JP2008034766A - Suction member - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、一般的には吸着部材に関し、特定的には、半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等を製造するためのリソグラフィ工程にて用いられる露光装置においてフォトマスク(レチクル)を保持するための保持手段としての吸着部材に関するものである。 The present invention generally relates to an adsorbing member, and specifically holds a photomask (reticle) in an exposure apparatus used in a lithography process for manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display element, a thin film magnetic head, and the like. The present invention relates to an adsorbing member as a holding means.
従来から、リソグラフィ工程にて用いられる露光装置には、フォトマスク(レチクル)を保持するための保持手段が組み込まれている。この保持手段については、フォトマスクを歪ませることなく露光可能にするために、または、フォトマスクの撓みを解消するために種々の工夫が提案されている。 Conventionally, a holding means for holding a photomask (reticle) is incorporated in an exposure apparatus used in a lithography process. Various means have been proposed for the holding means in order to enable exposure without distorting the photomask or to eliminate the bending of the photomask.
たとえば、特開2006−41302号公報(特許文献1)に記載された露光装置では、フォトマスクなどの原版のクランプ時における原版面への歪の発生を防ぎ、原版を歪ませることなく露光可能にするために、原版としてのフォトマスクに当接し保持位置決めを行うための原版保持面が設けられた第1の原版保持部位と、第1の原版保持部位のレチクル保持面に対して異なる位置でフォトマスクに当接し保持を行い、第1の原版保持部位に対して相対的に変位可能に支持された第2の原版保持部位が設けられている。このように、保持面を位置決めする原版保持部材の原版保持面として、第1の原版保持部位と、保持面に対して吸引力を発生させながら異物や原版面の状態に対して、弾性変形しながら沿わすことにより吸引クランプする第2の原版保持面とを設けることにより、異物による原版面への歪の発生と、原版面と原版保持面との間の平坦度の差による原版面への歪の発生を防いでいる。 For example, in the exposure apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-41302 (Patent Document 1), generation of distortion on the original plate surface during clamping of an original plate such as a photomask can be prevented, and exposure can be performed without distorting the original plate. Therefore, the first original holding part provided with the original holding surface for holding and positioning on the photomask as the original and the photo at different positions with respect to the reticle holding surface of the first original holding part There is provided a second original holding portion that contacts and holds the mask and is supported so as to be relatively displaceable with respect to the first original holding portion. As described above, the original holding surface of the original holding member for positioning the holding surface is elastically deformed with respect to the first original holding portion and the state of the foreign matter or the original surface while generating a suction force on the holding surface. However, by providing a second original holding surface that is clamped by suction, the distortion of the original surface due to foreign matter is generated, and the difference in flatness between the original surface and the original holding surface is caused by the difference in flatness between the original surface and the original surface. It prevents the occurrence of distortion.
また、たとえば、特開2006−41012号公報(特許文献2)には、複数箇所で吸着保持されたマスクや基板等の板状物体の熱変形に伴い生じる撓みを、たとえば、照明光の照射により生じるマスクの撓みを、当該板状物体の基準位置や姿勢を維持した状態で解消できるようにするための露光装置が記載されている。この露光装置では、露光処理を行うときには、吸着ポートの全てでマスクを吸着保持し、露光処理の中断時には、マスクを保持する複数の吸着ポートの少なくとも一つを吸着状態にし、残りの吸着ポートのうち少なくとも一つを解除して、マスクの撓みを解消している。
しかしながら、特開2006−41302号公報(特許文献1)では、保持面を位置決めする原版保持部材の原版保持面として、第1の原版保持部位と、保持面に対して吸引力を発生させながら異物や原版面の状態に対して、弾性変形しながら沿わすことにより吸引クランプする第2の原版保持面とを設けることが提案されているが、この原版保持部材に適した材料については、上記公報には開示されていない。このような原版保持部材を実現するためには、単に弾性のある材料を選択するだけではなく、原版保持部材の原版保持面には所定の精度が要求されるが、この点についても上記公報には開示されていないので、上記公報に開示されているような作用効果を実現することは困難である。 However, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-41302 (Patent Document 1), as a master holding surface of a master holding member for positioning a holding surface, a first master holding portion and a foreign substance while generating a suction force with respect to the holding surface. It has been proposed to provide a second original holding surface that is suction clamped by following along the elastic deformation of the original surface, and the material suitable for this original holding member is disclosed in the above publication. Is not disclosed. In order to realize such an original holding member, not only an elastic material is selected, but a predetermined accuracy is required for the original holding surface of the original holding member. Is not disclosed, it is difficult to achieve the effects as disclosed in the above publication.
また、特開2006−41012号公報(特許文献2)では、露光処理の中断時に、マスクを保持する複数の吸着ポートの少なくとも一つを吸着状態にし、残りの吸着ポートのうち少なくとも一つを解除して、マスクの撓みを解消することが提案されているが、マスクの固定が不安定になるという問題がある。強固にマスクを固定するために各吸着ポートの吸着面積を大きくすることが考えられるが、装置やマスクが大型化するという問題がある。 In Japanese Patent Laid-Open No. 2006-41012 (Patent Document 2), at the time of interruption of exposure processing, at least one of a plurality of suction ports holding a mask is brought into a suction state, and at least one of the remaining suction ports is released. Although it has been proposed to eliminate the bending of the mask, there is a problem that the fixation of the mask becomes unstable. In order to firmly fix the mask, it is conceivable to increase the suction area of each suction port, but there is a problem that the apparatus and the mask are increased in size.
