JP2000354956A - ウェハ研磨装置用テーブル、半導体ウェハの研磨方法、半導体ウェハの製造方法、積層セラミックス構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造に困難を伴わないにもかかわらず、耐熱
性、耐熱衝撃性、耐摩耗性等に優れ、しかも半導体ウェ
ハの大口径化・高品質化に対応可能なウェハ研磨装置用
テーブルを提供すること。 【解決手段】 このテーブル２は、ウェハ研磨装置１の
一部を構成する。ウェハ保持プレート６の保持面６ａに
保持されている半導体ウェハ５は、テーブル２の研磨面
２ａに摺接される。このテーブル２は、珪化物セラミッ
クスまたは炭化物セラミックスからなる基材１１を複数
枚積層した状態で、各基材１１同士を接着層１４を介し
て接合したものである。基材１１の接合界面には流体流
路１２が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハ研磨装置用
テーブル、半導体ウェハの研磨方法、半導体ウェハの製
造方法、積層セラミックス構造体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、鏡面を有するミラーウェハ
は、単結晶シリコンのインゴットを薄くスライスした
後、それをラッピング工程及びポリッシング工程を経て
研磨することにより得ることができる。特にラッピング
工程後かつポリッシング工程前にエピタキシャル成長層
形成工程を行った場合には、エピタキシャルウェハと呼
ばれるものを得ることができる。そして、これらのベア
ウェハに対しては、続くウェハ処理工程において酸化、
エッチング、不純物拡散等の各種工程が繰り返して行わ
れ、最終的に半導体デバイスが製造されるようになって
いる。

【０００３】上記の一連の工程においては、半導体ウェ
ハのデバイス形成面を何らかの手段を用いて研磨する必
要がある。そこで、従来から各種のウェハ研磨装置（ラ
ッピングマシンやポリッシングマシン等）が提案される
に至っている。

【０００４】通常のウェハ研磨装置は、テーブル、プッ
シャプレート、冷却ジャケット等を備えている。ステン
レス等からなるテーブルは、冷却ジャケットの上部に固
定されている。冷却ジャケット内に設けられた流路には
冷却水が循環される。プッシャプレートの保持面には、
半導体ウェハが熱可塑性ワックスを用いて貼付けられ
る。回転するプッシャプレートに保持された半導体ウェ
ハは、テーブルの研磨面に対して上方から押し付けられ
る。その結果、研磨面に半導体ウェハが摺接し、ウェハ
の片側面が均一に研磨される。そして、このときウェハ
に発生した熱は、テーブルを介して冷却ジャケットに伝
導し、かつ流路を循環する冷却水により装置の外部に持
ち去られる。

【０００５】ウェハ研磨装置用テーブルは、研磨作業時
に高温に加熱されることが多い。このため、テーブル形
成用材料には耐熱性や耐熱衝撃性が要求される。また、
テーブルの研磨面には絶えず摩擦力が作用することか
ら、耐摩耗性も要求される。さらに、大口径・高品質の
ウェハを実現するためには、テーブル内の温度バラツキ
を極力小さくすることが必要である。このため、テーブ
ル形成用材料には高熱伝導性も要求される。

【０００６】以上のような事情のもと、これまでの金属
に代わる好適なテーブル形成用材料として、珪化物セラ
ミックスまたは炭化物セラミックスが最近特に注目され
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、テーブル内
の温度バラツキをよりいっそう小さくするためには、冷
却用水路を冷却用ジャケットではなくテーブル自身に設
け、冷却水の循環によってそのテーブルを直接かつ効率
よく冷却すべきと考えられる。

【０００８】しかしながら、この種のセラミック材料は
硬質であるため、一般的な加工法によって当該材料に冷
却用流路を形成することは、現状では殆ど不可能であ
る。ゆえに、従来では冷却用ジャケット上にテーブルを
載せる構造を採用せざるをえなく、大口径・高品質の半
導体ウェハを得ることが難しかった。

【０００９】本発明は上記の課題を解決するためなされ
たものであり、その第1の目的は、製造に困難を伴わな
いにもかかわらず、耐熱性、耐熱衝撃性、耐摩耗性等に
優れ、しかも半導体ウェハの大口径化・高品質化に対応
可能なウェハ研磨装置用テーブルを提供することにあ
る。

【００１０】また、本発明の第２の目的は、半導体ウェ
ハを均一に研磨することが可能なため半導体ウェハの大
口径化・高品質化を達成するうえで極めて好適な半導体
ウェハの研磨方法、半導体ウェハの製造方法を提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、ウェハ研磨装置を構
成しているウェハ保持プレートの保持面に保持されてい
る半導体ウェハが摺接される研磨面を有するテーブルに
おいて、珪化物セラミックスまたは炭化物セラミックス
からなる基材が複数枚積層され、かつ前記基材の界面に
流体流路を備えるウェハ研磨装置用テーブルをその要旨
とする。

