JP2019004017A - Vacuum chuck - Google Patents

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Abstract

To provide a vacuum chuck which can secure good flatness of a substrate even when sucking and holding a substrate such as a wafer having large warp or the like.SOLUTION: An annularly recessed annular recessed part 10 is formed in a position surrounding an opening of a communication path 102 in the upper surface of a substrate 1, and a lower element 21 of a seal member 2 made of an annular elastic material is arranged in the annular recessed part 10, and an upper element 22 of the seal member 2 protrudes from the upper surface of the substrate 1. The upper element 22 includes a first part 22a extending upward toward an annular inward direction and a second part 22b extending upward toward an annular outward direction.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ウエハ等の基板を基体の表面に吸着保持する真空チャックに関する。   The present invention relates to a vacuum chuck that holds a substrate such as a wafer on the surface of a substrate by suction.

従来から、ウエハ等の基板を、基体に取り付けたシール部材によって支持しながら、基体に形成されている連通経路を通じて形成される負圧によって吸着することにより、基体の表面に基板を保持する真空チャックが知られている。   Conventionally, a vacuum chuck that holds a substrate on the surface of the substrate by adsorbing the substrate such as a wafer by a negative pressure formed through a communication path formed on the substrate while supporting the substrate by a sealing member attached to the substrate. It has been known.

たとえば、特許文献1には、基体の外縁に、弾性材料(たとえばゴム)からなり、下から上にかけて徐々に外側に広がるように形成されているスカート状のシール部材が設けられた真空チャックが記載されている。特許文献2には、板状部材にシール部材が固定され、複数の当該板状部材が基体に対して取り外し可能に固定される構成の真空チャックが記載されている。   For example, Patent Document 1 describes a vacuum chuck in which a skirt-like seal member made of an elastic material (for example, rubber) is formed on an outer edge of a base so as to gradually spread outward from the bottom to the top. Has been. Patent Document 2 describes a vacuum chuck having a configuration in which a seal member is fixed to a plate-like member and a plurality of the plate-like members are detachably fixed to a base.

これら特許文献1,2に記載の真空チャックによれば、ウエハに反り、うねりまたは段差が存在する場合でも、シール部材の上端部をその全周にわたって当該ウエハに当接させ、ウエハと吸着面との間隙に密閉領域が形成される。このため、ウエハの反り等によって基体との間に本来的に生じる間隙の影響を解消して、当該密閉領域を負圧として当該ウエハが確実に吸着保持される。   According to these vacuum chucks described in Patent Documents 1 and 2, even when the wafer is warped, wavy or stepped, the upper end of the seal member is brought into contact with the wafer over its entire circumference, A sealed region is formed in the gap. For this reason, the influence of the gap inherently formed between the substrate and the substrate due to the warp of the wafer is eliminated, and the wafer is reliably sucked and held by using the sealed region as a negative pressure.

特開平07−308856号公報Japanese Patent Laid-Open No. 07-308856 特開2010−153419号公報JP 2010-153419 A

近年、基板の厚さが薄くなってきており、基板に大きな反り、うねり、段差が存在する場合がある。このような基板を吸着するためには、シール部材が弾性変形して大きく倒れ込むように構成する必要がある。上記特許文献1,2に記載のシール部材をこのように構成した場合、シール部材が倒れ込む際、ウエハと接する上端部が大きく径方向外側に広がる。そのため、吸着過程において基板とシール部材との接点が大きく移動するので、安定的に支持しながら基板を吸着することができず、基板の平坦度を良好に確保することができないおそれがある。   In recent years, the thickness of the substrate has been reduced, and there are cases where the substrate has large warpage, undulations, and steps. In order to adsorb such a substrate, it is necessary that the seal member be elastically deformed so as to largely fall down. When the sealing members described in Patent Documents 1 and 2 are configured in this way, when the sealing member collapses, the upper end portion in contact with the wafer greatly expands radially outward. Therefore, since the contact point between the substrate and the seal member moves greatly during the adsorption process, the substrate cannot be adsorbed while being stably supported, and the flatness of the substrate may not be ensured satisfactorily.

そこで、本発明は、大きな反りなどが存在するウエハ等の基板を吸着保持する場合であっても、基板の平坦度を良好に確保することを図りうる真空チャックを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a vacuum chuck capable of ensuring good flatness of a substrate even when a substrate such as a wafer having a large warp is sucked and held.

本発明は、連通経路が形成されている基体と、前記基体の上面に開口する前記連通経路の開口部と、を備え、前記連通経路を通じて前記基体の上面と前記基体の上面側に配置される基板との間に負圧領域が形成されることにより前記基体の上面側に前記基板を吸着保持する真空チャックに関する。   The present invention includes a base on which a communication path is formed, and an opening portion of the communication path that opens to the upper surface of the base, and is disposed on the upper surface of the base and the upper surface of the base through the communication path. The present invention relates to a vacuum chuck that sucks and holds the substrate on the upper surface side of the base body by forming a negative pressure region between the substrate and the substrate.

本発明の真空チャックは、前記基体の上面における前記連通経路の開口部を囲う位置に環状に窪んだ環状凹部が形成され、環状の弾性素材からなるシール部材の少なくとも下部が前記環状凹部に配置される一方、前記シール部材の上部が前記基体の上面から突出しており、前記シール部材の上部は、前記環状の内側方向に向いながら上方に向って延在する第1の部分と、前記環状の外側方向に向いながら上方に延在する第2の部分とを有することを特徴とする。   In the vacuum chuck of the present invention, an annular recess that is annularly depressed is formed at a position surrounding the opening of the communication path on the upper surface of the base, and at least a lower portion of a seal member made of an annular elastic material is disposed in the annular recess. On the other hand, the upper portion of the seal member protrudes from the upper surface of the base, and the upper portion of the seal member extends upward while facing the inner side of the ring, and the outer side of the ring And a second portion extending upward while facing the direction.

