JP2009277938A - Semiconductor manufacturing device, method of manufacturing semiconductor device, and wafer-holding device - Google Patents
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Abstract
【課題】静電チャックなど複雑な機構を用いなくても、基板を傷つけないように保持することができるようにした半導体製造装置と半導体装置の製造方法、ウエーハ保持装置を提供する。
【解決手段】ウエーハ40を保持するウエーハ保持装置100であって、ホルダー10と、ウエーハ40の表面と対向するようにホルダー10に設けられた溝部11と、溝部11からウエーハ40の表面側へはみ出した状態で当該溝部11に嵌め込まれる樹脂材20と、を備える。このような構成であれば、例えば、石英やセラミックなどの硬い材料ではなく、樹脂材20をウエーハ40の表面に接触させることができ、ウエーハ40を傷つけないように保持することができる。従来例で示したような静電チャックと比べて、ウエーハ40を保持するための機構が簡単であるため、設備投資にかかるコストを低減することができる。
【選択図】図1A semiconductor manufacturing apparatus, a semiconductor device manufacturing method, and a wafer holding apparatus that can hold a substrate without damaging the substrate without using a complicated mechanism such as an electrostatic chuck.
A wafer holding device (100) for holding a wafer (40), a holder (10), a groove part (11) provided in the holder (10) so as to face the surface of the wafer (40), and a protrusion from the groove part (11) to the surface side of the wafer (40). And a resin material 20 fitted in the groove 11 in a state where With such a configuration, for example, the resin material 20 can be brought into contact with the surface of the wafer 40 instead of a hard material such as quartz or ceramic, and the wafer 40 can be held without being damaged. Compared to the electrostatic chuck as shown in the conventional example, since the mechanism for holding the wafer 40 is simple, the cost for capital investment can be reduced.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、半導体製造装置と半導体装置の製造方法、ウエーハ保持装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, a semiconductor device manufacturing method, and a wafer holding apparatus.
この種の従来技術としては、例えば特許文献1に開示されたものがある。即ち、特許文献1には、例えばドライエッチング装置において、ウエーハとトレーの金属板との間に直流電源を接続することにより、ウエーハをトレーに静電チャックすることが記載されている。このような構成であれば、大口径のウエーハに反りがある場合であっても、このウエーハをトレー上に密着させて固定することができる。また、ウエーハとトレーとの密着性が高いため、トレーを介してウエーハを効率よく冷却することができる。
As this type of prior art, for example, there is one disclosed in
また、ウエーハの裏面に金属薄膜をスパッタリングする、裏面スパッタリング技術が知られている。裏面スパッタリング用としてはウエーハを固定する静電チャックのステージ表面に柔らかいポリイミド層をコーティングしておくことが知られている。このような構成であれば、ステージと直に接するウエーハの表面(即ち、回路形成面)が傷つくことを防止することができる。
ところで、特許文献1に開示された静電チャックは、その構造が複雑であり高価であるため、その採用は、設備投資コストの増大を招くという課題があった。
そこで、本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、静電チャックなど複雑な機構を用いなくても、基板を傷つけないように保持することができるようにした半導体製造装置と半導体装置の製造方法、ウエーハ保持装置の提供を目的とする。
By the way, since the electrostatic chuck disclosed in
Accordingly, the present invention has been made in view of such problems, and a semiconductor manufacturing apparatus capable of holding a substrate without damaging it without using a complicated mechanism such as an electrostatic chuck. An object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method and a wafer holding device.
〔発明1〕 上記目的を達成するために、発明1の半導体製造装置は、第1の面及び前記第1の面とは反対側を向く第2の面を有する基板の前記第1の面に接触して前記基板を保持する半導体製造装置であって、基材と、前記第1の面と対向するように前記基材に設けられた溝部と、前記溝部から前記第1の面側へはみ出した状態で当該溝部に嵌め込まれる樹脂材と、を備えることを特徴とするものである。ここで、基板は、例えばウエーハである。また、「第1の面」は表面又は裏面の一方であり、「第2の面」は表面又は裏面の他方である。
このような構成であれば、例えば、石英やセラミックなどの硬い材料ではなく、樹脂材を基板の第1の面に接触させることができる。これにより、第1の面が傷つくことを防止しつつ、基板を保持することができる。従来例で示したような静電チャックと比べて、基板を保持するための機構が簡単であるため、設備投資にかかるコストを低減することができる。
[Invention 1] In order to achieve the above object, a semiconductor manufacturing apparatus according to
With such a configuration, for example, a resin material can be brought into contact with the first surface of the substrate instead of a hard material such as quartz or ceramic. Thereby, it is possible to hold the substrate while preventing the first surface from being damaged. Compared to the electrostatic chuck as shown in the conventional example, since the mechanism for holding the substrate is simple, the cost for capital investment can be reduced.
