CN104907917A - 工件研磨方法和工件研磨装置 - Google Patents

工件研磨方法和工件研磨装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104907917A
CN104907917A CN201510111674.3A CN201510111674A CN104907917A CN 104907917 A CN104907917 A CN 104907917A CN 201510111674 A CN201510111674 A CN 201510111674A CN 104907917 A CN104907917 A CN 104907917A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
lapping liquid
activated
bubble
workpiece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510111674.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104907917B (zh
Inventor
澁谷和孝
中村由夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikoshi Machinery Corp
Original Assignee
Fujikoshi Machinery Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikoshi Machinery Corp filed Critical Fujikoshi Machinery Corp
Publication of CN104907917A publication Critical patent/CN104907917A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104907917B publication Critical patent/CN104907917B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B57/00—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents
    • B24B57/02—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents for feeding of fluid, sprayed, pulverised, or liquefied grinding, polishing or lapping agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/08—Apparatus, e.g. for photomechanical printing surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/12—Gaseous compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32055—Arc discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32073—Corona discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32348—Dielectric barrier discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02024—Mirror polishing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L29/1602—Diamond
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L29/1608—Silicon carbide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/20—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
    • H01L29/2003—Nitride compounds

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

本发明提供一种工件研磨方法和工件研磨装置。本发明的方法能够以高研磨效率研磨高硬度工件。该方法包括如下步骤：将工件的表面压在转动研磨板的研磨部上；以及在执行该加压步骤时供给研磨液。该方法的特征在于，将通过气体放电而已经被活性化的活性化气体转变成气泡并混入研磨液中。

