(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空吸引装置本体の吸引口側に装着され、被加工物を吸引して保持する吸着プレートにおいて、
前記吸着プレートは、前記被加工物を吸引して保持する吸着面と、前記真空吸引装置本体への装着時に該真空吸引装置本体側となる装着面とを備えるとともに、
前記装着面の装着前の平面度は、前記吸着面の装着前の平面度の２倍以下であることを特徴とする吸着プレート。
【請求項２】
前記装着面は前記吸着面の反対側の面であることを特徴とする前記請求項１に記載の吸着プレート。
【請求項３】
前記装着面の装着前の平面度は、１〜２μｍであることを特徴とする前記請求項１又は２に記載の吸着プレート。
【請求項４】
前記吸着プレートは、アルミナ、炭化珪素、及び窒化珪素のいずれかを主成分とするセラミックスからなることを特徴とする前記請求項１〜３のいずれかに記載の吸着プレート。
【請求項５】
前記吸着プレートの吸着面の外径が、１５０〜３００ｍｍφであることを特徴とする前記請求項１〜４のいずれかに記載の吸着プレート。
【請求項６】
前記請求項１〜５のいずれかに記載の吸着プレートを、前記真空吸引装置本体の吸引口側に装着したことを特徴とする真空吸引装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウエハやガラス等の平板を吸着保持し、加工時の固定や搬送などに用いることができる吸着プレート及び真空吸引装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば平板状のシリコンウエハを研磨加工したり、搬送するために、真空引きの技術を利用して、シリコンウエハ等を着脱自在に吸着する真空吸引装置が使用されている。
【０００３】
この真空吸引装置は、その本体の先端の吸引口側に、例えばセラミックス製の円盤状の吸着プレート（いわゆるセラミックス真空チャック）が取り付けられたものであり、吸着プレートには、その板厚方向に貫通する多数の小径の吸着孔が設けられている。
【０００４】
前記真空吸引装置では、真空ポンプ等によって真空吸引装置内の空気を吸引して気圧を低下させることにより、吸着プレートの外側面である吸着面に、シリコンウエハ等を吸着することができる。
【０００５】
また、上述した吸着プレートの吸着面に、例えばシリコンウエハを吸着して研磨する場合には、吸着面の平面度が加工ワーク（シリコンウエハ）の最終平面度に大きく影響することが知られている。
【０００６】
このシリコンウエハの平面度は通常１μｍ以下であることが要求されており、従って、吸着プレートの吸着面の平面度も１μｍ以下の必要がある。尚、平面度の値が小さい方が、面が平坦であることを示している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、吸着プレートを真空吸引装置本体の吸引口側に取り付ける場合には、装着時に応力が加わり、それによって吸着プレートにひずみが生ずるので、吸着プレートの吸着面の平面度を、所望の値に維持できないことがあった。
【０００８】
つまり、吸着プレートは、その製造時には、吸着面が所望の平面度となる様に加工されているが、吸着プレートは、通常ネジ等により真空吸引装置本体に取り付けられるので、ネジ締めによって吸着プレートにひずみが生じ、その結果、装着前の平面度を維持できないという問題があった。
【０００９】
本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、吸着プレートを真空吸引装置本体に取り付けた場合でも、吸着プレートの吸着面の平面度を好ましい値にできる吸着プレート及び真空吸引装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記問題点を解決するために、吸着プレート及び真空吸引装置に関して研究を行ったところ、吸着プレートを真空吸引装置本体に取り付ける際に、真空吸引装置本体側となる面（装着面）の平面度を、予め管理することで、前記問題点を解決できることを見い出し、本発明を完成した。以下請求項毎に説明する。
【００１１】
（１）請求項１の発明は、
