JP2014090038A

JP2014090038A - 吸着部材

Info

Publication number: JP2014090038A
Application number: JP2012238460A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Inoue; 徹彌井上
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2014-05-15

Abstract

【課題】対象物の処理精度を高める要求に応える吸着部材を提供する。
【解決手段】対発明の一態様に係る吸着部材１によれば、対象物２を吸着する吸着面３を有するセラミックスからなる基体４を備え、基体４の吸着面３は、平坦部５と、平坦部５から窪んでなる複数の窪み部６と、複数の窪み部６それぞれの底部７から平坦部５の高さを越えて突出してなる複数の突起部８とを具備する。その結果、突起部８が窪み部６の底部７から平坦部５の高さを越えて突出してなるため、突起部８を細長くして弾性変形しやすくすることができる。したがって、対象物２のしわを低減することができ、ひいては対象物２の処理精度を高めることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば半導体集積回路の製造に用いられるシリコンウエハや、液晶表示装置の製造に用いられるガラス基板等の各製造工程において、シリコンウエハやガラス基板等の各対象物に処理を施す際に対象物を吸着する吸着部材に関する。

半導体集積回路の製造に用いられるシリコンウエハや、液晶表示装置の製造に用いられるガラス基板等の対象物は、その製造工程において、露光装置や検査装置等の吸着部材に吸着されて、処理が施される。

この吸着部材として、例えば特許文献１には、セラミックスからなる本体（基体）と、この本体（基体）に設けられ、非吸着物（対象物）を支持する多数の支持突起（突起部）とを備えた真空チャック（吸着部材）が記載されている。

ところで、例えば、吸着部材として真空チャックを用いると、対象物を真空吸着する際に本体と対象物との間で真空状態にむらが生じ、対象物に対する吸着力にむらが生じることがある。この際、基体が高剛性で弾性変形しにくいセラミックスからなると、対象物において突起部で支持された箇所が固定されるため、対象物にしわと言われる局所的な歪みが生じやすくなり、ひいては対象物の処理精度が低下しやすい。

特開２００３−６８８３５号公報

本発明は、対象物の処理精度を高める要求に応える吸着部材を提供するものである。

本発明の一態様に係る吸着部材によれば、対象物を吸着する吸着面を有するセラミックスからなる基体を備え、該基体の前記吸着面は、平坦部と、該平坦部から窪んでなる複数の窪み部と、該複数の窪み部それぞれの底部から前記平坦部の高さを越えて突出してなる複数の突起部とを具備する。

本発明の一態様に係る吸着部材によれば、突起部が窪み部の底部から平坦部の高さを越えて突出してなるため、突起部を細長くして弾性変形しやすくすることができる。したがって、対象物のしわを低減することができ、ひいては対象物の処理精度を高めることができる。

本発明の一実施形態による吸着部材を示す図であり、（ａ）は、吸着部材の一部を破断した斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＲ１部分を拡大した断面図である。図１（ｂ）の突起部の近傍領域を拡大した断面図である。図１（ｂ）の突起部の近傍領域を拡大した上面図である。図１の吸着部材の製造方法を説明する、図２に相当する部分の拡大した断面図である。図１の吸着部材の製造方法を説明する、図２に相当する部分の拡大した断面図である。図１の吸着部材の製造方法を説明する、図２に相当する部分の拡大した断面図である。図１の吸着部材の製造方法を説明する、図２に相当する部分の拡大した断面図である。図１の吸着部材の製造方法を説明する、図２に相当する部分の拡大した断面図である。

以下に、本発明の一実施形態による吸着部材について、図１ないし図３を参照しつつ詳細に説明する。

本実施形態の吸着部材１は、半導体集積回路の製造工程や液晶表示装置の製造工程に用いられる露光装置や検査装置等の各種装置において、シリコンウェハやガラス基板等の対象物２を吸着して保持する吸着手段として用いられるものである。吸着部材１に吸着された対象物２は、各種装置において各種処理が施される。例えば、露光装置は、吸着部材１と光源とを備えており、光源から吸着部材１に吸着された対象物２に対して光が照射されることによって、対象物２が露光されて配線パターンが形成される。

本実施形態の吸着部材１は、対象物２を真空吸着する真空チャックである。この吸着部材１は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、対象物２が吸着される吸着面３を有するセラミックスからなる基体４と、この基体４を厚み方向に貫通する排気孔（図示せず）とを備えている。この排気孔は、排気手段（図示せず）に接続されている。

吸着部材１の基体４を構成するセラミックスとしては、炭化珪素質焼結体等の各種セラミック焼結体を用いることができる。本実施形態の基体４は、円板状である。この基体４の厚みは、例えば５ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。また、基体４の幅（直径）は、例えば２００ｍｍ以上５００ｍｍ以下である。

基体４の吸着面３は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、平坦部５と、この平坦部５から窪んでなる複数の窪み部６と、この複数の窪み部６それぞれの底部７から平坦部５の高さを越えて突出してなる複数の突起部８と、平坦部５から突出してなるとともに複数の突起部８を取り囲む環状のシール部９とを具備している。

