JP2015126208A - 真空吸着装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】載置面の平坦度、ひいては物体吸着性能のさらなる向上を図りうる真空吸着装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】セラミックス緻密質体１０、第１複合多孔質体２１〜２３および第２複合多孔質体３１〜３２が相互に直接的に接合されることにより真空吸着装置が構成されている。第１複合多孔質体２１〜２３が、第１骨格粒子（平均粒子径２０〜２３０［μｍ］）が結合材（骨格粒子に対する質量比０．０５〜０．３０）により結合されることにより構成されている。第２複合多孔質体３１〜３２が、第１骨格粒子（平均粒子径１５〜６０［μｍ］）および第２骨格粒子（第１骨格粒子に対する平均粒子径比０．０５〜０．２０／質量比０．２０〜０．４０）が結合材（第１および第２骨格粒子に対する質量比０．１０〜０．３０）により結合されることにより構成されている。【選択図】図５

Description

本発明は、たとえば、ラップ等の湿式加工を行うために半導体ウエハまたはガラス基板などの物体（被吸着物）を真空吸着する装置に関する。

サイズが異なる半導体ウエハ等の被吸着物の吸着性能の向上を図りうる真空吸着装置が提案されている（特許文献１参照）。この真空吸着装置は、多孔質の中央載置部と、その外側を囲うように配置されている多孔質の環状載置部と、当該載置部の間に配置されている環状隔壁部と、載置部の気孔に連通する吸引孔を有する緻密質の支持部とが、実質的に隙間なく接合されることにより構成されている。載置部および隔壁部の加工により、被吸着物が載置される載置面の平坦度向上の観点から、同等の物性を有する載置部および隔壁部を用いることが提案されている（特許文献２〜５参照）。

特許第４９０８２６３号公報 特許第４４０５８８６号公報 特許第４４０５８８７号公報 特開２０１０−２７４３７８号公報 特許第４７０３５９０号公報

しかし、載置部および隔壁部の硬軟差のために、加工によって載置部上端部と隔壁部上端部との間に段差が生じ、この段差が物体の真空吸着時のリークを招来する可能性がなおも残っている。

そこで、本発明は、載置面の平坦度、ひいては物体吸着性能のさらなる向上を図りうる真空吸着装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、中央載置部およびこれを一重または多重に環状に囲うように配置されている一または複数の環状載置部を含む第１複合多孔質体により構成されている複数の載置部と、前記複数の載置部の間に配置されている第２複合多孔質体により構成されている一または複数の環状の隔壁部と、載置面を構成する上端面を露出させた状態の前記複数の載置部および前記一または複数の隔壁部のそれぞれを支持するように構成され、前記載置部の気孔に連通する吸引孔を有するセラミックス焼結体としての緻密質体により構成されている支持部と、を備え、前記セラミックス緻密質体、前記第１複合多孔質体および前記第２複合多孔質体が相互に直接的に接合されることにより構成されている真空吸着装置、およびその製造方法に関する。

本発明は、次の真空吸着装置［１］〜［３］および真空吸着装置の製造方法［４］〜［７］を提供する。
［１］前記第１複合多孔質体が、２０〜２３０［μｍ］の平均粒子径を有する骨格粒子としての第１セラミックス粒子が、前記骨格粒子に対する質量比が０．０５〜０．３０の範囲で存在する結合材としての第１ガラスにより結合されることにより構成され、開気孔率が２０〜５０％の範囲にあり、かつ、平均気孔径が１０〜８０［μｍ］であり、前記第２複合多孔質体が、１５〜６０［μｍ］の平均粒子径を有する第１骨格粒子としての、かつ、前記第１骨格粒子に対し質量比０．２０〜０．４０の範囲で存在するとともに前記第１骨格粒子に対して０．０５〜０．２０の平均粒子径を有する第２骨格粒子としての第２セラミックス粒子が、前記第１骨格粒子および前記第２骨格粒子の総和に対する質量比が０．１０〜０．３０の範囲で存在する結合材としての第２ガラスにより結合されることにより構成され、気孔率が５〜３５％の範囲にあり、かつ、気孔のメディアン径が２．０〜１５［μｍ］である真空吸着装置。
［２］前記第１ガラスおよび前記第２ガラスのそれぞれの組成が同一である［１］記載の真空吸着装置。
［３］前記第１セラミックス粒子および前記第２セラミックス粒子のそれぞれの組成が同一である［１］または［２］記載の真空吸着装置。
［４］［１］記載の真空吸着装置の製造方法であって、前記支持部を構成する、凹部を有するセラミックス緻密質体を作製する工程と、２０〜２３０［μｍ］の平均粒子径を有する骨格粒子としての第１セラミックス粒子と、前記骨格粒子に対する質量比が０．０５〜０．３０である結合材粒子としての第１ガラス粒子とを含む第１スラリーを調製する第１調整工程と、１５〜６０［μｍ］の平均粒子径を有する第１骨格粒子としての、かつ、前記第１骨格粒子に対し質量比０．２０〜０．４０の範囲で存在するとともに前記第１骨格粒子に対して０．０５〜０．２０の平均粒子径を有する第２骨格粒子としての第２セラミックス粒子と、前記第１骨格粒子および前記第２骨格粒子の総和に対する質量比が０．１０〜０．３０の範囲にある結合材粒子としての第２ガラス粒子とを含む第２スラリーを調整する第２調整工程と、前記セラミックス緻密質体の前記凹部のうち少なくとも前記載置部に相当する箇所に前記第１スラリーを充填して乾燥させたうえで、前記緻密質体とともに前記第１スラリーの乾燥体を前記第１ガラスの軟化点以上の温度で熱処理することにより第１複合多孔質体を形成する第１形成工程と、前記セラミックス緻密質体の前記凹部のうち少なくとも前記隔壁部に相当する箇所に前記第２スラリーを充填して乾燥させたうえで、前記緻密質体および前記第１複合多孔質体とともに前記第２スラリーの乾燥体を前記第２ガラスの軟化点以上の温度で熱処理することにより第２複合多孔質体を形成する第２形成工程と、を含んでいる方法。
［５］前記第１形成工程において、前記凹部の全部に前記第１複合多孔質体が形成された後、前記第１複合多孔質体において前記隔壁部に相当する箇所に、前記支持部を構成するセラミックス緻密質体により底面が構成されている一または複数の環状溝を形成する工程をさらに含み、前記第２形成工程において、前記環状溝に前記第２スラリーが充填される［４］記載の方法。
［６］前記第１ガラス粒子および前記第２ガラスとして組成が同一であるガラス粒子を用いる［４］または［５］記載の方法。
［７］前記第１セラミックス粒子および前記第２セラミックス粒子として組成が同一のセラミックス粒子を用いる［４］〜［６］のうち１つに記載の方法。

