JP2007227578A - 治具の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体ウエハー用治具の材料切り出し後に、半導体ウエハー用治具の有機洗浄、強アルカリ洗浄及びフッ硝酸洗浄を行い、半導体ウエハー用治具の表面を強アルカリ洗浄、該フッ硝酸洗浄で剥離する第1の工程と、半導体ウエハー用治具の研磨、成形後に半導体用ウエハー用治具の有機洗浄、強アルカリ洗浄及びフッ硝酸洗浄を行い、半導体ウエハー用治具の表面を強アルカリ洗浄、フッ硝酸洗浄で剥離する第2の工程と、半導体ウエハー用治具の溝付け又は仕上げ加工後に半導体ウエハー用治具の有機洗浄、強アルカリ洗浄及びフッ硝酸洗浄を行い、半導体ウエハー用治具の表面を強アルカリ洗浄、フッ硝酸洗浄で剥離する第3の工程とを含む。
【選択図】図3
Description
ステップAに示すように、初めに、例えばSiなどの材料を選択する。
ステップBでは、材料のベース材の切出しを行う(図4参照)。このステップBにて切り出された材料は、ステップHに示すように、有機洗浄及び弱アルカリ洗浄による第1洗浄処理がなされる。
有機洗浄では、洗浄剤としてメチルアルコールを用い、切り出し材料は、20〜40kHzの超音波が加えられ、弱アルカリ洗浄では、10〜12pHの水酸化アンモニウム水溶液を70℃に加温して行う。
第2の洗浄が終了した後、ステップDに進み、ウエハー支持ロッドの溝付けなどの仕上げ加工や上下部板の仕上げ加工を行う(図5参照)。この溝付け・仕上げ加工の終了後は、ステップJに示すように第3の洗浄を行う。
第3の洗浄では、有機洗浄、弱アルカリ洗浄を行う。各洗浄方法は、ステップHの洗浄方法と同じである。
第4の洗浄が終わった後は、ステップFに進み、梱包・出荷が行われ、ステップGの顧客受け入れに示すように、半導体ウエハー用治具をユーザに引き渡す。そして、ユーザが半導体ウエハー用治具を使用する前に、ステップLに示すように第5の洗浄としてフッ硝酸による洗浄を行うようにしている。フッ硝酸洗浄は、洗浄液にフッ化水素と硝酸の混合液を用いて行う。
しかしながら、半導体ウエハー用治具の各製作工程で付着する不純物や、製作時の加工歪み、マイクロクラックを次工程に持ち込み、図7に示すフロー図のステップLの顧客受け入れ後の洗浄工程では、不純物、加工歪み、マイクロクラックを取り除くことができず、半導体ウエハー用治具の品質にバラツキが生じる問題があった。
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、品質にバラツキのない半導体ウエハーなどを支持する治具などの製造方法を提供することを目的とする。
上記治具の製造方法は、前記有機洗浄が、該有機溶剤に20〜40kHzの超音波を付加し、前記強アルカリ洗浄が水酸化カリウム水溶液を加温して750kHz以上の超音波を付加することが好ましい。
また、上記治具の製造方法は、前記第3の工程の後に、さらに前記半導体ウエハー用治具材料のAPM洗浄及びHPM洗浄を行い、これらの洗浄液に750kHz以上の超音波を付加することが好ましい。
さらに、上記治具の製造方法は、前記強アルカリ洗浄液のpHが13以上とすることが好ましい。
また、上記目的を達成するために本発明の治具の製造方法は、物品を支持する治具材料の切り出し後に、治具材料の有機洗浄、強アルカリ洗浄及びフッ硝酸洗浄を行い、該治具材料の切り出し時に発生した不純物、加工歪み、マイクロクラック部を、該強アルカリ洗浄及び該フッ硝酸洗浄で剥離する第1の工程と、前記治具材料の研磨、成形後に該治具材料の有機洗浄、強アルカリ洗浄及びフッ硝酸洗浄を行い、該治具材料の研磨・成形時に発生した不純物、加工歪み、マイクロクラックを該強アルカリ洗浄及び該フッ硝酸洗浄で剥離する第2の工程と、前記治具材料の溝付け又は仕上げ加工後に前記治具材料の有機洗浄、強アルカリ洗浄及びフッ硝酸洗浄を行い、該治具材料の溝付け・仕上げ加工時に発生した不純物、加工歪み、マイクロクラックを、該強アルカリ洗浄及び該フッ硝酸洗浄で剥離する第3の工程とを含む。
上記発明は、前記有機洗浄が、該有機溶剤に20〜40kHzの超音波を付加し、前記強アルカリ洗浄が水酸化カリウム水溶液を加温して750kHz以上の超音波を付加するようにしたので、振動による洗浄によって、細部まで洗浄液が、洗浄物の洗浄部の隅々まで行き渡り、洗浄物表面の洗浄や剥離を効率良く行うことができるようになった。
上記発明の半導体ウエハー用治具の洗浄方法は、前記第3の工程の後に、さらに前記半導体ウエハー用治具材料のAPM洗浄及びHPM洗浄を行い、これらの洗浄液に750kHz以上の超音波を付加するようにした第4の工程を含むことができるので、洗浄物の最表面の不純物やパーティクルをより効率的に除去することができる。
また、本発明の治具の製造方法は、物品を支持する治具材料の切り出し後に、治具材料の有機洗浄、強アルカリ洗浄及びフッ硝酸洗浄を行い、該治具材料の切り出し時に発生した不純物、加工歪み、マイクロクラック部を、該強アルカリ洗浄及び該フッ硝酸洗浄で剥離する第1の工程と、前記治具材料の研磨、成形後に該治具材料の有機洗浄、強アルカリ洗浄及びフッ硝酸洗浄を行い、該治具材料の研磨・成形時に発生した不純物、加工歪み、マイクロクラックを該強アルカリ洗浄及び該フッ硝酸洗浄で剥離する第2の工程と、前記治具材料の溝付け又は仕上げ加工後に前記治具材料の有機洗浄、強アルカリ洗浄及びフッ硝酸洗浄を行い、該治具材料の溝付け・仕上げ加工時に発生した不純物、加工歪み、マイクロクラックを、該強アルカリ洗浄及び該フッ硝酸洗浄で剥離する第3の工程とを含むので、各工程で治具材料に付着した不純物、成形時に発生した加工歪み及びマイクロクラックを、洗浄、剥離(エッチング)をすることによって、取り除くことができる。その結果、製造された治具の品質の向上を図ることができる。
図1は、本発明の半導体ウエハー用治具1を示し、図2はその分解斜視図である。
半導体ウエハー用治具1は、上下に配置される上部板5、下部板6とこれらの間に着脱自在に、一体的に組み込まれる3本のウエハー支持ロッド2〜4を備えている。
上部板5及び下部板6の材質は、耐久性及び耐熱性に優れるSiCを材料として形成され、略同一形状に形成されている。
ウエハー支持ロッド2〜4は、半導体ウエハーと同質の材料、即ちシリコンを使用して形成され、それぞれ内側を向く面に複数段(例えば125段)の支持部19〜21がそれぞれ整列して一体的に突出形成されている。そして、一つの支持部の厚さは載置される半導体ウエハーの厚みと略同一の厚みに形成してある。
また、各ウエハー支持ロッド2〜4の上端部及び下端部をそれぞれ支持するストッパー片31〜33及びストッパー片34〜36は舌状の板部材で形成され、下面側の一方の端部寄りにボス部31a〜33a及び34a〜36aが一体に突出形成されている。これらのボス部は、上部板5に設けた軸孔37〜39、下部板6設けた軸孔40〜42にそれぞれ嵌まって回転できるように軸支される。
次いで、各ストッパー片31〜36のボス部31a〜36aをそれぞれ対応する孔37〜42に嵌合し、ストッパー片31〜36をウエハー支持ロッド2〜4の突起25〜30に形成した凹部に、ボス部31a〜36aを回転軸として回転させるようにして差し込み、ウエハー用治具1が組み付けられる。
図3のステップAに示すように、初めに材料を選択する
本実施の形態では、SiCを材料に使用するが、同質の材料としては、ガリュウム砒素(GaAs)またはガリュウム燐(GaP)等がある。
ステップBでは、材料の切出しを行う。図4に示すように、上下部板5,6であれば、板状の材料を円形に加工した円板5,6を形成し、ウエハー支持ロッド2〜4であれば、板材を柱状に形成して柱材2〜4の切り出しを行い、その他、ストッパー片31〜36の切り出しが行われる(図4に示さず)。この材料の切り出しでは、各材料の精度出しがなされていない外形形状が形成される。
このステップBにおける材料の切り出しでは、作業中の汚染、切り出しによるマイクロクラックや加工歪みなどが生じる(以下、これらを総称して汚染領域とする)。この汚染領域は、切り出し加工中に材料表面における50〜100μmの深さに汚染領域があり、この汚染領域を取り除くため、以下の第1の洗浄を行う。
このうち、有機洗浄では、洗浄剤としてメチルアルコールを用い、20〜40kHzの超音波を加えて行う。強アルカリ洗浄は、10〜12pHの水酸化アンモニウム水溶液を70℃に加温して行う。フッ硝酸洗浄は、洗浄液にフッ化水素と硝酸の混合液を用いて行う。こうして、図4に示す円板5,6及び柱材2〜4の表面を強アルカリ洗浄によって20μm以下の剥離を行い、フッ硝酸で300μm以上の剥離を行う。
この研磨・成形では、加工中に5〜50μmの深さに汚染領域があり、この汚染領域を取り除くため、以下の第2の洗浄を行う。ステップIに示すように、第2の洗浄では、有機洗浄、強アルカリ洗浄、フッ硝酸洗浄を行う。各洗浄方法は、ステップHの洗浄方法と同じであるが、上下部板5,6とウエハー支持ロッド2〜4の洗浄による剥離厚さが異なる。すなわち、それらの表面を強アルカリ洗浄で20μm以下の剥離を行い、フッ硝酸で200μm以上の剥離を行う。
ステップJに示すように、第3の洗浄では、有機洗浄、強アルカリ洗浄、フッ硝酸洗浄を行う。各洗浄方法は、ステップHの洗浄方法と同じであるが、上下部板5,6とウエハー支持ロッド2〜4の洗浄による剥離厚さが異なる。すなわち、それらの表面を強アルカリ洗浄で20μm以下の剥離を行い、フッ硝酸で100μm以上の剥離を行う。
第4の洗浄は、ステップKに示すように、APM(Ammonia-Hydrogen Peroxide Mixture)、HPM(Hydrochloric acid-Hydrogen Peroxide Mixture)の酸化作用を利用して、最表面の不純物やパーティクルを除去する。APM洗浄では、アンモニア、過酸化水素、水の混合液を60℃に加温して、750〜1000kHzの超音波を加えて洗浄を行う。HPM洗浄では、塩酸、過酸化水素、水の混合液によって、洗浄を行う。
第4の洗浄が終わった後は、ステップFに進み、梱包・出荷が行われ、ステップGの顧客受け入れに示すように、ユーザに引き渡す。そして、ユーザによる使用前に第5の洗浄として、フッ化水素溶液によるフッ酸洗浄を行うようにしている。
なお、図中の品質バラツキは、最終ユーザの洗浄方法の相違による品質のバラツキを示す。
すなわち、材料の切り出し時では、材料の切り出し時における汚染領域を考慮し、切り出し材料の汚染領域の最大領域の深さ又は大きさ以上にわたって、材料の表面処理及び洗浄剤による材料の剥離を行うようにしている。また、材料の研磨・成形時では、研磨・成形材料における汚染領域を考慮し、汚染領域の最大領域の深さ又は大きさ以上にわたって、材料の洗浄剤による表面処理及び表面剥離を行うようにしている。さらに、検査時では、材料の検査時における汚染領域を考慮し、汚染領域の最大領域の深さ又は大きさ以上にわたって、検査した材料の洗浄剤による表面処理及び剥離を行うようにしている。
例えば、上記の実施の形態では、半導体ウエハーのウエハー用治具1を対象としたが、本実施の形態は、他の精密部材を支持する支持治具にも適用が可能である。また、図3に示すように、本実施の形態では、加工工程を材料の切り出しB、研磨・成形C、溝付け・仕上げD及び検査E時に分けたが、製造物によっては、加熱・冷却工程など他の工程が追加されることがあり、このような場合は、その加熱・冷却工程での汚染領域を考慮し、汚染領域の最大領域の深さ又は大きさ以上にわたって、材料の洗浄剤による表面処理及び剥離を行うようにするとよい。
2〜4 半導体ウエハー支持ロッド(柱材)
5 上部板(円板)
6 下部板(円板)
11〜16 係止孔
19〜21 支持部
25〜30 突起
31〜36 ストッパー片
37〜42 軸孔
Claims (5)
- 半導体ウエハー用治具材料の切り出し後に、該半導体ウエハー用治具材料の有機洗浄、強アルカリ洗浄及びフッ硝酸洗浄を行い、該半導体ウエハー用治具材料の表面を該強アルカリ洗浄で20μm以下、該フッ硝酸洗浄で300μm以上剥離する第1の工程と、
前記半導体ウエハー用治具の研磨、成形後に該半導体用ウエハー用治具材料の有機洗浄、強アルカリ洗浄及びフッ硝酸洗浄を行い、前記半導体ウエハー用治具材料の表面を該強アルカリ洗浄で20μm以下、該フッ硝酸洗浄で200μm以上剥離する第2の工程と、
前記半導体ウエハー用治具材料の溝付け又は仕上げ加工後に前記半導体ウエハー用治具材料の有機洗浄、強アルカリ洗浄及びフッ硝酸洗浄を行い、前記半導体ウエハー用治具材料の表面を該強アルカリ洗浄で20μm以下、該フッ硝酸洗浄で100μm以上剥離する第3の工程とを含む治具の製造方法。 - 前記有機洗浄が、該有機溶剤に20〜40kHzの超音波を付加し、前記強アルカリ洗浄が水酸化カリウム水溶液を加温して750kHz以上の超音波を付加するようにした請求項1に記載の治具の製造方法。
- 前記第3の工程の後に、さらに前記半導体ウエハー用治具材料のAPM洗浄及びHPM洗浄を行い、これらの洗浄液に750kHz以上の超音波を付加するようにした第4の工程を含む請求項1又は2に記載の治具の製造方法。
- 前記強アルカリ洗浄液のpHが13以上である請求項1〜3のいずれか1項に記載の治具の製造方法。
- 物品を支持する治具材料の切り出し後に、治具材料の有機洗浄、強アルカリ洗浄及びフッ硝酸洗浄を行い、該治具材料の切り出し時に発生した不純物、加工歪み、マイクロクラック部を、該強アルカリ洗浄及び該フッ硝酸洗浄で剥離する第1の工程と、
前記治具材料の研磨、成形後に該治具材料の有機洗浄、強アルカリ洗浄及びフッ硝酸洗浄を行い、該治具材料の研磨・成形時に発生した不純物、加工歪み、マイクロクラックを該強アルカリ洗浄及び該フッ硝酸洗浄で剥離する第2の工程と、
前記治具材料の溝付け又は仕上げ加工後に前記治具材料の有機洗浄、強アルカリ洗浄及びフッ硝酸洗浄を行い、該治具材料の溝付け・仕上げ加工時に発生した不純物、加工歪み、マイクロクラックを、該強アルカリ洗浄及び該フッ硝酸洗浄で剥離する第3の工程とを含む治具の製造方法。
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