JP2010135443A - 真空吸着パッドおよび真空吸着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理物の傷付きと汚れを防ぎ、さらなる低発塵性を実現した真空吸着パッドおよび真空吸着装置を提供する。
【解決手段】その表面で被処理物Ｗを吸着保持しその裏面で真空源に通じる多孔質カーボンから成る真空吸着パッド２の表面をフッ素樹脂で被覆するようにして、被処理物をフッ素樹脂の被膜Ｆ’を介して真空吸着パッドに吸着させる。また、フッ素樹脂を導電性フッ素樹脂にして、真空吸着パッドがカーボン材料本来の導電性を失うおそれをなくす。
【選択図】図３

Description

この発明は、多孔質カーボンから成る真空吸着パッド、およびその真空吸着パッドとそのパッドを保持する保持具とを有して成る真空吸着装置に関し、特に被処理物の傷付きと汚れを防ぎ、さらなる低発塵性を実現した真空吸着パッドおよび真空吸着装置に関する。

半導体や液晶の製造工程においては、半導体ウエハーやガラス基板などの被処理物を固定するために真空吸引力を利用した真空吸着装置が用いられており、その固定治具として多孔質材料、特に多孔質セラミックから成る真空吸着パッドが広く用いられている。しかし近年、被処理物の大型化と工程の精密化に対応するために、軽量でかつ導電性を有するパッドとして、多孔質カーボンから成る真空吸着パッドが提案されている。

そして、多孔質カーボンから成る真空吸着パッドでは、カーボンがセラミックよりも硬さ（ここでは、ビッカース硬さをいう）が軟らかいことから、被処理物の吸着と開放を繰り返すとパッドが破損や摩耗して吸着力が低下することや、摩耗粉が発生して被処理物を汚すことが懸念されており、その懸念を解消するために以下のようなパッドが提案されている。

その一例としては、多孔質カーボンから成る真空吸着パッド（特許文献１においてポーラスカーボン板という）を形成する自己焼結性炭素の骨格表面を熱硬化性樹脂で被覆することで、十分な強度と発塵を抑えた真空吸着パッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、多孔質カーボンから成る真空吸着パッドの表面（特許文献１においてポーラスカーボン板の吸着面という）にＤＬＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＣｒＮ、ＣｒＮ、Ｃｒの中の１つの保護膜を形成することで、パッドの表面の強化と発塵の防止を図った真空吸着パッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

さらに、カーボンではないが多孔質セラミックから成る真空吸着パッドとしては、相互に焼結して多孔質セラミックを構成する各結晶粒子に撥水性樹脂、例えばフッ素樹脂を被着形成することで、パッド（特許文献２において真空吸着用部材という）への水の付着を防ぎ、研磨屑によってパッドが目詰まりしないようにした真空吸着パッドが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５−３４７６８９号公報（段落００２７，００４６） 特開２００７−２０１３６３号公報（段落００１９，００２３，００４２）

前記特許文献１に係る真空吸着パッドは、カーボンがセラミックよりも軟らかいことから、多孔質カーボンから成る真空吸着パッドの補強を目的に、自己焼結性炭素の骨格表面を熱硬化性樹脂で、または真空吸着パッドの表面をＴｉＮなどのセラミック材料で被覆したものである。

そして、前記特許文献１に係る真空吸着パッドは、被処理物の吸着と開放を繰り返しても、パッドの破損や摩耗に起因する吸着力の低下や発塵を所定の基準以下に抑えられるものである。

しかしながら、近年では半導体や液晶の高精度化が進んでいるために、将来的には現行の基準よりも優れた低発塵性の真空吸着パッドが望まれることが予想される。

また、半導体や液晶の製造後工程において被処理物を保護フィルムを介して真空吸着パッドに吸着させているところ、近年では保護フィルムにも吸着痕や接触傷を付けたくないといった新たな要望もある。

さらに、近年では多孔質カーボンから成る真空吸着パッドを半導体や液晶の製造工程以外にも使いたいといった新たな要望があるために、被処理物が半導体ウエハーやガラス基板よりも軟らかくても、被処理物を傷付けない真空吸着パッドも望まれている。

一方、前記特許文献２に係る真空吸着パッドは、そもそも多孔質セラミックから成る真空吸着パッドであることから、多孔質カーボンから成る真空吸着パッドのように補強するといった課題がない。

