(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台座、前記台座上に一体として形成された実質的に均一な厚さのシリコーンゴム層、及び前記シリコーンゴム層を覆う剥離可能な防塵用カバーフィルムから成り、前記防塵用カバーフィルムは表面粗さが０．１〜５．０μｍの工程紙をなし、該工程紙上に前記シリコーンゴム層が形成された後、この工程紙／シリコーンゴム複合シートが前記台座上に設けられ、前記防塵用カバーフィルムと前記シリコーンゴム層との間の剥離強さが５〜５００ｇ／２５ｍｍである防塵用カバーフィルム付きウエハ支持台。
【請求項２】
（Ａ）表面粗さが０．１〜５．０μｍの工程紙上に実質的に均一な厚さのシリコーンゴム層を形成する工程、
（Ｂ）前記シリコーンゴム層を所定の形状に成形し、かつ位置決め用ガイド孔を前記工程紙に形成する工程、
（Ｃ）台座の表面に接着剤を塗布する工程、及び
（Ｄ）前記工程Ｂで得られた工程紙／シリコーンゴム層を前記台座に貼り合わせる工程であって、前記工程紙／シリコーンゴム層と前記台座との位置決めに前記ガイド孔を用いる工程、から成る防塵用カバーフィルム付きウエハ支持台の製法。
【請求項３】
露光装置、イオン注入機、エッチング装置、ＣＶＤ装置、スパッター装置又はバーンイン装置のいずれかのデバイス製造装置内の処理室中において、前記防塵用カバーフィルムを前記シリコーンゴム層から剥がす工程及び半導体ウエハを前記ウエハ支持台に固定する工程から成る請求項１に記載のウエハ支持台の使用法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハをデバイス製造装置内の処理室中で固定するために使用されるウエハ支持台、その製法及びその使用法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスは民生品であるパーソナルコンピューター、ゲーム機、携帯電話などのめざましい普及により、低コスト化への要求が高まっており、低コスト化を実現するために半導体デバイスの歩留まりを向上することが望まれている。
半導体デバイスの歩留まり低下の要因に一つとしてその製造工程において、ウエハ表面やウエハ裏面に付着するパーティクルの問題がある。このパーティクルは回路の断線や絶縁膜の絶縁不良などの原因になるために低減することが強く望まれている。ウエハ支持台はデバイス製造装置たとえば露光装置、イオン注入機、エッチング装置、ＣＶＤ装置、スパッター装置、バーンイン装置などでウエハの固定に使用されているが、ウエハを精度良く位置決めする性能のほか、ウエハの反りを矯正する性能、ウエハの温度を均一に保持する性能などが重要な要求性能となっている。現在までにクランプ機構を備えたセラミックス製支持台、クランプ機構を備えた金属製支持台、クランプ機構を備えたセラミックス及び／又は金属製台座の表面にシリコーンゴムを積層した支持台、静電チャックなどが提案され使用されている。特に、セラミックス又は金属製台座の表面にシリコーンゴムを機構した支持台は比較的低コストで温度保持性能に優れることから広く使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記セラミックス及び／又は金属製台座の表面にシリコーンゴムを積層した支持台では、従来より行われていた、該支持台をクリーンルームで製作し、純水で洗浄した後にプラスチックフィルム製の袋等で直接包装する方法では、搬送中にフィルム面とシリコーンゴム表面でズレが生じ、シリコーンゴムープラスチックフィルム間で摩擦によりシリコーンゴム及びプラスチックフィルムの双方からパーティクルが発生するという問題があった。また、上記デバイス製造装置にウエハ支持台を取り付ける場合に、作業者は大気中にさらされたウエハ支持台のシリコーンゴム表面への汚染を防止する必要があることから、該表面に触れることなく作業を行わなければならず作業性が著しく低下する問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、使用する直前に支持台のシリコーンゴム層表面に設置された防塵用カバーフィルムを剥がすことで搬送中及び取り付け作業中にパーティクルの発生や汚染を防止できるセラミックス及び／又は金属製台座の表面にシリコーンゴム層を有するウエハ支持台と、該ウエハ支持台をクリーンかつ安価に提供できる製造方法を確立した。
【０００５】
即ち、本発明の主題は、台座、前記台座上に一体として形成された実質的に均一な厚さのシリコーンゴム層、及び前記シリコーンゴム層を覆う剥離可能な防塵用カバーフィルムから成り、前記防塵用カバーフィルムは表面粗さが０．１〜５．０μｍの工程紙をなし、該工程紙上に前記シリコーンゴム層が形成された後、この工程紙／シリコーンゴム複合シートが前記台座上に設けられ、前記防塵用カバーフィルムと前記シリコーンゴム層との間の剥離強さが５〜５００ｇ／２５ｍｍである防塵用カバーフィルム付きウエハ支持台である。
【０００６】
本発明の別の主題は、（Ａ）表面粗さ（Ｒａ）が０．１〜５．０μｍの工程紙上に実質的に均一な厚さのシリコーンゴム層を形成する工程、
（Ｂ）前記シリコーンゴム層を所定の形状に成形し、かつ位置決め用ガイド孔を前記工程紙に形成する工程、
（Ｃ）台座の表面に接着剤を塗布する工程、及び
（Ｄ）前記工程Ｂで得られた工程紙／シリコーンゴム層を前記台座に貼り合わせる工程であって、前記工程紙／シリコーンゴム層と前記台座との位置決めに前記ガイド孔を用いる工程、から成る防塵用カバーフィルム付きウエハ支持台の製法である。
【０００７】
本発明の更に別の主題は、露光装置、イオン注入機、エッチング装置、ＣＶＤ装置、スパッター装置又はバーンイン装置のいずれかのデバイス製造装置内の処理室中において、前記防塵用カバーフィルムを前記シリコーンゴム層から剥がす工程及び半導体ウエハを前記ウエハ支持台に固定する工程から成る上記ウエハ支持台の使用法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の防塵用カバー付きウエハ支持台の製法の詳細を記す。
（Ａ）まず工程紙上にシリコーンゴム層を形成し、工程紙２１及びシリコーンゴム層２２は一体とする（図１）。この工程において、シリコーンゴム層２２は実質的に均一であることが好ましい。また、この工程紙は最終のウエハ支持台において防塵用カバーとして機能する。
【０００９】
工程紙表面上に形成されるシリコーンゴム層が容易に剥がれるとゴムーフィルム間の摩擦によりパーティクルが発生して好ましくないため、カバーフィルムとシリコーンゴム層との間の剥離強さが５〜５００ｇ／２５ｍｍ（約０．０５〜約５Ｎ／２５ｍｍ）、好ましくは１０〜１００ｇ／２５ｍｍ（約０．１〜約１Ｎ／２５ｍｍ）の範囲であるものが良いとされている。本発明において剥離強さはＪＩＳ  Ｋ  ６８５４のＴ型剥離試験にて測定する。また、この範囲の剥離強さはカバーフィルム（工程紙）の表面粗さ（Ｒａ）を０．１〜５．０μｍ、好ましくは０．３〜２．０μｍの範囲とすることによって得ることができる。本発明において表面粗さ（Ｒａ）はＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に定められた方法にて測定する。これにより、シリコーンゴムが製造工程中また、搬送中、取り付け作業中に容易に剥がれることなく摩擦によるパーティクルの発生を防止できる。Ｒａが０．１μｍ未満では製造工程程の作業中にシリコーンゴムの脱落や拉置ずれを起こす場合があるし、搬送中及び取り付け作業中に防塵用カバーフィルムが剥がれてズレが生じることによりパーティクルが発生する堤合がある、５μｍを越えてもシリコーンゴムの位置決め精度の向上は期待できないし、フィルムの剥離が困難になる場合がある。
【００１０】
この工程紙２１として上記条件を満たせばいかなるフィルムをも用いることが出来るが、膜厚の均一性、耐熱性及び価格等の観点から、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ナイロンフィルム、ポリイミド（ＰＩ）フィルム、又はＰＴＦＥフィルム等が好ましい。また、その膜厚は作業性、強度の点から２５〜１０００μｍが好ましく、５０〜３００μｍがより好ましい。薄すぎると工程紙の剛性が不足することから取り扱いにくくなり作業性が悪くなる。また、厚すぎると工程Ｄにおいて位置決め用のガイド孔をあける事が困難となる。
【００１１】
シリコーンゴム層２２の膜厚は上述のウエハ支持台の要求性能を満たすために実質的に均一であることを要する。膜厚の精度（厚み公差）は±０．０５ｍｍ以下が好ましく、特に±０．０３ｍｍ以下である。発明に使用できるシリコーンゴム２２はその硬化前の性状としては従来公知のミラブルタイプ、液状タイプのいずれの性状のものも使用可能であり、またその硬化形態は過酸化物硬化型、付加反応硬化型、紫外線硬化型、電子線硬化型などいずれの硬化型のものも使用可能である。ミラブルタイプのものを使用する場合には工程紙上にシリコーンゴム層を形成する方法として、カレンダー法又は押出し法が膜厚を均一にできることから好適である。さらに、必要に応じてプレス法を併用することも膜厚精度を向上する点より好適である。
【００１２】
また、液状タイプを使用する場合にはコーティング法、スプレー法が好適であるが、膜厚精度を向上するため必要に応じてプレス法を併用してもよい。
ミラブルタイプ、液状タイプともにシリコーンゴム層の厚みは１０〜２０００μｍ、好ましくは５０〜５００μｍの範囲が好適である。薄すぎると、ウエハのソリを吸収することができなくなりウエハとの密着性が低下し温度を均一に保つことが困難となり、厚すぎるとウエハのソリの吸収性能の向上は期待できず熱抵抗も大きくなることからコストが不利となる。
【００１３】
（Ｂ）次に前記シリコーンゴム層を所定の形状に成形し、かつ位置決め用ガイド孔を前記工程紙に形成する。
図２にこの工程に使用される打ち抜き用のジグ及び打ち抜き方法の例を示す。抜き型４３では、シリコーンゴムをカットする刃４１及び工程紙に位置決め用ガイド孔をカットする刃４２において、刃４２と刃４１の高さの差をシリコーンゴムの厚み以上とすることで、シリコーンゴム３１を所定形状にハーフカットし、かつ位置決めに使用されるガイド孔３２を工程紙に効率良く開けることができる。また、この工程終了後に不要なシリコーンゴム層を取り除いてもよい。
ここで形成したガイド孔は、後述の工程（Ｄ）において、この工程で作成したシリコーンゴム層３１を有する工程紙３３を台座に貼り合わせる場合にこの工程紙／シリコーンゴム層と前記台座２との位置決めに用いる。従って、ガイド孔３２の形状、大きさ及び数はこの目的を満たすように適宜選択されうる。
この工程においてガイド孔以外は工程紙をカットする必要はないが、シリコーンゴム層及びガイド孔を含む大きさであれば適宜の大きさにカットしてもよい。
この工程で得られる工程紙／シリコーンゴム層を図３に示す。
【００１４】
（Ｃ）次に台座２の表面に接着剤５４を塗布する。この台座２は半導体ウエハを固定するものであり、前述の要求性能を有すればいかなる材質であってもよいが、セラミックス若しくは金属又はこれらの組み合わせから成ることが好ましい。
接着剤としては、例えば、カーボンファンクショナルシラン及び／又は加水分解性有機チタン化合物より選ばれる１種及び／又は２種以上の化合物を接着成分として含有する液状シリコーンゴム系接着剤、カーボンファンクショナルシラン及び／又は加水分解性有機チタン化合物より選ばれる１種又は２種以上の化合物を有機溶剤で希釈したもの（プライマーともいう。）、又はこれらの組み合わせを使用できる。
塗布方法としては、コーティング法、スプレー法が好適であるが、特に接着剤の場合にはスクリーン印刷法が好適である。
【００１５】
（Ｄ）次に、前記工程Ｂで得られた工程紙上で所定形状に打ち抜かれたシリコーンゴム層３１を台座２と位置決めして貼り合わせる（図４）。ガイド用ピン５２を有する金型５１及び５３の間に前記工程Ｃで得られた台座２を所定位置にセットし、次に工程Ｂで得られた工程紙上で所定形状にカットされたシリコーンゴム３１を台座２上に載せる。この時、工程紙３３に開けられたガイド孔３２に位置決めピン５２を通すことで台座２とシリコーンゴム３１は精度良く位置決めされる。次に、金型５１及び５３を上下から加圧することでシリコーンゴムの平面精度を調整する。
更に、この工程中又はこの工程後に、工程紙（防塵用カバーフィルム）３３を所望の形状にカットしてもよい。図５に工程Ｄで得られた防塵用カバーフィルム付きウエハ支持台を示し、図６に工程紙（防塵用カバーフィルム）が台座２と同じ形状にカットされた防塵用カバーフィルム４付きウエハ支持台１を示す。
【００１６】
【実施例】
実施例１
クラス１００のクリーン度に調節されたクリーンルームにて、ショットブラスト加工を施した面の表面粗さがＲａ＝０．８μｍで膜厚が１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴ）（４００mm ×１００００mm）のブラスト面に下記組成のシリコーンゴムコンパウンドをカレンダーロールを使用して膜厚２００μｍにてカレンダー加工してシリコーンゴム層を形成した後に、１５０℃のオーブン中で３０分加熱硬化した後、さらに２００℃で４時間アフターキュアして、図１に示すようなＰＥＴ／シリコーンゴム複合シートを得た。
【００１７】
組成
ａ：ジメチルシロキサン単位９９．８５モル％及びメチルビニルシロキサン単位０．１５モル％から成る平均重合度８０００のメチルビニルポリシロキサン  １００重量部
ｂ：パラメチルベンゾイルパーオキサイド  ２重量部
ｃ：シリカ（クリスタライト（龍森製））  １５重量部
ｄ：ヘキサメチルジシラザンで表面処理されたフュームドシリカ（比表面積３００ｇ／ｍ2）３０重量部
ｅ：ステアリン酸亜鉛  ０．３重量部
【００１８】
次に、得られたＰＥＴ／シリコーンゴム複合シートを図２に示す抜き型（中央シリコーンゴム部分の直径２００mm）により打ち抜き加工を行い、不要なシリコーンゴム部分を剥離除去して、図３に示すＰＥＴ／シリコーンゴム複合シートを得た。このＰＥＴ／シリコーンゴム複合シートの剥離強さは５０ｇ／２５ｍｍであった。
【００１９】
次に、直径３００ｍｍ高さ１０ｍｍのアルミニウム製台座の表面上所定位置にスクリーン印刷法により接着剤ＫＥ１８２５（信越化学工業製、加熱硬化型シリコーン系接着剤）を膜厚５μｍとなるよう塗布し、次に図４に示すジグによりＰＥＴ／シリコーンゴム複合シートを積層し、圧力３ＭＰａ、温度１３０℃×３０分の条件で接着成形した。その結果、図５に示すＰＥＴ製防塵用カバーフィルムでシリコーンゴム層表面がカバーされたウエハ支持台を得た。
得られたウエハ支持台を純水でクリーン洗浄されたポリエチレン製の袋で脱気ヒートシールした後に半導体デバイス製造工程に搬送搬入し、イオン注入装置に取り付けた後にＰＥＴ製防塵用カバーフィルムを剥がした。半導体ウエハをウエハ支持台にロボット機構により搬送しイオン注入を行った後、該ウエハ裏面へのパーティクル付着量をパーティクルカウンター（サーフスキャン６２００、日立製作所製）にて測定したところ、０．２μｍ〜２μｍのサイズのパーティクルの検出量は１２３個と非常に少量であった。
【００２０】
実施例２
クラス１００のクリーン度に調節されたクリーンルームにて、ショットブラスト加工を施した面の表面粗さがＲａ＝０．４μｍで膜厚が５０μｍのポリイミド（ＰＩ）（実施例１のＰＥＴと同じ寸法）のブラスト面にフッ素系離型材Ｆコート１００（信越化学工業製）を塗布した後に、２液性付加反応硬化型シリコーンゴムＫＥ１９６３Ａ／Ｂをコンマコーターにより塗布し、１５０℃のオーブン中で３０分加熱硬化して図２に示すＰＩ／シリコーンゴム複合シートを得た。このＰＩ／シリコーンゴム複合シートの剥離強さは１００ｇ／２５ｍｍであった。
このＰＩ／シリコーンゴム複合シートをＰＥＴ／シリコーンゴム複合シートの代わりに用いて、実施例１と同様の操作を行ったところ、ウエハ裏面における０．２μｍ〜２μｍのサイズのパーティクルの検出量は１０３個と非常に少量であった。
【００２１】
比較例１
クラス１００のクリーン度に調節されたクリーンルームにて、表面粗さが０．０５μｍで膜厚が１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴ）（実施例１のＰＥＴと同じ寸法）の表面に実施例１で用いた組成のシリコーンゴムコンパウンドを押出機を使用して膜厚２００μｍに押出加工してシリコーンゴム層を形成した後に、１５０℃のオーブン中で３０分加熱硬化した後２００℃で４時間アフターキュアして、ＰＥＴ／シリコーンゴム複合シートを得た。このＰＥＴ／シリコーンゴム複合シートの剥離強さは１ｇ／２５ｍｍであった。
このＰＥＴ／シリコーンゴム複合シートを用いて、実施例１と同様の操作を行ったところ、ウエハ裏面における０．２μｍ〜２μｍのサイズのパーティクルの検出量は９８００個と非常に多量であった。
【００２２】
【発明の効果】
本発明のウエハ支持台は半導体製造工程でのパーティクルの発生量が非常に少なく良好であり、搬送中及び取り付け作業中にパーティクルの発生や汚染を防止することができる。これにより、半導体デバイス装置においてパーティクル付着量の少ない半導体ウエハを用いることが可能になった。また、本発明の製法によりこのウエハ支持台をクリーンかつ安価に提供できる。
また得られた防塵用カバーフィルム付きウエハ支持台を半導体製造装置のチャンバー内に取り付けた後に、防塵用カバーフィルムを剥がす場合、取り付け作業はハンドワークで行うがカバーフィルム面を掴むことが出来るので作業性も良く、速く確実に作業を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】シリコーンゴム層が一体的に形成された工程紙の斜視図である。
【図２】打ち抜き用のジグの断面図である。
【図３】不要なシリコーンゴム部分が剥離除去された工程紙／シリコーンゴム層の平面図及び断面図である。
【図４】工程紙／シリコーンゴム層と台座とを位置決めして貼り合わせるためのジグの断面図である。
【図５】得られた防塵用カバーフィルム付きウエハ支持台の断面図である。
【図６】工程紙（防塵用カバーフィルム）が台座と同じ形状にカットされた防塵用カバーフィルム付きウエハ支持台の平面図及び断面図である。
【符号の説明】
１  ウエハ支持台
２  台座
３、２２、３１  シリコーンゴム層
４、２１  工程紙（防塵用カバーフィルム）
４１  シリコーンゴム層用の刃
４２  ガイド孔用の刃
４３、４４  抜き型
５１、５３  金型
５４  接着剤
【図１】
0003763710.tif 000002
【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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