(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質セラミック板の主面を保持面とし、上記主面の周縁部に段差部を設けることにより形成される中央凸部表面を吸着面とするとともに、他方の主面の周縁部に段差部を設けることにより形成される中央凸部表面を吸引面とし、上記主面の周縁部、多孔質セラミック板の側面、他方の主面の周縁部に封止材を塗着せしめて該封止材の頂面が吸着面と同一平面となるように平坦化して気密にシールするとともに、少なくとも上記主面の周縁部に塗着した封止材が導電性を有することを特徴とする真空吸着保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、保持面の吸着部が多孔質セラミックスからなる真空吸着保持装置に関するものであり、特に、半導体ウエハや薄膜磁気ヘッド用基板などの被加工物をブレードで切断分離するダイシング加工やスライシング加工に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体装置や薄膜磁気ヘッドの製造工程において、半導体ウエハや磁気ヘッド用基板などの被加工物を切断分離する工程では、被加工物を吸着保持するために真空吸着保持装置が使用されている。
【０００３】
この種の真空吸着保持装置には、保持面の吸着部が多孔質セラミック体からなるものと、緻密質セラミック板に多数の吸引孔を穿設したものがあり、その中でも被加工物の切断分離工程では均一な吸着力が得られる多孔質タイプのものが多用されている。
【０００４】
図４は一般的な多孔質タイプの真空吸着保持装置２１を示したもので、ステンレス等の金属からなる基体２４の中央に開口する凹部２５に、被加工物Ｗより若干径の小さな多孔質セラミック体２２を嵌合し、その上面を吸着面２３とするとともに、該吸着面２３を基体２４のリム部２７の頂面２８と同一平面上に位置させることで被加工物Ｗの保持面２９を形成したものであった。そして、上記基体２４の凹部２５に連通する排気孔２６より真空吸引することで、前記保持面２９に載置した被加工物Ｗを吸着させて固定するとともに、ダイヤモンドブレード３０をリム部２７の頂面２８と微小に当接させ、接触したことを電気的に検知して切断開始状態としたあと、ダイヤモンドブレード３０を保持面２９上に沿って水平に移動させるか、あるいは真空吸着保持装置２１を水平に移動させることで、被加工物Ｗを所定の形状に切断分離するようになっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図４の真空吸着保持装置２１のように、基体２４の凹部２５に多孔質セラミック体２２を嵌合した二体構造のものでは、金属からなる基体２４と多孔質セラミック体２２との間の熱膨張差が大きいために、被加工物Ｗの切断を行うとダイヤモンドブレード３０との摩擦により発生する熱でもって真空吸着保持装置２１の保持面２９が微妙に変形するといった課題があった。その為、半導体ウエハや薄膜磁気ヘッド用基板などのように一枚の基板から多数の製品を所定の寸法通りに切り出すことができず、生産性を高めることができなかった。
【０００６】
また、保持面２９を構成する吸着面２３とリム部２７の頂面２８は異材質からなるために同一平面を構成するように研削することは難しいものであった。
【０００７】
即ち、リム部２７を構成するステンレスは吸着面２３を構成するセラミックスに比べて硬度が小さいことから、平面研削を行うと吸着面２３に比べリム部２７の頂面２８が多く削られ、段差が形成されるといった課題があった。その為、被加工物Ｗとして半導体ウエハや薄膜磁気ヘッド用基板を切断すると、被加工物Ｗの周縁部がリム部２７の頂面２８で保持されていないことから、被加工物Ｗの周縁部より所定寸法の製品を切り出すことができなかった。
【０００８】
しかも、図４の真空吸着保持装置２１のように二体構造であると、吸着面２３を構成する多孔質セラミック体２２と基体２４とを別々に形成しなければならないことから、部品点数が多くなるとともに、前述したように吸着面２３とリム部２７の頂面２８とが同一平面上に位置するよう平坦化するために、多孔質セラミック体２２及び基体２４の寸法精度を厳密に管理しなければならないなどの不都合もあった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記課題に鑑み、本発明の真空吸着保持装置は、多孔質セラミック板の主面を保持面とし、上記主面の周縁部に段差部を設けることにより形成される中央凸部表面を吸着面とするとともに、他方の主面の周縁部に段差部を設けることにより形成される中央凸部表面を吸引面とし、上記主面の周縁部、多孔質セラミック板の側面、他方の主面の周縁部に封止材を塗着せしめて該封止材の頂面が吸着面と同一平面となるように平坦化して気密にシールするとともに、少なくとも上記主面の周縁部に塗着した封止材が導電性を有することを特徴とすることを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】
本発明の真空吸着保持装置は、多孔質セラミック板の側面及び吸着面の周縁部に、樹脂やガラスなどの封止材を塗着した一体構造としてあることから、従来の二体構造のように切断時に発生する加工熱による保持面の変形を抑えることができる。しかも、吸着面を含む被加工物の保持面を平坦に仕上げることができるとともに、上記封止材は多孔質セラミック板の気孔を埋めるように被覆含浸させてあることから周囲を確実にシールすることができる。
【００１１】
さらに、少なくとも保持面の周縁部に塗着した封止材には導電性を持たせてあることから、ダイヤモンドブレードが微小に接触したことを電気的に検知することができ、保持面を傷付けることなく、被加工物を切断することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は本発明の真空吸着保持装置１の一例を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図であり、図２は図１（ｂ）のＡ部を拡大した断面図である。
【００１４】
図１の真空吸着保持装置は、被加工物Ｗよりも大きな外径を有する円盤状の多孔質セラミック板２からなり、該多孔質セラミック板２の一主面の周縁部には深さｈ５０〜５００μｍ程度の段差部２ｂを設け、中央凸部２ａの表面を吸着面３とするとともに、他方の一主面の周縁部にも深さｈ５０〜５００μｍ程度の段差部２ｄを設け、中央凸部２ｃの表面を吸引面４としてある。なお、吸着面３の外形は被加工物Ｗと同等あるいは若干小さくなるように形成してある。
【００１５】
また、上記多孔質セラミック体２の側面と、上下一主面の段差部２ｂ，２ｄには、封止材５として導電性を有する樹脂やガラスを多孔質セラミック体２の気孔を埋めるように塗布含浸させるとともに、上下一主面の段差部２ｂ，２ｄを埋めるように被覆して気密にシールしてあり、段差部２ｂに塗着した封止材５の頂面と吸着面３とが同一平面を構成するように平坦化し、被加工物Ｗの保持面６としてある。
【００１６】
その為、真空吸着保持装置１の保持面６に被加工物Ｗを載置し、吸引面４より真空ポンプ（不図示）で真空吸引すれば、被加工物Ｗを均一な吸着力でもって吸引することができるとともに、段差のない平坦な保持面６を有することから、被加工物Ｗを精度良く吸着保持することができる。
【００１７】
また、保持面６に固定した被加工物Ｗを切断分離するには、まず、保持面６の周縁部に塗着する封止材５にダイヤモンドブレード３０を当接させて切断開始状態とする。
【００１８】
即ち、図１（ｂ）に示すように、電源の一方をダイヤモンドブレード３０に、他方を真空吸着保持装置１に塗着した封止材５にそれぞれ接続しておけば、該封止材５が導電性を有することから、ダイヤモンドブレード３０を封止材５と接触させることにより導通をはかることができ、流れる電流を電流計で測定することによりダイヤモンドブレード３０が真空吸着保持装置１の保持面６と微小に当接し、切断開始状態となったことを確認することができる。
【００１９】
かくして、ダイヤモンドブレード３０を水平方向に移動させるか、あるいは真空吸着保持装置１を水平方向に移動させることで被加工物Ｗを所定の形状に切断分離することができる。
【００２０】
また、図１に示す真空吸着保持装置１は、多孔質セラミック体２からなる一体構造であることから、被加工物Ｗの保持面６を段差のない平坦面とすることができるとともに、切断時に発生する加工熱による保持面６の変形を抑えることができ、被加工物Ｗを所定の寸法精度に切断することができるため、例えば、半導体ウエハや薄膜磁気ヘッド用基板のように一枚の基板から多数の製品を切り出し、かつ一つ一つの製品に高い寸法精度が要求される被加工物Ｗを切断する時でも、全ての製品を所定の寸法通りに切り出すことができ、生産性を大幅に高めることができる。
【００２１】
また、多孔質セラミック体２の側面及び保持面６の周縁部には、封止材５として導電性を有する樹脂やガラスを塗着し、気密にシールしてあることから、吸引面４より真空吸引すれば、所望の吸着力でもって吸着面３に被加工物Ｗを吸着保持することができるとともに、保持面６の周縁部に塗着した封止材５にダイヤモンドブレード３０を接触させれば、確実に導通をはかることができるため、微小に当接したことを電気的に検知することができ、保持面６を傷付けることなく被加工物Ｗを切断分離することができる。
【００２２】
ところで、このような一体構造の真空吸着保持装置１を構成する多孔質セラミック体２としては、保持面６の変形を抑えるために８０００ｋｇ／ｍｍ2 以上の剛性（ヤング率）を有するものが良く、例えば、アルミナ、ジルコニア、窒化珪素、炭化珪素、窒化アルミニウムなどのセラミックスを使用することができる。
【００２３】
また、被加工物Ｗを均一な吸着力で保持するには多孔質セラミック体２の平均気孔径が５〜５０μｍでかつ気孔率が５〜４０％のものが良く、より好ましくは平均気孔径が５〜１０μｍでかつ気孔率が２５〜３５％のものが良い。これは、多孔質セラミック体２の平均気孔径が５μｍ未満であると、多孔質セラミック体２内を通過する気体の通気抵抗が大きすぎるために吸引力を高めたとしても大きな吸着力が得られないからであり、逆に、平均気孔径が５０μｍより大きくなると、厚みの薄い被加工物Ｗを吸着させた時に気孔部が凹に窪み、被加工物Ｗの平坦精度が阻害され、所定の寸法精度に切断することができなくなるからである。
【００２４】
また、多孔質セラミック体２の気孔率が５未満では、吸着面３と吸引面４とを連通する開気孔が少ないために均一な吸着力が得られず、逆に、気孔率が４０％より大きくなると多孔質セラミック板２の剛性が大きく低下し、保持面６が変形する恐れがあるからである。
【００２５】
なお、本発明の多孔質セラミック板２としては、各種原料を造粒した顆粒を一軸加圧成形法や等加圧成形法など一般的に公知のセラミック成形手段により所定の形状に成形したあと、各種原料を完全に焼結させることができる温度より若干低い温度で焼成することにより得られる多孔質セラミックスを使用すれば良く、顆粒の粒子径や焼成温度を適宜調整することで、所定の平均気孔径及び気孔率に設定することができる。また、この他に、予め各種原料からなるセラミック球状体を形成しておき、これらをガラス等の接着成分で接合した多孔質セラミックスや、球状のセラミック仮焼体をバインダー等で接着したものを本焼成することで各セラミック仮焼体の接触部を焼結させて形成した多孔質セラミックスを用いることもでき、このような多孔質セラミックスを用いれば、セラミック球状体やセラミック仮焼体の粒子径を調整することで簡単に所定の平均気孔径及び気孔率に設定することができるとともに、より均一な吸着力を得ることができる。
【００２６】
一方、多孔質セラミック体２の周囲を気密にシールする封止材５としては、各種樹脂やガラスに導電性付与剤を混ぜたものを用いれば良い。
【００２７】
例えば、導電性を有する樹脂としては、樹脂材に、アクリル系、エポキシ系、シリコン系、ウレタン系、フェノール系等の樹脂を用いることができ、導電性付与剤としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属を用いれば良い。これらの導電性付与剤は上記樹脂材に対して６０〜９０重量％、好ましくは８０〜８５重量％の割合で均質に混合分散させることで樹脂の体積固有抵抗値を１０Ω・ｃｍ以下とすることができる。その為、微少な電流も流すことができるため、ダイヤモンドブレード３０が微小に当接したことを確実に検出することができる。
【００２８】
また、導電性を有するガラスとしては、Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系ガラスに導電性付与剤としてＦｅ2 Ｏ3 、Ｎｉ2 Ｏ3 、Ｃｕ2 Ｏのうち一種以上を含有させた表面抵抗が１０3 Ω未満の結晶化ガラス、あるいは、Ｎａ2 Ｏ−ＷＯ3 −Ｐ2 Ｏ5 系ガラスやＮａ2 Ｏ−ＷＯ3 −Ｂ2 Ｏ5 系ガラスからなり、その表層部にＮａ0.7 ＷＯ3 結晶を析出させた表面抵抗が１Ω程度の結晶化ガラス等を用いることができる。
【００２９】
また、これらの封止材５はペースト状とすることができるため、多孔質セラミック板２に塗布したあと硬化させることで、気孔内にも適度に含浸させることができ、アンカー効果による確実な密着強度が得られ、気密にシールすることができる。
【００３０】
なお、封止材５の厚み幅が薄すぎると、多孔質セラミック体２の外表面に存在する気孔を確実に塞ぐことが難しく、気密にシールできない恐れがあるため、多孔質セラミック体２中に含浸している部分も含め、封止材５の最も薄い部分の厚み幅は７μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上とすることが良い。
【００３１】
また、本実施形態では、吸着面の外形を円形としたものを示したが、被加工物Ｗの形状に合わせて適宜設計すれば良く、例えば、楕円形や多角形をしたもの、あるいは星形をしたものなどでも構わない。
【００３２】
ところで、図１に示す真空吸着保持装置１では、多孔質セタミック板２の側面及び保持面６の周縁部を共に導電性を有する封止材５で気密にシールした例を示したが、本発明では少なくとも保持面６の周縁部を構成する封止材５が導電性を有していれば良く、例えば、多孔質セタミック板２の側面に導電性付与剤を含まない前記樹脂やガラス、あるいはそれ以外の周知の樹脂やガラスを塗着するとともに、保持面６の周縁部を構成する封止材５に導電性付与剤を含有した前記樹脂やガラスを塗着した構造とすることもできる。
【００３３】
また、図１に示す真空吸着保持装置１では、多孔質セラミック板２の上下一主面に段差部２ｂ，２ｄを設けた例を示したが、図３に示す真空吸着保持装置１１ように、多孔質セラミック板１２の上下一主面には段差部を設けず、吸着面１３及び吸引面１４を除く多孔質セラミック板１２の周縁部に気孔を埋めるよう封止材１５を十分に含浸させても良く、このような構造とすれば、被加工物Ｗの保持面１６をより一層平坦化することができ、さらに被加工物Ｗの加工精度を高めることができる。
【００３４】
（実施例）
以下、本発明の実施例を図１の真空吸着保持装置１を例にとって具体的に説明する。
【００３５】
まず、真空吸着保持装置１の多孔質セラミック板２を形成するために、出発原料としてＡｌ2 Ｏ3 粉末を９９重量％に対し、焼結助剤としてＳｉＯ2 、ＭｇＯを合計１重量％の範囲でバインダー及び溶媒とともに添加混合し、スプレードライヤーにより造粒して顆粒を製作した。そして、この顆粒を金型内に充填して円盤状に成形したあと、金型から取り出し、１７００℃程度の温度で焼成することにより気孔率３０％、平均気孔径１０μｍのアルミナセラミックスからなる多孔質セラミック板２を形成した。
【００３６】
次に、多孔質セラミック板２の上下一主面の周縁部に研削加工を施して２００μｍ程度の段差部２ｂ，２ｄを形成するとともに、上側の中央凸部２ａの頂面に研磨加工を施して吸着面３を形成し、さらに、下側の中央凸部２ｃの頂面に研磨加工を施して吸引面４を形成した。そして、導電性付与剤として銀（Ａｇ）を８０重量％混合分散したアクリル樹脂のスラリーを、上記多孔質セラミック板２の側面及び上下一主面の段差部２ｂ，２ｄに塗布したあと硬化させ、導電性を有する封止材５でもって気密にシールし、しかるのち、上側の一主面に研磨加工を施して被加工物Ｗの保持面６を形成することにより図１に示す真空吸着保持装置１を形成した。
【００３７】
そして、この真空吸着保持装置１を用いて８インチのシリコンウエハから５０×５０ｍｍの寸法を有する製品の切り出し作業を行ったところ、全ての製品を切り出すことができ、また、これらの製品の寸法を測定したところ、寸法誤差を±０．００５ｍｍに抑えることができた。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の真空吸着保持装置によれば、多孔質セラミック板の主面の周縁部、多孔質セラミック板の側面、他方の主面の周縁部に封止材を塗着せしめて該封止材の頂面が吸着面と同一平面となるように平坦化して気密にシールするとともに、少なくとも上記主面の周縁部に塗着した封止材が導電性を持たせたことにより、均一な吸着力でもって被加工物を精度良く保持することができる。しかも、ダイヤモンドブレードによる被加工物の切断工程において、保持面の周縁部を構成する封止材にダイヤモンドブレードを接触させれば、確実に導通をはかることができるため、微小に当接したことを電気的に検知することができ、保持面を傷付けることなく被加工物を切断分離することができる。
【００３９】
その上、多孔質セラミック体からなる一体構造品であることから、切断時に発生する加工熱による保持面の変形を大幅に抑えることができるとともに、構造上部品点数が少なくてすみ、かつ製造が容易であるために製造コストを大幅に抑えることができる。
【００４０】
かくして、本発明の真空吸着保持装置を半導体ウエハや薄膜磁気ヘッド用基板のダイシング加工やスライシング加工に用いれば、全ての製品を所定の寸法通りに切断分離することができ、生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の真空吸着保持装置の一実施形態を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図２】図１（ｂ）のＡ部を拡大した断面図である。
【図３】本発明の真空吸着保持装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図４】従来の真空吸着保持装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・真空吸着保持装置
２・・・多孔質セラミック板
２ａ・・・凸部
２ｂ・・・段差部
２ｃ・・・凸部
２ｄ・・・段差部
３・・・吸着面
４・・・吸引面
５・・・封止材
６・・・保持面
Ｗ・・・被加工物
【図１】
0003865872.tif 000002
【図２】
0003865872.tif 000003
【図３】
0003865872.tif 000004
【図４】
0003865872.tif 000005