吸着用部材
【課題】吸着部を構成する多孔質体の目詰まりを抑制し、吸着力の低下を抑制することができる吸着用部材を提供する。
【解決手段】吸着用部材１Ａは、被加工物を吸着する吸着面２ａを備えたセラミック多孔質体からなる吸着部２と、該吸着部２を囲繞した、被加工物からの加工屑を捕集するためのセラミック多孔質体からなる捕集部３と、該捕集部３を囲繞して前記吸着部２および捕集部３を収容する凹部を有する支持部４とを有する。吸着部２の外周面および捕集部３の内周面は、互いに係合する段差部８を有しているとともに、該段差部８を含んで吸着部２の外周面と捕集部３の内周面とが接合材によって接合されている。
【解決手段】吸着用部材１Ａは、被加工物を吸着する吸着面２ａを備えたセラミック多孔質体からなる吸着部２と、該吸着部２を囲繞した、被加工物からの加工屑を捕集するためのセラミック多孔質体からなる捕集部３と、該捕集部３を囲繞して前記吸着部２および捕集部３を収容する凹部を有する支持部４とを有する。吸着部２の外周面および捕集部３の内周面は、互いに係合する段差部８を有しているとともに、該段差部８を含んで吸着部２の外周面と捕集部３の内周面とが接合材によって接合されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば研削等の加工を行う際に、被加工物を吸着する吸着用部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウェハなどの基板表面に平面研削加工等を施す場合には、基板を保持することが可能な載置用装置に載置し、加工面に研削液を常時供給しながら研削加工を実施する。このような基板を載置して保持することが可能な載置用装置の１つとして、多孔質（ポーラス）体からなる吸着部を介して基板を真空吸着する真空吸着装置が用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、被吸着物を載置する多孔質体からなる載置部（吸着部）と、吸着部の外縁を囲繞、支持する支持部と、支持部に形成された吸引部とを具備する真空吸着装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３５８５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、多孔質体からなる吸着部を有する真空吸着装置を用いてシリコンウェハを保持しつつ研削加工を行うと、シリコンウェハの端部と吸着部との間に形成される隙間から研削液が多孔質体に入り込んで、研削液に含まれる研削屑等が吸着部の多孔質体に目詰まりする可能性がある。特許文献１に記載された真空吸着装置は、多孔質体に目詰まりした汚染物を除去するために洗浄液を注入する吸引部を具備しているが、真空吸着装置を長期間使用すると、洗浄を繰り返しても多孔質体に目詰まりした汚染物が除去できなくなり、吸着力の低下につながるという問題があった。
【０００６】
よって、吸着部を構成する多孔質体の目詰まりを抑制し、吸着力の低下を抑制することができる吸着用部材が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る吸着用部材は、被加工物を吸着する吸着面を備えたセラミック多孔質体からなる吸着部と、該吸着部を囲繞した、前記被加工物からの加工屑を捕集するためのセラミック多孔質体からなる捕集部と、該捕集部を囲繞して前記吸着部および前記捕集部を収容する凹部を有する支持部とを有する吸着用部材であって、前記吸着部の外周面および前記捕集部の内周面が互いに係合する段差部を有しているとともに、該段差部を含んで前記吸着部の外周面と前記捕集部の内周面とが接合材によって接合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様に係る吸着用部材によれば、吸着部を構成するセラミック多孔質体の目詰まりを抑制し、吸着力の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態による吸着用部材の構成例を示す斜視図である。
【図２】図１の吸着用部材の構成例を示す、（ａ）が断面図、（ｂ）が（ａ）の部分拡大図、（ｃ）が吸着部と捕集部の接合部分の拡大図である。
【図３】図２の吸着用部材の変形例を示す、（ａ）が断面図、（ｂ）が（ａ）の部分拡大図、（ｃ）が吸着部と捕集部の接合部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態による吸着用部材１Ａは、中央に設けられた円板状の吸着部２と、吸着部２を囲繞して、加工屑を捕集する環状の捕集部３と、捕集部３を囲繞して、吸着部２および捕集部３を支持する支持部４とを有する。吸着部２は、試料Ｓを載置して吸着するための吸着面２ａを備える。
【００１２】
捕集部３は、試料Ｓを加工する際に、試料Ｓからの加工屑を捕集するための部材である。例えば、吸着面２ａ上に試料Ｓを載置して、研削液を供給しながら、試料Ｓの表面を研削する場合、試料Ｓと吸着面２ａとの間、すなわち試料Ｓの研削面とは反対側の面と吸着面２ａとの間に研削液およびその研削液に含まれる研削屑が入り込もうとしても、それらは捕集部３によって捕集され、吸着部２に入り込むことを抑制することができる。
【００１３】
また、捕集部３の多孔質体は、その吸水率が、吸着部２の多孔質体よりも高い。これにより、シリコンウェハ等の試料の研削時に発生する研削屑は、研削液とともに、吸水率の高い多孔質体の方に捕集されやすくなり、吸着部２のセラミック多孔質体の細孔が研削屑を捕集することによって閉塞されにくく、吸着部２のセラミック多孔質体の細孔閉塞による吸着力の低下発生を抑制することが可能となる。吸水率はＪＩＳ Ｒ １６３４−１９９８に規定されたアルキメデス法の乾燥重量Ｗ１と飽水重量Ｗ３を用いて、（Ｗ３−Ｗ１）／Ｗ１×１００（％）の式を用いて算出することが可能であり、捕集部３の多孔質体の吸水率は、吸着部２のセラミックス多孔質体の吸水率の１．２倍以上とするのが好ましい。なお、捕集部３の多孔質体の吸水率は、例えば１３〜１６％であることが好ましい。
【００１４】
吸着部２及び捕集部３は、例えばアルミナ，炭化珪素，又は窒化珪素などのセラミックスの多孔質体からなり、支持部４は、例えばアルミナ，炭化珪素，又は窒化珪素などのセラミックスの緻密質体からなる。
【００１５】
支持部４は、吸着部２及び捕集部３を収容する収容部５と、この収容部５の底面に開口を有する貫通孔６ａ，６ｂ（以下、特に区別しない場合には「貫通孔６」という。）とを有している。
【００１６】
貫通孔６ａ，６ｂは、真空吸引口７ａ，７ｂやパイプ（図示せず）を介して、真空吸引装置である真空ポンプ（図示せず）に接続されている。この吸着用部材１Ａを使用する際には、吸着部２の吸着面２ａ上に試料Ｓを載置して吸着部２の気孔および貫通孔６ａを介して真空ポンプで吸引を行うことにより、試料Ｓを吸着面２ａ上に吸着保持することができる。
【００１７】
また、貫通孔６ｂは、捕集部３に接続される。貫通孔６ｂは、捕集した研削屑を捕集部３を通して排出するための研削屑排出用の貫通孔である。これは、上記貫通孔６ａとは作用が異なる。貫通孔６ｂによって捕集部３を吸引することにより、捕集部３に捕集された研削屑を研削液と同時に外部に排出することができる。
