【手続補正書】
【提出日】平成17年8月4日(2005.8.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  酸化クロム（ＩＩＩ）の粉末を砥粒として用い、被研磨材である半導体ウェハの研磨を行うメカノケミカル研磨方法において、
研磨面に酸化性の薬液として過酸化水素水が存在する状態で研磨を行うようにしたことを特徴とするメカノケミカル研磨方法。
【請求項２】  酸化クロム（ＩＩＩ）の粉末を砥粒として用い、被研磨材である半導体ウェハの研磨を行うメカノケミカル研磨方法において、
研磨面に酸化作用のある固体粉末として二酸化マンガンの粉末と三酸化マンガン粉末のうちの少なくともいずれか一方が存在する状態で研磨を行うようにしたことを特徴とするメカノケミカル研磨方法。
【請求項３】  酸化クロム（ＩＩＩ）の粉末を砥粒として用い、被研磨材である半導体ウェハの研磨を行うメカノケミカル研磨方法において、
研磨面に酸素を含有した気体として酸素ガスと水蒸気のうちの少なくともいずれか一方が存在する状態で研磨を行うようにしたことを特徴とするメカノケミカル研磨方法。
【請求項４】  前記酸化性の薬液を、滴下によって研磨面に供給するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のメカノケミカル研磨方法。
【請求項５】  前記酸化作用のある固体粉末を、半導体ウェハに対し相対運動する部材側に配することにより研磨面に供給するようにしたことを特徴とする請求項２に記載のメカノケミカル研磨方法。
【請求項６】  前記酸化作用のある固体粉末を、滴下する液に分散させることにより研磨面に供給するようにしたことを特徴とする請求項２に記載のメカノケミカル研磨方法。
【請求項７】  前記少なくとも酸素を含有した気体を、研磨を行おうとする部位に吹き付けることにより研磨面に供給するようにしたことを特徴とする請求項３に記載のメカノケミカル研磨方法。
【請求項８】  前記少なくとも酸素を含有した気体を、半導体ウェハに対し相対運動する部材側から研磨を行おうとする部位に吹き出させることにより研磨面に供給するようにしたことを特徴とする請求項３に記載のメカノケミカル研磨方法。
【請求項９】  前記少なくとも酸素を含有した気体の雰囲気下において研磨を行うことにより同気体を研磨面に供給するようにしたことを特徴とする請求項３に記載のメカノケミカル研磨方法。
【請求項１０】  酸化クロム粉末以外の化学反応の触媒作用のある固体粉末を、滴下する液に分散させて研磨面に供給するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のメカノケミカル研磨方法。
【請求項１１】  酸化クロム粉末以外の化学反応の触媒作用のある固体粉末を、半導体ウェハに対し相対運動する部材側に配することにより研磨面に供給するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のメカノケミカル研磨方法。
【請求項１２】  前記化学反応の触媒作用のある固体粉末は、二酸化チタンと硫化カドミウムと三酸化二インジウムのうちの少なくとも一つを含むものであることを特徴とする請求項１０または１１に記載のメカノケミカル研磨方法。
【請求項１３】  前記化学反応の触媒作用のある固体粉末に対し光を照射するようにしたことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のメカノケミカル研磨方法。
【請求項１４】  前記半導体ウェハを加熱しながら半導体ウェハの研磨を行うようにしたことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のメカノケミカル研磨方法。
【請求項１５】  前記半導体ウェハは、炭化珪素ウェハであることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のメカノケミカル研磨方法。
【請求項１６】  前記半導体ウェハを研磨する加工圧力を、０．００９８〜０．２９４ＭＰａ（０．１〜３．０ｋｇｆ／ｃｍ２）としたことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載のメカノケミカル研磨方法。
【請求項１７】  酸化クロム（ＩＩＩ）の粉末を砥粒として用い、被研磨材である半導体ウェハの研磨を行うメカノケミカル研磨装置において、研磨面に酸化性の薬液として過酸化水素水を供給するための注液器を設けたことを特徴とするメカノケミカル研磨装置。
