JP7014590B2

JP7014590B2 - 真空吸着部材

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Publication number: JP7014590B2
Application number: JP2017244691A
Authority: JP
Inventors: 徹夫北林; 誠浩佐藤
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2022-02-01
Anticipated expiration: 2037-12-21
Also published as: JP2019114590A

Description

本発明は、半導体ウエハなど基板を真空吸着保持するために用いられる真空吸着部材に関する。

半導体ウエハなどの被加工物を吸着保持する吸着面を有するポーラスセラミックスからなる吸着部と、当該吸着部を囲むスポンジ状の弾性部材で形成され、上面高さが吸着面よりも高い環状シール部と、を備えているチャックテーブルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

被加工物がチャックテーブルに載置されると、当該被加工物は少なくとも周縁領域において環状シール部に接触した状態となる。この状態で、吸着部の吸着面とは反対側で負圧領域が生成されると、環状シール部および被加工物により画定されている空間に負圧領域が形成される。これに応じて、被加工物に対して吸着面に向かう吸引力が作用し、吸着面に接近する被加工物によって環状シール部の上面高さが吸着面の高さと同一になるまで環状シール部が押しつぶされる。これにより、被加工物の平坦度の向上が図られている。

特開２０１４－０７２５１０号公報

しかし、基板の周縁領域である外側領域において反り上がっているまたは垂れ下がっている場合がある。この場合、基板の平坦度が内側領域において確保されたとしても外側領域において局所的に低下する。これにより、基板の外側領域に対して、所望の回路形成のためのエッチング処理などの所定の処理を施すことが困難となる。
そこで、本発明は、外側領域を含めて基板の全体的な平坦度の向上を図ることができる真空吸着部材を提供することを目的とする。

本発明の真空吸着部材は、基体と、前記基体の主面から突出している複数の凸部と、前記基体の内部を通り、前記基体の主面に開口を有する真空吸引経路と、前記複数の凸部が、前記基体の主面において内側領域に配置されている内側凸部群と、前記基体の主面において前記内側領域を取り囲む環状の外側領域に配置されている外側凸部群と、により構成され、前記外側凸部群のうち少なくとも一部を構成する複数の指定外側凸部のそれぞれの前記基体の主面を基準とする端面位置が、前記内側凸部群を構成する複数の内側凸部のそれぞれの前記基体の主面を基準とする端面位置よりも高く、かつ、当該複数の指定外側凸部のそれぞれの一部が残りの部分よりも弾性率が低い弾性素材により構成されていることを特徴とし、前記複数の凸部のそれぞれを囲むように、前記基体の主面から突出する環状凸部をさらに備え、前記環状凸部の前記基体の主面を基準とする端面位置が、前記複数の指定外側凸部のそれぞれの前記基体の主面を基準とする端面位置よりも低いことを特徴とする。

本発明の真空吸着部材によれば、基体の主面側において基板が真空吸着部材に載置されることにより、基体の主面から突出する複数の凸部のうち少なくとも一部の凸部により基板が支持される。各指定外側凸部の端面位置（面の「位置」という記載は、「基体の主面を基準とする当該面の位置」を意味する。）が、各内側凸部の端面位置よりも高いため、基板の外側領域の少なくとも一部に反り上がりまたは垂れ下がりがあっても、当該基板の外側領域の少なくとも一部が対応する指定外側凸部により支持されうる。この際、指定外側凸部の一部を構成する弾性素材が、当該指定外側凸部の端面位置を下げるように弾性変形することにより、基板の外側領域の少なくとも一部が指定外側凸部から受ける抗力が緩和されうる。

この状態で、基体の主面および基板の裏面により挟まれた空間から通気経路を介して空気が排出されることにより、当該空間に負圧領域が形成される。その結果、基板の内側領域が内側凸部群により支持される一方、基板の外側領域が外側凸部群のうち少なくとも一部を構成する複数の指定外側凸部により支持される。基板の外側領域の少なくとも一部に反り上がりまたは垂れ下がりがあっても、指定外側凸部の一部を構成する弾性素材が、当該指定外側凸部の端面位置を内側凸部の端面位置に一致させるように弾性変形することができる。また、指定外側凸部の一部が残りの部分よりも弾性率が低い弾性素材により構成されているため、指定外側凸部の全部が当該弾性素材により構成されている場合よりも、弾性素材の弾性変形による指定外側凸部の端面位置の変化量が制限される。よって、前記のような形状の基板であっても、基板表面の全体的な平坦度の向上が図られるように当該基板が真空吸着保持されうる。また、当該構成の真空吸着部材によれば、少なくとも一部の凸部により支持された状態の基板の裏面と、基体の主面とにより挟まれた空間が周囲を環状凸部により囲まれている分だけ、当該空間においてより強い負圧領域が形成されうる。このため、当該空間に負圧領域が形成された際、基板の裏面と複数の内側凸部および複数の指定外側凸部のそれぞれの端面とを確実に当接させることができる。また、環状凸部の端面と基板の裏面との間に間隙が存在する場合、当該空間に負圧領域が形成される際、当該間隙を通じて当該空間に流れ込む空気の流速が局所的に高くなり、基板の外側領域に対してベルヌーイ力を作用させることができる。このため、当該空間に負圧領域が形成された際、基板の裏面と複数の指定外側凸部のそれぞれの端面とをさらに確実に当接させることができる。

