JPH10202531A - ドレッサ及びその製造方法 - Google Patents

ドレッサ及びその製造方法

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JPH10202531A
JPH10202531A JP1781397A JP1781397A JPH10202531A JP H10202531 A JPH10202531 A JP H10202531A JP 1781397 A JP1781397 A JP 1781397A JP 1781397 A JP1781397 A JP 1781397A JP H10202531 A JPH10202531 A JP H10202531A
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JP
Japan
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superabrasive
super
layer
grains
dresser
Prior art date
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Pending
Application number
JP1781397A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomoyoshi Hara
知義 原
Akira Takiguchi
明 滝口
Hatsuyuki Arai
初雪 新井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Diamond Industrial Co Ltd
SpeedFam Co Ltd
Original Assignee
Asahi Diamond Industrial Co Ltd
SpeedFam Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Diamond Industrial Co Ltd, SpeedFam Co Ltd filed Critical Asahi Diamond Industrial Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】超砥粒層面の超砥粒の突き出し量を簡単かつ正
確に測定し、超砥粒の突き出し量を精度よく制御するこ
とができ、特に半導体ウェーハのケミカルメカニカルポ
リッシング用研磨パッドのドレッシングに適したドレッ
サ及びその製造方法を提供する。 【解決手段】超砥粒層面にメッキ層のみからなる超砥粒
が存在しない部分を有し、超砥粒が存在する部分のメッ
キ面と、超砥粒が存在しない部分のメッキ面が同一平面
上に存在することを特徴とするドレッサ、及び、母型の
超砥粒固定面に部分的にマスキングを施すことにより超
砥粒が付着しない部分を設け、超砥粒1層分を電着によ
り仮固定したのちマスキングを除去し、メッキにより超
砥粒を埋め込んで固定することにより超砥粒層を形成
し、超砥粒層のメッキの成長側に台金を接合し、母型を
除去したのち石出し加工を行うことを特徴とする該ドレ
ッサの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ドレッサ及びその
製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、超砥粒
層面の超砥粒の突き出し量を簡単かつ正確に測定するこ
とができ、したがって、突き出し量を正確に制御するこ
とができるので、ウェーハの研磨速度や研磨パッドの摩
耗速度が正確に管理され、メッキ層の摩耗程度によりダ
イヤモンド砥粒脱落の時期が判定できる、特に半導体ウ
ェーハのケミカルメカニカルポリッシング用研磨パッド
のドレッシングに適したドレッサ及びその製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に半導体ウェーハの表面を研磨する
ウェーハ加工装置では、円盤状の定盤の上に研磨パッド
を貼り付け、定盤上面に1枚又は複数枚のウェーハを載
置し、これらのウェーハを研磨パッド上でキャリアによ
り強制回転させつつ研磨パッドとウェーハの間に微細な
研磨粒子と研磨液を供給して、界面の化学的・機械的作
用によりケミカルメカニカルポリッシングを行ってい
る。研磨パッドとしては、ポリエステル不織布にポリウ
レタン樹脂を含浸させたベロアタイプマット、ポリエス
テル不織布を基材としてその上に発泡ポリウレタン層を
形成したスエードタイプマット、あるいは独立気泡を有
する発泡ポリウレタンのマットなどが使用されている。
また、研磨粒子としては、フェライト粉末、アルミナ粉
末、炭酸バリウム、コロイダルシリカ、酸化セリウムな
