JP2001319905A - バキュームチャック - Google Patents

バキュームチャック

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JP2001319905A
JP2001319905A JP2000137973A JP2000137973A JP2001319905A JP 2001319905 A JP2001319905 A JP 2001319905A JP 2000137973 A JP2000137973 A JP 2000137973A JP 2000137973 A JP2000137973 A JP 2000137973A JP 2001319905 A JP2001319905 A JP 2001319905A
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vacuum chuck
air system
guide ring
base
vacuum
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Koichi Hatano
光一 波田野
Yasuo Matsumoto
康男 松本
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MEIJI MACHINE
Meiji Machine Co Ltd
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MEIJI MACHINE
Meiji Machine Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のバキュームチャックでは、半導体ウエハ
が傾斜まま研磨加工されたり、研磨後の半導体ウエハの
外周に研磨だれが発生して歩留まり或いは均一性に課題
を有していた。 【解決手段】請求項1に記載のバキュームチャックは、
バキュームエア系とエアバッグエア系とを貫設したカッ
プ状のバキュームチャックベースと、バキュームチャッ
クベースの外周縁に設けたガイドリングと、バキューム
チャックベースに可動手段を設けて内装する不通気性の
セラミックプレートと、セラミックプレート形成しバキ
ュームエア系と連繋させた凹陥部と、凹陥部に内装する
吸着プレートとを備え、バキュームチャックベースとセ
ラミックプレートとの間にエアバッグエア系と連繋させ
たエアバッグを介装したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ラッピングマシーン、
ポリシングマシーン等の研磨装置のスピンドル軸の下端
に半導体ウエハを吸着させるバキュームチャックに関す
るものであって、更に詳細には、半導体ウエハに超高精
度の平坦精度の研磨を施すと共に、外周縁に現われる研
磨だれを無くするためのバキュームチャックに関するも
のである。
【0002】
【従来技術】従来、この種の半導体ウエハを研磨加工す
るためのバキュームチャックは、柔軟性を有する材料で
形成されたプレートや、プレートの表面に柔軟性を有す
る材料で形成されたシート状のプレートを介装して、下
方に配設された研磨プレートとの間に挾圧して研磨加工
を施していた。
【0003】
【解決しようとする課題】然し乍、昨今要求される半導
体ウエハは、製品の小型化に伴う極薄化と、生産性の観
点からの拡径化と、歩留まりの観点からの全面を超高精
度に均一性を有した鏡面加工及び平坦加工の仕上加工で
あり、従来の柔軟性を有する材料で形成されたプレート
や、プレートの表面に柔軟性を有する材料で形成された
シート状のプレートを介装する手段を用いたバキューム
チャックでは、半導体ウエハが傾斜まま研磨加工された
り、研磨後の半導体ウエハの外周に研磨だれが発生して
歩留まり或いは均一性に課題を有していた。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題に
鑑みて、鋭意研鑽の結果、請求項1に記載のバキューム
チャックは、バキュームエア系とエアバッグエア系とを
貫設したカップ状のバキュームチャックベースと、バキ
ュームチャックベースの外周縁に設けたガイドリング
と、バキュームチャックベースに可動手段を設けて内装
する不通気性のセラミックプレートと、セラミックプレ
ート形成しバキュームエア系と連繋させた凹陥部と、凹
陥部に内装する吸着プレートとを備え、バキュームチャ
ックベースとセラミックプレートとの間にエアバッグエ
ア系と連繋させたエアバッグを介装したものである。
【0005】更に、請求項2に記載のバキュームチャッ
クは、バキュームエア系とエアバッグエア系とガイドリ
ング用エアバッグエア系とを貫設したバキュームチャッ
クベースと、バキュームチャックベースと同径の外周を