本発明によれば、隔壁部を構成する第１骨格粒子および第２骨格粒子のそれぞれの平均粒子径と、および両者の質量比が制御されることにより、当該隔壁部による載置部間の気密性が実現されうる形態の気孔率および気孔径が実現される。さらに、載置部を構成する骨格粒子の平均粒子径、および骨格粒子およびガラスの質量比が制御されることにより、隔壁部と載置部との硬軟差の低減が図られる。よって、載置面の平坦度、ひいては物体吸着性能のさらなる向上が図られる。

本発明の一実施形態としての真空吸着装置の斜視図。 図１の真空吸着装置の上面図。 図１の真空吸着装置の図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図。 図４（ａ）は第１複合多孔質体の構造説明図。図４（ｂ）は第２複合多孔質体の構造説明図。 真空吸着装置の構造説明図。 図１の真空吸着装置の製造方法の一実施形態に関する説明図。

（真空吸着装置の構成）
図１〜図４に示されている本発明の一実施形態としての真空吸着装置は、半導体ウエハ等の被吸着物を吸着保持するように構成されている。

真空吸着装置は、略円盤状の中央載置部２１と、これを内側から順に三重に囲うように配置されている円環状の環状載置部２２〜２３と、載置部２１〜２３の間に配置されている円環状の隔壁部３１〜３２と、載置部２１〜２３および隔壁部３１〜３２を支持するように構成されている凹部を有する略有底円筒状の支持部１０と、を備えている（図１参照）。支持部１０は、載置部２１〜２３のそれぞれの開気孔に対して、吸引溝１１を介して別個独立に連通する吸引孔１２を有する（図３参照）。

被吸着物が載置される載置面１００において、略円形状の中央載置部２１、中央載置部２１に隣接する円環状の内側隔壁部３１、内側隔壁部３１の外側に隣接する内側環状載置部２２、内側環状載置部２２に隣接する円環状の外側隔壁部３２、外側隔壁部３２の外側に隣接する外側環状載置部２３、外側環状載置部２３に隣接する円環状の支持部１０の上端面が、真空吸着装置の径方向に同心円状に連接されている（図２参照）。

載置部２１〜２３の個数が３であるため、サイズが相違する３種類の被吸着物の吸着保持のために使用される。たとえば、サイズが異なる（φ４インチ、φ６インチおよびφ８インチ）３種類の半導体ウエハの吸着保持に真空吸着装置が適用されうるように、隔壁部３１〜３２ならびに支持部１０の上面の内側縁部のそれぞれの真空吸着装置の中心からの距離が設定されている。

２種類または４種類以上の異なるサイズの被吸着物（略円盤状のウエハなど）の吸着保持に資するため、載置部および隔壁部のそれぞれの個数、相互間隔および形状などのうち少なくとも１つが適応的に変更されてもよい。

