JP2000094324A - Manufacture of conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、コンディショナの
製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、作用面
の金属部分が樹脂層により被覆され、ＣＭＰポリッシン
グパッドのコンディショニングに用いたとき、作用面か
ら金属が溶出するおそれのないコンディショナを、簡単
な工程により効率的に製造することができるコンディシ
ョナの製造方法に関する。The present invention relates to a method for manufacturing a conditioner. More specifically, the present invention provides a conditioner in which the metal portion of the working surface is covered with a resin layer, and when used for conditioning a CMP polishing pad, there is no danger of metal eluting from the working surface. The present invention relates to a method of manufacturing a conditioner that can be manufactured in a single step.
【０００２】[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用ポリ
ッシングパッドを貼り付け、定盤上面に１枚又は複数枚
のウェーハを載置し、これらウェーハをポリッシングパ
ッド上でキャリアにより強制回転させつつポリッシング
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（ＣＭＰ）を行っている。ポリッシング
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パッド、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
スエードタイプパッド、あるいは独立気泡を有する発泡
ポリウレタンのパッドなどや、さらにこれらの多層構造
体などが使用されている。また、研磨粒子としては、酸
化鉄、アルミナ、炭酸バリウム、酸化セリウム、コロイ
ダルシリカなどが用いられ、研磨液には水酸化カリウム
水溶液、希塩酸、過酸化水素水、硝酸鉄水溶液などが、
それぞれの場合に応じて使い分けられる。このようなウ
ェーハの研磨を繰り返すうちに、研磨粒子や研磨屑など
がポリッシングパッドの微細な孔に入り込んで目詰まり
を起こしたり、研磨粒子とウェーハの化学反応熱によっ
てポリッシング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、ポリッシングパッドの表面
を再生して研磨速度を回復させる、いわゆるコンディシ
ョニングと呼ばれる操作を常時又は定期的に行う必要が
あり、このような操作にはコンディショナと呼ばれる工
具が使用される。図１(ａ)は、コンディショナの一例の
斜視図であり、図１(ｂ)は、コンディショナの他の例の
斜視図である。図１(ａ)に示すコンディショナは、カッ
プ型の台金１の作用面に砥粒が固着されて、砥粒層２を
形成している。図１(ｂ)に示すコンディショナは、砥粒
層に溝３を設け、コンディショニングの際の研磨液の流
出入や研磨屑の排出を容易にしたものである。ダイヤモ
ンド砥粒は優れたコンディショニング材料であり、ダイ
ヤモンド砥粒を用いた半導体ウェーハ研磨用のポリッシ
ングパッドのコンディショナが検討されてきた。ダイヤ
モンド砥粒を用いたコンディショナは、台金の作用面に
ダイヤモンド砥粒を金属結合材又は金属を含む結合材に
より固着したものであるが、酸性又はアルカリ性の研磨
液を用いると金属が溶出し、ダイヤモンド砥粒が脱落す
るために、ウェーハの品質に悪影響を与える。このため
に、コンディショナは金属部分が直接露出しないよう
に、樹脂層などで被覆する必要がある。本発明者らは、
台金の作用面にダイヤモンド砥粒を固着したコンディシ
ョナの金属部分を被覆するために、静電粉体塗装法を利
用した。すなわち、台金の作用面にダイヤモンド砥粒を
固着したのち、アクリル系樹脂、フッ素樹脂などからな
る粉体塗料を、静電粉体塗装法により塗装する。この場
合、粉体塗料はダイヤモンド砥粒の表面にも付着し、静
電粉体塗装後焼き付けを行うと、ダイヤモンド砥粒の表
面も樹脂層で被覆され、また、樹脂層の厚さも均一でな
いために、最後にラップ作業などにより石出しを行う必
要がある。図２(ａ)は、静電粉体塗装と焼き付けを行っ
た状態を示す部分断面図であり、図２(ｂ)は石出しを行
った状態を示す部分断面図である。図２(ａ)において、
台金１の作用面に金属結合材４により固着された砥粒５
は、樹脂層６により被覆されている。この状態から石出
しを行って、図２(ｂ)に示す砥粒層を有するコンディシ
ョナを完成する。本方法により製造されたコンディショ
ナは、酸性の研削液を用いても金属の溶出がなく、その
目的は達成されているが、石出しには長時間を要するた
めに、コスト高となる。また、石出し量には限界があっ
て５０μｍ程度が限度であり、石出しによってダイヤモ
ンド砥粒が鈍化するので、切れ味が低下する。さらに、
石出しによっては、ダイヤモンド砥粒の突出量の厳密な
調整が困難であるという問題もある。このために、切れ
味に優れ、ばらつきがなく、容易に製造することができ
るコンディショナの製造方法が求められていた。2. Description of the Related Art In general, in a wafer processing apparatus for polishing the surface of a semiconductor wafer, a polishing polishing pad is attached on a disk-shaped surface plate, and one or more wafers are placed on the surface of the surface plate. While mechanically rotating these wafers by a carrier on the polishing pad and supplying fine abrasive particles and a polishing liquid between the polishing pad and the wafer, chemical mechanical polishing (CMP) is performed by chemical mechanical action of the interface. . As the polishing pad, a velor-type pad in which a polyester nonwoven fabric is impregnated with a polyurethane resin, a suede-type pad in which a foamed polyurethane layer is formed on a polyester nonwoven fabric as a base material, or a foamed polyurethane pad having closed cells, and the like. These multilayer structures are used. Further, as the abrasive particles, iron oxide, alumina, barium carbonate, cerium oxide, colloidal silica and the like are used, potassium hydroxide aqueous solution, dilute hydrochloric acid, hydrogen peroxide aqueous solution, iron nitrate aqueous solution and the like as the polishing liquid,
It is used properly according to each case. As such polishing of the wafer is repeated, abrasive particles and polishing debris enter the fine holes of the polishing pad and cause clogging, or the heat of the chemical reaction between the abrasive particles and the wafer causes the surface of the polishing pad to be mirror-finished. As a result, the polishing rate decreases. For this reason, it is necessary to constantly or periodically perform an operation called conditioning, which regenerates the surface of the polishing pad to recover the polishing rate, and a tool called a conditioner is used for such an operation. FIG. 1A is a perspective view of an example of the conditioner, and FIG. 1B is a perspective view of another example of the conditioner. In the conditioner shown in FIG. 1A, abrasive grains are fixed to the working surface of a cup-shaped base metal 1 to form an abrasive layer 2. In the conditioner shown in FIG. 1B, grooves 3 are provided in the abrasive grain layer to facilitate inflow and outflow of polishing liquid and discharge of polishing debris during conditioning. Diamond abrasive grains are an excellent conditioning material, and a polishing pad conditioner for polishing semiconductor wafers using diamond abrasive grains has been studied. A conditioner using diamond abrasive grains is one in which diamond abrasive grains are fixed to the working surface of a base metal with a metal binder or a binder containing a metal, but when an acidic or alkaline polishing liquid is used, the metal is eluted. As a result, the diamond abrasive grains fall off, which adversely affects the quality of the wafer. For this reason, the conditioner needs to be covered with a resin layer or the like so that the metal part is not directly exposed. We have:
