JPS5953317B2 - 非晶質酸化アルミニウム表面の化学的−機械的研摩方法 - Google Patents
非晶質酸化アルミニウム表面の化学的−機械的研摩方法Info
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- JPS5953317B2 JPS5953317B2 JP58224563A JP22456383A JPS5953317B2 JP S5953317 B2 JPS5953317 B2 JP S5953317B2 JP 58224563 A JP58224563 A JP 58224563A JP 22456383 A JP22456383 A JP 22456383A JP S5953317 B2 JPS5953317 B2 JP S5953317B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、完全に研摩された非晶質酸化アルミニウム表
面を形成するために、化学的及び機械的研摩技術を同時
に用いて、上記表面を研摩する方法に係る。
面を形成するために、化学的及び機械的研摩技術を同時
に用いて、上記表面を研摩する方法に係る。
〔従来技術〕
種々の機械部品、特に他の部品に関して移動している機
械部品は、完全に研摩された表面を必要とする。
械部品は、完全に研摩された表面を必要とする。
従来、炭化チタンの粉末のみより成る、又は酸化アルミ
ニウム或は同様な材料の粒子と組合わされた炭化チタン
の粉末より成る、高温圧縮された部一品である、機械部
品を形成することが提案されている。それらの部品の表
面には、非晶質酸化アルミニウムの層が形成される。そ
の結果得られた部品は、優れた耐破壊性、改良された機
械加工、及び良好な耐摩耗性等の所望の特性を有してい
るが、その様な機械部品は更に完全に研摩されているこ
とが望ましい。酸化アルミニウムは、化学的に反応しな
い、比較的硬質の材料である。
ニウム或は同様な材料の粒子と組合わされた炭化チタン
の粉末より成る、高温圧縮された部一品である、機械部
品を形成することが提案されている。それらの部品の表
面には、非晶質酸化アルミニウムの層が形成される。そ
の結果得られた部品は、優れた耐破壊性、改良された機
械加工、及び良好な耐摩耗性等の所望の特性を有してい
るが、その様な機械部品は更に完全に研摩されているこ
とが望ましい。酸化アルミニウムは、化学的に反応しな
い、比較的硬質の材料である。
機械部品の表面に付着されたその様な層の研摩は従来行
われていない。半動体部品に於ける極めて硬質の材料の
研摩に於ては、例えば米国特許第４０１１０９９号明細
書等に記載されている如き、多くの提案が成されている
。特に、シリコン及びサファイアのウェハは、その技術
分野に於て完全に研摩されている。〔本発明の目的及び
概要〕本発明の目的は、完全に研摩された非晶質酸化ア
ルミニウムの表面を形成するために、軟質研摩材を含む
くえん酸及び水より成るスラリを用い且つ上記表面を硬
質面で絶えず摩擦して、上記表面を化学的一機械的に研
摩する方法を提供することである。
われていない。半動体部品に於ける極めて硬質の材料の
研摩に於ては、例えば米国特許第４０１１０９９号明細
書等に記載されている如き、多くの提案が成されている
。特に、シリコン及びサファイアのウェハは、その技術
分野に於て完全に研摩されている。〔本発明の目的及び
概要〕本発明の目的は、完全に研摩された非晶質酸化ア
ルミニウムの表面を形成するために、軟質研摩材を含む
くえん酸及び水より成るスラリを用い且つ上記表面を硬
質面で絶えず摩擦して、上記表面を化学的一機械的に研
摩する方法を提供することである。
本発明の方法に従つて、完全に研摩された非晶質酸化ア
ルミニウムの表面が形成される。
ルミニウムの表面が形成される。
本発明の方法は、軟質研摩材を含むくえん酸及び水より
成るスラリで酸化アルミニウムの表面を絶えず湿潤させ
、上記表面の突出部からの酸化アルミニウムが上記くえ
ん酸及び水と反応して生じた生成物を除去するために、
上記表面と硬質面とを相対的に運動させ乍ら、相互間に
圧力を加え、上記硬質面で上記表面を絶えず摩擦するこ
とを含む。この方法は、完全に研摩された表面が形成ま
れる迄、続けられる。典型的には、上記スラリは、くえ
ん酸を含む水の中に分散されたコロイド状二酸化シリコ
ンより成る。〔実施例〕 第１図は、本発明の方法により研摩される機械部品２５
を示す縦断面図である。
成るスラリで酸化アルミニウムの表面を絶えず湿潤させ
、上記表面の突出部からの酸化アルミニウムが上記くえ
ん酸及び水と反応して生じた生成物を除去するために、
