JP3746948B2

JP3746948B2 - ウェハ研磨装置用テーブル

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Publication number: JP3746948B2
Application number: JP2000288732A
Authority: JP
Inventors: 裕之安田; 篤司三島
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2006-02-22
Anticipated expiration: 2020-09-22
Also published as: JP2002103209A

Description

【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ス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、積層された状態で樹脂製の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等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、研磨パッドが設けられたテーブル本体のパッド貼付面に対して上方から押し付けられる。その結果、研磨パッド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】
ところで、従来のこの種のテーブルの場合、テーブル本体のパッド貼付面に対し、粘着材の粘着力によって研磨パッドが貼り付けられるようになっている。また、一定期間使用して古くなった研磨パッドは、テーブル本体から剥がされて新しいものと交換されるようになっている。
【０００７】
しかしながら、研磨パッドの交換を何回か繰り返して行うと、研磨パッドの密着性が次第に悪くなることに加え、研磨パッドを剥がす際にパッド貼付面から加工変質層が脱落してパーティクルとなり、テーブルの周囲が汚れやすくなる。
【０００８】
これを解消するために、例えばパッド貼付面に鏡面加工を施して加工変質層を除去すると、パーティクルの問題は解消される反面、粘着材の粘着力だけでは研磨パッドを保持できなくなってしまう。従って、研磨パッドの位置ズレや脱落が起こりやすくなり、半導体ウェハの研磨作業に支障を来してしまう。
【０００９】
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、パッド貼付面に対する研磨パッドの密着性に優れ、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提供することにある。本発明の第２の目的は、周囲を汚しにくいウェハ研磨装置用テーブル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、セラミックス基材からなるテーブル本体と、そのテーブル本体のパッド貼付面に粘着剤を介して着脱可能に貼り付けられる研磨パッドとを備え、その研磨パッドに対して半導体ウェハを摺接させることにより前記半導体ウェハが研磨されるウェハ研磨装置用テーブルにおいて、前記パッド貼付面の表面粗さ（Ｒａ）が０．１５μｍ〜０．３μｍであることを特徴とするウェハ研磨装置用テーブルをその要旨とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記パッド貼付面の表層における加工変質層の厚さが５μｍ以下であるとした。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記セラミックス基材は炭化珪素焼結体からなる基材であるとした。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記テーブル本体は、炭化珪素焼結体からなる基材を複数枚積層した状態で互いに接合したものであり、その界面には流体流路が形成されているとした。
【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、パッド貼付面の表面粗さＲａが０．１５μｍ〜０．３μｍであるため、パッド貼付面に対する研磨パッドの密着性に優れ、大口径・高品質ウェハの製造に好適なものとなる。
【００１４】
前記Ｒａが０．１５μｍ未満であると、粘着材の粘着力だけでは研磨パッドを保持できなくなり、研磨パッドの位置ズレや脱落が起こりやすくなる。従って、半導体ウェハの研磨作業に支障を来し、大口径・高品質ウェハの製造が困難になるおそれがある。
【００１５】
逆に、Ｒａが０．３μｍを超えると、パッド貼付面に厚い加工変質層が残っている確率が高くなる。ゆえに、研磨パッドの交換を何回か繰り返して行うと、研磨パッドの密着性が次第に悪くなるおそれがある。ゆえに、この場合には粘着材の粘着力だけでは研磨パッドを保持できなくなり、研磨パッドの位置ズレや脱落が起こりやすくなる。従って、半導体ウェハの研磨作業に支障を来し、大口径・高品質ウェハの製造が困難になるおそれがある。また、研磨パッドを剥がす際にパッド貼付面から加工変質層が脱落してパーティクルとなり、テーブルの周囲が汚れやすくなるおそれがある。
【００１６】
請求項２に記載の発明によると、脆弱で脱落しやすい加工変質層がそもそも少なくなることにより、パーティクルの発生源が減少し、周囲を汚しにくくなる。また、加工変質層の減少によってパッド貼付面におけるアンカー効果も高くなるため、パッド貼付面に対する研磨パッドの密着性も向上する。なお、加工変質層の厚さが５μｍを超えると、パーティクルの発生を確実に防止することが困難になるおそれがある。
【００１７】
請求項３に記載の発明によると、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。
【００１８】
【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。
【００１９】
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はテーブル本体と研磨パッド１８とを備えている。図２（ｂ）に示されるように、テーブル本体の上面（パッド貼付面）２ａには、粘着材１７を介して研磨パッド１８が着脱可能に貼り付けられている。ここでは、研磨パッド１８としてポリエステル繊維の不織布が用いられており、これ以外にも例えばポリウレタン発泡体やフルオロカーボン系発泡体等を用いてもよい。また、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。
【００２０】
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６ａ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付される。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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
次に、テーブル本体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本体は、複数枚（ここでは２枚）の基材１１Ａ，１１Ｂを積層してなるセラミックス構造体である。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、有機系接着剤層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の接着界面に前記水路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。
【００２４】
水路１２の一部を構成する溝１３は、上側基材１１Ａの裏面（即ち被接着面）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。
【００２５】
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。
【００２６】
各々の基材１１Ａ，１１Ｂ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ことがよく、特には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）であることが望ましい。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１１Ａ，１１Ｂの両方について同種の材料を用いている。
【００２７】
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。
【００２８】
基材１１Ａ，１１Ｂ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。
【００２９】
基材１１Ａ，１１Ｂの熱伝導率は３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがよく、さらには８０Ｗ／ｍ・Ｋ〜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／ｍ・Ｋ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。
【００３０】
基材１１Ａ，１１Ｂ同士を接合するための有機系接着剤層１４は、エポキシ樹脂系の接着剤を用いて形成されたものであることがよい。その理由は、当該接着剤は熱に強いことに加えて接着強度にも優れるからである。具体的にいうと、本実施形態では、エポキシ樹脂に変形ポリアミン及び酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）を所定割合で混合したものを用いている。この接着剤は、水に晒されても膨潤しにくいという好ましい性質を有している。なお、前記接着剤には熱硬化性が付与されていることがよい。
【００３１】
パッド貼付面２ａの表面粗さＲａは０．１５μｍ〜０．３μｍである必要があり、好ましくは０．２μｍ〜０．３μｍであることがよく、さらに好ましくは０．２５μｍ〜０．３μｍであることがよい。
【００３２】
Ｒａが０．１５μｍ未満であると、粘着材１７の粘着力だけでは研磨パッド１８を保持できなくなり、研磨パッド１８の位置ズレや脱落が起こりやすくなる。従って、半導体ウェハ５の研磨作業に支障を来し、大口径・高品質ウェハの製造が困難になるおそれがある。
