JP4193983B2

JP4193983B2 - Board holder

Info

Publication number: JP4193983B2
Application number: JP2003303576A
Authority: JP
Inventors: 智小田嶋; 隆野上; 則義細野
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2023-08-27
Also published as: JP2005072496A

Description

本発明は、基板を密着固定する基板保持具に関し、特に、加工の製造プロセスで、シリコンウエハ、ガラス等の基板を固定したり、加工後の部品を搬送したりするために使用される基板保持具に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a substrate holder for tightly fixing a substrate, and in particular, a substrate holder used for fixing a substrate such as a silicon wafer or glass or transporting a processed component in a manufacturing process of processing. Concerning ingredients.

シリコンウエハ、ガラス等の基板及びこれらを加工した部品（以下単に「基板」という）は薄く割れやすいため、その加工工程においては板状の保持具に固定し、研磨、パターニング、ダイシング等の加工、搬送を行なっている。そして、この保持具には、加工工程及び搬送中においては基板を強固に固定し、加工後及び実装時には容易に取り外し可能であることが要求され、このような保持具としては、表面に凸状の支持体を多数形成しこの上に基板を載置し真空吸着するタイプのもの（特許文献１参照）、基板が嵌合されるリセス孔が開設されたテンプレートと基板を保持する弾性体からなるバッキング材が固定されたもの（特許文献２参照）、光硬化性の粘着剤を用い基板取り外しの際には粘着剤を硬化させ粘着性を喪失させるようにしたもの（特許文献３参照）が用いられている。
特開２０００−２８６３２９号公報特開２００１−３８６１１号公報特開２００３−１１３３５５号公報 Since substrates such as silicon wafers and glass and parts processed from these (hereinafter simply referred to as “substrates”) are easy to break thinly, they are fixed to a plate-like holder in the processing step, and processing such as polishing, patterning, dicing, Transporting. The holder is required to firmly fix the substrate during the processing step and conveyance, and to be easily removable after processing and during mounting. Such a holder has a convex shape on the surface. This is a type in which a large number of supports are formed, a substrate is placed on the substrate and vacuum suction is performed (see Patent Document 1), a template having a recess hole into which the substrate is fitted, and an elastic body that holds the substrate. A backing material is fixed (see Patent Document 2), and a photocurable adhesive is used to cure the adhesive and lose the adhesiveness when removing the substrate (see Patent Document 3). It has been.
JP 2000-286329 A JP 2001-38611 A JP 2003-113355 A

従来の基板保持具であるが、真空吸着タイプのものは、加工中常に吸引状態を保つ必要があり、保持具自体の構造、製法も複雑で高価なものであった。また、テンプレートとバッキング材からなるタイプのものは、基板を取り外す際の保持力は、変化するものではなく、このため取り外しは端部から空気が徐々に入るように注意深く行う必要があり、取り外しの際に基板を破損させる不具合が少なくなかった。更に、光硬化性の粘着剤を使用するタイプでは、粘着性を喪失した後は再使用できず、ランニングコストが高く付く上に、廃棄物を多量に排出するという問題点があった。 Although the conventional substrate holder is of a vacuum suction type, it is necessary to always keep a suction state during processing, and the structure and manufacturing method of the holder itself are complicated and expensive. In the case of the type consisting of the template and the backing material, the holding force when removing the substrate does not change, so it is necessary to carefully remove the substrate so that air gradually enters from the end. There were many problems that caused the substrate to break. Furthermore, the type using a photo-curing pressure-sensitive adhesive has a problem that it cannot be reused after loss of the pressure-sensitive adhesive, resulting in high running costs and a large amount of waste.

本発明は上記に鑑みてなされたもので、比較的単純な構造で、加工時と取り外し時の保持力を変化させることができ、基板を破損させる危険が少なく、繰り返し使用可能な基板保持具を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above, and has a relatively simple structure, can change the holding force at the time of processing and removal, has a low risk of damaging the substrate, and can be used repeatedly. It is intended to provide.

本発明は上記従来の問題点を解決したものであり、基板を密着保持する基板保持具であって、支持体と、該支持体上に形成された連続気泡を有する弾性体層と、該弾性体層上に形成された密着保持層とからなり、前記支持体は前記弾性体層の連続気泡と連通する孔を有し、前記弾性体層はスペーサーを内包していることを特徴としている。 The present invention solves the above-described conventional problems, and is a substrate holder that holds a substrate in close contact, and includes a support, an elastic layer having open cells formed on the support, and the elasticity. The support body has a contact holding layer formed on the body layer, the support has holes communicating with the open cells of the elastic body layer, and the elastic body layer includes a spacer.

また、基板を密着保持する基板保持具であって、支持体と、該支持体上に形成された凸状体と、該凸状体を形成した支持体上に形成された連続気泡を有する弾性体層と、該弾性体層上に形成された密着保持層とからなり、前記支持体は前記弾性体層の連続気泡と連通する孔を有しているものであることを特徴とする。 A substrate holder for tightly holding a substrate, comprising a support, a convex body formed on the support, and an elastic cell having open cells formed on the support on which the convex body is formed. It comprises a body layer and a close contact holding layer formed on the elastic body layer, and the support has a hole communicating with the open cells of the elastic body layer.