上記表面と硬質面とを相対的に運動させ乍ら、相互間に
圧力を加え、上記硬質面で上記表面を絶えず摩擦するこ
とを含む。この方法は、完全に研摩された表面が形成ま
れる迄、続けられる。典型的には、上記スラリは、くえ
ん酸を含む水の中に分散されたコロイド状二酸化シリコ
ンより成る。〔実施例〕 第１図は、本発明の方法により研摩される機械部品２５
を示す縦断面図である。
部品２５は、基板８及び該基板上に形成された約５乃至
８ミクロンの厚さを有する非晶質酸化アルミニウム層９
を含む。本発明の方法の１実施例に於ては、基板８とし
て、圧縮して焼結した又は高温圧縮した酸化アルミニウ
ムと炭化チタンとの微粒子混合物が用いられる。しかし
ながら、炭化チタンの粒子だけでも、同様にみて所望の
部品に圧縮される。上記混合物は、約５ミクロンよりも
小さい平均粒度を有することを特徴とし、それらの粒子
は１乃至２ｔｉ七ンの長さを有する２ことが好ましい。
好ましい混合物１ｉ、・Ｆｈ（１）乃至釦％の酸化アル
ミニウム及刀０乃至４０１ｔ量％の炭化チタンを含む。
その高密度の混合物は、低い多孔率を有し、改良された
ヤング率及びずれ弾性率並びに破壊係数を示す。所望の
特性を有する基板８のための材料を形成するために、そ
れらの材料が所望の粒度の粉末に粉砕され、２０乃至４
０重量％の炭化チタンに対して約６０乃至刈重量％の酸
化アルミニウムの所望の組−｝丑＝Ｉラ土≠↑？：≦＋
型に注入されて充填される・ｉその充填された粉末が、
略７０乃至２１０ｋｇ／―の荷重を加えられて、予備成
形される。
８ミクロンの厚さを有する非晶質酸化アルミニウム層９
を含む。本発明の方法の１実施例に於ては、基板８とし
て、圧縮して焼結した又は高温圧縮した酸化アルミニウ
ムと炭化チタンとの微粒子混合物が用いられる。しかし
ながら、炭化チタンの粒子だけでも、同様にみて所望の
部品に圧縮される。上記混合物は、約５ミクロンよりも
小さい平均粒度を有することを特徴とし、それらの粒子
は１乃至２ｔｉ七ンの長さを有する２ことが好ましい。
好ましい混合物１ｉ、・Ｆｈ（１）乃至釦％の酸化アル
ミニウム及刀０乃至４０１ｔ量％の炭化チタンを含む。
その高密度の混合物は、低い多孔率を有し、改良された
ヤング率及びずれ弾性率並びに破壊係数を示す。所望の
特性を有する基板８のための材料を形成するために、そ
れらの材料が所望の粒度の粉末に粉砕され、２０乃至４
０重量％の炭化チタンに対して約６０乃至刈重量％の酸
化アルミニウムの所望の組−｝丑＝Ｉラ土≠↑？：≦＋
型に注入されて充填される・ｉその充填された粉末が、
略７０乃至２１０ｋｇ／―の荷重を加えられて、予備成
形される。
押型申め予備成形体が、高温圧縮装置中に装填たれて、
１４００乃至１６５０℃の範囲の温度に加熱される。そ
の圧縮される部品は、２８０乃至４２０ｋｇ／醪の圧力
に於て所望の温度に達したときに高温圧縮される。その
圧縮された部品は、応力のない状態を保つために望まし
い時間の間室温に冷やされる。その冷やされた部品が、
押型から取り出され、余分なグラフアイトを除くために
砂吹きされる。それからその部品が、従来のダイアモン
ドによる機械加工及び機械的粗研摩の方法を用いて、所
望の形状及び寸法に機械加工される。非晶質酸化アルミ
ニウム層は、化学的気相付着又は高周彼スパツタリング
の方法によつて付着される。概して、高周波スパツタリ
ング方法は、高純度の誘電体ターゲツトを用いることを
必要とする。酸化アルミニウム層を付着する場合には、
高純度の酸化アルミニウムの円板が用いられる。上記タ
ーゲツトの一方の側が金属化され、銀−エポキシ接着剤
又は他の適当な導電性接着剤を用いて、水で冷却されて
いる平坦なアルミニウムの円板に接着される。その水で
冷却されているアルミニウムの円板は、真空封止部及び
絶縁リングの系によつて真空チエンバの壁の一部を形成
する。金属の保護シールドが、上記の水で冷却されてい
るアルミニウムの円板の露出された領域を略０、（５ｃ
ｍの間隔で包囲して、その領域からのスパツタリングを
防ぐ。電力の源は、高周波発生装置である。典型的な装
置に於ては、電力密度が付着速度、密度、誘電定数、導
電率及び表面特性に影響を与えるので、放電のための電
力が監視及び制御される。高周波スパツタリングに関し
ては、Ｊ．ＥＬｅｃｔｒＯｃｈｅｍｉｃａｌＳＯｃ．，
ｌ９７Ｏ年７月、第１１７巻、第９１３頁乃至第９１７
頁に於けるＣ．Ａ．Ｔ．Ｓａｌａｍａによる″ＲＦＳｐ
ｕｔｔｅｒｅｄＡｌ薗１ｎ画０ｘｉｄｅＦｉ１ｍｓ０ｎ
Ｓｉ１ｉｃ０ｎ″と題する文献に於て、更に詳細に記載
されている。第２図及び第３図は各夕酸化アルミニウム
又は同様な材料の表面を研摩するための本発明による方