Description

工件研磨方法和工件研磨装置
技术领域
本发明涉及用于适当地研磨由例如SiC的高硬度材料构成的工件的方法，以及用于适当地研磨该工件的工件研磨装置。
背景技术
使基板变平对于制备半导体功率器件(semiconductor power device)是必要的。然而，由例如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、金刚石构成的宽带隙(wide band gap)半导体的基板硬且脆，所以难以通过机械加工有效率地使所述基板变平。
专利文献1公开了一种使用含有磨粒(abrasive particle)和微纳米气泡水(micro-nano bubble water)的研磨液的方法。
此外，专利文献2公开了一种用于减少研磨缺陷和以高研磨速率研磨工件的研磨方法，其中使用了含有磨粒的第一加工液和含有电解质及直径为10nm-1000μm的微纳米气泡的第二加工液。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2009-111094号公报
专利文献2：日本特开2008-235357号公报
发明内容
在专利文献1和专利文献2所公开的技术中，微纳米气泡包含在研磨液或加工液中，以便改善研磨速率和减少研磨缺陷。然而，即使通过所述专利文献中公开的技术也难以以有效率的研磨速率研磨例如SiC、金刚石等的具有高硬度和耐加工性的材料。
为了解决传统技术的上述问题而开发了本发明。相应地，本发明的目的在于提供能够以高研磨效率研磨高硬度材料的工件研磨方法和工件研磨装置。
为了实现该目的，本发明具有以下构造。
即，本发明的研磨方法包括如下步骤：
将所述工件的表面压到转动研磨板的研磨部上；以及
在执行将所述工件的表面压到所述转动研磨板的研磨部上的同时供给研磨液，并且
所述方法的特征在于将通过气体放电而已经被活性化的活性化气体转变成气泡并混入所述研磨液。
在该方法中，可以将所述活性化气体直接混入已经混有磨粒的所述研磨液。
在该方法中，可以通过使含有磨粒的液体与含有所述活性化气体的另一液体混合来制备所述研磨液。
在该方法中，所述另一液体可以为水。
在该方法中，待被活性化的气体可以为空气、氧气、非活性气体、氟气或它们的混合物。
优选地，所述活性化气体为微细活性化气体。
本发明的工件研磨装置包括：
研磨液供给部；
研磨板，所述研磨板具有研磨部，在所述研磨板转动时，随着供给研磨液，将工件的表面压在所述研磨部上从而研磨所述工件；
气体放电部，所述气体放电部用于通过气体放电来生成活性化气体；以及
气泡生成部，所述气泡生成部用于将通过所述气体放电部而已经被活性化的所述活性化气体转变成气泡，并且
所述活性化气体被混入所述研磨液。
在该装置中，可以将磨粒混入所述研磨液，并且所述气泡生成部可以使所述活性化气体的气泡与含有所述磨粒的研磨液直接混合。
在该装置中，所述气泡生成部可以使所述活性化气体的气泡混入另一液体，并且可以使已经从所述研磨液供给部供给的且含有磨粒的所述研磨液与含有所述活性化气体的另一液体混合。
在该装置中，所述气体放电部和所述气泡生成部可以由电极/气体供给部和高压电源构成，所述电极/气体供给部设置于所述研磨板，所述高压电源用于向所述电极/气体供给部施加高压，并且
可以使已经由所述气体放电部和所述气泡生成部生成的所述活性化气体的气泡被混入从所述研磨液供给部供给至所述研磨板的所述研磨液。
在本发明中，通过由磨粒所执行的机械研磨和由气体放电而被活性化的气体所执行的化学研磨的相互作用，能够高效率地研磨工件。此外，不仅通过机械研磨研磨了工件，而且还通过化学研磨研磨了工件，所以能够适当地研磨由例如SiC、GaN、金刚石等高硬度材料构成的工件。
附图说明
现在将通过示例并参照仅示例性给出的而非限制本发明的附图来说明本发明的实施方式，其中：
图1是示出第一实施方式的工件研磨装置的概要(outline)的说明图；
图2是示出第二实施方式的工件研磨装置的概要的说明图；
图3是示出第三实施方式的工件研磨装置的概要的说明图；以及
图4是示出试验例的结果的图表。
具体实施方式
现在将参照附图来详细说明本发明的优选实施方式。本发明的方法是在本发明的装置中执行的，所以将一起说明该方法和装置。
图1是示出第一实施方式的工件研磨装置10的概要的说明图。
在第一实施方式中，伴随着从研磨液供给部14供给研磨液，将由研磨头12保持的工件W的表面压到设置于转动研磨板16的研磨部18上，以便研磨工件W的表面。本实施方式的特征在于，将通过气体放电(gas charge)而已经被活性化的活性化气体转变成气泡并混入研磨液中。
研磨板16通过驱动机构(未示出)在水平面内绕着轴20转动。研磨板16的表面用作研磨部18。由例如无纺布或聚氨酯树脂片等构成的研磨布贴附于研磨部18。此外，可以通过在研磨板16的表面中埋设特殊颗粒来形成研磨部18。
工件W通过例如双面胶带或空气抽吸的方式被保持在研磨头12的底表面。各种已知的研磨头均可以用作研磨头12。研磨头12能够上下移动，并且能够在水平面内绕着轴22转动。
研磨液供给部14将含有磨粒的研磨液供给到研磨板16的研磨部18上。研磨液可以根据工件W等的材料而选自各种类型的已知研磨液。
通过泵25将气体引入气体放电部24，并且将该气体转变成等离子体以便生成活性化气体。气体放电部24通过例如介质阻挡放电将气体转变成等离子体。注意，气体放电部24的放电方式不限于介质阻挡放电。可以在气体放电部24中通过电晕放电、火花放电等来活性化气体。
已经知晓气体放电部24的活性化作用。通过将气体转变成等离子体，根据气相组分(gas species)制备和化学地活性化例如OH基团等的基团组分(radical species)，使得能够获得氧化作用、蚀刻作用等。
注意，能够将空气、氧气、非活性气体、氟气中或它们的混合物用作气相组分，该非活性气体不仅包括在化学元素周期表的第18族元素的多种气体而且还包括氮气。
气泡生成部26具有已知的结构。
将存储在罐27中的水引入气泡生成部26，并且经由管28将气体放电部24中生成的活性化气体引入气泡生成部26，使得使活性化气体能够作为微细气泡混入水中。使含有微细气泡的水返回至罐27。
