JPH08217597A - Method for grinding diamond and device therefor - Google Patents

Method for grinding diamond and device therefor

Info

Publication number
JPH08217597A
JPH08217597A JP5335695A JP5335695A JPH08217597A JP H08217597 A JPH08217597 A JP H08217597A JP 5335695 A JP5335695 A JP 5335695A JP 5335695 A JP5335695 A JP 5335695A JP H08217597 A JPH08217597 A JP H08217597A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diamond
polishing
wafer
holder
polishing plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5335695A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3713738B2 (en
Inventor
Yuichiro Seki
裕一郎 関
Keiichiro Tanabe
敬一朗 田辺
Naoharu Fujimori
直治 藤森
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.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries 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 Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP5335695A priority Critical patent/JP3713738B2/en
Publication of JPH08217597A publication Critical patent/JPH08217597A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3713738B2 publication Critical patent/JP3713738B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

PURPOSE: To efficiently work diamond with high precision by rubbing the surface of a diamond wafer with a grinding disk contg. diamond abrasive grain to generate heat, simultaneously spraying a substance causing a thermochemical reaction with the diamond and lowering the hardness by the reaction. CONSTITUTION: A diamond wafer is fixed at the center of a discoid holder and pressed on a rotating grinding disk, the relative speed of the contact point between the disk and the wafer surface is controlled to a high speed of 5-15m/s, the substrate surface is kept at 200-800 deg.C, a substance (e.g. iron) entering into solid soln. with a hard substance (diamond) is sprayed on the disk to bring about a chemical reaction, hence the hardness of the diamond is lowered, and the diamond is ground. The rough oblique drawing of the grinder is shown in the figure. A pressure at 0-30000N/m<2> is exerted on the rotating shaft 4 of a load cell 5. The diamond wafer is pressed on a grinding disk 1 by the normal load. The powder (liq.) of a reacting substance diffusing into the hard substance and subjected to a chemical reaction is sprayed from a spraying device 6.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、エレクトロニクス分
野、光学の分野などにおいて利用できる硬質物質ウエハ
の硬質物の表面を研磨する研磨方法及び研磨装置に関す
る。特に、気相合成法により基板の上にダイヤモンドを
被覆した複合ウエハの被覆表面を研磨する方法と装置に
関する。基板はSi、Moなどである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing method and a polishing apparatus for polishing the surface of a hard material of a hard material wafer which can be used in the fields of electronics and optics. In particular, it relates to a method and apparatus for polishing the coated surface of a composite wafer having a substrate coated with diamond by a vapor phase synthesis method. The substrate is Si, Mo or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】ダイヤモンドは現在入手できるあらゆる
材料の中では最も硬い材料である。これ以上に硬い材料
はない。それ以上に硬い材料がないので、ダイヤモンド
を機械的に研磨するには、ダイヤモンド自体を研磨材と
する。ダイヤモンドによってダイヤモンドを研磨する。
これを共削りという。
BACKGROUND OF THE INVENTION Diamond is the hardest material available today. There is no harder material than this. Since there is no harder material than that, in order to mechanically polish diamond, diamond itself is used as an abrasive. Polish diamond with diamond.
This is called co-sharpening.

【0003】研磨法には遊離砥粒による方法と、固定砥
粒による方法とがある。遊離砥粒による方法として、ス
カイフ研磨方法が知られている。これは鉄系の研磨盤と
ダイヤモンド遊離砥粒を用いる。ホルダ−に固定したダ
イヤモンド板を研磨盤に押しつけダイヤモンド砥粒を含
む研磨液を研磨盤面に流しながら、研磨盤を公転させ、
ホルダ−を自転させて、ダイヤモンド面をダイヤモンド
遊離砥粒の作用により研磨する。これは対象物への当た
りが柔らかであって対象物を破壊しないという利点があ
る。しかし遊離砥粒ダイヤモンドを使うのでダイヤモン
ド砥粒の損失が大きい。研磨速度も遅くて仕上げ面精度
も良くない。
The polishing method includes a method using free abrasive grains and a method using fixed abrasive grains. A skiff polishing method is known as a method using free abrasive grains. This uses an iron-based polishing machine and loose diamond grains. While pressing the diamond plate fixed to the holder against the polishing plate and causing a polishing liquid containing diamond abrasive grains to flow on the polishing plate surface, the polishing plate is revolved,
The holder is rotated and the diamond surface is polished by the action of loose diamond abrasive grains. This has the advantage that it hits the object softly and does not destroy it. However, since loose abrasive grains are used, the loss of diamond grains is large. The polishing rate is slow and the finished surface accuracy is not good.

【0004】固定砥粒による研磨方法は、ダイヤモンド
砥粒を固定した研磨板によって、ダイヤモンド板を擦る
ことによって研磨するものである。ダイヤモンドの固定
手段の相違によっていくつかの種類のダイヤモンド砥石
がある。レジンボンド砥石、メタルボンド砥石、電着砥
石等である。フェノ−ルレジン、ポリイミド樹脂などの
樹脂によってダイヤモンド砥粒を固定したものはレジン
ボンド砥石である。
The method of polishing with fixed abrasive grains is to rub a diamond plate with a polishing plate having diamond abrasive grains fixed thereto. There are several types of diamond whetstones depending on the means of fixing the diamond. These are resin bond grindstones, metal bond grindstones, electrodeposition grindstones, and the like. A resin bond grindstone is one in which diamond abrasive grains are fixed with a resin such as phenol resin or polyimide resin.

【0005】ブロンズ、コバルト、タングステン、鉄、
ニッケルなどの金属によって固定したものがメタルボン
ド砥石である。ダイヤモンド砥粒を鉄、ニッケルなどの
メッキ膜によって固定したものが電着砥石である。レジ
ンボンド砥石、メタルボンド砥石、電着砥石等はダイヤ
モンド砥粒を固定して用いているから砥粒が流れ去らな
い。高価なダイヤモンド砥粒の損失がないので極めて有
利である。固定砥粒による方法は、研磨するべきダイヤ
モンド板をホルダ−に取付け、回転(公転)する砥石
(研磨板、研磨定盤)に押しつけ、ホルダ−自身も自転
させて、物理的作用により、ダイヤモンド表面を削って
ゆく。
Bronze, cobalt, tungsten, iron,
A metal bond grindstone is fixed with a metal such as nickel. An electrodeposition grindstone is obtained by fixing diamond abrasive grains with a plating film of iron, nickel, or the like. Since resin-bonded grindstones, metal-bonded grindstones, and electrodeposited grindstones are used with diamond grains fixed, the grains do not flow away. This is extremely advantageous because there is no loss of expensive diamond abrasive grains. In the method using fixed abrasive grains, the diamond plate to be polished is attached to the holder, pressed against a rotating (revolving) grindstone (polishing plate, polishing platen), the holder itself is also rotated, and the diamond surface is moved by physical action. Scrape away.

【0006】これらの研磨法はダイヤモンド板や膜を、
ダイヤモンド砥粒によって擦り、物理的にダイヤモンド
表面を削ろうとするものである。物理的手段で削るから
これらの方法はいずれも研磨面に高い負荷をかける必要
がある。高い圧力によって硬いダイヤモンド表面を、同
じ硬さのダイヤモンド砥粒で無理に削ってゆく必要があ
るからである。もちろん高負荷によってダイヤモンド砥
粒も、試料ダイヤモンドも同様に磨耗してゆく。もしも
高い圧力をかけないとすると、互いに空滑りするだけで
試料を全く削ることができない。
These polishing methods use diamond plates and films to
It is a method in which the diamond surface is rubbed to physically scrape the diamond surface. All of these methods require a high load on the polished surface because they are ground by physical means. This is because it is necessary to forcibly grind a hard diamond surface by high pressure with diamond abrasive grains having the same hardness. Needless to say, the diamond abrasive grains and the sample diamond are worn out by the high load. If high pressure is not applied, the specimens cannot be scraped at all just by slipping each other.

【0007】高い負荷をかけないで研磨する特別の方法
も提案されている。例えば、特開平2−26900号は
ダイヤモンド砥粒を使わず平滑金属盤を用いる。これは
酸素雰囲気下で加熱した平滑な金属盤にダイヤモンドを
接触させ、ダイヤモンドを化学的に研磨する。これは熱
と酸素の作用によってダイヤモンドを研磨するのである
から、熱化学的研磨法と呼ぶことができよう。しかしこ
のような熱化学的方法は、加工特性が周囲の雰囲気、温
度に強く依存する。加工を良好に進めるためには装置が
極めて高価なものになるという難点がある。
Special methods for polishing without applying a high load have also been proposed. For example, JP-A-2-26900 uses a smooth metal disk without using diamond abrasive grains. In this method, diamond is brought into contact with a smooth metal disk heated in an oxygen atmosphere to chemically polish the diamond. Since this polishes diamond by the action of heat and oxygen, it can be called a thermochemical polishing method. However, in such a thermochemical method, the processing characteristics strongly depend on the surrounding atmosphere and temperature. There is a drawback that the apparatus becomes extremely expensive in order to perform the processing favorably.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来ダイヤモンドは研
磨材や工具として利用されていた。しかしダイヤモンド
はバンドギャプが広く熱に強く熱伝導率が高く不純物添
加によって半導体になる。これらの利点からエレクトロ
ニクス分野でダイヤモンドを利用できるのではないかと
いう強い期待が寄せられている。ダイヤモンド膜をエレ
クトロニクス分野で利用するには既存のウエハ−プロセ
スによって処理できるようになっていなければならな
い。例えば微細加工のためにフォトリソグラフィ−など
の技術が適用できることが望まれる。
Heretofore, diamond has been used as an abrasive or a tool. However, diamond has a wide band gap, is highly resistant to heat and has high thermal conductivity, and becomes a semiconductor by adding impurities. There are strong expectations that diamond will be used in the electronics field due to these advantages. For diamond films to be used in the electronics field, they must be able to be processed by existing wafer processes. For example, it is desired that a technique such as photolithography can be applied for fine processing.