An electrostatic powder coating method was used to cover the metal part of the conditioner in which diamond abrasive grains were fixed to the working surface of the base metal. That is, after the diamond abrasive grains are fixed to the working surface of the base metal, a powder coating made of an acrylic resin, a fluororesin, or the like is applied by an electrostatic powder coating method. In this case, the powder paint also adheres to the surface of the diamond abrasive grains, and when baked after electrostatic powder coating, the surface of the diamond abrasive grains is also covered with a resin layer, and the thickness of the resin layer is not uniform. Finally, it is necessary to perform stone removal by lapping or the like. FIG. 2A is a partial cross-sectional view showing a state where electrostatic powder coating and baking have been performed, and FIG. 2B is a partial cross-sectional view showing a state where pitting has been performed. In FIG. 2A,
Abrasive grains 5 fixed to the working surface of base metal 1 by metal bonding material 4
Is covered with a resin layer 6. Stone removal is performed from this state to complete the conditioner having the abrasive layer shown in FIG. The conditioner manufactured by this method has no metal elution even when an acidic grinding fluid is used, and its purpose has been achieved. However, since it takes a long time to excavate stones, the cost increases. In addition, there is a limit to the amount of stone removal, which is limited to about 50 μm, and the stone grinding slows down the diamond abrasive grains, resulting in reduced sharpness. further,
There is also a problem that it is difficult to strictly adjust the projection amount of the diamond abrasive grains depending on the lithography. For this reason, there has been a demand for a method of manufacturing a conditioner which is excellent in sharpness, has no variation, and can be easily manufactured.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、作用面の金
属部分が樹脂層により被覆され、ＣＭＰポリッシングパ
ッドのコンディショニングに用いたとき、作用面から金
属が溶出するおそれがなく、しかも優れた切れ味を有す
るコンディショナを、簡単な工程により効率的に製造す
ることができるコンディショナ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。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, the metal portion of the working surface is covered with a resin layer, and when used for conditioning of a CMP polishing pad, there is no danger of metal being eluted from the working surface and excellent sharpness. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a conditioner that can efficiently manufacture a conditioner having the following steps.
【０００４】[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、砥粒を台金の作
用面に固着したのち、電着塗装法を用いて作用面の金属
部分を樹脂層で被覆することにより、石出し作業が不要
となり、均一な厚さの樹脂層が得られ、砥粒の突出量を
厳密に制御することができ、切れ味の優れたコンディシ
ョナを容易に製造し得ることを見いだし、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）砥粒を台金の作用面に金属結合材を用いて固
着したのち、電着塗装法により作用面の金属部分を樹脂
層で被覆することを特徴とするコンディショナの製造方
法、及び、（２）樹脂層の厚さが、１０〜１００μｍで
ある第(１)項記載のコンディショナの製造方法、を提供
するものである。さらに、本発明の好ましい態様とし
て、（２）砥粒が、ダイヤモンド砥粒又はＣＢＮ砥粒で
ある第(１)項記載のコンディショナの製造方法、（３）
電着塗装法に使用する塗料が、アニオン型電着塗料であ
る第(１)項記載のコンディショナの製造方法、（４）ア
ニオン型電着塗料が、アクリル系樹脂塗料である第(３)
項記載のコンディショナの製造方法、（５）アニオン型
樹脂塗料が、フッ素系樹脂塗料である第(３)項記載のコ
ンディショナの製造方法、及び、（６）コンディショナ
が、ＣＭＰ用ポリッシングパッドのコンディショニング
に用いられるコンディショナである第(１)項記載のコン
ディショナの製造方法、を挙げることができる。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, after the abrasive grains have been fixed to the working surface of the base metal, the abrasive grains have been applied using an electrodeposition coating method. By coating the metal part of the surface with a resin layer, stone removal work is not required, a resin layer with a uniform thickness can be obtained, the protrusion amount of abrasive grains can be strictly controlled, and the condition with excellent sharpness They have found that they can be manufactured easily, and have completed the present invention based on this finding. That is, the present invention provides (1) a condition in which after the abrasive grains are fixed to the working surface of the base metal using a metal binder, the metal portion of the working surface is coated with a resin layer by an electrodeposition coating method. (2) A method for manufacturing a conditioner according to (1), wherein the thickness of the resin layer is 10 to 100 μm. Further, as a preferred embodiment of the present invention, (2) the method for producing a conditioner according to (1), wherein the abrasive grains are diamond abrasive grains or CBN abrasive grains, (3)
(1) The method for producing a conditioner according to (1), wherein the paint used in the electrodeposition coating method is an anionic electrodeposition paint. (4) The method according to (3), wherein the anion type electrodeposition paint is an acrylic resin paint.