上述した吸着部材１による対象物２の吸着は、例えば以下のように行なわれる。まず、対象物２を吸着面３に載置する。この際、対象物２は複数の突起部８およびシール部９によって支持され、対象物２と平坦部５および窪み部６とシール部９との間に空間１０が生じる。そして、排気手段を用いて、排気孔から空間１０の空気を排気することによって、空間１０が真空状態となり、対象物２が吸着面３に吸着される。

ところで、空間１０の空気を排気する際に、排気孔や突起部８の形状や配置に起因して空間１０の真空状態にむらが生じ、対象物２に対する吸着力にむらが生じることがある。この際、対象物２において突起部８で支持された箇所が固定されていると、対象物２にしわが生じやすい。特に、このしわは、対象物２としてシリコンウェハを用いた場合に生じやすく、シリコンウェハを薄くするとさらに生じやすくなる。

一方、本実施形態において、複数の突起部８は、図２に示すように、複数の窪み部６それぞれの底部７から平坦部５の高さを越えて突出してなる。その結果、セラミックスからなる基体４の一部であるために剛性が高い突起部８を細長形状にすることができ、突起部
８を弾性変形しやすくすることができる。したがって、対象物２に対する吸着力にむらが生じた際に、突起部８が弾性変形することによって、対象物２において突起部８で支持された箇所が移動するため、対象物２におけるしわの発生を抑制することができ、ひいては各種装置における対象物２の処理精度を高めることができる。

また、窪み部６の底部７よりも対象物２に近い平坦部５によって、空間１０を小さくすることができ、空間１０の空気の排気速度を高めることができ、ひいては対象物２の処理効率を高めることができる。なお、平坦部５が対象物２に近過ぎると、平坦部５に付着したパーティクルが対象物２に付着しやすくなるため、平坦部５と対象物２との距離、すなわち、平坦部５と突起部８の頂部との高さ方向（Ｚ方向）における距離は、適宜設定されており、例えば２００μｍ以上５００μｍ以下である。

本実施形態において、突起部８は、図２および図３に示すように、円柱状である。その結果、突起部８を細長形状としてたわみやすくすることができる。この突起部８のアスペクト比（高さ／幅）は、２以上４以下であることが望ましい。その結果、突起部８を細長形状として弾性変形しやすくすることができる。なお、突起部８は、四角柱状であっても構わないし、三角柱状であっても構わない。突起部８の高さは、例えば２００μｍ以上５００μｍ以下であり、突起部８の幅（直径）は、例えば５０μｍ以上１００μｍ以下である。

本実施形態において、窪み部６は、図２および図３に示すように、突起部８を取り囲む環状であり、上面視における外周が円形状となっている。その結果、窪み部６に角が形成されることを低減することによって、窪み部６にパーティクルが残留することを抑制し、さらにはこのパーティクルによる対象物２の汚染を抑制することができる。なお、窪み部６の上面視における外周は、三角形状であってもよいし、四角形状であってもよい。また、突起部８は、窪み部６の底部７の中央に位置し、窪み部６の内壁１１と突起部８の外壁１２との距離は、突起部８の外周に渡って一定であることが望ましい。この一定である距離の誤差は、±１０％である。また、窪み部６の内壁１１と突起部８の外壁１２との距離は、突起部８の幅（直径）よりも小さいことが望ましく、例えば２０μｍ以上８０μｍ以下である。また、窪み部６の深さは、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下である。

本実施形態において、窪み部６の底部７は、窪み部６の内壁１１と突起部８の外壁１２との間において凹曲面状である。その結果、窪み部６に角が形成されることを低減することによって、窪み部６にパーティクルが残留することを抑制し、さらにはこのパーティクルによる対象物２の汚染を抑制することができる。また、窪み部６の底部７と突起部８との接続部１３近傍において、突起部８の幅が底部７に向かって大きくなるため、窪み部６と突起部８との接続部におけるクラックの発生を抑制し、ひいては突起部８が折れることを抑制できる。

本実施形態において、窪み部６の表面の気孔率は、平坦部５の表面の気孔率よりも小さい。その結果、窪み部６の表面におけるクラックの起点を低減することができるため、窪み部６と突起部８との接続部におけるクラックの発生を抑制し、ひいては突起部８が折れることを抑制できる。また、パーティクルが残留しやすい窪み部６において表面の気孔率を低減してパーティクルの付着を抑制することができるため、窪み部６にパーティクルが残留することを抑制することができる。なお、気孔率の大小は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察することによって判断することができる。

