JP2005118979A - Grinding/polishing vacuum chuck and sucking plate - Google Patents
Grinding/polishing vacuum chuck and sucking plate Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005118979A JP2005118979A JP2004090105A JP2004090105A JP2005118979A JP 2005118979 A JP2005118979 A JP 2005118979A JP 2004090105 A JP2004090105 A JP 2004090105A JP 2004090105 A JP2004090105 A JP 2004090105A JP 2005118979 A JP2005118979 A JP 2005118979A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing
- grinding
- vacuum chuck
- annular partition
- suction
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体ウエハ等の被吸着体の研磨処理を行うために用いられる研削・研磨用真空チャックおよび吸着板に関する。 The present invention relates to a grinding / polishing vacuum chuck and a suction plate used for polishing an object to be adsorbed such as a semiconductor wafer.
一般に、半導体製品を製造する際には、単結晶シリコンインゴットを薄くスライスした後、その表面を研削、ラッピング、ポリッシングすることにより、鏡面に研磨されたシリコンウエハを得ることができる。
このシリコンウエハの研削・研磨工程は、精密な半導体製品（半導体チップ）を製造するために必要不可欠な重要な工程であり、このようなシリコンウエハの研削・研磨工程では、シリコンウエハを固定して研削・研磨を行うウエハ研削・研磨装置が必要となる。そこで、従来から様々な種類のウエハ研削・研磨装置が提案されている。
In general, when a semiconductor product is manufactured, a single-crystal silicon ingot is sliced thinly, and then the surface thereof is ground, lapped, and polished to obtain a silicon wafer polished to a mirror surface.
This silicon wafer grinding / polishing process is an essential process that is indispensable for manufacturing precision semiconductor products (semiconductor chips). In such a silicon wafer grinding / polishing process, the silicon wafer is fixed. A wafer grinding / polishing apparatus that performs grinding / polishing is required. Therefore, various types of wafer grinding / polishing apparatuses have been proposed.
具体的には、例えば、多孔質セラミックスからなる吸着テーブルを用い、大きさの異なるウエハを吸着するために、多孔質セラミックスの所定の位置に、空気を遮断するエポキシ樹脂を含浸させて封印部を形成したウエハ研削・研磨装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 Specifically, for example, using an adsorption table made of porous ceramics, in order to adsorb wafers of different sizes, a sealing portion is impregnated with an epoxy resin that blocks air at a predetermined position of the porous ceramics. A formed wafer grinding / polishing apparatus has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
このようなウエハ研削・研磨装置では、空気を遮断するための封印部は、多孔質セラミックス体にエポキシ樹脂を含浸させたものにより構成されている。エポキシ樹脂は環境によって形状変化を起こし易く、そのため、ウエハ吸着面の精度を出すことが困難であった。
また、エポキシ樹脂を含浸させているため、封印部の幅が広くなり、吸着面の精度出し加工をする際に、含浸されている部位と含浸されていない部位との研削性が異なるため、段差が生じ、吸着面の平面精度が悪化し、ワーク精度を出すことが困難であった。
In such a wafer grinding / polishing apparatus, the sealing portion for blocking air is constituted by a porous ceramic body impregnated with an epoxy resin. Epoxy resin is likely to change its shape depending on the environment, and therefore it has been difficult to increase the accuracy of the wafer suction surface.
In addition, since the epoxy resin is impregnated, the width of the sealing portion is widened, and when the accuracy of the adsorption surface is processed, the grindability between the impregnated portion and the non-impregnated portion is different. As a result, the flatness of the suction surface deteriorates, making it difficult to achieve workpiece accuracy.
また、別のウエハ研削・研磨装置としては、多孔質セラミックス板と、この外周にガラス接合された緻密質セラミックスからなる外周シール層を備える研削・研磨用真空チャックが提案されている（例えば、特許文献２参照）。 Further, as another wafer grinding / polishing apparatus, a grinding / polishing vacuum chuck including a porous ceramic plate and an outer peripheral sealing layer made of dense ceramics glass-bonded to the outer periphery has been proposed (for example, a patent) Reference 2).
具体的には、図３に示すようなものが開示されている。すなわち、その周囲部に低融点ガラス１０４が含浸され、その上面に吸着面１０１ａが形成された円板状の多孔質セラミックス１０１が、緻密体セラミックスからなる空気吸引部１０６を有する有底円筒形状の外周シール層１０２に嵌め込まれるとともに、その境界部分が低融点ガラス１０５によりガラス接合された吸着体からなる研削・研磨用真空チャックが開示されている。
このような研削・研磨用真空チャックでは、その下面、すなわち内部の空気を吸引するための空気吸引面に、真空ポンプ等の吸引装置（図示せず）が接続された固定ベース１０８が取り付けられ、この固定ベースを介して吸着体内の空気を吸引することにより、被吸着体が、保持、吸着されることとなる。
Specifically, what is shown in FIG. 3 is disclosed. That is, a disk-shaped porous ceramic 101 having a low
In such a grinding / polishing vacuum chuck, a
従って、このような構成を有する研削・研磨用真空チャックでは、被吸着体を保持するための保持面から吸着体内の空気を吸引するための空気吸引面に至る領域が、多孔質セラミックスと緻密質セラミックスとから構成されており、保持面から空気吸引面に至るまでの間に接合層が介在していることとなる。
このような研削・研磨用真空チャックでは、吸着体を構成する多孔質セラミックス板を緻密質セラミックスにガラス接合する際に、接合ムラや剥れが起こりやすい。そのため、被吸着体を研削研磨する際に、クランプ荷重や研削荷重によって、形状のばらつきが生じ、これが被吸着体の研削・研磨精度の悪化の原因となってしまっていた。
Therefore, in the grinding / polishing vacuum chuck having such a configuration, the region from the holding surface for holding the object to be adsorbed to the air suction surface for sucking the air in the adsorbing body is made of porous ceramics and dense material. It is composed of ceramics, and the bonding layer is interposed between the holding surface and the air suction surface.
In such a vacuum chuck for grinding / polishing, uneven bonding and peeling are likely to occur when the porous ceramic plate constituting the adsorbent is glass-bonded to the dense ceramic. For this reason, when the object to be adsorbed is ground and polished, variations in shape are caused by the clamp load or the grinding load, which causes deterioration of the grinding and polishing accuracy of the object to be adsorbed.
また、種々の大きさのウエハに対応可能なウエハ研削・研磨装置（ユニバーサルチャック機構）も開示されている（例えば、特許文献３〜７参照）。
ユニバーサルチャック機構の具体例としては、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示すようなものが開示されている。すなわち、（Ａ）通気性ポーラスセラミックス製円板３２２を中心とし、この円板の外周に軸心を同一、かつ、高さを同一にした複数の通気性ポーラスセラミックス製環状体３２３ａ、３２３ｂ、３２３ｃ、３２３ｄが配列され、上記通気性ポーラスセラミックス製円板３２２と通気性ポーラスセラミックス製環状体３２３ａの間、及び、これら通気性ポーラスセラミックス製環状体３２３ａ〜３２３ｄ同士の間に、幅が数ミリメートル、高さが上記円板と同一の非通気性薄膜環状仕切壁３２４ａ〜３２４ｄが配列されて全体として１枚の円盤を構成するウエハ取付板３２５、（Ｂ）上面にウエハ取付板３２５を収納する凹状環状縁部３２６を有し、取付板３２５の下側に位置する上面部分の中心部に凹陥部３２７を設けると共に、凹陥部３２７を中心にして複数の流体通路用の環状溝３２８ａ〜３２８ｄが同心円状に設けられ、該環状溝には複数の吸気孔３２９が各々垂直方向に設けられたウエハ取付板収納フレーム３３０、および、（Ｃ）ウエハ取付板３２５に設けられた環状溝３２８ａ〜３２８ｄに連通する空気吸引部を有し、ウエハ取付板収納フレーム３３０を固定することが可能な固定ベース３３１を有するユニバーサルチャック機構が開示されている。
Also disclosed are wafer grinding / polishing apparatuses (universal chuck mechanisms) that can handle wafers of various sizes (see, for example, Patent Documents 3 to 7).
As a specific example of the universal chuck mechanism, for example, the one shown in FIGS. 4A and 4B is disclosed. That is, (A) a plurality of breathable porous ceramics
また、このユニバーサルチャック機構において、固定ベース３３１には、図示されていないが、コンプレッサー、吸水ポンプ、真空ポンプ等が接続されている。
従って、ポーラスセラミックス内の空気は、空気吸引面、すなわちウエハ取付板収納フレーム３３０の下面から固定ベース３３１と真空ポンプ等の吸引装置により吸引されることとなる。
In this universal chuck mechanism, the
Therefore, the air in the porous ceramics is sucked from the air suction surface, that is, the lower surface of the wafer mounting
このようなユニバーサルチャック機構では、通気性を有するウエハ取付板３２５をベース部材となる不通気性のウエハ取付板収納フレーム３３０に接合する必要があり、保持面から空気吸引面までが通気性部材と不通気性部材とから構成されることとなっていた。そのため、両者の接合ムラや通気性を有するウエハ取付板のズレに起因した精度低下を招くことがあった。
In such a universal chuck mechanism, it is necessary to join the air permeable
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、被吸着体を吸着、保持するための保持面の平坦度に優れ、被吸着体の均一な研削・研磨を実現することができる研削・研磨用真空チャックおよび吸着板を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is excellent in flatness of a holding surface for adsorbing and holding an adsorbed body, and can achieve uniform grinding and polishing of the adsorbed body. It is an object of the present invention to provide a polishing vacuum chuck and a suction plate.
本発明の研削・研磨用真空チャックは、被吸着体を吸着、保持するための吸着板と、上記吸着板を保持する保持台とからなり、
上記吸着板は、空気が透過する吸着部と、空気の透過を遮断する環状隔壁層とにより構成され、
上記吸着部は、上記吸着板が上記保持台と接触する面から上記吸着板が上記被吸着体と接触する面に至る全ての部分が多孔質セラミックスにて構成されていることを特徴とする。
The vacuum chuck for grinding and polishing of the present invention comprises an adsorption plate for adsorbing and holding an object to be adsorbed, and a holding table for holding the adsorption plate.
The adsorbing plate is composed of an adsorbing part through which air passes and an annular partition layer that blocks air from passing through,
The adsorbing portion is characterized in that all portions from the surface where the adsorbing plate comes into contact with the holding base to the surface where the adsorbing plate comes into contact with the object to be adsorbed are made of porous ceramics.
上記研削・研磨用真空チャックにおいて、上記吸着板が上記被吸着体と接触する面の平坦度は、５μｍ以下であることが望ましい。
また、上記研削・研磨用真空チャックにおいて、上記吸着板が上記被吸着体と接触する面の吸着部からなる部分と、上記環状隔壁層からなる部分との段差は、０．５μｍ以下であることが望ましい。
In the grinding / polishing vacuum chuck, it is desirable that the flatness of the surface where the suction plate contacts the object to be attracted is 5 μm or less.
Further, in the grinding / polishing vacuum chuck, the step between the portion of the surface where the suction plate is in contact with the object to be attracted and the portion of the annular partition layer is 0.5 μm or less. Is desirable.
また、上記研削・研磨用真空チャックにおいて、上記環状隔壁層の材質は、そのヤング率および熱膨張率が、上記多孔質セラミックスのヤング率および熱膨張率と略同一であることが望ましい。
また、上記研削・研磨用真空チャックにおいて、上記多孔質セラミックスの材質は、炭化珪素であることが望ましい。
また、上記研削・研磨用真空チャックにおいて、上記環状隔壁層の厚さは、０．１〜１．０ｍｍであることが望ましい。
さらに、上記研削・研磨用真空チャックにおいて、上記環状隔壁層の外縁は、上記被吸着体の外縁から内側に０．５〜１５ｍｍの領域に位置するように構成されていることが望ましい。
Moreover, in the vacuum chuck for grinding / polishing, it is desirable that the material of the annular partition wall layer has Young's modulus and thermal expansion coefficient substantially the same as the Young's modulus and thermal expansion coefficient of the porous ceramic.
In the vacuum chuck for grinding / polishing, the porous ceramic material is preferably silicon carbide.
In the grinding / polishing vacuum chuck, the annular partition wall layer preferably has a thickness of 0.1 to 1.0 mm.
Furthermore, in the grinding / polishing vacuum chuck, it is preferable that the outer edge of the annular partition wall layer is positioned in a region of 0.5 to 15 mm inward from the outer edge of the adsorbent.
本発明の吸着板は、吸着板を保持する保持台と一体化して使用され、かつ、空気が透過する吸着部と、空気の透過を遮断する環状隔壁層とにより構成され、
上記吸着部は、上記吸着板が上記保持台と接触する面から上記吸着板が上記被吸着体と接触する面に至る全ての部分が多孔質セラミックスにて構成されていることを特徴とする。
The adsorption plate of the present invention is used in an integrated manner with a holding table for holding the adsorption plate, and is composed of an adsorption part through which air permeates and an annular partition layer that blocks air permeation,
The adsorbing portion is characterized in that all portions from the surface where the adsorbing plate comes into contact with the holding base to the surface where the adsorbing plate comes into contact with the object to be adsorbed are made of porous ceramics.
本発明の吸着板において、上記吸着板が上記被吸着体と接触する面の平坦度は、５μｍ以下であることが望ましい。
また、本発明の吸着板において、上記吸着板が上記被吸着体と接触する面の吸着部からなる部分と、上記環状隔壁層からなる部分との段差は、０．５μｍ以下であることが望ましい。
In the suction plate of the present invention, it is desirable that the flatness of the surface where the suction plate comes into contact with the adherend is 5 μm or less.
