TW201835283A - 磨石、其製法及多結晶基板的研磨方法 - Google Patents

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Abstract

磨石10係在維氏硬度15GPa以上、平坦度5μm以下、表面粗糙度Ra為0.1nm以上且500nm以下的圓盤12之表面12a上，形成溝槽14。使用該磨石10，對維氏硬度較低於磨石10表面的多結晶基板施行研磨。藉此可將研磨後的多結晶基板表面粗糙度Ra形成次奈米級。

Description

磨石、其製法及多結晶基板的研磨方法
本發明係關於磨石、其製法及多結晶基板的研磨方法。
自習知起，研磨技術之一已知有化學性機械研磨方法(CMP)。CMP的一般方法係如專利文獻1所記載，在圓形研板上黏貼研磨墊，再利用研磨液浸漬研磨墊表面，將晶圓表面押抵於墊，並從背面施加既定壓力(研磨壓力)的狀態下，使研板與基板雙方均旋轉，利用所生成的機械摩擦將基板表面平坦化。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2007-251057號公報
但是，在對單結晶基板的表面施行研磨時，若使用CMP，雖可將表面粗糙度(算術平均粗糙度)Ra平滑精整至1nm以下，但對多結晶基板的表面施行研磨時，即便採用CMP，但表面粗糙度Ra仍僅為數10nm程度而已。若由不同方位結晶粒子構成多結晶基板時，不同於單結晶基板，不會均勻出現化學作 用，會殘留凹凸。殘留此種凹凸的原因係多結晶基板經研磨後的表面會出現不同結晶方位的晶粒面，各結晶粒子的研磨速度不同的緣故所致。所以，期待可將多結晶基板表面研磨至與單結晶基板表面相同程度的技術。
本發明係為解決此種課題而完成，主目的在於對多結晶基板的表面良好研磨。
本發明磨石係在維氏硬度15GPa以上、平坦度5μm以下、表面粗糙度Ra為0.1nm以上且500nm以下的表面上，形成溝槽。
當使用該磨石對被研磨物的表面施行研磨時，被研磨物的表面利用高度對齊的磨石表面與溝槽邊界部分的邊緣進行研磨，且亦利用磨石表面的微小凹凸施行研磨。又，因為研磨時所生成的研磨切削屑會被排出於溝槽中，因而被研磨物的表面不會遭刮傷。所以，當被研磨物係單結晶基板的情況，當然就連多結晶基板均可精整為非常平滑的研磨面(例如表面粗糙度Ra在1nm以下的研磨面)。
10‧‧‧磨石
12‧‧‧圓盤
12a‧‧‧表面
12b‧‧‧背面
14,24,34,44,54,64,84,94‧‧‧線溝槽
16‧‧‧邊緣
26a~26d‧‧‧垂直二等分線
27‧‧‧單位單元
73‧‧‧圓形突起
73a~73d‧‧‧突起
73s‧‧‧特定突起
74‧‧‧溝槽
74a‧‧‧橫溝槽
74b‧‧‧縱溝槽
76a~76d‧‧‧垂直二等分線
77‧‧‧單位單元
80‧‧‧被研磨物
80a‧‧‧表面
83‧‧‧突起
83s‧‧‧特定突起
93‧‧‧突起
93s‧‧‧特定突起
α‧‧‧邊緣角度
圖1係磨石10的概略構成立體示意圖。
圖2係磨石10的部分剖視圖。
圖3係對被研磨物80的表面80a施行研磨過程的說明圖。
圖4係磨石10的製造步驟圖。
圖5係線溝槽24,34,44,54,64的圖案平面圖。
圖6係採用格子狀線溝槽24時的間距及溝槽寬度說明圖。
圖7係溝槽74的圖案平面圖。
圖8係圓形突起73呈格子排列時的間距與最短溝槽寬度說明圖。
圖9係圓形突起73呈最密填充排列時的間距與最短溝槽寬度說明圖。
