(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハを静電吸着して支持する静電支持プレートであって、
導電性材料でなる接続部と、該接続部の上端面と面一かつ平坦な表面を有し電極部が埋設された電気絶縁層と、を表面側に備えるプレート本体と、
吸着の対象となるウェーハの周縁部と対面する領域に環状に配設され該電気絶縁層の表面より突出する弾性部材と、を備え、
該弾性部材は、ウェーハの吸着時にウェーハの自重で押圧され該電気絶縁層の表面と面一となるように撓むことで、該接続部とウェーハとを電気的に接続させることを特徴とする静電支持プレート。
【請求項２】
電極部が埋設された平坦な電気絶縁層を表面側に備えるプレート本体と、吸着の対象となるウェーハの周縁部と対面する領域に環状に配設され該電気絶縁層の表面より突出する弾性部材と、を備え、ウェーハを静電吸着して支持する静電支持プレートの製造方法であって、
内部に電極部が埋設された電気絶縁層を表面側に備えるプレート部材を準備するプレート部材準備ステップと、
該電気絶縁層側が露出するように該プレート部材をバイト切削装置のチャックテーブルで保持し、該電気絶縁層をバイト工具で切削して表面を平坦化し、該プレート本体を形成する平坦化ステップと、
該平坦化ステップを実施した後に、該電気絶縁層側が露出するように該プレート本体を切削装置のチャックテーブルで保持し、吸着の対象となるウェーハの周縁部と対面する領域に切削ブレードを切り込ませつつ該プレート本体を回転させ、該プレート本体の表面側に環状の切削溝を形成する環状溝形成ステップと、
該環状溝形成ステップを実施した後に、該環状の切削溝に該弾性部材を配設する弾性部材配設ステップと、を備えることを特徴とする静電支持プレートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハを静電気で吸着して支持する静電支持プレート、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ストリートと呼ばれる分割予定ラインで区画された表面側の複数の領域に、それぞれＩＣ等のデバイスが形成されたウェーハは、例えば、裏面側を研削された後に、各デバイスに対応する複数のデバイスチップに分割され、電子機器等に組み込まれる。ウェーハの裏面側を研削する際には、表面側に保護テープを貼着してデバイスを保護するとともに、ウェーハを保護テープで支持するようにしている。
【０００３】
ところで、例えば、直径が３００ｍｍ、４５０ｍｍ等の大口径のウェーハを５０μｍ以下の厚みに研削すると、従来から使用されている保護テープでは研削後のウェーハを十分に支持できない。そのため、大口径のウェーハをデバイスチップの製造に用いる場合には、研削後のハンドリング等の際にウェーハを破損してしまう可能性が高くなっていた。
【０００４】
この問題に対し、例えば、ガラス、セラミックス、シリコン等の材料でなる剛性の高い支持プレートにウェーハを貼着して研削する研削方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この研削方法では、ウェーハが接着剤で支持プレートに貼着されるので、研削後の薄くなったウェーハを支持プレートから容易に剥離できない。
【０００５】
近年では、接着剤を用いることなくウェーハを支持できる支持プレートも提案されている（例えば、特許文献２参照）。この支持プレートは、ウェーハとの間に作用する静電気の引力でウェーハを吸着して支持するので、静電気を除去すればウェーハを支持プレートから容易に剥離できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１１１４３４号公報
【特許文献２】特開２００９−９９６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した静電型の支持プレートでウェーハを支持すると、研削等の際にウェーハが支持プレートから剥離して破損することがあった。本発明はかかる問題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、ウェーハを適切に支持できる静電支持プレート及び静電支持プレート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】
【０００８】
本発明によれば、ウェーハを静電吸着して支持する静電支持プレートであって、導電性材料でなる接続部と、該接続部の上端面と面一かつ平坦な表面を有し電極部が埋設された電気絶縁層と、を表面側に備えるプレート本体と、吸着の対象となるウェーハの周縁部と対面する領域に環状に配設され該電気絶縁層の表面より突出する弾性部材と、を備え、該弾性部材は、ウェーハの吸着時にウェーハの自重で押圧され該電気絶縁層の表面と面一となるように撓むことで、該接続部とウェーハとを電気的に接続させることを特徴とする静電支持プレートが提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、電極部が埋設された平坦な電気絶縁層を表面側に備えるプレート本体と、吸着の対象となるウェーハの周縁部と対面する領域に環状に配設され該電気絶縁層の表面より突出する弾性部材と、を備え、ウェーハを静電吸着して支持する静電支持プレートの製造方法であって、内部に電極部が埋設された電気絶縁層を表面側に備えるプレート部材を準備するプレート部材準備ステップと、該電気絶縁層側が露出するように該プレート部材をバイト切削装置のチャックテーブルで保持し、該電気絶縁層をバイト工具で切削して表面を平坦化し、該プレート本体を形成する平坦化ステップと、該平坦化ステップを実施した後に、該電気絶縁層側が露出するように該プレート本体を切削装置のチャックテーブルで保持し、吸着の対象となるウェーハの周縁部と対面する領域に切削ブレードを切り込ませつつ該プレート本体を回転させ、該プレート本体の表面側に環状の切削溝を形成する環状溝形成ステップと、該環状溝形成ステップを実施した後に、該環状の切削溝に該弾性部材を配設する弾性部材配設ステップと、を備えることを特徴とする静電支持プレートの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る静電支持プレートは、電極部が埋設された平坦な電気絶縁層を表面に備えるプレート本体を有するので、ウェーハを平坦な電気絶縁層に接触させて強い吸着力を得ることができる。また、ウェーハと接触する電気絶縁層が平坦に形成されているので、外力による歪みでウェーハが破損してしまうこともない。
【００１１】
さらに、本発明に係る静電支持プレートは、ウェーハの周縁部に対応して配設された弾性部材を有するので、ウェーハと静電支持プレートとの隙間に水等の異物が侵入し難くなり、また、ウェーハと静電支持プレートとの間の衝撃を緩和できる。これにより、ウェーハは静電支持プレートから剥離し難くなる。
【００１２】
よって、本発明によれば、ウェーハを適切に支持できる静電支持プレート及び静電支持プレートの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（Ａ）は、静電支持プレートを模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、静電支持プレートを模式的に示す断面図である。
【図２】図２（Ａ）は、プレート部材準備ステップを模式的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、プレート部材準備ステップを模式的に示す断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、平坦化ステップを模式的に示す一部断面側面図であり、図３（Ｂ）は、環状溝形成ステップを模式的に示す一部断面側面図であり、図３（Ｃ）は、弾性部材配設ステップを模式的に示す断面図である。
【図４】図４（Ａ）は、静電支持プレートにウェーハが載置される様子を模式的に示す断面図であり、図４（Ｂ）は、静電支持プレートでウェーハを吸着支持した様子を模式的に示す断面図であり、図４（Ｃ）は、静電支持プレートで吸着支持したウェーハが研削される様子を模式的に示す一部断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１（Ａ）は、本実施形態に係る静電支持プレートを模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、静電支持プレートを模式的に示す断面図である。
【００１５】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、本実施形態の静電支持プレート１は、円盤状のプレート本体３を備えている。プレート本体３は、対象のウェーハ２１（図４（Ａ）等参照）の全体を支持できるように、ウェーハ２１と同程度の径（又は、ウェーハ２１以上の径）に形成されている。
【００１６】
プレート本体３は、シリコン等の導電性材料でなる円盤状の基材５を含んでいる。この基材５の上面には、上方に突出した接続部５ａが設けられている。また、平面視で接続部５ａと重ならない位置には、基材５を上下に貫通する開口５ｂが形成されている。
【００１７】
プレート本体３の上面（表面）側には、ポリイミド等の絶縁性材料でなる絶縁層（電気絶縁層）７が配置されている。絶縁層７の上面（表面）７ａは、略平坦に形成されており、接続部５ａの上端面と面一になっている。具体的には、絶縁層７の上面７ａは、算術平均粗さ（Ｒａ）が５（μｍ）以下、好ましくは１（μｍ）以下となるように形成されている。
【００１８】
基材５の接続部５ａは、絶縁層７の開口７ｂにおいて上面側に露出している。そのため、絶縁層７の上面７ａにウェーハ２１を載置すると、接続部５ａはウェーハ２１と電気的に接続する。また、絶縁層７は、基材５を上下に貫通する開口５ｂの内部にも形成されており、開口５ｂの内面を覆っている。
【００１９】
この絶縁層７には、金属等の導電性材料でなり、電極として機能する導電層（電極部）９が埋設されている。導電層９は、例えば、絶縁層７の上面７ａと略平行な平板状に形成されている。導電層９の下面には、開口５ｂに対応した接続部９ａが設けられており、接続部９ａの下端面は、基材５の開口５ｂにおいて下面側に露出している。なお、基材５と導電層９（接続部９ａ）とは、絶縁層７で絶縁されている。
【００２０】
絶縁層７の上面７ａには、ウェーハ２１の周縁部と対面する位置に環状の溝（切削溝）７ｃが形成されている。この溝７ｃには、シリコーン樹脂等の弾性材料でなる環状の弾性部材１１が配設されている。弾性部材１１は、絶縁層７の上面７ａから上方に突出しており、ウェーハ２１の吸着時には、例えば、ウェーハ２１の自重で上面７ａと略面一になるように弾性変形する。
【００２１】
このような弾性部材１１を用いることで、支持したウェーハ２１と静電支持プレート１との隙間に水等の異物が侵入し難くなり、また、ウェーハ２１と静電支持プレート１との間の衝撃を緩和できる。これにより、ウェーハ２１は静電支持プレート１から剥離し難くなる。
【００２２】
次に、上述した静電支持プレート１の製造方法を説明する。まず、静電支持プレート１の製造に用いるプレート部材を準備するプレート部材準備ステップを実施する。図２（Ａ）は、プレート部材準備ステップを模式的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、プレート部材準備ステップを模式的に示す断面図である。
【００２３】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、プレート部材１３は、多くの部分でプレート本体３と共通している。すなわち、プレート部材１３は、円盤状の基材５、基材５に形成された絶縁層（電気絶縁層）７、及び絶縁層７に埋設された導電層（電極部）９を含む。各部の詳細は上述の通りである。
【００２４】
ただし、絶縁層７の上面７ａの平坦性は、上述したプレート本体３の条件を満たしていない。すなわち、プレート部材１３では、絶縁層７の上面７ａの算術平均粗さ（Ｒａ）が５（μｍ）より大きくなっている。
【００２５】
そのため、このプレート部材１３をそのまま用いると、ウェーハ２１（特に、薄いウェーハ）を適切に吸着支持できず、研削等の際にウェーハ２１がプレート部材１３から剥離して破損する可能性が高い。
【００２６】
そこで、プレート部材準備ステップの後には、プレート部材１３の絶縁層７をバイト工具で切削して上面７ａを平坦化する平坦化ステップを実施する。図３（Ａ）は、平坦化ステップを模式的に示す一部断面側面図である。
【００２７】
図３（Ａ）に示すように、平坦化ステップは、バイト切削装置２で実施される。バイト切削装置２は、プレート部材１３の基材５側を吸引保持するチャックテーブル４を備えている。チャックテーブル４の下方には、移動機構（不図示）が設けられており、チャックテーブル４は、この移動機構で水平方向に移動する。
【００２８】
チャックテーブル４の上面（表面）は、プレート部材１３を吸引保持する保持面となっている。この保持面には、チャックテーブル４の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用し、プレート部材１３を吸引する吸引力が発生する。チャックテーブル４の上方には、バイト切削ユニット６が配置されている。
【００２９】
バイト切削ユニット６は、鉛直方向に伸びる回転軸を構成するスピンドル８を備えている。スピンドル８の下端部には、円盤状の工具マウント１０が固定されており、この工具マウント１０には、バイト工具１２が装着されている。バイト工具１２は、アルミニウム、ステンレス等の金属材料で形成された基台１２ａを含む。基台１２ａの下面には、ダイヤモンド等でなる切り刃（バイト）１２ｂが固定されている。
【００３０】
スピンドル８の上端側には、モータ等の回転機構（不図示）が連結されており、バイト工具１２は、回転機構から伝達される回転力で回転する。また、このバイト工具１２は、スピンドル８を支持する昇降機構（不図示）で任意の高さに位置付けられる。
【００３１】
平坦化ステップでは、まず、絶縁層７の上面７ａ側が露出するように、プレート部材１３（基材５側）をチャックテーブル４の保持面に接触させて、吸引源の負圧を作用させる。これにより、プレート部材１３はチャックテーブル４に吸引保持される。
【００３２】
次に、チャックテーブル４で吸引保持したプレート部材１３の絶縁層７と接触する高さに切り刃１２ｂを位置付け、バイト工具１２を回転させながらチャックテーブル４を水平方向に移動させる。これにより、図３（Ａ）に示すように、絶縁層７の上面７ａを切削して平坦化できる。
【００３３】
