JP2006093492A

JP2006093492A - 真空吸着装置

Info

Publication number: JP2006093492A
Application number: JP2004278719A
Authority: JP
Inventors: Shinya Sato; 伸也佐藤; Tomoyuki Ogura; 知之小倉; Akiko Umeki; 亜希子梅木; Tatsuya Shiogai; 達也塩貝
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2024-09-27
Also published as: JP4405887B2

Abstract

【課題】吸着面の平坦度が良好で、耐久性に優れ、しかも製造が容易な真空吸着装置を提供する。
【解決手段】真空吸着装置１０は、半導体ウエハＷを吸着保持するための、セラミックス／ガラス複合多孔体からなる載置部１１および該載置部１１の外周に設けられたセラミックス／ガラス複合多孔体からなる環状載置部１２と、載置部１１の気孔に連通する吸引孔１４を備え、載置部１１および環状載置部１２を支持する支持部１３と、を具備する。載置部１１と環状載置部１２が実質的に隙間なく直接に接合された構造とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、半導体ウエハやガラス基板等を吸着保持する真空吸着装置に関する。

例えば、半導体装置の製造工程においては、半導体ウエハを搬送、加工、検査する場合に、真空吸引力を利用した真空吸着装置が広く用いられている。このような真空吸着装置としては、吸着面に開口した複数の貫通孔を有するものが一般的であったが、この場合には貫通孔のみが吸着作用を示すために、吸着面内の吸着力が不均一となりやすく、これによって半導体ウエハの加工精度が低下する等の問題を生じていた。

そこで、半導体ウエハのより均一な吸着を行うために、多孔質な載置部を有する真空吸着装置が検討されている。例えば、特許文献１には、図６の垂直断面図に示すように、多孔質な吸着部材９１と、吸着部材９１を支持する支持部材９２と、から構成された真空吸着装置９０が開示されている。支持部材９２は、吸着部材９１を囲うように配置され、多孔質な隔壁部９２ｂと、吸引孔９３が形成され、吸着部材９１と隔壁部９２ｂを支持する緻密質セラミックスからなる支持部９２ａと、を有している。

ここで、吸着部材９１と支持部９２ａとの間、吸着部材９１と隔壁部９２ｂとの間、および隔壁部９２ｂと支持部９２ａとの間はそれぞれ、ガラスまたは樹脂接着剤によって接着されている。なお、図６においては、ガラスまたは樹脂接着剤による接着層を符号９４で示している。

しかしながら、真空吸着装置９０の吸着面を平坦化処理すると、接着層９４は吸着部材９１や隔壁部９２ｂとは研磨特性が異なるので、接着層９４の近傍で段差が形成され、被吸着体との間に隙間ができて被吸着体を十分な強さで保持することができなくなるおそれがある。また、真空吸着装置９０では、吸着部材９１の支持部９２ａへの固定に接着剤等を用いているために、この接着剤等が吸着部材９１の内部に浸透して接着剤の厚みが不均一になり、接着強度にばらつきが生じ易い。このため、実使用を重ねると、接着強度の弱い部分で剥離が生じ、吸着部材９１が支持部９２ａから離れて浮き上がってしまうという問題が生ずる。また真空吸着装置９０の吸着面を平坦にする加工を行う際には、このような接着層に厚みのばらつきがあると、平坦度を高めることが困難になる。さらに吸着部材９１と隔壁部９２ｂとの間を接着剤等で均一な接着力で接着するためには、吸着部材９１と隔壁部９２ｂに高い寸法精度が要求されるため、生産性がよいものではない。
特開平６−８０８６号公報

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、吸着面の平坦度が良好な真空吸着装置を提供することを目的とする。また本発明は、耐久性に優れ、製造が容易な真空吸着装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、被吸着体を吸着保持するための、セラミックス／ガラス複合多孔体からなる載置部および当該載置部の外周に当該載置部と実質的に隙間なく直接に接合されたセラミックス／ガラス複合多孔体からなる環状載置部と、
前記載置部の気孔に連通する吸引孔を備え、前記載置部および前記環状載置部を支持する支持部と、
を具備することを特徴とする真空吸着装置、が提供される。

