JP4649066B2

JP4649066B2 - 真空チャック

Info

Publication number: JP4649066B2
Application number: JP2001179810A
Authority: JP
Inventors: 則和指田; 基宏梅津
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2021-06-14
Also published as: JP2002370131A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウエハに代表される半導体基板や、他の各種基板など、製造工程上、その平面度が厳密に求められる物体の処理、測定、運搬、加工などに用いられる真空チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコンに代表される半導体ウエハ等の半導体基板や、他の各種基板などを処理、測定、運搬、加工する際に、これら被吸着物を吸着する方法として、真空処理装置等の低圧力の環境下でない場合には、吸着物の下面側を真空引きして大気圧により密着させるいわいる真空吸着法が一般的に採用されている。
【０００３】
このような真空吸着法により被吸着物を吸着する真空チャックは、被吸着物とチャックとの接触面積が大きいと、被吸着物が真空チャックからの粒子などの汚染物質により汚染され、製造歩留まりを著しく下げる危険性がある。また、剛性の低い材料で真空チャックを作成すると、吸着時に被吸着物の変形が生じてやはり歩留まりを著しく低下させる危険性がある。そのため従来から真空チャックとして剛性が高く高純度なセラミック材料が用いられている。また、真空チャックと被吸着物との接触面積を小さくするために、真空チャックの本体の載置面の外周に被吸着物が載置される周壁を設け、周壁で囲まれた凹部の底部に、周壁と同じ高さで多数の支持突起を持つ構造が採用されている（特開平４−３２３８４９号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構造では、周壁は連続的に形成されているために必然的に周壁部分は真空チャック本体の支持突起が形成されている部分に比べ剛性が高くなり、被吸着物を吸着した際に、被吸着物が周壁の部分で０．２〜０．６μｍ程度盛り上がり、被吸着物の平面度が十分に保てないという問題がある。
【０００５】
また、この種の真空チャックにおいては、真空チャックから被吸着物を剥がす際に、被吸着物を突き上げ棒で突き上げるため、真空チャックにはこの突き上げ棒が移動するための穴が形成されており、この突き上げ棒の穴の周囲に穴から空気の流入を防止するための空気流入防止壁が設けられるが、このような空気流入防止壁を設ける場合にも、その部分の剛性が支持突起が形成されている部分よりも高くなる傾向がみられ、その部分の平面度が保てないという問題もある。
【０００６】
このような問題を解消するために、現状では、手作業によって周壁をわずかに研磨加工し、また場合によっては空気流入防止壁も研磨加工して、平面度を確保しているが、この方法では時間とコストが莫大にかかってしまい、現実的ではない。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、研磨加工を行うことなく、被吸着物を吸着した際の平面度を確保することができる真空チャックを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために検討を重ねた結果、このような問題は、周壁や空気流入防止壁の部分の剛性が他の部分よりも高いため、真空吸着する際にこれらの部分が支持突起よりも変形し難くなることに起因しており、これを解決するためには真空チャック本体の厚さを調整することが有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、被吸着物を真空吸着する真空チャックであって、セラミックスからなる平板状の本体と、前記本体の一方の面の周縁に設けられ被吸着物が載置される周壁と、前記本体の前記周壁で囲まれた凹部の底部に設けられ、前記周壁と実質的に同じ高さで被吸着物を支持する多数の支持突起と、前記凹部の底部に設けられ、前記凹部内を排気する排気口と、前記凹部の底部に設けられた被吸着物の突き上げ棒が挿入される穴と、その穴の周囲に設けられ前記周壁と実質的に同じ高さで被吸着物を支持し、前記穴からの空気の流入を防止する空気流入防止壁とを有し、前記本体の外周から前記周壁の内側までの部分ないし前記本体の外周から前記周壁と該周壁に最も近い支持突起との距離の半分までの部分の前記本体の板厚、および前記穴から空気流入防止壁の外側までの部分ないし前記穴から前記空気流入防止壁と前記空気流入防止壁に最も近い支持突起との距離の半分までの部分の前記本体の板厚が前記本体の他の部分の板厚よりも薄いことを特徴とする真空チャックを提供する。
【００１０】
このような構成により、本体の周壁部分の剛性および本体の空気流入防止壁部分の剛性が小さくなるため、真空吸着した際の支持突起の変形量と本体の周壁部分の変形量との差、および支持突起の変形量と本体の空気流入防止壁部分の変形量の差を著しく小さくすることができ、被吸着物の平面度を小さく、例えば０．１μｍ以下に保つことができる。
