(57)【要約】      （修正有）【課題】被吸着体の均一な研磨を実現することができる研削・研磨用真空チャックを提供する。【解決手段】少なくとも多孔質セラミックスからなる吸着層１２と空気の透過を遮断する環状隔壁層１６ａ〜１６ｃとから構成された、被吸着体を吸着、保持するための吸着板１８を備え、環状隔壁層は、非酸化物系セラミックス粉末が配合されたガラスにより形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも多孔質セラミックスからなる吸着層と空気の透過を遮断する環状隔壁層とから構成された、被吸着体を吸着、保持するための吸着板を備え、
前記環状隔壁層は、非酸化物系セラミックス粉末が配合されたガラスにより形成されていることを特徴とする研削・研磨用真空チャック。
【請求項２】
前記吸着層には、１又は２以上の前記環状隔壁層が形成されており、
前記環状隔壁層の外縁は、前記被吸着体の外縁から内側に０．５〜１５ｍｍの領域に位置するように構成されている請求項１に記載の研削・研磨用真空チャック。
【請求項３】
前記環状隔壁層の厚さは、０．１〜１．０ｍｍである請求項１又は２に記載の研削・研磨用真空チャック。
【請求項４】
前記環状隔壁層のヤング率および熱膨張率は、前記多孔質セラミックスのヤング率および熱膨張率と略同一である請求項１〜３のいずれか１に記載の研削・研磨用真空チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の被吸着体の研磨処理を行うために用いられる研削・研磨用真空チャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
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削・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削・研磨工程では、シリコンウエハを固定して研削・研磨を行うウエハ研削・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削・研磨装置が提案されている。
【０００３】
具体的には、例えば、多孔質セラミックスや焼結プラスチックからなる多孔質体を吸着テーブルに用い、この吸着テーブルの所定の位置に、空気を遮断するエポキシ樹脂からなる層を含浸や塗布により形成したウエハ研削・研磨装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
このようなウエハ研削・研磨装置では、空気を遮断するための層がエポキシ樹脂により形成されているため、加工時に使用する研削液や洗浄液等を吸水し、膨潤により形状変化し易く、また、エポキシ樹脂は環境によっても形状変化を起こし易いため、ウエハ吸着面の精度を維持することが困難であった。
また、空気を遮断するための層をエポキシ樹脂を含浸させて形成している場合（特許文献１参照）、この層の幅が広くなり、吸着面の精度出し加工をする際に、エポキシ樹脂が含浸されている部位と含浸されていない部位との研削性が異なるため、段差が生じ、吸着面の平面精度が悪化し、被吸着体の研削、研磨精度が低くなることがあった。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１４３０７３号公報
【特許文献２】特開平８−３９３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、被吸着体を研削、研磨する際に、形状のばらつきが生じることがなく、被吸着体の均一な研削、研磨を実現することができる研削・研磨用真空チャック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】
【０００７】
本発明の研削・研磨用真空チャックは、少なくとも多孔質セラミックスからなる吸着層と空気の透過を遮断する環状隔壁層とから構成された、被吸着体を吸着、保持するための吸着板を備え、
上記環状隔壁層は、非酸化物系セラミックス粉末が配合されたガラスにより形成されていることを特徴とする。
【０００８】
上記研削・研磨用真空チャックにおいて、上記吸着層には、１又は２以上の上記環状隔壁層が形成されており、
上記環状隔壁層の外縁は、上記被吸着体の外縁から内側に０．５〜１５ｍｍの領域に位置するように構成されていることが望ましい。
【０００９】
上記研削・研磨用真空チャックにおいて、上記環状隔壁層の厚さは、０．１〜１．０ｍｍであることが望ましく、上記環状隔壁層のヤング率及び熱膨張率は、上記多孔質セラミックスのヤング率及び熱膨張率と略同一であることが望ましい。
なお、以下の説明においては、被吸着体を吸着する面を保持面、吸着板内の空気を吸引する面を吸引面ともいう。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の研削・研磨用真空チャックにおいては、空気の透過を遮断する環状隔壁層が、非酸化物系セラミックス粉末が配合されたガラスにより形成されているため、加工時に保持面に段差が生じにくく、また、ウエハ加工作業時に環状隔壁層に膨潤等による形状変化が生じることがなく、保持面の精度を高精度で維持することができ、シリコンウエハ等の被吸着体を均一に研削、研磨することができる。
【００１１】
また、上記研削・研磨用真空チャックにおいて、ガラスからなる環状隔壁層には、非酸化物系セラミックス粉末が配合されているため、製造時に塗布したガラスペーストが収縮しにくい。そのため、環状隔壁層の厚さにバラツキが発生したり、空気の透過を遮断することができない部分が生じたりすることがなく、被吸着体を確実に吸着することができる。
さらに、上記環状隔壁層は、非酸化物系セラミックス粉末が配合されているため、熱伝導性にすぐれ、上記研削・研磨用真空チャックでは、研磨時に発生する熱を素早く逃がすことができる。
【００１２】
また、本発明の研削・研磨用真空チャックにおいて、上記吸着層に、２以上の空気の透過を遮断する環状隔壁層が形成されており、上記環状隔壁層の外縁が、上記被吸着体の外縁から内側に０．５〜１５ｍｍの領域に位置するように構成されている場合には、種々のサイズの被吸着体を確実に吸着することができ、種々のサイズの被吸着体を均一に研磨、研削することができる。
【００１３】
また、本発明の研削・研磨用真空チャックにおいて、上記環状隔壁層の厚さが０．１〜１．０ｍｍである場合には、空気を確実に遮断することができるとともに、保持面に露出した環状隔壁層の形状が、被吸着体に転写されるおそれがない。
【００１４】
