JP2019096717A - 基板吸着部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】真空吸着力を保持しながら変形の抑制を効果的に図ることが可能な基板吸着部材を提供する。【解決手段】真空チャック１００は、基板Ｗを吸着する上面１１と、上面１１の反対側の下面１２と、上面１１と下面１２との間の側面１３とを有し、セラミック多孔質体からなる基体１０と、基体１０の下面１２の少なくとも一部を支持する支持面２１を含む基体１０と接する接触面２２を有する緻密質体からなる支持部材２０であって、接触面２２に開口する開口部２３と外部空間とを連通する通気路２４が形成された支持部材２０と、基体１０に内蔵され、基体１０よりヤング率が高い高剛性部材３０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、基板吸着部材、特にウエハなどの基板を吸着する基板吸着部材及びその製造方法に関する。

半導体製造装置において、ウエハなどの基板を真空吸着して保持するために真空チャックなどの基板吸着部材が用いられる。このような基板吸着部材として、多孔質体からなる基体を用いるものがある。

そして、特許文献１には、合成樹脂粒子を焼成して得た多孔質体からなる基体に金属板を埋設することにより、基板の変形を抑制することが開示されている。

特許第４７４０６５６号公報

しかしながら、特許文献１のように多孔質体からなる基体に金属板を埋設すると、金属板は通気性を有さないので、金属板を埋設した上方部分において、真空吸着が困難になるという課題がある。そして、金属板の埋設面積を小さくすると、変形抑制効果が劣るという課題が生じる。

本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたものであり、真空吸着力を保持しながら基板の変形の抑制を効果的に図ることが可能な基板吸着部材及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の基板吸着部材は、基板を吸着する上面と、前記上面の反対側の下面と、前記上面と下面との間の側面とを有し、セラミック多孔質体からなる基体と、前記基体の下面の少なくとも一部を支持する支持面を含む前記基体と接する接触面を有する緻密質体からなる支持部材であって、前記接触面に開口する開口部と外部空間とを連通する通気路が形成された支持部材と、前記基体に内蔵され、前記基体よりヤング率が高い高剛性部材とを備えることを特徴とする。

本発明の基板吸着部材によれば、基体よりヤング率が高い高剛性部材が基体に内蔵されるので、基体の剛性を高めることが可能となる。これにより、基体の上面に基板を真空吸着したときに基体に生じる変形を抑制することができ、基板の平面度を良好に維持することが可能となる。そして、基体の厚さを低減することができ、基板吸着部材の全体としての厚さの低減が可能となる。

本発明の基板吸着部材において、例えば、前記支持部材の支持面と、前記基体の側面と接する前記支持部材の側壁面とからなる前記接触面により画定される凹部を備える。

本発明の基板吸着部材において、前記高剛性部材は多孔質体であることが好ましい。

この場合、高剛性部材を介した真空排気の経路を確保することが可能となり、吸着力低下の抑制を図ることが可能となる。

そして、前記高剛性部材はセラミックス多孔質体又は金属多孔質体であることが好ましい。

この場合、基体を形成する際の焼成時における高剛性部材の耐熱性を確保することが可能となる。

また、本発明の基板吸着部材において、前記高剛性部材は、前記基体の上面に沿って延びる板状であり、前記高剛性部材には、自身の厚み方向に貫通する孔が形成されていることが好ましい。

この場合、高剛性部材の孔を介した真空排気の経路を確保することが可能となり、吸着力低下の抑制を図ることが可能となる。

また、本発明の基板吸着部材において、前記高剛性部材は、前記基体の上面に沿って延びる板状であり、前記基体の厚さＬに対する前記高剛性部材の厚さＴとの比Ｔ／Ｌが、０．２〜０．７であることが好ましい。

これは、後述する実施例及び比較例から、比Ｔ／Ｌが０．２未満では剛性向上の効果が少なく、比Ｔ／Ｌが０．７を超えると基体にクラックなどの不具合、及び高剛性部材の直上及び直下における排気流路が狭小化して真空吸着に悪影響が生じ得ることが分かったことによる。

また、本発明の基板吸着部材において、前記高剛性部材は、前記基体の上面に沿って延びる板状であり、前記基体の厚さＬ、前記高剛性部材の厚さＴ、及び前記基体の下面から高剛性部材の下面までの距離Ｚが、Ｚ＜−０．８Ｔ＋０．８Ｌの関係式を満たすことが好ましい。