【００１３】
この場合に、本体の薄い部分の厚さが２〜４ｍｍであることが好ましい。また、本体の薄い部分の厚さが他の部分の厚さの半分以下であることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について具体的に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る真空チャックを示す平面図、図２はその断面図である。この真空チャック１は、半導体ウエハを吸着するためのものであり、セラミックスからなる円板状（平板状）の本体２を有し、そのウエハ載置面２ａの外周に被吸着物が載置される周壁３が設けられ、周壁で囲まれた凹部４の底部に、周壁３と同じ高さで多数の支持突起５を有している。この支持突起５は、例えば、先端の径が０．２〜０．３ｍｍφ程度で、４〜５ｍｍピッチ程度に形成される。ただし、図１では便宜上、支持突起４の数を減じて示している。また、真空チャック１から被吸着物を剥がす際に、被吸着物を３本の突き上げ棒６で突き上げるため、本体２にはこの突き上げ棒６が移動するための３つの突き上げ棒用穴７が形成されており、この突き上げ棒用穴７の周囲にこの穴からの空気の流入を防止するための空気流入防止壁８が設けられている。また、本体２の中心には凹部４を排気して真空引きする排気口９が設けられている。なお、本体２を構成するセラミックスは特に制限はなく、窒化珪素、アルミナ等、通常用いられるものであれば採用可能である。
【００１５】
本実施形態では、図３の本体２の外周部分の拡大図に示す本体２の外周２ｂから周壁３の内側までの部分ないし本体２の外周２ｂから周壁３と該周壁３に最も近い支持突起５ａとの距離の半分までの部分の本体２の板厚が本体２の他の部分の板厚よりも薄く構成されている。具体的に図３のＡ−Ａ断面で示すと、図４の（ａ）ように、少なくとも本体２の外周２ｂから周壁３の内側までの部分の本体２の板厚が本体２の他の部分の板厚よりも薄く、また図４の（ｂ）に示すように、最大、本体２の外周２ｂから周壁３と該周壁３に最も近い支持突起５ａとの距離の半分までの部分の本体２の板厚が本体２の他の部分の板厚よりも薄くなるように構成される。すなわち、本体２の薄い部分は、本体２の外周２ｂから図４の（ａ）と（ｂ）との間までの部分ということになる。
【００１６】
一方、図５の本体２の拡大図に示す本体２の突き上げ棒用穴７から空気流入防止壁８の外側までの部分ないし突き上げ棒用穴７から空気流入防止壁８と空気流入防止壁８に最も近い支持突起５ｂとの距離の半分までの部分の本体２の板厚が前記本体の他の部分の板厚よりも薄くなるように構成される。なお、図５のＡ−Ａ断面も図４と実質的に同様である。
【００１７】
従来は、図６に示すように、本体２の厚さが一様であったため、連続的に形成されている周壁３および空気流入防止壁８の剛性が支持突起５が設けられている部分よりも相対的に高くなり、図７に示すように、シリコンウエハ等の被吸着物１０を吸着した際に、周壁３に比較して支持突起５の圧縮変形量が大きく、被吸着物１０の平面度を高精度に保つことができない。また、空気流入防止壁８の部分も同様である。
【００１８】
これに対して、上述の図４の（ａ）、（ｂ）の場合には、図８に示すように、被吸着物１０を真空吸着した際に、大気圧により周壁３近傍の本体２の薄い部分が比較的容易に変形し、結果的に被吸着物１０の平面度を高精度に保つことができる。空気流入防止壁８の部分も同様である。
【００１９】
この場合に、本体２の薄く形成する部分の厚さは、本体２の全体の厚さにもよるが２〜４ｍｍが好ましい。２ｍｍより薄いと剛性が低すぎて大きな変形を生じたり、破壊してしまう危険性があり好ましくなく、一方、４ｍｍより厚いと剛性低下の効果が不十分になって被吸着物の盛り上がりを十分に解消できないおそれがあり好ましくない。また、適度の剛性を得るためには、本体２の薄い部分の厚さが他の部分の厚さの半分以下であることが好ましい。
【００２０】
本体２の薄い部分の形成方法としては、上記図４の（ａ）、（ｂ）で示したように、本体２の薄く形成した部分以外の部分を全て除去してもよいが、他の方法として、図９に示すように、加工により本体２を切り欠いて切り欠き部１１として薄い部分を形成してもよい。
【００２１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では突き上げ棒用穴を形成した場合について示したが、これがない場合であってもよい。また、本体の薄い部分の形態も上記実施形態に限るものではない。さらに、真空引き用穴は１個に限るものではない。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
図１に示す真空チャックにおいて、本体に本発明に従って薄い部分を形成した場合と、従来の薄い部分を形成しない場合とで、被吸着物であるシリコンウエハを吸着した場合のその変形量を比較した。実施例としては本体の外周部または突き上げ棒用穴部に図４の（ａ）または（ｂ）のように薄い部分を形成したもの（実施例１〜８）とし、比較例としては本体の外周部および突き上げ棒用穴部に薄い部分を形成しないものとした（比較例１，２）。その結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】