この真空吸着装置では、載置部および環状載置部は支持部と実質的に隙間なく直接に接合されていることが好ましく、このような真空吸着装置は、略緻密質セラミックスからなる器状の支持部を作製する工程と、所定のセラミックス粉末と第１のガラスの粉末とを含む第１のスラリーを調製する工程と、第１のスラリーを支持部に充填し、第１のガラスの軟化点以上の温度で焼成して、セラミックス／ガラス複合多孔体を形成する工程と、セラミックス／ガラス複合多孔体の外周部または支持部の内周部を除去加工して、載置部を形成する工程と、所定のセラミックス粉末と第１のガラスよりも軟化点の低い第２のガラスの粉末とを含む第２のスラリーを調製する工程と、載置部と支持部の内壁との隙間に第２のスラリーを充填し、第２のガラスの軟化点以上の温度で焼成して、セラミックス／ガラス複合多孔体からなる環状載置部を形成する工程と、を経て製造されたものであることが好ましい。ここで、第２のスラリーに由来する成形部の焼成温度は第１のガラスの軟化点よりも低い温度とすることが好ましい。

載置部と環状載置部の開気孔率はともに２０％〜５０％の範囲にあり、載置部の平均気孔径は１０μｍ〜１５０μｍの範囲にあり、環状載置部の平均気孔径は載置部の平均気孔径の５％〜６０％の範囲にあることが好ましく、さらに、環状載置部の開気孔率は載置部の開気孔率よりも小さいことが好ましい。これにより、吸着性能、吸着面の面精度、構造部材としての機械的強度等でバランスの取れた特性が得られるようになる。

本発明の真空吸着装置では、被吸着体を吸着保持するための載置部と環状載置部との間に接着層が存在しないので、吸着面に段差が形成され難くなり、これにより、吸着面と被吸着体との間に隙間が生じることによる吸気漏れの発生と被吸着体の吸着力低下を防止することができる。また、載置部、環状載置部、支持部が実質的に隙間なく直接に接合された構造とすることで、各部間の接合強度のばらつきを少なくし、しかも接合強度を高めることができる。これにより高い耐久性が得られる。また、真空吸着装置を構成する各部が実質的に隙間なく直接に接合されると、真空吸着装置の吸着面を平坦化処理する際の平坦度の追い込みが容易となり、吸着面の平坦度が高められ、被吸着体を均一に吸着することができるようになる。特に被吸着体が薄い板材の場合には、その板材の平坦度を良好に維持することができるので、その板材から製造される製品の品質を高めることができる。さらに、スラリーを用いて載置部と環状載置部を形成する製造方法を用いると、寸法精度の高い部品を準備する必要がないので、生産性を高め、生産コストを低減することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。ここでは、被吸着体として半導体ウエハを取り上げ、この半導体ウエハを吸着保持する真空吸着装置について説明することとする。

図１は真空吸着装置１０の水平断面図であり、図２は図１中の線ＡＡを含む垂直断面図である。真空吸着装置１０は、円板状の載置部１１と、載置部１１の外周を囲うように設けられた環状載置部１２と、載置部１１および環状載置部１２を支持する器状の支持部１３と、を備えている。図１および図２に示すように、半導体ウエハＷは、載置部１１全体と環状載置部１２の内側を覆うようにして、真空吸着装置１０に吸着保持される。

載置部１１はセラミックス／ガラス複合多孔体からなる。つまり、載置部１１は、所定のセラミックス（例えば、アルミナ、炭化珪素等）と第１のガラスから構成され、連通する気孔（つまり、開気孔）を有する多孔質組織を有している。環状載置部１２は別のセラミックス／ガラス複合多孔体からなる。つまり、環状載置部１２は、アルミナや炭化珪素等の所定のセラミックスと第２のガラスから構成された多孔質組織を有している。

