JPH11226833A - 真空チャックの吸着板及びその製造方法 - Google Patents

真空チャックの吸着板及びその製造方法

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JPH11226833A
JPH11226833A JP10031680A JP3168098A JPH11226833A JP H11226833 A JPH11226833 A JP H11226833A JP 10031680 A JP10031680 A JP 10031680A JP 3168098 A JP3168098 A JP 3168098A JP H11226833 A JPH11226833 A JP H11226833A
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suction plate
suction
plate
outer peripheral
seal portion
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JP10031680A
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English (en)
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Koji Uchida
孝二 内田
Masa Ito
雅 伊藤
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CKD Corp
Original Assignee
CKD Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】吸着時における吸着面の平坦度を向上させ、以
って吸着時における被吸着物の変形を最小限にとどめる
ことができる真空チャックの吸着板を得る。 【解決手段】表面が平坦に形成されかつ表裏両面に連通
する多数の透孔を有する多孔質体にて形成された吸着板
4の外周部に空気の流通を遮断する非通気層4aを形成
し、吸着板4の裏面から空気を吸引することにより表面
の吸着面4cに被吸着物Wを吸着するように構成する。
この吸着板4の表面のうち非通気層4aを除く外周領域
には、非通気層4aに連続して吸着板4の厚さよりも薄
くかつ吸着面4cと面一となる非通気性のシール部4d
を形成した。従って、被吸着物Wをその外周部がシール
部4dの内周側に差し掛かるように配置すれば、吸着時
に被吸着物Wが変形することが殆どなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被吸着物を吸着す
るための真空チャックに係り、特に、真空チャックの吸
着板及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、真空チャックの吸着板として、表
裏両面に連通する多数の透孔を有する多孔質を板状に形
成したものが知られている。そして、この吸着板の外周
面を封止した状態で、吸着板の裏面から空気を吸引する
ことにより吸着板の表面にウェハ等の被吸着物を吸着す
るようにしている。
【0003】上記真空チャックの代表的なものとして、
図8又は図10に示されたものがある。図8に示された
真空チャックは、円板状に形成されたチャック板11の
上面側に、同じく円板状に形成された多孔質材料からな
る吸着板12の下面が固定されている。このタイプの吸
着板12の外周面には合成樹脂の注入により通気性のな
い非通気層12aが形成されている。この非通気層12
aにより吸着板12の外周面の封止が行われ、吸着板1
2の非通気層12aに囲まれた内周部が通気領域12b
となる。そして、吸着板12の通気領域12bに対応す
る表面が被吸着物Wを吸着する吸着面12cとなってい
る。被吸着物Wは、その吸着面12cと対向する面が吸
着面12c全体を覆うとともに、被吸着物Wの外周部が
非通気層12aの上面に差し掛かるように配置される。
そして、真空源の駆動によりチャック板11側から空気
を吸引することにより、吸着板12の吸着面12cに被
吸着物Wが吸着保持される。又、上記のように被吸着物
Wが吸着面12c全体を覆うように配置されることで、
チャック板11側からの空気吸引力が効率良く被吸着物
Wに作用する。
【0004】又、図10に示された真空チャックは、チ
ャック板13の上面側に上方へ開口する収容凹部13a
が形成され、その収容凹部13aに多孔質材料からなる
円板状の吸着板14が収容されている。このタイプの真
空チャックでは、収容凹部13a内周面と吸着板14外
周面との間に接着剤15を塗布することにより、チャッ
ク板13への吸着板14の固定がなされる。又、その接
着剤15層により吸着板14の外周部が封止される。従
って、このタイプの真空チャックでは吸着板14全体が
通気領域14aとなっている。被吸着物Wは、その吸着
面14bと対向する面が吸着面14b全体を覆うととも
に、被吸着物Wの外周部がチャック板13の収容凹部1
3a外縁に差し掛かるように配置される。そして、真空
源の駆動によりチャック板13側から空気を吸引するこ
とにより、吸着板14の吸着面14bに被吸着物Wが吸
着される。又、上記のように被吸着物Wが吸着面14b
全体を覆うように配置されることで、チャック板13側
からの空気吸引力が効率良く被吸着物Wに作用する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図8に
示された従来の真空チャックでは、真空源の駆動により
チャック板11より空気を吸引して被吸着物Wを吸着面
12cに吸着する場合、空気吸引力が吸着板12の通気
領域12bに作用する。一方、非通気層12aは通気性
を有しないため、非通気層12aには空気吸引力が作用
しない。又、通気領域12bと非通気層12aとは連続
して一体形成されている。
【0006】そのため、空気吸引力により、図9に示す
ように、吸着板12の通気領域12bと非通気層12a
との境から吸着面12c中央へ向けて吸着面12がチャ
ック板11側に変形する。この変形の度合は吸着板12
の材質、気孔率、チャック板11からの空気吸引力等に
より様々であるが、通気領域12bに対応する吸着面1
2cの表面は例えば非通気層12aの表面に比べて0.
