JP5489744B2 - Method for manufacturing adsorption member - Google Patents
Method for manufacturing adsorption member Download PDFInfo
- Publication number
- JP5489744B2 JP5489744B2 JP2010012650A JP2010012650A JP5489744B2 JP 5489744 B2 JP5489744 B2 JP 5489744B2 JP 2010012650 A JP2010012650 A JP 2010012650A JP 2010012650 A JP2010012650 A JP 2010012650A JP 5489744 B2 JP5489744 B2 JP 5489744B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- suction
- glass
- raw material
- adsorption
- support
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Description
本発明は、吸着用部材の製造方法に関する。
The present invention relates to the production how the adsorbing member.
従来、半導体ウェハを固定する治具として、緻密質セラミックスの凹部に複数の載置部(吸着部)が形成された真空吸着装置がある(例えば、特許文献1参照)。これらの吸着部は、例えば、セラミックスとガラスとからなる多孔質体から形成されている。このような吸着部にウェハを固定して研磨を行うと、ウェハを載せる吸着面に研磨屑が堆積する。そして、ウェハを多数研磨するなどして、吸着面に堆積する研磨屑が多くなると、(1)ウェハの吸着力が弱くなる、(2)ウェハの吸着時に、ウェハが吸着面に垂直な方向に変形して、その平坦度を高精度に維持して研磨できなくなるといった不具合が生じる。よって、吸着面に堆積する研磨屑が多くなると、吸着面の研磨を行って、研磨屑が目詰まりした部分を除去し、新たに露出した面を吸着面として使用するといった方法が採られる。 Conventionally, as a jig for fixing a semiconductor wafer, there is a vacuum suction device in which a plurality of placement portions (suction portions) are formed in a concave portion of a dense ceramic (for example, see Patent Document 1). These adsorption parts are formed from the porous body which consists of ceramics and glass, for example. When polishing is performed with the wafer fixed to such a suction portion, polishing scraps accumulate on the suction surface on which the wafer is placed. When a large number of polishing debris accumulates on the suction surface, such as by polishing a large number of wafers, (1) the suction force of the wafer becomes weak. (2) When the wafer is suctioned, the wafer is in a direction perpendicular to the suction surface. The deformation causes a problem that the flatness is maintained with high accuracy and polishing cannot be performed. Therefore, when polishing scraps accumulated on the suction surface increase, the suction surface is polished to remove the clogged portion of the polishing scraps, and the newly exposed surface is used as the suction surface.
しかし、従来の真空吸着装置では、吸着面を研磨すると、その露出した面においてセラミック粒子が脱粒しやすいという問題があった。 However, the conventional vacuum suction device has a problem that when the suction surface is polished, the ceramic particles are likely to fall off on the exposed surface.
例えば特許文献1に記載の真空吸着装置は、凹型容器形状の支持部に、セラミック粉末とガラス粉末と、水またはアルコール等の溶剤とを含む流動性に富むスラリーを充填、および乾燥して製造される。このようなスラリー中では、ガラス粒子がスラリーの上部に偏析しやすい。また、このようなスラリーを加熱して乾燥すると、さらに多くのガラスがスラリーの上部に偏析する。従って、特許文献1に記載の真空吸着装置では、吸着部におけるガラスが吸着面とその近傍に偏析している。
For example, the vacuum suction device described in
このように吸着面にガラスが多く偏析していると、吸着用部材を研磨して上記研磨屑が目詰まりした部分を除去した場合、ガラスの含有量が少ない面が露出する。ガラスの少ない面では、個々のセラミック粒子がガラスによって結合されにくくなっているため、セラミック粒子が脱粒しやすい。 In this way, when a large amount of glass is segregated on the adsorption surface, when the adsorbing member is polished to remove the portion clogged with the polishing debris, a surface with a small glass content is exposed. On the surface with a small amount of glass, the individual ceramic particles are difficult to be bonded by the glass, so that the ceramic particles are easy to fall off.
従って、吸着部からセラミック粒子が脱粒しにくい吸着用部材の製造方法が求められている。
Thus, ceramic particles from the adsorption part is manufactured how shedding difficult attracting member is required.
本発明の一態様による吸着用部材の製造方法は、対象物が吸着される吸着面を有する吸着部と、該吸着部の周囲に設けられた支持部とを有する吸着用部材の製造方法であって、 前記支持部として、凹部を有するセラミック焼結体を準備する工程と、前記凹部にガラス粒子、セラミックス粒子、および水を含む原料を充填する工程と、前記原料を振動させながら加圧することにより成形体を形成する成形工程と、前記成形体を加熱することにより、前記ガラス粒子を溶融させて前記セラミックス粒子を該溶融したガラスにより結合させる熱処理工程と、を有する。 A method for manufacturing a member for suction according to an aspect of the present invention is a method for manufacturing a member for suction having an adsorption part having an adsorption surface on which an object is adsorbed and a support part provided around the adsorption part. A step of preparing a ceramic sintered body having a recess as the support, a step of filling the recess with a raw material containing glass particles, ceramic particles, and water, and pressurizing while vibrating the raw material. A forming step of forming a formed body; and a heat treatment step of heating the formed body to melt the glass particles and bond the ceramic particles with the molten glass.
