(57)【要約】【課題】真空チャックの吸着面に生じる段差を殆どなくしてその吸着面とワークとの密着度が高められた真空チャックを得る。【解決手段】真空チャック１は、吸引力が作用する表面１０ａを有する多孔質体１０と、その多孔質体１０を密に収容する収容溝７が形成された多孔質支持体５とを備えている。かかる真空チャック１において、多孔質体１０と多孔質支持体５とを同一のフッ素樹脂により構成し、両者を溶着によって接合する。これにより、多孔質体１０と多孔質支持体５とは多孔質か緻密質かの違いとなる。その結果、硬度やヤング率が極めて近似し、両者の表面５ａ，１０ａを平面研削しても生じる段差を極めて小さくすることができ、ワークと吸着面１ａとの密着度を高めることができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着面を有した多孔質体と、該多孔質体の周囲を閉塞しその吸着面と面一のワーク接触面を有する閉塞部とを備え、真空源からの吸引力を多孔質体内部の微細孔を介して吸着面に作用させることで該吸着面にワークを吸着する真空チャックにおいて、
前記多孔質体及び前記閉塞部を同一の熱可塑性樹脂により構成し、両者を溶着によって接合したことを特徴とする真空チャック。
【請求項２】
前記多孔質体を密に収容する収容溝を形成した支持体を設けて、該収容溝に前記多孔質体を収容した状態で該多孔質体を固定支持し、収容溝の周壁によって前記閉塞部を構成したことを特徴とする請求項１記載の真空チャック。
【請求項３】
吸着面を有した多孔質体と、該多孔質体を前記吸着面から後退した位置で支持する支持体とを備え、真空源からの吸引力を多孔質体内部の微細孔を介して吸着面に作用させることで該吸着面にワークを吸着する真空チャックにおいて、
前記多孔質体を熱可塑性樹脂により構成し、該多孔質体の外周部を加熱及び加圧変形させて多孔質体の微細孔を閉塞させることによって当該外周部にシール層を形成したことを特徴とする真空チャック。
【請求項４】
吸着面を有した多孔質体と、該多孔質体の周囲を閉塞しその吸着面と面一のワーク接触面を有する閉塞部とを備えるとともに、前記多孔質体の吸着面側には内面が封止層によって封止された凹部を設け、真空源からの吸引力を多孔質体内部の微細孔を介して凹部の周囲にある吸着面に作用させることで該吸着面にワークを吸着する真空チャックであって、
前記多孔質体及び前記閉塞部を同一の熱可塑性樹脂により構成し、両者を溶着によって接合したことを特徴とする真空チャック。
【請求項５】
前記多孔質体を密に収容する収容溝を形成した支持体を設けて、該収容溝に前記多孔質体を収容した状態で該多孔質体を固定支持し、収容溝の周壁によって前記閉塞部を構成したことを特徴とする請求項４記載の真空チャック。
【請求項６】
前記封止層をフッ素樹脂により構成したことを特徴とする請求項４又は５に記載の真空チャック。
【請求項７】
前記熱可塑性樹脂をフッ素樹脂としたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の真空チャック。
【請求項８】
吸着面を有した多孔質体と、該多孔質体を密に収容しその吸着面と面一のワーク接触面を有する支持体とを備え、真空源からの吸引力を多孔質体内部の微細孔を介して吸着面に作用させることで該吸着面にワークを吸着する真空チャックにおいて、
前記多孔質体及び前記支持体を熱可塑性樹脂により構成し、両者を溶着によって接合したことを特徴とする真空チャック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液晶表示パネルや半導体デバイスの製造工程において、液晶ガラスや半導体ウェハなどのワークを処理・搬送する際、吸引によりワークをその吸着面に保持する真空チャックが利用されている。真空チャックとしては、ワークに対して均一な吸引力を作用させるべく、多孔質体を用いたものが従来から知られている。内部の微細孔を介して多孔質体の吸着面に吸引力を作用させることによりその吸着面にワークが吸着され、ワークはその状態で保持されるのである。
【０００３】
このような真空チャックとして、吸着面を有し多孔質セラミックスからなる吸着板と、その吸着板を収容する収容溝を備えた緻密質セラミックスからなる外周シール層を備えたものがある。外周シール層はその表面が吸着板の吸着面と面一となるようにその吸着板を収容し、この外周シール層により吸着板の外周部がシールされる。そして、吸着板と外周シール層との接合には低融点ガラスが用いられ、両者の間には低融点ガラス層が介在されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
登録実用新案第２５５９３８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、真空チャックは吸着板の吸着面に、ワークとして液晶ガラスや半導体ウェハなどの精密加工基板を吸着させる場合、その吸着面は表面の平坦度を高めるために高精度な仕上げが施される。かかる仕上げ処理では、真空チャックの吸着側の面、すなわち吸着板の吸着面と外周シール層（吸着板支持体）の表面とがともに平面研削される。
【０００６】
このような平面研削を上記従来の真空チャックに対して行うと、平坦度を高めようとしても、吸着板の吸着面と外周シール層の表面との間に段差が生じてしまうという問題があった。これは、吸着板と外周シール層との間にその両者とは材質の異なる低融点ガラス層が接着剤として介在するためである。この点、上記従来の真空チャックでは、吸着板の外周部に低融点ガラスを含浸させることで外周シール層との機械的特性を近似させ、段差を少なくするという工夫がなされている。しかしながら、依然として吸着板や外周シール層とは異なる材質の低融点ガラスを接着剤として用いているため、数μｍの段差は生じてしまう。
【０００７】
このような段差が生じると、ワークと真空チャックとの密着度が低くなる。そして、エッチング処理等、ワークを吸着した状態で薬液が用いられる処理では、前記密着度が低いほど薬液がワークと真空チャックの吸着面との間に浸入する量が多くなる。それに伴い、浸入した薬液によってワークの接触面や真空チャックの吸着側の面が侵食される度合いも大きくなってしまう。
【０００８】
また、通常はヤング率や硬度その他の特性から、多孔質体である吸着板の表面が緻密質である外周シール層の表面よりも低くなるように形成される。このような段差はワークが外周シール層の表面と接触しながら、内側の吸着板の表面とは非接触となる状態を作り出す。このような状態で吸着板に吸引力を作用させると、非接触状態にある箇所が吸引されることにより、ワークが撓んでしまい、場合によっては破損してしまうという問題もある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題を解消し得る真空チャックを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
以下に、上記課題を解決し得る手段等について項を分けて列挙する。なお、必要に応じてその作用、効果、具体的手段等についても付記する。
【００１１】
手段１．吸着面を有した多孔質体と、該多孔質体の周囲を閉塞しその吸着面と面一のワーク接触面を有する閉塞部とを備え、真空源からの吸引力を多孔質体内部の微細孔を介して吸着面に作用させることで該吸着面にワークを吸着する真空チャックにおいて、
前記多孔質体及び前記閉塞部を同一の熱可塑性樹脂により構成し、両者を溶着によって接合したことを特徴とする真空チャック。
【００１２】
手段１によれば、多孔質体と閉塞部とは同一の熱可塑性樹脂により構成されていることから、両者の違いは多孔質か緻密質かという点のみである。そして、両者は溶着、例えば熱溶着により接合されており、その間に接着剤等、異なる材質のものは存在しない。熱可塑性樹脂はセラミックスや金属等のように高い硬度を有しておらず、また多孔質と緻密質との間でのヤング率の相違もほとんど無視できる程度である。このため、平坦度を向上させるために多孔質体の吸着面及び閉塞部のワーク接触面をともに平面研削しても、両面の間には段差が殆ど生じない。このため、多孔質体の吸着面及び閉塞部のワーク接触面にワークを吸着させた場合には、その両面とワークとの密着度が極めて高くなる。これにより、エッチング処理等の薬液を使用する処理が行われた場合でも、その薬液の浸入を十分に抑えることができ、浸入した薬液による吸着面やワーク接触面の侵食を防止できる。しかも、両面の間に生じる段差が極めて小さいことから、その段差によって吸着したワークを傷つけることも防止できる。
【００１３】
手段２．前記多孔質体を密に収容する収容溝を形成した支持体を設けて、該収容溝に前記多孔質体を収容した状態で該多孔質体を固定支持し、収容溝の周壁によって前記閉塞部を構成したことを特徴とする手段１記載の真空チャック。
【００１４】
手段２によれば、閉塞部が収容溝の周壁によって構成されているため、多孔質体の外周部はその周壁によって閉塞される。閉塞部は多孔質体の外周部を加熱変形させて当該外周部にある微細孔を閉塞することで構成することもできるが、その場合、多孔質体の吸着面においてその閉塞された部分では吸引力を作用させることができない。この点、手段２によれば、多孔質体の吸着面全体に吸引力を作用させることができる。従って、多孔質体の吸着面全体を有効に使用することができる。
【００１５】
手段３．吸着面を有した多孔質体と、該多孔質体を前記吸着面から後退した位置で支持する支持体とを備え、真空源からの吸引力を多孔質体内部の微細孔を介して吸着面に作用させることで該吸着面にワークを吸着する真空チャックにおいて、
前記多孔質体を熱可塑性樹脂により構成し、該多孔質体の外周部を加熱及び加圧変形させて多孔質体の微細孔を閉塞させることによって当該外周部にシール層を形成したことを特徴とする真空チャック。
【００１６】
手段３によれば、多孔質体の外周シール層は加熱及び加圧変形によって多孔質の微細孔を閉塞させることで形成されるため、吸着面となる多孔質体とそのシール層は同一の熱可塑性樹脂により構成されることとなるから、両者の違いは多孔質か緻密質かという点のみである。そして、シール層は上記のように加熱及び加圧変形によって多孔質体外周部の微細孔を閉塞して形成されるものであるから、多孔質体とシール層とのに接着剤等、異なる材質のものは存在しない。熱可塑性樹脂はセラミックスや金属等のように高い硬度を有しておらず、また多孔質と緻密質との間でのヤング率の相違もほとんど無視できる程度である。このため、平坦度を向上させるために多孔質体の吸着面及びシール層のワーク接触面をともに平面研削しても、両面の間には段差が殆ど生じない。このため、多孔質体の吸着面及びシール層のワーク接触面にワークを吸着させた場合には、その両面とワークとの密着度が極めて高くなる。これにより、エッチング処理等の薬液を使用する処理が行われた場合でも、その薬液の浸入を十分に抑えることができ、浸入した薬液による吸着面やワーク接触面の侵食を防止できる。しかも、両面の間に生じる段差が極めて小さいことから、その段差によって吸着したワークを傷つけることも防止できる。なお、多孔質体の外周シール層を加熱及び加圧変形によって形成する場合、多孔質体の外周部を融点付近まで加熱しつつ加熱及び加圧変形させれば、多孔質体の外周部が溶ける作用も相俟ってシール層を容易に形成することができる。特に、外周シール層は単に加熱による溶融のみで形成するのではなく、外周部を加圧しながら形成しているため、確実かつ迅速に外周シール層が形成される。
【００１７】
手段４．吸着面を有した多孔質体と、該多孔質体の周囲を閉塞しその吸着面と面一のワーク接触面を有する閉塞部とを備えるとともに、前記多孔質体の吸着面側には内面が封止層によって封止された凹部を設け、真空源からの吸引力を多孔質体内部の微細孔を介して凹部の周囲にある吸着面に作用させることで該吸着面にワークを吸着する真空チャックであって、
前記多孔質体及び前記閉塞部を同一の熱可塑性樹脂により構成し、両者を溶着によって接合したことを特徴とする真空チャック。
【００１８】
手段４では、多孔質体の吸着面に凹部が形成されていることにより、ワークの接触面側にも配線パターン等の電気回路部が形成されている場合でも、その電気回路を凹部内に収容することで当該回路部を破損することなくワークを吸着することができる。そして、多孔質体と閉塞部とは同一の熱可塑性樹脂により構成されていることから、両者の違いは多孔質か緻密質かという点のみである。そして、両者は溶着、例えば熱溶着により接合されており、その間に接着剤等、異なる材質のものは存在しない。このため、手段４によれば、手段１と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００１９】
手段５．前記多孔質体を密に収容する収容溝を形成した支持体を設けて、該収容溝に前記多孔質体を収容した状態で該多孔質体を固定支持し、収容溝の周壁によって前記閉塞部を構成したことを特徴とする手段４記載の真空チャック。
【００２０】
手段５によれば、閉塞部が収容溝の周壁によって構成されているため、多孔質体の外周部はその周壁によって閉塞される。閉塞部は多孔質体の外周部を加熱変形させて当該外周部にある微細孔を閉塞することで構成することもできるが、その場合、多孔質体の吸着面においてその閉塞された部分では吸引力を作用させることができない。この点、手段５によれば、多孔質体の吸着面のうち凹部を除いた表面全体に吸引力を作用させることができる。従って、凹部が形成され吸着面積が限られた多孔質体において、吸着面積を最大限広く利用することができる。
【００２１】
手段６．前記封止層をフッ素樹脂により構成したことを特徴とする手段４又は５に記載の真空チャック。
【００２２】
手段６では、封止層がフッ素樹脂により構成されているため、たとえ凹部内に薬液が浸入しても封止層が侵食されることを防止でき、吸着される基板の回路部の汚染を防止できる。加えて、耐熱性にも優れているから凹部内に薬液と同温度のガスを供給しても封止層への影響はほとんどなく、薬液の温度に合わせた適切な温度のガスを凹部内に供給できる。このため、凹部におけるワークの温度低下を防ぎ、ワークの処理ムラの発生を防止することができる。
【００２３】
手段７．前記熱可塑性樹脂をフッ素樹脂としたことを特徴とする手段１乃至６のいずれかに記載の真空チャック。
【００２４】
手段７では、多孔質体（及び、手段１，４ではさらに閉塞部、手段２，５では支持体）を構成する熱可塑性樹脂として、いずれも同一のフッ素樹脂が用いられている。フッ素樹脂は熱可塑性樹脂の中でもエッチング液等の薬液に対する耐薬品性、耐熱性に優れていることから、真空チャックの耐久性を向上させることができる。特に、手段６と手段７との組み合わせにおいては、多孔質体、閉塞部及び封止層の全てがフッ素樹脂により構成されることとなるため、手段６に示した効果が一層顕著となる。
【００２５】
手段８．吸着面を有した多孔質体と、該多孔質体を密に収容しその吸着面と面一のワーク接触面を有する支持体とを備え、真空源からの吸引力を多孔質体内部の微細孔を介して吸着面に作用させることで該吸着面にワークを吸着する真空チャックにおいて、
前記多孔質体及び前記支持体を熱可塑性樹脂により構成し、両者を溶着によって接合したことを特徴とする真空チャック。
【００２６】
手段８によれば、多孔質体及び支持体が熱可塑性樹脂により構成されていることから、両者を溶着、例えば熱溶着によって接合することが可能となる。そして、かかる手段８では、多孔質体及び支持体の両者は溶着により接合されているから、その間に接着剤等は存在しない。接着剤を用いて接合すると、その接合力はアンカー効果による部分接合によって得られるため、多孔質体の接合面に開口する微細孔の大小によって接合力に差が出てしまうという問題がある。これに対し、溶着による接合は面接合であるから多孔質体の微細孔の大小は無関係であり、接着剤を利用した接合力に比べて強度のある接合力を得ることができる。従って、手段８によれば、多孔質体と支持体との接合力を強化することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
以下に、第１の実施形態について図１乃至図３を参照しつつ説明する。なお、図１は第１の実施形態における真空チャックの平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図であり、図３は型を使用して多孔質支持体と多孔質体とを接合する工程を示す断面図である。
【００２８】
図１及び図２に示すように、真空チャック１は、有底筒状に形成されたチャック本体２を備えている。なお、チャック本体２は、例えばステンレス等の金属材料によって構成されている。また、チャック本体２の横断面形状は特に限定されない。チャック本体２の底部中央にはチャック本体２の内側空間３と連通する吸引口４が形成されている。吸引口４は、例えば配管が接続されるための雌ネジが形成された雌ネジ孔として形成したり、ワンタッチ継手を設けたりする等、各種形態が考えられる。真空チャック１の使用時においてこの吸引口４には図示しない吸引装置からの配管が接続される。
【００２９】
チャック本体２にはその開口側に、チャック本体２と平面視で同一外形となるように形成された多孔質支持体５（支持体）が設けられ、多孔質支持体５によってチャック本体２の開口部が閉塞されている。多孔質支持体５は、合成樹脂材料により緻密質に構成されている。多孔質支持体５はその下面の外周面とチャック本体２の上面の外周面とが合わされた状態で締結部材としてのボルト６により固定されている。なお、両者の固定は接着剤その他の固定手段で行ってもよい。そして、多孔質支持体５が設けられることにより、チャック本体２の前記内側空間３は閉塞された空間となっている。チャック本体２と多孔質支持体５との接合面には図示しないパッキンが介在されており、内側空間３に吸引力が作用した場合に接合面から周囲に存在するエア等の流体の流入が防止されている。なお、パッキンを用いることなく、チャック本体２と多孔質支持体５との接合面を高精度に平面仕上げすることでシールを行なう面シールとすることも可能である。
【００３０】
多孔質支持体５の表面５ａ（ワーク接触面）、すなわちチャック本体２との接合面と反対側の面には、平面視において円形状をなす収容溝７が形成されている。収容溝７の底面には同心円状で径の異なる複数（本実施形態では３つ）の環状溝８が形成されている。各環状溝８の底面は多孔質支持体５に形成された吸気通路９及び前記チャック本体２の内側空間３を介して前記吸引口４と連通されている。吸気通路９は各環状溝８にそれぞれ１つ形成されている。このため、収容溝７内の空間は環状溝８、吸気通路９、内側空間３を介して吸引口４に連通されている。なお、吸気通路９は各環状溝８毎に複数形成してもよい。
【００３１】
収容溝７には多孔質支持体５の表面５ａと共に同一平面が形成されるように円盤状の多孔質体１０が密に収容され、その状態で固定されている。そして、多孔質支持体５の表面５ａと多孔質体１０の表面１０ａ（吸着面）とで、面一の平坦面が形成されている。多孔質体１０は合成樹脂を焼結することにより構成されている。この構成では多孔質支持体５によって多孔質体５の周囲が閉塞されており、この多孔質支持体５が閉塞部の役割を果たしている。なお、収容溝７及び多孔質体１０の形状は四角形状など任意の形状を選択することができる。但し、両者の形状は相互に共通していることが好ましい。
【００３２】
図示しない吸引装置の駆動により吸引口４に吸引力が作用すると、かかる吸引力が内側空間３、吸気通路９、環状溝８、多孔質体１０内部の微細孔を介して多孔質体１０の表面１０ａに作用することになる。これにより、多孔質体１０の表面１０ａ付近に存在するエアが吸引される。
【００３３】
以上のように構成された真空チャック１では、ワークが多孔質体１０の表面１０ａや多孔質支持体５の表面５ａと接触した状態で、図示しない吸引装置（真空源）の駆動により吸引口４に吸引力を作用させる。すると、その吸引力が内側空間３、吸気通路９、環状溝８、多孔質体１０内部の微細孔を介して多孔質体１０の表面１０ａに作用する。これにより、多孔質支持体５及び多孔質体１０の表面５ａ，１０ａと接触しているワークはその表面５ａ，１０ａに吸着される。なお、多孔質支持体５及び多孔質体１０の表面１０ａ，５ａはワークを吸着する真空チャック１の吸着面１ａ（当接面）とされる。そして、吸引口４に吸引力を作用させている限りワークはその吸着面１ａに吸着された状態で保持される。
【００３４】
ここで、多孔質支持体５と多孔質体１０は、それぞれ同一の合成樹脂から構成されている。具体的に使用される合成樹脂としては、三フッ化樹脂である。多孔質支持体５に関しては溶融させた三フッ化樹脂を型に流して成型したり、成形材料から削りだしたりして作られる。また、多孔質体１０に関してはパウダー状にした三フッ化樹脂を型に充填して焼結させる。なお、使用される合成樹脂としては四フッ化樹脂等の他のフッ素樹脂を用いることも可能であるし、ナイロン樹脂、ポリアセタール樹脂等のフッ素樹脂以外の熱可塑性樹脂で構成することも可能である。そして、多孔質支持体５及び多孔質体１０の両者は熱溶着によって接合される。熱溶着は次のようにして行われる。
【００３５】
図３に示すように、熱溶着には型１６が用いられる。型１６にはその上面１６ａに、多孔質支持体５の外形と略同一形状を有し同支持体５を収容する収容部１７が形成されている。収容部１７の底面には、同収容部１７に多孔質支持体５を収容した際に、前記吸気通路９の開口部と連通する流通溝１８が形成されている。そして、流通溝１８と型１６の外部とを連通する開放通路１９が型１６に形成されている。従って、収容部１７に多孔質支持体５が収容された状態では、多孔質支持体５の環状溝８内の空間は吸気通路９、流通溝１８、開放通路１９を介して型１６の外部に連通されている。
【００３６】
熱溶着する際には、収容溝７に多孔質体１０が収容された状態の多孔質支持体５を型１６の収容部１７に収容し、次いで、型１６の上全体にウエイト２０を載せる。その収容状態では、製造時の誤差等により多孔質支持体５の表面５ａ（ここでは上面５ａ）と多孔質体１０の表面１０ａ（ここでは上面１０ａ）とで面一となっているわけではなく、むしろ多孔質体１０の上面１０ａが若干突出した状態にある。また、同様に、多孔質支持体５の上面５ａと型１６の上面１６ａとで面一となっているわけではなく、むしろ多孔質支持体５の上面５ａが若干突出した状態にある。このため、ウエイト２０の底面２０ｂと型１６の上面１６ａとの間には隙間δが生じている。そして、この隙間δによりウエイト２０の重量は多孔質支持体５や多孔質体１０に作用している。
【００３７】
この状態で、全体を電気炉等の加熱手段によって加熱する。このときの加熱は多孔質支持体５及び多孔質体１０を構成する熱可塑性樹脂の融点温度まで、数時間かけて徐々に加熱する。例えば、三フッ化塩化エチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ）を用いた場合にはその融点は２１２℃であるから、その温度に向けて加熱する。
【００３８】
すると、多孔質支持体５と多孔質体１０の表面層が溶けた状態となる。このとき、多孔質支持体５や多孔質体１０にはウエイト２０の重量が作用していることから、それによる圧力も相俟って多孔質支持体５と多孔質体１０とがその接触面同士で溶着される。なお、この熱溶着時において、型１６に流通溝１８や開放通路１９が形成されていることで、多孔質支持体５と多孔質体１０との接触面の温度ムラが低減されているため、接触面の熱溶着が均一に行なわれる。また、多孔質支持体５の外周側には型１６が存在しているためそれが押さえとなって多孔質支持体５の熱膨張による変形が抑えられ、それにより多孔質体１０の外周部と多孔質支持体５との間に隙間が生じることも抑えられる。
【００３９】
そして、前述したように加熱が徐々に行われるため、この多孔質支持体５と多孔質体１０との溶着は徐々に進行することになる。その溶着の進行度はウエイト２０と型１６との間に生じていた隙間δの幅によって示される。隙間δがなくなれば溶着は終了したとして、そこで加熱を終了し、その後は自然冷却させる。
【００４０】
このように多孔質支持体５と多孔質体１０とが熱溶着された後、仕上げ処理として、多孔質体１０の表面１０ａ及び多孔質支持体５の表面５ａがともに平面研削される。この平面研削によってその両面５ａ，１０ａが面一の平坦面とされ、かつその平坦面の平坦度が高められる。このとき、多孔質支持体５と多孔質体１０とは同一の熱可塑性樹脂により構成されており、両者の違いは多孔質か緻密質かという点のみである。そして、両者は熱溶着により接合されているから、その間に異なる材質のものは存在しない。
【００４１】
ここで、熱可塑性材料はセラミックスや金属等のように高い硬度を有しておらず、また多孔質と緻密質との間でのヤング率の相違もほとんど無視できる程度である。このため、多孔質体１０の表面１０ａ及び多孔質支持体５の表面５ａをともに平面研削した場合に、両面の間には段差のレベルはサブミクロン単位となるに過ぎず、従来の数μｍ程度もある段差に比べて無視できる程度となる。
【００４２】
このため、真空チャック１の吸着面１ａ（多孔質体１０の表面１０ａと多孔質支持体５の表面５ａ）にワークを吸着させた場合には、その吸着面１ａとワークとの密着度が極めて高くなる。これにより、エッチング処理等の薬液を使用する処理が行われた場合でも、その薬液の浸入を十分に抑えることができ、浸入した薬液による吸着面１ａやワークの接触面の侵食を防止できる。しかも、両面間に生じる段差が極めて小さいことから、その段差によってワークを傷つけることも防止できる。
【００４３】
また、多孔質支持体５と多孔質体１０との接合に接着剤を用いた場合には、その接合力はアンカー効果による部分接合によって得られる。しかしながら、アンカー効果を利用した接合力は多孔質体１０の接合面に開口する微細孔の大小によって差が出てしまうという問題がある。この点、本実施形態のように熱溶着による接合は面接合であるから微細孔の大小は無関係であり、接着剤を利用した接合力に比べて強度のある接合力を得ることができる。
【００４４】
さらに、本実施形態では、三フッ化樹脂というフッ素樹脂を用いていることから、合成樹脂の中でもエッチング液等の薬液に対する耐薬品性、耐熱性に優れている。しかも、多孔質支持体５と多孔質体１０とを三フッ化樹脂というフッ素樹脂で構成し、両者を熱溶着させていることから、エポキシ樹脂等の接着剤を用いる必要がない。エポキシ樹脂等の接着剤は耐薬品性及び耐熱性において問題が多く、そのような材料を使用しなくて済むことから、合成樹脂により構成される多孔質体１０を用いた真空チャック１の耐久性を向上させることができる。
【００４５】
加えて、多孔質体を用いて真空チャック１を構成することは、次のような利点もある。すなわち、ワークは多孔質体１０の表面１０ａ全体で吸着されるため、ワークには均一な吸引力が作用し、吸着によるワークの変形を防止できる。また、吸着時のワーク表面温度を均一にすることができるため、温度変化に起因する処理ムラを防止できる。
【００４６】
なお、上述した本実施形態では熱溶着により多孔質支持体５と多孔質体１０とを接合したが、その他、高周波、超音波又は摩擦熱等を利用して両者を溶着させて接合させることも可能である。
【００４７】
また、図４に示すように、多孔質支持体２４と多孔質体２５とをそれぞれ平面視で同一外形となるように構成した真空チャック２３とすることも可能である。この構成では、多孔質支持体２４を必ずしも合成樹脂で構成する必要はない。金属等その他の材料で構成した場合には接着剤等により多孔質体２５と接合される。また、多孔質体２５の外周部は多孔質支持体２４によって閉塞されないから、その外周部にシール層２６（閉塞部）を設ける必要がある。このシール層２６は次のようにして形成される。
【００４８】
図５（ａ）に示すように、シール形成型２７は落し溝２８と、シール形成型２７を加熱する加熱手段としてのヒータ２９とを備えている。落し溝２８内の周面２８ａは同溝２８の底面から横断面が連続して大きくなるようなテーパ状に形成されている。また、落し溝２８の底面にはその落し溝２８内とシール形成型２７の外部と連通する開放通路３０が形成されている。なお、ヒータ２９はシール形成型２７の底面に設けられているが、型２７に内蔵するなど他の構成を採用することもできる。
【００４９】
他方、多孔質体２５に関しては、まずパウダー状にした三フッ化樹脂を型に充填して焼結させることにより、原型３１が成型される。その成型された原型３１は平面視で前記落し溝２８の形状と略同一の形状をなす平板状に形成されている。ただ、その外周面３１ａは落し溝２８の周面２８ａに形成されたテーパよりも鋭角となるテーパ状に形成されている。また、平板状の原型３１を構成する平行な２つの平面のうち、面積の小さい方の面は下面３１ｂとされ、その下面３１ｂは落し溝２８の開口部の形状と対応するように形成されている。
【００５０】
かかる形状の原型３１を、その下面３１ｂと落し溝２８の開口部とを合わせるようにして、シール形成型２７上に載置する。このとき、原型３１の下面３１ｂは落し溝２８の開口部と対応するように形成されていることにより、原型３１が落し溝２８内に落下することはない。この状態で、ヒータ２９によりシール形成型２７を加熱する。その加熱温度は原型３１を構成する三フッ化樹脂の融点付近の温度とする。本実施形態のように三フッ化塩化エチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ）を用いた場合にはその融点は２１２℃であるから、２００〜２１０℃に加熱する。
【００５１】
図５（ｂ）に示すように、熱可塑性樹脂である三フッ化樹脂により構成される原型３１は、シール形成型２７と接触する部分で同型２７の熱を受けて軟らかくなる。すると、原型３１の外周面３１ａ及び落し溝２８の周面２８ａがテーパ状に形成されているため、原型３１はその自重によって徐々に落し溝２８内に下降し始める。このとき、原型３１の外周部は落し溝２８の周面２８ａの形状に合わせて熱溶解される。また、原型３１が自重落下していく過程ではその自重に基づいて原型３１の外周部に内周側へ向けて加圧された状態となっている。そして、この外周部の熱溶解に原型３１の自重落下（加圧）が相俟って原型３１の外周部に存在していた微細孔は潰される。このため、原型３１が自重落下するにつれてその外周部にはシール層２６が形成されていくことになる。図５（ｃ）に示すように、最終的に原型３１全体が落し溝２８内に収容された状態になれば、原型３１の外周部全体にシール層２６が形成される。かかるシール層２６の形成に際しては、上記のように原型３１の外周部を加熱のみならず加圧するようにしているため、単に外周部を加熱するだけの場合と比べて、微細孔が確実に潰されるとともに、その形成に要する時間も短縮される。
【００５２】
その後、シール層２６が形成された原型３１をシール形成型２７から取り出して自然冷却する。その冷却後に原型３１を所定の形状に加工することにより多孔質体２５を形成する。
【００５３】
多孔質体２５の外周部に形成されたシール層２６はもともと自身が有していた微細孔を加熱及び加圧変形により塞いだだけであるから、この多孔質体２５も全体として同じ熱可塑性樹脂（三フッ化樹脂）から構成されている。そして、多孔質部分とシール層２６との間に異なる材質のものは存在しない。従って、この構成でも多孔質体２５の表面２５ａを平面研削したときに、多孔質部分の表面とシール層２６の表面との間に生じる段差をたとえ生じたとしても極めて小さくすることができ、真空チャック２３の吸着面（多孔質体２５の表面２５ａ）とワークとの密着度を高めることができる。
【００５４】
［第２の実施形態］
以下に、第２の実施形態について図６及び図７を参照しつつ説明する。なお、図６は第２の実施形態における真空チャックの平面図であり、図７は図６のＢ−Ｂ線断面図である。
【００５５】
図６及び図７に示すように、真空チャック４１は合成樹脂により緻密質に構成されたベース４２を備えている。ベース４２は平面視において円形状に形成されているが、四角形状にするなど他の任意の形状に構成することも可能である。ベース４２の外面にはポート４３が形成されている。ポート４３は、例えば配管が接続されるための雌ネジが形成された雌ネジ孔として形成したり、ワンタッチ継手を設けたりする等、各種形態が考えられる。真空チャック４１の使用時においてこのポート４３には図示しない吸引装置からの配管が接続される。なお、この点は以後説明するポートについても同様である。
【００５６】
ベース４２には、前記ポート４３が形成されていない平面（以下、表面４２ａという）に、平面視において円形状をなす収容溝４４が形成されている。ベース４２には収容溝４４の底面で開口する通路４５が形成されており、この通路４５を介して収容溝４４内はポート４３と連通されている。また、収容溝４４の底面にはその外縁側に環状溝４６が形成されている。環状溝４６は平面視において収容溝４４と同心円をなす円形状に形成されているが、四角形状とするなど他の任意の形状に構成することも可能である。さらに、収容溝４４の底面には環状溝４６と前記通路４５の開口部とをつなぐ連結溝４７が一つ又は均等間隔で複数形成されている。本実施形態では５つの連結溝４７を有するため、図６に示すように平面視において通路４５の開口部から放射状に延びるように各連結溝４７が形成されている。
【００５７】
収容溝４４にはベース４２の表面４２ａと共に同一平面が形成されるように円盤状の多孔質体４８が密に収容され、その状態で固定されている。そして、ベース４２の表面４２ａと多孔質体４８の表面４８ａとで、面一の平坦面が形成されている。多孔質体４８は合成樹脂を焼結することにより構成されている。なお、収容溝４４及び多孔質体４８の形状は平面視において四角形状とするなど任意の形状を選択することも可能である。但し、両者の形状は相互に共通していることが好ましい。
【００５８】
多孔質体４８の表面４８ａには凹溝４９が形成されている。凹溝４９は平面視において多孔質体４８と同心円をなす円形状に形成されているが、四角形状とするなど他の任意の形状に構成することも可能である。凹溝４９には合成樹脂により緻密質に構成され、凹溝４９の深さよりも薄く形成された円盤状のマスク板５０（封止層）が密に収容されている。このマスク板５０が収容されることにより、多孔質体４８の表面４８ａには凹部５１が形成される。なお、凹部５１の深さは実際、０．１〜０．２ｍｍ程度である。また、封止層としてマスク板５０の代わりに凹溝４９を形成する内面に合成樹脂を塗布した樹脂層を設けた構成としてもよい。
【００５９】
そして、図示しない吸引装置の駆動によりポート４３に吸引力が作用すると、かかる吸引力が通路４５、連結溝４７、環状溝４６、多孔質体４８内部の微細孔を介して多孔質体４８の表面４８ａに作用することになる。これにより、多孔質体４８の表面４８ａ付近に存在するエアが吸引される。なお、マスク板５０の存在により、多孔質体４８のマスク板５０と接合している部分には吸引力は作用しない。
【００６０】
また、前記ベース４２の収容溝４４が形成されていない外面には供給ポート５２が複数形成されている。そして、ベース４２には供給ポート５２毎に複数のガス通路５３が形成され、各供給ポート５２はその各ガス通路５３を介して前記凹部５１内に連通されている。真空チャック４１の使用時において各供給ポート５２には、窒素ガス等の化学的に安定なガスを供給する図示しないガス供給装置からの配管が接続される。ガス供給装置からガスが供給ポート５２に供給されると、ガス通路５３を介して凹部５１内にガスが供給される。なお、ガス供給装置からの配管には切換弁等の切換手段が設けられており、その切換手段により大気開放状態に切替えれば、ガスの排気が可能となる。
【００６１】
以上のように構成された真空チャック４１では、図７に示すようにワークとしての基板Ｗを多孔質体４８の表面４８ａ及びベース４２の表面４２ａと接触させる。このとき、ベース４２及び多孔質体４８の表面４２ａ，４８ａに接触する面に形成されている電気回路Ｐは凹部５１内に収容されることになる。このため、その電気回路Ｐが真空チャック４１との接触によって破壊されることはない。
【００６２】
この状態で、図示しない吸引装置（真空源）の駆動によりポート４３に吸引力を作用させる。すると、その吸引力が通路４５、連結溝４７、環状溝４６、多孔質体４８内部の微細孔を介して多孔質体４８の表面４８ａに作用する。これにより、ベース４２及び多孔質体４８の表面４２ａ，４８ａと接触している基板Ｗはその表面４２ａ，４８ａに吸着される。なお、ベース４２及び多孔質体４８の表面４２ａ，４８ａは基板Ｗを吸着する真空チャック４１の吸着面４１ａとされる。そして、ポート４３に吸引力を作用させている限り基板Ｗはその吸着面４１ａに吸着された状態で保持される。
【００６３】
基板Ｗに対してエッチング処理が行われる場合には、この吸着保持状態で基板Ｗがエッチング液に浸される。このとき、図示しないガス供給装置からエッチング液と同温度のガスをガス給排ポート５２に供給する。すると、ガスはポート５２、ガス通路５３を介して凹部５１内に供給され、凹部５１内にはエッチング液と同一温度のガスが充填される。これにより、凹部５１という空間の存在による基板Ｗの表面温度低下を防止できる。
【００６４】
ここで、ベース４２、多孔質体４８及びマスク板５０は、それぞれ同一の合成樹脂から構成されている。具体的に使用される合成樹脂としては、第１の実施形態と同様、三フッ化樹脂である。なお、四フッ化樹脂等の他のフッ素樹脂を用いることも可能であるし、ナイロン樹脂、ポリアセタール樹脂等のフッ素樹脂以外の熱可塑性樹脂で構成することも可能である。そして、ベース４２及び多孔質体４８の両者が熱溶着によって接合されること、仕上げ処理として表面４２ａ，４８ａがともに平面研削されて面一の平坦面とされ、かつその平坦面の平坦度が高められることも、第１の実施形態と同様である。
【００６５】
従って、ベース４２と多孔質体４８との違いは多孔質か緻密質かという点のみで、その間に異なる材質のものは存在しない。このため、第２の実施形態においてもベース４２及び多孔質体４８の表面４２ａ，４８ａをともに平面研削した場合に、両面の間に生じる段差を極めて小さくすることができる。これにより、真空チャック４１の吸着面４１ａ（ベース４２及び多孔質体４８の表面４２ａ，４８ａ）と基板Ｗとの密着度が高められてエッチング処理時のエッチング液の浸入を防止できるとともに、段差によって基板を傷つけることも防止できる。
【００６６】
また、ベース４２と多孔質体４８との接合に関して接着剤を利用した接合力に比べて強度のある接合力を得ることができる点、フッ素樹脂を用いたことによる耐薬品性・耐熱性に優れている点、エポキシ樹脂等の接着剤を使用しないことによる耐久性向上の点も前述した第１の実施形態と同様である。
【００６７】
さらに、第２の実施形態では、封止層をなすマスク板５０もフッ素樹脂により構成されている。このため、真空チャック４１に吸着保持されたワークにエッチング処理など薬液を用いた処理を行う場合に有効となる。すなわち、従来は多孔質体４８の凹溝４９の内面にエポキシ樹脂からなる封止層を設けていたため、そのエポキシ樹脂が凹部５１内に浸入した薬液に侵食され、そのエポキシ樹脂がパーティクルとなって凹部５１内の電気回路Ｐを汚染するという問題があった。この点、フッ素樹脂の優れた耐薬品性により、たとえ凹部５１内に薬液が浸入したとしてもマスク板５０が侵食されることを防止でき、電気回路Ｐの汚染を防止できる。加えて、耐熱性にも優れているから凹部５１内に薬液と同温度のガスを供給しても封止層への影響はほとんどなく、薬液の温度に併せた適切な温度のガスを凹部５１内に供給できる。このため、凹部５１における基板Ｗの温度低下を防ぎ、基板Ｗの処理ムラの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の真空チャックの平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】型を使用して多孔質支持体と多孔質体とを接合する工程を示す断面図。
【図４】第１実施形態の別例を示す断面図。
【図５】別例における多孔質体の製造過程を示す断面図。
【図６】第２実施形態の真空チャックの平面図。
【図７】図６のＢ−Ｂ線断面図。
【符号の説明】
１，４１…真空チャック、５…多孔質支持体（支持体）、５ａ…表面（ワーク接触面）７…収容溝、１０，２５…多孔質体、１０ａ，２５ａ…表面（吸着面）、２６…シール層（閉塞部）、５０…マスク板（封止層）、５１…凹部、Ｗ…基板（ワーク）。
【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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