通过泵(未示出)将含有呈微细气泡的形式的活性化气体的水经由管29供给至研磨板16的研磨部18，并且使该含有呈微细气泡的形式的活性化气体的水与已经从研磨液供给部14供给的含有磨粒的研磨液混合。从水供给部(未示出)向罐27补给水。注意，含有转变成微细气泡的活性化气体(微细活性化气体)的液体不限于水。例如，可以使用已经调整了pH值的电解水来代替水。
在气泡生成部26中，通过气体放电而被活性化的气体被转变成微纳米气泡。即，在气泡生成部26中制备混有微米(μm)级气泡和纳米(nm)级气泡的微纳米气泡水。将微纳米气泡水供给至研磨板16的研磨部18上并与从研磨液供给部14供给的研磨液混合。
注意，在上述实施方式中，气体放电部24与气泡生成部26是分离的，但是两个部分可以组合成一个单元(未示出)。在这种情况下，生成微纳米气泡和气体放电可以同时进行，以便在液体中生成基团组分和微纳米气泡(例如，参见日本特开2013-86072号公报)。气体放电部24和气泡生成部26组合成一个单元的方法和研磨装置也包括在本发明的范围(方案1和方案7)内。
混合从研磨液供给部14供给的研磨液和从罐27供给的微纳米气泡水，使得混合后的研磨液能够用来研磨工件W。
从研磨液供给部14供给的研磨液含有磨粒，并且该磨粒由于微纳米气泡的作用而极其均匀地分散在混合后的研磨液中。因此，能够均匀地研磨工件W。
将通过气体放电而已经被活性化的气体以微纳米气泡的形式混入微纳米气泡水中，使得活性化气体直接作用于工件W的表面。因此，能够氧化和蚀刻工件W的表面。通过氧化作用和蚀刻作用，使工件W的表面变质(metamorphosed)，并且通过含有磨粒的研磨液的机械研磨作用而能够去除变质层。
此外，许多OH-离子将在微纳米气泡带电的情况下聚集在微纳米气泡周围。我们认为，当带电的微纳米气泡在其周围聚集有许多OH-离子的状态下消失时，能够通过OH基团的活性来获得氧化作用和蚀刻作用，并且能够获得优异的效果。
在本实施方式中，通过磨粒的机械研磨作用(由微纳米气泡所均匀地执行的机械研磨作用)和由气体放电而被活性化的气体(例如，等离子体气体)的化学研磨作用的相互作用，能够极其有效率地研磨工件W。此外，增加了在当微纳米气泡消失时由OH基团的活性所执行的氧化作用和蚀刻作用。由于执行了机械研磨和化学研磨，所以能够适当地研磨例如SiC、GaN、金刚石等的高硬度材料。
图2是示出第二实施方式的工件研磨装置10的概要的说明图。
用相同的附图标记指代在第一实施方式中被说明过的结构元件，并将省略说明。
在第二实施方式中，将含有磨粒的研磨液从研磨液供给部14供给至罐27，并将已经转变成等离子体且已经微细化的活性化气体(微细活性化气体)直接混入存储在罐27中的研磨液。
同样地在本实施方式中，通过磨粒的机械研磨作用(由微纳米气泡均匀地执行的机械研磨作用)和转变成等离子体且被活性化的气体的化学研磨作用的相互作用，能够极其有效率地研磨工件W。此外，通过不仅执行了机械研磨，而且还执行了化学研磨，能够研磨例如SiC、GaN、金刚石等的高硬度材料。此外，在本实施方式中，研磨液可以被循环再利用。
图3是示出第三实施方式的工件研磨装置10的概要的说明图。
用相同的附图标记指代在第一实施方式中被说明过的结构元件，并将省略说明。
在本实施方式中，由例如SUS构成的多孔构件30作为用作电极和气体供给部的电极/气体供给部而设置于研磨板16。陶瓷板(绝缘板)32覆盖多孔构件30。在研磨部18中，贴附的研磨布覆盖陶瓷板32。面对研磨头12的陶瓷板32具有许多小孔33。
研磨头12和研磨液(研磨液供给部14)是电接地的，并且高压电源34与用作电极/气体供给部的多孔构件30连接，以便向多孔构件30供给高压。此外，从气体源(未示出)向多孔构件30供给规定的气体。
第三实施方式的工件研磨装置10具有上述结构。
在本实施方式中，伴随着从气体源(未示出)向多孔构件30供给规定的气体，将高压从高压电源34施加于多孔构件30。然后，在多孔构件30和研磨液或工件W之间进行放电，并且将供给至多孔构件30的气体活性化、从多孔构件30排出、转变成气泡、经由陶瓷板32的小孔33供给至研磨部(研磨布)18上并且与已经从研磨液供给部14供给的且含有磨粒的研磨液混合。因此，也能够如第一实施方式和第二实施方式良好地适当研磨工件W。
气体放电部和气泡生成部由多孔构件30、高压电源34、气体源(未示出)等组成。
注意，在本实施方式中，将高压施加于多孔构件30，但是高压还可以施加于研磨头12或研磨液供给部14。
在上述各实施方式中，研磨装置均是单面(one side)研磨装置，但是本发明还可以应用于双面研磨装置。
接下来，将说明试验例。
在试验中使用图1中示出的研磨装置10。制备含有已经转变成等离子体的且已经被活性化的微细活性化气体的微纳米气泡水，并且伴随着向研磨板16的研磨布(研磨部18)供给与微纳米气泡水混合的研磨液来研磨由SiC基板构成的工件W。
在气体放电部24中，空气以0.3L/min.的流量流动并且在17kV的高频电压下通过介质阻挡放电而转变成等离子体，以便制备活性化气体。气泡生成部26是由Asupu有限公司制造的AGS2型的微纳米气泡生成单元。大部分气泡的尺寸为25μm-45μm，但也含有纳米级气泡。
使用的研磨液是由Fujimi公司生产的DSC0902。
使用的研磨布是由Nitta Haas公司制造的SUBA600。
试验结果示出在图4中。
如图4所示，“含有50％等离子体微纳米气泡水和50％研磨液的研磨液体”的研磨速率是“含有50％纯粹的微纳米气泡水和50％研磨液的研磨液体”的研磨速率的大约两倍。注意，“含有50％纯粹的微纳米气泡水和50％研磨液的研磨液体”的研磨速率比100％研磨液的研磨速率略高。在使用“含有50％纯水和50％研磨液的研磨液体”的情况下，研磨液被稀释了，所以事实上难以获得研磨作用。
本文中叙述的所有示例和条件性语言意在示教的目的，以帮助读者理解由发明人为改进现有技术所贡献的发明和构思，并且所有示例和条件性语言将被解释为不限于这些具体说明的示例和条件，并且说明书中所组织的这些示例与显示本发明的优势和劣势无关。尽管已经详细说明了本发明的实施方式，但是应当理解的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种改变、置换和替换。

Claims (13)

1.一种工件研磨方法，其包括如下步骤：
将所述工件的表面压到转动研磨板的研磨部上；以及
在执行将所述工件的表面压到所述转动研磨板的研磨部上的同时供给研磨液，
所述方法的特征在于，将通过气体放电而已经被活性化的活性化气体转变成气泡并混入所述研磨液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述活性化气体直接混入已经混有磨粒的所述研磨液。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过使含有磨粒的液体与含有所述活性化气体的另一液体混合来制备所述研磨液。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述另一液体为水。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，待被活性化的气体为空气、氧气、非活性气体、氟气或它们的混合物。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述活性化气体为微细活性化气体。
7.一种工件研磨装置，其包括：
研磨液供给部；
研磨板，所述研磨板具有研磨部，在所述研磨板转动时，随着供给研磨液，将工件的表面压在所述研磨部上从而研磨所述工件；
气体放电部，所述气体放电部用于通过气体放电来生成活性化气体；以及
气泡生成部，所述气泡生成部用于将通过所述气体放电部而已经被活性化的所述活性化气体转变成气泡，
其中，所述活性化气体被混入所述研磨液。
8.根据权利要求7所述的工件研磨装置，其特征在于，将磨粒混入所述研磨液，并且
所述气泡生成部使所述活性化气体的气泡与含有所述磨粒的研磨液直接混合。
9.根据权利要求7所述的工件研磨装置，其特征在于，所述气泡生成部使所述活性化气体的气泡混入另一液体，并且
已经从所述研磨液供给部供给的且含有磨粒的所述研磨液与含有所述活性化气体的另一液体混合。
10.根据权利要求9所述的工件研磨装置，其特征在于，所述另一液体为水。
11.根据权利要求7所述的工件研磨装置，其特征在于，所述气体放电部和所述气泡生成部是由电极/气体供给部和高压电源组成的，所述电极/气体供给部设置于所述研磨板，所述高压电源用于向所述电极/气体供给部施加高压，
其中，已经由所述气体放电部和所述气泡生成部生成的所述活性化气体的气泡被混入从所述研磨液供给部供给至所述研磨板的所述研磨液。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的工件研磨装置，其特征在于，待被活性化的气体为空气、氧气、非活性气体、氟气或它们的混合物。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的工件研磨装置，其特征在于，所述活性化气体为微细活性化气体。
CN201510111674.3A 2014-03-14 2015-03-13 工件研磨方法和工件研磨装置 Active CN104907917B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-051394 2014-03-14
JP2014051394 2014-03-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104907917A true CN104907917A (zh) 2015-09-16
CN104907917B CN104907917B (zh) 2018-08-07