法を実施するために有用な研摩装置を示す縦断面図及び
平面図である。
１４００乃至１６５０℃の範囲の温度に加熱される。そ
の圧縮される部品は、２８０乃至４２０ｋｇ／醪の圧力
に於て所望の温度に達したときに高温圧縮される。その
圧縮された部品は、応力のない状態を保つために望まし
い時間の間室温に冷やされる。その冷やされた部品が、
押型から取り出され、余分なグラフアイトを除くために
砂吹きされる。それからその部品が、従来のダイアモン
ドによる機械加工及び機械的粗研摩の方法を用いて、所
望の形状及び寸法に機械加工される。非晶質酸化アルミ
ニウム層は、化学的気相付着又は高周彼スパツタリング
の方法によつて付着される。概して、高周波スパツタリ
ング方法は、高純度の誘電体ターゲツトを用いることを
必要とする。酸化アルミニウム層を付着する場合には、
高純度の酸化アルミニウムの円板が用いられる。上記タ
ーゲツトの一方の側が金属化され、銀−エポキシ接着剤
又は他の適当な導電性接着剤を用いて、水で冷却されて
いる平坦なアルミニウムの円板に接着される。その水で
冷却されているアルミニウムの円板は、真空封止部及び
絶縁リングの系によつて真空チエンバの壁の一部を形成
する。金属の保護シールドが、上記の水で冷却されてい
るアルミニウムの円板の露出された領域を略０、（５ｃ
ｍの間隔で包囲して、その領域からのスパツタリングを
防ぐ。電力の源は、高周波発生装置である。典型的な装
置に於ては、電力密度が付着速度、密度、誘電定数、導
電率及び表面特性に影響を与えるので、放電のための電
力が監視及び制御される。高周波スパツタリングに関し
ては、Ｊ．ＥＬｅｃｔｒＯｃｈｅｍｉｃａｌＳＯｃ．，
ｌ９７Ｏ年７月、第１１７巻、第９１３頁乃至第９１７
頁に於けるＣ．Ａ．Ｔ．Ｓａｌａｍａによる″ＲＦＳｐ
ｕｔｔｅｒｅｄＡｌ薗１ｎ画０ｘｉｄｅＦｉ１ｍｓ０ｎ
Ｓｉ１ｉｃ０ｎ″と題する文献に於て、更に詳細に記載
されている。第２図及び第３図は各夕酸化アルミニウム
又は同様な材料の表面を研摩するための本発明による方
法を実施するために有用な研摩装置を示す縦断面図及び
平面図である。
その研摩装置は、スラリ排出口１２及び駆動される回転
プレート１４を有する研摩ボウル１０を有している。回
転プレート１４上にはポロメリツク（ＰＯｒＯｍｅｒｉ
ｃ）材料より成る、軟かく、丈夫な表面即ちパツド１６
が、任意の適当な手段（図示せず）により装着される。
用いられているパツド材料は、上部被膜のポロメリツク
材及び基板である。上部被膜の厚さは厳密さを要する。
上部被膜の厚さは０．４乃至０．５ｍｍであり、基板の
厚さは０．５乃至０．６ｍｍである。そのパツケージ全
体の厚さは１±０．０５ｍｍである。その上部被膜は、
巨視的及び微視的な孔をランダムに有する構造体が得ら
れる様に、凝集法によつて形成されている。巨視的な孔
は、不規則な形状を有し、上部被膜中に何ら配向されず
にランダムに分散されている。微視的な孔は、上部被膜
中の他の部分を構成している。この様な材料に関しては
、ＥｘｔｅｎｄｅｄＡｂｓｔｒａｃｔｓＯｆＥｌｅｃ．
Ｃｈｅｍ．ＳＯｃ．ＳｐｒｉｎｇＭｅｅｔｉｎｇ，ＢＯ
ｓｔＯｎ，Ｍａｓｓ．，１９７９年５月６日〜１１日、
第７９−１巻、ＡｂＳ．ＮＯ．ｌ８６、第４８８頁乃至
第４９０頁に於けるＥｒｉｃＭｅｎｄｅｌ等による４４
ＰａｄＭａｔｅｒｉａ１ｓｆ０ｒＣｈｅｍｉｃａ１−Ｍ
ｅｃｈａｎｉｃａｌＰＯｌｉｓｈｉｎｇ゛と題する文献
に於て、更に詳細に記載されている。一般に入手され得
るこの種の研摩パツドには、ＲＯｄｅｌ杜製ＲＯｄｅｌ
２ｌＯ（商品名）、ＧＥＯＳ社製ＰＯＬＴＥＸ（商品名
）、Ｇ．Ｎｅｗｍａｎ社製ＮＥＷＭＡＮ（商品名）等が
ある。回転プレート１４は、軸１８を経て結合されてい
る適当な駆動手段（図示せず）により回転される。研摩
される機械部品２５は、適当な接着剤又は他の適当な方
法によつて、プレート２０上に装着される。プレート２
０は、その上に装着されている部品とともに、ベアリン
グ表面２６を有するアーム２２によつてパツド２６に対
して保持され、それらの部品がパツド１６に対して強く
押し付けられる様に相当な圧力Ｐが軸２８を経て加えら
れる。その好ましい圧力は約１５０乃至４２５ｇｍ／Ｃ
ｍ２である。アーム２２は、研摩ボウル１０の端部から
吊り出されており、回転プレート２４の回転によつて生
じるプレート２０の通常の回転径路内に於てプレート２
０の側面に位置付けられている。限定された開口３２を
有する管３０を経て多量の研摩スラリを回転プレート１
４のパツド１６上に流すことにより、部品２５の酸化ア
ルミニウム表面が上記研摩スラリで絶えず湿潤される。
ポンプ３４が管３０を経てスラリを移動させる。余分な
