(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着シート本体（１）と、この接着シート本体（１）の表面に付設される金属突隆部（２）と、内部に中空部（３）を有する金属基台（４）とを備えた複合プレートの製造方法であって、上記接着シート本体（１）の表面に上記金属突隆部（２）を積層した状態で、上記金属基台（４）の表面に接着剤（Ｓ）を介してこの接着シート本体（１）を積層して、これらを耐熱性及び耐通気性を有する包袋（１３）にて包囲した後、この包袋（１３）の内部を減圧状態とし、この減圧状態で、チャンバー（１４）内において上記金属基台（４）の中空部（３）と上記包袋（１３）の外部とを連通させつつこの包袋（１３）を加熱、加圧し、もって上記接着シート本体（１）を金属基台（４）に接着することを特徴とする複合プレートの製造方法。
【請求項２】
上記包袋（１３）の加熱、加圧時に上記金属突隆部（２）及び接着シート本体（１）を有する接着シート（８）の表面に沿って密着する補助シート（２５）を、配設することを特徴とする請求項１の複合プレートの製造方法。
【請求項３】
上記補助シート（２５）をガラス繊維からなる不織布とすることを特徴とする請求項２の複合プレートの製造方法。
【請求項４】
上記補助シート（２５）を上記加熱温度にて軟化して可塑化する金属箔とすることを特徴とする請求項２の複合プレートの製造方法。
【請求項５】
補助シート（２５）は凹凸部（３０）（３１）を有し、上記包袋（１３）の加熱、加圧時に、この補助シート（２５）の凹部（３０）の底面（３０ａ）にて上記金属突隆部（２）を押圧すると共に、この補助シート（２５）の凸部（３１）の表面（３１ａ）にて上記金属突隆部（２）間の凹所（３２）の底面（３２ａ）を押圧することを特徴とする請求項２の複合プレートの製造方法。
【請求項６】
上記複合プレートは、クーリング処理工程のクーリングプレートとして使用されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかの複合プレートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複合プレートの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体ウェハの製造工程は、この半導体ウェハ（基板）の表面に塗布したフォトレジスト膜（感光膜）に残存する溶剤を除去すべく、上記基板を加熱するベーキング処理工程や、加熱された基板を室温レベルにまで冷却するためのクーリング処理工程を含んでいる。このようなベーキング処理における加熱工程やクーリング処理における冷却工程においては、接着シート（接着シート本体と、この接着シート本体の表面に付設される電極等の金属突隆部とを有する）と、平板状の金属基台とを備えた複合プレートが使用される。すなわち、ベーキング処理における加熱工程では、このような複合プレートにおいて金属突隆部をステンレス鋼によって構成してこれをヒータとして機能させている。また、クーリング処理における冷却工程においては、このような複合プレートにおいて、金属突隆部を銅電極によって構成し、その上にＰ・Ｎ型半導体を積層することによって形成されたクーリングプレートが使用されているのである。
【０００３】
上記のような複合プレートは、従来では、図１０（ａ）に示すように、金属基台４０の表面に接着シート４２（接着シート本体と、この表面に付設される金属突隆部からなる）を積層した状態とするセット工程を行い、次に、図１０（ｂ）に示すように、加熱しつつメカニカルプレス機４４にて加圧する加熱／加圧工程を行うことによって製造されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、金属基台４０としては、熱容量を抑えるべく、可及的に肉薄に形成される場合が多く、また、内部に冷却水路を有する中空の場合では、さらに剛性が低いものとなっていた。そのため、メカニカルプレス機４４で加圧した際に、金属基台４０が変形するおそれがあった。変形すれば、メカニカルプレス機４４の剛性が高く平滑な金型４５によって押圧されている接着シート４２の、接着剤４１を介して金属基台４０に作用する圧力が不均一となり、圧力が低い部分において接着強度が得られないおそれがあった。しかも、接着シート４２の表面には、金属突隆部のために、凹凸部が形成されており、凹部対応部位において金属基台４０への押圧力が不足して接着不良を起こすおそれもあった。
【０００５】
この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、金属突隆部が付設された接着シート本体を金属基台の表面に確実に接着することが可能な複合プレートの製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および効果】
