Furukawa-Sky Review No.4 (April 2008)

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Development of Production Method for Substrate Holder Used in the Semiconductor and Flat Panel Display Manufacturing Equipments
- (社)軽金属学会 第42回 小山田記念賞 受賞 -

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  • 渡邊 克己
    Katsumi Watanabe
  • 福地 昭
    Akira Fukuchi
  • 大内 昌雄
    Masao Oouchi
  • 川田 徹
    Tooru Kawada

従来から,半導体や液晶TFTディスプレイの製造装置には,基板ガラスを処理する部材としてアルミニウム合金板にヒータを組み込んだヒーティングプレート(基板ホルダー)が使用されてきた。ヒータの組込みは溶接または鋳造(鋳包み)によって行われてきたが,基板ホルダーの大型化に伴い,ヒータ組込み作業時間増大の問題やアルミニウム板とヒータとの熱膨張差の問題を初めとして,基板ホルダーとして要求される高真空シール性,平面均一性,熱均一性などの高品質要求に対応するのが困難な状況となった。開発した熱間鍛造接合基板ホルダーは2枚のアルミニウム合金プレート界面に形成された嵌合空隙にヒータ回路を埋め込む際に大型鍛造プレスを使用し,ワンショット加圧で大面積のアルミニウム合金プレート同士を金属接合し,同時にヒータとアルミニウム合金プレートの密着を行うことを特徴としている。これらの基板ホルダー大型化の問題を解決し,第3世代(600 × 700mm のサイズ)から採用されている。2004年10月に稼動した大型15,000ton鍛造プレス装置は4 × 3m サイズの大型テーブルを有し,約2m 角を越える第6世代から現在,最大の第8.5世代(2200 × 2500mm のサイズ)に至る大型基板ホルダーの製造を可能にしました。現在,第6世代以降の基板ホルダーの世界シェアを独占している。

A heating plate of aluminum alloy with built-in heaters called “substrate holder” is used for processing glass substrates in the manufacturing equipment for semiconductors and liquid crystal TFT displays. In the past the built-in heaters have been installed either by welding or by casting (cast-in insertion). But the current situation is that, as the substrate holder grows in size, it has become difficult to cope with the upgraded quality requirements such as high vacuum sealing, planar uniformity and thermal uniformity, as well as with the issues of increased work time for heater installation and the difference in thermal expansions between the aluminum plate and the heater. The hot forging-bonded substrate holder developed here is characterized by its new manufacturing method in which a large forging press is used to embed the heater circuit into the limited space between the two engaging aluminum alloy plates, whereby the aluminum plates of large area are metal bonded together, and simultaneously, the heater and the aluminum plates are brought into close contact. This manufacturing method has solved the manufacturing problems involved with the large-sized substrate holders, and has been employed since the third-generation substrate holders measuring 600mm × 700mm. A jumbo-size 15,000-ton forging press with a large work table of 4m × 3m in size has come into operation since October 2004, enabling manufacturing of large-sized substrate holders ranging from the sixth generation measuring in excess of approximately 2m square to the current eight-and-half generation measuring 2,200mm × 2,500mm. We keep the entire world market of substrate holders since the sixth generation to ourselves.

技術論文 / Technology Articles

  1. 半導体製造装置・薄型ディスプレイ製造装置用基板ホルダーの製造方法開発
    Development of Production Method for Substrate Holder Used in the Semiconductor and Flat Panel Display Manufacturing Equipments
  2. Al-3.0%Mg-1.0%Cu合金の時効硬化およびナノ析出組織に及ぼすAg 添加の影響
    Effects of Ag Addition on Age-hardening and Nano-scale Precipitate Microstructures of an Al-3.0%Mg-1.0%Cu Alloy
  3. アルミニウムろう付における流動ろうによる侵食現象の挙動観察と定量評価法の開発
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  4. A High-Strength Aluminum Alloy Fin Stock for CAB Produced Using a Twin-Roll Strip Caster

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