本発明の真空吸着部材において、前記複数の指定外側凸部のそれぞれが、前記基体の主面から突出している第１要素と、前記第１要素の端面に連続して設けられている前記弾性素材により構成されている第２要素と、を備え、前記第２要素の前記基体の主面を基準とする端面位置が前記複数の内側凸部のそれぞれの前記基体の主面を基準とする端面位置よりも高いことが好ましい。

当該構成の真空吸着部材によれば、基板の外側領域の少なくとも一部に反り上がりまたは垂れ下がりがあっても、指定外側凸部の一部を構成する第２要素が、当該指定外側凸部の端面位置ひいては第２要素の端面位置を内側凸部の端面位置に一致させるように弾性変形することができる。また、指定外側凸部の一部である第２要素が弾性素材により構成されている一方、残りの部分である第１要素は第２要素よりも弾性率が高いため、弾性素材の弾性変形による指定外側凸部の端面位置の変化量が抑制される。よって、前記のような形状の基板であっても、基板表面の全体的な平坦度の向上が図られるように当該基板が真空吸着保持されうる。

本発明の真空吸着部材において、前記弾性素材の弾性率Ｅ［Ｐａ］、前記弾性素材の前記基体の主面の垂線方向についての長さＬ［ｍ］および前記弾性素材の前記基体の主面に平行な断面における断面積Ｓ［ｍ²］が、４［ＭＰａ］≦Ｅおよび１．０×１０^-7≦Ｌ／（Ｅ×Ｓ）≦５．０×１０^-6により表わされる条件を満足することが好ましい。

当該構成の真空吸着部材によれば、指定外側凸部の一部を構成する弾性素材の弾性率Ｅ、長さＬおよび断面積Ｓが、外側領域の少なくとも一部に反り上がりまたは垂れ下がりがある基板の平坦度の向上を図る観点から適当に設計されている。

本発明の真空吸着部材において、前記複数の指定外側凸部のそれぞれが、前記基体とは別個に構成されている第１要素と、前記基体に支持された状態で前記第１要素を端部で支持している弾性要素により構成されている第２要素と、を備え、前記第１要素の端面位置が前記複数の内側凸部のそれぞれの端面位置よりも高いことが好ましい。

当該構成の真空吸着部材によれば、基板の外側領域の少なくとも一部に反り上がりまたは垂れ下がりがあっても、指定外側凸部の一部を構成する第２要素が、当該指定外側凸部の端面位置ひいては第１要素の端面位置を内側凸部の端面位置に一致させるように弾性変形することができる。また、指定外側凸部の一部である第２要素が弾性素材により構成されている一方、残りの部分である第１要素は第２要素よりも弾性率が高いため、弾性素材の弾性変形による指定外側凸部の端面位置の変化量が抑制される。よって、前記のような形状の基板であっても、基板表面の全体的な平坦度の向上が図られるように当該基板が真空吸着保持されうる。

本発明の真空吸着部材において、前記基体の主面から窪んで設けられている凹部をさらに備え、前記第１要素が前記凹部に部分的に変位可能に挿入され、前記第２要素が前記凹部の内部に収容されて前記凹部の底部により支持された状態で前記第１要素を支持していることが好ましい。

当該構成の真空吸着部材によれば、第２要素の弾性変形に伴って第１要素を凹部により案内しながら変位させ、これにより指定外側凸部の端面位置ひいては第１要素の端面位置が高精度で調節されうる。