【0009】ウエハ−プロセスはSiウエハを対象にし
てこれまで高度に進歩してきた。ダイヤモンドに対して
ダイヤモンド独自の方法を模索するというよりは、Si
において発達したウエハ−プロセスをそのままダイヤモ
ンドにも転用できるようにするのが最も望ましい。この
ためにはダイヤモンドが広い面積を持ち、しかも平坦で
なければならない。
Wafer processes have advanced to a high degree for Si wafers. Rather than searching for a unique diamond method for diamond, Si
It is most desirable to be able to transfer the wafer process developed in 1. to diamond as it is. For this purpose, the diamond must have a large area and be flat.

【0010】ダイヤモンドは高圧合成法または気相合成
法によって人工的に製造できる。前者はバルクダイヤモ
ンド結晶を高圧高温によって合成するものである。高圧
をかける必要があるので大きい結晶を作ることができな
い。だからSiウエハと同じような全体がダイヤモンド
であるダイヤモンドウエハはできない。Siウエハと同
じ意味でのダイヤモンドウエハは将来も製造できないで
あろう。
Diamond can be artificially produced by a high pressure synthesis method or a vapor phase synthesis method. The former is to synthesize bulk diamond crystals by high pressure and high temperature. Large crystals cannot be made because high pressure needs to be applied. Therefore, a diamond wafer that is entirely diamond like the Si wafer cannot be made. Diamond wafers with the same meaning as Si wafers will not be able to be manufactured in the future.

【0011】気相合成法は、加熱された適当な基板の上
に水素ガスと炭化水素ガスを導き気相反応を起こさせて
ダイヤモンド薄膜を基板の上に成長させるものである。
例えば、プラズマCVD法、熱フィラメントCVD法、
マイクロ波プラズマCVD法、ア−クプラズマジェット
CVD法等を用いてダイヤモンド薄膜を合成することが
できる。これらの気相合成法は比較的広い面積の膜を製
造することができる。時間をかければかなり厚い膜を作
ることもできる。そこでSiウエハやその他の適当な材
料の上にダイヤモンドの薄膜を形成したものを実質的な
ダイヤモンドウエハとして利用する事が考えられる。
In the vapor phase synthesis method, hydrogen gas and hydrocarbon gas are introduced onto a suitable heated substrate to cause a vapor phase reaction to grow a diamond thin film on the substrate.
For example, plasma CVD method, hot filament CVD method,
The diamond thin film can be synthesized by using a microwave plasma CVD method, an arc plasma jet CVD method, or the like. These vapor phase synthesis methods can produce relatively large area membranes. If you take time, you can make a fairly thick film. Therefore, it is conceivable to use a Si wafer or a diamond thin film formed on another suitable material as a substantial diamond wafer.

【0012】実際Siウエハによってデバイスを作る時
も、ウエハの上層の一部を利用しているに過ぎない。ウ
エハの下層部分は台座となるだけで積極的に利用されて
いない。だからダイヤモンドの場合でも、上層だけダイ
ヤモンドで有れば良いのである。Siウエハの上に極薄
くダイヤモンドを気相合成したものでもダイヤモンドウ
エハとして用いることができる筈である。全体がダイヤ
モンドである必要はない。Siの上にダイヤモンドを被
覆したものであってもダイヤモンドとしてその電気的性
質を利用することができる。そこで、非ダイヤモンド
(Si、Mo、Ni等)基板の上に薄くダイヤモンド薄
膜を付けた複合体(基板+薄膜)を以後ダイヤモンドウ
エハということにする。
[0012] In fact, even when a device is made from a Si wafer, only a part of the upper layer of the wafer is used. The lower layer of the wafer serves as a pedestal and is not actively used. Therefore, even in the case of diamond, only the upper layer needs to be diamond. A very thin diamond obtained by vapor phase synthesis of diamond should be able to be used as a diamond wafer. The whole need not be diamond. Even if Si is coated with diamond, its electrical properties can be utilized as diamond. Therefore, a composite (substrate + thin film) in which a thin diamond thin film is attached on a non-diamond (Si, Mo, Ni, etc.) substrate is hereinafter referred to as a diamond wafer.

【0013】ダイヤモンドウエハを作ったとしてもその
ままではデバイスを作ることができない。ウエハ全体に
反りがあり、表面に凹凸があるからである。そのままで
はウエハプロセスに乗せることができない。表面の凹凸
を除き、平坦平滑にするためにはダイヤモンド面を研磨
する必要がある。ところがダイヤモンドは既存の物質の
内で最も硬くて研磨しにくい材料である。先に述べたよ
うに、ダイヤモンド以上に硬い物質が存在しないので、
ダイヤモンド砥粒によってダイヤモンド面を共削りす
る。この時に高い圧力を研磨面にかける必要がある。
Even if a diamond wafer is made, a device cannot be made as it is. This is because the entire wafer is warped and the surface is uneven. It cannot be put on the wafer process as it is. It is necessary to polish the diamond surface in order to remove the surface irregularities and make the surface flat and smooth. However, diamond is the hardest material that is hard to polish among existing materials. As mentioned earlier, there is no harder material than diamond,
Co-cut the diamond surface with diamond abrasive grains. At this time, it is necessary to apply a high pressure to the polishing surface.

【0014】この為、ダイヤモンドウエハは高い面圧に
耐えるものでなければならない。ところが前述のダイヤ
モンドウエハは、例えばSi基板をダイヤモンド薄膜に
よって覆ったものに過ぎない。研磨のために高負荷をか
けると、基板にこの圧力が全部かかってしまう。ところ
が、基板であるSiは脆性材料である。研磨時の高負荷
に耐えない。Siウエハの直径が大きくなり、より薄く
なると、研磨時の高い面圧に耐える事ができず割れてし
まう。Si以外の材料を基板にしても同じである。研磨
時の高い圧力によって割れたり欠けたりする。複合ダイ
ヤモンドウエハを研磨する時に、高負荷によってウエハ
が割れたり欠けたり破壊されないようにする必要があ
る。
Therefore, the diamond wafer must be able to withstand a high surface pressure. However, the diamond wafer described above is merely a Si substrate covered with a diamond thin film, for example. When a high load is applied for polishing, this pressure is applied to the substrate. However, Si, which is the substrate, is a brittle material. It cannot withstand high load during polishing. If the diameter of the Si wafer becomes larger and thinner, it cannot withstand the high surface pressure during polishing and will crack. The same applies when a material other than Si is used as the substrate. It is cracked or chipped due to high pressure during polishing. When polishing composite diamond wafers, it is necessary to prevent the wafers from cracking, chipping or breaking under high loads.

【0015】柔らかい基板の上にダイヤモンドを被覆し
た複合ダイヤモンドウエハを、破損することなく、ダイ
ヤモンド面を鏡面研磨する方法を提供する事が本発明の
第1の目的である。複合ウエハの硬質膜を効率よく研磨
する方法を提供する事が本発明の第2の目的である。ダ
イヤモンドウエハを安価に研磨する方法を提供する事が
本発明の第3の目的である。ダイヤモンドウエハを均一
かつ平滑に研磨する事のできる方法を提供することが本
発明の第4の目的である。基板の上にダイヤモンド被覆
を形成した脆弱なダイヤモンドウエハを破損することな
く研磨する装置を提供することが本発明の第5の目的で
ある。複合ダイヤモンドウエハを平滑に研磨できる装置
を提供することが本発明の第6の目的である。硬い被覆
を持つ複合ダイヤモンドウエハを高能率で研磨できる装
置を提供することが本発明の第7の目的である。
A first object of the present invention is to provide a method for mirror-polishing a diamond surface of a composite diamond wafer in which a soft substrate is coated with diamond without damage. It is a second object of the present invention to provide a method for efficiently polishing a hard film of a composite wafer. It is a third object of the present invention to provide a method for polishing a diamond wafer at low cost. A fourth object of the present invention is to provide a method capable of uniformly and smoothly polishing a diamond wafer. It is a fifth object of the present invention to provide an apparatus for polishing a fragile diamond wafer having a diamond coating formed on a substrate without damage. It is a sixth object of the present invention to provide an apparatus capable of smoothly polishing a composite diamond wafer. It is a seventh object of the present invention to provide an apparatus capable of polishing a composite diamond wafer having a hard coating with high efficiency.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明者は、基板にダイ
ヤモンドを被覆した複合ウエハのダイヤモンド膜を、ウ
エハが破損する事なく、均一に効率よく、鏡面研磨する
方法を鋭意研究した。ダイヤモンドと反応する物質の粉
末を研磨盤に加え、摩擦により加熱して化学反応を起こ
させる事により研磨する以下の方法を見い出した。
The present inventor has earnestly studied a method of uniformly and efficiently mirror-polishing a diamond film of a composite wafer having a substrate coated with diamond without damaging the wafer. The following method has been found in which powder of a substance that reacts with diamond is added to a polishing plate and heated by friction to cause a chemical reaction to perform polishing.

【0017】本発明の研磨方法は、ダイヤモンドウエハ
を円盤状のホルダ−の中央に固定し、回転する研磨盤に
押し当て、研磨盤とウエハ表面の接触点の相対速度を5
〜15m/sの高速にし、基板の表面の温度を200℃
〜800℃に保ち、研磨盤上に、硬質物質(ダイヤモン
ド)に固溶する物質を噴霧し、化学反応を起こさせてダ
イヤモンドの硬度を下げて研磨する。
In the polishing method of the present invention, a diamond wafer is fixed to the center of a disk-shaped holder and pressed against a rotating polishing disk, and the relative speed of the contact point between the polishing disk and the wafer surface is set to 5%.
-15m / s high speed and the substrate surface temperature is 200 ℃
The temperature is kept at ˜800 ° C., and a substance that forms a solid solution with a hard substance (diamond) is sprayed on the polishing plate to cause a chemical reaction to lower the hardness of diamond and perform polishing.

【0018】このように本発明の研磨方法は、物理的作
用だけでなく、化学的作用をも利用してダイヤモンドの
硬い膜を研磨しようとするものである。反応(噴霧)物
質がダイヤモンドの内部に拡散し、ダイヤモンドと化学
反応する。これによってダイヤモンドの硬度が低下す
る。柔らかくなるので、より低い圧力によって研磨でき
るようになる。これが本発明にとって極めて重要な点で
ある。硬度低下量は、噴霧物質の拡散量に比例する。こ
こで化学反応を起こさせるために噴霧する物質を単に反
応物質あるいは反応剤と呼ぶことにする。
As described above, the polishing method of the present invention is intended to polish a hard diamond film by utilizing not only physical action but also chemical action. The reaction (spray) substance diffuses inside the diamond and chemically reacts with the diamond. This reduces the hardness of diamond. As it becomes softer, it can be polished by lower pressure. This is a very important point for the present invention. The hardness reduction amount is proportional to the diffusion amount of the sprayed substance. Here, the substance to be sprayed for causing a chemical reaction is simply referred to as a reactive substance or a reactive agent.

