JP2013123771A - Cmp pad conditioner, and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

【課題】CMPパッドコンディショナの耐食性、耐摩耗性および砥粒の保持力を向上させる。
【解決手段】本発明に係るCMPパッドコンディショナ1は、ニッケルめっき層11によって保持された複数の砥粒4を備え、ニッケルめっき層11は、少なくとも非晶質構造を含む非晶質クロムめっき層12により被覆されている。
【選択図】図3
An object of the present invention is to improve the corrosion resistance, wear resistance and holding power of abrasive grains of a CMP pad conditioner.
A CMP pad conditioner according to the present invention includes a plurality of abrasive grains held by a nickel plating layer, and the nickel plating layer includes at least an amorphous chromium plating layer including an amorphous structure. 12 is covered.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、CMPパッドのコンディショニングに用いられるCMPパッドコンディショナおよび当該CMPパッドコンディショナの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a CMP pad conditioner used for CMP pad conditioning and a method for manufacturing the CMP pad conditioner.

近年、半導体産業の進展と共に、金属、半導体、セラミックスなどの表面を高精度に仕上げる加工技術の必要性が高まっており、特に、半導体ウエハー(以下、単にウエハーと称する)では、その集積度の向上と共にナノメーターオーダーの表面仕上げが要求されている。   In recent years, with the progress of the semiconductor industry, there has been an increasing need for processing techniques for finishing surfaces of metals, semiconductors, ceramics, etc. with high precision. In particular, in semiconductor wafers (hereinafter simply referred to as wafers), the degree of integration is improved At the same time, surface finishing of nanometer order is required.

このような高精度の表面仕上げに対応するために、シリコンインゴットから切り出したウエハーの表面を化学的かつ機械的に研磨するCMP(Chemical Mechanical Polishing:化学機械研磨)が用いられている。   In order to cope with such high-precision surface finishing, CMP (Chemical Mechanical Polishing), which chemically and mechanically polishes the surface of a wafer cut out from a silicon ingot, is used.

CMPとは、微粒子シリカなどによる機械研磨の作用がある遊離砥粒と、シリコンウエハーなどの被研磨物を化学的に溶解する作用がある酸或いはアルカリ溶液とを用いた複合的なメカノ・ケミカル研磨法である。例えば、シリコンウエハーの研磨に際しては、遊離砥粒と酸或いはアルカリ溶液とを混合したスラリ溶液を研磨パッド(以下、CMPパッドと称する)に供給して、シリコンウエハー表面を研磨する。このスラリ溶液には、過酸化水素や過硫酸アンモニウムなどの酸化剤が添加されるほか、金属配線ウエハーでは金属イオンを安定化させるための有機錯化剤や過渡エッチングを抑制する腐食抑制剤、或いは溶液の表面張力を下げる界面活性剤などが適量添加されている。   CMP is a complex mechano-chemical polishing that uses free abrasive grains that have a mechanical polishing effect such as fine-particle silica, and an acid or alkali solution that chemically dissolves an object to be polished such as a silicon wafer. Is the law. For example, when polishing a silicon wafer, a slurry solution obtained by mixing free abrasive grains and an acid or alkali solution is supplied to a polishing pad (hereinafter referred to as a CMP pad) to polish the silicon wafer surface. In addition to oxidizing agents such as hydrogen peroxide and ammonium persulfate being added to this slurry solution, in metal wiring wafers, organic complexing agents for stabilizing metal ions, corrosion inhibitors that suppress transient etching, or solutions A suitable amount of a surfactant or the like that lowers the surface tension is added.

ここで、CMPパッドは、研磨時間が経過していくにつれて目詰まりや圧縮変形が生じて、研磨面の平坦性が失われる。研磨面の平坦性が失われた場合、ウエハーの研磨速度の低下や、ウエハーの表面が不均一になるなどの好ましくない現象が生じる。   Here, the CMP pad is clogged or compressed and deformed as the polishing time elapses, and the flatness of the polished surface is lost. When the flatness of the polished surface is lost, undesirable phenomena such as a decrease in the polishing rate of the wafer and an uneven surface of the wafer occur.

そのため、CMPパッドの研磨面の状態を一定に保つために、CMPパッドに対して砥削加工を施すためのCMPパッドコンディショナが用いられている。このCMPパッドコンディショナは、通常、ニッケル或いはニッケル基合金などの金属固定層によって、ステンレスなどの台座の所定的位置にダイヤモンドなどの砥粒が電着されたものが用いられる。   For this reason, in order to keep the state of the polishing surface of the CMP pad constant, a CMP pad conditioner is used for grinding the CMP pad. This CMP pad conditioner is generally used in which abrasive grains such as diamond are electrodeposited at predetermined positions on a pedestal such as stainless steel by a metal fixing layer such as nickel or a nickel-based alloy.

ところが、CMPパッドコンディショナでCMPパッドを砥削加工していくと、砥粒の摩耗、CMPパッドコンディショナ表面の摩耗、金属固定層の溶解、それに伴う砥粒の脱落などの問題が生じる。また、脱落した砥粒がCMPパッド表面に付着したままCMPを行うと、ウエハーの表面にスクラッチ痕が発生する。さらに、金属固定層に含まれる溶解したニッケルなどの金属イオンがCMPパッドへ付着すると、ウエハーのシリコン面などに汚染を引き起こす。そのため、このような問題の発生を予防するために、CMPパッドコンディショナについては、砥削寿命の前であっても定期的な交換を行っていた。   However, when the CMP pad is abraded with the CMP pad conditioner, problems such as abrasive wear, wear on the surface of the CMP pad conditioner, dissolution of the metal fixing layer, and accompanying abrasive dropout occur. Further, when CMP is performed with the dropped abrasive grains adhering to the CMP pad surface, scratch marks are generated on the surface of the wafer. Further, when metal ions such as dissolved nickel contained in the metal fixing layer adhere to the CMP pad, the silicon surface of the wafer is contaminated. Therefore, in order to prevent the occurrence of such a problem, the CMP pad conditioner has been periodically replaced even before the grinding life.

金属固定層が溶解する主な要因は、CMPにおいて用いられるスラリ溶液が、CMPパッドコンディショナ表面に付着することにある。なぜなら、CMPパッドを介してCMPパッドコンディショナ表面に付着したスラリ溶液中の腐食成分(酸、アルカリ、酸化剤、有機錯化剤など)の作用によって金属固定層が溶解することで、砥粒の脱落などが生じるためである。   The main factor that the metal fixing layer dissolves is that a slurry solution used in CMP adheres to the surface of the CMP pad conditioner. This is because the metal fixing layer is dissolved by the action of corrosive components (acid, alkali, oxidizing agent, organic complexing agent, etc.) in the slurry solution adhering to the CMP pad conditioner surface via the CMP pad. This is because dropout occurs.

