(57)【要約】【課題】静電型ウェハー保持装置に吸着が可能で、かつ作業性や経済性に優れたダミーウェハーを提供する。【解決手段】少なくとも１枚の導電化ポリイミドフィルムを含有し、かつ体積固有抵抗値が１０の５乗Ωｃｍ以下であるフィルム状物からなることを特徴とするダミーウェハー。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１枚の導電化ポリイミドフィルムを含有し、かつ体積固有抵抗値が１０の５乗Ωｃｍ以下であるフィルム状物からなることを特徴とするダミーウェハー。
【請求項２】
該フィルム状物が、少なくとも２枚の導電化ポリイミドフィルムの積層接合体からなることを特徴とする請求項１に記載のダミーウェハー。
【請求項３】
該導電化ポリイミドフィルムの各接合面が、プラズマ表面処理されていることを特徴とする請求項１に記載のダミーウェハー。
【請求項４】
該フィルム状物が、少なくとも１枚の導電化アラミド不織布を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のダミーウェハー。
【請求項５】
該導電化アラミド不織布が、樹脂を含有することを特徴とする請求項４に記載のダミーウェハー。
【請求項６】
該導電化ポリイミドフィルムが、カーボン粒子、カーボン繊維及び金属細線の中から選ばれる少なくとも１種の導電体によって導電化されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のダミーウェハー。
【請求項７】
該導電化アラミド不織布が、カーボン粒子、カーボン繊維及び金属細線の中から選ばれる少なくとも１種の導電体によって導電化されていることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載のダミーウェハー。
【請求項８】
該フィルム状物の少なくとも片側の表層が、半導体材料を含有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のダミーウェハー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダミーウェハーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ダミーウェハーは、次の二つの使用方法、目的で一般に用いられている。
第一に、静電型ウェハー保持装置を有する半導体ウェハー処理装置に、搬送試験あるいは条件出しの試験を目的としてダミー用ウェハーを使用する方法がある。
第二に、静電型ウェハー保持装置を有する半導体ウェハー処理装置に、ダミーウェハーを導入し、前期ウェハー保持装置に装着することにより、前期ウェハー保持装置などに付着しているゴミなどの不要物を吸着させ、そのウェハーを回収することで、前記処理装置を清掃する使用方法がある。
【０００３】
半導体製造プロセスにおいて、例えば、プラズマエッチング装置、プラズマＣＶＤ装置、イオン注入装置、イオンドーピング装置、アッシング装置、ステッパー装置、リソグラフィー装置、その他ウェハーの各種物性評価、検査装置においては、パーティクル評価などの検査目的、製品ウェハーのロット内およびロット間枚数調整、あるいは前記各装置のパーティクル除去などのコンデショニング時にシリコン製ダミーウェハーを一般的に使用していた。このシリコン製ダミーウェハーは、その表面に半導体素子を形成する通常品質のウェハーよりも、純度、平坦度などが低く、価格も安価なものが一般に使われる。
【０００４】
近年は、機械式クランプ機構が省略できるウェハー保持装置として静電吸着型のものが注目されているが、この保持装置に吸着可能とできるウェハーは、上記シリコンなど以下に説明するシリコンと同程度の導電性を持った材質から成るものに限られる。
【０００５】
プラズマエッチング装置などでは、化学的反応性が低いガラス状グラファイト製のダミーウェハーを用い、その寿命を延ばす提案が特開平７−２４０４０１号公報（特許文献１）によって開示されている。また同様の目的で、特開２００１−３０２３９７号公報（特許文献２）には硬質のＳｉＣを素材としたダミーウェハーが提案されている。
【０００６】
さらには、本発明者による、窒化アルミニウム、アルミナ、または石英のいずれかの絶縁体基盤上片面にシリコン、炭化珪素などの導電層を形成したことを特徴とするダミーウェハーが、特開平１１−２９８００号公報（特許文献３）に提案されている。
【０００７】
