JP3287761B2

JP3287761B2 - 真空吸着装置および加工装置

Info

Publication number: JP3287761B2
Application number: JP10079196A
Authority: JP
Inventors: 伸介松井; 文和大平; 篤暢宇根
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1995-06-19
Filing date: 1996-04-23
Publication date: 2002-06-04
Anticipated expiration: 2016-04-23
Also published as: JPH0966429A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は研削、研摩、切断な
どの加工装置の試料を保持するための真空吸着装置およ
びエッチング装置等の加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２６は従来の真空吸着装置の一部を示
す断面図、図２７は図２６に示した真空吸着装置を示す
平面図である。図に示すように、装置本体３８の上部に
半導体ウェハ等の試料９を吸着する円板状の真空吸着部
３３が設けられ、真空吸着部３３は数十〜５０％の空孔
を有する多孔質セラミックからなる。また、真空吸着部
３３に真空排気孔３２が接続され、真空排気孔３２に真
空排気手段である真空ポンプ（図示せず）が接続され、
真空吸着部３３の外側に平面状のシール部３５が配設さ
れ、シール部３５は緻密なセラミックからなる。

【０００３】この真空吸着装置においては、試料９を装
置本体３８上に載置したのち、真空ポンプを作動する
と、試料９の裏面は真空吸着部３３に押し付けられ、試
料９は真空吸着部３３の高精度な平面に倣うから、試料
９の反り、曲がりなどは矯正される。

【０００４】図２８は従来のエッチング装置を示す断面
図である。図に示すように、エッチング槽１３１内に試
料載置台１３４が収納され、試料載置台１３４にネジ１
３６により固定リング１３５が取り付けられ、試料載置
台１３４と固定リング１３５との間に試料９の周辺部が
挟まれており、試料載置台１３４と試料９との間にＯリ
ング１３７が設けられ、試料載置台１３４、固定リング
１３５等により試料取付装置が構成されている。また、
エッチング槽１３１に送入出配管１３２が設けられ、エ
ッチング１３１槽内にエッチング液１３３が満たされて
いる。

【０００５】このエッチング装置においては、試料９の
裏面の外周部にＯリング１３７が接触しているから、試
料９の裏面にエッチング液１３３が浸入するのを防止す
ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図２６、図２
７に示した真空吸着装置においては、試料９の表面あら
さ、凹凸によりシール部３５は完全に真空漏れを防止す
ることができないから、試料９を真空吸着して加工する
ときに、研磨液、ポリシ液等の加工液が真空吸着部３３
と試料９の裏面との間に流入し、真空吸着部３３と試料
９の裏面を汚すので、試料９の加工後に必ず真空吸着部
３３と試料９の裏面とを洗浄しなければならない。ま
た、洗浄が不十分な場合には、加工液が真空吸着部３３
に残るから、真空吸着部３３の平面度が劣化し、また次
に吸着した試料９の裏面に加工液が付着する。

【０００７】また、図２６、図２７に示した真空吸着装
置を有する加工装置においては、加工液が上記真空ポン
プに吸い込まれるから、水封式の真空ポンプもしくは加
工液が真空ポンプに吸い込まれないように加工液と排気
空気とを分離する装置を用意しなければならない。ま
た、真空吸着部３３が加工液によって汚れるから、真空
吸着部３３を洗浄するブラシング洗浄装置等を付加する
必要がある。したがって、加工装置の製造コストが高価
となる。

【０００８】また、図２８に示したエッチング装置にお
いては、Ｏリング１３７から試料９に大きな力が作用す
るから、試料７に大きな曲げ応力が発生するので、試料
９が薄いときには割れが発生することがあり、またＯリ
ング１３７はゴムからなるから、試料取付装置から試料
９を取り外したときにゴム跡が残り、さらに試料９を固
定リング１３５により固定するから、自動搬送を行なう
ときには、自動搬送装置によって固定リング１３５を試
料載置台１３４から取り外す必要があるから、自動搬送
装置が複雑になる。

【０００９】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたもので、加工液が真空吸着部と試料の裏面との間に
流入することがなく、しかも試料の外周部を容易に洗浄
することができる真空吸着装置を提供することを目的と
する。

【００１０】また、製造コストが安価であり、試料が薄
いときにも割れが発生することがなく、また試料にゴム
跡が残ることがない加工装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明においては、真空吸着装置において、装置本
体の上部に多数の微小突起を有する真空吸着部を設け、
上記真空吸着部に真空排気手段を接続し、上記真空吸着
部の外側に上記微小突起と同程度の幅の第１のシール部
を配設し、上記第１のシール部の外側に環状溝を配設
し、上記環状溝の外側に上記微小突起と同程度の幅の第
２のシール部を配設し、上記第２のシール部の外側に上
記微小突起と同程度の幅の環状突起または上記微小突起
と同程度の大きさの多数の微小突起からなる試料支持部
を配設し、上記環状溝に陽圧を付与する陽圧付与手段を
接続する。

【００１４】この場合、上記試料支持部の外側に段差ま
たは彫り込みを設ける。

【００１５】また、上記真空吸着部の上記微小突起の上
面および上記第１、第２のシール部の上面に着色し、ま
たは上記試料支持部の上面に着色する。

【００１６】これらの場合、上記陽圧付与手段として上
記第２のシール部の外側にかかる圧力と等しい圧力の陽
圧を付与するものを用い、上記真空吸着部、上記環状溝
に洗浄液を供給する洗浄液供給手段を接続する。

【００１７】この場合、上記真空排気手段、上記陽圧付
与手段、上記洗浄液供給手段と上記真空吸着部、上記環
状溝との間に切換弁を設け、上記切換弁を制御するシー
ケンスコントローラを設ける。

【００１８】また、真空吸着装置において、装置本体の
上部に多数の微小突起を有する真空吸着部を設け、上記
真空吸着部に真空排気手段を接続し、上記真空吸着部の
外側に上記微小突起と同程度の幅の第１のシール部を配
設し、上記第１のシール部の外側に環状溝を配設し、上
記環状溝の外側に上記微小突起と同程度の幅の第２のシ
ール部を配設し、上記環状溝に陽圧を付与する陽圧付与
手段を接続する。また、加工装置において、上記の真空
吸着装置を設ける。

