JPH10321488A - 粘着剤付き基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウエハ処理装置内のウエハとの接触面に存在す
る異物を簡単な方法で除去できるウエハの処理方法を提
供する。 【解決手段】通常の動作時にウエハの裏面に接触する部
位をおおえる面積を有する、裏面に粘着性を持つ基板を
用いて、通常の処理時と同様の動作を行う構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
工程において、ウエハ処理時にウエハの裏面に付着する
異物を除去する機能を備えた半導体製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程において、塵埃
（異物）がウエハの裏面に接触する部位に付着すると、
ウエハの処理に重大な障害が発生することがある。

【０００３】エッチング，スパッタ等のウエハ処理工程
では、ウエハ面内の均一性を確保するために、ウエハ面
内の温度コントロールが行われる。温度コントロール
は、一般的に真空チャンバ内に設置されたウエハステー
ジを所望の温度にコントロールしたうえで、ウエハを機
械的に、もしくは静電気力を利用して固定保持し、ウエ
ハとウエハステージ上にできるわずかな隙間に不活性ガ
スを導入し、熱伝導性を高めることにより行われる。こ
の際に、ウエハステージ上に異物が多く存在すると、ウ
エハを固定保持した際に、異物により余分な隙間がで
き、これによって不活性ガスのもれが起こり、充分な温
度コントロールができなくなる。特に近年は、ウエハ保
持に静電気力が使われるようになっているが、このよう
な異物の存在は静電気力を著しく減衰させるために、大
きな問題となっている。

【０００４】その他、ウエハ搬送にも支障を来す。ウエ
ハ搬送時の搬送アームのウエハ裏面接触部に異物が付着
すると、ウエハ裏面との摩擦係数が変化し、ウエハの位
置ずれを起こす場合がある。ウエハの位置ずれが起こる
と、それ以降の処理を行えず、そのウエハが不良となっ
てしまう。また、そればかりか位置ずれが起こっている
ために、前記ウエハを回収する際に、割ってしまう場合
がある。この場合には装置内に多大なシリコンのパーテ
ィクルをまき散らすことになり、クリーニングのために
多大な時間装置を停止させることになる。

【０００５】従来、このようなウエハの裏面に対する汚
染物の低減方法としては、例えば特開平6−291175 号公
報がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記開
事例では、半導体プロセスで金属汚染の原因となる重金
属物質の異物付着を嫌い、材料を重金属物質を含まない
もので形成するという点では考慮されているものの、異
物の数そのものを減らすということに関しては全く考慮
されていなかった。ウエハとの接触部材に、特開平6−2
04324 号公報に示されるような材質的な工夫を施したと
しても、処理室内で処理によって発生する反応生成物の
付着，接触部での微少摺動，前の工程からの持ち込みに
よって、処理枚数の増加に伴い、ウエハ接触部位に付着
する異物は徐々に増加していき最終的には装置を汚染し
ていくことが、当然のことながら起こる。すなわち、従
来技術では積極的に、処理装置内の異物除去を行うこと
は考慮されておらず、前述した問題点は解決できるもの
ではなかった。

【０００７】本発明の第一の目的は、処理装置内におけ
るウエハ裏面との接触部に発生した異物を除去する機能
を有する基板を提供することにある。

【０００８】また、本発明の第二の目的は、上記基板を
用いた異物除去を効率よく行うことができる異物除去方
法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第一の目的は、実際
の製品ウエハではなく、ウエハの搬送，保持、または固
定を行って装置内を通過させる際に用いる基板、いわゆ
るダミーウエハの裏面に粘着性を持たせることにより達
成される。

【００１０】上記第二の目的は、通常の動作時にウエハ
の裏面に接触する部位をおおえる面積を有する上記裏面
に粘着性を有する基板を用いて、通常の処理時と同様の
動作を行うことにより達成される。または、処理装置に
おいて前述した基板を用いて搬送と固定のみの動作を行
わせることにより達成される。

【００１１】本発明の粘着剤付き基板は裏面に粘着性を
持つために、接触した部材表面に付着している異物を、
基板に捕獲することが可能である。

【００１２】したがって、通常のウエハ処理動作、例え
ば搬送，固定，処理といった動作を行わせることによ
り、処理装置内のウエハ裏面に接触する部材、例えばウ
エハステージ，搬送アーム，ウエハピックアップ用ピン
などのウエハ裏面との接触面に存在する異物を、基板粘
着材に捕獲し、除去することができ、ウエハ接触部材を
クリーンな状態にすることができる。その結果、ウエハ
ずれやウエハステージとウエハとの間の不活性ガスの漏
れを防止することができ、効率の良いウエハ処理を提供
することができる。

【００１３】また、本発明の異物方法を具体化したウエ
ハ処理装置では、通常の処理前ウエハカセット及び処理
後ウエハカセットとは別に、前記基板の専用カセットが
準備されている。したがって、ウエハ処理装置の通常の
処理を阻害することなく連続的に処理装置内のウエハ裏
面との接触面の異物除去を行うことができる。その結
果、異物除去による処理装置のスループットの低下を最
小限に抑えることができる装置となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図にした
がって説明する。

【００１５】図１は本発明の第一の実施例であり、粘着
剤付き基板を示したものである。基板の裏面側には、す
なわち、通常のウエハ処理においてウエハの裏面に当た
る部位が粘着性を有する材料で形成されている。図２に
本異物除去用基板の除去作用を示す。３は処理装置内の
ウエハ裏面の接触部材であり、２は接触面表面に付着し
ている異物である。本粘着剤付き基板１を用いてウエハ
処理装置内を通常のウエハを搬送，保持するのと同様な
動作を行うことによって、ウエハの裏面に接触する接触
部材３上に付着している異物２は、粘着剤１′に捕獲さ
れ、基板とともに装置外へ排出することができる。ただ
し、この際粘着剤１′表面の粘着力は、粘着剤内部のせ
ん断力、および粘着剤１′と基板１との界面の接着力よ
りも弱くしてあることが必要である。

【００１６】図３，図４，図５は本発明の第二の実施例
を示した図であり、本発明の異物除去方法をマイクロ波
エッチング装置内の異物除去に適用した例について説明
する。図３において４は、微細加工を施す基板，シリコ
ンウエハを載せるウエハステージであり、ここでは処理
されるウエハ１７が載せられているところを示してあ
る。５，６は各々、石英ベルジャー，メイン真空チャン
バーであり、真空雰囲気を作る。７は真空排気のための
排気口、８はエッチングのガス導入口である。９はアー
スであり、１０はアース９とウエハステージ４との間に
ＲＦバイアスを印加するための高周波電源である。ま
た、１１は高週波電源のアースである。

【００１７】マイクロ波エッチング装置では、まず、搬
送アーム１６にウエハが載せられて搬送される。ウエハ
をウエハステージ４に移載する場合には、ウエハステー
ジ４が下降しウエハを受け取る。ウエハを受け取った
後、ウエハステージ４は所定の位置に上昇する。高真空
排気後、発生させるプラズマのガスが導入され、マイク
ロ波１２をマグネトロン（図示しない）から発振，導波
管１３を通して石英ベルジャ５（処理室）内に導入し
て、処理室周囲に配置されたソレノイドコイル１４によ
り形成する磁場との共鳴（ＥＣＲ）により、処理室のガ
スをプラズマ化し、そのプラズマ１５を利用してエッチ
ングを行う。

【００１８】エッチングが終われば、再びウエハステー
ジ４は下降し、ウエハの搬送アーム１６によりウエハは
アンロードされる。

【００１９】この一連のエッチング処理時に、ウエハ裏
面接触部に付着している異物が問題となるのは、ウエハ
ステージ４とウエハとの接触面、および搬送アーム１６
とウエハとの接触面である。図４はウエハステージとウ
エハとの接触面を、図５は搬送アームとウエハとの接触
面を示した。

【００２０】まず、図４を用いてウエハステージとウエ
ハとの接触面に関して説明する。ウエハの処理時にはウ
エハ面内のエッチングレート均一性を画する目的で、温
度コントロールが行われる。温度コントロールは、ウエ
ハステージを所望の温度にコントロールしたうえで、静
電気力を利用して固定保持し、ウエハとウエハステージ
上にできるわずかな隙間にヘリウムガスを導入し、熱伝
導性を高めることにより行われる。特に近年は静電気を
利用した保持方法が多く用いられるようになった。

【００２１】図４において１８はステージ４全体を所定
の温度に冷却するための冷媒の循環路であり、２０は静
電吸着を行うためにステージ上に被覆された誘電膜、１
９はヘリウムガスの流路である。この際に、ウエハステ
ージ４上に異物が多く存在すると、ウエハ１７を設置し
た際に、異物により余分な隙間２１ができる。これによ
ってヘリウムガスのもれが起こり、充分な温度コントロ
ールができなくなる。特に静電吸着を用いた場合、この
ような隙間の存在は静電気力を著しく減衰させるため
に、この影響が大きい。

【００２２】定期的に本発明の粘着剤付き基板を用いて
搬送を行うことにより、図２に示した要領でウエハステ
ージ４上の異物２を除去，処理室外へ持ち去ることが可
能であり、その結果としてウエハの温度コントロールを
精度良く行うことが可能となる。

【００２３】次に、図５を用いてウエハの搬送アーム１
６とウエハ１７との接触面に関して説明する。２２は搬
送アーム上に設けられた、ウエハに直接接触するパッド
であり、異物２がパッド２２表面に付着した状態での搬
送を示している。この際パッド２２表面に異物２が付着
していると、ウエハ裏面との摩擦係数が変化し、ウエハ
の位置ずれを起こす場合がある。ウエハ搬送途中でウエ
ハずれが発生すると、ウエハステージ上の所定の位置に
ウエハを移載することができずに、以降の処理ができな
くなる。

【００２４】さらに、位置ずれが激しい場合には搬送ア
ームからウエハがずれ落ちることがある。ウエハが一度
落下すると真空を開放して人手でウエハを回収するしか
手がなく、多大な装置ダウンタイムにつながる。さら
に、落下時にウエハの割れが起こる場合がある。ウエハ
の割れが装置内で起こると、大量の微小なシリコンのパ
ーティクルが装置内にまき散らされる。したがって、割
れたウエハ回収するだけではなく、装置内のウェットク
リーニングの必要になる。このように、搬送アーム上の
異物は、大きく生産性を落とす原因となる。

【００２５】やはり、定期的に本発明の粘着剤付き基板
を用いて搬送を行うことにより、図２に示した要領でパ
ッド２２上の異物２を除去，処理室外へ持ち去ることが
可能であり、ウエハの位置ずれを防止することが可能と
なる。

【００２６】次に本発明の第三の実施例を図６を用いて
説明する。図６はマイクロ波エッチング装置の全体の構
成図であり基板の流れを示している。図６において、２
４はエッチングを行うエッチング処理室、２５はエッチ
ング後の後処理を行う後処理室、１は異物除去を行う際
に用いられる粘着剤付き基板である。２３は基板をエッ
チング処理室、及び後処理室にロード，アンロードする
ウエハ搬送用のロボットあり、真空に保たれたバッファ
ー室２６に設置されている。２７，２８，２９は基板が
出し入れされるカセットである。通常のウエハ処理にお
いては、ロードカセット２７からウエハ１７は、ロボッ
ト２３によりバッファ室を通って、エッチング処理室２
４に搬送され、エッチング処理後、後処理されてアンロ
ードのカセット２９に戻る。

【００２７】本発明では、通常のロード，アンロードカ
セットに加えて、異物除去操作時にエッチング処理室に
導入される粘着剤付き基板がチャージされている粘着剤
付着用ウエハの第三のカセット２８を備えているのが特
徴である。一連のエッチング処理終了後、カセット２８
から、クリーニング用基板１がエッチング室にロードさ
れてウエハ裏面接触部材からの異物除去を行う。一通り
基板の搬送，固定，保持が行われた後に、基板１はアン
ロードされ再びカセット２８に戻り、次いでエッチング
処理が開始される。このように異物除去基板専用カセッ
トを備えることにより、処理用のウエハのウエハカセッ
トを使用することがないために、異物除去の際の基板の
入れ替え作業やウエハカセットに挿入可能な枚数と処理
ウエハの枚数が合わないといった問題を避けることがで
き、作業性が向上するほか、異物を隔離することができ
る。

【００２８】本発明における基板の母材としては、処理
装置内でウエハと接触する部位の面積よりも大きな面積
を有するものであれば良く、シリコンウエハ，高分子材
料，セラミックス材料などが候補として考えられる。さ
らに、異物除去用基板を使用する頻度、一度に使用する
回数については言及しなかったが、例えば使用頻度に関
しては、検査装置により異物が増加したことが明らかに
なったときに実施してもかまわないし、あらかじめ何枚
ごとに使用すると決めておけばより操作が容易になる。
また、異物除去用基板を使用するときに１枚にとどまら
ず複数枚以上を用いて繰り返せばより効果的である。

【００２９】以上本発明の実施例では、マイクロ波プラ
ズマエッチング装置に異物除去方法を適用した例を説明
したが、これに限るわけではなく、他の方式のエッチン
グ装置や、半導体処理のその他のプロセス、例えばイオ
ン打ち込み装置や描画装置等の装置にも有効に適用可能
である。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ウエハ処
理装置における通常の動作、例えば搬送，固定，処理と
いった動作時にウエハの裏面に接触する部位をおおえる
面積を有する裏面に粘着性を有する基板を粘着性を用い
て、装置内のウエハ裏面の接触面に存在する異物を基板
粘着剤に転写することで除去することができる。その結
果、処理用ウエハの裏面異物を低減したクリーンな装置
となり、さらに稼働率が高い、ひいては歩留まりのよい
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示す図。

【図２】粘着剤付き基板を用いた異物除去の原理図。

【図３】本発明の第二の実施例を示す断面図。

【図４】本発明の第二の実施例を示す詳細図。

【図５】本発明の第二の実施例を示す詳細図。

【図６】本発明の第三の実施例を示す図。

【符号の説明】

１…粘着剤付き基板、１′…粘着剤、２…異物、３…接
触部材、４…ウエハステージ、５…石英ベルジャー、６
…メイン真空チャンバー、７…排気口、８…ガス導入
口、９，１１…アース、１０…高周波電源、１３…導波
管、１４…ソレノイドコイル、１５…プラズマ、１６…
搬送アーム、１７…ウエハ、１８…冷媒流路、１９…ヘ
リウムガス流路、２０…誘電膜、２１…隙間、２２…パ
ッド、２３…ロボット、２４…エッチング処理室、２５
…後処理室、２６…バッファ室、２７，２９…カセッ
ト、２８…粘着剤付着専用ウエハカセット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウエハ処理装置において実際の処理は行わ
   ずにウエハの搬送，保持、または固定する際に用いる基
   板であって、通常の動作時に前記ウエハの裏面に当たる
   部位が粘着性を有することを特徴とする粘着剤付き基
   板。