5μm程度チャック板11側へ変形する。
【0007】この場合、空気吸引力が効率良く被吸着物
Wに作用するように、被吸着物Wの外周部が非通気層1
2aに差し掛かるように配置されているため、吸着板1
2の非通気層12a表面から吸着面12cにかけての変
形に伴い、吸着時にはその変形した面に沿って被吸着物
Wが変形することとなる。
【0008】以上の問題は、図8の真空チャックにおい
て製作時(非吸着時)に、非通気層12aの表面と吸着
面12cとの平坦度を高めてあったとしても、解消する
ことはできない。
【0009】同様に、図10に示された従来の真空チャ
ックにおいても、吸着時には、図11に示すように、吸
着板14におけるチャック板13の収容凹部13aとの
境界から吸着板14中央へ向けての変形により、その変
形した面に沿って被吸着物Wが変形することとなる。
【0010】ここで、被吸着物Wが高剛性を有するもの
である場合には、吸着板12,14の多少の変形では上
記のように被吸着物Wが変形することはない。又、被吸
着物Wが精度を要求されるものではない場合には上記の
ような0.5μm程度の変形は問題とならない。
【0011】しかしながら、多孔質体からなる吸着板を
用いた真空チャックは、近年では半導体製造過程で頻繁
に用いられている。従って、ウェハ等のようにサブミク
ロンオーダの精度が要求されていたり、薄板状で撓みや
すいものを被吸着物Wとする場合には、被吸着物Wの精
度低下や製品不良などの問題が生じるため上記した僅か
な変形も重大な問題となる。
【0012】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、吸着時における吸着面の平坦度を
向上させ、以って吸着時における被吸着物の変形を最小
限にとどめることができる真空チャックの吸着板及びそ
の製造方法を提供することにある。
【0013】又、本発明の他の目的は、吸着時における
吸着面の平坦度を一層向上させること、更には、そのよ
うな真空チャックの吸着板を簡単に製造できるようにす
ること等にある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1に記載の発明では、表面が平坦に形成さ
れかつ表裏両面に連通する多数の透孔を有する多孔質体
にて形成された吸着板を、その外周面と外部との空気の
流通を禁止した状態で、裏面から空気を吸引することに
より表面に被吸着物を吸着する真空チャックの吸着板に
おいて、前記吸着板の表面の外周領域には、吸着板の厚
さよりも薄くかつ吸着板の表面と面一となる非通気性の
シール部を設けた。
【0015】上記手段により、吸着板を多孔質体にて形
成したものでは、吸着板裏面から空気を吸引した場合、
その空気吸引力により、吸着板の表面が裏面側へ向けて
僅かに押しつぶされる。吸着板の表面の大半は平坦を保
持したまま押しつぶされるものの、吸着板の表面の外周
側は、例えば非通気層が形成されていたり、接着剤で固
定されている等の要因により、その変形が抑止されてい
るため、変形が抑止されている吸着板外周側から吸着面
側へ向かって斜めに落ち込むように変形する。しかし、
本発明では、この斜めに変形する部分に非通気性のシー
ル部が設けられているため、被吸着物の外周部をその斜
めに変形する部分を避けてシール部表面の内側に配置す
ることで、被吸着物の吸着時に当該被吸着物の変形を防
止することができる。勿論、被吸着物の外周部がシール
部に差し掛かるように配置することで、吸着板表面と被
吸着物との間からの空気漏れが防止されて、被吸着物に
効率良く空気吸引力を作用させることができる。
【0016】請求項2に記載の発明では、表面が平坦に
形成されかつ表裏両面に連通する多数の透孔を有する多
孔質体にて形成された吸着板の外周部に空気の流通を遮
断する非通気層を形成し、吸着板の裏面から空気を吸引
することにより表面に被吸着物を吸着する真空チャック
の吸着板において、前記吸着板の表面のうち非通気層を
除く外周領域には、非通気層に連続して吸着板の厚さよ
りも薄くかつ吸着板の表面と面一となる非通気性のシー
ル部を設けた。
【0017】上記手段により、吸着板を多孔質体にて形
成したものでは、吸着板裏面から空気を吸引した場合、
その空気吸引力により、吸着板の表面が裏面側へ向けて
僅かに押しつぶされる。吸着板の表面の大半は平坦を保
持したまま押しつぶされるものの、吸着板の表面のうち
非通気層が形成されている部分には空気吸引力により押
しつぶされる応力が発生しないため、吸着板の表面のう
ち非通気層に対応する部分は変形しない。そのため、吸
着板の表面のうち外周側では、非通気層の内周側端部か
ら内側へ向かって斜めに落ち込むように変形する。しか
し、本発明では、この斜めに変形する部分に非通気性の
シール部が設けられているため、被吸着物の外周部をそ
の斜めに変形する部分を避けてシール部表面の内側に配
置することで、被吸着物の吸着時に当該被吸着物の変形
を防止することができる。勿論、被吸着物の外周部がシ
ール部に差し掛かるように配置することで、吸着板表面
と被吸着物との間からの空気漏れが防止されて、被吸着
物に効率良く空気吸引力を作用させることができる。
【0018】請求項3に記載の発明では、請求項1又は
請求項2のいずれかに記載の真空チャックの吸着板にお
いて、シール部を、吸着板に封止材料を注入することに
より構成した。
【0019】上記手段により、請求項1又は請求項2の
作用に加え、シール部を、吸着板を構成する多孔質体と
別体に設ける場合に比べ、吸着板の表面における通気領
域とシール部との境界で段差ができにくくなり、吸着板
の表面の平坦度がだしやすくなる。その結果、被吸着物
が前記境界部分での段差によって変形することが防止さ
れる。
【0020】請求項4に記載の発明では、請求項2記載
の真空チャックの吸着板において、非通気層及びシール
部を、吸着板に同一の封止材料を注入することにより構
成した。
【0021】上記手段により、請求項2の作用に加え、
シール部を、吸着板を構成する多孔質体と別体に設ける
場合に比べ、吸着板の表面における通気領域とシール部
との境界で段差ができにくくなり、吸着板の表面の平坦
度がだしやすくなる。その結果、被吸着物が前記境界部
分での段差によって変形することが防止される。しか
も、同一の封止材料によってシール部とともに非通気層
を併せて形成することができ、吸着板の製作が簡素化さ
れる。
