(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板状の被吸着物を吸着する吸着盤であって、
板状の多孔質パッドと、
該多孔質パッドの下方に積層されたパッド支持体と、
前記多孔質パッドとパッド支持体との間に設けられた減圧空間と、
開口部が形成され前記パッド支持体の下方に積層されたヒータと、
前記ヒータの開口部の上方領域を完全に覆うように前記多孔質パッドと前記ヒータとの間に配置された伝熱板とを備え、
前記伝熱板が、前記パッド支持体より熱伝導率が高い材料で構成され、前記パッド支持体とヒータとの間で前記パッド支持体の下面に配置されている、
ことを特徴とする吸着盤。
【請求項２】
前記伝熱板が、前記パッド支持体の下面に形成された凹所内に配置されている、
請求項１に記載の吸着盤。
【請求項３】
前記伝熱板が、前記開口部の全体を覆っている、
請求項１または２のいずれか１項に記載の吸着盤。
【請求項４】
前記減圧空間が、前記多孔質パッドの下面に形成されている、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の吸着盤。
【請求項５】
前記減圧空間が、前記多孔質パッドの下面に形成された溝によって構成されている、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の吸着盤。
【請求項６】
前記パッド、前記パッド支持体および伝熱板がカーボンである、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の吸着盤。
【請求項７】
前記伝熱板の熱伝導率が、前記パッド支持体の熱伝導率の１０倍以上である、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の吸着盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着盤に関し、詳細には、ヒータを内蔵し吸着面に吸引によってワークを吸着する吸着盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ、ＦＰＤ用ガラス基材等の厚さが極めて薄いワークの処理時に、ワークの搬送、ワークの所定位置への固定等を行う装置として、多孔質パッドの表面からの吸引によってワークを表面に吸着固定する吸着盤が知られている。
【０００３】
ここで、ワークに対する処理の種類によっては、ワークを加熱した状態で吸着固定することが必要な場合がある。このような用途に対応する吸着盤として、板状ヒータが内部に積層され、ワークが吸着される吸着パッドの表面（吸着面）を板状ヒータで加熱することによって、ワークを加熱状態で吸着固定する吸着盤が知られている。（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４５３３２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
吸着盤に吸着固定されたワークに対して処理を行う際には、吸着盤のワーク吸着面を形成する吸着パッドの表面温度を均一にすることにより、ワークを均一に加熱する必要がある。
【０００６】
しかしながら、このような吸着盤では、センサ等への配線を通す開口部や、位置決め用の開口部等の吸着盤を厚さ方向に貫通して延びる貫通孔を設ける必要があり、内部に積層された板状のヒータにも、このような貫通孔を構成するための開口部が形成されている。例えば、特許文献１に記載されている吸着盤では、板状のヒータ５１にセンサ等を通過させる伝達路５１０が形成されセンサ収容部５１１とされている。
【０００７】
この伝達路５１０のようなヒータの開口部では、熱が発生しないため、ヒータの開口部の上方に位置する吸着パッドの表面領域には、ヒータの熱が伝わり難くなり、この表面領域の温度が、吸着パッドの他の表面領域の温度より低くなってしまい、吸着パッドの表面温度が不均一なる。
この結果、吸着パッドの表面に吸着されるワーク内の温度も不均一となり、ワーク全体に均一な処理を施すことができなくなることがあるという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、内部に積層されたヒータに開口部が形成されていても、吸着パッドの表面を均一な温度に加熱することができる吸着盤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】
