替代衬底转让专利
申请号 : CN200510056520.5
文献号 : CN1674225B
文献日 : 2010-04-28
发明人 : 石原宪一
申请人 : 松下电器产业株式会社
摘要 :
本发明公开了一种替代衬底及使用该替代衬底的衬底处理方法。使用筒式旋转清洗设备进行清洗等的衬底处理时，除了增加替代衬底的使用次数之外，同时抑制破损的碎片飞散，降低半导体器件的制造成本。替代衬底(dummy substrate)(100)在构造上是在硅衬底(101)上施加树脂涂层(102)，除了增加替代衬底(100)的强度之外，也防止处理当中硅衬底破损时其碎片或粉末飞散污染处理设备内部。而且，由于树脂涂层(102)是使用耐药性树脂，能够抑制药液的清洗处理对替代衬底(100)的蚀刻，提高可能的重复使用次数。
权利要求 :
1.一种替代衬底，其特征在于：与被处理衬底实质上有着相等质量，且，由至少包含两个主面的周缘部分和侧面均被耐药性树脂所覆盖的板状构件构成，所述板状构件的被所述耐药性树脂所覆盖的所述主面的表面粗糙度达到2μm以上。
2.根据权利要求1所述的替代衬底，其特征在于：所述板状构件整面为耐药性树脂所覆盖。
3.根据权利要求1所述的替代衬底，其特征在于：与所述被处理衬底，实质上有着相同形状与尺寸。
4.根据权利要求1～3任一项所述的替代衬底，其特征在于：所述耐药性树脂由氟系树脂构成。
5.根据权利要求1或2所述的替代衬底，其特征在于：所述耐药性树脂为导电性树脂。
6.根据权利要求1所述的替代衬底，其特征在于：所述两个主面中的一个面做上记号。
7.根据权利要求1或2所述的替代衬底，特征在于：所述板状构件为单结晶硅衬底或是含有单结晶硅的衬底。
说明书 :
技术领域
本发明涉及半导体晶圆等衬底处理，尤其是清洗及干燥处理时所使用的替代衬底，与使用该替代衬底(dummy substrate)的衬底处理方法。
背景技术
在半导体集成电路器件的制造上，基本工序中有清洗工序与干燥工序。清洗工序中向来广泛使用槽式清洗方法。该方法是将半导体衬底浸泡于放满含酸或碱的清洗药液的耐药性清洗槽中，以去除半导体主面的污染物质。
在槽式而且是药液循环式的清洗设备中，借助泵与过滤器将清洗槽中的药液加以循环进行每批量(例如同时制造的半导体衬底25张等一单位、lot)的清洗处理。由于该设备使用大量药液，在节省资源的意义上产生问题。而且，由于是批式(batch)处理方法，因此出现了同制造批量内清洗程度不一的问题。
为了解决所述问题，开发出了使用滚筒的筒式旋转清洗设备。该设备除了清洗处理药液的使用量只需少量之外，还具有迅速且清洗后不残留药液的稳定清洗能力，能够降低同批量内清洗不一的程度。因此，现在受到广泛使用。(例如，参照专利文献1)
以下，参照附图说明现有技术的筒式旋转清洗设备。
图5为从侧面所见筒式旋转清洗设备的内部构造的一例。
如图5所示在圆筒形的处理反应室(chamber)10内部中设置旋转台11，在旋转台11底面且为旋转轴的位置连接轴12，轴12则连接到处理反应室10下方的马达13。通过马达13的旋转，旋转台11借助轴12，能够达到如1000rpm以上的高速旋转。
旋转台11上设置了固定卡盘(casstte)14的棒状导杆15。卡盘14中收纳了多个半导体衬底等的被处理衬底16与替代衬底17，使卡盘14借助棒状导杆15，以对称于旋转台11的旋转轴的方式予以设置。下面参照图6，进一步说明有关卡盘14及导杆15的设置。
在这里，替代衬底17为不具备成为实际制品的电子元件的衬底，例如硅衬底或是硅衬底上形成氧化膜或氮化硅膜的衬底等。
在清洗设备上盖18的中心部分，设置了与上盖18垂直突出的喷洒管(spray nozzle)19，一旦关上上盖18，喷洒管将位于旋转台11的旋转轴上方。进行清洗时，从喷洒管19能够朝着被处理衬底16及替代衬底17，横向喷洒含酸或碱等的清洗用药液20。通过药液供给管21，将清洗用药液20从清洗设备外部供应到内部。
进行清洗时，将清洗用药液20喷洒到被处理衬底16或替代衬底17，同时使卡盘14与旋转台11一起旋转，通过这一过程能够均匀清洗。
除了清洗用药液之外，喷洒管19也能够喷洒纯水，在距离旋转台11的周边上设置了辅助用的喷洒纯水的辅助喷洒管22。纯水由纯水供给管23供给。
图6为从上面所见筒式旋转清洗设备的内部构成的一例。
图6显示了旋转台11、设置在旋转台11上的卡盘14、固定卡盘14的导杆15、以及卡盘中合计的多个被处理衬底16与替代衬底17，其他构成部分予以省略。如图6所示，旋转台11上设置四组(8支)导杆15，每一组导杆15固定了一个卡盘14。通过导杆15的使用，能够将两个或四个卡盘14，对称于旋转轴而设置在旋转台11上。
类似上述使用筒式旋转清洗设备进行清洗与干燥时，经常使用替代衬底17。使用替代衬底17主要有两个目的。
其一在于防止微粒(particle)附着到被处理衬底16。
如图5所见，在筒式旋转清洗设备的处理反应室10内部，纵向固定了卡盘14。清洗后持续进行旋转干燥，但是，进行干燥时随着旋转台11的旋转，处理反应室10内部的一部分微粒也被卷起浮游于处理反应室内。这些微粒有时会附着在卡盘14中的被处理衬底16，成为制造成品率下降的原因。尤其是，卡盘14中多个被处理衬底16的最上部的被处理衬底16容易附着微粒。
这里，在卡盘的最上部改为收纳替代衬底17，取代形成有电子元件的被处理衬底16。这样一来，微粒将会优先附着在替代衬底17上，附着在被处理衬底16的情况变得极少，因此能够防止制造成品率下降。
另一目的为取得旋转时的平衡。
卡盘14与收纳在卡盘14的多个被处理衬底16以及替代衬底17的总质量(以下称为卡盘总质量)，所有的卡盘14均相同的话，由于卡盘14对称于旋转轴设置在旋转台11上，因此旋转时能够取得平衡。但是，如果多个卡盘14的任一的卡盘总质量不同于其他卡盘时，将造成旋转时无法取得平衡。为了防止这样的情况，追加收纳替代衬底17，使得所有的卡盘14的卡盘总质量一致。在这一目的下使用替代衬底17。
有关这一点，以下举出具体例子说明。
在图6所示的筒式旋转清洗设备中能够设置四个卡盘14。因此，进行清洗与干燥处理时，一次处理的被处理衬底16的数目若是4的倍数，四个卡盘14中各自能够收纳相同数目的被处理衬底16。这时，在四个卡盘14中的卡盘总质量相等，因此能够取得质量平衡保持旋转时的平衡。
但是，如果一次处理的被处理衬底16的数目不是4的倍数时，某个或是某几个卡盘14中收纳的被处理衬底的数目，比其他卡盘14多。结果，该卡盘14或某几个卡盘14的卡盘总质量不同于其他卡盘14，则旋转卡盘14进行清洗干燥处理时将产生偏心状态。
还有，如图6所示的筒式旋转清洗设备中，也能够只设置两个卡盘14。这时，一次处理的被处理衬底16数目若为奇数，同样会产生偏心状态。
在这样偏心的状态下使旋转台11进行高速旋转时，离心力将造成筒式旋转清洗设备本身振动。该振动激烈时，有时可能造成筒式旋转清洗设备本身、被处理衬底16及替代衬底17的破损。
通常筒式旋转清洗设备本身设有连锁(interlock)机能，一旦发生偏心状态时机器即停止运转。但是，为了进行清洗有必要防止偏心这一状态的发生，因此，必须使所有卡盘14的卡盘总质量相同。为此，在被处理衬底16数目较少的卡盘14中，追加收纳替代衬底17。这样一来，使每个卡盘14收纳的被处理衬底16与替代衬底17的总数(以下称为收纳衬底总数)相同。这样一来，由于被处理衬底16与替代衬底17几乎在质量上相等，因此能够取得质量平衡。