そこで、金属固定層が溶解することを防止する方法として、CMPパッドコンディショナの金属固定層がスラリ溶液に接触することを抑制する技術が提案されている。具体的には、耐薬品性に優れたNi−W合金めっきなどでCMPパッドコンディショナを被覆する方法(特許文献1)、PVDやCVD法によってSiC膜でCMPパッドコンディショナを被覆する方法(特許文献2)、Au或いはRhなどのめっきでCMPパッドコンディショナを被覆する方法(特許文献3)、環状パーフルオロエーテル構造を有するフッ素樹脂でCMPパッドコンディショナを被覆する方法(特許文献4)、二フッ化樹脂或いは三フッ化樹脂でCMPパッドコンディショナを被覆する方法(特許文献5)、ゾルゲルやエアロゾルによって酸化物でCMPパッドコンディショナを被覆する方法(特許文献6、特許文献7)などが提案されている。   Therefore, as a method for preventing the metal fixing layer from being dissolved, a technique for suppressing the metal fixing layer of the CMP pad conditioner from coming into contact with the slurry solution has been proposed. Specifically, a CMP pad conditioner is coated with Ni-W alloy plating having excellent chemical resistance (Patent Document 1), and a CMP pad conditioner is coated with a SiC film by PVD or CVD (Patent Document 1). Document 2), a method of coating a CMP pad conditioner with plating of Au or Rh (Patent Document 3), a method of coating a CMP pad conditioner with a fluororesin having a cyclic perfluoroether structure (Patent Document 4), A method of coating a CMP pad conditioner with a fluororesin or a trifluoride resin (Patent Document 5), a method of coating a CMP pad conditioner with an oxide by sol-gel or aerosol (Patent Document 6, Patent Document 7), etc. are proposed. Has been.

特開2002−264014号公報(2002年03月31日公開)JP 2002-264014 A (published on March 31, 2002) 特開2003−094332号公報(2003年04月03日公開)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-094332 (published on April 03, 2003) 特開2003−117822号公報(2003年04月23日公開)JP 2003-117822 A (published April 23, 2003) 特開2004−025377号公報(2004年01月29日公開)Japanese Patent Laying-Open No. 2004-025377 (released on January 29, 2004) 特開2004−066409号公報(2004年03月04日公開)JP 2004-066409 A (published Mar. 04, 2004) 特開2008−073825号公報(2008年04月03日公開)JP 2008-073825 A (released on April 03, 2008) 特開2008−073826号公報(2008年04月03日公開)JP 2008-073826 A (released on April 03, 2008)

森河 務、江口晴一郎、「シュウ酸浴からのクロムめっきの硬さ」、金属表面技術、Vol.37,NO.7,p.341-345,1986Tsutomu Morikawa, Seichiro Eguchi, “Hardness of chromium plating from oxalic acid bath”, Metal Surface Technology, Vol.37, NO.7, p.341-345,1986 森河 務、横井昌幸、江口清一郎、福本幸男,「硫酸クロム(III)−シュウ酸アンモニウム浴からの非晶質Cr−C合金めっき」,表面技術,Vol.42,No.1,p.100-104,1991Tsutomu Morikawa, Masayuki Yokoi, Kiyoichiro Eguchi, Yukio Fukumoto, "Chromium (III) sulfate-amorphous Cr-C alloy plating from ammonium oxalate bath", Surface Technology, Vol.42, No.1, p.100- 104,1991 S. Hoshino, H.A. Laitinen, G.B. Hoflund; J. Electrochem. Soc., 133, 681(1986)S. Hoshino, H.A. Laitinen, G.B.Hoflund; J. Electrochem. Soc., 133, 681 (1986)

しかしながら、例えば、特許文献1に開示されたNi−W合金めっきによる被覆方法では、金属固定層の腐食速度を多少遅れさせることはできるが、Ni−Wめっき合金がスラリ溶液に溶解するため、十分な腐食防止効果が得られないという課題がある。   However, for example, in the coating method by Ni-W alloy plating disclosed in Patent Document 1, the corrosion rate of the metal fixed layer can be somewhat delayed, but the Ni-W plating alloy dissolves in the slurry solution. There is a problem that a sufficient corrosion prevention effect cannot be obtained.

また、特許文献2に開示されたPVDやCVD法を用いたSiC膜による被覆方法では、ドライコーティング法により処理コストが増大すると共に、被覆膜が形成されない部分が生じ易く当該部分の金属固定層が腐食するという課題がある。   Further, in the coating method using a SiC film using PVD or CVD disclosed in Patent Document 2, the processing cost increases due to the dry coating method, and a portion where the coating film is not easily formed is likely to occur. There is a problem of corrosion.

また、特許文献3に開示されたAu或いはRhなどによる被覆方法では、金、ロジウムなどの高価な金属が必要であり、CMPパッドコンディショナの製造コストが増大する。さらに、金属固定層を構成するニッケルとの腐食の電位差が大きいため、被覆層のピンホールを介して浸入したスラリ溶液による金属固定層の溶解が加速するという課題がある。   Further, the coating method using Au or Rh disclosed in Patent Document 3 requires an expensive metal such as gold or rhodium, which increases the manufacturing cost of the CMP pad conditioner. Furthermore, since the potential difference of corrosion with nickel constituting the metal fixing layer is large, there is a problem that the dissolution of the metal fixing layer by the slurry solution that has entered through the pinhole of the coating layer is accelerated.

また、特許文献4〜7に開示されたフッ素樹脂やゾルゲルなどによる酸化物を用いた被覆方法では、被覆層と金属固定層との密着性が十分ではなく、CMPパッドの砥削加工時に被覆層の脱落が生じる。さらに、被覆層に生じたピンホールを介して侵入したスラリ溶液より金属固定層が溶解するという課題がある。   Moreover, in the coating method using oxides such as fluororesin or sol-gel disclosed in Patent Documents 4 to 7, the adhesion between the coating layer and the metal fixing layer is not sufficient, and the coating layer is used during the polishing of the CMP pad. Dropout occurs. Furthermore, there exists a subject that a metal fixed layer melt | dissolves from the slurry solution which penetrate | invaded through the pinhole which arose in the coating layer.

このように、これらの技術では金属固定層の溶解を効果的に防止することができないため、種々のスラリ溶液に対する優れた耐食性を有するCMPパッドコンディショナの開発が望まれている。   As described above, since these techniques cannot effectively prevent the dissolution of the metal fixing layer, it is desired to develop a CMP pad conditioner having excellent corrosion resistance against various slurry solutions.

さらに、CMPパッドコンディショナの寿命を延ばすには、上述したスラリ液による金属固定層の溶解を抑えるだけでなく、CMPパッドコンディショナ表面の耐摩耗性および砥粒の保持力などを向上させることが望まれる。   Further, in order to extend the life of the CMP pad conditioner, not only the above-described dissolution of the metal fixing layer by the slurry liquid is suppressed, but also the wear resistance of the CMP pad conditioner surface and the retention force of the abrasive grains are improved. desired.

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであって、その目的は、種々のスラリ溶液に対する耐食性、耐摩耗性および砥粒の保持力を向上させたCMPパッドコンディショナおよび当該CMPパッドコンディショナの製造方法を実現することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a CMP pad conditioner having improved corrosion resistance, wear resistance, and abrasive holding power against various slurry solutions, and the CMP pad condition. It is to realize a manufacturing method of na.

本発明に係るCMPパッドコンディショナは、上記の課題を解決するために、基材表面に形成された金属固定層により保持された複数の砥粒を備え、当該砥粒により化学機械研磨に用いられるCMPパッドを砥削加工するCMPパッドコンディショナであって、前記金属固定層は、少なくとも非晶質構造を含む非晶質クロムめっき層により被覆されていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a CMP pad conditioner according to the present invention includes a plurality of abrasive grains held by a metal fixing layer formed on a substrate surface, and is used for chemical mechanical polishing by the abrasive grains. A CMP pad conditioner for grinding a CMP pad, wherein the metal fixing layer is covered with an amorphous chromium plating layer containing at least an amorphous structure.