有したガイドリング用基環と、ガイドリング用基環に設
けたガイドリングと、ガイドリング用基環に可動手段を
設けて内装するセラミックプレートと、セラミックプレ
ートに形成しバキュームエア系と連繋させた凹陥部と、
凹陥部に内装する吸着プレートと、バキュームチャック
ベースとガイドリングとに第2の可動手段と第3の可動
手段とを設けて固定する固定リングとを備え、バキュー
ムチャックベースとセラミックプレートとの間にエアバ
ッグエア系と連繋させたエアバッグを介装すると共に、
バキュームチャックベースの外周縁とガイドリング用基
環との間にガイドリング用エアバッグエア系と連繋させ
たガイドリング用エアバッグを介装したものである。
【0006】従って、本発明の目的は、半導体ウエハの
外周縁に現われる研磨だれを発生させること無く全面を
均一性を有した超高精度の平坦精度の研磨加工を施すた
めのバキュームチャックを創案して提供するものであ
る。
【0007】
【発明の作用】本発明は、半導体ウエハの研磨加工中に
中程を押圧してガイドリングの表面と研磨面を平坦にす
るエアバッグを備えたことにより、加えて、半導体ウエ
ハの外周辺のガイドリングをガイドリング用基環を介し
て押圧するガイドリング用エアバッグを備えたため、研
磨だれを防止すると共に全面を均一性を有した超高精度
の平坦制度の研磨加工を施すものである。
【0008】
【実施の形態】以下、本発明のバキュームチャックの実
施の形態を図面によって具体的に説明する。
【0009】図1は本発明のバキュームチャックの第1
の実施形態を説明するための断面とした説明図であり、
図2は本発明のバキュームチャックの第2の実施形態を
説明するための断面とした説明図である。
【0010】本発明は、ラッピングマシーン、ポリシン
グマシーン等の研磨装置のスピンドル軸の下端に半導体
ウエハWを吸着させるバキュームチャックに関するもの
であって、更に詳細には、半導体ウエWハに超高精度の
平坦精度の研磨を施すと共に、外周縁に現われる研磨だ
れを無くするためのバキュームチャックに関するもので
あり、請求項1に記載の本発明のバキュームチャック
は、バキュームエア系1とエアバッグエア系2とを貫設
したカップ状のバキュームチャックベース3と、該バキ
ュームチャックベース3の外周縁の下面に設けたガイド
リング4と、前記バキュームチャックベース3の内側に
可動手段5を設けて上下方向に可動可能に内装する不通
気性のセラミックプレート6と、該セラミックプレート
6の下面に形成し前記バキュームエア系1と連繋させた
凹陥部6aと、該凹陥部6aに内装する通気性の吸着プ
レート7とを備え、前記バキュームチャックベース3と
セラミックプレート6との間にエアバッグエア系2と連
繋させたエアバッグ8を介装したものである。
【0011】更に、請求項2に記載の本発明のバキュー
ムチャックは、研磨装置のスピンドル軸の先端に固定さ
れ半導体ウエハWを吸着させるバキュームチャックであ
って、バキュームエア系1とエアバッグエア系2とガイ
ドリング用エアバッグエア系10とを貫設した円板状の
バキュームチャックベース3と、該バキュームチャック
ベース3の外周と略同径の外周を有したガイドリング用
基環4bと、該ガイドリング用基環4bの下面に設けた
ガイドリング4と、前記ガイドリング用基環4aの内側
に可動手段5を設けて上下方向に可動可能に内装する不
通気性のセラミックプレート6と、該セラミックプレー
ト6の下面に形成し前記バキュームエア系1と連繋させ
た凹陥部6aと、該凹陥部6aに内装する通気性の吸着
プレート7と、前記バキュームチャックベース3とガイ
ドリング用基環4bとに夫々第2の可動手段5aと第3
の可動手段5bとを設けて上下方向に可動可能に固定す
る固定リング9とを備え、前記バキュームチャックベー
ス3とセラミックプレート6との間にエアバッグエア系
2と連繋させたエアバッグ8を介装すると共に、前記バ
キュームチャックベース3の外周縁とガイドリング用基
環4bとの間にガイドリング用エアバッグエア系10と
連繋させたガイドリング用エアバッグ11を介装したも
のである。
【0012】即ち、本発明のバキュームチャックは下面
に半導体ウエハWをバキュームエア系1により負圧をか
けることによりバキュームチャックするために研磨装置
の上方から昇降可能に垂設されたスピンドル軸の下端に
固定されているものであり、下方に配設したラッピング
プレート又はポリシングプレートの研磨プレートPの間
に前記半導体ウエハWを挟圧させて研磨加工するもので
ある。
【0013】そして、第1の実施の形態は、図1に図示
する如く、バキュームチャックベース3は金属又はセラ
ミック等で形成された有底のカップ状のものであって、
底面の中心には半導体ウエハWをバキューム吸着するた
めの真空ポンプ(図示しない)等に接続されたバキュー
