JPH07136885A - 真空チャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 チャック本体の表面平坦度に依存せずに被保
持基板を変形を招くことなく確実に吸着、保持すること
が可能で、しかも軽量化を図ることが可能な真空チャッ
クを提供しようとするものである。 【構成】 吸引通路１２を有するチャック本体１１と、
前記本体１１上に前記吸引通路１２と連通するように取
付けられた吸着パッド１３とを具備し、前記吸引パッド
１３は、柔軟性を有する筒体１９と、この筒体１９内に
配置され、先端が前記筒体の開口端より低くなるように
位置された突起部１５と、前記吸引通路１２と連通さ
れ、前記筒体１９の開口端に被保持基板が載置された時
に前記筒体１９内の空間を吸引するための排気部１７と
を備えた構成を有することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェハ、マス
ク、ガラス板等の被保持基板を吸引保持するための真空
チャックに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の真空チャックとしては、図９およ
び図１０に示すように被保持基板、例えば半導体ウェハ
とほぼ同寸法で内部に吸引通路１を有する円板状のチャ
ック本体２の上面に例えば２つの環状溝３ａ、３ｂを前
記吸引通路１と連通するように形成した構造のものが知
られている。このような構成の真空チャックにおいて、
前記円板状のチャック本体２の上面に半導体ウェハ４を
載置し、前記吸引通路１を通して前記環状溝３ａ、３ｂ
を真空排気することにより前記ウェハ４の全面が前記本
体２に吸着されて保持される。

【０００３】しかしながら、上述した従来の真空チャッ
クにおいては前記ウェハ４の保持性能は前記チャック本
体２の表面平坦度に依存する。例えば、前記チャック本
体２の表面平坦度が低いと前記本体２に載置される前記
ウェハ４との間に隙間が生じて前記ウェハ４を確実に吸
着、保持することが困難になる。また、前記ウェハ４を
吸着、保持できたとしても、前記ウェハ４は前記チャッ
ク本体２の表面に倣って保持されるために微視的に変形
される恐れがある。このようなウェハ４の変形は、応力
を伴うために内部欠陥の発生原因となる。特に、微細な
素子が多数形成される半導体ウェハでは前記内部欠陥の
発生は電気的特性等に多大な悪影響を及ぼす。

【０００４】したがって、従来の真空チャックでは前記
チャック本体を極めて高い精度で表面加工することが要
求される。その結果、コストが高くなるばかりか、高精
度の表面加工を行うためにチャック本体（通常、金属か
ら製作される）を厚くする必要から大重量になるという
新たな問題を生じる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、チャ
ック本体の表面平坦度に依存することなく被保持基板を
変形を招くことなく確実に吸着、保持することが可能
で、しかも軽量化を図ることが可能な真空チャックを提
供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる真空チャ
ックは、吸引通路を有するチャック本体と、前記本体上
に前記吸引通路と連通するように取付けられた吸着パッ
ドとを具備し、前記吸着パッドは、柔軟性を有する筒体
と、この筒体内に配置され、先端が前記筒体の開口端よ
り低くなるように位置された突起部と、前記吸引通路と
連通され、前記筒体の開口端に被保持基板が載置された
時に前記筒体内の空間を吸引するための排気部とを備え
た構成を有することを特徴とするものである。

【０００７】前記筒体は、円筒体でも、矩形筒体でもよ
い。このような筒体は、例えばシリコン樹脂、ウレタン
樹脂等の柔軟性を有する材料から形成される。前記突起
部の先端形状は、球面にすることが好ましい。このよう
な先端部が球面の突起部は、被保持基板と点接触させる
ことができるため、前記被保持基板を高い平坦度で吸
着、保持することが可能になる。

【０００８】

【作用】本発明に係わる真空チャックは、柔軟性を有す
る筒体と、この筒体内に配置され、先端が前記筒体の開
口端より低くなるように位置された突起部と、前記筒体
内の空間を吸引するための排気部とを備えた吸着パッド
を吸引通路を有するチャック本体上に前記吸引通路と連
通するように取付けた構成になっている。

【０００９】このような構成において、被保持基板を前
記吸着パッドに載置した状態で前記チャック本体の吸引
通路を通して真空排気することにより、前記吸着パッド
の柔軟性を有する筒体内が前記排気部により吸引される
ため、その開口端が変形して前記被保持基板の裏面に密
着する。このため、前記被保持基板を確実に吸着、保持
することができる。

【００１０】また、前記筒体の開口端が前記被保持基板
裏面に密着すると、前記筒体内の突起部の先端に前記被
保持基板の裏面が当接される。この際、前記吸着パッド
を３つ以上備えることによって、前記被保持基板は前記
３つ以上の吸着パッドの前記突起部の先端でそれぞれ支
持されるために、変形を招くことなくそれ自体高い平坦
度で吸着、保持される。特に、先端部が球面の突起部を
用いれば、前記被保持基板と点接触させることができる
ため、前記被保持基板を高い平坦度で吸着、保持するこ
とが可能になる。

【００１１】さらに、前記被保持基板をある基準面に対
して平行に保持させる必要が場合には前記吸着パッドを
３つまたはそれ以上設け、これら吸着パッドの突起部の
高さ調節によって容易に対応することができる。さら
に、前述したように前記被保持基板は前記吸着パッドで
吸着、保持されるため、前記チャック本体を高精度で表
面加工する必要がなくなる。このため、高精度の表面加
工に伴うコスト上昇を抑えることができる。しかも、前
記チャック本体の表面の加工精度がラフになることによ
り前記本体を薄くできるために軽量化を図ることができ
る。真空チャックの軽量化は、それを例えば可動ステー
ジに搭載した場合には高精度の位置決めを行うことがで
きるという利点を有する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図３を参照し
て詳細に説明する。例えば被保持基板である半導体ウェ
ハとほぼ同寸法の円板状のチャック本体１１は、内部に
吸引通路１２を有する。前記吸引通路１２は、図示しな
い真空排気装置に連通されている。吸着パッド１３は、
前記チャック本体１１の上部周縁付近の３箇所に前記吸
引通路１２と連通するように取り付けられている。な
お、前記各吸着パッド１３は、前記本体１１の中心に対
して等周角度（１２０゜）で配置されている。

【００１３】前記各吸着パッドは、図３に示す構成にな
っている。すなわち、下端に円筒状支持体１４が一体に
形成された突起部１５は、前記支持体１４を前記本体１
１の上面からその内部に亘って穿設された穴１６に挿入
することにより取付けられている。前記支持体１４の下
端は、前記本体１１の前記吸引通路１２に連通されてい
る。前記突起部１５は、前記支持体１４の径より大きい
略半球状をなし、かつ複数の排気穴１７が形成されてい
る。前記各排気穴１７は、一端が前記突起部１５の側面
に開口され、他端が前記支持体１４の中空部に連通され
ている。スペーサ１８は、前記本体１１上面と前記突起
部１５の間に介在されている。柔軟性を有する材料（例
えばシリコン樹脂）からなり、開口端が外側に拡口され
た円筒体１９は、その下部内周面を前記突起部１５の下
部外周面に接着させることにより取り付けられている。
前記突起部１５の先端は、前記円筒体１９の開口端より
僅かに低くなるように位置している。

【００１４】このような構成によれば、被保持基板、例
えば半導体ウェハ２０を前記３つの吸着パッド１３の前
記柔軟性を有する円筒体１９上に載せ、図示しない真空
排気装置と連通する前記チャック本体１１の吸引通路１
２を通して前記吸着パッド１３の支持体１４の中空部を
経由して前記排気穴１７を真空排気すると、図４に示す
ように前記ウェハ２０が載置された前記円筒体１９内が
吸引されてその開口端が外側に湾曲し、前記ウェハ２０
の裏面に密着すると共にそのウェハ２０の裏面が前記円
筒体１９内の前記突起部１５の先端球面に当接する。そ
の結果、前記ウェハ２０は前記各吸着パッド１３により
確実に吸着される。しかも、前記ウェハ２０は３箇所の
突起部１５の先端で支持されるため、変形することなく
それ自体高い平坦度で吸着、保持される。特に、前記突
起部１５の先端部を球面にすれば、前記ウェハ２０と点
接触させることができるため、前記ウェハ２０を高い平
坦度で吸着、保持することが可能になる。

【００１５】また、前記吸着パッド１３に組み込まれる
前記突起部１５の高さは前記突起部１５の下面と前記チ
ャック本体１１表面との間に介在させるスペーサ１８の
厚さを変えることにより前記円筒体１９と共に調節でき
るため、前記突起部１５の高さ調節によりウェハ２０を
ある基準面に対して平行に保持させることも極めて容易
に行うことが可能になる。

【００１６】なお、前述した図１〜図３に示す構造の真
空チャックにおいて前記スペーサ１８を前記チャック本
体１１上面と前記突起部１５の間に介在させる代わりに
前記突起部１５の下面に一体的に形成された円筒状の支
持体１４の外周面にネジ切り加工を施し、かつ前記チャ
ツク本体１１の穴１６の内周面にもネジ切り加工を施す
ことにより前記突起部１５を前記支持体１４を介して前
記穴１６に螺合させて取り付けるようにしてもよい。こ
のような構造にすれば、前記突起部１５を回転させるこ
とによりその高さを任意に調節できるため、前記突起部
１５の高さ調節のための前記スペーサ１８を用いること
なく、極めて容易に前記ウェハをある基準面に対して平
行に保持させることが可能になる。

【００１７】また、本発明に係わる真空チャックは前述
した図１〜図３に示す構造に限定されず、例えば次に説
明する図５、図６に示す構造にしてもよい。図５および
図６において、チャック本体２１は内部に吸引通路２２
が形成されている。吸着パッド２３は、前記本体２１の
３箇所に設けられている。前記吸着パッド２３は、前記
本体２１と一体化され、先端が前記本体２１上面から突
出した突起部２４と、前記突起部２４周辺の前記本体２
１に９０゜の周角度で穿設され、下部が前記吸引通路２
２と連通した例えば４つの排気穴２５と、前記突起部２
４を中心にして前記本体２１の上面部に同心円状に穿設
された環状溝２６と、前記環状溝２６の前記突起部２４
側の環状側面に下部内周面が接着等により取り付けら
れ、開口端が外側に拡口された柔軟性を有する材料（例
えばシリコン樹脂）からなる円筒体２７とから構成され
ている。

【００１８】このような図５および図６に示す構造の真
空チャックにおいて、図示しない被保持基板、例えば半
導体ウェハを前記３つの吸着パッド２３の前記柔軟性を
有する円筒体２７上に載せ、図示しない真空排気装置と
連通する前記チャック本体２１の吸引通路２２を通して
前記吸着パッド２３の前記排気穴２５を真空排気する
と、前記ウェハが載置された前記円筒体２７内が吸引さ
れてその開口端が外側に湾曲し、前記ウェハの裏面に密
着すると共にそのウェハの裏面が前記円筒体２７内の前
記突起部２４の先端に当接する。その結果、前述した実
施例と同様に前記ウェハを前記各吸着パッド２３により
確実に吸着できると共に、前記ウェハを変形させること
なくそれ自体高い平坦度で吸着、保持することができ
る。

【００１９】さらに、前述した実施例では１つのチャッ
ク本体に３つ（必要に応じて４つ以上にすることも可
能）の吸着パッドを取り付けた構成にしたが、これに限
定されず、例えば図７および図８に示す構成してもよ
い。すなわち、この真空チャックは吸引通路２２を有す
る矩形状のチャック本体２１に前述した図５および図６
とほぼ同様な構造の吸着パッド２３を取り付けてチャッ
クユニット２８とし、例えば３つの前記ユニット２８を
等周角度（１２０゜）で配置すると共に、ブロック２９
にボルト２８を介してそれぞれ固定して真空チャックを
構成してもよい。このような構成の真空チャックによれ
ば、その様々な用途に応じて前記チャックユニット２８
を図７および図８のような個数、配置、またはこれ以外
の個数、配置に種々変更することができるため、ユーザ
にとって極めて取扱いの自由度が高くなるという効果を
奏する。

【００２０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によればチ
ャック本体の表面平坦度に依存せずに半導体ウェハ等の
被保持基板を変形を招くことなく確実に吸着、保持する
ことができ、しかも軽量化を図ることが可能な真空チャ
ックを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す真空チャックの平面
図。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図３】図１の真空チャックの要部断面図。

【図４】半導体ウェハを吸着保持した時の真空チャック
の要部断面図。

【図５】本発明の他の実施例を示す真空チャックの要部
平面図。

【図６】図５のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図７】本発明のさらに他の実施例を示す真空チャック
の平面図。

【図８】図７のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図９】従来の真空チャックを示す平面図。

【図１０】図９のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【符号の説明】

１１、２１…チャック本体、１２、２２…吸引通路、１
３、２３…吸着パッド、１５、２４…突起部、１７、２
５…排気穴、１９、２７…円筒体、２０…半導体ウェ
ハ、２８…チャックユニット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸引通路を有するチャック本体と、前記
   本体上に前記吸引通路と連通するように取付けられた吸
   着パッドとを具備し、 前記吸着パッドは、柔軟性を有する筒体と、この筒体内
   に配置され、先端が前記筒体の開口端より低くなるよう
   に位置された突起部と、前記吸引通路と連通され、前記
   筒体の開口端に被保持基板が載置された時に前記筒体内
   の空間を吸引するための排気部とを備えた構成を有する
   ことを特徴とする真空チャック。