JP2017220483A - 真空チャック及び真空チャックの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シール部材を吸着台に容易に固定することができる真空チャックを提供する。【解決手段】真空チャック１は、ウエハＷを保持する吸着台２と、環状のシール部材７とを備える。吸着台２には、吸引経路３と、環状凹部６と、が設けられている。シール部材７は、環状凹部６に嵌合されている。真空チャック１は、吸引経路３からの吸引によって、吸着台２の表面２ａとウエハＷとシール部材７とで画成される空間を負圧として負圧領域を形成することにより、吸着台２の表面２ａにウエハＷを吸着保持するように構成されている。シール部材７の内周面であって環状凹部６に嵌合される嵌合部８の少なくとも一部分は、環状凹部６の内側の側壁である内壁６ａの径よりも小径に形成された小径部である。シール部材７は、小径部を押し広げるようにして内壁６ａに嵌合されている。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体素子製造用のウエハやガラス基板等の基板を吸引することにより吸着台に保持する真空チャック及びその製造方法に関する。

従来、円柱状の吸着台の周側面の上端部に中央に向かって窪んだ断面Ｖ字状の溝を設け、この溝に、ゴムなどの弾性材料からなり、下から上にかけて徐々に外側に広がるように形成されている断面スカート状の環状のシール部材が設けられた真空チャックが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、板状部材にシール部材が接着剤で固定され、この板状部材を吸着台にネジ止めして取り外し可能に固定される真空チャックも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

当該構成の真空チャックによれば、半導体素子製造用のウエハやガラス基板などの基板に、反りやうねり又は段差がある場合でも、シール部材の上端部をその全周にわたって基板に当接させることで、基板と吸着面との間の間隙に密閉領域が形成される。このため、基板の反り等によって基板と吸着台との間に生じる間隙をシール部材で気密に囲うことができ、この気密領域を負圧として基板をしっかりと吸着台に保持することができる。

特開平０７−３０８８５６号公報 特開２０１０−１５３４１９号公報

従来の真空チャックでは、シール部材を固定するために、円柱状の吸着台の周面に環状のＶ字状の溝を設け、この溝に環状のシール部材を嵌合させている。しかしながら、溝を吸着台の基板が吸着される吸着面（表面）に形成する場合、例えば厚さの薄い真空チャックにおいては深い溝を吸着台に形成することは困難であり、しっかりとシール部材を溝に固定することが困難であった。

また、シール部材を接着剤のみで固定することも考えられるが、接着剤の剥離等によるパーティクルが生じる虞がある。また、シール部材をネジで固定するには、ネジ孔のスペース確保などの問題で困難な場合もある。

本発明は、以上の点に鑑み、シール部材を吸着台に容易に固定することができる真空チャック及びその製造方法を提供することを目的とする。

［１］上記目的を達成するため、本発明の真空チャックは、
基板を吸着して保持する吸着台と、環状の弾性素材からなるシール部材とを備える真空チャックであって、
前記吸着台には、
前記吸着台の表面に開口する開口部を有する吸引経路と、
前記表面から窪み且つ前記開口部を囲うように環状に形成された環状凹部と、
が設けられ、
前記シール部材は、前記環状凹部に嵌合され、
前記真空チャックは、前記吸引経路からの吸引によって、前記吸着台の表面と前記基板と前記シール部材とで画成される空間を負圧として負圧領域を形成することにより、前記吸着台の表面に前記基板を吸着保持するように構成されているものであり、
前記シール部材の内周面であって前記環状凹部に嵌合される嵌合部の少なくとも一部分は、前記環状凹部の内側の側壁である内壁の径よりも小径に形成された小径部であり、
前記シール部材は、前記小径部を押し広げるようにして前記内壁に嵌合されていることを特徴とする。

本発明によれば、シール部材は、環状凹部の内壁の径よりも小径に形成された小径部を備えており、シール部材は、小径部を押し広げて環状凹部の内壁に嵌合されているため、シール部材がしっかりと環状凹部に固定される。よって、本発明によれば、シール部材を吸着台に容易に固定することができる真空チャックを提供することができる。

［２］また、本発明においては、環状凹部に、内壁との間でシール部材を挟んで固定する環状の固定部材を嵌合させることが好ましい。かかる構成によれば、Ｏリング又はＣリングからなる環状の固定部材によって、シール部材の嵌合部を更に内壁へ押し付けることができ、よりしっかりとシール部材を環状凹部に固定することができる。

［３］また、本発明においては、前記環状凹部が、前記内壁に対向する外側の側壁である外壁を備えている場合には、前記環状凹部に、前記外壁と前記シール部材の外周面との間に位置させて固定部材を嵌合して、前記固定部材が、前記外壁で支えられることによって、前記内壁との間で前記シール部材を挟んで固定するように構成することもできる。

かかる構成によれば、固定部材は必ずしも環状である必要がなく、外壁で支えられた固定部材によって、シール部材の嵌合部を更に内壁へ押し付けることができ、よりしっかりとシール部材を環状凹部に固定することができる。

