WO2024117149A1 - 真空チャックおよびその製造方法 - Google Patents
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Definitions
- an adsorption member as described in Patent Document 1 has been used as a device for fixing an adsorbed object such as a semiconductor wafer.
- the adsorption member described in Patent Document 1 includes an adsorbent and a support for supporting the adsorbent.
- the adsorbent has a base made of porous ceramic and a semiconductive first coating film located on the surface of the base facing the adsorbed object.
- Patent Document 1 further discloses that the surface of the support may have a second coating film made of the same material as the first coating film and connected to the first coating film, and that the second coating film may cover the upper surface, outer surface, and lower surface of the support. With this configuration, generated static electricity can be removed at an appropriate speed.
- the vacuum chuck according to the present disclosure includes a plate-shaped ceramic porous body having a first surface on the mounting surface side and pores communicating in the thickness direction, a support part having an annular second surface positioned so as to surround the first surface, a first membrane having air permeability and semi-conductivity, and a second membrane having a lower resistance than the first membrane. At least one of the support part and the second membrane is not air permeable.
- the first membrane covers the first surface and the second surface.
- the second membrane covers at least the side surface of the first membrane and the support part positioned on the second surface.
- the method of manufacturing a vacuum chuck includes the steps of preparing a porous ceramic body having an upper surface, a lower surface, and a side surface and having pores communicating in the thickness direction; forming a first surface on the upper surface of the porous ceramic body and a ring-shaped second surface located on the peripheral portion of the upper surface so as to surround the first surface; coating the first surface and the second surface with a first film that is breathable and semi-conductive; coating at least the first film located on the second surface and the side surface of the porous ceramic body with a second film that has a lower resistance than the first film and is not breathable; and simultaneously grinding the first film and the second film to make the first film and the second film approximately flush with each other.
- a method for manufacturing a vacuum chuck includes the steps of preparing a plate-shaped porous ceramic body having pores communicating in the thickness direction and a dense ceramic body having a recess for accommodating the porous ceramic body, joining the porous ceramic body to the recess and processing the porous ceramic body and the dense ceramic body so that they are substantially flush with each other to form a first surface on the upper surface of the porous ceramic body, forming a third surface on the dense ceramic body, the third surface surrounding the recess and connected to the wall surface of the recess and substantially flush with the first surface, and a second surface surrounding the third surface and located on the outer periphery of the third surface, covering the first surface to the second surface with a first film having air permeability and semiconductivity, covering at least the first film and the side surface of the dense ceramic body located on the second surface with a second film having a lower resistance than the first film, and simultaneously grinding the first film and the second film to make the first film and the second film substantially flush with each other.
- FIG. 1 illustrates a cross-sectional view of a vacuum chuck according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 2 is an enlarged explanatory view for explaining a modified example of an area X shown in FIG. 1 .
- FIG. 13 is a cross-sectional view of a vacuum chuck according to another embodiment of the present disclosure.
- FIG. 4 is an enlarged explanatory diagram for explaining a modified example of an area Y shown in FIG. 3 .
- FIG. 2 is a perspective view of the vacuum chuck shown in FIG. 1 .
- the vacuum chuck according to the present disclosure has a configuration as described in the section on means for solving the above problems, thereby efficiently removing static electricity that is generated and reducing the occurrence of sparks. Furthermore, the method for manufacturing a vacuum chuck according to the present disclosure can provide a vacuum chuck in which static electricity that is generated is efficiently removed and the occurrence of sparks is reduced.
- the vacuum chuck according to the present disclosure includes a ceramic porous body, a support portion, a first film, and a second film.
- the vacuum chuck according to the present disclosure will be described with reference to Figures 1 to 5.
- the vacuum chuck 10 has a structure in which a porous one-piece molded body 3, in which a ceramic porous body 1 and a support portion 2 are integrated, is placed in contact with a substrate 4.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of the vacuum chuck 10 according to one embodiment of the present disclosure. The appearance of the vacuum chuck 10 is shown in FIG. 5.
- FIG. 5 is a perspective view of the vacuum chuck 10 according to one embodiment of the present disclosure.
- the ceramic porous body 1 is in the form of a plate having a first surface 1a which is the mounting surface side, and is not limited as long as it is made of porous ceramic.
- the ceramic that forms the ceramic porous body 1 include ceramics containing oxides such as aluminum oxide (alumina), titanium oxide, and zinc oxide, carbides such as silicon carbide, and nitrides such as silicon nitride, boron nitride, and aluminum nitride.
- Ceramic generally means that an object has a certain number of pores or more within it. However, in this specification, “porous” means that the pores are interconnected to the extent that the object has air permeability.
- a porous body is an object that has communicating pores within it and has breathability. Having breathability generally means having the property of being able to pass gas through. However, in this specification, having breathability means that the porous body has breathability to the extent that it can adsorb and hold a substrate or other object to be adsorbed on the surface when the back surface of the porous body is sucked with a vacuum pump. When the underside is sucked through a suction tube connected to a vacuum pump, the pressure difference (pressure loss) between the atmospheric pressure inside the suction tube and the surface may be 90 kPa or less.
- An object that does not have communicating pores and is airtight is called a dense material. A dense material can have breathability if air holes are formed in it by processing or other methods.
- the ceramic porous body 1 has, for example, a porosity of 10% to 50%, an average pore diameter of 20 ⁇ m to 100 ⁇ m, and an average particle diameter of 50 ⁇ m to 300 ⁇ m. If the porosity and pore diameter are within these ranges, it is possible to improve the adsorption strength while achieving a balance between the strength and rigidity of the member and the air flow resistance.
- the porosity and pore diameter values can be determined, for example, by cutting the member to be measured to an appropriate size and subjecting it to mercury intrusion porosimetry in accordance with JIS R 1655-2003. Alternatively, any cross-section of the member to be measured can be observed under an electron microscope or optical microscope, and the observed image can be subjected to image processing to determine the values.
- the porosity of porous bodies should be measured by mercury intrusion porosimetry, while the porosity of dense bodies should be measured by cross-sectional observation.
- the porosity (closed porosity) of a dense body is measured by the following method.
- An average range is selected from the observed surface, and an area of, for example, 1.06 x 106 ⁇ m2 (horizontal length 1190 ⁇ m, vertical length 890 ⁇ m) is photographed with a scanning electron microscope to obtain an observation image at a magnification of 100 times.
- This observation image can be used to determine the area ratio of closed pores by a method called particle analysis using image analysis software "A-zo-kun (ver. 2.52)" (registered trademark, manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.).
- image analysis software "A-zo-kun” it refers to the image analysis software manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd.
- the setting conditions for this method may be, for example, a threshold value, which is an index showing the brightness of an image, of 91, a brightness value of dark, a small figure removal area of 1 ⁇ m2 , and a noise removal filter.
- the threshold value may be adjusted according to the brightness of the observed image. With the brightness value set to dark, the binarization method set to manual, the small figure removal area set to 1 ⁇ m2 , and a noise removal filter set, the threshold value may be adjusted so that the markers appearing in the observed image match the shape of closed pores.
- the ceramic forming the ceramic porous body 1 is preferably a ceramic containing alumina as its main component.
- main component means a component that is contained in an amount of 50% by mass or more when the total of the components constituting the ceramic is taken as 100% by mass.
- Each component contained in the ceramic can be identified, for example, by an X-ray diffraction device using CuK ⁇ rays. The content of each component can be determined, for example, by an ICP (Inductively Coupled Plasma) emission spectroscopic analyzer or an X-ray fluorescence analyzer.
- ICP Inductively Coupled Plasma
- the shape and size of the ceramic porous body 1 are not limited and are set appropriately depending on the application of the resulting vacuum chuck 10 or the shape of the object to be adsorbed.
- the ceramic porous body 1 may have, for example, a circular, elliptical or polygonal shape (such as a triangular, rectangular, pentagonal or hexagonal shape). If it is a polygonal shape, the shape of the ceramic porous body 1 may be a regular polygon or a scalene polygon.
- the size of the ceramic porous body 1 is not limited, and may be, for example, a diameter of 50 mm or more and 500 mm or less.
- the ceramic porous body 1 is elliptical, both the major axis and the minor axis may be within such ranges.
- the ceramic porous body 1 is polygonal, the length of one side is, for example, 50 mm or more and 500 mm or less.
- the thickness of the ceramic porous body 1 is, for example, 10 mm or more and 50 mm or less.
- the support part 2 is a member that supports the ceramic porous body 1. As shown in FIG. 1, the support part 2 has an annular second surface 2a that is positioned so as to surround the first surface 1a of the ceramic porous body 1.
- the shape and size of the support part 2 are not limited as long as they are capable of supporting the ceramic porous body 1.
- the material and raw materials of the support part 2 are also not limited, and for example, the support part 2 may be made of ceramics that have the same main component as the ceramic porous body 1. If the ceramics are the same, the difference in thermal expansion coefficient is small. Therefore, deformation when heat is applied is small.
- the ceramic porous body 1 and the support portion 2 are formed from the same raw material.
- the boundary between the ceramic porous body 1 and the support portion 2 is the second surface 2a.
- the portion located above the second surface 2a corresponds to the ceramic porous body 1, and the portion located below the second surface 2a corresponds to the support portion 2.
- the integrally molded product 3 may be placed on a dense substrate 4. Specifically, as shown in FIG. 1, the integrally molded product 3 is placed on the substrate 4 so that the surface opposite to the first surface 1a is in contact with the substrate 4.
- the substrate 4 may be, for example, a dense ceramic.
- the first film 6 is positioned so as to cover the first surface 1a of the ceramic porous body 1 to the second surface 2a of the support portion 2.
- the first film 6 is positioned so as to cover the surface of the integrally molded product 3 (the first surface 1a, the first side surface 81, and the second surface 2a).
- the first film 6 is breathable and semi-conductive.
- "semi-conductive" means that the resistance value is 1E+05 ⁇ to 1E+10 ⁇ .
- the placed object needs to be adsorbed on the first surface 1a of the ceramic porous body 1 by suction through the suction holes 5. For this reason, the first film 6 needs to be breathable.
- the second film 7 is positioned so as to cover at least the first film 6 located on the second surface 2a and the side surface (third side surface 83) of the support portion 2.
- the second film 7 has a lower resistance than the first film 6 and is a film that does not have air permeability.
