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公開番号2024170781
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-11
出願番号2023087495
出願日2023-05-29
発明の名称半導体製造装置および半導体製造方法
出願人三菱電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 21/683 20060101AFI20241204BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体ウエハの熱処理において、ヒーター内蔵ステージの温度を半導体ウエハに効率良く均一に伝えることが可能な技術を提供することを目的とする。
【解決手段】半導体製造装置は、表面と表面とは反対側の裏面とを有し、表面に配置された半導体ウエハ6を静電吸着によって保持する静電チャック1と、静電チャック1の裏面と対向するように配置され、かつ、静電チャック1の裏面と対向する上面において、静電チャック1の裏面と接触する外周部2aと、外周部2aを除く部分2bに設けられ静電チャック1の裏面との間に熱伝導ガスが導入される空間を形成する凹部7とを有するヒーター内蔵ステージ2と、ヒーター内蔵ステージ2内における中央部に設けられ、熱伝導ガス5を空間に導入する熱伝導ガス導入管4とを備えている。静電チャック1は、軟性材料からなり、半導体ウエハ6の形状に追従して変形する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１主面と前記第１主面とは反対側の第２主面とを有し、前記第１主面に配置された半導体ウエハを静電吸着によって保持する静電チャックと、
前記静電チャックの前記第２主面と対向するように配置され、かつ、前記静電チャックの前記第２主面と対向する一方主面において、前記静電チャックの前記第２主面と接触する外周部と、前記外周部を除く部分に設けられ前記静電チャックの前記第２主面との間に熱伝導ガスが導入される空間を形成する凹部とを有するヒーター内蔵ステージと、
前記ヒーター内蔵ステージ内における中央部に設けられ、前記熱伝導ガスを前記空間に導入する熱伝導ガス導入管と、を備え、
前記静電チャックは、軟性材料からなり、前記半導体ウエハの形状に追従して変形する、半導体製造装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記熱伝導ガス導入管は、前記空間に代えて、前記半導体ウエハと前記静電チャックとの間に前記熱伝導ガスを導入する、伸縮可能なフレキシブル配管である、請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記ヒーター内蔵ステージ内における前記熱伝導ガス導入管よりも外周側に設けられ、前記静電チャックを前記第２主面から前記第１主面の方向へ押し上げる押上げピンをさらに備えた、請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記半導体ウエハの変形量を監視するウエハ変形量モニタをさらに備えた、請求項３に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
第１主面と前記第１主面とは反対側の第２主面とを有し、前記第１主面に配置された半導体ウエハを静電吸着によって保持する静電チャックと、
前記静電チャックの前記第２主面と対向するように配置され、かつ、前記静電チャックの前記第２主面と対向する一方主面において、前記静電チャックの前記第２主面と接触する外周部と、前記外周部を除く部分に設けられ前記静電チャックの前記第２主面との間に加圧ガスが導入される空間を形成する凹部とを有するヒーター内蔵ステージと、
前記ヒーター内蔵ステージ内における中央部に設けられ、熱伝導ガスを前記半導体ウエハと前記静電チャックとの間に導入する、伸縮可能なフレキシブル配管である熱伝導ガス導入管と、
前記ヒーター内蔵ステージ内における前記熱伝導ガス導入管よりも外周側に設けられ、前記静電チャックを前記第２主面から前記第１主面の方向へ加圧する前記加圧ガスを前記空間に導入する加圧ガス導入管と、
前記空間の圧力を監視して前記加圧ガスの圧力を制御する制御部と、を備え、
前記静電チャックは、軟性材料からなり、前記半導体ウエハの形状に追従して変形する、半導体製造装置。
【請求項６】
第１主面と前記第１主面とは反対側の第２主面とを有し、前記第１主面に配置された半導体ウエハを静電吸着によって保持する静電チャックと、
前記静電チャックの前記第２主面の外周部を保持する搬送トレイと、
前記静電チャックの前記第２主面と対向するように配置され、かつ、前記静電チャックの前記第２主面と対向する一方主面において、前記搬送トレイと接触する外周部と、前記静電チャックの前記第２主面との間に熱伝導ガスが導入される空間を形成する前記外周部を除く部分とを有するヒーター内蔵ステージと、
前記ヒーター内蔵ステージ内における中央部に設けられ、前記熱伝導ガスを前記空間に導入する熱伝導ガス導入管と、を備え、
前記搬送トレイは、前記ヒーター内蔵ステージに対して着脱可能なように固定され、
前記静電チャックは、軟性材料からなり、前記半導体ウエハの形状に追従して変形する、半導体製造装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の半導体製造装置を用いた半導体製造方法であって、
前記半導体ウエハを静電吸着する吸着工程と、
前記半導体ウエハを熱処理する熱処理工程と、
を備えた、半導体製造方法。
【請求項８】
前記吸着工程の後に、前記半導体ウエハの一方主面に表面電極をスパッタリングするスパッタ工程をさらに備えた、請求項７に記載の半導体製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体製造装置および半導体製造方法に関するものである。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウエハにアルミニウムをスパッタリングした後、リフロー処理室において熱処理（リフロー）を実施することにより、半導体ウエハに設けられた段差と窪みにアルミニウムを流入させて表面電極を形成している。
【０００３】
リフロー処理室では、半導体ウエハの裏面を静電チャック（ＥＳＣ：Electro Static Chuck）により吸着し、ヒーター内蔵ステージの温度を半導体ウエハに伝える処理を実施するが、半導体ウエハの反り量が大きい場合に、反りによって変形した半導体ウエハの吸着が難しかった。そのため、ヒーター内蔵ステージの温度を半導体ウエハに効率良く均一に伝えることができなかった。
【０００４】
例えば、特許文献１には、反り量の大きい半導体ウエハを静電吸着した後、平面矯正することができる静電チャックが開示されている。特許文献１に記載の静電チャックは、湾曲したシート形状の静電チャック本体に外力を付与して、載置面上において平坦化するための平坦化手段を備えており、湾曲したシート形状の静電チャック本体に反りによって変形した半導体ウエハを吸着させた後、外力を付与して平坦化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－２０５３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、平坦化された半導体ウエハにウエハ強度を超える内部応力が発生するため、半導体ウエハに割れが発生するという問題があった。そのため、ヒーター内蔵ステージの温度を半導体ウエハに効率良く均一に伝えることができなかった。
【０００７】
そこで、本開示は、半導体ウエハの熱処理において、ヒーター内蔵ステージの温度を半導体ウエハに効率良く均一に伝えることが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示に係る半導体製造装置は、第１主面と前記第１主面とは反対側の第２主面とを有し、前記第１主面に配置された半導体ウエハを静電吸着によって保持する静電チャックと、前記静電チャックの前記第２主面と対向するように配置され、かつ、前記静電チャックの前記第２主面と対向する一方主面において、前記静電チャックの前記第２主面と接触する外周部と、前記外周部を除く部分に設けられ前記静電チャックの前記第２主面との間に熱伝導ガスが導入される空間を形成する凹部とを有するヒーター内蔵ステージと、前記ヒーター内蔵ステージ内における中央部に設けられ、前記熱伝導ガスを前記空間に導入する熱伝導ガス導入管とを備え、前記静電チャックは、軟性材料からなり、前記半導体ウエハの形状に追従して変形する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、半導体ウエハの反り量が大きい場合においても、半導体ウエハに割れが発生することなく、半導体ウエハを吸着することができるため、ヒーター内蔵ステージの温度を半導体ウエハに効率良く均一に伝えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施の形態１に係る半導体製造装置の断面図である。
実施の形態１において凸反りした半導体ウエハを静電チャックにより吸着した状態を示す断面図である。
実施の形態１において凹反りした半導体ウエハを静電チャックにより吸着した状態を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体製造方法を示すフローチャートである。
実施の形態２に係る半導体製造装置が備えるヒーター内蔵ステージの上部および静電チャックの断面図である。
実施の形態３に係る半導体製造装置が備えるヒーター内蔵ステージの上部および静電チャックの断面図である。
実施の形態３に係る半導体製造装置が備える静電チャックの一例を示す上面図である。
実施の形態３に係る半導体製造装置が備える静電チャックの他の例を示す上面図である。
実施の形態３の変形例に係る半導体製造装置が備えるヒーター内蔵ステージの上部および静電チャックの断面図である。
実施の形態４に係る半導体製造装置が備えるヒーター内蔵ステージの上部、搬送トレイ、および静電チャックの断面図である。
実施の形態４において搬送ブレードを用いた搬送トレイの搬送を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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