ダミーウェハー
【目的】 シリコンウェハーに対する薄膜形成過程において、各種処理条件評価及び検査に用いられるダミーウェハーを提供する。
【構成】 平均強度４５０ＭＰａ以上、平均結晶粒径が５μｍ以下、嵩密度３９８０ｋｇ／ｍ３以上で、純度が９９．９％以上である多結晶酸化アルミニウム焼結体からなるダミーウェハー。
【構成】 平均強度４５０ＭＰａ以上、平均結晶粒径が５μｍ以下、嵩密度３９８０ｋｇ／ｍ３以上で、純度が９９．９％以上である多結晶酸化アルミニウム焼結体からなるダミーウェハー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウェハーに対する薄膜形成過程において、各種処理条件評価及び検査に用いられるダミーウェハーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造プロセスにおいては、ＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタリング等によりシリコンウェハー上に成膜して回路を構成することから、成膜された薄膜には高い均一性が要求される。このことから、成膜工程での品質管理や薄膜の評価が半導体製造プロセスにとって非常に重要な要素となっている。実際には、時間やウェハー温度等の成膜条件とウェハー上に形成される膜の厚さとの関係をダミーウェハーを用いて測定したり、膜の化学組成、エックス線回折等により構成相の評価を行ない、その結果を成膜条件へフィードバックしている。
【０００３】このような工程に、ダミーウェハーとしてシリコンウェハーを用いることは、薄膜の組成を分析する際に、ダミーウェハー中からのシリコンも同時に検出されてしまい、正確な分析とならない。また、ＣＶＤ等の熱処理を行なう工程では繰り返し使用できない。このような理由から、従来、ダミーウェハーとしては、シリコン以外の材料が選ばれている。例えば、９９％以上の純度を有する酸化アルミニウム焼結体や単結晶サファイヤ等が挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的な純度９９.５％程度の酸化アルミニウム焼結体を用いたダミーウェハーには、数１０〜数１００μｍのポアが存在することから、薄膜形成に際し、ポアの内部にも膜が蒸着され、洗浄してもポアに入り込んだ薄膜形成物は取り切れない。その結果、膜厚の測定に大きな誤差を生じる。また、ごく僅かであるが、シリコン、カルシウム、マグネシウム、鉄等が含有されていることから、薄膜の化学組成評価が正確にできない。また、再利用するために薄膜をフッ酸、硝酸等で削除するに際しての耐薬品性にも劣る。
【０００５】これに対して、近年、ポアも不純物も極めて少ない、高純度の酸化アルミニウム焼結体を用いることが提案されている。しかしながら、この材料はポア低減のために、水素中で１８００℃以上と通常の酸化アルミニウム焼結体と比較して高温で焼成されることから、結晶の粒成長が促進され、得られた焼結体の平均結晶粒径が４０〜５０μｍと比較的大きくなることから強度が低下する。このことは、ダミーウェハーの薄板化あるいは大型化に伴い割れやすくなるという問題がある。一方、単結晶サファイヤは、薄膜のエックス線分析時に、ノイズを発生する問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の問題点を解決するために鋭意検討した結果、平均強度４５０ＭＰａ以上、平均結晶粒径が５μｍ以下、嵩密度が３９８０ｋｇ／ｍ３以上で、純度が９９.９％以上である多結晶酸化アルミニウム焼結体から成るダミーウェハーを用いることにより、強度が高く、洗浄性、耐薬品性に優れる、各種薄膜分析に適し、繰り返して使用可能なダミーウェハーを提供できることを発見し、本発明を完成するに至った。