- the first film 6 that is semiconductive By using the first film 6 that is semiconductive, the occurrence of sparks is reduced.
- the second film 7 that has a lower resistance than the first film 6 By using the second film 7 that has a lower resistance than the first film 6, the static electricity that is generated is efficiently removed. Furthermore, the first film 6 and the second film 7 overlap and contact each other on the second surface 2a, which improves the electrical connection. A good connection can be obtained if the width of the overlapping portion between the first film 6 and the second film 7 is, for example, 1 mm or more. If both the first film 6 and the second film 7 are semiconductive, it becomes difficult to quickly remove the static electricity that is generated. On the other hand, if both the first film 6 and the second film 7 are low-resistance films, it becomes difficult to reduce the occurrence of sparks.
- the first film 6 is not limited to any particular type as long as it is breathable and semiconductive, and examples of such films include films made of ceramics and resins. Of these, it is preferable that the first film 6 is a film made of ceramics.
- a film made of ceramics has a small difference in thermal expansion from the ceramic porous body 1, and is less likely to deform or undergo stress when the temperature changes. Furthermore, a film made of ceramics has good processing accuracy, and it is easy to obtain an adsorption surface with good flatness.
- films made of ceramics include films whose main components are alumina, titanium oxide, zinc oxide, silicon carbide, diamond-like carbon, silicon nitride, boron nitride, and aluminum nitride.
- the first film 6 has the same main component as the ceramic porous body 1, since this reduces the thermal expansion difference (deformation and stress when the temperature changes). If the main component of the ceramic porous body 1 is alumina, the first film 6 should be formed from a ceramic containing alumina as the main component and at least one of titanium oxide and zinc oxide.
- the resistivity of the first film 6 can be adjusted by the content of titanium oxide and zinc oxide relative to the alumina. The higher the content of titanium oxide and zinc oxide, the lower the resistance of the film.
- the resistivity of the first film 6 should be 1E+05 ⁇ to 1E+10 ⁇ , and the content of titanium oxide and zinc oxide should be adjusted so that the resistivity is within the above range.
- the first film 6 When the first film 6 is made of ceramic, the first film 6 may be a ceramic sprayed film. Film formation by spraying can be performed at a relatively low temperature, with little thermal stress, and it is relatively easy to thicken the film (a uniform film remains even if the surface after film formation is flattened). Examples of ceramic films that can be formed by spraying include alumina, titanium oxide, and zinc oxide.
- the ceramic porous body 1 is made of a ceramic mainly composed of alumina
- the first film 6 is made of a ceramic containing alumina and at least one of titanium oxide and zinc oxide
- the second film 7 is not limited as long as it has a lower resistance than the first film 6. If the support 2 is porous, the second film 7 may be a film that does not have air permeability. Examples of the second film 7 include films formed from ceramics, resins, metals, etc. Among these, the second film 7 is preferably a film formed from ceramics. Examples of films formed from ceramics include films made from titanium oxide, zinc oxide, lead oxide, alumina, diamond-like carbon, etc. In particular, the second film 7 is preferably formed from ceramics containing titanium oxide as a main component. If the second film 7 is formed from ceramics containing titanium oxide as a main component, it has high conductivity and can quickly remove static electricity that is generated. The resistance of the second film 7 may be, for example, 20 ⁇ or less.
- first film 6 and the second film 7 have the same main component, for example alumina, it is advisable to adjust the second film 7 so that it contains a larger amount of the component added for conductivity control than the first film 6. If the main component is diamond-like carbon, it is advisable to make the second film 7 a film with a larger proportion of SP2 bonds than the first film 6.
- the second film 7 may also be a ceramic sprayed film.
- the second film 7 may be denser and thicker than the first film 6. If the second film 7 is denser and thicker than the first film 6, the electrical conductivity is higher. As a result, the generated static electricity is removed more quickly.
- the first film 6 must be breathable.
- the first film 6 may be porous or dense as long as it is thick enough not to block the communicating pores opening to the first surface 1a of the ceramic porous body 1.
- the first film 6 may have a thickness of, for example, 10 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
- the second film 7 is preferably dense.
- the second film 7 may have a thickness of, for example, 100 ⁇ m or more and 2 mm or less, and may have a closed porosity of 10 area % or less.
- the colors of the first film 6 and the second film 7 are not limited, and may be achromatic colors such as white, black, and gray, or may be chromatic colors.
- the first film 6 and the second film 7 may have the same color or different colors.
- the outline of the first film 6 becomes clear.
- the color and resistivity of the first film 6 can be adjusted by the content of titanium oxide and zinc oxide.
- titanium oxide in a ratio of 30% by mass to 50% by mass, a blackish semiconductive first film 6 is formed. Therefore, when a white-colored object is placed on the film, the outline of the object can be made clear.
- zinc oxide in a ratio of 30% by mass to 50% by mass, a whiteish semiconductive first film 6 is formed. Therefore, when a black-colored object is placed on the film, the outline of the object can be made clear.
- Both titanium oxide and zinc oxide impart semiconductivity to alumina. Therefore, by including them in the above-mentioned ratios, the occurrence of sparks can be reduced more efficiently.
- titanium oxide and zinc oxide are included in a total ratio of 30% by mass or more and 50% by mass or less, a first film 6 that is semiconductive and has a grayish color is formed. Therefore, whether a black or white object is placed on the surface, the outline of the object can be clearly seen.
- the second surface 2a may be located lower than the first surface 1a.
- the thickness of the first film 6 and the second film 7 that are overlapped on the second surface 2a can be sufficiently ensured.
- one of the films does not become too thin, and the electrical connection between the first film 6 and the second film 7 can be improved.
- the height from the second surface 2a to the first surface 1a is, for example, 50 ⁇ m or more.
- the second film 7 located on the second surface 2a may be flush with the first film 6 located on the first surface 1a, or may be located at a lower level than the first film 6 located on the first surface 1a. If the second film 7 located on the second surface 2a is flush with the first film 6 located on the first surface 1a, a high degree of flatness can be achieved by lapping. On the other hand, if the second film 7 located on the second surface 2a is located at a lower level than the first film 6 located on the first surface 1a, the object to be placed is less likely to come into contact with the second film 7 when it is placed on the surface. As a result, the generation of sparks is more efficiently reduced.
- the first side surface 81 located between the first surface 1a and the second surface 2a may be approximately perpendicular to the first surface 1a and the second surface 2a as shown in FIG. 1, or may be inclined outward from the first surface 1a to the second surface 2a as shown in FIG. 2.
- FIG. 2 is an enlarged explanatory diagram for explaining a modified example of the region X shown in FIG. 1.
- the first film 6 is bent gently rather than bent perpendicularly. This further reduces breakage of the first film 6.
- the corner C1 between the first surface 1a and the first side surface 81 may be approximately perpendicular to the first surface 1a and the second surface 2a as shown in FIG. 1, or may be chamfered as shown in FIG. 2.
- the corner C1 when the corner C1 is chamfered, the first film 6 bends gently rather than perpendicularly. This further reduces breakage of the first film 6.
- the corner C2 between the second surface 2a and the third side surface 83 which is the outer surface of the support portion 2, may be approximately perpendicular to the second surface 2a as shown in FIG. 1, or may be chamfered as shown in FIG. 2.
- the corner C2 when the corner C2 is chamfered, the second film 7 bends gently at the corner C2, rather than bending perpendicularly. This further reduces breakage of the second film 7.
- the second surface 2a may be approximately horizontal with respect to the first surface 1a as shown in FIG. 1, or may be inclined so as to become lower toward the outside as shown in FIG. 2.
- the total thickness of the first film 6 and the second film 7 becomes larger toward the outer periphery (third side surface 83).
- peeling of the first film 6 and the second film 7 from the third side surface 83 side can be reduced.
- bending of the second film 7 becomes gentler, further reducing breakage of the second film 7.
- FIG. 3 is a cross-sectional view showing a vacuum chuck 20 according to another embodiment of the present disclosure.
- the same members as those in the vacuum chuck 10 according to the first embodiment are given the same reference numerals as those in Figures 1 and 2, and detailed descriptions thereof will be omitted.
- the dense ceramic body 21 Compared to porous ceramics, the dense ceramic body 21 has superior mechanical strength, thermal conductivity, and airtightness. There are no limitations on the dense ceramic body 21 as long as it is made of dense ceramic. Examples of the ceramics that form the dense ceramic body 21 include ceramics containing oxides such as aluminum oxide (alumina), titanium oxide, and zinc oxide, carbides such as silicon carbide, and nitrides such as silicon nitride, boron nitride, and aluminum nitride. The closed porosity of the dense ceramic body 21 is, for example, 10% by area or less.
- oxides such as aluminum oxide (alumina), titanium oxide, and zinc oxide
- carbides such as silicon carbide
- nitrides such as silicon nitride, boron nitride, and aluminum nitride.
- the closed porosity of the dense ceramic body 21 is, for example, 10% by area or less.
- the dense ceramic body 21 may be formed from the same raw material as the porous ceramic body 1.
- the porous ceramic body 1 is formed from a ceramic whose main component is alumina
- the dense ceramic body 21 may also be formed from a ceramic whose main component is alumina.
- the shape and size of the ceramic dense body 21 are not limited, and are set appropriately depending on the application of the resulting vacuum chuck 20 and the shape of the ceramic porous body 1.
- the shape of the ceramic dense body 21 is not limited. When viewed in a plane, the ceramic dense body 21 may have, for example, a circular, elliptical, or polygonal shape (such as a triangular, rectangular, pentagonal, or hexagonal shape). If polygonal, the shape of the ceramic dense body 21 may be a regular polygon or a scalene polygon.
- the dense ceramic body 21 has a recess 211 for accommodating the porous ceramic body 1.
- the recess 211 is formed according to the shape and size of the porous ceramic body 1.
- the third surface 2b which is connected to the wall of the recess 211, is located approximately flush with the first surface 1a, as shown in FIG. 3. "Approximately flush" also includes cases where the first surface 1a and the third surface 2b are not completely flush, but there is a difference of 100 ⁇ m or less between the first surface 1a and the third surface 2b.
- the second surface 2a is located on the outer peripheral edge side of the third surface 2b, as shown in FIG. 3.
- the height from the second surface 2a to the third surface 2b is, for example, 500 ⁇ m or more.
