JP2002104884A

JP2002104884A - セラミック部材の製造方法、ウェハ研磨装置用テーブルの製造方法

Info

Publication number: JP2002104884A
Application number: JP2000296203A
Authority: JP
Inventors: Tokuji Mishima; 篤司三島; Shoji Takamatsu; 昇司高松; Hiroyuki Yasuda; 裕之安田
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2002-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】熱伝導性に優れるとともに、破壊しにくくて
長期信頼性に優れたセラミック部材を比較的簡単に製造
できる方法を提供すること。【解決手段】あらかじめ金属を含浸した基材１１Ａを
少なくとも最上部に配置した状態で、複数枚の基材１１
Ａ，１１Ｂを積層する。この状態で基材１１Ａ，１１Ｂ
を金属の溶融温度に加熱する。その結果、多孔質含珪素
セラミックからなる複数枚の基材１１Ａ，１１Ｂが積層
され、それら同士が金属からなる接合層１４を介して接
合されたセラミック部材２を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック部材の
製造方法、ウェハ研磨装置用テーブルの製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、珪素を含むセラミックの一種とし
て炭化珪素（ＳｉＣ）が知られている。炭化珪素は、熱
伝導性、耐熱性、耐熱衝撃性、耐摩耗性、硬度、耐酸化
性、耐食性等に優れるという好適な特性を有する。

【０００３】ゆえに、炭化珪素は、メカニカルシールや
軸受等の耐磨耗材料をはじめとして、高温炉用の耐火
材、熱交換器、燃焼管等の耐熱構造材料、酸やアルカリ
に晒されやすいポンプ部品等の耐腐食材料など、広く利
用可能な材料であるといえる。また、近年では上記の諸
特性、特に高い熱伝導性に着目し、炭化珪素の多孔質体
を半導体製造装置（例えばウェハ研磨装置等）の構成材
料として利用しようとする動きがある。これに加え、炭
化珪素からなる多孔質体に存在する開放気孔中に金属を
含浸することによって、非含浸体よりもさらに熱伝導性
に優れた炭化珪素・金属複合体を製造することも提案さ
れている。

【０００４】ウェハ研磨装置とは、半導体ウェハのデバ
イス形成面を研磨するためのラッピングマシンやポリッ
シングマシンのことを指す。この装置は、プッシャプレ
ートと、炭化珪素・金属複合体からなる複数枚の基材か
らなるテーブル等を備えている。各基材同士は、積層さ
れた状態で有機系接着剤により接合されている。テーブ
ルにおける接合界面には流路が設けられ、その流路には
冷却水が循環される。また、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り付けられ
る。回転するプレートに保持された半導体ウェハは、研
磨パッドが貼り付けられた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、テーブルに対して半
導体ウェハが摺接することにより、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、テーブル内を伝導した後、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ようになっている。

【０００５】炭化珪素・金属複合体製の基材は高熱伝導
性等の特性を有しており、このような基材を用いて構成
されたテーブルは、均熱性や熱応答性に優れたものとな
ると考えられる。従って、かかるテーブルを用いて研磨
を行えば、大口径・高品質の半導体ウェハが得やすくな
るものと考えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、基材同士を
接合している有機系接着剤の熱膨張係数と、炭化珪素・
金属複合体の熱膨張係数とは大きく異なるため、接合界
面にクラックや剥がれが発生しやすかった。ゆえに、ヒ
ートサイクルを受けるとテーブルが破壊しやすく、長期
信頼性が低かった。また、接着剤層の接着強度を高めよ
うとすると、接着剤の選定や接着時の条件設定等が非常
に面倒になり、必然的にテーブルの製造が困難になると
いう問題があった。

【０００７】さらに、接着剤の熱伝導率は基材の熱伝導
率に比べて低いため、接着剤が接合界面における熱抵抗
の増大をもたらし、テーブル全体として熱伝導率の低下
を来していた。従って、熱伝導率の高い炭化珪素・金属
複合体を基材に用いているにもかかわらず、実際上は十
分な均熱性や熱応答性を実現することができなかった。

【０００８】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その第１の目的は、熱伝導性に優れるととも
に、破壊しにくくて長期信頼性に優れたセラミック部材
を比較的簡単に製造できる方法を提供することにある。

【０００９】本発明の第２の目的は、大口径・高品質ウ
ェハの製造に好適なウェハ研磨装置用テーブルを比較的
簡単に製造できる方法を提供することにある。

【００１０】

【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、多孔質含珪素セラミ
ックからなる複数枚の基材が積層され、前記基材同士が
金属からなる接合層を介して接合されているセラミック
部材を製造する方法であって、あらかじめ金属を含浸し
た前記基材を少なくとも最上部に配置した状態で複数枚
の前記基材を積層し、この状態で前記基材を前記金属の
溶融温度に加熱することを特徴とするセラミック部材の
製造方法をその要旨とする。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記基材を減圧下にて加熱するとした。請求項３に
記載の発明は、請求項１または２において、前記複数枚
の基材はいずれも多孔質炭化珪素からなる基材であり、
前記金属は金属シリコンであるとした。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項３におい
て、前記基材における接合面の表面粗さ（Ｒａ）は０．
５μｍ以下であるとした。請求項５に記載の発明では、
多孔質炭化珪素からなる複数枚の基材が積層されかつ前
記基材同士が金属シリコンからなる接合層を介して接合
されている積層構造物の上部に、ウェハ研磨装置を構成
しているウェハ保持プレート上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とともに、前記接合
層のある接合界面に流体流路を備えるテーブルを製造す
る方法であって、あらかじめ金属シリコンを含浸した前
記基材を少なくとも最上部に配置した状態で複数枚の前
記基材を積層し、この状態で前記基材を前記金属シリコ
ンの溶融温度に加熱することを特徴とするウェハ研磨装
置用テーブルの製造方法をその要旨とする。

【００１３】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項１〜４に記載の発明によると、最上部に位置
する基材中の金属の一部が熱によって再溶融して下方に
移動し、基材同士の界面を濡らす。その結果、前記金属
からなる接合層を介して基材同士が接合される。従っ
て、接着剤を用いることなく基材同士を接合することが
できるとともに、接着剤の使用に伴う諸問題も解消され
る。

