JP3876663B2 - 表面処理装置及び表面処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウエハ等のウエハ状の被処理物を、1枚ずつエッチングやメッキ等の表面処理を行う表面処理装置及び表面処理方法に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
例えば半導体ウエハを1枚ずつエッチング処理するための装置として、特開平5−283394号公報に示されたエッチングポットが知られている。図17に示すように、このエッチングポット1は、半導体ウエハ2の下面(処理面とは反対側の面)を受けるベース板3と、半導体ウエハ2の上面外周縁部に密着するパッキン4を有しその外周側で前記ベース板3との間で閉鎖空間Sを形成する筒状枠体5とを備え、その閉鎖空間Sを真空ポンプ6により負圧とすることにより、それらベース板3と筒状枠体5とを、半導体ウエハ2を挟持した状態に吸引結合させるように構成されている。そして、前記筒状枠体5内にエッチング液Lを注入することによって、半導体ウエハ2の処理面をエッチング処理するようになっている。
【0003】
このようなエッチングポット1は、半導体ウエハ2に対し、ボルト締めの場合のような局所的に機械的ストレスが作用することがなく、また、半導体ウエハ2を気密性良く保持させることができ、エッチング処理を良好に行うことができる。しかしながら、ベース板3と筒状枠体5とを相互に吸引して結合する構成であるため、負圧発生源として真空ポンプ6等の特殊な装置が必要となり、この場合、通常では、工場では真空ポンプ6が備えられていないことも多く、そのため設備が高価となってしまう不具合がある。
【0004】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ウエハ状の被処理物を1枚ずつ表面処理するものにあって、負圧発生源といった特殊な装置を用いなくとも、良好な表面処理を行うことを可能とした表面処理装置及び表面処理方法を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第1の表面処理装置は、支持ベースに上下方向に移動可能に設けられた受け部によりウエハ状の被処理物の下面側を受け、支持ベースに連結される筒状の押え枠体により、その被処理物の上面周縁部をシールし、加圧手段により受け部を支持ベースに対して上方に押圧することにより、被処理物を保持するように構成していると共に、加圧手段を、支持ベースと受け部との間に密閉空間を形成する少なくとも一部が弾性変形可能な中空状の弾性体を設けて構成し、その密閉空間内に高圧流体を注入して弾性体を膨張方向に弾性変形させることにより、受け部を上方に押圧するように構成している(請求項1の発明)。
【0006】
これによれば、被処理物は、その上面周縁部が押え枠体によりシールされた状態で、受け部と押え枠体との間に挟まれて保持される。このとき、高圧流体を用いた加圧手段により受け部を上方に押圧することにより、被処理物が挟持されるので、負圧発生源といった特殊な装置を用いることなく済ませることができる。そして、加圧により押圧力(被処理物の保持力)を発生させることにより、負圧により締結力を発生させる場合と比べて、小さな受圧面積で大きな押圧力を得ることができるようになる。また、被処理物の上面周縁部がシールされて、気密に保持されるようになり、装置を処理用の容器として、押え枠体内に直接的に処理液を供給して被処理物の処理面に対する表面処理を行うことが可能となる。
【0007】
このとき、高圧流体として例えば工場内で容易に得られる高圧エア等を用いて加圧手段を構成することが可能となり、また、被処理物の全周を均等な力で押圧・シールすることができ、被処理物に局所的に機械的ストレスが作用することを防止することができる。
【0008】
この場合、弾性体を、支持ベース及び受け部の両方又はいずれか一方に固着して設けるようにすれば(請求項2の発明)、支持ベースと受け部との間に弾性体を配置する際の作業を容易に行うことができ、また、高圧流体を排出することにより、弾性体が縮んで受け部が下降するようになるので、被処理物の保持の解除も容易に行うことができる。
【0010】
また、本発明の第1の表面処理方法は、上記した請求項1又は2記載の表面処理装置を用い、支持ベースに設けられた受け部上にウエハ状の被処理物を載置する工程と、被処理物上に押え枠体を載置状態としてその押え枠体と支持ベースとを連結する工程と、加圧手段により受け部を上方に押圧して被処理物を保持させる工程と、被処理物の保持状態で押え枠体の内部に処理液を供給して被処理物の表面処理を行う工程とを実行するところに特徴を有する(請求項3の発明)。
【0011】