【0019】反応物質としては、鉄(Fe)、ニッケル
(Ni)、マンガン(Mn)、セリウム(Ce)、ラン
タン(La)などの物質を用いることができる。いずれ
もダイヤモンドと化学反応をする材料である。これらの
材料は粉末にして、研磨盤に上に定期的にあるいは随時
噴霧する。反応物質粉末が研磨盤から逃げる事なく、常
に均一に存在するようにする事が望ましい。噴霧器の分
布や、タイミングを適当に決める必要がある。さらに粉
末を滞留させるような凹部を、研磨盤表面に一様に形成
しておくのが良い。
As the reaction material, materials such as iron (Fe), nickel (Ni), manganese (Mn), cerium (Ce), lanthanum (La) can be used. Both are materials that chemically react with diamond. These materials are made into powders and sprayed onto the polishing disk regularly or at any time. It is desirable that the reactant powder always exists uniformly without escaping from the polishing plate. It is necessary to properly determine the distribution and timing of the atomizer. Further, it is preferable to uniformly form recesses for retaining the powder on the surface of the polishing plate.

【0020】反応物質はダイヤモンドと反応することに
より化合物を形成して、ダイヤモンドの硬度を実質的に
減少させる。こうなる為に反応物質がダイヤモンドの内
部へ効率よく拡散しなければならない。ダイヤモンド中
への前記の反応物質の拡散速度は、ダイヤモンドと研磨
盤の接触面付近の温度に大きく依存する。高温の方が拡
散速度が高い。温度を上げるために加熱する手段が必要
である。研磨盤の下方にヒ−タを設けて研磨盤を加熱す
る事が考えられよう。
The reactant reacts with the diamond to form a compound that substantially reduces the hardness of the diamond. For this to happen, the reactants must diffuse efficiently inside the diamond. The diffusion rate of the above-mentioned reactant into the diamond largely depends on the temperature near the contact surface between the diamond and the polishing plate. The diffusion rate is higher at higher temperatures. Means for heating to raise the temperature are required. It is conceivable to provide a heater below the polishing table to heat the polishing table.

【0021】しかしそれ以外に、研磨盤とダイヤモンド
膜との摩擦による発熱がある。研磨の際の摩擦熱を有効
に利用して反応物質の拡散を促進する事が可能である。
摩擦熱の大きさは、圧力と相対速度の積によって決ま
る。ウエハの面積にも依るがウエハを押し付ける力は2
kgf〜20kgfの程度である。基材の物理的な強度
によりこの力には上限がある。多くの場合、基板はSi
のような脆性材料であるから、あまり圧力をかけ過ぎる
と、基板が割れてしまう。10kgf以上に上げられな
い場合がある。
However, other than that, heat is generated due to friction between the polishing plate and the diamond film. It is possible to effectively utilize the frictional heat during polishing to promote the diffusion of the reaction material.
The magnitude of frictional heat is determined by the product of pressure and relative velocity. Depending on the area of the wafer, the force that pushes the wafer is 2
It is of the order of kgf to 20 kgf. This force has an upper limit due to the physical strength of the substrate. Often the substrate is Si
Since it is a brittle material like that, if too much pressure is applied, the substrate will crack. It may not be possible to raise it above 10 kgf.

【0022】そこで、相対速度を上げることを考える。
相対速度が大きいと、圧力が低くても摩擦熱の発生は盛
んになる。好ましい相対速度は5m/s〜20m/sで
ある。最も良いのは10m/s〜17m/sの程度であ
る。ダイヤモンド薄膜と研磨盤の間の動摩擦係数をμと
して、押圧力が10kgf、速度が15m/sとする
と、単位時間の摩擦熱発生量は、350μcal/sと
なる。
Therefore, consider increasing the relative speed.
If the relative speed is high, the frictional heat will be generated even if the pressure is low. A preferable relative speed is 5 m / s to 20 m / s. The best is about 10 m / s to 17 m / s. When the dynamic friction coefficient between the diamond thin film and the polishing plate is μ, and the pressing force is 10 kgf and the speed is 15 m / s, the friction heat generation amount per unit time is 350 μcal / s.

【0023】また好ましい研磨盤の温度は200℃〜8
00℃である。適当な圧力をかけながら、前記の範囲の
相対速度で研磨盤とウエハ−を相対回転させると、20
0℃〜800℃になる。これによって、反応物質のダイ
ヤモンド中への拡散を促進できる。接触界面の温度T1
は、研磨盤表面に埋め込んだ温度センサによって測定す
る。この温度T1と研磨の条件から、研磨界面の目標温
度Tmが決定される。目標温度が与えられると、これを
実現するための加重W、相対速度Sが決まる。そのよう
な条件になるように研磨装置を調整する。摩擦熱だけで
は加熱不十分であることもある。この場合はヒ−タによ
って加熱し、研磨盤の温度を上げる。
A preferable polishing platen temperature is 200 ° C. to 8 ° C.
It is 00 ° C. When the polishing disk and the wafer are rotated relative to each other at a relative speed within the above range while applying an appropriate pressure, 20
It becomes 0 to 800 ° C. This can facilitate diffusion of the reactant into the diamond. Contact interface temperature T1
Is measured by a temperature sensor embedded in the surface of the polishing plate. The target temperature Tm of the polishing interface is determined from the temperature T1 and the polishing conditions. When the target temperature is given, the weight W and the relative speed S for realizing this are determined. The polishing apparatus is adjusted to meet such conditions. Friction heat alone may not be sufficient for heating. In this case, heat with a heater to raise the temperature of the polishing plate.

【0024】反応物質が硬質物質の中に拡散することに
より硬度を下げて研磨の進行を促進させるというのが本
発明の骨子である。研磨後のダイヤモンドは、拡散層を
含んではならない。全て削り落とす必要がある。そこで
研磨盤としては、表面にダイヤモンド砥粒を固着したも
のを用いる。ダイヤモンド砥粒は、レジンボンド、メタ
ルボンド、電着などのつなぎ材を介して研磨盤に固定す
る。
The essence of the present invention is to reduce the hardness and promote the progress of polishing by diffusing the reactive substance into the hard substance. The diamond after polishing should not contain a diffusion layer. All need to be scraped off. Therefore, as the polishing plate, one having diamond abrasive grains fixed to the surface is used. The diamond abrasive grains are fixed to the polishing plate via a connecting material such as resin bond, metal bond, or electrodeposition.

【0025】[0025]

【作用】図1は、本発明の研磨方法を行うための研磨装
置の外略斜視図である。研磨盤1はダイヤモンド粒子を
表面に多数固定した円盤状の砥石である。レジンボン
ド、メタルボンド、電着など砥粒の固定手段は任意であ
る。ホルダー3は円形の平坦な円盤である。下面に被研
磨物2が張り付けられる。つまりダイヤモンドウエハ−
が基板側をホルダー面に接触させて取り付けられる。間
に緩衝材を挟むこともある。
1 is a schematic perspective view of a polishing apparatus for carrying out the polishing method of the present invention. The polishing disk 1 is a disk-shaped grindstone having a large number of diamond particles fixed on its surface. Any means for fixing the abrasive grains such as resin bond, metal bond, and electrodeposition may be used. The holder 3 is a circular flat disk. The object to be polished 2 is attached to the lower surface. In other words, diamond wafer
Is attached with the substrate side in contact with the holder surface. A cushioning material may be sandwiched between them.

【0026】ホルダー3は回転軸4(シャフト)によっ
て支持される。回転軸4は上方で軸受けによって回転自
在に支持される。ロードセル5は、回転軸4に所定の圧
力を加える。モータ7は、軸14、プーリ15、ベルト
8、プーリ16によって回転力を回転軸4に与える。回
転軸4がホルダー3を自転させる。ここでは、ロードセ
ル5は、0〜3×104 N/m2 の圧力をかけることが
できるようになっている。ダイヤモンドウエハ−は垂直
加重によって研磨盤に押し付けられる。ホルダ−3は定
位置で自転し、研磨盤1は大きく公転する。
The holder 3 is supported by a rotating shaft 4 (shaft). The rotating shaft 4 is rotatably supported by a bearing above. The load cell 5 applies a predetermined pressure to the rotating shaft 4. The motor 7 applies a rotational force to the rotating shaft 4 by the shaft 14, the pulley 15, the belt 8 and the pulley 16. The rotating shaft 4 causes the holder 3 to rotate. Here, the load cell 5 can apply a pressure of 0 to 3 × 10 4 N / m 2 . The diamond wafer is pressed against the polishing disc by vertical load. The holder-3 rotates at a fixed position and the polishing table 1 revolves largely.

【0027】噴霧器6が、研磨盤1の側方に設けられ
る。硬質物質の中に拡散し化学反応する反応物質の粉
末、あるいは粉末を含む液を噴霧器6に入れておく。研
磨中に定期的または必要に応じて、研磨盤上に、粉末、
液体を噴霧する。噴霧された反応物質粒子は研磨盤の面
に一時的に滞留する。研磨盤1は公転し、ホルダーは自
転する。圧力をかけているので、硬質物質膜が強く研磨
盤の上に押し付けられる。高い相対速度を与えるので、
接触面において大きな摩擦熱が発生する。摩擦熱によっ
て被研磨材が加熱される。ダイヤモンド表面が高温にな
る。
A sprayer 6 is provided on the side of the polishing disc 1. A powder of a reactive substance that diffuses into a hard substance and chemically reacts, or a liquid containing the powder is placed in the sprayer 6. During the polishing, regularly or as needed, on the polishing disc, powder,
Spray liquid. The sprayed reactant particles temporarily stay on the surface of the polishing plate. The polishing machine 1 revolves around the sun, and the holder rotates on its axis. Since the pressure is applied, the hard material film is strongly pressed onto the polishing plate. Gives a high relative speed,
Large frictional heat is generated at the contact surface. The material to be polished is heated by the friction heat. The diamond surface becomes hot.

