(57)【要約】【課題】  被加工物を保持する保持部材と基台との接合面の面精度を高精度に確保することができるチャックテーブルを提供する。【解決手段】  吸引手段と連通する吸引通路を備えた基台と、基台の上面に着脱可能に装着され被加工物を吸引保持する保持部材とからなり、保持部材が被加工物を吸引保持する保持面に細孔が開口された吸引部と、保持面を囲繞する支持部とを有し、支持部に該細孔と吸引通路とを連通する連通路か形成されているチャックテーブルであって、基台と保持部材は互いに外周部だけで接合され、吸引通路と連通路がそれぞれ外周部で互いに対向する位置に開口している。【選択図】        図３
2006068862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引手段と連通する吸引通路を備えた基台と、該基台の上面に着脱可能に装着され被加工物を吸引保持する保持部材とからなり、該保持部材が被加工物を吸引保持する保持面に細孔が開口された吸引部と、該保持面を囲繞する支持部とを有し、該支持部に該細孔と該吸引通路とを連通する連通路か形成されている、チャックテーブルにおいて、
該基台と該保持部材は、互いに外周部だけで接合され、該吸引通路と該連通路がそれぞれ該外周部で互いに対向する位置に開口している、
ことを特徴とするチャックテーブル。
【請求項２】
該基台の上面には外周部に第１の環状接合面が形成されているとともに該第１の環状接合面の内側に第１の凹部が形成され、該保持部材の下面には外周部に第２の環状接合面が形成されているとともに該第２の環状接合面の内側に第２の凹部が形成されており、該基台と該保持部材は該第１の環状接合面と該第２の環状接合面だけで接合される、請求項１記載のチャックテーブル。
【請求項３】
該吸引通路と該連通路は、それぞれ該第１の環状接合面と該第２の環状接合面に開口している、請求項２記載のチャックテーブル。
【請求項４】
該基台の上面に形成された該第１の凹部と該保持部材に形成された該第２の凹部とによって形成される室は、冷却媒体供給手段に連通されている、請求項２又は３記載のチャックテーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨装置等における被加工物を保持するためのチャックテーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる切断予定ラインによって多数の矩形領域を区画し、該矩形領域の各々に半導体回路を形成する。このように多数の半導体回路が形成された半導体ウエーハをストリートに沿って分離することにより、個々の半導体チップを形成する。半導体チップの小型化および軽量化を図るために、通常、半導体ウエーハをストリートに沿って切断して個々の矩形領域を分離するのに先立って、半導体ウエーハの裏面を研磨して所定の厚さに形成している。
【０００３】
半導体ウエーハの裏面の研磨は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研磨ホイールを備えた研磨手段を備えた研磨装置によって行われる。チャックテーブルは、被加工物を吸引保持するため一般にポーラスなセラミック材からなる吸着チャックがチャックテーブルの基台に装着されている。しかるに、吸着チャックの被加工物保持面は、目詰まりが生じるのでこの目詰まりを除去するため、また研磨ホイールとの平行度即ち馴染みを良好にするために、その都度または定期的に研磨ホイールによって吸着チャックとともに基台を研削している。従って、チャックテーブルは、所定回数研削すると交換する。
【０００４】
そこで、吸着チャックおよび該吸着チャックを保持する保持部材と、この保持部材を着脱可能に支持する基台とに分けて構成し、保持部材を消耗品として交換するようにしたチャックテーブルが提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３８５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
而して、保持部材と基台を分けて構成したチャックテーブルにおいては、基台と保持部材との接合面の面精度が悪いと両者の接合面から負圧が漏れて吸引力が低減したり、被加工物を保持する保持面の面精度が安定せず被加工物を高精度に研磨することができないという問題がある。
