JP3517702B2 - ダミーウエハ - Google Patents
ダミーウエハInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣやＬＳＩ等の
半導体製造工程において、プラズマエッチングチャンバ
ー内を清浄化する工程に用いるダミーウエハ、あるいは
拡散炉や縦型炉において製品ウエハが並ぶ端側の位置に
配置して製品ウエハの処理性状を安定化するために用い
るダミーウエハに関する。
半導体製造工程において、プラズマエッチングチャンバ
ー内を清浄化する工程に用いるダミーウエハ、あるいは
拡散炉や縦型炉において製品ウエハが並ぶ端側の位置に
配置して製品ウエハの処理性状を安定化するために用い
るダミーウエハに関する。
【０００２】プラズマエッチング処理は、一対の並行平
面電極を設置したエッチング装置内に反応性ガス（Ｃ，
Ｈ，Ｆ，Ｏ等の原子含有ガス）を導入しながら電極間に
高周波電力を印加して放電させ、生じたガスプラズマを
用いてフォトレジストされていない部分をエッチングす
ることにより高精度で微細な回路パターンを形成する工
程である。
面電極を設置したエッチング装置内に反応性ガス（Ｃ，
Ｈ，Ｆ，Ｏ等の原子含有ガス）を導入しながら電極間に
高周波電力を印加して放電させ、生じたガスプラズマを
用いてフォトレジストされていない部分をエッチングす
ることにより高精度で微細な回路パターンを形成する工
程である。
【０００３】プラズマエッチング処理を繰り返し行う
と、エッチングチャンバー内の電極やウエハホルダー等
にエッチングされたシリコンが付着したり、付着シリコ
ンの脱落によりパーティクルが発生するなどの問題が生
じる。そのため、定期的にウエハの代わりにダミーウエ
ハをセットしてプラズマエッチング処理を行い、系内を
洗浄する必要がある。また、拡散炉での酸化膜形成工程
や縦型炉での減圧ＣＶＤ法による窒化膜形成工程では、
炉内の端側において反応用ガスの流れや温度分布が均一
となり難い。そこで製品ウエハが並ぶ端側の位置にダミ
ーウエハを配置してウエハに形成される酸化膜や窒化膜
の性状を安定化させる手段が講じられている。
と、エッチングチャンバー内の電極やウエハホルダー等
にエッチングされたシリコンが付着したり、付着シリコ
ンの脱落によりパーティクルが発生するなどの問題が生
じる。そのため、定期的にウエハの代わりにダミーウエ
ハをセットしてプラズマエッチング処理を行い、系内を
洗浄する必要がある。また、拡散炉での酸化膜形成工程
や縦型炉での減圧ＣＶＤ法による窒化膜形成工程では、
炉内の端側において反応用ガスの流れや温度分布が均一
となり難い。そこで製品ウエハが並ぶ端側の位置にダミ
ーウエハを配置してウエハに形成される酸化膜や窒化膜
の性状を安定化させる手段が講じられている。
【０００４】したがって、ダミーウエハにはエッチング
され難い材質特性が要求され、また高純度であることが
必要である。このダミーウエハとしては石英、炭化珪
素、グラファイト等が検討されているが、石英は導電性
がないため使用できず、炭化珪素は加工性が悪く、高純
度化も難しいという欠点がある。グラファイトは材質的
に組織からパーティクルが脱落する難点がある。シリコ
ンウエハをダミーウエハとして用いる方法もあるが、ウ
エハの大型化にともないコスト高となり実用的でない。
され難い材質特性が要求され、また高純度であることが
必要である。このダミーウエハとしては石英、炭化珪
素、グラファイト等が検討されているが、石英は導電性
がないため使用できず、炭化珪素は加工性が悪く、高純
度化も難しいという欠点がある。グラファイトは材質的
に組織からパーティクルが脱落する難点がある。シリコ
ンウエハをダミーウエハとして用いる方法もあるが、ウ
エハの大型化にともないコスト高となり実用的でない。
【０００５】そのため、上記のダミーウエハをガラス状
カーボン材で構成する半導体ウエハダミー（特開平７−
240401号公報）が提案されている。ガラス状カーボン材
は、熱硬化性樹脂を炭化して得られる巨視的に無孔組織
の硬質炭素物質で、高強度、低化学反応性、ガス不透過
性、自己潤滑性、堅牢性などに優れ、不純物が少ない等
の特性を有しているが、特にプラズマエッチング処理中
にウエハーを汚損する原因となる微細パーティクルが組
織から離脱し難い利点がある。したがって、ダミーウエ
ハとしても優れた材質特性を備えている。しかしなが
ら、近時、半導体集積度がますます増大する傾向にあ
り、このためダミーウエハにも消耗度合の少ない耐久性
に優れた材質性能が要求されており、上記のガラス状カ
ーボン材で構成したダミーウエハでも充分でない問題点
がある。
カーボン材で構成する半導体ウエハダミー（特開平７−
