JP2711424B2 - ウエーハ研削用吸着盤 - Google Patents

ウエーハ研削用吸着盤

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ウエーハの表面を研削
する研削装置において、ウエーハを真空吸着してこれを
保持するウエーハ研削用吸着盤に関する。
【0002】
【従来の技術】斯かる吸着盤の従来例を図3に示す。即
ち、図3は従来の吸着盤101の縦断面図であり、同図
において、110は通気性を有するポーラスセラミック
等から成る円板状の吸着プレートであって、これはその
外周面に無機ガラス接着剤を塗布された状態で保持リン
グ102に嵌め込まれて該保持リング102に接着固定
されている。尚、保持リング102は非通気性の緻密セ
ラミック等で構成されている。
【0003】又、111は不図示の回転テーブル上に固
定された円板状のロータプレートであって、該ロータプ
レート111上には、間に非通気性緻密セラミック等か
ら成る円板状プレート103を介在させて、前記保持リ
ング102がボルト或いはボルトと接着剤によって結着
されている。尚、円板状プレート103及びロータプレ
ート111の各中心部には真空孔104が穿設されてお
り、吸着プレート110は真空孔104を介して不図示
の真空源に連結されている。
【0004】而して、上記構成を有する吸着盤101に
おいては、吸着プレート110が前記真空孔104を介
して不図示の真空源によって真空引きされると、該吸着
プレート110上にはウエーハWが真空吸着されて保持
される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
吸着盤101は、保持リング102、円板状プレート1
03及びロータプレート111を結着して成る三層構造
を有しているため、保持リング102と円板状プレート
103の合せ面a及び円板状プレート103とロータプ
レート111の合せ面bに密着不良に起因する僅かな隙
間が発生する。
【0006】而して、ウエーハWを真空吸着すると、該
ウエーハWを介して吸着プレート110には約1Kg/
cm2 の大気圧が作用するため、該吸着プレート110
が前記合わせ面a,bに発生する隙間或いは自身の内部
変形によって0.1〜1μmのオーダーで凹状に撓み変
形し、斯かる吸着プレート110に吸着保持されたウエ
ーハWを高精度研削すると、吸着プレート110の凹状
に変形した部分でのウエーハWの厚さは少なくとも吸着
プレート110の凹状変形量だけ厚くなり、ウエーハW
の平坦度(TTV)を高く保つことができないという問
題が発生する。そして、この問題は特にウエーハWの径
が大きいと顕著である。尚、従来はロータプレート11
1はSUS等で構成され、これと円板状プレート103
との材質が異なっていたため、両者の熱膨張差に起因し
てこれらの合せ面bには密着不良が生じ易かった。
【0007】又、吸着プレート110は、無機ガラス接
着剤によってその外周部が保持リング102の内周部に
接着されるが、該吸着プレート110は前述のように通
気性を有するポーラスセラミック等で構成されるため、
吸着プレート110の外周部及び/又は保持リング10
2の内周部に無機ガラス接着剤を塗布して該吸着プレー
ト110を接着せしめる際、同接着剤の一部は吸着プレ
ート110の外周部より径の中心方向に浸透するため、
塗布した無機ガラス接着剤の全てが吸着プレート110
の接着に寄与しない。このため、吸着プレート110と
保持リング102の間に接着不良による緩みが生じ、こ
の状態の吸着盤101を用いてウエーハWを研削する
と、ウエーハWが振れて高精度な研削ができなくなり、
ウエーハWの平坦度が悪くなる。尚、研削中、ウエーハ
Wの周辺に印加される応力や発熱によって、吸着プレー
ト110の接着部が破壊される場合も上記と同様の問題
が発生することは言うまでもない。従って、例えば非耐
熱性の有機質接着剤を使用するのは問題がある。
【0008】又、吸着プレート110の外周部より径の
中心方向に浸透した無機ガラス接着は固化することによ
って非通気部を形成する。従って、吸着プレート110