載置部１１に用いられる第１のガラスの軟化点は、環状載置部１２に用いられる第２のガラスの軟化点よりも高い。これは、後述する真空吸着装置１０の製造方法から明らかなように、載置部１１、環状載置部１２の順番で逐次焼成を行うために、先に形成された載置部１１に含まれる第１のガラスが、後の環状載置部１２を形成するための焼成時に軟化、溶融することがないようにするためである。例えば、第１のガラスとしては軟化点が１０００℃近傍のアルミノ珪酸塩系ガラスを、第２のガラスとしては軟化点が９００℃以下のホウ珪酸系ガラスを、それぞれ選定することができる。

載置部１１と環状載置部１２とは、実質的に隙間なく直接に接合された構造となっている。ここで、「実質的に隙間なく各部が直接に接合された構造」とは、より具体的には、環状載置部１２を構成する第２のガラスが焼成時に軟化して載置部１１の側面に融着することにより、載置部１１の界面と環状載置部１２の界面とが直接に接して接合された状態をいう。

真空吸着装置１０では、載置部１１と環状載置部１２とが実質的に隙間なく直接に接合されているので、真空吸着装置１０の吸着面を研削、研磨処理することにより平坦化する際に、これらの界面近傍で段差が生ずることが抑制される。これによって、吸着面と半導体ウエハＷとの間に隙間が生じて吸気漏れが発生し、吸着力が低下したり、半導体ウエハＷの平坦度が悪化することを抑制することができる。

このような効果は、載置部１１と環状載置部１２とがガラスや樹脂接着剤を用いて支持部１３に接着されている場合でも得ることができる。しかし、載置部１１と環状載置部１２を樹脂接着剤等を用いて支持部１３に接着すると、接着層に起因して、吸着面の平坦度を高める加工が容易でなくなり、また、接着強度にばらつきが生じて高い耐久性を得ることが困難となる。そこで、載置部１１と環状載置部１２は支持部１３とも実質的に隙間なく直接に接合された構造とすることが好ましく、このような構造は、後述するセラミックス粉末とガラス粉末を含むスラリーを用いた真空吸着装置１０の製造方法により、容易に実現することができる。

載置部１１の開気孔率は２０％以上５０％以下であることが好ましく、かつ、その平均気孔径は１０μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましい。載置部１１の開気孔率をこのような範囲とする理由は、載置部１１を構成する多孔体の開気孔率を調整するには、多孔体の構成原料であるセラミックス粉末およびガラス粉末の充填率を調整する必要があるが、２０％未満または５０％超の開気孔率が得られるようにセラミックス粉末およびガラス粉末を、後述する載置部１１の形成方法に示されるように、焼成収縮や変形を起こすことのないように充填することは困難だからである。また、前記範囲内であれば、圧損が大きくなって、十分な吸着力を得ることが困難となったり、十分な機械的強度を得ることができなかったり、吸着面の平坦性が低下したりすることはない。また、平均気孔径を前記範囲とするのは、平均気孔径が１０μｍ未満では圧損が大きくなって吸着力が弱くなるおそれがあり、逆に１５０μｍ超では吸着面の面精度（吸着面の平坦度と気孔に起因する微小凹凸の形態）が悪化するおそれがあるからである。

環状載置部１２の開気孔率は２０％以上５０％以下であることが好ましく、かつ、その平均気孔径は載置部１１の平均気孔径の５％以上６０％以下であることが好ましい。載置部１１と同様に開気孔率を２０％未満、５０％超とすることは困難であり、また、このような範囲内であれば、載置部１１との間に段差が生じたり、吸着面において半導体ウエハＷが接していない領域から吸気漏れが発生したりすることを、抑制することができる。また、平均気孔径が載置部１１の平均気孔径の５％未満では載置部１１との間に段差が生じるおそれがある。一方、平均気孔径が載置部１１の平均気孔径の６０％超では、環状載置部１２からの吸気漏れが多くなるおそれがある。このように、真空吸着装置１０において、環状載置部１２を設けることの重要さは、吸着面の平坦化処理における加工精度を高めること、および吸気漏れを抑制して均一に吸着させることにより半導体ウエハＷの平坦度を高めることにある。