【０００７】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、被加工物を保持する保持部材と基台との接合面の面精度を高精度に確保することができるチャックテーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、吸引手段と連通する吸引通路を備えた基台と、該基台の上面に着脱可能に装着され被加工物を吸引保持する保持部材とからなり、該保持部材が被加工物を吸引保持する保持面に細孔が開口された吸引部と、該保持面を囲繞する支持部とを有し、該支持部に該細孔と該吸引通路とを連通する連通路か形成されている、チャックテーブルにおいて、
該基台と該保持部材は、互いに外周部だけで接合され、該吸引通路と該連通路がそれぞれ該外周部で互いに対向する位置に開口している、
ことを特徴とするチャックテーブルが提供される。
【０００９】
上記基台の上面には外周部に第１の環状接合面が形成されているとともに該第１の環状接合面の内側に第１の凹部が形成され、上記保持部材の下面には外周部に第２の環状接合面が形成されているとともに該第２の環状接合面の内側に第２の凹部が形成されており、基台と保持部材は第１の環状接合面と第２の環状接合面だけで接合される。上記吸引通路と連通路は、それぞれ第１の環状接合面と第２の環状接合面に開口している。上記基台の上面に形成された第１の凹部と上記保持部材に形成された第２の凹部とによって形成される室は、冷却媒体供給手段に連通されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によるチャックテーブルは、基台と保持部材が互いに外周部だけで接合される構成であるため、基台と保持部材との接合面の面精度を高精度に確保することができる。従って、基台と保持部材との接合面からの負圧の漏れを防止することができる。また、本発明によるチャックテーブルにおいては、保持部材における被加工物を吸引保持する保持面の面精度は基台と保持部材の外周部の面精度のみに依存するので、保持面の面精度が安定する。また、本発明によるチャックテーブルは基台と保持部材との接合面の面精度だけを高精度に加工すればよいので、チャックテーブルの加工コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に従って構成されたチャックテーブルの好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１には本発明に従って構成されたチャックテーブルを装備した研磨装置の斜視図が示されている。
図示の研磨装置は、全体を番号２で示す装置ハウジングを具備している。この装置ハウジング２は、細長く延在する直方体形状の主部２１と、該主部２１の後端部（図１において右上端）に設けられ実質上鉛直に上方に延びる直立壁２２とを有している。直立壁２２の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール２２１、２２１が設けられている。この一対の案内レール２２１、２２１に研磨手段としての研磨ユニット３が上下方向に移動可能に装着されている。
【００１３】
研磨ユニット３は、移動基台３１と該移動基台３１に装着されたスピンドルユニット３２を具備している。移動基台３１は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部３１１、３１１が設けられており、この一対の脚部３１１、３１１に上記一対の案内レール２２１、２２１と摺動可能に係合する被案内溝３１２、３１２が形成されている。このように直立壁２２に設けられた一対の案内レール２２１、２２１に摺動可能に装着された移動基台３１の前面には前方に突出した支持部３１３が設けられている。この支持部３１３にスピンドルユニット３２が取り付けられる。
【００１４】
スピンドルユニット３２は、支持部３１３に装着されたスピンドルハウジング３３と、該スピンドルハウジング３３に回転自在に配設された回転スピンドル３４と、該回転スピンドル３４を回転駆動するための駆動手段としてのサーボモータ３５とを具備している。回転スピンドル３４の下端部はスピンドルハウジング３３の下端を越えて下方に突出せしめられており、その下端には円板形状のマウンター４が設けられている。このマウンター４の下面に研磨ホイール５が取付けボルト５１によって装着される。
【００１５】