〔発明2〕発明2の半導体製造装置は、発明1の半導体製造装置において、前記樹脂材は、前記溝部に着脱可能に嵌め込まれることを特徴とするものである。
このような構成であれば、樹脂材を容易に交換することができる。従来例で示したような、ステージ表面にポリイミド層がコーティングされている場合は、その張替えに手間がかかるが、発明2の構成であれば樹脂材を容易に交換することができるので、半導体製造装置のメンテナンスにかかるコストを低減することができる。
[Invention 2] The semiconductor manufacturing apparatus of Invention 2 is characterized in that, in the semiconductor manufacturing apparatus of
With such a configuration, the resin material can be easily replaced. If a polyimide layer is coated on the surface of the stage as shown in the conventional example, it takes time to replace the resin layer, but the resin material can be easily replaced with the configuration of the
〔発明3〕 発明3の半導体製造装置は、発明1又は発明2の半導体製造装置において、前記基材の平面視による形状は輪形であり、前記溝部は、平面視で前記基材の中心から放射状に延びるように設けられていることを特徴とするものである。ここで、「放射状に」とは、複数の方向に向かって、ということである。
このような構成であれば、樹脂材を基材の中心から放射状に延びるように配置することができ、互いに離間して配置された複数の樹脂材を基板の第1の面に接触させることができるので、基板を安定して保持することができる。また、当該半導体製造装置が減圧室(例えば、ロードロックチャンバー、又は、プロセス・チャンバー)内に配置される場合は、樹脂材の延設方向とガスの流入出方向とを略一致させることができ、大気圧から減圧状態(又は、減圧状態から大気圧)に移行する際に、ガスの流れを阻害しないようにすることができる。これにより、ガスに押されて基板が意図せず動いてしまうことを防ぐことができる。
[Invention 3] The semiconductor manufacturing apparatus of Invention 3 is the semiconductor manufacturing apparatus of Invention 1 or
With such a configuration, the resin material can be arranged to extend radially from the center of the base material, and a plurality of resin materials arranged apart from each other can be brought into contact with the first surface of the substrate. As a result, the substrate can be stably held. In addition, when the semiconductor manufacturing apparatus is disposed in a decompression chamber (for example, a load lock chamber or a process chamber), the extending direction of the resin material and the inflow / outflow direction of the gas can be substantially matched. The gas flow can be prevented from being hindered when shifting from the atmospheric pressure to the reduced pressure state (or from the reduced pressure state to the atmospheric pressure). Thereby, it can prevent that a board | substrate moves unintentionally by being pushed by gas.
〔発明4〕 発明4の半導体製造装置は、発明3の半導体製造装置において、前記樹脂材は、前記溝部から前記基材の内側へはみ出すように嵌め込まれることを特徴とするものである。
このような構成であれば、例えば、ガスの流れを阻害しないようにしつつ、基板の第1面と樹脂材との接触面積を増やすことができるので、基板をよりいっそう動かないように保持することができる。
[Invention 4] The semiconductor manufacturing apparatus of Invention 4 is characterized in that, in the semiconductor manufacturing apparatus of
With such a configuration, for example, the contact area between the first surface of the substrate and the resin material can be increased while preventing the flow of gas, so that the substrate is held so as not to move further. Can do.
〔発明5〕 発明5の半導体製造装置は、発明1又は発明2の半導体製造装置において、前記基材の平面視による形状は輪形であり、前記溝部は、前記基材の中心を断続的に囲む曲線を成すように設けられていることを特徴とするものである。ここで、輪形の基材と、この基材の中心を断続的に囲む曲線は同心(即ち、中心が同じ)であっても良い。
このような構成であれば、樹脂材を、基材の中心を断続的に囲む曲線を成すように配置することができ、互いに離間して配置された複数の樹脂材を基板の第1の面に接触させることができるので、基板を安定して保持することができる。
[Invention 5] The semiconductor manufacturing apparatus of Invention 5 is the semiconductor manufacturing apparatus of Invention 1 or
With such a configuration, the resin material can be arranged to form a curve that intermittently surrounds the center of the base material, and a plurality of resin materials arranged apart from each other are arranged on the first surface of the substrate. The substrate can be stably held.