圖10係俯視呈正六角形狀突起83依最密填充排列形成線溝槽84的例子說明圖。
圖11係俯視呈正三角形狀突起93依最密填充排列形成線溝槽94的例子說明圖。
圖12係線溝槽14的截面呈圓弧狀時的剖視圖。
圖13係實施例2-1經研磨後的多結晶氧化鋁基板之表面放大照片。
圖14係比較例2-1經研磨後的多結晶氧化鋁基板之表面放大照片。
針對本發明較佳實施形態，參照圖式進行以下說明。圖1所示係本實施形態的磨石10之概略構成立體示意圖，圖2所示係磨石10的部分剖視圖(圓內的部分放大圖)。
磨石10係如圖1所示，在圓盤12的表面12a上形成線溝槽14。圓盤12係維氏硬度高、而平坦度與表面粗糙度Ra的值較小者。
維氏硬度係根據JIS R1610規定。圓盤12的維氏硬度係只要較待施行研磨加工的被研磨物更高值便可，較佳係15GPa以上、更佳係18GPa以上。
平坦度(磨石10的平坦度)係在充分平坦的定盤上固定磨石10，將依高度規(height gauge)等所測定從磨石10的背面12b至表面12a(線溝槽14除外)的距離，設為最大值與最小值的差。圓盤12的表面12a平坦度係將被研磨物研磨成平坦時的重要值，較佳係10μm以下、更佳係7μm以下、特佳係5μm以下。另外， 形成線溝槽14前的圓盤12平坦度，係根據JEIDA-43-1999「矽晶圓平坦度的相關用語」所規定GBIR(Global backside ideal range，平坦度)，求取的TTV(Total thickness variation，表面平坦度)值。
表面粗糙度Ra係算術平均粗糙度，由JIS B0601規定。圓盤12的表面12a之表面粗糙度Ra，係對被研磨物施行研磨的磨石表面微小凹凸之相關參數，Ra較佳係0.1nm以上且500nm以下、更佳係1nm以上且200nm以下。
線溝槽14在本實施形態中係直線狀溝槽，依俯視時全體形狀呈輻射狀圖案的方式形成。線溝槽14的截面呈矩形狀。線溝槽14的寬度較佳係0.1~10mm、更佳係0.2~5mm、特佳係0.5~3mm。線溝槽14的邊緣角度α(參照圖2)較佳係90±10°。線溝槽14的深度較佳係10~500μm、更佳係50~300μm、特佳係50~200μm。線溝槽14的深度最好設為不致對表面平坦度造成影響的程度。又，線溝槽14的深度最好形成截至研磨完成為止前，切削屑均會被收納於線溝槽14中的狀態。線溝槽14的全體形狀呈輻射狀圖案，因為到達圓盤12的側面，因而即便在研磨時所發生的切削屑進入線溝槽14，但仍會被從線溝槽14排出於圓盤12外側。俯視時的線溝槽14總面積較佳係表面12a總面積的10%以上且90%以下、更佳係20%以上且80%以下。又，表面12a每單位面積的線溝槽14之邊緣16延伸長度較佳係0.1mm/mm2以上、更佳係0.3mm/mm2以上。
磨石10(圓盤12)較佳係由維氏硬度達15GPa以上的單一材料製作。此種單一材料係可例如：鑽石、立方晶氮化硼(cBN)、氮化矽、藍寶石、氧化鋁等。此種材料的純度越高越好。另外，代表性材料的維氏硬度係如表1所示。