［４］また、本発明においては、前記シール部材は、前記環状凹部に嵌合する嵌合部と、前記嵌合部から前記吸着台の中央に向かって傾斜して前記吸着台の表面よりも上方へ延びる傾斜部と、を備え、前記傾斜部は、前記嵌合部が前記内壁に嵌合される前では傾斜しておらず、前記嵌合部の上端から上方へ延びて前記嵌合部と同一径に形成されており、前記傾斜部は、前記嵌合部が前記内壁に嵌合されるときに押し広げられることにより、前記嵌合部が広がると共に前記傾斜部の下端部も共に押し広げられて、上方に向かうに従って次第に縮径するように傾斜していることが好ましい。

本発明によれば、シール部材の上端部を予め傾斜させていなくとも、内壁よりも小径の嵌合部を内壁に嵌合させることによって内壁から上方へ延びる傾斜部が自己の復元力によって縮径する。これによって、シール部材を容易に製造することができ、真空チャック全体としても製造を容易とすることができる。

また、シール部材が内壁に嵌合する前はシール部材の上下が同一形状となる。このため、シール部材の上下を確認して内壁に嵌合させる必要がなく、シール部材の誤組みを防止することができる。

［５］また、本発明においては、前記シール部材は、前記環状凹部に嵌合する嵌合部と、前記嵌合部から前記吸着台の中央に向かって傾斜して前記吸着台の表面よりも上方へ延びる傾斜部と、を備え、前記傾斜部は、前記基板が前記吸着台に吸着されるときに前記基板に押されるようにして弾性的に内側へ傾倒可能であり、前記吸着台の表面には、前記環状凹部の径方向内側の開口端縁部に位置させて、傾倒する前記傾斜部を受け入れ可能に窪んだ環状の受入部が設けられていることが好ましい。

かかる構成によれば、受入部で傾斜部を受け入れることができるため、傾斜部が環状凹部から上方へ突出したままの状態で基板と吸着台の表面との間で挟まれることを防止でき、真空チャックの吸着時の吸着台の表面上の平坦度が低下することを防止することができる。

［６］また、本発明においては、前記シール部材は、前記環状凹部に嵌合する嵌合部と、前記嵌合部から上方へ向かって次第に拡径するように傾斜しながら前記吸着台の表面よりも上方へ延びる傾斜部と、を備え、前記傾斜部は、前記基板が前記吸着台に吸着されるときに前記基板に押されるようにして弾性的に外側へ傾倒可能であり、前記吸着台の表面には、前記環状凹部の径方向外側の開口端縁部に位置させて、傾倒する前記傾斜部を受け入れ可能に窪んだ環状の受入部が設けられていることが好ましい。

かかる構成によれば、受入部で傾斜部を受け入れることができるため、傾斜部が環状凹部から上方へ突出したままの状態で基板と吸着台の表面との間で挟まれることを防止でき、真空チャックの吸着時の吸着台の表面上の平坦度が低下することを防止することができる。

［７］また、本発明においては、シール部材の下端部に、下方に向かって肉厚が厚くなるように肉厚に形成された肉厚部を設け、シール部材の下端部に、肉厚部が差し込まれるとともに肉厚部の形状と同一形状（ほぼ同一形状を含む形状）の差込溝を備え、シール部材とは別部材の差込部材を取り付けて、シール部材を、差込部材を介して環状凹部に固定してもよい。

かかる構成によれば、吸着台にシール部材をしっかりと固定することができる。

［８］また、本発明の真空チャックの製造方法は、
表面に開口する開口部を有する吸引経路と、前記表面から窪み且つ前記開口部を囲うように環状に形成された環状凹部と、が設けられた吸着台と、
前記環状凹部に嵌合する環状の弾性素材からなるシール部材と、
を備え、
前記吸引経路からの吸引によって、前記吸着台の前記表面と前記吸着台に載置される基板と前記シール部材とで画成される空間を負圧として負圧領域を形成することにより、前記吸着台の前記表面に前記基板を吸着保持するように構成されている真空チャックの製造方法であって、
前記シール部材の内周面であって前記環状凹部に嵌合される少なくとも一部分を、前記環状凹部の内側の側壁である内壁の径よりも小径に形成するシール部材の製造工程と、
前記シール部材の小径に形成された小径部を押し広げて前記内壁に嵌合させることにより前記シール部材を前記環状凹部に嵌合させるシール部材の取付工程とを有することを特徴とする。

本発明の真空チャックの製造方法によれば、製造工程によって、シール部材に、環状凹部の内側の側壁の径よりも小径に形成された小径部が設けられ、取付工程によって、シール部材は、小径部を押し広げて環状凹部の内壁に嵌合されているため、シール部材がしっかりと環状凹部に固定される。よって、本発明の真空チャックの製造方法によれば、シール部材を吸着台に容易に固定することができる真空チャックを製造することができる。