- the second side surface 82 located between the third surface 2b and the second surface 2a may be approximately perpendicular to the third surface 2b and the second surface 2a as shown in FIG. 3, or may be inclined outward from the third surface 2b to the second surface 2a as shown in FIG. 4.
- FIG. 4 is an enlarged explanatory diagram for explaining a modified example of the region Y shown in FIG. 3.
- the first film 6 is bent gently rather than bent perpendicularly. Therefore, breakage of the first film 6 is further reduced.
- the corner C3 between the third surface 2b and the second side surface 82 may be approximately perpendicular to the third surface 2b and the second surface 2a as shown in FIG. 3, or may be chamfered as shown in FIG. 4. In particular, when the corner C3 is chamfered, the first film 6 bends gently rather than perpendicularly. This further reduces breakage of the first film 6.
- the vacuum chucks 10 and 20 are formed with suction holes 5.
- the suction holes 5 have an opening on the surface of the vacuum chucks 10 and 20 opposite the first surface 1a on which an object is placed, and penetrate to the underside of the porous ceramic body 1 or the underside of the support part 2 made of a porous body.
- the suction holes 5 are connected to a suction source (not shown) such as a vacuum pump. By operating the suction source, the suction holes 5 become a path for sucking air, and the object is adsorbed and held via the porous ceramic body 1 (first surface 1a).
- the method for manufacturing the vacuum chuck 10 includes the following steps (a) to (e). (a) providing a porous ceramic body having an upper surface, a lower surface and a side surface; (b) forming, on the upper surface of the ceramic porous body, a first surface and an annular second surface positioned on the peripheral portion of the upper surface so as to surround the first surface; (c) coating the first surface with a first film having air permeability and semi-conductivity from the first surface to the second surface.
- Step (a) is a step of preparing a ceramic porous body having an upper surface, a lower surface, and a side surface. As shown in Figure 1, this ceramic porous body is processed into an integrally molded product 3 in which the ceramic porous body 1 and a support part 2 are integrated.
- the ceramic forming the ceramic porous body is the same as the ceramic forming the ceramic porous body 1, and a detailed description thereof will be omitted. Below, an example of a method for manufacturing a ceramic porous body containing alumina as the main component is described.
- aluminum oxide powder having an average particle size D50 of 50 ⁇ m to 250 ⁇ m, glass powder having an average particle size D50 of 4 ⁇ m to 40 ⁇ m, water, and a binder are mixed.
- the ratio of the glass powder to 100 parts by mass of the aluminum oxide powder is 5 parts by mass to 10 parts by mass.
- the glass powder becomes a glass component that binds the aluminum oxide crystal particles that form the ceramic porous body by heat treatment described later, and its softening point is 750° C. to 940° C.
- the ratio of water is 5 parts by mass to 10 parts by mass to 100 parts by mass of the total of the aluminum oxide powder and the glass powder.
- Other polar solvents may be used instead of water.
- the mixed aluminum oxide powder and glass powder are granulated using various granulators such as a tumbling granulator, a spray dryer, a compression granulator, and an extrusion granulator to obtain granules.
- various granulators such as a tumbling granulator, a spray dryer, a compression granulator, and an extrusion granulator to obtain granules.
- the obtained granules are filled into a mold and pressed into a molded body by hydrostatic pressure.
- the molded body is then heat-treated, for example, in air or nitrogen at 900°C or higher and 1300°C or lower to obtain a ceramic porous body.
- Step (b) is a step of forming a first surface 1a and an annular second surface 2a located on the peripheral portion of the upper surface so as to surround the first surface 1a on the upper surface of the porous ceramic body obtained in step (a).
- the second surface 2a is preferably formed at a lower portion than the first surface 1a.
- the peripheral portion of the upper surface of the porous ceramic body may be removed by cutting or grinding.
- the first side surface 81 located between the first surface 1a and the second surface 2a may be machined so as to be inclined outward.
- the second surface 2a may be machined so as to be inclined so as to be lower toward the outside.
- the corner C1 between the first surface 1a and the first side surface 81 located between the first surface 1a and the second surface 2a may be subjected to chamfering.
- the corner C2 between the second surface 2a and the third side surface 83 which is the outer surface of the support portion 2 (integrally molded product 3), may be subjected to chamfering.
- Step (c) is a step of coating the first surface 1a to the second surface 2a with a first film 6 that is breathable and semi-conductive.
- the first film 6 is as described above, and a detailed description is omitted. Below, an example is described in which a plasma spraying method is used as a method for forming the first film 6 that contains alumina and titanium oxide.
- the ceramic porous body 1 is placed in a plasma spraying device.
- a voltage is applied between the anode and cathode to generate a DC arc, and a gas such as argon is supplied to generate a plasma jet.
- a spray powder consisting of a mixed powder of alumina and titanium oxide is supplied into the plasma jet using argon gas or the like to form a sprayed film (first film 6) on the surface of the ceramic porous body 1.
- the mixture ratio of alumina and titanium oxide is adjusted so that the first film 6 has the desired color (brightness) and resistance value. Areas of the surface of the ceramic porous body 1 where the first film 6 is not to be formed are preferably covered with a mask.
- Step (d) is a step of covering at least the first film 6 located on the second surface 2a and the side surface (third side surface 83) of the ceramic porous body 1 with a second film 7 that has lower resistance than the first film 6 and is not breathable.
- the second film 7 is as described above, and a detailed description will be omitted.
- the second film 7 containing titanium oxide as a main component can be formed using a thermal spray powder containing titanium oxide as a main component in a similar manner to the first film 6.
- step (e) the first film 6 and the second film 7 are simultaneously ground to make the first film 6 and the second film 7 approximately flush.
- steps (c) and (d) the first film 6 and the second film 7 are formed to be slightly thicker than the desired thickness, and in step (e), the first film 6 and the second film 7 are ground together, for example, by at least one of surface grinding and lapping, to make the first film 6 and the second film 7 approximately flush.
- a vacuum chuck 10 By performing steps (a) to (e), a vacuum chuck 10 according to one embodiment is obtained as shown in Figures 1 and 5.
- a manufacturing method of the vacuum chuck 20 includes the following steps (A) to (F).
- C forming a third surface in the ceramic dense body, the third surface surrounding the recess, connected to the wall surface of the recess, and positioned approximately flush with the first surface, and a second surface on the outer peripheral edge side of the third surface so as to surround the third surface.
- (D) A step of coating the first surface and the second surface with a first film having air permeability and semi-conductivity.
- (E) covering at least the first film located on the second surface and the side surface of the ceramic dense body with a second film having a lower resistance than the first film.
- (F) A process of simultaneously grinding the first film and the second film to make the first film and the second film substantially flush with each other.
- Step (A) is a step of preparing a ceramic porous body 1 and a ceramic dense body 21 having a recess 211 for accommodating the ceramic porous body 1.
- the ceramic porous body 1 is a thinner version of the ceramic porous body described in step (a) above, and a detailed description thereof will be omitted.
- the ceramic dense body 21 is as described above, and a detailed description thereof will be omitted. Below, an example of a method for manufacturing a ceramic dense body 21 containing alumina as a main component will be described.
- aluminum oxide powder purity of 99.9% by mass or more
- magnesium hydroxide silicon oxide
- calcium carbonate powders are charged into a grinding mill together with a solvent (ion-exchanged water) and a dispersant.
- the powder is ground until the average particle size ( D50 ) is 1.5 ⁇ m or less, and then an organic binder, a plasticizer, and a release agent are added and mixed to obtain a slurry.
- the content of magnesium hydroxide powder in the total of the above powders is 0.2% by mass or more and 0.5% by mass or less, the content of silicon oxide powder is 0.03% by mass or more and 0.06% by mass or less, the content of calcium carbonate powder is 0.015% by mass or more and 0.025% by mass or less, and the remainder is aluminum oxide powder and unavoidable impurities.
- organic binders examples include acrylic emulsion, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, and polyethylene oxide.
- the amount of organic binder added is 3 parts by mass or more and 8 parts by mass or less per 100 parts by mass of the powder.
- the slurry is granulated using a spray dryer to obtain granules.
- the obtained granules are then filled into a mold and pressurized by hydrostatic pressure to obtain a molded body.
- the molding pressure is, for example, 78 MPa to 128 MPa.
- the obtained molded body is processed to obtain a precursor having recesses and the like. This precursor is fired in an air atmosphere at a temperature of 1500°C to 1700°C for a holding time of 4 hours to 6 hours to obtain a sintered body.
- the sintered body is ground to obtain a dense ceramic body 21.
- the recesses 211 may be formed when obtaining the molded body before sintering. After sintering, the recesses 211 may be formed by subjecting the sintered body to cutting or grinding.
- Step (B) is a step of bonding the ceramic porous body 1 to the recess 211, processing the ceramic porous body 1 and the ceramic dense body 21 so that they are substantially flush with each other, and forming a first surface 1a on the upper surface of the ceramic porous body 1.
- the method of bonding the ceramic porous body 1 and the ceramic dense body 21 (recess 211) is not limited, and they can be bonded, for example, using an adhesive or the like.
- the ceramic porous body 1 and the ceramic dense body 21 are processed so that they are approximately flush with each other.
- the ceramic porous body 1 and the ceramic dense body 21 can be processed so that they are approximately flush with each other by grinding and polishing, etc.
- step (C) is a step of forming a third surface 2b on the ceramic dense body 21, which surrounds the recess 211, connects to the wall of the recess 211, and is positioned approximately flush with the first surface 1a, and a second surface 2a on the outer peripheral edge side of the third surface 2b so as to surround the third surface 2b.
- the second surface 2a is preferably formed at a lower part than the first surface 1a. The method of forming the second surface 2a is the same as in step (b) above, and a detailed description thereof will be omitted.
- the third surface 2b located on the ceramic dense body 21 is processed in the above step (B) so that the ceramic porous body 1 and the ceramic dense body 21 are substantially flush with each other. Therefore, by forming the second surface 2a, the third surface 2b is also necessarily formed.
- the second side surface 82 located between the third surface 2b and the second surface 2a may be machined so as to be inclined outward, if necessary.
- the second surface 2a may be machined so as to be inclined so as to be lower toward the outside.
- the corner C3 between the third surface 2b and the second side surface 82 located between the third surface 2b and the second surface 2a may be subjected to chamfering.