〔発明6〕 発明6の半導体製造装置は、発明1又は発明2の半導体製造装置において、前記基材の平面視による形状は輪形であり、前記溝部の平面視による形状は円形であり、前記溝部は前記基材の円周方向に沿って一定の間隔で複数設けられていることを特徴とするものである。ここで、「円形」は正円形であっても良いし、楕円形であっても良い。
このような構成であれば、樹脂材を、基材の円周方向に沿って一定の間隔で配置することができ、一定の間隔で配置された複数の樹脂材を基板の第1の面に接触させることができるので、基板を安定して保持することができる。
[Invention 6] The semiconductor manufacturing apparatus of Invention 6 is the semiconductor manufacturing apparatus of Invention 1 or
With such a configuration, the resin material can be arranged at regular intervals along the circumferential direction of the base material, and a plurality of resin materials arranged at regular intervals can be arranged on the first surface of the substrate. Since it can contact, a board | substrate can be hold | maintained stably.
〔発明7〕 発明7の半導体製造装置は、発明1から発明6の何れか一の半導体製造装置において、前記樹脂材は、パーフロロエラストマーからなることを特徴とするものである。ここで、「パーフロロエラストマー」として、カルレッツ(登録商標)がある。パーフロロエラストマーは、優れた耐薬品性と耐熱性を有し、さらにゴムと同等の弾力性を備えている。特に、その耐熱性は優れており、300℃近くの高温においてもゴムと同等の弾力性を保持することができ、且つ、脱ガスも少ない。
このような構成であれば、上記の基板を保持する機能と、基板を傷つけない機能について、優れた効果を期待することができる。また、脱ガスが少ないので、例えば、チャンバー内の真空排気を迅速に行うことができる。
〔発明8〕 発明8の半導体製造装置は、発明1から発明7の何れか一の半導体製造装置において、前記樹脂材の表面は粗面化されていることを特徴とするものである。
このような構成であれば、樹脂材表面の摩擦力を高めることができるので、この樹脂材と接触する基板をよりいっそう動かないように保持することができる。
[Invention 7] The semiconductor manufacturing apparatus according to Invention 7 is the semiconductor manufacturing apparatus according to any one of
With such a configuration, excellent effects can be expected with respect to the function of holding the substrate and the function of not damaging the substrate. Moreover, since there is little degassing, for example, the vacuum exhaust in a chamber can be performed rapidly.
[Invention 8] The semiconductor manufacturing apparatus according to Invention 8 is characterized in that, in the semiconductor manufacturing apparatus according to any one of
With such a configuration, the frictional force on the surface of the resin material can be increased, so that the substrate in contact with the resin material can be held so as not to move further.
〔発明9〕 発明9の半導体装置の製造方法は、第1の面及び前記第1の面とは反対側を向く第2の面を有する基板の前記第1の面に接触して前記基板を保持する半導体製造装置であって、基材と、前記第1の面と対向するように前記基材に設けられた溝部と、前記溝部から前記第1の面側へはみ出した状態で当該溝部に嵌め込まれる樹脂材と、を備える半導体製造装置を用意する工程と、前記半導体製造装置が備える前記樹脂材を前記基板の前記第1の面に接触させて当該基板を保持する工程と、保持した前記基板をチャンバー内に配置して前記第2の面に所定の処理を施す工程と、を含むことを特徴とするものである。ここで、「所定の処理」としては、例えば、金属薄膜のスパッタリング又は、薄膜のドライエッチングが挙げられる。
このような方法によれば、第1の面が傷つくことを防止しつつ、基板を保持することができる。従来例で示したような静電チャックと比べて、基板を保持するための機構が簡単であるため、設備投資にかかるコストを低減することができる。これにより、半導体装置の製造コストを低減することができ、その結果、半導体装置の安価化に寄与することができる。
[Invention 9] In the manufacturing method of the semiconductor device of Invention 9, the substrate is brought into contact with the first surface of the substrate having a first surface and a second surface facing the opposite side of the first surface. A semiconductor manufacturing apparatus for holding a base material, a groove provided in the base material so as to face the first surface, and the groove portion protruding from the groove portion to the first surface side. A step of preparing a semiconductor manufacturing apparatus comprising: a resin material to be fitted; a step of bringing the resin material included in the semiconductor manufacturing apparatus into contact with the first surface of the substrate; and holding the substrate. And a step of performing a predetermined process on the second surface by disposing a substrate in the chamber. Here, examples of the “predetermined treatment” include sputtering of a metal thin film or dry etching of a thin film.