【0022】請求項5に記載の発明では、請求項3又は
請求項4のいずれかに記載の真空チャックの吸着板にお
いて、封止材料のヤング率を、シール部のヤング率と多
孔質体のヤング率とがほぼ同等となるように、多孔質体
のヤング率に対して十分小さなヤング率とした。
【0023】上記手段により、請求項3又は請求項4の
作用に加え、シール部のヤング率が吸着板を構成する多
孔質体のヤング率とほぼ同等になる。この結果、吸着板
の表面の切削時に刃物が通過する面に対するシール部及
びそれ以外の表面のそれぞれの実際に形成される切削面
のずれがほぼ同等になり、吸着面の表面の平坦度が向上
する。又、被吸着物の吸着時において、シール部内周側
と吸着板の表面との境界部分では、吸着板が押しつぶさ
れる程度が同等となり、シール部内周側と吸着板の表面
との段差の発生も抑制される。
【0024】請求項6に記載の発明では、請求項5記載
の真空チャックの吸着板において、多孔質体を焼結フッ
素樹脂にて形成し、封止材料をシリコン樹脂とした。上
記手段により、請求項5の作用に加え、吸着板が硬度が
低い焼結フッ素樹脂にて形成されるため、吸着時に被吸
着物が柔軟に保持され、吸着時における精密な被吸着物
の損傷を防止し得る。
【0025】請求項7に記載の発明では、請求項1乃至
請求項6のいずれかに記載の真空チャックの吸着板にお
いて、シール部の厚さを多孔質体の粒径よりも小さくな
らないようにかつほぼ同等とした。
【0026】上記手段により、請求項1乃至請求項6の
いずれかの作用に加え、シール部が極端に薄く形成され
ることで、吸着時においてシール部が吸着板を構成する
多孔質体部分と同じように撓むこととなり、シール部内
周側の変形を一層確実に防止し得る。
【0027】請求項8に記載の発明では、表面が平坦に
形成されかつ表裏両面に連通する多数の透孔を有する多
孔質体にて形成された吸着板の表面の外周領域に封止材
料を塗布する工程と、その塗布後に吸着板の表面から封
止材料を拭き取る工程と、その拭き取り後に吸着板の表
面を仕上げ加工する工程とを備えた。
【0028】上記手段により、表面が平坦に形成されか
つ表裏両面に連通する多数の透孔を有する多孔質体にて
形成された吸着板の表面の外周領域に封止材料が注入さ
れ、その注入部分がシール部となる。このシール部の形
成に際して、上記のとおり封止材料を塗布することで封
止材料は毛細管現象によって自動的に多孔質体内部に浸
透していくため、シール部の形成が極めて簡単なものと
なる。しかも、後処理としては吸着板表面に残った封止
材料を拭き取って仕上げ加工を施せばよいため、後処理
も簡単である。
【0029】請求項9に記載の発明では、表面が平坦に
形成されかつ表裏両面に連通する多数の透孔を有する多
孔質体にて形成された吸着板の表面の外周領域及び吸着
板の外周面に同一の封止材料を塗布する工程と、その塗
布後に吸着板の表面及び外周面から封止材料を拭き取る
工程と、その拭き取り後に吸着板の表面を仕上げ加工す
る工程とを備えた。
【0030】上記手段により、表面が平坦に形成されか
つ表裏両面に連通する多数の透孔を有する多孔質体にて
形成された吸着板の表面の外周領域及び吸着板の外周面
に同一のに封止材料が注入され、その注入部分がシール
部及び非通気層となる。このシール部及び非通気層の形
成に際して、上記のとおり封止材料を塗布することで封
止材料は毛細管現象によって自動的に多孔質体内部に浸
透していくため、シール部及び非通気層の形成が極めて
簡単なものとなる。しかも、後処理としては吸着板表面
及び外周面に残った封止材料を拭き取って仕上げ加工を
施せばよいため、後処理も簡単である。更に、シール部
及び非通気層が同時に形成でき、吸着板の製作の簡素化
を促進し得る。
【0031】請求項10に記載の発明では、表面が平坦
に形成されかつ表裏両面に連通する多数の透孔を有する
多孔質体にて形成された吸着板の表面の外周領域を加熱
することにより溶かし、同表面の外周領域に非通気性の
シール部を形成する工程と、そのシール部の形成後に吸
着板の表面を仕上げ加工する工程とを備えた。
【0032】上記手段により、表面が平坦に形成されか
つ表裏両面に連通する多数の透孔を有する多孔質体にて
形成された吸着板の表面の外周領域を加熱して溶かすこ
とによりシール部を形成できるため、シール部形成のた
めに別の封止材料を用いる必要がなくなる。
【0033】
【発明の実施の形態】[第1実施形態]以下、第1実施
形態を図1〜図3に基づいて説明する。
【0034】図1に示すように、本実施形態の真空チャ
ック1は円板状に形成されたチャック本体2を備えてい
る。チャック本体2には、上面に開口する凹所2aが形
成されるとともに、その凹所2aの中央部において凹所
2aとチャック本体2下面とを連通する空気吸引口2b
が形成されている。空気吸引口2bには図示しない配管
を介して真空源に接続されている。即ち、空気吸引口2
bは真空源に接続するための接続部として機能する。
【0035】チャック本体2の上面には、前記凹所2a
の上部開口側を閉塞するようにチャック板3の下面が固
定されている。チャック板3はチャック本体2と同一の
円板状に形成されており、チャック本体2及びチャック
板3により真空チャック1のチャック本体が構成されて
いる。なお、チャック本体2及びチャック板3は本実施
形態ではアルミニウム等の金属材料により構成されてい
る。
【0036】チャック板3の上面には、その円板状中心
を中心点としかつ互いに径の異なる円形をなす複数の環
状溝3aが上方に開口するように形成されている。本実
施形態では環状溝3aを3つ設けている。各環状溝3a
の適宜箇所には環状溝3aの下面とチャック板3下面と
を連通する連通孔3bがそれぞれ形成されている。従っ
て、真空源から空気吸引力を発生させると、チャック板
3の上方の空気が、各環状溝3a、各連通孔3b、凹所
2a及び空気吸引口2bを介して吸引される。即ち、各
環状溝3a、各連通孔3b及び凹所2aにより、接続部
としての空気吸引口2bに至る空気通路が構成されてい
る。
【0037】チャック板3の上面にはチャック本体2及
びチャック板3と同一の円板状をなすように形成された
吸着板4の下面が固定されている。チャック板3への吸
着板4の固定は、本実施形態では接着剤を吸着板4の下
面の外周領域に接着剤を塗布することにより行われる。
吸着板4の上面及び下面はいずれも平坦に形成されてい
る。
