JP2020179478A

JP2020179478A - チャックテーブル

Info

Publication number: JP2020179478A
Application number: JP2019085353A
Authority: JP
Inventors: 二郎現王園; Jiro Genoen
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2019-04-26
Publication date: 2020-11-05

Abstract

【課題】チャックテーブルにおいて、セルフグラインドによって保持面が低くなって限界に達したことを把握したり、また、セルフグラインドで保持面が研削されたか否かを認識できるようにしたりする。【解決手段】被加工物を保持する保持面３０ａを有し厚みがあるチャックテーブル３であって、保持面３０ａが研削されたことにより減じられた厚みに対応して保持面３０ａに厚みが減じられたことを示す標３２が現れる、チャックテーブル３。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の被加工物を保持するチャックテーブルに関する。

半導体ウェーハ等の被加工物を研削して所望の厚みまで薄化する研削装置においては、研削装置のチャックテーブルの保持面を研削砥石で研削して、研削砥石の下面と平行な保持面を形成させるセルフグラインドを実施している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１１４３３６号公報

上記のセルフグラインドをする度にチャックテーブルの保持面は低くなっていく。また、セルフグラインドは、保持面に研削砥石を当接させて実施しているが、装置設定、即ち、研削手段の研削送り高さの設定によっては研削砥石が保持面に接触しないでセルフグラインドが完了してしまうことがある。

よって、チャックテーブルにおいては、セルフグラインドによって保持面が低くなって限界に達したことを把握したり、また、セルフグラインドで保持面が研削されたか否かを認識したりしたいという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、被加工物を保持する保持面を有し厚みがあるチャックテーブルであって、該保持面が研削されたことにより減じられた厚みに対応して該保持面に厚みが減じられたことを示す標が現れる、チャックテーブルである。

被加工物を保持する保持面を有し厚みがある本発明に係るチャックテーブルは、保持面が研削されたことにより減じられた厚みに対応して保持面に厚みが減じられたことを示す標が現れることで、チャックテーブルの保持面が研削された量を作業者による目視や撮像手段による撮像で確認することが可能となり、セルフグラインドによって保持面が低くなって限界に達したことを把握したり、また、セルフグラインドで保持面が研削されたか否かを把握したりできるようになる。

標が逆円錐状の外形を備えるチャックテーブルの分解斜視図である。標が逆円錐状の外形を備えるチャックテーブルをセルフグラインドする場合を説明する斜視図である。標が逆円錐状の外形を備えるチャックテーブルをセルフグラインドする場合を説明する側面図である。図４（Ａ）は、標が逆円錐状の外形を備えるチャックテーブルをセルフグラインドした後の保持面を説明する斜視図である。図４（Ｂ）は、標が逆円錐状の外形を備えるチャックテーブルの保持面をセルフグラインドした後の状態を説明する側面図である。図５（Ａ）は、標が斜円柱状の外形を備えるチャックテーブルのセルフグラインド前の保持面を説明する斜視図である。図５（Ｂ）は、標が斜円柱状の外形を備えるチャックテーブルの保持面をセルフグラインドする前の状態を説明する側面図である。図６（Ａ）は、標が斜円柱状の外形を備えるチャックテーブルのセルフグラインド後の保持面を説明する斜視図である。図６（Ｂ）は、標が斜円柱状の外形を備えるチャックテーブルの保持面をセルフグラインドした後の状態を説明する側面図である。図７（Ａ）は、３つの標がそれぞれ環状壁の外側面から内側面に向かって延びるように配設されたチャックテーブルのセルフグラインド前の保持面を説明する斜視図である。図７（Ｂ）は、３つの標がそれぞれ環状壁の外側面から内側面に向かって延びるように配設されたチャックテーブルの保持面をセルフグラインドする前の状態を説明する側面図である。図８（Ａ）は、３つの標がそれぞれ環状壁の外側面から内側面に向かって延びるように配設されたチャックテーブルのセルフグラインド後の保持面を説明する斜視図である。図８（Ｂ）は、３つの標がそれぞれ環状壁の外側面から内側面に向かって延びるように配設されたチャックテーブルの保持面をセルフグラインドした後の状態を説明する側面図である。図９（Ａ）は、長さの異なる５つの標がそれぞれ環状壁の上面から厚み方向に延びるように配設されたチャックテーブルのセルフグラインド前の保持面を説明する斜視図である。図９（Ｂ）は、長さの異なる５つの標がそれぞれ環状壁の上面から厚み方向に延びるように配設されたチャックテーブルの保持面をセルフグラインドする前の状態を説明する側面図である。図１０（Ａ）は、長さの異なる５つの標がそれぞれ環状壁の上面から厚み方向に延びるように配設されたチャックテーブルのセルフグラインド後の保持面を説明する斜視図である。図１０（Ｂ）は、長さの異なる５つの標がそれぞれ環状壁の上面から厚み方向に延びるように配設されたチャックテーブルの保持面をセルフグラインドした後の状態を説明する側面図である。