そこで請求項１の複合プレートの製造方法は、接着シート本体１と、この接着シート本体１の表面に付設される金属突隆部２と、内部に中空部３を有する金属基台４とを備えた複合プレートの製造方法であって、上記接着シート本体１の表面に上記金属突隆部２を積層した状態で、上記金属基台４の表面に接着剤Ｓを介してこの接着シート本体１を積層して、これらを耐熱性及び耐通気性を有する包袋１３にて包囲した後、この包袋１３の内部を減圧状態とし、この減圧状態で、チャンバー１４内において上記金属基台４の中空部３と上記包袋１３の外部とを連通させつつこの包袋１３を加熱、加圧し、もって上記接着シート本体１を金属基台４に接着することを特徴としている。
【０００７】
上記請求項１の複合プレートの製造方法では、加熱、加圧時（加圧／加熱工程１２時）に、チャンバー１４内において上記金属基台４の中空部３と上記包袋１３の外部とが連通状態となっているので、この金属基台４の中空部３とチャンバー１４内部とで圧力差が生じず、金属基台４の変形を有効に防止することができる。これにより、この製造方法にて製造された複合プレートを使用してベーキング処理やクリーニング処理を行えば、この複合プレートに載置される半導体ウェハ等の被処理物の面内温度分布を均一に保つことができ、これらの処理を高精度にて確実に行うことが可能となる。さらに、加圧／加熱工程１２では、接着シート本体１および金属突起部２が包袋１３に包囲されているので、接着シート本体１は、金属基台４に対して均一に加圧され、その全域において、接着シート本体１が金属基台４に確実に接着され、接着不良がない高品質の複合プレートを製造することが可能である。
【０００８】
請求項２の複合プレートの製造方法は、加熱、加圧時に上記金属突隆部２及び接着シート本体１を有する接着シート８の表面に沿って密着する補助シート２５を、配設することを特徴としている。
【０００９】
上記請求項２の複合プレートの製造方法では、金属突隆部２が比較的に厚さ寸法が大であっても、補助シート２５が接着シート８の表面に沿って密着し、これによって、接着シート本体１が、金属基台４に対して一層均一に押圧され、高品質の複合プレートを製造することが可能となる。
【００１０】
請求項３の複合プレートの製造方法は、上記補助シート２５をガラス繊維からなる不織布とすることを特徴としている。
【００１１】
上記請求項３の複合プレートの製造方法では、補助シート２５が密着性および耐熱性に優れ、安定して高品質の複合プレートを提供することが可能となる。
【００１２】
請求項４の複合プレートの製造方法は、上記補助シート２５を上記加熱温度にて軟化して可塑化する金属箔とすることを特徴としている。
【００１３】
上記請求項４の複合プレートの製造方法では、補助シート２５がより密着性に優れ、安定して高品質の複合プレートを提供することが可能となる。
【００１４】
請求項５の複合プレートの製造方法は、補助シート２５は凹凸部３０、３１を有し、上記包袋の加熱、加圧時に、この補助シート２５の凹部３０の底面３０ａにて上記金属突隆部２を押圧すると共に、この補助シート２５の凸部３１の表面３１ａにて上記金属突隆部２間の凹所３２の底面３２ａを押圧することを特徴としている。
【００１５】
上記請求項５の複合プレートの製造方法では、補助シート２５の凹部３０の底面３０ａにて金属突隆部２を押圧し、補助シート２５の凸部３１の表面３１ａにて金属突隆部２間の凹所３２の底面３２ａを押圧するものであるので、接着シート本体１全体を金属基台４に対して確実に押圧することができ、安定して高品質の複合プレートを提供することが可能となる。
【００１６】
請求項６の複合プレートの製造方法は、上記複合プレートは、クーリング処理工程のクーリングプレートとして使用されることを特徴としている。
【００１７】
上記請求項１〜請求項５の複合プレートの製造方法では、ベーキング処理における加熱用プレートに適用可能であるが、この請求項６の複合プレートの製造方法によれば、クーリングプレートの製造に好適である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の複合プレートの製造方法の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１と図３は、この実施の形態である複合プレートの製造方法の説明図であり、図２は、この複合プレートの製造方法の工程図である。複合プレートは、図４に示すように、接着シート本体１と、この接着シート本体１の表面に付設される金属突隆部２（図２参照）と、内部に中空部３(図１参照)を有する金属基台４とを備え、例えば、半導体ウェハの製造工程におけるクーリング処理に使用するクーリングプレートに利用される。すなわち、金属突隆部２を銅電極によって構成し、その上にＰ・Ｎ型半導体を積層することによってクーリングプレートを形成する。ところで、この実施の形態においては、接着シート本体１と金属基台４との間に接着剤層５が設けられ、接着シート本体１と金属突隆部２とでもって接着シート８を構成している。
【００１９】
また、接着シート本体１は、例えば、ポリイミド系、具体的には、熱融着型ポリイミドフィルムからなり、その厚さ寸法としては、２５μｍ位とされ、そのうち、両面側に５μｍ位の厚さの接着用変成層が設けられている。また、金属突隆部２は、例えば、導体からなる電極を構成する。この場合、接着シート本体１上に銅板を貼り付け、その後、エッチングにて、この電極（金属突隆部２）を形成した後に、この発明の製造方法の製造工程に入るものであっても、この発明の製造方法による接着シート本体１と金属基台４との接着工程において、接着シート本体１上に金属突隆部２を接着固定するようにしてもよい。なお、接着剤層５もポリイミド系からなり、また、金属突隆部２の厚さ寸法としては、例えば、１ｍｍ程度とされ、接着剤層５の厚さ寸法としては、例えば、約２５μｍとされる。
【００２０】
そして、金属基台４は、例えば、ステンレス、アルミニウム、及び銅等の各種の金属から構成され、上述のように、内部に冷却用水路等を構成する中空部３を備える。そして、中空部３は、図１に示すように、通気管９が接続され、外部を連通状態となっている。
【００２１】
ところで、この発明の製造方法は、図２に示すように、セット工程１０と、脱気工程１１と、加熱／加圧工程１２とを備える。セット工程１０とは、図１に示すように、金属基台４上に、接着剤層５を構成する接着剤Ｓ、金属突隆部２が積層された状態の接着シート本体１を積層して積層体Ｍを形成して、この積層体Ｍと金属基台４とを包袋１３に収容する工程をいい、脱気工程１１とは、図３の示すように、この包袋１３の内部から空気を吸引してこの包袋１３内を減圧状態とする工程をいい、加熱／加圧工程１２とは、この減圧状態の包袋１３を、チャンバー１４内において所定温度で加熱すると共に、所定圧力で加圧する工程をいう。
【００２２】
ところで、包袋１３は、図１に示すように、耐熱性及び耐通気性を備えたベースシート１５と、耐熱性及び耐通気性を備えた柔軟なシート１６とを備える。ベースシート１５は平板状とされ、シート１６は、柔軟であるため、上記積層体Ｍと金属基台４とに対応するように変形して、収容状態では、ベースシート１５の外周縁部１７に対応する鍔状部１８を形成する。そして、このベースシート１５の外周縁部１７と、シート１６の鍔状部１８との間には、密封用のシール材１９が配設されている。また、シート１６は、図示省略のバキュームポートを備え、このバキュームポートに、図外の真空ポンプ等のバキュームパイプ２０(図３参照)が接続される。そして、上記金属基台４の通気管９は、この包袋１３内に開口せずにチャンバー１４内に開口する。
【００２３】
また、チャンバー１４は、図３に示すように、その内部に、一対のヒータ２１、２１を備えると共に、その周壁２２にガス供給口２３が設けられ、このガス供給口２３から窒素ガス等のガスが供給される。すなわち、このチャンバー１４内に配設される部材（この場合、包袋１３と、この包袋１３内に収容される金属基台４及び積層体Ｍとである）を所定温度で加熱すると共に所定圧力で加圧するものである。
【００２４】
次に、上記したセット工程１０、脱気工程１１、加熱／加圧工程を行う製造方法を説明する。まず、セット工程１０において、図１に示すように、金属基台４の表面に、接着剤層５を構成する接着剤Ｓ、金属突隆部２を積層した状態の接着シート本体１を順次積層し、この積層体Ｍと金属基台４とを包袋１３の内部に収容する。この場合、接着シート８を構成する接着シート本体１と金属突隆部２とは、この積層状態ですでに一体化（接着）されていても、接着されていない状態であってもよい。また、積層体Ｍ上には、補助シート２５が積層される。この補助シート２５は、たとえば、ガラス繊維からなる不織布であり、耐熱性および変形性に優れると共に、接着シート８と包袋１３とに対して簡単に剥離することが可能なものである。
【００２５】
次に、金属基台４等を収容した包袋１３を、図３に示すように、チャンバー１４内に収容設置し、脱気工程に入る。すなわち、真空ポンプを駆動して、包袋１３内の空気をバキュームパイプ２０を介して吸引して、この包袋１３内を減圧状態とする。この場合、減圧状態には、真空状態を含む。その後、加熱／加圧工程１２に入って、加熱ヒータ２１、２１にて、接着シート８と金属基台４を収容した包袋１３を加熱すると共に、ガス供給口２３からガス（窒素ガス）をチャンバー１４内へ供給して、このガス圧にて、包袋１３を加圧する。つまり、加熱または加圧で変形している包袋１３のシート１６にて、接着シート８を、接着剤Ｓを介して金属基台４に押圧する。この加熱／加圧工程１２においても、包袋１３内部を減圧状態に維持するために、包袋１３内部の空気を吸引するのが好ましい。なお、例えば、チャンバー１４の内部温度は約２００℃とされ、内部のガス圧は約２０ｋｇ／ｃｍ2に設定する。
【００２６】
これによって、接着剤Ｓが加熱され、しかも、包袋１３を介して補助シート２５が金属基台４側へ押圧され、接着シート本体１が金属基台４に接着されると共に、金属突隆部２が接着されないでセットされていてば、接着シート本体１の表面側が接着用変成層であるので、金属突隆部２が接着シート本体１に接着される。この場合、図５（ａ）に示すように、補助シート２５を有することによって、図５（ｂ）に示すように、接着シート本体１の金属突隆部２の対応部位２６、金属突隆部間部位（つまり、金属突隆部２間の凹所３２）おいて、ほぼ均一の圧力(押圧力)にて金属基台４を押圧することになる。すなわち、接着シート本体１の金属基台対応面全体を金属基台４に対して隙間なく確実に押し付けることができ、接着シート本体１を金属基台４に対して十分な接着強度をもって接着することが可能である。これに対して、図６（ａ）に示すように、補助シート２５を使用しない場合、凹所３２において、図６（ｂ）に示すように、十分な押圧力が発生しないおそれがある。これは、包袋１３のシート１６が柔軟なものであっても、接着圧・温度に耐える必要があるので、あまり大きな変形が期待できず、シート１６と接着シート８の表面との間に隙間が生じるからである。特に、金属突隆部２の厚さ寸法が大である場合に外圧が十分伝達できないおそれがある。しかしながら、補助シート２５を使用した場合、接着シート本体１の金属基台４への押圧力は、図５（ｂ）に示すように、均等に発生し、接着シート８の表面全体に補助シート２５が密着して、接着シート８を金属基台４に強固に接着することができる。
【００２７】
さらに、この製造方法によれば、チャンバー１４内で、通気管９を介して、金属基台４の中空部３と包袋１３の外部とが連通状態とされるので、金属基台４の中空部３とチャンバー１４内部とが同一圧力に維持され、金属基台４の変形を有効に防止して、変形による接着不良をなくすことが可能である。また、この製造された複合プレートの表面は、高い平坦度を維持することができ、この複合プレートを使用して、被処理物を加熱処理したり冷却処理したりする場合に、この被処理物の面内温度分布を均一とすることができ、各処理を高精度にて行うことが可能となる。
【００２８】
次に、図７は複合プレートの他の実施の形態を示し、この場合、補助シート２５として、薄い第１シート２５ａとフェルト状の厚い第２シート２５ｂを使用している。これらのシート２５ａ、２５ｂを使用すれば、脱気工程１１において、薄い第１シート２５ａが確実に金属突隆部２の表面及び接着シート本体１の表面に沿って密着するが、この薄い第１シート２５ａは、接着シート本体１や金属突隆部２に対して優れた剥離性を示し、加熱／加圧工程１２終了後に、製品（複合プレート）の取り出し作業が容易となる。なお、この実施の形態においても、上記の実施の形態と同様のセット工程１０と脱気工程１１と加熱／加圧工程１２を行うものであって、セット工程１０において、薄い第１シート２５ａとフェルト状の厚い第２シート２５ｂを積層する点で相違するのみであるので詳細な説明は省略する。この他の実施の形態においても、上記の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００２９】
また、図８は複合プレートの別の実施の形態を示し、この場合、補助シート２５とし、凹凸部３０、３１を有する。この補助シート２５を使用すれば、加熱／加圧工程１２において、この補助シート２５の凹部３０の底面３０ａにて金属突隆部２を押圧すると共に、この補助シート２５の凸部３１の表面３１ａにて上記金属突隆部２間の凹所３２の底面３２ａを押圧することができる。すなわち、この実施の形態においても、上記図１の実施の形態と同様のセット工程１０と脱気工程１１と加熱／加圧工程１２を行うものであって、セット工程１０において、凹凸部３０、３１を有する補助シート２５を積層する点で相違するのみであるので詳細な説明は省略する。このため、この別の実施の形態においても、上記実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。ところで、この補助シート２５としては、例えば、接着シート８を形成するように、樹脂シート本体の表面にステンレスフィルム等の金属フィルムを熱圧着等して、エッチングによって、接着シート８の凹凸と逆パターンの凸凹を設けて形成することができる。
【００３０】
また、さらに別の実施の形態として、加熱／加圧工程１２において、軟化して可塑化する金属箔からなる補助シート２５を使用するものであってもよい。すなわち、加熱、加圧にて、軟化して、この補助シート２５が接着シート本体１と金属突隆部２に沿って密着すれば、上記各実施の形態の補助シート２５と同様にこの加熱／加圧工程１２において、接着シート本体１全体を略均一に金属基台４に対して押圧することができ、高品質の複合プレートを製造することが可能である。この場合、接着後、補助シート２５は、接着シート８から剥離する必要があるが、剥離できれば加熱によって溶融するものであってもよく、この金属箔の材質としても、このような性質を示すものであれば、種種の金属を使用することができる。
【００３１】
ところで、複合プレートとして、上記実施の形態においては、半導体ウェハの製造工程におけるクーリング処理に使用するクーリングプレートに用いるもの、つまり、金属突隆部２を銅電極によって構成し、その上にＰ・Ｎ型半導体を積層するものとしていたが、半導体ウェハの製造工程におけるベーキングに使用する加熱板(ヒートシート)に用いるものであってもよい。この場合、例えば、図９に示すように、接着シート本体１に、ステンレスフィルムを熱圧着等して、エッチングによって、金属突隆部２（この図９においては金属突隆部２の図示を省略している）としてのヒータ回路をパターンニングし、その上に、接着剤層６を構成する接着剤Ｓを介してカバーシート７を積層して、接着シート８を構成し、この接着シート８をいわゆるヒートシートとすればよい。なお、カバーシート７としては、たとえば、ポリイミド系樹脂から構成される。
【００３２】
以上にこの発明の複合プレート製造方法の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、図１と図７に示す製造方法において、補助シート２５の数の増減は自由であり、図７と図８に示す製造方法においても、カバーシート７を有す複合プレートを製造することも可能である。さらに、接着剤層５を構成する接着剤Ｓとしては、熱硬化性あるいは熱可塑性のいずれをも採用することが可能であり、シート状ものであっても、ペースト状のものであってよい。また、接着剤層５は、熱融着型ポリイミドフィルムの接着用変成層をもって構成してもよい。さらに、接着剤層５が、接着過程においてガスの発生を伴う場合には、接着シート８に、ガスを逃がすための微細な開口（孔）を設けておくのが好ましい。これによって、未接着部の発生を未然に防止することができる。さらに、複合プレートとして、金属基台４の両面側に接着シート８を備えたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の複合プレートの製造方法の実施の形態におけるセット工程を説明する断面図である。
【図２】上記複合プレートの製造方法を示す工程図である。
【図３】上記複合プレートの製造方法の加熱／加圧工程を説明するための断面図である。
【図４】上記複合プレートの製造方法にて製造された複合プレートの断面図である。
【図５】上記複合プレートの製造方法における加圧状態を示し、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は押圧力の大きさを示すグラフ図である。
【図６】上記補助シートを使用しない場合における加圧状態を示し、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は押圧力の大きさを示すグラフ図である。
【図７】この発明の複合プレートの製造方法の他の実施の形態におけるセット工程を説明するための断面図である。
【図８】この発明の複合プレートの製造方法の別の実施の形態におけるセット工程を説明するための断面図である。
【図９】この発明の複合プレートの製造方法にて製造された他の複合プレートの断面図である。
【図１０】従来の複合プレートの製造方法を示す概念図である。
【符号の説明】
１    接着シート本体
２    金属突隆部
３    中空部
４    金属基台
８    接着シート
１３    包袋
１４    チャンバー
２５    補助シート
３０    凹部
３０ａ    底面
３１    凸部
３１ａ    表面
３２    凹所
３２ａ    底面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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