本発明の第１実施形態としての真空吸着部材の上面図。図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った真空吸着部材の縦断面図。本発明の第１実施形態としての真空吸着部材の機能に関する説明図。本発明の第１実施形態としての真空吸着部材の機能に関する説明図。本発明の第１実施形態としての真空吸着部材の機能に関する説明図。本発明の第２実施形態としての真空吸着部材の図２に対応する縦断面図。本発明の第２実施形態としての真空吸着部材の機能に関する説明図。本発明の第２実施形態としての真空吸着部材の機能に関する説明図。本発明の第２実施形態としての真空吸着部材の機能に関する説明図。本発明の第３実施形態としての真空吸着部材の図２に対応する縦断面図。

（第１実施形態）
（構成）
図１および図２に示されている本発明の第１実施形態としての真空吸着部材は、基体１と、基体１の主面１０２から突出する複数の凸部１０と、複数の凸部１０を取り囲むように延在して基体１の主面１０から突出する環状凸部１４と、基体１の内部を通り、基体１の主面１０２に開口部２０２を有する通気経路２０と、を備えている。

基体１は、例えば略平板状のＳｉＣ、ＡｌＮ、Ａｌ₂Ｏ₃等のセラミックス焼結体からなる。複数の凸部１０、環状凸部１４および通経路２０のそれぞれは、研削加工、ブラスト加工、ミリング加工もしくはレーザー加工またはこれらの組み合わせにより形成される。基体１の主面１０２は略平面状に形成されている。

複数の凸部１０は、基体１の主面１０２において三角格子もしくは正方格子等の格子様に配置されるほか、複数の同心円のそれぞれに沿って配置され、あるいは、中心から延在する複数の放射線のそれぞれに沿って規則的に配置される等、規則的に配置されてもよく、不規則的に配置されていてもよい。各凸部１０は、略柱状、略錘台状、柱状体または錘台状体の端面または上底に、小面積の底面または下底を有する柱状体、半球、半楕円球または錘台状体が乗ったような複数の段差付きの略柱状など、様々な形状に形成されていてもよい。

真空吸着部材の縦断面図において環状凸部１４の形状が略矩形状のほか、略台形状、半楕円形状、真円形状、または、矩形と当該矩形の一辺を直径とする半円形とが組み合わせられた形状など、様々な形状であってもよい。なお、環状凸部１４が省略されてもよい。

複数の凸部１０は、内側凸部群１１および外側凸部群１２により構成されている。内側凸部群１１は、基体１の主面１０２において中心から半径Ｒ₁の円形状の内側領域Ｓ₁に配置されている複数の内側凸部１１２により構成されている。外側凸部群１２は、基体１の主面１０２において内側領域Ｓ₁を取り囲む、中心から半径Ｒ₂の外縁を有する環状の外側領域Ｓ₂に配置されている複数の外側凸部１２２により構成されている。外側領域Ｓ₂の外縁および環状凸部１４の内縁とは一致している。

内側領域Ｓ₁および外側領域Ｓ₂の合計面積（＝πＲ₂ ²）に対する、外側領域Ｓ₂の面積（＝π（Ｒ₂ ²－Ｒ₁ ²））の比率（＝１－Ｒ₁ ²／Ｒ₂ ²）は、例えば０．０３～０．２０の範囲に含まれるように内側領域Ｓ₁および外側領域Ｓ₂が定義されている。内側領域Ｓ₁の外縁は円環状に限られず、円環に沿って延在する波線状またはジグザグ線状であってもよい。外側領域Ｓ₂の外縁は円環状に限られず、円環に沿って延在する波線状またはジグザグ線状であってもよい。

基体１の主面１０２において、複数の内側凸部１１２の配置態様と複数の外側凸部１２２の配置態様とが同一であってもよく、複数の内側凸部１１２が三角格子様に配置される一方で、複数の外側凸部１２２が一の円または複数の同心円に沿って配列されるなど相違していてもよい。各内側凸部１１２の形状と各外側凸部１２２の形状とが同一であっても相違していてもよい。

外側凸部群１２のうち少なくとも一部を構成する複数の指定外側凸部１２２の基体１の主面１０２を基準とする端面１２２０の位置（突出高さＨ₂）が、内側凸部群１１を構成する複数の内側凸部１１２のそれぞれの基体１の主面１０２を基準とする端面１１２０の位置（突出高さＨ₁）よりも高い。本実施形態では、外側凸部群１２の「全部」を構成する複数の外側凸部１２２が「指定外側凸部」に該当するが、他の実施形態として外側凸部群１２の「一部のみ」を構成する複数の外側凸部１２２が「指定外側凸部」に該当していてもよい。