【００１２】請求項２に記載の発明では、ウェハ研磨装
置を構成しているウェハ保持プレートの保持面に保持さ
れている半導体ウェハが摺接される研磨面を有するテー
ブルにおいて、珪化物セラミックスまたは炭化物セラミ
ックスからなる基材を複数枚積層した状態で、各基材同
士が接着層を介して接合され、かつ前記基材の接合界面
に流体流路を備えるウェハ研磨装置用テーブルをその要
旨とする。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２において、前記基材の表面に形成された溝によって、
前記流体流路の一部が構成されているとした。請求項４
に記載の発明は、請求項３において、前記接着層はロウ
材層であるとした。

【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項４におい
て、前記ロウ材層はチタンを含むとした。請求項６に記
載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項において、
前記各基材は、いずれも炭化珪素粉末を出発材料とする
炭化珪素焼結体製の緻密体であるとした。

【００１５】請求項７に記載の発明は、請求項６におい
て、前記基材の密度は２．７ｇ／ｃｍ³以上かつ熱伝導
率は３０Ｗ／ｍＫ以上であるとした。請求項８に記載の
発明では、ウェハ研磨装置を構成しているウェハ保持プ
レートの保持面に保持されている半導体ウェハが摺接さ
れる研磨面を有するテーブルであって、珪化物セラミッ
クスまたは炭化物セラミックスからなる基材が複数枚積
層され、かつ前記基材の界面に流体流路を備える構造の
ものを用いた研磨方法であって、前記流体流路に冷却用
流体を流しながら、前記テーブルの研磨面に対して前記
半導体ウェハを回転させつつ摺接させることにより、前
記半導体ウェハの研磨を行うことを特徴とする半導体ウ
ェハの研磨方法をその要旨とする。

【００１６】請求項９に記載の発明では、ウェハ研磨装
置を構成しているウェハ保持プレートの保持面に保持さ
れている半導体ウェハが摺接される研磨面を有するテー
ブルであって、珪化物セラミックスまたは炭化物セラミ
ックスからなる基材が複数枚積層され、かつ前記基材の
界面に流体流路を備える構造のものを用いた製造方法で
あって、前記流体流路に冷却用流体を流しながら、前記
テーブルの研磨面に対して前記半導体ウェハを回転させ
つつ摺接させることにより、前記半導体ウェハの研磨を
行う工程を、少なくとも含むことを特徴とする半導体ウ
ェハの製造方法をその要旨とする。

【００１７】請求項１０に記載の発明では、珪化物セラ
ミックスまたは炭化物セラミックスからなる基材が複数
枚積層され、かつ前記基材の界面に流体流路を備える積
層セラミックス構造体をその要旨とする。

【００１８】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項１〜７に記載の発明によると、上記セラミッ
クスからなる基材は、それ自体が高い熱伝導性を備えて
いる。それに加え、基材の界面に存在する流体流路に流
体を流すことができるため、研磨時に発生した熱をテー
ブルから効率よく逃がすことができる。よって、例えば
ジャケット等のような支持手段にテーブルを載せて間接
的に冷却を行うものに比べ、テーブル内の温度バラツキ
がいっそう小さくなり、ウェハの大口径化・高品質化に
対応することができる。また、珪化物セラミックスまた
は炭化物セラミックスからなる基材は、高熱伝導性のみ
ならず、耐熱性、耐熱衝撃性、耐摩耗性等を備えてい
る。さらに、積層構造を採用した本発明によると、基材
の界面に流体流路を比較的簡単に形成可能であるため、
テーブルの製造に困難を伴うこともない。

【００１９】請求項２に記載の発明によると、上記作用
に加えて次のような作用を奏する。即ち、基材同士を接
着層を介して接合しているため、接合界面に高い接合強
度が確保される。ゆえに、流体流路に流体を流したとき
であっても、接合界面からの流体漏れが未然に防止され
る。

【００２０】請求項３に記載の発明によると、流体流路
の一部を構成する溝に沿って流体を流すことができる。
また、基材の表面に溝を形成することは比較的簡単であ
るため、それによってテーブルの製造に困難を伴うこと
もない。さらに、別に配管構造を追加する必要もないの
で、構造の複雑化や高コスト化も回避される。

【００２１】請求項４に記載の発明によると、熱伝導性
の比較的高いロウ材層が接着層であると、接着層におけ
る熱抵抗が小さくなる。よって、放熱効果が高くなると
ともに、テーブル内の温度バラツキがよりいっそう小さ
くなる。