また、本発明の研削・研磨用真空チャックにおいて、上記環状隔壁層のヤング率及び熱膨張率が、多孔質セラミックスのヤング率及び熱膨張率と略同一の場合には、環状隔壁層と多孔質セラミックスとの研削性が略同一であるとともに、ウエハ加工作業時に生じる熱により剥離や変形等がより発生しにくいため、保持面の平坦性に特に優れることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の研削・研磨用真空チャックは、少なくとも多孔質セラミックスからなる吸着層と空気の透過を遮断する環状隔壁層とから構成された、被吸着体を吸着、保持するための吸着板を備え、
上記環状隔壁層は、非酸化物系セラミックス粉末が配合されたガラスにより形成されていることを特徴とする。
【００１６】
以下、本発明の研削・研磨用真空チャックについて図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、本発明の研削・研磨用真空チャックの実施形態の一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
図１に示したように、研削・研磨用真空チャック１０は、空気が透過する吸着部１２ａ〜１２ｄと、空気の透過を遮断する環状隔壁層１６ａ〜１６ｃとからなる吸着板１８を備えている。吸着板１８は、半導体ウエハ（被吸着体）１５を吸着、保持するための保持面１８ａと、保持面１８ａの反対面の空気を吸引するための吸引面１８ｂとを有している。また、吸着板１８は、直径の異なる２枚の円板が積み重ねられ一体化した形状（ツバ付き円板状）を有している。
【００１７】
ここで、吸着部１２ａ〜１２ｄのそれぞれには、保持面１８ａと吸引面１８ｂとが形成されており、この保持面から吸引面に至る全ての部分が、多孔質セラミックスにより連続的に構成されている。また、環状隔壁層１６ａ〜１６ｃは、吸着板１８と同心で円環状に形成されている。
環状隔壁層１６ａ〜１６ｃは、非酸化物系セラミックス粉末が配合されたガラスにより形成されている。
なお、吸着板１８を構成するツバ付きドーナツ状の吸着部１２ｄは、被吸着体を吸着する機能を有さないため、実質的には吸着部に該当しないが、被吸着体を吸着する機能を有する他の吸着部１２ａ〜１２ｃと同様、多孔質セラミックスからなるものであるため、便宜的に吸着部１２ｄということとする。
【００１８】
また、吸着板１８の下部には、図示しない真空ポンプ等の真空装置に空気吸引部が接続された保持台２０が等間隔に設置された４本のボルト２２を用いて固定されている。なお、ボルトの数は４本に限定されるわけではなく、通常、４〜１２本程度である。
また、保持台２０には、吸着板１８の吸引面１８ｂに接する部分に溝１４ａ〜１４ｃが形成された空気吸引部１３ａ〜１３ｃが設けられている。
また、吸着板の下面であって、最外周の環状隔壁層１６ｃの外側の部分には、空気不透過層１７が形成されている。なお、空気不透過層１７は、必ずしも形成する必要はなく、必要に応じて形成すればよい。
従って、研削・研磨用真空チャック１０は、空気吸引部１３ａ〜１３ｃ及び真空ポンプ（図示せず）により、吸着部１２ａ〜１２ｃ内の空気を吸引するように構成されている。
【００１９】
このような実施形態の研削・研磨用真空チャック１０では、空気吸引部１３ａ〜１３ｃ及び真空ポンプ（図示せず）より、多孔質セラミックスからなる吸着部１２ａ〜１２ｃ内の空気を吸引し、被吸着体を吸着、保持することができる。
さらに、いずれの吸着部内の空気を吸引するかを適宜選択することにより、被吸着部の大きさの異なる半導体ウエハ等の被吸着体を吸着することができる。具体的には、平面視した際の被吸着部の大きさが、最外周の環状隔壁層１６ｃの大きさより若干大きい被吸着体を吸着する場合には、全ての空気吸引部１３ａ〜１３ｃから空気を吸引するように真空ポンプを作動させることにより被吸着体を吸着する。平面視した際の被吸着部の大きさが、平面視した環状隔壁層１６ｂの大きさより若干大きい被吸着体を吸着する場合には、空気吸引部１３ａ、１３ｂから空気を吸引することにより吸着板を吸着する。平面視した際の被吸着部の大きさが平面視した環状隔壁層１６ａの大きさより若干大きい被吸着体を吸着する場合には、空気吸引部１３ａからのみ空気を吸引することにより、被吸着体を吸着する。
【００２０】
本発明の研削・研磨用真空チャックにおいて、吸着板に形成される環状隔壁層の層数は、図１に示したように３層に限定されるわけではなく、被吸着部の大きさの異なる２種類の半導体ウエハを吸着する場合には、少なくとも２層の環状隔壁層が形成されていればよく、被吸着部の大きさが異なる３種類以上の半導体ウエハを吸着する場合には、少なくとも３層の環状隔壁層が形成されていればよい。
また、被吸着体の大きさが一定の場合には、１層の環状隔壁層が形成されていればよく、この場合、吸着部の側面にのみ環状隔壁層が形成されていてもよい。
本発明の研削・研磨用真空チャックでは、吸着板が少なくとも２つの吸着部と、少なくとも２層の環状隔壁層とから構成されている場合には、大きさの異なる被吸着体を確実に吸着、保持することが可能な研削・研磨用真空チャックとして機能することとなる。
【００２１】
本発明の研削・研磨用真空チャックにおいて、それぞれの環状隔壁層の外縁は、被吸着体１５の外縁から内側に０．５〜１５ｍｍの領域に位置するように構成されていることが望ましい。
上記環状隔壁層の外縁が０．５ｍｍ未満の領域に位置するように構成されている場合には、通常、被吸着体となるシリコンウエハの外縁には面取りが施されていることに起因して、該被吸着体を吸着しようとした際に空気漏れが生じることがあり、また、上記環状隔壁層の外縁が１５ｍｍを超える領域に位置するように構成されている場合には、被吸着体を吸着した際に充分な保持力を得ることができない場合がある。
一方、上記環状隔壁層の外縁が上記範囲の領域に位置するように構成されている場合には、吸着力が高く、かつ、吸着板の吸着力が全体的に均一であり、被吸着体の均一な研削・研磨を実現することができる。また、このような構成にすることにより、保持面は、全て被吸着体で覆われることとなるため、研削・研磨加工時に多孔質セラミックスからなる吸着層の目詰まりが生じることがなく、被吸着体を長時間に渡って、高精度で研削・研磨することができる。
【００２２】
従って、図１に示したように、環状隔壁層が円環状で、シリコンウエハ等の被吸着体が円板状である場合には、環状隔壁層の平面視した際の直径（外径）は、被吸着体の直径より０．５〜１５ｍｍ小さいことが望ましい。
なお、環状隔壁層の外縁が上記被吸着体の外縁が、被吸着体の外縁から内側に０．５〜１５ｍｍの領域に位置するとは、平面視した際に被吸着体の外縁から内側に０．５〜１５ｍｍの領域中に、環状隔壁層の外縁が視認されることをいう。
【００２３】
また、本発明の研削・研磨用真空チャック１０において、吸着板１８の保持面１８ａは、その平坦度が５μｍ以下であることが望ましい。平坦度が５μｍを超えると、被吸着体を均一に精度良く研削・研磨することができなくなり、さらに、被吸着体の吸着力が低下することがあるからである。より望ましくは１μｍ以下である。