複数の指定外側凸部１２２のそれぞれの端面１２２０の位置と、複数の内側凸部１１２のそれぞれの端面１１２０の位置と、の高さの差Ｈ₂－Ｈ₁は、例えば２μｍ～２０μｍの範囲に含まれている。環状凸部１４の基体１の主面１０２を基準とする端面１４０の位置（突出高さＨ₄）が、複数の指定外側凸部１２２のそれぞれの基体１の主面１０２を基準とする端面１２２０の位置（突出高さＨ₂）よりも低いまたは当該端面１２２０の位置（突出高さＨ₂）と同一である。本実施形態では、複数の指定外側凸部１２２のそれぞれの端面１２２０の少なくとも一部と、複数の内側凸部１１２のそれぞれの端面１１２０の少なくとも一部と、が基体１の主面１０２に対して平行である。

各指定外側凸部１２２の一部が残りの部分よりも弾性率が低い弾性素材により構成されている。具体的には、各指定外側凸部１２２は、基体１の主面１０２から突出している第１要素１２２１と、第１要素１２２１の端面に連続して設けられている弾性素材により構成されている第２要素１２２２と、を備えている。第１要素１２２１は、基体１と一体的に形成されていてもよく、基体１に対して取り付けられている別個の部材により構成されていてもよい。第１要素１２２１がＳｉＣ等のセラミックス焼結体により構成されている場合、第２要素１２２２が例えばシリコン樹脂、フッ素樹脂（ＰＦＡ）もしくはポリイミド樹脂、金属製バネまたは窒化ケイ素製バネなど、当該セラミックス焼結体よりも弾性率が低い素材またはバネ定数が低い部材により構成されている。

第１要素１２２１の端面位置（突出高さＨ₂₁）は、各内側凸部１１２の端面１１２０の位置（突出高さＨ₁）より低く、各内側凸部１１２の端面１１２０の位置（突出高さＨ₁）と同一であってもよい。第２要素１２２２の端面位置（突出高さＨ₂₁＋Ｈ₂₂）、すなわち指定外側凸部１２２の端面１２２０の位置（突出高さＨ₂）は、各内側凸部１１２の端面１１２０の位置（突出高さＨ₁）よりも高い。

第２要素１２２２を構成する弾性素材の弾性率Ｅ［Ｐａ］、弾性素材の基体１の主面１０２の垂線方向についての長さＬ［ｍ］（図２のＨ₂₂参照）および弾性素材の基体１の主面１０２に平行な断面における断面積Ｓ［ｍ²］の組み合わせが、関係式（１）および（２）により表わされる条件を満足する。

４［ＭＰａ］≦Ｅ ‥（１）。

１．０×１０^-7≦Ｌ／（Ｅ×Ｓ）≦５．０×１０^-6 ‥（２）。

通気経路２０は、基体１の主面１０２における開口部２０２とは異なる開口部（主面１０２とは反対側の面における開口部）を通じて、通気経路２０の気圧を調整する圧力調整装置または真空吸引装置（図示略）に接続されている。

なお、図１および図２では真空吸着部材が概略的に表されており、当該真空吸着部材の構成要素のアスペクト比、間隔、個数などは、原則的に実際の設計値とは異なっている。これは、すべての実施形態において同様である。

（機能）
本発明の第１実施形態としての真空吸着部材によれば、基体１の主面１０２の側において基板Ｗが真空吸着部材に載置されることにより、少なくとも一部の凸部１０により基板Ｗが支持される（図３Ａおよび図３Ｂ参照）。各指定外側凸部１２２の端面１２２０の位置が、各内側凸部１１２の端面１１２０の位置よりも高い（図２参照）。このため、基板Ｗが外側領域Ｘ₂の少なくとも一部において反り上がっている場合でも、当該基板Ｗの外側領域Ｘ₂の少なくとも一部が対応する指定外側凸部１２２により支持されうる（図３Ａ参照）。一方、基板Ｗが外側領域Ｘ₂の少なくとも一部において垂れ下がっている場合でも、当該基板Ｗの外側領域Ｘ₂の少なくとも一部が対応する指定外側凸部１２２により支持されうる（図３Ｂ参照）。この際、指定外側凸部１２２の一部を構成する第２要素１２２２（弾性素材）が、当該指定外側凸部１２２の端面１２２０の位置を下げるように弾性変形することにより、基板Ｗの外側領域Ｘ₂の少なくとも一部が指定外側凸部１２２から受ける抗力が緩和されうる。

この状態で、基体１の主面１０２および基板Ｗの裏面Ｗ₂により挟まれた空間から通気経路２０を介して空気が排出されることにより、当該空間に負圧領域が形成され、基板Ｗに対して基体１の主面１０２に向かう力が作用する（図３Ａおよび図３Ｂ白矢印参照）。その結果、基板Ｗの内側領域Ｘ₁が複数の内側凸部１１２により支持される一方、基板Ｗの外側領域Ｘ₂が複数の指定外側凸部１２２により支持される。

