(57)【要約】【課題】  研削ホイールの研削面とチャックテーブルの保持面との平行出しを行うのに適したチャックテーブル用吸着板及びその製造方法を提供することである。【解決手段】  被加工物を吸引保持する保持テーブル用吸着板であって、粒径２００μｍ〜８００μｍのシリコン粒子を一体焼結して形成される。ポーラス状吸着板は、粒径２００μｍ〜８００μｍのシリコン粒子を体積比で５０〜８０％と、粒径１５０μｍ以下のシリコン粒子を体積比で５０〜２０％とを混合し、真空雰囲気、不活性ガス雰囲気、又は還元雰囲気の何れかの雰囲気中で、０．１〜２０ＭＰａの圧力の下で、１２００℃〜１３５０℃の温度で焼結して形成される。【選択図】図４
2010110842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を吸引保持する保持テーブル用吸着板であって、
粒径２００μｍ〜８００μｍのシリコン粒子を一体焼結して形成されることを特徴とする吸着板。
【請求項２】
吸着板の製造方法であって、
体積比で５０〜８０％の粒径２００μｍ〜８００μｍのシリコン粒子と、体積比で５０〜２０％の粒径１５０μｍ以下のシリコン粒子とを混合し、
得られた混合物を真空雰囲気、不活性ガス雰囲気、又は還元雰囲気中で０．１〜２０ＭＰａの圧力の下で、１２００℃〜１３５０℃の温度で焼結して形成することを特徴とする吸着板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削装置において被加工物を吸引保持する保持テーブル用吸着板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが分割予定ラインによって区画されて表面に多数形成された半導体ウエーハは、裏面が研削装置により研削されて所定の厚みに形成された後、ダイシング装置（切削装置）によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
【０００３】
ウエーハの裏面を研削する研削装置は、ウエーハを吸引保持する回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウエーハを研削する研削ホイールを回転可能に支持した研削手段とを備え、ウエーハを所望の厚みに研削することができる。
【０００４】
このような研削装置においては、シリコンウエーハの厚みを均一に研削するために、定期的に又は随時にチャックテーブルの保持面を研削ホイールで研削して、研削ホイールの研削面とチャックテーブルの保持面との平行出しを行っている。
【０００５】
研削装置用チャックテーブルの保持面を構成する吸着板は一般的にポーラスセラミックスから形成されており、ポーラスセラミックスはシリコンウエーハに比較して硬いため、平行出しを行う際に使用する研削砥石はメタルボンド砥石を使用する必要が有る。
【０００６】
そこで従来は、シリコンウエーハを研削する際に使用するレジンボンド砥石を有する研削ホイールからメタルボンド砥石を有する研削ホイールに替えてから、研削ホイールの研削面とチャックテーブルの保持面との平行出しを行う必要があった。
【０００７】
この問題を解決するために、実公昭６２−３３３１９号公報では、チャックテーブルに保持されるシリコンウエーハと同質のシリコンからチャックテーブルの吸着板を形成して、チャックテーブル用吸着板の研削とシリコンウエーハの研削の条件が同じになるようなチャックテーブルが開示されている。
【特許文献１】実公昭６２−３３３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に開示されたチャックテーブルは、シリコンインゴットから切り出されたシリコン板に表裏を貫通する複数の細孔を形成するものであり、レーザ加工装置を用いてもその加工に相当な時間を要し、生産性が悪くコスト高になるという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、研削ホイールに損傷を与えることなく研削ホイールの研削面とチャックテーブルの保持面との平行出しを容易に達成可能なチャックテーブル用吸着板及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明によると、被加工物を吸引保持する保持テーブル用吸着板であって、粒径２００μｍ〜８００μｍのシリコン粒子を一体焼結して形成されることを特徴とする吸着板が提供される。