本発明の第１実施形態の真空チャックを模式的に一部断面で示す斜視図。 第１実施形態の真空チャックを分解して示す斜視図。 第１実施形態の真空チャックのリフトピンで基板を受けた状態の一部を示す断面図。 第１実施形態の真空チャックで基板を吸着保持させた状態の一部を示す断面図。 本発明の第２実施形態の真空チャックのシール部材を模式的に示す斜視図。 第２実施形態の真空チャックのリフトピンで基板を受けた状態の一部を示す断面図。 第２実施形態の真空チャックで基板を吸着保持させた状態の一部を示す断面図。 本発明の第３実施形態の真空チャックのシール部材を模式的に示す斜視図。 本発明の第４実施形態の真空チャックのシール部材を模式的に示す斜視図。 図１０Ａは本発明の第５実施形態の真空チャックを分解して示す断面図。図１０Ｂは第５実施形態の真空チャックを組み立てた状態で示す断面図。

［第１実施形態］
図１から図４を参照して、本発明の真空チャックの第１実施形態を説明する。図１を参照して、第１実施形態の真空チャック１は、厚みが比較的薄い（例えば１ｍｍ〜２ｍｍ程度）略円板状のセラミックスからなる吸着台２を備えている。吸着台２は、炭化珪素、窒化アルミニウム、アルミナまたは窒化ケイ素などを主原料とする無機質固体粉末を焼成することにより作製される。

吸着台２には、吸着台２の表面２ａ（吸着面、吸着平面）に開口する開口部３ａを有する吸引経路３（貫通孔）と、吸着台２に吸着されるウエハＷ（基板）を昇降させるためのリフトピン４が上方へ突出自在に挿通されるリフト孔５が形成されている。また、吸着台２の表面２ａには、表面２ａから下方へと窪み且つ吸引経路３の開口部３ａを径方向に間隔を存して囲う環状凹部６（たとえば深さ１〜２［ｍｍ］、幅１〜１０［ｍｍ］）が環状に形成されている。環状凹部６に環状（Ｏリング形状のみならずＣ字形状を含む）のシール部材７が嵌合されている。

なお、吸着台２の表面２ａは、環状凹部６を囲う環状に上方へ突出している環状凸部（例えば高さ３０〜２００［μｍ］）を備えていてもよい。この場合、環状凸部の上端が吸着台２におけるウエハＷとの当接箇所である表面２ａの一部を構成する。また、吸着台２の表面２ａは、上方へ突出する略円柱状、略半球状または略円錐台状の複数のピン（例えば高さ３０〜２００［μｍ］）が、三角格子状、正方格子状または同心円状など、規則的に配置されて形成されていてもよい。この場合、複数のピンの上端が吸着台２におけるウエハＷとの当接箇所である表面２ａの少なくとも一部を構成する。この場合、表面２ａは、環状凸部の上端や複数のピンの上端により構成される離散的な面の集合となる。

シール部材７は、ウレタンまたはフッ素ゴムなどの弾性素材により構成されている。シール部材７は、環状凹部６に嵌合される嵌合部８と、嵌合部８の上端から吸着台２の中央に向かって次第に縮径するように傾斜した傾斜部９とで構成されている。

傾斜部９は、ウエハＷが吸着台２に吸着されるときにウエハＷに押されるようにして傾斜部９が弾性的に傾倒している状態からウエハＷの吸着台２への吸着が解除された状態に遷移したときには、傾斜部９は自己の復元力によって元の位置に戻るような弾性を備えている。この点が勘案されて、シール部材７を構成する素材の選択およびシール部材７の肉厚が設計されている。

シール部材７の内周面であって環状凹部６に嵌合される嵌合部８の少なくとも一部分は、環状凹部６の内側の側壁である内壁６ａの径よりも小径に形成された小径部である。図２に分解して示すように、本実施形態においては、シール部材７は、環状凹部６に嵌合される前の状態においては、下端から上端にかけて同一の径で構成されており、換言すれば、シール部材７全体が小径部で構成されているということができる。なお、本発明の小径部は本実施形態のものに限らず、嵌合部の少なくとも一部の内周面が内壁よりも小径であればよい。また、シール部材７の少なくとも内周面が内壁６ａの径よりも小径であればよく、シール部材７の外周面は内壁６ａの径以上の径であってもよい。

シール部材７はその下端部分を押し広げるようにして環状凹部６の内壁６ａに被せることにより環状凹部６に嵌合される。シール部材７は、全体が小径部で構成されているため、自己の復元力により、上端部が上方に向かうに従って次第に縮径するように傾斜した傾斜部９となる。

傾斜部９はウエハＷが吸着台２に吸着されるときにウエハＷに押されるようにして弾性的に内側へ傾倒可能となっている。また、吸着台２の表面２ａには、環状凹部６の径方向内側の開口端縁部に位置させて、内側へ傾倒する傾斜部９を受け入れ可能に下方へ窪んだ環状の受入部１０が設けられている。

また、環状凹部６は内壁６ａに対向する外側の側壁である外壁６ｂを備えている。そして、環状凹部６には、外壁６ｂとシール部材７の外周面との間に位置させて環状の固定部材１１が嵌合されている。

本実施形態の真空チャック１でウエハＷを吸着させるには、まず、図３に示すように、３つのリフト孔５からリフトピン４を上方へ夫々突出させる。リフトピン４は、その上端がシール部材７の上端よりも上方に位置するように突出される。そして、一対の搬送アームＣで運ばれたウエハＷが３つのリフトピン４の上に載置される。