【0038】そこで、以下に吸着板4の具体的構成を説
明する。吸着板4は焼結フッ素樹脂、より具体的には焼
結三フッ化樹脂からなる多孔質体により構成されてお
り、この多孔質体内部に形成された透孔の平均直径はほ
ぼ100μm、気孔率は42%、ヤング率はほぼ40k
g/mm2 である。
【0039】吸着板4の外周面には通気性のない非通気
層4aが形成されている。この非通気層4aにより吸着
板4の外周面の封止が行われ、吸着板4の非通気層4a
に囲まれた内周部が通気領域4bとなっている。そし
て、吸着板4の通気領域4bに対応する表面が被吸着物
Wの吸着を行う吸着面4cとなっている。非通気層4a
は吸着板4外周部に封止材料として例えばシリコン樹脂
を染み込ませることにより構成されている。シリコン樹
脂のヤング率は吸着板4を構成する焼結三フッ化樹脂の
ヤング率のほぼ100分の1と十分小さいため、非通気
層4aへのシリコン樹脂の注入によるヤング率の増加は
通気領域4bのヤング率に比べて無視できる程度のもの
である。即ち、実際上、通気領域4bと非通気層4aと
ではほぼヤング率が等しいと考えて差し支えない。
【0040】非通気層4aに連続するように、吸着板4
の上面には吸着面4c側へ向かって延びる環状のシール
部4dが設けられている。シール部4dは吸着面4cと
ともに同一平面を構成している。シール部4dは吸着板
4上面外縁部に封止材料として例えばシリコン樹脂を染
み込ませることにより構成されている。即ち、シール部
4dそれ自体は前記非通気層4aの場合と同様の性質を
有し、実際上、シール部4dと通気領域4bではほぼヤ
ング率が等しいと考えて差し支えない。
【0041】図2に示すように、シール部4dの厚さA
は、少なくとも吸着板4の厚さBよりも薄く、かつ吸着
板4を構成する多孔質体の粒径(100μm)以上の範
囲内に設定されるが、本実施形態では、シール部4dの
厚さAが最小の100μmに設定されている。又、シー
ル部4dの平面方向の幅Cは吸着面4cに被吸着物とし
てのウェハWを配置した場合に、シール部4dを除く吸
着面4cが全てウェハWにより覆われ、かつウェハWが
シール部4d上面に差し掛かるとともに所定のクリアラ
ンスDが確保できるように設定されている。
【0042】上述のとおり、シール部4dの厚さAは、
少なくとも吸着板4の厚さBよりも薄く、かつ吸着板4
を構成する多孔質体の粒径(100μm)以上の範囲内
に設定されるが、その範囲の中でも厚さAは薄いほどよ
い。具体的には、100μm〜1mmの範囲が好まし
く、更に100μm〜500μmの範囲とするのがより
好ましい。これは、シール部4dを通気領域4bとほぼ
同一のヤング率とするとしても、やはり僅かながらもシ
ール部4dのヤング率が上がってしまうため、なるべく
薄いほど吸着面4cとシール部4d表面とで連続する面
の平坦度が向上するためである。
【0043】次に、吸着板4の製造方法について説明す
る。本実施形態の吸着板4は、多孔質体よりなる吸着板
4の基体を成形する第1工程、その第1工程の後に吸着
板4の基体の外周部に非通気層4aを形成する第2工
程、その第2工程の後にシール部4dを形成する第3工
程、及び、その第3工程の後に吸着面4c及びシール部
4d上面の仕上げ加工を行う第4工程からなる製造方法
によって製造される。
【0044】即ち、第1工程では、平均粒径がほぼ10
0μmである三フッ化樹脂の粒子材を成形金型に充填
し、圧縮成形するとともに加熱焼結することにより、多
孔質体としての焼結三フッ化樹脂からなる吸着板4の原
型が成形される。この原型を所定の形状、本実施形態で
は円板状となるように切削することにより、吸着板4の
基体が成形される。
【0045】第2工程では、吸着板4の外周部全体にシ
リコン樹脂を塗布する。すると、毛細管現象によって吸
着板4の外周面から吸着板4の内部に自然に自動的に染
み込み、この染み込んだ領域が非通気層4aとなる。な
お、吸着板4を構成する多孔質体へのシリコン樹脂の染
み込みの程度は、シリコン樹脂の粘度により調整するこ
とができる。従って、非通気層4aの厚さEはシリコン
樹脂の粘度によって決定された適宜の厚さとなる。その
後、吸着板4の外周部に残ったシリコン樹脂を拭き取
る。
【0046】第3工程では、吸着板4の上面外縁部にお
ける図1に示す幅Cの領域にシリコン樹脂を塗布する。
すると、毛細管現象によって吸着板4の上面から吸着板
4の内部に自然に自動的に染み込み、この染み込んだ領
域がシール部4dとなる。なお、上述のとおり、シリコ
ン樹脂の吸着板4への染み込みの程度はシリコン樹脂の
粘度により調整することができる。従って、シール部4
dの厚さAはシリコン樹脂の粘度によって決定された適
宜の厚さとなる。その後、吸着板4の上面に残ったシリ
コン樹脂を拭き取る。この第3工程では、次の第4工程
においてシール部4dが切削仕上げされるため、シール
部4dにおいて次工程で切削される分を見込んで、最終
的に得ようとするシール部4dの厚さAよりも厚く形成
しておく。
【0047】又、第2工程と第3工程は同時に行うこと
が可能である。即ち、例えば吸着板4の外周部全体及び
吸着板4の上面外縁部にそれぞれシリコン樹脂を塗布し
た後に、それぞれ残ったシリコン樹脂を拭き取ることも
可能である。
【0048】次の第4工程では、吸着板4の吸着面4c
側をフライス用カッタで平面切削する作業が行われる。
この切削は、具体的には、粗切削、中切削及び仕上げ切
削の各工程からなっている。まず、粗切削では、吸着板
4の吸着面4c側をほぼ10μmの切り込み量で数回切
削し、吸着面4c側の比較的大きい凹凸を除去する。中
切削では、徐々に切り込み量を小さくしながら数回切削
し、切削面にある透孔部分に発生するバリの大きさが徐
々に小さくなるようにする。最後に仕上げ切削として、
ほぼ1μmの切り込み量で切削する。この仕上げ切削に
より、最終的に吸着面4cが形成される。同様に、シー
ル部4dの厚さAが100μmに仕上げられる。
【0049】以上のようにして形成された吸着面4cの
平坦度を測定した結果、非通気層4a及びシール部4d
の吸着面4cに対する飛び出し量を0〜0.2μmとす
ることができた。
【0050】次に、上記のように構成された真空チャッ
ク1の作用を説明する。吸着板4の上面にはウェハWが
配置される。ウェハWは吸着板4の吸着面4c全体を覆
うとともに、シール部4d上面に差し掛かりかつシール
部4d上面外周側に所定のクリアランスDを確保するよ
うに配置される。
【0051】この状態で、真空源から空気吸引力を発生
させると、吸着板4の通気領域4b中の空気が、各環状
溝3a、各連通孔3b、凹所2a、空気吸引口2bを介
して吸引される。
【0052】ここで、上記のとおり、ウェハWは吸着面
4c全体を覆っており、しかも、ウェハWの外周部がシ
ール部4d上面と当接している。そのため、ウェハWと
シール部4dとの当接面がシールとして作用し、外部の
空気が通気領域4bに吸い込まれることが殆どなくな
る。これにより、空気吸引力がウェハWに効率良く作用
し、吸着面4cにウェハWが確実に吸着保持される。
【0053】吸着板4の通気領域4bは多孔質体により
構成され、多数の透孔が存在する。そのため、図3に示
すように、吸着板4の通気領域4b部分が空気吸引力に
よって吸引方向、即ちチャック板3側へ例えば0.5μ
m程度押しつぶされた形となる。一方、吸着板4の非通
気層4aは基本的には通気領域4bと同様の多孔質体に
より構成されているものの、シリコン樹脂が注入されて
多孔質体の多数の透孔中にシリコン樹脂が介在するた
め、通気性が失われている。そのため、空気吸引力によ
って非通気層4aが吸引方向、即ちチャック板3側へ押
しつぶされる方向への応力は発生せず、非吸着時と同じ
厚さを保持することとなる。そして、通気領域4bと非
通気層4aとは一体に構成されていることから、吸着時
には図3に示すように吸着板4の吸着面4c側の面のう
ち、シール部4dに対応する箇所が、吸着面4cに中心
部に向けて徐々にチャック板3側へ押しつぶされ、途中
から平坦となるように変形する。この変形は、図2にお
ける所定のクリアランスDの領域内のごく狭い範囲で発
生する。
【0054】ここで、ウェハWの外周縁は、上記のシー
ル部4dの変形部分を避けるように、所定のクリアラン
スDをおいてシール部4dの内周側に配置されているた
め、上記のシール部4dの変形にかかわらずウェハWが
変形することはない。即ち、シール部4dの平面方向の
幅Cは、吸着時における変形部分と、吸着時において吸
着面4cとともに平坦面を形成し得る平坦部分とを含む
ように設定されており、その平坦部分がウェハW外周部
の設置部分となる。従って、ウェハWは不用意に撓むこ
となく、平坦な状態を保ったまま真空チャック1に吸着
保持され、所定のウェハW処理工程へと搬送される。
【0055】次に、本第1実施形態において得られる効
果を説明する。 (1)吸着板4の上面の外周領域に、吸着板4の厚さよ
りも薄くかつ吸着面4cの上面と面一となる非通気性の
シール部4dを設けた。これにより、吸着板4の上面に
おいて、シール部4dと非通気層4aとの境界部分から
吸着面4c側への斜めの変形はシール部4dの外周側、
即ち所定のクリアランスD内の僅かな範囲で行われ、シ
ール部4d上面の吸着面4c側は吸着面4cとともに平
坦面を形成する。従って、ウェハWの外周部をシール部
4dの変形部分を避けるように、シール部4dの内周側
に配置することで、吸着時にウェハWを変形させること
なく吸着保持することができる。
【0056】(2)ウェハWの外周部をシール部4dの
変形部分を避けるように、シール部4dの内周側に配置
することで、吸着面4c全体がウェハWに覆われること
となり、吸着板4上面とウェハWとの間からの空気漏れ
が防止されて、ウェハWに効率良く空気吸引力を作用さ
せることができる。
【0057】(3)シール部4dを、吸着板4を構成す
る多孔質体にシリコン樹脂からなる封止材料を注入する
ことにより形成した。これにより、シール部4dを、吸
着板4を構成する多孔質体と別体に設ける場合に比べ、
吸着板4の上面における吸着面4cとシール部4dとの
境界で段差ができにくくなり、吸着板4の表面の平坦度
がだしやすくなる。その結果、ウェハWが前記境界部分
での段差によって変形することが防止される。
【0058】(4)非通気層4a及びシール部4dを、
吸着板4に同一の封止材料、ここではシリコン樹脂を注
入することにより形成した。これにより、吸着板4の製
作時に、非通気層4aとシール部4dとを同時に形成す
ることが可能となり、吸着板4の製作が簡素化され、し
かも封止材料を複数種用意する必要がなくなって在庫管
理等も容易となる。
【0059】(5)シール部4dの形成時におけるシリ
コン樹脂からなる封止材料のヤング率を、シール部4d
のヤング率と吸着板4を構成する多孔質体のヤング率と
がほぼ同等となるように、吸着板4を構成する多孔質体
のヤング率に対して十分小さなヤング率、具体的には1
00分の1とした。これにより、吸着板4の表面の切削
時に刃物が通過する面に対するシール部4d及び吸着面
4cのそれぞれの実際に形成される切削面のずれがほぼ
同等になり、吸着面4cとシール部4dの表面の平坦度
が向上する。又、ウェハWの吸着時において、シール部
4d内周側と吸着面4cとの境界部分では、吸着板4が
押しつぶされる程度が同等となり、シール部4d内周側
と吸着面4cとの段差の発生も抑制することができる。
即ち、吸着時、非吸着時にかかわらず、シール部4dと
吸着面4cとの境界部分を常に高度に平坦とすることが
できる。
【0060】(6)吸着板4を構成する多孔質体を、硬
度が低い焼結フッ素樹脂、ここでは焼結三フッ化樹脂に
て形成したことにより、吸着時にウェハWが柔軟に保持
されるため、吸着時におけるウェハWの損傷を確実に防
止することができる。
【0061】(7)シール部4dの厚さAを吸着板4を
構成する多孔質体の粒径とほぼ同一(本実施形態では1
00μm)とした。このように、シール部4dが極端に
薄く形成されることで、吸着時においてシール部4dが
吸着板4を構成する多孔質体部分と同じように撓むこと
となり、シール部4d内周側と吸着面4cの平坦度を一
層向上させることができる。
【0062】(8)吸着板4に非通気層4aやシール部
4dを形成する際に、シリコン樹脂からなる封止材料を
塗布することにより、毛細管現象を利用して自然に多孔
質体内部に浸透していくようにした。このため、非通気
層4a及びシール部4dの形成が極めて簡単なものとな
る。しかも、後処理としては吸着板4表面及び外周面に
残った封止材料を拭き取って仕上げ加工を施せばよいた
め、後処理も簡単である。
【0063】[第2実施形態]次に、第2実施形態を図
4に基づいて説明する。なお、第1実施形態と同一の構
成については同一番号を付しその説明を省略し、第1実
施形態との相違点を中心に説明する。
【0064】第1実施形態では吸着板4の外周部に非通
気層4aを形成したが、本実施形態の真空チャック5で
は、吸着板4の外周に非通気層4aを設けていない。
又、チャック板3の上面には、上方に開口する収容凹部
3cが形成されている。本実施形態では収容凹部3cの
深さは吸着板4の厚さと略同一に形成されているが、必
ずしも完全に一致させる必要はない。
【0065】そして、収容凹部3cに吸着板4が収容さ
れている。吸着板4は、チャック板3の収容凹部3c内
周面と吸着板4外周面との間に接着剤6が介在されるこ
とにより、収容凹部3c内に固定されている。接着剤6
は吸着板4を収容凹部3c内に収容してから注入されて
いる。なお、吸着板4外周面又は収容凹部3c内周面の
少なくとも一方に塗布した後に収容凹部3c内に吸着板
4を収容するようにしてもよい。
【0066】接着剤6層は吸着板4の外周面全体に行き
渡っており、吸着板4の外周面や、吸着板4の外周面と
シール部4dとの境界からの空気漏れが防止されてい
る。従って、本第2実施形態においても、非通気層4a
に関する部分を除いて第1実施形態の(1)〜(3)及
び(5)〜(8)の各効果が得られるとともに、次の効
果が得られる。
【0067】(9)チャック板3に形成された凹部3c
に吸着板4を収容することで、チャック本体2に対する
吸着板4の位置決めが行われるため、吸着板4の位置決
めが容易である。
【0068】(10)チャック板3の収容凹部3c内周
面又は吸着板4外周面に接着剤6が塗布されることで、
収容凹部3c内への吸着板4の固定とともに、吸着板4
の外周面や、吸着板4の外周面とシール部4dとの境界
からの空気漏れの防止が達成される。従って、第1実施
形態のように非通気層4aを形成する作業と吸着板4を
チャック板3上に固定する作業とを個別に行う必要がな
く、製作作業を簡素化し得る。
【0069】[第3実施形態]次に、第3実施形態を図
5に基づいて説明する。なお、第1実施形態と同一の構
成については同一番号を付しその説明を省略し、第1実
施形態との相違点を中心に説明する。
【0070】第1実施形態では吸着板4の外周に均一厚
さEの非通気層4aを形成し、吸着板4の上面外周縁に
前記非通気層4aに連通する均一厚さAのシール部4d
を形成したが、本実施形態の真空チャック7では、非通
気層4aとシール部4dとを特に均一厚さすることな
く、非通気層4aとシール部4dとが連続する一つの領
域として捉えることができるように構成した。但し、シ
ール部4dを吸着板4表面の内側ほど薄く形成してい
る。
【0071】従って、本第3実施形態においても、第1
実施形態の(1)〜(8)の効果が得られるとともに、
次の効果が得られる。 (11)非通気層4aとシール部4dとをそれぞれ均一
厚さとする必要がなくなり、シリコン樹脂からなる封止
材料の塗布時において、シリコン樹脂の粘度を精密に設
定しなくてもよく、非通気層4a及びシール部4dを形
成する作業を簡素化し得る。
【0072】[第4実施形態]次に、第4実施形態を図
6に基づいて説明する。なお、第2実施形態と同一の構
成については同一番号を付しその説明を省略し、第2実
施形態との相違点を中心に説明する。
【0073】第2実施形態では接着剤6層が吸着板4の
外周面全体に行き渡るように構成されているが、本実施
形態の真空チャック8では、吸着板4と収容凹部3cと
の上面における境界部分にのみ接着剤6を塗布してい
る。この接着剤6層によって吸着板4の外周面とシール
部4dとの境界からの空気漏れが防止されている。
【0074】従って、本第4実施形態においても、非通
気層4aに関する部分を除いて第1実施形態の(1)〜
(3)及び(5)〜(8)の各効果、並びに第2実施形
態の(9)の効果が得られるとともに、次の効果が得ら
れる。
【0075】(12)収容凹部3cへの吸着板4の収容
後に、接着剤6を吸着板4の外周面とシール部4dとの
境界部分にのみ施せばよいため、接着剤6の塗布作業が
簡単になるとともに、接着剤6の使用量を低減させるこ
とができる。
【0076】[第5実施形態]次に、第5実施形態を図
7に基づいて説明する。なお、第2実施形態と同一の構
成については同一番号を付しその説明を省略し、第2実
施形態との相違点を中心に説明する。
【0077】第2実施形態では接着剤6層が吸着板4の
外周面全体に行き渡るように構成されているが、本実施
形態の真空チャック9では、吸着板4を収容凹部3cに
収容するのみとし、その収容時に吸着板4の上面と収容
凹部3c周囲のチャック板3上面と面一となるように設
定している。そして、チャック板3上面から吸着板4上
面のシール部4dの一部に差し掛かるように環状の押え
板10を設け、押え板10とチャック板3及び吸着板4
を接着剤6によって固定しつつそれらの間からの空気漏
れが防止されている。
【0078】従って、本第5実施形態においても、非通
気層4aに関する部分を除いて第1実施形態の(1)〜
(3)及び(5)〜(8)の各効果、並びに第2実施形
態の(9)の効果が得られる。
【0079】[他の実施形態]以上の各実施形態の他、
次のような他の実施形態もある。 ・吸着板4を形成する多孔質体の平均粒径、透孔の平均
直径、気孔率は適宜変更してもよい。
【0080】・吸着板4を形成する多孔質焼結体は、焼
結三フッ化樹脂に限らず、その他、例えば四フッ化樹
脂、ナイロン樹脂、ポリアセタール樹脂等の合成樹脂の
多孔質焼結体としてもよい。この場合、各実施形態のシ
ール部4dの形成時に注入する封止材料としてはシリコ
ン樹脂の代わりに、同じくヤング率が前記合成樹脂より
も低いエポキシ樹脂を用いてもほぼ同一の効果を得るこ
とが可能である。
【0081】・吸着板4を形成する多孔質焼結体を、合
成樹脂のものに代えて、焼結銅、焼結アルミニウム、焼
結ステンレス等の金属材料としてもよい。この場合、各
実施形態のシール部4dの形成時に注入する封止材料と
してはシリコン樹脂の代わりに、ヤング率が前記金属材
料の多孔質焼結体のほぼ100分の1であるエポキシ樹
脂、フェノール樹脂等の合成樹脂を使用することが好ま
しい。
【0082】・吸着板4に非通気層4aやシール部4d
を形成する方法はシリコン樹脂を塗布する方法に限ら
ず、他の方法で行ってもよい。例えば、吸着板4をシリ
コン樹脂に浸して積極的に吸引することで注入してもよ
