JPH1158232A - ドレッシング工具及びその製造方法 - Google Patents

ドレッシング工具及びその製造方法

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JPH1158232A
JPH1158232A JP9243485A JP24348597A JPH1158232A JP H1158232 A JPH1158232 A JP H1158232A JP 9243485 A JP9243485 A JP 9243485A JP 24348597 A JP24348597 A JP 24348597A JP H1158232 A JPH1158232 A JP H1158232A
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JP
Japan
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pits
dressing tool
silicon wafer
diamond
polishing
Prior art date
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Pending
Application number
JP9243485A
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English (en)
Inventor
Narikazu Suzuki
成和 鈴木
Shiyuuji Torihashi
修治 鳥觜
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.)
Coorstek KK
Original Assignee
Toshiba Ceramics Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ドレッシング時、研磨工程で研磨布を介して被
研磨製品のシリコンウェーハ等の重金属汚染、損傷のな
いドレッシング工具を提供する。 【解決手段】シリコン基材2の表面に一体的に多数形成
されたピット4と、これらピット4の強度を増すために
ピット4を被覆するダイヤモンド薄膜5を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はケミカルメカニカル
ポリッシング(以下、CMPという)に用いられる研磨
布用のドレッシング工具及びその製造方法に係わり、特
に被研磨部材への汚染及び損傷を低減したドレッシング
工具及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】超高平坦度、高純度化が要求される大口
径のφ300mmシリコンウェーハの表面研磨にはCM
Pが不可欠であるが、そのポリッシング工程で研磨布に
目詰まりが起こり、研磨精度、品質を劣化させる原因に
なっている。
【0003】そのため、従来は所定研磨回数後ダイヤモ
ンドペレットをドレッシング工具として用いて研磨布の
ドレッシングを行っていたが、このダイヤモンドペレッ
トはダイヤモンド保持プレートにニッケルメッキ層を介
してダイヤモンド砥粒を電着で保持していたもの(メタ
ルボンド砥石)、あるいはダイヤモンド保持プレートに
フェノール系樹脂によりダイヤモンド砥粒を保持するも
の(レジンボンド砥石)がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前者のメタルボンド砥
石はドレッシング時、溶出したニッケルが研磨布に付
着、残存し、また後者のレジンボンド砥石は砥粒の保持
力が弱く砥粒が脱落しやすく、脱落した砥粒が研磨布に
付着、残存して、次の研磨工程でシリコンウェーハを重
金属汚染し、あるいは損傷する虞があり、また高価ある
いは耐久性がない等の欠点があった。
【0005】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、研磨布のドレッシング時、溶出したニッケル等
の重金属の研磨布への付着、残存また脱落した砥粒が研
磨布への付着、残存をなくし研磨工程で研磨布を介して
被研磨製品のシリコンウェーハの重金属汚染また砥粒の
脱落によるシリコンウェーハの損傷がなく、かつ安価な
ドレッシング工具を提供することを目的としている。
【0006】本発明の他の目的は本発明のドレッシング
工具を安価に製造できるドレッシング工具の製造方法を
提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に成された本発明は、シリコン基材の表面に一体的に多
数形成されたピットと、これらピットの強度を増すため
にピットを被覆するダイヤモンド薄膜とを具備するドレ
ッシング工具である。
【0008】また本発明のドレッシング工具の製造方法
は、シリコン基材の表面に粗面を形成する工程と、この
粗面にアルカリエッチングを行い多数のピットを形成す
るする工程と、この多数のピットをダイヤモンド被膜で
被覆する工程よりなる。
【0009】本発明のドレッシング工具は、所定の寸法
に作成されたシリコン基材の一側の表面を機械的加工方
法、例えばラップ加工によって荒して粗面を形成し、こ
の粗面を化学的加工処理、例えばアルカリエッチングを
行い多数のピットを形成し、かつこのピットの強度を増
すためダイヤモンド低圧気相合成法、例えば熱フィラメ
ント化学的気相合成法によってダイヤモンド被膜を被覆
する。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるドレッシン
グ工具およびその製造方法を図面に基づき説明する。
【0011】ドレッシング工具1は、工具本体を構成す
るシリコン基材2をドレッシング材として備える。シリ
コン基材2は、シリコン材料をペレット形状あるいは被
加工シリコンウェーハ径と同等のディスク状に平行度よ
く加工して形成される。
【0012】シリコン基材2の片面に、粗粒の研磨材を
用いて、ラッピング加工あるいはホーニング加工等で粗
面3を形成する。形成されたシリコン基材2の粗面3を
化学的加工処理、例えばアルカリエッチング処理を行な
って選択エッチングを行い、粗面3に深い逆角錐形状の
ピット4を多数形成する。多数のピット4を形成した粗
面(ピット形成面)をダイヤモンド被膜5で被覆し、ピ
ット形成面3の表面硬化を行うことでドレッシング工具
1が構成される。
【0013】このドレッシング工具1は、後述するシリ
コンウェーハ10の表面研磨を行う不織布製研磨布9の
ドレッシングに用いる。
【0014】次に、ドレッシング工具1の製造方法を図
2に従い説明する。
【0015】図2(a)に示すように、ドレッシング工
具1の本体を形成し、平行度がよく加工された直径20
〜300mm、例えば30mm、厚さ1〜50mm、例
えば3mmのペレット状のシリコン基材2を用意する。
【0016】次に、図2(b)に示すように、シリコン
基材2の一面を粗粒の研磨剤、例えばC#240の研磨
剤6を用いラップ装置7でラッピング加工を行い、粗さ
10μm(Ra)の粗面3を形成する。
【0017】次に、図2(c)に示すように、この粗面
3を化学的加工処理、例えば水酸化ナトリウム水溶液あ
るいは水酸化カリウム水溶液を用いたアルカリエッチン
グを行うが、本実施の形態での使用アルカリ溶液は、1
0〜50wt%の水酸化ナトリウム水溶液を用い、5分
間アルカリエッチンングを行い、20μmエッチングを
行う。
【0018】このアルカリエッチングの形態は反応律速
であり、(100)面は(111)面に対して60〜1
00倍エッチング速度く、この選択エッチング性のた
め、(100)面をエッチングするとラッピング加工に
より荒らされた粗面3には深さが20〜100mmの正
方形の逆ピラミット型のエッチピットが現れる。なお、
(111)面だと逆三角錐になる。
【0019】ラッピング加工による面荒れとエッチング
とが相まって粗面3には多数のピットが形成される。図
3はこのときのエッチピットを示す平面図である。
【0020】しかる後、図2(d)に示すように、これ
らピット4の強度を増すため周知のダイヤモンド低圧気
相合成法、例えば熱フィラメント化学的気相合成法によ
ってこれらピットにダイヤモンド被膜5を被覆する。こ
の熱フィラメント法は反応容器中に置いたシリコン基材
の数mm上に、約2000℃に加熱したフィラメントを
セットし、メタンを水素で0.5〜1%程度に希釈した
反応ガス、例えばメタン0.8%の反応ガスを導入して
接触させ、1μmの厚さの被膜を形成する。
【0021】このような工程を経て、ドレッシング工具
1を製造することができる。
【0022】次に、シリコンウェーハをCMPする研磨
装置8の使用状態を説明する。この装置8は冷却水Wの
水路9を有する定盤10と、この定盤10に取り付けら
れた不織布製の研磨布11を有し、一方研磨布11には
被研磨部材、例えばシリコンウェーハ12が押圧接触さ
れ、このシリコンウェーハ12はワックス13によりマ
ウントプレート14に着脱自在に固定され、このマウン
トプレート14は前記定盤10の方向に加圧され、かつ
可変的に回転するヘッド15に取り付けられている。
【0023】また、前記研磨布11に研磨剤16を常時
供給するための供給管17が設けられている。
【0024】このような研磨装置8により、シリコンウ
ェーハ12をCMPするが、ある個数以上シリコンウェ
ーハを研磨すると研磨布11と目詰まりを発生するた
め、研磨布11をドレッシングする必要がある。
【0025】研磨布11のドレッシングは本発明に係わ
るドレッシング工具1を用いて行われる。
【0026】図3はドレッシングを行う状態を示す研磨
装置8で、ドレッシング工具1が接着剤18により取り
付けられた付着プレート19をマウントプレート14の
換わりにヘッド15に取り付ける。
【0027】しかる後、ヘッド15により、ドレッシン
グ工具1を研磨布11に押圧当接させ、研磨布11上で
回転させる。この回転により、研磨布11はドレッシン
グされ、研磨布11は再使用可能とる。
【0028】このようなドレッシングに使用される本発
明によるドレッシング工具1は、シリコンウェーハを同
質のシリコン基材に多数のピットを形成し、かつこのピ
ットを強固にするためダイヤモンド被膜を被覆して従来
例の砥粒に相当するものを形成する。このドレッシング
工具1は従来のドレッシング工具のようにニッケルメッ
キ層を介してダイヤモンド砥粒を電着で保持プレートに
保持する必要がなく、また、万一ピットが破損脱落して
も、ウェーハと同一材料のシリコンで形成されているの
で、従来のように後の研磨工程でシリコンウェーハ等の
被研磨部材を金属汚染することもない。
【0029】本発明によるドレッシング工具1は、シリ
コンウェーハと同質の基材2に多数のピット3を一体的
に形成しかつダイヤモンド被膜4を被覆しており、従来
のようにダイヤモンド砥粒を接着剤であるフェノール樹
脂により保持する必要もなく、ピットが脱落してシリコ
ンウェーハ等の被研磨部材を損傷する虞も少ない。
【0030】また本発明のドレッシング工具の製造方法
は、シリコンウェーハと同一材料のシリコンウェーハ基
板に粗面を形成する工程と、この粗面にアルカリエチン
グを行い多数のピットを形成する工程と、この多数のピ
ットをダイヤモンド被膜で被覆する工程よりなってお
り、本発明によるドレッシング工具のピットとダイヤモ
ンド被膜に相当する粒状の砥粒の形成とその保持プレー
トへの保持を複雑な諸工程により行う従来の製造方法と
異なり、極めて量産性にも適し、安価なドレッシング工
具を提供できる。
【0031】
【発明の効果】ドレッシング工具から重金属の溶出がな
いのでシリコンウェーハの重金属汚染もなくもなく、ま
た砥粒脱落もないのでシリコンウェーハを傷付けること
もなく、信頼性が高く、製品の歩留を向上させることが
できる。また、量産性に優れた構造と簡易な製造方法で
製造できるので安価なドレッシング工具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のドレッシング工具の断面図。
【図2】本発明のドレッシング工具の製造工程図。
【図3】図2(c)のエッチング工程により形成された
エッチピットを示す平面図。
【図4】シリコンウェーハの研磨に用いられている研磨
装置の断面図。
【図5】本発明のドレッシング工具を用いた研磨装置の
断面図。
【符号の説明】
1 ドレッシング工具 2 シリコン基材 3 粗面 4 ピット 5 ダイヤモンド被膜 6 研磨剤 7 ラップ装置 8 研磨装置 9 水路 10 定盤 11 研磨布 12 シリコンウェーハ 13 ワックス 14 マウントプレート 15 ヘッド 16 研磨剤 17 供給管 18 接着剤 19 付着プレート

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリコン基材に一体的に形成された多数の
    ピットと、この多数のピットを被覆するダイヤモンド被
    膜を具備するドレッシング工具。
  2. 【請求項2】シリコン基材の表面に粗面を形成する工程
    と、この粗面にアルカリエッチングを行い多数のピット
    を形成する工程と、この多数のピットをダイヤモンド被
    膜で被覆する工程よりなるドレッシング工具の製造方
    法。
JP9243485A 1997-08-26 1997-08-26 ドレッシング工具及びその製造方法 Pending JPH1158232A (ja)

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