JP3907402B2 - Dummy wafer - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路や半導体メモリの製造プロセスのダミー処理を行う際に好適に用いられ、特に、スパッタリングやCVD(Chemical Vapor Deposition)法等による薄膜成長工程、プラズマエッチングや反応性イオンエッチング等のドライエッチング工程、プラズマクリーニング等の各種処理工程におけるダミー処理に用いて好適なダミーウェハーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体集積回路、半導体メモリ等の半導体製造プロセスにおいては、例えば、プラズマエッチング装置、CVD装置、スパッタリング装置等の各種処理装置の稼働テスト、バッチ処理時のウェハーの枚数合わせ、ローディング効果対策等のために、実際のICパターンが形成されていないダミーウェハーを用いて各種処理を行う、いわゆるダミー処理が行われている。また、プラズマCVD装置等の各種プラズマ装置の反応室のクリーニングをプラズマクリーニングにより行う場合に、例えば、基板保持電極をプラズマから保護するためにもダミーウェハーが用いられている。
【0003】
従来より、半導体デバイスの製造プロセスにおいて使用されるダミーウェハーとしては、以下のようなものがあった。
(a)シリコン製ダミーウェハー
(b)石英製ダミーウェハー
(c)セラミックス製ダミーウェハー
ウェハー基体がアルミナや窒化アルミニウム等のセラミックスにより構成されたもの
(d)ガラス状カーボン製ダミーウェハー
ウェハー基体が、はっきりした結晶構造を示さない無定形炭素により構成されたもの
【0004】
また、半導体製造装置においては、ウェハーを試料台等にクランプ等を用いて固定する必要がある。ウェハーを固定する方法の主流は、機械的クランプ(メカクランプ)であるが、この場合、ウェハーの周辺部の複数箇所をクランプで固定するために、ウェハーの表面に使用できない領域が発生する。そこで、ウェハー表面を効果的に使用するために、静電引力を利用する静電チャックを用いてウェハーを固定する方法も採用され始めている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のダミーウェハには、次のような問題点があった。
(a)シリコン製ダミーウェハー
従来のダミーウェハーの主流は、このダミーウェハーであった。このシリコンウェハーは、半導体デバイス製造用ウェハーと同一のものであり、ほとんど使い捨てに近いものであるため、その使用量は実際の半導体デバイス製造用のウェハーとほぼ同数であった。そのため、約半数のシリコンウェハーが無駄になってしまい、半導体デバイスの製造コストを押し上げる一因になっていた。
【0006】
また、半導体デバイスの需要が旺盛になると、半導体デバイス製造用のシリコンウェハー、およびダミーウェハーの消費量が増加するために、シリコンウェハーの供給が間に合わなくなり、その原料であるポリシリコンの供給もたちまち逼迫してしまうという状況にあった。
そこで、この問題を解決するために、シリコン以外の材料を用いたダミーウェハーの開発が試みられており、その結果、上述した(b)〜(d)に述べるような種々の材質のダミーウェハーが実用化されてきた。しかしながら、これらのダミーウェハーについても、次に述べる様な別の問題点があった。
【0007】
(b)石英製ダミーウェハー
石英は絶縁材料であるため、そのクランプ方法はメカクランプ方式を採用することが多い。また、静電チャック搭載型の装置に適用するために、石英製ダミーウェハーに導電体層を設けた構造のものが提案されているが、導電体層は発塵源となり易く金属汚染の原因になるという問題点がある。
また、透明もしくは半透明の石英製ダミーウェハーは、光を透過し易いために光センサで検知されない場合がある。そこで、表面を粗くして光透過を妨げたり、光透過防止用コーティングを施したりする必要がある。
【0008】
(c)セラミックス製ダミーウェハー
ウェハー基体がアルミナや窒化アルミニウム等のセラミックスにより構成されているために、耐プラズマ性、耐薬品性は優れているが、上記(b)と同様に絶縁材料であるため、静電吸着が弱いという問題点がある。また、光センサで検知されない場合があり、光遮蔽部が必要であった。また、シリコンウェハーより比重が大きいため、搬送系に負担を及ぼすという問題点があった。
(d)ガラス状カーボン製ダミーウェハー
発塵源になり易い。
【0009】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、軽量で、搬送性が良く、破損、ダスト、金属汚染が少なく、静電吸着力が強く、光センサによる検知が可能で、繰り返し使用することができると共に、安価な、ダミーウェハーを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は次の様なダミーウェハーを採用した。
すなわち、本発明のダミーウェハーは、板状の基体の一方の主面または両方の主面に、接着剤層を介して導電体層と樹脂フィルムが形成されてなることを特徴とする。
【0011】
このダミーウェハーでは、導電体層上に樹脂フィルムを形成したことにより、この導電体層とサセプターとの距離を短縮することとなり、より大きな静電吸着力が得られる。
また、導電体層上に直接、樹脂フィルムを形成したものであるから、積層部分の総膜厚さが薄くなり、その分、基体の厚みを厚くすることが可能になる。これにより、ダミーウェハーの長寿命化、反りの減少が図られる。
また、導電体層の表面が樹脂フィルムにより覆われることとなるので、発塵源となるおそれが無くなり、金属汚染も防止される。
【0012】
前記導電体層と前記樹脂フィルムとの間に、薄厚の下地層を形成することが好ましい。
この薄厚の下地層が緩衝層としての機能を有することにより、前記導電体層と前記樹脂フィルムとの間に熱膨張率差があった場合においても、剥離等が生じるおそれがない。
【0013】
前記導電体層は、前記基体より面積が狭く、かつ、その端縁部が前記接着剤層により覆われていることが好ましい。
このような構成とすれば、例えば、スパッタ装置等に用いられる場合に、前記導電体層が放電を起こすおそれがなくなる。
【0014】
前記樹脂フィルムは、耐熱性樹脂フィルムとすることが好ましい。
前記基体は、石英、ガラス、セラミックス、シリコン、カーボンのいずれか1種とすることが好ましい。
前記接着剤層は、熱硬化性接着剤または2液硬化型接着剤とすることが好ましい。
前記接着剤層は、エラストマー成分を少なくとも1種含有することが好ましい。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のダミーウェハーの各実施形態について図面に基づき説明する。なお、以下に示す各実施形態のダミーウェハーは本発明のダミーウェハーの一例を示すものであり、本発明は下記の実施形態のみに限定されるものではない。
【0016】
「第1の実施形態」
図1は、本発明の第1の実施形態のダミーウェハーを示す断面図であり、このダミーウェハーは、半導体集積回路や半導体メモリの製造プロセスにおいて用いられるシリコンウェハーと略同一の径で、その重量がシリコンウェハーと略同一の重量となるように構成されている。
【0017】
このダミーウェハーの主要部であるウェハー基体(板状の基体)1の表面(一方の主面)1aには接着剤層2を介して導電体層3が形成され、この導電体層3上には直接、耐熱性樹脂フィルム4が形成されている。
導電体層3の外径は、ウェハー基体1の外径より小さく、したがって、その面積が狭くなり、かつ、その端縁部は接着剤層2により覆われている。
【0018】
ウェハー基体1を構成する材料としては、石英、ガラス、セラミックス、シリコン、カーボンのいずれかが好適に用いられる。
セラミックスとしては、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、ジルコニア、ムライト、ステアタイト、炭化珪素のいずれかが好適に用いられる。
【0019】
導電体層3は、通常、Cu、Ni、Cr、Al、Ag、Au、Sn、Fe、Pbなどが、蒸着やスパッタ、メッキなどにより形成された膜厚10μm以下のものが使用される。また、導電性塗料を塗布したものや、Siなどの半導体材料をCVD等を用いて成膜することにより、導電体層としてもよい。
【0020】
導電体層3は、放電が起こるのを防止するために、その端縁が外部に露出しないように接着剤層2によって封入された状態になっていることが好ましい。
また、耐熱性樹脂フィルムに導電体層として積層した後、エッチングによるパターン形成する方法が最も好ましい。
【0021】
耐熱性樹脂フィルム4の膜厚は10〜600μmの範囲内にすることが好ましく、25〜150μmの範囲がさらに好ましい。膜厚が10μmよりも薄くなると、加工性の点で問題が生じたり、ダストによる傷がウェハー基体1に到達する可能性が生じる。また、600μmよりも厚くなると、熱伝導性が悪くなる場合や、反りやその厚さのために搬送性に不具合を生じる場合がある。
また、本実施形態のダミーウェハーを静電吸着により保持する場合、吸着力を確保する点からは耐熱性樹脂フィルムは薄い方が有利であるが、機械的保持など他の方法による保持の場合はその限りではない。
