JP2003234317A - ユニバ−サルチャック用ウエハ取付板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 極薄のデバイスウエハを裏面研削あるいは裏
面研磨する際に使用する、ウエハの破損を引き起こさな
いユニバ−サルチャック用ウエハ取付板の提供。 【解決手段】 非通気性セラミックを素材とした環状体
の環状部１０１ａに上下方向に多数の通気孔１０１ｂを
穿孔した通気性環状体１０１の中央に設けられた凹部空
所１０１ｃの１０１ｄ段内に、該通気性環状体１０１と
軸心を同一とし、かつ、表面高さを同一とした通気性ポ
−ラスセラミック製円板１０２を嵌挿した構造のユニバ
−サルチャック用ウエハ取付板１００。通気性環状体１
０１部は高圧ジェット噴水ブラシ洗浄で容易に洗浄でき
るので、目詰りが防止でき、ウエハ加工時のウエハ破損
が防止される。加工されたウエハに加圧純水を噴射して
ユニバ−サルチャックから剥離する際、通気性環状体１
０１の通気孔１０１ｂの方がポ−ラスセラミック製円板
１０２の気孔よりも大きく通気性に富むので、大きい径
の極薄ウエハであってもウエハは外周縁部より剥離し、
ウエハ中央部に噴射圧力が集中することが防止され、ウ
エハの破損が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウエハ、
ゲルマニウムウエハ、アルミニウムウエハ、ガラス基
板、デバイスウエハ等の基板を砥石で研削する、または
研磨パッドで研磨する際にバキュ−ムで基板を吸着する
チャックに用いるウエハ取付板の構造に関するものであ
り、特に、８インチ径のウエハと１２インチウエハの２
種、１２インチ径のウエハと１８インチウエハの２種の
ように直径の異なる基板に兼用して用いることができる
ユニバ−サルチャック用ウエハ取付板に関する。このユ
ニバ−サルチャック用ウエハ取付板は、厚みが２０〜１
２０μｍと極薄のスマ−トカ−ド、あるいはメモリ−カ
−ド用デバイスウエハの裏面を研削または研磨するのに
適している。

【０００２】

【従来の技術】半導体基板の裏面研削には、基板のチャ
ック機構とスピンドルに軸承されたカップホイ−ル型砥
石および研削液供給機構を備える平面研削装置が使用さ
れている（特開平１１−２５４３１８号、同１１−３０
７４８９号、同１１−３０９６６４号、特開２０００−
９４３４２号公報）。

【０００３】かかる平面研削装置の一例として、例え
ば、図４に示す平面研削装置が挙げられる（特開平１１
−２５４３１８号公報、特願平２００１−１３１３６号
明細書）。図中、下方側の基板を取り付けるチャック機
構を構成する部材は次のとおりである。３２は中空スピ
ンドル、３３はデバイスウエハ、３３ａはデバイスパタ
−ン、３３ｂはダイサ−ストリ−ト、３３ｃはシリコン
基板、３３ｄはエッジ部、Ｏはデバイスウエハの中心
点、３４はバキュ−ムチャックのウエハ取付板である８
０番または１００番のポ−ラスセラミック板、８０は保
護フィルム、９３は研削液供給ノズルである。

【０００４】中空スピンドル３２は、図示されていない
モ−タにより回転される。また、中空スピンドルの中空
管は、図示されていない切り替え弁を介して真空ポンプ
と純水供給ポンプに接続されている。

【０００５】図４に示す上方側の砥石ヘッドＨの構成は
次のとおりである。３８はスピンドル、９は軸受、１０
はスピンドルケ−シング、１１はカップホイ−ル型砥石
を取り付けるヘッド、１２はスピンドルケ−シングを昇
降機構に据え付ける取付部材、１３は傾斜調整ボルト駆
動用モ−タ−、１４はスピンドル軸を回転駆動させるビ
ルド・イン・モ−タ−、１５はＸ軸方向の傾斜調整ボル
ト、１５ａは皿バネ、１６はスライド板、１８はスピン
ドル軸ケ−シングに設けられた半球状凸部、１９はスラ
イド板１６の前面に前記半球状凸部と若干の隙間を持っ
て嵌合できるように形成された半球状凹部、２１はロッ
ド、２２は空気軸受、２３は空気供給管、２４はヘッド
１１とスピンドル軸を軸承する固定板２５との連結軸、
２６はスピンドル軸ケ−シング１０冷却液供給管、２７
は空気軸受２２と該空気軸受の周壁下に設けた囲板（砥
石カバ−）２８とからなるヘッドＨ内に設けられた空間
部、５０はカップホイ−ル型砥石、５１は周壁、５２は
底壁、５３はカップ状台金、５５は砥石刃、５６は環状
溝、５７は研削液導入孔、５９は研削液供給ノズル、６
０は研削液供給管、６１は研削液取入口であり、この研
削液供給管は図示されていないが、昇降機構の取付部材
に固定されており、研削液タンクと可撓性ホ−スで接続
されている。

