(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂コンパウンドを用いて射出成形され、半導体ウェーハを吸着支持する半導体ウェーハ用吸着パッドであって、
剛性を有する板体と、この板体の表面に形成されて半導体ウェーハに接触する内側リブと、この内側リブを包囲して半導体ウェーハに接触する外側リブと、板体の中心部に設けられて内側リブと外側リブとの間に連通する吸気孔とを含んで内側リブと外側リブとを同じ高さに揃え、
板体の裏面に、リング形の補強リブを吸気孔を中心に突出形成し、
内側リブを、板体の表面に突出形成されて吸気孔を包囲する複数の扇リブと、板体の表面に突出形成されて複数の扇リブを包囲する複数の円弧リブとから構成し、複数の扇リブと円弧リブとの間に、気体を流通させる隙間を形成し、隣接する扇リブと扇リブとの間に、吸気孔に連通して気体を流通させる溝を形成し、扇リブの半導体ウェーハに対する接触面積を円弧リブの半導体ウェーハに対する接触面積よりも広くするとともに、扇リブには取付孔を穿孔し、隣接する円弧リブと円弧リブとの間には、扇リブ間の溝に連通して気体を流通させる溝を形成し、
外側リブを、板体の周縁部にエンドレスに突出形成してその下端部を補強リブの高さに揃え、この外側リブと複数の円弧リブとの間には、気体を流通させる隙間を区画形成したことを特徴とする半導体ウェーハ用吸着パッド。
【請求項２】
熱可塑性樹脂コンパウンドの熱可塑性樹脂をポリブチレンテレフタレートとした請求項１記載の半導体ウェーハ用吸着パッド。
【請求項３】
熱可塑性樹脂コンパウンドの帯電防止性付与材を有機導電体とした請求項１記載の半導体ウェーハ用吸着パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造プロセスの前工程でロボットやアライナー等に取り付けられて半導体ウェーハを吸着保持する半導体ウェーハ用吸着パッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセス（ウェーハプロセスともいう）は、イオン注入等のドーピング、絶縁膜の形成、リソグラフィ、エッチング等からなる前工程と、バックグラインドやダイシング等からなる後工程とに分類され、前工程においては、半導体ウェーハの搬送や向きの調整のため、専用のロボットに高価な吸着パッドが装着されている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
吸着パッドは、図示しないが、ＰＥＥＫ樹脂製の板体が切削加工されることにより、平面円形を呈する断面略皿形に形成され、ロボットのバキューム装置に接続されており、このバキューム装置の駆動に基づき、半導体ウェーハの裏面を吸着保持する。
【０００４】
ところで、半導体製造プロセスの前工程においては、数十〜数百ｎｍ程度のパーティクルの有無が製品の歩留まりを左右する大きな問題となる。この点に鑑み、従来の吸着パッドは、帯電防止機能を発揮するカーボンファイバーが練り込まれ、パーティクルを吸い寄せて半導体ウェーハに転写することがないよう形成されている。
【特許文献１】特開２００４‐１７４６８６号公報
【特許文献２】特開２００４‐１５３１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来における半導体ウェーハ用吸着パッドは、以上のようにＰＥＥＫ樹脂に導電性のカーボンファイバーがランダムに練り込まれているので、切削の際、カーボンファイバーの端部が露出して半導体ウェーハを削ったり、短いカーボンファイバーが脱落してパーティクルを発生させるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記に鑑みなされたもので、半導体ウェーハの損傷を抑制し、パーティクルの発生を防ぐことのできる半導体ウェーハ用吸着パッドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明においては上記課題を解決するため、熱可塑性樹脂コンパウンドを用いて射出成形され、半導体ウェーハを吸着支持するものであって、
剛性を有する板体と、この板体の表面に形成されて半導体ウェーハに接触する内側リブと、この内側リブを包囲して半導体ウェーハに接触する外側リブと、板体の中心部に設けられて内側リブと外側リブとの間に連通する吸気孔とを含んで内側リブと外側リブとを同じ高さに揃え、
板体の裏面に、リング形の補強リブを吸気孔を中心に突出形成し、
内側リブを、板体の表面に突出形成されて吸気孔を包囲する複数の扇リブと、板体の表面に突出形成されて複数の扇リブを包囲する複数の円弧リブとから構成し、複数の扇リブと円弧リブとの間に、気体を流通させる隙間を形成し、隣接する扇リブと扇リブとの間に、吸気孔に連通して気体を流通させる溝を形成し、扇リブの半導体ウェーハに対する接触面積を円弧リブの半導体ウェーハに対する接触面積よりも広くするとともに、扇リブには取付孔を穿孔し、隣接する円弧リブと円弧リブとの間には、扇リブ間の溝に連通して気体を流通させる溝を形成し、
外側リブを、板体の周縁部にエンドレスに突出形成してその下端部を補強リブの高さに揃え、この外側リブと複数の円弧リブとの間には、気体を流通させる隙間を区画形成したことを特徴としている。
【０００８】
なお、熱可塑性樹脂コンパウンドの熱可塑性樹脂をポリブチレンテレフタレートとすることが好ましい。
また、熱可塑性樹脂コンパウンドの帯電防止性付与材を有機導電体とすることが好ましい。
【０００９】
また、板体に、単数複数の補強リブを形成して強度を高めることもできる。
また、内側リブを、板体に突出形成されて吸気孔を包囲する複数の扇リブと、板体に突出形成されて複数の扇リブを包囲する複数の円弧リブとから構成し、これら複数の扇リブと円弧リブとの間には、気体を流通させる隙間を形成することができる。
【００１０】
また、複数の扇リブを吸気孔を中心に配列し、扇リブと扇リブとの間に、吸気孔に連通して気体を流通させる溝を形成することができる。
さらに、複数の円弧リブを、吸気孔を中心に配列し、円弧リブと円弧リブとの間に、扇リブ間の溝に連通して気体を流通させる溝を形成しても良い。
【００１１】
ここで、特許請求の範囲における半導体ウェーハは、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍタイプ、Ｓｉタイプ等を特に問うものではない。板体は、平面視で円形、楕円形、矩形、三角形、多角形等に形成することができる。また、平坦でも良いが、横長の断面略Ｈ字形に形成したり、凹凸に形成することもできる。内側リブと吸気孔の位置や数は、適宜増減変更することができる。内側リブは、扇形や柱形等の各種形状に形成することができる。さらに、外側リブは、リング形でも良いし、枠形等でも良い。
【００１２】
本発明によれば、熱可塑性樹脂コンパウンドを使用して半導体ウェーハ用吸着パッドを射出成形すれば、半導体ウェーハ用吸着パッドの表面にスキン層を形成することができ、このスキン層により、カーボンファイバー等が露出して半導体ウェーハを削ったり、カーボンファイバー等が脱落してパーティクルを発生させるという問題を防ぐことが可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、金型に溶融した熱可塑性樹脂コンパウンドを射出すれば、金型に熱可塑性樹脂コンパウンドの熱が奪われ、半導体ウェーハ用吸着パッドの露出面に薄いスキン層が形成されることとなる。したがって、このスキン層を被覆保護に利用すれば、カーボンファイバーの端部が露出して半導体ウェーハを削ったり、短いカーボンファイバーが脱落してパーティクルを発生させるという問題を解消することができる。また、半導体ウェーハ用吸着パッドを射出成形により製造するので、半導体ウェーハ用吸着パッドの表面が粗れることがなく、しかも、安価かつ大量に製造することができる。また、板体の裏面に補強リブを突出形成するので、剛性を付与したり、成形時のひけを防いで凹みを防止することが可能になる。また、各扇リブの接触面積が各円弧リブの接触面積よりも広いので、半導体ウェーハの姿勢の安定化が可能になる。さらに、板体の周縁部に外側リブを形成する他、板体の表裏に補強リブ、扇リブ、及び円弧リブを一体化して強度を高めるので、半導体ウェーハ用吸着パッドの変形防止が期待できる。