其次，針對利用該磨石10，對被研磨物80施行研磨的方法一例進行說明。圖3所示係對被研磨物80的表面80a施行研磨的過程說明圖，圖3(a)所示係研磨開始前的說明圖，圖3(b)所示係研磨中的說明圖。被研磨物80的表面80a係維氏硬度較低於磨石10的表面12a。該被研磨物80的表面80a係利用磨石10的圓盤12表面12a與線溝槽14間之邊界部分的邊緣16施行研磨，另亦利用表面12a的微小凹凸施行研磨。所以，被研磨物80為單結晶基板的情況，當然就連多結晶基板的情況，均可將表面80a精整為非常平滑的研磨面(例如表面粗糙度Ra在1nm以下(次奈米級)的研磨面)。依此，磨石10便可使用為平面加工用的夾具。磨石10亦可固定於研板上才對被研磨物80施行研磨。此時，亦可一邊供應研磨油(例如渦輪機油)一邊施行研磨。又，亦可將研板設置於處理室內，一邊朝處理室內導入乾燥氮一邊施行研磨。依此可防止在研磨中混入水分。
其次，針對該磨石10的製法一例進行說明。圖4所示係磨石10的製造步驟圖。首先，準備圖4(a)所示圓盤12。該圓盤12的表面12a並沒有形成線溝槽14，但平坦度與表面粗糙度Ra係處理成如上述值。接著，如圖4(b)所示，利用機械加工、雷射加工或蝕刻加工，在表面12a上形成線溝槽14。機械加工係可採取例如：利用已裝設固定磨粒磨石(其係由具適於形成溝槽之形狀的鑽石等構成)的切片機、切割機、綜合加工機等施行研削加工，或使用溝槽形狀電極施行 的放電加工。蝕刻加工係可採取乾式蝕刻、亦可採取濕式蝕刻。雷射加工條件、蝕刻加工條件係只要依照圓盤12的材料再行適當設定便可。藉此便可獲得磨石10。另外，線溝槽14亦可利用研削加工形成。
如上所說明，使用磨石10對被研磨物80的表面80a施行研磨時，被研磨物80的表面80a係利用磨石10的表面12a、與線溝槽14間之邊界部分的邊緣16施行研磨，且亦利用磨石10表面12a的微小凹凸施行研磨。所以，當被研磨物80為單結晶基板的情況，當然就連多結晶基板的情況，均可精整為非常平滑的研磨面(例如表面粗糙度Ra為次奈米級的研磨面)。
另外，本發明並不僅侷限於上述實施形態，當然在本發明技術範圍內均可依各種態樣實施。
例如上述實施形態，線溝槽14係依輻射狀圖案形成直線狀溝槽，惟並不僅特別侷限於此圖案，亦可如圖5(a)所示形成格子狀線溝槽24，亦可如圖5(b)所示形成相互平行的線溝槽34。又，亦可非為直線狀而是設為曲線狀溝槽。亦可如圖5(c)所示設為正弦曲線狀線溝槽44，亦可如圖5(d)所示設為漩渦狀線溝槽54(唱片溝槽)，亦可如圖5(e)所示設為同心圓狀線溝槽64。線溝槽的圖案較佳係能將研磨時所產生的切削屑效率佳排出之圖案(溝槽端到達圓盤12側面的圖案，例如線溝槽24,34,44,54)。另外，圖6所示係採用格子狀線溝槽24時的間距及溝槽寬度。圖6中，線溝槽24係藉由在磨石表面上依既定間距周期性排列(此處為格子狀排列)的正方形狀突起25，便形成於突起25彼此間。在突起25中任意決定的特定突起25s、與該特定突起25s相鄰的複數突起25a~25d間，分別拉出最短距離線段(圖6中的虛線)，將由該最短距離線段的垂直二等分線26a~26d(圖6中的單點鏈線)所包圍之正方形區域稱為「單位單元27」。單位單元27中所佔的線溝槽 24面積(圖6中的陰影線部分)，相對於線溝槽24的深度比，較佳係1mm2/mm以上且400mm2/mm以下。
再者，亦可取代形成線溝槽14，改為如圖7所示，對表面12a施行加工，依既定間距規則性殘留點陣狀圓形突起73。此情況，圓形突起73以外的部分便成為溝槽74。圖7所示係因為沿左右方向延伸的橫溝槽74a、與沿上下方向延伸的縱溝槽74b呈正交，因而可謂溝槽74係格子狀線溝槽的變化例。相關溝槽74的邊緣角度與深度，係只要與線溝槽14同樣設定便可。圓形突起73呈格子排列時的間距與最短溝槽寬度，係如圖8所示。圖8中，溝槽74係藉由在磨石表面上，依既定間距周期性排列(此處為格子狀排列)圓形突起73，而形成於圓形突起73彼此間。在圓形突起73中任意決定的特定突起73s、與該特定突起73s相鄰的複數圓形突起73a~73d間，分別拉出最短距離線段(圖8中的虛線)，將由該最短距離線段的垂直二等分線76a~76d(圖8中的單點鏈線)所包圍之正方形區域稱為「單位單元77」。單位單元77中所佔的溝槽74面積(圖8中的陰影線部分)，相對於溝槽74的深度比，較佳係1mm2/mm以上且400mm2/mm以下。
圓形突起73的排列圖案並不僅限於格子狀。例如圖9所示係圓形突起73呈最密填充排列的例子。圖9中，單位單元係由在任意決定的特定圓形突起73s、與其所相鄰複數(6個)圓形突起73間，分別拉出最短距離線段的垂直二等分線(圖9中的單點鏈線)，所包圍之正六角形區域。又，單位單元中所佔的溝槽74面積成為圖9的陰影線部分。另外，圓形突起73亦可設為正六角形、正三角形等多角形突起等。圖10所示係俯視呈正六角形狀突起83依最密填充排列形成的線溝槽84例，圖11所示俯視呈正三角形狀突起93依最密填充形成的線溝槽94例。圖10中，單位單元係由在任意決定的特定突起83s、與其所相鄰複數(6個)突 起83間，分別拉出最短距離線段的垂直二等分線(圖10中的單點鏈線)，所包圍之正六角形區域。又，單位單元中所佔的溝槽84面積成為圖10的陰影線部分。圖11中，單位單元係由在任意決定的特定突起93s、與其所相鄰複數(3個)突起93間，分別拉出最短距離線段的垂直二等分線(圖11中的單點鏈線)，所包圍之正三角形區域。又，單位單元中所佔的溝槽94面積成為圖11的陰影線部分。圖9~圖11中，單位單元中所佔的溝槽面積相對於溝槽深度的比，較佳係1mm2/mm以上且400mm2/mm以下。
上述實施形態中，線溝槽14的截面設為矩形狀(參照圖2)，惟並不特別侷限於矩形狀，例如亦可為圓弧狀、亦可為U狀、亦可為V狀。圖12所示係線溝槽14的截面呈圓弧狀時的剖視圖。此情況，線溝槽14的邊緣角度α係圓弧邊緣部分的切線與表面12a所構成的夾角。
上述實施形態中，磨石10(圓盤12)係設為單一材料製(即連續床構造)，亦可設為利用鑽石、cBN、SiC、藍寶石或氧化鋁表層部，被覆與圓盤12相同形狀基體表面的構造。基體係只要由對被研磨物施行研磨時不會構成阻礙的材料形成便可。表層部係可利用例如CVD、PVD、濺鍍等形成。此情況，可在形成表層部前便在基體表面上形成溝槽，亦可在形成表層部之後才於表層部上形成溝槽。
[實施例]
以下針對本發明實施例進行說明。具體而言，磨石實施例係如實施例1-1~1-14所示，該等磨石的特性如表2所示。又，多結晶基板的研磨方法實施例係如實施例2-1~2-4所示，比較例係如比較例2-1所示。表2中合併標示研磨結果(表面粗糙度Ra)。另外，本發明並不僅侷限於以下實施例。
[實施例1-1]氧化鋁製磨石
在直徑300mm、厚度2mm、平坦度(TTV值)5μm、表面粗糙度Ra：300nm的高純度氧化鋁基板表面上，利用切片機依5mm間距呈格子狀形成寬1mm、深度50μm的溝槽，獲得氧化鋁製磨石(參照圖6)。溝槽面積相對於基板表面全體的比例係36%，每單位面積的延伸邊緣長度係0.64mm/mm2。又，單位單元中所佔溝槽面積Sm相對於溝槽深度h的Sm/h比值係180mm2/mm。所獲得氧化鋁製磨石的平坦度(利用上述實施形態所說明方法測定，以下亦同)，係與溝槽形成前的氧化鋁基板表面平坦度(TTV值)相同。
[實施例1-2]氧化鋁製磨石
