CN105583720A - SiC基板的研磨方法 - Google Patents

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Abstract

提供SiC基板的研磨方法，能够较高地维持研磨的效率同时抑制晶格的紊乱。SiC基板的研磨方法中，供给研磨液(15)并且使研磨垫与SiC基板(11)接触来研磨SiC基板，研磨液含有高锰酸盐、具有氧化力的无机盐类以及水，该SiC基板的研磨方法构成为包含如下工序：第1研磨工序，使用第1研磨垫(18)来研磨SiC基板；以及第2研磨工序，在第1研磨工序之后，使用比第1研磨垫软的第2研磨垫(38)来研磨SiC基板。

Description

SiC基板的研磨方法
技术领域
本发明涉及SiC基板的研磨方法。
背景技术
在逆变器等功率电子设备中组装有应用于电力控制的被称作功率器件的半导体元件。迄今为止的功率器件主要使用单晶Si(硅)进行制造，通过改良器件构造而实现性能的提高。
但是，近年来基于器件构造的改良的性能提高达到极限。因此，相比单晶Si，关注在功率器件的高耐压化、低损失化方面有利的单晶SiC(碳化硅)。
在由单晶SiC构成的基板上制作功率器件之前，利用CMP(化学性机械研磨)将基板的表面平坦化。为了提高该CMP的研磨效率，开发出使用内含磨粒的研磨垫和具有氧化力的研磨液的研磨技术(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2008-68390号公报
然而，当如上所述使用具有氧化力的研磨液来研磨单晶SiC基板时，单晶SiC的晶格产生紊乱，功率器件的性能会大幅降低。
发明内容
本发明是鉴于该问题点而完成的，其目的在于提供一种SiC基板的研磨方法，能够较高地维持研磨的效率同时抑制晶格的紊乱。
根据本发明，提供SiC基板的研磨方法，对含有磨粒的研磨垫或者不含有磨粒的研磨垫供给研磨液，并且使该研磨垫与SiC基板接触来研磨SiC基板，其特征在于，该研磨液含有高锰酸盐、具有氧化力的无机盐类以及水，该SiC基板的研磨方法包含如下的工序：第1研磨工序，使用第1研磨垫来研磨SiC基板；以及第2研磨工序，在该第1研磨工序之后，使用比该第1研磨垫软的第2研磨垫来研磨SiC基板。
在本发明的SiC基板的研磨方法中，由于使用含有高锰酸盐、具有氧化力的无机盐类以及水的研磨液，在使用第1研磨垫研磨了SiC基板之后，使用比第1研磨垫软的第2研磨垫来研磨SiC基板，因此能够较高地维持研磨的效率同时抑制晶格的紊乱。
附图说明
图1是示意性示出第1研磨工序的图。
图2是示意性示出第2研磨工序的图。
标号说明
2：研磨装置；4：卡盘工作台；4a：流路；6：保持板；6a：保持面；8：第1研磨单元；10：第1主轴；10a：纵孔；12：第1轮座；12a：纵孔；14：第1研磨轮；16：第1轮基台；16a：纵孔；18：第1研磨垫；18a：纵孔；20：供给源；28：第2研磨单元；30：第2主轴；30a：纵孔；32：第2轮座；32a：纵孔；34：第2研磨轮；36：第2轮基台；36a：纵孔；38：第2研磨垫；38a：纵孔；11：SiC基板；13：膜；15：研磨液。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明。本实施方式的SiC基板的研磨方法至少包含第1研磨工序和第2研磨工序。在第1研磨工序中，使用第1研磨垫来研磨SiC基板。在第2研磨工序中，使用比第1研磨垫软的第2研磨垫来研磨SiC基板。以下，对本实施方式的SiC基板的研磨方法进行详细描述。
首先，实施第1研磨工序，使用第1研磨垫来研磨SiC基板。图1是示意性示出第1研磨工序的图。如图1所示，本实施方式中使用的研磨装置2具有吸引保持SiC基板11的卡盘工作台4。
该卡盘工作台4与电动机等旋转驱动源(未图示)连结，并绕与铅垂方向平行的旋转轴旋转。并且，在卡盘工作台4的下方设置有移动单元(未图示)，卡盘工作台4因该移动单元而在水平方向上移动。
在卡盘工作台4的上表面形成有凹部，在该凹部中嵌合由多孔质材料构成的保持板6。保持板6的上表面成为对由单晶SiC构成的圆盘状的SiC基板11进行吸引保持的保持面6a。通过形成在卡盘工作台4的内部的流路4a对该保持面6a作用吸引源(未图示)的负压。
如图1所示，在SiC基板11的下表面上粘贴有直径比保持面6a大的膜13。如果在使该膜13与保持面6a接触的状态下作用吸引源的负压，则SiC基板11隔着膜13被吸引保持在卡盘工作台4上。
在卡盘工作台4的上方配置有对SiC基板11进行研磨的第1研磨单元8。第1研磨单元8具有构成旋转轴的第1主轴10。在第1主轴10的下端部(末端部)设置有圆盘状的第1轮座12。
在第1轮座12的下表面上安装有与第1轮座12大致相同直径的第1研磨轮14。第1研磨轮14具有由不锈钢、铝等金属材料形成的第1轮基台16。
在第1轮基台16的下表面上固定有圆盘状的第1研磨垫18。该第1研磨垫18例如是在按照ISO7619规定的D型硬度计(邵氏D)作为硬度40～80的硬质聚氨酯中混合磨粒而形成的。不过，第1研磨垫18的结构不限于此。第1研磨垫18也可以不含有磨粒。
第1主轴10的上端侧(基端侧)与电动机等旋转驱动源(未图示)连结。第1研磨轮14借助从该旋转驱动源传递的旋转力而绕与铅垂方向平行的旋转轴旋转。
在第1主轴10、第1轮座12、第1轮基台16以及第1研磨垫18的内部，分别形成有沿铅垂方向贯通的纵孔10a、12a、16a、18a。纵孔10a的下端与纵孔12a的上端连结，纵孔12a的下端与纵孔16a的上端连结，纵孔16a的下端与纵孔18a的上端连结。
在纵孔10a的上端连接有经由配管等而供给研磨液15的供给源20。在供给源20中蓄留有含有高锰酸盐、具有氧化力的无机盐类以及水的研磨液15。
这里，高锰酸盐是指由高锰酸钾、高锰酸钠代表的锰的含氧酸盐，具有氧化力的无机盐类是指氯酸盐、硫酸盐、硝酸盐、铬酸盐等氧化性固体(相当于第1类危险物)。
从供给源20输送到纵孔10a的研磨液15从形成在第1研磨垫18的下表面中央的纵孔18a的开口供给到SiC基板11与第1研磨垫18的接触部。另外，也可以在该研磨液15中混合磨粒。
使卡盘工作台4和第1主轴10旋转，并且使第1研磨轮14下降，一边供给研磨液15一边使第1研磨垫18的下表面与SiC基板11的上表面接触，从而能够对SiC基板11的上表面进行研磨。当SiC基板11研磨到预先设定的任意的研磨量时，第1研磨工序结束。
在第1研磨工序后，实施第2研磨工序，使用比第1研磨垫18软的第2研磨垫来研磨SiC基板。图2是示意性示出第2研磨工序的图。
如图2所示，研磨装置2包含与第1研磨单元8不同的第2研磨单元28。该第2研磨单元28具有构成旋转轴的第2主轴30。在第2主轴30的下端部(末端部)设置有圆盘状的第2轮座32。
在第2轮座32的下表面安装有与第2轮座32大致相同直径的第2研磨轮34。第2研磨轮34具有由不锈钢、铝等金属材料形成的第2轮基台36。
在第2轮基台36的表面上固定有圆盘状的第2研磨垫38。该第2研磨垫38例如是在按照ISO7619规定的A型硬度计(邵氏A)作为硬度50～90的软质聚氨酯中混合磨粒而形成的。不过，第2研磨垫38的结构不限于此。第2研磨垫38也可以不含有磨粒。
第2主轴30的上端侧(基端侧)与电动机等旋转驱动源(未图示)连结。第2研磨轮14借助从该旋转驱动源传递的旋转力而绕与铅垂方向平行的旋转轴旋转。
在第2主轴30、第2轮座32、第2轮基台36以及第2研磨垫38的内部分别形成有沿铅垂方向贯通的纵孔30a、32a、36a、38a。纵孔30a的下端与纵孔32a的上端连结，纵孔32a的下端与纵孔36a的上端连结，纵孔36a的下端与纵孔38a的上端连结。并且，在纵孔30a的上端连接有经由配管等供给研磨液15的供给源20。
从供给源20输送到纵孔10a的研磨液15从形成在第2研磨垫38的下表面中央的纵孔38a的开口供给到SiC基板11与第2研磨垫38的接触部。
使卡盘工作台4和第2主轴30旋转，并且使第2研磨轮34下降，一边供给研磨液15一边使第2研磨垫38的下表面与SiC基板11的上表面接触，从而能够对SiC基板11的上表面进行研磨。当SiC基板11研磨到预先设定的任意的研磨量时，第2研磨工序结束。
在该第2研磨工序中，由于使用比在第1研磨工序中使用的第1研磨垫18软的第2研磨垫38，因此能够抑制晶格的紊乱。另外，可以以能够将研磨的效率或品质都维持在高水准的方式调整第1研磨工序的研磨量与第2研磨工序的研磨量。
如上，在本实施方式的SiC基板的研磨方法中，由于使用含有高锰酸盐、具有氧化力的无机盐类以及水的研磨液，在使用第1研磨垫18研磨了SiC基板11后，使用比第1研磨垫18软的第2研磨垫38来研磨SiC基板11，因此能够较高地维持研磨的效率维持，同时抑制晶格的紊乱。
另外，本发明不限于上述实施方式的记载，可以进行各种变更而实施。例如，在上述实施方式中，使用具有第1研磨单元8和第2研磨单元28的研磨装置2，但也可以使用分别具有研磨单元的2台研磨装置。
并且，也可以利用具有1组研磨单元的1台研磨装置来研磨SiC基板。在该情况下，例如只要在开始进行第2研磨工序之前更换研磨轮(研磨垫)即可。
除此之外，上述实施方式的结构、方法等在不脱离本发明目的的范围内也可以适当变更。

Claims (1)

1.一种SiC基板的研磨方法，对含有磨粒的研磨垫或者不含有磨粒的研磨垫供给研磨液，并且使该研磨垫与SiC基板接触来研磨SiC基板，其特征在于，
该研磨液含有高锰酸盐、具有氧化力的无机盐类以及水，
该SiC基板的研磨方法包含如下的工序：
第1研磨工序，使用第1研磨垫来研磨SiC基板；以及
第2研磨工序，在该第1研磨工序之后，使用比该第1研磨垫软的第2研磨垫来研磨SiC基板。
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