本発明の一態様による吸着用部材の製造方法は、セラミック粒子の脱粒しにくい吸着用部材を製造することができる。 The method for manufacturing an adsorbing member according to one embodiment of the present invention can manufacture an adsorbing member in which ceramic particles are less likely to be granulated.
以下、図1−9を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
(第1の実施形態)
吸着用部材は、対象物を吸着する際に用いられる。図1乃至図3に示すように、吸着用部材1aは、対象物Wが吸着される吸着面2を有する吸着部3と、吸着部3の周囲に設けられた支持部5とを有する。また、図4に示すように、吸着部3は、複数のセラミック粒子11と、セラミック粒子11同士を結合するガラス12とを含む。ここで、吸着部3の深さ方向Zにおけるガラス12の濃度の変化率は14%以内である。本実施の形態による吸着用部材1aは、吸着部3の深さ方向におけるガラス12の濃度の変化率が小さいため、吸着部3の吸着面2を吸着部3の深さ方向に研磨した場合でも、露出した面において、セラミック粒子11がガラス12によって強固に結合されている。従って、セラミック粒子11が脱粒しにくい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
(First embodiment)
The adsorbing member is used when adsorbing an object. As shown in FIGS. 1 to 3, the
吸着部3は、多孔質セラミックスからなり、複数の連通孔(図4において13で示される)を含む。このとき、吸着部3の気孔率は、25−50体積%の範囲内であることが好ましい。また、吸着部3の平均気孔径は、20−100μmの範囲内であることが好ましい。
The
上記ガラス12の濃度の変化率が14%以内であるとき、後述するように、吸着部3と支持部5との間にガラス層(図5)を形成した場合は、このガラス層の近傍を除いた部分において、ガラス濃度の変化率が14%以内であることをいう。ガラス層の近傍とは、吸着部3を構成する多孔質セラミックッスとガラス層との境界から、上記深さ方向に垂直な方向における該境界からの距離が3mm以下の位置までをいう。なお、ガラス濃度の変化率は、10%以内であることがより好ましく、6%以内であることがさらに好ましい。
When the rate of change in the concentration of the
吸着部3の深さ方向のガラス濃度の変化率の測定方法について説明する。吸着面2の略中央部を吸着面2に垂直な方向に切断し、さらに切断面をダイヤモンド砥石でソフトに研磨する。この研磨面にC(カーボン)またはAu(金)を蒸着し、EDS(エネルギー分散型X線分析装置)を用いて各元素を検出する。測定装置としては、例えば日本電子製のJED−2300を用いることができる。EDSの測定条件は、例えば、倍率100倍、加速電圧25kV、照射電流1nA、照射有効時間60秒、デッドタイム10%である。なお、これらの測定条件は適宜変更できる。
A method for measuring the rate of change in the glass concentration in the depth direction of the
例えば、セラミック粒子がアルミナを主成分とし、ガラスがSiを多く含む組成の場合のEDS測定方法について例説する。EDSにより上記測定条件でSiを測定すると、1.739keV付近にSiのピークが現れる。このSiのピークのカウント値を、吸着部3の上記研磨面について測定する。測定位置は、吸着面2の直下、および吸着面2から深さ方向に例えば2mmずつ等間隔の位置とする。ただし、ガラス層を形成した場合は、EDSを用いてガラス層の近傍を除く箇所を測定する。EDSによる各位置のSiのカウント値の平均値Ave、最大値Max、最小値Minを求める。ガラス濃度の変化率は、(Max−Ave)×100(%)、(Ave−Min)×100(%)の値をそれぞれ計算し、両者のうち大きい方の値(%)とする。
For example, an EDS measurement method in the case where the ceramic particles are mainly composed of alumina and the glass has a high Si content will be described. When Si is measured by EDS under the above measurement conditions, a Si peak appears in the vicinity of 1.739 keV. The count value of the Si peak is measured for the polished surface of the
なお、ガラス濃度の変化率を測定するとき、吸着面2の略中央部を吸着面2に垂直な方向に切断して測定しているが、このガラス濃度は、吸着面2からの深さが同じ位置にある、深さ方向に垂直な面全体において同じであると考えられる。
In addition, when measuring the change rate of the glass concentration, it is measured by cutting a substantially central portion of the
セラミック粒子3の材質は、アルミナ、または炭化珪素のいずれかを主成分とすることが好ましい。
The material of the
ガラスは、硼珪酸ガラスなどを用いることができる。ガラス12の融点は、セラミック粒子の融点よりも800℃以上低いことが好ましい。例えば、ガラス12の融点は、700−1100℃であることが好ましい。
As the glass, borosilicate glass or the like can be used. The melting point of the