【０００７】以下に本発明を詳細に説明する。ダミーウェハーの厚さは、１ｍｍ以下と薄く、繰り返し使用されることから、高強度で、ポアが非常に少なく、シリコンを含有しない材料で高純度であることが要求される。多結晶酸化アルミニウム焼結体の平均強度は４５０ＭＰａ以上であることが望ましく、５００ＭＰａ以上であることが好ましい。平均強度を４５０ＭＰａ以上とすることにより、薄いダミーウェハーを取り扱う際に、欠けや割れ等が生じにくくなり、取扱が容易となる。
【０００８】用いられる多結晶酸化アルミニウム焼結体は平均結晶粒径が５μｍ以下であることが必要で、３μｍ以下が好ましい。平均結晶粒径を５μｍ以下にすることにより、破壊の起点が小さくなることより、酸化アルミニウムの強度向上が計れ、薄いダミーウェハーとしての取扱が可能となる。また、耐熱衝撃性も、従来の結晶粒径が大きい高純度酸化アルミニウム焼結体の２００℃に比較して３００℃と高い値が得られ、熱衝撃による破壊が抑えられ、ダミーウェハーの繰り返し使用が可能となる。
【０００９】さらに、平均結晶粒径を５μｍ以下にすることにより３μｍ以上の大きなポアーの残存が抑えられる、もしくは、極めて少なくなる。ポアーの大きさが３μｍ未満であれば、スパッタ等の成膜時に蒸着物のポアー内部への回り込みが少なく、膜厚測定に影響しにくく、あるいは、影響が極めて少なくなることから、膜厚測定に際して、ほとんど問題とならない。
【００１０】一方、平均結晶粒径が５μｍを越えると、破壊の起点が大きくなり、ダミーウェハーの強度が低下し、取扱が困難となる。さらに、粒界にポアーが集中しやすくなることから、３μｍ以上の大きさのポアーが増加し、膜厚測定に影響を及ぼすことから問題となる。また、ポアの低減には、嵩密度が３９８０ｋｇ／ｍ３以上要求され、３９９０ｋｇ／ｍ３以上あることが好ましい。嵩密度が３９８０ｋｇ／ｍ３以上であるとポアが極めて少なくなり、膜厚が精度良く測定できる。一方、嵩密度が３９８０ｋｇ／ｍ３未満になると、ポアが増加し、膜厚の測定に影響を及ぼす。
【００１１】シリコンを含有しない材料としては純度が９９.９％以上の酸化アルミニウム焼結体が良く、９９.９９％以上が好ましい。純度が９９.９％未満の場合、形成された薄膜の化学組成を分析する際に、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄等材料に含まれる不純物が検出され、該不純物が、形成した薄膜中に含有しているのか、ダミーウェハー中に含有しているのかの判断できなくなり、薄膜の正確な分析ができない。純度９９.９％以上の高純度酸化アルミニウム焼結体を用いることで、酸化アルミニウム中の不純物が非常に少なく、実質上無視できることから、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄等の不純物が検出されたとしても、薄膜中に含有しているものと判断できる。
【００１２】さらに、９９.９％未満の純度の酸化アルミニウム焼結体中には酸化アルミニウム粒子の粒界第２相にシリコン、マグネシウム、カルシウム、鉄等が含有され、薄膜の洗浄に使用するフッ酸、硝酸等により粒界中に存在する不純物が溶け出すことから、酸化アルミニウム粒子が剥離して、大きなポアを形成することから、再利用できない。９９.９％以上の高純度とすることで、酸化アルミニウム粒子の粒界不純物を実質上無くすことができることから、耐薬品性が非常に優れ、ダミーウェハーの再利用が充分可能となる。
【００１３】上記ダミーウェハーの製造には、平均粒子径０.５μｍ以下、好ましくは０.３μｍ以下、純度９９.９％以上、好ましくは９９.９９％以上の酸化アルミニウム原料粉末を用いる。原料粉末の粒子径を０.５μｍ以下とすることで、緻密でかつ平均結晶粒径が５μｍ以下の焼結体を得ることができる。酸化アルミニウム原料粉末と有機成形助剤を混合し、一般的な成形方法、例えば、ＣＩＰ、鋳込み成形、押出し成形、ドクターブレード、射出成形等を用いて成形する。
【００１４】得られた成形体を脱脂した後、大気雰囲気中、１２００℃〜１４００℃で焼成する。焼成温度が１２００℃未満であると十分緻密化せず大きなポアが残存する。一方、１４００℃を越えると、細かい原料粉末を使用することから粒成長が促進され、平均結晶粒径が５μｍ以上となりやすく、強度が低下する。さらに、３μｍ以上の大きなポアーが発生しやすくなる。
【００１５】上記のような方法で得られた焼結体中のポアをより少なくするため、さらにＨＩＰ処理を行なってもよい。ＨＩＰ処理の圧力は５０ＭＰａ以上、好ましくは１５０ＭＰａ以上である。５０ＭＰａ未満では、ポアの低減効果が小さく好ましくない。また、ＨＩＰ処理の温度は焼結温度よりも低い１０００〜１４００℃で行なうことが好ましい。１０００℃未満ではポア低減の効果が小さく、また、１４００℃を越える温度では粒成長が顕著となり、強度の低下を引き起こすと共に、ポアが集積し、粗大化するため好ましくない。ＨＩＰ処理時の雰囲気としては、大気雰囲気、不活性雰囲気、還元雰囲気中等、いずれでも差しつかえない。
【００１６】上記方法により製造したポアの残存しない、もしくは極めて少ない焼結体は、加工による粒子の脱落が少なく均一な表面状態に仕上げることができることから、ダミーウェハーとして非常に適したものである。
【００１７】
【作用】強度に優れ、ポアの残存がない、もしくは極めて少ない焼結体が得られるのは、微粉で高純度な酸化アルミニウム原料を用いて、低温で焼結することから、粒成長を抑制し、ポアの集積による粗大化を避けて、焼結体内部の欠陥を低減できたことによると考えられる。
【００１８】このようにポアーの残存がない、もしくは極めて少なく、高純度酸化アルミニウム焼結体から成るダミウェハーを用いることにより、膜厚測定、成膜分析が正確に行なえると共に、ダミーウェハーの薄板化あるいは大型化に適し、酸化アルミニウム焼結体の粒界相が実質上無くなることから、フッ酸、硝酸等の耐腐食性に優れ、洗浄して繰り返し使用しても影響されなくなる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
［実施例１〜６］表１に示す平均粒子径、純度９９.９９％の酸化アルミニウム原料粉１００重量部にメチルセルローズ系バインダー５重量部、イオン交換水１８重量部を混練して、坏土を作製した。この坏土を一晩ねかした後、高さ１.２ｍｍ、幅２００ｍｍの開口を有する口金から押出した。押出シートを２日間常温で乾燥後、５０℃で更に２日間乾燥し、薄板状の成形体を得た。
【００２０】得られた薄板状の成形体を直径２００ｍｍの円板に打ち抜いて、ウェハー素材とした。この円板を大気中、４５０℃の温度で脱バインダーし、表１に示す温度で２時間、大気中で焼成して、焼結体を得た。また、同様にして作製した焼結体を表１に示す条件で２時間ＨＩＰ処理を行なった。 次に、これらの焼結体をレーザー加工により、直径６インチにくり抜き、研削加工により厚さを０.７μｍに加工した。さらに、片面をダイヤモンドパウダーを用いて研磨加工してダミーウェハーとした。
【００２１】上記ダミーウェハーの嵩密度測定、研磨面のＳＥＭによるポアー観察、５×４０×０.７ｍｍに切出し、３点曲げ強度を測定した。これらの結果を合せて表１に示す。また、上記ダミーウェハーを１３００℃でサーマルエッチングし、ＳＥＭ観察によって結晶粒径を測定した。得られた結果を表１に示す。
【００２２】さらに、上記ダミーウェハー上にスパッタリングによりシリカ膜を形成し、成膜したシリカをフッ酸で溶解・水洗乾燥後にダミーウェハーの重量変化、ＥＤＳ分析およびフッ酸のＩＣＰによる定量分析を行なった。得られた結果を表２に示す。
【００２３】［比較例１］実施例と同様な原料を用い、実施例と同様な方法で成形体を作製し、４５０℃で脱バインダー後、水素雰囲気中１８００℃で２時間焼成した。その後、実施例と同様に加工しダミーウェハーを作製した。得られたダミーウェハーを実施例と同様の試験を行なった。結果を表１および表２に示す。
