JP2001287150A - Ｃｍｐ用コンディショナ - Google Patents
Ｃｍｐ用コンディショナInfo
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- JP2001287150A JP2001287150A JP2000109006A JP2000109006A JP2001287150A JP 2001287150 A JP2001287150 A JP 2001287150A JP 2000109006 A JP2000109006 A JP 2000109006A JP 2000109006 A JP2000109006 A JP 2000109006A JP 2001287150 A JP2001287150 A JP 2001287150A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ＣＭＰポリッシングパッドのコンディショニン
グに使用する際、たとえコンディショナの軸が傾いて作
用した場合でも安定したコンディショニングが可能であ
ると共に、作用面の摩耗を抑制し、寿命を向上させたＣ
ＭＰ用コンディショナを提供する。 【解決手段】コンディショナの回転軸と直交する作用面
を有し、かつ前記作用面が球面の一部であるＣＭＰ用コ
ンディショナ。
グに使用する際、たとえコンディショナの軸が傾いて作
用した場合でも安定したコンディショニングが可能であ
ると共に、作用面の摩耗を抑制し、寿命を向上させたＣ
ＭＰ用コンディショナを提供する。 【解決手段】コンディショナの回転軸と直交する作用面
を有し、かつ前記作用面が球面の一部であるＣＭＰ用コ
ンディショナ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＭＰ用コンディ
ショナに関する。さらに詳しくは、本発明は、ＣＭＰポ
リッシングパッドのコンディショニングに使用する際、
たとえコンディショナの軸が傾いて作用した場合でも安
定したコンディショニングが可能であると共に、作用面
の摩耗を抑制し、寿命を向上させたＣＭＰ用コンディシ
ョナに関するものである。
ショナに関する。さらに詳しくは、本発明は、ＣＭＰポ
リッシングパッドのコンディショニングに使用する際、
たとえコンディショナの軸が傾いて作用した場合でも安
定したコンディショニングが可能であると共に、作用面
の摩耗を抑制し、寿命を向上させたＣＭＰ用コンディシ
ョナに関するものである。
【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
ダルシリカなどの中から、また、研磨液としては、水酸
化カリウム溶液などのアルカリ性溶液、希塩酸などの酸
性溶液、さらには過酸化水素水や硝酸鉄水溶液などの中
から、被ポリッシング物の種類などに応じて適宜選択さ
れる。例えば、ケイ素の酸化膜をポリッシングする場合
には、通常研磨粒子としてコロイダルシリカなどが用い
られ、かつ研磨液としてアルカリ性溶液が用いられる。
一方、タングステン、銅、アルミニウムなどの金属膜を
ポリッシングする場合には、通常、研磨液として酸性溶
液が用いられる。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。 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利用し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ニングが実用化さ
れている。このようなＣＭＰ用ポリッシングパッドのコ
ンディショナに対しては、ポリッシングパッドの摩耗を
できるだけ抑えることができ、かつパッドの表面状態を
常に所望の研磨速度が得られるように一定に保持しうる
こと、及び砥粒の脱落がなく、パッドに目詰まりを起こ
させないことなどが要求される。 ところで、コンディショナを使用している際に、該コン
ディショナの軸が傾き、ポリッシングパッド面に傾いて
作用することがあるが、この場合、従来のコンディショ
ナにおいては、図１に示すように、作用面が平坦面であ
り、かつエッジ部を有することから、該パッドに接触す
る面積が減少すると共に、コンディショナのエッジ部が
作用して、部分的に過度にパッド面が削られるという好
ましくない事態を招来し、安定したコンディショニング
ができにくいなどの問題があった。しかも、この場合、
コンディショナの作用面の一部がパッドと強く接触する
ため、その部分の摩耗が速く、コンディショナの寿命が
