(57)【要約】【課題】ステージ上の異物を捕獲し、不活性ガスの漏れの増大を抑制することを目的とした半導体製造装置を提供することにある。【解決手段】バジェット部１３のサイズは通常０．３７５ｍｍ程度であることから、粘着シート１２のサイズは１９９．２５ｍｍにすることが必要であり、かつウェハ１１のバジェット部１３と粘着シート１２端面の距離１４は、極力０に近づける必要がある事から、１９９±０．２５ｍｍと規格化する必要がある。ウェハ１１の平坦面をすべて粘着シート１２で覆うことで、粘着シート１２貼り付けウェハ１１を静電チャックによりステージ１５上に吸着させることでステージ１５上に存在する異物１６が、中央部またはエッジ近傍部であろうと、捕獲することが可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、前記半導体基板の裏面に形成した粘着シートからなる半導体製造装置において、
前記粘着シートは前記半導体基板のバジェット部以外を覆うことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体製造装置において、
前記粘着シートの大きさは前記半導体基板の直径から１ｍｍ縮小したことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項３】
請求項１記載の半導体製造装置において、前記半導体基板は２００ｍｍの円形形状であり、前記粘着シートは１９９ｍｍであることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項４】
半導体基板と、前記半導体基板の裏面に形成した粘着シートからなる半導体製造装置において、
前記粘着シートは第１の粘着シートと、前記第１の粘着シートの外周を覆う第２の粘着シートから構成されることを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウェハステージ上に付着する異物を除去する方法を備えた半導体製造装置である。
【０００２】
【従来の技術】
エッチング、スパッタなどの半導体製造工程では異物がウェハ裏面に付着すると、ウェハ処理に異常が発生し、歩留まり低下の要因となる。
【０００３】
それを改善する目的として、特許文献１に示されているような、ウェハ表面に粘着シートを貼り付けた異物除去ウェハが存在する。
【０００４】
図７は従来の粘着シート貼り付けウェハを図示したものである。図７（ａ）はウェハ１全面の上面図であり、図７（ｂ）はウェハ１周辺の断面図である。
【０００５】
粘着シート２貼り付けウェハ１は、粘着シート２のサイズはウェハ１サイズに対し小さいものである。現状市販されている粘着シート２貼り付けウェハ１は粘着シート２のサイズはウェハ１サイズ２００ｍｍに対して１９８ｍｍである。
【０００６】
図８は、従来の粘着シート２貼り付けウェハ１の異物除去のメカニズムを示している。
【０００７】
図８（ａ）に示すように、ステージ３上の異物４が粘着シート２サイズに対し十分内側に存在していた場合、異物４は、粘着シート２面に張り付くことで捕獲できる。したがって、図８（ｂ）に示すように粘着シート２貼り付けウェハ１を機械的に搬出することで、ステージ３上から異物４は除去される。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−３２１４８８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来はウェハ１上の品質保証が従来ウェハ１エッジ５ｍｍであり、ステージ３上の不活性ガスの導入部がエッジ５ｍｍ前後に存在していた。この場合、ウェハ１サイズ２００ｍｍに対して１９８ｍｍ粘着シート２サイズでは問題はなかった。
【００１０】
しかしながら、ウェハ１上の品質保証がエッジ３ｍｍと外周まで広がるにつれ、プロセスの特性を同様に外周３ｍｍまで確保することにある。そのために、ステージ３上の不活性ガスの導入部が従来の５ｍｍに対し更に、エッジ２ｍｍに移動しており、この場合、従来の市販されている粘着シート２貼り付けウェハ１では、不活性ガスの漏れ量増加のトラブルに対応できないという課題が新たに発生した。
