JP5493919B2 - Chuck table device and semiconductor device manufacturing method using the same - Google Patents
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Description
この発明は、被加工物を負圧により吸着固定するチャックテーブル装置及びこれを用いた加工方法に関するものである。 The present invention relates to a chuck table device for adsorbing and fixing a workpiece by negative pressure and a processing method using the same.
板状の被加工物を加工する装置において、被加工物をテーブルに固定するための方法が多々提案されている。
例えば、研削加工や研磨加工を行う際に被加工物を固定するチャックテーブルとして、静電容量型のもの、ワックス粘着式のもの、真空吸着式のものなどがある。この真空吸着式のものの中には、テーブルの被加工物の吸着面に真空（負圧）を伝達する為の穴が穿孔された形式のものと、多孔質の材料を用いて真空を伝達する形式のものとが有る。
まず、静電容量型のチャックテーブルについて説明すると、チャックテーブルと被加工物との間に異なる極性の電圧を印加し、両者の間に発生した静電気力により吸着固定するものである。
このため、被加工物が非誘電体材料である場合には、被加工物を固着するために、誘電体材料からなる保持具に固定する必要がある。
ここで、静電容量型のチャックテーブルに被加工物として薄い基板（例えば厚さ１００μｍ程度）を吸着し、所望の加工を行った後、該チャックテーブルからこの薄い基板を取り外す場合、吸着のための電圧印加を解除し、チャックテーブルと薄い基板に蓄積した電荷を除去する。すなわち、吸着のために印加した電圧を反対極性の電圧を適宜印加する。
In an apparatus for processing a plate-like workpiece, many methods for fixing the workpiece to a table have been proposed.
For example, as a chuck table for fixing a workpiece when grinding or polishing, there are a capacitance type, a wax adhesive type, a vacuum adsorption type and the like. In this vacuum adsorption type, there are a type in which a hole for transmitting a vacuum (negative pressure) is drilled on the adsorption surface of the work piece of the table, and a vacuum is transmitted using a porous material. There are some forms.
First, a capacitance type chuck table will be described. A voltage having a different polarity is applied between the chuck table and the workpiece, and the chuck table is attracted and fixed by electrostatic force generated between the two.
For this reason, when the workpiece is a non-dielectric material, it is necessary to fix the workpiece to a holder made of a dielectric material in order to fix the workpiece.
Here, when a thin substrate (for example, about 100 μm in thickness) is adsorbed on the electrostatic capacity type chuck table as a work piece, and the thin substrate is removed from the chuck table after performing desired processing, The voltage applied is released, and the charges accumulated on the chuck table and the thin substrate are removed. That is, a voltage having a polarity opposite to that applied for adsorption is appropriately applied.
しかし、被加工物の面積が大きい場合には、その全面に対して同時に均一に電荷を与える事が難しく、被加工物の領域毎に電荷量が異なってしまう。この電荷量の差は、被加工物である薄い基板にかかる応力となり、薄い基板が損傷する原因となる。
一方、ワックス粘着式のものでは、ガラス、セラミック、金属等の支持基材にワックスを溶解塗布し、被加工物である薄い基板を粘着させる。その後ワックスは冷却され薄い基板が支持基材に固定される。この支持基材を加工装置に固定することで、薄い基板が加工装置に固定される。
その後、所望の加工を行った後、薄い基板を支持基材から取り外すのであるが、ワックスを溶解除去するか、支持基材を引き剥す。引き剥しは、ワックスを溶解するよりも簡便な方法であるが、被加工物が薄い基板のように脆性基板の場合、引き剥がし時の応力が基板を損傷する原因となる。被加工物と支持基材の粘着面に残存するワックスは、洗浄等により別途除去する必要が有り、全体として工程数が格段に多くなってしまう。
それに対して、真空式チャックテーブルの場合、チャックテーブル上に載置した被加工物を、チャックテーブルの被加工物搭載面とは反対側から印加する負圧による吸着させるものである。このため、被加工物が誘電体であるか否かにかかわらず直接チャックテーブル上に吸着固定することができる。
However, when the area of the workpiece is large, it is difficult to uniformly charge the entire surface at the same time, and the amount of charge differs for each region of the workpiece. This difference in the amount of charge becomes a stress applied to the thin substrate which is a workpiece, and causes the thin substrate to be damaged.
On the other hand, in the case of a wax adhesive type, wax is dissolved and applied to a supporting base such as glass, ceramic, metal, etc., and a thin substrate as a workpiece is adhered. The wax is then cooled and the thin substrate is secured to the support substrate. By fixing the supporting base material to the processing apparatus, the thin substrate is fixed to the processing apparatus.
Then, after performing a desired process, a thin board | substrate is removed from a support base material, but a wax is dissolved and removed or a support base material is peeled off. Peeling is a simpler method than dissolving wax, but when a workpiece is a brittle substrate such as a thin substrate, the stress at the time of peeling causes damage to the substrate. The wax remaining on the workpiece and the adhesive surface of the supporting substrate needs to be removed separately by washing or the like, and the number of processes as a whole increases significantly.
On the other hand, in the case of a vacuum chuck table, the workpiece placed on the chuck table is adsorbed by a negative pressure applied from the side opposite to the workpiece mounting surface of the chuck table. For this reason, it can be directly adsorbed and fixed on the chuck table regardless of whether the workpiece is a dielectric.
ここで、真空吸着式のチャックテーブルとしては、一般的に、多数の穴を穿孔したチャック面を有する多数孔式のもの（例えば特許文献１参照）と、チャック面自体を多孔質物質で形成した多孔質式のものとが知られている。
図９は、チャックテーブルの従来例を示す図である。
図９（ａ）において、１０は被加工物としての半導体基板、７０は吸引口７１が複数設けられたチャックテーブル、７４は吸引口７１と真空ポンプ７７とを接続する配管である。以下において、チャックテーブルから真空ポンプの間を真空系と呼ぶ。チャックテーブルから真空ポンプとの間には、バルブ７５が設けられており、真空系を途中で遮断することができる。吸引口７１は、半導体基板１０が載置される領域より内側に設けられており、半導体基板１０をチャックテーブル７０に載置した後、吸引口７１から吸引する（負圧を印加する）ことによって、半導体基板１０をチャックテーブルに吸着する。
その後、所定の加工を行った後、バルブ７５を閉じ、真空ポンプ７７を切り離し、図示しないエア供給源からエアを導入し、配管７４内を大気圧あるいは陽圧として、半導体基板を取り外す。
図９（ａ）に示す多数孔式のチャックテーブルでは、吸引口７１付近に負圧力が集中するため、被加工物の吸着面にかかる吸着力が均一でない。このため、被加工物が半導体基板などの薄い基板である場合は、負圧が集中する領域が吸引によって変形してしまう。このように変形した状態で基板の研削加工や研磨加工を行うと、加工面が均一に研削（研磨）されず、加工面にディンプルが生じる原因となる。
Here, as a vacuum adsorption type chuck table, generally, a multi-hole type having a chuck surface having a large number of holes (see, for example, Patent Document 1) and a chuck surface itself formed of a porous material. A porous type is known.
FIG. 9 is a view showing a conventional example of a chuck table.
In FIG. 9A, 10 is a semiconductor substrate as a workpiece, 70 is a chuck table provided with a plurality of
Then, after performing predetermined processing, the valve 75 is closed, the
In the multi-hole chuck table shown in FIG. 9A, the negative pressure is concentrated in the vicinity of the
これに対して、多孔質式のものは、チャックテーブルの吸着面を多孔質の部材で形成し、吸着面に無数に散在する気孔を介して被加工物の吸着面に負圧を印加する（例えば特許文献２、３、４）。
図９（ｂ），（ｃ）は、多孔質式のチャックテーブルの従来例を示す図である。
図９（ｂ）において、８０は、多孔質材８１を備えたチャックテーブルである。チャックテーブルは、多孔質材８１の半導体基板１０が接する面とは反対面が露出する与圧室８３を備えており、与圧室８３は、真空ポンプ８７と配管８４で接続されている。多孔質材８１は、半導体基板１０が載置される領域より内側に設けられており、半導体基板１０をチャックテーブル８０（多孔質材８１）に載置した後、真空ポンプ８７によって与圧室８３の空気を吸引することによって多孔質材８１の半導体基板１０を載置する側とは反対側の面に負圧を印加して、半導体基板１０をチャックテーブルに吸着する。例えば、多孔質材８１の多孔質の平均気孔径は40μｍ〜50μｍである。
チャックテーブルから真空ポンプとの間には、バルブ８５が設けられており、真空系を途中で遮断することができる。
図９（ｂ）に示す例は、一般に半導体基板の研磨やダイシングなどのチャックテーブルとして多く使用されるものである。被加工物としての半導体基板の周囲に多孔質の吸着面４１が露出する箇所がないため、吸着時に半導体基板の周囲から負圧が漏洩することがない。
On the other hand, in the porous type, the suction surface of the chuck table is formed of a porous member, and a negative pressure is applied to the suction surface of the workpiece through pores scattered innumerably on the suction surface ( For example, Patent Documents 2, 3, 4).
FIGS. 9B and 9C are views showing a conventional example of a porous chuck table.
