本发明涉及一种用于真空吸附保持晶圆等基板的技术。
背景技术：
提出了如下晶圆加工机的吸附盘结构，即，在基体的外缘设置有由弹性材料(例如橡胶)构成且以从下至上逐渐向外侧扩宽的方式形成的裙状的密封构件(例如，参照专利文献1)。
采用该结构的吸附盘结构，即使在晶圆存在翘曲、起伏或台阶的情况下，也能使密封构件的上端部在其整周的范围内与该晶圆抵接，在晶圆和吸附面之间的间隙形成密闭区域。因此，能够消除由于晶圆的翘曲等导致的、在晶圆与基体之间原本产生的间隙的影响，从而能够将该密闭区域形成为负压地吸附保持该晶圆。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平07-308856号公报
技术实现要素：
发明要解决的问题
然而，对于挠曲或翘曲程度较大的晶圆而言，在基板被输送至真空吸附构件时，由于该基板的翘曲、变形而成为该基板与真空吸附构件点接触或面接触的状态，若利用真空泵等从该状态开始吸引，则在通过对所述空间的减压而吸附保持该基板的阶段发生位置偏移的频率较高。
于是，本发明的目的在于，提供一种在吸附保持挠曲或翘曲程度较大的晶圆时能够抑制位置偏移的真空吸附构件及真空吸附方法。
用于解决问题的方案
本发明涉及一种真空吸附构件，该真空吸附构件包括：基体，其形成有自上表面呈环状凹陷的环状槽部，并且，在所述环状槽部的内侧且是在该基体的内部形成有与上表面的上方空间连通的通气路；以及环状肋，其由弹性材料形成，在该环状肋的上部从所述基体的上表面呈环状突出的状态下，该环状肋的下部收纳于所述环状槽部，通过从将基板载置于所述真空吸附构件的上表面侧的状态，经由所述通气路使由所述基体、所述环状肋及所述基板划分出的空间减压，从而吸附保持所述基板。本发明还涉及一种使用所述真空吸附构件吸附保持基板的方法。
本发明的真空吸附构件的特征在于，在所述环状槽部的内侧且是在所述基体上形成有辅助环状槽部，该辅助环状槽部与所述基板的中央部相对应地自上表面呈环状凹陷，所述通气路的一部分在所述辅助环状槽部的内侧且是在所述基体的内部形成为与所述基体的上表面的上方空间连通，该真空吸附构件还包括辅助环状肋，该辅助环状肋由弹性材料形成，在该辅助环状肋的上部自所述基体的上表面呈环状突出的状态下，该辅助环状肋的下部收纳于所述辅助环状槽部。
本发明的真空吸附方法的特征在于，包含如下工序：将所述基板载置于所述真空吸附构件，以使得所述环状肋的环状的上端中的沿周向的至少一部分与所述基板的下表面抵接；对所述基板的中央部向下方施加外力；经由所述通气路对所述基体和所述基板之间的空间进行减压。在本发明的真空吸附方法中，优选的是，使用本发明的真空吸附构件作为所述真空吸附构件，包含如下工序作为对所述基板的中央部向下方施加外力的工序，即，经由所述通气路的一部分对所述辅助环状肋的内侧的所述基体和所述基板之间的空间进行减压。
发明的效果
采用本发明的真空吸附构件，由于基板载置于基体的上表面侧，因此环状肋及辅助环状肋在基板的重量的作用下发生弹性变形，并且周向上的至少一部分与基板的下表面抵接。在该状态下经由一部分通气路使由基体的上表面、基板的下表面及辅助环状肋的内侧面围起来的空间(内侧空间)减压，从而基板在基板的中央部分的姿态局部地被矫正且维持成平坦状的状态下固定于基体。接着，经由其他的通气路使由基体的上表面、基板的下表面、辅助环状肋的外侧面及环状肋的内侧面围起来的空间(外侧空间)减压，从而基板在基板的比中央部分靠外侧的周边部分的姿态被矫正且维持成平坦状的状态下固定于基体。其结果，即使是挠曲量或翘曲量比较大的基板，也能够不伴随位置偏移地吸附保持于真空吸附构件。
采用本发明的真空吸附方法，除如上所述的内部空间的减压以外，也可以对基板的中央部，从其上方吹送空气或利用治具的按压等对其施加向下方的外力，由此对外部空间进行减压。该情况也同样地，即使是挠曲量或翘曲量比较大的基板，也能够不伴随位置偏移地吸附保持于真空吸附构件。
附图说明
图1是作为本发明的一实施方式的真空吸附构件的结构说明图。
图2是沿图1的ⅱ－ⅱ线的剖视图。
图3a是环状槽部及环状肋的结构说明图。
图3b是环状槽部及环状肋的结构说明图。
图4a是关于使用了真空吸附构件的晶圆的真空吸附方法的说明图。