【００１８】
なお、捕集部３のセラミック多孔質体の気孔部分の平均細孔径は、４０μｍ以上であることが好ましい。このとき、捕集部３のセラミック多孔質体の通気率が０．３％以上となる。ここで、通気率とは、ｖを単位時間当たりの通気量、ｔを試料厚み、Ａを通気断面積、およびΔｐを通気圧力とすると、ｆ＝(ｖ・ｔ)／(Ａ・Δｐ)で表される。このように、
通気率が０．３％以上であるとき、捕集部３の吸引を十分行うことができ、研削屑等の排出を効率よく行うことができる。さらに好ましくは、捕集部３のセラミック多孔質体は、平均細孔径は１００μｍ以上、通気率は１．４％以上であることが好ましい。なお、平均細孔径が大きくなるほど通気率は大きくなるが、平均細孔径が５００μｍ程度（通気率は９．１％程度）までであれば、捕集部３を構成するセラミック多孔質体としての十分に作用し得る。
【００１９】
なお、上記平均細孔径は、水銀圧入法（ＪＩＳ Ｒ １６５５−２００３に準じる）によって測定可能である。水銀圧入法とは、試料を没した水銀に順次圧力を加え、細孔中への水銀圧入量を求めることにより細孔径分布を得る方法である。
【００２０】
また、捕集部３のセラミック多孔質体は、上記０．３％以上の通気率を実現するために、上記平均細孔径の特性以外に、気孔率が好ましくは２０％以上４０％以下、より好ましくは、３５±３％であることがより好ましい。気孔率は、アルキメデス法（ＪＩＳ Ｒ １６３４に準じる）により求められる。
【００２１】
一方、吸着部２のセラミック多孔質体は、試料Ｓを安定して吸着するために、平均細孔径は、好ましくは、２０μｍ以上であればよいが、加工屑を必要以上に吸着しないように、より好ましくは、２０μｍ以上１００μ以下であるとよい。
【００２２】
本実施の形態による吸着用部材１Ａによれば、吸着部２の周囲に捕集部３が設けられているため、研削屑等の加工屑は吸着部２に入り込む前にまず捕集部３によって捕集される。これにより、多孔質体からなる吸着部２の目詰まりを抑制し、吸着力の低下を抑制することができる。
【００２３】
また、吸着部２および捕集部３が分離され、吸着部２の底面および捕集部３の底面が支持部４の収容部５の内面にそれぞれ接していることから、吸着部２および捕集部３の吸引をそれぞれ独立して行うことができる。
【００２４】
また、図１および図２の構成によれば、貫通孔６ａ，６ｂという、それぞれ別々の機構によっては吸引を行うため、一方の吸引が他方の吸引に影響を与えることをより効果的に抑制することができる。
【００２５】
また、吸着用部材１Ａは、吸着面２ａ、捕集部３の上面３ａ、および支持部４の上面４ａが略同一面をなしており、試料Ｓを水平に安定して保持することができる。ここで、捕集部３の上面３ａとは、吸着面３ａの周囲にある面のことであり、支持部４の上面４ａとは、収容部５が設けられた面をいい、吸着部３の上面３ａの周囲にある面のことである。支持部４は、吸着用部材１Ａを各種装置にネジ止め等によって取り付けるために、フランジ部４ｂが設けられていてもよい。
【００２６】
図２（ａ）は、本実施形態による吸着用部材１Ａの断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の部分拡大図である。また、図２（ｃ）は、吸着部２の外周面と捕集部３の内周面との接合部分の拡大図を示す。なお、図を分かりやすくするために、図２（ｂ）では貫通孔６を省略している。
【００２７】
本実施形態による吸着用部材１Ａは、図２に示すように、吸着部２の外周面と環状の捕集部３の内周面が、互いに係合する段差部８を有している。段差部８を含んで吸着部２の外周面と捕集部３の内周面とが接合材Ｐによって接合されている。また、吸着部２および捕集部３が有する段差部８は、吸着部２の厚さ方向に略平行な第１部位８ａ１，８ａ２と、第１部位８ａ１，８ａ２の間において吸着面２ａに略平行な第２部位８ｂとをそれぞれ
有している。接合材Ｐとしては、例えば、ガラスや有機接着剤を用いることができる。
【００２８】
このとき、図２（ｃ）に示すように、吸着面２ａおよび捕集部３の上面（以下、「捕集面」ともいう。）３ａにより近い第１部位８ａ１同士の間に設ける接合材Ｐの量を、第１部位８ａ２同士の間、および第２部位８ｂ同士の間に設ける接合材Ｐの量よりも少なくすると、吸着部２の外周面と捕集部３の内周面との間の間隔を、吸着面２ａおよび捕集面３ａに近い部位においてより小さくすることができる。具体的には、捕集面３ａと捕集部３の段差部８との間における上記間隔を、吸着部２の吸着面２ａとは反対側の面と吸着部２の段差部８との間における間隔よりも小さくすることができる。
【００２９】
一方、第１部位８ａ２同士および第２部位８ｂ同士の間に設ける接合材Ｐの量は比較的多くすることができることから、吸着部２の外周面および捕集部３の内周面は強固に接合することができる。これにより、本実施の形態による吸着用部材１Ａによれば、吸着部２と捕集部３の接合強度を保持しつつ、吸着面２ａと捕集面３ａとの間の隙間をできる限り小さくすることができる。その結果、吸着面２ａおよび捕集面３ａに近い部位において吸着部２と捕集部３との間に隙間が生じることを抑制することができ、研削液およびその研削液に含まれる研削屑が上記隙間を介して吸着部２に入り込むことを抑制することができる。
【００３０】
また、吸着面２ａおよび捕集面３ａに近い部位において吸着部２と捕集部３との間に隙間が生じることを抑制することができるため、吸着部２および捕集部３とその隙間との間の強度の違いによって、試料Ｓにリング状の転写が生じることを抑制することができる。また、吸着部２と捕集部３はともにセラミック多孔質体から構成されているので、吸着部２と捕集部３との強度の違いによる加工段差での転写を抑制することができる。
【００３１】
さらに、試料Ｓを載置する吸着面２ａを平面研削加工した際に、吸着部２と捕集部３の境界部（接合部）に加工時の振動などによる応力が作用しても、接合部に亀裂や破損などの欠陥が生じにくく、エアー漏れによる吸着用部材１Ａの吸着力低下が起こりにくい。これは、平面研削加工時の振動等によって生じる応力が段差部８で分散されるとともに、接合部に欠陥が生じても、段差部８においてその欠陥の進展を止め、抑制することができることから、欠陥からのエアー漏れによる吸着力の低下を抑制することができるからと考えられる。
【００３２】
一方、吸着部２の外周面および捕集部３の内周面が段差部８を有していない場合には、平面研削加工した際に、吸着部２と捕集部３の境界部に応力が作用して接合部に亀裂や破損などの欠陥が生じ、吸着面２ａ上を往復して平面加工する加工ツールからの振動などにより、亀裂や破損などの欠陥が接合部全体にわたって進展し易く、接合部の亀裂や破損箇所からエアー漏れが生じるため吸着力の低下が起こりやすい。なお、平面研削加工時に砥石などの加工ツールからは、周波数５０〜２００Ｈｚの振動が加工物に作用する。
【００３３】