これによれば、被処理物は、その上面周縁部が押え枠体によりシールされた状態で、受け部と押え枠体との間に挟まれて保持される。このとき、受け部を加圧手段により上方に押圧することにより、被処理物が挟持されるので、負圧発生源といった特殊な装置を用いることなく済ませることができる。そして、加圧により押圧力(被処理物の保持力)を発生させることにより、負圧により締結力を発生させる場合と比べて、小さな受圧面積で大きな押圧力を得ることができるようになる。また、被処理物の上面周縁部がシールされて、気密に保持されるようになり、装置を処理用の容器として、押え枠体内に直接的に処理液を供給して被処理物の処理面に対する表面処理を行うことが可能となる。
【0012】
本発明の第2の表面処理装置は、支持ベースに受け部によりウエハ状の被処理物の下面側を受け、支持ベースに連結部材を介して上下方向に移動自在の連結される筒状の押え枠体により、その被処理物の上面周縁部をシールし、加圧手段により押え枠体を連結部材に対して下方に押圧することにより、被処理物を保持するように構成していると共に、押え枠体に外側方向に突出する凸部を設け、連結部材にその凸部の上部に位置されるひさし部を設け、加圧手段を、少なくとも一部が弾性変形可能な中空状の弾性体を設けてひさし部と凸部との間に密閉空間を形成し、その密閉空間内に高圧流体を注入して弾性体を膨張方向に弾性変形させることにより、凸部を下方に押圧するように構成している(請求項4の発明)。
【0013】
これによれば、被処理物は、その上面周縁部が押え枠体によりシールされた状態で、受け部と押え枠体との間に挟まれて保持される。このとき、高圧流体を用いた加圧手段により押え枠体を下方に押圧することにより、被処理物が挟持されるので、負圧発生源といった特殊な装置を用いることなく済ませることができる。そして、加圧により押圧力(被処理物の保持力)を発生させることにより、負圧により締結力を発生させる場合と比べて、小さな受圧面積で大きな押圧力を得ることができるようになる。また、被処理物の上面周縁部がシールされて、気密に保持されるようになり、装置を処理用の容器として、押え枠体内に直接的に処理液を供給して被処理物の処理面に対する表面処理を行うことが可能となる。
【0014】
このとき、高圧流体として例えば工場内で容易に得られる高圧エア等を用いて加圧手段を構成することが可能となり、また、被処理物の全周を均等な力で押圧・シールすることができ、被処理物に局所的に機械的ストレスが作用することを防止することができる。
【0015】
この場合、弾性体を、ひさし部及び凸部の両方又はいずれか一方に固着して設けるようにすれば(請求項5の発明)、連結部材と押え枠体との間に弾性体を配置する際の作業を容易に行うことができ、また、高圧流体を排出することにより、弾性体が縮んで連結部材が下降するようになるので、被処理物の保持の解除も容易に行うことができる。
【0016】
さらには、支持ベースと押え枠体との間の突合せ部分に、弾性的に圧縮変形可能なクッション材を設けるようにしても良く(請求項6の発明)、これにより、支持ベースと押え枠体との連結状態つまり被処理物の保持状態では、それら支持ベースと押え枠体との間の突合せ部分のクッション材が圧縮変形され、その連結状態が解除されると、クッション材が弾性的に戻り変形することにより、支持ベースと押え枠体との間が押し広げられるようになり、それらの分離を容易に行うことができるようになる。
【0017】
そして、本発明の第2の表面処理方法は、上記請求項4ないし6のいずれかに記載の表面処理装置を用い、支持ベースの受け部上に被処理物を載置する工程と、被処理物上に押え枠体を載置状態とした上で連結部材によりその押え枠体と支持ベースとを連結する工程と、加圧手段により押え枠体を下方に押圧して被処理物を保持させる工程と、被処理物の保持状態で押え枠体の内部に処理液を供給して被処理物の表面処理を行う工程とを実行するところに特徴を有する(請求項7の発明)。
【0018】
これによれば、被処理物は、その上面周縁部が押え枠体によりシールされた状態で、受け部と押え枠体との間に挟まれて保持される。このとき、押え枠体を加圧手段により下方に押圧することにより、被処理物が挟持されるので、負圧発生源といった特殊な装置を用いることなく済ませることができる。そして、加圧により押圧力(被処理物の保持力)を発生させることにより、負圧により締結力を発生させる場合と比べて、小さな受圧面積で大きな押圧力を得ることができるようになる。また、被処理物の上面周縁部がシールされて、気密に保持されるようになり、装置を処理用の容器として、押え枠体内に直接的に処理液を供給して被処理物の処理面に対する表面処理を行うことが可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、半導体ウエハ(シリコンウエハやSOIウエハ)の表面処理(エッチングあるいはメッキ)を行う場合に適用したいくつかの実施例について、図1ないし図16を参照しながら説明する。
(1)第1の実施例
まず、図1ないし図8を参照して、本発明の第1の実施例について述べる。
【0020】
この実施例では、例えば半導体加速度センサのセンサチップを製造する場合に本発明を適用しており、ここで、図7に示すように、ウエハ状の被処理物としての半導体ウエハ(シリコンウエハ)11には、数百〜数千のセンサチップ12が形成され、その後、各センサチップ12が切離されるようになっている。図8に示すように、センサチップ12は、図で上面側に、中央部に島状の膨らみを残した状態で凹部12aが形成されるようになっている。尚、図示はしないが、センサチップ12(半導体ウエハ)の図で下面側にはエピタキシャル層が形成され、必要な回路が形成される回路面とされるようになっている。
【0021】
この場合、上記凹部12aを形成するためには、半導体ウエハ11の上面(処理面11a)を、凹部12aの形成部分を除いてマスク13により覆い、その処理面11aに対する表面処理たるエッチング処理が行われる。このエッチング処理は、処理面11aを、処理液たるエッチング液(例えば水酸化カリウム等の強アルカリ液)に浸す浸漬方式のエッチング法(異方性エッチング)が用いられる。以下、このエッチング処理に用いられる表面処理装置(エッチング装置)について述べる。
【0022】
図1ないし図4は、本実施例に係る表面処理装置たるエッチングポット14の全体構成を示している。このエッチングポット14は、大きく分けて、前記半導体ウエハ11の下面側(処理面11aとは反対の回路面側)外周部を受ける受け部15を有する支持ベース16と、前記半導体ウエハ11の処理面11aの外周縁部をシールし、その外周側で前記支持ベース16と着脱可能に連結される押え枠体17とを備えて構成される。
【0023】
前記支持ベース16は、前記半導体ウエハ11よりも十分大きな外径を有し、外周部に上方に立上る立上り壁16aを有する厚肉な浅底円形容器状をなすと共に、中央部に貫通孔16bを有して構成されている。また、前記受け部15は、前記半導体ウエハ11と同等の外径を有するリング状をなすと共に、その外周部に、上方に立上り前記半導体ウエハ11の下面が載置される載置部15aを有して構成されている。このとき、支持ベース16の上面と受け部15の下面との間には、加圧手段を構成する弾性体18が設けられるようになっており、受け部15は、その弾性体18を介して支持ベース16の内部に上下方向に移動可能に支持されている。前記弾性体18(加圧手段)については後述する。
【0024】
一方、前記押え枠体17は、ほぼ円筒状に構成されると共に、その下端部側が前記支持ベース16と同等の外径となるように外周方向に膨らんだ形状をなしている。このとき、押え枠体17の外周部下面が、支持ベース16の立上り壁16aの上端面に突当たるようになっていると共に、その内周側に、下方に突出して前記支持ベース16の立上り壁16aの内周部に嵌り込む嵌合凸部17aがリング状に設けられている。さらに、この押え枠体17の下部内周部には、パッキン支持部17bが設けられ、このパッキン支持部17bに、前記半導体ウエハ11の上面の外周縁部をシールするためのパッキン19が保持されている。
【0025】
そして、前記支持ベース16と押え枠体17とは、その外周部部分にて、連結手段としての連結ピン20により連結されるようになっている。この連結ピン20は、その頭部が、押え枠体17の外周部の前記立上り壁16aとの突当り部分に形成された収容穴17cに収容され、その軸部が下方に突出するようになっている。これに対し、前記支持ベース16の立上り壁16aには、前記連結ピン20が貫通する貫通孔16cが形成されていると共に、それに連続して下面側に開口する凹部16dが形成されている。
【0026】
これにて、押え枠体17の収容穴17cに頭部が収容された連結ピン20を、支持ベース16の貫通孔16cに上方から差込み、凹部16d内で、連結ピン20の先端のねじ部にナット部材21を締付ける(螺合する)ことにより、図2に示すように、支持ベース16と押え枠体17とが連結されるようになっている。この場合、詳しく図示はしないが、この連結ピン20による連結は、円周方向に等間隔に例えば4か所(図では便宜上1か所のみ図示)にて行われるようになっている。
【0027】
さて、ここで、前記弾性体18(加圧手段)について、図5及び図6も参照して述べる。この弾性体18は、例えばゴム等の弾性変形可能な材料から全体として中空のリング状に構成され、より詳細には、図6に示すように、上部側に位置する断面が上向きのコ字状となる(上面が開口した)リング状の上部中空室18aと、下部側に位置する断面が下向きのコ字状となる(下面が開口した)リング状の下部中空室18bとを、中間の繋ぎ部18cにて一体に連結した形態に構成されている。また、図5にも示すように、前記上部中空室18aと下部中空室18bとは、周方向に複数個この場合等間隔に8個が設けられ前記繋ぎ部18cを上下に貫通する連通孔18dにより連通されている。
【0028】
このとき、図6に示すように、前記受け部15の下面には、リング状凹部15bが形成されていると共に、前記支持ベース16の上面には、それに対応してリング状凹部16eが形成されている。本実施例では、前記弾性体18は、その上部中空室18aの内周及び外周側の壁の先端部が、前記リング状凹部15bの内外周間を跨ぐようにして受け部15の下面の取付溝15cに嵌込み固着され、これと共に、下部中空室18bの内周及び外周側の壁の先端部が、前記リング状凹部16eの内外周間を跨ぐようにして支持ベース16の上面の取付溝16fに嵌込み固着されている。
