JP2007258444A - ウエハ保護部材 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエハの薄化後の特徴を生かしつつも、通常のウエハの縦断面形状に変換することによって従来のウエハ処理装置で適切にウエハを処理することができるウエハ保護部材を提供する。
【解決手段】ベース部材３の収納部５に、中央部が円形状に薄化されたウエハを収納することで、ウエハの薄化された中央部が補われ、通常のウエハの縦断面形状に変換される。したがって、ウエハの薄化後の特徴を生かしつつも、従来のウエハ処理装置で適切に処理することができる。貫通孔１３には、ウエハをベース部材３から分離する際に分離しやすくする効果もある。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリコン半導体や化合物半導体などのウエハに対して処理液によって洗浄、エッチング、塗布等の処理をする際にウエハを保護するウエハ保護部材に係り、特に周辺部を残して中央部のみを薄化（シンニングthinningとも呼ばれる）されたウエハを保護する技術に関する。

ウエハの厚みを薄くする薄化処理においては、現在のところ、砥石を使って機械的にウエハの裏面を研磨するメカニカル研磨が主流である。この場合、デバイスが形成されているウエハの表面に保護フィルムとして仮止めテープを貼り付け、ウエハの裏面研磨の後に仮止めテープを剥離している（例えば、特許文献１参照）。しかし、薄化処理後に仮止めテープを剥がす必要があり、薄化されて強度が低くなったウエハの破損による歩留まり低下や、機械的研磨によるストレスによってウエハが反るという問題がある。

そこで、水酸化カリウム(KOH)溶液等のエッチング液にウエハを浸漬させ、化学的にウエハの裏面を薄化する手法が提案されている。その際、薄化されたウエハの強度低下及び反りを防止するため、ウエハを特殊な治具で保護し、ウエハの周縁部を残して中央部だけを薄化することが提案されている。
特開２００５−１２３６５３号公報（図６）

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、ウエハを薄化した後にウエハの表面に処理を行う場合、例えば、ウエハ表面を上方に向けて吸引式チャックに載置しても、ウエハの中央部に空間が生じるので、充分に吸着させることができない。また、無理に吸着させると破損の恐れがある。換言すると、周縁部残しのウエハにより、その強度低下及び反りを防止できるものの、従来のウエハ処理装置にて適切に処理を行うことができないという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ウエハの薄化後の特徴を生かしつつも、通常のウエハの縦断面形状に変換することによって従来のウエハ処理装置で適切にウエハを処理することができるウエハ保護部材を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項1に記載の発明は、裏面の周縁部を残し、中央部が前記周縁部に対して円形状に薄化されたウエハの外径よりも大径のベース部材と、前記ベース部材の一方面に、ウエハの裏面形状に合わせて形成され、前記ウエハを収納する収納部と、を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項1に記載の発明によれば、ベース部材の収納部に、中央部が周縁部に対して円形状に薄化されたウエハを収納する。これにより、ウエハの薄化された中央部が補われ、通常のウエハの縦断面形状に変換される。したがって、ウエハの薄化後の特徴を生かしつつも、従来のウエハ処理装置で適切に処理することができる。

また、本発明において、前記収納部は、前記ベース部材の一方面からウエハの中央部における厚さに略等しい深さを有する第１の凹部と、前記ベース部材の一方面からウエハの周縁部における厚さに略等しい深さを有し、ウエハの裏面周縁部の形状に応じて前記第１の凹部の周縁部に形成された第２の凹部と、を備えていることが好ましい（請求項２）。収納部には第１の凹部と第２の凹部が形成されているので、ウエハの表面をベース部材の表面に一致させることができる。したがって、例えば、塗布液を回転塗布させるような処理を行う場合であっても、塗布液の流れを円滑にすることができる。

また、本発明において、前記収納部は、前記ベース部材の他方面に貫通した複数個の貫通孔を備えていることが好ましい（請求項３）。ウエハをベース部材に載置する際に、その間に挟まれた空気が複数の貫通孔を通して排出されるので、ウエハが水平方向に位置ズレすることなく容易に載置できる。また、吸引式チャックへベース部材を載置した際には、複数個の貫通孔を通して吸引することにより、ベース部材とともにウエハをベース部材に対して吸引することができるので、強固に吸着保持させることができる。