また、本実施形態による吸着用部材１Ａは、試料を載置する吸着面２ａおよび捕集面３ａから、セラミック多孔質体の厚さの１／２以上の位置に段差部８が設けられるのが良い。吸着部２と捕集部３との境界の接合部に発生する欠陥の進展を考慮すると、吸着面２ａおよび捕集面３ａから近い位置に段を設け、加工による振動が作用し易い吸着面２ａになるべく近い位置で欠陥の進展を抑制することが良いと思われるが、図２（ｂ）に示すように、捕集面３ａから捕集部３の段差部８までの距離に相当する捕集部３の凸部３ｂの高さｈが短いと、凸部３ｂが平面研削加工時に加わる応力によって破損を生じ易くなることも考えられる。さらに、段差部８の下方は、加工時の応力や振動の影響を受けにくく、欠陥が生じる可能性が極めて少ないことから、エアー漏れの発生が抑制される。よって、吸着部２の下面側からエアー吸引を実施することを考慮すると、エアー吸引源に近い位置に段
差部８を形成してその下方にエアー漏れが抑制される部分を配置することがより好ましいと考えられる。したがって、捕集面３ａから段差部８までの高さｈは、セラミック多孔質体の厚さの１／２以上とするのが良い。捕集面３ａから捕集部３の段差部８までの高さｈとセラミック多孔質体の厚さＴの関係は、ｈ≧１／２Ｔとするのがよい。
【００３４】
なお、図２に示した吸着用部材１Ａでは、セラミック多孔質体の吸着面２ａ（上面）よりも吸着面２ａと反対側の下面の方が大きな面積である場合を示したが、図３に示すように、下面よりも吸着面２ａの方が大きな面積を有する吸着用部材１Ｂであっても良い。この場合も、吸着面２ａおよび捕集面３ａにより近い第１部位８ａ１同士の間に設ける接合材Ｐの量を、第１部位８ａ２同士の間、および第２部位８ｂ同士の間に設ける接合材Ｐの量よりも少なくすると、吸着部２の外周面と捕集部３の内周面との間の間隔を、吸着面２ａおよび捕集面３ａに近い部位においてより小さくすることができる。具体的には、吸着面２ａと吸着部２の段差部８との間における上記間隔を、捕集部３の捕集面３ａとは反対側の面の捕集部２の段差部８との間における間隔よりも小さくすることができる。
【００３５】
また、吸着用部材１Ｂも、吸着用部材１Ａと同様に、エアーの吸引源に近いセラミック多孔質体の厚さの１／２以上の位置に段差部８が設けられるのが良く、図３（ｂ）の凸部２ｂの吸着面２ａから段までの高さｈは、吸着部２のセラミック多孔質体の厚さの１／２以上とするのが良い。これは、上述したように、高さｈが１／２未満である場合には、吸着部２の凸部２ｂが吸着面２ａの平面研削加工時に加わる応力によって破損を生じ易いためである。吸着面２ａから吸着部２の段差部８までの高さｈとセラミック多孔質体の厚さＴの関係は、ｈ≧１／２Ｔとするのが良い。
【００３６】
次に、本実施形態による吸着用部材１Ａの製造方法について説明する。
【００３７】
（１）吸着部２の製造
まず、図１および図２に示すセラミック多孔質体からなる吸着部２を製造する。α型炭化珪素粉末、珪素粉末及び成形助剤となるフェノール樹脂を均一に混合し、調合原料を作製する。この調合原料を転動造粒機に投入し、顆粒とした後、外周部に段差部を有した形状の金型による乾式加圧成形にて成形体を得る。次に、この成形体を窒素雰囲気中、５００℃〜７００℃で脱脂処理した後、１４２０℃〜１９００℃で同じく窒素雰囲気中で熱処理して、所定形状となるよう研削加工を施すことにより、炭化珪素多孔質体からなる図２に示す吸着部２を作製する。なお、調合するα型炭化珪素粉末、珪素粉末の粒径は、好ましくは、４０μｍ〜１０００μｍであればよいが、平均細孔径を２０μｍ〜１００μｍにするために、より好ましくは、４０μｍ〜２１０μｍにするとよい。ここで、粒径とは、ＪＩＳＲ１６１９規格に準ずる。
【００３８】
なお、吸着部２の主成分がアルミナの場合には、主原料に対し、３〜２０重量％の範囲で焼失材を添加混合する。ここで、焼失材とは焼成時に燃えてなくなる材質のことであり、例えば、粉末ポリエチレン、酢酸ビニール、セルロース、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂などの樹脂剤、あるいは炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムなどを好適に用いることができる。一軸方向加圧成形機の金型中に、焼失材を添加した原料を充填し、圧縮成形する。このようにして得た成形体を１６００〜１７５０℃の焼成温度で焼成すれば、原料中の焼失材が燃えてなくなり、その跡が気孔となって残るため、その後、所定形状となるよう研削加工を施すことにより、アルミナ多孔質体からなる吸着部２を得ることができる。
【００３９】
（２）捕集部３の製造
次に、図２に示す捕集部３の製造を行う。ここで、調合原料となるセラミックス粉末の粒径は、８０μｍ〜１０００μｍであることが好ましいが、平均細孔径を１００μｍ以上
にするために、より好ましくは、２１０μｍ〜１０００μｍにするとよい。図２に示す捕集部３については、成形体を形成するときに、内周面に段差部を有する環状の金型を用いること以外は、吸着部２の製造方法と同様である。
【００４０】
（３）支持部４の製造
次に、支持部４は、次のように製造する。まず、主成分をなすセラミック粉末に、所定の焼結助剤あるいは安定化剤とバインダーをそれぞれ添加したセラミック原料を用意する。例えば主成分がＳｉＣである場合には、ＳｉＣに対してＣ、Ｂ、Ｂ４Ｃ、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３等のうち少なくとも一種を焼結助剤として添加する。硬質ゴムからなる型の中にセラミック原料を充填したあと、均一に静水圧をかけて成形するＣＩＰ（冷間静水圧プレス）成形法により成形する。前記ＣＩＰ成形法により得られた成形体に所定形状となるように切削加工を施し、１７００〜１９００℃の焼成温度で、各セラミック粉末を完全に焼結させる温度にて焼成し、所定形状に研削加工を施すことにより、緻密質な支持部４となる。
【００４１】
アルミナを主成分とする場合には、高純度のアルミナ粉末に、所定の焼結助剤あるいは安定化剤とバインダーをそれぞれ添加したセラミック原料を用意する。例えば、Ａｌ２Ｏ３に対しては焼結助剤としてＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ２のうち少なくとも一種を添加する。そしてこのセラミック原料を、硬質ゴムからなる型の中に充填した後、均一にＣＩＰ（冷間静水圧プレス）成形法により成形する。このようにして得た成形体を、１６００〜１７５０℃の焼成温度で焼成し、所定形状に研削加工を施すことにより支持部４を得ることができる。
【００４２】
（４）吸着部２、捕集部３および支持部４の接合
まず、吸着部２の外周面又は捕集部３の内周面の少なくともいずれか一方に接合材を塗布する。この際、接合材の塗布は、第１部位８ａ１に沿って塗布される量が、第１部位８ａ２および第２部位８ｂに沿って塗布される量よりも多くなるように行う。
【００４３】
その後、吸着部２を捕集部３に嵌合させ、吸着部２の外周面と捕集部３の内周面とを接合して、専用の加圧装置で厚み方向から加圧する。このとき、吸着部２の段差部８と捕集部３の段差部８との間のクリアランスは、図２（ｃ）に示すように、０ｍｍ＜Ｔ１＜０．１ｍｍ、Ｔ２，Ｔ３＞０．１ｍｍとなるように設定する。
【００４４】
