(57)【要約】【課題】  金属イオンやガスの発生を抑制し、反りや変形を防いで評価等に支障を来すおそれを排除できるダミーウェーハを提供する。【解決手段】  対向する一対のポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２と、一対のポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２の間に介在して積層される繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３とを三層構造に備える。金属板をダミーウェーハ１の材料に用いないので、ダミーウェーハ１から金属イオンが発生して拡散することがない。また、ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２からアウトガスが発生しないので、ダミーウェーハ１からガスが発生し、処理条件の評価に悪影響を及ぼすことがない。また、強度や剛性に優れる繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３を用いるので、ダミーウェーハ１に反りや変形が生じるのを防止することが可能になる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対のポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムと、この一対のポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムの間に介在して積層される繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムとを備えたことを特徴とするダミーウェーハ。
【請求項２】
一対のポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムと繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムの少なくとも周縁部同士を熱圧着した請求項１記載のダミーウェーハ。
【請求項３】
ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムと、繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムの少なくともいずれかの結晶化度を、５％以上５０％以下とした請求項１又は２記載のダミーウェーハ。
【請求項４】
繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムの繊維を、ガラス繊維と炭素繊維の少なくともいずれか一種とした請求項１、２、又は３記載のダミーウェーハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路や半導体メモリの製造プロセス等で使用されるダミーウェーハに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造装置の調整、基板収納容器や処理条件の評価、汚染物質の付着防止等を図る場合には、ダミーウェーハ１が使用されている（特許文献１、２参照）。このダミーウェーハ１は、例えば実際の半導体製造プロセスで使用されるシリコンウェーハと同一の再生ウェーハ等からなり、半導体製造装置の初期の安定性を向上させたり、図３に示す基板収納容器（ＦＯＵＰやＦＯＳＢ）１０の容器本体１１に収納されてその収納時の水平度の評価に使用されたり、加工形状の評価に用いられる。
【０００３】
使用されたダミーウェーハ１は、デバイスメーカから再生メーカに送られ、再生ウェーハに付着した膜や材料がケミカル処理等で除去されるとともに、表面が研磨され、その後、デバイスメーカに戻され、以下、このサイクルが、再生ウェーハが再生不能になるまで繰り返される。
【０００４】
ところで、ダミーウェーハ１は、一般的にはシリコンウェーハと同一の再生ウェーハからなり、使用量が実際の半導体デバイス製造用のシリコンウェーハと略同数である。これでは、約半数のシリコンウェーハが無駄になり、製造コストの削減を図ることは非常に困難である。
【０００５】
係る点に鑑み、従来においては、（１）所定の金属板を用意し、この金属板の両面のうち、少なくとも一方の面に耐熱性の樹脂フィルムを熱硬化性あるいは２液硬化型の接着剤等を介して接着することにより、ダミーウェーハ１の寿命を延長する方法、（２）ダミーウェーハ１として、ポリイミド樹脂等の薄い樹脂シートを使用し、ダミーウェーハ１の長期使用を可能にする方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６‐１６３００７号公報
【特許文献２】特許第３９０７４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、（１）の方法の場合には、ダミーウェーハ１の寿命を延長することができるものの、半導体製造装置の調整時等にダミーウェーハ１の金属板の露出部から金属イオンが発生し、半導体製造装置に汚染等の深刻な悪影響を及ぼすという大きな問題が新たに生じる。この問題は、基板収納容器１０の容器本体１１にダミーウェーハ１を収納し、基板収納容器１０の性能を評価するときにも同様に生じる。また、ダミーウェーハ１の樹脂シートからアウトガスが発生し、処理条件の評価に問題の生じることもある。
【０００８】
（２）の方法の場合には、ダミーウェーハ１の長期に亘る使用が期待できるが、樹脂シートの強度が乏しく、撓んで反りや変形が生じやすいので、基板収納容器１０の容器本体にダミーウェーハ１を収納し、このダミーウェーハ１の平坦度等を評価する際等に重大な支障を来すおそれがある。
【０００９】
本発明は上記に鑑みなされたもので、金属イオンやガスの発生を抑制し、反りや変形を防いで評価等に支障を来すおそれを排除することのできるダミーウェーハ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】
【００１０】
本発明においては上記課題を解決するため、対向する一対のポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムと、この一対のポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムの間に介在して積層される繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムとを備えたことを特徴としている。
【００１１】
なお、一対のポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムと繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムの少なくとも周縁部同士を熱圧着することができる。
また、ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムと、繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムの少なくともいずれかの結晶化度を、５％以上５０％以下とすることができる。
また、繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムの繊維を、ガラス繊維と炭素繊維の少なくともいずれか一種とすることもできる。
【００１２】
ここで、特許請求の範囲における一対のポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムと繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムとは、圧着法、インサート成形や熱プレス成形等の各種成形法、接着法等により一体化することができる。繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムの繊維には、少なくとも強度に優れるガラス繊維、炭素繊維、複合繊維等が含まれる。ダミーウェーハは、実質的な意味に理解されねばならず、テストウェーハやモニターウェーハ等と別称されても良い。
【００１３】
本発明によれば、金属をダミーウェーハの材料に用いないので、半導体製造装置の調整時等にダミーウェーハから金属イオンが発生して拡散することが少ない。また、ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムからのガスの発生が少なく、真空環境下での利用性にも優れるので、例え処理条件の評価時等にダミーウェーハを用いる場合にも、ダミーウェーハからガスが発生し、処理条件の評価に悪影響を及ぼすことが少ない。また、強度や剛性に優れる繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムにポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムをそれぞれ積層して積層構造とするので、ダミーウェーハに反りや変形が生じるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、金属イオンやガスの発生を抑制し、反りや変形を防いで評価等に支障を来すおそれを排除することができるという効果がある。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、一対のポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムと繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムの周縁部同士を接着ではなく、熱圧着するので、接着剤や溶剤を省略することができ、衛生性や安全性を向上させることができる。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム等を容易に製造することでき、しかも、ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム等を熱圧着する場合、熱圧着に支障を来すことが少ない。
請求項４記載の発明によれば、繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルムの強度を向上させることができるので、ダミーウェーハに反りや変形が生じるのを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るダミーウェーハの実施形態を模式的に示す全体斜視説明図である。
【図２】本発明に係るダミーウェーハの実施形態を模式的に示す部分断面説明図である。
【図３】基板収納容器の容器本体にダミーウェーハを収納して評価する状態を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態におけるダミーウェーハ１は、図１ないし図３に示すように、相対向する一対のポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２と、この一対のポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２の間に介在して積層される補強用の繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３とを三層構造に備え、半導体製造プロセスで使用されるシリコンウェーハと略同様の厚さ・質量とされる。
【００１９】
ダミーウェーハ１は、一対のポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２と繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３とがシリコンウェーハと略同じ大きさの平面円形に形成される。例えばシリコンウェーハがφ１５０ｍｍタイプの場合にはφ１５０ｍｍの大きさに形成され、φ２００ｍｍタイプの場合にはφ２００ｍｍの大きさに形成されるとともに、φ３００ｍｍタイプの場合にはφ３００ｍｍの大きさに形成される。このダミーウェーハ１の厚さは、実際の半導体製造プロセスで使用されるシリコンウェーハと略同じ厚さとされる。具体的には、１５０μｍ以上７７５μｍ以下の範囲の厚さとされる。
【００２０】
各ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２は、繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３に密着する平面円形の薄膜に成形され、耐熱性、耐薬品性、耐摩耗性、摺動特性、低吸水率に優れ、アウトガスが発生しにくく、水分からの影響が少ないという特徴を有する。
【００２１】
ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２の厚さは、ダミーウェーハ１をシリコンウェーハと略同様の厚さとしたり、製造の容易化を図る観点から、２μｍ以上２６０μｍ以下、好ましくは５μｍ以上１３０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上１０μｍ以下とされる。これは、ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２の厚さが２μｍ未満の場合には、ダミーウェーハ１の作製が困難になるからである。また、強度不足により、ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２の製造が困難になるからである。これに対し、ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２の厚さが２６０μｍを越える場合には、ダミーウェーハ１としての効果に変化がなく、過剰特性となるからである。
【００２２】
ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２の強度、密度、硬度、耐摩耗性、摺動性、低吸水率、耐薬品性、熱的性質等を示す結晶化度は、５％以上５０％以下、好ましくは７％以上４０％以下、より好ましくは８％以上３０％以下が良い。これは、結晶化度が５％未満の場合や５０％を越える場合には、ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２の製造が非常に困難になるからである。
【００２３】
ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２の結晶化度は、Ｘ線回析法、ＤＳＣ法、ＦＴ‐ＩＲ法等により測定することができる。例えばＤＳＣ法の場合には、ＤＳＣ曲線から熱量値を求め、この熱量値からポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２の結晶化度を算出することができる。
【００２４】
ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２の製造方法としては、特に限定されるものではないが、量産化の観点からすると、溶融押出成形法が最適である。具体的には、ポリエーテルエーテルケトン樹脂含有の成形材料を溶融押出成形機で溶融混練し、この溶融混練した成形材料をＴダイスから押し出してポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２を押出成形し、この押出成形したポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２を圧着ロールと冷却ロールとの間に挟んで冷却した後、冷却したポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２を所定の幅にカットして巻取機に巻き取り、ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２を製造する。
【００２５】
繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３は、ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２に密着する平面円形の膜に成形され、強度、耐熱性、耐薬品性、耐摩耗性、摺動特性、低吸水率に優れ、アウトガスが発生しにくく、水分からの影響が少ないという特徴を有する。繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３の厚さは、ダミーウェーハ１をシリコンウェーハと略同様の厚さとしたり、製造作業を容易にする観点から、２μｍ以上２６０μｍ以下、好ましくは５μｍ以上２００μｍ以下とされる。
【００２６】
繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３の結晶化度は、５％以上５０％以下、好ましくは７％以上４０％以下、より好ましくは８％以上３０％以下が良い。これは、結晶化度が５％未満の場合や５０％を越える場合には、繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３の製造がきわめて困難になるからである。このポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２の結晶化度は、Ｘ線回析法、ＤＳＣ法、ＦＴ‐ＩＲ法等により測定することが可能である。
【００２７】
繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３には、ダミーウェーハ１の反りや変形を防止し、強度を向上させるガラス繊維と炭素繊維の少なくともいずれか一種が含浸される。ガラス繊維としては、例えばグラスファイバー、ガラス繊維をポリエステル樹脂，ビニルエステル樹脂，エポキシ樹脂，フェノール樹脂等で固めた複合強化ガラス繊維等があげられる。また、炭素繊維としては、例えば強度に優れるＰＡＮ系炭素繊維やピッチ系炭素繊維、カーボン繊維をエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等で固めたタイプ、チョップドファイバー等があげられる。
【００２８】
繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３の製造方法としては、連続して量産する観点からすると、上記同様、溶融押出成形法が最適である。具体的には、ポリエーテルエーテルケトン樹脂と所定の繊維とを含有した成形材料を溶融押出成形機で溶融混練し、この溶融混練した成形材料をＴダイスから押し出して繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３を押出成形し、この押出成形した繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３を圧着ロールと冷却ロールとの間に挟んで冷却した後、冷却した繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３を所定の幅にカットして巻取機に巻き取り、繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３を製造する。
【００２９】
この製造の際、ダミーウェーハ１の質量を増大させたり、剛性を向上させたい場合には、成形材料に添加する繊維を適宜増量すれば良い。
【００３０】
このようなダミーウェーハ１は、一対のポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２と繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３の少なくとも周縁部同士がラミネータ等により熱圧着される。具体的には、ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２と繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３の周縁部同士、繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３と他のポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２の周縁部同士がそれぞれ熱圧着される。
【００３１】
上記によれば、金属板をダミーウェーハ１の材料に何ら用いないので、半導体製造装置の調整時等にダミーウェーハ１から金属イオンが発生して拡散することがない。したがって、半導体製造装置に汚染等の深刻な悪影響を及ぼすのを有効に防止することができる。また、基板収納容器１０の容器本体１１にダミーウェーハ１を収納し、基板収納容器１０の性能を評価する場合にも、金属イオンの流出により基板収納容器１０に汚染等の深刻な問題が生じるのを防止することができる。
【００３２】
また、ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２からアウトガスが発生せず、真空環境下での利用性にも優れるので、例え処理条件の評価時等にダミーウェーハ１を用いる場合にも、ダミーウェーハ１からガスが発生し、処理条件の評価に悪影響を及ぼすことがない。また、一対のポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２の間に、強度や剛性に優れる繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３を挟持させるので、ダミーウェーハ１が撓んで反りや変形が生じるのを防止することが可能になる。したがって、例え基板収納容器１０の容器本体１１にダミーウェーハ１を収納し、このダミーウェーハ１の平坦度等を評価する際にも、適切な評価が大いに期待できる。
【００３３】
さらに、一対のポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２や繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３の周縁部を熱圧着するので、接着剤や溶剤を省略することができ、衛生性や安全性を向上させ、綺麗な高速加工が期待できる。
【００３４】
なお、上記実施形態ではダミーウェーハ１を平面円形としたが、ダミーウェーハ１の周縁部の一部分を直線的に切り欠いてオリフラを形成しても良い。また、一対のポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２と繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３の対向面同士を熱圧着したり、接着等しても良い。また、ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム２の結晶化度のみを５％以上５０％以下としたり、繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３の結晶化度のみを５％以上５０％以下としても良い。さらに、繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム３にガラス繊維又は炭素繊維を含浸させたが、ガラス繊維と炭素繊維をそれぞれ含浸させても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明に係るダミーウェーハは、半導体の製造、管理、搬送、輸送等する分野で使用される。
【符号の説明】
【００３６】
１        ダミーウェーハ
２        ポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム
３        繊維入りポリエーテルエーテルケトン樹脂フィルム
１０      基板収納容器
１１      容器本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
2019140142.tif 000005