【０００６】９０は液切り堰で、ボルト９２で支持部材
９１に固定され、支持部材は砥石ヘッドＨの囲板２８に
固定される。この液切り堰９０は、カップホイ−ル型砥
石５０の砥石刃５５に付着した研削屑を除く。

【０００７】カップホイ−ル型砥石５０は、ビルド・イ
ン・モ−タ−１４の回転駆動をスピンドル軸３８、固定
板２５、連結軸２４、ヘッド１１を経て伝達し、回転さ
せる。ヘッドは取付部材１２に固定されているので砥石
５０が回転しても、ヘッド自身は回転駆動しない。従っ
て、研削液供給ノズル５９と研削液供給タンクを連結す
る可撓性ホ−スが捻れて破損することはない。研削液供
給ノズル５９より砥石５０の環状溝５６に供給された研
削液は、導入孔５７，５７…を経て砥石周壁内５６面に
導かれ、さらに砥石刃５５間のスリットを通過して砥石
の周壁外側へ排出される。

【０００８】前記スライド板１６は、図示されていない
サ−ボモ−タにより回転駆動されるボ−ル送りネジで上
下に昇降可能に本体基台に備えられている。

【０００９】バキュ−ムチャックのウエハ取付板３４上
に載せられたウエハ３３の表面にスピンドル３８を昇降
装置により下降させてカップホイ−ル型砥石をウエハ面
に圧接し、両スピンドル軸３２，３８を同一方向または
逆方向に回転させることによりウエハ表面に砥石を摺動
させてウエハ表面を研削する。

【００１０】バキュ−ムチャックは、研磨パッドで基板
を研磨する際にも使用される。（特開２０００−２５４
８５７号、特開２００１−３５１８８４号）例えば、特
開２０００−２５４８５７号公報には、デバイス面を下
方にしてバキュ−ムチャックにデバイスウエハを保持す
るロ−ディングステ−ジと、チャックに保持されたデバ
イスウエハの基板面を砥石で基板裏面を粗研削加工する
第１研削ステ−ジおよび精研削する第２研削ステ−ジ
と、該研削された基板面を研磨パッドで研磨する研磨ス
テ−ジをインデックステ−ブルに配置した平面加工装置
が提案されている。

【００１１】これらベアウエハ、半導体ウエハ等の研削
や研磨に用いる基板の表面加工装置に用いるバキュ−ム
チャックとしては、従来はウエハ径に応じて径の異なる
ウエハ吸着取付板を用いていた。従って、径の異なるウ
エハを研削するときはチャックのウエハ吸着板を取り替
える必要があり、研削作業や研磨作業が中断される。

【００１２】かかる欠点をなくすチャックとして、径の
異なるウエハでも１台のバキュ−ムチャックでウエハを
吸着し、研削または研磨を行えるユニバ−サルチャック
が提案され、実用化されている。（特公平２−４６３３
１号、特開平３−３２５３７号、同８−１４６４号、同
８−１４８５４８号、同９−１７４３６４号、特開２０
００−１５８２６８号、同２０００−２３２０８３
号）。これらユニバ−サルチャックは、小径のウエハに
応じた径を有する円板状のポ−ラスセラミック板と、こ
の円板状ポ−ラスセラミック板の外周縁に大きい径のウ
エハ径に応じた径の環状のポ−ラスセラミック板を１個
または複数配設し、円板状ポ−ラスセラミック板と環状
のポ−ラスセラミック板との間、および環状のポ−ラス
セラミック板同志の間に金属環または液状ガラス接着
剤、溶射セラミックで不通気性膜を形成し、円板状ポ−
ラスセラミック板と環状のポ−ラスセラミック板の面を
面一に研削したウエハ取付板を備え、所望とするウエハ
径に応じて仕切られた部室の通気切り替え弁を作動させ
るものである。