【００１４】また、含浸される金属と一般的な有機系接
着剤とでは前者のほうが熱膨張係数が小さいため、基材
と接合層との熱膨張係数差は比較的小さいものとなる。
このため、接合界面におけるクラックや剥がれの発生を
防止することができる。ゆえに、ヒートサイクルを受け
ても破壊しにくく、長期信頼性に優れたセラミック部材
を製造することができる。また、含浸される金属は一般
的な有機系接着剤に比べて格段に高い熱伝導率を有する
ため、接合界面において熱抵抗を増大させるという心配
もない。よって、熱伝導性に優れたセラミック部材を製
造することができる。

【００１５】請求項２に記載の発明によると、基材同士
の界面から気体が抜け出しやすくなることから、当該界
面全体を金属が濡らしやすくなる。また、酸素の少ない
雰囲気になることから、接合強度低下の原因となる基材
表層の酸化や金属シリコンの酸化を防止することができ
る。これらの結果、接合強度がよりいっそう向上し、接
合界面におけるクラックや剥がれの発生を確実に防止す
ることができる。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、多孔質炭
化珪素はとりわけ高い熱伝導率を有するため、熱伝導性
に極めて優れたセラミック部材を製造することができ
る。また、多孔質炭化珪素という同種のセラミックから
なる複数枚の基材を用いたことにより、基材間の熱膨張
係数差を完全になくすことができる。しかも、接合層が
金属シリコンからなるため、基材との熱膨張係数差も極
めて小さくなる。これらの結果、接合界面におけるクラ
ックや剥がれの発生を確実に防止することができる。

【００１７】請求項４に記載の発明によれば、基材の接
合面が鏡面になるため、いわゆるリンギング作用によ
り、両面が密着して離れにくくなる。従って、接合強度
がよりいっそう向上し、接合界面におけるクラックや剥
がれの発生をより確実に防止することができる。この場
合、基材における接合面の表面粗さＲａが０．５μｍを
超えると、リンギング作用が起こりにくくなり、接合強
度を十分に向上させることができなくなるおそれがあ
る。

【００１８】請求項５に記載の発明によれば、最上部に
位置する基材中の金属シリコンの一部が熱によって再溶
融して下方に移動し、基材同士の界面を濡らす。その結
果、前記金属シリコンからなる接合層を介して基材同士
が接合される。従って、接着剤を用いることなく基材同
士を比較的簡単に接合することができる。

【００１９】また、含浸される金属シリコンと一般的な
有機系接着剤とでは前者のほうが熱膨張係数が小さいた
め、基材と接合層との熱膨張係数差は比較的小さいもの
となる。このため、接合界面におけるクラックや剥がれ
の発生を防止することができ、ヒートサイクルを受けて
も破壊しにくくなる。この結果、流体流路からの流体漏
れも未然に防止され、長期信頼性に優れたテーブルとな
る。また、含浸される金属シリコンは一般的な有機系接
着剤に比べて格段に高い熱伝導率を有するため、接合界
面において熱抵抗を増大させるという心配もない。よっ
て、熱伝導性に極めて優れたテーブルとなる。従って、
テーブル内部に温度バラツキが生じにくくなり、極めて
高い均熱性及び熱応答性が付与される。

【００２０】以上のように本発明によれば、大口径・高
品質ウェハの製造に好適なテーブルを比較的簡単に製造
することができる。

【００２１】

【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３に基づき詳細に説
明する。

【００２２】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パッドが粘
着材を介して貼り付けられる。かかる研磨パッドは必須
要素ではないため省略されてもよい。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。

【００２３】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。

【００２４】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、２枚の炭化珪素・金属複合体製の基材１１
Ａ，１１Ｂからなる積層セラミック構造体である。上側
基材１１Ａの裏面には、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１１Ａ，１１Ｂ同士は、接合層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１１Ａ，１１Ｂの接合界面に前記水
路１２が形成される。下側基材１１Ｂの略中心部には、
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。

【００２５】水路１２の一部を構成する溝１３は、上側
基材１１Ａの裏面を生加工後かつ焼成前に研削加工する
ことにより形成された研削溝である。溝１３の深さは３
mm〜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。

【００２６】前記基材１１Ａ，１１Ｂは、含珪素セラミ
ックからなる多孔質体１７の開放気孔中に金属シリコン
２４を含浸したセラミック・金属複合体１８である。本
実施形態において具体的には、炭化珪素多孔質体（多孔
質炭化珪素）１７の開放気孔中に金属シリコン２４を含
浸した炭化珪素・金属複合体１８が選択されている。

【００２７】多孔質体１７の多孔質組織を構成する炭化
珪素結晶２１，２２の平均粒径は、２０μｍ以上という
比較的大きな値に設定されることがよい。熱が結晶の内
部を伝導する効率は、熱が結晶間を伝導する効率に比べ
て一般に高いため、平均粒径が大きいほど熱伝導率が高
くなるからである。また、多孔質組織の気孔率は３０％
以下という小さい値に設定されていることがよく、この
ような設定にすれば熱伝導性の向上を確実に図ることが
できる。即ち、気孔率が小さくなると多孔質組織内にお
ける空隙が減る結果、熱が伝導しやすくなるからであ
る。

【００２８】ここで、炭化珪素結晶２１，２２の平均粒
径が２０μｍ未満であったり、気孔率が３０％を超える
ものであると、含浸を行ったとしても熱伝導率を１６０
Ｗ／ｍ・Ｋ以上の高い値にすることが困難になる。従っ
て、均熱性、熱応答性及び形状安定性の向上を十分に達
成することができなくなる。なお、熱伝導率の値は１６
０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、さらには１８
０Ｗ／ｍ・Ｋ〜２８０Ｗ／ｍ・Ｋであることがより好ま
しく、２００Ｗ／ｍ・Ｋ〜２６０Ｗ／ｍ・Ｋであること
が特に好ましい。

【００２９】炭化珪素結晶２１，２２の平均粒径は、２
０μｍ〜１００μｍに設定されることが好ましく、３０
μｍ〜９０μｍに設定されることがより好ましく、４０
μｍ〜７０μｍに設定されることが最も好ましい。平均
粒径が大きくなりすぎると、複合体１８が過度に緻密化
してしまうおそれがある。