スラリは、回転プレート１４の端部から振り落されて、
スラリ排出口１２から流出する。二酸化シリコンが分散
されたくえん酸及び水は、簡便には、６乃至１６重量％
の濃度で１乃至５００ミリミクロンの範囲の粒度の２酸
化シリコンを有するシリカ・ゾル及びシリカ・ゲルの形
で用いられる。
プレート１４を有する研摩ボウル１０を有している。回
転プレート１４上にはポロメリツク（ＰＯｒＯｍｅｒｉ
ｃ）材料より成る、軟かく、丈夫な表面即ちパツド１６
が、任意の適当な手段（図示せず）により装着される。
用いられているパツド材料は、上部被膜のポロメリツク
材及び基板である。上部被膜の厚さは厳密さを要する。
上部被膜の厚さは０．４乃至０．５ｍｍであり、基板の
厚さは０．５乃至０．６ｍｍである。そのパツケージ全
体の厚さは１±０．０５ｍｍである。その上部被膜は、
巨視的及び微視的な孔をランダムに有する構造体が得ら
れる様に、凝集法によつて形成されている。巨視的な孔
は、不規則な形状を有し、上部被膜中に何ら配向されず
にランダムに分散されている。微視的な孔は、上部被膜
中の他の部分を構成している。この様な材料に関しては
、ＥｘｔｅｎｄｅｄＡｂｓｔｒａｃｔｓＯｆＥｌｅｃ．
Ｃｈｅｍ．ＳＯｃ．ＳｐｒｉｎｇＭｅｅｔｉｎｇ，ＢＯ
ｓｔＯｎ，Ｍａｓｓ．，１９７９年５月６日〜１１日、
第７９−１巻、ＡｂＳ．ＮＯ．ｌ８６、第４８８頁乃至
第４９０頁に於けるＥｒｉｃＭｅｎｄｅｌ等による４４
ＰａｄＭａｔｅｒｉａ１ｓｆ０ｒＣｈｅｍｉｃａ１−Ｍ
ｅｃｈａｎｉｃａｌＰＯｌｉｓｈｉｎｇ゛と題する文献
に於て、更に詳細に記載されている。一般に入手され得
るこの種の研摩パツドには、ＲＯｄｅｌ杜製ＲＯｄｅｌ
２ｌＯ（商品名）、ＧＥＯＳ社製ＰＯＬＴＥＸ（商品名
）、Ｇ．Ｎｅｗｍａｎ社製ＮＥＷＭＡＮ（商品名）等が
ある。回転プレート１４は、軸１８を経て結合されてい
る適当な駆動手段（図示せず）により回転される。研摩
される機械部品２５は、適当な接着剤又は他の適当な方
法によつて、プレート２０上に装着される。プレート２
０は、その上に装着されている部品とともに、ベアリン
グ表面２６を有するアーム２２によつてパツド２６に対
して保持され、それらの部品がパツド１６に対して強く
押し付けられる様に相当な圧力Ｐが軸２８を経て加えら
れる。その好ましい圧力は約１５０乃至４２５ｇｍ／Ｃ
ｍ２である。アーム２２は、研摩ボウル１０の端部から
吊り出されており、回転プレート２４の回転によつて生
じるプレート２０の通常の回転径路内に於てプレート２
０の側面に位置付けられている。限定された開口３２を
有する管３０を経て多量の研摩スラリを回転プレート１
４のパツド１６上に流すことにより、部品２５の酸化ア
ルミニウム表面が上記研摩スラリで絶えず湿潤される。
ポンプ３４が管３０を経てスラリを移動させる。余分な
スラリは、回転プレート１４の端部から振り落されて、
スラリ排出口１２から流出する。二酸化シリコンが分散
されたくえん酸及び水は、簡便には、６乃至１６重量％
の濃度で１乃至５００ミリミクロンの範囲の粒度の２酸
化シリコンを有するシリカ・ゾル及びシリカ・ゲルの形
で用いられる。
二酸化シリコンが分散された水の簡便な源には、Ｅ．Ｉ
．ＤｕｐＯｎｔ社製ＬＵＤＯＸ（商品名）のコロイド状
シリカ、ＮａｌｃＯＣｈｅｍ．社製ＮＡＬＣＯＡＧｌＯ
３４Ａ（商品名）のコロイド状シリカ、Ｐｈｉｌａｄｅ
ｌｐｈｉａＱｕａｒｔｚ社製ＱＵＳＯ（商品名）のシリ
カ、ＤａｖｉｓＯｎＣｈｅｍ．Ｄｉｖ．ＯｆＷ．Ｒ．Ｇ
ｒａｃｅａｎｄＣＯ．製ＳＹＬＯＩＤ７Ｏｌ（商品名）
のウエハ研摩材、ＭＯｎｓａｎｔＯ社製“ＳｙｔＯｎＨ
Ｔ−５０（商品名）等の一般に入手され得るシリカ・ゾ
ル組成物である。二酸化シリコンが分酸されたくえん酸
及び水即ち二酸化シリコンのスラリは、約７乃至９の範
囲のＰＨを有する必要がある。
．ＤｕｐＯｎｔ社製ＬＵＤＯＸ（商品名）のコロイド状
シリカ、ＮａｌｃＯＣｈｅｍ．社製ＮＡＬＣＯＡＧｌＯ
３４Ａ（商品名）のコロイド状シリカ、Ｐｈｉｌａｄｅ
ｌｐｈｉａＱｕａｒｔｚ社製ＱＵＳＯ（商品名）のシリ
カ、ＤａｖｉｓＯｎＣｈｅｍ．Ｄｉｖ．ＯｆＷ．Ｒ．Ｇ
ｒａｃｅａｎｄＣＯ．製ＳＹＬＯＩＤ７Ｏｌ（商品名）
のウエハ研摩材、ＭＯｎｓａｎｔＯ社製“ＳｙｔＯｎＨ
Ｔ−５０（商品名）等の一般に入手され得るシリカ・ゾ
ル組成物である。二酸化シリコンが分酸されたくえん酸
及び水即ち二酸化シリコンのスラリは、約７乃至９の範
囲のＰＨを有する必要がある。
上記スラリは、僅かに塩基性である、ＰＨ８程度のＰＨ
を有することが好ましい。その塩基性のＰＨは、１１の
水に対して８０ｇｍのくえん酸より成る少量の溶液を、