本発明に係るCMPパッドコンディショナの製造方法は、上記の課題を解決するために、基材表面に形成された金属固定層により保持された複数の砥粒を備え、当該砥粒により化学機械研磨に用いられるCMPパッドを砥削加工するCMPパッドコンディショナの製造方法であって、前記金属固定層を、少なくとも非晶質構造を含む非晶質クロムめっき層により被覆する被覆ステップを含むことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a method for manufacturing a CMP pad conditioner according to the present invention includes a plurality of abrasive grains held by a metal fixing layer formed on a substrate surface, and chemical mechanical polishing using the abrasive grains. A method of manufacturing a CMP pad conditioner for grinding a CMP pad used in manufacturing, comprising a covering step of covering the metal fixing layer with an amorphous chromium plating layer containing at least an amorphous structure. And

上記の構成では、複数の砥粒を保持した金属固定層が、少なくとも非晶質構造を含む非晶質クロムめっき層によって被覆されている。なお、本発明における被覆には、非晶質クロムめっき層を金属固定層上に直接形成する直接的被覆と、非晶質クロムめっき層を金属固定層上に他の異なる層を介して形成する間接的被覆との双方が含まれる。   In the above configuration, the metal fixed layer holding a plurality of abrasive grains is covered with the amorphous chromium plating layer including at least an amorphous structure. The coating in the present invention includes a direct coating in which an amorphous chromium plating layer is directly formed on the metal fixing layer, and an amorphous chromium plating layer is formed on the metal fixing layer via another different layer. Both indirect coatings are included.

非晶質クロムの化学的な性質は、酸性、酸化性、アルカリ性溶液などに対して優れた耐食性を有しており、この非晶質クロムで形成した非晶質クロムめっき層は、CMPで用いられる種々のスラリ溶液に対して優れた耐食性を有する。そのため、少なくとも非晶質構造を含む非晶質クロムめっき層によって金属固定層を被覆することにより、金属固定層をスラリ溶液から保護して、金属固定層が溶解することを効果的に防止することができる。   The chemical properties of amorphous chromium have excellent corrosion resistance against acidic, oxidizing, alkaline solutions, etc. The amorphous chromium plating layer formed from this amorphous chromium is used in CMP. Excellent corrosion resistance to various slurry solutions. Therefore, by covering the metal fixing layer with an amorphous chromium plating layer containing at least an amorphous structure, the metal fixing layer is protected from the slurry solution and effectively prevents the metal fixing layer from dissolving. Can do.

また、通常のクロムめっき層では、ポーラス膜で厚さが約0.5μm以上になると、クロムめっき層に残留する電着応力によりクロムめっき層が破断してクラックが発生してしまう。そのため、通常のクロムめっき層では、このクラックの発生により金属固定層の腐食を十分に防止することは困難である。   Further, in a normal chrome plating layer, when the thickness of the porous film is about 0.5 μm or more, the chrome plating layer breaks due to the electrodeposition stress remaining in the chrome plating layer, and a crack is generated. For this reason, it is difficult for a normal chromium plating layer to sufficiently prevent corrosion of the metal fixed layer due to the occurrence of this crack.

これに対して、非晶質クロムめっき層は電着応力が小さいため、非晶質クロムめっき層の厚さが約0.5μmを超えた場合であっても、クラックの発生を抑制することが可能となる。また、非晶質クロムめっき層は、表面における不動態化現象を引き起こし易く、通常のクロムめっき層に比べてスラリ溶液に対する耐食性が著しく優れているので、金属固定層の腐食を効果的に防止することができる。   On the other hand, since the amorphous chromium plating layer has a small electrodeposition stress, even if the thickness of the amorphous chromium plating layer exceeds about 0.5 μm, the generation of cracks can be suppressed. It becomes possible. In addition, the amorphous chrome plating layer is prone to passivation on the surface, and the corrosion resistance to the slurry solution is remarkably superior to that of the normal chrome plating layer, effectively preventing corrosion of the metal fixed layer. be able to.

さらに、非晶質クロムめっき層のビッカース硬度は、通常、HV800〜1100程度であり、ニッケルなどで構成される金属固定層の硬度(HV200〜300程度)よりも高い。そのため、非晶質クロムめっき層により金属固定層を被覆することにより、CMPパッドコンディショナの耐摩耗性および砥粒の保持力を向上させることができる。   Furthermore, the Vickers hardness of the amorphous chromium plating layer is usually about HV 800 to 1100, which is higher than the hardness of the metal fixing layer made of nickel or the like (about HV 200 to 300). Therefore, the wear resistance of the CMP pad conditioner and the holding power of the abrasive grains can be improved by covering the metal fixing layer with the amorphous chromium plating layer.

従って、上記の構成によれば、種々のスラリ溶液に対する耐食性、耐摩耗性および砥粒の保持力を向上させたCMPパッドコンディショナおよび当該CMPパッドコンディショナの製造方法を実現するこができる。   Therefore, according to said structure, the CMP pad conditioner which improved the corrosion resistance with respect to various slurry solutions, abrasion resistance, and the retention strength of an abrasive grain, and the manufacturing method of the said CMP pad conditioner are realizable.

以上のように、本発明者らは、少なくとも非晶質構造を含む非晶質クロムめっき層によって金属固定層を被覆することにより、CMPパッドコンディショナの種々のスラリ溶液に対する耐食性、耐摩耗性および砥粒の保持力が著しく向上することを見出し、本発明に至った。このような技術思想は、これまで開示されていない。   As described above, the present inventors have coated the metal fixing layer with an amorphous chromium plating layer containing at least an amorphous structure, whereby corrosion resistance, wear resistance, and resistance to various slurry solutions of the CMP pad conditioner are improved. The inventors have found that the holding power of abrasive grains is remarkably improved and have reached the present invention. Such a technical idea has not been disclosed so far.

また、本発明に係るCMPパッドコンディショナでは、前記非晶質クロムめっき層は、部分的に結晶化されており、且つ、ビッカース硬度がHV1100以上、HV1800以下であることが好ましい。   In the CMP pad conditioner according to the present invention, it is preferable that the amorphous chromium plating layer is partially crystallized and has a Vickers hardness of HV1100 or more and HV1800 or less.

上述したように、非晶質クロムめっき層のビッカース硬度は、HV800〜1100程度であるが、非晶質クロムめっき層を部分的に結晶化することで、ビッカース硬度をHV1100以上、HV1800以下まで高めることができる。   As described above, the Vickers hardness of the amorphous chromium plating layer is about HV800 to 1100, but by partially crystallizing the amorphous chromium plating layer, the Vickers hardness is increased to HV1100 or more and HV1800 or less. be able to.

従って、上記の構成によれば、CMPパッドコンディショナの耐摩耗性および砥粒の保持力をさらに向上させることができる。   Therefore, according to said structure, the abrasion resistance of a CMP pad conditioner and the retention strength of an abrasive grain can further be improved.

また、本発明に係るCMPパッドコンディショナでは、前記非晶質クロムめっき層の表面に酸化膜が形成されていることが好ましい。   In the CMP pad conditioner according to the present invention, an oxide film is preferably formed on the surface of the amorphous chromium plating layer.