【００３０】開放気孔の気孔率は、１０％〜５０％に設
定されることが好ましく、１０％〜４０％に設定される
ことより好ましく、２０％〜３０％に設定されることが
最も好ましい。

【００３１】また、前記複合体１８は、平均粒径が０．
１μｍ〜１．０μｍの細かい炭化珪素結晶２１（以下、
細結晶２１という）を１０体積％〜５０体積％含み、か
つ、平均粒径が２５μｍ〜１５０μｍの粗い炭化珪素結
晶２２（以下、粗結晶２２という）を５０体積％〜９０
体積％含むものであることが好ましい。

【００３２】上記のように、細結晶２１と粗結晶２２と
が適宜の比率で含まれる複合体１８の場合、粗結晶２２
間に形成される空隙が細結晶２１で埋まった状態となり
やすく、実質的な空隙の比率が小さくなる（図２（b）
参照）。その結果、複合体１８の熱抵抗がよりいっそう
小さくなり、このことが熱伝導性の向上に大きく貢献し
ているものと考えられる。

【００３３】細結晶２１の平均粒径は、０．１μｍ〜
１．０μｍに設定されることがよく、０．２μｍ〜０．
９μｍに設定されることがより好ましく、０．３μｍ〜
０．７μｍに設定されることが最も好ましい。細結晶２
１の平均粒径を極めて小さくしようとすると、高価な微
粉末の使用が必要となるため、材料コストの高騰につな
がるおそれがある。逆に、細結晶２１の平均粒径が大き
くなりすぎると、粗結晶２２間に形成される空隙を十分
に埋めることができなくなり、複合体の熱抵抗を十分に
低減できなくなるおそれがある。

【００３４】複合体１８において細結晶２１は、１０体
積％〜５０体積％含まれることがよく、１５体積％〜４
０体積％含まれることがより好ましく、２０体積％〜４
０体積％含まれることが最も好ましい。細結晶２１の含
有比率が小さくなりすぎると、粗結晶２２間に形成され
る空隙を埋めるのに十分な量の細結晶２１が確保されに
くくなり、複合体１８の熱抵抗を確実に低減できなくな
るおそれがある。逆に、細結晶２１の含有比率が大きく
なりすぎると、前記空隙を埋める細結晶２１がむしろ余
剰となり、本来熱伝導性の向上に必要な程度の粗結晶２
２が確保されなくなる。従って、かえって複合体１８の
熱抵抗が大きくなるおそれがある。

【００３５】さらに、複合体１８において粗結晶２２の
平均粒径は、２５μｍ〜１５０μｍに設定されることが
よく、４０μｍ〜１００μｍに設定されることがより好
ましく、６０μｍ〜８０μｍに設定されることが最も好
ましい。粗結晶２２の平均粒径を極めて小さくしようと
すると、前記細結晶２１との粒径差が小さくなる結果、
細結晶２１と粗結晶２２との混合による熱抵抗低減効果
を期待できなくなるおそれがある。逆に、粗結晶２２の
平均粒径が大きくなりすぎると、粗結晶２２間に形成さ
れる個々の空隙が大きくなることから、たとえ十分な量
の細結晶２１があったとしても当該空隙を十分に埋める
ことは困難になる。よって、複合体１８の熱抵抗を十分
に低減できなくなるおそれがある。

【００３６】複合体１８において粗結晶２２は、５０体
積％〜９０体積％含まれることがよく、６０体積％〜８
５体積％含まれることがより好ましく、６０体積％〜８
０体積％含まれることが最も好ましい。粗結晶２２の含
有比率が小さくなりすぎると、本来熱伝導率の向上に必
要な程度の粗結晶２２が確保されなくなり、かえって複
合体の熱抵抗が大きくなるおそれがある。逆に、粗結晶
２２の含有比率が大きくなりすぎると、相対的に細結晶
２１の含有比率が小さくなってしまい、粗結晶２２間に
形成される空隙を十分に埋めることができなくなる。よ
って、複合体１８の熱抵抗を確実に低減できなくなるお
それがある。

【００３７】上述したように、炭化珪素多孔質体１７の
開放気孔中には、金属シリコン２４が含浸されている。
金属シリコン２４の含浸を行うと、金属シリコン２４が
多孔質体１７の開放気孔内に埋まり込むことによって見
かけ上は緻密体となり、結果として熱伝導性及び強度の
向上が図られるからである。

【００３８】ここで、含浸用金属として特に金属シリコ
ン２４を選択した理由は、金属シリコン２４は元来炭化
珪素との馴染みがよい物質であることに加え、それ自体
が高い熱伝導率を有しているからである。ゆえに、金属
シリコン２４を多孔質体１７の開放気孔内に充填するこ
とによって、熱伝導性及び強度の向上を確実に達成する
ことができるからである。また、金属シリコン２４は、
接着剤のような有機系材料とは異なり熱膨張係数が炭化
珪素と極めて近似しているため、接合層１４の材料とし
て好適だからである。

【００３９】金属シリコン２４は、炭化珪素１００重量
部に対して１５重量部〜５０重量部含浸されていること
がよく、さらには１５重量部〜４５重量部含浸されてい
ることがよりよく、特には１５重量部〜３０重量部含浸
されていることが好ましい。含浸量が１５重量部未満で
あると、開放気孔を十分に埋めることができなくなり、
複合体１８の熱抵抗を確実に低減できなくなるおそれが
ある。逆に、含浸量が３０重量部を超えるようになる
と、結晶部分の比率が相対的に低下してしまう結果、場
合によってはかえって複合体１８の熱伝導率が低下する
可能性がある。

【００４０】また、金属シリコン２４からなる接合層１
４の厚さは、１０μｍ〜１５００μｍであることがよ
く、さらには１００μｍ〜５００μｍであることがより
よい。その理由は、接合層１４が１０μｍよりも薄い
と、十分な接合強度が得られなくなるおそれがあるから
である。

【００４１】次に、このテーブル２の製造手順を図３に
基づいて説明する。炭化珪素の多孔質体１７は、粗粉末
に微粉末を所定割合で配合して混合する材料調製工程、
成形工程及び焼成工程、金属含浸工程、積層工程、接合
工程を順に経て製造される。

