JP5845078B2 - 真空チャック用シリカ多孔体 - Google Patents
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Description
このようなダイシングは、従来は、ダイヤモンド砥粒によるダイシングブレードを用いた機械的な切断が一般的であったが、近年は、被加工物の多様化が進み、また、非接触でドライな環境での加工が可能であり、切削屑を低減させることができることから、レーザーによるダイシングも多用されている。
真空チャックは、被加工部材を吸引保持して固定するものであり、保持部材であるチャックプレート上に被加工物であるウェーハ等を載置し、前記チャックプレート下部から真空排気することにより、前記ウェーハ等を吸引保持する。
そして、前記チャックプレートは、載置されたウェーハ等を安定して保持固定することができるように、ガラスやセラミックス、金属等からなる多孔体で構成されている。また、保持しているウェーハをレーザーにより切断する際に、チャックプレートも一緒に切断されたり、変質したりすることがないように、該チャックプレートは、レーザーを透過する材料で構成される。
また、石英ガラス発泡体は、高気孔率の場合、ネッキング不足のため強度が不十分となり、チャックプレートして使用すると、割れや凹みが生じたり、ウェーハ載置面や他の部材による固定部分等での構成材料の剥離や脱落等により、パーティクルを生じやすい。
さらに、石英ガラス発泡体は、発泡剤によりガラス体内に気孔が多数形成されており、閉気孔を多数含んでいるため、ウェーハ載置面の閉気孔の部分においては、ダイシング後のチップが十分に保持されず、位置ずれを生じやすいという課題も有していた。
このようなシリカ多孔体をチャックプレートに用いることにより、安定した吸引保持性能を発揮し、かつ、チャックプレートの構成材料に起因するパーティクルの発生を抑制することができる。
このような高反射率であることにより、チャックプレートに適用した場合に、チャックプレート裏面側にある部材へのレーザー照射を阻止することができる。
本発明に係る真空チャック用シリカ多孔体は、平板状部材を吸引保持する真空チャックのチャックプレートに用いられる多孔体である。そして、平均粒子径が5〜300μm、かつ、粒子分布幅が前記平均粒子径の±50%以内にあるシリカ粒子の焼結体からなり、前記焼結体は、気孔径が1〜100μm、気孔率が5〜45%、見掛け密度が2.1g/cm3以上であり、断面における気孔の平均径が、該断面におけるシリカ粒子の平均粒子径の1/12〜3/4であることを特徴とするものである。
本発明は、シリカ多孔体を真空チャック用材料として用いる場合、シリカ粒子の平均粒子径及び粒度分布、焼結体の気孔径及び焼結の程度の制御が重要であることを見出したことに基づくものである。
上記のような構成からなるシリカ多孔体は、見掛け密度が高く、すなわち、閉気孔が少なく、かつ、高反射率であり、安定した吸引保持性能を発揮し、構成材料に起因するパーティクルの発生を抑制することができ、真空チャックのチャックプレートに好適に適用することができる。
前記平均粒子径が5μm未満の場合、焼結時の急激な体積収縮により形状を保持することができず、焼結体にクラックが生じたり、大きく変形したりするおそれがある。
一方、前記平均粒子径が300μmを超える場合、該焼結体をチャックプレートに用いた際、その表面に、被加工物を切断して得られた個々のチップを保持固定しておくことが困難となることがある。
シリカ粒子の粒度分布幅が広く、平均粒子径の±50%の範囲外の粒子が存在すると、多孔体を成形する際に、粒子径ごとに層や凝集が生じやすく、密度にばらつきが生じ、焼結時に各層又は凝集部分の収縮率の差によって焼結体に反りやクラックが生じやすくなる。
密度が均一な焼結体を得る観点から、前記粒度分布は単分散であることが好ましく、前記粒度分布幅は、平均粒子径の±40%以内であることが好ましく、±20%以内であることがより好ましい。