【００１３】具体的には、特開平２０００−２３２０８
３号公報は、図７に示すように、（Ａ）円盤形状のフレ
−ム本体４を不通気性部材で形成し、該フレ−ム本体の
中心部に中央凹陥部４ｆを形成し、該中央凹陥部より外
方へ向って兼用されるウエハ径に応じた同心の複数環状
溝４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄをフレ−ム表面部に形成し、
かつ、フレ−ム本体の上下方向に後述する自動切替機構
５の上面壁に設けられた複数環状溝５ｂ，５ｃ，５ｄと
連通する複数の流体通路４ｂ'，４ｃ'，４ｄ'を有する
フレ−ム本体４、（Ｂ）前記フレ−ム本体の同心の複数
環状溝４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに接する部分は通気性部
材で形成され、かつ兼用されるウエハ径に応じて円筒状
の不通気性壁で前記通気性部材が仕切られている、前記
フレ−ム本体４の上面に積載された円盤状のウエハ取付
板３、（Ｃ）フレ−ム本体４の中心部の中央凹陥部４ｆ
と軸を同軸とする中央凹陥部５ｆを有し、上面壁にはウ
エハ径に応じた同心の複数環状溝５ｂ，５ｃ，５ｄが設
けられ、この各々の環状溝５ｂ，５ｃ，５ｄの底部に球
状弁５ｘ，５ｙ，または５ｚの弁座５ｓを備える中空状
の連通管５ｈを各々起立させ、かつ、この連通管５ｈ内
部には上方の圧縮スプリング５ｊと下方の圧縮スプリン
グ５ｉで挟持した遊動自在な球状弁を球状弁が前記弁座
よりも上の位置に浮いて存在するように介在させ、か
つ、下方の圧縮スプリングが存在する連通管の場所に水
平方向に一端が封栓５ｇされ、他端が中央凹陥部５ｆに
連通する通気管５ｌ，５ｍ，５ｎを備える前記フレ−ム
本体の下面に設けられる自動切替機構５、（Ｄ）これら
フレ−ム本体４および自動切替機構５を軸承する中空管
８、および（Ｅ）上端が自動切替機構５の中央凹陥部５
ｆに連通し、下端がバキュ−ム機器に連通されている前
記中空軸８の内部に設けられた中空軸７、を備える半導
体ウエハのユニバ−サルチャック機構を開示する。

【００１４】このユニバ−サルチャック機構では、ウエ
ハの径に応じていちいち作業者が切替弁を切り替える作
業が不要であるが、作業者の切替弁の切り替え作業を必
要とするユニバ−サルチャック機構も提案されている
（特公平２−４６３３１号、特開平９−１７４３６４
号、特開２０００−１５８２６８号）。

【００１５】近年、薄肉のスマ−トカ−ドが金融決済カ
−ド、鉄道の定期券、遊園地入場決済カ−ドとして利用
されるようになり、半導体ウエハのシリコン基板として
厚みが１２０〜２２０μｍの基板が実用されている。さ
らに薄い基板が求められるようになり、セミコン ジャ
パン ２０００年やセミコン ジャパン ２００１年の
展示場では４０〜８０μｍのシリコン基板が展示される
ようになり、厚み５０〜１００μｍのシリコン基板につ
いては、経済性のある研削スピ−ドで加工できる段階に
入りつつある。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】市場では、次々世代の
スマ−トカ−ドとして２０μｍ〜５０μｍと極薄の基板
の登場が望まれている。また、裏面研削、研磨されるデ
バイスウエハ径として３００ｍｍ、４５０ｍｍ径の基板
を加工できる研削装置または研磨装置の出現が望まれて
いる。かかる大きい径であって、極薄のデバイスウエハ
を経済性のある研削スピ−ド、または研磨スピ−ドで加
工するには、従来のユニバ−サルチャックのウエハ吸着
板構造では、環状ポ−ラスセラミックの方が円板状ポ−
ラスセラミックよりも目詰まりし易く、セラミック製チ
ャッククリ−ナまたは高圧洗浄水噴射ブラッシングクリ
−ナでウエハ吸着板を洗浄する機会が増える。

【００１７】すなわち、小さい径のウエハを研削または
研磨する際、ユニバ−サルチャックの円板状のポ−ラス
セラミック板はウエハにより覆われているが、ウエハ径
より大きい環状のポ−ラスセラミックはウエハにより覆
われていない。この環状のポ−ラスセラミックに研削屑
または研磨屑、あるいは研磨剤スラリ−が浸透し、環状
ポ−ラスセラミックの方が円板状ポ−ラスセラミックよ
りも目詰まりし易くなる。

【００１８】砥粒や加工屑により目詰まりの生じたウエ
ハ吸着板を備えるユニバ−サルチャックを用いて径が３
００ｍｍ以上と大きく、極薄のウエハを製造しようと裏
面研削または研磨するとウエハの加工時、または搬送時
に目詰まりした砥粒や加工屑のエッジ作用により極薄ウ
エハが破損し易い。