In FIG. 9B, 80 is a chuck table provided with a
A
The example shown in FIG. 9B is generally used as a chuck table for semiconductor substrate polishing or dicing. Since there is no portion where the porous adsorption surface 41 is exposed around the semiconductor substrate as the workpiece, negative pressure does not leak from the circumference of the semiconductor substrate during adsorption.
また、無数の気孔を介して吸着されるため、半導体基板は均一な吸引力によってチャックテーブルに吸着される。
図９（ｃ）は、多孔質式のチャックテーブルの他の従来例を示す図である。
図９（ｃ）において、９０は多孔質領域９１１と多孔質領域９１２からなる多孔質材９１０を備えたチャックテーブルである。
多孔質領域９１１と多孔質領域９１２は、多孔質領域９１１の外周部に多孔質領域９１２が同心円状に配置された構造となっている。内側の多孔質領域９１１の気孔は外周の多孔質領域９１２の気孔より大きく形成されている。例えば多孔質領域９１１の平均気孔径は40μｍ〜50μｍであり、多孔質領域９１２の平均気孔径は10μｍ程度である。
多孔質領域９１１は半導体基板１０が載置される領域より内側に設けられており、被加工物である半導体基板を多孔質材９１０の吸着面に吸着保持すると、平均気孔径が大きな多孔質領域９１１では負圧が効率良く被加工物に伝達し、強固な保持力が得られる。
ここで、図９（ｂ）のチャックテーブル８０に半導体基板１０を載置する際に、半導体基板１０がずれて多孔質材８１の吸着面外部に露出すると、真空が漏洩し、結果として被加工物の保持力を維持できなくなる。
Further, since the semiconductor substrate is adsorbed through innumerable pores, the semiconductor substrate is adsorbed to the chuck table by a uniform suction force.
FIG. 9C is a view showing another conventional example of a porous chuck table.
In FIG. 9C,
The porous region 911 and the
The porous region 911 is provided on the inner side of the region where the
Here, when the
図９（ｃ）の構成では、半導体基板の周辺部を比較的小さな平均気孔径の多孔質領域９１２で吸着保持しているので、吸着面９１０の一部が外部に露出しても半導体基板の吸着力が大きく低下することはない。多孔質材の平均気孔径が比較的小さくなると、外周部からの大気等の周辺気体の流入抵抗が大きいため、真空の漏洩を最小限に抑えることができる。
このように、無数の気孔を介して吸着されるため、半導体基板は均一な吸引力によってチャックテーブルに吸着される。
したがって、図９（ｂ），（ｃ）に示すような多孔質式のチャックテーブルでは、吸着面に一様に分布する無数の気孔を介して被加工物が吸着保持される為、局所的な吸引変形は起こりにくい。このため、多孔質式のチャックテーブルに半導体基板を吸着させて研削加工を行えば、ディンプルの発生を抑止することができる。
In the configuration of FIG. 9C, since the peripheral portion of the semiconductor substrate is adsorbed and held by the
Thus, since the semiconductor substrate is adsorbed through innumerable pores, the semiconductor substrate is adsorbed on the chuck table by a uniform suction force.
Therefore, in the porous chuck table as shown in FIGS. 9B and 9C, the work piece is adsorbed and held through innumerable pores uniformly distributed on the adsorption surface. Suction deformation is unlikely to occur. For this reason, generation of dimples can be suppressed by grinding the semiconductor substrate while adsorbing it to the porous chuck table.
図９（ｂ）（ｃ）のような多孔質式のチャックテーブルにおいて、被加工物を取り外すには、吸着力を与えていた負圧を解除する必要がある。チャックテーブル８０，９０と真空ポンプ１１との間に設けたバルブ８５，９５を閉塞することによって、チャックテーブルに印加されていた負圧を解除する。その後、バルブとチャックテーブルとの間に圧搾空気や窒素（不活性ガス）等の気体あるいは水等の液体などの媒体を導入して、チャックテーブルの裏面（基板の搭載面とは反対側）を大気圧に開放する。あるいは、更に媒体を導入して、陽圧を印加する。
しかし、チャックテーブル装置の可動部や配管系などの真空系の体積は、チャックテーブルの真空系の体積に比べて大きい。このため、大気開放の目的で圧搾空気や窒素等の不活性ガス、水等の液体などの媒体を導入すると、真空系内の随所に圧力バランスの乱れが生じてしまう。
例えば図９（ｂ），（ｃ）に示すチャックテーブルの与圧室８３，９５は、配管８４，９４によって真空ポンプ８７，９７に接続されている。与圧室８３，９３内の気圧を大気圧へ開放するために、上記の媒体を導入するのであるが、比較的断面積の小さい配管８４，９４から断面積の大きなチャックテーブルの与圧室８３，９３へ接続されるため、与圧室８３，９３内の配管８４，９４付近と配管から遠い部分とでは、媒体の導入直後の圧力にばらつき（圧力分布）が生じる。
In the porous chuck table as shown in FIGS. 9B and 9C, in order to remove the workpiece, it is necessary to release the negative pressure that gave the suction force. By closing the
However, the volume of the vacuum system such as the movable part of the chuck table device or the piping system is larger than the volume of the vacuum system of the chuck table. For this reason, when a medium such as compressed air, an inert gas such as nitrogen, or a liquid such as water is introduced for the purpose of opening the atmosphere, the pressure balance is disturbed everywhere in the vacuum system.
For example, the pressurizing
また。与圧室への複数の配管で接続した場合、配管内の流路抵抗の相違から、やはり与圧室への接続部分でのばらつき（圧力分布）が生じてしまう。
この圧力の分布は、多項質材８１，９１０の領域によって部分的に強さが異なる圧力となって多孔質材８１，９１０の半導体基板１０の吸着面に伝達される。
その結果、この圧力の差によって、半導体基板１０の吸着面内で、部分的な領域毎の圧力に差が生じ、この圧力の差よって発生する応力が半導体基板１０の塑性変形限界を超えて大きくなと、基板が損傷することがあった。
また、被加工物の加工後に被加工物を取り外す別の方法として、図９（ｄ）に示すように、被加工物に対向させて他の吸着体を用いる方法がある。これは、図９（ｂ）の構成に加えて、被加工物の加工面の一部または全部を覆う保持面を有する吸着機構８００を、被加工物の加工面に対向させて配置するものである。図９（ｃ）の構成にも適用が可能である。
被加工物の所望の加工が終了したら、チャックテーブル８０と真空ポンプ１１との間に設けたバルブ８５を閉塞することによって、チャックテーブルに印加されていた負圧を解除する。チャックテーブル８０と真空ポンプ１１との間に設けたバルブとチャックテーブルとの間に圧搾空気や窒素（不活性ガス）等の気体あるいは水等の液体などの媒体を導入して、チャックテーブルの裏面（基板の搭載面とは反対側）を大気圧に開放する。あるいは、さらに媒体を導入して、陽圧を印加する。
Also. When connected to the pressurizing chamber by a plurality of pipes, the difference (pressure distribution) in the connecting portion to the pressurizing chamber also occurs due to the difference in flow path resistance in the pipe.
This pressure distribution is transmitted to the adsorption surface of the
As a result, the difference in pressure causes a difference in pressure in each partial region within the adsorption surface of the
As another method of removing the workpiece after processing the workpiece, there is a method of using another adsorbent so as to face the workpiece as shown in FIG. In this configuration, in addition to the configuration shown in FIG. 9B, a
When the desired processing of the workpiece is completed, the negative pressure applied to the chuck table is released by closing the
そして、被加工物に対向して配置された吸着機構８００の吸着体８１０に、被加工物への吸着力を印加することで、被加工物をチャックテーブルから取り外す際に掛かる応力を緩和する。
ここで、被加工物に対向して配置された吸着体は、被加工物の加工面に接触していてもよいし、わずかに離れて配置してもよい。
しかしながら、被加工物の多孔質材８１への吸着面にはやはり圧力分布が生じており、吸着機構８００からの吸着力の印加を行なっても、被加工物と吸着体８１０の吸着面との間に隙間が設けられている場合には被加工物の形状的な歪みが発生する。被加工物の歪み量が該被加工物の脆性破壊限界を超えると被加工物の破損に至っていた。
また、前記吸着機構８００の吸着体８１０が被加工物に接触する場合は、吸着機構８００による圧迫や擦過のために、被加工物の加工面に損傷を与える原因となっていた。
なお、該吸着体の吸着機構として、静電気力を用いるものや真空ポンプ等に依る負圧を用いるものなどが挙げられる。図９（ｄ）の例ではチャックテーブル８０の真空系を利用している。
ところで、半導体基板１０のような脆性基板が適用される分野として、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴなどのパワー半導体がある。ＩＧＢＴでは、耐圧１８００Ｖの素子では、その厚さが１８０μｍから３００μｍ程度、耐圧が１２００Ｖの素子では、その厚さが１２０μｍから２００μｍ程度、耐圧６００Ｖの素子ではその厚さが６０μｍから９０μｍ程度である。
The stress applied when the workpiece is removed from the chuck table is alleviated by applying an adsorption force to the workpiece to the adsorption body 810 of the
Here, the adsorbent disposed opposite to the workpiece may be in contact with the processed surface of the workpiece or may be disposed slightly apart.