在直徑300mm、厚度2mm、平坦度(TTV值)5μm、表面粗糙度Ra：100nm的高純度氧化鋁基板表面上，利用切片機依5mm間距呈格子狀形成寬2mm、深度20μm的溝槽，獲得氧化鋁製磨石。溝槽面積相對於基板表面全體的比例係64%，每單位面積的延伸邊緣長度係0.48mm/mm2。又，Sm/h比值係800mm2/mm。所獲得氧化鋁製磨石的平坦度係與溝槽形成前的氧化鋁基板表面平坦度(TTV值)相同。
[實施例1-3]藍寶石製磨石
在直徑100mm、厚度0.8mm、平坦度(TTV值)3μm、表面粗糙度Ra：0.3nm的藍寶石晶圓表面上，依直徑5mm的小圓狀突起呈6mm間距格子排列狀殘留的方式施行化學蝕刻處理，獲得藍寶石製磨石(參照圖8)。溝槽深度係50μm，最短溝槽寬度係1mm，溝槽面積相對於基板表面全體的比例係45%，每單位面積的延伸邊緣長度係0.44mm/mm2。又，Sm/h比值係327mm2/mm。所獲得藍寶石製磨石的平坦度係與溝槽形成前的藍寶石晶圓表面平坦度(TTV值)相同。
[實施例1-4]藍寶石製磨石
在直徑100mm、厚度0.8mm、平坦度(TTV值)3μm、表面粗糙度Ra：0.3nm的 藍寶石晶圓表面上，依直徑4mm的小圓狀突起呈6mm間距格子排列狀殘留的方式施行化學蝕刻處理，獲得藍寶石製磨石(參照圖8)。溝槽深度係50μm，最短溝槽寬度係2mm，溝槽面積相對於基板表面全體的比例係65%，每單位面積的延伸邊緣長度係0.35mm/mm2。又，Sm/h比值係469mm2/mm。所獲得藍寶石製磨石的平坦度係與溝槽形成前的藍寶石晶圓表面平坦度(TTV值)相同。
[實施例1-5]藍寶石製磨石
在直徑100mm、厚度0.8mm、平坦度(TTV值)3μm、表面粗糙度Ra：0.3nm的藍寶石晶圓表面上，依直徑3mm的小圓狀突起呈6mm間距格子排列狀殘留的方式施行化學蝕刻處理，獲得藍寶石製磨石(參照圖8)。溝槽深度係50μm，最短溝槽寬度係3mm，溝槽面積相對於表面全體的比例係80%，每單位面積的延伸邊緣長度係0.26mm/mm2。又，Sm/h比值係579mm2/mm。所獲得藍寶石製磨石的平坦度係與溝槽形成前的藍寶石晶圓表面平坦度(TTV值)相同。
[實施例1-6]藍寶石製磨石
在直徑100mm、厚度0.8mm、平坦度(TTV值)3μm、表面粗糙度Ra：0.3nm的藍寶石晶圓表面上，依直徑2mm的小圓狀突起呈6mm間距格子排列狀殘留的方式施行化學蝕刻處理，獲得藍寶石製磨石(參照圖8)。溝槽深度係50μm，最短溝槽寬度係4mm，溝槽面積相對於基板表面全體的比例係91%，每單位面積的延伸邊緣長度係0.17mmmm2。又，Sm/h比值係657mm2/mm。所獲得藍寶石製磨石的平坦度係與溝槽形成前的藍寶石晶圓表面平坦度(TTV值)相同。
[實施例1-7]碳化矽製磨石
在直徑150mm、厚度0.8mm、平坦度(TTV值)3μm、表面粗糙度Ra：5nm的碳化矽晶圓表面上，利用化學蝕刻依5mm間距呈格子狀形成寬1mm、深度100μm的溝槽，獲得碳化矽製磨石(參照圖6)。溝槽面積相對於基板表面全體的比例係36%，每單位面積的延伸邊緣長度係0.64mm/mm2。又，Sm/h比值係90mm2/mm。 所獲得碳化矽製磨石的平坦度係與溝槽形成前的碳化矽晶圓表面平坦度(TTV值)相同。
[實施例1-8]碳化矽製磨石
