JP2001252871A

JP2001252871A - 研磨布用ドレッサーおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2001252871A
Application number: JP2000066860A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Matsuzawa; 豊松澤; Kazuo Fujiwara; 一夫藤原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2001-09-18

Abstract

(57)【要約】【課題】化学機械研磨に用いる研磨布表面のドレッシ
ングに際して、研磨布へのダイヤモンド砥粒脱落の恐れ
がなく、ドレッサーのドレッシング能力の製品間ばらつ
きを低減し、ドレッシング後の研磨布の長寿命化、研磨
レートの高レート維持を可能にする。【解決手段】ドレッサーの切削面に、大粒径のダイヤ
モンド砥粒３と小粒径のダイヤモンド砥粒２を混合して
均一に貼り付ける。小粒径のダイヤモンド砥粒２で、研
磨布表面に固着した研磨屑、スラリーを除去し、目詰ま
りしたポアを開孔する。大粒径ダイヤモンド砥粒３で、
表面を深く切り込んで強制的にポア径よりも大きな溝を
形成し研磨布表面を部分的に荒れた状態にして、研磨レ
ートを高レート化する。２つの切削面を持つことによ
り、表面を必要以上に切削することなく、研磨布の長寿
命化、かつ高研磨レートを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板の多層
配線プロセスにおける層間絶縁膜や、半導体基板のトレ
ンチに埋め込んだ絶縁膜を平坦化する目的で行われる化
学機械研磨（ＣＭＰ；Chemical Mechanical Polishin
g）に関し、特に、研磨後に研磨剤や研磨中の反応生成
物の固着によって劣化した研磨布に対して、その表面の
目詰まり除去と目立てを同時に行うことが可能なドレッ
サー、及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路の高密度化、微細
化に伴い、種々の微細加工技術が量産に導入されてい
る。その中でも、化学機械研磨（ＣＭＰ）は、層間絶縁
膜の平坦化、あるいはコンタクト部の埋め込みプラグ形
成、埋め込み素子分離、および埋め込み配線形成のため
の必須技術である。

【０００３】化学機械研磨（ＣＭＰ）は、スラリーと呼
ばれる分散媒に研磨粒子を含んだ研磨剤を研磨布にしみ
込ませ、回転する研磨定盤上で半導体基板表面を研磨す
ることにより、半導体基板の表面の薄膜を平坦化する方
法である。すなわち、化学機械研磨（ＣＭＰ）では、研
磨布と半導体基板の間に、研磨剤を介在させて研磨を行
う。

【０００４】現在、研磨布でもっとも一般的に使用され
ているものは、発泡ポリウレタン製の研磨布である。こ
の研磨布内には、独立した約３０μｍの微小なポアが多
数存在し、表面に露出したポア中に研磨剤を保持して、
研磨を行う構造になっている。研磨布に発泡ポリウレタ
ン製の研磨布を用いて化学機械研磨（ＣＭＰ）を行う場
合、研磨回数の増加に伴って、研磨布表面のポア開孔部
には研磨中に生じた反応生成物や研磨剤粒子自体が圧縮
して閉じ込められ固着し、ポアの閉塞が進行する。さら
に、研磨中に、研磨布が上方からの圧縮力と水平方向か
らの摩擦によるせん断力を同時に受け続ける事により、
研磨布表面のポア開孔部以外の表面は、研磨布材料自体
が目視して光沢を持った状態に平滑化される。さらに研
磨を続けると、やがて研磨布の表面全体にスラリーや半
導体基板からの研磨屑の固着面が拡大し、研磨布の表面
が劣化した状態となって、研磨レートの低下、研磨均一
性の悪化を招く。

【０００５】研磨布を用いる場合はさらに、研磨布の使
用開始時に表面を十分に荒らす初期処理が必要である。
この初期処理を行って研磨布表面を一定の状態に荒らさ
なければ研磨粒子を表面に保持できず、研磨中に研磨布
表面から研磨剤を、研磨布と半導体基板の間に十分供給
する事が出来ないため、高い研磨レートと研磨の均一性
を確保する事が出来ないことは周知となっている。

【０００６】研磨により研磨布の表面に固着したスラリ
ーや研磨屑などの異物を除去し、研磨布の表面をポア径
以上の深さの荒れた凹凸面にするために、従来から、ダ
イヤモンド電着砥石を用いたドレッサーにより、ドレッ
シングと呼ばれる研磨布表面の目立て処理が行われてい
る。ドレッシングに使用するドレッサーは、通常ダイヤ
モンド粒子をレジンで埋め込んだ砥石や、ニッケルなど
により台金に電着保持させたダイヤモンド電着砥石を使
用している。ダイヤモンド電着砥石によるドレッシング
は、発泡ポリウレタン製の研磨布表層を切削除去する方
法であるから、固着したスラリーや異物を完全に除去で
きるものの、研磨布はドレッシングを行う毎に一定量だ
け切削され、膜厚が減少する。

【０００７】図８はドレッサー表面の一部を示した図で
あり、（ａ）はその平面図である。（ｂ）は（ａ）のＤ
−Ｄ断面を示す拡大断面図である。図９はドレッサー表
面へのダイヤモンド砥粒電着工程を示す拡大断面図であ
る。図１０はドレッサーの製造工程を説明するフロー図
である。

【０００８】従来のドレッサーの製造工程では、最初に
台金１を製作し（図１０のステップＳ１０）、ダイヤモ
ンド粒子を電着する部分、すなわち図８におけるダイヤ
モンド砥粒が固定されるべき、電着面４以外をテープで
マスキングする（ステップＳ２０）。その後、所定の大
きさの粒子だけを選別、すなわち分級（ステップＳ３
０）したダイヤモンド砥粒７を台金１の電着面４に散布
し、図９（ａ）に示すように、薄いニッケルメッキ層等
の一次電着層１０を形成する（ステップＳ４０）。な
お、９は下地メッキ層示す。この段階で、ダイヤモンド
砥粒７は必要分だけ仮固定される。すなわち、台金１の
表面にほぼ接触しているダイヤモンド砥粒７が主として
仮固定され、最初に散布したときに上層に積層された余
剰ダイヤモンド砥粒７ａは固定されないままである。次
に通常、図９（ｂ）に示すように、固定されなかった余
剰ダイヤモンド砥粒７ａを取り除いて（同ステップＳ５
０）、仮固定されたダイヤモンド砥粒７を、図９（ｃ）
に示すように、所定の膜厚まで再度ニッケル電着を行
い、メイン電着層１１を形成する（同ステップＳ６
０）。従来からこうした方法でドレッサーが製作されて
いた。

【０００９】しかしながら、製作過程で、ダイヤモンド
砥粒７により形成されるドレッサーの切削面は一様では
なく、ダイヤモンド砥粒７の間に挟まって浮き上がって
固定された浮き石８（図９（ｂ）参照）が必ず存在し、
これがドレッシング中に脱落して研磨布上に残存し、半
導体基板研磨時に基板表面を傷つけ、半導体集積回路な
どの不良の直接原因になるという問題があった。

【００１０】さらに従来の製法では、浮き石自体の固着
が生じないように出来ない。そのため、研磨布ドレッシ
ングに有効なダイヤモンド粒子の数や、ダイヤモンドの
ニッケル電着膜からの突き出し量において、浮き石の存
在により、製造されたドレッサーに差が生じる。従っ
て、どのドレッサーを使うかによって研磨布のドレッシ
ング性能にばらつきが生じた。その結果、研磨布を十分
荒らせないために、実際の基板研磨レートが運用規格ま
で達しないと言う問題が発生したり、研磨レートを満た
しても、ドレッシング中の研磨布切削量のばらつきによ
り、研磨布の寿命にばらつきが発生するという問題があ
った。

【００１１】この問題に対して、浮き石取りを行うドレ
ッサーの製法が開発されている。この製造工程のフロー
を図１１に示す。図１１において、図１０の製法におけ
る各工程と同様の工程については、同一のステップ番号
を付して説明を簡略にする。図１１の製造工程では、一
次電着により仮固定されなかったダイヤモンド砥粒を除
去（ステップＳ５０）した後、電着部をドレッシングす
ることにより浮き石を除去する工程（ステップＳ５１）
を備えることにより、電着面に存在する浮き石を除去す
る。その後、さらにメイン電着（ステップＳ６０）を施
す。この方法により作製されたドレッサーを用いれば、
浮き石がほとんどなくなるので、当然浮き石がドレッシ
ング中に脱落することなく、基板研磨時に基板表面を傷
つけることはないという利点を有する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、浮き石
のあるドレッサーは、浮き石が研磨布表面の目立ての役
目をしており、研磨布の粗度を確保できるのに対し、改
善されたドレッサーでは浮き石がないために目立てが不
十分となることが多い。

【００１３】従って、ドレッサーの製造段階で浮き石を
十分に除去し、単層のダイヤモンド砥粒を配列した改善
されたドレッサーを用いて、浮き石のあるドレッサーと
同等のドレッシング性能を得る、すなわち研磨布表面の
充分な粗度を得るためには、以下の条件を満たすことが
必要である。（１）ダイヤモンド砥粒の、ニッケルなどの電着膜への
埋め込み量を、砥粒の平均直径の２０％以上は確保し
て、砥粒の脱落を防止する。（２）ダイヤモンド砥粒の電着膜からの突き出し量を、
研磨布のポア径、特にポアの深さ方向の径以上に大きく
しなければならない、上記（１）、（２）の条件を満た
すためには、ダイヤモンド粒径を従来より大きくする事
を要するが、そのようにすれば研磨布のドレッシング時
の目立てが充分な反面、切削量が大きくなり過ぎ、研磨
布の寿命を短命化する問題は解決されない。

