JP2001039774A - セラミックウェーハーを作る方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高強度のテープキャストされたセラミックウ
ェーハーを作る方法を提供する。 【解決手段】 セラミック粉末、バインダー及び水から
本質的になる配合物を用意し；この配合物をテープキャ
ストしてテープキャスト体を作り；このテープキャスト
体を乾燥してある厚さのグリーン体を作り；このグリー
ン体を圧縮してその厚さを少なくとも５％減らし；そし
て、得られた圧縮グリーン体を焼結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（発明の背景）ダイオードやトランジスタ
ーのような半導体装置の製造には、一般に、多結晶シリ
コン、窒化ケイ素及び二酸化ケイ素のような誘電体を薄
いシリコンウェーハーの表面に付着することが必要であ
る。これらの物質の薄膜の付着は、電気炉（又は「拡散
加工管」）中で、一般に２５０〜１０００℃の範囲の温
度での急速な加熱及び冷却のサイクルを包含する。誘電
体前駆ガスがこれらの温度に加熱された拡散加工管に供
給されると、これらガスは反応し、前記シリコンウェー
ハーの表面に誘電性反応生成物を付着する。

【０００２】前記付着工程の間、前記シリコンウェーハ
ーは前記加工管内に置かれた鉛直な又は水平なボート中
に支持される。前記ウェーハーボート及び加工管は、一
般に、優れた耐熱衝撃性、高い機械的強度、多数の加熱
・冷却サイクルを通してその形状を保持する能力を有
し、またガスを放出しない（即ち、焼成操作の間、キル
ンの雰囲気中になんらの望ましくない不純物を導入しな
い）。これらの要請を満たす１つの物質は炭化ケイ素で
ある。上記用途のために、ボート、パドル及び加工管の
ような炭化ケイ素拡散構成要素は、一般に付着のために
選ばれた誘電体で予備被覆される。

【０００３】シリコンウェーハーがボート中で加工され
るときは、同じ製品を製造するために、ボート中の各ウ
ェーハーは、同じガス濃度及び温度プロファイルに曝さ
れることが当然望ましい。しかしながら、一般的な流体
力学的状況は次のようなものである。即ち、一致したプ
ロファイルはボートの中央にのみ見られ、ボートの端部
ではしばしば一致しないプロファイルが見られ、望まし
くない程度の誘電体付着が端部ウェーハーに生じ、これ
はそれらを望ましくないものにする。

【０００４】この「端部効果」問題を緩和する１つの従
来法は、シリコンでできた犠牲（「ダミー」）ウェーハ
ーでボートの端部スロットを満たすことである。例え
ば、一研究者は隣のシリコンウェーハーと正確に同じ寸
法を有するＳｉＣ被覆カーボンウェーハーを、端部スロ
ット中に入れた。しかしながら、これらのウェーハーは
分裂し、カーボン粒子で炉を汚染することが見いだされ
た。他の研究者はダミーウェーハーとしてＣＶＤモノリ
ス炭化ケイ素を用いることを提案した。しかしながら、
この材料は非常に高価であることが知られている。炭化
ケイ素ウェーハーを製造するための１つの先行の提案
は、凍結キャスティングアプローチであり、これは厚さ
少なくとも約１５mmのグリーン炭化ケイ素ビレットを作
り、これを再結晶し、次いで商業的に有用な厚さにスラ
イスするものである。しかしながら、凍結キャスティン
グ法はウェーハー中にはなはだしい多孔（４０ｖ／ｏの
オーダーであり、孔の１５％は２５μm より大きい）を
生じることが見出された。これらの大きな孔は、このウ
ェーハーを誘電体で完全に予備被覆するのは困難であ
り、付着法を非常に高価なものにする。日本特許公開Ｎ
o.５−２８３３０６（「東芝文献」）は、厚さ２mmのケ
イ素化炭化ケイ素ディスクを厚さ約０．６２５mmに研磨
し、次いでこのディスクをアルミナ−シリカ被膜で被覆
することにより、商業的に有用なウェーハーを形成する
ことを開示している。しかしながら、この研磨、ケイ素
化及びＣＶＤ工程は高価であり、炭化ケイ素の酸化を防
ぐためのシリコン浸透が要求されない低温（１０００℃
未満）の適用においては特にそうである。

【０００５】それ故、本発明の目的は、約１０００℃未
満の温度での用途において使用することが要請される、
寸法的、物理的、及び機械的性質を有する安価な炭化ケ
イ素ダミーウェーハーを提供することである。

【０００６】（発明の要約）本発明の好ましい態様（ｅ
ｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）によれば、厚さ０．５〜１mm、直
径少なくとも１００mm、及び強度（リング−オン−リン
グ二軸曲げ（“ｒｉｎｇ ｏｎ ｒｉｎｇ ｂｉａｘｉ
ａｌ ｆｌｅｘｕｒｅ”）で測定）少なくとも３０ＭＰ
ａ（典型的には５０〜７０ＭＰａ）であり、孔の少なく
とも８５％は１４μm 以下である、本質的に再結晶化さ
れた炭化ケイ素からなるウェーハーが提供される。好ま
しくは、このウェーハーは密度が少なくとも約２．１５
ｇ／ｃｃ、より好ましくは２．３〜２．４ｇ／ｃｃであ
り；その多孔度は約１４％〜１６％で、その孔の少なく
とも８５％は１２μm 以下で、その孔の少なくとも９５
％は３μm 以下であり；平均孔径は６〜１０μm 、典型
的には８μm であり；前記炭化ケイ素は再結晶形であ
り、４０〜６０ｗ／ｏの粒子が２〜５μm のサイズを持
ち、４０〜６０ｗ／ｏの粒子が約３０〜２００μm のサ
イズを持ち；そして、前記ウェーハーの表面は研磨され
ていない。

【０００７】また、本発明によれば、次の工程を含む、
高強度のテープキャストされたセラミックウェーハーを
作る方法が提供される： ａ）セラミック粉末、バインダー及び水から本質的にな
る配合物を用意する工程、 ｂ）前記配合物をテープキャストしてテープキャスト体
を作る工程、 ｃ）前記テープキャスト体を乾燥してある厚さのグリー
ン体を作る工程、 ｄ）前記グリーン体を圧縮してその厚さを少なくとも５
％減らす工程、及び ｅ）前記グリーン体を焼結する工程。

【０００８】本発明によれば、薄く、クラックのないグ
リーン炭化ケイ素シートを作る好ましい方法が提供さ
れ、その方法は次の工程を含む： ａ）液体キャリヤー（好ましくは水）及び本質的に炭化
ケイ素からなるセラミック粉末を含むスリップを形成す
る工程、 ｂ）前記スリップをテープ状にキャストして厚さ０．６
〜１．２mmの湿ったグリーンシートを作る工程、 ｃ）前記湿ったグリーンシートから本質的に全ての液体
のキャリヤーを蒸発させて、湿ったグリーンシートの厚
さの少なくとも８０％である厚さを有する乾燥グリーン
シートを作る工程、 ｄ）乾燥したグリーンシートから造形品を成形して炭化
ケイ素グリーンウェーハーを作る工程、 ｅ）この炭化ケイ素グリーンウェーハーを再結晶して、
０．５〜１．０mmの厚さ及び１３０μm 未満の平面度を
有する再結晶化された炭化ケイ素ウェーハーを作る工
程、及び、任意に ｆ）この炭化ケイ素ウェーハーを研磨してその厚さを５
％以下だけ減らす工程。

【０００９】本発明の好ましい態様において、前記炭化
ケイ素粉末は約４０〜４５ｗ／ｏの粒子が２〜５μm の
サイズであり、約３８〜４２ｗ／ｏの粒子が３０〜１０
０μm のサイズであり（ここに、ｗ／ｏ分率は全スリッ
プ重量を基準とする）；このスリップの水含量はこのス
リップの約１２〜１５ｗ／ｏであり；このスリップの全
固体含量（炭化ケイ素プラスバインダーの固体部分）は
このスリップの約８０〜９０ｗ／ｏであり；前記乾燥グ
リーンシートの密度は少なくとも約２．３ｇ／ｃｃであ
り；このスリップは更にガラス転移点が２２℃未満のバ
インダー１〜５ｗ／ｏ好ましくは２〜５ｗ／ｏを含有す
る。

【００１０】また、本発明によれば、次の工程を含む炭
化ケイ素ダミーウェーハーを用いる方法が提供される： ａ）複数のウェーハーを挿入するためのスロットを有す
るシリコンウェーハー拡散ボートを用意する工程、 ｂ）前記シリコンウェーハー拡散ボートの少なくとも１
つのスロットに、本発明の炭化ケイ素ウェーハーを挿入
する工程（但し、前記炭化ケイ素ウェーハーはその上に
誘電体の被膜を有する）、 ｃ）少なくとも１つの他のスロットにシリコンウェーハ
ーを挿入する工程、及び ｄ）前記シリコンウェーハーの表面上に、１０００℃以
下の温度で誘電体を付着させる工程。

【００１１】（発明の詳細な説明）水ベースの双峰粒度
分布の炭化ケイ素スリップをテープキャストし、このテ
ープからグリーンウェーハーを切り出し、このグリーン
ウェーハーを再結晶すると、安価で、低多孔質で、ダミ
ーウェーハーとして使用するに適した炭化ケイ素ウェー
ハーを与えることが見いだされた。

【００１２】本発明の好ましい方法に従って双峰粒度分
布の炭化ケイ素スリップをテープキャストすることによ
って作られる多孔度のレベルは、一般に再結晶化された
ウェーハーの約１４〜１６ｖ／ｏのオーダーであり、孔
の少なくとも９５％が３μmより大きく、孔の少なくと
も８５％は１２μm （好ましくは１０μm ）以下であ
り、平均孔径は４〜８μm 、典型的には約７μm である
孔径を有する。孔は少なく、比較的小さいので、これら
のウェーハーは、凍結キャスティング法で得られる炭化
ケイ素ウェーハーよりも、平坦でより安価に誘電体で予
備被覆される。更に、前記ウェーハーはシリコン含浸
（「ケイ素化」）が必要でないので、それらはケイ素化
した炭化ケイ素ウェーハーよりも安価である。

【００１３】更に、上に述べたネット形状に近いキャス
ティングは、スライス及び研磨の必要性を減らすか又は
除くので、ウェーハーがケイ素化されまいが（低温
用）、ケイ素化されようが（高温用）、本発明によって
製造されたテープキャストダミーウェーハーは大幅に減
少した製造コストで製造できるものと信じられる。従っ
て、もし安価なケイ素化ウェーハーが望まれるならば、
非常に微細な孔（即ち、３μm 未満の孔）が比較的存在
しないことは、容易なケイ素化を可能にする。

【００１４】本発明の他の新しい態様は、乾燥中にクラ
ックの入らない顕著な厚さのグリーン炭化ケイ素ウェー
ハーを信頼性高く提供できることである。炭化ケイ素の
典型的な先行技術のテープキャスティングは、非水ベー
スのスリップを用いて、より薄い（即ち、０．０２５〜
０．１２５mm）グリーンシートを製造することに限定さ
れていた。ダミーウェーハーは通常のシリコンウェーハ
ーと同じ厚さ（即ち、約０．６２５mm〜０．７２５mm）
であるべきであるから、非水ベースのスリップから作ら
れたより薄いウェーハーは、ダミーウェーハーとして適
していないであろう。これらの非水ベースのスリップか
ら作られるより薄いウェーハーは、ダミーウェーハーと
して適当でないであろう。これらの非水ベースのスリッ
プからより厚いシートをキャストする試みがなされた
が、過剰のクラックを生じた。理論に拘束されたくはな
いが、これら従来のスリップにおける有機溶媒の過剰な
蒸発速度は、比較的厚いグリーンシートの乾燥速度にお
ける顕著な鉛直方向の相違を生み出し、最上部表面の乾
燥表皮の形成をもたらし、その高い充填はその表皮の下
の割れを促進したものと信じられる。これとは対照的
に、水ベースのスリップはより遅い速度で乾燥する。乾
燥速度はより遅いから、蒸発プロファイルはシートの厚
さを通じてより均一であり、望ましくない乾燥表皮の形
成は最小化される。更に、本発明の１つの好ましい方法
は、キャストされたシートをキャスティングテーブルか
らの加熱により均一な鉛直方向の乾燥を更に高め、それ
によってグリーンシートの底からの水分の除去を促進す
る。

【００１５】更に、テープキャストは、以前に知られて
いたよりも大きな直径の炭化ケイ素ダミーウェーハーの
信頼性の高い製造を可能にするものと信じられる。この
点に関して、東芝文献は比較的小さな（１５０mm×１５
０mm×２mm）ケイ素化タイルを開示していることが注目
される。直径２００mm、厚さ１５０mmの炭化ケイ素ビレ
ットを凍結キャストし、次いでこのビレットをスライス
することを伴う１つの凍結キャスティングアプローチ
は、多数のビレットの内部に過剰の割れを被ったことも
注目される。これらとは対照的に、本発明の方法は、テ
ープキャスティングにより直径２００mm及び３００mmの
オーダーの適当な炭化ケイ素ダミーウェーハーを信頼性
高く製造するのを可能にする。

【００１６】好ましくは、本発明において使用される炭
化ケイ素粒子の粒度分布は、双峰粒度分布である。双峰
粒度分布を使用すると、微細な単一モードの分布が作り
だす収縮（約８５％〜９０％のオーダーの収縮）よりも
はるかに小さな収縮を薄いテープキャストグリーンシー
ト中に作りだす（只の約１０％〜１５％のオーダー）こ
とが見いだされた。より小さな収縮が含まれているの
で、このテープの厚さはより容易に制御される。微細な
単一モードの粉末がテープキャスティング技術の焦点で
あったので、この利点は先行技術には示唆されていなか
った。好ましくは、前記双峰ＳｉＣ粒子分布は、約３８
〜４２ｗ／ｏの、粒度範囲が１０〜１５０μm の粗いＳ
ｉＣ粒子（「粗いフラクション」）、及び約４０〜４５
ｗ／ｏの、粒度範囲が２〜４μm の微細なＳｉＣ粒子
（「微細なフラクション」）を含む。より好ましくは、
微細なフラクションは約４３ｗ／ｏのＳｉＣ粒子を含
み、平均粒度が約２〜３μm であり、一方粗いフラクシ
ョンは約４０ｗ／ｏのＳｉＣ粒子を含み、平均粒度が約
６０μm である。幾つかの具体例において、前記微細な
フラクションはＥ２７７であり、これはＳａｉｔ−Ｇｏ
ｂａｉｎ／ＮｏｒｔｏｎＩｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｅｒ
ａｍｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ （ＳＧ／ＮＩＣ
Ｃ） ｏｆ Ｗｏｒｃｅｓｔｅｒ，ＭＡから入手可能な
炭化ケイ素粉末であり、前記粗いフラクションはＦ２４
０であり、これはＳＧ／ＮＩＣＣから入手可能な他の炭
化ケイ素粉末である。

【００１７】前記スリップの好ましい具体例において、
水は約８０〜９０ｗ／ｏの固体を有するスリップを与え
るのに十分な量で存在する。このスリップは、開膠剤、
バインダー及び可塑剤のような従来の添加剤を含んでも
よい。１つの好ましい具体例において、このスリップは
１３ｗ／ｏの水、０．０１ｗ／ｏの開膠剤、例えば水酸
化ナトリウム、及び約１％〜約１０％（好ましくは１％
〜５％）のガラス転移温度が２２℃未満であるバインダ
ーを含有する。本発明において使用されるバインダーの
量は、一般に従来の炭化ケイ素テープキャスティングに
使用される量（これは通常スリップの少なくとも１０％
である）よりも少ない。ガラス転移点が２２℃より低い
バインダーを使用すると、この配合物における可塑剤の
必要性を排除した。バインダーフラクションが少ないほ
ど、より均一な孔径分布を生じると信じられる。典型的
には、前記炭化ケイ素、水及び開膠剤成分は真空レベル
約２７〜３０インチHgに排気されたボールミル中で混合
し、錬磨媒体を除き、バインダーを加え、そして全体の
混合物をロール掛けする。

【００１８】本発明のこのテープキャスティング工程
は、好ましくは容器中の水平に配置されたスリットを通
して、前記炭化ケイ素スリップを包含する容器を吐き出
させることによって達成される。スリットの上部表面は
ドクターブレードによって画定され、このスリットの下
部表面は、このドクターブレードの下を動くエンドレス
ベルトによって画定される。典型的には、このドクター
ブレードは、前記エンドレスベルトの上方約０．４〜
１．３mmに配置される。具体例によっては、キャストシ
ートのより均一な乾燥プロファイルを提供するために、
前記エンドレスベルトの下にヒーターを配置する。この
ようにして作られた湿ったキャストシートの当初の厚さ
は、一般に約０．４〜１．３mmである。次いで、このキ
ャストシートは加熱されたベルト上で２０〜３０分乾燥
され、その後このキャストされたシートの厚さは一般に
約１０〜１５％収縮して、密度約２．３ｇ／ｃｃ〜２．
４ｇ／ｃｃのグリーンシートを与える。

【００１９】次に、この乾燥されたシートは円形パンチ
を用いて裁断して、直径が１００〜３００mmで厚さが約
０．５〜１．１mm、好ましくは０．５〜１mm、より好ま
しくは約０．６２５〜０．７２５mmのグリーン炭化ケイ
素ウェーハーを形成する。これらウェーハーが約０．６
２５〜０．７２５mmの範囲にあるときは、それらは表面
が研磨されている必要はない。

【００２０】態様によっては、前記乾燥され、裁断され
たシートからのスクラップアルコールはリサイクルされ
る。好ましくは、このスクラップは２５ｗ／ｏ脱イオン
水中で一夜錬磨して完全に分散される。次いで、得られ
たスリップは未使用炭化ケイ素粉末及び添加剤と混合さ
れ、再錬磨され、水をこのスリップに加えて０．６ｒｐ
ｍでその粘度を約３０，０００ｃｐｓに持っていく。次
いで、このリサイクルされたスリップを用いてより多く
のグリーンシートを作るのに使用し、それによって炭化
ケイ素原料の廃棄物を本質的に排除することができる。

【００２１】具体例によっては、前記キャストされたウ
ェーハーは、前記バインダーを部分的に除くために再結
晶に先立って熱処理される。バインダーの部分的除去
（即ち、約１５％〜２５％の除去）は、焼結体における
微細な孔構造を生じ、これは予備被覆に有利である。部
分的な燃えきりは、残りのバインダーのための小さな直
径の上記の「逃がしルート」を形成し、こうして再結晶
プロセスの間のより大きなサイズの孔の形成を防ぐ。好
ましい具体例において、これはキャストされたウェーハ
ーを温度２２０℃及び圧力５インチHgで８時間空気に曝
すことを伴う。

【００２２】次に、この乾燥されたグリーンウェーハー
は再結晶される。再結晶は、実質的な高密度化なしにＳ
ｉＣ粒子の間の強度向上ネック（ｎｅｃｋ）成長を達成
する。それは一般に、アルゴン雰囲気中、約１９００〜
１９５０℃で、約０．６トルの真空下で実施される。好
ましい具体例において、アルゴン中１９５０℃及び０．
６トルで再結晶される。態様によっては、グリーンウェ
ーハーは、平坦さを与えるために表面の研磨された炭化
ケイ素プレートの間に積み重ねられる。

【００２３】本発明の双峰粒度分布の態様に従って製造
された再結晶されたウェーハーは、一般に嵩密度（水銀
押し込み（ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ）多孔度測定法で測定し
た）少なくとも約２．１５ｇ／ｃｃ、好ましくは２．３
〜２．４ｇ／ｃｃ、全多孔度約１４〜１６％、平均孔径
４〜８μm で、孔の少なくとも９５％は３μm より大き
く、孔の少なくとも８５％は１２μm （好ましくは１０
μm ）以下である孔径分布を示す。双峰粒度分布を用い
る好ましい態様においては、前記微細なフラクションは
平均約２〜５μm の粒子であり、粗いフラクションは平
均約３０〜１００μm の粒子である。それは、約２００
mmの直径に亘って約１３０μm 以下の平坦さの程度を有
する。その強度（リング−オン−リング二軸曲げによっ
て測定した）は、典型的に約５０ＭＰａ〜約７０ＭＰａ
である。

【００２４】この態様によれば、直径少なくとも１００
μm 、好ましくは約１５０〜２００mm；厚さ約０．５〜
約１mm、好ましくは約０．６２５mm〜０．７２５mm；及
び約５０〜約１３０μm 、好ましくは約１００μm 未満
の再結晶された炭化ケイ素ダミーウェーハーを得ること
ができる。

【００２５】もし、望むならば、ウェーハーを、高温用
途においてガス又は液体の攻撃に抵抗性にするために、
追加の焼成工程を採ってもよい。これは一般にこの再結
晶されたウェーハーをシリコンで含浸して孔を除き、及
び／又は炭化ケイ素のような不透過性のセラミックでそ
れをＣＶＤ被覆することを含む。もしケイ素化が選ばれ
るならば、それは、米国特許Ｎo.３，９５１，５８７
（「Ａｌｌｉｅｇｒｏ特許」）に従って実施できる。こ
の特許を援用してその記載をここに含める。それ故、本
発明によれば、厚さが０．５〜１mmで、直径が少なくと
も１００mmである炭化ケイ素から本質的になるウェーハ
ーが提供される。このウェーハーはシリコンで浸透さ
れ、このシリコンはシリコンポケットとして存在し、ウ
ェーハーの約１４〜１６ｖ／ｏを占め、ここに前記シリ
コンポケットの少なくとも８５％は１０μm （好ましく
は８μm ）以下であり、このシリコンポケットの少なく
とも９５％は３μm より大きい。次の工程を含むこのケ
イ素化炭化ケイ素ウェーハーを用いる方法も提供され
る： ａ）ウェーハーを挿入するためのスロットを有するシリ
コンウェーハー拡散ボートを用意する工程、 ｂ）シリコンウェーハー拡散ボートのスロットに、この
パラグラフに記載された炭化ケイ素ダミーウェーハーを
挿入する工程、但し前記ダミーウェーハーはその上にＣ
ＶＤ炭化ケイ素の被膜を有する、 ｃ）このボートの中の他のスロットにシリコンウェーハ
ーを挿入する工程、及び ｄ）前記シリコンウェーハーの表面を少なくとも１００
０℃の温度で酸化する工程。

【００２６】もし、炭化ケイ素でのＣＶＤ被覆が選ばれ
るならば、従来のどんなＣＶＤ ＳｉＣ法によってであ
れ実施できる。同様に、本発明の炭化ケイ素ウェーハー
は多結晶シリコン、窒化ケイ素、又は二酸化ケイ素で被
覆されてもよい。

【００２７】ケイ素化ＳｉＣウェーハーの従来のサンド
ブラスチングは、固化したときのシリコンの体膨張によ
る表面にしみだした過剰の自由シリコンを除き得る。こ
れらのウェーハーは高い強度を有するので、それらはサ
ンドブラスチングに掛けたとき破壊されない。

【００２８】本発明の新規な再結晶化された炭化ケイ素
ウェーハーは、好ましくは、シリコンウェーハーの製造
におけるダミーウェーハーとして使用される。しかしな
がら、それらはコンピューターハードドライブ（ｈａｒ
ｄ ｄｒｉｖｅ）における剛性（ｒｉｇｉｄ）ディスク
として、シングルウェーハープロセッシング（ｓｉｎｇ
ｌｅ ｗａｆｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）及びプラズ
マエッチングにおけるセッター（ｓｅｔｔｅｒｓ）とし
て作用することを含む他のマイクロエレクトロニクス用
途の基材として、フラットパネルＬＣＤディスプレー用
の基材として、又はウェーハーボートにおけるバッフル
プレートとして、の用途にも使用できるであろう。

【００２９】また、本発明によれば、次の工程を含むシ
ングルウェーハープロセッシングの好ましい方法が提供
される： ａ）本発明の炭化ケイ素ディスク（好ましくは、直径が
少なくとも２００mm、より好ましくは少なくとも３００
mm）を実質的に水平な位置に用意する工程、 ｂ）シリコンウェーハー（好ましくは、直径が少なくと
も２００mm、より好ましくは少なくとも３００mm）を炭
化ケイ素ディスク上に置く工程、及び ｃ）前記シリコンウェーハーを１秒あたり少なくとも１
００℃の速度で加熱する工程。

【００３０】また、本発明によれば、次の工程を含むシ
ングルウェーハープロセッシングチャンバーを清浄化す
る方法が提供される： ａ）プロセッシングチャンバー中にサセプター（ｓｕｓ
ｃｅｐｔｏｒ）を設ける工程、 ｂ）前記サセプター上にシリコンウェーハーを置く工
程、 ｃ）前記シリコンウェーハーを加工する工程、 ｄ）前記シリコンウェーハーを取り出す工程、 ｅ）本発明の炭化ケイ素ディスク（好ましくは、直径が
少なくとも２００mm、より好ましくは少なくとも３００
mm）を前記サセプター上に置く工程、及び ｆ）前記プロセッシングチャンバーをラジカル（ｆｒｅ
ｅ ｒａｄｉｃａｌｓ）に曝すことによりその場で清浄
化する工程。

【００３１】また、本発明によれば、次の工程を含むフ
ラットパネルディスプレー加工の方法が提供される： ａ）本発明の炭化ケイ素プレート（好ましくは、長さが
少なくとも１６５mmで幅が少なくとも２６５mmである）
を実質的に水平な位置に用意する工程、 ｂ）平坦なガラスプレート（好ましくは、長さ及び幅が
少なくとも１００mmである）を前記炭化ケイ素プレート
上に置く工程、及び ｃ）前記平坦なガラスプレートを酸化、誘電体付着及び
／又は８００℃以下の温度での拡散により加工する工
程。

【００３２】また、本発明によれば、次の工程を含むシ
リコンウェーハーのプラズマエッチングの方法が提供さ
れる： ａ）少なくとも２００mmの予め定められた直径のシリコ
ンウェーハーを用意する工程、 ｂ）前記シリコンウェーハーの周りに、本発明の炭化ケ
イ素リング（内径が前記シリコンウェーハーの予め定め
られた直径に本質的に等しい）を配置する工程、及び ｃ）前記シリコンウェーハーをプラズマエッチング（好
ましくは、ドライメタルプラズマエッチング）する工
程。

【００３３】本発明の炭化ケイ素ウェーハーの他の予想
される用途（これはウェーハーを横切る予想される低い
圧力低下を利用する）は、ガスバーナープレート、複合
基材及びフィルターを包含する。

【００３４】本発明にとって、「ｖ／ｏ」は容量％のこ
とを、「ｗ／ｏ」は重量％のことを言う。更に、用語
「平坦さ」は平坦なグラナイトプレートからの最小及び
最大の反りの間の全体的広がり（ｓｐｒｅａｄ）である
と考えられる。

【００３５】（例１）約４２ｗ／ｏの微細な炭化ケイ素
及び約３９ｗ／ｏの粗い炭化ケイ素からなる双峰粒度分
布の粉末、並びに開膠剤を、約８ｗ／ｏの脱イオン水、
４ｗ／ｏのラテックスバインダー及び６ｗ／ｏの可塑剤
（ＰＰＧ）と共に混合した。得られたスリップを真空下
に一夜錬磨した。このスリップの粘度は０．６ｒｐｍで
３０，０００〜３５，０００ｃｐｓであることが見いだ
された。この錬磨されたスリップ中に泡が観察された。
これらの泡は、グリーンテープキャスティングにおいて
小さなピンホールを生じるものと考えられる。

【００３６】従来のテープキャスティングテーブルを用
いてこのスリップをキャストした。この装置は運転制御
装置、マイラー（ｍｙｌａｒ）キャリヤー、スラリー容
器、ドクターブレード、支持テーブル、乾燥装置及び巻
き取りドラムを含んでいた。この装置は、スリップ中の
水分がテープの底から上方へ除かれるように、前記テー
ブルの下に電気ヒーターをも持ち、これによってテープ
の表面に表皮が形成されるのを防いだ。

【００３７】長さ８フィートのスリップを、幅を１５０
〜３００mmの間で変化させながら３００mm／秒で、そし
てブレード高さを１．２５mmとしてテープキャストし
た。次いで、このキャストしたテープをテーブルから除
く前に３０℃で約１時間乾燥させた。続いてこのテープ
を室温で一夜乾燥させ、それらのグリーン強度を高め
た。この乾燥は前記テープの収縮を本質的に専ら厚さ方
向に生じさせ、そのため乾燥した厚さは約０．９４mmで
あった。この乾燥したテープからウェーハーを、直径が
約１００mm、１５０mm、及び２００mmとなるように切り
出した。

【００３８】再結晶の作製において、前記グリーンウェ
ーハーを水平で緻密な炭化ケイ素プレートの間に積み重
ねて柱状体を作り、この際粘着防止のためグリーンウェ
ーハーの両側の間にグラファイトペーパーを挿入した。
次いで、このウェーハーを１９５０℃及び９００ミリト
ルで再結晶させた。

【００３９】前記キャストテープ中に観察されたピンホ
ールは、再結晶化されたウェーハー中には観察されなか
った。しかしながら、ウェーハーの中には端部が曲がっ
ているものが見られ、殆どはそれらの表面上に圧痕を示
した。曲がりの原因は炭化ケイ素プレートが再結晶の間
に滑り、前記グラファイトペーパーがこの滑りに対して
潤滑を提供したものと考えられる。

【００４０】前記圧痕を有する選ばれた再結晶化された
ウェーハーの酸化はハッキリとはこの圧痕を除かなかっ
た。この圧痕は、しかしながら、最終製品に有害ではな
かった。

【００４１】（例２）この例においては、本質的に例１
に従って行った実験から得られたスクラップテープを出
発物質として用いた。このスクラップテープを、２５ｗ
／ｏ脱イオン水中で一夜錬磨することによって完全に分
散させた。次いで、得られたスリップを、上記のような
炭化ケイ素粉末、開膠剤、バインダー、及び可塑剤と共
に混合し、次いでナイロンジャグ中、真空下で一夜錬磨
した。次いで、このスリップに水を加えて、その粘度を
０．６ｒｐｍで約３０，０００ｃｐｓにした。５０ｗ／
ｏまでのスクラップを含むスリップは高品質のテープを
作った。

【００４２】（例３）この例は、例１のグリーン体中に
観察されたピンホールを減らすことを試みた。前記スリ
ップをよく観察すると、小さな油状の泡であることが分
かったので、これらピンホールはラテックスバインダー
又は可塑剤の不完全な溶解の結果であると考えられた。
前記可塑剤（ポリプロピレングリコール）は、錬磨中に
見られる高剪断速度で凝集しやすいので、この可塑剤
を、水が前記粒子を被覆した後このスリップに混合する
ことが提案された。

【００４３】そこで、例２のリサイクルスリップ、炭化
ケイ素粉末、及び開膠剤を真空錬磨し、この錬磨ボール
から取り出し、予備混合したバインダー及び可塑剤を加
え、次いでこの混合物をナイロンジャグ中で一夜真空ロ
ール掛けすることにより、新しいスリップを調製した。
得られたスリップは非常に低い粘度（０．６ｒｐｍで約
９９００ｃｐｓ）を持っていた。キャストすると、ピン
ホールの頻度は非常に減っていたが、除かれてはいない
ことが観察された。

【００４４】（例４）この例は、再結晶工程の前に分離
された燃えきり工程を挿入したこと以外は、実質的に例
１に従って実施した。実質的に例１に従って製造したグ
リーンウェーハーを再結晶化された炭化ケイ素プレート
上に固定し、このプレートを、中間に炭化ケイ素スペー
サーを挟んで積み重ね、柱状体を形成したこれらの柱状
体を、２００℃の温度及び５インチHgで６時間空気に曝
し、前記可塑剤の燃えきりを促進した。この処理は前記
可塑剤を分解し、前記バインダーを硬化させた。この可
塑剤の除去はウェーハーの粘着、及びその後のグラファ
イトペーパーの必要性を排除し、それ故例１で述べた滑
りの問題を排除した。

【００４５】（例５）例４のようにキャストし、可塑剤
の燃えきりに供したグリーンウェーハーを上下表面を研
磨したＳｉＣプレートの間に１０のグループごとに、但
しそれらの間にグラファイトペーパーを挿入することな
く、積み重ねた。次いで、これらウェーハーを例１のよ
うに再結晶した。再結晶の間にウェーハーは滑らなかっ
たようである。それらの平坦さを測定したところ、約
０．００５”であった。更に、ウェーハーは容易に引き
剥がすことができたので、ウェーハー間の粘着は最小で
あった。積み重なったウェーハーを引き剥がすことによ
る破れは只の約０〜６％であった。

【００４６】（例６）約４３ｗ／ｏの微細な炭化ケイ素
及び約４０ｗ／ｏの粗い炭化ケイ素からなる双峰粒度分
布の粉末並びに開膠剤を約１３ｗ／ｏの脱イオン水及び
０．０１ｗ／ｏＮａＯＨ溶液と混合した。このスリップ
を真空下（２５インチHg）、２００ｒｐｍで１２時間ボ
ールミルで錬磨した。約３ｗ／ｏのラテックスエマルジ
ョンバインダーを加え、このスリップを真空を掛けない
で２５ｒｐｍで２時間混合した。痕跡量の界面活性剤
（０．１ｗ／ｏ）も加えて、マイラーキャリヤー上での
スリップの湿潤挙動を改善した。このスリップの全固体
含量は８５ｗ／ｏ〜９０ｗ／ｏであり、粘度は０．６ｒ
ｐｍで約２０，０００ｃｐｓであった。

【００４７】例１に記載されたテープキャスティングテ
ーブルを用いてこのスリップをテープキャストした。グ
リーン厚さ０．５〜１．０mmのテープが得られ、これは
次のキャスティングパラメーターを持っていた：容器高
さ１０〜３０mm、キャリヤー速度０．４〜１．１ｍ／
分；ドクターブレード高さ０．４〜０．７mm；及びベッ
ド下加熱温度３５〜４５℃。厚さに依存して、このテー
プは全乾燥時間に２０〜４０分を要し、乾燥の間に１０
〜１５％の収縮を生じた。このグリーンテープを、前記
テーブルの出口端から集め、長さ１ｍのシートに切断し
た。このグリーンテープからウェーハーを直径１００〜
３００mmに切り出した。このグリーンウェーハーを空気
中、２００℃で８時間燃えきりに供し、例５のように再
結晶した。この再結晶化されたウェーハーの密度は、
２．３〜２．４ｇ／ｃｃであった。

【００４８】次いで再結晶化されたウェーハーをケイ素
化し、従来の手段を用いてサンドブラストに掛けた。得
られたウェーハーの密度は約２．９１〜２．９８ｇ／ｃ
ｃであることが見いだされた。

【００４９】この柔軟なグリーンテープを油圧プレスで
８０００ｐｓｉにて圧縮し、続いて例４におけるような
バインダー燃えきり及び例５におけるような再結晶をす
る予備調査を行ったところ、密度は２．５５ｇ／ｃｃに
増加し、一方平均孔径は６μm に減少した。３０，００
０ｐｓｉでのシッピング（ｃｉｐｐｉｎｇ）又はテープ
をロール掛け操作に通すことによって同様な結果が得ら
れた。

【００５０】上記ＳｉＣセラミックはダミーウェーハー
としての有用性があるが、半導体装置用の耐熱性の向上
した（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ｅｎｈａｎｃｅｄ）プラス
チック包装に使用されるべきダイヤモンドフィルムの付
着のための基材を作るのにも興味がある。そのような用
途のために、前記ＳｉＣ基材は強く薄くなければならな
い。これらの要求を満たすためには、前記ＳｉＣセラミ
ックは厚さが約０．１〜０．６μm で、その強度が少な
くとも８０ＭＰａであるべきである。残念ながら、上記
例１〜６に記載された厚さ０．５mmのテープキャストさ
れたＳｉＣウェーハーは、Ｄ₁₅孔径が約３μm であり、
Ｄ₈₅孔径が１２μm であり、二軸曲げ強度が只の約５０
〜７０ＭＰａであり、これらの要求を満たさない。それ
故、強度が少なくとも８０ＭＰａである再結晶化された
炭化ケイ素セラミック（好ましくは厚さが０．１〜０．
６mmである）の必要性がある。

【００５１】（例７）この例においては、微細な炭化ケ
イ素粉末の硬化を調べた。特に、粗い炭化ケイ素フラク
ションを除いた他は上記の例１の手順に実質的に従っ
た。得られたテープは大幅な収縮及び乾燥中の割れを示
した。

【００５２】（例８）この例においては、ＳｉＣ粉末の
微細／粗比及び焼結温度を、上記例（約５２wt％の微細
な粉末と４８wt％の粗い粉末を有し、約１９５０℃で焼
結した）から変形した。

【００５３】３つの異なった微細／粗ＳｉＣ粉末比（３
５／６５、５０／５０、及び６５／３５）及び３つの異
なった焼結温度（１７００℃、１８５０℃、及び２００
０℃）を用いた他は、上記例６の手順に実質的に従っ
た。

【００５４】特に、前記粗い粒子フラクションを最初に
５０μm の篩にかけてその粗いテール（ｔａｉｌ）を除
いた。最初の水含量１５％を３５％微細配合物に使用
し、一方１２％を残りの２つの配合物に使用した。ＩＳ
Ｏ製造手順に従って、各配合物について解凝集曲線を作
り、最適解凝集点を決定した。次に、前記３つの配合物
の１０００グラムバッチを調製した。使用したＢ−１０
３５バインダーの量は粒子の表面積に基づき、従来のノ
ニオン界面活性剤を、バインダーの２wt％のレベルで用
いた。最適水フラクション０．６ｒｐｍでスリップ粘度
２５（ダイヤル）（ＬＶ−２スピンドルを有するＢ型粘
度計で測定）が得られるまで、インクレメントの添加を
することによって、各配合物について最適水フラクショ
ンを決定した。これらの配合物について固体装填は、全
て８５wt％〜約８７wt％（６６〜６８容量％）であっ
た。

【００５５】前記３つの配合物を、真空ガラス鐘中、１
５インチHgで１５分脱気した。これらのバッチを、キャ
リヤー速度２０インチ／分、ブレード高さ０．０１６イ
ンチ（０．４１mm）、及び温度１５０°Ｆでテープキャ
ストした。スラリーを手で容器に入れて、容器高さ１．
０cmを維持した。各バッチについての平均乾燥グリーン
テープ厚さは、約０．１２８〜０．１３２インチ（３．
２５〜３．３５mm）であり、直径１００mmのグリーンウ
ェーハーを切り出し、４つの象限の厚さを測定すること
によって決定した。 各バッチからのウェーハーを、ロ
ーラー間隔０．００５インチの間隔の開けられた直径１
５cmの焼き入れ鋼のプライマリーローラー（ｐｒｉｍａ
ｒｙ ｒｏｌｌｅｒｓ）を通して交差ロール掛けした
（即ち、ロール掛けし、９０°回転し、再びロール掛け
した）。これらウェーハーの有効弾性挙動（ｔｈｅ ｓ
ｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｅｌａｓｔｉｃ ｂｅｈａｖｉ
ｏｒ）は、一般にグリーン厚さから只の約５〜１０％の
圧縮を生じる。各バッチについての平均のロール掛けし
たウェーハーの厚さは、同じウェーハーについて４つの
象限の厚さを測定することによって決定した。

【００５６】これらウェーハーをＳｉＣセッター（ｓｅ
ｔｔｅｒ）プレートに載せて焼結炉中に装填した。バイ
ンダーの燃えきりはランプレート（ｒａｍｐ ｒａｔ
ｅ）０．２℃／分及び２４０℃での８時間の均熱（ｓｏ
ａｋ）で行った。各バッチからのウェーハーを３つのグ
ループに分割し、次いで望みの温度で焼結した。焼結サ
イクルの各々は３℃／分のランプで５００℃に昇温し、
中間均熱を１時間行って燃えきりサイクルを完了した。
次いで、諸実験は５℃／分の速度でランプし（ｒａｍ
ｐ）、最終均熱温度に至らしめ均熱時間を３時間とし
た。３つの実験の各々を全サイクルに亘ってアルゴン
下、０．６トルで行った。

【００５７】焼結密度及び孔径分布は水銀押し込み多孔
測定法で測定した。二軸曲げ強度（ｂｉａｘｉａｌ ｆ
ｌｅｘｕｒａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈｓ）はリング−オン
−リングコンフィギュレーション（ｒｉｎｇ−ｏｎ−ｒ
ｉｎｇ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）によって測定し
た。得られた材料の焼結密度を表１に示す。

【００５８】 表 １ 焼結密度（ｇ／ｃｃ） 35％微細／65％粗 50％微細／50％粗 65％微細／35％粗 1700℃ 2.34 2.31 2.21 1850℃ 2.54 2.41 2.32 2000℃ 2.51 2.49 2.36

【００５９】表１を調べてみると、密度は粗いフラクシ
ョンが増すと共に、また焼結温度が増すと共に、増加す
ることが明らかである。配合物中の微細粒子含量を増す
と、割れを防ぐためにグリーン体の形成の間に追加のバ
インダー及び液体の使用が必要になる。その結果生じた
グリーン体密度の減少は焼成体の密度を減少させる。同
様に、焼結温度を高めると、より大きな焼結活性、粒子
粗大化、及びネック（ｎｅｃｋ）形成、及びそれ故より
高い密度を増すと考えられる。得られた材料のＤ₅₀孔径
を表２に示す。

【００６０】 表 ２ Ｄ₅₀孔径（μm ） 35％微細／65％粗 50％微細／50％粗 65％微細／35％粗 1700℃ 2.2 1.7 1.8 1850℃ 6.0 4.0 3.3 2000℃ 11.0 10.7 7.9

【００６１】この表を調べると、孔径は焼結温度及び粗
いフラクションと共に増すことが明らかである。得られ
た材料の、ワイブル分析（Ｗｅｉｂｕｌｌ ａｎａｌｙ
ｓｉｓ）で測定した曲げ強度特性を表３に示す。

【００６２】 表 ３ 曲げ強度（ＭＰａ） 35％微細／65％粗 50％微細／50％粗 65％微細／35％粗 1700℃ 47.7 95.0 103.5 1850℃ 31.0 65.4 81.3 2000℃ 47.8 49.5 47.1

【００６３】上記表を調べてみると、焼結温度が低く、
微細粒子フラクションが多くなる程、高い強度のウェー
ハーが得られるという驚くべき結果が明らかである。

【００６４】これらの結果は２つの観点で驚くべきであ
る。第１に、異なった微細粒子フラクション／粗い粒子
フラクション、及び異なった温度で異なった現象が起こ
っていることが明らかである。特に、表３を検討する
と、ＳｉＣ粉末を、３５％微細／６５％粗で一定に保つ
と、焼結温度を１８５０℃から２０００℃に上げると、
曲げ強度が３１ＭＰａから４７．８ＭＰａに増す。比較
的粗い配合では、粒子間ネッキング（ｎｅｃｋｉｎｇ）
（これは焼結温度と共に増した）は支配的なファクター
であると考えられる。対照的に、粉末を、６５％微細／
３５％粗で一定に保つときは、焼結温度の増大は強度を
低下させる。比較的微細な粉末配合物において、孔径
（これは焼結温度と共に増す）は重大な欠陥になると考
えられる。

【００６５】同様に、焼結温度を２０００℃に一定に保
つ場合の検討をすると、微細なフラクションを３５％か
ら６５％に増すと、曲げ強度に対して比較的何の効果も
現れない。焼成度の高い具体例においては、粒子の粗化
によって作りだされる大きな孔は強度を限定する特徴で
あると考えられる。対照的に、焼結温度を１７００℃に
保つときは、微細粒子を３５％から６５％に増すと、曲
げ強度は４７．７から１０３．５ＭＰａに増した。

【００６６】総括すると、これらの検討は、単純に焼結
温度の増大及び粒度の減少は強度を増大させるという伝
統的な予想には従わない。

【００６７】第２に、表３に記録された強度は、典型的
に強度と正に相関する伝統的ファクター（即ち、密度及
びＤ₅₀孔径）とよく相関してはいない。例えば、３５％
の微細粒子を有し、１７００℃で焼結された例は、その
比較的小さな２．２μm Ｄ₅₀孔径にも拘わらず、かなり
低い強度（４７．７ＭＰａ）を有していた。また、最高
の密度（即ち、２．５ｇ／ｃｃ）を有する焼成体は最低
強度のいくつか（３１．１ＭＰａ及び４７．８ＭＰａ）
を記録した。

【００６８】前記焼結体をＤ₈₅孔径（孔の８５％が或る
孔径を丁度超えるときのその孔径を表す）についても分
析した。前記例のＤ₈₅孔径を、対応する括弧中の曲げ強
度と共に、以下の表４と共に示す。

【００６９】 表 ４ Ｄ₈₅孔径（μm ） （括弧中は曲げ強度） 35％微細／65％粗 50％微細／50％粗 65％微細／35％粗 1700℃ 5.7(47.7MPa) 2.0(95.0MPa) 2.1(103.5MPa) 1850℃ 9.0(31.0MPa) 4.8(65.4MPa) 3.9( 81.3MPa) 2000℃ 12.5(47.8MPa) 12.2(49.5MPa) 9.8( 47.1MPa)

【００７０】Ｄ₈₅孔径と曲げ強度とを比較すると、Ｄ₈₅
孔径と曲げ強度の間に非常に強い相関性があるあること
が明らかである。例えば、４μm 以下のＤ₈₅孔径を有す
る例のみが８０ＭＰａより大きな曲げ強度を有し、最小
のＤ₈₅孔径（約２μm ）を有する例は最大の曲げ強度を
有する。更に、２．２μm のＤ₅₀孔径を有する例の低い
強度（４７．７ＭＰａ）は、その予想外に大きなＤ₈₅孔
径（５．７μm ）によって説明される。

【００７１】それ故、４μm 未満、より好ましくは２．
５μm 未満のＤ₈₅孔径を与えることは、少なくとも８０
ＭＰａ、好ましくは少なくとも９５ＭＰａの曲げ強度を
与えるのに重要であること、並びに ｉ）少なくとも５０％（好ましくは６０％）の微細粒子
及び１７５０℃以下での焼結、又は ii）少なくとも６０％の微細粒子及び１８５０℃（好ま
しくは１７５０℃）以下での焼結が、高強度のＳｉＣウ
ェーハーを製造する低Ｄ₈₅孔径値を製造するのに重要で
ある、ことは今や明らかである。

【００７２】それ故、本発明によれば、再結晶化された
炭化ケイ素粒子から本質的になり、Ｄ₈₅孔径が４μm 以
下であり、二軸曲げ強度が少なくとも８０ＭＰａであ
り、前記炭化ケイ素の５０wt％〜７０wt％が粒度５μm
以下である微細な粒子を含み、３０wt％〜５０wt％のＳ
ｉＣが粒度少なくとも２０μm である粒度を有する粗い
粒子からなるセラミックウェーハーが提供される。

【００７３】ある種の態様においては、ウェーハーは密
度が２．３３ｇ／ｃｃで、好ましくはＤ₈₅孔径が３μm
以下であり、強度が少なくとも９０ＭＰａである。

【００７４】ある種の態様においては、ウェーハーは密
度が２．２５ｇ／ｃｃであり、Ｄ₈₅孔径が２．５μm 以
下であり、強度が少なくとも１００ＭＰａであり、炭化
ケイ素の約６０wt％〜７０wt％は粒度が５μm 以下の粒
度を有する微細な粒子を含む。

【００７５】ある種の態様においては、前記セラミック
は厚さが０．１mm〜０．３mmであり、好ましくは錬磨さ
れていなく、より好ましくはＤ₅₀孔径は少なくとも約１
μmである。

【００７６】ある種の態様においては、ＳｉＣの３０wt
％〜５０wt％は粒度が少なくとも３０μm の粗い粒子を
含む。

【００７７】また、本発明によれば、次の工程を含む高
強度テープキャストされたＳｉＣウェーハーを製造する
ための方法が提供される： ａ）炭化ケイ素粉末及び水から本質的になる配合物を用
意する工程、ここに ｉ）ＳｉＣ粉末の５０wt％〜７０wt％は粒度が５μm 以
下であり、そして ii）ＳｉＣ粉末の３０wt％〜５０wt％は粒度が少なくと
も３０μm である、 ｂ）前記配合物をテープキャストしてテープキャスト体
を作る工程、 ｃ）前記テープキャスト体を乾燥して厚さ約０．１mm〜
０．６mmのグリーン体を作る工程、及び ｄ）前記グリーン体を１８５０℃以下の温度で焼結して
密度２．３５ｇ／ｃｃ以下及び強度少なくとも８０ＭＰ
ａの再結晶化された炭化ケイ素ウェーハーを形成する工
程。

【００７８】いくつかの態様においては、焼結温度は１
７５０℃以下であり、再結晶化された炭化ケイ素ウェー
ハーはＤ₈₅孔径が２．５μm 以下であり、強度が少なく
とも９０ＭＰａである。

【００７９】いくつかの態様においては、前記ＳｉＣ粉
末はサイズが５μm 以下である少なくとも６０wt％のＳ
ｉＣ粒子を含み、前記再結晶化された炭化ケイ素ウェー
ハーはＤ₈₅孔径が３μm 以下である。

【００８０】いくつかの態様においては、前記焼結温度
が１７５０℃であり、前記ＳｉＣ粉末はサイズが５μm
以下である少なくとも６０wt％のＳｉＣ粒子を含み、前
記再結晶化された炭化ケイ素ウェーハーは、Ｄ₈₅孔径が
２．５μm 以下であり、密度が２．２５ｇ／ｃｃであ
り、強度が少なくとも１００ＭＰａである。

【００８１】いくつかの態様においては、前記焼結温度
が１７００℃であり、前記ＳｉＣ粉末はサイズが５μm
以下である少なくとも６５wt％のＳｉＣ粒子を含み、前
記再結晶化された炭化ケイ素ウェーハーは強度が少なく
とも１０３ＭＰａである。

【００８２】いくつかの態様においては、前記方法は、
焼結に先立って、前記テープキャスト体を圧縮してその
厚さを少なくとも５％（好ましくは少なくとも１０％）
減らす。

【００８３】（例９）この例は前記テープキャストされ
たグリーンＳｉＣウェーハーをロール圧縮することの効
果を調べる。配合物が５７％微細／４３％粗炭化ケイ素
粒子であり、焼結温度が１８５０℃であり、乾燥された
テープキャストウェーハーをロール圧縮に供しなかった
他は上記例８に実質的に従った。得られたウェーハーは
密度が約２．３６ｇ／ｃｃであり、Ｄ₈₅孔径が８．５μ
m であり、曲げ強度が只の約３５〜４５ＭＰａであっ
た。

【００８４】この例は、上記例８の５０％微細及び６５
％微細の具体例で、ロール圧縮し、１８５０℃で焼結
し、曲げ強度がそれぞれ６５．４ＭＰａ及び８１．５Ｍ
Ｐａであるものと比較すると有用である。先の例の各々
（その内の１つは少し微細粒子が少なく、その内の１つ
は少し微細粒子が多い）は２倍の曲げ強度があったの
で、テープキャストウェーハーをロール圧縮するのは再
結晶化されたウェーハーの曲げ強度に大いに積極的な効
果を与えることが明らかである。理論に拘束されたくな
いが、ロール圧縮は粒子間空隙を減らして再結晶の間に
より有効なネックの形成を促進するものと考えられる。

【００８５】それ故、本発明は、また、次の工程を含む
方法を提供する： ａ）セラミック粉末、バインダー及び水から本質的にな
る配合物を用意する工程、 ｂ）前記配合物をテープキャストしてテープキャスト体
を作る工程、 ｃ）前記テープキャスト体を乾燥してグリーン体を作る
工程、 ｄ）前記グリーン体を圧縮してその厚さを少なくとも５
％好ましくは１０％減らす工程、及び ｅ）前記グリーン体を焼結する工程。 本発明にとって、孔径は水銀押し込み多孔測定法で測定
される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 次の工程を含む、高強度のテープキャス
   トされたセラミックウェーハーを作る方法： ａ）セラミック粉末、バインダー及び水から本質的にな
   る配合物を用意する工程、 ｂ）前記配合物をテープキャストしてテープキャスト体
   を作る工程、 ｃ）前記テープキャスト体を乾燥してある厚さのグリー
   ン体を作る工程、 ｄ）前記グリーン体を圧縮してその厚さを少なくとも５
   ％減らす工程、及び ｅ）前記グリーン体を焼結する工程。