【００２２】請求項５に記載の発明によると、チタンを
含むロウ材層であると、高い熱伝導率を確保しながら高
い接合強度を得ることができる。請求項６に記載の発明
によると、緻密体は結晶粒子間の結合が強くてしかも気
孔が極めて少ない。それに加えて、炭化珪素粉末を出発
材料とする炭化珪素焼結体は、他のセラミックス焼結体
に比べ、とりわけ高熱伝導性、耐熱性、耐熱衝撃性、耐
摩耗性等に優れている。従って、このような基材からな
るテーブルを用いて研磨を行えば、半導体ウェハの大口
径化・高品質化に確実に対応することができる。また、
同種のセラミックス焼結体からなる基材、言い換えると
熱膨張係数の等しい基材を用いてテーブルを構成してい
るため、接合界面に熱応力が発生しにくく、極めて高い
接合強度が確保される。

【００２３】請求項７に記載の発明によると、基材の密
度及び熱伝導率を上記のように設定することにより、テ
ーブルに好適な性質が付与される。請求項８，９に記載
の発明によると、流体流路を流れる冷却用流体によっ
て、研磨時に発生した熱を効率よく装置の外部に逃がす
ことができる。よって、例えばジャケット等のような支
持手段にテーブルを載せて間接的に冷却を行うものに比
べ、テーブル内の温度バラツキがいっそう小さくなる。
このため、ウェハが熱の悪影響を受けにくくなり、大口
径・高品質のウェハを得ることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態のウェハ研磨装置１を図１，図２に基づき詳細に説
明する。

【００２５】図１には、本実施形態のウェハ研磨装置１
が概略的に示されている。同ウェハ研磨装置１を構成し
ているテーブル２は円盤状である。テーブル２の上面
は、半導体ウェハ５を研磨するための研磨面２ａになっ
ている。この研磨面２ａには図示しない研磨クロスが貼
り付けられている。本実施形態のテーブル２は、冷却ジ
ャケットを用いることなく、円柱状をした回転軸４の上
端面に対して水平にかつ直接的に固定されている。従っ
て、回転軸４を回転駆動させると、その回転軸４ととも
にテーブル２が一体的に回転する。

【００２６】図１に示されるように、このウェハ研磨装
置１は、複数（図１では図示の便宜上２つ）のウェハ保
持プレート６を備えている。プレート６の形成材料とし
ては、例えばガラスや、アルミナ等のセラミックス材料
や、ステンレス等の金属材料などが採用される。各ウェ
ハ保持プレート６の片側面（非保持面６ｂ）の中心部に
は、プッシャ棒７が固定されている。各プッシャ棒７は
テーブル２の上方に位置するとともに、図示しない駆動
手段に連結されている。各プッシャ棒７は各ウェハ保持
プレート６を水平に支持している。このとき、保持面６
ａはテーブル２の研磨面２ａに対向した状態となる。ま
た、各プッシャ棒７はウェハ保持プレート６とともに回
転することができるばかりでなく、所定範囲だけ上下動
することができる。プレート６側を上下動させる方式に
代え、テーブル２側を上下動させる構造を採用しても構
わない。ウェハ保持プレート６の保持面６ａには、半導
体ウェハ５が例えば熱可塑性ワックス等を用いて貼着さ
れる。半導体ウェハ５は、保持面６ａに対して真空引き
によりまたは静電的に吸着されてもよい。このとき、半
導体ウェハ５における被研磨面５ａは、テーブル２の研
磨面２ａ側を向いている必要がある。

【００２７】この装置１がラッピングマシン、即ちベア
ウェハプロセスにおけるスライス工程を経たものに対す
る研磨を行う装置である場合、ウェハ保持プレート６は
以下のようなものであることがよい。即ち、前記プレー
ト６は、研磨面２ａに対して所定の押圧力を印加した状
態で半導体ウェハ５を摺接させるものであることがよ
い。このようなウェハ保持プレート６（つまりプッシャ
プレート）により押圧力を印加しても、エピタキシャル
成長層が形成されていないことから、同層の剥離を心配
する必要がないからである。この装置１がミラーウェハ
製造用のポリッシングマシン、即ち前記ラッピング工程
を経たものに対してエピタキシャル成長工程を実施する
ことなく研磨を行う装置である場合も、同様である。

【００２８】一方、この装置１がエピタキシャルウェハ
製造用のポリッシングマシン、即ち前記ラッピング工程
を経たものに対してエピタキシャル成長工程を実施した
うえで研磨を行う装置である場合には、プレート６は以
下のようなものであることがよい。即ち、プレート６
は、研磨面２ａに対して押圧力を殆ど印加しない状態で
半導体ウェハ５を摺接させるものであることがよい。シ
リコンエピタキシャル成長層は、単結晶シリコンと比べ
て剥離しやすいからである。この装置１が各種膜形成工
程後にケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）を行
うためのマシンである場合も、基本的には同様である。

