工件研磨方法和工件研磨装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种工件研磨方法和工件研磨装置。本发明专利技术的方法能够以高研磨效率研磨高硬度工件。该方法包括如下步骤：将工件的表面压在转动研磨板的研磨部上；以及在执行该加压步骤时供给研磨液。该方法的特征在于，将通过气体放电而已经被活性化的活性化气体转变成气泡并混入研磨液中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于适当地研磨由例如SiC的高硬度材料构成的工件的方法，以及用于适当地研磨该工件的工件研磨装置。
技术介绍
使基板变平对于制备半导体功率器件(semiconductor power device)是必要的。然而，由例如碳化娃(SiC)、氮化镓(GaN)、金刚石构成的宽带隙(wide band gap)半导体的基板硬且脆，所以难以通过机械加工有效率地使所述基板变平。专利文献I公开了一种使用含有磨粒(abrasive particle)和微纳米气泡水(micro-nano bubble water)的研磨液的方法。此外，专利文献2公开了一种用于减少研磨缺陷和以高研磨速率研磨工件的研磨方法，其中使用了含有磨粒的第一加工液和含有电解质及直径为1nm-1OOO μ m的微纳米气泡的第二加工液。现有技术文献专利文献1:日本特开2009-111094号公报专利文献2:日本特开2008-235357号公报
技术实现思路
在专利文献I和专利文献2所公开的技术中，微纳米气泡包含在研磨液或加工液中，以便改善研磨速率和减少研磨缺陷。然而，即使通过所述专利文献中公开的技术也难以以有效率的研磨速率研磨例如SiC、金刚石等的具有高硬度和耐加工性的材料。为了解决传统技术的上述问题而开发了本专利技术。相应地，本专利技术的目的在于提供能够以高研磨效率研磨高硬度材料的工件研磨方法和工件研磨装置。为了实现该目的，本专利技术具有以下构造。S卩，本专利技术的研磨方法包括如下步骤:将所述工件的表面压到转动研磨板的研磨部上；以及在执行将所述工件的表面压到所述转动研磨板的研磨部上的同时供给研磨液，并且所述方法的特征在于将通过气体放电而已经被活性化的活性化气体转变成气泡并混入所述研磨液。在该方法中，可以将所述活性化气体直接混入已经混有磨粒的所述研磨液。在该方法中，可以通过使含有磨粒的液体与含有所述活性化气体的另一液体混合来制备所述研磨液。在该方法中，所述另一液体可以为水。在该方法中，待被活性化的气体可以为空气、氧气、非活性气体、氟气或它们的混合物。优选地，所述活性化气体为微细活性化气体。本专利技术的工件研磨装置包括:研磨液供给部；研磨板，所述研磨板具有研磨部，在所述研磨板转动时，随着供给研磨液，将工件的表面压在所述研磨部上从而研磨所述工件；气体放电部，所述气体放电部用于通过气体放电来生成活性化气体；以及气泡生成部，所述气泡生成部用于将通过所述气体放电部而已经被活性化的所述活性化气体转变成气泡，并且所述活性化气体被混入所述研磨液。在该装置中，可以将磨粒混入所述研磨液，并且所述气泡生成部可以使所述活性化气体的气泡与含有所述磨粒的研磨液直接混合。在该装置中，所述气泡生成部可以使所述活性化气体的气泡混入另一液体，并且可以使已经从所述研磨液供给部供给的且含有磨粒的所述研磨液与含有所述活性化气体的另一液体混合。在该装置中，所述气体放电部和所述气泡生成部可以由电极/气体供给部和高压电源构成，所述电极/气体供给部设置于所述研磨板，所述高压电源用于向所述电极/气体供给部施加高压，并且可以使已经由所述气体放电部和所述气泡生成部生成的所述活性化气体的气泡被混入从所述研磨液供给部供给至所述研磨板的所述研磨液。在本专利技术中，通过由磨粒所执行的机械研磨和由气体放电而被活性化的气体所执行的化学研磨的相互作用，能够高效率地研磨工件。此外，不仅通过机械研磨研磨了工件，而且还通过化学研磨研磨了工件，所以能够适当地研磨由例如SiC、GaN、金刚石等高硬度材料构成的工件。