図示の実施形態における研磨装置は、上記研磨ユニット３を上記一対の案内レール２２１、２２１に沿って上下方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向）に移動せしめる研磨ユニット送り機構６を備えている。この研磨ユニット送り機構６は、直立壁２２の前側に配設され実質上鉛直に延びる雄ねじロッド６１を具備している。この雄ねじロッド６１は、その上端部および下端部が直立壁２２に取り付けられた軸受部材６２および６３によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材６２には雄ねじロッド６１を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ６４が配設されており、このパルスモータ６４の出力軸が雄ねじロッド６１に伝動連結されている。移動基台３１の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部（図示していない）も形成されており、この連結部には鉛直方向に延びる貫通雌ねじ穴が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじロッド６１が螺合せしめられている。従って、パルスモータ６４が正転すると移動基台３１即ち研磨ユニット３が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ６４が逆転すると移動基台３１即ち研磨ユニット３が上昇即ち後退せしめられる。
【００１６】
図１を参照して説明を続けると、ハウジング２の主部２１にはチャックテーブル機構７が配設されている。チャックテーブル機構７は被加工物を保持するチャックテーブル８を具備しており、このチャックテーブル８は上記ハウジング２の主部２１上に前後方向（直立壁２２の前面に垂直な方向）である矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に延在する図示しない一対の案内レール上に摺動自在に載置された図示しない支持基台上に配設されている。
【００１７】
チャックテーブル８について、図２および図３を参照して説明する。
図示の実施形態におけるチャックテーブル８は、円柱状の基台８１と、該基台８１の上面に着脱可能に装着される円盤状の保持部材８２とからなっている。基台８１は、その上面外周部が第１の環状接合面８１１となっており、該接合面８１１の内側には第１の凹部８１２が形成されている。この基台８１には図３に示すように複数の吸引通路８１３が形成されており、この吸引通路８１３の一端は上記第１の環状接合面８１１に開口しており（図２参照）、吸引通路８１３の他端は図示しない吸引源に連通されている。また、基台８１には、上記第１の凹部８１２に冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段を構成する冷却媒体供給通路８１４と冷却媒体排出通路８１５が設けられている。冷却媒体供給通路８１４の一端は上記第１の凹部８１２に開口しており、冷却媒体供給通路８１４の他端は図示しない冷却媒体供給源に連通されている。一方、冷却媒体排出通路８１５の一端は冷却媒体供給通路８１４と略１８０度の位相角を持って上記第１の凹部８１２に開口しており、冷却媒体排出通路８１５の他端は図示しない冷却媒体循環路に接続されまたは冷却媒体が空気の場合には大気に開放されている。更に、基台８１には、上記第１の環状接合面８１１から穿設された複数（図示の実施形態においては４個）の雌ネジ穴８１６が設けられている。このように構成されたチャックテーブル８は、図示しないサーボモータによって回転せしめられるようになっている。
【００１８】
上記保持部材８２は、被加工物を吸引保持する保持部８２１と、該保持部８２１を囲繞する支持部８２２とからなっている。保持部８２１は、支持部８２２の上面より上方に突出して形成されており、図示の実施形態においてはその上面には円形状の嵌合凹部８２１ａが設けられ、この嵌合凹部８２１aに吸着チャック８２３が嵌合されている。吸着チャック８２３は多孔質セラミッックスの如き適宜の多孔性材料からなっており、その上面である保持面８２３aには複数の吸引細孔が開口されている。また、保持部８２１には、上記嵌合凹部８２１aに一端が開口する複数の吸引孔８２１bと、該複数の吸引孔８２１bの他端と連通する通路８２２cが形成されている。なお、保持部８２１の下面には、上記基台８１の上面に形成された第１の凹部８１２と対向する位置に第２の凹部８２１dが設けられている。保持部８２１における第２の凹部８２１dより外周側と上記支持部８２２の下面は第２の環状接合面８２４となっており、この第２の環状接合面８２４は上記基台８１の上面外周部に形成された第１の環状接合面８１１上に載置され接合される。