【００１９】

【００２０】この場合、上記真空吸着装置の真空吸着部
として多孔質部材からなるものを用いる。

【００２１】これらの場合、上記真空吸着装置を収納す
るエッチング槽を設け、上記エッチング槽にエッチング
液を送入出する送入出配管を設ける。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は参考例の真空吸着装置を示
す平面図、図２は図１に示した真空吸着装置の一部を示
す断面図である。図に示すように、装置本体８の上部に
試料９を吸着する円板状の真空吸着部３が設けられ、真
空吸着部３は数十〜５０％の空孔を有する多孔質セラミ
ックからなる。また、真空吸着部３に真空排気孔２が接
続され、真空排気孔２に真空排気手段である真空ポンプ
（図示せず）が接続され、真空吸着部３の外側に平面状
の第１のシール部５が配設され、シール部５の外側に第
１の環状溝４ａが配設され、環状溝４ａの外側に平面状
の第２のシール部６が配設され、シール部６の外側に第
２の環状溝４ｂが配設され、環状溝４ｂの外側に平面状
の第３のシール部７が配設され、シール部５〜７は緻密
なセラミックからなる。また、環状溝４ａに第１の供給
孔１ａが接続され、供給孔１ａ、真空排気孔２に陽圧付
与手段（図示せず）が接続され、環状溝４ｂに第２の供
給孔１ｂが接続され、供給孔１ｂに陽圧付与手段および
洗浄液供給手段（図示せず）が接続されている。

【００２３】この真空吸着装置においては、試料９を装
置本体８上に載置したのち、真空ポンプを作動すると、
試料９の裏面は真空吸着部３に押し付けられ、試料９は
真空吸着部３の高精度な平面に倣うから、試料９の反
り、曲がりなどは矯正される。そして、陽圧付与手段か
ら供給孔１ａ、１ｂを介して環状溝４ａ、４ｂに陽圧空
気を供給すると、陽圧空気は試料９とシール部６、７と
の間のすきまを通って試料９の外周部に放出される。こ
の場合、シール部５を通って真空ポンプにより真空引き
される陽圧空気の量より多くの空気を供給する。この空
気の放出圧力によって外側から試料９とシール部６、７
との間に浸入しようとする加工液を阻止することができ
るから、加工液が真空吸着部３と試料９の裏面との間に
流入するのを防止することができる。そして、試料９を
加工したのち、試料真空吸着部３から取り外す前に、環
状溝４ａに陽圧空気を供給するとともに、洗浄液供給手
段から供給孔１ｂを介して環状溝４ｂに純水等の洗浄液
を供給すると、洗浄液は環状溝４ａから吹き出される陽
圧空気によって真空吸着部３には流れず、試料９の外周
に向かって流れ、加工液の付着した試料９のエッジ部が
洗浄される。したがって、試料９のエッジ部を容易に洗
浄することができる。

【００２４】なお、上述参考例においては、第１、第２
の環状溝４ａ、４ｂをそれぞれ１つ設けたが、第１、第
２の環状溝をそれぞれ複数設けてもよい。そして、第１
〜第３のシール部が緻密なセラミックからなるときに
は、第１〜第３のシール部に欠けが発生しやすいが、第
１、第２の環状溝を複数設けたときには、複数の第１〜
第３のシール部の一部に欠けが発生したとしても、使用
不能になることがない。また、上述参考例においては、
真空排気孔２、第１の供給孔１ａ、第２の供給孔１ｂを
それぞれ１本設けたが、真空排気孔、第１、第２の供給
孔をそれぞれ複数、たとえば６〜８本設けてもよい。ま
た、上述参考例においては、第２の環状溝４ｂにも陽圧
付与手段を接続したが、第２の環状溝に洗浄液供給手段
のみを接続し、陽圧付与手段を接続しなくともよい。

【００２５】図３は参考例の真空吸着装置のシーケンス
装置を示す概略図である。図に示すように、接続口Ｓ１
〜Ｓ３が真空ポンプ、陽圧付与手段、洗浄液供給手段に
接続され、供給口Ｐ１〜Ｐ３が真空排気孔２、供給孔１
ａ、１ｂに接続され、接続口Ｓ１〜Ｓ３と供給口Ｐ１〜
Ｐ３との間に電磁切換弁１０〜１３が設けられ、電磁切
換弁１０〜１３はシーケンスコントローラ１４に接続さ
れ、シーケンスコントローラ１４は表１に示すように電
磁切換弁１０〜１３を制御する。なお、表１において、
〇は開を意味し、×は閉を意味する。

【００２６】

【表１】

【００２７】この真空吸着装置においては、まず電磁切
換弁１０の弁Ａ、Ｃを開き、試料９を真空吸着部３に吸
着する。つぎに、加工開始前に電磁切換弁１１〜１３の
各弁Ａ、Ｃ、電磁切換弁１２の弁Ｄを開き、陽圧空気を
供給孔１ａ、１ｂに供給する。この状態で試料９を加工
し、加工終了後に電磁切換弁１２の弁Ｃを閉じ、電磁切
換弁１３の弁Ａを閉じ、弁Ｂを開いて、環状溝４ｂに洗
浄液を流し、試料９のエッジ部についた加工液を洗浄す
る。この場合、環状溝４ａから吹き出す陽圧空気によっ
て洗浄液が試料９の周辺に押し出され、洗浄液が真空吸
着部３に吸い込まれることはない。つぎに、電磁切換弁
１２の弁Ｃを開き、電磁切換弁１３の弁Ａを開き、弁Ｂ
を閉じて、洗浄液を止めるとともに、環状溝４ａ、４ｂ
に陽圧空気を流して、試料９のエッジ部とシール部６、
７を乾燥する。つぎに、電磁切換弁１０の弁Ａを閉じ、
弁Ｂを開き、電磁切換弁１１の弁Ｄを開いて、真空吸着
部３、環状溝４ａ、４ｂに陽圧空気を流し、試料９を取
り外す。つぎに、全ての弁を閉じ、加工を終了する。ま
た、試料９を保持する真空吸着部３の汚れを除去するた
め、定期的に洗浄を行なう。すなわち、電磁切換弁１
０、１３の弁Ｂ、Ｃ、電磁切換弁１１、１２の弁Ｂ、Ｄ
を開いて、真空吸着部３、環状溝４ａ、４ｂに洗浄液を
流し、真空吸着部３を洗浄する。つぎに、電磁切換弁１
１、１２の弁Ａ、Ｃを開き、弁Ｂを閉じ、電磁切換弁１
３の弁Ａを開き、弁Ｂを閉じて、真空吸着部３、環状溝
４ａ、４ｂに陽圧空気を流して、真空吸着部３を乾燥す
る。