【0029】
これにて、弾性体18は、支持ベース16及び受け部15の両方に固着されて設けられ、この弾性体18の取付け状態では、上部中空室18aとリング状凹部15bとのなす上部空間と、下部中空室18bとリング状凹部16eとのなす下部空間とが、数か所の連通孔18dにより連通された形態の密閉空間が形成されるようになっている。そして、図2に概略的に示すように、前記支持ベース16には、前記リング状凹部16e内に連通する圧縮空気注入口が設けられ、その圧縮空気注入口に外部のコンプレッサ22が着脱可能に接続されるようになっている。
【0030】
これにより、通常時(圧縮空気が供給されない状態)には、弾性体18が図6(a)に示す形状を保って支持ベース16上の所定高さに受け部15を弾性支持しており、これに対し、コンプレッサ22の駆動により高圧流体たる圧縮空気が圧縮空気注入口を通ってリング状凹部16e内に供給されると、図6(b)に示すように、弾性体18が膨張方向(上下に延びる方向)に弾性変形し、支持ベース16に対して受け部15を上方に押圧するようになっている。以て、弾性体18及びコンプレッサ22等から加圧手段が構成されるのである。
【0031】
次に、上記構成の作用について述べる。上記したエッチングポット14を用いた半導体ウエハ11のエッチング処理は、以下の手順(工程)にて行われる。即ち、まず、図1に示すように、押え枠体17が支持ベース16から取外された状態で、受け部15(載置部15a)上に、半導体ウエハ11をその処理面11aを上面として載置する工程が実行される。この状態では、未だコンプレッサ22は駆動されず、弾性体18は図6(a)に示す形状を保って受け部15を支持している。
【0032】
次いで、受け部15上に載置された半導体ウエハ11上に押え枠体17を載置状態としてその押え枠体17と支持ベース16とを連結する工程が実行される。この連結は、上述のように、押え枠体17の収容穴17cに頭部が収容された連結ピン20を、支持ベース16の貫通孔16cに上方から挿入し、凹部16d内でその連結ピン20の先端部にナット部材21を締付けることにより行われる。この押え枠体17と支持ベース16との連結状態では、押え枠体17のパッキン19の下面が、受け部15上の半導体ウエハ11の上面の外周縁部にほぼ当接するようになる。
【0033】
引続き、図2に示すように、この押え枠体17と支持ベース16との連結状態で、支持ベース16に対し前記受け部15を上方に押圧して半導体ウエハ11を押え枠体17との間で保持(挟持)させる工程が実行される。この工程では、コンプレッサ22が駆動されることにより、図6(b)に示すように、弾性体18内に圧縮空気が注入されて弾性的に膨らみ、受け部15を上方に押上げるようになり、半導体ウエハ11は、その外周縁部がパッキン19に圧接してシールされた状態に保持されるようになるのである。
【0034】
これにて、エッチングポット14には、半導体ウエハ11の処理面11aを内底面とし、押え枠体17の内周面を内壁としたエッチング処理室が構成されるようになるのである。また、このとき、半導体ウエハ11を弾性体18により押圧することによって、半導体ウエハ11の全周を均等な力で押圧・シールすることができ、半導体ウエハ11に局所的にストレスが作用したり、半導体ウエハ11に反りがあってもそれを矯正するような大きな力が作用することなく、半導体ウエハ11を安定して保持することができる。
【0035】
そして、その半導体ウエハ11の保持状態で、図3に示すように、押え枠体17の内部にエッチング液Lを供給してエッチング処理を行う工程が実行される。これにて、半導体ウエハ11の処理面11aがエッチング液Lに浸され、被処理面11aのうちマスク13が存在しない部分が食刻されて凹部12aが形成されるようになるのである。尚、この場合、半導体ウエハ11やエッチング液Lを加熱(温度調節)するための手段を設けても良い。また、押え枠体17の上面開口部を塞ぐ蓋体を設けても良い。
【0036】
半導体ウエハ11の所定厚み(所定深さ)のエッチング処理が終了すると、押え枠体17内のエッチング液Lが排出される。さらに、図4に示すように、半導体ウエハ11の保持状態で、エッチングポット14を上下反転し、水洗用シャワーノズル23から純水Wを噴射して半導体ウエハ11の処理面11a(及び押え枠体17の内壁)を洗浄する工程が実行される。
【0037】
この後、半導体ウエハ11の処理面11aの乾燥の工程が実行され、次いでエッチングポット14から半導体ウエハ11を取出す工程が実行される。詳しく図示はしないが、この取出しの工程は、弾性体18内の密閉空間から圧縮空気を排出して受け部15の上方への押圧を解除することにより、弾性体18を縮ませて受け部15を下降させ、その後、支持ベース16と押え枠体17との連結を解除して押え枠体17を取外し、受け部15上の半導体ウエハ11を取出すことにより行われる。