短くなるという問題もあった。図１は、従来のＣＭＰ用
コンディショナ（作用面がドーナツ形状）の１例の断面
図であって、この図で示されるように、該コンディショ
ナは、外周部に表面が平坦状の凸部２を有する台金１の
該凸部（作用部）２の表面に、超砥粒層３が設けられた
構造を有している。作用部２の表面に設けられた超砥粒
層（作用面）３は平坦面であると共に、エッジ部Ａを有
している。一方、作用面が所定幅のドーナツ形状に形成
されたコンディショナにおいては、使用時に該作用面が
パッドに押し付けられるが、この押圧力で、パッドはそ
の弾性により少し沈んだ状態に変形する。この沈み込み
変形は、該作用面の最外周部において、最も大きく、し
たがってパッドに対する接触圧力は、作用面の最外周部
において最大となるため、上記最外周部の輪郭線である
円により線接触の状態になりやすい。その結果、作用面
の最外周部の摩耗が速くなると共に、作用面の内周部側
は十分な接触圧力とはならないため、コンディショニン
グ効率が低下する、ということが知られていた。このよ
うな問題を解決するために、例えば特開平１１−３００
６００号公報には、作用面の断面形状を凸形の円弧状曲
面に形成してなるＣＭＰ用コンディショナが開示されて
いる。このコンディショナは、パッドとの接触部におい
て面接触となるようにして使用時の摩耗を軽減して、コ
ンディショナの長寿命化を図ると共に、コンディショニ
ング効率の向上を目的としたものである。図２は、この
コンディショナにおける作用部の断面図である。この図
で示されるように、該コンディショナは、作用部２の表
面に設けられた超砥粒層（作用面）３は、凸形の円弧状
曲面を有している。このような作用面が凸形の円弧状曲
面を有するコンディショナを用いた場合、パッドとの接
触部において面接触となり、またコンディショナの軸が
傾いて作用した場合でも作用面積はほぼ一定となり、前
記問題はある程度解決される。しかしながら、図２で示
されるように、作用面３として、所定の幅の作用部２に
凸形の円弧状曲面が設けられているので、使用時にこの
曲面がパッドと面接触する面積が小さくなると共に、コ
ンディショナの軸が傾いて作用した場合も作用面積が小
さくなるのを免れず、その結果、満足しうるコンディシ
ョニング効率が得られない上、十分に安定したコンディ
ショニングができないという問題が生じる。また、接触
面積（作用面積）が小さいため、その部分にかかる押圧
力が強くなり、作用面の摩耗についても必ずしも満足し
得るものではない。
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
ダルシリカなどの中から、また、研磨液としては、水酸
化カリウム溶液などのアルカリ性溶液、希塩酸などの酸
性溶液、さらには過酸化水素水や硝酸鉄水溶液などの中
から、被ポリッシング物の種類などに応じて適宜選択さ
れる。例えば、ケイ素の酸化膜をポリッシングする場合
には、通常研磨粒子としてコロイダルシリカなどが用い
られ、かつ研磨液としてアルカリ性溶液が用いられる。
一方、タングステン、銅、アルミニウムなどの金属膜を
ポリッシングする場合には、通常、研磨液として酸性溶
液が用いられる。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。 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利用し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ニングが実用化さ
れている。このようなＣＭＰ用ポリッシングパッドのコ
ンディショナに対しては、ポリッシングパッドの摩耗を
できるだけ抑えることができ、かつパッドの表面状態を
常に所望の研磨速度が得られるように一定に保持しうる
こと、及び砥粒の脱落がなく、パッドに目詰まりを起こ
させないことなどが要求される。 ところで、コンディショナを使用している際に、該コン
ディショナの軸が傾き、ポリッシングパッド面に傾いて
作用することがあるが、この場合、従来のコンディショ
ナにおいては、図１に示すように、作用面が平坦面であ
り、かつエッジ部を有することから、該パッドに接触す
る面積が減少すると共に、コンディショナのエッジ部が
作用して、部分的に過度にパッド面が削られるという好
ましくない事態を招来し、安定したコンディショニング
ができにくいなどの問題があった。しかも、この場合、
コンディショナの作用面の一部がパッドと強く接触する