真空吸引装置本体の吸引口側に装着され、被加工物を吸引して保持する吸着プレートにおいて、前記吸着プレートは、前記被加工物を吸引して保持する吸着面と、前記真空吸引装置本体への装着時に該真空吸引装置本体側となる装着面とを備えるとともに、前記装着面の装着前の平面度は、前記吸着面の装着前の平面度の２倍以下であることを特徴とする吸着プレートを要旨とする。
【００１２】
真空吸引装置本体の吸引口側に吸着プレートが装着されて、例えば研磨ヘッドのような真空吸引装置が構成されるが、本発明では、吸着プレートの装着面の装着前の平面度は、吸着面の装着前の平面度の２倍以下とされている。
【００１３】
よって、吸着プレートを真空吸引装置本体に装着する際に、ネジ等により吸着プレートを締め付けても、吸着プレートにひずみが生じ難いので、平面度を小さくすることができる。従って、この吸着プレートを用いて例えば研磨加工を行えば、被加工物（例えばシリコンウエハ）の研磨後の最終平面度を小さくすることができるという顕著な効果を奏する。
【００１４】
前記平面度とは、平面形体を幾何学的に平行二平面で挟んだときに、平行二平面の間隔が最小となる場合の二平面の間隔で表されるものである（ＪＩＳ  Ｂ０６２１  幾何学偏差の定義及び表示の平面度の項参照）。
【００１５】
尚、装着面の平面度は吸着面の平面度の２倍以下（但し０倍を除く）であればよいが、１〜２μｍの範囲が一層好適である。
【００１６】
（２）請求項２の発明は、
前記装着面は前記吸着面の反対側の面であることを特徴とする前記請求項１に記載の吸着プレートを要旨とする。
【００１７】
本発明は、装着面と吸着面の位置関係を例示している。ここでは、吸着プレートの両側のように、装着面と吸着面とが反対側である。
【００１８】
（３）請求項３の発明は、
前記装着面の装着前の平面度は、１〜２μｍであることを特徴とする前記請求項１又は２に記載の吸着プレートを要旨とする。
【００１９】
本発明は、装着面の装着前の平面度を例示している。通常、吸着面の装着前の平面度は１μｍ程度であるので、この範囲であれば、吸着面の装着後の平面度を１μｍ程度のままに維持することが可能となる。
【００２０】
（４）請求項４の発明は、
前記吸着プレートは、アルミナ、炭化珪素、及び窒化珪素のいずれかを主成分とするセラミックスからなることを特徴とする前記請求項１〜３のいずれかに記載の吸着プレートを要旨とする。
【００２１】
本発明は、吸着プレートの材質を例示したものである。これらの素材を用いれば、被加工物の研磨や搬送等を好適に行うことができる。
【００２２】
（５）請求項５の発明は、
前記吸着プレートの吸着面の外径が、１５０〜３００ｍｍφであることを特徴とする前記請求項１〜４のいずれかに記載の吸着プレートを要旨とする。
【００２３】
本発明は、吸着プレートの大きさを例示したものである。この範囲のものであれば、取り扱いも容易であり、被加工物の研磨や搬送等を好適に行うことができる。
【００２４】
（６）請求項６の発明は、
前記請求項１〜５のいずれかに記載の吸着プレートを、前記真空吸引装置本体の吸引口側に装着したことを特徴とする真空吸引装置を要旨とする。
【００２５】
上述した吸着プレートを真空吸引装置本体に装着しても、吸着プレートにひずみが生じ難いので、平面度を小さくすることができる。従って、この吸着プレートを装着した真空吸引装置を用いて、被加工物の最終平面度を十分に小さくでき、加工精度を高めることができる。
【００２６】
尚、吸着プレートは、真空吸引装置本体に直接に又は各種の中間部材を介して装着することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の吸着プレート及び真空吸引装置の実施の形態の例（実施例）を、図面を参照して説明する。
（実施例１）
ここでは、シリコンウエハを吸着保持して研磨するために用いられる吸着プレート及び研磨ヘッドを例に挙げる。
【００２８】
ａ）まず、本実施例の吸着プレートを備えたポリッシングマシンの全体構成について説明する。
【００２９】
図１に示す様に、ポリッシングマシン１は、半導体ウエハであるシリコンウエハ３に対して、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）を行うＣＭＰ装置であり、主として、回転可能に配置されたプラテン５と、その上面側に配置された真空吸引装置である研磨ヘッド７とから構成されている。
