專利名稱：替代襯底及使用該替代襯底的襯底處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體晶圓等襯底處理，尤其是清洗及干燥處理時所使用的替代襯底，與使用該替代襯底(dummy substrate)的襯底處理方法。
背景技術：
在半導體集成電路器件的制造上，基本工序中有清洗工序與干燥工序。清洗工序中向來廣泛使用槽式清洗方法。該方法是將半導體襯底浸泡于放滿含酸或堿的清洗藥液的耐藥性清洗槽中，以去除半導體主面的污染物質。
在槽式而且是藥液循環(huán)式的清洗設備中，借助泵與過濾器將清洗槽中的藥液加以循環(huán)進行每批量(例如同時制造的半導體襯底25張等一單位、lot)的清洗處理。由于該設備使用大量藥液，在節(jié)省資源的意義上產生問題。而且，由于是批式(batch)處理方法，因此出現(xiàn)了同制造批量內清洗程度不一的問題。
為了解決所述問題，開發(fā)出了使用滾筒的筒式旋轉清洗設備。該設備除了清洗處理藥液的使用量只需少量之外，還具有迅速且清洗后不殘留藥液的穩(wěn)定清洗能力，能夠降低同批量內清洗不一的程度。因此，現(xiàn)在受到廣泛使用。(例如，參照專利文獻1)以下，參照


現(xiàn)有技術的筒式旋轉清洗設備。
圖5為從側面所見筒式旋轉清洗設備的內部構造的一例。
如圖5所示在圓筒形的處理反應室(chamber)10內部中設置旋轉臺11，在旋轉臺11底面且為旋轉軸的位置連接軸12，軸12則連接到處理反應室10下方的馬達13。通過馬達13的旋轉，旋轉臺11借助軸12，能夠達到如1000rpm以上的高速旋轉。
旋轉臺11上設置了固定卡盤(casstte)14的棒狀導桿15。卡盤14中收納了多個半導體襯底等的被處理襯底16與替代襯底17，使卡盤14借助棒狀導桿15，以對稱于旋轉臺11的旋轉軸的方式予以設置。下面參照圖6，進一步說明有關卡盤14及導桿15的設置。
在這里，替代襯底17為不具備成為實際制品的電子元件的襯底，例如硅襯底或是硅襯底上形成氧化膜或氮化硅膜的襯底等。
在清洗設備上蓋18的中心部分，設置了與上蓋18垂直突出的噴灑管(spray nozzle)19，一旦關上上蓋18，噴灑管將位于旋轉臺11的旋轉軸上方。進行清洗時，從噴灑管19能夠朝著被處理襯底16及替代襯底17，橫向噴灑含酸或堿等的清洗用藥液20。通過藥液供給管21，將清洗用藥液20從清洗設備外部供應到內部。
進行清洗時，將清洗用藥液20噴灑到被處理襯底16或替代襯底17，同時使卡盤14與旋轉臺11一起旋轉，通過這一過程能夠均勻清洗。
除了清洗用藥液之外，噴灑管19也能夠噴灑純水，在距離旋轉臺11的周邊上設置了輔助用的噴灑純水的輔助噴灑管22。純水由純水供給管23供給。
圖6為從上面所見筒式旋轉清洗設備的內部構成的一例。
圖6顯示了旋轉臺11、設置在旋轉臺11上的卡盤14、固定卡盤14的導桿15、以及卡盤中合計的多個被處理襯底16與替代襯底17，其他構成部分予以省略。如圖6所示，旋轉臺11上設置四組(8支)導桿15，每一組導桿15固定了一個卡盤14。通過導桿15的使用，能夠將兩個或四個卡盤14，對稱于旋轉軸而設置在旋轉臺11上。
類似上述使用筒式旋轉清洗設備進行清洗與干燥時，經常使用替代襯底17。使用替代襯底17主要有兩個目的。
其一在于防止微粒(particle)附著到被處理襯底16。
如圖5所見，在筒式旋轉清洗設備的處理反應室10內部，縱向固定了卡盤14。清洗后持續(xù)進行旋轉干燥，但是，進行干燥時隨著旋轉臺11的旋轉，處理反應室10內部的一部分微粒也被卷起浮游于處理反應室內。這些微粒有時會附著在卡盤14中的被處理襯底16，成為制造成品率下降的原因。尤其是，卡盤14中多個被處理襯底16的最上部的被處理襯底16容易附著微粒。
這里，在卡盤的最上部改為收納替代襯底17，取代形成有電子元件的被處理襯底16。這樣一來，微粒將會優(yōu)先附著在替代襯底17上，附著在被處理襯底16的情況變得極少，因此能夠防止制造成品率下降。
另一目的為取得旋轉時的平衡。