なお、ここでは、絶縁層７の上面７ａの算術平均粗さ（Ｒａ）が５（μｍ）以下、好ましくは１（μｍ）以下となるように絶縁層７を切削する。この平坦化ステップにより、絶縁層７の上面７ａを平坦化したプレート本体３が形成される。
【００３４】
平坦化ステップの後には、絶縁層７の上面７ａに環状の溝７ｃを形成する環状溝形成ステップを実施する。図３（Ｂ）は、環状溝形成ステップを模式的に示す一部断面側面図である。
【００３５】
図３（Ｂ）に示すように、環状溝形成ステップは、切削装置１４で実施される。切削装置１４は、プレート本体３を吸引保持するチャックテーブル１６を備えている。チャックテーブル１６は、モータ等の回転機構（不図示）と連結されており、鉛直方向に伸びる回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル１６の下方には、移動機構（不図示）が設けられており、チャックテーブル１６は、この移動機構で水平方向に移動する。
【００３６】
チャックテーブル１６の上面（表面）は、プレート本体３を吸引保持する保持面となっている。この保持面には、チャックテーブル１６の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用し、プレート本体３を吸引する吸引力が発生する。
【００３７】
チャックテーブル１６の上方には、切削ユニット１８が配置されている。この切削ユニット１８は、水平方向に伸びる回転軸を構成するスピンドル２０と、スピンドル２０の一端側に装着された切削ブレード２２とを含んでいる。スピンドル２０の他端側には、モータ等の回転機構（不図示）が連結されており、切削ブレード２２は回転機構の回転力で回転する。また、切削ブレード２２は、スピンドル２０を支持する昇降機構（不図示）で任意の高さに位置付けられる。
【００３８】
環状溝形成ステップでは、まず、絶縁層７の上面７ａ側が露出するように、プレート本体３（基材５側）をチャックテーブル１６の保持面に接触させて、吸引源の負圧を作用させる。これにより、プレート本体３はチャックテーブル１６に吸引保持される。
【００３９】
次に、チャックテーブル１６と切削ユニット１８とを相対移動させて、プレート本体３において溝７ｃを形成すべき位置（ウェーハ２１の周縁部と対面する位置）の上方に切削ブレード２２を位置付ける。この状態で、切削ブレード２２を回転させてプレート本体３（絶縁層７）に切り込ませ、チャックテーブル１６を回転させることで、環状の溝７ｃを形成できる。
【００４０】
環状溝形成ステップの後には、環状の溝７ｃに弾性部材１１を配設する弾性部材配設ステップを実施する。図３（Ｃ）は、弾性部材配設ステップを模式的に示す断面図である。図３（Ｃ）に示すように、弾性部材１１は、絶縁層７の上面７ａから上方に突出する高さで形成されている。溝７ｃに弾性部材１１が配設されると、静電支持プレート１は完成する。
【００４１】
次に、上述した静電支持プレート１を用いてウェーハ２１を研削する方法について説明する。図４（Ａ）は、静電支持プレート１にウェーハ２１が載置される様子を模式的に示す断面図であり、図４（Ｂ）は、静電支持プレート１でウェーハ２１を吸着支持した様子を模式的に示す断面図であり、図４（Ｃ）は、静電支持プレート１で吸着支持したウェーハ２１が研削される様子を模式的に示す一部断面側面図である。
【００４２】
図４（Ａ）に示すように、まず、弾性部材１１にウェーハ２１の周縁部を重ねるように、静電支持プレート１の上面側にウェーハ２１を載置する。その結果、ウェーハ１１の自重で弾性部材１１が撓み、静電支持プレート１の上面にウェーハ２１の下面２１ｂが接触する。すなわち、静電支持プレート１の接続部５ａとウェーハ２１とが電気的に接続される。
【００４３】
この状態で、静電支持プレート１の基材５に第１の電荷（例えば、正電荷）を与えると、接続部５ａを介してウェーハ２１に第１の電荷が流れ込む。その結果、ウェーハ２１には、第１の電荷が蓄積される。また、第１の電荷とは極性の異なる第２の電荷（例えば、負電荷）を接続部９ａに与えると、導電層９に第２の電荷が流れ込む。その結果、導電層９には、第２の電荷が蓄積される。
【００４４】
これにより、導電層９とウェーハ２１との間には静電気による吸着力が作用し、図４（Ｂ）に示すように、ウェーハ２１は静電支持プレート１に吸着支持される。なお、静電支持プレート１とウェーハ２１との間に作用する吸着力は、基材５と導電層９との電荷が失われない限りにおいて維持される。
【００４５】
その後、静電支持プレート１に吸着支持されたウェーハ２１を、図４（Ｃ）に示す研削装置２４で研削する。研削装置２４は、静電支持プレート１を介してウェーハ２１を吸引保持するチャックテーブル２６を備えている。
【００４６】
チャックテーブル２６は、モータ等の回転機構（不図示）と連結されており、鉛直方向に伸びる回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル２６の下方には、移動機構（不図示）が設けられており、チャックテーブル２６は、この移動機構で水平方向に移動する。
【００４７】
チャックテーブル２６の上面（表面）は、静電支持プレート１を吸引保持する保持面となっている。この保持面には、チャックテーブル２６の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用し、静電支持プレート１を吸引する吸引力が発生する。
【００４８】
チャックテーブル２６の上方には、研削ユニット２８が配置されている。研削ユニット２８は、鉛直方向に伸びる回転軸を構成するスピンドル３０を備えている。スピンドル３０の下端部には、円盤状のホイールマウント３２が固定されており、このホイールマウント３２には、研削ホイール３４が装着されている。
【００４９】
研削ホイール３４は、アルミニウム、ステンレス等の金属材料で形成されたホイール基台３４ａを含む。ホイール基台３４ａの環状の下面には、全周にわたって複数の研削砥石３４ｂが固定されている。
【００５０】
スピンドル３０の上端側には、モータ等の回転機構（不図示）が連結されており、研削ホイール３４は、回転機構から伝達される回転力で回転する。また、研削ホイール３４は、スピンドル３０を支持する昇降機構（不図示）で昇降する。
【００５１】
まず、ウェーハ２１の上面２１ａ側が露出するように、静電支持プレート１の下面側をチャックテーブル２６の保持面に接触させて、吸引源の負圧を作用させる。これにより、ウェーハ２１は静電支持プレート１を介してチャックテーブル２６に吸引保持される。次に、チャックテーブル２６を移動させて、ウェーハ２１を研削ユニット２８の下方に位置付ける。
【００５２】
この状態で、チャックテーブル２６とスピンドル３０とを、それぞれ所定の回転方向に回転させつつ、スピンドル３０を下降させて、ウェーハ２１の上面２１ａ側に研削砥石３４ｂを接触させる。ここで、ウェーハ２１及び研削砥石３４ｂには、近傍に配置されたノズル（不図示）から研削水（純水等）を供給しておく。スピンドル３０を所定の送り速度で下降させることで、ウェーハ２１の上面２１ａ側を研削できる。
【００５３】
以上のように、本実施形態に係る静電支持プレート１は、導電層（電極部）９が埋設された平坦な絶縁層（電気絶縁層）７を表面に備えるプレート本体３を有するので、ウェーハ２１を平坦な絶縁層７に接触させて強い吸着力を得ることができる。また、ウェーハ２１と接触する絶縁層７が平坦に形成されているので、外力による歪みでウェーハ２１が破損してしまうこともない。
【００５４】
さらに、本実施形態に係る静電支持プレート１は、ウェーハ２１の周縁部に対応して配設された弾性部材１１を有するので、ウェーハ２１と静電支持プレート１との隙間に水等の異物が侵入し難くなり、また、ウェーハ２１と静電支持プレート１との間の衝撃を緩和できる。これにより、ウェーハ２１は静電支持プレート１から剥離し難くなる。よって、本実施形態に係る静電支持プレート１でウェーハ２１を適切に支持できる。
【００５５】
なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、研削時にウェーハ２１を支持する目的で静電支持プレート１を使用しているが、静電支持プレート１の用途は特に限定されない。
【００５６】
例えば、ドライエッチング、切削（ハーフカット）、バイト切削等の際にウェーハを支持する目的で静電支持プレート１を使用できる。また、各種装置のチャックテーブル、搬送用の吸着パッド等の代わりに静電支持プレート１を用いることもできる。上述のように、静電支持プレート１は、電荷が失われない限りにおいて吸着力が維持されるので、この場合、各種装置の設計の自由度が高くなる。
【００５７】
その他、上記実施形態に係る構成、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【００５８】
１  静電支持プレート
３  プレート本体
５  基材
５ａ  接続部
５ｂ  開口
７  絶縁層（電気絶縁層）
７ａ  上面（表面）
７ｂ  開口
７ｃ  溝（切削溝）
９  導電層（電極部）
９ａ  接続部
１１  弾性部材
１３  プレート部材
２１  ウェーハ
２１ａ  上面
２１ｂ  下面
２  バイト切削装置
４  チャックテーブル
６  バイト切削ユニット
８  スピンドル
１０  工具マウント
１２  バイト工具
１２ａ  基台
１２ｂ  切り刃（バイト）
１４  切削装置
１６  チャックテーブル
１８  切削ユニット
２０  スピンドル
２２  切削ブレード
２４  研削装置
２６  チャックテーブル
２８  研削ユニット
３０  スピンドル
３２  ホイールマウント
３４  研削ホイール
３４ａ  ホイール基台
３４ｂ  研削砥石
【図１】
0006433204.tif 000002
【図２】
0006433204.tif 000003
【図３】
0006433204.tif 000004
【図４】
0006433204.tif 000005