JP2010040932A - 樹脂材料を含む基材の平坦化方法及び平坦化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】樹脂材料部分75を有する樹脂材料ウエハWの樹脂材料部分75側の表面から内部に向かう一定の深さの領域内の樹脂材料を、研摩スラリー70に混合した薬剤を接触させることによって変化・変性させて改質層80とする。同時にこの改質層80を研摩部材30と研摩スラリー70によって機械的に除去加工し、これによって樹脂材料ウエハWの表面を平坦化する。
【選択図】図2
Description
樹脂材料(有機高分子樹脂)は金属等と比較すると元来耐食性が大きく、その化学的作用によるエッチングは一般に困難であるが、一方で従来、クロム硫酸混液や金属ナトリウムなどの薬液による樹脂材料の表面改質が行われている。また純然たる腐食とは異なるが、樹脂材料が種々の薬剤(例えば、塩素系有機溶剤、アセタール系溶剤やケトン類)等によって、表面の膨潤・溶解現象を容易に起こすことが知られており、さらに、薬液中に浸漬した樹脂材料の経時的な表面クラック発生を検証するための試験規格(例えば、ASTM1693、JIS Z1700−1995)の制定もなされている。
樹脂材料が酸素中で高温に曝されると、著しい酸化・劣化を生じる。すなわち、酸素と接する部分で樹脂材料の表面での分子切断が生じ、局所的な分子量の低下や架橋を起こし、表面層の脆化や微細な亀裂を発生する。そして酸素よりも反応性に富むオゾンを樹脂材料に接触させると、酸素の場合よりもはるかに低い温度で、前記酸化・劣化を生じる。この現象を利用して本発明においては、オゾンを樹脂材料に接触させる(例えばオゾンを樹脂材料表面に吹き付ける)ことで、樹脂材料をその表面から内部に向かう一定の深さの領域内まで変化・変成させて改質層としている。
表1は樹脂を構成する基本的結合単位であるC−C結合やその他の結合に関わる結合エネルギの値を示す表である。
10 支持台
20 水平回転台
30 研摩部材
31 砥粒
W 樹脂材料ウエハ
40 基材均一加圧・保持機構
41 ウエハ保持ヘッド部
50 スラリー液供給機構
60 レーザ照射機構
61 レーザ光源
63 ミラー
70 研摩スラリー(スラリー液)
71 浮遊砥粒
75 樹脂材料部分
80 改質層
81 加工変質層
Claims (13)
- 一部又は全部が樹脂材料からなる基材の表面を平坦化する樹脂材料を含む基材の平坦化方法において、
前記基材表面から内部に向かう一定の深さの領域内の樹脂材料を、主として化学物質と接触させる化学的手段によって変化・変性させることによって、この部分を改質層となす工程1と、
前記工程1によって形成した改質層を、主として機械的手段によって除去加工する工程2とを有し、
これら工程1,2を前記基材を対象として逐次的、もしくは並行的な処理手順で実施することで基材の表面を平坦化することを特徴とする樹脂材料を含む基材の平坦化方法。 - 前記工程1,2は、前記基材表面を研摩部材の研摩面に当接して研摩スラリーを両面間に供給しながら両面を相対的に移動することで前記基材表面を平坦化する化学的機械的研摩工程の途中において行われることを特徴とする請求項1に記載の樹脂材料を含む基材の平坦化方法。
- 前記基材は半導体装置であり、
前記基材の平坦化方法は、半導体装置の製造プロセス内で実施するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の樹脂材料を含む基材の平坦化方法。 - 前記基材中に存在する樹脂材料は、半導体装置の構成要素としての、又はその製造過程で用いる材料としての絶縁層及び/又はレジスト層をなすものであることを特徴とする請求項1または2または3に記載の樹脂材料を含む基材の平坦化方法。
- 前記基材中に存在する樹脂材料は、半導体装置の構成要素たる有機絶縁層を構成するものであることを特徴とする請求項1または2または3に記載の樹脂材料を含む基材の平坦化方法。
- 前記樹脂材料の一部または全部を変化・変性させる化学的手段は、この樹脂材料と前記化学物質である液状の薬剤との接触を主たる内容とするものであることを特徴とする請求項1乃至5の内の何れかに記載の樹脂材料を含む基材の平坦化方法。
- 前記液状の薬剤は、各種の酸、アルカリ、金属塩、有機溶剤の内の一部または全てを含む液体であることを特徴とする請求項6に記載の樹脂材料を含む基材の平坦化方法。
- 前記液状の薬剤の一部又は全てを、基材の表面を平坦化する化学的機械的研摩工程で使用する研摩スラリーに混合して用いることを特徴とする請求項6又は7に記載の樹脂材料を含む基材の平坦化方法。
- 前記樹脂材料の一部または全部を変化・変性させる化学的手段は、この樹脂材料と前記化学物質であるオゾンとの接触によるものであることを特徴とする請求項1乃至5の内の何れかに記載の樹脂材料を含む基材の平坦化方法。
- 一部又は全部が樹脂材料からなる基材の表面を平坦化する樹脂材料を含む基材の平坦化方法において、
前記基材表面から内部に向かう一定の深さの領域内の樹脂材料を、化学物質と接触させる化学的手段及び前記樹脂材料と前記化学物質の少なくとも何れか一方へエネルギビームを照射する物理的手段によって変化・変性させるか、もしくは前記樹脂材料へエネルギビームを照射する物理的手段によって変化・変性させることによって、この部分を改質層となす工程1と、
前記工程1によって形成した改質層を、主として機械的手段によって除去加工する工程2とを有し、
これら工程1,2を前記基材を対象として逐次的、もしくは並行的な処理手順で実施することで基材の表面を平坦化することを特徴とする樹脂材料を含む基材の平坦化方法。 - 前記エネルギビームは、紫外線またはレーザであることを特徴とする請求項10に記載の樹脂材料を含む基材の平坦化方法。
- 前記平坦化の加工中の樹脂材料及び/または前記樹脂材料と接触する化学物質の加熱と冷却を必要に応じて行うことを特徴とする請求項1乃至11の内の何れかに記載の樹脂材料を含む基材の平坦化方法。
- 一部又は全部が樹脂材料からなる基材の表面を平坦化する樹脂材料を含む基材の平坦化装置において、
前記基材の平坦化装置は、前記基材表面を研摩部材の研摩面に当接して研摩スラリーを両面間に供給しながら両面を相対的に移動させることで前記基材の表面を研摩して平坦化する機構を具備すると共に、
前記樹脂材料の変化・変性を行う化学物質の供給機構と、前記樹脂材料と前記化学物質の少なくとも何れか一方へのエネルギビームの照射機構と、前記樹脂材料と前記化学物質の少なくとも何れか一方の加熱・冷却機構の全てまたは一部を具備することを特徴とする樹脂材料を含む基材の平坦化装置。
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