- the corner C2 between the second surface 2a and the third side surface 83, which is the outer surface of the support portion 2 (ceramic dense body 21), may be subjected to chamfering.
- Step (D) is a step of coating the first surface 1a to the second surface 2a with the first film 6, which is breathable and semi-conductive.
- the first film 6 and the method of forming the first film 6 are as described above, and a detailed description thereof will be omitted.
- Step (E) is a step of covering at least the first film 6 located on the second surface 2a and the side surface (third side surface 83) of the ceramic dense body 21 with a second film 7 that has a lower resistance than the first film 6.
- the second film 7 and the method of forming the second film 7 are as described above, and a detailed description thereof will be omitted.
- step (F) the first film 6 and the second film 7 are simultaneously ground to make the first film 6 and the second film 7 substantially flush with each other.
- Step (F) is as described in step (e) above, and a detailed description of this step will be omitted.
- a vacuum chuck 20 according to another embodiment as shown in FIG. 3 is obtained.
- the vacuum chuck 10 according to one embodiment and the vacuum chuck 20 according to another embodiment thus obtained are used as components of a processing device or the like that fixes an object to be adhered, such as a semiconductor wafer, and processes the surface of the object to be adhered.
- the vacuum chuck according to the present disclosure includes a plate-shaped ceramic porous body having a first surface on the mounting surface side and pores communicating in the thickness direction, a support portion having an annular second surface positioned so as to surround the first surface, a first membrane having air permeability and semi-conductivity, and a second membrane having a lower resistance than the first membrane. At least one of the support portion and the second membrane is not air permeable.
- the first membrane covers the first surface to the second surface.
- the second membrane covers at least the side surfaces of the first membrane and the support portion positioned on the second surface.
- the ceramic porous body and the support portion are integrally molded.
- the support portion is a dense ceramic body having a recess for accommodating the ceramic porous body, a third surface surrounding the recess, connected to a wall surface of the recess, and positioned approximately flush with the first surface, and a second surface positioned on the outer periphery of the third surface and surrounding the third surface.
- the one-piece molded article is placed so that the surface opposite to the first surface is in contact with the base material.
- the second surface is located at a lower position than the first surface.
- the second film located on the second surface is flush with the first film located on the first surface or is located at a lower position than the first film located on the first surface.
- the first film and the second film are ceramic sprayed films.
- the first film has a different color from the second film.
- the ceramic porous body has alumina as a main component, and the first film contains alumina and at least one of titanium oxide and zinc oxide.
- the ceramic porous body and the ceramic dense body are primarily composed of alumina, and the first film contains alumina and at least one of titanium oxide and zinc oxide.
- the second film contains titanium oxide as a main component.
- the second film is denser and thicker than the first film.
- a method of manufacturing a vacuum chuck includes the steps of preparing a porous ceramic body having an upper surface, a lower surface, and a side surface and having pores communicating in the thickness direction; forming a first surface on the upper surface of the porous ceramic body and a ring-shaped second surface located on the peripheral portion of the upper surface so as to surround the first surface; coating the first surface and the second surface with a first film that is breathable and semi-conductive; coating at least the first film located on the second surface and the side surface of the porous ceramic body with a second film that has a lower resistance than the first film and is not breathable; and simultaneously grinding the first film and the second film to make the first film and the second film approximately flush with each other.
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Abstract
本開示に係る真空チャックは、載置面側である第1面を有する板状で、厚み方向に連通する気孔を有するセラミック多孔質体と、第1面を囲むように位置する環状の第2面を有する支持部と、通気性および半導電性を有する第1膜と、第1膜よりも低抵抗である第2膜とを含む。支持部および第2膜の少なくともいずれかは通気性を有さない。第1膜が、第1面から第2面にわたって被覆している。第2膜が、少なくとも第2面上に位置する第1膜および支持部の側面を被覆している。
Description
本開示は、真空チャックおよびその製造方法に関する。
従来、半導体ウエハなどの被吸着体を固定する装置として、例えば、特許文献1に記載のような吸着用部材が使用されている。特許文献1に記載の吸着用部材は、吸着体と吸着体を支持する支持体とを備えている。吸着体は、多孔質セラミックからなる基体と、基体における被吸着体との対向面に位置する、半導電性の第1被覆膜とを有している。さらに、特許文献1には、支持体の表面に第1被覆膜と繋がった、第1被覆膜と同じ材質からなる第2被覆膜を有していてもよく、第2被覆膜は支持体の上面、外側面および下面を被覆していてもよいことが開示されている。このような構成により、発生する静電気を適度な速度で除去することができる。
本開示に係る真空チャックは、載置面側である第1面を有する板状で、厚み方向に連通する気孔を有するセラミック多孔質体と、第1面を囲むように位置する環状の第2面を有する支持部と、通気性および半導電性を有する第1膜と、第1膜よりも低抵抗である第2膜とを含む。支持部および第2膜の少なくともいずれかは通気性を有さない。第1膜が、第1面から第2面にわたって被覆している。第2膜が、少なくとも第2面上に位置する第1膜および支持部の側面を被覆している。
本開示に係る真空チャックの製造方法は、上面と下面と側面とを有し、厚み方向に連通する気孔を有するセラミック多孔質体を準備する工程と、セラミック多孔質体の上面に、第1面と、第1面を囲むように上面の周縁部に位置する環状の第2面とを形成する工程と、第1面から第2面にわたって、通気性および半導電性を有する第1膜を被覆する工程と、少なくとも第2面上に位置する第1膜およびセラミック多孔質体の側面を、第1膜よりも低抵抗であり、通気性を有さない第2膜で被覆する工程と、第1膜と第2膜とを同時に研削し、第1膜と第2膜とを略面一にする工程とを含む。
本開示に係る他の真空チャックの製造方法は、板状で、厚み方向に連通する気孔を有するセラミック多孔質体と、セラミック多孔質体を収容するための凹部を有するセラミック緻密質体とを準備する工程と、セラミック多孔質体を凹部に接合し、セラミック多孔質体とセラミック緻密質体とが略面一になるように加工して、セラミック多孔質体の上面に第1面を形成する工程と、セラミック緻密質体に、凹部を囲んで凹部の壁面と接続し第1面と略面一に位置する第3面と、第3面を囲むように第3面の外周縁側に位置する第2面とを形成する工程と、第1面から第2面にわたって、通気性および半導電性を有する第1膜を被覆する工程と、少なくとも第2面上に位置する第1膜およびセラミック緻密質体の側面を、第1膜よりも低抵抗である第2膜で被覆する工程と、第1膜と第2膜とを同時に研削し、第1膜と第2膜とを略面一にする工程とを含む。
近年、発生する静電気をより効率よく除去し得る吸着用部材が望まれている。被吸着体との接触時の急激な放電によるスパークを避けるために、被膜は半導電性とする必要がある。しかし、被膜の抵抗率を大きくすると被膜が帯電しやすくなり、被膜の抵抗率を小さくするとスパークが発生しやすくなる。したがって、発生する静電気が効率よく除去され、スパークの発生が低減される真空チャックが求められている。
本開示に係る真空チャックは、上記の課題を解決するための手段の欄に記載のような構成を有することによって、発生する静電気が効率よく除去され、スパークの発生が低減される。さらに、本開示に係る真空チャックの製造方法は、発生する静電気が効率よく除去され、スパークの発生が低減される真空チャックを提供することができる。
本開示に係る真空チャックは、上記のように、セラミック多孔質体と、支持部と、第1膜と、第2膜とを含む。本開示に係る真空チャックを、図1~5に基づいて説明する。
本開示の一実施形態に係る真空チャック10は、図1に示すように、セラミック多孔質体1と支持部2とが一体になった、多孔質の一体成型物3を基材4に接触するように載置した構造を有している。図1は、本開示の一実施形態に係る真空チャック10を示す断面図である。真空チャック10の外観は図5に示す。図5は、本開示の一実施形態に係る真空チャック10の斜視図である。
セラミック多孔質体1は、載置面側である第1面1aを有する板状であり、多孔質セラミックで形成されていれば限定されない。セラミック多孔質体1を形成しているセラミックとしては、例えば、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化チタンおよび酸化亜鉛などの酸化物、炭化ケイ素などの炭化物、ならびに窒化ケイ素、窒化ホウ素および窒化アルミニウムなどの窒化物などを含むセラミックが挙げられる。「多孔質」は、一般的に物体内に一定程度以上の気孔を有するという意味である。しかし、本明細書において「多孔質」は、気孔が連通して通気性を有する程度に気孔を有することを意味する。
つまり、物体内に連通気孔を有して通気性を有する物体を「多孔質体」とする。通気性を有するとは、一般的に気体を透過し得る性質を持つという意味である。しかし、本明細書において「通気性を有する」とは、多孔質体の裏面を真空ポンプで吸引したときに表面で基板などの被吸着耐を吸着、保持できる程度の通気性を有していることを意味する。下面を真空ポンプに吸引管を接続して吸引したときに、吸引管内の大気圧との差圧(圧力損失)が90kPa以下であってもよい。物体が連通する気孔を有さず、気密性を有することを、緻密質とする。緻密質体は加工などにより通気孔を形成すれば通気性を有する。
セラミック多孔質体1は、例えば、気孔率が10%以上50%以下、平均気孔径が20μm以上100μm以下、平均粒径は50μm以上300μmである。気孔率および気孔径がこのような範囲であれば、部材の強度および剛性と通気抵抗とのバランスを図りながら、吸着強度も向上させることができる。
気孔率および気孔径の値は、例えば、測定対象部材を適当な大きさに切り出し、JIS R 1655-2003に準拠した水銀圧入法により求めることができる。あるいは、測定対象部材の任意の断面を電子顕微鏡または光学顕微鏡により観察し、観察像を画像処理して求めることもできる。多孔質体の気孔率は水銀圧入法で、緻密質体の気孔率は断面観察で測定するとよい。
緻密質体の気孔率(閉気孔率)は、以下の方法によって測定される。まず、セラミックの断面を鏡面研磨して得られる表面を500倍の倍率で観察する。具体的には、以下の手順で研磨する。
(1)第1研磨:平均粒径D50が45μmのダイヤモンド砥粒を用いたダイヤモンドディスクによる研磨。
(2)第2研磨:平均粒径D50が3μmのダイヤモンド砥粒を用いた銅板による研磨。
(3)第3研磨:平均粒径D50が0.5μmのダイヤモンド砥粒を用いた錫板による研磨。
(1)第1研磨:平均粒径D50が45μmのダイヤモンド砥粒を用いたダイヤモンドディスクによる研磨。
(2)第2研磨:平均粒径D50が3μmのダイヤモンド砥粒を用いた銅板による研磨。
(3)第3研磨:平均粒径D50が0.5μmのダイヤモンド砥粒を用いた錫板による研磨。
観察した表面のうち、平均的な範囲を選択して、例えば、面積が1.06×106μm2(横方向の長さが1190μm、縦方向の長さが890μm)となる範囲を走査型電子顕微鏡で撮影して、倍率が100倍の観察像を得る。この観察像を対象として、画像解析ソフト「A像くん(ver2.52)」(登録商標、旭化成エンジニアリング(株)製)を用いて、粒子解析という手法で閉気孔の面積率を求めればよい。以下、画像解析ソフト「A像くん」と記載した場合、旭化成エンジニアリング(株)製の画像解析ソフトを示す。
この手法の設定条件としては、例えば、画像の明暗を示す指標であるしきい値を91、明度を暗、小図形除去面積を1μm2、雑音除去フィルタを有とすればよい。観察像の明るさに応じて、しきい値は調整すればよい。明度を暗、2値化の方法を手動とし、小図形除去面積を1μm2および雑音除去フィルタを有とした上で、観察像に現れるマーカーが閉気孔の形状と一致するように、しきい値を調整すればよい。
これらのセラミックの中でも、セラミック多孔質体1を形成しているセラミックとしては、アルミナを主成分とするセラミックであるのがよい。本明細書において「主成分」とは、セラミックを構成する成分の合計を100質量%とした場合に、50質量%以上の割合で含まれる成分を意味する。セラミックに含まれる各成分の同定は、例えば、CuKα線を用いたX線回折装置で行えばよい。各成分の含有量は、例えばICP(InductivelyCoupled Plasma)発光分光分析装置または蛍光X線分析装置により求めればよい。
セラミック多孔質体1の形状および大きさは限定されず、得られる真空チャック10の用途または被吸着体の形状に応じて適宜設定される。セラミック多孔質体1は、例えば、平面視した場合に円形状、楕円形状または多角形状(三角形状、四角形状、五角形状および六角形状など)を有していてもよい。多角形状の場合、セラミック多孔質体1の形状は、正多角形でもよく、不等辺多角形であってもよい。
セラミック多孔質体1の大きさは限定されず、例えば、直径が50mm以上500mm以下であってもよい。セラミック多孔質体1が楕円形状の場合、長径および短径のいずれもが、このような範囲であればよい。セラミック多孔質体1が多角形状の場合、1辺の長さは、例えば50mm以上500mm以下である。セラミック多孔質体1の厚みは、例えば、10mm以上50mm以下である。
支持部2は、セラミック多孔質体1を支持する部材である。図1に示すように、支持部2は、セラミック多孔質体1の第1面1aを囲むように位置する環状の第2面2aを有している。支持部2は、セラミック多孔質体1を支持し得る形状および大きさであれば限定されない。さらに、支持部2の材質や原料も限定されず、例えば、セラミック多孔質体1と主成分が同じセラミックスであってもよい。同じセラミックスであれば、熱膨張率の差が小さい。そのため、熱が加わった時の変形が小さくなる。
図1に示すように、セラミック多孔質体1と支持部2とが一体になった一体成型物3を使用する場合、セラミック多孔質体1および支持部2は同じ原料で形成される。一体成型物3において、セラミック多孔質体1と支持部2との境界は第2面2aである。第2面2aより上部に位置している部分がセラミック多孔質体1に相当し、第2面2aより下部に位置している部分が支持部2に相当する。一体成型物3は、緻密質の基材4に載置されていてもよい。具体的には、図1に示すように、第1面1aと反対側の面が基材4と接触するように、一体成型物3が基材4に載置されている。基材4としては、例えば、緻密質セラミックなどが挙げられる。
図1および図5に示すように、セラミック多孔質体1の第1面1aから支持部2の第2面2aにわたって被覆するように、第1膜6が位置している。図1では、具体的には、一体成型物3の表面(第1面1a、第1側面81および第2面2a)を被覆するように、第1膜6が位置している。第1膜6は通気性および半導電性を有している。本明細書で「半導電性」とは、抵抗値が1E+05Ω~1E+10Ωであることを意味する。吸引孔5から吸引することによって、セラミック多孔質体1の第1面1aにおいて、載置物が吸着される必要がある。そのため、第1膜6は、通気性を有している必要がある。
さらに、少なくとも第2面2a上に位置する第1膜6および支持部2の側面(第3側面83)を被覆するように、第2膜7が位置している。第2膜7は、第1膜6よりも低抵抗であり、通気性を有さない膜である。
半導電性を有する第1膜6を使用することによって、スパークの発生が低減される。第1膜6より低抵抗な第2膜7を使用することによって、発生する静電気が効率よく除去される。さらに、第2面2aにおいて第1膜6と第2膜7とが面で重なって接触していることによって、電気的な接続も良好になる。第1膜6と第2膜7との面で重なり部分の幅は、例えば1mm以上あれば、良好な接続が得られる。第1膜6および第2膜7の両方が半導電性を有する膜であれば、発生する静電気を速やかに除去するのが困難になる。一方、第1膜6および第2膜7の両方が低抵抗である膜であれば、スパークの発生を低減することが困難になる。
第1膜6は、通気性および半導電性を有する膜であれば限定されず、例えば、セラミックおよび樹脂などで形成された膜が挙げられる。これらの中でも、第1膜6はセラミックで形成された膜であるのがよい。セラミックで形成された膜は、セラミック多孔質体1との熱膨張差が小さく、温度が変化したときに変形および応力が生じにくい。さらに、セラミックで形成された膜は加工精度も良好であり、良好な平面度の吸着面が得られやすい。セラミックで形成された膜としては、例えば、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、炭化ケイ素、ダイヤモンドライクカーボン、窒化ケイ素、窒化ホウ素および窒化アルミニウムなどを主成分とする膜が挙げられる。
第1膜6は、セラミック多孔質体1と主成分が同じであると、熱膨張差(温度変化時の変形や応力)が小さくなるので特によい。セラミック多孔質体1の主成分がアルミナであれば、第1膜6は、アルミナを主成分とし、酸化チタンおよび酸化亜鉛の少なくとも一方とを含むセラミックで形成されているのがよい。
第1膜6の抵抗率は、アルミナに対する酸化チタンおよび酸化亜鉛の含有量で調整できる。酸化チタンおよび酸化亜鉛の含有量が多いほど低抵抗な膜となる。第1膜6の抵抗率は1E+05Ω~1E+10Ωであるのがよく、抵抗率が上記範囲となるように、酸化チタンおよび酸化亜鉛の含有量を調整するとよい。
第1膜6がセラミックで形成されている場合、第1膜6はセラミック溶射膜であってもよい。溶射による製膜は、比較的低温で行うことができ、熱応力も小さく、比較的容易に膜を厚くする(製膜後の表面を平面加工しても均一な膜を残す)こともできる。溶射による製膜が可能なセラミック膜としては、アルミナ、酸化チタンおよび酸化亜鉛などが挙げられる。
セラミック多孔質体1がアルミナを主成分とするセラミックで形成され、第1膜6がアルミナと、酸化チタンおよび酸化亜鉛の少なくとも一方とを含むセラミックで形成されていると、部材間の物性(熱膨張率、ヤング率など)の差が小さい。そのため、熱応力が小さくなり、平面度などの加工精度がより高くなる。
第2膜7は、第1膜6よりも低抵抗な膜であれば限定されない。支持部2が多孔質な場合は、第2膜7は通気性を有さない膜であればよい。第2膜7は、例えば、セラミック、樹脂および金属などで形成された膜が挙げられる。これらの中でも、第2膜7はセラミックで形成された膜であるのがよい。セラミックで形成された膜としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉛、アルミナおよびダイヤモンドライクカーボンなどを原料とする膜が挙げられる。特に、第2膜7は、酸化チタンを主成分として含むセラミックで形成されているのがよい。第2膜7が酸化チタンを主成分として含むセラミックで形成されていると、導電率が高く、発生する静電気を速やかに除去することができる。第2膜7の抵抗は、例えば、20Ω以下であってもよい。
第1膜6と第2膜7の主成分が同じ場合、例えば主成分がアルミナの場合、第2膜7が第1膜6よりも導電性制御のために添加する成分の含有量が大きくなるように調整するとよい。主成分がダイヤモンドライクカーボンの場合、第2膜7が第1膜6よりも例えばSP2結合の比率が大きい膜にするとよい。
第2膜7がセラミックで形成されている場合、第2膜7もセラミック溶射膜であってもよい。第2膜7は、第1膜6よりも緻密でかつ厚くてもよい。第2膜7が第1膜6よりも緻密でかつ厚いと、導電率が高くなる。その結果、発生する静電気がより速やかに除去される。第1膜6は、通気性を有している必要がある。第1膜6は、セラミック多孔質体1の第1面1aに開口した連通気孔を閉塞しない程度の厚みであれば多孔質であっても緻密質であってもよい。第1膜6は、例えば10μm以上200μm以下の厚みを有していてもよい。第2膜7は緻密質であるのがよい。第2膜7は、例えば100μm以上2mm以下の厚みを有し、10面積%以下の閉気孔率を有していてもよい。
第1膜6の色および第2膜7の色は限定されず、例えば、白、黒および灰色などの無彩色であってもよく、有彩色であってもよい。第1膜6および第2膜7は同じ色を有していてもよく、異なる色を有していてもよい。例えば、第1膜6および第2膜7が異なる色を有していると、第1膜6の輪郭が明確になる。その結果、載置面(第1面1a)に載置物を載置する際に、第1膜6のみに載置したり、第2膜7にも重なるように載置したりすることができる。
第1膜6が、例えば、アルミナと酸化チタンとを含むセラミックで形成されている場合、第1膜6の色および抵抗率は、酸化チタンおよび酸化亜鉛の含有量で調整できる。酸化チタンを30質量%以上50質量%以下の割合で含むことによって、黒色系で半導電性の第1膜6が形成される。そのため、白色系の載置物を載置する場合に、載置物の輪郭を明確にすることができる。一方、酸化亜鉛を30質量%以上50質量%以下の割合で含むことによって、白色系で半導電性の第1膜6が形成される。そのため、黒色系の載置物を載置する場合に、載置物の輪郭を明確にすることができる。
酸化チタンも酸化亜鉛もアルミナに半導電性を付与する。そのため、上記のような割合で含有することによって、より効率よくスパークの発生が低減される。酸化チタンおよび酸化亜鉛が、合計で30質量%以上50質量%以下の割合で含む場合は、灰色系で半導電性の第1膜6が形成される。そのため、黒色系の載置物を載置する場合にも、黒色系の載置物を載置する場合にも、載置物の輪郭を明確にすることができる。
図1に示すように、第2面2aは、第1面1aよりも低い部分に位置していてもよい。第2面2aが第1面1aよりも低い部分に位置していると、第2面2aで重なって位置している第1膜6および第2膜7の厚みを十分に確保することができる。その結果、一方の膜が薄くなりすぎず、第1膜6と第2膜7との電気的な接続をより良好にすることができる。第2面2aから第1面1aまでの高さは、例えば50μm以上である。
さらに、第2面2a上に位置する第2膜7は、第1面1a上に位置する第1膜6と面一か、または第1面1a上に位置する第1膜6よりも低い部分に位置していてもよい。第2面2a上に位置する第2膜7が第1面1a上に位置する第1膜6と面一であると、ラップ加工による高平面度化が可能になる。一方、第2面2a上に位置する第2膜7が第1面1a上に位置する第1膜6よりも低い部分に位置していると、載置物を載置する際に、載置物が第2膜7と接触しにくくなる。その結果、より効率よくスパークの発生が低減される。
一実施形態に係る真空チャック10において、第1面1aと第2面2aとの間に位置する第1側面81は、図1に示すように、第1面1aおよび第2面2aに対して略垂直であってもよく、図2に示すように、第1面1aから第2面2aにわたって外側に傾斜していてもよい。図2は、図1に示す領域Xについて、変形例を説明するための拡大説明図である。特に、第1側面81が第1面1aから第2面2aにわたって外側に傾斜していると、第1膜6が垂直に屈曲せずに緩やかに屈曲する。そのため、第1膜6の断線がより低減される。
第1面1aと第1側面81とのなす角部C1は、図1に示すように、第1面1aおよび第2面2aに対して略垂直であってもよく、図2に示すように、面取りされていてもよい。特に、角部C1が面取りされていると、第1膜6が垂直に屈曲せずに緩やかに屈曲する。そのため、第1膜6の断線がより低減される。
第2面2aと支持部2の外側面である第3側面83とのなす角部C2は、図1に示すように、第2面2aに対して略垂直であってもよく、図2に示すように、面取りされていてもよい。特に、角部C2が面取りされていると、角部C2において第2膜7が垂直に屈曲せずに緩やかに屈曲する。そのため、第2膜7の断線がより低減される。
第2面2aは、図1に示すように、第1面1aに対して略水平であってもよく、図2に示すように、外側に向かって低くなるように傾斜していてもよい。特に、第2面2aが外側に向かって低くなるように傾斜していると、外周部(第3側面83)側ほど第1膜6および第2膜7の合計厚みが大きくなる。その結果、第1膜6および第2膜7が第3側面83側から剥離するのを低減することができる。さらに、第2膜7の屈曲も緩やかになり、第2膜7の断線がより低減される。
次に、本開示の他の実施形態に係る真空チャックについて、図3および4に基づいて説明する。図3に示すように、他の実施形態に係る真空チャック20は、セラミック多孔質体1と支持部2とが、別の部材で構成されている。すなわち、支持部2がセラミック緻密質体21で構成されている。図3は、本開示の他の実施形態に係る真空チャック20を示す断面図である。一実施形態に係る真空チャック10と同じ部材については、図1および2と同じ符号を付しており、詳細な説明は省略する。
セラミック緻密質体21は、多孔質なセラミックに比べて、機械的強度、熱伝導および気密性などに優れている。セラミック緻密質体21は、緻密質セラミックで形成されていれば限定されない。セラミック緻密質体21を形成しているセラミックとしては、例えば、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化チタンおよび酸化亜鉛などの酸化物、炭化ケイ素などの炭化物、ならびに窒化ケイ素、窒化ホウ素および窒化アルミニウムなどの窒化物などを含むセラミックが挙げられる。セラミック緻密質体21の閉気孔率は、例えば10面積%以下である。
セラミック緻密質体21は、セラミック多孔質体1と同じ原料で形成されていてもよい。例えば、セラミック多孔質体1がアルミナを主成分とするセラミックで形成されている場合、セラミック緻密質体21もアルミナを主成分とするセラミックで形成されていてもよい。
セラミック緻密質体21の形状および大きさは限定されず、得られる真空チャック20の用途や、セラミック多孔質体1の形状に応じて適宜設定される。セラミック緻密質体21は、の形状は限定されない。セラミック緻密質体21は、例えば、平面視した場合に円形状、楕円形状または多角形状(三角形状、四角形状、五角形状および六角形状など)を有していてもよい。多角形状の場合、セラミック緻密質体21の形状は、正多角形でもよく、不等辺多角形であってもよい。
セラミック緻密質体21は、セラミック多孔質体1を収容するための凹部211を有している。凹部211は、セラミック多孔質体1の形状および大きさに応じて形成されている。凹部211の壁面と接続する第3面2bは、図3に示すように、第1面1aと略面一に位置している。「略面一」とは、第1面1aと第3面2bとが完全に面一でなくても、第1面1aと第3面2bとの間に、100μm以下の差を有している場合も包含される。
他の実施形態に係る真空チャック20において、第2面2aは、図3に示すように、第3面2bの外周縁側に位置している。第2面2aから第3面2bまでの高さは、例えば500μm以上である。
他の実施形態に係る真空チャック20において、第3面2bと第2面2aとの間に位置する第2側面82は、図3に示すように、第3面2bおよび第2面2aに対して略垂直であってもよく、図4に示すように、第3面2bから第2面2aにわたって外側に傾斜していてもよい。図4は、図3に示す領域Yについて、変形例を説明するための拡大説明図である。特に、第2側面82が第3面2bから第2面2aにわたって外側に傾斜していると、第1膜6が垂直に屈曲せずに緩やかに屈曲する。そのため、第1膜6の断線がより低減される。
第3面2bと第2側面82とのなす角部C3は、図3に示すように、第3面2bおよび第2面2aに対して略垂直であってもよく、図4に示すように、面取りされていてもよい。特に、角部C3が面取りされていると、第1膜6が垂直に屈曲せずに緩やかに屈曲する。そのため、第1膜6の断線がより低減される。
真空チャック10、20には、図1および3に示すように、吸引孔5が形成されている。吸引孔5は、真空チャック10、20において、載置物を載置する第1面1aと反対側の面に開口を有し、セラミック多孔質体1の下面または多孔質体からなる支持部2の下面まで貫通している。吸引孔5は、真空ポンプなどの吸引源(図示せず)に連通されている。吸引孔5は、吸引源を作動させることで、空気を吸引する経路となり、セラミック多孔質体1(第1面1a)を介して載置物を吸着保持する。
次に、本開示の吸着用部材を製造する方法を説明する。本開示の一実施形態に係る真空チャック10の製造方法は、下記の工程(a)~(e)を含む。
(a)上面と下面と側面とを有するセラミック多孔質体を準備する工程。
(b)セラミック多孔質体の上面に、第1面と、第1面を囲むように上面の周縁部に位置する環状の第2面とを形成する工程。
