(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方が開放した凹部を備え該凹部に同心円状に設けられた隔壁によって複数個の吸引室が形成された基台と、該基台の該凹部に嵌合して配設された通気性を有する載置台と、該各吸引室と夫々連通する吸引手段とを具備し、該載置台上に被固定物を載置して吸引固定する吸着固定装置において、
該載置台は、特定の溶剤によって溶ける材料からなる複数の第１の線材と該特定の溶剤によって溶けない材料からなる複数の第２の線材が線芯を揃えて一体成形され、該第１の線材が該特定の溶剤によって溶かされて線芯方向に通気孔を形成する、
ことを特徴とする吸着固定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気作用によって被固定物を載置台の上面に吸着固定するための吸着固定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば集積回路を印設したシリコンウエハに研磨加工や切断加工等の機械加工を施したり、精密な測定をする場合等において、シリコンウエハを固定する方式として、吸気作用によってシリコンウエハを吸着固定するチャックテーブルとして吸着固定装置が一般に用いられている。この種の吸着固定装置は、上方が開放した凹部を備えた基台と、該基台の該凹部に嵌合して配設されたセラミック等の多孔質部材からなる載置台とを具備し、該載置台の上面に被固定物であるシリコンウエハを載置し、載置台の下面と基台との間に形成される吸引室と連通する吸引手段によって吸引することにより、シリコンウエハを載置台の上面に吸引固定する。しかるに、多孔質部材によって構成された載置台は多方向に通気性を有するので、載置台の外径より被固定物であるシリコンウエハの外径が小さいと、載置台におけるシリコンウエハの外側では大量の空気を吸引することになり、吸引手段の吸引効率が悪化する。一方、吸着部の外径より被吸着物であるシリコンウエハの外径が大きいと、シリコンウエハの外周縁が載置台より外側に位置付けられることになり加工時に平坦精度が悪化してしまう。
【０００３】
上記問題を解決するのもとして特開昭６１ー１８２８３８号公報に記載された吸着固定装置が知られている。この公報に開示された吸着固定装置は、上方が開放した凹部を備え該凹部に同心円状に設けられた隔壁によって複数個の吸引室が形成された基台と、該基台の凹部に嵌合して配設され同心円状に形成された多孔質のセラミック部材からなる複数個の吸着部と該各吸着部の間に設けられた非通気性の材料からなる複数個の環状の仕切り部とによって構成された載置台とを具備し、上記各吸引室と夫々連通する吸引手段によって各吸引室を各々吸引するようにしたものである。
特開昭６１ー１８２８３８号公報に記載された吸着固定装置によれば、載置台の外径より被固定物であるシリコンウエハの外径が小さい場合でも、吸引手段の吸引効率が悪化することはないが、次のような問題がある。即ち、被固定物であるシリコンウエハを載置台上に吸着固定して研磨加工する場合、シリコンウエハは研磨工具による押圧力と吸着力とによって載置台に強力に押し付けられた状態で加工される。しかるに、載置台は吸着部と仕切り部とが同心円状に交互に形成され、環状の仕切り部が表出した構成となっているため、吸着部と仕切り部との材質の相違または僅かな段差に起因して、被吸着物シリコンウエハのサイズが大きい場合には、研磨されたシリコンウエハの表面に上記仕切り部の形状、即ち同心円状の模様（所謂転写）が形成される。この模様は目視できるばかりでなく、模様部分の段差が数μｍに及ぶことがあり、平面精度としても必ずしも満足し得るものではない。
【０００４】
上述した特開昭６１ー１８２８３８号公報に記載された吸着固定装置の問題を解決するものとして、載置台を、同心円状に形成された通気性を有する複数個の吸着部と各吸着部の間に設けられた非通気性の材料からなる複数個の環状の仕切り部とからなる区画部材と、該区画部材の上に重ねて配設された通気性を有する表面部材とによって構成し、上記区画部材の各吸着部に対応した吸引室に夫々吸引手段を接続した吸着固定装置が提案され、特開平３ー３２５３７号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
