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ポリシング加工方法及び装置

国内特許コード P09S000241
掲載日 2009年12月4日
出願番号 特願2007-544102
登録番号 特許第4956754号
出願日 平成18年10月31日(2006.10.31)
登録日 平成24年3月30日(2012.3.30)
国際出願番号 JP2006321704
国際公開番号 WO2007055124
国際出願日 平成18年10月31日(2006.10.31)
国際公開日 平成19年5月18日(2007.5.18)
優先権データ
  • 特願2005-327340 (2005.11.11) JP
発明者
  • 木村 景一
  • カチョーンルンルアン パナート
出願人
  • 国立大学法人九州工業大学
発明の名称 ポリシング加工方法及び装置
発明の概要

本発明は、加工液を用いて被加工物表面をポリシングパッドと擦り合わせることによりポリシング加工する。被加工物は例えば銅Cuであり、光電効果により、電子を失った銅Cuがイオン化し、溶液中のOHと反応し溶液中へ溶出する作用、および溶液中のOHを取り込み、銅Cu表面に不働体膜を生成する作用により、材料除去作用を容易にする。

従来技術、競合技術の概要


ポリシング加工は、スラリーという研磨剤を加工液として用いて、被ポリシング材加工面を擦り合わせ、スラリー中の砥粒による機械的作用として材料除去が発生する加工方法である。



半導体デバイスの製造においては、超LSIの高集積化にともない、デバイスを構成する配線材料に低抵抗のCu材料が用いられ、層間絶縁膜には低誘電率のLow-k材料が採用されている。新材料への移行により、CMP(Chemical Mechanical Polishing)におけるウエハとパッドを加圧し摩擦させる従来の平坦化プロセスでは、Cu膜の剥離、Low-k材料の破壊が生じることがあり、プロセス不良を引き起こす要因となっている。



非特許文献1はポリシング加工液中に蛍光材料などの励起物質を混入し、そこに紫外線を照射して励起させ、光触媒作用により強い酸化力を発生させて加工を促進させている。この方法では、ポリシングに直接関係のない励起物質を混入させることが必要になり、場合によっては励起物質がポリシング表面を傷つけるなどの不具合をもたらす。また、励起させるための励起物質が必要となるのでコストアップとなる。

【非特許文献1】千巌吉彦、田中武司、紫外線により励起した溶液中における加工の研究、2004年度砥粒加工学会学術講演会講演論文集、p79-82

産業上の利用分野


本発明は、半導体製造だけでなく、材料表面の超精密加工技術、金型製造、ダイヤモンド工具製造などにおける精密加工に用いることのできるポリシング加工方法及び装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】砥粒を含む加工液を用いて被加工物表面をポリシング加工するポリシング加工方法において、
前記加工液は、励起光に対して励起する励起物質を混入すること無く、被加工物表面に化学反応層を形成する化学成分を混合し、
前記励起光は、被加工物表面に照射した際には、被加工物表面を励起して、被加工物表面から電子放出させる波長として、プランク定数をh、光の振動数をν、仕事関数をWとして、hν>Wの関係を満たす波長領域から選択し、
前記励起光を、被加工物表面に照射して被加工物表面を励起することによって、被加工物表面から電子放出させ、
この電子放出により被加工物表面に該被加工物よりも機械的性質の劣る化学反応層を形成し、
この化学反応層を加工液中の砥粒の機械的作用で除去することを特徴とするポリシング加工方法。
【請求項2】前記電子放出によって、加工液に酸化作用を発生させ、それらの作用により材料除去作用を容易にする請求項1に記載のポリシング加工方法。
【請求項3】ポリシング加工する被加工物表面形状に応じた開口を有するマスクを通して、励起光を被加工物表面に選択的に照射し、照射された部分を材料除去する請求項1に記載のポリシング加工方法。
【請求項4】前記被加工物は銅Cuである請求項1に記載のポリシング加工方法。
【請求項5】前記被加工物は炭化珪素SiCまたはダイヤモンドである請求項1に記載のポリシング加工方法。
【請求項6】前記被加工物は銅Cuであり、電子放出により、電子を失った銅Cuがイオン化し、溶液中のOHと反応し溶液中へ溶出する作用、溶液中のOHを取り込み、銅Cu表面に不働体膜を生成する作用、及び溶液の酸化作用により、材料除去作用を容易にする請求項1に記載のポリシング加工方法。
【請求項7】砥粒を含む加工液を用いて被加工物表面をポリシング加工するポリシング加工装置において、
前記被加工物表面に照射した際には、被加工物表面を励起して、被加工物表面から電子放出させる励起光の波長として、プランク定数をh、光の振動数をν、仕事関数をWとして、hν>Wの関係を満たす波長領域から選択して、この励起光を、被加工物表面に照射して被加工物表面を励起させ、被加工物表面から電子放出させる励起光源と、
上面でポリシング加工をする励起光透過材料により形成したポリシングテーブルと、
前記励起光に対して励起する励起物質を混入すること無く、被加工物表面に化学反応層を形成する化学成分を混合した加工液を供給する手段と、を備え、
被加工物表面に加工液を供給し、かつ、前記ポリシングテーブルを透過する励起光を照射して、被加工物表面に該被加工物よりも機械的性質の劣る化学反応層を形成し、この化学反応層を加工液中の砥粒の機械的作用で除去することを特徴とするポリシング加工装置。
産業区分
  • 切削
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007544102thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
詳細は、下記「問合せ先」まで直接お問い合わせください。


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