(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも被加工物を吸引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に加工液を供給しながら所定の加工を施す加工手段とを含む加工装置で加工するものであって、
前記チャックテーブルは、少なくとも被加工物を吸引保持する吸引板と、
該吸引板を囲繞する枠体と、
該枠体に連通する吸引源とから構成され、
前記吸引板には多数の微細な吸引孔が形成され、
該吸引板上に載置される被加工物によって、閉塞される閉塞領域と閉塞されない非閉塞領域とが生じた時に、その非閉塞領域に表出している微細な吸引孔は、加工時に供給され且つ非閉塞領域に流出する加工液でシールさせて外気のリークを抑制し被加工物を吸引保持して加工することを特徴とする加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、半導体ウェーハ等の被加工物を載置し吸引保持して切削または研磨・研削させるためのチャックテーブルを装備した加工装置を用いた加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の半導体ウェーハ等の被加工物を載置し吸引保持して、例えば、研削装置により研削加工するためのチャックテーブルとしては、図７および図８に示した構成のものが一般的に知られている。この従来例におけるチャックテーブル１は、少なくとも被加工物を載置し吸引保持する吸引板２と、該吸引板２を囲繞する枠体３と、この枠体３に連通するコンプレッサー等の適宜の吸引源（図示せず）とからなるものである。
【０００３】
そして、加工装置においては、チャックテーブルの吸引板２として、被加工物である半導体ウェーハの径が変わっても、チャックテーブルを交換することなく適正に吸引保持できるように、予めウェーハ径に対応した複数の吸引領域２ａ、２ｂ、２ｃをバームクーヘン状に仕切部４、５によって形成された、いわゆるユニバーサルチャックテーブルが採用されている。
【０００４】
この場合に、各吸引領域２ａ、２ｂ、２ｃに対して、それぞれ個別に吸引力が付与されるべく枠体３の底部に吸引通路６、７、８が設けられ、各吸引通路は適宜のバルブ６ａ、７ａ、８ａを介して吸引源に連通させた構成になっており、被加工物の大きさに対応して吸引領域が選択されると共に、その選択された吸引領域に対応するバルブの操作制御がなされ、チャックテーブル上に載置された被加工物を吸引保持して所定の加工が遂行される。尚、枠体３はチャックテーブル１を構成するベース部材９上に取り付けられており、該ベース部材９は水平に回転できるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例のユニバーサルチャックテーブルのように、吸引領域と仕切部とが交互に配設される構造では、両者間における高い制作精度が要求されるので、コスト高になるばかりでなく、吸引領域と仕切部との間に微妙な段差が生じており、被加工物である半導体ウェーハの径が大きい場合に、仕切部に跨って載置され複数の吸引領域で吸引保持されて、例えば、研削加工を行ったときに、その段差部分が被加工物である半導体ウェーハに転写され、加工後の半導体ウェーハにうねりが生じて品質の低下を招くという問題点を有している。
【０００６】
従って、半導体ウェーハ等の被加工物の大きさ及び形状が変わっても、チャックテーブルを交換しないで適正な吸引保持を可能とし、しかも、構造を簡単にすること、及び被加工物に対して段差などの転写が生じないようにすることに解決しなければならない課題を有している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記従来例の課題を解決する具体的手段として本発明は、少なくとも被加工物を吸引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に加工液を供給しながら所定の加工を施す加工手段とを含む加工装置を使用して被加工物を加工する方法であって、前記チャックテーブルは、少なくとも被加工物を吸引保持する吸引板と、該吸引板を囲繞する枠体と、該枠体に連通する吸引源とから構成され、前記吸引板には多数の微細な吸引孔が形成され、該吸引板上に載置される被加工物によって、閉塞される閉塞領域と閉塞されない非閉塞領域とが生じた時に、その非閉塞領域に表出している微細な吸引孔は、加工時に供給され且つ非閉塞領域に流出する加工液でシールされて外気のリークが抑制され被加工物を吸引保持して加工する加工方法を提供するものである。
【０００８】
チャックテーブルは、被加工物を載置して吸引保持する吸引板の上面には仕切壁等による段差が全くない平面となっているので、これを適宜の加工装置に適用して、例えば、半導体ウェーハ等を研削・研磨加工を行っても、段差の転写がなく、製品として優れたものとなるのである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を図示の実施の形態により更に詳しく説明する。まず、図１〜４にチャックテーブルの実施の形態を示してある。このチャックテーブル１０は、基本的には、被加工物を吸引保持する吸引板１１と、該吸引板１１を囲繞する枠体１２と、該枠体１２に連通するコンプレッサーなどの吸引源（図示せず）とから構成されている。