而して、特開平３ー３２５３７号公報に開示された吸着固定装置は、上記載置台を構成する表面部材の上面が均一な平面であるため、該表面部材上に被固定物を吸引固定し、この被固定物に研磨加工を施しても上述したような同心円状の模様は生じない。しかしながら、特開平３ー３２５３７号公報に開示された吸着固定装置は、上記表面部材が多孔質部材であり多方向に通気性を有するため、小径の被固定物を吸着固定する際には、空気が漏れて吸引固定力が低下するという問題があるとともに、載置台として区画部材と表面部材との二つの部材を要するため、構造が複雑となり製作コストが増大するという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、サイズの大きい被固定物に研磨加工を施しても上述したような同心円状の模様が生じることはなく、しかも構造が簡単で吸引固定力が低下しない吸着固定装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、上方が開放した凹部を備え該凹部に同心円状に設けられた隔壁によって複数個の吸引室が形成された基台と、該基台の該凹部に嵌合して配設された通気性を有する載置台と、該各吸引室と夫々連通する吸引手段とを具備し、該載置台上に被固定物を載置して吸引固定する吸着固定装置において、
該載置台は、特定の溶剤によって溶ける材料からなる複数の第１の線材と該特定の溶剤によって溶けない材料からなる複数の第２の線材が線芯を揃えて一体成形され、該第１の線材が該特定の溶剤によって溶かされて線芯方向に通気孔を形成する、
ことを特徴とする吸着固定装置が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された吸着固定装置の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１には本発明に従って構成された吸着固定装置の要部を分離した斜視図が示されており、図２には図１の吸着固定装置の断面図が示されている。
図示の実施形態における吸着固定装置は、円板状の基台２と円板状の載置台４とを具備している。基台２は適宜の金属材によって構成され、その上面には上方が開放された円形状の凹部２１が形成されている。基台２に設けられた凹部２１の周壁２２には、基台２の上面から所定量（例えば２０ｍｍ）下方に達する環状の段部２２１が形成されている。また、基台２に設けられた凹部２１の底壁２３には、同心円状に形成された複数個の環状の隔壁２３１、２３２、２３３、２３４が凹部２１内に突出して設けられている。この複数個の隔壁２３１、２３２、２３３、２３４は、同一高さに形成されており、その上端が周壁２２に形成された段部２２１の高さ位置と同一高さになるように構成されている。なお、図示の実施形態においては、上記隔壁２３１の外径が略３インチ、隔壁２３２の外径が略４インチ、隔壁２３３の外径が略５インチ、隔壁２３４の外径が略６インチ、そして上記段部２２１外径が略８インチに構成されている。このように構成された基台２には、凹部２１が複数個の隔壁２３１、２３２、２３３、２３４によって区画された複数個の吸引室２４１、２４２、２４３、２４４、２４５が形成される。また、基台２の凹部２１を形成する底壁２３には、上記吸引室２４１、２４２、２４３、２４４、２４５に夫々連通する吸気孔２５１、２５２、２５３、２５４、２５５が設けられている。この吸気孔２５１、２５２、２５３、２５４、２５５には、図示しない吸引源に接続された吸引手段を構成する吸引パイプ２６１、２６２、２６３、２６４、２６５が夫々接続されており、該各吸引パイプ２６１、２６２、２６３、２６４、２６５には夫々開閉弁２７１、２７２、２７３、２７４、２７５が配設されている。
【００１３】