【００１４】ドレッサーの重要なパラメータであるダイ
ヤモンドの電着膜からの突き出し量を、研磨布の寿命を
あまりに短命化する事なく、また研磨布に所定の充分な
研磨性能すなわち、研磨布の適切な表面粗度などを与え
ることができるように制御する為には、ダイヤモンド粒
子の大きさ、ニッケルメッキ膜厚の二つの要素を、トー
タルで十数μｍレベル以下に精密に制御する必要があ
る。しかしすでに説明したように、図１０に示したドレ
ッサーの製造方法では、ドレッサーの製品差によるドレ
ッシング、研磨布寿命バラツキを抑制する事は非常に困
難であった。また図１１に示したドレッサーの製造方法
では、充分な研磨性能が得られる研磨布の目立てが可能
な範囲に、ダイヤモンドの大きさやニッケルメッキ膜厚
を制御する事は非常に困難であった。

【００１５】本発明は、このような事情によりなされた
ものであり、化学機械研磨（ＣＭＰ）において劣化した
研磨布表面に対して、その寿命を損なうことなく、研磨
速度が充分でしかも基板にスクラッチを生じない適切な
研磨性能を保持できるようにドレッシングすることが可
能なドレッサー、及びそのようなドレッサーをバラツキ
なく製作しうる方法を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明の研磨布用ドレッサーは、平均粒径の異なる
少なくとも２種類の砥粒を、所定の割合で台金上に分布
させ固定した構成を有する。この構成の研磨布用ドレッ
サーは、大粒径のダイヤモンド砥粒により形成される第
一切削面と小粒径のダイヤモンド砥粒２により形成され
る第二切削面を有することになる。その二面によって、
研磨中に研磨布に固着したスラリーや異物を効率的に除
去できると共に、研磨布に所定の研磨レートを持たせる
ための目立てが可能となる。

【００１７】上記の構成において、全砥粒の量に対する
粒径の大きい砥粒の量の割合が１〜４０％であることが
望ましい。また、平均粒径の異なる少なくとも２種類砥
粒を一定の割合で混合した砥粒が台金上に均一に固定さ
れた構成とすることができる。あるいは第１の平均粒径
を有する第１の砥粒が、台金上の第１の領域に固定さ
れ、第２の平均粒径を有する第２の砥粒が、前記台金上
の第２の領域に固定された構成としてもよい。

【００１８】本発明のドレッサーの製造方法は、第１の
平均粒径を有する第１の砥粒と、第２の平均粒径を有す
る第２の砥粒とを一定の割合で混合する工程と、混合さ
れた砥粒を台金上に均一に散布する工程と、散布された
砥粒を台金上に固定する工程と、散布された砥粒からな
る浮き石を除去する工程とを含む。

【００１９】あるいは、本発明の研磨布用ドレッサーの
製造方法は、第１の平均粒径を有する第１の砥粒を台金
上の第１の領域上に散布する工程と、第１の砥粒を台金
上に固定する工程と、第１の砥粒からなる浮き石を除去
する工程と、台金上の第２の領域に第２の平均粒径を有
する第２の砥粒を散布する工程と、第２の砥粒を固定す
る工程と、第２の砥粒からなる浮き石を除去する工程と
を含む。

【００２０】上記構成の研磨布用ドレッサー、あるいは
その製造方法において、第１の砥粒と第２の砥粒のそれ
ぞれの平均粒径の差が４０μｍ以上あることが望まし
い。

【００２１】また上記の製造方法において、第１の砥粒
および第２の砥粒を固定する工程は、さらに望ましくは
台金上に形成される電着膜に第１の砥粒あるいは第２の
砥粒を部分的に埋め込む工程であり、第１の砥粒が第１
の平均粒径の６０〜９０％埋め込まれ、第２の砥粒が第
２の平均粒径の２５〜６０％埋め込まれるようにする。

【００２２】以上の構成により、従来の課題が解決でき
ることは、以下の詳細な説明により更に明らかとなる。

【００２３】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、図面
を参照ながら本発明について詳細に説明する。図１は本
発明の第１の実施の形態でにおけるドレッサーの切削部
の図であり、図１（ａ）はその平面図、図１（ｂ）は図
１（ａ）のＡ−Ａ断面の断面図である。また、図２はそ
の製造方法を示すフローチャートである。