被吸着物の外側縁部が隔壁部３１〜３２のうち当該被吸着物の径に対応する隔壁部の上端面またはそれよりも若干外側に位置するように当該隔壁部の径が決定される。これにより、被吸着物の外側縁部と隔壁部上端面の内側縁部との間隙に由来するリークが防止され、吸着力の低下防止が図られている。被吸着物の径が隔壁部上端面の径よりも大きい場合、両者の差が１［ｍｍ］以下に設計されることが好ましい。これにより、被吸着部の径の過大のため、その外側縁部に吸着力が作用せずに反り上がるような変形が防止されうる。

支持部１０は、たとえばアルミナ、窒化珪素、炭化珪素およびジルコニアの中から選ばれたセラミックス焼結体としての緻密質体から構成されている。当該セラミックスは、載置部２１〜２３を構成するセラミックスと同じものであることが好ましい。支持部１０は緻密質であるため、真空吸着装置の使用環境に必要な機械的強度が確保されている。

載置部２１〜２３は、第１複合多孔質体（第１セラミックス−ガラス複合多孔質体）により構成されている。第１複合多孔質体は、図４（ａ）に概念的に示されているように、骨格粒子（白丸参照）としての第１セラミックス粒子が、第１結合材としての第１ガラス粒子（黒丸参照）により結合されることにより構成されている。

第１セラミックスとして、たとえばアルミナまたは炭化珪素などが用いられる。骨格粒子は、２０〜２３０［μｍ］の範囲の平均粒子径を有する。

第１ガラスとして、軟化点が１０００［℃］近傍のアルミノ珪酸塩系ガラスや軟化点が９００℃以下のホウ珪酸系ガラスなどが選定されうる。第１ガラス粉末として、第１セラミックス粉末の平均粒子径に対して、１／３以下、さらに好ましくは１／５以下の平均粒子径を有するガラス粉末が用いられる。第１ガラスは、骨格粒子に対する質量比が０．０５〜０．３０の範囲で存在する。

載置部２１〜２３の開気孔率が２０〜５０％の範囲に収まっている。これにより、載置部２１〜２３における過度の圧力損失および吸着力の低下、機械的強度の低下、ならびに、載置面１００の平坦性の低下が回避されうる。載置部２１〜２３の平均気孔径が１０〜８０［μｍ］の範囲に収まっている。これにより、平均気孔径の過小に由来する圧力損失の過大および吸着力の低下、平均気孔径の過大に由来する凹凸構造による界面精度の低下が回避されうる。

載置部２１〜２３のそれぞれの開気孔率および平均気孔径は同等に設計されている。これにより、載置部２１〜２３の間での段差の発生および吸着力のばらつきの発生が回避されうる。

具体的には、載置部２１〜２３の開気孔率の最大値と最小値との差が５％以下に構成されている。たとえば、当該最大値が４０％であり、当該最小値が３５％である。載置部２１〜２３の平均気孔径の最大値と最小値との差が、平均気孔径の最大値の２０％以下に構成されている。たとえば、平均気孔径が最大値を示す載置部の平均気孔径が５０［μｍ］である場合、載置部の平均気孔径の最小値は４０［μｍ］以上である。

隔壁部３１〜３２は、第２複合多孔質体（第２セラミックス−ガラス複合多孔質体）により構成されている。第２複合多孔質体は、図４（ｂ）に概念的に示されているように、第１骨格粒子（白丸参照）および第２骨格粒子（斜線丸参照）としての第２セラミックス粒子が、第２結合材としての第２ガラス粒子（黒丸参照）により結合されることにより構成されている。

第１骨格粒子は、１５〜６０［μｍ］の範囲の平均粒子径を有する。第２骨格粒子は、第１骨格粒子に対し質量比０．２０〜０．４０の範囲で存在し、かつ、第１骨格粒子の平均粒子径に対して０．０５〜０．２０の平均粒子径を有する。第２セラミックス粒子は、第１セラミック子粒子と組成が同一であってもよく異なっていてもよい。

第２ガラス粒子と第１および第２骨格粒子との結合力を高めるため、第２ガラスは、第１骨格粒子および第２骨格粒子の総和に対する質量比が０．１０〜０．３０の範囲で存在する。第２ガラス粉末の平均粒子径は、第１骨格粒子の平均粒子径の１／１０以下であることが好ましい。第２ガラスとして、二酸化珪素粒子と、１Ａ族、２Ａ族及び３Ａ族の元素のそれぞれの酸化物、水酸化物、硝酸塩及び炭酸塩から選ばれる少なくとも１種以上の添加物粒子とが用いられる。二酸化珪素粒子の供給源としては、水を分散媒として二酸化珪素の粒子を分散させたコロイド溶液が用いられてもよい。二酸化珪素の平均粒子径は０．５［μｍ］以下であることが好ましい。第２ガラスは、第１ガラスと組成が同一であってもよく異なっていてもよい。

隔壁部３１〜３２の気孔率は５〜３５％の範囲にあり、かつ、気孔のメディアン径が２．０〜１５［μｍ］の範囲である。

載置部２１〜２３、隔壁部３１〜３２および支持部１０は、接着剤または接合材を介することなく相互に直接的に接合されている。具体的には、２つの部材のうち一方の部材の表層を構成する材料の一部が、他方の部材の表層に存在する開気孔または凹凸等の微細構造に入り込んで密着することによって、当該微細構造に由来するリークを招来するような隙間が実質的に存在しないように当該２つの部材が接合されている（図５参照）。

たとえば、第１多孔質体を構成する第１ガラスの一部がセラミックス緻密質体の表面凹凸の凹部に入り込んで密着することにより、載置部２１〜２３と支持部１０とが直接的に接合されている。第２多孔質体を構成する第２ガラスの一部がセラミックス緻密質体の表面凹凸の凹部に入り込んで密着することにより、隔壁部３１〜３２と支持部１０とが直接的に接合されている。第１多孔質体を構成する第１ガラスの一部が第２多孔質体の気孔に入り込んで密着し、かつ、第２多孔質体を構成する第２ガラスの一部が第１多孔質体の気孔に入り込んで密着することにより、載置部２１および２２と隔壁部３１とが直接的に接合されている。

載置部２１〜２３、隔壁部３１〜３２および支持部１０が実質的に隙間なく直接的に接合されているので、載置面１００が研削または研磨処理により平坦化される際、各接合界面近傍で段差が生じることが抑制される。これにより、載置面１００と半導体ウエハ等の被吸着物との間に隙間発生、吸着性能低下および非吸着物の平坦度低下が防止される。

（真空吸着装置の機能）
隔壁部３１〜３２のうちいずれか１つの上端面または支持部１０の環状の上端面に被吸着物の外側縁部が全周にわたり位置するように、当該被吸着物が載置面１００に載置される。支持部１の吸引孔１２に接続されている真空ポンプ等の真空吸引装置（図示略）を動作させることにより、各載置部２１〜２３のそれぞれの開気孔を通じて被吸着物に対して吸引力が作用する。これにより、半導体ウエハ等の被吸着物が真空吸着装置により吸着保持される。

（真空吸着装置の製造方法）
前記構成の真空吸着装置の製造に際して、まず、支持部１０を構成する略有底円筒状のセラミックス緻密質体が作製される。具体的には、所定量のバインダが添加されたアルミナ等のセラミックス粒子が造粒処理され、該造粒粒子が一軸プレス成形された上でさらにＣＩＰ成形されることにより略円盤状または円柱状のセラミックス成形体が作製される。

このセラミックス成形体が加工されることにより、上方に開口した略円柱状の凹部が形成され、吸引溝１１となる所定形状の溝が当該凹部の底部に形成され、かつ、吸引孔１２となる貫通孔が溝の所定箇所に形成される。当該加工が施されたセラミックス成形体が、必要に応じて脱脂処理された後、適当な雰囲気および温度の時間変化態様により定義される焼成条件下で焼成され、適宜加工されることにより支持部１０を構成する略有底円筒状のセラミックス緻密質体が作製される（図６（ａ）参照）。

支持部１０の吸引溝１１および吸引孔１２に樹脂等の焼失材料が充填される。また、第１セラミックス粒子および第１ガラス粒子に水またはアルコール等の溶剤が添加された上で、ボールミルまたはミキサー等の公知の方法により当該粒子が混合されることにより第１スラリーが調製される。第１スラリーの流動性が適当に確保されるように、第１セラミックス粒子の粒度および第１ガラス粒子の添加量などが勘案された上で、水またはアルコール等の添加量が調節される。

第１セラミックス粒子の粒子径（粒度分布）および焼成温度における第１ガラスの粘性等が勘案されて、第１セラミックス粒子に対する第１ガラス粒子の添加量が定められる。第１ガラス粒子の添加量の過多である場合、第１成形体の充填率の低下を招来しひいては焼成収縮が生じる。これとは逆に第１ガラス粒子が過少である場合、第１成形体における第１セラミックス粒子の結合強度が低下し、脱粒または欠け等が生ずる。このため、第１ガラス粒子の量は、成形体における第１セラミックス粒子同士の所望の結合強度および平均気孔径が確保されることを条件としてできるだけ少ないことが好ましい。たとえば、第１セラミックス粒子１００質量部に対して第１のガラスの粒子５〜３０質量部が添加されることが好ましい。

第１スラリーが支持部１０の凹部に充填され、必要に応じて、第１スラリー中の残留気泡を除去するための真空脱泡処理または振動処理が施される。第１スラリーが十分に乾燥される。当該乾燥体が第１ガラスの軟化点以上の温度で焼成されることにより、第１複合多孔質体２０が形成される（図６（ａ）参照）。この段階では、支持部１０および第１多孔質体２０はともに加工代または削り代の確保の観点から、最終的な厚みよりも厚くなるように設計されることが好ましい。

