【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は、バ−コ−ドを形成したセラミック部材、特に半導体用シリコンウエハ−の研磨に用いられるポリッシングプレ−ト及びその製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】最近、フアインセラミックは、広い産業分野で工業材料として使用されているが、その１つとして、シリコンウェハ−の研磨用に、耐磨耗性、耐薬品性のポリッシングプレ−トが大量に使用されている。 このポリッシングプレ−トは、アルミナ焼結体で、使用されるものが全て円板状の同一形状をしているために、その管理が煩雑化しているのが実情である。 こうした問題を解消するために、これにバ−コ−ドを付し、これによってその管理を簡便で確実に行うことがすでに知られている。 【０００３】従来、セラミック部材にバ−コ−ドを付するには、予めバ−コ−ドを形成した金属、プラスチックプレ−トなどを、セラミック部材に接着剤などを用いて接合するもの、セラミック部材に着色剤或いは着色剤を含むガラス粉でコ−ドを印刷し、その後このセラミック部材を熱処理することにより印刷した着色剤を、溶融、
焼き付けるもの、セラミック部材にバ−コ−ドに対応する凹状溝を刻み、この溝に着色剤を埋め込み、これを溶融、焼付けるもの、などが知られている（特願昭６０−
１０６３５０号、特願平１−５４７４９号）。 【０００４】最近、シリコンウェハ−の研磨用のポリッシングプレ−トは、研磨した後これに付着した付着物などの汚れを落とすため、酸性洗浄液で洗浄を行いながら、これを繰り返し使用するようになってきた。 このために、上記のように、バ−コ−ドを形成した金属、プラスチックプレ−トなどを、セラミック部材に接着剤などで接合したものは、繰返し使用で接着剤の劣化を招き、
プレ−トの剥離を生ずるおそれがあり、また酸洗浄によっても接着部の剥離を生ずる危険があった。 【０００５】また、セラミック部材に、直接バ−コ−ドを印刷し、或いはこれに凹状溝を刻み、ここに着色剤または着色剤を含むガラスなどでバ−コ−ドを印刷、埋込みして、これを熱処理して溶融、焼き付けるものは、その製造工程で問題があった。 即ち、この方法によると、
ポリッシングプレ−トのように径が３００mmを超えるような大型部材を、４００℃以上の高温度で熱処理しなければならず、この熱処理による熱応力の発生でセラミック部材に割れを生じる恐れがあるという問題があった。
加えて、ガラス粉の溶融を介して接着剤を焼き付けた場合は、酸洗浄液で繰返し洗浄を行うとガラス相が洗浄液に腐食され、バ−コ−ドが不鮮明となって、読取りエラ−を起こすという問題があった。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】この発明は、酸洗浄液などで繰返し洗浄を実施しても、劣化して不鮮明とならず、読取りエラ−を起こすことのないバ−コ−ドを有するセラミック部材を得ようとするものである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】この発明は、セラミック焼結体の片面の一部に、無機系着色材を塗布し、これを溶融、拡散した拡散層の深さが５〜１００μm で、かつこれが母材と異なる結晶組織であることを特徴とするバ−コ−ドを形成したセラミック部材、及びセラミック焼結体の片面の一部に、無機系着色剤を塗布し、この塗布部分にレ−ザ−光を照射し、無機系着色剤とセラミック母材を同時に溶融し、無機系着色剤をセラミック母材の５〜１００μm の深さにまで拡散させてバ−コ−ドを形成させることを特徴とするバ−コ−ドを形成したセラミック部材の製造方法である。 【０００８】 【作用】この発明によって得られたセラミック部材のバ−コ−ドは、その取扱い中、例えばポリッシングプレ−
トなどで繰返しの酸洗浄でも、不鮮明となって読取りエラ−を起こすようなことは回避されるようになる。 また、本発明によると、バ−コ−ドの形成に当たってセラミック部材の全体を高温処理することがないので、工程が簡略であるとともにセラミック部材に熱歪みを発生させることがなく、良好な製品を得ることが出来る。 【０００９】 【実施例】以下にこの発明を図示した実施例に基いてさらに説明する。 【００１０】図１は、この発明のバ−コ−ドを形成したセラミック部材及びその製造工程を示したものである。
同図において１はアルミナ焼結体からなるポリッシングプレ−トで、円で囲まれた中央部分２にバ−コ−ド３が形成される。 【００１１】図２は、ポリッシングプレ−トのバ−コ−
ドの部分を拡大して示した断面図である。 図２（ａ）
