JP2006121111A - Mechanochemical polishing apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mechanochemical polishing method and a mechanochemical polishing apparatus capable of efficiently polishing a hard material such as SiC even with a low processing pressure. <P>SOLUTION: A polishing cloth 2 is stuck on a polishing platen 1. A wafer holding table 3 is arranged above the polishing platen 1, and a SiC wafer 4 is held on the wafer holding table 3. A liquid discharging machine 5 is installed above the polishing platen 1, and chemical liquid (obtained by dispersing chrome oxide abrasive grains in hydrogen peroxide water) 6 is dropped on the polishing cloth 2 from the liquid discharging machine 5. A surface of the SiC wafer 4 to be polished is pressed against the polishing cloth 2 stuck on the polishing platen 1 with a predetermined processing pressure. The wafer holding table 3 and the polishing platen 1 are then rotated to perform a polishing while dropping the chemical liquid 6 on the polishing cloth 2. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明はメカノケミカル研磨に係り、詳しくは、酸化クロム(III)つまりCr23を砥粒として用いた研磨技術に関するものである。 The present invention relates to mechanochemical polishing, and more particularly to a polishing technique using chromium (III) oxide, that is, Cr 2 O 3 as abrasive grains.

シリコン(以後、Siと記す)よりも大きな物性値を持つ炭化珪素(以後、SiCと記す)に形成したパワー半導体素子は、Siのパワー半導体素子よりも優れた性能を実現できる。詳しくは、広いエネルギーギャップ(Siに対して、約3倍)によって、高温まで半導体として機能できること、高い絶縁破壊耐圧(10倍)によって、高耐圧化が可能なこと、高い熱伝導率(約3倍)によって、放熱性に優れ、さらなる大電流化が図れることがあげられる。具体的には、例えば図22に示すように、素子を形成するSiCウェハは、高不純物濃度の単結晶SiC基板100上に、低不純物濃度のSiC層101がエピタキシャル成長で形成されたウェハが使用される。この低濃度層101に縦方向に電流を流すタイプの素子(例えば、VDMOS)103が形成される。また、光デバイスの分野では、短波長の発光が可能な材料としてGaNが研究されているが、SiCはサファイアに比べてGaNとの格子不整合が小さいために、SiCウェハはGaN薄膜を形成する下地基板としても注目されている。   A power semiconductor element formed on silicon carbide (hereinafter referred to as SiC) having a physical property value larger than that of silicon (hereinafter referred to as Si) can realize performance superior to that of a Si power semiconductor element. Specifically, it can function as a semiconductor up to a high temperature by a wide energy gap (about 3 times that of Si), can have a high breakdown voltage by a high breakdown voltage (10 times), and has a high thermal conductivity (about 3). 2), the heat dissipation is excellent and the current can be further increased. Specifically, as shown in FIG. 22, for example, a SiC wafer for forming an element is a wafer in which a low impurity concentration SiC layer 101 is formed on a single crystal SiC substrate 100 having a high impurity concentration by epitaxial growth. The A device (for example, VDMOS) 103 of a type that allows current to flow in the vertical direction is formed in the low concentration layer 101. In the field of optical devices, GaN has been studied as a material capable of emitting light of a short wavelength. However, SiC has a smaller lattice mismatch with GaN than sapphire, and thus a SiC wafer forms a GaN thin film. It is also attracting attention as a base substrate.

SiCウェハは、SiC粉末を昇華して種結晶に再結晶化で成長させたバルク単結晶SiCを、切断してウェハ形状にした後、その表面(切断面)を鏡面加工する。この面にSiC層、あるいはGaN層をエピタキシャル成長させるが、結晶性の良いエピタキシャル層を得るためには、無欠陥で、しかも原子レベルで平滑な面であることが要求される。   For SiC wafers, bulk single crystal SiC, which is grown by recrystallization from SiC powder by sublimation, is cut into a wafer shape, and then the surface (cut surface) is mirror-finished. An SiC layer or a GaN layer is epitaxially grown on this surface. In order to obtain an epitaxial layer with good crystallinity, it is required that the surface be defect-free and smooth at the atomic level.

SiCの鏡面加工は、ダイヤモンド砥粒で表面を研磨して平滑化する方法が一般的である。これは、SiC(被研磨材料)よりも硬い材料の砥粒(ダイヤモンド)を使って表面を削る機械的な表面加工方法である。ここで、砥粒径を小さくするほど、表面は平滑になる(面粗度が向上する)が、加工による欠陥(加工変質層)の発生を抑止することはできない。従って、研磨後にドライエッチングする、または熱酸化で酸化膜を成長させた後にフッ酸でウェットエッチングするなどの加工変質層を除去する工程を研磨の後工程として行わなければならないといった問題があった。   In general, mirror finishing of SiC is performed by polishing and smoothing the surface with diamond abrasive grains. This is a mechanical surface processing method in which the surface is cut using abrasive grains (diamond) that is harder than SiC (material to be polished). Here, the smaller the abrasive grain size is, the smoother the surface is (the surface roughness is improved), but it is not possible to suppress the occurrence of defects (working-affected layer) due to processing. Therefore, there has been a problem that a process for removing the work-affected layer such as dry etching after polishing or growing an oxide film by thermal oxidation and then wet etching with hydrofluoric acid must be performed as a post-polishing process.

また、ダイヤモンド砥粒は高価であり、粒径が小さくなるほど、さらに高価になる。さらに、微小な砥粒の中に大きな砥粒が混入していると、面粗度が向上しない、またはひっかき傷が発生して深い欠陥が局所的に発生することがあるため、粒径のそろった高品質なダイヤモンド砥粒を使用しなけらばならず、やはりこの点でも砥粒は高価になる。また、工程管理(砥粒径の管理)も難しくなる。このようにダイヤモンド砥粒を使った研磨には問題があった。   Diamond abrasive grains are expensive, and the smaller the particle size, the more expensive. Furthermore, if large abrasive grains are mixed in fine abrasive grains, the surface roughness will not improve, or scratches may occur and deep defects may occur locally. High-quality diamond abrasive grains must be used, and the abrasive grains are expensive in this respect as well. In addition, process management (control of abrasive grain size) becomes difficult. Thus, there was a problem in polishing using diamond abrasive grains.

被研磨材料よりも硬度が小さい材料を砥粒とした研磨ならば、加工面にダメージの少ない加工ができるが、直接砥粒が被研磨材料を削る機械的な加工はできない。被研磨材料の表面に機械的に脆い反応生成物(酸化物、化合物など)を形成して、これを軟質砥粒で剥ぎ取る研磨方法、いわゆるメカノケミカル研磨(化学的機械研磨;MCP)ができればよい。しかし、SiCは化学的に安定な材料であるために、反応生成物の形成が困難である。   If polishing using a material whose hardness is lower than that of the material to be polished, the processing surface can be processed with less damage, but mechanical processing in which the abrasive particle directly cuts the material to be polished cannot be performed. If a polishing method in which mechanically brittle reaction products (oxides, compounds, etc.) are formed on the surface of the material to be polished and then peeled off with soft abrasive grains, so-called mechanochemical polishing (chemical mechanical polishing; MCP) can be achieved. Good. However, since SiC is a chemically stable material, it is difficult to form a reaction product.

SiCのメカノケミカル研磨の方法については、酸化クロムを砥粒としてSiCを研磨する方法が報告されている(非特許文献1)。これによると、酸化クロム砥粒を樹脂で固めたディスク(固定砥粒)上でSiCをドライポリッシュすることで、残留歪み、ひっかき傷のない研磨(MCP)が実現できることが報告されている。   As a mechanochemical polishing method of SiC, a method of polishing SiC using chromium oxide as abrasive grains has been reported (Non-patent Document 1). According to this, it has been reported that polishing (MCP) without residual distortion and scratches can be realized by dry polishing SiC on a disk (fixed abrasive grains) in which chromium oxide abrasive grains are hardened with resin.

また、特許文献1では、遊離砥粒の酸化クロム粉末とポリシング定盤の硬度がマイクロビッカース硬さで1000〜2000の材料を使用することで、SiCの表面平坦度を良くする方法が提案されている。これらの方法は、被研磨材料と砥粒の接触点におけるメカノケミカル現象で、両者の直接的な固相反応で生じた反応層を砥粒の摩擦作用により除去する研磨方法である。   Further, Patent Document 1 proposes a method for improving the surface flatness of SiC by using a chromium oxide powder of loose abrasive grains and a polishing surface plate having a micro Vickers hardness of 1000 to 2000. Yes. These methods are polishing methods in which a reaction layer generated by a direct solid phase reaction between the material to be polished and the abrasive grains is removed by the frictional action of the abrasive grains due to a mechanochemical phenomenon at the contact point between the material to be polished and the abrasive grains.

この固相反応を利用した研磨方法は、特許文献2で提案された方法であり、前述の非特許文献1と特許文献1は、被研磨材料がSiC、砥粒が酸化クロムの組み合わせで行われたものである。
M.Kikuchi,Y.Takahashi,T Suga,S Suzuki,and Y Bando,"Mechanochemical Polishing of Silicon Carbide Single Crystal with Chromium(III) Oxide Abrasive ",J.Am.Ceram.Soc.,75[1](1992)189 特開平7−80770号公報 特公昭56−23746号公報
The polishing method using this solid-phase reaction is a method proposed in Patent Document 2. In Non-Patent Document 1 and Patent Document 1 described above, the material to be polished is SiC and the abrasive grains are chromium oxide in combination. It is a thing.
M. Kikuchi, Y. Takahashi, T Suga, S Suzuki, and Y Bando, "Mechanochemical Polishing of Silicon Carbide Single Crystal with Chromium (III) Oxide Abrasive", J. Am. Ceram. Soc., 75 [1] (1992) 189 Japanese Patent Laid-Open No. 7-80770 Japanese Examined Patent Publication No. 56-23746

しかしながら、固相反応を生じさせるためには、被研磨材料と砥粒の接点において、きわめて高圧で両者を接触させることが重要であると推察される。加工圧力は、前述の非特許文献1では0.34MPa(3.5kgf/cm2)、特許文献1では、900kgf/cm2で実験をしている。高い加工圧力が必要になると、大口径のウェハを研磨するときには、ポリシング定盤にきわめて高い圧力がかかることになる。また、同じポリシング定盤上で複数のウェハを同時に研磨する場合については、さらに高圧がかかることになる。従って、研磨装置には従来にない高い剛性が必要となるといった問題があった。 However, in order to cause a solid-phase reaction, it is presumed that it is important to bring them into contact at an extremely high pressure at the contact point between the material to be polished and the abrasive grains. In the non-patent document 1, the processing pressure is 0.34 MPa (3.5 kgf / cm 2 ), and in Patent document 1, the experiment is performed at 900 kgf / cm 2 . When a high processing pressure is required, a very high pressure is applied to the polishing surface plate when polishing a large-diameter wafer. Further, when a plurality of wafers are simultaneously polished on the same polishing surface plate, a higher pressure is applied. Therefore, there has been a problem that the polishing apparatus requires a high rigidity that has not been conventionally available.