(5) The method for producing a conditioner according to (3), wherein the anionic resin paint is a fluororesin paint, and (6) the polishing pad for CMP. (1) which is a conditioner used for the conditioning of (1).
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】本発明のコンディショナの製造方
法は、砥粒を台金の作用面に固着したのち、電着塗装法
により作用面の金属部分を樹脂層で被覆するものであ
る。本発明方法に用いる砥粒に特に制限はなく、例え
ば、サファイア、ルビー、ガーネット、炭化ケイ素、炭
化ホウ素、天然ダイヤモンド、合成ダイヤモンド、ＣＢ
Ｎなどを挙げることができる。これらの中で、ダイヤモ
ンド砥粒及びＣＢＮ砥粒は、硬度が大きく耐摩耗性に優
れるので、好適に使用することができる。本発明方法に
より製造されたコンディショナを、ＣＭＰ用ポリッシン
グパッドのコンディショナとして用いる場合は、砥粒が
ダイヤモンド砥粒であることが好ましく、ＪＩＳ Ｂ ４
１３０に規定する粒度１００／１２０〜３０／４０の粒
径を有するダイヤモンド砥粒であることがより好まし
い。ダイヤモンド砥粒の粒径が、粒度１００／１２０に
相当する粒径未満であると、電着塗装法により被覆する
樹脂層の厚さを十分に厚くすることが困難となるおそれ
がある。ダイヤモンド砥粒の粒径が、粒度３０／４０に
相当する粒径を超えると、ダイヤモンド砥粒が高価にな
って経済的に不利であるばかりでなく、コンディショニ
ングの際にポリッシングパッドが粗面化するおそれがあ
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In a method of manufacturing a conditioner according to the present invention, after abrasive grains are fixed to a working surface of a base metal, a metal portion of the working surface is covered with a resin layer by an electrodeposition coating method. There is no particular limitation on the abrasive used in the method of the present invention. For example, sapphire, ruby, garnet, silicon carbide, boron carbide, natural diamond, synthetic diamond, CB
N and the like. Among these, diamond abrasive grains and CBN abrasive grains can be suitably used because they have high hardness and excellent wear resistance. When the conditioner manufactured by the method of the present invention is used as a conditioner for a polishing pad for CMP, the abrasive grains are preferably diamond abrasive grains, and JIS B 4
More preferably, it is a diamond abrasive having a particle diameter of 100/120 to 30/40 specified in 130. When the particle size of the diamond abrasive particles is smaller than the particle size corresponding to the particle size of 100/120, it may be difficult to sufficiently increase the thickness of the resin layer coated by the electrodeposition coating method. If the grain size of the diamond abrasive grains exceeds a grain size corresponding to the grain size of 30/40, not only is the diamond abrasive grain expensive and economically disadvantageous, but also the polishing pad becomes rough during conditioning. There is a risk.
【０００６】本発明方法において、砥粒を台金の作用面
に金属結合材を用いて固着する方法に特に制限はなく、
例えば、電着法、反転電鋳法、焼結法、ロウ付け法など
を挙げることができる。これらの中で、電着法は、比較
的容易かつ確実に砥粒を台金の作用面に固着することが
できるので、好適に使用することができる。電着法によ
り砥粒を固着する場合は、台金の作用面に砥粒をメッキ
により仮固定し、次いで砥粒をメッキ層により固着して
砥粒層を形成する。すなわち、先ず台金の作用面の砥粒
固定面を残して、絶縁性のマスキング材で被覆する。台
金をメッキ浴に浸漬し、砥粒固定面に砥粒を載置し、台
金に陰極を接続し、メッキ液に陽極を接続して、電気メ
ッキを行って砥粒を仮固定する。砥粒を仮固定したと
き、大部分の砥粒はその一部が台金の砥粒固定面に接し
た状態で仮固定されるが、台金の砥粒固定面に接しない
状態で付着し、浮き石となっている砥粒が存在する場合
もあるので、仮固定を終了したのち、砥粒層面の表面を
アルミナ砥石、シリコンカーバイド砥石などを用いて軽
く研磨することにより、浮き石を除去することが好まし
い。浮き石を除去したのち、台金をふたたびメッキ浴に
浸漬し、台金に陰極を接続し、メッキ液に陽極を接続し
て、砥粒固定面のメッキを行い、砥粒を固着して砥粒層
を形成する。メッキする金属は、砥粒を固定することが
できるものであれば特に制限はなく、例えば、ニッケ
ル、クロムなどを使用することができるが、ニッケルを
特に好適に使用することができる。ニッケルメッキによ
り砥粒を固着する場合、添加剤を加えたスルファミン酸
ニッケル浴を使用すると、ニッケルの硬度はＨＶ４００
〜６００、伸び率は１〜５％となり、ニッケル固着層は
十分な靭性を有する。砥粒を固着するメッキ層の厚さ
は、砥粒の粒径の４０％以上であることが好ましく、５
０％以上であることがより好ましい。メッキ層の厚さが
砥粒の粒径の４０％未満であると、砥粒を保持する力が
不足するおそれがある。砥粒層を形成したのち、マスキ
ング材を剥離して除去する。In the method of the present invention, there is no particular limitation on the method of fixing the abrasive grains to the working surface of the base metal using a metal binder.
For example, an electrodeposition method, a reverse electroforming method, a sintering method, a brazing method, and the like can be given. Among them, the electrodeposition method can be suitably used because the abrasive grains can be fixed relatively easily and reliably to the working surface of the base metal. When the abrasive grains are fixed by the electrodeposition method, the abrasive grains are temporarily fixed to the working surface of the base metal by plating, and then the abrasive grains are fixed by a plating layer to form an abrasive grain layer. That is, first, the working surface of the base metal is covered with an insulating masking material except for the abrasive grain fixing surface. The base metal is immersed in the plating bath, the abrasive grains are placed on the abrasive grain fixing surface, the cathode is connected to the base metal, the anode is connected to the plating solution, and electroplating is performed to temporarily fix the abrasive grains. When the abrasive grains are temporarily fixed, most of the abrasive grains are temporarily fixed in a state where a part of them is in contact with the base metal abrasive grain fixing surface, but adhere in a state where they do not contact the base metal abrasive grain fixing surface. Since there may be abrasive grains that are floating stones, after the temporary fixation is completed, the floating stones are removed by lightly polishing the surface of the abrasive grain layer surface using an alumina whetstone, silicon carbide whetstone, etc. Is preferred. After removing the floating stones, the base metal is immersed again in the plating bath, the cathode is connected to the base metal, the anode is connected to the plating solution, the fixed abrasive is plated, the abrasive is fixed, and the abrasive is fixed. Form a granular layer. The metal to be plated is not particularly limited as long as it can fix the abrasive grains. For example, nickel, chromium, or the like can be used, and nickel can be particularly preferably used. When fixing the abrasive grains by nickel plating, if a nickel sulfamate bath containing an additive is used, the hardness of nickel becomes HV400.
And the elongation is 1 to 5%, and the nickel fixing layer has sufficient toughness. The thickness of the plating layer to which the abrasive grains are fixed is preferably at least 40% of the grain size of the abrasive grains,
More preferably, it is 0% or more. If the thickness of the plating layer is less than 40% of the grain size of the abrasive grains, there is a possibility that the force for holding the abrasive grains is insufficient. After forming the abrasive layer, the masking material is peeled off and removed.
【０００７】本発明方法においては、砥粒を台金の作用
面に金属結合材を用いて固着したのち、電着塗装法によ
り作用面の金属部分を樹脂層で被覆する。図３は、本発
明方法により製造されたコンディショナの部分断面図で
ある。本図において、台金１の作用面に、砥粒５が金属
結合材４により固着され、作用面の金属部分が樹脂層６
により被覆されている。電着塗装法による樹脂層の被覆
は、作用面の金属部分のみに施すことができ、あるい
は、必要に応じて、コンディショナの作用面以外の金属
部分にも施すことができる。電着塗装法によると、樹脂
のつきまわり性が良好なので、作用面に固着された砥粒
の間の微細な隙間も確実に樹脂層で被覆される。また、
通電する電気量により樹脂層の厚さを定量的に管理する
ことができ、樹脂層の厚さが均一で場所による差がない
ために、砥粒の突出量を高くとり、かつ厳密に制御する
ことができる。さらに、樹脂は金属部分のみに付着し、
導電性を有しない砥粒が樹脂層で被覆されることがない
ので、石出しを行う必要がない。In the method of the present invention, after the abrasive grains are fixed to the working surface of the base metal using a metal binder, the metal portion of the working surface is covered with a resin layer by an electrodeposition coating method. FIG. 3 is a partial sectional view of a conditioner manufactured by the method of the present invention. In this figure, abrasive grains 5 are fixed to a working surface of a base metal 1 by a metal bonding material 4, and a metal part of the working surface is a resin layer 6.
Coated with The coating of the resin layer by the electrodeposition coating method can be applied only to the metal portion of the working surface, or, if necessary, to the metal portion other than the working surface of the conditioner. According to the electrodeposition coating method, since the throwing power of the resin is good, minute gaps between the abrasive grains fixed to the working surface are surely covered with the resin layer. Also,
The thickness of the resin layer can be quantitatively controlled by the amount of electricity supplied, and because the thickness of the resin layer is uniform and there is no difference depending on the place, the protrusion amount of the abrasive grains is set high and strictly controlled. be able to. Furthermore, the resin adheres only to the metal parts,
Since the non-conductive abrasive grains are not covered with the resin layer, there is no need to perform lithography.