在直徑150mm、厚度0.8mm、平坦度(TTV值)3μm、表面粗糙度Ra：5nm的碳化矽晶圓表面上，利用裝接有鑽石工具的綜合加工機，從中央呈輻射狀形成8條寬2mm、深度300μm的溝槽，獲得碳化矽製磨石(圖1參照)。溝槽面積相對於基板表面全體的比例係6.4%，每單位面積的延伸邊緣長度係0.064mm/mm2。又，Sm/h比值係1000mm2/mm。此情況，單位單元係半徑75mm、中心角60°的扇形，突起係半徑約72.6mm、中心角60°的扇形。所獲得碳化矽製磨石的平坦度係與溝槽形成前的碳化矽晶圓表面平坦度(TTV值)相同。
[實施例1-9]碳化矽製磨石
在直徑150mm、厚度0.8mm、平坦度(TTV值)3μm、表面粗糙度Ra：5nm的碳化矽晶圓表面上，依6mm間距最密填充排列狀態殘留直徑5mm小圓狀突起的方式施行氟氣體電漿蝕刻處理，獲得碳化矽製磨石(參照圖9)。溝槽深度係70μm，最短溝槽寬度係1mm，溝槽面積相對於基板表面全體的比例係37%，每單位面積的延伸邊緣長度係0.50mm/mm2。又，Sm/h比值係75mm2/mm。所獲得碳化矽製磨石的平坦度係與溝槽形成前的碳化矽晶圓表面平坦度(TTV值)相同。
[實施例1-10]碳化矽製磨石
在直徑150mm、厚度0.8mm、平坦度(TTV值)3μm、表面粗糙度Ra：5nm的碳化矽晶圓表面上，依1.2mm間距最密填充排列狀態殘留直徑1mm小圓狀突起的方式施行氟氣體電漿蝕刻處理，獲得碳化矽製磨石(參照圖9)。溝槽深度係50μm，最短溝槽寬度0.2mm，溝槽面積相對於基板表面全體的比例係37%，每單位面積的延伸邊緣長度係2.5mm/mm2。又，Sm/h比值係3mm2/mm。所獲得碳化矽製磨石的平坦度係與溝槽形成前的碳化矽晶圓表面平坦度(TTV值)相同。
[實施例1-11]碳化矽製磨石
在直徑150mm、厚度0.8mm、平坦度(TTV值)3μm、表面粗糙度Ra：5nm的碳化矽晶圓表面上，依6mm間距最密填充排列狀態殘留邊長1mm正六角形狀突起方式施行氟氣體電漿蝕刻處理，獲得碳化矽製磨石(參照圖10)。溝槽深度係20μm，最短溝槽寬度1mm，溝槽面積相對於基板表面全體的比例係11%，每單位面積的延伸邊緣長度係2.1mm/mm2。又，Sm/h比值係357mm2/mm。所獲得碳化矽製磨石的平坦度係與溝槽形成前的碳化矽晶圓表面平坦度(TTV值)相同。
[實施例1-12]碳化矽製磨石
在直徑150mm、厚度0.8mm、平坦度(TTV值)3μm、表面粗糙度Ra：5nm的碳化矽晶圓表面上，依1.17mm間距最密填充排列狀態殘留邊長1mm正三角形狀突起方式施行氟氣體電漿蝕刻處理，獲得碳化矽製磨石(參照圖11)。溝槽深度係10μm，最短溝槽寬度0.1mm，溝槽面積相對於基板表面全體的比例係24%，每單位面積的延伸邊緣長度係5.3mm/mm2。又，Sm/h比值係10mm2/mm。所獲得碳化矽製磨石的平坦度係與溝槽形成前的碳化矽晶圓表面平坦度(TTV值)相同。
[實施例1-13]碳化矽製磨石
在直徑150mm、厚度0.8mm、平坦度(TTV值)3μm、表面粗糙度Ra：5nm的碳化矽晶圓表面上，利用化學蝕刻依5mm間距格子排列狀形成寬1mm、深度1000μm溝槽，獲得碳化矽製磨石(參照圖6)。溝槽面積相對於基板表面全體的比例係36%，每單位面積的延伸邊緣長度係0.64mm/mm2。又，Sm/h比值係9mm2/mm。所獲得碳化矽製磨石的平坦度係與溝槽形成前的碳化矽晶圓表面平坦度(TTV值)相同。
[實施例1-14]藍寶石製磨石