【請求項１８】  酸化クロム（ＩＩＩ）の粉末を砥粒として用い、被研磨材である半導体ウェハの研磨を行うメカノケミカル研磨装置において、半導体ウェハに対し相対運動する部材側に、酸化作用のある固体粉末として二酸化マンガンの粉末と三酸化マンガン粉末のうちの少なくともいずれか一方を配したことを特徴とするメカノケミカル研磨装置。
【請求項１９】  酸化クロム（ＩＩＩ）の粉末を砥粒として用い、被研磨材である半導体ウェハの研磨を行うメカノケミカル研磨装置において、研磨面に向かって酸素を含有した気体として酸素ガスと水蒸気のうちの少なくともいずれか一方を吹き付けるガスインジェクタを設けたことを特徴とするメカノケミカル研磨装置。
【請求項２０】  酸化クロム（ＩＩＩ）の粉末を砥粒として用い、被研磨材である半導体ウェハの研磨を行うメカノケミカル研磨装置において、研磨面を酸化性気体雰囲気下にするために密閉容器構造としたことを特徴とするメカノケミカル研磨装置。
【請求項２１】  酸化クロム（ＩＩＩ）の粉末を砥粒として用い、被研磨材である半導体ウェハの研磨を行うメカノケミカル研磨装置において、半導体ウェハに対し相対運動する部材を通して研磨面に酸化性気体を供給するガス通路を設けたことを特徴とするメカノケミカル研磨装置。
【請求項２２】  少なくとも研磨面を加熱する加熱手段を設けたことを特徴とする請求項１７〜２１のいずれか１項に記載のメカノケミカル研磨装置。
【請求項２３】  酸化クロム粉末以外の化学反応の触媒作用のある固体粉末を分散した液を研磨面に供給するための注液器を設けたことを特徴とする請求項１７〜２１のいずれか１項に記載のメカノケミカル研磨装置。
【請求項２４】  半導体ウェハに対し相対運動する部材に、酸化クロム粉末以外の化学反応の触媒作用のある固体粉末を配したことを特徴とする請求項１７〜２１のいずれか１項に記載のメカノケミカル研磨装置。
【請求項２５】  前記化学反応の触媒作用のある固体粉末に対し光を照射する光源を設けたことを特徴とする請求項２３または２４に記載のメカノケミカル研磨装置。
【請求項２６】  半導体ウェハに対し相対運動する部材の表面に研磨布を配したことを特徴とする請求項１７〜２１のいずれか１項に記載のメカノケミカル研磨装置。
【請求項２７】  前記研磨布は、表面に対して垂直方向に連続した孔または空隙が形成された構造体であることを特徴とする請求項２６に記載のメカノケミカル研磨装置。
【請求項２８】  前記研磨布は、合成繊維、ガラス繊維、天然繊維、合成樹脂、天然樹脂の少なくともいずれかより成る構造体であることを特徴とする請求項２７に記載のメカノケミカル研磨装置。
【請求項２９】  前記研磨布は、ポリウレタン材料で、垂直発泡体構造のスウェードタイプの研磨布であることを特徴とする請求項２８に記載のメカノケミカル研磨装置。
【請求項３０】  前記研磨布は、繊維の交絡体中に樹脂を含浸することで樹脂が繊維の結合材として働く、あるいは、樹脂層自体が連続発泡体構造になっている不織布タイプの研磨布であることを特徴とする請求項２８に記載のメカノケミカル研磨装置。
【請求項３１】  前記研磨布は、繊維の交絡体中に樹脂を含浸することで樹脂が繊維の結合材として働く、あるいは、樹脂層自体が連続発泡体構造になっている不織布タイプの布を下地層として、これに、ポリウレタン材料で、垂直発泡体構造のスウェードタイプの布を、貼り合わせた２層構造の研磨布であることを特徴とする請求項２８に記載のメカノケミカル研磨装置。
【請求項３２】  前記研磨布は、表面と内部に独立した孔または気泡が形成された構造体であることを特徴とする請求項２６に記載のメカノケミカル研磨装置。
【請求項３３】  前記研磨布は、合成樹脂または天然樹脂からなる構造体であることを特徴とする請求項３２に記載のメカノケミカル研磨装置。
【請求項３４】  前記研磨布は、独立発泡体構造の発泡ポリウレタンタイプの研磨布であることを特徴とする請求項３３に記載のメカノケミカル研磨装置。
【請求項３５】  前記研磨布は、表面に対して垂直方向に連続した孔または空隙が形成された構造体の布を下地層として、これに、表面と内部に独立した孔または気泡が形成された構造体の布を、貼り合わせた２層構造の研磨布であることを特徴とする請求項２６に記載のメカノケミカル研磨装置。