また、加工圧力は、砥粒との接触点であるウェハ表面だけでなくSiCウェハ全体に加わることになり、結晶歪や欠陥の発生、既存の欠陥の進行、さらには不均一に力が加わった場合にはウェハが割れるといった問題が生じる。しかし、低い加工圧力では固相反応が起こらない、また反応が生じてもその速度、すなわち研磨速度が遅くなり、研磨時間が長くなるといった問題があった。   In addition, the processing pressure is applied not only to the wafer surface, which is the contact point with the abrasive grains, but also to the entire SiC wafer, causing crystal distortion and defects, the progression of existing defects, and even non-uniform force. In such a case, there arises a problem that the wafer breaks. However, there is a problem that a solid phase reaction does not occur at a low processing pressure, and even if a reaction occurs, the rate, that is, the polishing rate becomes slow and the polishing time becomes long.

この発明はこのような背景の元になされたものであり、その目的は、SiCなどの硬質材料を低い加工圧力でも効率よく研磨することができるメカノケミカル研磨装置を提供することにある。   The present invention has been made based on such a background, and an object thereof is to provide a mechanochemical polishing apparatus capable of efficiently polishing a hard material such as SiC even at a low processing pressure.

本発明のメカノケミカル研磨装置によれば、酸化クロム(III)の粉末を砥粒として用いて被研磨材である半導体ウェハの研磨を行う際に、研磨面に酸化剤が存在する。この酸化剤により、研磨能率が促進される。   According to the mechanochemical polishing apparatus of the present invention, when a semiconductor wafer as a material to be polished is polished using chromium (III) oxide powder as abrasive grains, an oxidizing agent is present on the polishing surface. This oxidizing agent promotes the polishing efficiency.

これは、次の理由によると推測される。酸化クロム砥粒の作用に関して、酸化クロム砥粒は本来、半導体(例えばSiC)の表面に酸化物を形成する触媒として機能しているが、研磨面に配した酸化剤により半導体(例えばSiC)と反応する酸素が増加して反応効率が向上し、それ故、研磨能率の促進が図られるものと考えられる。   This is presumed to be due to the following reason. Regarding the action of the chromium oxide abrasive grains, the chromium oxide abrasive grains originally function as a catalyst for forming oxides on the surface of the semiconductor (for example, SiC), but the semiconductor (for example, SiC) and the oxide are disposed on the polished surface. It is considered that the reaction efficiency is increased by increasing the oxygen to be reacted, and hence the polishing efficiency is promoted.

このようにして、SiCなどの硬質材料を低い加工圧力でも効率よく研磨することができる。ここで、前述の酸化剤として、請求項1に記載のように、酸化性の薬液(例えば、過酸化水素水)を用いたり、請求項2に記載のように、酸化作用のある固体粉末(例えば、二酸化マンガンの粉末と三酸化二マンガンの粉末のうちの少なくともいずれか一方を含むもの)を用いることができる。そしてこれら請求項1または2に記載では、半導体ウェハに対し相対運動する部材の表面に配された研磨布上に、酸化性の薬液(過酸化水素水)または酸化作用のある固体粉末(二酸化マンガンの粉末と三酸化マンガン粉末のうちの少なくともいずれか一方)を供給し、該研磨布に半導体ウェハを所定の加工圧力で押し付けながら研磨を行うようにしている。   In this way, a hard material such as SiC can be efficiently polished even at a low processing pressure. Here, as the oxidizing agent, an oxidizing chemical solution (for example, hydrogen peroxide solution) is used as described in claim 1, or a solid powder having an oxidizing action (as described in claim 2). For example, it is possible to use at least one of manganese dioxide powder and dimanganese trioxide powder. In the first or second aspect of the invention, an oxidizing chemical solution (hydrogen peroxide solution) or a solid powder having an oxidizing action (manganese dioxide) is disposed on a polishing cloth disposed on the surface of a member that moves relative to the semiconductor wafer. At least one of the above powder and manganese trioxide powder) is supplied, and polishing is performed while pressing the semiconductor wafer against the polishing cloth at a predetermined processing pressure.

さらに、請求項3に記載のように、少なくとも研磨面を加熱する加熱手段を設けたり、請求項4に記載のように、酸化クロム粉末以外の化学反応の触媒作用のある固体粉末を分散した液を研磨面に供給するための注液器を設けたり、請求項5に記載のように、半導体ウェハに対し相対運動する部材に、酸化クロム粉末以外の化学反応の触媒作用のある固体粉末を配すると、好ましいものとなる。ここで、請求項6に記載のように、化学反応の触媒作用のある固体粉末に対し光を照射する光源を設けるとよい。   Furthermore, as described in claim 3, a heating means for heating at least the polishing surface is provided, or a liquid in which a solid powder having a catalytic action of a chemical reaction other than chromium oxide powder is dispersed as described in claim 4. A liquid injector is provided for supplying the polishing surface to the polishing surface, or a solid powder having a catalytic action of a chemical reaction other than the chromium oxide powder is disposed on the member that moves relative to the semiconductor wafer as described in claim 5. Then, it becomes preferable. Here, as described in claim 6, it is preferable to provide a light source for irradiating light to the solid powder having a catalytic action of a chemical reaction.

請求項7に記載のように、半導体ウェハに対し相対運動する部材の表面に研磨布を配して、この研磨布上に半導体ウェハを押し付けて研磨することで、半導体ウェハにキズ、クラックなどのダメージを与えることなく研磨することができる。   As described in claim 7, a polishing cloth is disposed on a surface of a member that moves relative to the semiconductor wafer, and the semiconductor wafer is pressed against the polishing cloth to be polished, so that the semiconductor wafer has scratches, cracks, and the like. It can be polished without damaging it.

請求項8に記載のように、研磨布として、表面に対して垂直方向に連続した孔または空隙が形成された構造体を使うと、研磨布表面から深さ方向への浸透性がよくなり、半導体ウェハのかけらなどの排出が容易になることで、キズ、クラック、結晶歪みのない良好な研磨面の形成が可能になる。   As described in claim 8, when a structure in which holes or voids that are continuous in the direction perpendicular to the surface are used as the polishing cloth, permeability from the surface of the polishing cloth in the depth direction is improved. Ease of discharge of semiconductor wafer fragments and the like makes it possible to form a good polished surface free from scratches, cracks and crystal distortion.

ここで、請求項9に記載のように、研磨布として、合成繊維、ガラス繊維、天然繊維、合成樹脂、天然樹脂の少なくともいずれかより成る構造体を使うとよい。
特に、請求項10に記載のように、ポリウレタン材料で垂直発泡体構造のスウェードタイプの研磨布や請求項11に記載のように、繊維の交絡体中に樹脂を含浸することで樹脂が繊維の結合材として働く、あるいは、樹脂層自体が連続発泡体構造になっている不織布タイプの研磨布や請求項12に記載のように、繊維の交絡体中に樹脂を含浸することで樹脂が繊維の結合材として働く、あるいは、樹脂層自体が連続発泡体構造になっている不織布タイプの布を下地層として、これに、ポリウレタン材料で、垂直発泡体構造のスウェードタイプの布を、貼り合わせた2層構造の研磨布が適している。
Here, as described in claim 9, a structure made of at least one of synthetic fiber, glass fiber, natural fiber, synthetic resin, and natural resin may be used as the polishing cloth.
In particular, as described in claim 10, a polyurethane material is used as a suede type abrasive cloth having a vertical foam structure, or as described in claim 11, the resin is impregnated with a fiber by impregnating the resin in a fiber entangled body. The nonwoven fabric-type abrasive cloth that functions as a binder or the resin layer itself has a continuous foam structure, or the fiber entangled body is impregnated with a resin to impregnate the resin with the fiber. A nonwoven fabric type fabric that works as a binder or the resin layer itself has a continuous foam structure is used as a base layer, and a suede type fabric with a vertical foam structure is bonded to this with a polyurethane material 2 A layered abrasive cloth is suitable.

請求項13に記載のように、研磨布として、表面と内部に独立した孔または気泡が形成された構造体にすることで、研磨布は硬質で、かつ表面の砥粒、薬液の保持性がよくなり、凹凸のある半導体ウェハの表面を短時間で平坦化・平滑化することができる。また、研磨の前工程(研削工程、ラッピング工程など)で発生した加工変質層を短時間に除去することもできる。   As described in claim 13, by using a structure in which independent holes or bubbles are formed on the surface and inside as the polishing cloth, the polishing cloth is hard and has the ability to retain abrasive grains and chemicals on the surface. The surface of the semiconductor wafer with unevenness can be flattened and smoothed in a short time. In addition, the work-affected layer generated in the pre-polishing process (grinding process, lapping process, etc.) can be removed in a short time.

ここで、請求項14に記載のように、研磨布として、合成樹脂または天然樹脂からなる構造体を使うとよい。特に、請求項15に記載のように、独立発泡体構造の発泡ポリウレタンタイプの研磨布が適している。   Here, as described in claim 14, a structure made of synthetic resin or natural resin may be used as the polishing cloth. In particular, a foamed polyurethane type abrasive cloth having a closed foam structure is suitable as described in claim 15.

請求項16に記載のように、研磨布として、表面に対して垂直方向に連続した孔または空隙が形成された構造体の布を下地層として、これに、表面と内部に独立した孔または気泡が形成された構造体の布を、貼り合わせた2層構造の研磨布を使うことで、表層側の構造体(ウェハと接する布)によって、研磨速度と平坦化効率が優れ、また、下地層の構造体(下地用布)によって、半導体ウェハのうねり、反りに対する追従性が向上することで、ウェハを精度よく研磨することができる。   17. A polishing cloth having a structure in which holes or voids continuous in a direction perpendicular to the surface are formed as an undercoat layer, and pores or bubbles independent of the surface and the interior thereof By using a two-layered polishing cloth bonded to the structure cloth on which the structure is formed, the structure on the surface layer side (the cloth in contact with the wafer) has excellent polishing speed and planarization efficiency, and the underlayer With this structure (base cloth), the followability to the undulation and warpage of the semiconductor wafer is improved, so that the wafer can be polished with high accuracy.

特に、請求項17に記載のように、研磨布として、繊維の交絡体中に樹脂を含浸することで樹脂が繊維の結合材として働く、あるいは、樹脂層自体が連続発泡体構造になっている不織布タイプの布を下地層として、これに、独立発泡体構造の発泡ポリウレタンタイプの布を、貼り合わせた2層構造の研磨布が適している。   In particular, as described in claim 17, as an abrasive cloth, the resin acts as a fiber binder by impregnating the resin in the fiber entangled body, or the resin layer itself has a continuous foam structure. A two-layer polishing cloth in which a non-woven cloth is used as a base layer and a polyurethane foam cloth having an independent foam structure is bonded thereto is suitable.

この発明によれば、SiCなどの硬質材料を低い加工圧力でも効率よく研磨することができるメカノケミカル研磨装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a mechanochemical polishing apparatus capable of efficiently polishing a hard material such as SiC even at a low processing pressure.

(第1の実施の形態)
以下、この発明を具体化した第1の実施の形態を図面に従って説明する。
図1には、本実施の形態におけるメカノケミカル研磨装置の概略構成図を示す。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, the schematic block diagram of the mechanochemical polishing apparatus in this Embodiment is shown.

研磨定盤1には研磨布2が貼り付けられている。この研磨布2には、発泡ポリウレタン、不織布、フェルト、スウェード等が使用される。研磨定盤1の上方においてウェハ保持用テーブル3が配置され、ウェハ保持用テーブル3にSiCウェハ4を保持することができるようになっている。また、加工の際には、ウェハ保持用テーブル3が研磨布2に向かって押し付けられ、SiCウェハ4における研磨する面が所定の加工圧力で押し付けられる。   A polishing cloth 2 is affixed to the polishing surface plate 1. For the polishing cloth 2, foamed polyurethane, nonwoven fabric, felt, suede or the like is used. A wafer holding table 3 is disposed above the polishing surface plate 1 so that the SiC wafer 4 can be held on the wafer holding table 3. At the time of processing, the wafer holding table 3 is pressed toward the polishing cloth 2, and the surface to be polished in the SiC wafer 4 is pressed at a predetermined processing pressure.

また、ウェハ保持用テーブル3および研磨定盤1は回転することができる。
さらに、研磨定盤1の上方において注液器(ノズル)5が設置され、この注液器5から薬液6が研磨布2上に滴下される。この薬液6は、過酸化水素水(酸化性薬液)に酸化クロム(III) の砥粒を分散させたものである。つまり、酸化クロム砥粒と酸化性の薬液を混合して用いている。
Further, the wafer holding table 3 and the polishing surface plate 1 can rotate.
Further, a liquid injector (nozzle) 5 is installed above the polishing surface plate 1, and a chemical liquid 6 is dropped onto the polishing cloth 2 from the liquid injector 5. This chemical solution 6 is obtained by dispersing abrasive grains of chromium (III) oxide in hydrogen peroxide water (oxidizing chemical solution). That is, chromium oxide abrasive grains and an oxidizing chemical solution are mixed and used.

このように、酸化クロム(III)の粉末を砥粒として用い、被研磨材である単結晶SiCウェハ(半導体ウェハ)4を研磨布2に押し付けながら研磨を行う際に、研磨布2の上に注液器5から酸化性の薬液である過酸化水素水を滴下して過酸化水素水を研磨面に供給する機構となっている。これにより、研磨面に過酸化水素水(酸化剤)が存在する状態で研磨を行うことができる。   As described above, when polishing is performed while pressing the single crystal SiC wafer (semiconductor wafer) 4 as the material to be polished against the polishing cloth 2 using the chromium (III) oxide powder as the abrasive grains, A mechanism is provided in which hydrogen peroxide solution, which is an oxidizing chemical solution, is dropped from the liquid injector 5 to supply the hydrogen peroxide solution to the polishing surface. Thereby, it can grind | polish in the state in which hydrogen peroxide water (oxidant) exists in a grinding | polishing surface.

なお、ウェハ保持用テーブル3を研磨定盤1に対して揺動させると、ウェハ面内の加工精度が向上するとともに、研磨布の寿命も向上させることができる。
次に、メカノケミカル研磨方法について説明する。
When the wafer holding table 3 is swung with respect to the polishing surface plate 1, the processing accuracy in the wafer surface can be improved and the life of the polishing pad can be improved.
Next, a mechanochemical polishing method will be described.

まず、ウェハ保持用テーブル3にSiCウェハ4を保持する。そして、研磨する面を研磨定盤1に貼り付けられた研磨布2に所定の加工圧力で押し付ける。さらに、ウェハ保持用テーブル3と研磨定盤1を回転させ、研磨布2上に薬液(酸化クロム砥粒が分散した過酸化水素水)6を滴下しながら研磨する。   First, the SiC wafer 4 is held on the wafer holding table 3. Then, the surface to be polished is pressed against the polishing cloth 2 affixed to the polishing surface plate 1 with a predetermined processing pressure. Further, the wafer holding table 3 and the polishing surface plate 1 are rotated, and polishing is performed while dripping a chemical solution (hydrogen peroxide solution in which chromium oxide abrasive grains are dispersed) 6 onto the polishing cloth 2.

この研磨を行う際に研磨面に過酸化水素水(酸化剤)が存在し、この過酸化水素水により研磨能率が促進される。これは、酸化クロム砥粒はSiCの表面に酸化物を形成する触媒として機能し、研磨面に配した過酸化水素水によりSiCと反応する酸素が増加して反応効率が向上し、研磨能率の促進が図られるものと考えられる。このようにして、SiCなどの硬質材料を低い加工圧力でも効率よく研磨することができる。   When performing this polishing, a hydrogen peroxide solution (oxidant) is present on the polishing surface, and the polishing efficiency is promoted by this hydrogen peroxide solution. This is because the chromium oxide abrasive grains function as a catalyst for forming an oxide on the surface of SiC, and the hydrogen peroxide solution disposed on the polishing surface increases the oxygen that reacts with SiC, improving the reaction efficiency and improving the polishing efficiency. It is thought that promotion is planned. In this way, a hard material such as SiC can be efficiently polished even at a low processing pressure.

ここで、研磨可能な最低圧力は、研磨布2の種類、酸化クロム砥粒の濃度や粒径、過酸化水素水の濃度や滴下量、さらにはウェハ保持用テーブル3と研磨定盤1の回転数などによって決まる。   Here, the minimum pressure that can be polished is the type of polishing cloth 2, the concentration and particle size of chromium oxide abrasive grains, the concentration and dropping amount of hydrogen peroxide, and the rotation of the wafer holding table 3 and the polishing surface plate 1. It depends on the number.

本発明者の実験では、低い加工圧力(0.34kgf/cm2)でも30分の研磨で、1.20nm(中心線平均あらさRa)の面粗度を0.43nmに平滑化することができた。このときの研磨条件は、発泡ポリウレタンの研磨布、過酸化水素水(濃度10%)に、0.5μm(粒径)の酸化クロム砥粒(濃度10wt%)を分散させた研磨液(滴下量5.0ミリリットル/分)、及びウェハ保持用テーブルの回転数40rpm,研磨定盤の回転数40rpmの条件で行った。 In the experiments of the present inventors, the surface roughness of 1.20 nm (centerline average roughness Ra) can be smoothed to 0.43 nm by polishing for 30 minutes even at a low processing pressure (0.34 kgf / cm 2 ). It was. The polishing conditions at this time were a polishing liquid in which 0.5 μm (particle diameter) chromium oxide abrasive grains (concentration 10 wt%) were dispersed in a foamed polyurethane polishing cloth and hydrogen peroxide (concentration 10%). 5.0 ml / min), a wafer holding table rotation speed of 40 rpm, and a polishing platen rotation speed of 40 rpm.

詳しい実験結果を図2〜9を用いて説明する。
実験は次のようにして行った。試料として、単結晶SiC(6H−SiC)を用い、このSiCウェハの(0001)Si面を研磨した。研磨条件は、(i)本実施形態で説明した過酸化水素水(酸化剤)を滴下しながらのポリッシュと、比較のために、(ii)ドライポリッシュおよび(iii) ウェットポリッシュの三通りである。詳しくは、(i)の過酸化水素水を滴下しながらのポリッシュについては、酸化クロム砥粒(10wt%)を過酸化水素水(濃度10%)に分散させた液を研磨布に滴下して研磨した。(ii)のドライポリッシュについては、酸化クロム砥粒を塗布した研磨布で研磨した。(iii)のウェットポリッシュについては、酸化クロム砥粒を10wt%で水に分散させた酸化クロム液を研磨布に滴下して研磨した。
Detailed experimental results will be described with reference to FIGS.
The experiment was performed as follows. Single-crystal SiC (6H—SiC) was used as a sample, and the (0001) Si surface of this SiC wafer was polished. There are three polishing conditions: (i) polishing while dropping hydrogen peroxide solution (oxidant) described in this embodiment, and (ii) dry polishing and (iii) wet polishing for comparison. . Specifically, for polishing while dropping the hydrogen peroxide solution of (i), a solution in which chromium oxide abrasive grains (10 wt%) are dispersed in hydrogen peroxide solution (concentration 10%) is dropped onto the polishing cloth. Polished. The dry polish (ii) was polished with a polishing cloth coated with chromium oxide abrasive grains. About the wet polish of (iii), the chromium oxide liquid which disperse | distributed the chromium oxide abrasive grain in water by 10 wt% was dripped at polishing cloth, and it grind | polished.

研磨の評価は、面粗度の時間的変化で行った。つまり、各試料の面粗度の変化を調べた。
また、研磨布は発泡ポリウレタン、酸化クロムは粒径0.5μmの砥粒を用いた。加工圧力は3.0kgf/cm2である。研磨前の表面は、研削(#8000)で加工した面であり、一定方向にダイヤモンドの砥石が削った凹凸(研削条痕)があった。
Polishing was evaluated by temporal changes in surface roughness. That is, the change in the surface roughness of each sample was examined.
Further, foamed polyurethane was used as the polishing cloth, and abrasive grains having a particle diameter of 0.5 μm were used as the chromium oxide. The processing pressure is 3.0 kgf / cm 2 . The surface before polishing was a surface processed by grinding (# 8000), and there were irregularities (grinding marks) formed by grinding a diamond grindstone in a certain direction.

図2には、前述のドライポリッシュを10分間行った後の表面状態を示す。このときの面粗度Raは1.11nmであった。同様に、図3には、ドライポリッシュを20分間行った後の表面状態を示す。このときの面粗度Raは0.80nmであった。また、図4には、前述のウェットポリッシュを10分間行った後の表面状態を示す。このときの面粗度Raは1.15nmであった。同様に、図5には、ウェットポリッシュを20分間行った後の表面状態を示す。このときの面粗度Raは0.92nmであった。さらに、図6には、前述の過酸化水素水(酸化剤)を滴下しながらのポリッシュを10分間行った後の表面状態を示す。このときの面粗度Raは0.73nmであった。同様に、図7には、過酸化水素水(酸化剤)を滴下しながらのポリッシュを20分間行った後の表面状態を示す。このときの面粗度Raは0.57nmであった。   In FIG. 2, the surface state after performing the above-mentioned dry polish for 10 minutes is shown. The surface roughness Ra at this time was 1.11 nm. Similarly, FIG. 3 shows the surface state after 20 minutes of dry polishing. The surface roughness Ra at this time was 0.80 nm. FIG. 4 shows the surface state after the above-described wet polishing is performed for 10 minutes. The surface roughness Ra at this time was 1.15 nm. Similarly, FIG. 5 shows the surface state after 20 minutes of wet polishing. The surface roughness Ra at this time was 0.92 nm. Further, FIG. 6 shows the surface state after polishing for 10 minutes while dropping the above-described hydrogen peroxide solution (oxidant). The surface roughness Ra at this time was 0.73 nm. Similarly, FIG. 7 shows a surface state after polishing for 20 minutes while dropping a hydrogen peroxide solution (oxidant). The surface roughness Ra at this time was 0.57 nm.

このようにして得られたデータをまとめたものを図8に示す。図8の横軸には研磨時間をとり、縦軸には面粗度をとっている。この面粗度の変化を示す図から、酸化剤を混合した条件(試料)が短い研磨時間で面粗度が向上していることが分かる。また、20分の加工をした段階では、酸化剤を混合した場合のみ、研削条痕が消滅していた。このように、酸化剤を混合することによって、研磨促進の効果が確認できた。   A summary of the data thus obtained is shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 8 represents the polishing time, and the vertical axis represents the surface roughness. From the graph showing the change in the surface roughness, it can be seen that the surface roughness is improved in a short polishing time under the condition (sample) in which the oxidizing agent is mixed. Further, at the stage of processing for 20 minutes, the grinding streaks disappeared only when the oxidizing agent was mixed. As described above, the effect of promoting the polishing was confirmed by mixing the oxidizing agent.

さらに、加工圧力を下げて同様の実験を行った(加工圧力以外はすべて同じ条件で研磨を行った)。具体的には、これまでは3.0kgf/cm2であったが、0.6kgf/cm2に下げて、ウェットポリッシュ(酸化クロム砥粒を水に10wt%で分散)と酸化剤混合のポリッシュ(酸化クロム砥粒を過酸化水素水(10%)に10wt%で分散)を行った。図9にはその実験結果(面粗度の変化)を示す。 Furthermore, the same experiment was conducted with the processing pressure lowered (polishing was performed under the same conditions except for the processing pressure). Specifically, it was 3.0 kgf / cm 2 until now, but it was reduced to 0.6 kgf / cm 2 , and wet polishing (chromium oxide abrasive grains dispersed in water at 10 wt%) and oxidizer mixed polish (Chromium oxide abrasive grains were dispersed in hydrogen peroxide solution (10%) at 10 wt%). FIG. 9 shows the experimental results (change in surface roughness).

この図9と前述の図8とを比較すると、ウェットポリッシュと酸化剤混合のポリッシュとでは加工圧力が低くなると、過酸化水素の有無で研磨能率の差が顕著になることが分かる。つまり、例えば、40分間の研磨を行ったときで比較すると、ウェットポリッシュでは加工圧力3.0kgf/cm2の実験(図8)ではRa≒0.6nmであるとともに加工圧力0.6kgf/cm2の実験(図9)ではRa≒1.2nmであるのに対し、酸化剤混合のポリッシュでは図8ではRa≒0.6nmであるとともに図9でもRa≒0.6nmであり、ウェットポリッシュ(水に分散)では加工圧力が下がると研磨能率は大幅に低下するが、酸化剤として過酸化水素を混合したポリッシュについては研磨能率の低下が小さいことが分かる。 Comparing FIG. 9 with FIG. 8 described above, it can be seen that the difference in polishing efficiency becomes significant with and without hydrogen peroxide when the processing pressure is low between wet polishing and polishing with an oxidizing agent mixture. That is, for example, when compared with polishing for 40 minutes, Ra = 0.6 nm and a processing pressure of 0.6 kgf / cm 2 in an experiment with a processing pressure of 3.0 kgf / cm 2 in wet polishing (FIG. 8). In FIG. 9 (FIG. 9), Ra≈1.2 nm, whereas in the oxidizer-mixed polish, Ra≈0.6 nm in FIG. 8 and Ra≈0.6 nm in FIG. In the case of (dispersion), the polishing efficiency is greatly reduced when the processing pressure is lowered, but it is understood that the polishing efficiency is small for the polish mixed with hydrogen peroxide as an oxidizing agent.

また、データの図示は行わないが、酸化剤混合のポリッシュ条件で、さらに加工圧力を低く(0.34kgf/cm2)して実験を行ったが、30分の研磨時間で面粗度はRaが1.20nmから0.43nmまで低減した。 Although the data is not shown, the experiment was carried out under a polishing condition of oxidant mixing with a lower processing pressure (0.34 kgf / cm 2 ), but the surface roughness was Ra in 30 minutes of polishing time. Reduced from 1.20 nm to 0.43 nm.

このようなことから、酸化剤として過酸化水素を混合することで、加工圧力を低くしても研磨能率の低下は小さいことが分かる。
以上のような考察および実験結果から、酸化クロム(Cr23)を砥粒にして研磨する際に、酸化クロム砥粒と酸化剤を混合することによって、低い加工圧力で、容易に、効率よくSiCウェハを研磨することができる。より好ましくは、ウェハを研磨する加工圧力を、0.0098〜0.294MPa(0.1〜3.0kgf/cm2)とするとよい。
From this, it can be seen that by mixing hydrogen peroxide as an oxidizing agent, the reduction in polishing efficiency is small even when the processing pressure is lowered.
From the above considerations and experimental results, when chromium oxide (Cr 2 O 3 ) is used as abrasive grains for polishing, mixing chromium oxide abrasive grains and an oxidizing agent facilitates efficiency at a low processing pressure. A SiC wafer can be polished well. More preferably, the processing pressure for polishing the wafer is 0.0098 to 0.294 MPa (0.1 to 3.0 kgf / cm 2 ).

なお、酸化クロムが同量ならば、酸化クロムの砥粒径が小さくなるほど、その表面積が大きくなるために研磨能率は向上し、面粗度も向上する。従って、砥粒径は5μm以下であることが望ましい。   If the amount of chromium oxide is the same, the smaller the abrasive particle size of chromium oxide is, the larger the surface area becomes, so that the polishing efficiency is improved and the surface roughness is also improved. Therefore, it is desirable that the abrasive grain size be 5 μm or less.

本実施形態の応用例として、次のように実施してもよい。
図10に示すように、酸化クロム砥粒11を塗布した研磨布2に対し、過酸化水素水(薬液10)を滴下して研磨しても同様の効果が得られる。
As an application example of this embodiment, it may be carried out as follows.
As shown in FIG. 10, the same effect can be obtained even when a hydrogen peroxide solution (chemical solution 10) is dropped and polished on the polishing cloth 2 coated with the chromium oxide abrasive grains 11.

また、図11に示すように、酸化クロム砥粒21を塗布した研磨布2に対し、過酸化水素水に酸化クロム砥粒を分散した薬液20を滴下しながら研磨してもよい。こうすると、研磨面と接触する砥粒が増加することから、研磨能率はさらに向上する。   Moreover, as shown in FIG. 11, you may grind | polishing the chemical | medical solution 20 which disperse | distributed the chromium oxide abrasive grain in the hydrogen peroxide solution with respect to the polishing cloth 2 which apply | coated the chromium oxide abrasive grain 21. FIG. In this case, the polishing efficiency is further improved because the number of abrasive grains in contact with the polishing surface increases.

また、研磨布に限らず、酸化クロム砥粒と酸化剤を保持できるならば、金属、セラミックでもよい。具体的には、金属としては、錫、鉛、アルミニウム、ステンレス、銅などを挙げることができる。   Moreover, not only a polishing cloth but a metal and a ceramic may be sufficient if a chromium oxide abrasive grain and an oxidizing agent can be hold | maintained. Specifically, examples of the metal include tin, lead, aluminum, stainless steel, and copper.

また、研磨布の代わりに、図12に示すように、ポリエステルフィルム基材31上に樹脂接着剤で均一に酸化クロム粒子32を塗布したラッピングフィルム30でもよく、さらには、酸化クロム砥粒を樹脂で固めたディスクでもよい。ここで、ラッピングフィルム30のような固定砥粒の場合は、遊離砥粒と異なり、砥粒が凝集することがないため、粒径のそろった砥粒による研磨が可能となる。また、ラッピングフィルム30は目詰まりしやすいことを考慮して、過酸化水素水(薬液)を高圧でフィルム30に吹き付けて研磨屑を除去して目詰まりを防止することも有効である。あるいは、図12に示すように、ラッピングフィルム30に圧力をかけて、一定速度でフィルム30を送り出しながらSiCウェハ35を研磨する場合において(テープ研磨法において)、ラッピングフィルム30に注液器(ノズル)36から過酸化水素水(薬液)37を滴下しながら研磨することは目詰まりを防止することになる。   Further, instead of the polishing cloth, as shown in FIG. 12, a wrapping film 30 in which chromium oxide particles 32 are uniformly coated on a polyester film base material 31 with a resin adhesive may be used. It may be a hard disk. Here, in the case of a fixed abrasive such as the wrapping film 30, unlike the free abrasive, the abrasive does not agglomerate, so that polishing with an abrasive having a uniform particle size is possible. Considering that the wrapping film 30 is likely to be clogged, it is also effective to spray the hydrogen peroxide solution (chemical solution) on the film 30 at a high pressure to remove the polishing debris and prevent clogging. Alternatively, as shown in FIG. 12, when the SiC wafer 35 is polished while applying the pressure to the wrapping film 30 and feeding the film 30 at a constant speed (in the tape polishing method), a liquid injector (nozzle) ) Polishing while dropping the hydrogen peroxide solution (chemical solution) 37 from 36 prevents clogging.

また、図13に示すように、酸化クロム粉末以外の化学反応の触媒作用のある固体粉末、具体的には二酸化チタン(TiO2)を滴下する液に分散させて研磨面に供給してもよい(薬液40として滴下してもよい)。つまり、TiO2粉末を過酸化水素水中に混合し、この液(酸化クロム粉末以外の化学反応の触媒作用のある固体粉末を分散した液)を注液器5から研磨面に供給する。TiO2粉末を研磨面に供給することに関して、これを後記する第2や第3の実施の形態において行うようにしてもよい。なお、酸化クロム粉末以外のSiC表面に反応生成物を形成する化学反応を促進するための触媒として、二酸化チタン(TiO2)以外にも、硫化カドミウム(CdS)、三酸化二インジウム(In23)、二酸化ジルコニア(ZrO2)、三酸化二アルミニウム(Al23)、二酸化シリコン(SiO2)の粉末を用いてもよい。 Further, as shown in FIG. 13, solid powder having a catalytic action of chemical reaction other than chromium oxide powder, specifically, titanium dioxide (TiO 2 ) may be dispersed in a dropping solution and supplied to the polishing surface. (It may be dropped as the chemical solution 40). That is, TiO 2 powder is mixed in hydrogen peroxide water, and this liquid (a liquid in which a solid powder having a catalytic action of a chemical reaction other than chromium oxide powder is dispersed) is supplied from the liquid injector 5 to the polishing surface. With regard to supplying the TiO 2 powder to the polishing surface, this may be performed in the second and third embodiments described later. In addition to titanium dioxide (TiO 2 ), cadmium sulfide (CdS), diindium trioxide (In 2 O) are used as catalysts for promoting chemical reactions that form reaction products on the SiC surface other than chromium oxide powder. 3 ), zirconia dioxide (ZrO 2 ), dialuminum trioxide (Al 2 O 3 ), silicon dioxide (SiO 2 ) powder may be used.

あるいは、酸化クロム粉末以外の化学反応の触媒作用のある固体粉末(TiO2粉末等)を研磨布2に塗布して(SiCウェハ4に対し相対運動する部材側に配することにより)、研磨面に供給してもよい。 Alternatively, a solid powder (TiO 2 powder or the like) having a catalytic action other than chromium oxide powder is applied to the polishing cloth 2 (by disposing it on the side of the member that moves relative to the SiC wafer 4), and the polishing surface May be supplied.

ここで、このようなTiO2粉末等を用いる場合、さらに触媒機能を高めるために(触媒作用を向上させるために)、図13に示すように、光源42,43,44を用いて、化学反応の触媒作用のある固体粉末(TiO2粉末等)に対し光を照射するとよい。詳しくは、光源43を用いて光を研磨布2に当てながら研磨したり、光源42,44を用いてSiCウェハ4の研磨面に光を当てながら研磨してもよい。 Here, when such TiO 2 powder or the like is used, a chemical reaction is performed using light sources 42, 43, and 44 as shown in FIG. The solid powder (such as TiO 2 powder) having the catalytic action may be irradiated with light. Specifically, polishing may be performed while applying light to the polishing pad 2 using the light source 43, or polishing while applying light to the polishing surface of the SiC wafer 4 using the light sources 42 and 44.

本実施形態において、研磨布に関して次のことを考慮して実施するとよい。つまり、SiCウェハ4に対し相対運動する部材(研磨定盤1)の表面に研磨布2を配して、この研磨布2上にSiCウェハ4を押し付けて研磨することで、SiCウェハ4にキズ、クラックなどのダメージを与えることなく研磨することができる訳であるが、この際、次のことを考慮して実施する。   In this embodiment, it is preferable to carry out the polishing cloth in consideration of the following. That is, the polishing cloth 2 is arranged on the surface of the member (polishing surface plate 1) that moves relative to the SiC wafer 4, and the SiC wafer 4 is pressed and polished on the polishing cloth 2, thereby scratching the SiC wafer 4. The polishing can be performed without causing damage such as cracks. In this case, the following is taken into consideration.

前述した実験では、研磨布に発泡ポリウレタン材を使用することで、表面凹凸が効率よく平坦化されることを確認した。
しかし、研磨布によっては、研磨面に微小な傷と結晶歪みが発生しやすくなる。
In the above-described experiment, it was confirmed that the surface irregularities were efficiently flattened by using a polyurethane foam material for the polishing cloth.
However, depending on the polishing cloth, minute scratches and crystal distortion are likely to occur on the polished surface.

発泡ポリウレタンは、球状の発泡孔を内部に含む硬質な研磨布である。発泡孔は互いに独立しているため、研磨布上の砥粒、薬液などが研磨布内部に浸透することはない。従って、被研磨物の端部などから欠けて研磨布上に落ちた欠片を排除することは困難であり、欠片は研磨布上に残留しやすくなる。この研磨布上の欠片が研磨面を引っ掻いて、キズと結晶歪みが発生することがある。   Polyurethane foam is a hard polishing cloth that contains spherical foam holes. Since the foam holes are independent of each other, abrasive grains, chemicals, etc. on the polishing cloth do not penetrate into the polishing cloth. Therefore, it is difficult to eliminate a chip that has been chipped from the end of the object to be polished and dropped on the polishing cloth, and the chip tends to remain on the polishing cloth. The piece on the polishing cloth may scratch the polishing surface and cause scratches and crystal distortion.

そこで、表面に対して垂直方向に連続した孔または空隙が形成された研磨布を使用すれば、深さ方向に浸透性があり、かつ軟質であることから、キズと結晶歪みの発生防止に効果のあることを見出した。つまり、研磨布として、表面に対して垂直方向に連続した孔または空隙が形成された構造体を使うと、研磨布表面から深さ方向への浸透性がよくなり、半導体ウェハのかけらなどの排出が容易になることで、キズ、クラック、結晶歪みのない良好な研磨面の形成が可能になる。
ここで、研磨布として、合成繊維、ガラス繊維、天然繊維、合成樹脂、天然樹脂の少なくともいずれかより成る構造体を使うとよい。より具体的には、
(i).ポリウレタン材料で垂直発泡体構造のスウェードタイプの研磨布、
(ii).繊維の交絡体中に樹脂を含浸することで樹脂が繊維の結合材として働く、あるいは、樹脂層自体が連続発泡体構造になっている不織布タイプの研磨布、
(iii).繊維の交絡体中に樹脂を含浸することで樹脂が繊維の結合材として働く、あるいは、樹脂層自体が連続発泡体構造になっている不織布タイプの布を下地層として、これに、ポリウレタン材料で、垂直発泡体構造のスウェードタイプの布を、貼り合わせた2層構造の研磨布、
といったものが特に適している。
Therefore, if you use a polishing cloth with holes or voids that are continuous in the direction perpendicular to the surface, it is permeable in the depth direction and soft, so it is effective in preventing scratches and crystal distortion. I found that there is. In other words, when a structure in which holes or voids that are continuous in the direction perpendicular to the surface are used as the polishing cloth, the penetration from the surface of the polishing cloth in the depth direction is improved, and semiconductor wafer fragments etc. are discharged. This facilitates formation of a good polished surface free from scratches, cracks and crystal distortion.
Here, as the polishing cloth, a structure made of at least one of synthetic fiber, glass fiber, natural fiber, synthetic resin, and natural resin may be used. More specifically,
(i). Suede type polishing cloth with polyurethane foam and vertical foam structure,
(ii). A nonwoven fabric-type abrasive cloth in which the resin acts as a fiber binder by impregnating the resin in the fiber entangled body, or the resin layer itself has a continuous foam structure,
(iii). By impregnating the resin in the fiber entanglement body, the resin works as a fiber binder, or the nonwoven fabric type cloth in which the resin layer itself has a continuous foam structure is used as a base layer. A two-layered polishing cloth in which a suede type cloth with a vertical foam structure is bonded,
Are particularly suitable.

また、次のような実験による検証を行った。
被研磨物の欠片がキズと結晶歪みの原因であることは、純水を研磨布上に滴下しながら研磨する水ポリッシュ(表面を加工するのではなく、表面を洗浄する目的で行う方法)で、研磨布として独立発泡体のポリウレタンを使用すると表面にキズと結晶歪みが発生するが、表面に対して垂直方向に連続した孔または空隙が形成された研磨布を使用するとキズも結晶歪みも発生しないことからつきとめた。さらに、スウェードタイプ(Supreme RN-H ロデール・ニッタ(株)製)の研磨布上で、酸化クロム砥粒(10wt%)を過酸化水素水(濃度10%)に分散させた液を滴下しながら研磨する実験を行ったところ、キズ、結晶歪みのない研磨ができることを確認している。詳しくは、独立発泡体のポリウレタンで研磨した研磨面と、スウェードタイプで研磨した研磨面とを、それぞれ水酸化カリウム(KOH)液でエッチングすることで、表面状態の変化を評価した。その結果、独立発泡体のポリウレタンではキズ、結晶歪みの存在で表面が荒れるが、スウェードタイプは面荒れがないことからキズ、結晶歪みはないことが分かった。
Moreover, verification by the following experiment was performed.
The cause of scratches and crystal distortion is that the pieces of the object to be polished are caused by water polishing (a method for cleaning the surface, not for processing the surface), in which pure water is dropped on the polishing cloth. When using an independent foam polyurethane as the polishing cloth, scratches and crystal distortion occur on the surface, but when using an abrasive cloth with continuous holes or voids formed in the direction perpendicular to the surface, scratches and crystal distortion occur. I figured out from not doing. Furthermore, on a suede type (Supreme RN-H Rodel Nitta Co., Ltd.) polishing cloth, while dropping a solution of chromium oxide abrasive grains (10 wt%) dispersed in hydrogen peroxide (concentration 10%) As a result of polishing experiments, it was confirmed that polishing without scratches or crystal distortion was possible. Specifically, the change in the surface state was evaluated by etching the polished surface polished with the polyurethane of the independent foam and the polished surface polished with the suede type with a potassium hydroxide (KOH) solution. As a result, it was found that the closed foam polyurethane had rough surfaces due to the presence of scratches and crystal distortion, but the suede type had no surface roughness, so there were no scratches or crystal distortions.

よって、研磨の加工能率を重視するならば、表面と内部に独立した孔または空隙が形成された発泡ポリウレタンタイプの研磨布を、また、キズや結晶歪みのない高品質な研磨面にすることを重視するならば、表面に対して垂直方向に連続した孔または空隙が形成されたスウェードタイプの研磨布を使用すればよい。   Therefore, if emphasis is placed on the processing efficiency of polishing, the polyurethane foam type polishing cloth in which independent holes or voids are formed on the surface and inside should be made into a high-quality polishing surface free from scratches and crystal distortion. If importance is attached, a suede type polishing cloth in which holes or voids continuous in the direction perpendicular to the surface are formed may be used.

ここで、研磨加工能率を重視した研磨布について言及する。研磨布として、表面と内部に独立した孔または気泡が形成された構造体にすることで、研磨布は硬質で、かつ表面の砥粒、薬液の保持性がよくなり、凹凸のある半導体ウェハの表面を短時間で平坦化・平滑化することができる。また、研磨の前工程(研削工程、ラッピング工程など)で発生した加工変質層を短時間に除去することもできる。ここで、研磨布として、合成樹脂または天然樹脂からなる構造体を使うとよい。特に、独立発泡体構造の発泡ポリウレタンタイプの研磨布が適している。   Here, reference will be made to a polishing cloth with an emphasis on polishing efficiency. By using a structure in which pores or bubbles that are independent on the surface and inside are formed as the polishing cloth, the polishing cloth is hard and improves the retention of abrasive grains and chemicals on the surface. The surface can be flattened and smoothed in a short time. In addition, the work-affected layer generated in the pre-polishing process (grinding process, lapping process, etc.) can be removed in a short time. Here, as the polishing cloth, a structure made of synthetic resin or natural resin may be used. In particular, a foamed polyurethane type polishing cloth having a closed foam structure is suitable.

あるいは、研磨布として、表面に対して垂直方向に連続した孔または空隙が形成された構造体の布を下地層として、これに、表面と内部に独立した孔または気泡が形成された構造体の布を、貼り合わせた2層構造の研磨布を使うことで、表層側の構造体(ウェハと接する布)によって、研磨速度と平坦化効率が優れ、また、下地層の構造体(下地用布)によって、半導体ウェハのうねり、反りに対する追従性が向上することで、ウェハを精度よく研磨することができる。特に、研磨布として、繊維の交絡体中に樹脂を含浸することで樹脂が繊維の結合材として働く、あるいは、樹脂層自体が連続発泡体構造になっている不織布タイプの布を下地層として、これに、独立発泡体構造の発泡ポリウレタンタイプの布を、貼り合わせた2層構造の研磨布が適している。
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態を、第1の実施の形態との相違点を中心に説明する。
Alternatively, as a polishing cloth, a cloth of a structure in which holes or voids continuous in the direction perpendicular to the surface is formed as an underlayer, and a structure in which holes or bubbles independent of the surface and the inside are formed on the cloth. By using a polishing cloth with a two-layer structure that is bonded to the cloth, the structure on the surface layer side (the cloth in contact with the wafer) provides excellent polishing speed and flattening efficiency. ) Improves the followability to the undulation and warpage of the semiconductor wafer, so that the wafer can be polished with high accuracy. In particular, as an abrasive cloth, the resin works as a fiber binder by impregnating the resin in the fiber entangled body, or the cloth layer of the nonwoven fabric type in which the resin layer itself has a continuous foam structure, For this, a two-layered polishing cloth in which a foamed polyurethane type cloth having an independent foam structure is bonded is suitable.
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment.

図14には、本実施の形態におけるメカノケミカル研磨装置の概略構成図を示す。
本装置においては、研磨布2上に塗布する砥粒50として、酸化クロムと、酸化作用のある固体粉末を混合したものを使用している。つまり、酸化剤として酸化作用のある固体粉末、具体的には二酸化マンガン(MnO2)の粉末を用い、この粉末を、研磨布2(SiCウェハ4に対し相対運動する部材側)に配することにより研磨面に供給する機構となっている。
In FIG. 14, the schematic block diagram of the mechanochemical polishing apparatus in this Embodiment is shown.
In this apparatus, the abrasive 50 applied on the polishing pad 2 is a mixture of chromium oxide and solid powder having an oxidizing action. That is, a solid powder having an oxidizing action as an oxidizing agent, specifically, manganese dioxide (MnO 2 ) powder is used, and this powder is disposed on the polishing cloth 2 (on the side of the member that moves relative to the SiC wafer 4). This is a mechanism for supplying to the polishing surface.

研磨手順としては、研磨布2上に、酸化クロム砥粒と二酸化マンガン(MnO2)の粉末を砥粒50として塗布した状態で、SiCウェハ4を研磨する。ここで、二酸化マンガンは酸化作用があるため、SiCと反応してSiC表面に酸化物を形成するが、酸化クロム砥粒はその触媒として酸化反応を促進するとともに、形成された酸化物を除去する研磨砥粒として機能する。これによって、研磨能率が向上し、低い加工圧力でも研磨が可能となる。 As a polishing procedure, the SiC wafer 4 is polished in a state where chromium oxide abrasive grains and manganese dioxide (MnO 2 ) powder are applied as abrasive grains 50 on the polishing cloth 2. Here, since manganese dioxide has an oxidizing action, it reacts with SiC to form an oxide on the SiC surface, but chromium oxide abrasive grains promote the oxidation reaction as a catalyst and remove the formed oxide. Functions as abrasive grains. This improves the polishing efficiency and enables polishing even at a low processing pressure.

本実施形態の応用例として、次のように実施してもよい。
図15に示すように、酸化クロム砥粒と二酸化マンガン(MnO2)の粉末を砥粒50として研磨布2上に塗布するとともに、注液器51から過酸化水素水(薬液52)を滴下してもよい。こうすると、酸化効率(研磨能率)を高めることができる。また、この場合、MnO2と過酸化水素が反応して酸素が生成し、さらに効率がよくなる。ここで、薬液52として、過酸化水素水に酸化クロム砥粒を分散させたものを用いてもよい。
As an application example of this embodiment, it may be carried out as follows.
As shown in FIG. 15, chromium oxide abrasive grains and manganese dioxide (MnO 2 ) powder are applied as abrasive grains 50 onto the polishing cloth 2, and hydrogen peroxide solution (chemical liquid 52) is dropped from a liquid injector 51. May be. If it carries out like this, oxidation efficiency (polishing efficiency) can be improved. Further, in this case, MnO 2 and hydrogen peroxide react to generate oxygen, thereby further improving efficiency. Here, as the chemical solution 52, a solution obtained by dispersing chromium oxide abrasive grains in hydrogen peroxide water may be used.

また、この図15において、薬液52として、分散媒(例えば、水)に二酸化マンガン(MnO2)の粉末を分散させたものを用いてもよい。つまり、酸化作用のある固体粉末(MnO2)を、滴下する液に分散させることにより研磨面に供給するようにしてもよい。 In FIG. 15, a chemical solution 52 in which a powder of manganese dioxide (MnO 2 ) is dispersed in a dispersion medium (for example, water) may be used. In other words, solid powder (MnO 2 ) having an oxidizing action may be supplied to the polishing surface by dispersing it in the dropping liquid.

また、酸化作用のある粉末としては、二酸化マンガン(MnO2)の粉末の他に三酸化二マンガン(Mn23)の粉末、あるいはMnO2の粉末とMn23の粉末の混合物を用いてもよい。 In addition to manganese dioxide (MnO 2 ) powder, as powder having oxidizing action, powder of dimanganese trioxide (Mn 2 O 3 ) or a mixture of MnO 2 powder and Mn 2 O 3 powder is used. May be.

また、ラッピングフィルム(図12参照)を使用する場合は、酸化クロム砥粒が固着されたフィルム上に酸化作用のある固体粉末を塗布したり、あるいは酸化クロム砥粒と酸化作用のある固体粉末を混合してフィルム上に固着してもよい。このとき使用する酸化作用のある固体粉末としては、MnO2,Mn23,BaCO3、CaCO3、SiO2、Fe23、Fe34、MgO、In23等を挙げることができる。
(第3の実施の形態)
次に、第3の実施の形態を、第1の実施の形態との相違点を中心に説明する。
When a wrapping film (see FIG. 12) is used, a solid powder having an oxidizing action is applied on a film to which chromium oxide abrasive grains are fixed, or a solid powder having an oxidizing action is applied to chromium oxide abrasive grains. You may mix and adhere on a film. Examples of the solid powder having an oxidizing action used at this time include MnO 2 , Mn 2 O 3 , BaCO 3 , CaCO 3 , SiO 2 , Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , MgO, In 2 O 3 and the like. Can do.
(Third embodiment)
Next, the third embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment.

本実施の形態では、酸化剤として、少なくとも酸素を含有した気体、具体的には酸素ガスを用いている。
装置の構成としては、図16に示すように、研磨面を酸化性気体雰囲気下にするために密閉容器構造を採用している。詳しくは、酸素雰囲気作成用チャンバ60内に研磨定盤1、研磨布2、ウェハ保持用テーブル3を配置している。チャンバ60内は酸素雰囲気下となっており、この酸素雰囲気下において研磨を行うことにより酸素ガスを研磨面に供給するようにしている。
In this embodiment, a gas containing at least oxygen, specifically, oxygen gas is used as the oxidizing agent.
As the configuration of the apparatus, as shown in FIG. 16, a closed container structure is employed in order to make the polishing surface in an oxidizing gas atmosphere. Specifically, the polishing surface plate 1, the polishing cloth 2, and the wafer holding table 3 are arranged in the oxygen atmosphere creation chamber 60. The inside of the chamber 60 is in an oxygen atmosphere, and oxygen gas is supplied to the polishing surface by performing polishing in this oxygen atmosphere.

研磨手順としては、ウェハ保持用テーブル3にSiCウェハ4をセットした後に、チャンバ60内を酸素雰囲気にする。そして、酸素雰囲気中で研磨を行う。つまり、酸化クロム砥粒61を塗布した研磨布2上でSiCウェハ4を研磨する。このとき、SiCウェハ4と研磨布2の接触面に酸素が供給される。   As a polishing procedure, after setting the SiC wafer 4 on the wafer holding table 3, the inside of the chamber 60 is brought into an oxygen atmosphere. Then, polishing is performed in an oxygen atmosphere. That is, the SiC wafer 4 is polished on the polishing cloth 2 coated with the chromium oxide abrasive grains 61. At this time, oxygen is supplied to the contact surface between the SiC wafer 4 and the polishing pad 2.

図16に代わる装置として、図17に示すように、ガスインジェクタ70から酸素ガスを研磨を行おうとする部位(研磨面)に向かって吹き付けて酸素ガスを研磨面に供給してもよい。詳しくは、SiCウェハ4と接触する直前の研磨布2(研磨布2におけるSiCウェハ4に対し上流側となる部位)に、酸素ガス噴射用ガスインジェクタ70から酸素ガスを吹き付ける。   As an apparatus instead of FIG. 16, as shown in FIG. 17, oxygen gas may be blown from a gas injector 70 toward a portion (polishing surface) to be polished to supply oxygen gas to the polishing surface. Specifically, oxygen gas is blown from the gas injector 70 for injecting oxygen gas onto the polishing cloth 2 (the portion on the upstream side of the SiC wafer 4 in the polishing cloth 2) immediately before contacting the SiC wafer 4.

さらに、図16に代わる装置として、図18に示すように、研磨定盤1に酸素ガス供給通路80を設ける。つまり、SiCウェハ4に対し相対運動する部材を通して研磨面に酸化性気体を供給するガス通路80を設ける。そして、この通路80を通して酸素ガスを研磨布2の裏面側(SiCウェハ4に対し相対運動する部材側)から研磨布2の表面での研磨を行おうとする部位に吹き出させる。   Further, as an apparatus instead of FIG. 16, an oxygen gas supply passage 80 is provided in the polishing surface plate 1 as shown in FIG. That is, the gas passage 80 for supplying the oxidizing gas to the polishing surface through a member that moves relative to the SiC wafer 4 is provided. Then, oxygen gas is blown out from the back surface side of the polishing cloth 2 (the member side that moves relative to the SiC wafer 4) through the passage 80 to a portion where polishing on the surface of the polishing cloth 2 is to be performed.

より詳しくは、図18の構成とする場合(研磨布2の裏面から酸素を供給する場合)、研磨定盤1にガス通路80を設けることに加え、研磨布2にはガス通過用の微小な穴を有するものを選択する。例えば、独立発泡体のポリウレタン材の研磨布は発泡部が大きければ既に表から裏に貫通する孔が形成されており、また、連続発泡体の不織布材の研磨布は酸素を通過させることが可能である。   More specifically, in the case of the configuration of FIG. 18 (when oxygen is supplied from the back surface of the polishing pad 2), in addition to providing the polishing platen 1 with a gas passage 80, the polishing pad 2 has a minute gas passage for passing gas. Select one with holes. For example, if the foamed part of the polyurethane foam polishing cloth is closed, holes that penetrate from the front to the back are already formed, and the nonwoven foam polishing cloth of the continuous foam can pass oxygen. It is.

なお、供給する気体、つまり、少なくとも酸素を含有した気体は、酸素ガスの他に、水蒸気などの酸素を含有した他の気体を用いることができる。
また、図19に示すように、フィルム基材31上に樹脂接着剤で均一に酸化クロム粒子32を塗布したラッピングフィルム30上でSiCウェハ35を研磨する際に、ガスインジェクタ70から酸素ガス(広義には酸素を含有した気体)を吹き付けるようにすると、目詰まりを防止することができる。
Note that as a gas to be supplied, that is, a gas containing at least oxygen, other gas containing oxygen such as water vapor can be used in addition to the oxygen gas.
Further, as shown in FIG. 19, when a SiC wafer 35 is polished on a wrapping film 30 in which chromium oxide particles 32 are uniformly coated on a film base 31 with a resin adhesive, oxygen gas (in a broad sense) is supplied from a gas injector 70. If a gas containing oxygen is sprayed, clogging can be prevented.

また、図20に示すように、反応を促進するために(研磨能率を向上させるべく)、SiCウェハ4を加熱しながらSiCウェハ4の研磨を行ってもよく、図20では、ヒータ90,91を用いてSiCウェハ4を加熱している。あるいは、図21に示すように、研磨布2(研磨定盤1)の端でSiCウェハ4を一部はみ出させて研磨することとし、このはみ出した領域4aに光源95から赤外光を当てて加熱するようにしてもよい。このとき、テーブル3(SiCウェハ4)を揺動させるとよい。   In addition, as shown in FIG. 20, in order to promote the reaction (in order to improve the polishing efficiency), the SiC wafer 4 may be polished while heating the SiC wafer 4. In FIG. Is used to heat the SiC wafer 4. Alternatively, as shown in FIG. 21, the SiC wafer 4 is partially protruded at the end of the polishing cloth 2 (polishing surface plate 1) and polished, and infrared light is applied to the protruding region 4a from the light source 95. You may make it heat. At this time, the table 3 (SiC wafer 4) is preferably swung.

このように、少なくとも研磨面を加熱する加熱手段90,91,95を設けてもよい。これは、前述の第1の実施形態や第2の実施形態において実施することもできる。
または、酸化クロム砥粒と酸化剤が保持された研磨布、金属、セラミック、酸化クロム粒子を塗布したラッピングフィルム、あるいは酸化クロム砥粒を樹脂で固めたディスクを加熱することによって研磨能率を高めてもよい(向上させてもよい)。
In this way, heating means 90, 91, 95 for heating at least the polishing surface may be provided. This can also be performed in the first embodiment and the second embodiment described above.
Or, polishing efficiency can be improved by heating a polishing cloth in which chromium oxide abrasive grains and oxidant are held, metal, ceramic, a wrapping film coated with chromium oxide particles, or a disk in which chromium oxide abrasive grains are hardened with resin. May be improved (may be improved).

第1の実施の形態におけるメカノケミカル研磨装置の概略構成図。The schematic block diagram of the mechanochemical polishing apparatus in 1st Embodiment. 研磨面の面粗度の時間的変化を示す図。The figure which shows the time change of the surface roughness of a grinding | polishing surface. 研磨面の面粗度の時間的変化を示す図。The figure which shows the time change of the surface roughness of a grinding | polishing surface. 研磨面の面粗度の時間的変化を示す図。The figure which shows the time change of the surface roughness of a grinding | polishing surface. 研磨面の面粗度の時間的変化を示す図。The figure which shows the time change of the surface roughness of a grinding | polishing surface. 研磨面の面粗度の時間的変化を示す図。The figure which shows the time change of the surface roughness of a grinding | polishing surface. 研磨面の面粗度の時間的変化を示す図。The figure which shows the time change of the surface roughness of a grinding | polishing surface. 研磨時間に対する面粗度を示す図。The figure which shows the surface roughness with respect to grinding | polishing time. 研磨時間に対する面粗度を示す図。The figure which shows the surface roughness with respect to grinding | polishing time. メカノケミカル研磨装置の概略構成図。The schematic block diagram of a mechanochemical polishing apparatus. メカノケミカル研磨装置の概略構成図。The schematic block diagram of a mechanochemical polishing apparatus. メカノケミカル研磨装置の概略構成図。The schematic block diagram of a mechanochemical polishing apparatus. メカノケミカル研磨装置の概略構成図。The schematic block diagram of a mechanochemical polishing apparatus. 第2の実施の形態におけるメカノケミカル研磨装置の概略構成図。The schematic block diagram of the mechanochemical polishing apparatus in 2nd Embodiment. メカノケミカル研磨装置の概略構成図。The schematic block diagram of a mechanochemical polishing apparatus. 第3の実施の形態におけるメカノケミカル研磨装置の概略構成図。The schematic block diagram of the mechanochemical polishing apparatus in 3rd Embodiment. メカノケミカル研磨装置の概略構成図。The schematic block diagram of a mechanochemical polishing apparatus. メカノケミカル研磨装置の概略構成図。The schematic block diagram of a mechanochemical polishing apparatus. メカノケミカル研磨装置の概略構成図。The schematic block diagram of a mechanochemical polishing apparatus. メカノケミカル研磨装置の概略構成図。The schematic block diagram of a mechanochemical polishing apparatus. メカノケミカル研磨装置の概略構成図。The schematic block diagram of a mechanochemical polishing apparatus. 半導体装置の断面図。FIG. 14 is a cross-sectional view of a semiconductor device.

符号の説明Explanation of symbols

1…研磨定盤、2…研磨布、3…ウェハ保持用テーブル、4…SiCウェハ、5…注液器、6…薬液(過酸化水素水+酸化クロム砥粒)、11…酸化クロム砥粒、42,43,44…光源、50…二酸化マンガン砥粒、51…注液器、52…薬液、60…チャンバ、70…ガスインジェクタ、80…通路、90,91…ヒータ、95…光源。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Polishing surface plate, 2 ... Polishing cloth, 3 ... Wafer holding table, 4 ... SiC wafer, 5 ... Liquid injector, 6 ... Chemical solution (hydrogen peroxide solution + chromium oxide abrasive grain), 11 ... Chrome oxide abrasive grain , 42, 43, 44 ... light source, 50 ... manganese dioxide abrasive grain, 51 ... liquid injector, 52 ... chemical solution, 60 ... chamber, 70 ... gas injector, 80 ... passage, 90, 91 ... heater, 95 ... light source.

Claims (17)

酸化クロム(III)の粉末を砥粒として用い、被研磨材である半導体ウェハの研磨を行うメカノケミカル研磨装置において、
半導体ウェハに対し相対運動する部材の表面に研磨布を配するとともに、研磨面に酸化性の薬液として過酸化水素水を供給するための注液器を設け、研磨面が所定の圧力で押し付けられる前記研磨布上に過酸化水素水を滴下しながら研磨することを特徴とするメカノケミカル研磨装置。
In a mechanochemical polishing apparatus that uses a chromium (III) oxide powder as abrasive grains and polishes a semiconductor wafer as a material to be polished,
A polishing cloth is arranged on the surface of a member that moves relative to the semiconductor wafer, and a liquid injector is provided on the polishing surface to supply hydrogen peroxide as an oxidizing chemical solution. The polishing surface is pressed at a predetermined pressure. A mechanochemical polishing apparatus for polishing while dropping hydrogen peroxide on the polishing cloth.
酸化クロム(III)の粉末を砥粒として用い、被研磨材である半導体ウェハの研磨を行うメカノケミカル研磨装置において、
半導体ウェハに対し相対運動する部材の表面に研磨布を配するとともに、前記研磨布上に酸化作用のある固体粉末として二酸化マンガンの粉末と三酸化マンガン粉末のうちの少なくともいずれか一方を供給し、研磨面を前記研磨布上に所定の圧力で押し付けながら研磨することを特徴とするメカノケミカル研磨装置。
In a mechanochemical polishing apparatus that uses a chromium (III) oxide powder as abrasive grains and polishes a semiconductor wafer as a material to be polished,
While arranging a polishing cloth on the surface of the member that moves relative to the semiconductor wafer, supplying at least one of manganese dioxide powder and manganese trioxide powder as a solid powder having an oxidizing action on the polishing cloth, A mechanochemical polishing apparatus for polishing a polishing surface while pressing the polishing surface against the polishing cloth with a predetermined pressure.
少なくとも研磨面を加熱する加熱手段を設けたことを特徴とする請求項1または2に記載のメカノケミカル研磨装置。 The mechanochemical polishing apparatus according to claim 1 or 2, further comprising a heating means for heating at least the polishing surface. 酸化クロム粉末以外の化学反応の触媒作用のある固体粉末を分散した液を研磨面に供給するための注液器を設けたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のメカノケミカル研磨装置。 The liquid injector for supplying the liquid which disperse | distributed the solid powder which has a catalytic reaction of chemical reactions other than a chromium oxide powder to a grinding | polishing surface was provided. Mechanochemical polishing equipment. 半導体ウェハに対し相対運動する部材に、酸化クロム粉末以外の化学反応の触媒作用のある固体粉末を配したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のメカノケミカル研磨装置。 The mechanochemical polishing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a solid powder having a catalytic action of a chemical reaction other than the chromium oxide powder is disposed on a member that moves relative to the semiconductor wafer. 前記化学反応の触媒作用のある固体粉末に対し光を照射する光源を設けたことを特徴とする請求項4または5に記載のメカノケミカル研磨装置。 6. The mechanochemical polishing apparatus according to claim 4, further comprising a light source for irradiating light to the solid powder having a catalytic action of the chemical reaction. 半導体ウェハに対し相対運動する部材の表面に研磨布を配したことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のメカノケミカル研磨装置。 The mechanochemical polishing apparatus according to claim 1, wherein a polishing cloth is disposed on a surface of a member that moves relative to the semiconductor wafer. 前記研磨布は、表面に対して垂直方向に連続した孔または空隙が形成された構造体であることを特徴とする請求項7に記載のメカノケミカル研磨装置。 The mechanochemical polishing apparatus according to claim 7, wherein the polishing cloth is a structure in which holes or voids that are continuous in a direction perpendicular to the surface are formed. 前記研磨布は、合成繊維、ガラス繊維、天然繊維、合成樹脂、天然樹脂の少なくともいずれかより成る構造体であることを特徴とする請求項8に記載のメカノケミカル研磨装置。 The mechanochemical polishing apparatus according to claim 8, wherein the polishing cloth is a structure made of at least one of synthetic fiber, glass fiber, natural fiber, synthetic resin, and natural resin. 前記研磨布は、ポリウレタン材料で、垂直発泡体構造のスウェードタイプの研磨布であることを特徴とする請求項9に記載のメカノケミカル研磨装置。 The mechanochemical polishing apparatus according to claim 9, wherein the polishing cloth is a polyurethane material and is a suede type polishing cloth having a vertical foam structure. 前記研磨布は、繊維の交絡体中に樹脂を含浸することで樹脂が繊維の結合材として働く、あるいは、樹脂層自体が連続発泡体構造になっている不織布タイプの研磨布であることを特徴とする請求項9に記載のメカノケミカル研磨装置。 The abrasive cloth is a nonwoven cloth type abrasive cloth in which the resin acts as a fiber binder by impregnating the resin in the fiber entangled body, or the resin layer itself has a continuous foam structure. The mechanochemical polishing apparatus according to claim 9. 前記研磨布は、繊維の交絡体中に樹脂を含浸することで樹脂が繊維の結合材として働く、あるいは、樹脂層自体が連続発泡体構造になっている不織布タイプの布を下地層として、これに、ポリウレタン材料で、垂直発泡体構造のスウェードタイプの布を、貼り合わせた2層構造の研磨布であることを特徴とする請求項9に記載のメカノケミカル研磨装置。 The abrasive cloth is made by impregnating a resin in a fiber entangled body so that the resin acts as a fiber binder, or a non-woven cloth type cloth in which the resin layer itself has a continuous foam structure. The mechanochemical polishing apparatus according to claim 9, wherein the polishing cloth is a two-layered polishing cloth in which a suede cloth having a vertical foam structure is bonded to a polyurethane material. 前記研磨布は、表面と内部に独立した孔または気泡が形成された構造体であることを特徴とする請求項7に記載のメカノケミカル研磨装置。 8. The mechanochemical polishing apparatus according to claim 7, wherein the polishing cloth is a structure in which independent holes or bubbles are formed on the surface and inside. 前記研磨布は、合成樹脂または天然樹脂からなる構造体であることを特徴とする請求項13に記載のメカノケミカル研磨装置。 The mechanochemical polishing apparatus according to claim 13, wherein the polishing cloth is a structure made of a synthetic resin or a natural resin. 前記研磨布は、独立発泡体構造の発泡ポリウレタンタイプの研磨布であることを特徴とする請求項14に記載のメカノケミカル研磨装置。 The mechanochemical polishing apparatus according to claim 14, wherein the polishing cloth is a polyurethane foam type polishing cloth having an independent foam structure. 前記研磨布は、表面に対して垂直方向に連続した孔または空隙が形成された構造体の布を下地層として、これに、表面と内部に独立した孔または気泡が形成された構造体の布を、貼り合わせた2層構造の研磨布であることを特徴とする請求項7に記載のメカノケミカル研磨装置。 The polishing cloth has a structure cloth in which holes or voids are formed in a direction perpendicular to the surface as a base layer, and a structure cloth in which independent holes or bubbles are formed on the surface and inside. The mechanochemical polishing apparatus according to claim 7, wherein the polishing cloth is a two-layer polishing cloth bonded together. 前記研磨布は、繊維の交絡体中に樹脂を含浸することで樹脂が繊維の結合材として働く、あるいは、樹脂層自体が連続発泡体構造になっている不織布タイプの布を下地層として、これに、独立発泡体構造の発泡ポリウレタンタイプの布を、貼り合わせた2層構造の研磨布であることを特徴とする請求項16に記載のメカノケミカル研磨装置。 The abrasive cloth is made by impregnating a resin in a fiber entangled body so that the resin acts as a fiber binder, or a non-woven cloth type cloth in which the resin layer itself has a continuous foam structure. The mechanochemical polishing apparatus according to claim 16, wherein the polyurethane foam type cloth having an independent foam structure is a two-layer structure polishing cloth bonded together.
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