JP2000190209A

JP2000190209A - ワ―ク保持ブロックの製造方法

Info

Publication number: JP2000190209A
Application number: JP36995298A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Jinbo; 直幸神保; Yuji Okuda; 祐次奥田; Shigeji Ishikawa; 茂治石川
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1998-12-25
Publication date: 2000-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】ワーク保持面に形成されるアンカー用凹部の
大きさ、形状、数等の如何を問わず、安価にブロックを
製造できるワーク保持ブロックの製造方法を提供する。【解決手段】ワーク保持ブロック６を構成する基材Ｂ
１のワーク保持面６ａに対し、噴射加工を行なうことに
より、アンカー凹部９を形成する。このようなワーク保
持面６ａには、接着剤８によりワーク５が接着保持され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワーク保持ブロッ
クの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種の加工を行なうための加
工装置では、加工の際にワークを何らかの手段により保
持しておく必要が生じる。そのため、一般的に加工装置
にはワーク保持ブロックが設けられている。図９，図１
０にその従来例を簡単に示す。

【０００３】ワーク保持ブロック２１を構成する基材２
２は、ワーク保持面２３を有している。そして、ワーク
保持面２３には接着剤２４を用いてワーク２５が接着保
持されるようになっている。

【０００４】ところで、ワーク保持面２３は通常はフラ
ットであるため、当該フラットな面にワーク２５を確実
に接着させようとすると、ワーク保持面２３に対して接
着剤２４をある程度厚く塗布せざるをえない。すると、
接着剤２４の厚さが不均一になりやすく、ワーク保持面
２３に対するワーク２５の平行度が悪化し、ワーク２５
が傾いた状態で保持されてしまう（図１０の二点鎖線参
照）。このような状態になると、加工を行ったとしても
高い精度を得ることは到底困難になる。

【０００５】以上のことから、図１１，図１２に示す別
の従来例のワーク保持ブロック２６では、ワーク保持面
２３に多数の溝２７を縦横に形成した構成を採用してい
る。凹形状をなす溝２７がワーク保持面２３にあると、
アンカー効果が得られるため、接着剤２４の塗布厚を小
さくしても接着性を改善することができるからである。
また、塗布厚が小さくなれば接着剤２４が均一になりや
すく、ワーク２５の平行度の改善につながるからであ
る。なお、この種の溝２６の形成は、従来では肉薄の円
盤状砥石（回転工具）を用いた研削加工により行われて
いた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術には以下のような問題点があった。１）砥石を用いた研削加工では、溝２７の線幅を細くす
るためには、より肉薄の円盤状砥石を用いる必要があ
る。しかし、円盤状砥石は肉薄になるほど高価になるた
め、結果として溝１本あたりの単価が高くなり、ひいて
はワーク保持ブロックの高コスト化につながってしま
う。

【０００７】２）円盤状砥石の肉薄化にもおのずと限界
があることから、現状ではせいぜい２００μｍ幅の加工
が限界であった。従って、それよりも幅狭の溝２７を形
成することは実際上極めて困難であった。

【０００８】本発明は上記の課題を解決するためなされ
たものであり、その目的は、ワーク保持面に形成される
アンカー用凹部の大きさ、形状、数等の如何を問わず、
安価にブロックを製造することができるワーク保持ブロ
ックの製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、基材のワーク保持面
にアンカー凹部を有し、接着剤によりワークが接着保持
されるワーク保持ブロックを製造する方法であって、前
記アンカー凹部を前記ワーク保持面に対する噴射加工に
より形成することを特徴としたワーク保持ブロックの製
造方法をその要旨とする。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記噴射加工は、前記アンカー凹部となるべき箇所
に対応した位置に開口部を有するマスクを前記ワーク保
持面に設けた状態で行われるとした。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項２におい
て、前記開口部の幅は５０μｍ〜２００μｍであるとし
た。請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記
開口部は複数の交差点を有するパターン形状に形成され
ているとした。