【請求項３６】  前記研磨布は、繊維の交絡体中に樹脂を含浸することで樹脂が繊維の結合材として働く、あるいは、樹脂層自体が連続発泡体構造になっている不織布タイプの布を下地層として、これに、独立発泡体構造の発泡ポリウレタンタイプの布を、貼り合わせた２層構造の研磨布であることを特徴とする請求項３５に記載のメカノケミカル研磨装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のメカノケミカル研磨方法によれば、酸化クロム（ＩＩＩ）の粉末を砥粒として用いて被研磨材である半導体ウェハの研磨を行う際に、研磨面に酸化剤が存在する。この酸化剤により、研磨能率が促進される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
このようにして、ＳｉＣなどの硬質材料を低い加工圧力でも効率よく研磨することができる。ここで、前述の酸化剤として、請求項１に記載のように、酸化性の薬液（例えば、過酸化水素水）を用いたり、請求項２に記載のように、酸化作用のある固体粉末（例えば、二酸化マンガンの粉末と三酸化二マンガンの粉末のうちの少なくともいずれか一方を含むもの）を用いたり、請求項３に記載のように、少なくとも酸素を含有した気体（例えば、酸素ガスと水蒸気の少なくともいずれか一方を含むもの）を用いることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
さらに、酸化剤の供給方法として、請求項４に記載のように、酸化性薬液を、滴下によって研磨面に供給したり、請求項５に記載のように、酸化作用のある固体粉末を、半導体ウェハに対し相対運動する部材側に配することにより研磨面に供給したり、請求項６に記載のように、酸化作用のある固体粉末を、滴下する液に分散させることにより研磨面に供給したり、請求項７に記載のように、少なくとも酸素を含有した気体を、研磨を行おうとする部位に吹き付けることにより研磨面に供給したり、請求項８に記載のように、少なくとも酸素を含有した気体を、半導体ウェハに対し相対運動する部材側から研磨を行おうとする部位に吹き出させることにより研磨面に供給したり、請求項９に記載のように、少なくとも酸素を含有した気体の雰囲気下において研磨を行うことにより同気体を研磨面に供給することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、請求項１０に記載のように、酸化クロム粉末以外の化学反応の触媒作用のある固体粉末を、滴下する液に分散させて研磨面に供給したり、請求項１１に記載のように、酸化クロム粉末以外の化学反応の触媒作用のある固体粉末を、半導体ウェハに対し相対運動する部材側に配することにより研磨面に供給すると、化学反応を促進させることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
ここで、請求項１２に記載のように、化学反応の触媒作用のある固体粉末は、二酸化チタンと硫化カドミウムと三酸化二インジウムのうちの少なくとも一つを含むものであるとすることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
さらに、請求項１３に記載のように、化学反応の触媒作用のある固体粉末に対し光を照射すると、触媒作用を向上させることができる。また、請求項１４に記載のように、半導体ウェハを加熱しながら半導体ウェハの研磨を行うと、研磨能率を向上させることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
さらに、請求項１５に記載のように、半導体ウェハは、炭化珪素ウェハであるとしたり、請求項１６に記載のように、半導体ウェハを研磨する加工圧力を、０．００９８〜０．２９４ＭＰａ（０．１〜３．０ｋｇｆ／ｃｍ2）とすると、実用上好ましいものとなる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、メカノケミカル研磨装置として、請求項１７に記載のように、研磨面に酸化性薬液（例えば、過酸化水素水）を供給するための注液器を設けたり、請求項１８に記載のように、半導体ウェハに対し相対運動する部材側に、酸化作用のある固体粉末（例えば、二酸化マンガンの粉末と三酸化マンガン粉末のうちの少なくともいずれか一方を含むもの）を配したり、請求項１９に記載のように、研磨面に向かって酸化性気体（例えば、酸素を含有した気体として酸素ガスと水蒸気のうちの少なくともいずれか一方を含むもの）を吹き付けるガスインジェクタを設けたり、請求項２０に記載のように、研磨面を酸化性気体雰囲気下にするために密閉容器構造としたり、請求項２１に記載のように、半導体ウェハに対し相対運動する部材を通して研磨面に酸化性気体を供給するガス通路を設けることにより、より好ましいものとなる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