【００２４】［比較例２］平均粒子径０.６μｍ、純度９９.５％の酸化アルミニウム原料粉末を用い、実施例と同様な方法で成形体を作製し、１６００℃の温度で２時間焼成し、１５００℃、１８０ＭＰａ、２時間ＨＩＰ処理を行ない、実施例と同様に加工しダミーウェハーを作製し、実施例と同様の試験を行なった。結果を表１および表２に示す。
【００２５】この結果より、実施例では平均結晶粒径が１.５〜４.５μｍと小さく強度も４５０〜７００ＭＰａと高い。一方、比較例１では、平均結晶粒径が４５μｍと大きく、強度も３５０ＭＰａと低くなった。
【００２６】比較例２では、平均結晶粒径が２０μｍと大きく、５０μｍを越える異常粒成長も認められた。また、ポアの数も多く、そのポア内に蒸着されたシリカがフッ酸に全て溶解されずに残った。これに対して、実施例の高純度酸化アルミニウム焼結体からなるダミーウェハーではポアの数が極めて少なく、シリカの残存物が無い事が確認された。
【００２７】また、比較例２では、フッ酸洗浄後のダミーウェハーの表面剥離が多く表面が荒れ、重量減少が大きかった。実施例では、フッ酸洗浄後も、酸化アルミニウムの剥離が無く表面の荒れは認められず、重量減少もほとんど認められなかった。
【００２８】
【発明の効果】平均強度４５０ＭＰａ以上、平均結晶粒径が５μｍ以下で、嵩密度３９８０ｋｇ／ｍ３以上、純度が９９.９％以上である多結晶酸化アルミニウム焼結体から成ることを特徴とするダミーウェハーとすることにより、高強度であり、成膜層に極めて正確な組成分析、膜厚測定が可能となり、また、洗浄による蒸着物の除去効果が向上し、かつ洗浄の際の耐腐食性に優れたものとすることができる。
【表１】
【表２】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウェハーに対する薄膜形成過程において、各種処理条件評価及び検査に用いられるダミーウェハーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造プロセスにおいては、ＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタリング等によりシリコンウェハー上に成膜して回路を構成することから、成膜された薄膜には高い均一性が要求される。このことから、成膜工程での品質管理や薄膜の評価が半導体製造プロセスにとって非常に重要な要素となっている。実際には、時間やウェハー温度等の成膜条件とウェハー上に形成される膜の厚さとの関係をダミーウェハーを用いて測定したり、膜の化学組成、エックス線回折等により構成相の評価を行ない、その結果を成膜条件へフィードバックしている。
【０００３】このような工程に、ダミーウェハーとしてシリコンウェハーを用いることは、薄膜の組成を分析する際に、ダミーウェハー中からのシリコンも同時に検出されてしまい、正確な分析とならない。また、ＣＶＤ等の熱処理を行なう工程では繰り返し使用できない。このような理由から、従来、ダミーウェハーとしては、シリコン以外の材料が選ばれている。例えば、９９％以上の純度を有する酸化アルミニウム焼結体や単結晶サファイヤ等が挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的な純度９９.５％程度の酸化アルミニウム焼結体を用いたダミーウェハーには、数１０〜数１００μｍのポアが存在することから、薄膜形成に際し、ポアの内部にも膜が蒸着され、洗浄してもポアに入り込んだ薄膜形成物は取り切れない。その結果、膜厚の測定に大きな誤差を生じる。また、ごく僅かであるが、シリコン、カルシウム、マグネシウム、鉄等が含有されていることから、薄膜の化学組成評価が正確にできない。また、再利用するために薄膜をフッ酸、硝酸等で削除するに際しての耐薬品性にも劣る。