の非通気部を除く通気部の外径がウエーハWの外径より
も小さい場合には、ウエーハWの外周部が吸着プレート
110の通気部から外方へはみ出てこの部分が十分吸着
されず、はみ出た部分がより多く研削され、ウエーハW
の外周部がリング状に薄くなって該ウエーハWの平坦度
を高く保つことができないという問題が発生する。
【0009】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、大口径のウエーハを吸着して
も微小変形を生じず、ウエーハの高平坦度な研削を可能
ならしめるウエーハ研削用吸着盤を提供することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、中央部に円形凹部を有し、該円形凹部に複数の
環状溝と該環状溝を連通せしめる放射線状の溝を形成し
て成る非通気性の一体型ハウジングの前記円形凹部内
に、予めその外周部の一定幅に流動性の無機ガラス接着
剤を浸透せしめた後にこれを固化することによってガラ
ス浸透固化部を形成して成る、通気性を有する円板状吸
着プレートを、その外周部及び/又は前記一体型ハウジ
ングの内周部に無機ガラス接着剤を塗布した状態で嵌め
込んでこれを接着固定し、前記ハウジングをこれと同材
質の非通気性ロータプレート上に着脱自在に結着してウ
エーハ研削用吸着盤を構成したことを特徴とする。
【0011】又、本発明は、前記吸着プレートのガラス
浸透固化部を除く通気性部の外径Dpを、ウエーハ外径
Dwよりも大きく(Dp>Dw)設定したことをその特
徴とする。
【0012】
【作用】本発明に係る吸着盤は、一体型ハウジングとロ
ータプレートを結合して成る二層構造を構成し、従っ
て、合せ面としてはハウジングとロータプレートとの合
せ面の1つだけとなり、しかも、ハウジングとロータプ
レートとは同材質で構成されるため、両者の熱膨張差に
よる接着不良が発生せず、真空吸着時にウエーハを介し
て吸着プレートに約1Kg/cm2 の大気圧が作用して
も、吸着プレートの変形が防がれ、ウエーハはその表面
が均一に研削されてその平坦度が高く保たれる。
【0013】又、吸着プレートの外周部には予めガラス
浸透固化部が形成されているため、該吸着プレートのハ
ウジングへの嵌め込み時に塗布された無機ガラス接着剤
の吸着プレートへの浸透がガラス浸透固化部によって阻
止され、吸着プレートの外周面部及び/又はハウジング
の内周部に塗布された無機ガラス接着剤はその全てが接
着に供される。従って、吸着プレートは、その外周がハ
ウジングの凹部に均一、且つ強固に接着され、これの経
時的な接着不良が防がれ、これによってもウエーハの平
担度が高く保たれる。
【0014】更に、吸着プレートの通気部の外径Dpは
ウエーハ外径Dwよりも大きく(Dp>Dw)設定され
ているため、ウエーハはその全てが吸着プレートの通気
部に十分吸着され、該ウエーハは、たとえその直径が大
きくても、表面が均一に研削されて高い平坦度を保つこ
とができる。
【0015】
【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
【0016】図1は本発明に係るウエーハ研削用吸着盤
の縦断面図、図2は該吸着盤を構成するハウジングの平
面図である。
【0017】図1に示す吸着盤1において、2はその中
央部に円形凹部3を形成して成る皿状の一体型ハウジン
グであって、該ハウジング2は例えばAl23 系緻密
セラミック等の非通気性材料で構成されている。そし
て、このハウジング2の中心部には真空孔4が穿設され
ており、凹部3の底面上には、図2に示すように、前記
真空孔4を中心とする同心円状の複数の環状溝5,6,
7と真空孔4から径方向外方に放射状に延びる複数の溝
8が形成されており、環状溝5,6,7は溝8によって
互いに連通せしめられている。又、ハウジング2の外周
部には、複数のボルト孔9が穿設されている。
【0018】而して、上記ハウジング2の凹部3には、
例えばAl23 系ポーラスセラミック等の通気性材料
で構成された円板状の吸着プレート10が嵌め込まれて
接着されているが、この吸着プレート10の凹部3への
嵌め込み接着は次の要領でなされる。