上記基台２の凹部２１に嵌合して配設される載置台４は、上下方向に通気性を有する円板状部材によって形成されており、図示の実施形態においては、その外径が略８インチ、厚さが２０ｍｍに構成されている。従って、載置台４は上記基台２に設けられた凹部２１の段部２２１および隔壁２３１、２３２、２３３、２３４の上端上に載置され、その上面が基台２の上面と面一に構成される。
【００１４】
次に、上下方向に通気性を有する載置台４の各実施形態について、図３乃至６を参照して説明する。
図３に示す実施形態における載置台４は、例えば直径が８０μｍ程度のガラス線材４１を線芯を揃えて束ね、これを１２００〜１３００°Ｃの温度で焼結して一体成形し、この焼結体を所定の厚さに切断してＡ部に拡大して示すように、各ガラス線材４１によって囲まれる領域が線芯方向に連通する通気孔４１０として形成されたものである。なお、線材はガラス線材以外にセラミック等の被金属材またはステンレス鋼等の金属材を用いることができる。
【００１５】
図４に示す実施形態における載置台４は、例えば外径が８０μｍ程度で内径が５０μｍ程度の中空のガラス線材４２を線芯を揃えて束ね、各ガラス線材４２によって囲まれる領域に水ガラスを充填し、これを１２００〜１３００°Ｃの温度で焼結して一体成形し、この焼結体を所定の厚さに切断してＢ部に拡大して示すように、各ガラス線材４２の中空部が上下に連通する通気孔４２０として形成されたものである。
【００１６】
図５に示す実施形態における載置台４は、図５の（ａ）においてＣ部に拡大して示すように、例えば、内側層４３１が外径５０μｍ程度で外側層４３２が外径８０μｍ程度の２層構造をした複数の線材４３によって形成される。２層構造をした線材４３は、内側層４３１が特定の溶剤（例えばフッ化水素酸）によって溶けるケイ酸塩ガラスによって形成されており、外側層４３２が上記特定の溶剤によって溶けない例えばリン酸塩系ガラスによって形成されている。このように構成された２層構造をした複数の線材４３を線芯を揃えて束ね、各線材４３によって囲まれる領域に上記特定の溶剤によって溶けない水ガラスを充填し、これを１２００〜１３００°Ｃの温度で焼結して一体成形し、この焼結体を所定の厚さに切断して図５の（ａ）に示すように円板状に形成する。次に、図５の（ａ）に示す円板状の焼結体を上記特定の溶剤中に浸漬して、上記内側層４３１を溶かすことによって、図５の（ｂ）においてＤ部に拡大して示すように通気孔４３０を形成する。
【００１７】
図６に示す実施形態における載置台４は、図６の（ａ）においてＥ部に拡大して示すように、例えば直径が８０μｍ程度の特定の溶剤（例えばフッ化水素酸）によって溶けるケイ酸塩ガラスによって形成された第１のガラス線材４４１と、直径が８０μｍ程度の上記特定の溶剤によって溶けない例えばリン酸塩系ガラスによって形成された第２のガラス線材４４２を混合して線芯を揃えて束ね、第１のガラス線材４４１と第２のガラス線材４４２によって囲まれる領域に上記特定の溶剤によって溶けない水ガラスを充填し、これを１２００〜１３００°Ｃの温度で焼結して一体成形し、この焼結体を所定の厚さに切断して図６の（ａ）に示すように円板状に形成する。このように第１のガラス線材４４１と第２のガラス線材４４２を一体成形した円板状の焼結体を上記特定の溶剤中に浸漬して、上記第１のガラス線材４４１を溶かすことによって、図６の（ｂ）においてＦ部に拡大して示すように通気孔４４０を形成する。なお、上記特定の溶剤によって溶けない第２の線材４４２としては、セラミック等を用いることができる。
【００１８】
上記のように構成された載置台４は、図２に示すように基台２に設けられた凹部２１に嵌合される。そして載置台４の上面に被固定物を載置し、吸引室２４１、２４２、２４３、２４４、２４５内の空気を吸引することにより、被固定物が載置台４の上面に固定される。なお、被固定物を載置台４の上面に載置する際には、被固定物の中心が載置台４の中心に合致するようにロボット等によって位置付けられる。従って、図示の実施形態においては、被固定物が３インチのシリコンウエハの場合は環状の隔壁２３１上の領域に載置される。同様に、被固定物が４インチのシリコンウエハの場合は環状の隔壁２３２上の領域に、被固定物が５インチのシリコンウエハの場合は環状の隔壁２３３上の領域に、被固定物が６インチのシリコンウエハの場合は環状の隔壁２３４上の領域に、そして被固定物が８インチのシリコンウエハの場合は載置台４の全領域に載置される。載置台４上に３インチのシリコンウエハが載置された場合は、開閉弁２７１が開かれて他の開閉弁が閉じられる。載置台４上に４インチのシリコンウエハが載置された場合は、開閉弁２７１および２７２が開かれて他の開閉弁が閉じられる。同様にして、載置台４上に５インチのシリコンウエハが載置された場合は開閉弁２７１、２７２および２７３が開かれて開閉弁２７５および２７５が閉じられ、載置台４上に６インチのシリコンウエハが載置された場合は開閉弁２７１、２７２、２７３および２７４が開かれて開閉弁２７５が閉じられ、そして載置台４上に８インチのシリコンウエハが載置された場合は全ての開閉弁２７１と２７２、２７３、２７４および２７５が開かれれる。このように、載置台４上に載置されるシリコンウエハのサイズに対応した吸気室だけが吸引され、しかも、載置台４には上下に連通する通気孔だけが形成されているので、載置台４上に載置されたシリコンウエハのサイズに対応した領域以外から空気を吸引することはなく、吸引効率が良好となる。また、載置台４は被固定物のサイズに対応した仕切り部を有せず全体が均一に構成されているので、被固定物であるシリコンウエハを研磨加工した場合にも平面精度が極めて良好となる。しかも、載置台４は一つの部材でよく、従って、構造が簡単で比較的安価に製作することができる。なお、上述した図示の吸着固定装置において、載置台４と各吸引室２４１、２４２、２４３、２４４、２４５とによって形成される空間に多孔質部材を嵌入して、載置台４を補強しても良い。
【００１９】
【発明の効果】
本発明による吸着固定装置は以上のように構成されているので、次の作用効果を奏する。
【００２０】
即ち、本発明によれば、載置台上に載置される被固定物のサイズに対応した吸気室だけが吸引され、しかも、載置台には上下に連通する通気孔だけが形成されているので、載置台上に載置された被固定物のサイズに対応した領域以外から空気を吸引することはなく、吸引効率が良好となる。また、載置台は被固定物のサイズに対応した仕切り部を有せず全体が均一に構成されているので、被固定物を研磨加工した場合にも平面精度が極めて良好となる。しかも、載置台は細い線材を線芯を揃えて一体成形するため、通気孔が蜜に形成され、被固定物を均一に吸引固定することができる。また、載置台は一つの部材でよく、従って、構造が簡単で比較的安価に製作することができる吸着固定装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された吸着固定装置の要部を分離して示す斜視図。
【図２】図１に示す吸着固定装置の断面図
【図３】図１に示す吸着固定装置を構成する載置台の第１の実施形態を一部を拡大して示す平面図。
【図４】図１に示す吸着固定装置を構成する載置台の第２の実施形態を一部を拡大して示す平面図。
【図５】図１に示す吸着固定装置を構成する載置台の第３の実施形態を一部を拡大して示す平面図。
【図６】図１に示す吸着固定装置を構成する載置台の第４の実施形態を一部を拡大して示す平面図。
【符号の説明】
２：基台
２１：基台の凹部
２２：凹部の周壁
２２１：周壁の段部
２３：凹部の底壁
２３１、２３２、２３３、２３４：凹部の隔壁
２４１、２４２、２４３、２４４、２４５：吸引室
４：載置台
４１：ガラス線材
４１０：通気孔
４２：中空のガラス線材
４２０：通気孔
４３：２層構造のガラス線材
４３０：通気孔
４４１：第１のガラス線材
４４２：第２のガラス線材
４４０：通気孔
【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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