JP2507213Y2 - 半導体ウエハ−の加工、測定用真空吸着盤 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、半導体ウエハーの加工や測定のために、真
空吸着力でもって吸着面に保持する真空吸着盤に関する
ものである。

（従来の技術） 従来、半導体製造工程における、加工や測定のために
使用されている真空吸着盤としては、ステンレス鋼等の
金属を使用したものが多いが、近年徐々に物性の安定性
に優れたセラミック製のものが提案されるようになって
きた。特に、半導体ウエハーの加工や測定用の真空吸着
盤においては、半導体ウエハー上の回路パターンの大幅
な高密度化が推進されるに伴って、真空吸着盤における
吸着面の平面度、表面粗さ、上下面の並行度等に対し厳
しい限度管理が要求されるようになり、加工精度が高
く、また、高精度を長期間にわたって安定的に維持でき
るセラミックスが用いられるようになってきた。

この種の真空吸着盤は、半導体ウエハーに真空吸引を
付与して高い吸着力を得るために、吸着面に多数の小孔
を穿設したもの、多数の突起を設けたもの、多孔質体を
付設したものがあり、使用目的に応じて選択できるよう
になっていた。

ところで、このような真空吸着盤を使用する生産ライ
ンにおいては、その吸着面上に半導体ウエハーが順次供
給され、その都度、吸着固定するようになっており、ウ
エハーの測定あるいは加工が終了すると吸着力を解除し
てウエハーを次工程に移送するといった作業を繰り返す
ようになっていた。

（考案が解決しようとする課題） 上述のような半導体ウエハーの測定や加工作業におい
ては、ウエハーと吸着盤の吸着面との間の接触による相
対摺動は不可避であった。その為、摺動部分での静電気
の発生は避けられず、一般的に電気絶縁性を有するセラ
ミックスにより形成した吸着盤を使用すると、吸着盤や
ウエハーに静電気が蓄積され、それらの表面に塵埃が付
着し、測定や加工に悪影響を及ぼすとともに、ウエハー
上に形成した微細な回路パターン内の絶縁不良やウエハ
ーの保護膜などの絶縁破壊等を引き起こすといった課題
があった。

他方、高い導電性を有するセラミックスにより形成し
た吸着盤を使用すると、例えば、ウエハーの物性を測定
する時に外部の高電圧電流がウエハーに流れ易くなるこ
とから、ウエハー上の回路パターンの絶縁不良や保護膜
の絶縁破壊を生じる危険があった。

また、測定装置や加工装置の構造によっては、吸着盤
がウエハーを固定したままの状態で装置本体に着脱され
るものがあるが、この場合においても摩擦による静電気
の発生が避けられなかった。

（考案の目的） 本考案は、上記課題に鑑み静電気の蓄積を抑制して塵
埃の付着を防止するとともに、ウエハーに外部の高電圧
電流が流れることを防ぎ、かつ高精度な測定や加工を可
能にする新規な真空吸着盤を提供することにある。

（課題を解決するための手段） そこで、本考案は上記目的を達成するために、吸着面
に刻設する溝と、該溝に連通する吸気管とにより真空吸
引せしめてウエハーを吸着固定するようにした吸着盤で
あって、該吸着盤を10〜10⁵Ω・cmの体積固有抵抗値を
有する半導電性セラミックスにより形成して半導体ウエ
ハーの加工、測定用真空吸着盤を構成したものである。

なお、上記半導電性セラミックスとしては、窒化チタ
ンあるいは炭化チタンを含有するサーメット材や、酸化
チタン、窒化チタンあるいは炭化チタンを含有するアル
ミナセラミックス、炭化珪素セラミックスおよび窒化珪
素セラミックス等を用いることができる。

また、上記半導電性セラミックスとしてはいずれも10
〜10⁵Ω・cmの体積固有抵抗値を有するものでなければ
ならない。

即ち、体積固有抵抗値が10Ω・cm未満であると、導電
性が高くなり過ぎるために電気的な障害（例えば、外部
の高圧電源等によって悪影響を受ける）を受け易くな
り、一方で体積固有抵抗値が10⁵Ω・cmより大きくなる
と半導電性というよりはむしろ絶縁性が強くなるために
静電気が蓄積され易くなるかである。

（作用） 本考案に係る真空吸着盤は、ウエハーと真空吸着盤と
の間に相対摺動による静電気発生があったとしても真空
吸着盤を半導電性セラミックスにより形成してあるた
め、導電線を直接接続したり、あるいはこれを装備する
測定もしくは加工装置等を電気的に導通状態としてアー
スすることによって、ウエハーに静電気が蓄積されるこ
とを効果的に防ぐことができる。