半導体ウェーハ等の被加工物を保持する保持面３０ａを有し厚みがある本発明に係るチャックテーブル３は、例えば、被加工物を吸引保持し図示しない吸引源に連通するポーラス板３０と、ポーラス板３０を収容する凹部３１０を備えた枠体３１と、を備えている。
なお、チャックテーブル３は、例えば、ポーラス板３０を備えずに、金属やセラミック等の平滑な上面である保持面と下面とを貫通する貫通孔を備え、保持面に貫通孔に連通する複数の吸引溝が形成されており、貫通孔の下端側を吸引源に連通させて、吸引源の吸引力を保持面に伝達させることで保持面で被加工物を吸引保持するものであってもよい。

図１に示すように、ポーラス板３０は、例えば、ポーラスセラミックス、ポーラスメタル、多孔質ポリテトラフルオロエチレン、又はポーラスカーボン等で構成されており、その外形が円形状である。

枠体３１は、例えば、ステンレス等の金属又はセラミックスで構成されており、その外形が平面視円形板状に形成されている。枠体３１の上面の外周側には所定の高さの環状壁３１２が立設されており、環状壁３１２の内側の領域はポーラス板３０が収容される凹部３１０となっている。凹部３１０の直径（環状壁３１２の内径）は、例えば、ポーラス板３０の直径よりも僅かに小さく設定されており、凹部３１０にポーラス板３０が嵌合可能となっている。
枠体３１の上面の環状壁３１２の外周囲には、周方向に一定の間隔をおいて複数（例えば４５度間隔で８つ）のボルト挿通穴３１３が厚み方向（Ｚ軸方向）に向かって貫通形成されている。

ポーラス板３０の上面と枠体３１の環状壁３１２の上面とで構成されるチャックテーブル３の保持面３０ａ（図２参照）は、チャックテーブル３の回転中心を頂点とし肉眼では目視できない程度の極めて緩やかな円錐面となっている。なお、保持面３０ａは平坦面であってもよい。

チャックテーブル３は、図示しない研削装置等のテーブル基台の上面に形成されたねじ穴とボルト挿通穴３１３とを重ね合わせて、ボルト挿通穴３１３を通した固定ボルト３６８を図示しないねじ穴に螺合させ締め付けることにより、研削装置等に配設された状態になる。

図１に示すように、枠体３１の凹部３１０の底面には、枠体３１の回転中心を中心とするように形成された１条の円環状の吸引溝３１０ｃと、枠体３１の中心に重なる吸引孔３１０ｄとが形成されている。なお、枠体３１の凹部３１０に形成される吸引溝は、本実施形態に限定されるものではなく、チャックテーブル３の中心を中心とする同心円状の複数の円環状の吸引溝３１０ｃから、周方向に均等に吸引溝３１０ｃ同士を連結するように放射状に延びる連結溝がさらに形成されていてもよい。
円環状の吸引溝３１０ｃの底には、周方向に均等間隔を空けて吸引溝３１０ｃを図示しない真空発生装置等の吸引源に連通する吸引孔３１０ｅがＺ軸方向に貫通形成されている。また、枠体３１の中心に形成された吸引孔３１０ｄも、図示しない吸引源に連通している。

チャックテーブル３は、保持面３０ａが研削されたことにより減じられたチャックテーブル３の厚みに対応して保持面３０ａに厚みが減じられたことを示す標３２（しるし３２）が現れる機能を備えている。なお、図１、２に示すチャックテーブル３は、保持面３０ａがセルフグラインドされる前の状態となっている。
標３２は、例えば、枠体３１の環状壁３１２の上面から環状壁３１２の内部の所定の高さ位置まで鉛直方向（Ｚ軸方向）に延びる逆円錐状の外形であり、金属、樹脂、又はセラミック等で構成されている。標３２は、例えば、環状壁３１２の上面に埋設されており、標３２の上面と環状壁３１２の上面とは面一に形成されている。なお、標３２は、上面が露出せず、環状壁３１２内に全体が埋め込まれていてもよい。図１、２においては、標３２は、１つのみ枠体３１に配設されているが、周方向に複数配設されていてもよい。
また、標３２は、環状壁３１２の上面から環状壁３１２の内部の所定の高さ位置まで鉛直方向（Ｚ軸方向）に延びる逆円錐状の穴であってもよい。