一方、支持部４の収容部５内面にペースト状のガラスを塗布する。ガラス塗布後、吸着部２および捕集部３を収容部５に嵌合させ、専用の加圧装置で厚み方向から加圧する。
【００４５】
その後、大気雰囲気または真空雰囲気炉内で８００℃以上１３００℃以下の温度で熱処理する。これにより、吸着部２と捕集部３、およびこれらと支持部４とが接合される。
なお、吸着部２と捕集部３との接合、吸着部２，捕集部３と支持部４との接合に用いるガラスは、Ｙ２Ｏ３，ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３を所定比率で混合し、これに溶媒を添加したペースト状のガラスを用いるのが良い。また、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｂ２Ｏ３，ＣａＯ，ＭｇＯおよびＴｉＯ２と溶媒を所定比率で混合したガラスペーストや、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｂ２Ｏ３，ＣａＯ，ＭｇＯ，ＢａＯおよびＳｒＯと溶媒を所定比率で混合したガラスペーストも用いることが可能である。また、ガラスの代わりに樹脂によって接合してもよく、硬化剤を混ぜ合わせた樹脂接着剤を専用の加圧装置で厚み方向から加圧するまではガラスと同様の工程を用いて処置し、その後常温から７０℃までを２〜２４時間で乾燥させる。これにより、吸着部２、捕集部３、および支持部４が接合される。接合された結果得られたものを接合体という。
【００４６】
（５）吸着面の平面研削加工方法
次に（４）で接合した接合体の吸着面２ａ，捕集面３ａおよび上面４ａに平面加工を施す。市販の平面研削盤上に、吸着面２ａ，捕集面３ａおよび上面４ａを上にして接合体を置いた状態で瞬間接着剤やワックスなどで盤上に貼り付ける。そして高精度に加工可能な所定の番手のダイヤモンドホイールを平面研削盤に取り付け、接合体表面に与える振動などの負荷の小さい所定の切り込み量で、吸着面２ａ，捕集面３ａおよび上面４ａの平面研削加工を実施する。
【００４７】
以上の（１）〜（５）の製造方法により、本実施の形態による吸着用部材１Ａを製造可能である。
【００４８】
また、吸着用部材１Ｂも、吸着用部材１Ａと同様の方法で製造可能である。
【００４９】
なお、本実施形態による吸着用部材１Ａ，１Ｂの吸着部２および捕集部３には、アルミナ，炭化珪素または窒化珪素などの各種セラミックからなる多孔質体を用いることができる。特に、シリコンウェハを吸着面に吸着保持し、その平面に高精度加工を施す際には、加工時に発生する熱を除去できる点から、熱伝導率の高い炭化珪素質焼結体を用いることが好ましい。
【００５０】
また、本実施形態による吸着用部材１Ａ，１Ｂの支持部４には、吸着部と同様に、アルミナ，炭化珪素または窒化珪素などの各種セラミックからなる緻密体を適用可能であるが、シリコンウェハ加工時に発生する熱を除去できる点から、熱伝導率の高い炭化珪素質焼結体を用いることが好ましい。さらに、支持部４については、吸着部２との接合時に熱処理を施すため、熱膨張差による接合部への応力集中の発生を考慮すると、吸着部２と同様の材質のセラミックからなる緻密体を適用することがより好ましい。支持部４の気孔率は１％以下とするのが良い。
【００５１】
なお、上述の段差部８は複数段とすれば、吸着面２ａ，捕集面３ａ，上面４ａを平面研削加工した際の応力を接合部の各段で分散可能であり、接合部に欠陥を生じても、加工時の振動による欠陥の進展をより生じにくいものとできる。
【００５２】
なお、上述の説明では、加工屑の一例として研削屑を示しているが、これには、研削液に含まれる砥粒、試料や研削用砥石の微小な破片、および試料や研削用砥石に付着していたダスト等も含まれる。
【符号の説明】
【００５３】
１Ａ，１Ｂ：吸着用部材
２：吸着部
２ａ：吸着面
２ｂ：吸着部の凸部
３：捕集部
３ａ：捕集面
３ｂ：捕集部の凸部
４：支持部
４ａ：上面
４ｂ：フランジ部
５：収容部
６ａ，６ｂ：貫通孔
７ａ，７ｂ：真空吸引口
Ｓ：試料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば研削等の加工を行う際に、被加工物を吸着する吸着用部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウェハなどの基板表面に平面研削加工等を施す場合には、基板を保持することが可能な載置用装置に載置し、加工面に研削液を常時供給しながら研削加工を実施する。このような基板を載置して保持することが可能な載置用装置の１つとして、多孔質（ポーラス）体からなる吸着部を介して基板を真空吸着する真空吸着装置が用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、被吸着物を載置する多孔質体からなる載置部（吸着部）と、吸着部の外縁を囲繞、支持する支持部と、支持部に形成された吸引部とを具備する真空吸着装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３５８５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、多孔質体からなる吸着部を有する真空吸着装置を用いてシリコンウェハを保持しつつ研削加工を行うと、シリコンウェハの端部と吸着部との間に形成される隙間から研削液が多孔質体に入り込んで、研削液に含まれる研削屑等が吸着部の多孔質体に目詰まりする可能性がある。特許文献１に記載された真空吸着装置は、多孔質体に目詰まりした汚染物を除去するために洗浄液を注入する吸引部を具備しているが、真空吸着装置を長期間使用すると、洗浄を繰り返しても多孔質体に目詰まりした汚染物が除去できなくなり、吸着力の低下につながるという問題があった。
【０００６】
よって、吸着部を構成する多孔質体の目詰まりを抑制し、吸着力の低下を抑制することができる吸着用部材が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る吸着用部材は、被加工物を吸着する吸着面を備えたセラミック多孔質体からなる吸着部と、該吸着部を囲繞した、前記被加工物からの加工屑を捕集するためのセラミック多孔質体からなる捕集部と、該捕集部を囲繞して前記吸着部および前記捕集部を収容する凹部を有する支持部とを有する吸着用部材であって、前記吸着部の外周面および前記捕集部の内周面が互いに係合する段差部を有しているとともに、該段差部を含んで前記吸着部の外周面と前記捕集部の内周面とが接合材によって接合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様に係る吸着用部材によれば、吸着部を構成するセラミック多孔質体の目詰まりを抑制し、吸着力の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態による吸着用部材の構成例を示す斜視図である。
【図２】図１の吸着用部材の構成例を示す、（ａ）が断面図、（ｂ）が（ａ）の部分拡大図、（ｃ）が吸着部と捕集部の接合部分の拡大図である。