(c)第1面から第2面にわたって、通気性および半導電性を有する第1膜を被覆する工程。
(d)少なくとも第2面上に位置する第1膜およびセラミック多孔質体の側面を、第1膜よりも低抵抗であり、通気性を有さない第2膜で被覆する工程。
(e)第1膜と第2膜とを同時に研削し、第1膜と第2膜とを略面一にする工程。
(a)上面と下面と側面とを有するセラミック多孔質体を準備する工程。
(b)セラミック多孔質体の上面に、第1面と、第1面を囲むように上面の周縁部に位置する環状の第2面とを形成する工程。
(c)第1面から第2面にわたって、通気性および半導電性を有する第1膜を被覆する工程。
(d)少なくとも第2面上に位置する第1膜およびセラミック多孔質体の側面を、第1膜よりも低抵抗であり、通気性を有さない第2膜で被覆する工程。
(e)第1膜と第2膜とを同時に研削し、第1膜と第2膜とを略面一にする工程。
工程(a)は、上面と下面と側面とを有するセラミック多孔質体を準備する工程である。このセラミック多孔質体は、図1に示すように、セラミック多孔質体1と支持部2とが一体となった一体成型物3に加工される。セラミック多孔質体を形成しているセラミックは、セラミック多孔質体1を形成しているセラミックと同じであり、詳細な説明は省略する。以下、アルミナを主成分として含むセラミック多孔質体の製造方法の一例について説明する。
まず、平均粒径D50が50μm以上250μm以下である酸化アルミニウム粉末、平均粒径D50が4μm以上40μm以下であるガラス粉末、水およびバインダーを混合する。酸化アルミニウム粉末100質量部に対するガラス粉末の割合は、5質量部以上10質量部以下ある。ガラス粉末は、後述する熱処理によってセラミック多孔質体を形成する酸化アルミニウムの結晶粒子を結合するガラス成分となり、その軟化点は750℃以上940℃以下である。水の割合は、酸化アルミニウム粉末およびガラス粉末の合計100質量部に対して、5質量部以上10質量部以下である。水の代わりに他の極性溶媒を用いてもよい。
混合した酸化アルミニウム粉末およびガラス粉末を、転動造粒機、噴霧乾燥機、圧縮造粒機および押し出し造粒機などの各種造粒機を用いて造粒することによって顆粒を得る。
次に、得られた顆粒を成形型に充填し、静水圧により加圧成形して得られる成形体を、例えば、大気雰囲気中あるいは窒素雰囲気中、900℃以上1300℃以下で熱処理することによって、セラミック多孔質体が得られる。
工程(b)は、工程(a)で得られたセラミック多孔質体の上面に、第1面1aと、第1面1aを囲むように上面の周縁部に位置する環状の第2面2aとを形成する工程である。図1に示すように、第2面2aは第1面1aよりも低い部分に形成するとよい。例えば、セラミック多孔質体の上面の周縁部を切削や研削などによって除去すればよい。
図2に示すように、第2面2aを形成する際に必要に応じて、第1面1aと第2面2aとの間に位置する第1側面81が外側に傾斜するように加工してもよい。第2面2aが外側に向かって低くなるように、傾斜させるように加工してもよい。さらに、第1面1aと、第1面1aと第2面2aとの間に位置する第1側面81とのなす角部C1を、面取り加工に供してもよい。第2面2aと支持部2(一体成型物3)の外側面である第3側面83とのなす角部C2を、面取り加工に供してもよい。
工程(c)は、第1面1aから第2面2aにわたって、通気性および半導電性を有する第1膜6を被覆する工程である。第1膜6については上述の通りであり、詳細な説明は省略する。以下、アルミナと酸化チタンとを含む第1膜6の製膜方法としてプラズマ溶射法を用いた例について説明する。
プラズマ溶射装置にセラミック多孔質体1を設置する。陽極と陰極との間に電圧をかけて直流アークを発生させ、アルゴンなどのガスを供給し、プラズマジェットを発生させる。アルミナと酸化チタンとの混合粉末からなる溶射粉末をプラズマジェット中にアルゴンガスなどを用いて供給し、セラミック多孔質体1の表面に溶射膜(第1膜6)を形成する。アルミナと酸化チタンの混合比率は、第1膜6が所望の色(明度)および抵抗値となるように調整する。セラミック多孔質体1の表面のうち、第1膜6を形成しない領域は、マスクで被覆しておくとよい。
工程(d)は、少なくとも第2面2a上に位置する第1膜6およびセラミック多孔質体1の側面(第3側面83)を、第1膜6よりも低抵抗であり、通気性を有さない第2膜7で被覆する工程である。第2膜7については上述の通りであり、詳細な説明は省略する。以下、酸化チタンを主成分として含む第2膜7は第1膜6と同様な方法で、酸化チタンを主成分とする溶射粉末を用いて製膜できる。
工程(e)は、第1膜6と第2膜7とを同時に研削し、第1膜6と第2膜7とを略面一にする工程である。工程(c)および(d)では、第1膜6および第2膜7は、所望の厚みよりも少し厚く形成し、工程(e)において、例えば、平面研削およびラップ加工の少なくとも一方によって、第1膜6と第2膜7と一緒に研削し、第1膜6と第2膜7とを略面一にすればよい。
このような工程(a)~(e)によって、図1および図5に示すような一実施形態に係る真空チャック10が得られる。
次に、本開示の他の実施形態に係る真空チャック20の製造方法は、下記の工程(A)~(F)を含む。
(A)セラミック多孔質体と、セラミック多孔質体を収容するための凹部を有するセラミック緻密質体とを準備する工程。
(B)セラミック多孔質体を凹部に接合し、セラミック多孔質体とセラミック緻密質体とが略面一になるように加工して、セラミック多孔質体の上面に第1面を形成する工程。
(C)セラミック緻密質体に、凹部を囲んで凹部の壁面と接続し第1面と略面一に位置する第3面と、第3面を囲むように第3面の外周縁側に第2面とを形成する工程。
(D)第1面から第2面にわたって、通気性および半導電性を有する第1膜を被覆する工程。
(E)少なくとも第2面上に位置する第1膜およびセラミック緻密質体の側面を、第1膜よりも低抵抗である第2膜で被覆する工程。
(F)第1膜と第2膜とを同時に研削し、第1膜と第2膜とを略面一にする工程。
(A)セラミック多孔質体と、セラミック多孔質体を収容するための凹部を有するセラミック緻密質体とを準備する工程。
(B)セラミック多孔質体を凹部に接合し、セラミック多孔質体とセラミック緻密質体とが略面一になるように加工して、セラミック多孔質体の上面に第1面を形成する工程。
(C)セラミック緻密質体に、凹部を囲んで凹部の壁面と接続し第1面と略面一に位置する第3面と、第3面を囲むように第3面の外周縁側に第2面とを形成する工程。
(D)第1面から第2面にわたって、通気性および半導電性を有する第1膜を被覆する工程。
(E)少なくとも第2面上に位置する第1膜およびセラミック緻密質体の側面を、第1膜よりも低抵抗である第2膜で被覆する工程。
(F)第1膜と第2膜とを同時に研削し、第1膜と第2膜とを略面一にする工程。
工程(A)は、セラミック多孔質体1と、セラミック多孔質体1を収容するための凹部211を有するセラミック緻密質体21とを準備する工程である。セラミック多孔質体1については、上記の工程(a)で説明したセラミック多孔質体の厚みを薄くしたものであり、詳細な説明は省略する。セラミック緻密質体21については、上述の通りであり、詳細な説明は省略する。以下、アルミナを主成分として含むセラミック緻密質体21の製造方法の一例について説明する。
まず、酸化アルミニウム粉末(純度が99.9質量%以上)と、水酸化マグネシウム、酸化珪素および炭酸カルシウムの各粉末とを粉砕用ミルに溶媒(イオン交換水)および分散剤とともに投入する。粉末の平均粒径(D50)が1.5μm以下になるまで粉砕した後、有機結合剤、可塑剤および離型剤を添加、混合してスラリーを得る。
上記粉末の合計100質量%における水酸化マグネシウム粉末の含有量は0.2質量%以上0.5質量%以下、酸化珪素粉末の含有量は0.03質量%以上0.06質量%以下、炭酸カルシウム粉末の含有量は0.015質量%以上0.025質量%以下であり、残部が酸化アルミニウム粉末および不可避不純物である。
有機結合剤としては、例えば、アクリルエマルジョン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールおよびポリエチレンオキサイドなどが挙げられる。有機結合剤の添加量は、上記粉末100質量部に対して3質量部以上8質量部以下である。
上記スラリーを、噴霧乾燥機を用いて造粒することによって顆粒を得る。次に、得られた顆粒を成形型に充填し、静水圧により加圧成形して成形体を得る。成形圧は、例えば、78Mpa以上128MPa以下である。得られた成形体を加工して、凹部などを有する前駆体とする。この前駆体を、大気雰囲気中、温度を1500℃以上1700℃以下、保持時間を4時間以上6時間以下として焼成することによって焼結体を得る。この焼結体を研削加工することによって、セラミック緻密質体21が得られる。
凹部211については、焼成前の成形体を得る際に、凹部を形成していてもよい。焼成後に、焼結体を切削加工や研削加工に供することによって、凹部211を形成してもよい。
工程(B)は、セラミック多孔質体1を凹部211に接合し、セラミック多孔質体1とセラミック緻密質体21とが略面一になるように加工して、セラミック多孔質体1の上面に第1面1aを形成する工程である。セラミック多孔質体1とセラミック緻密質体21(凹部211)との接合方法は限定されず、例えば、接着剤などを用いて接合される。
セラミック多孔質体1を凹部211に接合した後、セラミック多孔質体1とセラミック緻密質体21が略面一となるように加工する。具体的には、研削加工および研磨加工などによって、セラミック多孔質体1とセラミック緻密質体21が略面一となるようにすればよい。
工程(C)は、図3に示すように、セラミック緻密質体21に、凹部211を囲んで凹部211の壁面と接続し第1面1aと略面一に位置する第3面2bと、第3面2bを囲むように第3面2bの外周縁側に第2面2aとを形成する工程である。第2面2aは第1面1aよりも低い部分に形成するとよい。第2面2aを形成する方法については、上記の工程(b)と同様であり、詳細な説明は省略する。
セラミック緻密質体21に位置する第3面2bは、上記の工程(B)において、セラミック多孔質体1とセラミック緻密質体21が略面一となるように加工している。そのため、第2面2aを形成することによって、第3面2bも必然的に形成される。
図4に示すように、第2面2aを形成する際に必要に応じて、第3面2bと第2面2aとの間に位置する第2側面82が外側に傾斜するように加工してもよい。第2面2aが外側に向かって低くなるように、傾斜させるように加工してもよい。さらに、第3面2bと、第3面2bと第2面2aとの間に位置する第2側面82とのなす角部C3を、面取り加工に供してもよい。第2面2aと支持部2(セラミック緻密質体21)の外側面である第3側面83とのなす角部C2を、面取り加工に供してもよい。
工程(D)は、第1面1aから第2面2aにわたって、通気性および半導電性を有する第1膜6を被覆する工程である。第1膜6および第1膜6の製膜方法については上述の通りであり、詳細な説明は省略する。
工程(E)は、少なくとも第2面2a上に位置する第1膜6およびセラミック緻密質体21の側面(第3側面83)を、第1膜6よりも低抵抗である第2膜7で被覆する工程である。第2膜7および第2膜7の製膜方法については上述の通りであり、詳細な説明は省略する。
工程(F)は、第1膜6と第2膜7とを同時に研削し、第1膜6と第2膜7とを略面一にする工程である。工程(F)については、上記の工程(e)で説明した通りであり、詳細な説明については省略する。