【附图说明】现在将通过示例并参照仅示例性给出的而非限制本专利技术的附图来说明本专利技术的实施方式，其中:图1是示出第一实施方式的工件研磨装置的概要(outline)的说明图；图2是示出第二实施方式的工件研磨装置的概要的说明图；图3是示出第三实施方式的工件研磨装置的概要的说明图；以及图4是示出试验例的结果的图表。【具体实施方式】现在将参照附图来详细说明本专利技术的优选实施方式。本专利技术的方法是在本专利技术的装置中执行的，所以将一起说明该方法和装置。图1是示出第一实施方式的工件研磨装置10的概要的说明图。在第一实施方式中，伴随着从研磨液供给部14供给研磨液，将由研磨头12保持的工件W的表面压到设置于转动研磨板16的研磨部18上，以便研磨工件W的表面。本实施方式的特征在于，将通过气体放电(gas charge)而已经被活性化的活性化气体转变成气泡并混入研磨液中。研磨板16通过驱动机构(未示出)在水平面内绕着轴20转动。研磨板16的表面用作研磨部18。由例如无纺布或聚氨酯树脂片等构成的研磨布贴附于研磨部18。此外，可以通过在研磨板16的表面中埋设特殊颗粒来形成研磨部18。工件W通过例如双面胶带或空气抽吸的方式被保持在研磨头12的底表面。各种已知的研磨头均可以用作研磨头12。研磨头12能够上下移动，并且能够在水平面内绕着轴22转动。研磨液供给部14将含有磨粒的研磨液供给到研磨板16的研磨部18上。研磨液可以根据工件W等的材料而选自各种类型的已知研磨液。通过泵25将气体引入气体放电部24，并且将该气体转变成等离子体以便生成活性化气体。气体放电部24通过例如介质阻挡放电将气体转变成等离子体。注意，气体放电部24的放电方式不限于介质阻挡放电。可以在气体放电部24中通过电晕放电、火花放电等来活性化气体。已经知晓气体放电部24的活性化作用。通过将气体转变成等离子体，根据气相组分(gas species)制备和化学地活性化例如OH基团等的基团组分(radical species)，使得能够获得氧化作用、蚀刻作用等。注意，能够将空气、氧气、非活性气体、氟气中或它们的混合物用作气相组分，该非活性气体不仅包括在化学元素周期表的第18族元素的多种气体而且还包括氮气。气泡生成部26具有已知的结构。将存储在罐27中的水引入气泡生成部26，并且经由管28将气体放电部24中生成的活性化气体引入气泡生成部26，使得使活性化气体能够作为微细气泡混入水中。使含有微细气泡的水返回至罐27。通过泵(未示出)将含有呈微细气泡的形式的活性化气体的水经由管29供给至研磨板16的研磨部18，并且使该含有呈微细气泡的形式的活性化气体的水与已经从研磨液供给部14供给的含有磨粒的研磨液混合。从水供给部(未示出)向罐27补给水。注意，含有转变成微细气泡的活性化气体(微细活性化气体)的液体不限于水。例如，可以使用已经调整了 PH值的电解水来代替水。在气泡生成部26中，通过气体放电而被活性化的气体被转变成微纳米气泡。即，在气泡生成部26中制备混有微米(μπι)级气泡和纳米(nm)级气泡的微纳米气泡水。将微纳米气泡水供给至研磨板16的研磨部18上并与从研磨液供给部14供给的研磨液混合。注意，在上述实施方式中，气体放电部24与气泡生成部26是分离的，但是两个部分可以组合成一个单元(未示出)。在这种情况下，生成微纳米气泡和气体放电可以同时进行，以便在液体中生成基团组分和微纳米气泡(例如，参见日本特开2013-86072号公报)。气体放电部24和气泡生成部26组合成一个单元的方法和研磨装置也包括在本专利技术的范围(方案I和方案7)内。混合从研磨液供给部14供给的研磨液和从罐27供给的微纳米气泡水，使得混合后的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工件研磨方法，其包括如下步骤：将所述工件的表面压到转动研磨板的研磨部上；以及在执行将所述工件的表面压到所述转动研磨板的研磨部上的同时供给研磨液，所述方法的特征在于，将通过气体放电而已经被活性化的活性化气体转变成气泡并混入所述研磨液。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：澁谷和孝，中村由夫，
申请(专利权)人：不二越机械工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP