JP2005311040A - ウェハ用の吸着チャック - Google Patents

Abstract

【課題】ウェハを安全に吸着して保持する。
【解決手段】円形の吸着面１１を有する本体１０と、吸着面１１に付設する吸着パッド２１とを備え、吸着面１１には、中央の連結孔１２を介して真空源に連通させる放射状の凹溝１５、１５…を形成し、吸着パッド２１には、周方向の同位置で区切る同心円状の開口部２１ａ、２１ａ…を形成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、半導体用のウェハを安全に吸着して保持することができるウェハ用の吸着チャックに関する。

半導体用のウェハを保持し、たとえば周縁部を研磨加工するために、真空を利用する吸着チャックが使用されている。

従来の吸着チャックは、円形の吸着面に放射状の凹溝を形成し、中心の連結孔を介して各凹溝を真空源に連通させるとともに、吸着面に対して同心円状の吸着パッドを径方向に多重に接着して構成されている（特許文献１）。なお、吸着面の最外周にシール用のパッキンを付設することもある（特許文献２）。
特開平６−２４６６０９号公報 実開平７−３１２４５号公報

かかる従来技術の前者（特許文献１）によるときは、放射状の凹溝は、同心円状の吸着パッド間に存在する隙間を介して吸着面の周方向に互いに連通しているから、ウェハに撓みを生じて吸着パッドとの間に部分的なギャップを生じると、全体の真空が簡単に破れ、ウェハが吸着面から脱落してしまうおそれがある。また、後者（特許文献２）によるときは、ワークの脱落を防ぐことができるが、パッキンが存在することによりウェハに加わる吸着力が局部的に過大になりがちであり、ウェハが破損したり傷付いたりすることが避けられない。

そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、吸着面に付設する吸着パッドの形状を工夫するとともに、可撓性の外フランジを介して吸着面の外周部分を形成することによって、ウェハを安全に吸着して保持することができるウェハ用の吸着チャックを提供することにある。

かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、円形の吸着面を有する本体と、吸着面に付設する吸着パッドとを備えてなり、吸着面には、中央の連結孔を介して真空源に連通させる放射状の凹溝を形成し、吸着パッドには、各凹溝の相対角度相当の中心角を隔てて周方向の同位置で区切る同心円状の開口部を形成することをその要旨とする。

なお、本体は、吸着面を拡大する可撓性の外フランジを有することができる。

また、最外周側の開口部は、内側に隣接する開口部に連通させてもよく、吸着パッドは、吸着面と同径の円形としてもよい。

かかる発明の構成によるときは、吸着パッドの同心円状の開口部は、各凹溝の相対角度相当の中心角を隔てて周方向の同位置で区切られている。そこで、吸着面は、開口部の区切りの部分を介し、各凹溝を含む扇形部分ごとに独立のエリアを構成しており、特定のエリアにおいて真空が破れても、その影響が他のエリアにまで波及することがなく、ウェハを安全に保持することができる。

可撓性の外フランジを本体に設ければ、吸着面の外周部分は、外フランジにより形成される。すなわち、吸着面に吸着するウェハの外周に加工のための外力を加えてウェハに撓みを生じても、外フランジによる吸着面の外周部分がウェハに追従するため、ウェハと吸着面との間にギャップを生じたり、それによって真空が破れたりするおそれがなく、ウェハを一層安定に保持することができる。なお、外フランジは、例えば直径２００〜３００mmの外周に対し、全体として１０kgの外力を本体の軸方向に加えるとき、外周の撓み量０．２〜０．５mm程度となるように撓み強度を設定することが好ましい。撓み強度が過大であると、撓み量が不足して外フランジを本体に設ける意味がなくなり、撓み強度が不足すると、撓み量が過大となって加工中のウェハを破損させるおそれがある。

最外周の開口部を内側に隣接する開口部に連通させると、吸着面の凹溝を後者の開口部にまで到達させればよく、したがって、薄い外フランジを設ける場合でも、凹溝と外フランジとが干渉することがなく、設計の自由度を向上させることができる。また、吸着パッドを吸着面と同径の円形とすれば、吸着面の全面積を有効に利用してウェハを吸着することができる。ただし、吸着面の径は、吸着対象とするウェハよりいくぶん小さく設定するものとする。

以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。

ウェハ用の吸着チャックは、本体１０の下面に円形の吸着面１１を形成し、吸着面１１に吸着パッド２１を付設してなる（図１、図２）。ただし、図１は、本体１０の下面図である。

本体１０は、たとえばポリアスタール樹脂により、円形笠形のブロック体として形成されている。本体１０の中央部には、図示しない真空源に接続する連結孔１２が上下に貫通しており、連結孔１２のまわりには、取付用の段付きのボルト孔１３、１３…が上向きに形成されている。また、本体１０の下端外周には、可撓性の外フランジ１４が形成され、外フランジ１４は、吸着面１１の外周部分を形成し、吸着面１１を拡大している。

吸着面１１には、放射状の凹溝１５、１５…が形成されている。各凹溝１５は、基端側が連結孔１２に開口しており、先端が外フランジ１４の内周に到達しないように、本体１０の外周部にまで延びている。

