金属制研磨衬垫及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于将难加工材料的表面W催化剂支援型的化学加工方法进行平滑 化加工的金属制研磨衬垫及其制造方法、和使用了该金属制研磨衬垫的催化剂支援型的化 学加工方法。
【背景技术】
[0002] 从近年来的环境问题或能量问题的观点出发，为了促进汽车或铁道车辆、产业设 备、家电制品等的电力控制中的节能，要求功率电子设备的高性能化。W往，在运些功率电 子设备中作为功率半导体材料使用娃（W下简记为Si),但作为实现进一步的节能的方法， 开始提出了为碳化娃（W下简记为SiC)、或者氮化嫁（W下简记为GaN)、金刚石等新型的功 率半导体材料。运些新型的功率半导体材料存在W下技术问题:与Si相比为高硬度且脆的 材料、为难加工材料。
[0003] 作为将运些难加工材料的表面有效地进行平滑化加工的现有技术，有专利文献1、 2中记载的催化剂支援型的化学加工方法。
[0004] 专利文献1中记载的方法是如下的方法:在氧化剂的溶液中配置被加工物，使由过 渡金属构成的催化剂与被加工物的被加工面接触或极靠近，通过将由催化剂表面上生成的 具有强力的氧化能力的活性种与被加工物的表面原子的化学反应生成的化合物除去或使 其溶出而对被加工物进行加工。专利文献1中，作为该方法的实施例，记载了使用表面的全 部或一部分由过渡金属构成的平台。
[0005] 专利文献2中记载的方法为如下的方法:在氨氣酸等含有面素的分子溶解而得到 的处理液中配置GaN或SiC等被加工物，边使由钢或钢化合物构成的催化剂与被加工物的被 加工面接触或极靠近边使该催化剂与被加工物相对移动而对被加工物的被加工面进行加 工。专利文献2中，作为该方法的实施例，记载了使用由钢或钢化合物构成的催化剂平台。
[0006] 另外，专利文献1、2中记载的方法均为没有使用磨粒而仅W由氧化剂产生的活性 种进行研磨的方法。
[0007] 现有技术文献 [000引专利文献
[0009] 专利文献1:日本专利第4873694号公报(第0031段、图7)
[0010] 专利文献2:日本特开2008-81389号公报(第0057段、图25)
【发明内容】
[ocm]发明所要解决的技术问题
[0012]在上述的催化剂支援型的化学加工方法中，由于在催化剂表面上生成的具有强力 的氧化能力的活性种即径基自由基或面素自由基从产生到消失为止仅能够存在100万分之 一秒左右，所W若被加工物的被加工面从催化剂离开则得不到由活性种带来的氧化作用。 因此，需要使催化剂与被加工物的被加工面接触或极靠近。
[0013] 但是，如上述的现有技术那样，在由催化剂金属构成研磨平台的情况下，由于下述 的理由，产生在被加工物的被加工面中与催化剂接触或极靠近的区域少的问题。
[0014] 目P，由于研磨平台为金属的致密的大块体，所W刚性会变高。另一方面，在被加工 物的被加工面上，通常存在起伏或数十WIi级的微细的凹凸（粗糖度）。因此，在将被加工物的 被加工面与平台表面互压时，仅被加工面上存在的凸部的顶点与平台表面接触，在被加工 物的被加工面与平台表面之间产生微细的间隙。因此，在由催化剂金属构成研磨平台的情 况下，被加工物的被加工面中的与催化剂接触或极靠近的区域会变少。
[0015] 其结果是，无法使催化剂表面上生成的具有强力的氧化能力的活性种对被加工物 的被加工面高效地起作用，被加工物的平滑化加工时的加工速度会变小，加工时间会延长。
[0016] 本发明鉴于上述问题，目的是提供能够增大被加工面中的与催化剂接触或极靠近 的区域的金属制研磨衬垫及其制造方法。此外，本发明的另一目的是提供使用了该金属制 研磨衬垫的催化剂支援型的化学加工方法。
[0017] 用于解决技术问题的方法
[0018] 为了达成上述目的，就项1中记载的发明而言，其特征在于，其是用于将被加工物 (6)的被加工面(6a) W催化剂支援型的化学加工方法进行平滑化加工的金属制研磨衬垫 (2)，其用由过渡金属催化剂构成的金属纤维(21、22、23)的压缩成型体构成且具有规定的 空隙率。
[0019] 由于本发明的研磨衬垫由金属纤维构成且具有空隙，所W在研磨衬垫表面上存在 的金属纤维能够发生弹性变形。因此，若本发明的研磨衬垫表面与被加工物的被加工面互 压，则通过与被加工面上存在的微细的凹凸对应地、金属纤维发生变形，能够减小在研磨衬 垫表面与被加工面之间产生的间隙。由此，与上述的现有技术相比，能够增大被加工面中的 与催化剂接触或极靠近的区域。其结果是，能够使催化剂表面上生成的具有强力的氧化能 力的活性种对被加工物的被加工面高效地起作用，能够增大平滑化加工的加工速度。
[0020] 然而，若仅填埋间隙，则只要研磨衬垫的研磨面整体能够变形地构成即可，但是在 使被加工面与研磨面抵接时，若研磨面整体发生变形，则平滑化加工变得困难。
[0021] 与此相对，由于本发明的研磨衬垫由金属纤维的压缩成型体构成，所W作为研磨 衬垫整体，刚性高，在使被加工面与研磨衬垫的研磨面抵接时的研磨面整体的变形受到抑 审IJ。因而，通过使用本发明的研磨衬垫，能够进行高精度的平滑化加工。
[0022] 在项1中记载的发明中，如项2中记载的发明那样，作为金属纤维(21、22、23)，优选 使用直径为1皿W上且SOOwiiW下的金属纤维。运种情况下，在压缩成型体的制造时，W高密 度且均匀地进行压缩成型变得容易。
[0023] 在项1中记载的发明中，如项3中记载的发明那样，空隙率优选设定为10% W上且 90% W下。运种情况下，能够将成型体容易地成型，同时能够确保成型体的强度。
[0024] 在项1中记载的发明中，如项4中记载的发明那样，压缩恢复率优选为90% W上且 100%W 下。
[0025] 其中，压缩恢复率利用对金属制研磨衬垫的表面负载10秒的研磨载荷300g/cm2时 的金属制研磨衬垫的厚度Tl、对金属制研磨衬垫的表面负载10秒的研磨载荷1800g/cm 2时 的金属制研磨衬垫的厚度T2、和对金属制研磨衬垫的表面负载10秒的研磨载荷1800g/cm2 之后负载10秒的研磨载荷300g/cm 2时的金属制研磨衬垫的厚度T3,通过下式来定义。
[00%]压缩恢复率（％ ) = (T3-T2)/(T1-T2) X 100
[0027]在该压缩恢复率为90% W上的情况下，即使在平滑化加工之前的被加工物的被加 工面上存在凹凸或起伏的情况下，也能够在平滑化加工的过程中使金属制研磨衬垫与被加 工物的被加工面充分地极靠近或接触。
[002引在项1中记载的发明中，如项5中记载的发明那样，作为金属纤维(21、22、23)，可^ 采用用选自铁、儀、铜、铁、铭、钻、销中的1种金属或由2种W上的组合构成的合金所构成的 金属纤维。通过对照被加工物的氧化性来选择金属纤维的材质、即催化剂的种类，能够调整 加工速度。
[0029] 在项1中记载的发明中，如项6中记载的发明那样，优选使压缩成型体的构成为具 备第1金属纤维(22)和与第1金属纤维不同材质的第2金属纤维(23)的构成。运样，通过对照 被加工物的氧化性来组合选择金属纤维的材质、即催化剂的种类，能够调整加工速度。
[0030] 在项1中记载的发明中，如项7中记载的发明那样，优选使成型体的构成为在与成 为研磨面的一面相反侧的另一面上设置有具有橡胶弹性的缓冲片的构成。由此，在进行催 化剂支援型的化学加工时，能够通过缓冲片使对被加工面施加的加工压力变得均匀。
[0031] 就项8中记载的发明而言，其特征在于，其是项1到7中任一项中记载的金属制研磨 衬垫的制造方法，具有W下工序：
[0032] 将由过渡金属催化剂构成的金属纤维进行热压而对一次成型体进行成型的一次 成型工序(S2);和
[0033] 将一次成型体在常溫下进行静液压压制而对二次成型体进行成型的二次成型工 序(S3)，
[0034] 其中，通过一次成型工序，使金属纤维彼此通过烧结而固定，
[0035] 在二次成型工序中，在利用不会因静液压而发生变形的模具材料(11)将一次成型 体的一个面（IOa)覆盖、同时利用能够因静液压而发生变形的被覆材料（12)将一次成型体 的剩余的面(1化)覆盖的状态下进行静液压压制。
[0036] 然而，在与本发明不同而单独进行热压或热静液压压制来制造金属制研磨衬垫 时，由于因烧结而产生的成型体的收缩、因模具材料或