これは、後述する実施例及び比較例から、上記の関係式が成立しないと基体にクラックなどの不具合が生じ得ることが分かったことによる。

また、本発明の基板吸着部材において、前記基体の厚さＬ、前記高剛性部材の厚さＴ、及び前記基体の下面から前記高剛性部材の下面までの距離Ｚが、Ｌ−Ｚ−Ｔ≧３の関係式を満たすことが好ましい。

これは、後述する実施例及び比較例から、高剛性部材の上方に存在する基体の厚さが薄くなり過ぎ、この部分にクラックなどの不具合が生じ得ることが分かったことによる。

本発明の第１の基板吸着部材の製造方法は、上記本発明に係る基板吸着部材の製造方法であって、前記支持部材を用意する工程と、前記支持部材に形成された前記凹部内にスラリーを充填し、前記基体の一部となる第１の充填部を形成する工程と、前記第１の多孔質体の上方であって、前記第１の充填部の上面に形成された凹部内に、前記高剛性部材を配置する工程と、前記第１の充填部及び前記高剛性部材の上方であって、前記支持部材の凹部内に、スラリーを充填し、前記基体の一部となる第２の充填部を形成する工程と、前記第１の充填部及び前記第２の充填部を焼成し、前記基体を形成する工程とを備えることを特徴とする。

この場合、第１の充填体の上面に形成された凹部内に高剛性部材が配置されるため、第２の充填部を形成する際のスラリーの流れによる高剛性部材の位置ずれを防止することが可能となる。

本発明の第２の基板吸着部材の製造方法は、上記本発明に係る基板吸着部材の製造方法であって、前記支持部材を用意する工程と、前記支持部材の前記凹部内にスラリーを充填し、前記基体の一部となる第１の充填部を形成する工程と、前記支持部材の凹部内において、前記第１の充填部の上面に接着剤を介して前記高剛性部材を配置する工程と、前記第１の充填部及び前記高剛性部材の上方であって、前記支持部材の凹部内に、スラリーを充填し、前記基体の一部となる第２の充填部を形成する工程と、前記第１の充填部及び前記第２の充填部を焼成し、前記基体を形成する工程とを備えることを特徴とする。

この場合、第１の充填部の上面に接着剤を介して高剛性部材が配置されるため、第２の充填部を形成する際のスラリーの流れによる高剛性部材の位置ずれを防止することが可能となる。

本発明の実施形態に係る真空チャックの模式縦断面図。 本発明の実施形態に係る真空チャックの製造方法における各工程を説明する模式縦断面図。 真空チャックの製造方法を示すフローチャート。 実施例５における高剛性部材の上面図。 実施例７における高剛性部材の上面図。 実施例８における高剛性部材の縦断面図。

本発明の基板吸着部材の実施形態に係る真空チャック１００について図面を参照して説明する。

真空チャック１００は、図１に示すように、基体１０、支持部材２０及び高剛性部材３０を備える。

基体１０は、セラミック多孔質体からなる。セラミック多孔質体として、例えば、アルミナ（ＡＬ_２Ｏ_３）、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）又はこれらを複合したセラミックスを主成分とした複合粒子から成形体を焼成した焼結体が挙げられる。ただし、基体１０の素材であるセラミック多孔質体は、これに限定されない。例えば、基体１０の素材として、炭化珪素多孔質体、石英ガラス多孔質体、コージエライト多孔質体などの他、酸化物(シリカ、ゼオライト、アルミナ、アパタイト、酸化チタンなど)、炭化物、窒化物などの多孔質体を用いてもよい。

そして、基体１０は、例えば、気孔率が４０〜６０％、ヤング率が１０〜１００ＧＰａである。

基体１０は、ウエハなどの基板Ｗを吸着する上面１１と、上面１１の反対側の下面１２と、上面１１と下面１２との間の側面１３とを有している。上面１１には多数の凸部（ピン）が形成されていてもよく、その場合、凸部の頂面は平坦になっていればよい。そして、この凸部を取り囲むように円環状の凸部が上面１１に形成されていてもよく、この円環状凸部の頂面も平坦になっていればよい。

支持部材２０は、緻密質体からなる。支持部材２０は、基体１０の下面１１の少なくとも一部を支持する支持面２１を含む基体１０と接する接触面２２を有する。支持部材２０には、接触面２２に開口する開口部２３と外部空間とを連通する通気路２４が形成されている。

これにより、基板吸着部材１００は、支持部材２０の支持面２１と、基体１０の側面１３と接する支持部材２０の側壁面とからなる接触面２２により画定される凹部を備える。

高剛性部材３０は、基体１０よりヤング率が高い高剛性材料からなる。高剛性部材３０は、基体１０に内蔵されている。高剛性部材３０は、１個のみでも複数個であってもよい。高剛性部材３０の素材は、例えば、ニッケル、モリブデンなどの金属の他、セラミックス多孔質体であってもよい。高剛性部材３０は、９００℃以上の耐熱性を有し、ヤング率が１００ＧＰａ以上であることが好ましい。

高剛性部材３０は、例えば、基体１０の上面に沿って延びる板状であり、高剛性部材３０には、自身の厚み方向に貫通する孔が形成されてもよい。

基体１０の変形を抑制するために基体１０に高剛性部材３０が内蔵されることによって、基体１０の剛性が高められる。これにより、基体１０の上面１１に基板Ｗを真空吸着するときに基体１０に生じる変形を抑制することができ、基板Ｗの平面度を良好に維持することが可能となる。さらに、基体１０の厚さＬを低減することができ、真空チャック１００の全体としての厚さを低減することが可能となる。

基体１０の剛性を効果的に高めるために、基体１０に内蔵する高剛性部材３０の厚さＴ及び配置位置を適切なものとすることが好ましい。例えば、一般的には基体１０の変形量は中央部付近で最大となるので、基体１０の中央部付近に高剛性部材３０を埋設することが好ましい。また、高剛性部材３０の厚さＴは、基体１０の厚さＬに対して所定割合以上とすることが好ましい。

さらに、基体１０に内蔵する高剛性部材３０の形状、位置などによって、基体１０内の真空排気を制御することが可能となる。すなわち、適切な形状の高剛性部材３０を基体１０内の適切な位置に内蔵させることによって、真空チャック１００の吸着力の面内分布及び吸着力の面内伝播を調整することが可能となる。

例えば、凹状に大きく反りを有する基板Ｗに対しては、中心部から半径方向外周に向かって吸着力を伝播させ基板Ｗの中心付近から外周に向けて平面度の矯正を行いながら基板Ｗを吸着させることが必要である。この場合、基体１０の中央部付近での真空排気が相対的に強くなるように、単なる無垢の円板状の部材を内蔵する場合と比較して、基体１０の中央部の周囲に高剛性部材３０を複数設けることが好ましい。あるいは、厚さ方向に貫通孔を有する高剛性部材３０を用意し、この貫通孔が基体１０の中央部付近に位置するように、この高剛性部材３０を内蔵させることも好ましい。

これらにより、真空排気の開始初期時は、基体１０の中央付近の相対的に間隙が多く真空排気流路面積が大きい領域を介して真空排気されることにより、基体１０の中央部付近に大きな真空吸引力が発現する。その後、中央部から半径方向に離れて配置された高剛性部材３０間の間隙を介して真空排気されることにより、この部分にも真空吸引力が発現する。このようにして、基体１０の中央部で発現した真空吸引力は半径方向外側に伝播するので、凹状に反った基板Ｗの平面矯正を好適に行うことが可能となる。

なお、真空吸着力の伝播方向が中央部から半径方向外側に向かう場合に限定されない。例えば、凸状に反った基板Ｗを吸着する場合には、吸引開始初期時は基体１０の外縁部付近の領域を介して真空吸引を開始し、その後、半径方向内側に真空吸引力を伝播するように、基体１０の中央部付近に高剛性部材３０を内蔵させることも可能である。また、例えば、馬蹄形に凹状に反った基板Ｗを吸着する場合には、その馬蹄形を取り囲むような形状に高剛性部材３０を内蔵させればよい。

以上のように、高剛性部材３０の形状及び内蔵位置などを適宜設定することにより、様々な態様の反りを有する基板Ｗに適した真空吸着力の伝播を制御することが可能となる。

高剛性部材３０は多孔質体であることが好ましい。これにより、高剛性部材３０自体が通気性を有するものとなり、高剛性部材３０を介しての真空排気が可能となる。これにより、吸着力低下の抑制を図ることが可能となる。さらに、高剛性部材３０が多孔質体であると、多孔質体ではなく通気性がないものと比較して、基体１０との通気性の差が小さくなるので、真空吸着力の面内伝播の制御が容易となる。