ムエア系1と、その外側に後述するエアバッグ8を加圧
するための加圧用エアポンプ(図示しない)等に接続さ
れたエアバッグエア系2とを貫設しているものである。
【0014】次に、ガイドリング4は前記バキュームチ
ャックベース3のカップ状の外周縁の下面に備えるもの
で、ガイドリング4の下面には保護層4aを張設等の手
段によって設けているものである。
【0015】更に、セラミックプレート6は不通気性の
セラミックで形成され、バキュームチャックベース3の
内側に内装されるものであり、下面には後述する円板状
の吸着プレート7を内装するための円板状の凹陥部6a
を形成すると共に、該凹陥部6aは前記バキュームエア
系1と連繋させているもので、加えて、外周には前記バ
キュームチャックベース3と上下方向に可動可能に固定
する可動手段5を介装しているものであり、該可動手段
5はセラミックプレート6の外周に鍔状に突出させた突
出部をバキュームチャックベース3の内周に形成した凹
部に遊動可能に挿通させているものである。
【0016】次に、吸着プレート7はポーラスセラミッ
ク等の多孔体から成り、円板状で通気性を有しており、
セラミックプレート6の凹陥部6aに内装するもので、
吸着プレート8は下面に半導体ウエハWをバキュームエ
ア系1によって負圧をかけることによって吸着させるも
のである。
【0017】次いで、エアバッグ8はバキュームチャッ
クベース3の下面とセラミックプレート6の上面との間
に介装されるものであり、前記エアバッグエア系2と連
繋させると共に、中心にはバキュームエア系1を貫設さ
せているものである。
【0018】前述の本発明の第1実施の形態のバキュー
ムチャックは、バキュームエア系1により負圧をかけて
半導体ウエハWを吸着プレート7に吸着するものであ
り、そして、エアバッグ8にエアバッグエア系2によっ
て加圧をかけることによって、ガイドリング4の保護層
4aの表面と半導体ウエハWの表面を面一とするもので
ある。
【0019】更には、図2に図示する如く、本発明の第
2の実施の形態のバキュームチャックは、第1の実施の
形態に加えて、ガイドリング4にガイドリング用基環4
bを設けると共に、ガイドリング用基環4bとバキュー
ムチャックベース3との間にガイドリング用エアバッグ
11を介装してガイドリング4も可動させるものであ
る。
【0020】つまり、バキュームチャックベース3は、
円板状のプレートであって、中心には半導体ウエハWを
バキューム吸着するためのバキュームエア系1と、その
外側に後述するエアバッグ8を加圧するためのエアバッ
グエア系2と、更に、その外周に後述するガイドリング
用エアバッグ11を加圧するガイドリング用エアバッグ
エア系10を夫々貫設しており、該ガイドリング用エア
バッグエア系10は中心辺から円板状のバキュームチャ
ックベース3の肉厚部を水平方向に通り、外周縁辺の下
面まで貫設されているものである。
【0021】次いで、ガイドリング用基環4bは前記バ
キュームチャックベース3の外周縁に備えるもので、バ
キュームチャックベース3の外径と略同径の外周を有し
たリング状のもので、後述するセラミックプレート6と
上下方向に可動可能とする可動手段5を介して固定され
ており、更に、後述する固定リング9とも上下方向に可
動可能とする第2の可動手段5aを介して固定している
ものである。
【0022】次に、セラミックプレート6は前記ガイド
リング用基環4bの内側に内装されるものであり、下面
には後述する円板状の吸着プレート7を内装するための
円板状の凹陥部6aを形成すると共に、該凹陥部6aは
前記バキュームエア系1と連繋させているもので、更
に、外周には前記ガイドリング用基環4bと上下方向に
可動可能に固定する可動手段5を介装しているものであ
る。
【0023】そして、固定リング9はバキュームチャッ
クベース3とガイドリング用基環4bとを夫々上下方向
に可動可能に第2の可動手段5aと第3の可動手段5b
を介して固定するもので、第2の可動手段5aはバキュ
ームチャックベース3及びガイドリング用基環4bの外
周に鍔状に突出させた突出部を固定リング9の内周に形
成した凹部に挿通させて上下方向に遊動可能としている
ものである。
【0024】尚、夫々の可動手段5、第2の可動手段5
a、第3の可動手段5bを形成する突出部及び凹部は夫
々の実施の形態と逆に設けていも構わないものである。
【0025】次いで、ガイドリング用エアバッグ11は
前記バキュームチャックベース3の外周縁の下面と前記
ガイドリング用基環4bの上面との間に介装されている
ものであり、前記ガイドリング用エアバッグエア系10
とバキュームチャックベース3の外周縁の下面で連繋さ
せているものである。
【0026】次に、バキュームチャックベース3の下面
とセラミックプレート6の上面との間に介装されたエア
バッグ8と連繋させたエアバッグエア系2により加圧す
ることによって、エアバッグ8を膨張させて、半導体ウ
エハWを吸着させた吸着プレート7及びセラミックプレ
ート6を下方に押圧することにより、ガイドリング用基
環4bの内周とセラミックプレート6の外周との間に設
けた可動手段5によって下方に移動するものである。
【0027】次いで、バキュームチャックベース3の外
周縁の下面とガイドリング用基環4bの上面との間に介
装したガイドリング用エアバッグ11と連繋させたガイ
ドリング用エアバッグエア系10により加圧することに
よって、ガイドリング用エアバッグ11を膨張させて、
ガイドリング用基環4bを下方に押圧ことにより、固定
リング9の内側とバキュームチャックベース3の外側及
びガイドリング用基環4bの外側の間に設けた第2の可
動手段5aと第3の可動手段5bによって下方に移動す
るものである。
【0028】この状態でラッピングプレート、ポリシン
グプレート等の研磨プレートPとの間に半導体ウエハW
を挾圧させて研磨するものであるが、ガイドリング4の
先端に設けた保護層4aの表面と研磨加工する半導体ウ
エハWの表面とを絶えず面一として研磨するために従来
発生していた半導体ウエハWの研磨だれを皆無とすると
共に、平坦精度が保持できるものである。
【0029】
【発明の効果】前述の如く構成した本発明のバキューム
チャックは、超高品質の研磨仕上加工を求められる昨今
の半導体ウエハに充分対応できるもので、半導体ウエハ
の外周縁に現われる研磨だれを皆無とすると共に、全面
の平坦精度を向上させて均一性及び歩留まりを向上させ
るものであり、画期的で有効な発明である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明のバキュームチャックの第1の実
施の形態を説明するための断面とした説明図である。
【図2】図2は本発明のバキュームチャックの第2の実
施の形態を説明するための断面とした説明図である。
【符号の説明】
W 半導体ウエハ 1 バキュームエア系 2 エアバッグエア系 3 バキュームチャックベース 4 ガイドリング 4a 保護層 4b ガイドリング用基環 5 可動手段 5a 第2の可動手段 5b 第3の可動手段 6 セラミックプレート 6a 凹陥部 7 吸着プレート 8 エアバッグ 9 固定リング 10 ガイドリング用エアバッグエア系 11 ガイドリング用エアバッグ P 研磨プレート

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】研磨装置のスピンドル軸の先端に固定され
    半導体ウエハを吸着させるバキュームチャックであっ
    て、バキュームエア系とエアバッグエア系とを貫設した
    カップ状のバキュームチャックベースと、該バキューム
    チャックベースの外周縁の下面に設けたガイドリング
    と、前記バキュームチャックベースの内側に可動手段を
    設けて上下方向に可動可能に内装する不通気性のセラミ
    ックプレートと、該セラミックプレートの下面に形成し
    前記バキュームエア系と連繋させた凹陥部と、該凹陥部
    に内装する通気性の吸着プレートとを備え、前記バキュ
    ームチャックベースとセラミックプレートとの間にエア
    バッグエア系と連繋させたエアバッグを介装したことを
    特徴とするバキュームチャック。
  2. 【請求項2】研磨装置のスピンドル軸の先端に固定され
    半導体ウエハを吸着させるバキュームチャックであっ
    て、バキュームエア系とエアバッグエア系とガイドリン
    グ用エアバッグエア系とを貫設した円板状のバキューム
    チャックベースと、該バキュームチャックベースの外周
    と略同径の外周を有したガイドリング用基環と、該ガイ
    ドリング用基環の下面に設けたガイドリングと、前記ガ
    イドリング用基環の内側に可動手段を設けて上下方向に
    可動可能に内装する不通気性のセラミックプレートと、
    該セラミックプレートの下面に形成し前記バキュームエ
    ア系と連繋させた凹陥部と、該凹陥部に内装する通気性
    の吸着プレートと、前記バキュームチャックベースとガ
    イドリング用基環とに夫々第2の可動手段と第3の可動
    手段とを設けて上下方向に可動可能に固定する固定リン
    グとを備え、前記バキュームチャックベースとセラミッ
    クプレートとの間にエアバッグエア系と連繋させたエア
    バッグを介装すると共に、前記バキュームチャックベー
    スの外周縁とガイドリングとの間にガイドリング用エア
    バッグエア系と連繋させたガイドリング用エアバッグを
    介装したことを特徴とするバキュームチャック。
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