このように、工程(A)~工程(F)によって、図3に示すような他の実施形態に係る真空チャック20が得られる。このようにして得られた一実施形態に係る真空チャック10および他の実施形態に係る真空チャック20は、例えば、半導体ウエハなどの被吸着体を固定し、被吸着体の表面を加工するような加工装置などの部材として使用される。
以上、本開示の実施形態について説明した。しかし、本開示に係る発明は上記実施形態に限定されるものではなく、下記の(1)、(12)および(13)に示す本開示の範囲内で種々の変更および改良が可能である。
(1)本開示に係る真空チャックは、載置面側である第1面を有する板状で、厚み方向に連通する気孔を有するセラミック多孔質体と、第1面を囲むように位置する環状の第2面を有する支持部と、通気性および半導電性を有する第1膜と、第1膜よりも低抵抗である第2膜とを含む。支持部および第2膜の少なくともいずれかは通気性を有さない。第1膜が、第1面から第2面にわたって被覆している。第2膜が、少なくとも第2面上に位置する第1膜および支持部の側面を被覆している。
本開示の実施形態に関し、以下の(2)~(11)に示す実施形態をさらに開示する。
(2)上記(1)に記載の真空チャックにおいて、セラミック多孔質体と支持部とが、一体成型物である。
(3)上記(1)に記載の真空チャックにおいて、支持部は、セラミック多孔質体を収容するための凹部を有するセラミック緻密質体である。凹部を囲んで凹部の壁面と接続し第1面と略面一に位置する第3面を有し、第3面の外周縁側に第3面を囲んで位置する第2面を有している。
(4)上記(2)に記載の真空チャックにおいて、一体成型物は、第1面と反対側の面が基材と接触するように載置されている。
(5)上記(1)~(4)のいずれかに記載の真空チャックにおいて、第2面は、第1面よりも低い部分に位置している。第2面上に位置する第2膜は、第1面上に位置する第1膜と面一か、または第1面上に位置する第1膜よりも低い部分に位置している。
(6)上記(1)~(5)のいずれかに記載の真空チャックにおいて、第1膜および第2膜は、セラミック溶射膜である。
(7)上記(1)~(6)のいずれかに記載の真空チャックにおいて、第1膜は、第2膜と異なる色を有する。
(8)上記(2)および(4)~(7)のいずれかに記載の真空チャックにおいて、セラミック多孔質体は、アルミナを主成分とし、第1膜は、アルミナと、酸化チタンおよび酸化亜鉛の少なくとも一方とを含む。
(9)上記(3)および(5)~(7)のいずれかに記載の真空チャックにおいて、セラミック多孔質体およびセラミック緻密質体は、アルミナを主成分とし、第1膜は、アルミナと、酸化チタンおよび酸化亜鉛の少なくとも一方とを含む。
(10)上記(1)~(9)のいずれかに記載の真空チャックにおいて、第2膜は、酸化チタンを主成分として含む。
(11)上記(1)~(10)のいずれかに記載の真空チャックにおいて、第2膜は、第1膜よりも緻密でかつ厚い。
(3)上記(1)に記載の真空チャックにおいて、支持部は、セラミック多孔質体を収容するための凹部を有するセラミック緻密質体である。凹部を囲んで凹部の壁面と接続し第1面と略面一に位置する第3面を有し、第3面の外周縁側に第3面を囲んで位置する第2面を有している。
(4)上記(2)に記載の真空チャックにおいて、一体成型物は、第1面と反対側の面が基材と接触するように載置されている。
(5)上記(1)~(4)のいずれかに記載の真空チャックにおいて、第2面は、第1面よりも低い部分に位置している。第2面上に位置する第2膜は、第1面上に位置する第1膜と面一か、または第1面上に位置する第1膜よりも低い部分に位置している。
(6)上記(1)~(5)のいずれかに記載の真空チャックにおいて、第1膜および第2膜は、セラミック溶射膜である。
(7)上記(1)~(6)のいずれかに記載の真空チャックにおいて、第1膜は、第2膜と異なる色を有する。
(8)上記(2)および(4)~(7)のいずれかに記載の真空チャックにおいて、セラミック多孔質体は、アルミナを主成分とし、第1膜は、アルミナと、酸化チタンおよび酸化亜鉛の少なくとも一方とを含む。
(9)上記(3)および(5)~(7)のいずれかに記載の真空チャックにおいて、セラミック多孔質体およびセラミック緻密質体は、アルミナを主成分とし、第1膜は、アルミナと、酸化チタンおよび酸化亜鉛の少なくとも一方とを含む。
(10)上記(1)~(9)のいずれかに記載の真空チャックにおいて、第2膜は、酸化チタンを主成分として含む。
(11)上記(1)~(10)のいずれかに記載の真空チャックにおいて、第2膜は、第1膜よりも緻密でかつ厚い。
(12)本開示に係る真空チャックの製造方法は、上面と下面と側面とを有し、厚み方向に連通する気孔を有するセラミック多孔質体を準備する工程と、セラミック多孔質体の上面に、第1面と、第1面を囲むように上面の周縁部に位置する環状の第2面とを形成する工程と、第1面から第2面にわたって、通気性および半導電性を有する第1膜を被覆する工程と、少なくとも第2面上に位置する第1膜およびセラミック多孔質体の側面を、第1膜よりも低抵抗であり、通気性を有さない第2膜で被覆する工程と、第1膜と第2膜とを同時に研削し、第1膜と第2膜とを略面一にする工程とを含む。
(13)本開示に係る他の真空チャックの製造方法は、板状で、厚み方向に連通する気孔を有するセラミック多孔質体と、セラミック多孔質体を収容するための凹部を有するセラミック緻密質体とを準備する工程と、セラミック多孔質体を凹部に接合し、セラミック多孔質体とセラミック緻密質体とが略面一になるように加工して、セラミック多孔質体の上面に第1面を形成する工程と、セラミック緻密質体に、凹部を囲んで凹部の壁面と接続し第1面と略面一に位置する第3面と、第3面を囲むように第3面の外周縁側に位置する第2面とを形成する工程と、第1面から第2面にわたって、通気性および半導電性を有する第1膜を被覆する工程と、少なくとも第2面上に位置する第1膜およびセラミック緻密質体の側面を、第1膜よりも低抵抗である第2膜で被覆する工程と、第1膜と第2膜とを同時に研削し、第1膜と第2膜とを略面一にする工程とを含む。
1 セラミック多孔質体
1a 第1面
2 支持部
21 セラミック緻密質体
211 凹部
2a 第2面
2b 第3面
3 一体成型物
4 緻密質の基材
5 吸引孔
6 第1膜
7 第2膜
81 第1側面
82 第2側面
83 第3側面
10、20 真空チャック
1a 第1面
2 支持部
21 セラミック緻密質体
211 凹部
2a 第2面
2b 第3面
3 一体成型物
4 緻密質の基材
5 吸引孔
6 第1膜
7 第2膜
81 第1側面
82 第2側面
83 第3側面
10、20 真空チャック
Claims (13)
- 載置面側である第1面を有する板状で、厚み方向に連通する気孔を有するセラミック多孔質体と、
前記第1面を囲むように位置する環状の第2面を有する支持部と、
通気性および半導電性を有する第1膜と、
該第1膜よりも低抵抗である第2膜と、
を含み、
前記支持部および前記第2膜の少なくともいずれかは通気性を有さず、
前記第1膜が、前記第1面から前記第2面にわたって被覆し、
前記第2膜が、少なくとも前記第2面上に位置する前記第1膜および前記支持部の側面を被覆している、
真空チャック。 - 前記セラミック多孔質体と前記支持部とが、一体成型物である、請求項1に記載の真空チャック。
- 前記支持部は、前記セラミック多孔質体を収容するための凹部を有するセラミック緻密質体であり、
前記凹部の外周縁側に前記凹部を囲んで前記凹部の壁面と接続し前記第1面と略面一に位置する第3面を有し、前記第3面の外周縁側に第3面を囲んで位置する第2面を有する、
請求項1に記載の真空チャック。 - 前記一体成型物は、前記第1面と反対側の面が基材と接触するように載置されている、請求項2に記載の真空チャック。
- 前記第2面は、前記第1面よりも低い部分に位置し、
前記第2面上に位置する前記第2膜は、前記第1面上に位置する前記第1膜と面一か、または前記第1面上に位置する前記第1膜よりも低い部分に位置している、
請求項1から4のいずれかに記載の真空チャック。 - 前記第1膜および前記第2膜は、セラミック溶射膜である、請求項1から5のいずれかに記載の真空チャック。
- 前記第1膜は、前記第2膜と異なる色を有する、請求項1から6のいずれかに記載の真空チャック。
- 前記セラミック多孔質体は、アルミナを主成分とし、前記第1膜は、アルミナと、酸化チタンおよび酸化亜鉛の少なくとも一方とを含む、請求項2および4~7のいずれかに記載の真空チャック。
- 前記セラミック多孔質体および前記セラミック緻密質体は、アルミナを主成分とし、前記第1膜は、アルミナと、酸化チタンおよび酸化亜鉛の少なくとも一方とを含む、請求項3および5~7のいずれかに記載の真空チャック。
- 前記第2膜は、酸化チタンを主成分として含む、請求項1から9のいずれかに記載の真空チャック。
- 前記第2膜は、前記第1膜よりも緻密でかつ厚い、請求項1から10のいずれかに記載の真空チャック。
- 上面と下面と側面とを有し、厚み方向に連通する気孔を有するセラミック多孔質体を準備する工程と、
前記セラミック多孔質体の上面に、第1面と、前記第1面を囲むように前記上面の周縁部に位置する環状の第2面とを形成する工程と、
前記第1面から前記第2面にわたって、通気性および半導電性を有する第1膜を被覆する工程と、
少なくとも前記第2面上に位置する前記第1膜および前記セラミック多孔質体の側面を、前記第1膜よりも低抵抗であり、通気性を有さない第2膜で被覆する工程と、
前記第1膜と前記第2膜とを同時に研削し、前記第1膜と前記第2膜とを略面一にする工程と、
を含む、真空チャックの製造方法。 - 板状で、厚み方向に連通する気孔を有するセラミック多孔質体と、該セラミック多孔質体を収容するための凹部を有するセラミック緻密質体とを準備する工程と、
前記セラミック多孔質体を前記凹部に接合し、前記セラミック多孔質体と前記セラミック緻密質体とが略面一になるように加工して、前記セラミック多孔質体の上面に第1面を形成する工程と、
前記セラミック緻密質体に、前記凹部を囲んで前記凹部の壁面と接続し前記第1面と略面一に位置する第3面と、前記第3面を囲むように前記第3面の外周縁側に位置する第2面とを形成する工程と、
前記第1面から前記第2面にわたって、通気性および半導電性を有する第1膜を被覆する工程と、
少なくとも前記第2面上に位置する前記第1膜および前記セラミック緻密質体の側面を、前記第1膜よりも低抵抗である第2膜で被覆する工程と、
前記第1膜と前記第2膜とを同時に研削し、前記第1膜と前記第2膜とを略面一にする工程と、
を含む、真空チャックの製造方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2022-191273 | 2022-11-30 | ||
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---|---|
WO2024117149A1 true WO2024117149A1 (ja) | 2024-06-06 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
PCT/JP2023/042646 WO2024117149A1 (ja) | 2022-11-30 | 2023-11-29 | 真空チャックおよびその製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2018200972A (ja) * | 2017-05-29 | 2018-12-20 | 京セラ株式会社 | 吸着用部材 |
-
2023
- 2023-11-29 WO PCT/JP2023/042646 patent/WO2024117149A1/ja unknown
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