この際の焼成温度が第１ガラスの軟化点より低いと、ガラスが支持部１０に融着しないため支持部１０と第１多孔質体２０とを密着させることができない。この焼成温度が過度に高温である場合には第１スラリーの乾燥体の変形または収縮が生じるために、支持部１０と第１多孔質体２０とを密着させることができない。したがって、第１のスラリーの乾燥体の焼成温度は、第１ガラスの軟化点以上のできるだけ低い温度に調節されることが望ましい。

第１多孔質体２０（およびこれに由来する載置部２１〜２３）の開気孔率および平均気孔径は、基本的に、原料粒子である第１セラミックス粒子の粒度分布の調整により調節される。第１セラミックス粒子および第１ガラス粒子の配合比率、第１スラリーの粘度、第１スラリーの支持部１０への充填率、粒子状樹脂、繊維状樹脂およびカーボン粒子等の焼失材の添加態様の調節等によっても多孔質体２０の開気孔率および平均気孔径が調節されうる。

第１多孔質体２０の開気孔率を２０〜５０％の範囲に制御し、かつ、その平均気孔径を１０〜８０［μｍ］の範囲に制御するためには、平均粒子径２０〜２３０［μｍ］である第１セラミックス粒子が用いられ、第１セラミックス粒子と比較して平均粒子径が小さい第１ガラス粒子が用いられる。第１ガラス粒子の平均粒子径は、セラミックス粒子の平均粒子径の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ガラス粒子の平均粒子径が第１セラミックス粒子の平均粒子径よりも大きいと、第１セラミックス粒子の充填が阻害されて第１スラリーの乾燥体がその焼成時に焼成収縮を起こし、第１多孔質体２０にクラックが発生し、あるいは、支持部１０と第１多孔質体２０との密着性が低下する可能性がある。

第１多孔質体２０の構成材料である第１セラミックスと比較して熱膨張係数の値が小さいガラスが第１ガラスとして採用されることが好ましい。これにより、第１スラリーの乾燥体の焼成に際して、支持部１０の凹部底面および側面に対して実質的に隙間なく直接的に接合される多孔質体２０が作製されうる。多孔質体２０において結合材としての役割を果たす第１ガラスに圧縮応力が加わった状態が実現される。ガラスは一般的に引張強度に弱いため、当該状態の実現により、第１多孔質体２０ひいてはこれに由来する載置部２１〜２３の強度が高められ、研削加工時の脱粒または欠け等の発生が抑制される。

続いて、第１多孔質体２０（または第１多孔質体２０および支持部１０）が加工処理されることにより、円環状の環状溝２０１〜２０２が形成される（図６（ｂ）参照）。これにより、内側環状溝２０１により画定された中央載置部２１、内側環状溝２０１および外側環状溝２０２により画定された内側環状載置部２２、外側環状溝２０２および支持部１０の凹部周縁により画定された外側環状載置部２３が形成される。

環状溝２０１（２０２）は、支持部１０を構成するセラミックス緻密質体が露出している底面と、載置部２１および２２（２２および２３）のそれぞれを構成する第１複合多孔質体が露出している環状の両側面とを有する。

次に、環状溝２０１〜２０２のそれぞれに第２スラリーが充填された上で十分に乾燥され、当該乾燥体が支持部１０および載置部２１〜２３とともに第２ガラスの軟化点以上（第１ガラスの軟化点未満）の温度で熱処理されることにより第２複合多孔質体（隔壁部）３１〜３２が形成される（図６（ｃ）参照）。これにより、第２複合多孔質体３１（３２）は、環状溝２０１（２０２）の側面を構成する第１複合多孔質体全体と、溝２０１（２０２）の底面を構成するセラミックス緻密質体にも密着する（図５参照）。

この際、載置部２１〜２３を構成する第１複合多孔質体が溶融または軟化して収縮または隙間が生じる事態が回避される。

そして、支持部１０、載置部２１〜２３および隔壁部３１〜３２のそれぞれの上端面が研削または研磨処理されることにより、平坦度が０．８［μｍ］以下である載置面１００が形成される。この際、載置部２１〜２３および隔壁部３１〜３２は支持部１０よりも研削・研磨抵抗が小さいために削られやすいが、前記のように第１複合多孔質体により構成される載置部２１〜２３および第２複合多孔質体により構成される隔壁部３１〜３２の開気孔率（気孔率）および平均気孔径（メディアン径）の調整により、各部間の段差発生が防止され、載置面１００の平坦度の向上が図られる。載置部２１〜２３と隔壁部３１〜３２との支持剛性の偏差が低減されるので、被吸着物に対する隔壁部３１〜３２の転写が防止される。支持部１０、載置部２１〜２３および隔壁部３１〜３２が相互に直接的に接合されているので（図５参照）、当該研磨加工が容易となる。これにより、真空吸着装置により吸着保持された際の被吸着物の平坦度の向上が図られる。

隔壁部３１〜３２の厚みは、気密性が確保されれば特に限定されず、たとえば１〜１０［ｍｍ］の範囲に収まるように調節される。隔壁部３１〜３２の気孔率は、その気密性および強度を確保する観点から５〜３５％に制御されている。

（実施例）
（実施例１）
支持部１０として、径（内径）φ１９６［ｍｍ］、高さ（深さ）１０［ｍｍ］の凹部を有し、径（外径）φ２５０［ｍｍ］、高さ（厚さ）５０［ｍｍ］の略有底円筒状のアルミナ緻密質焼結体（熱膨張係数：８．０×１０^-6［Ｋ^-1］）が作製された。

平均粒子径２３０［μｍ］の骨格粒子としてのアルミナ粒子、平均粒子径１０［μｍ］の結合材粒子としてのアルミノ珪酸ガラス粒子（熱膨張係数４５×１０^-7［Ｋ^-1］、軟化点９５０［℃］）および蒸留水が混合された上でミキサーを用いて混錬されることにより第１スラリーが調整された。骨格粒子に対する結合材粒子の質量比が０．１５に調節された。

平均粒子径６０［μｍ］の第１骨格粒子および平均粒子径８．０［μｍ］（第１骨格材の２／１５）の第２骨格粒子としてのアルミナ粒子、平均粒子径２．５［μｍ］の結合材粒子としてのホウ珪酸ガラス粒子（熱膨張係数４０×１０^-7［Ｋ^-1］、軟化点７５０［℃］）および蒸留水が混合された上でミキサーを用いて混錬されることにより第２スラリーが調整された。第１骨格粒子に対する第２骨格粒子の質量比は０．２５に調節され、第１および第２骨格粒子に対する結合材粒子の質量比が０．１５に調節された。

第１スラリーが支持部１０の凹部に注入され、真空脱泡後、振動により沈降充填された上で、１００［℃］で乾燥され、当該乾燥物が１０００［℃］で焼成されることにより第１複合多孔質体２０が形成された（図６（ａ）参照）。

第１複合多孔質体がブラスト加工またはマシニング加工等の適当な手法にしたがって加工され、φ１４６［ｍｍ］およびφ９６［ｍｍ］のそれぞれの位置に幅６［ｍｍ］の内側環状溝２０１および外側環状溝２０２が形成された。これにより、中央載置部２１（径φ９０［ｍｍ］）、内側環状載置部２２（内径φ９６［ｍｍ］、外径φ１４０［ｍｍ］）および外側環状載置部２３（内径φ１４６［ｍｍ］、外径φ１９６［ｍｍ］）が形成された（図６（ｂ）参照）。

第２スラリーが環状溝２０１および２０２に注入され、１００［℃］で乾燥された上で、当該乾燥体が８００［℃］で焼成されることにより環状の第２複合多孔質体が内側隔壁部３１および外側隔壁部３２として形成された（図６（ｃ）参照）。

そして、載置面１００の平坦度が１．０［μｍ］未満となるように研削加工が施され、最終的に厚さ３０［ｍｍ］の実施例１の真空吸着装置が作製された。

（実施例２〜１８）
第１複合多孔質体を構成する骨格粒子および結合材粒子の平均粒子径、ならびに、骨格粒子に対する結合材の質量比等が表１に示されているように変更されたほかは、実施例１と同様の手順にしたがって実施例２〜１８のそれぞれの真空吸着装置が作製された。

（評価方法）
各実施例の真空吸着装置について、６インチ（φ１５２ｍｍ）のシリコンウエハを、真空ポンプを用いて−１００ｋＰａの吸引圧で、吸着させたときの真空度（ゲージ圧）が測定されることにより真空吸着性能が評価された。また、載置面が平坦化のため研削加工された上で中央載置部２１と内側環状載置部２２との間の隔壁部の高さ０．１［μｍ］以上の段差の有無が、レーザー干渉式平面度測定機を用いて測定され、評価された（表１において「○」は当該段差なしを意味する。「●」は当該段差ありを意味する。後述の表２も同様。）。当該評価結果が第１複合多孔質体を構成する骨格粒子および結合材粒子等、ならびに、第２複合多孔質体を構成する第１骨格粒子、第２骨格粒子および結合材粒子等とともに表１に示されている。

表１から明らかなように、実施例１〜１８の真空吸着装置によれば、（１）第１複合多孔質体に関して、骨格粒子（第１セラミックス粒子）の平均粒子径が２０〜２３０［μｍ］の範囲に含まれ、骨格粒子に対する結合材粒子（第１ガラス粒子）の質量比が０．０５〜０．３０の範囲に含まれている。第１複合多孔質体の開気孔率が２０〜５０％の範囲に含まれ、かつ、平均気孔径が１０〜８０［μｍ］の範囲に含まれている。