卡盤14與收納在卡盤14的多個被處理襯底16以及替代襯底17的總質量(以下稱為卡盤總質量)，所有的卡盤14均相同的話，由于卡盤14對稱于旋轉軸設置在旋轉臺11上，因此旋轉時能夠取得平衡。但是，如果多個卡盤14的任一的卡盤總質量不同于其他卡盤時，將造成旋轉時無法取得平衡。為了防止這樣的情況，追加收納替代襯底17，使得所有的卡盤14的卡盤總質量一致。在這一目的下使用替代襯底17。
有關這一點，以下舉出具體例子說明。
在圖6所示的筒式旋轉清洗設備中能夠設置四個卡盤14。因此，進行清洗與干燥處理時，一次處理的被處理襯底16的數(shù)目若是4的倍數(shù)，四個卡盤14中各自能夠收納相同數(shù)目的被處理襯底16。這時，在四個卡盤14中的卡盤總質量相等，因此能夠取得質量平衡保持旋轉時的平衡。
但是，如果一次處理的被處理襯底16的數(shù)目不是4的倍數(shù)時，某個或是某幾個卡盤14中收納的被處理襯底的數(shù)目，比其他卡盤14多。結果，該卡盤14或某幾個卡盤14的卡盤總質量不同于其他卡盤14，則旋轉卡盤14進行清洗干燥處理時將產生偏心狀態(tài)。
還有，如圖6所示的筒式旋轉清洗設備中，也能夠只設置兩個卡盤14。這時，一次處理的被處理襯底16數(shù)目若為奇數(shù)，同樣會產生偏心狀態(tài)。
在這樣偏心的狀態(tài)下使旋轉臺11進行高速旋轉時，離心力將造成筒式旋轉清洗設備本身振動。該振動激烈時，有時可能造成筒式旋轉清洗設備本身、被處理襯底16及替代襯底17的破損。
通常筒式旋轉清洗設備本身設有連鎖(interlock)機能，一旦發(fā)生偏心狀態(tài)時機器即停止運轉。但是，為了進行清洗有必要防止偏心這一狀態(tài)的發(fā)生，因此，必須使所有卡盤14的卡盤總質量相同。為此，在被處理襯底16數(shù)目較少的卡盤14中，追加收納替代襯底17。這樣一來，使每個卡盤14收納的被處理襯底16與替代襯底17的總數(shù)(以下稱為收納襯底總數(shù))相同。這樣一來，由于被處理襯底16與替代襯底17幾乎在質量上相等，因此能夠取得質量平衡。
由于每批量被處理襯底16的數(shù)目經常不同，通過調節(jié)每批量替代襯底17的使用張數(shù)將能夠取得旋轉平衡。
但是電子元件的工藝由100道以上的工序構成，在上述的清洗干燥工序以外，也使用沒有具備電子元件的襯底。本說明書中，將這類未具備電子元件的襯底統(tǒng)稱為替代襯底。具體的有，測試各工藝制造條件時使用的「條件決定襯底」(測試襯底)，干式蝕刻及CVD工序中使半導體制造器件的制造條件穩(wěn)定時使用的替代襯底等。
半導體器件等生產量愈大時，所需的替代襯底數(shù)目愈多，由于牽涉到高成本化，因此，能夠重復使用而廉價的替代襯底將被受期待。(例如參照專利文獻2)專利文獻1 特開2002-52358號公報專利文獻2 特開2000-272910號公報但是，現(xiàn)有的替代襯底有著以下所述課題。
半導體工藝過程中現(xiàn)有的替代襯底為硅襯底或是表面覆蓋氧化硅膜或氮化硅膜等絕緣膜的硅襯底等。
在每項處理工藝中反覆使用的這些替代襯底具有高耐藥性。然而，在使用高溫的NH4OH及H2O2的混合溶液等蝕刻性藥液進行清洗工序中，隨著處理次數(shù)的增加，受到蝕刻而厚度逐漸減少。結果，機械強度劣化，一定使用期限后必須予以交換。
持續(xù)使用強度劣化的替代襯底的話，在設備內進行高速旋轉處理時，破損的可能性增大，破損時將從替代襯底材料產生碎片及粉末。產生的碎片與粉末，將污染同批處理的形成電子元件制品的襯底成為制造成品率下降的原因，并且也污染筒式旋轉清洗設備的處理反應室。
一旦成為這樣狀態(tài)時，將必須清洗處理反應室，使其微粒分布恢復到能夠制造集成電路的程度。但是這非常困難，因此通常不是進行清洗而是交換處理反應室本身。這樣一來，筒式旋轉清洗設備的修理成本高，而且在修理中無法進行生產。
由上述可知，現(xiàn)有的替代襯底使用方法有著生產成本上升的問題。

發(fā)明內容
有鑒于前，本發(fā)明的目的在于提供優(yōu)良耐久性的替代襯底，供半導體器件工藝過程的各工序中、尤其是清洗及干燥工序中使用。同時通過該替代襯底的使用，減少替代襯底的交換次數(shù)與損壞率，以提供一種襯底處理方法，能夠降低筒式旋轉清洗設備等處理設備的停工頻率與生產成本。
為了達成上述目的，本發(fā)明所涉及的替代襯底為與被處理襯底實質上有著相等質量的替代襯底，而且，由至少在周緣部分為樹脂覆蓋的板狀構件(member)構成。
這樣一來，覆蓋樹脂提高了替代襯底的強度，同時能夠抑制破損，并且減輕破損時碎片的飛散。而且，由于替代襯底與被處理襯底的質量實質上相等，通過調整替代襯底與被處理襯底的數(shù)目，能夠調整替代襯底與被處理襯底的總計質量。
并且，最好是，本發(fā)明中的替代襯底的板狀構件整面為樹脂所覆蓋。
這樣一來，通過樹脂的覆蓋，能夠確實獲得抑制替代襯底破損并且減輕破損時碎片飛散的效果。
而且，最好是，與被處理襯底實質上有著相同形狀與尺寸。
這樣一來，為了制造電子元件的清洗等各種處理時，能夠對替代襯底和被處理襯底做同樣的處理。
而且，最好是，覆蓋替代襯底的樹脂為耐藥性樹脂。
這樣一來，能夠減輕以藥液處理被處理襯底時，替代襯底所受到的蝕刻等的影響，增加替代襯底的可能重復使用次數(shù)。
而且，最好是，覆蓋替代襯底的樹脂為導電性樹脂。
這樣一來，能夠防止旋轉收納被處理襯底的卡盤進行清洗或干燥等處理時處理的氣體與樹脂摩擦產生的靜電。而能夠抑制靜電造成微粒附著在替代襯底上。
而且，最好是，替代襯底的兩個主面中的一個面作上記號。
這樣一來，能夠容易區(qū)別替代襯底的兩個主面。此外，也能夠用來區(qū)別替代襯底與被處理襯底。
而且，最好是，板狀構件為單結晶硅襯底或是包含單結晶硅的襯底。
這樣一來，由于單結晶硅對含酸或堿等藥液穩(wěn)定，能夠增加替代襯底的可能重復使用次數(shù)。同時，從替代襯底中不會溶化出成為污染原因的物質，因此，能夠防止對被處理襯底等的污染。
這里，包含單結晶硅的襯底意味著由單結晶硅的部分與單結晶硅以外的材料的部分所構成的襯底，例如SOI(Silicon On Insulator)等。
為了解決上述課題，本發(fā)明的第一襯底處理方法包括在多個容器各自收納多個被處理襯底的工序；在多個容器收納所需的本發(fā)明的替代襯底，使得在所有多個容器中收納的被處理襯底與替代襯底的總數(shù)均相同的工序；以及，使收納替代襯底的多個容器以對稱于旋轉軸予以設置，并以旋轉軸為中心進行旋轉而處理被處理襯底的工序。
這樣一來，由于被處理襯底與本發(fā)明的替代襯底實質上質量相同，因此，通過使容器內(例如卡盤)收納的被處理襯底與替代襯底的合計張數(shù)(收納襯底總數(shù))相同，能夠使得所有卡盤中，卡盤、被處理襯底及替代襯底的總計質量(卡盤總質量)相同。因此，在進行旋轉處理時能夠取得質量平衡。同時能夠利用本發(fā)明中的替代襯底所具備的種種效果。
而且，最好是，在本發(fā)明的第一襯底處理方法中，進行清洗時，在處理被處理襯底的工序中，邊使多個容器旋轉邊對被處理襯底噴灑藥液清洗被處理襯底。
而且，最好是，噴灑的藥液為含酸或堿的藥液。
這樣一來，能夠在清洗工序中，達到本發(fā)明減少替代襯底交換次數(shù)的效果。
而且，最好是，在本發(fā)明的第一襯底處理方法中，進行干燥時，在處理被處理襯底的工序中，邊使多個容器旋轉邊進行被處理襯底的干燥。
這樣一來，在干燥工序中，能夠達到本發(fā)明減少替代襯底交換次數(shù)之效果。這里，覆蓋替代襯底的樹脂若為導電性樹脂能夠獲得防止靜電發(fā)生的效果。
本發(fā)明的第二襯底處理方法，包括使多個被處理襯底主面各自相向排列而收納于容器的工序；使本發(fā)明替代襯底的主面與位于排列最上部的被處理襯底的主面相向收納于容器的工序；以及，同時處理收納替代襯底的容器與被處理襯底的工序。
這樣一來，在旋轉進行處理時，卷起而上的微粒將會優(yōu)先附著于替代襯底上，因此能夠防止微粒附著在被處理襯底。同時，能夠利用本發(fā)明所涉及的替代襯底具備的、減少替代襯底交換次數(shù)等的種種效果。
本發(fā)明的第三襯底處理方法，包括使多個被處理襯底各自以主面相向排列的方式收納于容器的工序；將本發(fā)明的替代襯底收納于容器，使其兩主面其中一面予以保持(hold)，另一主面與位在排列最上部的被處理襯底主面相向的工序；以及，同時處理收納替代襯底的容器與被處理襯底的工序。
這樣一來，由于旋轉進行處理時等卷起上升的微粒優(yōu)先附著在替代襯底上，因此能夠防止微粒附著在被處理襯底。
