TW201618177A - ＳｉＣ基板之硏磨方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題為提供一種可以將研磨效率維持得較高並且抑制晶格紊亂的SiC基板之研磨方法。解決手段為供給研磨液，並且使研磨墊接觸於SiC基板來研磨SiC基板的SiC基板之研磨方法，其中，研磨液含有過錳酸鹽、有氧化力的無機鹽類及水，且將該研磨方法作成包含下列步驟之構成：第1研磨步驟，使用第1研磨墊來研磨SiC基板；及第2研磨步驟，在第1研磨步驟之後，使用比第1研磨墊軟的第2研磨墊來研磨SiC基板。

Description

SiC基板之研磨方法 發明領域
本發明是關於SiC基板之研磨方法。
發明背景
在轉換器等電力電子機器中，安裝有適合於電力控制之被稱為電力元件的半導體元件。目前為止的電力元件主要是用單結晶Si(矽)製造，且已可以藉改良器件構造來實現性能的提升。
但是，近年來，藉由器件構造之改良而形成的性能的提升正遇到瓶頸。因此，比單結晶Si更有利於電力元件的高耐壓化、低損耗化的單結晶SiC(碳化矽(silicon carbide))正受到注目。
在以單結晶SiC作成的基板上製作電力元件之前，會藉CMP(化學機械研磨)來將基板的表面平坦化。為了提高此CMP的研磨效率，已開發有使用內含研磨粒的研磨墊與有氧化力的研磨液的研磨技術(例如參照專利文獻1)。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2008-68390號公報
發明概要
然而，當如上所述地使用有氧化力的研磨液來研磨單結晶SiC基板時，單結晶SiC的晶格會形成紊亂，而使電力元件的性能大幅下降。
本發明是鑒於上述的問題點而作成的發明，其目的是提供可將研磨效率維持得較高並且抑制晶格紊亂的SiC基板之研磨方法。
根據本發明所提供的SiC基板之研磨方法，是將研磨液供給到含有研磨粒的研磨墊、或未含有研磨粒的研磨墊，並且使該研磨墊接觸於SiC基板來研磨SiC基板，其特徵在於，該研磨液含有過錳酸鹽、有氧化力的無機鹽類及水，且該SiC基板之研磨方法包含：第1研磨步驟，使用第1研磨墊來研磨SiC基板；及第2研磨步驟，在該第1研磨步驟之後，使用比第1研磨墊軟的第2研磨墊來研磨SiC基板。
在本發明的SiC基板之研磨方法中，是採用含有過錳酸鹽、有氧化力的無機鹽類及水的研磨液，並在使用第1研磨墊來研磨SiC基板之後，使用比第1研磨墊軟的第2研磨墊來研磨SiC基板，因此可以將研磨效率維持得較高並且抑制晶格紊亂。
2‧‧‧研磨裝置
4‧‧‧工作夾台
4a‧‧‧流通路
6‧‧‧保持板
6a‧‧‧保持面
8‧‧‧第1研磨單元
10‧‧‧第1主軸
10a、12a、16a、18a、30a、32a、36a、38a‧‧‧縱孔
11‧‧‧SiC基板
12‧‧‧第1輪座
13‧‧‧薄膜
14‧‧‧第1研磨輪
15‧‧‧研磨液
16‧‧‧第1輪基台
18‧‧‧第1研磨墊
20‧‧‧供給源
28‧‧‧第2研磨單元
30‧‧‧第2主軸
32‧‧‧第2輪座
34‧‧‧第2研磨輪
36‧‧‧第2輪基台
38‧‧‧第2研磨墊
圖1是示意地顯示第1研磨步驟的圖。
圖2是示意地顯示第2研磨步驟的圖。
用以實施發明之形態
參照附圖，說明本發明的實施形態。本實施形態的SiC基板之研磨方法至少包含第1研磨步驟及第2研磨步驟。在第1研磨步驟中，是使用第1研磨墊來研磨SiC基板。第2研磨步驟中，是使用比第1研磨墊軟的第2研磨墊來研磨SiC基板。以下，詳述本實施形態的SiC基板之研磨方法。