さらに、露光処理中においても照射光によってマスクが経時的に熱変形するが、この熱変形に伴い生じる撓みを上記公報で提案された方法で解消しようとすると、マスクの固定が不安定になるという問題がある。このため、露光処理中に生じる撓みを解消することは困難である。 Furthermore, even during the exposure process, the mask is thermally deformed over time by the irradiation light. However, if the bending caused by this thermal deformation is to be eliminated by the method proposed in the above publication, the mask fixing becomes unstable. There's a problem. For this reason, it is difficult to eliminate the bending that occurs during the exposure process.
そこで、この発明の目的は、吸着対象としての板状体における歪の発生を防止することが可能で、かつ、所定の寸法精度を満足することができる吸着部材を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a suction member that can prevent the occurrence of distortion in a plate-like body as a suction target and can satisfy a predetermined dimensional accuracy.
この発明に従った吸着部材は、板状体を吸着するための吸着部材であって、板状体を吸着する吸着面を有する吸着部と、この吸着部を支持し、所定の箇所に固定するための支持部と、吸着部と支持部とを連結する連結部とを備え、吸着部の吸着面の平面度は、0.1μm以上3μm以下であり、当該吸着部材はセラミックスからなる。 An adsorbing member according to the present invention is an adsorbing member for adsorbing a plate-like body, and has an adsorbing portion having an adsorbing surface for adsorbing the plate-like body, and supports the adsorbing portion and is fixed at a predetermined position. And a connecting portion that connects the suction portion and the support portion, the flatness of the suction surface of the suction portion is 0.1 μm or more and 3 μm or less, and the suction member is made of ceramics.
この発明の吸着部材においては、板状体を吸着する吸着面の平面度が所定の範囲内に制御されて加工されているので、セラミックスからなる連結部が弾性変形することにより、吸着された板状体における歪の発生を効果的に防止することができる。 In the adsorbing member of the present invention, since the flatness of the adsorbing surface that adsorbs the plate-like body is processed within a predetermined range, the adsorbed plate is formed by elastically deforming the connecting portion made of ceramics. It is possible to effectively prevent the occurrence of distortion in the body.
この発明の吸着部材においてセラミックスの曲げ強度は300MPa以上2000MPa以下であることが好ましい。 In the adsorbing member of the present invention, the bending strength of the ceramic is preferably 300 MPa or more and 2000 MPa or less.
また、この発明の吸着部材においてセラミックスのヤング率は100GPa以上400GPa以下であることが好ましい。 In the adsorbing member of the present invention, the Young's modulus of the ceramic is preferably 100 GPa or more and 400 GPa or less.
さらに、この発明の吸着部材においてセラミックスの線熱膨張係数は0.01×10−6/K以上10×10−6/K以下であることが好ましい。 Furthermore, in the adsorbing member of the present invention, it is preferable that the linear thermal expansion coefficient of the ceramic is 0.01 × 10 −6 / K or more and 10 × 10 −6 / K or less.
なお、この発明の吸着部材において板状体が当接する吸着部材の吸着面の表面粗さRaは0.005μm以上0.1μm以下であることが好ましい。 In the suction member of the present invention, the surface roughness Ra of the suction surface of the suction member with which the plate-like body abuts is preferably 0.005 μm or more and 0.1 μm or less.
この発明の吸着部材によれば、吸着された板状体における歪の発生を効果的に防止することができる。 According to the adsorbing member of the present invention, it is possible to effectively prevent the occurrence of distortion in the adsorbed plate-like body.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、この発明の一つの実施の形態として吸着部材を示す斜視図である。図2は、この発明の一つの実施の形態として吸着部材を示す側面図である。 FIG. 1 is a perspective view showing an adsorbing member as one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view showing an adsorbing member as one embodiment of the present invention.
図1と図2に示すように、マスク等の板状体を吸着するための吸着部材としての吸着ポート1は、板状体を吸着する吸着面を有する吸着部110と、吸着部110を支持し、所定の箇所200の固定面201に固定するための支持部120と、吸着部110と支持部120とを連結する連結部とから構成され、セラミックスから形成されている。吸着部110は、板状体が当接する吸着面111と、吸着面111に形成された凹部114と、凹部114の中央部に形成された吸引孔112と、吸引孔112の両側に形成されたピン113とを有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the suction port 1 as a suction member for sucking a plate-like body such as a mask supports the