また、本発明において、前記第１の凹部は、その表面に非鏡面処理が施されていることが好ましい（請求項４）。表面を荒らした非鏡面処理により、ウエハをベース部材から分離する際に、それらが強固に密着して分離し難くなる事態を防止することができる。

また、本発明において、前記ベース部材は、前記収納部に収納するウエハの径よりも１サイズ大きい規格の径に合わせてあることが好ましい（請求項５）。特殊なサイズの専用のウエハ処理装置を用いることなく、１サイズ大きなウエハを処理する標準的なウエハ処理装置によって処理することができる。したがって、製造にあたって特殊な設備投資を抑制でき、製造コストを低減することができる。

また、請求項６に記載の発明は、裏面の周縁部を残し、中央部が前記周縁部に対して円形状に薄化されたウエハの外径と同程度の外径を有するベース部材と、前記ベース部材の一方面に、ウエハの裏面形状に合わせて形成され、前記ウエハを載置する載置部と、を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項６に記載の発明によれば、ベース部材の載置部に、中央部が周縁部に対して円形状に薄化されたウエハを被せるように載置する。これにより、ウエハの薄化された中央部が補われ、通常のウエハの縦断面形状に変換される。したがって、ウエハの薄化後の特徴を生かしつつも、従来のウエハ処理装置で適切に処理することができる。その上、ウエハの外径が変わらないので、１サイズ上の径を処理するウエハ処理装置を用いる必要がない。

また、本発明において、前記載置部は、ウエハの中央部における深さに略等しい高さを有する凸部と、ウエハの周縁部の幅に略等しい長さを有し、前記凸部の外周面から突出した鍔部と、を備えていることが好ましい（請求項７）。載置部には凸部と鍔部が形成され、ウエハを載置するだけであるので、ウエハの表面がベース部材の表面と一致せずに段差が生じるようなことがない。したがって、例えば、塗布液を回転塗布させるような処理を行う場合であっても、ウエハ表面における塗布液の流れを円滑にすることができる。

また、本発明において、前記載置部は、前記ベース部材の他方面に貫通した複数個の貫通孔を備えていることが好ましく（請求項８）、前記載置部は、その表面に非鏡面処理が施されていることが好ましい（請求項９）。

また、本発明において、前記ベース部材は、シリコンまたはシリコンカーバイド(Silicon Carbide; SiC)で構成されていることが好ましい（請求項１０）。ウエハがシリコンである場合には、シリコンまたはシリコンカーバイドで構成することにより、ベース部材の熱膨張率をシリコンと同じにすることができる。したがって、高温に加熱する処理であっても、好適に処理することができる。

本発明に係るウエハ保護部材によれば、ベース部材の収納部に、中央部が円形状に薄化されたウエハを収納することにより、ウエハの薄化された中央部が補われ、通常のウエハの縦断面形状に変換される。したがって、ウエハの薄化後の特徴を生かしつつも、従来のウエハ処理装置で適切に処理することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例1について説明する。
図１は、実施例１に係るウエハ保護部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は１００−１００矢視断面図である。また、図２は、ウエハ保護部材へのウエハの取り付けを示す模式図である。

ウエハ保護部材１は、ベース部材３と、この表面（一方面）に形成された収納部５とを備えている。ベース部材３は、ウエハＷより１サイズ大きい規格の径を有する。例えば、ウエハＷが２００ｍｍ径である場合には、３００ｍｍ径である。ベース部材３は、ウエハＷに熱処理を行う場合を考慮して、シリコン製のウエハまたはシリコンカーバイド(Silicon Carbide: SiC)で構成されている。なお、ウエハＷが２００ｍｍ径の場合にはオリエンテーション・フラットが形成されており、３００ｍｍ径の場合にはノッチが形成されている。

ウエハＷは、図２に示すように、裏面の周縁部Ｗ１を残し、中央部Ｗ３が周縁部Ｗ１に対して円形状に薄化されている。その薄化処理は、例えば、ウエハＷの周縁部Ｗ１及びウエハＷの表面（図２の上面）並びに外周面を耐薬品性の高い材質で覆った状態で、高温にした水酸化カリウム(KOH)溶液に所定時間だけ浸漬させる。すると、ウエハＷの中央部Ｗ３が化学的にエッチングされて厚みが薄くされる。その処理後、そのウエハＷは、例えば、周縁部Ｗ１の厚さが２００μｍ、中央部Ｗ３の厚さが６０μｍになる。

ベース部材３の外周部の一部位には、位置合わせ用のノッチ７が形成されている。また、ベース部材３の一方面である上面には、収納部５が形成されているが、この収納部５は、第１の凹部９と第２の第２の凹部１１とを有する。第１の凹部９は、ウエハＷの中央部Ｗ３の厚さに略等しい深さを有し、第２の第２の凹部１１は、ウエハＷの周縁部Ｗ１の形状に合わせて形成され、周縁部Ｗ１の幅及び厚さに略等しい深さを有する。第２の凹部１１には、平面視で十字形状の各端部にあたる部分に、ベース部材３の他方面である下面に貫通した貫通孔１３が形成されている。第１の凹部９及び第２の第２の凹部１１は、その表面（底面）に、４００番程度のサンドブラスト処理が施され、表面が荒らされている。

上記のように構成されたウエハ保護部材１は、図２及び図３に示すようにして用いられる。なお、図３は、ウエハ保護部材を吸引式チャックへ載置した状態を示す図である。

最初に、ウエハＷの裏面をベース部材３の収納部５に向けた状態で、ウエハＷを収納部５に載置する。このとき、ウエハＷの裏面とベース部材３の上面との間に挟まれた空気は、貫通孔１３を通して外部に排気されることになるので、ウエハＷがベース部材３の水平方向に位置ズレするのを防止でき、容易に載置することができる。

次に、ウエハＷをベース部材３に載置した状態で、ベース部材３を吸引式チャック１５の表面に載置する。吸引式チャック１５は、その台部１７の上面に連通した複数個の吸引口１９が形成されている。各吸引口１９は、排気通路２１に連通接続されている。排気通路２１は、排気源に連通接続されている。ベース部材３が吸引式チャック１５に載置された後、排気通路２１を介して排気がされると、ベース部材３が台部１７の表面に吸着されるとともに、貫通孔１３を通してウエハＷがベース部材３の収納部５に吸着される。したがって、ウエハＷを吸引式チャック１５に対して強固に吸着保持させることができる。

このように、ベース部材３の収納部５に、中央部Ｗ３が円形状に薄化されたウエハＷを収納することで、ウエハＷの薄化された中央部Ｗ３が補われ、通常のウエハＷの縦断面形状に変換される。したがって、ウエハＷの薄化後の特徴を生かしつつも、従来のウエハ処理装置で適切に処理することができる。

また、ベース部材３の収納部５には第１の凹部９と第２の凹部１１が形成されているので、ウエハＷの表面をベース部材３の表面に一致させることができる。したがって、例えば、図示しない回転式の吸引式スピンチャックに吸着保持させ、塗布液を回転塗布させるような処理を行う場合であっても、ウエハＷの表面周縁部における塗布液の流れを円滑にすることができる。

さらに、ベース部材３は、ウエハＷをほぼ同じ熱膨張率を有するシリコンまたはシリコンカーバイド(Silicon Carbide: SiC)で構成されているので、ウエハＷに高温の熱処理を施す場合であっても、熱膨張率の違いに起因する不都合を回避することができる。

また、収納部５の表面が荒らされているので、ウエハＷをベース部材３から分離する際に、それらが強固に密着して分離し難くなることを防止できる。なお、貫通孔１３には、ウエハＷをベース部材３から分離する際に分離しやすくする効果もある。

以下、図面を参照して本発明の実施例２について説明する。
図４は、実施例２に係るウエハ保護部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は１０１−１０１矢視断面図である。また、図５は、ウエハ保護部材へのウエハの取り付けを示す模式図である。