（２）第２複合多孔質体に関して、第１骨格粒子（第２セラミックス粒子）の平均粒子径が１０〜６０［μｍ］の範囲に含まれ、第１骨格粒子の平均粒子径に対する第２骨格粒子（第２セラミックス粒子）の平均粒子径が０．０５〜０．２０の範囲に含まれ、第１骨格粒子に対する第２骨格粒子の質量比が０．２０〜０．４０の範囲に含まれ、かつ、第１および第２骨格粒子の総和に対する結合材（第２ガラス）の質量比が０．１０〜０．３０の範囲に含まれている。第２複合多孔質体の気孔率が５〜３５％の範囲に含まれ、かつ、気孔のメディアン径（Ｄ５０）が２．０〜１５［μｍ］の範囲に含まれている。

実施例１〜１８の真空吸着装置によれば、載置面における段差は実質的に存在せず、実現される真空度は−９７〜−９０［ｋＰａ］の範囲に含まれている。

（比較例）
（比較例１〜９）
第１複合多孔質体を構成する骨格粒子および結合材粒子の平均粒子径、ならびに、骨格粒子に対する結合材の質量比等が表１に示されているように変更されたほかは、実施例１と同様の手順にしたがって比較例１〜８のそれぞれの真空吸着装置が作製された。実施例と同様に、評価結果が第１複合多孔質体を構成する骨格粒子および結合材粒子等、ならびに、第２複合多孔質体を構成する第１骨格粒子、第２骨格粒子および結合材粒子等とともに表２に示されている。

（*は本発明の数値範囲から外れている数値）
表２から明らかなように、比較例１の真空吸着装置によれば、第１複合多孔質体に関して、骨格粒子の平均粒子径が２０〜２３０［μｍ］の範囲上限値を超え、これに応じて平均気孔径が１０〜８０［μｍ］の範囲上限値を超えている。

比較例２の真空吸着装置によれば、第１複合多孔質体に関して、骨格粒子に対する結合材粒子の質量比が０．０５〜０．３０の範囲下限値を下回り、これに応じて開気孔率が２０〜５０％の範囲上限値を上回っている。

比較例３の真空吸着装置によれば、第１複合多孔質体に関して、骨格粒子に対する結合材粒子の質量比が０．０５〜０．３０の範囲上限値を超え、これに応じてクラックが発生した。

比較例４の真空吸着装置によれば、第２複合多孔質体に関して、第１骨格粒子に対する第２骨格粒子の平均粒子径比が０．０５〜０．２０の範囲上限値を超え、これに応じて気孔のメディアン径（Ｄ５０）が２．０〜１５［μｍ］の範囲上限値を超えている。

比較例５の真空吸着装置によれば、第２複合多孔質体に関して、第１骨格粒子に対する第２骨格粒子の質量比が０．２０〜０．４０の範囲下限値を下回り、これに応じて気孔率が５〜３５％の範囲上限値を超え、かつ、気孔のメディアン径（Ｄ５０）が２．０〜１５［μｍ］の範囲上限値を超えている。

比較例６の真空吸着装置によれば、第２複合多孔質体に関して、第１骨格粒子に対する第２骨格粒子の質量比が０．２０〜０．４０の範囲上限値を超え、これに応じてクラックが発生した。

比較例７の真空吸着装置によれば、第２複合多孔質体に関して、第１および第２骨格粒子の総和に対する結合材の質量比が０．１０〜０．３０の範囲下限値を下回り、これに応じて気孔率が５〜３５％の範囲上限値を超えている。

比較例８の真空吸着装置によれば、第２複合多孔質体に関して、第１および第２骨格粒子の総和に対する結合材の質量比が０．１０〜０．３０の範囲上限値を上回り、これに応じてクラックが発生した。

第１複合多孔質体および第２複合多孔質体のいずれにもクラックが生じていない比較例１、２、４、５および７の真空吸着装置によれば、載置面における段差が存在し、実現される真空度は−８３〜−７８［ｋＰａ］であって実施例１〜１８の真空吸着装置と比較して著しく低い。

（本発明の他の実施形態）
第１スラリーの乾燥体に円環状溝部２０１〜２０２が形成され、当該溝部２０１〜２０２のそれぞれに第２スラリーが充填された上で乾燥され、第１スラリーの乾燥体および第２スラリーの乾燥体が同時に熱処理されることにより第１複合多孔質体２１〜２３および第２複合多孔質体３１〜３２が同時に形成されてもよい（図６（ａ）〜（ｃ）参照）。支持部１０の凹部の全体に第２スラリーが充填された上で円盤状の第２複合多孔質体が形成された上で、第２複合多孔質体において隔壁部３１〜３２を除く部分が除去され、当該除去部分に第１スラリーが充填された上で第１複合多孔質体２１〜２３が形成されてもよい。

１０‥支持部（セラミックス緻密質体）、１１‥吸引溝、１２‥吸引孔、２１‥中央載置部（第１複合多孔質体）、２２‥内側環状載置部（第１複合多孔質体）、２３‥外側環状載置部（第１複合多孔質体）、３１‥内側隔壁部（第２複合多孔質体）、３２‥外側隔壁部（第２複合多孔質体）、２０１‥内側環状溝、２０２‥外側環状溝。

