(57)【要約】【課題】簡明な構成で効率的に気孔内のコンタミネーションを除去し得るポーラスチャックの洗浄手段を提供する。【解決手段】本発明を例示する態様はポーラスチャックの洗浄装置である。この洗浄装置は、ポーラスチャック８０を保持する保持部材１２と、ポーラスチャックの吸着面８１ａに対峙して配置され微粒化した液体を吸着面８１ａに噴射するノズル２６と、ノズル２６に供給する液体の流量が所定流量となるように制御する流量制御手段と、真空チャック８０を減圧する減圧手段３６とを備える。前記所定流量は、ポーラスチャックが減圧された状態で吸着面８１ａに液体をそのまま供給したときに吸着面全体が液体の膜に覆われて周囲にあふれ出るようになる流量よりも少量に設定される。【選択図】図５
2020092221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質の真空チャックを保持する保持部材と、
前記保持部材に保持された前記真空チャックの吸着面に対峙して配置され、微粒化した液体を前記吸着面に噴射するノズルと、
前記ノズルに供給する液体の流量が所定流量となるように制御する流量制御手段と、
前記真空チャックの背面を減圧する減圧手段とを備え、
前記所定流量は、前記減圧手段により前記背面が減圧された状態で前記吸着面に前記液体を微粒化せずに供給したときに前記吸着面全体が前記液体の膜に覆われて周囲にあふれ出るようになる流量よりも少量であることを特徴とする多孔質真空チャックの洗浄装置。
【請求項２】
前記微粒化した液体の粒径は、平均粒径が５０μｍ〜１５００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の多孔質真空チャックの洗浄装置。
【請求項３】
前記所定流量は、前記吸着面全体が前記液体の膜に覆われて周囲にあふれ出るようになる流量をＷofとしたときに、０．５０Ｗof〜０．９９Ｗofであることを特徴とする請求項１または２に記載の多孔質真空チャックの洗浄装置。
【請求項４】
多孔質の真空チャックの背面を減圧手段により減圧し、前記真空チャックの吸着面に対峙して配置されたノズルから微粒化した所定流量の液体を噴射して、前記真空チャックを洗浄する洗浄方法であって、
前記所定流量は、前記減圧手段により前記背面が減圧された状態で前記吸着面に前記液体を微粒化せずに供給したときに前記吸着面全体が前記液体の膜に覆われて周囲にあふれ出るようになる流量よりも少量であることを特徴とする多孔質真空チャックの洗浄方法。
【請求項５】
前記微粒化した液体の粒径は、平均粒径が５０μｍ〜１５００μｍであることを特徴とする請求項４に記載の多孔質真空チャックの洗浄方法。
【請求項６】
前記所定流量は、前記吸着面全体が前記液体の膜に覆われて周囲にあふれ出るようになる流量をＷofとしたときに、０．５０Ｗof〜０．９９Ｗofであることを特徴とする請求項４または５に記載の多孔質真空チャックの洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質真空チャックの洗浄装置および洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多孔質真空チャックは、ポーラスチャックとも称され、例えば半導体基板を加工する装置等において、半導体基板を吸着して固定保持するチャックとして広く用いられている。このような真空チャックは、半導体基板と接する吸着面に高い平面度が求められる。そのため多孔質真空チャックは製造時に吸着面を研削盤で平坦に研磨して所要の平面度に仕上げ、また一定期間ごとに吸着面を再研磨して所要の平面度を維持するようにして使用される。吸着面の研磨加工時にはチャック素材を主成分とする研磨屑が発生するが、研磨屑は大きさが気孔径よりも小さい微細なパーティクルであり、発生した研磨屑の一部は気孔に入り込んで内部に残留する。このような研磨屑や金属粉、化学物質が残留した状態で半導体基板を吸着すると、浮き上がった研磨屑等が半導体基板を汚染したり、研磨屑を噛み込んで基板裏面を傷つける虞がある。そのため気孔内に入り込んだ研磨屑等（以下、「コンタミネーション」という）を除去する洗浄作業が行われる。
【０００３】
気孔内に入り込んだコンタミネーションを除去する手段として、従来から種々の洗浄方法が行われ提案されている。例えば、多孔質真空チャックの吸着面に多量の水を流しながら背面を減圧して気孔内のコンタミネーションを背面側に洗い流す方法が広く行われている。逆に、多孔質真空チャックの背面側から加圧流体を供給して気孔内のコンタミネーションを吸着面側に噴出させる方法が提案されている（例えば特許文献１を参照）。また、多孔質真空チャックの吸着面に噴射ノズルから多量の純水を噴射して気孔内のコンタミネーションを背面側に洗い流す方法や、多孔質真空チャックの吸着面に噴射ノズルから高圧の水をジェット噴射して気孔内のコンタミネーションを吸着面側および背面側に噴出させる方法などが提案されている(例えば特許文献２，３を参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平１−２０５９５０号公報
【特許文献２】特開２００４−０９５７７１号公報
【特許文献３】特開２００８−３１１３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の洗浄方法には次のような問題があった。まず、コンタミネーションを洗い流すために多量（１０〜２０リットル/分）の水や純水等が使用されるところ、洗浄後の液体は微細なコンタミネーションを含むため再利用することが難しい。そのためチャック洗浄のために多量の水が消費されており、経済的な面や環境保護の面から課題となっていた。また、洗浄効果を確認するコンタミ確認テストでチャック背面にコンタミネーションが検出されない様にするにはチャック洗浄を複数回繰り返す必要があり、時間的にも経済的にも効率が低いという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような事情に鑑みて成されたものであり、簡明な構成で効率的に気孔内のコンタミネーションを除去し得る多孔質真空チャックの洗浄装置および洗浄方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明を例示する第１の形態は、多孔質真空チャックの洗浄装置である。この洗浄装置は、多孔質の真空チャックを保持する保持部材と、保持部材に保持された真空チャックの吸着面に対峙して配置され微粒化した液体を吸着面に噴射するノズルと、ノズルに供給する液体の流量が所定流量となるように制御する流量制御手段（例えば、実施形態におけるレギュレータ２３、流量調整弁２４等）と、真空チャックの背面を減圧する減圧手段（例えば、実施形態におけるエジェクタ３６等）とを備える。流量制御手段が制御する前記所定流量は、減圧手段により背面が減圧された状態で吸着面に液体を微粒化せずに供給したときに吸着面全体が液体の膜に覆われて周囲にあふれ出るようになる流量よりも少量に設定される。
【０００８】
なお、前記微粒化した液体の粒径は、平均粒径が５０μｍ〜１５００μｍとすることが好ましい。また前記所定流量は、吸着面全体が液体の膜に覆われて周囲にあふれ出るようになる流量をＷofとしたときに、０．５０Ｗof〜０．９９Ｗofとすることができる。
【０００９】
本発明を例示する第２の形態は、多孔質真空チャックの洗浄方法である。この洗浄方法は、多孔質の真空チャックの背面を減圧手段（例えば、実施形態におけるエジェクタ３６等）により減圧し、真空チャックの吸着面に対峙して配置されたノズルから微粒化した所定流量の液体を噴射して真空チャックを洗浄する。そのうえで、前記所定流量は、減圧手段により背面が減圧された状態で吸着面に液体を微粒化せずに供給したときに吸着面全体が液体の膜に覆われて周囲にあふれ出るようになる流量よりも少量に設定される。
【００１０】
なお、前記微粒化した液体の粒径は、平均粒径が５０μｍ〜１５００μｍとすることが好ましい。また前記所定流量は、吸着面全体が液体の膜に覆われて周囲にあふれ出るようになる流量をＷofとしたときに、０．５０Ｗof〜０．９９Ｗofとすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
第１の形態の洗浄装置によれば、簡明な構成且つ少量の液体で効率的に気孔内のコンタミネーションを除去可能な多孔質真空チャックの洗浄装置を提供することができる。
【００１２】
第２の形態の洗浄方法によれば、簡明な作業且つ少量の液体で効率的に気孔内のコンタミネーションを除去可能な多孔質真空チャックの洗浄方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】多孔質真空チャックの平面図である。
【図２】図１中のII−II矢視の断面図である。
【図３】図２中のIII−III矢視の断面図である。
【図４】排気孔の他の構成例を示す図２と同様の断面図である。
【図５】チャックの洗浄装置の概要を示すブロック図である。
【図６】チャック洗浄装置における保持部材の平面図である。
【図７】図６中のVII−VII矢視の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。本発明に係る多孔質真空チャックの洗浄装置（以下、「チャック洗浄装置」という）１の説明に先立ち、洗浄対象である多孔質真空チャック（以下、「ポーラスチャック」という）８０について、図１〜図３を参照して簡単に説明する。ここで、図１はポーラスチャック８０の平面図、図２は図１中のII−II矢視の断面図、図３は図２中のIII−III矢視の断面図である。
【００１５】
［ポーラスチャック］
各図に例示するポーラスチャック８０は、多数の気孔を有するポーラス板８１と、ポーラス板８１を固定保持するチャックボディ８２とからなり、直径と比較して厚さが薄い円盤状に形成される。ポーラス板８１は、所定粒径のセラミック粒子あるいは金属粒子をバインダーとともに所定密度で焼結し、これを適宜な形状寸法に加工することにより製作される。ポーラス板８１には、焼結された素材粒子の間を縫うようにして複雑な経路で表裏を貫通する多数の気孔が形成されており、この気孔を通って気体や液体が流通可能になっている。ポーラス板８１の材質や気孔径、気孔率等は、ポーラスチャックの用途や機能に応じて様々であるが、半導体基板を対象とするポーラスチャックでは、一般的に、平均気孔径が２〜１３０μｍ程度、気孔率が３０〜５０％程度のアルミナセラミック製のポーラス板が広く用いられている。
【００１６】
チャックボディ８２は、ポーラス板８１を固定保持する基材であり、上面側にはポーラス板８１の直径および板厚に合わせた凹状のポーラス板保持部８３が形成されている。ポーラス板保持部８３の上面には、中心を通って径方向に延びる排気溝８４ａが複数（図では直交方向に）形成され、これらの排気溝８４ａと繋がって周方向に延びる円環状の排気溝８４ｂが同心円上に複数形成されている。ポーラス板保持部８３の中心には、チャックボディ８２を表裏貫通する排気孔８５が形成されており、一端の開口８５ａが排気溝８４ａ，８４ａの交点に開口し、他端の開口８５ｂがチャックボディ８２の下面に開口している。これにより排気孔８５と排気溝８４ａ，８４ｂとが繋がってチャックボディ内に連通する排気路が形成される。チャックボディ８２は、ステンレス鋼やチタン合金、アルミ合金の棒材や板材を所要の形状寸法に機械加工して形成される。
【００１７】
ポーラス板８１は、チャックボディ８２のポーラス板保持部８３に嵌め込まれ、接着あるいはろう付け等の固定手段により固定される。これによりポーラス板８１は、背面のほぼ全体がポーラス板保持部８３の上面に支持されるとともに側面全体がポーラス板保持部８３の側面に支持され、チャックボディ８２に強固に且つ安定的に固定保持される。なお、図２には排気孔８５を排気溝８４ａ，８４ａの交点から下方に延びる直線状の孔とし、開口８５ｂがチャックボディ８２の下面に形成される構成を例示したが、図４に図２と同様の断面図を示すように、排気孔８５を断面視Ｌ字状の孔とし、開口８５ｂがチャックボディ８２の側面に形成されるような構成としても良い。ポーラスチャック８０が取り付けられる加工装置側には、排気孔８５と繋がって排気孔８５内の気体を排気し減圧する真空排気系が設けられている。
【００１８】
この様なポーラスチャック８０では、真空排気系により排気孔８５内の気体が排気されると、排気孔８５と繋がる排気溝８４ａ，８４ｂ内の気体も排気されて減圧され、ポーラス板８１の吸着面８１ａと背面８１ｂとの間に圧力差が生じる。そのため、吸着面８１ａに開口する気孔から空気が吸引され、ポーラス板８１の内部で連通する複雑な気孔経路を通って背面８１ｂに流れ、排気溝８４（８４ａ，８４ｂ）〜排気孔８５を通って排気される。吸着面８１ａに半導体基板等を載置した状態で真空排気すると、基板に覆われた気孔の圧力が減圧された状態になり、半導体基板等が真空吸着された状態で保持される。
【００１９】
さて、ポーラス板８１をチャックボディ８２に接着固定した段階では、吸着面８１ａの平面度は固体によって様々である。一方、半導体基板を精密加工する装置等では、例えば直径φ８インチのポーラスチャックで、吸着面８１ａに１〜１０μｍ程度の高い平面度が求められる。そのため、ポーラスチャック製造工程の終段で研削盤を用いて吸着面８１ａの研磨加工が行われる。またポーラスチャックを半導体基板の加工装置等で一定期間使用した後にも、気孔の目詰まり除去や摩耗した吸着面の平面度向上を目的として吸着面８１ａの研磨加工が行われる。
【００２０】
吸着面８１ａの研磨加工時には、ポーラス板８１の素材を主成分とする研磨屑が発生する。研磨屑は大きさが気孔径よりも小さい微細な固形物（粉体状のパーティクル）であり、発生した研磨屑の一部は周囲に流されることなく気孔内に侵入してポーラス板８１の内部に残留する。研磨屑が残留したポーラスチャックで半導体基板を吸着すると気孔から浮き上がった研磨屑が半導体基板を汚染したり、研磨屑を噛み込んで基板表面を傷つける虞がある。そのため、ポーラスチャック８０の出荷前や再研磨を行った後に、研磨屑を除去する洗浄作業が行われる。
【００２１】
［チャック洗浄装置］
図５にチャック洗浄装置１の概要構成をブロック図で示す。チャック洗浄装置１は、ポーラスチャック８０を所定位置に保持するチャック保持部１０と、チャック保持部１０に保持されたポーラスチャックの吸着面８１ａに液体を噴射する噴射回路２０と、チャック保持部１０に保持されたポーラスチャックの背面８１ｂを減圧しポーラス板８１を透過した気体および液体を排出させる排出回路３０と、作業者の操作に応じて各回路の作動を制御するコントローラ５０などを主体として構成される。
【００２２】
図５には、上記に加えて、チャック保持部１０に吸着保持されたポーラスチャック８０の取り外しを容易化する加圧回路４０と、チャック保持部１０を収容しノズルから噴射された水が周囲に飛散しないように周囲を囲む洗浄キャビネット６０を備えた構成を例示する。本実施形態では、噴射回路２０が噴射する液体の代表例として、水道水や純水、これらを適宜な温度に加熱したお湯などを含めた「水」を例示する。なお、図５では、水や空気等の流体の配管を実線で、電気的な配線を点線で示している。
【００２３】
チャック保持部１０は、ポーラスチャック８０を吸着保持する保持部材１２と、保持部材１２の高さ位置を調整設定するジャッキ１７とを備えて構成される。保持部材１２の平面図を図６に、図６中のVII−VII矢視の断面図を図７に示す。保持部材１２は、チャックボディ８２と同様の薄い円盤状をなし、保持部材１２の上面は平坦に加工されて、ポーラスチャック８０（チャックボディ８２）の下面を支持する円環状の保持面１２ａが形成されている。保持部材１２の上面中心部には、次述する排出孔１５よりも大径の有底円筒状のサクションポート１３が形成されている。保持部材１２の内部には、一端１５ａがサクションポート１３に開口し他端１５ｂが側面に開口する断面視Ｌ字状の排出孔１５が形成されている。また、保持部材１２の内部には、一端１６ａが保持面１２ａに開口し他端１６ｂが側面に開口する断面視Ｌ字状の加圧孔１６が形成されている。
【００２４】
ジャッキ１７は、保持部材１２の高さ位置を調整することでポーラスチャックのポーラス板８１と噴射回路のノズル２６との間隔を調整する手段であり、ノズル２６から噴出した水の微粒子が過不足なくポーラス板の吸着面８１ａ全面に到達するように高さ位置を設定する手段である。ノズル２６は、供給する水の圧力によって多少変化するが一般的には動作範囲での噴射角の変化は小さい。一方、洗浄対象となるポーラスチャック８０の大きさは様々であり、例えば直径φ６インチのポーラスチャックを洗浄対象とするときや、直径φ８インチのポーラスチャックを洗浄対象とするときなどがある。
【００２５】
直径φ６インチのポーラスチャック８０についてノズル２６から噴出した水微粒子が過不足なく吸着面８１ａ全面に到達するように設定した状態、換言すれば、ノズル２６から円錐状に噴射される水微粒子の噴射外径が吸着面８１ａの高さ位置で直径φ６インチよりわずかに大きい程度に設定した状態で、洗浄対象を直径φ８インチのポーラスチャック８０に変更しそのままノズル２６から水微粒子を噴射すれば、ポーラス板８１の外周部に幅１インチのリング状に水微粒子が噴射されない領域（不足領域）が生じる。
【００２６】
逆の場合（φ８インチ設定、φ６インチ噴射）では、ポーラス板８１の外縁よりも外側に幅１インチのリング状に洗浄に寄与しない水微粒子が噴射される領域（無効領域）が生じる。ジャッキ１７は、ノズル２６から噴出した水微粒子が過不足なく吸着面８１ａの全面に到達するようにする手段であり、ジャッキ１７を用いて保持部材１２を適切な高さ位置に調整設定することで、水微粒子が噴射されない不足領域や洗浄に寄与しない水微粒子が噴射される無効領域の発生を抑止することができる。
【００２７】
噴射回路２０は、チャック保持部１０に保持されたポーラスチャック（ポーラス板）の吸着面８１ａに対峙して配置され、微粒化した水を吸着面８１ａに噴射するノズル２６を主体として構成される。図５に例示する噴射回路２０は、ウォーターインレット２１に供給される水から異物を除去するフィルタ２２、異物が除去された水の圧力を調整設定するレギュレータ２３、ノズル２６に供給する水の流量を調整設定する流量調整弁２４、ノズル２６に供給する水の流れをオン／オフするソレノイドバルブ２５などを備えて構成される。
【００２８】
ノズル２６は、供給された水を微粒化してポーラスチャックの吸着面８１ａ全体に均一に噴射するフルコーンタイプの一流体ノズルである。ノズル２６から噴射する水の粒径は、使用するノズルの形態、供給する水の圧力、流量等によって異なるが、チャック洗浄装置１ではザウター平均での平均粒径が５０μｍ〜１５００μｍ程度のものを使用する。このような粒径の液体を噴射するノズルは、スプレーノズルやミストノズル、微細アトマイジングノズルなどと称される。
【００２９】
排出回路３０は、チャック保持部１０に保持されたポーラスチャック（ポーラス板）の背面８１ｂを減圧し、ポーラス板８１を透過した気体および液体を排出させる排出装置を主体として構成される。図５には、排出装置として、圧縮空気を利用して負圧を発生させるエジェクタ（真空発生器）３６を利用した構成を例示する。排出回路３０は、エアインレット３１に供給される圧縮空気からゴミや油分等を除去するフィルタ３２、ゴミや油分等が除去された圧縮空気の圧力を調整設定するレギュレータ３３、エジェクタ３６の供給ポート３６ａに供給する圧縮空気の流れをオン／オフするソレノイドバルブ３５などを備えて構成される。エジェクタ３６の吸引ポート３６ｂは保持部材１２に設けられた排出孔１５の開口１５ｂに接続され、エジェクタ３６の排出ポート３６ｃは排出口３７を介してタンク３９に接続される。
【００３０】
加圧回路４０は、チャック保持部１０に気体を供給して吸着保持されたポーラスチャック８０の取り外しを容易化する装置である。加圧回路４０は、排出回路３０におけるフィルタ３２の出力配管から分岐して設けられ、ゴミや油分等が除去された圧縮空気の圧力を低圧に調整設定するレギュレータ４３、圧縮空気の流量を調整設定する流量調整弁４４、圧縮空気の流れをオン／オフするソレノイドバルブ４５などを備えて構成される。ソレノイドバルブ４５の出力ポートは保持部材１２に設けられた加圧孔１６の開口１６ｂに接続される。
【００３１】
コントローラ５０は、作業者が操作する操作部５１と、作業者の操作に基づいて噴射回路２０、排出回路３０、加圧回路４０の作動を制御する作動制御部５５、チャック洗浄装置１の動作状況を示す表示部５２などが設けられている。
【００３２】
操作部５１には、チャック洗浄装置１を起動する電源スイッチ５１ａや、チャック保持部１０に載置したポーラスチャック８０の着脱操作を行うチャック着脱スイッチ５１ｂ、ポーラスチャック８０の洗浄操作を行う洗浄スイッチ５１ｃなどが設けられている。各スイッチは、トグルスイッチや、フートスイッチ、ボタンスイッチ等を用いることができ、例えばチャック着脱スイッチとしてフートスイッチ、洗浄スイッチとしてオルタネート式のボタンスイッチが例示される。操作部５１の出力は作動制御部５５の入力ポートに接続されており、作業者のスイッチ操作に応じた操作信号が操作部５１から作動制御部５５に出力される。
【００３３】
作動制御部５５には、予め設定された洗浄プログラムを記憶するメモリや、操作部や各部の検出器から出力される信号を受け入れる入力ポート、入力ポートに入力される信号に基づいて演算処理を行う処理回路、処理回路における演算処理に基づいてソレノイドバルブ等の駆動信号を生成する駆動回路、駆動回路で生成された駆動信号を出力する出力ポートなどが設けられている（何れも不図示）。作動制御部５５の出力ポートには、ソレノイドバルブ２５，３５，４５が接続されており、作動制御部５５は操作部５１から入力される操作信号に基づいた駆動信号をこれらのソレノイドバルブ２５，３５，４５に出力し、噴射回路２０、排出回路３０および加圧回路４０の作動を制御する。
【００３４】
洗浄キャビネット６０は、保持部１０が取り付けられる下部フレーム６１と、ノズル２６が取り付けられる上部フレーム６２を有する箱状に形成され、前後左右の側面にはノズル２６から噴射された水の飛散を防止しつつ内部が視認できるように、透明な樹脂材料製の窓６３が設けられている。また、上面には洗浄対象のポーラスチャック８０をキャビネット内に搬入し、洗浄後にキャビネットから搬出するための開閉扉（不図示）が設けられている。下部フレーム６１には洗浄キャビネット６０内に飛散した水を導出する導出口６６が設けられ、チューブおよび排水口６７を介してタンク３９に接続されている。以上のように構成されるチャック洗浄装置１について、以下ではその作動およびチャック洗浄装置１を用いたポーラスチャック８０の洗浄方法について説明する。