【0038】
このように本実施例によれば、半導体ウエハ11を1枚ずつ表面処理(エッチング)するものにあって、弾性体18の構成する密閉空間内に圧縮空気を供給することにより、受け部15を上方に押圧して押え枠体17との間で半導体ウエハ11を挟持するようにしたので、従来のようなベース板3と筒状枠体5とを相互に吸引して結合するために負圧発生源としての真空ポンプ6が必要となっていたものと異なり、工場で通常に配備されているコンプレッサ22を用いることができ、負圧発生源といった特殊な装置を用いることなく済ませながら、良好なエッチング処理を行うことができるものである。このとき、加圧により受け部15の押圧力(半導体ウエハ11の保持力)を発生させる構成なので、負圧により締結力を発生させる場合と比べて、小さな受圧面積で大きな押圧力が得られるメリットも得ることができる。
【0039】
そして、特に本実施例では、加圧手段として弾性体18を用いると共に、その弾性体18を支持ベース16及び受け部15の両方に固着する構成としたので、半導体ウエハ11の全周を均等な力で押圧してシールすることができ、局所的に機械的ストレスが作用することを防止することができ、また、半導体ウエハ11の保持(セット)や取出しの作業を容易に行うことができるといった利点も得ることができる。
【0040】
(2)第2、第3の実施例
図9は、本発明の第2の実施例を示し、また、図10は、本発明の第3の実施例を示している。これら第2,第3の実施例は、共に上記第1の実施例で説明したと同等のエッチングポット14を用いて、夫々別の表面処理を行う場合の例である。
【0041】
即ち、図9に示す第2の実施例では、エッチングポット14に、半導体ウエハ11の下面に電気的に接続される電気化学ストップエッチング用の電極31を設け、これと共に、半導体ウエハ11の厚み(エッチング厚み)を下面側から非接触で計測するウエハ厚計測センサ32を設けるようにしている。これにより、半導体ウエハ11に対する表面処理としての電気化学ストップエッチング処理を行うことができる。
【0042】
また、図10に示す第3の実施例では、エッチングポット14を用いて、表面処理としてのメッキ処理を行う場合を例としている。このとき、押え枠体17の下部内周部には、半導体ウエハ11の外周縁部をシールするパッキン19と共に、該半導体ウエハ11に電気的に接続されるカソード電極33が設けられている。そして、押え枠体17(処理室)内には処理液たるメッキ液Pが供給され、また、そのメッキ液Pに浸漬されるようにアノード電極34が配置され、前記カソード電極33とアノード電極34との間に直流電源35が接続されるようになっている。これにて、半導体ウエハ11の処理面11aに対するメッキ処理を行うことができるものである。
【0043】
(3)第4の実施例
図11〜図13は、本発明の第4の実施例に係る表面処理装置たるエッチングポット41の構成を示している。このエッチングポット41が上記第1の実施例のエッチングポット14と異なる点は、受け部42の構成及び加圧手段の構成にある。従って、上記第1の実施例と同一部分には同一符号を付して詳しい説明を省略し、以下、異なる点についてのみ述べる。
【0044】
この実施例における受け部42は、全体としてほぼ円筒状(リング状)をなし、支持ベース16上に上下方向に移動可能に配置される。具体的には、受け部42は、上端部に、半導体ウエハ11の下面外周縁部が載置される載置部42aを有し、中間部に、外周方向に延出する鍔状部42bを有して構成されている。そして、この受け部42のほぼ下半部の円筒状部42cが支持ベース16の貫通孔16b内に上方から嵌合するようになっており、このとき、前記鍔状部42bの外周端部には、前記支持ベース16の内周壁を気密に摺動するOリング43が設けられ、前記円筒状部42cの外周面部には、前記支持ベース16の貫通孔16bの内周壁を気密に摺動するOリング44が設けられている。
【0045】
これにて、支持ベース16と受け部42との間には、密閉された密閉空間Sが形成されるようになっているのである。また、詳しく図示はしないが、支持ベース16には、前記密閉空間Sに連通する圧縮空気注入口が設けられており、その圧縮空気注入口に外部のコンプレッサ22(図12,図13参照)が接続されるようになっている。これにより、コンプレッサ22の駆動により、高圧流体たる圧縮空気が密閉空間Sに注入されることによって、支持ベース16に対して受け部42が上方に押圧され、もって加圧手段が構成されるのである。
【0046】
さらに、本実施例では、支持ベース16に対する押え枠体17の連結状態では、前記受け部42の鍔状部42bの上面部分に、押え枠体17の嵌合凸部17aの下端部が突合せられるのであるが、この突合せ部分つまり鍔状部42bの上面部に、弾性的に圧縮変形可能なリング状のクッション材45が設けられるようになっている。
【0047】