い。
【0083】・同じく、吸着板4に非通気層4aやシー
ル部4dを形成する方法としては、シリコン樹脂等の封
止材料を用いる他、次の方法であってもよい。即ち、吸
着板4の外周面及び表面の外周領域を加熱することによ
り溶かし、同外周面及び表面の外周領域に非通気性の非
通気層4aやシール部4dを形成してもよい。この場
合、非通気層4aやシール部4dを形成するために、何
ら封止材料を用いる必要がなくなるという利点がある。
【0084】・吸着板4の吸着面4cを上面として真空
チャック1,5,7,8,9を使用する例について説明
したが、吸着面4cを下面とした実施形態も可能であ
り、更には吸着面4cが横や斜めに向いている実施形態
も可能である。 ・吸着板4の形状は円板状に限らず、楕円板状や四角板
状等のように適宜形状を変更してもよい。
【0085】・非通気層4aは、どのような材質であっ
てもウェハW等の被吸着物の変形とは無関係であるた
め、吸着板4を構成する多孔質体のヤング率等を考慮す
ることなく自由に形成することができる。
【0086】・シール部4dに着色を施し、吸着面4c
と視覚的に区別してもよい。この場合、シール部4dの
色を確認することにより、ウェハW等の被吸着物を正確
にシール部4dに差し掛かるように配置することができ
る。更に、シール部4dのうち、吸着時の変形のない領
域を識別可能に着色し、その色を確認することにより確
実にウェハWの撓みを防止することができる。このよう
な色の確認をセンサで行うことで、ウェハWを自動的に
所望の位置に配置するよう制御することができるのはい
うまでもない。なお、シール部4d或いはシール部4d
中の特定部位を識別するために色を施す他、シール部4
dに注入される封止材料自体の色を利用することも可能
である。
【0087】・被吸着物としては、ウェハWに限らず、
半導体チップ等の他の精度を要するものや撓みやすいも
のを対象としてもよい。 [各実施形態から把握される技術的思想]以上の各実施
形態により把握される技術的思想を以下に列挙する。な
お、括弧内の部材等の記載は各実施形態において対応す
る構成を示している。
【0088】・請求項1乃至請求項7のいずれかに記載
の吸着板と、吸着板の裏面に取付けられ、吸着板の裏面
に連通する空気通路(環状溝3a,連通孔3b,凹所2
a)及びその空気通路に連通されて真空源に接続される
接続部(空気吸引口2b)を備えたチャック本体(チャ
ック本体2及びチャック板3)とを設けた真空チャッ
ク。この構成によれば、請求項1乃至請求項7のいずれ
かの効果を奏する真空チャックを得ることができる。
【0089】・請求項1乃至請求項7のいずれかに記載
の吸着板と、吸着板の裏面に連通する空気通路(環状溝
3a,連通孔3b,凹所2a)及びその空気通路に連通
されて真空源に接続される接続部(空気吸引口2b)を
備えたチャック本体(チャック本体2及びチャック板
3)とを設け、チャック本体に形成された収容凹部に吸
着板を収容するとともに、吸着板の外周面又は表面外縁
を非通気性の接着剤により固定した。この構成によれ
ば、請求項1乃至請求項7のいずれかの効果を奏する真
空チャックを得ることができる。又、収容凹部に吸着板
を収容することでチャック本体に対する吸着板の位置決
めが行われるため、吸着板の位置決めが容易である。更
に、非通気層を吸着板に予め形成する必要がなく、吸着
板自体の製作が容易になる。
【0090】・請求項8又は請求項9のいずれかに記載
の真空チャックの吸着板の製造方法において、封止材料
を、シール部のヤング率と多孔質体のヤング率とがほぼ
同等となるように、多孔質体のヤング率に対して十分小
さなヤング率となる材料を用いた真空チャックの吸着板
の製造方法。この製造方法によれば、吸着時、非吸着時
にかかわらず、吸着面とシール部表面との段差が殆ど無
視できるものとなり、常に被吸着物を平坦に保ったまま
吸着することができる。
【0091】・請求項8、請求項9又は請求項10のい
ずれかに記載の真空チャックの吸着板の製造方法におい
て、吸着板の表面を仕上げ加工する工程は、吸着板の表
面を粗切削から仕上げ切削へと順次切削精度を上げて行
われる切削工程である真空チャックの吸着板の製造方
法。この製造方法によれば、非吸着時における吸着面と
シール部表面との段差が殆ど無視できるものとなる。
【0092】・請求項10に記載の真空チャックの吸着
板の製造方法において、シール部を形成する方法と同じ
く加熱を行うことにより吸着板の外周面を溶かし、吸着
板の外周面に通気層を前記シール部と同時に又は相前後
して形成する真空チャックの吸着板の製造方法。この製
造方法によれば、吸着板に形成される非通気層及びシー
ル部のために一切特別な封止材料を用いる必要がなくな
る。
【0093】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1及び請求
項2に記載の各発明によれば、吸着時における吸着面の
平坦度を向上させ、以って吸着時における被吸着物の変
形を最小限にとどめることができる。
【0094】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
又は請求項2の効果に加え、吸着板の表面における通気
領域とシール部との境界で段差ができにくくなり、吸着
板の表面の平坦度が一層向上し、被吸着物が前記境界部
分での段差によって変形するのを防止することができ
る。
【0095】請求項4に記載の発明によれば、請求項2
の効果に加え、吸着板の表面における通気領域とシール
部との境界で段差ができにくくなり、吸着板の表面の平
坦度が一層向上し、被吸着物が前記境界部分での段差に
よって変形するのを防止することができる。しかも、同
一の封止材料によってシール部とともに非通気層を併せ
て形成することができ、吸着板の製作が簡素化される。
【0096】請求項5に記載の発明によれば、請求項3
又は請求項4の効果に加え、シール部のヤング率が吸着
板を構成する多孔質体のヤング率とほぼ同等になるた
め、吸着板の表面の切削時に刃物が通過する面に対する
シール部及びそれ以外の表面のそれぞれの実際に形成さ
れる切削面のずれがほぼ同等になり、吸着面の表面の平
坦度が向上する。又、被吸着物の吸着時において、シー
ル部内周側と吸着板の表面との境界部分では、吸着板が
押しつぶされる程度が同等となり、シール部内周側と吸