支持部5は、アルミナなどの緻密質セラミックスからなる。支持部5は、吸着部3の吸着面2に対向する表面、すなわち吸着部3の下面を支持している。吸着部3に含まれるセラミック粒子11と支持部5の材質は同じであること、特に、支持部5は、アルミナを主成分とするセラミックスからなることが好ましい。支持部5の気孔率は0.1%以下が好ましい。
The
支持部5は、複数の吸引孔6を有する。吸引孔6の開口は、吸着部3の下面に対向する表面に設けられる。よって、吸引孔6から空気を吸引すると、吸着部3の内部の空気が吸引されて、吸着部3の吸着面2に載置された対象物Wが、吸着面2に吸着される。
The
さらに、支持部5の下方には、吸着用部材1aを支持し、固定するための固定ベース(不図示)が備えられる。支持部5と固定ベース(不図示)とは、例えば、等間隔に設置された取り付け穴7にボルト等を介して連結、固定される。
Furthermore, a fixing base (not shown) for supporting and fixing the
吸着用部材1aは、吸着部3のガラス12の含有量が3−14質量%であることが好ましい。このような吸着用部材1aは、セラミック粒子11の脱粒をさらに抑制することができる。ガラス12の含有量が3質量%以上であると、セラミック粒子11同士の結合力を十分に高めることができる。一方、ガラス12の含有量が14質量%以下であると、セラミック粒子11を結合しているガラス12の剥離を抑制することができ、結果として、セラミック粒子11の脱粒を抑制することができる。すなわち、ガラス12の含有量が多すぎると、ガラス12の厚みが増して、ガラス12が剥離しやすくなり、ガラス12とともにセラミック粒子11が脱粒しやすくなるが、ガラス12の含有量が14質量%以下であると、これを抑制することができる。
In the adsorbing
吸着用部材1aは、セラミック粒子11の粒径の標準偏差σが50μm以下であることが好ましい。これによって、セラミック粒子11の脱粒を特に抑制することができる。この理由は、セラミック粒子11の粒径の標準偏差σが50μm以下であると、セラミック粒子11の粒径ばらつきが小さいので、ガラス12によるセラミック粒子11同士の結合力のばらつきが小さくなるためである。
The adsorbing
標準偏差σは、吸着部3を平面研磨し、顕微鏡などを用いて研磨面に観察されるセラミック粒子11の大きさを多数測定して求めることができる。この場合、研磨面の観察とともに、X線マイクロアナライザー等を用いた研磨面の組成分析を行うとよい。このように組成分析を行うと、セラミック粒子11とガラス12とを判別することがより容易となる。すなわち、ガラス12がセラミック粒子11の周囲に存在するなどして、観察だけではセラミック粒子11とガラス12との判別が困難な場合にも、組成分析を行うと判別が容易となり、セラミック粒子11の標準偏差σをより容易に求めることができる。なお、標準偏差σは、後述の原料におけるセラミック粉末のみの粒径分布から予め測定しても同じ値が得られる。
The standard deviation σ can be obtained by planarly polishing the
また、図5に示すように、吸着用部材1aは、吸着部3と支持部5との間にガラス層9が形成されていることが好ましい。この吸着用部材1aは、吸着部3と支持部5とがガラス層9を介して強固に密着しているので、吸着部3と支持部5との接合強度を高めることができる。
Further, as shown in FIG. 5, the adsorbing
ここで、支持部5と吸着部3の間の隙間が大きいと、真空引きしたときに、この隙間から気体が多量に吸い込まれて対象物Wを真空吸着する力が低下する。また、吸着部3に堆積した研磨屑を、支持部5から吸着部3に向けて高圧の水を流して洗浄するいわゆる逆洗浄を行うと、支持部5が吸着部3から剥離してしまう場合もあった。つまり、支持部5と吸着部3の間の隙間は、あまり大きすぎてはいけない。そこで、吸着部3と支持部5の隙間を、例えば平均で5μm以下、さらに好ましくは2μm以下等の所定の距離以下にする必要がある。
Here, if the gap between the
吸着部3と支持部5の隙間は、音波探傷試験により次のように評価する。
The gap between the
まず、吸着部3が接合されていない支持部5を準備する。そして、支持部5の裏面(支持部5が吸着部3と接合されるべき面に対向する面)側から超音波を照射する。すると、支持部3の凹部底面と外界との境界で超音波が反射し、反射強度が得られる。この反射強度を超音波の入射強度で割った値を、基準反射強度比S0(−)とする。
First, the
次に、支持部5と吸着部3が接合された吸着用部材1aを準備する。そして、この吸着用部材1aの支持部5の裏面側から超音波を照射して反射した強度を入射強度で割った値すなわち反射強度比S1(−)を測定する。この反射強度比S1を基準反射強度比S0で割った値、すなわちS1/S0を求める。S1/S0の値が小さければ、支持部5と吸着部3の隙間が小さく、S1/S0の値が大きければ支持部5と吸着部3の隙間が小さい。
Next, a
例えば、S1/S0が2/3以下の場合を「隙間の間隔が許容範囲内」とし、S1/S0が2/3を越えた場合を「隙間の間隔が許容範囲外」とする。なお、測定に用いる超音波の周波数は、例えば500MHz、プローブ距離(超音波の発信端と測定対象物との距離)は、例えば20mmとする。 For example, the case where S1 / S0 is 2/3 or less is set as “gap interval is within the allowable range”, and the case where S1 / S0 exceeds 2/3 is set “gap interval is outside the allowable range”. In addition, the frequency of the ultrasonic wave used for the measurement is, for example, 500 MHz, and the probe distance (distance between the transmission end of the ultrasonic wave and the measurement object) is, for example, 20 mm.