本発明の基板保持具を使用してシリコンウエハ等の基板を保持するには、密着保持層上に基板を載置するか、載置した後に軽く加圧することで基板は密着保持される。この際、密着保持層下の弾性体層の存在により、基板は平面状に保持される。次に、加工工程終了後や実装に際して基板を取り外す際には、支持体に設けられた孔から吸引することによって、弾性体中に分散内包されたスペーサー、または、支持体に設けられた凸状体に追従して密着保持層が変形し、基板と密着保持層との間に空気が流れ込み、即座に密着が解除され、簡単に基板を取り外すことができる。 In order to hold a substrate such as a silicon wafer using the substrate holder according to the present invention, the substrate is placed on the adhesion holding layer, or lightly pressed after being placed, and the substrate is held in close contact. At this time, the substrate is held flat due to the presence of the elastic layer under the adhesion holding layer. Next, when the substrate is removed after completion of the processing step or during mounting, the spacers dispersed in the elastic body are sucked from the holes provided in the support body, or the convex shape provided in the support body The adhesion holding layer is deformed following the body, air flows between the substrate and the adhesion holding layer, the adhesion is immediately released, and the substrate can be easily removed.

本発明によれば、比較的単純な構造で、加工時と取り外し時の基板の密着保持力を変化させることができ、基板を破損させる危険が少なく、繰り返し使用可能な基板保持具を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a substrate holder that can be used repeatedly with a relatively simple structure, which can change the adhesion holding force of the substrate during processing and removal, and has a low risk of damaging the substrate. Is possible.

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明すると、本実施形態における基板保持具は図１に示すように、支持体５上に、連続気泡を有する弾性体層３が形成され、さらにこの上に、密着保持層２が形成される。弾性体層３にはスペーサー４が内包されており、また、支持体５には弾性体層３の連続気泡と連通する孔６が設けられている。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the substrate holder in the present embodiment, an elastic body layer 3 having open cells is formed on a support 5 as shown in FIG. Furthermore, the adhesion holding layer 2 is formed thereon. The elastic layer 3 includes a spacer 4, and the support 5 is provided with holes 6 that communicate with the open cells of the elastic layer 3.

基板を取り外す際には、図２に示すように、吸引テーブル７上に、基板２０を伴った基板保持具１をセットし、支持体５に設けられた孔６を介して弾性層３中の空気を吸引すると、弾性層３は厚さ方向に体積収縮し、密着保持層２はスペーサー４に追従して変形し、基板２０と密着保持層２との間に空隙８が形成され、密着は解除される。 When removing the substrate, as shown in FIG. 2, the substrate holder 1 with the substrate 20 is set on the suction table 7, and the elastic layer 3 in the elastic layer 3 is inserted through the hole 6 provided in the support 5. When air is sucked, the elastic layer 3 shrinks in volume in the thickness direction, the close contact holding layer 2 is deformed following the spacer 4, and a gap 8 is formed between the substrate 20 and the close contact holding layer 2. Canceled.

また、このほかの実施形態として、図３に示すように、支持体１５上に凸状体１４が設けられており、支持体１５及び凸状体１４上に連続気泡を有する弾性体層１３が設けられ、弾性体層１３上に密着保持層１２が設けられている。また、支持体１５には、弾性体１３の連続気泡と連通する孔１６が設けられている。 Further, as another embodiment, as shown in FIG. 3, a convex body 14 is provided on a support body 15, and an elastic body layer 13 having open cells on the support body 15 and the convex body 14 is provided. The adhesion holding layer 12 is provided on the elastic layer 13. Further, the support 15 is provided with a hole 16 communicating with the open cells of the elastic body 13.

基板を取り外す際には、図４に示すように、吸引テーブル７上に、基板２０を伴った基板保持具１１をセットし、支持体１５に設けられた孔１６を介して弾性体層１３中の空気を吸引すると、密着保持層１２は凸状体１４に追従して変形し、基板２０と密着保持層１２との間に空隙１８が形成され、密着は解除される。 When removing the substrate, as shown in FIG. 4, the substrate holder 11 with the substrate 20 is set on the suction table 7, and the elastic body layer 13 is inserted through the holes 16 provided in the support 15. When the air is sucked, the adhesion holding layer 12 is deformed following the convex body 14, and a gap 18 is formed between the substrate 20 and the adhesion holding layer 12, and the adhesion is released.

本発明を構成する密着保持層は、ゴム硬度５〜６０（ＪＩＳＡ）程度、厚さ０．０５〜２ｍｍ程度のエラストマーからなり、密着保持面は中心線平均粗さ（ＪＩＳＢ０６０１）３．２μm以下程度に成形される。 The adhesion holding layer constituting the present invention is made of an elastomer having a rubber hardness of about 5 to 60 (JIS A) and a thickness of about 0.05 to 2 mm, and the adhesion holding surface has a center line average roughness (JIS B0601) of 3.2 μm. Molded to the following extent.

密着保持層のゴム硬度が、上述の範囲を下回ると、密着力が強くなり過ぎ、密着解除が十分になされない危険があり、逆に上述の範囲を上回ると、密着力が弱くなり、十分な保持力が得られない危険性がある。 If the rubber hardness of the adhesion holding layer is lower than the above range, the adhesion force becomes too strong, and there is a risk that the adhesion release is not sufficiently performed. Conversely, if it exceeds the above range, the adhesion force becomes weak and sufficient. There is a risk that the holding force cannot be obtained.

密着保持層の厚さが、上述の範囲を下回ると、密着保持層自体の絶対強度が低下し、繰り返し耐久性に悪影響を与える恐れがあり、逆に上述の範囲を上回ると、スペーサー、凸状体に十分追従しなくなり、密着解除が十分になされない危険がある。 If the thickness of the adhesion holding layer is less than the above range, the absolute strength of the adhesion holding layer itself may be reduced, which may adversely affect the durability repeatedly. There is a risk that it will not follow the body sufficiently and the contact will not be released sufficiently.

密着保持層の密着保持面における表面粗さは、上述の範囲を上回ると、密着力が弱くなり、十分な保持力が得られない危険性がある。 If the surface roughness of the adhesion holding surface of the adhesion holding layer exceeds the above range, the adhesion force becomes weak and there is a risk that a sufficient holding force cannot be obtained.

密着保持層の材質は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタン系エラストマー、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合エラストマー等の各種エラストマーを使用することが可能であるが、耐熱性が要求される用途に使用される場合には、シリコーンゴム、フッ素ゴムを使用することが好ましい。また、これらには帯電防止を目的として導電性を付与するためのカーボン、金属、金属酸化物等のフィラーを混合したり、少なくとも一方の面に導電性ポリマーやイオン導電性付与剤等の帯電防止剤を塗布したりすることも可能である。 Various materials such as silicone rubber, fluoro rubber, urethane elastomer, natural rubber, and styrene-butadiene copolymer elastomer can be used as the material for the adhesion holding layer, but they are used for applications that require heat resistance. In this case, it is preferable to use silicone rubber or fluororubber. In addition, these are mixed with fillers such as carbon, metal, and metal oxide for imparting conductivity for the purpose of preventing static charge, or at least one surface is prevented from being charged with a conductive polymer or an ion conductivity imparting agent. It is also possible to apply an agent.

密着保持層は、後述する弾性体層のスキン層をそのまま適用することも可能である。 As the adhesion holding layer, a skin layer of an elastic layer described later can be applied as it is.

本発明を構成する弾性体層は、連続気泡を有するものとする必要がある。連続の程度は、支持体に設けられた孔から吸引した際に、弾性体層が十分に収縮する程度とすればよく、具体的には連泡率５０％以上、好ましくは８０％以上とすることがよい。 The elastic layer constituting the present invention needs to have open cells. The degree of continuity may be such that the elastic layer sufficiently contracts when sucked from the holes provided in the support, and specifically, the open cell rate is 50% or more, preferably 80% or more. It is good.

弾性体層は硬すぎると吸引によって収縮しづらく、柔らかすぎると基板の平面を保持できなくなる恐れがあるため、ＪＩＳＫ６７６７で規定される圧縮硬さを０．００１〜０．５ＭＰａの範囲のものとすることが好ましい。 If the elastic layer is too hard, it is difficult to shrink by suction, and if it is too soft, the flat surface of the substrate may not be retained. Therefore, the compression hardness specified in JIS K6767 is in the range of 0.001 to 0.5 MPa. It is preferable to do.

弾性体層の厚さは、厚すぎると吸引して密着解除する際に時間を要し、薄すぎると十分な変位量が得られず、密着解除が十分になされない恐れがあるため、０．３〜５ｍｍの範囲、さらに好ましくは０．５〜３ｍｍの範囲から選択することがよい。 If the thickness of the elastic layer is too thick, it takes time to release the contact by suction, and if it is too thin, a sufficient amount of displacement cannot be obtained and the contact release may not be sufficiently performed. It is preferable to select from the range of 3 to 5 mm, more preferably from the range of 0.5 to 3 mm.

弾性体層中に分散されるスペーサーは、樹脂製、金属製、セラミック製、ガラス製等の球形粒子や、繊維状体、多面体状粒子等を使用可能である。このスペーサーは、基板を保持する状態において、弾性体層中に内包され、密着保持面に影響を与えない大きさとする必要があるので、最小径が弾性体層の厚さ以下、好ましくは弾性体層の厚さの８０％以下とし、小さすぎると密着解除が十分になされない危険があるため、０．３ｍｍ以上とすることが好ましい。スペーサーとして繊維状のものを使用する場合は、繊維状スペーサー同士が重なり合い、密着解除時に凸部を形成することができるので繊維径は０．０５ｍｍ以上で十分である。 As the spacer dispersed in the elastic layer, spherical particles made of resin, metal, ceramic, glass, etc., fibrous bodies, polyhedral particles, and the like can be used. Since the spacer needs to have a size that is included in the elastic body layer and does not affect the adhesion holding surface in the state of holding the substrate, the minimum diameter is equal to or less than the thickness of the elastic body layer, preferably the elastic body. Since it is 80% or less of the thickness of the layer, and if it is too small, there is a danger that the close contact will not be sufficiently released. When using a fibrous thing as a spacer, since fibrous spacers overlap and it can form a convex part at the time of adhesion release, a fiber diameter of 0.05 mm or more is enough.

弾性体層中におけるスペーサーの分散割合は、密着保持しようとする基板の大きさにより決定することができ、具体的には、基板１枚に対して最低１個のスペーサーが存在すればよく、好ましくは１０個以上の凸部が形成されることがよい。逆にスペーサーの割合が多すぎると密着保持層がスペーサーに追従しきれなくなる恐れがあるので、面方向におけるスペーサーの平均間隔をスペーサーの粒径以上、好ましくは粒径の２倍以上とすることがよい。 The dispersion ratio of the spacers in the elastic layer can be determined by the size of the substrate to be kept in close contact. Specifically, it is sufficient that at least one spacer is present per substrate, and preferably It is preferable that 10 or more convex portions are formed. On the other hand, if the proportion of spacers is too large, the adhesion holding layer may not be able to follow the spacers. Therefore, the average spacing of the spacers in the surface direction may be made larger than the particle size of the spacers, preferably more than twice the particle size. Good.

スペーサーは、弾性体を構成する材料中に分散させ、その後発泡させてスペーサーを内包した弾性体を得る方法、支持体上に弾性体を構成する材料を重ね合わせ、この上にスペーサーを散布または埋め込み、その後発泡させてスペーサーを内包した弾性体を得る方法、支持体上にスペーサーを接着剤等により固定し、この上に弾性体を構成する材料を重ね合わせ、その後発泡させてスペーサーを内包した弾性体を得る方法等により弾性体中に内包させることができる。 The spacer is dispersed in the material constituting the elastic body and then foamed to obtain an elastic body containing the spacer. The material constituting the elastic body is superposed on the support, and the spacer is spread or embedded on this. Then, a method of obtaining an elastic body including a spacer by foaming, and fixing the spacer on the support with an adhesive or the like, overlaying the material constituting the elastic body on this, and then foaming and elastic including the spacer It can be included in an elastic body by a method for obtaining a body.

本発明を構成する支持体は、樹脂、金属、セラミック、ガラスやこれらの複合体を使用することができ、略板状に成形される。厚さは、用途により適宜決定すればよく、単に搬送目的であれば５０μm程度以上の厚さがあれば十分であり、研磨等の加工に使用する場合には、数ｍｍ程度の厚さとすればよい。 As the support constituting the present invention, resin, metal, ceramic, glass or a composite thereof can be used, and is formed into a substantially plate shape. The thickness may be appropriately determined depending on the application, and for the purpose of conveyance, a thickness of about 50 μm or more is sufficient, and when used for processing such as polishing, the thickness should be about several mm. Good.

支持体に形成される孔は、前記弾性体に内包される空気を吸引するためのものであり、最低１個形成すればよいが、弾性体中の気泡連続性の不完全さを補う目的や、吸引効率の向上を目的として、複数個形成することが好ましく、また、大きさは、小さすぎると吸引効率が悪くなり、大きすぎると密着保持層の平面性に悪影響を及ぼす恐れがあるため、弾性体に接する側の面においてφ０．２〜３ｍｍ程度とすることがよい。基板の密着を解除する際に吸引テーブル側となる面における孔の大きさは、吸引効率、吸引テーブルの吸引孔との位置合わせの容易さから大きい方が望ましく、断面を台形状、ロート状とすることができる。また、吸引テーブルがほぼ全面からメッシュ等を介して吸引できる構造のものを使用すれば、特に正確な位置合わせは必要ない。 The hole formed in the support is for sucking the air contained in the elastic body, and it is sufficient to form at least one hole, but the purpose of compensating for the incompleteness of the bubble continuity in the elastic body is For the purpose of improving the suction efficiency, it is preferable to form a plurality, and if the size is too small, the suction efficiency is deteriorated, and if it is too large, the flatness of the adhesion holding layer may be adversely affected. The surface on the side in contact with the elastic body is preferably about φ0.2 to 3 mm. The size of the hole on the surface on the suction table side when releasing the adhesion of the substrate is preferably larger from the viewpoint of suction efficiency and ease of alignment with the suction hole of the suction table. can do. Further, if a suction table having a structure capable of sucking from almost the whole surface through a mesh or the like is used, particularly accurate positioning is not necessary.

孔の形状は特に限定されるものではなく、円形、多角形、スリット状等適用可能であるが、加工の容易さからは円形とすることが好ましい。また、支持体として多孔質セラミック等の多孔質板を用いれば、特段に孔加工を施す必要はないが、この場合側面は空気が漏れないように、密閉することが好ましい。 The shape of the hole is not particularly limited and may be a circle, a polygon, a slit, or the like, but is preferably a circle for ease of processing. In addition, if a porous plate such as porous ceramic is used as the support, it is not necessary to perform special hole processing. In this case, it is preferable to seal the side surface so that air does not leak.

他の実施の形態においては、弾性体層中のスペーサーに替えて、支持体上に凸状体を形成することができる。この凸状体の高さは弾性体層の厚さ以下とし、基板を密着保持している状態において、密着保持層の表面に影響を与えないようにする。凸状体の高さと弾性体層の厚さが等しいときには、密着保持層は弾性体層及び凸状体の頂部に接着一体化され、弾性体層の厚さが凸状態の高さを上回るときには、弾性体層に接着一体化される。凸状体の高さが小さすぎると密着解除が十分になされない危険があるため、０．３ｍｍ以上とすることが好ましい。 In another embodiment, a convex body can be formed on the support instead of the spacer in the elastic layer. The height of the convex body is set to be equal to or less than the thickness of the elastic body layer so that the surface of the adhesion holding layer is not affected in the state where the substrate is held in adhesion. When the height of the convex body is equal to the thickness of the elastic body layer, the adhesion holding layer is bonded and integrated to the top of the elastic body layer and the convex body, and when the thickness of the elastic body layer exceeds the height of the convex state The adhesive layer is integrated with the elastic layer. If the height of the convex body is too small, there is a risk that the close contact will not be sufficiently released.

凸状体の形状は任意であるが、円柱状、半球状、円錐状、台地状、土手状、各種幾何学形状等から適宜選択して形成することができるが、凸状体によって弾性体層が面方向で分断される形状とする場合は、それぞれの分断された領域に吸引のための孔を形成することが好ましく、複数の基板を保持する場合、選択的に密着を解除することも可能である。また、弾性体中の空気を吸引して密着を解除した際の基板と密着保持層とが触れる形状は、点または線に近いことが好ましく、このようにするため凸状体の形状は半球状、円錐状、多角錐状として、頂部の面積をできるだけ小さいものとすることが好ましい。 Although the shape of the convex body is arbitrary, it can be formed by appropriately selecting from a cylindrical shape, hemispherical shape, conical shape, plateau shape, bank shape, various geometric shapes, etc. When the shape is divided in the surface direction, it is preferable to form a hole for suction in each divided area. When holding a plurality of substrates, it is possible to selectively release the adhesion. It is. Further, it is preferable that the shape that the substrate and the adhesion holding layer come into contact with when the adhesion is released by sucking air in the elastic body is close to a point or a line. It is preferable to make the area of the top as small as possible in a conical shape or a polygonal pyramid shape.

凸状体の形成割合は、密着保持しようとする基板の大きさにより決定することができ、具体的には、基板１枚に対して最低１個の凸状体が存在すればよく、好ましくは１０個以上の凸部が形成されることがよい。逆に凸状体の割合が多すぎると密着保持層が凸状体に追従しきれなくなる恐れがあるので、面方向における凸状体の平均間隔を凸状体の投影径または幅以上、好ましくは投影径または幅の２倍以上とすることがよい。 The formation ratio of the convex bodies can be determined by the size of the substrate to be closely held, and specifically, it is sufficient that at least one convex body exists for one substrate, preferably Ten or more protrusions may be formed. Conversely, if the proportion of the convex bodies is too large, the adhesion holding layer may not be able to follow the convex bodies, so the average interval of the convex bodies in the surface direction is larger than the projected diameter or width of the convex bodies, preferably The projected diameter or width is preferably twice or more.

上記において、基板保持具１を製造する場合には、まず、支持体５、１５を成形する。多孔質の材料を使用する場合には孔６、１６はすでに形成されているので加工により形成する必要はないが、そうでない場合には、ドリル等を用い、孔６、１６を形成する。孔を形成する位置は、後に形成する弾性体層３、１３の連続気泡と連通する箇所とすればよく、複数箇所を孔加工し、少なくとも１つの孔が結果的に弾性体層３、１３の連続気泡と連通すればよい。 In the above, when manufacturing the substrate holder 1, first, the support bodies 5 and 15 are shape | molded. If a porous material is used, the holes 6 and 16 are already formed and need not be formed by processing. If not, the holes 6 and 16 are formed using a drill or the like. The position where the hole is formed may be a place communicating with the open cells of the elastic layers 3 and 13 to be formed later, and a plurality of holes are drilled so that at least one hole is formed in the elastic layers 3 and 13 as a result. What is necessary is just to communicate with an open cell.

支持体５、１５は、必要に応じ、表面を研磨して平面性を向上させることもできる。 If necessary, the supports 5 and 15 can be polished to improve the flatness.

支持体１５上には凸状体１４を形成する。凸状体１４の形成にあたっては、スクリーン印刷等の方法により形成することも可能であり、また、支持体１５表面を切削加工することで凸状体を削り出すことも可能である。切削加工は、フライス、放電加工、サンドブラスト等適当な方法を採用することができる。 A convex body 14 is formed on the support 15. The convex body 14 can be formed by a method such as screen printing, and the convex body can be cut out by cutting the surface of the support 15. For the cutting process, an appropriate method such as milling, electric discharge machining, or sand blasting can be employed.

支持体５上に、スペーサー４を含んだ弾性体層３を形成するには、発泡剤、スペーサーを含んだ発泡ゴム成形材料を用い、この材料を支持体５に直接重ね合わせ、発泡させてもよいし、予めスペーサーを内包させた発泡シートを別途作製し、これを、孔６を塞がないように接着剤を塗布して貼り合せる方法が採用可能である。発泡した弾性層３中の気泡を連続状態とするためには発泡割合を約９０%以上と著しく大きくするか、発泡後に加圧、せん断等の機械的ストレスを加えることにより気泡隔壁を破壊する方法が採用可能である。 In order to form the elastic body layer 3 including the spacer 4 on the support 5, a foamed rubber molding material including a foaming agent and a spacer is used, and this material is directly superimposed on the support 5 and foamed. Alternatively, it is possible to adopt a method in which a foam sheet in which a spacer is encapsulated in advance is separately prepared, and an adhesive is applied and bonded so as not to block the hole 6. In order to keep the bubbles in the foamed elastic layer 3 in a continuous state, the foaming ratio is remarkably increased to about 90% or more, or the foamed partition walls are destroyed by applying mechanical stress such as pressure and shear after foaming. Can be adopted.

支持体１５上への弾性層１３の形成は、上述の弾性層３を形成した材料で、スペーサーを含まないものを、同様の製法で形成することができる。 The elastic layer 13 can be formed on the support 15 by using the same material as the above-described elastic layer 3 and not including a spacer, by the same manufacturing method.

密着保持層２、１２を弾性体層３、１３上に形成するには、乾燥あるいは硬化してゴム状となる液状エラストマー材料を弾性体層３、１３に直接塗布して密着保持層２、１２とする方法や、予め所定の厚さの密着保持層を別途作製しておき、接着剤を用いて弾性体層３、１３に貼り合せる方法が採用される。 In order to form the adhesion holding layers 2 and 12 on the elastic layers 3 and 13, a liquid elastomer material that is dried or cured to become a rubber-like material is directly applied to the elastic layers 3 and 13, and the adhesion holding layers 2 and 12 are formed. Or a method in which an adhesion holding layer having a predetermined thickness is separately prepared and bonded to the elastic layers 3 and 13 using an adhesive.

液状エラストマー材料を弾性体層３、１３に直接塗布して密着保持層２、１２とする場合は、弾性体層に塗布した後、液状エラストマー材料が未硬化の状態でＰＥＴフィルム、ＯＰＰフィルム等の適当なセパレータを張り合わせ、プレス加工した後にセパレータを剥離、除去することで、セパレータの有する表面が転写し、前述した表面粗さ特性を有し、平面性の高い密着保持面を形成することが可能である。 When the liquid elastomer material is directly applied to the elastic layers 3 and 13 to form the adhesion holding layers 2 and 12, the liquid elastomer material is uncured after being applied to the elastic layer, such as a PET film or an OPP film. By peeling and removing the separator after pasting and pressing an appropriate separator, the surface of the separator can be transferred to form the adhesion holding surface with the above-mentioned surface roughness characteristics and high flatness. It is.

予め密着保持層を別途作製する場合には、ＰＥＴフィルム、ＯＰＰフィルム等の適当なセパレータ上に密着保持層２、１２を形成し、プレス加工により弾性体層３、１３に貼り合せ、セパレータを剥離、除去することで、前述した表面粗さ特性を有し、平面性の高い密着保持面を形成することが可能である。 When the adhesion holding layer is separately prepared in advance, the adhesion holding layers 2 and 12 are formed on an appropriate separator such as a PET film or an OPP film, and are bonded to the elastic body layers 3 and 13 by pressing, and the separator is peeled off. By removing, it is possible to form an adhesion holding surface having the above-described surface roughness characteristics and high flatness.

弾性層３、１３、密着保持層２、１２を、支持体５、１５上に形成する工程は、別々の工程とすることもできるし、同時に行うことも可能である。 The process of forming the elastic layers 3 and 13 and the adhesion holding layers 2 and 12 on the supports 5 and 15 can be separate processes or simultaneously.

次に、本発明の実施例を説明する。 Next, examples of the present invention will be described.

支持体５を作製する材料として、厚さ５ｍｍ、３００ｍｍ□のフェノール樹脂板を準備した。面方向に対して垂直な、直径φ１.０ｍｍの孔６を、縦横ピッチ２０ｍｍで等間隔に縦１４個×横１４個で計１９６個、ドリルによって設けた。次いで、このフェノール樹脂板の両面を各々約０．２５ｍｍ研磨し、ＪＩＳＢ０６２１に規定される平面度１０μm以下に仕上げ、支持体５とした。 As a material for producing the support 5, a phenol resin plate having a thickness of 5 mm and 300 mm □ was prepared. A total of 196 holes (vertical 14 × width 14 in total) 196 holes 6 having a diameter φ of 1.0 mm perpendicular to the surface direction and having a vertical and horizontal pitch of 20 mm were provided by a drill. Subsequently, both sides of this phenol resin plate were each polished by about 0.25 mm, finished to a flatness of 10 μm or less as defined in JIS B0621, and used as a support 5.

信越化学工業製発泡性シリコーンゴム「ＫＥ−５２１」１００質量部に対し、粒径０．７ｍｍのガラスビーズ２３．４質量部を添加し、これをフッ素樹脂製の離型フィルム上に、ガラスビーズの無い部分の厚さが０．４ｍｍとなるように塗布し、６０℃で発泡、硬化させ、厚さ１．２ｍｍの発泡ゴムシートを得た。この発泡ゴムシートを、ＪＩＳＡ硬度８０、厚さ１０ｍｍの一対のゴムニップロール間を、線圧１ｋｇ／ｃｍで３回通過させ、気泡を連泡化した。次いで、両面を約０．１ｍｍずつ研磨してスキン層を除去し、寸法を厚さ１．０ｍｍ、２９０ｍｍ×２９０ｍｍに整え、スペーサー４を内包した弾性体層３を得た。このときのスペーサーの存在割合は、１ｃｍ^２当り約２５個であった。 Add 23.4 parts by mass of 0.7 mm glass beads to 100 parts by mass of Shin-Etsu Chemical's expandable silicone rubber “KE-521”, and place them on a fluororesin mold release film. It was applied so that the thickness of the portion having no thickness was 0.4 mm, and foamed and cured at 60 ° C. to obtain a foamed rubber sheet having a thickness of 1.2 mm. The foamed rubber sheet was passed through a pair of rubber nip rolls having a JIS A hardness of 80 and a thickness of 10 mm three times at a linear pressure of 1 kg / cm to form bubbles continuously. Next, both sides were polished by about 0.1 mm to remove the skin layer, the dimensions were adjusted to a thickness of 1.0 mm, 290 mm × 290 mm, and an elastic body layer 3 including a spacer 4 was obtained. At this time, the spacer was present at a ratio of about 25 per 1 cm ² .

信越化学工業製シリコーンゴム「ＫＥ６７」を、支持体５の片面に、中央部の２９０ｍｍ□領域に孔６を避けて厚さ０．０５ｍｍとなるようにスクリーン印刷法により塗布し、スペーサー４を内包した弾性体層３を、位置を合わせて貼り合せ、プレス機にて、圧力５ｋｇ／ｃｍ^２で５０℃３０分間加圧し、接着固定した。 Silicone rubber “KE67” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. is applied to one side of the support 5 by a screen printing method so as to avoid the hole 6 in the 290 mm □ area in the center, and the spacer 4 is included. The obtained elastic body layer 3 was bonded together at the same position, and pressed and fixed with a press at a pressure of 5 kg / cm ² at 50 ° C. for 30 minutes.

フッ素樹脂製の離型フィルム上に、信越化学工業製シリコーンゴム「ＫＥ６６ＳＥ」を、厚さ０．２ｍｍとなるように塗布し、１２０℃のオーブンで１０分間加熱して硬化させ、寸法を３００ｍｍ□に整え、密着保持層２を作製した。 A silicone rubber “KE66SE” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. is applied onto a release film made of fluororesin so as to have a thickness of 0.2 mm, and cured by heating in an oven at 120 ° C. for 10 minutes, and the dimensions are 300 mm □. The adhesion holding layer 2 was prepared.

密着保持層２に、信越化学工業製シリコーンゴム「ＫＥ６７」を、厚さ０．０５ｍｍとなるように塗布し、弾性体３全体を覆い、四辺（幅５ｍｍ）を支持体５に接するように重ね合わせ、該四辺部分に厚さ０．８ｍｍのアルミニウム製の板を載置して、プレス機で全体を加圧し、５０℃で３０分間処理した後、密着保持層２からフッ素樹脂製の離型フィルムを剥離して、本発明の基板保持具１を得た。 A silicone rubber “KE67” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. is applied to the adhesion holding layer 2 so as to have a thickness of 0.05 mm, covers the entire elastic body 3, and is overlapped so that the four sides (width 5 mm) are in contact with the support body 5. In addition, an aluminum plate having a thickness of 0.8 mm is placed on the four sides, the whole is pressurized with a press machine, treated at 50 ° C. for 30 minutes, and then released from the adhesive holding layer 2 by a fluororesin. The film was peeled off to obtain the substrate holder 1 of the present invention.

こうして得られた基板保持具１のほぼ中央に、８インチのシリコンウエハを静かに置いたところ、自重のみでシリコンウエハは固定され、逆さまにしても基板（シリコンウエハ）２０が剥がれ落ちることはなかった。 When an 8-inch silicon wafer was gently placed in the center of the substrate holder 1 obtained in this manner, the silicon wafer was fixed only by its own weight, and the substrate (silicon wafer) 20 was not peeled off even when turned upside down. It was.

次に、３００ｍｍ□、幅５ｍｍのステンレス製枠体の中央に、２９０ｍｍ□のステンレスメッシュを備え、これが高さ２０ｍｍで中空構造の直方体の天面として構成され、吸引用のチューブとその先に真空ポンプが連結された吸引テーブル７を用意し、この上に上記のシリコンウエハ２０を密着させた基板保持具１を載置し、−０．０８７０ＭＰａで吸引したところ、弾性体３及び密着保持層２は直ちに変形し、シリコンウエハ２０の密着は解除され、シリコンウエハの自重＋１０ｇの力でシリコンウエハを取り外すことができた。 Next, a stainless steel frame of 290 mm □ is provided at the center of a 300 mm □, 5 mm wide stainless steel frame, which is configured as a top surface of a rectangular parallelepiped with a height of 20 mm. A suction table 7 to which a pump is connected is prepared, and the substrate holder 1 having the silicon wafer 20 adhered thereto is placed on the suction table 7 and sucked at −0.0870 MPa. As a result, the elastic body 3 and the adhesion retaining layer 2 are obtained. Was immediately deformed, the adhesion of the silicon wafer 20 was released, and the silicon wafer could be removed by the force of the silicon wafer's own weight + 10 g.

また、同様の密着固定、密着解除取り外しの操作を１，０００回繰り返したが、密着保持、密着解除に性能の劣化は認められなかった。 Further, the same operation of fixing and releasing contact was repeated 1,000 times, but no deterioration in performance was observed in holding and releasing contact.

支持体１５を作製する材料として、厚さ５ｍｍ、３００ｍｍ□のフェノール樹脂板を準備した。このフェノール樹脂板の片面に、フライス加工により、高さ０．８ｍｍ、頂角６０度の四角錐形の凸状体１４を、縦横ピッチ４ｍｍで中央部２９０ｍｍ□の領域に形成し、凸状体１４を備えた支持体１５を得た。 As a material for producing the support 15, a phenol resin plate having a thickness of 5 mm and 300 mm □ was prepared. On one side of this phenolic resin plate, a quadrangular pyramid-shaped convex body 14 having a height of 0.8 mm and an apex angle of 60 degrees is formed in a region of a central portion of 290 mm □ by vertical and horizontal pitches by milling. A support 15 with 14 was obtained.

支持体１５の凸状体１４を形成した領域に、信越化学工業製発泡シリコーンゴム「ＫＥ−５２１」を、凸状体底面からの厚さが１．０ｍｍとなるように塗布し、６０℃で発泡、硬化させ、次いで、厚さ１０ｍｍ、ＪＩＳＡ硬度８０のゴムシートを重ね合わせて、５０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力を加えて気泡を連泡化し、凸状体１４の頂点から０．２ｍｍの高さまで発泡したゴムを削り、弾性体層１３を形成した。 The foamed silicone rubber “KE-521” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. is applied to the region of the support 15 where the convex body 14 is formed, so that the thickness from the bottom of the convex body is 1.0 mm, and at 60 ° C. After foaming and curing, a rubber sheet having a thickness of 10 mm and a JIS A hardness of 80 is overlapped, and a pressure of 50 kg / cm ² is applied to make bubbles open, and a height of 0.2 mm from the top of the convex body 14 The foamed rubber was scraped to form an elastic body layer 13.

弾性体層１３を形成した面とは反対側の面から、ドリルにより縦横ピッチ２０ｍｍで等間隔に縦１４個×横１４個で計１９６個、面方向に対して垂直な、直径φ１.０ｍｍの孔１６を設けた。この際、支持体１５と弾性層１４の境界面に形成されたスキン層は、ドリル加工により同時に除去した。 From the surface opposite to the surface on which the elastic layer 13 is formed, a diameter of φ1.0 mm, perpendicular to the surface direction, is 196 in total by 14 by 14 by 14 drills at a vertical and horizontal pitch with a vertical and horizontal pitch. Hole 16 was provided. At this time, the skin layer formed on the interface between the support 15 and the elastic layer 14 was simultaneously removed by drilling.

フッ素樹脂製の離型フィルム上に、信越化学工業製シリコーンゴム「ＫＥ６６ＳＥ」を、厚さ０．２ｍｍとなるように塗布し、１２０℃のオーブンで１０分間加熱して硬化させ、寸法を３００ｍｍ□に整え、密着保持層１２を作製した。 A silicone rubber “KE66SE” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. is applied onto a release film made of fluororesin so as to have a thickness of 0.2 mm, and cured by heating in an oven at 120 ° C. for 10 minutes, and the dimensions are 300 mm □. The adhesion holding layer 12 was prepared.

密着保持層１２に、信越化学工業製シリコーンゴム「ＫＥ６７」を、厚さ０．０５ｍｍとなるように塗布し、弾性体１３全体を覆い、四辺（幅５ｍｍ）を支持体１５に接するように重ね合わせ、該四辺部分に厚さ０．９ｍｍのアルミニウム製の板を載置して、プレス機で全体を加圧し、５０℃で３０分間処理した後、密着保持層１２からフッ素樹脂製の離型フィルムを剥離して、本発明の基板保持具１１を得た。 A silicone rubber “KE67” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. is applied to the adhesion holding layer 12 so as to have a thickness of 0.05 mm, covers the entire elastic body 13, and is overlapped so that the four sides (width 5 mm) are in contact with the support body 15. In addition, an aluminum plate having a thickness of 0.9 mm is placed on the four sides, the whole is pressurized with a press machine, treated at 50 ° C. for 30 minutes, and then released from the adhesive holding layer 12 by a fluororesin. The film was peeled off to obtain the substrate holder 11 of the present invention.

こうして得られた基板保持具１１のほぼ中央に、８インチのシリコンウエハを静かに置いたところ、自重のみでシリコンウエハは固定され、逆さまにしても基板（シリコンウエハ）２０が剥がれ落ちることはなかった。 When an 8-inch silicon wafer was gently placed in the center of the substrate holder 11 thus obtained, the silicon wafer was fixed only by its own weight, and the substrate (silicon wafer) 20 was not peeled off even when turned upside down. It was.

次に、実施例１で使用した吸引テーブル７を用意し、この上に上記のシリコンウエハ２０を密着させた基板保持具１１を載置し、−０．０８７０ＭＰａで吸引したところ、弾性体１３及び密着保持層１２は直ちに凸状体１４に追従して変形し、シリコンウエハ２０の密着は解除され、シリコンウエハの自重＋８ｇの力でシリコンウエハを取り外すことができた。 Next, the suction table 7 used in Example 1 was prepared, and the substrate holder 11 having the silicon wafer 20 adhered thereto was placed thereon and sucked at −0.0870 MPa. The adhesion holding layer 12 immediately deformed following the convex body 14, the adhesion of the silicon wafer 20 was released, and the silicon wafer could be removed by the force of the silicon wafer's own weight + 8 g.

本発明に係る基板保持具の一実施形態を示す模式断面説明図である。It is a schematic cross section explanatory view showing one embodiment of a substrate holder concerning the present invention. 本発明に係る基板保持具の実施形態において基板の密着解除状態を示す模式断面説明図である。It is a schematic cross section explanatory drawing which shows the adhesion release state of a board | substrate in embodiment of the board | substrate holder which concerns on this invention. 本発明に係る基板保持具の他の実施形態を示す模式断面説明図である。It is a schematic cross section explanatory drawing which shows other embodiment of the board | substrate holder which concerns on this invention. 本発明に係る基板保持具の実施形態において基板の密着解除状態を示す模式断面説明図である。It is a schematic cross section explanatory drawing which shows the adhesion release state of a board | substrate in embodiment of the board | substrate holder which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１、１１基板保持具
２、１２密着保持層
３、１３弾性層
４スペーサー
１４凸状体
５、１５支持体
６、１６孔
７吸引テーブル
８、１８空隙
２０基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11 Substrate holder 2, 12 Adhesion holding layer 3, 13 Elastic layer 4 Spacer 14 Convex body 5, 15 Support body 6, 16 Hole 7 Suction table 8, 18 Gap 20 Substrate

Claims

基板を密着保持する基板保持具であって、支持体と、該支持体上に形成された連続気泡を有する弾性体層と、該弾性体層上に形成された密着保持層とからなり、前記支持体は前記弾性体層の連続気泡と連通する孔を有し、前記弾性体層はスペーサーを内包していることを特徴とする基板保持具。 A substrate holder for tightly holding a substrate, comprising a support, an elastic layer having open cells formed on the support, and a close-contact holding layer formed on the elastic layer, The substrate holder according to claim 1, wherein the support has a hole communicating with the open cells of the elastic layer, and the elastic layer includes a spacer.

基板を密着保持する基板保持具であって、支持体と、該支持体上に形成された凸状体と、該凸状体を形成した支持体上に形成された、連続気泡を有する弾性体層と、該弾性体層上に形成された密着保持層とからなり、前記支持体は前記弾性体層の連続気泡と連通する孔を有しているものであることを特徴とする基板保持具。 A substrate holder for tightly holding a substrate, comprising a support, a convex body formed on the support, and an elastic body having open cells formed on the support on which the convex body is formed. A substrate holder comprising: a layer; and an adhesion holding layer formed on the elastic layer, wherein the support has a hole communicating with the open cells of the elastic layer. .