(57)【要約】      （修正有）【課題】吸着力が高く、かつ、吸着力が全体的に均一であるため、研磨装置として用いた場合には、被吸着体の均一な研磨を実現することができる真空チャックを提供する。【解決手段】多孔質セラミックからなり、被吸着体を吸着、保持するための保持面１４を有する吸着体１１と、前記吸着体の保持面と吸引孔対応部とを除いた部分を封止するための封止体１２とを含んで構成される真空チャック１０であって、前記吸着体は、前記被吸着体を保持した際、該吸着体の保持面の外縁から０．１〜１５ｍｍ内側に前記被吸着体の外縁が位置するように構成されていることを特徴とする真空チャック。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質セラミックからなり、被吸着体を吸着、保持するための保持面を有する吸着体と、前記吸着体の保持面と吸引孔対応部とを除いた部分を封止するための封止体とを含んで構成される真空チャックであって、
前記吸着体は、前記被吸着体を保持した際、該吸着体の保持面の外縁から０．１〜１５ｍｍ内側に前記被吸着体の外縁が位置するように構成されていることを特徴とする真空チャック。
【請求項２】
多孔質セラミックからなり、被吸着体を吸着、保持するための保持面を有するとともに、前記保持面と吸引孔対応部とを除いた部分を封止するための封止層が形成された吸着体を含んで構成される真空チャックであって、
前記封止層は、少なくとも前記保持面の外縁から内側に０．５ｍｍ以下の幅で形成されており、
前記吸着体は、前記被吸着体を保持した際、前記封止層の内縁から０．１〜１５ｍｍ内側に前記被吸着体の外縁が位置するように構成されていることを特徴とする真空チャック。
【請求項３】
吸着体の保持面近傍の封止層は、前記吸着体の表面に形成された被覆層である請求項１又は２に記載の真空チャック。
【請求項４】
保持面の形状は円形状であり、被吸着体は、半導体ウエハである請求項１〜３のいずれかに記載の真空チャック。
【請求項５】
吸着体の気孔率は、２０〜５０％である請求項１〜４のいずれかに記載の真空チャック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の被吸着体を吸着し、例えば、該被吸着体の加熱処理、研削処理、研磨処理、ＣＶＤ処理、スパッタリング等のＰＶＤ処理等を行うために用いられる真空チャックに関する。より詳細には、特に、半導体ウエハ等の表面の研磨に好適に用いられる真空チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体製品を製造する際には、単結晶シリコンインゴットを薄くスライスした後、その表面を研削、ラッピング、ポリッシングすることにより、鏡面に研磨されたシリコンウエハを得ることができる。
このシリコンウエハの研磨工程は、精密な半導体製品（半導体チップ）を製造するために必要不可欠な重要な工程であり、このようなシリコンウエハの研磨工程では、シリコンウエハを固定して研磨を行うウエハ研磨装置が必要となる。そこで、従来から様々な種類のウエハ研磨装置が提案されている。
【０００３】
従来のウエハ研磨装置として、接着剤を用い、半導体ウエハをウエハ保持治具の保持面に貼り付けて、研磨を行う装置が用いられていた（特許文献１参照）。
【０００４】
図４は、上記ウエハ研磨装置の一例を模式的に示した部分拡大断面図である。
図４に示した通り、このウエハ研磨装置２００では、半導体ウエハ１５を下向きに保持し、この半導体ウエハ１５をテーブル２５の研磨面２５ａに当接させた後、回転させることにより半導体ウエハ１５の表面を研磨するように構成された円板状のウエハ保持治具２１と、研磨面２５ａを有し、回転が可能なテーブル２５とから構成されている。
【０００５】
ウエハ保持治具２０の保持面２１の反対側面の中心部には、プッシャ棒２４が固定されており、このプッシャ棒２４は図示しない駆動手段に連結され、この駆動手段を駆動させると、プッシャ棒２４及びウエハ保持治具２０が回転するようになっている。また、半導体ウエハ１５は、ウエハ保持治具２０の保持面２１に形成された熱可塑性ワックス等からなる接着層を介して貼着されている。
【０００６】
半導体ウエハ１５の研磨を行う際には、ウエハ保持治具２０とテーブル２５とを回転させ、次に、ウエハ保持治具１０又はテーブル１５を上下動させ、半導体ウエハ１９と研磨面２５ａとを摺接させることにより半導体ウエハ１５の研磨を行っていた。
【０００７】
しかしながら、このようなウエハ研磨装置２００では、半導体ウエハ１５を貼り付けたり、剥がしたりする工程を行う必要があり、工程数が多くなるとともに、これらの工程で半導体ウエハ１５に傷等がはいるおそれがあるという問題があった。また、半導体ウエハ１５と保持面との間を均一の厚さにするのが難しく、半導体ウエハが傾きやすいという問題があった。
【０００８】
そこで、半導体ウエハの脱着を容易に行うことができる真空チャックを用いた研磨装置が提案されている（特許文献２参照）。
この真空チャックを用いた研磨装置では、多孔質体を吸着体として用いているため、半導体ウエハの脱着が容易であるのみでなく、保持面との間に介在物が存在しないため、均一な研磨を行い易いという利点がある。
【０００９】
しかしながら、従来の多孔質体を吸着体とした真空チャックにおいては、吸着体の外縁と被吸着体の外縁との関係を塾考した真空チャックは製造されていなかった。
このため、真空チャックを、例えば、半導体ウエハ等の研磨装置として用いる場合、半導体ウエハ等の外縁が吸着体外縁に載っており、研磨時に半導体ウエハが浮き上がり、そのため半導体ウエハの縁部付近が余計に研磨されてしまい、研磨状態が不均一になってしまうという問題があった。
一方、半導体ウエハ等の被吸着体の外縁と吸着体外縁との間の距離が遠すぎる場合、すなわち、被吸着体と封止部との間に大きな隙間が空いてしまうと、その隙間から空気が多量に吸い込まれてしまうため、被吸着体外周の吸着力が低下して浮き上がり、やはりそのため半導体ウエハの縁部付近が余計に研磨されてしまうという問題があった。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−３２０３９４号公報
【特許文献２】
特開２０００−１５５７３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、吸着力が高く、かつ、吸着力が全体的に均一であるため、研磨装置として用いた場合には、被吸着体の均一な研磨を実現することができる真空チャックを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第一の本発明の真空チャックは、多孔質セラミックからなり、被吸着体を吸着、保持するための保持面を有する吸着体と、上記吸着体の保持面と吸引孔対応部とを除いた部分を封止するための封止体とを含んで構成される真空チャックであって、
上記吸着体は、上記被吸着体を保持した際、該吸着体の保持面の外縁から０．１〜１５ｍｍ内側に上記被吸着体の外縁が位置するように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
第二の本発明の真空チャックは、多孔質セラミックからなり、被吸着体を吸着、保持するための保持面を有するとともに、上記保持面と吸引孔対応部とを除いた部分を封止するための封止層が形成された吸着体を含んで構成される真空チャックであって、
上記封止層は、少なくとも上記保持面の外縁から内側に０．５ｍｍ以下の幅で形成されており、
上記吸着体は、上記被吸着体を保持した際、上記封止層の内縁から０．１〜１５ｍｍ内側に上記被吸着体の外縁が位置するように構成されていることを特徴とする。
以下、本発明のウエハ保持治具について、詳細に説明する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
第一の本発明の真空チャックは、多孔質セラミックからなり、被吸着体を吸着、保持するための保持面を有する吸着体と、上記吸着体の保持面と吸引孔対応部とを除いた部分を封止するための封止体とを含んで構成される真空チャックであって、
上記吸着体は、上記被吸着体を保持した際、該吸着体の保持面の外縁から０．１〜１５ｍｍ内側に上記被吸着体の外縁が位置するように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
第一の本発明の真空チャックは、多孔質セラミックからなる吸着体と封止体とを含んで構成されている。
この吸着体の形状は、特に限定されず、円板状であってもよく、直径の大きな円板と直径の小さな円板とが一体的に積層形成された形状であってもよい。さらに、平面視楕円形の板状であってもよく、直方体形状や立方体形状であってもよい。
【００１６】
また、保持面の形状は、通常、吸着体の形状に依存して変化するが、保持面のみが特定の形状に形成されていてもよい。
【００１７】
吸着体は、被吸着体を保持した際、該吸着体の保持面の外縁から０．１〜１５ｍｍ内側に上記被吸着体の外縁が位置するように構成されているので、吸着力が高く、かつ、吸着体の吸着力が全体的に均一であり、研磨装置として用いた場合には、被吸着体の均一な研磨を実現することができる。
【００１８】
上記被吸着体を吸着、保持した際、被吸着体が上記吸着体の保持面の外縁から内側に０．１ｍｍ入った位置よりも外側にくるように構成されている場合、すなわち、被吸着体の外縁と吸着体の外縁との距離が０．１ｍｍよりも小さくなるように設定されている場合、半導体ウエハを載置する際の精度との関係で、被吸着体と封止体とが接触しやすい。このため、研磨時に半導体ウエハが封止体に接触して浮き上がってしまう場合がある。
このような場合、例えば、第一の本発明の真空チャックを半導体ウエハの研磨装置として使用すると、半導体ウエハの縁部付近が余計に研磨されてしまい、研磨状態が不均一になってしまう。
【００１９】
一方、上記被吸着体を保持した際、該吸着体の保持面の外縁から１５ｍｍよりもさらに内側に上記被吸着体の外縁が位置するように構成されている場合、被吸着体と封止体との間に大きな隙間が空いてしまうため、その隙間から空気が多量に吸い込まれ、被吸着体外周の吸着力が低下して浮き上がり、やはりそのため半導体ウエハの縁部付近が余計に研磨されてしまう。
【００２０】
保持面は、精度のよい平面状に仕上げられていることが望ましく、上記保持面の平面度の望ましい上限は、１０μｍである。また、より望ましい上限は、５μｍである。
上記保持面の平面度が１０μｍを超えると、被吸着体の研磨を行った際、研磨面の平坦度が低下してしまう。
【００２１】
本明細書において、吸着体の保持面の平面度とは、粒子が存在する部分について、その高さをプロットしていき、その一番高い点と低い点との間の差（距離）とする。これにより、保持面の起伏の大きさを評価することが可能である。このように規定したのは、保持面の粒子が存在する部分により被吸着体を支持するため、この部分の起伏の大きさの程度により、研磨を行う際の被吸着体の研磨面の凹凸が影響を受けるからである。なお、吸着体は、多孔質セラミックからなるため、保持面の表面には、上述したように、粒子が存在する部分と気孔が存在する部分とがあり、これに起因して細かな凹凸が形成されているが、この凹凸の大きさは、細孔分布等により評価を行うことができる。
この真空チャックを研磨装置、特に半導体ウエハ表面を研磨する研磨装置として用いる場合には、保持面の形状は、円形状であることが望ましい。
【００２２】
吸着体の保持面が円形である場合、その直径としては、研磨対象物である半導体ウエハの直径等を考慮して適宜決定されるが、１００〜３３０ｍｍであることが望ましい。
【００２３】
吸着体の熱伝導率は、５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが望ましい。半導体ウエハの研磨加工を行うと、上記吸着体が高温になりやすいため、冷媒による冷却を行う場合があるが、この冷媒による冷却効果を向上させるために、熱伝導率の高い材料が好ましいからである。
【００２４】
また、吸着体の厚さは、該ウエハ保持治具を構成する材料の熱伝導率等を考慮して適宜決定されるが、例えば、上記ウエハ保持治具が炭化珪素から構成されている場合、５〜６０ｍｍであることが望ましい。吸着体の厚さが５ｍｍ未満であると、その直径に対して薄くなりすぎ、吸着体に反りが発生しやすく、また、強度が低下して破損しやすくなる。一方、吸着体の厚さが６０ｍｍを超えると、重量が増し真空チャックの大型化を招く。
【００２５】
上記封止体は、上記吸着体の保持面と吸引孔対応部とを除いた部分を封止するために設けられており、上記吸着体の保持面以外の部分から空気が漏れないようになっている。また、その一部に吸引部が一体的に設けられ、この吸引部を介して吸着体嵌合された部分（吸着体内部）を吸引することにより、吸着体内部を減圧状態とし、被吸着体を吸着可能とするようになっている。
【００２６】
上記封止体の材料は、封止体からの空気の漏れをなくすことができれば特に限定されず、例えば、樹脂、ガラス、金属、セラミック等が挙げられる。
【００２７】
図１（ａ）は、第一の本発明の真空チャックの一例を模式的に示した斜視図であり、（ｂ）は、その断面図である。
図１に示したように、真空チャック１０は、吸着体１１と封止体１２とから構成されており、中央部分に貫通孔を有する円板上に筒状体が一体的に形成された形態の封止体１２の上記筒状体の内部に、上面に保持面１４を有する円板状の吸着体１１が固定されている。また、上記構成の真空チャック１０の下には真空チャック１０を支持、固定するための固定ベース３０が設けられており、等間隔に設置された４本のボルト３１を用いて封止体１２を固定している。固定ベース３０は、封止体１２の貫通孔を介して吸着体１１の下面に通じる吸引孔１３ａを有する吸引部１３を中央部分に有し、この吸引孔１３ａより吸着体１１内部の空気を吸引することができるようになっている。
【００２８】
そして、真空チャック１０を組み立てた後、吸引部１３を適当な管状部材等を介して真空ポンプ等に接続し、この吸引孔１３ａから空気を吸引することにより、吸着体１１の保持面１４に載置した半導体ウエハ１５を吸着・保持することができるようになっている。なお、真空チャック１０は、吸引部１３の中心軸を中心として回転を可能にする回転機構を備えていてもよい。
【００２９】
なお、図１に示した吸着体１１には、溝等が形成されていないが、吸引速度を速めるために、例えば、保持面１４の反対側の面に種々の形状の溝が形成されていてもよい。
【００３０】
そして、図４に示したように、研磨面を有する研磨テーブルと保持面に吸着された半導体ウエハとが平行になった状態で、研磨面を有する研磨テーブルを回転させるか、真空チャック１０自体を回転させるか、又は、両者を回転させ、両者を接触させることにより、半導体ウエハ表面の研磨等を行うことができる。研磨テーブルには、研磨クロスを貼り付けることにより粗化面が形成されていてもよく、ダイヤモンド砥粒等を用いて粗化面が形成されていてもよい。
【００３１】
封止体１２の形状は、図１に示した形状に限定されるものではなく、例えば、吸着体１１の保持面１４の反対側の面全体に空洞が形成されていてもよい。また、吸着体１１の保持面１４の反対側の面に当接している部分に吸引孔に吸引した空気を吸引孔に導くための溝又は孔が形成されていてもよい。
【００３２】
第一の本発明の真空チャックの用途は、特に限定されず、上述したように、被吸着体の加熱処理、研削研磨処理、ＣＶＤ処理、スパッタリング等のＰＶＤ処理を行うために用いられてもよい。
【００３３】
吸着体の材料としては特に限定されず、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、炭化珪素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、アルミナ、ジルコニア、コージュライト、ムライト等の酸化物セラミック等を挙げることができるが、これらのなかでは、高い熱伝導率を有するとともに、塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、フッ硝酸及び水酸化ナトリウム等に対する耐薬品性に優れる炭化珪素が望ましい。なお、上述したセラミックに金属珪素を配合した珪素含有セラミック、珪素や珪酸塩化合物で結合されたセラミックも用いることができる。
【００３４】
吸着体の気孔率は特に限定されないが、２０〜５０％程度であることが望ましい。気孔率が２０％未満であると、被吸着体の吸引力が弱くなり、研磨の際に半導体ウエハ等の吸着体が移動したり、剥がれたりする。一方、気孔率が５０％を超えると、吸着体の強度が低下するため、破壊されやすく、それを防止するためには吸着体の厚さを厚くする必要が生じ、真空チャックが大型化してしまうとともに、高価になってしまう。
【００３５】
保持面の吸着力を均一に保つためには、吸着体の気孔径が揃っていることが望ましく、上記吸着体の細孔分布を水銀圧入法により測定した際、平均気孔径が１０〜４０μｍで、上記平均気孔径の０．７〜１．２倍の気孔径を有する細孔の全細孔容積に対する割合が７５％以上であり、１０μｍ未満の気孔径を有する細孔の全細孔容積に対する割合が１５％以下であり、４０μｍを超える気孔径を有する細孔の全細孔容積に対する割合が１０％以下であることが望ましい。
なお、上記気孔率は、水銀圧入法のほか、アルキメデス法、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による測定等、従来公知の方法により測定することができる。
【００３６】
上記多孔質炭化珪素からなる吸着体の平均粒径は、３０〜７０μｍであることが好ましい。このように平均粒径が３０〜７０μｍと比較的大きめの粒子が好ましいのは、一般に、熱が粒子の内部を伝導する効率は、熱が粒子間を伝導する効率に比べて高いため、平均粒径が大きいほど熱伝導率が高くなり、また、気孔径が揃い易いからである。
【００３７】
固定ベース３０の材料は、特に限定されず、例えば、樹脂、ガラス、金属、セラミック等が挙げられる。
【００３８】
以上説明した通り、第一の本発明の真空チャックは、半導体ウエハ等の被吸着体を保持した際、該吸着体の保持面の外縁から０．１〜１５ｍｍ内側に上記被吸着体の外縁が位置する形状、寸法となるように構成されているので、吸着力が全体的に均一であり、研磨装置として用いた場合には、被吸着体の均一な研磨を実現することができる。
【００３９】
次に、第一の本発明の真空チャックの製造方法について簡単に説明する。
まず、初めに吸着体を製造する。
吸着体を製造するには、セラミック粉末にバインダー及び分散媒液を加えて混合組成物を調製する。
【００４０】
上記炭化珪素粉末は、平均粒径５〜１００μｍのα型炭化珪素の粗粉末１００重量部に対して、平均粒径０．１〜１．０μｍのα型炭化珪素の微粉末を１０〜１００重量部を均一に混合することが望ましい。なお、粉末の種類は、α型であってもよく、β型であってもよい。
上記バインダーとしては特に限定されず、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。
上記バインダーの配合量は、通常、セラミック粉末１００重量部に対して、１〜１０重量部程度が望ましい。
【００４１】
上記分散媒液としては特に限定されず、例えば、ベンゼン等の有機溶媒；メタノール等のアルコール、水等を挙げることができる。
上記分散媒液は、混合組成物の粘度が一定範囲内となるように、適量配合される。
これらセラミック粉末、バインダー及び分散媒液は、アトライター等で混合した後、ニーダー等で充分に混練し、さらに、スプレードライ法等により顆粒状の粉末を製造する。そして、この顆粒を金型に入れて成形することにより、成形体を作製する。
この生成形を、不活性ガス（アルゴン）雰囲気下、４００〜６５０℃程度に加熱することで脱脂し、バインダー等を分解、消失させ、略セラミック粉末のみを残留させる。
【００４２】
そして、上記脱脂処理を施した後、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下、１４００〜２３００℃程度に加熱することで焼成し、セラミック粉末を焼結させて吸着体を製造する。
吸着体の製造方法は、上述した方法に限定されず、従来からセラミックを製造するために用いられている種々の方法を適用することができる。
その後、図１を用いて説明したような構成に真空チャックを組み立てる。
【００４３】
次に、第二の本発明の真空チャックについて説明する。
第二の本発明の真空チャックは、多孔質セラミックからなり、被吸着体を吸着、保持するための保持面を有するとともに、上記保持面と吸引孔対応部とを除いた部分を封止するための封止層が形成された吸着体を含んで構成される真空チャックであって、上記封止層は、少なくとも上記保持面の外縁から内側に０．５ｍｍ以下の幅で形成されており、上記吸着体は、上記被吸着体を保持した際、上記封止層の内縁から０．１〜１５ｍｍ内側に上記被吸着体の外縁が位置するように構成されていることを特徴とする。
【００４４】
第二の本発明の真空チャックを構成する吸着体（多孔質セラミック）は、保持面と吸引孔対応部とを除いた部分を封止するための封止層が形成されている以外、その形状、材料、特性等は、第一の本発明の真空チャックを構成する吸着体と同様であるので、上記の異なる事項についてのみ、説明することとする。
【００４５】
図２（ａ）は、第二の本発明の真空チャックの一例を模式的に示した斜視図であり、（ｂ）は、その断面図である。
図２に示したように、真空チャック２０は、その上部に形成された保持面２４と、その下部に形成された吸引孔対応部２６とを除いた面の全体に封止層２２が形成された吸着体２１からなる。また、上記構成の真空チャック２０の下には、真空チャック２０を支持、固定するための固定ベース４０が設けられている。
吸着体２１は円板状体からなる吸着体下部２１ａの上により小さな直径の円板状体からなる吸着体上部２１ｂが中心軸を共有するように一体的に形成された形状をなしており、この吸着体下部２１ａに等間隔に固定用の貫通孔が形成されている。そして、吸着体下部２１ａの貫通孔にボルト４１が挿通されて固定ベース４０に固定されるとともに、貫通孔内部に封止剤２５を充填することにより、吸着体２２の貫通孔部分が封止されており、固定ベース４０の中央には、吸着体２１の下面に通じる吸引孔２３ａを有する吸引部２３が設けられている。
【００４６】
この真空チャック２０においても、真空チャック１０の場合と同様に、吸引孔２３ａから空気を吸引することにより、吸着体２１の保持面２４に載置した半導体ウエハ１５を吸着・保持することができるようになっている。
【００４７】
封止層２２は、図２に示しているように、吸着体２１の保持面２４と吸引孔対応部２６を除く面に、液状の高分子、高分子を形成するための原料、又は、ガラス組成物等を塗布等により付着させることにより形成することができる。
封止層２２は、吸着体２１の内部に原料を浸透させて固化させることにより形成した内部固化層２２ａであってもよく、吸着体２１の内部に原料を浸透させず、表面で固化させることにより形成した被覆層２２ｂであってもよく、図２に示しているような、吸着体２１の内部に原料を一部浸透させて固化させることにより形成した内部固化層２２ａと被覆層２２ｂとからなる複合層であってもよい。また、封止層２２としては、内部固化層２２ａ、被覆層２２ｂ、及び、上記複合層からなる群より選択される２以上の層が併用されてもよく、例えば、吸着体上部２１ｂに被覆層２２ｂを形成し、吸着体下部２１ａに内部固化層２２ａを形成してもよい。
このように、封止層２２を形成することにより、保持面２４以外の面から空気が吸引されるのを防止しつつ、吸引孔対応部２６から吸引孔２３ａを介して吸着体２１内部の空気を吸引することができる。
【００４８】
また、吸着体２１の固定ベース４０と接する面については、側面でなければ封止層２２を省略してもよく、例えば、吸着体２１の保持面２４の反対側の面に溝が形成され、その部分から吸引することができるように構成されていてもよく、保持面２４の反対側の面に形成された封止層２２に、吸引孔対応部のほかに、別の開口が形成され、その部分から吸引することができるように構成されていてもよい。
【００４９】
なお、吸着体２１の形状は、図２に示したような直径の異なる円板を一体的に積み重ねた形状に限られず、図１に示したような円板状であってもよく、そのほかの形状であってもよい。
【００５０】
この真空チャック２０は、吸引部の中心軸を中心として回転を可能にする回転機構を備えていてもよい。
【００５１】
固定ベース４０の材料は、第一の本発明で説明した固定ベース３０と同様のものでよい。なお、吸着体２１の保持面２４の反対側の面に溝が形成された場合や封止層２２に開口が形成された場合には、当然、固定ベース４０の該当部分には、吸引した空気等を吸引孔２３ａに導くための溝又は孔が形成されることとなる。
【００５２】
封止層２２を構成する材料は特に限定されるものではなく、例えば、樹脂、ガラス、金属、セラミック等が挙げられるが、比較的容易に封止層を形成することができる点から樹脂が好ましい。
上記樹脂は、加熱硬化性樹脂であっても熱可塑性樹脂であってもよい。
上記加熱硬化性樹脂としては特に限定されるものではないが、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド、キシレン樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ボリエステル樹脂、ユリア樹脂等が挙げられる。これら熱硬化性樹脂を用いる場合には、例えば、高分子化する前の液状の樹脂を塗布した後、加熱することにより硬化させればよい。
【００５３】
上記熱可塑性樹脂としては特に限定されず、例えば、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリエチレン、ボリプロピレン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル等が挙げられる。これら熱可塑性樹脂は、溶剤に溶解した状態で塗布を行い、封止層２２となるものを形成し、その後、溶剤を飛散させて硬化させてもよく、加熱して粘度を下げた後、吸着体に圧入し、封止層２２を形成してもよい。
【００５４】
ガラス、金属、セラミック等は、これらの材料をその融点近くまで加熱し、溶融させるか、粘度を下げて吸着体の内部に浸透させるか又は圧入する。
【００５５】
上記封止層は、少なくとも上記保持面の外縁から内側に０．５ｍｍ以下の幅で形成される。すなわち、上記保持面近傍における内部固化層２２ａの厚さの上限は０．５ｍｍである。上記保持面近傍における内部固化層２２ａの厚さが０．５ｍｍを超えると、研磨熱、膨潤等により保持面の近傍における内部固化層が膨張して、被着体と接触しやすくなると推定されるので、研磨が不均一になりやすい。また、封止層が不必要に厚くなるので、原材料の使用量が多くなり、経済的でない。
上記吸着体の保持面近傍の封止層２２は、内部固化層２２ａの厚さを薄くして、被覆層２２ｂの厚さを厚くすることが好ましく、上記吸着体の保持面近傍の封止層２２は、上記吸着体の表面に形成された被覆層２２ｂであることがより好ましい。
上記保持面近傍では、被覆層２２ｂの厚さの好ましい下限は０．５ｍｍであり、好ましい上限は１ｍｍである。
【００５６】
封止剤２５の材料は、特に限定されず、上述の封止層２２を構成する材料と同様のものでよい。
【００５７】
以上説明した通り、第二の本発明の真空チャックは、半導体ウエハ等の被吸着体を保持した際、該吸着体の封止層の内縁から０．１〜１５ｍｍ内側に上記被吸着体の外縁が位置する形状、寸法となるように構成されており、かつ、封止層が少なくとも保持面の外縁から内側に０．５ｍｍ以下の幅で形成されているので、吸着力が全体的に均一であり、研磨装置として用いた場合には、被吸着体の均一な研磨を実現することができる。
【００５８】
第二の本発明の真空チャックの用途は、特に限定されず、上述したように、被吸着体の加熱処理、研削研磨処理、ＣＶＤ処理、スパッタリング等のＰＶＤ処理を行うために用いられてもよい。
【００５９】
第二の本発明の真空チャックの製造方法は、特に限定されず、例えば、上述の第一の本発明の真空チャックの製造方法と同様にして吸着体を製造していき、焼成後に、上述したように、封止層２２を構成する材料に応じて、封止層２２の形成を行うことにより第二の本発明の真空チャックを製造することができる。
【００６０】
【実施例】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００６１】
実施例１
平均粒径５７μｍのα型炭化珪素粉末９０重量％と、平均粒径０．５μｍのα型炭化珪素粉末１０重量％とを湿式混合し、得られた混合物１００重量部に対して、有機バインダー（メチルセルロース）を５重量部、水を１０重量部加えて混練した後、スプレードライを行い、顆粒状の粉末を得た。
この顆粒状の粉末を金型に入れ、冷間静水圧（ＣＩＰ）を利用する成形機を用いて、５０ＭＰａの圧力で、５分間保持して円板形状の炭化珪素成形体を作製した。
【００６２】
次に、上記炭化珪素成形体を脱脂炉に搬入し、アルゴンガス雰囲気下、６００℃で２時間加熱することにより炭化珪素成形体の脱脂を行った。
【００６３】
次に、脱脂された炭化珪素成形体を温度：２２００℃で焼成し、多孔質炭化珪素焼結体からなり、直径２００．２ｍｍ、厚さ１０ｍｍの吸着体１１を製造した。この吸着体の特性を表１に示す。
【００６４】
次に、図１（ｂ）に示すように、得られた吸着体１１を封止体１２に固定し、真空チャック１０の製造を終了した。
【００６５】
実施例２〜４
吸着体１１の直径を２１０ｍｍ（実施例２）、２２０ｍｍ（実施例３）、２３０ｍｍ（実施例４）としたほかは、実施例１と同様にして、真空チャック１０を製造した。
【００６６】
実施例５
平均粒径５７μｍのα型炭化珪素粉末９０重量％と、平均粒径０．５μｍのα型炭化珪素粉末１０重量％とを湿式混合し、得られた混合物１００重量部に対して、有機バインダー（メチルセルロース）を５重量部、水を１０重量部加えて混練した後、スプレードライを行い、顆粒状の粉末を得た。
この顆粒状の粉末を金型に入れ、冷間静水圧（ＣＩＰ）を利用する成形機を用いて、５０ＭＰａの圧力で、５分間保持して２つの異なる直径の円板を積み重ねた形状の炭化珪素成形体を作製した。
【００６７】
次に、上記炭化珪素成形体を脱脂炉に搬入し、アルゴンガス雰囲気下、６００℃で２時間加熱することにより炭化珪素成形体の脱脂を行った。
【００６８】
次に、脱脂された炭化珪素成形体を温度：２２００℃で焼成し、直径２５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍの吸着体下部２１ａに、それより直径の小さな直径２００．２２ｍｍ、厚さ１０ｍｍの吸着体上部２１ｂが一体的に形成された多孔質炭化珪素焼結体を製造した。
【００６９】
次に、多孔質炭化珪素焼結体にエポキシ樹脂を塗布、乾燥することにより、エポキシ樹脂からなる厚さ０．０１ｍｍの内部固化層２２ａ及び厚さ０．５ｍｍの被覆層２２ｂからなる封止層２２を形成し、保持面の直径が２００．２ｍｍの吸着体２１を製造した。
なお、内部固化層２２ａ及び被覆層２２ｂの厚さは、吸着体上部２１ｂの表面において、外周に沿ってほぼ等間隔に４点測定し、その平均値とした。
この吸着体の特性を表１に示す。
【００７０】
次に、得られた吸着体２１に固定用の貫通孔を４つ形成し、真空チャック２０の製造を終了した。
【００７１】
実施例６〜１６
表１に示したように、吸着体上部２１ｂの直径、及び、内部固化層２２ａの厚さを変更して、保持面の直径を変更したほかは、実施例５と同様にして、真空チャック２０を製造した。
【００７２】
比較例１〜４
吸着体２１の直径を２００．１ｍｍ（比較例１）、２３６ｍｍ（比較例２）、２４０ｍｍ（比較例３）、２５０ｍｍ（比較例４）としたほかは、実施例１と同様にして、真空チャック２０を製造した。
【００７３】
比較例５〜１６
表１に示したように、吸着体上部２１ｂの直径、及び、内部固化層２２ａの厚さを変更して、保持面の直径を変更したほかは、実施例５と同様にして、真空チャック２０を製造した。
【００７４】
比較例１７
吸着体上部２１ｂの直径を２００．２ｍｍとし、封止層２２を形成しなかったほかは、実施例５と同様にして、真空チャック２０を製造した。
【００７５】
実施例１〜１６及び比較例１〜１６に係る真空チャックをボルトにより固定ベースに固定した後、その保持面に直径２００ｍｍの半導体ウエハを載置し、１０回の研磨処理を行い、研磨状態を下記するように、縁だれの幅Ｌにより評価した。なお、実施例５〜１６及び比較例５〜１７に係る真空チャックについては、ボルトにより固定ベースに固定した後、ボルトが貫通した貫通孔をエポキシ樹脂により充填して密閉した。また、研磨処理は、半導体ウエハを吸着・保持した真空チャックを、回転しているフェルト状の研磨クロスを貼り付けたテーブルと接触させることにより行った。テーブルの回転数は１．２ｓ−１とした。
研磨状態を評価する際、まず、研磨面の平坦性を平面度測定器を用いて測定した。そして、通常、図３に示すように、半導体ウエハの外縁が中央部分に比べて多く研磨される現象が発生しやすいが、この際、平均的な面のレベルより多く削られている面の幅Ｌ（以下、「縁だれの幅」という）を測定することに、研磨状態を評価した。評価結果を下記の表１に示す。
【００７６】
【表１】
2004291179.tif 000003
【００７７】
表１に示した結果から明らかなように、隙間が０．１〜１５ｍｍの範囲（実施例１〜１６）では、縁だれの幅は小さく、ほぼ均一に研磨されており、何ら問題がなかったが、上記範囲外（比較例１〜１６）では、縁だれの幅が大きすぎて、研磨状態に問題があった。また、封止を行わなかった真空チャック（比較例１７）では、半導体ウエハの吸引が不充分であったため、全面にわたって研磨ムラが生じており、研磨状態に問題があった。
【００７８】
【発明の効果】
本発明の真空チャックは、上述した通りの構成であるので、吸着力が全体的に均一であり、研磨装置として用いた場合には、被吸着体の均一な研磨を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、第一の本発明の真空チャックを模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、その縦断面図である。
【図２】（ａ）は、第二の本発明の真空チャックを模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、その縦断面図である。
【図３】半導体ウエハの研磨面の縁だれの概念を示す断面図である。
【図４】従来のウエハ研磨装置の一例を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
１０、２０  真空チャック
１１、２１  吸着体
１２  封止体
１３、２３  吸引部
１４、２４  保持面
１５  半導体ウエハ
２１ａ  吸着体下部
２１ｂ  吸着体上部
２２  封止層
２２ａ  内部固化層
２２ｂ  被覆層
３０、４０  固定ベース
【図１】
2004291179.tif 000004
【図２】
2004291179.tif 000005
【図３】
2004291179.tif 000006
【図４】
2004291179.tif 000007