In the suction plate of the present invention, it is desirable that the step between the portion made of the suction portion on the surface where the suction plate comes into contact with the object to be sucked and the portion made of the annular partition layer is 0.5 μm or less. .
また、上記吸着板において、上記環状隔壁層の材質は、そのヤング率および熱膨張率が、上記多孔質セラミックスのヤング率および熱膨張率と略同一であることが望ましい。
また、上記吸着板において、上記多孔質セラミックスの材質は、炭化珪素であることが望ましい。
また、上記吸着板において、上記環状隔壁層の厚さは、０．１〜１．０ｍｍであることが望ましい。
さらに、上記吸着板において、上記環状隔壁層の外縁は、上記被吸着体の外縁から内側に０．５〜１５ｍｍの領域に位置するように構成されていることが望ましい。
なお、以下の説明においては、吸着板が保持台と接触する面を保持面ともいい、吸着板が被吸着体と接触する面を空気吸引面ともいうこととする。
In the adsorbing plate, it is desirable that the material of the annular partition layer has a Young's modulus and a thermal expansion coefficient that are substantially the same as the Young's modulus and the thermal expansion coefficient of the porous ceramic.
In the adsorption plate, the porous ceramic material is preferably silicon carbide.
In the suction plate, the annular partition wall layer preferably has a thickness of 0.1 to 1.0 mm.
Furthermore, in the suction plate, it is preferable that the outer edge of the annular partition layer is configured to be located in a region of 0.5 to 15 mm inward from the outer edge of the adsorbed body.
In the following description, the surface where the suction plate comes into contact with the holding base is also called a holding surface, and the surface where the suction plate comes into contact with the object to be sucked is called an air suction surface.
本発明の研削・研磨用真空チャックにおいて、空気が透過する吸着部は、上記吸着板が上記保持台と接触する面から上記吸着板が上記被吸着体と接触する面に至る全ての部分が多孔質セラミックスにより構成されている。
そのため、本発明の研削・研磨用真空チャックでは、上述した従来の研削・研磨用真空チャックにおいて発生していた不都合、すなわち、吸着板の保持面から空気吸引面に至る全ての部分が、多孔質セラミックス等と緻密質セラミックス等とからなる場合に、両者の接合部で生じる接合ムラや接合部のズレ等の不都合が発生することがなく、研削・研磨精度に優れることとなる。
In the vacuum chuck for grinding / polishing according to the present invention, the adsorption part through which air passes is porous in all parts from the surface where the adsorption plate contacts the holding base to the surface where the adsorption plate contacts the adsorbent. It is made of quality ceramics.
Therefore, in the grinding / polishing vacuum chuck of the present invention, the inconvenience occurring in the conventional grinding / polishing vacuum chuck described above, that is, all the parts from the holding surface of the suction plate to the air suction surface are porous. In the case of ceramics and dense ceramics or the like, there are no inconveniences such as unevenness of joining and misalignment of the joints, and excellent grinding and polishing accuracy.
また、本発明の研削・研磨用真空チャックにおいて、上記吸着板が上記被吸着体と接触する面の平坦度が５μｍ以下である場合には、被吸着体を確実に吸着、保持することができるとともに、高精度で被吸着体を研削・研磨することができる。
また、上記研削・研磨用真空チャックにおいて、上記吸着板が上記被吸着体と接触する面の吸着部からなる部分と、環状隔壁層からなる部分との段差が０．５μｍ以下である場合には、被吸着体を確実に吸着、保持することができるとともに、高精度で被吸着体を研削・研磨することができる。
Moreover, in the vacuum chuck for grinding / polishing of the present invention, when the flatness of the surface of the suction plate that contacts the object to be adsorbed is 5 μm or less, the object to be adsorbed can be reliably adsorbed and held. At the same time, the object to be adsorbed can be ground and polished with high accuracy.
In the vacuum chuck for grinding / polishing, when the step between the suction portion of the surface where the suction plate is in contact with the object to be sucked and the portion consisting of the annular partition layer is 0.5 μm or less The adsorbent can be reliably adsorbed and held, and the adsorbed can be ground and polished with high accuracy.
また、本発明の研削・研磨用真空チャックにおいて、吸着板を構成する上記環状隔壁層のヤング率および熱膨張率が、多孔質セラミックスのヤング率および熱膨張率と略同一の場合には、環状隔壁層と多孔質セラミックスとの研削性が略同一であるため、保持面の平坦度を上記範囲とするのに特に適することとなる。 In the vacuum chuck for grinding and polishing according to the present invention, when the Young's modulus and thermal expansion coefficient of the annular partition layer constituting the suction plate are substantially the same as the Young's modulus and thermal expansion coefficient of the porous ceramic, Since the partition layer and the porous ceramics have substantially the same grindability, it is particularly suitable for setting the flatness of the holding surface within the above range.
また、本発明の研削・研磨用真空チャックにおいて、上記多孔質セラミックスの材質が炭化珪素である場合には、研磨時に発生する熱を素早く逃がすことができ、研磨時に発生する熱に起因した炭化珪素の熱膨張による研磨精度の低下等の不都合が発生することがない。 In the vacuum chuck for grinding / polishing of the present invention, when the material of the porous ceramic is silicon carbide, the heat generated during polishing can be quickly released, and silicon carbide resulting from the heat generated during polishing is obtained. There is no inconvenience such as a decrease in polishing accuracy due to thermal expansion.
また、本発明の研削・研磨用真空チャックにおいて、上記環状隔壁層の厚さが０．１〜１．０ｍｍである場合には、空気を確実に遮断することができるとともに、保持面の平坦度および／または段差を上記した望ましい範囲とするのに特に適することとなる。 Further, in the vacuum chuck for grinding and polishing according to the present invention, when the thickness of the annular partition layer is 0.1 to 1.0 mm, air can be surely blocked and the flatness of the holding surface And / or it will be particularly suitable for setting the step to the above-mentioned desired range.
また、本発明の研削・研磨用真空チャックにおいて、上記環状隔壁層の外縁が、上記被吸着体の外縁から内側に０．５〜１５ｍｍの領域に位置するように構成されている場合には、被吸着体を確実に吸着することができ、被吸着体をより均一に研磨・研削することができる。 Further, in the grinding / polishing vacuum chuck of the present invention, when the outer edge of the annular partition layer is configured to be located in the region of 0.5 to 15 mm inward from the outer edge of the adsorbent, The object to be adsorbed can be reliably adsorbed, and the object to be adsorbed can be polished and ground more uniformly.
本発明の吸着板において、空気が透過する吸着部は、上記吸着板が上記保持台と接触する面から上記吸着板が上記被吸着体と接触する面に至る全ての部分が多孔質セラミックスにより構成されている。
そのため、本発明の吸着板を保持台と一体化して使用した場合には、上述した従来の研削・研磨用真空チャックにおいて発生していた不都合、すなわち、吸着板の保持面から空気吸引面に至る全ての部分が、多孔質セラミックス等と緻密質セラミックス等とからなる場合に、両者の接合部で生じる接合ムラや接合部のズレ等の不都合が発生することがなく、研削・研磨精度に優れることとなる。
In the adsorption plate of the present invention, the adsorption part through which air passes is composed of porous ceramics from the surface where the adsorption plate contacts the holding base to the surface where the adsorption plate contacts the adsorbent. Has been.
For this reason, when the suction plate of the present invention is used in an integrated manner with the holding base, the disadvantage that has occurred in the conventional grinding and polishing vacuum chuck described above, that is, from the holding surface of the suction plate to the air suction surface. When all parts are made of porous ceramics and dense ceramics, there are no inconveniences such as uneven bonding or misalignment at the joints between them, and excellent grinding and polishing accuracy. It becomes.
また、本発明の吸着板において、上記吸着板が上記被吸着体と接触する面の平坦度が５μｍ以下である場合には、上記吸着板を保持台と一体化して使用した場合に、被吸着体を確実に吸着、保持することができるとともに、高精度で被吸着体を研削・研磨することができる。
また、上記吸着板において、上記吸着板が上記被吸着体と接触する面の吸着部からなる部分と、環状隔壁層からなる部分との段差が０．５μｍ以下である場合には、上記吸着板を保持台と一体化して使用した場合に、被吸着体を確実に吸着、保持することができるとともに、高精度で被吸着体を研削・研磨することができる。
Further, in the suction plate of the present invention, when the flatness of the surface where the suction plate comes into contact with the adherend is 5 μm or less, when the suction plate is used integrally with a holding base, The object can be reliably adsorbed and held, and the adsorbed object can be ground and polished with high accuracy.
Further, in the suction plate, when the step between the portion made of the suction portion on the surface where the suction plate comes into contact with the object to be sucked and the portion made of the annular partition layer is 0.5 μm or less, the suction plate Can be securely adsorbed and held, and can be ground and polished with high accuracy.
また、本発明の吸着板において、該吸着板を構成する上記環状隔壁層のヤング率および熱膨張率が、多孔質セラミックスのヤング率および熱膨張率と略同一の場合には、環状隔壁層と多孔質セラミックスとの研削性が略同一であるため、保持面の平坦度を上記範囲とするのに特に適することとなる。 In the adsorption plate of the present invention, when the Young's modulus and thermal expansion coefficient of the annular partition layer constituting the adsorption plate are substantially the same as the Young's modulus and thermal expansion coefficient of the porous ceramic, Since the grindability with the porous ceramics is substantially the same, it is particularly suitable for setting the flatness of the holding surface within the above range.
また、本発明の吸着板において、上記多孔質セラミックスの材質が炭化珪素である場合には、上記吸着板を保持台と一体化して使用した場合に、研磨時に発生する熱を素早く逃がすことができ、研磨時に発生する熱に起因した炭化珪素の熱膨張による研磨精度の低下等の不都合が発生することがない。 Further, in the suction plate of the present invention, when the material of the porous ceramic is silicon carbide, heat generated during polishing can be quickly released when the suction plate is integrated with a holding base. Inconveniences such as a decrease in polishing accuracy due to thermal expansion of silicon carbide due to heat generated during polishing do not occur.
また、本発明の吸着板において、上記環状隔壁層の厚さが０．１〜１．０ｍｍである場合には、空気を確実に遮断することができるとともに、保持面の平坦度および／または段差を上記した望ましい範囲とするのに特に適することとなる。 In the suction plate of the present invention, when the annular partition wall layer has a thickness of 0.1 to 1.0 mm, air can be reliably blocked, and the flatness of the holding surface and / or the step difference can be obtained. Is particularly suitable for the above-mentioned desirable range.
また、本発明の吸着板において、上記環状隔壁層の外縁が、上記被吸着体の外縁から内側に０．５〜１５ｍｍの領域に位置するように構成されている場合には、保持台と一体化して使用した場合に、被吸着体を確実に吸着することができ、被吸着体をより均一に研磨・研削することができる。 In addition, in the suction plate of the present invention, when the outer edge of the annular partition layer is configured to be located in a region of 0.5 to 15 mm inward from the outer edge of the object to be adsorbed, it is integrated with the holding base. In the case of use, the adsorbed body can be reliably adsorbed, and the adsorbed body can be more uniformly polished and ground.
まず、本発明の研削・研磨用真空チャックについて説明する。
本発明の研削・研磨用真空チャックは、被吸着体を吸着、保持するための吸着板と、上記吸着板を保持する保持台とからなり、
上記吸着板は、空気が透過する吸着部と、空気の透過を遮断する環状隔壁層とにより構成され、
上記吸着部は、上記吸着板が上記保持台と接触する面から上記吸着板が上記被吸着体と接触する面に至る全ての部分が多孔質セラミックスにて構成されていることを特徴とする。
First, the grinding / polishing vacuum chuck of the present invention will be described.
The vacuum chuck for grinding and polishing of the present invention comprises an adsorption plate for adsorbing and holding an object to be adsorbed, and a holding table for holding the adsorption plate.
The adsorbing plate is composed of an adsorbing part through which air passes and an annular partition layer that blocks air from passing through,
The adsorbing portion is characterized in that all portions from the surface where the adsorbing plate comes into contact with the holding base to the surface where the adsorbing plate comes into contact with the object to be adsorbed are made of porous ceramics.
以下、本発明の研削・研磨用真空チャックについて図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、本発明の研削・研磨用真空チャックの実施形態の一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
図１に示したように、研削・研磨用真空チャック１０は、空気が透過する吸着部１２ａ〜１２ｄと、空気の透過を遮断する環状隔壁層１６ａ〜１６ｃとからなる吸着板１１から構成されている。吸着板１１は、半導体ウエハ（被吸着体）１５を吸着、保持するための保持面１１ａと、保持面１１ａの反対面の空気を吸引するための空気吸引面１１ｂとを有している。また、吸着板１１は、直径の異なる２枚の円板が積み重ねられ一体化した形状（ツバ付き円板状）を有している。
Hereinafter, the grinding / polishing vacuum chuck of the present invention will be described with reference to the drawings.
Fig.1 (a) is a perspective view which shows typically an example of embodiment of the vacuum chuck for grinding and polishing of this invention, (b) is the sectional view on the AA line of (a).