本発明の真空チャックによれば、基板が基体の表面側に載置された際、シール部材の一部が弾性変形して、基板に反りまたはうねりなどがあっても、当該一部を全周またはほぼ全周にわたり基板に対して当接させることができる。   According to the vacuum chuck of the present invention, when the substrate is placed on the surface side of the base, even if a part of the seal member is elastically deformed and the substrate is warped or swelled, the part is entirely surrounded. Or it can be made to contact | abut with respect to a board | substrate over the perimeter.

なお、基板の反り態様としては、当該基板が鞍形(もしくはポテトチップス型)またはドーム型に変形している態様があげられる。基板の中央部がその周辺部よりも上方にある中凸態様の変形の他、中央部がその周辺部よりも下方にある中凹態様の変形も含まれる。   In addition, as a curvature aspect of a board | substrate, the aspect which the said board | substrate has deform | transformed into the bowl shape (or potato chips type) or the dome shape is mention | raise | lifted. In addition to the deformation of the middle convex shape in which the central portion of the substrate is above the peripheral portion, the deformation of the concave shape in which the central portion is below the peripheral portion is also included.

さらに、シール部材の上部要素が延在方向が相違する第1の部分と第2の部分とを有するので、上部要素が一方向に延在する部分のみを有する上記特許文献1,2に記載の真空チャックと比較して、上部要素が倒れて弾性変形する際、基板と接する上部要素の上端面は左程水平方向に移動しないので、基板の平坦度を安定的に確保することが可能になる。   Furthermore, since the upper element of the seal member has the first part and the second part in which the extending directions are different, the upper element described in Patent Documents 1 and 2 having only a part extending in one direction. Compared with the vacuum chuck, when the upper element falls down and elastically deforms, the upper end surface of the upper element that contacts the substrate does not move horizontally in the left direction, so that the flatness of the substrate can be stably secured. .

本発明の一態様の真空チャックにおいて、前記第1の部分と前記第2の部分とのうち上方に位置する部分は下方に位置する部分よりも厚みが薄い部分を有する。   In the vacuum chuck of one embodiment of the present invention, the upper portion of the first portion and the second portion has a portion that is thinner than the lower portion.

当該構成の真空チャックによれば、真空吸着初期時における真空吸引力が小さい期間において、厚さが薄い部分が先に倒れ込むので、基板の搖動を柔軟に吸収しながら基板を吸引することが可能になる。さらに、その後、真空吸引力が大きくなると、厚さが厚い部分も倒れ込むので、基板を強固に吸引固定することが可能となる。   According to the vacuum chuck having such a configuration, the thin portion falls first in a period when the vacuum suction force at the initial stage of vacuum suction is small, so that the substrate can be sucked while flexibly absorbing the peristalsis of the substrate. Become. Furthermore, when the vacuum suction force is increased thereafter, the thick part also falls down, so that the substrate can be firmly sucked and fixed.

本発明の一態様の真空チャックにおいて、前記第1の部分と前記第2の部分とのうち少なくとも一方の部分に、貫通穴または切り欠きが形成されていることを特徴とする。   The vacuum chuck of one embodiment of the present invention is characterized in that a through hole or a notch is formed in at least one of the first portion and the second portion.

当該構成の真空チャックによれば、真空吸着初期時の基板とシール部材とが十分に密着されていない段階において、真空排気によって生じる気体の流れが速くなり過ぎることを抑制して、基板の搖動を柔軟に吸収しながら基板を吸引することが可能になる。さらに、その後、真空吸引力が大きくなり、上部要素が倒れ込むと、貫通穴が閉塞されて貫通穴からの気体の流入が抑制されるので、基板を強固に吸引固定することが可能となる。   According to the vacuum chuck having the above configuration, in the stage where the substrate and the seal member are not sufficiently in close contact with each other at the initial stage of vacuum adsorption, it is possible to suppress the gas flow generated by the vacuum evacuation from becoming too fast and The substrate can be sucked while being absorbed flexibly. Furthermore, when the vacuum suction force increases and the upper element falls down, the through hole is closed and the inflow of gas from the through hole is suppressed, so that the substrate can be firmly sucked and fixed.

本発明の一実施形態としての真空チャックの上面図。The top view of the vacuum chuck as one embodiment of the present invention. 図1のII−II線断面図。II-II sectional view taken on the line of FIG. 本発明の一実施形態としての真空チャックの機能に関する説明図。Explanatory drawing regarding the function of the vacuum chuck as one Embodiment of this invention. シール部材の他の実施形態に関する説明図。Explanatory drawing regarding other embodiment of a sealing member. シール部材の他の実施形態例に関する説明図。Explanatory drawing regarding the other embodiment example of a sealing member. シール部材の他の実施形態例に関する説明図。Explanatory drawing regarding the other embodiment example of a sealing member. シール部材の比較例に関する説明図。Explanatory drawing regarding the comparative example of a sealing member.