【００２４】図１に示すように、本実施の形態のドレッ
サーは、小粒径ダイヤモンド砥粒２と大粒径ダイヤモン
ド砥粒３の２種類の混合砥粒を、表面を精密切削し平滑
にした台金１の電着表面４の上に均一に固定したもので
ある。このとき使用する２種類の砥粒は、平均粒径の差
が４０μｍ以上のものである。

【００２５】次に、図２を用いてドレッサーの製造方法
を説明する。なお、図２に示した工程は、後の説明から
理解できるように、必ずしも図示の順序で行う必要はな
く、適宜順序を入れ替えたり、並行して行ったりするこ
とができる。他の実施の形態についても同様である。ま
た、図２において、図１０に示した製法における各工程
と同様の工程については、同一のステップ番号を付して
説明を簡略化する。

【００２６】ダイヤモンド砥粒は、予め分級、選別を行
う（ステップＳ３０）ことによって、大粒径の砥粒と小
粒径の砥粒を２種類用意する。本実施形態においては、
例えば２３０μｍと１５０μｍの粒径のダイヤモンド砥
粒を用いる。大粒径ダイヤモンド砥粒３と小粒径ダイヤ
モンド砥粒２は、混合機を利用して一定の割合、例えば
小粒径の方を主体として１：５の個数比で混合する（ス
テップＳ３１）。

【００２７】一方、台金１の表面上は、約１０μｍの厚
さに予めＮｉメッキされている。これは、ドレッシング
の条件によっては、研磨材に含まれる分散剤により台金
１が腐食を受ける環境下で行われるので、それを防止す
る目的がある。Ｎｉメッキされた台金１の電着表面４以
外の部分をマスキングテープで被覆し（ステップＳ１
０）、上記の混合砥粒を散布し、Ｎｉメッキ最終膜厚の
約２０％程度の厚さ、例えば約３０μｍになるまでＮｉ
めっき一次電着を施す事によって大小のダイヤモンド砥
粒を仮固定する（ステップＳ４０）。第一次のＮｉめっ
き電着によってダイヤモンド砥粒は、台金１表面の下地
Ｎｉ層の接触している部分が電着表面４に仮固定され、
それより上層の固定されない余剰となるダイヤモンド砥
粒は、ブラシあるいは硬質研磨布を用いて表面を摩擦す
ることにより容易に除去される（ステップＳ５０）。

【００２８】次に硬質研磨布よってダイヤモンド砥粒の
電着表面４をドレッシングすることにより、一次電着時
に台金１から浮き上がって固定されている浮き石を除去
する（ステップＳ５１）。次に、小粒径のダイヤモンド
砥粒が約９０％埋め込まれる状態まで、メインのＮｉめ
っき電着を施し、完全に砥粒を固定する（ステップＳ６
０）。この様な状態では、大粒径の砥粒はその径の約６
０％が電着膜に埋め込まれた状態になっている。この埋
め込み量については、本実施の形態を代表として、小粒
径のダイヤモンド砥粒に対して６０〜９０％、大粒径の
ダイヤモンド砥粒に対して４０〜６０％となる事が望ま
しい。以上のようにしてドレッサーが完成する。

【００２９】本実施の形態によれば、ドレッサーの切削
表面には、大粒径と小粒径のダイヤモンド砥粒２，３が
一定の割合で均一に貼り付けられている事になる。以下
に図３を参照して、この構成を有する本発明によるドレ
ッサーの作用を説明する。

【００３０】図３（ａ）は使用前の研磨布、（ｂ）は目
詰まりした状態の研磨布、（ｃ）は小粒径のダイヤモン
ド砥粒を用いてドレッシングした研磨布、（ｄ）は大粒
径のダイヤモンド砥粒を用いてドレッシングした研磨
布、（ｅ）は本発明のドレッサーでドレッシングした研
磨布を、それぞれ拡大して示す断面図である。

【００３１】図３（ａ）は使用前の新品の研磨布の断面
を示す。図３（ａ）において、３１は研磨布の基材であ
り、その上に多数のポアを含む発泡層３２が設けられて
いる。使用前には、発泡ポリウレタンで構成された研磨
布の発泡層３２は、ほぼ均一に形成されている。図３
（ａ）の研磨布を用いて半導体基板を研磨すると、凹部
となっている表面のポアに保持された研磨剤が研磨時に
半導体表面に供給されるが、研磨レートはまだ十分上昇
していない。また、研磨を続行する事により、図３
（ｂ）に示すように、ポア内部に研磨時の反応生成物、
研磨屑、研磨粒子等の固着層３３が圧縮して閉じ込めら
れ、ポアは目詰まりが生じる。したがって、研磨時に研
磨剤が表面ポアに入り込まず、半導体表面に研磨剤が充
分供給できないようになり、研磨に適さない表面とな
る。

【００３２】図３（ｂ）のような状態になったとき、ド
レッサーを用いて研磨布をドレッシングする。図３
（ｃ）は、小粒径のみのダイヤモンド砥粒を単層で電着
したドレッサーを用いて、時間をかけて図３（ｂ）の目
詰まりを除去したときの研磨布の状態を示している。言
い換えれば本発明によるドレッサーの機能の一部である
小粒径ダイヤモンド砥粒の作用を説明するものでもあ
る。図３（ｃ）では、反応生成物、研磨屑などの表面上
の固着層３３をほぼ除去できており、図３（ａ）の使用
前の状態に概ね回復している。そして表面ポアが再び露
出するようになっており、一部のポアには研磨剤が保持
されている。しかしながらポアによる研磨剤の保持量が
十分でないため、図３（ａ）と同様に、研磨レートが低
い状態でとどまっている。

【００３３】一方、図３（ｄ）に示す研磨布の表面状態
は、大粒径のダイヤモンドのみを単層電着し、表面ポア
の深さ方向での径以上に、電着膜からのダイヤモンド突
き出し量を確保したドレッサーを使用し、図３（ｂ）の
ような研磨後の状態になった研磨布をドレッシングし
て、研磨布の表面を切削除去した状態を示す。図３
（ｂ）で存在した反応生成物や研磨屑の固着層３３が除
去されると共に、研磨布の表面は十分に荒らされてお
り、表面の凹部３４に研磨剤を充分保持できるようにな
っている。すなわち、大きい粒径のダイヤモンド砥粒
は、研磨布の目立てを実行する役目を果たす。しかしそ
の反面、このドレッサーでは研磨布の切削量が大きく消
耗が激しいので、研磨布の寿命は短くなる。

【００３４】また一方図３（ｅ）は、本実施の形態によ
るドレッサーのように、表面ポアの深さ方向での径以上
に電着膜からのダイヤモンド突き出し量を確保した、大
きい粒径のダイヤモンド砥粒と、それより小さい粒径の
ダイヤモンド砥粒を均一に混在させて電着したドレッサ
ーを使用し、図３（ｂ）のような研磨後にドレッシング
を行った状態の研磨布表面を示す。

【００３５】この場合は反応生成物や研磨屑を含んだ固
着層が除去できており、表面の一部は図３（ａ）の使用
前の状態に回復している。そして表面ポアが再び露出す
るようになっており、一部のポアには研磨剤が保持され
ている。それと共に、研磨布の表面は十分に荒らされ、
その一部は研磨剤の保持能力を良好にする凹部３５を形
成し、半導体デバイスなどの研磨レートが向上する状態
となっている。図３（ｅ）の場合、小さい砥粒は研磨布
を部分的に使用前の状態に戻し、さらに大きい砥粒は表
面を部分的に十分に荒らして研磨布の研磨能力を向上さ
せるように働き、図３（ｄ）におけるほど研磨布の寿命
を短くさせない。このように本実施の形態によるドレッ
サーは、研磨布の研磨能力を確保すると共に、従来問題
であった寿命の短命化も防止することを可能にする。

【００３６】なお、異なる粒径を有するダイヤモンド砥
粒の混合割合を調節すれば、以上の議論から理解できる
ように、研磨布の表面状態、および寿命を所望の値に制
御できる。以上のような効果を得るためには、全砥粒の
量に対する粒径の大きい砥粒の量の割合が、１〜４０％
であることが望ましい。粒径の大きい砥粒が１％以上あ
れば、研磨布を活性化する効果が得られる。粒径の大き
い砥粒の割合を増加させれば、ドレッシングの効率が高
くなり、ドレッシングに要する時間を短縮することがで
きる。但し、粒径の大きい砥粒の割合が４０％を超える
と、研磨布の表面を荒らしすぎるおそれがある。

【００３７】本実施の形態によるドレッサーは、２種類
の粒径のダイヤモンド砥粒を電着する製法で製造される
ため、研磨布の切削能力を決める大粒径のダイヤモンド
砥粒３の突き出し量は、砥粒の粒径とＮｉメッキの膜厚
を設定すれば決めることができる。また、研磨布表面の
目詰まりを除去する能力を決める小粒径のダイヤモンド
砥粒の突き出し量は、例えば上記設定されたＮｉメッキ
の膜厚に応じて粒径を決めることによって実現される。
したがって、従来、図１０に示した製造過程で生じる、
数の不安定な浮き石で決められていたドレッサーの切削
能力などの個体差を低減できる。