在直徑100mm、厚度0.8mm、平坦度(TTV值)3μm、表面粗糙度Ra：0.3nm的藍寶石晶圓表面上，依直徑3mm的小圓狀突起呈6mm間距格子排列狀殘留的方 式施行化學蝕刻處理，獲得藍寶石製磨石(參照圖8)。溝槽深度係10μm，最短溝槽寬度係3mm，溝槽面積相對於基板表面全體的比例係80%，每單位面積的延伸邊緣長度係0.26mm/mm2。又，Sm/h比值係2893mm2/mm。所獲得藍寶石製磨石的平坦度係與溝槽形成前的藍寶石晶圓表面平坦度(TTV值)相同。
[實施例2-1]使用氧化鋁製磨石的研磨
將實施例1-1所製作的氧化鋁製磨石(溝槽面積相對於基板表面全體的比例係36%、每單位面積的延伸邊緣長度係0.64mm/mm2)，取代拋光墊，固定於CMP研磨裝置的研板上，一邊僅供應研磨油，一邊對預先使用平均粒徑0.5μm鑽石游離磨粒施行表面研磨過的直徑100mm多結晶氧化鋁基板[平坦度(TTV值)1μm、表面粗糙度Ra：2.5nm]施行研磨。研磨後的多結晶氧化鋁基板表面粗糙度Ra係0.3nm。該研磨面利用掃描式白色干涉計所獲得放大照片係如圖13所示。
另外，使用實施例1-2所製作氧化鋁製磨石，依照與實施例2-1同樣，對多結晶氧化鋁基板施行研磨時，研磨後的多結晶氧化鋁基板表面粗糙度Ra亦係次奈米級。
[比較例2-1]CMP研磨
對CMP研磨拋光墊一邊供應含有0.05μm二氧化矽粒子的CMP研磨漿，一邊對與實施例2-1的被研磨物相同之多結晶氧化鋁基板施行研磨。研磨後的多結晶氧化鋁基板表面粗糙度Ra係30nm，並非次奈米級。表面利用掃描式白色干涉計所獲得放大照片係如圖14所示。
[實施例2-2]使用藍寶石製磨石的研磨
將實施例1-3所製作的藍寶石製磨石取代拋光墊，固定於CMP研磨裝置的研板上，一邊僅供應研磨油，一邊對預先使用平均粒徑0.5μm鑽石游離磨粒施行表面研磨過的直徑50mm多結晶氧化鋁基板[平坦度(TTV值)1μm、表面粗糙度Ra：2.5nm]施行研磨。研磨後的多結晶氧化鋁基板表面粗糙度Ra係0.2nm。
另外，使用實施例1-4~1-5所製作的藍寶石製磨石，依照與實施例2-2同樣地對多結晶氧化鋁基板施行研磨時，研磨後的多結晶氧化鋁基板表面粗糙度Ra亦是次奈米級(0.7nm)。另一方面，使用實施例1-6所製作的藍寶石製磨石，依照與實施例2-2同樣地對多結晶氧化鋁基板施行研磨時，研磨後的多結晶氧化鋁基板表面粗糙度Ra雖亦是次奈米級(0.9nm)，但相較於實施例2-2之下需要約10倍的研磨時間。理由可認為係每單位面積的延伸邊緣長度較短的緣故所致。
[實施例2-3]使用碳化矽製磨石施行的研磨
將實施例1-7,1-9~1-12所製作的碳化矽製磨石，取代拋光墊，固定於CMP研磨裝置的研板上，一邊僅供應研磨油，一邊對預先使用平均粒徑0.5μm鑽石游離磨粒施行表面研磨過的直徑50mm多結晶氧化鋁基板[平坦度(TTV值)1μm、表面粗糙度Ra：2.5nm]施行研磨。研磨後的多結晶氧化鋁基板表面粗糙度Ra係0.2nm。
另外，使用實施例1-8所製作的碳化矽製磨石，依照與實施例2-3同樣地對多結晶氧化鋁基板施行研磨時，研磨後的多結晶氧化鋁基板表面粗糙度Ra雖亦是次奈米級(0.9nm)，但相較於實施例2-3之下需要50倍以上的研磨時間。理由可認為係每單位面積的延伸邊緣長度較短的緣故所致。
[實施例2-4]
將實施例1-13所製作的碳化矽製磨石取代拋光墊，固定於CMP研磨裝置的研板上，一邊僅供應研磨油，一邊對預先使用平均粒徑0.5μm鑽石游離磨粒施行表面研磨過的直徑50mm多結晶氧化鋁基板[平坦度(TTV值)1μm、表面粗糙度Ra：2.5nm]施行研磨。研磨後的多結晶氧化鋁基板表面粗糙度Ra係0.2nm。另一方面，使用實施例1-14所製作的藍寶石製磨石，依照與實施例2-2同樣地對多結晶氧化鋁基板施行研磨時，研磨後的多結晶氧化鋁基板表面粗糙度Ra雖屬於次奈米級，具體係0.9nm，但相較於實施例2-2之下需要約50倍以上的研磨時間。
利用實施例1-1,1-3,1-7,1-9~1-13所製作磨石施行研磨過的多結晶 氧化鋁基板，表面粗糙度Ra係0.2~0.3nm的非常小值。相對於此，利用實施例1-2,1-4~1-6,1-8,1-14所製作磨石施行研磨過的多結晶氧化鋁基板，表面粗糙度Ra係0.7~0.9nm的略大值，研磨時間亦是較長於實施例1-1等。理由可認為單位單元中所佔溝槽面積Sm相對於溝槽深度h的Sm/h比值，前組係1mm2/mm以上且400mm2/mm以下，而後組則超過400mm2/mm的緣故所致。
本申請案係根據2017年2月15日所提出申請的日本專利申請案第2017-26191號主張優先權基礎，並引用其全部內容於本說明書中。
[產業上之可利用性]
本發明係可利用於例如對多結晶基板施行研磨時。

Claims (9)

  1. 一種磨石，係在維氏硬度15GPa以上、平坦度5μm以下、表面粗糙度Ra為0.1nm以上且500nm以下的表面上，形成溝槽。
  2. 如申請專利範圍第1項之磨石，其中，上述溝槽係依深度10μm~500μm形成既定圖案。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之磨石，其中，每單位面積的上述溝槽邊緣延伸長度係0.1mm/mm 2以上。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之磨石，其中，上述溝槽的總面積係上述表面總面積的10%以上且90%以下。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之磨石，其中，上述磨石係由鑽石、cBN、SiC、藍寶石或氧化鋁之單一材料製作。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之磨石，其中，上述表面係被鑽石、cBN、SiC、藍寶石或氧化鋁被覆。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之磨石，其中，上述溝槽係藉由在上述表面上，依既定間距周期性排列既定形狀突起，而形成於上述突起彼此間；在上述突起中任意決定的特定突起、與上述特定突起相鄰的複數突起間，分別拉出最短距離線段，將由該最短距離線段的垂直二等分線所包圍區域稱為單位單元時，上述單位單元中所佔的上述溝槽面積，相對於上述溝槽的深度比，係1mm 2/mm以上且400mm 2/mm以下。
  8. 一種磨石之製法，係製造申請專利範圍第1至7項中任一項之磨石的方法，其中，準備具有維氏硬度15GPa以上、平坦度5μm以下、表面粗糙度Ra為0.1nm以上且500nm以下之表面的平板，藉由對上述平板表面施行機械加工、雷 射加工或蝕刻加工而形成上述溝槽。
  9. 一種多結晶基板的研磨方法，係使用申請專利範圍第1至7項中任一項之磨石，對維氏硬度較低於上述磨石表面的多結晶基板施行研磨。
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