そこで、この発明では、前記した課題を解決し、多孔質カーボンから成る真空吸着パッド、およびその真空吸着パッドとそのパッドを保持する保持具とを有して成る真空吸着装置に関し、特に被処理物の傷付きと汚れを防ぎ、さらなる低発塵性を実現した真空吸着パッドおよび真空吸着装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、請求項１に係る発明では、その表面で被処理物を吸着保持しその裏面で真空源に通じる多孔質カーボンから成る真空吸着パッドの表面をフッ素樹脂で被覆するようにした。

請求項２に係る発明では、フッ素樹脂を導電性フッ素樹脂とした。

請求項３に係る発明では、真空吸着装置を、その表面をフッ素樹脂、または導電性フッ素樹脂で被覆した真空吸着パッドと、その真空吸着パッドを保持する保持具とを有して構成した。

請求項１に係る発明によれば、その表面で被処理物を吸着保持しその裏面で真空源に通じる多孔質カーボンから成る真空吸着パッドの表面をフッ素樹脂で被覆するようにしたので、被処理物をフッ素樹脂の被膜を介してパッドに吸着させることができる。ここで、フッ素樹脂が被処理物である半導体ウエハーやガラス基板よりも軟らかいことから、被処理物や保護フィルムに吸着痕や接触傷が付きにくくなる。

また、フッ素樹脂が非粘着性、低摩擦性、潤滑性を有することから、被処理物をパッドから簡単に剥すことができ、被処理物が傷付きにくくなる。

さらに、フッ素樹脂が撥水性を有することから、パッドに汚れが付きにくく、汚れが付いても簡単に洗い流すことができる。

さらにまた、真空吸着パッドの表面をフッ素樹脂で被覆するようにしたので、仮にパッドの製造過程で生じた加工粉がパッド内部に残っていた場合であっても、加工粉が発塵しにくくなり、加工粉で被処理物が汚れることを防ぐことができる。

また、前述したように、被処理物を傷付けることがないために、被処理物からの発塵も抑えることができる。

請求項２に係る発明によれば、フッ素樹脂を導電性フッ素樹脂にしたので、パッドがカーボン材料本来の導電性を失うおそれもない。

請求項３に係る発明によれば、真空吸着装置を、その表面をフッ素樹脂、または導電性フッ素樹脂で被覆した真空吸着パッドと、その真空吸着パッドを保持する保持具とを有して構成したので、前述した効果を有する真空吸着装置を提供することができる。

まず、この発明の創作の基礎となる事項について簡単に説明する。発明者らは、多孔質カーボンから成る真空吸着パッドに関して、前記特許文献１では、熱硬化性樹脂やセラミック材料といった一般に多孔質カーボンよりも硬い材料でパッドを被覆することで優れた吸着力を維持し発塵を所定の基準以下に抑えられるといった成果を得ていた。また、その後の研究によって、前記特許文献１のようにパッドの材料に自己焼結性炭素を用いると、熱硬化性樹脂やセラミック材料で被覆しなくても、優れた吸着力を維持し発塵を所定の基準以下に抑えられることも確認していた。

しかし、将来的には現行の基準よりも優れた低発塵性の真空吸着パッドが望まれることが予想され、また保護フィルムにも吸着痕や接触傷を付けたくない、現行の被処理物よりも軟らかいものを吸着したいといった新たな要望があることに着目し、被処理物の傷付きと汚れを防ぎ、さらなる低発塵性を実現できる真空吸着パッドと真空吸着装置を検討してきた。

そして発明者らは、多孔質カーボンから成る真空吸着パッドでは多孔質カーボンよりも硬い材料で、例えば熱硬化性樹脂やセラミック材料で被覆して補強しなければ使用に耐えられないと考えられているところ、現在用いられている多孔質カーボンでは補強しなくても基準を上回る強度を保てることを見いだした。

また発明者らは、パッドを熱硬化性樹脂やセラミック材料で被覆しても発塵が完全に無くならないことに着目し、この発塵を被処理物が傷付くことに起因すると考えた。そして、パッドを多孔質カーボンよりも軟らかいもので被覆することを思い付いた。

さらに発明者らは、前記特許文献１（特開２００５−３４７６８９号公報 段落００１６）に記載のように、保持具（特許文献１において封孔処理部という）の遮蔽膜として使用されているフッ素樹脂を、エアスプレー塗装によって塗布すると薄い被膜を形成でき、パッドの通気性が阻害されないことを見いだし、この発明を創作するに至ったものである。

次に、この発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、実施形態に係る真空吸着装置の分解斜視図であり、図２は、実施形態に係る真空吸着装置の断面図である。

図１に示すように、真空吸着装置１は、多孔質カーボンから成る真空吸着パッド２と、図示しない真空源に通じる吸引孔３１を有する保持具（以下、ホルダーという）３とを有して構成されており、真空吸着パッド２の被処理物Ｗを吸着保持する面（以下、表面という）には、フッ素樹脂から成る被膜Ｆが形成されている。そして、真空吸着装置１では、真空源によって負圧を与えることで真空吸着パッド２の表面に被処理物Ｗを吸着固定するように構成されている。

真空吸着パッド２は、多孔質カーボンから成るパッドであり、ここでは円盤状をしているが、形状は円形でも四角形でも構わない。この真空吸着パッド２は、その表面が被処理物Ｗを吸着保持するように、また裏面が図示しない真空源に通じるようになっている。

被膜Ｆは、フッ素樹脂から成り、ここではポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥという）であるが、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）やテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）など各種フッ素樹脂でも構わない。このＰＴＦＥには、ここではカーボンブラックが添加されている。そのために、被膜Ｆは、パッドと同じ黒い色を有し、導電性も有する。

なお、導電性フッ素樹脂とは、前記フッ素樹脂に例えばカーボンブラックやカーボンファイバーなどのカーボン材料、酸化チタンや酸化スズなどの金属酸化物が添加されているものをいう。

ホルダー３は、真空吸着パッド２を保持する盆状の容器であり、その底面に図示しない真空源に通じる吸引孔３１を有している。

以上のように構成された真空吸着装置１では、図２に示すように、真空吸着パッド２の表面にフッ素樹脂から成る被膜Ｆが形成されている。そのために、被処理物Ｗが被膜Ｆを介して真空吸着パッド２に吸着されるようになっている。

続いて、この発明の他の実施形態に係る真空吸着装置について、相違点を中心に説明する。図３は、他の実施形態に係る真空吸着装置１’の斜視図であり、図４は、他の実施形態に係る真空吸着装置１’の断面図である。

図３と図４に示すように、他の実施形態に係る真空吸着装置１’では、被膜Ｆ’が真空吸着パッド２の表面と、ホルダー３の周縁部上面に形成されている。そのために、被処理物Ｗが被膜Ｆ’を介して真空吸着パッド２に吸着されるようになっている。

次に、実施形態に係る真空吸着装置１、より具体的には真空吸着パッド２の表面をフッ素樹脂で被覆する方法について簡単に説明する。まず、研磨して平面度を整えた真空吸着パッド２を洗浄して製造過程で生じた加工粉を取り除き、その後乾燥させる。

そして、清掃されたパッドの表面に、スプレーガンによって市販のフッ素樹脂を塗布し、乾燥させてフッ素樹脂に含まれる溶剤を蒸発させ、その後焼成させた。

一方、他の実施形態に係る真空吸着装置１’については、真空吸着パッド２をホルダー３に取り付けた後に、真空吸着パッド２の表面とホルダー３の周縁部上面とを同時に研磨して平面度を整えてからフッ素樹脂を塗布する以外は同じ方法である。

以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は前記実施形態には限定されない。例えば、この発明に係る被膜Ｆ，Ｆ’は、エアスプレー塗装によって塗布されたものに限られるものではなく、パッドの通気性が阻害されない薄さの被膜を形成できればどのような塗装方法でも構わない。

この発明においてフッ素樹脂とは、前記ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰの外に、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド(ＰＶＤＦ)など各種フッ素樹脂でも構わない。

この発明において導電性フッ素樹脂とは、前記フッ素樹脂に例えばカーボンブラックやカーボンファイバーなどのカーボン材料、酸化チタンや酸化スズなどの金属酸化物が添加されているものであればよい。

実施形態に係る真空吸着装置の分解斜視図である。 実施形態に係る真空吸着装置の断面図である。 他の実施形態に係る真空吸着装置の斜視図である。 他の実施形態に係る真空吸着装置の断面図である。

符号の説明

１，１’ 真空吸着装置
２ 真空吸着パッド
３ 保持具（ホルダー）
Ｆ，Ｆ’ 被膜

Claims (3)

1. その表面で被処理物を吸着保持しその裏面で真空源に通じる多孔質カーボンから成る真空吸着パッドであって、
   前記真空吸着パッドの表面が、フッ素樹脂で被覆されていることを特徴とする真空吸着パッド。
2. 前記フッ素樹脂が、導電性フッ素樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の真空吸着パッド。
3. 請求項１または請求項２に記載の真空吸着パッドと、その真空吸着パッドを保持する保持具とを有して成ることを特徴とする真空吸着装置。

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