【図３】図２の吸着用部材の変形例を示す、（ａ）が断面図、（ｂ）が（ａ）の部分拡大図、（ｃ）が吸着部と捕集部の接合部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態による吸着用部材１Ａは、中央に設けられた円板状の吸着部２と、吸着部２を囲繞して、加工屑を捕集する環状の捕集部３と、捕集部３を囲繞して、吸着部２および捕集部３を支持する支持部４とを有する。吸着部２は、試料Ｓを載置して吸着するための吸着面２ａを備える。
【００１２】
捕集部３は、試料Ｓを加工する際に、試料Ｓからの加工屑を捕集するための部材である。例えば、吸着面２ａ上に試料Ｓを載置して、研削液を供給しながら、試料Ｓの表面を研削する場合、試料Ｓと吸着面２ａとの間、すなわち試料Ｓの研削面とは反対側の面と吸着面２ａとの間に研削液およびその研削液に含まれる研削屑が入り込もうとしても、それらは捕集部３によって捕集され、吸着部２に入り込むことを抑制することができる。
【００１３】
また、捕集部３の多孔質体は、その吸水率が、吸着部２の多孔質体よりも高い。これにより、シリコンウェハ等の試料の研削時に発生する研削屑は、研削液とともに、吸水率の高い多孔質体の方に捕集されやすくなり、吸着部２のセラミック多孔質体の細孔が研削屑を捕集することによって閉塞されにくく、吸着部２のセラミック多孔質体の細孔閉塞による吸着力の低下発生を抑制することが可能となる。吸水率はＪＩＳ Ｒ １６３４−１９９８に規定されたアルキメデス法の乾燥重量Ｗ１と飽水重量Ｗ３を用いて、（Ｗ３−Ｗ１）／Ｗ１×１００（％）の式を用いて算出することが可能であり、捕集部３の多孔質体の吸水率は、吸着部２のセラミックス多孔質体の吸水率の１．２倍以上とするのが好ましい。なお、捕集部３の多孔質体の吸水率は、例えば１３〜１６％であることが好ましい。
【００１４】
吸着部２及び捕集部３は、例えばアルミナ，炭化珪素，又は窒化珪素などのセラミックスの多孔質体からなり、支持部４は、例えばアルミナ，炭化珪素，又は窒化珪素などのセラミックスの緻密質体からなる。
【００１５】
支持部４は、吸着部２及び捕集部３を収容する収容部５と、この収容部５の底面に開口を有する貫通孔６ａ，６ｂ（以下、特に区別しない場合には「貫通孔６」という。）とを有している。
【００１６】
貫通孔６ａ，６ｂは、真空吸引口７ａ，７ｂやパイプ（図示せず）を介して、真空吸引装置である真空ポンプ（図示せず）に接続されている。この吸着用部材１Ａを使用する際には、吸着部２の吸着面２ａ上に試料Ｓを載置して吸着部２の気孔および貫通孔６ａを介して真空ポンプで吸引を行うことにより、試料Ｓを吸着面２ａ上に吸着保持することができる。
【００１７】
また、貫通孔６ｂは、捕集部３に接続される。貫通孔６ｂは、捕集した研削屑を捕集部３を通して排出するための研削屑排出用の貫通孔である。これは、上記貫通孔６ａとは作用が異なる。貫通孔６ｂによって捕集部３を吸引することにより、捕集部３に捕集された研削屑を研削液と同時に外部に排出することができる。
【００１８】
なお、捕集部３のセラミック多孔質体の気孔部分の平均細孔径は、４０μｍ以上であることが好ましい。このとき、捕集部３のセラミック多孔質体の通気率が０．３％以上となる。ここで、通気率とは、ｖを単位時間当たりの通気量、ｔを試料厚み、Ａを通気断面積、およびΔｐを通気圧力とすると、ｆ＝(ｖ・ｔ)／(Ａ・Δｐ)で表される。このように、
通気率が０．３％以上であるとき、捕集部３の吸引を十分行うことができ、研削屑等の排出を効率よく行うことができる。さらに好ましくは、捕集部３のセラミック多孔質体は、平均細孔径は１００μｍ以上、通気率は１．４％以上であることが好ましい。なお、平均細孔径が大きくなるほど通気率は大きくなるが、平均細孔径が５００μｍ程度（通気率は９．１％程度）までであれば、捕集部３を構成するセラミック多孔質体としての十分に作用し得る。
【００１９】
なお、上記平均細孔径は、水銀圧入法（ＪＩＳ Ｒ １６５５−２００３に準じる）によって測定可能である。水銀圧入法とは、試料を没した水銀に順次圧力を加え、細孔中への水銀圧入量を求めることにより細孔径分布を得る方法である。
【００２０】
また、捕集部３のセラミック多孔質体は、上記０．３％以上の通気率を実現するために、上記平均細孔径の特性以外に、気孔率が好ましくは２０％以上４０％以下、より好ましくは、３５±３％であることがより好ましい。気孔率は、アルキメデス法（ＪＩＳ Ｒ １６３４に準じる）により求められる。
【００２１】
一方、吸着部２のセラミック多孔質体は、試料Ｓを安定して吸着するために、平均細孔径は、好ましくは、２０μｍ以上であればよいが、加工屑を必要以上に吸着しないように、より好ましくは、２０μｍ以上１００μ以下であるとよい。
【００２２】
本実施の形態による吸着用部材１Ａによれば、吸着部２の周囲に捕集部３が設けられているため、研削屑等の加工屑は吸着部２に入り込む前にまず捕集部３によって捕集される。これにより、多孔質体からなる吸着部２の目詰まりを抑制し、吸着力の低下を抑制することができる。
【００２３】
また、吸着部２および捕集部３が分離され、吸着部２の底面および捕集部３の底面が支持部４の収容部５の内面にそれぞれ接していることから、吸着部２および捕集部３の吸引をそれぞれ独立して行うことができる。
【００２４】
また、図１および図２の構成によれば、貫通孔６ａ，６ｂという、それぞれ別々の機構によっては吸引を行うため、一方の吸引が他方の吸引に影響を与えることをより効果的に抑制することができる。
【００２５】
また、吸着用部材１Ａは、吸着面２ａ、捕集部３の上面３ａ、および支持部４の上面４ａが略同一面をなしており、試料Ｓを水平に安定して保持することができる。ここで、捕集部３の上面３ａとは、吸着面３ａの周囲にある面のことであり、支持部４の上面４ａとは、収容部５が設けられた面をいい、吸着部３の上面３ａの周囲にある面のことである。支持部４は、吸着用部材１Ａを各種装置にネジ止め等によって取り付けるために、フランジ部４ｂが設けられていてもよい。
【００２６】
図２（ａ）は、本実施形態による吸着用部材１Ａの断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の部分拡大図である。また、図２（ｃ）は、吸着部２の外周面と捕集部３の内周面との接合部分の拡大図を示す。なお、図を分かりやすくするために、図２（ｂ）では貫通孔６を省略している。
【００２７】
本実施形態による吸着用部材１Ａは、図２に示すように、吸着部２の外周面と環状の捕集部３の内周面が、互いに係合する段差部８を有している。段差部８を含んで吸着部２の外周面と捕集部３の内周面とが接合材Ｐによって接合されている。また、吸着部２および捕集部３が有する段差部８は、吸着部２の厚さ方向に略平行な第１部位８ａ１，８ａ２と、第１部位８ａ１，８ａ２の間において吸着面２ａに略平行な第２部位８ｂとをそれぞれ
有している。接合材Ｐとしては、例えば、ガラスや有機接着剤を用いることができる。
【００２８】
このとき、図２（ｃ）に示すように、吸着面２ａおよび捕集部３の上面（以下、「捕集面」ともいう。）３ａにより近い第１部位８ａ１同士の間に設ける接合材Ｐの量を、第１部位８ａ２同士の間、および第２部位８ｂ同士の間に設ける接合材Ｐの量よりも少なくすると、吸着部２の外周面と捕集部３の内周面との間の間隔を、吸着面２ａおよび捕集面３ａに近い部位においてより小さくすることができる。具体的には、捕集面３ａと捕集部３の段差部８との間における上記間隔を、吸着部２の吸着面２ａとは反対側の面と吸着部２の段差部８との間における間隔よりも小さくすることができる。