【００３０】
前記プラテン５は円盤上であり、その上部には上面の全体を覆うように研磨パッド９が設けられている。この研磨パッド９の上面には、研磨時にＣＭＰ用のスラリー１１が供給される。
【００３１】
また、研磨ヘッド７は、主として、筒状の金属製（例えばＪＩＳ  ＳＵＳ３０４）の研磨ヘッド本体（真空吸引装置本体）１３と、円盤状のセラミックス製（例えば主成分がアルミナ）の吸着プレート（いわゆる真空チャック）１７とから構成されている。
【００３２】
前記研磨ヘッド本体１３は、その内部の減圧空間１９が、真空ポンプ（図示せず）に接続されて、真空引きされる構成となっている。
【００３３】
この研磨ヘッド本体１３の下端には、その外周から外側に向かって鍔状に突出する取付部２１が設けられ、この取付部２１にて吸着プレート１７がネジ２３（図４参照）により固定されている。つまり、前記吸着プレート１７は、研磨ヘッド本体１３の下方の吸引口１５を覆うように装着されている。
【００３４】
ｂ）次に、前記吸着プレート１７について更に詳しく説明する。
【００３５】
尚、図２（ａ）は吸着プレート１７の平面図、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。
【００３６】
▲１▼図２（ｂ）に示す様に、本実施例では、吸着プレート１７の上下の表面のうち、図の下方の表面がシリコンウエハを吸着保持する吸着面Ｋであり、（吸着面Ｋと反対側の）図の上方の表面が非吸着面Ｈである。また、図２（ａ）に示す様に、非吸着面Ｈのうち、取付部２１と接する環状の表面が装着面Ｓ（図で斜線で示す領域）である。
【００３７】
ここでは、吸着プレート１７の吸着面Ｋの直径は、２００ｍｍφであり、吸着面Ｋの（装着前の）平面度は、例えば約１μｍに加工されている。
【００３８】
一方、吸着プレート１７の装着面Ｓの（装着前の）平面度は、吸着面Ｋの平面度の２倍以下の範囲（例えば１．５μｍ）に加工されている。尚、本実施例では、非吸着面Ｈと装着面Ｓとが同一平面であるので、非吸着面Ｈ全体が同一の平面度に加工されている。
【００３９】
前記吸着プレート１７は、直径φ２００ｍｍ×厚み２０ｍｍの部材であり、吸着プレート１７の非吸着面Ｈ側には、その外周の近傍に、複数（例えば６箇所）の固定部２５が設けられている。つまり、環状の装着面Ｓに含まれる様に、等間隔に固定部２５が配置されている。
【００４０】
この固定部２５とは、図３（ａ）に示す様に、吸着プレート１７に円柱状の金属製（例えばＪＩＳ  ＳＵＳ３０４のステンレス）のブッシュ２７を埋め込み、このブッシュ２７にネジ穴２９（例えばＪＩＳ  Ｂ  ０１２３の規定によるＭ４のネジが螺合可能なネジ穴）を形成したものである。
【００４１】
尚、固定部２５のネジ穴２９に対応して、研磨ヘッド本体１３の取付部２１には、ネジ２３を通す固定穴３１（図４参照）が同数（例えば６箇所）設けられている。
【００４２】
また、吸着プレート１７には、図２に示す様に、その厚み方向に貫通する多数の小径の吸着孔３３が形成されている。この吸着孔３３は、図３（ｂ）に示す様に、吸着面Ｋ側の内径（例えばφ０．５ｍｍ）よりも、吸着面Ｋと反対側の非吸着面Ｈ側の内径（例えばφ３ｍｍ）の方が大きくされている。
【００４３】
▲２▼前記吸着プレートは、下記の製造方法により製造することができる。
【００４４】
アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）のセラミック粉末に、焼結助剤、成形助剤等を添加し、粉砕混合した後、噴霧乾燥を行い、成形粉末を作製する。
【００４５】
この成形粉末を、ラバープレス法、金型プレス法等により、本実施例の吸着プレートの形状に成形する。更に、必要に応じて、成形後に生加工を行う。
【００４６】
次に、この成形体を焼成し、セラミックス焼結体を得る。
【００４７】
このセラミックス焼結体に対し、ダイヤ砥粒による研磨を行い、所要の精度に仕上げる。特に、吸着面Ｋ及び（装着面Ｓを含む）非吸着面Ｈは、その平面度を確認しながら、吸着面Ｋの平面度を１μｍ、非吸着面Ｈの平面度を１．５μｍに研磨する。