由于每批量被处理衬底16的数目经常不同，通过调节每批量替代衬底17的使用张数将能够取得旋转平衡。
但是电子元件的工艺由100道以上的工序构成，在上述的清洗干燥工序以外，也使用没有具备电子元件的衬底。本说明书中，将这类未具备电子元件的衬底统称为替代衬底。具体的有，测试各工艺制造条件时使用的「条件决定衬底」(测试衬底)，干式蚀刻及CVD工序中使半导体制造器件的制造条件稳定时使用的替代衬底等。
半导体器件等生产量愈大时，所需的替代衬底数目愈多，由于牵涉到高成本化，因此，能够重复使用而廉价的替代衬底将被受期待。(例如参照专利文献2)
专利文献1特开2002-52358号公报
专利文献2特开2000-272910号公报
但是，现有的替代衬底有着以下所述课题。
半导体工艺过程中现有的替代衬底为硅衬底或是表面覆盖氧化硅膜或氮化硅膜等绝缘膜的硅衬底等。
在每项处理工艺中反覆使用的这些替代衬底具有高耐药性。然而，在使用高温的NH4OH及H2O2的混合溶液等蚀刻性药液进行清洗工序中，随着处理次数的增加，受到蚀刻而厚度逐渐减少。结果，机械强度劣化，一定使用期限后必须予以交换。
持续使用强度劣化的替代衬底的话，在设备内进行高速旋转处理时，破损的可能性增大，破损时将从替代衬底材料产生碎片及粉末。产生的碎片与粉末，将污染同批处理的形成电子元件制品的衬底成为制造成品率下降的原因，并且也污染筒式旋转清洗设备的处理反应室。
一旦成为这样状态时，将必须清洗处理反应室，使其微粒分布恢复到能够制造集成电路的程度。但是这非常困难，因此通常不是进行清洗而是交换处理反应室本身。这样一来，筒式旋转清洗设备的修理成本高，而且在修理中无法进行生产。
由上述可知，现有的替代衬底使用方法有着生产成本上升的问题。
在槽式而且是药液循环式的清洗设备中，借助泵与过滤器将清洗槽中的药液加以循环进行每批量(例如同时制造的半导体衬底25张等一单位、lot)的清洗处理。由于该设备使用大量药液，在节省资源的意义上产生问题。而且，由于是批式(batch)处理方法，因此出现了同制造批量内清洗程度不一的问题。
为了解决所述问题，开发出了使用滚筒的筒式旋转清洗设备。该设备除了清洗处理药液的使用量只需少量之外，还具有迅速且清洗后不残留药液的稳定清洗能力，能够降低同批量内清洗不一的程度。因此，现在受到广泛使用。(例如，参照专利文献1)
以下，参照附图说明现有技术的筒式旋转清洗设备。
图5为从侧面所见筒式旋转清洗设备的内部构造的一例。
如图5所示在圆筒形的处理反应室(chamber)10内部中设置旋转台11，在旋转台11底面且为旋转轴的位置连接轴12，轴12则连接到处理反应室10下方的马达13。通过马达13的旋转，旋转台11借助轴12，能够达到如1000rpm以上的高速旋转。
旋转台11上设置了固定卡盘(casstte)14的棒状导杆15。卡盘14中收纳了多个半导体衬底等的被处理衬底16与替代衬底17，使卡盘14借助棒状导杆15，以对称于旋转台11的旋转轴的方式予以设置。下面参照图6，进一步说明有关卡盘14及导杆15的设置。
在这里，替代衬底17为不具备成为实际制品的电子元件的衬底，例如硅衬底或是硅衬底上形成氧化膜或氮化硅膜的衬底等。
在清洗设备上盖18的中心部分，设置了与上盖18垂直突出的喷洒管(spray nozzle)19，一旦关上上盖18，喷洒管将位于旋转台11的旋转轴上方。进行清洗时，从喷洒管19能够朝着被处理衬底16及替代衬底17，横向喷洒含酸或碱等的清洗用药液20。通过药液供给管21，将清洗用药液20从清洗设备外部供应到内部。
进行清洗时，将清洗用药液20喷洒到被处理衬底16或替代衬底17，同时使卡盘14与旋转台11一起旋转，通过这一过程能够均匀清洗。
除了清洗用药液之外，喷洒管19也能够喷洒纯水，在距离旋转台11的周边上设置了辅助用的喷洒纯水的辅助喷洒管22。纯水由纯水供给管23供给。
图6为从上面所见筒式旋转清洗设备的内部构成的一例。
图6显示了旋转台11、设置在旋转台11上的卡盘14、固定卡盘14的导杆15、以及卡盘中合计的多个被处理衬底16与替代衬底17，其他构成部分予以省略。如图6所示，旋转台11上设置四组(8支)导杆15，每一组导杆15固定了一个卡盘14。通过导杆15的使用，能够将两个或四个卡盘14，对称于旋转轴而设置在旋转台11上。
类似上述使用筒式旋转清洗设备进行清洗与干燥时，经常使用替代衬底17。使用替代衬底17主要有两个目的。
其一在于防止微粒(particle)附着到被处理衬底16。
如图5所见，在筒式旋转清洗设备的处理反应室10内部，纵向固定了卡盘14。清洗后持续进行旋转干燥，但是，进行干燥时随着旋转台11的旋转，处理反应室10内部的一部分微粒也被卷起浮游于处理反应室内。这些微粒有时会附着在卡盘14中的被处理衬底16，成为制造成品率下降的原因。尤其是，卡盘14中多个被处理衬底16的最上部的被处理衬底16容易附着微粒。
这里，在卡盘的最上部改为收纳替代衬底17，取代形成有电子元件的被处理衬底16。这样一来，微粒将会优先附着在替代衬底17上，附着在被处理衬底16的情况变得极少，因此能够防止制造成品率下降。
另一目的为取得旋转时的平衡。
卡盘14与收纳在卡盘14的多个被处理衬底16以及替代衬底17的总质量(以下称为卡盘总质量)，所有的卡盘14均相同的话，由于卡盘14对称于旋转轴设置在旋转台11上，因此旋转时能够取得平衡。但是，如果多个卡盘14的任一的卡盘总质量不同于其他卡盘时，将造成旋转时无法取得平衡。为了防止这样的情况，追加收纳替代衬底17，使得所有的卡盘14的卡盘总质量一致。在这一目的下使用替代衬底17。
有关这一点，以下举出具体例子说明。
在图6所示的筒式旋转清洗设备中能够设置四个卡盘14。因此，进行清洗与干燥处理时，一次处理的被处理衬底16的数目若是4的倍数，四个卡盘14中各自能够收纳相同数目的被处理衬底16。这时，在四个卡盘14中的卡盘总质量相等，因此能够取得质量平衡保持旋转时的平衡。
但是，如果一次处理的被处理衬底16的数目不是4的倍数时，某个或是某几个卡盘14中收纳的被处理衬底的数目，比其他卡盘14多。结果，该卡盘14或某几个卡盘14的卡盘总质量不同于其他卡盘14，则旋转卡盘14进行清洗干燥处理时将产生偏心状态。
还有，如图6所示的筒式旋转清洗设备中，也能够只设置两个卡盘14。这时，一次处理的被处理衬底16数目若为奇数，同样会产生偏心状态。
在这样偏心的状态下使旋转台11进行高速旋转时，离心力将造成筒式旋转清洗设备本身振动。该振动激烈时，有时可能造成筒式旋转清洗设备本身、被处理衬底16及替代衬底17的破损。
通常筒式旋转清洗设备本身设有连锁(interlock)机能，一旦发生偏心状态时机器即停止运转。但是，为了进行清洗有必要防止偏心这一状态的发生，因此，必须使所有卡盘14的卡盘总质量相同。为此，在被处理衬底16数目较少的卡盘14中，追加收纳替代衬底17。这样一来，使每个卡盘14收纳的被处理衬底16与替代衬底17的总数(以下称为收纳衬底总数)相同。这样一来，由于被处理衬底16与替代衬底17几乎在质量上相等，因此能够取得质量平衡。
由于每批量被处理衬底16的数目经常不同，通过调节每批量替代衬底17的使用张数将能够取得旋转平衡。
但是电子元件的工艺由100道以上的工序构成，在上述的清洗干燥工序以外，也使用没有具备电子元件的衬底。本说明书中，将这类未具备电子元件的衬底统称为替代衬底。具体的有，测试各工艺制造条件时使用的「条件决定衬底」(测试衬底)，干式蚀刻及CVD工序中使半导体制造器件的制造条件稳定时使用的替代衬底等。
半导体器件等生产量愈大时，所需的替代衬底数目愈多，由于牵涉到高成本化，因此，能够重复使用而廉价的替代衬底将被受期待。(例如参照专利文献2)
专利文献1特开2002-52358号公报
专利文献2特开2000-272910号公报
但是，现有的替代衬底有着以下所述课题。
半导体工艺过程中现有的替代衬底为硅衬底或是表面覆盖氧化硅膜或氮化硅膜等绝缘膜的硅衬底等。
在每项处理工艺中反覆使用的这些替代衬底具有高耐药性。然而，在使用高温的NH4OH及H2O2的混合溶液等蚀刻性药液进行清洗工序中，随着处理次数的增加，受到蚀刻而厚度逐渐减少。结果，机械强度劣化，一定使用期限后必须予以交换。
持续使用强度劣化的替代衬底的话，在设备内进行高速旋转处理时，破损的可能性增大，破损时将从替代衬底材料产生碎片及粉末。产生的碎片与粉末，将污染同批处理的形成电子元件制品的衬底成为制造成品率下降的原因，并且也污染筒式旋转清洗设备的处理反应室。
一旦成为这样状态时，将必须清洗处理反应室，使其微粒分布恢复到能够制造集成电路的程度。但是这非常困难，因此通常不是进行清洗而是交换处理反应室本身。这样一来，筒式旋转清洗设备的修理成本高，而且在修理中无法进行生产。
由上述可知，现有的替代衬底使用方法有着生产成本上升的问题。
发明内容
有鉴于前，本发明的目的在于：提供优良耐久性的替代衬底，供半导体器件工艺过程的各工序中、尤其是清洗及干燥工序中使用。同时通过该替代衬底的使用，减少替代衬底的交换次数与损坏率，以提供一种衬底处理方法，能够降低筒式旋转清洗设备等处理设备的停工频率与生产成本。
为了达成上述目的，本发明所涉及的替代衬底为与被处理衬底实质上有着相等质量的替代衬底，而且，由至少在周缘部分为树脂覆盖的板状构件(member)构成。
这样一来，覆盖树脂提高了替代衬底的强度，同时能够抑制破损，并且减轻破损时碎片的飞散。而且，由于替代衬底与被处理衬底的质量实质上相等，通过调整替代衬底与被处理衬底的数目，能够调整替代衬底与被处理衬底的总计质量。
并且，最好是，本发明中的替代衬底的板状构件整面为树脂所覆盖。
这样一来，通过树脂的覆盖，能够确实获得抑制替代衬底破损并且减轻破损时碎片飞散的效果。
而且，最好是，与被处理衬底实质上有着相同形状与尺寸。
这样一来，为了制造电子元件的清洗等各种处理时，能够对替代衬底和被处理衬底做同样的处理。
而且，最好是，覆盖替代衬底的树脂为耐药性树脂。
这样一来，能够减轻以药液处理被处理衬底时，替代衬底所受到的蚀刻等的影响，增加替代衬底的可能重复使用次数。
而且，最好是，覆盖替代衬底的树脂为导电性树脂。
这样一来，能够防止旋转收纳被处理衬底的卡盘进行清洗或干燥等处理时处理的气体与树脂摩擦产生的静电。而能够抑制静电造成微粒附着在替代衬底上。
而且，最好是，替代衬底的两个主面中的一个面作上记号。
这样一来，能够容易区别替代衬底的两个主面。此外，也能够用来区别替代衬底与被处理衬底。
而且，最好是，板状构件为单结晶硅衬底或是包含单结晶硅的衬底。
这样一来，由于单结晶硅对含酸或碱等药液稳定，能够增加替代衬底的可能重复使用次数。同时，从替代衬底中不会溶化出成为污染原因的物质，因此，能够防止对被处理衬底等的污染。
这里，包含单结晶硅的衬底意味着由单结晶硅的部分与单结晶硅以外的材料的部分所构成的衬底，例如SOI(Silicon On lnsulator)等。
为了解决上述课题，本发明的第一衬底处理方法包括：在多个容器各自收纳多个被处理衬底的工序；在多个容器收纳所需的本发明的替代衬底，使得在所有多个容器中收纳的被处理衬底与替代衬底的总数均相同的工序；以及，使收纳替代衬底的多个容器以对称于旋转轴予以设置，并以旋转轴为中心进行旋转而处理被处理衬底的工序。
这样一来，由于被处理衬底与本发明的替代衬底实质上质量相同，因此，通过使容器内(例如卡盘)收纳的被处理衬底与替代衬底的合计张数(收纳衬底总数)相同，能够使得所有卡盘中，卡盘、被处理衬底及替代衬底的总计质量(卡盘总质量)相同。因此，在进行旋转处理时能够取得质量平衡。同时能够利用本发明中的替代衬底所具备的种种效果。
而且，最好是，在本发明的第一衬底处理方法中，进行清洗时，在处理被处理衬底的工序中，边使多个容器旋转边对被处理衬底喷洒药液清洗被处理衬底。
而且，最好是，喷洒的药液为含酸或碱的药液。
这样一来，能够在清洗工序中，达到本发明减少替代衬底交换次数的效果。
而且，最好是，在本发明的第一衬底处理方法中，进行干燥时，在处理被处理衬底的工序中，边使多个容器旋转边进行被处理衬底的干燥。
这样一来，在干燥工序中，能够达到本发明减少替代衬底交换次数之效果。这里，覆盖替代衬底的树脂若为导电性树脂能够获得防止静电发生的效果。
本发明的第二衬底处理方法，包括：使多个被处理衬底主面各自相向排列而收纳于容器的工序；使本发明替代衬底的主面与位于排列最上部的被处理衬底的主面相向收纳于容器的工序；以及，同时处理收纳替代衬底的容器与被处理衬底的工序。
这样一来，在旋转进行处理时，卷起而上的微粒将会优先附着于替代衬底上，因此能够防止微粒附着在被处理衬底。同时，能够利用本发明所涉及的替代衬底具备的、减少替代衬底交换次数等的种种效果。
本发明的第三衬底处理方法，包括：使多个被处理衬底各自以主面相向排列的方式收纳于容器的工序；将本发明的替代衬底收纳于容器，使其两主面其中一面予以保持(hold)，另一主面与位在排列最上部的被处理衬底主面相向的工序；以及，同时处理收纳替代衬底的容器与被处理衬底的工序。
这样一来，由于旋转进行处理时等卷起上升的微粒优先附着在替代衬底上，因此能够防止微粒附着在被处理衬底。
另外，操作替代衬底时，能够防止附着在替代衬底的微粒转印被处理衬底上。这是由于在排列上微粒附着的主面没有和被处理衬底的主面相向。
进一步的，能够利用本发明所涉及的替代衬底具备的减少替代衬底交换次数等的种种效果。
并且，最好是，在本发明的第三衬底处理方法中，替代衬底为两主面其中一面作上记号的衬底，在使用两主面其中一面保持时，使用作上记号的主面，与保持主面不同的另一主面为没有作上记号的主面。
这样一来，能够根据记号容易区别替代衬底的两面，使得与保持主面相反的主面容易与被处理衬底相向。
本发明的第四处理方法包括：收纳多个被处理衬底及一个或多个替代衬底的工序；以及，将收纳替代衬底的容器与被处理衬底同时浸泡于药液中加以处理的工序。
这样一来，将被处理衬底浸泡于药液处理时，能够实现本发明的替代衬底的效果。
-发明效果-
本发明所涉及的替代衬底为在板状构件上树脂覆盖、使其与被处理衬底实质上有着相等质量的替代衬底。由于替代衬底与被处理衬底实质上质量相等，能够通过合计张数调整替代衬底与被处理衬底的合计质量。另外，覆盖的树脂层能够减轻在使用腐蚀性药液进行清洗处理时逐渐受到蚀刻等而造成的替代衬底的劣化、以及该劣化造成的替代衬底的机械强度下降。并且，能够借助覆盖的树脂防止替代衬底破损时产生的碎片与粉末飞散，因此将没有必要交换处理设备的处理反应室，同时，也抑制了对被处理衬底的污染。