また、熱可塑性樹脂コンパウンドの熱可塑性樹脂をポリブチレンテレフタレートとすれば、半導体ウェーハ用吸着パッドの耐磨耗性や低発塵性を向上させることができる。
さらに、熱可塑性樹脂コンパウンドの帯電防止性付与材を有機導電体とすれば、パーティクルの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における半導体ウェーハ用吸着パッドは、図１や図２に示すように、体積抵抗値が１Ｅ＋０〜１Ｅ＋１３（Ω・ｃｍ）の熱可塑性樹脂コンパウンドを用いて射出成形され、剛性を有する板体１と、この板体１上に形成される内側リブ１０と、板体１に周設されて内側リブ１０を包囲する外側リブ２０と、内側リブ１０と外側リブ２０との間に連通する吸気孔２とを一体に備えており、図示しないアライナー（シータ）ロボットにセットされて半導体ウェーハＷの裏面を吸着保持する。
【００１５】
熱可塑性樹脂コンパウンドは、熱可塑性樹脂に帯電防止性付与材等の配合剤が混合されることにより調製される。この熱可塑性樹脂コンパウンドの熱可塑性樹脂としては、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥＥＫ、ＰＥＩ、ＡＡＳ、ＰＣ、ＡＢＳ、ＰＰＥ、ＬＣＰ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＡＩ、熱可塑性ＰＩ、変性品、アロイ等があげられる。これらの中でも、耐磨耗性、低発塵性、寸法安定性に優れるＰＢＴの使用が好ましい。
【００１６】
熱可塑性樹脂に添加される帯電防止性付与材としては、導電性のカーボンファイバー、カーボンウィスカー、金属ファイバー、金属ウィスカー、カーボン粉末、黒鉛粉末、有機導電体（ポリアニリン系、ポリピロール系、ポリチオフェン系、イオン導電体系）があげられる。これらの中でも、パーティクル防止の観点から有機導電体の採用が好ましい。
【００１７】
板体１は、平面円形に形成され、その中心部に丸い吸気孔２が厚さ方向に貫通して穿孔されており、この吸気孔２が半導体製造プロセスの前工程で使用されるロボットのバキューム装置にチューブ等を介し接続される。この板体１は、その裏面に吸着パッドの剛性を向上させるリング形の補強リブ３が吸気孔２を中心として突出形成され、この補強リブ３の下端部が外側リブ２０の下端部と同じ高さに揃えられる。また、板体１の表面には、内側リブ１０と外側リブ２０とが同じ高さに揃えて形成され、これら内側リブ１０と外側リブ２０とが半導体ウェーハＷの裏面に隙間なく接触する。
【００１８】
内側リブ１０は、板体１の表面に突出形成されて吸気孔２を包囲する複数の扇リブ１１と、板体１の表面に突出形成されて複数の扇リブ１１を外側から包囲する複数の円弧リブ１２とを備え、これら複数の扇リブ１１と円弧リブ１２との間には、空気を流通させる隙間１３が区画形成される。複数の扇リブ１１は、吸気孔２を中心にして配列され、隣接する扇リブ１１と扇リブ１１との間には、吸気孔２に連通して空気を流通させる溝１４が区画形成されており、平坦な各扇リブ１１には、対ロボット用の取付孔１５が厚さ方向に穿孔される。
【００１９】
複数の円弧リブ１２は、吸気孔２を中心に円を描くよう配列され、隣接する平坦な円弧リブ１２と円弧リブ１２との間には、扇リブ１１間の溝１４に連通して空気を流通させる溝１４が区画形成される。
【００２０】
外側リブ２０は、板体１の周縁部にエンドレスに突出形成されて上下厚さ方向に伸び、平面リング形を呈して補強リブ３や内側リブ１０、換言すれば、複数の円弧リブ１２を外側から包囲する。この外側リブ２０は、その上下端部がそれぞれ平坦に形成され、複数の円弧リブ１２との間には、空気を流通させる隙間１３がリング形に区画形成される。
【００２１】
半導体ウェーハＷは、例えば口径３００ｍｍ（１２インチ）の円板にスライスされ、表面に酸化膜が積層されており、前工程で基板収納容器と加工装置との間をロボットで移送されることにより、イオン注入等のドーピング、絶縁膜の形成、リソグラフィ、エッチング等の加工が施される。この半導体ウェーハＷの周縁部には、位置決め用のオリフラやノッチが選択的に形成される。
【００２２】
上記において、半導体ウェーハ用吸着パッドに半導体ウェーハＷの裏面を搭載支持させた後、ロボットのバキューム装置を駆動すれば、半導体ウェーハ用吸着パッドと半導体ウェーハＷとの間の空気が複数の隙間１３や溝１４から吸気孔２を経由して外部に排気され、この排気により半導体ウェーハ用吸着パッドが半導体ウェーハＷを隙間１３なく吸着保持する。
この際、内側リブ１０と外側リブ２０とが略同じ高さなので、半導体ウェーハ用吸着パッドから空気が漏れて半導体ウェーハＷの吸着に支障を来たすことがない。
【００２３】
上記によれば、金型に溶融した熱可塑性樹脂コンパウンドを射出すれば、金型に熱可塑性樹脂コンパウンドの熱が奪われ、半導体ウェーハ用吸着パッドの露出面に薄いスキン層３０が容易に形成されることとなる。したがって、このスキン層３０を被覆保護に利用すれば、カーボンファイバーの端部が露出して半導体ウェーハＷを削ったり、短いカーボンファイバーが脱落してパーティクルを発生させるという問題を確実に解消することができる。
【００２４】
また、半導体ウェーハ用吸着パッドを切削加工ではなく、射出成形により製造するので、半導体ウェーハ用吸着パッドの表面が粗れることがなく、しかも、安価かつ大量に製造することができる。具体的には、半導体ウェーハ用吸着パッドを射出成形することにより、従来数十万円だった価格を数万円以下の価格に低減することができる。また、熱可塑性樹脂コンパウンドの体積抵抗値を１Ｅ＋０〜１Ｅ＋１３（Ω・ｃｍ）の範囲とするので、帯電を防止してパーティクルの発生を抑制したり、転写を防止することができる。
【００２５】
また、板体１の裏面に補強リブ３を突出形成するので、剛性を付与したり、成形時のひけ（シンクマークともいう）を防いで凹みを防止することが可能になる。また、各扇リブ１１の接触面積が各円弧リブ１２の接触面積よりも広いので、半導体ウェーハＷの姿勢の安定化が大いに期待できる。さらに、板体１の周縁部に外側リブ２０を形成する他、板体１の表裏に補強リブ３、扇リブ１１、及び円弧リブ１２を一体化して強度を高めるので、半導体ウェーハ用吸着パッドの変形防止が大いに期待できる。
【００２６】
なお、上記実施形態では板体１の裏面側に補強リブ３や外側リブ２０を形成したが、特に支障を来たさなければ、補強リブ３を外側リブ２０よりも短く低くしたり、補強リブ３を複数にして外側リブ２０よりも短く低くしたり、あるいはこれら３・２０を省略しても良い。また、半導体ウェーハ用吸着パッドを、アライナーではなく、ロボットのアーム等にセットしても良い。
【００２７】
また、上記実施形態では内側リブ１０を、板体１の表面に突出形成されて吸気孔２を包囲する複数の扇リブ１１と、板体１の表面に突出形成されて複数の扇リブ１１を外側から包囲する複数の円弧リブ１２とから形成したが、板体１の表面に突出形成されて吸気孔２を包囲する複数の円弧リブ１２と、板体１の表面に突出形成されて複数の円弧リブ１２を外側から包囲する複数の扇リブ１１とから形成しても良い。さらに、内側リブ１０を、板体１の表面に複数突出形成されて外側リブ２０に包囲される円柱形のリブとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る半導体ウェーハ用吸着パッドの実施形態を示す平面説明図である。
【図２】本発明に係る半導体ウェーハ用吸着パッドの実施形態を示す断面説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１        板体
２        吸気孔
３        補強リブ
１０      内側リブ
１１      扇リブ
１２      円弧リブ
１３      隙間
１４      溝
２０      外側リブ
３０      スキン層
Ｗ        半導体ウェーハ  
【図１】
0004675213.tif 000002
【図２】
0004675213.tif 000003