所望のＰＨが得られる様に、上記の希釈された二酸化シ
リコンのスラリに加えることによつて得られる。上記く
えん酸を含む上記スラリは、ゲル化又は沈澱を何ら生じ
ることなく、４８時間の間安定である。塩酸の如き他の
酸を含むスラリは、短期間の間しか安定でない。９より
も高いＰＨに於ては、表面が粗面化されて、オレンジの
皮状の表面状態が生じる。
を有することが好ましい。その塩基性のＰＨは、１１の
水に対して８０ｇｍのくえん酸より成る少量の溶液を、
所望のＰＨが得られる様に、上記の希釈された二酸化シ
リコンのスラリに加えることによつて得られる。上記く
えん酸を含む上記スラリは、ゲル化又は沈澱を何ら生じ
ることなく、４８時間の間安定である。塩酸の如き他の
酸を含むスラリは、短期間の間しか安定でない。９より
も高いＰＨに於ては、表面が粗面化されて、オレンジの
皮状の表面状態が生じる。
より低いＰＨに於ける研摩は、望ましくない遅い研摩速
度を生じる。研摩時間は、予備研摩された表面の荒さの
状態にも依存する。研摩される機械部品の表面の荒さは
予め約０．１０μｍ（山一谷の高さ）に減少されている
ことが好ましい。その予備研摩された表面の荒さは、ア
ルミナが付着される基板の荒さ及びその付着方法に依存
する。その理由は、完全に研摩された基板を要するため
である。又、酸化アルミニウム層は、薄すぎて粗研摩す
ることが出来ず、即ち上記理由及び損傷のために研摩す
ることが出来ない。酸化アルミニウムの化学的一機械的
研摩方法は、極めて効果的に働いて、０．００５μｍ（
山一谷の高さ）程度よりも小さい表面仕上げを生じる。
度を生じる。研摩時間は、予備研摩された表面の荒さの
状態にも依存する。研摩される機械部品の表面の荒さは
予め約０．１０μｍ（山一谷の高さ）に減少されている
ことが好ましい。その予備研摩された表面の荒さは、ア
ルミナが付着される基板の荒さ及びその付着方法に依存
する。その理由は、完全に研摩された基板を要するため
である。又、酸化アルミニウム層は、薄すぎて粗研摩す
ることが出来ず、即ち上記理由及び損傷のために研摩す
ることが出来ない。酸化アルミニウムの化学的一機械的
研摩方法は、極めて効果的に働いて、０．００５μｍ（
山一谷の高さ）程度よりも小さい表面仕上げを生じる。
実際には、この測定値は装置の下限であるので、その表
面仕上げは上記の０．００５μｍよりも良い。その表面
仕上げは従来のスタイラス技法によつて測定される。そ
の化学反応は完全には理解されていないが、上記のくえ
ん酸及び水のスラリは、酸化アルミニウムと上記スラリ
中のくえん酸とを反応させて試料表面上に酸化アルミニ
ウムとくえん酸との錯体を形成するものと考えられ、そ
の錯体が上記二酸化シリコンのスラリ及び研摩パツドに
よつて除去される。
面仕上げは上記の０．００５μｍよりも良い。その表面
仕上げは従来のスタイラス技法によつて測定される。そ
の化学反応は完全には理解されていないが、上記のくえ
ん酸及び水のスラリは、酸化アルミニウムと上記スラリ
中のくえん酸とを反応させて試料表面上に酸化アルミニ
ウムとくえん酸との錯体を形成するものと考えられ、そ
の錯体が上記二酸化シリコンのスラリ及び研摩パツドに
よつて除去される。
その化学反応は次式で示されるものと考えられる。Ａｌ
２Ｏ３＋くえん酸→Ａｌ。
２Ｏ３＋くえん酸→Ａｌ。
Ｏ３とくえん酸との錯体これらの条件の下で行われた研
摩は、酸化アルミニウムの粒界に浮彫構造を有していな
い、極めて完全な表面を生じる。
摩は、酸化アルミニウムの粒界に浮彫構造を有していな
い、極めて完全な表面を生じる。
次に示す例は単に本発明の理解を助けるために示された
ものであつて、種々の変更が可能なことは明らかで゛あ
る。
ものであつて、種々の変更が可能なことは明らかで゛あ
る。
例１
前述の高温圧縮成型技術により形成された酸化アルミニ
ウム一炭化チタンの機械部品の表面に、厚さ５乃至８ミ
クロンの非晶質酸化アルミニウム層が形成された。
ウム一炭化チタンの機械部品の表面に、厚さ５乃至８ミ
クロンの非晶質酸化アルミニウム層が形成された。
上記酸化アルミニウム層は上記表面に前述の如くスパツ
タリング方法によつて形成された。それらの部品が、第
２図及び第３図に示されている研摩装置中に配置された
。１部のシリカ・ゾルと４部の脱イオン水との混合物が
形成された。
タリング方法によつて形成された。それらの部品が、第
２図及び第３図に示されている研摩装置中に配置された
。１部のシリカ・ゾルと４部の脱イオン水との混合物が
形成された。
そのシリカ・ゾルは、４０乃至４５ミリミクロンの最大
粒度を有する、約５０重量％の含有量のシリカを有する
。そのスラリは、１０重量％のシリカの固型分を有する
。１１の脱イオン水中に８０ｇｍのくえん酸を含む溶液
が、シリカ・ゾルのスラリ中に、該スラリのＰＨを監視
し乍ら、加えられた。
粒度を有する、約５０重量％の含有量のシリカを有する
。そのスラリは、１０重量％のシリカの固型分を有する
。１１の脱イオン水中に８０ｇｍのくえん酸を含む溶液
が、シリカ・ゾルのスラリ中に、該スラリのＰＨを監視
し乍ら、加えられた。
上記スラリはその様にしてＰＨ８に調整された。研摩の
ために用いられた圧力は２２５ｇｍ／ＣＩｎ２であつた
。除去速度は１．５ミクロン／時間でなつた。研摩され
た表面が脱イオン水で洗浄された。研摩された表面の仕
上げ（山一谷の高さ）は、ＲａｎＫＴａｙｌＯｒＨＯｂ
ｓＯｎＤｉｖｉｓｉＯｎＬｅｉｃｅｓｔｅｒ，Ｅｎｇｌ
ａｎｄｌ９４４発行のＲ．Ｅ．ＲｅａｓＯｎ等による″
ＲｅｐＯｒｔＯｎｔｈｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＯｆＳ
ｕｒｆａｃｅＦｉｎｉｓｈｂｙＳｔｙｌｕｓＭｅｔｅＯ
ｄｓ”と題する文献に記載されている、従来のスタイラ
ス技法により測定されて、０．００５ミクロンであつた
。得られた表面は、部品の表面に１ミクロンよりも平滑
な平坦さを有し、研摩により誘起される欠陥を何ら有し
ていなかつた。
ために用いられた圧力は２２５ｇｍ／ＣＩｎ２であつた
。除去速度は１．５ミクロン／時間でなつた。研摩され
た表面が脱イオン水で洗浄された。研摩された表面の仕
上げ（山一谷の高さ）は、ＲａｎＫＴａｙｌＯｒＨＯｂ
ｓＯｎＤｉｖｉｓｉＯｎＬｅｉｃｅｓｔｅｒ，Ｅｎｇｌ
ａｎｄｌ９４４発行のＲ．Ｅ．ＲｅａｓＯｎ等による″
ＲｅｐＯｒｔＯｎｔｈｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＯｆＳ
ｕｒｆａｃｅＦｉｎｉｓｈｂｙＳｔｙｌｕｓＭｅｔｅＯ
ｄｓ”と題する文献に記載されている、従来のスタイラ
ス技法により測定されて、０．００５ミクロンであつた
。得られた表面は、部品の表面に１ミクロンよりも平滑
な平坦さを有し、研摩により誘起される欠陥を何ら有し
ていなかつた。
研摩領域は、干渉縞当り１ミクロンの感度に設定された
千渉計を用いて測定されたとき、典型的には１つの干渉
縞しか示さず、これはテストされたそれらの縞が１ミク
ロンの平坦さを有することを意味する。それらの試料は
、シリコン技術に於ける今日のレベルの表面の平坦さに
ついても同様な結果を生じる。例２例１の場合と同様に
して、非晶質酸化アルミニウム層が形成された。
千渉計を用いて測定されたとき、典型的には１つの干渉
縞しか示さず、これはテストされたそれらの縞が１ミク
ロンの平坦さを有することを意味する。それらの試料は
、シリコン技術に於ける今日のレベルの表面の平坦さに
ついても同様な結果を生じる。例２例１の場合と同様に
して、非晶質酸化アルミニウム層が形成された。
それらが、例１の場合と同様にして、９．５及び１１の
ＰＨを用いて研摩された。それらの表面は、ピツト及び
オレンジの皮状の表面状態を示し、視覚的に許容されな
かつた。除去速度に関するデータはとられなかつた。例
３ くえん酸の添加により、ＰＨが調整された。
ＰＨを用いて研摩された。それらの表面は、ピツト及び
オレンジの皮状の表面状態を示し、視覚的に許容されな
かつた。除去速度に関するデータはとられなかつた。例
３ くえん酸の添加により、ＰＨが調整された。
ＰＨ６に於ける研摩は極めて遅く、正確に測定すること
が不可能であつた。最も好ましいＰＨ及至ＰＨに於て、
除去速度は、３７５ｇｍ／ＣＩｎ鵞の圧力で２乃至３ミ
クロン／時間であつた。
が不可能であつた。最も好ましいＰＨ及至ＰＨに於て、
除去速度は、３７５ｇｍ／ＣＩｎ鵞の圧力で２乃至３ミ
クロン／時間であつた。
第１図は本発明の方法により研摩される機械部品を示す
縦断面図、第２図及び第３図は各々本発明の方法を実施
するために有用な研摩装置を示す縦断面図及び平面図で
ある。 ８・・・・基板、９・・・・非晶質酸化アルミニウム層
、１０・・・・研摩ボウル、１２・・・・スラリ排出口
、１４・・・・回転プレート、１６・・・・研摩パツド
、１８、２８・・・・軸、２０・・・・プレート、２２
・・・・アーム、２５・・・・研摩される機械部品、２
６・・・・ベアリング表面、３０・・・・管、３２・・
・・開口、３４・・・・ポンプ。
縦断面図、第２図及び第３図は各々本発明の方法を実施
するために有用な研摩装置を示す縦断面図及び平面図で
ある。 ８・・・・基板、９・・・・非晶質酸化アルミニウム層
、１０・・・・研摩ボウル、１２・・・・スラリ排出口
、１４・・・・回転プレート、１６・・・・研摩パツド
、１８、２８・・・・軸、２０・・・・プレート、２２
・・・・アーム、２５・・・・研摩される機械部品、２
６・・・・ベアリング表面、３０・・・・管、３２・・
・・開口、３４・・・・ポンプ。
Claims (1)
- １ 軟質研摩材、くえん酸及び水より成るスラリで非晶
質酸化アルミニウム表面を絶えず湿潤させ、上記酸化ア
ルミニウム表面の突出部から酸化アルミニウムが上記く
えん酸と反応して生じた生成物を除去するために、上記
酸化アルミニウム表面と硬質面とを相対的に運動させ乍
ら、相互間に圧力を加え、上記硬質面で上記酸化アルミ
ニウム表面を絶えず摩擦することを含む、非晶質酸化ア
ルミニウム表面の化学的−機械的研摩方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US47412083A | 1983-03-10 | 1983-03-10 | |
| US474120 | 1983-03-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59170175A JPS59170175A (ja) | 1984-09-26 |
| JPS5953317B2 true JPS5953317B2 (ja) | 1984-12-24 |
Family
ID=23882264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58224563A Expired JPS5953317B2 (ja) | 1983-03-10 | 1983-11-30 | 非晶質酸化アルミニウム表面の化学的−機械的研摩方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0121707B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5953317B2 (ja) |
| DE (1) | DE3473846D1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5232875A (en) * | 1992-10-15 | 1993-08-03 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for improving planarity of chemical-mechanical planarization operations |
| US5643053A (en) | 1993-12-27 | 1997-07-01 | Applied Materials, Inc. | Chemical mechanical polishing apparatus with improved polishing control |
| US5582534A (en) * | 1993-12-27 | 1996-12-10 | Applied Materials, Inc. | Orbital chemical mechanical polishing apparatus and method |
| US5650039A (en) * | 1994-03-02 | 1997-07-22 | Applied Materials, Inc. | Chemical mechanical polishing apparatus with improved slurry distribution |
| US5527423A (en) * | 1994-10-06 | 1996-06-18 | Cabot Corporation | Chemical mechanical polishing slurry for metal layers |
| US5858813A (en) * | 1996-05-10 | 1999-01-12 | Cabot Corporation | Chemical mechanical polishing slurry for metal layers and films |
| TW572980B (en) | 2000-01-12 | 2004-01-21 | Jsr Corp | Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing and chemical mechanical polishing process |
| US6910948B2 (en) | 2001-09-27 | 2005-06-28 | Nsk Ltd. | Needle bearing and method for grinding bearing parts thereof |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1009884B (de) * | 1955-07-08 | 1957-06-06 | Vaw Ver Aluminium Werke Ag | Verfahren zur Vorbehandlung von Werkstuecken aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen zur Herstellung hochglaenzender, anodisch oxydierter Oberflaechen |
| CH356000A (de) * | 1955-07-08 | 1961-07-31 | Vaw Ver Aluminium Werke Ag | Verfahren zur Herstellung haltbarer hochglänzender Oberflächen auf Werkstücken aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung |
| BE549314A (ja) * | 1955-07-08 | |||
| US2940228A (en) * | 1956-07-03 | 1960-06-14 | Vaw Ver Aluminium Werke Ag | Apparatus for polishing metals |
| US2942956A (en) * | 1958-10-13 | 1960-06-28 | Wyandotte Chemicals Corp | Aluminum brightener compositions |
| US3053646A (en) * | 1960-07-15 | 1962-09-11 | Dow Chemical Co | Grinding and polishing compositions and method of making same |
| DE1271288B (de) * | 1965-02-23 | 1968-06-27 | Monsanto Co | Verfahren zum Polieren von Werkstoffen mittels eines Siliciumdioxyd enthaltenden Poliermittels |
| GB1109892A (en) * | 1965-03-12 | 1968-04-18 | Marshall Wolverhampton | A new or improved metal polishing composition |
| US3906678A (en) * | 1972-09-14 | 1975-09-23 | Buehler Ltd | Automatic specimen polishing machine and method |
| US3931696A (en) * | 1974-03-04 | 1976-01-13 | Veb Rathenower Optische Werke | Device for making sections for specimens and specimen supports therefor |
| JPS6013788B2 (ja) * | 1981-02-06 | 1985-04-09 | 住友特殊金属株式会社 | 単結晶フエライトの精密加工方法 |
-
1983
- 1983-11-30 JP JP58224563A patent/JPS5953317B2/ja not_active Expired
-
1984
- 1984-02-22 EP EP19840101834 patent/EP0121707B1/en not_active Expired
- 1984-02-22 DE DE8484101834T patent/DE3473846D1/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0121707B1 (en) | 1988-09-07 |
| EP0121707A2 (en) | 1984-10-17 |
| JPS59170175A (ja) | 1984-09-26 |
| EP0121707A3 (en) | 1985-10-09 |
| DE3473846D1 (en) | 1988-10-13 |
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