着板の表面との段差の発生も抑制される。
【0097】請求項6に記載の発明によれば、請求項5
の効果に加え、吸着板が硬度が低い焼結フッ素樹脂にて
形成されるため、吸着時に被吸着物が柔軟に保持され、
吸着時における精密な被吸着物の損傷を防止することが
できる。
【0098】請求項7に記載の発明によれば、請求項1
乃至請求項6のいずれかの効果に加え、シール部が極端
に薄く形成されることで、吸着時においてシール部が吸
着板を構成する多孔質体部分と同じように撓むこととな
り、シール部内周側の変形を一層確実に防止し得る。
【0099】請求項8に記載の発明によれば、上記の各
発明における吸着板のシール部を極めて簡単に形成する
ことができ、吸着板の製造が容易になる。請求項9に記
載の発明によれば、上記の各発明における吸着板のシー
ル部を極めて簡単に形成することができ、吸着板の製造
が容易になる。しかも、シール部及び非通気層が同時に
形成でき、吸着板の製作の簡素化を一層促進し得る。
【0100】請求項10に記載の発明によれば、上記の
各発明における吸着板のシール部を極めて簡単に形成す
ることができ、吸着板の製造が容易になる。しかも、シ
ール部の形成に際して封止材料を用いる必要がなくな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の真空チャックを示す断面図。
【図2】図1の真空チャックにおける非吸着時の要部拡
大断面図。
【図3】図1の真空チャックにおける吸着時の要部拡大
断面図。
【図4】第2実施形態の真空チャックを示す断面図。
【図5】第3実施形態の真空チャックを示す断面図。
【図6】第4実施形態の真空チャックを示す断面図。
【図7】第5実施形態の真空チャックを示す断面図。
【図8】従来の真空チャックを示す断面図。
【図9】図8の真空チャックにおける吸着時の要部拡大
断面図。
【図10】従来の真空チャックを示す断面図。
【図11】図10の真空チャックにおける吸着時の要部
拡大断面図。
【符号の説明】
1,5,7,8,9…真空チャック、2…チャック本
体、3…チャック板、4…吸着板、4a…非通気層、4
b…通気領域、4c…吸着面(表面)、4d…シール
部、W…被吸着物としてのウェハ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B29K 105:04 483:00 B29L 7:00

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面が平坦に形成されかつ表裏両面に連
    通する多数の透孔を有する多孔質体にて形成された吸着
    板を、その外周面と外部との空気の流通を禁止した状態
    で、裏面から空気を吸引することにより表面に被吸着物
    を吸着する真空チャックの吸着板において、 前記吸着板の表面の外周領域には、吸着板の厚さよりも
    薄くかつ吸着板の表面と面一となる非通気性のシール部
    を設けた真空チャックの吸着板。
  2. 【請求項2】 表面が平坦に形成されかつ表裏両面に連
    通する多数の透孔を有する多孔質体にて形成された吸着
    板の外周部に空気の流通を遮断する非通気層を形成し、
    吸着板の裏面から空気を吸引することにより表面に被吸
    着物を吸着する真空チャックの吸着板において、 前記吸着板の表面のうち非通気層を除く外周領域には、
    非通気層に連続して吸着板の厚さよりも薄くかつ吸着板
    の表面と面一となる非通気性のシール部を設けた真空チ
    ャックの吸着板。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2のいずれかに記載
    の真空チャックの吸着板において、シール部を、吸着板
    に封止材料を注入することにより構成した真空チャック
    の吸着板。
  4. 【請求項4】 請求項2記載の真空チャックの吸着板に
    おいて、非通気層及びシール部を、吸着板に同一の封止
    材料を注入することにより構成した真空チャックの吸着
    板。
  5. 【請求項5】 請求項3又は請求項4のいずれかに記載
    の真空チャックの吸着板において、封止材料のヤング率
    を、シール部のヤング率と多孔質体のヤング率とがほぼ
    同等となるように、多孔質体のヤング率に対して十分小
    さなヤング率とした真空チャックの吸着板。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の真空チャックの吸着板に
    おいて、多孔質体を焼結フッ素樹脂にて形成し、封止材
    料をシリコン樹脂とした真空チャックの吸着板。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載
    の真空チャックの吸着板において、シール部の厚さを多
    孔質体の粒径よりも小さくならないようにかつほぼ同等
    とした真空チャックの吸着板。
  8. 【請求項8】 表面が平坦に形成されかつ表裏両面に連
    通する多数の透孔を有する多孔質体にて形成された吸着
    板の表面の外周領域に封止材料を塗布する工程と、その
    塗布後に吸着板の表面から封止材料を拭き取る工程と、
    その拭き取り後に吸着板の表面を仕上げ加工する工程と
    を備えた真空チャックの吸着板の製造方法。
  9. 【請求項9】 表面が平坦に形成されかつ表裏両面に連
    通する多数の透孔を有する多孔質体にて形成された吸着
    板の表面の外周領域及び吸着板の外周面に同一の封止材
    料を塗布する工程と、その塗布後に吸着板の表面及び外
    周面から封止材料を拭き取る工程と、その拭き取り後に
    吸着板の表面を仕上げ加工する工程とを備えた真空チャ
    ックの吸着板の製造方法。
  10. 【請求項10】 表面が平坦に形成されかつ表裏両面に
    連通する多数の透孔を有する多孔質体にて形成された吸
    着板の表面の外周領域を加熱することにより溶かし、同
    表面の外周領域に非通気性のシール部を形成する工程
    と、そのシール部の形成後に吸着板の表面を仕上げ加工
    する工程とを備えた真空チャックの吸着板の製造方法。
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