上記構成のエッチングポット41を用いて半導体ウエハ11の処理面11aのエッチング処理を行うにあたっては、まず図11に示すように、押え枠体17が支持ベース16から取外された状態で、受け部42(載置部42a)上に、半導体ウエハ11をその処理面11aを上面として載置する工程が実行される。次いで、図12に示すように、受け部42上に載置された半導体ウエハ11上に押え枠体17を載置状態としてその押え枠体17と支持ベース16とを連結ピン20により連結する工程が実行される。
【0048】
引続き、図13に示すように、押え枠体17と支持ベース16との連結状態で、コンプレッサ22が駆動されることにより密閉空間S内に圧縮空気が注入され、支持ベース16に対し受け部42が上方に押上げられて半導体ウエハ11を押え枠体17との間で保持(挟持)させる工程が実行される。これにより、半導体ウエハ11は、その外周縁部がパッキン19に圧接してシールされた状態に保持されるようになる。またこのとき、受け部42と押え枠体17との間の突合せ部分のクッション材45が圧縮変形されるようになる。
【0049】
この後、図示はしないが、上記第1の実施例と同様に、その半導体ウエハ11の保持状態で、押え枠体17内にエッチング液Lを供給してエッチング処理を行う工程が実行され、半導体ウエハ11の所定厚みのエッチング処理が終了すると、押え枠体17内のエッチング液Lが排出され、半導体ウエハ11の処理面11aを洗浄する工程、さらには乾燥させる工程が実行される。
【0050】
そして、エッチングポット41から半導体ウエハ11を取出す工程が実行される。この工程は、まず、密閉空間Sから圧縮空気を排出して受け部42の上方への押圧を解除することにより受け部42を下降させ、その後、支持ベース16と押え枠体17との連結を解除して押え枠体17を取外し、受け部42上の半導体ウエハ11を取出すことにより行われるのである。このとき、支持ベース16と押え枠体17との連結が解除されると、クッション材45が弾性的に戻り変形するようになり、受け部42と押え枠体17との間が押し広げられる(押え枠体17が押上げられる)ようになってそれらの分離を容易に行うことができるようになるのである。
【0051】
このような実施例によっても、半導体ウエハ11を1枚ずつ表面処理(エッチング)するものにあって、支持ベース16と受け部42との間に形成される密閉空間S内に圧縮空気を供給することにより、受け部42を上方に押圧して押え枠体17との間で半導体ウエハ11を挟持するようにしたので、負圧発生源といった特殊な装置を用いることなく済ませながら、良好なエッチング処理を行うことができ、このとき、加圧により受け部42の押圧力を発生させる構成なので、負圧により締結力を発生させる場合と比べて、小さな受圧面積で大きな押圧力が得られるメリットも得ることができる。
【0052】
また、特に本実施例では、上記第1の実施例のような弾性体18を用いることなく済むので、加圧手段の構成をより簡単とすることができる。さらには、受け部42と押え枠体17との突合せ部分にクッション材45を設けたことにより、処理後における、受け部42(支持ベース16)に対する押え枠体17の取外しを容易に行うことができる利点も得ることができる。
【0053】
(4)第5,第6の実施例
図14及び図15は、本発明の第5の実施例に係る表面処理装置たるエッチングポット51の構成を示している。このエッチングポット51は、半導体ウエハ11の下面側を受ける受け部52を有する支持ベース53、半導体ウエハ11の上面側にその周縁部をシールするように設けられる筒状の押え枠体54、支持ベース53に対し押え枠体54を上下方向に移動可能に連結する連結部材55、加圧手段を構成する中空状の弾性体56等を備えて構成される。
【0054】
前記支持ベース53は、外周部に上方に立上る立上り壁53aを有する厚肉な浅底円形容器状をなし、その中央部に、半導体ウエハ11と同等の外径をなし円筒状に立上がる受け部52を一体に有して構成されている。前記押え枠体54は、ほぼ円筒状に構成されると共に、その下端部側に前記支持ベース53と同等の外径となるように外周方向に突出する凸部54aを有した形状をなしている。このとき、前記凸部54aの下面が、支持ベース53の立上り壁53aの上端面の上方に隙間を存して位置するようになっている。また、その凸部54aの内周側に、下方に突出して支持ベース53の立上り壁53aの内周部に嵌り込む嵌合凸部54bがリング状に設けられている。さらに、この押え枠体54の下部内周部のパッキン支持部54cに、半導体ウエハ11の上面の外周縁部をシールするためのパッキン19が保持されている。
【0055】
そして、前記連結部材55は、下端部に前記支持ベース53の下面を係止する係止部55aを有すると共に、上端部に、前記押え枠体54の凸部54aの上部に位置されるひさし部55bを有し、それらの間を前記支持ベース53及び押え枠体54の外側に位置して上下方向に延びて繋ぐような、断面ほぼコ字状に構成されている。これにて、支持ベース53及び押え枠体54の周囲に、係止部55aが支持ベース53の下面を係止するように連結部材55を配置することにより、支持ベース53に対し押え枠体54が上下方向に移動可能に(隙間を有して)連結されるようになっている。
【0056】
さて、前記弾性体56は、この場合、弾性材料例えばゴム製のチューブから中空リング状に構成され、従ってその内部が密閉空間とされる。この弾性体56は、前記押え枠体54の凸部54aの上面と、前記連結部材55のひさし部55bの下面との間に配置される。この場合、弾性体56は、前記ひさし部55bの下面及び凸部54aの上面の両方、又はいずれか一方に、例えば接着等により固着することができる。
【0057】
また、このとき、弾性体56は、通常時(内部に圧縮空気が供給されない状態)には、図14に示すように、円形チューブを上下方向に潰した如き楕円状の断面形状をなし、図示しないコンプレッサにより内部に高圧流体たる圧縮空気が供給されると、図15に示すように、弾性体56が上下に膨張するように弾性変形(断面が円形状となるように膨らむ)し、連結部材55に対して押え枠体54を下方に押圧するようになっている。以て、弾性体56及びコンプレッサ等から加圧手段が構成されるのである。
【0058】
上記構成のエッチングポット51を用いて半導体ウエハ11の処理面11aのエッチング処理を行うにあたっては、まず、押え枠体54(及び連結部材55)が支持ベース53から取外された状態で、支持ベース53の受け部52上に、半導体ウエハ11をその処理面11aを上面として載置する工程が実行される。次いで、図14に示すように、受け部52上に載置された半導体ウエハ11上に押え枠体54を載置状態としてその押え枠体54と支持ベース53との間に連結部材55を配置する工程が実行される。
【0059】
そして、図15に示すように、コンプレッサの駆動により、押え枠体54の凸部54aと連結部材55のひさし部55bとの間に配置された弾性体56内に圧縮空気が注入され、連結部材55ひいては支持ベース53に対し、押え枠体54が下方に押下げられて半導体ウエハ11を支持ベース53の受け部52との間で保持(挟持)させる工程が実行される。これにより、半導体ウエハ11は、その外周縁部がパッキン19に圧接してシールされた状態に保持されるようになり、これと共に、連結部材55を介して支持ベース53と押え枠体54とが固く連結されるようになる。
【0060】
この後、図示はしないが、上記第1の実施例と同様に、その半導体ウエハ11の保持状態で、押え枠体54内にエッチング液Lを供給してエッチング処理を行う工程が実行され、半導体ウエハ11の所定厚みのエッチング処理が終了すると、押え枠体54内のエッチング液Lが排出され、半導体ウエハ11の処理面11aを洗浄する工程、さらには乾燥させる工程が実行される。さらには、弾性体56内から圧縮空気を排出して、半導体ウエハ11の保持及び支持ベース53と押え枠体54との連結を解除し、受け部52上の半導体ウエハ11を取出す工程が実行されるのである。
【0061】
このような実施例によれば、半導体ウエハ11を1枚ずつ表面処理(エッチング)するものにあって、弾性体56内に圧縮空気を供給することにより、押え枠体54を連結部材55に対して下方に押圧して支持ベース53(受け部52)との間で半導体ウエハ11を挟持するようにしたので、負圧発生源といった特殊な装置を用いることなく済ませながら、良好なエッチング処理を行うことができるものである。このとき、加圧により押え枠体54の押圧力(半導体ウエハ11の保持力)を発生させる構成なので、負圧により締結力を発生させる場合と比べて、小さな受圧面積で大きな押圧力が得られる等の効果も得ることができる。
【0062】
図16は、本発明の第6の実施例を示すものであり、上記第5の実施例と異なる点は、支持ベース53と押え枠体54との間の突合せ部分、つまり支持ベース53の立上り壁53aの上端面(押え枠体54の凸部54aの下面との間)に、弾性的に圧縮変形可能なリング状のクッション材57を設けた点にある。
【0063】
かかる構成においては、図示のように、弾性体56内に圧縮空気を注入して押え枠体54を下方に押下げた半導体ウエハ11の保持(挟持)状態では、支持ベース53の立上り壁53aと押え枠体54の凸部54aとの間の突合せ部分のクッション材57が圧縮変形されるようになり、エッチング処理後に支持ベース53と押え枠体54との連結が解除されると、クッション材57が弾性的に戻り変形するようになり、支持ベース53と押え枠体54との間が押し広げられる(押え枠体54が押上げられる)ようになって押え枠体54の取外しを容易に行うことができるものである。
【0064】
尚、本発明は上記し且つ図面に示した各実施例に限定されるものではなく、例えば、弾性体は必ずしも全体を弾性材料から構成せずとも、一部のみが弾性変形可能な構成としても良く、また、支持ベース、受け部、押え枠体、連結部材などの形状や構造についても様々な変形が可能である等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すもので、押え枠体の連結前の状態を示すエッチングポットの縦断面図
