特許 5959069 半導体プロセス用キャリア

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5959069

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年8月2日

(54)【発明の名称】半導体プロセス用キャリア

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20160719BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 N

【請求項の数】4

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-144065(P2014-144065)

(22)【出願日】2014年7月14日

(65)【公開番号】特開2016-21465(P2016-21465A)

(43)【公開日】2016年2月4日

【審査請求日】2014年12月22日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２４年度、経済産業省戦略的基盤技術高度化支援事業「局所プラズマ接合を用いた半導体プロセス用シリコンキャリア製造」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】301021533

【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】513085983

【氏名又は名称】Ｃａｒｒｉｅｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082669

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 賢三

(74)【代理人】

【識別番号】100095337

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 伸一

(74)【代理人】

【識別番号】100095061

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 恭介

(72)【発明者】

【氏名】板谷 太郎

(72)【発明者】

【氏名】石井 裕之

(72)【発明者】

【氏名】天野 佳之

(72)【発明者】

【氏名】林 恒幸

【審査官】 中田 剛史

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００６−５１８９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０７３４５２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０００−００９６６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１４２５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１１６７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 局所プラズマ接合を用いた半導体プロセス用シリコンキャリア製造，平成２５年度戦略的基盤技術高度化支援事業 研究開発成果等報告書，日本，２０１４年 ３月，ＵＲＬ，http://www.chusho.meti.go.jp/keiei/sapoin/portal/seika/2011/23230820004.pdf

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体基板からなる搬送用ベース部材を備え、この搬送用ベース部材よりも小口径の、又は前記搬送用ベース部材と異型の小基板を収容し、保持可能とする収容部が前記搬送用ベース部材に設けられている半導体プロセス用キャリアにおいて、
前記収容部が開口であって、この開口を覆うようにして前記搬送用ベース部材の一方の面に孔が形成されたポリイミドフィルムが配設されて構成され、
電界によって付与される吸着力及び前記孔を通じての真空吸着力によって前記小基板が前記収容部に保持され、かつ、前記吸着力が前記電界の遮断後に維持される、
ことを特徴とする半導体プロセス用キャリア。

【請求項2】

前記小基板の前記収容部からの着脱が、電界操作により半導体装置外部で可能である、
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体プロセス用キャリア。

【請求項3】

前記ポリイミドフィルムの厚さが１００ミクロン以下である、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体プロセス用キャリア。

【請求項4】

半導体基板からなる搬送用ベース部材を備え、この搬送用ベース部材よりも小口径の、又は前記搬送用ベース部材と異型の小基板を収容し、保持可能とする収容部が前記搬送用ベース部材に設けられている半導体プロセス用キャリアにおいて、
前記収容部が、前記搬送用ベース部材上の中央部に回転可能に設けられ、幅の大きい幅大部及び、この幅大部よりも幅の小さい幅小部を有する回転体と、前記搬送用ベース部材上の周縁部に設けられる第一片部とから構成され、
前記小基板の周縁部が、前記回転体の幅大部と前記第一片部とに係合することで、前記小基板が前記収容部で保持される、
ことを特徴とする半導体プロセス用キャリア。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、小口径又は異型の半導体基板（小基板）の各種プロセスを、大口径シリコン基板に対応する半導体製造装置において行うための半導体プロセス用キャリアに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイス及び回路の製造において、微細化をはじめとする生産技術の高度化は、主としてシリコンデバイスに対して行われてきた。シリコンデバイスの生産技術の高度化は、基板サイズの拡大と加工寸法の微細化が一体として推進され、技術の高度化と製造コストの低減が同時に進んできた。

【0003】

シリコン以外の化合物半導体の産業規模は２０００年まで、シリコンデバイスに対して１％以下に留まっていた。が、２０１０年以降、ＧａＮ系材料を用いたＬＥＤ産業の成長や、ＳｉＣ系材料を用いたパワーデバイスの実用化、ＧａＡｓ系材料を用いたスマートフォンに代表される無線デバイス市場が拡大し、シリコンデバイスに対して１％を越えてきている。今後、その割合がますます拡大することが予想される。これらの化合物半導体デバイス用半導体基板の寸法は今後、６インチ化や８インチ化が視野に入るようになるものの、通常４インチ以下である。このため小口径基板に対応出来る高度な生産技術が必要とされている。また、マイクロマシンシステムやナノマシンシステムでは、旧世代の６インチ以下の小口径のウエハに対応する製造装置が多用されている。さらに３次元実装等の後工程における長方形の半導体基板のような異型ウエハやチップに対応できるセンサ技術も必要とされている。

【0004】

しかし現状、基板寸法を変更する度に、装置の搬送系や加工系の交換または改造を必要とし、しかも１台の半導体製造装置の改造では留まらず、全ての製造工程装置の搬送系と加工系を改造する必要があり、改造コストは大きな負担となっている。

【0005】

このような状況を鑑み、半導体製造装置の搬送系や加工系の交換または改造をすること無く、小口径の半導体基板、あるいは異型の基板に対してプロセスを行うことが可能な手段が、経済面においても、汎用性においても、強く求められている。

【0006】

現在までに、プロセス装置の搬送系に適応している基板にザグリ加工等のポケット形状を形成し、その中に小口径半導体基板を搭載して装置搬送系に適応させる工夫がなされている（例えば、特開平１０−７９４１８号公報：特許文献１）。その他、多種仮固定剤、粘着材、簡易的にワックス等で適応基板上へ貼り付けるなどの工夫もなされている。

【0007】

特許文献１に提案されている発明は、露光用の基板またはフォトマスクの搬送に関するものであり、また基板が搬送用アダプタの上に「載置」された状態で搬送される状況に対応するものである。また、位置精度を実現するために、「基板の周囲を規制する規制部材を備える」ことが要件とされていることから、一般の半導体製造装置に適用することが困難である。なぜなら、半導体基板に対して真空吸着や静電チャックを用いて搬送やプロセス、加工を行う途中で基板が垂直方向や上下が反転する場合に、設置した半導体基板が落下することになり、あるいは高温に耐えることも必要な場合があるからである。

【0008】

ポリイミドフィルムを用いた半導体製造と搬送に関する特許に関し、特開平５−１１４６１８号公報（特許文献２）は、ポリイミド製フィルムを用いたデバイス封止法に関する特許である。特開平９−１６２２４７号公報（特許文献３）は、ポリイミドテープを用いた実装手法に関する特許であり、特開２００２−１３４５６７号公報（特許文献４）は、実装に用いるポリイミドベースフィルムに関する特許である。特開２００３−３４７３６号公報（特許文献５）は、ポリイミドフィルムを用いたＴＡＢテープに関する特許であり、特開２００４−７１６０号公報（特許文献６）は、チップをポリイミドテープ上に実装する手法に関する特許である。特開２００６−５１８９３０号公報（特許文献７）は、ポリイミドフィルムと導電性膜の複合基板を装置内に設置して静電チャックをする手法に関する特許である。したがって、本発明が解決しようとする課題として後述するような半導体製造装置における一般的な搬送やプロセス、加工を対象とするものは無い。

