JP4119170B2 - チャックテーブル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハ等の板状物を吸引保持するチャックテーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣ、ＬＳＩ等の集積回路は、幾多の工程を経て、シリコン等からなる半導体ウェーハの表面に形成される。
【０００３】
集積回路が形成される前の半導体ウェーハは、インゴットから切り出した後、切り出された半導体ウェーハの両面のラッピングまたは研磨により初期成形を行い、研削装置を用いた研削により平坦化を行った後に、ポリッシングにより鏡面仕上げを行うことにより、集積回路を形成できる状態に成形される。
【０００４】
研削装置による研削は、図６に示すチャックテーブル５０において半導体ウェーハを保持した状態で行われる。このチャックテーブル５０は、基台５１とこれに嵌合するポーラス板５２とから構成され、図７に示すバキュームベース５３の上に固定されて使用される。
【０００５】
図７に示したように、バキュームベース５３には、バキューム源に連通するバキューム孔５４及びバキューム溝５５が形成されている。また、図６に示したように、基台５１には、バキューム孔５４に連通する吸引孔５６及びバキューム溝５５に連通する吸引溝５７が形成されており、図８に示すように、吸引源からポーラス板５２に供給される吸引力によって、ポーラス板５２の上に載置された半導体ウェーハＷが吸引保持される。そして、研削砥石が回転しながら下降して半導体ウェーハＷに接触することにより研削が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにして半導体ウェーハＷの研削を行うと、図９、図１０に示すように、半導体ウェーハＷにリング状の僅かな凸部５８が形成されることが経験的に認められている。
【０００７】
本件発明の発明者が検討したところ、これは、図６、７、８に示した従来のチャックテーブル５０においては半導体ウェーハＷの直下に吸引溝５７が位置しており、ポーラス板５２の保持面５２ａにおいては、特に吸引溝５７の直上部分に僅かな凹みが形成され、図８において拡大して示すように、半導体ウェーハＷが、吸引溝５７の直上に位置する部分に僅かな凹部５９が形成された状態で吸引保持されていることが原因であることを見いだした。
【０００８】
即ち、この状態で研削を行い、研削終了後に半導体ウェーハＷの吸引を解除すると、吸引溝５７の直上に位置していた部分が僅かに突出してリング状の凸部５８が形成されてしまい、平面精度を向上させることができなかった。そして、この凸部５８は、次に行われるポリッシングにおいて除去する必要があるため、ポリッシング工程に時間がかかるという問題があった。
【０００９】
従って、研削による平坦化を行う際には、凸部が生じないようにしてより平面精度を高めることに課題を有している。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、板状物を吸引保持するチャックテーブルであって、多孔質部材により形成され板状物を吸引保持する保持面を有するポーラス板と、ポーラス板を支持すると共にポーラス板に吸引力を伝達する吸引領域を有する基台とから構成され、ポーラス板には、ポーラス板のうち、板状物が載置される領域以外の部分であって、かつ、ポーラス基板における保持面の反対側の面である裏面以外の部分をシールするシール部が形成され、吸引領域は、ポーラス板のうち板状物が載置されない領域の裏面を吸引するように形成されるチャックテーブルを提供する。
【００１１】
またこのチャックテーブルは、吸引領域がリング状に形成された吸引溝と吸引溝に連通する吸引孔とから構成されること、シール部が樹脂によって構成されること、ポーラス板と基台とが樹脂によって固定されることを付加的な要件とする。
【００１２】
このように構成されるチャックテーブルにおいては、ポーラス板を支持する基台に形成される吸引溝が原因となって板状物にその吸引溝の形状の凸部が形成されてしまうことを見いだし、板状物が載置されない領域に吸引溝を形成したことにより、板状物の吸引保持時に凹部が形成されなくなるため、研削により平面精度を向上させることができる。
【００１３】
また、保持面のうち板状物が載置される領域及び裏面以外の領域を樹脂によってシールしてエアーのリークを防止するようにしたため、安価に製造することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例として、図１に示すチャックテーブル１０について説明する。このチャックテーブル１０は、基台１１とポーラス板１２とから構成される。
【００１５】
基台１１の表面には、外周に沿って吸引溝１３が形成されており、吸引溝１３の底面からは吸引孔１４が下方に貫通して形成されている。そして、吸引溝１３と吸引孔１４とでポーラス板１２に吸引力を伝達する吸引領域１５を形成している。
【００１６】
一方、ポーラス板１２は、ポーラスセラミックス等の多孔質の部材であり、表面が板状物を吸引保持する保持面１２ａを構成している。ポーラス板１２は、吸引溝１３の外周より大きい外径を有し、基台１１に載置した状態では、吸引領域１５の全体を覆うように構成され、基台１１によって支持された状態となる。
【００１７】