【００１０】
枠体１２は、吸引板１１が嵌め込まれる凹部１２ａを有し、該凹部の底面に吸引板１１に対して吸引力を付与するための複数の吸引通路１３、１４が設けられており、該吸引通路は適宜のバルブ１５を介して吸引源に連通させてある。そして、バルブ１５を開閉することで、吸引板１１に対して全面的に吸引力を付与したり解除したりできるものである。尚、枠体１２はチャックテーブル１０を構成するベース部材１６上に取り付けられており、該ベース部材１６は水平に回転できるものである。
【００１１】
吸引板１１は、例えば、粒径＃２２０乃至＃８００のアルミナ粉末を主成分とし、二酸化珪素、二酸化チタン粉末を副成分として焼結形成された、所謂ポーラスセラミックスで形成されており、吸引板全体に亘って多数の微細な吸引孔が形成されている。例えば、粒径＃２２０のアルミナ粉末を主成分とするポーラスセラミックスによれば、吸引孔の径は略２０±１０μｍのものが形成され、粒径８００のアルミナ粉末を主成分とするポーラスセラミックスによれば、吸引孔の径は略５±２μｍのものが形成されると見込まれている。
【００１２】
使用に供せられる微細な吸引孔の径としては、均一ではないが略２μｍ乃至５０μｍ程度までは可能であるが、好ましくは５±２μｍ乃至２０±１０μｍの範囲である。そして、その吸引孔の吸引板１１に対する体積比率は、略３０％乃至５０％であり、好ましくは３５％乃至４５％の範囲である。このような範囲にすることで、被加工物を吸引保持する力を維持できると共に、加工液の表面張力を利用したシール機能を充分発揮させることができるのである。
【００１３】
つまり、吸引孔の径が、例えば、７０μｍ以上である場合には、被加工物を吸引保持する力は充分であるが、加工液が容易に浸透してしまい表面張力を利用したシール機能を発揮させることができない。又、吸引孔の径が１μｍ以下であると、被加工物を吸引保持する力が著しく低下してしまい、実質的に安定した保持力を発揮させることができなくなる。
【００１４】
吸引板１１の外径は載置される最大径の被加工物１７に略相当する大きさに形成されており、最大径の被加工物を載置した時には吸引板１１の上面は全面的に閉塞されるが、例えば、図３〜４に示したように、載置される被加工物１７ａの外径が小さい時には、吸引板１１の上面に閉塞される閉塞領域１１ａと閉塞されない非閉塞領域１１ｂとが生ずる場合がある。
【００１５】
当然のこととして、被加工物１７ａの載置によって閉塞される閉塞領域１１ａにおいては、微細な吸引孔は被加工物１７ａによって塞がれ、吸引作用が働いて吸引保持現象が生ずるが、非閉塞領域１１ｂに表出している微細な吸引孔は、外気に露出しており、外気のリーク現象が生ずることになって全体の吸引保持現象が弱められる。
【００１６】
しかしながら、加工時において供給される研削水、切削水または洗浄水等の加工液が非閉塞領域１１ｂに流出することによって、非閉塞領域１１ｂに表出している微細な吸引孔は流出した加工液でシールされるようになり、外気のリークが抑制される。従って、加工段階においては、本来の吸引保持がなされて適正な加工が遂行されるのである。
【００１７】
本発明に係るチャックテーブル１０を適宜の加工装置、例えば、図５〜６に示した半導体ウェーハの研磨装置２０に適用した場合について説明すると、同研磨装置は、作業台２１上に突出してチャックテーブル１０が配設され、該チャックテーブル１０は適宜の駆動部により回転できると共に、載置された半導体ウェーハ等の被加工物を適宜の吸引手段により吸引支持する構成になっている。
【００１８】
作業台２１の上部、即ちチャックテーブル１０の上部には、研磨手段２２が配設されている。この研磨手段２２は、筒状の胴部２３と、該胴部の上部に取り付けられたモータ２４と、該モータによって駆動され前記胴部から下方に突出したスピンドル２５と、該スピンドルに取り付けられたホイール２６と、該ホイールに着脱自在に取り付けられた研磨砥石２７とから構成されている。
【００１９】
そして、胴部２３は、作業台２１から起立して設けた壁体２８に対して、上下動可能に取り付けられている。即ち、壁体２８に縦方向に一対のレール２９が設けられ、該レールに沿って上下動するスライド板３０が配設されている。このスライド板３０に対し、胴部２３に取り付けられている支持板３１がボルト等の適宜の固定手段により固定され、スライド板３０の上下動によって研磨手段２２が上下動するように構成されている。
【００２０】
スライド板３０の上下動は、壁体２８の裏面側に設けられたパルスモータ等の駆動部３２によって遂行される。即ち、スライド板３０の背面側に設けられた軸部３３が、壁体２８に設けられた溝状の貫通孔を貫通して壁体２８の裏面側に突出しており、その突出した軸部３３に螺合したスクリューボルト３４を前記駆動部３２で回転駆動させることによって、スライド板２１及び研磨手段２２が精密に上下動する。
【００２１】
この精密な上下動に関しては、軸部３３の上下動をリニアスケール３５により検出し、その情報をコンピューター３６により処理してドライブ手段３７により駆動部３２の駆動を制御しているのである。また、チャックテーブル１０は作業台２１の内部に設けたサーボモーター３８により回転駆動されるものであり、その回転はサーボドライバー３９を介してコンピューター３６により制御されているのである。尚、加工液は研磨手段２２のスピンドル２５に設けた給水通路４０を介して供給できるようになっている。従って、この研磨装置２０は、一般に使用されているものがそのまま使用できるのであり、実際にはコンピューター制御された研磨装置ということができる。
【００２２】
このような構成の研磨装置２０を用い、例えば、小径の被加工物１７ａをチャックテーブル１０上に載置して吸引・吸着させ、研磨砥石２７により研磨する場合には、被加工物１７ａが小径であることから、図３〜４に示したように、初期段階では、被加工物１７ａの周囲には外気リーク現象が生じて吸引・吸着強度が弱い状態にある。
【００２３】
しかしながら、研削・研磨加工に入る時に、被加工物１７ａ上に加工液が供給され、その加工液が被加工物１７ａの周囲に流出して、外気リークを生じさせている微細な吸引孔をその流出した加工液でシールするようになるので、外気リーク現象が抑制され、安定した吸引保持が行えるようになる。従って、加工段階においては、本来の吸引保持がなされて適正な加工が遂行されるのである。
【００２４】
この研削・研磨加工においては、研磨手段２２に相当の圧力（押圧力）を掛けて研削・研磨するが、チャックテーブル１０の表面は、仕切部等の段差が全くない平面になっているので、研削・研磨による段差部が被加工物１７ａに転写される等の加工上の不都合が完全に回避されるのである。なお、加工装置として、研磨装置２０の他にダイシング装置にも適用できることは勿論であり、近年半導体ウェーハの薄型化が進んでいることから、チャックテーブルの上面には材質の異なる仕切壁等による段差を皆無にすることが要求されているのである。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るチャックテーブルは、被加工物を吸引保持するチャックテーブルであって、該チャックテーブルは、少なくとも被加工物を吸引保持する吸引板と、該吸引板を囲繞する枠体と、該枠体に連通する吸引源とから構成され、前記吸引板には多数の微細な吸引孔が形成され、該吸引板上に載置される被加工物によって、閉塞される閉塞領域と閉塞されない非閉塞領域とが生じ、その非閉塞領域に表出している微細な吸引孔は、加工時に供給され且つ非閉塞領域に流出する加工液でシールされて外気のリークが抑制される構成にしたので、被加工物の径（大きさ）又は形状が異なっても、加工時においては、被加工物を安定した状態で吸引保持することが可能であり、特に、吸引板には仕切壁がなく構成が簡単であって安価に製造できるばかりでなく、仕切壁等による段差が全く存在しないものであることから、加工時において、被加工物にうねり又は段差の転写がなく品質を向上させることができるという優れた効果を奏する。
【００２６】
また、本発明に係るチャックテーブルを装着して加工装置を構成することにより、被加工物の大きさ形状が変わっても、チャックテーブルを交換することなく被加工物を適正な状態で吸引保持できるので、生産性の向上を図ると共に、チャックテーブルには段差が全くないので、被加工物にうねりや段差の転写がなく品質の高い加工が遂行できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るチャックテーブルの要部を示す斜視図である。
【図２】同チャックテーブルの要部の略示的断面図である。
【図３】同チャックテーブルに小径の被加工物を吸引保持させる状態を示す斜視図である。
【図４】同チャックテーブルに小径の被加工物を吸引保持させた状態の要部の略示的断面図である。
【図５】本発明に係るチャックテーブルを装備した加工装置の略示的斜視図である。
【図６】同加工装置の要部を略示的に示した側面図である。
【図７】従来例のチャックテーブルを示す要部の斜視図である。
【図８】同従来例のチャックテーブルの要部の略示的断面図である。
【符号の説明】
１０：チャックテーブル、  １１：吸引板、  １１ａ：閉塞領域、
１１ｂ：非閉塞領域、  １２：枠体、  １２ａ：凹部、
１３、１４：吸引通路、  １５：バルブ、  １６：ベース部材、
１７：被加工物（半導体ウェーハ）、  １７ａ：小径の被加工物、
２０：研磨装置、  ２１：作業台、  ２２：研磨手段、  ２３：胴部、
２４：モータ、  ２５：スピンドル、  ２６：ホイール、
２７：研磨砥石、  ２８：壁体、  ２９：レール、
３０：スライド板、  ３１：支持板、  ３２：駆動部、
３３：軸部、  ３４：スクリューボルト、  ３５：リニアスケール、
３６：コンピューター、  ３７：ドライブ手段、  ３８：サーボモータ、
３９：サーボドライバー、  ４０：給水通路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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