【0019】即ち、吸着プレート10の外周部には予め
無機ガラス接着剤が浸透固化されて非通気性のガラス浸
透固化部(非通気部)10aが形成されており、該吸着
プレート10は、その外周部及び/又はハウジング2の
接合される内周部に流動性の無機ガラス接着剤を塗布し
た状態でハウジング2の凹部3内に嵌め込まれ、その後
加熱による焼結によって両部材は強固に接着される。
尚、吸着プレート10において、その外周部に形成され
た前記ガラス浸透固化部10aを除く通気部10bの外
径Dpは、ウエーハ外径Dwよりも大きく(Dp>D
w)設定されている(図1参照)。
【0020】ここで、吸着プレート10をハウジング2
に接着するための上記無機ガラス接着剤としては、下記
のものを使用し得る。 常温乃至は300℃以下の比較的低温での接着が可能
な無機ガラス接着剤であって、無機バインダーに、必要
に応じて硬化剤や充填剤を添加して使用される。水ガラ
スを代表とする珪酸アルカリ系の他、リン酸塩系、シリ
カゾル系等の各種接着剤がある。 融点が400〜500℃程度の低融点ガラスで、Pb
Oを添加した低融点ガラスが代表例である。セラミック
界面ではセラミック粒界のガラス成分、金属界面ではそ
の金属酸化物の層が、低融点ガラスとそれぞれ化学結合
して良好な接着が得られる。 融点800℃以上の高融点ガラスを接着剤とするもの
で、高融点酸化物ソルダーとも呼ばれる。該接着剤によ
る接着は、酸化物ガラスとセラミック結晶とが共融物若
しくはガラス結合を形成することによって果たされる。
高融点酸化ガラスの素材としては、SiO2 やCaO、
Al23 を主成分とするものが用いられる。
【0021】本実施例では、無機ガラス接着剤として、
SiO2 約50%とAl23 約10%、その他CaO
とBaOを添加した高融点酸化物ガラス剤を水で混練
し、これをポーラスセラミックから成る円板状の吸着プ
レート10の外周部に塗布して乾燥後、1000℃以上
の温度で熱処理することによりガラス浸透固化部10a
を形成させる第1段階の前処理と、該前処理を行なった
吸着プレート10の外周部及び/又はハウジング2の内
周部に、同接着剤を塗布した後、ハウジング2内に吸着
プレート10を嵌め込んだものを乾燥後に熱処理し、両
部材を強固に接合せしめる第2段階の工程によって、吸
着プレート10がハウジング2に接着される。
【0022】一方、図1において、11は回転テーブル
12上に固定された円板状のロータプレートであって、
これは前記ハウジング2と同材質の非通気性材料(Al
23 系緻密セラミック等)で構成されている。そし
て、このロータプレート11の中心には、前記真空孔4
に連通する真空孔13が穿設されており、又、該ロータ
プレート11上の大小異径のピッチ円上には複数のネジ
孔14,15,16が形成されている。
【0023】而して、上記ロータプレート11上には、
前記ハウジング2がこれのボルト挿通孔9に挿通する複
数のボルト17によって着脱可能に結着されており、こ
れによって本発明に係る吸着盤1が構成されている。
【0024】ところで、一体化されたハウジング2と吸
着プレート10のユニットは、吸着すべきウエーハWの
サイズによって数種類のサイズのものが用意されてお
り、ウエーハWのサイズが変われば、そのサイズに応じ
たハウジング2と吸着プレート10のユニットが選択さ
れてこれがロータプレート11上に取り付けられる。こ
のとき、ボルト17はロータプレート11に形成された
前記ネジ孔14,15,16の中の適切なもの(図示例
では、ネジ孔14)に螺合する。
【0025】而して、本実施例に係る吸着盤1において
は、吸着プレート10が真空孔4,13を介して不図示
の真空源によって真空引きされると、該吸着プレート1
0上にはウエーハWが真空吸着されて保持され、該ウエ
ーハWはその上面が研削される。
【0026】以上において、本実施例に係る吸着盤1に
おいては、従来の保持リング102と円板状プレート1
03(図3参照)を一体化してハウジング2を構成した
ため、該ハウジング2とロータプレート11を結合して
成る二層構造を構成し、従って、合せ面としてはハウジ
ング2とロータプレート11との合せ面Aの1つだけと
