JP2001062708A - ウェハ研磨装置用テーブル - 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、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】 ウェハ研磨装置１は、テーブル２及びウ
ェハ保持プレート６を備える。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の上部
にある研磨面２ａに摺接される。テーブル２は、セラミ
ックス製の基材１１Ａ，１１Ｂを複数枚積層した積層構
造物である。基材１１Ａ，１１Ｂの界面には流体流路１
２が形成される。各基材１１Ａ，１１Ｂの熱膨張係数
は、ほぼ等しい。

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
レス等の金属材料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、即ちテーブルの均熱性を向上させる
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。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、セラミックスが最近特に注目されている。

【０００６】

【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。ただし、セラミック材料
は硬質であるため、通常の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、一般的には困難である。そ
こで本発明者らは、複数枚のセラミックス製基材を積層
して、それらの基材の界面に冷却用水路を形成すればよ
い、との結論に達した。

【０００７】ところが、上記構造のテーブルを高温条件
下で使用した場合、熱応力が発生することによってテー
ブル全体に反りが生じ、ウェハの平坦度向上を達成でき
なくなるおそれがある。また、反りの発生は大口径用の
テーブルになるほど顕著になると予想される。従って、
ウェハの高品質化・大口径化を実現するうえでは、テー
ブル全体の反りの発生を未然に防止する何らかの対策を
講じておくことが不可欠となる。

【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、その目的は、製造に困難を伴わないにも
かかわらず、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。

【０００９】

【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で
あって、熱膨張係数のほぼ等しいセラミックス製基材が
複数枚積層され、かつ前記基材の界面に流体流路が形成
されたウェハ研磨装置用テーブルをその要旨とする。

【００１０】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
ブルであって、熱膨張係数のほぼ等しいセラミックス製
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が形
成されたウェハ研磨装置用テーブルをその要旨とする。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２において、前記各基材の熱膨張係数は、いずれも８．
０×１０^-6／℃以下であるとした。請求項４に記載の発
明は、請求項１または２において、前記各基材の熱膨張
係数は、いずれも５．０×１０^-6／℃以下であるとし
た。

【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項４におい
て、前記各基材の熱膨張係数の差は、１．０×１０^-6／
℃以内であるとした。以下、本発明の「作用」について
説明する。

【００１３】請求項１〜５に記載の発明によると、研磨
面側の熱は、テーブル内部に速やかに伝導し、流体流路
内の流体に確実に受け渡される。よって、間接的に冷却
を行うものに比べて熱をテーブルから効率よく逃がすこ
とができ、テーブル内の温度バラツキも小さくなる。即
ち、テーブルの均熱性が向上し、流体供給による温度制
御が比較的容易になる。また、熱膨張係数のほぼ等しい
セラミックス製基材を複数枚使用しているため、高温条
件下で使用したとしても、テーブル全体の反りをもたら
す熱応力が発生しにくくなる。従って、テーブル全体の
反りが未然に防止され、ウェハの平坦度も向上する。

【００１４】以上の結果、ウェハの大口径化・高品質化
に対応可能なテーブルとすることができる。また、この
基材はセラミックス製であるため、金属に比べて、熱伝
導性、耐熱性、耐熱衝撃性、耐摩耗性等に優れている。
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。

【００１５】請求項２に記載の発明のように、各基材同
士が接着層を介して接合されている場合であっても、そ
の接合界面にはクラックによる破壊が起こりにくく、高
強度のテーブルとすることができる。また、接合界面か
らの流体漏れも防止することができる。

【００１６】各基材の熱膨張係数は、いずれも８．０×
１０^-6／℃以下であることが好ましく、５．０×１０^-6
／℃以下であることが特に好ましい。一般的なウェハ形
成材料であるシリコン（Ｓｉ）の熱膨張係数（３．５×
１０^-6／℃）と、テーブルの熱膨張係数との差が小さく
なるからである。また、各基材の熱膨張係数の差は、
１．０×１０^-6／℃以内であることがよい。反りやクラ
ックをもたらす熱応力の発生のより確実な防止につなが
るからである。

【００１７】

【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。

【００１８】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。

【００１９】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、シリ
コンからなる半導体ウェハ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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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）のセラミックス製
基材１１Ａ，１１Ｂ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１１Ａ，１１Ｂのうち上側のも
の（上側基材１１Ａ）の底面には、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。一方、下側基材１１Ｂのほうには、こ
のような溝１３は特に形成されていない。２枚の基材１
１Ａ，１１Ｂ同士は、金属系接着層としてのロウ材層１
４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。

【００２３】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い。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）を選択し
ている。従って、本実施形態では、２枚の基材１１Ａ，
１１Ｂの両方について同種のセラミックス材料が用いら
れていることになる。なお、炭化珪素焼結体は、上記セ
ラミックスのなかでも、とりわけ熱伝導性、耐熱性、耐
熱衝撃性、耐摩耗性、剛性等に優れている点で好まし
い。

【００２４】上側基材１１Ａの熱伝導率は、下側基材１
１Ｂの熱伝導率と同等の値またはそれよりも大きい値に
設定されることがよい。よって、本実施形態では、結晶
粒子間の結合が強くてしかも気孔が極めて少ない緻密体
を、上側基材１１Ａとして選択している。これに対し
て、多くの気孔を有する多孔質体を、下側基材１１Ｂと
して選択している。

【００２５】両基材１１Ａ，１１Ｂの０℃〜４００℃の
熱膨張係数は、いずれも８．０×１０^-6／℃以下、さら
には６．５×１０^-6／℃以下、特には５．０×１０^-6／
℃以下であることがよい。シリコンの熱膨張係数は３．
５×１０^-6／℃であるため、それとテーブル２の熱膨張
係数との差を極力小さくするためである。もっとも、両
基材１１Ａ，１１Ｂの０℃〜４００℃の熱膨張係数は、
ともに２．０×１０^-6／℃以上であることがよい。

【００２６】本実施形態では、熱膨張係数のほぼ等しい
基材１１Ａ，１１Ｂが使用されている必要がある。具体
的にいうと、各基材１１Ａ，１１Ｂの熱膨張係数の差
は、１．０×１０^-6／℃以内、さらには０．５×１０^-6
／℃以内、特には０．２×１０ ^-6／℃以内であることが
よい。この差が小さくなればなるほど、反りやクラック
をもたらす熱応力の発生をより確実に防止できるからで
ある。

【００２７】また、上側基材１１Ａの厚さは、下側基材
１１Ｂの厚さよりも薄くなっている。これにより、上側
基材１１Ａの熱抵抗は、下側基材１１Ｂの熱抵抗よりも
確実に小さくなる。本実施形態において、上側基材１１
Ａの厚さは３ｍｍ〜２０ｍｍに設定されている。下側基
材１１Ｂの厚さは１０ｍｍ〜５０ｍｍに設定されてい
る。

【００２８】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、緻密体を得たい
ような場合には、焼結体における結晶粒子の粒界が少な
くなり、熱伝導性に特に優れたものとすることができ
る。

【００２９】炭化珪素焼結体製の上側基材１１Ａの熱伝
導率は４０Ｗ／ｍＫ以上であることがよく、さらには８
０Ｗ／ｍＫ〜３００Ｗ／ｍＫ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、３００Ｗ／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。なお、下側基材１１Ｂの熱伝導率は５Ｗ／ｍＫ以上
であることがよく、さらには１０Ｗ／ｍＫ〜８０Ｗ／ｍ
Ｋであることが望ましい。その理由は、冷却用水路１２
にて構成される冷却部よりも下の放熱を防止することに
より、研磨面２ａの温度制御をしやすくするためであ
る。

【００３０】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１１Ａ，１１Ｂ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。

【００３１】本実施形態では、基材１１Ａ，１１Ｂ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８５０℃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。

【００３２】水路１２の一部を構成する溝１３は、上側
基材１１Ａの底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。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。

【００３３】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。

【００３４】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
１Ａ，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。

【００３５】続いて、上側基材１１Ａの底面を砥石を用
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、２枚の基材１
１Ａ，１１Ｂ間に適量のロウ材を配置した状態で、両者
１１Ａ，１１Ｂを積層する。このような状態で２枚の基
材１１Ａ，１１Ｂを加熱し、基材１１Ａ，１１Ｂ同士を
ロウ付けする。そして最後に、上側基材１１Ａ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。以下、本実施形態をより具体化した実施例を紹
介する。 ［実施例］上側基材１１Ａ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。

【００３６】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。得られた円盤状の生成形体の密度は１．２ｇ／
ｃｍ³であった。

【００３７】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。得られた上側基材１１Ａ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、上側基材１１Ａの密度は３．１
ｇ／ｃｍ³ であり、熱伝導率は１５０W／ｍＫであっ
た。上側基材１１Ａ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。ここでは、上側
基材１１Ａの寸法を、直径６００ｍｍ、厚さ５ｍｍに設
定した。

【００３８】一方、下側基材１１Ｂとして、市販の多孔
質炭化珪素焼結体（具体的には、イビデン株式会社製
「ＳＣＰ−５（商品名）」）を用いた。なお、この焼結
体の密度は約１．９ｇ／ｃｍ³、熱伝導率は３０Ｗ／ｍ
Ｋ、気孔率は４０％〜４５％である。下側基材１１Ｂの
寸法も、直径６００ｍｍ、厚さ２５ｍｍに設定した。

【００３９】また、上側基材１１Ａ及び下側基材１１Ｂ
の０℃〜４００℃の熱膨張係数は、それぞれ４．５×１
０^-6／℃、４．４×１０^-6／℃であり、その差は０．１
×１０^-6／℃となっていた。

【００４０】続いて、研削加工によって深さ５mmかつ幅
１０mmの溝１３を上側基材１１Ａの裏面に形成した後、
ロウ付けによって２枚の基材１１Ａ，１１Ｂを一体化し
た。ここではチタンを含む箔状の銀ロウ材を用い、ロウ
材層１４の厚さを２０μmに設定することとした。

【００４１】ロウ付け工程の後、さらに上側基材１１Ａ
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。このようにして得られた実施例のテ
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（シリ
コンウェハ）５の研磨を数百℃の高温条件下で行なっ
た。その結果、いずれのタイプについても、テーブル２
に反りが全く認められなかった。また、ロウ材層１４に
クラックによる破壊が生じることもなく、基材１１Ａ，
１１Ｂの接合界面には十分な密着強度が確保されている
ようであった。そこで、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Ｊ
ＩＳ 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。

【００４２】そして、各種の研磨装置１による研磨を経
て得られたウェハ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。より具体的にいうと、このときのウェハ５の平坦度
は、６００ｍｍφで２μｍ以内に収まっていた。また、
４０℃の温度でのプレート６の平坦度は、５μｍ以内に
収まっていた。

【００４３】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。従って、本実施形態の実施例によれ
ば、以下のような効果を得ることができる。 （１）このウェハ研磨装置１のテーブル２では、炭化珪
素製基材１１Ａ，１１Ｂの接合界面に水路１２を形成し
ている。従って、研磨面２ａ側の熱は、テーブル２の内
部を伝導し、水路１２内を流れる冷却水Ｗに確実に受け
渡される。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、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る。ゆえに、テ
ーブル２内の温度バラツキも小さくなる。即ち、テーブ
ル２の均熱性が向上し、流体供給による温度制御が比較
的容易になる結果、ウェハ５を高い精度で加工すること
ができる。

【００４４】また、この装置１のテーブル２は、熱膨張
係数のほぼ等しい炭化珪素製基材１１Ａ，１１Ｂを２枚
使用して構成されている。そのため、高温条件下で使用
したとしても、テーブル２全体に反りをもたらすような
熱応力が発生しにくくなる。従って、テーブル２全体の
反りが未然に防止され、ウェハ５の平坦度も向上する。

【００４５】以上の結果、ウェハ５の大口径化・高品質
化に対応可能なテーブル２とすることができる。 （２）このテーブル２では、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同士を接合
することができる。従って、基材１１Ａ，１１Ｂ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、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。

【００４６】（３）テーブル２を構成する２枚の基材１
１Ａ，１１Ｂ同士は、ロウ材層１４を介したロウ付けに
より強固に接合されている。そのため、ロウ材層１４を
介在させずに積層した場合とは異なり、接合界面に高い
接合強度を確保することができる。また、上記のごとく
テーブル２に熱応力が発生しにくくなることで、接合界
面におけるクラック破壊も確実に回避される。従って、
破壊しにくい高強度のテーブル２とすることができる。
また、クラックによる破壊が回避される結果、接合界面
からの水漏れも未然に防止することができる。

【００４７】（４）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。

【００４８】・ 基材１１Ａ，１１Ｂ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３１では、接着層を省略す
る代わりに、基材１１Ａ，１１Ｂ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。この場合で
あっても、基材１１Ａ，１１Ｂの熱膨張係数をほぼ等し
く設定しておくことにより、テーブル２１全体の反りを
防止することができる。

【００４９】・ 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。 ・ 溝１３は実施形態のように上側基材１１Ａのみに形
成されていてもよいほか、下側基材１１Ｂのみに形成さ
れていてもよく、さらには両方の基材１１Ａ，１１Ｂに
形成されていてもよい。

【００５０】・ 実施形態においては、炭化珪素焼結体
の緻密体を用いて上側基材１１Ａを形成し、かつ炭化珪
素焼結体の多孔質体を用いて下側基材１１Ｂを形成して
いた。勿論、このような組み合わせに限定されることは
なく、例えば炭化珪素焼結体の緻密体を用いて両基材１
１Ａ，１１Ｂを形成したり、炭化珪素焼結体の多孔質体
を用いて両基材１１Ａ，１１Ｂを形成したりしてもよ
い。即ち、両基材１１Ａ，１１Ｂの材料を同一にするこ
とにより、両者の熱膨張係数を完全に等しく設定しても
よい。

【００５１】・ さらには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く、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。もっともこの場合においても、熱膨張係数が
８．０×１０^-6／℃以下という条件を満たしていること
が望ましい。

【００５２】・ 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。

【００５３】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
術的思想をその効果とともに以下に列挙する。 （１） 請求項１乃至５のいずれか１つにおいて、前記
各基材は、珪化物セラミックスまたは炭化物セラミック
ス製（好ましくは炭化珪素焼結体製）であること。従っ
て、この技術的思想１に記載の発明によれば、熱伝導
性、耐熱性、耐熱衝撃性、耐摩耗性、剛性等を向上でき
る。

【００５４】（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シリコンウ
ェハが摺接される研磨面を有するテーブルであって、０
℃〜４００℃の熱膨張係数が４．５×１０^-6／℃程度で
あって緻密体である炭化珪素焼結体製の上側基材と、０
℃〜４００℃の熱膨張係数が４．４×１０^-6／℃程度で
あって多孔質体である炭化珪素焼結体製の下側基材とを
積層した状態で、各基材同士がチタンを含むロウ材層を
介して接合され、かつ前記基材の接合界面に溝をその一
部とする流体流路が形成されたウェハ研磨装置用テーブ
ル。

【００５５】（３） 熱膨張係数がいずれも８．０×１
０^-6／℃以下である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が形成された積層セラミックス構造
体。

【００５６】（４） 請求項１乃至５のいずれか１つに
記載のテーブル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。従って、この技術的思想４
に記載の発明によれば、研磨時にウェハが熱の悪影響を
受けにくくなる結果、ウェハを正確に研磨することが可
能となり、大口径・高品質のウェハを得ることができ
る。

【００５７】（５） 請求項１乃至５のいずれか１つに
記載のテーブル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。従
って、この技術的思想５に記載の発明によれば、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
質のウェハを得ることができる。

【００５８】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜５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、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。

【００５９】請求項２に記載の発明によれば、破壊しに
くくて高強度のテーブルとすることができる。請求項
３，４に記載の発明によると、反りやクラックをもたら
す熱応力の発生をより確実に防止できるため、半導体ウ
ェハの大口径化・高品質化及びテーブルの強度アップを
確実に達成することができる。

【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に用いられるテーブルの
要部拡大断面図。

【符号の説明】

１…ウェハ研磨装置、２，３１…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、１１Ａ，１１Ｂ…基材、１
２…流体流路としての水路、１４…接着層としてのロウ
材層。

Claims (5)

【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であって、熱膨張係数の
   ほぼ等しいセラミックス製基材が複数枚積層され、かつ
   前記基材の界面に流体流路が形成されたウェハ研磨装置
   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であって、熱膨張係数の
   ほぼ等しいセラミックス製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が形成されたウェハ研磨装置用
   テーブル。
3. 【請求項３】前記各基材の熱膨張係数は、いずれも８．
   ０×１０^-6／℃以下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。
4. 【請求項４】前記各基材の熱膨張係数は、いずれも５．
   ０×１０^-6／℃以下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。
5. 【請求項５】前記各基材の熱膨張係数の差は、１．０×
   １０^-6／℃以内である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。