【００１２】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項１に記載の発明の作用を説明する。噴射加工
とは遊離砥粒を衝突させることで対象物の表面を加工す
るものであり、砥石のような回転工具を必要としない点
で、研削加工と異なっている。従って、砥石の使用に起
因する諸問題が解消され、具体的には遊離砥粒の使用に
より高コスト化を伴うことなく微細なアンカー用凹部を
比較的容易に形成することが可能となる。このため、ワ
ーク保持面に形成されるアンカー用凹部の大きさ、形
状、数等の如何を問わず、安価にブロックを製造するこ
とができる。

【００１３】請求項２に記載の発明によると、マスクを
設けた状態で噴射加工を行なうことにより、開口部から
露出している部分のみが選択的に遊離砥粒による攻撃を
受ける。従って、微細なアンカー用凹部を精度よく形成
することができる。

【００１４】請求項３に記載の発明によると、開口部の
幅を５０μｍ〜２００μｍに設定しておくことにより、
研削加工では困難であった２００μｍ以下の溝を容易に
かつ確実に形成することができる。

【００１５】請求項４に記載の発明によると、開口部を
上記パターン形状に形成しておくことにより、複数の交
差点を有する溝パターンを、アンカー用凹部としてワー
ク保持面に簡単に形成することができる。また、このよ
うな形状の溝パターンであると、交差点が複数箇所にあ
ることから、より高いアンカー効果を得ることができ、
例えばワークのＸ−Ｙ方向への位置ずれが起こりにくい
ワーク保持ブロックとすることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明のワーク保持ブロッ
クの製造方法を具体化した、一実施形態のウェハ研磨装
置用ウェハ保持プレートの製造方法を、図１〜図６に基
づき詳細に説明する。

【００１７】図１には、本実施形態のウェハ研磨装置１
が概略的に示されている。同ウェハ研磨装置１を構成し
ているテーブル２は、円盤状であって例えばステンレス
等の金属材料を用いて形成されている。テーブル２の上
面は、ウェハ５を研磨するための研磨面２ａとなってい
る。この研磨面２ａには図示しない研磨クロスが貼り付
けられている。このようなテーブル２は、同じく円盤状
をした冷却ジャケット３の上部に図示しないボルト等を
用いて取り付けられている。冷却ジャケット３自身は、
円柱状の回転軸４により水平に支持されている。冷却ジ
ャケット３の内部には流路が形成されている。この流路
には冷却用流体としての冷水Ｗが循環されるようになっ
ている。

【００１８】このウェハ研磨装置１は、複数個（図１で
は図示の便宜上２個）のウェハ保持プレート６を備えて
いる。このワーク保持ブロックであるウェハ保持プレー
ト６は、円盤状をなすセラミック焼結体製の基材Ｂ１か
らなる。ウェハ保持プレート６の上面６ｂの中心部に
は、図示しない駆動装置の一部であるプッシャ棒７が固
定されている。各プッシャ棒７は、ワーク保持面６ａを
その下方にあるテーブル２の研磨面２ａに対向させた状
態で各ウェハ保持プレート６を水平に支持している。ま
た、各プッシャ棒７はウェハ保持プレート６とともに回
転することができるばかりでなく、所定範囲だけ上下動
することができる。ウェハ保持プレート６のワーク保持
面６ａには、ワークであるウェハ５が接着剤である熱可
塑性ワックス８を用いて複数枚貼着保持される。このと
き、ウェハ５における被研磨面５ａは、テーブル２の研
磨面２ａ側を向く。

【００１９】この装置１がラッピングマシン、即ちベア
ウェハプロセスにおけるスライス工程を経たものに対す
る研磨を行う装置である場合、ウェハ保持プレート６は
ウェハ５を研磨面２ａに対して所定押圧力を印加した状
態で摺接させるものであることがよい。

【００２０】一方、この装置１がエピタキシャルウェハ
製造用のポリッシングマシン、即ち前記ラッピング工程
を経たものに対してエピタキシャル成長工程を実施した
うえで研磨を行う装置である場合には、ウェハ保持プレ
ート６はウェハ５を研磨面２ａに対してほぼ押圧力無印
加状態で摺接させるものであることがよい。シリコンエ
ピタキシャル成長層は、単結晶シリコンと比べて剥離し
やすいからである。この装置１が各種膜形成工程後にケ
ミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）を行うための
マシンである場合も、基本的には同様である。