吸着面111の平面度は、JIS B 0621に準拠して規定された平面度で0.1μm以上3μm以下に制御される。平面度が3μmを超えると、マスク等の板状体と吸着面111との間に隙間が生じるので、吸着力が低下し、マスク等の板状体を十分に吸着保持することが困難になる。平面度が0.1μm未満では、平面度を制御するための加工コストが大幅に上昇するが、吸着力を増加させる効果を得ることができない。なお、マスク等の板状体に熱変形を発生させるような露光処理の繰り返し、マスク等の板状体と吸着部材とが設置されたステージの移動と停止の繰り返し等において吸着部材を繰り返して使用する際に、マスク等の板状体と吸着部材のずれ(すべり)を十分に抑えることができる程度の吸着力を維持するためには、吸着面111の平面度は1μm以下であるのが好ましい。
The flatness of the
以上のように構成された吸着ポート1では、板状体を吸着する吸着面111の平面度が所定の範囲内に制御されて加工されているので、セラミックスからなる連結部130が弾性変形することにより、吸着された板状体における歪の発生を効果的に防止することができる。
In the suction port 1 configured as described above, since the flatness of the
吸着力を高めるために板状体が当接する吸着面111の表面粗さは、JIS B 0601に準拠して規定されたRaで0.005μm以上0.1μm以下であるのが好ましく、0.05μm以下であるのがさらに好ましい。表面粗さが0.1μmを超えると、マスク等の板状体と吸着面111との間に生じた隙間によって吸着力が低下し、上述の繰り返し使用において、板状体と吸着部材との界面にてすべりが生じてマスク等の板状体の位置がずれてしまう恐れがある。表面粗さが0.005μm未満では、表面粗さを制御するための加工コストが大幅に上昇するが、吸着力を増加させる効果を得ることができない。
The surface roughness of the
また、吸着時におけるマスク等の板状体の変形または歪を抑制するためには、吸着面111の平行度は、支持部120の支持面121が当接する固定面201の平面度に対し、JIS B 0621に準拠して規定された平行度で0.2μm以上3μm以下であるのが好ましく、1.5μm以下であるのがさらに好ましい。マスク等の板状体は複数個の吸着部材で吸着固定されるため、この平行度が3μmを超えると、板状体の撓みを許容量以上に増大させる恐れがある。平行度を0.2μm未満に加工することは、加工技術の難易度が高いだけでなく、加工コストも上昇するので実用的ではない。
Further, in order to suppress deformation or distortion of a plate-like body such as a mask during suction, the parallelism of the
吸着ポート1はセラミックスから形成されるが、マスク等の板状体との熱膨張差が小さなセラミックスを用いるのが好ましい。熱膨張差が大きいと、露光処理で発生するマスク等の板状体の熱変形により、マスク等の板状体の位置ずれが発生しやすくなるので、吸着ポート1を形成するセラミックスの線熱膨張係数は、JIS R 1618に準拠して規定された線熱膨張係数(室温から800℃までの平均値)で0.01×10−6/K以上10×10−6/K以下であるのが好ましく、5×10−6/K以下であるのがさらに好ましい。セラミックスとしては、たとえば、アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素等を用いるのが好ましい。線熱膨張係数が10×10−6/Kを超えると、マスク等の板状体との熱膨張差が大きくなるので、板状体の温度が上昇した際に板状体と吸着面111との間ですべりが生じ、マスク等の板状体の位置ずれが発生しやくなる。線熱膨張係数を0.01×10−6/K未満にするためには、一般的にはセラミックスの内部に低熱膨張の粒子分散材を含ませる等を行う必要があるが、この場合、その他の特性、たとえば、強度が低下し、耐久性が低下する恐れがある。 The suction port 1 is made of ceramics, but it is preferable to use ceramics having a small thermal expansion difference from a plate-like body such as a mask. If the difference in thermal expansion is large, the thermal deformation of the plate-like body such as the mask that occurs during the exposure process tends to cause the displacement of the plate-like body such as the mask, so the linear thermal expansion of the ceramic forming the suction port 1 The coefficient is 0.01 × 10 −6 / K to 10 × 10 −6 / K in terms of linear thermal expansion coefficient (average value from room temperature to 800 ° C.) defined in accordance with JIS R 1618. Preferably, it is 5 × 10 −6 / K or less. For example, alumina, silicon carbide, silicon nitride, or the like is preferably used as the ceramic. When the linear thermal expansion coefficient exceeds 10 × 10 −6 / K, the difference in thermal expansion from a plate-like body such as a mask becomes large. Therefore, when the temperature of the plate-like body rises, Slippage occurs between the two and the plate-like body such as a mask is likely to be displaced. In order to make the linear thermal expansion coefficient less than 0.01 × 10 −6 / K, it is generally necessary to include a particle dispersion material having a low thermal expansion inside the ceramics. These characteristics, for example, strength may be reduced, and durability may be reduced.
吸着ポート1の吸着面111の上に載置されるマスク等の板状体からの熱の出入りを制御するためには、吸着ポート1を形成するセラミックスの熱伝導率は、JIS R 1611に準拠して規定された熱伝導率で1W/mK以上200W/mK以下であるのが好ましい。熱伝導率が1W/mK未満では、熱伝導が低すぎて板状体からの熱除去効果が乏しいので、使用中に板状体の温度上昇が継続的に進み、板状体の熱変形が徐々に進行していく恐れがある。熱伝導率が200W/mKを超えると、吸着ポート1からの熱の流出が大きくなるので、板状体の面内温度分布が大きくなり、熱変形が面内で不均一となるため、吸着部材の弾性変形による板状体の撓みの解消が困難となる恐れがある。
In order to control the heat input / output from a plate-like body such as a mask placed on the