は、ポリッシングプレ−トの中央部分２の印字領域全体に、無機系着色剤４を均一に塗布したものである。 ここに用いる無機系着色剤は、酸化雰囲気において各種着色を呈する金属酸化物と、高温で酸化物を形成する炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩などの金属化合物の少なくとも一種とを混合し、これをアセトンなどの溶剤でスリップとしたものを使用する。 各種着色を呈する金属酸化物としては、例えば赤色系の酸化マンガン、酸化クロム、酸化鉄、青色系の酸化コバルト、酸化バナジウム、黒色系の酸化マンガン、酸化コバルトと酸化鉄の混合物である。 【００１２】次に、この無機系着色剤の塗布された面に、バ−コ−ド印字パタ−ンに沿って炭酸ガスレ−ザ−
光を照射する。 このレ−ザ−光の照射により、塗布された無機系着色剤と母材のポリッシングプレ−トが同時に溶融されて母材中に拡散され、着色したバ−コ−ド３を形成する。 ここに形成されるバ−コ−ドの拡散層は、母材とは異なった結晶層を形成する。 【００１３】上記のバ−コ−ドにおいて、バ−コ−ドの着色濃淡は、ここでのレ−ザ−出力による溶融、拡散層の深さに依存している。 本発明においては、この拡散層の深さを５〜１００μm とする。 これが５μm 未満であると着色濃度が不足で、バ−コ−ドの読取りエラ−が発生しやすく、またこれが１００μm を超えると、母材の溶融部周辺に熱衝撃を与え、マイクロクラックを発生させ実用に支障を来す虞れがある。 【００１４】かくして得られたバ−コ−ドは、レ−ザ−
光で溶融、着色された部分は再結晶化され、部材本体と結晶組織が異なったものとなる。 また、着色部分は、成分的に部材本体をベ−スとしたものであるから、耐熱性、耐酸性などが部材本体と同等で優れたものとすることが出来る。 以下に、実施例をあげてこの発明をさらに説明する。 【００１５】 【実施例】セラミック部材として、純度９９．５％のアルミナ焼結体で径４８０mm、厚さ１５mmの、円盤状のシリコンウエハ−研磨用ポリッシングプレ−トの中央部バ−コ−ド記入位置に、Ｆ 2 Ｏ 3 、ＭｎＯ 3 、Ｃｏ 2 Ｏ 3
の粉末をそれぞれ１：１：１に混合し、これに溶液としてエチルアルコ−ルを添加しスリップ状にした着色剤を、径５０mmの円形に塗布した。 【００１６】ここに塗布した着色剤を５分間自然乾燥した後、３０Ｗ出力の炭酸ガスレ−ザ−装置を用いてＣＯ
ＤＥ３９（一般工業用バ−コ−ド）プログラムに従い、
レ−ザ−光をバ−コ−ド着色バ−に沿って照射した。 さらに、超音波洗浄でレ−ザ−光を照射しなかった部分の残留着色剤を洗い落とし、黒色バ−コ−ドを形成したセラミック部材を得た。 これによって得られたバ−コ−ドを、バ−コ−ドリ−ダ−で読取りを行ったところ、エラ−がなく確実に読取りを行うことが可能なものであった。 【００１７】また、ここに得られたバ−コ−ドの付されたセラミック部材を５％フッ酸溶液に所定時間浸漬し、
耐蝕性を調べた。 結果を表１に示した。 比較例として、
従来法でバ−コ−ドを焼き付けた同様のセラミック部材を、同様のフッ酸溶液に浸漬し耐蝕性を調べ同表に示した。 同表に示されているように、レ−ザ−光溶融拡散法によるもので、かつ着色層の深さが５μm 以上の場合が良好な結果を得ている。 【００１８】また、実施例で得られたセラミック部材の一部断面を顕微鏡で観察したところ、着色部から下方のセラミック部材本体にかけて着色部が溶融、拡散し、この部分でセラミック部材本体の他の部分と異なっている結晶組織となっていることが観察された。 【００１９】 【表１】 【００２０】 【発明の効果】本発明によると、レ−ザ−光による焼き付けで耐熱性、耐酸性の優れたバ−コ−ドを付与したセラミック部材が得られるので、例えばシリコンウエハ研磨用ポリシックプレ−トのような部材で、腐食性の洗浄液に繰り返しさらされて使用されるものでもバ−コ−ドが劣化することなく、長く読取りエラ−の発生を回避することが出来る。 このために、ポリシックプレ−トの在庫管理、履歴管理、品質管理は、従来以上に長期にわたり確実に出来るようのなった。 また、バ−コ−ドの形成もレ−ザ−光の照射による焼き付けで行うので、セラミック母材を損傷させることがなく、良好な製品を得ることが出来る。 【図面の簡単な説明】 【図１】この発明のバ−コ−ドを形成したセラミック部材の製造工程を示す説明図。 【図２】この発明のバ−コ−ドを形成したセラミック部材の製造工程を示す部分拡大説明図。 【符号の説明】 １……ポリッシングプレ−ト、２……中央部分、３……
バ−コ−ド、４……無機系接着剤。 ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永坂 幸行 千葉県東金市小沼田字戌開1573の８ 東 芝セラミックス株式会社東金工場内 (72)発明者 内藤 良之 千葉県東金市小沼田字戌開1573の８ 東 芝セラミックス株式会社東金工場内 (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ，ＤＢ名) C04B 41/80 - 41/91 |