【0028】ダイヤモンド表面には噴霧された反応物質
が付着する。温度と圧力により反応物質が硬質物質(ダ
イヤモンド)の内部に拡散を開始する。拡散の速度、拡
散量は、被研磨材の材質、反応物質、被研磨材の温度に
よって決まる。研磨盤の砥粒は硬質物質であるが、被研
磨材と同じ材料であると、研磨盤の劣化を早める。劣化
を避けるために、研磨盤の砥粒の材質を適当に選定する
べきである。
The sprayed reactants adhere to the diamond surface. The temperature and pressure cause the reactant to start diffusing into the hard material (diamond). The rate of diffusion and the amount of diffusion are determined by the material of the material to be polished, the reactant, and the temperature of the material to be polished. Although the abrasive grains of the polishing plate are hard substances, the same material as the material to be polished accelerates the deterioration of the polishing plate. In order to avoid deterioration, the material of the abrasive grains of the polishing machine should be properly selected.

【0029】研磨盤1は図2、図3に示すように、円周
方向に多数の周回溝12、半径方向にも多数の半径溝1
1が穿たれている。円周溝12は、幅0.5mm〜1m
m、深さ0.1mm〜0.5mmの浅い溝である。これ
は研磨盤上に噴霧された粉末又は溶液が、被研磨物の通
過によって、研磨盤上から排除されるのを防ぐ。硬質物
質と反応する物質を粉末、溶液の形で研磨盤に供給すれ
ば、これが円周溝12に滞留して容易に押し退けられな
いようになる。もしも円周溝12がないと、研磨盤上の
被研磨物が通る部分は、反応物質が存在しないようにな
ってしまう。円周溝12は粉末、溶液を捕獲できるから
被研磨物の通過する部分にも常時反応物質が存在するよ
うにできる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the polishing disk 1 has a large number of circumferential grooves 12 in the circumferential direction and a large number of radial grooves 1 in the radial direction.
1 is worn. The circumferential groove 12 has a width of 0.5 mm to 1 m.
m is a shallow groove having a depth of 0.1 mm to 0.5 mm. This prevents the powder or solution sprayed on the polishing disc from being removed from the polishing disc by the passage of the object to be polished. When the substance that reacts with the hard substance is supplied to the polishing plate in the form of powder or solution, the substance stays in the circumferential groove 12 and cannot be easily pushed away. If the circumferential groove 12 were not provided, the reaction material would not exist in the portion on the polishing plate through which the object to be polished passes. Since the circumferential groove 12 can capture the powder and the solution, the reactant can be always present even in the portion where the object to be polished passes.

【0030】半径方向の溝11は、幅1mm〜2mm、
深さ1mm〜2mmのより大きく深い溝である。半径溝
11は、噴霧されて暫らく経った後の残留粉末や研磨屑
などにより研磨盤が目詰まりするのを防ぐ。つまり円周
溝は、粉末が長く滞留するようにする作用があり、半径
溝は不要な粉末や屑を速やかに排除する作用がある。半
径溝は必ずしも直線状である必要はない。渦巻き状、ス
クリュ−状の形状でもよい。中心部と外周部を連結する
形状であれば良い。
The radial groove 11 has a width of 1 mm to 2 mm,
It is a larger and deeper groove having a depth of 1 mm to 2 mm. The radial groove 11 prevents the polishing plate from being clogged with residual powder, polishing dust, or the like that has been sprayed for a while and then passed. That is, the circumferential groove has a function of allowing the powder to stay for a long time, and the radial groove has a function of promptly removing unnecessary powder and dust. The radial groove does not necessarily have to be linear. It may have a spiral shape or a screw shape. Any shape may be used as long as it connects the central portion and the outer peripheral portion.

【0031】粉末の供給量、円周溝の作用、半径溝の作
用により、研磨盤上には一定量の反応物質が常に存在す
る。しかし残留粉末や屑によって次第に研磨盤が汚れて
くる。研磨盤上の研磨屑や残留粉末の堆積が過度になっ
てくると、研磨盤上に水または洗浄液を流す。これによ
って残留粉末や研磨屑を除去し、研磨盤上を清浄化す
る。清掃後、再び噴霧器6から粉末又は溶液を噴霧し、
研磨を再開する。
Due to the amount of powder supplied, the effect of the circumferential groove, and the effect of the radial groove, a certain amount of reactant is always present on the polishing plate. However, the polishing powder gradually becomes dirty due to the residual powder and dust. When the buildup of polishing debris and residual powder on the polishing plate becomes excessive, water or a cleaning liquid is caused to flow on the polishing plate. As a result, residual powder and polishing dust are removed, and the polishing platen is cleaned. After cleaning, spray the powder or solution again from the sprayer 6,
Restart polishing.

【0032】主モ−タ7はホルダ−を自転させるもので
ある。主モ−タ7は、インバ−タによってその回転数を
変化させることができる。モ−タ7は高速回転型のモ−
タである。モ−タ出力がベルト8、プ−リよりなる減速
機構によって減速されてホルダ−を回転させる。そして
被研磨物と研磨盤の接触点での相対速度が5m/s〜2
0m/sになるように、モ−タ回転数を調整することが
できる。
The main motor 7 rotates the holder. The main motor 7 can change its rotation speed by an inverter. The motor 7 is a high speed rotation type motor.
It is The motor output is decelerated by the deceleration mechanism including the belt 8 and the pulley to rotate the holder. The relative speed at the contact point between the object to be polished and the polishing plate is 5 m / s to 2
The motor rotation speed can be adjusted to be 0 m / s.

【0033】本発明は被研磨物と研磨盤の間で発生する
摩擦熱によって化学反応を起こさせる。単位時間に発生
する摩擦熱は、相対速度と摩擦抵抗の積によって与えら
れる。ロ−ドセルを介して与えれる力が大きいと、摩擦
抵抗が大きく発熱も大きくなる。しかし被研磨物に大き
い圧力をかけることができない場合がある。被研磨物
が、硬質物質と脆性材料の複合体である場合がある。こ
の場合は被研磨物を強く研磨盤に押し付けることができ
ない。この場合は高速の相対速度を与えなければならな
い。つまり研磨盤を高速回転させる必要がある。である
から本発明はかなり高速の相対回転を与えるようにして
いる。
The present invention causes a chemical reaction by frictional heat generated between the object to be polished and the polishing plate. The frictional heat generated in a unit time is given by the product of relative velocity and frictional resistance. If the force applied through the load cell is large, the frictional resistance is large and the heat generation is large. However, it may not be possible to apply a large pressure to the object to be polished. The object to be polished may be a composite of a hard substance and a brittle material. In this case, the object to be polished cannot be pressed strongly against the polishing plate. In this case, a high relative speed must be given. That is, it is necessary to rotate the polishing plate at high speed. Thus, the present invention provides relatively high speed relative rotation.

【0034】化学反応を利用して被研磨物を削ってゆく
のであるから、温度が重要な因子になる。研磨盤1の表
面温度は、放射温度計9によってモニタされる。研磨盤
1の下には、電熱コイルが設置される。電熱コイル(ヒ
−タ)によって研磨盤を加熱し研磨盤の温度を調整でき
るようになっている。ここでは研磨盤の温度を200℃
〜800℃の範囲で調整できるようになっている。
Since the object to be polished is scraped off by utilizing the chemical reaction, the temperature is an important factor. The surface temperature of the polishing board 1 is monitored by a radiation thermometer 9. An electric heating coil is installed below the polishing plate 1. The temperature of the polishing plate can be adjusted by heating the polishing plate with an electric heating coil (heater). Here, the temperature of the polishing board is 200 ° C.
It can be adjusted in the range of up to 800 ° C.

【0035】しかし噴霧物質の拡散に必要な温度のすべ
てを電熱コイルによって供給する訳ではない。大部分の
熱は、被研磨物と研磨盤の間で生ずる摩擦熱によって賄
われる。噴霧物質が被研磨物中に拡散することができる
温度を始めに決定し、摩擦熱によって上昇した研磨盤の
温度を放射温度計によって測定し、これらの差の温度を
与えるのに必要な熱をヒ−タから供給する。設定温度よ
り研磨盤温度が低ければ電熱コイル電力を増やし、反対
に、設定温度より研磨盤温度が高ければ、電熱コイル電
力を減らす。
However, not all of the temperatures required to diffuse the atomized material are supplied by the electrothermal coil. Most of the heat is supplied by frictional heat generated between the object to be polished and the polishing plate. First, determine the temperature at which the sprayed substance can diffuse into the object to be polished, measure the temperature of the polishing plate increased by frictional heat with a radiation thermometer, and determine the heat required to give the temperature of these differences. Supplied from the heater. If the polishing plate temperature is lower than the set temperature, the electric heating coil power is increased, and conversely, if the polishing plate temperature is higher than the set temperature, the electric heating coil power is decreased.

【0036】[0036]

【実施例】次の条件によって作製した硬質物質ウエハ−
を、本発明の方法によって研磨した。 [硬質膜の作製方法] 基板として、鏡面研磨した直径
2インチ(50mm)、厚み1mmの(100)単結晶
Siウエハ−を用いた。このSiウエハ−を、平均粒径
0.5μm〜1μmのダイヤモンド粉末によって傷つけ
処理した。これはダイヤモンドの核発生密度を上げるた
めである。
Example A hard material wafer manufactured under the following conditions:
Were polished by the method of the present invention. [Method of Manufacturing Hard Film] As the substrate, a mirror-polished (100) single crystal Si wafer having a diameter of 2 inches (50 mm) and a thickness of 1 mm was used. This Si wafer was scratched with diamond powder having an average particle size of 0.5 μm to 1 μm. This is to increase the nucleus generation density of diamond.

