JP2007061961A - Manufacturing method of lapping plate and mechanical lapping method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、SiC単結晶基板のメカニカル研磨に用いるラッピング定盤の製作方法及びそのラッピング定盤を用いたメカニカル研磨方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a lapping platen used for mechanical polishing of a SiC single crystal substrate and a mechanical polishing method using the lapping platen.
電気エネルギーの低損失化、高性能化されたパワーデバイスは消費電力の大幅節減に直接寄与するため、多くの分野で利用されている。現在、パワーデバイスにはシリコン基板を用いたものが利用されているが、シリコンの有する材料特性により、シリコンへ微細な加工を施すことによるパワーデバイスのさらなる高性能化には限界がある。特に、高温等の条件下ではシリコンは使用できないため、シリコンに代わる材料が必要となってきた。 Power devices with low electrical energy loss and high performance directly contribute to a significant reduction in power consumption, and are used in many fields. Currently, a power device using a silicon substrate is used. However, due to material characteristics of silicon, there is a limit to further improving the performance of the power device by performing fine processing on silicon. In particular, since silicon cannot be used under conditions such as high temperatures, materials that replace silicon have become necessary.
シリコンに代わる材料として、例えばSiC(炭化珪素)があるが、SiCの禁制帯幅はシリコンの禁制帯幅の3倍であるので、シリコンよりも高温条件下で使用できる。また、絶縁破壊電界についてはシリコンの約10倍であるため、小型化も可能である。さらに熱伝導度についてはシリコンの約3倍であり、放熱性に優れ、冷却されやすいという利点もある。このようにSiCは優れた特性を有することから、SiC基板はシリコン基板に変わるパワーデバイス用半導体基板として注目されている。 For example, SiC (silicon carbide) is an alternative material for silicon, but the forbidden band width of SiC is three times that of silicon, so that it can be used under higher temperature conditions than silicon. In addition, since the breakdown electric field is about 10 times that of silicon, the size can be reduced. Furthermore, the thermal conductivity is about three times that of silicon, and there is an advantage that it is excellent in heat dissipation and is easily cooled. Since SiC has excellent characteristics as described above, the SiC substrate is attracting attention as a semiconductor substrate for power devices that replaces the silicon substrate.
ところで、SiC基板をパワーデバイスとして使用するには、その表面を研磨する必要がある。最終研磨工程には、加工変質層を残留させない研磨方法であるSiO2(コロイダルシリカ)を含む懸濁液を用いた研磨工法いわゆるCMP研磨工法が現在一般的に使用されている。(例えば、特許文献1参照。)。
CMP研磨は、まず、前工程における加工変質層を完全に除去することをひとつ目の目的とし、さらに、表面粗さを平均表面粗さで、Ra=0.2nm程度に仕上げることをふたつ目の目的としており、これを達成するために数十時間の加工時間を要している。本発明は上記を鑑みてなされたものであり、CMPの前工程であるメカニカルラッピングプロセスのラッピング定盤およびラッピング条件を改善することで、CMPの負担を軽減し、CMPの加工時間を短縮することを目的とする。 The first purpose of CMP polishing is to completely remove the work-affected layer in the previous step, and the second is to finish the surface to an average surface roughness of Ra = 0.2 nm. In order to achieve this, several tens of hours of processing time are required. The present invention has been made in view of the above, and by improving the lapping platen and lapping conditions of the mechanical lapping process, which is a pre-process of CMP, the burden of CMP is reduced and the CMP processing time is shortened. With the goal.
前記従来の課題を解決するために、本発明のラッピング定盤の製作方法は、化合物半導体のメカニカル研磨に用いるラッピング定盤の製作方法において、所定の硬度の材質よりなる前記ラッピング定盤を回転させながら該ラッピング定盤の表面を平坦に切削するとともに2種類の溝を加工生成するフェージング工程と、所定の半径の円弧状のシェービング治具を前記ラッピング定盤の回転数より低い回転数で回転させてシェービングするシェービング工程と、前記シェービング工程後のラッピング定盤をチャージングリングを用いて前記ラッピング定盤の回転数より低い回転数で回転させてチャージングする工程と、を有し、前記ラッピング定盤を所定の平坦度に形成することを特徴としたものである。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, the lapping platen manufacturing method of the present invention is a lapping platen manufacturing method used for mechanical polishing of compound semiconductors, in which the lapping platen made of a material having a predetermined hardness is rotated. However, the surface of the lapping platen is cut flat and the two types of grooves are machined and generated, and the arc-shaped shaving jig having a predetermined radius is rotated at a rotation speed lower than the rotation speed of the lapping platen. A shaving process for shaving, and a charging process by rotating the lapping platen after the shaving process at a rotation speed lower than that of the lapping platen using a charging ring. The board is formed with a predetermined flatness.
また、本発明のメカニカルラッピング方法は、加工条件の異なる2段階ラッピングによる化合物半導体のワークを研磨するメカノケミカルラッピング方法であって、前記2段階ラッピングのうちの第1のラフラッピングは、ダイヤモンド塗粒を滴下して主として当該滴下塗粒の遊離塗粒により研磨し、第2のファインラッピングは、前記ラッピング定盤にチャージングされた固定塗粒により研磨することを特徴としたものである。 The mechanical lapping method of the present invention is a mechanochemical lapping method for polishing a compound semiconductor workpiece by two-step lapping with different processing conditions, and the first lapping of the two-step lapping is diamond coating The second fine wrapping is characterized by polishing with fixed coating particles charged on the lapping platen.
本発明のラッピング定盤の製作方法及びメカニカルラッピング方法によれば、SiCのような高硬度の化合物半導体基板の最終CMP研磨工程において数十時間必要であった研磨時間を、前工程のラッピング定盤の精度向上による改善によって数時間に短縮することが可能となる。 According to the lapping plate manufacturing method and the mechanical lapping method of the present invention, the polishing time required for several tens of hours in the final CMP polishing step of a compound semiconductor substrate having a high hardness such as SiC is reduced to the lapping platen of the previous step. It becomes possible to shorten to several hours by improvement by improving accuracy.
以下に、本発明におけるラッピング定盤の製作方法及びメカニカルラッピング方法の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。 Embodiments of a lapping surface plate manufacturing method and a mechanical lapping method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明で使用した片面ラッピング方法に使用する研磨装置の構成図である。片面ラッピング装置は、一般的な卓上タイプを使用した。ラッピング定盤1をラッピング装置に装着し、反時計方向に回転させた。被加工物であるSiC単結晶基板2は、円盤治具3に仮接着用ワックスで固定し、強制駆動装置4によって反時計方法に回転させた。ラッピングプレート1の表面は、後述のフェーシングおよびシェービングおよびチャージングにより仕上げられたものを使用する。スラリーは、ダイヤモンドスラリーを使用し、ディスペンサー5によって、ラッピング定盤上に適量を滴下した。ラッピングとは、ポリッシャー(ここでいうラッピング定盤)の形状を被加工物に転写する加工方法のことである。
FIG. 1 is a configuration diagram of a polishing apparatus used in the single-sided lapping method used in the present invention. The single-sided wrapping apparatus used was a general desktop type. The
具体的には、ラッピング定盤と被加工物の間をダイヤモンドスラリーが転がるうちに、ラッピング定盤側には後述のチャージングによって、固定砥粒としてダイヤモンドが埋め込まれているので影響が少ないが、被加工物側は、ダイヤモンドよりやわらかい材質であるため、ラッピング定盤の形状をなぞりながら、転がるダイヤモンドの影響で表面の凸部がゆっくりと削りとられていき、最終的にラッピング定盤と被加工物が同じ形状に近づいていく。つまり、ラッピング定盤の表面形状が被加工物側に転写される。従って、被加工物の加工精度は、ラッピング定盤の精度に左右されることになり、ラッピング定盤をいかに仕上げるかがポイントとなる。 Specifically, while the diamond slurry rolls between the wrapping surface plate and the workpiece, the wrapping surface side is less affected because diamond is embedded as fixed abrasive grains by charging described later, The workpiece side is made of a material that is softer than diamond, so the surface protrusions are slowly scraped under the influence of the rolling diamond while tracing the shape of the lapping surface plate, and finally the lapping surface plate and the work surface. Things get closer to the same shape. That is, the surface shape of the lapping surface plate is transferred to the workpiece side. Therefore, the processing accuracy of the workpiece depends on the accuracy of the lapping platen, and the key is how to finish the lapping platen.
本発明においては、ラッピング定盤の材質を加工変質層と平坦度を最適な状態にできるものを選択し、さらに、ラッピング定盤の精度を最良とするために、フェーシング後にシェービング、さらにチャージング処理を施した。このラッピング定盤を使用して適切な加工条件のもとメカニカルラッピングすることで目標を達成した。 In the present invention, the material of the wrapping surface plate is selected so that the work-affected layer and the flatness can be optimized. Further, in order to optimize the accuracy of the wrapping surface plate, shaving and further charging processing are performed after facing. Was given. The target was achieved by mechanical lapping using this lapping surface plate under appropriate machining conditions.
以下に、(1)ラッピング定盤の材質、(2)フェーシング、(3)シェービング、(4)チャージング、(5)ラッピング条件について順を追って詳細に説明を行う。
(1)ラッピング定盤の材質
まず、ラッピング定盤の材質についてであるが、本発明の実施例においては、純度99%の錫製プレートを使用した。表1は、ラッピング定盤の材質を比較したものである。
Hereinafter, (1) the material of the lapping surface plate, (2) facing, (3) shaving, (4) charging, and (5) lapping conditions will be described in detail step by step.
(1) Material of lapping surface plate First, regarding the material of the lapping surface plate, a tin plate having a purity of 99% was used in the examples of the present invention. Table 1 compares the materials of the lapping surface plate.
(2)フェーシング工程
次に、図2を用いてラッピング定盤のフェーシング工程について詳細に説明する。フェーシングとは、ラッピング定盤の表面を平坦度1μm程度に切削加工し、砥粒の保持等を目的とした溝や、ラッピング時に発生する切りくずを排出するための溝を加工する工法のことである。本発明においては、図2に示すような一般的なフェーシング装置を使用した。ラッピング定盤1は、スピンドルモータ(図中記載なし)により回転可能でエアー軸受け(図中記載なし)によって支えられた回転テーブル6上にセットされ、回転テーブル6とともに回転しながら、フェーシングアーム7の先端にセットされたダイヤモンドバイト8により、ラッピング定盤1の中心から外周に向かって切削加工される。ラッピング定盤の回転速度に対して、ダイヤモンドバイト8の移動速度が充分遅い場合、ラッピング定盤の表面は溝の無いフラット面に加工され、逆に、ラッピング定盤の回転速度に対して、ダイヤモンドバイト8の移動速度が速い場合、その速度差によって違ったピッチの溝が形成される。
(2) Facing process Next, the facing process of the lapping surface plate will be described in detail with reference to FIG. Facing is a method of cutting the surface of a lapping surface plate to a flatness of about 1 μm and machining grooves intended to hold abrasive grains and grooves for discharging chips generated during lapping. is there. In the present invention, a general facing device as shown in FIG. 2 is used. The
フェーシング装置を使用して形成できる溝形状として、スパイラル状と同心円状があり、効果としては同等と考えられるが、フェーシング装置の加工原理上、同心円を形成するためにはスパイラルと比較して長時間を有するためにスパイラルを選択した。実際には、2種類の溝を形成し、第1の溝は、スパイラル状であり、そのスパイラル状の溝に所定のピッチの間隔をあけて第1の溝よりも深さの深い第2の同心円状の溝を形成する。 The groove shape that can be formed by using a facing device is spiral and concentric, and the effect is considered to be the same, but due to the processing principle of the facing device, it takes a longer time to form a concentric circle than a spiral. The spiral was selected to have Actually, two types of grooves are formed, and the first groove has a spiral shape, and the second groove is deeper than the first groove with a predetermined pitch interval between the spiral grooves. Concentric grooves are formed.
具体的には、前述のように、フェーシングは、ラッピング定盤を一定速度で回転させた状態でダイヤモンドバイト8をラッピング定盤の中心付近に接触させ、ラッピング定盤外周方向に一定速度で移動させることで溝加工を施す加工方法であり、ダイヤモンドバイト8とラッピング定盤の接触深さで溝深さが決定し、ポリッシング定盤の回転数とダイヤモンドバイト8の移動速度の関係で溝ピッチが決定し、もちろん溝は中心から外周まで連続のスパイラル状となる。
Specifically, as described above, in the facing, the
また、同心円状の溝を形成する場合には、ダイヤモンドバイトをラッピング定盤に接触させた状態でラッピング定盤を1回転させ、一つ目の溝を形成し、その後、溝ピッチに応じて必要な距離だけダイヤモンドバイト8を移動させた状態でさらにラッピング定盤を1回転させることで二つ目の溝を形成するという作業となり、前者と比較して非常に時間がかかる。また、その他に溝形成が可能な装置として、加工機としては一般的なフライス盤があげられ、碁盤目状の溝形成が可能であるが、本実施例における第1の溝のような微細な溝形成は、加工ツールであるエンドミルの微細化の限界により難しいと考えられる。
Also, when forming concentric grooves, rotate the wrapping platen once with the diamond bite in contact with the wrapping platen to form the first groove, and then according to the groove pitch. The second groove is formed by further rotating the lapping platen while the
図3(A)は、本発明におけるラッピング定盤1を上方から見た図である。フェーシングによって形成される溝は、ラッピング定盤の中心から外側に向かって、螺旋状に広がるイメージで形成される。図3(B)は、本発明におけるラッピング定盤1の溝形状の詳細図である。図3(B)において、溝の山部における最大部分と最小部分の差がこのラッピング定盤の平坦度であり、フェーシングの平坦度は約1μmとなる。溝9は、不要な砥粒を排出する目的で作製し、ピッチ1.8mm深さ1.5mmとした。また溝6は、砥粒を保持する目的で作製し、ピッチ0.3mm深さ0.75mmとした。溝形状については、本仕様に限定するものではないが、溝9が無い場合や浅すぎる場合は、目詰まりが発生し、加工レートが激減することがわかっている。また、溝10については、研磨砥粒の種類や粒径によって最適化する必要があるといえる。
FIG. 3A is a view of the lapping
溝9、10の目的について、さらに説明すると、仮に溝がまったくはいっていないポリッシング定盤を使用した場合、砥粒が保持されないので、被加工物とポリッシング定盤の間を砥粒が滑るだけで加工が進まないのは明白である。従って、溝10が必要となってくる。次に、溝10だけを作製し、溝9がない場合は、被加工物の研磨面の全面に砥粒が接することになり、必要な加工圧力(荷重÷被加工物の面積)を得るためには、相当な荷重が必要となる。即ち、溝10の存在する部分全体で加工圧力がかかることになるので所望の加工レートを得るためには大きな加重が必要となる。従って、適当な範囲の荷重で加工を可能とする場合には、溝9のような、ある程度深さをもった第2の溝が必要となってくる。
(3)シェービング工程
次にシェービング工程について説明する。フェーシング後のラッピング定盤の加工表面の平坦度は、前述のとおり、フェーシング装置の精度にもよるが0.5μm〜1.5μm程度である。(図3(B)における山部の最大と最小の差)
この状態のラッピング定盤を使用した場合、2つの問題が発生する。ひとつは、先にも述べたように、ラッピング加工とは、ラッピング定盤の形状を被加工物に転写する工法であり、ラッピング状盤の平坦度が悪い場合、被加工物の平坦度にも限界が生じる。ふたつ目に、ラッピング定盤表面に、ダイヤモンド砥粒を埋め込むチャージングにおいて、シェービングを施した場合の5〜10倍のチャージング時間が必要となったり、最悪の場合は均一なチャージングができない等の問題が発生する。
The purpose of the grooves 9 and 10 will be further described. If a polishing surface plate having no grooves is used, the abrasive grains are not held, so that the abrasive particles only slide between the workpiece and the polishing surface plate. It is clear that processing does not progress. Therefore, the groove 10 is necessary. Next, when only the groove 10 is produced and the groove 9 is not present, the abrasive grains are in contact with the entire polished surface of the workpiece, so as to obtain a necessary processing pressure (load ÷ workpiece area). Requires a considerable load. That is, since a processing pressure is applied to the entire portion where the groove 10 exists, a large weight is required to obtain a desired processing rate. Therefore, when processing is possible with a load within an appropriate range, a second groove having a certain depth such as the groove 9 is required.
(3) Shaving process Next, the shaving process will be described. As described above, the flatness of the processed surface of the lapping platen after facing is about 0.5 μm to 1.5 μm, depending on the accuracy of the facing device. (Difference between maximum and minimum peak in Fig. 3 (B))
When the lapping surface plate in this state is used, two problems occur. One is that, as mentioned earlier, lapping is a method of transferring the shape of a lapping platen to the work piece. Limits arise. Secondly, in the charging in which diamond abrasive grains are embedded in the surface of the lapping platen, 5 to 10 times the charging time required when shaving is applied, or even in the worst case, uniform charging cannot be performed. Problems occur.
図4は、本発明におけるシェービング方法の説明図である。まず、ラッピング状盤1を図1で説明した片面ラッピング装置上にセットし、シェービング治具11をラッピング定盤1上にセットする。シェービング治具は、自重を含めて500g〜5000gに加工の状態によって調整する。ラッピング定盤の回転数は5〜10rpm、シェービング治具11の回転数は、1〜5rpmとした。シェービング治具11の回転数は必ずラッピング定盤の回転数より小さくする必要があり、仮にラッピング定盤の回転数を超えると、ラッピング定盤に深い傷を発生させ使用不能となる。この状態で5〜30分間加工することで、ラッピング定盤の平坦度を0.2μm以下に改善することができる。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the shaving method in the present invention. First, the lapping
図5は本発明におけるシェービング治具11の説明図である。シェービング治具11の材質はアルミナとした。アルミナのほかにジルコニアや超硬等ラッピング定盤より充分硬ければ使用可能である。シェービング治具11のラッピング定盤に接触する面(下面)は、R100mの球面状とし、図5に示すような断面形状とした。このような形状をとることで、シェービング治具の下面の内周端面(図5の切れ刃)のみがラッピング定盤と接触する。つまり切れ刃として働く。逆にマイナスR100mとした場合は外周端面がラッピング定盤と接触し切れ刃となる。仮に、下面をフラットとした場合は、ラッピング定盤と面接触をするために、切れ刃が発生しない。つまりシェービングされない。外側を切れ刃とした場合は、ラッピング定盤に対して、切れ刃部分が鋭角となるので、切れ味がよくなる。反面、ラッピング定盤に深い傷を入れやすい。逆に内周を切れ刃とした場合は、ラッピング定盤に対して、切れ刃部分が鈍角となるので、切れ味が悪くなる。切れ味が良い場合は、ラッピング定盤に深い傷を残しやすいので、切れ味の悪い内周を切れ刃とするのが良い。また、球面のRに関しては、R100mに固定するものではないが、Rが小さすぎる場合は加工傷を発生させやすく、逆に大きすぎる場合は、ほとんどシェービングされない。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the shaving
図6は、シェービング処理後のラッピング定盤の断面形状を表す図である。溝の山部における最大部分と最小部分の差(平坦度)が0.2μm以内に改善されていることがわかる。また、山の頂点部分が削り取られてラッピング砥粒を埋め込む(チャージング)ための平坦部が形成されている。本発明においては、シェービング時間を調整することで、この平坦部の幅を0.1mm程度に調整した。 FIG. 6 is a diagram illustrating a cross-sectional shape of the lapping platen after the shaving process. It can be seen that the difference (flatness) between the maximum portion and the minimum portion in the peak portion of the groove is improved within 0.2 μm. Further, the peak portion of the mountain is cut away to form a flat portion for embedding (charging) the lapping abrasive grains. In the present invention, the width of the flat portion is adjusted to about 0.1 mm by adjusting the shaving time.
(4)チャージング工程
次にチャージング工程について説明する。シェービング終了後、ラッピング定盤をIPAとウエスでよく拭き取り、シェービング治具11と交換して、図7記載のチャージングリング12をセットする。チャージングリング12は、アルミナ製で、その断面形状はフラットとし端面を面取りすることでダイヤモンド砥粒の誘いとした。面取りの幅は1mmとした。
(4) Charging Step Next, the charging step will be described. After the shaving is completed, the lapping platen is thoroughly wiped with IPA and waste, and the shaving
図8は、ラッピング定盤1にダイヤモンド砥粒13aがチャージングされるときのイメージ図である。ラッピング定盤1は図中矢印の方向に回転し、ラッピング定盤1上に塗布されたダイヤモンドスラリー13をチャージングリング12まで運ぶ。ダイヤモンドスラリー13中に含まれるダイヤモンド砥粒13aは、チャージングリング12の下側の端面に設けられた誘いにより、チャージングリング12とラッピング定盤1との間に誘い込まれる。誘い込まれたダイヤモンド砥粒は、ダイヤモンドやアルミナと比較すると圧倒的に軟性材料である錫製のラッピング定盤表面に埋め込まれる。つまりチャージングされることになる。より具体的なチャージング条件しては、平均粒径0.125μmのダイヤモンド砥粒を毎分1ccの割合でラッピング定盤に滴下しながら、ラッピング定盤を20rpm、チャージングリング12を5rpmで回転させた。チャージングリング12は自重含めて5kgとした。シェービングの状態にもよるが、1〜2時間でラッピング定盤全面に均一にダイヤモンド砥粒を埋め込むことができる。
FIG. 8 is an image diagram when the diamond
図9は、チャージング後のラッピング定盤1の表面状態のイメージである。ダイヤモンド砥粒13aは、ラッピング定盤1表面に均一に埋め込まれ、ラッピング定盤内部の応力により強固に保持されるため、以降のラッピング時に脱落することはない。
(5)ラッピング方法
次に本発明のメカニカルラッピングの条件について説明する。表2は、本発明におけるメカニカルラッピング条件の一例である。本発明においては、加工条件をラフラッピングとファインラッピングの2段階に分け、ラフラッピングにおいては、前工程の加工変質層を効率よく除去し、ファインラッピングにおいては表面状態を高精度に仕上げる設定とした。
FIG. 9 is an image of the surface state of the lapping
(5) Wrapping method Next, the mechanical wrapping conditions of the present invention will be described. Table 2 is an example of the mechanical wrapping conditions in the present invention. In the present invention, the processing conditions are divided into two stages of lapping and fine lapping. In lapping, the processing-affected layer in the previous process is efficiently removed, and the surface condition is set to be finished with high precision in fine lapping. .
本実施例においては、平均粒径0.125μmのダイヤモンドスラリーを使用したが、まず粒径に関しては、微細化すればするほど、加工変質層を小さくすることが可能であるが、平坦度に関してはラッピング定盤の精度に依存性が高いため粒径をこれ以上微細化しても大きな改善はみられない。砥粒の種類についてであるが、ダイヤモンド以外に炭化ホウ素等があるが、ダイヤモンドと比較すると切れ味が鈍るために平坦度は悪化傾向なることが予測される。ラフラッピングプロセスを約40分間行い、ラフラッピング後の表面粗さ(Ra)は約Ra=0.5nm、加工変質層は200nm程度であった。 In this example, a diamond slurry having an average particle diameter of 0.125 μm was used. First, regarding the particle diameter, the finer the work, the smaller the work-affected layer can be made. Since the dependence on the accuracy of the lapping platen is high, no significant improvement is seen even if the particle size is further reduced. As for the type of abrasive grains, there are boron carbide and the like in addition to diamond, but it is predicted that the flatness tends to deteriorate because the sharpness is dull compared to diamond. The lapping process was performed for about 40 minutes, the surface roughness (Ra) after lapping was about Ra = 0.5 nm, and the work-affected layer was about 200 nm.
次にファインラッピングプロセスであるが、ラフラッピング後、ラッピング定盤上の遊離砥粒をウエスを使ってすべて拭き取り、続いてファインラッピングを行う。ファインラッピングにおいては、スラリーの代わりにオイルを滴下し、遊離砥粒を完全に排除した状態でラッピング定盤に埋め込まれた固定砥粒のみで加工を行う。ファインラッピングプロセスにおいては、ラッピング定盤1の回転数10rpm、SiC単結晶基板の回転数を5rpmとした。この条件で10〜20分間加工を行うことで表面粗さをRa0.4nm程度に向上させることができるとともに、加工変質層を100nm程度に改善することができた。また、比較として、同じダイヤモンドスラリーを使用し、本発明のラッピング定盤にかえてポリウレタンからなる研磨パッドを使用して同様のラッピング加工を行った場合、Raが0.7nm以上となった。
Next, in the fine wrapping process, after the lapping, all loose abrasive grains on the lapping platen are wiped off with a waste cloth, followed by fine wrapping. In fine wrapping, oil is dropped instead of slurry, and processing is performed only with fixed abrasive grains embedded in the wrapping surface plate in a state where free abrasive grains are completely eliminated. In the fine wrapping process, the rotational speed of the lapping
本発明におけるメカニカルラッピング定盤を使用したラッピングプロセスで作成したSiC基板と、比較として前述のポリウレタンからなる研磨パッドを使用したラッピングプロセスで作成したSiC基板をCMP研磨した結果、本発明におけるメカニカルラッピングにおいては、約6時間でCMP研磨を完了することができたが、比較例においては、約20時間の加工時間を要した。 As a result of CMP polishing of the SiC substrate created by the lapping process using the mechanical lapping surface plate in the present invention and the SiC substrate created by the lapping process using the above-described polyurethane polishing pad as a comparison, in mechanical lapping in the present invention The CMP polishing could be completed in about 6 hours, but in the comparative example, a processing time of about 20 hours was required.
本発明にかかる化合物半導体基板のメカニカルラッピング方法は従来の加工法と比べ、半導体製作において生産性のボトルネックとなっているCMP研磨工程の生産性を向上させることが可能となり、化合物半導体基板の製造方法として非常に有用である。 Compared with the conventional processing method, the mechanical lapping method of the compound semiconductor substrate according to the present invention can improve the productivity of the CMP polishing process, which is a bottleneck in productivity in the manufacture of semiconductors. It is very useful as a method.
1 ラッピング定盤
2 SiC単結晶基板
3 円盤治具
4 強制駆動装置
5 ディスペンサー
6 回転テーブル
7 フェーシングアーム
8 ダイヤモンドバイト
9 第1の溝
10 第2の溝
11 シェービング治具
12 チャージングリング
13 ダイヤモンドスラリー
13a ダイヤモンド砥粒
DESCRIPTION OF
Claims (7)
所定の硬度の材質よりなる前記ラッピング定盤を回転させながら該ラッピング定盤の表面を平坦に切削するとともに2種類の溝を加工生成するフェージング工程と、
所定の半径の円弧状のシェービング治具を前記ラッピング定盤の回転数より低い回転数で回転させてシェービングするシェービング工程と、
前記シェービング工程後のラッピング定盤をチャージングリングを用いて前記ラッピング定盤の回転数より低い回転数で回転させてチャージングする工程と、を有し、前記ラッピング定盤を所定の平坦度に形成することを特徴とするラッピング定盤の製作方法。 In the method of manufacturing a lapping platen used for mechanical polishing of compound semiconductors,
A fading step of cutting and flattening the surface of the lapping platen while rotating the lapping platen made of a material having a predetermined hardness, and processing and generating two types of grooves;
A shaving step of shaving by rotating an arc-shaped shaving jig having a predetermined radius at a rotational speed lower than the rotational speed of the lapping platen;
And rotating the lapping platen after the shaving step using a charging ring at a rotation speed lower than the rotation number of the lapping platen, and charging the lapping platen to a predetermined flatness. A method for producing a lapping surface plate characterized by forming.
The mechanical speed according to claim 6, wherein a lapping platen rotation speed and a workpiece rotation speed at the time of the second fine lapping are smaller than a lapping platen rotation speed and a workpiece rotation speed at the time of the first lapping. Wrapping method.
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