上述の通りに、載置部１１と環状載置部１２にはそれぞれ好ましい平均気孔径の範囲があるが、このような条件を満足することを前提として、環状載置部１２の平均気孔径は載置部１１の平均気孔径よりも小さいことが好ましく、さらに、環状載置部１２の開気孔率は載置部１１の開気孔率よりも小さいことがより好ましい。これにより、環状載置部１２からの吸気漏れの発生を抑制する効果を高めることができる。

ただし、載置部１１の開気孔率と環状載置部１２の開気孔率が大きく異なると、機械的強度の差が大きくなるために、真空吸着装置１０の吸着面を平坦化する処理の際に、載置部１１と環状載置部１２との間に段差が生じやすくなり、これによって半導体ウエハＷを吸着保持した際の半導体ウエハＷの平坦度が悪化し、また、吸着面と半導体ウエハＷとの間に隙間が空いて、吸気漏れが発生するおそれがある。したがって、環状載置部１２の開気孔率と載置部１１の開気孔率の差は、両部間に段差が生じない範囲に調整する必要がある。

支持部１３は、好ましくはアルミナ、窒化珪素、炭化珪素、ジルコニアから選ばれたセラミックスから構成される。支持部１３は、実質的に開気孔を有しておらず、かつ、真空吸着装置１０を所定の場所に設置して使用するために必要な機械的強度が確保されるように、緻密質である。

この支持部１３の底板には複数の吸引孔１４が鉛直に形成されており、各吸引孔１４は載置部１１が有する開気孔と連通している。そこで、支持部１３の吸引孔１４に真空ポンプ等の吸引装置を取り付けて吸引を行うと、吸引孔１４に連通する載置部１１の開気孔を通して、また載置部１１の開気孔に連通する環状載置部１２の開気孔を通して、載置部１１および環状載置部１２に同時に吸引力が発生し、これにより半導体ウエハＷを吸着保持することができる。

真空吸着装置１０において半導体ウエハＷを吸着保持する吸着面は、製造工程の最終段階において、載置部１１の表面と環状載置部１２の表面と支持部１３の外周部の上面とを同時に研削、研磨加工することにより形成される。この平坦化処理では、支持部１３は緻密質で研削・研磨抵抗が高いが、載置部１１および環状載置部１２は多孔質で支持部１３より研削・研磨抵抗が小さいために、載置部１１および環状載置部１２が削られやすくなる。しかし、上記の通りに載置部１１と環状載置部１２の開気孔率や平均気孔径を調整することで、各部間に段差が生ずることを防止し、平坦度の良好な吸着面を形成することができる。さらに載置部１１と環状載置部１２がそれぞれ支持部１３と実質的に隙間なく直接に接合された構造とすることにより、その効果を高めることができる。

本発明に係る真空吸着装置は、真空吸着装置１０のように、その平面形状が円形のものに限定されるものではなく、吸着保持する被吸着体の形状に応じた変形が可能である。例えば、真空吸着装置の平面形状は略四角形であってもよい。

次に、真空吸着装置１０の製造方法について説明する。最初に、支持部１３となる器状のセラミック部材を作製する。例えば、アルミナ等のセラミックス粉末に所定量のバインダを加えて造粒処理し、これを一軸プレス成形し、さらにＣＩＰ成形して、円板状のプレス成形体を作製する。続いて、このプレス成形体を器状に加工し、さらに最終的に吸引孔１４となる貫通孔を内底の所定位置に形成する。こうして得られた加工体を、必要に応じて脱脂処理した後、所定の雰囲気、温度、時間で焼成することにより、支持部１３となる器状のセラミック部材を得ることができる。続いて、こうして作製した支持部１３の吸引孔１４に、後に説明するように支持部１３に第１のスラリーを充填することができるように、樹脂等の焼失材料を充填する。なお、支持部１３の作製にあたっては、プレス成形体を仮焼し、得られた仮焼体を器状に加工し、さらに貫通孔を形成する加工を施し、その後に焼成処理を行ってもよい。

続いて、載置部１１を形成するための第１のスラリーを調製する。この第１のスラリーは、セラミックス粉末（好ましくは、アルミナ粉末または炭化珪素粉末）および第１のガラスの粉末に、水またはアルコール等の溶剤を加えて、ボールミル、ミキサー等の公知の方法を用いて混合することにより、作製することができる。なお、水またはアルコール等の添加量は、特に限定されるものではないが、セラミックス粉末の粒度、第１のガラスの粉末の添加量を考慮して、適切な流動性が得られるように、調節することが好ましい。

載置部１１の開気孔率と平均気孔径の調節は、基本的に、原料粉末であるセラミックス粉末の粒度分布を調整することによって行うことができる。また、セラミックス粉末と第１のガラスの粉末の配合比率を変えること、第１のスラリーの粘度を変えること、第１のスラリーの支持部１３への充填率を変えること、粒子状樹脂、繊維状樹脂、カーボン粉末等の焼失材を添加すること等によっても、載置部１１の開気孔率と平均気孔径を制御することができる。

載置部１１の開気孔率を２０％〜５０％とし、平均気孔径を１０μｍ〜１５０μｍとするためには、セラミックス粉末として平均粒径が２０μｍ〜５００μｍのものを用い、第１のガラスの粉末としては、その平均粒径がこのセラミックス粉末の平均粒径よりも小さいものを用いることが好ましい。具体的には、第１のガラスの粉末の平均粒径は、セラミックス粉末の平均粒径の１／３以下であることが好ましく、１／５以下であることがより好ましい。これは、第１のガラスの粉末の平均粒径がセラミックス粉末よりも大きいと、セラミックス粉末の充填が阻害されて、後のガラス軟化点以上での焼成時に焼成収縮を起こしてしまうからであり、この場合、焼成により形成される多孔体にクラックが発生し、均一な組織の多孔体を得ることができなくなる。

また、セラミックス粉末に対して添加する第１のガラスの粉末の量は、使用するセラミックス粉末の粒径（粒度分布）や焼成温度におけるガラスの粘性等を考慮して定められるが、多過ぎるとセラミックス粉末の充填が阻害されて焼成収縮が生じ、逆に少な過ぎるとセラミックス粉末の結合強度が低下し、脱粒や欠け等が生ずる。このため、ガラス粉末の量は、所望の結合強度、平均気孔径が得られる範囲においてできるだけ少ないことが好ましく、具体的には、概ね、セラミックス粉末１００質量部に対して５〜３０質量部とすることが好ましい。

さらに第１のガラスとしては、その熱膨張係数が、載置部１１のもう一方の構成成分であるセラミックス材料の熱膨張係数より小さいものを用いることが好ましい。これにより、焼成段階で支持部１３の表面（界面）と実質的に隙間なく直接に接合される載置部１１を形成することが容易となり、また、載置部１１において結合材としての役割を有するガラスに圧縮応力が加わった状態を作り出すことができる。ガラスは一般的に引張強度に弱いために、ガラスに圧縮応力が加わった状態とすることにより、載置部１１の強度が高められ、研削加工時の脱粒や欠け等の発生を抑制することができる。

こうして作製した第１のスラリーを支持部１３（つまり、器状のセラミック部材）に充填する。このとき必要に応じて、第１のスラリー中の残留気泡を除去するための真空脱泡処理や充填率を高めるための振動を加えるとよい。支持部１３に充填された第１のスラリーを十分に乾燥した後、第１のガラスの軟化点以上の温度で焼成することにより、多孔体が形成される。このときの焼成温度が第１のガラスの軟化点より低いと、支持部１３と多孔体を十分に一体化することができないが、反対に焼成温度が高過ぎると変形や収縮が生じるために、軟化点以上のできるだけ低い温度で焼成することが望ましい。

次いで、支持部１３に形成された多孔体の外周部分または支持部１３の内周部分を機械加工して除去することにより、支持部１３の中央に載置部１１が形成される。こうして、載置部１１と支持部１３の内周壁との間には環状溝が形成された状態となるので、以下に説明する、アルミナ粉末等のセラミックス粉末および第２のガラスの粉末を含む第２のスラリーをこの環状溝に充填し、第２のガラスの軟化点以上の温度で、好ましくはさらに第１のガラスの軟化点未満の温度で、焼成する。こうして、載置部１１の変形や収縮を抑制しながら、載置部１１の外周面および支持部１３の内壁面と実質的に隙間なく直接に接合した、密着性の高い環状載置部１２を形成することができる。

この第２のスラリーは、第１のスラリーと同様に、セラミックス粉末と第２のガラスの粉末に水またはアルコール等の溶剤を加えて、ボールミル等の公知の方法により混合することにより作製することができる。開気孔率が２０％〜５０％で、平均気孔径が載置部１１の平均気孔径の５％〜６０％の環状載置部１２を形成するためには、セラミックス粉末として平均粒径が１０μｍ〜１００μｍのものを用いることが好ましい。

第２のガラスの粉末としては、その平均粒径がこのセラミックス粉末の平均粒径よりも小さいもの、具体的にはセラミックス粉末の平均粒径の１／３以下であることが好ましく、１／５以下であることがより好ましい。また第２のガラスの粉末の添加量は、セラミックス粉末１００質量部に対して、５〜３０質量部とすることが好ましい。環状載置部１２を構成するセラミックス材料に対して第２のガラスに要求される熱膨張性等の性質は、載置部１１の場合と同様である。

このようにして、載置部１１および環状載置部１２を形成することにより、各部間に高い密着性と強く均一な接合性を得ることができるため、各部の接合界面における剥離の発生と、剥離による吸引漏れの発生を抑制することができ、半導体ウエハＷの吸着保持性能を長時間にわたり、高く維持することができる。

こうして環状載置部１２が形成されたら、その表面（つまり、載置部１１の上面、環状載置部１２の上面、支持部１３の外周の上面）を、平坦度が最終的に例えば０．８μｍ未満となるように、研削、研磨処理する。このとき、前述の通り、載置部１１および環状載置部１２と支持部１３とがそれぞれ実質的に隙間なく直接に接合されているので、吸着面の平坦度を絞り込む研磨加工が容易となり、吸着面の平坦度を高めることができる。これにより、半導体ウエハＷを吸着保持した際の半導体ウエハＷの平坦度を高めることもできる。

上述した真空吸着装置１０の製造方法は、支持部１３に第１のスラリーを流し込む前に、最終的に環状載置部１２が形成される部分に樹脂を充填しておく（例えば、樹脂リングを配置する）ことにより、第１のスラリーに由来する多孔体の外周部の除去加工を不要とする製造方法に変更することができる。

また、このように第１のスラリーに由来する多孔体の外周部の除去加工を不要とする製造方法を用いた場合には、第１のスラリーを充填して載置部１１となる部分を成形し、その後に樹脂を除去し、これにより形成されるリング状の空間に、第１のスラリーに用いた第１のガラスと同じ軟化点を有するガラスを用いて作製されたスラリーを充填し、第１のガラスの軟化点以上の温度で焼成することにより、載置部１１と環状載置部１２を同時に形成することも可能である。この製造方法では、製造コストを大幅に低減することができるようになる。

但し、上述した通り、載置部１１と環状載置部１２とでは平均気孔径と開気孔率が異なるように設計されることが好ましいので、使用される２つのスラリーでは、用いるセラミックス粉末の粒径やガラス粉末の粒径が異なり、また、スラリーの粘度も異なることが多い。このため、焼成時に成形体間で剥離が生じることがないように、スラリーの特性を調整し、また焼成条件を調整する必要がある。

（実施例１〜７および比較例１，２）
実施例１〜７、比較例１，２に係る真空吸着装置として、図１，２に示した構造を有するものを、上述した第１，第２のスラリー等を用いた製造方法にしたがって作製した。支持部１４は緻密質アルミナからなり外径：φ２５０ｍｍ、高さ（厚さ）：５０ｍｍ、深さ：４０ｍｍの形状を有し、その熱膨張係数は８．０×１０^-6／℃である。また、この支持部１４の当初の内径はφ２００ｍｍであるが、第１のスラリーを充填、焼成した後にその内周部を切削除去することにより、最終的にその内径をφ２１０ｍｍとした。

実施例１〜７および比較例１，２に係る各真空吸着装置を製造するための第１のスラリーおよび第２のスラリーにそれぞれ使用したアルミナ粉末、ガラス粉末、水の配合比、ならびにアルミナ粉末とガラス粉末の平均粒径は、表１に示す通りである。各種の第１のスラリーの作製に用いた各種の第１のガラスの粉末について、その平均粒径は表１の通りであるが、アルミノ珪酸ガラスであること、熱膨張係数は４５×１０^-7／℃であること、その軟化点は９５０℃であること、は共通である。また、各種の第２のスラリーの作製に用いた各種の第２のガラスの粉末について、その平均粒径は表１の通りであるが、ホウ珪酸ガラスであること、その熱膨張係数は４０×１０^-7／℃であること、その軟化点は７５０℃であること、は共通である。第１のスラリー注型後の焼成は１０００℃で、第２のスラリー注型後の焼成は８００℃で、それぞれ行い、その後に吸着面の平坦度を０．８μｍ未満とすべく、研削、研磨加工を行った。

（比較例３）
比較例３に係る真空吸着装置として、図３に示す構造のものを作製した。この比較例３に係る真空吸着装置２０は、外径：２５０ｍｍ、内径：φ１９０ｍｍ、高さ（厚さ）：５０ｍｍ、深さ：４０ｍｍの形状を有する器状の略緻密質なアルミナ製の支持部２１に、実施例３に係る真空吸着装置の作製に用いた第１のスラリーと同じスラリーを充填、乾燥、焼成して載置部２２を形成し、得られた焼成体の表面を研削、研磨加工して、作製されたものである。したがって、載置部２２と支持部２１とは、実質的に隙間なく直接に接合されている。なお、図３に示す符号２３は吸引口である。

（比較例４）
比較例４に係る真空吸着装置として、図４に示す構造のものを作製した。この図４に示す真空吸着装置３０は、支持部１３と、表１に示す平均気孔径および開気孔率を有する市販のアルミナ多孔体を円板状に加工した載置部３１と、表１に示す平均気孔径および開気孔率を有する市販のアルミナ多孔体をリング状に加工した環状載置部３２とを、ガラスペーストを用いて接着（つまり、ガラスペーストを塗布、焼成して接着）し、その後に吸着面の研削、研磨処理を行うことにより作製されたものである。なお、図４において、符号３３がガラス接着部３３を示しているが、実際のガラス接着部３３は、例えば、数μｍ〜数十μｍ程度の薄い層である。

（比較例５）
比較例５に係る真空吸着装置として、図５に示す構造を有するものを作製した。この図５に示す真空吸着装置４０は、表１に示す平均気孔径および開気孔率を有する市販のアルミナ多孔体を円板状に加工した載置部４１を、比較例３の作製に用いた支持部と同じ支持部２１に、ガラスペーストを用いて接着し、その後に吸着面の研削、研磨処理を行うことにより作製されたものである。なお、図５において、符号４３がガラス接着部を示しているが、実際のガラス接着部４３は、例えば、数μｍ〜数十μｍ程度の薄い層である。

（評価方法）
作製した各真空吸着装置の吸着面の平坦度は真直度測定装置により測定した。また、各真空吸着装置について、アスピレータを用いて０．０５ＭＰａの吸引圧でφ２００ｍｍの半導体ウエハを吸着保持し、そのときの半導体ウエハの平坦度を真直度測定装置により測定し、その平坦度が０．８μｍ未満の場合を合格とした。スラリーを用いて載置部、環状載置部を作製した真空吸着装置（実施例１〜７、比較例１，２）については、半導体ウエハの平坦度を測定した後に、真空吸着装置を破壊し、載置部や環状載置部の破片を用いて、アルキメデス法により開気孔率を、水銀圧入法により平均気孔径を求めた。

