JP4529352B2 - Laminated wafer for semiconductor manufacturing equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体製造プロセスで用いられている様々な装置に具備されている静電型ウエハー保持装置に吸着が可能なダミーウエハーの技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
ダミーウエハーの用途としては以下三件が一般に実施されている。第一に、前記静電型ウエハー保持装置を有する半導体ウエハー処理装置に、搬送のみ、あるいは試験を目的としてダミー用ウエハーを使用する方法がある。第二に、静電型ウエハー保持装置を有する半導体ウエハー処理装置に、ダミーウエハーを導入し、前期ウエハー保持装置に装着することにより、前期ウエハー保持装置などに付着しているゴミなどの不要物を吸着させ、そのウエハーを回収することで、前記処理装置を清掃する方法がある。以下それぞれについて説明する。
【0003】
半導体製造プロセスにおいて、例えば、プラズマエッチング装置、プラズマCVD装置、イオン注入装置、イオンドーピング装置、アッシング装置、ステッパー装置、リソグラフィー装置、その他ウエハーの各種物性評価、検査装置においてパーティクル評価などの検査目的、製品ウエハーのロット内およびロット間枚数調整、あるいは前記各装置のパーティクル除去などのコンデショニング時にシリコン製ダミーウエハーを一般的に使用していた。このシリコン製ダミーウエハーは、その表面に半導体素子を形成する通常品質のウエハーより純度、平坦度などが低く、価格も安価なものが使われる。
【0004】
近年は、機械式クランプ機構が省略できるウエハー保持装置として静電吸着型のものが注目されているが、この保持装置に吸着可能とできるウエハーは、上記シリコンなど以下に説明するシリコンと同程度の導電性を持った材質から成るものに限られる。
【0005】
プラズマエッチング装置などでは、化学的反応性が低いガラス状グラファイト製のダミーウエハーを用い、その寿命を延ばす提案が特開平7−240401号によって開示されている。また同様の目的で、特開2001−302397号には硬質のSiCを素材としたダミーウエハーが提案されている。
【0006】
さらには本発明者により、窒化アルミニウム、アルミナ、または石英のいずれかの絶縁体基盤上片面にシリコン、炭化珪素などの導電層を形成したことを特徴とするダミーウエハーが、特開平11−29800号に提案されている。
【0007】
使用回数の増加とともに上記装置類の内部には、半導体素子形成、ウエハー処理上有害な様々な不要物、たとえばシリコンウエハーからの欠片、レジストの汚れ、プラズマ中で形成、あるいは金属性機械構成部材、真空容器材料から離脱する金属汚染物質、その他ウエハーの搬送により取り込まれたパーティクルなどが付着している。特に静電型ウエハー吸着装置ではこれら不要物による性能劣化に伴う装置動作維持、及び半導体素子性能に悪影響を与える懸念が大きく、未然にこれを防ぐ手段が定期的にとられている。これら半導体製造プロセスでのプラズマ発生装置のパーティクル除去などの清掃は現在のところ手作業による部品、容器掃除などで対応しているが、この手法は新たな人為的汚染を導入するため、なるべくダミーウエハーを使用するなどして、対応している。
【0008】
このような用途に使われるダミーウエハーは一般にクリーニングウエハーと呼ばれ、近年半導体デバイスの微細化とともに、その役割が重要視されている。その例として、ダミーウエハーを装着後プラズマエッチャー装置の励起プラズマの状態を通常運転時よりも大きくして行うものが、米国特許US5,746,928号に提案されている。また同様に特定のダミーウエハーに電荷を発生させた後、装着させて、清掃させるものが特開2000−260671号に、ウエハー材質としてガラス状グラファイトを使うものが特開平7−240401号に開示されている。
【0009】
さらには、本発明者により、導電性をもたせるため薄い銅などの金属性板をポリイミドシートなどで挟み込む構成により、プラズマ中での耐性を持たせる実験も行われて来たが、永年変化によりその周辺部位から前記使用金属の汚染が発生する危険性と、ウエハー表面の平坦度が出ないという問題があった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のダミーウエハーあるいはクリーニングウエハーでは以下の欠点を有している。