【００１１】
図９はウェハ１エッジ近傍の断面図を図示している。
【００１２】
図９（ａ）に示すように１９８ｍｍの粘着シート２サイズでは、ウェハ１のバジェットを除くと約０．６５ｍｍ程度、ウェハ１の平坦部（ミラー面）が覆われていない。
【００１３】
したがって図９（ｂ）に示すように、ステージ３のエッジ近傍、具体的にはエッジ１ｍｍ近傍に異物４が存在した場合、粘着シート２貼り付けウェハ１を静電チャックによりステージ３上に吸着させても異物４は粘着シート２の貼り付け範囲外のため捕獲されずに、粘着シート２貼り付けウェハ１を機械的に搬出しても、異物４はそのままステージ３上に残存する。それにより不活性ガスの漏れの増大を防止することはできなかった。
【００１４】
すなわち、上記に記載した粘着シート２の大きさが、ウェハ１のサイズに比べ小さいため、ステージ３のエッジ近傍に付着した異物４については捕獲できず、不活性ガスの漏れを防ぐ事が出来ない。
【００１５】
また、粘着シート２は、帯電量がＳｉウェハ１に対しはるかに弱く、静電チャックを吸着させる際にも、時間が短いと、所望の吸着力が得られず、ステージ３上の異物４を捕獲できないこともある。
【００１６】
そのような状態では、異物４による不活性ガスの漏れの増大を改善することが出来ない為、真空チャンバーを大気開放してウエットメンテナンスにより、ステージ３上の異物４を除去する必要があり、粘着シート２貼り付けウェハ１のメリットが活かせないことがある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる第１の半導体製造装置は、半導体基板と、半導体基板の裏面に形成した粘着シートからなる半導体製造装置において、粘着シートは半導体基板のバジェット部以外を覆うことを特徴とするものである。
【００１８】
なお本発明に係わる第１の半導体製造装置は、粘着シートの大きさは半導体基板の直径から１ｍｍ縮小したことを特徴とするものである。
【００１９】
なお本発明に係わる第１の半導体製造装置は、半導体基板は２００ｍｍの円形形状であり、粘着シートは１９９ｍｍであることがより好ましい。
【００２０】
本発明に係わる第２の半導体製造装置は、半導体基板と、半導体基板の裏面に形成した粘着シートからなる半導体製造装置において、粘着シートは第１の粘着シートと、前記第１の粘着シートの外周を覆う第２の粘着シートから構成されることを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図１を用いて説明する。
【００２２】
図１（ａ）に示すように、粘着シート１２のサイズは、ウェハ１１の平坦面を全て覆うサイズであることが必要である。
【００２３】
その製造方法は粘着シート１２材料をスピンコートにより塗布することが理想であるが、現状パンチングでのウェハ１１サイズは、図１（ｂ）に示すようにウェハ１１のバジェット部１３のサイズを差し引いたサイズであることが必要である。
【００２４】
バジェット部１３のサイズは通常０．３７５ｍｍ程度であることから、粘着シート１２のサイズは１９９．２５ｍｍにすることが必要であり、かつウェハ１１のバジェット部１３と粘着シート１２端面の距離１４は、極力０に近づける必要がある事から、１９９±０．２５ｍｍと規格化する必要がある（以降、１９９ｍｍと略す）。
【００２５】
これにより、図２に示すようにウェハ１１の平坦面をすべて粘着シート１２で覆うことで、図２（ａ）に示すように粘着シート１２貼り付けウェハ１１を静電チャックによりステージ１５上に吸着させることでステージ１５上に存在する異物１６が、中央部またはエッジ近傍部であろうと、捕獲することが可能となる。
【００２６】
また、図２（ｂ）に示すように粘着シート１２貼り付けウェハ１１を真空チャンバーより搬出することで、ステージ１５上の異物１６がステージ１５上より除去されるため、不活性ガスの漏れの増大を防止することができる。
【００２７】
従来の粘着シート１２サイズ１９８ｍｍの場合と１９９ｍｍとを不活性ガス漏れ量のリカバリー実験を実施した。その結果データを図３に示す。
【００２８】
粘着シート１２サイズが１９８ｍｍの場合、５ｓｌの粘着シート１２貼り付けウェハ１１を使用しても、３０ｓｃｃｍの不活性ガスの漏れ量が、５ｓｃｃｍ改善したに過ぎず、これでは設備の運用規格（上限規格：１６ｓｃｃｍ）を満たすことはできない。
【００２９】
しかしながら、粘着シート１２サイズ１９９ｍｍの場合、当初３０ｓｃｃｍ程度の不活性ガスの漏れ量が、１ｓｌ処理で１３．９ｓｃｃｍとなり不活性ガスの漏れ量が規格内に抑制できる。
【００３０】
また３ｓｌ処理することでさらに１２．８ｓｃｃｍと通常の処理状態まで改善した。この粘着シート１２サイズ１９９ｍｍにすることで、エッジ近傍の異物１６を確実に除去していることを示し、それ以降処理枚数を増やしても不活性ガスの漏れ量の低減は殆ど見られない。
【００３１】
このことから、粘着シート１２貼り付けウェハ１１は、３ｓｌの粘着シート１２貼り付けウェハ１１を処理することで不活性ガスの漏れの増大に対して改善する事が確認出来る。
【００３２】
また、粘着シート１２のサイズを１９９．２５ｍｍより大きくした場合では、バジェット部１３を覆うことになり、ウェハ１１カセットの異物１６を粘着シート１２で捕獲し、その状態で、ステージ１５上に搬送された場合、その異物１６が逆にステージ１５上に落下し、真空チャンバーを汚染する可能性が高まる。
【００３３】
また、その部分では、ステージ１５との間に隙間が存在し、そこにステージ１５上の異物１６が存在していた場合、捕獲できないことになり、不活性ガスの漏れの増大に対する効果はない。
【００３４】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について図４を用いて説明する。
【００３５】
図４では２種類の粘着シート１２を用いている。
【００３６】
粘着シート１２の粘着力は弾性率（ヤング率）で表されるのが一般的である。つまり、弾性率は、粘着シート１２が１００％伸長するのに必要な荷重を指し、粘着シート１２の弾性率が小さいほど、粘着シート１２の粘着力は強くなる。
【００３７】
従来の粘着シート１２の粘着力は弾性率で３００〜６００ＭＰａ程度のものであり、第１の実施形態での粘着シート１２貼り付けウェハ１１においてステージ１５上の異物１６の除去効果を向上させるために、ステージ１５の表面は不活性ガスの導入溝等を加工してあるため凹凸であることが多く、その凹凸によるステージ１５上の異物１６を除去するには、通常、粘着力を弾性率で１５０〜２９９ＭＰａ程度に強化し、ステージ上の異物１６除去率を向上している。
【００３８】
しかしながら、粘着シート１２の粘着力を向上させることは、ウェハ１１を真空チャンバー内のステージ１５から、特にステージ１５の表面粗さ（ラフネス  Ｒａ）Ｒａ＝１．０μｍ以下の場合、原子間力等の影響で、ステージ１５に貼り付いて剥れなくなり、ステージ１５から搬出できないトラブルが発生してしまう。
【００３９】
そこで図４に示す２種類の粘着シート１２を貼り付けた粘着シート１２貼り付けウェハ１１においては、シリコンウェハ１１上に従来の弾性率３００〜６００ＭＰａの粘着シート１２ａを貼り付け、その外周に弾性率１５０〜２９９ＭＰａ程度に強化した粘着シート１２ｂを貼り付ける。その粘着シート１２の貼るエリアの決定方法は、単位面積当たりの吸着力の積分値によって決定する。
【００４０】
図５にそのステージ表面形状と吸着力の特性を用いて説明する。図５（ａ）に示したステージ１５形状に対して、図５（ｂ）にこのステージ１５上ウェハ１１の吸着力の面内分布を示している。
【００４１】
このステージ１５では、外周に行くほどウェハ１１との間隔が広がるため、ステージ１５にウェハ１１が吸着する力は中心に比べ減少する。それに伴い、ウェハ１１の中心と同様の粘着力を得るためには外周部の粘着シート１２ｂを強化する必要がある。
【００４２】
その粘着力の設計と粘着シート１２の貼り付け面積の決定は、ウェハ１１吸着力の単位面積当たりの積分値より決定することが望ましい。
【００４３】
ステージ１５の形状等は、個々の設備によって違うことから、図５（ｂ）のようなウェハ１１の吸着力の特性をそれぞれに求め、その結果から、粘着シート１２ａと粘着シート１２ｂの粘着力を粘着シート１２ａ＜粘着シート１２ｂと設計することと、ステージ１５と粘着シート１２貼り付け面積を決定することで、ステージ１５からの剥離性を向上させ、かつステージ１５吸着力の弱い周辺部においても異物１６を効果的に除去率を向上することで、不活性ガスの漏れ増大を抑制することが出来る。
【００４４】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について図６を用いて説明する。
【００４５】
図６は粘着シート１２貼り付けウェハ１１の静電チャックへの吸着時間と電圧特性を示すものである。この粘着シート１２貼り付けウェハ１１のシートの誘電率ε２〜１０程度を使用する。
【００４６】
しかしながら、その粘着シート１２の膜厚は１００μｍ〜２００μｍの厚みが有るため、静電チャックに電圧を印加しても、容量が少ないため吸着力は、従来のＳｉウェハ１１又は、裏面がＳｉＯ膜つきのウェハ１１に比べ弱い。そのため、ステージ１５上に粘着シート１２貼り付けウェハ１１を静電チャックを用いて吸着する際、所定の吸着力が得られず、ステージ１５上に存在する異物を完全に捕獲することができなかった。
【００４７】
具体的には、ステージ１５上に印加する電圧を７００Ｖとした場合、Ｓｉウェハ１１では、１秒以内に所望の吸着力を得ることができた。しかしながら、粘着シート１２貼り付けウェハ１１においては、ステージ１５上に７００Ｖ印加しても、所望の吸着力を得るにはかなりの時間がかかり、半導体製造設備が異常と認識してしまい、使用できない。
【００４８】
そこで粘着シート１２貼り付けウェハ１１がステージ１５上で所望の吸着力を得るのに必要な時間を調査した。結果、ステージ１５上に７００Ｖの電圧を印加した場合、３０ｓｅｃ後に所望の吸着力を得ることができることが判明した。
【００４９】
またステージ１５上に印加する電圧によって所望の吸着力を得るには、この特性曲線で示される時間以上に吸着していなければならないことがわかり、従来では、枚数を処理することでステージ１５上の異物１６を捕獲していたが、これによりさらに少ない枚数で確実に、ステージ１５上の異物が捕獲でき、不活性ガスの漏れを確実に防止することができる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明では、上述したように粘着シート貼り付けウェハの粘着シートサイズを従来品の１９８ｍｍより１ｍｍ広げ１９９±０．２５ｍｍとし、ウェハバジェット部以外の平坦面をすべて覆うことで、ステージのエッジ近傍に存在した異物をも確実に除去することができ、不活性ガスの漏れを防止することができる。
【００５１】
また、ステージに印加する電圧によって処理する時間を指定することで、所望の吸着力を獲得し、従来に比べて少ない枚数で、確実にステージ上の異物を捕獲し、不活性ガスの漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の粘着シート貼り付けウェハとその断面構造図
【図２】本発明の粘着シートのサイズと異物除去の説明図
【図３】粘着シート貼り付けウェハの処理枚数と不活性ガス漏れ量の特性図
【図４】二種類の粘着シートを貼り付けた粘着シート貼り付けウェハの図
【図５】ステージ形状と、ウェハ吸着力と粘着シートの粘着力の特性図
【図６】粘着シート貼り付けウェハの静電チャックへの吸着時間と電圧特性図
【図７】従来の粘着シート貼り付けウェハとその断面構造図
【図８】従来の粘着シートのサイズと異物除去の説明図（その１）
【図９】従来の粘着シートのサイズと異物除去の説明図（その２）
【符号の説明】
１  ウェハ
２  粘着シート
３  ステージ
４  異物
１１  ウェハ
１２  粘着シート
１３  バジェット部
１４  バジェット部と粘着シート端部の距離
１５  ステージ
１６  異物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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