標３２の色は、例えば、枠体３１の色とは区別可能な色（例えば、黒色）となっている。なお、標３２の形は逆円錐状に限定されるものではなく、円錐状であってもよいし、逆角錐状であってもよい。標３２の形は、例えば、円柱状であってもよく、この場合には、チャックテーブル３の厚み方向（標３２の厚み方向）において段階的に色が異なっていたり、色の濃度が変化していったりすることで、チャックテーブル３の厚みの変化を認識できるようになっていてもよい。

チャックテーブル３をセルフグラインドする図２に示す研削手段７は、図２に示すボールネジ機構等からなる研削送り手段７９によって、Ｚ軸方向に往復移動可能となっている。研削手段７は、軸方向が鉛直方向（Ｚ軸方向）である回転軸７０と、回転軸７０を回転駆動する図示しないモータと、回転軸７０の下端に接続された円形状のマウント７３と、マウント７３の下面に着脱可能に接続された研削ホイール７４とを備える。そして、研削ホイール７４は、ホイール基台７４ａと、ホイール基台７４ａの底面に環状に配設された複数の研削砥石７４ｂとを備える。
研削砥石７４ｂは、例えば、金属又はビトリファイドの結合材（ボンド材）に、ダイヤモンド、ＣＢＮ（ＣｕｂｉｃＢｏｒｏｎＮｉｔｒｉｄｅ）等の砥粒を混合・焼結等して略同一の大きさの直方体状に形成されている。なお、結合材や砥粒の種類に制限はなく、被加工物の種類等に応じて適切に選択、変更できる。

図２に示すチャックテーブル３のセルフグラインドを開始する際には、図示しない傾き調整手段によって、例えばチャックテーブル３の＋Ｙ方向の外周側を上げることにより、研削手段７の中心の回転軸７０とチャックテーブル３の中心の回転軸とを相対的に僅かな角度だけ傾けて、研削砥石７４ｂの研削面（下面）を非常に緩やかな円錐面である保持面３０ａの頂点（中心）から外周に至る面に対して平行となるように調整する。

次いで、図示しない回転手段によりチャックテーブル３を略鉛直方向（略Ｚ軸方向）の回転軸を軸として所定の回転速度で回転させる。また、研削送り手段７９により研削手段７を所定の研削送り速度で下降させつつ、研削手段７は、図３に示すように、回転軸７０を回転させることにより、研削ホイール７４を回転させ、研削砥石７４ｂで保持面３０ａを押圧しながら研削する。そして、研削砥石７４ｂは常に保持面３０ａの中心を通過しながら、保持面３０ａ全面の研削を行っていく。また、保持面３０ａに表れている標３２も同時に研削されていく。研削加工中においては、保持面３０ａと研削砥石７４ｂとの接触部位に研削水が供給されて洗浄・冷却が行われる。そして、所定時間上記研削が行われた後、研削手段７が＋Ｚ方向へと移動しチャックテーブル３から離間する。

チャックテーブル３の保持面３０ａには、保持面３０ａが上記のような研削（セルフグラインド）がされたことにより減じられた厚みに対応して厚みが減じられたことを示す研削後の標３２が現れている。図４（Ａ）、（Ｂ）に示す保持面３０ａにおける標３２の面積及び直径は、図２に示す保持面３０ａにおける標３２の面積及び直径よりも小さくなっている。
例えば、作業者がチャックテーブル３の保持面３０ａを確認したり、チャックテーブル３が配設される研削装置等に備えられた撮像手段によってチャックテーブル３の保持面３０ａが撮像されて撮像画像が形成され画像解析がされたりすることで、図２に示す研削前の保持面３０ａの標３２よりも、図４（Ａ）、（Ｂ）に示す保持面３０ａにおける標３２の面積及び直径が小さくなっていることが認識される。その結果、作業者又は研削装置等自体が、セルフグラインドによって保持面３０ａが低くなって限界に達しそうなこと、又は達したことを把握したり、また、セルフグラインドで保持面３０ａが研削されたか否かを把握したりできるようになる。

