(57)【要約】【課題】  本開示は、加工によって生じた熱を速やかに除去することのできる被覆膜を備えた吸着用部材を提供することを目的とする。【解決手段】  本開示の吸着用部材は、被吸着体を吸着する吸着体と、該吸着体を支持する支持体とを備える。前記吸着体は、多孔質セラミックスからなる基体と、該基体における前記被吸着体との対向面に位置する第１被覆膜とを有する。該第１被覆膜は、シリコンが主成分であり、非晶質シリコンおよび結晶質シリコンを含有している。【選択図】  図１
2018200972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被吸着体を吸着する吸着体と、
該吸着体を支持する支持体とを備え、
前記吸着体は、多孔質セラミックスからなる基体と、該基体における前記被吸着体との対向面に位置する第１被覆膜とを有し、
該第１被覆膜は、シリコンが主成分であり、非晶質シリコンおよび結晶質シリコンを含有している、吸着用部材。
【請求項２】
前記支持体は、シリコンが主成分であり、非晶質シリコンおよび結晶質シリコンを含有している第２被覆膜を有し、該第２被覆膜は、前記第１被覆膜と繋がっている、請求項１に記載の吸着用部材。
【請求項３】
前記支持体は、緻密質セラミックスからなる、請求項１または２に記載の吸着用部材。
【請求項４】
前記緻密質セラミックスは、半導電性を有する、請求項３に記載の吸着用部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、吸着用部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、メモリやＩＣなどの製造工程において、半導体ウエハ等の被吸着体を吸着して保持する吸着用部材が用いられている。
【０００３】
このような吸着用部材として、本出願人は、特許文献１で緻密質体からなる支持部と、支持部に支持された、アランダム粒子である複数のセラミック粒子と、セラミック粒子同士を結合するガラス成分とを含んで構成された多孔質部材と、多孔質部材の表面に被着されたアモルファスＳｉを主成分とする保護膜とを備えた吸着盤（吸着用部材）を提案している。このような吸着盤によれば、被吸着体の損傷を抑制しつつ、被吸着体を比較的高い吸着力で吸着することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１０９１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
吸着盤には、被吸着体を吸着する機能に加え、被吸着体の熱を速やかに除去する機能が要求されている。本開示は、加工によって生じた熱を速やかに除去することのできる被覆膜を備えた吸着用部材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】
【０００６】
本開示の吸着用部材は、被吸着体を吸着する吸着体と、該吸着体を支持する支持体とを備える。前記吸着体は、多孔質セラミックスからなる基体と、該基体における前記被吸着体との対向面に位置する第１被覆膜とを有する。該第１被覆膜は、シリコンが主成分であり、非晶質シリコンおよび結晶質シリコンを含有している。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の吸着用部材は、被吸着体の熱を速やかに除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態の吸着用部材である真空チャックの一例を示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は断面図である。
【図２】図２は、本実施形態の吸着用部材である真空チャックの他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の吸着用部材について図を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態の吸着用部材である真空チャックの一例を示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は断面図である。
【００１１】
図２は、本実施形態の吸着用部材である真空チャックの他の例を示す断面図である。
【００１２】
本実施形態の吸着用部材１０、１０’は、半導体ウエハ等の被吸着体（図示しない）を吸着して保持するための部材であり、図１、２に示しているのは、真空チャックである。なお、図１、２において共通する部材には、同じ符号を付す。また、以下の記載においては、特定の図に係る説明の場合を除き、吸着用部材１０と記載して説明する。
【００１３】
