JP6946167B2

JP6946167B2 - 基板保持部材

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Publication number: JP6946167B2
Application number: JP2017244689A
Authority: JP
Inventors: 菊地　真哉; 真哉菊地
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2021-10-06
Anticipated expiration: 2037-12-21
Also published as: JP2019114588A

Description

本発明は、半導体ウエハなど基板を保持するために用いられる基板保持部材に関する。

半導体製造装置において、基板（ウエハ）を保持するための基板保持部材が用いられている。基板保持部材は、板状の基体の主面から突出しているように設けられた複数の凸部（ピン）と、基体に設けられ、基体の主面において開口する開口部を有する通気路と、を備えている。基板の裏面が複数の凸部のうち少なくとも一部に当接するように、基板が基体に載置されたうえで、基体の主面および基板の裏面により画定される空間が通気路を通じて真空吸引されることで、基板に対して基体の主面に向かう真空吸引力が作用する。これにより、基板の裏面が複数の凸部のそれぞれに当接して平坦度が確保された状態で基板が基板保持部材により保持される。

基板の一の領域（例えば中央領域）に、基板の他の領域（例えば中央領域の周辺領域）に先立って真空吸引力を作用させるように、複数系統の独立した通気路が形成された基板保持部材が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、反りが存在する基板であっても、基板保持部材に保持された際に皺が寄ってその平坦度が損なわれるような事態の回避が図られている。

特開２００４−２２１２９６号公報

しかし、系統が異なる通気路のそれぞれを通じて前記空間を真空吸引するため、複数の真空吸引機構（例えば、配管、配管に接続された真空ポンプおよび配管を開閉する電磁弁を有する。）が必要であり、さらに、当該複数の真空吸引機構を構成する各真空ポンプおよび各電磁弁の動作を制御するための制御機構が必要である。このため、基板を保持するための機構全体としてのコストが高くなり、かつ、占有スペースが大きくなる。

そこで、本発明は、基板を保持するための機構全体としてのコスト低減およびコンパクト化を図りながら、基板の複数の領域のそれぞれに対して時間差をつけて真空吸引力を作用させることができる基板保持部材を提供することを目的とする。

本発明は、主面を有する基体と、前記主面において開口する少なくとも１つの開口部を有し、前記基体の内壁面により画定される少なくとも１つの通気路と、前記基体に設けられ、前記主面において前記少なくとも１つの開口部とは異なる箇所に分散して配置され、かつ、前記基体の主面から突出している複数の凸部と、を備えている基板保持部材に関する。

本発明の基板保持部材は、前記基体の主面の垂線であって、前記主面の中心を通る垂線を基準軸線としたときに、前記少なくとも１つの開口部は、前記主面に沿った方向における前記基準軸線との距離が前記主面から前記基体の前記主面とは反対側の面に向かって離れるにつれて長くなるように傾斜した軸線を有し、前記少なくとも１つの開口部の軸線が、前記基体の主面の垂線に対して１０°〜８０°の角度範囲に含まれる角度をなしていることを特徴とする。

当該構成の基板保持部材によれば、基体の主面側に基板が載置され、基板の裏面が複数の凸部のうち少なくとも一部の上端面（基体の主面を上側にした際の端面を意味する。）に当接する。基体の主面と基板の裏面との間隙が、主面の少なくとも１つの開口部および少なくとも１つの通気路を通じて真空吸引される、または、当該間隙から空気が排出される。少なくとも１つの開口部の軸線が基準軸線に対して前記のように傾斜している。当該傾斜角度が１０°未満である場合、負圧発現の時間差または強弱差が基板の平坦度を確保する観点から不十分となる可能性がある。当該傾斜角度が８０°を超えている場合、基体の主面と通気路の内側面との境界に相当する開口部の周縁部にチッピングが残存する可能性が高い。ここで、開口部の軸線とは、開口部または通気路のうち少なくとも主面側の端部を画定する側面を有する柱体（仮想）の中心軸線を意味する。

このため、当該開口部の周辺領域のうち主面の中心に近い領域の方が、主面の中心から遠い領域よりも早くまたは強く負圧が発現する。すなわち、複数の真空吸引機構を必要とせずに、当該間隙の異なる領域に時間差をもって負圧を発現させることができる。これにより、時系列的に先に負圧が発現する中央領域で基板の平坦度が確保された後、時系列的に後に負圧が発現する周辺領域で基板の平坦度が確保され、結果的に基板全体としての平坦度の向上が図られる。

前記少なくとも１つの開口部は複数の開口部であって、前記複数の開口部のそれぞれの軸線が、前記基体の主面の垂線に対して１０°〜８０°の角度範囲に含まれる角度をなして、前記主面に沿った方向において前記基準軸線との距離が前記主面から前記基体の前記主面とは反対側の面に向かって離れるにつれて長くなるように傾斜し、かつ、前記基準軸線まわりの回転対称性を有することが好ましい。

当該構成の基板保持部材によれば、単一の真空吸引機構が用いられて少なくとも１つの通気路を通じて、基体の主面と基板の裏面との間隙が真空吸引されたとしても、前記のように軸線が基準軸線に対して傾斜している複数の開口部のそれぞれの周辺領域において時間差をもって負圧を発現させることができる。基板の平坦度が実現される態様に、当該複数の開口部のそれぞれの軸線と同様な回転対称性をもたせることができ、結果的に基板の平坦度の向上が図られる。

前記少なくとも１つの開口部の軸線が、前記基体の主面の垂線に対して４０°〜８０°の角度範囲に含まれる角度をなして傾斜していることが好ましい。

当該構成の基板保持部材によれば、少なくとも１つの開口部の周辺領域のうち主面の中心に近い領域と、主面の中心から遠い領域との間で、負圧が発現するタイミングまたは負圧の強弱が、基板の平坦度を確保する観点から適当に差異化される。

前記基体に設けられ、前記主面において前記少なくとも１つの開口部および前記複数の凸部を囲むように環状に延在し、かつ、前記主面から前記複数の凸部のそれぞれと同じ高さまたは前記主面から前記複数の凸部のそれぞれよりも低い高さで突出している主環状凸部をさらに備えていることが好ましい。

当該構成の基板保持部材によれば、基体の主面と基板の裏面との間隙に、特に少なくとも１つの開口部よりも外側の領域においてより確実に負圧を発現させることができ、基板の平坦度の向上が図られる。

前記基体の主面の中心から前記少なくとも１つの開口部までの距離が、前記基体の主面の中心から前記主環状凸部の内側面までの距離の０．３倍以上かつ０．９倍以下であることが好ましい。

これにより、基体の主面と基板の裏面との間隙であって、主環状凸部により囲まれている空間において、負圧が比較的早く発現する開口部の内側領域（基体の主面の中心に近い領域）と、負圧が比較的遅く発現する開口部の外側領域（基体の主面の中心から遠い領域）との面積の比率が、当該基板の平坦度の実現の観点から適当に調節されている。

前記基体の主面に沿った仮想平面において、前記複数の開口部のそれぞれの軸線を前記基準軸線に沿った方向に投影した投影線と、前記基準軸線と交差する基準点から前記複数の開口部のそれぞれの軸線に向かって延びる方位線と、が傾斜していることが好ましい。

当該構成の基板保持部材によれば、基体の主面と基板の裏面との間隙において負圧発現時に、複数の開口部よりも内側にある領域において内側から外側に向かって旋回気流を生じさせることができ、これにより負圧領域の形成の迅速が図られる。

前記基板保持部材が、前記基体に設けられ、前記主環状凸部の内側の前記主面において前記少なくとも１つの開口部を囲むように延在し、かつ、前記基体の主面から前記複数の凸部よりも低い高さで突出している第１副環状凸部をさらに備えていることが好ましい。

当該構成の基板保持部材によれば、少なくとも１つの開口部よりも内側にある領域において内側から外側に向かって発生する気流を、第１副環状凸部の上端面と基板の裏面との間隙を通過させることができる。これにより、第１副環状凸部の上端面と、複数の凸部により支持されている基板の裏面との間隙において気流の速度が局所的に高くなり、基板に対して第１副環状凸部の上端面に向かうベルヌーイ力を局所的に作用させることができる。

前記少なくとも１つの開口部は複数の開口部であって、前記基体に設けられ、前記主面において前記複数の開口部により囲まれ、かつ、前記基体の主面から前記複数の凸部よりも低い高さで突出している第２副環状凸部をさらに備えていることが好ましい。

当該構成の基板保持部材によれば、複数の開口部よりも内側にある領域において内側から外側に向かって発生する旋回気流を、第２副環状凸部の上端面と基板の裏面との間隙を通過させることができる。このため、第２副環状凸部の上端面と基板の裏面との間隙における気流の流速態様を、当該第２副環状凸部に沿って均等化することができる。これにより、第２副環状凸部の上端面と、複数の凸部により支持されている基板の裏面との間隙に生じるベルヌーイ力の均等化が図られ、結果的に基板の平坦度の向上が図られる。

本発明の第１実施形態としての基板保持部材の上面図。図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った基板保持部材の縦断面図。第１実施形態の基板保持部材による基板吸着の初期状態に関する説明図。第１実施形態の基板保持部材による基板吸着の中期状態に関する説明図。第１実施形態の基板保持部材による基板吸着の終期状態に関する説明図。第１実施形態の基板保持部材の真空吸引機能に関する説明図。本発明の第２実施形態としての基板保持部材の上面図。図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った基板保持部材の縦断面図。第２実施形態の基板保持部材による基板吸着の初期状態に関する説明図。第２実施形態の基板保持部材による基板吸着の中期状態に関する説明図。第２実施形態の基板保持部材による基板吸着の終期状態に関する説明図。第２実施形態の基板保持部材の真空吸引機能に関する説明図。本発明の第３実施形態としての基板保持部材の上面図。図９のＸ−Ｘ線に沿った基板保持部材の縦断面図。第３実施形態の基板保持部材による基板吸着の初期状態に関する説明図。第３実施形態の基板保持部材による基板吸着の中期状態に関する説明図。第３実施形態の基板保持部材による基板吸着の終期状態に関する説明図。通気路の第１の変形実施形態に関する説明図。通気路の第２の変形実施形態に関する説明図。

（第１実施形態）
（構成）
図１および図２に示されている本発明の第１実施形態としての基板保持部材は、主面１０２を有する略円盤状の基体１と、複数の凸部１０と、主環状凸部１４と、複数の通気路２１と、を備えている。

基板１はＳｉＣ、ＡｌＮ、Ａｌ₂Ｏ₃等のセラミックスの焼結体により構成されている。複数の凸部１０のそれぞれは、柱状、錐台状、複数の柱または錐台が軸線方向に積み重ねられたような形状であり、切削加工、ブラスト加工もしくはレーザー加工またはこれらの組み合わせにより形成される。

複数（本実施形態では「４」）の通気路２１のそれぞれは、主面１０２において開口する１つの開口部２１２を有し、基体１の内壁面により画定される。開口部２１２を画定する基体１の内壁面の形状は、主面１０２に対して傾斜した中心軸線を有する円柱の側面の形状に相当する。開口部２１２の数は「４」に限らず、「１」でもよく、「２」または「３」であってもよく、「８」、「１６」など「５」以上であってもよい。開口部２１２を画定する基体１の内壁面の形状は、主面１０２に対して傾斜した中心軸線を有する角柱（例えば六角柱）の側面の形状に相当してもよい。

４つの開口部２１２は、主面１０２の垂線であって主面１０２の中心Ｏを通る基準軸線Ｌ２のまわりの４回回転対称性を有するように配置されている。複数の開口部２１２が、基準軸線Ｌ２のまわりの回転対称性を有するように基体１の主面１０２に配置される場合、開口部２１２の一の群と、開口部２１２の他の群とが主面１０２の中心Ｏから異なる距離に配置されていてもよい。

図１２Ａおよび図１２Ｂのそれぞれに示されているように、通気路２１が途中で屈曲した形状の基体１の内壁面により画定されていてもよい。通気路２１は、開口部２１２側の上流側通気路２１４と、上流側通気路２１４とは異なる方向に基体１の主面１０２の反対側の面まで延在している下流側通気路２１６と、により構成されている。これらの場合、上流通気路２１４の軸線が、開口部２１２の軸線Ｑ２として定義される。

複数の通気路２１のそれぞれは、例えば、基体１の主面１０２と反対側において、配管を介して共通の一の真空ポンプ（真空吸引装置）に接続されている。必要に応じて、当該配管を開閉する電磁弁が設けられていてもよい。複数の開口部２１２が、別個の通気路２１ではなく、共通の通気路２１に連通するように通気路２１が基体１に形成されていてもよい。即ち、１つの通気路２１が基体１の内部で分岐して複数の開口部２１２を有していてもよい。

基体１の主面１０２の中心Ｏから各開口部２１２の中心Ｐまでの距離が、基体１の主面１０２の中心Ｏから主環状凸部１４の内側面までの距離の０．３倍以上かつ０．９倍以下に設計されていてもよい。

各開口部２１２は、主面１０２に沿った方向（図２／左右方向参照）における、主面１０２の中心Ｏを通る当該主面１０２の垂線である基準軸線Ｌ２（図２／二点鎖線参照）との距離が主面１０２から基体１の主面１０２とは反対側の面に向かって離れるにつれて長くなるように角度φをなして傾斜した軸線Ｑ２（図２／破線参照）を有している。角度φは１０°〜８０°の角度範囲に含まれ、好ましくは４０°〜８０°の角度範囲に含まれる。４つの開口部２１２のそれぞれの軸線Ｑ２は、基準軸線Ｌ２のまわりの４回回転対称性を有するように配置されている。

基体１の主面１０２に沿った仮想平面において、複数の開口部２１２のそれぞれの軸線Ｑ２を基準軸線Ｌ２に沿った方向に投影した投影線Ｑ１（図１／破線参照）と、基準軸線Ｌ２と交差する基準点（図１／主面１０２の中心Ｏ）から各開口部２１２のそれぞれの軸線Ｌ２（図１／開口部２１２の中心Ｐ）に向かって延びる方位線Ｌ１とが角度θをなして傾斜している。角度θは０°〜６０°の角度範囲に含まれ、好ましくは０°〜４５°の角度範囲に含まれる。

複数の凸部１０は、基体１に設けられ、主面１０２において複数の開口部２１２とは異なる箇所に分散して配置され、かつ、基体１の主面１０２から突出している。複数の凸部１０は、基体１の主面１０２において正三角格子、正六角格子または正方格子などの格子の頂点を構成するように規則的に配置されている（図１参照）。

各凸部１０は、柱状（円柱状もしくは角柱状）、錐台状（円錐台状もしくは角錐台状）、または、底面よりも中腹部で面積が小さくなるような段差を有する柱状もしくは錐台状など、様々な形状に形成されている。複数の凸部１０は、研削加工、ブラスト加工もしくはレーザー加工、またはこれらの組み合わせにより形成される。凸部１０の上端面の周縁部は面取りされたような形状を有している。

主環状凸部１４は、基体１に設けられ、主面１０２において複数の開口部２１２および複数の凸部１０を囲むように連続的または断続的な環状（例えば、主面１０２の中心Ｏを中心とする円環状）に延在し、かつ、主面１０２から突出している。複数の凸部１０のそれぞれの高さＨ１と、主環状凸部１４の高さＨ４とは同じである（図２参照）。複数の凸部１０のそれぞれの高さＨ１と、主環状凸部１４の高さＨ４とが異なっていてもよい。基板保持部材の縦断面（図２参照）における主環状凸部１４の形状は矩形状のほか、台形状、半楕円形状、底部よりも途中で幅狭になる段差付きの矩形状など、さまざまに変更されてもよい。主環状凸部１４は、研削加工、ブラスト加工もしくはレーザー加工、またはこれらの組み合わせにより形成される。

（機能）
前記構成の本発明の第１実施形態としての基板保持部材によれば、基板Ｗが基体１に載置され、基板Ｗが複数の凸部１０のうち少なくとも一部により支持される（図３Ａ参照）。この状態で基板Ｗの裏面および基体１の主面１０２により挟まれた空間から、開口部２１２および通気路２１を通じて空気が排出される（図３Ａ／黒下矢印参照）。

前記のように各開口部２１２の軸線Ｑ２が基準軸線Ｌ２に対して角度φで傾斜しているため、開口部２１２の周辺領域のうち主面１０２の中心Ｏに近い内側領域のほうから負圧が発現する（図３Ａ／黒横矢印参照）。これにより、基板Ｗの中心を含む中央領域に対して最初に基体１の主面１０２に向かう真空吸引力が作用する（図３Ａ／白下矢印参照）。これに応じて基板Ｗの裏面の中央領域が全体的に複数の凸部１０のそれぞれの上端面に当接することで基板Ｗの平坦性が実現される（図３Ｂ参照）。

続いて、開口部２１２の周辺領域のうち主面１０２の中心Ｏから遠い外側領域にも負圧が発現する（図３Ｂ／黒横矢印参照）。これにより、基板Ｗの中央領域を取り囲む環状の周辺領域に対しても基体１の主面１０２に向かう真空吸引力が作用する（図３Ｂ／白下矢印参照）。すなわち、複数の真空吸引機構を必要とせずに、当該間隙の異なる領域に時間差をもって負圧を発現させることができる。これにより、時系列的に先に負圧が発現する中央領域で基板Ｗの平坦度が確保された後、時系列的に後に負圧が発現する周辺領域で基板Ｗの平坦度が確保され、結果的に基板Ｗ全体としての平坦度の向上が図られる（図３Ｃ参照）。

さらに、複数の開口部２１２の軸線Ｑ２が基準軸線Ｌ２まわりの回転対称性を有しているので、単一の真空吸引機構が用いられて複数の通気路２１を通じて、基体１の主面１０２と基板Ｗの裏面との間隙が真空吸引されたとしても、複数の開口部２１２のそれぞれの周辺領域において時間差をもって負圧を発現させることができる。基板Ｗの平坦度が実現される態様に、当該複数の開口部２１２のそれぞれの軸線と同様な回転対称性をもたせることができ、結果的に基板Ｗの平坦度の向上が図られる。

基体１の主面１０２に沿った仮想平面において、各開口部２１２の軸線Ｑ２が基準軸線Ｌ１に沿った方向に投影された投影線Ｑ１と、基準軸線Ｌ２と交差する基準点（主面２１０２の中心Ｏ）から各開口部２１２の軸線Ｑ２（開口部２１２の中心Ｐ）に向かって延びる方位線Ｌ１と、が角度θで傾斜している。これにより、基体１の主面１０２と基板Ｗの裏面との間隙において負圧発現時に、複数の開口部２１２よりも内側にある領域において内側から外側に向かって旋回気流を生じさせることができ（図４／渦巻き矢印参照）、当該間隙におけるこれにより負圧領域の形成の迅速が図られる。

（実施例１）
第１実施形態にしたがって実施例１の基板保持部材が作製された。板状のＳｉＣ焼結体が加工されることにより直径φ３００ｍｍ×厚さｔ６ｍｍの略円盤状の基体１が作製された。径φ５ｍｍの４つの開口部２１２が、基体１の主面１０２において、中心Ｏから５０ｍｍの位置に、中心Ｏの回りに４回回転対称性を有するように配置されるように、基体１に形成または穿設された。開口部２１２の軸線Ｑ２および基準軸線Ｌ２のなす角度φが８０°に設計された。軸線Ｑ２の投影線Ｑ１および方位線Ｌ１のなす角度θが０°に設計された。

ピッチ３ｍｍの正三角格子の頂点を構成するように、径φ０．５ｍｍ×高さ１００μｍの略円柱状の複数の凸部１０が基体１の主面１０２に形成された。基体１の主面１０２と同心の円環状に延在する、内径φ２９９ｍｍ、幅０．５ｍｍ、高さ９７μｍの主環状凸部１４が基体１の主面１０２に形成された。

（実施例２）
開口部２１２の軸線Ｑ２および基準軸線Ｌ２のなす角度φが１０°に設計されたほかは、実施例１と同様の仕様で実施例２の基板保持部材が作製された。

（実施例３）
開口部２１２の軸線Ｑ２および基準軸線Ｌ２のなす角度φが４０°に設計されたほかは、実施例１と同様の仕様で実施例３の基板保持部材が作製された。

（実施例４）
投影線Ｑ１および方位線Ｌ１のなす角度θが４５°に設計されたほかは、実施例１と同様の仕様で実施例４の基板保持部材が作製された。

（実施例５）
投影線Ｑ１および方位線Ｌ１のなす角度θが６０°に設計されたほかは、実施例１と同様の仕様で実施例５の基板保持部材が作製された。

（実施例６）
４つの開口部２１２が、基体１の主面１０２において、中心Ｏから６０ｍｍの位置に、中心Ｏの回りに４回回転対称性を有するように配置されたほかは、実施例１と同様の仕様で実施例６の基板保持部材が作製された。

（実施例７）
４つの開口部２１２が、基体１の主面１０２において、中心Ｏから１２０ｍｍの位置に、中心Ｏの回りに４回回転対称性を有するように配置されたほかは、実施例１と同様の仕様で実施例７の基板保持部材が作製された。

（比較例）
投影線Ｑ１および方位線Ｌ１のなす角度θが０°に設計され、かつ、開口部２１２の軸線Ｑ２および基準軸線Ｌ２のなす角度φが０°に設計されたほかは、実施例１と同様の仕様で比較例の基板保持部材が作製された。

（評価方法）
基板Ｗとしてのシリコンウエハが基体１に載置された後、通気路２１を介して基板Ｗと基体１の主面１０２とにより挟まれた空間が減圧された。この状態で、基板Ｗの平坦度がレーザー干渉計（ＺＹＧＯ社製ＧＰＩＨｓ）で測定された。各実施例および比較例の基板保持部材の開口部２１２の構成および当該測定結果を表１にまとめて示す。

表１から明らかなように、実施例１〜７のそれぞれの基板保持部材によれば、基板Ｗ全体のＰＶ値が０．１７〜０．２８μｍであり、基板Ｗ全体のＰＶ値が０．３０μｍである比較例の基板保持部材よりも基板Ｗの十分な平坦度が実現されていることが確認された。

（第２実施形態）
（構成）
図５および図６に示されている本発明の第２実施形態としての基板保持部材は、副環状凸部１２（第２副環状凸部）をさらに備えている。副環状凸部１２（第２副環状凸部）は、基体１に設けられ、主面１０２において複数の開口部２１２により囲まれるように、連続的または断続的な環状（例えば主環状凸部１４と同心の円環状）に延在し、かつ、基体１の主面から突出している。副環状凸部１２（第２副環状凸部）の高さＨ２は、複数の凸部１０の高さＨ１よりも低い。基板保持部材の縦断面（図６参照）における副環状凸部１２（第２副環状凸部）の形状は矩形状のほか、台形状、半楕円形状、底部よりも途中で幅狭になる段差付きの矩形状など、さまざまに変更されてもよい。副環状凸部１２（第２副環状凸部）は、研削加工、ブラスト加工もしくはレーザー加工、またはこれらの組み合わせにより形成される。

これ以外の構成は、本発明の第１実施形態としての基板保持部材とほぼ同様であるため、同一の符号を用いるとともに説明を省略する。

（機能）
前記構成の本発明の第２実施形態としての基板保持部材によれば、基板Ｗが基体１に載置され、基板Ｗが複数の凸部１０のうち少なくとも一部により支持される（図７Ａ参照）。この状態で基板Ｗの裏面および基体１の主面１０２により挟まれた空間から、開口部２１２および通気路２１を通じて空気が排出される（図７Ａ／黒下矢印参照）。

前記のように各開口部２１２の軸線Ｑ２が基準軸線Ｌ２に対して角度φで傾斜しているため、開口部２１２の周辺領域のうち主面１０２の中心Ｏに近い内側領域のほうから負圧が発現する（図７Ａ／黒横矢印参照）。これにより、基板Ｗの中心を含む中央領域に対して最初に基体１の主面１０２に向かう真空吸引力が作用する（図７Ａ／白下矢印参照）。さらに、内側領域から複数の開口部２１２のそれぞれに流れる気体が、副環状凸部１２（第２副環状凸部）の上端面と基板Ｗの裏面との間隙を通過する際に局所的に速度が上がるため、基板Ｗのうち副環状凸部１２（第２副環状凸部）に相当する領域に対して基体１の主面１０２に向かうベルヌーイ力が作用する（図７Ａ／灰下矢印参照）。これに応じて基板Ｗの裏面の中央領域が、副環状凸部１２（第２副環状凸部）に相当する領域を除いて全体的に複数の凸部１０のそれぞれの上端面に当接することで基板Ｗの平坦性が実現される（図７Ｂ参照）。

続いて、開口部２１２の周辺領域のうち主面１０２の中心Ｏから遠い外側領域にも負圧が発現する（図７Ｂ／黒横矢印参照）。これにより、基板Ｗの中央領域を取り囲む環状の周辺領域に対しても基体１の主面１０２に向かう真空吸引力が作用する（図７Ｂ／白下矢印参照）。すなわち、複数の真空吸引機構を必要とせずに、当該間隙の異なる領域に時間差をもって負圧を発現させることができる。これにより、時系列的に先に負圧が発現する中央領域で基板Ｗの平坦度が確保された後、時系列的に後に負圧が発現する周辺領域で基板Ｗの平坦度が確保され、結果的に基板Ｗ全体としての平坦度の向上が図られる（図７Ｃ参照）。

基体１の主面１０２に沿った仮想平面において、各開口部２１２の軸線Ｑ２が基準軸線Ｌ１に沿った方向に投影された投影線Ｑ１と、基準軸線Ｌ２と交差する基準点（主面２１０２の中心Ｏ）から各開口部２１２の軸線Ｑ２（開口部２１２の中心Ｐ）に向かって延びる方位線Ｌ１と、が角度θで傾斜している。これにより、基体１の主面１０２と基板Ｗの裏面との間隙において負圧発現時に、複数の開口部２１２よりも内側にある領域において内側から外側に向かって旋回気流を生じさせることができ（図８／渦巻き矢印参照）、当該間隙におけるこれにより負圧領域の形成の迅速が図られる。さらに、副環状凸部１２（第２副環状凸部）の上端面と基板Ｗの裏面との間隙における気流の流速態様を、当該副環状凸部１２（第２副環状凸部）に沿って均等化することができる。これにより、副環状凸部１２（第２副環状凸部）の上端面と、複数の凸部１０により支持されている基板Ｗの裏面との間隙に生じるベルヌーイ力（図７Ａ／灰下矢印参照）の均等化が図られ、結果的に基板Ｗの平坦度の向上が図られる。

（実施例８）
第２実施形態にしたがって実施例８の基板保持部材が作製された。基体１の主面１０２と同心の円環状に延在する、内径φ７９ｍｍ、幅０．５ｍｍ、高さ９７μｍの副環状凸部１２（第２副環状凸部）が基体１の主面１０２に形成されたほかは、実施例１と同様の仕様で実施例８の基板保持部材が作製された。基板Ｗ全体のＰＶ値が０．２３μｍであり、比較例（ＰＶ値が０．３０μｍ）よりも基板Ｗの十分な平坦度が実現されていることが確認された。

（第３実施形態）
（構成）
図９および図１０に示されている本発明の第３実施形態としての基板保持部材では、副環状凸部１２（第１副環状凸部）が、基体１に設けられ、主面１０２において主環状凸部１４の内側で複数の開口部２１２を囲むように、連続的または断続的な環状（例えば主環状凸部１４と同心の円環状）に延在し、かつ、基体１の主面から突出している。

これ以外の構成は、本発明の第１実施形態または第２実施形態としての基板保持部材とほぼ同様であるため、同一の符号を用いるとともに説明を省略する。

（機能）
前記構成の本発明の第３実施形態としての基板保持部材によれば、基板Ｗが基体１に載置され、基板Ｗが複数の凸部１０のうち少なくとも一部により支持される（図１１Ａ参照）。この状態で基板Ｗの裏面および基体１の主面１０２により挟まれた空間から、開口部２１２および通気路２１を通じて空気が排出される（図１１Ａ／黒下矢印参照）。

前記のように各開口部２１２の軸線Ｑ２が基準軸線Ｌ２に対して角度φで傾斜しているため、開口部２１２の周辺領域のうち主面１０２の中心Ｏに近い内側領域のほうから負圧が発現する（図１１Ａ／黒横矢印参照）。これにより、基板Ｗの中心を含む中央領域に対して最初に基体１の主面１０２に向かう真空吸引力が作用する（図１１Ａ／白下矢印参照）。

続いて、開口部２１２の周辺領域のうち主面１０２の中心Ｏから遠い外側領域にも負圧が発現する（図１１Ｂ／黒横矢印参照）。これにより、基板Ｗの中央領域を取り囲む環状の周辺領域に対しても基体１の主面１０２に向かう真空吸引力が作用する（図１１Ｂ／白下矢印参照）。すなわち、複数の真空吸引機構を必要とせずに、当該間隙の異なる領域に時間差をもって負圧を発現させることができる。

さらに、外側領域から複数の開口部２１２のそれぞれに流れる気体が、副環状凸部１２（第１副環状凸部）の上端面と基板Ｗの裏面との間隙を通過する際に局所的に速度が上がるため、基板Ｗのうち副環状凸部１２（第１副環状凸部）に相当する領域に対して基体１の主面１０２に向かうベルヌーイ力が作用する（図１１Ｂ／灰下矢印参照）。これに応じて基板Ｗの裏面の中央領域が、副環状凸部１２（第１副環状凸部）に相当する領域を除いて全体的に複数の凸部１０のそれぞれの上端面に当接することで基板Ｗの平坦性が実現される（図１１Ｂ参照）。

これにより、時系列的に先に負圧が発現する中央領域で基板Ｗの平坦度が確保された後、時系列的に後に負圧が発現する周辺領域で基板Ｗの平坦度が確保され、結果的に基板Ｗ全体としての平坦度の向上が図られる（図１１Ｃ参照）。

（実施例９）
第３実施形態にしたがって実施例９の基板保持部材が作製された。基体１の主面１０２と同心の円環状に延在する、内径φ１１９ｍｍ、幅０．５ｍｍ、高さ９７μｍの副環状凸部１２（第１副環状凸部）が基体１の主面１０２に形成されたほかは、実施例１と同様の仕様で実施例９の基板保持部材が作製された。基板Ｗ全体のＰＶ値が０．２４μｍであり、比較例（ＰＶ値が０．３０μｍ）よりも基板Ｗの十分な平坦度が実現されていることが確認された。

（本発明の他の実施形態）
複数の開口部２１２のそれぞれの軸線Ｑ２が、基準軸線Ｌ２のまわりの回転対称性を有していなくてもよい。また、複数の開口部２１２のうち、少なくとも１つの開口部２１２の軸線Ｑ２および基準軸線Ｌ２のなす角度φが０°であってもよい。複数の開口部２１２のうち、一部の開口部２１２のみが、基体１の主面１０２に沿った方向における基準軸線Ｌ２との距離が主面１０２から基体１の反対側の面に向かって離れるにつれて短くなるように傾斜した軸線を有していてもよい。基体１の主面１０２に副環状凸部１２が複数設けられていてもよい。複数の副環状凸部１２は、第２実施形態のように複数の開口部２１２に取り囲まれる位置に設けられた副環状凸部１２と第３実施形態のように複数の開口部２１２を囲む位置に設けられた副環状凸部１２を含んでいてもよい。

複数の開口部２１２のうち、少なくとも１つの開口部２１２の軸線Ｑ２の仮想平面への投影線Ｑ１および当該仮想平面における当該開口部２１２の方位線Ｌ１のなす角度θが０°であってもよい。

１‥基体、１０‥凸部、１２‥副環状凸部、１４‥主環状凸部、２１‥通気路、２１２‥開口部、１０２‥主面、Ｌ１‥方位線、Ｌ２‥基準軸線、Ｏ‥主面の中心、Ｐ‥開口部の中心、Ｑ１‥投影線、Ｑ２‥開口部の軸線、Ｗ‥基板。

Claims

主面を有する基体と、
前記主面において開口する少なくとも１つの開口部を有し、前記基体の内壁面により画定される少なくとも１つの通気路と、
前記基体に設けられ、前記主面において前記少なくとも１つの開口部とは異なる箇所に分散して配置され、かつ、前記基体の主面から突出している複数の凸部と、を備えている基板保持部材であって、
前記基体の主面の垂線であって、前記主面の中心を通る垂線を基準軸線としたときに、前記少なくとも１つの開口部は、前記主面に沿った方向における前記基準軸線との距離が前記主面から前記基体の前記主面とは反対側の面に向かって離れるにつれて長くなるように傾斜した軸線を有し、前記少なくとも１つの開口部の軸線が、前記基体の主面の垂線に対して１０°〜８０°の角度範囲に含まれる角度をなしていることを特徴とする基板保持部材。
請求項１記載の基板保持部材において、
前記少なくとも１つの開口部は複数の開口部であって、
前記複数の開口部のそれぞれの軸線が、前記基体の主面の垂線に対して１０°〜８０°の角度範囲に含まれる角度をなして、前記主面に沿った方向において前記基準軸線との距離が前記主面から前記基体の前記主面とは反対側の面に向かって離れるにつれて長くなるように傾斜し、かつ、前記基準軸線まわりの回転対称性を有することを特徴とする基板保持部材。
請求項１または請求項２に記載の基板保持部材において、
前記少なくとも１つの開口部の軸線が、前記基体の主面の垂線に対して４０°〜８０°の角度範囲に含まれる角度をなして傾斜していることを特徴とする基板保持部材。
請求項１〜３のうちいずれか１つに記載の基板保持部材において、
前記基体に設けられ、前記主面において前記少なくとも１つの開口部および前記複数の凸部を囲むように環状に延在し、かつ、前記主面から前記複数の凸部のそれぞれと同じ高さまたは前記主面から前記複数の凸部のそれぞれよりも低い高さで突出している主環状凸部をさらに備えていることを特徴とする基板保持部材。
請求項４記載の基板保持部材において、
前記基体の主面の中心から前記少なくとも１つの開口部までの距離が、前記基体の主面の中心から前記主環状凸部の内側面までの距離の０．３倍以上かつ０．９倍以下であることを特徴とする基板保持部材。
請求項２記載の基板保持部材において、
前記基体の主面に沿った仮想平面において、前記複数の開口部のそれぞれの軸線を前記基準軸線に沿った方向に投影した投影線と、前記基準軸線と交差する基準点から前記複数の開口部のそれぞれの軸線に向かって延びる方位線と、が傾斜していることを特徴とする基板保持部材。
請求項４記載の基板保持装置において、
前記基体に設けられ、前記主環状凸部の内側の前記主面において前記少なくとも１つの開口部を囲むように延在し、かつ、前記基体の主面から前記複数の凸部よりも低い高さで突出している第１副環状凸部をさらに備えていることを特徴とする基板保持部材。
請求項１〜７記載の基板保持部材において、
前記少なくとも１つの開口部は複数の開口部であって、前記基体に設けられ、前記主面において前記複数の開口部により囲まれ、かつ、前記基体の主面から前記複数の凸部よりも低い高さで突出している第２副環状凸部をさらに備えていることを特徴とする基板保持部材。