(57)【要約】      （修正有）【課題】研磨に適した被覆セラミック基板の提供。【解決手段】セラミック基板１０１及び炭窒化珪素膜１０２を備える被覆セラミック基板１００。炭窒化珪素膜１０２は、セラミック基板１０１の表面１０に形成されており、炭窒化珪素膜１０２は、ブリネル硬さが１．０〜３．０ｋｇｆ／ｍｍ2であり、絶縁抵抗が１．０×１０１２Ω・ｃｍ以上である被覆セラミック基板。前記炭窒化珪素膜において、窒素に対する珪素の元素比は、１〜１．８であり、炭素を０より多く１０ａｔｏｍ％以下含有する、被覆セラミック基板。前記セラミック基板は、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素、ムライト、コーディエライト、サイアロン又は窒化硼素から選択される１種以上を含む、被覆セラミック基板。前記炭窒化珪素膜は、膜厚が１００〜１μｍであ算術平均粗さが５ｎｍ以下であり、最大高低値が５０ｎｍ以下である表面を有する、被覆セラミック基板。【選択図】図１
2017203180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基板、および
炭窒化珪素膜、を備え、
前記炭窒化珪素膜は、前記セラミック基板の表面に形成されており、
前記炭窒化珪素膜は、ブリネル硬さが１．０ｋｇｆ／ｍｍ2以上３．０ｋｇｆ／ｍｍ2以下である、被覆セラミック基板。
【請求項２】
前記炭窒化珪素膜は、膜厚が１００ｎｍ以上１μｍ以下である、請求項１に記載の被覆セラミック基板。
【請求項３】
前記セラミック基板は、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素、ムライト、コーディエライト、サイアロンおよび窒化硼素からなる群より選択される少なくとも１種を含む、請求項１または請求項２に記載の被覆セラミック基板。
【請求項４】
前記炭窒化珪素膜において、窒素に対する珪素の元素比は、１以上１．８以下である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の被覆セラミック基板。
【請求項５】
前記炭窒化珪素膜は、炭素を０ａｔоｍ％より多く１０ａｔоｍ％以下含有する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の被覆セラミック基板。
【請求項６】
前記炭窒化珪素膜は、算術平均粗さが５ｎｍ以下でありかつ最大高低値が５０ｎｍ以下である表面を有する、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の被覆セラミック基板。
【請求項７】
前記炭窒化珪素膜は、絶縁抵抗が１．０×１０12Ω・ｃｍ以上である、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の被覆セラミック基板。
【請求項８】
セラミック基板、および
炭窒化珪素膜、を備え、
前記炭窒化珪素膜は、前記セラミック基板の表面に形成されており、
前記炭窒化珪素膜は、ブリネル硬さが１．０ｋｇｆ／ｍｍ2以上３．０ｋｇｆ／ｍｍ2以下であり、
前記炭窒化珪素膜において、窒素に対する珪素の元素比は、１以上１．８以下であり、
前記炭窒化珪素膜は、炭素を０ａｔоｍ％より多く１０ａｔоｍ％以下含有する、被覆セラミック基板。
【請求項９】
セラミック基板を準備すること、および
前記セラミック基板の表面に炭窒化珪素膜を成膜すること、を含み、
前記炭窒化珪素膜は、ブリネル硬さが１．０ｋｇｆ／ｍｍ2以上３．０ｋｇｆ／ｍｍ2以下となるように成膜される、被覆セラミック基板の製造方法。
【請求項１０】
前記炭窒化珪素膜を研磨すること、をさらに含む、請求項９に記載の被覆セラミック基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆セラミック基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平７−１９３３４８号公報（特許文献１）には、表面に窒化珪素膜が形成されているセラミック基板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１９３３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、窒化珪素膜がセラミック基板の表面の凹凸を埋めるため、表面平坦性が向上すると説明している。しかし回路基板用途では、回路線幅の微細化のため、表面平坦性のいっそうの向上が求められている。
【０００５】
表面平坦性をいっそう向上させるために、セラミック基板の表面に、化学機械研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ；ＣＭＰ）等の研磨処理を施すことが考えられる。しかし窒化珪素膜は、硬さが十分ではないため、研磨により所望の表面平坦性を実現することが困難である。
【０００６】
すなわち、軟らかい窒化珪素膜を鏡面研磨するためには、研磨しろが多く必要である。また十分な研磨しろを確保しても、窒化珪素膜において結晶粒の脱落等が起こるため、表面平坦性が向上しない可能性もある。
【０００７】
本開示の目的は、研磨に適した被覆セラミック基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る被覆セラミック基板は、セラミック基板および炭窒化珪素膜を備える。炭窒化珪素膜は、セラミック基板の表面に形成されている。炭窒化珪素膜は、ブリネル硬さが１．０ｋｇｆ／ｍｍ2以上３．０ｋｇｆ／ｍｍ2以下である。
【発明の効果】
【０００９】
上記によれば、研磨に適した被覆セラミック基板が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る被覆セラミック基板の構成の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る被覆セラミック基板の製造方法の概略を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様が列記され、説明される。
【００１２】
〔１〕本発明の一態様に係る被覆セラミック基板は、セラミック基板および炭窒化珪素膜を備える。炭窒化珪素膜は、セラミック基板の表面に形成されている。炭窒化珪素膜は、ブリネル硬さが１．０ｋｇｆ／ｍｍ2以上３．０ｋｇｆ／ｍｍ2以下である。
【００１３】
炭窒化珪素（ＳｉＮＣ）膜は、窒化珪素（ＳｉＮ）膜において、窒素（Ｎ）の一部を炭素（Ｃ）に置換した膜に相当する。炭窒化珪素膜は、窒化珪素膜に比べて、硬さが顕著に向上していることが見出された。すなわち、炭窒化珪素膜は、１．０ｋｇｆ／ｍｍ2以上のブリネル硬さを示すことができる。そのため、研磨しろが少なくても、被覆セラミック基板が所望の表面平坦性を有するように、炭窒化珪素膜を研磨することができる。
【００１４】
ブリネル硬さが３．０ｋｇｆ／ｍｍ2を超えると、研磨レートが著しく低下する。そのため、所望の表面平坦性が実現できない可能性がある。ブリネル硬さが３．０ｋｇｆ／ｍｍ2を超える炭窒化珪素膜においては、相分離（Ｃリッチ相の形成）が起こっているためと考えられる。
【００１５】
本明細書の「ブリネル硬さ」は、スクラッチ試験機により測定される。スクラッチ試験機としては、たとえば、ＣＳＭ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製の製品名「Ｍｉｃｒｏ  Ｓｃｒａｔｃｈ  Ｔｅｓｔｅｒ」等、あるいはこれと同等品が用いられる。測定条件は次のとおりである。
【００１６】
（ブリネル硬さの測定条件）
球圧子：ダイヤモンド圧子（直径０．２ｍｍ）
押し込み荷重：３０Ｎ
負荷速度：２．５Ｎ／ｍｉｎ
押し込み時間：１２０秒
【００１７】
上記の条件で、球圧子が炭窒化珪素膜に押し込まれる。球圧子が炭窒化珪素膜から離された後、永久くぼみの表面積が測定される。ブリネル硬さは、押し込み荷重を永久くぼみの表面積で除した値である。ブリネル硬さは、炭窒化珪素膜において、少なくとも５個所で測定される。本明細書では、少なくとも５個所の測定結果の算術平均値が、ブリネル硬さとして採用される。
【００１８】
〔２〕炭窒化珪素膜は、好ましくは膜厚が１００ｎｍ以上１μｍ以下である。
【００１９】
炭窒化珪素膜は、１．０ｋｇｆ／ｍｍ2以上のブリネル硬さを有する。そのため、１μｍ以下の薄膜であっても、鏡面研磨が可能である。他方、軟らかい窒化珪素膜では、鏡面研磨のために、数μｍ程度の膜厚が必要になることもある。
【００２０】
本明細書の「膜厚」は、分光エリプソメータにより測定される。分光エリプソメータとしては、たとえば、溝尻光学工業所製の自動エリプソメータ（型式名「ＤＶＡ−３６Ｌ３」）等、あるいはこれと同等品が用いられる。膜厚は、炭窒化珪素膜において、少なくとも５個所で測定される。本明細書では、少なくとも５個所の測定結果の算術平均値が、膜厚として採用される。
【００２１】
〔３〕セラミック基板は、好ましくは、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素、ムライト、コーディエライト、サイアロンおよび窒化硼素からなる群より選択される少なくとも１種を含む。
【００２２】
これらのセラミックを含むセラミック基板は、通常、鏡面研磨が困難である。結晶粒が非常に硬いこと、および、結晶粒の脱落が起こり易いことによると考えられる。上記〔１〕のように、表面に炭窒化珪素膜が形成されていることにより、鏡面研磨が可能になる。
【００２３】
〔４〕炭窒化珪素膜において、窒素に対する珪素の元素比は、好ましくは、１以上１．８以下である。
【００２４】
以下、窒素に対する珪素の元素比は、「Ｓｉ／Ｎ比」とも記される。Ｓｉ／Ｎ比は、珪素（Ｓｉ）含有量（単位：ａｔоｍ％）をＮ含有量（単位：ａｔоｍ％）で除することにより求められる。Ｓｉ含有量およびＮ含有量の測定方法は、後述される。
【００２５】
Ｓｉ／Ｎ比が１以上であることにより、Ｎリッチ相とＳｉ3Ｎ4相との相分離が抑制される。これによりＣＭＰ時に研磨ムラが抑制される。Ｓｉ／Ｎ比が１．８以下であることにより、硬さが向上する。これにより、ＣＭＰ時に、加工傷の発生および剥がれの発生が抑制される。
【００２６】
〔５〕炭窒化珪素膜は、好ましくは、炭素を０ａｔоｍ％より多く１０ａｔоｍ％以下含有する。
【００２７】
炭素（Ｃ）含有量が１０ａｔоｍ％以下であることにより、ＳｉＣ相と、ＳｉＮＣ相と、Ｓｉ3Ｎ4相との相分離が抑制される。これによりＣＭＰ時に研磨ムラが抑制される。
【００２８】
本明細書の「膜組成」、すなわちＳｉ含有量、Ｎ含有量およびＣ含有量は、ＸＰＳ（Ｘ−ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）により測定される。ＸＰＳ装置としては、たとえば、日本電子社製の製品名「ＪＰＳ−９２００」等、あるいはこれと同等品が用いられる。ＸＰＳは、炭窒化珪素膜において、少なくとも５個所で行われる。Ｓｉ含有量、Ｎ含有量およびＣ含有量は、少なくとも５個所の測定結果の算術平均値として求められる。
【００２９】
〔６〕炭窒化珪素膜は、好ましくは、算術平均粗さが５ｎｍ以下でありかつ最大高低値が５０ｎｍ以下である表面を有する。
【００３０】
炭窒化珪素膜を備える被覆セラミック基板は、研磨後に、このような表面平坦性を有することができる。
【００３１】
本明細書の「算術平均粗さ」は、「ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２０１３」において定義される算術平均粗さ（Ｒａ）を示す。以下、算術平均粗さは、単に「Ｒａ」とも記される。
【００３２】
本明細書の「最大高低値」は、「ＪＩＳ  Ｂ  ００９１：２０１０」において定義される「最大高低値（Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ｖａｌｌｅｙ  ｖａｌｕｅ；ＰＶ値）」を示す。以下、最大高低値は、単に「ＰＶ値」とも記される。
【００３３】
ＲａおよびＰＶ値は、非接触式表面形状測定機により測定される。非接触式表面形状測定機としては、たとえばキヤノン社製の製品名「Ｚｙｇｏ  ＮｅｗＶｉｅｗ７３００」等、あるいはこれと同等品が用いられる。ＲａおよびＰＶ値は、炭窒化珪素膜の全面において測定される。
【００３４】
〔７〕炭窒化珪素膜は、好ましくは、絶縁抵抗が１．０×１０12Ω・ｃｍ以上である。
【００３５】
これにより、炭窒化珪素膜の表面からセラミック基板への部分放電が抑制される。本明細書の「絶縁抵抗」は、四端子法により測定される。測定には、たとえば、三菱化学アナリテック社製の製品名「ハイレスタＵＸ  ＭＣＰ−ＨＴ８００」等、あるいはこれと同等品が用いられる。測定は、少なくとも５個所で行われる。少なくとも５個所の測定結果の算術平均値が、絶縁抵抗として採用される。
【００３６】
〔８〕被覆セラミック基板は、セラミック基板および炭窒化珪素膜を備える。炭窒化珪素膜は、セラミック基板の表面に形成されている。炭窒化珪素膜は、ブリネル硬さが１．０ｋｇｆ／ｍｍ2以上３．０ｋｇｆ／ｍｍ2以下である。炭窒化珪素膜において、窒素に対する珪素の元素比は、１以上１．８以下である。炭窒化珪素膜は、炭素を０ａｔоｍ％より多く１０ａｔоｍ％以下含有する。
【００３７】
この被覆セラミック基板は研磨に適する。この被覆セラミック基板は、特にＣＭＰに適する。この被覆セラミック基板は、研磨により、優れた表面平坦性を有する基板となる。
【００３８】
〔９〕被覆セラミック基板の製造方法は、セラミック基板を準備すること、および、該セラミック基板の表面に炭窒化珪素膜を成膜すること、を含む。炭窒化珪素膜は、ブリネル硬さが１．０ｋｇｆ／ｍｍ2以上３．０ｋｇｆ／ｍｍ2以下となるように成膜される。
【００３９】
これにより、研磨に適した被覆セラミック基板が製造される。
【００４０】
〔１０〕上記の製造方法は、好ましくは、炭窒化珪素膜を研磨すること、をさらに含む。
【００４１】
これにより、表面平坦性に優れる被覆セラミック基板が製造される。
【００４２】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の実施形態（以下「本実施形態」と記される）が説明される。ただし、本発明は以下の説明に限定されるべきではない。
【００４３】
＜被覆セラミック基板＞
図１は、本実施形態に係る被覆セラミック基板の構成の一例を示す概略断面図である。被覆セラミック基板１００は、セラミック基板１０１および炭窒化珪素膜１０２を備える。炭窒化珪素膜１０２は、セラミック基板１０１の表面に形成されている。
【００４４】
被覆セラミック基板１００は、たとえば、回路基板、ヒートシンク等に好適である。回路基板とは、その表面に金属配線が実装される基板を示す。被覆セラミック基板１００は、研磨により、優れた表面平坦性を有する基板となる。表面平坦性が高いことにより、回路基板では、回路線幅の微細化が期待できる。表面平坦性が高いことにより、ヒートシンクでは、接触熱抵抗の低減が期待できる。
【００４５】
《セラミック基板》
セラミック基板１０１は、セラミックを含む基板である。セラミック基板１０１の形状は特に限定されない。セラミック基板１０１の平面形状は、矩形（正方形または長方形）であってもよい。セラミック基板１０１の平面形状は、円形であってもよい。平面形状が矩形の場合、一辺の長さは、たとえば２５〜３００ｍｍ（好ましくは５０〜２００ｍｍ）である。平面形状が円形の場合、直径は、たとえば２５〜３００ｍｍ（好ましくは５０〜２００ｍｍ）である。セラミック基板１０１の厚さは、たとえば１００μｍ〜５ｍｍ（好ましくは３００μｍ〜２ｍｍ）である。
【００４６】
セラミック基板１０１は、板状のセラミック焼結体である。セラミック基板１０１は、セラミックの他、焼結助剤、バインダ、残留炭素等を含んでいてもよい。残留炭素は、たとえば有機バインダに由来する。セラミック基板１０１は、セラミックを、好ましくは５０体積％以上（より好ましくは７５体積％以上、よりいっそう好ましくは９０体積％以上、最も好ましくは９５体積％以上）含む。
【００４７】
セラミックは、好ましくは、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）、炭化珪素（ＳｉＣ）、ムライト（たとえば、３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2等）、コーディエライト（たとえば、２ＭｇＯ・２Ａｌ2Ｏ3・５ＳｉＯ2等）、サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）および窒化硼素（ＢＮ）等である。これらのセラミックは、機械的特性、放熱特性等に優れる。そのため、これらのセラミックは、回路基板に好適である。セラミック基板１０１は、２種以上のセラミックを含んでいてもよい。すなわち、セラミック基板１０１は、好ましくは、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素、ムライト、コーディエライト、サイアロンおよび窒化硼素からなる群より選択される少なくとも１種を含む。
【００４８】
《炭窒化珪素膜》
図１に示されるように、セラミック基板１０１は、第１表面１０および第２表面２０を有する。第２表面２０は、第１表面１０の反対側に位置する。炭窒化珪素膜１０２は、第１表面１０および第２表面２０の少なくとも一方に形成されていればよい。図１には、一例として、第１表面１０に炭窒化珪素膜１０２が形成されている態様が示されている。炭窒化珪素膜１０２は、第１表面１０および第２表面２０の両方に形成されていてもよい。
【００４９】
炭窒化珪素膜１０２は、たとえば、第１表面１０の全面を被覆するように、形成されていてもよい。炭窒化珪素膜１０２は、たとえば、第２表面２０の全面を被覆するように、形成されていてもよい。第１表面１０または第２表面２０には、炭窒化珪素膜１０２に被覆されていない部分があってもよい。ただし、被覆セラミック基板１００が回路基板である場合、少なくとも金属配線が実装される部分には、炭窒化珪素膜１０２が形成されていることが望ましい。炭窒化珪素膜１０２は、好ましくは、第１表面１０または第２表面２０の５０面積％以上（より好ましくは８０面積％以上、よりいっそう好ましくは９０面積％以上、最も好ましくは９９面積％以上）を被覆する。
【００５０】
（ブリネル硬さ）
炭窒化珪素膜１０２は、ブリネル硬さが１．０ｋｇｆ／ｍｍ2以上３．０ｋｇｆ／ｍｍ2以下である。これにより、所望の表面平坦性が実現される。ブリネル硬さは、好ましくは１．０ｋｇｆ／ｍｍ2以上２．５ｋｇｆ／ｍｍ2以下（より好ましくは１．０ｋｇｆ／ｍｍ2以上１．９ｋｇｆ／ｍｍ2以下、よりいっそう好ましくは１．０ｋｇｆ／ｍｍ2以上１．６ｋｇｆ／ｍｍ2以下、最も好ましくは１．４ｋｇｆ／ｍｍ2以上１．６ｋｇｆ／ｍｍ2以下）である。ブリネル硬さが、これらの範囲内であることにより、表面平坦性のいっそうの向上が期待できる。
【００５１】
（膜厚）
炭窒化珪素膜１０２は、好ましくは膜厚が１００ｎｍ以上１μｍ以下である。炭窒化珪素膜１０２は、十分な硬さを有する。そのため、１μｍ以下の薄膜であっても、所望の表面平坦性が実現されるように、炭窒化珪素膜１０２を研磨することができる。これにより製造コストの低減が期待できる。膜厚が１００ｎｍ以上であることにより、十分な研磨しろが確保される。膜厚は、より好ましくは２００ｎｍ以上８００ｎｍ以下（よりいっそう好ましくは３００ｎｍ以上５００ｎｍ以下、最も好ましくは４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下）である。膜厚が、これらの範囲内であることにより、表面平坦性のいっそうの向上、および、製造コストのいっそうの低減が期待できる。
【００５２】
（膜組成）
炭窒化珪素膜１０２は、珪素、窒素および炭素を含む。炭窒化珪素膜１０２は、成膜過程で不可避的に混入する不純物を含むこともある。不可避的に混入する不純物としては、たとえば、水素（Ｈ）、酸素（Ｏ）等が考えられる。このような不純物の含有量は、たとえば、０〜０．１ａｔоｍ％程度である。
【００５３】
炭窒化珪素膜１０２において、窒素に対する珪素の元素比（Ｓｉ／Ｎ比）は、好ましくは、１以上１．８以下である。ＳｉＮ比が１以上であることより、Ｎリッチ相とＳｉＮ相との相分離が抑制される。これにより、ＣＭＰ時に研磨ムラが抑制される。Ｓｉ／Ｎ比が１．８以下であることにより、硬さが向上する。これにより、ＣＭＰ時に加工傷の発生、および、剥がれの発生が抑制される。
【００５４】
Ｓｉ／Ｎ比は、より好ましくは１．１以上１．７以下（よりいっそう好ましくは１．３以上１．６以下、最も好ましくは１．４以上１．５以下）である。Ｓｉ／Ｎ比がこれらの範囲内であることにより、ＣＭＰ時に、研磨ムラ、加工傷および剥がれの発生がいっそう抑制される。
【００５５】
炭窒化珪素膜１０２は、好ましくは、炭素を０ａｔоｍ％より多く１０ａｔоｍ％以下含有する。Ｃ含有量が１０ａｔоｍ％以下であることにより、ＳｉＣ相と、ＳｉＮＣ相と、Ｓｉ3Ｎ4相との相分離が抑制される。これによりＣＭＰ時に研磨ムラが抑制される。炭窒化珪素膜１０２は、より好ましくは、炭素を１ａｔоｍ％以上８ａｔоｍ％以下（よりいっそう好ましくは４ａｔоｍ％以上８ａｔоｍ％以下）含有する。Ｃ含有量がこれらの範囲内であることにより、研磨ムラのいっそうの抑制が期待できる。
【００５６】
炭窒化珪素膜１０２は、好ましくは以下の範囲で、Ｓｉ、ＮおよびＣを含有する。
Ｓｉ含有量：５０ａｔоｍ％以上６０ａｔоｍ％以下
Ｎ含有量：３０ａｔоｍ％以上４０ａｔоｍ％以下
Ｃ含有量：０ａｔоｍ％より多く１０ａｔоｍ％以下
【００５７】
（研磨後の表面平坦性）
図１に示されるように、炭窒化珪素膜１０２は、第３表面３０を有する。第３表面３０を研磨することにより、第３表面３０は、表面平坦性に優れる表面となり得る。すなわち、炭窒化珪素膜１０２は、好ましくはＲａが５ｎｍ以下でありかつＰＶ値が５０ｎｍ以下である第３表面３０を有する。これにより被覆セラミック基板１００において、回路線幅の微細化が期待できる。また被覆セラミック基板１００において、接触熱抵抗の低減も期待できる。
【００５８】
第３表面３０のＲａは小さい程望ましい。Ｒａは、たとえば０．１ｎｍ以上である。Ｒａは、好ましくは０．１ｎｍ以上３ｎｍ以下である。第３表面３０のＰＶ値は小さい程望ましい。ＰＶ値は、たとえば１０ｎｍ以上である。ＰＶ値は、好ましくは１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下（より好ましくは１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下）である。ＲａおよびＰＶ値がこれらの範囲内であることにより、回路線幅のいっそうの微細化、および、接触熱抵抗のいっそうの低減が期待できる。
【００５９】
（絶縁抵抗）
炭窒化珪素膜１０２は、好ましくは、絶縁抵抗が１．０×１０12Ω・ｃｍ以上である。これにより第３表面３０からセラミック基板１０１への部分放電が抑制される。絶縁抵抗は大きい程望ましい。絶縁抵抗は、たとえば１．０×１０14Ω・ｃｍ以下である。絶縁抵抗は、より好ましくは２．０×１０12Ω・ｃｍ以上（よりいっそう好ましくは３．０×１０12Ω・ｃｍ以上、最も好ましくは１．０×１０13Ω・ｃｍ以上）である。絶縁抵抗がこれらの範囲内であることにより、部分放電のいっそうの抑制が期待できる。
【００６０】
＜被覆セラミック基板の製造方法＞
図２は、本実施形態に係る被覆セラミック基板の製造方法の概略を示すフローチャートである。当該製造方法は、準備２０１および成膜２０２を含む。当該製造方法は、好ましくは、研磨２０３をさらに含む。
【００６１】
《準備》
準備２０１は、セラミック基板１０１を準備することを含む。すなわち、被覆セラミック基板の製造方法は、セラミック基板１０１を準備することを含む。
【００６２】
セラミック基板１０１は、従来公知の方法によって準備される。セラミック基板１０１は、たとえば、次のようにして準備される。
【００６３】
（ｉ）セラミック粉末、焼結助剤、バインダおよび溶媒等が混合される。これによりスラリーが調製される。バインダは、たとえば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、アクリル樹脂等でよい。溶媒は、たとえば、エタノール、イソプロピルアルコール等でよい。焼結助剤は、セラミックの種類等に応じて適宜選択される。
【００６４】
（ｉｉ）スラリーが所定の形状に成形される。これにより成形体が製造される。たとえば、押出成形、射出成形、テープ成形、鋳込成形等によって、成形体が製造される。
【００６５】
（ｉｉｉ）成形体が熱処理される。これによりセラミック焼結体（すなわちセラミック基板１０１）が製造される。通常、ここでの熱処理は、脱脂および焼結等を含む。熱処理条件（温度、雰囲気および時間）は、たとえばセラミックおよびバインダの種類等に応じて、適宜変更される。熱処理後の焼結体には、研削、研磨等の機械加工が施されてもよい。
【００６６】
《成膜》
成膜２０２は、セラミック基板１０１の表面に炭窒化珪素膜１０２を成膜することを含む。すなわち、被覆セラミック基板の製造方法は、セラミック基板１０１の表面に炭窒化珪素膜１０２を成膜することを含む。炭窒化珪素膜１０２は、ブリネル硬さが１．０ｋｇｆ／ｍｍ2以上３．０ｋｇｆ／ｍｍ2以下となるように成膜される。これにより、被覆セラミック基板１００が製造される。
【００６７】
炭窒化珪素膜１０２は、たとえば、化学蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＣＶＤ）法、物理蒸着（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＰＶＤ）法等によって、成膜される。炭窒化珪素膜１０２は、好ましくはＣＶＤ法によって成膜され、より好ましくはプラズマＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＰＥＣＶＤ）法によって成膜される。ＰＥＣＶＤ法は、ステップカバレジ（Ｓｔｅｐ  Ｃｏｖｅｒａｇｅ）が良好である。これにより表面平坦性の向上が期待できる。
【００６８】
ＰＥＣＶＤ法において、基板温度は２００〜４００℃（典型的には、２５０〜３５０℃）でよい。
【００６９】
ＰＥＣＶＤ法において、Ｓｉ源ガスとしては、たとえば、シラン（ＳｉＨ4）ガス、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）ガス、ジクロロシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）ガス、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3）ガス、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ4）ガス等が用いられる。Ｎ源ガスとしては、アンモニア（ＮＨ3）ガス、窒素（Ｎ2）ガス等が用いられる。Ｃ源ガスとしては、メタン（ＣＨ4）ガス、エタン（Ｃ2Ｈ6）ガス、プロパン（Ｃ3Ｈ8）ガス、エチレン（Ｃ2Ｈ4）ガス、アセチレン（Ｃ2Ｈ2）ガス等が用いられる。これらの原料ガスと共に、キャリアガスが用いられてもよい。キャリアガスは、たとえば、水素（Ｈ2）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス等でよい。
【００７０】
ＰＥＣＶＤ法において、炭窒化珪素膜１０２のブリネル硬さおよび膜組成は、Ｓｉ源ガス、Ｎ源ガス、Ｃ源ガスの流量比等によって、調整され得る。Ｓｉ源ガスの流量は、好ましくは５０〜１５０ｓｃｃｍ（より好ましくは８０〜１２０ｓｃｃｍ）である。流量の単位「ｓｃｃｍ（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｃｕｂｉｃ  ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）」は、標準状態（０℃、１０１．３ｋＰａ）における「ｍｌ／ｍｉｎ」を示す。Ｎ源ガスの流量は、好ましくは１〜３０ｓｃｃｍ（より好ましくは３〜２０ｓｃｃｍ）である。Ｃ源ガスの流量は、好ましくは０．１〜３ｓｃｃｍ（より好ましくは０．５〜２ｓｃｃｍ）である。
【００７１】
ＰＥＣＶＤ法において、膜厚は、たとえば、成膜時間等によって調整され得る。成膜時間は、好ましくは１ｍｉｎ〜１ｈｏｕｒ（より好ましくは５〜３０ｍｉｎ、最も好ましくは８〜１５ｍｉｎ）である。
【００７２】
《研磨》
研磨２０３は、炭窒化珪素膜１０２を研磨することを含む。すなわち、被覆セラミック基板の製造方法は、好ましくは炭窒化珪素膜１０２を研磨することをさらに含む。
【００７３】
研磨方法は、特に限定されない。炭窒化珪素膜１０２は、機械研磨（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ；ＭＰ）により、研磨されてもよい。炭窒化珪素膜１０２は、ＣＭＰにより、研磨されてもよい。ただし炭窒化珪素膜１０２は、好ましくはＣＭＰにより、研磨される。ＣＭＰを行うことにより、表面平坦性の向上が期待できる。
【００７４】
ＣＭＰにおいて、研磨砥粒は、たとえば、コロイダルシリカ、フュームドシリカ、アルミナ等を含む。研磨液は、たとえば、過酸化水素水等の酸化剤を含む。研磨パッドは、たとえば、不織布パッド、スエードパッド、発泡ウレタンパッド等でよい。面圧は、好ましくは１０〜２５０ｇ／ｃｍ2（より好ましくは４０〜２００ｇ／ｃｍ2）である。研磨量は、たとえば、炭窒化珪素膜１０２の膜厚の１〜５０％（好ましくは１０〜３０％）でよい。研磨後、被覆セラミック基板１００は、純水、酸およびアルカリ等により、洗浄されることが望ましい。
【００７５】
以上より、表面平坦性に優れる被覆セラミック基板１００が製造される。
【実施例】
【００７６】
以下、実施例が説明される。ただし、本実施形態は以下の例に限定されるべきではない。
【００７７】
＜被覆セラミック基板の製造＞
以下のように、各種の被覆セラミック基板（試料Ｎｏ．１〜１２）が製造された。
【００７８】
《試料Ｎｏ．１》
１．準備２０１
セラミック基板１０１として、板状のＡｌＮ焼結体が準備された。
【００７９】
２．成膜２０２
ＰＥＣＶＤ装置が準備された。ＰＥＣＶＤ装置のチャンバに、セラミック基板１０１が配置された。原料ガスとして、シランガス、アンモニアガスおよびメタンガスが準備された。以下の条件で、セラミック基板１０１の表面に炭窒化珪素膜１０２が成膜された。
【００８０】
（成膜条件）
基板温度：３００℃
シランガス流量：１００ｓｃｃｍ
アンモニアガス流量：３ｓｃｃｍ
メタンガス流量：０．５ｓｃｃｍ
成膜時間：１０ｍｉｎ
【００８１】
成膜後、前述の方法により、膜組成が測定された。測定には、日本電子社製の製品名「ＪＰＳ−９２００」が用いられた。測定結果は、下記表１に示されている。
【００８２】
前述の方法により、膜厚が測定された。測定には、溝尻光学工業所製の自動エリプソメータ（型式名「ＤＶＡ−３６Ｌ３」）が用いられた。測定結果は、下記表１に示されている。
【００８３】
前述の方法により、ブリネル硬さが測定された。測定には、ＣＳＭ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製のスクラッチ試験機「Ｍｉｃｒｏ  Ｓｃｒａｔｃｈ  Ｔｅｓｔｅｒ」が用いられた。測定結果は、下記表１に示されている。
【００８４】
３．研磨２０３
ＣＭＰ装置が準備された。以下の条件で、炭窒化珪素膜１０２が研磨された。
【００８５】
（ＣＭＰ条件）
研磨砥粒：コロイダルシリカ
面圧：１５０ｇ／ｃｍ2
【００８６】
研磨後、前述の方法により、炭窒化珪素膜１０２の絶縁抵抗が測定された。測定には、三菱化学アナリテック社製の製品名「ハイレスタＵＸ  ＭＣＰ−ＨＴ８００」が用いられた。測定結果は、下記表１に示されている。
【００８７】
前述の方法により、研磨後の表面平坦性（ＲａおよびＰＶ値）が測定された。測定には、キヤノン社製の製品名「Ｚｙｇｏ  ＮｅｗＶｉｅｗ７３００」が用いられた。測定結果は、下記表１に示されている。
【００８８】
以上より、試料Ｎｏ．１に係る被覆セラミック基板１００が製造された。
【００８９】
《試料Ｎｏ．２および３》
下記表１に示されるように、成膜条件が変更されることを除いては、試料Ｎｏ．１と同じ手順により、試料Ｎｏ．２および３に係る被覆セラミック基板１００が製造された。
【００９０】
《試料Ｎｏ．４〜９》
下記表１に示されるように、セラミック基板１０１として、板状のＳｉ3Ｎ4焼結体、板状のＢＮ焼結体、板状のムライト焼結体、板状のコーディエライト焼結体、板状のＳｉＣ焼結体、または、板状のＳｉＡｌＯＮ焼結体が用いられることを除いては、試料Ｎｏ．３と同じ手順により、試料Ｎｏ．４〜９に係る被覆セラミック基板１００が製造された。
【００９１】
《試料Ｎｏ．１０〜１２》
下記表１に示されるように、成膜条件（メタンガス流量）が変更されることを除いては、試料Ｎｏ．３と同じ手順により、試料Ｎｏ．１０〜１２に係る被覆セラミック基板が製造された。
【００９２】
【表１】
2017203180.tif 000003
【００９３】
＜結果＞
上記表１に示されるように、ブリネル硬さが１．０ｋｇｆ／ｍｍ2以上３．０ｋｇｆ／ｍｍ2以下である試料Ｎｏ．１〜９は、同条件を満たさない試料Ｎｏ．１０〜１２に比べて、ＣＭＰ後の表面平坦性に優れている。
【００９４】
すなわち、試料Ｎｏ．１〜９は、研磨に適した被覆セラミック基板である。
【００９５】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９６】
１０  第１表面
２０  第２表面
３０  第３表面
１００  被覆セラミック基板
１０１  セラミック基板
１０２  炭窒化珪素膜
２０１  準備
２０２  成膜
２０３  研磨
【図１】
2017203180.tif 000004
【図２】
2017203180.tif 000005