基板Ｗの外側領域Ｘ₂の少なくとも一部に反り上がりまたは垂れ下がりがあっても、指定外側凸部１２２の一部を構成する第２要素１２２２（弾性素材）が、当該指定外側凸部１２２の端面１２２０の位置を内側凸部１１２の端面１１２０の位置に一致させるように弾性変形することができる（図３Ａ、図３Ｂ→図３Ｃ参照）。また、第２要素１２２２が第１要素１２２１よりも弾性率が低い弾性素材により構成されているため、指定外側凸部１２２の全部が当該弾性素材により構成されている場合よりも、弾性素材の弾性変形による指定外側凸部１２２の端面１２２０の位置の変化量が制限される。

よって、前記のような形状の基板Ｗであっても、基板Ｗの表面Ｗ₁の全体的な平坦度の向上が図られるように当該基板Ｗが真空吸着保持されうる。そして、基板Ｗの表面Ｗ₁において、内側領域Ｘ₁のみならず外側領域Ｘ₂においても、所望のパターンの回路形成のためのエッチング処理など、所定の処理が実施されうる。

（第２実施形態）
（構成）
図４に示されている本発明の第２実施形態としての真空吸着部材においては、各指定外側凸部１２２が、基体１とは別個に構成されている第１要素１２２１と、基体１に支持された状態で第１要素１２２１を端部で支持している弾性要素により構成されている第２要素１２２と、を備えている。第１要素１２２１の端面位置、すなわち指定外側凸部１２２の端面１２２０の位置は、各内側凸部１１２の端面１１２０の位置よりも高い。具体的には、真空吸着部材が、基体１の主面１０２から略柱状に窪んで設けられている凹部１０４を備えている。略柱状の第１要素１２２１が凹部１０４に部分的に変位可能に挿入されている。第２要素１２２２が凹部１０４の内部に収容されて凹部１０４の底部により支持された状態で第１要素１２２１を支持している。

指定外側凸部１２２の構成を除く他の構成は、第１実施形態の真空吸着部材と同様なので、同一の符号を用いるとともに説明を省略する。

（機能）
本発明の第２実施形態としての真空吸着部材によれば、基体１の主面１０２の側において基板Ｗが真空吸着部材に載置されることにより、少なくとも一部の凸部１０により基板Ｗが支持される（図５Ａおよび図５Ｂ参照）。各指定外側凸部１２２の端面１２２０の位置が、各内側凸部１１２の端面１１２０の位置よりも高い（図４参照）。このため、基板Ｗが外側領域Ｘ₂の少なくとも一部において反り上がっている場合でも、当該基板Ｗの外側領域Ｘ₂の少なくとも一部が対応する指定外側凸部１２２により支持されうる（図５Ａ参照）。一方、基板Ｗが外側領域Ｘ₂の少なくとも一部において垂れ下がっている場合でも、当該基板Ｗの外側領域Ｘ₂の少なくとも一部が対応する指定外側凸部１２２により支持されうる（図５Ｂ参照）。この際、指定外側凸部１２２の一部を構成する第２要素１２２２（弾性素材）が、当該指定外側凸部１２２の端面１２２０の位置を下げるように弾性変形することにより、基板Ｗの外側領域Ｘ₂の少なくとも一部が指定外側凸部１２２から受ける抗力が緩和されうる。

この状態で、基体１の主面１０２および基板Ｗの裏面Ｗ₂により挟まれた空間から通気経路２０を介して空気が排出されることにより、当該空間に負圧領域が形成され、基板Ｗに対して基体１の主面１０２に向かう力が作用する（図５Ａおよび図５Ｂ白矢印参照）。その結果、基板Ｗの内側領域Ｘ₁が複数の内側凸部１１２により支持される一方、基板Ｗの外側領域Ｘ₂が複数の指定外側凸部１２２により支持される。

基板Ｗの外側領域Ｘ₂の少なくとも一部に反り上がりまたは垂れ下がりがあっても、指定外側凸部１２２の一部を構成する第２要素１２２２（弾性素材）が、当該指定外側凸部１２２の端面１２２０の位置を内側凸部１１２の端面１１２０の位置に一致させるように弾性変形することができる（図５Ａ、図５Ｂ→図５Ｃ参照）。また、第２要素１２２２が第１要素１２２１よりも弾性率が低い弾性素材またはバネ定数が低い部材により構成されているため、指定外側凸部１２２の全部が当該弾性素材により構成されている場合よりも、弾性素材の弾性変形による指定外側凸部１２２の端面１２２０の位置の変化量が制限される。

（第３実施形態）
（構成）
図６に示されている本発明の第３実施形態としての真空吸着部材においては、第２要素１２２２が基体１の主面１０２に固定され、第２要素１２２１の端面に第１要素１２２１が固定されている。指定外側凸部１２２の構成を除く他の構成は、第１実施形態の真空吸着部材と同様なので、同一の符号を用いるとともに説明を省略する。

（機能）
本発明の第３実施形態としての真空吸着部材によれば、本発明の第２実施形態としての真空吸着部材と同様に、前記のように外側領域Ｘ₂において反り上がっているまたは垂れ下がっている基板Ｗであっても、基板Ｗの表面Ｗ₁の全体的な平坦度の向上が図られるように当該基板Ｗが真空吸着保持されうる（図５Ａ～図５Ｃ参照）。そして、基板Ｗの表面Ｗ₁において、内側領域Ｘ₁のみならず外側領域Ｘ₂においても、所望のパターンの回路形成のためのエッチング処理など、所定の処理が実施されうる。

（実施例）
（実施例１）
第１実施形態にしたがって実施例１の真空吸着部材が作製された（図１参照）。外径φ３００［ｍｍ］、厚み１．２［ｍｍ］の略円盤状の炭化珪素（ＳｉＣ）セラミックス焼結体により基体１が作製された。

基体１の主面１０２のφ２９２［ｍｍ］の内側領域Ｓ₁において、ピッチ３．５［ｍｍ］の三角格子の各格子点に配置された径φ１．０［ｍｍ］、突出高さＨ₁＝１５０［μｍ］の略円柱状の複数の突起が、複数の内側凸部１１２として形成された。

基体１の主面１０２の内径φ２９２［ｍｍ］、外径φ２９９［ｍｍ］の環状の外側領域Ｓ₂においてピッチ３．５［ｍｍ］の三角格子の各格子点に配置された径φ１．０［ｍｍ］、突出高さＨ₂₁＝１５０［μｍ］の略円柱状の複数の突起が第１要素１２２１として形成された。当該突起の端面に固定された径φ１．０［ｍｍ］、高さＨ₂₂＝１０［μｍ］の略円柱状の複数のシリコン樹脂製の突起が第２要素１２２２として形成された。すなわち、基体１の主面１０２の外側領域Ｓ₂において、径φ１．０［ｍｍ］、突出高さＨ₂＝１６０［μｍ］の略円柱状の複数の外側凸部１２２がピッチ３．５［ｍｍ］の三角格子の各格子点に配置された。第２要素１２２２は、第１要素１２２１に対して成膜することにより固定されている。指定外側凸部１２２の密度（外側領域Ｓ₂の面積に対する、複数の指定外側凸部１２２の端面の面積の合計の割合）が６．４３％である。

弾性素材である硬度７０（タイプＡデュロメータ（ＪＩＳＫ６２５３）により硬度を意味する。以下同じ。）の弾性率Ｅ（ヤング率）は４０．３［ＭＰａ］であり、関係式（１）で表わされる条件を満たしている。第２要素１２２２の長さＬ（高さＨ₂₂）が１．０×１０^-5［ｍ］であり、横断面積Ｓが７．８５×１０^-7［ｍ²］であるため、Ｌ／（Ｅ×Ｓ）＝３．１６×１０^-7であり、関係式（２）で表わされる条件を満たしている。

基体１の主面１０２において、外径φ２９９［ｍｍ］、幅０．５［ｍｍ］、突出高さＨ₄＝１４７［μｍ］の円環状の凸部が環状凸部１４として形成された。基体１において主面１０２の中心にφ３．０［ｍｍ］の厚さ方向に貫通する１個の貫通孔が通気経路２０として形成された。

（実施例２）
第２要素１２２２の長さＬ（高さＨ₂₂）が２．０×１０^-5［ｍ］であるほかは、実施例１と同様に実施例２の真空吸着部材が作製された。

（実施例３）
第２要素１２２２の長さＬ（高さＨ₂₂）が３．０×１０^-5［ｍ］であるほかは、実施例１と同様に実施例３の真空吸着部材が作製された。

（実施例４）
第２要素１２２２の長さＬ（高さＨ₂₂）が４．０×１０^-5［ｍ］であるほかは、実施例１と同様に実施例４の真空吸着部材が作製された。

（実施例５）
第２要素１２２２の長さＬ（高さＨ₂₂）が５．０×１０^-5［ｍ］であるほかは、実施例１と同様に実施例５の真空吸着部材が作製された。

（実施例６）
第１要素１２２１および第２要素１２２２のそれぞれの径φが１．２［ｍｍ］であり、指定外側凸部１２２の密度が９．２６％であるほかは、実施例２と同様に実施例６の真空吸着部材が作製された。