【００２８】このような真空吸着装置においては、自動
的に試料９を吸着し、加工液が真空吸着部３と試料９の
裏面との間に流入するのを防止し、試料９のエッジ部を
洗浄し、真空吸着部３を洗浄することができるから、試
料９の加工作業を容易に行なうことができる。

【００２９】図４は参考例の真空吸着装置の一部を示す
図である。図に示すように、真空吸着部４３に円環状溝
４３ａが設けられ、円環状溝４３ａに真空排気孔４２が
開口し、真空吸着部４３の外側に平面状の第１のシール
部４５が配設されている。

【００３０】図５は参考例の真空吸着装置の一部を示す
図である。図に示すように、真空吸着部５３に多数の微
小孔５３ａが設けられ、微小孔５３ａが真空排気孔（図
示せず）に連通し、真空吸着部５３の外側に平面状の第
１のシール部５５が配設されている。

【００３１】図４、図５に示した真空吸着装置において
は、真空吸着部４３、５３と試料９の裏面との接触面積
が大きいから、加工圧力が大きい場合や試料９の厚さが
薄い場合に用いることにより、試料９を変形なく支持す
ることができるので、試料９の加工面を凹凸なく加工す
ることができる。

【００３２】図６は参考例の真空吸着装置の一部を示す
図である。図に示すように、真空吸着部６３に多数のピ
ン状の微小突起６３ａが設けられ、微小突起６３ａが設
けられた部分の底部に真空排気孔６２が開口し、真空吸
着部６３の外側に平面状の第１のシール部６５が配設さ
れている。

【００３３】図６に示した真空吸着装置においては、真
空吸着部６３と試料９の裏面との接触面積が小さいか
ら、ダスト等の影響を受けにくく、また矯正時の変面度
劣化が極めて少ない。

【００３４】図７は参考例の真空吸着装置を示す平面
図、図８は図７に示した真空吸着装置の一部を示す断面
図である。図に示すように、装置本体２８の上部に試料
９を吸着する真空吸着部２３が設けられ、真空吸着部２
３には高さが１００μｍ〜１ｍｍの多数の微小突起が設
けられている。また、真空吸着部２３に真空排気孔２２
が接続され、真空排気孔２２に真空排気手段である真空
ポンプ（図示せず）が接続され、真空吸着部２３の外側
に第１のシール部２５が配設され、また、シール部２５
の外側に第１の環状溝２４ａが配設され、環状溝２４ａ
の外側に第２のシール部２６が配設され、シール部２６
の外側に第２の環状溝２４ｂが配設され、環状溝２４ｂ
の外側に第３のシール部２７が配設され、シール部２５
〜２７には高さが数〜５０μｍの微小突起が設けられて
いる。そして、真空吸着部２３、シール部２５〜２７に
設けられた微小突起の間隔は１ｍｍであり、微小突起の
断面形状は一辺の長さが０．２ｍｍの正方形であり、微
小突起の上面は高精度平面に加工されている。また、環
状溝２４ａに第１の供給孔２１ａが接続され、供給孔２
１ａ、真空排気孔２２に陽圧付与手段（図示せず）が接
続され、環状溝２４ｂに第２の供給孔２１ｂが接続さ
れ、供給孔２１ｂに陽圧付与手段および洗浄液供給手段
（図示せず）が接続されている。

【００３５】この真空吸着装置においては、真空ポンプ
を作動すると、図８の矢印のように空気が流れ、試料９
と真空吸着部２３との間の圧力が下がり、試料９は大気
圧により微小突起の上面に押えつけられ、試料９は平面
に矯正される。このとき、シール部２５の微小突起の長
さは短いから、環状溝２４ａからシール部２５に流れ込
む陽圧空気に対する抵抗は大きいので、真空をシールす
ることができる。また、陽圧付与手段から供給孔２１
ａ、２１ｂを介して環状溝２４ａ、２４ｂに陽圧空気を
供給すると、シール部２６、２７の微小突起の長さは短
いから、環状溝２４ａ、２４ｂ内の空気は陽圧状態とな
り、外側から試料９とシール部２６、２７との間に浸入
しようとする加工液を阻止することができる。

【００３６】このような真空吸着装置においては、たと
えば５００μｍ以上の厚さの試料９を吸着すると、試料
９のたわみはほとんど観察されず、かつ試料９の裏面と
微小突起の上面との接触率は４％と極めて小さいから、
試料９の全面にわたってダストの影響は少なく、高い平
面度が得られる。

【００３７】なお、上述参考例においては、真空排気孔
２２、第１の供給孔２１ａ、第２の供給孔２１ｂをそれ
ぞれ１本設けたが、真空排気孔、第１、第２の供給孔を
それぞれ複数、たとえば６〜８本設けてもよい。また、
上述参考例においては、微小突起の断面形状を正方形と
したが、微小突起の断面形状を円形等としてもよい。

【００３８】図９は参考例の真空吸着装置の一部を示す
断面図である。図に示すように、微小突起の長さが外周
から中心に向かって連続的に長くなっており、シール部
２５〜２７の微小突起の長さは数〜数十μｍであり、真
空吸着部２３の微小突起の長さは数十〜数百μｍであ
る。