【0022】
耐熱性樹脂フィルム4としては、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、シリコ−ン樹脂フィルム、アラミドフィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)フィルム、ポリエーテルサルホン(PES)フィルム、ポリサルホン(PSF)フィルム、ポリエーテルイミド(PEI)フィルム、ポリフェニレンサルファイド(PPS)フィルム、ポリベンゾイミダゾール(PBI)フィルム等を挙げることができる。
【0023】
これらの樹脂フィルムの中で総合的に特に好ましい樹脂フィルムは、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミド(PEI)フィルムである。
ポリイミドフィルムとしては、カプトン(Kapton:デュポン社製)、アピカル(鐘淵化学工業社製)、ユーピレックス(宇部興産社製)、ニトミッド(日東電気工業社製)等がある。
また、ポリエーテルイミド(PEI)フィルムとしては、スペリオフィルム(三菱樹脂社製)等がある。
【0024】
これら以外に150℃以上の耐熱性があるプラスチックフィルムとしては、例えば、延伸ポリエチレンテレフタレート、延伸ナイロン、セルローストリアセテート等があげられるが、ダミーウェハーの用途からは耐熱性に優れる上述した樹脂フィルムの方が好ましい。
【0025】
接着剤層2は、25℃における動的弾性率が104MPa以下のもので、ウェハー基体1、耐熱性樹脂フィルム4のそれぞれに対する接着力及び耐熱性に優れていることが必要であり、熱硬化性接着剤または2液硬化型接着剤が好ましい。例えば、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリイミド系、エポキシ系、変性ポリアミド系、ゴム系等の接着剤が有効であり、これ等の接着剤は単独で、または混合物として用いることができる。これらの中でもエポキシ系接着剤は接着性および耐熱性の点から特に好ましい。
【0026】
この接着剤層2には、アルミナ、ほう化ジルコニウム、窒化硼素、シリカ等の熱伝導性を高めることができる粒径5μm以下のフィラーを、固形分比で5〜80%分散させて用いると効果的である。なお、熱伝導性の効果に反して接着性が低下する場合や、端面から金属汚染となる場合もあるため、使用に際しては十分な配慮が必要である。
【0027】
この接着剤層2の塗膜の厚みは、接着力を維持できる2〜40μmの厚みが適当であり、5〜25μmの範囲内とするのが製造および加工性の点から最も好ましいが、接着剤層が応力緩和機能を備えている点やダミーウェハーの重量を軽くするために接着剤層を厚くすることが有効な場合もあり、接着力不足さえなければ厚さをどの様にしても差し支えない。
【0028】
ここで、特に好ましく使用されるエポキシ系接着剤について例をあげて説明する。
エポキシ樹脂としては、限定はないが、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するものが好適に用いられる。例えば、グリシジルエーテル類、グリシジルエステル類、グリシジルアミン類、線状脂肪族エポキシド、脂環式エポキシド等である。
【0029】
グリシジルエーテル類としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAD、ビスフェノールS、テトラメチルビスフェノールA、テトラメチルビスフェノールF、テトラメチルビスフェノールAD、テトラメチルビスフェノールS、テトラクロロビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールA等の二価フェノール類のジグリシジルエーテル;フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ブロム化フェノールノボラック等のノボラック樹脂のポリグリシジルエーテル;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブタンジオール等のアルキレングリコールまたはポリアルキレングリコールのジグリシジルエーテル等があげられる。
【0030】
グリシジルエステル類としては、例えば、ヘキサヒドロフタル酸のグリシジルエステルやダイマー酸のグリシジルエステル等があげられ、グリシジルアミン類としては、例えば、トリグリシジルアミノジフェニルメタン、トリグリシジルアミノフェノール、トリグリシジルイソシアヌレート等があげられる。
線状脂肪族エポキシドとしては、例えば、エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化大豆油等があげられ、脂環式エポキシドとしては、例えば、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチルカルボキシレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルカルボキシレート等があげられる。
これらのエポキシ樹脂は、単独または混合して使用することができる。
【0031】
上記エポキシ樹脂の硬化剤としては、例えば、ビス(4−アミノフェニル)スルホン、ビス(4−アミノフェニル)メタン、1,5−ジアミノナフタリン、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、2,6−ジクロロ−1,4−ベンゼンジアミン、1,3−(p−アミノフェニル)プロパン、m−キシレンジアミン等の芳香族アミン系化合物、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ヘキサメチレンジアミン、メンセンジアミン、イソフォロンジアミン、ビス(4−アミノ−3−メチルジシクロヘキシル)メタン、ポリメチレンジアミン、ポリエーテルジアミン等の脂肪族アミン系化合物、ポリアミノアミド系化合物、ドデシル無水コハク酸、ポリアジピン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物等の脂肪族酸無水物、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸等の脂環式酸無水物、無水フタル酸、無水トリメリット酸、トリメリット酸トリグリセライド、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールビストリメリテート、グリセロールトリストリメリテート等の芳香族酸無水物、ジシアンジアミド、有機酸ジヒドラジッド等の塩基性活性水素化合物類、イミダゾール化合物類、ルイス酸およびブレステッド酸塩類、ポリメルカプタン化合物類、フェノール樹脂類、ユリア樹脂類、メラミン樹脂類、イソシアネートおよびブロックイソシアネート化合物類があげられる。
【0032】
本実施形態のダミーウェハーにおいては、ウェハー基体1と耐熱性樹脂フィルム4の熱膨張率が異なる場合が多く、それらの熱膨張率の差がダミーウェハーの反りを増大させないために2つの方法をとることができる。
第1の方法は、耐熱性樹脂フィルム4をウェハー基体1の両面に貼り合わせ応力を拮抗させることで、片面のみに貼り合わせた場合に比べ反りを減少させることができる。
【0033】
しかし、それぞれのダミーウェハーの目的から、裏面のみにしか耐熱性樹脂フィルム4を貼り合わせることができない場合が多く、そのため、第2の方法として、接着剤にエラストマー成分を加えることで接着剤層2の弾性率を低下させ、耐熱性樹脂フィルム4とウェハー基体1の熱膨張率差による応力を緩和させ、その結果、ダミーウェハーの反りを低下させる方法が特に有効である。
【0034】
上記の接着剤に加えるエラストマー成分は、特に規定されないが、例えば、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、二トリルゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、多硫化ゴムなどのゴム類、また、熱可塑性エラストマー(以下、TPEと略称する)としてスチレン系TPE、オレフィン系TPE、ウレタン系TPE、エステル系TPE、アミド系TPE、天然ゴム系TPE、ポリ塩化ビニル(PVC)系TPEを挙げることができる。
【0035】
これらのエラストマー成分は、単独もしくは併用して用いることができる。また、接着剤に添加する方法としては、エラストマー成分を溶融等により液状化して接着剤に添加する方法、または固形の状態で接着剤に相溶させる方法、あるいは微細化して接着剤に添加することで固形のまま接着剤中に分散させる方法等がある。
【0036】
上記の接着剤は、必要に応じて溶剤を添加することができる。
ダミーウェハーが主に真空中で使用されることから、乾燥等により十分に脱溶剤が行える範囲であれば特に問題はない。
【0037】
本実施形態のダミーウェハーは、次に挙げる製造方法によって作製することができる。