上記の構成によれば、非晶質クロムめっき層の表面に酸化膜が形成されているため、スラリ溶液に対するCMPパッドコンディショナの耐食性をさらに向上させることができる。   According to the above configuration, since the oxide film is formed on the surface of the amorphous chromium plating layer, it is possible to further improve the corrosion resistance of the CMP pad conditioner against the slurry solution.

また、本発明に係るCMPパッドコンディショナの製造方法では、前記被覆ステップにおいて、前記非晶質クロムめっき層を、200℃以上、300℃以下、または500℃以上、600℃以下の温度範囲で熱処理することが好ましい。   In the CMP pad conditioner manufacturing method according to the present invention, in the covering step, the amorphous chromium plating layer is heat-treated at a temperature range of 200 ° C. or higher, 300 ° C. or lower, or 500 ° C. or higher and 600 ° C. or lower. It is preferable to do.

非晶質クロムめっき層を、200℃以上、300℃以下、または500℃以上、600℃以下の温度範囲で熱処理することで、非晶質クロムめっき層における結晶化反応を促進することができる。   By heat-treating the amorphous chromium plating layer in a temperature range of 200 ° C. or more, 300 ° C. or less, or 500 ° C. or more and 600 ° C. or less, the crystallization reaction in the amorphous chromium plating layer can be promoted.

そのため、被覆ステップにおいて、非晶質クロムめっき層を、200℃以上、300℃以下、または500℃以上、600℃以下の温度範囲で熱処理することにより、非晶質クロムめっき層を効率的に結晶化することができる。   Therefore, in the covering step, the amorphous chromium plating layer is thermally crystallized in a temperature range of 200 ° C. or more, 300 ° C. or less, or 500 ° C. or more and 600 ° C. or less, thereby efficiently crystallizing the amorphous chromium plating layer. Can be

従って、上記の方法によれば、非晶質クロムめっき層の一部を効率的に結晶化して、CMPパッドコンディショナの耐摩耗性および砥粒の保持力をさらに向上させることができる。   Therefore, according to the above method, it is possible to efficiently crystallize a part of the amorphous chromium plating layer, and to further improve the wear resistance and abrasive retention of the CMP pad conditioner.

また、本発明に係るCMPパッドコンディショナの製造方法では、前記熱処理を大気中で行うことが好ましい。   Moreover, in the manufacturing method of the CMP pad conditioner according to the present invention, it is preferable that the heat treatment is performed in the atmosphere.

上記の方法では、熱処理を大気中で行うことことにより、非晶質クロムめっき層の結晶化と同時に、非晶質クロムめっき層の表面に酸化膜を形成することができる。   In the above method, by performing the heat treatment in the atmosphere, an oxide film can be formed on the surface of the amorphous chromium plating layer simultaneously with the crystallization of the amorphous chromium plating layer.

従って、上記の構成によれば、スラリ溶液に対するCMPパッドコンディショナの耐食性をさらに向上させることができる。   Therefore, according to the above configuration, the corrosion resistance of the CMP pad conditioner against the slurry solution can be further improved.

以上のように、本発明に係るCMPパッドコンディショナは、基材表面に形成された金属固定層により保持された複数の砥粒を備え、当該砥粒により化学機械研磨に用いられるCMPパッドを砥削加工するCMPパッドコンディショナであって、前記金属固定層は、少なくとも非晶質構造を含む非晶質クロムめっき層により被覆されている。   As described above, the CMP pad conditioner according to the present invention includes a plurality of abrasive grains held by the metal fixing layer formed on the substrate surface, and the CMP pad used for chemical mechanical polishing is ground by the abrasive grains. A CMP pad conditioner for machining, wherein the metal fixing layer is covered with an amorphous chromium plating layer including at least an amorphous structure.

また、本発明に係るCMPパッドコンディショナの製造方法は、基材表面に形成された金属固定層により保持された複数の砥粒を備え、当該砥粒により化学機械研磨に用いられるCMPパッドを砥削加工するCMPパッドコンディショナの製造方法であって、前記金属固定層を、少なくとも非晶質構造を含む非晶質クロムめっき層によって被覆する被覆ステップを含んでいる。   The CMP pad conditioner manufacturing method according to the present invention includes a plurality of abrasive grains held by a metal fixing layer formed on a surface of a substrate, and the CMP pad used for chemical mechanical polishing is ground by the abrasive grains. A method of manufacturing a CMP pad conditioner for machining, comprising a coating step of covering the metal fixing layer with an amorphous chromium plating layer containing at least an amorphous structure.

それゆえ、本発明によれば、種々のスラリ溶液に対する耐食性、耐摩耗性および砥粒の保持力を向上させたCMPパッドコンディショナおよび当該CMPパッドコンディショナの製造方法を実現することができるという効果を奏する。   Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a CMP pad conditioner with improved corrosion resistance, wear resistance and abrasive holding power against various slurry solutions, and a method of manufacturing the CMP pad conditioner. Play.

(a)は、本実施形態に係るCMPパッドコンディショナを示す上面図であり、(b)は、(a)に示されるCMPパッドコンディショナの断面を示す模式図である。(A) is a top view which shows the CMP pad conditioner which concerns on this embodiment, (b) is a schematic diagram which shows the cross section of the CMP pad conditioner shown by (a). 図1(b)に示されるCMPパッドコンディショナの破線囲み部分を示す拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view showing a portion surrounded by a broken line of the CMP pad conditioner shown in FIG. 図2に示される砥削部を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the grinding | polishing part shown by FIG.

本発明に係るCMPパッドコンディショナの実施の一形態について、図1〜3に基づいて説明すれば以下のとおりである。   An embodiment of a CMP pad conditioner according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

〔CMPパッドコンディショナ1の構成〕
まず、本実施形態に係るCMPパッドコンディショナ1の構成について、図1および図2を参照して説明する。
[Configuration of CMP Pad Conditioner 1]
First, the configuration of the CMP pad conditioner 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図1(a)は、本実施形態に係るCMPパッドコンディショナ1を示す上面図であり、(b)は、(a)に示されるCMPパッドコンディショナ1の断面を示す模式図である。   FIG. 1A is a top view showing a CMP pad conditioner 1 according to this embodiment, and FIG. 1B is a schematic view showing a cross section of the CMP pad conditioner 1 shown in FIG.

図1(a)(b)に示されるように、CMPパッドコンディショナ1は、円形の台座(基材)2を備え、この台座2の表面には、複数の砥削部3が設けられている。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the CMP pad conditioner 1 includes a circular pedestal (base material) 2, and a plurality of abrasive portions 3 are provided on the surface of the pedestal 2. Yes.

台座2は、金属などからなる円板状の部材である。本実施形態では、台座2は、ステンレスから構成されており、直径が105mm、厚さが5mmのである。この台座2の表面には、同心円状に複数の砥削部3が設けられている。   The pedestal 2 is a disk-shaped member made of metal or the like. In this embodiment, the base 2 is made of stainless steel, and has a diameter of 105 mm and a thickness of 5 mm. A plurality of grinding portions 3 are provided concentrically on the surface of the pedestal 2.

砥削部3は、台座2の表面の一部が突出した部分であり、各砥削部3には複数の砥粒4(図2参照)がそれぞれ固着されている。   The grinding part 3 is a part from which a part of the surface of the pedestal 2 protrudes, and a plurality of abrasive grains 4 (see FIG. 2) are fixed to each grinding part 3.

本実施形態では、砥削部3は、円柱状の砥削部3aと環状の砥削部3bとを含んでいる。円柱状の砥削部3aは、台座2の表面に3つの同心円を形成するように3列に並んで複数設けられており、さらにその外側に、環状の砥削部3bが台座2の外周側に沿って設けられている。   In the present embodiment, the grinding part 3 includes a cylindrical grinding part 3a and an annular grinding part 3b. A plurality of cylindrical grinding portions 3 a are provided in three rows so as to form three concentric circles on the surface of the pedestal 2, and an annular grinding portion 3 b is further provided on the outer side of the pedestal 2. It is provided along.

図2は、図1(b)に示されるCMPパッドコンディショナ1の破線囲み部分を示す拡大図である。図2に示されるように、砥削部3の上面には複数の砥粒4がそれぞれ固着されている。   FIG. 2 is an enlarged view showing a portion surrounded by a broken line of the CMP pad conditioner 1 shown in FIG. As shown in FIG. 2, a plurality of abrasive grains 4 are respectively fixed to the upper surface of the grinding part 3.

砥粒4は、CMPパッドの表面を砥削加工するためのものであり、例えば、ダイヤモンド、cBN、アルミナAl、炭化珪素SiOなどを用いることができる。砥粒4は、後述するように、ニッケルめっき層(金属固定層)11により砥削部3の上面に電着固定されている。 The abrasive grains 4 are used for grinding the surface of the CMP pad. For example, diamond, cBN, alumina Al 2 O 3 , silicon carbide SiO 2 or the like can be used. As will be described later, the abrasive grains 4 are electrodeposited and fixed on the upper surface of the abrasive part 3 by a nickel plating layer (metal fixing layer) 11.

なお、台座2の表面に設けられた砥削部3の位置、大きさ、形状などは、必要に応じて適宜変更可能である。また、台座2の表面に砥削部3を設けずに、平坦な台座2の表面に砥粒4を直接固着させてもよい。   Note that the position, size, shape, and the like of the grinding portion 3 provided on the surface of the base 2 can be changed as appropriate. Further, the abrasive grains 4 may be directly fixed to the surface of the flat pedestal 2 without providing the grinding part 3 on the surface of the pedestal 2.

〔CMPパッドコンディショナ1の層構造〕
次に、本実施形態に係るCMPパッドコンディショナ1の層構造について、図3を参照して説明する。なお、以下では、砥削部3aにおける層構造を例にして、CMPパッドコンディショナ1の層構造を説明する。
[Layer structure of CMP pad conditioner 1]
Next, the layer structure of the CMP pad conditioner 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the following, the layer structure of the CMP pad conditioner 1 will be described by taking the layer structure in the grinding portion 3a as an example.

図3は、図2に示される砥削部3aを示す拡大図である。図3に示されるように、砥削部3aの上面には、ニッケルめっき層11と、非晶質クロムめっき層12とがこの順番で積層されている。   FIG. 3 is an enlarged view showing the grinding part 3a shown in FIG. As shown in FIG. 3, a nickel plating layer 11 and an amorphous chrome plating layer 12 are laminated in this order on the upper surface of the grinding portion 3a.

ニッケルめっき層11は、砥粒4を保持するためのものであり、電気ニッケルめっき法などによって、砥削部3aを含む台座2の表面に亘って形成されている。さらに、砥削部3a・3bのニッケルめっき層11には、複数の砥粒4が埋め込まれている。本実施形態では、各砥粒4は、その粒径の55%以上、80%以下程度の部分が埋め込まれた状態でNiめっき層11により保持されている。   The nickel plating layer 11 is for holding the abrasive grains 4 and is formed over the surface of the pedestal 2 including the grinding portion 3a by an electro nickel plating method or the like. Further, a plurality of abrasive grains 4 are embedded in the nickel plating layer 11 of the grinding portions 3a and 3b. In the present embodiment, each abrasive grain 4 is held by the Ni plating layer 11 in a state where a portion of about 55% or more and 80% or less of the grain size is embedded.

ここで、従来のCMPパッドコンディショナでは、CMPで用いられるスラリ溶液がこのニッケルめっき層11に付着し、付着したスラリ溶液中の腐食成分(酸、アルカリ、酸化剤、有機錯化剤など)の作用によりニッケルめっき層11が溶解することで、砥粒の脱落などが生じていた。   Here, in the conventional CMP pad conditioner, a slurry solution used in CMP adheres to the nickel plating layer 11 and corrosive components (acid, alkali, oxidizing agent, organic complexing agent, etc.) in the attached slurry solution. The nickel plating layer 11 was dissolved by the action, and the abrasive grains dropped off.

そこで、本実施形態に係るCMPパッドコンディショナ1では、少なくとも非晶質構造を含む非晶質クロムめっき層12によってニッケルめっき層11を被覆することで、ニッケルめっき層11を保護している。   Therefore, in the CMP pad conditioner 1 according to the present embodiment, the nickel plating layer 11 is protected by covering the nickel plating layer 11 with an amorphous chromium plating layer 12 including at least an amorphous structure.

非晶質クロムの化学的な性質は、酸性、酸化性、アルカリ性溶液などに対して優れた耐食性を有しており、この非晶質クロムで形成した非晶質クロムめっき層12は、CMPで用いられる種々のスラリ溶液に対して優れた耐食性を有する。そのため、非晶質クロムめっき層12によってニッケルめっき層11を被覆することにより、ニッケルめっき層11がスラリ溶液によって溶解することを効果的に防止することができる。   The chemical properties of amorphous chromium have excellent corrosion resistance against acidic, oxidizing, alkaline solutions, etc. The amorphous chromium plating layer 12 formed of amorphous chromium is formed by CMP. Excellent corrosion resistance to the various slurry solutions used. Therefore, by covering the nickel plating layer 11 with the amorphous chromium plating layer 12, it is possible to effectively prevent the nickel plating layer 11 from being dissolved by the slurry solution.

また、通常のクロムめっき層では、ポーラス膜で厚さが約0.5μm以上になると、クロムめっき層に残留する電着応力によりクロムめっき層が破断してクラックが発生してしまう。そのため、通常のクロムめっき層では、このクラックの発生により金属固定層の腐食を十分に防止することは困難である。   Further, in a normal chrome plating layer, when the thickness of the porous film is about 0.5 μm or more, the chrome plating layer breaks due to the electrodeposition stress remaining in the chrome plating layer, and a crack is generated. For this reason, it is difficult for a normal chromium plating layer to sufficiently prevent corrosion of the metal fixed layer due to the occurrence of this crack.

これに対して、非晶質クロムめっき層12は電着応力が小さいため、非晶質クロムめっき層12の厚さが約0.5μmを超えた場合であってもクラックの発生を抑制することが可能となる。また、非晶質クロムめっき層12は、表面における不動態化現象を引き起こし易く、通常のクロムめっき層に比べてスラリ溶液に対する耐食性が著しく優れているので、ニッケルめっき層11の腐食を効果的に防止することができる。   On the other hand, since the amorphous chrome plating layer 12 has a small electrodeposition stress, it suppresses the generation of cracks even when the thickness of the amorphous chrome plating layer 12 exceeds about 0.5 μm. Is possible. Further, the amorphous chrome plating layer 12 is likely to cause a passivation phenomenon on the surface, and has excellent corrosion resistance against the slurry solution as compared with a normal chrome plating layer, so that the corrosion of the nickel plating layer 11 is effectively prevented. Can be prevented.