Claims (7)

1. 中央載置部およびこれを一重または多重に環状に囲うように配置されている一または複数の環状載置部を含む第１複合多孔質体により構成されている複数の載置部と、
   前記複数の載置部の間に配置されている第２複合多孔質体により構成されている一または複数の環状の隔壁部と、
   載置面を構成する上端面を露出させた状態の前記複数の載置部および前記一または複数の隔壁部のそれぞれを支持するように構成され、前記載置部の気孔に連通する吸引孔を有するセラミックス焼結体としての緻密質体により構成されている支持部と、を備え、
   前記セラミックス緻密質体、前記第１複合多孔質体および前記第２複合多孔質体が相互に直接的に接合されることにより構成されている真空吸着装置であって、
   前記第１複合多孔質体が、２０〜２３０［μｍ］の平均粒子径を有する骨格粒子としての第１セラミックス粒子が、前記骨格粒子に対する質量比が０．０５〜０．３０の範囲で存在する結合材としての第１ガラスにより結合されることにより構成され、開気孔率が２０〜５０％の範囲にあり、かつ、平均気孔径が１０〜８０［μｍ］であり、
   前記第２複合多孔質体が、１５〜６０［μｍ］の平均粒子径を有する第１骨格粒子としての、かつ、前記第１骨格粒子に対し質量比０．２０〜０．４０の範囲で存在するとともに前記第１骨格粒子に対して０．０５〜０．２０の平均粒子径を有する第２骨格粒子としての第２セラミックス粒子が、前記第１骨格粒子および前記第２骨格粒子の総和に対する質量比が０．１０〜０．３０の範囲で存在する結合材としての第２ガラスにより結合されることにより構成され、気孔率が５〜３５％の範囲にあり、かつ、気孔のメディアン径が２．０〜１５［μｍ］であることを特徴とする真空吸着装置。
2. 請求項１記載の真空吸着装置において、前記第１ガラスおよび前記第２ガラスのそれぞれの組成が同一であることを特徴とする真空吸着装置。
3. 請求項１または２記載の真空吸着装置において、前記第１セラミックス粒子および前記第２セラミックス粒子のそれぞれの組成が同一であることを特徴とする真空吸着装置。
4. 請求項１記載の真空吸着装置の製造方法であって、
   前記支持部を構成する、凹部を有するセラミックス緻密質体を作製する工程と、
   ２０〜２３０［μｍ］の平均粒子径を有する骨格粒子としての第１セラミックス粒子と、前記骨格粒子に対する質量比が０．０５〜０．３０である結合材粒子としての第１ガラス粒子とを含む第１スラリーを調製する第１調整工程と、
   １５〜６０［μｍ］の平均粒子径を有する第１骨格粒子としての、かつ、前記第１骨格粒子に対し質量比０．２０〜０．４０の範囲で存在するとともに前記第１骨格粒子に対して０．０５〜０．２０の平均粒子径を有する第２骨格粒子としての第２セラミックス粒子と、前記第１骨格粒子および前記第２骨格粒子の総和に対する質量比が０．１０〜０．３０の範囲にある結合材粒子としての第２ガラス粒子とを含む第２スラリーを調整する第２調整工程と、
   前記セラミックス緻密質体の前記凹部のうち少なくとも前記載置部に相当する箇所に前記第１スラリーを充填して乾燥させたうえで、前記緻密質体とともに前記第１スラリーの乾燥体を前記第１ガラスの軟化点以上の温度で熱処理することにより第１複合多孔質体を形成する第１形成工程と、
   前記セラミックス緻密質体の前記凹部のうち少なくとも前記隔壁部に相当する箇所に前記第２スラリーを充填して乾燥させたうえで、前記緻密質体および前記第１複合多孔質体とともに前記第２スラリーの乾燥体を前記第２ガラスの軟化点以上の温度で熱処理することにより第２複合多孔質体を形成する第２形成工程と、を含んでいることを特徴とする方法。
5. 請求項４記載の真空吸着装置の製造方法であって、
   前記第１形成工程において、前記凹部の全部に前記第１複合多孔質体が形成された後、前記第１複合多孔質体において前記隔壁部に相当する箇所に、前記支持部を構成するセラミックス緻密質体により底面が構成されている一または複数の環状溝を形成する工程をさらに含み、
   前記第２形成工程において、前記環状溝に前記第２スラリーが充填されることを特徴とする方法。
6. 請求項４または５記載の方法において、前記第１ガラス粒子および前記第２ガラスとして組成が同一であるガラス粒子を用いることを特徴とする方法。
7. 請求項４〜６のうちいずれか１つに記載の方法において、前記第１セラミックス粒子および前記第２セラミックス粒子として組成が同一のセラミックス粒子を用いることを特徴とする方法。