使用回数の増加とともに、上記装置類の内部には、半導体素子形成、ウェハー処理上有害な様々な不要物、たとえばシリコンウェハーからの欠片、レジストの汚れ、プラズマ中で形成、あるいは金属性機械構成部材、真空容器材料から離脱する金属汚染物質、その他ウェハーの搬送により取り込まれたパーティクルなどが付着している。特に静電型ウェハー吸着装置では、これら不要物による性能劣化に伴う装置動作維持、及び半導体素子性能に悪影響を与える懸念が大きく、未然にこれを防ぐ手段が定期的にとられている。これら半導体製造プロセスでのプラズマ発生装置のパーティクル除去などの清掃は、現在のところ、手作業による部品、容器掃除などで対応しているが、この手法は新たな人為的汚染を導入するため、なるべくダミーウェハーを使用するなどして、対応している。
【０００８】
このような用途に使われるダミーウェハーは、一般にクリーニングウェハーと呼ばれ、近年半導体デバイスの微細化とともに、その役割が重要視されている。その例として、ダミーウェハーを装着後プラズマエッチャー装置の励起プラズマの状態を通常運転時よりも大きくして行うものが、米国特許第５，７４６，９２８号明細書（特許文献４）に提案されている。また、同様に特定のダミーウェハーに電荷を発生させた後、装着させて、清掃させるものが特開２０００−２６０６７１号公報（特許文献５）に、ウェハー材質としてガラス状グラファイトを使うものが前記特開平７−２４０４０１号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００９】
さらには、本発明者により、導電性をもたせるため薄い銅などの金属性板をポリイミドシートなどで挟み込む構成により、プラズマ中での耐性を持たせる実験も行われて来たが、永年変化によりその周辺部位から前記使用金属の汚染が発生する危険性と、ウェハー表面の平坦度が出ないという問題があった。
【００１０】
【特許文献１】
特開平７−２４０４０１号公報
【特許文献２】
特開２００１−３０２３９７号公報
【特許文献３】
特開平１１−２９８００号公報
【特許文献４】
米国特許第５，７４６，９２８号明細書
【特許文献５】
特開２０００−２６０６７１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、汚染発生の危険性がなく、平坦度にすぐれたダミーウェハーを提供することをその課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、かかる課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、導電化ポリイミドフィルムを少なくとも１層含み、かつ体積固有抵抗が１０の５乗Ωｃｍ以下であるフィルム状物がダミーウェハーとして有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明によれば、以下に示すダミーウェハーが提供される。
（１）少なくとも１枚の導電化ポリイミドフィルムを含有し、かつ体積固有抵抗値が１０の５乗Ωｃｍ以下であるフィルム状物からなることを特徴とするダミーウェハー。
（２）該フィルム状物が、少なくとも２枚の導電化ポリイミドフィルムの積層接合体からなることを特徴とする前記（１）に記載のダミーウェハー。
（３）該導電化ポリイミドフィルムの各接合面が、プラズマ表面処理されていることを特徴とする前記（１）に記載のダミーウェハー。
（４）該フィルム状物が、少なくとも１枚の導電化アラミド不織布を含有することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載のダミーウェハー。
（５）該導電化アラミド不織布が、樹脂を含有することを特徴とする前記（４）に記載のダミーウェハー。
（６）該導電化ポリイミドフィルムが、カーボン粒子、カーボン繊維及び金属細線の中から選ばれる少なくとも１種の導電体によって導電化されていることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載のダミーウェハー。
（７）該導電化アラミド不織布が、カーボン粒子、カーボン繊維及び金属細線の中から選ばれる少なくとも１種の導電体によって導電化されていることを特徴とする前記（４）〜（６）のいずれかに記載のダミーウェハー。
（８）該フィルム状物の少なくとも片側の表層が、半導体材料を含有することを特徴とする前記（１）〜（７）のいずれかに記載のダミーウェハー。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において使用するポリイミドとは、芳香族テトラカルボン酸二無水物および芳香族ジアミン成分を主成分として重縮合反応より得ることができる。
本ポリイミドを構成する芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、特に限定されるものではないが、例を挙げると、ピロメリット酸二無水物、３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２′，３，３′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，３，３′，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ナフタレン−２，３，６，７−テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン−１，２，５，６−テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン−１，２，４，５−テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン−１，２，６，７−テトラカルボン酸二無水物、４，８−ジメチル−１，２，３，５，６，７−ヘキサヒドロナフタレン−１，２，５，６−テトラカルボン酸二無水物、４，８−ジメチル−１，２，３，５，６，７−ヘキサヒドロナフタレン−２，３，６，７−テトラカルボン酸二無水物、２，６−ジクロロナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸二無水物、２，７−ジクロロナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−テトラクロロナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−テトラクロロナフタレン−２，３，６，７−テトラカルボン酸二無水物、３，３′，４，４′−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２′，３，３′−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，３′，４′−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３”，４，４”−ｐ−テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２”，３，３”−ｐ−テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，３”，４”−ｐ−テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）−プロパン二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）−プロパン二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（３．４−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、１，１−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、１，１−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、ペリレン−２，３，８，９−テトラカルボン酸二無水物、ペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸二無水物、ペリレン−４，５，１０，１１−テトラカルボン酸二無水物、ペリレン−５，６，１１，１２−テトラカルボン酸二無水物、フェナンスレン−１，２，７，８−テトラカルボン酸二無水物、フェナンスレン−１，２，６，７−テトラカルボン酸二無水物、フェナンスレン−１，２，９，１０−テトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン−１，２，３，４−テトラカルボン酸二無水物、ピラジン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、ピロリジン−２，３，４，５−テトラカルボン酸二無水物、チオフェン−２，３，４，５−テトラカルボン酸二無水物、４，４′−オキシジフタル酸二無水物などが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、またこれらは単独でまたは２種以上混合して用いることができる。
【００１４】
本発明において用いられるジアミン成分は、特に限定されるものではないが、例を挙げると、３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノビフェニル、４，６−ジメチル−ｍ−フェニレンジアミン、２，５−ジメチル−ｐ−フェニレンジアミン、２，４−ジアミノメシチレン、４，４′−メチレンジ−ｏ−トルイジン、４，４′−メチレンジ−２，６−キシリジン、４，４′−メチレン−２，６−ジエチルアニリン、２，４−トルエンジアミン、ｍ−フェニレン−ジアミン、ｐ−フェニレン−ジアミン、４，４′−ジアミノ−ジフェニルプロパン、３，３′−ジアミノ−ジフェニルプロパン、４，４′−ジアミノ−ジフェニルエタン、３，３′−ジアミノ−ジフェニルエタン、４，４′−ジアミノ−ジフェニルメタン、３，３′−ジアミノ−ジフェニルメタン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、４，４′−ジアミノ−ジフェニルスルフィド、３，３′−ジアミノ−ジフェニルスルフィド、４，４′−ジアミノ−ジフェニルスルホン、３，３′−ジアミノ−ジフェニルスルホン、４，４′−ジアミノ−ジフェニルエーテル、３，３′−ジアミノ−ジフェニルエーテル、ベンジジン、３，３′−ジアミノ−ビフェニル、３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノ−ビフェニル、３，３′−ジメトキシ−ベンジジン、４，４′−ジアミノ−ｐ−テルフェニル、３，３′−ジアミノ−ｐ−テルフェニル、ビス（ｐ−アミノ−シクロヘキシル）メタン、ビス（ｐ−β−アミノ−ｔ−ブチルフェニル）エーテル、ビス（ｐ−β−メチル−δ−アミノペンチル）ベンゼン、ｐ−ビス（２−メチル−４−アミノ−ペンチル）ベンゼン、ｐ−ビス（１，１−ジメチル−５−アミノ−ペンチル）ベンゼン、１，５−ジアミノ−ナフタレン、２，６−ジアミノ−ナフタレン、２，４−ビス（β−アミノ−ｔ−ブチル）トルエン、２，４−ジアミノ−トルエン、ｍ−キシレン−２，５−ジアミン、ｐ−キシレン−２，５−ジアミン、ｍ−キシリレン−ジアミン、ｐ−キシリレン−ジアミン、２，６−ジアミノ−ピリジン、２，５−ジアミノ−ピリジン、２，５−ジアミノ−１，３，４−オキサジアゾール、ピペラジン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、２，５−ジアミノフェノール、３，５−ジアミノフェノール、４，４′−（３，３′−ジヒドロキシ）ジアミノビフェニル、４，４′−（２，２′−ジヒドロキシ）ジアミノビフェニル、２，２′−ビス（３−アミノ−４−ジヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，５−ジアミノ安息香酸、３，５−ジアミノ安息香酸、４，４′−（３，３′−ジカルボキシ）ジアミノビフェニル、３，３′−ジカルボキシ−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、ω，ω′−ビス（２−アミノエチル）ポリジメチルシロキサン、ω，ω′−ビス（３−アミノプロピル）ポリジメチルシロキサン、ω，ω′−ビス（４−アミノフェニル）ポリジメチルシロキサン、ω，ω′−ビス（３−アミノプロピル）ポリジフェニルシロキサン、ω，ω′−ビス（３−アミノプロピル）ポリメチルフェニルシロキサン等が挙げられる。これらに限定されるものではなく、またこれらは単独でまたは２種以上混合して用いることができる。
【００１５】
これらの酸無水化合物とジアミン化合物を極性溶媒中で反応させると、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸溶液が得られる。
ポリイミドフィルムは、通常このポリアミック酸溶液を支持体上にキャスティングして乾燥を行いその後高温にてイミド化するか、あるいは溶液中で加熱してイミド化反応を行った後、その溶液を支持体上にキャスティングして乾燥、熱処理して得られる。
本発明におけるポリイミドフィルムは、任意のフィルムが適用可能であるが、そのポリイミドフィルムが多層化されていたり、目的に応じて種々の添加剤が配合されていても何ら差し支えない。
ポリイミドフィルムの厚みとしては、任意の厚みを選択可能であるが、１０〜１５０μｍ、好ましくは２５〜７５μｍの厚みのものがプラズマ処理／加熱加圧積層する上で好ましい。
逆にポリイミドフィルムは製造時に溶剤やイミド化時に生成する水を除去することが必要で、この水を除去しないと、ウェハーと同等の厚みを得ることは困難である。
【００１６】
このようにして得られるポリイミドフィルムは、その耐熱性、耐薬品性、耐プラズマ耐性など極めて信頼性が高く、半導体の加工プロセスに実際に投入しても他の樹脂と比較して極めて変化を受けにくい樹脂である。
【００１７】
一方、アラミド不織布とは、芳香族ポリアミド繊維からなる不織布であり、芳香族ポリアミドは芳香族ジアミン化合物と芳香族ジカルボン酸もしくは芳香族ジカルボン酸誘導体とを極性溶媒中で反応して得られる。
【００１８】
芳香族ポリアミドにおいて用いられる芳香族ジアミン成分としては、特に限定されるものではないが、例を挙げると、３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノビフェニル、４，６−ジメチル−ｍ−フェニレンジアミン、２，５−ジメチル−ｐ−フェニレンジアミン、２，４−ジアミノメシチレン、４，４′−メチレンジ−ｏ−トルイジン、４，４′−メチレンジ−２，６−キシリジン、４，４′−メチレン−２，６−ジエチルアニリン、２，４−トルエンジアミン、ｍ−フェニレン−ジアミン、ｐ−フェニレン−ジアミン、４，４′−ジアミノ−ジフェニルプロパン、３，３′−ジアミノ−ジフェニルプロパン、４，４′−ジアミノ−ジフェニルエタン、３，３′−ジアミノ−ジフェニルエタン、４，４′−ジアミノ−ジフェニルメタン、３，３′−ジアミノ−ジフェニルメタン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、４，４′−ジアミノ−ジフェニルスルフィド、３，３′−ジアミノ−ジフェニルスルフィド、４，４′−ジアミノ−ジフェニルスルホン、３，３′−ジアミノ−ジフェニルスルホン、４，４′−ジアミノ−ジフェニルエーテル、３，４′−ジアミノ−ジフェニルエーテル、３，３′−ジアミノ−ジフェニルエーテル、ベンジジン、３，３′−ジアミノ−ビフェニル、３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノ−ビフェニル、３，３′−ジメトキシ−ベンジジン、４，４′−ジアミノ−ｐ−テルフェニル、３，３′−ジアミノ−ｐ−テルフェニル、ビス（ｐ−アミノ−シクロヘキシル）メタン、ビス（ｐ−β−アミノ−ｔ−ブチルフェニル）エーテル、ビス（ｐ−β−メチル−δ−アミノペンチル）ベンゼン、ｐ−ビス（２−メチル−４−アミノ−ペンチル）ベンゼン、ｐ−ビス（１，１−ジメチル−５−アミノ−ペンチル）ベンゼン、１，５−ジアミノ−ナフタレン、２，６−ジアミノ−ナフタレン、２，４−ビス（β−アミノ−ｔ−ブチル）トルエン、２，４−ジアミノ−トルエン、ｍ−キシレン−２，５−ジアミン、ｐ−キシレン−２，５−ジアミン、ｍ−キシリレン−ジアミン、ｐ−キシリレン−ジアミン、２，６−ジアミノ−ピリジン、２，５−ジアミノ−ピリジン、２，５−ジアミノ−１，３，４−オキサジアゾール、ピペラジン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、２，５−ジアミノフェノール、３，５−ジアミノフェノール、４，４′−（３，３′−ジヒドロキシ）ジアミノビフェニル、４，４′−（２，２′−ジヒドロキシ）ジアミノビフェニル、２，２′−ビス（３−アミノ−４−ジヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，５−ジアミノ安息香酸、３，５−ジアミノ安息香酸、４，４′−（３，３′−ジカルボキシ）ジアミノビフェニル、３，３′−ジカルボキシ−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、等が挙げられる。これらに限定されるものではなく、またこれらは単独でまたは２種以上混合して用いることができる。
【００１９】
芳香族ジカルボン酸もしくは芳香族ジカルボン酸誘導体としては、特に限定されるものではないが、例を挙げると、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、５−ヒドロキシイソフタル酸、トリメリット酸、イミダゾール−４，５−ジカルボン酸、２，３−ピラジンジカルボン酸、２，３−ピリジンジカルボン酸、４，４′−ビフェニルジカルボン酸、３，４′−ビフェニルジカルボン酸、４，４′−ジフェニルプロパンジカルボン酸、３，４′−ジフェニルプロパンジカルボン酸、４，４′−ジフェニルエーテルジカルボン酸、３，４′−ジフェニルエーテルジカルボン酸、４，４′−ジフェニルメタンジカルボン酸、３，４′−ジフェニルメタンジカルボン酸、等のジカルボン酸化合物またはそれらのエステル化物、あるいはアシル化物が挙げられる。これらに限定されるものではなく、またこれらは単独でまたは２種以上混合して用いることができる。
【００２０】
得られる芳香族ポリアミドは例えば芳香族ジアミンと酸クロライドの場合、塩酸を生成するため、例えば水中に沈殿後中和、水洗した後濃硫酸に再溶解させて液晶状態で紡糸することもある。
不織布はこのようにして得られた繊維を短繊維に切断後、カレンダ加工をして得ることが出来る。
【００２１】
前記ポリイミドフィルムまたはアラミド不織布は通常体積抵抗率で１０の１５乗Ωｃｍ前後を示すのが一般的であり、本発明においては導電化することが必要である。導電体をそのポリイミドフィルムやアラミド不織布に含有させる方法であればよく、従来公知の各種の方法を用いることができる。例えば、導電化ポリイミドフィルムは、導電体をポリイミド樹脂溶液に分散させ、この分散液をフィルム化することによって得ることができる。導電化アラミド不織布は、その不織布を作る工程で、導電体を繊維間に分散させることによって得ることができる。
【００２２】