その後、一対の搬送アームＣを引き抜き、リフトピン４を図示省略したアクチュエータでリフト孔５内まで下降させることにより、ウエハＷがシール部材７の上に載置される。シール部材７の上端部はウエハＷの荷重によって若干撓みながらウエハＷを支える。従って、シール部材７の上端部は、ウエハＷに対して略全周に渡って当接することができる。

そして、吸引経路３から図示省略した真空ポンプで吸引して、吸着台２の表面２ａ、シール部材７及びウエハＷで画成された空間を負圧領域として、図４に示すように、ウエハＷを吸着台２の表面２ａ上に吸着保持する。このとき、傾斜部９は受入部１０に受け入れられると共に吸着台２の表面２ａと面一になる。従って、傾斜部９が内側に傾倒して吸着台２の表面２ａとウエハＷとの間に挟まれることを防止することができ、吸着台２の表面２ａの平坦度を維持することができる。ウエハＷに対して所定の加工や処理を施した後は、真空ポンプでの吸引を停止してリフトピン４でウエハＷを図３に示すように持ち上げる。そして、搬送アームＣでウエハＷは次の工程へ運ばれる。

本実施形態の真空チャック１によれば、ウエハＷが吸着台２の表面２ａ側に載置された際、シール部材７の一部である傾斜部９を、ウエハＷに反りまたはうねりなどがあっても全周またはほぼ全周にわたりウエハＷに対して当接させることができる。そして、吸引経路３を通じてウエハＷと、吸着台２と、シール部材７とにより囲まれている空間（内側空間）が真空吸引される。これにより、当該内側空間に負圧領域が形成され、シール部材７が、傾斜部９を弾性的に傾倒させるようにして弾性変形して、図４に示すように、吸着台２の表面２ａ（吸着平面）と同じ高さとなる。その結果、ウエハＷを全体的に吸着台２の表面２ａに当接させることができ、吸着台２の平坦度の向上が図られる。

また、本実施形態の真空チャック１によれば、シール部材７は、環状凹部６の内壁６ａの径よりも小径に形成された小径部で全体が構成されており、シール部材７は、小径部である下端部を外方へ押し広げて環状凹部６の内壁６ａに被せるようにして嵌合されているため、シール部材７がしっかりと環状凹部６に固定される。よって、本実施形態の真空チャック１によれば、例えば１ｍｍ〜２ｍｍ程度の厚みが比較的薄くて深い溝を形成することができない吸着台２に、シール部材７を容易に固定することができる。

また、本実施形態においては、内壁６ａとの間でシール部材７を挟んで固定する環状の固定部材１１が環状凹部６に嵌合されている。この環状の固定部材１１によってシール部材７の嵌合部８を更に内壁６ａへ押し付けることができ、また、嵌合部８の外側への広がりを抑えることができ、よりしっかりとシール部材７を環状凹部６に固定することができる。

また、シール部材７は、内壁６ａに嵌合される前の状態では下端から上端にかけて同一径で構成されている。換言すれば、シール部材７全体が小径部となっている。このため、シール部材７の下端部に位置する嵌合部８を押し広げるようにして内壁６ａに嵌合させると、シール部材７の上端部に位置する傾斜部９は、嵌合部８が押し広げられることによって傾斜部９の下端部も一緒に押し広げられ、傾斜部９は自己の復元力によって上方に向かって次第に縮径する形状となる。即ち、シール部材７には、内壁６ａへの嵌合時に自然に傾斜部９が形成される。従って、予め傾斜部９が形成されるようにシール部材７を構成する必要がなくシール部材７の製造が容易となる。

また、シール部材７の下端から上端にかけて同一径で構成しているため、シール部材７が上下対称形状となる。これにより、シール部材７のうち、内壁６ａに嵌合させた部分が嵌合部８となり、残りの部分が傾斜部９となる。従って、予め傾斜部９を形成したシール部材と比較して、誤って傾斜部９を内壁６ａに嵌合させてしまうことが防止でき、シール部材７の誤組みを防止することができる。

次いで、本実施形態の真空チャック１の製造方法について説明する。真空チャック１を製造するには、まず、吸着台２の製造工程として、炭化珪素、窒化アルミニウム、アルミナまたは窒化ケイ素などを主原料とする無機質固体粉末を焼成して円盤状の吸着台２を作成する。そして、吸着台２の表面２ａ（上面）に吸引経路３と環状凹部６とを形成して吸着台２が完成する。

また、シール部材７の製造工程として、ウレタンまたはフッ素ゴムなどの弾性素材で環状凹部６の内壁６ａよりも小径の環状のシール部材７を形成する。このとき、シール部材７は、下端から上端にかけて同一径となっている。

そして、シール部材７の取付工程として、シール部材７の下端部を押し広げて環状凹部６の内壁６ａに被せるようにして、シール部材７が環状凹部６に嵌合される。このとき、シール部材７の上端部に位置する傾斜部９は、嵌合部８が押し広げられることによって傾斜部９の下端部も一緒に押し広げられ、傾斜部９は自己の復元力によって上方に向かって次第に縮径する形状となる。即ち、シール部材７には、内壁６ａへの嵌合時に自然に傾斜部９が形成される。

そして、固定部材１１の取付工程として、環状の固定部材１１を環状凹部６に嵌合して、固定部材１１で内壁６ａにシール部材７の嵌合部８を押し付け、シール部材７を環状凹部６によりしっかりと固定している。

なお、本実施形態においては、例えば１ｍｍ〜２ｍｍ程度の厚みが比較的薄い吸着台２を備えた真空チャック１を説明したが、本発明の真空チャックはこれに限らない。例えば、吸着台２の厚みが１ｍｍ未満であるものや、２ｍｍを超えるものであってもよく、これによっても同様に本発明の「吸着台にシール部材を容易に固定することができる」という効果を得ることができる。

［第２実施形態］
図５、図６及び図７を参照して、本発明の真空チャックの第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態において第１実施形態と同一のものは同一の符号を付して説明を省略する。

図５に示すように、第２実施形態の真空チャック１は、傾斜部９が上方へ向かうに従って次第に径方向外側へ広がるように傾斜している点で第１実施形態のものと構成が相違する。また、図６に示すように、傾斜部９が径方向外側へ広がっているため、受入部１０’も外側に設けられている。嵌合部８の内周面は、内壁６ａの径よりも小径に形成されている。なお、本実施形態の嵌合部８の外周面も内壁６ａの径よりも小径に形成されているが、本発明の嵌合部の外周面は内壁６ａの径以上の径であってもよい。

本実施形態の真空チャック１でウエハＷを吸着させるには、まず、図６に示すように、３つのリフト孔５からリフトピン４を上方へ夫々突出させる。リフトピン４は、その上端がシール部材７の上端よりも上方に位置するように突出される。そして、一対の搬送アームＣで運ばれたウエハＷが３つのリフトピン４の上に載置される。

その後、一対の搬送アームＣを引き抜き、リフトピン４を図示省略したアクチュエータでリフト孔５内まで下降させることにより、ウエハＷがシール部材７の上に載置される。シール部材７の上端部はウエハＷの荷重によって若干撓みながらウエハＷを支える。従って、シール部材７の上端部は、ウエハＷに対して略全周に渡って当接することができる。

そして、吸引経路３から図示省略した真空ポンプで吸引して、吸着台２の表面２ａ、シール部材７及びウエハＷで画成された空間を負圧領域として、図７に示すように、ウエハＷを吸着台２の表面２ａ上に吸着保持する。このとき、傾斜部９は受入部１０’に受け入れられると共に吸着台２の表面２ａと面一になる。従って、傾斜部９が外側に傾倒して吸着台２の表面２ａとウエハＷとの間に挟まれることを防止することができ、吸着台２の表面２ａの平坦度を維持することができる。ウエハＷに対して所定の加工や処理を施した後は、真空ポンプでの吸引を停止してリフトピン４でウエハＷを図６に示すように持ち上げる。そして、搬送アームＣでウエハＷは次の工程へ運ばれる。

本実施形態の真空チャック１によれば、シール部材７の嵌合部８の少なくとも内周面は、環状凹部６の内壁６ａの径よりも小径に形成された小径部であり、シール部材７は、小径部である嵌合部８を外方へ押し広げて環状凹部６の内壁６ａに被せるようにして嵌合されているため、シール部材７がしっかりと環状凹部６に固定される。よって、本実施形態の真空チャック１によれば、厚みが比較的薄くて深い溝を形成することができない吸着台２に、シール部材７を容易に固定することができる。

また、本実施形態においては、内壁６ａとの間でシール部材７を挟んで固定する環状の固定部材１１が環状凹部６に嵌合されている。この環状の固定部材１１によってシール部材７の嵌合部８を更に内壁６ａへ押し付けることができ、また、嵌合部８の外側への広がりを抑えることができ、よりしっかりとシール部材７を環状凹部６に固定することができる。

なお、本実施形態においては、例えば１ｍｍ〜２ｍｍ程度の厚みが比較的薄い吸着台２を備えた真空チャック１を説明したが、本発明の真空チャックはこれに限らない。例えば、吸着台２の厚みが１ｍｍ未満であるものや、２ｍｍを超えるものであってもよく、これによっても同様に本発明の「吸着台にシール部材を容易に固定することができる」という効果を得ることができる。

［第３実施形態］
図８を参照して、本発明の第３実施形態の真空チャック１を説明する。第３実施形態の真空チャック１は、シール部材７の嵌合部８が環状凹部６に嵌合される前から傾斜部９が傾斜している点を除いて第１実施形態のものと同一に構成されている。

本実施形態の真空チャック１によれば、シール部材７の嵌合部８は、環状凹部６の内壁６ａの径よりも小径に形成された小径部で構成されており、シール部材７は、嵌合部８を外方へ押し広げて環状凹部６の内壁６ａに被せるようにして嵌合されているため、シール部材７がしっかりと環状凹部６に固定される。よって、本実施形態の真空チャック１によれば、厚みが比較的薄くて深い溝を形成することができない吸着台２に、シール部材７を容易に固定することができる。

また、本実施形態においても、第１実施形態のものと同様にして、内壁６ａとの間でシール部材７を挟んで固定する環状の固定部材１１を環状凹部６に嵌合させることができる。この環状の固定部材１１によってシール部材７の嵌合部８を更に内壁６ａへ押し付ければ、嵌合部８の外側への広がりを抑えることができ、よりしっかりとシール部材７を環状凹部６に固定することができる。

次いで、本実施形態の真空チャック１の製造方法について説明する。真空チャック１を製造するには、まず、第１実施形態と同様に、吸着台２の製造工程として、炭化珪素、窒化アルミニウム、アルミナまたは窒化ケイ素などを主原料とする無機質固体粉末を焼成して円盤状の吸着台２を作成する。そして、吸着台２の表面２ａ（上面）に吸引経路３と環状凹部６とを形成して吸着台２が完成する。

また、シール部材７の製造工程として、ウレタンまたはフッ素ゴムなどの弾性素材で環状凹部６の内壁６ａよりも小径の環状のシール部材７を形成する。このとき、シール部材７の下端部は、内壁６ａの径よりも小径の嵌合部８となっている。また、シール部材７の上端部は、上方に向かうに従って次第に縮径するように傾斜した傾斜部９となっている。

そして、シール部材７の取付工程として、シール部材７の下端部である嵌合部８を押し広げて環状凹部６の内壁６ａに被せるようにして、シール部材７が環状凹部６に嵌合される。

そして、固定部材１１の取付工程として、環状の固定部材１１を環状凹部６に嵌合して、固定部材１１で内壁６ａにシール部材７の嵌合部８を押し付け、シール部材７を環状凹部６によりしっかりと固定している。

なお、本実施形態においては、例えば１ｍｍ〜２ｍｍ程度の厚みが比較的薄い吸着台２を備えた真空チャック１を説明したが、本発明の真空チャックはこれに限らない。例えば、吸着台２の厚みが１ｍｍ未満であるものや、２ｍｍを超えるものであってもよく、これによっても同様に本発明の「吸着台にシール部材を容易に固定することができる」という効果を得ることができる。

［第４実施形態］
次に図９を参照して、本発明の第４実施形態の真空チャック１を説明する。第４実施形態の真空チャック１は、シール部材７の嵌合部８が環状凹部６に嵌合される前から傾斜部９が径方向外側へ拡径するように広がっており、かつ、嵌合部８も傾斜部９と同一の傾斜角度で傾斜している点を除いて、第２実施形態のものと同一に構成されている。

本実施形態の真空チャック１によれば、シール部材７の傾斜した嵌合部８の内周面の少なくとも一部分は、環状凹部６の内壁６ａの径よりも小径に形成された小径部であり、シール部材７は、小径部である嵌合部８を外方へ押し広げて環状凹部６の内壁６ａに被せるようにして嵌合されているため、シール部材７がしっかりと環状凹部６に固定される。よって、本実施形態の真空チャック１によれば、厚みが比較的薄くて深い溝を形成することができない吸着台２に、シール部材７を容易に固定することができる。

また、本実施形態においては、内壁６ａとの間でシール部材７を挟んで固定する環状の固定部材１１を環状凹部６に嵌合させることができる。この環状の固定部材１１によってシール部材７の嵌合部８を更に内壁６ａへ押し付けることができ、また、嵌合部８の外側への広がりを抑えることができ、よりしっかりとシール部材７を環状凹部６に固定することができる。

なお、本実施形態においては、例えば１ｍｍ〜２ｍｍ程度の厚みが比較的薄い吸着台２を備えた真空チャック１を説明したが、本発明の真空チャックはこれに限らない。例えば、吸着台２の厚みが１ｍｍ未満であるものや、２ｍｍを超えるものであってもよく、これによっても同様に本発明の「吸着台にシール部材を容易に固定することができる」という効果を得ることができる。

［第５実施形態］
次に図１０Ａ及び図１０Ｂを参照して、本発明の第５実施形態の真空チャック１を説明する。第５実施形態の真空チャック１においては、下端から上端にかけて同一の径のシール部材７の下端部に位置する嵌合部８は、下方に向かって肉厚が厚くなるように肉厚に形成された肉厚部とされている。シール部材７の嵌合部８には、環状（Ｏリング形状のみならずＣ字形状を含む）の差込部材１２が取り付けられている。図１０Ａに分解して示すように、差込部材１２はシール部材７の径よりも大径に形成されており、環状凹部６に圧入できるように、環状凹部６と略同一径に形成されている。

差込部材１２には、肉厚部としての嵌合部８の形状と同一形状（ほぼ同一形状を含む形状）の差込溝１２ａが設けられている。差込溝１２ａには肉厚部としての嵌合部８が径方向外方へ押し広げられるようにしながら差し込まれる。差込溝１２ａは、嵌合部８の形状と同一形状であるため、上方に向かって溝の幅が狭くなるように構成されており、差込溝１２ａに差し込まれた嵌合部８は、差込溝１２ａから脱落し難くなっている。