【図2】半導体ウエハを保持した様子を示すエッチングポットの縦断面図
【図3】エッチング処理中の様子を示すエッチングポットの縦断面図
【図4】処理面の洗浄の様子を示すエッチングポットの縦断面図
【図5】弾性体の平面図
【図6】弾性体の通常時の状態(a)及び圧縮空気が注入された状態(b)を示す拡大縦断面図(図5のX−X線に沿う縦断面図)
【図7】半導体ウエハの概略的な平面図
【図8】1個の加速度センサのセンサチップの形状を示す平面図(a)及び縦断面図(b)
【図9】本発明の第2の実施例を示す図2相当図
【図10】本発明の第3の実施例を示すもので、メッキ処理時の様子を示すエッチングポットの縦断面図
【図11】本発明の第4の実施例を示すもので、図1相当図
【図12】受け部の加圧前の様子を示すエッチングポットの縦断面図
【図13】図2相当図
【図14】本発明の第5の実施例を示す図1相当図
【図15】図2相当図
【図16】本発明の第6の実施例を示す図2相当図
【図17】従来例を示すエッチングポットの部分的な縦断面図
【符号の説明】
図面中、11は半導体ウエハ(被処理物)、11aは処理面、14,41,51はエッチングポット(表面処理装置)、15,42,52は受け部、16,53は支持ベース、17,54は押え枠体、18,56は弾性体、19はパッキン、20は連結ピン、21はナット部材、22はコンプレッサ、45,57はクッション材、54aは凸部、55bはひさし部、Lはエッチング液(表面処理液)、Pはメッキ液(表面処理液)、Sは密閉空間を示す。
Claims (7)
- ウエハ状の被処理物の表面に対する表面処理を行うための装置であって、
前記被処理物の処理面を上面としてその下面側を受ける受け部を上下方向に移動可能に有する支持ベースと、
前記被処理物の上面側にその周縁部をシールするように設けられると共に、該被処理物の外側部位で前記支持ベースと連結され、その状態で内部に処理液が供給される筒状の押え枠体と、
前記支持ベースに対して前記受け部を上方に押圧する加圧手段とを具備し、
前記加圧手段は、前記支持ベースと受け部との間に密閉空間を形成する少なくとも一部が弾性変形可能な中空状の弾性体を備え、前記密閉空間内に高圧流体を注入して前記弾性体を膨張方向に弾性変形させることにより、前記受け部を上方に押圧するように構成されていることを特徴とする表面処置装置。 - 前記弾性体は、前記支持ベース及び受け部の両方又はいずれか一方に固着されていることを特徴とする請求項1記載の表面処理装置。
- 請求項1又は2に記載の表面処理装置を用いて、ウエハ状の被処理物の表面に対する表面処理を行うための方法であって、
前記支持ベースに設けられた受け部上に前記被処理物を載置する工程と、
前記被処理物上に前記押え枠体を載置状態としてその押え枠体と前記支持ベースとを連結する工程と、
前記加圧手段により前記受け部を上方に押圧して前記被処理物を保持させる工程と、
前記被処理物の保持状態で前記押え枠体の内部に処理液を供給して前記被処理物の表面処理を行う工程とを含むことを特徴とする表面処理方法。 - ウエハ状の被処理物の表面に対する表面処理を行うための装置であって、
前記被処理物の処理面を上面としてその下面側を受ける受け部を有する支持ベースと、
前記被処理物の上面側にその周縁部をシールするように設けられ内部に処理液が供給される筒状の押え枠体と、
前記支持ベースに対し前記押え枠体を前記被処理物の外側部位で上下方向に移動可能に連結する連結部材と、
前記押え枠体を前記連結部材に対して下方に押圧する加圧手段とを具備し、
前記押え枠体には、外側方向に突出する凸部が設けられると共に、前記連結部材には、前記凸部の上部に位置されるひさし部が設けられ、
前記加圧手段は、少なくとも一部が弾性変形可能な中空状の弾性体を設けて前記ひさし部と凸部との間に密閉空間を形成し、その密閉空間内に高圧流体を注入して前記弾性体を膨張方向に弾性変形させることにより、前記凸部を下方に押圧するように構成されていることを特徴とする表面処置装置。 - 前記弾性体は、前記ひさし部及び凸部の両方又はいずれか一方に固着されていることを特徴とする請求項4記載の表面処理装置。
- 前記支持ベースと押え枠体との間の突合せ部分に、弾性的に圧縮変形可能なクッション材が設けられていることを特徴とする請求項4又は5記載の表面処理装置。
- 請求項4ないし6のいずれかに記載の表面処理装置を用いて、ウエハ状の被処理物の表面に対する表面処理を行うための方法であって、
前記支持ベースの受け部上に前記被処理物を載置する工程と、
前記被処理物上に前記押え枠体を載置状態とした上で、前記連結部材によりその押え枠体と前記支持ベースとを連結する工程と、
前記加圧手段により前記押え枠体を下方に押圧して前記被処理物を保持させる工程と、
前記被処理物の保持状態で前記押え枠体の内部に処理液を供給して前記被処理物の表面処理を行う工程とを含むことを特徴とする表面処理方法。
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