【００２９】次に、テーブル２の構成について詳細に説
明する。図１，図２に示されるように、本実施形態のテ
ーブル２は、複数枚（ここでは２枚）の基材１１を積層
してなる積層セラミックス構造体である。２枚の基材１
１のうち下側のものの表面には、流体流路である冷却用
水路１２の一部を構成する溝１３が所定パターン状に形
成されている。２枚の基材１１同士は、金属系の接着層
としてのロウ材層１４を介して互いに接合されることに
より、一体化されている。その結果、基材１１の接合界
面に前記水路１２が形成される。下側に位置する基材１
１の略中心部は、貫通孔１５が形成されている。これら
の貫通孔１５は、回転軸４内に設けられた流路４ａと、
前記水路１２とを連通させている。

【００３０】各々の基材１１を構成しているセラミック
ス材料は、珪化物セラミックスまたは炭化物セラミック
スである必要がある。特に本実施形態においては、上記
セラミックス材料として、炭化珪素粉末を出発材料とす
る炭化珪素焼結体（ＳｉＣ焼結体）製の緻密体を用いて
いる。緻密体は結晶粒子間の結合が強くてしかも気孔が
極めて少なく、テーブル形成用の材料として適している
からである。また、炭化珪素粉末を出発材料とする炭化
珪素焼結体は、他のセラミックス焼結体に比べ、とりわ
け高熱伝導性、耐熱性、耐熱衝撃性、耐摩耗性等に優れ
ているからである。なお、本実施形態では、２枚の基材
１１の両方について同種の材料を用いている。

【００３１】上記炭化珪素粉末としては、α型炭化珪素
粉末、β型炭化珪素粉末、非晶質炭化珪素粉末等が用い
られる。この場合、一種の粉末のみを単独で用いてもよ
いほか、２種以上の粉末を組み合わせて（α型＋β型、
α型＋非晶質、β型＋非晶質、α型＋β型＋非晶質、の
いずれかの組み合わせで）用いてもよい。なお、β型炭
化珪素粉末を用いて作製された焼結体は、他のタイプの
炭化珪素粉末を用いて作製された焼結体に比べて、多く
の大型板状結晶を含んでいる。従って、焼結体における
結晶粒子の粒界が少なく、熱伝導性に特に優れたものと
なる。

【００３２】基材１１の密度は２．７ｇ／ｃｍ³以上で
あることがよく、さらには３．０ｇ／ｃｍ³以上である
ことが望ましく、特には３．１ｇ／ｃｍ³以上であるこ
とがより望ましい。密度が小さいと、焼結体における結
晶粒子間の結合が弱くなったり気孔が多くなったりする
結果、充分な耐食性、耐摩耗性を確保できなくなるから
である。

【００３３】基材１１の熱伝導率は３０Ｗ／ｍＫ以上で
あることがよく、さらには８０Ｗ／ｍＫ〜２００Ｗ／ｍ
Ｋであることが望ましい。熱伝導率が小さすぎると焼結
体内に温度バラツキが生じやすくなり、半導体ウェハ５
の大口径化・高品質化を妨げる原因となるからである。
逆に、熱伝導率は大きいほど好適である反面、２００Ｗ
／ｍＫを超えるものについては、安価かつ安定的な材料
供給が難しくなるからである。

【００３４】ロウ材層１４は、チタンを含むロウ材を用
いて形成されたものであることがよい。炭化珪素焼結体
を基材１１として選択したとき、チタンを含むロウ材を
用いることにより、ロウ材層１４に高い熱伝導率を確保
しながら高い接合強度を得ることが可能だからである。
なお、チタンはロウ付け時に焼結体の気孔内に拡散しや
すいため、現時点ではこの性質が接合強度向上をもたら
す主な要因であると考えられている。

【００３５】本実施形態では、基材１１同士の接合に際
してＴｉ−Ａｇ−Ｃｕ（チタン−銀−銅）系のロウ材を
用いている。このロウ材におけるチタンの含有量は０．
１重量％〜１０重量％程度であり、その溶融温度は約８
５０℃である。また、ロウ材層１４の厚さは１０μm〜
５０μm程度に設定されることがよい。

【００３６】水路１２の一部を構成する溝１３は、基材
１１の表面を砥石を用いて研削加工することにより形成
された研削溝である。溝１３は、研削加工により形成さ
れたもののみならず、例えばサンドブラスト等のような
噴射加工により形成されたものでもよい。これらの加工
方法を経て形成される溝１３は、図２に概略的に示され
るように、比較的丸みを帯びた断面形状を呈している。
溝１３の深さは３mm〜１０mm程度に、幅は５mm〜２０mm
程度にそれぞれ設定されることがよい。

