JP3329593B2 - サファイヤ製ダミーウエハの製造方法 - Google Patents
サファイヤ製ダミーウエハの製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体製造工程、特
に拡散、酸化、蒸着を行う炉の中でウエハを処理する
際、対流及び温度条件を均一にするためのサファイヤ製
ダミーウエハの製造方法に関する。
に拡散、酸化、蒸着を行う炉の中でウエハを処理する
際、対流及び温度条件を均一にするためのサファイヤ製
ダミーウエハの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来は、主にシリコンウエハがダミーウ
エハと使用されており、機械的耐久性或は化学的耐久性
が低い為、発塵や汚染を起こし安く頻繁な交換が必要だ
った。
エハと使用されており、機械的耐久性或は化学的耐久性
が低い為、発塵や汚染を起こし安く頻繁な交換が必要だ
った。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この発明は次の技術的
問題を解決する目的で開発された。繰り返し使用される
ダミーウエハを機械的硬度が高く化学的に安定な素材で
作ることによって従来技術で問題となっている発塵及び
汚染を軽減し、強いてはダミーウエハの交換頻度を減少
させることを課題とする。
問題を解決する目的で開発された。繰り返し使用される
ダミーウエハを機械的硬度が高く化学的に安定な素材で
作ることによって従来技術で問題となっている発塵及び
汚染を軽減し、強いてはダミーウエハの交換頻度を減少
させることを課題とする。
【０００４】サファイヤガラスはモース硬度９と機械的
強度に優れ、また対薬品耐久性は沸騰燐酸（９０％）に
数分浸すと徐々に溶解をするがその他耐フッ酸や耐水酸
化ナトリウム性といった強酸、強アルカリ耐久性に優れ
ている。また、サファイヤガラス原材の供給も安定して
おり加工面での製造方法が本発明の課題でもある。
強度に優れ、また対薬品耐久性は沸騰燐酸（９０％）に
数分浸すと徐々に溶解をするがその他耐フッ酸や耐水酸
化ナトリウム性といった強酸、強アルカリ耐久性に優れ
ている。また、サファイヤガラス原材の供給も安定して
おり加工面での製造方法が本発明の課題でもある。
【０００５】そこで、この発明の目的は、半導体製造の
拡散、酸化、蒸着工程に於て温度や流れの条件を均一に
するためのダミーウエハとして物理的及び化学的耐久性
の高いサファイヤガラスを素材として用い供給すること
にある。
拡散、酸化、蒸着工程に於て温度や流れの条件を均一に
するためのダミーウエハとして物理的及び化学的耐久性
の高いサファイヤガラスを素材として用い供給すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決すべくなされたものであり、機械的及び化学的耐久
性の高いダミーウエハを供給する。アルミナ（Ａｌ2 Ｏ
3 ）からサファイヤの単結晶を作成する。
解決すべくなされたものであり、機械的及び化学的耐久
性の高いダミーウエハを供給する。アルミナ（Ａｌ2 Ｏ
3 ）からサファイヤの単結晶を作成する。
【０００７】作成されたサファイヤの単結晶を、必要な
ウエハの大きさと厚みに合わせサファイヤの円形の板に
切断加工する。サファイヤの円形の板を外周整形機を用
いて外周仕上げを行う。外周整形の終わった円形の板の
表面の研磨を行なう。研磨方法は両面同時及び片面づつ
行う方法が取られる。
ウエハの大きさと厚みに合わせサファイヤの円形の板に
切断加工する。サファイヤの円形の板を外周整形機を用
いて外周仕上げを行う。外周整形の終わった円形の板の
表面の研磨を行なう。研磨方法は両面同時及び片面づつ
行う方法が取られる。
【０００８】表面研磨の終わったサファイヤの円形の板
を洗浄する。
を洗浄する。
【０００９】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面により説明す
る。 （１）実施例１ 図１は、本発明のサファイヤ製ダミーウエハの製造行程
の実施例１の工程図である。
る。 （１）実施例１ 図１は、本発明のサファイヤ製ダミーウエハの製造行程
の実施例１の工程図である。
【００１０】図１において、引き上げ法或はベルヌーイ
法を用いてアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）からサファイヤの単
結晶２１を作成する（工程１０１）。サファイヤの単結
