JP6198622B2 - Silica ventilation - Google Patents
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Description
この発明はシリカ通気体に関し、特に、光透過性と流体透過性を有するシリカ通気体に関する。 The present invention relates to a silica ventilation body, and more particularly to a silica ventilation body having light permeability and fluid permeability.
例えば、セラミックスや金属の精密加工、ＭＥＭＳやＬＥＤの製造分野において、真空チャックのように、光透過性と流体透過性を有する部材が用いられている。
このように、光透過性と流体透過性を有する真空チャックが用いられるのは、例えば、被加工物を吸引保持して被加工物の加工を行い、被加工物の吸引保持状態を維持しつつ、引き続いて被加工物の下方から光を照射することにより、微細なピンホールやウエハのエッジの状態等の検査を視覚的に行うためである。
For example, in the field of precision processing of ceramics and metals, and manufacturing fields of MEMS and LEDs, members having light permeability and fluid permeability are used, such as vacuum chucks.
As described above, the vacuum chuck having light permeability and fluid permeability is used, for example, by processing the workpiece by sucking and holding the workpiece and maintaining the suction holding state of the workpiece. This is because, by subsequently irradiating light from below the workpiece, the inspection of the state of minute pinholes and wafer edges is visually performed.
本出願人は、このような光透過性と流体透過性を有する部材として、特許文献１において、シリカ粒子の焼結体からなる真空チャック用シリカ多孔体を提案している。 The present applicant has proposed a porous silica for vacuum chuck made of a sintered body of silica particles in Patent Document 1 as a member having such light permeability and fluid permeability.
この真空チャック用シリカ多孔体は、平均粒子径が５〜３００μｍ、かつ、粒子分布幅が前記平均粒子径の±５０％以内にあるシリカ粒子の焼結体から形成されている。また、このシリカ多孔体は、気孔径が１〜１００μｍ、気孔率が５〜４５％、見掛け密度が２．１ｇ／ｃｍ３以上であり、断面における気孔の平均径が、該断面におけるシリカ粒子の平均粒子径の１／１２以上３／４以下に構成され、波長３５０〜７５０ｎｍの光の反射率が８０％以上に形成されている。 The porous silica for vacuum chuck is formed from a sintered body of silica particles having an average particle diameter of 5 to 300 μm and a particle distribution width within ± 50% of the average particle diameter. The porous silica has a pore diameter of 1 to 100 μm, a porosity of 5 to 45%, an apparent density of 2.1 g / cm 3 or more, and an average pore diameter in a cross section of the silica particles in the cross section. The average particle diameter is 1/12 or more and 3/4 or less, and the reflectance of light having a wavelength of 350 to 750 nm is formed to be 80% or more.
このようなシリカ多孔体を、例えば真空チャックに用いた場合には、被加工物を吸引保持して被加工物の加工を行い、被加工物の吸引保持状態を維持しつつ、引き続いて被加工物の下方から光を照射することにより、被加工物の検査等を行うことができる。 When such a porous silica material is used in, for example, a vacuum chuck, the workpiece is sucked and held to process the workpiece, and the workpiece is sucked and held while maintaining the workpiece. By irradiating light from below the object, inspection of the workpiece can be performed.
ところで、前記真空チャック用シリカ多孔体にあっては、光の反射率が８０％以上であり、前記シリカ多孔体を直線透過する光が少ないために、例えば、微細なピンホールや被加工物のエッジ等の状態を精度よく、かつ容易に識別することができ難い場合があるという技術的課題があった。
この技術的課題を解決するために、前記シリカ多孔体の厚さを薄くすることによって、光透過量を増大させることができる。
しかしながら、被加工物を吸着した際、前記シリカ多孔体の厚さが薄いために前記シリカ多孔体（真空チャック）自体が変形し、加工精度が低下するという技術的課題があった。
By the way, in the silica porous body for vacuum chuck, since the reflectance of light is 80% or more, and there is little light that passes through the silica porous body in a straight line, for example, fine pinholes and workpieces There is a technical problem that it may be difficult to accurately and easily identify the state of an edge or the like.
In order to solve this technical problem, the amount of light transmission can be increased by reducing the thickness of the porous silica.
However, when the workpiece is adsorbed, there is a technical problem that the silica porous body (vacuum chuck) itself is deformed because the thickness of the silica porous body is thin, and the processing accuracy is lowered.
これを解決する一つの手段として、板状の透明なシリカガラス体にドリル等の機械加工を行い、前記シリカガラス体に貫通孔を形成し、前記貫通孔を流体透過部とすることが考えられる。
この場合、透明なシリカガラス体であるために、所定の機械的強度を有すると共に、光透過量を増大させることができる。
As one means for solving this, it is considered that a plate-like transparent silica glass body is machined by a drill or the like to form a through-hole in the silica glass body, and the through-hole is used as a fluid permeable portion. .
In this case, since it is a transparent silica glass body, it has a predetermined mechanical strength and can increase the amount of light transmission.
しかしながら、前記貫通孔はドリル等の機械加工によって形成されるため、必然的に流体透過部の大きさには下限（ドリル径）があり、小径の流体透過部を形成することができないという技術的課題がある。
また前記貫通孔の間隔を狭くし、多数の流体透過部を形成する場合には、板状のシリカガラス体に多数の貫通孔を形成しなければならず、加工に要する時間が長くなるという新たな技術的課題を招来するものである。
However, since the through hole is formed by machining such as a drill, there is inevitably a lower limit (drill diameter) in the size of the fluid permeable portion, and a small diameter fluid permeable portion cannot be formed. There are challenges.
In addition, when the interval between the through holes is narrowed to form a large number of fluid permeable portions, a large number of through holes must be formed in the plate-like silica glass body, which increases the time required for processing. Presents major technical challenges.
本発明は、前記したような状況に鑑みてなされたものであり、優れた光透過性を有すると共に、微細な流体透過部によって優れた流体透過性を有するシリカ通気体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the situation as described above, and has an object to provide a silica ventilation body having excellent light permeability and excellent fluid permeability by a fine fluid transmission portion. To do.
前記した課題を解決するためになされた本発明にかかるシリカ通気体は、一端面から他端面にわたり、同一方向に貫通する隙間が複数形成され、前記隙間によって流体を流通させ物体を吸引保持するシリカ通気体であって、透明なシリカガラスからなる複数の柱状体が、前記柱状体の軸線が同一方向になるように配置されると共に複数の柱状体が一体化され、前記複数の柱状体の両端面が前記一端面及び他端面を形成し、かつ、複数の柱状体において隣り合う前記柱状体の周面間に、前記柱状体の軸線と同一方向に貫通する隙間が複数形成され、前記複数の柱状体によって少なくとも光が透過すると共に、前記隙間によって流体を流通させ、物体を一端面に吸引保持することを特徴としている。 The silica ventilation body according to the present invention, which has been made to solve the above-mentioned problems, has a plurality of gaps penetrating in the same direction from one end surface to the other end surface, and is used to circulate fluid through the gaps and suck and hold objects. A plurality of columnar bodies made of transparent silica glass are arranged so that the axis of the columnar bodies are in the same direction, and the plurality of columnar bodies are integrated , and both ends of the plurality of columnar bodies A plurality of gaps penetrating in the same direction as the axis of the columnar body are formed between the peripheral surfaces of the columnar bodies that are adjacent to each other in the plurality of columnar bodies. with at least light is transmitted by the columnar body, the gap thus was circulated fluid, and characterized by sucking and holding the object on one end face.
このように、透明なシリカガラスからなる複数の柱状体が、前記柱状体の軸線が同一方向になるように配置されているため、照射された光は前記柱状体を通して透過されるため、優れた光透過性を有する。
また、複数の柱状体が一体化されているため、機械的強度を向上させることができる。
更に柱状体の周面間に、前記柱状体の軸線と同一方向に貫通する隙間が形成されているため、この隙間を流体透過部とすることにより、優れた流体透過性を有する。
尚、前記流体透過性は、空気のような気体のみならず、液体の透過性を含むものである。
As described above, since the plurality of columnar bodies made of transparent silica glass are arranged so that the axes of the columnar bodies are in the same direction, the irradiated light is transmitted through the columnar bodies, which is excellent. It has optical transparency.
In addition, since the plurality of columnar bodies are integrated, the mechanical strength can be improved.
Furthermore, since a gap penetrating in the same direction as the axis of the columnar body is formed between the peripheral surfaces of the columnar bodies, the fluid permeation portion provides excellent fluid permeability.
The fluid permeability includes not only gas such as air but also liquid permeability.
ここで、前記複数の柱状体及び前記隙間が、一端面から他端面にわたり連続的に形成されていることが望ましい。
このように、前記複数の柱状体が一端面から他端面にわたり連続的に形成されている場合には、光の減衰を抑制でき、優れた光透過性を有する。また、前記隙間が一端面から他端面にわたり連続的に形成されているため、圧損を抑制でき、優れた流体透過性を有する。
Here, it is desirable that the plurality of columnar bodies and the gaps are continuously formed from one end surface to the other end surface.
As described above, when the plurality of columnar bodies are continuously formed from one end surface to the other end surface, the attenuation of light can be suppressed, and the light transmittance is excellent. Moreover, since the said clearance gap is continuously formed from one end surface to the other end surface, pressure loss can be suppressed and it has the outstanding fluid permeability.
ここで、前記複数の柱状体の軸線方向の直線透過率が５０％以上、密度が２．０ｇ／ｃｍ３以上であることが望ましい。
前記直線透過率が５０％未満の場合、検査等において光を照射した際、光の透過量が不十分となり、正確な検査を行うことができない。また、照射した光のエネルギーが熱として吸収されるため、その熱によりシリカ通気体が変形する虞があり好ましくない。
尚、直線透過率とは、表面反射や散乱光を除いた光の透過率を意味している。
Here, it is desirable that the linear transmittance in the axial direction of the plurality of columnar bodies is 50% or more and the density is 2.0 g / cm 3 or more.
When the linear transmittance is less than 50%, when light is irradiated in inspection or the like, the amount of transmitted light becomes insufficient, and an accurate inspection cannot be performed. Moreover, since the energy of the irradiated light is absorbed as heat, the silica ventilation body may be deformed by the heat, which is not preferable.
The linear transmittance means the transmittance of light excluding surface reflection and scattered light.
また、前記複数の柱状体が無垢の柱状体、あるいは中心部に貫通孔を有する管状の柱状体であることが望ましい。
複数の柱状体が無垢の柱状体である場合には、前記柱状体は光を透過する光透過性の機能のみを有し、中心部に貫通孔を有する管状の柱状体である場合には、光透過性及び流体を通す流体透過性の機能を有する。
The plurality of columnar bodies are preferably solid columnar bodies or tubular columnar bodies having a through-hole in the center.
When the plurality of columnar bodies are solid columnar bodies, the columnar body has only a light-transmitting function of transmitting light, and when the columnar body is a tubular columnar body having a through hole at the center, It has functions of light permeability and fluid permeability that allows fluid to pass through.
また、前記柱状体の軸線と直交する平面における前記隙間の形状が、前記隙間内側に突出した複数の円弧状部もしくは屈曲形状部が接続された形状であることが望ましい。
前記隙間が前記隙間内側に突出した複数の円弧状部もしくは屈曲形状部が接続された形状である場合、例えば、前記隙間外側に突出した複数の円弧状部が接続された形状（円形状）の隙間から吸引する場合に比べて、吸引する領域が拡がるため、吸引による被加工物の変形を抑制することができる。
Moreover, it is preferable that the shape of the gap in a plane orthogonal to the axis of the columnar body is a shape in which a plurality of arc-shaped portions or bent portions protruding inside the gap are connected.
In the case where the gap is a shape in which a plurality of arcuate portions or bent shape portions protruding to the inside of the gap are connected, for example, a shape (circular shape) in which a plurality of arcuate portions protruding to the outside of the gap is connected Compared to the case of suction from the gap, the area to be sucked expands, so that deformation of the workpiece due to suction can be suppressed.
また、前記複数の柱状体の一体化は、柱状体の周面同士が接合されることにより固着され、あるいは前記隙間に形成されたシリカ質の多孔質体によって、柱状体の周面が固着されていることによってなされていることが望ましい。前記隙間にシリカ質の多孔体を形成した場合、吸引による被加工物や被加工物保持部材の変形を抑制することができる。 Further, the integration of the plurality of columnar bodies is fixed by joining the peripheral surfaces of the columnar bodies, or the peripheral surface of the columnar bodies is fixed by a siliceous porous body formed in the gap. It is desirable that it is done by doing. When a siliceous porous body is formed in the gap, deformation of the workpiece and the workpiece holding member due to suction can be suppressed.
また、前記シリカ質の多孔質体は気孔率が１０％以上５０％以下であることが望ましい。
前記隙間に形成されたシリカ質の多孔質体の気孔率が１０％未満の場合には、１０％未満であると圧損が大きくなり吸着の際に負荷が大きくなり、優れた流体透過性を得ることができない。また多孔質体の気孔率が５０％を超える場合には、シリカ粒子同士の結合が弱いため粒子の脱落などの問題が生じるため好ましくない。
The siliceous porous body preferably has a porosity of 10% to 50%.
In the case where the porosity of the siliceous porous body formed in the gap is less than 10%, if it is less than 10%, the pressure loss increases and the load increases during the adsorption, thereby obtaining excellent fluid permeability. I can't. In addition, when the porosity of the porous body is more than 50%, the bonding between the silica particles is weak, which causes problems such as dropping of the particles.
本発明によれば、優れた光透過性を有すると共に、微細な流体透過部によって優れた流体透過性を有するシリカ通気体を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a silica ventilation body having excellent light permeability and excellent fluid permeability by a fine fluid transmission portion.
本発明にかかる実施形態について図１乃至図３に基づいて説明する。
本発明にかかるシリカ通気体１は、シリカガラスからなる複数の柱状体２が、前記柱状体１の軸線Ｌが同一方向になるように配置される。
これら柱状体１は、隣り合う柱状体２が固着され、隣り合う前記柱状体２の周面間に、前記柱状体２の軸線と同一方向に貫通する隙間３が複数形成されている。
An embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
In the silica ventilation body 1 according to the present invention, a plurality of
In these columnar bodies 1, adjacent
また、前記複数の柱状体２及び前記隙間３は、シリカ通気体１の一端面１ａから他端面１ｂにわたり連続的に形成されている。尚、前記柱状体１は、１本の連続したシリカガラスである必要はなく、前記柱状体１が軸線方向に複数配置され、光が連続的に透過するものであっても良い。
但し、前記複数の柱状体２が、一端面１ａから他端面１ｂにわたり連続的に形成されている場合には、光の減衰を抑制でき、優れた光透過性を有する。
The plurality of
However, when the plurality of
また、前記隙間３がシリカ通気体１の一端面１ａから他端面１ｂにわたり連続的に形成されている。
このように、前記前記隙間３が、シリカ通気体１の一端面１ａから他端面１ｂにわたり連続的に形成されている場合には、圧損をより抑制でき、優れた流体透過性を有する。
The
Thus, when the said gap |
前記シリカガラスからなる複数の柱状体２としては、前記軸線方向の直線透過率が５０％以上、密度が２．０ｇ／ｃｍ３以上のものが用いられる。
前記柱状体２の軸線方向の直線透過率が５０％未満、密度が２．０ｇ／ｃｍ３以下の場合には、光透過性が劣り、検査等で使用した際、認識度が低下するため、好ましくない。好ましくは、複数の柱状体２の直線透過率が８０％以上、密度が２．１５ｇ／ｃｍ３以上であることが望ましい。
As the plurality of
When the linear transmittance in the axial direction of the
また、前記柱状体２のシリカガラス内部に含まれるＯＨ基濃度は１００ｗｔ・ｐｐｍ以下が望ましい。１００ｗｔ・ｐｐｍを超えると軟化点が下がってしまうため、前記柱状体２を加熱し、一体化する際、変形が生じる虞がある。好ましくは、ＯＨ基濃度が１０ｗｔ・ｐｐｍ以下であり、より好ましくは、５ｗｔ・ｐｐｍ以下が良い。
The OH group concentration contained in the silica glass of the
また、シリカガラスからなる複数の柱状体２の断面形状（軸線Ｌに対して直交する面の形状）は、柱状体２同士を密に配置した際に、隙間３が形成される形状であれば良い。例えば、円形、楕円形、５角形および７角形以上の多角形が好ましい。
前記柱状体２の断面形状が、三角形、四角形、六角形の場合には、複数の柱状体２を配置した際、隣り合う柱状体２の周面同士が密着し、隙間が形成されないため、好ましくない。
In addition, the cross-sectional shape (the shape of the surface orthogonal to the axis L) of the plurality of
In the case where the cross-sectional shape of the
また、図２に示すように、シリカガラスからなる複数の柱状体２の断面形状が円形、楕円形である場合、柱状体の軸線と直交する平面における隙間３の断面形状は、前記隙間内側に突出した複数の円弧状部２ａ，２ｂ，２ｃが接続された形状に形成される。
尚、前記隙間３の断面形状は前記円弧状（円弧状部）以外に、隙間内側に突出した複数の直線が接続された屈曲状（屈曲形状部）に形成しても良い。
In addition, as shown in FIG. 2, when the cross-sectional shape of the plurality of
The cross-sectional shape of the
このように、前記隙間３が隙間内側に突出した複数の円弧状部２ａ，２ｂ，２ｃが接続された形状である場合、例えば、図２の点線で示す同一面積を有する円形状（隙間外側に突出した複数の円弧状部が接続された形状）の隙間３Ａに比べて、被加工物を吸引する平面領域（Ｘ、Ｙ，Ｚ方向の長さ）を拡大することができ、吸引による被加工物の変形を抑制することができる。
特に、薄いシート状の保持部材を介して対象物を吸引、保持した場合、隙間３が円形状の場合には、前記隙間３部分に変形が生じる易いため、隙間３を隙間内側に突出した複数の円弧状部２ａ，２ｂ，２ｃが接続された形状とすることは有効である。
In this way, when the
In particular, when the object is sucked and held through a thin sheet-like holding member, when the
また、前記複数の柱状体２は、無垢の柱状体、あるいは中心部に貫通孔を有する管状の柱状体であっても良い。なお、管状の柱状体である場合は、貫通孔内をシリカ質の多孔質体で充填する。
また、柱状体２が均一な断面形状（柱状体２の軸線Ｌと直交する平面における断面形状）を有し、同一の径を有している場合には、隣り合う前記柱状体２の周面間に形成される隙間３は同一の形状、同一寸法に形成されるため、シリカ通気体１の表面全面に、均一な流体透過部（隙間）３を形成することができる。
Further, the plurality of
When the
また、前記隙間３、即ち、流体透過部は、柱状体２の断面形状の径（柱状体の軸線と直交する平面における断面形状の大きさ）を大きくすることにより、柱状体２の軸線Ｌと直交する平面における、一つ当たりの流体透過部（隙間）３の面積を大きくすることができる。
一方、柱状体２の断面形状の径（柱状体の軸線と直交する平面における形状の大きさ）を小さくすることにより、柱状体の軸線と直交する平面における、一つ当たりの流体透過部３の面積を小さくすることができる。
したがって、流体の流量等を考慮して、柱状体２の断面形状の径を適宜選択することにより、流体透過部３の面積を選択することができる。
尚、異なる柱状体２を混在させることにより、柱状体２の軸線と直交する平面における流体透過部３の大きさ（面積）を変えることができる。
Further, the
On the other hand, by reducing the diameter of the cross-sectional shape of the columnar body 2 (the size of the shape in the plane orthogonal to the axis of the columnar body), the permeation of the
Therefore, the area of the fluid
In addition, the size (area) of the fluid permeation |
また、隣り合う柱状体２の固着は、柱状体を加熱、溶融して接着（接合）しても良い。あるいは、隣り合う柱状体２の周面に、焼成によってシリカとなる接着剤（例えば、ＴＥＯＳ：オルトケイ酸テトラエチルなどオルトケイ酸類を含むスラリー）を塗布、接着し、その後、焼成することによって柱状体同士を接着（接合）しても良い。
Further, the adhering
一方、前記隙間３（流体透過部）にシリカ質の多孔質体を形成する場合には、前記接着剤（例えば、ＴＥＯＳ：オルトケイ酸テトラエチルなどオルトケイ酸類を含むスラリー）にシリカ粒子を含有させ、柱状体２を接着（接合）し、その後、焼成することによって隙間３（流体透過部）にシリカ質の多孔質体を形成しても良い。
この場合、図３に示すように、前記隙間３に形成されたシリカ質の多孔質体４によって、柱状体２の周面が固着され、複数の柱状部２は一体化する。
On the other hand, when a siliceous porous body is formed in the gap 3 (fluid permeation section), silica particles are contained in the adhesive (for example, TEOS: slurry containing orthosilicate such as tetraethyl orthosilicate) to form a columnar shape. A siliceous porous body may be formed in the gap 3 (fluid permeation portion) by bonding (bonding) the
In this case, as shown in FIG. 3, the peripheral surface of the
尚、前記隙間３（流体透過部）にシリカ質の多孔質体４を形成した場合は、光透過性が低下する虞があるが、前記柱状体２の側面からの光拡散により、従来のシリカ多孔体よりも散乱後の光量が大きくなる。
そのため、隙間３（流体透過部）にシリカ質の多孔質体４を形成した場合であっても、柱状体２の軸線方向の厚さを厚くすることができる。
しかも、シリカ通気体１にシリカ質の多孔質体４が形成されているため、前記隙間３（流体透過部）が空隙の場合比べて、シリカ通気体１の機械的強度をより増すことができ、耐変形性を有しながら、単位面積当たりの光透過量が高く、流体透過性を有するシリカ通気体１を得ることができる。
In addition, when the siliceous
Therefore, even when the siliceous
Moreover, since the siliceous
前記シリカ多孔体は、気孔率が１０％以上５０％以下であることが望ましい。前記気孔率が１０％未満であると圧損が大きくなり吸着の際に負荷が大きくなる。一方、前記気孔率が５０％を超える場合には、シリカ粒子同士の結合が弱いため、シリカ粒子の脱落などの弊害が生じ、好ましくない。 The porous silica preferably has a porosity of 10% to 50%. If the porosity is less than 10%, the pressure loss increases and the load increases during adsorption. On the other hand, when the porosity exceeds 50%, the silica particles are weakly bonded to each other, which causes problems such as dropping off of the silica particles.
シリカ通気体１は、曲げ強度で３０ＭＰａ以上の強度を有することが望ましい。
シリカ通気体１の表面に被加工物を載置し吸引した場合、シリカ通気体１の強度が３０ＭＰａ未満では破損に至る虞があり、望ましくは６０ＭＰａ以上の強度が必要である。
The silica ventilation body 1 desirably has a bending strength of 30 MPa or more.
When a workpiece is placed on the surface of the silica ventilation body 1 and sucked, the silica ventilation body 1 may be damaged if the strength of the silica ventilation body 1 is less than 30 MPa, and desirably a strength of 60 MPa or more is required.
次に、上記したようなシリカ通気体を製作する一例を示す。
まず、直径１．５ｍｍのシリカガラス棒（柱状体）を長さ２０ｍｍに切り揃え、多数のシリカガラス棒を所定形状、例えば矩形形状の型内に立てて敷き詰める。
そして、前記型内に、例えば、ＴＥＯＳ等のオルトケイ酸類、純水、酸類などから構成されるスラリーを流し込み、所定の温度で焼成することによって、前記シリカガラス棒（柱状体）同士が固着した状態のシリカ通気体ができる。
このシリカ通気体は、使用目的、使用用途に応じて、所定の厚さに切断され、また研磨加工等で所定の表面状態に加工される。
Next, an example of manufacturing the silica ventilation body as described above will be shown.
First, a silica glass rod (columnar body) having a diameter of 1.5 mm is cut and aligned to a length of 20 mm, and a large number of silica glass rods are laid in a predetermined shape, for example, a rectangular shape.
Then, for example, a slurry composed of orthosilicates such as TEOS, pure water, acids, etc. is poured into the mold, and the silica glass rods (columnar bodies) are fixed to each other by firing at a predetermined temperature. A silica ventilation body can be formed.
This silica ventilation body is cut into a predetermined thickness according to the purpose of use and usage, and is processed into a predetermined surface state by polishing or the like.
以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明するが、本発明は、下記実施例により制限されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further more concretely based on an Example, this invention is not restrict | limited by the following Example.
（実施例１）
直径１．５ｍｍ、ＯＨ基濃度４０ｗｔ・ｐｐｍ、密度２．２ｇ／ｃｍ３、直線透過率９０％のシリカガラス無垢棒（柱状部）を長さ２０ｍｍに切り出し、直径１５０ｍｍの樹脂型にセットした。
ここにＴＥＯＳ、塩酸、純水からなるスラリーを流し込みこれを１２００℃で焼成したところ曲げ強度で４５ＭＰａのシリカ通気体が得られた。またこのシリカ通気体の流体透過性は、１００ｓｌｍ（１ａｔｏｍ、０℃における１分間の流量）であった。
Example 1
A solid silica glass rod (columnar portion) having a diameter of 1.5 mm, an OH group concentration of 40 wt · ppm, a density of 2.2 g / cm 3 , and a linear transmittance of 90% was cut into a length of 20 mm and set in a resin mold having a diameter of 150 mm.
A slurry consisting of TEOS, hydrochloric acid and pure water was poured into this and fired at 1200 ° C. to obtain a silica ventilation body having a bending strength of 45 MPa. The fluid permeability of the silica vent was 100 slm (1 atom, flow rate at 0 ° C. for 1 minute).
またシリカ通気体で、アルミナプレートを吸引保持し、水を使わずにアルミナプレートの研磨加工を行い、またアルミナプレートを吸引保持した状態で、直径０．１ｍｍの穴あけ加工を実施した。
その結果、前記シリカ通気体の温度は１５０度に達したが、加工終了後、アルミナプレート、シリカ通気体ともに破損等の問題は生じなかった。
更に、アルミナを吸着面に貼り付けたまま、前記シリカ通気体の下部より光を透過させ、ピンホールの状態やエッジのチッピングなどを確認した結果、適正な検査結果を確認することができた。
Further, the alumina plate was sucked and held with a silica vent, the alumina plate was polished without using water, and a drilling process with a diameter of 0.1 mm was performed with the alumina plate sucked and held.
As a result, the temperature of the silica ventilation body reached 150 ° C. However, after the completion of the processing, neither the alumina plate nor the silica ventilation body was damaged.
Further, light was transmitted from the lower part of the silica ventilation body with the alumina adhered to the adsorption surface, and the pinhole state and edge chipping were confirmed. As a result, an appropriate inspection result could be confirmed.
（実施例２）
直径３ｍｍ、ＯＨ基濃度１００ｗｔ・ｐｐｍ、密度２．１ｇ／ｃｍ３、直線透過率８５％のシリカガラス無垢棒（柱状部）を長さ２０ｍｍに切り出し、直径２００ｍｍの樹脂型にセットした。ここに、平均粒径２０μｍのシリカ粒子、ＴＥＯＳ、塩酸、純水からなるスラリーを流し込み、その後１２５０℃で焼成した。
得られたシリカ通気体の曲げ強度は６０ＭＰａ、多孔体部分の気孔率が３０％であった。またこのシリカ通気体の流体透過性は、３００ｓｌｍ（１ａｔｏｍ、０℃における１分間の流量）であった。
(Example 2)
A solid silica glass rod (columnar portion) having a diameter of 3 mm, an OH group concentration of 100 wt · ppm, a density of 2.1 g / cm 3 , and a linear transmittance of 85% was cut into a length of 20 mm and set in a resin mold having a diameter of 200 mm. A slurry composed of silica particles having an average particle diameter of 20 μm, TEOS, hydrochloric acid, and pure water was poured into the slurry, followed by firing at 1250 ° C.
The obtained silica ventilation body had a bending strength of 60 MPa, and the porosity of the porous body portion was 30%. Further, the fluid permeability of the silica ventilation body was 300 slm (1 atom, flow rate for 1 minute at 0 ° C.).
また、前記シリカ通気体でアルミナプレートを吸引保持し、水を使わずにアルミナの研磨加工を実施した。
その結果、シリカ通気体の温度は１２０度に達したが、加工終了後、シリコンウェーハ、シリカ通気体ともに破損等の問題は生じなかった。
更に、アルミナを吸着面に貼り付けたまま、前記シリカ通気体の下部より光を透過させ、アルミナ内部の欠陥などを確認することができた。
In addition, the alumina plate was sucked and held by the silica vent and the alumina was polished without using water.
As a result, the temperature of the silica ventilation body reached 120 ° C. However, the problems such as breakage of the silicon wafer and the silica ventilation body did not occur after the processing was completed.
Further, light was transmitted from the lower part of the silica ventilation body with the alumina adhered to the adsorption surface, and defects inside the alumina could be confirmed.
（実施例３）
直径３ｍｍ、ＯＨ基濃度３００ｗｔ・ｐｐｍ、密度２．１ｇ／ｃｍ３、直線透過率８５％のシリカガラス無垢棒（柱状部）を長さ２０ｍｍに切り出し、直径２００ｍｍの樹脂型にセットした。
ここにＴＥＯＳ、塩酸、純水からなるスラリーを流し込みこれを１２５０℃で焼成したところ曲げ強度で３０ＭＰａのシリカ通気体が得られた。またこのシリカ通気体の流体透過性は、８０ｓｌｍ（１ａｔｏｍ、０℃における１分間の流量）であった。
上記実施例１，２と比べると、流体透過性が８０ｓｌｍと低下することが認められた。これはシリカガラスからなる柱状部が変形し、隙間（流体透過部）が小さくなったためである。したがって、適切な隙間（流体透過部）を形成するためには、シリカガラスからなる柱状部のＯＨ基濃度は１００ｗｔ・ｐｐｍ以下が望ましいことが確認された。
(Example 3)
A solid silica glass rod (columnar portion) having a diameter of 3 mm, an OH group concentration of 300 wt · ppm, a density of 2.1 g / cm 3 , and a linear transmittance of 85% was cut into a length of 20 mm and set in a resin mold having a diameter of 200 mm.
A slurry consisting of TEOS, hydrochloric acid, and pure water was poured into this and baked at 1250 ° C. to obtain a silica vent with a bending strength of 30 MPa. Further, the fluid permeability of the silica ventilation body was 80 slm (1 atom, flow rate for 1 minute at 0 ° C.).
It was confirmed that the fluid permeability was reduced to 80 slm as compared with Examples 1 and 2 above. This is because the columnar portion made of silica glass is deformed and the gap (fluid permeation portion) is reduced. Therefore, in order to form an appropriate gap (fluid permeation part), it was confirmed that the OH group concentration of the columnar part made of silica glass is desirably 100 wt · ppm or less.
（実施例４）
直径３ｍｍ、ＯＨ基濃度１００ｗｔ・ｐｐｍ、密度２．１ｇ／ｃｍ３、直線透過率８５％のシリカガラス無垢棒（柱状部）と、直径１．５ｍｍ、ＯＨ基濃度３ｗｔ・ｐｐｍ、密度２．２ｇ／ｃｍ３、直線透過率９０％のシリカガラスパイプ（外径１．５ｍｍ、内径０．５ｍｍ）の貫通孔内に平均粒径１５μｍのシリカガラス粉末とＴＥＯＳ、塩酸、純水からなるスラリーを流し込み、これを１３００度で焼成して得た曲げ強度で７０ＭＰａの通気体（シリカ通気体）が充填したものを２０ｍｍの長さに切り出した。
そして、シリカガラス無垢棒（柱状部）とシリカガラスパイプを８：２の割合で混在させ、直径２００ｍｍの樹脂型にセットした。
ここにＴＥＯＳ、塩酸、純水からなるスラリーを流し込みこれを１２００℃で焼成したところ曲げ強度で４５ＭＰａのシリカ通気体が得られた。またこのシリカ通気体の流体透過性は、１５０ｓｌｍ（１ａｔｏｍ、０℃における１分間の流量）であった。
Example 4
Silica glass solid rod (columnar part) with a diameter of 3 mm, OH group concentration of 100 wt.ppm, density of 2.1 g / cm 3 and linear transmittance of 85%, diameter of 1.5 mm, OH group concentration of 3 wt.ppm, density of 2.2 g / Cm 3 , a slurry made of silica glass powder having an average particle diameter of 15 μm, TEOS, hydrochloric acid, and pure water is poured into a through hole of a silica glass pipe (outer diameter 1.5 mm, inner diameter 0.5 mm) having a linear transmittance of 90%. A material filled with a 70 MPa aeration body (silica aeration body) with a bending strength obtained by firing at 1300 degrees was cut into a length of 20 mm.
Then, a solid silica glass rod (columnar portion) and a silica glass pipe were mixed at a ratio of 8: 2, and set in a resin mold having a diameter of 200 mm.
A slurry consisting of TEOS, hydrochloric acid and pure water was poured into this and fired at 1200 ° C. to obtain a silica ventilation body having a bending strength of 45 MPa. Further, the fluid permeability of this silica ventilation body was 150 slm (1 atom, flow rate at 0 ° C. for 1 minute).
（実施例５）
直径１．５ｍｍ、ＯＨ基濃度５ｗｔ・ｐｐｍ、密度２．２ｇ／ｃｍ３、直線透過率９０％のシリカガラスパイプ（柱状体）を２０ｍｍの長さに切り出し直径２００ｍｍの樹脂型にセットした。
ここにＴＥＯＳ、塩酸、純水からなるスラリーを流し込みこれを１３００℃で焼成したところ曲げ強度で６０ＭＰａの吸着体（シリカ通気体）が得られた。またこのシリカ通気体の流体透過性は、１５０ｓｌｍ（１ａｔｏｍ、０℃における１分間の流量）であった。
この吸着体をチャンバー内にセットし、上部にフッ素系のガスを流して熱処理を行った。その際、吸着板下部より光を照射することで石英ガラスとガスの反応の様子を確認することができた。
(Example 5)
A silica glass pipe (columnar body) having a diameter of 1.5 mm, an OH group concentration of 5 wt · ppm, a density of 2.2 g / cm 3 , and a linear transmittance of 90% was cut into a length of 20 mm and set in a resin mold having a diameter of 200 mm.
A slurry consisting of TEOS, hydrochloric acid and pure water was poured into this and fired at 1300 ° C. to obtain an adsorbent (silica aeration body) having a bending strength of 60 MPa. Further, the fluid permeability of this silica ventilation body was 150 slm (1 atom, flow rate at 0 ° C. for 1 minute).
The adsorbent was set in a chamber, and a heat treatment was performed by flowing a fluorine-based gas in the upper part. At that time, it was possible to confirm the reaction between the quartz glass and the gas by irradiating light from the lower part of the adsorption plate.
（実施例６）
実施例４と同じ石英パイプに、平均粒径１５μｍのシリカガラス粉末とＴＥＯＳ、塩酸、純水からなるスラリーを流し込み、これを１３００度で焼成したところ、曲げ強度で７０ＭＰａの通気体（シリカ通気体）が得られた。またこのシリカ通気体の流体透過性は、６０ｓｌｍ（１ａｔｏｍ、０℃における１分間の流量）であった。
この通気体（シリカ通気体）に厚さ１００μｍのポリエチレンフィルムを吸着させたところ、微細な凹みもなく平面を保ったまま保持することができた。
(Example 6)
A slurry made of silica glass powder having an average particle size of 15 μm, TEOS, hydrochloric acid, and pure water was poured into the same quartz pipe as in Example 4, and fired at 1300 ° C. to obtain a 70 MPa aeration body (silica aeration body). )was gotten. Further, the fluid permeability of the silica ventilation body was 60 slm (1 atom, flow rate for 1 minute at 0 ° C.).
When a polyethylene film having a thickness of 100 μm was adsorbed to this air-permeable body (silica air-permeable body), it was possible to keep the surface while maintaining a flat surface without any fine dents.
本発明にかかるシリカ通気体は、真空チャック、シャワープレート等に好適に用いることができるほか、光を透過しつつも光の減衰、拡散が見られるため、光学的な拡散板にも使用することができる。 The silica vent according to the present invention can be suitably used for a vacuum chuck, a shower plate and the like, and also can be used for an optical diffusion plate because light is attenuated and diffused while transmitting light. Can do.
１ シリカ通気体
２ 柱状体
３ 隙間（流体透過部）
1
Claims (7)
透明なシリカガラスからなる複数の柱状体が、前記柱状体の軸線が同一方向になるように配置されると共に複数の柱状体が一体化され、前記複数の柱状体の両端面が前記一端面及び他端面を形成し、かつ、複数の柱状体において隣り合う前記柱状体の周面間に、前記柱状体の軸線と同一方向に貫通する隙間が複数形成され、
前記複数の柱状体によって少なくとも光が透過すると共に、前記隙間によって流体を流通させ、物体を一端面に吸引保持することを特徴するシリカ通気体。 A plurality of gaps penetrating in the same direction from one end face to the other end face, a silica ventilation body that circulates fluid through the gap and sucks and holds an object,
A plurality of columnar bodies made of transparent silica glass are arranged so that the axes of the columnar bodies are in the same direction and the plurality of columnar bodies are integrated , and both end surfaces of the plurality of columnar bodies are the one end surface and A plurality of gaps penetrating in the same direction as the axis of the columnar body are formed between the peripheral surfaces of the columnar bodies that form the other end surface and are adjacent to each other in the plurality of columnar bodies.
At least with light is transmitted, the allowed to flow gap Thus fluid, silica vent body, characterized in that the suction holding the object on one end face by said plurality of pillars.
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