【００４２】前記材料調製工程においては、平均粒径５
μｍ〜１００μｍのα型炭化珪素の粗粉末を１００重量
部用意する。これに対して平均粒径０．１μｍ〜１．０
μｍのα型炭化珪素の微粉末を１０重量部〜１００重量
部を配合し、これを均一に混合することを行う。

【００４３】α型炭化珪素の粗粉末の平均粒径は、５μ
ｍ〜１００μｍに設定されることがよく、１５μｍ〜７
５μｍに設定されることがより好ましく、２５μｍ〜６
０μｍに設定されることが最も好ましい。α型炭化珪素
の粗粉末の平均粒径が５μｍ未満になると、異常粒成長
を抑制する効果が低くなるおそれがある。逆に、α型炭
化珪素の粗粉末の平均粒径が６０μｍを超えると、成形
性が悪化することに加え、得られる複合体１８の強度が
低くなるおそれがある。

【００４４】α型炭化珪素の微粉末の平均粒径は、０．
１μｍ〜１．０μｍに設定されることがよく、０．１μ
ｍ〜０．８μｍに設定されることがより好ましく、０．
２μｍ〜０．５μｍに設定されることが最も好ましい。
α型炭化珪素の微粉末の平均粒径が０．１μｍ未満にな
ると、粒成長の制御が困難になることに加え、材料コス
トの高騰が避けられなくなる。逆に、α型炭化珪素の微
粉末の平均粒径が１．０μｍを超えると、粗結晶２２間
に形成される空隙が埋まりにくくなるおそれがある。な
お、微粉末としてα型を選択した理由は、β型に比べて
熱伝導率がいくぶん高くなる傾向があるからである。

【００４５】前記微粉末の配合量は、１０重量部〜１０
０重量部であることがよく、１５重量部〜６５重量部で
あることがより好ましく、２０重量部〜６０重量部であ
ることが最も好ましい。微粉末の配合量が少なすぎる
と、粗結晶２２間に形成される空隙を埋めるのに十分な
量の細結晶２１が確保されにくくなり、複合体１８の熱
抵抗を十分に低減できなくなるおそれがある。また、２
０μｍ以上という所望の気孔径を得るために焼成温度を
極めて高温に設定する必要が生じ、コスト的に不利とな
る。逆に、微粉末の配合量が多すぎると、熱伝導性の向
上に必要な程度の粗結晶２２が確保されなくなる結果、
複合体１８の熱抵抗が大きくなるおそれがある。また、
強度に優れた複合体１８を得ることも困難になる。

【００４６】上記の材料調製工程においては、前記２種
の粉末とともに、成形用バインダや分散溶媒が必要に応
じて配合される。そして、これを均一に混合・混練して
粘度を適宜調製することにより、まず原料スラリーが得
られる。なお、原料スラリーを混合する手段としては、
振動ミル、アトライター、ボールミル、コロイドミル、
高速ミキサー等がある。混合された原料スラリーを混練
する手段としては、例えばニーダー等がある。

【００４７】成形用バインダとしては、ポリビニルアル
コール、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコ
ール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等
がある。成形用バインダの配合割合は、一般に炭化珪素
粉末の合計１００重量部に対し、１重量部〜１０重量部
の範囲であることが好適である。この比率が１重量部未
満であると、得られる成形体の強度が不十分となり、取
扱性が悪くなる。逆に、この比率が１０重量部を超える
ものであると、乾燥等によって成形用バインダを除去す
る際に成形体にクラックが生じやすくなり、歩留まりが
悪化してしまう。

【００４８】分散溶媒としては、ベンゼン、シクロヘキ
サン等の有機溶剤、メタノール等のアルコール、水等が
使用可能である。また、上記原料スラリー中には、さら
に炭素源となる有機物が炭素重量換算値で１重量％〜１
０重量％、特には６重量％〜９重量％配合されているこ
とがよい。即ち、前記有機物に由来する炭素が焼結体の
炭化珪素の表面に付着することにより、含浸してきた金
属シリコン２４と炭素とが反応し、そこにあらたに炭化
珪素を生成する。従って、そこに強いネッキングが起
き、これにより熱伝導性及び強度の向上が図られるから
である。

【００４９】ここで、成形体における前記有機物の分量
が少なすぎると、焼結体表面を覆う酸化珪素膜が厚くな
り、焼結体側に金属シリコン２４が入りにくくなる結
果、そこにあらたに炭化珪素が生成しにくくなるおそれ
がある。

【００５０】逆に、成形体における前記有機物の分量が
多すぎると、例えば樹脂を選択した場合において、成形
時の離形性が悪化するおそれがある。また、炭化珪素の
焼結が阻害される結果、強度低下を来すおそれがある。

【００５１】前記有機物としては、例えばフェノールレ
ジン、カーボンブラック、アセチレンブラック、ピッ
チ、タールなどがある。このなかでもフェノールレジン
は、ボールミルを用いた場合に原料を均一に混合できる
という点で有利である。

【００５２】次いで、前記原料スラリーを用いて炭化珪
素の顆粒が形成される。炭化珪素粉末を顆粒化する方法
としては、噴霧乾燥による顆粒化法（いわゆるスプレー
ドライ法）のように、従来からある汎用技術を用いるこ
とができる。即ち、原料スラリーを高温状態に維持した
容器内へ噴霧し、急速に乾燥を行う方法などが適用可能
である。

【００５３】続く成形工程においては、材料調製工程に
より得られた混合物からなる顆粒を所定形状に成形して
成形体を作製する。その際の成形圧力は、１．０ｔ／ｃ
ｍ²〜１．５ｔ／ｃｍ²であることがよい。その理由は、
成形体密度及び焼結体密度が高くなる結果、熱伝導率が
高くなるからである。また、成形体の密度は、２．０ｇ
／ｃｍ³以上に設定されることがよい。その理由は、成
形体の密度が小さすぎると、炭化珪素粒子相互の結合箇
所が少なくなるからである。よって、得られる多孔質体
１７の強度が低くなり、取扱性が悪くなる。

【００５４】続く焼成工程においては、成形工程によっ
て得られた成形体を１７００℃〜２４００℃の温度範囲
で、好ましくは２０００℃〜２４００℃の温度範囲で、
特に好ましくは２０００℃〜２３００℃の温度範囲で焼
成して多孔質体１７を作製する。