まず、耐熱性樹脂フィルム4に、蒸着により金属薄膜を成膜し、導電体層3とする。次いで、この導電体層3をエッチングし、所望のパターンを有する導電体層3とする。次いで、この導電体層3上に、片側の面に剥離用テープが貼着された接着剤フィルムを対向させ、ロールラミネータ等を用いてこれらを圧着させて貼り合わせる。
【0038】
次いで、この剥離用テープを剥離して接着剤フィルムの片側の面を露出させ、この露出面をウェハー基体1の表面1aに対向させた状態で、ロールラミネータ、あるいは真空加圧加熱装置等を用いて接着剤フィルムをウェハー基体1の表面1aに圧着させ、両者を貼り合わせ、本実施形態のダミーウェハーとする。
【0039】
本実施形態のダミーウェハーによれば、ウェハー基体1の表面1aに接着剤層2を介して導電体層3を形成し、この導電体層3上に直接、耐熱性樹脂フィルム4を形成したので、接着剤層を介するよりも静電チャック表面と導電体層の距離を短縮することができ、より大きな静電吸着力を得ることができる。
【0040】
また、接着剤層を介さないこと、及びスパッタ等により薄い導電体層3を形成することができるので、ウェハー基体1以外の積層部分の総膜厚さを薄くすることができる。したがって、その分ウェハー基体1の厚さを厚くすることができ、ウェハーの長寿命化、相対的にウェハー基体1が厚くなることによる反りの低下を図ることができる。
【0041】
さらに、導電体層3を薄くすることができるので、接着剤層2と導電体層3の端面との段差が生じ難くなる。仮に段差が生じた場合には、ボイド等が発生する可能性があるために、真空中で使用されるダミーウェハーにとって好ましいことではない。
【0042】
また、ウェハーに直接、導電体層を形成する場合に比べて、生産性・コストの面で優れたものとなる。例えば、ウェハー側に導電体層を形成する場合、半導体プロセス装置等での使用を考えると、切断、研磨などの工程を終了し、予めウェハー形状に仕上げた製品に対し1枚もしくは数枚づつバッチ処理によって導電体層を形成する必要があるため、生産性は良くない。
【0043】
一方、ポリイミドフィルムなどの耐熱性樹脂フィルムの場合、導電体層の連続形成が容易であり、エッチング等でパターン化する工程も連続処理で行うことができるという利点がある。また、導電体層形成工程及びパターン化工程では必ずしも100%製品化できるとは限らず、その場合高価なウェハーと比較的低廉なフィルムでは歩留まり面で多少の差異があったとしても、本実施形態のダミーウェハーのコストに対する優位性は明らかである。
【0044】
「第2の実施形態」
図2は、本発明の第2の実施形態のダミーウェハーを示す断面図であり、このダミーウェハーが、上述した第1の実施形態のダミーウェハーと異なる点は、上述した第1の実施形態のダミーウェハーでは、導電体層3上に直接、耐熱性樹脂フィルム4を形成したのに対し、本実施形態のダミーウェハーは、導電体層3と耐熱性樹脂フィルム4との間に薄厚の下地層5を形成した点である。
下地層5を構成する材料としては、Ni、Cr、Snなどが好適に用いられる。この下地層5の膜厚は、好ましくは5μm以下であり、面方向の厚みのばらつきが小さいものがよい。
この下地層5は、蒸着、スパッタリング、メッキ法等により成膜することができる。
【0045】
本実施形態のダミーウェハーは、次に挙げる製造方法によって作製される。
まず、耐熱性樹脂フィルム4上に、蒸着あるいはスパッタリングにより金属薄膜を成膜し下地層5とする。次いで、この下地層5上に、スパッタリングあるいはメッキにより金属薄膜を成膜し導電体層3とする。次いで、この下地層5及び導電体層3をエッチングし、所望のパターンを有する下地層5及び導電体層3とする。次いで、この導電体層3上に、片側の面に剥離用テープが貼着された接着剤フィルムを対向させ、ロールラミネータ等を用いてこれらを圧着させて貼り合わせる。
【0046】
次いで、この剥離用テープを剥離して接着剤フィルムの片側の面を露出させ、この露出面をウェハー基体1の表面1aに対向させた状態で、ロールラミネータ、あるいは真空加圧加熱装置等を用いて接着剤フィルムをウェハー基体1の表面1aに圧着させ、両者を貼り合わせ、本実施形態のダミーウェハーとする。
【0047】
本実施形態のダミーウェハーにおいても、上述した第1の実施形態のダミーウェハーと同様の効果を奏することができる。
しかも、導電体層3と耐熱性樹脂フィルム4との間に薄厚の下地層5を形成したので、この下地層5が緩衝層としての機能を有することにより、導電体層3と耐熱性樹脂フィルム4との間に熱膨張率差があった場合においても、剥離等が生じるおそれがない。
【0048】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、本発明の一例を示すものであるから、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
「接着剤の作成」
実施例、比較例を作成するに当たって、次の接着剤3種を予め作成した。これらはそれぞれの実施例、比較例に使用されるが、塗布方法によって粘度調整のための溶剤の追加などを除き、組成の変更は行わなかった。
【0049】
(接着剤A)
エポキシ樹脂(エピコートYL979、油化シェル社製)50部
クレゾール型フェノール樹脂(CKM2400、昭和高分子社製)50部
アクリロニトリル−ブタジエンゴム(ニッポール1001、日本ゼオン社製)50部
ジシアンジアミド(和光純薬社製)2部
メチルエチルケトン 適宜
【0050】
(接着剤B)
エポキシ樹脂 (エピコートYL979、油化シェル社製)100部
ポリアミド樹脂(プラタボンダM−995、日本リルサン社製)200部
ノボラックフェノール樹脂(タマノル752、荒川化学社製)50部
ジシアンジアミド(和光純薬社製)0.25部
メチルエチルケトン 適宜
【0051】
(接着剤C)
エポキシ樹脂(エピコートYL979、油化シェル社製)100部
片末端エポキシ変性シリコーンオイル(X−22−173B、信越化学工業社製)18部
ノボラックフェノール樹脂(タマノル752、荒川化学社製)50部
ジシアンジアミド(和光純薬社製)0.5部
カーボンブラック粉末(三菱化学社製)0.2部
メチルエチルケトン 適宜
【0052】
「実施例1」
厚さ25μmのポリイミドフィルム(商品名カプトン、東レ・デュポン社製)に厚さ1μmのNi層をスパッタリングにより形成し、さらに、厚さ9μmのCu層をメッキにより形成した。Cu層側にネガ型感光性フィルム(OZATEC−T538、ヘキストジャパン社製)を貼り合わせ、露光−現像−エッチング−洗浄−乾燥を順次行うことにより、φ146mmの電極パターンを形成した。
【0053】
次いで、この電極パターン面に、予めバインダーに塗工・乾燥させてシート化した厚さ20μmの接着剤Aを貼り合せ、その後、φ150mm、厚さ600μmのアルミナにCu層パターンがその中心になるように位置合せし、貼り合せた。その後、熱風オーブン中で150℃、4時間加熱し、実施例1のポリイミドフィルム付きダミーウェハーを得た。
【0054】
「実施例2」
実施例1と同様の方法により、厚さ25μmのアラミドフィルム(商品名アラミカ、旭化成社製)に、スパッタリングにより厚さ1μmのNi層を形成し、さらに、Niをメッキにより積層し、厚さ10μmのNi層を形成した。次いで、Ni層側にネガ型感光性フィルム(OZATEC−T538、ヘキストジャパン社製)を貼り合わせ、露光−現像−エッチング−洗浄−乾燥を順次行うことにより、φ146mmの電極パターンを形成した。
【0055】
次いで、この電極パターン面に、予めバインダーに塗工・乾燥させてシート化した厚さ20μmの接着剤Cを貼り合せ、その後、φ150mm、厚さ600μmの石英板にNi層パターンがその中心になるように位置合せし、貼り合せた。その後、熱風オーブン中で150℃、4時間加熱し、実施例2のダミーウェハーを得た。
【0056】
「実施例3」
厚さ25μmのポリエーテルエーテルケトンフィルム(商品名スミライトFS、住友ベークライト社製)の片面に、蒸着により厚さ5μmのAl層を形成した。次いで、この面にネガ型感光性フィルム(OZATEC−T538、ヘキストジャパン社製)を貼り合わせ、露光−現像−エッチング−洗浄−乾燥を順次行うことにより、φ146mmの電極パターンを形成した。
【0057】
次いで、この電極パターン面に、予めバインダーに塗工・乾燥させてシート化した厚さ100μmの接着剤Bを貼り合せ、その後、φ150mm、厚さ400μmのSiC板にNi層パターンがその中心になるように位置合せし,貼り合せた。その後、熱風オーブン中で150℃、4時間加熱し、実施例3のダミーウェハーを得た。
【0058】
「比較例1」
φ150mm、厚さ600μmの石英ウェハー単体を比較例1とした。
「比較例2」
厚さ25μmのポリエステルフィルム(商品名テイジンテトロンフィルム、帝人社製)に塗工装置を用いて接着剤Aを塗工し、塗工装置に付属した乾燥装置で170℃で乾燥させ、接着剤が20μmの厚さとなるようにした接着剤付きポリエステルフィルムを作成した。次いで、この接着剤付きポリエステルフィルムをロールラミネーターを使用して、φ150mm、厚さ600μmの石英ウェハーに貼り合せ、熱風オーブン中で150℃、4時間加熱し、比較例2のダミーウェハーを得た。
【0059】
「比較例3」
φ150mm、厚さ600μmのSiC板の片面、全面に、スパッタリングにより厚さ2μmのNi膜を成膜し、比較例3とした。