前記気孔径が1μm未満の場合、該焼結体をチャックプレートに用いた際、その表面に、被加工物を切断して得られた個々のチップを固定保持するのに十分な吸引力が得られない。
一方、前記気孔径が100μmを超える場合、該焼結体をチャックプレートに用いた際、その表面の平坦性が劣り、被加工物を安定して固定保持することが困難となる。
前記気孔率が5%未満の場合、真空チャック用として十分な吸引力を得るための通気性を有する開気孔が少なすぎて、十分な吸引力を発揮するまでに時間がかかる。
一方、前記気孔率が45%を超える場合、被加工部材を保持固定する真空チャック用材料として十分な強度が得られない。
上記のような気孔率の多孔体において、閉気孔が多数存在すれば、見掛け密度は小さくなるが、多孔体の見掛け密度が真密度に近いということは、気孔のほとんどが開気孔であることを意味する。
前記焼結体は、真空チャック用であるため、十分な通気性を有している必要があり、気孔は連通開気孔として形成されていることが好ましく、このため、上記のような見掛け密度を有する多孔体として構成される。
前記気孔の平均径が前記シリカ粒子の平均粒子径の1/12未満の場合、真空チャック使用時に、気孔連通部において粒子が焼結しすぎており、真空チャックとしての十分な吸引力が得られるまでに時間がかかる。
一方、前記気孔の平均径が前記シリカ粒子の粒子径の3/4を超える場合、隣接する粒子同士の焼結が十分でなく、多孔体が脆くなる。
このような高反射率であることにより、レーザーの透過性を抑制することができ、レーザーダイシングにおける真空チャックのチャックプレートに適用した場合においても、チャックプレート裏面側にある部材へのレーザー照射を阻止することができる。
また、前記シリカ多孔体は、レーザー光線を散乱させることにより加熱されないという特性も備えていることから、チャックプレート上の被加工物の焼き付きも防止される。
[実施例1]
粒径30〜60μm、平均粒径50μmのシリカ粉末500gに、純水80gと1%ポリビニルアルコール水溶液500gを添加してヘンシェルミキサーで混合し、シリカの造粒粉を得た。得られた造粒粉を直径200mm、高さ12mmの金型に入れ、0.5kN/cm2の圧力で加圧成形し、成形体を得た。
この成形体を、120℃で2時間乾燥させた後、1250〜1500℃の各焼成温度にて10時間保持して焼結体を得た。
また、焼結体の任意の切断面にて、各気孔の内接円を求め、それらの内接円の平均径aのシリカ粒子の平均粒子径bに対する比a/bを求めた。
波長350〜750nmの光の反射率は、コニカミノルタ製分光測色計CM−2600Dにより測定した。
そして、加工試験後のチャックプレートを水中に入れ、該チャックプレートから発生するパーティクルを測定した。なお、チャックプレートを水槽に入れた直後の測定値をパーティクル発生量とした。
表1に、これらの評価結果をまとめて示す。
一方、比較例1の多孔体は、脆く、チャックプレートとしての物性評価は困難であった。
また、比較例2の多孔体は、パーティクルの発生は最も少なかったものの、通気性が不十分であり、チャックプレートとした場合に、シリコンウェーハを十分に吸引固定することができなかった。
Claims (2)
- 平板状部材を吸引保持する真空チャックのチャックプレートに用いられる多孔体であって、
平均粒子径が5〜300μm、かつ、粒子分布幅が前記平均粒子径の±50%以内にあるシリカ粒子の焼結体からなり、
前記焼結体は、気孔径が1〜100μm、気孔率が5〜45%、見掛け密度が2.1g/cm3以上であり、断面における気孔の平均径が、該断面におけるシリカ粒子の平均粒子径の1/12以上3/4以下であることを特徴とする真空チャック用シリカ多孔体。 - 波長350〜750nmの光の反射率が80%以上であることを特徴とする請求項1記載の真空チャック用シリカ多孔体。
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