吸着部3と支持部5の接合強度が高いかどうかは、例えば次のようにして判定することができる。吸引孔6から吸着部3に加圧した水を供給し、吸着部3の吸着面2から水を放出させる。水圧は、0.1〜1MPa程度とする。このように水圧をかけると、吸着部3が支持部5から分離しようとする応力がはたらく。吸着部3と支持部5の接合強度が高ければ、この応力がかかった場合でも、吸着部3と支持部5との間に亀裂が入ったり、吸着部3が支持部5から剥離したりしない。従って、所定の水圧で吸引孔6から吸着部3に水を供給したときに、吸着部3と支持部5との接合部に変化が起きなければ、吸着部3と支持部5の接合強度が十分に高いと判断することができる。吸着部3に供給する水の水圧は、適宜設定することが可能である。
Whether or not the bonding strength between the
(第2の実施形態)
次に、本発明の他の実施形態に係る吸着用部材について説明する。ここで、第1の実施形態に係る吸着用部材と同じ構成については説明を省略し、異なる構成について説明する。
(Second Embodiment)
Next, an adsorbing member according to another embodiment of the present invention will be described. Here, description is abbreviate | omitted about the same structure as the member for adsorption | suction which concerns on 1st Embodiment, and a different structure is demonstrated.
図6,図7に示すように、本実施の形態による吸着用部材1bは、複数の吸着部3a,3bと吸着部3a,3bを隔離する隔離部14とを有する。ここで、吸着部3aおよび吸着部3bの吸着面には、それぞれ2a,2bの符号を付している。隔離部14は、サイズの異なる対象物を、同じ吸着用部材を用いて吸着するために設けたものである。
As shown in FIGS. 6 and 7, the adsorbing
なお、支持部5および隔離部14の下端部は一体的に形成されていてもよい。この場合、隔離部14は、下端部が緻密質セラミックスからなり、その下端部と支持部5が一体的に形成されていることが好ましい。
In addition, the lower end part of the
吸引孔6は、吸着部3aの下方に設けられた吸引孔6aと、吸着部3bの下方に設けられた吸引孔6bとを有する。これにより、いずれの吸引孔6a、6bを介して吸着部3a,3b内部の空気を吸引するかを適宜選択することにより、サイズの異なる対象物を適宜吸着することが可能となる。より具体的には、図8(a)に示すように、対象物W1を吸着部に載置した際、平面視したときに、対象物W1の外周部が吸着面2bの外周部と略同一、若しくは吸着面2bの外周部からわずかに内側にある場合には、全ての吸引孔6a、6bから空気を吸引する。また、図8(b)に示すように、平面視したときに、対象物W2の外周部が隔離部14と略同一、若しくは隔離部14の内側にある場合には、吸引孔6aのみから空気を吸引する。
The
本実施の形態による吸着用部材1bにおいても、吸着部3a,3bの深さ方向Zにおけるガラス12の濃度の変化率は14%以内であれば、吸着部3a,3bの吸着面2a,2bを吸着部3a,3bの深さ方向に研磨した場合でも、露出した面において、セラミック粒子11がガラス12によって強固に結合されているため、セラミック粒子11が脱粒しにくくなる。
Also in the
次に、本発明の一実施形態に係る吸着用部材の製造方法について説明する。ここでは、第1の実施形態による吸着用部材1aを用いて説明する。
Next, the manufacturing method of the member for adsorption | suction which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. Here, description will be made using the
本発明の一実施形態による吸着用部材の製造方法は、支持部5として、凹部15を有するセラミック焼結体を準備する工程と、凹部15にガラス粒子およびセラミック粒子を含む原料16を充填する工程と、原料16を振動させながら加圧することにより成形体17を形成する成形工程と、成形体17を加熱することにより、ガラス粒子を溶融させてセラミックス粒子11をガラス12により結合させる熱処理工程と、を有する。この製造方法によれば、吸着部3の深さ方向のガラス12の濃度の変化率が小さくなるので、セラミック粒子11の脱粒を抑制できる吸着用部材1aを製造することができる。さらには、吸着部3と支持部5との隙間が小さい吸着用部材1aを製造することができる。
The method for manufacturing an adsorbing member according to an embodiment of the present invention includes a step of preparing a ceramic sintered body having a
以下に、具体的に説明する。 This will be specifically described below.
まず、図9(a)に示すように、緻密質のセラミック焼結体からなる支持部5を準備する。支持部5には、予め吸引孔6が設けられている。吸引孔6の開口は、凹部15の底面に設けられている。なお、図9(b)以降の図では、吸引孔6の符号を省略する。
First, as shown in FIG. 9A, a
次に、図9(b)に示すように、凹部15に原料16を充填する。この原料は、平均粒径50−250μmのアルミナ粒子からなるセラミック粉末、ガラス粉末、および水を混合すすることにより作られる。アルミナ粉末とガラス粉末の割合は、アルミナ粉末が86−97質量%、ガラス粉末が3−14質量%である。ガラス粉末は、平均粒径が4−40μm、融点が700−1000℃である。水は、セラミック粉末とガラス粉末の合計100質量部に対して、5−10質量部である。原料は、固形粒子の集合物であり、その安息角は、概ね25−45°である。すなわち、原料16はスラリーほど流動性の高いものではない。
Next, as shown in FIG. 9B, the
さらに、図9(c)に示すように、原料16を加圧、圧縮する。加圧時の圧力は、0.045−0.25Mpaである。ここで、原料16が漏れないようにするために、金型などの成形用治具18が取り付けられていてもよい。また、加圧中、原料16に振動が与えられる。この加圧および振動は、金型19を用いて原料16を上方から押し付け、加圧するとともに、金型19の上方から1軸振動する振動体20を金型19に密着させて押し付け、その状態で、加圧・圧縮方向に振動機を振動させることにより得られる。ここで、振動の振幅は、0.5〜5mmである。振動中は、原料16中の水が、セラミック粉末とガラス粉末の配列を促進する役割を果たすことから、振動が、原料16中の凹部15内にあるセラミック粒子とガラス粉末に均一に伝わる。このため、振動を与えない場合に比べて低い圧力で、密度の高い成形体17を作製することができる。
Further, as shown in FIG. 9C, the
なお、振動体20の振動数は100〜250Hzであることが好ましい。この範囲の振動数に設定することによって、低い圧力で加圧した場合でも成形体17の密度を高めることができるので、セラミック粒子とガラスの結合力が向上する。その結果、セラミック粒子の脱粒をさらに抑制できる吸着用部材1aを製造することができる。
Note that the vibration frequency of the vibrating
また、振動を与えることによって、凹部15の底面近くにある原料16に圧力が良好に伝わるだけでなく、凹部15の側面近くにある原料16にも圧力が良好に伝わる。よって、凹部15内にある原料16全体が均一に加圧され、得られる成形体17の密度ばらつきを小さくすることができる。
In addition, by applying vibration, not only the pressure is favorably transmitted to the
また、上述のように、固形粒子の集合体である原料16を用いるとともに、加圧する際にこの原料16を振動させることにより、充填後から加圧終了までの間に、原料16中でガラス粉末が偏析することを抑制することができる。よって、成形体17中のガラスの濃度は、成形体全体に渡って均一となる。
In addition, as described above, the
成形体17の上部は、支持部5の上面から若干はみ出ていてもよい。はみ出た部分は、後述する熱処理後にさらに研磨して除去できる。
The upper portion of the molded
次に、成形体17を加熱(熱処理)する。これにより、成形体17中の水分が蒸発し、原料16中のセラミック粒子がガラスによって結合される。ここで、熱処理温度は、ガラスが溶融する温度、好ましくは900−1200℃である。この熱処理温度は、ガラスの融点によって適宜設定される。セラミック粒子は、この熱処理によって焼結せず、粒成長することもないため、熱処理しても、得られる熱処理体の体積が熱処理前後で実質的に変化しない。熱処理後は、図9(d)に示すように成形体17は吸着部3となる。
Next, the molded
なお、図5に示すように、吸着部3と支持部5との間にガラス層9を形成する場合は、支持部5の凹部15に原料16を充填する前に、凹部15の底面および側面にガラスペーストを塗布するとよい。この場合の塗布厚みは、40−200μmが好ましい。ガラスペーストに含まれるガラス粉末の融点は、原料16中に含まれるガラス粉末と同じまたは略同じであることが好ましい。
In addition, as shown in FIG. 5, when forming the
また、凹部15に塗布されたガラスペーストに含まれるガラス粉末は、成形後の熱処理によって溶融し、原料16中のセラミック粒子と結合する。ガラスペーストに含まれるガラス粉末と、原料中に含まれるガラス粉末は、互いに溶融し合うため、凹部15と原料の界面に存在するセラミック粒子がガラスによって強固に結合される。なお、熱処理中に、ガラスが成形体内を大きく移動することはほとんどないため、ガラスの濃度は、熱処理後も均一である。
Further, the glass powder contained in the glass paste applied to the
上述したように成形体17の密度ばらつきが殆どなく、熱処理しても体積が実質的に変化しない(成形体17が実質的に収縮しない)ため、凹部15と吸着部3との隙間が小さく、両者が強固に密着した構造の吸着用部材1aを作製することができる。また、ガラスの濃度が熱処理体全体に渡って均一である。
As described above, there is almost no density variation of the molded
熱処理後、図9(e)に示すように、吸着面が、所定の平面度となるように、研磨加工する。研磨の際に用いる砥石21は、例えばダイヤモンド砥石でダイヤモンドの粒径の番手は、例えば#230(粒径68μm)である。研磨しろは、0.5−2mm程度である。研磨後、支持部5の上面と吸着部3の上面は面一になる。
After the heat treatment, as shown in FIG. 9E, polishing is performed so that the suction surface has a predetermined flatness. The
なお、吸着部3の形状は円板状に限らず、必要に応じて種々の形状にすることができる。また、隔離部14を形成した形状でも製造可能である。これは、最初に支持部5を準備する段階で、隔壁部14を設けた支持部5を準備し、隔壁部14で仕切られた複数の凹部のそれぞれに原料16を充填すればよい。その後の工程は、上述の製造方法と同じである。
In addition, the shape of the adsorption |
また、上述の吸着用部材1a,1bを用いた真空吸着装置は、上述した吸着用部材1a、1bを固定ベース(不図示)に固定すると共に、吸引孔6に繋がる排気管(不図示)と、この排気管(不図示)に繋がる真空ポンプ(不図示)を備えている。真空ポンプにより排気管を介して吸引孔6内を吸引すると、吸着部3の連通孔から気体が排気され、対象物Wが吸着面2に真空吸着される。真空吸着を開放する場合は、排気管内の圧力が対象物Wの上面側と同じ圧力になるように、排気管内に空気を導入して真空吸着力を解放すれば良い。
Further, the vacuum suction device using the above-described
(実施例1)
次のようにして、吸着用部材1aを作製した。
Example 1
The adsorbing
致密質のセラミック焼結体からなる支持部5を複数準備した。支持部5の凹部15の径は300mm、深さ10mmとした。凹部15の底面には吸引孔6を形成した。ここで、凹部15の底面と側面に、シリカを主成分とするガラスペーストを塗布したものと、しないものとをそれぞれ複数準備した。ガラスペーストを塗布したものの塗布厚みは80μmである。ガラスペーストに含まれるガラス粉末の融点は、850℃である。
A plurality of
凹部15に原料16を充填した。この原料16は次のようにして作製した。平均粒径150μm、最大粒径250μmのアルミナ粒子からなるセラミック粉末と、シリカを主成分とするガラス粉末と、水とを混合した。アルミナ粉末とガラス粉末の割合は、ガラス粉末の含有量を表1に示したガラスの含有量(質量%)とし、残部をアルミナ粉末の含有量とした。ガラス粉末は、平均粒径が4μm、軟化点が890℃である。水は、セラミック粉末とガラス粉末の合計100質量部に対して、表1に示す質量部とした。原料の安息角は、28〜38°であった。
The
なお、原料16を充填する前に予めアルミナ粉末の粒径の分布を測定し、その標準偏差σを求めた。
In addition, before filling the
次に、充填した原料16を振動しながら加圧し、凹部15内で原料16を成形した。具体的には、充填した原料16に金型19を押し当てながら0.1MPaの圧力で原料16を加圧、圧縮し、同時に金型19を振動させる方法によって成形した。振動方向は、凹部15の底面に対して垂直な一軸方向とした。振動数は表1に示す通りである。一軸方向の振幅は1mmとした。
Next, the filled
成形後、1100℃で2時間、熱処理した。 After molding, heat treatment was performed at 1100 ° C. for 2 hours.
熱処理後、得られた吸着面を平坦に研磨加工し、吸着用部材1aを作製した。研磨の際に用いた砥石は、ダイヤモンド砥石であり、ダイヤモンドの粒径の番手は、#230(68μ、)である。研磨しろは、1−2mmである。研磨により、支持部5の上面と吸着部3の上面は面一にした。
After the heat treatment, the obtained suction surface was polished flat to produce a
得られた吸着用部材1を用いて評価を行った。また、セラミック粒子11の粒径の標準偏差は、原料を作製する前にセラミック粉末の粒径分布を求めた。
Evaluation was performed using the obtained
セラミック粒子が脱粒しているかどうかは、光学顕微鏡によって吸着面2を観察することにより判断した。光学顕微鏡で観察した視野の面積は、概ね5cm2とした。セラミック粒子11の最大粒径は250μmであるので、この最大粒径よりも大きな径である、300μm以上の凹みが吸着面2に観察された場合、セラミック粒子11が脱粒したと判断した。脱粒したセラミック粒子の個数を表1に示した。
Whether or not the ceramic particles are crushed was determined by observing the
直径305mm、厚み400μmのシリコンウェハを、作製した吸着用部材1aの吸着面2に載せ、真空吸着するかどうか調べた結果、何ら問題なく吸着できた。
A silicon wafer having a diameter of 305 mm and a thickness of 400 μm was placed on the
得られた吸着用部材1aを用いてさらに次の評価を行った。
The following evaluation was further performed using the obtained adsorbing
吸着部3と支持部5の隙間の有無は、次のように評価した。
The presence / absence of a gap between the
まず、支持部5を準備した。そして、S1/S0の値を測定した。S1/S0が、2/3以下の場合を「隙間の間隔が許容範囲内」、2/3を越えた場を「隙間の間隔が許容範囲外」、と判別した。測定に用いる超音波の周波数は500MHz、プローブ距離は20mmとした。
First, the
ガラス濃度の変化率は次のようにして求めた。吸着面2の略中央部を吸着面2に垂直な方向に切断し、さらに切断面をダイヤモンド砥石でソフトに研磨した。この研磨面にC(カーボン)を蒸着し、EDSを用いて各元素を検出した。測定装置としては、日本電子製のJED−2300を用いた。EDSの測定条件としては倍率100倍、加速電圧25kV、照射電流1nA、照射有効時間60秒、デッドタイム10%とした。EDSにより、1.739keV付近のSiのピークのカウント値を、吸着部3の研磨面について測定した。測定位置は、吸着面2の直下、および吸着面2から深さ方向に例えば2mmずつ等間隔の位置とした。ただし、ガラス層9を形成した場合は、ガラス層9の近傍を除く箇所についてEDSにより測定した。EDSによる各位置のSiのカウント値の平均値Ave、最大値Max、最小値Minを求めた。ガラス濃度の変化率は、(Max−Ave)×100(%)、(Ave−Min)×100(%)の値をそれぞれ計算し、両者のうち大きい方の値(%)とした。
The rate of change in glass concentration was determined as follows. A substantially central portion of the
上記の条件で作製、評価した吸着用部材1aは、吸着部3と支持部5の隙間が小さいと判別された。また、セラミック粒子11の単位面積当たりの脱粒した粒子の個数は、ゼロまたは少なかった。ガラス濃度の変化率は14%以内であった。
The
さらに、吸引孔6側から0.2MPaで水圧をかけて、吸着部3を通して吸着面2から水を放出した。その後、吸着部3が支持部5から剥離していないかを、試料を加工して調べた。
Furthermore, water was discharged from the
表1には示していないが、試料No.1−10,11−14,16−18はガラス層9を形成した試料である。試料No.10,15はガラス層を形成しなかった試料である。
Although not shown in Table 1, sample no. Reference numerals 1-10, 11-14, and 16-18 are samples in which the
表1より明らかなように、本発明の試料No.1−18は、脱粒した粒子数がゼロまたは非常に少なかった。また、隙間の間隔は許容範囲内であった。具体的には、S0/S1の値は、0.4以下であった。また、ガラス濃度の変化率が10%以下の試料No.1−14は、脱粒した粒子数がゼロまたは1個/cm2となり、特に脱粒しにくいことがわかった。 As is clear from Table 1, the sample No. 1-18 had zero or very few shed particles. Further, the gap interval was within an allowable range. Specifically, the value of S0 / S1 was 0.4 or less. In addition, sample No. whose glass concentration change rate is 10% or less. In 1-14, the number of shed particles was zero or 1 / cm 2 , and it was found that degranulation was particularly difficult.
(実施例2)
実施例1と同じ吸着用部材1aを作製し、水圧を1.5MPaと大きくして評価した。その結果、試料No.10,15は、吸着部3と支持部5の間(吸着面2側)に極微細な亀裂が観察されたが、吸着用部材として使用するには問題のないことがわかった。それ以外の試料は、吸着部3が剥離せず、吸着部3と支持部5の間に亀裂が入ることもなかった。
(Example 2)
The
(比較例)
比較例として、次のようにして吸着用部材を作製し、実施例と同じように評価できる項目を評価した。
(Comparative example)
As a comparative example, an adsorbing member was produced as follows, and items that could be evaluated in the same manner as in the examples were evaluated.
支持部の凹部の底面と側面に、実施例で用いたガラスと同じガラスペーストを塗布した。1000℃に加熱して、ガラスペーストを溶融させ、ガラス層を凹部に形成させた。 The same glass paste as the glass used in the example was applied to the bottom and side surfaces of the concave portion of the support portion. The glass paste was melted by heating to 1000 ° C., and a glass layer was formed in the recess.
その後、支持部の凹部内にスラリーを流し込んだ。スラリーの組成は、アルミナセラミック粉末90質量%、実施例で用いたガラス粉末10質量%を含む粉末100質量部に対して、水を120質量部または160質量部添加し、混合したものである。スラリーを80℃で乾燥させ、支持部の凹部に成形体を形成した。その後は、実施例と同様に、熱処理、研磨し、吸着用部材を作製した。表1において、*を付けた試料No.19,20は、上記の製造方法により製造したものである。水の添加量は、試料No.19が120質量部、試料No.20が160質量部である。 Thereafter, the slurry was poured into the concave portion of the support portion. The composition of the slurry is obtained by adding 120 parts by mass or 160 parts by mass of water to 100 parts by mass of powder containing 90% by mass of alumina ceramic powder and 10% by mass of the glass powder used in the examples, and mixing them. The slurry was dried at 80 ° C. to form a molded body in the concave portion of the support portion. Thereafter, in the same manner as in the example, heat treatment and polishing were performed to prepare an adsorbing member. In Table 1, sample No. 19 and 20 are manufactured by the above manufacturing method. The amount of water added was the sample No. 19 is 120 parts by mass, sample no. 20 is 160 parts by mass.
得られた吸着用部材を実施例と同様に評価した結果、吸着部と支持部との間に大きな隙間が観察された。すなわち、吸着部が支持部から剥離していた。この原因は乾燥、熱処理の過程で吸着部が収縮したためと考えられる。特に、吸着部の径方向の収縮率が大きかったため、吸着部の上面の外周部と、支持部との間に特に大きな隙間が観察された。また、表に示すようにセラミック粒子が多数脱粒していた。また、S1/S0の値は、試料No.19は0.9、試料No.20は0.95と大きかった。これらの結果から、比較例の吸着用部材は、真空吸着用部材として使用できないことがわかった。 As a result of evaluating the obtained adsorbing member in the same manner as in the example, a large gap was observed between the adsorbing portion and the supporting portion. That is, the adsorption part was peeled off from the support part. This is considered to be because the adsorbing portion contracted during the drying and heat treatment. In particular, since the shrinkage rate in the radial direction of the suction portion was large, a particularly large gap was observed between the outer peripheral portion of the upper surface of the suction portion and the support portion. Further, as shown in the table, many ceramic particles were shed. In addition, the value of S1 / S0 indicates the sample No. 19 is 0.9, sample no. 20 was as large as 0.95. From these results, it was found that the suction member of the comparative example cannot be used as a vacuum suction member.
1:吸着用部材
2,2a,2b:吸着面
3,3a,3b:吸着部
5:支持部
6a,6b:吸引孔
7:取り付け穴
9:ガラス層
11:セラミック粒子
12:ガラス
13:気孔
14:隔離部
15:凹部
16:原料
17:成形体
18:成形用治具
19:金型
20:振動体
21:砥石
W,W1,W2:対象物
1:
Claims (7)
前記支持部として、凹部を有するセラミック焼結体を準備する準備工程と、
前記凹部にガラス粒子、セラミックス粒子、および水を含む原料を充填する原料充填工程と、
前記原料を振動させながら加圧することにより成形体を形成する成形工程と、
前記成形体を加熱することにより、前記ガラス粒子を溶融させて前記セラミックス粒子を該溶融したガラスにより結合させる熱処理工程と、
を有する吸着用部材の製造方法。 A method for producing a suction member having a suction part having a suction surface on which an object is sucked, and a support part provided around the suction part,
As the support portion, a preparation step of preparing a ceramic sintered body having a recess,
A raw material filling step of filling the concave portion with a raw material containing glass particles, ceramic particles, and water;
A molding step of forming a molded body by applying pressure while vibrating the raw material;
A heat treatment step of melting the glass particles by bonding the ceramic particles by heating the molded body; and
The manufacturing method of the member for adsorption | suction which has.
