JP6127235B2 - 触媒支援型化学加工方法および触媒支援型化学加工装置 - Google Patents

触媒支援型化学加工方法および触媒支援型化学加工装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6127235B2
JP6127235B2 JP2016528258A JP2016528258A JP6127235B2 JP 6127235 B2 JP6127235 B2 JP 6127235B2 JP 2016528258 A JP2016528258 A JP 2016528258A JP 2016528258 A JP2016528258 A JP 2016528258A JP 6127235 B2 JP6127235 B2 JP 6127235B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pad
workpiece
catalyst
chemical processing
direction parallel
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.)
Active
Application number
JP2016528258A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2016108284A1 (ja
Inventor
英資 鈴木
英資 鈴木
和人 山内
和人 山内
鈴木　辰俊
辰俊 鈴木
鈴木　大介
大介 鈴木
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.)
Osaka University NUC
Toho Engineering Co Ltd
Original Assignee
Osaka University NUC
Toho Engineering Co Ltd
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 Osaka University NUC, Toho Engineering Co Ltd filed Critical Osaka University NUC
Publication of JPWO2016108284A1 publication Critical patent/JPWO2016108284A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6127235B2 publication Critical patent/JP6127235B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/42—Platinum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • 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
    • H01L21/02019—Chemical 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
    • H01L21/02—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
    • H01L21/02—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
    • 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
    • H01L21/30604—Chemical 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
    • H01L21/02—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
    • H01L21/30604—Chemical etching
    • H01L21/30612—Etching of AIIIBV compounds
    • 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)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Description

本発明は触媒支援型化学加工方法および触媒支援型化学加工装置に関するものである。
特許文献１や特許文献２には触媒支援型化学加工方法が開示されている。触媒支援型化学加工方法は、加工基準面に遷移金属からなる触媒を使用し、砥粒等を含まない溶液中に被加工物を配置して、上記加工基準面を被加工物の被加工面に接触ないし近接させて両者を相対運動させ、溶液から生じた活性種と被加工物の表面原子との化学反応で化合物を生成させこれを除去することによって被加工物を加工（エッチング）するもので、ＳｉＣやＧａＮ等の難加工基板の表面を原子レベル程度の高い精度で平坦加工することができる。
ところで、上記加工基準面となる、触媒層たる遷移金属層を形成したパッドの表面と、被加工物たる被加工基板の表面（被加工面）を相対運動させる方法として、従来は特許文献２に示されているように、大径の円形パッドを定盤上で回転させ、旋回移動するパッド表面の円周部に、回転するホルダに保持させた小径の被加工基板の表面を当接ないし近接させている。
特開２００６−１１４６３２ 特開２００７−２８３４１０
しかし上記従来の加工方法では、パッド直径が被加工物直径の2倍以上であるため装置が大型であり、SiCやGaN基板の加工においては、加工時間が長時間となるため、経済的な加工が出来なかった。また、ホルダ内に設けたエアバッグの背圧で被加工基板はパッド面に押し付けられた状態で回転するものの、表面にＰｔ等の触媒層が形成されて滑らかな平面となったパッドと被加工基板の間へ供給された溶液の、いわゆる水貼り効果によって被加工基板がパッド面に吸着し、このためパッドの大きな周回力が被加工基板に作用して当該被加工基板がホルダから引き離されてパッドの外周方向へ飛ばされ、外方に位置しているリテーナに挟まれる等によって破損する危険があった。そして、これは歩留まりを悪化させて加工コストの上昇をもたらしていた。
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、精密な平坦化加工を実現しつつ、装置のコンパクト化を図るとともに、加工時の被加工物破損の危険を低減して加工コストの上昇を抑えることができる平坦加工方法および平坦加工装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の平坦加工方法では、被加工物の表面と、少なくとも表面に触媒層を有するパッドの当該表面とを互いに当接ないし近接させ、前記被加工物ないし前記パッドの一方をその表面内で当該表面に交差する軸回りに回転させるとともに、前記被加工物ないし前記パッドの他方をその表面に平行な方向で少なくとも触媒反応による平坦化が可能な量だけ移動させ、かつ互いに当接ないし近接する前記被加工物の表面と前記パッドの表面との間に触媒反応に必要な液体を供給することを特徴とする。
ここで、表面に平行な方向での移動とは前記軸回りの回転を除く移動であれば良い。この表面に平行な方向での移動は往復移動にすることができる。この場合、回転させられる前記被加工物ないし前記パッドの一方の外周移動距離を、表面に平行な方向で移動させられる前記被加工物ないし前記パッドの他方の移動距離の１２０％以下（但し０％を除く）に設定すると良い。なお、前記被加工物ないし前記パッドの一方を回転させ、他方を表面に平行な方向で移動させるのに代えて、前記被加工物ないし前記パッドの一方を停止させ、他方を回転および表面に平行な方向で移動させるようにしても良い。
本発明の触媒支援型化学加工方法においては、平坦化加工を行う際に、被加工物ないしパッドを相対回転させるとともに触媒反応による平坦化が可能な量だけ相対移動させて、エッチング加工の平均化を図っており、これによって精密な平坦化加工が実現される。この際の移動は原子レベルの移動距離が確保できれば加工可能である。したがって、従来のように大径のパッドを使用する必要が無く、パッドの外径を被加工物の外径とほぼ等しい程度にすることが可能であるから装置を小型化することができる。この際、上記移動を、往復動にすれば、被加工物ないしパッドの移動幅をより小さくすることができる。大径のパッドを使用する必要が無いから、従来のように大きな周回力が被加工物に作用することはなく、被加工物がパッドの外周方向へ飛ばされて破損する危険が避けられる。これにより加工コストの上昇が抑えられる。
本発明の触媒支援型化学加工装置では、被加工物（７）ないし少なくとも表面に触媒層を有するパッド（６）の一方の裏面を保持する第１保持手段（８）と、前記被加工物（７）ないし前記パッド（６）の一方の表面内で当該表面に交差する軸回りに前記被加工物（７）ないし前記パッド（６）の一方を回転させる第１駆動手段（１０１）と、前記被加工物（７）ないし前記パッド（６）の他方を保持してその表面を、前記被加工物（７）ないし前記パッド（６）の一方の表面に対向位置させる第２保持手段（４）と、前記第２保持手段（４）を前記被加工物（７）ないし前記パッド（６）の他方の表面に平行な方向で少なくとも触媒反応による平坦化が可能な量だけ移動させる第２駆動手段（５）と、前記第１保持手段（８）ないし前記第２保持手段（４）を前記被加工物（７）ないし前記パッド（６）の表面に交差する方向へ前進させて前記被加工物（７）の表面と前記パッド（６）の表面を互いに当接ないし近接させる第３駆動手段（１０２）とを備え、かつ回転させられる前記被加工物ないし前記パッドの一方の外周移動距離が、表面に平行な方向で移動させられる前記被加工物ないし前記パッドの他方の移動距離の１２０％以下（但し０％を除く）になるように設定されている。
ここで、表面に平行な方向での移動は往復移動にすることができる。この場合、回転させられる前記被加工物ないし前記パッドの一方の外周移動距離を、表面に平行な方向で移動させられる前記被加工物ないし前記パッドの他方の移動距離の１２０％以下（但し０％を除く）に設定すると良い。なお、前記被加工物ないし前記パッドの一方を回転させ、他方を表面に平行な方向で移動させるのに代えて、前記被加工物ないし前記パッドの一方を停止させ、他方を回転および表面に平行な方向で移動させるようにしても良い。本発明の平坦加工装置によって、本発明の平坦加工方法が実施できるから、前述したのと同様の作用効果が得られる。
上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を参考的に示すものである。
以上のように、本発明によれば、精密な平坦化加工を実現しつつ、装置の小型化を図り、加工時の被加工物の破損の危険が少なく、加工コストの上昇を抑えることができる。
本発明の第１実施形態における触媒支援型化学加工装置の要部部分断面正面図である。 触媒支援型化学加工装置の要部部分断面側面図である。 往復駆動機構の斜視図である。 ホルダの概略断面図である。 本発明の第２実施形態における触媒支援型化学加工装置の要部部分断面側面図である。 本発明の第３実施形態における触媒支援型化学加工装置の要部部分断面正面図である。 本発明の第４実施形態における触媒支援型化学加工装置の被加工基板保持部の破断拡大断面図である。 加工された被加工基板表面の走査型プローブ顕微鏡写真である。
なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。
（第１実施形態）
図１には本発明方法を実施する触媒支援型化学加工装置の正面図を示し、図２にはその側面図を示す。図１において、基台１上に対称形のＬ字断面とした架台２１，２２が左右位置に平行に配設されて、図１の前後方向（図２の左右方向）へ延びており、左右の架台２１，２２上にはこれらに沿ってそれぞれリニアガイド３を構成するレール３１が固定されている。レール３１には長手方向の二箇所にこれに沿って摺動移動可能なスライダ３２が設けられており、左右前後のスライダ３２上に第２保持手段としての四角形の支持基板４が載設されている。これにより、支持基板４はレール３１に沿って往復直線移動可能である。
支持基板４の中心部下面には下方に向けて、以下に説明する往復駆動機構５を構成するカムブロック５１が固定されている。カムブロック５１は図３に示すようにレール３１に平行に延びる厚肉の凸型体で、その長手方向の中央部には、上下方向へ延びる長穴状のカム開口５２がカムブロック５１を貫通して水平に形成されている。カム開口５２内には直径が当該開口５２の短径にほぼ等しい円形のカム体５３が、カム開口５２に沿って上下方向へ移動可能に設けられている。
上記カム体５３を水平方向へ貫通してクランクシャフト５４が設けられており、クランクシャフト５４はカム体５３の中心を相対回転可能に貫通している。クランクシャフト５４の中央部は左右の両端部を結ぶ線から偏心しており、クランクシャフト５４の一端は基台１上に立設された軸受け部材５５に回転可能に支持されるとともに、クランクシャフト５４の他端は、Ｌ字型支持板５６の立壁に水平姿勢で固定された減速機５７の出力軸５７１に連結されている。減速機５７には駆動モータ５８（図３）が付設されている。
このような構造により、駆動モータ５８を起動してクランクシャフト５４を回転させると、当該クランクシャフト５４の中央部が貫通しているカム体５３がカム開口５２内を上下動しつつ垂直面内で旋回させられる。これにより、カムブロック５１およびこれと一体の支持基板４はクランクシャフト５４の回転に応じてレール３１に沿った方向へ直線往復動させられる。以上説明した直線往復動させる往復駆動機構５は第２駆動手段の一例である。
支持基板４の上面中心部には上方へ開放する円形の液貯留用の容器６１が載設されている。容器６１の底面には、表面全面に触媒層がスパッタリング等によって所定厚で形成されたパッド６が設けられている。パッド６の材料としては加工溶液に対する耐性のあるゴムやウレタン等を使用する。触媒としてはＰｔ等の遷移金属が使用できる。ここで、パッド６の直径は、被加工基板７の外径よりやや大きい程度のものとすれば良い。
容器６１の上方には円形断面の主軸９が垂設されており、主軸９はスリーブ９１に垂直姿勢で回転可能に保持されている。主軸９は第１駆動手段としての駆動モータ１０１（図１）によって回転させられる。スリーブ９１は第３駆動手段としての駆動シリンダ１０２によって昇降させられ、これに応じて上記主軸９はパッド６に対し遠近前後動させられる。主軸９の下端には第１保持手段としての詳細を以下に説明する公知のホルダ８が設けられており、これに被加工基板７が保持されている。
ホルダ８の詳細を図４に示す。図４において、主軸９の下端面には中心にボール８１を介在させて当該下端面に対し角度変更可能に円板状の基体８２が装着されており、基体８２の下面外周縁には全周に壁状のリテーナ８３が垂設されている。リテーナ８３の外周全周にはカバー体８４が外上方へ向けて突設されている。被加工基板７はリテーナ８３内に収容されており、その背後には基体８２との間にダイアフラム８５が位置している。ダイアフラム８５内には給気管８６を経て圧空が供給され、主軸９が下降させられた状態で、膨張させられたダイアフラム８５の押圧力で被加工基板７はパッド６の表面に押し付けられている。なお、ダイアフラム８５には複数の吸引孔が形成されており、主軸９が上昇する際にはダイアフラム８５内が真空引きされて被加工基板７が吸引孔に吸着されてホルダ８内に保持されるようになっている。
このような構造の触媒支援型化学加工装置で被加工基板７の下面（被加工面）の平坦加工を行う場合には、容器６１内に触媒反応に必要な液体、例えばＨＦ、ＨＣｌ、純水等を満たし、主軸９すなわち被加工基板７を回転させると同時に、支持基板４上の容器６１をレール３１に沿う水平方向で直線往復動させる。すなわち、被加工基板７の被加工面とこれが当接する触媒層を形成したパッド６とを、相対回転させつつその回転軸に交差する平面内で相対往復動させる。これにより、被加工基板７の被加工面は触媒支援型化学加工によって原子レベル程度の高い精度で平坦加工される。
この場合の、相対回転の回転数と相対往復動の関係は、被加工基板７の外周移動距離が、相対往復動の往復移動距離の１２０％以下（但し０％を除く）になるようにすると良い。ここで、往復移動の移動範囲は本来は原子数個レベルの小さなもので良いが、機械的制約や振動数との兼ね合いで決定される。
以上に説明した触媒支援型化学加工方法によれば、被加工基板７が水貼り効果でパッド６の表面に吸着しても、当該パッド６の表面は微小な往復運動をしているだけであるから、従来のような大きな周回力を被加工基板７に作用させることはない。したがって、従来のように被加工基板がホルダから引き離されて外方のリテーナに挟まれ破損する等の問題は生じない。
（本実施形態に基づく実施例と比較例）
被加工基板７として外径６インチのSiC基板を使用し、触媒反応に必要な液体として超純水を使用して平坦加工を行った。直径１６０ｍｍのパッド６の表面には触媒層としてＰｔ膜を形成した。この状態で被加工基板７を回転させ、支持基板４（すなわちパッド６）を往復動させた。そして、被加工基板７の被加工面の様子を非接触三次元表面形状測定装置（米国ザイゴ社製Zygo New View 6300）で観察した。それによると、被加工面の全面に亘って、視野０．１１ｍｍ角においてＲａ＝０．１８１ｎｍ、ＲＭＳ＝０．２２８ｎｍ以内であった。
これに対して、パッドに対する被加工面の相対回転のみを行い相対往復動を停止した状態では、被加工面に周方向へ延びる目立った溝が生じて均一な平坦化が行われなかった。また、パッドに対する被加工面の相対往復動のみを行い相対回転を停止した状態では、被加工面にこれを横断するように延びる目立った溝が生じて、この場合も均一な平坦化は行われなかった。結局、被加工基板の外周部の移動距離が相対往復動の往復移動距離の１２０％以下になるようにすると均一な平坦化が実現できる。
（第２実施形態）
図５には触媒支援型化学加工装置の他の例を示す。なお、図５は第１実施形態の図２に対応するもので、同一符号は同一部分を示す。本実施形態では第１実施形態の往復駆動機構５に代えて、支持基板４上にピストンバイブレータ５９を水平方向へ設けて、その起振力によって支持基板４をレール３１に沿って往復移動（振動）させる。このような構造によっても第１実施形態と同様に、触媒支援型化学加工により被加工基板７の基板面が原子レベル程度の高い精度で平坦加工され、しかも、往復駆動の構造の簡素化が可能になる。
（本実施形態に基づく実施例と比較例）
被加工基板７として外径２インチのＧａＮ基板を使用し、触媒反応に必要な液体として超純水を使用して平坦加工を行った。直径５３ｍｍのパッド６の表面には触媒層としてＰｔ膜を形成した。この状態で被加工基板７を回転させ、支持基板４（すなわちパッド６）を往復動させた。そして、被加工基板７の被加工面の様子を非接触三次元表面形状測定装置（米国ザイゴ社製Zygo New View 6300）で観察した。それによると、被加工面の全面に亘って、視野０．５４ｍｍ角においてＲａ＝０．３ｎｍ、ＲＭＳ＝０．４ｎｍ以内であった。次に走査型プローブ顕微鏡（米国ブルカーＡＸＳ社製Dimension Edge）で観察した。それによると、視野２μｍ角において図８に示すようにＧａの１原子層ごとのステップテラス（０．２６ｎｍ）が確認できた。また、この平坦化加工の間、被加工基板７がホルダ８から引き離されて破損する不具合は生じなかった。
（第３実施形態）
図６において、基台１上にはコイル状ばね材４１によって下面四隅を支持されて支持基板４が配設されており、支持基板４上に液貯留用の容器６１が設けられている。容器６１内には底面側から粘着テープ層６２を介してクッション層６３とその上にパッド６４が載置され、パッド６４の上面に被加工基板７が載置されている。支持基板４は下面中央が、上方へ凸状をなす支持部材１１の頂部に載置されて三次元空間内で揺動可能となっている。支持部材１１は基台１上の保持部材１２に保持されている。容器６１には側面にバイブレータ６７が装着してある。主軸９は上方から容器６１内に進入しており、その下面にはクッション層６５を介してパッド６６が接合されている。
主軸９を下降させてパッド６４，６６で被加工基板７の上下面を挟持し、この状態で主軸９を回転させるとともにバイブレータ６７を起動すると、主軸９の回転力とバイブレータ６７による水平往復移動（振動）を含む揺動が被加工基板７とこれを挟む上下のパッド６４，６６に伝達され、被加工基板７の上下面のいずれかを上記各実施形態と同様の精密さで均等に平坦加工可能である。
（第４実施形態）
図７には主軸９の下端における被加工基板７の保持構造の他の例を示す。図７において、主軸９の下端にはヘッダ板９２が止着されており、ヘッダ板９２には下面に複数の小孔（図示略）が形成されるとともにヘッダ板９２内には上記小孔に分岐連通する流路が形成されている。主軸９には流路９３が形成されてヘッダ板９２内の流路に連通している。ヘッダ板９２の下面には粘着テープ層９４を介してゴム製等の保持板９５が設けられており、保持板９５内にはこれを貫通して上記小孔に通じる流路が形成されるとともに各流路は保持板９５の下面に吸着孔として開口している。
このような構造によって、流路９３内を真空排気すると被加工基板７を図７に示すように吸着孔で保持板９５下面に吸着保持することができ、この状態で第１実施形態で説明したような平坦加工を行うことができる。被加工基板７を外す場合には流路９３内に圧縮空気等を供給する。
（その他の実施形態）
上記第１実施形態では、被加工基板を回転させ、パッドを直線往復動させたが、被加工基板を直線往復動させ、パッドを回転させるようにしても良い。
往復駆動機構は上記第１実施形態のものに限られるものではなく、駆動モータの回転運動を直線往復運動に変える通常のクランク機構が使用できる。さらには、ボールねじ機構、磁力による吸引反発機構やシリンダ機構等を使用することができる。また、往復動は必ずしも直線的である必要は無い。例えば、円運動等の二次元平面内で弧を描くようなものであっても良い。さらには、往復動とする必要は必ずしもなく、一方向での移動としても良い。
上記各実施形態において、基台をさらにボールねじ機構等によって基台面に平行な方向へ往復移動させるようにしても良い。このようにすると、被加工基板の平坦化が中心部と外周部でより均等化される。
被加工物は基板のような板状のものに限定されない。
上記各実施形態ではホルダを昇降移動させるようにしたが、支持基板を昇降移動させる構造としても良い。
上記第１実施形態では液貯留用の容器内に別体のパッドを設けたが、パッド自体を容器状に形成して触媒反応に必要な液体を貯留できるようにしても良い。なお、液は必ずしも貯留する必要は無く、被加工基板とパッドの間にかけ流し状態としても良い。
上記第１実施形態では第３駆動手段として駆動シリンダを使用したが、これに代えてボールねじ機構やロボットアーム等を使用することができる。
１…基台、３…リニアガイド、４…支持基板（第２保持手段）、５…往復駆動機構（第２駆動手段）、６…パッド、６１…容器、７…被加工基板（被加工物）、８…ホルダ(第１保持手段)、９…主軸、１０１…駆動モータ（第１駆動手段）、１０２…駆動シリンダ（第３駆動手段）。

Claims (7)

  1. 被加工物の表面と、少なくとも表面に触媒層を有するパッドの当該表面とを互いに当接ないし近接させ、前記被加工物の表面と前記パッドの表面との間に触媒反応に必要な液体を供給しつつ、前記被加工物ないし前記パッドの一方をその表面内で当該表面に交差する軸回りに回転させるとともに、前記被加工物ないし前記パッドの他方をその表面に平行な方向で少なくとも触媒反応による平坦化が可能な量だけ移動させ、かつ回転させられる前記被加工物ないし前記パッドの一方の外周移動距離が、表面に平行な方向で移動させられる前記被加工物ないし前記パッドの他方の移動距離の１２０％以下（但し０％を除く）になるように設定したことを特徴とする触媒支援型化学加工方法。
  2. 前記表面に平行な方向での移動は往復動である請求項１に記載の触媒支援型化学加工方法。
  3. 被加工物の表面と、少なくとも表面に触媒層を有するパッドの当該表面とを互いに当接ないし近接させ、前記被加工物の表面と前記パッドの表面との間に触媒反応に必要な液体を供給しつつ、前記被加工物ないし前記パッドをこれらの表面内で当該表面に交差する軸回りに相対回転させるとともに前記表面に平行な方向で少なくとも触媒反応による平坦化が可能な量だけ相対移動させ、かつ回転させられる前記被加工物ないし前記パッドの外周移動距離が、表面に平行な方向の移動距離の１２０％以下（但し０％を除く）になるように設定したことを特徴とする触媒支援型化学加工方法。
  4. 被加工物ないし少なくとも表面に触媒層を有するパッドの一方の裏面を保持する第１保持手段と、前記被加工物ないし前記パッドの一方の表面内で当該表面に交差する軸回りに前記被加工物ないし前記パッドの一方を回転させる第１駆動手段と、前記被加工物ないし前記パッドの他方を保持してその表面を、前記被加工物ないし前記パッドの一方の表面に対向位置させる第２保持手段と、前記第２保持手段を前記被加工物ないし前記パッドの他方の表面に平行な方向で少なくとも触媒反応による平坦化が可能な量だけ移動させる第２駆動手段と、前記第１保持手段ないし前記第２保持手段を前記被加工物ないし前記パッドの表面に交差する方向へ前進させて前記被加工物の表面と前記パッドの表面を互いに当接ないし近接させる第３駆動手段とを備え、かつ回転させられる前記被加工物ないし前記パッドの一方の外周移動距離が、表面に平行な方向で移動させられる前記被加工物ないし前記パッドの他方の移動距離の１２０％以下（但し０％を除く）になるように設定されている触媒支援型化学加工装置。
  5. 前記表面に平行な方向での移動は往復動である請求項４に記載の触媒支援型化学加工装置。
  6. 被加工物ないし少なくとも表面に触媒層を有するパッドの一方の裏面を保持する第１保持手段と、前記被加工物ないし前記パッドの他方を保持してその表面を、前記被加工物ないし前記パッドの一方の表面に対向位置させる第２保持手段と、前記第１保持手段を前記被加工物ないし前記パッドの他方の表面に平行な方向で少なくとも触媒反応による平坦化が可能な量だけ移動させるとともに前記被加工物ないし前記パッドの一方の表面内で当該表面に交差する軸回りに回転させる第１駆動手段と、前記第１保持手段ないし前記第２保持手段を前記被加工物ないし前記パッドの表面に交差する方向へ前進させて前記被加工物の表面と前記パッドの表面を互いに当接ないし近接させる第２駆動手段とを備え、かつ回転させられる前記被加工物ないし前記パッドの外周移動距離が、表面に平行な方向の移動距離の１２０％以下（但し０％を除く）になるように設定した触媒支援型化学加工装置。
  7. 請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の触媒支援型化学加工方法に使用するパッド。
JP2016528258A 2014-12-31 2015-12-28 触媒支援型化学加工方法および触媒支援型化学加工装置 Active JP6127235B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014267111 2014-12-31
JP2014267111 2014-12-31
PCT/JP2015/086493 WO2016108284A1 (ja) 2014-12-31 2015-12-28 平坦加工方法および平坦加工装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017035605A Division JP2017100280A (ja) 2014-12-31 2017-02-28 平坦加工方法および平坦加工装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2016108284A1 JPWO2016108284A1 (ja) 2017-04-27
JP6127235B2 true JP6127235B2 (ja) 2017-05-17

Family

ID=56284438

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016528258A Active JP6127235B2 (ja) 2014-12-31 2015-12-28 触媒支援型化学加工方法および触媒支援型化学加工装置
JP2017035605A Pending JP2017100280A (ja) 2014-12-31 2017-02-28 平坦加工方法および平坦加工装置

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017035605A Pending JP2017100280A (ja) 2014-12-31 2017-02-28 平坦加工方法および平坦加工装置

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10199242B2 (ja)
JP (2) JP6127235B2 (ja)
DE (1) DE112015002319B4 (ja)
WO (1) WO2016108284A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10199242B2 (en) * 2014-12-31 2019-02-05 Osaka University Planarizing processing method and planarizing processing device
JP6187948B1 (ja) 2016-03-11 2017-08-30 東邦エンジニアリング株式会社 平坦加工装置、その動作方法および加工物の製造方法
JP7270919B2 (ja) * 2018-07-20 2023-05-11 株式会社東邦鋼機製作所 加工用ヘッド
CN111015504B (zh) * 2019-12-02 2021-06-22 精海联科(宁波)智能设备有限公司 一种具有防护功能的化学机械抛光设备
CN116585976B (zh) * 2023-05-29 2023-12-05 湖北嘉裕生物技术有限公司 一种造粒抛光一体机

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5245790A (en) 1992-02-14 1993-09-21 Lsi Logic Corporation Ultrasonic energy enhanced chemi-mechanical polishing of silicon wafers
ES2109464T3 (es) 1993-09-06 1998-01-16 Voumard Machines Co Sa Procedimiento y dispositivo de mecanizado, en particular rectificadora con movimiento oscilante equilibrado.
US5938504A (en) * 1993-11-16 1999-08-17 Applied Materials, Inc. Substrate polishing apparatus
DE69719847T2 (de) 1996-05-16 2004-02-05 Ebara Corp. Verfahren und Vorrichtung zum Polieren von Werkstücken
TW375550B (en) 1997-06-19 1999-12-01 Komatsu Denshi Kinzoku Kk Polishing apparatus for semiconductor wafer
JP2000158331A (ja) 1997-12-10 2000-06-13 Canon Inc 基板の精密研磨方法および装置
JP2000033555A (ja) * 1998-07-17 2000-02-02 Sony Corp 研磨装置
US6869343B2 (en) 2001-12-19 2005-03-22 Toho Engineering Kabushiki Kaisha Turning tool for grooving polishing pad, apparatus and method of producing polishing pad using the tool, and polishing pad produced by using the tool
US7516536B2 (en) 1999-07-08 2009-04-14 Toho Engineering Kabushiki Kaisha Method of producing polishing pad
US6722963B1 (en) 1999-08-03 2004-04-20 Micron Technology, Inc. Apparatus for chemical-mechanical planarization of microelectronic substrates with a carrier and membrane
JP2001345297A (ja) 2000-05-30 2001-12-14 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置の製造方法及び研磨装置
US6540590B1 (en) 2000-08-31 2003-04-01 Multi-Planar Technologies, Inc. Chemical mechanical polishing apparatus and method having a rotating retaining ring
US6527625B1 (en) 2000-08-31 2003-03-04 Multi-Planar Technologies, Inc. Chemical mechanical polishing apparatus and method having a soft backed polishing head
JP4060043B2 (ja) 2001-03-28 2008-03-12 株式会社Ｓｕｍｃｏ 研磨装置
US6585562B2 (en) * 2001-05-17 2003-07-01 Nevmet Corporation Method and apparatus for polishing control with signal peak analysis
US7121938B2 (en) 2002-04-03 2006-10-17 Toho Engineering Kabushiki Kaisha Polishing pad and method of fabricating semiconductor substrate using the pad
JP2004017229A (ja) 2002-06-18 2004-01-22 Shimadzu Corp 基板研磨装置
JP2004223636A (ja) 2003-01-21 2004-08-12 Nikon Corp 研磨方法、研磨装置、研磨シミュレーション方法、半導体デバイス、及び半導体デバイスの製造方法
US20050247673A1 (en) 2004-05-07 2005-11-10 International Business Machines Corporation Confinement of fluids on surfaces
JP4506399B2 (ja) 2004-10-13 2010-07-21 株式会社荏原製作所 触媒支援型化学加工方法
JP3872081B2 (ja) 2004-12-29 2007-01-24 東邦エンジニアリング株式会社 研磨用パッド
JP4873694B2 (ja) 2006-04-12 2012-02-08 国立大学法人 熊本大学 触媒支援型化学加工方法
JP5007791B2 (ja) 2006-08-24 2012-08-22 住友金属鉱山株式会社 ウエハーの研磨方法
JP2008136983A (ja) 2006-12-05 2008-06-19 Osaka Univ 触媒支援型化学加工方法及び加工装置
EP2381008A2 (en) 2006-08-28 2011-10-26 Osaka University Catalyst-aided chemical processing method and apparatus
JP5007384B2 (ja) 2006-10-18 2012-08-22 株式会社荏原製作所 触媒支援型化学加工方法及び装置
JP2008081389A (ja) 2006-08-28 2008-04-10 Osaka Univ 触媒支援型化学加工方法及び装置
JP4982742B2 (ja) * 2006-09-13 2012-07-25 国立大学法人 熊本大学 磁性微粒子を用いた触媒化学加工方法及び装置
JP4887266B2 (ja) 2007-10-15 2012-02-29 株式会社荏原製作所 平坦化方法
JP5433954B2 (ja) 2008-02-08 2014-03-05 株式会社ニコン 研磨装置
JP5632132B2 (ja) 2009-02-27 2014-11-26 株式会社荏原製作所 基板処理方法
KR101754550B1 (ko) 2009-12-15 2017-07-05 고꾸리쯔 다이가꾸 호우징 오사까 다이가꾸 연마 공구 및 연마 장치
JP4680314B1 (ja) 2010-02-04 2011-05-11 東邦エンジニアリング株式会社 研磨パッド用補助板およびそれを用いた研磨パッドの再生方法
DE102010032335A1 (de) 2010-07-20 2012-01-26 C. & E. Fein Gmbh Handwerkzeug
US9291056B2 (en) 2010-08-30 2016-03-22 Lawrence Livermore National Security, Llc Harmonic uniflow engine
JP2012235072A (ja) 2011-05-09 2012-11-29 Sumco Corp ウェーハ表面処理方法
JP5789869B2 (ja) 2011-07-28 2015-10-07 東邦エンジニアリング株式会社 研磨パッド用補助板および研磨パッド用補助板を備えた研磨装置
US20130288577A1 (en) 2012-04-27 2013-10-31 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for active substrate precession during chemical mechanical polishing
JP2013255961A (ja) 2012-06-12 2013-12-26 Takatori Corp 基板の研磨装置
JP5935168B2 (ja) 2012-08-20 2016-06-15 東邦エンジニアリング株式会社 基板研磨装置
JP6282437B2 (ja) 2012-10-18 2018-02-21 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 研磨パッドコンディショナ用ダンパ
JP6225991B2 (ja) * 2013-07-19 2017-11-15 国立大学法人 名古屋工業大学 金属製研磨パッドおよびその製造方法
JP6206847B2 (ja) * 2014-03-12 2017-10-04 国立大学法人大阪大学 ワイドバンドギャップ半導体基板の加工方法及びその装置
CN111584354B (zh) 2014-04-18 2021-09-03 株式会社荏原制作所 蚀刻方法
US10199242B2 (en) * 2014-12-31 2019-02-05 Osaka University Planarizing processing method and planarizing processing device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016108284A1 (ja) 2016-07-07
JPWO2016108284A1 (ja) 2017-04-27
DE112015002319T5 (de) 2017-02-09
US10665480B2 (en) 2020-05-26
US20170098559A1 (en) 2017-04-06
US20190122904A1 (en) 2019-04-25
DE112015002319B4 (de) 2024-07-25
JP2017100280A (ja) 2017-06-08
US10199242B2 (en) 2019-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6127235B2 (ja) 触媒支援型化学加工方法および触媒支援型化学加工装置
TWI567014B (zh) 晶圓處理系統及處理晶圓之方法
JP6187948B1 (ja) 平坦加工装置、その動作方法および加工物の製造方法
EP1738870A1 (en) Polisher
TW200932423A (en) Polishing apparatus and polishing method
JP2015119197A (ja) 研磨装置および研磨方法
TW201240927A (en) Breaking device for brittle material substrate
TW201535503A (zh) 研磨裝置及研磨方法
KR101324886B1 (ko) 초음파를 이용하는 유리연마장치
TWM441208U (en) Processing device for plate
TWI789474B (zh) 工件的切割方法以及切割裝置的卡盤台
JP2010115730A (ja) 加工装置
JP2017163144A (ja) 平坦加工装置
JP2015026728A (ja) 研削装置
JP6072591B2 (ja) 加工装置
CN215656627U (zh) 晶圆清洗机
JP2010000553A (ja) 蛇腹機構および加工装置
JP6625396B2 (ja) バイト切削装置
JP2017107906A (ja) バイト切削装置
JP2017080835A (ja) バイト切削装置
JP6300683B2 (ja) 加工装置
JP6026311B2 (ja) スピンナー洗浄装置
JP2013135137A (ja) 板状物の保持方法及び板状物の加工方法
JP2017080862A (ja) 板ガラスの製造方法及び製造装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160629

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20160629

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160704

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20160629

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160629

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20160808

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20160928

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161206

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170201

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170214

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170217

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6127235

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350