【００２４】
表１に示すように、実施例１〜８はいずれも被吸着物であるシリコンウエハの変形量が０．１μｍ以下と高い平面度が得られることが確認された。これに対して、本体に薄い部分を形成しない従来の比較例１，２の場合には、変形量が０．４１μｍおよび０．６３μｍと十分な平坦度を得ることができなかった。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、研磨加工を行うことなく、被吸着物を吸着した際の平面度を確保することができる真空チャックを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る真空チャックを示す平面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る真空チャックを示す断面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る真空チャックにおける本体の外周部分を示す拡大図。
【図４】本発明の実施形態に係る真空チャックの要部を拡大して示す部分断面図。
【図５】本発明の一実施形態に係る真空チャックにおける本体の突き上げ棒用穴部分を示す拡大図。
【図６】従来の真空チャックの部分断面図。
【図７】従来の真空チャックで被吸着物を吸着した状態を示す断面図。
【図８】本発明の一実施形態に係る真空チャックで被吸着物を吸着した状態を示す断面図。
【図９】本発明の他の実施形態に係る真空チャックの要部を拡大して示す部分断面図。
【符号の説明】
１；真空チャック
２；本体
２ａ；本体の載置面
２ｂ；本体の外周
３；周壁
４；凹部
５，５ａ，５ｂ；支持突起
６；突き上げ棒
７；突き上げ棒用穴
８；空気流入防止壁
９；排気口
１０；被吸着物
１１；切り欠き部

Claims

被吸着物を真空吸着する真空チャックであって、
セラミックスからなる平板状の本体と、
前記本体の一方の面の周縁に設けられ被吸着物が載置される周壁と、
前記本体の前記周壁で囲まれた凹部の底部に設けられ、前記周壁と実質的に同じ高さで被吸着物を支持する多数の支持突起と、
前記凹部の底部に設けられ、前記凹部内を排気する排気口と、
前記凹部の底部に設けられた被吸着物の突き上げ棒が挿入される穴と、
その穴の周囲に設けられ前記周壁と実質的に同じ高さで被吸着物を支持し、前記穴からの空気の流入を防止する空気流入防止壁と
を有し、
前記本体の外周から前記周壁の内側までの部分ないし前記本体の外周から前記周壁と該周壁に最も近い支持突起との距離の半分までの部分の前記本体の板厚、および前記穴から空気流入防止壁の外側までの部分ないし前記穴から前記空気流入防止壁と前記空気流入防止壁に最も近い支持突起との距離の半分までの部分の前記本体の板厚が前記本体の他の部分の板厚よりも薄いことを特徴とする真空チャック。
前記本体の薄い部分の厚さが２〜４ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の真空チャック。
前記本体の薄い部分の厚さが他の部分の厚さの半分以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の真空チャック。