JPH0822503B2 - 化学作用を利用したポリシング法 - Google Patents
化学作用を利用したポリシング法Info
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- JPH0822503B2 JPH0822503B2 JP2083531A JP8353190A JPH0822503B2 JP H0822503 B2 JPH0822503 B2 JP H0822503B2 JP 2083531 A JP2083531 A JP 2083531A JP 8353190 A JP8353190 A JP 8353190A JP H0822503 B2 JPH0822503 B2 JP H0822503B2
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- JP
- Japan
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- abrasive grains
- abrasive
- polishing method
- reaction product
- polishing
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は硬脆材料のポリシング法に関する。
［従来の技術］ 一般的に硬脆材料のポリシングは、材料よりも硬度の
高い砥粒（主にダイヤモンド）を用い、砥粒による微小
破壊などの機械的作用を利用して行なわれる。この場合
ある程度の加工能率は得られるものの、加工面にスクラ
ッチが残存したり加工歪が発生することが多く、電子材
料や光学材料の場合は材料の電気的特性や光学的特性が
劣化し、構造材料などでは機械的強度は低下して破壊を
まねくなど材料の特性を損なうこととなる。また、この
方法において加工液にアルカリ性溶液を用いる場合もあ
るが、これは材料表面を軟質にすることを目的としてお
り、加工面によりいっそうスクラッチ等が発生しやすく
なる。
高い砥粒（主にダイヤモンド）を用い、砥粒による微小
破壊などの機械的作用を利用して行なわれる。この場合
ある程度の加工能率は得られるものの、加工面にスクラ
ッチが残存したり加工歪が発生することが多く、電子材
料や光学材料の場合は材料の電気的特性や光学的特性が
劣化し、構造材料などでは機械的強度は低下して破壊を
まねくなど材料の特性を損なうこととなる。また、この
方法において加工液にアルカリ性溶液を用いる場合もあ
るが、これは材料表面を軟質にすることを目的としてお
り、加工面によりいっそうスクラッチ等が発生しやすく
なる。
それに対して、材料よりも硬度の低い砥粒を乾式で供
給し、材料と砥粒との接触点で高温・高圧状態による反
応物を生成し、その反応物を摩擦力で除去するメカノケ
ミカルポリシング法がある（電子技術総合研究所研究報
告書第776号）。この加工法は材料よりも硬度の低い砥
粒を使用するため砥粒が材料に押し込まれることがな
く、材料表面の破壊がおこらず、スクラッチが残存した
り加工歪が発生することがない。また、加工する材料に
対して適切な砥粒を選択することにより、一般的なポリ
シング法である材料よりも硬度の高い砥粒を用いるポリ
シング法と同程度以上の加工能率が得られる。
給し、材料と砥粒との接触点で高温・高圧状態による反
応物を生成し、その反応物を摩擦力で除去するメカノケ
ミカルポリシング法がある（電子技術総合研究所研究報
告書第776号）。この加工法は材料よりも硬度の低い砥
粒を使用するため砥粒が材料に押し込まれることがな
く、材料表面の破壊がおこらず、スクラッチが残存した
り加工歪が発生することがない。また、加工する材料に
対して適切な砥粒を選択することにより、一般的なポリ
シング法である材料よりも硬度の高い砥粒を用いるポリ
シング法と同程度以上の加工能率が得られる。
しかしこのメカノケミカルポリシリング法では、摩擦
力のみで材料表面に生成された反応物を除去するため、
反応物が完全に除去されず表面に残留物として残ってし