【００２９】
一方、第１部位８ａ２同士および第２部位８ｂ同士の間に設ける接合材Ｐの量は比較的多くすることができることから、吸着部２の外周面および捕集部３の内周面は強固に接合することができる。これにより、本実施の形態による吸着用部材１Ａによれば、吸着部２と捕集部３の接合強度を保持しつつ、吸着面２ａと捕集面３ａとの間の隙間をできる限り小さくすることができる。その結果、吸着面２ａおよび捕集面３ａに近い部位において吸着部２と捕集部３との間に隙間が生じることを抑制することができ、研削液およびその研削液に含まれる研削屑が上記隙間を介して吸着部２に入り込むことを抑制することができる。
【００３０】
また、吸着面２ａおよび捕集面３ａに近い部位において吸着部２と捕集部３との間に隙間が生じることを抑制することができるため、吸着部２および捕集部３とその隙間との間の強度の違いによって、試料Ｓにリング状の転写が生じることを抑制することができる。また、吸着部２と捕集部３はともにセラミック多孔質体から構成されているので、吸着部２と捕集部３との強度の違いによる加工段差での転写を抑制することができる。
【００３１】
さらに、試料Ｓを載置する吸着面２ａを平面研削加工した際に、吸着部２と捕集部３の境界部（接合部）に加工時の振動などによる応力が作用しても、接合部に亀裂や破損などの欠陥が生じにくく、エアー漏れによる吸着用部材１Ａの吸着力低下が起こりにくい。これは、平面研削加工時の振動等によって生じる応力が段差部８で分散されるとともに、接合部に欠陥が生じても、段差部８においてその欠陥の進展を止め、抑制することができることから、欠陥からのエアー漏れによる吸着力の低下を抑制することができるからと考えられる。
【００３２】
一方、吸着部２の外周面および捕集部３の内周面が段差部８を有していない場合には、平面研削加工した際に、吸着部２と捕集部３の境界部に応力が作用して接合部に亀裂や破損などの欠陥が生じ、吸着面２ａ上を往復して平面加工する加工ツールからの振動などにより、亀裂や破損などの欠陥が接合部全体にわたって進展し易く、接合部の亀裂や破損箇所からエアー漏れが生じるため吸着力の低下が起こりやすい。なお、平面研削加工時に砥石などの加工ツールからは、周波数５０〜２００Ｈｚの振動が加工物に作用する。
【００３３】
また、本実施形態による吸着用部材１Ａは、試料を載置する吸着面２ａおよび捕集面３ａから、セラミック多孔質体の厚さの１／２以上の位置に段差部８が設けられるのが良い。吸着部２と捕集部３との境界の接合部に発生する欠陥の進展を考慮すると、吸着面２ａおよび捕集面３ａから近い位置に段を設け、加工による振動が作用し易い吸着面２ａになるべく近い位置で欠陥の進展を抑制することが良いと思われるが、図２（ｂ）に示すように、捕集面３ａから捕集部３の段差部８までの距離に相当する捕集部３の凸部３ｂの高さｈが短いと、凸部３ｂが平面研削加工時に加わる応力によって破損を生じ易くなることも考えられる。さらに、段差部８の下方は、加工時の応力や振動の影響を受けにくく、欠陥が生じる可能性が極めて少ないことから、エアー漏れの発生が抑制される。よって、吸着部２の下面側からエアー吸引を実施することを考慮すると、エアー吸引源に近い位置に段
差部８を形成してその下方にエアー漏れが抑制される部分を配置することがより好ましいと考えられる。したがって、捕集面３ａから段差部８までの高さｈは、セラミック多孔質体の厚さの１／２以上とするのが良い。捕集面３ａから捕集部３の段差部８までの高さｈとセラミック多孔質体の厚さＴの関係は、ｈ≧１／２Ｔとするのがよい。
【００３４】
なお、図２に示した吸着用部材１Ａでは、セラミック多孔質体の吸着面２ａ（上面）よりも吸着面２ａと反対側の下面の方が大きな面積である場合を示したが、図３に示すように、下面よりも吸着面２ａの方が大きな面積を有する吸着用部材１Ｂであっても良い。この場合も、吸着面２ａおよび捕集面３ａにより近い第１部位８ａ１同士の間に設ける接合材Ｐの量を、第１部位８ａ２同士の間、および第２部位８ｂ同士の間に設ける接合材Ｐの量よりも少なくすると、吸着部２の外周面と捕集部３の内周面との間の間隔を、吸着面２ａおよび捕集面３ａに近い部位においてより小さくすることができる。具体的には、吸着面２ａと吸着部２の段差部８との間における上記間隔を、捕集部３の捕集面３ａとは反対側の面の捕集部２の段差部８との間における間隔よりも小さくすることができる。
【００３５】
また、吸着用部材１Ｂも、吸着用部材１Ａと同様に、エアーの吸引源に近いセラミック多孔質体の厚さの１／２以上の位置に段差部８が設けられるのが良く、図３（ｂ）の凸部２ｂの吸着面２ａから段までの高さｈは、吸着部２のセラミック多孔質体の厚さの１／２以上とするのが良い。これは、上述したように、高さｈが１／２未満である場合には、吸着部２の凸部２ｂが吸着面２ａの平面研削加工時に加わる応力によって破損を生じ易いためである。吸着面２ａから吸着部２の段差部８までの高さｈとセラミック多孔質体の厚さＴの関係は、ｈ≧１／２Ｔとするのが良い。
【００３６】
次に、本実施形態による吸着用部材１Ａの製造方法について説明する。
【００３７】
（１）吸着部２の製造
まず、図１および図２に示すセラミック多孔質体からなる吸着部２を製造する。α型炭化珪素粉末、珪素粉末及び成形助剤となるフェノール樹脂を均一に混合し、調合原料を作製する。この調合原料を転動造粒機に投入し、顆粒とした後、外周部に段差部を有した形状の金型による乾式加圧成形にて成形体を得る。次に、この成形体を窒素雰囲気中、５００℃〜７００℃で脱脂処理した後、１４２０℃〜１９００℃で同じく窒素雰囲気中で熱処理して、所定形状となるよう研削加工を施すことにより、炭化珪素多孔質体からなる図２に示す吸着部２を作製する。なお、調合するα型炭化珪素粉末、珪素粉末の粒径は、好ましくは、４０μｍ〜１０００μｍであればよいが、平均細孔径を２０μｍ〜１００μｍにするために、より好ましくは、４０μｍ〜２１０μｍにするとよい。ここで、粒径とは、ＪＩＳＲ１６１９規格に準ずる。
【００３８】
なお、吸着部２の主成分がアルミナの場合には、主原料に対し、３〜２０重量％の範囲で焼失材を添加混合する。ここで、焼失材とは焼成時に燃えてなくなる材質のことであり、例えば、粉末ポリエチレン、酢酸ビニール、セルロース、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂などの樹脂剤、あるいは炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムなどを好適に用いることができる。一軸方向加圧成形機の金型中に、焼失材を添加した原料を充填し、圧縮成形する。このようにして得た成形体を１６００〜１７５０℃の焼成温度で焼成すれば、原料中の焼失材が燃えてなくなり、その跡が気孔となって残るため、その後、所定形状となるよう研削加工を施すことにより、アルミナ多孔質体からなる吸着部２を得ることができる。