【0011】
シリコン製ウエハーについては、エッチング装置内のプラズマでスパッタされやすく、また割れやすいという寿命などにおいて難点がある。その使用に当たっては使った回数などの管理が必要である。再生使用も可能であるが、新ウエハーを購入する場合に比べてもそれほど価格優位性が認められないので、結局、使い捨てとなってしまい、管理費用が高価になってしまう。
【0012】
シリコンカーバイトはその材料そのものがシリコンに比べ大変高価であるため、安価な母材の表面にCVD法などで薄い同高純度材料を堆積させて形成するが、長く使っているとその母材の一部からの不純物が、プラズマの反応により析出し、同装置内部を汚染することになる。またこの材質は大変硬質なため静電ウエハー吸着装置などの接触面を傷つけてしまうという欠点を有する。
【0013】
ガラス状グラファイトは耐酸化性が低いため、酸素プラズマ中ではスパッタ率が非常に大きくなり、短時間でパーティクル発生の、そして寿命が短くなる原因となる。この材料では、あらゆる反応性プラズマ雰囲気で使用することができない。
【0014】
そこで、本発明では上記説明のように半導体製造装置で、寿命が長く、安価で、しかも万能な用途に使用できるダミーウエハーあるいはクリーニングウエハーを提供することを課題とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1記載のウエハーは第一にその材料として、大量生産で市場に広く使われている比較的安価な樹脂であるポリイミド製シートを使用する。通常のポリイミドシートは絶縁体であるため、静電吸着型ウエハー保持装置に吸着できないが、本発明では導電性を持たせたポリイミドシートを使用し、このシートを従来のウエハー厚さにまで積層することで、既存の半導体製造プロセスで問題なく使用できるようにする。ウエハー全体としての導電性を維持するため、各層は隣接する層とおのおの電気的に接触する方法で、接着する必要がある。
【0016】
請求項2記載のウエハーは、上記積層ウエハーのシートの一部をより機械的に剛性の高いアラミド系繊維などにより構成することにより、従来のシリコン半導体、あるいはシリコンカーバイトなどと同等な機械的強度を持たせるものである。このアラミド材質も導電性を持ったものを使う。アラミド系材質は鋼材に比べ20%軽量であるが7倍の引張強度有し、かつ柔軟性も持つ。また剛性の高い材質を積層構造に導入することで、ウエハーの平坦度が出しやすくなる、という効果がある。
【0017】
請求項3記載のウエハーは上面、具体的例としては静電型ウエハー保持装置に吸着される側と反対の面のみを従来のシリコン、ガリウム砒素、ガリウム燐、インジウム燐等の半導体材料にて製作するものである。他層部は請求項1、あるいは請求項2で示した導電性ポリイミドあるいは、導電性アラミド製材質を使用する。このような構成をとることで、従来使われているシリコン製ウエハー等と表面抵抗値などの電気的特性を一致させることができる。
【0018】
請求項4記載の半導体製造装置のクリーニング方法は静電型ウエハー保持装置吸着面の微細なゴミ、パーティクルなどを積層ウエハーを構成している柔軟性を有するポリイミドの表面層に取り込み、これを装置外へ除去する手段である。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として一実施例を図1〜図2に基づいて説明する。
【0020】
図1において、導電性積層ウエハー1aを上底面二層の導電性ポリイミドシート2と、五層の導電性アラミド材質部3を熱融着形成することで構成する一実施例を挙げる。
【0021】
ポリイミドシートは汎用商品として販売されているが、本発明では導電性のものを使用する必要があるため、デュポン社の「カプトンXC」と呼ばれるものを使用する。一般的にポリイミド材質は−270℃〜400℃までの耐熱性を有し、高弾性、機械的強度も合わせ持つ。また放射線、薬品などに対する耐性もある。従い、物理的、電気的、化学的に強い高分子材料であると言える。本発明では上記特性に加え、カーボン微粒子などの導電フィラーを添加して導電性を持たせたポリイミドシートを用いる。通常の半導体シリコンウエハーのシート抵抗値はおよそ100〜1000Ω/cm2であるが、本材質のシート抵抗値は50〜1000Ω/cm2とシリコンウエハー以下あるいは同等のシート抵抗値を有するため、静電吸着型ウエハー保持装置に吸着が可能となる。