ため、その部分の摩耗が速く、コンディショナの寿命が
短くなるという問題もあった。図１は、従来のＣＭＰ用
コンディショナ（作用面がドーナツ形状）の１例の断面
図であって、この図で示されるように、該コンディショ
ナは、外周部に表面が平坦状の凸部２を有する台金１の
該凸部（作用部）２の表面に、超砥粒層３が設けられた
構造を有している。作用部２の表面に設けられた超砥粒
層（作用面）３は平坦面であると共に、エッジ部Ａを有
している。一方、作用面が所定幅のドーナツ形状に形成
されたコンディショナにおいては、使用時に該作用面が
パッドに押し付けられるが、この押圧力で、パッドはそ
の弾性により少し沈んだ状態に変形する。この沈み込み
変形は、該作用面の最外周部において、最も大きく、し
たがってパッドに対する接触圧力は、作用面の最外周部
において最大となるため、上記最外周部の輪郭線である
円により線接触の状態になりやすい。その結果、作用面
の最外周部の摩耗が速くなると共に、作用面の内周部側
は十分な接触圧力とはならないため、コンディショニン
グ効率が低下する、ということが知られていた。このよ
うな問題を解決するために、例えば特開平１１−３００
６００号公報には、作用面の断面形状を凸形の円弧状曲
面に形成してなるＣＭＰ用コンディショナが開示されて
いる。このコンディショナは、パッドとの接触部におい
て面接触となるようにして使用時の摩耗を軽減して、コ
ンディショナの長寿命化を図ると共に、コンディショニ
ング効率の向上を目的としたものである。図２は、この
コンディショナにおける作用部の断面図である。この図
で示されるように、該コンディショナは、作用部２の表
面に設けられた超砥粒層（作用面）３は、凸形の円弧状
曲面を有している。このような作用面が凸形の円弧状曲
面を有するコンディショナを用いた場合、パッドとの接
触部において面接触となり、またコンディショナの軸が
傾いて作用した場合でも作用面積はほぼ一定となり、前
記問題はある程度解決される。しかしながら、図２で示
されるように、作用面３として、所定の幅の作用部２に
凸形の円弧状曲面が設けられているので、使用時にこの
曲面がパッドと面接触する面積が小さくなると共に、コ
ンディショナの軸が傾いて作用した場合も作用面積が小
さくなるのを免れず、その結果、満足しうるコンディシ
ョニング効率が得られない上、十分に安定したコンディ
ショニングができないという問題が生じる。また、接触
面積（作用面積）が小さいため、その部分にかかる押圧
力が強くなり、作用面の摩耗についても必ずしも満足し
得るものではない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、ＣＭＰポリッシングパッドのコンディシ
ョニングに使用する際、たとえコンディショナの軸が傾
いて作用した場合でも安定したコンディショニングが可
能であると共に、コンディショニング効率が良く、かつ
作用面の摩耗を抑制し、寿命を向上させたＣＭＰ用コン
ディショナを提供することを目的としてなされたもので
ある。
事情のもとで、ＣＭＰポリッシングパッドのコンディシ
ョニングに使用する際、たとえコンディショナの軸が傾
いて作用した場合でも安定したコンディショニングが可
能であると共に、コンディショニング効率が良く、かつ
作用面の摩耗を抑制し、寿命を向上させたＣＭＰ用コン
ディショナ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、前記の優
れた機能を有するＣＭＰ用コンディショナを開発すべく
鋭意研究を重ねた結果、作用面を球面の一部である形状
とし、曲率半径を大きくとることにより、コンディショ
ナの軸が傾いて作用した場合でも、作用面積が一定とな
り、かつその面積が大きく、安定したコンディショニン
グが可能であること、そして特にドーナツ形状の作用面
を有するコンディショナにおいては、前述の特開平１１
−３００６００号公報記載のコンディショナに比べて、
パッドとの接触部の面積がはるかに大きく、したがって
コンディショニング効率が高く、かつ安定したコンディ
ショニングができ、かつ作用面の摩耗も十分に抑制し得
ることを見出し、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）コンディショナ
の回転軸と直交する作用面をもつＣＭＰ用コンディショ
ナであって、前記作用面が球面の一部であることを特徴
とするＣＭＰ用コンディショナ、（２）作用面の曲率半
径が、コンディショナの外径に対し、２〜５０倍の値で
