(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体プロセスにおいて使用されるＳｉＣダミーウェハにおいて、ＣＶＲ法によりＳｉＣ化された多孔質な基体の表面にＣＶＤ法によるＳｉＣ膜が形成されてなることを特徴とする炭化珪素質ダミーウェハ。
【請求項２】
半導体プロセスにおいて使用されるＳｉＣダミーウェハにおいて、ＣＶＲ法によりＳｉＣ化された基体の表面にＣＶＤ法によるＳｉＣ膜が形成され、縁部の隅がＲ状であることを特徴とする炭化珪素質ダミーウェハ。
【請求項３】
前記基体が多孔質であることを特徴とする請求項２に記載の炭化珪素質ダミーウェハ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体プロセスの用途に適した炭化珪素質ダミーウェハ（以下「ＳｉＣダミーウェハ」という。）の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＳｉＣダミーウェハは、図４に示す方法で製造されている。即ち、黒鉛基材１の外表面全体をＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition)法によりＳｉＣ膜で被覆してＣＶＤ−ＳｉＣコート層２を形成した後、中央を一点鎖線のようにスライス加工して半割り品３とし、次いで各半割り品３の黒鉛基材１を燃焼除去（灰化処理）したり機械加工で除去してＣＶＤ−ＳｉＣコート層２のみからなる部材（以下「バルクＣＶＤ−ＳｉＣ部材」という。）４を取り出すことによって製造している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、黒鉛とＳｉＣの熱膨張係数は一般に相違するため、又黒鉛基材１を機械加工で除去する時の残留歪みが大きいため、通常は真っ直ぐ（フラット）なバルクＣＶＤ−ＳｉＣ部材４は出来にくく、内側又は外側に大きく反り返った部材５・６となる。このような反りのあるバルクＣＶＤ−ＳｉＣ部材５・６は、製品ＳｉＣダミーウェハとして半導体プロセスのライン（例えば厳格に寸法設定されたダミーウェハ固定用ボート支持溝）に自動搬送することができない。そこで、真っ直ぐなＳｉＣダミーウェハ４を製造しなければならないが、そのためには、その前段階でかなりの厚みのあるバルクＣＶＤ−ＳｉＣ部材７に製造しておかなければならない。この製造は、時間をかけてＳｉＣコーティングを行い、コート層を厚くする作業となるため、生産性の低下につながり、最終的には製品のコストアップにつながる。また、バルクＣＶＤ−ＳｉＣ部材７から真っ直ぐなＳｉＣダミーウェハ４を得るためには、切削加工しなければならないが、その加工は部材７の外周全体にわたるため、しかも部材７はＣＶＤ法という特有の製法に起因して緻密質で硬いという特質を有するため、切削加工に時間がかかり、加工費の増大によりやはり製品のコストアップにつながる。
【０００４】
そればかりか、余分に厚みをもたせたバルクＣＶＤ−ＳｉＣ部材７を押さた状態で機械加工した後のＳｉＣダミーウェハ４自体にも、内部の残留応力の影響が現れやすく、程度の差はあれ、依然として反りのあるＳｉＣダミーウェハ５・６となりやすい。また、酸化膜及びＣＶＤ膜のエッジ部からの脱落防止のためにＳｉＣダミーウェハの縁部は半円状又はテーパ状に面取り加工を行う必要があるが、反りのあるＳｉＣダミーウェハ５・６ではその面取り加工が困難であり、また厚みが薄いためその加工時にＳｉＣダミーウェハ本体に亀裂（クラック）が生じやすいという問題がある。結局、いかに慎重に切削加工を行っても、製品としてのＳｉＣダミーウェハの歩留りは５０％程度にすぎなかった。さらに、バルクＣＶＤ−ＳｉＣ部材は透明なため、熱が透過して製品（半導体ウェハ）に熱的な悪影響を及ぼしやすいという問題もあった。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、加工後の反りを無くすことにより、製品ＳｉＣダミーウェハの円滑な自動搬送を確保すると共に、製品の歩留りを向上させ、さらに従来、反りを矯正するために必要とされていた余分な切削加工を主とする作業工程を不要として生産性の向上及び製作コストの低減化に貢献し得るＳｉＣダミーウェハを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成し得た本発明のＳｉＣダミーウェハとは、半導体プロセスにおいて使用されるＳｉＣダミーウェハにおいて、ＣＶＲ法によりＳｉＣ化された多孔質な基体の表面にＣＶＤ法によるＳｉＣ膜が形成されてなることを特徴とする。このようなＳｉＣダミーウェハであれば、ＣＶＲ−ＳｉＣ基体とＣＶＤ−ＳｉＣ膜が共に同材質（ＳｉＣ）であり熱膨張係数がほぼ一致するため、反りの発生を回避することができ、従来のような反りが発生するが故に生じていた数々の不都合を一挙に解消することができる。別の観点として、本発明のＳｉＣダミーウェハは、半導体プロセスにおいて使用されるＳｉＣダミーウェハにおいて、ＣＶＲ法によりＳｉＣ化された基体の表面にＣＶＤ法によるＳｉＣ膜が形成され、縁部の隅がＲ状であってもよく、このとき、前記基体が多孔質であることが好ましい。このようなＳｉＣダミーウェハであれば、ＣＶＤ法によるＳｉＣ膜形成処理が終わった時点で既にＲ状の形状が付与されているため、従来品のような縁部の面取り加工を不要として生産性の向上及び製作コストの低減化を図ることが可能となる。また、基体が多孔質である場合には、上述したように、ＣＶＲ−ＳｉＣ基体とＣＶＤ−ＳｉＣ膜が共に同材質（ＳｉＣ）であり熱膨張係数がほぼ一致するため、反りの発生を回避することができ、従来のような反りが発生するが故に生じていた数々の不都合を一挙に解消することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明のＳｉＣダミーウェハを示す断面模式図であり、図２は、ＳｉＣダミーウェハの製造ラインを示す工程説明図である。
【０００８】
図１において、ＳｉＣダミーウェハ１０は、ＣＶＲ−ＳｉＣ基体１１の表面にＣＶＤ−ＳｉＣ膜１２が形成された構造をしている。ＣＶＲ−ＳｉＣ基体１１の嵩密度は約２．１ｇ／ｃｍ3 、気孔率は約３０％であってＣＶＤ−ＳｉＣに比べればかなりポーラスな構造（多孔質構造）を有している。ＣＶＲ−ＳｉＣ基体１１そのものは、本発明者が先に開発した方法（特開平１−２６４９６９号公報）、即ち、黒鉛基材に、珪酸、又はこれにさらに炭素、珪素及び炭化珪素の少なくとも１種を共存させて加熱してＳｉＯガスを発生せしめ、このＳｉＯガスと上記黒鉛基材とを反応せしめることにより、得ることができる。
【０００９】
また、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜１２の嵩密度は約３．２ｇ／ｃｍ3 、気孔率は約０％であってＣＶＲ−ＳｉＣ基体１１に比べればかなり緻密質の構造を有している。ＣＶＤ−ＳｉＣ膜１２は、通常のＣＶＤ法を実施して形成すればよい。
【００１０】
従って、本発明のＳｉＣダミーウェハ１０は、ポーラスなＣＶＲ−ＳｉＣ基体１１の表面をＣＶＤ−ＳｉＣ膜１２で覆って緻密化処理した製品であり、基体と表面層は共に同材質（ＳｉＣ）の構造とされている。従って、熱膨張係数がほぼ一致し、反りがほとんど無い製品ＳｉＣダミーウェハとなるため、半導体プロセスのラインへの自動搬送が可能となる。また、ＣＶＲ−ＳｉＣ基体１１は多孔質であるため切削加工し易く、しかもＣＶＤ−ＳｉＣ膜１２の形成の前加工としては厚み方向だけしかも少し加工すればよいため、従来品における反り矯正のための切削加工（全周と厚み方向の大幅な切削加工）に比べて加工費は僅かで済み、製品のコスト低減化につながる。
【００１１】
また、ＳｉＣダミーウェハ１０の縁部の四隅Ａの形状は、ＣＶＤ法によるＳｉＣ膜形成処理が終わった時点で既にＲ状（具体的にはＲ＝１ｍｍ程度）の形状が付与されているため、従来品のような縁部の面取り加工を不要として生産性の向上及び製作コストの低減化を図ることが可能となる。
【００１２】
また、ＳｉＣダミーウェハ１０の嵩密度ｄは約２．４ｇ／ｃｍ3 であり、半導体プロセスにおける製品シリコンウェハの嵩密度とほぼ等しい。従って、従来のバルクＣＶＤ−ＳｉＣ部材から得たＳｉＣダミーウェハの嵩密度（約３．２ｇ／ｃｍ3 ）と比較すると、本発明のＳｉＣダミーウェハ１０は従来品よりも相当軽いものとなっており、この結果、製品サイズが大きくなればなるほど、また半導体プロセスでは複数枚がブロックで自動搬送されるため、軽量化による効果（コスト低減）が顕著となる。
【００１３】
次に、本発明のＳｉＣダミーウェハ１０の製造法の一例について図２を参照しつつ説明する。まず、黒鉛基材９をＣＶＲ処理部１３に導入した後、完全（１００％）にＳｉＣ化した多孔質のＣＶＲ−ＳｉＣ基体１１を得る。次に、このＣＶＲ−ＳｉＣ基体１１を厚み調整部１４に導き、最終目的の製品ＳｉＣダミーウェハの寸法に応じて厚み方向のみの加工を行う。ＣＶＲ−ＳｉＣ基体１１は多孔質であり、また厚み方向のみの加工ゆえ、切削加工は容易である。
【００１４】
次に、所定の厚み寸法に調整されたＣＶＲ−ＳｉＣ基体１１を純化処理部１５に導き、ＣＶＲ−ＳｉＣ基体１１にドライなハロゲンガスを吹き付けることによって、上記切削を主とする作業工程時にＣＶＲ−ＳｉＣ基体表面部に混入したＦｅ，Ｎａ等の不純物を除去する。こうして純化したＣＶＲ−ＳｉＣ基体１１を緻密化処理部１６に導き、最終目的の製品ＳｉＣダミーウェハ１０の寸法に合うよう、ＣＶＤ法によりＣＶＲ−ＳｉＣ基体の表面に緻密質のＣＶＤ−ＳｉＣ膜１２を形成する。
【００１５】
【発明の効果】
本発明のＳｉＣダミーウェハは以上の様に構成したので、加工後の反りを無くすることができ、製品ＳｉＣダミーウェハの円滑な自動搬送を確保できることとなった。また、製品の歩留りを向上させ、さらに従来反りを矯正するために必要とされていた余分な切削加工を主とする作業工程を不要として生産性の向上及び製作コストの低減化を図り、より安価なＳｉＣダミーウェハを提供することができる。
【００１６】
【実施例】
（実施例１）
φ２００ｍｍ×ｔ３ｍｍの形状寸法で嵩密度ｄが１．３ｇ／ｃｍ3 の黒鉛基材をＣＶＲ処理を行って１００％ＳｉＣ化した多孔質のＣＶＲ−ＳｉＣ基体を得た。次いで厚み方向のみの切削加工を行って、厚みｔを０．４８５ｍｍに調整した。さらに、φ２００ｍｍ×ｔ０．４８５ｍｍのＣＶＲ−ＳｉＣ基体の表面をドライハロゲンガスで純化処理した後、ＣＶＤ処理を行ってＣＶＲ−ＳｉＣ基体の表面に緻密質のＣＶＤ−ＳｉＣ膜を形成し、ｔが０．７２５ｍｍ、つまり８インチの製品ＳｉＣダミーウェハを得た。
【００１７】
得られた製品ＳｉＣダミーウェハについて反りの程度を調べた。反りの調査はＳｉＣダミーウェハを水平面に置いて、その水平面からの浮き上がりの状態を調べることにより行った。即ち、図３（ダミーウェハの平面図）に示すように、９か所（図中×印）での接地面からの距離を測定し、最高値と最低値の差をもって反り量とした。この結果、反り量は０．１８ｍｍ以下であった。また、製品ＳｉＣダミーウェハの縁部の形状は、製品が得られた時点で既に図１のＡに示すようにＲ状（具体的にはＲ＝１ｍｍ程度）の形状が付与されたいた。また、歩留りは９０％以上であった。
【００１８】
（比較例１）
実施例１と同一寸法で同一嵩密度の黒鉛基材をＣＶＤ処理して表面にＣＶＤ−ＳｉＣコート層を形成した後、中央をスライス加工して半割りし、一方の半割り品黒鉛基材を機械加工により除去して８インチの製品ＳｉＣダミーウェハを得た。得られた製品ＳｉＣダミーウェハの反りの程度を実施例１と同様にして調査した。その結果、反り量は０．５ｍｍであった。また、製品ＳｉＣダミーウェハの端部の形状は尖った状態、即ち面取り加工を必要とする状態であり、さらに、歩留りは５０％程度であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＳｉＣダミーウェハを示す断面模式図である。
【図２】ＳｉＣダミーウェハの製造ラインを示す工程説明図である。
【図３】ＳｉＣダミーウェハの平面図である。
【図４】従来のＳｉＣダミーウェハの製造法を示す概略系統図である。
【符号の説明】
９  黒鉛部材
１０  ＳｉＣダミーウェハ
１１  ＣＶＲ−ＳｉＣ基体
１２  ＣＶＤ−ＳｉＣ膜
１３  ＣＶＲ処理部
１４  厚み調整部
１５  純化処理部
１６  緻密化処理部
Ａ  ＳｉＣダミーウェハの縁部四隅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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