従って、真空吸着盤やウエハーの表面に塵埃が付着す
ることに起因する悪影響を著減することができる。

また一方で、本考案に係る真空吸着盤は、物性測定等
の際に外部からの高電圧電流がウエハーに流れることを
抑制でき、ウエハー上の回路パターンの絶縁不良や保護
膜の絶縁破壊等を生じることを効果的に防ぐこともでき
る。

さらに、本考案では、吸着面に刻設する溝と、該溝に
連通する吸気管とにより真空吸引させ、吸着面上にウエ
ハーを吸着固定する構造としてあることから、ウエハー
大サイズ化に対応して吸着効率を高めることができ、ま
た、吸着盤の製作を容易とし、製作コストを低減するこ
とができる。

（実施例） 以下、本考案実施例を説明する。

第１図は本考案に係る真空吸着盤の一例を示す縦断面
図であり、直径が150mm、厚さ20mmで体積固有抵抗値が1
0²Ω・cmの半導電性を有する炭化珪素セラミックスから
なり、その吸着面1aには同心円状の溝1bを刻設してあ
る。溝1bは吸着盤１の内部に穿設した吸気管３を経由し
て外部に設けた吸気系と接続してあり、ベルトコンベア
で供給され吸着面1a上に載置されたシリコンウエハー２
をその裏面に負圧を作用させて吸着面1a上に吸着固定す
るようになっている。シリコンウエハー２を固定した真
空吸着盤１は、導電性の測定装置本体４の上部の設置部
に、正確に位置決めができるように高精度に加工された
基準面4aに向かってバネ５で付勢された固定具６で押圧
固定されるようになっている。さらに、測定装置本体４
は、接続された導電線７を介してアースされている。

そこで、比較用として10¹⁰Ω・cmの体積固有抵抗値を
有する絶縁性セラミックスからなる同一大きさの真空吸
着盤を容易した。そして、ベルトコンベアで供給されて
きたシリコンウエハー２を吸着固定して測定装置本体４
の設置部に各々10分間づつ放置したあと取り外すように
した。この処理テストを繰り返し行い上記実施例の半導
電性セラミックスからなる真空吸着盤１と絶縁性セラミ
ックスからなる真空吸着盤とでゴミの付着量の測定を行
ったところ、本考案に係る真空吸着盤１を使用した場合
は比較用のものに対して約1/20であった。

また、10⁵Ω・cmより大きい体積固有抵抗値を有する
セラミック製の真空吸着盤を用いた時には、その抵抗値
が増すとともに静電気の蓄積量が多くなってゴミが付着
し易くなり、一方で10Ω・cm未満の体積固有抵抗値を有
するセラミック製の真空吸着盤を用いた場合には、外部
の高電圧電流による悪影響を生じることも確認できた。

（考案の効果） 以上のように、本考案に係る真空吸着盤は、半導電性
セラミックスにより形成してあるため、該真空吸着盤の
吸着面に吸着固定したウエハーについて各種物性の測定
あるいは加工を施した時に、ウエハーと真空吸着盤との
間で、また、真空吸着盤と測定あるいは加工装置本体と
の間で相対摺動に伴う静電気が発生してもアースするこ
とによって静電気を速やかに除去することができ、塵埃
の付着を大幅に減らすことが可能となる。しかも、外部
の高電圧電流による悪影響も防止できる。その上、セラ
ミックスが持つ高硬度でかつ低熱膨張性等の特性による
真空吸着盤自体の安定性に優れ、各種雰囲気や長期間の
使用に対しても耐え、初期の寸法精度を維持することが
できる。

このように、本考案に係る真空吸着盤は、半導体製造
工程において、取り分け半導体ウエハーの如く極めて高
精度が要求される測定あるいは加工に好適であり、その
実用上の価値は高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る真空吸着盤の一例を示す縦断面図
である。 （符号の説明） １……真空吸着盤、1a……設置面（吸着面）、1b……
溝、２……半導体ウエハー、３……吸気管、４……基準
面、５……バネ、６……固定具、７……導電線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−72139（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−197498（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】吸着面に刻設された溝と、該溝に連通した
   吸気管とにより真空吸引せしめて吸着面上にウエハーを
   吸着固定するようにした吸着盤であって、該吸着盤を10
   〜10⁵Ω・cmの体積固有抵抗値を有する半導電性セラミ
   ックスにより形成したことを特徴とする半導体ウエハー
   の加工、測定用真空吸着盤。