ある第１項記載のＣＭＰ用コンディショナ、及び（３）
作用面が球面を小円で切り取った形状又はドーナツ状に
切り取った形状を有する第１項又は第２項記載のＣＭＰ
用コンディショナ、を提供するものである。
れた機能を有するＣＭＰ用コンディショナを開発すべく
鋭意研究を重ねた結果、作用面を球面の一部である形状
とし、曲率半径を大きくとることにより、コンディショ
ナの軸が傾いて作用した場合でも、作用面積が一定とな
り、かつその面積が大きく、安定したコンディショニン
グが可能であること、そして特にドーナツ形状の作用面
を有するコンディショナにおいては、前述の特開平１１
−３００６００号公報記載のコンディショナに比べて、
パッドとの接触部の面積がはるかに大きく、したがって
コンディショニング効率が高く、かつ安定したコンディ
ショニングができ、かつ作用面の摩耗も十分に抑制し得
ることを見出し、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）コンディショナ
の回転軸と直交する作用面をもつＣＭＰ用コンディショ
ナであって、前記作用面が球面の一部であることを特徴
とするＣＭＰ用コンディショナ、（２）作用面の曲率半
径が、コンディショナの外径に対し、２〜５０倍の値で
ある第１項記載のＣＭＰ用コンディショナ、及び（３）
作用面が球面を小円で切り取った形状又はドーナツ状に
切り取った形状を有する第１項又は第２項記載のＣＭＰ
用コンディショナ、を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明のＣＭＰ用コンディショナ
は、コンディショナの回転軸と直交する作用面（超砥粒
層面）を有するものであって、該作用面が球面の一部で
あることが必要である。このように、作用面が球面の一
部となっていれば、該コンディショナの軸が傾いても、
作用面積が一定し、安定したコンディショニングができ
る。特に曲率半径が、コンディショナの外径に対して、
好ましくは２〜５０倍、より好ましくは３〜４０倍、特
に好ましくは５〜２０倍の範囲にある場合、本発明の効
果が有効に発揮される。例えば、作用面がドーナツ状の
コンディショナにおいては、図２で示されるように、所
定の幅の作用部に凸形の円弧状曲面が設けられているコ
ンディショナに比べて、本発明のコンディショナは作用
面の曲率半径がはるかに大きく、かつ後述の図４に示さ
れるように、内周側から外周に向けて滑らかなスロープ
を形成しているので、作用面積が著しく大きい。その結
果、コンディショナの軸が傾いて作用しても極めて安定
なコンディショニングを可能とする上、コンディショニ
ング効率が良好であり、かつ作用面の摩耗が抑制され
て、寿命を向上させることができる。本発明のコンディ
ショナにおいて、作用面を球面の一部とする場合、作用
面の形状は、例えば球面を小円で切り取った形状、ある
いは球面をドーナツ状に切り取った形状となる。図３及
び図４は、それぞれ本発明のＣＭＰ用コンディショナの
異なる例の断面図であり、図３は作用面３が球面を小円
で切り取った形状を有する例であり、図４は、作用面３
が球面をドーナツ状に切り取った形状を有する例であ
る。図において、符号１は台金、２は作用部を示す。本
発明のコンディショナにおいては、図３で示される作用
面３の外周縁部、及び図４で示される作用面３の内周縁
部や外周縁部には、所望により丸味を施すことができ
る。特に、図４で示される作用面がドーナツ状のコンデ
ィショナにおいては、作用面３の内周縁部に丸味を施す
のが有利である。この丸味を施すことによって、該作用
面の内周縁部により、パッドが部分的に過度に削られる
のを抑制することができる。本発明のＣＭＰ用コンディ
ショナにおいて、作用面を構成する砥粒としては、従来
ＣＭＰ用ポリッシングパッドのコンディショナにおいて
慣用されている超砥粒、例えばダイヤモンド砥粒及びｃ
ＢＮ（立方晶窒化ホウ素）砥粒などが好ましく用いられ
る。特にダイヤモンド砥粒であることが好ましく、ＪＩ
Ｓ Ｂ ４１３０に規定する粒度♯３０／４０〜２００／
２３０が好ましく、粒度♯４０／５０〜１４０／１７０
がより好ましく、粒度♯８０／１００〜１２０／１４０
の粒径を有するダイヤモンド砥粒が特に好ましい。砥粒
の粒度が上記範囲にあれば、ＣＭＰ用ポリッシングパッ
ドの表面の摩耗を抑え、該表面を好ましい状態に再生す
ることができる。
は、コンディショナの回転軸と直交する作用面（超砥粒
層面）を有するものであって、該作用面が球面の一部で
あることが必要である。このように、作用面が球面の一