【００３９】
（２）捕集部３の製造
次に、図２に示す捕集部３の製造を行う。ここで、調合原料となるセラミックス粉末の粒径は、８０μｍ〜１０００μｍであることが好ましいが、平均細孔径を１００μｍ以上
にするために、より好ましくは、２１０μｍ〜１０００μｍにするとよい。図２に示す捕集部３については、成形体を形成するときに、内周面に段差部を有する環状の金型を用いること以外は、吸着部２の製造方法と同様である。
【００４０】
（３）支持部４の製造
次に、支持部４は、次のように製造する。まず、主成分をなすセラミック粉末に、所定の焼結助剤あるいは安定化剤とバインダーをそれぞれ添加したセラミック原料を用意する。例えば主成分がＳｉＣである場合には、ＳｉＣに対してＣ、Ｂ、Ｂ４Ｃ、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３等のうち少なくとも一種を焼結助剤として添加する。硬質ゴムからなる型の中にセラミック原料を充填したあと、均一に静水圧をかけて成形するＣＩＰ（冷間静水圧プレス）成形法により成形する。前記ＣＩＰ成形法により得られた成形体に所定形状となるように切削加工を施し、１７００〜１９００℃の焼成温度で、各セラミック粉末を完全に焼結させる温度にて焼成し、所定形状に研削加工を施すことにより、緻密質な支持部４となる。
【００４１】
アルミナを主成分とする場合には、高純度のアルミナ粉末に、所定の焼結助剤あるいは安定化剤とバインダーをそれぞれ添加したセラミック原料を用意する。例えば、Ａｌ２Ｏ３に対しては焼結助剤としてＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｉＯ２のうち少なくとも一種を添加する。そしてこのセラミック原料を、硬質ゴムからなる型の中に充填した後、均一にＣＩＰ（冷間静水圧プレス）成形法により成形する。このようにして得た成形体を、１６００〜１７５０℃の焼成温度で焼成し、所定形状に研削加工を施すことにより支持部４を得ることができる。
【００４２】
（４）吸着部２、捕集部３および支持部４の接合
まず、吸着部２の外周面又は捕集部３の内周面の少なくともいずれか一方に接合材を塗布する。この際、接合材の塗布は、第１部位８ａ１に沿って塗布される量が、第１部位８ａ２および第２部位８ｂに沿って塗布される量よりも多くなるように行う。
【００４３】
その後、吸着部２を捕集部３に嵌合させ、吸着部２の外周面と捕集部３の内周面とを接合して、専用の加圧装置で厚み方向から加圧する。このとき、吸着部２の段差部８と捕集部３の段差部８との間のクリアランスは、図２（ｃ）に示すように、０ｍｍ＜Ｔ１＜０．１ｍｍ、Ｔ２，Ｔ３＞０．１ｍｍとなるように設定する。
【００４４】
一方、支持部４の収容部５内面にペースト状のガラスを塗布する。ガラス塗布後、吸着部２および捕集部３を収容部５に嵌合させ、専用の加圧装置で厚み方向から加圧する。
【００４５】
その後、大気雰囲気または真空雰囲気炉内で８００℃以上１３００℃以下の温度で熱処理する。これにより、吸着部２と捕集部３、およびこれらと支持部４とが接合される。
なお、吸着部２と捕集部３との接合、吸着部２，捕集部３と支持部４との接合に用いるガラスは、Ｙ２Ｏ３，ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３を所定比率で混合し、これに溶媒を添加したペースト状のガラスを用いるのが良い。また、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｂ２Ｏ３，ＣａＯ，ＭｇＯおよびＴｉＯ２と溶媒を所定比率で混合したガラスペーストや、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｂ２Ｏ３，ＣａＯ，ＭｇＯ，ＢａＯおよびＳｒＯと溶媒を所定比率で混合したガラスペーストも用いることが可能である。また、ガラスの代わりに樹脂によって接合してもよく、硬化剤を混ぜ合わせた樹脂接着剤を専用の加圧装置で厚み方向から加圧するまではガラスと同様の工程を用いて処置し、その後常温から７０℃までを２〜２４時間で乾燥させる。これにより、吸着部２、捕集部３、および支持部４が接合される。接合された結果得られたものを接合体という。
【００４６】
（５）吸着面の平面研削加工方法
次に（４）で接合した接合体の吸着面２ａ，捕集面３ａおよび上面４ａに平面加工を施す。市販の平面研削盤上に、吸着面２ａ，捕集面３ａおよび上面４ａを上にして接合体を置いた状態で瞬間接着剤やワックスなどで盤上に貼り付ける。そして高精度に加工可能な所定の番手のダイヤモンドホイールを平面研削盤に取り付け、接合体表面に与える振動などの負荷の小さい所定の切り込み量で、吸着面２ａ，捕集面３ａおよび上面４ａの平面研削加工を実施する。
【００４７】
以上の（１）〜（５）の製造方法により、本実施の形態による吸着用部材１Ａを製造可能である。
【００４８】
また、吸着用部材１Ｂも、吸着用部材１Ａと同様の方法で製造可能である。
【００４９】
なお、本実施形態による吸着用部材１Ａ，１Ｂの吸着部２および捕集部３には、アルミナ，炭化珪素または窒化珪素などの各種セラミックからなる多孔質体を用いることができる。特に、シリコンウェハを吸着面に吸着保持し、その平面に高精度加工を施す際には、加工時に発生する熱を除去できる点から、熱伝導率の高い炭化珪素質焼結体を用いることが好ましい。
【００５０】
また、本実施形態による吸着用部材１Ａ，１Ｂの支持部４には、吸着部と同様に、アルミナ，炭化珪素または窒化珪素などの各種セラミックからなる緻密体を適用可能であるが、シリコンウェハ加工時に発生する熱を除去できる点から、熱伝導率の高い炭化珪素質焼結体を用いることが好ましい。さらに、支持部４については、吸着部２との接合時に熱処理を施すため、熱膨張差による接合部への応力集中の発生を考慮すると、吸着部２と同様の材質のセラミックからなる緻密体を適用することがより好ましい。支持部４の気孔率は１％以下とするのが良い。
【００５１】
なお、上述の段差部８は複数段とすれば、吸着面２ａ，捕集面３ａ，上面４ａを平面研削加工した際の応力を接合部の各段で分散可能であり、接合部に欠陥を生じても、加工時の振動による欠陥の進展をより生じにくいものとできる。
【００５２】
なお、上述の説明では、加工屑の一例として研削屑を示しているが、これには、研削液に含まれる砥粒、試料や研削用砥石の微小な破片、および試料や研削用砥石に付着していたダスト等も含まれる。
【符号の説明】
【００５３】
１Ａ，１Ｂ：吸着用部材
２：吸着部
２ａ：吸着面
２ｂ：吸着部の凸部
３：捕集部
３ａ：捕集面
３ｂ：捕集部の凸部
４：支持部
４ａ：上面
４ｂ：フランジ部
５：収容部
６ａ，６ｂ：貫通孔
７ａ，７ｂ：真空吸引口
Ｓ：試料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を吸着する吸着面を備えたセラミック多孔質体からなる吸着部と、該吸着部を囲繞した、前記被加工物からの加工屑を捕集するためのセラミック多孔質体からなる捕集部と、該捕集部を囲繞して前記吸着部および前記捕集部を収容する凹部を有する支持部とを有する吸着用部材であって、