【００１１】
請求項２記載の発明によると、吸着板の製造方法であって、体積比で５０〜８０％の粒径２００μｍ〜８００μｍのシリコン粒子と、体積比で５０〜２０％の粒径１５０μｍ以下のシリコン粒子とを混合し、得られた混合物を真空雰囲気、不活性ガス雰囲気、又は還元雰囲気中で０．１〜２０ＭＰａの圧力の下で、１２００℃〜１３５０℃の温度で焼結して形成することを特徴とする吸着板の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、所定範囲の粒径を有するシリコン粒子を所定の条件で焼結してポーラス板を形成し、このポーラス板によってウエーハを保持する保持テーブル（チャックテーブル）の吸着板を構成したので、比較的容易に吸着板を製造できるとともにコストの低減を図ることができる。
【００１３】
また、シリコンウエーハを研削する際の条件と同じ条件で保持テーブルの吸着面を研削できるので、シリコンウエーハの厚みを均一に仕上げる研削装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明実施形態の吸着板が適用されたチャックテーブル（保持テーブル）を具備した研削装置２の斜視図を示している。４は研削装置２のハウジングであり、ハウジング４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に伸びる一対のガイドレール８が固定されている。
【００１５】
この一対のガイドレール８に沿って研削ユニット（研削手段）１０が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット１０は、スピンドルハウジング１２と、スピンドルハウジング１２を保持する支持部１４を有しており、支持部１４が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１６に取り付けられている。
【００１６】
研削ユニット１０はスピンドルハウジング１２中に回転可能に収容されたスピンドル１８と、スピンドル１８の先端に固定されたホイールマウント２０と、ホイールマウント２０にねじ締結され環状に配設された複数の研削砥石を有する研削ホイール２２と、スピンドル１８を回転駆動する電動モーターを含んでいる。
【００１７】
研削装置２は、研削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ２８とパルスモータ３０とから構成される研削ユニット移動機構３２を備えている。パルスモータ３０を駆動すると、ボールねじ２８が回転し、移動基台１６が上下方向に移動される。
【００１８】
ハウジング４の上面には凹部４ａが形成されており、この凹部４ａにチャックテーブル機構３４が配設されている。チャックテーブル機構３４はチャックテーブル３６を有し、図示しない移動機構によりウエーハ着脱位置Ａと、研削ユニット１０に対向する研削位置Ｂとの間でＹ軸方向に移動される。３８，４０は蛇腹である。ハウジング４の前方側には、研削装置２のオペレータが研削条件等を入力する操作パネル４２が配設されている。
【００１９】
チャックテーブル３６は、シリコンの焼結体から構成された吸着板７０と、吸着板７０の外周に配設された同じくシリコンから形成された枠体７２とから構成される。吸着板７０は、図２に示したホットプレス装置４６を使用してシリコンの焼結体から形成される。
【００２０】
図２を参照すると、ホットプレス装置４６はハウジング４８内にチャンバ５０を画成しており、チャンバ５０内に環状のダイス５２が配設されている。ダイス５２内には上パンチ５４と、下パンチ５６が挿入されており、上下パンチ５４，５６の間にはキャビティ５８が画成されている。下パンチ５６は油圧シリンダ６０の図示しないピストンロッド上に搭載されており、油圧シリンダ６０は管路６２を介して油圧ポンプに接続されている。
【００２１】
チャンバ５０内にはダイス５２を包囲するようにヒータ６４が配設されている。チャンバ５０は吸引口６６を介して真空ポンプに接続されており、真空ポンプを作動することによりチャンバ５０内は真空雰囲気に保たれる。真空雰囲気に換えて、チャンバ５０内を不活性ガス雰囲気、又は還元雰囲気に保持するようにしてもよい。
【００２２】
油圧シリンダ６０を作動することにより、下パンチ５６を上昇させ、キャビティ５８内を加圧することができる。キャビティ５８内には粒径の異なるシリコン粒子を所定の配合比で配合したシリコン粒子混合物６８が充填され、チャンバ５０内を真空雰囲気、不活性ガス雰囲気、又は還元雰囲気の何れかの雰囲気にして、キャビティ５８内を所定圧力に加圧して所定の温度で焼結することにより、図３に示すようなポーラスなシリコン焼結体からなる吸着板７０を製造することができた。
【００２３】
枠体７２は、例えばシリコンインゴットから切り出され、吸着板７０を枠体７２中に挿入し、所定の条件で焼結することにより吸着板７０を枠体７２と一体化するのが好ましい。
【００２４】
焼結による一体化にかえて、ポーラス吸着板７０を枠体７２にボンド材で結合するようにしてもよい。また、枠体７２をシリコンインゴットから切り出すかわりに、粒径５０μｍ以下のシリコン粒子をホットプレス装置で焼結して形成するようにしてもよい。
【００２５】
図４に示すように、吸着板７０を枠体７２に結合したチャックテーブル３６は、ねじ８２を取り付け穴７４中に挿入して、基台７６のねじ穴８０に螺合することにより、基台７６上に固定される。基台７６内には、基台７６の表面７６ａに開口した吸引通路７８が形成されており、吸引通路７８は真空吸引源に接続されている。
【００２６】
図５を参照すると、他の実施形態に係るホットプレス装置の要部断面図が示されている。このホットプレス装置では、直径の大きな下パンチ５６Ａを使用して、ダイス５２Ａ内に段付きキャビティ５８Ａを画成する。
【００２７】
例えば、キャビティ５８Ａの中心部分に比較的粒径の大きなシリコン粒子を充填し、外周部分に比較的粒径が小さなシリコン粒子を充填して、ホットプレス装置で焼結することにより、図６（Ａ）に示すようなポーラス吸着部８６と高密度な枠体８８が一体化されたチャックテーブル８４を製造することができる。
【００２８】
或いは、図６（Ｂ）に示すように、全体を比較的粒径の大きなシリコン粒子を焼結してポーラス吸着部とし、外周部分に樹脂を含浸させて、気密な枠体としたチャックテーブル９０を製造することもできる。
【００２９】
以下、図２に示すようなホットプレス装置を使用して製造条件を種々変化させて吸着板の製造を試みた実施例について説明する。シリコンの融点は１４１０℃、その密度は２．３３ｇ／ｃｍ２である。
【００３０】
この実施例では、粒径１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍ、２５０μｍ、３００μｍ、３５０μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、１０００μｍの１５種のシリコン粒子を用いて以下の実験を行った。
【００３１】
（実験１）
（１）１０μｍのシリコン粒子に１１００℃の下で０．１ＭＰａ〜３０ＭＰａまでの圧力を加え、ホットプレスで焼結を試みた。その結果、焼結は得られなかった。
【００３２】
（２）１０μｍのシリコン粒子に１１５０℃の下で０．１ＭＰａ〜３０ＭＰａまでの圧力を加え、ホットプレスで焼結を試みた。その結果、１８ＭＰａ以上の圧力で焼結は得られたが、手の力でぼろぼろになり焼結が十分とは言えないことが判明した。
【００３３】
（３）１０μｍのシリコン粒子に０．１ＭＰａ〜３０ＭＰａまでの圧力を加え、１２００℃〜１４００℃まで温度を変化させてホットプレスで焼結を試みた。その結果、１２００℃以上でポーラス状の焼結は得られたが、１３６０℃以上になると溶融が始まり密度が２．３ｇ／ｃｍ２となった。また、圧力が２１ＭＰａ以上になると、１２００℃で密度２．３ｇ／ｃｍ２の焼結体となった。
【００３４】
上記の実験結果から、０．１ＭＰａ〜２０ＭＰａの圧力の下で１２００℃〜１３５０℃の温度でシリコン粒子を焼結すると、ポーラス状の焼結体が得られることが判明した。
【００３５】
（実験２）
（１）２０ＭＰａの圧力の下で１２５０℃の温度で粒径５０μｍ、１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍ、２５０μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、１０００μｍのシリコン粒子の焼結を試みた。
【００３６】
結果は次の通りである。即ち、シリコン粒子の粒径が５０μｍ〜１５０μｍの場合、密度が２．２ｇ／ｃｍ２のポーラス状の焼結体が得られた。しかし、空気の連通は得られなかった。
【００３７】
シリコン粒子の粒径が２００μｍ〜８００μｍの場合、強度は十分ではないが密度が１．３ｇ／ｃｍ２〜１．７ｇ／ｃｍ２のポーラス状の焼結体が得られた。これらの焼結体の気孔率は４０％〜２５％であり、空気の連通がありチャックテーブルの吸着板として機能することが判明した。
【００３８】
シリコン粒子の粒径が９００μｍ〜１０００μｍの場合、多少の焼結は見られたものの、形態を維持することができないことが判明した。
【００３９】
（実験３）
（１）粒径１５０μｍ以下のシリコン粒子を体積比で１０％と、粒径２００μｍ以上のシリコン粒子を体積比で９０％とを混合して、２０ＭＰａの圧力の下で１２５０℃の温度で焼結を試みた。
【００４０】
その結果、密度が１．８／ｃｍ２のポーラス状の焼結体が得られたが強度は十分ではなかった。
【００４１】
（２）粒径１５０μｍ以下のシリコン粒子を体積比で２０％と、粒径２００μｍ以上のシリコン粒子を体積比で８０％とを混合して、２０ＭＰａの圧力の下で１２５０℃の温度で焼結を試みた。
【００４２】
その結果、密度が１．８／ｃｍ２のポーラス状の焼結体が得られ、その強度は十分であった。また、気孔率が２２％であるとともに空気の連通があり、チャックテーブルの吸着板として機能することが判明した。
【００４３】
（３）粒径１５０μｍ以下のシリコン粒子を体積比で３０％と、粒径２００μｍ以上のシリコン粒子を体積比で７０％とを混合して、２０ＭＰａの圧力の下で１２５０℃の温度で焼結を試みた。
【００４４】
その結果、密度が１．８／ｃｍ２のポーラス状の焼結体が得られ、その強度は十分であった。また、気孔率が２２％であるとともに空気の連通があり、チャックテーブルの吸着板として機能することが判明した。
【００４５】
（４）粒径１５０μｍ以下のシリコン粒子を体積比で４０％と、粒径２００μｍ以上のシリコン粒子を体積比で６０％とを混合して、２０ＭＰａの圧力の下で１２５０℃の温度で焼結を試みた。
【００４６】
その結果、密度が１．８／ｃｍ２のポーラス状の焼結体が得られ、その強度は十分であった。また、気孔率が２１％であるとともに空気の連通があり、チャックテーブルの吸着板として機能することが判明した。
【００４７】
（５）粒径１５０μｍ以下のシリコン粒子を体積比で５０％と、粒径２００μｍ以上のシリコン粒子を体積比で５０％とを混合して、２０ＭＰａの圧力の下で１２５０℃の温度で焼結を試みた。
【００４８】
その結果、密度が１．９／ｃｍ２のポーラス状の焼結体が得られ、その強度は十分であった。また、気孔率が１８％であるとともに空気の連通があり、チャックテーブルの吸着板として機能することが判明した。
【００４９】
（６）粒径１５０μｍ以下のシリコン粒子を体積比で６０％と、粒径２００μｍ以上のシリコン粒子を体積比で４０％とを混合して、２０ＭＰａの圧力の下で１２５０℃の温度で焼結を試みた。
【００５０】
その結果、密度が２．０／ｃｍ２のポーラス状の焼結体が得られ、その強度は十分であった。しかし、気孔率が１４％であるとともに空気の連通がなく、チャックテーブルの吸着板として機能しないことが判明した。
【００５１】
（実験４）
（１）粒径１５０μｍ以下のシリコン粒子を体積比で３０％と、粒径３００μｍのシリコン粒子を体積比で７０％とを混合して、２０ＭＰａの圧力の下で１２５０℃の温度で焼結を試みた。
【００５２】
その結果、密度が１．７／ｃｍ２のポーラス状の焼結体が得られ、その強度は十分であった。また、気孔率が２７％であり、チャックテーブルの吸着板として機能することが判明した。
【００５３】
（２）粒径１５０μｍ以下のシリコン粒子を体積比で３０％と、粒径４００μｍのシリコン粒子を体積比で７０％とを混合して、２０ＭＰａの圧力の下で１２５０℃の温度で焼結を試みた。
【００５４】
その結果、密度が１．６／ｃｍ２のポーラス状の焼結体が得られ、その強度は十分であった。また、気孔率が３１％であり、チャックテーブルの吸着板として機能することが判明した。
【００５５】
（３）粒径１５０μｍ以下のシリコン粒子を体積比で３０％と、粒径５００μｍのシリコン粒子を体積比で７０％とを混合して、２０ＭＰａの圧力の下で１２５０℃の温度で焼結を試みた。
【００５６】
その結果、密度が１．５／ｃｍ２のポーラス状の焼結体が得られ、その強度は十分であった。また、気孔率が３５％であり、チャックテーブルの吸着板として機能することが判明した。
【００５７】
（４）粒径１５０μｍ以下のシリコン粒子を体積比で３０％と、粒径８００μｍのシリコン粒子を体積比で７０％とを混合して、２０ＭＰａの圧力の下で１２５０℃の温度で焼結を試みた。
【００５８】
その結果、密度が１．４／ｃｍ２のポーラス状の焼結体が得られ、その強度は十分であった。また、気孔率が３８％であり、チャックテーブルの吸着板として機能することが判明した。
【００５９】
（５）粒径１５０μｍ以下のシリコン粒子を体積比で３０％と、粒径９００μｍのシリコン粒子を体積比で７０％とを混合して、２０ＭＰａの圧力の下で１２５０℃の温度で焼結を試みた。
【００６０】
その結果、密度が１．３／ｃｍ２のポーラス状の焼結体が得られたが、その強度は不十分であった。また、気孔率が４５％であり、チャックテーブルの吸着板として使用するとウエーハにディンプルが生じる恐れがあり、吸着板としては好ましくないことが判明した。
【００６１】
（実験結果の総括）
実験１〜実験４の結果を総括すると、以下の条件を抽出することができる。粒径２００μｍ〜８００μｍのシリコン粒子を体積比で５０〜８０％と、粒径１５０μｍ以下のシリコン粒子を体積比で５０〜２０％とを混合して、真空雰囲気、不活性ガス雰囲気、還元雰囲気の何れかの雰囲気で、０．１〜２０ＭＰａの圧力の下で１２００℃〜１３５０℃の温度で焼結させることによって、チャックテーブルの吸着板として機能するポーラス吸着板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の吸着板が適用されたチャックテーブルを具備した研削装置の斜視図である。
【図２】ホットプレス装置の縦断面図である。
【図３】本発明により製造されたチャックテーブルの分解斜視図である。
【図４】図４（Ａ）はチャックテーブルを基台に搭載する様子を示す分解斜視図、図４（Ｂ）は基台に搭載されたチャックテーブルの縦断面図である。
【図５】他の実施形態に係るホットプレス装置の要部縦断面図である。
【図６】図５に示したキャビティを有するホットプレス装置で製造されたチャックテーブルの斜視図である。
【符号の説明】
【００６３】
２    研削装置
１０    研削ユニット
２０    ホイールマウント
２２    研削ホイール
３６    チャックテーブル
４６    ホットプレス装置
５２    ダイス
５４    上パンチ
５６    下パンチ
５８    キャビティ
６０    油圧シリンダ
６４    ヒータ
６８    シリコン粒子混合物
７０    吸着板
７２    枠体
【図１】
2010110842.tif 000003
【図２】
2010110842.tif 000004
【図３】
2010110842.tif 000005
【図４】
2010110842.tif 000006
【図５】
2010110842.tif 000007
【図６】
2010110842.tif 000008