部となっていれば、該コンディショナの軸が傾いても、
作用面積が一定し、安定したコンディショニングができ
る。特に曲率半径が、コンディショナの外径に対して、
好ましくは２〜５０倍、より好ましくは３〜４０倍、特
に好ましくは５〜２０倍の範囲にある場合、本発明の効
果が有効に発揮される。例えば、作用面がドーナツ状の
コンディショナにおいては、図２で示されるように、所
定の幅の作用部に凸形の円弧状曲面が設けられているコ
ンディショナに比べて、本発明のコンディショナは作用
面の曲率半径がはるかに大きく、かつ後述の図４に示さ
れるように、内周側から外周に向けて滑らかなスロープ
を形成しているので、作用面積が著しく大きい。その結
果、コンディショナの軸が傾いて作用しても極めて安定
なコンディショニングを可能とする上、コンディショニ
ング効率が良好であり、かつ作用面の摩耗が抑制され
て、寿命を向上させることができる。本発明のコンディ
ショナにおいて、作用面を球面の一部とする場合、作用
面の形状は、例えば球面を小円で切り取った形状、ある
いは球面をドーナツ状に切り取った形状となる。図３及
び図４は、それぞれ本発明のＣＭＰ用コンディショナの
異なる例の断面図であり、図３は作用面３が球面を小円
で切り取った形状を有する例であり、図４は、作用面３
が球面をドーナツ状に切り取った形状を有する例であ
る。図において、符号１は台金、２は作用部を示す。本
発明のコンディショナにおいては、図３で示される作用
面３の外周縁部、及び図４で示される作用面３の内周縁
部や外周縁部には、所望により丸味を施すことができ
る。特に、図４で示される作用面がドーナツ状のコンデ
ィショナにおいては、作用面３の内周縁部に丸味を施す
のが有利である。この丸味を施すことによって、該作用
面の内周縁部により、パッドが部分的に過度に削られる
のを抑制することができる。本発明のＣＭＰ用コンディ
ショナにおいて、作用面を構成する砥粒としては、従来
ＣＭＰ用ポリッシングパッドのコンディショナにおいて
慣用されている超砥粒、例えばダイヤモンド砥粒及びｃ
ＢＮ（立方晶窒化ホウ素）砥粒などが好ましく用いられ
る。特にダイヤモンド砥粒であることが好ましく、ＪＩ
Ｓ Ｂ ４１３０に規定する粒度♯３０／４０〜２００／
２３０が好ましく、粒度♯４０／５０〜１４０／１７０
がより好ましく、粒度♯８０／１００〜１２０／１４０
の粒径を有するダイヤモンド砥粒が特に好ましい。砥粒
の粒度が上記範囲にあれば、ＣＭＰ用ポリッシングパッ
ドの表面の摩耗を抑え、該表面を好ましい状態に再生す
ることができる。
【０００６】本発明においては、前記砥粒を用い、コン
ディショナのポリッシングパッド面に接する端面、すな
わちコンディショナ台金の作用面に超砥粒面を設ける
が、この際、通常金属結合材が用いられる。砥粒をコン
ディショナ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コンデ
ィショナ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、コンディショナ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、先ずコンディショナ台金
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程度となり、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６０％以上であることが好ましく、７０％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６０％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。コンディショナ台金の材質につい
ては特に制限はないが、砥粒の固着を電着法で行う場合
には、導電性材料からなるものの中から適宜選択して用
いることができる。このようなコンディショナ台金とし
ては、例えばステンレス鋼、タングステン、チタン、モ
リブデンなどの金属や合金からなるものが挙げられる
が、これらの中で、経済性などの面から、ステンレス鋼
が好適である。このようにして得られた本発明のＣＭＰ
用コンディショナは、作用面が球面の一部となっている
ので、コンディショナの軸が傾いても、作用面積が一定
し、安定したコンディショニングができる。また、パッ
ドとの接触部の面積が大きいので、コンディショニング
効率がよく、かつ作用面の摩耗が抑制され、寿命が向上
する。このような効果は、作用面の曲率半径を特定の範
囲にすることにより、有効に発揮される。
ディショナのポリッシングパッド面に接する端面、すな
わちコンディショナ台金の作用面に超砥粒面を設ける
が、この際、通常金属結合材が用いられる。砥粒をコン
ディショナ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コンデ
ィショナ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、コンディショナ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、先ずコンディショナ台金
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程度となり、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６０％以上であることが好ましく、７０％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６０％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。コンディショナ台金の材質につい
ては特に制限はないが、砥粒の固着を電着法で行う場合
には、導電性材料からなるものの中から適宜選択して用
いることができる。このようなコンディショナ台金とし
ては、例えばステンレス鋼、タングステン、チタン、モ
リブデンなどの金属や合金からなるものが挙げられる
が、これらの中で、経済性などの面から、ステンレス鋼
が好適である。このようにして得られた本発明のＣＭＰ
用コンディショナは、作用面が球面の一部となっている
ので、コンディショナの軸が傾いても、作用面積が一定
し、安定したコンディショニングができる。また、パッ
ドとの接触部の面積が大きいので、コンディショニング
効率がよく、かつ作用面の摩耗が抑制され、寿命が向上
する。このような効果は、作用面の曲率半径を特定の範
囲にすることにより、有効に発揮される。
【０００７】
【実施例】次に、本発明を実施例により、さらに詳細に
説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定
されるものではない。 実施例１ 作用面が、半径５００mmの球面を径１００mm、幅２０mm
のドーナツ状に切り取った形状になるようにすると共
に、その内外周にそれぞれ曲率半径１mmの丸味を付けて
なるステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製台金を作製した。
次に、この台金の作用面に、粒度＃１００のダイヤモン
ド砥粒を電着法によるニッケルメッキで固着させ、平均
砥粒粒径の７０％までニッケルで埋め込み、図４に示す
ようなφ１００−２０ＷのＣＭＰ用コンディショナを作
製した。 実施例２ 作用面が、半径２０００mmの球面を直径１００mmの小円
で切り取った形状になるようにすると共に、その外周に
曲率半径１mmの丸味を付けてなるステンレス鋼製（ＳＵ
Ｓ３０４）の台金を作製した。次に、この台金の作用面
に、粒度＃１００のダイヤモンド砥粒を電着法によるニ
ッケルメッキで固着させ、平均砥粒粒径の７０％までニ
ッケルで埋め込み、図３に示すようなφ１００のＣＭＰ
用コンディショナを作製した。 比較例１ 作用部の幅２０mm、作用面の断面形状が曲率半径２５mm
の曲面を有する、外径１００mmのステンレス鋼（ＳＵＳ
３０４）製台金を作製した。次に、この台金の作用面
に、粒度＃１００のダイヤモンド砥粒を電着法によるニ
ッケルメッキで固着させ、平均砥粒粒径の７０％までニ
ッケルで埋め込み、図２に示すような作用部を有するＣ
ＭＰ用コンディショナを作製した。以上３種のコンディ
ショナを用いて、下記の条件でＣＭＰ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 ロデール・ニッタ社製「ＩＣ−１０００」 研磨液 ＫＯＨ水溶液（pH１０.５）＋ＳｉＯ2 荷重 １９.６ｋＰａ パッド回転数 １００min-1 コンディショナ回転数 ５６min-1 コンディショニング時間 ２分 続いて、コンディショニングを各５回行った後のパッド
の平坦度をそれぞれ測定した。平均値は次のとおりであ
る。 実施例１ ５μｍ 実施例２ ４μｍ 比較例１ １６μｍ 実施例１、２はいずれもパッド表面が均一な面が得られ
た。比較例１はパッド上のコンディショナの軌跡に沿っ