首先，實施使用第1研磨墊來研磨SiC基板的第1研磨步驟。圖1是示意地顯示第1研磨步驟的圖。如圖1所示，本實施形態所使用的研磨裝置2具備有吸引保持SiC基板11的工作夾台4。
此工作夾台4是與馬達等旋轉驅動源(圖未示)連結，並繞著與鉛直方向平行的旋轉軸旋轉。又，在工作夾台4的下方設置有移動單元(圖未示)，工作夾台4是藉由此移動單元而在水平方向上移動。
工作夾台4的上表面形成有凹部，此凹部中嵌合有以多孔質材料製成的保持板6。保持板6的上表面為吸引保持以單結晶SiC作成的圓盤狀的SiC基板11的保持面6a。在此保持面6a中，是通過形成於工作夾台4內部的流通路4a來使吸引源(圖未示)的負壓作用。
如圖1所示，SiC基板11的下表面貼附有直徑大於 保持面6a的薄膜13。只要在使此薄膜13接觸於保持面6a的狀態下使吸引源的負壓作用，就可以隔著薄膜13將SiC基板11吸引保持於工作夾台4上。
工作夾台4的上方配置有研磨SiC基板11的第1研磨單元8。第1研磨單元8具備有構成旋轉軸的第1主軸10。在第1主軸10的下端部(前端部)設有圓盤狀的第1輪座12。
在第1輪座12的下表面，裝設有與第1輪座12大致相同直徑的第1研磨輪14。第1研磨輪14具備有第1輪基台16，該第1輪基台16是以不鏽鋼、鋁等金屬材料所形成。
在第1輪基台16的下表面，固定有圓盤狀的第1研磨墊18。此第1研磨墊18是例如將研磨粒混合到在ISO 7619所規定的D型硬度計(邵氏硬度D)下硬度為40~80的硬質聚胺甲酸酯中而形成。但是，第1研磨墊18的構成不限定於此。第1研磨墊18也可以不含有研磨粒。
在第1主軸10的上端側(基端側)，連結有馬達等旋轉驅動源(圖未示)。第1研磨輪14是藉由從此旋轉驅動源所傳達的旋轉力，而繞與鉛直方向平行的旋轉軸旋轉。
在第1主軸10、第1輪座12、第1輪基台16及第1研磨墊18的內部中各自形成有朝鉛直方向貫通的縱孔10a、12a、16a、18a。將縱孔10a的下端與縱孔12a的上端連結，縱孔12a的下端與縱孔16a的上端連結，縱孔16a的下端與縱孔18a的上端連結。
在縱孔10a的上端連接有透過配管等供給研磨液15的供給源20。供給源20中儲存有含有過錳酸鹽、有氧化 力的無機鹽類及水的研磨液15。
在此，過錳酸鹽是以過錳酸鉀、過錳酸鈉為代表之錳的含氧酸鹽，有氧化力的無機鹽類是氯酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、鉻酸鹽等的氧化性固體(相當於危險物的第1類)，或氧化性液體(相當於危險物的第6類)。
從供給源20送至縱孔10a的研磨液15是從形成於第1研磨墊18的下表面中央的縱孔18a的開口，供給至SiC基板11與第1研磨墊18之間的接觸部。再者，此研磨液15中也可混合研磨粒。
使工作夾台4及第1主軸10旋轉，並且降下第1研磨輪14，且一邊供給研磨液15一邊使第1研磨墊18的下表面接觸於SiC基板11的上表面，藉此便可研磨SiC基板11的上表面。當將SiC基板11研磨至事先設定的任意的研磨量時，第1研磨步驟即結束。
在第1研磨步驟之後，實施使用比第1研磨墊18軟的第2研磨墊來研磨SiC基板的第2研磨步驟。圖2是示意地顯示第2研磨步驟的圖。
如圖2所示，研磨裝置2含有與第1研磨單元8相異的第2研磨單元28。此第2研磨單元28具備有構成旋轉軸的第2主軸30。在第2主軸30的下端部(前端部)設有圓盤狀的第2輪座32。