なり、しかもハウジング2とロータプレート11とは同
材質で構成されるため、両者の熱膨張差による接着不良
が発生せず、真空吸着時にウエーハWを介して吸着プレ
ート10に約1Kg/cm2 の大気圧が作用しても、吸
着プレート10の変形が防がれ、ウエーハWはその表面
が均一に研削されてその平坦度が高く保たれる。
【0027】又、吸着プレート10の外周部には予めガ
ラス浸透固化部10aが形成されているため、該吸着プ
レート10のハウジング2への嵌め込み時に塗布された
無機ガラス接着剤の吸着プレート10への浸透がガラス
浸透固化部10aによって阻止され、接合面に塗布され
た無機ガラス接着剤はその全てが接着に供される。従っ
て、吸着プレート10は、その外周部がハウジング2の
内周部に均一、且つ強固に接着され、これの経時的な接
着不良が防がれ、これによってもウエーハWの平担度が
高く保たれる。
【0028】更に、前述のように、吸着プレート10の
通気部10bの外径Dpはウエーハ外径Dwよりも大き
く(Dp>Dw)設定されているため、ウエーハWはそ
の全てが吸着プレート10の通気部10bに十分吸着さ
れ、該ウエーハWは、たとえその直径が大きくても、表
面が均一に研削されて高い平坦度を保つことができる。
【0029】
【発明の効果】以上の説明で明らかな如く、本発明によ
れば、中央部に円形凹部を有し、該円形凹部に複数の環
状溝と該環状溝を連通せしめる放射線状の溝を形成して
成る非通気性の一体型ハウジングの前記円形凹部内に、
予めその外周部の一定幅に流動性の無機ガラス接着剤を
浸透せしめた後にこれを固化することによってガラス浸
透固化部を形成して成る、通気性を有する円板状吸着プ
レートを、その外周部及び/又は前記一体型ハウジング
の内周部に無機ガラス接着剤を塗布した状態で嵌め込ん
でこれを接着固定し、前記ハウジングをこれと同材質の
非通気性ロータプレート上に着脱自在に結着してウエー
ハ研削用吸着盤を構成したため、大口径のウエーハを吸
着しても吸着盤に微小変形が生じず、ウエーハの高平坦
度な研削が可能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るウエーハ研削用吸着盤の縦断面図
である。
【図2】ハウジングの平面図である。
【図3】従来のウエーハ研削用吸着盤の縦断面図であ
る。
【符号の説明】
1 ウエーハ研削用吸着盤 2 ハウジング 3 凹部 5〜7 環状溝 8 溝 10 吸着プレート 10a ガラス浸透固化部(非通気部) 10b 通気部 11 ロータプレート W ウエーハ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中央部に円形凹部を有し、該円形凹部に
    複数の環状溝と該環状溝を連通せしめる放射線状の溝を
    形成して成る非通気性の一体型ハウジングの前記円形凹
    部内に、予めその外周部の一定幅に流動性の無機ガラス
    接着剤を浸透せしめた後にこれを固化することによって
    ガラス浸透固化部(非通気性部)を形成して成る、通気
    性を有する円板状吸着プレートを、その外周部及び/又
    は前記一体型ハウジングの内周部に無機ガラス接着剤を
    塗布した状態で嵌め込んでこれを接着固定し、前記ハウ
    ジングをこれと同材質の非通気性ロータプレート上に着
    脱自在に結着して構成されることを特徴とするウエーハ
    研削用吸着盤。
  2. 【請求項2】 前記吸着プレートは、Al23 系ポー
    ラスセラミックで構成されることを特徴とする請求項1
    記載のウエーハ研削用吸着盤。
  3. 【請求項3】 前記ハウジング及びロータプレートは、
    Al23 系緻密セラミックで構成されることを特徴と
    する請求項1記載のウエーハ研削用吸着盤。
  4. 【請求項4】 前記吸着プレートのガラス浸透固化部を
    除く通気性部の外径Dpは、ウエーハ外径Dwよりも大
    きく(Dp>Dw)設定されていることを特徴とする請
    求項1記載のウエーハ研削用吸着盤。
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