（実施例７）
第１要素１２２１および第２要素１２２２のそれぞれの径φが１．４［ｍｍ］であり、指定外側凸部１２２の密度が１２．６％であるほかは、実施例２と同様に実施例７の真空吸着部材が作製された。

（実施例８）
第１要素１２２１および第２要素１２２２のそれぞれの径φが１．６［ｍｍ］であり、指定外側凸部１２２の密度が１６．５％であるほかは、実施例２と同様に実施例８の真空吸着部材が作製された。

（実施例９）
第１要素１２２１および第２要素１２２２のそれぞれの径φが１．８［ｍｍ］であり、指定外側凸部１２２の密度が２０．８％であるほかは、実施例２と同様に実施例９の真空吸着部材が作製された。

（実施例１０）
第２要素１２２２が、弾性率Ｅが５．４［ＭＰａ］である硬度３０のシリコン樹脂により形成されたほかは、実施例２と同様に実施例１０の真空吸着部材が作製された。

（実施例１１）
第２要素１２２２が、弾性率Ｅが８．９［ＭＰａ］である硬度４０のシリコン樹脂により形成されたほかは、実施例２と同様に実施例１１の真空吸着部材が作製された。

（実施例１２）
第２要素１２２２が、弾性率Ｅが１４．２［ＭＰａ］である硬度５０のシリコン樹脂により形成されたほかは、実施例２と同様に実施例１２の真空吸着部材が作製された。

（実施例１３）
第２要素１２２２が、弾性率Ｅが２８．１［ＭＰａ］である硬度６０のシリコン樹脂により形成されたほかは、実施例２と同様に実施例１３の真空吸着部材が作製された。

（実施例１４）
第１要素１２２１および第２要素１２２２のそれぞれの径φが２．０［ｍｍ］であり、指定外側凸部１２２の密度が２５．７％であり、かつ、第２要素１２２２が、弾性率Ｅが４［ＭＰａ］である硬度２０のシリコン樹脂により形成されたほかは、実施例２と同様に実施例１４の真空吸着部材が作製された。

（実施例１５）
第１要素１２２１および第２要素１２２２のそれぞれの径φが０．５［ｍｍ］であり、指定外側凸部１２２の密度が１．６１％であり、かつ、第２要素１２２２が、弾性率Ｅが３５０［ＭＰａ］であるフッ素樹脂（ＦＰＡ）により形成されたほかは、実施例５と同様に実施例１５の真空吸着部材が作製された。

（実施例１６）
第１要素１２２１および第２要素１２２２のそれぞれの径φが１．０［ｍｍ］であるほかは、実施例１５と同様に実施例１６の真空吸着部材が作製された。

（実施例１７）
第１要素１２２１および第２要素１２２２のそれぞれの径φが０．５［ｍｍ］であり、第２要素１２２２が、弾性率Ｅが３０００［ＭＰａ］であるポリイミド樹脂により形成された。第２要素１２２２の長さＬ（高さＨ₂₂）が７．０×１０^-5［ｍ］である。指定外側凸部１２２の密度が格子ピッチの調整により０．８０％に設定された。これらのほかは、実施例１と同様に実施例１７の真空吸着部材が作製された。

（比較例）
（比較例１）
第１要素１２２１および第２要素１２２２のそれぞれの径φが１．０［ｍｍ］であるほかは、実施例１４と同様に比較例１の真空吸着部材が作製された。

（比較例２）
第１要素１２２１および第２要素１２２２のそれぞれの径φが１．０［ｍｍ］であり、第２要素１２２２の長さＬ（高さＨ₂₂）が１．０×１０^-5［ｍ］であるほかは、実施例１５と同様に比較例２の真空吸着部材が作製された。

（比較例３）
第１要素１２２１および第２要素１２２２のそれぞれの径φが１．０［ｍｍ］であり、指定外側凸部１２２の密度が３．２２％に設定され、かつ、第２要素１２２２の長さＬ（高さＨ₂₂）が２．０×１０^-5［ｍ］であるほかは、実施例１７と同様に比較例３の真空吸着部材が作製された。