さらに、非晶質クロムめっき層12のビッカース硬度は、HV800〜1100程度であり、ニッケルで形成されるニッケルめっき層11の硬度(HV200〜300程度)よりも高い。そのため、台座2の表面に形成されているニッケルめっき層11を非晶質クロムめっき層12により被覆することにより、CMPパッドコンディショナ1の耐摩耗性および砥粒の保持力を向上させることができる。   Furthermore, the Vickers hardness of the amorphous chromium plating layer 12 is about HV 800 to 1100, which is higher than the hardness of the nickel plating layer 11 formed of nickel (about HV 200 to 300). Therefore, by covering the nickel plating layer 11 formed on the surface of the pedestal 2 with the amorphous chromium plating layer 12, the wear resistance of the CMP pad conditioner 1 and the holding power of the abrasive grains can be improved. .

〔CMPパッドコンディショナ1の製造方法〕
次に、本実施形態に係るCMPパッドコンディショナ1の製造方法について説明する。なお、CMPパッドコンディショナ1の製造方法のうち、台座2の表面にニッケルめっき層11を形成して、砥削部3a・3bに砥粒4を電着するまでの工程は、従来と同様であるため、以下では、非晶質クロムめっき層12によってニッケルめっき層11を被覆する工程(以下、被覆ステップと称する)について説明する。
[Manufacturing method of CMP pad conditioner 1]
Next, a method for manufacturing the CMP pad conditioner 1 according to this embodiment will be described. In the manufacturing method of the CMP pad conditioner 1, the steps from forming the nickel plating layer 11 on the surface of the pedestal 2 and electrodepositing the abrasive grains 4 on the grinding portions 3 a and 3 b are the same as in the prior art. Therefore, hereinafter, a process of coating the nickel plating layer 11 with the amorphous chromium plating layer 12 (hereinafter referred to as a coating step) will be described.

非晶質クロムめっき層12は、例えば、炭素が共析されたCr-C合金などを用いて形成することができる。具体的には、炭素(C)を0.1wt%以上、0.5wt%以下に共析したシュウ酸浴からのCr−C合金などを用いることができる。このように、Cr−C合金を用いて非晶質クロムめっき層12を形成することにより、酸に対する耐食性をさらに向上させることができる。   The amorphous chromium plating layer 12 can be formed using, for example, a Cr—C alloy in which carbon is eutectoid. Specifically, a Cr—C alloy from an oxalic acid bath in which carbon (C) is eutectoid to 0.1 wt% or more and 0.5 wt% or less can be used. Thus, the corrosion resistance with respect to an acid can further be improved by forming the amorphous chromium plating layer 12 using a Cr-C alloy.

また、非晶質クロムめっき層12の耐食性や平滑性を向上させることを目的として、リン(P)や硫黄(S)などの合金成分をCr-C合金に含有させて、非晶質クロムめっき層12を形成してもよい。   Further, for the purpose of improving the corrosion resistance and smoothness of the amorphous chromium plating layer 12, an alloy component such as phosphorus (P) and sulfur (S) is contained in the Cr—C alloy, and the amorphous chromium plating is performed. Layer 12 may be formed.

この非晶質クロムめっき層12をニッケルめっき層11上に形成する方法としては、例えば、非特許文献1〜3などに開示されためっき方法などを適用することができる。   As a method for forming the amorphous chromium plating layer 12 on the nickel plating layer 11, for example, plating methods disclosed in Non-Patent Documents 1 to 3 and the like can be applied.

形成する非晶質クロムめっき層12の厚さは、スラリ溶液に対する耐食性を確保すると共に、ピットやクラックの発生を抑制するために、0.1μm以上、5μm以下であることが好ましい。   The thickness of the amorphous chromium plating layer 12 to be formed is preferably 0.1 μm or more and 5 μm or less in order to ensure corrosion resistance to the slurry solution and to suppress the generation of pits and cracks.

なお、非晶質クロムめっき層12の形成によって砥粒4の砥削力を低下させないためには、非晶質クロムめっき層12の厚みを、ニッケルめっき層11から露出した砥粒4の高さ未満にする必要がある。例えば、ニッケルめっき層11から露出した砥粒4の高さが30μmの場合には、非晶質クロムめっき層12の厚さの最大値は30μm未満とする。   In order not to reduce the abrasive force of the abrasive grains 4 by forming the amorphous chromium plating layer 12, the thickness of the amorphous chromium plating layer 12 is set to the height of the abrasive grains 4 exposed from the nickel plating layer 11. Must be less than For example, when the height of the abrasive grains 4 exposed from the nickel plating layer 11 is 30 μm, the maximum value of the thickness of the amorphous chromium plating layer 12 is less than 30 μm.

ここで、被覆ステップにおいて、ニッケルめっき層11上に形成した非晶質クロムめっき層12を200℃以上、600℃以下の温度範囲で、0.5〜2.0時間程度の間、熱処理を行うことで、非晶質クロムめっき層12の特性を改質することができる。   Here, in the covering step, the amorphous chromium plating layer 12 formed on the nickel plating layer 11 is heat-treated at a temperature range of 200 ° C. or more and 600 ° C. or less for about 0.5 to 2.0 hours. Thus, the characteristics of the amorphous chromium plating layer 12 can be modified.

具体的には、200℃以上、600℃以下の温度範囲で非晶質クロムめっき層12に熱処理を施すことで、非晶質クロムめっき層12のCrを結晶化することができる。特に、200℃以上、300℃以下の温度範囲で熱処理することで、非晶質クロムめっき層12の一部におけるCrの結晶化反応を促進することができる。   Specifically, Cr of the amorphous chromium plating layer 12 can be crystallized by performing heat treatment on the amorphous chromium plating layer 12 in a temperature range of 200 ° C. or more and 600 ° C. or less. In particular, by performing heat treatment in a temperature range of 200 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, the Cr crystallization reaction in a part of the amorphous chromium plating layer 12 can be promoted.

また、500℃以上で非晶質クロムめっき層12に熱処理を施すことで、非晶質クロムめっき層12のCr26などの炭化物を結晶化することができる。特に、500℃以上、600℃以下の温度範囲で熱処理することで、非晶質クロムめっき層12の一部におけるCr26などの炭化物の結晶化反応を促進することができる。 Further, by performing heat treatment on the amorphous chromium plating layer 12 at 500 ° C. or higher, carbides such as Cr 26 C 7 in the amorphous chromium plating layer 12 can be crystallized. In particular, by performing a heat treatment in a temperature range of 500 ° C. or more and 600 ° C. or less, a crystallization reaction of a carbide such as Cr 26 C 7 in a part of the amorphous chromium plating layer 12 can be promoted.

被覆ステップにおいて、上述した熱処理を施すことにより、結晶析出させた非晶質クロムめっき層12のビッカース硬度を、HV1100以上、HV1800以下まで高めることができるので、CMPパッドコンディショナ1の耐摩耗性および砥粒4の保持力をさらに向上させることができる。   In the coating step, the Vickers hardness of the crystal-deposited amorphous chromium plating layer 12 can be increased to HV1100 or more and HV1800 or less by performing the above-described heat treatment, so that the wear resistance of the CMP pad conditioner 1 and The holding power of the abrasive grains 4 can be further improved.