Family

ID=52736847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510111674.3A Active CN104907917B (zh) 2014-03-14 2015-03-13 工件研磨方法和工件研磨装置

Country Status (6)

Country Link
US (2) US9431262B2 (zh)
EP (1) EP2919259B1 (zh)
JP (1) JP6523716B2 (zh)
KR (1) KR102198518B1 (zh)
CN (1) CN104907917B (zh)
TW (1) TWI668075B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107303653A (zh) * 2016-04-19 2017-10-31 不二越机械工业株式会社 喷嘴和工件研磨装置
CN109483335A (zh) * 2018-12-30 2019-03-19 漳浦县圆周率工业设计有限公司 一种通过微气泡进行五金加工的抛光装置
WO2022222298A1 (zh) * 2021-04-23 2022-10-27 长鑫存储技术有限公司 研磨液供给系统、研磨设备、排气方法及研磨方法
TWI812622B (zh) * 2017-06-01 2023-08-21 日商東京威力科創股份有限公司 吸集層形成裝置、吸集層形成方法及電腦記錄媒體

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9431262B2 (en) * 2014-03-14 2016-08-30 Fujikoshi Machinery Corp. Method for polishing work and work polishing apparatus
US20200381262A1 (en) * 2017-03-24 2020-12-03 Axus Technology, Llc Atmospheric plasma in wafer processing system optimization
WO2018216218A1 (ja) * 2017-05-26 2018-11-29 日揮触媒化成株式会社 ナノバブル含有無機酸化物微粒子分散液、それを含む研磨剤およびそれらの製造方法
TWI715772B (zh) * 2017-05-31 2021-01-11 日商日揮觸媒化成股份有限公司 含有奈米氣泡之無機氧化物微粒子分散液、含有該分散液的研磨劑及此等之製造方法
US11505717B2 (en) 2017-06-01 2022-11-22 Jgc Catalysts And Chemicals Ltd. Nanobubble-containing inorganic oxide fine particle and abrasive containing same
JP6931845B2 (ja) * 2017-07-28 2021-09-08 不二越機械工業株式会社 ワーク研磨装置およびワーク研磨方法
JP7165079B2 (ja) * 2019-03-12 2022-11-02 日本タングステン株式会社 加工用クーラント供給機構、および、加工用クーラントの供給方法
TWI810714B (zh) * 2021-11-18 2023-08-01 財團法人國家實驗研究院 化學機械研磨拋光製程方法
JP2023173871A (ja) * 2022-05-26 2023-12-07 不二越機械工業株式会社 研磨装置及び研磨方法
US20230381922A1 (en) * 2022-05-27 2023-11-30 Applied Materials, Inc. Grounding techniques for esd polymeric fluid lines

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1932601A1 (en) * 2006-12-15 2008-06-18 Honeywell International Inc. System and method for scrubbing CMP slurry systems
US20080227297A1 (en) * 2007-03-16 2008-09-18 Yukiteru Matsui Chemical mechanical polishing method and method for manufacturing semiconductor device
CN101461041A (zh) * 2007-01-10 2009-06-17 东京毅力科创株式会社 半导体装置的制造方法、半导体制造装置和存储介质
CN103522171A (zh) * 2012-07-05 2014-01-22 上海宏力半导体制造有限公司 一种用于抛光垫研磨盘的氮气输送装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000198062A (ja) 1998-11-04 2000-07-18 Canon Inc 研磨装置及び研磨方法
JP4212707B2 (ja) * 1998-11-26 2009-01-21 スピードファム株式会社 ウエハ平坦化システム及びウエハ平坦化方法
US6722949B2 (en) * 2001-03-20 2004-04-20 Taiwan Semiconductors Manufacturing Co., Ltd Ventilated platen/polishing pad assembly for chemcial mechanical polishing and method of using
JP2002343772A (ja) 2001-05-18 2002-11-29 Speedfam Co Ltd 局所プラズマエッチング方法
TW200423968A (en) 2002-10-31 2004-11-16 Alza Corp Formulation and dosage form providing increased bioavailability of hydrophobic drugs
US7189146B2 (en) 2003-03-27 2007-03-13 Asm Nutool, Inc. Method for reduction of defects in wet processed layers
JP5117163B2 (ja) * 2007-10-29 2013-01-09 コバレントマテリアル株式会社 ワイヤソーによるワーク切断方法
JP2009111094A (ja) 2007-10-29 2009-05-21 Covalent Materials Corp ウェーハ鏡面研磨方法
JP2009234900A (ja) * 2008-03-28 2009-10-15 Univ Of Miyazaki 水中オゾナイザ
JP2010188473A (ja) * 2009-02-18 2010-09-02 Sharp Corp 基板表面の加工方法、および基板表面加工装置
JP5614677B2 (ja) * 2010-02-25 2014-10-29 国立大学法人大阪大学 難加工材料の精密加工方法及びその装置
JP2013043239A (ja) 2011-08-23 2013-03-04 Shibaura Mechatronics Corp 加工ヘッド、加工機械及び加工方法
JP5866694B2 (ja) 2011-10-21 2016-02-17 国立大学法人東北大学 ラジカル発生装置及びそれを用いた浄化方法
US9431262B2 (en) * 2014-03-14 2016-08-30 Fujikoshi Machinery Corp. Method for polishing work and work polishing apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1932601A1 (en) * 2006-12-15 2008-06-18 Honeywell International Inc. System and method for scrubbing CMP slurry systems
CN101461041A (zh) * 2007-01-10 2009-06-17 东京毅力科创株式会社 半导体装置的制造方法、半导体制造装置和存储介质
US20080227297A1 (en) * 2007-03-16 2008-09-18 Yukiteru Matsui Chemical mechanical polishing method and method for manufacturing semiconductor device
CN103522171A (zh) * 2012-07-05 2014-01-22 上海宏力半导体制造有限公司 一种用于抛光垫研磨盘的氮气输送装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107303653A (zh) * 2016-04-19 2017-10-31 不二越机械工业株式会社 喷嘴和工件研磨装置
TWI812622B (zh) * 2017-06-01 2023-08-21 日商東京威力科創股份有限公司 吸集層形成裝置、吸集層形成方法及電腦記錄媒體
CN109483335A (zh) * 2018-12-30 2019-03-19 漳浦县圆周率工业设计有限公司 一种通过微气泡进行五金加工的抛光装置
WO2022222298A1 (zh) * 2021-04-23 2022-10-27 长鑫存储技术有限公司 研磨液供给系统、研磨设备、排气方法及研磨方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015186838A (ja) 2015-10-29
EP2919259A1 (en) 2015-09-16
JP6523716B2 (ja) 2019-06-05
KR20150107630A (ko) 2015-09-23
EP2919259B1 (en) 2018-04-18
TWI668075B (zh) 2019-08-11
US20150262833A1 (en) 2015-09-17
US10471565B2 (en) 2019-11-12
US20160332278A1 (en) 2016-11-17
CN104907917B (zh) 2018-08-07
KR102198518B1 (ko) 2021-01-05
TW201544236A (zh) 2015-12-01
US9431262B2 (en) 2016-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104907917A (zh) 工件研磨方法和工件研磨装置
TWI720182B (zh) 噴嘴及工件硏磨裝置
US7559824B2 (en) Chemical mechanical polishing devices, pad conditioner assembly and polishing pad conditioning method thereof
JP2008068390A (ja) 結晶材料の研磨加工方法
CN102985508A (zh) 研磨剂和研磨方法
JP6420939B2 (ja) ＧａＮ単結晶材料の研磨加工方法
CN105583696A (zh) 研磨液和SiC基板的研磨方法
US9761454B2 (en) Method of polishing SiC substrate
US20190247974A1 (en) Method for polishing wafer
JP6566303B2 (ja) マイクロ・ナノバブルを利用した研磨方法及び研磨装置
CN102485426A (zh) 一种研磨垫修整器及研磨垫修整方法
JP2012250299A (ja) ウェハの研磨方法及びナノバブル循環型研磨装置
JP2012250301A (ja) ナノバブル循環型研磨装置
KR20000059410A (ko) 슬러리 공급 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant