JPH11320391A - ウェハ研磨装置用テーブル及びその製造方法、並びに半導体ウェハの研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性、耐熱衝撃性、耐摩耗性及び耐食性に
優れ、半導体ウェハの大口径化、高精度化及び高品質化
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、ウェハ保持プレート
６とともにウェハ研磨装置１を構成している。このテー
ブル２の研磨面２ａに対して、プレート６の保持面６ａ
に保持された半導体ウェハ５を摺接させることで、研磨
が行われる。このテーブル２は、密度が２．７ｇ／ｃｍ
³ 以上である炭化珪素焼結体製の緻密体であって、熱伝
導率が３０ｗ／ｍＫ以上である。

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
テーブル及びその製造方法、並びに半導体ウェハの研磨
方法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（図３参照）。

【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、冷却ジャケット
上部に固定されたテーブルと、そのテーブルの研磨面に
対して半導体ウェハを摺接させるべく、自身の保持面に
同ウェハを回転可能に保持するプッシャプレートとを備
えている。半導体ウェハは、プッシャプレートの保持面
に対し、一般に熱可塑性ワックスにより貼付けられた状
態で使用される。そして、このような従来のテーブルと
しては、例えばアルミナ製、ステンレス製のもの等が一
般に知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、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
が多いため、その形成材料としては熱変形や熱衝撃に強
いことが要求される。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、その形成材料には耐摩耗
性が要求される。さらに、近年においては大口径かつ高
精度ウェハの需要も高まりつつあり、そのためにテーブ
ルの形成材料として高剛性・低熱膨張率を満たす材料が
選択されるべきとも考えられている。即ち、大口径かつ
高精度ウェハを実現するためには、自身の温度バラツキ
が小さくてしかも半導体ウェハに与える応力が小さいも
のであることが望ましいからである。

【０００６】しかしながら、アルミナ製のテーブルは、
熱変形量が大きくて熱衝撃にも弱いという欠点があっ
た。ステンレス製のテーブルは、比較的剛性に優れてい
る反面、金属材料であるのでセラミックス材料に比べて
熱膨張率が大きく、耐摩耗性にも劣るという欠点があっ
た。

【０００７】以上のような事情から、高剛性・低熱膨張
率・高熱伝導率・耐摩耗性を有し、しかも熱変形や熱衝
撃に強い炭化珪素（ＳｉＯ₂ ）を、テーブル形成用材料
として用いればよいとも考えられる。ところが、テーブ
ルを単純に炭化珪素製にしただけでは、充分な耐食性
（具体例としてはアルカリ溶液を用いた場合の耐酸化性
など）の確保が困難であると予想される。従って、これ
を用いて研磨を行なったとしても、焼結体中の不純物の
漏出に起因する汚染により、高品質の半導体ウェハを得
ることは実質上難しくなるおそれがある。

【０００８】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、耐熱性、耐熱衝撃
性、耐摩耗性及び耐食性に優れ、半導体ウェハの大口径
化、高精度化及び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。

【０００９】本発明の第２の目的は、上記の優れたテー
ブルを確実に製造することができる方法を提供すること
にある。また、本発明の第３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高精度
化及び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、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、密度が２．７ｇ／ｃｍ³ 以上である珪化物セラ
ミックス製または炭化物セラミックス製の緻密体からな
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、前記テーブルは、密度が２．７ｇ／ｃｍ
³ 以上である炭化珪素焼結体製の緻密体であって、熱伝
導率が３０ｗ／ｍＫ以上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。

【００１２】請求項３に記載の発明では、請求項２にお
いて、０．１５重量％〜１．０重量％のほう素及び０．
５重量％〜１０重量％の遊離炭素を含有することとして
いる。

【００１３】請求項４に記載の発明では、請求項２にお
いて、０．５重量％〜１０重量％のアルミニウム及び
０．５重量％〜１０重量％の遊離炭素を含有することと
している。

【００１４】請求項５に記載の発明では、請求項２乃至
４のいずれか１項において、前記テーブルは、β型炭化
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
あるとしている。