【０００５】これに対して、近年、ポアも不純物も極めて少ない、高純度の酸化アルミニウム焼結体を用いることが提案されている。しかしながら、この材料はポア低減のために、水素中で１８００℃以上と通常の酸化アルミニウム焼結体と比較して高温で焼成されることから、結晶の粒成長が促進され、得られた焼結体の平均結晶粒径が４０〜５０μｍと比較的大きくなることから強度が低下する。このことは、ダミーウェハーの薄板化あるいは大型化に伴い割れやすくなるという問題がある。一方、単結晶サファイヤは、薄膜のエックス線分析時に、ノイズを発生する問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の問題点を解決するために鋭意検討した結果、平均強度４５０ＭＰａ以上、平均結晶粒径が５μｍ以下、嵩密度が３９８０ｋｇ／ｍ３以上で、純度が９９.９％以上である多結晶酸化アルミニウム焼結体から成るダミーウェハーを用いることにより、強度が高く、洗浄性、耐薬品性に優れる、各種薄膜分析に適し、繰り返して使用可能なダミーウェハーを提供できることを発見し、本発明を完成するに至った。
【０００７】以下に本発明を詳細に説明する。ダミーウェハーの厚さは、１ｍｍ以下と薄く、繰り返し使用されることから、高強度で、ポアが非常に少なく、シリコンを含有しない材料で高純度であることが要求される。多結晶酸化アルミニウム焼結体の平均強度は４５０ＭＰａ以上であることが望ましく、５００ＭＰａ以上であることが好ましい。平均強度を４５０ＭＰａ以上とすることにより、薄いダミーウェハーを取り扱う際に、欠けや割れ等が生じにくくなり、取扱が容易となる。
【０００８】用いられる多結晶酸化アルミニウム焼結体は平均結晶粒径が５μｍ以下であることが必要で、３μｍ以下が好ましい。平均結晶粒径を５μｍ以下にすることにより、破壊の起点が小さくなることより、酸化アルミニウムの強度向上が計れ、薄いダミーウェハーとしての取扱が可能となる。また、耐熱衝撃性も、従来の結晶粒径が大きい高純度酸化アルミニウム焼結体の２００℃に比較して３００℃と高い値が得られ、熱衝撃による破壊が抑えられ、ダミーウェハーの繰り返し使用が可能となる。
【０００９】さらに、平均結晶粒径を５μｍ以下にすることにより３μｍ以上の大きなポアーの残存が抑えられる、もしくは、極めて少なくなる。ポアーの大きさが３μｍ未満であれば、スパッタ等の成膜時に蒸着物のポアー内部への回り込みが少なく、膜厚測定に影響しにくく、あるいは、影響が極めて少なくなることから、膜厚測定に際して、ほとんど問題とならない。
【００１０】一方、平均結晶粒径が５μｍを越えると、破壊の起点が大きくなり、ダミーウェハーの強度が低下し、取扱が困難となる。さらに、粒界にポアーが集中しやすくなることから、３μｍ以上の大きさのポアーが増加し、膜厚測定に影響を及ぼすことから問題となる。また、ポアの低減には、嵩密度が３９８０ｋｇ／ｍ３以上要求され、３９９０ｋｇ／ｍ３以上あることが好ましい。嵩密度が３９８０ｋｇ／ｍ３以上であるとポアが極めて少なくなり、膜厚が精度良く測定できる。一方、嵩密度が３９８０ｋｇ／ｍ３未満になると、ポアが増加し、膜厚の測定に影響を及ぼす。
【００１１】シリコンを含有しない材料としては純度が９９.９％以上の酸化アルミニウム焼結体が良く、９９.９９％以上が好ましい。純度が９９.９％未満の場合、形成された薄膜の化学組成を分析する際に、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄等材料に含まれる不純物が検出され、該不純物が、形成した薄膜中に含有しているのか、ダミーウェハー中に含有しているのかの判断できなくなり、薄膜の正確な分析ができない。純度９９.９％以上の高純度酸化アルミニウム焼結体を用いることで、酸化アルミニウム中の不純物が非常に少なく、実質上無視できることから、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄等の不純物が検出されたとしても、薄膜中に含有しているものと判断できる。
【００１２】さらに、９９.９％未満の純度の酸化アルミニウム焼結体中には酸化アルミニウム粒子の粒界第２相にシリコン、マグネシウム、カルシウム、鉄等が含有され、薄膜の洗浄に使用するフッ酸、硝酸等により粒界中に存在する不純物が溶け出すことから、酸化アルミニウム粒子が剥離して、大きなポアを形成することから、再利用できない。９９.９％以上の高純度とすることで、酸化アルミニウム粒子の粒界不純物を実質上無くすことができることから、耐薬品性が非常に優れ、ダミーウェハーの再利用が充分可能となる。
【００１３】上記ダミーウェハーの製造には、平均粒子径０.５μｍ以下、好ましくは０.３μｍ以下、純度９９.９％以上、好ましくは９９.９９％以上の酸化アルミニウム原料粉末を用いる。原料粉末の粒子径を０.５μｍ以下とすることで、緻密でかつ平均結晶粒径が５μｍ以下の焼結体を得ることができる。酸化アルミニウム原料粉末と有機成形助剤を混合し、一般的な成形方法、例えば、ＣＩＰ、鋳込み成形、押出し成形、ドクターブレード、射出成形等を用いて成形する。
【００１４】得られた成形体を脱脂した後、大気雰囲気中、１２００℃〜１４００℃で焼成する。焼成温度が１２００℃未満であると十分緻密化せず大きなポアが残存する。一方、１４００℃を越えると、細かい原料粉末を使用することから粒成長が促進され、平均結晶粒径が５μｍ以上となりやすく、強度が低下する。さらに、３μｍ以上の大きなポアーが発生しやすくなる。
【００１５】上記のような方法で得られた焼結体中のポアをより少なくするため、さらにＨＩＰ処理を行なってもよい。ＨＩＰ処理の圧力は５０ＭＰａ以上、好ましくは１５０ＭＰａ以上である。５０ＭＰａ未満では、ポアの低減効果が小さく好ましくない。また、ＨＩＰ処理の温度は焼結温度よりも低い１０００〜１４００℃で行なうことが好ましい。１０００℃未満ではポア低減の効果が小さく、また、１４００℃を越える温度では粒成長が顕著となり、強度の低下を引き起こすと共に、ポアが集積し、粗大化するため好ましくない。ＨＩＰ処理時の雰囲気としては、大気雰囲気、不活性雰囲気、還元雰囲気中等、いずれでも差しつかえない。
【００１６】上記方法により製造したポアの残存しない、もしくは極めて少ない焼結体は、加工による粒子の脱落が少なく均一な表面状態に仕上げることができることから、ダミーウェハーとして非常に適したものである。
【００１７】
【作用】強度に優れ、ポアの残存がない、もしくは極めて少ない焼結体が得られるのは、微粉で高純度な酸化アルミニウム原料を用いて、低温で焼結することから、粒成長を抑制し、ポアの集積による粗大化を避けて、焼結体内部の欠陥を低減できたことによると考えられる。
【００１８】このようにポアーの残存がない、もしくは極めて少なく、高純度酸化アルミニウム焼結体から成るダミウェハーを用いることにより、膜厚測定、成膜分析が正確に行なえると共に、ダミーウェハーの薄板化あるいは大型化に適し、酸化アルミニウム焼結体の粒界相が実質上無くなることから、フッ酸、硝酸等の耐腐食性に優れ、洗浄して繰り返し使用しても影響されなくなる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
［実施例１〜６］表１に示す平均粒子径、純度９９.９９％の酸化アルミニウム原料粉１００重量部にメチルセルローズ系バインダー５重量部、イオン交換水１８重量部を混練して、坏土を作製した。この坏土を一晩ねかした後、高さ１.２ｍｍ、幅２００ｍｍの開口を有する口金から押出した。押出シートを２日間常温で乾燥後、５０℃で更に２日間乾燥し、薄板状の成形体を得た。
【００２０】得られた薄板状の成形体を直径２００ｍｍの円板に打ち抜いて、ウェハー素材とした。この円板を大気中、４５０℃の温度で脱バインダーし、表１に示す温度で２時間、大気中で焼成して、焼結体を得た。また、同様にして作製した焼結体を表１に示す条件で２時間ＨＩＰ処理を行なった。 次に、これらの焼結体をレーザー加工により、直径６インチにくり抜き、研削加工により厚さを０.７μｍに加工した。さらに、片面をダイヤモンドパウダーを用いて研磨加工してダミーウェハーとした。
【００２１】上記ダミーウェハーの嵩密度測定、研磨面のＳＥＭによるポアー観察、５×４０×０.７ｍｍに切出し、３点曲げ強度を測定した。これらの結果を合せて表１に示す。また、上記ダミーウェハーを１３００℃でサーマルエッチングし、ＳＥＭ観察によって結晶粒径を測定した。得られた結果を表１に示す。
【００２２】さらに、上記ダミーウェハー上にスパッタリングによりシリカ膜を形成し、成膜したシリカをフッ酸で溶解・水洗乾燥後にダミーウェハーの重量変化、ＥＤＳ分析およびフッ酸のＩＣＰによる定量分析を行なった。得られた結果を表２に示す。
【００２３】［比較例１］実施例と同様な原料を用い、実施例と同様な方法で成形体を作製し、４５０℃で脱バインダー後、水素雰囲気中１８００℃で２時間焼成した。その後、実施例と同様に加工しダミーウェハーを作製した。得られたダミーウェハーを実施例と同様の試験を行なった。結果を表１および表２に示す。
【００２４】［比較例２］平均粒子径０.６μｍ、純度９９.５％の酸化アルミニウム原料粉末を用い、実施例と同様な方法で成形体を作製し、１６００℃の温度で２時間焼成し、１５００℃、１８０ＭＰａ、２時間ＨＩＰ処理を行ない、実施例と同様に加工しダミーウェハーを作製し、実施例と同様の試験を行なった。結果を表１および表２に示す。
【００２５】この結果より、実施例では平均結晶粒径が１.５〜４.５μｍと小さく強度も４５０〜７００ＭＰａと高い。一方、比較例１では、平均結晶粒径が４５μｍと大きく、強度も３５０ＭＰａと低くなった。
【００２６】比較例２では、平均結晶粒径が２０μｍと大きく、５０μｍを越える異常粒成長も認められた。また、ポアの数も多く、そのポア内に蒸着されたシリカがフッ酸に全て溶解されずに残った。これに対して、実施例の高純度酸化アルミニウム焼結体からなるダミーウェハーではポアの数が極めて少なく、シリカの残存物が無い事が確認された。
【００２７】また、比較例２では、フッ酸洗浄後のダミーウェハーの表面剥離が多く表面が荒れ、重量減少が大きかった。実施例では、フッ酸洗浄後も、酸化アルミニウムの剥離が無く表面の荒れは認められず、重量減少もほとんど認められなかった。
【００２８】
【発明の効果】平均強度４５０ＭＰａ以上、平均結晶粒径が５μｍ以下で、嵩密度３９８０ｋｇ／ｍ３以上、純度が９９.９％以上である多結晶酸化アルミニウム焼結体から成ることを特徴とするダミーウェハーとすることにより、高強度であり、成膜層に極めて正確な組成分析、膜厚測定が可能となり、また、洗浄による蒸着物の除去効果が向上し、かつ洗浄の際の耐腐食性に優れたものとすることができる。
【表１】
【表２】
【特許請求の範囲】
【請求項１】 平均強度４５０ＭＰａ以上、平均結晶粒径が５μｍ以下、嵩密度３９８０ｋｇ／ｍ３以上で、純度が９９．９％以上である多結晶酸化アルミニウム焼結体から成ることを特徴とするダミーウェハー。
【請求項１】 平均強度４５０ＭＰａ以上、平均結晶粒径が５μｍ以下、嵩密度３９８０ｋｇ／ｍ３以上で、純度が９９．９％以上である多結晶酸化アルミニウム焼結体から成ることを特徴とするダミーウェハー。
【公開番号】特開平８−１７８８８
【公開日】平成８年（１９９６）１月１９日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平６−１７０３２５
【出願日】平成６年（１９９４）６月３０日
【出願人】（０００００４１９０）日本セメント株式会社 (3)
【公開日】平成８年（１９９６）１月１９日
【国際特許分類】
【出願日】平成６年（１９９４）６月３０日
【出願人】（０００００４１９０）日本セメント株式会社 (3)
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