どが用いられ、研磨液には水酸化カリウム溶液、希塩酸
などが使用される。このようなウェーハの研磨を繰り返
すうちに、被削材の切り屑や研磨材などが研磨パッドの
微細な孔に入り込んで目詰まりを起こしたり、研磨粒子
と研磨液の化学反応熱によって研磨パッドの表面が鏡面
化して、研磨速度が低下してしまう。このため、研磨パ
ッドのドレッシングを常時又は定期的に行う必要があ
る。超砥粒は優れたドレッシング材料であり、超砥粒層
面を有するドレッサが半導体ウェーハ研磨用の研磨パッ
ドのドレッシングに使用される。超砥粒層面を有するド
レッサとしては、いわゆる反転電鋳法により超砥粒を作
用面に固定したドレッサが用いられるが、このようなド
レッサでは、超砥粒層面をエッチングすることにより超
砥粒を突出させる必要がある。しかし、超砥粒層面に過
度なエッチングを施すと超砥粒が脱落して研磨パッドに
残存し、ウェーハ表面を傷つけるという問題と、研磨パ
ッドの摩耗速度が高く、研磨パッドの寿命を短くしてし
まうという問題を生ずる。また、超砥粒層面のエッチン
グが不足すると、超砥粒の突き出し量が不足して切れ味
が悪くなり、有効にドレッシングを行うことができな
い。このため、超砥粒の突き出し量を正確に測定し、エ
ッチングを高精度で制御し得る方法が求められている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、超砥粒層面
の超砥粒の突き出し量を簡単かつ正確に測定し、超砥粒
の突き出し量を精度よく制御することができ、したがっ
て、突き出し量を正確に制御することができるので、ウ
ェーハの研磨速度や研磨パッドの摩耗速度が正確に管理
され、メッキ層の摩耗程度によりダイヤモンド砥粒脱落
の時期が判定できる、特に半導体ウェーハのケミカルメ
カニカルポリッシング用研磨パッドのドレッシングに適
したドレッサ及びその製造方法を提供することを目的と
してなされたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、超砥粒層面に超
砥粒が存在しないメッキ層を部分的に設け、超砥粒が存
在する部分のメッキ面と、超砥粒が存在しない部分のメ
ッキ面を同一平面とすることにより、超砥粒の突き出し
量を簡単かつ正確に測定することが可能となることを見
いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至っ
た。すなわち、本発明は、(1)超砥粒層面にメッキ層
のみからなる超砥粒が存在しない部分を有し、超砥粒が
存在する部分のメッキ面と、超砥粒が存在しない部分の
メッキ面が同一平面上に存在することを特徴とするドレ
ッサ、(2)カップ型の形状を有する第(1)項記載のド
レッサ、(3)超砥粒が存在しない部分が、超砥粒層面
の1〜5カ所に1〜20mm幅でスリット状に設けられた
第(2)項記載のドレッサ、(4)ケミカルメカニカルポ
リッシング用研磨パッドのドレッシングに用いられる第
(1)項、第(2)項又は第(3)項記載のドレッサ、及び、
(5)母型の超砥粒固定面に部分的にマスキングを施す
ことにより超砥粒が付着しない部分を設け、超砥粒1層
分を電着により仮固定したのちマスキングを除去し、メ
ッキにより超砥粒を埋め込んで固定することにより超砥
粒層を形成し、超砥粒層のメッキの成長側に台金を接合
し、母型を除去したのち石出し加工を行うことを特徴と
するドレッサの製造方法、を提供するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明を詳
細に説明する。図1は、本発明のドレッサの一態様の平
面図及びA−A線断面図である。本図のドレッサは、カ
ップ型の形状を有し、台金1の上に円周状に超砥粒層面
が設けられ、超砥粒層面にメッキ層のみからなる超砥粒
が存在しない部分2を3カ所に有している。超砥粒層面
において、超砥粒が存在する部分3のメッキ面と、超砥
粒が存在しない部分のメッキ面が同一平面上にある。図
2は、本発明のドレッサの製造方法の一態様の説明図で
ある。本図は、図1のA−A線断面図の超砥粒層に相当
する部分の拡大図であり、図の左側が超砥粒が存在しな
い部分を、図の右側が超砥粒が存在する部分を示し、図
1とは上下が逆に示されている。本発明方法において
は、先ず、図2(a)に示す凹状となった超砥粒固定面4
を有する母型5を作製する。次いで、超砥粒固定面の超
砥粒が存在しない部分とする位置にマスキングテープ6
を貼り付け、超砥粒固定面をマスキング材7により囲
い、さらに台金のメッキを施さない部分を絶縁材料でマ
スキングし、超砥粒固定面に超砥粒8を充填する。台金
をメッキ浴に浸漬し、台金に陰極を接続し、メッキ液に
陽極を接続して超砥粒固定面のメッキを行い、超砥粒1
層分を台金に仮固定する。次いで、余剰の超砥粒を排出
し、超砥粒固定面のマスキングテープ6を剥がしたの
ち、メッキを継続して超砥粒をメッキ層で埋め込むこと
により固定する。図2(c)に示すように、超砥粒固定面
にマスキングテープを貼り付けた部分は、超砥粒が存在
しない部分2となり、マスキングテープを貼り付けない
部分は、超砥粒が存在する部分3となる。
【0006】超砥粒固定面を囲うマスキング材を除去
し、母材の上に形成された超砥粒層に図2(d)に示すよ
うに接着剤9を用いて台金1を接合したのち、母型を除
去して図2(e)に示す状態とする。超砥粒層面におい
て、超砥粒が存在しない部分2と、超砥粒が存在する部
分3は、同じ超砥粒固定面に形成されているので、両部
分はメッキ面は同一平面上に存在する。次いで、超砥粒
層面の石出し加工を行い、本発明のドレッサを完成す
る。図3は、石出し加工の説明図である。本図は、図1
のドレッサの超砥粒層面の円周方向の部分断面図であ
り、図3(a)は、石出し加工を行う前の状態を示し、図
3(b)は、石出し加工を行った後の状態を示す。石出し
加工の方法に特に制限はなく、例えば、一般砥石などに
よるドレッシング、鋳鉄などの定盤上でのシリコンカー
バイドやアルミナなどの遊離砥粒によるドレッシング、
ショットブラスト、金属剥離材による化学エッチング、
電解エッチングなどにより行うことができる。化学エッ
チング処理は、台金及び超砥粒層を形成する材料のう
ち、メッキ層のみを溶解する薬剤に浸漬することにより
行うものである。このような薬剤としては、メッキ層が
ニッケルである場合はエンストリップNP[メルテック
ス(株)製]、メッキ層がクロムである場合はエンストリ
ップCR−5[メルテックス(株)製]などの市販されて
いる薬剤を使用することができる。石出し加工を行う前
は、図3(a)に示すように、超砥粒8が存在する部分3
のメッキ面と、超砥粒が存在しない部分2のメッキ面
は、同一平面上に存在するが、石出し加工において、メ
ッキ層の除去速度は、超砥粒の有無にかかわりなく同一
であるので、図3(b)に示すように、超砥粒が存在する
部分のメッキ面と、超砥粒が存在しない部分のメッキ面
は、同一平面上に存在する状態を保ったまま超砥粒が露
出し、石出しが行われる。
【0007】したがって、ドレッサの超砥粒層面につい
て、超砥粒が存在する部分から超砥粒が存在しない部分
にわたって表面うねりを測定することにより、超砥粒の
突き出し量を求めることができる。表面うねりの測定方
法は、JIS B 0610に規定されているが、その中
で高域カットオフ値0.8mm、基準長さ10mmとして測
定したろ波最大うねり(WCM)が、超砥粒の突き出し量
とよく一致する。図4は、本発明のドレッサの超砥粒層
面について測定したろ波うねり曲線の一例である。この
ろ波うねり曲線のろ波最大うねり(WCM)は25.7μ
mであり、したがって、このドレッサの超砥粒の突き出
し量は25.7μmである。表面うねりは、市販されて
いる表面粗さ測定機により測定することができるので、
本発明のドレッサは、超砥粒の突き出し量を短時間で、
簡単かつ正確に、再現性よく測定することができる。あ
らかじめ、石出し加工条件と超砥粒の突き出し量の関係
を求めておくことにより、石出し加工条件を選定し、超
砥粒の突き出し量を所望の値に制御することができる。
本発明のドレッサにおいては、超砥粒層面に放射状に溝
を設けて、超砥粒層を分割することができる。図1のド
レッサにおいては、超砥粒層面に溝10が等間隔に12
個設けられている。このように溝を設けることにより、
ポリッシングマットのドレッシングの際に、研磨剤の流
出入や研磨屑の排出が容易になり、ドレッシングの速度
と精度を一層向上することができる。
【0008】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこの実施例によりなんら限定さ
れるものではない。 実施例1 スチール(S45C)を用い、カップ形状200D×1
0W×20Tの10W部分に中央部6mmのストレート、
その両側に1mmの面取り、さらにその両側に1mmのスト
レート部分をNC旋盤で加工して、母型を作製した。母
型のダイヤモンド砥粒固定面以外の部分に、プラスチッ
クシート、マスキングテープ及び塗料を用いてマスキン
グを施した。ダイヤモンド砥粒固定面の12ケ所に、5
mm巾のスリットを形成するために、カーボンのブロック
(5×10W×3H)を導電性接着剤で貼り付けた。カ
ーボンのブロックは、エッジになるところは面取りが形
成されるように逆面取りにし、ダイヤモンド砥粒固定面
に接着する面は母型形状の面取りに合わせた。また、ダ
イヤモンド砥粒が存在しない部分(4mm巾)を3ケ所を
形成するために、母型のダイヤモンド砥粒固定面にマス
キングテープを貼り付けた。この母型をスルファミン酸
ニッケルメッキ液を満たした電着槽に入れ、ダイヤモン
ド砥粒固定面に粒度60/80のダイヤモンド砥粒を充
填し、電流密度1A/dm2で1.5時間メッキしてダイヤ
モンド砥粒1層分を仮固定した。次いで、余剰のダイヤ
モンド砥粒を除去し、ダイヤモンド砥粒固定面の絶縁テ
ープを剥がし、さらに電流密度2A/dm2で96時間メ
ッキを継続して3mm厚のニッケル層を形成し、ダイヤモ
ンド砥粒を埋め込んだ。母型に施したマスキングをすべ
て除去し、形成されたダイヤモンド砥粒層に、206D
×16W×20Tのステンレス鋼(SUS304)製の
台金をエポキシ接着剤を用いて接合した。母型を旋盤を
用いて切削除去したのち、ニッケル剥離剤エンストリッ
プNP[メルテックス(株)製]を用い、50℃で3時間
化学エッチングにより石出し加工を行ってドレッサを得
た。得られたドレッサについて、ダイヤモンド砥粒層面
のダイヤモンド砥粒が存在する部分のメッキ面とダイヤ
モンド砥粒が存在しない部分のメッキ面を、表面粗さ測
定機[東京精密(株)製、TSK554A]を用いて、高
域カットオフ値0.8mm、基準長さ10mmとして、ろ波
最大うねり(WCM)を測定した。ろ波最大うねり
(WCM)の値は、51.2μmであった。同じドレッサ
について、触針式三次元測定機[小坂研究所、SE−3
0K]により測定したダイヤモンド砥粒の突き出し量は
52.1μmであり、ろ波最大うねり(WCM)の値とよ
く一致していた。
【0009】
【発明の効果】本発明のドレッサは、超砥粒層面の超砥
粒が存在する部分のメッキ面と、超砥粒が存在しない部
分のメッキ面の表面うねりを測定することにより、簡単
かつ正確に超砥粒の突き出し量を求めることができ、し
たがって、突き出し量を正確に制御することができるの
で、ウェーハの研磨速度や研磨パッドの摩耗速度が正確
に管理され、メッキ層の摩耗程度によりダイヤモンド砥
粒脱落の時期が判定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明のドレッサの一態様の平面図及
び断面図である。
【図2】図2は、本発明のドレッサの製造方法の一態様
の説明図である。
【図3】図3は、石出し加工の説明図である。
【図4】図4は、ろ波うねり曲線の一例である。
【符号の説明】
1 台金 2 超砥粒が存在しない部分 3 超砥粒が存在する部分 4 超砥粒固定面 5 母型 6 マスキングテープ 7 マスキング材 8 超砥粒 9 接着剤 10 溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝口 明 神奈川県厚木市中町3丁目15番4号 厚木 NIビル 旭ダイヤモンド工業株式会社厚 木営業所内 (72)発明者 新井 初雪 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】超砥粒層面にメッキ層のみからなる超砥粒
    が存在しない部分を有し、超砥粒が存在する部分のメッ
    キ面と、超砥粒が存在しない部分のメッキ面が同一平面
    上に存在することを特徴とするドレッサ。
  2. 【請求項2】カップ型の形状を有する請求項1記載のド
    レッサ。
  3. 【請求項3】超砥粒が存在しない部分が、超砥粒層面の
    1〜5カ所に1〜20mm幅でスリット状に設けられた請
    求項2記載のドレッサ。
  4. 【請求項4】ケミカルメカニカルポリッシング用研磨パ
    ッドのドレッシングに用いられる請求項1、請求項2又
    は請求項3記載のドレッサ。
  5. 【請求項5】母型の超砥粒固定面に部分的にマスキング
    を施すことにより超砥粒が付着しない部分を設け、超砥
    粒1層分を電着により仮固定したのちマスキングを除去
    し、メッキにより超砥粒を埋め込んで固定することによ
    り超砥粒層を形成し、超砥粒層のメッキの成長側に台金
    を接合し、母型を除去したのち石出し加工を行うことを
    特徴とするドレッサの製造方法。
JP1781397A 1997-01-16 1997-01-16 ドレッサ及びその製造方法 Pending JPH10202531A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102873646A (zh) * 2012-11-01 2013-01-16 昆山市大金机械设备厂 抛光研磨盘和抛光装置
JP2013111707A (ja) * 2011-11-29 2013-06-10 Allied Material Corp 電着超砥粒工具およびその製造方法
CN116766074A (zh) * 2023-06-07 2023-09-19 华南理工大学 一种磨粒有序排布砂轮及其制备方法

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