【００２１】本実施形態においてはウェハ保持プレート
６の材質として、例えばセラミックでは、アルミナ焼結
体、炭化物セラミック焼結体、珪化物セラミックスのほ
か、緻密な炭化珪素焼結体なども選択することができ
る。

【００２２】図２，図３に示されるように、本実施形態
のウェハ保持プレート６は、基材Ｂ１のワーク保持面６
ａに、アンカー凹部としての多数の溝９からなる溝パタ
ーン１０を有している。前記溝９はワーク保持面６ａの
全域に形成されるとともに、格子状となるべく等間隔に
かつ縦横に形成されている。つまり、本実施形態の溝パ
ターン１０は、直線的な溝９のみを組み合わせてなる。
図示されるように、この溝パターン１０は多数の交差点
を有している。

【００２３】溝パターン１０を構成する溝９の幅は、１
０μｍ〜２００μｍ程度に設定されることがよい。この
幅が狭すぎると、溝９を形成したとしても、好適なアン
カー効果を得られなくなるおそれがある。逆にこの幅が
広すぎると、ウェハ５にワーク保持面６ａ側の凹凸が転
写される可能性があり、ウェハ５の品質に影響を及ぼす
おそれがある。また、当該溝９の深さは２０μｍ〜１０
０μｍ程度に設定されることがよい。

【００２４】ここで溝９はワーク保持面６ａに対する噴
射加工により形成される。このような噴射加工として、
本実施形態ではマスク１１を用いたサンドブラスト処理
を行なっている。以下、サンドブラスト処理の手順を図
４〜図６に基づいて簡単に説明する。

【００２５】まず処理に先立って、基材Ｂ１のワーク保
持面６ａの全体にマスク１１を設けておく必要がある。
マスク１１には開口部１３が形成されている。本実施形
態における開口部１３は溝パターン１０と同じく格子状
であって、各溝９となるべき箇所に対応した位置に存在
している。ここでは、１０μｍ〜２００μｍ程度の溝９
を形成すべく、開口部１３の幅を５０μｍ〜２００μｍ
程度に設定している。

【００２６】直接印刷法による場合には、まず基材Ｂ１
に感光性樹脂Ｒ１を均一に塗布または貼着した後、フォ
トマスク１２を介して感光性樹脂Ｒ１に紫外線を照射す
る（図４参照）。その結果、溝９となるべき箇所のみを
選択的に露光する。感光性樹脂Ｒ１としては、例えば感
光性を付与したウレタン・アクリル系樹脂などが使用さ
れる。続いて、感光性樹脂Ｒ１を現像、洗浄、乾燥して
未露光部分を除去することにより、所定箇所に開口部１
３を形成する（図５参照）。

【００２７】間接印刷法による場合には、開口部１３を
有するフィルムをマスク１１として別途作製しておき、
それを位置合わせしたうえで基材Ｂ１のワーク保持面６
ａに貼り付ければよい。なお、いずれの印刷法を採用す
る場合でも、マスク１１にはサンドブラスト処理に耐え
うるだけの厚さが確保されていることがよく、具体的に
は５０μｍ厚〜３００μｍ厚程度であることが望まし
い。

【００２８】続くサンドブラスト処理では、このような
マスク配設状態の基材Ｂ１に対してノズル１５の先端を
向け、噴射口から遊離砥粒１４を噴射する（図６参
照）。その結果、基材Ｂ１のワーク保持面６ａが遊離砥
粒１４の衝突によって削り取られ、開口部１３に対応し
た位置に所定幅・所定深さの溝９が形成される。そし
て、不要となったマスク１１をサンドブラスト処理後に
剥離することにより、図２のようなウェハ保持プレート
６が完成する。