本実施形態の吸着用部材１０は、被吸着体を吸着する吸着体１と、吸着体１を支持する支持体３とを備えている。吸着体１は、多孔質セラミックスからなる基体５と、この基体５における被吸着体との対向面５ａに位置する第１被覆膜７を有している。この第１被覆膜７は、シリコンが主成分であり、非晶質シリコンおよび結晶質シリコンを含有している。
【００１４】
ここで、本実施形態における多孔質セラミックスとは、気孔率が２０体積％以上のセラミックスを言う。
【００１５】
また、非晶質シリコンは、ラマン分光分析により、波数４７０ｃｍ−１付近にピークが表れるシリコンである。結晶質シリコンは、ラマン分光分析により、波数５２０ｃｍ−１付近にピークが表れるシリコンである。
【００１６】
シリコンを主成分とする第１被覆膜７は、半導電性を有するため、第１被覆膜７に導電体（図示しない）等の導通部材を接続することで、加工によって発生する静電気を適度な速度で除去することができる。また、第１被覆膜７が、非晶質シリコンよりも熱伝導率が高い結晶質シリコンを含有していることから、被吸着体の加工によって生じた熱を速やかに除去することができる。
【００１７】
結晶質シリコンは、第１被覆膜７の中で、非晶質シリコンに取り囲まれるように分布している。
【００１８】
基体５は、例えば、酸化アルミニウムを主成分とする多孔質セラミックスであり、隣り合う酸化アルミニウムの結晶粒子が、ガラスによって結合された構造を有している。また、例えば、多孔質セラミックスの主成分が炭化珪素である場合、隣り合う炭化珪素の結晶粒子は、ガラスまたはシリコンによって結合された構造を有している。
【００１９】
これらの結晶粒子と、ガラスまたはシリコンとが、骨格となり、この骨格の間に空間を備えることで、三次元網目構造を有する基体５となっている。
【００２０】
吸着体１は、吸着作用をなす気孔が連続した三次元網目構造を有する基体５と第１被覆膜７とからなる円板形状の板状体であり、例えば、基体５の気孔率は２５体積％以上５０体積％以下であり、平均気孔径は２０μｍ以上１００μｍ以下である。
【００２１】
基体５の気孔率および平均気孔径は、ＪＩＳ  Ｒ  １６５５−２００３に準拠した水銀圧入法により求めることができる。
【００２２】
このような構造を有する吸着体１は、支持体３に接合されたり、一体的に成形されていたりしてもよい。支持体３は円筒状の吸引路３ａと、吸引路３ａと繋がる溝３ｂとを備えており、吸引路３ａは、溝３ｂを介して吸着体１と連通している。
【００２３】
吸着用部材１０は、吸引路３ａ、溝３ｂおよび吸着体１の気孔を介して真空ポンプ等の吸引手段（図示しない）により吸引することによって、吸着体１に被吸着体を吸着して保持することができる。
【００２４】
なお、支持体３は、円板状であり、外周側で円周方向に沿って等間隔に取り付け穴３ｃが設置され、ボルト（不図示）等を介して、固定ベース（不図示）に連結、固定される。
【００２５】
支持体３は、剛性の比較的低い吸着体１を支持する機能を有している。支持体３は、相対密度が９５％以上の緻密質であってもよく、例えば、緻密質セラミックスであってもよい。緻密質セラミックスは、多孔質セラミックスの基体５に比べて剛性が高く、変形を抑制しやすい。緻密質セラミックスとして、酸化アルミニウムや半導電性を有する炭化珪素を主成分とする相対密度が、例えば、９８％以上であるセラミックスを用いてもよい。
【００２６】
酸化アルミニウムは比較的安価であり、高い剛性を有している。炭化珪素は、高い剛性を有するとともに、半導電性を有するため、支持体３を通じて静電気を除去することができる。
【００２７】
また、吸着体１の表面における気孔の割合を示す気孔面積率は３０面積％以上４５面積％以下であってもよい。気孔面積率が３０面積％以上４５面積％以下であるときには、通気抵抗の上昇を抑制しつつ、低い体積抵抗率（例えば、１０８Ω・ｃｍ未満）を有するものとなる。また、上記範囲を満たすときには、基体５の裏面側から逆洗を施しても効率的に行うことができる。なお、吸着体１の表面における気孔面積率は、画像解析装置（三谷商事(株)製  Ｗｉｎ  ＲＯＯＦ）を用いて求めればよい。
【００２８】
また、図２に示す吸着用部材１０’は、支持体３の表面に、シリコンを主成分とし、非晶質シリコンと結晶質シリコンとを含有する第２被覆膜９を備え、この第２被覆膜９が第１被覆膜７に接続している。
【００２９】
ここで、図２に示す第２被覆膜９は、支持体３の上面を被覆している。また、第２被覆膜９が、支持体３の上面および外側面を被覆していてもよく、第２被覆膜９が、支持体３の上面、外側面および下面を被覆していてもよい。
【００３０】
このような構成であると、第１被覆膜７と第２被覆膜９とが繋がっていることから、第２被覆膜９に、金属からなる導電体（図示しない）等の導通部材を接続させることで、静電気を適度な速度で除去することができる。
【００３１】
なお、第１被覆膜７と第２被覆膜９とは、直接接続していなくても、例えば、導電体（図示しない）を介して電気的に接続していてもよい。
【００３２】
第１被覆膜７および第２被覆膜９における主成分とは、着目する被覆膜を構成する成分の合計１００質量％のうち、９９質量％以上を占める成分をいう。第１被覆膜７および第２被覆膜９をそれぞれ構成する成分の含有量は、例えば、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）発光分光分析装置で求め、シリコンにおける結晶質シリコンおよび非晶質シリコンの比率は、ラマン分光分析装置で求めればよい。
【００３３】
なお、第１被覆膜７および第２被覆膜９は、同じ材質であってもよい。第１被覆膜７および第２被覆膜９は、いずれもリン、アンチモンおよび硼素の少なくともいずれかを含んでいてもよく、このような元素を含む場合、その含有量の合計は、着目する被覆膜を構成する成分の合計１００質量％のうち、1質量％以下である。
【００３４】
また、第１被覆膜７および第２被覆膜９の厚みは、例えば、いずれも０．１μｍ以上０．７μｍ以下に設定される。厚みがこの範囲を満たすものであるときには、第１被覆膜７および第２被覆膜９の平面度の値が小さい。これは、第１被覆膜７および第２被覆膜９の厚みが局所的にばらついたとしても、平面度の値は厚み以上のものとはならないからである。そして、第１被覆膜７および第２被覆膜９の平面度の値が小さいことにより、吸着用部材１０の下面に対する上面の平行度の値も小さくなる。
【００３５】
また、第１被覆膜７の厚みは、吸着体１の平均気孔径の２５倍以下であってもよい。このような構成であると、第１被覆膜７の一部が基体５の内部にある結晶粒子に被着しても、吸着体１の上面と底面間の通気抵抗の上昇を十分抑制することができる。
【００３６】
また、緻密質セラミックスおよび多孔質セラミックスにおける主成分とは、着目するセラミックスを構成する成分の合計１００質量％のうち、６０質量％以上を占める成分をいう。緻密質セラミックスおよび多孔質セラミックスを構成する成分は、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて測定し、同定すればよい。各成分の含有量は、蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）またはＩＣＰ発光分析装置を用いて、各成分を構成する元素の含有量を求め、同定された成分に換算すればよい。
【００３７】
次に、本実施形態の吸着用部材の製造方法の一例について説明する。
【００３８】
まず、酸化アルミニウムまたは炭化珪素を主成分とする多孔質セラミックスを準備する。
【００３９】
次に、多孔質セラミックスを載置するための凹部を備えた緻密質セラミックスを準備する。また、多孔質セラミックスおよび緻密質セラミックスを接合する接合剤であるペーストを準備する。ここで、ペーストとしては、例えば、それぞれ酸化物換算でＳｉを３０〜６５質量％、Ａｌを１０〜４０質量％、Ｂを１０〜２０質量％、Ｃａを４〜５質量％、Ｍｇを１〜５質量％、Ｔｉを５質量％以下（０質量％を除く）になるように調整された原料粉末と有機溶剤とを含むものである。そして、ペーストを凹部に塗布する。ペーストを塗布した後、多孔質セラミックスを凹部に置き、専用の加圧装置で厚み方向から加圧した後、９８０℃で熱処理することによって、多孔質セラミックスを緻密質セラミックスの凹部に接合する。
【００４０】
多孔質セラミックスおよび緻密質セラミックスの上側表面を研磨して段差のない平面にする。次に、多孔質セラミックスからなる基体の表面に、イオンプレーティング法、スパッタ法等のＰＶＤ法を用いて、まず、非晶質シリコンが主成分である被覆膜を形成する。
【００４１】
非晶質シリコンが主成分である被覆膜を形成した後、レーザ光を被覆膜の上方から照射することにより、非晶質シリコンの一部を結晶質シリコンに結晶化させる。レーザ光の発生源は、キセノン（Ｘｅ）および塩素（Ｃｌ）を含むエキシマレーザである。レーザ光のエネルギー密度を調整することにより、非晶質シリコンおよび結晶質シリコンを含む第１被覆膜を得ることができる。
【００４２】
第２被覆膜の形成についても第１被覆膜の形成方法と同様の方法を用いて得ることができる。
【００４３】
本発明は前述した実施形態に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変更、改良、組合せ等が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１    吸着体
３    支持体
５    基体
７    第１被覆膜
９    第２被覆膜
１０  吸着用部材
【図１】
2018200972.tif 000003
【図２】
2018200972.tif 000004