（評価結果）
評価結果を表１に併記する。実施例１〜７では、真空吸着装置の吸着面の平坦度を０．８μｍ未満とする平坦化処理加工を容易に行うことができ、また吸着保持時の半導体ウエハの平坦度も０．８μｍ未満に抑えることができた。また載置部と環状載置部の平均気孔径が同等である実施例３〜５を比べると、環状載置部の開気孔率が小さい実施例５における半導体ウエハの平坦度が最も優れていた。これに対して、比較例１，２では、吸着面の平坦度は０．８μｍ未満とすることができたが、半導体ウエハの平坦度は０．８μｍ以上となった。これは環状載置部の平均気孔径が大きいことから吸気漏れが大きくなり、均一に半導体ウエハを吸着することができなかったためと思われる。また比較例３では、環状載置部が形成されていないため載置部と支持部との研削量の相違により段差が生じ、吸着面の平坦度を０．８μｍ未満とすることはできなかった。さらに比較例４，５では、支持部と載置部等とがガラスペーストによって接着されているために、吸着面の平坦度を０．８μｍ未満とする加工が困難であり、その結果、半導体ウエハを吸着保持した際の平坦度も悪かった。

本発明の真空吸着装置は、例えば、半導体ウエハやガラス基板等の搬送装置、加工装置、検査装置等に好適である。

本発明に係る真空吸着装置の水平断面図。図１中に示す線ＡＡを含む垂直断面図。比較例に係る真空吸着装置の垂直断面図。比較例に係る別の真空吸着装置を示す断面図。比較例に係るさらに別の真空吸着装置を示す断面図。従来の真空吸着装置を示す垂直断面図。

符号の説明

１０；真空吸着装置
１１；載置部
１２；環状載置部
１３；支持部
１４；吸引孔
２０；真空吸着装置
２１；支持部
２２；載置部
２３；吸引孔
３０；真空吸着装置
３１；載置部
３２；環状載置部
３３；ガラス接着部
４０；真空吸着装置
４１；載置部
４３；ガラス接着部
９０；真空吸着装置
９１；吸着部材
９２；支持部材
９２ａ；支持部
９２ｂ；隔壁部
９３；吸引孔
９４；接着層

Claims

被吸着体を吸着保持するための、セラミックス／ガラス複合多孔体からなる載置部および当該載置部の外周に当該載置部と実質的に隙間なく直接に接合されたセラミックス／ガラス複合多孔体からなる環状載置部と、
前記載置部の気孔に連通する吸引孔を備え、前記載置部および前記環状載置部を支持する支持部と、
を具備することを特徴とする真空吸着装置。
前記載置部および前記環状載置部は、前記支持部と実質的に隙間なく直接に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の真空吸着装置。
略緻密質セラミックスからなる器状の前記支持部を作製する工程と、
所定のセラミックス粉末と第１のガラスの粉末とを含む第１のスラリーを調製する工程と、
前記第１のスラリーを前記支持部に充填し、前記第１のガラスの軟化点以上の温度で焼成して、セラミックス／ガラス複合多孔体を形成する工程と、
前記セラミックス／ガラス複合多孔体の外周部または前記支持部の内周部を除去して、前記載置部を形成する工程と、
所定のセラミックス粉末と前記第１のガラスよりも軟化点の低い第２のガラスの粉末とを含む第２のスラリーを調製する工程と、
前記載置部と前記支持部の内壁との隙間に前記第２のスラリーを充填し、前記第２のガラスの軟化点以上の温度で焼成して、セラミックス／ガラス複合多孔体からなる前記環状載置部を形成する工程と、を経て製造されたものであることを特徴とする請求項２に記載の真空吸着装置。
前記載置部は、その開気孔率が２０％〜５０％、その平均気孔径が１０μｍ〜１５０μｍであり、
前記環状載置部は、その開気孔率が２０％〜５０％であり、その平均気孔径は前記載置部の平均気孔径の５％〜６０％であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の真空吸着装置。
前記環状載置部の開気孔率は前記載置部の開気孔率よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載の真空吸着装置。