JPH0675635U - Vacuum chuck device for wafer grinding machine - Google Patents
Vacuum chuck device for wafer grinding machineInfo
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- JPH0675635U JPH0675635U JP2496393U JP2496393U JPH0675635U JP H0675635 U JPH0675635 U JP H0675635U JP 2496393 U JP2496393 U JP 2496393U JP 2496393 U JP2496393 U JP 2496393U JP H0675635 U JPH0675635 U JP H0675635U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ウエハ研削盤の真空チャック装置を改良する
ことによって、ウエハの研削加工精度を向上する。
【構成】 通気性セラミック材のチャック面板３を持つ
チャック本体２が、チャック取付けフランジ６を介して
ワークスピンドル２０に回転可能に取付けられ、ワーク
スピンドル２０の中心孔２１を通して吸気されることに
よりワークを吸着固定するウエハ研削盤の真空チャック
装置において、チャック面板３の背面から導びかれる複
数の連通路９ａ…，８ａ…がチャック本体２の内部でそ
の回転中心孔１０に集合するように形成されており、チ
ャック取付けフランジ６に設けた中心孔１６に気密を保
って接続された構造。
(57) [Summary] [Objective] The accuracy of wafer grinding is improved by improving the vacuum chuck device of the wafer grinder. A chuck body 2 having a chuck face plate 3 made of a breathable ceramic material is rotatably mounted on a work spindle 20 via a chuck mounting flange 6 and sucks a work through a center hole 21 of the work spindle 20. In a vacuum chuck device of a wafer grinder that is fixed by suction, a plurality of communication passages 9a ..., 8a ... Guided from the back surface of the chuck face plate 3 are formed inside the chuck body 2 so as to gather in the rotation center hole 10. And a structure in which it is connected to the central hole 16 provided in the chuck mounting flange 6 while maintaining airtightness.
Description
【０００１】[0001]
本考案は、半導体素子等の製造に用いられるウエハ研削盤の真空チャック装置 の改良に関する。 The present invention relates to improvement of a vacuum chuck device for a wafer grinder used for manufacturing semiconductor devices and the like.
【０００２】[0002]
シリコンウエハなどのウエハを平面研削加工する方式としては、最近はウエハ を自転させるとともに、その自転軸と平行に設けた砥石軸まわりに回転するカッ プ形ダイヤモンドホイールが、ウエハの回転中心を通り切り込んでゆくインフィ ード研削が多く採用されるようになった。 この方式の研削盤に使用されるウエハを保持するための真空チャック装置を図 ３に示す。これは多孔質の通気性セラミック材のチャック面板３と、それを上端 面に固着保持した非通気性セラミック製のチャック本体３２からなる真空チャッ ク３１が、ステンレス鋼製のチャック取付けフランジ３６に重ね合せて取付けら れ、ワークスピンドル２０によって縦軸まわりに回転するようになっている。 As a method of surface-grinding wafers such as silicon wafers, recently, the wafer is rotated and a cup-shaped diamond wheel that rotates around a grindstone axis that is parallel to the axis of rotation cuts through the center of rotation of the wafer. Infinite grinding has come to be widely adopted. FIG. 3 shows a vacuum chuck device for holding a wafer used in this type of grinding machine. This is composed of a chuck face plate 3 made of a porous air-permeable ceramic material, and a vacuum chuck 31 made up of a non-air-permeable ceramic chuck body 32 that is fixedly held on the upper end surface of the chuck face plate 3 made of stainless steel. They are attached together and are rotated about the vertical axis by the work spindle 20.
【０００３】 チャック本体３２のチャック面板３の背面に接する部分には環状溝７が複数本 形成されており、各環状溝からは複数の連通孔３７が軸方向にチャック本体３２ を貫通して設けられている。また、チャック取付けフランジ３６のチャック本体 ３２の底面に接する面には、連通孔３７の位置に合せて複数の環状溝３４が形成 されている。この環状溝３４から軸方向に複数の連通孔３５が設けられ、その下 端がチャック取付けフランジ３６内に横方向に形成された横連通孔３８に開口し ている。横連通孔３８はチャック取付けフランジ３６内でその中心孔３９に接続 されている。さらにこの中心孔３９はワークスピンドル２０の中心孔２１に接続 され、管路によって図示しない制御弁及び真空ポンプに接続されている構造であ る。A plurality of annular grooves 7 are formed in a portion of the chuck body 32 that contacts the back surface of the chuck face plate 3, and a plurality of communication holes 37 are provided through the chuck body 32 in the axial direction from each annular groove. Has been. Further, a plurality of annular grooves 34 are formed on the surface of the chuck mounting flange 36 that contacts the bottom surface of the chuck body 32 in accordance with the positions of the communication holes 37. A plurality of communication holes 35 are provided in the axial direction from the annular groove 34, and the lower end of the communication hole 35 is opened to a lateral communication hole 38 formed in the chuck mounting flange 36 in the lateral direction. The lateral communication hole 38 is connected to the central hole 39 of the chuck mounting flange 36. Further, the center hole 39 is connected to the center hole 21 of the work spindle 20 and has a structure in which it is connected to a control valve and a vacuum pump (not shown) by a conduit.
【０００４】[0004]
【考案が解決しようとする課題】 真空チャック装置では、真空チャック３１の底面とチャック取付けフランジ６ の上面との合わせ面は、完全に密着することはなく微小な隙間が存在する。この 隙間は合わせ面の大きさにより異なるが１μｍ前後である。 図３の真空チャック装置でウエハＷを真空吸着したとき、真空チャック３１底 面とチャック取付けフランジ３６上面の合わせ面全面が低圧部となり真空吸引力 が作用する。この真空吸引力は８インチ直径用の場合、真空度３００ｍｍＨｇで 約１４０ｋｇに達し、この力が合わせ面の隙間と関係して真空チャック３１に微 小変形を起させる。そのためウエハ研削加工の精度が向上しないという課題があ った。In the vacuum chuck device, the mating surface between the bottom surface of the vacuum chuck 31 and the upper surface of the chuck mounting flange 6 is not completely in close contact with each other, and there is a minute gap. This gap is about 1 μm, although it depends on the size of the mating surfaces. When the wafer W is vacuum-sucked by the vacuum chuck device shown in FIG. 3, the entire mating surface between the bottom surface of the vacuum chuck 31 and the upper surface of the chuck mounting flange 36 becomes a low pressure portion, and a vacuum suction force acts. This vacuum suction force reaches about 140 kg at a vacuum degree of 300 mmHg for an 8-inch diameter, and this force causes a slight deformation of the vacuum chuck 31 in relation to the gap between the mating surfaces. Therefore, there was a problem that the accuracy of the wafer grinding process was not improved.
【０００５】 これについて縦方向の尺度のみを拡大して現した図４を参照して説明すると、 図４（イ）に示すように、合わせ面に隙間Ｓ0 を有する真空チャック３１のウエ ハ吸着面は、真空吸引しない状態でセルフカットが行われ平坦に成形される。次 いで図４（ロ）に示すように、ウエハＷを真空チャック３１に載置し真空吸引を 行うと、合わせ面の隙間の存在と真空吸引力により真空チャック３１が変形し、 合わせ面の隙間がＳ1 に変化するとともにウエハ吸着面が平坦でなくなる。この 状態でウエハを研削すると、ウエハの研削面は平坦になるがチャックとの当接面 は平坦でないのでウエハの各部分の厚さに不均一を生じる。厚さの不均一なウエ ハはパターン焼付けの際の歩止りが低下するため、できるだけ厚さの均一なウエ ハが得られることが望まれる。This will be described with reference to FIG. 4 in which only the scale in the vertical direction is enlarged and shown. As shown in FIG. 4A, the wafer suction of the vacuum chuck 31 having a gap S 0 on the mating surface is shown. The surface is self-cut and flattened without vacuum suction. Next, as shown in FIG. 4B, when the wafer W is placed on the vacuum chuck 31 and vacuum suction is performed, the vacuum chuck 31 is deformed due to the existence of a gap in the mating surface and the vacuum suction force, and Changes to S 1 and the wafer suction surface becomes uneven. When the wafer is ground in this state, the ground surface of the wafer becomes flat, but the contact surface with the chuck is not flat, so that the thickness of each part of the wafer becomes uneven. Wafers with non-uniform thickness reduce the yield during pattern printing, so it is desirable to obtain wafers with uniform thickness as much as possible.
【０００６】 また、真空チャック３１によるウエハの吸着と解放が繰り返されると、微細な 研削屑が合わせ面の隙間に入り込んで真空吸着時のチャック吸着面の形状に経時 的に影響を及ぼし、ウエハの平坦度が悪化する欠点があった。 本考案はウエハ研削盤の真空チャック装置を改良することによって、上記の課 題を解決しウエハの研削加工精度を向上させたものである。Further, when the suction and release of the wafer by the vacuum chuck 31 are repeated, fine grinding debris enters the gap between the mating surfaces and affects the shape of the chuck suction surface at the time of vacuum suction, and There was a drawback that the flatness deteriorated. The present invention solves the above problems and improves the wafer grinding accuracy by improving the vacuum chuck device of the wafer grinder.
【０００７】[0007]
実施例に対応する図１及び図２を用いて説明すると、吸着面を有する真空チャ ック１が、チャック取付けフランジ６を介してワークスピンドル２０に回転可能 に取付けられ、ワークスピンドル２０の軸中心孔２１を通して吸気されることに よりワークを吸着固定するウエハ研削盤の真空チャック装置において、真空チャ ック１の吸着面に連通する複数の吸気口７ａ…から導かれた連通路９ａ…，８ａ …が、チャック本体２の内部でその回転軸中心孔１０に集合するように形成され ており、チャック取付けフランジ６に設けられた中心孔１６に気密を保って接続 され、さらにワークスピンドル２０の中心孔２１に接続されている構造である。 1 and 2 corresponding to the embodiment, a vacuum chuck 1 having a suction surface is rotatably mounted on a work spindle 20 via a chuck mounting flange 6, and the shaft center of the work spindle 20 is attached. In a vacuum chuck device of a wafer grinder that sucks and fixes a workpiece by sucking through a hole 21, communication paths 9a ..., 8a led from a plurality of suction ports 7a ... Which communicate with the suction surface of the vacuum chuck 1. Are formed in the chuck body 2 so as to gather in the center hole 10 of the rotary shaft, and are connected to the center hole 16 provided in the chuck mounting flange 6 in an airtight manner. The structure is connected to the hole 21.
【０００８】[0008]
ウエハＷを吸着するための空気は、真空チャック１の吸着面に連通する複数の 吸気口７ａ…から吸入され、各連通路９ａ…，８ａ…を通ってチャック本体２の 内部でその回転軸中心孔１０に集合し、そこからチャック取付けフランジ６の中 心孔１６及びワークスピンドル２０の中心孔２１を通って真空吸引される。チャ ック本体２の底面とチャック取付けフランジ６の上面との合わせ面は、双方の中 心孔１６，２１が気密を保って接続されているので、吸気によって低圧部となり 真空吸引力が作用するのは中心孔の内部のみである。従って合わせ面に微小な隙 間があっても、真空吸引力が作用しないため真空チャック１が変形することはな い。また、合わせ面からの吸気がないので研削屑が入り込むこともない。 Air for adsorbing the wafer W is sucked from a plurality of intake ports 7a ... Communicating with the adsorption surface of the vacuum chuck 1, passes through the communication passages 9a ... The holes 10 are gathered, and then vacuum suction is performed through the center hole 16 of the chuck mounting flange 6 and the center hole 21 of the work spindle 20. At the mating surface between the bottom surface of the chuck body 2 and the upper surface of the chuck mounting flange 6, both the center holes 16 and 21 are connected in an airtight manner, so that a low pressure portion is created by suction and a vacuum suction force acts. Is only inside the central hole. Therefore, even if there is a small gap on the mating surface, the vacuum chuck 1 does not deform because the vacuum suction force does not act. Further, since there is no intake air from the mating surfaces, grinding dust does not enter.
【０００９】[0009]
本考案の実施例を図１及び図２に示す。図１はこの実施例の真空チャック装置 の縦断面図、図２はその断面平面図である。図において１は真空チャックであり 、非通気性アルミナセラミック製のチャック本体２には、その上端面の周縁部を 残して円盤状の通気性のある多孔質セラミック材のチャック面板３が埋め込まれ 、ガラス溶着により一体に固着されている。この真空チャック１の周縁部外側に は段差が形成され、その段差が押さえリング４を介して多数の押ねじ５で締め付 けられることにより、真空チャック１の底面がステンレス鋼製のチャック取付け フランジ６の上端面に接して取付けられている。 An embodiment of the present invention is shown in FIGS. FIG. 1 is a vertical sectional view of a vacuum chuck device of this embodiment, and FIG. 2 is a sectional plan view thereof. In the figure, reference numeral 1 denotes a vacuum chuck, and a chuck body 2 made of a non-air-permeable alumina ceramic is embedded with a disk-shaped chuck surface plate 3 of a porous ceramic material having air permeability, leaving a peripheral portion of its upper end surface. It is fixed integrally by glass welding. A step is formed on the outside of the peripheral portion of the vacuum chuck 1, and the step is tightened by a number of setscrews 5 via the pressing ring 4, so that the bottom surface of the vacuum chuck 1 is a stainless steel chuck mounting flange. It is attached in contact with the upper end surface of 6.
【００１０】 このチャック本体２には、チャック面板３の背面に接する部分に複数の環状溝 ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが形成され、また、厚さ方向の中程には横方向にチャッ ク軸中心と直交する横連通孔８ａ，８ｂが設けられており、各環状溝から横連通 孔８ａ，８ｂまでの間に縦連通孔９ａ，９ｂ…９ｎが穿設されている。さらに横 連通孔８ａ，８ｂからチャック本体２の底部中央に形成された円筒凹部底面まで 回転軸中心孔１０が設けられている。 これらの連通孔は、チャック本体２の製造過程で仮焼結後にダイヤモンドドリ ルで加工される。また、横連通孔８ａ，８ｂのチャック外周側はプラグ１１によ り閉塞されている。The chuck body 2 has a plurality of annular grooves 7a, 7b, 7c, 7d formed in a portion in contact with the back surface of the chuck face plate 3. Further, in the middle of the thickness direction, a chuck shaft is provided in a lateral direction. Horizontal communication holes 8a, 8b orthogonal to the center are provided, and vertical communication holes 9a, 9b ... 9n are provided between each annular groove and the horizontal communication holes 8a, 8b. Further, a rotary shaft center hole 10 is provided from the lateral communication holes 8a and 8b to the bottom surface of the cylindrical recess formed in the center of the bottom of the chuck body 2. These communication holes are processed by diamond drill after temporary sintering in the manufacturing process of the chuck body 2. The outer peripheral side of the chuck of the lateral communication holes 8a and 8b is closed by a plug 11.
【００１１】 チャック取付けフランジ６の上端面は平坦に形成され、周辺部にはチャック取 付け用の多数のねじ孔１５を有しており、また上端面中央には前述したチャック 本体２の底部のものと同一直径の円筒凹部が上向きに形成されている。この２個 所の円筒凹部が対向して形成された空所には接続筒１２が挿入され、その接続筒 １２の上下２個所に装着されたＯリング１３，１４が、それぞれの円筒凹部の側 壁面に接触して連通路の気密を保つようにされている。 また、チャック取付けフランジ６の底部中央には、ワークスピンドル２０に装 着されるためのインロー部１７が形成されており、上端の円筒凹部の底面との間 に中心孔１６が設けられている。The upper surface of the chuck mounting flange 6 is formed flat, has a large number of screw holes 15 for chuck attachment in the peripheral portion, and the bottom of the chuck body 2 described above is located in the center of the upper surface. A cylindrical recess having the same diameter as that of the one is formed upward. The connecting cylinder 12 is inserted into the space formed by the two cylindrical recesses facing each other, and the O-rings 13 and 14 attached to the upper and lower two positions of the connecting cylinder 12 are located on the sides of the respective cylindrical recesses. It is designed to contact the wall surface and keep the communication passage airtight. A spigot 17 for mounting on the work spindle 20 is formed at the center of the bottom of the chuck mounting flange 6, and a center hole 16 is provided between the chuck mounting flange 6 and the bottom of the cylindrical recess at the upper end.
【００１２】 ワークスピンドル２０は、上端のインロー部１７によってチャック取付けフラ ンジ６を装着させており、図示しないエアー静圧軸受に支承されて縦軸まわりに モータによって回転させられるようになっている。また、ワークスピンドル２０ に設けられている中心孔２１は、管路によって図示しない制御弁及び真空ポンプ に接続されている。 なお、この実施例はワークスピンドル２０が縦軸のものであるが、ほぼ同様に してワークスピンドルが横軸のものに本考案を適用することが可能である。 また、真空チャック１の吸着面にチャック面板を使用せず、吸着面に直接複数 の吸気口を設けた構造とすることもできる。The work spindle 20 is mounted with a chuck mounting flange 6 by means of a spigot portion 17 at the upper end, and is supported by an air static pressure bearing (not shown) so that it can be rotated around a vertical axis by a motor. Further, the central hole 21 provided in the work spindle 20 is connected to a control valve and a vacuum pump (not shown) by a pipe line. Although the work spindle 20 has a vertical axis in this embodiment, the present invention can be applied to a work spindle having a horizontal axis in a similar manner. Further, it is possible to adopt a structure in which a plurality of suction ports are directly provided on the suction surface without using a chuck face plate on the suction surface of the vacuum chuck 1.
【００１３】 この実施例で真空チャック１の吸着面にウエハＷを吸着したとき、空気はウエ ハの下面部分から吸入されチャック面板３を通過してその背面のチャック本体２ の環状溝７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに入る。そこから縦連通孔９ａ，９ｂ…９ｎを 通って横連通孔８ａ，８ｂに至り、さらに回転軸中心孔１０に集合するようにチ ャック本体２の内部を導かれる。次いでその回転軸中心孔１０に接続されたチャ ック取り付けフランジ６の中心孔１６を通過して、さらにワークスピンドル２０ の中心孔２１を通り、管路及び制御弁を経て真空ポンプにより排出される。In this embodiment, when the wafer W is sucked onto the suction surface of the vacuum chuck 1, air is sucked from the lower surface of the wafer, passes through the chuck face plate 3, and the annular grooves 7a and 7b of the chuck body 2 on the back surface thereof. , 7c, 7d. 9n through the vertical communication holes 9a, 9b, ... 9n to reach the horizontal communication holes 8a, 8b, and are further guided inside the chuck main body 2 so as to gather in the rotation shaft center hole 10. Then, it passes through the central hole 16 of the chuck mounting flange 6 connected to the rotary shaft central hole 10, further passes through the central hole 21 of the work spindle 20, and is discharged by the vacuum pump through the pipeline and the control valve. .
【００１４】 真空チャック１の底面とチャック取付けフランジ６上端面との合わせ面では、 双方の中心孔１０，１６が接続筒１２により気密を保って接続されているので、 吸気によって低圧部となり真空吸引力が作用するのは中心孔の内部のみである。 従って合わせ面に微小な隙間があっても真空吸引力が作用しないため真空チャッ ク１が変形を起すことはない。また、合わせ面からの吸気がないので研削屑が入 り込まない。At the mating surface between the bottom surface of the vacuum chuck 1 and the upper end surface of the chuck mounting flange 6, both center holes 10 and 16 are connected to each other with airtightness maintained by the connecting tube 12. The force acts only inside the central hole. Therefore, even if there is a minute gap on the mating surface, the vacuum suction force does not act, so that the vacuum chuck 1 is not deformed. In addition, since there is no air intake from the mating surfaces, no grinding dust will enter.
【００１５】[0015]
本考案は、ウエハ研削盤の真空チャックにおいて、ウエハを吸着するための複 数本の吸気の連通路が、真空チャックの内部でその回転軸中心孔に集合するよう に形成され、チャック取付けフランジの中心孔に気密を保って接続されているの で、ウエハの吸着時に真空チャックとチャック取付けフランジとの合わせ面に真 空吸引力が作用せず真空チャックの変形がないため、ウエハの研削加工精度を向 上させることができる。 また、この合わせ面から吸気されることがないので、合わせ面に研削屑が入り 込むことがなく、経時的なチャック精度の低下も防止される。 According to the present invention, in a vacuum chuck of a wafer grinder, a plurality of suction communication passages for adsorbing a wafer are formed so as to gather in the center hole of the rotation shaft inside the vacuum chuck, and the chuck mounting flange Since it is connected airtightly to the center hole, vacuum suction does not act on the mating surface between the vacuum chuck and the chuck mounting flange during wafer adsorption, and there is no deformation of the vacuum chuck. Can be improved. Further, since no air is sucked from this mating surface, grinding dust does not enter the mating surface, and it is possible to prevent deterioration of chuck accuracy over time.
【図１】本考案の一実施例を示す縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of the present invention.
【図２】図１のII−II線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
【図３】従来技術を示す縦断面図である。FIG. 3 is a vertical sectional view showing a conventional technique.
【図４】従来技術において、真空チャックの変形とウエ
ハ研削との関係を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between deformation of a vacuum chuck and wafer grinding in a conventional technique.
１ 真空チャック ２ チャック本体 ３ チャック面板 ６ チャック取付けフランジ ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ 環状溝（吸気口） ８ａ，８ｂ 横連通孔（連通路） ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ 縦連通孔（連通路） １０ 回転軸中心孔 １６ チャック取付けフランジの中心孔 ２０ ワークスピンドル ２１ ワークスピンドルの中心孔 1 Vacuum chuck 2 Chuck main body 3 Chuck face plate 6 Chuck mounting flange 7a, 7b, 7c, 7d Annular groove (intake port) 8a, 8b Horizontal communication hole (communication passage) 9a, 9b, 9c, 9d Vertical communication hole (communication passage) 10 Rotation axis center hole 16 Chuck mounting flange center hole 20 Work spindle 21 Work spindle center hole
Claims (1)
ク取付けフランジを介してワークスピンドルに回転可能
に取付けられ、ワークスピンドルの軸中心孔を通して吸
気されることによりワークを吸着固定するウエハ研削盤
の真空チャック装置において、 前記真空チャックの吸着面に連通する複数の吸気口から
導びかれた連通路が、前記真空チャックの内部でその回
転中心孔に集合するように形成されており、前記チャッ
ク取付けフランジに設けられた中心孔に気密を保って接
続され、さらに前記ワークスピンドルの中心孔に接続さ
れていることを特徴とするウエハ研削盤の真空チャック
装置。1. A vacuum of a wafer grinder, wherein a vacuum chuck having a suction surface is rotatably mounted on a work spindle via a chuck mounting flange, and sucks and fixes a work by suctioning through a shaft center hole of the work spindle. In the chuck device, communication passages led from a plurality of suction ports communicating with the suction surface of the vacuum chuck are formed so as to gather in the rotation center hole inside the vacuum chuck, and the chuck mounting flange is provided. A vacuum chuck device for a wafer grinding machine, characterized in that the vacuum chuck device is connected to a center hole provided in the airtightness and further connected to a center hole of the work spindle.
Priority Applications (1)
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| JP2496393U JP2601086Y2 (en) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | Vacuum chuck device for wafer grinder |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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| JPH0675635U true JPH0675635U (en) | 1994-10-25 |
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Family Applications (1)
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