まう可能性がある。また加工液を用いない乾式であるた
め、材料表面に均等に供給することが困難であり、加工
が不均一となり精度良く研磨することが難しい。さらに
砥粒の飛散によって作業環境の悪化をまねく。
力のみで材料表面に生成された反応物を除去するため、
反応物が完全に除去されず表面に残留物として残ってし
まう可能性がある。また加工液を用いない乾式であるた
め、材料表面に均等に供給することが困難であり、加工
が不均一となり精度良く研磨することが難しい。さらに
砥粒の飛散によって作業環境の悪化をまねく。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、材料よりも硬度の低い砥粒を用いて材料と
砥粒との接触点で反応物を生成させる硬脆材料のポリシ
ング法において、材料表面の反応物の除去、加工の不均
一性、作業環境の悪化という問題を解決するとともに、
さらに加工能率も向上させるポリシング法を提案するも
のである。
砥粒との接触点で反応物を生成させる硬脆材料のポリシ
ング法において、材料表面の反応物の除去、加工の不均
一性、作業環境の悪化という問題を解決するとともに、
さらに加工能率も向上させるポリシング法を提案するも
のである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、硬脆材料のポリシング法の一つである材料
よりも硬度の低い砥粒を用いて材料と砥粒との接触点で
反応物を生成させるメカノケミカルポリシング法におい
て、砥粒を加工液に懸濁して供給することにより反応物
を加工液にてエッチングすることを特徴とする化学作用
を利用したポリシング法である。
よりも硬度の低い砥粒を用いて材料と砥粒との接触点で
反応物を生成させるメカノケミカルポリシング法におい
て、砥粒を加工液に懸濁して供給することにより反応物
を加工液にてエッチングすることを特徴とする化学作用
を利用したポリシング法である。
［作用］ 従来のメカノケミカルポリシング法では、材料と砥粒
との接触点で生成された反応物を摩擦力のみで除去する
が、本発明では摩擦力だけでなく、反応物に対してエッ
チング作用を有する酸性またはアルカリ性の加工液によ
るエッチング作用によっても除去する。そのため従来の
メカノケミカルポリシング法のように材料表面に反応物
が残留する可能性がない。さらにエッチング作用を重畳
させることにより生成された反応物を効率的に除去でき
るため、従来に比べて非常に高い加工能率が得られる。
また砥粒を液体とともに供給することにより、材料に対
して砥粒を均等に供給することができ、加工が不均一と
ならず精度の高い加工が可能となる。さらには湿式であ
るため砥粒の飛散が防げ、作業環境の向上が図れる。
との接触点で生成された反応物を摩擦力のみで除去する
が、本発明では摩擦力だけでなく、反応物に対してエッ
チング作用を有する酸性またはアルカリ性の加工液によ
るエッチング作用によっても除去する。そのため従来の
メカノケミカルポリシング法のように材料表面に反応物
が残留する可能性がない。さらにエッチング作用を重畳
させることにより生成された反応物を効率的に除去でき
るため、従来に比べて非常に高い加工能率が得られる。
また砥粒を液体とともに供給することにより、材料に対
して砥粒を均等に供給することができ、加工が不均一と
ならず精度の高い加工が可能となる。さらには湿式であ
るため砥粒の飛散が防げ、作業環境の向上が図れる。
硬脆材料、砥粒、加工液の種類およびPH値の組合せの
例を第１表に示す。
例を第１表に示す。
Siの場合はBaCO3やCaCO3の砥粒との間でケイ酸塩が反
応物として形成される。このケイ酸塩はKOH,NaOHなどの
強アルカリやフッ酸に溶解するので、これらを加工液と
して用いる。この場合、アルカリ性ではPH9〜12が望ま
しく、酸性ではPH3〜５が望ましい。第１表で溶液のPH
を限定するのは、酸性・アルカリ性の程度が低いPH5
超、９未満の範囲では、砥粒と材料との反応物に対する
化学作用が起こらず、一方PH3未満、12超と酸性・アル
カリ性の程度が高すぎると砥粒の特性が劣化するためで
ある。
応物として形成される。このケイ酸塩はKOH,NaOHなどの
強アルカリやフッ酸に溶解するので、これらを加工液と
して用いる。この場合、アルカリ性ではPH9〜12が望ま
しく、酸性ではPH3〜５が望ましい。第１表で溶液のPH
を限定するのは、酸性・アルカリ性の程度が低いPH5
超、９未満の範囲では、砥粒と材料との反応物に対する
化学作用が起こらず、一方PH3未満、12超と酸性・アル
カリ性の程度が高すぎると砥粒の特性が劣化するためで
ある。
またSi3N4に対してはCr2O3やFe2O3、SiCに対してはCr
2O3を砥粒として用いると、両者ともSiO2を形成する。S
iO2はフッ酸に可溶なため、フッ酸を加工液として用い
る。この場合も同様の理由によりPH3〜５が望ましい。
2O3を砥粒として用いると、両者ともSiO2を形成する。S
iO2はフッ酸に可溶なため、フッ酸を加工液として用い
る。この場合も同様の理由によりPH3〜５が望ましい。
［実施例］ 実施例１ SiウェハをBaCO3を砥粒として用いて、１−乾式、
１−PH9のKOH水溶液に懸濁、１−PH10.5のKOH水溶
液に懸濁、１−PH12のKOH水溶液に懸濁して湿式で供
給してポリシングした。加工圧力は200g/cm2で、平均砥
粒径は1.2μｍであり、１−〜１−では砥粒濃度25w
t％である。その結果、それぞれの加工能率は第２表に
示すように、１−5.0μm/hr、１−9.0μm/hr、１−
12.0μm/hr、１−14.0μm/hrであった。なお、１−
,1−の条件で加工したSi表面をESCAで分析した結
果、砥粒及び砥粒とSiとの加工物は検出されず、残留物
の無い清浄な表面が得られた。またウェハの平坦度を表
すTTV（Total Thickness Variation）は、１−では、
2.2μｍ、１−では1.0μｍであり大きく向上した。
１−PH9のKOH水溶液に懸濁、１−PH10.5のKOH水溶
液に懸濁、１−PH12のKOH水溶液に懸濁して湿式で供
給してポリシングした。加工圧力は200g/cm2で、平均砥
粒径は1.2μｍであり、１−〜１−では砥粒濃度25w
t％である。その結果、それぞれの加工能率は第２表に
示すように、１−5.0μm/hr、１−9.0μm/hr、１−
12.0μm/hr、１−14.0μm/hrであった。なお、１−
,1−の条件で加工したSi表面をESCAで分析した結
果、砥粒及び砥粒とSiとの加工物は検出されず、残留物
の無い清浄な表面が得られた。またウェハの平坦度を表
すTTV（Total Thickness Variation）は、１−では、
2.2μｍ、１−では1.0μｍであり大きく向上した。
実施例２ SiウェハをBaCO3を砥粒として用いて、２−乾式で
供給、２−PH3のHF水溶液に懸濁して湿式で供給して
ポリシングした。加工圧力は200g/cm2で、平均砥粒径
は、1.2μｍであり、２−では砥粒濃度25wt％で供給
した。その結果、それぞれの加工能率は第２表に示すよ
うに、２−5.0μm/hr,2−10.0μm/hrであった。な
お、２−の条件で加工したSi表面をESCAで分析した結
果、砥粒及び砥粒とSiとの加工物は検出されず、残留物
の無い清浄な表面が得られた。またウェハの平坦度を表
すTTV（Total Thickness Variation）は、２−では2.
2μｍ、２−では1.5μｍであり向上した。
供給、２−PH3のHF水溶液に懸濁して湿式で供給して
ポリシングした。加工圧力は200g/cm2で、平均砥粒径
は、1.2μｍであり、２−では砥粒濃度25wt％で供給
した。その結果、それぞれの加工能率は第２表に示すよ
うに、２−5.0μm/hr,2−10.0μm/hrであった。な
お、２−の条件で加工したSi表面をESCAで分析した結
果、砥粒及び砥粒とSiとの加工物は検出されず、残留物
の無い清浄な表面が得られた。またウェハの平坦度を表
すTTV（Total Thickness Variation）は、２−では2.
2μｍ、２−では1.5μｍであり向上した。
実施例３ Si3N4をCr2O3（平均粒径３μｍ）で、３−乾式、３
−湿式（PH5のHF水溶液に懸濁：砥粒濃度10wt％）に
てポリシングした。その結果、それぞれの加工能率は第
２表に示すように、乾式:3μm/hr,湿式:8μm/hrであっ
た。また、湿式ポリシングした試料表面をESCAで分析し
たが、SiO2は検出されなかった。
−湿式（PH5のHF水溶液に懸濁：砥粒濃度10wt％）に
てポリシングした。その結果、それぞれの加工能率は第
２表に示すように、乾式:3μm/hr,湿式:8μm/hrであっ
た。また、湿式ポリシングした試料表面をESCAで分析し
たが、SiO2は検出されなかった。
実施例４ SiCをCr2O3（平均粒径３μｍ）で、４−乾式、４−
湿式（PH4のHF水溶液に懸濁：砥粒濃度10wt％）にて
ポリシングした。その結果、それぞれの加工能率は第２
表に示すように、乾式:2μm/hr,湿式:5μm/hrであっ
た。また、湿式ポリシングした試料表面をESCAで分析し
たが、SiO2は検出されなかった。
湿式（PH4のHF水溶液に懸濁：砥粒濃度10wt％）にて
ポリシングした。その結果、それぞれの加工能率は第２
表に示すように、乾式:2μm/hr,湿式:5μm/hrであっ
た。また、湿式ポリシングした試料表面をESCAで分析し
たが、SiO2は検出されなかった。
［発明の効果］ 本発明により、材料よりも硬度の低い砥粒を用いて材
料と砥粒との接触点で反応物を生成させる硬脆材料のポ
リシング法において、ａ）材料表面の反応物や砥粒など
の残留物が除去でき、清浄な加工面が得られる。ｂ）加
工の不均一性が無くなり、高精度の加工が行える。ｃ）
砥粒の飛散がなく作業環境が改善される。ｄ）加工能率
が向上する、などの効果が得られる。
料と砥粒との接触点で反応物を生成させる硬脆材料のポ
リシング法において、ａ）材料表面の反応物や砥粒など
の残留物が除去でき、清浄な加工面が得られる。ｂ）加
工の不均一性が無くなり、高精度の加工が行える。ｃ）
砥粒の飛散がなく作業環境が改善される。ｄ）加工能率
が向上する、などの効果が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−64994（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−90081（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−263666（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−53317（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】材料よりも硬度の低い砥粒を用いて材料と
砥粒との接触点で反応物を生成させる硬脆材料のポリシ
ング法において、砥粒を加工液に懸濁して供給すること
により反応物を加工液にてエッチングすることを特長と
する化学作用を利用したポリシング法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2083531A JPH0822503B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 化学作用を利用したポリシング法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2083531A JPH0822503B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 化学作用を利用したポリシング法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03281165A JPH03281165A (ja) | 1991-12-11 |
| JPH0822503B2 true JPH0822503B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=13805078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2083531A Expired - Lifetime JPH0822503B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 化学作用を利用したポリシング法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0822503B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6885470B1 (en) | 1995-03-06 | 2005-04-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electronic mail system |
| US6963634B2 (en) | 1995-03-06 | 2005-11-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electronic-mail apparatus |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007160496A (ja) | 2005-11-15 | 2007-06-28 | Shinshu Univ | ワーク研磨装置およびワーク研磨方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5819716B2 (ja) * | 1972-03-02 | 1983-04-19 | キヤノン株式会社 | カコウホウホウ |
| JPS5623746B2 (ja) * | 1972-10-24 | 1981-06-02 | ||
| JPS5953317A (ja) * | 1982-09-16 | 1984-03-28 | Tsubakimoto Chain Co | 平板状物品の仕分けコンベヤ装置 |
| JPS60263666A (ja) * | 1984-06-08 | 1985-12-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Ｓｉウエハの研摩方法 |
-
1990
- 1990-03-30 JP JP2083531A patent/JPH0822503B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6885470B1 (en) | 1995-03-06 | 2005-04-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electronic mail system |
| US6963634B2 (en) | 1995-03-06 | 2005-11-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electronic-mail apparatus |
| US7119918B2 (en) | 1995-03-06 | 2006-10-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Communication apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03281165A (ja) | 1991-12-11 |
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