吸着パッド２１は、吸着面１１と同径の円形であり、最外周部分を円形に連続させるとともに、同心円状の開口部２１ａ、２１ａ…が吸着面１１の径方向に多重に形成されている。各開口部２１ａは、各凹溝１５の相対角度α相当の中心角βを隔てて、吸着面１１の周方向の同位置で区切られている。すなわち、同一円周上の開口部２１ａ、２１ａ…は、凹溝１５、１５…の本数と同数に区切られている。最外周の開口部２１ａは、周方向の中間の切欠き２１ｂを介し、内側に隣接する他の開口部２１ａに連通している。また、吸着パッド２１の中心部は、連結孔１２、ボルト孔１３、１３…を除き、吸着面１１の全面を覆っている。吸着パッド２１の開口部２１ａ、２１ａ…は、凹溝１５を含む中心角β内の扇形部分を単位として吸着面１１を独立のエリアに区分し、各エリア内のすべての開口部２１ａ、２１ａ…は、エリア内の凹溝１５に連通している。ただし、吸着パッド２１は、吸着面１１に対し、相対角度α、中心角β≒αが互いに約半分ずつ重なるような相対関係になっている。

吸着パッド２１は、薄い不織布であり、たとえば両面接着テープ２１ｃを介して吸着面１１に接着されている（図３）。ただし、図３（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ図２の要部拡大図、図１のＹ−Ｙ線矢視拡大断面説明図である。本体１０の外フランジ１４の下面外周部には、段差１４ａが形成されており（図３（Ｂ））、段差１４ａは、吸着面１１に対し、吸着パッド２１、両面接着テープ２１ｃの合計厚さの数分の１程度の高さを有し、吸着パッド２１の最外周部分とほぼ同一の幅を有するものとする。なお、両面接着テープ２１ｃは、適当な粘着剤または接着剤に代えてもよい。

ウェハ用の吸着チャックは、連結孔１２を真空源に接続することにより、吸着パッド２１を介してウェハＷを吸着面１１に安定に吸着して保持することができる（図２、図４）。ただし、図４において、連結孔１２には、シール４１ｄ付きの中空軸４１が連結されており、中空軸４１は、図示しない真空源に接続されている。また、本体１０は、ナット４１ｂを介して中空軸４１に固定するフランジ４１ａに対し、取付ボルト４１ｃ、４１ｃ…を介して下向きに取り付けられている。また、ウェハＷは、外フランジ１４を含む吸着面１１の外径よりいくぶん大径の円板状であり、中空軸４１を回転駆動することにより、下向きに開く固定部材４２の内面の研磨パッド４６に周縁部を均一に摺接させ、周縁部を滑らかに研磨することができる。固定部材４２の内面には、直線部Ｋ1 、Ｋ1 の間に凹状の球面部Ｋ2 が帯状に形成されており、ウェハＷの外周は、球面部Ｋ2 の軸心に対して中空軸４１を僅かに傾けることにより、球面部Ｋ2 の研磨パッド４６のほぼ全面に対して全周がほぼ均一に摺接するものとする。

固定部材４２は、リング状のスペーサ４３を介してカバー４４の外フランジの下面にねじ止めされ、カバー４４は、中空軸４１を中心軸上に収納する円筒状のフレーム部材４５の下端にねじ止めされている。なお、カバー４４は、ボルト４４ａ、４４ａ…を介してフレーム部材４５にねじ止めされ、固定部材４２は、ボルト４２ａ、４２ａ…を介してスペーサ４３にねじ止めされ、スペーサ４３は、ボルト４３ａ、４３ａ…を介してカバー４４の外フランジにねじ止めされている。ただし、図４において、各ボルト４４ａ、４３ａ、４２ａは、それぞれ２本、１本、１本のみが図示されている。

ウェハＷの周縁部を研磨加工する際に、中空軸４１を介して上方に適切な加工力を加える（図４の矢印方向）。このとき、ウェハＷの外周部分が撓んでも、吸着面１１の外周部分を形成する外フランジ１４が追従して撓む上、吸着パッド２１の開口部２１ａ、２１ａ…が吸着面１１を各凹溝１５ごとの独立のエリアに区分しているため、ウェハＷが吸着面１１から不用意に脱落するおそれがない。また、外フランジ１４の下面の段差１４ａは、ウェハＷと吸着面１１とのシール性を向上させる。

以上の説明において、吸着面１１の放射状の凹溝１５、１５…の本数、吸着パッド２１の開口部２１ａ、２１ａ…の径方向の本数は、それぞれ任意に変更可能である。ただし、開口部２１ａ、２１ａ…の周方向の区切りは、凹溝１５、１５…の本数に対応させるものとする。なお、この発明は、図４のようなウェハＷの周縁部の研磨加工に限らず、ウェハＷの他の加工工程や搬送工程などにも好適に使用可能である。また、使用状態において、吸着面１１は、下向き以外の任意の姿勢をとることができる。

全体下面図 全体縦断面図 要部拡大断面説明図 使用状態説明図

符号の説明

α…相対角度
β…中心角
１０…本体
１１…吸着面
１２…連結孔
１４…外フランジ
１５…凹溝
２１…吸着パッド
２１ａ…開口部

特許出願人 株式会社 ビービーエス金明
代理人 弁理士 松 田 忠 秋

Claims (4)

1. 円形の吸着面を有する本体と、前記吸着面に付設する吸着パッドとを備えてなり、前記吸着面には、中央の連結孔を介して真空源に連通させる放射状の凹溝を形成し、前記吸着パッドには、前記各凹溝の相対角度相当の中心角を隔てて周方向の同位置で区切る同心円状の開口部を形成することを特徴とするウェハ用の吸着チャック。
2. 前記本体は、前記吸着面を拡大する可撓性の外フランジを有することを特徴とする請求項１記載のウェハ用の吸着チャック。
3. 最外周側の前記開口部は、内側に隣接する前記開口部に連通させることを特徴とする請求項１または請求項２記載のウェハ用の吸着チャック。
4. 前記吸着パッドは、前記吸着面と同径の円形とすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載のウェハ用の吸着チャック。
   

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