ウエハ保護部材３１は、ウエハＷの外径と同程度の外径を有するベース部材３３と、この表面（一方面）に形成された載置部３５とを備えている。ベース部材３は、上述した理由から、シリコン製のウエハまたはシリコンカーバイド(Silicon Carbide: SiC)で構成されていることが好ましい。なお、ウエハＷが２００ｍｍ径の場合にはオリエンテーション・フラットが形成されており、この場合、ベース部材３３にもウエハＷに形成されているものと同形状のオリエンテーション・フラット３７が形成されている。

ベース部材３３の一方面である上面には、載置部３５が形成されているが、この載置部３５は、凸部３９と鍔部４１とを備えている。凸部３９は、ウエハＷの中央部Ｗ３における深さに略等しい高さを有する。鍔部４１は、ウエハＷの周縁部Ｗ３の幅に等しい略長さを有し、凸部３９の外周面から突出して形成されている。また鍔部４１には、平面視で十字形状の各端部にあたる部分に、ベース部材３３の他方面である下面に貫通した貫通孔４３が形成されている。凸部３９及び鍔部４１は、その表面（底面）に、４００番程度のサンドブラスト処理が施され、表面が荒らされている。

次に、上述したように構成されているウエハ保護部材３１は、図５及び図６に示すように利用される。なお、図６は、ウエハ保護部材を吸引式チャックへ載置した状態を示す図である。吸引式チャック１５は、上述した実施例１と同じであるので、詳細な説明については省略する。

まず、ウエハＷの裏面をベース部材３３の載置部３５に向けた状態で、ウエハＷの中央部Ｗ３を載置部３５に被せるようにして載置する。このとき、ウエハＷとベース部材３３の間に挟まれた空気は、貫通孔４３を通して外部に排気されることになるので、ウエハＷがベース部材３３の水平方向に位置ズレするのを防止でき、容易に載置することができる。

次いで、ウエハＷをベース部材３３に載置した状態で、ベース部材３３を吸引式チャック１５の表面に載置する。ベース部材３３が吸引式チャック１５に載置された後、排気通路２１を介して排気がされると、ベース部材３３が台部１７の表面に吸着されるとともに、貫通孔４３を通してウエハＷがベース部材３３に吸着される。したがって、ウエハＷを吸引式チャック１５に対して強固に吸着保持させることができる。

上述のように、ベース部材３３の載置部３５にウエハＷを被せるように載置することにより、ウエハＷの中央部Ｗ３が補われ、通常のウエハＷの縦断面形状に変換される。したがって、ウエハＷの薄化後の特徴を生かしつつも、従来のウエハ処理装置で適切に処理することができる。その上、本実施例２のウエハ保護部材３１はウエハＷと外径が変わらないので、１サイズ上の径を処理するウエハ処理装置を用いる必要がない。

また、載置部３５には凸部３９と鍔部４１が形成され、ウエハＷの中央部Ｗ１を下に向けて載置するだけであるので、ウエハＷの表面がベース部材３３の表面と一致せずに段差が生じるようなことがない。したがって、例えば、塗布液を回転塗布させるような処理を行う場合であっても、ウエハＷの表面周縁部における塗布液の流れを円滑にできる。

さらに、ベース部材３３は、ウエハＷをほぼ同じ熱膨張率を有するシリコンまたはシリコンカーバイド(Silicon Carbide: SiC)で構成されているので、ウエハＷに高温の熱処理を施す場合であっても、熱膨張率の違いに起因する不都合を回避することができる。

また、載置部３５の表面が荒らされているので、ウエハＷをベース部材３１から分離する際に、それらが強固に密着して分離し難くなることを防止できる。なお、貫通孔４３には、ウエハＷをベース部材３３から分離する際に分離しやすくする効果も奏する。

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例１におけるベース部材３にはノッチ７が形成されているが、ウエハＷの径に応じて２００ｍｍ未満のベース部材３を使用する場合には、実施例２のようにオリエンテーション・フラットを形成すればよい。