According to such a method, it is possible to hold the substrate while preventing the first surface from being damaged. Compared to the electrostatic chuck as shown in the conventional example, since the mechanism for holding the substrate is simple, the cost for capital investment can be reduced. Thereby, the manufacturing cost of a semiconductor device can be reduced, and as a result, it can contribute to the cost reduction of a semiconductor device.
〔発明10〕 発明10のウエーハ保持装置は、基材と、前記基材に形成された樹脂層と、を備えるウエーハ保持装置であって、前記樹脂層の上端は、前記基材の表面よりも上部に位置することを特徴とするものである。
このような構成であれば、例えば、石英やセラミックなどの硬い材料ではなく、樹脂層を基板に接触させて、当該基板を傷つけないように保持することができる。従来例で示したような静電チャックと比べて、基板を保持するための機構が簡単であるため、設備投資にかかるコストを低減することができる。
[Invention 10] The wafer holding device of
With such a configuration, for example, instead of a hard material such as quartz or ceramic, the resin layer can be held in contact with the substrate so that the substrate is not damaged. Compared to the electrostatic chuck as shown in the conventional example, since the mechanism for holding the substrate is simple, the cost for capital investment can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その重複する説明は省略する。
(1)第1実施形態
図1(a)及び(b)は、本発明の第1実施形態に係るウエーハ保持装置100の構成例を示す平面図と断面図である。また、図2(a)〜(c)は、ホルダー10の構成例を示す平面図と、断面図及び拡大断面図である。さらに、図3(a)及び(b)は、サセプター30の構成例を示す平面図と断面図である。
図1(a)及び(b)に示すように、このウエーハ保持装置100は、ウエーハ40を保持するための装置であり、ホルダー10と、ホルダー10の表面に形成された複数の溝部と、これら溝部にそれぞれ埋め込まれた複数の樹脂材20と、サセプター30と、を含んで構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that, in each drawing described below, parts having the same configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted.
(1) First Embodiment FIGS. 1A and 1B are a plan view and a cross-sectional view showing a configuration example of a
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
図2(a)及び(b)に示すように、ホルダー10は、その平面視による形状が輪形(環状、即ち、外周の形状が正円で、この正円の中心部が空洞となっている形)であり、例えば石英からなる。このホルダー10の表面(即ち、ウエーハ40と対向する面)には複数の溝部11が設けられている。これら溝部11は、平面視でホルダー10の中心から外周に向かって、放射状に延びるように形成されている。
また、図2(c)に示すように、これら溝部11の断面視による形状(以下、断面形状という。)は、例えば逆台形である。或いは、溝部11の断面形状は例えば丸型であっても良い。これにより、溝部11には樹脂材20を着脱可能に嵌め込むことができるようになっている。また、樹脂材20は、例えばパーフロロエラストマーからなる。このように、複数の溝部11が形成され、これら溝部11の各々に樹脂材20がそれぞれ嵌め込まれるホルダー10は、例えば複数本のネジ13によってサセプターに固定されるようになっている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
Moreover, as shown in FIG.2 (c), the shape (henceforth a cross-sectional shape) by sectional view of these
図3(a)及び(b)に示すように、サセプター30は、その平面視による形状が輪形(即ち、外周の形状が正円で、この正円の中心部が空洞となっている形)であり、例えばステンレス鋼(SUS(サス)ともいう。)からなる。このサセプター30には、ホルダー10と同じ形状で、その大きさがホルダー10よりも若干大きめの溝部31が形成されている。また、この溝部31に底面には複数のネジ穴33が形成されている。これらネジ穴33の各々に、上記のネジ13(例えば、図2参照。)がそれぞれ捻じ込まれるようになっている。
このような構成を有するウエーハ保持装置100は、例えば、ウエーハ40の裏面に金属薄膜をスパッタリングする装置(以下、裏面スパッタ装置という。)において、ウエーハ40を保持すると共に、保持したウエーハ40をロードロックチャンバーからプロセス・チャンバーへ、又は、プロセス・チャンバーからロードロックチャンバーへ搬送するための装置として使用される。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
The
なお、ロードロックチャンバーはロードロック室を構成するチャンバーで、プロセス・チャンバー内を真空に保持し大気に開放しないことを目的に、プロセス・チャンバーへの処理前、処理後のウエーハ40の出し入れを行うために設置される真空チャンバーである。また、プロセス・チャンバーは、例えば金属薄膜のスパッタリング処理が行われる反応室である。プロセス・チャンバーとロードロックチャンバーとの間は例えばゲートバルブで仕切られており、ゲートバルブが閉じられているときは、各チャンバーがそれぞれ異なる真空度を維持できるようになっている。また、プロセス・チャンバー内では、例えば図1(b)に示すように、ウエーハ保持装置100の外周にシールド板を配置し、このシールド板によってウエーハ40表面へのスパッタ粒子の回り込みを防止するようにしても良い。
The load lock chamber is a chamber constituting the load lock chamber, and the
ところで、図1(a)及び(b)に示すように、このウエーハ保持装置100では、複数の樹脂材20が、それぞれ溝部から上側(即ち、ウエーハ40側)にはみ出している。これにより、ウエーハ40を石英等からなる硬いホルダー10に接触させることなく、柔らかい樹脂材20とのみ接触させた状態で保持することができる。例えば、ウエーハ保持装置100が上記の裏面スパッタ装置で使用される場合は、複数本の樹脂材20のみをウエーハ40の表面(即ち、回路形成面)に接触させた状態で、ウエーハ40を保持することができる。樹脂材20は、石英と比べて弾力性があり柔らかいので、ウエーハ40を傷つけないように保持することができる。
By the way, as shown in FIGS. 1A and 1B, in the
なお、樹脂材20のウエーハ40側へのはみ出し量(即ち、ホルダー10の表面からの出っ張り量)は、任意の値に設定して構わないが、スパッタ粒子のウエーハ40表面への回り込み量は上記の出っ張り量が大きいほど増大する傾向がある。ここで、スパッタ粒子のウエーハ40表面への回り込みは好ましい現象ではない。裏面スパッタ装置において、スパッタ粒子のウエーハ40表面への回り込みはできるだけ抑制することが望まれる。そこで、本発明では、上記の出っ張り量を0.2mm以上、0.7mm以下の範囲内に設定することが好ましい。本発明者の知見によれば、上記の出っ張り量を0.2mm〜0.7mmに設定することにより、スパッタ粒子のウエーハ40表面への回り込みを効果的に抑制することができる。
このように、本発明の第1実施形態によれば、例えば、石英やセラミックなどの硬い材料ではなく、樹脂材20をウエーハ40の表面に接触させることができる。これにより、ウエーハ40の表面が傷つくことを防止しつつ、ウエーハ40を保持することができる。従来例で示したような静電チャックと比べて、ウエーハ40を保持するための機構が簡単であるため、設備投資にかかるコストを低減することができる。
Note that the amount of protrusion of the
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the
また、樹脂材20はホルダー10の中心から放射状に延びるように配置されているので、互いに離間して配置された複数の樹脂材20をウエーハ40の表面に接触させることができ、ウエーハ40を安定して保持することができる。本発明者の知見によれば、樹脂材20を放射状に延びるように配置することにより、直径が6インチ(約15cm)で厚さが200μm程度まで削られた極薄いウエーハ40を、傷つけないように保持することができる。さらに、ウエーハ保持装置100が減圧環境(例えば、ロードロックチャンバーや、プロセス・チャンバーなど)で使用される場合は、例えば図4に示すように、樹脂材20の放射状に延びた延設方向とガスの流入出方向とを略一致させることができ、大気圧から減圧状態に、又は、減圧状態から大気圧に移行する際に、ガスの流れを阻害しないようにすることができる。これにより、ガスに押されてウエーハ40が意図せず動いてしまうことを防ぐことができ、ウエーハ40の表面が樹脂材20に擦られて傷つくことを防ぐことができる。
Further, since the
また、このウエーハ保持装置100では、樹脂材20は溝部11に着脱可能に嵌めこまれているので、樹脂材20を容易に交換することができる。従来例で示したような、静電チャックのステージ表面にポリイミド層がコーティングされている場合は、その張替えに手間がかかるが、このウエーハ保持装置100では、樹脂材20は着脱可能に嵌めこまれているだけなので、その交換が容易でありメンテナンスにかかるコストを低減することができる。
また、このウエーハ保持装置100では、樹脂材20に例えばパーフロロエラストマーが用いられている。裏面スパッタ装置では、処理前/処理後のウエーハ40をロードロックチャンバーに出し入れするたびに大気への開放と、真空引きが繰り返されるが、パーフロロエラストマーは脱ガスが少ない(即ち、ガス放出が少ない)ため、真空排気を迅速に行うことができる。
In the
In the
なお、上記の第1実施形態では、図1(a)及び(b)に示したように、樹脂材20の各々が、溝部からホルダー10の内側へそれぞれはみ出している場合について説明した。しかしながら、本発明の第1実施形態はこれに限られることはない。例えば図5(a)及び(b)に示すように、樹脂材20は溝部からホルダー10の内側へはみ出していなくても良い。このような構成であれば、図1(a)及び(b)と比べて、ウエーハ40の表面と樹脂材20との接触面積が減り、ウエーハ40を保持する能力は低くなるものの、ウエーハ40を傷つけないように保持することは可能である。また、静電チャックと比べて機構が簡単であるため、コストの低減も可能である。
In the first embodiment, as described with reference to FIGS. 1A and 1B, the case where each of the
(2)第2実施形態
上記の第1実施形態では、複数の溝部がホルダーの中心から放射状に延びるように形成されており、これら溝部に樹脂材が嵌めこまれる場合について説明した。しかしながら、本発明において、溝部の平面視による形状(以下、平面形状という。)はこれに限られることはない。
図6(a)及び(b)は、本発明の第2実施形態に係るウエーハ保持装置200の構成例を示す平面図と断面図である。図6(a)及び(b)に示すように、このウエーハ保持装置200において、溝部61は例えばホルダー60と同心の曲線(即ち、円弧)を成すように形成されており、このような溝部61によって、ホルダー60の中心は断続的に囲まれている。そして、このウエーハ保持装置200においても、溝部61の各々に樹脂材20がそれぞれ嵌め込まれており、これら樹脂材20は溝部61から上側(即ち、ウエーハ側)にそれぞれはみ出している。このようにして、樹脂材20は、ホルダー60の中心を断続的に、或いは一定間隔で囲む曲線を成すように配置されている。
(2) 2nd Embodiment In said 1st Embodiment, the some groove part was formed so that it might extend radially from the center of a holder, and the case where the resin material was engage | inserted in these groove parts was demonstrated. However, in the present invention, the shape of the groove portion in plan view (hereinafter referred to as a planar shape) is not limited to this.
6A and 6B are a plan view and a cross-sectional view showing a configuration example of the
本発明の第2実施形態によれば、第1実施形態と同様、石英やセラミックなどの硬い材料ではなく、樹脂材20をウエーハ40の表面に接触させることができる。図6(a)及び(b)に示すように、互いに離間して配置された複数の樹脂材20をウエーハ40の表面に接触させることにより、ウエーハ40を安定に、且つ傷が付かないように保持することができる。従来例で示したような静電チャックと比べて、ウエーハ40を保持するための機構が簡単であるため、設備投資にかかるコストを低減することができる。
本発明者の知見によれば、樹脂材20を、ホルダー60の中心を断続的に囲む曲線を成すように配置することにより、直径が6インチ(約15cm)で厚さが400μm程度まで削られた薄いウエーハ40を、傷つけないように保持することができる。
According to the second embodiment of the present invention, the
According to the knowledge of the present inventor, the
(3)第3実施形態
上記の第1、第2実施形態では、溝部が直線又は曲線を成すように形成されている場合について説明した。しかしながら、本発明において、溝部の平面形状はこれに限られることはない。
図7(a)及び(b)は、本発明の第3実施形態に係るウエーハ保持装置300の構成例を示す平面図と断面図である。図7(a)及び(b)に示すように、このウエーハ保持装置300において、溝部71の平面形状は例えば正円形であり、このような溝部71がホルダー70の円周方向に沿って一定の間隔で複数形成されている。そして、このウエーハ保持装置300においても、溝部71の各々に樹脂材20がそれぞれ嵌め込まれており、これら樹脂材20は溝部71から上側(即ち、ウエーハ側)にそれぞれはみ出している。このようにして、樹脂材20は、ホルダー70の円周方向に沿って一定の間隔で配置されている。
(3) Third Embodiment In the first and second embodiments described above, the case where the groove is formed to form a straight line or a curve has been described. However, in the present invention, the planar shape of the groove is not limited to this.
FIGS. 7A and 7B are a plan view and a cross-sectional view showing a configuration example of the
本発明の第3実施形態によれば、第1、第2実施形態と同様、石英やセラミックなどの硬い材料ではなく、樹脂材20をウエーハ40の表面に接触させることができる。図7(a)及び(b)に示すように、互いに離間して配置された複数の樹脂材20をウエーハ40の表面に接触させることにより、ウエーハ40を安定に、且つ傷が付かないように保持することができる。従来例で示したような静電チャックと比べて、ウエーハ40を保持するための機構が簡単であるため、設備投資にかかるコストを低減することができる。
本発明者の知見によれば、樹脂材20を、ホルダー60の中心を断続的に囲む曲線を成すように配置することにより、直径が6インチ(約15cm)で厚さが400μm程度まで削られた薄いウエーハ40を、傷つけないように保持することができる。
According to the third embodiment of the present invention, the
According to the knowledge of the present inventor, the
(4)その他
上記の第1〜第3実施形態では、樹脂材20の一例としてパーフロロエラストマーを用いる場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限られることはない。例えば、樹脂材20としてフッ素樹脂を用いることも可能である。上記の第1〜第3実施形態において、樹脂材20としてフッ素樹脂を用いた場合であっても、ウエーハ40を安定に、且つ傷が付かないように保持することができる。
また、本発明では、樹脂材20の表面を粗面化(即ち、微細な凹凸を多数形成)しておくことが好ましい。粗面化の手段としては、例えば、サンドブラストやドライエッチングなどの方法が挙げられる。樹脂材20の表面を粗面化することにより、樹脂材20とウエーハ40との接触面の摩擦力(摩擦抵抗)を高めることができるので、ウエーハ40をよりいっそう動かないように固定することができる。
(4) Others In the first to third embodiments, the case where a perfluoroelastomer is used as an example of the
In the present invention, it is preferable that the surface of the
また、本発明者の知見によれば、樹脂材20にパーフロロエラストマーを用いる場合は、その表面を粗面化しておくことにより、樹脂材20の痕(以下、樹脂痕)がウエーハ40の表面に残らないようにすることができる。これについて詳しく説明すると、本発明者は、表面が滑らかな状態のパーフロロエラストマー(以下、サンプル1とする。)と、表面が粗面化されたパーフロロエラストマー(以下、サンプル2とする。)とをそれぞれ、300℃程度の高温環境下でウエーハの表面に接触させてみた。すると、図8に示すように、サンプル1と接触したウエーハでは、その表面に樹脂痕が残される場合があった。また、サンプル2と接触したウエーハでは、その表面に樹脂痕は無かった。
Further, according to the knowledge of the present inventor, when a perfluoroelastomer is used for the
図9(a)及び(b)はEDX(エネルギー分散型X線分析装置)による分析結果であり、図9(a)はウエーハ表面の樹脂痕を分析した結果であり、図9(b)はウエーハ表面の樹脂痕が残されていない領域(即ち、樹脂痕無し)を分析した結果である。図9(a)及び(b)において、横軸は元素の種類を意味するエネルギー値(keV)を示し、縦軸はカウント数(一定時間にディテクタに入った分子数)を示す。
図9(a)に示すように、ウエーハ表面の樹脂痕を分析すると、炭素(C)元素や、フッ素(F)元素が検出された。一方、図9(b)に示すように、樹脂痕無しを分析すると、C元素が僅かに検出されたものの、その検出強度(即ち、量)は樹脂痕よりも十分に小さかった。また、樹脂痕無しでは、F元素は検出されなかった。このような結果から、図8に示したような樹脂痕には、C元素及びF元素が含まれているものと考えられる。
9 (a) and 9 (b) are the results of analysis by EDX (energy dispersive X-ray analyzer), FIG. 9 (a) is the result of analyzing resin traces on the wafer surface, and FIG. It is the result of analyzing the area | region (namely, there is no resin trace) in which the resin trace on the wafer surface is not left. 9A and 9B, the horizontal axis indicates the energy value (keV) indicating the type of element, and the vertical axis indicates the count number (number of molecules that have entered the detector at a certain time).
As shown in FIG. 9A, when the resin marks on the wafer surface were analyzed, carbon (C) element and fluorine (F) element were detected. On the other hand, as shown in FIG. 9B, when no resin trace was analyzed, although the C element was slightly detected, the detection intensity (that is, the amount) was sufficiently smaller than the resin trace. Moreover, F element was not detected without the resin trace. From such a result, it is considered that the resin mark as shown in FIG. 8 contains C element and F element.
このようなC元素及びF元素(即ち、樹脂痕)が、半導体装置の特性にどのような影響を与えるかは、半導体装置の種類によって種々異なるため、その良し悪しを一概に判断することは難しい。しかしながら、樹脂痕の存在により電気的特性が変動する種類の半導体装置においては、当然に、樹脂痕は無い方が良いので、樹脂材にパーフロロエラストマーを用いる場合は、念のため、その表面を粗面化しておくことが好ましい。これにより、ウエーハの表面に樹脂痕が残される可能性が減るので、電気的特性が変動する可能性も小さくなる。 The influence of such C element and F element (that is, resin marks) on the characteristics of the semiconductor device varies depending on the type of the semiconductor device. Therefore, it is difficult to determine whether it is good or bad. . However, in the type of semiconductor device whose electrical characteristics fluctuate due to the presence of resin traces, it is naturally better not to have resin traces. It is preferable to roughen the surface. As a result, the possibility of resin marks remaining on the surface of the wafer is reduced, so that the possibility of fluctuations in electrical characteristics is also reduced.
なお、上記の第1〜第3実施形態では、ウエーハ保持装置100、200、300を、例えば、ロードロックチャンバーやプロセス・チャンバーなどの減圧室を備えた裏面スパッタ装置に使用する場合について説明した。しかしながら、ウエーハ保持装置100、200、300は、裏面スパッタ装置以外の装置にも用いることができる。例えば、ウエーハ保持装置100、200、300は、ウエーハ40の表面に金属薄膜を形成する(表面)スパッタ装置や、ウエーハ40の表面に形成された薄膜をエッチングするためのドライエッチング装置にも使用可能である。このような装置で使用する場合は、例えば図1(b)において、ウエーハ40の裏面をウエーハ保持装置100の樹脂材20に対向させて接触させれば良い。これにより、減圧室内においてウエーハ40を傷つかないように保持することができ、保持したウエーハ40の表面に所定の処理を施すことができる。
In the first to third embodiments, the case where the
10、60、70 ホルダー(本発明の「基材」の一例)、11、61、71 溝部(本発明の「溝部」の一例)、13 ネジ、20 樹脂材(本発明の「樹脂材」又は「樹脂層」の一例)、30 サセプター、31 溝部、33 ネジ穴、40 ウエーハ(本発明の「基板」の一例)、50 シールド板、100、200、300 ウエーハ保持装置(本発明の「半導体製造装置」の一例) 10, 60, 70 Holder (an example of the “substrate” of the present invention), 11, 61, 71 Groove (an example of the “groove” of the present invention), 13 Screw, 20 Resin material (the “resin material” of the present invention) Example of “resin layer”, 30 susceptor, 31 groove, 33 screw hole, 40 wafer (example of “substrate” of the present invention), 50 shield plate, 100, 200, 300 wafer holding device (“semiconductor manufacturing of the present invention” Example of “apparatus”)
Claims (10)
基材と、
前記第1の面と対向するように前記基材に設けられた溝部と、
前記溝部から前記第1の面側へはみ出した状態で当該溝部に嵌め込まれる樹脂材と、を備えることを特徴とする半導体製造装置。 A semiconductor manufacturing apparatus that holds the substrate in contact with the first surface of the substrate having a first surface and a second surface facing away from the first surface,
A substrate;
A groove provided in the base so as to face the first surface;
And a resin material fitted into the groove in a state of protruding from the groove toward the first surface.
前記溝部は、平面視で前記基材の中心から放射状に延びるように設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体製造装置。 The shape of the base material in plan view is a ring shape,
The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the groove portion is provided so as to extend radially from the center of the base material in a plan view.
前記溝部は、前記基材の中心を断続的に囲む曲線を成すように設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体製造装置。 The shape of the base material in plan view is a ring shape,
The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the groove portion is provided so as to form a curve that intermittently surrounds the center of the base material.
前記溝部の平面視による形状は円形であり、前記溝部は前記基材の円周方向に沿って一定の間隔で複数設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体製造装置。 The shape of the base material in plan view is a ring shape,
3. The semiconductor according to claim 1, wherein a shape of the groove portion in a plan view is a circle, and a plurality of the groove portions are provided at regular intervals along a circumferential direction of the base material. Manufacturing equipment.
前記半導体製造装置が備える前記樹脂材を前記基板の前記第1の面に接触させて当該基板を保持する工程と、
保持した前記基板をチャンバー内に配置して前記第2の面に所定の処理を施す工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 A semiconductor manufacturing apparatus for holding a substrate in contact with the first surface of a substrate having a first surface and a second surface facing away from the first surface, the base material, A semiconductor manufacturing apparatus is provided, comprising: a groove provided on the base so as to face the first surface; and a resin material fitted into the groove in a state of protruding from the groove toward the first surface. Process,
Bringing the resin material provided in the semiconductor manufacturing apparatus into contact with the first surface of the substrate and holding the substrate;
Placing the held substrate in a chamber and subjecting the second surface to a predetermined treatment. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記基材に形成された樹脂層と、を備えるウエーハ保持装置であって、
前記樹脂層の上端は、前記基材の表面よりも上部に位置することを特徴とするウエーハ保持装置。 A substrate;
A wafer holding device comprising a resin layer formed on the substrate,
The wafer holding device, wherein an upper end of the resin layer is located above the surface of the substrate.
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