(57)【要約】【課題】吸着性を確保しつつ被吸着部材の変形を抑えることのできる真空チャックを提供すること。【解決手段】真空チャック１０の吸着部分に用いる多孔体１４を、吸着面２８Ａを形成している多孔質吸着部材２８と、裏面側に配置される多孔質支持部材２６とで構成し、多孔質吸着部材２８の細孔径を５〜２５μｍ、多孔質支持部材２６の細孔径を５０〜１００μｍの範囲内、多孔質吸着部材２８の厚さを０．１〜２ｍｍ、多孔質支持部材２６の厚さを１５〜２５ｍｍの範囲内とする。被吸着物３０が薄い半導体ウェハであっても、被吸着物３０にディンプルを生じさせる虞がなく、吸着性も確保できる。【選択図】図１
2008060232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔体の吸着面とは反対側を負圧にすることで、前記吸着面に被吸着体を吸着する真空チャックであって、
前記多孔体は、無数の第１の細孔が形成され前記吸着面とは反対面側を構成する多孔質支持部材と、前記吸着面を有し、前記第１の細孔よりも径の小さい第２の細孔が形成されると共に前記多孔質支持部材よりも薄く形成されて前記多孔質支持部材に支持される多孔質吸着部材と、を有することを特徴とする真空チャック。
【請求項２】
前記第２の細孔の径は、５〜２５μｍである、ことを特徴とする請求項１に記載の真空チャック。
【請求項３】
前記第１の細孔の径は、５０〜１００μｍである、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の真空チャック。
【請求項４】
前記多孔質吸着部材の厚さを、０．１〜２ｍｍに設定した、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の真空チャック。
【請求項５】
前記多孔質支持部材の厚さを、１５〜２５ｍｍに設定した、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の真空チャック。
【請求項６】
前記多孔体を、炭化珪素で形成した、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の真空チャック。
【請求項７】
前記吸着面とは反対側を負圧にするための負圧室を形成する負圧室形成部材を備え、前記負圧室形成部材を炭化珪素で形成した、ことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の真空チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空チャックにかかり、特に、半導体ウェハ等の低剛性の被吸着部材を吸着するための真空チャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体工場では、半導体ウェハを研磨する際に真空チャックを用いて保持する場合がある。
従来の真空チャックでは、吸着部として緻密体に孔を開けたものや、多孔体を設けたものがある。多孔体を設けた真空チャックとしては、例えば、特許文献１に開示されているものがある。
【特許文献１】特開２００５−２７９８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、電子機器の小型化、軽量化の要望に応えるべく、半導体ウェハもその厚さを１００μｍ以下、５０μｍ以下というように極めて薄く形成することが求められている。このように極めて薄い半導体ウェハを従来と同様に吸着した場合、ウェハ吸着部のウェハの状態は、ウェハ剛性が低いため吸着された部分が歪んでいる状態（ディンプルが発生）になり、研削、研磨時の平面性が低くなってしまうという問題がある。
また、ウェハの歪みを小さくするためには、セラミック多孔体の細孔径を小さくすると良いが、今度は細孔径が小さくなることにより、圧力損失が高くなり、ウェハ吸着、脱着の応答性、及びウェハ吸着力が悪化してしまう問題がある。
さらに、吸着、脱着の応答性の向上、ウェハ吸着力の向上のために多孔質厚みを薄くすると機械的強度が弱くなってしまう問題がある。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、吸着性を確保しつつ被吸着部材の変形を抑えることのできる真空チャックを提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、多孔体の吸着面とは反対側を負圧にすることで、前記吸着面に被吸着体を吸着する真空チャックであって、前記多孔体は、無数の第１の細孔が形成され前記吸着面とは反対面側を構成する多孔質支持部材と、前記吸着面を有し、前記第１の細孔よりも径の小さい第２の細孔が形成されると共に前記多孔質支持部材よりも薄く形成されて前記多孔質支持部材に支持される多孔質吸着部材と、を有することを特徴としている。
【０００６】
次に、請求項１に記載の真空チャックの作用を説明する。
請求項１に記載の真空チャックでは、多孔体の吸着面とは反対側を負圧にすることで吸着面側の空気が多孔質吸着部材の第２の細孔、及び多孔質支持部材の第１の細孔を介して吸引され、被吸着体が多孔質吸着部材の吸着面に吸着する。
【０００７】
多孔質吸着部材の第２の細孔の径を多孔質支持部材の第１の細孔の径よりも小さくし、かつ多孔質吸着部材を多孔質支持部材よりも薄くすることで、例えば、薄い半導体ウェハ等の被吸着部材を吸着した際に、被吸着部材の変形を抑えることが出来る。
また、多孔質支持部材が、多孔質吸着部材を支持しているので、圧力損失を低減するために多孔質吸着部材を薄く形成しても負圧作用時の多孔質吸着部材の変形を抑えることができる。
【０００８】
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において、前記第２の細孔の径は、５〜２５μｍである、ことを特徴としている。
【０００９】
次に、請求項２に記載の真空チャックの作用を説明する。
第２の細孔の径が５μｍ未満になると、第２の細孔が細すぎてウェハ吸着、脱着の応答性の悪化、及びウェハ吸着力の悪化を招く。
一方、第２の細孔の径が２５μｍを超えると、第２の細孔の径が大きすぎて、薄い半導体ウェハ等の被吸着部材を吸着した際に、被吸着部材を変形させる虞がある。
したがって、第２の細孔の径を５〜２５μｍの範囲内に設定することが好ましい。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項１に記載の真空チャックにおいて、前記第１の細孔の径は、５０〜１００μｍである、ことを特徴としている。
【００１１】
次に、請求項３に記載の真空チャックの作用を説明する。
第１の細孔の径が５０μｍ未満になると、第１の細孔が細すぎてウェハ吸着、脱着の応答性の悪化、及びウェハ吸着力の悪化を招く。
一方、第１の細孔の径が１００μｍを超えると、第１の細孔の径が大きすぎて、負圧を作用させた際に多孔質吸着部材（第１の細孔と対向した部分）を変形させる虞がある。
したがって、第１の細孔の径を５０〜１００μｍの範囲内に設定することが好ましい。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の真空チャックにおいて、前記多孔質吸着部材の厚さを、０．１〜２ｍｍに設定した、ことを特徴としている。
【００１３】
次に、請求項４に記載の真空チャックの作用を説明する。
多孔質吸着部材の厚さが０．１ｍｍ未満では、多孔質吸着部材が薄すぎて耐久性を確保できない。
一方、多孔質吸着部材の厚さが２ｍｍを超えると、空気の通過抵抗が大きくなり、吸着性が低下する。
したがって、多孔質吸着部材の厚さを０．１〜２ｍｍに設定することが好ましい。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の真空チャックにおいて、前記多孔質支持部材の厚さを、１５〜２５ｍｍに設定した、ことを特徴としている。
【００１５】
次に、請求項５に記載の真空チャックの作用を説明する。
多孔質支持部材の厚さが１５ｍｍ未満になると、負圧発生時に多孔体に変形が生じ、被吸着体も変形が生じてしまう。
一方、多孔質支持部材の厚さが２５ｍｍを超えると、空気の通過抵抗が大きくなり、吸着性が低下する。
したがって、多孔質支持部材の厚さを１５〜２５ｍｍに設定することが好ましい。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の真空チャックにおいて、前記多孔体を、炭化珪素で形成した、ことを特徴としている。
【００１７】
次に、請求項４に記載の真空チャックの作用を説明する。
多孔体を炭化珪素で形成することで、吸着面の耐食性を確保することができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の真空チャックにおいて、前記吸着面とは反対側を負圧にするための負圧室を形成する負圧室形成部材を備え、前記負圧室形成部材を炭化珪素で形成した、ことを特徴としている。
【００１９】
次に、請求項７に記載の真空チャックの作用を説明する。
負圧室形成部材を炭化珪素で形成することで、負圧室形成部材の耐食性を確保することが出来る。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明の真空チャックによれば、吸着性を確保しつつ被吸着部材の変形を抑えることができる、という優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の真空チャック１０は、大別してチャック本体１２と、多孔体１４を備えている。
【００２２】
チャック本体１２は、一方の側に円柱形の凹部１６を備え、他方の側には、凹部１６の中央に開口する連通路２０を形成した管状部２２を備えている。
チャック本体１２は、空気を透過しない材料、本実施形態では、炭化珪素で形成されている。
【００２３】
多孔体１４は、円盤形状に形成されており、凹部１６に挿入されている。
多孔体１４は凹部１６の底部１６Ａと離間して配置されており、凹部１６と多孔体１４とで囲まれる空間部分は、負圧室２４とされている。
【００２４】
多孔体１４は、凹部１６の底部側に配置される円盤形状の多孔質支持部材２６と、凹部１６の底部側とは反対側に配置され、多孔質支持部材２６よりも薄く形成された円盤形状の多孔質吸着部材２８とから構成されている。  
なお、多孔質吸着部材２８の凹部１６とは反対側の面が、被吸着物を吸着する吸着面２８Ａとされている。
【００２５】
多孔質支持部材２６、及び多孔質吸着部材２８は、無数の細孔（図示せず）を有している。本実施形態の多孔質支持部材２６、及び多孔質吸着部材２８の材質は、炭化珪素であり、炭化珪素の粒子同士が融着した３次元網目構造を示しているものである。
多孔質吸着部材２８の細孔（図示せず）の径（以後、細孔径と呼ぶ。）は、多孔質支持部材２６の細孔（図示せず）の径（以後、細孔径と呼ぶ。）よりも小さく設定されている。
【００２６】
多孔質吸着部材２８は、細孔径を５〜２５μｍの範囲内とすることが好ましく、気孔率としては２５〜３５％の範囲内とすることが好ましい。また、多孔質吸着部材２８の厚さは、０．１〜２ｍｍの範囲内が好ましい。
【００２７】
一方、多孔質支持部材２６は、細孔径を５０〜１００μｍの範囲内とすることが好ましく、気孔率としては２５〜３５％の範囲内とすることが好ましい。また、多孔質支持部材２６の厚さは、１５〜２５ｍｍの範囲内が好ましい。
【００２８】
（作用）
次に、本実施形態の真空チャック１０の作用を説明する。
本実施形態の真空チャック１０では、管状部２２に真空ポンプ等の負圧源（図示せず）を接続して用いる。負圧減を作動させ、負圧室２４の内部を負圧にすることで、吸着面側の空気が多孔質吸着部材２８の細孔、及び多孔質支持部材２６の細孔を介して負圧室２４側へ流れ、吸着面２８Ａに接触させた被吸着物３０を吸着することができる。  
【００２９】
本実施形態の多孔質吸着部材２８は、細孔径を５〜２５μｍの範囲内としているので、被吸着物３０が薄い半導体ウェハ（例えば、厚さ３０〜５０μｍのシリコンの半導体ウェハ）であっても、被吸着物３０にディンプルを生じさせる虞がない。
このため、半導体ウェハを吸着して研削、または研磨するような場合であっても、高い平面度に加工することが可能となる。
また、多孔質支持部材２６が、多孔質吸着部材２８を支持しているので、圧力損失を低減するために多孔質吸着部材２８を本実施形態のように薄く形成しても、負圧作用時の多孔質吸着部材２８の変形を抑えることができる。
【００３０】
多孔質吸着部材２８の厚み、及び細孔の径、多孔質支持部材２６の厚み、及び細孔の径を上述した範囲内に設定することで、ウェハ吸着、脱着の応答性、及びウェハ吸着力と、多孔体１４の機械強度とを高次元で両立することができる。
さらに、本実施形態では、チャック本体１２、多孔質吸着部材２８、及び多孔質支持部材２６を炭化珪素で形成しているので、良好な耐食性を確保することができる。
【００３１】
なお、多孔質吸着部材２８の細孔の径が５μｍ未満になると、細孔が細すぎてウェハ吸着、脱着の応答性の悪化、及びウェハ吸着力の悪化を招く。一方、多孔質吸着部材２８の細孔の径が２５μｍを超えると、細孔の径が大きすぎて、薄い半導体ウェハ等の被吸着物３０を吸着した際に、被吸着物３０を変形させる虞がある。
【００３２】
また、多孔質支持部材２６の細孔の径が５０μｍ未満になると、細孔が細すぎてウェハ吸着、脱着の応答性の悪化、及びウェハ吸着力の悪化を招く。一方、多孔質支持部材２６の細孔の径が１００μｍを超えると、細孔の径が大きすぎて、負圧を作用させた際に多孔質吸着部材２８を変形させる虞がある。
【００３３】
多孔質吸着部材２８の厚さが０．１ｍｍ未満では、多孔質吸着部材２８が薄すぎて耐久性を確保できない。一方、多孔質吸着部材２８の厚さが２ｍｍを超えると、空気の通過抵抗が大きくなり、吸着性が低下する。
【００３４】
また、多孔質支持部材２６の厚さが１５ｍｍ未満になると、負圧発生時に多孔質吸着部材２８に変形が生じ、被吸着物３０も変形が生じてしまう。
一方、多孔質支持部材２６の厚さが２５ｍｍを超えると、空気の通過抵抗が大きくなり、吸着性が低下する。
【実施例】
【００３５】
本発明の効果を確かめるために、本発明の適用された実施例の真空チャックと、比較例に係る真空チャックとを試作し、ウェハを吸着した際の歪み、及び吸着力の比較を行った。
なお、試験は、１インチ×５０μｍＴのシリコン製のウェハを用い、真空ポンプを作動してウェハを吸着した状態で研磨用のクロスの上に研磨スラリーを流し込みながらウェハを１０μｍ研磨した。
歪み：研磨後のウェハの最大高さ粗さを測定し、０．５μｍ以下を良（○）とした。
ウェハ剥れ：研磨時にウェハが真空チャックから剥れなかった、もしくは、ずれなかったものを良（○）とした。
【００３６】
【表１】
2008060232.tif 000003
試験の結果、本発明の適用された実施例の真空チャックは、ウェハの歪み、及び吸着力を両立できていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】（Ａ）は本発明の一実施形態に係る真空チャックの断面図であり、（Ｂ）は真空チャックの正面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０    真空チャック
１２    チャック本体
１４    多孔体
２６    多孔質支持部材
２８    多孔質吸着部材
２８Ａ  吸着面
３０    被吸着物
【図１】
2008060232.tif 000004