【００３９】この真空吸着装置においては、シール部２
５〜２７と試料９との間のすきまは空気や加工液を遮断
するのに適した狭さとなり、シールの役目を果たすと同
時に、真空吸着部２３と試料９との間のすきまは大き
く、空気の通り道としての役目を十分に果たすことがで
きるから、試料９を容易に平面矯正することができる。

【００４０】また、図１、図２に示した真空吸着装置等
を搭載した加工装置においては、加工液が真空ポンプに
吸い込まれることがないから、水封式の真空ポンプもし
くは加工液と排気空気とを分離する装置を用意する必要
がなく、また真空吸着部３を洗浄するブラシング洗浄装
置等を付加する必要がないので、加工装置の製造コスト
が安価となる。さらに、試料９に回転を与えるために、
真空排気を行なうロータリジョイントを設けたとして
も、このロータリジョイントに加工液が付着しないか
ら、ロータリジョイントが摩耗することがないので、ロ
ータリジョイントの寿命が長くなる。

【００４１】図１０は本発明に係る真空吸着装置を示す
概略平面図、図１１は図１０に示した真空吸着装置の一
部を示す断面図である。図に示すように、装置本体７８
の上部に試料９を吸着する真空吸着部７３が設けられ、
真空吸着部７３に多数のピン状の微小突起７３ａが設け
られ、微小突起７３ａの断面形状は一辺の長さが０．２
ｍｍの正方形であり、微小突起７３ａ間の間隔は１ｍｍ
である。また、真空吸着部７３に真空排気孔７２が接続
され、真空排気孔７２に真空排気手段である真空ポンプ
（図示せず）、洗浄液供給手段（図示せず）が接続さ
れ、真空吸着部７３の外側に幅が０．２ｍｍの第１のシ
ール部７５が配設され、シール部７５の外側に幅が０．
２〜１ｍｍの環状溝７４が配設され、環状溝７４の外側
に幅が０．２ｍｍの第２のシール部７６が配設され、シ
ール部７６の外側に幅が０．２ｍｍの環状突起からなる
試料支持部７７が配設され、試料支持部７７等に試料９
のオリフラに対応した直線状のオリフラ部８８が設けら
れている。また、環状溝７４に供給孔７１が接続され、
供給孔７１、真空排気孔７２に陽圧付与手段および洗浄
液供給手段が接続され、陽圧付与手段から供給孔７１に
シール部７６の外側にかかる圧力と等しい圧力（５〜２
００ｇ／ｃｍ^２）の陽圧空気が供給される。

【００４２】この真空吸着装置においては、試料９を装
置本体７８上に載置したのち、真空ポンプを作動する
と、試料９の裏面は真空吸着部７３に押し付けられ、試
料９は真空吸着部７３の高精度な平面に倣う。そして、
陽圧付与手段から供給孔７１を介して環状溝７４に陽圧
空気を供給すると、陽圧空気の圧力によって外側から試
料９とシール部７６、試料支持部７７との間に浸入しよ
うとする加工液を阻止することができるから、加工液が
真空吸着部７３と試料９の裏面との間に流入するのを防
止することができる。そして、試料９を加工したのち、
真空吸着部７３、環状溝７４に陽圧空気を供給して、試
料９を取り外す。また、定期的に真空排気孔７２、供給
孔７１に洗浄液を供給すれば、真空吸着部７３、環状溝
７４を洗浄することができる。

【００４３】ところで、図１０、１１に示した真空吸着
装置を製造するときには、微小突起７３ａを有する真空
吸着部７３とシール部７５、７６、試料支持部７７とを
同一平面にするために、ダイヤモンド砥粒によって研磨
加工を行なう。このとき、シール部７５、７６、試料支
持部７７の幅が広いと、シール部７５、７６、試料支持
部７７に作用する加工圧が微小突起７３ａの先端に作用
する加工圧と比較して低くなるから、シール部７５、７
６、試料支持部７７の加工量が真空吸着部７３の加工量
と比較して少なくなるので、シール部７５、７６、試料
支持部７７が真空吸着部７３より高くなる。しかし、図
１０、１１に示した真空吸着装置においては、シール部
７５、７６、試料支持部７７の環状突起の幅が微小突起
７３ａの一辺の長さと同じであるから、シール部７５、
７６、試料支持部７７に作用する加工圧と微小突起７３
ａの先端に作用する加工圧とが同じになるので、シール
部７５、７６、試料支持部７７の加工量と真空吸着部７
３の加工量とが同じになるため、シール部７５、７６、
試料支持部７７が真空吸着部７３より高くなることがな
い。このため、試料９の反り、曲がりなどを適正に矯正
することができる。また、陽圧付与手段から供給孔７１
にシール部７６の外側にかかる圧力と等しい圧力の陽圧
空気が供給されるから、陽圧空気の圧力が低いので、試
料９の変形が無視できるほど小さい。たとえば、厚さ４
２５μｍの４インチシリコンウェハを吸着面の平面度が
１μｍ以下に仕上げられた真空吸着部７３に吸着した場
合には、陽圧空気の圧力が２００ｇ／ｃｍ²より小さけ
れば、シリコンウェハの外周部に変形が生じない。ま
た、陽圧空気の圧力がシール部７６の外側にかかる圧力
と等しいから、空気が試料９の外周部に漏れ出すことが
ないので、研磨やエッチングに悪影響を及ぼすことがな
く、たとえば研磨の場合には加工液を吹き飛ばすことが
ないので、加工能率を低下させることがない。また、環
状溝７４の幅を０．２〜１ｍｍ、シール部７５、７６、
試料支持部７７の幅を０．２ｍｍとし、オリフラ部８８
を設けてブシール部７５、７６、試料支持部７７の形状
を試料９の形状に合わせているから、ダストが付き難く
なるとともに、試料９の周辺部まで十分に平面矯正する
ことができる。たとえば、環状溝７４の幅を０．８ｍ
ｍ、シール部７５、７６、試料支持部７７の幅を０．２
ｍｍとしたときには、試料９の径のばらつき（±０．５
ｍｍ）やセッティング誤差（±０．５ｍｍ）を考慮して
も、真空吸着部７３の外周から試料９の外周までの距離
を３ｍｍ以下にすることができる。このため、研磨や研
削における試料９の周辺の面だれを小さくすることがで
き、またたとえば数百μｍと大きく変形した１ｍｍ厚の
試料９をも容易に周辺まで平面矯正することができる。
なお、環状溝７４の幅を０．２ｍｍより小さくすると、
陽圧供給用の孔の形成が困難になり、環状溝７４の幅を
１ｍｍより大きくすると、真空吸着部７３が小さくな
る。また、シール部７５、７６、試料支持部７７の幅を
０．２ｍｍより小さくしたときには、シール部７５、７
６、試料支持部７７の加工が困難になり、シール部７
５、７６、試料支持部７７の幅を０．２ｍｍより大きく
したときには、上述の如くシール部７５、７６、試料支
持部７７が真空吸着部７３より高くなることがある。ま
た、試料９は真空吸着部７３の高精度な平面に倣うか
ら、試料９の反り、曲がりなどは矯正され、たとえば５
００μｍより厚い試料９を吸着すると、試料のたわみは
ほとんど観察されない。また、試料９の裏面と微小突起
７３ａの上面との接触率は４％と極めて小さいから、試
料９と微小突起７３ａとの間にダストが挟み込まれるこ
とはほとんどなく、試料９の全面にわたって高い平面度
が得られる。また、試料加工前に行なわれる真空吸着部
７３を高い平面度に仕上げるセルフカッティング時にお
いて、加工具となる砥石がドレッシング（目立て）され
る効果がある。また、試料吸着部が多孔質セラミックで
形成された真空吸着装置においては、セルフカッティン
グ時と試料加工時とに異なる砥石を用いなければならな
いから、真空吸着部と試料９とを同一形状に仕上げるこ
とが極めて難しい。これに対して、図１０、１１に示し
た真空吸着装置においては、セルフカッティング時と試
料加工時とに同じ砥石を使用することができるから、真
空吸着部７３と試料９とを同一形状に加工することがで
きるので、試料に極めて高い平面度と平行度とを同時に
得ることができる。

【００４４】図１２は本発明に係る真空吸着装置のシー
ケンス装置を示す概略図である。図に示すように、接続
口Ｓ１〜Ｓ３が真空ポンプ、陽圧付与手段、洗浄液供給
手段である純水供給手段に接続され、接続口Ｓ１〜Ｓ３
に真空度調整器８５、圧力調整器８６、流量調整器８７
が接続され、圧力調整器８６は陽圧空気の圧力を数〜５
ｋｇ／ｃｍ^２に調整する。また、供給口Ｐ１、Ｐ２が真
空排気孔２、供給孔１に接続され、真空度調整器８５、
圧力調整器８６、流量調整器８７と供給口Ｐ１、Ｐ２と
の間に電磁切換弁８０〜８２が設けられ、電磁切換弁８
０〜８２はシーケンスコントローラ８４に接続され、シ
ーケンスコントローラ８４は表２に示すように電磁切換
弁８０〜８２を制御する。なお、表２において、〇は開
を意味し、×は閉を意味する。

【００４５】

【表２】

【００４６】この真空吸着装置においては、まず電磁切
換弁８０の弁Ａ、Ｃを開き、試料９を真空吸着部７３に
吸着する。つぎに、加工開始前に電磁切換弁８１、８２
の各弁Ａ、Ｃを開き、陽圧空気を供給孔７１に供給す
る。この状態で試料９を加工し、加工終了後に電磁切換
弁８０の弁Ａを閉じ、弁Ｂを開き、電磁切換弁８１の弁
Ｄを開いて、真空吸着部７３、環状溝７４に陽圧空気を
流し、試料９を取り外す。つぎに、全ての弁を閉じ、加
工を終了する。また、試料９を保持する真空吸着部７３
の汚れを除去するため、定期的に洗浄を行なう。すなわ
ち、電磁切換弁８０、８２の弁Ｂ、Ｃ、電磁切換弁８１
の弁Ｂ、Ｄを開いて、真空吸着部７３、環状溝７４に純
水を流し、真空吸着部７３、環状溝７４を洗浄する。つ
ぎに、電磁切換弁８１の弁Ａ、Ｃを開き、弁Ｂを閉じ、
電磁切換弁８２の弁Ａを開き、弁Ｂを閉じて、真空吸着
部７３、環状溝７４に陽圧空気を流して、真空吸着部７
３を乾燥する。

【００４７】図１３は本発明に係る他の真空吸着装置を
示す概略平面図、図１４は図１３に示した真空吸着装置
の一部を示す断面図である。図に示すように、シール部
７６の外側に環状に設けられた多数の微小突起からなる
試料支持部８３が配設されており、試料支持部８３の微
小突起の断面形状は一辺の長さが０．２ｍｍの正方形で
ある。

【００４８】この真空吸着装置においては、図１０、図
１１に示した真空吸着装置と比較して試料支持部８３へ
の加工液の付着が少なく、またたとえ試料支持部８３に
加工液が付着したとしても、加工液を容易に除去するこ
とができる。

【００４９】なお、図１０、図１１に示した真空吸着装
置、図１３に示した真空吸着装置においては、真空吸着
部７３の微小突起７３ａの断面形状を一辺の長さが０．
２ｍｍの正方形としたが、真空吸着部７３の微小突起の
断面形状を円形等としてもよい。また、図１２に示した
真空吸着装置のシーケンス装置においては、３方向、４
方向の切換のできる電磁切換弁８０〜８２を用いたが、
オン、オフ電磁弁と電磁切換弁とを組み合わせてもよ
い。

【００５０】図１５は本発明に係る他の真空吸着装置を
示す概略平面図、図１６は図１５に示した真空吸着装置
を示す概略正面図である。図に示すように、装置本体７
８が収納装置８９に収納されており、装置本体７８の試
料支持部７７の外側に試料９のオリフラに対応した形状
の段差９０が設けられている。