吸着ポート1に吸着された板状体における歪の発生を効果的に防止するためには、セラミックスからなる連結部130が弾性変形することが必要である。この弾性変形が繰り返し行われるためには、吸着ポート1を形成するセラミックスには一定以上の強度が必要である。セラミックスの曲げ強度は、JIS B 1601に準拠して規定された3点曲げ強度で300MPa以上2000MPa以下であるのが好ましく、600MPa以上であるのがさらに好ましく、1150MPa以上であるのがより好ましい。曲げ強度が300MPa未満では、吸着ポート1の耐久性が低下する。曲げ強度が2000MPaを超えることにより、吸着ポート1の耐久性をさらに高めることができるが、曲げ強度が2000MPaを超えるためには、セラミックスの内部欠陥を除去する必要があり、そのための製造コストが高くなるので、より高い曲げ強度は実用的ではない。
In order to effectively prevent the occurrence of distortion in the plate-like body adsorbed by the adsorption port 1, it is necessary for the connecting
吸着ポート1の吸着面111の耐摩耗性を確保するためには、吸着面111のビッカース硬度は、JIS B 1610に準拠して規定されたビッカース硬度で1000以上2500以下であるのが好ましく、1300以上であるのがさらに好ましい。ビッカース硬度が1000未満では、吸着面111の摩耗が大きくなる。ビッカース硬度が2500を超えるためには、セラミックスを複合材料で構成する必要があるが、この場合、その他の特性、たとえば、強度が低下し、耐久性が低下する恐れがある。
In order to ensure the wear resistance of the
吸着ポート1に吸着された板状体における歪の発生を効果的に防止するためには、セラミックスからなる連結部130が弾性変形することが必要である。この弾性変形が繰り返し行われるためには、連結部130が傾く程度に変形することができなければならない。すなわち、吸着ポート1は一定以上のヤング率を有するセラミックスで形成されなければならない。セラミックスのヤング率は、JIS R 1602に準拠して規定されたヤング率で100GPa以上400GPa以下であるのが好ましい。ヤング率が100GPa未満では、連結部130と吸着部110が変形しやすくなりすぎるので、端部を吸着部材で支えられたマスク等の板状体の中央部が、板状体の自重によって凹状に変形することを防止する効果が小さくなり、板状体の平行度と平面度を所定の精度で確保することが困難になる。ヤング率が400GPaを超えると、連結部130の変形量が少なすぎるので、吸着ポート1に吸着された板状体における歪の発生を防止することが困難になる。
In order to effectively prevent the occurrence of distortion in the plate-like body adsorbed by the adsorption port 1, it is necessary for the connecting
連結部130の形状は、円柱または多角柱でもよい。ただし、連結部130と吸着部110の接続部、連結部130と支持部120との接続部においては、0.1mm〜0.5mmの半径でR加工が施されるのが好ましい。このR加工において、半径が0.1mm未満では応力集中しやすくなり、上記の接続部で破断の可能性が高くなる。半径が0.5mmを超えると、加工時において砥石の形状を保持するためのコストが高くなる。
The shape of the connecting
また、連結部130の断面積は、吸着面111の全体の面積に対して1%以上20%以下であるのが好ましい。この断面積の割合が1%未満では、連結部130で破損しやすくなる。この断面積の割合が20%を超えると、連結部130の変形量が少なくなるため、吸着ポート1に吸着された板状体における歪の発生を防止することが困難になる。
In addition, the cross-sectional area of the connecting
さらに、連結部130の高さ(h)と吸着部110の厚み(d)の比率(h/d)は、0.2以上1以下であるのが好ましい。この比率が0.2未満では、連結部130が変形し難くなるので、吸着ポート1に吸着された板状体における歪の発生を防止することが困難になる。この比率が1を超えると、連結部130の変形量が大きくなりすぎるので、マスク等の板状体の平行度と平面度を所定の精度で確保することが困難になる。
Furthermore, the ratio (h / d) of the height (h) of the connecting
以上のようにして構成されるセラミックスからなる吸着ポート1において、吸着面111の平面度を所定の精度で制御することは、従来から困難である。
In the suction port 1 made of ceramics configured as described above, it has been conventionally difficult to control the flatness of the
吸着ポート1は、吸着部110と支持部120とを備えるだけでなく、吸着部110と支持部120とを連結する変位可能な連結部130を備えている。吸着面111を仕上げ加工する前に連結部130を形成しておくと、吸着面111の仕上げ加工時に連結部130が変形することにより、吸着面111の平面度を所定の精度に制御するように加工することは困難である。
The suction port 1 includes not only the
一方、吸着面111の平面度を所定の精度に制御して加工した後、連結部130を形成するために側面にスリット加工を施すと、セラミックスに内在する焼結歪の影響で、吸着面111の平面度が所定の精度を外れてしまう。
On the other hand, if the side surface is slit to form the connecting
このように、従来の加工方法では、吸着面111の平面度を所定の精度に制御するように加工することは困難である。
Thus, with the conventional processing method, it is difficult to perform processing so that the flatness of the
そこで、本発明者は、吸着面111を仕上げ加工する前に連結部130を形成しても、吸着面111を所定の平面度に加工することが可能な方法を検討し、見出した。
Therefore, the present inventor has examined and found a method capable of processing the
図3は、この発明の一つの実施の形態として吸着部材の吸着面の加工方法を示す斜視図である。図4は、この発明の一つの実施の形態として吸着部材の吸着面の加工工程にて用いられる治具を示す斜視図である。図5は、この発明の一つの実施の形態として吸着部材の吸着面の加工方法を示す平面図である。図6は、この発明の一つの実施の形態として吸着部材の吸着面の加工方法を示す側面図である。 FIG. 3 is a perspective view showing a method of processing the suction surface of the suction member as one embodiment of the present invention. FIG. 4 is a perspective view showing a jig used in the process of processing the suction surface of the suction member as one embodiment of the present invention. FIG. 5 is a plan view showing a method of processing the suction surface of the suction member as one embodiment of the present invention. FIG. 6 is a side view showing a method of processing the suction surface of the suction member as one embodiment of the present invention.
遊離砥粒を用いたラッピング加工によって吸着面111を仕上げ加工する際に、図3に示すように、吸着部110と支持部120との間の隙間に四方から、吸着ポート1と同じ材質のくさび部材300を挿入する。そして、図4に示すような形状の変形防止部材400を吸着ポート1と同じ材質で作製し、図5と図6に示すように吸着部110と支持部120の側面に変形防止部材400を接着剤で固定する。その後、くさび部材300を抜き取る。この状態で吸着面111をラッピング加工する。このようにすることにより、加工時の変形を防止することができ、吸着面111を所定の平面度に加工することが可能となる。
When finishing the
なお、この発明の吸着ポートの使用状態において、吸着ポート1の吸着面111の上に載置されるマスク等の板状体の撓みを検出する検出部と、板状体を吸着ポート1に対して押し付け、その押し付け荷重を付与可能な複数の押し付け部とを設け、板状体の押し付け圧を調整することによって、吸着ポート1の変形量を調整し、常に板状体の平面度を一定に保つようにしてもよい。
In the use state of the suction port of the present invention, a detection unit for detecting the bending of a plate-like body such as a mask placed on the
表1に示す各種セラミックス材料を用いて、図1に示す吸着ポート1を作製した。吸着ポート1において、吸着部110の大きさは幅が10mm、長さが30mm、高さが2mmであり、支持部120の大きさは幅が15mm、長さが60mm、高さが2mmであり、連結部130の大きさは直径が4mm、高さが1mmであった。吸着面111に形成される凹部114の大きさは幅が6mm、長さが26mm、深さが0.05mmであり、凹部114の中央部に形成された吸引孔112の直径は2mmであり、吸引孔112の両側に形成されたピン113の大きさは直径が0.5mm、高さが0.05mmであった。
Using various ceramic materials shown in Table 1, the suction port 1 shown in FIG. 1 was produced. In the suction port 1, the
各種セラミックス材料を用いた吸着ポート1の製造方法は以下のとおりである。吸着面111の仕上げ加工は、図3〜図6に示される方法を採用して行われた。
The manufacturing method of the adsorption port 1 using various ceramic materials is as follows. The finishing process of the
(アルミナA)
純度75%以上90%以下で平均粒子径が1μm以上5μm以下のアルミナ粉末を原料粉末として用いて、この原料粉末に対して、水溶媒とポリビニルアルコールとを5質量%添加し、ボールミルで粉砕混合した。その後、混合して得られたスラリーをスプレードライヤーで乾燥させ、造粒した。得られた造粒粉をゴム型に入れ、冷間静水圧成形(CIP)にて1〜2トン/cm2の圧力で押し固めた。このようにして得られた成形体をエンドミルで、切削加工した。この成形体を大気雰囲気炉にて1350〜1700℃で2時間焼結した。得られた焼結体を平面研削盤、グライディングセンター、ブラスト装置にて上記の所定の形状に加工した。
(Alumina A)
Using alumina powder with a purity of 75% or more and 90% or less and an average particle size of 1 μm or more and 5 μm or less as a raw material powder, 5% by mass of a water solvent and polyvinyl alcohol is added to this raw material powder, and pulverized and mixed with a ball mill did. Then, the slurry obtained by mixing was dried with a spray dryer and granulated. The obtained granulated powder was put into a rubber mold and pressed and hardened by cold isostatic pressing (CIP) at a pressure of 1 to 2 ton / cm 2 . The molded body thus obtained was cut with an end mill. This compact was sintered at 1350-1700 ° C. for 2 hours in an air atmosphere furnace. The obtained sintered body was processed into the above predetermined shape with a surface grinding machine, a grinding center, and a blasting apparatus.
(アルミナB)
純度95%以上99.7%以下で平均粒子径が0.5μm以上2μm以下のアルミナ粉末を原料粉末として用いて、この原料粉末に対して、水溶媒とポリビニルアルコールとを5質量%添加し、ボールミルで粉砕混合した。その後、混合して得られたスラリーをスプレードライヤーで乾燥させ、造粒した。得られた造粒粉をゴム型に入れ、冷間静水圧成形(CIP)にて1〜2トン/cm2の圧力で押し固めた。このようにして得られた成形体をエンドミルで、切削加工した。この成形体を大気雰囲気炉にて1550〜1800℃で2時間焼結した。得られた焼結体を平面研削盤、グライディングセンター、ブラスト装置にて上記の所定の形状に加工した。
(Alumina B)
Using alumina powder having a purity of 95% or more and 99.7% or less and an average particle size of 0.5 μm or more and 2 μm or less as a raw material powder, 5% by mass of a water solvent and polyvinyl alcohol are added to the raw material powder, The mixture was pulverized and mixed with a ball mill. Then, the slurry obtained by mixing was dried with a spray dryer and granulated. The obtained granulated powder was put into a rubber mold and pressed and hardened by cold isostatic pressing (CIP) at a pressure of 1 to 2 ton / cm 2 . The molded body thus obtained was cut with an end mill. This compact was sintered at 1550-1800 ° C. for 2 hours in an air atmosphere furnace. The obtained sintered body was processed into the above predetermined shape with a surface grinding machine, a grinding center, and a blasting apparatus.