(構成)
図1および図2に示されている本発明の一実施形態としての真空チャックは、略円板状のセラミックス焼結体からなる基体1を備えている。基体1は、炭化珪素、窒化アルミニウム、アルミナまたは窒化ケイ素などのセラミックス粉末を主原料とする原料粉末の成形体が焼成され、必要な加工が施されることにより作製される。
(Constitution)
The vacuum chuck as an embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 includes a base 1 made of a substantially disc-shaped ceramic sintered body. The substrate 1 is produced by firing a raw material powder molded body mainly made of ceramic powder such as silicon carbide, aluminum nitride, alumina or silicon nitride and performing necessary processing.

基体1の表面(上面)側にウエハW(基板)が配置される。基体1には、表面に開口する連通経路102(貫通穴)の他、ウエハWを昇降させるためのリフトピン(図示略)が挿通されるリフトピン用貫通穴104が形成されている。   A wafer W (substrate) is disposed on the surface (upper surface) side of the substrate 1. In addition to the communication path 102 (through hole) opened on the surface, the base 1 is formed with a lift pin through hole 104 through which a lift pin (not shown) for raising and lowering the wafer W is inserted.

基体1の表面に連通経路102の開口部102aを囲う環状に窪んでいる環状凹部10(たとえば深さ1〜10[mm]、幅1〜10[mm])が形成されている。環状凹部10に環状のシール部材2が配置されている。   An annular recess 10 (for example, a depth of 1 to 10 [mm] and a width of 1 to 10 [mm]) is formed on the surface of the base 1 and is recessed in an annular shape surrounding the opening 102 a of the communication path 102. An annular seal member 2 is disposed in the annular recess 10.

さらに、基体1の表面には、環状凹部10を囲う環状に突出している環状凸部12(たとえば高さ10〜500[μm])が形成されている。環状凸部12の上端部が基体1における「ウエハWとの当接箇所」を構成する。そのほか、基体1の表面には、当該表面から突出する略円柱状、略半球状または略円錐台状の複数のピン(図示略(たとえば高さ10〜500[μm]))が、三角格子状、正方格子状または同心円状など、規則的に配置されて形成されていてもよい。複数のピンの上端部が基体1における「ウエハWとの当接箇所」を構成し、かつ、吸着平面を定義する。吸着平面は、環状凸部12の上端面および各ピンの上端面により構成される離散的な面の集合である。   Furthermore, an annular convex portion 12 (for example, a height of 10 to 500 [μm]) protruding in an annular shape surrounding the annular concave portion 10 is formed on the surface of the base 1. The upper end portion of the annular convex portion 12 constitutes the “contact portion with the wafer W” in the base 1. In addition, a plurality of substantially cylindrical, hemispherical, or substantially truncated cone-shaped pins (not shown (for example, a height of 10 to 500 [μm])) protruding from the surface are formed on the surface of the base body 1 in a triangular lattice shape. Further, they may be regularly arranged such as a square lattice shape or a concentric circle shape. The upper end portions of the plurality of pins constitute a “contact portion with the wafer W” in the base 1 and define an adsorption plane. The suction plane is a set of discrete surfaces constituted by the upper end surface of the annular convex portion 12 and the upper end surface of each pin.

シール部材2は、ウレタン、シリコーン樹脂、ニトリルゴム、EPDM(エチレンプロピレンジエンゴム)、HNBR(水素化ニトリルゴム)、ブタジエンゴムまたはフッ素ゴムなどの弾性素材により構成されている。   The seal member 2 is made of an elastic material such as urethane, silicone resin, nitrile rubber, EPDM (ethylene propylene diene rubber), HNBR (hydrogenated nitrile rubber), butadiene rubber, or fluorine rubber.

シール部材2は、環状凹部10に配置され、少なくとも下部を構成する環状の下部要素21と、少なくとも一部が環状凹部10から基体1の表面におけるウエハWとの当接箇所より上方に突出する環状の上部要素22と、を備えている(図2参照)。このようにして、シール部材2は、上部要素22と下部要素21の2つの要素を備えており、上部要素22が上方に位置する要素であり、下部要素21が下方に位置する要素である。   The seal member 2 is disposed in the annular recess 10 and has an annular lower element 21 that constitutes at least a lower part, and at least a part of the seal member 2 that protrudes upward from a position where the annular recess 10 contacts the wafer W on the surface of the substrate 1. The upper element 22 is provided (see FIG. 2). In this way, the seal member 2 includes two elements, that is, the upper element 22 and the lower element 21. The upper element 22 is an element positioned above, and the lower element 21 is an element positioned below.

上部要素22が下部要素21との間に存在する間隙を狭めるように基体1の表面におけるウエハWとの当接箇所(吸着平面)と同じ高さまで弾性的に傾倒可能に構成されている(図3参照)。   The upper element 22 is configured to be elastically tiltable up to the same height as the contact point (suction plane) with the wafer W on the surface of the substrate 1 so as to narrow the gap between the upper element 22 and the lower element 21 (see FIG. 3).

上部要素22は、環状の内側方向に向いながら上方に向って延在する第1の部分22aと、環状の外側方向に向いながら上方に延在する第2の部分22bとを有し、シール部材2の上部を構成している。   The upper element 22 has a first part 22a extending upward while facing the annular inner direction, and a second part 22b extending upward while facing the annular outer direction, and the sealing member The upper part of 2 is comprised.

ここでは、第1の部分22aは、下部要素21の環状の外側上面から内側方向(中心方向)に向って斜め上方に直線状に延在している。第2の部分22bは、第1の部分22aの環状の上面から外側方向に向って斜め上方に直線状に延在している。これにより、上部要素22は、その側部断面がくの字状(傾いたL字状)になっている。   Here, the first portion 22a extends linearly obliquely upward from the annular outer upper surface of the lower element 21 toward the inner direction (center direction). The second portion 22b extends linearly obliquely upward from the annular upper surface of the first portion 22a in the outward direction. Thereby, as for the upper element 22, the side part cross section is a dogleg shape (inclined L-shape).

そして、第1の部分22aと第2の部分22bとの接続部分は、下部要素21の外周端部よりも内側上方に位置している。第2の部分22bの上端部は、下部要素21の上端面の上方に位置している。   A connecting portion between the first portion 22 a and the second portion 22 b is located on the inner upper side of the outer peripheral end portion of the lower element 21. The upper end portion of the second portion 22 b is located above the upper end surface of the lower element 21.

上部要素22が、荷重がある状態から当該荷重から解放された状態に遷移した際に、元の姿勢に戻るような弾性がシール部材2に必要とされる。この点が勘案されて、シール部材2を構成する素材の弾性率および上部要素22の撓み箇所または基端の厚みが設計される。ここでは、第1の部分22aと第2の部分22bとの厚みは同じであるが、これらの厚みは相違していてもよい。   When the upper element 22 changes from a loaded state to a released state, the seal member 2 is required to have elasticity so that it returns to its original posture. In consideration of this point, the elastic modulus of the material constituting the seal member 2 and the thickness of the bent portion or the base end of the upper element 22 are designed. Here, the thickness of the first portion 22a and the second portion 22b is the same, but these thicknesses may be different.

(機能)
前記構成の真空チャックによれば、ウエハWが基体1の表面側に載置された際、シール部材2の一部である上部要素22を、ウエハWに反り、うねり、段差などがあっても全周または略全周にわたりウエハWに対して当接させることができる。そして、連通経路102を通じてウエハWと、基体1と、シール部材2とにより囲まれている空間(内側空間)が真空吸引される。
(function)
According to the vacuum chuck having the above-described configuration, when the wafer W is placed on the surface side of the substrate 1, the upper element 22 which is a part of the seal member 2 may be warped, swelled, stepped, or the like. It can be brought into contact with the wafer W over the entire circumference or substantially the entire circumference. Then, the space (inner space) surrounded by the wafer W, the base 1 and the seal member 2 is vacuumed through the communication path 102.

これにより、当該内側空間に負圧領域が形成され、シール部材2が、その上部要素22が弾性的にくの字がつぶれるように弾性変形して基体1の吸着平面と同じ高さとなる(図3参照)。その結果、ウエハWを全体的に基体1の吸着平面に当接させることができ、さらには当該ウエハWにおいて平坦度が担保される領域の拡張が図られる。   As a result, a negative pressure region is formed in the inner space, and the sealing member 2 is elastically deformed so that the upper element 22 is elastically crushed and becomes the same height as the suction plane of the base 1 (see FIG. 3). As a result, the wafer W can be brought into contact with the suction plane of the substrate 1 as a whole, and further, the area of the wafer W where the flatness is ensured can be expanded.

さらに、上部要素22が下部要素21の上面から上方に向って一方向に延在する部分を有するものの場合、この部分が倒れて弾性変形する際、ウエハWと接する前記部分の上端面が大きく移動するので、ウエハWを良好に支持できないことがある。特に、ウエハWの厚さが薄く、反り、うねり、段差が大きい場合には、前記部分の倒れ込み量を十分に確保する必要があり、ウエハWを高い平面度で支持することが困難である。   Furthermore, when the upper element 22 has a portion extending in one direction upward from the upper surface of the lower element 21, the upper end surface of the portion in contact with the wafer W moves greatly when the portion collapses and elastically deforms. Therefore, the wafer W may not be supported well. In particular, when the wafer W is thin and warps, undulates and has a large step, it is necessary to ensure a sufficient amount of collapse of the portion, and it is difficult to support the wafer W with high flatness.

一方、上部要素22が第1の部分22aと第2の部分22bとを有する場合、これらの部分22a,22bが倒れて弾性変形する際、ウエハWと接する第2の部分22bの上端面は左程水平方向に移動しないので、ウエハWの平坦度を良好に確保することが可能になる。ウエハWの厚さが薄く、反りなどが大きい場合であっても、上部要素22の倒れ込み量を十分に確保することができ、ウエハWを高い平面度で支持することが困難である。   On the other hand, when the upper element 22 has the first portion 22a and the second portion 22b, the upper end surface of the second portion 22b in contact with the wafer W is left when the portions 22a and 22b fall and elastically deform. Since it does not move in the horizontal direction, the flatness of the wafer W can be secured satisfactorily. Even when the thickness of the wafer W is thin and warping is large, it is possible to secure a sufficient amount of collapse of the upper element 22 and it is difficult to support the wafer W with high flatness.

(本発明の他の実施形態)
シール部材2および環状凹部10のそれぞれの形状がさまざまに変更されてもよい。
(Other embodiments of the present invention)
The shapes of the seal member 2 and the annular recess 10 may be variously changed.

たとえば、図4に示されているシール部材2Aのように、上部要素22Aは、第1の部分22Aaと第2の部分22Abとを有し、第2の部分22Abが、下部要素21Aの環状の内側上面から外側方向に向って斜め上方に直線状に延在し、第1の部分22Aaが、第2の部分22Abの環状の上面から内側方向に向って斜め上方に直線状に延在していてもよい。   For example, like the seal member 2A shown in FIG. 4, the upper element 22A has a first portion 22Aa and a second portion 22Ab, and the second portion 22Ab is an annular shape of the lower element 21A. The first portion 22Aa linearly extends obliquely upward from the inner upper surface toward the outer direction, and linearly extends obliquely upward from the annular upper surface of the second portion 22Ab toward the inner direction. May be.

この場合、第1の部分22Aaと第2の部分22Abとの接続部分は、下部要素21の内周端部よりも外側上方に位置している。第1の部分22Aaの上端部は、下部要素21の上端面の上方に位置している。   In this case, the connection portion between the first portion 22 </ b> Aa and the second portion 22 </ b> Ab is located on the outer upper side than the inner peripheral end portion of the lower element 21. The upper end portion of the first portion 22Aa is located above the upper end surface of the lower element 21.

上部要素22Aが、荷重がある状態から当該荷重から解放された状態に遷移した際に、元の姿勢に戻るような弾性がシール部材2Aに必要とされる。この点が勘案されて、シール部材2Aを構成する素材の弾性率および上部要素22Aの撓み箇所または基端の厚みが設計される。ここでは、第1の部分22Aaと第2の部分22Abとの厚みは同じであるが、これらの厚みは相違していてもよい。   When the upper element 22A transitions from a state in which a load is applied to a state in which the upper element 22A is released from the load, the seal member 2A is required to have elasticity so as to return to the original posture. Considering this point, the elastic modulus of the material constituting the seal member 2A and the thickness of the bent portion or the base end of the upper element 22A are designed. Here, the first portion 22Aa and the second portion 22Ab have the same thickness, but these thicknesses may be different.

このように構成された真空チャックは、上記図3に示した真空チャックと同様の効果を奏する。   The thus configured vacuum chuck has the same effect as the vacuum chuck shown in FIG.

また、たとえば、図5に示されているシール部材2Bのように、上部要素22Bは、第1の部分22Baと第2の部分22Bbとを有し、第2の部分22Bbが、下部要素21Bの環状の内側上面から外側方向に向って斜め上方に直線状に延在し、第1の部分22Baが、第2の部分22Bbの環状の上面から内側方向に向って斜め上方に直線状に延在していてもよい。   Further, for example, like the seal member 2B shown in FIG. 5, the upper element 22B has a first portion 22Ba and a second portion 22Bb, and the second portion 22Bb corresponds to the lower element 21B. The first portion 22Ba extends linearly obliquely upward from the annular inner upper surface toward the outer direction, and linearly extends obliquely upward from the annular upper surface of the second portion 22Bb toward the inner direction. You may do it.

この場合、第1の部分22Baと第2の部分22Bbとの接続部分は、下部要素21Bの上端面の上方に位置している。第1の部分22Baの上端部は、下部要素21Bの外周端部よりも内側上方に位置している。   In this case, the connection portion between the first portion 22Ba and the second portion 22Bb is located above the upper end surface of the lower element 21B. The upper end portion of the first portion 22Ba is located on the inner upper side than the outer peripheral end portion of the lower element 21B.

そして、第1の部分22Baの厚みは第2の部分22Bbの厚みよりも薄くなっている。   The thickness of the first portion 22Ba is thinner than the thickness of the second portion 22Bb.

このように構成された真空チャックは、上記図3に示した真空チャックと同様の効果を奏する。さらに、このように構成された真空チャックにおいては、真空吸着初期時における真空吸引力が小さい期間において、厚さが薄い第1の部分22Baのみが倒れ込むので、ウエハWの搖動を柔軟に吸収しながらウエハWを吸引することが可能になる。さらに、その後、真空吸引力が大きくなると、厚さが厚い第2の部分22Bbも倒れ込むので、ウエハWを強固に吸引固定することが可能となる。   The thus configured vacuum chuck has the same effect as the vacuum chuck shown in FIG. Further, in the vacuum chuck configured as described above, only the first portion 22Ba having a small thickness collapses in a period in which the vacuum suction force at the initial stage of vacuum suction is small, so that the wafer W can be flexibly absorbed. The wafer W can be sucked. Further, when the vacuum suction force is increased thereafter, the thick second portion 22Bb also falls, so that the wafer W can be firmly sucked and fixed.

さらに、たとえば、図6に示されているシール部材2Cのように、図5に示された第1の部分22Baに相当する第1の部分22Caに貫通穴23が形成されていてもよい。なお、貫通穴の代わりに、第1の部分22CaのうちウエハWとの当接箇所となる先端面に切り欠きが形成されていてもよい。貫通穴23または切り欠きは、複数、周上に分散して形成されていることが好ましい。貫通穴23または切り欠きの形状は、たとえば、円状、楕円状、三角形状、矩形状などであるが、これらに限定されない。   Further, for example, a through hole 23 may be formed in the first portion 22Ca corresponding to the first portion 22Ba shown in FIG. 5 like the sealing member 2C shown in FIG. Instead of the through hole, a notch may be formed on the tip surface of the first portion 22Ca that is a contact portion with the wafer W. It is preferable that a plurality of through holes 23 or notches are formed in a distributed manner on the circumference. The shape of the through hole 23 or the cutout is, for example, a circle, an ellipse, a triangle, a rectangle, or the like, but is not limited thereto.