支持部８２２には、上記通路８２２cに一端が連通し、他端が上記第２の環状接合面８２４に開口する連通路８２２aが形成されている。この連通路８２２aは、上記基台８１の第１の環状接合面８１１に開口する吸引通路８１３対向する位置に設けられている。従って、吸引通路８１３と連通路８２２aは、互いに連通する。また、支持部８２２には、図２に示すように上記基台８１に設けられた複数（図示の実施形態においては４個）の雌ネジ穴８１６とそれぞれ対向する位置に４個（図２においては３個が示されている）のボルト挿通穴８２２bが設けられている。
【００１９】
以上のように構成された保持部材８２は、上記第２の環状接合面８２４を上記基台８１の上面外周部に形成された第１の環状接合面８１１上に載置する。そして、支持部８２２に設けられたボルト挿通穴８２２bに締結ボルト８３を挿通し、該締結ボルト８３を基台８１に設けられた雌ネジ穴８１６に螺合することにより、保持部材８２は基台８１上に着脱可能に装着される。このように構成されたチャックテーブル８は、基台８１と保持部材８２が互いに外周部である第１の環状接合面８１１と第２の環状接合面８２４だけで接合される構成であるため、基台８１と保持部材８２との接合面の面精度を高精度に確保することができる。従って、基台８１と保持部材８２との接合面からの負圧の漏れを防止することができる。即ち、上述したチャックテーブル８は、保持部材８２の被加工物を吸引保持する保持面の面精度は基台８１と保持部材８２の外周部の面精度のみに依存するので、保持面の面精度が安定する。更に、上述したチャックテーブル８は基台８１と保持部材８２との接合面である第１の環状接合面８１１と第２の環状接合面８２４の面精度だけを高精度に加工すればよいので、チャックテーブルの加工コストを低減することができる。
なお、図示の実施形態におけるチャックテーブル８は、保持部材８２の保持部８２１には嵌合凹部８２１aが形成され、この嵌合凹部８２１aに吸着チャック８２３を嵌合した構成であるが、保持部８２１に嵌合凹部８２１aを設けずに複数の吸引孔８２１bを上面である保持面に開口する構成でもよい。この場合には、吸着チャック８２３は必要ない。
【００２０】
図１に戻って説明を続けると、図示のチャックテーブル機構７は、チャックテーブル８を挿通する穴を有するカバー部材９１と、該カバー部材９１の移動方向両側には、横断面形状が逆チャンネル形状の蛇腹手段９２および９３が付設されている。蛇腹手段９２および９３はキャンパス布の如き適宜の材料から形成することができる。蛇腹手段９２の前端は主部２１の前面壁に固定され、後端はチャックテーブル機構７のカバー部材９１の前端面に固定されている。蛇腹手段９３の前端はチャックテーブル機構７のカバー部材９１の後端面に固定され、後端は装置ハウジング２の直立壁２２の前面に固定されている。チャックテーブル機構７が矢印２３ａで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段９２が伸張されて蛇腹手段９３が収縮され、チャックテーブル機構７が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段９２が収縮されて蛇腹手段９３が伸張せしめられる。
【００２１】
図示の実施形態における研磨装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
図１に示す研磨装置を用いて被加工物を研磨するには、先ず図１に示す被加工物載置域２４に位置付けられているチャックテーブル８上に被加工物である例えば半導体ウエーハ１０を載置する。このとき、半導体ウエーハ１０の表面（回路が形成されている面）に保護テープ１１を貼着し、該保護テープ１１をチャックテーブル８上に載置する。従って、半導体ウエーハ１０は、裏面を上側にしてチャックテーブル８上に載置されることになる。このようにしてチャックテーブル８上に載置されたウエーハ１０は、図示しない吸引手段を作動することによってチャックテーブル８上に吸引保持される。即ち、図示しない吸引手段を作動すると、図３に示すようにチャックテーブル８の基台８１に設けられた吸引通路８１３、保持部材８２の支持部８２２に設けられた連通路８２２a、保持部８２１に設けられた通路８２２cおよび吸引孔８２１bを通して嵌合凹部８２１aに負圧が作用せしめられる。この結果、嵌合凹部８２１aに嵌合された多孔性材料からなる吸着チャック８２３の上面である保持面８２３aに負圧が作用し、チャックテーブル８は保持面８２３a上に半導体ウエーハ１０を吸引保持する。また、冷却媒体供給手段を作動し、図示しない冷却媒体供給源から冷却媒体をチャックテーブル８の基台８１に設けられた冷却媒体供給通路８１４を通して、第１の凹部８１２と保持部材８２の保持部８２１に設けられた第２の凹部８２１dとによって形成される室に導入する。このようにして上記第１の凹部８１２と第２の凹部８２１dによって形成された室に導入された冷却媒体は、保持部材８２の保持部８２１を冷却して冷却媒体排出通路８１５から排出される。この結果、保持部８２１の保持面が冷却され、該保持面上に保持されたウエーハ１０を冷却することができる。従って、後述する研磨時において研磨ホイール５によって研磨されることによって発生する熱によるウエーハ１０の過熱を防止することができる。
【００２２】
チャックテーブル８上にウエーハ１０を吸引保持したならば、図示しないチャックテーブル移動機構を作動してチャックテーブル８を矢印２３ａで示す方向に移動し、チャックテーブル８上に保持されたウエーハ１０を研磨ホイール５の下方の研磨域２５に位置付ける。なお、この状態においてチャックテーブル８上に保持されたウエーハ１０は、図４に示すようにその中心（Ｐ）を研磨ホイール５が通過する位置に位置付けられている。このようにして、ウエーハ１０が研磨域２５に位置付けられたならば、チャックテーブル８を図示しないサーボモータを駆動して１００〜３００ｒｐｍで回転し、上記研磨ユニット３のサーボモータ３５を駆動して研磨工具５を３０００〜６０００ｒｐｍで回転するとともに、上記研磨ユニット送り機構６のパルスモータ６４を正転駆動して研磨ユニット３を下降せしめて、研磨ホイール５の研磨面である下面をチャックテーブル８上に保持されたウエーハ１０の上面（裏面）に作用せしめる。そして、研磨ホイール５を所定量下降せしめて、ウエーハ１０を所定の厚さに研磨する。
【００２３】
上述した研磨作業を実施すると、チャックテーブル８を構成する保持部材８２における保持部８２１を構成する吸着チャック８２３の保持面８２３aには、研磨屑などにより目詰まりが生ずる。そこで、この目詰まりを除去するためにチャックテーブル８を研磨ホイール５の下方の研磨域２５に位置付け、研磨ユニット３を作動して研磨ホイール５によって上記被加工物の研磨と同様に保持部材８２における保持部８２１を吸着チャック８２３とともに研磨する。この保持部材８２における保持部８２１の研磨を定期的に実施し、その回数が所定回数に達したら、保持部材８２を交換する。なお、保持部材８２を交換した際または研磨ホイール５を交換した際には、研磨ホイール５と保持部材８２における保持部８２１との平行度即ち馴染みを良好にするために、保持部材８２における保持部８２１の研磨ホイール５による研磨を実施する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明によって構成されたチャックテーブルを備えた研磨装置の斜視図。
【図２】本発明によって構成されたチャックテーブルの構成部材を分解して示す斜視図。
【図３】本発明によって構成されたチャックテーブルの断面図。
【図４】図１に示す研磨装置の研磨ホイールによって被加工物を研磨する状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００２５】
２：装置ハウジング
３：研磨ユニット
３１：移動基台
３２：スピンドルユニット
３３：スピンドルハウジング
３４：回転スピンドル
３５：サーボモータ
４：マウンター
４ｂ：マウンター
４１：ボルト挿通孔
４２：送風羽根
４３：送風路
４５：ボルト挿通孔
５：研磨ホイール５
６：研磨ユニット送り機構
７：チャックテーブル機構
８：チャックテーブル
８１：基台８１
８１１：第１の環状接合面８１１
８１２：第１の凹部８１２
８１３：吸引通路８１３
８１４：冷却媒体供給通路
８１５：冷却媒体排出通路
８１６：雌ネジ穴
８２：保持部材
８２１：保持部
８２１a：嵌合凹部
８２１b：吸引孔
８２２：支持部
８２２a：連通路
８２２b：ボルト挿通穴
８２３：吸着チャック
８２４：第２の環状接合面
８３：締結ボルト
９１：カバー部材
９２、９３：蛇腹手段
１０：ウエーハ１０
【図１】
2006068862.tif 000003
【図２】
2006068862.tif 000004
【図３】
2006068862.tif 000005
【図４】
2006068862.tif 000006