However, pressure distribution is still generated on the adsorption surface of the workpiece to the
Further, when the adsorbent 810 of the
Examples of the adsorption mechanism of the adsorbent include an apparatus using an electrostatic force and an apparatus using a negative pressure due to a vacuum pump or the like. In the example of FIG. 9D, the vacuum system of the chuck table 80 is used.
By the way, as a field to which a brittle substrate such as the
この様に、６０μｍ〜３００μｍ程度の薄い半導体基板を用いてＩＧＢＴを製造すると、製造工程で半導体基板に反りが生じる。半導体基板のサイズがφ６インチ基板からφ８インチ基板へと大口径化するとともに、半導体基板の反りの影響が顕著となる。
そこで、このような薄い半導体基板の製造工程での取り扱いを容易にするために、半導体基板の外周部に肉厚の所謂リブを形成したリブ構造基板が一般に応用されている。
図１０はリブ構造基板の構造を示す図である。
図１０（ａ）は、オリエンテーションフラット１１０を有する基板にリブ構造１１１を形成した例を示す図であり、図１０（ｂ）はノッチ１２０を有する基板にリブ構造１２１を形成した例を示す図である。また、図１０（ｃ）は、リブ構造基板の断面形状を示す図である。
リブ構造を形成するためには、図９（ｂ），（ｃ）に示したような多孔質式のチャックテーブルに薄化加工前の半導体基板を吸着させ、外周部分を残して、半導体基板の内側部分を坐繰り研削して、内側部分を薄化する。
図１１は、図９（ｃ）に示したチャックテーブルを用いて薄化加工を行う工程を示す図である。
In this way, when an IGBT is manufactured using a thin semiconductor substrate of about 60 μm to 300 μm, the semiconductor substrate is warped in the manufacturing process. As the size of the semiconductor substrate increases from a φ6 inch substrate to a φ8 inch substrate, the influence of the warp of the semiconductor substrate becomes significant.
Therefore, in order to facilitate handling in the manufacturing process of such a thin semiconductor substrate, a rib structure substrate in which a so-called thick rib is formed on the outer peripheral portion of the semiconductor substrate is generally applied.
FIG. 10 shows the structure of the rib structure substrate.
FIG. 10A is a view showing an example in which the rib structure 111 is formed on the substrate having the orientation flat 110, and FIG. 10B is a view showing an example in which the
In order to form the rib structure, the semiconductor substrate before the thinning process is adsorbed on the porous chuck table as shown in FIGS. Grind the inner part and thin the inner part.
FIG. 11 is a diagram showing a process of performing a thinning process using the chuck table shown in FIG.
図１１（ａ）において、例えば６００μｍ程度の半導体基板を、砥石１３０によって研削し、基板の外周部以外の部分を薄化加工し、外周部はほぼ薄化加工前の基板の厚さのまま残してリブ構造１１１，１２１とし、リブ構造基板１０’とする。図１１（ｂ）は、研削加工後の状態を示す。
研削工程の後、次の工程へ送るためには、リブ構造基板を多孔質材９１０から取り外しのために、図９（ｃ）において与圧室９３を大気圧に開放すると、前述のとおり、応力のアンバランスがリブと極薄加工領域の境界部に大きな曲げ応力となって集中する。そして、応力が集中する部位を起点として基板が損傷する。
この様なリブ構造基板の場合でも、図９（ｄ）のように、被加工物（リブ構造基板）に他の吸着機構８００を対向させて、多孔質材９１０から取り外す場合がある。この際、被加工物のチャックテーブルに吸着された面と反対面の、リブ構造部の内側で薄化された領域の一部を覆うように吸着体８１０を配置する。
この場合も吸着体８１０は、被加工物の取り外し時に導入される媒体の圧力の不均一性に基づく該被加工物の応力変形を緩和することを目的としている。しかし、吸着体８１０によって保持する領域と保持していない領域の境界部で大きな応力分布が生じ、該被加工物の破損の危険性が高くなっていた。
In FIG. 11A, for example, a semiconductor substrate having a thickness of about 600 μm is ground by a
In order to send to the next process after the grinding process, when the pressurizing
Even in the case of such a rib structure substrate, as shown in FIG. 9D, the
Also in this case, the adsorbent 810 is intended to alleviate stress deformation of the workpiece based on the non-uniformity of the pressure of the medium introduced when the workpiece is removed. However, a large stress distribution occurs at the boundary between the region held by the adsorbent 810 and the region not held, and the risk of breakage of the workpiece is high.
図９（ｂ），（ｃ）に示すチャックテーブルは、リブ構造を形成するための研削工程のみならず、リブ構造１１１，１２１が形成された側をエッチングしたり、電極膜を形成したりする工程にも適用できる。あるいは、リブ構造が形成されていない側の面に、電極膜を形成したり、切断して個片化する際にも適用することができるが、その場合は、図１１（ｃ）のごとく、多孔質材にリブの段差を吸収する凸部を設ける。
図９（ｂ），（ｃ）に示すチャックテーブルを上記のようにさまざまな各工程で用いると、チャックテーブルへの吸着と取り外しが繰り返し行われることとなり、そのたびリブと極薄加工領域の境界部に大きな曲げ応力が印加されてしまい、応力が集中する部位を起点として基板が損傷する。
本発明は、上記のように脆性材料の被加工物（例えば半導体基板など）を吸着するチャックテーブルにおいて、吸着した被加工物を損傷させることなく安全に取り外すことができるチャックテーブル装置とこれを用いた半導体装置の製造方法を提供することにある。
In the chuck table shown in FIGS. 9B and 9C, not only the grinding process for forming the rib structure but also the side on which the
When the chuck table shown in FIGS. 9B and 9C is used in various processes as described above, the chuck table is repeatedly attracted and removed, and the boundary between the rib and the ultrathin processing region each time. A large bending stress is applied to the portion, and the substrate is damaged starting from a portion where the stress is concentrated.
The present invention relates to a chuck table that can adsorb a workpiece (such as a semiconductor substrate) made of a brittle material as described above and can be safely removed without damaging the adsorbed workpiece. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device.
上記の課題を解決するため、本発明では、多孔質材で構成された吸着面に被加工物を真空吸着保持するチャックテーブル装置において、前記多孔質材を支持するとともに、該多孔質材の吸着面とは反対側の面に負圧を印加するための印加手段と、前記多孔質材と前記印加手段の間にあって前記多孔質材の反対側の面に印加される負圧を遮断する遮断手段と、を備え、前記多孔質材は、前記被加工物の前記多孔質材への接触面より大きい前記吸着面を有し、前記印加手段は、前記遮断手段の開放時には前記吸着面に前記被加工物を吸着保持できる負圧を印加する真空ポンプを有し、前記遮断手段は、支持体に均等な間隔で複数設置された開口部と、該開口部の全てを遮断するシャッターを有し、前記遮断手段のシャッターでの遮断によって、前記多孔質材の反対側の面に印加される負圧を遮断した後、前記多孔質材の吸着面の前記被加工物が載置されていない箇所から媒体を導入し、前記多孔質材の反対側の面に残留する負圧を解消することとする。
また、前記被加工物は半導体基板であり、上記のチャックテーブル装置を用い、前記多孔質材に負圧を印加して前記半導体基板を吸着して該半導体基板に半導体装置を製造する工程と、前記半導体装置を製造する工程につづいて、前記負圧を遮断し、前記半導体基板を前記チャックテーブル装置から取り外す工程を含むものとする。
In order to solve the above-described problems, in the present invention, in a chuck table device that holds a workpiece on a suction surface made of a porous material by vacuum suction, the porous material is supported and the porous material is sucked. An applying means for applying a negative pressure to the surface opposite to the surface; and a blocking means for blocking the negative pressure applied to the surface opposite to the porous material between the porous material and the applying means. And the porous material has the suction surface larger than the contact surface of the workpiece to the porous material, and the application means is disposed on the suction surface when the blocking means is opened. A vacuum pump that applies a negative pressure capable of adsorbing and holding a workpiece, and the blocking means includes a plurality of openings provided at equal intervals on the support, and a shutter that blocks all of the openings, blockade of the shutter of the shut-off means, before After blocking the negative pressure applied to the opposite surface of the porous material, the medium is introduced from the place where the workpiece is not placed on the adsorption surface of the porous material, and the opposite of the porous material The negative pressure remaining on the side surface will be eliminated.
The workpiece is a semiconductor substrate, and using the above chuck table device, applying a negative pressure to the porous material to adsorb the semiconductor substrate to manufacture the semiconductor device on the semiconductor substrate; Following the step of manufacturing the semiconductor device , the step of cutting off the negative pressure and removing the semiconductor substrate from the chuck table device is included.
本発明によれば、多孔質式真空式チャックテーブルに脆性基板を吸着した場合であっても、加工後に脆性基板を取り外す際に、基板が損傷することを防止することができる。
ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴなどのパワーデバイスの製造工程で、基板厚さを減ずるために、リブ構造化工程が採用される場合、研削機のチャックテーブルからリブ端部と薄化研削領域の境界部での亀裂や割れを抑止することができる。
According to the present invention, even when a brittle substrate is adsorbed to a porous vacuum chuck table, the substrate can be prevented from being damaged when the brittle substrate is removed after processing.