（評価）
実施例および比較例のそれぞれの真空吸着部材の基体１の主面１０２の側に径φ３００ｍｍ、厚さｔ０．７ｍｍの基板Ｗ（シリコンウエハ）が載置された。非接触式のレーザー干渉計（ＺＹＧＯ社製ＧＰＩＨｓ）を用いて測定された基板Ｗの表面Ｗ₁の平坦度（ローカルフラットネス）２０［ｍｍ］×２０［ｍｍ］のＰＶ値の最大値は０．５μｍであった。その後、基板Ｗの裏面Ｗ₂および基体１の主面１０２により挟まれた空間が通気経路２０を通じて真空吸引装置により減圧された。これによって真空吸着部材に基板Ｗが保持された。この状態で、基板Ｗの表面Ｗ₁において２０［ｍｍ］×２０［ｍｍ］のＰＶ値が非接触式のレーザー干渉計を用いて測定された。

これらの測定結果が、指定外側凸部１２２の特徴的な設計項目とともに表１にまとめて示されている。

表１から、各実施例の真空吸着部材によれば、各比較例の真空吸着部材よりも基板Ｗの表面Ｗ₁の全体的な平坦度の向上が図られていることがわかる。

１‥基体、１０‥凸部、１１‥内側凸部群、１２‥外側凸部群、１４‥環状凸部、２０‥通気経路、１０２‥基体の主面、１０４‥凹部、１１２‥内側凸部、１２２‥外側凸部（指定外側凸部）、２０２‥開口部、１１２０‥内側凸部の端面、１２２０‥外側凸部の端面、１２２１‥第１要素、１２２２‥第２要素、Ｓ₁‥主面の内側領域、Ｓ₂‥主面の外側領域、Ｗ‥基板（ウエハ）、Ｗ₁‥基板表面、Ｗ₂‥基板裏面、Ｘ₁‥基板の内側領域、Ｘ₂‥基板の外側領域。

Claims

基体と、
前記基体の主面から突出している複数の凸部と、
前記基体の内部を通り、前記基体の主面に開口を有する真空吸引経路と、
前記複数の凸部が、前記基体の主面において内側領域に配置されている内側凸部群と、
前記基体の主面において前記内側領域を取り囲む環状の外側領域に配置されている外側凸部群と、により構成され、
前記外側凸部群のうち少なくとも一部を構成する複数の指定外側凸部のそれぞれの前記基体の主面を基準とする端面位置が、前記内側凸部群を構成する複数の内側凸部のそれぞれの前記基体の主面を基準とする端面位置よりも高く、かつ、当該複数の指定外側凸部のそれぞれの一部が残りの部分よりも弾性率が低い弾性素材により構成されていることを特徴とし、
前記複数の凸部のそれぞれを囲むように、前記基体の主面から突出する環状凸部をさらに備え、
前記環状凸部の前記基体の主面を基準とする端面位置が、前記複数の指定外側凸部のそれぞれの前記基体の主面を基準とする端面位置よりも低いことを特徴とする真空吸着部材。
請求項１記載の真空吸着部材において、
前記複数の指定外側凸部のそれぞれが、前記基体の主面から突出している第１要素と、
前記第１要素の端面に連続して設けられている前記弾性素材により構成されている第２要素と、を備え、
前記第２要素の前記基体の主面を基準とする端面位置が前記複数の内側凸部のそれぞれの前記基体の主面を基準とする端面位置よりも高いことを特徴とする真空吸着部材。
請求項１または２記載の真空吸着部材において、
前記弾性素材の弾性率Ｅ［Ｐａ］、前記弾性素材の前記基体の主面の垂線方向についての長さＬ［ｍ］および前記弾性素材の前記基体の主面に平行な断面における断面積Ｓ［ｍ2］が、４［ＭＰａ］≦Ｅおよび１．０×１０-7≦Ｌ／（Ｅ×Ｓ）≦５．０×１０-6により表わされる条件を満足することを特徴とする真空吸着部材。
請求項１記載の真空吸着部材において、
前記複数の指定外側凸部のそれぞれが、前記基体とは別個に構成されている第１要素と、前記基体に支持された状態で前記第１要素を端部で支持している弾性要素により構成されている第２要素と、を備え、
前記第１要素の端面位置が前記複数の内側凸部のそれぞれの端面位置よりも高いことを特徴とする真空吸着部材。
請求項４記載の真空吸着部材において、
前記基体の主面から窪んで設けられている凹部をさらに備え、
前記第１要素が前記凹部に部分的に変位可能に挿入され、前記第２要素が前記凹部の内部に収容されて前記凹部の底部により支持された状態で前記第１要素を支持していることを特徴とする真空吸着部材。