このように構成された真空チャックは、上記図5に示した真空チャックと同様の効果を奏する。さらに、このように構成された真空チャックにおいては、真空吸着初期時のウエハWとシール部材2Cとが十分に密着されていない段階において、真空排気によって生じる気体の流れが速くなり過ぎすることを抑制して、ウエハWの搖動を柔軟に吸収しながらウエハWを吸引することが可能になる。さらに、その後、真空吸引力が大きくなり、上部要素22Cが倒れ込むと、貫通穴からの気体の流入が抑制されるので、ウエハWを強固に吸引固定することが可能となる。   The thus configured vacuum chuck has the same effect as the vacuum chuck shown in FIG. Further, in the vacuum chuck configured as described above, it is possible to prevent the gas flow generated by the evacuation from becoming too fast at the stage where the wafer W and the seal member 2C are not sufficiently in close contact at the initial stage of vacuum suction. Thus, the wafer W can be sucked while flexibly absorbing the swing of the wafer W. Furthermore, when the vacuum suction force increases and the upper element 22C falls down, the inflow of gas from the through hole is suppressed, so that the wafer W can be firmly sucked and fixed.

なお、本発明の真空チャックは、上述した実施形態のものに限定されず、たとえば、環状凸部12を省略したものであってもおい。   In addition, the vacuum chuck of this invention is not limited to the thing of embodiment mentioned above, For example, the thing which abbreviate | omitted the annular convex part 12 may be used.

たとえば、上記の実施形態では、上部要素22Aが第1の部分22Aaと第2の部分22Abとの2つの部分からなるものについて説明した。しかし、上部要素は、環状の内側方向に向いながら上方に向って延在する第1の部分と、環状の外側方向に向いながら上方に延在する第2の部分とを有していればよく、たとえば、上方に向って鉛直に延在する部分、または、さらに別の環状の内側または外側方向に向いながら上方に向って延在する部分を1または複数備えるものであってもよい。   For example, in the above embodiment, the upper element 22A has been described as having two parts, the first part 22Aa and the second part 22Ab. However, the upper element only needs to have a first portion extending upward while facing the annular inner direction and a second portion extending upward while facing the annular outer direction. For example, it may be provided with one or a plurality of portions extending vertically upward, or further extending upward while facing inward or outward of another annular shape.

また、第1の部分22Aaと第2の部分22Abは直線状に延在していなくてもよく、曲線状または直線と曲線を組み合わせた形状で延在していてもよく、第1の部分22Aaと第2の部分22Abの延在方向に沿った長さは、第2の部分22Abよりも第1の部分22Aaの方が長くてもよく、第1の部分22Aaと第2の部分22Abとが同じであってもよい。   Further, the first portion 22Aa and the second portion 22Ab may not extend linearly, may extend in a curved shape or a shape combining a straight line and a curved line, and the first portion 22Aa. The length along the extending direction of the second portion 22Ab may be longer in the first portion 22Aa than in the second portion 22Ab, and the first portion 22Aa and the second portion 22Ab may be It may be the same.

さらに、第1の部分22Aaと第2の部分22Abのうちウエハとの当接箇所を構成する部分に、その内周面と外周面の少なくとも一方に周方向に延在する溝を形成してもよい。溝部の深さ、幅、密度を変更することによってもシール部材2の倒れ込み易さを調節することができる。   Furthermore, a groove extending in the circumferential direction may be formed on at least one of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the first portion 22Aa and the second portion 22Ab that constitutes a contact portion with the wafer. Good. The ease of falling of the seal member 2 can also be adjusted by changing the depth, width, and density of the groove.

(実施例1)
炭化珪素(SiC)からなり、外径300mm、厚さ7mmの基体1を用意した。そして、この基体1に、幅5mm、深さ3.5mmの環状凹部10、直径2mmの連通経路102を形成した。
Example 1
A substrate 1 made of silicon carbide (SiC) and having an outer diameter of 300 mm and a thickness of 7 mm was prepared. An annular recess 10 having a width of 5 mm and a depth of 3.5 mm and a communication path 102 having a diameter of 2 mm were formed on the base 1.

フッ素ゴムからなり、図2に示すシール部材2を用意した。シール部材2は、下部要素21は内径274mm、外径284mm、厚さ2.5mmであり、上部要素22の厚さは0.5mmであった。上部要素22の第1の部分22aは、下部要素21の上端面から内側に30度の角度で傾斜し、高さが12mmであった。上部要素22の第2の部分22bは、第1の部分22aの上端面から外側に30度の角度で傾斜し、高さが6mmであった。   A seal member 2 made of fluororubber and shown in FIG. 2 was prepared. In the sealing member 2, the lower element 21 had an inner diameter of 274 mm, an outer diameter of 284 mm, a thickness of 2.5 mm, and the upper element 22 had a thickness of 0.5 mm. The first portion 22a of the upper element 22 was inclined inward from the upper end surface of the lower element 21 at an angle of 30 degrees, and the height was 12 mm. The second portion 22b of the upper element 22 was inclined outward at an angle of 30 degrees from the upper end surface of the first portion 22a, and the height was 6 mm.

そして、シール部材2の下部要素21を基体1の環状凹部10に挿入した。   Then, the lower element 21 of the seal member 2 was inserted into the annular recess 10 of the base 1.

ウエハWとして、シリコンウエハからなり、外径300mm、厚さが0.7mmおよび0.3mmのものを用意した。ここで、厚さが0.7mmのウエハWの反りは3mmであり、厚さが0.3mmのウエハWの反りは7mmであった。   As the wafer W, a silicon wafer having an outer diameter of 300 mm and a thickness of 0.7 mm and 0.3 mm was prepared. Here, the warpage of the wafer W having a thickness of 0.7 mm was 3 mm, and the warpage of the wafer W having a thickness of 0.3 mm was 7 mm.

厚さ0.7mmのウエハWをシール部材2の上端に載置して吸引した。吸着保持されたウエハWの平坦度は0.8μmであり、良好であった。また、吸引時にウエハWの搖動は目視で確認されなかった。   A wafer W having a thickness of 0.7 mm was placed on the upper end of the seal member 2 and sucked. The flatness of the wafer W held by suction was 0.8 μm, which was good. Further, the movement of the wafer W was not visually confirmed during suction.

厚さ0.3mmのウエハWをシール部材2の上端に載置して吸引した。吸着保持されたウエハWの平坦度は1.0μmであり、良好であった。ただし、吸引時にウエハWの搖動が目視で確認された。   A wafer W having a thickness of 0.3 mm was placed on the upper end of the seal member 2 and sucked. The flatness of the wafer W held by suction was 1.0 μm, which was good. However, the movement of the wafer W was visually confirmed during suction.

(実施例2)
ウレタンからなり、図4に示すシール部材2Aを用意した。シール部材2Aの下部要素21は、実施例1のシール部材2Aの下部要素21と同じ形状であった。そして、上部要素22Aの厚さは0.5mmであった。上部要素22Aの第2の部分22Abは、下部要素21の上端面から外側に30度の角度で傾斜し、高さが12mmであった。上部要素22Aの第1の部分22Aaは、第2の部分22Abの上端面から内側に30度の角度で傾斜し、高さが6mmであった。
(Example 2)
A seal member 2A made of urethane and shown in FIG. 4 was prepared. The lower element 21 of the seal member 2A had the same shape as the lower element 21 of the seal member 2A of Example 1. The thickness of the upper element 22A was 0.5 mm. The second portion 22Ab of the upper element 22A was inclined outward from the upper end surface of the lower element 21 at an angle of 30 degrees, and the height was 12 mm. The first portion 22Aa of the upper element 22A was inclined inward at an angle of 30 degrees from the upper end surface of the second portion 22Ab, and the height was 6 mm.

厚さ0.7mmのウエハWをシール部材2Aの上端に載置して吸引した。吸着保持されたウエハWの平坦度は0.8μmであり、良好であった。また、吸引時にウエハWの搖動は目視で確認されなかった。   A wafer W having a thickness of 0.7 mm was placed on the upper end of the seal member 2A and sucked. The flatness of the wafer W held by suction was 0.8 μm, which was good. Further, the movement of the wafer W was not visually confirmed during suction.

厚さ0.3mmのウエハWをシール部材2Aの上端に載置して吸引した。吸着保持されたウエハWの平坦度は1.0μmであり、良好であった。ただし、吸引時にウエハWの搖動が目視で確認された。   A wafer W having a thickness of 0.3 mm was placed on the upper end of the seal member 2A and sucked. The flatness of the wafer W held by suction was 1.0 μm, which was good. However, the movement of the wafer W was visually confirmed during suction.

(実施例3)
ウレタンからなり、図5に示すシール部材2Bを用意した。シール部材2Bの下部要素21は、実施例1のシール部材2Aの下部要素21と同じ形状であった。そして、上部要素22Bの第2の部分22Bbは、下部要素21の上端面から外側に30度の角度で傾斜し、高さが6mm、厚さが0.8mmであった。上部要素22Bの第1の部分22Baは、第2の部分22Bbの上端面から内側に30度の角度で傾斜し、高さが12mm、厚さが0.5mmであった。
Example 3
A sealing member 2B made of urethane and shown in FIG. 5 was prepared. The lower element 21 of the seal member 2B has the same shape as the lower element 21 of the seal member 2A of Example 1. The second portion 22Bb of the upper element 22B was inclined outward at an angle of 30 degrees from the upper end surface of the lower element 21, and the height was 6 mm and the thickness was 0.8 mm. The first portion 22Ba of the upper element 22B is inclined inwardly at an angle of 30 degrees from the upper end surface of the second portion 22Bb, and has a height of 12 mm and a thickness of 0.5 mm.

厚さ0.7mmのウエハWをシール部材2Bの上端に載置して吸引した。吸着保持されたウエハWの平坦度は0.7μmであり、良好であった。また、吸引時にウエハWの搖動は目視で確認されなかった。   A wafer W having a thickness of 0.7 mm was placed on the upper end of the seal member 2B and sucked. The flatness of the wafer W held by suction was 0.7 μm, which was good. Further, the movement of the wafer W was not visually confirmed during suction.

厚さ0.3mmのウエハWをシール部材2Bの上端に載置して吸引した。吸着保持されたウエハWの平坦度は0.9μmであり、良好であった。ただし、吸引時にウエハWの搖動が目視で確認された。   A wafer W having a thickness of 0.3 mm was placed on the upper end of the seal member 2B and sucked. The flatness of the wafer W held by suction was 0.9 μm, which was good. However, the movement of the wafer W was visually confirmed during suction.

(実施例4)
図6に示すシール部材2Cを用意した。シール部材2Cは、実施例3のシール部材2Bに対して穴径2mmの貫通穴23を周方向に沿って等間隔で60個形成したものであった。
(Example 4)
A seal member 2C shown in FIG. 6 was prepared. The seal member 2C was formed by forming 60 through holes 23 having a hole diameter of 2 mm at equal intervals along the circumferential direction with respect to the seal member 2B of Example 3.

厚さ0.7mmのウエハWをシール部材2Cの上端に載置して吸引した。吸着保持されたウエハWの平坦度は0.8μmであり、良好であった。また、吸引時にウエハWの搖動は目視で確認されなかった。   A wafer W having a thickness of 0.7 mm was placed on the upper end of the seal member 2C and sucked. The flatness of the wafer W held by suction was 0.8 μm, which was good. Further, the movement of the wafer W was not visually confirmed during suction.

厚さ0.3mmのウエハWをシール部材2Cの上端に載置して吸引した。吸着保持されたウエハWの平坦度は1.0μmであり、良好であった。また、吸引時にウエハWの搖動は目視で確認されなかった。   A wafer W having a thickness of 0.3 mm was placed on the upper end of the seal member 2C and sucked. The flatness of the wafer W held by suction was 1.0 μm, which was good. Further, the movement of the wafer W was not visually confirmed during suction.

(比較例)
ウレタンからなり、図7に示すシール部材2Dを用意した。シール部材2Dの下部要素21Dは、実施例1のシール部材2Aの下部要素21と同じ形状であった。そして、上部要素22Dの厚さは0.5mmであった。上部要素22Dは、下部要素21の上端面から外側に60度の角度で傾斜し、高さが12mmであった。
(Comparative example)
A sealing member 2D made of urethane and shown in FIG. 7 was prepared. The lower element 21D of the seal member 2D has the same shape as the lower element 21 of the seal member 2A of Example 1. The thickness of the upper element 22D was 0.5 mm. The upper element 22D was inclined outward at an angle of 60 degrees from the upper end surface of the lower element 21, and the height was 12 mm.

厚さ0.7mmのウエハWをシール部材2Dの上端に載置して吸引した。吸着保持されたウエハWの平坦度は1.0μmであり、良好であった。ただし、吸引時にウエハWの搖動が目視で確認された。   A wafer W having a thickness of 0.7 mm was placed on the upper end of the seal member 2D and sucked. The flatness of the wafer W held by suction was 1.0 μm, which was good. However, the movement of the wafer W was visually confirmed during suction.

厚さ0.3mmのウエハWをシール部材2Dの上端に載置して吸引した。吸着保持されたウエハWの平坦度は2.0μmであり、良好ではなかった。また、吸引時にウエハWの搖動および吸着保持されたウエハWの位置ずれが目視で確認された。   A wafer W having a thickness of 0.3 mm was placed on the upper end of the seal member 2D and sucked. The flatness of the wafer W held by suction was 2.0 μm, which was not good. Further, the movement of the wafer W and the displacement of the wafer W held by suction during the suction were visually confirmed.

1…基体、 2,2A,2B,2C…シール部材、 10…環状凹部、 12…環状凸部、 22a,22Aa,22Ba…第1の部分、 22b,22Ab,22Bb…第2の部分、 21…下部要素、 22…上部要素、 23…貫通穴、 102…連通経路、 102a…開口部、 104…リフトピン用貫通穴、 W…ウエハ(基板)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base | substrate, 2, 2A, 2B, 2C ... Sealing member 10 ... Annular recessed part 12 ... Annular convex part 22a, 22Aa, 22Ba ... 1st part, 22b, 22Ab, 22Bb ... 2nd part, 21 ... Lower element, 22 ... Upper element, 23 ... Through hole, 102 ... Communication path, 102a ... Opening, 104 ... Through hole for lift pin, W ... Wafer (substrate).

Claims (3)

連通経路が形成されている基体と、前記基体の上面に開口する前記連通経路の開口部と、を備え、前記連通経路を通じて前記基体の上面と前記基体の上面側に配置される基板との間に負圧領域が形成されることにより前記基体の上面側に前記基板を吸着保持する真空チャックであって、
前記基体の上面における前記連通経路の開口部を囲う位置に環状に窪んだ環状凹部が形成され、環状の弾性素材からなるシール部材の少なくとも下部が前記環状凹部に配置される一方、前記シール部材の上部が前記基体の上面から突出しており、
前記シール部材の上部は、前記環状の内側方向に向いながら上方に向って延在する第1の部分と、前記環状の外側方向に向いながら上方に延在する第2の部分とを有することを特徴とする真空チャック。
A base on which a communication path is formed; and an opening portion of the communication path that opens to the upper surface of the base; between the upper surface of the base and the substrate disposed on the upper surface side of the base through the communication path A vacuum chuck for adsorbing and holding the substrate on the upper surface side of the base body by forming a negative pressure region on the substrate,
An annular recess that is annularly depressed is formed at a position surrounding the opening of the communication path on the upper surface of the base, and at least a lower part of a seal member made of an annular elastic material is disposed in the annular recess, The upper part protrudes from the upper surface of the substrate,
The upper part of the seal member has a first part extending upward while facing the inner side of the ring, and a second part extending upward while facing the outer side of the ring. A featured vacuum chuck.
前記第1の部分と前記第2の部分とのうち上方に位置する部分は下方に位置する部分よりも厚みが薄い部分を有することを特徴とする請求項1に記載の真空チャック。   2. The vacuum chuck according to claim 1, wherein the upper portion of the first portion and the second portion has a portion that is thinner than the lower portion. 前記第1の部分と前記第2の部分とのうち少なくとも一方の部分に、貫通穴または切り欠きが形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の真空チャック。   The vacuum chuck according to claim 1, wherein a through hole or a notch is formed in at least one of the first part and the second part.
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