図２に示すように、ポーラス板１２は、保持面１２ａのうち半導体ウェーハが載置される領域及び裏面以外の領域は、シール部１６によってシールされており、エアーのリークがないように構成されている。シール部１６としては、例えば樹脂を用いることができる。樹脂によってポーラス板１２と基台１１とを固定することもでき、この場合はエアーのリークを効果的に防止することができ、安価に製造することができる。また、ポーラス板１２に形成されている多数の孔を完全にシールすることができるものであれば、他の材質によってもよい。
【００１８】
このように構成されるチャックテーブル１０は、バキュームベース１７にネジ止めによって固定される。バキュームベース１７には吸引源に連通するバキューム孔１８及びバキューム溝１９が形成されており、チャックテーブル１０がバキュームベース１７に固定された状態では、図３に示すように、バキューム孔１８及びバキューム溝１９が吸引孔１４に連通し、吸引溝１３によってポーラス板１２を吸引保持することができる。
【００１９】
ポーラス板１２の保持面１２ａに半導体ウェーハＷを載置すると、吸引溝１３からポーラス板１２に伝達される吸引力によって半導体ウェーハＷが吸引保持される。図３に示したように、半導体ウェーハＷを吸引保持した状態では、半導体ウェーハＷより外周側の下方に吸引領域１５が位置している。即ち吸引領域１５は、半導体ウェーハＷが載置されない領域の裏面に対面する部分に形成されており、その領域の裏面を吸引するように構成されている。
【００２０】
図１、２、３に示したチャックテーブル１０は、例えば図４に示す研削装置２０に配設される。この研削装置２０は、半導体ウェーハ等の板状物の面を研削する装置であり、板状物を収容するカセット２１、２２と、カセット２１からの板状物の搬出またはカセット２２への板状物の搬入を行う搬出入手段２３と、板状物の位置合わせを行う中心合わせテーブル２４と、板状物を搬送する第一の搬送手段２５及び第二の搬送手段２６と、板状物を吸引保持する３つのチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０を自転及び公転可能に支持して回転可能なターンテーブル２７と、各チャックテーブル１０に保持された板状物を研削する第一の研削手段２８及び第二の研削手段２９と、板状物の洗浄を行う洗浄手段３０とを備えている。
【００２１】
カセット２１には研削前の半導体ウェーハＷが複数段に重ねて収納されており、搬出入手段２３によって１枚ずつピックアップされて中心合わせテーブル２４に載置される。そしてここで半導体ウェーハＷの位置合わせが行われた後、第一の搬送手段２５に吸着されると共に第一の搬送手段２５が旋回動することによって、最も近くに位置するチャックテーブル１０に半導体ウェーハＷが載置される。
【００２２】
次に、ターンテーブル２７が所要角度（本実施の形態の場合は１２０度）回転して半導体ウェーハＷが載置されたチャックテーブル１０が第一の研削手段２８の直下に位置付けられる。このとき、ターンテーブル２７の回転前にチャックテーブル１０が位置していた位置には、第二の研削手段２９の直下にあったチャックテーブル１０が自動的に位置付けられる。
【００２３】
第一の研削手段２８及び第二の研削手段２９は、起立した壁部３１に対して上下動可能となっている。壁部３１の内側の面には一対のレール３２、３３がそれぞれ垂直方向に併設されていると共に、ボールネジ３４、３５が配設され、ボールネジ３４、３５はパルスモータ３６、３７に連結され、それぞれパルスモータ３６、３７に駆動されて回動可能となっている。
【００２４】
ボールネジ３４、３５には、それぞれ第一の支持板３８及び第二の支持板３９に備えたナット（図示せず）が螺合しており、ボールネジ３４、３５の回動に伴って第一の支持板３８及び第二の支持板３９がそれぞれレール３２、３３にガイドされて上下動する。また、第一の支持板３８には第一の研削手段２８が固定され、第二の支持板３９には第二の研削手段２９が固定されており、ボールネジ３４の回動によって第一の研削手段２８が上下動し、ボールネジ３５の回動によって第二の研削手段２９が上下動する構成となっている。
【００２５】
第一の研削手段２８においては、垂直方向の軸心を有するスピンドル４０の先端にマウンタ４１を介して研削ホイール４２が装着されており、研削ホイール４２の下部には粗研削用の研削砥石４３が固着されている。
【００２６】
一方、第二の研削手段２９においては、垂直方向の軸心を有するスピンドル４４の先端にマウンタ４５を介して研削ホイール４６が装着されており、研削ホイール４６の下部には仕上げ研削用の研削砥石４７が固着されている。
【００２７】
半導体ウェーハＷが第一の研削手段２８の直下に位置付けられると、研削ホイール４２が回転しながら第一の研削手段２８が下降し、回転する研削砥石４３が半導体ウェーハＷに接触することにより粗研削が行われる。
【００２８】
そして粗研削の終了後は、ターンテーブル２７が所要角度回転することにより粗研削後の半導体ウェーハＷが第二の研削手段２９の直下に位置付けられ、研削ホイール４６が回転しながら第二の研削手段２９が下降し、回転する研削砥石４７が半導体ウェーハＷに接触することにより仕上げ研削が行われ、半導体ウェーハＷの面が高精度に平坦化される。
【００２９】
仕上げ研削により研削された半導体ウェーハＷは、ターンテーブル２７の回転によって第二の搬送手段２６の近傍に位置付けられ、第二の搬送手段２６によって洗浄領域３０に搬送されて洗浄された後、搬出入手段２３によってカセット２２に収容される。以上のようにして順次研削を行い、最終的には研削された半導体ウェーハＷがすべてカセット２２に収納される。
【００３０】
第一の研削手段２８及び第二の研削手段２９により研削時は、チャックテーブル１０が自転すると共に、研削砥石４３、研削砥石４７が回転しながら押圧力が加えられて研削が行われるが、図６、７、８に示した従来のチャックテーブルとは異なり、図１、２、３に示したチャックテーブル１０においては、吸引領域１５を半導体ウェーハＷが載置される領域より外周側に設けたことにより、保持面１２ａの直下には吸引溝が存在せず、一様な吸引力によって半導体ウェーハＷが吸引されるため、半導体ウェーハＷが吸引保持された際にその表面は平坦となる。従って、表面が平坦な状態で研削を行うことができるため、吸引解除後も吸引溝１３に沿ったリング状の凸部が形成されることもなく、平面精度を向上させることができる。
【００３１】
なお、本実施の形態においては、樹脂を用いて保持面１２ａのうち半導体ウェーハが載置される領域及び裏面以外の領域をシールすることとしたが、例えば図５に示すように、同一の部分を、リングフレーム４８を用いて塞ぐようにすることもできる。
【００３２】
また、ウェーハメイキングにおける研削のみではなく、表面に回路が形成された後に行われる裏面研削にも適用することができる。更に、チャックテーブルに吸引保持されるのは半導体ウェーハには限られず、他の板状物であってもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、ポーラス板を支持する基台に形成される吸引溝が原因となって研削後の板状物にその吸引溝の形状の凸部が形成されてしまうことを見いだし、板状物が載置されない領域に吸引溝を形成したことにより、板状物の吸引保持時に凹部が形成されなくなるため、研削により平面精度を向上させることができる。従って、後のポリッシング工程の負担を軽減することができ、ウェーハメイキング等の生産性を向上させることができる。
【００３４】
また、保持面のうち板状物が載置される領域及び裏面以外の領域を樹脂によってシールしてエアーのリークを防止するようにしたため、安価に製造することができ、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るチャックテーブルを示す分解斜視図である。
【図２】同チャックテーブル及びバキュームベースを示す分解斜視図である。
【図３】同チャックテーブル及びバキュームベースを示す断面図である。
【図４】同チャックテーブルが搭載される研削装置の一例を示す斜視図である。
【図５】同チャックテーブルの第二の例を示す断面図である。
【図６】従来のチャックテーブルを示す分解斜視図である。
【図７】同従来のチャックテーブルとバキュームベースを示す分解斜視図である。
【図８】同従来のチャックテーブルとバキュームベースを示す断面図である。
【図９】同従来のチャックテーブルの吸引保持されて研削された半導体ウェーハを示す平面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１０…チャックテーブル １１…基台
１２…ポーラス板 １２ａ…保持面１３…吸引溝
１４…吸引孔 １５…吸引領域 １６…シール部
１７…バキュームベース １８…バキューム孔
１９…バキューム溝 ２０…研削装置
２１、２２…カセット ２３…搬出入手段
２４…中心合わせテーブル ２５…第一の搬送手段
２６…第二の搬送手段 ２７…ターンテーブル
２８…第一の研削手段 ２９…第二の研削手段
３０…洗浄手段 ３１…壁部 ３２、３３…レール
３４、３５…ボールネジ ３６、３７…パルスモータ
３８…第一の支持板 ３９…第二の支持板
４０…スピンドル ４１…マウンタ
４２…研削ホイール ４３…研削砥石
４４…スピンドル ４５…マウンタ
４６…研削ホイール ４７…研削砥石
４８…リングフレーム
５０…チャックテーブル ５１…基台
５２…ポーラス板 ５３…バキュームベース
５４…バキューム孔 ５５…バキューム溝
５６…吸引孔 ５７…吸引溝 ５８…凸部
５９…凹部

Claims (4)

1. 板状物を吸引保持するチャックテーブルであって、
   多孔質部材により形成され板状物を吸引保持する保持面を有するポーラス板と、
   該ポーラス板を支持すると共に該ポーラス板に吸引力を伝達する吸引領域を有する基台とから構成され、
   該ポーラス板には、該ポーラス板のうち、板状物が載置される領域以外の部分であって、かつ、該ポーラス基板における該保持面の反対側の面である裏面以外の部分をシールするシール部が形成され、
   該吸引領域は、該ポーラス板のうち該板状物が載置されない領域の裏面を吸引するように形成されるチャックテーブル。
2. 吸引領域は、リング状に形成された吸引溝と、該吸引溝に連通する吸引孔とから構成される請求項１に記載のチャックテーブル。
3. シール部は、樹脂によって構成される請求項１または２に記載のチャックテーブル。
4. ポーラス板と基台とが樹脂によって固定される請求項３に記載のチャックテーブル。

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