差込部材１２はシール部材７とは別部材の比較的剛性の高い材料で形成されている。図１０Ｂに示すように、この差込部材１２を環状凹部６に圧入して嵌合させることによってシール部材７が環状凹部６に固定される。他の構成は第１実施形態の真空チャック１と同様に構成されている。

第５実施形態の真空チャック１によれば、他の実施形態と同様に、厚みが比較的薄く深い環状凹部６が形成できない吸着台２であっても、差込部材１２を介して吸着台２の表面２ａにシール部材７をしっかりと固定することができる。また、予め傾斜部９を形成しておく必要がなくシール部材７の製造が容易となる。

なお、差込部材１２は必ずしも環状（Ｏリング形状のみならずＣ字形状を含む）である必要はなく、円弧状等の他の形状としてもよい。また、例えば、差込部材を円弧状に形成する場合には、周方向に間隔を存して複数配置してもよい。

なお、本実施形態においては、例えば１ｍｍ〜２ｍｍ程度の厚みが比較的薄い吸着台２を備えた真空チャック１を説明したが、本発明の真空チャックはこれに限らない。例えば、吸着台２の厚みが１ｍｍ未満であるものや、２ｍｍを超えるものであってもよく、これによっても同様に本発明の「吸着台にシール部材を容易に固定することができる」という効果を得ることができる。

［他の実施形態］
上述した実施形態以外にも、シール部材７および環状凹部６のそれぞれの形状がさまざまに変更されてもよい。たとえば、シール部材７が略円形状の断面を有し、その上端部が吸着台２の表面２ａ（吸着平面）よりも上方に突出しているトーラス状に形成されていてもよい。同じく、環状凹部６が下底よりも短い上底が上側にある略台形状の断面を有するように形成されていてもよい。環状凹部６の底面よりも上側の開口部の幅が小さいため、環状凹部６がシール部材７をしっかりと保持することができ、シール部材７の環状凹部６からの脱落を防止することができる。

なお、シール部材７が蛇腹形状（ベローズ形状）であってもよい。環状凹部６の断面形状は、略台形状のほか、下端位置から上端位置に至る途中で突出する一または複数の凸部を有するような形状など、シール部材７が環状凹部６から外れることを防止し得るあらゆる形状であってもよい。また、シール部材７が中空のトーラス状に形成されていてもよい。また、環状凹部６が、シール部材７が収容される縦長の矩形状の上端部に、横方向に延在する横長の矩形状が連続する、Ｌ字断面形状を有するように形成されていてもよい。例えば、傾斜部９が一様な角度で傾斜するのではなく、傾斜角度が徐々に減少する又は増加するような形状に形成されてもよい。

本実施形態の真空チャック１における環状凹部６及びシール部材７は夫々略円環状に形成されているが、ウエハＷの形状に合わせて楕円環状、矩形環状または正多角形環状など、環状であれば任意の形状に変更されてもよい。

本実施形態の真空チャック１によれば、ウエハＷが吸着台２の表面２ａに載置された際、シール部材７の傾斜部９がウエハＷから荷重を受けることで弾性的に変形する。このため、ウエハＷに反りまたはうねりなどがあっても、傾斜部９を全周またはほぼ全周にわたりウエハＷに対して当接させることができる。

そして、吸引経路３を通じて、ウエハＷと、吸着台２と、シール部材７とにより画成される空間（内側空間）が真空吸引される。これにより、当該内側空間に負圧領域が形成され、シール部材７の傾斜部９が更に弾性的に変形して吸着台２の表面２ａ（吸着平面）と同じ高さとなる（図４参照）。その結果、ウエハＷを全体的に吸着台２の表面２ａの当接箇所に当接させることができ、さらには吸着台２の平坦度の向上が図られる。

なお、シール部材７の嵌合部８の内周面に接着剤を塗布して内壁６ａに固着させれば更に強固に固定することができる。これは第１から第４実施形態においても同様である。

また、第１実施形態においては、環状の固定部材１１としてＯリング状のものを用いて説明したが、本発明の環状の固定部材としては、Ｃリング状であっても本発明の効果を得ることができる。

また、上述の実施形態においては、厚さが比較的薄い真空チャック１を説明したが、本発明の真空チャックはこれに限らず、通常の厚さ（例えば、２ｍｍを超える厚さ）であってもよい。また、本発明の真空チャックの厚さは１ｍｍ未満であってもよい。

また、シール部材は径を異ならせて複数あってもよく、これにより径の異なる基板も吸着することができる。また異なる径のシール部材を複数設けることにより、径方向外方に向かって上方に反った基板であっても径方向内側に位置するシール部材によって吸着することができる。

１ 真空チャック
２ 吸着台
２ａ 表面（吸着面、吸着平面）
３ 吸引経路
３ａ 開口部
４ リフトピン
５ リフト孔
６ 環状凹部
６ａ 内壁
６ｂ 外壁
７ シール部材
８ 嵌合部
９ 傾斜部
１０ 受入部（第１実施形態）
１０’ 受入部（第２実施形態）
１１ 固定部材
１２ 差込部材
１２ａ 差込溝
Ｗ ウエハ（基板）
Ｃ 搬送アーム