【0009】

また、特開２００３−１４２５６３号公報（特許文献８）は、シリコンウエハにくり貫き部を形成し、このくり貫き部を覆って底面に粘着性の膜を装着し、くり貫き部内に小基板を真空チャックにより保持し、小基板のプロセスを行う手法に関する提案である。しかし、この手法では、粘着性の膜を必要とし、また、くり貫き部内に小基板を保持するのに真空チャックが必要とされる等の制限がある。特開平３−７３４５２（特許文献９）や特開２０００−９６６５（特許文献１０）には、ウエハ保持治具に関連する発明が提案されている。しかし、材質がアルミ合金を前提として制限されている（特許文献９）、ウエハの固定方法が側面から押さえるだけで逆さまにすると試料が落下する虞がある（特許文献１０）等の懸念がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開平１０−７９４１８号公報

【特許文献2】特開平５−１１４６１８号公報

【特許文献3】特開平９−１６２２４７号公報

【特許文献4】特開２００２−１３４５６７号公報

【特許文献5】特開２００３−３４７３６号公報

【特許文献6】特開２００４−７１６０号公報

【特許文献7】特表２００６−５１８９３０号公報

【特許文献8】特開２００３−１４２５６３号公報

【特許文献9】実開平３−７３４５２号のマイクロフィルム

【特許文献10】特開２０００−９６６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明は、上記実情に鑑み、小口径または異型の半導体基板（小基板）を搬送して加工するなどのプロセスを、大口径シリコン基板に対応した半導体製造装置で、改造無しに行うことを可能とする半導体プロセス用キャリアを提供することを目的とする。さらに、近年注目を浴び、半導体材料として期待されているＳｉＣやＧａＮ等の高温プロセスを可能とし、一般的な半導体製造プロセスに用いることができる半導体プロセス用キャリアを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記目的を達成するため、本発明は、半導体基板からなる搬送用ベース部材を備え、この搬送用ベース部材よりも小口径の、又は前記搬送用ベース部材と異型の小基板を収容し、保持可能とする収容部が前記搬送用ベース部材に設けられている半導体プロセス用キャリアにおいて、前記収容部が開口であって、この開口を覆うようにして搬送用ベース部材の一方の面に孔が形成されたポリイミドフィルムが配設されて構成され、電界によって付与される吸着力及び前記孔を通じての真空吸着力によって前記小基板が前記収容部に保持され、かつ、前記吸着力が前記電界の遮断後に維持されることを特徴とする。特に、前記小基板の前記収容部からの着脱が、電界操作により半導体装置外部で可能であることを特徴とする。

【0013】

さらに、この半導体プロセス用キャリアにおいて、前記ポリイミドフィルムの厚さが１００ミクロン以下であることを特徴とする。

【0015】

本発明は、半導体基板からなる搬送用ベース部材を備え、この搬送用ベース部材よりも小口径の、又は前記搬送用ベース部材と異型の小基板を収容し、保持可能とする収容部が前記搬送用ベース部材に設けられている半導体プロセス用キャリアにおいて、前記収容部が、前記搬送用ベース部材上の中央部に回転可能に設けられ、幅の大きい幅大部及び、この幅大部よりも幅の小さい幅小部を有する回転体と、前記搬送用ベース部材上の周縁部に設けられる第一片部とから構成され、前記小基板の周縁部が、前記回転体の幅大部と前記第一片部とに係合することで、前記小基板が前記収容部で保持されることを特徴とする。

【0017】

本発明に係る半導体プロセス用キャリアでは、小基板を真空吸着固定又は冷却するための孔が形成されていることが好ましい。このほか、小基板を保持可能とする収容部の加工は、半導体プロセスにより実現できる場合がある。

【発明の効果】

【0018】

本発明に係る半導体プロセス用キャリアにより、半導体製造装置の特殊改造をすることなく、小基板に対する搬送系や加工などのプロセスを進めることができる。すなわち、本発明において、搬送用ベース部材にポリイミドフィルムを装着した構成では、搬送用ベース部材に対する真空チャックや静電チャックにより、小基板の搬送用ベース部材への吸着固定や小基板を覆うことによる固定が可能となる。これにより上記プロセスにおいて、小基板が搬送中に落下することや位置がずれることを防止することができる。さらに、小基板の高温プロセスが可能になる。特に、搬送用ベース部材における収容部からの小基板の着脱が電界操作により半導体装置外部で可能であるので、扱いやすさが格段に向上する。

【0019】

これらの利点を活かすことにより、大口径シリコン基板に対応する半導体製造装置や高温に対応する半導体製造装置を、改造無しに小基板を用いたプロセスに適用することができ、生産コストの削減と生産効率の向上をもたらすことができる。

【0020】

また、本発明に係る半導体プロセス用キャリアでは、例えば、半導体製造装置の対象として実績のある６インチ、８インチ等の大口径シリコンウエハをベースとしたシリコン基板で搬送用ベース部材を構成することができる。これにより、搬送用ベース部材の弾性率や比重、熱膨張係数等の物理定数がシリコンとほとんど変わらなくなる。したがって、セラミック材料や金属材料、ガラス等のシリコン以外の材料を用いる場合に比べ、搬送系や加工系でのトラブルが発生しにくくなる。さらに、シリコン表面の反射条件をそのまま使用できるため、半導体プロセス用キャリア上の位置決めの基準となるマーカーの検出が容易となる。シリコン基板で搬送用ベース部材を構成するから、不純物を含んでいないので汚染の問題も発生しない。

【0021】

加えて、真空吸着固定のための孔を具備する構成により、小基板を搬送アームに固定して搬送し、プロセスや加工する際に装置内のステージに固定し、小基板の脱落・落下を防止することができ、露光の際に精度低下するのを防ぐことができる。そして、位置決めの基準となるマーカー位置を、ベース基板のノッチやオリフラに対して高精度位置（Ｘ，Ｙ＜±２００μｍ、Θ＜１度）にすることで、自動アライメントによるバッチ処理が可能となり、プロセスのスループットを大幅に向上することができる。

【0022】

本発明において、搬送用ベース部材にポリイミドフィルムを装着した構成では、ポリイミドフィルムをほとんど絶縁体と見なせる為、小基板を半導体装置外部での電界操作により、収容部に直接吸着固定させることができる。半導体製造装置において小基板を落下させることなく搬送とプロセス、加工を行うには、経験的に１５［ｇｆ／ｃｍ²］以上の吸着力で搬送用ベース部材に吸着される必要があると分かっている。このため、静電気的に安定的な固着力を保持することが必要な場合には、印加電圧を増大すること等により、１５［ｇｆ／ｃｍ²］以上の吸着力を得ることができる。３０００Ｖの電界を付与すれば、１００μｍ以下の厚みのポリイミドフィルムにおいて確実に、１５［ｇｆ／ｃｍ²］以上の吸着力を得ることができる。さらに、半導体装置外部で電界操作により、搬送用ベース部材の収容部から小基板を取り出すことも可能である。

【0023】

本発明に係る半導体プロセス用キャリアでは、プラズマ照射による表面活性化接合を用いて、小基板を収容する収容部に相当する各種の構造を搬送用ベース部材上に接合する構成である。このような構成によって本発明に係る半導体プロセス用キャリアを、半導体基板を円盤状の回転体に同心円状に置き、回転させながらイオンを注入するイオン注入装置やウエハを上下に動かせながらイオンを注入するイオン注入装置に対し、改造無しで適用することが可能となる。イオン注入装置における回転により、搬送用ベース部材に遠心力（３００ｍｍ未満の場合は、ｒ＝５０ｃｍ、１２００ｒｐｍで回転、３００ｍｍの場合は、ｒ＝７５０ｍｍ、７５０ｒｐｍで回転等）が加わるが、この遠心力に対して小基板を収容部に保持し続けることができる。また、ＳｉＣを用いたパワートランジスター製造では、６００℃等の高温でイオン注入する工程も有ることから、耐熱性を有し、且つ遠心力に耐えられる固定方法が必要となるが、これを本発明ではプラズマ照射による表面活性化接合を用い、収容部に相当する各種の構造を搬送用ベース部材上に接合すること等により達成可能としている。

【0024】

ここで、従来の半導体プロセス用キャリアでは、高温プロセス工程に使用すると残留歪の為に割れる問題が発生することが知られる。本発明に係るポリイミドを使用した半導体プロセス用キャリアにおいても、５００℃程度までの耐熱性しかない。そこで、例えば、搬送用ベース部材上の収容部を平面視略Ｃ字状に構成し、上記プラズマ照射による表面活性化接合技術で接合して提供することにより、これらの問題を解決することができる。また、例えば、搬送用ベース部材上の収容部を、搬送用ベース部材の中央部に設ける回転可能な回転体と、搬送用ベース部材の周縁部に設ける第一片部とから構成し、これらを上記プラズマ照射による表面活性化接合技術で接合して提供することでも、上記問題を解決することができる。また、例えば、収容部を、搬送用ベース部材の周縁部に設ける第二片部と、この第二片部に嵌合する嵌合突部が形成されている蓋部材とから構成し、これらを上記プラズマ照射による表面活性化接合技術で接合して提供することでも、上記問題を解決することができる。このような構成の半導体プロセス用キャリアでは、加熱サイクル試験（加熱温度１０００℃で１時間保持）を１１回行っても、赤外線像による接合部（白色領域）の面積と分布に変化が起きないことが確認された。また、可視光によるキャリア部の干渉縞の本数も約２０本（凹凸は約６μｍ程度）で変化しないことから、加熱温度１０００℃におけるサイクル試験に起因する反りや割れが発生しないことが確認された。これらの結果から、本発明に係る半導体プロセス用キャリアが、アニールプロセスに十分耐えることが確認された。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明に係る半導体プロセス用キャリアの第１実施形態に関し、その構成を断面で説明する断面説明図である。

【図2】本発明に係る半導体プロセス用キャリアの第１実施形態に関し、小基板が収容されている状態を断面で説明する断面説明図である。

【図3】図２の概略平面図である。

【図4】第１実施形態において、搬送用ベース部に設けられる開口部に関し、そのバリエーションを説明する説明図であって、（ａ）は一辺接触の例を説明する説明図、（ｂ）は二辺接触の例を説明する説明図、（ｃ）及び（ｄ）は三辺接触の例を説明する説明図である。

【図5】第１実施形態において、半導体装置外部で電界操作により、小基板が開口から着脱されることを説明する説明図である。

【図6】半導体プロセス用キャリアの参考例１の構成を説明する説明図であって、（ａ）は平面説明図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面説明図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面説明図、（ｄ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面説明図、（ｅ）は（ａ）のＡ−Ａ断面説明図、（ｆ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面説明図である。

【図7】本発明に係る半導体プロセス用キャリアの第２実施形態の構成を説明する説明図であって、（ａ）は小基板を保持していない状態の平面説明図、（ｂ）は小基板を保持している状態の平面説明図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｄ）は（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。

【図8】第２実施形態において、その要部（回転体）を平面図及び断面図で示して説明する要部説明図であって、（ａ）は小基板を保持しない状態の要部平面説明図とそのＡ−Ａ断面図、（ｂ）は小基板を保持している状態の要部平面説明図とそのＢ−Ｂ断面図である。

【図9】半導体プロセス用キャリアの参考例２の構成を説明する説明図であって、（ａ）は平面説明図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明のいくつかの実施形態を図に基づいて説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明は特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。

【0027】

（第１実施形態）
本発明は、半導体プロセス用として優れた特性を有するポリイミドフィルム２と、半導体製造装置で利用される６〜１２インチサイズの大口径シリコン基板に、小基板を収容する収容部としての開口部１０が形成されてなる搬送用ベース部１とから構成される。本発明に係る半導体プロセス用キャリアは、大口径シリコン基板を搬送用ベース部１として用いることから、搬送用ベース部１よりも小口径、又は異型の小基板を開口部１０に備える構成であっても、半導体製造装置において大口径シリコン基板と認識される。本実施形態において、小基板（例えば、サファイア基板４）は、半導体製造装置外部での電界操作による静電チャックで開口部１０に吸着されて収容され、そのままの状態で半導体製造装置内の所定位置に固定される。したがって、小基板を落下させることなく半導体製造装置での搬送とプロセス、加工を行うことが可能となる。なお、ポリイミドフィルム２には、洗浄における耐薬品性とともに、耐熱性、耐摩耗性、アウトガスが少ない等の特性がある。

【0028】

第１実施形態に係る半導体プロセス用キャリアは、例えば、図１に示すように、１００μｍ以下の厚みで絶縁体のポリイミドフィルム２上に、サファイア基板４が収容される所定形状の開口部１０を形成した搬送用ベース部１が載置されて構成される。ポリイミドフィルム２と搬送用ベース部１とは、３００〜４００℃に加熱されることで接着される。接着剤としては、熱硬化型、溶融接着型又は熱可塑型の性質を備える接着剤であれば各種のものを採用することができる。例えば、エポキシまたは溶剤可溶性のポリイミド材等をはじめとする耐熱性を有する接着剤からなる接着部３によりポリイミドフィルム２と搬送用ベース部１とが接着される。ポリイミドフィルム２には、小基板を半導体製造装置内の所定位置で真空吸着固定したり、または半導体製造装置内で冷却したりするための孔５が形成されている。