【００３７】ここで、テーブル２を製造する手順を簡単
に説明する。まず、炭化珪素粉末に少量の焼結助剤を添
加したものを均一に混合する。焼結助剤としては、ほう
素及びその化合物、アルミニウム及びその化合物、炭素
などが選択される。この種の焼結助剤が少量添加されて
いると、炭化珪素の結晶成長速度が増加し、焼結体の緻
密化・高熱伝導化につながるからである。

【００３８】次いで、上記混合物を材料として用いて金
型成形を行うことにより、円盤状の成形体を作製する。
さらに、この成形体を１８００℃〜２４００℃の温度範
囲内で焼成することにより、炭化珪素焼結体製の基材１
１を２枚作製する。この場合において焼成温度が低すぎ
ると、結晶粒径を大きくすることが困難となるばかりで
なく、焼結体中に多くの気孔が残ってしまう。逆に焼成
温度が高すぎると、炭化珪素の分解が始まる結果、焼結
体の強度低下を来してしまう。

【００３９】続いて、一方の基材１１の表面を砥石を用
いて研削加工することにより、同面のほぼ全域に所定幅
・所定深さの溝１３を形成する。さらに、他方の基材１
１の片側面にロウ材をあらかじめ塗布したうえで、２枚
の基材１１同士を積層する。このとき、基材１１同士の
界面にロウ材層１４及び溝１３が位置するようにする。
この状態で２枚の基材１１をロウ材の溶融温度に加熱
し、基材１１同士をロウ付けする。そして最後に、上側
に位置する基材１１の表面を研磨加工することにより、
半導体ウェハ５の研磨に適した面粗度の研磨面２ａを形
成する。このような表面研磨工程は、接着工程または溝
加工工程の前に実施されてもよい。本実施形態のテーブ
ル２は、以上の手順を経て完成する。

【００４０】以下、本実施形態をより具体化したいくつ
かの実施例を紹介する。 ［実施例１］実施例１の作製においては、９４．６重量
％のβ型結晶を含む炭化珪素粉末として、イビデン株式
会社製「ベータランダム（商品名）」を用いた。この炭
化珪素粉末は、１．３μｍという結晶粒径の平均値を有
し、かつ１．５重量％のほう素及び３．６重量％の遊離
炭素を含有していた。

【００４１】まず、この炭化珪素粉末１００重量部に対
し、ポリビニルアルコール５重量部、水３００重量部を
配合した後、ボールミル中にて５時間混合することによ
り、均一な混合物を得た。この混合物を所定時間乾燥し
て水分をある程度除去した後、その乾燥混合物を適量採
取しかつ顆粒化した。次いで、前記混合物の顆粒を、金
属製押し型を用いて５０ｋｇ／ｃｍ²のプレス圧力で成
形した。得られた生成形体の密度は１．２ｇ／ｃｍ³で
あった。

【００４２】次いで、外気を遮断することができる黒鉛
製ルツボに前記生成形体を装入し、タンマン型焼成炉を
使用してその焼成を行なった。焼成は１気圧のアルゴン
ガス雰囲気中において実施した。また、焼成時において
は１０℃／分の昇温速度で最高温度である２３００℃ま
で加熱し、その後はその温度で２時間保持することとし
た。得られた基材１１を観察してみたところ、板状結晶
が多方向に絡み合った極めて緻密な三次元網目構造を呈
していた。また、基材１１の密度は３．１ｇ／ｃｍ³ で
あり、熱伝導率は１５０W／ｍＫであった。基材１１に
含まれているほう素は０．４重量％、遊離炭素は１．８
重量％であった。

【００４３】続いて、研削加工によって深さ５mmかつ幅
１０mmの溝１３を形成した後、ロウ付けによって２枚の
基材１１を一体化した。ロウ材層１４の厚さは約２０μ
mに設定した。さらに、基材１１の表面に研磨加工を施
すことにより、最終的に、半導体ウェハ５の研磨に適し
た面粗度の研磨面２ａを有するテーブル２を完成した。

【００４４】このようにして得られた実施例１のテーブ
ル２を上記各種の研磨装置１にセットし、冷却水Wを常
時循環させつつ、各種サイズの半導体ウェハ５の研磨を
行なった。その結果、いずれのタイプについても、テー
ブル２自体に熱変形は認められなかった。また、ロウ材
層１４にクラックが生じることもなく、基材１１の接合
界面には高い接合強度が確保されていた。従来公知の手
法によりテーブル２の破壊試験を行って該界面における
接合曲げ強度をＪＩＳ Ｒ １６２４による方法で測定
したところ、その値は約３０kgf／mm²であった。勿論、
接合界面からの冷却水Wの漏れも全く認められなかっ
た。