【００４８】
尚、平面度の測定は、例えば平面度測定機、光干渉計などのような機器を用いて行うことができる。
【００４９】
▲３▼次に、前記吸着プレート１７の取付方法について説明する。
【００５０】
図４に示す様に、吸着プレート１７を、研磨ヘッド本体１３の吸引口１５を覆うように、研磨ヘッド本体１３の取付部２１の下面に当接させる。そして、取付部１７に設けられた固定穴３１と吸着プレート１７のネジ穴２９の位置を合わせて、図の上方から固定穴３１にネジ２３を通し、ネジ穴２９にねじ込んで締め付ける。
【００５１】
この締め付けにより、吸着プレート１７は研磨ヘッド本体１３に固定（装着）されるのであるが、この装着の際に、各ネジ２３の締め付けトルク（締め付ける力）を調節する。
【００５２】
つまり、吸着プレート１７の吸着面Ｋの平面度を測定しつつ、吸着面Ｋの平面度が所望の値（例えば１μｍ）以下となるように、各ネジ２３の締め付け状態を調節する。
【００５３】
ｃ）次に、上述したポリッシングマシン１の使用方法について説明する。
【００５４】
図１に示す様に、真空ポンプを作動させて、研磨ヘッド７内の減圧空間１９の気圧を下げる。これにより、吸着プレート１７の吸着孔３３の内外に気圧差を発生させて、吸着プレート１７の吸着面Ｋにシリコンウエハ３を吸着させる。
【００５５】
そして、プラテン５の研磨パッド９と吸着プレート１７との間にシリコンウエハ３を配置した状態で、研磨パッド９の表面にＣＭＰ用のスラリー１１を供給し、プラテン５及び研磨ヘッド７を図示の方向に回転させて、シリコンウエハ３の下面側の研磨を行う。
【００５６】
この様に、本実施例では、（研磨ヘッド７への装着前の）吸着プレート１７の装着面Ｓの平面度を、（装着前の）吸着面Ｋの２倍以下（例えば１．５倍）としているので、研磨ヘッド７に装着する際、例えば吸着プレート１７の段取り時（最初に取り付ける場合）や交換時に、吸着プレート１７の吸着面Ｋの（装着後の）平面度を、好ましい程度に小さく（例えば１μｍ以下）にすることができる。つまり、吸着プレート１７の装着時のひずみやたわみを十分に小さくすることができる。
【００５７】
そのため、この吸着プレート１７を装着したポリッシングマシン１を用いて、シリコンウエハ３を研磨することにより、加工ワークであるシリコンウエハ３の平面度を小さくすることができる。即ち、シリコンウエハ３の加工精度を十分に高めることができる。
【００５８】
従って、このようにして形成された平面度の小さなシリコンウエハ３は、例えばＤＲＡＭ用のシリコンウエハのように、微細な配線を形成したり多層に配線を形成する場合にも極めて好適であり、その利用範囲の広いものである。
【００５９】
（他の実施例）
次に他の実施例について説明する。
【００６０】
▲１▼図５（ａ）に実施例２の吸着プレート４１の断面を示す。
【００６１】
本実施例の吸着プレート４１は、円盤状であるが、その外周近傍の形状が、前記実施例１とは多少異なる。
【００６２】
つまり、吸着プレート４１の外周の端部において、その非吸着面Ｈ側に環状の薄肉部分４３が形成され、それによって、吸着プレート１７の断面が図の下方に凸の形状となっている。
【００６３】
本実施例の場合には、吸着プレート４１を、吸着プレート４１の薄肉部分４３にて研磨ヘッド本体に装着する構成であるので、鍔状部分４３において吸着面Ｋと反対側の環状の表面が、装着面Ｓとなっている。
【００６４】
▲２▼図５（ｂ）に実施例３の吸着プレート５１の断面を示す。
【００６５】
本実施例の吸着プレート５１は、円盤状であるが、その外周近傍の形状が、前記実施例１，２とは多少異なる。
【００６６】
つまり、吸着プレート５１の外周の端部が、吸着面Ｋ側にて薄肉となっている。つまり、非吸着面Ｈ側に環状の薄肉部分５３が形成され、それによって、吸着プレート５１の断面が図の上方に凸の形状となっている。
【００６７】
本実施例の場合には、吸着プレート５１を、吸着プレート５１の薄肉部分５３にて研磨ヘッド本体に装着する構成であるので、鍔状部分５３において吸着面Ｋと反対側の環状の表面が、装着面Ｓとなっている。尚、吸着面Ｋと反対側に吸着面Ｈが形成されている。
【００６８】
▲３▼図５（ｃ）に実施例４の吸着プレート６１の断面を示す。
【００６９】