【００１９】本発明者等は、ユニバ−サルチャックの吸
着板の洗浄を容易とするため、ポ−ラスセラミックに代
えて不通気性の円板状セラミックに０．５〜１ｍｍ直径
の穿孔を多数施した通気性の吸着板を備えたユニバ−サ
ルチャックを製作し、これを用いて３００ｍｍ径、厚み
４０μｍのデバイスウエハを３０μｍの厚みに研磨しよ
うと試みたところ、デバイスウエハ３３の研磨終了後、
ユニバ−サルチャックの中空管３２よりデバイスウエハ
のデバイス面に向けて圧力水を逆噴射させてユニバ−サ
ルチャックからのデバイスウエハの剥離を容易に行なお
うとしたところ、デバイスウエハが中央部で破損してし
まった。デバイスウエハの中央部は、中空管３２に近
く、デバイスウエハ３３のウエハ外周部が吸着板より剥
がれる前に中空管３２より供給された加圧純水の圧力が
極薄デバイアスウエハ中央部に集中し、破損に繋がった
ものと推測される。

【００２０】本発明は、基板の加工時または搬送時に基
板が破損することなく、かつ、基板のユニバ−サルチャ
ックからの剥離が容易であって、ユニバ−サルチャック
の洗浄が容易なユニバ−サルチャックの用ウエハ取付板
の提供を目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、非
通気性セラミックを素材とした環状体の環状部に上下方
向に多数の通気孔を穿孔した通気性環状体（ａ）の中央
に設けられた凹部空所の段内に、該通気性環状体と軸心
を同一とし、かつ、表面高さを同一とした通気性ポ−ラ
スセラミック製円板（ｂ）を嵌挿した構造のユニバ−サ
ルチャック用ウエハ取付板を提供するものである。

【００２２】ユニバ−サルチャックのウエハ取付板の目
詰まりが生じ易い通気性環状体は、非通気性セラミック
を素材とした環状体の環状部に上下方向に多数の通気孔
を穿孔した通気性環状体（ａ）を用いることにより、ウ
エハ取付板の洗浄を容易とする。また、ウエハ取付板の
通気性環状体を非通気性セラミック素材とし、通気性中
央円板を従来通りポ−ラスセラミック製とすることによ
り、圧力空気の通気性を中央のポ−ラスセラミック円板
の通気性より高くすることができ、中空管からの加圧純
水の噴射供給によりウエハ外周部の剥離がウエハ中央部
の剥離と同時か、または速くすることができ、ウエハ取
付板からの極薄ウエハ剥離時の破損が防止される。

【００２３】本発明の請求項２は、上記ユニバ−サルチ
ャック用ウエハ取付板において、通気性環状体（ａ）の
セラミック素材と通気性ポ−ラスセラミック製円板
（ｂ）のセラミック素材とが共にα−アルミナであり、
通気性ポ−ラスセラミック製円板（ｂ）は、８０番また
は１００番のＪＩＳ篩を通過したα−アルミナ粒を燒結
したものであり、通気性環状体（ａ）の通気孔の直径は
０．３〜１．０ｍｍであることを特徴とする。

【００２４】得られる加工基板の表面平坦性から、ウエ
ハ取付板のセラミック素材は同質のα−アルミナが好ま
しく、加圧純水の供給によるウエハ取付板からのウエハ
剥離時の破損防止の面から円板（ｂ）は、８０番または
１００番のＪＩＳ篩を通過したα−アルミナ粒を燒結し
たものを、通気性環状体（ａ）の通気孔の直径は０．３
〜１．０ｍｍとする。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明をさら
に詳細に説明する。図１は、本発明のユニバ−サルチャ
ックのウエハ取付板を上方側より見た平面図、図２は該
ウエハ取付板の底面側から見た平面図、図３は該ウエハ
取付板を備えたチャック機構の断面図である。図３にお
いて、ウエハ取付板の断面は図２でＡ−Ａ切り取り線で
示す断面を表す。また、図２のウエハ取付板の底面図
は、図３のＢ−Ｂ矢印方向から見た図である。

【００２６】図１、図２および図３において、１００は
ウエハ取付板で、該ウエハ取付板は非通気性セラミック
を素材とした環状体の環状部１０１ａに上下方向に多数
の通気孔１０１ｂを穿孔した通気性環状体１０１と、該
通気性環状体と軸心を同一とする通気性ポ−ラスセラミ
ック製円板１０２とから成る。該通気性ポ−ラスセラミ
ック製円板１０２は前記通気性環状体の中央に設けられ
た凹部空所１０１ｃを設ける段１０１ｄ内に嵌挿され、
通気性環状体１０１の表面と通気性ポ−ラスセラミック
製円板１０２の表面が面一となるように同一表面高さと
した構造を採る。面一とするには、通気性環状体１０１
に通気性ポ−ラスセラミック製円板１０２を嵌挿したウ
エハ取付板１００の表面をダイヤモンド砥石で研削また
は研磨するのが好ましい。

【００２７】前記通気性環状体１０１の上下方向に多数
の通気孔１０１ｂを穿孔した環状部１０１ａの底面に
は、環状の流体室用窪み１０１ｅが設けられ、通気性環
状体１０１の段１０１ｄ上面には複数の環状の流体室用
窪み１０１ｆ，１０１ｇ，１０１ｈが設けられ、これら
流体室用窪み１０１ｆ，１０１ｇ，１０１ｈ同志は連絡
通路用窪み１０１ｉと１０１ｊで、および流体室用窪み
１０１ｈと凹部空所１０１ｃは連絡通路用窪み１０１ｋ
で連結されている。

【００２８】前記通気性ポ−ラスセラミック製円板１０
２の内側面と通気性環状体１０１の外周側面間には、幅
が０．１〜０．８ｍｍ、高さが前記円板と同一の非通気
性薄膜環状仕切壁３ａが設けられる。該非通気性薄膜環
状仕切壁３ａの素材は、液状のガラス接着剤やエポキシ
樹脂接着剤等の液状接着剤の硬化物であっても、通気性
ポ−ラスセラミック製円板１０２の外周側面にセラミッ
クを溶射し、硬化させ、これを幅０．１〜０．８ｍｍの
非通気性薄膜環状体に研削した溶射セラミックであって
もよい。更に、通気性ポ−ラスセラミック製円板１０２
の底面に液状樹脂接着剤を点在して通気性環状体の段１
０１ｄに接着させて両者の結合を高めてもよい。

【００２９】取付板の通気性円板１０２のポ−ラスセラ
ミックは、窒化珪素、窒化硼素、炭化珪素、珪石、カ−
ボランダム、アルミナ、チタンカ−バイト等のセラミッ
ク粉末を、メタクリル酸ｎ−ブチル・メタクリル酸共重
合体、メタクリル酸ｎ−ブチル・メタクリル酸・スチレ
ン共重合体、メタクリル酸ｎ−ブチル・メタクリル酸・
メタクリル酸メチル共重合体等のアクリル系水性エマル
ジョンをバインダ−としてシ−ト状に形成したグリ−ン
シ−トを円板状に成型し、これを先に６００〜９００℃
で仮焼し、ついで１０００〜１３００℃で焼成して得た
焼成物を円筒形研削盤や平面研削盤を用いて外周面、表
裏面を平坦に研削することにより製造される。

【００３０】通気性環状体は、グリ−ンシ−ト環状体型
物の環状体部に穿孔を施し、これを８００〜１０２０℃
に仮焼し、ついで、１１００〜１３５０℃に焼成して通
気性セラミック製環状体を形成する。ユニバ−サルチャ
ック用ウエハ付板１００の通気性ポ−ラスセラミック製
円板１０２が占める表面積割合は、１２〜１８％であ
る。

【００３１】本発明のユニバ−サルチャック用ウエハ付
板１００は、例えば図３に示すチャック機構のように、
モ−タ１１０で回転駆動されるクラッチ板１１１ａと、
このクラッチ板に接合したり離れたりするクラッチ板１
１１ｂに備え付けた中空スピンドル３２に軸承された中
央に円筒状空所１１３を有するフランジ１１２に固定さ
れる。

【００３２】フランジ１１２の円筒状空所１１３の上方
は、前記ウエハ付板１００の通気性環状体１０１の凹部
空所１０１ｃに通じている。また、この円筒状空所１１
３の上方右側面には連絡通路用窪み１０１ｉに通路１１
６で連絡する流体室１１４と、その流体室１１４の下に
設けられた流体室１１５が設けられる。流体室１１５
は、中空管１１８が構成する弁座１１７を介して連通さ
れ、中空管１１８内にはドライバ−等によりロッドが回
転されるネジ頭１２１を供える開閉弁１１９が内装さ
れ、中空管１１８内の流体は環状ゴム栓１２０によりネ
ジ頭１２１側へは漏れない構造となっている。１２２は
オイルリングである。中空管１１８内の右上側には、通
気性環状体１０１の穿孔１０１ｂの下側に設けられた流
体窪み１０１ｅに連通する円筒状流体通路１２３が設け
られている。

【００３３】ユニバ−サルチャックの取付板１００上に
基板を載せ、径が小さいウエハを研削砥石で研削または
研磨パッドで研磨する際は、ネジ頭１２１を回転してロ
ッドをフランジの中心方向に移動させ、開閉弁１１９が
弁座１１７と当接させて流体室１１５との連絡を遮断す
ると、流体室１１５内の流体は中空管１１８内への侵入
が妨げられる。即ち、真空ポンプにより通気性環状体１
０１の凹部空所１０１ｃ、フランジ１１２の円筒状空所
１１３が減圧されると、ポ−ラスセラミック製円板１０
２は減圧されるが、環状体１０１には減圧が作用しな
い。

【００３４】大きい径のウエハを研削または研磨する際
は、ネジ頭１２１を逆回転してロッドを弁座１１７から
後退移動させ、開閉弁１１９が弁座１１７から離れると
流体室１１５と中空管１１８が連通し、流体室１１５内
の流体は中空管１１８内へ侵入する。即ち、真空ポンプ
により通気性環状体１０１の凹部空所１０１ｃ、フラン
ジ１１２の円筒状空所１１３が減圧されると、ポ−ラス
セラミック製円板１０２および環状体１０１共に減圧さ
れる。

【００３５】通気性環状体１０１の凹部空所１０１ｃ、
フランジ１１２の円筒状空所１１３への流体（純水、バ
キュ−ム空気）の供給は、前記中空スピンドル３２内に
挿入したパイプ１２４を介し、このパイプにロ−タリ−
ジョイント１２６ａ，１２６ｂを介して接続されるパイ
プ１２５を介して行なう。パイプ１２５の途中には切り
替え弁１２７があり、図示されてはいないが一方はタン
ク内に貯蔵される純水をポンプによりパイプ１２５に供
給するパイプ１２８と、図示されていないバキュ−ムポ
ンプに接続されているパイプ１２９に分岐している。

【００３６】研削装置は、前述の図４に示した研削装置
は勿論、市販の裏面研削装置、例えば株式会社 岡本工
作機械製作所のＧＮＸ（商品名）シリ−ズ、ＧＮＸ−Ｐ
（商品名）シリ−ズ（特開平１１−３０７４８９号、株
式会社東京精密のＰＧ（商品名）シリ−ズ等のように、
インデックステ−ブルに３基乃至４基のチャックテ−ブ
ルを備え、このチャックテ−ブル上に第１研削ヘッドと
第二研削ヘッドを設け、インデックステ−ブルを基板ロ
−ディングゾ−ン、第１研削ゾ−ン、第二研削ゾ−ンお
よびアンロ−ディングゾ−ンに振り分けたインデックス
タイプの研削装置のチャックテ−ブルを本発明のウエハ
取付板を備えたユニバ−サルチャックに変更したものも
使用できる。

【００３７】上記に述べたユニバ−サルチャック機構
は、弁座を弁により開閉する構造のユニバ−サルチャク
であるが、ウエハ取付板の構造が本発明の非通気性セラ
ミックを素材とした環状体の環状部に上下方向に多数の
通気孔を穿孔した通気性環状体（ａ）の中央に設けられ
た凹部空所の段内に、該通気性環状体と軸心を同一と
し、かつ、表面高さを同一とした通気性ポ−ラスセラミ
ック製円板（ｂ）を嵌挿した構造のユニバ−サルチャッ
ク用ウエハ取付板であれば、流体の切り替え機構は前述
した特許公報（特公平２−４６３３１号、特開平３−３
２５３７号、同８−１４６４号、同８−１４８５４８
号、同９−１７４３６４号、特開２０００−１５８２６
８号、同２０００−２３２０８３号）に開示されるよう
に、所望とするウエハ径に応じて仕切られた部室の通気
切り替え弁を作業者が作動させる構造のチャック機構に
しても、所望とするウエハ径に応じて仕切られた部室の
通気切り替え弁が自動的に作動する構造のチャック機構
であってもよい。

【００３８】基板の裏面研削は、基板３３の裏面を上向
きとしてチャック機構のウエハ取付板１００上に載せ、
ウエハ径に応じて開閉弁１１９の開閉を行ない、ウエハ
取付板を軸承する中空スピンドル３２を減圧して基板を
取付板１００に保持し、中空スピンドル３２をモ−タ１
０で水平方向に回転させることにより前記取付板１００
２に保持された基板を水平方向に回転させつつ、研削液
を研削液供給管５９または供給ノズル９３より基板表面
に供給しつつカップホイ−ル型砥石５０を該砥石の刃先
５５が前記基板の略中心点を通過するようにスピンドル
３８を回転させてカップホイ−ル型砥石５０を基板面上
で摺動させて基板表面を研削する。

【００３９】中空スピンドル３２の回転数は、３０〜３
００ｒｐｍ、スピンドル３８の回転数は１，０００〜
４，０００ｒｐｍが好ましい。

【００４０】基板の研磨のときは、加工具としてカップ
ホイ−ル型砥石５０の替わりにスピンドルに研磨パッド
を軸承した研磨装置を用いる。研磨パッドに用いる研磨
布素材としては、ポリウレタン、ポリエステル、ポリビ
ニルアルコ−ル、ポリアミド、セルロ−ス系繊維等の不
織布、フェルト、樹脂発泡シ−ト状物が用いられる。

【００４１】

【実施例】実施例１ 半導体基板として、厚みが約２２０μｍ、直径が３００
ｍｍ（１２インチ）のシリコンウエハ表面に、縦２０ｍ
ｍ、横２０ｍｍ角のデバイスパタ−ン複数をダイサ−幅
２００μｍ、ダイサ−溝深さ１０μｍで格子状に仕切っ
たデバイスパタ−ンを有する半導体基板の前記デバイス
パタ−ン面に保護フィルムを貼着したものを用いた。

【００４２】裏面研削装置として、図１〜図３に示す８
インチと１２インチ兼用のユニバ−サルチャック機構
（高さ１４ｍｍの円板１０２は８０番α−アルミナを主
体とするポ−ラスセラミックチャック、高さ３４ｍｍの
環状体１０１は０．５ｍｍの穿孔を多数施したα−アル
ミナを主体とするセラミック製）と、図４に示す砥石ヘ
ッド構造を持つ株式会社 岡本工作機械製作所の裏面研
削盤ＧＮＸ３００（商品名）の砥石カバ−に取り付けた
支持部材にアルミナ粒子素焼きのセラミック製液切り堰
９０をボルトで固定した研削装置を用いた。液切り堰の
弧状溝の寸法は、裏面研削当初、該溝の側壁がカップホ
イ−ル型砥石の刃先の側面より１００μｍ、溝の底部が
刃先の下面より２００μｍ離れている寸法で、弧状溝幅
は１５ｍｍである。半導体基板の裏面シリコン層の取り
代は、１７０μｍと設定した。

【００４３】前記半導体基板を、該保護フィルムがユニ
バ−サルチャックの取付板面に当接するように半導体基
板を載せ、開閉弁を弁座から離し、中空スピンドル３２
を減圧して半導体基板をチャック固定した。ついで、中
空スピンドルを１００ｒｐｍで回転させることにより半
導体基板を水平方向に回転させ、直径３００ｍｍ径のカ
ップホイ−ル型砥石を軸承するスピンドル３８を３００
０ｒｐｍで回転させつつ、下降させてカップホイ−ル型
砥石の刃先が半導体基板の中心点を通過する位置で半導
体基板のシリコン基板に当接させ、半導体基板表面に研
削液を外部研削液供給機構９３より４リットル／分の割
合で供給しつつ、液切り堰で刃先に付着した液を切りな
がら基板の裏面研削を行なった。

【００４４】約１７０μｍ厚のシリコン層剥離の裏面研
削が終了したら、スピンドルを上昇させてカップホイ−
ル砥石を半導体基板面より遠ざけ、ついで、中空スピン
ドルの回転ならびに減圧を止め、中空スピンドル３２に
加圧純水を供給して半導体基板のチャック離れを容易と
した。

【００４５】チャック上の半導体基板を搬送パッドに吸
着し、洗浄機構に搬送し、洗浄機構でスピン洗浄、スピ
ン乾燥し、ついで搬送ロボットで研磨装置に付属の図２
に示すユニバ−サルチャック機構のウエハ取付板上に搬
送した。開閉弁を弁座から離し、中空スピンドル３２を
減圧して５０μｍ厚の半導体基板をチャック固定した。

【００４６】ついで、中空スピンドルを１００ｒｐｍで
回転させることにより半導体基板を水平方向に回転さ
せ、直径２００ｍｍ径の研磨パッドを軸承するスピンド
ルを１００ｒｐｍで回転させつつ下降させて研磨パッド
を半導体基板のシリコン基板に１００ｇ／ｃｍ^２の圧力
で当接させ、研磨パッドを２２ｍｍ幅円弧状にオシレ−
ション揺動させつつ、半導体基板表面に研磨液をノズル
より１０リットル／分の割合で供給しつつ研磨を行な
い、厚み２０μｍ基板より取り去った。

【００４７】研磨後、スピンドルを上昇させて研磨パッ
ドを半導体基板面より遠ざけ、ついで、中空スピンドル
の回転ならびに減圧を止め、切替弁を廻し、中空スピン
ドル３２に加圧純水を供給して半導体基板のチャック離
れを容易とした。得られた厚み３０μｍの半導体基板を
ロボットで洗浄装置に搬送し、純水で洗浄、ついでスピ
ン乾燥した。

【００４８】上記の半導体基板１００枚の裏面研削・裏
面研磨を同様にして２００枚連続して行なったが、半導
体基板が破損したものは皆無であった。また、研削条痕
は見受けられなく、いずれも鏡面であった。

【００４９】実施例２ 半導体基板として、厚みが約１５０μｍ、直径が２００
ｍｍのシリコンウエハ表面に、縦２０ｍｍ、横２０ｍｍ
角のデバイスパタ−ン複数をダイサ−幅２００μｍ、ダ
イサ−溝深さ１０μｍで格子状に仕切ったデバイスパタ
−ンを有する半導体基板の前記デバイスパタ−ン面に保
護フィルムを貼着したものを用いた。

【００５０】裏面研削装置および研磨装置として、実施
例１で用いた研削装置のカップホイ−ル型砥石として直
径２００ｍｍのカップホイ−ル型砥石を用い、直径１２
０ｍｍの研磨パッドを用いる外、およびユニバ−サルチ
ャック機構の弁を弁座に当接させる外は同様にして半導
体基板の裏面シリコン層を研削および研磨した。研削の
取り代は１１０μｍ、研磨の取り代は、１０μｍと設定
した。得られた厚み３０μｍの半導体基板に破損はなか
った。

【００５１】上記の半導体基板１００枚の裏面研削・研
磨を同様にして１００枚連続して行なったが、半導体基
板が破損したものは皆無であり、加工面には研削条痕が
見受けられなく、いずれも鏡面であった。

【００５２】

【発明の効果】本発明のユニバ−サルチャック用ウエハ
取付板は、非通気性セラミックを素材とした環状体の環
状部に上下方向に多数の通気孔を穿孔した通気性環状体
（ａ）の中央に設けられた凹部空所の段内に、該通気性
環状体と軸心を同一とし、かつ、表面高さを同一とした
通気性ポ−ラスセラミック製円板（ｂ）を嵌挿した構造
とすることにより、ウエハ取付板の洗浄が容易であり、
また、圧力流体の通気性を中央のポ−ラスセラミック円
板の通気性より高くすることができ、中空管からの加圧
純水の噴射供給によりウエハ外周部の剥離がウエハ中央
部の剥離と同時か、または速くすることができ、ウエハ
取付板からの極薄ウエハ剥離時の破損が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のユニバ−サルチャックのウエハ取付板
を上方側より見た平面図である。

【図２】ウエハ取付板の底面側から見た平面図である。

【図３】ウエハ取付板を備えたチャック機構の断面図で
ある。

【図４】平面研削装置の部分正面図である。

【図５】ユニバ−サルチャックの部分断面図である。
（公知）

【符号の説明】

１００ ユニバ−サルチャック用ウエハ取付板 １０１ 通気性環状体 １０１ａ 環状体の環状部 １０１ｂ 通気孔 １０１ｃ 環状体の凹部空所 １０１ｄ 環状体の段 １０２ 通気性ポ−ラスセラミック製円板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非通気性セラミックを素材とした環状体
   の環状部に上下方向に多数の通気孔を穿孔した通気性環
   状体（ａ）の中央に設けられた凹部空所の段内に、該通
   気性環状体と軸心を同一とし、かつ、表面高さを同一と
   した通気性ポ−ラスセラミック製円板（ｂ）を嵌挿した
   構造のユニバ−サルチャック用ウエハ取付板。
2. 【請求項２】 通気性環状体（ａ）のセラミック素材と
   通気性ポ−ラスセラミック製円板（ｂ）のセラミック素
   材とがα−アルミナであり、通気性ポ−ラスセラミック
   製円板（ｂ）は、８０番または１００番のＪＩＳ篩を通
   過したα−アルミナ粒を燒結したものであり、通気性環
   状体（ａ）の通気孔の直径は０．３〜１．０ｍｍである
   ことを特徴とする、請求項１に記載のユニバ−サルチャ
   ック用ウエハ取付板。