【００４５】そして、各種の研磨装置１による研磨を経
て得られた半導体ウェハ５を観察したところ、ウェハサ
イズの如何を問わず、ウェハ５に傷が付いていなかっ
た。また、ウェハ５に大きな反りが生じるようなことも
なかった。つまり、本実施例のテーブル２を用いた場
合、極めて高精度かつ高品質の半導体ウェハ５が得られ
ることがわかった。 ［実施例２］実施例２の作製においては、β型の炭化珪
素粉末の代わりに、α型の炭化珪素粉末（具体的には屋
久島電工株式会社製「ＯＹ１５（商品名）」）を用い
た。その結果、得られた基材１１の密度は３．１ｇ／ｃ
ｍ³、熱伝導率は１２５Ｗ／ｍＫとなった。基材１１に
含まれているほう素は０．４重量％、遊離炭素は１．８
重量％であった。なお、β型炭化珪素粉末を出発材料と
した実施例１の基材１１のほうが、実施例２の基材１１
よりも熱伝導率が２割ほど高くなる傾向がみられた。

【００４６】実施例１と同じ手順でテーブル２を完成さ
せた後、それを上記各種の研磨装置１にセットし、各種
サイズの半導体ウェハ５の研磨を行なったところ、前記
実施例１とほぼ同様の優れた結果が得られた。

【００４７】従って、本実施形態によれば以下のような
効果を得ることができる。 （１）このウェハ研磨装置１のテーブル２の場合、基材
１１の界面に存在する水路１２に冷却水Ｗを流すことが
できる。そのため、半導体ウェハ５の研磨時に発生した
熱を、テーブル２から直接かつ効率よく逃がすことがで
き、確実な放熱を図ることができる。よって、冷却ジャ
ケットにテーブル２を載せて間接的に冷却を行う従来装
置に比べ、テーブル２内の温度バラツキがいっそう小さ
くなる。ゆえに、この装置１によれば、ウェハ５が熱に
よる悪影響を受けにくくなり、ウェハ５の大口径化に対
応することができるようになる。しかも、ウェハ５を高
い精度で研磨することが可能となるため、高品質化にも
対応することができるようになる。

【００４８】（２）このテーブル２には、２枚の基材１
１からなる積層構造が採用されている。よって、水路１
２となる構造（即ち溝１３）をあらかじめ基材１１の表
面に形成した後で、基材１１同士を接合することができ
る。従って、基材１１の界面に水路１２を比較的簡単に
形成することができる。よって、テーブル２の製造に特
に困難を伴うことがないという利点がある。さらに、こ
の構造であると、基材１１の接合界面に配管構造を追加
する必要もないので、構造の複雑化や高コスト化も回避
される。

【００４９】（３）テーブル２を構成する２枚の基材１
１は、いずれも炭化珪素粉末を出発材料とする炭化珪素
焼結体製の緻密体である。このような緻密体は、結晶粒
子間の結合が強くてしかも気孔が極めて少ない点で好適
である。それに加えて、炭化珪素粉末を出発材料とする
炭化珪素焼結体は、他のセラミックス焼結体に比べ、と
りわけ高熱伝導性、耐熱性、耐熱衝撃性、耐摩耗性等に
優れている。従って、このような基材１１からなるテー
ブル２を用いて研磨を行えば、半導体ウェハ５の大口径
化・高品質化に確実に対応することができる。

【００５０】また、同種のセラミックス焼結体からなる
基材１１、言い換えると熱膨張係数の等しい基材１１を
用いてテーブル２を構成しているため、接合界面に熱応
力が発生しにくく、極めて高い接合強度を確保すること
ができる。つまり、接合界面を埋めるロウ材層１４のク
ラックが防止され、熱破壊しにくいテーブル２となる。

【００５１】（４）テーブル２を構成する２枚の基材１
１同士は、接着層であるロウ材層１４を介して強固に接
合されている。そのため、接着層を介在させずに接続し
た場合に比べて、基材１１の界面に高い接合強度を確保
することができる。ゆえに、水路１２に冷却水Ｗを流し
たときであっても、接合界面からの水漏れを未然に防止
することができる。

【００５２】また、熱伝導性の比較的高いロウ材層１４
が接着層であると、接着層における熱抵抗が小さくな
り、基材１１間の熱伝導を妨げにくくなる。ゆえに、テ
ーブル２の放熱効果が高くなるとともに、テーブル２内
の温度バラツキがよりいっそう小さくなる。このことは
半導体ウェハ５の大口径化・高品質化にも貢献する。

【００５３】（５）このテーブル２を用いたウェハ研磨
装置１の場合、冷却ジャケット自体が不要になることか
ら、装置全体の構造が簡単になる。なお、本発明の実施
形態は以下のように変更してもよい。

【００５４】・ 基材１１同士を接合している接着層
は、ロウ材に代表される金属系接着剤を用いて形成され
るばかりでなく、樹脂系接着剤を用いて形成されてもよ
い。この場合、熱に強くて熱伝導率が高いエポキシ樹脂
系接着剤を選択することが好ましい。

【００５５】・ 基材１１同士は、必ずしも接着層を介
して接着されていなくてもよい。例えば、図３に示され
る別例のテーブル２１では、接着層を省略する代わり
に、基材１１同士をボルト２３とナット２４との締結に
よって一体化している。また、シール性を確保するた
め、基材１１の界面にパッキング等のようなシール部材
２２を設けている。使用されるシール部材２２は、極
力、熱伝導性の高い材料からなるものであることがよ
い。ボルト２３及びナット２４による締結力が十分強い
場合には、例えば図４に示される別例のテーブル３１の
ように、シール部材２２を省略してもよい。

【００５６】・ ２層構造をなす実施形態のテーブル２
に代えて、図５に示される別例のように３層構造をなす
テーブル４１に具体化してもよい。勿論、４層構造以上
にしても構わない。

【００５７】・ 溝１３は一方の基材１１のみに形成さ
れていてもよいほか、両方の基材１１に形成されていて
もよい。 ・ 炭化珪素以外の珪化物セラミックスとして、例えば
窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）やサイアロン等を選択してもよ
い。この場合に選択される珪化物セラミックスは、密度
が２．７ｇ／ｃｍ³以上の緻密体という条件を満たして
いることが好ましい。

【００５８】・ 炭化珪素以外の炭化物セラミックスと
して、例えば炭化ホウ素（Ｂ₄Ｃ）等を選択してもよ
い。この場合に選択される炭化物セラミックスは、密度
が２．７ｇ／ｃｍ³以上の緻密体という条件を満たして
いることが好ましい。

【００５９】・ 本実施形態のテーブル２の使用にあた
って、水路１２内に水以外の液体を循環させてもよく、
さらには気体を循環させてもよい。 ・ 本発明の積層セラミックス構造体は、ウェハ研磨用
装置１のテーブル２として具体化されるのみならず、そ
れ以外の用途に適用されても勿論よい。

【００６０】次に、特許請求の範囲に記載された技術的
思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技
術的思想を以下に列挙する。 （１） ウェハ研磨装置を構成しているウェハ保持プレ
ートの保持面に保持されている半導体ウェハが摺接され
る研磨面を有するテーブルにおいて、珪化物セラミック
スまたは炭化物セラミックスからなる基材がシール部材
を介して複数枚積層され、かつ前記基材の界面に流体流
路を備えるウェハ研磨装置用テーブル。従って、この技
術的思想１に記載の発明によれば、接着剤を使用せずに
基材同士を一体化したときであっても、界面からの流体
漏れを防止することができる。

【００６１】（２） 請求項３において、前記接着層は
樹脂系接着層（好ましくはエポキシ樹脂系接着剤層）で
あること。従って、この技術的思想２に記載の発明によ
れば、ロウ材を用いるときより低い温度であっても、基
材同士を接合することができる。

【００６２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜７に記
載の発明によれば、製造に困難を伴わないにもかかわら
ず、耐熱性、耐熱衝撃性、耐摩耗性等に優れ、しかも半
導体ウェハの大口径化・高品質化に対応可能なウェハ研
磨装置用テーブルを提供することができる。

【００６３】請求項２に記載の発明によれば、接合界面
からの流体漏れを未然に防止することができる。請求項
３に記載の発明によれば、製造の困難化、構造の複雑
化、高コスト化を回避することができる。

【００６４】請求項４に記載の発明によれば、放熱効果
の向上及びテーブル内の温度バラツキの低減を図ること
ができる。請求項５に記載の発明によれば、高い熱伝導
率を確保しながら高い接合強度を得ることができるた
め、さらなる放熱効果の向上及びテーブル内の温度バラ
ツキの低減を図ることができる。

【００６５】請求項６に記載の発明によれば、半導体ウ
ェハの大口径化・高品質化に確実に対応することができ
るとともに、接合界面に極めて高い接合強度を確保する
ことができる。

【００６６】請求項７に記載の発明によれば、ウェハ研
磨装置用テーブルとして好適な性質を付与することがで
きる。請求項８に記載の発明によれば、半導体ウェハを
均一に研磨することが可能なため半導体ウェハの大口径
化・高品質化を達成するうえで極めて好適な半導体ウェ
ハの研磨方法を提供することができる。

【００６７】請求項９に記載の発明によれば、半導体ウ
ェハを均一に研磨することが可能なため半導体ウェハの
大口径化・高品質化を達成するうえで極めて好適な半導
体ウェハの製造方法を提供することができる。

【００６８】請求項１０に記載の発明によれば、製造に
困難を伴わないにもかかわらず、耐熱性、耐熱衝撃性、
耐摩耗性等に優れた積層セラミックス構造体を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施形態におけるウェハ
研磨装置を示す概略図。

【図２】実施形態のウェハ研磨装置に用いられるテーブ
ルの要部拡大断面図。

【図３】別例のウェハ研磨装置用テーブルの要部拡大断
面図。

【図４】別例のウェハ研磨装置用テーブルの要部拡大断
面図。

【図５】別例のウェハ研磨装置用テーブルの要部拡大断
面図。

【符号の説明】

１…ウェハ研磨装置、２，２１，３１，４１…積層セラ
ミックス構造体の一種であるウェハ研磨装置用テーブ
ル、２ａ…研磨面、５…半導体ウェハ、６…ウェハ保持
プレート、６ａ…保持面、１１…基材、１２…流体流路
としての水路、１３…溝、１４…接着層としてのロウ材
層、Ｗ…冷却用流体としての冷却水。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウェハ研磨装置を構成しているウェハ保持
   プレートの保持面に保持されている半導体ウェハが摺接
   される研磨面を有するテーブルにおいて、珪化物セラミ
   ックスまたは炭化物セラミックスからなる基材が複数枚
   積層され、かつ前記基材の界面に流体流路を備えるウェ
   ハ研磨装置用テーブル。
2. 【請求項２】ウェハ研磨装置を構成しているウェハ保持
   プレートの保持面に保持されている半導体ウェハが摺接
   される研磨面を有するテーブルにおいて、珪化物セラミ
   ックスまたは炭化物セラミックスからなる基材を複数枚
   積層した状態で、各基材同士が接着層を介して接合さ
   れ、かつ前記基材の接合界面に流体流路を備えるウェハ
   研磨装置用テーブル。
3. 【請求項３】前記基材の表面に形成された溝によって、
   前記流体流路の一部が構成されていることを特徴とする
   請求項１または２に記載のウェハ研磨装置用テーブル。
4. 【請求項４】前記接着層はロウ材層であることを特徴と
   する請求項３に記載のウェハ研磨装置用テーブル。
5. 【請求項５】前記ロウ材層はチタンを含むことを特徴と
   する請求項４に記載のウェハ研磨装置用テーブル。
6. 【請求項６】前記各基材は、いずれも炭化珪素粉末を出
   発材料とする炭化珪素焼結体製の緻密体であることを特
   徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のウェハ
   研磨装置用テーブル。
7. 【請求項７】前記基材の密度は２．７ｇ／ｃｍ³以上か
   つ熱伝導率は３０Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする
   請求項６に記載のウェハ研磨装置用テーブル。
8. 【請求項８】ウェハ研磨装置を構成しているウェハ保持
   プレートの保持面に保持されている半導体ウェハが摺接
   される研磨面を有するテーブルであって、珪化物セラミ
   ックスまたは炭化物セラミックスからなる基材が複数枚
   積層され、かつ前記基材の界面に流体流路を備える構造
   のものを用いた研磨方法であって、 前記流体流路に冷却用流体を流しながら、前記テーブル
   の研磨面に対して前記半導体ウェハを回転させつつ摺接
   させることにより、前記半導体ウェハの研磨を行うこと
   を特徴とする半導体ウェハの研磨方法。
9. 【請求項９】ウェハ研磨装置を構成しているウェハ保持
   プレートの保持面に保持されている半導体ウェハが摺接
   される研磨面を有するテーブルであって、珪化物セラミ
   ックスまたは炭化物セラミックスからなる基材が複数枚
   積層され、かつ前記基材の界面に流体流路を備える構造
   のものを用いた製造方法であって、 前記流体流路に冷却用流体を流しながら、前記テーブル
   の研磨面に対して前記半導体ウェハを回転させつつ摺接
   させることにより、前記半導体ウェハの研磨を行う工程
   を、少なくとも含むことを特徴とする半導体ウェハの製
   造方法。
10. 【請求項１０】珪化物セラミックスまたは炭化物セラミ
    ックスからなる基材が複数枚積層され、かつ前記基材の
    界面に流体流路を備える積層セラミックス構造体。