(ジルコニア)
平均粒子径が0.1μm以上1μm以下のジルコニア(ZrO2)粉末にイットリア(Y2O3)粉末を5.4質量%添加したものを原料粉末として用いて、この原料粉末に対して、水溶媒とポリビニルアルコールとを5質量%添加し、ボールミルで粉砕混合した。その後、混合して得られたスラリーをスプレードライヤーで乾燥させ、造粒した。得られた造粒粉をゴム型に入れ、冷間静水圧成形(CIP)にて1〜2トン/cm2の圧力で押し固めた。このようにして得られた成形体をエンドミルで、切削加工した。この成形体を大気雰囲気炉にて800℃で加熱処理した後、大気雰囲気中または真空中にて1300〜1600℃で2時間焼結した。得られた焼結体を平面研削盤、グライディングセンター、ブラスト装置にて上記の所定の形状に加工した。
(Zirconia)
Using what average particle diameter was added yttria (Y 2 O 3) powder 1μm below zirconia (ZrO 2) powder or 0.1 [mu] m 5.4 wt% as a raw material powder for the raw material powder, water A solvent and polyvinyl alcohol were added in an amount of 5% by mass, and pulverized and mixed with a ball mill. Then, the slurry obtained by mixing was dried with a spray dryer and granulated. The obtained granulated powder was put into a rubber mold and pressed and hardened by cold isostatic pressing (CIP) at a pressure of 1 to 2 ton / cm 2 . The molded body thus obtained was cut with an end mill. The molded body was heat-treated at 800 ° C. in an air atmosphere furnace and then sintered at 1300 to 1600 ° C. for 2 hours in the air atmosphere or in vacuum. The obtained sintered body was processed into the above predetermined shape with a surface grinding machine, a grinding center, and a blasting apparatus.
(炭化ケイ素)
平均粒子径が0.5μmの炭化ケイ素粉末に炭化ホウ素をホウ素換算で0.1〜5質量%添加したものを原料粉末として用いて、この原料粉末に対して、水溶媒とポリビニルブチラールとを5質量%添加し、ボールミルで粉砕混合した。その後、混合して得られたスラリーをスプレードライヤーで乾燥させ、造粒した。得られた造粒粉をゴム型に入れ、冷間静水圧成形(CIP)にて1〜2トン/cm2の圧力で押し固めた。このようにして得られた成形体をエンドミルで、切削加工した。この成形体を、アルゴンガス雰囲気炉にて50MPaの圧力を付与しながら、1時間ホットプレス処理することにより焼結した。得られた焼結体を平面研削盤、グライディングセンター、ブラスト装置にて上記の所定の形状に加工した。
(Silicon carbide)
A material obtained by adding 0.1 to 5% by mass of boron carbide in terms of boron to silicon carbide powder having an average particle size of 0.5 μm is used as a raw material powder, and an aqueous solvent and polyvinyl butyral are added to this raw material powder. The mass% was added and pulverized and mixed with a ball mill. Then, the slurry obtained by mixing was dried with a spray dryer and granulated. The obtained granulated powder was put into a rubber mold and pressed and hardened by cold isostatic pressing (CIP) at a pressure of 1 to 2 ton / cm 2 . The molded body thus obtained was cut with an end mill. This molded body was sintered by hot pressing for 1 hour while applying a pressure of 50 MPa in an argon gas atmosphere furnace. The obtained sintered body was processed into the above predetermined shape with a surface grinding machine, a grinding center, and a blasting apparatus.
(窒化ケイ素A)
平均粒子径が0.4μmの窒化ケイ素粉末にイットリア(Y2O3)粉末を6質量%、アルミナ(Al2O3)粉末を3質量%添加したものを原料粉末として用いて、この原料粉末に対して、水溶媒とポリビニルブチラールとを5質量%添加し、ボールミルで粉砕混合した。その後、混合して得られたスラリーをスプレードライヤーで乾燥させ、造粒した。得られた造粒粉をゴム型に入れ、冷間静水圧成形(CIP)にて1〜2トン/cm2の圧力で押し固めた。このようにして得られた成形体をエンドミルで、切削加工した。この成形体を大気雰囲気炉にて800℃で加熱処理した後、0.5MPaの窒素雰囲気炉にて1600〜1800℃で3時間焼結した。得られた焼結体を平面研削盤、グライディングセンター、ブラスト装置にて上記の所定の形状に加工した。
(Silicon nitride A)
This raw material powder is obtained by adding 6% by mass of yttria (Y 2 O 3 ) powder and 3 % by mass of alumina (Al 2 O 3 ) powder to silicon nitride powder having an average particle size of 0.4 μm as a raw material powder. The aqueous solvent and polyvinyl butyral were added in an amount of 5% by mass, and pulverized and mixed with a ball mill. Then, the slurry obtained by mixing was dried with a spray dryer and granulated. The obtained granulated powder was put into a rubber mold and pressed and hardened by cold isostatic pressing (CIP) at a pressure of 1 to 2 ton / cm 2 . The molded body thus obtained was cut with an end mill. This molded body was heat-treated at 800 ° C. in an air atmosphere furnace and then sintered at 1600-1800 ° C. for 3 hours in a 0.5 MPa nitrogen atmosphere furnace. The obtained sintered body was processed into the above predetermined shape with a surface grinding machine, a grinding center, and a blasting apparatus.