【０００８】本発明方法において使用する電着塗装法に
特に制限はなく、アニオン型電着塗装法又はカチオン型
電着塗装法のいずれをも使用することができる。アニオ
ン型電着塗装法に用いる塗料としては、例えば、アクリ
ル酸などのカルボキシル基を有する単量体とヒドロキシ
エチルアクリレートなどのヒドロキシル基を有する単量
体が共重合されたアクリル樹脂にアミノ樹脂を配合した
アクリル系樹脂、アクリル酸などのカルボキシル基を有
する単量体とアクリル酸のフッ化アルキルエステルなど
が共重合された側鎖型フッ素系樹脂、さらにポリフッ化
エチレンなどの微粒子が分散されたフッ素系樹脂などの
ほか、マレイン化油、マレイン化脂肪酸エステル、マレ
イン化ポリブタジエンを原料とする塗料などを挙げるこ
とができる。カルボキシル基は有機塩基で中和されるこ
とにより、樹脂の水溶化に寄与し、ヒドロキシル基は架
橋成分としてアミノ樹脂と縮合して塗膜硬化に寄与す
る。カチオン型電着塗装法に用いる塗料としては、例え
ば、エポキシ樹脂にアミンを付加して酸で中和し、さら
にブロックしたイソシアネートを結合したエポキシ系樹
脂などを挙げることができる。アミノ基とイソシアネー
ト基の反応により、塗膜が硬化する。アニオン型電着塗
装法とカチオン型電着塗装法の中で、アニオン型電着塗
装法は、作業性が良好なので、より好適に使用すること
ができる。また、アニオン型電着塗料の中で、アクリル
系樹脂塗料は、強度、密着性及び耐薬品性に優れた樹脂
層を形成し、フッ素系樹脂塗料は、非粘着性で摩擦係数
が小さく、撥水、撥油性に優れた樹脂層を形成するの
で、特に好適に使用することができる。The electrodeposition coating method used in the method of the present invention is not particularly limited, and any of an anionic electrodeposition coating method and a cationic electrodeposition coating method can be used. As a paint used in the anionic electrodeposition coating method, for example, an amino resin is blended with an acrylic resin in which a monomer having a carboxyl group such as acrylic acid and a monomer having a hydroxyl group such as hydroxyethyl acrylate are copolymerized. Acrylic resin, side-chain fluorine resin in which a monomer having a carboxyl group such as acrylic acid and a fluorinated alkyl ester of acrylic acid are copolymerized, and a fluorine resin in which fine particles such as polyfluoroethylene are dispersed. In addition to resins and the like, there may be mentioned maleic oils, maleated fatty acid esters, and paints made from maleated polybutadiene. The carboxyl group contributes to the water-solubility of the resin by being neutralized with the organic base, and the hydroxyl group condenses with the amino resin as a crosslinking component and contributes to the curing of the coating film. Examples of the paint used in the cationic electrodeposition coating method include an epoxy resin in which an amine is added to an epoxy resin, neutralized with an acid, and a blocked isocyanate is bonded. The coating film is cured by the reaction between the amino group and the isocyanate group. Among the anion-type electrodeposition coating method and the cationic-type electrodeposition coating method, the anion-type electrodeposition coating method can be more suitably used because of good workability. Also, among the anionic electrodeposition coatings, acrylic resin coatings form a resin layer having excellent strength, adhesion and chemical resistance, and fluorine-based resin coatings are non-adhesive, have a low friction coefficient, and are repellent. Since a resin layer having excellent water and oil repellency is formed, it can be particularly preferably used.
【０００９】電着槽に浸漬して所定の電気量を通電し、
作用面の金属部分に所定の厚さに樹脂を付着させたの
ち、水洗を行う。電着により金属部分に付着した樹脂
は、もはや水溶性を有しないので、洗浄水のスプレーな
どにより水洗することができる。作用面の金属部分を樹
脂層で被覆し、水洗したのち焼き付けを行う。焼き付け
により樹脂の架橋反応が進み、密着性に優れ、強度の大
きい樹脂層とすることができる。焼き付け条件に特に制
限はなく、それぞれの樹脂について最適の条件を選ぶこ
とができるが、多くの場合１４０〜２００℃、１０〜６
０分程度の焼き付けを行うことにより、強固な樹脂層を
形成することができる。本発明方法において、作用面の
金属部分を被覆する樹脂層の厚さは、１０〜１００μｍ
であることが好ましく、３０〜８０μｍであることがよ
り好ましい。樹脂層の厚さが１０μｍ未満であると、被
覆が不完全となって作用面から金属が溶出するおそれが
ある。樹脂層の厚さが１００μｍを超えると、砥粒の突
出量が低くなって、コンディショナの切れ味が低下する
おそれがある。本発明方法によれば、従来より行ってき
た静電粉体塗装法で形成した樹脂層による被覆に比べ
て、石出しを行う必要がなく、コンディショナの製造時
間を短縮し、砥粒の突出量を高くとることができるの
で、優れた切れ味を有するコンディショナを効率的に製
造することができる。A predetermined amount of electricity is supplied by immersion in an electrodeposition tank,
After a resin is adhered to the metal portion of the working surface to a predetermined thickness, washing is performed with water. Since the resin adhered to the metal part by electrodeposition no longer has water solubility, it can be washed with a spray of washing water. The metal part of the working surface is covered with a resin layer, washed with water and baked. By baking, a crosslinking reaction of the resin proceeds, and a resin layer having excellent adhesion and high strength can be obtained. There are no particular restrictions on the baking conditions, and the optimum conditions can be selected for each resin.
By performing baking for about 0 minutes, a strong resin layer can be formed. In the method of the present invention, the thickness of the resin layer covering the metal part on the working surface is 10 to 100 μm.
And more preferably 30 to 80 μm. If the thickness of the resin layer is less than 10 μm, the coating may be incomplete and the metal may elute from the working surface. If the thickness of the resin layer exceeds 100 μm, the amount of protrusion of the abrasive grains decreases, and the sharpness of the conditioner may decrease. According to the method of the present invention, compared to coating with a resin layer formed by a conventional electrostatic powder coating method, there is no need to perform stoning, the conditioner manufacturing time is shortened, and the protrusion of abrasive grains is reduced. Since the amount can be increased, a conditioner having excellent sharpness can be efficiently produced.
【００１０】[0010]
【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、本発明はこれら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 寸法が１２７Ｄ−８Ｗ−２０Ｔ−１０Ｈの台金を、ステ
ンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を旋盤加工することにより作
製した。次に、ダイヤモンド砥粒固定面を残して、表面
を絶縁テープ及び塗料によりマスキングした。台金のア
ルカリ脱脂処理を行い、塩化ニッケル２４０ｇ／リット
ル及び塩酸１００ｇ／リットルを含有する前処理液に浸
漬し、電流密度１０Ａ／dm2で常温にて陽極側に台金を
セットし２分間電解エッチングしたのち、陰極側に台金
をセットしてストライクメッキを３分間行った。次い
で、スルファミン酸ニッケルメッキ浴で電流密度１Ａ／
dm2で１５分間メッキを行い、下地メッキ層を３μｍ形
成した。ダイヤモンド砥粒固定面に粒度＃６０、平均粒
径２５０μｍのダイヤモンド砥粒を載置し、メッキ応力
と硬度調節のための添加剤を加えたスルファミン酸ニッ
ケルメッキ浴を用い、電流密度０.５Ａ／dm2で３時間メ
ッキを行い、ダイヤモンド砥粒一層分を仮固定した。余
剰のダイヤモンド砥粒を払い落とし、電流密度１Ａ／dm
2で１時間埋め込みメッキを行ったのち、＃１００アル
ミナ砥石を当て、浮き石となっているダイヤモンド砥粒
を除去した。塩化ニッケル２４０ｇ／リットル及び塩酸
１００ｇ／リットルを含有する前処理液に浸漬して陽極
側に台金をセットし、電流密度１０Ａ／dm2で常温にて
３０秒電解エッチングしたのち、陰極側に台金をセット
してストライクメッキを２分間行った。次に、スルファ
ミン酸ニッケルメッキ浴で電流密度１Ａ／dm2で１５分
間メッキを行い、さらに同じスルファミン酸ニッケルメ
ッキ浴で、電流密度１Ａ／dm2で５時間メッキを行い、
厚さ約１２５μｍのメッキを施してダイヤモンド砥粒を
固着した。ダイヤモンド砥粒を作用面に固着した台金
は、マスキングを剥離し、水洗、乾燥したのち、アニオ
ン型アクリル系樹脂塗料［(株)シミズ製、エレコートＡ
Ｍ−１］を用いて電着塗装を行った。この塗料を電着槽
に入れ、撹拌しながら３５℃に保ち、ダイヤモンド砥粒
を作用面に固着した台金を浸漬し、電圧１２５Ｖ、初期
電流密度０.２Ａ／dm2、終了電流密度０.０２Ａ／dm2、
通電時間４分の条件で電着塗装を行った。台金を電着槽
から引き上げ、工業用水による洗浄を２回行ったのち、
脱イオン水を用いて洗浄し、乾燥した。さらに、大気雰
囲気下、１８０℃で２０分間の焼き付けを行うことによ
り、塗膜を完全に硬化させて樹脂層を形成し、本発明の
コンディショナを完成した。樹脂層の厚さは６０μｍで
あり、ダイヤモンド砥粒の突出量は約６５μｍであっ
た。得られたコンディショナを用いて、ＣＭＰ用ポリッ
シングパッドのコンディショニングを行った。研磨機
［ビューラー社製、ＥＣＯＭＥＴ４］、ポリッシングパ
ッド［ローデル・ニッタ社製、ＩＣ−１０００］及び研
磨液［硝酸鉄（pH１.５）＋アルミナ］を用い、荷重１
９.６kPa、パッド回転数１００min-1、コンディショナ
回転数５６min-1の条件で３分間のコンディショニング
を行った。次いで、ＣＭＰに移り、タングステン配線の
シリコンウェーハを被削材とし、研磨液［硝酸鉄（pH
１.５）＋アルミナ］を用いて、荷重３４.３kPa、パッ
ド回転数１００min-1、タングステン配線のシリコンウ
ェーハ回転数５６min-1の条件で３分間のＣＭＰを行っ
た。以後同様にして、コンディショニングとウェーハの
研磨を交互にそれぞれ１０回ずつ繰り返した。パッドコ
ンディショニング速度の平均値は２１,０００Å／分で
あり、ウェーハ研磨速度の平均値は３,６００Å／分で
あった。 実施例２ 実施例１と同様にして、ダイヤモンド砥粒を作用面に固
着した台金を作製した。この台金のマスキングを剥離
し、水洗、乾燥したのち、アニオン型フッ素系樹脂塗料
［(株)シミズ製、エレコートナイスロン］を用いて電着
塗装を行った。この塗料を電着槽に入れ、撹拌しながら
３５℃に保ち、ダイヤモンド砥粒を作用面に固着した台
金を浸漬し、電圧１２５Ｖ、初期電流密度０.２Ａ／d
m2、終了電流密度０.０２Ａ／dm2、通電時間４分の条件
で電着塗装を行った。台金を電着槽から引き上げ、工業
用水による洗浄を２回行ったのち、脱イオン水を用いて
洗浄し、乾燥した。さらに、大気雰囲気下、１９０℃で
３０分間の焼き付けを行うことにより、塗膜を完全に硬
化させて樹脂層を形成し、本発明のコンディショナを完
成した。樹脂層の厚さは６０μｍであり、ダイヤモンド
砥粒の突出量は約６５μｍであった。得られたコンディ
ショナを用いて、ＣＭＰ用ポリッシングパッドのコンデ
ィショニングを行った。研磨機［ビューラー社製、ＥＣ
ＯＭＥＴ４］、ポリッシングパッド［ローデル・ニッタ
社製、ＩＣ−１０００］及び研磨液［硝酸鉄（pH１.
５）＋アルミナ］を用い、荷重１９.６kPa、パッド回転
数１００min-1、コンディショナ回転数５６min-1の条件
で３分間のコンディショニングを行った。次いで、ＣＭ
Ｐに移り、タングステン配線のシリコンウェーハを被削
材とし、研磨液［硝酸鉄（pH１.５）＋アルミナ］を用
いて、荷重３４.３kPa、パッド回転数１００min-1、タ
ングステン配線のシリコンウェーハ回転数５６min-1の
条件で３分間のＣＭＰを行った。以後同様にして、コン
ディショニングとウェーハの研磨を交互にそれぞれ１０
回ずつ繰り返した。パッドコンディショニング速度の平
均値は１９,５００Å／分であり、ウェーハ研磨速度の
平均値は３,４５０Å／分であった。 比較例１ 実施例１と同様にして、台金の作用面にダイヤモンド砥
粒をメッキにより固着し、次いで静電粉体塗装法によ
り、アクリル系樹脂粉体塗料を塗装し、１８０℃、２０
分間の焼き付けを行って厚さ平均１００μｍの樹脂層を
形成した。ダイヤモンド砥粒も樹脂層により覆われてい
たので、発泡ポリウレタンパッド［ローデル・ニッタ社
製、ＩＣ−１０００］上にダイヤモンド砥石を載せ、５
０kPaの荷重で、＃４００アルミナ砥粒のスラリーを用
いて、ダイヤモンド砥粒の突出量が５０μｍになるよう
石出しを行った。石出しには、７時間を要した。得られ
たコンディショナを用い、実施例１と同様にして、タン
グステン配線のシリコンウェーハを被削材とし、コンデ
ィショニングとウェーハの研磨を交互にそれぞれ１０回
ずつ繰り返した。パッドコンディショニング速度の平均
値は５,０００Å／分であり、ウェーハ研磨速度の平均
値は１,７００Å／分であった。実施例１〜２及び比較
例１の結果を、第１表に示す。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the present invention. Example 1 A base metal having dimensions of 127D-8W-20T-10H was produced by lathing stainless steel (SUS304). Next, the surface was masked with an insulating tape and paint, leaving the diamond abrasive grain fixed surface. The base metal was subjected to alkaline degreasing treatment, immersed in a pretreatment liquid containing 240 g / liter of nickel chloride and 100 g / liter of hydrochloric acid, and set at the current density of 10 A / dm 2 at normal temperature on the anode side and electrolyzed for 2 minutes. After etching, a base metal was set on the cathode side, and strike plating was performed for 3 minutes. Then, a current density of 1 A /
Plating was performed at dm 2 for 15 minutes to form a base plating layer of 3 μm. A diamond abrasive having a grain size of # 60 and an average particle size of 250 μm was placed on the diamond abrasive fixed surface, and a current density of 0.5 A / A was used using a nickel sulfamate plating bath to which an additive for adjusting plating stress and hardness was added. Plating was performed at dm 2 for 3 hours, and one layer of diamond abrasive grains was temporarily fixed. Excessive diamond abrasive particles are washed off and current density is 1A / dm
After performing burying plating for 2 hours at # 2 , a # 100 alumina grindstone was applied to remove diamond abrasive grains serving as floating stones. After immersing in a pretreatment liquid containing 240 g / liter of nickel chloride and 100 g / liter of hydrochloric acid, a base was set on the anode side, and subjected to electrolytic etching at a current density of 10 A / dm 2 at room temperature for 30 seconds. Gold was set and strike plating was performed for 2 minutes. Next, the 15 minutes plating at a current density of 1A / dm 2 in a nickel sulfamate plating bath, at the same nickel sulfamate plating bath, for 5 hours plated at a current density of 1A / dm 2,
Diamond abrasive grains were fixed by plating about 125 μm in thickness. After removing the masking, washing and drying the base metal having the diamond abrasive grains fixed to the working surface, an anionic acrylic resin paint [Elecoat A, manufactured by Shimizu Corporation]
M-1]. This paint was placed in an electrodeposition tank, kept at 35 ° C. with stirring, and a metal base having diamond abrasive grains fixed to the working surface was immersed in the coat, and the voltage was 125 V, the initial current density was 0.2 A / dm 2 , and the end current density was 0.2. 02A / dm 2 ,
The electrodeposition coating was performed under the conditions of a current supply time of 4 minutes. After pulling up the base metal from the electrodeposition tank and washing it twice with industrial water,
Washed with deionized water and dried. Furthermore, by baking at 180 ° C. for 20 minutes in an air atmosphere, the coating film was completely cured to form a resin layer, thereby completing the conditioner of the present invention. The thickness of the resin layer was 60 μm, and the protrusion amount of the diamond abrasive grains was about 65 μm. The polishing pad for CMP was conditioned using the obtained conditioner. A polishing machine [ECOMET4, manufactured by Buehler Co., Ltd.], a polishing pad [IC-1000, manufactured by Rodel-Nitta Co., Ltd.] and a polishing liquid [iron nitrate (pH 1.5) + alumina] were used, and the load was 1
Conditioning was performed for 3 minutes under the conditions of 9.6 kPa, a pad rotation speed of 100 min -1 , and a conditioner rotation speed of 56 min -1 . Next, the process proceeds to CMP, where a silicon wafer of tungsten wiring is used as a work material, and a polishing liquid [iron nitrate (pH
1.5) + alumina] was used to load 34.3KPa, pad rotation speed 100 min -1, CMP is performed for 3 minutes at a silicon wafer rotational speed 56Min -1 tungsten wire. Thereafter, similarly, conditioning and polishing of the wafer were alternately repeated 10 times each. The average value of the pad conditioning rate was 21,000 ° / min, and the average value of the wafer polishing rate was 3,600 ° / min. Example 2 In the same manner as in Example 1, a base metal having diamond abrasive grains fixed to its working surface was produced. After the masking of the base metal was peeled off, washed with water and dried, an electrodeposition coating was performed using an anionic fluororesin paint (Elecoat Nicelon, manufactured by Shimizu Corporation). This paint was placed in an electrodeposition tank, kept at 35 ° C. while stirring, and a metal base having diamond abrasive grains fixed on its working surface was immersed in the coat. The voltage was 125 V and the initial current density was 0.2 A / d.
The electrodeposition coating was performed under the conditions of m 2 , termination current density of 0.02 A / dm 2 , and energization time of 4 minutes. The base metal was pulled out of the electrodeposition tank, washed twice with industrial water, washed with deionized water, and dried. Further, by baking at 190 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere, the coating film was completely cured to form a resin layer, thereby completing the conditioner of the present invention. The thickness of the resin layer was 60 μm, and the protrusion amount of the diamond abrasive grains was about 65 μm. The polishing pad for CMP was conditioned using the obtained conditioner. Polishing machine [buehler, EC
OMET4], a polishing pad [IC-1000, manufactured by Rodel-Nitta Co., Ltd.] and a polishing solution [iron nitrate (pH 1.
5) + Alumina], and conditioning was performed for 3 minutes under the conditions of a load of 19.6 kPa, a pad rotation speed of 100 min −1 , and a conditioner rotation speed of 56 min −1 . Next, CM
Move to P, use a silicon wafer with tungsten wiring as a work material, and use a polishing liquid [iron nitrate (pH 1.5) + alumina] with a load of 34.3 kPa, a pad rotation speed of 100 min -1 , and a rotation of the silicon wafer with tungsten wiring. CMP was performed for 3 minutes under the conditions of several 56 min -1 . Thereafter, in the same manner, conditioning and polishing of the wafer are alternately performed for 10 times each.
Repeated times. The average value of the pad conditioning rate was 19,500 ° / min, and the average value of the wafer polishing rate was 3,450 ° / min. Comparative Example 1 In the same manner as in Example 1, diamond abrasive grains were fixed to the working surface of the base metal by plating, and then an acrylic resin powder coating was applied by an electrostatic powder coating method.
After baking for a minute, a resin layer having an average thickness of 100 μm was formed. Since the diamond abrasive grains were also covered with the resin layer, the diamond abrasive was placed on a foamed polyurethane pad [IC-1000, manufactured by Rodel-Nitta Co., Ltd.].
At a load of 0 kPa, stone was blasted using a slurry of # 400 alumina abrasive grains so that the protrusion amount of the diamond abrasive grains became 50 μm. It took 7 hours to get rid of the stone. Using the obtained conditioner, conditioning and polishing of the wafer were alternately repeated 10 times each using a tungsten wiring silicon wafer as a work material in the same manner as in Example 1. The average pad conditioning rate was 5,000 ° / min, and the average wafer polishing rate was 1,700 ° / min. Table 1 shows the results of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1.
【００１１】[0011]
【表１】 [Table 1]
【００１２】第１表に見られるように、本発明のコンデ
ィショナを用いた実施例１及び実施例２では、樹脂層に
よる被覆を静電粉体塗装法により行った比較例１のコン
ディショナを用いた場合に比べて、コンディショニング
速度は約４倍であり、ウェーハ研磨速度も２倍以上であ
り、効率的にコンディショニング及びウェーハの研磨を
行い得ることが分かる。As can be seen from Table 1, in Examples 1 and 2 using the conditioner of the present invention, the conditioner of Comparative Example 1 in which the resin layer was coated by the electrostatic powder coating method was used. The conditioning speed is about 4 times and the wafer polishing rate is more than 2 times as compared with the case where it is used. It can be seen that the conditioning and the polishing of the wafer can be performed efficiently.
【００１３】[0013]
【発明の効果】本発明のコンディショナの製造方法によ
れば、樹脂層による被覆は金属部分のみに施され、砥粒
が樹脂層によって被覆されることがないので、長時間を
要する石出し作業を行う必要がない。また、樹脂層の厚
さは均一となり、通電する電流の強さと通電時間により
厳密に制御することができるので、精度が高く、性能の
ばらつきの少ないコンディショナを製造することができ
る。さらに、砥粒の突出量を大きくすることができ、そ
の結果、コンディショニング速度も、ウェーハ研磨速度
も大きくすることができる。According to the method for manufacturing a conditioner of the present invention, the coating with the resin layer is applied only to the metal part, and the abrasive grains are not coated with the resin layer. No need to do. In addition, since the thickness of the resin layer becomes uniform and can be strictly controlled by the intensity of the supplied current and the current supply time, it is possible to manufacture a conditioner with high accuracy and small variations in performance. Further, the protrusion amount of the abrasive grains can be increased, and as a result, both the conditioning speed and the wafer polishing speed can be increased.
【図１】図１は、コンディショナの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a conditioner.
【図２】図２は、静電粉体塗装、焼き付け及び石出しを
行った状態を示す部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a state where electrostatic powder coating, baking, and stoning have been performed.
【図３】図３は、本発明方法により製造されたコンディ
ショナの部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a conditioner manufactured by the method of the present invention.
１ 台金 ２ 砥粒層 ３ 溝 ４ 金属結合材 ５ 砥粒 ６ 樹脂層 1 base metal 2 abrasive layer 3 groove 4 metal bonding material 5 abrasive 6 resin layer
Claims (2)
固着したのち、電着塗装法により作用面の金属部分を樹
脂層で被覆することを特徴とするコンディショナの製造
方法。1. A method of manufacturing a conditioner, comprising: fixing abrasive grains to a working surface of a base metal using a metal bonding material; and coating a metal portion of the working surface with a resin layer by an electrodeposition coating method. .
請求項１記載のコンディショナの製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the resin layer has a thickness of 10 to 100 μm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26831498A JP3187013B2 (en) | 1998-09-22 | 1998-09-22 | Conditioner manufacturing method |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (2)
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| JP (1) | JP3187013B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002205272A (en) * | 2001-01-09 | 2002-07-23 | Asahi Diamond Industrial Co Ltd | Super abrasive grain tool and its manufacturing method |
| JP2003039322A (en) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Allied Material Corp | Tool for correcting polishing pad |
| KR20050005958A (en) * | 2003-07-08 | 2005-01-15 | 매그나칩 반도체 유한회사 | Polishing pad conditioning disk in chemical mechanical polishing apparatus |
-
1998
- 1998-09-22 JP JP26831498A patent/JP3187013B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JP2003039322A (en) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Allied Material Corp | Tool for correcting polishing pad |
| KR20050005958A (en) * | 2003-07-08 | 2005-01-15 | 매그나칩 반도체 유한회사 | Polishing pad conditioning disk in chemical mechanical polishing apparatus |
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