图4b是关于使用了真空吸附构件的晶圆的真空吸附方法的说明图。
具体实施方式
(结构)
图1及图2所示的作为本发明的一实施方式的真空吸附构件包括用于将晶圆w(基板)吸附保持在上表面侧的基体1。基体1由大致圆板状的陶瓷烧结体形成。基体1的形状除大致圆板状以外，也可以是多边形板状或椭圆板状等各种形状。
在基体1形成有在上表面开口的作为多个通气路的第一通气路101及第二通气路102。第一通气路101及第二通气路102分别与共用或单独的真空吸引装置(省略图示)连接。
第一通气路101及第二通气路102各自的在基体1的上表面的开口的数量及位置可以在如下条件下任意改变，即，第一通气路101的该开口配置于内侧环状槽部11的内侧区域，第二通气路102的该开口配置于内侧环状槽部11的外侧且是外侧环状槽部12的内侧区域。第一通气路101及第二通气路102各自除了由基体1的上下方向的贯通孔构成以外，还可以由经过基体1内部的路径或在基体1的下表面(背面)延伸的槽构成。在基体1的下表面形成有槽的情况下，通过使基体1与基台(省略图示)的上表面接合，该槽构成通气路的一部分。
在基体1形成有：多个凸部10，该多个凸部10从基体1的上表面突出；内侧环状槽部11(辅助环状槽部)，其在基体1的中央部自基体1的上表面以圆环状凹陷；以及外侧环状槽部12，其在基体1的外周缘部自基体1的上表面以圆环状凹陷。在内侧环状槽部11嵌装有圆环状的内侧环状肋21。在外侧环状槽部12嵌装有圆环状的外侧环状肋22。在图1及图2中，为了使真空吸附构件的结构明确化，凸部10、内侧环状槽部11、外侧环状槽部12、第一环状肋21及第二环状肋22被缺省(default)，除各结构要素在剖视图中的高宽比以外，宽度或高度与相互的间隔之间的比率等与实际不同。
也可以在基体1形成有供升降销穿过的多个贯通孔(省略图示)，该升降销用于使晶圆w升降，从而调节基体1的上表面和晶圆w的下表面之间的间隔。
多个凸部10在周方向及径向上隔着规定的间隔配置成以基体1的中心为中心的同心圆状。多个凸部10除了以三角格子状、正方格子状等其他的方式规则地配置以外，也能以在周向或径向上局部地产生疏密差的方式局部地不规则配置。凸部10的间隔或间距设计为例如8[mm]以下，优选为6[mm]，进一步优选为4[mm]以下。凸部10的从基体1的上表面突出的突出量设计为例如包含在50[μm]～200[μm]的范围内。
凸部10除形成为圆柱状、棱柱状等柱状以外，还能够形成为圆锥台状、棱锥台状等锥台状，上部的截面积比下部的截面积小这样的带台阶的柱状或锥台状等形状。凸部10的上端部(与晶圆w抵接的部分)的直径设计为500[μm]以下。凸部10的上端部(与晶圆w抵接的部分)的表面粗糙度ra设计为包含在0.01[μm]～0.50[μm]的范围内。
内侧环状槽部11形成于与晶圆w的中央部(是指例如距半径为r的晶圆w的中心的距离为0.1r以下、0.25r以下、或0.4r以下的区域。)对应的位置。内侧环状槽部11包围第一通气路101以及存在于第一通气路101的周围的凸部10。外侧环状槽部12形成于与晶圆w的外周缘部(是指例如距半径为r的晶圆w的中心的距离为0.9r以上或0.95r以上的区域。)对应的位置。外侧环状槽部12包围位于内侧环状槽部11的外侧的第二通气路102及凸部10。
内侧环状槽部11以及外侧环状槽部12各自的、在基体1的俯视图中的形状(参照图1)、在基体1的横剖视图中的形状(参照图2)、(基体1的径向的)宽度及深度，能够根据与其嵌装的内侧环状肋21及外侧环状肋22各自的形状及尺寸等相应地进行各种设计。
对于内侧环状肋21而言，其下部收纳于内侧环状槽部11，另一方面，其上部比基体1的上表面向上方突出。对于外侧环状肋22而言，其下部收纳于外侧环状槽部12，另一方面，其上部比基体1的上表面向上方突出。
内侧环状肋21及外侧环状肋22各自由硅橡胶或海绵状的多孔质体等具有弹性的材料或合成树脂构成。内侧环状肋21及外侧环状肋22各自具有这样的弹性，即：在将晶圆w载置于真空吸附构件的上表面侧时，内侧环状肋21及外侧环状肋22在晶圆w的载荷的作用下向下方弹性变形，另一方面，在该载荷被解除时内侧环状肋21及外侧环状肋22恢复至原来的形状。
