JPH01281835A

JPH01281835A - 導電性真空チャック

Info

Publication number: JPH01281835A
Application number: JP63109197A
Authority: JP
Inventors: Masato Imamura; 正人今村; Takeo Nakagawa; 威雄中川; Hitoshi Omori; 整大森; Eiji Yamada; 英治山田
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 1988-05-06
Filing date: 1988-05-06
Publication date: 1989-11-13
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPH0811344B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は導電性真空チャック、主としてシリコンウェハ
で代表される薄層物の研削加工に好適な導電性真空チャ
ックに関するものである。

〔従来の技術及びその課屈〕

シリコンウェハは、半導体製品の基板として広く利用さ
れており、集積回路の集積度に呼応して高純度、大口径
化に加え、良好な面粗さが要求されている。

このような良好な面粗さは、微細砥粒の砥石による研削
加工で実現される。しかし、この研削加工においては次
の点が問題となる。その第１点は厚さがわずか０．４〜
ｌｏｗ程度の被削物を変形させず平面度を良好に保ちな
がら固定することであり、第２点は砥石の目ツブレや目
コボシを的確に解消し、研削能率の低下や仕上げ面の悪
化を防ぐことである。

従来、被削物を固定する手段として、真空チャックが知
られているが、従来の真空チャックは開口が大きいため
、吸着力は高いものの薄い被削物を変形させやすく、良
好な平面度が得られなかった。

この対策としては、ホワ・イトアランダムなどの多孔質
セラミックスを吸着板として利用することが考えられる
。しかし、この真空チャックは導電性がない。そのため
、薄い被削物を固定することは可能であっても、砥石の
目立てには何ら効果がなく、切れ味が短時間で低下して
仕上げ面が悪くなるという問題があった。

本発明は上記問題点を解消するために創案されたもので
、その目的とするところは、シリコンウェハで代表され
る薄層材料を簡単に効率よく鏡面仕上げすることができ
、ことに放電インプロセスドレッシング研削法を効果的
に実現することができるこの種導電性真空チャック装置
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本発明は、吸引通路を備えたベ
ースに、前記吸引通路に通じる吸引穴を備えた絶縁体を
介して、通気性金属焼結体からなる吸着板を組付けたも
のである。

〔作　　用〕本発明の真空チャックはベースにより加工機械に固定し
、被加工物を吸着板上に配し、吸引通路を真空ポンプと
接続して吸引すると共に、ｉａｇ装置により導電性砥石
を正極、吸着板を負極として通電する。吸着板は無数の
微細な開気孔が一様に分布しているため、すぐれた吸着
力を有するうえに導電性を有しているため、被加工物に
直接給電される。これにより砥石と被加工物間に放電が
生じ、研削中に適切な放電ドレッシングが行われ。

良好な切れ味が持続される。

〔実　施　例〕

以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図と第一２図は本発明による導電性真空チャック装
置の実施例を示しており、第３図と第４図は使用状態を
示している。１はベースであり、機械的強度の高い材料
から作られ、下部にはたとえば固定用溝１乙０を備え、
加工装置のテーブル９に据付は固定されるようになって
いる。このベース１には上部に所要深さの取付は用凹部
１１およびこれと同心状の集気用凹部１２が形成され、
集気用凹部１２は吸引通路孔１３によりベース１の外周
に通じている。

２はセラミックやプラスチックなどからなる盤状の絶縁
体であり、上面に同心円状の溝２０が形成され、該同心
円状の溝２０の底には所要ピッチで底面に到る吸引孔２
１．２１が穿設されている。

３は通気性金属焼結体からなる吸着板であり、金属粉と
金属短繊維を混合、成形、焼結することで作られ、焼結
により表面に微細な開気孔が一様に分布し、開気孔は厚
さ方向を貫き下面に達している０通気性金属焼結体は、
通気度（吸着力）、導電率、被加工性など必要な条件を
満たすように。

材料、焼結条件、仕上げ加工法が適宜選択される。

金属粉としては、導電性を有するものであればどのよう
なものでもよく、たとえば鋳鉄、純鉄などの鉄系のもの
や銅系のもの、アルミニウム系のものの１種または２種
以上が用いられる。金属短繊維は補強材であり、鋳鉄、
鋼、ステンレスなどの鉄系のものが用いられる。金属粉
と金属短繊維の配合比は任意であり、たとえば９：１な
どである。前記絶縁体２はベース１の取付は用凹部１１
に装着され、その上に吸着板３が重合されている。

４はセラミックやプラスチックなど絶縁材料からなるリ
ング状の押え部材であり、内径側に２段の突周部を有し
、吸着板３に形成したフランジ部３０、および絶縁体２
に形成したフランジ部２２に係合するようになっている
。この押え部材４はベース１の上縁部に装着され、ボル
ト５をねじ込むことにより吸着板３と絶縁体２をベース
１に固定している。そして、ベース１と前記押え部材４
の外周面にはカバー６が嵌着されている。このカバー６
は給電部の耐腐性を向上するために用いられるもので、
・やはり電気Ｎ縁材料からなっている。

７は電極であり、第２図のようにカバー６、および押え
部材４にねじ込まれ、先端が吸着板３に密に接触してい
る。この電極は、ケーブル１８により放電用の電源装置
１９と接続される。

８は前記吸引通路孔１３にコネクタ１４を介して連結さ
れる吸引チューブであり、真空ポンプ２３に接続される
。

第３図と第４図は本発明を適用した研削装置を示してお
り、ベース１によりテーブル９に固定され、上方には導
電性砥石１５が軸１６により回転自在に取付けられ、導
電性砥石１５の一側には電極としての給電ブラシ１７が
配され、ケーブル１８′により前記電源装置１９に接続
されている。

〔実施例の作用〕

本発明は上記のような構成からなるので、被加工材、た
とえばシリコンウェハＷを鏡面仕上げするにあたっては
、被加工材Ｗを吸着板３の上に載せ、真空ポンプ２３を
駆動する。これにより吸引チューブ８、吸引通路孔１３
、集気用凹部１２、吸引孔２１および同心円状の溝２０
を介して吸着板３に負圧が働く。吸着板３が通気性金属
焼結体からなっており、無数の微細開気孔が分布してい
ることから、表面に一様な吸引力が生じ、被加工材Ｗが
薄くても変形することなく、良好な平面度を保って吸着
固定される。

この状態でテーブル９と導電性砥石１５を回転し、導電
性砥石１５を被加工材Ｗに所定の切り込みを得るように
押付ける。これにより被加工材Ｗは研削される。このと
きにテーブル９と導電性砥石１５とを相対移動して送り
を与え、さらに電源装置１９を作動させるものであり、
吸着板３が金属焼結体からなっていて、電極８によりｔ
！ｉ源装置１９に接続されているため、導電性砥石１５
を正極、被加工材Ｗを負極としてそれらの界面に微弱な
放電現象が起り、この放電により導電性砥石１５は自動
的に高速でインプロセスドレッシングが行われる。すな
わち、前記放電により母地が溶融し、切れ刃の鈍った砥
粒が脱落されると共に、新たな砥粒が表出される。これ
により良好な切れ味が持続し、前−記吸着力との相乗効
果で薄い被加工物を高能率、高精度で鏡面仕上げするこ
とができる。

このとき、吸着板３は下面が絶縁板２に密接し、外周側
が押え部材４に密接していることでチャック内が絶縁構
造となっている。そのため、ベース１と電気的に絶縁さ
れ、従ってテーブル９を含む加工装置の絶縁構造は何ら
不要である。なお、本発明の真空チャックはシリコンウ
ェハの研削に限らず、他の各種薄層材料の加工用固定手
段として適用できるものである。

本発明装置の具体例と使用結果を以下に示す。

■、吸着板として、材料を異にする２種（Ａ　、　Ｂ　
）を製作した。寸法はいずれも１２０ｎ＋＋ａφ×２０
　ｎａとした。

Ａ種は金属粉としてＦｅ８６すｔ％、Ｃｕ４％、金属短
繊維としてＦｅ、Ｂ種は金属粉としてＡ種と同じものを
、金属短繊維として５ＵＳ３０４を用い、配合はそれぞ
れ金属粉９０ｗｔ％、金属短繊維１０ｗｔ％とした。Ａ
種、Ｂ種とも焼結条件は１１５０°ＣＸ１時間とした。

焼結後、切削加工を施して外形寸法を揃え、上面を研削
し、ラップ仕上げした。その仕上げ面は平均１０〜２０
ｕ＋の開気孔が一様に分布していた。その吸着力を測定
した結果、垂直方向は、Ａ種のものが１０．２ｋｇｆ、
、Ｂ種のものが２４．４ｋｇｆ、水平方向はＡ種のもの
が３．４．ｋｇｆ、Ｂ種のものが５．８ｋｇｆであり、
十分な吸着力のあることがわが一つだ。

■、Ａ種の吸着板を第１図のように組込んで真空チャッ
クを構成し、これをロータリ平面研削盤に装着してシリ
コンウェハの放電インプロセスドレッシング研削を行っ
た。

研削砥石は鋳鉄ボンドダイヤモンド砥石（２００ａａφ
、カップ型、＃１２００、集中度７５、Ｉ＃輻５■）を
用いた。放ｆｆｉ電源はワイヤカット用電源、シリコン
ウェハは４インチφ。

厚さ０．６ａｍおよび１．０ｎｏ、１２．０３Ωｌを用
いた。

■、この結果、いずれの厚さのシリコンウェハも問題な
く研削でき、０．４ｍｍ厚程度まで十分に研削可能であ
った。

０．６＋ｍ厚のシリコンウェハに対する放電インプロセ
スドレッシング特性を第５図に示す。

このときの研削条件は、研削速度９９９１／＋１ｉｎ、
切り込み０．０２ｍ／ｗｉｎ、放電条件はパルスｔｉｌ
ｌμｓ、休止時間１μｓ、無負荷電圧６０ｖ、設定電流
１０Ａである。

各送りとも研削距離が長く持続しており、低速送りで面
粗さ０．１０μｍ程度の鏡面が得られることがわかる。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によるときには、薄層の被加工物を
変形させずに吸着固定することができると同時に直接通
電することができ、しかも構造が簡単であることに加え
、内部絶縁構造となっているため、加工機械の改造や絶
縁対策が不要であり、放電インプロセスドレッシングに
より、薄層物を簡単に、かつ高能率、高精度で加工でき
るというすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による導電性真空チャックの斜視図、第
２図は同じくその部分切欠側面図、第３図は本発明チャ
ックの使用状態を示す斜視図、第４図は同じく加工中の
状態を示す説明図、第５図は本発明を用いた場合の加工
特性を示すグラフである。１・・・ベース、２・・・絶縁体、３・・・吸着板。特許出願人　　新東工業株式会社第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】（１）吸引通路を備えたベース体に、前記吸引通路に通
じる吸引穴を備えた絶縁体を介して、通気性金属焼結体
からなる吸着板を組付けたことを特徴とする導電性真空
チャック。（２）前記吸着板が、金属粉に金属短繊維を
混合し、成形、焼結した複合材からなり、表面に微細な
開気孔を有している特許請求の範囲第１項記載の導電性
真空チャック。（３）導電性砥石を正極とし、被加工物を負極として微
弱な放電を発生させる放電インプロセスドレッシング研
削法に適用される特許請求の範囲第１項記載の導電性真
空チャック。