As shown in FIG. 1, the grinding / polishing
ここで、吸着部１２ａ〜１２ｄのそれぞれには、保持面１１ａと空気吸引面１１ｂとが形成されており、この保持面から空気吸引面に至る全ての部分が、多孔質セラミックスにより連続的に構成されていることとなる。
また、環状隔壁層１６ａ〜１６ｃは、吸着板１１と同心で円環状に形成されている。
なお、吸着板１１を構成するツバ付きドーナツ状の吸着部１２ｄは、被吸着体を吸着する機能を有さないため、実質的には吸着部に該当しないが、被吸着体を吸着する機能を有する他の吸着部１２ａ〜１２ｃと同様、多孔質セラミックスからなるものであるため、便宜的に吸着部１２ｄということとする。
Here, in each of the adsorbing
Further, the annular partition layers 16 a to 16 c are formed concentrically with the
In addition, since the doughnut-shaped
また、吸着板１１の下部には、図示しない真空ポンプ等の真空装置に空気吸引部が接続された保持台２０が等間隔に設置された４本のボルト１８を用いて固定されている。なお、ボルトの数は４本に限定されるわけではなく、通常、４〜１２本程度である。
また、保持台２０には、吸着板１１の空気吸引面１１ｂに接する部分に溝１４ａ〜１４ｃが形成された空気吸引部１３ａ〜１３ｃが設けられている。
また、吸着板の下面であって、最外周の環状隔壁層１６ｃの外側の部分には、空気不透過層１７が形成されている。
なお、空気不透過層１７は、必ずしも形成する必要はなく、必要に応じて形成すればよい。
従って、研削・研磨用真空チャック１０は、空気吸引部１３ａ〜１３ｃおよび真空ポンプ（図示せず）により、吸着部１２ａ〜１２ｃ内の空気を吸引するように構成されている。
In addition, a holding table 20 having an air suction unit connected to a vacuum device such as a vacuum pump (not shown) is fixed to the lower portion of the
In addition, the holding table 20 is provided with
An air
The air
Therefore, the grinding / polishing
また、図１に示した研削・研磨用真空チャック１０では、吸着板１１の側面、すなわち、ツバ付きドーナツ状の吸着部１２ｄの側面は、多孔質セラミックスが露出しているが、この部分に空気不透過層が形成されていてもよい。これにより、研磨液や研削液の浸透を防ぐことができるからである。
Further, in the grinding / polishing
このような実施形態に係る研削・研磨用真空チャック１０では、空気吸引部１３ａ〜１３ｃおよび真空ポンプ（図示せず）より、多孔質セラミックスからなる吸着部１２ａ〜１２ｃ内の空気を吸引し、被吸着体を吸着、保持することができる。
さらに、いずれの吸着部内の空気を吸引するかを適宜選択することにより、被吸着部の大きさの異なる半導体ウエハ等の被吸着体を吸着することができる。具体的には、平面視した際の被吸着部の大きさが、最外周の環状隔壁層１６ｃの大きさより若干大きい被吸着体を吸着する場合には、全ての空気吸引部１３ａ〜１３ｃから空気を吸引するように真空ポンプを作動させることにより被吸着体を吸着する。平面視した際の被吸着部の大きさが、平面視した環状隔壁層１６ｂの大きさより若干大きい被吸着体を吸着する場合には、空気吸引部１３ａ、１３ｂから空気を吸引することにより吸着板を吸着する。平面視した際の被吸着部の大きさが平面視した環状隔壁層１６ａの大きさより若干大きい被吸着体を吸着する場合には、空気吸引部１３ａからのみ空気を吸引することにより、被吸着体を吸着する。
In the grinding / polishing
Furthermore, by appropriately selecting which suction part the air to be sucked in, it is possible to adsorb an object to be adsorbed such as a semiconductor wafer having a different size of the adsorbed part. Specifically, when adsorbing an adsorbed body whose size of the adsorbed portion in plan view is slightly larger than the size of the outermost annular partition wall layer 16c, air from all the
本発明の研削・研磨用真空チャックにおいて、吸着板に形成される環状隔壁層の層数は、図１に示したように３層に限定されるわけではなく、被吸着部の大きさの異なる２種類の半導体ウエハを吸着する場合には、少なくとも２層の環状隔壁層が形成されていればよく、被吸着部の大きさが異なる３種類以上の半導体ウエハを吸着する場合には、少なくとも３層の環状隔壁層が形成されていればよい。また、被吸着物の大きさが一定の場合には、１層の環状隔壁層が形成されていればよい。
本発明の研削・研磨用真空チャックが、吸着板が少なくとも２つの吸着部と、少なくとも２層の環状隔壁層とから構成されている場合には、大きさの異なる被吸着体を確実に吸着、保持することが可能な研削・研磨用真空チャックとして機能することとなる。
In the vacuum chuck for grinding / polishing of the present invention, the number of the annular partition layers formed on the suction plate is not limited to three as shown in FIG. When adsorbing two types of semiconductor wafers, at least two annular partition layers need only be formed. When adsorbing three or more types of semiconductor wafers having different adsorbed part sizes, at least 3 It suffices if an annular partition wall layer is formed. In addition, when the size of the object to be adsorbed is constant, it is sufficient that one annular partition layer is formed.
When the vacuum chuck for grinding / polishing of the present invention is composed of at least two adsorbing portions and at least two annular partition walls, the adsorbents having different sizes are reliably adsorbed. It will function as a vacuum chuck for grinding / polishing that can be held.
また、本発明の研削・研磨用真空チャック１０において、吸着板１１の保持面１１ａは、その平坦度が５μｍ以下であることが望ましい。平坦度が５μｍを超えると、被吸着体を均一に精度良く研削・研磨することができなくなり、さらに、被吸着体の吸着力が低下することがあるからである。より望ましくは１μｍ以下である。
In the
なお、本明細書において、吸着板の保持面の平坦度とは、一番高い点と低い点との間の差（距離）とする。なお、上記保持面のうち多孔質セラミックスからなる部分については、粒子が存在する部分について、その高さをプロットしていき、その一番高い点と低い点との間の差（距離）とする。これにより、保持面の起伏の大きさを評価することが可能である。このように規定したのは、保持面の多孔質セラミックスからなる部分では、粒子が存在する部分により被吸着体を支持するため、この部分の起伏の大きさの程度により、研削・研磨を行う際の被吸着体の研削・研磨面の凹凸が影響を受けるからである。なお、吸着板は、多孔質セラミックスからなるため、保持面の多孔質セラミックスからなる部分の表面には、上述したように、粒子が存在する部分と気孔が存在する部分とがあり、これに起因して細かな凹凸が形成されているが、この凹凸の大きさは、細孔分布等により評価を行うことができる。 In this specification, the flatness of the holding surface of the suction plate is the difference (distance) between the highest point and the lowest point. In addition, about the part which consists of porous ceramics among the said holding surfaces, the height is plotted about the part in which a particle | grain exists, and it is set as the difference (distance) between the highest point and the lowest point. . Thereby, it is possible to evaluate the size of the undulation of the holding surface. This is because the part of the holding surface made of porous ceramics supports the adsorbent by the part where the particles are present, so when grinding or polishing is performed depending on the degree of undulation of this part. This is because the unevenness of the ground / polished surface of the adsorbent is affected. In addition, since the adsorption plate is made of porous ceramics, the surface of the part made of porous ceramics on the holding surface has a part where particles are present and a part where pores are present as described above. Fine irregularities are formed, and the size of the irregularities can be evaluated by pore distribution or the like.
また、本発明の研削・研磨用真空チャック１０において、吸着板１１の保持面１１ａの吸着部からなる部分と、上記環状隔壁層からなる部分との段差は、０．５μｍ以下であることが望ましい。
上記段差が、０．５μｍを超えると、被吸着体を確実に吸着、保持することができないことがあり、また、仮に吸着、保持することができたとしても、シリコンウエハ等の被吸着体の表面形状に段差が生じてしまうことがある。そのため、被吸着体の研削・研磨精度が低下することとなる。より望ましい段差は、０．１μｍ以下である。
なお、本明細書において、上記段差とは、上記吸着部の空気吸引面から保持面までの平均高さと、環状隔壁層の空気吸引面から保持面までの平均高さとの差をいう。
Further, in the
If the level difference exceeds 0.5 μm, the object to be adsorbed may not be reliably adsorbed and held, and even if it can be adsorbed and held, There may be a step in the surface shape. As a result, the grinding / polishing accuracy of the adsorbent is reduced. A more desirable step is 0.1 μm or less.
In the present specification, the level difference means a difference between the average height from the air suction surface to the holding surface of the adsorption portion and the average height from the air suction surface to the holding surface of the annular partition layer.
また、研削・研磨用真空チャック１０においては、吸着板１１を構成する環状隔壁層１６ａ、１６ｂのヤング率および熱膨張率は、吸着板１１を構成する吸着部１２ａ〜１２ｄ（多孔質セラミックス）のヤング率および熱膨張率と略同一であることが望ましい。吸着部と環状隔壁層との研削性が略同一となるため、保持面１１ａの平坦度を５μｍ以下にしたり、保持面の段差を０．５μｍ以下にしたりするのに適しているからである。
In the
また、ヤング率が略同一である場合には、吸着板に撓みやバラツキがより発生しにくくなり、熱膨張率が略同一の場合には、研磨時に生じた摩擦熱による精度の悪化や剥れ等が発生するおそれがより小さくなる。
なお、本明細書において、ヤング率および熱膨張率が略同一であるとは、多孔質セラミックスのヤング率および熱膨張率の値に対して、環状隔壁層のヤング率および熱膨張率の値が、それぞれ８０〜１２０％の範囲にあることをいう。勿論、１００％に近ければ近いほど望ましい。
In addition, when the Young's modulus is substantially the same, the adsorption plate is less likely to bend or vary, and when the thermal expansion coefficient is approximately the same, the accuracy deteriorates or peels off due to frictional heat generated during polishing. The possibility of occurrence of etc. becomes smaller.
In this specification, the Young's modulus and the coefficient of thermal expansion being substantially the same mean that the Young's modulus and the coefficient of thermal expansion of the annular partition wall layer are different from those of the porous ceramic. , Respectively in the range of 80-120%. Of course, the closer to 100%, the better.
研削・研磨用真空チャック１０では、空気吸引部１３ａ〜１３ｃおよび真空ポンプ（図示せず）により空気を吸引することにより、吸着板１１の保持面１１ａに載置した半導体ウエハ１５を吸着・保持することができるようになっている。なお、研削・研磨用真空チャック１０は、吸着板の中心軸を中心として回転を可能にする回転機構を備えていてもよい。
In the
なお、図１に示した吸着板１１には、溝や穴等が形成されていないが、吸引速度を速めるために、例えば、空気吸引面１１ｂに種々の形状の溝や穴等が形成されていてもよい。
In the
研削・研磨用真空チャック１０では、半導体ウエハ等の被吸着体と砥石軸とが平行になった状態で、砥石を回転させるとともに、研削・研磨用真空チャック１０自体を回転させ、両者を接触させることにより、半導体ウエハ等の表面の研削を行うことができる。
In the grinding / polishing
また、研磨面を有する研磨テーブルと保持面に吸着された半導体ウエハ等の被吸着体とが平行になった状態で、研磨面を有する研磨テーブルを回転させるか、研削・研磨用真空チャック１０自体を回転させるか、又は、両者を回転させ、両者を接触させることにより、半導体ウエハ表面の研磨等を行うことができる。研磨テーブルには、研磨クロスを貼り付けることにより粗化面が形成されていてもよく、ダイヤモンド砥粒等を用いて粗化面が形成されていてもよい。
Further, the polishing table having the polishing surface is rotated or the grinding / polishing
次に、本発明の研削・研磨用真空チャックを構成する各構成部材について説明する。
上記吸着板の形状は、特に限定されず、円板状であってもよく、ツバ付き円板状であってもよく、平面視楕円形の板状であってもよく、直方体形状や立方体形状であってもよい。さらにはこれらを組み合わせた形状であってもよい。
Next, each component constituting the vacuum chuck for grinding / polishing of the present invention will be described.
The shape of the adsorption plate is not particularly limited, and may be a disk shape, a flanged disk shape, an elliptical plate shape in plan view, a rectangular parallelepiped shape or a cubic shape It may be. Furthermore, the shape which combined these may be sufficient.
上記多孔質セラミックスとしては特に限定されず、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミックス、炭化珪素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミックス、アルミナ、ジルコニア、コージュライト、ムライト等の酸化物セラミックス等を挙げることができるが、これらのなかでは、高い熱伝導率を有するとともに、塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、フッ硝酸及び水酸化ナトリウム等に対する耐薬品性に優れる炭化珪素が望ましい。また、多孔質セラミックスとして炭化珪素を用いた場合には、研磨時に発生する摩擦熱を素早く逃すことができる。
なお、上述したセラミックスに金属珪素を配合した珪素含有セラミックス、珪素や珪酸塩化合物で結合されたセラミックスも用いることができる。
The porous ceramic is not particularly limited. For example, nitride ceramics such as aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, and titanium nitride, carbide ceramics such as silicon carbide, zirconium carbide, titanium carbide, tantalum carbide, and tungsten carbide, alumina And oxide ceramics such as zirconia, cordierite, mullite, etc., and among these, it has high thermal conductivity and also against hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, hydrofluoric acid, sodium hydroxide, etc. Silicon carbide having excellent chemical resistance is desirable. Further, when silicon carbide is used as the porous ceramic, the frictional heat generated during polishing can be quickly released.
Note that silicon-containing ceramics in which metallic silicon is mixed with the above-described ceramics, or ceramics bonded with silicon or a silicate compound can also be used.
本発明の研削・研磨用真空チャックにおいて、保持面の形状は特に限定されないが、円形状であることが望ましい。主に研磨対象となる半導体ウエハの形状が円板状だからである。
吸着板の保持面が円形状である場合、その直径としては、研磨対象物である半導体ウエハの直径等を考慮して適宜決定されるが、１００〜４００ｍｍであることが望ましい。
In the grinding / polishing vacuum chuck of the present invention, the shape of the holding surface is not particularly limited, but is preferably circular. This is mainly because the shape of the semiconductor wafer to be polished is a disk shape.
When the holding surface of the suction plate is circular, the diameter is appropriately determined in consideration of the diameter of the semiconductor wafer that is the object to be polished, but is preferably 100 to 400 mm.
上記吸着板を構成する多孔質セラミックスの熱伝導率は、５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが望ましい。半導体ウエハの研磨加工を行うと、上記吸着板が高温になりやすいため、冷媒による冷却を行う場合があるが、この冷媒による冷却効果を向上させるために、熱伝導率の高い材料が好ましいからである。 The thermal conductivity of the porous ceramic constituting the adsorption plate is desirably 50 W / m · K or more. When the semiconductor wafer is polished, the adsorption plate is likely to become high temperature, and cooling with a refrigerant may be performed. However, in order to improve the cooling effect of the refrigerant, a material with high thermal conductivity is preferable. is there.
また、吸着板の厚さは、研削・研磨用真空チャックを構成する材料の熱伝導率やヤング率等を考慮して適宜決定されるが、例えば、上記吸着板が炭化珪素から構成されている場合、５〜６０ｍｍであることが望ましい。吸着板の厚さが５ｍｍ未満であると、その直径に対して薄くなりすぎ、吸着板に反りが発生しやすく、また、強度が低下して破損しやすくなる。一方、吸着板の厚さが６０ｍｍを超えると、重量が増し研削・研磨用真空チャックの大型化を招く。 The thickness of the suction plate is appropriately determined in consideration of the thermal conductivity, Young's modulus, etc. of the material constituting the grinding / polishing vacuum chuck. For example, the suction plate is made of silicon carbide. In this case, it is desirable to be 5 to 60 mm. When the thickness of the suction plate is less than 5 mm, the suction plate becomes too thin with respect to the diameter, and the suction plate is likely to be warped, and the strength is easily lowered and is easily damaged. On the other hand, if the thickness of the suction plate exceeds 60 mm, the weight increases and the size of the vacuum chuck for grinding and polishing is increased.
吸着板の気孔率は特に限定されないが、２０〜５０％程度であることが望ましい。気孔率が２０％未満であると、被吸着体の吸引力が弱くなり、研磨の際に半導体ウエハ等の被吸着体が移動したり、剥れたりする。一方、気孔率が５０％を超えると、吸着板の強度が低下するため、破壊されやすく、それを防止するためには吸着板の厚さを厚くする必要が生じ、研削・研磨用真空チャックが大型化してしまうとともに、高価になってしまう。 The porosity of the adsorption plate is not particularly limited, but is preferably about 20 to 50%. When the porosity is less than 20%, the suction force of the adsorbent is weakened, and the adsorbent such as a semiconductor wafer moves or peels during polishing. On the other hand, if the porosity exceeds 50%, the strength of the suction plate is reduced, so that it is easily broken. To prevent this, it is necessary to increase the thickness of the suction plate. It will become large and expensive.
保持面の吸着力を均一に保つためには、吸着板の気孔径が揃っていることが望ましく、上記吸着板の細孔分布を水銀圧入法により測定した際、平均気孔径が１０〜４０μｍで、上記平均気孔径の０．７〜１．２倍の気孔径を有する細孔の全細孔容積に対する割合が７５％以上であり、１０μｍ未満の気孔径を有する細孔の全細孔容積に対する割合が１５％以下であり、４０μｍを超える気孔径を有する細孔の全細孔容積に対する割合が１０％以下であることが望ましい。
なお、上記気孔率は、水銀圧入法のほか、アルキメデス法、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による測定等、従来公知の方法により測定することができる。
In order to keep the adsorption force of the holding surface uniform, it is desirable that the pore diameters of the adsorption plate are uniform. When the pore distribution of the adsorption plate is measured by a mercury intrusion method, the average pore diameter is 10 to 40 μm. The ratio of the pores having a pore diameter 0.7 to 1.2 times the average pore diameter to the total pore volume is 75% or more, and the ratio of the pores having a pore diameter of less than 10 μm to the total pore volume The ratio is preferably 15% or less, and the ratio of pores having a pore diameter exceeding 40 μm to the total pore volume is desirably 10% or less.
In addition to the mercury intrusion method, the porosity can be measured by a conventionally known method such as an Archimedes method or a measurement using a scanning electron microscope (SEM).
上記多孔質炭化珪素からなる吸着板の平均粒径は、３０〜７０μｍであることが好ましい。このように平均粒径が３０〜７０μｍと比較的大きめの粒子が好ましいのは、一般に、熱が粒子の内部を伝導する効率は、熱が粒子間を伝導する効率に比べて高いため、平均粒径が大きいほど熱伝導率が高くなり、また、気孔径が揃い易いからである。 The average particle diameter of the adsorption plate made of porous silicon carbide is preferably 30 to 70 μm. The reason why relatively large particles having an average particle size of 30 to 70 μm are preferable is that the efficiency of heat conducting inside the particles is generally higher than the efficiency of heat conducting between particles. This is because the larger the diameter is, the higher the thermal conductivity is, and the pore diameters are easily aligned.
上記吸着板には環状隔壁層が形成されている。
上記環状隔壁層の厚さは、０．１〜１．０ｍｍが望ましい。環状隔壁層の厚さが０．１ｍｍ未満では、空気の透過を遮断することができない場合があり、１．０ｍｍを超えると、被吸着物を保持したり、研削・研磨したりした際に、段差を上記範囲に保てない場合があるからである。
上記環状隔壁層の材質は、ガラス、金属、セラミックス等が望ましい。
An annular partition layer is formed on the adsorption plate.
As for the thickness of the said annular partition layer, 0.1-1.0 mm is desirable. When the thickness of the annular partition layer is less than 0.1 mm, air permeation may not be blocked. When the thickness exceeds 1.0 mm, the object to be adsorbed is held, ground or polished, This is because the step may not be kept in the above range.
The material of the annular partition layer is preferably glass, metal, ceramics or the like.
上記ガラスとしては、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ−ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ２、Ｋ２Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ２、Ｋ２Ｏ−ＰｂＯ−ＳｉＯ２、ＢａＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２等を主要成分とするガラス等が挙げられる。また、上記ガラスは無機系ガラスが望ましい。膨潤等の形状変化を起こしにくいからである。
上記金属としては、例えば、ＳＵＳ、アルミニウム、タングステン、モリブデン、ニッケル、金、銀、白金等が挙げられる。
Examples of the glass include Al 2 O 3 , SiO 2 , Na 2 O—SiO 2 , Na 2 O—CaO—SiO 2 , K 2 O—CaO—SiO 2 , K 2 O—PbO—SiO 2 , BaO. glass to -SiO 2 -B 2 O 3, Na 2 O-B 2 O 3 -SiO 2 , etc. the primary components. The glass is preferably inorganic glass. This is because shape changes such as swelling are unlikely to occur.
Examples of the metal include SUS, aluminum, tungsten, molybdenum, nickel, gold, silver, and platinum.
上記セラミックスとしては、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミックス、炭化珪素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミックス、アルミナ、ジルコニア、コージュライト、ムライト等の酸化物セラミックス等が挙げられる。 Examples of the ceramics include nitride ceramics such as aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, and titanium nitride, carbide ceramics such as silicon carbide, zirconium carbide, titanium carbide, tantalum carbide, and tungsten carbide, alumina, zirconia, cordierite, mullite, and the like. And oxide ceramics.
特に、上記環状隔壁層の材質は、そのヤング率および熱膨張率が、吸着板を構成する多孔質セラミックスのヤング率および熱膨張率と略同一であることが望ましい。多孔質セラミックスと環状隔壁層との研削性が略同一となるからである。 In particular, it is desirable that the material of the annular partition layer has Young's modulus and thermal expansion coefficient substantially the same as the Young's modulus and thermal expansion coefficient of the porous ceramics constituting the adsorption plate. This is because the grindability of the porous ceramics and the annular partition layer is substantially the same.
また、上記環状隔壁層の外縁は、被吸着体の外縁から内側に０．５〜１５ｍｍの領域に位置するように構成されていることが望ましい。上記環状隔壁層の外縁が０．５ｍｍ未満の領域に位置するように構成されている場合には、通常、被吸着体となるシリコンウエハの外縁には面取りが施されていることに起因して、該被吸着体を吸引した際に空気漏れが生じることがあり、また、上記環状隔壁層の外縁が１５ｍｍを超える領域に位置するように構成されている場合には、被吸着体を吸着した際に充分な保持力を得ることができない場合がある。
一方、上記環状隔壁層の外縁が上記範囲の領域に位置するように構成されている場合には、吸着力が高く、かつ、吸着板の吸着力が全体的に均一であり、被吸着体の均一な研削・研磨を実現することができるからである。また、このような構成にすることにより、空気が吸引される吸着部の保持面は、全て被吸着体で覆われることとなるため、研削・研磨加工時に多孔質セラミックスからなる吸着部の目詰まりが生じることがなく、被吸着体を長時間に渡って、高精度で研削・研磨することができる。
Moreover, it is desirable that the outer edge of the annular partition wall layer is configured to be located in a region of 0.5 to 15 mm inward from the outer edge of the adsorbent. When the outer edge of the annular partition layer is configured to be located in a region of less than 0.5 mm, the outer edge of the silicon wafer that is the adsorbent is usually chamfered. When the adsorbent is sucked, air leakage may occur. When the outer edge of the annular partition layer is located in a region exceeding 15 mm, the adsorbent is adsorbed. In some cases, sufficient holding power cannot be obtained.
On the other hand, when the outer edge of the annular partition layer is configured to be located in the region in the above range, the suction force is high and the suction force of the suction plate is generally uniform, This is because uniform grinding and polishing can be realized. In addition, with this configuration, since the holding surface of the suction portion from which air is sucked is entirely covered with the adherend, the suction portion made of porous ceramics is clogged during grinding / polishing. Therefore, the object to be adsorbed can be ground and polished with high accuracy over a long period of time.
従って、図１に示したように、環状隔壁層が円環状で、シリコンウエハ等の被吸着体が円板状である場合には、環状隔壁層の平面視した際の直径（外径）は、被吸着体の直径より０．５〜１５ｍｍ小さいことが望ましい。
なお、環状隔壁層の外縁が上記被吸着体の外縁が、被吸着体の外縁から内側に０．５〜１５ｍｍの領域に位置するとは、平面視した際に被吸着体の外縁から内側に０．５〜１５ｍｍの領域中に、環状隔壁層の外縁が視認されることをいう。
Therefore, as shown in FIG. 1, when the annular partition layer is annular and the adsorbent such as a silicon wafer is disk-shaped, the diameter (outer diameter) of the annular partition layer in plan view is It is desirable that the diameter is smaller by 0.5 to 15 mm than the diameter of the adsorbed body.
Note that the outer edge of the annular partition layer is located in the region of 0.5 to 15 mm inward from the outer edge of the object to be adsorbed when the outer edge of the object to be adsorbed is 0 inward from the outer edge of the object to be adsorbed when viewed in plan. It means that the outer edge of the annular partition wall is visually recognized in a region of 5 to 15 mm.
また、上記吸着板では、図１に示したように、必要に応じて空気不透過層が形成されていてもよい。上記空気不透過層の材質等は、特に限定されず、上記環状隔壁層と同様のもの等が挙げられる。 Moreover, in the said adsorption | suction board, as shown in FIG. 1, the air impermeable layer may be formed as needed. The material etc. of the said air-impermeable layer are not specifically limited, The thing similar to the said annular partition layer is mentioned.
また、本発明の研削・研磨用真空チャックでは、上記吸着板を保持するための保持台を備えており、この保持台には、通常、真空装置等が接続されている。上記保持台は、所定の形状の空気吸引部を有しており、一定以上の機械的強度を有する緻密体であれば特に限定されず、その材料としては、例えば、ＳＵＳ、銅、アルミニウム合金等の金属、窒化ケイ素、炭化ケイ素、アルミナ等のセラミックス等が挙げられる。
また、上記真空装置としては、真空ポンプのほか、エジェクター等が挙げられる。
なお、このような構成からなる研削・研磨用真空チャックの製造方法については、後述する。
Further, the grinding / polishing vacuum chuck of the present invention includes a holding table for holding the suction plate, and a vacuum device or the like is usually connected to the holding table. The holding table has an air suction part having a predetermined shape, and is not particularly limited as long as it is a dense body having a mechanical strength of a certain level or more. Examples of the material include SUS, copper, and aluminum alloy. And metals such as silicon nitride, silicon carbide, and ceramics such as alumina.
Examples of the vacuum device include an ejector in addition to a vacuum pump.
A method for manufacturing the grinding / polishing vacuum chuck having such a configuration will be described later.
また、本発明の研削・研磨用真空チャックにおいて、これを保持台に取り付ける形態としては、図１に示したような形態に限定されるわけではなく、例えば、図２に示すような形態であってもよい。
図２（ａ）は、本発明の研削・研磨用真空チャックの実施形態の別の一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
図２に示すように、本発明の研削・研磨用真空チャック３０は、吸着板１１のツバ部を固定用冶具２１と保持台２０とで挟み込み、固定用冶具２１を４本のボルト２３により保持台２０に固定することにより、吸着板１１を保持台に取り付けている。
なお、研削・研磨用真空チャック３０は、吸着板１１の保持台２０への固定方法が、図１に示した研削・研磨用真空チャック１０と異なる以外は、研削・研磨用真空チャック１０と同様であるため、その説明を省略する。
Further, in the grinding / polishing vacuum chuck of the present invention, the form for attaching the chuck to the holding base is not limited to the form shown in FIG. 1, but for example, the form shown in FIG. May be.
FIG. 2A is a perspective view schematically showing another example of the embodiment of the vacuum chuck for grinding and polishing of the present invention, and FIG. 2B is a sectional view taken along line AA in FIG. .