【0022】
アラミドと呼ばれる物質は衣類などで使われるナイロンと同じ分子結合をもつ、芳香族ポリアミドである。この物質の特徴は前述した高剛性に加えポリイミドと同等な対腐食性、柔軟性を持つ。本発明でのアラミド材質形態は太さ10μm程度のアラミド繊維を編んだものである。積層ウエハー全体の導電性を維持するため、このアラミド材質もアラミド繊維の中にカーボン繊維などの導電フィラーを織り込んで導電性を付与したものを用いる。繊維状であるためそのシート抵抗値を計測することは困難であるが、体積抵抗率はおよそ106〜108Ω・cmの範囲である。
【0023】
半導体製造装置で使用するウエハーはある程度の平坦性が求められる。これはウエハーのたわみ、あるいは局所部で凸凹が存在すると、その搬送系、あるいは静電型ウエハー保持装置などで吸着力の不均一性のため、正常経路から脱落する危険が生じるためである。特に近年、及び将来のウエハー径の大型化(現在直径300mm、将来直径450mm)に伴いその重要性が高まっている。本発明ではウエハーの構成材質としてポリイミド、アラミドなどの樹脂を使うので、ウエハーは高い柔軟性を有する。したがって、本発明によるウエハーを静電型ウエハー保持装置で吸着した場合、ウエハー全体が吸着面に倣って弾性変形するので、硬いシリコンウエハーなどと比べウエハーの保持吸着性を向上させる事ができる。
【0024】
半導体製造装置で使われるウエハーはその寸法が標準化されているため、所定の厚さに作成する必要がある。導電性ポリイミドシート2の厚さは0.04mmであるため、たとえば8インチの積層ウエハーを製作する場合、標準の0.75mmの厚さにするため上下2層の導電性ポリイミドシート2の厚さが合計0.08mm、導電性アラミド材質部3の合計厚さが0.67mm、となるよう積層、整形することで、導電性積層ウエハーを形成する。各層貼り付けには接着剤は用いず、プラズマ処理を施した各層に、熱を加え力学的な圧力により接合する熱融着整形手法を用いる。これにより真空中での接着剤からのガス放出を懸念する必要がなく、係る作業工程も簡単になる利点がある。別の方法としては、エポキシ系の接着剤に導電性のものを使い、各層を貼り付け、成形することも可能である。
【0025】
実験によると、本実施例により製作した導電積層ウエハーの体積抵抗率はおよそ102〜104Ω・cm程度の範囲であった。また表面粗さはおよそ0.1〜0.5μm程度が達成出来た。静電型ウエハー保持装置での吸着に関しても、半導体ウエハーと同等の保持力を維持できた。
【0026】
積層ウエハー端面の端面処理はアラミド繊維などが露出していることから、水蒸気の吸着あるいは、繊維の離脱が懸念されるが、積層ウエハー端面全周を樹脂あるいは、ガラスなどで封じ込む処理を施すことで対応できる。樹脂の場合であると、両表面層の導電性ポリイミドシート2を導電性アラミド材質部3より大きく作成し、両表面層の導電性ポリイミドシート2どうしを外周部で接着させ、導電性アラミド材質部3を包み込んで、外部に露出させない構造とすることも出来る。
【0027】
図2には積層表面下部に半導体基盤材料であるシリコン層を持つ導電性積層ウエハー1bを示す。この構成ではウエハー片表面を従来の半導体のシリコン材質部5で構成している一実施例を示す。図2には示していないが一面だけでなく両面ともシリコン材質部5で構成することも可能である。シリコン層の形成方法としてはスパッタ方式、CVD方式などが考えられる。また、この表面に形成する材料としてシリコンだけでなくガリウム砒素、ガリウム燐、インジウム燐などの半導体ウエハー材質が可能である。さらに、上記表面には半導体材質でなく、アルミ、銅、などの金属層を形成することが将来必要になることも考えられる。この場合形成方法はスパッタ手法、めっき手法等を用いることが可能である。片面をシリコン等の半導体とする構成にすることで、静電型ウエハー装置には柔軟性のある導電性ポリイミド等の樹脂が接触することで吸着を確かなものとし、かつ半導体製造装置内では従来のシリコン等で形成された面しか露出させないことにより、従来の半導体のみで製作されたウエハーとの表面電気特性などの物性面での相似性を高めることができる。
【0028】
半導体素子を製造する上でその製造装置内でのゴミ、パーティクルなどが歩留まりを低下することが問題となる。近年では半導体素子を形成する表面だけでなく裏面、すなわち静電型ウエハー吸着装置に接触する片面の管理も要求されるようになってきた。これは裏面のゴミ、パーティクルが露光装置での焦点ズレを引き起こす。またゴミ、パーティクルが金属質の場合、洗浄層などの中でウエハーから離脱したそれらゴミ、パーティクルが次ぎに処理されるウエハーに付着するなどする。これが半導体接合領域などを汚染すると、その接合ポテンシャル設定が変動し、正しい設計の素子が形成できない。これらの事象について国際的な指針が国際半導体技術ロードマップ(ITRS)という機関でまとめられ、同インターネットホームページで公開されている、http://public.itrs.net/oたとえば西暦2001年版フロントエンド処理の中で、許容パーティクルの指針は300mm径ウエハーの場合、ウエハー表面ではクリティカルパーテクルサイズは0.058μmでウエハー当たり94個;同ウエハー裏面では0.2μm、468個、となっている。この指針の示す簡単なことは、ウエハーの裏面でゴミ、パーティクルを除去できる、ということである。通常の場合パーティクルはレーザースキャン方式のパーティクルカウンター装置に非測定ウエハーを装填して計測される。ウエハー裏面にパーティクルの存在が確認されるということは、ウエハーが移送中に、あるいはある半導体製造装置内で処理される間にパーティクルが付着し、その状態を保っていることを意味している。製造、出荷されたばかりの初期ウエハーへのパーティクル付着は原則皆無であること、また装置間の移送はクリーン度の高い環境下で行われることが一般的であるため、ウエハーの裏面パーティクル付着は接触する頻度が高い半導体製造装置内で起こっていると考えられる。よって、クリーニングウエハーの裏面によりゴミ、パーティクルなどを積極的に取り込み、捕獲することで、あるひとつの半導体製造装置から他の系へ拡散を防ぐことが可能になる。
【0029】
本発明では特に請求項2、あるいは請求項3で挙げた構成、すなわち中間層に剛性の高いアラミド系材質を、そして静電型ウエハー保持装置などの吸着面に接触する面を、ポリイミド層で構成することにより、クリーニングウエハーとしてより実施しやすくなる。この構造では、吸着時にウエハー全面において均一な力でウエハー保持装置に押さえつけられる。均一にクリーニングウエハーが静電型ウエハー保持装置面に押さえつけられると、接触面全面に存在するミクロン単位のゴミ、パーティクルなどがクリーニングウエハー層、あるいはウエハー保持装置面に食い込むことになる。ここで、クリーニングウエハーの表面硬度をウエハー保持装置吸着表面よりも低くできると、よりいっそう、クリーニングウエハーの表面層に取り込まれやすくなる。静電ウエハー保持装置表面はたとえばシリコンカーバイト、アルミナなど、あるいは同等に硬い合金が可能である。シリコンカーバイトアルミナのヌープ硬度はそれぞれ2500Hk、2100Hkである。ゴミ、パーティクルは組成が半導体製造に最も有害とされる鉄とすると300Hkである。そしてポリイミドは通常のプラステックと同程度で100Hkである。従い、クリーニングウエハーの表面は比較的やわらかく、静電吸着装置表面は硬い素材で形成する。吸着したいゴミ、パーティクルなどは一般的にクリーニングウエハーの表面よりも硬いものであると考えることができる。使用方法については本クリーニングウエハーを通常どおり半導体製造装置に導入し、静電型ウエハー保持装置に一定の印加電圧を加え、一定時間吸着させる。後、印加電圧を切り、吸着を解除、同装置外に移送する。この一連の流れを同製造装置が空いているとき、あるいは必要に応じ複数のクリーニングウエハー、たとえば一ロット実施し、必要ならばさらにそれを複数回繰り返す。また、クリーニングウエハーは片面ずつ色を変えて作っておくなどして識別し、その使用頻度、寿命を管理することもできる。また使用済みのウエハーはその表面を削ることで、付着しているゴミとともに除去することで、再生が可能である。
【0030】
半導体エッチング装置での実験によると、セラミック表面の静電型ウエハー保持装置において、本実施例によるクリーニングウエハーの効果は、一回の着脱において10〜1000個の微少ゴミの除去が確認された。
【0031】
本実施例では積層ウエハーの表面樹脂として導電性ポリイミドの例を揚げたが、他の物質たとえば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、アセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリプロピレン、アラミド、ポリカルボジイミド、ナイロンなどの樹脂に導電性を付与した物質、あるいはシリコンなどのゴム系物質を使用することも可能である。
【0032】
【発明の効果】
本発明の積層ウエハー構成とすることで、従来では例えば円柱シリコン単結晶引き上げ後の輪切り切削による、円形ウエハー作成の後、表面研磨加工、厚さ管理などのコストのかかる製造プロセスを実施することなく、所定厚みの長いシートを互いに融着させることで先ず、所定厚さの積層シートを作成し、その後、円形、あるいは任意形状に成型加工するので、より大量生産に適する。これは素材の安さと相乗して、最終ウエハーの価格を下げる効果がある。また素材としてポリイミドを使用するので、反応性、酸化性プラズマなどのあらゆる使用環境に対して長期耐性のあるダミーウエハーを提供できる。またこのウエハーはその表面層の硬さを選定することで、静電型ウエハー保持装置表面のゴミ、パーティクルなどを取り除くクリーニングウエハーとして、効果を発揮する特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】硬性素材を積層ウエハーに埋め込ませる構造を持つウエハーの縦断面図である。
【図2】積層ウエハーの片面をシリコンなどの半導体材質で構成する例である。
【符号の説明】
1a 積層中間部にアラミド層を持つ導電性積層ウエハー
1b 積層表面下部にシリコン層を持つ導電性積層ウエハー
2 導電性ポリイミドシート
3 導電性アラミド材質部
4 シリコン材質部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique of a dummy wafer that can be attracted to an electrostatic wafer holding device provided in various apparatuses used in, for example, a semiconductor manufacturing process.
[0002]
[Prior art]
The following three cases are generally implemented as dummy wafers. First, there is a method in which a dummy wafer is used only for transport or for the purpose of testing in a semiconductor wafer processing apparatus having the electrostatic wafer holding apparatus. Second, by introducing a dummy wafer into a semiconductor wafer processing apparatus having an electrostatic wafer holding apparatus and mounting it on the previous wafer holding apparatus, unwanted materials such as dust adhering to the previous wafer holding apparatus are removed. There is a method of cleaning the processing apparatus by adsorbing and collecting the wafer. Each will be described below.
[0003]
In semiconductor manufacturing processes, for example, plasma etching equipment, plasma CVD equipment, ion implantation equipment, ion doping equipment, ashing equipment, stepper equipment, lithography equipment, other physical property evaluation of wafers, inspection purposes such as particle evaluation in inspection equipment, products Silicon dummy wafers are generally used for conditioning such as wafer lot adjustment and lot-to-lot adjustment, or particle removal of each device. This silicon dummy wafer has a lower purity, flatness, etc., and a lower price than a normal quality wafer on which semiconductor elements are formed.
[0004]
In recent years, electrostatic chucks have attracted attention as a wafer holding device that can omit the mechanical clamping mechanism. Wafers that can be attracted to the holding device are of the same level as the silicon described below, such as silicon. Limited to materials made of conductive material.
[0005]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-240401 discloses a plasma etching apparatus and the like that uses a glassy graphite dummy wafer having low chemical reactivity and extends its life. For the same purpose, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-302397 proposes a dummy wafer made of hard SiC.
[0006]
Furthermore, a dummy wafer in which a conductive layer made of silicon, silicon carbide or the like is formed on one surface of an insulator base of aluminum nitride, alumina, or quartz by the present inventor is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-29800. Has been proposed.
[0007]
As the number of times of use increases, inside the above devices, various unnecessary items harmful to the formation of semiconductor elements and wafer processing, such as fragments from silicon wafers, resist contamination, formation in plasma, or metallic mechanical components, Metal contaminants that are detached from the vacuum container material and other particles taken in by transporting the wafer are attached. In particular, in the electrostatic wafer chucking apparatus, there is a great concern that the operation of the apparatus accompanying the performance deterioration due to these unnecessary substances and the performance of the semiconductor element will be adversely affected, and means for preventing this are regularly taken. At present, cleaning such as particle removal of plasma generators in these semiconductor manufacturing processes is handled by manual parts and container cleaning. However, this method introduces new artificial contamination, so dummy wafers are used as much as possible. It corresponds by using.
[0008]
A dummy wafer used for such a purpose is generally called a cleaning wafer, and in recent years, its role is regarded as important as semiconductor devices are miniaturized. As an example, US Pat. No. 5,746,928 proposes a method in which a dummy wafer is mounted and the state of the excited plasma of the plasma etcher is made larger than that during normal operation. Similarly, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-260671 discloses that a specific dummy wafer is charged and then mounted and cleaned, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-240401 uses glassy graphite as a wafer material. ing.
[0009]
Furthermore, the present inventor has also conducted an experiment for imparting resistance in plasma by sandwiching a metal plate such as thin copper with a polyimide sheet or the like in order to provide conductivity, There was a risk that the metal used was contaminated from the peripheral portion and the wafer surface was not flat.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional dummy wafer or cleaning wafer has the following drawbacks.
[0011]
Silicon wafers have drawbacks in life such as being easily sputtered by plasma in an etching apparatus and being easily broken. In the use, management such as the number of times used is necessary. Although it can be recycled, it does not have a significant price advantage compared to purchasing a new wafer, and eventually becomes disposable and the management cost becomes high.
[0012]
Silicon carbide is very expensive compared to silicon itself, so it is formed by depositing the same high-purity material on the surface of an inexpensive base material using the CVD method. Some impurities are deposited by the reaction of the plasma and contaminate the inside of the apparatus. Further, since this material is very hard, it has a drawback that it damages the contact surface of an electrostatic wafer suction device or the like.
[0013]
Since glassy graphite has low oxidation resistance, the sputtering rate becomes very large in oxygen plasma, causing generation of particles in a short time and shortening the life. This material cannot be used in any reactive plasma atmosphere.
[0014]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a dummy wafer or a cleaning wafer that can be used for a versatile application in a semiconductor manufacturing apparatus as described above, which has a long lifetime and is inexpensive.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the wafer according to
[0016]
The wafer according to
[0017]
The wafer according to
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a cleaning method for a semiconductor manufacturing apparatus, in which fine dust, particles and the like on an electrostatic wafer holding device adsorption surface are taken into a flexible polyimide surface layer constituting a laminated wafer, and this is taken out of the apparatus. It is a means to remove.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0020]
In FIG. 1, an embodiment in which a conductive laminated wafer 1a is formed by heat-sealing a
[0021]
Although the polyimide sheet is sold as a general-purpose product, it is necessary to use a conductive material in the present invention, so a material called “Kapton XC” manufactured by DuPont is used. Generally, a polyimide material has a heat resistance of −270 ° C. to 400 ° C., and also has high elasticity and mechanical strength. It is also resistant to radiation and chemicals. Therefore, it can be said that the polymer material is physically, electrically and chemically strong. In the present invention, in addition to the above characteristics, a polyimide sheet is used which is made conductive by adding a conductive filler such as carbon fine particles. Since Although the sheet resistance of the conventional semiconductor silicon wafer is approximately 100~1000Ω / cm 2, the sheet resistance of the material is having the following or equivalent sheet resistance 50~1000Ω / cm 2 and the silicon wafer, electrostatic Adsorption can be performed on the adsorption-type wafer holding device.
[0022]
A material called aramid is an aromatic polyamide that has the same molecular bonds as nylon used in clothing. In addition to the high rigidity described above, this material has corrosion resistance and flexibility equivalent to polyimide. The aramid material form in the present invention is a knitted aramid fiber having a thickness of about 10 μm. In order to maintain the conductivity of the entire laminated wafer, this aramid material is also used by adding conductivity by weaving a conductive filler such as carbon fiber in an aramid fiber. Since it is fibrous, it is difficult to measure the sheet resistance value, but the volume resistivity is in the range of about 10 6 to 10 8 Ω · cm.
[0023]
A wafer used in a semiconductor manufacturing apparatus is required to have a certain level of flatness. This is because if the wafer is bent or uneven, there is a risk that the wafer will drop out of the normal path due to non-uniformity of the suction force in the transfer system or electrostatic wafer holding device. In particular, the importance has increased with the recent increase in wafer diameter (current diameter: 300 mm, future diameter: 450 mm). In the present invention, since a resin such as polyimide or aramid is used as a constituent material of the wafer, the wafer has high flexibility. Therefore, when the wafer according to the present invention is adsorbed by the electrostatic wafer holding apparatus, the entire wafer is elastically deformed following the adsorbing surface, so that the holding and adsorbing property of the wafer can be improved compared to a hard silicon wafer or the like.
[0024]
Since wafers used in semiconductor manufacturing equipment have standardized dimensions, it is necessary to make them to a predetermined thickness. Since the thickness of the
[0025]
According to the experiment, the volume resistivity of the conductive laminated wafer manufactured according to this example was in the range of about 10 2 to 10 4 Ω · cm. The surface roughness was about 0.1 to 0.5 μm. The holding power equivalent to that of the semiconductor wafer could be maintained with respect to the adsorption by the electrostatic wafer holding device.
[0026]
Since the aramid fibers are exposed in the end face processing of the laminated wafer end face, there is a concern of water vapor adsorption or fiber detachment, but the entire circumference of the laminated wafer end face is sealed with resin or glass. It can respond. In the case of resin, the
[0027]
FIG. 2 shows a conductive laminated wafer 1b having a silicon layer as a semiconductor substrate material at the bottom of the laminated surface. In this configuration, an example in which the surface of a wafer piece is constituted by a silicon material portion 5 of a conventional semiconductor is shown. Although not shown in FIG. 2, not only one surface but also both surfaces can be constituted by the silicon material portion 5. As a method for forming the silicon layer, a sputtering method, a CVD method, or the like can be considered. Further, as a material to be formed on the surface, not only silicon but also semiconductor wafer materials such as gallium arsenide, gallium phosphide, and indium phosphide are possible. Furthermore, it may be necessary in the future to form a metal layer such as aluminum or copper instead of a semiconductor material on the surface. In this case, a sputtering method, a plating method, or the like can be used as the forming method. By adopting a structure in which one side is made of a semiconductor such as silicon, the electrostatic type wafer device is surely adsorbed by the contact of a resin such as a flexible conductive polyimide, and in the conventional semiconductor manufacturing equipment, By exposing only the surface formed of silicon or the like, similarity in physical properties such as surface electrical characteristics with a wafer manufactured using only a conventional semiconductor can be enhanced.
[0028]
When manufacturing semiconductor elements, the problem is that dust, particles, etc. in the manufacturing apparatus reduce the yield. In recent years, not only the surface on which semiconductor elements are formed, but also the back surface, that is, the management of one surface contacting the electrostatic wafer attracting apparatus has been required. This is because the dust and particles on the back surface cause a focus shift in the exposure apparatus. Further, when the dust and particles are metallic, the dust and particles detached from the wafer in the cleaning layer or the like adhere to the wafer to be processed next. If this contaminates the semiconductor junction region and the like, the junction potential setting fluctuates, and an element with a correct design cannot be formed. International guidelines on these events are compiled by an organization called the International Semiconductor Technology Roadmap (ITRS) and published on the Internet homepage, http: // public. itrs. net / o For example, in the 2001 front-end processing of the year AD, the allowable particle guideline is 300 mm diameter wafer, the critical particle size is 0.058 μm on the wafer surface and 94 per wafer; 0.2 μm on the backside of the wafer, There are 468. The simple point indicated by this guideline is that dust and particles can be removed on the back side of the wafer. Normally, particles are measured by loading a non-measurement wafer into a laser scan type particle counter. The presence of particles on the backside of the wafer means that the particles are adhered during the transfer of the wafer or while being processed in a certain semiconductor manufacturing apparatus, and the state is maintained. In principle, there is no particle adhesion to the initial wafer just manufactured and shipped, and transfer between devices is generally performed in a clean environment. This is considered to occur in a semiconductor manufacturing apparatus with a high frequency. Therefore, it is possible to prevent diffusion from one semiconductor manufacturing apparatus to another system by positively capturing and capturing dust, particles, and the like by the back surface of the cleaning wafer.
[0029]
In the present invention, in particular, the structure described in
[0030]
According to an experiment in a semiconductor etching apparatus, the effect of the cleaning wafer according to the present example in the electrostatic wafer holding apparatus on the ceramic surface was confirmed to remove 10 to 1000 minute dusts in one attachment / detachment.
[0031]
In this example, the example of conductive polyimide was given as the surface resin of the laminated wafer. However, other materials such as polyethylene, polyethylene terephthalate, acetylcellulose, polycarbonate, polypropylene, aramid, polycarbodiimide, and nylon are made conductive. It is also possible to use a given material or a rubber-based material such as silicon.
[0032]
【The invention's effect】
By adopting the laminated wafer structure of the present invention, conventionally, for example, without performing costly manufacturing processes such as surface polishing and thickness management after circular wafer creation by round cutting after pulling up a cylindrical silicon single crystal. First, a laminated sheet having a predetermined thickness is formed by fusing sheets having a predetermined thickness to each other, and thereafter, a sheet having a predetermined thickness is formed into a circular shape or an arbitrary shape, which is more suitable for mass production. This has the effect of lowering the price of the final wafer in synergy with the cheapness of the material. Further, since polyimide is used as a material, a dummy wafer having a long-term resistance to all use environments such as reactive and oxidative plasma can be provided. Further, this wafer has a characteristic that it exhibits an effect as a cleaning wafer for removing dust, particles and the like on the surface of the electrostatic wafer holding device by selecting the hardness of the surface layer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a wafer having a structure in which a hard material is embedded in a laminated wafer.
FIG. 2 is an example in which one side of a laminated wafer is made of a semiconductor material such as silicon.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a The conductive laminated wafer 1b which has an aramid layer in the lamination | stacking middle part The conductive
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