【０００９】
本発明によれば、
薄板状の被吸着物を吸着する吸着盤であって、
板状の多孔質パッドと、
該多孔質パッドの下方に積層されたパッド支持体と、
前記多孔質パッドとパッド支持体との間に設けられた減圧空間と、
開口部が形成され前記パッド支持体の下方に積層されたヒータと、
前記ヒータの開口部の上方領域を完全に覆うように前記多孔質パッドと前記ヒータとの間に配置された伝熱板とを備え、
前記伝熱板が、前記パッド支持体より熱伝導率が高い材料で構成され、前記パッド支持体とヒータとの間で前記パッド支持体の下面に配置されている、
ことを特徴とする吸着盤が提供される。
【００１０】
このような構成によれば、パッド支持体より熱伝導率が高い伝熱板が、熱が発生しないヒータの開口部の上方領域の一部分を覆うように多孔質パッドとヒータとの間に配置されているので、伝熱板によって、ヒータからの熱がヒータの開口部の上方に位置する多孔質パッドの表面領域に効率良く伝達され、多孔質パッドの表面領域における温度分布が均一化される。
【００１１】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記伝熱板が、前記パッド支持体の下面に形成された凹所内に配置されている。
【００１２】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記伝熱板が、前記開口部の全体を覆っている。
このような構成によれば、ヒータの開口部の上方に位置する多孔質パッドの表面領域をより効率良く加熱することができる。
【００１３】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記減圧空間が、前記多孔質パッドの下面に形成されている。
本発明の他の好ましい態様によれば、前記減圧空間が、前記多孔質パッドの下面に形成された溝によって構成されている。
【００１４】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記パッド、前記パッド支持体および伝熱板がカーボンである。
本発明の他の好ましい態様によれば、前記伝熱板の熱伝導率が、前記パッド支持体の熱伝導率の１０倍以上である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、内部に積層されたヒータに開口部が形成されていても、吸着パッドの表面を均一な温度に加熱することができる吸着盤が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の好ましい実施形態の吸着盤の分解斜視図である。
【図２】図１の吸着盤の構成を示す概略的な縦断面図である。
【図３】図１の吸着盤の多孔質パッドを下側（裏側）から見た斜視図である。
【図４】図１の吸着盤の伝熱板を下側（裏側）から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態の吸着盤について説明する。
図１は、本発明の好ましい実施形態の吸着盤１の分解斜視図であり、図２は吸着盤１の構成を示す概略的な縦断面図である。
【００１８】
本実施形態の吸着盤１は、半導体ウエハ、ＦＰＤ用ガラス基材等の薄板状の被吸着物（ワーク）、例えば、厚さ１００μｍ以下の半導体ウエハを吸着固定することができる吸着盤である。
【００１９】
図１および図２に示されているように、吸着盤１は、複数枚の円盤状の構成要素、すなわち、多孔質パッド（吸着パッド）２と、パッドホルダ（パッド支持体）４と、伝熱板６と、ヒータ８と、断熱板１０と、金属板１２とが積層された積層構造を有している。これら各構成要素は、接着、又は図示しないボルトによって、図２に示されているような積層状態に連結固定されている。
【００２０】
多孔質パッド２は、通気性の多孔質カーボンで形成された円盤状の部材であり、上面が、ワークを吸着する吸着面となる。なお、多孔質パッド２の材料は、通気性の多孔質カーボンに限定されるものではなく、他の通気性の多孔質材料、例えば、多孔質セラミックス、炭化珪素材、酸化アルミニウム材等を選択することも可能である。
【００２１】
多孔質パッド２の裏面には、図３に示されているように、同心状の４本の環状溝２ａ、２ａ、２ａ、２ａと、これら環状溝２ａを径方向に連通させる径方向溝２ｂが形成されている。
【００２２】
本実施形態の吸着盤１は、組み立て状態で、これらの環状溝２ａと径方向溝２ｂからなる減圧空間の内部を減圧することにより、多孔質パッド２の表面から空気が吸引され、多孔質パッド２の表面上にワークを吸着固定することができるように構成されている。
【００２３】
パッドホルダ（パッド支持体）４は、多孔質パッド２を下側（裏側）から支持する部材である。パッドホルダ４の上面には、外周縁に環状の立上がり部１４が形成され、立上がり部１４で囲まれた部分が、円板状のパッド収容部１６とされている。
立上がり部１４の内径即ちパッド収容部１６の外径は、多孔質パッド２の外径より若干大きく設定され、また、立上がり部１４の高さ、即ちパッド収容部１６の深さは、多孔質パッド２の厚さより若干低くなるように構成されている。
【００２４】
パッドホルダ４には、径方向に対向した位置に、パッドホルダ４を厚さ方向に貫通して延びる一対の吸引孔４ｂ、４ｂが形成されている。各吸引孔４ｂ、４ｂは、多孔質パッド２が、パッドホルダ４の所定位置に取付けられると、上端側開口が、多孔質パッド２の下面に形成された環状溝２ａに連通するよう構成されている。
【００２５】
このような構成によって、パッドホルダ４のパッド収容部１６内に、多孔質パッド２が収容可能とされる。多孔質パッド２は、パッド収容部１６内の所定位置に、熱硬化性樹脂等を含む接着剤で接着固定される。
【００２６】
一方、パッドホルダ４の下面の中央には、伝熱板６が収容される円板状の凹部１８が形成されている。
【００２７】
パッドホルダ４は、多孔質パッド２の材料と熱膨張係数が近似する緻密カーボン材等で構成されているが、他の材料、多孔質セラミックス、炭化珪素材、酸化アルミニウム材等を使用しても良い。
【００２８】
ヒータ８は、外径がパッドホルダ４の外径と略等しい円板形状を有する、例えばポリイミド製の公知の面状ヒータであり、図示しない電線によって外部電源に接続され、発熱可能に構成されている。ヒータ８には、中央に、直径ｄ１の円形の貫通孔（開口部）８ａが形成され、貫通孔８ａを挟んで径方向に対向する位置に、ヒータ８を厚さ方向に貫通する一対の吸引孔８ｂ、８ｂが形成されている。
【００２９】
吸引孔８ｂ、８ｂは、直径が、パッドホルダ４の吸引孔４ｂ、４ｂの直径と同一に設定され、配置位置が、パッドホルダ４の吸引孔４ｂ、４ｂの配置位置に対応する位置とされている。
【００３０】
この結果、ヒータ８をパッドホルダ４に積層したとき、ヒータ８の貫通孔８ａは、均パッドホルダ４の貫通孔４ａと整列し、ヒータ８の一対の吸引孔８ｂ、８ｂは、それぞれが、パッドホルダ４の一対の吸引孔４ｂ、４ｂと整列する。
【００３１】
また、断熱板１０は、外径がパッドホルダ４の外径と略等しい、円板状部材であり、PTFE等の断熱材料で構成されている。
【００３２】
断熱板１０には、ヒータ８と同様に、中央に、直径ｄ１の円形の貫通孔１０ａが形成され、貫通孔１０ａを挟んで径方向に対向する位置に、断熱板１０を厚さ方向に貫通する一対の吸引孔１０ｂ、１０ｂが形成されている。吸引孔１０ｂ、１０ｂは、直径が、ヒータ８の吸引孔８ｂ、８ｂの直径と同一に設定され、配置位置が、ヒータ８の吸引孔８ｂ、８ｂの配置位置に対応する位置とされている。
【００３３】
この結果、断熱板１０をヒータ８に積層したとき、断熱板１０の貫通孔１０ａは、ヒータ８の貫通孔８ａと整列し、断熱板１０の一対の吸引孔１０ｂ、１０ｂは、それぞれが、ヒータ８の一対の吸引孔８ｂ、８ｂと整列する。
【００３４】
金属板１２は、外径がパッドホルダ４の外径と略等しい円板状部材であり、アルミニウム、ステンレススチール等で構成され、押さえ板として機能する。
【００３５】
金属板１２には、断熱板１０と同様に、中央に、直径ｄ１の円形の貫通孔１２ａが形成され、貫通孔１２ａを挟んで径方向に対向する位置に、金属板１２を厚さ方向に貫通する一対の吸引孔１２ｂ、１２ｂが形成されている。
吸引孔１２ｂ、１２ｂは、直径が、断熱板１０の吸引孔１０ｂ、１０ｂの直径と同一に設定され、配置位置が、断熱板１０の吸引孔１０ｂ、１０ｂの配置位置に対応する位置とされている。
【００３６】
この結果、金属板１２を断熱板１０に積層したとき、金属板１２の貫通孔１２ａは、断熱板１０の貫通孔１０ａと整列し、金属板１２の一対の吸引孔１２ｂ、１２ｂは、それぞれが、断熱板１０の一対の吸引孔１０ｂ、１０ｂと整列する。
【００３７】
したがって、パッドホルダ（パッド支持体）４と、伝熱板６と、ヒータ８と、断熱板１０と、金属板１２とが積層された組み立て状態では、ヒータ８と、断熱板１０と、金属板１２のそれぞれの貫通孔８ａ、１０ａ、１２ａが上下方向（厚さ方向）に整列し、図２に示されているように、下端が開口した円柱状の空間２０を形成する。本実施形態の吸着盤１では、この空間２０は、吸着盤１を図示しないステージ上で位置決めする際に利用される。
【００３８】
同様に、パッドホルダ４と、ヒータ８と、断熱板１０と、金属板１２のそれぞれの一対の吸引孔４ｂ、８ｂ、１０ｂ、１２ｂが上下方向（厚さ方向）に整列して、図２に示されているように、下端が開口した一対の吸引路２２、２２が形成される。
この吸引路２２を外部の真空源に連通することにより、多孔質パッド２の下面の減圧空間（２ａ、２ｂ）を減圧し、多孔質パッド２の表面から空気が吸引され、多孔質パッド２の表面にワークを吸着させることができる。
【００３９】
図４は、伝熱板６を裏側面（下側面）から見た斜視図である。
図４に示されているように、伝熱板６の下側面には、外周縁に環状の立上がり部２４が形成され、立上がり部２４で囲まれた部分が、直径ｄ１の円板状の凹所２６とされている。
【００４０】
伝熱板６の外径ｄ２は、パッドホルダ４の裏面に形成された円板状の凹部１８の内径ｄ２と略同一である。したがって、伝熱板６は、凹所２６を下方に向けた状態で、図２に示されているように、パッドホルダ４の円板状の凹部１８に収容される。
【００４１】
伝熱板６の凹所２６の内径は、断熱板１０等の貫通孔１０ａ等によって形成された円柱状の空間２０の外径と略等しく設定されている。したがって、図２に示されているように、吸着盤１の組み立て状態では、伝熱板６の凹所２６が、円柱状の空間２０と上下方向に整列する。そして、この状態で、伝熱板６は、ヒータ８の貫通孔８ａ等によって構成されている空間２０の上方領域を完全に覆っている。
【００４２】
本実施形態では、伝熱板６は、パッドホルダ４を構成するカーボン材料より熱伝導率が高い多孔質カーボンで形成されている。具体的には、伝熱板６を構成するカーボン材料は、パッドホルダ４を構成するカーボン材料の熱伝導率の約１０倍以上の熱伝導率を有している。
【００４３】
このような構成では、ヒータ８作動時に、ヒータ８の貫通孔８ａからは熱が発生しないが、ヒータ８の貫通孔８ａの周囲の領域から発生した熱が、熱伝導率が高い伝熱板６によって空間２０の上方に位置する多孔質パッド２の部分に伝えられることにより、多孔質パッド２の表面における温度分布が均一化される。
【００４４】
本実施態様では、多孔質パッド２、パッドホルダ４がカーボンで構成されているので、急加熱、急冷却が可能となる。
【００４５】
本発明の前記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。
【００４６】
上記実施形態の吸着盤では、伝熱板６が、裏面中央に凹所を有する構成であったが、このような凹所を備えない伝熱板６であってもよい。
また、伝熱板６は、ヒータの開口部の上方領域の少なくとも一部を覆っている構成でもよい。
【００４７】
さらに、上記実施形態では、多孔質パッドの下面（裏面）に形成した溝によって減圧空間が構成されていたが、パッドホルダの上面に溝等を形成して減圧空間としてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１：吸着盤
２：多孔質パッド
４：パッドホルダ
６：伝熱板
８：均熱板
１０：ヒータ
【要約】
【課題】内部に積層されたヒータに開口部が形成されていても、吸着パッドの表面を均一な温度に加熱することができる吸着盤を提供すること。
【解決手段】本発明によれば、薄板状の被吸着物を吸着する吸着盤１であって、板状の多孔質パッド２と、多孔質パッドの下方に積層されたパッド支持体４と、多孔質パッドとパッド支持体との間に設けられた減圧空間２ａ、２ｂと、開口部８ａが形成されパッド支持体の下方に積層されたヒータ８と、ヒータの開口部の上方領域の少なくとも一部を覆うように多孔質パッドとヒータとの間に配置された伝熱板６とを備え、伝熱板が、パッド支持体より熱伝導率が高い材料で構成されている吸着盤が提供される。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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