As shown in FIG. 2, the grinding / polishing
The grinding / polishing
次に、本発明の研削・研磨用真空チャックの製造方法について簡単に説明する。
まず、初めに多孔質セラミックスからなる円板状の吸着部と、ドーナツ状の吸着部とを製造する。吸着部を製造するには、セラミックス粉末にバインダー及び分散媒液を加えて混合組成物を調製する。
Next, the manufacturing method of the vacuum chuck for grinding / polishing of the present invention will be briefly described.
First, a disk-shaped adsorption part made of porous ceramics and a donut-shaped adsorption part are manufactured. In order to manufacture the adsorbing part, a mixed composition is prepared by adding a binder and a dispersion medium liquid to ceramic powder.
上記セラミックス粉末は、予めその粒径をある程度揃えておくことにより、平均粒径のバラツキを小さくすることが望ましい。セラミックス粉末の平均粒径のバラツキが大きいと、製造する吸着板の気孔径にバラツキが発生することがあるからである。上記セラミックス粉末の粒径を揃える方法としては特に限定されず、例えば、セラミックス粉末を密度の高い塊状等の成形体とした後、該成形体を破砕、解砕及び整粒する方法等公知の方法を挙げることができる。
上記セラミックス粉末は、平均粒径の０．７〜１．２倍の粒径を有するセラミックス粉末の全セラミックス粉末に対する割合が７５％以上となるように調整されることが望ましい。
It is desirable to reduce the variation of the average particle size by arranging the particle size of the ceramic powder in advance to some extent. This is because if the variation in the average particle size of the ceramic powder is large, the pore size of the suction plate to be manufactured may vary. The method for aligning the particle size of the ceramic powder is not particularly limited. For example, a known method such as a method of crushing, crushing, and sizing the molded product after forming the ceramic powder into a compacted product having a high density, for example, Can be mentioned.
The ceramic powder is preferably adjusted such that the ratio of the ceramic powder having a particle size 0.7 to 1.2 times the average particle size to the total ceramic powder is 75% or more.
上記セラミックス粉末は、平均粒径５〜１００μｍの粗粉末１００重量部に対して、平均粒径０．１〜１．０μｍの微粉末１０〜１００重量部を均一に混合することが望ましい。
上記バインダーとしては特に限定されず、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。
上記バインダーの配合量は、通常、セラミックス粉末１００重量部に対して、１〜１０重量部程度が望ましい。
It is desirable that the ceramic powder is uniformly mixed with 10 to 100 parts by weight of fine powder having an average particle diameter of 0.1 to 1.0 μm with respect to 100 parts by weight of coarse powder having an average particle diameter of 5 to 100 μm.
The binder is not particularly limited, and examples thereof include methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, polyethylene glycol, phenol resin, and epoxy resin.
In general, the amount of the binder is desirably about 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ceramic powder.
上記分散媒液としては特に限定されず、例えば、ベンゼン等の有機溶媒；メタノール等のアルコール、水等を挙げることができる。
上記分散媒液は、混合組成物の粘度が一定範囲内となるように、適量配合される。
これらセラミックス粉末、バインダー及び分散媒液は、アトライター等で混合した後、ニーダー等で充分に混練し、さらに、スプレードライ法等により顆粒状の粉末を製造する。そして、この顆粒を所定の形状の金型に入れて成形することにより、円板状とドーナツ状と直径の異なる２つのドーナツ状体が積み重ねられた形状（本明細書においては、ツバ付きドーナツ状ともいう）の生成形体を作製する。
この生成形体を、不活性ガス（アルゴン）雰囲気下、４００〜６５０℃程度に加熱することで脱脂し、バインダー等を分解、消失させ、略セラミックス粉末のみを残留させる。
The dispersion medium liquid is not particularly limited, and examples thereof include organic solvents such as benzene; alcohols such as methanol, and water.
An appropriate amount of the dispersion medium liquid is blended so that the viscosity of the mixed composition falls within a certain range.
These ceramic powder, binder and dispersion medium liquid are mixed with an attritor or the like and then sufficiently kneaded with a kneader or the like, and further a granular powder is produced by a spray drying method or the like. Then, the granules are put into a mold having a predetermined shape and molded to form a disk shape, a donut shape, and two donut shapes having different diameters (in this specification, a donut shape with a brim) (Also referred to as a production form).
This produced shape is degreased by heating to about 400 to 650 ° C. in an inert gas (argon) atmosphere, so that the binder and the like are decomposed and disappeared, and only approximately ceramic powder remains.
そして、上記脱脂処理を施した後、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下、１４００〜２３００℃程度に加熱することで焼成し、セラミックス粉末を焼結させ、さらに、所定の形状に加工することにより吸着部を製造する。
焼結体の加工は、ダイヤモンドカッターを用いた切削加工、ダイヤモンド砥石を用いた研削加工等により行うことができる。
And after performing the said degreasing process, it calcinates by heating to about 1400-2300 degreeC in inert gas atmosphere, such as nitrogen and argon, and sinters ceramic powder, Furthermore, it processes into a predetermined shape. The adsorption part is manufactured by
The sintered body can be processed by cutting using a diamond cutter, grinding using a diamond grindstone, or the like.
ここで、環状隔壁層を介して接することとなる円板状の吸着部の直径とドーナツ状の吸着部の内径、環状隔壁層を介して接することとなるドーナツ状の吸着部同士の外径と内径、および、環状隔壁層を介して接することとなるドーナツ状の吸着部の外径とツバ付きドーナツ状の吸着部の内径は、その寸法差が０．２〜２．０ｍｍとなるように設計しておくことが望ましい。これにより、後工程を経て厚さ０．１〜１．０ｍｍの環状隔壁層を形成することができるからである。 Here, the diameter of the disk-shaped adsorption part and the inner diameter of the donut-shaped adsorption part that are in contact with each other via the annular partition wall layer, the outer diameter of the donut-shaped adsorption parts that are in contact with each other via the annular partition layer and The inner diameter and the outer diameter of the doughnut-shaped adsorbing portion to be in contact with each other via the annular partition layer and the inner diameter of the doughnut-shaped adsorbing portion with a brim are designed so that the dimensional difference is 0.2 to 2.0 mm. It is desirable to keep it. Thereby, an annular partition layer having a thickness of 0.1 to 1.0 mm can be formed through a subsequent process.
次に、予めペースト化したガラス等を調製しておき、これを円板状の吸着部、ドーナツ状の吸着部、および、ツバ付きドーナツ状の吸着部の側面に塗布する。その後、円板状の吸着部、ドーナツ状の吸着部およびツバ付きドーナツ状の吸着部を図１に示した形状となるように組み立て、さらに、塗布したペースト状のガラス等を硬化させるべく、酸素雰囲気下、５００〜１２００℃にて融解させ、環状隔壁層を形成する。 Next, pasted glass or the like is prepared in advance, and this is applied to the side surfaces of the disk-shaped suction portion, the donut-shaped suction portion, and the brim-like donut-shaped suction portion. Thereafter, the disk-shaped adsorbing part, the doughnut-shaped adsorbing part and the donut-shaped adsorbing part with flanges are assembled so as to have the shape shown in FIG. It melts at 500 to 1200 ° C. in an atmosphere to form an annular partition layer.
次に、環状隔壁層が形成された吸着板に仕上げ加工を施し、吸着板の作製を終了する。
この仕上げ加工では、保持面の平坦度を５μｍ以下することが望ましい。また、保持面の吸着板からなる部分と保持面の環状隔壁層とからなる部分との段差を０．５μm以下とすることも望ましい。
上記仕上げ加工は、ダイヤモンドカッターを用いた切削加工、ダイヤモンド砥石を用いた研削加工、ダイヤモンド砥粒を用いた研磨加工等により行うことができる。
Next, finishing processing is performed on the suction plate on which the annular partition layer is formed, and the production of the suction plate is completed.
In this finishing process, the flatness of the holding surface is desirably 5 μm or less. It is also desirable that the step difference between the portion of the holding surface made of the suction plate and the portion of the holding surface made of the annular partition layer be 0.5 μm or less.
The finishing process can be performed by a cutting process using a diamond cutter, a grinding process using a diamond grindstone, a polishing process using diamond abrasive grains, or the like.
多孔質セラミックスからなる吸着板の製造方法は、上述した方法に限定されず、従来からセラミックスを製造するために用いられている種々の方法を適用することができる。 The manufacturing method of the adsorption plate made of porous ceramics is not limited to the above-described method, and various methods conventionally used for manufacturing ceramics can be applied.
次に、必要に応じて、吸着部の下面であって、最外周の環状隔壁層の外側の部分に空気不透過層を形成する。なお、空気不透過層は環状隔壁層と同様、ペースト状のガラスを塗布し、その後、硬化させることにより形成することができる。
さらに、上述した工程を経て作製した吸着板を、ボルト等を用いて、真空ポンプ等の真空装置に接続された保持台に固定する。
このような工程を経ることにより、本発明の研削・研磨用真空チャックを製造することができる。
Next, if necessary, an air-impermeable layer is formed on the lower surface of the adsorption portion and outside the outermost annular partition wall layer. The air-impermeable layer can be formed by applying paste-like glass and then curing the same as the annular partition layer.
Furthermore, the suction plate produced through the above-described steps is fixed to a holding table connected to a vacuum device such as a vacuum pump using a bolt or the like.
By passing through such a process, the vacuum chuck for grinding and polishing of the present invention can be manufactured.
次に、本発明の吸着板について説明する。
本発明の吸着板は、吸着板を保持する保持台と一体化して使用され、かつ、空気が透過する吸着部と、空気の透過を遮断する環状隔壁層とにより構成され、
上記吸着部は、上記吸着板が上記保持台と接触する面から上記吸着板が上記被吸着体と接触する面に至る全ての部分が多孔質セラミックスにて構成されていることを特徴とする。
Next, the suction plate of the present invention will be described.
The adsorption plate of the present invention is used in an integrated manner with a holding table for holding the adsorption plate, and is composed of an adsorption part through which air permeates and an annular partition layer that blocks air permeation,
The adsorbing portion is characterized in that all portions from the surface where the adsorbing plate comes into contact with the holding base to the surface where the adsorbing plate comes into contact with the object to be adsorbed are made of porous ceramics.
本発明の吸着板の具体的な形態は、既に説明した本発明の研削・研磨用真空チャックを構成する吸着板の形態と同様である。
また、本発明の吸着板は、本発明の研削・研磨用真空チャックの製造方法における吸着板を製造する方法と同様の方法により製造することができる。
The specific form of the suction plate of the present invention is the same as the form of the suction plate constituting the grinding / polishing vacuum chuck of the present invention described above.
Further, the suction plate of the present invention can be manufactured by the same method as the method of manufacturing the suction plate in the manufacturing method of the grinding / polishing vacuum chuck of the present invention.
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
（実施例１）
（１）平均粒径６０μｍのα型炭化珪素粉末９０重量％と、平均粒径１．０μｍのα型炭化珪素粉末１０重量％とを湿式混合し、得られた混合物１００重量部に対して、有機バインダー（メチルセルロース）を５重量部、水を１０重量部加えて混練した後、スプレードライを行い、顆粒状の粉末を得た。
この顆粒状の粉末を金型に入れ、冷間静水圧（ＣＩＰ）を利用する成形機を用いて、５０ＭＰａの圧力で、５分間保持して円板形状およびドーナツ板状の炭化珪素成形体を作製した。
(Example 1)
(1) Wet-mixing 90% by weight of α-type silicon carbide powder having an average particle size of 60 μm and 10% by weight of α-type silicon carbide powder having an average particle size of 1.0 μm, and with respect to 100 parts by weight of the resulting mixture, After 5 parts by weight of an organic binder (methylcellulose) and 10 parts by weight of water were added and kneaded, spray drying was performed to obtain a granular powder.
This granular powder is put into a mold, and is held for 5 minutes at a pressure of 50 MPa using a molding machine using cold isostatic pressure (CIP) to form a disk-shaped and donut-shaped silicon carbide molded body. Produced.
（２）次に、上記炭化珪素成形体を脱脂炉に搬入し、アルゴンガス雰囲気下、６００℃で２時間加熱することにより炭化珪素成形体の脱脂を行った。 (2) Next, the silicon carbide molded body was carried into a degreasing furnace and heated at 600 ° C. for 2 hours in an argon gas atmosphere to degrease the silicon carbide molded body.
（３）次に、脱脂された炭化珪素成形体を温度：２２００℃で焼成し、多孔質炭化珪素焼結体からなり、直径１２９．６ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円板状の吸着部Ａと、内径１３０ｍｍ、外径１７９．６ｍｍ、厚さ２０ｍｍのドーナツ状の吸着部Ｂと、内径１８０ｍｍ、上部外径２２０ｍｍ、ツバ部外径２５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍのツバ付きドーナツ状の吸着部Ｃとを製造した。 (3) Next, the degreased silicon carbide molded body is fired at a temperature of 2200 ° C., and is composed of a porous silicon carbide sintered body, and has a disk-shaped adsorption portion A having a diameter of 129.6 mm and a thickness of 20 mm; Manufacture of doughnut-shaped suction part B with inner diameter of 130 mm, outer diameter of 179.6 mm and thickness of 20 mm, and doughnut-shaped suction part C with brim of inner diameter of 180 mm, upper outer diameter of 220 mm, outer diameter of brim part of 250 mm and thickness of 20 mm did.
（４）次に、ペースト状に調製したガラス（ホウケイ酸ガラス）を吸着部Ａ〜Ｃの側面に塗布し、これらを組み立て、さらに、吸着部Ｃの下面（保持面と反対側の面）にもペースト状のガラスを塗布する。その後、酸素雰囲気下、１０００℃で融解することにより吸着部Ａ〜Ｃを接合し、環状隔壁層と空気不透過層とが形成された吸着板とした。なお、環状隔壁層および空気不透過層のヤング率および熱膨張率は、それぞれ６６（ＧＰａ）および４．４（×１０−６／℃）である。 (4) Next, glass (borosilicate glass) prepared in the form of paste is applied to the side surfaces of the adsorption parts A to C, assembled, and further, on the lower surface of the adsorption part C (the surface opposite to the holding surface). Also apply pasty glass. Thereafter, the adsorbing portions A to C were joined by melting at 1000 ° C. in an oxygen atmosphere to obtain an adsorbing plate on which an annular partition layer and an air impermeable layer were formed. The Young's modulus and thermal expansion coefficient of the annular partition layer and the air impermeable layer are 66 (GPa) and 4.4 (× 10 −6 / ° C.), respectively.
次に、吸着板の保持面にダイヤモンド砥石を用いた研削加工を施し、保持面の平坦度を１μｍ、段差を０．１μｍとした。なお、保持面の平坦度および段差は、黒田精工社製、ナノメトロにより測定した。
また、細孔分布測定装置（島津製作所社製）を用い、水銀圧入法により細孔直径０．２〜６００μｍの範囲で吸着板の細孔分布を測定した。
Next, the holding surface of the suction plate was subjected to grinding using a diamond grindstone, so that the flatness of the holding surface was 1 μm and the step was 0.1 μm. In addition, the flatness and level | step difference of the holding surface were measured by the Kuroda Seiko Co., Ltd. make and nanometro.
Moreover, the pore distribution of the adsorption plate was measured in a pore diameter range of 0.2 to 600 μm by a mercury intrusion method using a pore distribution measuring device (manufactured by Shimadzu Corporation).
（５）次に、図１に示すように、得られた吸着板１１の空気吸引面を保持台２０に取り付け、研削・研磨用真空チャック１０の製造を終了した。
(5) Next, as shown in FIG. 1, the air suction surface of the obtained
（実施例２）
実施例１の（１）の工程において、下記の方法により顆粒状の粉末を得た以外は、実施例１と同様にして研削・研磨用真空チャックを製造した。
すなわち、平均粒径６０μｍのアルミナ粉末９０重量％と、平均粒径１．０μｍのアルミナ粉末１０重量％とを湿式混合し、得られた混合物１００重量部に対して、有機バインダー（メチルセルロース）を５重量部、水を１０重量部加えて混練した後、スプレードライを行い、顆粒状の粉末を得た。
なお、本実施例で製造した研削・研磨用真空チャックの保持面の平坦度は３μｍ、段差は０．５μｍである。
(Example 2)
A vacuum chuck for grinding and polishing was produced in the same manner as in Example 1 except that in the step (1) of Example 1, a granular powder was obtained by the following method.
That is, 90% by weight of alumina powder having an average particle diameter of 60 μm and 10% by weight of alumina powder having an average particle diameter of 1.0 μm were wet mixed, and 5 parts of organic binder (methylcellulose) was added to 100 parts by weight of the obtained mixture. After 10 parts by weight of water and 10 parts by weight of water were added and kneaded, spray drying was performed to obtain a granular powder.
The flatness of the holding surface of the grinding / polishing vacuum chuck manufactured in this example is 3 μm, and the step is 0.5 μm.
（実施例３）
実施例１の（４）の工程で、ペースト状のガラスとして、鉛ガラスを用いた以外は、実施例１と同様にして研削・研磨用真空チャックを製造した。
なお、鉛ガラスを用いて形成した環状隔壁層および空気不透過層のヤング率および熱膨張率は、それぞれ７５（ＧＰａ）および９．０（×１０−６／℃）である。
また、本実施例で製造した研削・研磨用真空チャックの保持面の平坦度は２μｍ、段差は０．４μｍである。
(Example 3)
In the step (4) of Example 1, a grinding / polishing vacuum chuck was manufactured in the same manner as in Example 1 except that lead glass was used as the paste-like glass.
In addition, the Young's modulus and the thermal expansion coefficient of the annular partition layer and the air impermeable layer formed using lead glass are 75 (GPa) and 9.0 (× 10 −6 / ° C.), respectively.
Further, the flatness of the holding surface of the grinding / polishing vacuum chuck manufactured in this example is 2 μm, and the step is 0.4 μm.
（実施例４）
実施例１の（４）の工程で、ペースト状のガラスとして、並ガラスを用いた以外は、実施例１と同様にして研削・研磨用真空チャックを製造した。
なお、鉛ガラスを用いて形成した環状隔壁層および空気不透過層のヤング率および熱膨張率は、それぞれ７０（ＧＰａ）および８．５（×１０−６／℃）である。
また、本実施例で製造した研削・研磨用真空チャックの保持面の平坦度は５μｍ、段差は０．５μｍである。
Example 4
A vacuum chuck for grinding and polishing was manufactured in the same manner as in Example 1 except that ordinary glass was used as the paste-like glass in the step (4) of Example 1.
In addition, the Young's modulus and the thermal expansion coefficient of the annular partition layer and the air impermeable layer formed using lead glass are 70 (GPa) and 8.5 (× 10 −6 / ° C.), respectively.
The flatness of the holding surface of the grinding / polishing vacuum chuck manufactured in this example is 5 μm, and the step is 0.5 μm.
（実施例５）
実施例１の（３）の工程において、直径１２９．８４ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円板状の吸着部Ａと、内径１３０ｍｍ、外径１７９．８４ｍｍ、厚さ２０ｍｍのドーナツ状の吸着部Ｂと、内径１８０ｍｍ、上部外径２２０ｍｍ、ツバ部外径２５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍのツバ付きドーナツ状の吸着部Ｃとを製造した以外は、実施例１と同様にして研削・研磨用真空チャックを製造した。
なお、本実施例で製造した研削・研磨用真空チャックの環状隔壁層の厚さは、０．０８ｍｍである。
(Example 5)
In the step (3) of Example 1, a disk-shaped suction portion A having a diameter of 129.84 mm and a thickness of 20 mm, and a donut-shaped suction portion B having an inner diameter of 130 mm, an outer diameter of 179.84 mm, and a thickness of 20 mm; A vacuum chuck for grinding and polishing was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a doughnut-shaped adsorbing portion C with a flange having an inner diameter of 180 mm, an upper outer diameter of 220 mm, a flange portion outer diameter of 250 mm, and a thickness of 20 mm was manufactured.
In addition, the thickness of the annular partition layer of the vacuum chuck for grinding / polishing manufactured in this example is 0.08 mm.
（実施例６）
実施例１の（３）の工程において、直径１２７．６ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円板状の吸着部Ａと、内径１３０ｍｍ、外径１７７．６ｍｍ、厚さ２０ｍｍのドーナツ状の吸着部Ｂと、内径１８０ｍｍ、上部外径２２０ｍｍ、ツバ部外径２５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍのツバ付きドーナツ状の吸着部Ｃとを製造した以外は、実施例１と同様にして研削・研磨用真空チャックを製造した。
なお、本実施例で製造した研削・研磨用真空チャックの環状隔壁層の厚さは、１．２ｍｍである。
(Example 6)
In the step (3) of Example 1, a disk-shaped suction portion A having a diameter of 127.6 mm and a thickness of 20 mm, and a donut-shaped suction portion B having an inner diameter of 130 mm, an outer diameter of 177.6 mm, and a thickness of 20 mm; A vacuum chuck for grinding and polishing was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a doughnut-shaped adsorbing portion C with a flange having an inner diameter of 180 mm, an upper outer diameter of 220 mm, a flange portion outer diameter of 250 mm, and a thickness of 20 mm was manufactured.
In addition, the thickness of the annular partition layer of the vacuum chuck for grinding / polishing manufactured in this example is 1.2 mm.
（実施例７）
実施例１の（３）の工程において、直径１７０ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円板状の吸着部Ａと、内径１７０、４ｍｍ、外径２２０ｍｍ、厚さ２０ｍｍのドーナツ状の吸着部Ｂと、内径２２０．４ｍｍ、上部外径２４０ｍｍ、ツバ部外径２７０ｍｍ、厚さ２０ｍｍのツバ付きドーナツ状の吸着部Ｃとを製造した以外は、実施例１と同様にして研削・研磨用真空チャックを製造した。
(Example 7)
In the step (3) of Example 1, a disk-shaped suction portion A having a diameter of 170 mm and a thickness of 20 mm, an inner diameter of 170, 4 mm, an outer diameter of 220 mm, a thickness of 20 mm, and a donut-shaped suction portion B and an inner diameter of 220 mm. A vacuum chuck for grinding and polishing was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a doughnut-shaped adsorbing portion C with a flange having a diameter of 4 mm, an upper outer diameter of 240 mm, a flange outer diameter of 270 mm, and a thickness of 20 mm was manufactured.
（実施例８）
実施例１の（３）の工程において、直径１１７．６ｍｍ、厚さ２０ｍｍの円板状の吸着部Ａと、内径１１８ｍｍ、外径１６７．６ｍｍ、厚さ２０ｍｍのドーナツ状の吸着部Ｂと、内径１６８ｍｍ、上部外径２２０ｍｍ、ツバ部外径２５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍのツバ付きドーナツ状の吸着部Ｃとを製造した以外は、実施例１と同様にして研削・研磨用真空チャックを製造した。
(Example 8)
In the step (3) of Example 1, a disk-shaped suction portion A having a diameter of 117.6 mm and a thickness of 20 mm, and a donut-shaped suction portion B having an inner diameter of 118 mm, an outer diameter of 167.6 mm, and a thickness of 20 mm; A vacuum chuck for grinding and polishing was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a doughnut-shaped adsorbing portion C with a flange having an inner diameter of 168 mm, an upper outer diameter of 220 mm, a flange outer diameter of 250 mm, and a thickness of 20 mm was manufactured.
（実施例９）
実施例１の（４）の工程において、ペースト状に調製したガラスに代えて、ペースト状に調製した金属シリコンと炭化珪素とを含む組成物を塗布し、その後、１６００℃で融解することにより吸着部Ａ〜Ｃを接合し、ＳｉＣ−Ｓｉ複合層からなる環状隔壁層と空気不透過層とが形成された吸着板とした以外は、実施例１と同様にして研削・研磨用真空チャックを製造した。なお、環状隔壁層および空気不透過層のヤング率および熱膨張率は、それぞれ２２０（ＧＰａ）および４．４（×１０−６／℃）である。
Example 9
In the step (4) of Example 1, instead of the glass prepared in paste form, a composition containing metal silicon and silicon carbide prepared in paste form was applied, and then adsorbed by melting at 1600 ° C. A vacuum chuck for grinding and polishing is manufactured in the same manner as in Example 1 except that the suction plates are formed by joining the parts A to C and forming the annular partition layer composed of the SiC-Si composite layer and the air impermeable layer. did. The Young's modulus and the thermal expansion coefficient of the annular partition layer and the air impermeable layer are 220 (GPa) and 4.4 (× 10 −6 / ° C.), respectively.
（試験例１）
実施例１において、ペースト状のガラスを塗布する代わりに、未硬化のエポキシ樹脂を塗布し、このエポキシ樹脂を硬化させて環状隔壁層および空気不透過層を形成した以外は実施例１と同様にして研削・研磨用真空チャックを製造した。
(Test Example 1)
In Example 1, instead of applying paste-like glass, uncured epoxy resin was applied, and this epoxy resin was cured to form an annular partition layer and an air impermeable layer. A vacuum chuck for grinding and polishing was manufactured.
（比較例１）
（１）平均粒径６０μｍのアルミナ粉末９０重量％と、平均粒径１．０μｍのアルミナ粉末１０重量％とを湿式混合し、得られた混合物１００重量部に対して、有機バインダー（メチルセルロース）を５重量部、水を１０重量部加えて混練した後、スプレードライを行い、顆粒状の粉末を得た。
この顆粒状の粉末を金型に入れ、冷間静水圧（ＣＩＰ）を利用する成形機を用いて、５０ＭＰａの圧力で、５分間保持して円板形状およびドーナツ板状のアルミナ成形体を作製した。
(Comparative Example 1)
(1) 90% by weight of alumina powder having an average particle size of 60 μm and 10% by weight of alumina powder having an average particle size of 1.0 μm are wet-mixed, and an organic binder (methylcellulose) is added to 100 parts by weight of the resulting mixture. After 5 parts by weight and 10 parts by weight of water were added and kneaded, spray drying was performed to obtain a granular powder.
This granular powder is put into a mold, and a disk-shaped and donut-shaped alumina molded body is produced by holding for 5 minutes at a pressure of 50 MPa using a molding machine using cold isostatic pressure (CIP). did.
（２）次に、上記アルミナ成形体を脱脂炉に搬入し、酸化雰囲気下、６００℃で２時間加熱することによりアルミナ成形体の脱脂を行った。 (2) Next, the alumina molded body was carried into a degreasing furnace and heated at 600 ° C. for 2 hours in an oxidizing atmosphere to degrease the alumina molded body.
（３）次に、脱脂されたアルミナ成形体を温度：２２００℃で焼成し、多孔質アルミナ焼結体からなり、直径１２９．６ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円板形状の吸着部Ａと、内径１３０ｍｍ、外径１７９．６ｍｍ、厚さ１０ｍｍのドーナツ板状の吸着部Ｂとを製造した。 (3) Next, the degreased alumina molded body was fired at a temperature of 2200 ° C., made of a porous alumina sintered body, a disk-shaped adsorption portion A having a diameter of 129.6 mm and a thickness of 10 mm, and an inner diameter of 130 mm. And a doughnut-shaped adsorbing part B having an outer diameter of 179.6 mm and a thickness of 10 mm were manufactured.
（４）次に、ペースト状に調製したガラス（ホウケイ酸ガラス）を吸着部Ａの外周面、および、吸着部Ｂの内周面に塗布し、これらを組み立て、さらに、酸素雰囲気下、１０００℃で融解することにより吸着部Ａ、Ｂを接合し、環状隔壁層が形成された吸着板とした。 (4) Next, glass (borosilicate glass) prepared in a paste form is applied to the outer peripheral surface of the adsorption part A and the inner peripheral surface of the adsorption part B, and these are assembled, and further, 1000 ° C. in an oxygen atmosphere. The adsorbing portions A and B were joined by melting at a pressure to form an adsorbing plate on which an annular partition layer was formed.
（５）別途、アルミナからなる緻密質セラミックスの円板状体を準備し、この緻密質セラミックスに直径１８０ｍｍ、高さ１０ｍｍの円板状の凹部と、空気吸引孔とを形成した。
さらに、上記（４）の工程で作製した吸着板を、緻密質セラミックスの円板状体の凹部に、低融点ガラス（ホウケイ酸ガラス）を用いて、ガラス接合し、次に、吸着板の保持面にダイヤモンド砥石を用いた研削加工を施し、研削・研磨用真空チャックの製造を終了した。（図３参照）。なお、保持面の平坦度は７μｍとなった。
(5) Separately, a dense ceramic disk-shaped body made of alumina was prepared, and a disk-shaped recess having a diameter of 180 mm and a height of 10 mm and an air suction hole were formed on the dense ceramic.
Further, the adsorption plate produced in the step (4) is glass-bonded to the concave portion of the dense ceramic disc-like body using low melting point glass (borosilicate glass), and then the adsorption plate is held. The surface was ground using a diamond grindstone, and the manufacture of the vacuum chuck for grinding and polishing was completed. (See FIG. 3). The flatness of the holding surface was 7 μm.
（比較例２）
（１）平均粒径６０μｍのα型炭化珪素粉末９０重量％と、平均粒径１．０μｍのα型炭化珪素粉末１０重量％とを湿式混合し、得られた混合物１００重量部に対して、有機バインダー（メチルセルロース）を５重量部、水を１０重量部加えて混練した後、スプレードライを行い、顆粒状の粉末を得た。
この顆粒状の粉末を金型に入れ、冷間静水圧（ＣＩＰ）を利用する成形機を用いて、５０ＭＰａの圧力で、５分間保持して円板形状およびドーナツ板状の炭化珪素成形体を作製した。
(Comparative Example 2)
(1) Wet-mixing 90% by weight of α-type silicon carbide powder having an average particle size of 60 μm and 10% by weight of α-type silicon carbide powder having an average particle size of 1.0 μm, and with respect to 100 parts by weight of the resulting mixture, After 5 parts by weight of an organic binder (methylcellulose) and 10 parts by weight of water were added and kneaded, spray drying was performed to obtain a granular powder.
This granular powder is put into a mold, and is held for 5 minutes at a pressure of 50 MPa using a molding machine using cold isostatic pressure (CIP) to form a disk-shaped and donut-shaped silicon carbide molded body. Produced.
（２）次に、上記炭化珪素成形体を脱脂炉に搬入し、アルゴンガス雰囲気下、６００℃で２時間加熱することにより炭化珪素成形体の脱脂を行った。 (2) Next, the silicon carbide molded body was carried into a degreasing furnace and heated at 600 ° C. for 2 hours in an argon gas atmosphere to degrease the silicon carbide molded body.
（３）次に、脱脂された炭化珪素成形体を温度：２２００℃で焼成し、多孔質炭化珪素焼結体からなり、直径１２９．６ｍｍ、厚さ１０ｍｍの円板状の吸着部Ａと、内径１３０ｍｍ、外径１７９．６ｍｍ、厚さ１０ｍｍのドーナツ状の吸着部Ｂとを製造した。 (3) Next, the degreased silicon carbide molded body is fired at a temperature of 2200 ° C., and is made of a porous silicon carbide sintered body, and has a disk-shaped adsorption portion A having a diameter of 129.6 mm and a thickness of 10 mm; A doughnut-shaped adsorption part B having an inner diameter of 130 mm, an outer diameter of 179.6 mm, and a thickness of 10 mm was manufactured.
（４）次に、ペースト状に調製した金属シリコンと炭化珪素とを含む組成物を吸着部Ａの外周面、および、吸着部Ｂの内周面に塗布し、これらを組み立て、さらに、１６００℃で融解することにより吸着部Ａ、Ｂを接合し、ＳｉＣ−Ｓｉ複合層からなる環状隔壁層が形成された吸着板とした。 (4) Next, a composition containing metal silicon and silicon carbide prepared in a paste form is applied to the outer peripheral surface of the adsorbing part A and the inner peripheral surface of the adsorbing part B, and these are assembled. The adsorbing portions A and B were joined by melting at, thereby forming an adsorbing plate on which an annular partition layer composed of a SiC-Si composite layer was formed.
（５）別途、炭化珪素からなる緻密質セラミックスの円板状体を準備し、この緻密質セラミックスに直径１８０ｍｍ、高さ１０ｍｍの円板状の凹部と、空気吸引孔とを形成した。
さらに、上記（４）の工程で作製した吸着板を、緻密質セラミックスの円板状体の凹部に、ペースト状に調製した金属シリコンと炭化珪素とを含む組成物を用いてＳｉＣ−Ｓｉ複合層を介して接合し、次に、吸着板の保持面にダイヤモンド砥石を用いた研削加工を施し、研削・研磨用真空チャックの製造を終了した。なお、保持面の平坦度は、８．５μｍとなった。
(5) Separately, a dense ceramic disk-shaped body made of silicon carbide was prepared, and a disk-shaped recess having a diameter of 180 mm and a height of 10 mm and an air suction hole were formed in the dense ceramic.
Furthermore, the SiC-Si composite layer is formed by using the composition containing the metal silicon and silicon carbide prepared in paste form in the concave portion of the dense ceramic disk-shaped adsorbing plate produced in the step (4). Then, the holding surface of the suction plate was subjected to grinding using a diamond grindstone, and the manufacture of the vacuum chuck for grinding and polishing was completed. The flatness of the holding surface was 8.5 μm.
実施例１〜９、試験例１および比較例１、２に係る研削・研磨用真空チャックの保持面に、直径の異なる２種類のシリコンウエハ（ウエハ１：直径１５０ｍｍ、ウエハ２：直径２００ｍｍ）を平面視した遮断壁の中心部とシリコンウエハの中心部とが一致するように載置し、該シリコンウエハを圧力１０ＫＰａで吸着し、上記シリコンウエハの研磨処理を１０回行い、このときのシリコンウエハの研磨面の平坦度を評価した。また、研磨時のシリコンウエハ温度を測定し、さらに、吸着時のクランプ圧（ウエハクランプ時の到達圧力）および空気漏れの有無を測定した。
なお、シリコンウエハ温度は、表面温度計により測定した。
また、クランプ圧（ウエハクランプ時の到達圧力）は圧力計を用いて測定し、さらに、空気漏れの有無はクランプ圧を基準に評価した。
Two types of silicon wafers having different diameters (wafer 1: diameter 150 mm, wafer 2: diameter 200 mm) are provided on the holding surfaces of the grinding and polishing vacuum chucks according to Examples 1 to 9, Test Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. The silicon wafer was placed so that the central portion of the barrier wall in plan view coincided with the central portion of the silicon wafer, the silicon wafer was adsorbed at a pressure of 10 KPa, and the silicon wafer was polished 10 times. The flatness of the polished surface was evaluated. Moreover, the silicon wafer temperature at the time of grinding | polishing was measured, Furthermore, the clamp pressure at the time of adsorption | suction (attainment pressure at the time of wafer clamp) and the presence or absence of the air leak were measured.
The silicon wafer temperature was measured with a surface thermometer.
The clamp pressure (the ultimate pressure at the time of wafer clamping) was measured using a pressure gauge, and the presence or absence of air leakage was evaluated based on the clamp pressure.
なお、研磨処理は湿式研磨により行った。即ち、フェルト状の研磨クロスが貼り付けられたテーブルにシリカスラリーを塗布した後、このテーブルを回転させ、ここにシリコンウエハを吸着・保持した真空チャックを接触させることにより行った。テーブルの回転数は１．２ｓ−１とした。
研削・研磨用真空チャックの特性を表１に、研磨したシリコンウエハの評価結果を表２に示した。
The polishing process was performed by wet polishing. That is, the silica slurry was applied to a table on which a felt-like polishing cloth was affixed, and then the table was rotated and brought into contact with a vacuum chuck that adsorbed and held a silicon wafer. The rotational speed of the table was 1.2 s −1 .
Table 1 shows the characteristics of the vacuum chuck for grinding and polishing, and Table 2 shows the evaluation results of the polished silicon wafer.
表１、２に示した結果から明らかなように、実施例１に係る研削・研磨用真空チャックは、それぞれ直径の異なるシリコンウエハを載置しても、良好に研磨が行われていた。すなわち、研磨処理されたシリコンウエハの表面の平坦度は０．１μｍであり、精度よく、かつ、均一に研磨処理されていた。これは、保持面の平坦度が１μｍと小さく、また、段差が０．１μｍと充分に小さいからであると考えられる。 As is clear from the results shown in Tables 1 and 2, the grinding / polishing vacuum chuck according to Example 1 was satisfactorily polished even when silicon wafers having different diameters were placed. That is, the flatness of the surface of the polished silicon wafer was 0.1 μm, and the polishing process was performed accurately and uniformly. This is presumably because the flatness of the holding surface is as small as 1 μm and the step is sufficiently small as 0.1 μm.
また、実施例３、４のそれぞれで研磨された直径の異なるシリコンウエハは、その表面の平坦度が０．４μｍ（実施例３）、０．５μｍ（実施例４）であった。従って、実施例１の研削・研磨用真空チャックと比べると劣るものの、実施例３、４の研削・研磨用真空チャックを用いた場合にもシリコンウエハを良好に研磨することができることが明らかとなった。 Further, the silicon wafers with different diameters polished in each of Examples 3 and 4 had a surface flatness of 0.4 μm (Example 3) and 0.5 μm (Example 4). Accordingly, although it is inferior to the grinding / polishing vacuum chuck of Example 1, it is clear that the silicon wafer can be satisfactorily polished even when the grinding / polishing vacuum chucks of Examples 3 and 4 are used. It was.
また、実施例１、３、４に係る研削・研磨用真空チャックの保持面の平坦度および段差の比較から、環状隔壁層のヤング率および熱膨張率は、多孔質セラミックスのヤング率および熱膨張率と略同一であるほうが望ましいことが明らかとなった。 Further, from comparison of the flatness and level difference of the holding surface of the vacuum chuck for grinding and polishing according to Examples 1, 3, and 4, the Young's modulus and thermal expansion coefficient of the annular partition wall layer are It became clear that it would be desirable to have approximately the same rate.
また、実施例２で研磨されたシリコンウエハは、その表面の平坦度が０．５μｍであった。従って、実施例２の研削・研磨用真空チャックを用いた場合にもシリコンウエハを良好に研磨することができることが明らかとなった。
但し、実施例２で研磨されたシリコンウエハの表面の平坦度は、実施例１で研磨されたシリコンウエハの表面の平坦度に比べて劣るものであった。
これは、実施例２の研削・研磨用真空チャックの保持面の平坦度および段差が、実施例１の研削・研磨用真空チャックの保持面の平坦度および段差に比べて大きいことに加え、多孔質セラミックスとしてアルミナを用いた場合には、炭化珪素を用いた場合に比べ、研磨時に発生した熱を逃がしにくくなるからであると考えられる。このことは、研磨時のシリコンウエハの温度の比較からも推定される。
The silicon wafer polished in Example 2 had a surface flatness of 0.5 μm. Therefore, it was revealed that the silicon wafer can be satisfactorily polished even when the grinding / polishing vacuum chuck of Example 2 was used.
However, the flatness of the surface of the silicon wafer polished in Example 2 was inferior to the flatness of the surface of the silicon wafer polished in Example 1.
This is because the flatness and level difference of the holding surface of the grinding / polishing vacuum chuck of Example 2 are larger than the flatness and level difference of the holding surface of the grinding / polishing vacuum chuck of Example 1, and the porosity is high. When alumina is used as the quality ceramic, it is considered that heat generated during polishing is less likely to escape than when silicon carbide is used. This is also estimated from a comparison of the temperature of the silicon wafer during polishing.
また、実施例５、６で研磨されたシリコンウエハは、その表面の平坦度がそれぞれ０．３μｍ（実施例５）、０．８μｍ（実施例６）であった。従って、実施例５、６の研削・研磨用真空チャックを用いた場合にもシリコンウエハを良好に研磨することができることが明らかとなった。
但し、実施例５、６で研磨されたシリコンウエハの表面の平坦度は、実施例１で研磨されたシリコンウエハの表面の平坦度に比べて劣るものであった。
これは、実施例５の研削・研磨用真空チャックでは、環状隔壁層の厚さが、０．０８ｍｍと薄いことに起因して、若干の空気漏れが生じており、そのため、実施例１の研削・研磨用真空チャック比べて、シリコンウエハの吸着力に劣ることとなっているからであると考えられる。
また、実施例６の研削・研磨用真空チャックは、環状隔壁層の厚さが、１．２ｍｍと厚いことに起因して、保持面の段差が実施例１の研削・研磨用真空チャック比べて大きくなっているためであると考えられる。
The silicon wafers polished in Examples 5 and 6 had a surface flatness of 0.3 μm (Example 5) and 0.8 μm (Example 6), respectively. Therefore, it was revealed that the silicon wafer can be satisfactorily polished even when the grinding / polishing vacuum chucks of Examples 5 and 6 were used.
However, the flatness of the surface of the silicon wafer polished in Examples 5 and 6 was inferior to the flatness of the surface of the silicon wafer polished in Example 1.
This is because in the vacuum chuck for grinding and polishing of Example 5, a slight air leakage occurs because the thickness of the annular partition layer is as thin as 0.08 mm. Therefore, the grinding of Example 1 -It is thought that it is because it is inferior in the adsorption power of a silicon wafer compared with the vacuum chuck for polishing.
Further, the grinding / polishing vacuum chuck of Example 6 has a difference in level of the holding surface compared to the grinding / polishing vacuum chuck of Example 1 because the annular partition wall layer is as thick as 1.2 mm. This is probably because it is getting bigger.
また、実施例７、８で研磨されたシリコンウエハは、その表面の平坦度がそれぞれ０．７
μｍ（実施例７）、０．３μｍ（実施例８）であった。従って、実施例７、８の研削・研磨用真空チャックを用いた場合にもシリコンウエハを良好に研磨することができることが明らかとなった。
但し、実施例７、８で研磨されたシリコンウエハの表面の平坦度は、実施例１で研磨されたシリコンウエハの表面の平坦度に比べて劣るものであった。
これは、実施例７の研削・研磨用真空チャックでは、環状隔壁層の外縁が、シリコンウエハの外縁より外側に位置しているため、若干の空気漏れが生じており、そのため、実施例１の研削・研磨用真空チャック比べて、シリコンウエハの吸着力に劣ることが原因であると考えられる。なお、研磨後、保持面の顕微鏡観察を行ったところ、その一部で目詰まりが生じていることが確認された。
また、実施例８の研削・研磨用真空チャックは、環状隔壁層の外縁が、シリコンウエハの外縁より１６ｍｍ内側に位置しているため、シリコンウエハの吸着力が不充分であることに起因して、シリコンウエハの表面の平坦度が実施例１の研削・研磨用真空チャック比べて劣るものとなっていると考えられる。
Further, the silicon wafers polished in Examples 7 and 8 had a surface flatness of 0.7 respectively.
μm (Example 7) and 0.3 μm (Example 8). Therefore, it was revealed that the silicon wafer can be satisfactorily polished even when the grinding / polishing vacuum chucks of Examples 7 and 8 were used.
However, the flatness of the surface of the silicon wafer polished in Examples 7 and 8 was inferior to the flatness of the surface of the silicon wafer polished in Example 1.
This is because in the vacuum chuck for grinding / polishing of Example 7, the outer edge of the annular partition layer is located outside the outer edge of the silicon wafer, so that a slight air leakage occurs. The cause is considered to be inferior to the suction force of the silicon wafer as compared with the vacuum chuck for grinding and polishing. In addition, when the holding surface was observed with a microscope after polishing, it was confirmed that clogging occurred in a part of the holding surface.
Further, in the grinding / polishing vacuum chuck of Example 8, the outer edge of the annular partition layer is located 16 mm inside the outer edge of the silicon wafer. The flatness of the surface of the silicon wafer is considered to be inferior to the grinding / polishing vacuum chuck of Example 1.
また、実施例９で研磨されたシリコンウエハは、その表面の平坦度が０．６μｍであった。従って、実施例９の研削・研磨用真空チャックを用いた場合にもシリコンウエハを良好に研磨することができることが明らかとなった。
但し、実施例９で研磨されたシリコンウエハの表面の平坦度は、実施例１で研磨されたシリコンウエハの表面の平坦度に比べて劣るものであった。
これは、実施例９の研削・研磨用真空チャックでは、多孔質セラミックス（吸着部）と環状隔壁層とのヤング率が異なることに起因して、保持面の平坦度が４μｍと、実施例１の研削・研磨用真空チャックの保持面の平坦度より劣るものとなっていることが原因ではないかと考えられる。
The silicon wafer polished in Example 9 had a surface flatness of 0.6 μm. Therefore, it was revealed that the silicon wafer can be polished well even when the grinding / polishing vacuum chuck of Example 9 is used.
However, the flatness of the surface of the silicon wafer polished in Example 9 was inferior to the flatness of the surface of the silicon wafer polished in Example 1.
This is because, in the vacuum chuck for grinding / polishing of Example 9, the flatness of the holding surface was 4 μm due to the difference in Young's modulus between the porous ceramics (adsorption part) and the annular partition wall layer. This may be because the holding surface of the vacuum chuck for grinding / polishing is inferior to the flatness of the holding surface.
一方、試験例１では、研磨処理されたそれぞれのシリコンウエハの表面の平坦度は、２μｍと平坦度が大きく低下しており、均一な研磨を行うことができなかった。これは、研削・研磨用真空チャックの保持面の平坦度が悪く、段差が大きいからであると考えられ、その理由は、環状隔壁層の材料がエポキシ樹脂だからであると考えられる。 On the other hand, in Test Example 1, the flatness of the surface of each polished silicon wafer was greatly reduced to 2 μm, and uniform polishing could not be performed. This is considered to be because the flatness of the holding surface of the vacuum chuck for grinding and polishing is poor and the level difference is large, and the reason is considered that the material of the annular partition wall layer is an epoxy resin.
また、比較例１では、研磨処理されたそれぞれのシリコンウエハの表面の平坦度は、２．５〜３．０μｍと平坦度が大きく低下しており、均一な研磨を行うことができなかった。これは、本比較例の研削・研磨用真空チャックでは、多孔質セラミックスを緻密質セラミックスにガラス接合しており、両者を接合する際の接合ムラや、研磨時におけるクランプ荷重や研磨荷重による接合部の剥れやズレに起因した研磨精度の悪化によるものではないかと考えられる。 Moreover, in Comparative Example 1, the flatness of the surface of each polished silicon wafer was greatly reduced to 2.5 to 3.0 μm, and uniform polishing could not be performed. This is because, in the vacuum chuck for grinding / polishing of this comparative example, porous ceramics are glass-bonded to dense ceramics, bonding unevenness when bonding them together, and joints due to clamping load or polishing load during polishing This may be due to deterioration of polishing accuracy due to peeling or misalignment.
また、比較例２では、研磨処理されたそれぞれのシリコンウエハの表面の平坦度は、２．０μｍと平坦度が大きく低下しており、均一な研磨を行うことができなかった。これは、本比較例の研削・研磨用真空チャックでは、多孔質セラミックスを緻密質セラミックスにＳｉＣ−Ｓｉ複合層を介して接合されており、両者を接合する際の接合ムラや、研磨時におけるクランプ荷重や研磨荷重による接合部の剥れやズレに起因した研磨精度の悪化によるものではないかと考えられる。 In Comparative Example 2, the flatness of the surface of each polished silicon wafer was greatly reduced to 2.0 μm, and uniform polishing could not be performed. This is because, in the vacuum chuck for grinding and polishing of this comparative example, porous ceramics are bonded to dense ceramics via a SiC-Si composite layer, and uneven bonding at the time of bonding the two or clamping during polishing This may be due to deterioration in polishing accuracy due to peeling or misalignment of the joint due to load or polishing load.
１０ 研削・研磨用真空チャック
１１ 吸着板
１１ａ 保持面
１１ｂ 空気吸引面
１２ａ〜１２ｃ 吸着部
１３ａ〜１３ｃ 空気吸引部
１５ 半導体ウエハ
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 環状隔壁層
２０ 保持台
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記吸着板は、空気が透過する吸着部と、空気の透過を遮断する環状隔壁層とにより構成され、
前記吸着部は、前記吸着板が前記保持台と接触する面から前記吸着板が前記被吸着体と接触する面に至る全ての部分が多孔質セラミックスにて構成されていることを特徴とする研削・研磨用真空チャック。 An adsorption plate for adsorbing and holding an object to be adsorbed and a holding table for holding the adsorption plate,
The adsorbing plate is composed of an adsorbing part through which air passes and an annular partition layer that blocks air from passing through,
Grinding characterized in that all the portions from the surface where the suction plate comes into contact with the holding base to the surface where the suction plate comes into contact with the object to be adsorbed are made of porous ceramics.・ Vacuum chuck for polishing.
前記吸着部は、前記吸着板が前記保持台と接触する面から前記吸着板が前記被吸着体と接触する面に至る全ての部分が多孔質セラミックスにて構成されていることを特徴とする吸着板。 It is used in an integrated manner with a holding table that holds the suction plate, and is composed of an adsorption part through which air permeates, and an annular partition layer that blocks air permeation,
The adsorbing part is composed of porous ceramics in all parts from the surface where the adsorbing plate comes into contact with the holding base to the surface where the adsorbing plate comes into contact with the object to be adsorbed. Board.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004090105A JP2005118979A (en) | 2003-09-22 | 2004-03-25 | Grinding/polishing vacuum chuck and sucking plate |
| CNB2005800096751A CN100467210C (en) | 2004-03-25 | 2005-03-25 | Vacuum chuck and suction board |
| PCT/JP2005/005563 WO2005092564A1 (en) | 2004-03-25 | 2005-03-25 | Vacuum chuck and suction board |
| KR1020057024906A KR100753302B1 (en) | 2004-03-25 | 2005-03-25 | Vacuum chuck, suction board, polishing device, and method for manufacturing of semiconductor wafer |
| US11/525,820 US7654887B2 (en) | 2004-03-25 | 2006-09-25 | Vacuum chuck and suction board |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003330489 | 2003-09-22 | ||
| JP2004090105A JP2005118979A (en) | 2003-09-22 | 2004-03-25 | Grinding/polishing vacuum chuck and sucking plate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005118979A true JP2005118979A (en) | 2005-05-12 |
Family
ID=34621890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004090105A Pending JP2005118979A (en) | 2003-09-22 | 2004-03-25 | Grinding/polishing vacuum chuck and sucking plate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005118979A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007253284A (en) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Kyocera Corp | Vacuum chuck and vacuum suction device using it |
| JP2012033640A (en) * | 2010-07-29 | 2012-02-16 | Disco Abrasive Syst Ltd | Chuck table |
| JP2014200888A (en) * | 2013-04-05 | 2014-10-27 | ローム株式会社 | Suction holding device and wafer polishing device |
| US9815167B2 (en) | 2014-09-30 | 2017-11-14 | Fujifilm Corporation | Lens manufacturing method |
| JP2018034299A (en) * | 2017-11-22 | 2018-03-08 | ローム株式会社 | Suction holding device and wafer polishing device |
| JP2020015133A (en) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | 株式会社タカハシキカイ | Vacuum chuck |
| JP2020146780A (en) * | 2019-03-12 | 2020-09-17 | 株式会社ディスコ | Method for forming holding surface of chuck table |
| WO2022201648A1 (en) * | 2021-03-23 | 2022-09-29 | 株式会社東京精密 | Workpiece holding device |
-
2004
- 2004-03-25 JP JP2004090105A patent/JP2005118979A/en active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007253284A (en) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Kyocera Corp | Vacuum chuck and vacuum suction device using it |
| JP2012033640A (en) * | 2010-07-29 | 2012-02-16 | Disco Abrasive Syst Ltd | Chuck table |
| JP2014200888A (en) * | 2013-04-05 | 2014-10-27 | ローム株式会社 | Suction holding device and wafer polishing device |
| US9815167B2 (en) | 2014-09-30 | 2017-11-14 | Fujifilm Corporation | Lens manufacturing method |
| JP2018034299A (en) * | 2017-11-22 | 2018-03-08 | ローム株式会社 | Suction holding device and wafer polishing device |
| JP2020015133A (en) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | 株式会社タカハシキカイ | Vacuum chuck |
| JP2020146780A (en) * | 2019-03-12 | 2020-09-17 | 株式会社ディスコ | Method for forming holding surface of chuck table |
| WO2022201648A1 (en) * | 2021-03-23 | 2022-09-29 | 株式会社東京精密 | Workpiece holding device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7654887B2 (en) | Vacuum chuck and suction board | |
| JP3880977B2 (en) | Vacuum chuck | |
| JP4885165B2 (en) | Vacuum adsorption device | |
| JP5730071B2 (en) | Adsorption member | |
| JP2008132562A (en) | Vacuum chuck and vacuum suction device using it | |
| JP4908263B2 (en) | Vacuum adsorption apparatus and method for manufacturing the same | |
| CN112407936B (en) | Porous vacuum chuck and preparation method thereof | |
| JP4718397B2 (en) | Manufacturing method of vacuum suction device | |
| JP2008211098A (en) | Vacuum suction apparatus, manufacturing method thereof and method of sucking object to be sucked | |
| KR100543735B1 (en) | Ceramic sintered bodies and a method of producing the same | |
| JP2009056518A (en) | Suction device, machining system having the same, and machining method | |
| EP3795288B1 (en) | Chuck table and method of manufacturing chuck table | |
| JP2005118979A (en) | Grinding/polishing vacuum chuck and sucking plate | |
| JP2005279789A (en) | Vacuum chuck for grinding/polishing | |
| JP5261057B2 (en) | Suction board and vacuum suction device | |
| JP2005279788A (en) | Vacuum chuck for grinding/polishing | |
| JP2004296898A (en) | Vacuum chuck | |
| JP4405887B2 (en) | Vacuum adsorption device | |
| JP2009033001A (en) | Vacuum chuck and vacuum sucker and working device using the same | |
| JP5279550B2 (en) | Vacuum adsorption apparatus and method for manufacturing the same | |
| JP4964910B2 (en) | Vacuum adsorption apparatus and method for manufacturing the same | |
| JP2002103213A (en) | Wafer holding tool | |
| JP2005135940A (en) | Universal chucking mechanism of semiconductor wafer and wafer mounting plate | |
| JP2008006529A (en) | Vacuum chuck and vacuum suction device using the same | |
| JP2009107880A (en) | Joined body, adsorption member, adsorption device, and working apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070313 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070703 |