晶の大きさは、例えば、３インチ丸、４インチ丸、５イ
ンチ丸、６インチ丸、８インチ丸の平面が充分取れる大
きさを持つ。
法を用いてアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）からサファイヤの単
結晶２１を作成する（工程１０１）。サファイヤの単結
晶の大きさは、例えば、３インチ丸、４インチ丸、５イ
ンチ丸、６インチ丸、８インチ丸の平面が充分取れる大
きさを持つ。
【００１１】作成されたサファイヤの単結晶２１を作成
するウエハの大きさと厚みに合わせサファイヤの円形の
板２３に切断加工する（工程１０２）。サファイヤの円
形の板２３を外周整形機を用いて外周仕上げを行う。
（工程１０３）。
するウエハの大きさと厚みに合わせサファイヤの円形の
板２３に切断加工する（工程１０２）。サファイヤの円
形の板２３を外周整形機を用いて外周仕上げを行う。
（工程１０３）。
【００１２】外周整形の終わった円形の板２３の表面の
研磨を行なう（工程１０４）。研磨方法には、例えば２
重研磨及び３重研磨方法が有る。研磨条件は、図５及び
図６に示すものが好ましい。図５は、本発明のサファイ
ヤ製ダミーウエハの製造行程における３重研磨で使用す
る研磨粒子の範囲の関係を示す説明図である。
研磨を行なう（工程１０４）。研磨方法には、例えば２
重研磨及び３重研磨方法が有る。研磨条件は、図５及び
図６に示すものが好ましい。図５は、本発明のサファイ
ヤ製ダミーウエハの製造行程における３重研磨で使用す
る研磨粒子の範囲の関係を示す説明図である。
【００１３】図５において、粗研磨においては、研磨に
用いられるダイヤモンド粒子は２ミクロン以上で２０ミ
クロン以下が好ましい。特に、４ミクロン以上で８ミク
ロン以下が好ましい。仕上げにおいては、研磨に用いら
れるダイヤモンド粒子は０．２ミクロン以上で５ミクロ
ン以下が好ましい。特に、０．５ミクロン以上で３ミク
ロン以下が好ましい。
用いられるダイヤモンド粒子は２ミクロン以上で２０ミ
クロン以下が好ましい。特に、４ミクロン以上で８ミク
ロン以下が好ましい。仕上げにおいては、研磨に用いら
れるダイヤモンド粒子は０．２ミクロン以上で５ミクロ
ン以下が好ましい。特に、０．５ミクロン以上で３ミク
ロン以下が好ましい。
【００１４】鏡面仕上げにおいては、シリコン乳剤を用
いるのが好ましい。図６は、本発明のサファイヤ製ダミ
ーウエハの製造行程における２重研磨で使用する研磨粒
子の範囲の関係を示す説明図である。図６において、粗
研磨においては、研磨に用いられるダイヤモンド粒子は
０．２ミクロン以上で２０ミクロン以下が好ましい。特
に、０．５ミクロン以上で８ミクロン以下が好ましい。
いるのが好ましい。図６は、本発明のサファイヤ製ダミ
ーウエハの製造行程における２重研磨で使用する研磨粒
子の範囲の関係を示す説明図である。図６において、粗
研磨においては、研磨に用いられるダイヤモンド粒子は
０．２ミクロン以上で２０ミクロン以下が好ましい。特
に、０．５ミクロン以上で８ミクロン以下が好ましい。
【００１５】鏡面仕上げにおいては、シリコン乳剤を用
いるのが好ましい。また、必要に応じてバフ法による研
磨を行う。この時の総研磨代は片面で、例えば、５０ミ
クロン程度が好ましい。表面研磨の終わった切り欠きを
入れたサファイヤの板２５を、６種類の１１工程の洗浄
工程を経て（工程１０５）、ダミーウエハが完成する
（工程１０６）。
いるのが好ましい。また、必要に応じてバフ法による研
磨を行う。この時の総研磨代は片面で、例えば、５０ミ
クロン程度が好ましい。表面研磨の終わった切り欠きを
入れたサファイヤの板２５を、６種類の１１工程の洗浄
工程を経て（工程１０５）、ダミーウエハが完成する
（工程１０６）。
【００１６】洗浄液の種類と使用する工程は、図７に示
すものが好ましい。図７は、本発明のサファイヤ製ダミ
ーウエハの製造行程における洗浄液の種類と使用する工
程の説明図である。図７において、洗浄工程６において
は、洗浄液として冷水を用いる。
すものが好ましい。図７は、本発明のサファイヤ製ダミ
ーウエハの製造行程における洗浄液の種類と使用する工
程の説明図である。図７において、洗浄工程６において
は、洗浄液として冷水を用いる。
【００１７】洗浄工程１、洗浄工程３及び洗浄工程５に
おいては、洗浄液として温水を用いる。洗浄工程４にお
いては、洗浄液としてシロリンを用いる。洗浄工程２に
おいては、洗浄液として酸（Ｓ−５９）を用いる。
おいては、洗浄液として温水を用いる。洗浄工程４にお
いては、洗浄液としてシロリンを用いる。洗浄工程２に
おいては、洗浄液として酸（Ｓ−５９）を用いる。
【００１８】洗浄工程７、洗浄工程８、洗浄工程９及び
洗浄工程１０においては、洗浄液としてメタノールを用
いる。洗浄工程１１においては、洗浄液として塩化メチ
レンを用いる。なお、洗浄工程の数、洗浄液の種類、洗
浄液の利用の順番はこの実施例に限るものではない。
洗浄工程１０においては、洗浄液としてメタノールを用
いる。洗浄工程１１においては、洗浄液として塩化メチ
レンを用いる。なお、洗浄工程の数、洗浄液の種類、洗
浄液の利用の順番はこの実施例に限るものではない。
【００１９】完成時において、ダミーウエハの厚みは、
例えば、０．５ｍｍ〜４ｍｍの厚みを有する。図２は、
本発明のサファイヤ製ダミーウエハを使用した横型拡散
炉におけるダミーウエハと製品の配置の説明図である。
例えば、０．５ｍｍ〜４ｍｍの厚みを有する。図２は、
本発明のサファイヤ製ダミーウエハを使用した横型拡散
炉におけるダミーウエハと製品の配置の説明図である。
【００２０】半導体を製造するための横型拡散炉３０５
には、石英ボード３０１が配置されている。石英ボード
３０１には、複数のダミーウエハ３０２と複数の製品３
０３と複数のダミーウエハ３０４が、所定の間隔で配置
される。
には、石英ボード３０１が配置されている。石英ボード
３０１には、複数のダミーウエハ３０２と複数の製品３
０３と複数のダミーウエハ３０４が、所定の間隔で配置
される。
【００２１】石英ボード３０１の両端部付近は、拡散の
条件が不均一となるので、製品を配置することは好まし
くなく、ダミーウエハの配置が必要である。本発明にお
いて製造したサファイヤ製ダミーウエハを、石英ボード
３０１の両端部付近配置する複数のダミーウエハ３０２
と複数のダミーウエハ３０４として使用する。
条件が不均一となるので、製品を配置することは好まし
くなく、ダミーウエハの配置が必要である。本発明にお
いて製造したサファイヤ製ダミーウエハを、石英ボード
３０１の両端部付近配置する複数のダミーウエハ３０２
と複数のダミーウエハ３０４として使用する。
【００２２】（２）実施例２ 図３は、本発明のサファイヤ製ダミーウエハの製造行程
の実施例２の工程図である。図４は、本発明のサファイ
ヤ製ダミーウエハの製造行程の実施例２の説明図であ
る。
の実施例２の工程図である。図４は、本発明のサファイ
ヤ製ダミーウエハの製造行程の実施例２の説明図であ
る。
【００２３】図３及び図４において、引き上げ法或はベ
ルヌーイ法を用いて、アルミナ（Ａｌ2 ０3 ）からサフ
ァイヤの単結晶２１を作成する（工程２０１）。サファ
イヤの単結晶の大きさは、例えば、５インチ角、６イン
チ角、７インチ角の平面が充分取れる大きさを持つ。
ルヌーイ法を用いて、アルミナ（Ａｌ2 ０3 ）からサフ
ァイヤの単結晶２１を作成する（工程２０１）。サファ
イヤの単結晶の大きさは、例えば、５インチ角、６イン
チ角、７インチ角の平面が充分取れる大きさを持つ。
【００２４】作成されたサファイヤの単結晶２１をセン
タレス研削器を用い、必要なマスクの対角線の長さを直
径とする太さで外周研削を行う（工程２０２）。次に、
ラップ法を用いて一辺の値が希望するウエハサイズにな
るように切断し、円柱型のサファイヤの単結晶２２を作
成する。
タレス研削器を用い、必要なマスクの対角線の長さを直
径とする太さで外周研削を行う（工程２０２）。次に、
ラップ法を用いて一辺の値が希望するウエハサイズにな
るように切断し、円柱型のサファイヤの単結晶２２を作
成する。
【００２５】次に、ラップ法或いはバンド法を用い円柱
型のサファイヤの単結晶２２を円形の板状２３に切断す
る。ラップ法の場合、研削用ダイアモンド粒子の大きさ
は４〜８ミクロンが好ましい。円形の板状に加工された
サファイヤの板２３を、外周整形機を用いて外周の面仕
上げを行う（工程２０３）。
型のサファイヤの単結晶２２を円形の板状２３に切断す
る。ラップ法の場合、研削用ダイアモンド粒子の大きさ
は４〜８ミクロンが好ましい。円形の板状に加工された
サファイヤの板２３を、外周整形機を用いて外周の面仕
上げを行う（工程２０３）。
【００２６】外周整形されたサファイヤの板２３の表面
の研削を行なう。研磨に使われるダイヤモンド粒子は２
０ミクロン以下が好ましい（工程２０４）。表面研削の
終わった円形の板２３の表面の研磨を行なう（工程２０
５）。研磨方法はラップ法を用い、ロータリー研磨機上
で行う。実際の研磨方法は、例えば２重研磨及び３重研
磨方法が有る。
の研削を行なう。研磨に使われるダイヤモンド粒子は２
０ミクロン以下が好ましい（工程２０４）。表面研削の
終わった円形の板２３の表面の研磨を行なう（工程２０
５）。研磨方法はラップ法を用い、ロータリー研磨機上
で行う。実際の研磨方法は、例えば２重研磨及び３重研
磨方法が有る。
【００２７】研磨条件は、実施例１と同様で、図５及び
図６に示すものが好ましい。また、必要に応じてバフ法
による研磨を行う。この時の総研磨代は片面で、例え
ば、５０ミクロン内外が好ましい。位置合わせ機構がオ
リフラかノッチかに従い、研磨したサファイヤの円形の
板２４にオリフラ或いはノッチの形状で切り欠き２６を
加工をする（工程２０６）。
図６に示すものが好ましい。また、必要に応じてバフ法
による研磨を行う。この時の総研磨代は片面で、例え
ば、５０ミクロン内外が好ましい。位置合わせ機構がオ
リフラかノッチかに従い、研磨したサファイヤの円形の
板２４にオリフラ或いはノッチの形状で切り欠き２６を
加工をする（工程２０６）。
【００２８】切り欠き２６を有するサファイヤの円形の
板２５を、６種類の１１工程の洗浄工程を経て（工程２
０７）、ダミーウエハが完成する（工程２０８）。洗浄
液の種類と使用する工程は、実施例１と同様で、図７に
示すものが好ましい。
板２５を、６種類の１１工程の洗浄工程を経て（工程２
０７）、ダミーウエハが完成する（工程２０８）。洗浄
液の種類と使用する工程は、実施例１と同様で、図７に
示すものが好ましい。
【００２９】完成時に於いてダミーウエハの厚みは、例
えば、０．５ｍｍ〜４ｍｍの厚みが好ましい。
えば、０．５ｍｍ〜４ｍｍの厚みが好ましい。
【００３０】
【発明の効果】サファイヤガラスは高い機械的耐久性と
高い耐薬品性を有している。半導体製造工程中で拡散、
酸化、蒸着を行う炉の中で使われるダミーウエハをサフ
ァイヤガラスを用いて実現することによって、発塵や汚
染を軽減し、寿命の長いダミーウエハを供給することが
可能となる。
高い耐薬品性を有している。半導体製造工程中で拡散、
酸化、蒸着を行う炉の中で使われるダミーウエハをサフ
ァイヤガラスを用いて実現することによって、発塵や汚
染を軽減し、寿命の長いダミーウエハを供給することが
可能となる。
【図１】本発明のサファイヤ製ダミーウエハの製造工程
の実施例１の工程図である。
の実施例１の工程図である。
【図２】本発明のサファイヤ製ダミーウエハを使用した
横型拡散炉におけるダミーウエハと製品の配置の説明図
である。
横型拡散炉におけるダミーウエハと製品の配置の説明図
である。
【図３】本発明のサファイヤ製ダミーウエハの製造工程
の実施例２の工程図である。
の実施例２の工程図である。
【図４】本発明のサファイヤ製ダミーウエハの製造工程
の実施例２の説明図である。
の実施例２の説明図である。
【図５】本発明のサファイヤ製ダミーウエハの製造工程
における３重研磨で使用する研磨粒子の範囲の関係を示
す説明図である。
における３重研磨で使用する研磨粒子の範囲の関係を示
す説明図である。
【図６】本発明のサファイヤ製ダミーウエハの製造工程
における２重研磨で使用する研磨粒子の範囲の関係を示
す説明図である。
における２重研磨で使用する研磨粒子の範囲の関係を示
す説明図である。
【図７】本発明のサファイヤ製ダミーウエハの製造工程
における洗浄液の種類と使用する工程の説明図である。
における洗浄液の種類と使用する工程の説明図である。
２１ サファイヤの原石 ２２ 円柱型のサファイヤの単結晶 ２３ 円形の板状に加工されたサファイヤの板 ２４ 研磨したサファイヤの円形の板 ２５ 切り欠きを加工されたサファイヤの板 ２６ 切り欠き
Claims (4)
- 【請求項１】 サファイヤの原石（２１）を用意する工
程（工程１０１）と、 サファイヤの原石（２１）を円形の板（２３）に加工す
る工程（工程１０２）と、 サファイヤの円形の板（２３）の外周を仕上げる工程
（工程１０３）と、 外周を仕上げたサファイヤの円形の板（２３）の２つの
表面を磨く工程（工程１０４）と、 表面を磨いたサファイヤの円形の板（２４）を洗浄する
工程（工程１０５）と、 を有する事を特徴とする半導体製造工程用サファイヤ製
ダミーウエハの製造方法。 - 【請求項２】 サファイヤの原石（２１）を用意する工
程（工程２０１）と、 サファイヤ原石（２１）を円形の板（２３）に加工する
工程（工程２０２）と、 円形に加工されたサファイヤの板（２３）の外周面仕上
げをする工程（工程２０３）と、 外周面仕上げ加工されたサファイヤの板（２３）の表面
を研削する工程（工程２０４）と、 表面を研削加工されたサファイヤの板（２４）を表面を
研磨する工程（工程２０５）と、 表面を研磨加工されたサファイヤの板（２４）にオリフ
ラ又はノッチ等位置合わせ用切り欠き（２６）を加工す
る工程（工程２０６）と、 切り欠きを加工されたサファイヤの板（２６）を洗浄す
る工程（工程２０７）と、を有する事を特徴とする半導
体製造用工程用サファイヤ製ダミーウエハの製造方法。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載したサファ
イヤ製ダミーウエハの製造方法において、表面を磨く工
程に於いて用いる研磨材料が粗研磨で４〜８ミクロンの
ダイヤモンド粒子を用い、仕上げ研磨では０．５ミクロ
ン〜３ミクロンのダイヤモンド粒子を用い、鏡面仕上げ
研磨ではシリコン乳剤を使用する半導体製造工程用サフ
ァイヤ製ダミーウエハの製造方法。 - 【請求項４】 請求項１又は請求項２に記載したサファ
イヤ製ダミーウエハの製造方法において、表面を磨く工
程において用いる研磨材料が粗研磨で０．５ミクロン〜
８ミクロンのダイヤモンド粒子を用い、鏡面仕上げ研磨
ではシリコン乳剤を使用する半導体製造用工程用サファ
イヤ製ダミーウエハの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23387694A JP3329593B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | サファイヤ製ダミーウエハの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23387694A JP3329593B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | サファイヤ製ダミーウエハの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08124815A JPH08124815A (ja) | 1996-05-17 |
| JP3329593B2 true JP3329593B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=16961954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23387694A Expired - Fee Related JP3329593B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | サファイヤ製ダミーウエハの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3329593B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103521474A (zh) * | 2013-08-20 | 2014-01-22 | 曾锡强 | 一种以抛代洗的蓝宝石衬底晶片表面洁净方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100938248B1 (ko) * | 2008-03-26 | 2010-01-22 | 부산대학교 산학협력단 | 단결정 인쇄회로기판의 제조방법 및 그 단결정인쇄회로기판 |
-
1994
- 1994-09-28 JP JP23387694A patent/JP3329593B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103521474A (zh) * | 2013-08-20 | 2014-01-22 | 曾锡强 | 一种以抛代洗的蓝宝石衬底晶片表面洁净方法 |
| CN103521474B (zh) * | 2013-08-20 | 2015-07-22 | 曾锡强 | 一种以抛代洗的蓝宝石衬底材料表面洁净方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08124815A (ja) | 1996-05-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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