240401号公報）が提案されている。ガラス状カーボン材
は、熱硬化性樹脂を炭化して得られる巨視的に無孔組織
の硬質炭素物質で、高強度、低化学反応性、ガス不透過
性、自己潤滑性、堅牢性などに優れ、不純物が少ない等
の特性を有しているが、特にプラズマエッチング処理中
にウエハーを汚損する原因となる微細パーティクルが組
織から離脱し難い利点がある。したがって、ダミーウエ
ハとしても優れた材質特性を備えている。しかしなが
ら、近時、半導体集積度がますます増大する傾向にあ
り、このためダミーウエハにも消耗度合の少ない耐久性
に優れた材質性能が要求されており、上記のガラス状カ
ーボン材で構成したダミーウエハでも充分でない問題点
がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、ダミー
ウエハとして用いるガラス状カーボン材の材質組織につ
いて多角的に研究を進めた結果、ガラス状カーボン材の
表面性状が一定波長域のアルゴンイオンレーザーによる
ラマンスペクトル分析において特定された２つのラマン
バンドのスペクトル相対強度比とガラス状カーボンのバ
ルク結晶性状の指標となる黒鉛六角網面層の格子面間隔
が一定の関係を満たす場合に、ダミーウエハの性能を効
果的に改善できることを見出した。
ウエハとして用いるガラス状カーボン材の材質組織につ
いて多角的に研究を進めた結果、ガラス状カーボン材の
表面性状が一定波長域のアルゴンイオンレーザーによる
ラマンスペクトル分析において特定された２つのラマン
バンドのスペクトル相対強度比とガラス状カーボンのバ
ルク結晶性状の指標となる黒鉛六角網面層の格子面間隔
が一定の関係を満たす場合に、ダミーウエハの性能を効
果的に改善できることを見出した。
【０００７】本発明はこの知見に基づいて完成したもの
であって、その目的はプラズマエッチング用等のチャン
バー内を清浄化する工程、あるいは拡散炉や縦型炉での
製品ウエハを処理する工程において消耗が少なく、パー
ティクルなどの発生や汚染の少ない、長期間に亘って安
定に使用することのできるダミーウエハを提供すること
にある。
であって、その目的はプラズマエッチング用等のチャン
バー内を清浄化する工程、あるいは拡散炉や縦型炉での
製品ウエハを処理する工程において消耗が少なく、パー
ティクルなどの発生や汚染の少ない、長期間に亘って安
定に使用することのできるダミーウエハを提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるダミーウエハは、波長５１４５オング
ストロームのアルゴンイオンレーザー光を用いたラマン
スペクトル分析において、１３６０±１００cm-1のバン
ド域に現出するスペクトル強度(IA)と１５８０±１００
cm-1のバンド域に現出するスペクトル強度(IB)の相対強
度比Ｒ(IA/IB)と、黒鉛六角網面層の平均格子面間隔ｄ
00 2 （単位；オングストローム）とが、下記(1) 式の関
係を満たすガラス状カーボン材からなることを構成上の
特徴とする。 Ｒ≧ (ｄ002 −3.344)／0.135 …(1)
めの本発明によるダミーウエハは、波長５１４５オング
ストロームのアルゴンイオンレーザー光を用いたラマン
スペクトル分析において、１３６０±１００cm-1のバン
ド域に現出するスペクトル強度(IA)と１５８０±１００
cm-1のバンド域に現出するスペクトル強度(IB)の相対強
度比Ｒ(IA/IB)と、黒鉛六角網面層の平均格子面間隔ｄ
00 2 （単位；オングストローム）とが、下記(1) 式の関
係を満たすガラス状カーボン材からなることを構成上の
特徴とする。 Ｒ≧ (ｄ002 −3.344)／0.135 …(1)
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明のダミーウエハは、熱硬化
性樹脂を焼成炭化して得られる均一組織を有するガラス
状カーボンからなることを前提とするが、純度特性とし
て総灰分５ppm 以下、金属不純物２ppm 以下、総硫黄分
３０ppm 以下の高純度材質を有し、可及的に表面平滑度
の高い平面板であることが好ましい。
性樹脂を焼成炭化して得られる均一組織を有するガラス
状カーボンからなることを前提とするが、純度特性とし
て総灰分５ppm 以下、金属不純物２ppm 以下、総硫黄分
３０ppm 以下の高純度材質を有し、可及的に表面平滑度
の高い平面板であることが好ましい。
【００１０】このガラス状カーボン材において、波長５
１４５オングストロームのアルゴンイオンレーザー光を
用いてラマンスペクトル分析した場合、１３６０±１０
０cm-1バンド域におけるスペクトル強度(IA)と１５８０
±１００cm-1バンド域におけるスペクトル強度(IB)の相
