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精密研磨方法

国内特許コード P150011526
整理番号 S2013-1163-N0
掲載日 2015年3月11日
出願番号 特願2013-139863
公開番号 特開2015-013325
登録番号 特許第5442892号
出願日 平成25年7月3日(2013.7.3)
公開日 平成27年1月22日(2015.1.22)
登録日 平成25年12月27日(2013.12.27)
発明者
  • 中 利明
  • 田代 康典
  • 鬼木 喬玄
  • 高田 正人
  • 鈴木 恵友
  • 伊藤 高廣
  • カチョーンルンルアン パナート
出願人
  • 三島光産株式会社
  • 国立大学法人九州工業大学
発明の名称 精密研磨方法
発明の概要 【課題】半導体基板等の平坦性が高度に要求される部材の平坦加工を安定して、かつ高効率に行うことが可能な精密研磨方法及び研磨機を提供する。
【解決手段】研磨パッド10を上面に取付けた研磨定盤11を回転させ、研磨パッド10の表面に水酸化フラーレン又は水酸化フラーレン会合体が分散した研磨スラリー12を滴下しながら、被加工物14の被研磨面を研磨パッド10の表面に押圧して被研磨面の研磨を行う精密研磨方法において、研磨パッド10の表面に、高さHが0.1~20μmの微細突起15が、隣り合う微細突起15の頂部の間隔Dを1.1~60μm、隣り合う微細突起15の底部間の間隔Gを1~50μmとして分散配置されたマイクロパターンを形成する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



半導体デバイスの高集積化(多層化)に伴い、半導体基板や配線表面の研磨加工を行う際、高い研磨性能(表面平坦度の向上及び研磨レート(研磨速度)の向上)が要求されている。ここで、半導体基板や配線の表面平坦度の向上を図るには、微小かつ均一粒径を有する研磨剤(砥粒)を使用することが有効であるとされている。このため、硬度が高く、微小かつ均一粒径の粒子が得られ易く、しかも水中での分散性が高い水酸化フラーレンを研磨剤に使用することが提案されている(例えば、特許文献1~3参照)。

一方、半導体基板や配線表面の研磨加工時における研磨レートの向上を図るには、研磨パッド表面上で適正量の研磨スラリーを保持すると共に、半導体基板表面や配線表面に水酸化フラーレンを含んだ研磨スラリーを効率的に接触させ、更に、研磨パッド上で研磨スラリーの流れを形成して研磨時に発生した「削りかす」を研磨スラリーの流れに混入させて効率的に除去することが必要になる。このため、研磨パッドの表面状態の管理、半導体基板表面や配線表面を研磨パッドに押付ける際の圧力(加工圧力)、研磨定盤(研磨パッド)の回転数、研磨スラリーの供給速度等を管理することが行われている。

産業上の利用分野



本発明は、半導体基板等の平坦性が高度に要求される部材の平坦加工を高効率に行う精密研磨方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
研磨パッドを上面に取付けた研磨定盤を回転させ、該研磨パッドの表面に水酸化フラーレン又は水酸化フラーレン会合体が分散した研磨スラリーを滴下しながら、被加工物の被研磨面を前記研磨パッドの表面に押圧して該被研磨面の研磨を行う精密研磨方法において、
前記研磨パッドの表面に、高さが0.1~20μmの微細突起が、隣り合う該微細突起の頂部の間隔を1.1~60μm、隣り合う該微細突起の底部間の間隔を1~50μmとして分散配置されたマイクロパターンを形成し、前記研磨パッドは、前記微細突起と同一寸法の擬微細突起が該微細突起の配置に合わせて分散配置されたポジ型を形成し、該ポジ型を用いて作製したネガ型を、該ネガ型の、前記擬微細突起と同一寸法で凹凸関係が反転した微細凹部が分散配置された側を表側にして、該ネガ型の側部同士を当接させながら基盤上に並べて形成した研磨パッド成形金型を用いて製造され、前記ポジ型は、基板の一方の表面側に、反応促進用エネルギー線の照射により化学反応を起こす材料を用いて前記微細突起の高さに相当する厚さの被加工層を形成し、該被加工層内の位置に応じて照射する前記反応促進用エネルギー線の照射エネルギー量を変化させて、該被加工層内に化学反応により前記微細突起と同一寸法の微細反応凸部を該微細突起の配置に合わせて生成させた後、該被加工層から非化学反応領域を除去することにより形成することを特徴とする精密研磨方法。

【請求項2】
請求項記載の精密研磨方法において、前記基板は平板であり、前記ネガ型は、前記ポジ型の前記擬微細突起が分散配置された面を下地面にしてめっきにより形成された平板状金属部材を有し、前記ネガ型が固定される前記基盤は平板であることを特徴とする精密研磨方法。

【請求項3】
請求項記載の精密研磨方法において、前記基板は、可撓性を有する平板であり、前記ネガ型は、前記ポジ型の前記擬微細突起が分散配置された面を半径方向内側にして円弧状に湾曲させ、該擬微細突起が分散配置された面を下地面にしてめっきにより形成された円弧状金属部材を有し、前記ネガ型が固定される前記基盤は、前記円弧状金属部材の半径方向内側の曲率と同一の曲率を有するロールであることを特徴とする精密研磨方法。

【請求項4】
請求項1~のいずれか1項に記載の精密研磨方法において、前記研磨スラリーは、アルカリ水溶液に、前記水酸化フラーレンが0.001~10質量%、コロイダルシリカが1~40質量%分散したものであることを特徴とする精密研磨方法。

【請求項5】
請求項1~のいずれか1項に記載の精密研磨方法において、前記研磨スラリーは、アルカリ水溶液中に、粒径が1~1000nmの水酸化フラーレン会合体が0.001~10質量%、コロイダルシリカが1~40質量%分散したものであることを特徴とする精密研磨方法。

【請求項6】
請求項1~のいずれか1項に記載の精密研磨方法において、前記研磨スラリーは、水中に、前記水酸化フラーレンが0.001~10質量%分散したものであることを特徴とする精密研磨方法。

【請求項7】
請求項1~のいずれか1項に記載の精密研磨方法において、前記研磨スラリーは、水中に、粒径が1~1000nmの前記水酸化フラーレン会合体が0.001~10質量%分散したものであることを特徴とする精密研磨方法。

【請求項8】
請求項又は記載の精密研磨方法において、前記研磨スラリーは、前記被研磨面からの材料の化学的溶去作用を生じさせる研磨補助剤を含有していることを特徴とする精密研磨方法。

【請求項9】
請求項記載の精密研磨方法において、前記研磨補助剤は、前記被研磨面を酸化させる酸化剤と、該酸化剤による該被研磨面の酸化進行を調節する酸化抑制剤と、該被研磨面に形成された酸化物を錯イオンとして前記研磨スラリー中へ溶解させるキレート剤とを有していることを特徴とする精密研磨方法。

【請求項10】
請求項のいずれか1項に記載の精密研磨方法において、前記被加工物はサファイア及びSiC、金属、Si、SiO、GaN、ダイヤモンド、サファイア、又はSiCのいずれか1であることを特徴とする精密研磨方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2013139863thum.jpg
出願権利状態 登録
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