【００２４】
なお、本明細書において、吸着板の保持面の平坦度とは、一番高い点と低い点との間の差（距離）とする。なお、上記保持面のうち多孔質セラミックスからなる部分については、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、保持面の多孔質セラミックスからなる部分では、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、研削・研磨を行う際の被吸着体の研削・研磨面の凹凸が影響を受けるからである。なお、吸着板は、多孔質セラミックスからなるため、保持面の多孔質セラミックスからなる部分の表面には、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。
【００２５】
また、本発明の研削・研磨用真空チャック１０において、吸着板１８の保持面１８ａの吸着部からなる部分と、上記環状隔壁層からなる部分との段差は、０．５μｍ以下であることが望ましい。
上記段差が、０．５μｍを超えると、被吸着体を確実に吸着、保持することができないことがあり、また、仮に吸着、保持することができたとしても、シリコンウエハ等の被吸着体の表面形状に段差が生じてしまうことがある。そのため、被吸着体の研削・研磨精度が低下することとなる。より望ましい段差は、０．１μｍ以下である。
なお、本明細書において、上記段差とは、上記吸着部の吸引面から保持面までの平均高さと、環状隔壁層の吸引面から保持面までの平均高さとの差をいう。
【００２６】
また、研削・研磨用真空チャック１０においては、吸着板１８を構成する環状隔壁層１６ａ、１６ｂのヤング率及び熱膨張率は、吸着板１８を構成する吸着部１２ａ〜１２ｄ（多孔質セラミックス）のヤング率及び熱膨張率と略同一であることが望ましい。吸着部と環状隔壁層との研削性が略同一となるため、保持面１８ａの平坦度を５μｍ以下にしたり、保持面の段差を０．５μｍ以下にしたりするのに適しているからである。
【００２７】
また、ヤング率が略同一である場合には、吸着板に撓みやバラツキがより発生しにくくなり、熱膨張率が略同一の場合には、研磨時に生じた摩擦熱による精度の悪化や剥れ等が発生するおそれがより小さくなる。
なお、本明細書において、ヤング率及び熱膨張率が略同一であるとは、多孔質セラミックスのヤング率及び熱膨張率の値に対して、環状隔壁層のヤング率及び熱膨張率の値が、それぞれ８０〜１２０％の範囲にあることをいう。勿論、１００％に近ければ近いほど望ましい。
【００２８】
研削・研磨用真空チャック１０では、空気吸引部１３ａ〜１３ｃ及び真空ポンプ（図示せず）により空気を吸引することにより、吸着板１８の保持面１８ａ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、研削・研磨用真空チャック１０は、吸着板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に示した吸着板１８には、溝や穴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、吸引面１８ｂに種々の形状の溝や穴等が形成されていてもよい。
【００３０】
研削・研磨用真空チャック１０では、半導体ウエハ等の被吸着体と砥石軸とが平行になった状態で、砥石を回転させるとともに、研削・研磨用真空チャック１０自体を回転させ、両者を接触させることにより、半導体ウエハ等の表面の研削を行うことができる。
【００３１】
また、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等の被吸着体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、研削・研磨用真空チャック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。
【００３２】
次に、本発明の研削・研磨用真空チャックを構成する各構成部材について説明する。
上記吸着板の形状は、特に限定されず、円板状であってもよく、ツバ付き円板状であってもよく、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。さらにはこれらを組み合わせた形状であってもよい。
【００３３】
上記多孔質セラミックス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ス、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ス、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ス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。また、多孔質セラミックスとして炭化珪素を用いた場合には、研磨時に発生する摩擦熱を素早く逃すことができる。
なお、上述したセラミックスに金属珪素を配合した珪素含有セラミックス、珪素や珪酸塩化合物で結合されたセラミックスも用いることができる。
【００３４】
上記研削・研磨用真空チャックにおいて、保持面の形状は特に限定されないが、円形状であることが望ましい。主に研磨対象となる半導体ウエハの形状が円板状だからである。
吸着板の保持面が円形状である場合、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、通常、１００〜４００ｍｍであることが望ましい。
【００３５】
上記吸着板を構成する多孔質セラミックスの熱伝導率は、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、上記吸着板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。
【００３６】
また、吸着板の厚さは、研削・研磨用真空チャックを構成する材料の熱伝導率やヤング率等を考慮して適宜決定されるが、例えば、上記吸着板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。吸着板の厚さが５ｍｍ未満であると、その直径に対して薄くなりすぎ、吸着板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、吸着板の厚さが６０ｍｍを超えると、重量が増し、研削・研磨用真空チャックの大型化を招く。
【００３７】
上記多孔質セラミックス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被吸着体が移動したり、剥れたりする。一方、気孔率が５０％を超えると、吸着板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板の厚さを厚くする必要が生じ、研削・研磨用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。
【００３８】
保持面の吸着力を均一に保つためには、吸着板の気孔径が揃っていることが望ましく、上記吸着板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。
【００３９】
上記多孔質炭化珪素からなる吸着板の平均粒径は、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。
【００４０】
上記環状隔壁層は、非酸化物系セラミックス粉末が配合されたガラスにより形成されている。
上記ガラスとしては、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ２、Ｋ２Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ２、Ｋ２Ｏ−ＰｂＯ−ＳｉＯ２、ＢａＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２等を主要成分とするガラス等が挙げられる。また、上記ガラスは無機系ガラスが望ましい。膨潤等の形状変化を起こしにくいからである。
【００４１】
上記非酸化物系セラミックス粉末としては、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ス、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ス等の粉末が挙げられる。
【００４２】
上記非酸化物系セラミックス粉末の配合量は特に限定されないが、ガラス成分１００重量部に対して、５０〜１５０重量部配合されていることが望ましい。
５０重量部未満では、熱伝導の効果が少なく、研磨時に、摩擦熱による歪が被吸着体に発生しやすい傾向にあり、一方、１５０重量部を超えると、環状隔壁層に隙間等が生じやすくなるため、吸着層と環状隔壁層との接合強度が不充分となり、クランプ時や加工の加重により、環状隔壁層が破壊されることがあるからである。
上記非酸化物系セラミックス粉末は、ガラス成分１００重量部に対して、１００重量部配合されていることがより望ましい。
【００４３】
上記非酸化物系セラミックス粉末の平均粒径は、０．５〜２０μｍであることが望ましい。上記平均粒径が０．５μｍ未満では、熱伝導の効果が少なく、研磨時に、摩擦熱による歪が被吸着体に発生しやすい傾向にあり、一方、２０μｍを超えると、環状隔壁層に隙間等が生じやすくなるため、吸着層と環状隔壁層との接合強度が不充分となり、クランプ時や加工の加重により、環状隔壁層が破壊されることがあるからである。
【００４４】
ガラスと非酸化物系セラミックス粉末との組合せとしては、ホウケイ酸ガラスと炭化珪素粉末との組合せが望ましい。両者は熱膨張係数が略同程度であるため、環状隔壁層に熱膨張係数の差に起因したクラック等が発生することがないためである。また、上記組合せでは、耐薬品性に優れるため、加工時に使用する研削液や洗浄液により、変質したりすることがない。
また、上記環状隔壁層の材質は、そのヤング率及び熱膨張率が、吸着板を構成する多孔質セラミックスのヤング率及び熱膨張率と略同一であることが望ましい。
従って、多孔質セラミックスと非酸化物系セラミックス粉末は、そのヤング率及び熱膨張率が略同一であることが望ましく、両者は、同一の材質であることがより望ましい。多孔質セラミックスと環状隔壁層とのヤング率及び熱膨張率を略同一にするのに適しているからである。
【００４５】
また、本発明の研削・研磨用真空チャックでは、上記吸着板を保持するための保持台を備えており、この保持台には、通常、真空装置等が接続されている。上記保持台は、所定の形状の空気吸引部を有しており、一定以上の機械的強度を有する緻密体であれば特に限定されず、その材料としては、例えば、ＳＵＳ、銅、アルミニウム合金等の金属、窒化ケイ素、炭化ケイ素、アルミナ等のセラミックス等が挙げられる。
また、上記真空装置としては、真空ポンプのほか、エジェクター等が挙げられる。
なお、このような構成からなる研削・研磨用真空チャックの製造方法については、後述する。
【００４６】
また、本発明の研削・研磨用真空チャックの実施形態としては、図１に示したような形態に限定されるわけではなく、例えば、図２に示すような形態であってもよい。
図２（ａ）は、本発明の研削・研磨用真空チャックの実施形態の別の一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
図２に示すように、本発明の研削・研磨用真空チャック３０は、吸着板１８のツバ部１９を固定用冶具２１と保持台２０とで挟み込み、固定用冶具２１を４本のボルト２２により保持台２０に固定することにより、吸着板１８を保持台に取り付けている。
なお、研削・研磨用真空チャック３０は、吸着板１８の保持台２０への固定方法が、図１に示した研削・研磨用真空チャック１０と異なる以外は、研削・研磨用真空チャック１０と同様であるため、その説明を省略する。
【００４７】
さらに、本発明の研削・研磨用真空チャックは、図３に示したような実施形態であってもよい。
図３（ａ）は、本発明の研削・研磨用真空チャックの実施形態の一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００４８】
図３に示す研削・研磨用真空チャック４０は、半導体ウエハ（被吸着体）４５を吸着、保持するための吸着板４８を備えており、吸着板４８の一方の主面（図中、上側の面）は、保持面４８ａとして機能し、他方の主面（図中、下側の面）は、吸引面４８ｂとして機能する。
そして、この吸着板４８では、保持面１８ａ側が多孔質セラミックスからなる吸着層４２（４２ａ〜４２ｄ）、吸引面４８ｂ側が緻密質層１１で構成されており、両者は一体化されている。
【００４９】
また、吸着板４８の内部には、空気の透過を遮断する同心円環状の環状隔壁層４６（４６ａ〜４６ｃ）が形成されている。環状隔壁層４６は、非酸化物系セラミックス粉末が配合されたガラスにより形成されている
そして、環状隔壁層４６ａ〜４６ｃによって区切られた緻密質層４１の各領域のそれぞれには、緻密質層４１を貫通するように空気吸引孔４７（４７ａ〜４７ｃ）が形成されている。なお、上記空気吸引孔は、少なくとも緻密質層４１を貫通するように形成されていればよく、例えば、緻密質層のみを貫通するように形成されていてもよいし、緻密質層と吸着層の一部とを貫通するように形成されていてもよい。
また、吸着板４８は、直径の異なる２枚の円板を積み重ねた形状（ツバ付き円板状）を有している。
【００５０】
研削・研磨用真空チャック４０では、吸着板４８の下部には、図示しない真空ポンプ等の真空装置が空気吸引部１３に接続された保持台５０が等間隔に設置された４本のボルト５２を用いて固定されている。なお、ボルトの数は４本に限定されるわけではなく、通常、４〜１２本程度である。
また、保持台５０には、吸着板４８の吸引面４８ｂに接する部分に溝４４（４４ａ〜４４ｃ）が形成された空気吸引部４３（４３ａ〜４３ｃ）が設けられている。
そして、吸着板４８の緻密質層４１に形成された空気吸引孔４７（４７ａ〜４７ｃ）と保持台５０に形成された空気吸引部４３（４３ａ〜４３ｃ）のそれぞれが、溝４４（４４ａ〜４４ｃ）を介して連通している。
従って、研削・研磨用真空チャック４０は、空気吸引孔４７（４７ａ〜４７ｃ）、溝４４（４４ａ〜４４ｃ）、空気吸引部４３ａ〜４３ｃ及び真空ポンプ（図示せず）により、吸着層４２ａ〜４２ｃ内の空気を吸引するように構成されている。
【００５１】
また、図３に示した研削・研磨用真空チャック４０では、吸着層４２ｄの側面は、多孔質セラミックスが露出しているが、この部分にも環状隔壁層が形成されていてもよい。これにより、研磨液や研削液の浸透を防ぐことができるからである。
【００５２】
このような実施形態の研削・研磨用真空チャック４０では、多孔質セラミックスからなる吸着層４２ａ〜４２ｃ内の空気を吸引することにより、被吸着体４５を吸着、保持することができる。
さらに、いずれの吸着層内の空気を吸引するかを適宜選択することにより、大きさの異なる半導体ウエハ等の被吸着体を吸着することができる。
【００５３】
研削・研磨用真空チャック４０において、吸着板に形成される環状隔壁層の層数は、図３に示したように３層に限定されるわけではなく、被吸着体の大きさの種類に応じて適宜選択すればよい。また、被吸着体の大きさが一定の場合には、１層の環状隔壁層が形成されていればよく、この場合、吸着層の側面にのみ環状隔壁層が形成されていてもよい。
【００５４】
研削・研磨用真空チャック４０においても、それぞれの環状隔壁層４６ａ〜４６ｃの外縁は、被吸着体４５の外縁から内側に０．５〜１５ｍｍの領域に位置するように構成されていることが望ましい。その理由は、上述した通りである。
【００５５】
また、環状隔壁層４６の厚さ、吸着板４８の保持面４８ａの平坦度、及び、保持面４８ａの吸着層からなる部分と環状隔壁層からなる部分との段差の望ましい値は、上述した通りである。
また、研削・研磨用真空チャック４０においても、吸着板４８を構成する環状隔壁層４６のヤング率及び熱膨張率は、吸着板４８を構成する吸着層４２（多孔質セラミックス）のヤング率及び熱膨張率と略同一であることが望ましい。
【００５６】
研削・研磨用真空チャック４０では、空気吸引孔４７、溝４４、空気吸引部４３及び真空ポンプ（図示せず）により空気を吸引することにより、吸着板４８の保持面４８ａに載置した半導体ウエハ４５を吸着・保持することができるようになっている。なお、研削・研磨用真空チャック４０は、吸着板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。
【００５７】
なお、図３に示した吸着板４８には、空気吸引孔以外には、溝や穴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、吸引面４８ｂに種々の形状の溝や穴等が形成されていてもよい。
このような構成からなる研削・研磨用真空チャックでは、吸着板の一部が緻密質層で構成されているため、吸着板の剛性が向上しており、被吸着体の研削、研磨する際に、吸着板に撓み等がより発生しにくくなっており、被吸着体の研削、研磨精度に優れることとなる。
【００５８】
図３に示した実施形態の研削・研磨用真空チャックは、吸着板として、多孔質セラミックスからなる吸着層と緻密質層とが一体化されたものが用いられている以外は、その構成部材は、図１に示した実施形態の研削・研磨用真空チャックと同様である。
従って、ここでは、緻密質層の構成部材についてのみ簡単に説明しておく。
【００５９】
上記緻密質層は、上記多孔質セラミックスに金属を含浸させることにより形成されている。
上記金属としては特に限定されず、例えば、金属シリコン、金属アルミニウム等が挙げられる。
これらのなかでは、金属シリコンが望ましい。吸着板の剛性を向上させる緻密質層の機能を充分に満足することができるとともに、金属シリコンは、それ自体が高い熱伝導率を有しているため、金属シリコンを含浸させた緻密質層もまた高い熱伝導率を有することとなり、研磨時に発生する熱を素早く逃がすことができる。
【００６０】
上記緻密質層の厚さは、上記吸着板の厚さの３０〜９０％であることが望ましい。
上記緻密質層の厚さの割合が３０％未満では、吸着板の剛性が充分でなく、被吸着体のクランプ時や研磨時の荷重により吸着板が撓み、研磨精度が低下する場合がある。一方、緻密質層の厚さの割合が９０％を超えると、吸着層の吸着板に占める割合が小さくなりすぎ、被吸着体を吸着する力が小さくなり、研磨時に吸着板体がズレ場合がある。
また、上記緻密質層の厚さは、通常、１０〜４０ｍｍ程度が望ましい。
【００６１】
次に、本発明の研削・研磨用真空チャックの製造方法について簡単に説明する。
ここでは、異なるサイズの被吸着体を吸着することができる、環状隔壁層が形成された研削・研磨用真空チャックを例に、その製造方法を説明する。
【００６２】
ここでは、まず、図１に示した実施形態の研削・研磨用真空チャック、すなわち、吸着板の保持面から吸引面に至る全ての部分が、多孔質セラミックスにより連続的に構成されている研削・研磨用真空チャックの製造方法（以下、全体多孔質セラミックスタイプの製造方法ともいう）について説明する。
【００６３】
まず、初めに多孔質セラミックスからなる円板状の吸着部と、ドーナツ状の吸着部とを製造する。吸着部を製造するには、セラミックス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。
【００６４】
上記セラミックス粉末は、平均粒径のバラツキが小さいことが望ましく、予めその粒径をある程度揃えておくことが望ましい。セラミックス粉末の平均粒径のバラツキが大きいと、製造する吸着板の気孔径にバラツキが発生することがあるからである。上記セラミックス粉末の粒径を揃える方法としては特に限定されず、例えば、セラミックス粉末を密度の高い塊状等の成形体とした後、該成形体を破砕、解砕及び整粒する方法等公知の方法を挙げることができる。
上記セラミックス粉末は、平均粒径の０．７〜１．２倍の粒径を有するセラミックス粉末の全セラミックス粉末に対する割合が７５％以上となるように調整されることが望ましい。
【００６５】
上記セラミックス粉末は、平均粒径５〜１００μｍの粗粉末１００重量部に対して、平均粒径０．１〜１．０μｍの微粉末１０〜１００重量部を均一に混合することが望ましい。
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、セラミックス粉末１００重量部に対して、１〜１０重量部程度が望ましい。
【００６６】
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。
これらセラミックス粉末、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、この顆粒を所定の形状の金型に入れて成形することにより、円板状とドーナツ状（ツバ付きドーナツ状を含む、以下同じ）の生成形体を作製する。
この生成形体を、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、略セラミックス粉末のみを残留させる。
【００６７】
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、セラミックス粉末を焼結させ、さらに、所定の形状に加工することにより吸着材用部材を製造する。
焼結体の加工は、ダイヤモンドカッターを用いた切削加工、ダイヤモンド砥石を用いた研削加工等により行うことができる。
【００６８】
ここで、環状隔壁層を介して接することとなる円板状の吸着材用部材の直径とドーナツ状の吸着材用部材の内径、環状隔壁層を介して接することとなるドーナツ状の吸着材用部材同士の外径と内径、及び、環状隔壁層を介して接することとなるドーナツ状の吸着材用部材の外径とツバ付きドーナツ状の吸着材用部材の内径は、その寸法差が０．２〜２．０ｍｍとなるように設計しておくことが望ましい。これにより、後工程を経て厚さ０．１〜１．０ｍｍの環状隔壁層を形成することができるからである。
【００６９】
次に、非酸化物系セラミックス粉末を配合し、さらにペースト化したガラスを予め調整しておき、これを円板状の吸着材用部材、及び、ドーナツ状の吸着材用部材の側面に塗布する。その後、円板状の吸着材用部材、及び、ドーナツ状の吸着材用部材を図１に示した形状となるように組み立て、さらに、塗布したペースト状の非酸化物系セラミックス粉末の配合されたガラスを硬化させるべく、酸素雰囲気下、５００〜１２００℃にて融解させ、環状隔壁層を形成する。
【００７０】
次に、環状隔壁層が形成された吸着板に仕上げ加工を施し、吸着部と環状隔壁層とからなる吸着板の作製を終了する。
この仕上げ加工では、保持面の平坦度を５μｍ以下することが望ましい。また、保持面の吸着部からなる部分と保持面の環状隔壁層とからなる部分との段差を０．５μm以下とすることも望ましい。
上記仕上げ加工は、ダイヤモンドカッターを用いた切削加工、ダイヤモンド砥石を用いた研削加工、ダイヤモンド砥粒を用いた研磨加工等により行うことができる。
上記吸着板の製造方法は、上述した方法に限定されず、従来からセラミックス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。
【００７１】
次に、必要に応じて、吸着部の下面であって、最外周の環状隔壁層の外側の部分に空気不透過層を形成する。なお、空気不透過層は環状隔壁層と同様、ペースト状のガラスを塗布し、その後、硬化させることにより形成することができる。
さらに、上述した工程を経て作製した吸着板を、ボルト等を用いて、真空ポンプ等の真空装置に接続された保持台に固定する。
このような工程を経ることにより、本発明の研削・研磨用真空チャックを製造することができる。
【００７２】
次に、図３に示した実施形態の上記研削・研磨用真空チャック、すなわち、吸着板として吸着層と緻密質層とが一体化された吸着板を備えた研削・研磨用真空チャックの製造方法について説明する。
このような形態の研削・研磨用真空チャックは、概ね、吸着層と緻密質層とからなる円板状の吸着板用部材とドーナツ状の吸着板用部材とを別々に作製し、これらを、環状隔壁層を介在させて嵌め合わせることにより行うことができる。
【００７３】
まず、セラミックス粉末にバインダー及び分散媒液を加えて吸着層形成用混合組成物を調製するとともに、この混合組成物に、さらに必要に応じて、炭素源を加えて緻密質層形成用混合組成物を調製する。なお、多孔質セラミックスに金属シリコンを含浸させた緻密質層を形成する場合には、炭素源が必要となる。
上記セラミックス粉末、バインダー、及び、分散媒液としては、全体多孔質セラミックスタイプの製造方法で用いたものと同様のものを用いることができる。
【００７４】
上記炭素源としては、例えば、フェノール樹脂、カーボンブラック、アセチレンブラック、ピッチ、タール等が挙げられる。
上記炭素源の配合量は、セラミック粉末１００重量部に対し、１〜１０重量部程度が望ましい。
【００７５】
これら吸着層形成用混合組成物及び緻密質層形成用混合組成物のそれぞれは、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とする。
そして、この顆粒状の緻密質層形成用混合組成物を所定の形状（円板状又はドーナツ状）の金型の下方に、顆粒状の吸着層形成用混合組成物を金型の上方に入れて成形することにより生成形体を作製する。ここで、緻密質層形成用混合組成物及び吸着層形成用混合組成物の量を適宜調整することにより、後工程を経て得られる吸着板において、緻密質層の占める厚さの割合を調整することができる。
【００７６】
その後、それぞれの生成形体について、全体多孔質セラミックスタイプの製造方法と同様の方法を用いて、円板状及びドーナツ状の焼結体を作成する。
【００７７】
次に、上記吸着板用焼結体に金属を含浸する。この工程では、例えば、金属シリコンを含浸する場合には、前もって、焼結体に炭素質物質を含浸してもよい。
上記炭素質物質としては、例えば、フルフラール樹脂、フェノール樹脂、リグニンスルホン酸塩、ポリビニールアルコール、コーンスターチ、糖蜜、コールタールピッチ、アルギン酸塩等の各種有機物質を挙げることができる。また、カーボンブラック、アセチレンブラック等の熱分解炭素も同様に使用することができる。
【００７８】
このように、炭素質物質を予め含浸することが望ましい理由は、焼結体の解放気孔の表面に新たな炭化珪素の膜が形成されるため、これによって溶融金属シリコンと多孔質体との結合がより強固なものとなるからである。また、炭素質物質を含浸させることにより、焼結体の強度も強くなるからである。
【００７９】
金属を含浸させる具体的な方法としては、例えば、金属を加熱溶融させて含浸する方法を挙げることができる。また、微粉化した金属を分散媒中に分散させ、この分散媒液を多孔質体に含浸させて乾燥した後、金属の溶融温度以上に加熱するという方法を用いることもできる。
このような工程を経た後、さらに必要に応じて、切削加工、研削加工等を施すことにより、吸着層と緻密質層とからなる円板状やドーナツ状の吸着板用部材のそれぞれを製造することができる。
なお、上記吸着板用部材の望ましい寸法設計は、全体多孔質セラミックスタイプの製造方法と同様である。
【００８０】
その後、全体多孔質セラミックスタイプの製造方法と同様の方法により、組み立て、環状隔壁層の形成を行い、さらに、少なくとも緻密質層を貫通するように空気吸引孔を形成し、最後に、仕上げ加工を行うことにより、図３に示した実施形態の研削・研磨用真空チャックを製造することができる。
上記空気吸引孔の形成は、ドリル加工や切削加工等により行うことができる。また、空気吸引孔の形成は、各吸着板用部材を組立てる前に行ってもよい。
【実施例】
【００８１】
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。
【００８２】
（実施例１）
（１）平均粒径６０μｍのα型炭化珪素粉末９０重量％と、平均粒径１．０μｍ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及びドーナツ板状の炭化珪素成形体を作製した。
【００８３】
（２）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。
【００８４】
（３）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１２９．６ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円板状の吸着板用部材Ａと、内径１３０ｍｍ、外径１７９．６ｍｍ、厚さ２０ｍｍのドーナツ状の吸着板用部材Ｂと、内径１８０ｍｍ、上部外径２２０ｍｍ、ツバ部外径２５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍのツバ付きドーナツ状の吸着板用部材Ｃとを製造した。
【００８５】
（４）次に、ペースト状に調製したガラス（ホウケイ酸ガラス）１００重量部に、平均粒径１０μｍの炭化珪素粉末１００重量部を混合した環状隔壁層形成用組成物を、吸着板用部材Ａ〜Ｃの側面に塗布し、これらを組み立て、さらに、吸着板用部材Ｃの下面（保持面と反対側の面）にも上記環状隔壁層形成用組成物を塗布する。その後、酸素雰囲気下、１０００度で融解することにより吸着板用部材Ａ〜Ｃを接合し、環状隔壁層と空気不透過層とが形成された吸着板とした。なお、環状隔壁層のヤング率及び熱膨張率は、それぞれ６６（ＧＰａ）及び４．４（×１０−６／℃）である。
【００８６】
次に、吸着板の保持面にダイヤモンド砥石を用いた研削加工を施し、保持面の平坦度を１．５μｍ、段差を０．１μｍとした。なお、保持面の平坦度及び段差は、黒田精工社製、ナノメトロにより測定した。
また、細孔分布測定装置（島津製作所社製）を用い、水銀圧入法により細孔直径０．２〜６００μｍの範囲で吸着板の細孔分布を測定した。
【００８７】
（５）次に、図１に示すように、得られた吸着板１１の空気吸引面を保持台２０に取り付け、研削・研磨用真空チャック１０の製造を終了した。なお、作製した吸着板の各物性にについては、表１に示した。
【００８８】
（実施例２）
実施例１の（４）の工程において、ペースト状に調製したガラス（ホウケイ酸ガラス）１００重量部に、平均粒径１０μｍの炭化珪素粉末６０重量部を混合した環状隔壁層形成用組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして研削・研磨用真空チャックを製造した。
【００８９】
（実施例３）
実施例１の（４）の工程において、ペースト状に調製したガラス（ホウケイ酸ガラス）１００重量部に、平均粒径１０μｍの炭化珪素粉末１４０重量部を混合した環状隔壁層形成用組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして研削・研磨用真空チャックを製造した。
【００９０】
（実施例４）
実施例１の（４）の工程において、ペースト状に調製したガラス（ホウケイ酸ガラス）１００重量部に、平均粒径１０μｍの炭化珪素粉末４０重量部を混合した環状隔壁層形成用組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして研削・研磨用真空チャックを製造した。
【００９１】
（実施例５）
実施例１の（４）の工程において、ペースト状に調製したガラス（ホウケイ酸ガラス）１００重量部に、平均粒径１０μｍの炭化珪素粉末１７０重量部を混合した環状隔壁層形成用組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして研削・研磨用真空チャックを製造した。
【００９２】
（実施例６）
（１）平均粒径６０μｍのα型炭化珪素粉末９０重量％と、平均粒径１．０μｍ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、顆粒状の吸着層形成用混合組成物を得た。
【００９３】
また、平均粒径６０μｍのα型炭化珪素粉末９０重量％と、平均粒径１．０μｍ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、炭素源としてフェノール樹脂５重量部を加えて混練した後、スプレードライを行い、顆粒状の緻密質層形成用混合組成物を得た。
【００９４】
（２）次に、同量の吸着層形成用混合組成物と緻密質層形成用混合組成物とを、緻密質層形成用混合組成物が下側になるように金型に順次投入し、さらに、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及びドーナツ状の炭化珪素成形体を作製した。
【００９５】
（３）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。
【００９６】
（４）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１２９．６ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円板状の吸着板用焼結体Ａと、内径１３０ｍｍ、外径１７９．６ｍｍ、厚さ２０ｍｍのドーナツ状の吸着板用焼結体Ｂと、内径１８０ｍｍ、上部外径２２０ｍｍ、ツバ部外径２５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍのツバ付きドーナツ状の吸着板用焼結体Ｃとを製造した。
【００９７】
次に、後述する緻密質層のみを貫通するように、切削加工により空気吸引孔を形成した。
なお、空気吸引孔の形状及びサイズは、丸穴形状であり、直径３ｍｍ、深さ１５ｍｍである。
【００９８】
（５）次に、吸着板用焼結体Ａ〜Ｃのそれぞれについて、その下面（緻密質層形成用混合組成物の焼結体側）を上向きにし、その上に固形のシリコン金属を載置した後、真空中で１５０℃／時間の昇温速度で加熱し、最高温度１４５０℃で約１時間保持した。このような処理により金属シリコンを吸着板用焼結体Ａ〜Ｃ（緻密質層形成用混合組成物の焼結体）に浸透させて、緻密質層を形成された吸着板用部材Ａ〜Ｃを得た。
なお、この工程においては、純度９９．９９９９重量％以上の金属シリコン粉末を用いた。
【００９９】
（６）次に、ペースト状に調製したガラス（ホウケイ酸ガラス）１００重量部に、平均粒径１０μｍの炭化珪素粉末１００重量部を混合した環状隔壁層形成用組成物を、吸着板用部材Ａ〜Ｃの側面に塗布し、これらを組み立て、その後、酸素雰囲気下、１０００℃で融解することにより吸着板用部材Ａ〜Ｃを接合し、吸着層及び緻密質層からなり、環状隔壁層が形成された吸着板とした。
【０１００】
次に、吸着板の保持面にダイヤモンド砥石を用いた研削加工を施し、保持面の平坦度を１．０μｍ、段差を０．１μｍとした。
また、本実施例で製造した吸着板における吸着層と緻密質層との厚さの比は、５０：５０である。
【０１０１】
（７）次に、図１に示すように、得られた吸着板１８の吸引面を保持台２０に取り付け、研削・研磨用真空チャック１０の製造を終了した。
【０１０２】
（比較例１）
実施例１の（４）の工程において、ガラスを主成分とする環状隔壁層形成用組成物を塗布する代わりに、未硬化のエポキシ樹脂を塗布し、このエポキシ樹脂を硬化させて環状隔壁層を形成した以外は実施例１と同様にして研削・研磨用真空チャックを製造した。
【０１０３】
（比較例２）
実施例１の（４）の工程において、非酸化物系セラミックス粉末を含まない、ペースト状のガラスからなる環状隔壁層形成用組成物を用いた以外は、実施例１と同様にして研削・研磨用真空チャックを製造した。
【０１０４】
実施例１〜６及び比較例１、２に係る研削・研磨用真空チャックの保持面に、直径の異なる２種類のシリコンウエハ（ウエハ１：直径１５０ｍｍ、ウエハ２：直径２００ｍｍ）を平面視した遮断壁の中心部とシリコンウエハの中心部とが一致するように載置し、該シリコンウエハを圧力１０ＫＰａで吸着し、上記シリコンウエハの研磨処理を１０回行い、このときのシリコンウエハの研磨面の平坦度を評価した。また、研磨時のシリコンウエハ温度を測定し、さらに、吸着時のクランプ圧（ウエハクランプ時の到達圧力）及び空気漏れの有無を測定した。
なお、シリコンウエハ温度は、表面温度計により測定した。
また、クランプ圧（ウエハクランプ時の到達圧力）は圧力計を用いて測定し、さらに、空気漏れの有無はクランプ圧を基準に評価した。
【０１０５】
なお、研磨処理は、シリコンウエハを吸着・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、乾式研磨により行った。テーブルの回転数は１．２ｓ−１とした。
研削・研磨用真空チャックの特性を表１に、研磨したシリコンウエハの評価結果を表２に示した。
【０１０６】
【表１】
2005279789.tif 000003
【０１０７】
【表２】
2005279789.tif 000004
【０１０８】
表１、２に示した結果から明らかなように、実施例１〜３及び実施例６に係る研削・研磨用真空チャックは、それぞれ直径の異なるシリコンウエハを載置しても、良好に研磨が行われていた。すなわち、研磨処理されたシリコンウエハの表面の平坦度は０．１〜０．３μｍであり、精度よく、かつ、均一に研磨処理されていた。これは、保持面の精度を高精度で維持することができ、また、研磨時に、摩擦熱が効率良く拡散するため、シリコンウエハにほとんど歪が発生しなかったからであると考えられる。
【０１０９】
また、実施例４、５のそれぞれで研磨された直径の異なるシリコンウエハは、その表面の平坦度が１．２μｍ（実施例４）、１．３μｍ（実施例５）であった。従って、実施例１の研削・研磨用真空チャックと比べると劣るものの、実施例３、４の研削・研磨用真空チャックを用いた場合にもシリコンウエハを良好に研磨することができることが明らかとなった。
このように、シリコンウエハの平坦度が劣る理由は、実施例４に係る研削・研磨用真空チャックでは、非酸化物系セラミックス粉末の配合量が少ないため、熱伝導率が小さく、研磨時に、十分に摩擦熱を逃がすことができず、シリコンウエハに若干の歪が生ずる原因となっているものと考えられ、実施例５に係る研削・研磨用真空チャックは、非酸化物系セラミックス粉末の配合量が多いため、吸着層と環状隔壁層との接合強度が実施例１の研削・研磨用真空チャックより低く、そのためクランプ時や加工時の加重により、環状隔壁層の一部に破壊された部分が生じているためであると考えられる。
【０１１０】
一方、比較例１では、研磨処理されたそれぞれのシリコンウエハの表面の平坦度は、２μｍと平坦度が大きく低下していた。これは、研削・研磨用真空チャックの保持面の平坦度が悪く、段差が大きいからであると考えられ、その理由は、環状隔壁層の材料がエポキシ樹脂だからであると考えられる。
【０１１１】
また、比較例２では、研磨処理されたそれぞれのシリコンウエハの表面の平坦度は、１．５μｍと大きく低下しており、均一な研磨を行うことができなかった。これは、本比較例の研削・研磨用真空チャックでは、環状隔壁層に非酸化物系セラミックス粉末が配合されていないため、熱伝導性に劣り、研磨時に、十分に摩擦熱を逃がすことが出来ず、熱による歪がシリコンウエハに発生したためであると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】（ａ）は、本発明の研削・研磨用真空チャックの一例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、本発明の研削・研磨用真空チャックの別の一例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】（ａ）は、本発明の研削・研磨用真空チャックの別の一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、その縦断面図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１０、４０  研削・研磨用真空チャック
１２  吸着部
１３、４３  空気吸引部
１５、４５  半導体ウエハ
１６、４６  環状隔壁層
１７、４７  空気吸引孔
１８、４８  吸着板
２０、４０  保持台
４１  緻密質層
４２  吸着層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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