另外，操作替代襯底時，能夠防止附著在替代襯底的微粒轉印被處理襯底上。這是由于在排列上微粒附著的主面沒有和被處理襯底的主面相向。
進一步的，能夠利用本發(fā)明所涉及的替代襯底具備的減少替代襯底交換次數(shù)等的種種效果。
并且，最好是，在本發(fā)明的第三襯底處理方法中，替代襯底為兩主面其中一面作上記號的襯底，在使用兩主面其中一面保持時，使用作上記號的主面，與保持主面不同的另一主面為沒有作上記號的主面。
這樣一來，能夠根據記號容易區(qū)別替代襯底的兩面，使得與保持主面相反的主面容易與被處理襯底相向。
本發(fā)明的第四處理方法包括收納多個被處理襯底及一個或多個替代襯底的工序；以及，將收納替代襯底的容器與被處理襯底同時浸泡于藥液中加以處理的工序。
這樣一來，將被處理襯底浸泡于藥液處理時，能夠實現(xiàn)本發(fā)明的替代襯底的效果。
-發(fā)明效果-本發(fā)明所涉及的替代襯底為在板狀構件上樹脂覆蓋、使其與被處理襯底實質上有著相等質量的替代襯底。由于替代襯底與被處理襯底實質上質量相等，能夠通過合計張數(shù)調整替代襯底與被處理襯底的合計質量。另外，覆蓋的樹脂層能夠減輕在使用腐蝕性藥液進行清洗處理時逐漸受到蝕刻等而造成的替代襯底的劣化、以及該劣化造成的替代襯底的機械強度下降。并且，能夠借助覆蓋的樹脂防止替代襯底破損時產生的碎片與粉末飛散，因此將沒有必要交換處理設備的處理反應室，同時，也抑制了對被處理襯底的污染。
通過使用這樣的替代襯底的襯底處理方法，能夠減輕筒式旋轉清洗機清洗時高速旋轉造成的破損，增加可能的重復使用次數(shù)。因此，能夠降低替代襯底的交換頻率。
從上可知，能夠降低半導體器件的制造成本。

圖1(a)及圖1(b)示出本發(fā)明實施形態(tài)所涉及的替代襯底構造圖，(a)為側面圖，(b)為平面圖。
圖2示出收納本發(fā)明實施形態(tài)所涉及的替代襯底100及被處理襯底104的卡盤204的收納方法。
圖3為本發(fā)明實施形態(tài)所涉及的襯底處理方法中使用的筒式旋轉清洗設備的內部構成側面圖。
圖4為本發(fā)明實施形態(tài)所涉及的襯底處理方法中使用的筒式旋轉清洗設備的內部構成上面圖。
圖5示出現(xiàn)有的筒式旋轉清洗設備內部設備的側面圖。
圖6示出現(xiàn)有的筒式旋轉清洗設備內部設備的上面圖。
符號說明100-替代襯底；101-硅襯底；102-樹脂涂層；103-主面；104-被處理襯底；105-保持面；106-非保持面；200-處理反應室；201-旋轉臺；202-軸；203-馬達；204-卡盤；205-導桿；206-上蓋；207-噴灑管；208-清洗用藥液；209-藥液供給管；210-輔助噴灑管；211-純水供給管。
具體實施例方式
以下，參照附圖，說明本發(fā)明的一種實施形態(tài)所涉及的替代襯底。
圖1(a)及圖1(b)為本發(fā)明實施形態(tài)所涉及的替代襯底100的構造圖；(a)為替代襯底100的側面圖，(b)為替代襯底100的平面圖。
替代襯底100為，對于例如通常形成電子元件的單結晶硅襯底101，在包含側面的整面施加樹脂涂層102。這時，對于鏡面部分的兩個主面103事先加以切削，使其表面粗糙度(Ra)達到2um以上，這樣形成主面103的凹凸，使得樹脂涂層102容易與硅襯底101密接。
樹脂涂層102使用的樹脂，最好是選擇能夠耐的住半導體工藝過程中清洗處理藥液(溫度50℃～160℃左右的H2SO4與H2O2的混合溶液或是NH4OH與H2O2的混合溶液等)的材料。例如氟系樹脂構成的全氟化烷氧基(perfluoroalkoxy)聚合物等，為具有優(yōu)良耐藥性的聚合物。最好是，該聚合物具備優(yōu)良耐熱性。
樹脂涂層102為，將準備施加涂層的、例如硅襯底101之類的板狀構件置于基臺，用噴灑器涂上樹脂粉，再用熔爐將樹脂硬化形成。反面也同樣的涂上樹脂與硬化。
這里，批式且為筒式旋轉清洗設備(圖3及圖4所示設備，后面將做詳細說明)進行高速旋轉時使半導體襯底卡盤204(圖2所示容器，后面將說明)之間的質量平衡，為替代襯底100的使用目的的一例；為了容易達成這一目的，使替代襯底100重量實質上與被處理襯底的重量相同。具體來說，使替代襯底100的重量為被處理襯底的95％以上，且為105％以下。
作為一個例子，8英寸或是直徑200mm的晶圓制品的情況，由于例如重量在51g以上且在55g以下，也使得替代襯底100的重量在51g以上且在55g以下。
為此，調節(jié)對主面103切削的量與樹脂涂層102的厚度。由于樹脂重量因種類而不同，樹脂涂層102的厚度根據樹脂種類決定。
而且，最好是，替代襯底100與被處理襯底實質上有著相同形狀及尺寸。例如替代襯底100的直徑及厚度配合被處理襯底直徑為200mm，同時，厚度在545um以上且在555um范圍以內。
這樣一來，以真空鉗等進行操作時，能夠對替代襯底100與被處理襯底做同樣處理。
如上所述，本實施形態(tài)的替代襯底100為以硅襯底101為底材，在整面上施加樹脂涂層102，與形成電子元件的硅襯底為同形狀且同尺寸。為此，樹脂涂層102提高了強度，同時在清洗工序等，幾乎不會受到藥液侵蝕，內部的硅襯底厚度也不會減少。結果，替代襯底100的強度將非常不容易劣化，因此，在筒式旋轉清洗設備的清洗處理中，替代襯底100破損的可能性非常小。
從上可知，與現(xiàn)有的替代襯底相比下，本實施形態(tài)涉及的替代襯底100能夠大幅度地增加使用次數(shù)。結果，能夠減少替代襯底的交換次數(shù)，降低半導體器件的制造成本。
另外，由于樹脂涂層102具有粘性，即使替代襯底100內部的硅襯底101破損，也能夠防止該硅襯底101的碎片飛散到清洗設備的處理反應室內。因此，替代襯底每次破損時必須交換處理反應室的必要性也消失，這也有助于降低半導體器件的制造成本。
另外，在本實施形態(tài)替代襯底100上，如圖1的作為底材的硅襯底101的整面上施加樹脂涂層102。這樣一來，形成的替代襯底100能夠防止藥液的浸透與藥液對硅襯底101的蝕刻，作為本實施形態(tài)的替代襯底最為合適。但是，有關這一點，也能夠使用只在襯底101的兩個主面的周緣部分施加耐藥性的樹脂涂層102的襯底101。
像這樣的，只在周緣部分施加樹脂涂層102的替代襯底100，容易從樹脂涂層102加工與沒有加工的界線開始劣化。換句話說，容易從該界線產生藥液的浸透與藥液浸透造成的樹脂剝離等。
雖然有著這樣的問題，但是在形成半導體集成電路的襯底的旋轉干燥等工藝過程中，只在周緣部分施加樹脂涂層102的替代襯底101也是可以毫無問題的加以使用。為了干燥進行高速旋轉時，在包含替代襯底101側面的周緣部與卡盤的接觸部分，離心力造成力作用，但是這一部分由于樹脂涂層102而強度增強，能夠抑制替代襯底100的破損。另外，只在周緣部分施加樹脂涂層102的替代襯底101，由于樹脂涂層102中使用的樹脂量少，相較于硅襯底101整面施加樹脂涂層102的替代襯底100，有著能夠廉價制造的優(yōu)點。
而且，在替代襯底100，并不容易區(qū)別表面與背面。這里，例如施加樹脂涂層102之前，在硅襯底101的背面以激光等事先作上記號，如“背“、“背面“、“backside“等。
這樣一來，除了容易區(qū)別替代襯底100的表面與背面之外，同時容易區(qū)別替代襯底100與被處理襯底。但是有關作記號的方法與具體的記號內容并不特別限定。而且，不是在替代襯底100背面，也可以在其表面施加記號，必要的話，也可以表背兩面都作上記號。
而且，最好是，樹脂涂層102為通過導電性粒子或纖維(例如碳等、由抑制樹脂帶電量的物質構成的粒子或纖維)混合等方法，使其具導電性。以這樣具導電性的樹脂施加樹脂涂層102的話，由于能夠抑制替代襯底100發(fā)生的靜電量，因此能夠抑制微粒在靜電作用下附著在替代襯底100上。因此，如后說明的，使替代襯底100與被處理襯底104相向排列收納于卡盤204的情況下，能夠防止該微粒轉印于被處理襯底104上。因此，能夠提高半導體器件制造成品率。
而且，作為上述替代襯底100底材的板狀構件，使用了硅單結晶襯底。但是，只要是能夠形成與一起處理的形成電子元件的硅襯底為同形狀且同尺寸的替代襯底100的話，也可以使用含硅單結晶的襯底、石英玻璃襯底等取代硅單結晶襯底。
并且，整面施加耐藥性樹脂涂層時，由于底材并不暴露于表面，更能夠使用各種材料取代硅單結晶襯底，例如金屬、合金、金屬化合物、或陶瓷、或是這些材料的復合材料等都能夠使用，只要是質量上近于形成有電子元件的襯底都可以使用。這時，也能夠選擇比硅襯底低廉的材料，使替代襯底100價格降低的話，能夠進一步實現(xiàn)電子元件制造低成本化。
其次，有關使用本實施形態(tài)所涉及的替代襯底的半導體器件的處理方法，以清洗處理為例參照附圖予以說明。
首先，如圖2，將替代襯底100與多個被處理襯底104收納于卡盤204。但圖2省略了卡盤的高度與方向。
首先，考慮一次處理的被處理襯底104的數(shù)目，在多個卡盤204的任一當中收納相同數(shù)目的被處理襯底104的情況。換句話說，一批量被處理襯底104的數(shù)目為使用的卡盤204個數(shù)的倍數(shù)。
這種情況下，在每個卡盤204的最上部放入一張?zhí)娲r底100。也就是如圖2所示，將被處理襯底104從下或從上依序排列放入卡盤204，并且在該排列的最上部放入替代襯底100。這里，圖2顯示出，卡盤204的最上部收納一張?zhí)娲r底100的情況，同時顯示了被處理襯底104的最大可能收納張數(shù)的情況。
其次，考慮一次處理的被處理襯底104的數(shù)目不能使任一的多個卡盤204收納的被處理襯底104數(shù)目均相同的情況。換句話說，一批量的被處理襯底104的數(shù)目并非使用的卡盤204個數(shù)的倍數(shù)。
這種情況時，追加收納替代襯底100，使得在所有使用的卡盤204中收納的替代襯底100與被處理襯底104的總數(shù)(收納襯底總數(shù))相同。結果，在某幾個卡盤中，將收納追加的替代襯底100。
有關追加收納的替代襯底100，例如從卡盤204的下部或上部依序收納被處理襯底104后，再收納于其上即可。也就是被處理襯底104的排列上面，排列多個替代襯底100予以收納即可。但是收納方法并不限于此。
也可以先將替代襯底100收納于卡盤204后，再將被處理襯底104收納于卡盤204中。
如上所述，若是在所有的卡盤204中收納的襯底總數(shù)相同的話，卡盤204與替代襯底100及被處理襯底104的總質量(卡盤總質量)能夠完全相等。這是由于替代襯底100與被處理襯底104在實質上有著相等質量。
這樣一來，能夠防止進行旋轉清洗時產生偏心狀態(tài)。一旦在偏心狀態(tài)下旋轉時將會產生激烈振動等，有時造成替代襯底100及被處理襯底104破損；由于能夠防止偏心現(xiàn)象產生，因此能夠防止這類的破損。因此，除了能夠增加替代襯底100的可能重復使用次數(shù)之外，也能夠提高半導體器件的制造成品率。同時，能夠利用本實施形態(tài)的替代襯底的效果。這有助于半導體器件制造的低成本化。
這里，收納被處理襯底104時，表面與背面的哪一面都可以。但是，最好是，收納替代襯底100時予以區(qū)別表面與背面。這有以下的理由。
將替代襯底100收納于卡盤204時，以真空鉗(圖未示)等使替代襯底100的兩個主面中的一個面予以保持進行操作。像這樣保持的主面稱為保持面105。操作替代襯底100時，有時微粒會從真空鉗轉印到保持面105。這樣的狀態(tài)下，收納替代襯底100時，若將保持面105與被處理襯底104相向的話，可能會造成將微粒從保持面105轉印到被處理襯底104。為了避免這一點，收納替代襯底100時，使保持面105的反面、即非保持面106和被處理襯底104相向。
這樣一來，能夠防止微粒轉印到被處理襯底104，避免微粒造成半導體器件品質低下與成品率下降。
這里，為了容易區(qū)別替代襯底100的表面與背面，最好是，使用施加表背記號的替代襯底100。
這樣一來，由于收納替代襯底100時能夠確實的使非保持面106和被處理襯底104相向，能夠容易防止微粒從替代襯底100轉印到被處理襯底104上。
其次，參照圖3及圖4說明上述的、設置了收納替代襯底100及被處理襯底104的卡盤以進行清洗等處理的筒式旋轉清洗設備。
圖3為從側面所見本實施形態(tài)中使用的筒式旋轉清洗設備的內部構造的一例。
如圖3所示，在圓筒形的處理反應室200內部中設置旋轉臺201，在旋轉臺201的底面且為旋轉軸的位置連接軸202，軸202則連接到處理反應室200下方的馬達203。通過馬達203的旋轉，旋轉臺201借助軸202，能夠達到如1000rpm以上的高速旋轉。
旋轉臺201上設置了固定卡盤204的棒狀導桿205?？ūP204中收納了多個半導體襯底等被處理襯底104及替代襯底100，使卡盤204借助棒狀導桿205，對稱于旋轉臺201的旋轉軸子以設置。下面參照圖4進一步說明有關卡盤204及導桿205的設置。
從清洗設備上蓋206的中心部分，設置了與上蓋206垂直突出的噴灑管207，一旦關閉上蓋206，噴灑管207將位于旋轉臺201的旋轉軸上方。清洗時，從噴灑管207能夠朝被處理襯底104與替代襯底100，橫向噴灑含酸或堿的清洗用藥液208。通過藥液供給管209，將清洗用藥液208從清洗設備外部供應到噴灑管207。
進行清洗時，將清洗用藥液噴灑在被處理襯底104與替代襯底100，同時使卡盤204與旋轉臺201一起旋轉，通過這一過程能夠均勻清洗。
除了清洗用藥液之外，噴灑管207也能夠噴灑純水，在距離旋轉臺201的周邊上設置了輔助用的噴灑純水的輔助噴灑管210。純水由純水供給管211供給。
圖4為從上面所見筒式旋轉清洗設備的內部構成的一例。
圖4顯示了旋轉臺201、設置在旋轉臺201上的卡盤204、與固定卡盤204的導桿205、以及卡盤中多個被處理襯底104與替代襯底100，其他構成部分予以省略。如圖4所示，旋轉臺201上設置四組(8支)導管205，每一組導桿固定了一個卡盤204。通過使用這些導桿205，能夠使兩個或是四個卡盤204對稱于旋轉軸而設置在旋轉臺201上。
其次，說明使用圖3及圖4所示的筒式旋轉清洗設備的清洗方法。
首先，如以上所說明，在圖3及圖4所示的筒式旋轉清洗設備處理反應室200內，使用導桿205設置收納替代襯底100及被處理襯底104的卡盤204。這時，使卡盤204對稱于旋轉臺201的旋轉軸予以設置。例如圖3及圖4所示的筒式旋轉清洗設備中，一次能夠處理兩個或四個卡盤204。這里，使用四個卡盤204的話，通過分別設置四組導桿205，能夠使其對稱于旋轉軸予以設置。另外，只使用兩個卡盤時，在隔著旋轉軸的相向位置設置導桿205。
這樣一來，由于每個卡盤204的卡盤總質量相等，因此旋轉時能夠取得平衡。
其次，關閉上蓋206，借助旋轉臺201使卡盤204高速旋轉，同時朝卡盤204方向，從噴灑管207噴灑清洗用藥液208進行清洗。
這里，最好是，上述清洗處理時的清洗用藥液208為含酸或堿的藥液。具體來說，例如使用H2SO4與H2O2的混合溶液(大約100℃時使用)，或是NH4OH與H2O2的混合溶液(大約70℃～80℃時使用)。這些藥液主要使用在抗蝕灰化前、氧化前或CVD膜沉積前的清洗中。若是選擇適當?shù)那逑从盟幰?08，除了所述之外，也能夠使用在接觸蝕刻與通孔蝕刻后去除清洗蝕刻有機反應生成物或是去除金屬配線蝕刻時的反應生成物等的清洗處理中。
而且，若是使用施加耐藥性樹脂涂層102的替代襯底100，能夠防止清洗過程中替代襯底100遭受蝕刻。因此能夠增加替代襯底100的可能重復使用次數(shù)，有助于降低半導體制造成本。
但是，旋轉臺201高速旋轉時，處理反應室200內部微粒將被卷起上升。這些微粒一旦附著到被處理襯底104時，將成為制造的半導體器件品質下降等的原因。但是，如先前所述，通過將替代襯底100收納于卡盤204中被處理襯底104排列的最上部，微粒將主要附著在替代襯底100，而能夠防止微粒附著在被處理襯底104上。
而且，筒式旋轉清洗設備清洗處理被處理襯底104后，在該處理反應室200內進行被處理襯底104的旋轉干燥。這時，由于是旋轉方式，處理反應室內部的氣體與替代襯底100之間有時會因摩擦產生靜電。
這樣一來，發(fā)生靜電時，微粒容易附著在替代襯底100。因此，如圖2般，緊鄰替代襯底100的下面收納的被處理襯底104將容易產生微粒的二次污染。
但是，若是使用以導電性樹脂涂層加工的替代襯底100的話，能夠抑制干燥時產生靜電。防止微粒附著在被處理襯底104減輕二次污染。
而且，即使不是在筒式旋轉清洗設備處理反應室200內進行干燥，而是另外以甩干機(spin dryer)對被處理襯底104進行干燥處理時，使用與所述相同的施加導電性樹脂涂層102的替代襯底100，也能夠獲得抑制靜電的效果。
并且，在本實施形態(tài)中，使用筒式旋轉清洗設備及筒式干燥設備(包括可兼用的設備)說明處理方式，在其他種類的設備里頭也能夠使用本實施形態(tài)的替代襯底100。例如前面說明的，將替代襯底100與被處理襯底104收納于卡盤204，與卡盤204共同浸泡在放滿藥液的清洗槽進行被處理襯底104的清洗處理等的處理方法，也能夠使用。這一狀況時，也能夠利用本實施形態(tài)替代襯底100的效果。例如，通過在替代襯底100上施加樹脂涂層102，使得可能的重復使用次數(shù)比現(xiàn)在增加。因此，能夠降低半導體器件的制造成本。
產業(yè)上利用的可能性如上所述，本發(fā)明的替代襯底及使用該替代襯底的襯底處理方法，能夠增加替代襯底的重復可能使用次數(shù)，降低半導體制造成本。
權利要求
1.一種替代襯底，其特征在于與被處理襯底實質上有著相等質量，且由至少在周緣部分為樹脂所覆蓋的板狀構件構成。
2.根據權利要求1所述的替代襯底，其特征在于所述板狀構件整面為樹脂所覆蓋。
3.根據權利要求1所述的替代襯底，其特征在于與所述被處理襯底，實質上有著相同形狀與尺寸。
4.根據權利要求1所述的替代襯底，其特征在于所述樹脂為耐藥性樹脂。
5.根據權利要求1所述的替代襯底，其特征在于所述樹脂為導電性樹脂。
6.根據權利要求1所述的替代襯底，其特征在于所述兩個主面中的一個面做上記號。
7.根據權利要求1所述的替代襯底，特征在于所述板狀構件為單結晶硅襯底或是含有單結晶硅的襯底。
8.一種襯底處理方法，其特征在于，包括在多個容器各自收納多個被處理襯底的工序，通過在所述多個容器中收納所需的權利要求1所述的襯底，使得在所有的所述多個容器中被處理襯底與所述替代襯底的合計張數(shù)均相同的工序；以及使得收納所述替代襯底的所述多個容器，以對稱于旋轉軸的方式予以設置，同時以所述旋轉軸為中心進行旋轉處理所述被處理襯底的工序。
9.根據權利要求8所述的襯底處理方法，其特征在于在處理所述被處理襯底的所述工序當中，使所述多個容器旋轉，同時對所述被處理襯底噴灑藥液進行清洗。
10.根據權利要求9所述的襯底處理方法，其特征在于所述藥液為含酸或堿。
11.根據權利要求8所述的襯底處理方法，其特征在于處理所述被處理襯底的所述工序當中，使所述多個容器旋轉同時對所述被處理襯底進行干燥。
12.一種襯底處理方法，其特征在于，包括使多個被處理襯底的主面相向排列而收納于容器的工序；將權利要求1所述的替代襯底收納于所述容器時，使所述替代襯底的主面和位于所述排列最上部的所述被處理襯底的主面相向的工序；以及將收納所述替代襯底的所述容器與所述被處理襯底同時處理的工序。
13.一種襯底處理方法，其特征在于，包括使多個被處理襯底各自主面相向排列而收納于容器的工序；將權利要求1所述的替代襯底收納于所述容器時，使用兩個主面中的一個面予以保持，使與保持主面不同的另一主面和位于所述排列最上部的所述被處理襯底的主面相向的工序；以及將收納所述替代襯底的所述容器與所述被處理襯底同時處理的工序。
14.根據權利要求13所述的襯底處理方法，其特征在于所述替代襯底為在所述兩個主面中的一個面作上記號的替代襯底，且使用所述兩個主面中的一個面保持時使用所述作上記號的主面，與所述保持主面不同的主面為沒有施加所述記號的主面。
15.一種襯底處理方法，其特征在于，包括將多個被處理襯底及權利要求1所述的替代襯底收納于容器的工序；以及將收納所述替代襯底的所述容器與所述多個被處理襯底同時浸泡于藥液中加以處理的工序。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種替代襯底及使用該替代襯底的襯底處理方法。使用筒式旋轉清洗設備進行清洗等的襯底處理時，除了增加替代襯底的使用次數(shù)之外，同時抑制破損的碎片飛散，降低半導體器件的制造成本。替代襯底(dummy substrate)100在構造上是在硅襯底101上施加樹脂涂層102，除了增加替代襯底100的強度之外，也防止處理當中硅襯底破損時其碎片或粉末飛散污染處理設備內部。而且，由于樹脂涂層102是使用耐藥性樹脂，能夠抑制藥液的清洗處理對替代襯底100的蝕刻，提高可能的重復使用次數(shù)。
文檔編號H01L21/00GK1674225SQ200510056520
公開日2005年9月28日 申請日期2005年3月18日 優(yōu)先權日2004年3月23日
發(fā)明者石原憲一 申請人:松下電器產業(yè)株式會社