When the rib structuring process is adopted to reduce the substrate thickness in the manufacturing process of power devices such as IGBTs and MOSFETs, cracks at the boundary between the rib edge and the thinned grinding area from the chuck table of the grinding machine And cracking can be suppressed.
以下、図に沿って本発明を実施するための最良の形態を説明する。
〔実施例１〕
図１は、チャックテーブルの第１の実施例を示す図である。
図１において、２０は多孔質材１を備えたチャックテーブルである。２１は有底筒状の受台であり、受台２１の内部に連通する開口２２を備えている。図１の例では開口２２は、受台の側壁に設けられていて、開口２２は図示しない配管を介して図示しない真空ポンプへ接続されている。
２３はシャッター、２５は受台２１に連結された空間を形成する支持体、１は図示しない半導体基板を載置し吸着するための多孔質材である。支持体２５には、多孔質材１を支持するための支持部２７が形成されている。
シャッター２３は、支持部２７の多孔質材１側の空間を、図示しない真空ポンプにつながる真空系から速やかに切り離すための機構である。すなわち、真空ポンプから負圧の電圧を速やかに遮断もしくは大幅に減少させることができる程度の気密性を有するものとする。
この例では、シャッター２３に開口部２４が、支持部２７に開口部２６がそれぞれ形成され、シャッター２３の開口部２４と、支持体２５の開口部２６とはそれぞれ対応した位置に設けられており、シャッター２３を回動させて開口部２４，２６の位置を合わせたときに双方の開口部が重なり、全開となる。シャッター２３を回動自在とするために、シャッター２３と受台２１あるいは支持体２５の中心に軸を設け、図示しない回転機構に接続する。回転機構は、外部からの指令を受けてシャッター２３を回転駆動し、開口部２４，２６を全開・全閉を切り替えるものであり、回転機構自身も真空系内に設置することで、外部の大気と遮断する機構を用いればよい。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
[Example 1]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a chuck table.
In FIG. 1,
The
In this example, an
シャッター２３は、例えば、研磨されたステンレス板などで形成される。真空ポンプからの負圧によって変形せず、支持体との間で上記の気密性が確保できる程度の剛性を有し、また上記の回転動作に耐えられるものであればこれに限らない。
図２は、シャッター２３と支持体２５の開口部の関係を示す図であり、図１におけるシャッターの側から多孔質材１の方を見た状態を示す。図３は、シャッター２３と支持体２５の開口部の関係を示す断面図である。図２（ａ）は、図１において、開口部２４，２６の位置が重なっており、全開の状態を示す。図２（ａ）のＸ１−Ｘ１線の断面図を図３（ａ）に示す。すなわち、シャッター２３の側からは多孔質材１が見えている。この状態では、支持部２７の両側の空間（多孔質材１側と真空ポンプ側）が連通していて、真空ポンプによる負圧を多孔質材１へ伝達することができる。
また、図３（ａ）は、半導体基板１０を多孔質材１に吸着している様子を示す。図３には図示しない真空ポンプからの負圧が、開口部２４，２６を経由して多孔質材１に伝達する。多孔質材１は内部及び表面に無数の気孔を有しており、多孔質材１の支持部２７側から印加された負圧は、前記気孔を介して半導体基板１０の吸着面側に伝達され、半導体基板１０を多孔質材１の吸着面に均一に吸着する。
The
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the
FIG. 3A shows a state in which the
このように、半導体基板１０を多孔質材１に吸着させた状態で、図示しない半導体の製造工程を行なう。半導体の製造工程としては、半導体基板の厚さを減厚するための研削工程や、エッチング工程，電極膜を形成したりする工程などがある。
このように、半導体の製造工程（研削工程など）を経て、半導体基板１０を多孔質材１から取り外す場合は、シャッター２３を回動させる。シャッター２３の回動によりシャッター２３の開口部２４以外の部分を支持部２７の開口部に対応する位置へ移動させると、開口部が閉塞される。
図２（ｂ）は、図１において、シャッター２３の開口部２４が、支持部２７の開口部２６からずれて、全閉の状態を示す。すなわち、シャッター２３の開口部２４からは、支持部２７が見えている。図２（ｂ）のＸ２−Ｘ２線の断面図を図３（ｂ）に示す。シャッター２３の開口部２４は、支持部２７の開口部以外の部分へ移動し、シャッター２３の開口部以外の部分が、支持部２７の開口部２４の部分へ移動する。この状態では、支持部２７の両側の空間は遮断され、真空ポンプによる負圧の多孔質材１へ伝達が遮断される。
図３（ｃ）は同図（ｂ）の点線で囲んだＹの部分を拡大した断面図である。シャッター２３の移動（回動）により、支持部２７の多孔質材１側は、真空ポンプにつながる真空系から遮断され、支持体２５（支持部２７およびシャッター２３）と半導体基板１０に囲まれた非常に小さな容積となる。このとき、半導体基板１０の多孔質材１への接触面より僅かに大きい多孔質材の外周部から、点線矢印に示すように、装置周辺に存在する大気などの気体（以下、外気という）が多孔質材１へ流入する。そして、支持体２５（支持部２７およびシャッター２３）と半導体基板１０に囲まれた部分の気圧は、多孔質材１の気孔を介して徐々に流入する外気によって負圧から緩やかに上昇する。支持体２５と半導体基板１０に囲まれた部分の気圧が緩やかに上昇するのに伴い、半導体基板１０の多孔質材１への吸着圧力も徐々にかつ均一に弱まっていく。
In this manner, a semiconductor manufacturing process (not shown) is performed in a state where the
Thus, when the
FIG. 2B shows a fully closed state in which the
FIG. 3C is an enlarged cross-sectional view of a portion Y surrounded by a dotted line in FIG. Due to the movement (rotation) of the
このように、半導体基板１０の多孔質材１への吸着圧力が徐々にかつ均一に弱まっていくことにより、半導体基板１０に急激な応力印加がなく、脆性材料としての半導体基板１０の破損を防ぐことができる。
なお、図３（ｃ）の構成では、真空ポンプから負圧が印加されている状態であっても、点線矢印に示す外気の流入があるが、真空ポンプからの負圧の方が大きいため、半導体基板１０は多孔質材１に吸着されている。また、このとき、多孔質材１の外周部分を、図９（ｃ）に示すように、内側より多孔質の気孔を小さくしておくことで、半導体基板１０の吸着時における外気流入の影響を小さくすることができる。
例えば、多孔質材１としては、半導体基板１０を吸着する部分の平均気孔径を40μｍから50μｍ程度の一様なものを用いる。また、半導体基板１０の内側の領域を吸着する部分を平均気孔径40μｍから50μｍとし、半導体基板１０の辺縁部を吸着する領域を平均気孔径10μｍ程度とした２層構造（図９（ｃ））としても構わない。即ち、多孔質材の平均気孔径とその領域毎の設計は、半導体基板１０などの脆性材料からなる被加工物の材質や形状、真空によって得られる負圧の強度によって選択することができる。
また、多孔質材の材質は、セラミックス焼結体や金属粉末の焼結体などを用いることができる。この多孔質材の吸着面は、半導体基板１０などの被加工物を吸着する際に、加工物の吸着面を傷つけず、また、必要な負圧が維持できる程度に吸着できるように平坦化加工されたものを用いる。
As described above, the adsorption pressure of the
In the configuration of FIG. 3 (c), even when negative pressure is applied from the vacuum pump, there is an inflow of outside air indicated by a dotted arrow, but the negative pressure from the vacuum pump is larger. The
For example, as the
As the material of the porous material, a ceramic sintered body, a sintered body of metal powder, or the like can be used. The adsorption surface of the porous material is flattened so that the adsorption surface of the workpiece is not damaged when the workpiece such as the
図１０（ａ）〜（ｃ）に示すような、外周に凸状の部分を有するいわゆるリブ構造ウェハ（半導体基板）が被加工物の場合は、図１１に示す通り、リブ構造によるウェハ裏面の段差を解消して吸着可能とする為に、多孔質材の表面の形状をリブ形状に沿った形状に加工しておけばよい。
ここで、図３においては、多孔質材１，支持体２５（支持部２７），シャッター２３の各部材を区別して図示する都合上、各部材の間に僅かに隙間をあけて示した。実際は、真空ポンプからの負圧を多孔質材１に確実に伝達するために、各部材間は可能な限り密着させて設ける。特に、シャッター２３と支持体２５は、シャッター２３により開口部を閉塞した際に、多孔質材１への真空ポンプからの負圧の印加を速やかに遮断もしくは大幅に減少させることができる程度の気密性を有するものとする。
図３（ｄ）は、実施例１の変形例を示す図である。シャッター２３を、支持部２７の多孔質材１側に設置している。シャッター２３を回動させてシャッターを閉じた（開口部２４，２６を閉鎖した）際、真空ポンプからの負圧により、シャッター２３が支持部２７に押し付けられる。このように構成することで、シャッターと支持部との機密性を高めることができる。また、シャッターを支持部で受ける構造であるため、シャッター単体で負圧に耐える必要がなく、シャッターの剛性を軽減することができる。
When a so-called rib structure wafer (semiconductor substrate) having a convex portion on the outer periphery as shown in FIGS. 10A to 10C is a workpiece, as shown in FIG. In order to eliminate the step and enable adsorption, the surface shape of the porous material may be processed into a shape along the rib shape.
Here, in FIG. 3, the members of the
FIG. 3D is a diagram illustrating a modification of the first embodiment. The
図１，図２に示した例では、シャッター２３を円盤形状として、開口部を均等な間隔で多数設置した（図１の例では放射状に１２箇所）。開口部の数、形状はこれに限るものではない。例えば、開口部の１箇所当たりの大きさを大きくして数を減らしてもよいし、市松模様状に多数設けてもよい。ただし、同様の開口部を支持部２７にも設けるとすると、開口部の形状を複雑なものとするよりは簡単な形状とする方が好適である。
また、開口部は均等に配置した方が、多孔質材１へ印加される負圧の分布が均等になるので、偏った配置とするよりは好適である。
図１，図２に示した例では、支持体が円筒形であったので、シャッターにも円盤状のものを用い、これを回転する構成とした。図１，図２に示したように、開口部を均等に多数設置することにより、シャッター２３の回転角が少なくても、開口部を全閉とすることができる。
また、シャッターは図１，図２に示したように回転させるものに限らない。例えば、鎧戸状に複数のルーバーをその角度を変更可能に構成し、ルーバーの向きを、負圧の印加方向（真空ポンプによって引かれる気体の流動方向）に向けて全開とし、それに直行する方向に近づけて閉塞状態としてもよい。
In the example shown in FIGS. 1 and 2, the
In addition, it is preferable that the openings are arranged evenly, because the distribution of the negative pressure applied to the
In the example shown in FIGS. 1 and 2, since the support is cylindrical, a disk-shaped shutter is also used, and this is configured to rotate. As shown in FIGS. 1 and 2, the openings can be fully closed even if the rotation angle of the
Further, the shutter is not limited to the one that rotates as shown in FIGS. For example, a plurality of louvers can be configured to change the angle of a plurality of louvers in the shape of an armor door, and the direction of the louvers is fully open toward the direction of negative pressure application (the direction of gas flow drawn by the vacuum pump), and in a direction perpendicular to it. It may be close and close.
あるいは、シャッターと支持部にストライプ状のスリット（開口部）を設け、シャッターを直線的に移動させることで、開口部を全開・全閉としてもよい。
また、シャッターの開口部に対応する開口部を支持部に設けるのではなく、支持部は、単に多孔質材１を支持する構造とし、シャッターを複数枚の部材から構成して、開口部を全開・全閉としてもよい。
あるいは、図１２に示す様に、シャッターとして絞り羽を用いても良い。図１２（ａ），（ｂ）では、支持部２７の側から絞り羽２３０を見た状態で示している。図１２（ａ）は絞り羽２３０を絞った（閉じた）状態、図１２（ｂ）は絞り羽２３０を開いた状態である。状態を説明するために図１２においては、絞り羽２３０を完全に閉じる（開く）途中の状態で示している。この場合、被加工物の吸着保持に支障の無い開口面積を確保すれば、支持部の大きさは任意に設定する事が可能となる。図１２（ｃ）は、要部断面図であり、支持部２７をチャックテーブル周辺部に配した一例である。図１２の例では、開口面積を確保しつつ、多孔質材１を安定して保持することができる。なお、支持部２７は外周部に限らず、十字形に配置してよいし、格子状に配置してもよい。
上記の例において、シャッターは、研磨されたステンレス板などで形成される。真空ポンプからの負圧によって変形せず、支持体との間で上記の気密性が確保できる程度の剛性を有していればよい。
Alternatively, the opening may be fully opened and fully closed by providing a stripe-shaped slit (opening) in the shutter and the support, and moving the shutter linearly.
In addition, an opening corresponding to the opening of the shutter is not provided in the support, but the support is simply configured to support the
Alternatively, as shown in FIG. 12, diaphragm blades may be used as the shutter. 12 (a) and 12 (b), the
In the above example, the shutter is formed of a polished stainless plate or the like. What is necessary is just to have the rigidity which can ensure said airtightness between support bodies, without deform | transforming with the negative pressure from a vacuum pump.
次に、実施例１の応用例について説明する。シャッター２３を閉じて真空ポンプからの負圧を遮断した後に、空気，窒素などの不活性ガス，水などの液体（以下、総じて媒体という）を導入して半導体基板１０を多孔質材１から離脱しやすくする方法がある。
例えば、図１の受台２１と図示しない真空ポンプとの間の真空系の途中にバルブを設ける。シャッター２３の回動により、支持体２５の多孔質材１側の空間を、真空系から速やかに遮断した後、前記バルブを閉じて真空ポンプも切り離す。そして、支持体２５の多孔質材１側の空間の気圧がゆるやかに上昇してきているうちに、シャッター２３により隔絶されたシャッター２３と前記バルブとの間に、前記媒体を導入する。この媒体の導入により、シャッター２３と前記バルブとの間を大気圧あるいは弱い陽圧とする。その後、シャッター２３を再び開いて、多孔質材１の半導体基板１０を吸着する面とは反対側の面から大気圧もしくは弱い陽圧を印加する。
つまり、シャッター２３を閉じることで、半導体基板１０の吸着面を速やかに真空系から切り離し、外周部からの外気の流入で緩やかに吸着力を減じた後、シャッター２３を開いて、真空系側から大気圧あるいは弱い陽圧を印加する。
このようにすることで、半導体基板１０に急激な応力印加を避け、脆性材料としての半導体基板１０の破損を防ぐとともに、半導体基板１０を安全に取り外すまでの時間を短縮することができる。
Next, an application example of the first embodiment will be described. After closing the
For example, a valve is provided in the middle of a vacuum system between the
That is, by closing the
By doing so, it is possible to avoid abrupt stress application to the
また、半導体基板を吸着した状態での製造工程として、半導体基板の研削工程を行なうと、半導体基板の切削カスや砥粒などが、図３（ｃ）の点線矢印に沿って多孔質材に入り込んでしまう。上記の応用例によれば、多孔質材の真空系側から半導体基板を吸着する面に向かって媒体が導入される。このため、切削カスや砥粒などは、媒体の導入によって図３（ｃ）の点線矢印とは反対方向に押し出されて、多孔質材を清浄な状態に戻すことができる。特に媒体として水などの液体を用いると好適である。また、水等の液体と圧搾空気の混合体を用いてもよい。
〔実施例２〕
図４は、チャックテーブルの第２の実施例を示す図である。
図４において、３０は多孔質材１を備えたチャックテーブルである。３１は有底筒状の受台であり、多孔質材１が筒内に嵌って受台の底部で支持される。受台３１には受台の内部と外部を連通する開口３２が設けられている。図４の例では開口３２は、受台の底部に設けられていて、開口３２は配管３４を介して図示しない真空ポンプへ接続されている。受台３１の底部には溝３３が設けられていて、配管３４，開口３２を介して真空ポンプからの負圧を均等に多孔質材１に伝達する。３５は開閉バルブであり、受台３１の内部の空間を、図示しない真空ポンプにつながる真空系から速やかに切り離すための機構である。すなわち、真空ポンプからの負圧の伝達を速やかに遮断もしくは大幅に減少させることができるものとする。
In addition, when the semiconductor substrate is ground as a manufacturing process with the semiconductor substrate adsorbed, cutting residue and abrasive grains of the semiconductor substrate enter the porous material along the dotted line arrow in FIG. It will end up. According to the above application example, the medium is introduced from the vacuum system side of the porous material toward the surface that adsorbs the semiconductor substrate. For this reason, cutting waste, abrasive grains, and the like are pushed out in the direction opposite to the dotted arrow in FIG. 3C by introducing the medium, and the porous material can be returned to a clean state. It is particularly preferable to use a liquid such as water as the medium. Moreover, you may use the mixture of liquids, such as water, and compressed air.
[Example 2]
FIG. 4 is a view showing a second embodiment of the chuck table.
In FIG. 4,
そのため、開閉バルブ３５は、チャックテーブルにつながる真空系の、チャックテーブルの直近に設けることが望ましい。
被加工物である半導体基板（図示せず）を、多孔質材１上に載置して、多孔質材１を介して負圧により吸着する。このとき、開閉バルブ３５は開いていて、図示しない真空ポンプからの負圧が、開閉バルブ３５、配管３４、開口３２、溝３３を介して多孔質材１に伝達する。多孔質材１は内部及び表面に無数の気孔を有しており、多孔質材１の受台３１側から印加された負圧は、前記気孔を介して半導体基板１０の吸着面側に伝達され、半導体基板１０を多孔質材１の吸着面に均一に吸着する。そして、図示しない半導体の製造工程を行なう。半導体の製造工程としては、半導体基板の厚さを減厚するための研削工程や、エッチング工程，電極膜を形成したりする工程などがある。
このように、半導体の製造工程（研削工程など）を経て、半導体基板１０を多孔質材１から取り外す場合は開閉バルブ３５を閉じることで、開閉バルブ３５から半導体基板１０の吸着面までの空間を、真空ポンプ等で得られる真空系内の負圧から、速やかに隔絶する。その後、半導体基板１０の吸着面と開閉バルブ３５との間の空間に残存する負圧は、半導体基板１０と多孔質材１の吸着領域の外周部から大気が徐々に侵入することでやがて完全に解消される（図３（ｃ）参照）。
For this reason, it is desirable that the opening / closing
A semiconductor substrate (not shown), which is a workpiece, is placed on the
As described above, when the
図４に示すチャックテーブル３０の場合も、多孔質材１には、平均気孔径が40μｍから50μｍ程度のものを用いることができる。また、被加工物である半導体基板の内側の領域を吸着する部分を平均気孔径40μｍから50μｍとし、また、半導体基板の辺縁部の領域を吸着する部分を平均気孔径10μｍ程度とした2層構造としても構わない。即ち、この場合も、多孔質材の平均気孔径とその領域毎の設計は、被加工物の材質や形状、真空によって得られる負圧の強度に応じて選択することができる。
また、多孔質材の材質は、一般的に用いられるセラミックス焼結体や金属粉末の焼結体などでよい。多孔質材の吸着面は、被加工物を加工する際に真空が漏洩する事を防止する為に、必要な負圧が維持できる程度に平坦化加工されたものを用いる。
図４に示すチャックテーブル３０では、図１，図２に示すチャックテーブル２０に比べ構造を簡素化することが可能である。ただし、被加工物（半導体基板１０など）の吸着面から開閉バルブ３５の閉鎖弁までの空間体積が広くなり、負圧の解消迄に必要な時間は長くなる傾向がある。そのため、開閉バルブ３５を閉じた後、被加工物を破損無く安全に着脱することが可能となるまでの待機時間は長くなる。
また、図４に示した第２の実施例においても、実施例１の応用例と同様に、被加工物の脱着に際し、開閉バルブ３５を閉じて真空系と遮断した後、開閉バルブ３５と受台３１との間に、媒体を導入して半導体基板１０を多孔質材１から離脱しやすくすることができる。
Also in the case of the chuck table 30 shown in FIG. 4, the
The material of the porous material may be a commonly used ceramic sintered body or a sintered metal powder. As the adsorption surface of the porous material, a surface that has been flattened to such an extent that a necessary negative pressure can be maintained is used in order to prevent a vacuum from leaking when the workpiece is processed.
The chuck table 30 shown in FIG. 4 can be simplified in structure as compared with the chuck table 20 shown in FIGS. However, the space volume from the suction surface of the workpiece (such as the semiconductor substrate 10) to the closing valve of the opening / closing
Also, in the second embodiment shown in FIG. 4, as in the application example of the first embodiment, when the workpiece is detached, the on-off
例えば、多孔質材１側の空間の気圧がゆるやかに上昇してきているうちに、バルブ３５と受台３１との間に、前記媒体を導入する。この媒体の導入により、バルブ３５と受台３１との間を大気圧あるいは弱い陽圧として、多孔質材１の半導体基板１０を吸着する面とは反対側の面から大気圧もしくは弱い陽圧を印加する。このようにすることで、最初に開閉バルブ３５を閉じてから、被加工物（半導体基板１０）を破損無く安全に着脱するまでの待機時間を短縮することができる。
また、半導体基板を吸着した状態での製造工程として、半導体基板の研削工程を行なうと、半導体基板の切削カスや砥粒などが、図３（ｃ）の点線矢印に沿って多孔質材に入り込んでしまう。上記の応用例によれば、多孔質材の真空系側から半導体基板を吸着する面に向かって媒体が導入される。このため、切削カスや砥粒などは、媒体の導入によって図３（ｃ）の点線矢印とは反対方向に押し出されて、多孔質材を清浄な状態に戻すことができる。特に媒体として水などの液体を用いると好適である。また、水等の液体と圧搾空気の混合体を用いてもよい。
図１０（ａ）〜（ｃ）に示すような、外周に凸状の部分を有するいわゆるリブ構造ウェハ（半導体基板）が被加工物の場合は、図１１に示す通り、リブ構造によるウェハ裏面の段差を解消して吸着可能とする為に、多孔質材の表面の形状をリブ形状に沿った形状に加工しておけばよい。
For example, the medium is introduced between the
In addition, when the semiconductor substrate is ground as a manufacturing process with the semiconductor substrate adsorbed, cutting residue and abrasive grains of the semiconductor substrate enter the porous material along the dotted line arrow in FIG. It will end up. According to the above application example, the medium is introduced from the vacuum system side of the porous material toward the surface that adsorbs the semiconductor substrate. For this reason, cutting waste, abrasive grains, and the like are pushed out in the direction opposite to the dotted arrow in FIG. 3C by introducing the medium, and the porous material can be returned to a clean state. It is particularly preferable to use a liquid such as water as the medium. Moreover, you may use the mixture of liquids, such as water, and compressed air.
When a so-called rib structure wafer (semiconductor substrate) having a convex portion on the outer periphery as shown in FIGS. 10A to 10C is a workpiece, as shown in FIG. In order to eliminate the step and enable adsorption, the surface shape of the porous material may be processed into a shape along the rib shape.
〔実施例３〕
図５，図６は、チャックテーブルの第３の実施例を示す図である。
図５において、４０は多孔質材１を備えたチャックテーブルである。４１は有底筒状の受台であり、多孔質材１が筒内に嵌って受台の底部で支持される。受台４１には受台の内部と外部を連通する開口４２が複数個所に設けられている。図５の例では開口４２は、受台の底部に設けられていて、開口４２は配管４４を介して図示しない真空ポンプへそれぞれ接続されている。
受台４１の底部は、内壁４３によって複数の区画に区分されていて、この内壁４３によって区分された各区画に、開口４２がそれぞれ設けられている。この内壁４３の上面に多孔質材１が載置されて、多孔質材１と内壁４３で囲まれた個々の空間が、それぞれ開口４２，配管４４を介して、図示しない真空ポンプに接続される。
各開口４２と真空ポンプに至る真空系との間には、開閉バルブ４５がそれぞれ設けられている。開閉バルブは、受台４１の内壁４３によって区画された空間を、図示しない真空ポンプにつながる真空系から速やかに切り離すための機構である。すなわち、真空ポンプからの負圧の伝達を速やかに遮断もしくは大幅に減少させることができるものである。
Example 3
5 and 6 are views showing a third embodiment of the chuck table.
In FIG. 5,
The bottom of the cradle 41 is divided into a plurality of sections by an
An opening / closing
また、開閉バルブ４５と受台４１との間には、内壁４３と多孔質材１によって区分された各区画の各開閉バルブまでの空間の圧力を検出し、外部の制御装置（図示せず）に出力する圧力センサー４６がそれぞれ設けられている。
さらに開閉バルブ４５には配管４７が接続されていて、受台４１の内壁４３によって区画された空間への真空ポンプからの負圧の伝達を遮断した後、配管４７を介して媒体を導入可能としている。なお、図５においては、図示を簡略化するために、開閉バルブ４５と圧力センサー４６は１箇所のみ図示しているが、各配管４４にそれぞれ設けるものである。
図６は、図５の受台４１の上面図である。図６に示したV1，V2，V3は、それぞれの区画の体積を表している。
各区画の体積は、次のように設定する。
まず、被加工物としての半導体基板１０（図示せず）の辺縁領域が多孔質材１の外側に位置する場合、すなわち、半導体基板の外周が、受台４１の外周の縁上に位置する場合、多孔質材１の平均気孔径が、全面で同じであれば、各区画の体積V1，V2，V3は同一とすればよい。各区画の体積が同じであれば、各区画に均一に負圧あるいは媒体導入時の大気圧，弱い陽圧を印加した際に、半導体基板全面に均一に圧力が伝達する。
Further, between the opening / closing
Further, a pipe 47 is connected to the opening / closing
6 is a top view of the cradle 41 of FIG. V1, V2, and V3 shown in FIG. 6 represent the volumes of the respective sections.
The volume of each compartment is set as follows.