（２）実施例１，２における貫通孔１３，４３は必須ではなく、これらを設けなくてもよい。なお、貫通孔１３に代えて、第２の凹部１１の外側側面からベース部材３の外周面に連通した貫通孔や、第２の凹部１１とベース部材３の外周面にわたる上面に、第２の凹部１１からベース部材３の外周側に放射状に拡がった凹溝を形成しておいてもよい。また、貫通孔４３に代えて、鍔部４１の上面に、鍔部４１から外周側に放射状に拡がった凹溝を形成しておくようにしてもよい。さらに、貫通孔１３は、第１の凹部９の中央部に形成してもよいし、貫通孔４３は、凸部３９の中央部に形成してもよい。

（３）ウエハ保護部材１，３１は、上述した吸引式チャック１５への載置後の処理や、吸引式スピンチャックへの載置の回転処理だけでなく、例えば、ウエハ搬送アームによる搬送や、ウエハカセットや収納棚への載置、ベークユニットへの載置の場合であっても利用することができる。

実施例１に係るウエハ保護部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は１００−１００矢視断面図である。 ウエハ保護部材へのウエハの取り付けを示す模式図である。 ウエハ保護部材を吸引式チャックへ載置した状態を示す図である。 実施例２に係るウエハ保護部材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は１０１−１０１矢視断面図である。 ウエハ保護部材へのウエハの取り付けを示す模式図である。 ウエハ保護部材を吸引式チャックへ載置した状態を示す図である。

符号の説明

Ｗ … ウエハ
１ … ウエハ保護部材
３ … ベース部材
５ … 収納部
７ … ノッチ
９ … 第１の凹部
１１ … 第２の凹部
１３ … 貫通孔
１５ … 吸引式チャック

Claims (10)

1. 裏面の周縁部を残し、中央部が前記周縁部に対して円形状に薄化されたウエハの外径よりも大径のベース部材と、
   前記ベース部材の一方面に、ウエハの裏面形状に合わせて形成され、前記ウエハを収納する収納部と、
   を備えていることを特徴とするウエハ保護部材。
2. 請求項１に記載のウエハ保護部材において、
   前記収納部は、
   前記ベース部材の一方面からウエハの中央部における厚さに略等しい深さを有する第１の凹部と、
   前記ベース部材の一方面からウエハの周縁部における厚さに略等しい深さを有し、ウエハの裏面周縁部の形状に応じて前記第１の凹部の周縁部に形成された第２の凹部と、
   を備えていることを特徴とするウエハ保護部材。
3. 請求項１または２に記載のウエハ保護部材において、
   前記収納部は、前記ベース部材の他方面に貫通した複数個の貫通孔を備えていることを特徴とするウエハ保護部材。
4. 請求項２または３に記載のウエハ保護部材において、
   前記第１の凹部は、その表面に非鏡面処理が施されていることを特徴とするウエハ保護部材。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のウエハ保護部材において、
   前記ベース部材は、前記収納部に収納するウエハの径よりも１サイズ大きい規格の径に合わせてあることを特徴とするウエハ保護部材。
6. 裏面の周縁部を残し、中央部が前記周縁部に対して円形状に薄化されたウエハの外径と同程度の外径を有するベース部材と、
   前記ベース部材の一方面に、ウエハの裏面形状に合わせて形成され、前記ウエハを載置する載置部と、
   を備えていることを特徴とするウエハ保護部材。
7. 請求項６に記載のウエハ保護部材において、
   前記載置部は、
   ウエハの中央部における深さに略等しい高さを有する凸部と、
   ウエハの周縁部の幅に略等しい長さを有し、前記凸部の外周面から突出した鍔部と、
   を備えていることを特徴とするウエハ保護部材。
8. 請求項６または７に記載のウエハ保護部材において、
   前記載置部は、前記ベース部材の他方面に貫通した複数個の貫通孔を備えていることを特徴とするウエハ保護部材。
9. 請求項６から８のいずれかに記載のウエハ保護部材において、
   前記載置部は、その表面に非鏡面処理が施されていることを特徴とするウエハ保護部材。
10. 請求項１から９のいずれかに記載のウエハ保護部材において、
    前記ベース部材は、シリコンまたはシリコンカーバイド(Silicon Carbide; SiC)で構成されていることを特徴とするウエハ保護部材。
    
    

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