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SiOx粉を含む成形体および砥石、それを用いた研削方法 新技術説明会

国内特許コード P07A012504
整理番号 ID5136
掲載日 2007年12月28日
出願番号 特願2006-053070
公開番号 特開2007-229848
登録番号 特許第4890883号
出願日 平成18年2月28日(2006.2.28)
公開日 平成19年9月13日(2007.9.13)
登録日 平成23年12月22日(2011.12.22)
発明者
  • 池野 順一
  • 伊吹山 正浩
  • 今村 保男
出願人
  • 国立大学法人埼玉大学
  • 電気化学工業株式会社
発明の名称 SiOx粉を含む成形体および砥石、それを用いた研削方法 新技術説明会
発明の概要

【課題】乾式研削で高い研削性能と被加工材の小さい表面粗さを実現できる砥石を提供する。
【解決手段】有機質成分と無機質成分とからなる砥石であって前記無機質成分がSiOx(但し、x=0.01~1.8)粉からなる砥石。
【選択図】なし

従来技術、競合技術の概要


以下、本発明の成形体を砥石に用いる場合について説明する。



被加工材を鏡面に加工するには、いくつかの方法がある。最も一般的な方法は、砥石を用いて研削して形を整えた後、湿式研磨機を用いて粗研磨、仕上げ研磨と次第に用いる砥粒の寸法を小さくして、数回研磨を行い、最終的に鏡面を得る方法であり、鏡面研磨と呼ばれる。



鏡面研磨においては、一般に定盤の上で、遊離砥粒を含むスラリーを供給しながら、定盤と被加工材を相対的に動かしながら行う。しかし、この方法では、砥粒の利用効率が小さく、多くは殆ど研磨に利用されずに廃液側に移行して捨てられることになる。また、砥粒や被加工材の構成成分を含む廃液の処理は、多大なコストがかかる。



加工精度は定盤の精度に依存するので、定盤面の状態チェックや面出しは頻繁に行わなければならず、手間が掛かって効率が悪い。研磨する被加工材の面が大きくなると、定盤は被加工材の約3倍の直径が必要となり、定盤が大きくなるに従って、加工精度を上げることが困難になる。



最近、半導体の製造工程で広く用いられているCMP(Chemical Mechanical Polishing)は、湿式研磨法の一種である。樹脂製の研磨パッドを敷いた定盤を回転させ、定盤の半径より小さい直径のシリコンウェハを回転させながら定盤に押しつけ、そこにコロイダルシリカやセリアのスラリーを供給して研磨する。工業的に確立した方法ではあるが、前記の様な様々な問題点があることが指摘されている。



また最近は、多層配線に膜の剛性が小さい多孔質の低誘電率膜を使うことが検討されており、この場合、誘電率膜に損傷を与えないように、ウェハを定盤に押しつける力を小さくする必要がある。しかし、押しつけ力を小さくすると加工能率が大幅に低下するという問題がある。また、湿式加工では、膜に様々な不純物が吸着しやすく、特性劣化の原因となることが指摘されている。



そこで、遊離砥粒を用いずに、固定砥粒(砥石)を用いて鏡面を得る方法が提案されている。固定砥粒を用いると、砥粒の利用効率向上が期待され、定盤の大きさを小さくでき、砥粒スラリーの供給等の手間が省け、省力化と低コスト化が可能となる。



例えば、特許文献1には、砥粒を電気泳動法によって固定した砥石を円周上に配置したスピンドルと、ウェハを保持するチャックテーブルと、を含む鏡面研削装置が記載されており、乾式でシリコンウェハやGaAs、InP等の化合物から成る半導体ウェハを研削して鏡面を得る例が記載されている。しかし、特許文献1に例示されている、粒径0.1~10μmの、シリカ、アルミナ、ダイヤモンド、等の砥粒を用いた場合、ダイヤモンドやアルミナでは、研削性能は優れるが、スクラッチの多い鏡面となりやすいし、シリカを用いた場合は、鏡面は得られるが、研削性能が劣るという問題点があった。



また、非特許文献1には、板状セリア粒子を砥粒として用い、特許文献1と同様に電気泳動法で得た砥石を使って、水晶ウェハを鏡面研削する例が記載されている。この場合、乾式研削では研削能率が小さく実用的でなく、砥石と被加工材に多量の水をかけながら行う湿式研削では、高い研削能率が実現できるが、砥石寿命が短くなるという問題があった。




【特許文献1】特開平06-302568号公報

【非特許文献1】独立行政法人日本学術振興会将来加工技術第136委員会第7回研究会資料、16~21頁(2005年4月)

産業上の利用分野


本発明は、SiOx粉を含む成形体とそれからなる砥石、それらを用いた研削方法に関する。詳しくは、例えばシリコンウェハ、人工水晶、サファイヤ、等の表面を鏡面状態に仕上げる時に用いるSiOx粉を用いて製造した砥石と、それを用いた研削方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
有機質成分と無機質成分とからなる成形体であって、前記無機質成分がSiOx(但し、x=0.01~1.8)粉からなることを特徴とする成形体。

【請求項2】
SiOx(但し、x=0.01~1.8)からなる粉末と有機質成分とを原料とし、電気泳動法により製造されたことを特徴とする成形体。

【請求項3】
前記SiOx粉のx値が0.1以上1.4以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の成形体。

【請求項4】
前記SiOx粉の平均二次粒子径が、0.05~1μmであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の成形体。

【請求項5】
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の成形体からなることを特徴とする砥石。

【請求項6】
SiOx(但し、x=0.01~1.8)粉を含むことを特徴とする砥石。

【請求項7】
請求項5または6に記載の砥石を用いて、被削材を乾式鏡面研削することを特徴とする研削方法。

【請求項8】
前記砥石に紫外線を照射しながら研削することを特徴とする請求項7に記載の研削方法。
産業区分
  • 切削
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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