本実施例の吸着プレート６１は、ほぼ円盤状であるが、その外周近傍の形状が、前記実施例１〜３とは多少異なる。
【００７０】
つまり、吸着プレート６１の外周の端部が、吸着面Ｋと反対側に突出しており、その突出した部分の表面に環状に装着面Ｓが形成されている。尚、吸着面Ｋと反対側に吸着面Ｈが形成されている。
【００７１】
▲４▼図５（ｄ）に実施例５の吸着プレート７１の断面を示す。
【００７２】
本実施例の吸着プレートは、ほぼ円盤状であるが、その外周近傍の形状が、前記実施例１〜４とは多少異なる。
【００７３】
つまり、吸着プレート７１の外周の端部が、吸着面Ｋと反対側に階段状に突出しており、その突出した部分の表面に環状に装着面Ｓが形成されている。尚、吸着面Ｋと反対側に吸着面Ｈが形成されている。
【００７４】
▲５▼また、図５（ｅ）に実施例６の吸着プレート８１の断面を示す。
【００７５】
本実施例の吸着プレート８１は、前記実施例２とほぼ同様な円盤状であるが、吸着面Ｋと装着面Ｓとが反対側ではなく同じ側に設けられている点が大きく異なっている。尚、前記実施例１〜５では、吸着面Ｋと装着面Ｓとは異なる側を向いている。
【００７６】
つまり、前記実施例２と同様に、吸着プレート８１の外周の端部において、その非吸着面Ｈ側に環状の薄肉部分８３が形成され、それによって、吸着プレート８１の断面が図の上方に凸の形状となっている。
【００７７】
本実施例の場合にも、薄肉部分８３にて吸着プレート８１を取り付けるのであるが、本実施例の場合には、研磨ヘッド本体８５の下端が内側（軸中心側）に鍔状に突出するように取付部８７が形成されているので、薄肉部分８３の下面側が、取付部８７の上面と接する装着面Ｓとなっている。これにより、吸着面Ｋと装着面Ｓとが同じ側（図の下方）に向いていることになる。尚、吸着面Ｋと反対側に吸着面Ｈが形成されている。
【００７８】
上述した実施例２〜６の吸着プレート４１，５１，６１，７１，８１を用いることにより、前記実施例１と同様の効果を奏するとともに、各種の形状の研磨ヘッドに対応できるという利点がある。
【００７９】
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
【００８０】
例えば、前記実施例では、真空吸引装置として研磨ヘッドを例に挙げたが、本発明は、単に半導体ウエハやガラス等を吸着して搬送する搬送装置に適用することもできる。
【００８１】
【発明の効果】
以上詳述した様に、本発明では、吸着プレートは、その装着面の装着前の平面度が吸着面の装着前の平面度の２倍以下であるので、真空吸引装置本体に取り付けた場合でも、吸着面の平面度を小さくすることができる。
【００８２】
よって、この吸着プレートを装着した真空吸引装置を用いて、被加工物の最終平面度を十分に小さくでき、加工精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の吸着プレートが用いられるポリッシングマシンの構成を示す説明図である。
【図２】実施例１の吸着プレートを示し、（ａ）は装着面側を示す平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。
【図３】実施例１の吸着プレートの一部を拡大して示し、（ａ）は固定部近傍を示す断面図、（ｂ）は吸着孔近傍を示す断面図である。
【図４】実施例１の吸着プレートの取付部分の近傍を示す説明図である。
【図５】他の実施例を示し、（ａ）は実施例２の吸着プレートを示す断面図、（ｂ）は実施例３の吸着プレートを示す断面図、（ｃ）は実施例４の吸着プレートを示す断面図、（ｄ）は実施例５の吸着プレートを示す断面図、（ｅ）は実施例６の吸着プレートの断面等を示す説明図である。
【符号の説明】
１…ポリッシングマシン（ＣＰＭ装置）
３…シリコンウエハ（半導体ウエハ）
７…研磨ヘッド
１３，８５…研磨ヘッド本体
１７，４１，５１，６１，７１，８１…吸着プレート
Ｋ…吸着面
Ｈ…非吸着面
Ｓ…装着面
【図１】
0003586143.tif 000002
【図２】
0003586143.tif 000003
【図３】
0003586143.tif 000004
【図４】
0003586143.tif 000005
【図５】
0003586143.tif 000006