前記原料充填工程において、前記成形用治具が取り付けられた前記支持部の前記凹部に前記原料を充填する請求項1から請求項5のいずれかに記載の吸着用部材の製造方法。The method for manufacturing an adsorption member according to any one of claims 1 to 5, wherein, in the raw material filling step, the raw material is filled in the concave portion of the support portion to which the forming jig is attached.
前記成形工程において、前記支持体の上面から一部がはみ出た成形体を形成し、In the molding step, a molded body partially protruding from the upper surface of the support is formed,
前記熱処理工程において、前記成形体を加熱することにより、前記支持体の上面から一部がはみ出た吸着部を形成し、In the heat treatment step, by heating the molded body, an adsorption part partially protruding from the upper surface of the support is formed,
前記熱処理工程の後、前記吸着部における前記支持体の上面からはみ出た一部を除去すAfter the heat treatment step, a part of the adsorption part that protrudes from the upper surface of the support is removed.
る除去工程を有する請求項6に記載の吸着用部材の製造方法。The manufacturing method of the member for adsorption | suction of Claim 6 which has a removal process to remove.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010012650A JP5489744B2 (en) | 2010-01-23 | 2010-01-23 | Method for manufacturing adsorption member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010012650A JP5489744B2 (en) | 2010-01-23 | 2010-01-23 | Method for manufacturing adsorption member |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011151277A JP2011151277A (en) | 2011-08-04 |
| JP5489744B2 true JP5489744B2 (en) | 2014-05-14 |
Family
ID=44537983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010012650A Expired - Fee Related JP5489744B2 (en) | 2010-01-23 | 2010-01-23 | Method for manufacturing adsorption member |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5489744B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014072266A (en) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Kyocera Corp | Adsorbing member manufacturing method |
| JP6976710B2 (en) * | 2016-04-28 | 2021-12-08 | 京セラ株式会社 | Porous ceramic body, adsorption member and method for manufacturing the porous ceramic body |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3325441B2 (en) * | 1995-11-30 | 2002-09-17 | 京セラ株式会社 | Vacuum suction device |
| JP2005123556A (en) * | 2003-09-25 | 2005-05-12 | Kyocera Corp | Wafer polishing suction plate |
| JP4476595B2 (en) * | 2003-10-23 | 2010-06-09 | 太平洋セメント株式会社 | Vacuum suction jig |
| JP2005205507A (en) * | 2004-01-20 | 2005-08-04 | Taiheiyo Cement Corp | Vacuum-sucking device and its manufacturing method |
-
2010
- 2010-01-23 JP JP2010012650A patent/JP5489744B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2011151277A (en) | 2011-08-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5730071B2 (en) | Adsorption member | |
| JP4885165B2 (en) | Vacuum adsorption device | |
| JP4666656B2 (en) | Vacuum adsorption apparatus, method for producing the same, and method for adsorbing an object to be adsorbed | |
| TW201513417A (en) | Method for manufacturing piezoelectric device, piezoelectric device, and piezoelectric free-standing substrate | |
| JP5489744B2 (en) | Method for manufacturing adsorption member | |
| JP5261057B2 (en) | Suction board and vacuum suction device | |
| JP4405887B2 (en) | Vacuum adsorption device | |
| JP2005205507A (en) | Vacuum-sucking device and its manufacturing method | |
| JP4336532B2 (en) | Vacuum adsorption apparatus and method for manufacturing the same | |
| JP5231064B2 (en) | Vacuum adsorption apparatus and method for manufacturing the same | |
| JP5709600B2 (en) | Method for manufacturing adsorption member | |
| JP2004283936A (en) | Vacuum sucking device | |
| JP7583686B2 (en) | Adsorption member and method for producing same | |
| JP2010205789A (en) | Vacuum suction device and method of manufacturing same | |
| JP2010208898A (en) | Silicon nitride substrate, method for producing the same and circuit board using the same | |
| JP4405886B2 (en) | Vacuum adsorption device | |
| JP4964910B2 (en) | Vacuum adsorption apparatus and method for manufacturing the same | |
| JP2014072266A (en) | Adsorbing member manufacturing method | |
| JP6154274B2 (en) | Suction board | |
| JP6179030B2 (en) | Vacuum adsorption apparatus and method for manufacturing the same | |
| JP4704971B2 (en) | Vacuum adsorption device | |
| CN112427284B (en) | Cymbal type piezoelectric ceramic composite transducer and forming method of transducer | |
| JP5597155B2 (en) | Vacuum adsorption apparatus and method for manufacturing the same | |
| JP2016012600A (en) | Adsorption member | |
| JP2009111293A (en) | Vacuum suction apparatus and manufacturing method therefor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121115 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131021 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131024 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131224 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140128 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140225 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5489744 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |