(57)【要約】【課題】５００μｍ以下の厚さの高硬度の化合物半導体ウェハを破損することなく高効率で加工でき、更に、基板内の表面粗さを均一に仕上げるメカノケミカル研磨を実現する。【解決手段】酸化クロム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化アルミのいずれかの酸化物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、ポリッシング定盤１のショア硬さが８０〜９０の弾性材料からなり、当該被研磨材と接触するポリッシング定盤１の研磨面に少なくとも２種類の溝を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物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、
ポリッシング定盤のショア硬さが８０〜９０の弾性材料からなり、前記被研磨材と接触するポリッシング定盤の研磨面に少なくとも２種類の溝を有することを特徴とするメカノケミカル研磨方法。
【請求項２】
前記酸化物は、酸化クロム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化アルミのいずれか一の酸化物である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３】
前記ポリッシング定盤の弾性材料は、ウレタンゴム或いはフッ素ゴムからなる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４】
前記ポリッシング定盤表面に前記酸化物砥粒を保持するために、ウレタンゴム或いはフッ素ゴム内に、あらかじめ、当該砥粒を練りこんで成形する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５】
前記ポリッシング定盤の研磨面側に形成される前記第１の溝は、砥粒保持を目的とするスパイラル状に形成される溝であり、第２の溝は、前記第１の溝よりも溝深さが深く余分な砥粒の排出及び所定の加工レートを得るためのスパイラル状に形成される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６】
前記ポリッシング定盤上に形成される溝内の研磨中の砥粒による目詰まりを防止するために、前記ポリッシング定盤の表面に接するブラシを配置し、前記溝内の砥粒を掃きだすことを特徴とする請求項５に記載のメカノケミカル研磨方法。
【請求項７】
酸化物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、
ポリッシング定盤のショア硬さが８０〜９０の弾性材料からなり、前記被研磨材と接触するポリッシング定盤の研磨面側に少なくとも２種類の溝を有し、
前記ウェハを所定の平坦度に保持するために共用ツールに接着されラッピングされた後、前記ウェハの研磨を行うことを特徴とするメカノケミカル研磨方法。
【請求項８】
前記ウェハの平坦度が２μ以内に保持された状態でウェハを研磨することを特徴とする請求項７に記載のメカノケミカル研磨方法。
【請求項９】
前記酸化物は、酸化クロム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化アルミのいずれか一の酸化物であることを特徴とする請求項８に記載のメカノケミカル研磨方法。
【請求項１０】
酸化物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、
ポリッシング定盤のショア硬さが８０〜９０の弾性材料からなり、前記被研磨材と接触するポリッシング定盤の研磨面に少なくとも２種類の溝を有することを特徴とするメカノケミカル研磨装置。
【請求項１１】
前記酸化物は、酸化クロム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化アルミのいずれか一の酸化物であることを特徴とする請求項１０に記載のメカノケミカル研磨装置。
【請求項１２】
前記ポリッシング定盤の弾性材料は、ウレタンゴム或いはフッ素ゴムからなることを特徴とする請求項１１に記載のメカノケミカル研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メカノケミカル研磨に係り、より詳細には、酸化物砥粒を砥粒として用いた研磨技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気エネルギーの低損失化、高性能化されたパワーデバイスは消費電力の大幅節減に直接寄与するため、多くの分野で利用されている。現在、パワーデバイスにはシリコンウェハを用いたものが利用されているが、シリコンの有する材料特性により、シリコンへ微細な加工を施すことによるパワーデバイスのさらなる高性能化には限界がある。特に、高温等の条件下ではシリコンは使用できないため、シリコンに代わる材料が必要となってきた。
【０００３】
シリコンに代わる材料として、例えばＳｉＣ（炭化珪素）があるが、ＳｉＣの禁制帯幅はシリコンの禁制帯幅の３倍であるので、シリコンよりも高温条件下で使用できる。また、絶縁破壊電界についてはシリコンの約10倍であるため、小型化も可能である。さらに熱伝導度についてはシリコンの約３倍であり、放熱性に優れ、冷却されやすいという利点もある。このようにＳｉＣは優れた特性を有することから、ＳｉＣ基板はシリコン基板に変わるパワーデバイス用半導体基板として注目されている。
【０００４】
ところで、ＳｉＣ基板をパワーデバイスとして使用するには、その表面を研磨する必要がある。最終研磨工法としては、ダイヤモンド砥粒によるポリッシュ、またはＳｉＯ2（コロイダルシリカ）を含む懸濁液を用いた研磨工法が現在一般的に使用されている。しかし最近注目されているのがより加工レートの高い酸化クロム砥粒を使用したMCP（機械的化学的研磨）研磨工法である。この工法は被研磨物と研磨砥粒との間に固相反応を引き起こされることで加工が進行していくことが開示されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【特許文献１】特開平７−８０７７０号公報
【特許文献２】特開２００１−２０５５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような固相反応を生じさせるためには、被研磨材料とポリッシング定盤とをある程度以上の圧力で接触させる必要がある。しかしながら、最終研磨工程における被加工物の厚さは、一般的に５００μｍ以下となっていることや、さらに、ＳｉＣのような高硬度材料は前工程であるラッピング工程・スライシング工程・グラインディング工程においてＢＯＷなどの平坦度を高精度に仕上げることが難しいため、２インチ基板においても１０〜３０μｍのＢＯＷ形状となることがほとんであり、このような状態の被加工物を、前述の特許文献１にあるように、ビッカーズ硬さが１０００〜２０００の材料を使用したポリッシング定盤に高圧で押し付けた場合、本来の目的である高精度研磨を実現する前に基板の破損という初歩的な問題が発生する危険性が高い。
【０００６】
ここで使うＢＯＷとは、半導体基板の形状をあらわす指標として使われる国際規格で、簡単に説明すると、ウェハをフリー状態（裏面を吸着したり、接着保持しな状態）において、ウエハ表面の任意の３点を通る平面とウェハ表面の中心点との最短距離のことを言う。
【０００７】
また、前述の特許文献２にあるように、ポリッシング定盤として、繊維材料や樹脂材料からなる研磨布を使用することで、基板の破損は低減できると思われるが、高硬度材料の研磨において、最も問題視される加工レートに難があるといえる。また、長時間の加工においては、やわらかい研磨布の摩耗により、加工レートが著しく低下すると予測される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明のメカノケミカル研磨方法は、酸化物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、ポリッシング定盤のショア硬さが８０〜９０の弾性材料からなり、前記被研磨材と接触するポリッシング定盤の研磨面に少なくとも２種類の溝を有することを特徴としたものである。
【０００９】
また、本発明のメカノケミカル研磨方法は、酸化物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、ポリッシング定盤のショア硬さが８０〜９０の弾性材料からなり、前記被研磨材と接触するポリッシング定盤の研磨面側に少なくとも２種類の溝を有し、前記ウェハを所定の平坦度に保持するために共用ツールに接着されラッピングされた後、前記ウェハの研磨を行うことを特徴としたものである。
【００１０】
また、本発明のメカノケミカル研磨装置は、酸化物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、ポリッシング定盤のショア硬さが８０〜９０の弾性材料からなり、前記被研磨材と接触するポリッシング定盤の研磨面に少なくとも２種類の溝を有することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上述べたように、本発明によれば、５００μｍ以下の厚さの化合物半導体ウェハを破損することなく高効率で加工でき、さらに、基板内の表面粗さを均一に仕上げることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明における化合物半導体基板のメカノケミカル研磨方法及びメカノケミカル研磨装置の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本実施例におけるメカノケミカルポリッシング装置の概略構成図を示す。ポリッシング定盤１は、所定の回転数で回転可能なポリッシングテーブル２に固定されており、ポリッシングテーブル２と連動して、反時計まわりに回転駆動できる。被加工物３は、前工程との共用ツール４に接着固定された状態（この実施形態については後述）で研磨ヘッド５に吸着固定される。研磨ヘッド５は、ポリッシング定盤１に被加工物３を所定の加圧で押し付けた状態で、ポリッシングテーブル２の回転方向と同方向に回転駆動できる。
【００１４】
ブラッシングヘッド６の先端には、ブラシ７が固定されており、ポリッシング定盤１に接した状態で回転駆動できる。研磨砥粒粉末８は、ポリッシング定盤１上のポジション９付近に作業者により、所定の量を散布され、ポリッシング定盤１が反時計回りに回転することにより、ブラシ７のポジションまで移載される。そして、ブラシ７によってポリッシング定盤１上に均一に拡散された状態で、さらにポリッシング定盤１が反時計回りに回転することで、被加工物３と接触する。
【００１５】
ポリッシング定盤上１に、ポリッシング定盤１に保持された研磨砥粒による固定砥粒作用に、粉末状の研磨砥粒を散布してその散布された砥粒による遊離砥粒作用が付加され、さらに加工レートを向上することが可能である。その場合に、ポリッシング定盤１の目詰まり対策として、研磨装置に樹脂製のブラシ７を装備させ、ポリッシングと同時に常にポリッシング定盤１をブラッシングすることで、目詰まりを防止している。
【００１６】
また、ポリッシング定盤１には、被加工物の研磨を促進するための第１のスパイラル状の溝が形成されており、溝の山部に配置された砥粒は、ポリッシング定盤１と被加工物３との間で遊離作用を発生させて被加工物の研磨を促進させる。溝の山部から漏れた余分な砥粒は、砥粒を排出するために形成される第１の溝の深さより深い第２の溝の谷部に排出され、再度ブラシ７と接触される際に、ブラシ７のブラシ毛が溝内に入り込んで、掘り起こされ、溝の目詰まりを防止できるようになっている。
【００１７】
即ち、表面の砥粒が摩耗した場合でも、内層の新しい砥粒が派生することで加工レートの低下を防止できる。また、ポリッシング定盤表面には、被研磨物のポリッシング定盤への密着を防ぐ目的や、加工圧力の向上及び、使用済み研磨砥粒の排出などを目的として、スパイラル形状の溝を設けている。
【００１８】
図２（ａ）は、本実施例におけるポリッシング定盤１の外観図である。
【００１９】
形状は、直径２００ｍｍ厚さ１０ｍｍの円盤状とし、材料としてウレタンゴムを使用し、ショア硬さを８０〜９０とした。ウレタンゴム内には、あらかじめ、研磨砥粒を練りこんで成形する。これにより、ポリッシング定盤表面には、砥粒がウレタンゴムにより保持された研磨砥粒が存在し、研磨剤を供給しなくても加工が可能になり、さらに、表面の砥粒が摩耗した場合でも、内層の新しい砥粒が派生することで加工レートの低下を防止できる。
【００２０】
本実施例においては、硬度の調整が比較的容易であるウレタンゴムを使用したが、フッ素ゴムでも同様の効果が予測できる。また、本実施例においては、粒径１．６μｍの酸化クロム（III）を約６０％の比率でウレタンゴム内に含有させた。本実施例においては、ポリッシング定盤に含有させる砥粒及び散布する砥粒として酸化クロムを使用したが、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化アルミ等の酸化物砥粒においても同様の効果が得られる。また、ポリッシング定盤１の表面には、フェーシング装置を使用して溝加工を施した。フェーシング用ツールとしては、ノーズＲ０．３ｍｍのダイヤモンドバイトを使用した。
【００２１】
フェーシング装置を使用して形成できる溝形状として、スパイラル状と同心円状があり、効果としては同等と考えられるが、フェーシング装置の加工原理上、同心円を形成するためにはスパイラルと比較して長時間を有するためにスパイラルを選択した。具体的には、フェーシングとは、ポリッシング定盤を一定速度で回転させた状態でダイヤモンドバイトをポリッシング定盤の中心付近に接触させ、ポリッシング定盤外周方向に一定速度で移動させることで溝加工を施す加工方法であり、ダイヤモンドバイトとポリッシング定盤の接触深さで溝深さが決定し、ポリッシング定盤の回転数とダイヤモンドバイトの移動速度の関係で溝ピッチが決定し、もちろん溝は中心から外周まで連続のスパイラル状となる。
【００２２】
これを同心円上にする場合は、ダイヤモンドバイトをポリッシング定盤に接触させた状態でポリッシング定盤を1回転させ、一つ目の溝を形成し、その後、必要ピッチだけダイヤモンドバイトを移動させた状態でさらにポリッシング定盤を１回転させることで二つ目の溝を形成するという作業となり、前者と比較して非常に時間がかかる。また、その他に溝形成が可能な装置として、加工機としては一般的なフライス盤があげられ、碁盤目状の溝形成が可能であるが、本実施例における第１の溝のような微細な溝形成は、加工ツールであるエンドミルの微細化の限界により難しいと考えられる。
【００２３】
図２（ｂ）は、溝形状の詳細図である。溝Ｘは、不要な砥粒を排出する目的で作製し、ピッチ２．５ｍｍ深さ０．２５μｍとした。また溝Ｙは、砥粒を保持する目的で作製し、ピッチ０．５ｍｍ深さ０．０８μｍとした。溝形状については、本仕様に限定するものではないが、溝Ｘが無い場合や浅すぎる場合は、目詰まりが発生し、加工レートが激減することがわかっている。また、溝Ｙについては、研磨砥粒の種類や粒径によって最適化する必要があるといえる。
【００２４】
溝Ｘ、Ｙの目的について、さらに説明すると、仮に溝がまったくはいっていないポリッシング定盤を使用した場合、砥粒が保持されないので、被加工物とポリッシング定盤の間を砥粒が滑るだけで加工が進まないのは明白である。従って、溝Ｙが必要となってくる。次に、溝Ｙだけを作製し、溝Ｘがない場合は、被加工物の研磨面の全面に砥粒が接することになり、必要な加工圧力（荷重÷被加工物の面積）を得るためには、相当な荷重が必要となる。即ち、溝Ｙの存在する部分全体で加工圧力がかかることになるので所望の加工レートを得るためには大きな加重が必要となる。従って、適当な範囲の荷重で加工を可能とする場合には、溝Ｘのような、ある程度深さをもった第２の溝が必要となってくる。
【００２５】
図３は、本実施例において使用したブラシ７の外観図である。ブラシ材質はナイロン樹脂、ブラシ径は平均８０μｍとした。ブラシ径に関しては、ポリッシング定盤の溝形状にあわせて最適なサイズを選定する必要があり、溝形状より大きい場合は、当然ながら溝内の砥粒を掻き出すことができず、逆にあまりに細い場合は、除去能力が低下する。
【００２６】
ブラシ７の目的は、砥粒の溝内の目詰まり防止が目的であり、溝内に砥粒が停留して押し固められないようにするためで、ブラシ７で溝から掃きだされた砥粒は、遊離砥粒として再び研磨動作を行うことなる。
【００２７】
次にブラシのセッティング方法であるが、図１中のブラシ高さ調整用マイクロヘッド１８を使用して調整した。具体的には、ブラシ７の最先端部がちょうどポリッシング定盤の表面に接する位置に目視確認しながらブラシ高さ調整用マイクロヘッド１８で調整し、その後、ブラシ高さ調整用マイクロヘッド１８の目盛を使って、ブラシ７をポリッシング定盤方向へ０．５ｍｍ移動させた。これにより、ブラシ７の先端がポリッシング定盤の溝内に届いて、溝内の砥粒を掻き出すことが可能になる。ブラシ７による砥粒の掃きだしは、ちょうど農作業において、クワで畑を耕すイメージであり、砥粒が、被加工物とポリッシング定盤の間を遊離砥粒として転がりながら作用することが重要である。
【００２８】
図４は、本実施例における被加工物３の共用ツール４への接着方法について説明するものである。共用ツール４は、熱膨張係数が低くて比較的機械加工が容易であるアルミナを材料として使用し、本実施例で被加工物として使用した２インチＳｉＣウェハの外形より一回り大きく外形５２ｍｍ厚さ８ｍｍの円柱形状とした。また、共用ツール４の接着面は平面研削盤及び平面研磨盤により、表面粗さＲａ＝５μｍ以内、表面プロファイルを２μｍ以内に仕上げた。
【００２９】
さらに、接着時に使用する接着剤の余分を排出したり、接着剤中に混ざった気泡を排出すための溝１０を共用ツール４の中心点で交差するように十字形状に設けた。溝の幅は１ｍｍ、深さは０．５ｍｍとした。本共用ツールを、１２０℃に設定したホットプレート１１上に接着面を上向きに配置し、接着面に熱硬化性接着剤１２（シフトワックス）を数グラム塗布し、綿棒で接着面全面に延ばしたあと、被加工物３を静かに載せ、被加工物の表面を耐熱手袋をした指で押しながら共用ツール４へ擦り付けて余分な接着剤や気泡を共用ツール４に設けられた溝１０や被加工物３の外周へ排出する作業であるリンギングを行った。リンギング後、被加工物３が共用ツール４の最外周からはみ出さないようにフッ素樹脂製のガイド１２を３箇所１２０度毎に配置し、シリコンゴム１３を挟んで４ｋｇの重り１４を載せた。この後、ホットプレート１１の電源を落とし、約一時間かけて共用ツール４が常温になるまで放置し接着剤を硬化させた。
【００３０】
図５は、接着後の被加工物３の表面プロファイルを表面粗さ計をもちいて測定した結果である。ここで言う表面プロファイルとは、被加工物の被加工面の２次元形状のことを指す。より具体的には、図１０に示すように、被加工物であるウエハの中心点を通る直線Ｘ―Ｘでウエハの断面をきった場合のウエハ表面の２次元形状を指す。
【００３１】
平坦度が保証された平行平面基板を平坦度が保証されたツールに充分な貼り付け荷重で貼り付けた場合は、表面プロファイルが理論的にフラットになるはずであるが、本実施例で使用した２インチＳｉＣウェハは、前述の例にもれず平坦度が粗悪であるために、その影響で、接着後の表面プロファイルが約２０μｍのＢＯＷ形状となっている。この状態の被加工物を非弾性体である例えばビッカーズ硬さが１０００程度のセラミック製ポリッシング定盤に押し付けた場合、基板破損の危険性が高いことが容易に想像できる。
【００３２】
また、本発明の弾性ポリッシング定盤を使用して加工した場合でも、表面プロファイルの凸部における加工圧力と凹部における加工圧力に差が発生し、基板全面における均一な加工が難しいことが考えられる。従って、本発明においては、下記に述べる方法により、表面プロファイルを２μｍ以内に一時的に修正した状態で、メカノケミカル研磨工程に移行することで、基板全面における均一な加工を実現した。ここで一時的な修正と表現したのは、この表面プロファイルは、共用ツール４に貼りついた状態でのみ実現しているもので、共用ツールから剥離後は、加工応力の差により悪化することがわかっている。
【００３３】
図６は、本発明の表面プロファイル改善に使用した片面ラッピング装置の概略図である。片面ラッピング装置は、一般的な卓上タイプを使用した。ラッピング定盤１５は、銅製のものを使用し、５０ｒｐｍで反時計方向に回転させた。ラッピング定盤１５の表面は、平坦度１μｍ以内にフェーシング装置等で仕上げ、固定砥粒として、ダイヤモンドスラリー（粒径２〜４μｍ）をラッピング定盤表面に埋め込んだものを使用した。スラリーは、ダイヤモンドスラリーの粒径２〜４μｍを使用し、ラッピング定盤上に毎秒１滴の量を滴下した。ラッピングとは、ポリッシャー（ここでいうラッピング定盤）の形状を被加工物に転写する加工方法のことである。
【００３４】
本実施例においては、平坦度が１μｍ以内に仕上げられたラッピング定盤と被加工物の間をダイヤモンドスラリーが転がるうちに、ラッピング定盤側には固定砥粒としてダイヤモンドが埋め込まれているので影響が少ないが、被加工物側は、ダイヤモンドよりやわらかい材質であるため、ポリッシング定盤の形状をなぞりながら、転がるダイヤモンドの影響で表面の凸部がゆっくりと削りとられていき、最終的にラッピング定盤と被加工物が同じ形状に近づいていく。つまり、ラッピング定盤の表面形状が被加工物側に転写される。ラッピング定盤の平坦度を１μｍ以内に確保しておけば、被加工物の平坦度を同程度まで修正することが可能である。
【００３５】
続いて、被加工物の装置への装着であるが、前述のように、被加工物３は共用ツール４に接着された状態において約２０μｍのＢＯＷ状態にある。この状態の被加工物３及び共用ツール４を加工面がラッピング定盤と接するようにラッピング定盤上に配置し、共用ツール４の外周に治具強制駆動装置１６の駆動ローラー１７が接するようにセットする。治具強制駆動装置１６を動作させることで、駆動ローラーが回転し、連動して共用ツール４が回転する。本実施例においては、回転数５０ｒｐｍで反時計方向に回転させた。加工荷重は１００ｇとした。
【００３６】
加工開始後、１時間置きに、共用ツール４をアンローディングし、表面プロファイルを測定し、偏った削れが無いかを確認した。偏った削れが発生した場合は、加工量が少ない側の共用ツール４外周に移動式ウェイト１６をセットし修正した。２０μｍ程度のＢＯＷ形状の場合、約１０時間の加工で図７にあるような２μｍ以内の表面プロファイルを得ることができた。この後、２μｍ以内の表面プロファイルに保持した状態の被加工物３（共用ツール４には依然として接着状態にある）を超音波洗浄等で洗浄し、メカノケミカル研磨装置へ装着し、メカノケミカル研磨を実施することになる。
【実施例２】
【００３７】
本発明における化合物半導体基板のメカノケミカル研磨方法の実施例について、さらに詳細に説明する。被加工物として、予め表面プロファイルを２μ以内に保持された外形２インチ厚さ２５０μｍのＳｉＣ単結晶ウェハを使用した。
【００３８】
また、前述のように、ＳｉＣのような高硬度材料は前工程であるラッピング工程・スライシング工程・グラインディング工程においてＢＯＷなどの平坦度を高精度に仕上げることが難しいため、２インチ基板においても１０〜３０μｍのＢＯＷ形状となることがほとんであり、このようなＢＯＷ状態で、本発明におけるポリッシング定盤を使用した場合には、破損にいたらないまでも、基板内で研磨圧力が不均一となる原因となり、最終研磨工程において最も重要である表面粗さの面内不均一につながる。本発明においては、前工程であるダイヤモンド砥粒を使用したラッピング工程と最終研磨工程において、共通の加工ツール４（以後、共用ツールという。）を使用し、被加工物３を共用ツール４に仮接着した状態で、一時的に、被加工物３の被加工面の平坦度を２μｍ以内の高精度に確保することで対応することを特徴としたものである。ここで一時的に平坦度を確保すると表現するのは、被加工物３は、共用ツール４から取り外される際に加工応力の影響でひずみが発生し、２μｍ以内のような高精度な平坦度を維持することができないからである。
【００３９】
本発明の効果を確認するために、共用ツールにて２μ以内の平坦度を保持した状態で、同寸法の基板を４枚用意し、メカノケミカルポリッシングの条件を変更して４種類の実験を行った。実験（１）は、本発明におけるショア硬さ８０〜９０の酸化クロムポリッシング定盤を使用した場合。実験（２）は、ポリッシング定盤として、樹脂繊維製の不織布を使用した場合。実験（３）は、ショア硬さ７０〜８０の酸化クロムポリッシング定盤を使用した場合。実験（４）は、ビッカーズ硬さ１０００以上のアルミナ定盤を使用した場合。ビッカーズ硬さとは、金属やセラミックの硬さを表す規格で数値が大きくなるほど硬くなる。上記４種類の実験におけるポリッシング定盤以外の加工条件に関しては、すべて同条件とした。
【００４０】
ポリッシング装置の設定として、ポリッシング定盤の回転数は２０ｒｐｍ、加工ヘッドの回転数は３０ｒｐｍとし、加工圧力は３５０ｇ/ｃｍ2とした。また、遊離砥粒として、粒径１μｍの酸化クロム砥粒を数１０ｇ加工前にポリッシング定盤上に散布し、以降の追加散布は行わなかった。以上のような条件で２０時間の加工を行った結果を図８に示す。図８（ａ）における加工レートについては、加工前後の重量変化を０．１ｍｇ分解能の電子天秤を使用して測定し、単位時間当たりの加工寸法に換算した。
【００４１】
また、図８（ｂ）における表面粗さＲａについては、一般的な光干渉縞測定法による表面形状検査装置を使用して、図９に示す５ポイントの測定を行った。実験結果からわかるように、本発明の実施例である実験（１）においては、４種類の中で最も高い加工レートを得る事ができており、表面粗さにおいても、測定５ポイントで均一な仕上がりとなっている。加工レートに関しては、ポリッシング定盤及び研磨ヘッドの回転数をあげることや、研磨加圧をあげることで、さらなる向上が可能といえる。実験（２）においては、本発明における実施例につぐ良好な結果といえるが、やはり加工レートに難があるといえる。また、加工後の不織布の摩耗が激しく、本加工条件における２０時間以上の連続稼動は難しいと思われる。実験（３）においては、加工がまったくなされておらず、ポリッシング定盤の弾性が強すぎることで、研磨圧力がポリッシング定盤に吸収されてしまったのが原因と考えられる。
【００４２】
実験（４）に関しては、加工開始後数分で基板の外周付近に多数の欠けやひび割れが発生し、実験を中止した。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明にかかる化合物半導体ウェハのメカノケミカル研磨工法は従来の加工法と比べ５００μｍ以下の薄いウェハを安全に高効率かつ高精度にメカノケミカル研磨加工でき、化合物半導体ウェハの製造方法として非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例におけるメカノケミカル研磨装置の概略構成図
【図２】本発明の実施例におけるポリッシング定盤を模式的に説明するための図
【図３】本発明の実施例におけるブラシを模式的に説明するための図
【図４】本発明の実施例における共用ツールと被加工物の接着方法を説明する図
【図５】本発明の実施例における被加工物接着後の表面プロファイルを示す図
【図６】本発明の実施例における表面プロファイル改善のために使用したラッピング装置の概略構成図
【図７】本発明の実施例における表面プロファイル改善後の状態を示す図
【図８】本発明の実施例における実験結果を説明する図
【図９】本発明の実施例における表面粗さの測定箇所を説明する図
【図１０】本発明の実施例における表面プロファイルを説明する図
【符号の説明】
【００４５】
１  ポリッシング定盤
２  ポリッシングテーブル
３  被加工物
４  共用ツール
５  研磨ヘッド
６  ブラッシングヘッド
７  ブラシ
８  研磨砥粒粉末
９  砥粒散布ポジション
１０  溝
１１  ホットプレート
１２  ガイド
１３  シリコンゴム
１４  重り
１５  ラッピング定盤
１６  治具強制駆動装置
１７  駆動ローラー
１８  ブラシ高さ調整用マイクロヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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