て、１０数μｍ程度のこまかい溝状のうねりが観察され
た。次いで、コンディショニングしたパッドで、ＣＭＰ
を下記の条件で行った。 被削材 熱酸化膜付シリコンウエーハ φ７６mm 研磨液 ＫＯＨ水溶液（pH１０.５）＋ＳｉＯ2 荷重 ２９.４ｋＰａ パッド回転数 １００min-1 被削材回転数 ５６min-1 加工時間 ２分 加工後のシリコンウエーハの酸化膜の厚みのバラツキ
（面内均一性）を、光干渉式膜厚計を用いて測定したと
ころ、 実施例１ ４％ 実施例２ ３.５％ 比較例１ ７％ であった。実施例１、及び２はいずれも５％以内の良好
な面内均一性が得られた。
説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定
されるものではない。 実施例１ 作用面が、半径５００mmの球面を径１００mm、幅２０mm
のドーナツ状に切り取った形状になるようにすると共
に、その内外周にそれぞれ曲率半径１mmの丸味を付けて
なるステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製台金を作製した。
次に、この台金の作用面に、粒度＃１００のダイヤモン
ド砥粒を電着法によるニッケルメッキで固着させ、平均
砥粒粒径の７０％までニッケルで埋め込み、図４に示す
ようなφ１００−２０ＷのＣＭＰ用コンディショナを作
製した。 実施例２ 作用面が、半径２０００mmの球面を直径１００mmの小円
で切り取った形状になるようにすると共に、その外周に
曲率半径１mmの丸味を付けてなるステンレス鋼製（ＳＵ
Ｓ３０４）の台金を作製した。次に、この台金の作用面
に、粒度＃１００のダイヤモンド砥粒を電着法によるニ
ッケルメッキで固着させ、平均砥粒粒径の７０％までニ
ッケルで埋め込み、図３に示すようなφ１００のＣＭＰ
用コンディショナを作製した。 比較例１ 作用部の幅２０mm、作用面の断面形状が曲率半径２５mm
の曲面を有する、外径１００mmのステンレス鋼（ＳＵＳ
３０４）製台金を作製した。次に、この台金の作用面
に、粒度＃１００のダイヤモンド砥粒を電着法によるニ
ッケルメッキで固着させ、平均砥粒粒径の７０％までニ
ッケルで埋め込み、図２に示すような作用部を有するＣ
ＭＰ用コンディショナを作製した。以上３種のコンディ
ショナを用いて、下記の条件でＣＭＰ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 ロデール・ニッタ社製「ＩＣ−１０００」 研磨液 ＫＯＨ水溶液（pH１０.５）＋ＳｉＯ2 荷重 １９.６ｋＰａ パッド回転数 １００min-1 コンディショナ回転数 ５６min-1 コンディショニング時間 ２分 続いて、コンディショニングを各５回行った後のパッド
の平坦度をそれぞれ測定した。平均値は次のとおりであ
る。 実施例１ ５μｍ 実施例２ ４μｍ 比較例１ １６μｍ 実施例１、２はいずれもパッド表面が均一な面が得られ
た。比較例１はパッド上のコンディショナの軌跡に沿っ
て、１０数μｍ程度のこまかい溝状のうねりが観察され
た。次いで、コンディショニングしたパッドで、ＣＭＰ
を下記の条件で行った。 被削材 熱酸化膜付シリコンウエーハ φ７６mm 研磨液 ＫＯＨ水溶液（pH１０.５）＋ＳｉＯ2 荷重 ２９.４ｋＰａ パッド回転数 １００min-1 被削材回転数 ５６min-1 加工時間 ２分 加工後のシリコンウエーハの酸化膜の厚みのバラツキ
（面内均一性）を、光干渉式膜厚計を用いて測定したと
ころ、 実施例１ ４％ 実施例２ ３.５％ 比較例１ ７％ であった。実施例１、及び２はいずれも５％以内の良好
な面内均一性が得られた。
【０００８】
【発明の効果】本発明のＣＭＰ用コンディショナは、Ｃ
ＭＰポリッシングパッドのコンディショニングに使用す
る際、たとえコンディショナの軸が傾いて作用した場合
でも安定したコンディショニングが可能であると共に、
作用面の摩耗を抑制、寿命を向上させる効果を奏する。
ＭＰポリッシングパッドのコンディショニングに使用す
る際、たとえコンディショナの軸が傾いて作用した場合
でも安定したコンディショニングが可能であると共に、
作用面の摩耗を抑制、寿命を向上させる効果を奏する。
【図１】図１は、従来のＣＭＰ用コンディショナの１例
の断面図である。
の断面図である。
【図２】図２は、特開平１１−３００６００号公報記載
のＣＭＰ用コンディショナにおける作用部の断面図であ
る。
のＣＭＰ用コンディショナにおける作用部の断面図であ
る。
【図３】図３は、本発明のＣＭＰ用コンディショナの１