Claims (8)

1. 基板を吸着して保持する吸着台と、環状の弾性素材からなるシール部材とを備える真空チャックであって、
   前記吸着台には、
   前記吸着台の表面に開口する開口部を有する吸引経路と、
   前記表面から窪み且つ前記開口部を囲うように環状に形成された環状凹部と、
   が設けられ、
   前記シール部材は、前記環状凹部に嵌合され、
   前記真空チャックは、前記吸引経路からの吸引によって、前記吸着台の表面と前記基板と前記シール部材とで画成される空間を負圧として負圧領域を形成することにより、前記吸着台の表面に前記基板を吸着保持するように構成されているものであり、
   前記シール部材の内周面であって前記環状凹部に嵌合される嵌合部の少なくとも一部分は、前記環状凹部の内側の側壁である内壁の径よりも小径に形成された小径部であり、
   前記シール部材は、前記小径部を押し広げるようにして前記内壁に嵌合されていることを特徴とする真空チャック。
2. 請求項１記載の真空チャックであって、
   前記環状凹部には、前記内壁との間で前記シール部材を挟んで固定する環状の固定部材が嵌合されていることを特徴とする真空チャック。
3. 請求項１又は請求項２に記載の真空チャックであって、
   前記環状凹部は、前記内壁に対向する外側の側壁である外壁を備え、
   前記環状凹部には、前記外壁と前記シール部材の外周面との間に位置させて固定部材が嵌合され、
   前記固定部材は、前記外壁で支えられることによって、前記内壁との間で前記シール部材を挟んで固定していることを特徴とする真空チャック。
4. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載の真空チャックであって、
   前記シール部材は、
   前記環状凹部に嵌合する嵌合部と、
   前記嵌合部から前記吸着台の中央に向かって傾斜して前記吸着台の表面よりも上方へ延びる傾斜部と、
   を備え、
   前記傾斜部は、前記嵌合部が前記内壁に嵌合される前では傾斜しておらず、前記嵌合部の上端から上方へ延びて前記嵌合部と同一径に形成されており、
   前記傾斜部は、前記嵌合部が前記内壁に嵌合されるときに押し広げられることにより、前記嵌合部が広がると共に前記傾斜部の下端部も共に押し広げられて、上方に向かうに従って次第に縮径するように傾斜していることを特徴とする真空チャック。
5. 請求項１から請求項４の何れか１項に記載の真空チャックであって、
   前記シール部材は、
   前記環状凹部に嵌合する嵌合部と、
   前記嵌合部から前記吸着台の中央に向かって傾斜して前記吸着台の表面よりも上方へ延びる傾斜部と、
   を備え、
   前記傾斜部は、前記基板が前記吸着台に吸着されるときに前記基板に押されるようにして弾性的に内側へ傾倒可能であり、
   前記吸着台の表面には、前記環状凹部の径方向内側の開口端縁部に位置させて、傾倒する前記傾斜部を受け入れ可能に窪んだ環状の受入部が設けられていることを特徴とする真空チャック。
6. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載の真空チャックであって、
   前記シール部材は、
   前記環状凹部に嵌合する嵌合部と、
   前記嵌合部から上方へ向かって次第に拡径するように傾斜しながら前記吸着台の表面よりも上方へ延びる傾斜部と、
   を備え、
   前記傾斜部は、前記基板が前記吸着台に吸着されるときに前記基板に押されるようにして弾性的に外側へ傾倒可能であり、
   前記吸着台の表面には、前記環状凹部の径方向外側の開口端縁部に位置させて、傾倒する前記傾斜部を受け入れ可能に窪んだ環状の受入部が設けられていることを特徴とする真空チャック。
7. 請求項１、請求項４から請求項６の何れか1項に記載の真空チャックであって、
   前記シール部材の下端部には、下方に向かって肉厚が厚くなる肉厚部が形成され、
   前記シール部材の下端部には、前記肉厚部が差し込まれる前記肉厚部と同一形状の差込溝を備える、前記シール部材とは別部材の差込部材が取り付けられ、
   前記シール部材は、前記差込部材を介して前記環状凹部に固定されていることを特徴とする真空チャック。
8. 表面に開口する開口部を有する吸引経路と、前記表面から窪み且つ前記開口部を囲うように環状に形成された環状凹部と、が設けられた吸着台と、
   前記環状凹部に嵌合する環状の弾性素材からなるシール部材と、
   を備え、
   前記吸引経路からの吸引によって、前記吸着台の前記表面と前記吸着台に載置される基板と前記シール部材とで画成される空間を負圧として負圧領域を形成することにより、前記吸着台の前記表面に前記基板を吸着保持するように構成されている真空チャックの製造方法であって、
   前記シール部材の内周面であって前記環状凹部に嵌合される少なくとも一部分を、前記環状凹部の内側の側壁である内壁の径よりも小径に形成するシール部材の製造工程と、
   前記シール部材の小径に形成された小径部を押し広げて前記内壁に嵌合させることにより前記シール部材を前記環状凹部に嵌合させるシール部材の取付工程とを有することを特徴とする真空チャックの製造方法。