導電体の種類は任意であり、導電性を有するものであればよい。このようなものには、金属、炭素、導電性ポリマー等が包含される。導電体の形態は、ポリイミドフィルムやアラミド不織布中に分散させるのに適した形態であればよい。このような形態には、粉体状、繊維（細線）状等の種々の形態が包含される。この場合、その粉体は、平均粒径が０．０１〜１００μｍ、好ましくは０．０５〜５μｍである。その繊維（細線）は、その直径（太さ）が１〜５０μｍ、好ましくは２〜１０μｍであり、その長さは１０〜１００００μｍ、好ましくは１００〜１０００μｍである。
本発明で用いる好ましい導電体としては、カーボン粒子、カーボン繊維、金属細線等が挙げられる。
導電体の添加量は、最終的なフィルム状物の体積固有抵抗が１０の５乗Ωｃｍ以下になるように定めればよい。
フィルム状物の体積固有抵抗が１０の５乗（１０５）Ωｃｍを越える抵抗値であれば、静電チャックで搬送することは困難である。
本発明においては、１０の４乗（１０４）Ωｃｍ以下、でかつ１０の−５乗（１０−５）Ωｃｍ以上である。
１０の−５乗Ωｃｍ未満であれば、静電チャック力が小さくなり好ましくない。
【００２３】
本発明のダミーウェハーを構成するフィルム状物は、前記導電化ポリイミドフィルムからなるが、この場合、該導電化ポリイミドフィルムは、１枚のフィルムでもよく、２枚以上の積層接合体フィルムでもよい。フィルム状物を２枚以上、好ましくは２〜４０枚の導電化ポリイミドフィルムを積層接合して形成する場合、そのフィルムの各接合面をその接着性を高めるためにプラズマ処理し、その処理面を介して接合するのが好ましい。
プラズマ処理法としては、従来公知の各種の方法、例えば、グロー放電処理等を用いることができる。
【００２４】
導電化ポリイミドフィルムをプラズマ処理する好ましい方法においては、内部電極型低温プラズマ発生装置中で、電極間に１，０００ボルト以上の放電電圧を与えてグロー放電を行い、該ポリイミドフィルム表面を低温プラズマ雰囲気下で処理を行う。
上記低温プラズマ処理のための無機ガスとしては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、窒素、酸素、空気、亜酸化窒素、一酸化窒素、二酸化窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、アンモニア、水蒸気、水素、亜硫酸ガス、シアン化水素などが例示され、これらは単独または二種以上のものが混合して使用される。
好ましくは酸素原子を有する気体分子であり、更に好ましくは二酸化炭素と水蒸気である。
【００２５】
装置内におけるガス雰囲気の圧力は０．００１〜１０トールの範囲が好ましく、更に好ましくは０．１〜１．０トールである。０．００１トール未満であったり、１０トール以上であると放電が不安定となり好ましくない。
【００２６】
このようなガス圧力下で放電電極間に例えば、周波数１０ＫＨｚ〜２ＧＨｚの高周波で、１０Ｗ〜１００ＫＷの電力を与えることにより安定なグロー放電を行わせることができる。尚放電周波数帯域としては高周波以外に低周波、マイクロ波、直流などを用いることができる。
低温プラズマ発生装置としては、内部電極型であることが好ましいが、場合によって外部電極型であってもよいし、またコイル炉などの容量結合、誘導結合のいずれであってもよい。
【００２７】
電極の形状については特に制限はなく、それらは平板状、リング状、棒状、シリンダー状等種々可能であり、さらには処理装置の金属内壁を一方の電極としてアースした形状のものであってもよい。
電極間に１，０００ボルト以上の電圧を印加し、安定な低温プラズマ状態を維持するには、入力電極にかなりの耐電圧を持った絶縁被覆を施す必要がある。もし銅、鉄、アルミニウム等の金属むき出しの電極であるとアーク放電となりやすく、電極表面をホーローコート、ガラスコート、セラミックコート等を施すことが好ましい。
【００２８】
このようにして得られた表面がプラズマ処理された導電化ポリイミドフィルムは、これを加熱加圧して積層接合することによって積層体フィルムとすることができる。フィルム間の充分な接着力を発現させるためには、その接触するフィルムの各接合面がプラズマ処理されていることが好ましい。
この場合の接合温度は１５０〜４００℃、好ましくは２００〜３５０℃であり、その接合圧力は１０〜２００ｋｇ／ｃｍ２、好ましくは５０〜１５０ｋｇ／ｃｍ２である。
【００２９】
本発明でダミーウェハー基材として用いるフィルム状物には、１枚又は複数枚の導電化アラミド不織布を介在させることが好ましい。この導電化アラミド不織布は、フィルム状物の片面又は中間に介在させることができるが、中間に介在させるのが好ましい。
【００３０】
導電化アラミド不織布を含むフィルム状物を作る場合、１枚以上の導電化アラミド不織布と１枚以上の導電化ポリイミドフィルムとを用い、これらを積層接合する。この場合の積層体の具体例としては、例えば、該１枚又は複数枚からなる不織布の片面に、該１枚又は複数枚のフィルムを積層接合したもの、該複数枚のフィルムの１つ又は複数の中間位置に、該１枚又は複数枚の不織布を介在させて接合したもの等が挙げられる。フィルム状物に含まれる導電化ポリイミドフィルムの枚数は、通常、２〜５０枚、好ましくは２〜１０枚であり、導電化アラミド不織布の枚数は１〜４０枚、好ましくは２〜１０枚である。
【００３１】
本発明でダミーウェハー基材として用いるフィルム状物において、その厚さは、２００〜２０００μｍ、好ましくは４００〜８００μｍである。また、フィルム状物が１枚以上の導電化ポリイミドフィルムを１枚以上の導電化アラミド不織布からなる場合には、該フィルムと該不織布の割合は、全フィルムの厚さと全不織布との厚さ比で、１／１〜１／２０、好ましくは１／５〜１／１０である。
【００３２】
本発明による導電化ポリイミドフィルムとともに、導電化アラミド不織布を含むフィルム状物からなるダミーウェハーは、その導電化アラミド不織布の補強効果により、耐久性に優れたものとなり、繰返し使用することが可能となる。
【００３３】
導電化アラミド不織布には、必要に応じ、樹脂を含浸させる事ができる。この場合、樹脂としては、従来公知の各種のもの、例えば、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等を用いることができるが、好ましくは熱硬化性樹脂を用いることができる。この樹脂の使用により、該不織布をウェハー状に裁断加工した後に裁断面からの繊維の脱落を防止することが可能となる。
熱硬化系樹脂としては、任意の熱硬化系樹脂が可能であるが、エポキシ系、ポリイミド系が耐熱性やウェハー工程中のプラズマ耐性の点で好ましい。
【００３４】
これらのポリイミドフィルム、アラミド不織布以外に目的に応じて、任意のシート状物を積層しても構わない。
例えば片側の表層にシリコン、ガリウム砒素、ガリウム燐、インジウム燐あるいは同等な半導体基盤材料を有する材料を用いることにより、真のウェハーに近い走行作業性や、加工条件を近似再現することも出来る。
また、片側の表面にポリイミドより更に表面硬度が小さいアクリル、ポリエチレン、エチレンプロピレン共重合体、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などを主成分とする導電性樹脂を用いて塵埃、パーティクルなどの捕集率を高めることも可能である。
【００３５】
前記導電化ポリイミドフィルムや導電化アラミド不織布等の積層接合する方法としては、金属またはゴム製の加熱ロールを用いて一括または逐次に積層することも可能ではあるが、好ましくは平板の熱版間に裁断積層されたフィルムをシリンダー等で加圧することが生産性の点で有効である。
その際、真空下で加熱加圧することが、得られる積層体に気泡等の欠点が生じにくく好ましい。また面内の圧力むらの軽減のために鏡面板、クッション板等を積層体の上下または内部に用いても差し支えない。
その加熱加圧条件としては、得られる積層体の耐熱性の観点から１５０℃以上で加熱加圧することが好ましい。
更に好ましくは１８０℃以上かつ５０ｋｇ／ｃｍ２以上の条件で５分以上加熱加圧することが更に好ましい。その加熱温度の上限値は、通常、３５０℃程度であり、その圧力の上限値は、通常、２００ｋｇ／ｃｍ２である。
【００３６】
このようにして得られ積層体は任意の方法によりウェハー形状に裁断される。この場合、金型による打ち抜きやレーザーによる裁断、またはウォータジェットによる裁断が、裁断面の形状で良好である。
また、積層体の厚みとしては、任意の厚みが可能であるが、通常ウェハーと同程度の厚み０．３ｍｍから１．５ｍｍの厚みがその作業性の観点から好ましい。
通常、ウェハーは５０ｍｍφから３００ｍｍφのほぼ円形をしており、本発明の積層体も同様な形状に加工することが好ましいが、特に拘るものではない。
【００３７】
このようにして得られた全体がフィルム状の製品は、任意の目的のためダミーウェハーとして用いられる。
特に好ましくは、半導体製造装置にて、このダミーウェハーを半導体製造装置内に導入、装着した後、ウェハー保持装置に所定電圧を印加してこのダミーウェハーを押し付けることにより、該保持装置表面に付着している塵埃、パーティクルを前記ウェハー表面構成層に取り込み、所定電圧印加を解除して吸着を解除した後、該半導体製造装置外にダミーウェハーを移送して半導体製造装置をクリーニングする方法に適用することである。
その際、このダミーウェハーの表面材質を、保持装置のウェハー装着面材質よりも低い硬度を有する材質で構成することがより好ましい。
保持装置としては、任意の装置が可能であるが、好ましくは静電チャック方式の保持装置により適している。
静電チャック方式の保持装置には、通常単極方式と双極方式があるが、ダミーウェハーはどちらにも適用可能である。
静電チャックは、内部に設けた金属電極に電圧を印加し、被吸着物（半導体ウェハー）と静電チャックの表面に正・負の電荷を発生させ、この間に働く力によって被吸着物を固定させるものである。
通常、その表面は強誘電体のセラミックが用いられることが多いが、その材質としては任意のものが適用される。
【００３８】
【実施例】
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
尚、体積低効率はＪＩＳ  Ｃ−６４８１に基づいて測定した。
また、静電チャック性の評価には、ＴＯＴＯ株式会社製の１５０ｍｍφの双極方式の静電チャックを用いて評価した。
尚、主として用いた材料は以下のものであるが、これらに限定されるものではない。
導電性ポリイミドフィルム：Ｄｕｐｏｎｔ社製カプトンＸＣ  厚さ４０μｍ、導電体（カーボン）、体積抵抗率１０の３乗Ωｃｍ
導電性アラミド不織布：ノーメックス８４３  厚さ１８８μｍ、導電体（カーボン繊維）
体積抵抗率１０の４乗Ωｃｍ
【００３９】
実施例１
Ｄｕｐｏｎｔ社製カプトンＸＣの厚さ４０μｍのフィルムを気圧０．２トール、二酸化炭素雰囲気下で１１０ＫＨｚの高周波電圧を印加し、放電電力密度３００Ｗｍｉｎ／ｍ２で両面処理した。
このフィルムを２０ｃｍ角に裁断後１３枚重ね合わせて、上下にガラステフロン製の厚さ３ｍｍのクッション板を置いて、北川精機（株）製真空プレス装置（ＫＶＨＣ−ＰＲＥＳＳ）を用いて３００℃１００ｋｇ／ｃｍ２の条件で３０分プレスし、１００℃に冷却後圧力を開放し、積層体を取り出した。
得られた積層体は、厚さ５２０μｍの板状体であり、フィルムを引き剥がすことは困難であり、またルーター加工、ドリル加工等の外形加工にも耐えれるものであった。そのまた、体積抵抗率は、１０の３乗Ωｃｍであった。
この積層体を１５０ｍｍφに金型で裁断後、上述の静電チャックにて固定化したところ、十分な吸着力を示した。
また意図的に静電チャック上に、酸化ケイ素粒子（平均粒径１μｍ）を置いた後、このウェハー状積層体（ダミーウェハー）を固定化して、更に離してその積層体表面を顕微鏡観察したところ、明らかにこのウェハー状積層体の上にその酸化ケイ素粒子の転移が見られた。
【００４０】
実施例２
実施例１において得られた厚さ４０μｍの２枚のカプトンＸＣフィルムの間に、導電性アラミド不織布ノーメックス８４３（厚さ１８８μｍ）を３枚重ねて積層し、実施例１と同様にウェハー状の積層体（ダミーウェハー）を得た。
厚さは、５００μｍで、体積抵抗率は、１０の３乗Ωｃｍであった。
得られたウェハー状積層体は実施例１と同様にその静電チャック性と酸化ケイ素粒子の転移性が確認された。
【００４１】
実施例３
エポキシ樹脂として油化シェルエポキシ社製エピコート８３４に硬化剤として２−メチル−４−イミダゾールを５％添加し、アラミド不織布ノーメックス８４３（厚さ１８８μｍ）に目付けとして２０ｇ／平方ｃｍになるよう有機溶剤を用いて含浸・乾燥を行った。
このアラミド不織布を用いて実施例２と同様にして、２枚のＤｕｐｏｎｔ社製カプトンＸＣにサンドイッチしてウェハー状積層体を作成した。
得られた積層体の厚さは、５５０μｍで、その体積抵抗率は、１０の４乗Ωｃｍであった。
得られたウェハー状積層体は実施例１と同様にその静電チャック性と酸化ケイ素粒子の転移性が確認された。
【００４２】
実施例４
実施例３において片側のＤｕｐｏｎｔ社製カプトンＸＣの替わりに、厚さ０．５ｍｍのシリコーンウェハー（１５０ｍｍφ）を用いて積層した。
得られた積層体を１５０ｍｍφに切り抜き、厚さ１０５０μｍのウェハー状積層体が得られた。その体積抵抗率は、１０の４乗Ωｃｍであった。
また、得られたウェハー状積層体は実施例１と同様にその静電チャック性と酸化ケイ素粒子の転移性が確認された。
【００４３】
比較例１
実施例１においてカプトンＸＣの代わりに非導電タイプのカプトンＥＮ（東レデュポン社製）厚さ３８μｍのフィルムを用いて同様にウェハー状積層体を得た。
得られた積層体は厚さ５００μｍで、その体積抵抗率１０の１５乗Ωｃｍであった。
静電チャック性を確認したが、ほとんど固定化されておらず、また酸化ケイ素粒子の転移性も確認することが出来なかった。
【００４４】
比較例２
実施例２においてノーメックス８４３の代わりに通常の非導電タイプのアラミド不織布（ノーメックス１８８μｍ厚）を用いてその他はすべて同じ条件にて、ウェハー状積層体を作製した。
得られた積層体は厚さ５００μｍで、体積抵抗率１０の１５乗Ωｃｍであった。
静電チャック性を確認したが、ほとんど固定化されておらず、また酸化ケイ素粒子の転移性も確認することが出来なかった。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、汚染発生の危険性がなく、平坦度にすぐれたダミーウェハーが提供される。このダミーウェハーは、静電型ウェハー保持装置表面に吸着可能で、静電型ウェハー保持装置のクリーニング剤として用いられる。