【００１５】請求項６に記載の発明では、請求項２に記
載されたウェハ研磨装置用テーブルを製造する方法であ
って、炭化珪素粉末１００重量部に対し、ほう素及びそ
の化合物、アルミニウム及びその化合物、並びに炭素よ
り選択される少なくとも１種からなる焼結助剤０．３重
量部〜２０重量部を均一に混合する第１工程と、前記第
１工程により得られた混合物を所定形状に成形する第２
工程と、前記第２工程により得られた成形体を１８００
℃〜２４００℃の温度範囲内で焼成する工程とを含むウ
ェハ研磨装置用テーブルの製造方法をその要旨とする。

【００１６】請求項７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半導体
ウェハを保持させるとともに、密度が２．７ｇ／ｃｍ³
以上である炭化珪素焼結体製の緻密体であって、熱伝導
率が３０ｗ／ｍＫ以上である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。

【００１７】以下、本発明の「作用」を説明する。請求
項１に記載の発明によると、このテーブルは密度が２．
７ｇ／ｃｍ³ 以上の緻密体であることから、結晶粒子間
の結合が強くてしかも気孔が極めて少なく、従来に比べ
耐食性に優れたものとなっている。また、かかる緻密体
は珪化物セラミックス製または炭化物セラミックス製で
あるため、比較的高い剛性、低い熱膨張率、高い熱伝導
率、高い摩耗性を有し、さらに熱変形や熱衝撃にも強い
という性質を備えている。従って、このテーブルを用い
て研磨を行えば、半導体ウェハの大口径化、高精度化及
び高品質化に対応することができる。

【００１８】請求項２に記載の発明によると、このテー
ブルは密度が２．７ｇ／ｃｍ³ 以上の緻密体であること
から、結晶粒子間の結合が強くてしかも気孔が極めて少
なく、従来に比べ耐食性に優れたものとなっている。ま
た、かかる緻密体は炭化珪素焼結体製であるため、極め
て高い剛性、低い熱膨張率、高い熱伝導率、高い摩耗性
を有し、さらに熱変形や熱衝撃にも極めて強いという性
質を備えている。従って、この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、高精度化及び高品質
化に確実に対応することができる。

【００１９】ここで、同テーブルの密度は２．７ｇ／ｃ
ｍ³ 以上であることが必要とされ、さらには３．０ｇ／
ｃｍ³ 以上であることが望ましく、特には３．１ｇ／ｃ
ｍ³以上であることがより望ましい。この密度が小さい
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。

【００２０】焼結体の熱伝導率は３０ｗ／ｍＫ以上であ
ることが必要とされ、さらには８０ｗ／ｍＫ〜２００ｗ
／ｍＫ以上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
ウェハの大口径化、高精度化及び高品質化を妨げる原因
となってしまう。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。

【００２１】請求項３に記載の発明によると、上記好適
範囲を満たすほう素及び遊離炭素を含有させることによ
り、それらが焼結助剤として働くことで、粒成長が促進
される。ゆえに、焼結体における結晶粒子の粒界が少な
くなり、緻密さが増す結果、耐食性、剛性、熱伝導性、
耐熱性、耐熱衝撃性、耐摩耗性が高くなる。

【００２２】ここで、ほう素は０．１５重量％〜１．０
重量％であることがよく、０．２重量％〜０．５重量％
であることがさらによく、０．３重量％〜０．４重量％
であることが特によい。また、遊離炭素は０．５重量％
〜１０重量％であることがよく、１．０重量％〜５．０
重量％であることがさらによく、３．０重量％〜６．０
重量％であることが特によい。

【００２３】請求項４に記載の発明によると、上記好適
範囲を満たすアルミニウム及び遊離炭素を含有させるこ
とにより、それらが焼結助剤として働くことで、粒成長
が促進される。ゆえに、焼結体における結晶粒子の粒界
が少なくなり、緻密さが増す結果、耐食性、剛性、熱伝
導性、耐熱性、耐熱衝撃性、耐摩耗性が高くなる。

【００２４】ここで、アルミニウムは０．５重量％〜１
０重量％であることがよく、３．０重量％〜１０重量％
であることがさらによく、５．０重量％〜１０重量％で
あることが特によい。また、遊離炭素は０．５重量％〜
１０重量％であることがよく、１．０重量％〜５．０重
量％であることがさらによく、３．０重量％〜６．０重
量％であることが特によい。

【００２５】請求項５に記載の発明によると、β型炭化
珪素粉末を出発材料として炭化珪素焼結体製の緻密体を
得ることにより、他のタイプ（α型炭化珪素粉末や非晶
質炭化珪素粉末）を選択した場合に比べて、大きな板状
結晶が形成されやすくなる。従って、焼結体における結
晶粒子の粒界の減少につながり、熱伝導性などがよりい
っそう高くなる。

【００２６】もっとも、β型炭化珪素粉末に代わるもの
として、α型炭化珪素粉末または非晶質炭化珪素粉末を
使用することも勿論可能である。勿論、これらの粉末に
関しては、１種を単独で用いてもよいほか、２種以上を
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、のいずれかを）用いてもよ
い。

【００２７】請求項６に記載の発明によると、第１工程
を経て作製された炭化珪素粉末及び焼結助剤からなる均
一な混合物は、続く第２工程を経ることにより所定形状
の成形体となる。そして、この成形体は、第３工程を経
ることにより高温で焼成され、極めて緻密かつ好適な物
性を有する焼結体となる。

【００２８】炭化珪素粉末１００重量部に対しては、ほ
う素及びその化合物、アルミニウム及びその化合物、並
びに炭素より選択される少なくとも１種からなる焼結助
剤０．３重量部〜２０重量部を均一に混合する必要があ
る。

【００２９】焼結助剤としての役割を果たすこれらの物
質は、炭化珪素の結晶成長速度を著しく増加させる。そ
れに加えてこれらの物質は、炭化珪素焼結体の焼成温度
域において成形体の隅々まで拡散して、そこで板状結晶
の核を形成させるのに貢献し、ひいては確実な緻密化を
もたらす。

【００３０】ここで、ほう素及びその化合物としては、
例えば、１）ほう素単体、２）二ほう化アルミニウム、
３）炭化ほう素、４）窒化ほう素、５）酸化ほう素、
６）ほう化クロム、７）ほう化ランタン等が挙げられ
る。これらの中でも、コスト等の観点からして１）〜
５）の選択が好ましい。勿論、ここに列挙した物質に関
しては、１種を単独で用いてもよいほか、２種以上を組
み合わせて用いてもよい。

【００３１】アルミニウム及びその化合物としては、例
えば、１）アルミニウム単体、２）二ほう化アルミニウ
ム、３）炭化アルミニウム、４）窒化アルミニウム、
５）酸化アルミニウム等が挙げられる。勿論、ここに列
挙した物質に関しては、１種を単独で用いてもよいほ
か、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【００３２】炭素としては、例えば、１）フェノール樹
脂、２）リグニンスルホン酸塩、３）ポリビニルアルコ
ール、４）コーンスターチ、５）糖蜜、６）コールター
ルピッチ、７）アルギン酸塩等の有機物質や、さらには
８）カーボンブラック、９）アセチレンブラック等の無
機物質が挙げられる。勿論、ここに列挙した物質に関し
ては、１種を単独で用いてもよいほか、２種以上を組み
合わせて用いてもよい。前記炭素は、ほう素化合物中や
アルミニウム化合物中に含まれている炭素分であっても
かまわない。なお、炭素が、ほう素及びその化合物、ア
ルミニウム及びその化合物と共存している場合、気孔が
微細化しやすくなる。

【００３３】前記焼結助剤は０．３重量部〜２０重量部
であることがよく、さらには５．０重量部〜２０重量部
であることがより望ましく、特には１０重量部〜２０重
量部であることが最も望ましい。焼結助剤の量が少なす
ぎると、炭化珪素の結晶成長速度を増加させる効果が不
十分になる。逆に焼結助剤の量を極めて多くしたとして
も、結晶成長速度を増加させる効果の大幅な増大にはつ
ながらず、却って不純物の増加により焼結体の物性の低
下を招くおそれがある。

【００３４】第２工程により得られた炭化珪素製の成形
体は、所定の温度範囲内で焼成される必要がある。ここ
で、所定温度範囲内とは１８００℃〜２４００℃、好ま
しくは２０００℃〜２３００℃である。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。

【００３５】以上説明したごとく、請求項６に記載した
発明の製造方法によれば、耐熱性、耐熱衝撃性、耐摩耗
性及び耐食性等に優れたテーブルを確実に製造すること
ができる。