通过使用这样的替代衬底的衬底处理方法，能够减轻筒式旋转清洗机清洗时高速旋转造成的破损，增加可能的重复使用次数。因此，能够降低替代衬底的交换频率。
从上可知，能够降低半导体器件的制造成本。
为了达成上述目的，本发明所涉及的替代衬底为与被处理衬底实质上有着相等质量的替代衬底，而且，由至少在周缘部分为树脂覆盖的板状构件(member)构成。
这样一来，覆盖树脂提高了替代衬底的强度，同时能够抑制破损，并且减轻破损时碎片的飞散。而且，由于替代衬底与被处理衬底的质量实质上相等，通过调整替代衬底与被处理衬底的数目，能够调整替代衬底与被处理衬底的总计质量。
并且，最好是，本发明中的替代衬底的板状构件整面为树脂所覆盖。
这样一来，通过树脂的覆盖，能够确实获得抑制替代衬底破损并且减轻破损时碎片飞散的效果。
而且，最好是，与被处理衬底实质上有着相同形状与尺寸。
这样一来，为了制造电子元件的清洗等各种处理时，能够对替代衬底和被处理衬底做同样的处理。
而且，最好是，覆盖替代衬底的树脂为耐药性树脂。
这样一来，能够减轻以药液处理被处理衬底时，替代衬底所受到的蚀刻等的影响，增加替代衬底的可能重复使用次数。
而且，最好是，覆盖替代衬底的树脂为导电性树脂。
这样一来，能够防止旋转收纳被处理衬底的卡盘进行清洗或干燥等处理时处理的气体与树脂摩擦产生的静电。而能够抑制静电造成微粒附着在替代衬底上。
而且，最好是，替代衬底的两个主面中的一个面作上记号。
这样一来，能够容易区别替代衬底的两个主面。此外，也能够用来区别替代衬底与被处理衬底。
而且，最好是，板状构件为单结晶硅衬底或是包含单结晶硅的衬底。
这样一来，由于单结晶硅对含酸或碱等药液稳定，能够增加替代衬底的可能重复使用次数。同时，从替代衬底中不会溶化出成为污染原因的物质，因此，能够防止对被处理衬底等的污染。
这里，包含单结晶硅的衬底意味着由单结晶硅的部分与单结晶硅以外的材料的部分所构成的衬底，例如SOI(Silicon On lnsulator)等。
为了解决上述课题，本发明的第一衬底处理方法包括：在多个容器各自收纳多个被处理衬底的工序；在多个容器收纳所需的本发明的替代衬底，使得在所有多个容器中收纳的被处理衬底与替代衬底的总数均相同的工序；以及，使收纳替代衬底的多个容器以对称于旋转轴予以设置，并以旋转轴为中心进行旋转而处理被处理衬底的工序。
这样一来，由于被处理衬底与本发明的替代衬底实质上质量相同，因此，通过使容器内(例如卡盘)收纳的被处理衬底与替代衬底的合计张数(收纳衬底总数)相同，能够使得所有卡盘中，卡盘、被处理衬底及替代衬底的总计质量(卡盘总质量)相同。因此，在进行旋转处理时能够取得质量平衡。同时能够利用本发明中的替代衬底所具备的种种效果。
而且，最好是，在本发明的第一衬底处理方法中，进行清洗时，在处理被处理衬底的工序中，边使多个容器旋转边对被处理衬底喷洒药液清洗被处理衬底。
而且，最好是，喷洒的药液为含酸或碱的药液。
这样一来，能够在清洗工序中，达到本发明减少替代衬底交换次数的效果。
而且，最好是，在本发明的第一衬底处理方法中，进行干燥时，在处理被处理衬底的工序中，边使多个容器旋转边进行被处理衬底的干燥。
这样一来，在干燥工序中，能够达到本发明减少替代衬底交换次数之效果。这里，覆盖替代衬底的树脂若为导电性树脂能够获得防止静电发生的效果。
本发明的第二衬底处理方法，包括：使多个被处理衬底主面各自相向排列而收纳于容器的工序；使本发明替代衬底的主面与位于排列最上部的被处理衬底的主面相向收纳于容器的工序；以及，同时处理收纳替代衬底的容器与被处理衬底的工序。
这样一来，在旋转进行处理时，卷起而上的微粒将会优先附着于替代衬底上，因此能够防止微粒附着在被处理衬底。同时，能够利用本发明所涉及的替代衬底具备的、减少替代衬底交换次数等的种种效果。
本发明的第三衬底处理方法，包括：使多个被处理衬底各自以主面相向排列的方式收纳于容器的工序；将本发明的替代衬底收纳于容器，使其两主面其中一面予以保持(hold)，另一主面与位在排列最上部的被处理衬底主面相向的工序；以及，同时处理收纳替代衬底的容器与被处理衬底的工序。
这样一来，由于旋转进行处理时等卷起上升的微粒优先附着在替代衬底上，因此能够防止微粒附着在被处理衬底。
另外，操作替代衬底时，能够防止附着在替代衬底的微粒转印被处理衬底上。这是由于在排列上微粒附着的主面没有和被处理衬底的主面相向。
进一步的，能够利用本发明所涉及的替代衬底具备的减少替代衬底交换次数等的种种效果。
并且，最好是，在本发明的第三衬底处理方法中，替代衬底为两主面其中一面作上记号的衬底，在使用两主面其中一面保持时，使用作上记号的主面，与保持主面不同的另一主面为没有作上记号的主面。
这样一来，能够根据记号容易区别替代衬底的两面，使得与保持主面相反的主面容易与被处理衬底相向。
本发明的第四处理方法包括：收纳多个被处理衬底及一个或多个替代衬底的工序；以及，将收纳替代衬底的容器与被处理衬底同时浸泡于药液中加以处理的工序。
这样一来，将被处理衬底浸泡于药液处理时，能够实现本发明的替代衬底的效果。
-发明效果-
本发明所涉及的替代衬底为在板状构件上树脂覆盖、使其与被处理衬底实质上有着相等质量的替代衬底。由于替代衬底与被处理衬底实质上质量相等，能够通过合计张数调整替代衬底与被处理衬底的合计质量。另外，覆盖的树脂层能够减轻在使用腐蚀性药液进行清洗处理时逐渐受到蚀刻等而造成的替代衬底的劣化、以及该劣化造成的替代衬底的机械强度下降。并且，能够借助覆盖的树脂防止替代衬底破损时产生的碎片与粉末飞散，因此将没有必要交换处理设备的处理反应室，同时，也抑制了对被处理衬底的污染。
通过使用这样的替代衬底的衬底处理方法，能够减轻筒式旋转清洗机清洗时高速旋转造成的破损，增加可能的重复使用次数。因此，能够降低替代衬底的交换频率。
从上可知，能够降低半导体器件的制造成本。
附图说明
图1(a)及图1(b)示出本发明实施形态所涉及的替代衬底构造图，(a)为侧面图，(b)为平面图。
图2示出收纳本发明实施形态所涉及的替代衬底100及被处理衬底104的卡盘204的收纳方法。
图3为本发明实施形态所涉及的衬底处理方法中使用的筒式旋转清洗设备的内部构成侧面图。
图4为本发明实施形态所涉及的衬底处理方法中使用的筒式旋转清洗设备的内部构成上面图。
图5示出现有的筒式旋转清洗设备内部设备的侧面图。
图6示出现有的筒式旋转清洗设备内部设备的上面图。
符号说明
100-替代衬底；101-硅衬底；102-树脂涂层；103-主面；104-被处理衬底；105-保持面；106-非保持面；200-处理反应室；201-旋转台；202-轴；203-马达；204-卡盘；205-导杆；206-上盖；207-喷洒管；208-清洗用药液；209-药液供给管；210-辅助喷洒管；211-纯水供给管。
图2示出收纳本发明实施形态所涉及的替代衬底100及被处理衬底104的卡盘204的收纳方法。
图3为本发明实施形态所涉及的衬底处理方法中使用的筒式旋转清洗设备的内部构成侧面图。
图4为本发明实施形态所涉及的衬底处理方法中使用的筒式旋转清洗设备的内部构成上面图。
图5示出现有的筒式旋转清洗设备内部设备的侧面图。
图6示出现有的筒式旋转清洗设备内部设备的上面图。
符号说明
100-替代衬底；101-硅衬底；102-树脂涂层；103-主面；104-被处理衬底；105-保持面；106-非保持面；200-处理反应室；201-旋转台；202-轴；203-马达；204-卡盘；205-导杆；206-上盖；207-喷洒管；208-清洗用药液；209-药液供给管；210-辅助喷洒管；211-纯水供给管。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的一种实施形态所涉及的替代衬底。
图1(a)及图1(b)为本发明实施形态所涉及的替代衬底100的构造图；(a)为替代衬底100的侧面图，(b)为替代衬底100的平面图。
替代衬底100为，对于例如通常形成电子元件的单结晶硅衬底101，在包含侧面的整面施加树脂涂层102。这时，对于镜面部分的两个主面103事先加以切削，使其表面粗糙度(Ra)达到2um以上，这样形成主面103的凹凸，使得树脂涂层102容易与硅衬底101密接。
树脂涂层102使用的树脂，最好是选择能够耐的住半导体工艺过程中清洗处理药液(温度50℃～160℃左右的H2SO4与H2O2的混合溶液或是NH4OH与H2O2的混合溶液等)的材料。例如氟系树脂构成的全氟化烷氧基(perfluoroalkoxy)聚合物等，为具有优良耐药性的聚合物。最好是，该聚合物具备优良耐热性。
树脂涂层102为，将准备施加涂层的、例如硅衬底101之类的板状构件置于基台，用喷洒器涂上树脂粉，再用熔炉将树脂硬化形成。反面也同样的涂上树脂与硬化。
这里，批式且为筒式旋转清洗设备(图3及图4所示设备，后面将做详细说明)进行高速旋转时使半导体衬底卡盘204(图2所示容器，后面将说明)之间的质量平衡，为替代衬底100的使用目的的一例；为了容易达成这一目的，使替代衬底100重量实质上与被处理衬底的重量相同。具体来说，使替代衬底100的重量为被处理衬底的95％以上，且为105％以下。
作为一个例子，8英寸或是直径200mm的晶圆制品的情况，由于例如重量在51g以上且在55g以下，也使得替代衬底100的重量在51g以上且在55g以下。
为此，调节对主面103切削的量与树脂涂层102的厚度。由于树脂重量因种类而不同，树脂涂层102的厚度根据树脂种类决定。
而且，最好是，替代衬底100与被处理衬底实质上有着相同形状及尺寸。例如替代衬底100的直径及厚度配合被处理衬底直径为200mm，同时，厚度在545um以上且在555um范围以内。
这样一来，以真空钳等进行操作时，能够对替代衬底100与被处理衬底做同样处理。
如上所述，本实施形态的替代衬底100为：以硅衬底101为底材，在整面上施加树脂涂层102，与形成电子元件的硅衬底为同形状且同尺寸。为此，树脂涂层102提高了强度，同时在清洗工序等，几乎不会受到药液侵蚀，内部的硅衬底厚度也不会减少。结果，替代衬底100的强度将非常不容易劣化，因此，在筒式旋转清洗设备的清洗处理中，替代衬底100破损的可能性非常小。
从上可知，与现有的替代衬底相比下，本实施形态涉及的替代衬底100能够大幅度地增加使用次数。结果，能够减少替代衬底的交换次数，降低半导体器件的制造成本。
另外，由于树脂涂层102具有粘性，即使替代衬底100内部的硅衬底101破损，也能够防止该硅衬底101的碎片飞散到清洗设备的处理反应室内。因此，替代衬底每次破损时必须交换处理反应室的必要性也消失，这也有助于降低半导体器件的制造成本。
另外，在本实施形态替代衬底100上，如图1的作为底材的硅衬底101的整面上施加树脂涂层102。这样一来，形成的替代衬底100能够防止药液的浸透与药液对硅衬底101的蚀刻，作为本实施形态的替代衬底最为合适。但是，有关这一点，也能够使用只在衬底101的两个主面的周缘部分施加耐药性的树脂涂层102的衬底101。
像这样的，只在周缘部分施加树脂涂层102的替代衬底100，容易从树脂涂层102加工与没有加工的界线开始劣化。换句话说，容易从该界线产生药液的浸透与药液浸透造成的树脂剥离等。
虽然有着这样的问题，但是在形成半导体集成电路的衬底的旋转干燥等工艺过程中，只在周缘部分施加树脂涂层102的替代衬底101也是可以毫无问题的加以使用。为了干燥进行高速旋转时，在包含替代衬底101侧面的周缘部与卡盘的接触部分，离心力造成力作用，但是这一部分由于树脂涂层102而强度增强，能够抑制替代衬底100的破损。另外，只在周缘部分施加树脂涂层102的替代衬底101，由于树脂涂层102中使用的树脂量少，相较于硅衬底101整面施加树脂涂层102的替代衬底100，有着能够廉价制造的优点。
而且，在替代衬底100，并不容易区别表面与背面。这里，例如施加树脂涂层102之前，在硅衬底101的背面以激光等事先作上记号，如“背“、“背面“、“backside“等。
这样一来，除了容易区别替代衬底100的表面与背面之外，同时容易区别替代衬底100与被处理衬底。但是有关作记号的方法与具体的记号内容并不特别限定。而且，不是在替代衬底100背面，也可以在其表面施加记号，必要的话，也可以表背两面都作上记号。
而且，最好是，树脂涂层102为通过导电性粒子或纤维(例如碳等、由抑制树脂带电量的物质构成的粒子或纤维)混合等方法，使其具导电性。以这样具导电性的树脂施加树脂涂层102的话，由于能够抑制替代衬底100发生的静电量，因此能够抑制微粒在静电作用下附着在替代衬底100上。因此，如后说明的，使替代衬底100与被处理衬底104相向排列收纳于卡盘204的情况下，能够防止该微粒转印于被处理衬底104上。因此，能够提高半导体器件制造成品率。
而且，作为上述替代衬底100底材的板状构件，使用了硅单结晶衬底。但是，只要是能够形成与一起处理的形成电子元件的硅衬底为同形状且同尺寸的替代衬底100的话，也可以使用含硅单结晶的衬底、石英玻璃衬底等取代硅单结晶衬底。
并且，整面施加耐药性树脂涂层时，由于底材并不暴露于表面，更能够使用各种材料取代硅单结晶衬底，例如金属、合金、金属化合物、或陶瓷、或是这些材料的复合材料等都能够使用，只要是质量上近于形成有电子元件的衬底都可以使用。这时，也能够选择比硅衬底低廉的材料，使替代衬底100价格降低的话，能够进一步实现电子元件制造低成本化。
其次，有关使用本实施形态所涉及的替代衬底的半导体器件的处理方法，以清洗处理为例参照附图予以说明。
首先，如图2，将替代衬底100与多个被处理衬底104收纳于卡盘204。但图2省略了卡盘的高度与方向。
首先，考虑一次处理的被处理衬底104的数目，在多个卡盘204的任一当中收纳相同数目的被处理衬底104的情况。换句话说，一批量被处理衬底104的数目为使用的卡盘204个数的倍数。
这种情况下，在每个卡盘204的最上部放入一张替代衬底100。也就是如图2所示，将被处理衬底104从下或从上依序排列放入卡盘204，并且在该排列的最上部放入替代衬底100。这里，图2显示出，卡盘204的最上部收纳一张替代衬底100的情况，同时显示了被处理衬底104的最大可能收纳张数的情况。
其次，考虑一次处理的被处理衬底104的数目不能使任一的多个卡盘204收纳的被处理衬底104数目均相同的情况。换句话说，一批量的被处理衬底104的数目并非使用的卡盘204个数的倍数。
这种情况时，追加收纳替代衬底100，使得在所有使用的卡盘204中收纳的替代衬底100与被处理衬底104的总数(收纳衬底总数)相同。结果，在某几个卡盘中，将收纳追加的替代衬底100。
有关追加收纳的替代衬底100，例如从卡盘204的下部或上部依序收纳被处理衬底104后，再收纳于其上即可。也就是被处理衬底104的排列上面，排列多个替代衬底100予以收纳即可。但是收纳方法并不限于此。
也可以先将替代衬底100收纳于卡盘204后，再将被处理衬底104收纳于卡盘204中。
如上所述，若是在所有的卡盘204中收纳的衬底总数相同的话，卡盘204与替代衬底100及被处理衬底104的总质量(卡盘总质量)能够完全相等。这是由于替代衬底100与被处理衬底104在实质上有着相等质量。
这样一来，能够防止进行旋转清洗时产生偏心状态。一旦在偏心状态下旋转时将会产生激烈振动等，有时造成替代衬底100及被处理衬底104破损；由于能够防止偏心现象产生，因此能够防止这类的破损。因此，除了能够增加替代衬底100的可能重复使用次数之外，也能够提高半导体器件的制造成品率。同时，能够利用本实施形态的替代衬底的效果。这有助于半导体器件制造的低成本化。
这里，收纳被处理衬底104时，表面与背面的哪一面都可以。但是，最好是，收纳替代衬底100时予以区别表面与背面。这有以下的理由。
将替代衬底100收纳于卡盘204时，以真空钳(图未示)等使替代衬底100的两个主面中的一个面予以保持进行操作。像这样保持的主面称为保持面105。操作替代衬底100时，有时微粒会从真空钳转印到保持面105。这样的状态下，收纳替代衬底100时，若将保持面105与被处理衬底104相向的话，可能会造成将微粒从保持面105转印到被处理衬底104。为了避免这一点，收纳替代衬底100时，使保持面105的反面、即非保持面106和被处理衬底104相向。
这样一来，能够防止微粒转印到被处理衬底104，避免微粒造成半导体器件品质低下与成品率下降。
这里，为了容易区别替代衬底100的表面与背面，最好是，使用施加表背记号的替代衬底100。
这样一来，由于收纳替代衬底100时能够确实的使非保持面106和被处理衬底104相向，能够容易防止微粒从替代衬底100转印到被处理衬底104上。
其次，参照图3及图4说明上述的、设置了收纳替代衬底100及被处理衬底104的卡盘以进行清洗等处理的筒式旋转清洗设备。
图3为从侧面所见本实施形态中使用的筒式旋转清洗设备的内部构造的一例。
如图3所示，在圆筒形的处理反应室200内部中设置旋转台201，在旋转台201的底面且为旋转轴的位置连接轴202，轴202则连接到处理反应室200下方的马达203。通过马达203的旋转，旋转台201借助轴202，能够达到如1000rpm以上的高速旋转。
旋转台201上设置了固定卡盘204的棒状导杆205。卡盘204中收纳了多个半导体衬底等被处理衬底104及替代衬底100，使卡盘204借助棒状导杆205，对称于旋转台201的旋转轴予以设置。下面参照图4进一步说明有关卡盘204及导杆205的设置。
从清洗设备上盖206的中心部分，设置了与上盖206垂直突出的喷洒管207，一旦关闭上盖206，喷洒管207将位于旋转台201的旋转轴上方。清洗时，从喷洒管207能够朝被处理衬底104与替代衬底100，横向喷洒含酸或碱的清洗用药液208。通过药液供给管209，将清洗用药液208从清洗设备外部供应到喷洒管207。
进行清洗时，将清洗用药液喷洒在被处理衬底104与替代衬底100，同时使卡盘204与旋转台201一起旋转，通过这一过程能够均匀清洗。
除了清洗用药液之外，喷洒管207也能够喷洒纯水，在距离旋转台201的周边上设置了辅助用的喷洒纯水的辅助喷洒管210。纯水由纯水供给管211供给。
图4为从上面所见筒式旋转清洗设备的内部构成的一例。
图4显示了旋转台201、设置在旋转台201上的卡盘204、与固定卡盘204的导杆205、以及卡盘中多个被处理衬底104与替代衬底100，其他构成部分予以省略。如图4所示，旋转台201上设置四组(8支)导管205，每一组导杆固定了一个卡盘204。通过使用这些导杆205，能够使两个或是四个卡盘204对称于旋转轴而设置在旋转台201上。
其次，说明使用图3及图4所示的筒式旋转清洗设备的清洗方法。
首先，如以上所说明，在图3及图4所示的筒式旋转清洗设备处理反应室200内，使用导杆205设置收纳替代衬底100及被处理衬底104的卡盘204。这时，使卡盘204对称于旋转台201的旋转轴予以设置。例如图3及图4所示的筒式旋转清洗设备中，一次能够处理两个或四个卡盘204。这里，使用四个卡盘204的话，通过分别设置四组导杆205，能够使其对称于旋转轴予以设置。另外，只使用两个卡盘时，在隔着旋转轴的相向位置设置导杆205。
这样一来，由于每个卡盘204的卡盘总质量相等，因此旋转时能够取得平衡。
其次，关闭上盖206，借助旋转台201使卡盘204高速旋转，同时朝卡盘204方向，从喷洒管207喷洒清洗用药液208进行清洗。
这里，最好是，上述清洗处理时的清洗用药液208为含酸或碱的药液。具体来说，例如使用H2SO4与H2O2的混合溶液(大约100℃时使用)，或是NH4OH与H2O2的混合溶液(大约70℃～80℃时使用)。这些药液主要使用在抗蚀灰化前、氧化前或CVD膜沉积前的清洗中。若是选择适当的清洗用药液208，除了所述之外，也能够使用在接触蚀刻与通孔蚀刻后去除清洗蚀刻有机反应生成物或是去除金属配线蚀刻时的反应生成物等的清洗处理中。
而且，若是使用施加耐药性树脂涂层102的替代衬底100，能够防止清洗过程中替代衬底100遭受蚀刻。因此能够增加替代衬底100的可能重复使用次数，有助于降低半导体制造成本。
但是，旋转台201高速旋转时，处理反应室200内部微粒将被卷起上升。这些微粒一旦附着到被处理衬底104时，将成为制造的半导体器件品质下降等的原因。但是，如先前所述，通过将替代衬底100收纳于卡盘204中被处理衬底104排列的最上部，微粒将主要附着在替代衬底100，而能够防止微粒附着在被处理衬底104上。
而且，筒式旋转清洗设备清洗处理被处理衬底104后，在该处理反应室200内进行被处理衬底104的旋转干燥。这时，由于是旋转方式，处理反应室内部的气体与替代衬底100之间有时会因摩擦产生静电。
这样一来，发生静电时，微粒容易附着在替代衬底100。因此，如图2般，紧邻替代衬底100的下面收纳的被处理衬底104将容易产生微粒的二次污染。
但是，若是使用以导电性树脂涂层加工的替代衬底100的话，能够抑制干燥时产生静电。防止微粒附着在被处理衬底104减轻二次污染。
而且，即使不是在筒式旋转清洗设备处理反应室200内进行干燥，而是另外以甩干机(spin dryer)对被处理衬底104进行干燥处理时，使用与所述相同的施加导电性树脂涂层102的替代衬底100，也能够获得抑制静电的效果。
并且，在本实施形态中，使用筒式旋转清洗设备及筒式干燥设备(包括可兼用的设备)说明处理方式，在其他种类的设备里头也能够使用本实施形态的替代衬底100。例如前面说明的，将替代衬底100与被处理衬底104收纳于卡盘204，与卡盘204共同浸泡在放满药液的清洗槽进行被处理衬底104的清洗处理等的处理方法，也能够使用。这一状况时，也能够利用本实施形态替代衬底100的效果。例如，通过在替代衬底100上施加树脂涂层102，使得可能的重复使用次数比现在增加。因此，能够降低半导体器件的制造成本。
产业上利用的可能性
如上所述，本发明的替代衬底及使用该替代衬底的衬底处理方法，能够增加替代衬底的重复可能使用次数，降低半导体制造成本。
图1(a)及图1(b)为本发明实施形态所涉及的替代衬底100的构造图；(a)为替代衬底100的侧面图，(b)为替代衬底100的平面图。
替代衬底100为，对于例如通常形成电子元件的单结晶硅衬底101，在包含侧面的整面施加树脂涂层102。这时，对于镜面部分的两个主面103事先加以切削，使其表面粗糙度(Ra)达到2um以上，这样形成主面103的凹凸，使得树脂涂层102容易与硅衬底101密接。
树脂涂层102使用的树脂，最好是选择能够耐的住半导体工艺过程中清洗处理药液(温度50℃～160℃左右的H2SO4与H2O2的混合溶液或是NH4OH与H2O2的混合溶液等)的材料。例如氟系树脂构成的全氟化烷氧基(perfluoroalkoxy)聚合物等，为具有优良耐药性的聚合物。最好是，该聚合物具备优良耐热性。
树脂涂层102为，将准备施加涂层的、例如硅衬底101之类的板状构件置于基台，用喷洒器涂上树脂粉，再用熔炉将树脂硬化形成。反面也同样的涂上树脂与硬化。
这里，批式且为筒式旋转清洗设备(图3及图4所示设备，后面将做详细说明)进行高速旋转时使半导体衬底卡盘204(图2所示容器，后面将说明)之间的质量平衡，为替代衬底100的使用目的的一例；为了容易达成这一目的，使替代衬底100重量实质上与被处理衬底的重量相同。具体来说，使替代衬底100的重量为被处理衬底的95％以上，且为105％以下。
作为一个例子，8英寸或是直径200mm的晶圆制品的情况，由于例如重量在51g以上且在55g以下，也使得替代衬底100的重量在51g以上且在55g以下。
为此，调节对主面103切削的量与树脂涂层102的厚度。由于树脂重量因种类而不同，树脂涂层102的厚度根据树脂种类决定。
而且，最好是，替代衬底100与被处理衬底实质上有着相同形状及尺寸。例如替代衬底100的直径及厚度配合被处理衬底直径为200mm，同时，厚度在545um以上且在555um范围以内。
这样一来，以真空钳等进行操作时，能够对替代衬底100与被处理衬底做同样处理。
如上所述，本实施形态的替代衬底100为：以硅衬底101为底材，在整面上施加树脂涂层102，与形成电子元件的硅衬底为同形状且同尺寸。为此，树脂涂层102提高了强度，同时在清洗工序等，几乎不会受到药液侵蚀，内部的硅衬底厚度也不会减少。结果，替代衬底100的强度将非常不容易劣化，因此，在筒式旋转清洗设备的清洗处理中，替代衬底100破损的可能性非常小。
从上可知，与现有的替代衬底相比下，本实施形态涉及的替代衬底100能够大幅度地增加使用次数。结果，能够减少替代衬底的交换次数，降低半导体器件的制造成本。
另外，由于树脂涂层102具有粘性，即使替代衬底100内部的硅衬底101破损，也能够防止该硅衬底101的碎片飞散到清洗设备的处理反应室内。因此，替代衬底每次破损时必须交换处理反应室的必要性也消失，这也有助于降低半导体器件的制造成本。
另外，在本实施形态替代衬底100上，如图1的作为底材的硅衬底101的整面上施加树脂涂层102。这样一来，形成的替代衬底100能够防止药液的浸透与药液对硅衬底101的蚀刻，作为本实施形态的替代衬底最为合适。但是，有关这一点，也能够使用只在衬底101的两个主面的周缘部分施加耐药性的树脂涂层102的衬底101。
像这样的，只在周缘部分施加树脂涂层102的替代衬底100，容易从树脂涂层102加工与没有加工的界线开始劣化。换句话说，容易从该界线产生药液的浸透与药液浸透造成的树脂剥离等。
虽然有着这样的问题，但是在形成半导体集成电路的衬底的旋转干燥等工艺过程中，只在周缘部分施加树脂涂层102的替代衬底101也是可以毫无问题的加以使用。为了干燥进行高速旋转时，在包含替代衬底101侧面的周缘部与卡盘的接触部分，离心力造成力作用，但是这一部分由于树脂涂层102而强度增强，能够抑制替代衬底100的破损。另外，只在周缘部分施加树脂涂层102的替代衬底101，由于树脂涂层102中使用的树脂量少，相较于硅衬底101整面施加树脂涂层102的替代衬底100，有着能够廉价制造的优点。
而且，在替代衬底100，并不容易区别表面与背面。这里，例如施加树脂涂层102之前，在硅衬底101的背面以激光等事先作上记号，如“背“、“背面“、“backside“等。
这样一来，除了容易区别替代衬底100的表面与背面之外，同时容易区别替代衬底100与被处理衬底。但是有关作记号的方法与具体的记号内容并不特别限定。而且，不是在替代衬底100背面，也可以在其表面施加记号，必要的话，也可以表背两面都作上记号。
而且，最好是，树脂涂层102为通过导电性粒子或纤维(例如碳等、由抑制树脂带电量的物质构成的粒子或纤维)混合等方法，使其具导电性。以这样具导电性的树脂施加树脂涂层102的话，由于能够抑制替代衬底100发生的静电量，因此能够抑制微粒在静电作用下附着在替代衬底100上。因此，如后说明的，使替代衬底100与被处理衬底104相向排列收纳于卡盘204的情况下，能够防止该微粒转印于被处理衬底104上。因此，能够提高半导体器件制造成品率。
而且，作为上述替代衬底100底材的板状构件，使用了硅单结晶衬底。但是，只要是能够形成与一起处理的形成电子元件的硅衬底为同形状且同尺寸的替代衬底100的话，也可以使用含硅单结晶的衬底、石英玻璃衬底等取代硅单结晶衬底。
并且，整面施加耐药性树脂涂层时，由于底材并不暴露于表面，更能够使用各种材料取代硅单结晶衬底，例如金属、合金、金属化合物、或陶瓷、或是这些材料的复合材料等都能够使用，只要是质量上近于形成有电子元件的衬底都可以使用。这时，也能够选择比硅衬底低廉的材料，使替代衬底100价格降低的话，能够进一步实现电子元件制造低成本化。
其次，有关使用本实施形态所涉及的替代衬底的半导体器件的处理方法，以清洗处理为例参照附图予以说明。
首先，如图2，将替代衬底100与多个被处理衬底104收纳于卡盘204。但图2省略了卡盘的高度与方向。
首先，考虑一次处理的被处理衬底104的数目，在多个卡盘204的任一当中收纳相同数目的被处理衬底104的情况。换句话说，一批量被处理衬底104的数目为使用的卡盘204个数的倍数。
这种情况下，在每个卡盘204的最上部放入一张替代衬底100。也就是如图2所示，将被处理衬底104从下或从上依序排列放入卡盘204，并且在该排列的最上部放入替代衬底100。这里，图2显示出，卡盘204的最上部收纳一张替代衬底100的情况，同时显示了被处理衬底104的最大可能收纳张数的情况。
其次，考虑一次处理的被处理衬底104的数目不能使任一的多个卡盘204收纳的被处理衬底104数目均相同的情况。换句话说，一批量的被处理衬底104的数目并非使用的卡盘204个数的倍数。
这种情况时，追加收纳替代衬底100，使得在所有使用的卡盘204中收纳的替代衬底100与被处理衬底104的总数(收纳衬底总数)相同。结果，在某几个卡盘中，将收纳追加的替代衬底100。
有关追加收纳的替代衬底100，例如从卡盘204的下部或上部依序收纳被处理衬底104后，再收纳于其上即可。也就是被处理衬底104的排列上面，排列多个替代衬底100予以收纳即可。但是收纳方法并不限于此。
也可以先将替代衬底100收纳于卡盘204后，再将被处理衬底104收纳于卡盘204中。
如上所述，若是在所有的卡盘204中收纳的衬底总数相同的话，卡盘204与替代衬底100及被处理衬底104的总质量(卡盘总质量)能够完全相等。这是由于替代衬底100与被处理衬底104在实质上有着相等质量。
这样一来，能够防止进行旋转清洗时产生偏心状态。一旦在偏心状态下旋转时将会产生激烈振动等，有时造成替代衬底100及被处理衬底104破损；由于能够防止偏心现象产生，因此能够防止这类的破损。因此，除了能够增加替代衬底100的可能重复使用次数之外，也能够提高半导体器件的制造成品率。同时，能够利用本实施形态的替代衬底的效果。这有助于半导体器件制造的低成本化。
这里，收纳被处理衬底104时，表面与背面的哪一面都可以。但是，最好是，收纳替代衬底100时予以区别表面与背面。这有以下的理由。
将替代衬底100收纳于卡盘204时，以真空钳(图未示)等使替代衬底100的两个主面中的一个面予以保持进行操作。像这样保持的主面称为保持面105。操作替代衬底100时，有时微粒会从真空钳转印到保持面105。这样的状态下，收纳替代衬底100时，若将保持面105与被处理衬底104相向的话，可能会造成将微粒从保持面105转印到被处理衬底104。为了避免这一点，收纳替代衬底100时，使保持面105的反面、即非保持面106和被处理衬底104相向。
这样一来，能够防止微粒转印到被处理衬底104，避免微粒造成半导体器件品质低下与成品率下降。
这里，为了容易区别替代衬底100的表面与背面，最好是，使用施加表背记号的替代衬底100。
这样一来，由于收纳替代衬底100时能够确实的使非保持面106和被处理衬底104相向，能够容易防止微粒从替代衬底100转印到被处理衬底104上。
其次，参照图3及图4说明上述的、设置了收纳替代衬底100及被处理衬底104的卡盘以进行清洗等处理的筒式旋转清洗设备。
图3为从侧面所见本实施形态中使用的筒式旋转清洗设备的内部构造的一例。
如图3所示，在圆筒形的处理反应室200内部中设置旋转台201，在旋转台201的底面且为旋转轴的位置连接轴202，轴202则连接到处理反应室200下方的马达203。通过马达203的旋转，旋转台201借助轴202，能够达到如1000rpm以上的高速旋转。
旋转台201上设置了固定卡盘204的棒状导杆205。卡盘204中收纳了多个半导体衬底等被处理衬底104及替代衬底100，使卡盘204借助棒状导杆205，对称于旋转台201的旋转轴予以设置。下面参照图4进一步说明有关卡盘204及导杆205的设置。
从清洗设备上盖206的中心部分，设置了与上盖206垂直突出的喷洒管207，一旦关闭上盖206，喷洒管207将位于旋转台201的旋转轴上方。清洗时，从喷洒管207能够朝被处理衬底104与替代衬底100，横向喷洒含酸或碱的清洗用药液208。通过药液供给管209，将清洗用药液208从清洗设备外部供应到喷洒管207。
进行清洗时，将清洗用药液喷洒在被处理衬底104与替代衬底100，同时使卡盘204与旋转台201一起旋转，通过这一过程能够均匀清洗。
除了清洗用药液之外，喷洒管207也能够喷洒纯水，在距离旋转台201的周边上设置了辅助用的喷洒纯水的辅助喷洒管210。纯水由纯水供给管211供给。
图4为从上面所见筒式旋转清洗设备的内部构成的一例。
图4显示了旋转台201、设置在旋转台201上的卡盘204、与固定卡盘204的导杆205、以及卡盘中多个被处理衬底104与替代衬底100，其他构成部分予以省略。如图4所示，旋转台201上设置四组(8支)导管205，每一组导杆固定了一个卡盘204。通过使用这些导杆205，能够使两个或是四个卡盘204对称于旋转轴而设置在旋转台201上。
其次，说明使用图3及图4所示的筒式旋转清洗设备的清洗方法。
首先，如以上所说明，在图3及图4所示的筒式旋转清洗设备处理反应室200内，使用导杆205设置收纳替代衬底100及被处理衬底104的卡盘204。这时，使卡盘204对称于旋转台201的旋转轴予以设置。例如图3及图4所示的筒式旋转清洗设备中，一次能够处理两个或四个卡盘204。这里，使用四个卡盘204的话，通过分别设置四组导杆205，能够使其对称于旋转轴予以设置。另外，只使用两个卡盘时，在隔着旋转轴的相向位置设置导杆205。
这样一来，由于每个卡盘204的卡盘总质量相等，因此旋转时能够取得平衡。
其次，关闭上盖206，借助旋转台201使卡盘204高速旋转，同时朝卡盘204方向，从喷洒管207喷洒清洗用药液208进行清洗。
这里，最好是，上述清洗处理时的清洗用药液208为含酸或碱的药液。具体来说，例如使用H2SO4与H2O2的混合溶液(大约100℃时使用)，或是NH4OH与H2O2的混合溶液(大约70℃～80℃时使用)。这些药液主要使用在抗蚀灰化前、氧化前或CVD膜沉积前的清洗中。若是选择适当的清洗用药液208，除了所述之外，也能够使用在接触蚀刻与通孔蚀刻后去除清洗蚀刻有机反应生成物或是去除金属配线蚀刻时的反应生成物等的清洗处理中。
而且，若是使用施加耐药性树脂涂层102的替代衬底100，能够防止清洗过程中替代衬底100遭受蚀刻。因此能够增加替代衬底100的可能重复使用次数，有助于降低半导体制造成本。
但是，旋转台201高速旋转时，处理反应室200内部微粒将被卷起上升。这些微粒一旦附着到被处理衬底104时，将成为制造的半导体器件品质下降等的原因。但是，如先前所述，通过将替代衬底100收纳于卡盘204中被处理衬底104排列的最上部，微粒将主要附着在替代衬底100，而能够防止微粒附着在被处理衬底104上。
而且，筒式旋转清洗设备清洗处理被处理衬底104后，在该处理反应室200内进行被处理衬底104的旋转干燥。这时，由于是旋转方式，处理反应室内部的气体与替代衬底100之间有时会因摩擦产生静电。
这样一来，发生静电时，微粒容易附着在替代衬底100。因此，如图2般，紧邻替代衬底100的下面收纳的被处理衬底104将容易产生微粒的二次污染。
但是，若是使用以导电性树脂涂层加工的替代衬底100的话，能够抑制干燥时产生静电。防止微粒附着在被处理衬底104减轻二次污染。
而且，即使不是在筒式旋转清洗设备处理反应室200内进行干燥，而是另外以甩干机(spin dryer)对被处理衬底104进行干燥处理时，使用与所述相同的施加导电性树脂涂层102的替代衬底100，也能够获得抑制静电的效果。
并且，在本实施形态中，使用筒式旋转清洗设备及筒式干燥设备(包括可兼用的设备)说明处理方式，在其他种类的设备里头也能够使用本实施形态的替代衬底100。例如前面说明的，将替代衬底100与被处理衬底104收纳于卡盘204，与卡盘204共同浸泡在放满药液的清洗槽进行被处理衬底104的清洗处理等的处理方法，也能够使用。这一状况时，也能够利用本实施形态替代衬底100的效果。例如，通过在替代衬底100上施加树脂涂层102，使得可能的重复使用次数比现在增加。因此，能够降低半导体器件的制造成本。
产业上利用的可能性
如上所述，本发明的替代衬底及使用该替代衬底的衬底处理方法，能够增加替代衬底的重复可能使用次数，降低半导体制造成本。