根据图3a的例子，外侧环状槽部12由截面形状为大致梯形状且呈环状延伸的第一槽部121、和以将第一槽部121的上部向基体1的径向外侧扩张的方式呈环状延伸的第二槽部122构成。外侧环状肋22由环状的下部221和环状翼状的上部222构成，其中，该下部221嵌装或嵌合于第一槽部121，该上部222从下部221的上端内侧区域在整周范围内向外侧倾斜并延伸。在晶圆w的载荷的作用下使外侧环状肋22以上部222相对于下部221向外侧倾倒的方式弹性变形，至少该上部222的一部分收纳于第二槽部122。为了容易使外侧环状肋22发生上述那样的弹性变形，将上部222的根部在整周范围内形成为薄壁。
根据图3b的例子，外侧环状槽部12由截面形状为大致梯形状且呈环状延伸的第一槽部121、和以将第一槽部121的上部向基体1的径向内侧扩张的方式呈环状延伸的第二槽部122构成。外侧环状肋22由环状的下部221和环状翼状的上部222构成，其中，该下部221嵌装或嵌合于第一槽部121，该上部222从下部221的上端外侧区域在整周范围内向内侧倾斜并延伸。在晶圆w的载荷的作用下使外侧环状肋22以上部222相对于下部221向内侧倾倒的方式弹性变形，至少该上部222的一部分收纳于第二槽部122。为了容易使外侧环状肋22发生上述那样的弹性变形，将上部222的根部在整周范围内形成为薄壁。
可以是，内侧环状槽部11及内侧环状肋21也以与图3a及图3b所示的方式相同的方式构成。
(制作方法)
所述结构的真空吸附构件例如以如下步骤制作。即，利用原料粉末制作大致圆板状的成型体，对该成型体进行烧制，从而制作大致圆板状的烧结体。作为原料粉末，能够使用例如纯度97％以上的碳化硅，或使用根据需要向该碳化硅添加适量的烧结助剂而成的混合原料粉末。除此之外，也可以使用铝粉末等、以及其他的陶瓷粉末作为原料粉末。在此基础上，通过喷丸加工或研磨加工等适当的加工法，在该烧结体上形成内侧环状槽部11、外侧环状槽部12、第一通气路101、第二通气路102及多个凸部10。然后，将内侧环状肋21嵌装于内侧环状槽部11，将外侧环状肋22嵌装于外侧环状槽部12。通过上述工序，能够制作出所述结构的真空吸附构件1。
(功能)
根据所述结构的真空吸附构件，通过将晶圆w载置于基体1的上表面侧，从而内侧环状肋21(辅助环状肋)及外侧环状肋22在晶圆w的重量的作用下弹性变形，并且在周向上的至少局部与晶圆w的下表面抵接(参照图2)。
在该状态下，如图4a所示，经由第一通气路101使由基体1的上表面、晶圆w的下表面及内侧环状肋21的内侧面围起来的内侧空间s1减压，从而晶圆w的中央部分的姿态局部地被矫正或维持为平坦状。
接着，如图4b所示，经由第二通气路102使由基体1的上表面、晶圆w的下表面、内侧环状肋21的外侧面及外侧环状肋22的内侧面围起来的外侧空间s2减压，从而晶圆w的比中央部分靠外侧的周边部分的姿态被矫正或维持为平坦状。
其结果，即使是挠曲量或翘曲量比较大的晶圆w，也能够以不伴随位置偏移且确保平坦性这样的形态被吸附保持于真空吸附构件。
此外，在第一通气路101及第二通气路102分别利用单独的真空吸引装置减压的情况下，通过调节该单独的真空吸引装置的操作时机(或设置于各路径的开闭阀的开放时机)，从而使内侧空间s1及外侧空间s2依次被减压。在第一通气路101及第二通气路102分别利用共用的真空吸引装置减压的情况下，在真空吸引装置与第二通气路102之间的连接路径设置开闭阀，通过调节该真空吸引装置的操作时机和该开闭阀的开放时机，从而使内侧空间s1及外侧空间s2依次被减压。在第一通气路101及第二通气路102分别利用共用的真空吸引装置减压的情况下，也可以通过以使真空吸引装置和第一通气路101的上表面开口之间的路径的距离比真空吸引装置和第二通气路102的上表面开口之间的路径的距离短等方式设置流体阻力的高低差，从而使内侧空间s1及外侧空间s2依次被减压。
附图标记说明
1‥基体、10‥凸部、11‥内侧环状槽部(辅助环状槽部)、12‥外侧环状槽部、21‥内侧环状肋(辅助环状肋)、22‥外侧环状肋、101‥第一通气路、102‥第二通气路、w‥晶圆(基板)。