、例えば支持体３の上面に対して垂直に設けられている。固定部材５は、例えばネジまたはナット等の金具５１を有しており、金具５１によって金属板４を固定していてもよい。すなわち、金属板４の下面が固定部材５によって支持体３に固定されるとは、金属板４の下面が金具５１によって固定されることも含んでいる。また、固定部材５と金属板４の下面との間に、樹脂等の接着剤が設けられていてもよい。これにより、固定部材５と金属板４との接合強度を高めることができる。
【００１３】
また、例えば金属板４が貫通孔を有しており、固定部材５は、金属板４の貫通孔に挿入されていてもよい。図１に示す試料保持具１０においては、固定部材５が金属板４の貫通孔に挿入されており、金具５１によって金属板４を固定している。このときに、金属板４の下面と金具５１とは互いに接触しており、金具５１が動くときに、接触面に摩擦力が働く状態にある。
【００１４】
固定部材５は、金属板４を固定すると同時に、絶縁基体１も固定していてもよい。また、固定部材５は、金属板４のみを固定していてもよい。このときに、絶縁基体１は、別の部材によって支持体３に固定されていてもよい。
【００１５】
固定部材５は、例えばステンレススチール等の金属材料を用いることができる。固定部材５は、支持体３との間に加わる熱応力を抑制するために、熱膨張係数が支持体３と同じ材質であってもよい。固定部材５の寸法は、例えば長さを１５〜５０ｍｍにすることができる。
【００１６】
固定部材５は、金属板４の下面のうち外周部を固定していてもよい。ここでいう外周部とは、金属板４の形状が円板状の場合は、金属板４のうち金属板４と中心が同じであって、直径が４分の３の円の外側の領域を意味している。固定部材５は、例えば金属板４の外周から１０ｍｍ離れた位置であって、金属板４の中心を軸としてそれぞれ回転対称になる位置に８本設けられていてもよい。
【００１７】
本開示の一例の試料保持具１０によると、金属板４の上面の光沢度は、金属板４の下面の光沢度よりも大きい。これにより、金属板４の上面において、発熱抵抗体２で生じた熱放射を効率的に反射することができる。そのため、発熱抵抗体２で生じた熱が熱放射によって金属板４よりも下方に伝わるおそれを低減することができる。これにより、支持体３に耐熱性の低い部品を設ける場合において、その部品が熱によって破損してしまうおそれを低減することができる。その結果、試料保持具１０の長期信頼性を高めることができる。
【００１８】
また、金属板４の下面の光沢度を、金属板４の上面の光沢度よりも小さくすることによって、固定部材５によって金属板４の下面を支持体３に固定する際に、固定部材５と金属板４の下面との間に摩擦が生じやすくすることができる。これにより、金属板４と固定部材５との間で生じる位置ずれを低減することができる。その結果、金属板４の実装の信頼性を高めることができる。
【００１９】
さらに、金属板４に固定のための貫通孔が設けられている場合は、金属板４の下面のうち貫通孔の周りの部分の光沢度がより小さくなっていてもよい。これにより、金属板４をネジまたはナット等の金具５１によって固定する際に、ネジまたはナット等の金具５１と金属板４の下面との間に摩擦が生じやすくすることができる。
【００２０】
金属板４の光沢度は、金属板４の上面および下面を、それぞれ砥粒の種類が異なるダイヤモンドスラリーを用いてラップ研磨することにより、調整することができる。具体的には、粒度が小さいダイヤモンドスラリーを用いて上面を研磨し、粒度が大きいダイヤモンドスラリーを用いて下面を研磨することによって、金属板４の光沢度を調整する事ができる。
【００２１】
金属板４の光沢度は、タスコ社製のグロスメーター（型番：ＴＡ４１５ＧＤ）を用いることによって測定できる。具体的には、金属板４から約２０ｍｍ離した状態で、金属板４から６０度の角度で光を入射することによって得られる鏡面反射光束と、同一条件における屈折率ｎ＝１．５６７のガラス表面の鏡面反射光束との比から、光沢度を求めることができる。
【００２２】
金属板４の上面または下面の光沢度は、例えば金属板４が円板状の場合は、金属板４と中心が同じであって直径が半分の円の円周に沿って等間隔に５点測定したときの平均値を上面または下面の光沢度とすることができる。また、上記の方法で測定できない場合は、金属板４と中心が同じであって直径が三分の一の円の円周に沿って等間隔に５点測定したときの平均値を上面または下面の光沢度とすることができる。具体的には、金属板４の上面を粒度が１μｍのダイヤモンドスラリーを用いて研磨し、金属板４の下面を粒度が１５μｍのダイヤモンドスラリーを用いて研磨する場合においては、金属板４の上面の光沢度を８０％に、下面の光沢度を４０％にすることができる。
【００２３】
また、図２に示すように、金属板４の上面の面積は、絶縁基体１の下面の面積よりも大きくてもよい。これにより、金属板４が発熱抵抗体２からの熱放射をより広範囲で反射することができる。そのため、発熱抵抗体２で生じた熱が金属板４よりも下方に伝わるおそれを低減することができる。これにより、支持体３に耐熱性の低い部品を設ける場合において、その部品が熱によって破損してしまうおそれを低減することができる。その結果、試料保持具１０の長期信頼性を高めることができる。
【００２４】
また、金属板４は、支持体３よりも熱伝導率が低くてもよい。これにより、発熱抵抗体２で生じた熱が、熱伝導によって支持体３に伝わりにくくすることができる。そのため、試料温度を上げ下げする過程において、発熱抵抗体２で生じた熱が金属板４の下方に伝わるおそれを低減することができる。その結果、試料保持具１０の長期信頼性を高めることができる。
【００２５】
さらに、支持体３の熱伝導率が金属板４の熱伝導率よりも大きいことによって、発熱抵抗体２で生じた熱が支持体３に伝わった場合において、支持体３に伝わった熱を、支持体３を通じて外部に逃がすことができる。これにより、支持体３に耐熱性の低い部品を設ける場合において、その部品が熱によって破損してしまうおそれを低減することができる。その結果、試料保持具１０の長期信頼性を高めることができる。金属板４の熱伝導率を支持体３の熱伝導率よりも低くするためには、例えば支持体３の材質をアルミニウムに、金属板４の材質をステンレススチールにすることができる。
【００２６】
また、図３に示すように、上下方向に間隔をあけて並んで設けられた複数の金属板４を有していてもよい。これにより、複数の金属板４のそれぞれが発熱抵抗体２で生じた熱放射を反射することができる。そのため、発熱抵抗体２で生じた熱が支持体３に伝わるおそれを低減することができる。これにより、支持体３に耐熱性の低い部品を設ける場合において、その部品が熱によって破損してしまうおそれを低減することができる。その結果、試料保持具１０の長期信頼性を高めることができる。
【００２７】
例えば２つの金属板４を上下方向に並んで設ける場合においては、支持体３と下方向の金属板４との間の距離を１０〜２０ｍｍに、２つの金属板４の距離を１〜５ｍｍに、上方向に設けられた金属板４と絶縁基体１との距離を３〜１０ｍｍにすることができる。
【００２８】
なお、ここでいう「上下方向」という言葉は、説明のわかりやすさを優先して用いられているのであって、試料保持具１０を使用する環境を限定するものではない。例えば、２つの金属板４が左右に並ぶように試料保持具１０が用いられてもよいものとする。
【００２９】
なお、複数の金属板４は、支持体３の最も近くに位置する金属板４が固定部材５によって支持体３に直接的に固定されており、その他の金属板４は、固定部材５によって支持体３に直接的に固定されている金属板４に固定されることによって、支持体３に間接的に固定されていてもよい。
【００３０】
また、図４に示すように、金属板４は下面の外周部において固定部材５によって支持体３に固定されており、支持体３に設けられて支持体３と金属板４の下面の中央部とを繋ぐ支持部材６をさらに備えていてもよい。これにより、金属板４が熱膨張し、金属板４の中央部が上向きに凸に反るような応力が加わった場合において、金属板４の下面の中央部に設けられた支持部材６が金属板４を下から引っ張ることによって、金属板４の中央部の反りを低減することができる。そのため、絶縁基体１の下面に発熱抵抗体２を設ける場合は、金属板４の中央部が上向きに凸に反ることによって金属板４と発熱抵抗体２との距離が近づき、金属板４と発熱抵抗体２とが短絡してしまうおそれを低減することができる。その結果、試料保持具１０の長期信頼性を向上させることができる。
【００３１】
また、絶縁基体１の内部に発熱抵抗体２を設ける場合は、金属板４の中央部が上向きに凸に反ることによって金属板４と絶縁基体１の下面とが接触するおそれを低減することができる。そのため、金属板４との接触点から熱引きが生じてしまうおそれを低減することができる。その結果、試料保持具１０の均熱性を高めることができる。
【００３２】
支持部材６の材質は、例えば、ステンレススチールまたはアルミニウム等の金属またはゴム等の樹脂を用いることができる。支持部材６は、例えば長さが１０〜３０ｍｍの棒状の部材である。なお、ここでいう中央部とは、金属板４の形状が円板状の場合は、金属板４のうち金属板４と中心が同じであって、直径が４分の１の円の内側の領域を意味している。
【００３３】
また、支持部材６は、弾性を有する部材であってもよい。これにより、支持部材６が金属板４の中央部を下から引っ張るときに、支持部材６が変形することができる。そのため、支持部材６と金属板４との接合部および支持部材６と支持体３との接合部に加わる応力を低減することができる。これにより、支持部材６と金属板４との接合部および支持部材６と支持体３との接合部が破損してしまうおそれを低減する事ができる。その結果、試料保持具１０の長期信頼性を向上させることができる。支持部材６は、例えばバネを有しており、バネによって金属板４の中央部を引っ張っていてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１：絶縁基体
１１：試料保持面
２：発熱抵抗体
３：支持体
４：金属板
５：固定部材
５１：金具
６：支持部材
１０：試料保持具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2019022200.tif 000008
2019022200.tif 000009
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