前記吸着部の外周面および前記捕集部の内周面が互いに係合する段差部を有しているとともに、該段差部を含んで前記吸着部の外周面と前記捕集部の内周面とが接合材によって接合されていることを特徴とする吸着用部材。
【請求項２】
前記吸着面が該吸着面と反対側の面よりも面積が小さく、前記吸着部の外周面と前記捕集部の内周面との間隔は、前記捕集部の上面と前記捕集部の前記段差部との間における前記間隔が、前記吸着部の前記吸着面とは反対側の面と前記吸着部の前記段差部との間における前記間隔よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の吸着用部材。
【請求項３】
前記吸着面が該吸着面と反対側の面よりも面積が大きく、前記吸着部の外周面と前記捕集部の内周面との間隔は、前記吸着面と前記吸着部の前記段差部との間における前記間隔が、前記捕集部の前記上面とは反対側の面と前記捕集部の前記段差部との間における前記間隔よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の吸着用部材。
【請求項４】
前記吸着面が該吸着面と反対側の面よりも面積が小さく、前記捕集部の上面と前記捕集部の前記段差部との間における前記接合材の量が、前記吸着部の前記吸着面とは反対側の面と前記吸着部の前記段差部との間における前記接合材の量よりも少ないことを特徴とする請求項１または２に記載の吸着用部材。
【請求項５】
前記吸着面が該吸着面と反対側の面よりも面積が大きく、前記吸着面と前記吸着部の前記段差部との間における前記接合材の量が、前記捕集部の前記上面とは反対側の面と前記捕集部の前記段差部との間における前記接合材の量よりも少ないことを特徴とする請求項１または３に記載の吸着用部材。
【請求項６】
前記捕集部の前記段差部は、前記捕集部の上面からの距離が前記捕集部の前記セラミック多孔質体の厚さの１／２以上の位置にあることを特徴とする請求項１、請求項２および請求項４のいずれかに記載の吸着用部材。
【請求項７】
前記吸着部の前記段差部は、前記吸着面からの距離が前記吸着部の前記セラミック多孔質体の厚さの１／２以上の位置にあることを特徴とする請求項１、請求項３および請求項５のいずれかに記載の吸着用部材。
【請求項８】
前記支持部は、前記吸着部に接続されて該吸着部を吸引することによって、前期吸着面に前記被加工物を吸着するための第１貫通孔と、前記捕集部に接続されて該捕集部を吸引することによって、捕集した前記加工屑を前記捕集部を通して排出するための第２貫通孔とを有していることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の吸着用部材。
【請求項９】
前記載置部の前記セラミック多孔質体の平均細孔径は、２０μｍ以上１００μｍ以下であり、前記捕集部の前記セラミック多孔質体の平均細孔径は、１００μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載の吸着用部材。
【請求項１０】
前記捕集部の前記セラミック多孔質体の通気率が、０．３％以上であることを特徴とする請求項９に記載の吸着用部材。
【請求項１】
被加工物を吸着する吸着面を備えたセラミック多孔質体からなる吸着部と、該吸着部を囲繞した、前記被加工物からの加工屑を捕集するためのセラミック多孔質体からなる捕集部と、該捕集部を囲繞して前記吸着部および前記捕集部を収容する凹部を有する支持部とを有する吸着用部材であって、
前記吸着部の外周面および前記捕集部の内周面が互いに係合する段差部を有しているとともに、該段差部を含んで前記吸着部の外周面と前記捕集部の内周面とが接合材によって接合されていることを特徴とする吸着用部材。
【請求項２】
前記吸着面が該吸着面と反対側の面よりも面積が小さく、前記吸着部の外周面と前記捕集部の内周面との間隔は、前記捕集部の上面と前記捕集部の前記段差部との間における前記間隔が、前記吸着部の前記吸着面とは反対側の面と前記吸着部の前記段差部との間における前記間隔よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の吸着用部材。
【請求項３】
前記吸着面が該吸着面と反対側の面よりも面積が大きく、前記吸着部の外周面と前記捕集部の内周面との間隔は、前記吸着面と前記吸着部の前記段差部との間における前記間隔が、前記捕集部の前記上面とは反対側の面と前記捕集部の前記段差部との間における前記間隔よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の吸着用部材。
【請求項４】
前記吸着面が該吸着面と反対側の面よりも面積が小さく、前記捕集部の上面と前記捕集部の前記段差部との間における前記接合材の量が、前記吸着部の前記吸着面とは反対側の面と前記吸着部の前記段差部との間における前記接合材の量よりも少ないことを特徴とする請求項１または２に記載の吸着用部材。
【請求項５】
前記吸着面が該吸着面と反対側の面よりも面積が大きく、前記吸着面と前記吸着部の前記段差部との間における前記接合材の量が、前記捕集部の前記上面とは反対側の面と前記捕集部の前記段差部との間における前記接合材の量よりも少ないことを特徴とする請求項１または３に記載の吸着用部材。
【請求項６】
前記捕集部の前記段差部は、前記捕集部の上面からの距離が前記捕集部の前記セラミック多孔質体の厚さの１／２以上の位置にあることを特徴とする請求項１、請求項２および請求項４のいずれかに記載の吸着用部材。
【請求項７】
前記吸着部の前記段差部は、前記吸着面からの距離が前記吸着部の前記セラミック多孔質体の厚さの１／２以上の位置にあることを特徴とする請求項１、請求項３および請求項５のいずれかに記載の吸着用部材。
【請求項８】
前記支持部は、前記吸着部に接続されて該吸着部を吸引することによって、前期吸着面に前記被加工物を吸着するための第１貫通孔と、前記捕集部に接続されて該捕集部を吸引することによって、捕集した前記加工屑を前記捕集部を通して排出するための第２貫通孔とを有していることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の吸着用部材。
【請求項９】
前記載置部の前記セラミック多孔質体の平均細孔径は、２０μｍ以上１００μｍ以下であり、前記捕集部の前記セラミック多孔質体の平均細孔径は、１００μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載の吸着用部材。
【請求項１０】
前記捕集部の前記セラミック多孔質体の通気率が、０．３％以上であることを特徴とする請求項９に記載の吸着用部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１７８４４７（Ｐ２０１２−１７８４４７Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４０４４７（Ｐ２０１１−４０４４７）
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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