【００５１】図１７は本発明に係る他の真空吸着装置を
示す概略平面図、図１８は図１７に示した真空吸着装置
を示す概略正面図である。図に示すように、装置本体７
８が収納装置８９に収納されており、装置本体７８の試
料支持部７７の外側に試料９のノッチに対応した形状の
彫り込み９１が設けられている。

【００５２】図１５、図１６に示した真空吸着装置、図
１７、図１８に示した真空吸着装置においては、段差９
０、彫り込み９１が設けられているから、目視や触覚に
より試料９を真空吸着部７３上にセットすることが容易
になる。

【００５３】また、真空吸着部７３の微小突起７３ａの
上面およびシール部７５、７６の上面に着色し、または
試料支持部７７、８３の上面に着色したときにも、目視
や触覚により試料９を真空吸着部７３上にセットするこ
とが容易になる。

【００５４】図１９は本発明に係るエッチング装置を示
す断面図、図２０は図１９に示したエッチング装置に用
いられる真空吸着装置を示す概略平面図、図２１は図２
０に示した真空吸着装置の一部を示す断面図である。図
に示すように、真空吸着装置の装置本体１０８の上部に
試料９を吸着する真空吸着部１０３が設けられ、真空吸
着部１０３に多数のピン状の微小突起１０３ａが設けら
れ、微小突起１０３ａの断面形状は一辺の長さが０．２
ｍｍの正方形であり、微小突起１０３ａ間の間隔は１ｍ
ｍであり、真空吸着部１０３の平面度は１μｍ以下であ
る。また、真空吸着部１０３に真空排気孔１０２が接続
され、真空排気孔１０２に真空排気手段である真空ポン
プ（図示せず）が接続され、真空吸着部１０３の外側に
幅が０．２ｍｍの第１のシール部１０５が配設され、シ
ール部１０５の外側に幅が０．２〜１ｍｍの環状溝１０
４が配設され、環状溝１０４の外側に幅が０．２ｍｍの
第２のシール部１０６が配設され、シール部１０６等に
試料９のオリフラに対応した直線状のオリフラ部１１８
が設けられている。また、環状溝１０４に供給孔１０１
が接続され、供給孔１０１、真空排気孔１０２に陽圧付
与手段（図示せず）が接続され、陽圧付与手段から供給
孔１０１にシール部１０６の外側にかかる圧力と等しい
圧力（５〜２００ｇ／ｃｍ²）の陽圧空気が供給され
る。また、エッチング槽１１１内に真空吸着装置が収納
され、エッチング槽１１１に送入出配管１１２が設けら
れ、送入出配管１１２にエッチング液供給装置（図示せ
ず）が接続され、エッチング槽１１１内にエッチング液
１１３が満たされている。

【００５５】このエッチング装置においては、試料９を
装置本体１０８上に載置したのち、真空ポンプを作動す
ると、試料９の裏面は真空吸着部１０３に押し付けら
れ、試料９は真空吸着部１０３の吸着される。つぎに、
陽圧付与手段から供給孔１０１に陽圧空気を供給した状
態で、エッチング液供給装置からエッチング槽１１１内
にエッチング液１１３を供給すると、試料９のエッチン
グが開始される。この場合、陽圧付与手段から供給孔１
０１に陽圧空気を供給しているから、エッチング液１１
３がシール部１０６に浸入するのを防止することができ
る。そして、エッチングが終了した時点でエッチング槽
１１１から送入出配管１１２を介してエッチング液を排
出し、試料９を取り出して洗浄することによりエッチン
グ作業を完了する。

【００５６】このようなエッチング装置においては、Ｏ
リングを使用しないから、Ｏリングから試料９に大きな
力が作用することがないので、試料９に大きな曲げ応力
が発生することがないため、試料９が薄いときにも割れ
が発生することがなく、また真空吸着装置から試料９を
取り外したときにゴム跡が残ることがない。また、真空
により試料９を吸着して固定するから、固定リングが不
要であるので、自動搬送装置が構造が簡単になる。ま
た、シール部１０５、１０６の環状突起の幅が微小突起
１０３ａの一辺の長さと同じであるから、製造時にシー
ル部１０５、１０６の加工量と真空吸着部１０３の加工
量とが同じになるので、シール部１０５、１０６が真空
吸着部１０３より高くなることがない。このため、試料
９の反り、曲がりなどを適正に矯正することができるか
ら、試料９の加工を適正に行なうことができる。また、
環状溝１０４の幅を０．２〜１ｍｍとし、シール部１０
５、１０６の幅を０．２ｍｍとし、オリフラ部１１８を
設けてシール部１０５、１０６の形状を試料９の形状に
合わせているから、シール部１０６を試料９の外周端ま
で寄せることができるので、エッチングによって侵され
る試料９の裏面の面積を最小にすることができる。たと
えば、環状溝１０４の幅を０．８ｍｍとしたときには、
試料９の径のばらつき（±０．５ｍｍ）やセッティング
誤差（±０．５ｍｍ）を考慮しても、シール部１０６の
外周から試料９の外周までの距離を１ｍｍ以下にするこ
とができる。また、陽圧空気の圧力をシール部１０６の
外側にかかる圧力と等しくしているから、陽圧空気の圧
力が小さいので、試料９に大きな力が作用することがな
いから、試料９に大きな曲げ応力が発生することがない
ので、試料９が薄いときにも割れが発生することはな
く、また試料９の変形が無視できるほど小さく、かつ空
気がシール部１０６の外周部から漏れ出さないから、エ
ッチングに悪影響を及ぼすこともない。また、真空吸着
装置により試料９を取り付けることができるから、エッ
チング作業を容易に行なうことができる。

【００５７】なお、図２０、図２１に示したエッチング
装置の真空吸着装置においては、真空吸着部１０３に微
小突起１０３ａを設けたが、図２２(ａ)に示すように、
真空吸着部１０３の平面部に直接真空排気孔１０２を設
けることが考えられ、また図２２(ｂ)に示すように、真
空吸着部１０３に環状突起１０３ｂを設けることが考え
られ、また図２２(ｃ)に示すように、真空吸着部１０３
に環状溝１０３ｃを設けることが考えられ、これらは参
考例である。さらに、真空吸着部を多孔質部材で構成し
てもよく、この場合には真空吸着部を容易に製造するこ
とができる。また、図２０、図２１に示したエッチング
装置の真空吸着装置においては、真空吸着部１０３の微
小突起１０３ａの断面形状を一辺の長さが０．２ｍｍの
正方形としたが、真空吸着部１０３の微小突起の断面形
状を円形等としてもよい。また、装置本体１０８の材料
はエッチング液により侵されないもの、たとえばセラミ
ックス、テフロン、塩化ビニール、ステンレス等を用い
ることができ、エッチング液１１３の種類により使い分
ける。また、エッチング槽１１１にエッチング液１１３
を撹拌する撹拌装置、エッチング液１１３を一定温度に
保持する保温装置、高温下でエッチングを行なうために
エッチング液１１３を加熱する加熱装置等を設けてもよ
い。また、エッチング工程を順序よく行なうために、真
空、陽圧空気、エッチング液用の電磁弁をオン、オフす
るシーケンス装置等を設けてもよい。また、試料９を真
空吸着部１０３に自動的に装填するオートローダを設け
てもよい。

【００５８】図２３は本発明に係る他のエッチング装置
を示す断面図である。図に示すように、装置本体１０８
の中央部に円状の穴部１１４が設けられ、真空吸着部１
０３の外側、内側に幅が０．２ｍｍの第１のシール部１
０５ａ、１０５ｂが設けられ、シール部１０５ａの外側
に幅が０．２〜１ｍｍの環状溝１０４ａが配設され、シ
ール部１０５ｂの内側に幅が０．２〜１ｍｍの環状溝１
０４ｂが配設され、環状溝１０４ａの外側に幅が０．２
ｍｍの第２のシール部１０６ａが配設され、環状溝１０
４ｂの内側に幅が０．２ｍｍの第２のシール部１０６ｂ
が配設され、環状溝１０４ａ、１０４ｂに供給孔１０１
が接続されている。

【００５９】このエッチング装置においては、エッチン
グ槽１１１の全体にエッチング液１１３を満たせば、試
料９の表面と裏面とを同時にエッチングすることができ
る。また、図２４に示すように、エッチング槽１１１の
図２４紙面左下部にのみエッチング１１３を満たせば、
試料９の裏面のみをエッチングすることができる。

【００６０】なお、常に試料９の裏面のみをエッチング
する場合には、真空吸着装置に第１、第２のシール部１
０５ａ、１０６ａ、環状溝１０４ａを設ける必要はな
い。

【００６１】図２５は本発明に係る洗浄装置を示す断面
図である。図に示すように、真空吸着装置が完全に密閉
した容器１２１内に収納されており、容器１２１に排出
管１２２が接続され、容器１２１にノズル１２３が取り
付けられ、ノズル１２３に洗浄液供給装置（図示せず）
が接続されている。

【００６２】この洗浄装置においては、ノズル１２３か
ら洗浄液１２４を放射状に噴出することにより、試料９
の洗浄を行なうことができる。また、試料９を洗浄した
洗浄液は排出管１２２から排出される。

【００６３】なお、装置本体１０８を回転する回転装置
を設ければ、試料９の全面を一様に洗浄することができ
る。

【００６４】また、上述実施の形態においては、エッチ
ング装置、洗浄装置について説明したが、他の加工装置
に本発明を適用することができる。

【００６５】

【００６６】

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、装置本体の上部に
多数の微小突起を有する真空吸着部を設け、真空吸着部
に真空排気手段を接続し、真空吸着部の外側に微小突起
と同程度の幅の第１のシール部を配設し、第１のシール
部の外側に環状溝を配設し、環状溝の外側に微小突起と
同程度の幅の第２のシール部を配設し、第２のシール部
の外側に微小突起と同程度の幅の環状突起または微小突
起と同程度の大きさの多数の微小突起からなる試料支持
部を配設し、環状溝に陽圧を付与する陽圧付与手段を接
続したときには、製造時に第１、第２のシール部に作用
する加工圧と真空吸着部の微小突起の先端に作用する加
工圧とが同じになるから、第１、第２のシール部の加工
量と真空吸着部の加工量とが同じになるので、第１、第
２のシール部が真空吸着部より高くなることがないた
め、試料の反り、曲がりなどを適正に矯正することがで
きる。

【００６８】また、試料支持部の外側に段差または彫り
込みを設けたときには、目視や触覚により試料を真空吸
着部上にセットすることが容易になる。

【００６９】また、真空吸着部の微小突起の上面および
第１、第２のシール部の上面に着色し、または試料支持
部の上面に着色したときには、目視や触覚により試料を
真空吸着部上にセットすることが容易になる。

【００７０】また、陽圧付与手段として第２のシール部
の外側にかかる圧力と等しい圧力の陽圧を付与するもの
を用い、真空吸着部、環状溝に洗浄液を供給する洗浄液
供給手段を接続したときには、試料の外周部から第２の
シール部に浸入しようとする加工液を阻止することがで
きるとともに、試料の変形が無視できるほど小さくな
り、かつ空気が試料の外周部に漏れ出すことがないか
ら、研磨やエッチングに悪影響を及ぼすことがなので、
加工能率を低下させることがない。

【００７１】また、真空排気手段、陽圧付与手段、洗浄
液供給手段と真空吸着部、環状溝との間に切換弁を設
け、切換弁を制御するシーケンスコントローラを設けた
ときには、自動的に試料を吸着し、加工液が真空吸着部
と試料の裏面との間に流入するのを防止し、試料の外周
部を洗浄することができるから、試料の加工作業を容易
に行なうことができる。

【００７２】

【００７３】また、加工装置においては、試料の反り、
曲がりなどを適正に矯正することができるから、試料の
加工を適正に行なうことができる。

【００７４】また、真空吸着装置の真空吸着部として多
孔質部材からなるものを用いたときには、真空吸着部を
容易に製造することができる。

【００７５】また、真空吸着装置を収納するエッチング
槽を有し、上記エッチング槽にエッチング液を送入出す
る送入出配管を設けたときには、真空吸着装置により試
料を取り付けることができるから、エッチング作業を容
易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】参考例の真空吸着装置を示す平面図である。

【図２】図１に示した真空吸着装置の一部を示す断面図
である。

【図３】参考例の真空吸着装置のシーケンス装置を示す
概略図である。

【図４】参考例の真空吸着装置の一部を示す図である。

【図５】参考例の真空吸着装置の一部を示す図である。

【図６】参考例の真空吸着装置の一部を示す図である。

【図７】参考例の真空吸着装置を示す平面図である。

【図８】図７に示した真空吸着装置の一部を示す断面図
である。

【図９】参考例の真空吸着装置の一部を示す断面図であ
る。

【図１０】本発明に係る真空吸着装置を示す概略平面図
である。

【図１１】図１０に示した真空吸着装置の一部を示す断
面図である。

【図１２】本発明に係る真空吸着装置のシーケンス装置
を示す概略図である。

【図１３】本発明に係る他の真空吸着装置を示す概略平
面図である。

【図１４】図１３に示した真空吸着装置の一部を示す断
面図である。

【図１５】本発明に係る他の真空吸着装置を示す概略平
面図である。

【図１６】図１５に示した真空吸着装置を示す概略正面
図である。

【図１７】本発明に係る他の真空吸着装置を示す概略平
面図である。

【図１８】図１７に示した真空吸着装置を示す概略正面
図である。

【図１９】本発明に係るエッチング装置を示す断面図で
ある。

【図２０】図１９に示したエッチング装置に用いられる
真空吸着装置を示す概略平面図である。

【図２１】図２０に示した真空吸着装置の一部を示す断
面図である。

【図２２】参考例のエッチング装置の真空吸着装置の真
空吸着部を示す図である。

【図２３】本発明に係る他のエッチング装置を示す断面
図である。

【図２４】図２３に示したエッチング装置の使用状態を
示す図である。

【図２５】本発明に係る洗浄装置を示す断面図である。

【図２６】従来の真空吸着装置の一部を示す断面図であ
る。

【図２７】図２６に示した真空吸着装置を示す平面図で
ある。

【図２８】従来のエッチング装置を示す断面図である。

【符号の説明】３…真空吸着部４ａ…第１の環状溝４ｂ…第２の環状溝５…第１のシール部６…第２のシール部７…第３のシール部１０〜１３…電磁切換弁１４…シーケンスコントローラ２３…真空吸着部２４ａ…第１の環状溝２４ｂ…第２の環状溝２５…第１のシール部２６…第２のシール部２７…第３のシール部４３…真空吸着部４５…第１のシール部５３…真空吸着部５５…第１のシール部６３…真空吸着部６５…第１のシール部７３…真空吸着部７４…環状溝７５…第１のシール部７６…第２のシール部７７…試料支持部８０〜８２…電磁切換弁８３…試料支持部８４…シーケンスコントローラ９０…段差９１…彫り込み１０３…真空吸着部１０４…環状溝１０５…第１のシール部１０６…第２のシール部１１１…エッチング槽１１２…送入出配管１１３…エッチング液

フロントページの続き (56)参考文献特開平７−302832（ＪＰ，Ａ) 特開平１−252333（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】装置本体の上部に多数の微小突起を有する
真空吸着部を設け、上記真空吸着部に真空排気手段を接
続し、上記真空吸着部の外側に上記微小突起と同程度の
幅の第１のシール部を配設し、上記第１のシール部の外
側に環状溝を配設し、上記環状溝の外側に上記微小突起
と同程度の幅の第２のシール部を配設し、上記第２のシ
ール部の外側に上記微小突起と同程度の幅の環状突起ま
たは上記微小突起と同程度の大きさの多数の微小突起か
らなる試料支持部を配設し、上記環状溝に陽圧を付与す
る陽圧付与手段を接続したことを特徴とする真空吸着装
置。
【請求項２】上記試料支持部の外側に段差または彫り込
みを設けたことを特徴とする請求項１に記載の真空吸着
装置。
【請求項３】上記真空吸着部の上記微小突起の上面およ
び上記第１、第２のシール部の上面に着色し、または上
記試料支持部の上面に着色したことを特徴とする請求項
１に記載の真空吸着装置。
【請求項４】上記陽圧付与手段として上記第２のシール
部の外側にかかる圧力と等しい圧力の陽圧を付与するも
のを用い、上記真空吸着部、上記環状溝に洗浄液を供給
する洗浄液供給手段を接続したことを特徴とする請求項
１、２または３に記載の真空吸着装置。
【請求項５】上記真空排気手段、上記陽圧付与手段、上
記洗浄液供給手段と上記真空吸着部、上記環状溝との間
に切換弁を設け、上記切換弁を制御するシーケンスコン
トローラを設けたことを特徴とする請求項４に記載の真
空吸着装置。
【請求項６】装置本体の上部に多数の微小突起を有する
真空吸着部を設け、上記真空吸着部に真空排気手段を接
続し、上記真空吸着部の外側に上記微小突起と同程度の
幅の第１のシール部を配設し、上記第１のシール部の外
側に環状溝を配設し、上記環状溝の外側に上記微小突起
と同程度の幅の第２のシール部を配設し、上記環状溝に
陽圧を付与する陽圧付与手段を接続したことを特徴とす
る真空吸着装置。
【請求項７】請求項６に記載の真空吸着装置を有するこ
とを特徴とする加工装置。
【請求項８】上記真空吸着装置の真空吸着部として多孔
質部材からなるものを用いたことを特徴とする請求項７
に記載の加工装置。
【請求項９】上記真空吸着装置を収納するエッチング槽
を有し、上記エッチング槽にエッチング液を送入出する
送入出配管を設けたことを特徴とする請求項７または８
に記載の加工装置。