対強度比（IA/IB)であるＲ値と、黒鉛六角網面層の平均
格子面間隔ｄ00 2 （単位；オングストローム）とが、Ｒ
≧ (ｄ002 −3.344)／0.135 の関係を満たすことが本発
明の主要な構成要件である。
１４５オングストロームのアルゴンイオンレーザー光を
用いてラマンスペクトル分析した場合、１３６０±１０
０cm-1バンド域におけるスペクトル強度(IA)と１５８０
±１００cm-1バンド域におけるスペクトル強度(IB)の相
対強度比（IA/IB)であるＲ値と、黒鉛六角網面層の平均
格子面間隔ｄ00 2 （単位；オングストローム）とが、Ｒ
≧ (ｄ002 −3.344)／0.135 の関係を満たすことが本発
明の主要な構成要件である。
【００１１】このうちラマンスペクトル分析における相
対強度比Ｒ(IA/IB) の値は１．０〜２．０の範囲にある
ことが好ましい。Ｒ値が１．０未満では結晶組織がガラ
ス状カーボン特有のアモルファス質ではなくなって、耐
エッチング性が低下し、消耗の均一性も低くなる。一
方、Ｒ値が２．０を越えると炭素化が不足して消耗速度
も大きくなり、好ましいＲ値の範囲は１．２〜１．９の
範囲である。
対強度比Ｒ(IA/IB) の値は１．０〜２．０の範囲にある
ことが好ましい。Ｒ値が１．０未満では結晶組織がガラ
ス状カーボン特有のアモルファス質ではなくなって、耐
エッチング性が低下し、消耗の均一性も低くなる。一
方、Ｒ値が２．０を越えると炭素化が不足して消耗速度
も大きくなり、好ましいＲ値の範囲は１．２〜１．９の
範囲である。
【００１２】黒鉛六角網面層の平均格子面間隔ｄ00 2 は
Ｘ線回析でＣ(002) 回析ピークから求められるが、この
ｄ002 間隔は３．４０〜３．６０オングストロームの範
囲にあることが好ましい。平均格子面間隔ｄ00 2 が３．
４０オングストロームを下回ると、黒鉛化が進行して結
晶構造がガラス状カーボン特有のアモルファス組織を呈
さなくなるため、材質組織から微細パーティクルの離脱
発生が多くなる。また平均格子面間隔ｄ00 2 が３．６０
オングストロームを上回ると炭素組織が不十分となり、
ダミーウエハとして耐エッチング性が低下して、消耗が
不均一となり、また消耗度合も大きくなる。
Ｘ線回析でＣ(002) 回析ピークから求められるが、この
ｄ002 間隔は３．４０〜３．６０オングストロームの範
囲にあることが好ましい。平均格子面間隔ｄ00 2 が３．
４０オングストロームを下回ると、黒鉛化が進行して結
晶構造がガラス状カーボン特有のアモルファス組織を呈
さなくなるため、材質組織から微細パーティクルの離脱
発生が多くなる。また平均格子面間隔ｄ00 2 が３．６０
オングストロームを上回ると炭素組織が不十分となり、
ダミーウエハとして耐エッチング性が低下して、消耗が
不均一となり、また消耗度合も大きくなる。
【００１３】ガラス状カーボン材をダミーウエハに用い
た場合の消耗度合は、用いるガラス状カーボンの純度、
結晶構造、表面状態などが複雑に影響して微妙に変動す
る。一般に、炭素材をラマンスペクトル分析すると１３
６０cm-1および１５８０cm-1のバンド域に２つのピーク
が現出し、これらの相対強度比は炭素の構造に含まれる
結晶の欠陥量や格子の不規則性に関係することが知られ
ている。例えば、人造黒鉛の場合は１３６０cm-1よりも
１５８０cm-1バンドの強度が高いが、ガラス状カーボン
ではこの逆に１３６０cm-1バンドのピークが高くなる。
しかし、ピークの分布やバンド間の相対強度はガラス状
カーボンの性状によっても異なり、耐エッチング性に変
化が生じる。一方、ガラス状カーボンのような難黒鉛化
性炭素材のＸ線回析で得られる格子定数Ｃ0 は、黒鉛網
目結晶が発達したグラファイト構造の炭素材と比較して
大きくなり、同時に平均格子面間隔も黒鉛材に比べて相
対的に広くなるが、この結晶構造も耐エッチング性や微
細パーティクルの発生に影響を与える。
た場合の消耗度合は、用いるガラス状カーボンの純度、
結晶構造、表面状態などが複雑に影響して微妙に変動す
る。一般に、炭素材をラマンスペクトル分析すると１３
６０cm-1および１５８０cm-1のバンド域に２つのピーク
が現出し、これらの相対強度比は炭素の構造に含まれる
結晶の欠陥量や格子の不規則性に関係することが知られ
ている。例えば、人造黒鉛の場合は１３６０cm-1よりも
１５８０cm-1バンドの強度が高いが、ガラス状カーボン
ではこの逆に１３６０cm-1バンドのピークが高くなる。
しかし、ピークの分布やバンド間の相対強度はガラス状
カーボンの性状によっても異なり、耐エッチング性に変
化が生じる。一方、ガラス状カーボンのような難黒鉛化
性炭素材のＸ線回析で得られる格子定数Ｃ0 は、黒鉛網
目結晶が発達したグラファイト構造の炭素材と比較して
大きくなり、同時に平均格子面間隔も黒鉛材に比べて相
対的に広くなるが、この結晶構造も耐エッチング性や微
細パーティクルの発生に影響を与える。
【００１４】本発明で規制したＲ≧（ｄ002 −3.344 ）
／0.135 の関係式(1) は、ダミーウエハを構成するガラ
ス状カーボン材の表面性状がＸ線回折で測定される黒鉛
六角網面層の平均格子面間隔ｄ002 に対してラマンスペ
クトル分析における２バンドピークの相対強度比Ｒが一
定範囲の水準以上にある非晶質の炭素結晶組織を備える
ことに特徴づけられ、この性状がダミーウエハの消耗速
度を抑制し、同時に微細なパーティクルの離脱を発生さ
せない材質組織を形成する。したがって、Ｒ≧（ｄ002
−3.344 ）／0.135 の要件を満たすガラス状カーボン材
により構成したダミーウエハを用いると、長期間安定し
て使用することができる。
／0.135 の関係式(1) は、ダミーウエハを構成するガラ
ス状カーボン材の表面性状がＸ線回折で測定される黒鉛
六角網面層の平均格子面間隔ｄ002 に対してラマンスペ
クトル分析における２バンドピークの相対強度比Ｒが一
定範囲の水準以上にある非晶質の炭素結晶組織を備える
ことに特徴づけられ、この性状がダミーウエハの消耗速
度を抑制し、同時に微細なパーティクルの離脱を発生さ
せない材質組織を形成する。したがって、Ｒ≧（ｄ002
−3.344 ）／0.135 の要件を満たすガラス状カーボン材
により構成したダミーウエハを用いると、長期間安定し
て使用することができる。
【００１５】上記の性状を備えたガラス状カーボン材か
らなる本発明のダミーウエハは、次のようにして製造す
ることができる。まず、材質の高密度及び高純度化を図
るため、原料として予め精製処理した残炭率が少なくと
も４０％以上のフェノール系、フラン系またはポリイミ
ド系あるいはこれらをブレンドした熱硬化性樹脂を選択
使用する。これら原料樹脂は、通常、粉状や液状を呈し
ているため、その形態に応じてモールド成形、射出成形
あるいは注型成形など最適な成形手段を用いて所定の板
状に成形する。成形体は、引き続き大気中で１００〜１
８０℃の温度で硬化処理を施す。焼成炭化処理は、硬化
した樹脂成形体を黒鉛坩堝に詰めるか、黒鉛板で挟持し
た状態で、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気に保たれた
電気炉、あるいはリードハンマー炉に詰め、８００〜１
０００℃に加熱することにより行われる。更に炭化処理
した焼成体を雰囲気置換可能な真空炉に入れ、ハロゲン
系の精製ガスを流しながら、２０００℃まで昇温して高
純度化処理を施す。
らなる本発明のダミーウエハは、次のようにして製造す
ることができる。まず、材質の高密度及び高純度化を図
るため、原料として予め精製処理した残炭率が少なくと
も４０％以上のフェノール系、フラン系またはポリイミ
ド系あるいはこれらをブレンドした熱硬化性樹脂を選択
使用する。これら原料樹脂は、通常、粉状や液状を呈し
ているため、その形態に応じてモールド成形、射出成形
あるいは注型成形など最適な成形手段を用いて所定の板
状に成形する。成形体は、引き続き大気中で１００〜１
８０℃の温度で硬化処理を施す。焼成炭化処理は、硬化
した樹脂成形体を黒鉛坩堝に詰めるか、黒鉛板で挟持し
た状態で、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気に保たれた
電気炉、あるいはリードハンマー炉に詰め、８００〜１
０００℃に加熱することにより行われる。更に炭化処理
した焼成体を雰囲気置換可能な真空炉に入れ、ハロゲン
系の精製ガスを流しながら、２０００℃まで昇温して高
純度化処理を施す。
【００１６】ついで、焼成体の表面を機械研磨処理して
表面の平滑性を高める。表面の機械研磨処理は、各種研
磨材を使用したラッピング処理やバフ研磨などポリッシ
ング処理により、ガラス状カーボン材の表面層部分のみ
を所望の性状に構造変化させることができる。砥粒とし
ては、例えばＡｌ2 Ｏ3 砥粒のような金属酸化物、Ｓｉ
Ｃ砥粒のような炭化物、ＴｉＢ2 砥粒のようなほう化
物、ＢＮ4 砥粒のような窒化物のほか、ダイヤモンドの
ような単体の砥粒が挙げられる。砥粒は順次に粒径の大
きいものから小さいものへ移行して表面平滑度を高くす
ることが好ましい。このような表面研磨を行うと、砥粒
とガラス状カーボン材の表面には圧縮、剪断、摩擦等の
機械的エネルギーが加えられ、砥粒とガラス状カーボン
材との間に起こる温度上昇、圧縮力の発生、歪みエネル
ギーの蓄積、構造欠陥の発生などの現象が複合的に作用
して表面のメカノケミストリー変化が誘起される。この
結果、本発明の要件を満たす表面組織性状のガラス状カ
ーボン材に転化させることが可能となる。
表面の平滑性を高める。表面の機械研磨処理は、各種研
磨材を使用したラッピング処理やバフ研磨などポリッシ
ング処理により、ガラス状カーボン材の表面層部分のみ
を所望の性状に構造変化させることができる。砥粒とし
ては、例えばＡｌ2 Ｏ3 砥粒のような金属酸化物、Ｓｉ
Ｃ砥粒のような炭化物、ＴｉＢ2 砥粒のようなほう化
物、ＢＮ4 砥粒のような窒化物のほか、ダイヤモンドの
ような単体の砥粒が挙げられる。砥粒は順次に粒径の大
きいものから小さいものへ移行して表面平滑度を高くす
ることが好ましい。このような表面研磨を行うと、砥粒
とガラス状カーボン材の表面には圧縮、剪断、摩擦等の
機械的エネルギーが加えられ、砥粒とガラス状カーボン
材との間に起こる温度上昇、圧縮力の発生、歪みエネル
ギーの蓄積、構造欠陥の発生などの現象が複合的に作用
して表面のメカノケミストリー変化が誘起される。この
結果、本発明の要件を満たす表面組織性状のガラス状カ
ーボン材に転化させることが可能となる。
【００１７】この表面研磨処理は、上述した焼成炭化処
理と高純度化処理との間に行ってもよく、表面研磨によ
る表面組織の構造変化による組織性状がダミーウエハの
消耗特性を改善し、パーティクルの発生を抑制するため
に有効機能する。このように精製した原料樹脂の選定、
焼成炭化温度、精製処理時の温度条件、表面研磨時の条
件などを適宜に制御することにより、目的とするガラス
状カーボン材の性状を確保することができる。
理と高純度化処理との間に行ってもよく、表面研磨によ
る表面組織の構造変化による組織性状がダミーウエハの
消耗特性を改善し、パーティクルの発生を抑制するため
に有効機能する。このように精製した原料樹脂の選定、
焼成炭化温度、精製処理時の温度条件、表面研磨時の条
件などを適宜に制御することにより、目的とするガラス
状カーボン材の性状を確保することができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して具
体的に説明するが、本発明の実施態様はこれら実施例に
限定されるものではない。
体的に説明するが、本発明の実施態様はこれら実施例に
限定されるものではない。
【００１９】実施例１
減圧蒸留により精製したフェノールおよびホルマリンを
常法に従って縮合し、フェノール樹脂初期縮合物を調製
した。この原料樹脂液を４００mm角のポリプロピレン製
バットに流し込み、１０Torr以下の減圧下で３時間脱泡
処理を行ったのち、８０℃の電気オーブンに入れ、一昼
夜放置して板状に成形した。成形板をバットから取り出
し、１０℃／hrの昇温速度で１８０℃まで昇温し、２４
時間硬化処理を行った。成形硬化した樹脂成形板を高純
度黒鉛板で挟み付けた状態で電気炉にセットし、周囲を
総灰分１００ppm 未満の黒鉛粉で被包して２℃/hr の昇
温速度で１０００℃まで昇温し、焼成炭化処理を施し
た。
常法に従って縮合し、フェノール樹脂初期縮合物を調製
した。この原料樹脂液を４００mm角のポリプロピレン製
バットに流し込み、１０Torr以下の減圧下で３時間脱泡
処理を行ったのち、８０℃の電気オーブンに入れ、一昼
夜放置して板状に成形した。成形板をバットから取り出
し、１０℃／hrの昇温速度で１８０℃まで昇温し、２４
時間硬化処理を行った。成形硬化した樹脂成形板を高純
度黒鉛板で挟み付けた状態で電気炉にセットし、周囲を
総灰分１００ppm 未満の黒鉛粉で被包して２℃/hr の昇
温速度で１０００℃まで昇温し、焼成炭化処理を施し
た。
【００２０】得られた厚さ３mmの平板状ガラス状カーボ
ン板に、研磨材としてＳｉＣ砥粒を用い粒度 #８００で
３５分間、粒度 #２０００で２５分間の順でラッピング
処理して表面の平滑処理を行った。ついで、雰囲気置換
が可能な真空炉〔東海高熱（株）製、TP300 〕に移し、
炉内にＣｌ2 ／Ｈｅ（モル比：５／９５）の精製ガスを
５リットル／分の供給速度で流入しながら２０００℃ま
で昇温して高純度処理を施した。この高純度処理品につ
いて、ＳｉＣ研磨材を用い、粒度 #４０００で２５分
間、粒度 #８０００で３５分間の順でバフ研磨し、仕上
げ研磨を行って、直径２００mmのダミーウエハを製造し
た。
ン板に、研磨材としてＳｉＣ砥粒を用い粒度 #８００で
３５分間、粒度 #２０００で２５分間の順でラッピング
処理して表面の平滑処理を行った。ついで、雰囲気置換
が可能な真空炉〔東海高熱（株）製、TP300 〕に移し、
炉内にＣｌ2 ／Ｈｅ（モル比：５／９５）の精製ガスを
５リットル／分の供給速度で流入しながら２０００℃ま
で昇温して高純度処理を施した。この高純度処理品につ