First, when the peripheral region of the semiconductor substrate 10 (not shown) as a workpiece is located outside the
被加工物としての半導体基板１０（図示せず）が多孔質材１の内側に位置する場合、すなわち、半導体基板の外周が、多孔質材１の外周より内側に位置する場合、多孔質材１の平均気孔径が、全面で同じであれば、各区画の体積はV1＜V2，V1＜V3とすればよい。多孔質材１の最外周の領域には半導体基板が当接せず、多孔質材１の表面（吸着面）が外気に露出しているため、負圧を印加する際には、この部分から外気が流入する。このため、多孔質材１の最外周を吸引する区画の体積V1を、他の区画より小さくしておくことで、他の区画と共通の真空ポンプで吸引した際の吸引圧力の低下を防ぐことができる。
また、吸着面を構成する多孔質材に、平均気孔径が異なる領域を組み合わせた構造のものを選択する場合、多孔質材１の平均気孔径の小さい部分を吸引する区画は、平均気孔の小さい部分の面積に応じて、体積を大きく設計する事が望ましい。
例えば、多孔質材１の外周部分に平均気孔径の小さい部分（10μｍ）が存在する場合、その部分を含む領域を吸引する受台４１の外周領域の体積V1の区画を、平均気孔径が40μｍから50μｍの領域を吸引する体積V2およびV3の区画では、体積V1をV2およびV3よりも大きくする事が望ましい。体積V1の領域が、平均気孔径の小さい部分（10μｍ）とこれより平均気孔径の大きい部分（40μｍから50μｍ）とに跨っている場合も同様である。これは、平均気孔径の小さい部分では、負圧を印加した際の流路抵抗が大きいため、他の領域を共通の真空ポンプで吸引した際の吸引力（負圧）を確実に半導体基板に伝達するためである。
When the semiconductor substrate 10 (not shown) as a workpiece is positioned inside the
In addition, when a porous material constituting the adsorption surface is selected to have a structure in which regions having different average pore diameters are combined, a section for sucking a portion having a small average pore diameter of the
For example, when a portion having a small average pore diameter (10 μm) exists in the outer peripheral portion of the
また、平均気孔径の大きい部分の周りに、載置する半導体基板の直径に応じて、平均気孔径の小さい部分が配置され、複数種の半導体基板径に対応できるように、平均気孔径の大きい部分と小さい部分が交互に同心円状に配置された、いわゆるユニバーサルチャックテーブル用の多孔質材を用いる場合は、受台４１側もこれに対応して内壁４３による区画を行なえばよい。小径の半導体基板を吸着させる際に、最外周の区画を用いなくてもよければ、吸着に不要な区画の開閉バルブを閉じておけばよい。
第３の実施例において、被加工物である半導体基板（図示せず）を、多孔質材１上に載置して、多孔質材１を介して負圧により吸着する。このとき、開閉バルブ４５は開いていて、図示しない真空ポンプからの負圧が、開閉バルブ４５、配管４４、開口４２を介して、内壁４３で区切られた各区画に伝達する。多孔質材１には各区画に負圧が印加され、多孔質材１の内部及び表面に無数の気孔を介して半導体基板１０の吸着面側に伝達され、半導体基板１０を多孔質材１の吸着面に均一に吸着する。そして、図示しない半導体の製造工程を行なう。半導体の製造工程としては、半導体基板の厚さを減厚するための研削工程や、エッチング工程，電極膜を形成したりする工程などがある。
このように、半導体の製造工程（研削工程など）を経て、半導体基板１０を多孔質材１から取り外す場合は開閉バルブ４５を閉じる。開閉バルブ４５から半導体基板１０の吸着面までの空間を、真空ポンプ等で得られる真空系内の負圧から、速やかに隔絶する。その後、開閉バルブを介し、配管４７から媒体を導入し、各区画を大気圧あるいは弱い陽圧として、多孔質材１の半導体基板１０を吸着する面とは反対側の面から大気圧もしくは弱い陽圧を印加する。
In addition, a portion having a small average pore diameter is arranged around a portion having a large average pore diameter in accordance with the diameter of the semiconductor substrate to be placed, so that the average pore diameter is large so as to correspond to a plurality of types of semiconductor substrate diameters. When using a porous material for a so-called universal chuck table in which portions and small portions are alternately arranged concentrically, the receiving base 41 side may be partitioned by the
In the third embodiment, a semiconductor substrate (not shown) as a workpiece is placed on the
Thus, when the
このとき、各区画の配管４４に設けた圧力センサー４６により各区画の圧力（気圧）を測定し、圧力センサーの検出値を外部の制御装置（図示せず）に出力する。制御装置は、各圧力センサーの検出値に基づいて、全区画の圧力が均等になるように開閉バルブ４５の開度を制御し、ゆるやかに各区画の気圧を上昇させる。
このようにすることで、最初に開閉バルブ４５を閉じてから、被加工物（半導体基板１０）を破損無く安全に着脱するまでの待機時間を短縮することができる。
また、多孔質材の材質は、一般的に用いられるセラミックス焼結体や金属粉末の焼結体などでよい。多孔質材の吸着面は、被加工物を加工する際に真空が漏洩する事を防止する為に、必要な負圧が維持できる程度に平坦化加工されたものを用いる。
また、半導体基板を吸着した状態での製造工程として、半導体基板の研削工程を行なうと、半導体基板の切削カスや砥粒などが、図３（ｃ）の点線矢印に沿って多孔質材に入り込んでしまう。上記の応用例によれば、多孔質材の真空系側から半導体基板を吸着する面に向かって媒体が導入される。このため、切削カスや砥粒などは、媒体の導入によって図３（ｃ）の点線矢印とは反対方向に押し出されて、多孔質材を清浄な状態に戻すことができる。特に媒体として水などの液体を用いると好適である。また、水等の液体と圧搾空気の混合体を用いてもよい。
At this time, the pressure (atmospheric pressure) of each section is measured by the
By doing so, it is possible to shorten the waiting time from when the opening / closing
The material of the porous material may be a commonly used ceramic sintered body or a sintered metal powder. As the adsorption surface of the porous material, a surface that has been flattened to such an extent that a necessary negative pressure can be maintained is used in order to prevent a vacuum from leaking when the workpiece is processed.
In addition, when the semiconductor substrate is ground as a manufacturing process with the semiconductor substrate adsorbed, cutting residue and abrasive grains of the semiconductor substrate enter the porous material along the dotted line arrow in FIG. It will end up. According to the above application example, the medium is introduced from the vacuum system side of the porous material toward the surface that adsorbs the semiconductor substrate. For this reason, cutting waste, abrasive grains, and the like are pushed out in the direction opposite to the dotted arrow in FIG. 3C by introducing the medium, and the porous material can be returned to a clean state. It is particularly preferable to use a liquid such as water as the medium. Moreover, you may use the mixture of liquids, such as water, and compressed air.
図１０（ａ）〜（ｃ）に示すような、外周に凸状の部分を有するいわゆるリブ構造ウェハ（半導体基板）が被加工物の場合は、図１１に示す通り、リブ構造によるウェハ裏面の段差を解消して吸着可能とする為に、多孔質材の表面の形状をリブ形状に沿った形状に加工しておけばよい。
〔実施例４〕
図７は、チャックテーブルの第４の実施例を示す図である。
図７（ａ）において、５０は多孔質材１を備えたチャックテーブルである。５１は受台であり、多孔質材１をその上部で支持する。受台５１と多孔質材１とは、上面の形状が同一（図７の例では直径が同一）である。受台５１の上面には溝５３が設けられていて、そのうちの一部（５３’）が、受台の側面にまで達している。５２はリング状の枠であって、側面に達した溝５３’に対応する箇所に開口５２’を有している。
枠５２または受台５１は、相対的に移動が可能に配置されている。枠５２の高さは、開口５２’が受台側面の溝５３’に対応する位置にあるとき多孔質材の側面を少なくとも覆うことができるように設定されている。開口５２’は配管を介して真空ポンプへ接続されている（いずれも図示せず）。
When a so-called rib structure wafer (semiconductor substrate) having a convex portion on the outer periphery as shown in FIGS. 10A to 10C is a workpiece, as shown in FIG. In order to eliminate the step and enable adsorption, the surface shape of the porous material may be processed into a shape along the rib shape.
Example 4
FIG. 7 is a diagram showing a fourth embodiment of the chuck table.
In FIG. 7A, reference numeral 50 denotes a chuck table provided with the
The
被加工物である半導体基板（図示せず）を、多孔質材１上に載置して、多孔質材１を介して負圧により吸着する。このとき、開口５２’が受台側面の溝５３’に対応する位置にあり、図示しない真空ポンプからの負圧が、開口５２’、溝５３’，５３を介して多孔質材１に伝達する。多孔質材１は内部及び表面に無数の気孔を有しており、多孔質材１の受台５１側から印加された負圧は、前記気孔を介して図示しない半導体基板の吸着面側に伝達され、半導体基板を多孔質材１の吸着面に均一に吸着する。そして、図示しない半導体の製造工程を行なう。半導体の製造工程としては、半導体基板の厚さを減厚するための研削工程や、エッチング工程，電極膜を形成したりする工程などがある。
このように、半導体の製造工程（研削工程など）を経て、半導体基板を多孔質材１から取り外す場合は、枠５２または受台５１を相対的に移動させて、受台５１の側面の溝５３’を露出させる（図７（ｂ））。
受台５１の側面の溝５３’が、枠５２から外れて露出することにより、溝５３’から媒体としての大気が徐々に侵入し、負圧はやがて完全に解消される。
各開口５２’を受台５１の側面の溝５３’から相対的にずらせることで、溝５３’が真空ポンプに至る真空系から速やかに切り離される。すなわち、真空ポンプからの負圧の伝達を速やかに遮断もしくは大幅に減少させることができるものである。
A semiconductor substrate (not shown), which is a workpiece, is placed on the
As described above, when the semiconductor substrate is removed from the
The
By making each opening 52 'relatively displace from the groove 53' on the side surface of the
また、多孔質材の材質は、一般的に用いられるセラミックス焼結体や金属粉末の焼結体などでよい。多孔質材の吸着面は、被加工物を加工する際に真空が漏洩する事を防止する為に、必要な負圧が維持できる程度に平坦化加工されたものを用いる。
また、半導体基板を吸着した状態での製造工程として、半導体基板の研削工程を行なうと、半導体基板の切削カスや砥粒などが、図３（ｃ）の点線矢印に沿って多孔質材に入り込んでしまう。上記の応用例によれば、多孔質材の真空系側から半導体基板を吸着する面に向かって媒体が導入される。このため、切削カスや砥粒などは、媒体の導入によって図３（ｃ）の点線矢印とは反対方向に押し出されて、多孔質材を清浄な状態に戻すことができる。特に媒体として水などの液体を用いると好適である。
図１０（ａ）〜（ｃ）に示すような、外周に凸状の部分を有するいわゆるリブ構造ウェハ（半導体基板）が被加工物の場合は、図１１に示す通り、リブ構造によるウェハ裏面の段差を解消して吸着可能とする為に、多孔質材の表面の形状をリブ形状に沿った形状に加工しておけばよい。
〔実施例５〕
図８は、チャックテーブルの第５の実施例を示す図である。
The material of the porous material may be a commonly used ceramic sintered body or a sintered metal powder. As the adsorption surface of the porous material, a surface that has been flattened to such an extent that a necessary negative pressure can be maintained is used in order to prevent a vacuum from leaking when the workpiece is processed.
In addition, when the semiconductor substrate is ground as a manufacturing process with the semiconductor substrate adsorbed, cutting residue and abrasive grains of the semiconductor substrate enter the porous material along the dotted line arrow in FIG. It will end up. According to the above application example, the medium is introduced from the vacuum system side of the porous material toward the surface that adsorbs the semiconductor substrate. For this reason, cutting waste, abrasive grains, and the like are pushed out in the direction opposite to the dotted arrow in FIG. 3C by introducing the medium, and the porous material can be returned to a clean state. It is particularly preferable to use a liquid such as water as the medium.
When a so-called rib structure wafer (semiconductor substrate) having a convex portion on the outer periphery as shown in FIGS. 10A to 10C is a workpiece, as shown in FIG. In order to eliminate the step and enable adsorption, the surface shape of the porous material may be processed into a shape along the rib shape.
Example 5
FIG. 8 is a view showing a fifth embodiment of the chuck table.
図８において、６０は多孔質材１を備えたチャックテーブルである。６１は有底筒状の受台であり、多孔質材１が筒内に嵌って受台の底部で支持される。受台６１には受台の内部と外部を連通する開口６２１，６２２が設けられている。図８の例では開口６２１，６２２は、受台の側壁に設けられていて、開口６２１は配管を介して真空ポンプへ接続されている（いずれも図示していない）。受台６１の底部には溝６３が設けられていて、その一部は、開口６２１と開口６２２につながっている。
開口６２１を介して真空ポンプからの負圧を均等に多孔質材１に伝達する。また図示しない開閉バルブによって、受台６１の内部の空間を、図示しない真空ポンプにつながる真空系から速やかに切り離すことができる。
被加工物である半導体基板（図示せず）を、多孔質材１上に載置して、多孔質材１を介して負圧により吸着する。このとき、図示しない真空ポンプからの負圧が、開口６２１、溝６３を介して多孔質材１に伝達する。多孔質材１は内部及び表面に無数の気孔を有しており、多孔質材１の受台６１側から印加された負圧は、前記気孔を介して半導体基板１０の吸着面側に伝達され、半導体基板１０を多孔質材１の吸着面に均一に吸着する。そして、図示しない半導体の製造工程を行なう。半導体の製造工程としては、半導体基板の厚さを減厚するための研削工程や、エッチング工程，電極膜を形成したりする工程などがある。
In FIG. 8, reference numeral 60 denotes a chuck table provided with the
The negative pressure from the vacuum pump is uniformly transmitted to the
A semiconductor substrate (not shown), which is a workpiece, is placed on the
このように、半導体の製造工程（研削工程など）を経て、半導体基板を多孔質材１から取り外す場合は、真空系につながる開閉バルブを閉じることで、真空系内の負圧から、速やかに隔絶する。その後、開口６２２に設けた開閉バルブ６５を開くことで、図示しない半導体基板を吸着する面と開閉バルブ６５との間の空間に媒体が導入され、残存する負圧は減少する。
図８に示すチャックテーブル６０の場合も、多孔質材１には、平均気孔径が40μｍから50μｍ程度のものを用いることができる。また、被加工物である半導体基板の内側の領域を吸着する部分を平均気孔径40μｍから50μｍとし、また、半導体基板の辺縁部の領域を吸着する部分を平均気孔径10μｍ程度とした2層構造としても構わない。即ち、この場合も、多孔質材の平均気孔径とその領域毎の設計は、被加工物の材質や形状、真空によって得られる負圧の強度に応じて選択することができる。
また、多孔質材の材質は、一般的に用いられるセラミックス焼結体や金属粉末の焼結体などでよい。多孔質材の吸着面は、被加工物を加工する際に真空が漏洩する事を防止する為に、必要な負圧が維持できる程度に平坦化加工されたものを用いる。
図１０（ａ）〜（ｃ）に示すような、外周に凸状の部分を有するいわゆるリブ構造ウェハ（半導体基板）が被加工物の場合は、図１１に示す通り、リブ構造によるウェハ裏面の段差を解消して吸着可能とする為に、多孔質材の表面の形状をリブ形状に沿った形状に加工しておけばよい。
As described above, when the semiconductor substrate is removed from the
Also in the case of the chuck table 60 shown in FIG. 8, the
The material of the porous material may be a commonly used ceramic sintered body or a sintered metal powder. As the adsorption surface of the porous material, a surface that has been flattened to such an extent that a necessary negative pressure can be maintained is used in order to prevent a vacuum from leaking when the workpiece is processed.
When a so-called rib structure wafer (semiconductor substrate) having a convex portion on the outer periphery as shown in FIGS. 10A to 10C is a workpiece, as shown in FIG. In order to eliminate the step and enable adsorption, the surface shape of the porous material may be processed into a shape along the rib shape.
１：多孔質材
１０：半導体基板
２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０：チャックテーブル
２１，３１，４１，５１，６１：受台
２２，３２，４２，５２’，６２１，６２２：開口
２３：シャッター
２４，２６：開口部
２５：支持体
２７：支持部
３３，５３，５３’，６３：溝
３４，４４：配管
３５、６５：開閉バルブ
４３：内壁
５２：リング状の枠
1: Porous material 10:
Claims (6)
前記多孔質材を支持するとともに、該多孔質材の吸着面とは反対側の面に負圧を印加するための印加手段と、前記多孔質材と前記印加手段の間にあって前記多孔質材の反対側の面に印加される負圧を遮断する遮断手段と、を備え、
前記多孔質材は、前記被加工物の前記多孔質材への接触面より大きい前記吸着面を有し、
前記印加手段は、前記遮断手段の開放時には前記吸着面に前記被加工物を吸着保持できる負圧を印加する真空ポンプを有し、
前記遮断手段は、支持体に均等な間隔で複数設置された開口部と、該開口部の全てを遮断するシャッターを有し、
前記遮断手段のシャッターでの遮断によって、前記多孔質材の反対側の面に印加される負圧を遮断した後、前記多孔質材の吸着面の前記被加工物が載置されていない箇所から媒体を導入し、前記多孔質材の反対側の面に残留する負圧を解消することを特徴とするチャックテーブル装置。 In the chuck table device that holds the workpiece by vacuum suction on the suction surface made of a porous material,
An application means for supporting the porous material and applying a negative pressure to the surface opposite to the adsorption surface of the porous material; and between the porous material and the application means , A blocking means for blocking negative pressure applied to the opposite surface, and
The porous material has the adsorption surface larger than the contact surface of the workpiece to the porous material,
The application unit has a vacuum pump that applies a negative pressure capable of adsorbing and holding the workpiece on the adsorption surface when the blocking unit is opened,
The blocking means has a plurality of openings installed at equal intervals on the support, and a shutter that blocks all of the openings,
After blocking the negative pressure applied to the surface on the opposite side of the porous material by blocking with the shutter of the blocking means , from the place where the workpiece on the adsorption surface of the porous material is not placed A chuck table device that introduces a medium and eliminates the negative pressure remaining on the opposite surface of the porous material.
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のチャックテーブル装置を用い、前記多孔質材に負圧を印加して前記半導体基板を吸着して該半導体基板に半導体装置を製造する工程と、
前記半導体装置を製造する工程につづいて、前記負圧を遮断し、前記半導体基板を前記チャックテーブル装置から取り外す工程と、
を含む半導体装置の製造方法。 The workpiece is a semiconductor substrate;
A step of manufacturing a semiconductor device on the semiconductor substrate by applying a negative pressure to the porous material to adsorb the semiconductor substrate using the chuck table device according to any one of claims 1 to 3. ,
Following the step of manufacturing the semiconductor device , cutting off the negative pressure and removing the semiconductor substrate from the chuck table device;
A method of manufacturing a semiconductor device including:
前記半導体基板の外周部分に肉厚の部分を残し、前記半導体基板の外周部以外の部分を研削して薄化する工程であることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。 The step of manufacturing the semiconductor device includes:
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4 , wherein the method is a step of leaving a thick portion at an outer peripheral portion of the semiconductor substrate and grinding and thinning a portion other than the outer peripheral portion of the semiconductor substrate.
外周部分に肉厚の部分を残し、前記半導体基板の外周部以外の部分が研削して薄化された半導体基板を吸着して、前記薄化された部分に半導体装置を形成する工程であることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
The step of manufacturing the semiconductor device includes:
A step of forming a semiconductor device in the thinned portion by leaving a thick portion in the outer peripheral portion, adsorbing the thinned semiconductor substrate by grinding a portion other than the outer peripheral portion of the semiconductor substrate; The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4 .
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