「比較例4」
φ150mm、厚さ600μmのアルミナ板の片面、全面に、スパッタリングにより厚さ2μmのNi膜を成膜し、このNi膜の表面に、比較例2で得られた接着剤付きポリエステルフィルムの接着剤面をロールラミネーターを使用して貼り合せ、熱風オーブン中で150℃、4時間加熱し、比較例4のダミーウェハーを得た。
【0060】
このようにして得られた実施例1〜3及び比較例1〜4のダミーウェハーについて、下記の各評価項目について評価試験を行った。
▲1▼ せん断吸着力
高抵抗セラミックを表面に有する静電チャック(双極、電極面積50mm×50mm)にダミーウェハーを乗せ、ダミーウェハーを水平方向に一定の速度(20mm/1min)で引っ張りながら、静電チャックに2.5kVの直流電圧を印加してダミーウェハーを吸着させた。このとき水平方向に掛かる力を電極面積で割った値をせん断吸着力とした。
【0061】
▲2▼ ダストかみ込み時吸着力低下
ダミーウェハー裏面の中心付近にダストとして20μmの球状シリカ20個を付着させ、▲1▼と同様の方法で、ダスト付着時のせん断吸着力を測定し、ダストの無い状態での初期の吸着力を100としたときのダスト付着時の吸着力を求めることで、ダストによる吸着力低下の影響を評価した。
【0062】
▲3▼ キズ
実施例1〜3及び比較例1〜4で作成したダミーウェハーを、アルミナを吸着面に有するメカチャック装置に設置・押圧・離脱する操作を100回繰り返した。その後、各実施例1〜3及び比較例1〜4のダミーウェハー裏面及びメカチャック表面を観察し、傷の発生の状況を観察した。
ここでは、傷の発生が全く認められないものを「○」、傷の発生が少しでも認められたものを「×」とした。
【0063】
▲4▼ センサー認識性
実施例1〜3及び比較例1〜4で作成したダミーウェハーを、レーザー位置検出センサーを備えた搬送装置を使用して、レーザーで位置を検出し、次の動作に進む操作を20回連続で行なわせ、検出エラーの有無によりセンサー認識性を評価した。
ここでは、50回の操作で問題なく位置検出できたものを「○」、1回でも位置検出エラーが発生したものを「×」とした。
【0064】
▲5▼ 搬送性
実施例1〜3及び比較例1〜4で作成したダミーウェハーを搬送装置を使用して、ウェハーカセットから取出し、所定の位置に設置する動作を50回行わせ、所定の位置に設置できた場合を「○」、1回でも所定の位置に設置できなかった場合を「×」とした。
【0065】
▲6▼ 耐熱性
実施例1〜3及び比較例1〜4で作成したダミーウェハーを、真空容器中の試料台上に設置し、枠状のリングで機械的に押し付けることにより、ダミーウェハーを固定した。その後、この真空容器内をドライポンプにより2.0Paに減圧し、試料台中に設置したヒーターによりダミーウェハー表面の温度が150℃になるように加熱したまま20時間放置した。その後、室温・大気圧まで戻し、ダミーウェハーと耐熱性フィルム、接着剤層、導電体層の剥離、ボイド、変質等の状況を観察した。ここでは、異常の見られなかった場合を「○」、異常の見られた場合を「×」とした。
【0066】
▲7▼ 金属汚染
汚染の評価は次のシュミレーションにより評価用試料を作成して行った。
実施例1〜3及び比較例1〜4で作成したダミーウェハーの裏面に、10mm×10mmの洗浄済みの純度99.99%のアルミナ板を置き、上方から1.0kgの荷重をかけて押さえた。その後、荷重を解除してアルミナ板を取り外し、再度、アルミナ板を置き荷重を加える操作を行った。この操作を20回繰り返した後、セラミック表面の汚染EDX法により金属汚染の度合いを測定した。
【0067】
以上の評価試験結果を表1に示す。
【表1】
【0068】
実施例1〜3のダミーウェハーは、せん断吸着力が0.03N/cm2、ダストかみ込み時吸着力低下が92以上であり、ダスト付着時のせん断吸着力が極めて優れていることが確かめられた。また、キズの発生も全く見られず、破損が極めて少ないことが分かった。また、センサー認識性についても、検出エラーが全く見られず、光センサーによる検知が良好に行われていることが分かった。
【0069】
また、搬送性についても、所定の位置に設置できなかったものが全く無く、搬送性が向上していることが分かった。耐熱性についても、異常が全く認められず、極めて良好な状態であることが確認された。金属汚染についても、全く問題がなかった。
【0070】
一方、比較例1は、搬送性、耐熱性、金属汚染については問題が無かったものの、せん断吸着力が0.01N/cm2であり、また、ダストかみ込み時吸着力低下が48と大きく低下し、ダスト付着時のせん断吸着力が劣っていることが分かった。また、キズの発生が認められ、センサー認識性についても、検出エラーが発生しており、光センサーによる検知が良好に行われないことが分かった。
比較例2は、せん断吸着力が0.01N/cm2、ダストかみ込み時吸着力低下が93であり、キズ、搬送性、金属汚染については問題が無かったものの、センサー認識性及び耐熱性が劣っていることが確かめられた。
【0071】
比較例3は、せん断吸着力が0.06N/cm2と極めて高く、耐熱性についても問題が無かったものの、ダストかみ込み時吸着力低下が42と低く、キズの発生も認められ、センサー認識性及び耐熱性も劣っており、金属汚染ではNiが検出された。
比較例4は、せん断吸着力が0.02N/cm2、ダストかみ込み時吸着力低下が95であり、キズ、センサー認識性、搬送性、金属汚染については問題が無かったものの、耐熱性が劣っていることが確かめられた。
【0072】
以上、本発明のダミーウェハーの各実施形態について図面に基づき説明してきたが、具体的な構成は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計の変更等が可能である。
例えば、本実施形態のダミーウェハーは、半導体製造プロセスにおいて用いられるシリコンウェハーと略同一の径で、その重量がシリコンウェハーと略同一の重量となるように構成したが、その径や重量については適宜変更可能であり、シリコンウェハーと全く同一とする必要性は全く無い。
【0073】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明のダミーウェハーによれば、板状の基体の一方の主面または両方の主面に、接着剤層を介して導電体層と樹脂フィルムが形成されたので、この導電体層とサセプターとの距離を短縮することができ、より大きな静電吸着力を得ることができる。
また、樹脂フィルムに直接導電体層を形成したものであるから、積層部分の総膜厚さを薄くすることができ、その分、基体自体の厚みを厚くすることができ、ダミーウェハーの長寿命化、反りの減少を図ることができる。
また、導電体層の表面が樹脂フィルムにより覆われることとなるので、発塵源となるおそれが無く、金属汚染を防止することができる。
【0074】
また、前記導電体層と前記樹脂フィルムとの間に、薄厚の下地層を形成すれば、前記導電体層と前記樹脂フィルムとの間に熱膨張率差があった場合においても、剥離等を防止することができる。
また、前記導電体層を、前記基体より面積が狭く、かつ、その端縁部を前記接着剤層により覆った構成とすれば、スパッタ装置等に用いた場合に、前記導電体層の放電を防止することができる。
以上により、軽量で、搬送性が良く、破損、ダスト、金属汚染が少なく、静電吸着力が強く、光センサによる検知が可能で、繰り返し使用することができると共に、安価な、ダミーウェハーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態のダミーウェハーを示す断面図である。
【図2】 本発明の第2の実施形態のダミーウェハーを示す断面図である。
【符号の説明】
1 ウェハー基体(板状の基体)
1a 表面(一方の主面)
2 接着剤層
3 導電体層
4 耐熱性樹脂フィルム
5 下地層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is suitably used when performing a dummy process in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit or a semiconductor memory, and in particular, a thin film growth process such as sputtering or a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, plasma etching, reactive ion etching, etc. The present invention relates to a dummy wafer suitable for use in dummy processing in various processing steps such as dry etching and plasma cleaning.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a semiconductor manufacturing process such as a semiconductor integrated circuit and a semiconductor memory, for example, an operation test of various processing apparatuses such as a plasma etching apparatus, a CVD apparatus, and a sputtering apparatus, alignment of the number of wafers during batch processing, and a loading effect countermeasure Therefore, so-called dummy processing is performed in which various processes are performed using a dummy wafer on which no actual IC pattern is formed. Further, when cleaning a reaction chamber of various plasma apparatuses such as a plasma CVD apparatus by plasma cleaning, for example, a dummy wafer is used to protect the substrate holding electrode from plasma.
[0003]
Conventionally, dummy wafers used in semiconductor device manufacturing processes include the following.
(A) Silicon dummy wafer (b) Quartz dummy wafer (c) Ceramic dummy wafer The wafer base is made of ceramics such as alumina or aluminum nitride (d) Glassy carbon dummy wafer wafer base is clear Composed of amorphous carbon that does not show the crystal structure
Moreover, in a semiconductor manufacturing apparatus, it is necessary to fix a wafer to a sample table or the like using a clamp or the like. The main method of fixing the wafer is a mechanical clamp (mechanical clamp). In this case, since a plurality of peripheral portions of the wafer are fixed by the clamp, an unusable region is generated on the surface of the wafer. Therefore, in order to use the wafer surface effectively, a method of fixing the wafer using an electrostatic chuck using electrostatic attraction has begun to be adopted.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional dummy wafer has the following problems.
(A) Silicon dummy wafer The mainstream of conventional dummy wafers is this dummy wafer. Since this silicon wafer is the same as the wafer for manufacturing semiconductor devices and is almost disposable, the amount used is almost the same as the number of wafers for manufacturing actual semiconductor devices. For this reason, about half of the silicon wafers are wasted, which has been a factor in raising the manufacturing cost of semiconductor devices.
[0006]
In addition, when the demand for semiconductor devices increases, the consumption of silicon wafers for manufacturing semiconductor devices and dummy wafers will increase, so the supply of silicon wafers will not be in time, and the supply of polysilicon, which is the raw material, will soon be tight. I was in a situation where I would end up.
Therefore, in order to solve this problem, attempts have been made to develop dummy wafers using materials other than silicon. As a result, dummy wafers of various materials as described in (b) to (d) described above are obtained. It has been put into practical use. However, these dummy wafers have another problem as described below.
[0007]
(B) Quartz dummy wafer Since quartz is an insulating material, a mechanical clamping method is often adopted as its clamping method. In addition, a structure in which a conductor layer is provided on a quartz dummy wafer has been proposed for application to an electrostatic chuck mounting type apparatus. However, the conductor layer is likely to be a source of dust generation and causes metal contamination. There is a problem of becoming.
In addition, a transparent or translucent quartz dummy wafer may not be detected by an optical sensor because it easily transmits light. Therefore, it is necessary to roughen the surface to prevent light transmission or to provide a coating for preventing light transmission.
[0008]
(C) Since the ceramic dummy wafer substrate is made of ceramics such as alumina and aluminum nitride, it is excellent in plasma resistance and chemical resistance, but it is an insulating material as in (b) above. There is a problem that the electrostatic adsorption is weak. Moreover, it may not be detected by the optical sensor, and a light shielding part is necessary. Further, since the specific gravity is larger than that of a silicon wafer, there is a problem that a burden is imposed on the transport system.
(D) It tends to become a glassy carbon dummy wafer dust source.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, is lightweight, has good transportability, has little damage, dust and metal contamination, has a strong electrostatic adsorption force, can be detected by an optical sensor, and is used repeatedly. An object of the present invention is to provide a dummy wafer that can be manufactured at low cost.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention employs the following dummy wafer.
That is, the dummy wafer of the present invention is characterized in that a conductor layer and a resin film are formed on one main surface or both main surfaces of a plate-like substrate via an adhesive layer.
[0011]
In this dummy wafer, since the resin film is formed on the conductor layer, the distance between the conductor layer and the susceptor is shortened, and a larger electrostatic adsorption force can be obtained.
Further, since the resin film is formed directly on the conductor layer, the total thickness of the laminated portion is reduced, and the thickness of the substrate can be increased accordingly. As a result, the lifetime of the dummy wafer can be extended and the warpage can be reduced.
Further, since the surface of the conductor layer is covered with the resin film, there is no possibility of becoming a dust generation source, and metal contamination is also prevented.
[0012]
It is preferable to form a thin base layer between the conductor layer and the resin film.
Since this thin base layer has a function as a buffer layer, even when there is a difference in thermal expansion coefficient between the conductor layer and the resin film, there is no possibility of peeling or the like.
[0013]
It is preferable that the conductor layer has a smaller area than the base body and an edge portion of the conductor layer is covered with the adhesive layer.
With such a configuration, for example, when used in a sputtering apparatus or the like, there is no possibility that the conductor layer will cause a discharge.
[0014]
The resin film is preferably a heat resistant resin film.
The substrate is preferably made of any one of quartz, glass, ceramics, silicon, and carbon.
The adhesive layer is preferably a thermosetting adhesive or a two-component curable adhesive.
The adhesive layer preferably contains at least one elastomer component.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the dummy wafer of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the dummy wafer of each embodiment shown below shows an example of the dummy wafer of this invention, and this invention is not limited only to the following embodiment.
[0016]
“First Embodiment”
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a dummy wafer according to a first embodiment of the present invention. This dummy wafer has a diameter substantially the same as that of a silicon wafer used in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit or a semiconductor memory, and its weight. Is configured to have substantially the same weight as the silicon wafer.
[0017]
A
The outer diameter of the
[0018]
As a material constituting the wafer substrate 1, quartz, glass, ceramics, silicon, or carbon is preferably used.
As the ceramic, any of alumina, aluminum nitride, silicon nitride, zirconia, mullite, steatite, and silicon carbide is preferably used.
[0019]
The
[0020]
In order to prevent electric discharge from occurring, the
Moreover, after laminating | stacking as a conductor layer on a heat resistant resin film, the method of forming the pattern by an etching is the most preferable.
[0021]
The film thickness of the heat
Also, when holding the dummy wafer of this embodiment by electrostatic attraction, it is advantageous that the heat-resistant resin film is thin from the viewpoint of securing the attraction force, but in the case of holding by other methods such as mechanical holding Not so.
[0022]
As the heat
[0023]
Among these resin films, particularly preferred resin films are a polyimide film and a polyetherimide (PEI) film.
Examples of the polyimide film include Kapton (Kapton: manufactured by DuPont), Apical (manufactured by Kaneka Chemical Co., Ltd.), Upilex (manufactured by Ube Industries), Nitmid (manufactured by Nitto Denki Kogyo Co., Ltd.), and the like.
Examples of the polyetherimide (PEI) film include a superior film (manufactured by Mitsubishi Plastics).
[0024]
In addition to these, examples of the plastic film having a heat resistance of 150 ° C. or higher include stretched polyethylene terephthalate, stretched nylon, cellulose triacetate, and the like. From the use of a dummy wafer, the above-described resin film having better heat resistance is preferred. preferable.
[0025]
The
[0026]
For this
[0027]
The thickness of the coating film of the
[0028]
Here, an epoxy adhesive that is particularly preferably used will be described with an example.
Although there is no limitation as an epoxy resin, what has two or more epoxy groups in 1 molecule is used suitably. For example, glycidyl ethers, glycidyl esters, glycidyl amines, linear aliphatic epoxides, alicyclic epoxides, and the like.
[0029]
Examples of glycidyl ethers include bisphenol A, bisphenol F, bisphenol AD, bisphenol S, tetramethyl bisphenol A, tetramethyl bisphenol F, tetramethyl bisphenol AD, tetramethyl bisphenol S, tetrachlorobisphenol A, and tetrabromobisphenol A. Diglycidyl ethers of dihydric phenols such as: polyglycidyl ethers of novolac resins such as phenol novolak, cresol novolak, brominated phenol novolak; alkylene glycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, butanediol, or diglycidyl ethers of polyalkylene glycol Can be given.
[0030]
Examples of glycidyl esters include glycidyl ester of hexahydrophthalic acid and glycidyl ester of dimer acid, and examples of glycidyl amines include triglycidylaminodiphenylmethane, triglycidylaminophenol, triglycidyl isocyanurate, and the like. can give.
Examples of the linear aliphatic epoxide include epoxidized polybutadiene and epoxidized soybean oil. Examples of the alicyclic epoxide include 3,4-epoxy-6-methylcyclohexyl methyl carboxylate, 3,4- Examples thereof include epoxy cyclohexyl methyl carboxylate.
These epoxy resins can be used alone or in combination.
[0031]
Examples of the curing agent for the epoxy resin include bis (4-aminophenyl) sulfone, bis (4-aminophenyl) methane, 1,5-diaminonaphthalene, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, and o-phenylenediamine. , 2,6-dichloro-1,4-benzenediamine, 1,3- (p-aminophenyl) propane, m-xylenediamine and other aromatic amine compounds, ethylenediamine, diethylenetriamine, tetraethylenepentamine, diethylaminopropylamine , Hexamethylenediamine, mensendiamine, isophoronediamine, bis (4-amino-3-methyldicyclohexyl) methane, polymethylenediamine, polyetherdiamine, and other aliphatic amine compounds, polyaminoamide compounds, dodecyl anhydride Acid, aliphatic acid anhydrides such as polyadipic acid anhydride and polyazeline acid anhydride, alicyclic acid anhydrides such as hexahydrophthalic anhydride and methylhexahydrophthalic anhydride, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, Mellitic acid triglycerides, benzophenone tetracarboxylic anhydride, aromatic anhydrides such as ethylene glycol bis trimellitate, glycerol tris trimellitate, basic active hydrogen compounds such as dicyandiamide, organic acid dihydrazide, imidazole compounds, Lewis acid And Brested acid salts, polymercaptan compounds, phenol resins, urea resins, melamine resins, isocyanates and blocked isocyanate compounds.
[0032]
In the dummy wafer of this embodiment, the thermal expansion coefficients of the wafer base 1 and the heat-
In the first method, the heat
[0033]
However, in many cases, the heat-
[0034]
The elastomer component to be added to the adhesive is not particularly specified, but for example, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, butyl rubber, ethylene-propylene rubber, acrylic rubber, silicone rubber, fluoro rubber, urethane Rubbers such as rubber and polysulfide rubber, and thermoplastic elastomers (hereinafter abbreviated as TPE) are styrene TPE, olefin TPE, urethane TPE, ester TPE, amide TPE, natural rubber TPE, poly Mention may be made of vinyl chloride (PVC) TPE.
[0035]
These elastomer components can be used alone or in combination. In addition, as a method of adding to the adhesive, a method in which the elastomer component is liquefied by melting or the like and added to the adhesive, a method in which the elastomer component is compatible with the adhesive in a solid state, or a method in which the elastomer component is refined and added to the adhesive And a method of dispersing it in the adhesive as it is solid.
[0036]
A solvent can be added to the above adhesive as necessary.
Since the dummy wafer is mainly used in a vacuum, there is no particular problem as long as the solvent can be sufficiently removed by drying or the like.
[0037]
The dummy wafer of this embodiment can be manufactured by the following manufacturing method.
First, a metal thin film is formed on the heat
[0038]
Next, the peeling tape is peeled to expose one surface of the adhesive film, and a roll laminator or a vacuum pressure heating device is used with the exposed surface facing the
[0039]
According to the dummy wafer of the present embodiment, the
[0040]
Further, since the
[0041]
Furthermore, since the
[0042]
Moreover, it is excellent in terms of productivity and cost as compared with the case where the conductor layer is formed directly on the wafer. For example, when forming a conductor layer on the wafer side, considering the use in a semiconductor process equipment, etc., the process of cutting, polishing, etc. is completed, and one or several batches of products finished in wafer shape in advance Since it is necessary to form a conductor layer by treatment, productivity is not good.
[0043]
On the other hand, in the case of a heat-resistant resin film such as a polyimide film, it is easy to continuously form a conductor layer, and there is an advantage that a patterning process by etching or the like can be performed by continuous processing. Further, the conductor layer forming process and the patterning process are not necessarily 100% productable. In this case, even if there is a slight difference in yield between an expensive wafer and a relatively inexpensive film, the present embodiment The cost advantage of the dummy wafer is obvious.
[0044]
“Second Embodiment”
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a dummy wafer according to the second embodiment of the present invention. This dummy wafer is different from the dummy wafer according to the first embodiment described above in the first embodiment described above. In the dummy wafer, the heat-
Ni, Cr, Sn or the like is preferably used as the material constituting the
The
[0045]
The dummy wafer of this embodiment is manufactured by the following manufacturing method.
First, a metal thin film is formed on the heat
[0046]
Next, the peeling tape is peeled to expose one surface of the adhesive film, and a roll laminator or a vacuum pressure heating device is used with the exposed surface facing the
[0047]
Also in the dummy wafer of this embodiment, the same effect as the dummy wafer of the first embodiment described above can be obtained.
Moreover, since the
[0048]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. In addition, since the Example shown below shows an example of this invention, this invention is not limited by these Examples.
"Creating an adhesive"
In preparing the examples and comparative examples, the following three types of adhesives were prepared in advance. These were used in the respective Examples and Comparative Examples, but the composition was not changed except for the addition of a solvent for adjusting the viscosity depending on the coating method.
[0049]
(Adhesive A)
Epoxy resin (Epicoat YL979, manufactured by Yuka Shell Co., Ltd.) 50 parts Cresol type phenolic resin (CKM2400, manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.) 50 parts Acrylonitrile-butadiene rubber (Nippol 1001, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) 50 parts Dicyandiamide (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 2 parts methyl ethyl ketone as appropriate]
(Adhesive B)
Epoxy resin (Epicoat YL979, manufactured by Yuka Shell Co., Ltd.) 100 parts Polyamide resin (Platabonda M-995, manufactured by Nippon Rilsan Co., Ltd.) 200 parts Novolak phenol resin (Tamanol 752, manufactured by Arakawa Chemical Co., Ltd.) 50 parts Dicyandiamide (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) ) 0.25 part methyl ethyl ketone as appropriate
(Adhesive C)
Epoxy resin (Epicoat YL979, manufactured by Yuka Shell Co., Ltd.) 100 parts One-end epoxy-modified silicone oil (X-22-173B, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 18 parts Novolac phenol resin (Tamanol 752, manufactured by Arakawa Chemical Co., Ltd.) 50 parts Dicyandiamide (Manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.5 part carbon black powder (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) 0.2 part methyl ethyl ketone As appropriate [0052]
"Example 1"
A 1 μm thick Ni layer was formed by sputtering on a 25 μm thick polyimide film (trade name Kapton, manufactured by Toray DuPont), and a 9 μm thick Cu layer was formed by plating. A negative photosensitive film (OZATEC-T538, manufactured by Hoechst Japan) was bonded to the Cu layer side, and an electrode pattern of φ146 mm was formed by sequentially performing exposure-development-etching-washing-drying.
[0053]
Next, an adhesive A having a thickness of 20 μm, which has been coated and dried on a binder in advance and formed into a sheet, is bonded to the electrode pattern surface, and then the Cu layer pattern is centered on alumina having a diameter of 150 μm and a thickness of 600 μm. And aligned. Then, it heated at 150 degreeC for 4 hours in hot air oven, and obtained the dummy wafer with a polyimide film of Example 1.
[0054]
"Example 2"
In the same manner as in Example 1, a Ni layer having a thickness of 1 μm was formed by sputtering on an aramid film having a thickness of 25 μm (trade name: Aramika, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.). The Ni layer was formed. Next, a negative photosensitive film (OZATEC-T538, manufactured by Hoechst Japan) was bonded to the Ni layer side, and an electrode pattern of φ146 mm was formed by sequentially performing exposure-development-etching-washing-drying.
[0055]
Next, an adhesive C having a thickness of 20 μm, which has been coated and dried on a binder in advance and formed into a sheet, is pasted on the electrode pattern surface, and then the Ni layer pattern is centered on a quartz plate having a diameter of 150 mm and a thickness of 600 μm. Were aligned and pasted together. Then, it heated at 150 degreeC for 4 hours in hot air oven, and obtained the dummy wafer of Example 2.
[0056]
"Example 3"
An Al layer having a thickness of 5 μm was formed on one side of a polyether ether ketone film having a thickness of 25 μm (trade name Sumilite FS, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.). Next, a negative photosensitive film (OZATEC-T538, manufactured by Hoechst Japan) was bonded to this surface, and an electrode pattern of φ146 mm was formed by sequentially performing exposure-development-etching-washing-drying.
[0057]
Next, an adhesive B having a thickness of 100 μm, which has been coated and dried on a binder in advance to form a sheet, is bonded to the electrode pattern surface, and then the Ni layer pattern is centered on a SiC plate having a diameter of 150 μm and a thickness of 400 μm. Aligned and pasted together. Then, it heated at 150 degreeC for 4 hours in hot air oven, and obtained the dummy wafer of Example 3.
[0058]
“Comparative Example 1”
A quartz wafer having a diameter of 150 mm and a thickness of 600 μm was used as Comparative Example 1.
"Comparative Example 2"
A 25 μm thick polyester film (trade name: Teijin Tetron Film, manufactured by Teijin Ltd.) is coated with adhesive A using a coating device, and dried at 170 ° C. with a drying device attached to the coating device. A polyester film with an adhesive having a thickness of 20 μm was prepared. Subsequently, this polyester film with an adhesive was bonded to a quartz wafer having a diameter of 150 mm and a thickness of 600 μm using a roll laminator and heated in a hot air oven at 150 ° C. for 4 hours to obtain a dummy wafer of Comparative Example 2.
[0059]
“Comparative Example 3”
A Ni film having a thickness of 2 μm was formed by sputtering on one side and the whole surface of a SiC plate having a diameter of 150 mm and a thickness of 600 μm, and Comparative Example 3 was obtained.
“Comparative Example 4”
A Ni film having a thickness of 2 μm was formed by sputtering on one side and the entire surface of an alumina plate having a diameter of 150 mm and a thickness of 600 μm, and the adhesive surface of the polyester film with an adhesive obtained in Comparative Example 2 was formed on the surface of the Ni film. Were laminated using a roll laminator and heated in a hot air oven at 150 ° C. for 4 hours to obtain a dummy wafer of Comparative Example 4.
[0060]
The dummy wafers of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 thus obtained were subjected to evaluation tests for the following evaluation items.
(1) Place a dummy wafer on an electrostatic chuck (dipole, electrode area 50 mm x 50 mm) with a high resistance ceramic on the surface, and pull the dummy wafer in a horizontal direction at a constant speed (20 mm / 1 min) A dummy wafer was adsorbed by applying a DC voltage of 2.5 kV to the electric chuck. At this time, a value obtained by dividing the force applied in the horizontal direction by the electrode area was defined as a shear adsorption force.
[0061]
(2) Decrease in adsorption force when dust is contained Twenty 20 μm spherical silica particles are adhered near the center of the back side of the dummy wafer, and the shear adsorption force at the time of dust adhesion is measured in the same manner as in (1). The influence of the reduction in the adsorption force due to dust was evaluated by obtaining the adsorption force at the time of dust adhesion when the initial adsorption force in the absence of dust was taken as 100.
[0062]
(3) Scratches The operations of placing, pressing and releasing the dummy wafers prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 on a mechanical chuck device having alumina on the suction surface were repeated 100 times. Then, the dummy wafer back surface and the mechanical chuck | zipper surface of each Example 1-3 and Comparative Examples 1-4 were observed, and the condition of generation | occurrence | production of a damage | wound was observed.
Here, “◯” indicates that no scratches are observed, and “X” indicates that scratches are observed even a little.
[0063]
(4) Sensor recognizability The position of the dummy wafer created in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 is detected with a laser using a transfer device equipped with a laser position detection sensor, and the process proceeds to the next operation. The operation was repeated 20 times, and the sensor recognizability was evaluated by the presence or absence of a detection error.
Here, “◯” indicates that the position was detected without any problem after 50 operations, and “X” indicates that a position detection error occurred even once.
[0064]
(5) Transportability The dummy wafer created in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 is taken out from the wafer cassette using the transport device, and placed in a predetermined position 50 times. The case where it was able to be installed at “” was marked as “X” when it could not be installed at a predetermined position even once.
[0065]
(6) Heat resistance The dummy wafer prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 is placed on a sample stage in a vacuum vessel and mechanically pressed with a frame-shaped ring to fix the dummy wafer. did. Thereafter, the inside of the vacuum vessel was depressurized to 2.0 Pa by a dry pump, and left for 20 hours while being heated so that the temperature of the dummy wafer surface was 150 ° C. by a heater installed in the sample stage. Thereafter, the temperature was returned to room temperature and atmospheric pressure, and the conditions such as peeling, voids, and alteration of the dummy wafer and the heat resistant film, the adhesive layer, and the conductor layer were observed. Here, the case where no abnormality was found was “◯”, and the case where abnormality was found was “x”.
[0066]
(7) Metal contamination contamination was evaluated by preparing an evaluation sample by the following simulation.
A 10 mm × 10 mm cleaned 99.99% pure alumina plate was placed on the back of the dummy wafers created in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4, and pressed with a load of 1.0 kg from above. . Thereafter, the load was released, the alumina plate was removed, and the alumina plate was placed again to apply the load. After this operation was repeated 20 times, the degree of metal contamination was measured by the contamination EDX method on the ceramic surface.
[0067]
The above evaluation test results are shown in Table 1.
[Table 1]
[0068]
The dummy wafers of Examples 1 to 3 have a shear adsorption force of 0.03 N / cm 2 and a decrease in adsorption force of 92 or more when entrained with dust. It is confirmed that the shear adsorption force when dust adheres is extremely excellent. It was. Further, no scratches were observed, and it was found that the damage was extremely small. In addition, regarding sensor recognizability, no detection error was observed, and it was found that detection by the optical sensor was performed well.
[0069]
Further, regarding the transportability, it was found that there was nothing that could not be installed at a predetermined position, and the transportability was improved. As for heat resistance, no abnormality was observed, and it was confirmed that the film was in a very good state. There was no problem with metal contamination.
[0070]
On the other hand, in Comparative Example 1, although there were no problems in terms of transportability, heat resistance, and metal contamination, the shear adsorption force was 0.01 N / cm 2 , and the decrease in adsorption force when dust was trapped was greatly reduced to 48. It was also found that the shear adsorption force when dust adhered was inferior. Moreover, generation | occurrence | production of a damage | wound was recognized and the detection error about the sensor recognizability also generate | occur | produced and it turned out that the detection by an optical sensor is not performed favorably.
Comparative Example 2 has a shear adsorption force of 0.01 N / cm 2 and a reduction in adsorption force of 93 when dust is contained. There were no problems with scratches, transportability, and metal contamination, but sensor recognizability and heat resistance were good. It was confirmed that it was inferior.
[0071]
In Comparative Example 3, the shear adsorption force was as extremely high as 0.06 N / cm 2 and there was no problem with respect to heat resistance, but the decrease in adsorption force during dust entrapment was as low as 42, and generation of scratches was recognized. The heat resistance and the heat resistance were also poor, and Ni was detected in metal contamination.
Comparative Example 4 has a shear adsorption force of 0.02 N / cm 2 and a reduction in adsorption force of 95 when dust is contained, and there are no problems with respect to scratches, sensor recognizability, transportability, and metal contamination. It was confirmed that it was inferior.
[0072]
As mentioned above, although each embodiment of the dummy wafer of this invention has been demonstrated based on drawing, a concrete structure is not limited to this embodiment, A design change etc. are in the range which does not deviate from the summary of this invention. Is possible.
For example, the dummy wafer according to the present embodiment is configured to have substantially the same diameter as the silicon wafer used in the semiconductor manufacturing process, and the weight of the dummy wafer is approximately the same as that of the silicon wafer. There is no need to make it exactly the same as a silicon wafer.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the dummy wafer of the present invention, the conductor layer and the resin film are formed on one main surface or both main surfaces of the plate-like substrate via the adhesive layer. The distance between the conductor layer and the susceptor can be shortened, and a larger electrostatic adsorption force can be obtained.
In addition, since the conductor layer is formed directly on the resin film, the total thickness of the laminated part can be reduced, and the thickness of the substrate itself can be increased correspondingly, resulting in a long life of the dummy wafer. And reduction of warpage can be achieved.
Further, since the surface of the conductor layer is covered with the resin film, there is no possibility of becoming a dust generation source, and metal contamination can be prevented.
[0074]
Further, if a thin base layer is formed between the conductor layer and the resin film, even if there is a difference in thermal expansion coefficient between the conductor layer and the resin film, peeling or the like is performed. Can be prevented.
In addition, if the conductor layer has a smaller area than the base body and its edge is covered with the adhesive layer, the conductor layer can be discharged when used in a sputtering apparatus or the like. Can be prevented.
The above provides a dummy wafer that is lightweight, has good transportability, has little damage, dust and metal contamination, has strong electrostatic attraction, can be detected by an optical sensor, can be used repeatedly, and is inexpensive. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a dummy wafer according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a dummy wafer according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Wafer base (plate base)
1a Surface (one main surface)
2
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