高剛性部材３０は、セラミックス多孔質体又は金属多孔質体であることが好ましい。これにより、高剛性部材３０は、高い剛性を有し、かつ、焼成時における耐熱性を確保することが可能となる。高剛性部材３０は、例えば気孔率３０〜６０％の多孔質アルミナ質焼結体又は多孔質炭化珪素質焼結体、気孔率３０〜９０％のニッケル又はニッケルクロム合金の多孔質体であることが好適である。

多孔質体からなる基体１０及び高剛性部材３０は、その気孔率に応じて、厚さ５ｍｍ当たり２００〜２０００Ｐａの圧力損失で気体を流速１０Ｌ／ｍｉｎで透過させることが可能となる。すなわち、多孔質体からなる高剛性部材３０が内蔵されていない領域と内蔵されている領域を適宜設定することにより、より細かく真空吸着力の面内の伝播を制御することが可能となる。

高剛性部材３０としてセラミックス多孔質体、特に９００℃程度以上の温度で焼結したセラミックス多孔質体を用いることが好ましい。これにより、高剛性部材３０を構成するセラミック多孔質体の剛性が基体１０を構成する多孔質体に比べて高いものとなり得る。

さらに、高剛性部材３０は、基体１０の上面１１に沿って延びる板状であることが好ましい。これは、基体１０の部分的な変形を抑制するためである。

また、高剛性部材３０は、基体１０の厚さＬに対する高剛性部材３０の厚さＴとの比Ｔ／Ｌが、０．２〜０．７であることが好ましい。これは、後述する実施例から分かるように、比Ｔ／Ｌが０．２〜０．７の範囲であれば、高剛性部材３０を内蔵しない従来の基体１０と比較して基板Ｗの変形量を効果的に抑制することが可能であるからである。

具体的には、比Ｔ／Ｌが０．２未満であると、高剛性部材３０を基体１０に内蔵したことによって得られる、基体１０と高剛性部材３０とが上面視で重り合う領域の剛性の向上が十分ではなく、基板Ｗの変形を抑制する効果が小さいからである。一方、比Ｔ／Ｌが０．７を超えると、高剛性部材３０の上下に配置される基体１０の厚さが薄くなり、この薄い基体１０の部分に焼成時にクラックが生じるおそれが高まるからである。また、高剛性部材３０の直上及び直下の基体１０における排気流路が狭小化するので、十分な真空吸引力が発現するまでの時間が長くなり過ぎるなど真空排気機能に支障が生じるおそれがあるからである。

また、高剛性部材３０の厚さＴは、３ｍｍ以上であることが好ましい。これは、高剛性部材３０の厚さＴが３ｍｍ未満であると、高剛性部材３０を基体１０に埋設することによる剛性の向上効果が十分ではなく、基板Ｗの変形を抑制する効果が小さいからである。

また、高剛性部材３０の厚さＴの上限は、比Ｔ／Ｌの上限値及び基体１０の厚さＬに依存する。高剛性部材３０は少なくとも基体１０の上面に露出しないことが好ましい。

そして、基体１０の厚さＬ、高剛性部材３０の厚さＴ及び基体１０の下面から高剛性部材３０の下面までの距離Ｚが、以下の式（１）の関係式を満たすことが好ましい。
Ｌ−Ｚ−Ｔ≧３ ・・・ （１）

すなわち、高剛性部材３０の直上に位置する領域の基体１０の厚さが３ｍｍ以上であることが好ましい。この領域の厚さが３ｍｍ未満であると、この領域の基体１０が薄いために焼結時にクラックが生じるおそれが高まり、また、この領域での基体１０の排気流路が狭小化するので、真空排気機能に支障が生じるおそれがあるからである。

さらに、後述する実施例から分かるように、高剛性部材３０の基体１０に対する相対的な内蔵位置も、真空吸引時における基板Ｗの変形量に影響を及ぼす。すなわち、高剛性部材３０は基体１０の厚み方向（上下方向）において基体１０の下面１２側に内蔵されるよりも、上面１１側に内蔵されるほうが、基板Ｗの変形量は減少する。これは、基体１０の上面１１側のほうが、真空吸引力による影響を大きく受けるからであると思われる。

具体的には、後述する実施例から分かるように、以下の式（２）の関係式を満たすことが好ましい。
Ｚ＜−０．８Ｔ＋０．８Ｌ ・・・ （２）

なお、高剛性部材３０は、図６を参照して、外周縁部などの縁部に、上方に向かって中心側に傾斜する傾斜部３１を有するものであることも好ましい。これにより、後述する第２の充填部形成工程Ｓ４において、高剛性部材３０とスラリーとの密着性が増すので、これらの間に隙間が生じることをより確実に抑制することが可能となる。

以下、本発明の実施形態に係る真空チャック１００の製造方法について図面を参照して説明する。

図２及び図３に示すように、真空チャック１００の製造方法は、支持部材用意工程Ｓ１、第１の充填部形成工程Ｓ２、高剛性部材配置工程Ｓ３、第２の充填部形成工程Ｓ４及び焼成工程Ｓ５を備える。

支持部材用意工程Ｓ１においては、図２Ａに示すように、支持部材２０を用意する。この支持部材２０には、支持面２１及び接触面２２を含む面を内面とする凹部２５が形成されている。

第１の充填部形成工程Ｓ２においては、図２Ｂに示すように、支持部材２０の凹部２５内に、基体１０の原料となるスラリーを充填し、その後、乾燥させる。これにより、基体１０の一部となる第１の充填部１０Ａが形成される。なお、支持部材２０の凹部２５内にスラリーを充填する前に、支持部材２０の開口部２３及び通気路２４に樹脂などの図示しない充填材を充填しておき、スラリーがこれらの内部に流入することを防止する。

高剛性部材配置工程Ｓ３においては、図２Ｃに示すように、まず、支持部材２０の凹部２５の内部であって、第１の充填部１０Ａの上面に、切削加工などによって凹部１０Ｂを形成する。その後、凹部１０Ｂ内に高剛性部材３０を配置する。

なお、凹部１０Ｂの大きさは、高剛性部材３０がその内部に配置されてずれないものであることが好ましい。また、凹部１０Ｂの深さは、高剛性部材３０がずれない程度の深さ、例えば０．５ｍｍ〜５ｍｍであればよい。

第２の充填部形成工程Ｓ４においては、図２Ｄに示すように、第１の充填部１０Ａ及び高剛性部材３０の上方であって、支持部材２０の凹部２５内に、スラリーを充填し、その後、乾燥させる。これにより、基体１０の一部となる第２の充填部１０Ｃが形成される。

焼成工程Ｓ５においては、第１の充填部１０Ａ及び第２の充填部１０Ｃを焼成し、基体１０を形成する。これにより、図１に示す真空チャック１００が完成する。

以上のように、高剛性部材配置工程Ｓ３において、第１の充填部１０Ａの上面に形成された凹部１０Ｂ内に高剛性部材３０を配置するので、その後の第２の充填部形成工程Ｓ４におけるスラリーの流れによる高剛性部材３０の位置ずれを抑制することができる。

これにより、基体１０内の所望の位置に高剛性部材３０を内蔵させることができるので、所望の真空排気流路を得ることが可能となる。これにより、基板Ｗの真空吸着開始時に真空吸引力が発現する領域、及びその後の真空吸着力の伝播の制御が所望のものとなり、基板Ｗを良好な平面度で吸着することが可能となる。

また、高剛性部材３０が内蔵された状態で焼成されることにより基体１０が形成されるので、これらが良好に一体化され、高剛性部材３０を内蔵した基体１０全体としての剛性が高くなり、真空圧に対する基体１０の凹状の変形が抑制される。その結果、基体１０の上面１１に吸着される基板Ｗの平面度を良好に維持することが可能となる。

また、高剛性部材３０の位置ずれをより確実に防止するために、高剛性部材配置工程Ｓ３において、第１の充填部１０Ａの上面に接着剤を介して高剛性部材３０を配置することも好ましい。この場合、第１の充填部１０Ａの上面に形成した凹部１０Ｂ内に高剛性部材３０を配置してもよいが、第１の充填部１０Ａの上面に凹部１０Ｂを形成せず、第１の充填部１０Ａの平らな上面に接着材を介して高剛性部材３０を配置してもよい。

（実施例１）
実施例１（実施例１Ａ乃至実施例１Ｊ）においては、まず、支持部材用意工程Ｓ１として、公知の製造方法で製造したアルミナ焼結体からなる支持部材２０を用意した。

この支持部材２０は、緻密質アルミナからなり、外寸が３６０ｍｍ、内径Ｄが３００ｍｍ、高さ（厚さ）が３０ｍｍ、深さが１５ｍｍ、熱膨張係数が８.０×１０^−６／℃であった。支持部材２０には、開口部２３及び通気路２４を形成し、これらに樹脂を充填した。

次に、第１の充填部形成工程Ｓ２として、支持部材２０に形成されている凹部２５内にスラリーを充填した。

スラリーとして、２種類の粒度のアルミナ粉末（平均粒径が１２０μｍと６０μｍ）とガラス粉末（ほう珪酸ガラス、平均粒径が１５μｍ、熱膨張係数が４ ．０×１０^−６／℃、軟化点：８００℃）と蒸留水とを、４０：２０：２０：２０の質量比で秤量し、ミキサーを用いて混練して作製したものを用いた。

このスラリーを支持部材２０の凹部２５に注ぎ、真空脱泡を行った後、振動を加えてスラリーに含まれる粉末を沈降充填させた。その後、これを１００℃で乾燥させることにより、第１の充填部１０Ａを形成した。

次に、高剛性部材配置工程Ｓ３として、第１の充填部１０Ａの上面に切削加工により凹部１０Ｂを形成し、この凹部１０Ｂ内に、高剛性部材３０を配置した。高剛性部材３０は、ニッケルからなり、円板状であって、外径Ｄ１及び厚さＴは表１に示す通りであった。

次に、第２の充填部形成工程Ｓ４として、第１の充填部１０Ａ及び高剛性部材３０の上方であって、支持部材２０の凹部２５内に、スラリーを充填した。

スラリーは、第１の充填部形成工程Ｓ２で用いたものと同じスラリーを用いた。スラリーを追加して注ぎ、真空脱泡を行った後、１００℃で乾燥させた。これにより、第２の充填部１０Ｃを形成した。

次に、焼成工程Ｓ５として、第１の充填部１０Ａ及び第２の充填部１０Ｃを焼成し、基体１０を形成した。焼成工程Ｓ５では、１０００℃で３時間焼成した。

これによりスラリーが充填された部分にアルミナとガラスからなるセラミックス多孔質体からなる基体１０が形成され、真空チャック１００が完成された。このセラミックス多孔質体は、平均気孔径が２５０μｍ、気孔率が４０％、ヤング率が５０ＧＰａであった。

このように作製された真空チャック１００を用いて基板Ｗを吸着した。基板Ｗとして、外径３００ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの円板状のシリコンウエハを用いた。真空チャック１００は、図示しない真空吸引装置を通気路２４に接続し、各実施例において真空吸着装置を同じように動作させ、基板Ｗを真空吸着した。なお、評価に用いた基板Ｗは、定盤上に静置した状態で、基板Ｗが凹状を示しその反り量が４００μｍ〜５００μｍであるものを使用した。

真空吸着された状態の基板Ｗの中心部及び外縁部における基板Ｗの厚み方向の反りの差を、レーザ測長器を用いて計測し、変形量とした。

（実施例２〜４）
実施例２（実施例２Ａ乃至実施例２Ｃ）、実施例３及び実施例４（実施例４Ａ及び実施例４Ｂ）においては、実施例１と同様にして真空チャック１００を完成させ、この真空チャック１００を用いて実施例１及び比較例１と同様にして基板Ｗを真空吸着させた。

ただし、高剛性部材３０の外径Ｄ１及び厚さＴは表１に示す通りであった。また、実施例３及び実施例４の各実施例においては、基体１０にクラックが発生したことが目視で確認された。

（比較例）
比較例として、基体１０内に高剛性部材３０を埋設しない場合を実験した。

実施例１と同じ支持部材２０を用意し、この支持部材２０の凹部に実施例１と同じスラリーを充填し、真空脱泡を行った後、１００℃で乾燥させた。その後、実施例１と同様にして、焼成工程Ｓ５を行い、真空チャックを完成させた。

そして、実施例１と同じ基板Ｗを用いて、実施例１と同様にして、この基板Ｗを真空吸着させた。

表１から分かるように、実施例１及び実施例２の各実施例における基板Ｗの変形量は、比較例における基板Ｗの変形量と比較して小さかった。

また、実施例２の各実施例においては比Ｔ／Ｌが０．１３であり、実施例１の各実施例とは異なり、０．２未満であった。そして、実施例２の各実施例における基板Ｗの変形量は、実施例１の各実施例における基板Ｗの変形量と比較して大きかった。よって、比Ｔ／Ｌは０．２以上であることが好ましい。

また、実施例３においては比Ｔ／Ｌが０．７２であり、実施例１の各実施例とは異なり、０．７を超えていた。そして、実施例３においては、基体１０にクラックが発生した。よって、比Ｔ／Ｌは０．７以下であることが好ましい。

また、実施例４においては、実施例１の各実施例とは異なり、高剛性部材３０の厚さＺが−０．８Ｔ＋０．８Ｌを超えていた。そして、実施例４においては、基体１０にクラックが発生した。よって、高剛性部材３０の厚さＺは−０．８Ｔ＋０．８Ｌ未満であることが好ましい。

また、実施例３及び実施例４においては、実施例１の各実施例とは異なり、（Ｌ−Ｚ−Ｔ）が３ｍｍ未満であった。そして、実施例３及び実施例４においては、基体１０にクラックが発生した。よって、（Ｌ−Ｚ−Ｔ）は３ｍｍ以上であることが好ましい。

(実施例５)
実施例５（実施例５Ａ及び実施例５Ｂ）においては、上述した実施例１と同様にして真空チャック１００を完成させた。

ただし、高剛性部材３０は、Ｎｉからなり、図４に示すように、ｎ個の同心の円環板状からなるものを用いた。各円環状板の幅は１０ｍｍ、厚さＴは６ｍｍであり、表２に示すように、ｎ番目の円環状板は外径がＤｎ［ｍｍ］であった。なお、真空チャック１００において、高剛性部材３０を構成する円環状板間は空隙となっている。

(実施例６)
実施例６においては、上述した実施例１と同様にして真空チャック１００を完成させた。

ただし、高剛性部材３０は緻密質アルミナ焼結体からなり、ヤング率は３９０Ｐａであった。

表１及び表２から分かるように、実施例５の各実施例における基板Ｗの変形量は、比較例における基板Ｗの変形量と比較して小さかった。

また、表２から分かるように、実施例６における基板Ｗの変形量は、実施例５Ａにおける基板Ｗの変形量と比較して小さかった。これは、実施例６の基体１０に埋設された高剛性部材３０のヤング率が実施例５Ａの基体１０のヤング率と比較して大きく、基体１０の剛性が高かったためであると考えられる。

（実施例７）
実施例７においては、上述した実施例１と同様にして真空チャック１００を完成させた。

ただし、高剛性部材３０は、Ｎｉからなり、図５に示すように、厚さ６ｍｍの円板を８等分して得た扇状体を、１５ｍｍずつ離間させて、仮想最外径が２４０ｍｍとなるように配置したものを用いた。

そして、この真空チャック１００を用いて、反り形状が中心対称ではないシリコンウエハからなる基板Ｗを真空吸着させた。真空吸着力は円周方向に伝播され、基板Ｗは良好な平面度で吸着保持された。

（実施例８）
実施例８においては、上述した実施例１Ａと同様にして真空チャック１００を完成させた。

ただし、高剛性部材３０は、Ｎｉからなり、図６に示すように、外周縁部に上方に向かって中心側に４５°傾斜する傾斜部３１を有するものとした。

そして、実施例１Ａと同じ基板Ｗを用いて、実施例１Ａと同様にして、この基板Ｗを真真空吸着させた。基板Ｗの変形量は実施例１Ａと同じであった。真空吸着力は円周方向に伝播され、基板Ｗは良好な平面度で吸着保持された。

(実施例９)
実施例９においては、上述した実施例５Ｂと同様にして真空チャック１００を完成させた。

ただし、高剛性部材３０として、セラミックス多孔質体からなるものを用いた。具体的には、実施例９Ａにおいては、気孔率５０％のアルミナ質多孔質体からなるものを、実施例９Ｂにおいては、気孔率５０％の炭化珪素質多孔質体からなるものを、実施例９Ｃにおいては、気孔率７０％のニッケル質多孔質体からなるものを、実施例９Ｄにおいては、気孔率８０％のニッケルクロム合金質多孔質体からなるものを用いた。

そして、この真空チャック１００を用いて、実施例５Ｂと同じ基板Ｗを真空吸着した。結果を表３に示す。

表３から分かるように、実施例８の各実施例における基板Ｗの変形量は、実施例５Ｂと同程度に基板Ｗの変形量は小さかった。

１０…基体、 １０Ａ…第１の充填部、 １０Ｂ…凹部、 １０Ｃ…第２の充填部、 １１…上面、 １２…下面、 １３…側面、 ２０…支持部材、 ２１…支持面、 ２２…接触面、側壁面、 ２３…開口部、 ２４…通気路、 ２５…凹部、 ３０…高剛性部材、 ３１・・・傾斜部、 １００…真空チャック（基板吸着部材）、 Ｗ…基板。

Claims (10)

1. 基板を吸着する上面と、前記上面の反対側の下面と、前記上面と下面との間の側面とを有し、セラミック多孔質体からなる基体と、
   前記基体の下面の少なくとも一部を支持する支持面を含む前記基体と接する接触面を有する緻密質体からなる支持部材であって、前記接触面に開口する開口部と外部空間とを連通する通気路が形成された支持部材と、
   前記基体に内蔵され、前記基体よりヤング率が高い高剛性部材とを備えることを特徴とする基板吸着部材。
2. 前記支持部材の支持面と、前記基体の側面と接する前記支持部材の側壁面とからなる前記接触面により画定される凹部を備えることを特徴とする請求項１に記載の基板吸着部材。
3. 前記高剛性部材は多孔質体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板吸着部材。
4. 前記高剛性部材はセラミックス多孔質体又は金属多孔質体であることを特徴とする請求項３に記載の基板吸着部材。
5. 前記高剛性部材は、前記基体の上面に沿って延びる板状であり、
   前記高剛性部材には、自身の厚み方向に貫通する孔が形成されていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の基板吸着部材。
6. 前記高剛性部材は、前記基体の上面に沿って延びる板状であり、
   前記基体の厚さＬに対する前記高剛性部材の厚さＴとの比Ｔ／Ｌが、０．２〜０．７であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の基板吸着部材。
7. 前記高剛性部材は、前記基体の上面に沿って延びる板状であり、
   前記基体の厚さＬ、前記高剛性部材の厚さＴ、及び前記基体の下面から高剛性部材の下面までの距離Ｚが、Ｚ＜−０．８Ｔ＋０．８Ｌの関係式を満たすことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の基板吸着部材。
8. 前記基体の厚さＬ、前記高剛性部材の厚さＴ、及び前記基体の下面から前記高剛性部材の下面までの距離Ｚが、Ｌ−Ｚ−Ｔ≧３の関係式を満たすことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の基板吸着部材。
9. 請求項２に記載の基板吸着部材の製造方法であって、
   前記支持部材を用意する工程と、
   前記支持部材に形成された前記凹部内にスラリーを充填し、前記基体の一部となる第１の充填部を形成する工程と、
   前記第１の多孔質体の上方であって、前記第１の充填部の上面に形成された凹部内に、前記高剛性部材を配置する工程と、
   前記第１の充填部及び前記高剛性部材の上方であって、前記支持部材の凹部内に、スラリーを充填し、前記基体の一部となる第２の充填部を形成する工程と、
   前記第１の充填部及び前記第２の充填部を焼成し、前記基体を形成する工程とを備えることを特徴とする基板吸着部材の製造方法。
10. 請求項２に記載の基板吸着部材の製造方法であって、
    前記支持部材を用意する工程と、
    前記支持部材の前記凹部内にスラリーを充填し、前記基体の一部となる第１の充填部を形成する工程と、
    前記支持部材の凹部内において、前記第１の充填部の上面に接着剤を介して前記高剛性部材を配置する工程と、
    前記第１の充填部及び前記高剛性部材の上方であって、前記支持部材の凹部内に、スラリーを充填し、前記基体の一部となる第２の充填部を形成する工程と、
    前記第１の充填部及び前記第２の充填部を焼成し、前記基体を形成する工程とを備えることを特徴とする基板吸着部材の製造方法。