【００３３】
逆に、Ｒａが０．３μｍを超えると、パッド貼付面２ａに厚い加工変質層１６が残っている確率が高くなる。ゆえに、研磨パッド１８の交換を何回か繰り返して行うと、研磨パッド１８の密着性が次第に悪くなるおそれがある。ゆえに、この場合には粘着材１７の粘着力だけでは研磨パッド１８を保持できなくなり、研磨パッド１８の位置ズレや脱落が起こりやすくなる。従って、半導体ウェハ５の研磨作業に支障を来し、大口径・高品質ウェハの製造が困難になるおそれがある。また、研磨パッド１８を剥がす際にパッド貼付面２ａから加工変質層１６が脱落してパーティクルとなり、テーブル２の周囲が汚れやすくなるおそれがある。
【００３４】
また、パッド貼付面２ａの表層における加工変質層１６の厚さは５μｍ以下であることが好ましく、さらには１μｍ以下であることがより好ましい。
その理由は、脆弱で脱落しやすい加工変質層１６がそもそも少なくなることにより、パーティクルの発生源が減少し、周囲を汚しにくくなるからである。また、加工変質層１６の減少によってパッド貼付面２ａにおけるアンカー効果も高くなるため、パッド貼付面２ａに対する研磨パッド１８の密着性も向上するからである。なお、加工変質層１６の厚さが５μｍを超えると、パーティクルの発生を確実に防止することが困難になるおそれがある。
【００３５】
勿論可能であるならば、加工変質層１６は完全に除去されていることが望ましい。この場合、結晶粒子の粒界が基材表層に露出し、そこに粘着材１７が埋まり込んだ状態となる結果、高いアンカー効果が得られるものと推定されるからである。ちなみに、加工変質層１６は、焼成工程後に面出し加工を行うことにより表層に数十μｍ程度発生する。
【００３６】
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。
【００３７】
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。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、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、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１１Ａ，１１Ｂ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。
【００３８】
焼成工程の後、基材１１Ａ，１１Ｂの面出し加工を行い、さらに上側基材１１Ａのパッド貼付面２ａにおける加工変質層１６を薄くする（または完全に除去する）処理を行う。かかる薄層化処理や除去処理の例としては、研削加工機を用いた表面研削加工のような機械的処理が挙げられる。なお、このような機械的処理を行う代わりに、化学的処理を行ってもよい。本実施形態においては、炭化珪素を溶解しうる酸性のエッチャントを用いたエッチングが、前記化学的処理に該当する。より具体的にいうと、ふっ硝酸に所定量の弱酸を混合したエッチャントを用いたエッチングを指す。弱酸としては、例えば酢酸などの有機酸が挙げられる。ふっ硝酢酸における各成分の重量比は、ふっ酸：硝酸：酢酸＝１：２：１であることが好ましい。
【００３９】
続いて、下側基材１１Ｂの上面に有機系接着剤をあらかじめ塗布したうえで、２枚の基材１１Ａ，１１Ｂ同士を積層する。この状態で２枚の基材１１Ａ，１１Ｂを樹脂の硬化温度に加熱し、両者１１Ａ，１１Ｂを接着することにより、テーブル本体を得る。
【００４０】
次いで、テーブル本体のパッド貼付面２ａに粘着材１７を塗布して、その粘着材１７の粘着力によって研磨パッド１８をパッド貼付面２ａに貼り付けて保持させる。本実施形態のテーブル２は、以上の手順を経て完成する。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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、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１１Ａ，１１Ｂ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１１Ａ，１１Ｂの密度は３．１ｇ／ｃｍ³であり、熱伝導率は１５０Ｗ／ｍ・Ｋであった。基材１１Ａ，１１Ｂ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。
【００４４】
続いて、従来公知の手法による面出し加工を行った後、さらに薄層化処理として、ふっ硝酢酸をエッチャントとして用いた化学的処理を行った。それにより、上側基材１１Ａのパッド貼付面２ａの表面粗さＲａが０．３μｍとなり、その表層にある加工変質層１６の厚さが５μｍとなるように調整した。
【００４５】
その後、エポキシ樹脂系接着剤（商品名「ＥＰ−１６０」、セメダイン社製）を用いて２枚の基材１１Ａ，１１Ｂを接着して一体化した。有機系接着剤層１４の厚さは約２０μmに設定した。硬化温度は１６０℃、硬化時間は９０分、接着時の荷重は１０ｇ／ｃｍ²にそれぞれ設定した。
【００４６】
続いて、得られたテーブル本体のパッド貼付面２ａに粘着材１７を塗布した後、研磨パッド１８をパッド貼付面２ａに貼り付けて、最終的にテーブル２を完成させた。
【００４７】
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、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。
【００４８】
また、研磨後に研磨パッド１８の保持状態を肉眼観察したところ、研磨パッド１８の位置ズレや脱落は特に起きていなかった。さらに、研磨パッド１８の交換を何回か繰り返して行いながら長期間にわたり使用を続けたところ、やはり位置ズレや脱落が起こるようなことはなかった。即ち、研磨パッド１８の密着性低下が防止され、密着性が確実に維持されていた。しかも、研磨パッド１８を剥がす際にパッド貼付面２ａから加工変質層１６が脱落することも殆どなかった。
【００４９】
つまり、実施例１のテーブル２は、大口径・高品質な半導体ウェハ５の製造に好適であることがわかった。
［実施例２〜６］
実施例２〜６においても、基本的には実施例１と同様の手順を経てテーブル２を完成させた。
【００５０】
ただし、実施例２では、パッド貼付面２ａの表面粗さＲａが０．２５μｍとなり、その表層にある加工変質層１６の厚さが５μｍとなるように調整した。
実施例３では、パッド貼付面２ａの表面粗さＲａが０．２μｍとなり、その表層にある加工変質層１６の厚さが５μｍとなるように調整した。
【００５１】
実施例４では、パッド貼付面２ａの表面粗さＲａが０．１５μｍとなり、その表層にある加工変質層１６の厚さが５μｍとなるように調整した。
実施例５では、パッド貼付面２ａの表面粗さＲａが０．２５μｍとなり、その表層にある加工変質層１６の厚さが１μｍとなるように調整した。
【００５２】
実施例６では、パッド貼付面２ａの表面粗さＲａが０．２５μｍとなり、その表層にある加工変質層１６の厚さが０．１μｍ未満となるように調整した。
得られた５種のテーブル２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の研磨を行ったところ、前記実施例１とほぼ同様の優れた結果を得ることができた。つまり、これら実施例２〜６のテーブル２も、大口径・高品質な半導体ウェハ５の製造に好適であることがわかった。
［比較例１］
比較例１では、面出し加工後に薄層化処理を行わないことを除き、基本的には実施例１と同様の手順を経てテーブル２を完成させた。その結果、パッド貼付面２ａの表面粗さＲａは０．４μｍであり、その表層にある加工変質層１６の厚さは３０μｍであった。
【００５３】
このようにして得られた比較例１のテーブル２を上記各種の研磨装置１にセットして研磨を行った後、研磨パッド１８の保持状態を肉眼観察したところ、研磨パッド１８の位置ズレや脱落は特に起きていなかった。さらに、研磨パッド１８の交換を何回か繰り返して行いながら長期間にわたり使用を続けたところ、研磨パッド１８の密着性が次第に悪くなり、位置ズレが起こりやすくなっていた。それに加え、研磨パッド１８を剥がす際にパッド貼付面２ａから加工変質層１６が脱落してパーティクルとなり、テーブル２の周囲が汚れやすくなっていた。
［比較例２］
比較例２では、面出し加工後における薄層化処理の代わりに鏡面加工を行うことを除き、実施例１と同様の手順を経てテーブル２を完成させた。その結果、比較例２では、パッド貼付面２ａの表面粗さＲａは０．０５μｍであり、その表層にある加工変質層１６の厚さは０．１μｍであった。
【００５４】
このようにして得られた比較例１のテーブル２を上記各種の研磨装置１にセットして研磨を行った後、研磨パッド１８の保持状態を肉眼観察した。その結果、パッド貼付面２ａに対する研磨パッド１８の保持力が不十分なものとなり、研磨パッド１８に位置ズレが起きやすかった。
【００５５】
従って、本実施形態の前記実施例によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）前記実施例のテーブル２の場合、パッド貼付面２ａの表面粗さＲａが０．１５μｍ〜０．３μｍに設定されている。このため、パッド貼付面２ａに対する研磨パッド１８の密着性向上が図られ、研磨パッド１８の位置ズレや脱落が確実に防止される結果、半導体ウェハ５の研磨作業に支障を来すことがなくなる。よって、大口径・高品質ウェハの製造に好適なテーブル２とすることができる。
【００５６】
（２）前記実施例のテーブル２の場合、パッド貼付面２ａの表層における加工変質層１６の厚さが５μｍ以下になっている。このため、脆弱で脱落しやすい加工変質層１６がそもそも少なくなり、パーティクルの発生源が減少する。従って、周囲を汚しにくくてクリーンなテーブル２を提供することができる。また、加工変質層１６が減少することによって、パッド貼付面２ａにおけるアンカー効果も高くなる。ゆえに、パッド貼付面２ａに対する研磨パッド１８の密着性もさらに向上する。
【００５７】
（３）また、このテーブル２を構成する２枚の基材１１Ａ，１１Ｂ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１１Ａ，１１Ｂ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。
【００５８】
（４）このテーブル２の場合、基材１１Ａ，１１Ｂの接着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、しかも温度制御を細かく行うことができる。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小さくなり、均熱性も確実に向上する。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。
【００５９】
（５）このテーブル２には、２枚の基材１１Ａ，１１Ｂからなる積層構造が採用されている。よって、水路１２となる構造（即ち溝１３）をあらかじめ上側基材１１Ａの裏面に形成した後で、基材１１Ａ，１１Ｂ同士を接着することができる。従って、接着界面に水路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、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。
【００６０】
（６）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。
【００６１】
・２層構造をなす実施形態のテーブル本体に代えて、３層構造をなすテーブルや、４層以上の多層構造をなすテーブル本体にしても構わない。
・溝１３は上側基材１１Ａの裏面に形成されるばかりでなく、下側基材１１Ｂの上面に形成されていてもよいほか、両方の基材１１Ａ，１１Ｂに各々形成されていてもよい。
【００６２】
・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。また、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。さらに、上側基材１１Ａ及び下側基材１１Ｂは、必ずしも同種のセラミックス同士でなくてもよく、異種のセラミックス同士であってもよい。
【００６３】
・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。
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。
【００６４】
（１）請求項１乃至４のいずれか１項に記載のテーブルを製造する方法であって、面出し工程を経たセラミックス基材の前記パッド貼付面に対し、表層の加工変質層を薄くする薄層化処理（またはそれを完全に除去する除去処理）を行う工程を含む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。従って、この技術的思想１に記載の発明によれば、本発明のテーブルを比較的簡単に得ることができる。
【００６５】
（２）請求項４に記載のテーブルを用いた半導体ウェハの製造方法であって、前記流体流路に冷却用流体を流しながら、前記研磨パッドの上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。従って、この技術的思想２に記載の発明によれば、パッド貼付面に研磨パッドが確実に保持されるとともに、研磨時にウェハが熱の悪影響を受けにくくなり、大口径・高品質のウェハを確実に得ることができる。
【００６６】
【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、パッド貼付面に対する研磨パッドの密着性に優れ、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提供することができる。
【００６７】
請求項２に記載の発明によれば、周囲を汚しにくいウェハ研磨装置用テーブル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】（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）はそのテーブル本体と研磨パッドとの界面をさらに拡大して概念的に示した断面図。
【符号の説明】
１…ウェハ研磨装置、２…ウェハ研磨装置用テーブル、２ａ…パッド貼付面、５…半導体ウェハ、１１Ａ，１１Ｂ…セラミックス基材、１２…流体流路、１６…加工変質層、１７…粘着材、１８…研磨パッド。

Claims

セラミックス基材からなるテーブル本体と、そのテーブル本体のパッド貼付面に粘着剤を介して着脱可能に貼り付けられる研磨パッドとを備え、その研磨パッドに対して半導体ウェハを摺接させることにより前記半導体ウェハが研磨されるウェハ研磨装置用テーブルにおいて、前記パッド貼付面の表面粗さ（Ｒａ）が０．１５μｍ〜０．３μｍであることを特徴とするウェハ研磨装置用テーブル。
前記パッド貼付面の表層における加工変質層の厚さが５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のウェハ研磨装置用テーブル。
前記セラミックス基材は炭化珪素焼結体からなる基材であ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。
前記テーブル本体は、炭化珪素焼結体からなる基材を複数枚積層した状態で互いに接合したものであり、その界面には流体流路が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のウェハ研磨装置用テーブル。