在第2輪座32的下表面，裝設有與第2輪座32大致相同直徑的第2研磨輪34。第2研磨輪34具備有第2輪基台36，該第2輪基台36是以不鏽鋼、鋁等金屬材料所形成。
在第2輪基台36的下表面，固定有圓盤狀的第2研磨墊38。此第2研磨板38是例如將研磨粒混合到在ISO 7619所規定的A型硬度計(邵氏硬度A)下硬度為50~90的軟質聚胺甲酸酯中而形成。但是，第2研磨墊38的構成不限定於此。第2研磨墊38也可以不含有研磨粒。
在第2主軸30的上端側(基端側)，連結有馬達等旋轉驅動源(圖未示)。第2研磨輪14是藉由從該旋轉驅動源所傳達的旋轉力，而繞與鉛直方向平行的旋轉軸旋轉。
在第2主軸30、第2輪座32、第2輪基台36及第2研磨墊38的內部中各自形成有朝鉛直方向貫通的縱孔30a、32a、36a、38a。將縱孔30a的下端與縱孔32a的上端連結，縱孔32a的下端與縱孔36a的上端連結，縱孔36a的下端與縱孔38a的上端連結。又，在縱孔30a的上端連接有透過配管等供給研磨液15的供給源20。
從供給源20送至縱孔10a的研磨液15是從形成於第2研磨墊38的下表面中央的縱孔38a的開口，供給至SiC基板11與第2研磨墊38之間的接觸部。
使工作夾台4及第2主軸30旋轉，並且降下第2研磨輪34，且一邊供給研磨液15一邊使第2研磨墊38的下表面接觸於SiC基板11的上表面，藉此便可研磨SiC基板11的上表面。當將SiC基板11研磨至事先設定的任意的研磨量時，第2研磨步驟即結束。
在此第2研磨步驟中，由於使用比在第1研磨步驟中所使用的第1研磨墊18軟的第2研磨墊38，所以可以抑制 晶格紊亂。再者，第1研磨步驟的研磨量與第2研磨步驟的研磨量宜調整成可將研磨效率及品質一起維持在高水準。
如上述，在本實施形態之SiC基板之研磨方法中，採用含有過錳酸鹽、有氧化力的無機鹽類及水的研磨液，並在使用第1研磨墊18來研磨SiC基板11之後，使用比第1研磨墊18軟的第2研磨墊38來研磨SiC基板11，因此可將研磨效率維持得較高並且抑制晶格紊亂。
再者，本發明並不限定於上述實施形態之記載，可作各種變更而實施。例如，上述實施形態中，雖然是使用具備第1研磨單元8與第2研磨單元28的研磨裝置2，但也可以使用各自具備研磨單元的2台研磨裝置。
又，也可用1台具備1組研磨單元的研磨裝置來研磨SiC基板。此時，只要在例如開始第2研磨步驟前更換研磨輪(研磨墊)即可。
另外，上述實施形態之構成、方法等，只要在不脫離本發明的目的之範圍下，均可適當變更而實施。
2‧‧‧研磨裝置
4‧‧‧工作夾台
4a‧‧‧流通路
6‧‧‧保持板
6a‧‧‧保持面
8‧‧‧第1研磨單元
10‧‧‧第1主軸
10a、12a、16a、18a‧‧‧縱孔
11‧‧‧SiC基板
12‧‧‧第1輪座
13‧‧‧薄膜
14‧‧‧第1研磨輪
15‧‧‧研磨液
16‧‧‧第1輪基台
18‧‧‧第1研磨墊
20‧‧‧供給源

Claims (1)

  1. 一種SiC基板之研磨方法，是將研磨液供給到含有研磨粒的研磨墊、或未含有研磨粒的研磨墊，並且使該研磨墊接觸於SiC基板來研磨SiC基板，其特徵在於，該研磨液含有過錳酸鹽、有氧化力的無機鹽類及水，且該SiC基板之研磨方法包含：第1研磨步驟，使用第1研磨墊來研磨SiC基板；及第2研磨步驟，在該第1研磨步驟之後，使用比該第1研磨墊軟的第2研磨墊來研磨SiC基板。
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