いて、ＳｉＣ研磨材を用い、粒度 #４０００で２５分
間、粒度 #８０００で３５分間の順でバフ研磨し、仕上
げ研磨を行って、直径２００mmのダミーウエハを製造し
た。
【００２１】このようにして得られたガラス状カーボン
材からなるダミーウエハについて、Ｘ線回析測定を行っ
てＣ(002) 回析パターンから平均格子面間隔ｄ002 を測
定した。さらに、その表面に波長５１４５オングストロ
ームのアルゴンイオンレーザー光を照射してラマンスペ
クトル分析を行い、１３６０±１００cm-1と１５８０±
１００cm-1の両バンドにおける相対強度比Ｒを算定し
た。その結果、本発明の特性要件を満たすものであっ
た。
材からなるダミーウエハについて、Ｘ線回析測定を行っ
てＣ(002) 回析パターンから平均格子面間隔ｄ002 を測
定した。さらに、その表面に波長５１４５オングストロ
ームのアルゴンイオンレーザー光を照射してラマンスペ
クトル分析を行い、１３６０±１００cm-1と１５８０±
１００cm-1の両バンドにおける相対強度比Ｒを算定し
た。その結果、本発明の特性要件を満たすものであっ
た。
【００２２】このダミーウエハをプラズマエッチング装
置のウエハ積載部にセットし、反応ガス；ＣＦ4 、キャ
リアーガス；Ａｒ、反応チャンバー内のガス圧；０．５
Torr、電源周波数；１３．５MHz の条件で２０時間プラ
ズマエッチング処理を行った。処理後のダミーウエハの
肉厚減少量（消耗量）および処理終了時のチャンバー内
に存在した０．１μm 以上のパーティクル発生量を測定
し、その結果をガラス状カーボン材の性状と対比させて
表１に示した。
置のウエハ積載部にセットし、反応ガス；ＣＦ4 、キャ
リアーガス；Ａｒ、反応チャンバー内のガス圧；０．５
Torr、電源周波数；１３．５MHz の条件で２０時間プラ
ズマエッチング処理を行った。処理後のダミーウエハの
肉厚減少量（消耗量）および処理終了時のチャンバー内
に存在した０．１μm 以上のパーティクル発生量を測定
し、その結果をガラス状カーボン材の性状と対比させて
表１に示した。
【００２３】実施例２
実施例１の製造工程において、高純度処理時の温度を２
１００℃に変え、その他の条件は全て実施例１と同一に
してガラス状カーボン材からなるダミーウエハを製造し
た。得られたガラス状カーボン材は、本発明の特性要件
を満たすものであった。このダミーウエハにつき実施例
１と同一の条件でプラズマエッチング処理を行い、ダミ
ーウエハとしての性能を評価して、その結果を表１に併
載した。
１００℃に変え、その他の条件は全て実施例１と同一に
してガラス状カーボン材からなるダミーウエハを製造し
た。得られたガラス状カーボン材は、本発明の特性要件
を満たすものであった。このダミーウエハにつき実施例
１と同一の条件でプラズマエッチング処理を行い、ダミ
ーウエハとしての性能を評価して、その結果を表１に併
載した。
【００２４】実施例３
実施例１の製造工程において、高純度処理時の温度を２
１００℃に変え、高純度処理後の表面仕上げ研磨の条件
をＳｉＣ研磨材粒度 #６０００で４５分間のみとし、そ
の他の条件は全て実施例１と同一にしてガラス状カーボ
ン材からなるダミーウエハを製造した。得られたガラス
状カーボン材は、本発明の特性要件を満たすものであっ
た。このダミーウエハについて実施例１と同様に性能評
価し、その結果を表１に併載した。
１００℃に変え、高純度処理後の表面仕上げ研磨の条件
をＳｉＣ研磨材粒度 #６０００で４５分間のみとし、そ
の他の条件は全て実施例１と同一にしてガラス状カーボ
ン材からなるダミーウエハを製造した。得られたガラス
状カーボン材は、本発明の特性要件を満たすものであっ
た。このダミーウエハについて実施例１と同様に性能評
価し、その結果を表１に併載した。
【００２５】実施例４
実施例１の製造工程において、高純度処理時の温度を２
５００℃に変え、高純度処理後の表面仕上げ研磨の条件
をＳｉＣ研磨材粒度 #３０００で４５分間のみとし、そ
の他の条件は全て実施例１と同一にしてガラス状カーボ
ン材からなるダミーウエハを製造した。得られたガラス
状カーボン材は、本発明の特性要件を満たすものであっ
た。このダミーウエハについて実施例１と同様に性能評
価し、その結果を表１に併載した。
５００℃に変え、高純度処理後の表面仕上げ研磨の条件
をＳｉＣ研磨材粒度 #３０００で４５分間のみとし、そ
の他の条件は全て実施例１と同一にしてガラス状カーボ
ン材からなるダミーウエハを製造した。得られたガラス
状カーボン材は、本発明の特性要件を満たすものであっ
た。このダミーウエハについて実施例１と同様に性能評
価し、その結果を表１に併載した。
【００２６】実施例５
実施例１の製造工程において、高純度処理時の温度を１
５００℃に変え、その他の条件は全て実施例１と同一に
してガラス状カーボン材からなるダミーウエハを製造し
た。得られたガラス状カーボン材は、本発明の特性要件
を満たすものであった。このダミーウエハについて実施
例１と同様に性能評価し、その結果を表１に併載した。
５００℃に変え、その他の条件は全て実施例１と同一に
してガラス状カーボン材からなるダミーウエハを製造し
た。得られたガラス状カーボン材は、本発明の特性要件
を満たすものであった。このダミーウエハについて実施
例１と同様に性能評価し、その結果を表１に併載した。
【００２７】実施例６
実施例１の製造工程において、高純度処理時の温度を３
０００℃に変え、高純度処理後の表面仕上げ研磨の条件
をＳｉＣ研磨材粒度 #３０００で１０分間のみとした他
は全て実施例１と同一条件によりガラス状カーボン材か
らなるダミーウエハを製造した。得られたガラス状カー
ボン材は、本発明の特性要件を満たすものであった。こ
のダミーウエハについて実施例１と同様に性能評価し、
その結果を表１に併載した。
０００℃に変え、高純度処理後の表面仕上げ研磨の条件
をＳｉＣ研磨材粒度 #３０００で１０分間のみとした他
は全て実施例１と同一条件によりガラス状カーボン材か
らなるダミーウエハを製造した。得られたガラス状カー
ボン材は、本発明の特性要件を満たすものであった。こ
のダミーウエハについて実施例１と同様に性能評価し、
その結果を表１に併載した。
【００２８】比較例１
実施例１の製造工程において、１０００℃で焼成炭化処
理後の表面処理の条件にＳｉＣ研磨材を用い、粒度 #４
０００で２５分間、粒度 #８０００で３５分間の順で研
磨処理を加え、高純度処理後の仕上げ研磨をやめて、そ
の他の条件は全て実施例１と同一にしてガラス状カーボ
ン材のダミーウエハを製造した。得られたガラス状カー
ボン材は、本発明の特性要件を外れるものであった。こ
のダミーウエハについて実施例１と同様に性能評価し、
その結果を表１に併載した。
理後の表面処理の条件にＳｉＣ研磨材を用い、粒度 #４
０００で２５分間、粒度 #８０００で３５分間の順で研
磨処理を加え、高純度処理後の仕上げ研磨をやめて、そ
の他の条件は全て実施例１と同一にしてガラス状カーボ
ン材のダミーウエハを製造した。得られたガラス状カー
ボン材は、本発明の特性要件を外れるものであった。こ
のダミーウエハについて実施例１と同様に性能評価し、
その結果を表１に併載した。
【００２９】比較例２
実施例１の製造工程において、高純度処理時の温度を１
２００℃に変え、その他の条件は全て実施例１と同一に
してガラス状カーボン材からなるダミーウエハを製造し
た。得られたガラス状カーボン材は、本発明の特性要件
を外れるものであった。このダミーウエハについて実施
例１と同様に性能評価し、その結果を表１に併載した。
２００℃に変え、その他の条件は全て実施例１と同一に
してガラス状カーボン材からなるダミーウエハを製造し
た。得られたガラス状カーボン材は、本発明の特性要件
を外れるものであった。このダミーウエハについて実施
例１と同様に性能評価し、その結果を表１に併載した。
【００３０】比較例３
実施例１の製造工程において、高純度処理時の温度を２
５００℃に変え、また高純度処理後の仕上げ研磨をやめ
て、その他の条件は全て実施例１と同一にしてガラス状
カーボン材からなるダミーウエハを製造した。得られた
ガラス状カーボン材は、本発明の特性要件を外れるもの
であった。このダミーウエハについて実施例１と同様に
性能評価し、その結果を表１に併載した。
５００℃に変え、また高純度処理後の仕上げ研磨をやめ
て、その他の条件は全て実施例１と同一にしてガラス状
カーボン材からなるダミーウエハを製造した。得られた
ガラス状カーボン材は、本発明の特性要件を外れるもの
であった。このダミーウエハについて実施例１と同様に
性能評価し、その結果を表１に併載した。
【００３１】
【表１】
〔表注〕1)相対強度比Ｒ。2)黒鉛六角網面層の平均格子面間隔で単位はオングス
トロームである。
【００３２】表１の結果から、本発明の特性要件を満た
すガラス状カーボン材からなる実施例のダミーウエハ
は、比較例のダミーウエハに比べていずれも消耗による
肉厚減少量が小さく、発生するパーティクル数も少ない
ことが判る。また、ガラス状カーボン材の相対強度比Ｒ
が１．０〜２．０の範囲、および平均格子面間隔ｄ002
が３．４０〜３．６０オングストロームの範囲、を外れ
る実施例５、６では肉厚減少量およびパーティクル発生
数が若干多くなる傾向が認められた。
すガラス状カーボン材からなる実施例のダミーウエハ
は、比較例のダミーウエハに比べていずれも消耗による
肉厚減少量が小さく、発生するパーティクル数も少ない
ことが判る。また、ガラス状カーボン材の相対強度比Ｒ
が１．０〜２．０の範囲、および平均格子面間隔ｄ002
が３．４０〜３．６０オングストロームの範囲、を外れ
る実施例５、６では肉厚減少量およびパーティクル発生
数が若干多くなる傾向が認められた。
【００３３】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、ラマン
スペクトル分析により現出する２つの特定バンド域の相
対強度比の値と、Ｘ線回析により求めた黒鉛六角網面層
の平均格子面間隔ｄ002 との値が、特定の関係を有する
ガラス状カーボン材を選択することにより、エッチング
時の消耗が小さく、微細パーティクルの発生の少ないダ
ミーウエハを提供することが可能となる。
スペクトル分析により現出する２つの特定バンド域の相
対強度比の値と、Ｘ線回析により求めた黒鉛六角網面層
の平均格子面間隔ｄ002 との値が、特定の関係を有する
ガラス状カーボン材を選択することにより、エッチング
時の消耗が小さく、微細パーティクルの発生の少ないダ
ミーウエハを提供することが可能となる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/3065
Claims (3)
- 【請求項１】 波長５１４５オングストロームのアルゴ
ンイオンレーザー光を用いたラマンスペクトル分析にお
いて１３６０±１００cm-1のバンド域に現出するスペク
トル強度(IA)と１５８０±１００cm-1のバンド域に現出
するスペクトル強度(IB)の相対強度比Ｒ(IA/IB) と、黒
鉛六角網面層の平均格子面間隔ｄ00 2（単位；オングス
トローム）とが、下記(1) 式の関係を満たすガラス状カ
ーボン材からなることを特徴とするダミーウエハ。 Ｒ≧ (ｄ002 −3.344)／0.135 …(1) - 【請求項２】 相対強度比Ｒ(IA/IB) が、１．０〜２．
０の範囲にあるガラス状カーボン材から構成される請求
項１記載のダミーウエハ。 - 【請求項３】 黒鉛六角網面層の平均格子面間隔ｄ002
が、３．４０〜３．６０オングストロームの範囲にある
ガラス状カーボン材から構成される請求項１又は２記載
のダミーウエハ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08771297A JP3517702B2 (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | ダミーウエハ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08771297A JP3517702B2 (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | ダミーウエハ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10270433A JPH10270433A (ja) | 1998-10-09 |
| JP3517702B2 true JP3517702B2 (ja) | 2004-04-12 |
Family
ID=13922528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08771297A Expired - Fee Related JP3517702B2 (ja) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | ダミーウエハ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3517702B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003231203A (ja) | 2001-08-21 | 2003-08-19 | Toshiba Corp | 炭素膜被覆部材 |
| JP6721991B2 (ja) * | 2016-02-01 | 2020-07-15 | 大阪ガスケミカル株式会社 | 表面処理された成形断熱材及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-03-21 JP JP08771297A patent/JP3517702B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10270433A (ja) | 1998-10-09 |
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