【００３６】請求項７に記載の発明によると、研磨面に
対して半導体ウェハが回転しながら摺接する結果、半導
体ウェハの片側面が前記研磨面によって均一に研磨され
る。上記の炭化珪素製のテーブルは、熱伝導性、耐摩耗
性や耐食性等に優れたものであるため、研磨時における
温度バラツキの発生や不純物の漏出等が起こりにくい。
よって、半導体ウェハの大口径化、高精度化及び高品質
化にも確実に対応することができる。

【００３７】

【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。

【００３８】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、円盤状であって炭化珪素焼結体製
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となっている。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。このよう
なテーブル２は、同じく円盤状をした冷却ジャケット３
の上部に図示しないボルト等を用いて取り付けられてい
る。冷却ジャケット３自身は、円柱状の回転軸４により
水平に支持されている。冷却ジャケット３の内部には流
路が形成されている。この流路には冷却用流体としての
冷水Ｗが循環されるようになっている。

【００３９】このウェハ研磨装置１は、多数（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。ウェハ保持プレート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、図示しな
い駆動装置の一部であるプッシャ棒７が固定されてい
る。各プッシャ棒７は、保持面６ａをその下方にあるテ
ーブル２の研磨面２ａに対向させた状態で各ウェハ保持
プレート６を水平に支持している。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。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て
いる。勿論、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。

【００４０】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
半導体ウェハ５を研磨面２ａに対して所定押圧力印加状
態で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、そ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。

【００４１】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、ウェハ保持プレ
ート６は半導体ウェハ５を研磨面２ａに対してほぼ押圧
力無印加状態で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。

【００４２】以下、本実施形態をより具体化したいくつ
かの実施例を、図２の表に基づいて説明する。

【００４３】

【実施例】［実施例１Ａ，１Ｂ］実施例１Ｂ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。

【００４４】第１工程においては、この炭化珪素粉末１
００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。

【００４５】このようにして得られた前記混合物の顆粒
を、第２工程において金属製押し型を用いて５０ｋｇ／
ｃｍ² の圧力で成形した。得られた生成形体の密度は
１．２ｇ／ｃｍ³ であった。

【００４６】第３工程においては、前記生成形体を外気
を遮断することができる黒鉛製ルツボに装入し、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。得られた焼結体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。

【００４７】また、得られた焼結体の密度は３．１ｇ／
ｃｍ³ であり、熱伝導率は１５０ｗ／ｍＫであった。焼
結体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。

【００４８】最後に第３工程を経て作製された焼結体の
片側面に対して、炭化珪素製研磨治具を用いた研磨加工
を施した。その結果、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。

【００４９】このようにして得られた実施例１Ａのテー
ブル２を上記各種の研磨装置１にセットして、各種サイ
ズの半導体ウェハ５の研磨を行なったところ、いずれの
タイプについても同テーブル２に熱変形等が全く認めら
れなかった。しかも、強アルカリ溶液に晒されやすいＣ
ＭＰ用マシンに適用した場合においても、同テーブル２
が酸化することはなく、耐食性に優れていることが確認
された。これは、同テーブル２の少気孔化により緻密さ
が増したことで、焼結体内部にアルカリ溶液が侵入しに
くくなったことによるものと推測される。

【００５０】また、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には、そのサイズに関係なく全
く傷が付いておらず、しかも大きな反りも生じていなか
った。つまり、極めて高精度、高品質の半導体ウェハ５
が得られることが実証された。

【００５１】一方、実施例１Ａの作製においては、図２
の表に記載した材料・条件等を設定するとともに、基本
的に前記手順に沿って第１〜第３工程を実施した。使用
した炭化珪素粉末はα型であって、具体的には屋久島電
工株式会社製「ＯＹ１５（商品名）」とした。

【００５２】実施例１Ａの焼結体の密度は３．１ｇ／ｃ
ｍ³ 、熱伝導率は１２５ｗ／ｍＫであった。焼結体に含
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。つまり、β型炭化珪素粉末を出発材料と
した実施例１Ｂの焼結体のほうが、実施例１Ａの焼結体
よりも熱伝導率が２割ほど高くなる傾向がみられた。

【００５３】第３工程を経て作製された焼結体の片側面
に対して、炭化珪素製研磨治具を用いた研磨加工を施し
た。その結果、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。

【００５４】このようにして得られた実施例１Ａのテー
ブル２を上記各種の研磨装置１にセットして、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１Ｂとほぼ同様の優れた結果が得られた。