さらに、請求項２２に記載のように、少なくとも研磨面を加熱する加熱手段を設けたり、請求項２３に記載のように、酸化クロム粉末以外の化学反応の触媒作用のある固体粉末を分散した液を研磨面に供給するための注液器を設けたり、請求項２４に記載のように、半導体ウェハに対し相対運動する部材に、酸化クロム粉末以外の化学反応の触媒作用のある固体粉末を配すると、好ましいものとなる。ここで、請求項２５に記載のように、化学反応の触媒作用のある固体粉末に対し光を照射する光源を設けるとよい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
請求項２６に記載のように、半導体ウェハに対し相対運動する部材の表面に研磨布を配して、この研磨布上に半導体ウェハを押し付けて研磨することで、半導体ウェハにキズ、クラックなどのダメージを与えることなく研磨することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
請求項２７に記載のように、研磨布として、表面に対して垂直方向に連続した孔または空隙が形成された構造体を使うと、研磨布表面から深さ方向への浸透性がよくなり、半導体ウェハのかけらなどの排出が容易になることで、キズ、クラック、結晶歪みのない良好な研磨面の形成が可能になる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
ここで、請求項２８に記載のように、研磨布として、合成繊維、ガラス繊維、天然繊維、合成樹脂、天然樹脂の少なくともいずれかより成る構造体を使うとよい。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
特に、請求項２９に記載のように、ポリウレタン材料で垂直発泡体構造のスウェードタイプの研磨布や請求項３０に記載のように、繊維の交絡体中に樹脂を含浸することで樹脂が繊維の結合材として働く、あるいは、樹脂層自体が連続発泡体構造になっている不織布タイプの研磨布や請求項３１に記載のように、繊維の交絡体中に樹脂を含浸することで樹脂が繊維の結合材として働く、あるいは、樹脂層自体が連続発泡体構造になっている不織布タイプの布を下地層として、これに、ポリウレタン材料で、垂直発泡体構造のスウェードタイプの布を、貼り合わせた２層構造の研磨布が適している。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
請求項３２に記載のように、研磨布として、表面と内部に独立した孔または気泡が形成された構造体にすることで、研磨布は硬質で、かつ表面の砥粒、薬液の保持性がよくなり、凹凸のある半導体ウェハの表面を短時間で平坦化・平滑化することができる。また、研磨の前工程（研削工程、ラッピング工程など）で発生した加工変質層を短時間に除去することもできる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
ここで、請求項３３に記載のように、研磨布として、合成樹脂または天然樹脂からなる構造体を使うとよい。特に、請求項３４に記載のように、独立発泡体構造の発泡ポリウレタンタイプの研磨布が適している。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
請求項３５に記載のように、研磨布として、表面に対して垂直方向に連続した孔または空隙が形成された構造体の布を下地層として、これに、表面と内部に独立した孔または気泡が形成された構造体の布を、貼り合わせた２層構造の研磨布を使うことで、表層側の構造体（ウェハと接する布）によって、研磨速度と平坦化効率が優れ、また、下地層の構造体（下地用布）によって、半導体ウェハのうねり、反りに対する追従性が向上することで、ウェハを精度よく研磨することができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
特に、請求項３６に記載のように、研磨布として、繊維の交絡体中に樹脂を含浸することで樹脂が繊維の結合材として働く、あるいは、樹脂層自体が連続発泡体構造になっている不織布タイプの布を下地層として、これに、独立発泡体構造の発泡ポリウレタンタイプの布を、貼り合わせた２層構造の研磨布が適している。