JPH0847835A - 真空チャックの吸着板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多孔質体で形成され、切削加工により吸着面
が形成される吸着板の吸着面の平坦度を向上することが
できる真空チャックの吸着板を提供することにある。 【構成】 平均粒子径が１００μｍである三フッ化樹脂
粒子材から製造された多孔質体である焼結三フッ化樹脂
にて吸着板１を形成し、この吸着板１の外周部にシリコ
ンゴム５を吸引により注入して非通気層２を形成した。
この非通気層２の吸着板１の径方向の長さは約１００μ
ｍとした。シリコンゴム５のヤング率は焼結三フッ化樹
脂のヤング率のほぼ１００分の１である。この吸着板１
の吸着面側を平面切削して吸着面１ａを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空チャックの吸着板
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、真空チャックの吸着板として、表
裏両面に連通する多数の透孔を有する多孔質体を板状に
形成したものが知られている。そして、この吸着板の一
方の面から空気を吸引することにより他方の面にシリコ
ンウェハ等の被吸着物を吸着するようにしている。この
多孔質体の材料としては、例えば、銅、アルミニウム、
ステンレス、フッ素樹脂等が使用されている。そして、
吸着板は、これらの材料の微細粒子を圧縮成形・加熱焼
結することにより得られる多孔質体から形成される。こ
のような吸着板２１は、図３に示すように、チャック板
２２に嵌着され、そのチャック板２２はチャック本体２
３に固定される。この際、吸着板２１の外周部の封止は
以下のように２つの方法がある。

【０００３】例えば、焼結銅、焼結アルミニウム、焼結
ステンレス等にて形成された吸着板２１は、図３に示す
ように、一面側に円柱状の凹部が形成されたチャック板
２２の凹部内に収容される。このチャック板２２は例え
ば銅、アルミニウム、ステンレス等で形成されている。
このタイプの吸着板２１の外周面はチャック板２２の凹
部内周面にて封止される。この状態で吸着板２１の吸着
面側がチャック板２２とともにフライス用カッタで平面
切削されて吸着面２１ａが形成される。即ち、吸着板２
１の吸着面側がチャック板２２の吸着面側とともに切削
され、両者が同一平面とされる。

【０００４】又、焼結フッ素樹脂にて形成された吸着板
２４は、図５に示すように、円板状に形成されたチャッ
ク板２５の一面側に固定される。このタイプの吸着板２
５の外周部には、外周面全体にエポキシ樹脂等の合成樹
脂の塗布、又は、チャック板２４外周部への合成樹脂の
注入により非通気層２４Ａが形成される。そして、この
非通気層２４Ａにより吸着板２４の外周面の封止が行わ
れ、内周部が吸着を行う吸着部２４Ｂとして形成され
る。この状態で吸着板２４の吸着面側が平面切削されて
吸着面２４ａが形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
吸着板２１の吸着面側を平面切削すると、吸着板２１と
チャック板２２のそれぞれの切削により形成される面の
高さが異なってしまう場合があった。又、同様に、後者
の吸着板２４の吸着面側を平面切削すると、吸着部２４
Ｂと非通気層２４Ａのそれぞれの切削により形成される
面の高さが異なってしまう場合がある。即ち、前者の吸
着板２１の場合は、図３，４に示すように、吸着板２１
の吸着面２１ａがチャック板２２の吸着面側よりも飛び
出したり、反対に、チャック板２２の吸着面側が吸着板
２１の吸着面２１ａよりも飛び出したりする。又、後者
の吸着板２４の場合は、非通気層２４Ａが吸着部２４Ｂ
よりも飛び出す。これは、吸着板２１とチャック板２
２、又は、吸着部２４Ｂと非通気層２４Ａのそれぞれの
ヤング率・硬度の相違に、切削速度・切り込み量等の切
削条件が加わることにより生じる。この結果、吸着板２
１，２４の吸着面２１ａ、２４ａについて高い平坦度が
得られなかった。

【０００６】このような吸着板２１，２４を備えた真空
チャックを、例えば半導体集積回路製造工程でシリコン
ウェハにフォトレジストをスピンコートするスピンコー
タの回転ヘッド、ＣＶＤ装置・スパッタリング装置のチ
ャック装置に使用すると、ウェハが平坦な状態で吸着さ
れない。この結果、ウェハ上に形成される薄膜の厚さが
不均一になる。従って、このウェハから製造される半導
体集積回路のばらつきが大きくなっていた。又、液晶デ
ィスプレイ（ＬＣＤ）のガラス基板に薄膜を形成する場
合にも、同様に、均一な膜厚が得られなかった。

【０００７】又、ヤング率の低い焼結フッ素樹脂のみに
て形成された吸着部２４Ｂとヤング率の高いエポキシ樹
脂等の注入により形成された非通気層２４Ａとではヤン
グ率が異なる。従って、仮に、吸着板２４の吸着面２４
ａに高い平坦度が得られても、薄いシリコンウェハを吸
着した場合、吸着部２４Ｂと非通気層２４Ａの変形量が
異なるためシリコンウェハが変形してしまう。

【０００８】あるいは、シリコンウェハ、ガラス基板に
精密写植を行う場合、ウェハ等が平坦に吸着固定されて
いないと正確な焦点が得られないため、製造される製品
のばらつきの原因になっていた。又、吸着板上のウェハ
・ガラス基板を加熱する際にも、均一な温度分布が得ら
れないため、均一な厚さの薄膜を形成することができな
かった。

【０００９】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は多孔質体で形成され、切
削加工により吸着面が形成される吸着板の吸着面の平坦
度を向上することができる真空チャックの吸着板を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、表裏両面に連通する多数
の透孔を有する多孔質体にて形成された吸着板の外周部
に封止材料を注入して空気の流通を遮断する非通気層を
形成し、吸着板の一方の面から空気を吸引することによ
り他方の面に被吸着物を吸着する真空チャックの吸着板
において、封止材料のヤング率を、形成した非通気層の
ヤング率が多孔質体のヤング率とほぼ同等になるよう
に、多孔質体のヤング率に対して十分に小さいヤング率
とした。

【００１１】又、請求項２に記載の発明は、請求項１に
記載の真空チャックの吸着板において、多孔質体は焼結
フッ素樹脂にて形成し、封止材料はシリコン樹脂とし
た。又、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の真
空チャックの吸着板において、多孔質体は焼結金属にて
形成し、封止材料はエポキシ樹脂とした。

【００１２】

【作用】従って、請求項１に記載の発明によれば、吸着
板の外周部に形成される非通気層のヤング率が吸着板を
形成した多孔質体のヤング率とほぼ同等になる。即ち、
形成された非通気層のヤング率が吸着板の非通気層以外
の部分のヤング率とほぼ同等になる。この結果、吸着板
の切削時に刃物が通過する面に対する非通気層及び非通
気層以外の部分のそれぞれの実際に形成される切削面の
ずれがほぼ同等になる。

【００１３】又、請求項２に記載の発明によれば、請求
項１に記載の発明の作用に加えて、吸着板が硬度が低い
焼結フッ素樹脂にて形成されるため、吸着時に被吸着物
が柔軟に保持される。

【００１４】又、請求項３に記載の発明によれば、請求
項１に記載の発明の作用に加えて、吸着部の剛性が高い
ため、被吸着部の吸着による吸着板の変形が防止され
る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１，
２に従って説明する。吸着板１を以下のように形成す
る。平均粒径がほぼ１００μｍである三フッ化樹脂の粒
子材を成形金型に充填し、圧縮成形・加熱焼結すること
により多孔質体としての焼結三フッ化樹脂からなる吸着
板１の原型を成形する。この原型を所定の形状に切削し
て吸着板１を形成する。本実施例では、この多孔質体内
部に形成された透孔の平均直径はほぼ１００μｍであ
り、気孔率は４２％である。又、焼結三フッ化樹脂のヤ
ング率は、ほぼ４０ｋｇ／ｍｍ² である。

【００１６】次に、吸着板１の外周部に非通気層２を形
成する。先ず、図２に示すように、吸着板１を、円板状
の注入治具３の中央部に形成された収容孔３ａ内に収容
する。この際、吸着板１の下面を収容孔３ａの底部に密
着させる。さらに、この吸着板１の上面に遮蔽板４を密
着させて固定する。次に、収容孔３ａと吸着板１の間に
シリコン樹脂５を注入し、収容孔３ａの底部に形成され
た吸引口３ｂから空気を吸引する。この吸引により吸着
板１の外周部内にシリコン樹脂５を注入する。本実施例
では、シリコン樹脂５を外周部に注入して吸着板１の径
方向の長さでほぼ１００μｍの長さの非通気層２を形成
した。従って、吸着板１の非通気層２以外の部分が表裏
間で空気を流通する吸着部６になる。尚、シリコン樹脂
のヤング率は、焼結三フッ化樹脂のほぼ１００分の１で
ある。この吸着板をアルミニウムにて円板状に形成され
たチャック板７の上面に接着固定した。

【００１７】吸着板１がチャック板７に完全に固定され
た後、吸着板１の吸着面側をフライス用カッタで平面切
削して吸着面１ａを形成する。切削は、荒切削・中切削
及び仕上げ切削からなっている。先ず、荒切削では、吸
着板１の吸着面側をほぼ１０μｍの切り込み量で数回切
削する。この荒切削により、吸着面側の比較的大きい凹
凸を除去する。中切削では、徐々に切り込み量を小さく
しながら数回切削する。中切削では、切削面にある透孔
部分に発生するバリの大きさが徐々に小さくなる。最後
に仕上げ切削として、ほぼ１μｍの切り込み量で切削す
る。この仕上げ切削により、最終的に吸着面１ａが形成
される。以上のようにして形成された吸着面１ａの平坦
度を測定した結果、非通気層２の吸着部６に対する飛び
出し量を０〜０．２μｍとすることができた。尚、従
来、本実施例と同じ製造方法で形成した焼結三フッ化樹
脂の吸着板１の外周部にエポキシ樹脂を注入して非通気
層２を形成し、本実施例と同じ平面切削により形成した
吸着面１ａにおける非通気層２の吸着部６に対する飛び
出し量は２〜１０μｍであった。

【００１８】以上のように本実施例では、吸着板１を焼
結三フッ化樹脂にて形成し、非通気層２を焼結三フッ化
樹脂のヤング率のほぼ１００分の１のヤング率を有する
シリコン樹脂５の注入により形成した。そして、このシ
リコン樹脂５の注入により形成される非通気層２の吸着
部６に対するヤング率の増加を無視できる程度とした。
即ち、吸着板１の非通気層２と吸着部６のそれぞれのヤ
ング率をほぼ同等とした。この結果、平面切削により形
成される吸着面１ａにおける非通気層２と吸着部６の段
差を従来よりも著しく小さい０〜０．２μｍとすること
ができた。従って、吸着面１ａの平坦度を従来よりも著
しく高くすることができる。

【００１９】又、吸着板１の吸着部６と非通気層２のヤ
ング率がほぼ同等になるため、シリコンウェハ等の薄い
ワークを吸着した場合でも吸着面１ａの平坦度が失われ
ることはない。

【００２０】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、以下のように構成することもできる。 （１） 吸着板１を形成する多孔質材は、焼結三フッ化
樹脂に限らず、その他、例えば、四フッ化樹脂、ナイロ
ン樹脂、ポリアセタール樹脂等の合成樹脂の焼結体とし
てもよい。又、シリコン樹脂の代わりに、同じくヤング
率が前記合成樹脂のほぼ１００分の１であるニトリルゴ
ムとしてもよい。

【００２１】（２） 吸着板１を形成する多孔質体を焼
結銅、焼結アルミニウム、焼結ステンレス等の金属材料
としてもよい。この場合、封止材料としては、例えば、
ヤング率が金属材料の多孔質体のほぼ１００分の１であ
るエポキシ樹脂、フェノール樹脂等の合成樹脂を使用す
ることができる。即ち、シリコン樹脂よりもヤング率が
高い材料を使用することができる。

【００２２】（２） 三フッ化樹脂の平均粒径、透孔の
平均直径は適宜変更してもよい。 （３） 形成する非通気層２の吸着板１の径方向の長さ
は適宜変更してもよい。

【００２３】（４） 吸着板１の外周部へシリコン樹脂
５を吸引により注入する代わりに、自然な浸透により注
入して非通気層２を形成するようにしてもよい。尚、こ
の明細書において、発明の構成に係る手段及び部材は、
以下のように定義されるものとする。

【００２４】（１） 透孔とは、吸着板を形成する材料
中に多数形成され、この空間が互いに繋がることにより
吸着板の表裏面間に空気を流通させる空間を意味する。 （２） 封止材料とは、空気を流通させる多数の透孔を
有する多孔質体にて形成された吸着板の外周部に注入さ
れて外周部の両側間における空気の流通を遮断する非通
気層を形成する材料を意味し、エポキシ樹脂・フェノー
ル樹脂等の熱硬化性樹脂に限らず、シリコン樹脂・ニト
リルゴム等のエラストマーを含むものとする。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、多孔質体で形成され、切削加工により吸
着面が形成される吸着板の吸着面の平坦度を向上するこ
とができる。

【００２６】又、請求項２に記載の発明によれば、上記
の効果に加えて、被吸着物の吸着による損傷を防止する
ことができる。又、請求項３に記載の発明によれば、請
求項１に記載の発明の効果に加えて、被吸着物を変形さ
せることなく吸着することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施例を具体化した一実施例の吸着板を示
す断面図である。

【図２】 吸着板の外周部にシリコン樹脂を吸引により
注入する様子を示す模式図である。

【図３】 従来例の吸着板を示す断面図である。

【図４】 同じく、吸着板の断面図である。

【図５】 同じく、吸着板の断面図である。

【符号の説明】

１…吸着板、２…非通気層、５…封止材料としてのシリ
コン樹脂。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表裏両面に連通する多数の透孔を有する
   多孔質体にて形成された吸着板（１）の外周部に封止材
   料（５）を注入して空気の流通を遮断する非通気層
   （２）を形成し、吸着板（１）の一方の面から空気を吸
   引することにより他方の面に被吸着物を吸着する真空チ
   ャックの吸着板において、 封止材料（５）のヤング率を、形成した非通気層（２）
   のヤング率が多孔質体のヤング率とほぼ同等になるよう
   に、多孔質体のヤング率に対して十分小さなヤング率と
   した真空チャックの吸着板。
2. 【請求項２】 請求項１の真空チャックの吸着板におい
   て、 多孔質体は焼結フッ素樹脂にて形成し、封止材料（５）
   はシリコン樹脂とした真空チャックの吸着板。
3. 【請求項３】 請求項１の真空チャックの吸着板におい
   て、 多孔質体は焼結金属にて形成し、封止材料（５）はエポ
   キシ樹脂とした真空チャックの吸着板。