【００５５】焼成温度が低すぎると、炭化珪素粒子同士
を結合するネック部を十分に発達させることが困難にな
り、高熱伝導率及び高強度を達成できなくなる場合があ
る。逆に、焼成温度が高すぎると、炭化珪素の熱分解が
始まる結果、多孔質体１７の強度低下を来してしまう。
しかも、焼成炉に投じる熱エネルギー量が増大する結
果、コスト的に不利となる。

【００５６】また、焼成時において焼成炉の内部は、例
えばアルゴン、ヘリウム、ネオン、窒素、水素及び一酸
化炭素の中から選択される少なくとも一種からなるガス
雰囲気（即ち非酸化性雰囲気、不活性雰囲気）に保たれ
るべきである。なお、このとき焼成炉内を真空状態にし
てもよい。

【００５７】さらに焼成時においては、ネック部の成長
を促進させるために、成形体からの炭化珪素の揮散を抑
制することが有利である。成形体からの炭化珪素の揮散
を抑制する方法としては、外気の侵入を遮断可能な耐熱
性の容器内に成形体を装入することが有効である。前記
耐熱性の容器の形成材料としては、黒鉛または炭化珪素
が好適である。

【００５８】続く金属含浸工程では、以下のようにして
未含浸の多孔質体１７に金属シリコン２４を含浸する。
金属シリコン２４の含浸に際し、前もって多孔質体１７
に炭素質物質を含浸しておくことが好ましい。このよう
な炭素質物質としては、例えばフルフラール樹脂、フェ
ノール樹脂、リグニンスルホン酸塩、ポリビニルアルコ
ール、コーンスターチ、糖蜜、コールタールピッチ、ア
ルギン酸塩のような各種有機物質が使用可能である。な
お、カーボンブラック、アセチレンブラックのような熱
分解炭素も同様に使用可能である。前記炭素室物質をあ
らかじめ含浸する理由は、多孔質体１７の開放気孔の表
面に新たな炭化珪素の膜が形成されるため、これによっ
て金属シリコン２４と多孔質体１７との結合が強固なも
のになるからである。また、炭素室物質の含浸によっ
て、多孔質体１７自体の強度も強くなるからである。

【００５９】次いで、２枚の多孔質体１７の上面に、そ
れぞれ固体状の金属シリコン２４を載置しておく（図３
(a)，(b)参照）。固体状の金属シリコン２４として、本
実施形態では塊状のものが用いられている。このほかに
も、例えば粉末状のもの、粒状のもの、シート状のもの
等を用いても構わない。また、固体状の金属シリコン２
４に代えてペースト状の金属シリコン２４を用い、それ
を上面に塗布しておくようにしてもよい。

【００６０】そして、各々の多孔質体１７を加熱炉内に
セットし、所定時間かつ所定温度にて加熱する（図３
（c）,(d)参照）。その結果、固体状またはペースト状
であった金属シリコン２４が溶融するとともに、多孔質
体１７の開放気孔内を通り抜けて流下する。その結果、
多孔質体１７内に金属シリコン２４が含浸され、所望の
炭化珪素・金属複合体１８（上側基材１１Ａと下側基材
１１Ｂ）が得られる。

【００６１】このときの加熱温度は、金属シリコン２４
が溶融する温度、具体的には１５００℃〜２０００℃に
設定されることが好ましい。その理由は、１５００℃よ
りも低いと、金属シリコン２４を完全に溶融させて流動
化させることができず、複合体１８内に未含浸部分が生
じるおそれがあるからである。逆に、２０００℃よりも
高いと、金属シリコン２４が気化（昇華）するおそれが
あるからである。しかも、加熱時における熱エネルギー
の浪費につながって、経済性や生産性が低下するおそれ
があるからである。

【００６２】また、加熱時間は１時間以上に設定される
ことが好ましい。その理由は、１時間未満であると、複
合体１８内に未含浸部分が生じるおそれがあるからであ
る。多孔質体１７の加熱は減圧下において、特には５ｔ
ｏｒｒ以下の条件下において行われることが好ましい。
その理由は、減圧下であると多孔質体１７内の空気が開
放気孔から抜け出しやすくなり、その分だけ金属シリコ
ン２４をスムーズに含浸させることが可能になるからで
ある。

【００６３】続く積層工程では、金属含浸工程を経て得
られた２枚の基材１１Ａ，１１Ｂを重ね合わせる。この
とき、下面に溝１３が形成されている基材１１Ａを上層
側に配置し、溝１３が何も形成されていない基材１１Ｂ
を下層側に配置する（図３(e)参照）。

【００６４】なお、基材１１Ａ，１１Ｂを積層する前
に、両基材１１Ａ，１１Ｂにおける接合面の表層にある
酸化層を除去する前処理を行っておくことが好ましい。
このような処理としては、例えばシリカを溶かしうるエ
ッチャントを用いたエッチング等が挙げられる。

【００６５】続く接合工程では、以下のようにして基材
１１Ａ，１１Ｂ同士を接合する。２枚の基材１１Ａ，１
１Ｂからなる積層物を加熱炉内にセットし、１５００℃
〜２０００℃で所定時間加熱する（図３(f)参照）。そ
の結果、基材１１Ａ，１１Ｂ内の金属シリコン２４の一
部（具体的には基材１１Ａ，１１Ｂの表層部に位置する
金属シリコン２４）が熱によって再び溶融し、流動可能
な状態になる。このとき、主として、上側基材１１Ａ中
の金属シリコン２４が下方に移動することにより、その
金属シリコン２４によって基材１１Ａ，１１Ｂ同士の界
面が濡らされる。その結果、金属シリコン２４からなる
接合層１４を介して基材１１Ａ，１１Ｂ同士が接合され
る。

【００６６】本工程における加熱時間は金属含浸工程に
おける加熱時間よりも短く設定されることがよく、具体
的には１時間以下に、より具体的には１０分〜３０分に
設定されることが好ましい。別の言いかたをすると、本
工程における加熱は金属含浸工程における加熱よりも穏
やかな条件に設定されることがよい。

【００６７】加熱時間が１時間を超えると、金属シリコ
ン２４が流動化しすぎて外部に漏出してしまう結果、金
属シリコン２４の総量が減少するおそれがあるからであ
る。一方、加熱時間をあまりに短く設定しすぎると、金
属シリコン２４に流動化が起こらず、金属シリコン２４
による基材１１Ａ，１１Ｂ同士の界面の濡れが不十分に
なるからである。よって、金属シリコン２４からなる接
合層１４を介して基材１１Ａ，１１Ｂ同士を強固に接合
できなくなる可能性がある。

【００６８】積層物の加熱は減圧下において、特には５
ｔｏｒｒ以下の条件下において行われることが好まし
い。その理由は、減圧下であると基材１１Ａ，１１Ｂ同
士の界面から気体が抜け出しやすくなる結果、当該界面
全体を金属シリコン２４が濡らしやすくなるからであ
る。また、酸素の少ない雰囲気になることから、接合強
度低下の原因となる基材１１Ａ，１１Ｂ表層の酸化や金
属シリコン２４の酸化を防止することができるからであ
る。

【００６９】本工程においては、積層された基材１１
Ａ，１１Ｂに対してその厚さ方向に押圧力を加えながら
加熱を行うことがよい。押圧力が印加されていると、両
基材１１Ａ，１１Ｂ間の隙間が小さくなる結果、金属シ
リコン２４によって当該隙間が埋まりやすくなる。この
ため、隙間が金属シリコン２４により万遍なく均一に埋
められ、接合強度の向上が図られる。なお、押圧力は１
０ｇ／ｃｍ²〜１００ｇ／ｃｍ²に設定されることが好ま
しい。

【００７０】基材１１Ａ，１１Ｂにおける接合面の表面
粗さ（Ｒａ）は、接合時において０．２μｍ以下になっ
ていることがよい。その理由は、基材１１Ａ，１１Ｂの
接合面が鏡面になるため、いわゆるリンギング作用によ
り、両面が密着して離れにくくなるからである。この場
合、接合面の表面粗さＲａが０．２μｍを超えると、リ
ンギング作用が起こりにくくなり、接合強度を十分に向
上させることができなくなるおそれがある。

【００７１】以下、本実施形態をより具体化したいくつ
かの実施例及び比較例を紹介する。［実施例１］実施例１においては、出発材料として，平
均粒径３０μｍのα型炭化珪素の粗粉末（＃４００）
と、平均粒径０．３μｍのα型炭化珪素の微粉末（ＧＭ
Ｆ−１５Ｈ２）とを準備した。そして、１００重量部の
前記粗粉末に対して、前記微粉末を３０重量部を配合
し、これを均一に混合した。

【００７２】この混合物１００重量部に対し、ポリビニ
ルアルコール５重量部、フェノールレジン３重量部、水
５０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。このとき、顆粒の水
分率を約０．８重量％になるように調節した。次いで、
前記混合物の顆粒を、金属製押し型を用いて１．３ｔ／
ｃｍ²のプレス圧力で成形した。得られた円盤状の生成
形体（７００ｍｍφ，５ｍｍｔ）の密度は２．６ｇ／ｃ
ｍ³であった。

【００７３】続いて、後に上側基材１１Ａとなるべき成
形体の底面を研削加工することにより、深さ５ｍｍかつ
幅１０ｍｍの溝１３を底面のほぼ全域に形成した。次い
で、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２２０
０℃まで加熱し、その後はその温度で４時間保持するこ
ととした。

【００７４】続く金属含浸工程では、得られた多孔質体
１７にフェノール樹脂（炭化率３０重量％）をあらかじ
め真空含浸し、かつ乾燥した。そして、２枚の多孔質体
１７の上面に塊状の金属シリコン２４をそれぞれ載置し
ておく。なお、ここでは純度が９９．９９重量％以上の
塊状の金属シリコン２４を使用した。そして、塊状の金
属シリコン２４が載置された多孔質体１７を加熱炉内に
セットし、これを１ｔｏｒｒの減圧下で加熱して、最高
温度１８００℃で約３時間保持した。このような処理の
結果、固体状であった金属シリコン２４を溶融させ、多
孔質体１７内の全体に金属シリコン２４を含浸させた。

【００７５】続く積層工程では、金属含浸工程を経て得
られた２枚の基材１１Ａ，１１Ｂを、エッチングによる
前処理を行ったうえで重ね合わせた。なお、接合時にお
ける接合面の表面粗さＲａが０．１μｍ未満になるよう
に、焼成工程後にあらかじめ鏡面加工を行っておいた。

【００７６】続く接合工程では、２枚の基材１１Ａ，１
１Ｂからなる積層物を加熱炉内にセットしこれを１ｔｏ
ｒｒの減圧下で加熱して、最高温度１８００℃で３０分
間保持した。その結果、金属シリコン２４からなる接合
層１４を介して基材１１Ａ，１１Ｂ同士を接合した。な
お、このとき両基材１１Ａ，１１Ｂに対してその厚さ方
向に５ｇ／ｃｍ²の押圧力を加えておくようにした。

【００７７】そして最後に上側基材１１Ａの表面に研磨
加工を施して、所望のテーブル２を完成した。なお、本
実施例の製造方法によれば、特に困難さを伴うことなく
テーブル２を比較的簡単に製造することができた。

【００７８】本実施例のテーブル２における基材１１
Ａ，１１Ｂでは、多孔質組織における開放気孔の気孔率
が２０％、全体としての熱伝導率が２１０Ｗ／ｍ・Ｋ、
全体としての密度が３．０ｇ／ｃｍ³であった。炭化珪
素結晶２１，２２の平均粒径は３０μｍであった。具体
的には、平均粒径が１．０μｍの細結晶２１を２０体積
％含み、かつ、平均粒径が４０μｍの粗結晶２２を８０
体積％含んでいた。また、本実施例の多孔質体１７の熱
膨張係数は４．０×１０^-6／℃であった。一方、金属シ
リコン２４からなる接合層１４の熱膨張係数は４．２×
１０^-6／℃であり、多孔質体１７のそれと極めて近似し
ていた。金属シリコン２４からなる接合層１４の熱伝導
率は１５０Ｗ／ｍ・Ｋであり、高熱伝導体といい得るも
のであった。

