JP2006203031A - ウエハ端面保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ウエハの端面を構造的に保護することにより、基盤からのウエハ剥がれ等の処理不良を防止することができる。
【解決手段】 ウエハＷの外周に弾性部材９を配置し、ウエハＷの端縁を一対のリング状部材５，７で挟み込むとともに、固定ネジ１０でリング状部材５，７を締め付け固定することにより、Ｏリング１７，１９の作用で、ウエハＷ及び基盤３のうち処理部分の円Ｃ相当の領域から外方が液密に維持される。よって、ウエハＷを貼り付けた基盤３のうち、処理円Ｃの反対側にあたる基盤３と、ウエハＷのうち処理部分の円Ｃ相当の領域だけに処理液が触れるようにでき、ウエハＷの端面が処理液で処理されたり、基盤３にウエハＷを接着しているワックス等が処理液に浸食されて剥がれたりする等の処理不良を防止できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シリコン半導体や化合物半導体などのウエハを処理液に浸漬させて所定の処理を行う際に、ウエハの非処理面を保護しつつウエハの端面を保護するウエハ端面保護装置に関する。

従来、この種のウエハ処理として、ウエハの厚みを薄くする処理がある（シンニング）。この場合には、まず、基盤の上面にワックスを塗布して溶融させ、その上に、ウエハの回路等が形成された非処理面を下向きにして載置する。そして、冷却することによりウエハを基盤に固定し、水酸化カリウム(KOH)を含むエッチング液として貯留している処理槽にウエハを基盤とともに収容し、エッチング液中にウエハを浸漬する。これにより、ウエハの処理面を化学的に研磨して、ウエハの厚みを薄くする処理（シンニング）が行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３４７２５４号公報

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来のウエハ処理では、ワックスに水酸化カリウムへの耐性をもたせることが困難であるので、エッチング液中にワックスが溶け出し、処理途中にてウエハが基盤から剥離したり、非処理面側にあたるウエハの表面周縁部の一部がエッチングされたりする場合がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ウエハの端面を構造的に保護することにより、基盤からのウエハ剥がれ等の処理不良を防止することができるウエハ端縁保護装置を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項1に記載の発明は、処理液にウエハを浸漬させてその処理面を処理する際に、ウエハの非処理面を保護しつつウエハの端面を保護するウエハ端面保護装置において、処理液に対する耐性を有し、ウエハの処理面においてほぼ円形を呈する処理部分を除いてウエハの処理面を覆う保護部材と、処理液に対する耐性を有し、少なくとも前記保護部材とウエハの処理面との間に取り付けられた液密シール材と、を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項1に記載の発明によれば、処理部分を除くウエハの処理面が保護部材により覆われ、少なくとも処理面と保護部材との間には液密シール材が取り付けられているので、ウエハの処理部分以外は処理液に触れることがない。したがって、ウエハの端面が処理液で処理されたり、基盤にウエハを接着しているワックス等が処理液に浸食されて剥がれたりする等の処理不良を防止することができる。

なお、ここでいう処理部分とは、処理を行うための領域を表す。

また、本発明において、前記保護部材は、外径がウエハの外径より大きく、かつ内径が処理部分に相当する径で形成され、ウエハの処理面側と非処理面側に配置される一対のリング状部材と、ウエハの外径より大なる内径を有し、前記一対のリング状部材の間に介在する弾性部材と、ウエハを挟んで前記一対のリング状部材を締め付け固定する固定機構とを備え、前記液密シール材を前記保護部材とウエハの非処理面との間にも備えていることが好ましい（請求項２）。ウエハの外周に弾性部材を配置し、ウエハの端縁を一対のリング状部材で挟み込むとともに、固定機構でリング状部材を締め付け固定することにより、ウエハを貼り付けた基盤のうち、処理部分の反対側にあたる部分と、ウエハの処理部分だけに処理液が触れるようにできる。また、非処理面側にもリング状部材を用いているので、軽量化を図ることができ、複数枚のウエハを一括処理するバッチ式による処理時に有利となる。

また、本発明において、前記保護部材は、外径がウエハの外径より大きく、かつ内径が処理部分に相当する径で形成され、ウエハの処理面側に配置されるリング状部材と、外径がウエハの外径より大きく形成され、ウエハの非処理面側に配置される円板状部材と、ウエハの外径より大なる内径を有し、前記リング状部材と前記円板状部材の間に介在する弾性部材と、ウエハを挟んで前記リング状部材と前記円板状部材を締め付け固定する固定機構とを備え、前記液密シール材を前記保護部材とウエハの非処理面との間にも備えていることが好ましい（請求項３）。ウエハの外周に弾性部材を配置し、ウエハの端縁をリング状部材と円形状部材で挟み込むとともに、固定機構で締め付け固定することにより、ウエハの処理部分以外は処理液に触れることがない。

また、本発明において、前記保護部材は、外径がウエハの外径より大きく、かつ内径がウエハの外径より小さく形成され、ウエハの処理面側と非処理面側に配置される一対のリング状部材と、前記一対のリング状部材のうち一方のリング状部材に突出して取り付けられた液密外周シール材と、前記一対のリング状部材のうち他方のリング状部材に形成され、前記液密外周シール材を圧入するための凹部とを備え、前記液密シール材を前記保護部材とウエハの非処理面側にも備え、前記一方のリング状部材の液密外周シール材を前記他方のリング状部材の凹部に圧入して、前記一対のリング状部材でウエハを挟持することが好ましい（請求項４）。一方のリング状部材の液密外周シール材を他方のリング状部材の凹部に圧入するだけで、一対のリング状部材でウエハを挟持することができる。したがって、工数を少なく容易にウエハの端面保護することができる。

また、本発明において、前記保護部材は、上部に開口を有し、ウエハの処理面を上方に向けてウエハを収容するカップ状の収容器と、処理部分に相当する開口を備え、前記収容器の上部を覆う蓋部材と、前記蓋部材と前記収容器とを係合する係合部とを備えるとともに、前記係合部により前記蓋部材と収容器とを一体化することが好ましい（請求項５）。収容器にウエハを収容し、係合部で蓋部材と収容器とを係合することにより、処理部分だけに処理液が触れるようにできる。

また、本発明において、前記係合部は、前記収容器の上縁付近に形成され、外周方向に突出して湾曲形成された下部係合部と、前記蓋部材の下縁付近に形成され、前記下部係合部と類似形状の上部係合部とを備えていることが好ましい（請求項６）。蓋部材を収容器に被せるように取り付けることにより、上部係合部と下部係合部とが係合して固定される。したがって、工数少なく収容器に蓋部材を取り付けることができるうえ、取り外しも容易に行うことができる。

また、本発明において、前記収容器は、前記蓋部材とウエハの処理面に取り付けられた前記液密シール材でウエハを押圧固定することが好ましい（請求項７）。蓋部材とウエハの処理面との間に液密シールを配置すると、蓋部材を収容器に取り付けた際に液密シールの弾性力でウエハが収容器に押圧されて固定される。

本発明に係るウエハ端面保護装置によれば、処理部分を除くウエハの処理面が保護部材により覆われ、少なくとも処理面と保護部材との間には液密シール材が取り付けられているので、ウエハの処理面の処理部分の円以外は処理液に触れることがない。したがって、ウエハの処理端面が処理液に晒されたり、基盤にウエハを接着しているワックス等が処理液に浸食されて剥がれたりする等の処理不良を防止できる。

本発明のウエハ端面保護装置は、処理液に対する耐性を有し、ウエハの処理面においてほぼ円形を呈する処理部分を除いてウエハの処理端面（回路等が形成されていない面側）を覆う保護部材を備え、少なくとも保護部材とウエハの処理面（回路等が形成されている面側）との間に液密シールを配置して、ウエハの端面が処理液に触れないように構成されているものである。このようなウエハ端面保護装置の実施形態として、以下のような実施例１〜４を説明する。なお、以下の説明においては、ウエハが円形であるものとして説明しているが、実際にはオリエンテーションフラットやノッチが形成されている。

以下、図面を参照して本発明の実施例1を説明する。
図１は、実施例１に係るウエハ端面保護装置の概略構成を示す分解斜視図であり、図２はウエハに取り付けた状態における要部の縦断面図である。

ウエハＷは、その非処理面側Ｓ１にワックス等の固着剤１を介して基盤３に貼り付けられている。基盤３は、処理液に耐性を備えた材料、例えばＳｉＣで構成されている。処理液としては、例えば、シリコンウエハを化学的に研磨するためのＫＯＨ（水酸化カリウム）溶液を含む処理液が挙げられる。なお、基盤３は、処理液に対する耐性を備えている石英ガラスなどであってもよい。

ウエハＷの面方向には、外径がウエハＷの外径よりやや大きく、かつ内径が処理部分の円Ｃに相当する径で形成され、ウエハＷの処理面Ｓ２側と非処理面Ｓ１側に配置される一対のリング状部材５，７と、ウエハＷ及び基盤３の外径よりやや大なる内径を有し、一対のリング状部材５，７の間に介在する弾性部材９とを備えている。一対のリング状部材５，７は、例えば、処理液に対する耐性を備えているステンレス鋼板で構成されている。また、弾性部材９の厚みは、ウエハＷと固着材１と基盤３の合計厚みよりやや厚い程度である。弾性部材９の高さ方向の厚みは、固着材１と、基盤３と、ウエハＷと、Ｏリング１７，１９の合計の厚みよりも若干大きい程度である。なお、上記の一対のリング状部材５，７及び弾性部材９が本発明における保護部材に相当する。

ウエハＷの処理面Ｓ１側のリング状部材５は、固定ネジ１０を挿通するための４個の挿通穴１１が外側寄りに形成されている。これらに対応する弾性部材９の各位置には、固定ネジ１０のネジ山径よりやや小径の貫通穴１３が形成されている。また、ウエハＷの非処理面Ｓ２側のリング状部材７は、４個の挿通穴１１に対応する位置にネジ穴１５が形成されている。なお、挿通穴１１の個数は、４個未満や５個以上であってもよい。また、本発明における固定機構に相当する固定ネジ１０は、処理液に耐性を備えているステンレス等で形成されている。

リング状部材５とウエハＷの処理面Ｓ２側との間、及びリング状部材７とウエハＷの非処理面Ｓ１側との間には、ウエハＷの外径よりもやや外径が小さく、リング状部材５，７の内径よりもやや大なる内径のＯリング１７，１９（液密シール材）を備えている。これらのＯリング１７，１９及び上述した弾性部材９は、処理液に耐性を備えているものであり、パーフロロエラストマーに分類される高分子材料（フッ素樹脂と同様の化学構造式を有する）等が好ましい。具体的には、カルレッツ（登録商標：デュポンダウエラストマー社）や、パーフロ（登録商標：ダイキン工業）や、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレンゴム）が例示される。

なお、上述したウエハＷの非処理面Ｓ１とは、ウエハＷに回路等が形成されていない面側をいい、処理面Ｓ２とは、ウエハＷに回路等が形成されている面側のことをいう。

リング状部材７の上面にＯリング１９を載置し、その上にウエハＷが固着材１で接着された基盤３を載置する。さらに、ウエハＷの処理面Ｓ１側にＯリング１７を載置するとともに、リング状部材７の上面に弾性部材９を載置する。なお、弾性部材９の各貫通穴１３の位置は、リング状部材７の各ネジ穴１５に合わせておく。そして、リング状部材５の各挿通穴１１の位置を弾性部材９の各貫通穴１３に合わせて、Ｏリング１７及び弾性部材９の上に載置する。そして、４個の固定ネジ１０を挿通穴１１に挿通させるとともに、固定ネジ１０をネジ止めする。この状態を示すのが図２である。

このように構成されたウエハ端面保護装置を装着されたウエハＷは、所定温度（例えば、７０℃）にされた処理液を貯留している処理槽（図示省略）に浸漬され、例えば、３０分〜６０分程度その状態を維持される。すると、図２中に点線で示すように、ウエハＷの処理面Ｓ１側が化学的に研磨され、例えば、６インチ径のウエハＷでは厚さが５０μｍ以下にまで薄くされる。

ウエハＷの外周に弾性部材９を配置し、ウエハＷの端面を一対のリング状部材５，７で挟み込むとともに、固定ネジ１０でリング状部材５，７を締め付け固定することにより、Ｏリング１７，１９の作用で、ウエハＷ及び基盤３のうち処理部分の円Ｃ相当の領域から外方が液密に維持される。したがって、ウエハＷを貼り付けた基盤３のうち、処理部分の円Ｃの反対側にあたる基盤３と、ウエハＷのうち処理部分の円Ｃ相当の領域だけに処理液が触れるようにできる。その結果、ウエハＷの端面が処理液で処理されたり、基盤３にウエハＷを接着しているワックス等が処理液に浸食されて剥がれたりする等の処理不良を防止することができる。また、非処理面Ｓ２側にもリング状部材７を用いているので、軽量化を図ることができ、複数枚のウエハＷを一括処理するバッチ式による処理時に有利となる。

なお、リング状部材７については、その内径をリング状部材９よりも小径としてもよい。これによりリング状部材７の剛性をリング状部材９よりも高くすることができ、ウエハＷのハンドリングを容易に行うことができる。

次に、図面を参照して本発明の実施例２を説明する。
図３は実施例２に係るウエハ端面保護装置の概略構成を示す分解斜視図であり、図４はウエハに取り付けた状態における要部の縦断面図である。なお、実施例１と共通する構成については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。

この実施例２に係るウエハ端面保護装置は、実施例１のリング状部材７に代えて、円板状部材２１（保護部材）を採用した点において相違する。この円板状部材２１は、ウエハＷよりやや大径に構成されている。このような構成によると、上記実施例１と同様の効果を奏するとともに、実施例１よりも剛性を高めることができ、よりハンドリングを容易にすることができる。

なお、本実施例２では、基盤３を用いることなく、ウエハＷを直接的に円板状部材２１に接着してもよい。これにより、Ｏリング１９を省略することができるとともに、処理工数を少なくすることができる。

次に、図面を参照して本発明の実施例３を説明する。
図５は、実施例３に係るウエハ端面保護装置の概略構成を示す一部破断の斜視図であり、図６はウエハに取り付けた状態における要部の一部破断の斜視図である。なお、実施例１と共通する構成については同符号を付すことで詳細な説明を省略する。

本実施例３では、ウエハ端面保護装置が一対のリング状部材２３，２５（保護部材）を備えている。一対のリング状部材２３，２５は、外径がウエハＷの外径より大きく、かつ内径がウエハＷの外径より小さく形成されている。ウエハＷの処理面Ｓ２側に位置する一方のリング状部材２３は、内周側に下向き切り欠き部２７を備え、この下向き切り欠き部２７の天井面２７ａに、下方に向かって横断面積が小さくなるように形成された凹部２９を備えている。下向き切り欠き部２７より外周側下方に位置する外周部３１の天井面３１ａには、下方に向かって横断面積が小さくなるように形成された凹部３３を備えている。

凹部２９には、縦方向の弾性力を高めるために縦断面が「＞」形状に成型されたシール部材３５（液密シール材）が取り付けられている。その内周端部３５ａは、ウエハＷの外径よりも中心側に位置する程度の大きさである。また、凹部３３には、液密外周シール材３７が取り付けられている。この液密外周シール材３７は、中間部３７ａと、この中間部３７ａより幅が大きく形成され、縦断面球状を呈する圧入部３７ｂとを備えている。

ウエハＷの非処理面Ｓ１側に位置する他方のリング状部材２５は、内周側に上向き切り欠き部３９を備え、この上向き切り欠き部３９の上面３９ａには、上方に向かって横断面積が小さくなるように形成された凹部４１を備えている。この凹部４１には、上述したシール部材３５と同形状で、上下を反転させたシール部材４２（液密シール材）が取り付けられている。上向き切り欠き部３９よりも外周側上方に位置する外周部４３の上面４３ａには、上方に向かって横断面積が小さくなるように形成された、凹部４５を備えている。この凹部４５の開口は、液密外周シール材３７の圧入部３７ｂよりも狭く形成され、内部空洞は圧入部３７ｂの外径と同程度かやや小さく形成されている。

なお、上述した液密外周シール材３７、シール部材３５，４２、一対のリング状部材２３，２５は、処理液に対する耐性を備えている。材質は、実施例１で記載した弾性部材９等と同様である。

ウエハＷが固着剤１で貼り付けられた基盤３を、リング状部材２５のシール部材４２上に載置し、その上方からリング状部材２３を下降させ、その液密外周シール材３７の圧入部３７ｂを凹部４５に圧入する。すると、ウエハＷの処理面Ｓ２及び非処理面Ｓ１側の基盤３のうち処理部分の円Ｃに相当する領域を除く部分は、シール部材３５，４２と、液密外周シール材３７とで液密にシールされる（図６）。このように、一方のリング状部材２３の液密外周シール材３７を他方のリング状部材２５の凹部４５に圧入するだけで、ウエハＷ及び基盤３のうち処理部分の円Ｃ相当の領域から外方が液密に維持されるとともに、一対のリング状部材２３，２５でウエハＷを挟持することができる。したがって、実施例１と同様の効果とともに、工数を少なく容易にウエハＷの端面を保護することができる。

次に、図面を参照して本発明の実施例４を説明する。
図７は実施例４に係るウエハ端面保護装置の概略構成を示す縦断面図であり、図８はウエハに取り付けた状態における縦断面図である。なお、実施例１等と共通する構成については同符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施例４では、ウエハ端面保護装置が収容器４７と、この収容器４７の上部を覆い、上面に処理部分の円Ｃに相当する開口４９を備えた蓋部材５１とを備えている。収容器４７は、平面視円形状を呈し、その外縁部に、側面部５３が上方に向けて立設されてカップ状を呈する。この側面部５３は、全周にわたり外周方向に突出形成して湾曲形成された下部係合部５５を備えている。また、収容器４７の底面には、ウエハＷや基盤３の外径と同等かやや小さな外径を呈するシール材５７が配設されている。このシール材５７の外周と側面部５３との間であって収容器４７の底面には、リング状を呈する外周シール材５９が立設されている。この外周シール材５９は、その高さが下部係合部５５よりもやや高く形成されている。

蓋部材５１の外周下縁には、所定間隔を隔てて複数個の上部係合部６１が形成されている。各々の上部係合部６１は、その内周側が下部係合部５５の外周側と類似形状を呈し、外周方向に突出して湾曲形成されている。また、蓋部材５１の天井面５１ａには、開口４９を外周方向から囲うように液密シール材６３が取り付けられている。

ウエハＷが固着剤１で貼り付けられた基盤３を、シール材５７上に載置し、その上方から蓋部材５１を下降させ、上部係合部６１を下部係合部５５に圧入して係合する（図８）。すると、ウエハＷの処理面Ｓ２及び非処理面Ｓ１側の基盤３のうち処理部分の円Ｃに相当する領域を除く部分は、液密シール部材６３で液密にシールされる。このように、蓋部材５１を収容器４７に被せるように取り付けることにより、上部係合部６１と下部係合部５５とが係合して固定される。したがって、工数少なく収容器４７に蓋部材５１を取り付けることができるうえ、取り外しも容易に行うことができる。また、蓋部材５１とウエハＷの処理面Ｓ２との間に液密シール材６３を配置してあるので、蓋部材５１を収容器４７に取り付けた際に液密シール材６３の弾性力でウエハＷを収容器４７に押圧して固定することができる。

なお、上記の構成のうちシール材５７を省略し、液密シール材６３だけでウエハＷを押圧固定するように構成してもよい。また、基盤３を省略し、収容器４７の底面にウエハＷを直接的に固着剤１で貼り付けてもよい。これにより装置の構成部品を少なくすることができるとともに、装着時の工数を低減できる。

実施例１に係るウエハ端面保護装置の概略構成を示す分解斜視図である。 ウエハに取り付けた状態における要部の縦断面図である。 実施例２に係るウエハ端面保護装置の概略構成を示す分解斜視図である。 ウエハに取り付けた状態における要部の縦断面図である。 実施例３に係るウエハ端面保護装置の概略構成を示す一部破断の斜視図である。 ウエハに取り付けた状態における要部の一部破断の斜視図である。 実施例４に係るウエハ端面保護装置の概略構成を示す縦断面図である。 ウエハに取り付けた状態における縦断面図である。

符号の説明

Ｗ … ウエハ
Ｓ１ … 非処理面
Ｓ２ … 処理面
１ … 固着剤
３ … 基盤
Ｃ … 処理部分の円
５，７ … 一対のリング状部材（保護部材）
９ … 固定ネジ（固定機構）
１１ … 挿通穴
１３ … 貫通穴
１５ … ネジ穴
１７，１９ … Ｏリング（液密シール材）

Claims (7)

1. 処理液にウエハを浸漬させてその処理面を処理する際に、ウエハの非処理面を保護しつつウエハの端面を保護するウエハ端面保護装置において、
   処理液に対する耐性を有し、ウエハの処理面においてほぼ円形を呈する処理部分を除いてウエハの処理面を覆う保護部材と、
   処理液に対する耐性を有し、少なくとも前記保護部材とウエハの処理面との間に取り付けられた液密シール材と、
   を備えていることを特徴とするウエハ端面保護装置。
2. 請求項１に記載のウエハ端面保護装置において、
   前記保護部材は、
   外径がウエハの外径より大きく、かつ内径が処理部分に相当する径で形成され、ウエハの処理面側と非処理面側に配置される一対のリング状部材と、
   ウエハの外径より大なる内径を有し、前記一対のリング状部材の間に介在する弾性部材と、
   ウエハを挟んで前記一対のリング状部材を締め付け固定する固定機構とを備え、
   前記液密シール材を前記保護部材とウエハの非処理面との間にも備えていることを特徴とするウエハ端面保護装置。
3. 請求項１に記載のウエハ端面保護装置において、
   前記保護部材は、
   外径がウエハの外径より大きく、かつ内径が処理部分に相当する径で形成され、ウエハの処理面側に配置されるリング状部材と、
   外径がウエハの外径より大きく形成され、ウエハの非処理面側に配置される円板状部材と、
   ウエハの外径より大なる内径を有し、前記リング状部材と前記円板状部材の間に介在する弾性部材と、
   ウエハを挟んで前記リング状部材と前記円板状部材を締め付け固定する固定機構とを備え、
   前記液密シール材を前記保護部材とウエハの非処理面との間にも備えていることを特徴とするウエハ端面保護装置。
4. 請求項１に記載のウエハ端面保護装置において、
   前記保護部材は、
   外径がウエハの外径より大きく、かつ内径がウエハの外径より小さく形成され、ウエハの処理面側と非処理面側に配置される一対のリング状部材と、
   前記一対のリング状部材のうち一方のリング状部材に突出して取り付けられた液密外周シール材と、
   前記一対のリング状部材のうち他方のリング状部材に形成され、前記液密外周シール材を圧入するための凹部とを備え、
   前記液密シール材を前記保護部材とウエハの非処理面側にも備え、前記一方のリング状部材の液密外周シール材を前記他方のリング状部材の凹部に圧入して、前記一対のリング状部材でウエハを挟持することを特徴とするウエハ端面保護装置。
5. 請求項１に記載のウエハ端面保護装置において、
   前記保護部材は、
   上部に開口を有し、ウエハの処理面を上方に向けてウエハを収容するカップ状の収容器と、
   処理部分に相当する開口を備え、前記収容器の上部を覆う蓋部材と、
   前記蓋部材と前記収容器とを係合する係合部とを備えるとともに、
   前記係合部により前記蓋部材と収容器とを一体化することを特徴とするウエハ端面保護装置。
6. 請求項５に記載のウエハ端面保護装置において、
   前記係合部は、前記収容器の上縁付近に形成され、外周方向に突出して湾曲形成された下部係合部と、前記蓋部材の下縁付近に形成され、前記下部係合部と類似形状の上部係合部とを備えていることを特徴とするウエハ端面保護装置。
7. 請求項５または６に記載のウエハ端面保護装置において、
   前記収容器は、前記蓋部材とウエハの処理面に取り付けられた前記液密シール材でウエハを押圧固定することを特徴とするウエハ端面保護装置。
   

Images