さらに、この熱処理を大気中で行うことで、非晶質クロムめっき層12の表面が酸化され、厚さ数十nmの酸化層を形成することができる。この酸化層を形成することにより、スラリ溶液に対するCMPパッドコンディショナ1の耐食性をさらに向上させることができる。   Furthermore, by performing this heat treatment in the air, the surface of the amorphous chromium plating layer 12 is oxidized, and an oxide layer having a thickness of several tens of nm can be formed. By forming this oxide layer, the corrosion resistance of the CMP pad conditioner 1 against the slurry solution can be further improved.

一方、大気中で行う熱処理の温度が700℃以上となると、非晶質クロムめっき層12の酸化が激しくなり、CMPパッドコンディショナ1の台座2の軟化、砥粒4を固着するニッケルめっき層11の酸化、砥粒4の分解反応などが生じ得る。そのため、熱処理の温度は、700℃未満の温度で行うことが好ましい。   On the other hand, when the temperature of the heat treatment performed in the air is 700 ° C. or higher, the oxidation of the amorphous chromium plating layer 12 becomes intense, the pedestal 2 of the CMP pad conditioner 1 is softened, and the nickel plating layer 11 that fixes the abrasive grains 4 is fixed. Oxidation, decomposition reaction of the abrasive grains 4 and the like may occur. Therefore, the heat treatment is preferably performed at a temperature lower than 700 ° C.

なお、非晶質クロムめっき層12の結晶化度は、共析した炭素の含有量に依存するが、非晶質クロムめっき層12の全体を結晶化させる必要はない。そのため、非晶質クロムめっき層12の炭素含有量は、上述したように0.1wt%以上、0.5wt%以下の範囲であることが好ましい。   The crystallinity of the amorphous chromium plating layer 12 depends on the content of the eutectoid carbon, but it is not necessary to crystallize the entire amorphous chromium plating layer 12. Therefore, the carbon content of the amorphous chromium plating layer 12 is preferably in the range of 0.1 wt% or more and 0.5 wt% or less as described above.

〔実施形態の総括〕
以上のように、本実施形態に係るCMPパッドコンディショナ1は、台座2の表面に形成されたニッケルめっき層11により保持された複数の砥粒4を備え、当該砥粒4により化学機械研磨に用いられるCMPパッドを砥削加工するCMPパッドコンディショナ1であって、ニッケルめっき層11は、少なくとも非晶質構造を含む非晶質クロムめっき層12により被覆されている。
[Summary of Embodiment]
As described above, the CMP pad conditioner 1 according to this embodiment includes a plurality of abrasive grains 4 held by the nickel plating layer 11 formed on the surface of the pedestal 2, and chemical abrasive polishing is performed by the abrasive grains 4. In the CMP pad conditioner 1 for grinding a CMP pad to be used, a nickel plating layer 11 is covered with an amorphous chromium plating layer 12 including at least an amorphous structure.

また、実施形態に係るCMPパッドコンディショナの製造方法は、台座2の表面に形成されたニッケルめっき層11により保持された複数の砥粒4を備え、当該砥粒4により化学機械研磨に用いられるCMPパッドを砥削加工するCMPパッドコンディショナの製造方法であって、ニッケルめっき層11を、少なくとも非晶質構造を含む非晶質クロムめっき層12によって被覆する被覆ステップを含んでいる。   Further, the CMP pad conditioner manufacturing method according to the embodiment includes a plurality of abrasive grains 4 held by a nickel plating layer 11 formed on the surface of the pedestal 2, and is used for chemical mechanical polishing by the abrasive grains 4. A method of manufacturing a CMP pad conditioner for grinding a CMP pad, comprising a coating step of covering a nickel plating layer 11 with an amorphous chromium plating layer 12 containing at least an amorphous structure.

上記の構成によれば、非晶質クロムめっき層12によってニッケルめっき層11が被覆されているため、ニッケルめっき層11をスラリ溶液から保護して、ニッケルめっき層11が溶解することを効果的に防止することができる。   According to said structure, since the nickel plating layer 11 is coat | covered with the amorphous chromium plating layer 12, the nickel plating layer 11 is protected from a slurry solution and it is effective that the nickel plating layer 11 melt | dissolves. Can be prevented.

従って、本実施形態によれば、種々のスラリ溶液に対する耐食性、耐摩耗性および砥粒の保持力を向上させたCMPパッドコンディショナ1および当該CMPパッドコンディショナ1の製造方法を実現するこができる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to realize the CMP pad conditioner 1 and the manufacturing method of the CMP pad conditioner 1 with improved corrosion resistance, wear resistance, and abrasive holding power against various slurry solutions. .

〔変形例〕
上述した実施形態では、ニッケルめっき層11上に非晶質クロムめっき層12を直接形成する構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。非晶質クロムめっき層12は、ニッケルめっき層11よりも上層に形成されていればよく、ニッケルめっき層11と非晶質クロムめっき層12との間に、他の異なる層が形成された構成であってもよい。
[Modification]
In the above-described embodiment, the configuration in which the amorphous chromium plating layer 12 is directly formed on the nickel plating layer 11 has been described, but the present invention is not limited to this. The amorphous chromium plating layer 12 only needs to be formed above the nickel plating layer 11, and another different layer is formed between the nickel plating layer 11 and the amorphous chromium plating layer 12. It may be.

すなわち、本発明における被覆には、非晶質クロムめっき層12をニッケルめっき層11上に直接形成する直接的被覆と、非晶質クロムめっき層12をニッケルめっき層11上に他の異なる層を介して形成する間接的被覆との双方が含まれる。   That is, the coating in the present invention includes a direct coating in which the amorphous chromium plating layer 12 is directly formed on the nickel plating layer 11 and another amorphous layer on the nickel plating layer 11. As well as indirect coatings formed there between.

いずれの構成であっても、下層に位置するニッケルめっき層11は非晶質クロムめっき層12によって保護されるため、種々のスラリ溶液に対する耐食性、耐摩耗性および砥粒の保持力を向上させたCMPパッドコンディショナを実現するこができる。   In any configuration, since the nickel plating layer 11 located in the lower layer is protected by the amorphous chromium plating layer 12, the corrosion resistance against various slurry solutions, the wear resistance, and the holding power of the abrasive grains are improved. A CMP pad conditioner can be realized.

〔実施例〕
次に、非晶質クロムめっき層によって被覆された本発明に係るCMPパッドコンディショナに対して行った耐食性試験について説明する。
〔Example〕
Next, a corrosion resistance test performed on the CMP pad conditioner according to the present invention coated with an amorphous chromium plating layer will be described.

本耐食性試験では、電気ニッケルめっき法で形成したニッケルめっき層によって、ステンレス製の台座2上にダイヤモンドが固着されたCMPパッドコンディショナを、シュウ酸浴からのCr−C合金めっき層で被覆したものを用いた。Cr−C合金めっき層の炭素含有量は0.5wt%であり、その膜厚は5μmである。   In this corrosion resistance test, a CMP pad conditioner in which diamond is fixed on a stainless steel pedestal 2 is coated with a Cr—C alloy plating layer from an oxalic acid bath by a nickel plating layer formed by an electro nickel plating method. Was used. The carbon content of the Cr—C alloy plating layer is 0.5 wt%, and the film thickness is 5 μm.

このCMPパッドコンディショナに対して行った浸漬試験および噴霧試験の結果を下記の表に示す。なお、CMPパッドコンディショナ表面の腐食の有無は、走査電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)によって観察した。   The results of the immersion test and spray test performed on this CMP pad conditioner are shown in the following table. The presence or absence of corrosion on the CMP pad conditioner surface was observed with a scanning electron microscope (SEM).

Figure 2013123771
Figure 2013123771

この表に示されるように、本耐食性試験では、各種の腐食成分に対するCMPパッドコンディショナの浸漬試験および噴霧試験を行ったが、いずれの試験においてもCMPパッドコンディショナ表面に腐食は観察されなかった。   As shown in this table, in this corrosion resistance test, a CMP pad conditioner immersion test and a spray test were conducted for various corrosive components, but no corrosion was observed on the CMP pad conditioner surface in any of the tests. .

これは、各種の腐食成分に対して高い耐食性を有するCr−C合金めっき層をニッケルめっき層の上層に形成することにより、下層に位置するニッケルめっき層の腐食成分による溶解が抑制されたためである。   This is because the formation of the Cr-C alloy plating layer having high corrosion resistance against various corrosion components on the upper layer of the nickel plating layer suppresses dissolution of the nickel plating layer located in the lower layer due to the corrosion components. .

このように、非晶質クロムめっき層によってニッケルめっき層を被覆することにより、CMPパッドコンディショナの耐食性が大幅に向上することが確認された。   Thus, it was confirmed that the corrosion resistance of the CMP pad conditioner is greatly improved by covering the nickel plating layer with the amorphous chromium plating layer.

本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and the embodiments can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. The form is also included in the technical scope of the present invention.

〔補足〕
なお、本発明に係るCMPパッドコンディショナは、下記のように表現することもできる。すなわち、本発明に係るCMPパッドコンディショナは、複数の砥粒がめっきによる金属結合相で固着された砥粒層を有するCMPパッドコンディショナの最上層に非晶質クロムめっきを施したことを特徴とする。
[Supplement]
The CMP pad conditioner according to the present invention can also be expressed as follows. That is, the CMP pad conditioner according to the present invention is characterized in that amorphous chromium plating is applied to the uppermost layer of the CMP pad conditioner having an abrasive layer in which a plurality of abrasive grains are fixed by a metal binder phase by plating. And

また、本発明に係るCMPパッドコンディショナは、非晶質クロムめっき層としては、結晶状態に非晶質構造を有し、クラックがないことを特徴とする。   The CMP pad conditioner according to the present invention is characterized in that the amorphous chromium plating layer has an amorphous structure in a crystalline state and no cracks.

また、本発明に係るCMPパッドコンディショナは、非晶質クロムめっきされたCMPパッドコンディショナを、200℃以上、600℃以下の温度範囲で熱処理することによって、非晶質クロムめっき層を部分的に結晶化させることで、ビッカース硬度がHV1100以上、HV1800以下に硬化させたことを特徴とする。   Further, the CMP pad conditioner according to the present invention partially heats the amorphous chromium plating layer by heat-treating the amorphous chromium plated CMP pad conditioner in a temperature range of 200 ° C. or more and 600 ° C. or less. By making it crystallize, Vickers hardness is hardened to HV1100 or more and HV1800 or less.

また、本発明に係るCMPパッドコンディショナは、非晶質クロムめっきされたCMPパッドコンディショナを大気中で200℃以上、600℃以下の温度範囲で熱処理することによって、非晶質クロムめっき層上に酸化膜を形成させたことを特徴とする。   The CMP pad conditioner according to the present invention is obtained by heat-treating an amorphous chromium plated CMP pad conditioner in the atmosphere at a temperature range of 200 ° C. or more and 600 ° C. or less. An oxide film is formed on the substrate.

本発明は、CMPパッドのコンディショニングに用いられるCMPパッドコンディショナおよび当該CMPパッドコンディショナの製造方法に利用することができる。   The present invention can be used in a CMP pad conditioner used for conditioning a CMP pad and a method for manufacturing the CMP pad conditioner.

1 CMPパッドコンディショナ
2 台座(基材)
3 砥削部
3a 砥削部
3b 砥削部
4 砥粒
11 ニッケルめっき層(金属固定層)
12 非晶質クロムめっき層
1 CMP pad conditioner 2 Base (base material)
3 Abrasive part 3a Abrasive part 3b Abrasive part 4 Abrasive grain 11 Nickel plating layer (metal fixed layer)
12 Amorphous chromium plating layer

Claims (6)

基材表面に形成された金属固定層により保持された複数の砥粒を備え、当該砥粒により化学機械研磨に用いられるCMPパッドを砥削加工するCMPパッドコンディショナであって、
前記金属固定層は、少なくとも非晶質構造を含む非晶質クロムめっき層により被覆されていることを特徴とするCMPパッドコンディショナ。
A CMP pad conditioner comprising a plurality of abrasive grains held by a metal fixed layer formed on a substrate surface, and grinding a CMP pad used for chemical mechanical polishing with the abrasive grains,
The CMP pad conditioner, wherein the metal fixing layer is covered with an amorphous chromium plating layer containing at least an amorphous structure.
前記非晶質クロムめっき層は、部分的に結晶化されており、且つ、ビッカース硬度がHV1100以上、HV1800以下であることを特徴とする請求項1に記載のCMPパッドコンディショナ。   2. The CMP pad conditioner according to claim 1, wherein the amorphous chromium plating layer is partially crystallized and has a Vickers hardness of HV1100 or more and HV1800 or less. 前記非晶質クロムめっき層の表面に酸化膜が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のCMPパッドコンディショナ。   The CMP pad conditioner according to claim 1, wherein an oxide film is formed on a surface of the amorphous chromium plating layer. 基材表面に形成された金属固定層により保持された複数の砥粒を備え、当該砥粒により化学機械研磨に用いられるCMPパッドを砥削加工するCMPパッドコンディショナの製造方法であって、
前記金属固定層を、少なくとも非晶質構造を含む非晶質クロムめっき層により被覆する被覆ステップを含むことを特徴とするCMPパッドコンディショナの製造方法。
A manufacturing method of a CMP pad conditioner comprising a plurality of abrasive grains held by a metal fixed layer formed on a substrate surface, and grinding a CMP pad used for chemical mechanical polishing with the abrasive grains,
A method of manufacturing a CMP pad conditioner, comprising a coating step of covering the metal fixing layer with an amorphous chromium plating layer containing at least an amorphous structure.
前記被覆ステップにおいて、前記非晶質クロムめっき層を、200℃以上、300℃以下、または500℃以上、600℃以下の温度範囲で熱処理することを特徴とする請求項4に記載のCMPパッドコンディショナの製造方法。   5. The CMP pad condition according to claim 4, wherein in the covering step, the amorphous chromium plating layer is heat-treated in a temperature range of 200 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, or 500 ° C. or higher and 600 ° C. or lower. Na production method. 前記熱処理を大気中で行うことを特徴とする請求項5に記載のCMPパッドコンディショナの製造方法。   The method of manufacturing a CMP pad conditioner according to claim 5, wherein the heat treatment is performed in the atmosphere.
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