【００３５】
［チャック洗浄方法］
洗浄作業を行おうとする作業者は、洗浄対象のポーラスチャック８０の大きさに応じて洗浄キャビネット６０内の保持部材１２の高さ位置を予め調整設定する。操作部５１の電源スイッチ５１ａをオンとし、保持部材の保持面１２ａにポーラスチャック８０を載置し中央に位置合わせしてチャック着脱スイッチ５１ｂをオン（吸着）にする。
【００３６】
作動制御部５５は、チャック着脱スイッチ５１ｂからスイッチオンの操作信号が入力されたときに、当該操作信号に基づいてソレノイドバルブ３５をオンにする駆動信号を出力する。ソレノイドバルブ３５がオンになるとエアインレット３１に供給された圧縮空気がフィルタ３２、レギュレータ３３およびソレノイドバルブ３５を通り、レギュレータ３３で所定圧力に調整された圧縮空気がエジェクタ３６の供給ポート３６ａに供給される。供給ポート３６ａに供給された圧縮空気は、吸引ポート３６ｂに接続されたラインの空気を吸引して排出ポート３６ｃから排出される。
【００３７】
吸引ポート３６ｂには、保持部材の排出孔１５を介してポーラスチャックの排気孔８５が接続されており、排気孔８５の空気が排気されて減圧状態になる。その結果、大気圧との差圧によりポーラスチャック８０全体が保持部材１２に吸引され、チャック保持部１０に固定される。表示部５２にはポーラスチャック８０が吸着保持された状態であることが表示される。なお、保持部材１２の上面に排出孔１５よりも大径のサクションポート１３を設けているため、保持面１２ａに載置したポーラスチャック８０の位置が保持部材１２の中心から多少ずれていたとしても、ポーラスチャック８０が確実に吸着保持される。作業者はポーラスチャック８０がチャック保持部１０に固定されたことを確認後、洗浄スイッチ５１ｃをオンにする。
【００３８】
作動制御部５５は、ソレノイドバルブ３５がオンの状態で洗浄スイッチ５１ｃをオンとする操作信号が入力されたときに、ソレノイドバルブ２５をオンにする駆動信号を出力する。ソレノイドバルブ２５がオンになるとウォーターインレット２１に供給された水がフィルタ２２、レギュレータ２３、流量調整弁２４およびソレノイドバルブ２５を通り、所定圧力・所定流量に調整された水がノズル２６に供給される。表示部５２にはポーラスチャック８０を洗浄中である旨が表示される。ノズル２６に供給される水の圧力および流量は、使用するノズルの特性に基づき、ノズル２６から噴射する水の粒径や流量に応じて調整設定される。
【００３９】
ここで、ノズル２６から噴射する水の粒径は、ザウター平均での平均粒径が５０μｍ〜１５００μｍ程度となるように設定される。また、ノズル２６から噴射する水の流量は、排気孔８５が減圧された状態で、吸着面８１ａに微粒化させていない水を直接供給したときに、吸着面８１ａ全体が水膜に覆われて周囲にあふれ出るようになる流量よりも少量に設定される。
【００４０】
このような粒径と流量の設定は、発明者らがポーラスチャック８０の効率的な洗浄方法について鋭意実験を重ねて得た次のような知見に基づくものである。すなわち、ポーラスチャックの洗浄効率は、吸着面８１ａ全体が水膜に覆われた状態（ポーラス板８１を表裏連通する気孔全てが水の流路となるような状態）よりも、吸着面８１ａに水膜で覆われていない領域が存在する状態（ポーラス板８１を表裏連通する気孔の一部は水の流路であり他の一部は空気の流路となるような状態）の方が高い、という実験結果に基づく知見である。なお具体的な実験結果については一部を実施例として後に詳述する。
【００４１】
さらに、ノズル２６から噴射する水の粒径を平均粒径で５０μｍ〜１５００μｍ程度とするのは、平均粒径が５０μｍよりも小さいと、ノズル２６から噴出した霧状の水が洗浄キャビネット６０内で拡散してキャビネットの内面に付着する等、吸着面８１ａにのみ効率的に吸引させることが難しくなるからである。また、平均粒径が１５００μｍよりも大きくなると、吸着面８１ａに衝突した水滴がつぶれて吸着面上に広がり、吸着面８１ａを覆う水膜の面積が広くなるからである。
【００４２】
本実施形態では、一例として噴射する水の平均粒径を３００μｍ、流量を０．８リットル／分として以下の説明を続ける。チャック洗浄装置１では、ノズル２６の特性表に基づき、上記粒径および流量となるようにレギュレータ２３および流量調整弁２４が予め調整設定される。そのため、洗浄スイッチ５１ｃがオンになると、ノズル２６から平均粒径３００μｍの水微粒子が０．８リットル／分の流量でポーラスチャック８０に向けて噴射される。
【００４３】
ノズル２６から噴射された水微粒子は過不足なくポーラス板の吸着面８１ａに到達する。吸着面８１ａに到達した水微粒子のうち、粒径が気孔径よりも小さい霧状の水微粒子はそのまま気孔に吸引され、粒径が気孔径よりも大きい水滴状の水微粒子は吸着面で広がって複数の気孔から吸引される。気孔に吸引された水は、吸着面８１ａ側から背面８１ｂ側にポーラス板８１内の気孔を流れる過程で内部に残留するコンタミネーションを押し流し、コンタミネーションを含む水（以下、「コンタミ水」という）がポーラス板の背面８１ｂ側に排出される。ポーラス板の背面側に排出されたコンタミ水は、排気溝８４ｂ，８４ａ〜排気孔８５〜排出孔１５を通ってエジェクタ３６の吸引ポート３６ｂに吸引され、エジェクタの排出ポート３６ｃからタンク３９に排出される。
【００４４】
作動制御部５５は、洗浄スイッチ５１ｃから洗浄を終了するスイッチオフの操作信号が入力されたとき、および作動制御部５５に予め設定された洗浄パターンの洗浄時間を経過したとき、の何れか早いときにソレノイドバルブ２５をオフにする駆動信号を出力する。これによりノズル２６に供給されていた水が遮断され、ポーラスチャック８０への水微粒子の噴射が停止される。表示部５２ではポーラスチャックを洗浄中である旨の表示が消える。
【００４５】
洗浄作業が終了したことを確認した作業者は、チャック着脱スイッチ５１ｂをオフ（離脱）にする。作動制御部５５は、ソレノイドバルブ２５がオフの状態でチャック着脱スイッチ５１ｂをオフとする操作信号が入力されたときに、ソレノイドバルブ３５をオフにするとともにソレノイドバルブ４５をオンにする駆動信号を出力する。ソレノイドバルブ３５がオフになると、エアインレット３１からエジェクタ３６の供給ポート３６ａに供給されていた圧縮空気が遮断され、エジェクタの吸引ポート３６ｂに接続されたラインすなわち保持部材の排出孔１５、ポーラスチャックの排気孔８５の圧力が大気圧に戻る。また、ソレノイドバルブ４５がオンになることにより圧縮空気が加圧孔１６に供給され、チャック洗浄中は保持部材１２に強固に吸着固定されていたポーラスチャック８０が保持部材から押し上げられるようにして吸着固定が解除される。これにより、作業者は洗浄作業が終了したポーラスチャック８０を容易に取り出すことができる。
【００４６】
［実施例］
次に、チャック洗浄装置を用いてポーラスチャック８０を洗浄した実験結果について説明する。従来から行われていた洗浄方法を比較例１，比較例２とし、本発明に係る洗浄方法を実施例１，実施例２として示す。比較例および実施例における水の供給条件を以下に示す。なお、洗浄対象としたポーラスチャックは、気孔径及び気孔率が同一のポーラスチャックであり、何れも吸着面８１ａを研磨加工した直後のものである。
【００４７】
（比較例１：φ８インチ）
・吸着面に供給した水の状態：微粒化していない水（流水）
・流量：１．８０リットル／分
・洗浄時間：２０分
（実施例１：φ８インチ）
・吸着面に供給した水の状態：平均粒径５０〜１００μｍ程度の微粒化した水
・流量：０．１６リットル／分
・洗浄時間：２０分
（比較例２：φ６インチ）
・吸着面に供給した水の状態：微粒化していない水（流水）
・流量：１．８３リットル／分
・洗浄時間：３０分
（実施例２：φ６インチ）
・吸着面に供給した水の状態：平均粒径５００〜７００μｍ程度の微粒化した水
・流量：０．６６リットル／分
・洗浄時間：３０分
【００４８】
上記条件での洗浄を１サイクルとし、１サイクルの洗浄後に次に説明するコンタミ試験を行い、コンタミ試験でコンタミネーションが視認されなくなるまでのサイクル数、洗浄に使用された水の総量、洗浄完了までに要した洗浄時間などで洗浄効率を評価した。
【００４９】
コンタミ試験を行うテストベンチの支持台は、既述した保持部材１２と概略同様の構成で、ポーラスチャック８０（チャックボディ８２）の下面を支持する支持面を有し、中央部にはサクションポート１３よりも幾分大径の有底円筒状のコンタミ確認ポートが形成されている。コンタミ確認ポートを排気する排気孔はこのポートの中心から径方向にずれた位置に開口形成されている。コンタミ確認ポートは、白色のコンタミネーションを視認容易にするため黒色に染色（黒色アルマイト処理）されている。排気孔はエジェクタ等の排気手段に接続されており、コンタミ試験時にコンタミ確認ポートを減圧可能になっている。
【００５０】
コンタミ試験では、まず、上記条件で１サイクル洗浄したポーラスチャック８０を一定温度の乾燥庫に入れて風乾し、ポーラス板８１の気孔内部まで十分に乾燥させたものを試験対象とする。試験担当者は、試験対象のポーラスチャック８０を支持台の中央部に載置し、テストベンチの排気手段をオンにして排気孔を真空排気し、コンタミ確認ポートを所定時間（例えば１０分間）減圧状態にする。このとき、ポーラスチャック８０ではポーラス板８１の吸着面８１ａ側から背面８１ｂ側に気孔を通って空気が流れ、気孔内部に残留していたコンタミネーションは排気孔８５を通ってコンタミ確認ポートに流入する。
【００５１】
上述したように、排気孔はコンタミ確認ポートの中心から径方向にずれた位置に開口形成されている。そのため、排気孔８５を通ってチャックボディの開口８５ｂからコンタミ確認ポートに流入したコンタミネーションは、コンタミ確認ポートの底面中央部に衝突し径方向に拡散して滞留する。そのため、ポーラスチャック８０の洗浄が不十分で、ポーラス板８１の気孔内に未だコンタミネーションが残っている場合には、コンタミ試験終了後にポーラスチャック８０を取り外すと、コンタミ確認ポートにリング状に残ったコンタミネーションが視認される。
【００５２】
このように、コンタミ確認ポートにコンタミネーションが視認された場合には、再度上記と同一条件で再びポーラスチャック８０の洗浄を１サイクル行い、コンタミ確認ポートにコンタミネーションが視認されなくなるまでのサイクル数をカウントする。
【００５３】
コンタミ試験の試験結果を、コンタミ確認ポートにコンタミネーションが視認されなくなるまでのサイクル数Ｎ、洗浄に使用した水の総量Ｖw（１サイクル当たりの使用水量×サイクル数）、洗浄に要した時間Ｔ（１サイクル当たりの洗浄時間×サイクル数）についてまとめたものを表１に示す。
【表１】
2020092221.tif 000003
【００５４】
表１に示した実験結果から、本発明のチャック洗浄方法は従来のチャック洗浄方法と比較して、洗浄に使用した水の水量で１／７以下、洗浄時間で半分以下になっていることが分かる。実質的には、洗浄サイクル数Ｎが多くなれば、その分チャック洗浄装置への着脱工数やテストベンチへの移動および着脱の工数がかかるため、洗浄開始から洗浄終了までの時間・工数は上記比較値以上に大きく相違することになる。従って、本発明のチャック洗浄方法によれば、ポーラスチャック８０の洗浄に要する時間や工数および洗浄水等の資源を大幅に削減し、効率的に洗浄することができる。
【００５５】
なお、以上説明した実施形態では、ポーラス板８１とノズル２６との相対間隔を調整設定する手段として、保持部材１２の高さ位置を調整設定するジャッキ１７を用いた構成を例示したが、保持部材１２を固定してノズル２６の高さ位置を調整設定するように構成することもできる。また、ノズル２６に供給する水の流量を制御する流量制御手段として、レギュレータ２３、流量調整弁２４等を用いた構成を例示したが、所定圧力で所定流量となるように制御可能であれば良く、例えば、レギュレータ２３および流量調整弁２４の少なくとも何れか一方を省略し、あるいは電動ボールバルブや電空レギュレータを用いる等、適宜変更することができる。また、ポーラスチャック８０の背面を減圧する減圧手段としてエジェクタ３６を例示したが、真空ポンプ等であっても良い。
【００５６】
また、ポーラスチャック８０を洗浄する際に使用する液体の代表例として水（水道水、純水、温水等）を例示したが、洗浄に使用する液体は洗浄対象のポーラスチャックが用いられる環境や用途等に応じて適宜なものを用いることができ、例えば各種洗浄成分が添加された洗浄液や溶剤、メッキ液などであっても同様に適用し同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  チャック洗浄装置（多孔質真空チャックの洗浄装置）
１２  保持部材
８０  ポーラスチャック（多孔質の真空チャック）
８１ａ  ポーラスチャックの吸着面
２３  レギュレータ（流量制御手段）
２４  流量調整弁（流量制御手段）
２５  ソレノイドバルブ
２６  ノズル
３６  エジェクタ（減圧手段）
５０  コントローラ
【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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