(窒化ケイ素B)
平均粒子径が0.4μmの窒化ケイ素粉末にイットリア(Y2O3)粉末を5質量%、アルミナ(Al2O3)粉末を3質量%、窒化アルミニウム(AlN)を1質量%添加したものを原料粉末として用いて、この原料粉末に対して、水溶媒とポリビニルブチラールとを5質量%添加し、ボールミルで粉砕混合した。その後、混合して得られたスラリーをスプレードライヤーで乾燥させ、造粒した。得られた造粒粉をゴム型に入れ、冷間静水圧成形(CIP)にて1〜2トン/cm2の圧力で押し固めた。このようにして得られた成形体をエンドミルで、切削加工した。この成形体を大気雰囲気炉にて800℃で加熱処理した後、0.1MPaの窒素雰囲気炉にて1400〜1600℃で4時間焼結し、さらに1600〜1800℃で2時間焼結した。得られた焼結体を平面研削盤、グライディングセンター、ブラスト装置にて上記の所定の形状に加工した。
(Silicon nitride B)
5% by mass of yttria (Y 2 O 3 ) powder, 3% by mass of alumina (Al 2 O 3 ) powder, and 1% by mass of aluminum nitride (AlN) added to silicon nitride powder having an average particle size of 0.4 μm Was used as a raw material powder, and 5% by mass of an aqueous solvent and polyvinyl butyral were added to this raw material powder, followed by pulverization and mixing with a ball mill. Then, the slurry obtained by mixing was dried with a spray dryer and granulated. The obtained granulated powder was put into a rubber mold and pressed and hardened by cold isostatic pressing (CIP) at a pressure of 1 to 2 ton / cm 2 . The molded body thus obtained was cut with an end mill. The molded body was heat-treated at 800 ° C. in an air atmosphere furnace, and then sintered at 1400 to 1600 ° C. for 4 hours in a 0.1 MPa nitrogen atmosphere furnace, and further sintered at 1600 to 1800 ° C. for 2 hours. The obtained sintered body was processed into the above predetermined shape with a surface grinding machine, a grinding center, and a blasting apparatus.
(窒化ケイ素C)
平均粒子径が0.4μmの窒化ケイ素粉末にイットリア(Y2O3)粉末を5質量%、アルミナ(Al2O3)粉末を2質量%、窒化アルミニウム(AlN)を1質量%、マグネシア(MgO)を1質量%添加したものを原料粉末として用いて、この原料粉末に対して、水溶媒とポリビニルブチラールとを5質量%添加し、超音波振動を付与しながら攪拌混合した。その後、混合して得られたスラリーをスプレードライヤーで乾燥させ、造粒した。得られた造粒粉をゴム型に入れ、冷間静水圧成形(CIP)にて1〜2トン/cm2の圧力で押し固めた。このようにして得られた成形体をエンドミルで、切削加工した。この成形体を大気雰囲気炉にて800℃で加熱処理した後、0.1MPaの窒素雰囲気炉にて1300〜1500℃で2時間焼結し、さらに1500〜1650℃で2時間焼結し、さらにその上に、98MPaの窒素雰囲気炉にて1550〜1650℃で1時間加圧焼結した。得られた焼結体を平面研削盤、グライディングセンター、ブラスト装置にて上記の所定の形状に加工した。
(Silicon nitride C)
Silicon nitride powder having an average particle diameter of 0.4 μm, 5% by mass of yttria (Y 2 O 3 ) powder, 2 % by mass of alumina (Al 2 O 3 ) powder, 1% by mass of aluminum nitride (AlN), magnesia ( A material added with 1% by mass of MgO) was used as a raw material powder, and 5% by mass of an aqueous solvent and polyvinyl butyral were added to the raw material powder, followed by stirring and mixing while applying ultrasonic vibration. Then, the slurry obtained by mixing was dried with a spray dryer and granulated. The obtained granulated powder was put into a rubber mold and pressed and hardened by cold isostatic pressing (CIP) at a pressure of 1 to 2 ton / cm 2 . The molded body thus obtained was cut with an end mill. The molded body was heat-treated at 800 ° C. in an air atmosphere furnace, then sintered in a 0.1 MPa nitrogen atmosphere furnace at 1300 to 1500 ° C. for 2 hours, further sintered at 1500 to 1650 ° C. for 2 hours, Further, pressure sintering was performed at 1550 to 1650 ° C. for 1 hour in a 98 MPa nitrogen atmosphere furnace. The obtained sintered body was processed into the above predetermined shape with a surface grinding machine, a grinding center, and a blasting apparatus.
以上のようにして得られた各種のセラミックス材料からなる吸着ポート1の線熱膨張係数[10−6/K]、曲げ強度[MPa]、熱伝導率[W/mK]、ヤング率[GPa]、ならびに吸着面111の平面度[μm]、平行度[μm]および表面粗さRa[μm]、さらに、連結部130と吸着部110の接続部、および、連結部130と支持部120の接続部に施されたR加工における半径として「接続部R[mm]」を測定した。その測定結果を表1に示す。
The linear thermal expansion coefficient [10 −6 / K], bending strength [MPa], thermal conductivity [W / mK], Young's modulus [GPa] of the adsorption port 1 made of various ceramic materials obtained as described above. In addition, the flatness [μm], the parallelism [μm], and the surface roughness Ra [μm] of the
線熱膨張係数[10−6/K](室温から800℃までの平均値)はJIS R 1618に準拠して測定した。曲げ強度[MPa]はJIS R 1601に準拠して測定した。熱伝導率[W/mK]はJIS R 1611に準拠して測定した。ヤング率[GPa]はJIS R 1601に準拠して測定した。 The coefficient of linear thermal expansion [10 −6 / K] (average value from room temperature to 800 ° C.) was measured according to JIS R 1618. The bending strength [MPa] was measured according to JIS R 1601. The thermal conductivity [W / mK] was measured according to JIS R 1611. Young's modulus [GPa] was measured according to JIS R 1601.
吸着面111の平面度[μm]および平行度[μm]は、JIS B 0621に準拠して測定した。平行度の測定は、3次元測定器または光学式干渉計を用いて測定した。平行度の測定においては、図2に示すように、所定の箇所200として予め平面度を測定した定盤の固定面201に当接するように支持部120の支持面121を固定した状態で、吸着面111の平面度を接触または非接触で測定し、この平面度を平行度とした。
The flatness [μm] and the parallelism [μm] of the
吸着面111の表面粗さRa[μm]はJIS B 0601に準拠して測定した。
The surface roughness Ra [μm] of the
各種のセラミックス材料ごとに、吸着面111の平面度、平行度および表面粗さが同一の精度に仕上げられた吸着ポート1の試料を4個用いて、板状体としてレチクル(フォトマスク)に相当する石英ガラス板(大きさ:一辺が152mmの正方形で厚みが6.3mm)の四隅に吸着ポート1を配置した。そして、石英ガラス板を市販のダイアフラム型真空ポンプ(到達圧力3.3×10−3Pa)で吸着した状態で、石英ガラス板の上面に昇温用のヒーターを載せて、室温と80℃との間で昇降温を繰り返し、繰り返し回数が100万回になるまで耐久試験を行った。
Corresponding to a reticle (photomask) as a plate using four samples of the suction port 1 with the same flatness, parallelism and surface roughness of the
その結果を表1に示す。 The results are shown in Table 1.
表1の「初期吸着力」の欄にて「○」は吸着部111の真空度が1×10−4Paに到達したこと、「×」は吸着部111の真空度が1×10−4Paに到達しなかったことを示している。
In the column of “initial suction force” in Table 1, “◯” indicates that the vacuum degree of the
表1の「初期たわみ」の欄にて「○」は吸着後に測定された石英ガラス板の上面(非吸着面)の平行度が5μm未満であったこと、「△」は吸着後に測定された石英ガラス板の上面(非吸着面)の平行度が5μm以上であったことを示している。初期たわみが「△」と評価されるような吸着部材を用いた場合、大きいサイズのフォトマスクを用いたリソグラフィー工程または高精度のリソグラフィ工程にて露光のパターン精度を低下させることがある。 In the column of “Initial deflection” in Table 1, “◯” indicates that the parallelism of the upper surface (non-adsorption surface) of the quartz glass plate measured after adsorption was less than 5 μm, and “Δ” was measured after adsorption. It shows that the parallelism of the upper surface (non-adsorption surface) of the quartz glass plate was 5 μm or more. When an adsorption member whose initial deflection is evaluated as “Δ” is used, the exposure pattern accuracy may be lowered in a lithography process using a large-sized photomask or a high-precision lithography process.
表1の「耐久試験」の欄にて「○」は試験中に所定の繰り返し回数にて連結部130が破断しなかったこと、「×」は試験中に所定の繰り返し回数にて連結部130が破断したことを示している。
In the column of “Durability Test” in Table 1, “◯” indicates that the connecting
表1の「すべり」の欄にて「○」は試験中に所定の繰り返し回数になっても「すべり」が発生しなかったこと、「×」は試験中に所定の繰り返し回数にて「すべり」が発生したことを示す。 In the “Slip” column of Table 1, “○” indicates that “slip” did not occur even if the predetermined number of repetitions occurred during the test, and “×” indicates “slip” at the predetermined number of repetitions during the test. "Is generated.
ここで、「すべり」の発生の判定は以下のようにして行った。石英ガラス板の表面上に、吸着部110の任意の箇所からの水平方向の距離を測定するために印を付けた。耐久試験を行う前に、吸着部110から、石英ガラス板の表面上に付けられた印までの水平方向の距離を測定した。耐久試験中(室温時)にも、吸着部110から、石英ガラス板の表面上に付けられた印までの水平方向の距離を測定した。耐久試験中に測定した距離と耐久試験を行う前に測定した距離との差が0.01mm以上であった場合、「すべり」が発生したものと判定した。
Here, the occurrence of “slip” was determined as follows. A mark was placed on the surface of the quartz glass plate in order to measure the horizontal distance from an arbitrary portion of the
表1から、吸着部110の吸着面111の平面度が本発明の範囲外である試料番号4の試料では所定の初期吸着力を得ることができず、吸着部材として機能しなかったが、それ以外の試料では所定の初期吸着力を得ることができたことがわかる。
From Table 1, the sample No. 4 whose flatness of the
今回開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は以上の実施の形態と実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものであることが意図される。 It should be considered that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments and examples but by the scope of claims, and is intended to include all modifications and variations within the meaning and scope equivalent to the scope of claims. .
1:吸着ポート、110:吸着部、111:吸着面、120:支持部、130:連結部。 1: suction port, 110: suction part, 111: suction surface, 120: support part, 130: connection part.
Claims (5)
板状体を吸着する吸着面を有する吸着部と、
前記吸着部を支持し、所定の箇所に固定するための支持部と、
前記吸着部と前記支持部とを連結する連結部とを備え、
前記吸着部の吸着面の平面度は、0.1μm以上3μm以下であり、
セラミックスからなる、吸着部材。 An adsorbing member for adsorbing a plate-like body,
An adsorbing part having an adsorbing surface for adsorbing a plate-like body;
A support part for supporting the suction part and fixing it to a predetermined location;
A connecting portion that connects the adsorbing portion and the support portion;
The flatness of the suction surface of the suction part is 0.1 μm or more and 3 μm or less,
Adsorption member made of ceramics.
Priority Applications (1)
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