【００２９】以下、本実施形態をより具体化した実施例
を紹介する。

【００３０】

【実施例】実施例では、イビデン株式会社製の緻密質炭
化珪素焼結体「ＳＣ−８５０（商品名）」を用いた。同
焼結体の密度は３．１ｇ／ｃｍ³であり、熱伝導率は１
５０ｗ／ｍＫであった。焼結体に含まれているほう素は
０．４重量％、遊離炭素は１．８重量％であった。

【００３１】上記焼結体の片側面に対して、炭化珪素製
研磨治具を用いた研磨加工を施し、ワーク保持面６ａの
面粗度を小さくした。次いで、直接印刷法により基材Ｂ
１のワーク保持面６ａにマスク１１を形成した状態で、
サンドブラスト処理を行ない、図２に示す所望のウェハ
保持プレート６ａを得た。処理の条件は以下に記す通り
である。

【００３２】１）遊離砥粒１４の種類：ＧＣ，Ｃ，ＷＡ，Ａ等２）遊離砥粒１４の粒度：＃１８０〜＃１０００（なお、溝９の幅、深さに応じて適宜この範囲内で選択
する。）３）投射圧：３．０ｋｇ／ｃｍ²〜５．０ｋｇ／ｃｍ² ４）ノズル１５とマスク１１との離間距離：２０ｍｍ
〜１５０ｍｍこのようにして得られた実施例のウェハ保持プレート６
を上記各種の研磨装置１にセットするとともに、一般的
な熱可塑性ワックス８を用いてウェハ５をワーク保持面
６ａに貼着保持させる。このとき熱可塑性ワックス８
は、溝９を全く形成していないものに比較してかなり薄
く、しかも均一に塗布することが可能であった。

【００３３】そして、この状態で各種サイズのウェハ５
の研磨を行なったところ、ウェハ５に位置ずれや脱落が
生じることもなかった。また、各種の研磨装置１による
研磨を経て得られたウェハ５を観察したところ、ウェハ
５がテーパ状になることもなく、均一な厚さに研磨され
ていた。

【００３４】そして、このような高精度加工を実現でき
たのは、溝パターン１０のもたらす好適なアンカー効果
により、ワーク保持面６ａに対するウェハ５の平行度が
改善されたためである、という結論に達した。また、ウ
ェハ５に溝パターン１０の凹凸が転写されているような
こともなかった。つまり、本実施例のウェハ保持プレー
ト６を用いて研磨を行なえば、極めて高精度、高品質の
ウェハ５を得られることが実証された。

【００３５】従って、本実施形態によれば以下のような
効果を得ることができる。（１）本実施形態の製造方法では、噴射加工の一種であ
るサンドブラスト処理を行なうことで、ワーク保持面６
ａに溝パターン１０を形成している。ゆえに、砥石のよ
うな回転工具を必要とせず、結果として砥石の使用に起
因する諸問題が解消されてしまう。つまり、砥石よりも
極めて小さな遊離砥粒１４を使用することにより、高コ
スト化を伴うことなく微細な溝９を比較的容易に形成す
ることが可能となる。このため、ワーク保持面６ａに形
成されるアンカー用凹部の大きさ、形状、数等の如何を
問わず、安価にウェハ保持プレート６を製造することが
できる。なお、サンドブラストのような噴射処理は、本
実施形態のように硬質な材料を基材Ｂ１として選択した
場合についても好適である。

【００３６】（２）本実施形態の製造方法では、サンド
ブラスト処理を行なうに際して、あらかじめワーク保持
面６ａにマスク１１を設けることとしている。この状態
でサンドブラスト処理を行なえば、開口部１３から露出
している部分のみを遊離砥粒１４により選択的に攻撃す
ることができる。従って、余分な箇所が削り取られるこ
とがなく、マスク１１に開口部１３を正確に設けておけ
ば、微細な溝９からなる溝パターン１０を精度よく形成
することができる。

【００３７】（３）本実施形態の製造方法では、マスク
１１の開口部１３の幅を５０μｍ〜２００μｍに設定し
ている。そのため、研削加工では困難であった２００μ
ｍ以下の溝９を容易にかつ確実に形成することができ
る。

【００３８】（４）本実施形態の製造方法では、マスク
１１の開口部１３を多数の交差点をゆするパターン形状
に形成しておくことを特徴とする。従って、ワーク保持
面６ａにアンカー用凹部である格子状の溝パターン１０
を簡単に形成することができる。また、このような形状
の溝パターン１０には、溝９同士が交差する点が多数存
在することから、そのような交差点が存在していないも
のに比べてより高いアンカー効果を得ることができる。
ゆえに、ウェハ研磨時においてウェハ５のＸ−Ｙ方向に
沿った摺動力が加わったとしても、ウェハ５に位置ずれ
が起こりにくいという利点がある。

【００３９】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。・基材Ｂ１に形成される溝パターン１０は、前記実施
形態のような格子状のみに限定されることはない。例え
ば、図７に示される別例のウェハ保持プレート１６のよ
うに、ワーク保持面１６ａの全体に略クモの巣状の溝パ
ターン１０を形成してもよい。この別例の溝パターン１
０は、同心円状である複数本の溝９と、放射状である複
数の溝９との組み合わせによって構成されている。言い
換えると、曲線的な溝９と直線的な溝９との組み合わせ
からなる。なお、この溝パターン１０も実施形態のもの
と同様に多数の交差点を有している。

【００４０】・また、溝パターン１０は同一面内に１
つのみ形成されるのみに限られず、複数形成されていて
も構わない。例えば、図８に示される別例のウェハ保持
プレート１７では、ワーク保持面１７ａ上の５箇所に、
同じ大きさをした略クモの巣状の溝パターン１０が形成
されている。これらの溝パターン１０は、そこに保持さ
れるべきウェハ５の外形寸法にほぼ等しくなっている。

【００４１】・溝パターン１０は格子状や略クモの巣
状以外の形状であって、複数の交差点を有する別のパタ
ーン形状を備えるものであっても勿論よい。また、交差
点を有しないパターン形状を採用することも勿論許容さ
れる。

【００４２】・アンカー用凹部は前記実施形態や別例
のような溝形状、つまり連続の凹部のみに限定されるこ
とはなく、非連続の単なる凹部であってもよい。・基材Ｂ１の形成材料はセラミック焼結体のみに限定
されことはなく、例えば金属等であってもよい。

【００４３】・サンドブラスト以外の噴射加工、例え
ばショットブラスト等の乾式噴射加工や、さらには液体
ホーニング等の湿式噴射加工を用いて、アンカー用凹部
の形成を行なうことも許容される。

【００４４】・本発明の製造方法は、ウェハ５以外の
ワークを接着保持するためのブロックの製造に適用され
ても勿論よい。例えば、ワークの例としては、ラッピン
グ装置に用いられるラッププレート等が挙げられる。別
の言い方をすると、ワーク保持ブロックは、研磨時にラ
ッププレートを接着保持するためのブロックであっても
よい。なお、この種のブロックは必ずしも平板状でなく
てもよい。また、ワークがウェハ５でないような場合に
は、アンカー用凹部を構成する溝９の幅を、例えば２０
０μｍ以上に設定しても特に差し支えない。

【００４５】次に、特許請求の範囲に記載された技術的
思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技
術的思想をその効果とともに以下に列挙する。（１）請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、前記
噴射処理はサンドブラスト処理であること。従って、こ
の技術的思想１に記載の発明によれば、例えばセラミッ
ク焼結体のような硬質な材料であっても、容易にかつ確
実に所望のアンカー用凹部を形成することができる。

【００４６】（２）技術的思想１において、前記基材
は硬質なセラミック焼結体製であること。（３）技術的思想１において、前記基材は炭化物セラ
ミック焼結体製または珪化物セラミックス焼結体製であ
ること。

【００４７】（４）技術的思想１において、前記基材
が炭化珪素焼結体である場合、前記サンドブラスト処理
に用いられる遊離砥粒をＧＣとすること。従って、この
技術的思想４に記載の発明によれば、極めて硬質な炭化
珪素焼結体であっても、容易にかつ確実に所望のアンカ
ー用凹部を形成することができる。

【００４８】（５）請求項１乃至３、技術的思想１乃
至４のいずれか１つにおいて、前記マスクは、前記基材
上に感光性樹脂を塗布または貼着した後、その感光性樹
脂の露光・現像を行なうという直接印刷法により形成さ
れること。従って、この技術的思想５に記載の発明によ
れば、いわゆるフォトリソグラフィを利用していること
から、極めて微細な開口部であっても容易にかつ正確に
形成することができ、もってアンカー用凹部を正確な位
置・形状に形成することができる。

【００４９】（６）請求項１乃至３、技術的思想１乃
至４のいずれか１つにおいて、前記マスクは、あらかじ
め開口部がパターニングされたフィルムを前記基材上に
貼り付けるという間接印刷法により形成されること。従
って、この技術的思想６に記載の発明によれば、露光・
現像装置を特に必要とせずにアンカー用凹部を形成する
ことができる。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜４に記
載の発明によれば、ワーク保持面に形成されるアンカー
用凹部の大きさ、形状、数の如何を問わず、安価にブロ
ックを製造可能なワーク保持ブロックの製造方法を提供
することができる。

【００５１】請求項２に記載の発明によれば、微細なア
ンカー用凹部を高精度に形成することができる。請求項
３に記載の発明によると、２００μｍ以下の溝を容易に
かつ確実に形成することができる。

【００５２】請求項４に記載の発明によると、形成され
るアンカー用凹部に、より高いアンカー効果を付与する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した実施形態のウェハ研磨装置
を示す概略図。

【図２】ウェハ研磨装置用のウェハ保持プレートの平面
図。

【図３】図２のＡ−Ａ線における部分概略断面図。

【図４】前記ウェハ保持プレートの製造工程を説明する
ための部分概略断面図。

【図５】前記ウェハ保持プレートの製造工程を説明する
ための部分概略断面図。

【図６】前記ウェハ保持プレートの製造工程を説明する
ための部分概略断面図。

【図７】別例のウェハ保持プレートの平面図。

【図８】別例のウェハ保持プレートの平面図。

【図９】溝のない従来例のワーク保持ブロックの平面
図。

【図１０】図９のＢ−Ｂ線における部分概略断面図。

【図１１】溝を有する従来例のワーク保持ブロックの平
面図。

【図１２】図１１のＣ−Ｃ線における部分概略断面図。

【符号の説明】

１…ウェハ研磨装置、５…ワークとしてのウェハ、６，
１６，１７…ワーク保持ブロックとしてのウェハ保持プ
レート、６ａ，１６ａ，１７ａ…ワーク保持面としての
ウェハ接着面、８…接着剤としての熱可塑性ワックス、
９…アンカー凹部としての溝、１１…マスク、１３…開
口部、Ｂ１…基材。

フロントページの続き (72)発明者石川茂治岐阜県揖斐郡揖斐川町北方１の１イビデン株式会社大垣北工場内Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AA09 AB03 AB04 CB05 CB10 DA17 5F031 HA08 HA80 MA22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材のワーク保持面にアンカー凹部を有
し、接着剤によりワークが接着保持されるワーク保持ブ
ロックを製造する方法であって、前記アンカー凹部を前
記ワーク保持面に対する噴射加工により形成することを
特徴とするワーク保持ブロックの製造方法。
【請求項２】前記噴射加工は、前記アンカー凹部となる
べき箇所に対応した位置に開口部を有するマスクを前記
ワーク保持面に設けた状態で行われることを特徴とする
請求項１に記載のワーク保持ブロックの製造方法。
【請求項３】前記開口部の幅は５０μｍ〜２００μｍで
あることを特徴とする請求項２に記載のワーク保持ブロ
ックの製造方法。
【請求項４】前記開口部は複数の交差点を有するパター
ン形状に形成されていることを特徴とする請求項３に記
載のワーク保持ブロックの製造方法。