【００５５】即ち、いずれのタイプの研磨装置１につい
ても、同テーブル２に熱変形等が全く認められなかっ
た。しかも、強アルカリ溶液に晒されやすいＣＭＰ用マ
シンに適用した場合においても、同テーブル２が酸化す
ることはなく、耐食性に優れていることが確認された。
また、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には、そのサイズに関係なく全く傷が付いて
おらず、しかも大きな反りも生じていなかった。つま
り、極めて高精度、高品質の半導体ウェハ５が得られる
ことが実証された。 ［実施例２Ａ，２Ｂ］実施例２Ｂの作製においては、前
記実施例１Ｂと同じく、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、０．
４μｍという結晶粒径の平均値を有し、かつ１０重量％
のアルミニウム及び５．５重量％の遊離炭素を含有して
いた。一方、実施例２Ａのサンプル作製においては、前
記実施例１Ａと同じく、α型炭化珪素粉末である屋久島
電工株式会社製「ＯＹ１５（商品名）」を用いた。

【００５６】実施例１Ａの手順に準じて第１工程及び第
２工程を実施した後、第３工程において生成形体を黒鉛
製ルツボに装入し、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１５℃／分の
昇温速度で最高温度である２２００℃まで加熱し、その
後はその温度で５時間保持することとした。得られた焼
結体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。

【００５７】得られた実施例２Ｂの焼結体の密度は３．
１ｇ／ｃｍ³ であり、熱伝導率は１７０ｗ／ｍＫであっ
た。焼結体に含まれているアルミニウムは２．６重量
％、遊離炭素は３．２重量％であった。また、得られた
実施例２Ａの焼結体の密度は３．１ｇ／ｃｍ³ であり、
熱伝導率は１４２ｗ／ｍＫであった。焼結体に含まれて
いるアルミニウムは２．６重量％、遊離炭素は３．２重
量％であった。つまり、β型炭化珪素粉末を出発材料と
した実施例２Ｂの焼結体のほうが、実施例２Ａの焼結体
よりも熱伝導率が２割ほど高くなる傾向がみられた。

【００５８】最後に第３工程を経て作製された焼結体の
片側面に対して、炭化珪素製研磨治具を用いた研磨加工
を施した。その結果、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。

【００５９】このようにして得られた実施例２Ａ，２Ｂ
のテーブル２を上記各種の研磨装置１にセットして、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１Ａ，１Ｂとほぼ同様の優れた結果が得られ
た。

【００６０】即ち、いずれのタイプの研磨装置１につい
ても、同テーブル２に熱変形等が全く認められなかっ
た。しかも、強アルカリ溶液に晒されやすいＣＭＰ用マ
シンに適用した場合においても、同テーブル２が酸化す
ることはなく、耐食性に優れていることが確認された。
また、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には、そのサイズに関係なく全く傷が付いて
おらず、しかも大きな反りも生じていなかった。つま
り、極めて高精度、高品質の半導体ウェハ５が得られる
ことが実証された。 ［実施例３Ａ，３Ｂ，４Ａ，４Ｂ］実施例３Ｂ，４Ｂの
作製においては、前記実施例１Ｂと同じく、β型炭化珪
素粉末であるイビデン株式会社製「ベータランダム（商
品名）」を用いた。一方、実施例３Ａ，４Ａのサンプル
作製においては、前記実施例１Ａと同じく、α型炭化珪
素粉末である屋久島電工株式会社製「ＯＹ１５（商品
名）」を用いた。そして、図２の表に記載した材料・条
件等を設定するとともに、基本的に前記実施例１Ａの手
順に沿って第１〜第３工程を実施した。

【００６１】得られた実施例３Ｂの焼結体の密度は３．
１ｇ／ｃｍ³ 、熱伝導率は１３２ｗ／ｍＫであった。同
焼結体に含まれているほう素は０．７重量％、遊離炭素
は３．８重量％であった。また、得られた実施例３Ａの
焼結体の密度は３．１ｇ／ｃｍ³ であり、熱伝導率は１
１０ｗ／ｍＫであった。ほう素及び遊離炭素の含有量は
同じであった。つまり、β型炭化珪素粉末を出発材料と
した実施例３Ｂの焼結体のほうが、実施例３Ａの焼結体
よりも熱伝導率が２割ほど高くなる傾向がみられた。

【００６２】得られた実施例４Ｂの焼結体の密度は２．
７ｇ／ｃｍ³ 、熱伝導率は９６ｗ／ｍＫであった。同焼
結体に含まれているアルミニウムは１．６重量％、遊離
炭素は３．３重量％であった。また、得られた実施例４
Ａの焼結体の密度は２．７ｇ／ｃｍ³ であり、熱伝導率
は８０ｗ／ｍＫであった。ほう素及び遊離炭素の含有量
は同じであった。つまり、β型炭化珪素粉末を出発材料
とした実施例４Ｂの焼結体のほうが、実施例４Ａの焼結
体よりも熱伝導率が２割ほど高くなる傾向がみられた。

【００６３】勿論、これらのもの３Ａ，３Ｂ，４Ａ，４
Ｂについても、実施例１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂに匹敵す
る好適な結果が得られた。 ［比較例１，２］比較例１，２では、図２の表に記載し
た材料・条件等を設定するとともに、基本的に前記実施
例１Ａの手順に沿って第１〜第３工程を実施した。

【００６４】ただし、比較例１では焼結助剤の量を好適
範囲外（具体的にはほう素の量を０．１５重量％より少
なめ）に設定した。その結果、得られた焼結体の密度は
２．３ｇ／ｃｍ³ 、熱伝導率は２０ｗ／ｍＫであった。
同焼結体に含まれているほう素は０．０５重量％、遊離
炭素は１．０重量％であった。

【００６５】また、比較例２では焼結助剤の量を好適範
囲外（具体的にはアルミニウムの量を１０重量％より多
め）に設定し、かつ焼成温度を好適範囲外（２０００℃
よりも３００℃低く）に設定した。その結果、得られた
焼結体の密度は２．０ｇ／ｃｍ³ 、熱伝導率は２２ｗ／
ｍＫであった。同焼結体に含まれているアルミニウムは
０．０９重量％、遊離炭素は２．８重量％であった。

【００６６】従って、上記２つの比較例のテーブルを上
記各種の研磨装置１にセットして、各種サイズの半導体
ウェハ５の研磨を行なったところ、同テーブルに各種の
不具合（熱変形、摩耗、侵食、酸化等）が生じる結果と
なった。また、研磨を経て得られた半導体ウェハ５の精
度や品質も、到底各実施例１Ａ〜４Ｂに及ばないもので
あった。

【００６７】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。ここでは代表的なもののみを
列挙する。 （１）この実施形態によれば、耐熱性、耐熱衝撃性、耐
摩耗性及び耐食性に優れたテーブル２を実現することが
でき、半導体ウェハ５の大口径化、高精度化及び高品質
化に確実に対応可能となる。

【００６８】（２）この実施形態にて示した製造方法に
よると、焼成時において板状結晶の成長が有効に促進さ
れるため、上記の優れたテーブル２を確実に製造するこ
とができる。

【００６９】（３）この実施形態の半導体ウェハ５の研
磨方法によると、上記の優れたテーブル２により半導体
ウェハ５を均一に研磨することが可能である。従って、
半導体ウェハ５の高精度化及び高品質化を達成するうえ
で極めて好適である。

【００７０】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。 ◎ テーブル２の研磨面２ａは実施形態のように完全平
坦状であってもよいほか、例えば僅かに球面状（平坦度
０．５μｍ〜５μｍ）に形成されていてもよい。

【００７１】◎ ウェハ保持プレート６側を上下動させ
る方式に代えて、テーブル２側を上下動させる構造を採
用しても勿論よい。 ◎ 炭化珪素以外の珪化物セラミックスとしては、密度
が２．７ｇ／ｃｍ³ 以上である緻密体という条件を満た
すものであれば、例えば窒化珪素（Ｓｉ₃ Ｎ₄）やサイ
アロン等を選択することも許容されうる。

【００７２】◎ 炭化珪素以外の炭化物セラミックスと
しては、密度が２．７ｇ／ｃｍ³ 以上である緻密体とい
う条件を満たすものであれば、例えば炭化ホウ素（Ｂ₄
Ｃ）等を選択することも許容されうる。

【００７３】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） スライスされた単結晶シリコンに対する研磨に
より形成された被研磨面を少なくともその片側面に有す
るミラーウェハにおいて、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た状態で、密
度が２．７ｇ／ｃｍ³ 以上である炭化珪素焼結体製の緻
密体であって、熱伝導率が３０ｗ／ｍＫ以上であるテー
ブルの研磨面に対し回転摺接させられる研磨工程を経て
製造されるミラーウェハ。この技術的思想１に記載の発
明によると、高品質化を図ることができる。

【００７４】（２） スライスされた単結晶シリコンに
対するエピタキシャル成長を行なった後、同層を研磨す
ることにより形成された被研磨面を少なくともその片側
面に有するエピタキシャルウェハにおいて、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
された状態で、密度が２．７ｇ／ｃｍ³ 以上である炭化
珪素焼結体製の緻密体であって、熱伝導率が３０ｗ／ｍ
Ｋ以上であるテーブルの研磨面に対し回転摺接させられ
る研磨工程を経て製造されるエピタキシャルウェハ。こ
の技術的思想２に記載の発明によると、高品質化を図る
ことができる。

【００７５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、耐熱性、耐熱衝撃性、耐摩耗性及び耐食
性に優れ、半導体ウェハの大口径化、高精度化及び高品
質化に対応可能なウェハ研磨装置用ウェハ保持プレート
を提供することができる。

【００７６】請求項２〜５に記載の発明によれば、耐熱
性、耐熱衝撃性、耐摩耗性及び耐食性に極めて優れ、半
導体ウェハの大口径化、高精度化及び高品質化に確実に
対応可能なウェハ研磨装置用ウェハ保持プレートを提供
することができる。

【００７７】請求項３，４に記載の発明によれば、焼結
体の緻密さが増す結果、テーブルの耐食性、剛性、耐摩
耗性、熱伝導性等が確実に高くなる。請求項５に記載の
発明によれば、テーブルの熱伝導性等がより確実に高く
なる。

【００７８】請求項６に記載の発明によれば、上記の優
れたテーブルを確実に製造することができる方法を提供
することができる。請求項７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
ェハの高精度化及び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。

【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】各実施例及び各比較例における製造条件及び焼
結体特性を示した表。

【図３】（ａ），（ｂ）は半導体デバイスの製造手順の
概略を説明するためのフローチャート。

【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…研磨面、５…半導体ウェハ、６…ウェハ保持プレ
ート、６ａ…保持面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神保 直幸 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

Claims (7)

【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、密度が２．７
   ｇ／ｃｍ³ 以上である珪化物セラミックス製または炭化
   物セラミックス製の緻密体からな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、前記テーブル
   は、密度が２．７ｇ／ｃｍ³ 以上である炭化珪素焼結体
   製の緻密体であって、熱伝導率が３０ｗ／ｍＫ以上であ
   ることを特徴とするウェハ研磨装置用テーブル。
3. 【請求項３】０．１５重量％〜１．０重量％のほう素及
   び０．５重量％〜１０重量％の遊離炭素を含有すること
   を特徴とする請求項２に記載のウェハ研磨装置用テーブ
   ル。
4. 【請求項４】０．５重量％〜１０重量％のアルミニウム
   及び０．５重量％〜１０重量％の遊離炭素を含有するこ
   とを特徴とする請求項２に記載のウェハ研磨装置用テー
   ブル。
5. 【請求項５】前記テーブルは、β型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２乃至４のいずれか１項に記載のウェハ研
   磨装置用テーブル。
6. 【請求項６】請求項２に記載されたウェハ研磨装置用テ
   ーブルを製造する方法であって、 炭化珪素粉末１００重量部に対し、ほう素及びその化合
   物、アルミニウム及びその化合物、並びに炭素より選択
   される少なくとも１種からなる焼結助剤０．３重量部〜
   ２０重量部を均一に混合する第１工程と、 前記第１工程により得られた混合物を所定形状に成形す
   る第２工程と、 前記第２工程により得られた成形体を１８００℃〜２４
   ００℃の温度範囲内で焼成する工程とを含むウェハ研磨
   装置用テーブルの製造方法。
7. 【請求項７】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半導体ウェハを保持させるととも
   に、密度が２．７ｇ／ｃｍ³ 以上である炭化珪素焼結体
   製の緻密体であって、熱伝導率が３０ｗ／ｍＫ以上であ
   る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。