例の断面図である。
例の断面図である。
【図４】図４は、本発明のＣＭＰ用コンディショナの別
の例の断面図である。
の例の断面図である。
１ 台金 ２ 作用部 ３ 超砥粒層（作用面） Ａ エッジ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C047 BB16 EE11 3C058 AA07 AA19 CB03 CB04 CB06 DA12 DA17 3C063 AA02 BA21 BB02 BC02 BG01 BG03 CC12 EE40 FF08
Claims (3)
- 【請求項１】コンディショナの回転軸と直交する作用面
をもつＣＭＰ用コンディショナであって、前記作用面が
球面の一部であることを特徴とするＣＭＰ用コンディシ
ョナ。 - 【請求項２】作用面の曲率半径が、コンディショナの外
径に対し、２〜５０倍の値である請求項１記載のＣＭＰ
用コンディショナ。 - 【請求項３】作用面が球面を小円で切り取った形状又は
ドーナツ状に切り取った形状を有する請求項１又は２記
載のＣＭＰ用コンディショナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000109006A JP2001287150A (ja) | 2000-04-11 | 2000-04-11 | Ｃｍｐ用コンディショナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000109006A JP2001287150A (ja) | 2000-04-11 | 2000-04-11 | Ｃｍｐ用コンディショナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001287150A true JP2001287150A (ja) | 2001-10-16 |
Family
ID=18621759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000109006A Pending JP2001287150A (ja) | 2000-04-11 | 2000-04-11 | Ｃｍｐ用コンディショナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001287150A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7021995B2 (en) | 2004-03-16 | 2006-04-04 | Noritake Co., Limited | CMP pad conditioner having working surface inclined in radially outer portion |
| WO2007034646A1 (ja) * | 2005-09-22 | 2007-03-29 | Nippon Steel Materials Co., Ltd. | 研磨布用ドレッサー |
| 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 |
-
2000
- 2000-04-11 JP JP2000109006A patent/JP2001287150A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7021995B2 (en) | 2004-03-16 | 2006-04-04 | Noritake Co., Limited | CMP pad conditioner having working surface inclined in radially outer portion |
| WO2007034646A1 (ja) * | 2005-09-22 | 2007-03-29 | Nippon Steel Materials Co., Ltd. | 研磨布用ドレッサー |
| US8096858B2 (en) | 2005-09-22 | 2012-01-17 | Nippon Steel Materials Co., Ltd. | Polishing pad conditioner |
| 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 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040809 |