次に、上述した吸着部材１の製造方法について、図４ないし図８を参照しつつ詳細に説明する。

（１）図４に示すように、基体用セラミック焼結体１４を準備する。具体的には、例えば以下のように行なう。

まず、セラミック粉末に純水と有機バインダーとを加えた後、ボールミルで湿式混合してスラリーを作製する。次に、スラリーをスプレードライにて造粒する。次に、造粒したセラミック粉末を種々の成形方法を用いて成形して成形体を作製した後、この成形体を切削加工することによって、所望の形状の成形体を作製する。次に、この成形体を例えば１４００℃以上１８００℃以下で焼成することによって、基体用セラミック焼結体１４を作製した後、この基体用セラミック焼結体１４を研削加工することによって、所望の形状の基体用セラミック焼結体１４を作製することができる。

（２）図５ないし図８に示すように、基体用セラミック焼結体１４の吸着面３に平坦部５、窪み部６、突起部８を形成することによって、基体用セラミック焼結体１４を基体４とするとともに吸着部材１を作製する。具体的には、例えば以下のように行なう。

まず、図５に示すように、ＹＡＧレーザー等を用いたレーザー加工によって、吸着面３に複数の環状である凹部１５を形成する。この際、凹部１５に取り囲まれた領域が突起部８となる。次に、図６に示すように、フォトリソグラフィ法によって、凹部１５を埋めるとともに突起部８を覆い、かつ凹部１５および突起部８以外の部分を露出させる、光硬化性樹脂等からなるレジスト１６を形成する。次に、図７に示すように、ブラスト加工によって、レジスト１６から露出した部分を削り、突起部８の頂部よりも高さが低い平坦部５を形成する。この際、凹部１５の一部を残すことによって窪み部６とする。また、このブラスト加工によって、シール部９を形成することができる。次に、図８に示すように、吸着面３からレジスト１６を除去する。なお、レジスト１６を除去した後に、ブラシ研磨を用いて、吸着面３全体を研磨しても構わない。

このように吸着面３を加工することによって、平坦部５と、平坦部５から窪んでなる複数の窪み部６と、複数の窪み部６それぞれの底部７から平坦部５の高さを越えて突出してなる複数の突起部８とを形成することができる。

また、レーザー加工を用いて突起部８を形成しているため、レーザー加工の加工条件を適宜選択することによって、突起部８を所望の形状に加工することができる。さらに、ブラスト加工等と比較して、突起部８をよりアスペクト比が大きい細長形状に加工することができ、突起部８のアスペクト比を２以上４以下とすることができる。

また、レーザー加工を用いて形成した凹部１５の一部を窪み部６としているため、レーザー加工の加工条件を適宜選択することによって、窪み部６を所望の形状に加工することができる。また、レーザー加工の際に凹部１５の表面が溶融するため、凹部１５の一部である窪み部６の表面における気孔率を少なくすることができる。基体用セラミック焼結体１４として炭化珪素質焼結体を用いた場合には、レーザー加工によって凹部１５の表面が溶融してシリカ膜が形成されるため、基体４における窪み部６の表面はシリカ膜によって構成される。このシリカ膜の厚みは、例えば５μｍ以上４０μｍ以下である。なお、シリカ膜は、ＥＤＳ（エネルギー分散型X線分光分析）マッピングを用いて確認することがで
きる。

一方、ブラスト加工を用いて平坦部５を形成しているため、平坦部５を容易に形成することができる。また、ブラスト加工の加工条件を適宜選択することによって、平坦部５を所望の高さに加工することができる。また、ブラスト加工の際には凹部１５の表面が溶融しないため、レーザー加工を用いた窪み部６の表面と比較して、平坦部５の表面における気孔率を大きくすることができる。

以上のようにして、吸着部材１を作製することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良、組合せ等が可能である。

例えば、吸着部材１として真空チャックを用いた構成を例に説明したが、吸着部材１として対象物２を静電吸着する静電チャックを用いても構わない。

１吸着部材
２対象物
３吸着面
４基体
５平坦部
６窪み部
７底部
８突起部
９シール部
１０空間
１１窪み部の内壁
１２突起部の外壁
１３窪み部の底部と突起部との接続部
１４基体用セラミック焼結体
１５凹部
１６レジスト

Claims

対象物を吸着する吸着面を有するセラミックスからなる基体を備え、
該基体の前記吸着面は、平坦部と、該平坦部から窪んでなる複数の窪み部と、該複数の窪み部それぞれの底部から前記平坦部の高さを越えて突出してなる複数の突起部とを具備することを特徴とする吸着部材。
請求項１に記載の吸着部材において、
前記窪み部の底部は、前記窪み部の内壁と前記突起部の外壁との間において凹曲面状であることを特徴とする吸着部材。
請求項１に記載の吸着部材において、
前記窪み部は、前記突起部を取り囲む環状であることを特徴とする吸着部材。
請求項１に記載の吸着部材において、
前記突起部は、円柱状であることを特徴とする吸着部材。
請求項４に記載の吸着部材において、
前記突起部のアスペクト比は、２以上４以下であることを特徴とする吸着部材。
請求項１に記載の吸着部材において、
前記窪み部の表面の気孔率は、前記平坦部の表面の気孔率よりも小さいことを特徴とする吸着部材。