【0029】

搬送用ベース部１は、例えば、径が６〜１２インチサイズの規格品のシリコンウエハであることが、汎用性の観点から好ましい。小基板は、搬送用ベース部１よりも小口径又は、搬送用ベース部１のウエハ形状とは異なる異型（例えば、矩形状）の構成のものであれば採用され得る。小基板の種類としては、本実施形態で例示するサファイア基板４のほか、ＧａＮ基板、ＳｉＣ基板、ＧａＡｓ基板等が例示される。

【0030】

そして、図２及び図３に示すように、小基板としてのサファイア基板４は、搬送用ベース部１に形成された所定形状の開口部１０に収容された上で半導体製造装置内の所定位置（例えば、台座６）に載置される。特に、図３に示すように、搬送用ベース部１に形成された開口部１０は、サファイア基板４の結晶方位に沿って形成されているオリエンテーションフラット面を支持する第１支点１１及び、この第１支点１１に対して直角となる位置からサファイア基板４を支持する第２支点１２を有している。また、サファイア基板４を第２支点１２が支持する方向と１８０度逆の方向から、サファイア基板４に対して点で支持する第３支点１３を有することが、アラインメント機構の確実性から好ましい。なお、図３に示すように、搬送用ベース部１上には、ステージ上に吸着される位置の基準となる搬送用ベース部１の基準点１４がオリフラまたはノッチの位置に形成されることが、均一な表面処理の観点から好ましい。

【0031】

また、開口部１０の形状は、図４（ａ）に示すようなサファイア基板４と第１支点１１で接触する一辺接触によって位置精度を保証する形状、図４（ｂ）に示すような第１支点１１及び第２支点１２の二辺で接触する二辺接触によって位置精度を保証する形状を有するように加工すればよい。又は、図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すような第１支点１１、第２支点１２及び第３支点１３の二辺及び一点で接触する複雑な形状での接触のいずれかの方式を有するように加工してすればよい。

【0032】

第１実施形態に係る半導体プロセス用キャリアでは、図５に示すように、半導体製造装置の外部の小基板着脱装置８において電界操作を行うことで、サファイア基板４を搬送用ベース部１の開口部１０に吸着することができる。また、半導体製造装置の外部の小基板着脱装置８において電界操作を行うことで、サファイア基板４を搬送用ベース部１の開口部１０から剥離することができる。

【0033】

まず、サファイア基板４を搬送用ベース部１の開口部１０へ収容し（図５下部参照）、小基板着脱装置８の電界操作部が設けられている所定位置に載置する（図５中央部参照）。小基板着脱装置８の電界操作部では、例えば、１ｋＶの電界を印加し、サファイア基板４を搬送用ベース部１の開口部１０に静電チャックして吸着し、サファイア基板４をポリイミドフィルム２と開口部１０とで囲まれた空間に固定する。本発明では、電界の遮断後にも、残留する静電気力により、サファイア基板４の搬送用ベース部１の開口部１０への吸着が維持される（図５上部参照）。

【0034】

また、サファイア基板４を搬送用ベース部１の開口部１０へ収容した本発明に係る半導体プロセス用キャリアを、例えば、半導体製造装置で所定のプロセスを行った後に（図５上部参照）、小基板着脱装置８の電界操作部が設けられている所定位置に載置する（図５中央部参照）。そして、小基板着脱装置８において、静電チャックの時とは逆方向の電界を印加し、残留する静電気力を相殺することができる。これにより、サファイア基板４を搬送用ベース部１の開口部１から剥離することができる（図５下部参照）。

【0035】

小基板着脱装置８の電界操作部では、サファイア基板４を搬送用ベース部１の開口部１０へ吸着するに際し、例えば、１０００〜５０００Ｖの電界を付与すれば良い。電界を付与する強度は、ポリイミドフィルム２の厚みと相関させて決めることができる。例えば、ポリイミドフィルム２の厚みが１００μｍであるとき、３０００Ｖの電界を付与すれば良く、ポリイミドフィルム２の厚みが５０μｍであるとき、１５００Ｖの電界を付与すれば良い。これにより１５［ｇｆ／ｃｍ²］以上の吸着力で、サファイア基板４を搬送用ベース部１の開口部１０へ吸着することができる。１５［ｇｆ／ｃｍ²］以上の吸着力があれば、安定的に保持できることが経験的に分かっている。

【0036】

また、サファイア基板４を搬送用ベース部１の開口部１０へ吸着させる吸着力を、電界強度を固定値とし、ポリイミドフィルム２の厚みで決定することもできる。

【0037】

そして、本発明では、搬送用ベース部１の開口部１０に、サファイア基板４を吸着、保持した後、ポリイミドフィルム２に形成された孔５等を通じて、半導体製造装置内の所定位置で真空吸着固定し、サファイア基板４の搬送やプロセス、加工を行うことができる。また、孔５を通じて、本発明に係る半導体プロセス用キャリア及び開口部１０に吸着、保持したサファイア基板４を半導体製造装置内で冷却することができる。

【0038】

ポリイミドとは通常、芳香族化合物が直接イミド結合で連結された芳香族ポリイミドを指し、芳香族がイミド結合を介して共役構造を持つため、剛直で強固な分子構造を持ち、且つイミド結合が強い分子間力を持つために、高分子中で最高レベルの高い熱的、機械的、化学的性質を持つことから、本発明を構成する部材として用いるのに適している。例えば、デユポン社製のカプトン（登録商標）系ポリイミドフィルムは、芳香族四塩基酸と芳香族ジアミンとの縮重合によって得られ、下記のような特徴を有していることから、本発明を構成する部材として用いるのに適している。

【0039】

１）常温での機械特性が高温領域においてもほとんど変わらない。
２）融点がなく、５００℃以上でなければ炭化をはじめず、非延焼性である。
３）ほとんど全ての有機溶剤に溶けず、高温においても高い耐化学薬品性を有する。
４）高い絶縁破壊電圧、小さな誘電損失などの優れた電気特性を、広い温度範囲おいて有する。

【0040】

一方、ユーピレックス（登録商標）系ポリイミドフィルムは宇部興産（株）の製品であり、カプトン系とは異なる芳香族四塩基酸二無水物が原料として用いられているが、カプトン系と同様な優れた機械的特性、電気絶縁性、耐薬品性、耐熱性を有している。また、同様の原料からなるＵ−ワニスは、基材に塗布し、高温で焼きつけることにより溶媒が除去されるとともに、イミド化反応が進み、フィルムと類似の特性を有するポリイミド被膜となるため、ポリイミド薄膜の形成が容易である。これらのことから、フィルムとワニス共に、本発明を構成する部材として用いるのに適している。

【0041】

その他、高い耐熱特性を示すスーパーエンプラとも呼ばれている耐熱性プラスチックの代表的なものとして、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリエステル（ＬＣＰ）を挙げることができ、本発明を構成する部材として用いることが可能である。一般的には短期的耐熱性が２００℃以上、長期的耐熱性が１５０℃以上の耐熱性プラスチックが本発明を構成する部材として用いることができる。

【0042】

ここで、搬送用ベース部１の開口部１０の加工は、エアスピンドル法、超音波法、その他の各種方法により達成される。例えば、半導体製造装置による加工、プロセスの為に、平坦度、寸法精度が要請されるが、それらを実現する有力なエアスピンドル法がある。この方法による高さ方向の寸法精度は１０ミクロン以下であり、表面粗さは０．２ミクロン以下である。また、超音波による加工も用途によっては有力な方式である。

【0043】

他方、マイクロマシンシステム（ＭＥＭＳ）の製造において、基板に垂直な断面の高いアスペクト比を実現するＢｏｓｃｈ法と呼ばれるエッチング方法が使われているものの、この方法は、エッチング速度は速いが、深さ方向の寸法精度に関しては形状依存性がある。一般に、形状に応じて５００ミクロンのエッチング深さに対して３０ミクロン程度のばらつきがあることから、エッチング法に加えて、上記エアスピンドル法または超音波加工法を用いることにより、スループットをあげながら、寸法精度を確保することができる。

【0044】

（参考例１）
また、本発明に係る半導体プロセス用キャリアは、図６に示す構成をその範囲に含む。すなわち、参考例１に係る半導体プロセス用キャリアは、例えば、図６（ｂ）に示すように、大口径シリコン基板からなる搬送用ベース部１ａと、この搬送ベース部１ａ上に形成され、小基板（例えば、サファイア基板４）を収容して保持する収容部としての、基板挿入部７ａ及び基板収容部７ｂからなる平面視略Ｃ字状の構造体７とから構成されている。

【0045】

収容部としての構造体７は、図６（ａ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示すように、搬送用ベース部１ａに接する第一層７１及び、この第一層７１に積層される第二層７２の積層構造を有している。特に、図６（ｅ）、（ｆ）に示すように、基板挿入部７ａは、構造体７へのサファイア基板４の挿入口となり、基板収容部７ｂは、サファイア基板４が収容されたときに、その周縁部を囲む収容部となる。そして、図６（ｆ）に示すように、基板挿入部７ａにおける第一層７１部分に、断面視で幅方向に互い違いに凹んだ段部構造７１ａが形成されている。この段部構造７１ａによってサファイア基板４が、搬送用ベース部１ａに対して斜めとされて基板挿入部７ａへ挿入される。その後、サファイア基板４は、基板挿入部７ａを通過させられ、続いて基板収容部７ｂに収容され、構造体７内の図６（ａ）〜（ｄ）で表される箇所で保持されることとなる。

【0046】

図６（ｅ）に示す基板収容部７ｂにおける第二層７２の最大幅Ｔ１は、収容されるサファイア基板４の直径よりも小さい。具体的には、収容されるサファイア基板４の直径よりも４００μｍ以上小さい（好ましくは、小基板の直径より４００μｍ〜５００μｍ小さい）。図６（ｅ）に示す基板収容部７ｂにおける第一層７１の最大幅Ｔ２は、収容されるサファイア基板４の直径よりも大きい。具体的には、収容されるサファイア基板４の直径よりも２００μｍ以下の範囲で大きい（好ましくは、小基板の直径より１００μｍ〜２００μｍ大きい）。

【0047】

また、図６（ｆ）に示す基板挿入部７ａにおける第一層７１の幅Ｔ３は、収容されるサファイア基板４の直径よりも大きく、具体的には、収容されるサファイア基板４の直径よりも２００μｍ以下の範囲で大きい（好ましくは、小基板の直径より１００μｍ〜２００μｍ大きい）。さらに、図６（ｆ）に基板挿入部７ａにおける第一層７１の段部構造７１ａの段部高さＴ４は、収容されるサファイア基板４の厚みよりも大きく、具体的には、収容されるサファイア基板４の厚みよりも１００μｍ以下の範囲で大きい（好ましくは、小基板の厚みより５０μｍ〜１００μｍ大きい）。

【0048】

このほか、図６において、搬送用ベース部１ａの厚みＴ５は、６００〜６５０μｍであり、第一層７１の厚みＴ６は、５００〜５５０μｍであり、第二層７２の厚みＴ７は、４００〜４５０μｍである。

【0049】

参考例１において、第１実施形態における半導体プロセス用キャリアの構成と異なる点は、ポリイミドフィルム２を不要としたことであり、開口部１０を設けることなく、搬送用ベース部１ａを構成している。参考例１に係る半導体プロセス用キャリアは、ポリイミドフィルム２を不要としたので、本発明を半導体製造装置内の所定位置に真空吸着固定するため、または本発明を半導体製造装置内で冷却するための孔５ａを搬送用ベース部１ａに形成している。

【0050】

なお、第一層７１の搬送用ベース部１ａへの接合、及び、第二層７２の第一７１層への接合を、プラズマ照射による表面活性化接合ＰＢで実現することができる。さらに、エアスピンドル方式等の研削手段により、一枚のウエハから第一層７１及び第二層７２を削り出して構造体７を構成した上で、この構造体７を搬送用ベース部１ａへプラズマ照射による表面活性化接合ＰＢ等で接合してもよい。構造体７は、シリコンのほか、シリコンとは異なる化合物半導体材料であるサファイア、ＧａＮ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ等から構成することができる。

【0051】

そして、参考例１に係る半導体プロセス用キャリアは、イオン注入装置、スパッタ又は縦型ＣＶＤ等の半導体製造装置において、小基板を加工するためのキャリアとして簡便に利用することができる。

【0052】

（第２実施形態）
また、本発明に係る半導体プロセス用キャリアは、図７（ａ）〜（ｄ）に示す構成をその範囲に含む。すなわち、第２実施形態に係る半導体プロセス用キャリアは、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、大口径シリコン基板からなる搬送用ベース部１ｂと、この搬送ベース部１ｂ上の中央部に回転可能に設けられる回転体９１と、搬送用ベース部材１ｂ上の周縁部に複数設けられる第一片部としての半円リング片部９２とから構成されている。第２実施形態に係る半導体プロセス用キャリアでは、回転体９１と半円リング片部９２とで小基板（例えば、サファイア基板４）を収容する収容部が構成される。

【0053】

回転体９１は、図７（ｃ）、（ｄ）及び図８に示すように、搬送ベース部１ｂ上の中央部で水平方向に回転する回転部９１１と、この回転部９１１の軸となる軸部９１２と、この軸部９１２に取り付けられ、回転部９１１の回転運動に応答するカムとして機能し、回転部９１１に対し、回転する向き（水平方向）の直角となる方向（鉛直方向）の直線運動を与えるカム部９１３とからなる。回転部９１１は、９０度毎に径方向に幅を大きくさせて形成された幅大部９１１ａと、この幅大部９１１ａ以外の本体部分であって幅大部９１１ａよりも幅の小さい幅小部を有する。回転体９１１は、幅小部である本体部分から径方向に９０度毎に外側に突出した突部により、幅大部９１１ａが形成されている、ということもできる。

【0054】

半円リング片部９２は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、半円リング状の構造体として、搬送用ベース部材１ｂ上の周縁部に周方向に９０度毎に４カ所設けられている。具体的には、半円リング片部９２の略Ｕ字の開口側（開放側）が、搬送用ベース部材１ｂの中央部に向けられて設けられている。また、半円リング片部９２は、そのリング内側に、サファイア基板４の結晶方位に沿って形成されているオリエンテーションフラット面を辺で支持する支持辺部９２ａが形成されている。さらに、半円リング片部９２は、図７（ｃ）、（ｄ）から理解されるように、土台部９２１と、この土台部９２１よりもリング内側へ突出した庇部９２２とからなる二層構造である。このように半円リング片部９２には、サファイア基板４を収容したときに、その周縁部が庇部９２２に係合する構造が形成されている。そして、第２実施形態では、回転体９１と半円リング片部９２とで搬送ベース部１ｂ上にサファイア基板４を収容する収容部が、４カ所存在していることとなる。

【0055】

第２実施形態に係る半導体プロセス用キャリアでは、まずサファイア基板４のオリエンテーションフラット面を支持辺部９２ａで支持させ、その周縁部を半円リング片部９２の庇部９２２に係合させる。その上で、回転体９１の回転部９１１を回転させて、その幅大部９１１ａに、庇部９２２に係合させているのとは別部分のサファイア基板４の周縁部を係合させる。これにより、サファイア基板４の周縁部を、回転体９１の幅大部９１１ａと半円リング片部９２とで保持する。

【0056】

第２実施形態では、図８に示すように、例えば、回転体９１の回転部９１１が回転する動きを、カム部９１３により、４５度だけ回転する又は３１５度だけ回転するといった一定の動きに制限することができる。すなわち、回転部９１１を回転させるのに伴って、カム部９１３で回転部９１１に上下等に約２００μｍ程度、直線運動をさせることで、回転部９１１の上面を軸部９１２の頭部下面に当接させ、回転部９１１にそれ以上（例えば、４５度又は３１５度以上）回転しないように規制することができる。これにより、サファイア基板４を回転体９１と半円リング片部９２とで保持した後に誤って回転部９１１が回転し、周縁部の係合が外れてサファイア基板４が保持されなくなるといったケースを回避することができる。

【0057】

なお、半円リング片部９２の搬送用ベース部１ｂへの接合、及び、回転体９１の軸部９１２の搬送用ベース部１ｂへの接合を、プラズマ照射による表面活性化接合ＰＢで実現することができる。半円リング片部９２は、シリコンのほか、シリコンとは異なる化合物半導体材料であるサファイア、ＧａＮ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ等から構成することができる。回転体９１の回転体９１１、軸部９１２およびカム部９１３の各部品は、金属または合成樹脂、無機材料、有機材料のいずれかであって、半導体製造装置での各種の操作に影響を与えない材料から構成することができる。

【0058】

そして、第２実施形態に係る半導体プロセス用キャリアは、例えば、オールシリコン製として耐熱性を具備させることにより、イオン注入装置等において小基板をプロセスするためのキャリアとして簡便に利用することができる。

【0059】

（参考例２）
また、本発明に係る半導体プロセス用キャリアは、図９（ａ）、（ｂ）に示す構成をその範囲に含む。すなわち、参考例２に係る半導体プロセス用キャリアは、大口径シリコン基板からなる搬送用ベース部１ｃと、この搬送ベース部１ｃ上の周縁部に設けられる二以上（図９（ａ）において３つ）の第二片部としてのリング片部Ａ１と、このリング片部Ａ１に嵌合する外側に突出したリング片状の嵌合突部Ａ２ａが形成されている略円形状の蓋部材Ａ２とで構成されている。参考例２に係る半導体プロセス用キャリアでは、リング片部Ａ１と蓋部材Ａ２とで小基板（例えば、サファイア基板４）を収容する収容部が構成される。具体的には、リング片部Ａ１の間にサファイア基板４を収容した状態で、蓋部材Ａ２の嵌合突部Ａ２ａをリング片部Ａ１に嵌合させ、サファイア基板４を蓋部材Ａ２で覆って、サファイア基板４を搬送用ベース部１ｃ上に保持している。

【0060】

リング片部Ａ１は、環状のリング体をいくつかに分割してフラグメント化した形状の構造体として、搬送用ベース部材１ｃ上の周縁部に周方向に１２０度毎の合計３カ所に設けられている。更に詳細に述べれば、搬送用ベース部材１ｃ上の周縁部において、合計３カ所のリング片部Ａ１は、相互にその両端部を仮に延長すれば、リングが形成されることとなる位置に設けられている。また、リング片部Ａ１は、搬送用ベース部材１ｃ上の中心側のフラグメント部分Ａ１ａと周縁側のフラグメント部分Ａ１ｂとが同心円状に一対として並んで設けられている。リング片部Ａ１の周縁側のフラグメント部分Ａ１ｂは、図９（ｂ）から理解されるように、土台部Ａ１１と、この土台部Ａ１１よりもリング内側へ突出した庇部Ａ１２とからなる二層構造で、庇部Ａ１２に蓋部材Ａ２の嵌合突部Ａ２ａが係合することになる。

【0061】

蓋部材Ａ２は、外周にリング片状の嵌合突部Ａ２ａが形成された略円形状、特に開口を有するドーナツ状の形状を有している。嵌合突部Ａ２ａは、リング片部Ａ１の数に対応させて、本実施形態において３つ設けられ、庇部Ａ１２に係合するように外周から外側へ突出している。搬送用ベース部材１ｃ上へ蓋部材Ａ２を取り付けるには、搬送用ベース部材１ｃ上で周縁部に周方向に１２０度毎に設けられているリング片部Ａ１の間に、嵌合突部Ａ２ａが位置するように蓋部材Ａ２を搬送用ベース部材１ｃに載置した後、蓋部材Ａ２自体を回転させて、庇部Ａ１２に嵌合突部Ａ２ａを係合させればよい。

【0062】

リング片部Ａ１の搬送用ベース部１ｃへの接合を、プラズマ照射による表面活性化接合ＰＢで実現することができる。さらに、エアスピンドル方式等の研削手段により、一枚のウエハから所定形状のリングを削り出し、これを３つのリング片部Ａ１へと加工し、これらを搬送用ベース部１ｃへの接合することができる。リング片部Ａ１は、シリコンのほか、シリコンとは異なる化合物半導体材料であるサファイア、ＧａＮ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ等から構成することができる。なお、蓋部材９２の上述したような構造も、エアスピンドル方式等の研削手段により、二枚のウエハから所定形状のリングをそれぞれ削り出し、これを接合し、続いて外周研削することで、上述したような構造を作り出すことができる。研削手段を用いることにより、蓋部材９２の上述したような構造のアライメントの精度が、接合を用いるときの精度（例えば、±０．１ｍｍ単位）から研削の精度（例えば、±１０μｍ単位）に向上することが見込める。

【0063】

本発明では、上述のように第１実施形態及び第２実施形態の複数種の半導体プロセス用キャリアを実現したことにより、露光、イオン注入、エッチング、デポ、接合等といった半導体製造装置での搬送とともにされるプロセスから求められる要件に柔軟に対応することができる。

【0064】

１）露光装置は、搬送時の加速度や回転は小さいが、最終的にシビアな位置精度が求められる。したがって、半導体プロセス用キャリアの位置の基準となるマークに対して、開口部の位置精度及び、その中での小基板の固定方法に位置精度が達成できる必要がある。本発明のうち第１実施形態及び第２実施形態の半導体プロセス用キャリアが有効である。

【0065】

２）イオン注入装置は、一般に面内均一性を達成するために、イオン注入時に種々の回転ができる機構が備えられている。さらに、そのプロセスにおいて加速度及び遠心力が加わること場合が多い。したがって、小基板を開口部に載置する構造、構造体により小基板を強力に固定する構造が有効である。第２実施形態、参考例１、参考例２の半導体プロセス用キャリアが有効である。

【0066】

３）エッチング装置は、シリコンキャリアの保持に静電チャックが用いられるので、キャリア自体が静電チャックに対応できることが必要である。その上で、加工、プロセスにおいても、保持状態が維持される必要がある。したがって、ポリイミドフィルムを介して小基板を静電チャックする構造が有力であって、第１実施形態の半導体プロセス用キャリアが有効である。

【0067】

４）ＣＶＤ、スパッタ等の薄膜デポ装置は、搬送系と、デポ時の温度に堪えることが必要であり、ポリイミドフィルムの耐高温特性が生きる。したがって、第１実施形態の半導体プロセス用キャリアが有効である。

【0068】

５）高温アニール等の高温の炉は、ＳｉＣにおいては、不純物の導入に、イオン注入の後に高温アニールが伴う。ＧａＮにおいては、高温の結晶成長プロセスがある。シリコンにおいても、不純物の拡散や酸化膜の形成、結晶成長等に高温の炉を用いる。これらの高温プロセスに堪えるには、高温において癒着や剥離の無い材料で形成されることが有効である。したがって、第２実施形態、参考例２の半導体プロセス用キャリアが有効である。

【0069】

また、半導体製造のためのプロセスでは、製造過程の要所で寸法測定のための電子顕微鏡による観察や、光学顕微鏡による観察測定、あるいはＸ線蛍光分析などの計測分析装置を配し、品質の維持と不具合の早期発見体制が採用されている。これらの計測装置に適用する場合には、搬送のための静電チャックと小基板の位置精度の確保が有効で、第１実施形態の半導体プロセス用キャリアが有効となる。

【実施例】

【0070】

以下、いくつか実施例をあげて本発明を詳しく説明する。試料の種類と大きさ、ポリイミドフィルムの種類と厚さ、接着剤の種類と接着方法は多種多様なため、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

【0071】

（実施例１）
＜プロセス１＞
搬送ベース部の作製するにあたり、エアスピンドル法による穴加工を施した。このとき、ベース基板の基準（ノッチ又はオリフラ）と搭載ウエハの基準（オリフラ）が位置精度でＸ，Ｙ＜±２００μｍ、Θ＜１度を実現できるように、刳り貫き面に、少なくとも二つの支点を加工する。二つの支点とは、オリフラ面の支点とこのオリフラ面に直行する支点である（図３参照）。

【0072】

＜プロセス２＞
ポリイミドフィルムの加工にあたり、レーザ加工を施した。

【0073】

＜プロセス３＞
接着剤溶液の調整にあたり、溶剤可溶性のポリイミド溶液を入れて希釈して、自転公転ミキサーで混合しポリイミド接着溶液の濃度調整を行った。

【0074】

＜プロセス４＞
接着剤のスピンコート法による塗布（全面張り）にあたり、ＳＥＭＩ規格の６インチシリコン基板上に、研磨プロセスで用いる両面テープをはりつけ、その上に熱剥離シートを貼り付け、その上に、上述のようにして作製した搬送用搬送ベース部を洗浄して貼り付けた。スピンコーターで接着用の溶媒可溶ポリイミドを塗布した。塗布後、ホットプレートを用いて加熱乾燥し、最後に高温乾燥させた。溶媒は、加熱により揮発する。

【0075】

＜プロセス５＞
大気雰囲気中で加熱加圧によりプレスした。

【0076】

＜プロセス６＞
本実施例に係る半導体プロセス用キャリアについて、ガスエッチング装置で評価したところ、小基板に対して問題なくエッチングプロセスを行うことができた。

【0077】

（実施例２）
＜プロセス１＞
搬送ベース部の作製するにあたり、エアスピンドル法による穴加工を施した。

【0078】

＜プロセス２＞
ポリイミドフィルムの加工にあたり、レーザ加工を施した。

【0079】

＜プロセス３＞
接着剤溶液の調整にあたり、溶剤可溶性のポリイミド溶液を入れて希釈して、自転公転ミキサーで混合しポリイミド接着溶液の濃度調整を行った。

【0080】

＜プロセス４＞
接着剤のスクリーン印刷法による塗布（部分張り）を施した。

【0081】

＜プロセス５＞
真空中または大気雰囲気中での加熱加圧によりプレスした。ポリイミドフィルムとベース部の接着強度に関して、引張試験機にて１８０度方向へポリイミドフィルムを引き剥がすことにより測定したピール強度は２５０ｇｆ／ｃｍ以上であった。

【0082】

＜プロセス６＞
本実施例に係る半導体プロセス用キャリアについて、水銀ランプのｉ線（３６５ｎｍ）を光源とした露光装置（ニコン製ＮＳＲ２２０５ｉ１２Ｄ）用いて評価した。具体的には、３インチシリコン基板にポジ型フォトレジスト（ＡＺ社製ＧＸＲ６０２）を全面にスピンコートして構成した小基板を設置し、露光装置内で、静電チャックで吸着固定し、露光ステージ上で真空チャックをした状態で、露光量８０ｍＪ／ｃｍ²の条件で露光し、パターンを焼き付けた。その後２．３８％濃度の水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液にてパドル現像を行った。その結果、目的のレジストパターンが形成され、しかも現像液による仮固定剤への侵食も無く、３インチシリコン基板への接着強度は保たれていた。

【0083】

また、吸着後の小基板の表面のフラットネスを測定した結果、５μｍ内のフラットネスが得られていることから、通常のウエハの搬送と同等の平坦度が実現されていることが判明した。リソグラフィープロセスの検証では、ライン幅とスペース幅が、１．０μｍと１．２μｍのパターンが良好に形成されていることが確認された。また、Ｌパターンの検証では、０．６μｍ、０．５μｍ、 ０．４μｍ、 ０．３μｍ、０．２μｍのパターンの形成を行い０．３μｍまでパターンが良好に形成されていることが確認された。これらの結果から、シリコンキャリアを用いずに、通常のＳＥＭＩ規格の８インチシリコン基板を用いた場合と同等の結果であり、本発明を用いた露光プロセスが有効である事がわかった。

【0084】

（実施例３）
＜プロセス１＞
基板挿入部及び基板収容部からなる構造体の作製にあたり、エアスピンドル法による穴加工を施し、シリコン基板をＣ型に切り抜いた。このとき、ベース基板の基準（ノッチ又はオリフラ）と搭載ウエハの基準（オリフラ）が位置精度でＸ，Ｙ＜±２００μｍ、Θ＜１度を実現できるように、刳り貫き面に、少なくとも二つの支点を加工する。二つの支点とは、オリフラ面の支点とこのオリフラ面に直行する支点である（例えば、図３参照）。また、搬送用ベース基板には、吸着用孔を形成した。

【0085】

＜プロセス２＞
構造体を搬送用ベース部へ接合する為に、搬送用ベース部のシリコン基板、基板挿入部及び基板収容部からなる構造体の表面を洗浄し、研削時のパークル等を洗浄した。なお、表面に１μｍ以上のダストがないようにする。

【0086】

＜プロセス３＞
シリコン表面のイオン化にあたり、搬送用ベース部のシリコン基板と構造体の特に基板収容部の表面をイオンで活性化させた。

【0087】

＜プロセス４＞
搬送用ベース基板と基板収容部を加熱加圧し、さらに、プラズマ接合を行った。このとき、専用冶具を作成することで、アライメント精度を上げることができる。

【0088】

＜プロセス５＞
さらに、シリコン表面のイオン化として、構造体の特に基板収容部及び基板挿入部の表面をイオンで活性化させた。

【0089】

＜プロセス６＞
基板収容部及び基板挿入部を加熱加圧し、さらに、プラズマ接合を行った。このとき、専用冶具を作成することで、アライメント精度を上げることができる。

【0090】

なお、耐熱キャリア等は、導体（シリコン、化合物ウエハ）で構成している為、耐熱キャリアへ静電チャックにより小基板を吸着でない。つまり、導体があるとその上の小基板に電界が届かない為、耐熱キャリアへ小基板を吸着させることができないのである。また、導体（シリコン、化合物ウエハ）ではなく、ポリイミド以上の耐熱温度を持ち且つ１００μｍ以下の薄膜材（例えば、ガラス等）を貼る方法も考えられるが、割れてしまう為、使用することができない。

【0091】

ここで、上述の第１実施形態等で説明したポリイミドフィルムを用いて構成した半導体プロセス用キャリアでは、静電チャックして吸着するという電気的な試料の固定、分離が可能であるというメリットを有する。外部の移載機での試料の固定、分離も可能である。また、電気的に固定された試料は長時間、その固定状態が維持される。エッチャー装置に適用する場合、電気的に固定する力である吸着力が強いので、試料の面内温度分布の均一化を図ることができる。露光装置に適用する場合、試料面の平坦性をポリイミドフィルムの平坦性（Ｒａ＝５００ｎｍ／３ｍｍ以下）に加工することができる。計測装置に適用する場合、電気的に固定する力である吸着力が強いので、高速搬送が可能となり、上述のように平坦性が向上するため、測定精度を向上させことができる。

【0092】

また、上述の第２実施形態、参考例１、参考例２等で説明した半導体プロセス用キャリアでは、回転や上下の遠心力に耐える構造が実現されているので、イオン注入装置等に好適である。また、オールシリコン製とすることでシリコンの融点（約１０００℃）まで使用可能であり、シリコンに代えて化合物材料で構成すれば、さらに高温に耐えうるキャリアを提供することができる可能性がある。また、プラズマ照射による表面活性化接合を利用すれば、搬送用ベース部上に装置に対応させた構造を柔軟に形成することができる。

【産業上の利用可能性】

【0093】

このように、大口径シリコン基板用の半導体製造装置において、小径半導体基板を用いる化合物半導体基板のプロセスを、本発明に係る半導体プロセス用キャリアで実現することにより、ラインの改造が不要と成る。さらに、基板寸法の変更も、本発明に係る半導体プロセス用キャリアを変更することで対応することができる。ラインの改造の場合は、数千万円から１億円以上の大きな費用と、装置の改造期間として、発注から納品・動作確認まで３ヶ月以上の期間が、通常必要となる。したがって、本発明に係る半導体プロセス用キャリアを用いることにより、製造期間と大幅な費用削減に繋がる。

【0094】

また、本発明は、半導体部品に関してのみならず、実装部品や機械部品等の加工に際しても加工部材に影響のない範囲で適用することも可能である。

【0095】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、上述の実施形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明は特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。例えば、本発明を構成する半導体基板からなる搬送用ベース部には、大口径シリコン基板をベースにして構成するほか、化合物半導体基板等をベースに構成することができる。

【符号の説明】

【0096】

１・・・・搬送用ベース部（第１実施形態）
１ａ・・・搬送用ベース部（参考例１）
１ｂ・・・搬送用ベース部（第２実施形態）
１ｃ・・・搬送用ベース部（参考例２）
１０・・・開口部
１０ｄ・・開口
１０ｅ・・開口縁
１１・・・第１支点
１２・・・第２支点
１３・・・第３支点
１４・・・基準点
２・・・・ポリイミドフィルム
３・・・・接着部
４・・・・サファイア基板（小基板）
５・・・・孔
５ａ・・・孔
６・・・・台座
８・・・・小基板着脱装置
７・・・・構造体
７ａ・・・基板挿入部
７ｂ・・・基板収容部
７１・・・第一層
７１ａ・・段部構造
７２・・・第二層
９１・・・回転体
９１１・・回転部
９１２・・軸部
９１３・・カム部
９１１ａ・幅大部
９２・・・半円リング片部
９２ａ・・支持辺部
９２１・・土台部
９２２・・庇部
Ａ１・・・リング片部
Ａ１ａ・・中心側のフラグメント部分
Ａ１ｂ・・周縁側のフラグメント部分
Ａ１１・・土台部
Ａ１２・・庇部
Ａ２・・・蓋部材
Ａ２ａ・・嵌合突部
ＰＢ・・・プラズマ照射による表面活性化接合
Ｔ１・・・基板収容部における第二層の最大幅
Ｔ２・・・基板収容部における第一層の最大幅
Ｔ３・・・基板挿入部における第一層の幅
Ｔ４・・・基板挿入部における第一層の段部構造の段部高さ
Ｔ５・・・搬送用ベース部の厚み
Ｔ６・・・第一層の厚み
Ｔ７・・・第二層の厚み

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】