【0037】フィラメントCVD法を用いて、Siウエ
ハ−の上に、ダイヤモンド膜を形成した。フィラメント
CVD法というのは、反応容器の中の支持台の上に基材
を置き、炭化水素を含む水素ガスを容器内に導き、フィ
ラメントによって基材を加熱し原料ガスを分解し、気相
反応を起こさせて、反応生成物を基材の上に堆積させる
方法である。フィラメントとしては、φ0.3mmのタ
ングステン(W)線10本を7mm間隔で平行に張った
ものを用いた。支持台の中には冷却機構がある。フィラ
メントの温度を一定にしても、冷却機構によって基材の
温度を自在に調整することができるようになっている。
ダイヤモンド膜の合成条件は以下のようである。
A diamond film was formed on the Si wafer by the filament CVD method. In the filament CVD method, a base material is placed on a support in a reaction vessel, hydrogen gas containing hydrocarbons is introduced into the vessel, the base material is heated by a filament to decompose the raw material gas, and a gas phase reaction is performed. And a reaction product is deposited on the substrate. As the filaments, ten tungsten (W) wires having a diameter of 0.3 mm stretched in parallel at 7 mm intervals were used. There is a cooling mechanism in the support base. Even if the filament temperature is kept constant, the temperature of the base material can be freely adjusted by the cooling mechanism.
The conditions for synthesizing the diamond film are as follows.

【0038】 フィラメント温度 2100 ℃ 原料ガス 水素(H2 )ガス 500 sccm メタン(CH4 )ガス 5 sccm 圧力 50 Torr(6600Pa) 基材温度 850 ℃ ダイヤモンド膜厚 50 μmFilament temperature 2100 ° C. Raw material gas Hydrogen (H 2 ) gas 500 sccm Methane (CH 4 ) gas 5 sccm Pressure 50 Torr (6600 Pa) Base material temperature 850 ° C. Diamond film thickness 50 μm

【0039】基材の温度は冷却機構によって制御するこ
とができる。ここでは850℃としている。膜厚は時間
に比例して増大するので時間によって膜厚を制御でき
る。ここでは50μmとしている。本発明の試料になる
ダイヤモンドウエハ−は、直流プラズマCVD法、高周
波プラズマCVD法、マイクロ波プラズマCVD法、ア
−クプラズマジェットCVD法などによっても製造する
ことができる。また炭化水素原料もメタンの他にエタ
ン、プロパン、アセチレン、ハロゲン化炭化水素などを
用いることができる。
The temperature of the substrate can be controlled by a cooling mechanism. Here, it is set to 850 ° C. Since the film thickness increases in proportion to time, the film thickness can be controlled by time. Here, it is set to 50 μm. The diamond wafer as the sample of the present invention can also be manufactured by a DC plasma CVD method, a high frequency plasma CVD method, a microwave plasma CVD method, an arc plasma jet CVD method, or the like. In addition to methane, ethane, propane, acetylene, halogenated hydrocarbon and the like can be used as the hydrocarbon raw material.

【0040】ダイヤモンド膜厚は10μm〜300μm
の程度にすることもできる。基板はSiの他に、Moな
どをも用いることができる。本発明は基材とダイヤモン
ド薄膜からなる複合膜の研磨方法であるから、どのよう
な製造方法によって作られた硬質物質ウエハ−に対して
も適用することができる。このようにして製造した試料
を次の4つの加工方法によって研磨した。
Diamond film thickness is 10 μm to 300 μm
It can be set to In addition to Si, Mo can be used for the substrate. Since the present invention is a method for polishing a composite film composed of a substrate and a diamond thin film, it can be applied to a hard material wafer manufactured by any manufacturing method. The sample thus manufactured was polished by the following four processing methods.

【0041】(1)加工条件1(研磨盤の回転速度を変
えた場合) 試料(Si基板+薄膜)は円盤状の基材ホルダ−に取り
付けられる。試料を支持するために直径100mm厚さ
20mmのステンレス製のホルダ−を用いた。試料を直
接にホルダ−に固定するのではない。試料は、直径φ6
0mm、厚み2mmの天然ゴムに接着剤にて貼りつけ、
天然ゴムをさらに接着剤によってホルダ−の下面に接着
した。ゴムを介するのは、一つには試料にもともと凹凸
があるからである。もう一つの理由はゴムの緩衝作用に
よって脆弱な基板が割れたり欠けたりするのを防ぐため
である。研磨盤の回転速度による相違を調べる。研磨条
件は以下のごとくである。
(1) Processing Condition 1 (Changing Rotation Speed of Polishing Disk) The sample (Si substrate + thin film) is attached to a disk-shaped base material holder. A stainless holder having a diameter of 100 mm and a thickness of 20 mm was used to support the sample. The sample is not fixed directly to the holder. Sample diameter is φ6
Stick it on the natural rubber of 0 mm and thickness 2 mm with an adhesive,
Natural rubber was further adhered to the lower surface of the holder with an adhesive. The reason for interposing the rubber is that the sample originally has irregularities. Another reason is to prevent the fragile substrate from cracking or chipping due to the cushioning effect of rubber. Examine the difference due to the rotation speed of the polishing machine. The polishing conditions are as follows.

【0042】 イ.研磨盤 #200の、集中度100のレジンボンド
ダイヤモンド砥石 ロ.研磨盤直径 300mm ハ.研磨盤回転数 500rpm、1500rp
m ニ.ホルダ− ステンレス φ100、20mmt ホ.緩衝材 天然ゴム φ60 、2mmt ヘ.ホルダ−回転数 40 rpm ト.加工圧力 8 kgf チ.研磨時間 10 Hr リ.噴霧粉末 なし、鉄、マンガン、セリウム ヌ.雰囲気 アルゴン(Ar)
B. Polishing machine # 200, resin bond diamond whetstone with a concentration of 100 b. Polishing plate diameter 300 mm C. Polishing board rotation speed 500 rpm, 1500 rp
m d. Holder-Stainless steel φ100, 20 mmt e. Buffer material Natural rubber φ60, 2mmt f. Holder-rotation speed 40 rpm g. Processing pressure 8 kgf H. Polishing time 10 Hr. No spray powder, iron, manganese, cerium. Atmosphere Argon (Ar)

【0043】{10時間研磨後} このような条件によ
って10時間ダイヤモンドウエハ−を研磨した。研磨盤
回転数が500rpmのものを試料、1500rpm
のものを試料とする。自転の場合の線速度を計算す
る。ウエハ−の半径が25mm、自転の回転数が40r
pmであるあるから、最外周部での線速度は0.1m/
sである。公転の場合の線速度を計算する。研磨盤の半
径が150mmで、ウエハ−の半径が25mmであるか
ら、ウエハ−の中心と研磨盤中心の距離Dは90mm〜
110mm程度である。
{After polishing for 10 hours} Under the above conditions, the diamond wafer was polished for 10 hours. Sample with a polishing plate rotation speed of 500 rpm, 1500 rpm
The sample is Calculate the linear velocity in the case of rotation. Wafer radius is 25mm, rotation speed is 40r
Since it is pm, the linear velocity at the outermost periphery is 0.1 m /
s. Calculate the linear velocity in the case of revolution. Since the radius of the polishing plate is 150 mm and the radius of the wafer is 25 mm, the distance D between the center of the wafer and the center of the polishing plate is 90 mm to
It is about 110 mm.

【0044】試料の500rpmの場合は、ウエハ−
中心での線速度Vは、D=90mmの時V=4.7m/
s、D=100mmの時V=5.2m/s、D=110
mmの時V=5.7m/sである。試料の1500r
pmの場合は、ウエハ−中心での線速度Vは、D=90
mmの時V=14m/s、D=100m/sの時V=1
5.7m/s、D=110mmの時V=17m/sであ
る。自転と公転が両方作用するし、研磨盤中心からの距
離により線速度が異なる。自転と公転が同方向なら、線
速度は一時的に両方の和になる場合がある。上の例では
自転による線速度が小さいので、研磨盤とウエハ−の相
対線速度は殆ど研磨盤の公転によって決まる。
In the case of 500 rpm of the sample, the wafer
The linear velocity V at the center is V = 4.7 m / D when D = 90 mm.
When s, D = 100 mm, V = 5.2 m / s, D = 110
When mm, V = 5.7 m / s. 1500r of sample
In the case of pm, the linear velocity V at the wafer center is D = 90.
mm = V = 14 m / s, D = 100 m / s V = 1
When 5.7 m / s and D = 110 mm, V = 17 m / s. Both the rotation and the revolution act, and the linear velocity varies depending on the distance from the center of the polishing machine. If the rotation and the revolution are in the same direction, the linear velocity may temporarily be the sum of both. In the above example, since the linear velocity due to the rotation is small, the relative linear velocity between the polishing plate and the wafer is almost determined by the revolution of the polishing plate.

【0045】どちらの試料も、ダイヤモンド膜面の方が
凸に15μm反っているものを用いた。いずれの試料に
おいても研磨は、中心部から周辺に向かって進行してい
る。その進行状況を基板全体Zに対する研磨部の面積X
の比X/Zによって表現すると、公転速度が500rp
mのものは、どの条件においても約5割であった。つま
り周辺部の5割は未研磨であるか研磨不十分であるとい
うことである。公転速度が1500rpmのものは、噴
霧物質なし、噴霧物質が鉄の場合はX/Zが7割であっ
た。噴霧物質がマンガンの場合は、X/Zが9割でさら
に優れている。噴霧物質がセリウムの場合、X/Zが1
0割であって全面が研磨されていた。
In both samples, the diamond film surface was convexly warped by 15 μm. In all the samples, the polishing progresses from the central portion toward the periphery. The progress is shown by the area X of the polishing part with respect to the whole substrate Z.
Expressed by the ratio X / Z of, the revolution speed is 500 rp
The value of m was about 50% under all conditions. That is, 50% of the peripheral portion is unpolished or insufficiently polished. When the revolution speed was 1500 rpm, there was no atomized substance, and when the atomized substance was iron, X / Z was 70%. When manganese is the spray substance, X / Z is 90%, which is more excellent. X / Z is 1 when the atomized substance is cerium
It was 0% and the entire surface was polished.

【0046】これは研磨時間が10時間の場合である。
これよりも時間を長くすると研磨の割合はさらに増え
る。反対に時間を短くすると研磨された領域はさらに減
る。表1に回転速度や噴霧物質にの異なる試料について
のウエハ−中心部での研磨深さの測定結果を示す。
This is the case where the polishing time is 10 hours.
If the time is longer than this, the polishing rate further increases. On the contrary, if the time is shortened, the polished area is further reduced. Table 1 shows the measurement results of the polishing depth at the center of the wafer for the samples having different rotation speeds and atomized substances.

【0047】[0047]

【表1】 [Table 1]

【0048】研磨盤回転が500rpmでは、噴霧物質
によって研磨速度は殆ど変わらない。つまり噴霧物質に
よる特別の効果が殆どない。1500rpmの場合はマ
ンガン、セリウムを噴霧する場合に研磨速度が高くな
る。これは研磨深さにおいてもそうであるし、先程述べ
た研磨広さにおいてもそうである。500rpmの場合
はウエハ−と研磨盤の相対速度が5m/sの程度であ
る。これより相対速度が低いと研磨深さは浅い事が分か
る。1500rpmでは相対速度が15m/sの程度に
なる。マンガンを反応物質に用いる場合は、回転速度に
比例して研磨深さが増加している。しかし噴霧物質な
し、噴霧物質が鉄の場合は回転速度に比例する程には研
磨深さが増えない。噴霧物質がセリウムの場合は回転数
の比以上に深さが増えている。
When the polishing plate is rotated at 500 rpm, the polishing rate hardly changes depending on the sprayed substance. That is, there is almost no special effect due to the spray substance. In the case of 1500 rpm, the polishing rate becomes high in the case of spraying manganese and cerium. This is true for the polishing depth and also for the polishing width described above. In the case of 500 rpm, the relative speed between the wafer and the polishing plate is about 5 m / s. It can be seen that when the relative speed is lower than this, the polishing depth is shallow. At 1500 rpm, the relative speed is about 15 m / s. When manganese is used as the reaction material, the polishing depth increases in proportion to the rotation speed. However, when there is no atomized substance and the atomized substance is iron, the polishing depth does not increase to the extent that it is proportional to the rotation speed. When the atomized substance is cerium, the depth increases more than the ratio of the number of revolutions.

【0049】(2)加工条件2(ダイヤモンド砥石の種
類を変えた場合) 試料(Si基板+薄膜)はダイヤモンド膜面の方に15
μm反っているものを用いた。前例と同様に、天然ゴム
を介して、直径100mm厚さ20mmのステンレス製
のホルダ−にウエハ−を貼りつけた。今度は研磨盤によ
る研磨結果の違いを調べた。研磨条件は以下のごとくで
ある。
(2) Processing condition 2 (when the type of diamond grindstone is changed) The sample (Si substrate + thin film) is 15 on the diamond film surface.
The one having a warp of μm was used. As in the previous example, the wafer was attached to a stainless steel holder having a diameter of 100 mm and a thickness of 20 mm through a natural rubber. Next, we examined the difference in polishing results depending on the polishing machine. The polishing conditions are as follows.

【0050】 イ.研磨盤 #200の、集中度100のレジンボンド
ダイヤモンド砥石 #200のダイヤモンド電着砥石 #200の、集中度100のメタルボンドダイヤモンド
砥石 ロ.研磨盤直径 300mm ハ.研磨盤回転数 1500rpm
B. Polishing machine # 200, resin-bonded diamond whetstone with a concentration of 100 # 200 diamond electrodeposition whetstone # 200, metal-bonded diamond whetstone with a concentration of 100 b. Polishing plate diameter 300 mm C. Polishing board rotation speed 1500 rpm

【0051】 ニ.ホルダ− ステンレス φ100、20mmt ホ.緩衝材 天然ゴム φ60 、2mmt ヘ.ホルダ−回転数 40 rpm ト.加工圧力 8 kgf チ.研磨時間 5 Hr リ.噴霧粉末 なし、鉄、マンガン、セリウム ヌ.雰囲気 アルゴン(Ar)D. Holder-Stainless steel φ100, 20 mmt e. Buffer material Natural rubber φ60, 2mmt f. Holder-rotation speed 40 rpm g. Processing pressure 8 kgf H. Polishing time 5 Hr. No spray powder, iron, manganese, cerium. Atmosphere Argon (Ar)

【0052】{5時間研磨後} このような条件によっ
て5時間ダイヤモンドウエハ−を研磨した。どの試料
も、ダイヤモンド膜面の方が凸に15μm反っているも
のを用いた。いずれの試料においても研磨は、中心部か
ら周辺に向かって進行している。研磨盤の回転数は15
00rpmである。線速度にすると、14m/s〜17
m/sである。表2に、研磨盤の違いによる基板中心部
の研磨深さの測定結果を示す。
{After polishing for 5 hours} The diamond wafer was polished for 5 hours under the above conditions. For all the samples, the diamond film surface was convexly warped by 15 μm. In all the samples, the polishing progresses from the central portion toward the periphery. The rotation speed of the polishing machine is 15
It is 00 rpm. At linear velocity, 14m / s-17
m / s. Table 2 shows the measurement results of the polishing depth of the central portion of the substrate depending on the polishing plate.

【0053】[0053]

【表2】 [Table 2]

【0054】噴霧物質なし、鉄、マンガンの場合は、電
着砥石とメタルボンド砥石において除去深さは殆ど変わ
らない。レジンボンド砥石はこれらふたつの砥石よりも
除去量が少ない。噴霧物質にセリウムを用いる時はどの
砥石でも研磨量が多くなる。またセリウムの場合、レジ
ンボンド砥石による研磨量は他の2つの砥石の研磨量に
ほぼ等しくなる。研磨結果を評価するものとして、表面
粗さRaは重要なファクタ−である。砥石と噴霧物質の
違う試料について研磨面の面粗さRa(nm)を測定し
た。表3にその結果を示す。
When there is no atomized substance and iron and manganese, the removal depths of the electrodeposition grindstone and the metal bond grindstone are almost the same. Resin bond wheels have less removal than these two wheels. When using cerium as the atomizing substance, the amount of polishing increases with any grinding stone. In the case of cerium, the amount of polishing by the resin bond grindstone is almost equal to the amount of polishing by the other two grindstones. The surface roughness Ra is an important factor for evaluating the polishing result. The surface roughness Ra (nm) of the polished surface was measured for samples having different grindstones and spray substances. The results are shown in Table 3.

【0055】[0055]

【表3】 [Table 3]

【0056】メタルボンド砥石の場合に面粗さが最も大
きくなる。電着砥石、レジンボンド砥石の場合、面粗さ
が小さい。噴霧物質なし、鉄、マンガンの場合に、電着
砥石、レジンボンド砥石では、Ra=10nm〜20n
mの程度である。面荒れを少なくするという目的のため
には、噴霧物質なしか噴霧物質鉄の場合が良い。噴霧物
質としてセリウムを使う時は面が荒れている。その中で
もメタルボンド砥石を使う場合が最も著しい。これはセ
リウムを噴霧することにより研磨盤が劣化するためであ
る。セリウムによる劣化の最も少ない砥石はレジンボン
ドである。
In the case of a metal bond grindstone, the surface roughness is the largest. Surface roughness is low in the case of electrodeposition grindstone and resin bond grindstone. Ra = 10 nm to 20 n for the electrodeposition grindstone and resin bond grindstone in the case of no spray substance, iron and manganese
It is about m. For the purpose of reducing the surface roughness, it is preferable to use the atomized substance or the atomized substance iron. The surface is rough when using cerium as a spray substance. Among them, the case of using a metal bond grindstone is the most remarkable. This is because the polishing plate is deteriorated by spraying cerium. The whetstone that is least deteriorated by cerium is resin bond.

【0057】(3)加工条件3(非ダイヤモンド砥石を
使った場合) 研磨盤はこれまでダイヤモンド砥石を使ってきたが、こ
こではダイヤモンド砥粒のない砥石を用いてダイヤモン
ドウエハ−を研磨して研磨の進行、面粗さを測定した。
研磨盤の材質は噴霧物質として使用してきたものであ
る。噴霧物質は使用しない。研磨条件は以下のごとくで
ある。
(3) Processing condition 3 (when a non-diamond grindstone is used) A diamond grindstone has been used as a polishing machine up to now, but here, a diamond wafer is ground and polished using a grindstone having no diamond abrasive grains. And the surface roughness were measured.
The material of the polishing plate has been used as a spray substance. No atomized material is used. The polishing conditions are as follows.

【0058】 イ.研磨盤材質 鉄(ダイヤモンド砥粒なし) マンガン(ダイヤモンド砥粒なし) セリウム(ダイヤモンド砥粒なし) ロ.研磨盤直径 300mm ハ.研磨盤回転数 1500rpmB. Polishing machine material Iron (without diamond abrasive) Manganese (without diamond abrasive) Cerium (without diamond abrasive) b. Polishing plate diameter 300 mm C. Polishing board rotation speed 1500 rpm

【0059】 ニ.ホルダ− ステンレス φ100、20mmt ホ.ホルダ−回転数 40 rpm ヘ.加工圧力 8 kgf ト.研磨時間 1 Hr チ.噴霧粉末 なし リ.雰囲気 真空(10-3Torr未満)D. Holder-Stainless steel φ100, 20 mmt e. Holder-rotation speed 40 rpm f. Processing pressure 8 kgf. Polishing time 1 Hr H. No spray powder Atmosphere Vacuum (less than 10 -3 Torr)

【0060】{1時間研磨後} このような条件によっ
て1時間ダイヤモンドウエハ−を研磨した。研磨盤の種
類によって研磨深さ(μm)、面粗さ:Ra(nm)が
異なるのでこれを測定した。結果を表4に示す。
{After polishing for 1 hour} The diamond wafer was polished for 1 hour under the above conditions. Since the polishing depth (μm) and the surface roughness: Ra (nm) differ depending on the type of polishing plate, these were measured. The results are shown in Table 4.

【0061】[0061]

【表4】 [Table 4]

【0062】いずれの試料も、表面がRa30nm程度
に研磨されている。ダイヤモンド砥粒を用いないので殆
ど研磨が進行しないことが分かる。特に鉄の研磨盤の場
合は殆ど研磨できない。マンガン研磨盤の場合は少し研
磨できる。セリウム研磨盤の場合は1時間で1.1μm
程度研磨できる。5時間かけると5μm程度と推定され
る。これは面粗度が9nmで十分に平滑になることが分
かる。これらは物理的に研磨するというよりも、研磨盤
の材料原子がダイヤモンド薄膜の中に熱拡散によって浸
入し、化学反応によりダイヤモンドを除去してゆくので
ある。
The surface of each sample is polished to Ra of about 30 nm. It can be seen that polishing hardly progresses because diamond abrasive grains are not used. Particularly, in the case of an iron polishing machine, almost no polishing is possible. In the case of a manganese polisher, it can be polished a little. 1.1 μm in 1 hour for cerium polishing machine
Can be polished to a degree. It is estimated to be about 5 μm after spending 5 hours. It can be seen that this has a surface roughness of 9 nm and is sufficiently smooth. Rather than physically polishing these, the material atoms of the polishing plate penetrate into the diamond thin film by thermal diffusion, and the diamond is removed by a chemical reaction.

【0063】(4)加工条件4(温度を変化させた場
合) 研磨盤はダイヤモンド砥粒を持たない研磨盤を使用す
る。研磨盤表面の温度を300℃、600℃、900℃
に変動させ温度の影響を調べた。粉末を噴霧しない。
(4) Processing condition 4 (when the temperature is changed) As the polishing disk, a polishing disk having no diamond abrasive grains is used. The temperature of the polishing board surface is 300 ℃, 600 ℃, 900 ℃
The effect of temperature was investigated by varying the temperature. Do not spray powder.

【0064】 イ.研磨盤材質 鉄(ダイヤモンド砥粒なし) マンガン(ダイヤモンド砥粒なし) セリウム(ダイヤモンド砥粒なし) ロ.研磨盤直径 300 mm ハ.研磨盤回転数 500 rpmB. Polishing machine material Iron (without diamond abrasive) Manganese (without diamond abrasive) Cerium (without diamond abrasive) b. Polishing plate diameter 300 mm C. Polishing machine rotation speed 500 rpm

【0065】 ニ.研磨盤表面温度 300℃、600℃、900℃ ホ.ホルダ−回転数 40 rpm ヘ.加工圧力 8 kgf ト.研磨時間 5 Hr チ.噴霧粉末 なし リ.雰囲気 真空(10-3Torr未満)D. Polishing plate surface temperature 300 ° C, 600 ° C, 900 ° C e. Holder-rotation speed 40 rpm f. Processing pressure 8 kgf. Polishing time 5 Hr H. No spray powder Atmosphere Vacuum (less than 10 -3 Torr)

【0066】{5時間研磨後} このような条件によっ
て5時間ダイヤモンドウエハ−を研磨した。研磨盤の表
面温度の違いによって研磨深さ(μm)、面粗さ(R
a)が異なる。表5に研磨盤材質、表面温度によって研
磨深さ(μm)がどのように異なるかを測定した結果を
示す。
{After polishing for 5 hours} The diamond wafer was polished for 5 hours under the above conditions. Depending on the surface temperature of the polishing plate, the polishing depth (μm) and surface roughness (R
a) is different. Table 5 shows the results of measuring how the polishing depth (μm) varies depending on the polishing plate material and the surface temperature.

【0067】[0067]

【表5】 [Table 5]

【0068】鉄研磨盤を用いた場合、300℃、600
℃の場合殆ど研磨が進行しない。900℃に温度を高め
た場合、僅かに3μm程度ダイヤモンド層が除去され
る。マンガンの研磨盤を使用する時は、600℃、90
0℃と温度が上がるにつれてダイヤモンド層の除去層が
6μm〜14μmまで増加する。セリウムの研磨盤を使
うと、温度が600℃で既に15μm除去される。研磨
盤の違い、研磨盤の温度の違いによる面粗度Ra(n
m)を測定しその結果を表6に示す。
When an iron polishing plate is used, 300 ° C., 600
When the temperature is ℃, polishing hardly progresses. When the temperature is raised to 900 ° C., the diamond layer is removed by only about 3 μm. When using a manganese polishing table, 600 ° C, 90
As the temperature rises to 0 ° C., the removal layer of the diamond layer increases to 6 μm to 14 μm. Using a cerium polishing plate, the temperature of 600 ° C. already removes 15 μm. The surface roughness Ra (n
m) was measured and the results are shown in Table 6.

【0069】[0069]

【表6】 [Table 6]

【0070】鉄の研磨盤を使用した時は、温度が300
℃〜900℃において、いずれも面粗度Raが100n
m以上であった。マンガン研磨盤の場合は、600℃以
上でRaが30nm以下になる。セリウム研磨盤の場合
は、300℃以上で面粗度Raが30nm以下になる。
セリウム使用の場合、600℃の場合が最も面粗度が小
さくRa=15nmである。
When an iron polishing plate was used, the temperature was 300.
The surface roughness Ra is 100 n at 100 ° C. to 900 ° C.
It was m or more. In the case of a manganese polishing plate, Ra becomes 30 nm or less at 600 ° C. or higher. In the case of a cerium polishing plate, the surface roughness Ra becomes 30 nm or less at 300 ° C. or higher.
When cerium is used, the surface roughness is the smallest at 600 ° C. and Ra = 15 nm.

【0071】[0071]

【発明の効果】硬度が高いために加工が極めて困難であ
ったダイヤモンドの加工を能率よくしかも高精度に行な
うことができる。能率よく研磨する、つまり高速加工と
いう点ではレ−ザ加工、放電加工などがある。しかし表
面の面粗度は劣る。加工精度という点では、酸素エッチ
ング法がある。しかしこれは加工速度が遅い。つまりダ
イヤモンド加工法において、能率と精度が両立できる加
工法は存在しない。本発明は初めて、能率と精度に双方
に優れたダイヤモンド加工法を与えることができる。
EFFECTS OF THE INVENTION Diamond, which has been extremely difficult to process due to its high hardness, can be efficiently and accurately processed. For efficient polishing, that is, high-speed processing, there are laser processing and electric discharge processing. However, the surface roughness is inferior. In terms of processing accuracy, there is an oxygen etching method. However, this has a slow processing speed. That is, in the diamond processing method, there is no processing method that can achieve both efficiency and accuracy. For the first time, the present invention can provide a diamond processing method excellent in both efficiency and accuracy.

【0072】ダイヤモンドをエレクトロニクス、光学分
野で利用するには、平坦で平滑な大面積のダイヤモンド
ウエハ−が必要である。本発明は大面積の鏡面研磨ダイ
ヤモンドウエハ−を提供することができる。本発明の加
工法によりダイヤモンドの用途を飛躍的に増大させるこ
とができる。
In order to use diamond in the fields of electronics and optics, a flat, smooth and large area diamond wafer is required. The present invention can provide a large area mirror-polished diamond wafer. The processing method of the present invention can dramatically increase the applications of diamond.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のダイヤモンド研磨装置の概略斜視図。FIG. 1 is a schematic perspective view of a diamond polishing apparatus of the present invention.

【図2】本発明において使用する研磨盤の表面の溝構造
を示す平面図。
FIG. 2 is a plan view showing a groove structure on the surface of a polishing plate used in the present invention.

【図3】図2の研磨盤のX−X縦断面図。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view taken along the line XX of the polishing disk of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 研磨盤 2 被研磨物 3 ホルダ− 4 シャフト(シャフト) 5 ロ−ドセル 6 噴霧器 7 ホルダ−モ−タ 8 ベルト 9 放射温度計 11 半径溝 12 円周溝 14 軸 15 プーリ 16 プーリ 1 Polishing Board 2 Object to be Polished 3 Holder-4 Shaft 5 Road Cell 6 Sprayer 7 Holder-Motor 8 Belt 9 Radiation Thermometer 11 Radial Groove 12 Circumferential Groove 14 Shaft 15 Pulley 16 Pulley

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基材の上にダイヤモンド膜を形成したダ
イヤモンドウエハ−のダイヤモンド表面を研磨するため
に、ダイヤモンド表面とダイヤモンド砥粒を含む研磨盤
とを接触させ、互いを擦り合わせることによって接触点
で熱を発生させダイヤモンドと熱化学反応を起こす物質
の粉末あるいは粉末を含む液を研磨盤上に噴霧し、ダイ
ヤモンドと反応物質を反応させ、ダイヤモンドとの化合
物を作り硬度を下げ研磨盤によって削ることによりダイ
ヤモンド表面を除去するようにしたことを特徴とするダ
イヤモンドの研磨方法。
1. In order to polish a diamond surface of a diamond wafer having a diamond film formed on a base material, the diamond surface and a polishing plate containing diamond abrasive grains are brought into contact with each other, and the contact points are rubbed against each other. A powder of a substance that generates heat by thermodynamic reaction with diamond or a liquid containing a powder is sprayed onto the polishing plate to react the diamond with the reaction substance to form a compound with diamond to lower the hardness and to polish it with the polishing plate. A diamond polishing method characterized in that the diamond surface is removed by means of.
【請求項2】 粉末としてあるいは液として噴霧する噴
霧物質として、鉄、ニッケル、マンガン、セリウム、ラ
ンタンなどの物質のうち少なくとも1種類以上を使用す
ることを特徴とする請求項1に記載のダイヤモンドの研
磨方法。
2. The diamond according to claim 1, wherein at least one kind of substances such as iron, nickel, manganese, cerium, and lanthanum is used as a spray substance to be sprayed as powder or liquid. Polishing method.
【請求項3】 基材の上にダイヤモンド膜を形成したダ
イヤモンドウエハ−のダイヤモンド表面を研磨するため
に、ダイヤモンドと熱化学反応する材料によって作られ
た研磨盤にダイヤモンド表面を接触させ、互いを擦り合
わせることによって接触点で熱を発生させダイヤモンド
と研磨盤材料とを熱化学反応させ、ダイヤモンドとの化
合物を作り硬度を下げ研磨盤によって削ることによりダ
イヤモンド表面を除去するようにしたことを特徴とする
ダイヤモンドの研磨方法。
3. In order to polish a diamond surface of a diamond wafer having a diamond film formed on a base material, the diamond surface is brought into contact with a polishing plate made of a material that chemically reacts with diamond and rubbed against each other. It is characterized in that heat is generated at the contact point by combining and the diamond and the polishing plate material are thermochemically reacted to form a compound with diamond to lower the hardness and scrape with the polishing plate to remove the diamond surface. Diamond polishing method.
【請求項4】 研磨盤の材質として、鉄、ニッケル、マ
ンガン、セリウム、ランタンなどの物質のうち、少なく
とも1種類以上を使用することを特徴とする請求項3に
記載のダイヤモンドの研磨方法。
4. The diamond polishing method according to claim 3, wherein at least one of substances such as iron, nickel, manganese, cerium, and lanthanum is used as a material for the polishing plate.
【請求項5】 加工時の雰囲気が酸素、水素、アルゴン
などの物質のうち少なくとも1種類以上のガスによって
満たされているか或いは真空であることを特徴とする請
求項1〜5のいずれかに記載のダイヤモンドの研磨方
法。
5. The processing atmosphere according to claim 1, wherein the processing atmosphere is filled with at least one gas selected from oxygen, hydrogen, argon and the like, or is a vacuum. Polishing method of diamond.
【請求項6】 研磨盤と被研磨材のそれぞれの任意の1
点の相対速度が5m/s〜20m/sであることを特徴
とする請求項1〜5のいずれかに記載のダイヤモンドの
研磨方法。
6. An arbitrary one of each of the polishing plate and the material to be polished
The diamond polishing method according to any one of claims 1 to 5, wherein the relative velocity of the points is 5 m / s to 20 m / s.
【請求項7】 被研磨材表面の温度が研磨盤表面との摩
擦熱によって200℃〜800℃の範囲内に加熱され、
この熱によって化学的作用が促進されることを特徴とす
る請求項1〜6に記載のダイヤモンドの研磨方法。
7. The temperature of the surface of the material to be polished is heated to a range of 200 ° C. to 800 ° C. by frictional heat with the surface of the polishing plate,
The diamond polishing method according to claim 1, wherein a chemical action is promoted by the heat.
【請求項8】 研磨盤下に施されているヒ−タと研磨盤
表面温度を検出するセンサにより、研磨盤表面の温度を
200℃〜800℃の範囲において連続的に調整するこ
とが可能であることを特徴とする請求項1〜7に記載の
ダイヤモンドの研磨方法。
8. The temperature of the polishing plate surface can be continuously adjusted in the range of 200 ° C. to 800 ° C. by a heater provided under the polishing plate and a sensor for detecting the surface temperature of the polishing plate. The diamond polishing method according to claim 1, wherein the diamond polishing method is used.
【請求項9】 ダイヤモンド粒子を表面に固定した主軸
まわりに回転する研磨盤と、ダイヤモンドウエハを下面
に固定し研磨盤に押しつけた状態でシャフトまわりに自
転するホルダ−と、ホルダ−を回転させるホルダ−モ−
タと、ホルダ−に軸方向に力を与えその力を検出できる
ロ−ドセルと、ニッケル、鉄、マンガン、セリウム、ラ
ンタンの粉末またはこれらの粉末を含む液を研磨盤に噴
霧する噴霧器と、研磨盤の表面温度を測定する温度セン
サと、研磨盤を加熱するヒ−タとを含み、ホルダ−には
2kgf〜20kgfの軸方向力を与えることができ、
研磨盤とダイヤモンドウエハの相対線速度が5m/s〜
20m/sになるように研磨盤を回転できるようにした
ことを特徴とするダイヤモンドの研磨装置。
9. A polishing disk having diamond particles fixed on the surface and rotating around a main axis, a holder that fixes a diamond wafer on the lower surface and rotates around a shaft while being pressed against the polishing disk, and a holder that rotates the holder. -Mo-
, A load cell that can apply a force to the holder in the axial direction and detect the force, a sprayer that sprays a powder of nickel, iron, manganese, cerium, lanthanum, or a liquid containing these powders onto a polishing disk, and a polishing tool. It includes a temperature sensor for measuring the surface temperature of the plate and a heater for heating the polishing plate, and the holder can be applied with an axial force of 2 kgf to 20 kgf.
Relative linear velocity between polishing machine and diamond wafer is 5m / s ~
A diamond polishing apparatus characterized in that a polishing disk can be rotated so as to be 20 m / s.
【請求項10】 研磨盤として、ダイヤ砥粒を用いた電
着砥石、レジンボンド砥石、メタルボンド砥石、ビトリ
ファイボンド砥石を使用することを特徴とする請求項9
に記載のダイヤモンドの研磨装置。
10. The polishing machine used is an electrodeposition grindstone using diamond abrasive grains, a resin bond grindstone, a metal bond grindstone, or a vitrify bond grindstone.
The diamond polishing apparatus described in 1.
【請求項11】 鉄、ニッケル、マンガン、セリウムま
たはランタンを少なくとも表面に有し主軸まわりに回転
する研磨盤と、ダイヤモンドウエハを下面に固定し研磨
盤に押しつけた状態でシャフトまわりに自転するホルダ
−と、ホルダ−を回転させるホルダ−モ−タと、ホルダ
−に軸方向に力を与えその力を検出できるロ−ドセル
と、研磨盤の表面温度を測定する温度センサと、研磨盤
を加熱するヒ−タとを含み、ホルダ−には2kgf〜2
0kgfの軸方向力を与えることができ、研磨盤とダイ
ヤモンドウエハの相対線速度が5m/s〜20m/sに
なるように研磨盤を回転できるようにしたことを特徴と
するダイヤモンドの研磨装置。
11. A polishing machine having iron, nickel, manganese, cerium or lanthanum on at least its surface and rotating around a main axis, and a holder which rotates around a shaft while a diamond wafer is fixed to the lower surface and pressed against the polishing machine. , A holder motor for rotating the holder, a load cell capable of applying a force to the holder in the axial direction and detecting the force, a temperature sensor for measuring the surface temperature of the polishing plate, and heating the polishing plate. Including a heater, the holder is 2kgf ~ 2
A diamond polishing apparatus characterized in that an axial force of 0 kgf can be applied and the polishing disk can be rotated so that the relative linear velocity between the polishing disk and the diamond wafer becomes 5 m / s to 20 m / s.
JP5335695A 1995-02-17 1995-02-17 Diamond polishing method and apparatus Expired - Fee Related JP3713738B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5335695A JP3713738B2 (en) 1995-02-17 1995-02-17 Diamond polishing method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5335695A JP3713738B2 (en) 1995-02-17 1995-02-17 Diamond polishing method and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08217597A true JPH08217597A (en) 1996-08-27
JP3713738B2 JP3713738B2 (en) 2005-11-09

Family

ID=12940526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5335695A Expired - Fee Related JP3713738B2 (en) 1995-02-17 1995-02-17 Diamond polishing method and apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3713738B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009166191A (en) * 2008-01-17 2009-07-30 Towa Corp Working method of diamond tool, and diamond tool
CN109500752A (en) * 2019-01-16 2019-03-22 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 A kind of diamond polishing disk based on sub-cooled
CN115007067A (en) * 2022-06-14 2022-09-06 上海征世科技股份有限公司 Device and method for preparing high-purity single crystal diamond sheet
CN116984972A (en) * 2023-08-10 2023-11-03 沈阳工业大学 Grinding and polishing integrated method and device for diamond wafer
CN117020211A (en) * 2023-07-18 2023-11-10 长沙睿江砼行机械有限公司 Grinding recovery equipment of carbide powder

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009166191A (en) * 2008-01-17 2009-07-30 Towa Corp Working method of diamond tool, and diamond tool
CN109500752A (en) * 2019-01-16 2019-03-22 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 A kind of diamond polishing disk based on sub-cooled
CN115007067A (en) * 2022-06-14 2022-09-06 上海征世科技股份有限公司 Device and method for preparing high-purity single crystal diamond sheet
CN115007067B (en) * 2022-06-14 2023-04-25 上海征世科技股份有限公司 Device and method for preparing high-purity monocrystalline diamond piece
CN117020211A (en) * 2023-07-18 2023-11-10 长沙睿江砼行机械有限公司 Grinding recovery equipment of carbide powder
CN116984972A (en) * 2023-08-10 2023-11-03 沈阳工业大学 Grinding and polishing integrated method and device for diamond wafer
CN116984972B (en) * 2023-08-10 2024-03-26 沈阳工业大学 Grinding and polishing integrated method and device for diamond wafer

Also Published As

Publication number Publication date
JP3713738B2 (en) 2005-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6632127B1 (en) Fixed abrasive planarization pad conditioner incorporating chemical vapor deposited polycrystalline diamond and method for making same
KR100528678B1 (en) Cvd diamond coated substrate for polishing pad conditioning head and method for making same
JP5296985B2 (en) Retaining ring with shaping surface
US20090224370A1 (en) Non-planar cvd diamond-coated cmp pad conditioner and method for manufacturing
US9308619B2 (en) Method for the double-side polishing of a semiconductor wafer
GB2302830A (en) Conditioning polishing pads
FR3006219A1 (en) MECHANICAL CHEMICAL POLISHING PAD WITH WINDOW, FLEXIBLE AND CONDITIONABLE
WO2019146336A1 (en) Seed crystal for 4h-sic single-crystal growth, and method for processing said seed crystal
JP2009111095A (en) Wafer lapping method
JP3713738B2 (en) Diamond polishing method and apparatus
JPH0752033A (en) Polishing device
JPH07314302A (en) Polishing method of hard wafer and device thereof
WO2005118223A1 (en) Polishing pad with oscillating path groove network
US6869340B2 (en) Polishing cloth for and method of texturing a surface
KR20060112665A (en) Chemical mechanical polishing method for reducing slurry reflux
US6755722B1 (en) Method of chemical mechanical texturing
US6306013B1 (en) Method of producing polishing cloth for a texturing process
JP2005005315A (en) Method for polishing wafer
FR3056432A1 (en) METHOD OF FORMING THE SURFACE OF MECHANICAL CHEMICAL POLISHING PADS
US6866560B1 (en) Method for thinning specimen
JP2010173016A (en) Conditioner for semiconductor polishing cloth, method for manufacturing the conditioner for semiconductor polishing cloth, and semiconductor polishing apparatus
JP2003039334A (en) Super abrasive grain wheel for flat honing, dressing method thereof, and grinding device using the wheel
JP2003165048A (en) Polishing tool shaping method and polishing device
GB2528340A (en) Post-synthesis processing of diamond and related super-hard materials
WO2000024548A1 (en) Polishing apparatus and a semiconductor manufacturing method using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050208

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050222

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: 20050802

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050815

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090902

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090902

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100902

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100902

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110902

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees