JPS61192475A - 基板研摩用工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、メカノケミカルラッピングにより半導体基板
や結晶基板を高精度に平面研摩するための研摩用工具に
関する。

〈従来の技術〉 従来、シリコンやガリウム・砒素等の半導体基板或いは
サファイアやガドリニウム・ガリウム・ガーネット（Ｇ
ＧＧ）等の結晶基板を平面研摩して加工変質層を除去す
る方法の一つとして、ポリエステル等の樹脂繊維をポリ
ウレタン樹脂等で固めた不織布上に基板を重ね合わせ、
シリカ微粒子がアルカリ水溶液に懸濁された加工液をこ
れらの間に供給しな　、がら不織布と基板とをこすり合
わせて鏡面仕上げを行うメカノケミカルラッピングが知
られている。

このメカノケミカルラッピングは、シリカ微粒子の機械
的な研削作用とアルカリ水溶液の化学的な侵食作用とを
複合した高能率で加工変質層の少ない仕上げを行うこと
が可能であるが、不織布の摩耗が大きくて交換碩度が高
い上、研摩中の摩擦熱のために化学的侵食作用が増大し
易く、安定した高品質の加工面を得るためには厳密な工
程管理と熟練技術とが必要である。

そこで、動圧流体軸受の原理を応用して基板を不織布の
表面から浮上させ、基板と不織布とを非接触の状態に保
持して摩擦熱の発生を防止し、加工液の流動のみにより
基板を平面研削する方法が特公昭５４−３０８００号公
報等において提案されている。

この無接触ラッピングの加工原理を表す第３図に示すよ
うに、基板１が重ねられる研摩用工具２の表面には、こ
の基板１と対向する平担部３と、基板１に対する研摩用
工具２の相対移動方向（図中、左方向）と直角な方向（
図の紙面に対して垂直な方向）に延びるＶ溝部４とが前
記相対移動方向に沿って交互に形成されている。■溝部
４には基板１に対する研摩用工具２の相対移動方向側ほ
ど漸次溝の深さが深くなる動圧発生用の傾斜面５が形成
され、これら基板１と研摩用工具２との間には遊離砥粒
６を腐食液７中に分散させた加工液８が供給されている
。

従って、基板１に対して研摩用工具２を図中、左方向に
相対移動させると、この時の研摩用工具２の相対移動方
向に沿った加工液８の圧力分布を表す第４図に示すよう
に、■溝部４にて加工液８による動圧が発生し、基板１
はこの動圧と加工圧力とが釣り合った位置に研摩用工具
２に対して浮上する。そして、□　加工″ｅ８の流動に
伴う基板１と遊離砥粒６との衝突及び加工液８の化学作
用により基板１の表面が加工されて行くのである。

〈発明が解決しようとする問題点〉 不織布で形成された研摩用工具を用いて無接触ラッピン
グを行う場合、一般に不織布は無数の気孔があるために
加工液の浸透性が良好であり、この結果としてＶ溝部で
の動圧の発生が不充分となり易く、実際問題として基板
と研摩用工具とが接触状態となることが多い。

これに対し、加工液の浸透性がほとんどないウレタンゴ
ム等の研摩用工具を用いた場合には、■溝部での動圧を
充分に発生させることが可能であるが、平担部での遊離
砥粒の保持性が悪いために加工能率が不織布による研摩
用工具の場合よりも著しく低い欠点がある。

本発明はかかる従来のメカノケミカル無接触ラッピング
に用いる研摩用工具の不具合に鑑み、加工能率が高くし
かも基板に対して非接触の状態を保持し得る研摩用工具
を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 本発明の研摩用工具は、基板に対して相対移動すると共
にこの基板との間に遊離砥粒を分散させた加工液を流し
て前記基板を平面研摩する樹脂繊維不織布で形成された
研摩用工具であって、前記相対移動方向と交差する方向
に延びるＶ　１ＪＩｔと前記基板と対向する平担部とが
前記相対移動方向に沿って交互に配列し、前記Ｖ溝部に
はこの研摩用工具の前記相対移動方向側ほど溝の深さが
深くなって当該研摩用工具から前記基板を浮上させる動
圧発生用の傾斜面が形成され、この傾斜面には前記加工
液の浸透を防止する目止め処理がなされていることを特
徴とするものである。

く作　　　用〉 基板と対向する研摩用工具の平担部は樹脂繊維不織布が
そのまま露出しており、樹脂繊維相互のからみ合いの部
分や気孔の部分等に・　加工液中の遊離砥粒が捕捉され
、遊離砥粒の研削作用と加工液自体の化学作用との複合
効果で基板表面は高能率で平面研摩される。又、研摩用
工具のＶ溝部の傾斜面は目止め処理されて加工液の浸透
現象がほとんどなく、従って基板と研摩用工具との相対
移動によって■溝部には理論値に近い充分な動圧が発生
する。

この結果、基板は研摩用工具に接触することなく無接触
ラッピングが確実に行われる。

く実　施　例〉 本発明による研摩用工具の一実施例による加工状態を表
す第１図及びこの７ｉＦＦＩＩ用工具の拡大組織を表す
第２図に示すように、研摩用工具１１はポリエステル繊
維等の樹脂繊維１２を無配列に三次元的にからみ合わせ
てポリウレタン樹脂等の結合剤１３で所定の形状に成形
固化した不織布１４で形成されており、無数の気孔１５
を有しているが、上述した樹脂繊維１２や結合剤１３の
具体例としては例示以外のものでも当然かまわない。こ
の研摩用工具１１の表面には、平面研摩される基板１６
と対向する平担部１７と、この基板１６に対する研摩用
工具１１の相対移動方向（第１図中、左方向）と直角な
方向（第１図において紙面に垂直な方向）に延びる■溝
部１８とが前記相対移動方向に沿って交互に形成されて
いる。■溝部１８には基板１６に対する研摩用工具１１
の相対移動方向側ほど漸次溝の深さが深くなる動圧発生
用の傾斜面１９が形成されており、本実施例ではとの■
溝部１８の表面が■溝部１８と対応した形状の図示しな
いヒータにより約２００℃に加熱圧縮溶融成形され、樹
脂ｍ維１２や結合剤１３が溶は合って気孔１５が封じら
れた溶融層２０を表面に有し、その内側に気孔１５が圧
縮された状態で残留する圧縮過密層２１を有する。この
ように、本実施例ではＶ溝部１８の表面の加熱により傾
斜面１９の目止め処理を行っているが、■溝部１８の表
面に樹脂液を含浸させたり或いは樹脂膜を接着や塗布等
の手段で形成させることでも目止め処理として機能する
。

基板１６と研摩用工具１１との間に遊離砥粒２２を分散
させた加工液２３を供給し、基板１６に対して研摩用工
具１１を第１図中、左方向に相対移動させると、■溝部
１８の表面は溶融層２０により目止め処理されているた
め、傾斜面１９から研摩用工具１１内部への加工液２３
の浸透が阻止され、正規の動圧がＶ溝部１８にて発生し
、この動圧と加工圧力とが釣り合った位置に基板１６は
研摩用工具１１の表面から浮上して非接触状態に保持さ
れる。一方、平担部１７では不織布１４がそのまま露出
して気孔１５や樹脂繊維１２間に遊離砥粒２２が捕捉さ
れ易くなっており、しかも加工液２３がここに浸透して
来るため、加工液２３の流動に伴う基板１６と遊離砥粒
２２との衝突及び加工液２３自体の化学作用により、基
板１６の表面が高能率で研摩されて行く。

因に、本発明の研摩用工具を使用して直径３インチのシ
リコン単結晶基板をｐＨ１２のアルカリ水溶液中に粒子
径が１マイクロメートル〜１．４マイクロメートルのジ
ルコニウムシリケートを懸濁させた加工液にて１平方セ
ンチメートル当り１００グラムの加工圧力で研摩した所
、第３図に示したものと同様に１時間当り１５マイクロ
メートルの厚みを研摩することができ、加工液の浸透性
がほとんどないウレタンゴム等の研摩用工具を用いたも
のの８倍弱の研摩能力が得られた。又、加工面の＄面１
１？：ｌｋ／ｌ？ｎ＋ａｖｌｉ９ｎ人ｌｌ１１ｍ＊ｈｊ
ｔ板と研摩用工具とを接触状態で研摩した場合よりも充
分に小さい値となった。

〈発明の効果〉 本発明によると、■溝部の目止め処理により充分な動圧
を発生させることができ、しかも平担部での遊離砥粒の
捕捉性に優れてい両ため、加工能率の高い無接触ラッピ
ングを実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による研摩用工具の一実施例の加工状態
を表す断面図、第２図はその組織の　。 拡大図、第３図は従来の無接触ラッピングの加工状態を
表す断面図、第４図はその動圧の発生分布を長すグラフ
である。 又、図中の符号で１１は研摩用工具、１２は樹脂繊維、
１４は不織布、１６は基板、１７は平担部、１８は■溝
部、１９は傾斜面、２０は溶融層、２２は遊離砥粒、２
３は加工液である。 第１図 打２図 第３図 第４図 工具位置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板に対して相対移動すると共にこの基板との間に遊離
   砥粒を分散させた加工液を流して前記基板を平面研摩す
   る樹脂繊維不織布で形成された研摩用工具であって、前
   記相対移動方向と交差する方向に延びるＶ溝部と前記基
   板と対向する平担部とが前記相対移動方向に沿って交互
   に配列し、前記Ｖ溝部にはこの研摩用工具の前記相対移
   動方向側ほど溝の深さが深くなって当該研摩用工具から
   前記基板を浮上させる動圧発生用の傾斜面が形成され、
   この傾斜面には前記加工液の浸透を防止する目止め処理
   がなされていることを特徴とする基板研摩用工具。