【００３８】また、図１１に示された方法で製造された
ドレッサーは、浮き石がないためにドレッサー間の切削
能力の差は出ないが、研磨布の切削能力が小さいという
問題があったのに対して、本実施の形態のドレッサーも
同様に浮き石はなく、しかも数の制御された大粒径のダ
イヤモンド砥粒で切削能力が確保され、浮き石による半
導体基板へのマイクロスクラッチも防止される。

【００３９】以上述べたように、本実施の形態によるド
レッサーは、ダイヤモンド砥粒に基づく大小２種類の切
削面を持たせることにより、研磨布の表面を効率的にド
レッシングでき、ダイヤモンド粒子の粒子数と突き出し
量が制御されるため、従来のドレッサーに比べて、個体
差を縮小できる。

【００４０】（第２の実施の形態）第１の実施の形態で
は、大きさの異なるダイヤモンド砥粒を混合して均一に
台金１の電着面４に貼り付けるものであったが、大きさ
の異なる砥粒の電着には、別の形態を用いることが可能
である。

【００４１】図４に本発明の第２の実施の形態によるド
レッサーの切削部を示す。図４（ａ）は平面図、図４
（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ断面の拡大断面図である。
また、図５にその製造工程フローを示す。

【００４２】第１の実施の形態と同様の方法により、平
均粒径の差が４０μｍ以上となる２種類のダイヤモンド
砥粒を選択する（ステップＳ３０）。この実施の形態に
おいても２３０μｍと１５０μｍの２種類の粒径のダイ
ヤモンド砥粒を用いる。

【００４３】台金１の電着部４以外をテープなどでマス
キングして（ステップＳ２０）、まず小粒径１５０μｍ
のダイヤモンド砥粒２を、予め約１０μｍの厚さにＮｉ
メッキされた台金１の電着表面４の上に散布し、その
後、最終膜厚の約２０％程度の厚さ、例えば約３０μｍ
になるまでＮｉ第一次めっきを施す事によってダイヤモ
ンド砥粒２を仮固定する（ステップＳ４１）。第一次の
メッキ電着によって、ダイヤモンド砥粒２は電着面４の
約１０μｍ厚さのＮｉメッキ層に接してほぼ単層が固定
され、それよりも上層に積層した砥粒はほとんど固定さ
れない。そのため、そのダイヤモンド砥粒は、ブラシあ
るいは硬質研磨布を用いて表面を摩擦すれば容易に除去
される。

【００４４】次に硬質研磨布よって、一次電着されたダ
イヤモンド砥粒の電着表面をドレッシングすることによ
り、一次電着時に台金から浮き上がって固定されている
浮き石を除去する（ステップＳ４２）。その後例えば、
仮固定されたダイヤモンド砥粒電着表面４上に一定の間
隔で孔加工されたマスキングテープ等を貼りつける方法
によって所定の部分をマスキングする。

【００４５】その後、図４（ａ）に示す、電着表面４
の、マスキングされないダイヤモンド砥粒２が露出した
選択部５に、２３０μｍの大粒径のダイヤモンド砥粒３
を散布し、更に約３０μｍになるまで第二次のＮｉメッ
キ電着を施して固定する（ステップＳ４３）。この時、
大粒径ダイヤモンド砥粒３の下には小粒径のダイヤモン
ド砥粒２が分布しているが、この砥粒間には若干の隙間
があるので、そこに大粒径のダイヤモンド砥粒３が固定
される。

【００４６】第二次のメッキ電着によって大粒径のダイ
ヤモンド砥粒３はほぼ単層だけ電着表面４に固定され、
それより上層の固定されない余剰となるダイヤモンド砥
粒は、ブラシあるいは硬質研磨布を用いて表面を摩擦す
ることにより除去する。その後、硬質研磨布よってダイ
ヤモンド砥石の電着表面４をドレッシングすることによ
り、電着時に台金１から浮き上がって固定されている大
粒径のダイヤモンド砥粒３からなる浮き石を除去する
（ステップＳ５２）。

【００４７】以上の方法で、浮き石を除去した上で、小
粒径のダイヤモンド砥粒２が平均粒径の６０〜９０％埋
め込まれる状態までメインのＮｉめっき電着を施し、完
全に砥粒を固定する（ステップＳ６０）。この埋め込み
量に対して大粒径のダイヤモンド砥粒は平均粒径の約２
５〜４５％の埋め込みとなる。以上が第２の実施の形態
によるドレッサーの製造方法である。

【００４８】以上の製造方法により製造されたドレッサ
ーは、大粒径のダイヤモンド砥粒３が選択部５の領域に
のみ存在し、大小２種類の粒径を有するダイヤモンド砥
粒を一定の面積比で電着面４に貼り付けた状態となる。
これにより、図１に示したドレッサーでは２種類の砥粒
が均一に分布するのに対して、本実施の形態では２種類
の砥粒が領域を分けて分布する。このような砥粒の分布
でも、上記第１の実施の形態と同様の効果を有する。

【００４９】（第３の実施の形態）ドレッサー切削部の
別の形態として、さらに次のものが可能である。図６に
本発明の第３の実施の形態であるドレッサーの切削部を
示す。図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の
Ｃ−Ｃ断面の拡大断面図である。また、図７にそのドレ
ッサーの製造方法を示す工程フロー図を示す。このドレ
ッサーの切削部は、大粒径ダイヤモンド砥粒３と小粒径
ダイヤモンド砥粒２とをそれぞれ異なる領域に電着した
ものである。

【００５０】製造工程は、第１の実施の形態と同様の方
法により、平均粒径の差が４０μｍ以上となる２種類の
ダイヤモンド砥粒、例えば２３０μｍと１５０μｍを予
め選別する（ステップＳ３０）。ドレッサーの台金１の
表面には予め約１０μｍの厚さのＮｉメッキがされてお
り、その電着表面以外の部分と図６（ａ）の電着表面選
択部６以外の部分にマスキングテープを貼り付ける（ス
テップＳ２０）。そして小粒径１５０μｍのダイヤモン
ド砥粒２を散布した後、最終膜厚の約２０％程度の厚
さ、例えば約３０μｍになるまで第一次Ｎｉめっきを施
す事によって小粒径ダイヤモンド砥粒２を選択領域６上
に仮固定する（ステップＳ４４）。

【００５１】第一次のメッキ電着によって、ダイヤモン
ド砥粒２は電着表面４に接触した第１層目が主として仮
固定され、それより上層にある砥粒は浮き石を除いて固
定されないので、そのような余剰となるダイヤモンド砥
粒は、ブラシあるいは硬質研磨布を用いて表面を摩擦す
ることにより除去する。さらに硬質研磨布よって、ダイ
ヤモンド砥粒の電着された選択領域６もドレッシングし
て、電着時に台金１から浮き上がって固定されている浮
き石を除去する（ステップＳ４５）。

【００５２】その後再び、電着表面４に所定の配列で孔
加工されたマスキングテープを貼りつけ、電着表面４の
選択部５の領域だけが露出するようにし、平均粒径２３
０μｍの大粒径のダイヤモンド砥粒３をその上に散布
し、更に約３０μｍになるまで第二次のＮｉメッキ電着
を施して大粒径のダイヤモンド砥粒３を固定する（ステ
ップＳ４６）。第二次のメッキ電着によって大粒径のダ
イヤモンド砥粒は、選択部５の領域にほぼ１層だけ電着
表面４に仮固定され、浮き石を除いて余剰となるダイヤ
モンド砥粒は、ブラシあるいは硬質研磨布を用いて表面
を摩擦することにより除去する。その後、硬質研磨布よ
ってダイヤモンド砥粒の電着表面４をドレッシングする
ことにより、電着時に台金１から浮き上がって固定され
ている浮き石を除去する（ステップＳ５２）。

【００５３】以上の方法で選択部５の浮き石を除去した
上で、小粒径のダイヤモンド砥粒２がその平均粒径に対
して６０〜９０％埋め込まれる状態まで電着表面４前面
にメインのＮｉめっき電着を施し、完全に砥粒を固定す
る（ステップＳ６０）。この時、大粒径のダイヤモンド
砥粒３については４０〜６０％の埋め込み量となる。以
上が第３の実施の形態におけるドレッサーの製造方法で
ある。

【００５４】以上のように、電着表面４の異なる孤立し
た選択部５，６にそれぞれ大粒径、小粒径のダイヤモン
ド砥粒を固定したドレッサーとしてもよい。この場合、
選択部５，６の個数やそれらの面積を適度に設定するこ
とによって、電着表面４上に固定される大小粒径のダイ
ヤモンド砥粒の全体としての面積比を、所望の研磨布ド
レッシング効果（図３（ｂ）における目詰まり物質除去
効果、目立て効果など）が得られるように調整すること
ができる。このように第３の実施の形態によるドレッサ
ーにおいても、大小粒径のダイヤモンド砥粒を混合して
貼り付けるので、実施の形態１に示したドレッサーと同
様の効果を有することは明らかである。

【００５５】

【発明の効果】本発明のドレッサーは、大粒径のダイヤ
モンド砥粒により形成される第一切削面と小粒径のダイ
ヤモンド砥粒２により形成される第二切削面の二面によ
って、研磨中に研磨布に固着したスラリーや異物を効率
的に除去できると共に、研磨布に所定の研磨レート持た
せるための目立てが可能になる。

【００５６】また、従来のドレッサーのような浮き石が
存在しないため、ドレッサーの製造過程に依存するドレ
ッサーの製品差がなくなり、ドレッシング後の研磨布で
半導体基板などを研磨してもマイクロスクラッチが生じ
ないし、研磨布の寿命バラツキが低減できる。

【００５７】さらに、本発明によるドレッサーでは、高
研磨レートで均一な研磨特性を有する研磨布が確保で
き、かつ研磨布の長寿命化を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるドレッサーの切
削部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）
のＡ−Ａ断面における拡大断面図

【図２】本発明の実施の形態１におけるドレッサーの製
造工程フロー図

【図３】様々な状態の研磨布を示す拡大断面図

【図４】本発明の実施の形態２におけるドレッサーの切
削部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）
のＢ−Ｂ断面における拡大断面図

【図５】本発明の実施の形態２におけるドレッサーの製
造工程フロー図

【図６】本発明の実施の形態３におけるドレッサーの切
削部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）
のＣ−Ｃ断面における拡大断面図

【図７】本発明の実施の形態３におけるドレッサーの製
造工程フロー図

【図８】従来のドレッサー切削部を示す図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面における
拡大断面図

【図９】ダイヤモンド砥粒を電着する工程を示す工程断
面図

【図１０】従来のドレッサー製造工程フロー図

【図１１】従来のドレッサー製造工程フロー図

【符号の説明】

１台金２小粒径のダイヤモンド砥粒３大粒径のダイヤモンド砥粒４電着表面５電着表面の選択部６電着表面の一部７ダイヤモンド砥粒７ａ余剰ダイヤモンド砥粒８浮き石１０一次電着層１１メイン電着層

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２４Ｄ 3/06 Ｂ２４Ｄ 3/06 ＢＦターム(参考） 3C047 EE11 EE18 EE19 3C058 AA07 AA19 BC02 CB01 CB03 DA12 DA17 3C063 AA02 AB05 BA02 BB02 BB07 BB20 BB24 BC02 BG07 CC12 EE40 FF08 FF22 FF23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒径の異なる少なくとも２種類の砥
粒を、所定の割合で台金上に分布させ固定した研磨布用
ドレッサー。
【請求項２】全砥粒の量に対する粒径の大きい砥粒の
量の割合が１〜４０％である請求項１に記載の研磨布用
ドレッサー。
【請求項３】平均粒径の異なる少なくとも２種類砥粒
を所定の割合で混合した砥粒が台金上に均一に固定され
た請求項１に記載の研磨布用ドレッサー。
【請求項４】第１の平均粒径を有する第１の砥粒が、
台金上の第１の領域に固定され、第２の平均粒径を有す
る第２の砥粒が、前記台金上の第２の領域に固定された
請求項１に記載の研磨布用ドレッサー。
【請求項５】第１の平均粒径を有する第１の砥粒と、
第２の平均粒径を有する第２の砥粒とを一定の割合で混
合する工程と、前記混合された砥粒を台金上に均一に散
布する工程と、前記散布された砥粒を前記台金上に固定
する工程と、前記散布された砥粒からなる浮き石を除去
する工程とを含むことを特徴とする、研磨布用ドレッサ
ーの製造方法。
【請求項６】第１の平均粒径を有する第１の砥粒を台
金上の第１の領域上に散布する工程と、前記第１の砥粒
を前記台金上に固定する工程と、前記第１の砥粒からな
る浮き石を除去する工程と、前記台金上の第２の領域に
第２の平均粒径を有する第２の砥粒を散布する工程と、
前記第２の砥粒を固定する工程と、前記第２の砥粒から
なる浮き石を除去する工程とを含むことを特徴とする、
研磨布用ドレッサーの製造方法。
【請求項７】前記第１の砥粒と前記第２の砥粒のそれ
ぞれの平均粒径の差が４０μｍ以上であることを特徴と
する、請求項１に記載の研磨布用ドレッサー、または請
求項５または６に記載の研磨布用ドレッサーの製造方
法。
【請求項８】前記第１の砥粒および前記第２の砥粒を
固定する工程が、前記台金上に形成される電着膜に前記
第１の砥粒あるいは前記第２の砥粒を部分的に埋め込む
工程であり、前記第１の砥粒が前記第１の平均粒径の６
０〜９０％埋め込まれ、前記第２の砥粒が前記第２の平
均粒径の２５〜６０％埋め込まれることを特徴とする、
請求項５または６に記載の研磨布用ドレッサーの製造方
法。