例えば、作業者又は研削装置が、保持面３０ａにおける標３２の面積又は直径とチャックテーブル３の厚みとの関係を示すデータ表を備えており、作業者又は研削装置が、保持面３０ａの標３２の面積又は直径を計測し、計測値とデータ表とからチャックテーブル３のセルフグラインド後の厚みを認識できるようになっていてもよい。例えば、研削装置は、研削前の保持面３０ａの標３２よりも保持面３０ａにおける標３２の面積及び直径が小さくなっていることを撮像画像から認識し、セルフグラインドによって保持面３０ａが低くなって限界に達しそうなこと又は達したことを把握した場合には、チャックテーブル３を交換すべきとの警告を装置スピーカーから発報又は装置モニターで表示してもよい。

チャックテーブル３は、図２、３に示す標３２の代わりに、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す標３３を備えてもよい。標３３は、例えば、枠体３１の環状壁３１２の上面から環状壁３１２の内部の所定の高さ位置まで径方向外側に向かって斜め下方に延びる斜円柱状であり、金属、樹脂、又はセラミック等で構成されている。標３３は、例えば、環状壁３１２の上面に埋設されており、保持面３０ａのセルフグラインド前において、標３３の上面と環状壁３１２の上面とは面一に形成されている。なお、標３３は、上面が露出せず、環状壁３１２内に全体が埋め込まれていてもよい。図５（Ａ）、（Ｂ）においては、標３３は、１つのみ枠体３１に配設されているが、周方向に複数配設されていてもよい。
また、標３３は、枠体３１の環状壁３１２の上面から環状壁３１２の内部の所定の高さ位置まで径方向外側に向かって斜め下方に延びる斜円柱状の穴であってもよい。

図６（Ａ）、（Ｂ）は、標３３を備えるチャックテーブル３が、先に説明したのと同様のセルフグラインドが施された後の状態を示している。チャックテーブル３の保持面３０ａには、保持面３０ａが上記のような研削（セルフグラインド）がされたことにより減じられた厚みに対応して厚みが減じられたことを示す研削後の標３３が現れている。保持面３０ａにおける標３３の位置は、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す保持面３０ａにおける標３３の位置よりも径方向外側、即ち、環状壁３１２の外周縁により近づいた状態になっている。
例えば、作業者がチャックテーブル３の保持面３０ａを確認したり、チャックテーブル３が配設される研削装置等に備えられる撮像手段によってチャックテーブル３の保持面３０ａが撮像されて撮像画像が形成され画像解析がされたりすることで、研削前の保持面３０ａの標３３よりも保持面３０ａにおける標３３の径方向位置がより外側になっていることが認識される。その結果、作業者又は研削装置等自体が、セルフグラインドによって保持面３０ａが低くなって限界に達しそうなこと又は達したことを把握したり、また、セルフグラインドで保持面３０ａが研削されたか否かを把握したりできるようになる。

例えば、作業者又は研削装置が、保持面３０ａにおける標３３の環状壁３１２における径方向位置とチャックテーブル３の厚みとの関係を示すデータ表を備えており、作業者又は研削装置が、保持面３０ａの標３３の径方向位置を計測し、計測値とデータ表とからチャックテーブル３の厚みを認識できるようになっていてもよい。

チャックテーブル３は、図２に示す標３２の代わりに、図７（Ａ）、（Ｂ）に示す複数（例えば３つ）の標３４、標３５、及び標３６を備えてもよい。標３４〜標３６は、例えば、枠体３１の環状壁３１２の外側面から環状壁３１２の内側面側に向かって延びる略円柱状または四角柱状の外形であり、金属、樹脂、又はセラミック等で構成されている。標３４〜標３６は、チャックテーブル３の厚み方向（Ｚ軸方向）において高さ位置が順に低くなるように配設されており、研削前の図７（Ａ）、（Ｂ）に示す保持面３０ａにおいては、標３４のみが保持面３０ａと面一の状態で露出している。
例えば、標３４〜標３６は、チャックテーブル３の厚み方向において互いに所定量重なっていると好ましい。

なお、標３４〜標３６はそれぞれが異なった形や、異なった色を備えてもよい。例えば、標３４は、環状壁３１２の外側面から環状壁３１２の内側面側に向かって延びる略円柱状であり、標３５は、環状壁３１２の外側面から環状壁３１２の内側面側に向かって延びる円錐状であり、標３６は、環状壁３１２の外側面から環状壁３１２の内側面側に向かって延びる逆円錐状であってもよい。
また、標３４〜標３６は、環状壁３１２の外側面から環状壁３１２の内側面側に向かって延びる円柱状又は四角柱状の穴であってもよい。

図８（Ａ）、（Ｂ）は、標３４〜標３６を備えるチャックテーブル３が、先に説明したのと同様のセルフグラインドが施された後の状態を示している。チャックテーブル３の保持面３０ａには、保持面３０ａが上記のような研削（セルフグラインド）がされたことにより、交換すべき厚み又は交換すべき厚みに近い厚みまで減じられたチャックテーブル３の厚みに対応して厚みが減じられたことを示す研削後の標３４、標３５、及び標３６が現れている。
例えば、作業者がチャックテーブル３の保持面３０ａを確認したり、チャックテーブル３が配設される研削装置等に備えられる撮像手段によってチャックテーブル３の保持面３０ａが撮像されて撮像画像が形成され画像解析がされたりすることで、標３４に加えて研削前の保持面３０ａには現れていなかった標３５及び標３６が、保持面３０ａに現れていることが認識される。その結果、作業者又は研削装置等自体が、セルフグラインドによって保持面３０ａが低くなってチャックテーブル３が使用の限界に達しそうなこと又は使用の限界に達したことを把握したり、また、セルフグラインドで保持面３０ａが研削されたか否かを把握したりできるようになる。

チャックテーブル３は、図２に示す標３２の代わりに、図９（Ａ）、（Ｂ）に示す複数（例えば５つ）の標３７、標３８、標３９、標４０、及び標４１を備えてもよい。標３７〜標４１は、環状壁３１２の上面から環状壁３１２の内部の所定の高さ位置まで鉛直方向（Ｚ軸方向）に延びる円柱状の穴であり、チャックテーブル３の周方向に均等間隔を空けて配設されている。標３７〜標４１は、チャックテーブル３の厚み方向における長さ（深さ）が順に長くなっている。図９（Ａ）、（Ｂ）に示すチャックテーブル３は、保持面３０ａがセルフグラインドされる前の状態を示している。
なお、標３７〜標４１は、チャックテーブル３の厚み方向における長さが順に長くなっていく円柱や角柱であってもよい。

図１０（Ａ）、（Ｂ）は、標３７〜標４１を備えるチャックテーブル３が、先に説明したのと同様のセルフグラインドが施された後の状態を示している。チャックテーブル３の保持面３０ａには、保持面３０ａが上記のような研削（セルフグラインド）がされたことにより減じられた厚みに対応して厚みが減じられたことを示す研削後の標３９〜標４１が現れている。即ち、研削前の保持面３０ａに現れていた標３７及び標３８が研削により消えた状態になっており、標の本数が減っている。
例えば、作業者がチャックテーブル３の保持面３０ａを確認したり、チャックテーブル３が配設される研削装置等に備えられる撮像手段によってチャックテーブル３の保持面３０ａが撮像されて撮像画像が形成され画像解析がされたりすることで、研削前の保持面３０ａの標の本数よりも保持面３０ａにおける標の本数が減っていることが認識される。その結果、作業者又は研削装置等自体が、セルフグラインドによって保持面３０ａが低くなって限界に達しそうなこと又は達したことを把握したり、また、セルフグラインドで保持面３０ａが研削されたか否かを把握したりできるようになる。

例えば、作業者又は研削装置が、図９（Ａ）、（Ｂ）に示す保持面３０ａにおける標の本数とチャックテーブル３の厚みとの関係を示すデータ表を備えており、作業者又は研削装置が、保持面３０ａの標の本数を計測し、本数とデータ表とからチャックテーブル３の厚みを認識できるようになっていてもよい。

本発明に係るチャックテーブル３は上記実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。また、添付図面に図示されているチャックテーブル３の各構成の形状等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。

３：チャックテーブル３０：ポーラス板３０ａ：保持面３１：枠体３１０：凹部３１０ｃ：吸引溝３１０ｄ、３１０ｅ：吸引孔３１２：環状壁３１３：ボルト挿通穴
３２：逆円錐状の標
７：研削手段７０：回転軸７３：マウント７４：研削ホイール７４ｂ：研削砥石
３３：斜円柱状の標
３４〜３６：環状壁の外側面から内側面側に向かって延びる標
３７〜４１：環状壁の上面からチャックテーブルの厚み方向に延びそれぞれ長さの違う標

Claims

被加工物を保持する保持面を有し厚みがあるチャックテーブルであって、該保持面が研削されたことにより減じられた厚みに対応して該保持面に厚みが減じられたことを示す標が現れる、チャックテーブル。