【００７９】このようにして得られた実施例１のテーブ
ル２の曲げ強度を従来公知の手法により複数回測定した
ところ、その平均値は２５０ＭＰａであった（表１参
照）。図２（ｂ）において概略的に示されるように、多
孔質体１７内に含浸されている金属シリコン２４と、接
合層１４を構成する金属シリコン２４とは、境目なく連
続的に存在した状態にある。ゆえに、このことが曲げ強
度の向上にいくぶん寄与しているものと考えられてい
る。

【００８０】また、ヒートサイクルを一定時間行った
後、テーブル２を厚さ方向に沿って切断し、その切断面
を肉眼及び顕微鏡により観察した。その結果、接合界面
におけるクラックや剥がれは全く確認されなかった（表
１参照）。

【００８１】さらに、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、水路１２内に冷却水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
った。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には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、大口
径・高品質な半導体ウェハ５が得られることがわかっ
た。［実施例２〜５］実施例２においては、接合工程におけ
る加熱時間を１８０分と長めに設定したことを除き、基
本的には実施例１の方法に準拠してテーブル２を製造し
た。

【００８２】実施例３においては、接合面のＲａを３．
０μｍと大きめに設定したことを除き、基本的には実施
例１の方法に準拠してテーブル２を製造した。実施例４
においては、接合工程における加熱時の圧力状態を変え
た（即ち常圧下で加熱を行った）ことを除き、基本的に
は実施例１の方法に準拠してテーブル２を製造した。

【００８３】実施例５においては、接合面の酸化物を除
去するための前処理を省略したことを除き、基本的には
実施例１の方法に準拠してテーブル２を製造した。それ
らの結果は表１に示すとおりであり、曲げ強度及びクラ
ック等の発生について、いずれも好適な結果が得られ
た。

【００８４】さらに、実施例２〜５のテーブル２を用い
て各種サイズの半導体ウェハ５の研磨を行ったところ、
ウェハサイズの如何を問わず、ウェハ５に傷が付かなか
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、実施例２〜５のテーブル２を用い
たとしても、大口径・高品質な半導体ウェハ５が得られ
ることがわかった。［比較例］比較例においては、あらかじめ多孔質体１７
ごとに別個に金属シリコン２４の含浸を行って基材１１
Ａ，１１Ｂを作製し、次いで樹脂製接着剤（セメダイン
社製）を用いて基材１１Ａ，１１Ｂ同士を接着すること
とした。それ以外の条件については、基本的に実施例１
と同様にして、テーブル２を作製した。なお、前記接着
剤の熱伝導率は、金属シリコン２４のそれよりも大幅に
低く、０．１６２Ｗ／ｍ・Ｋであった。同接着剤の熱膨
張係数は６５×１０^-6／℃であり、金属シリコン２４の
それよりも相当大きいものであった。

【００８５】次に、得られたテーブル２について曲げ強
度を複数回測定したところ、その平均値は５０ＭＰａで
あり、各実施例よりも相当低い値を示した。また、一定
時間のヒートサイクル後にテーブル２の切断面を観察し
たところ、接合界面においてクラックや剥がれが顕著に
発生していた。

【００８６】

【表１】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。

【００８７】（１）本実施形態では、主として、上側基
材１１Ａ中の金属シリコン２４の一部が熱によって再溶
融して下方に移動し、基材１１Ａ，１１Ｂ同士の界面を
濡らすようになっている。その結果、金属シリコン２４
からなる接合層１４を介して基材１１Ａ，１１Ｂ同士が
強固に接合される。よって、従来のような有機系接着剤
を用いることなく、基材１１Ａ，１１Ｂ同士を接合する
ことができる。また、かかる接着剤の使用に伴う諸問題
（接着剤の選定や接着時の条件設定等が非常に面倒であ
るという問題）も解消される。即ち、テーブル２を比較
的簡単に製造することができる。

【００８８】（２）本実施形態の場合、基材１１Ａ，１
１Ｂと接合層１４との熱膨張係数差は相当小さいものと
なる。このため、接合界面におけるクラックや剥がれの
発生を防止することができる。ゆえに、ヒートサイクル
を受けても破壊しにくくなる。この結果、水路１２から
の水漏れも未然に防止され、長期信頼性に優れたテーブ
ル２を製造することができる。

【００８９】また、含浸される金属シリコン２４は一般
的な有機系接着剤に比べて格段に高い熱伝導率を有する
ため、接合界面において熱抵抗を増大させるという心配
もない。よって、熱伝導性に優れたテーブル２を製造す
ることができる。従って、テーブル２内部に温度バラツ
キが生じにくくなり、極めて高い均熱性及び熱応答性が
付与される。

【００９０】以上のように本実施形態によれば、大口径
・高品質ウェハの製造に好適なテーブル２を製造するこ
とができる。（３）本実施形態では、多孔質炭化珪素からなる基材１
１Ａ，１１Ｂを選択するとともに、それらの基材１１
Ａ，１１Ｂにおける含浸材として金属シリコン２４を選
択している。従って、熱伝導性に極めて優れるととも
に、破壊しにくくて長期信頼性に優れたテーブル２を確
実に製造することができる。

【００９１】（４）本実施形態では、積層工程前におい
て接合面の前処理を行うとともに、接合面の表面粗さＲ
ａを０．２μｍ以下に設定し、さらに接合工程において
両基材１１Ａ，１１Ｂを真空に近い減圧条件下にて加熱
している。以上のことから、両基材１１Ａ，１１Ｂの接
合強度をよりいっそう向上させることができ、接合界面
におけるクラックや剥がれの発生を確実に防止すること
ができる。

【００９２】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。・含珪素セラミックからなる多孔質体１７として、炭
化珪素以外のもの、例えば窒化珪素等を用いてテーブル
２を製造してもよい。また、同種のセラミックからなる
複数の複合体１８を用いることに代え、異種のセラミッ
クからなる複数の複合体１８（例えば炭化珪素と窒化珪
素との組み合わせ）にしてもよい。

【００９３】・２層構造をなす実施形態のテーブル２
に代えて、３層構造をなすテーブルに具体化してもよ
い。勿論、４層以上の積層構造にしても構わない。以上
のような構造を採用した場合であっても、基本的には実
施形態の方法により多層構造のテーブルを製造すること
が可能である。

【００９４】・実施形態では、あらかじめ金属シリコ
ンを含浸した２枚の基材１１Ａ，１１Ｂを積層し、この
状態で基材１１Ａ，１１Ｂを金属シリコン２４の溶融温
度に加熱することを行っていた。この方法に代えて、金
属シリコン２４を含浸していない下側基材１１Ｂ上に、
あらかじめ金属シリコンを含浸した上側基材１１Ａを積
層し、この状態で上記加熱を行うようにしてもよい。こ
の方法により製造されるテーブル２では、下側基材１１
Ｂの熱伝導率が上側基材１１Ａの熱伝導率に比べて相対
的に低くなる。ゆえに、テーブル２の下側への熱伝導が
起こりにくくなり、温度制御性に優れたものとなる。な
お、３層構造をなすテーブルを製造する場合には、あら
かじめ金属シリコン２４を含浸した基材を上から１層め
（または１層及び２層め）に配置した状態で３枚の基材
を積層し、この状態で上記加熱を行うようにすればよ
い。

【００９５】・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、
気体を循環させてもよい。さらに、このような水路１２
を省略した構成にすることもできる。

【００９６】・積層工程において、積層された複数枚
の基材１１Ａ，１１Ｂに対してその厚さ方向に押圧力を
加えることなく、加熱するようにしてもよい。・含浸されるべき金属は、実施形態のシリコンに限定
されることはなく、例えばアルミニウム等に変更される
ことが可能である。

【００９７】・接合面に対する鏡面加工を省略しても
よい。・本発明のセラミック部材は、ウェハ研磨装置におけ
るテーブル２として具体化されてもよいほか、テーブル
２以外の部材（ウェハトッププレート等）に具体化され
てもよい。勿論、本発明のセラミック部材は、ウェハ研
磨装置用テーブル２等に代表される半導体製造装置の構
成材料に具体化されるのみにとどまらない。例えば、同
セラミック部材を電子部品搭載用基板の放熱体、メカニ
カルシールや軸受等の耐磨耗材料、高温炉用の耐火材、
熱交換器、燃焼管等の耐熱構造材料、ポンプ部品等の耐
腐食材料などに具体化することも勿論可能である。

【００９８】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）請求項５において、金属シリコンを含浸してい
ない下側基材上に、あらかじめ金属シリコンを含浸した
上側基材を積層し、この状態で前記基材を前記金属シリ
コンの溶融温度に加熱すること。従って、この技術的思
想１に記載の発明によれば、温度制御性に優れたテーブ
ルを提供することができる。

【００９９】（２）請求項５において、あらかじめ金
属シリコンを含浸した複数枚の基材を積層し、この状態
で前記基材を前記金属シリコンの溶融温度に加熱するこ
と。従って、この技術的思想２に記載の発明によれば、
上記の優れたテーブルをより簡単に製造することができ
る。

【０１００】（３）請求項１乃至５、技術的思想１，
２のいずれか１つにおいて、積層された複数枚の基材に
対してその厚さ方向に押圧力を加えながら加熱するこ
と。従って、この技術的思想３に記載の発明によれば、
接合強度をよりいっそう向上させることができる。

【０１０１】（４）技術的思想３において、前記押圧
力は１０ｇ／ｃｍ²〜１００ｇ／ｃｍ²であること。従っ
て、この技術的思想４に記載の発明によれば、接合強度
をよりいっそう向上させることができる。

【０１０２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜４に記
載の発明によれば、熱伝導性に優れるとともに、破壊し
にくくて長期信頼性に優れたセラミック部材を比較的簡
単に製造できる方法を提供することができる。

【０１０３】請求項５に記載の発明によれば、大口径・
高品質ウェハの製造に好適なウェハ研磨装置用テーブル
を比較的簡単に製造できる方法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実施形態におけるウェハ研
磨装置の概略図。

【図２】（ａ）は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、（ｂ）はそのテーブルの接合界面を
さらに拡大して概念的に示した断面図。

【図３】（ａ）〜（ｆ）は、同テーブルの製造工程を説
明するための概略断面図。

【符号の説明】

１…ウェハ研磨装置、２…セラミック部材としてのウェ
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、１１Ａ，１１Ｂ…基材、
１２…流体流路としての水路、１４…接合層。

フロントページの続き (72)発明者安田裕之岐阜県揖斐郡揖斐川町北方１の１イビデン株式会社大垣北工場内Ｆターム(参考） 4G026 BA14 BB14 BD12 BD14 BF31 BG02 BG23 BH01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多孔質含珪素セラミックからなる複数枚の
基材が積層され、前記基材同士が金属からなる接合層を
介して接合されているセラミック部材を製造する方法で
あって、あらかじめ金属を含浸した前記基材を少なくとも最上部
に配置した状態で複数枚の前記基材を積層し、この状態
で前記基材を前記金属の溶融温度に加熱することを特徴
とするセラミック部材の製造方法。
【請求項２】前記基材を減圧下にて加熱することを特徴
とする請求項１に記載のセラミック部材の製造方法。
【請求項３】前記複数枚の基材はいずれも多孔質炭化珪
素からなる基材であり、前記金属は金属シリコンである
ことを特徴とする請求項１または２に記載のセラミック
部材の製造方法。
【請求項４】前記基材における接合面の表面粗さ（Ｒ
ａ）は０．５μｍ以下であることを特徴とする請求項３
に記載のセラミック部材の製造方法。
【請求項５】多孔質炭化珪素からなる複数枚の基材が積
層されかつ前記基材同士が金属シリコンからなる接合層
を介して接合されている積層構造物の上部に、ウェハ研
磨装置を構成しているウェハ保持プレート上に保持され
ている半導体ウェハが摺接される研磨面を有するととも
に、前記接合層のある接合界面に流体流路を備えるテー
ブルを製造する方法であって、あらかじめ金属シリコンを含浸した前記基材を少なくと
も最上部に配置した状態で複数枚の前記基材を積層し、
この状態で前記基材を前記金属シリコンの溶融温度に加
熱することを特徴とするウェハ研磨装置用テーブルの製
造方法。