JP2003025230A - Electro-deposited grinding wheel - Google Patents
Electro-deposited grinding wheelInfo
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- JP2003025230A JP2003025230A JP2001209582A JP2001209582A JP2003025230A JP 2003025230 A JP2003025230 A JP 2003025230A JP 2001209582 A JP2001209582 A JP 2001209582A JP 2001209582 A JP2001209582 A JP 2001209582A JP 2003025230 A JP2003025230 A JP 2003025230A
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- grain layer
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ーハ等の被研磨材の表面をＣＭＰ装置によって研磨する
際に用いられる研磨用のパッドをコンディショニングす
るため等に用いられる電着砥石に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrodeposition grindstone used for conditioning a polishing pad used for polishing the surface of a material to be polished such as a semiconductor wafer by a CMP apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、シリコンインゴットから切り出し
た半導体ウエーハ（以下、単にウエーハという）の表面
を化学的且つ機械的に研磨するＣＭＰ装置（ケミカルメ
カニカルポリッシングマシン）の一例として、図４に示
すような装置がある。このＣＭＰ装置１は、図４に示す
ように中心軸２に取り付けられた円板状の回転テーブル
３上に例えば硬質ウレタンからなるポリッシング用のパ
ッド４が設けられ、このパッド４に対向して且つパッド
４の中心軸２から偏心した位置に自転可能なウエーハキ
ャリア５が配設されている。このウエーハキャリア５は
パッド４よりも小径の円板形状とされてウエーハ６を保
持するものであり、このウエーハ６がウエーハキャリア
５とパッド４間に配置されてパッド４側の表面の研磨に
供され鏡面仕上げされる。2. Description of the Related Art Conventionally, as an example of a CMP apparatus (chemical mechanical polishing machine) for chemically and mechanically polishing the surface of a semiconductor wafer (hereinafter, simply referred to as a wafer) cut from a silicon ingot, as shown in FIG. There is a device. In this CMP apparatus 1, as shown in FIG. 4, a polishing pad 4 made of, for example, hard urethane is provided on a disk-shaped rotary table 3 attached to a central shaft 2, and is opposed to the pad 4. A wafer carrier 5 is arranged at a position eccentric from the central axis 2 of the pad 4 so as to be rotatable. The wafer carrier 5 has a disk shape having a diameter smaller than that of the pad 4, and holds the wafer 6. The wafer 6 is arranged between the wafer carrier 5 and the pad 4 and used for polishing the surface on the pad 4 side. It is mirror finished.
【０００３】ＣＭＰによる研磨のメカニズムは、微粒子
シリカ等によるメカニカルな要素（遊離砥粒）とアルカ
リ液や酸性液等によるエッチング要素とを複合したメカ
ノ・ケミカル研磨法に基づいている。研磨に際して、例
えば上述した微粒子シリカ等からなる遊離砥粒が研磨剤
として用いられ、さらにエッチング用のアルカリ液等が
混合されたものが液状のスラリＳとしてパッド４上に供
給されているため、このスラリＳがウエーハキャリア５
に保持されたウエーハ６とパッド４との間に流動して、
パッド４でウエーハ６の一面が研磨される。ウエーハ６
の研磨を行う硬質ウレタン製などのパッド４上にはスラ
リＳを保持する微細な発泡層が多数設けられており、こ
れらの発泡層内に保持されたスラリＳでウエーハ６の研
磨が行われる。ところが、ウエーハ６の研磨を繰り返す
ことでパッド４の研磨面の平坦度が低下したり目詰まり
を起こしたりするためにウエーハ６の研磨精度と研磨効
率が低下するという問題が生じる。The polishing mechanism by CMP is based on the mechano-chemical polishing method in which a mechanical element (free abrasive grains) made of fine particle silica or the like and an etching element made of an alkaline liquid or an acidic liquid are combined. At the time of polishing, for example, the above-mentioned free abrasive grains composed of fine particle silica are used as a polishing agent, and a mixture of an alkaline solution for etching and the like is supplied onto the pad 4 as a liquid slurry S. Slurry S is wafer carrier 5
Flowing between the wafer 6 and the pad 4 held by
One surface of the wafer 6 is polished by the pad 4. Waha 6
A large number of fine foam layers holding the slurry S are provided on the pad 4 made of hard urethane or the like for polishing the wafer 6, and the wafer 6 is polished by the slurry S held in these foam layers. However, the repeated polishing of the wafer 6 causes a decrease in the flatness of the polishing surface of the pad 4 or a clogging, which causes a problem that the polishing accuracy and the polishing efficiency of the wafer 6 are reduced.
【０００４】そのため、従来からＣＭＰ装置１には図４
に示すようにパッドコンディショナ８が設けられ、パッ
ド４の表面を再研削（コンディショニング）するように
なっている。このパッドコンディショナ８は、回転テー
ブル３の外部に設けられた回転軸９にアーム１０を介し
てコンディショナ１１として電着ホイールが設けられて
いる。そしてウエーハキャリア５でウエーハ６を研磨し
ながらあるいはウエーハ６の研磨を停止した状態で、コ
ンディショナ１１でパッド４の表面を研削してパッド４
の表面の平坦度等を回復または維持し目詰まりを解消す
るようになっている。このコンディショナ１１として
は、例えば円形板状の台金にその略円形をなす一面全面
に砥粒層を形成したものや、図５（ａ）及び（ｂ）に示
すように円形板状の台金１２上に上面が平面状をなして
いて一定幅でリング状の砥粒層１３が形成され、この砥
粒層１３が例えば図６に示すように台金１２上に電気め
っきなどによりダイヤモンドやｃＢＮなどの超砥粒１４
を金属めっき相１５で分散固定して構成されているもの
もある。この金属めっき相１５は例えばニッケルなどで
構成されている。なお、砥粒層１３の表面には例えば４
５°等の所定間隔で径方向に凹溝１７が形成されてお
り、スラリＳや切り粉をこの凹溝１７を通して外部に排
出することになる。For this reason, the CMP apparatus 1 is conventionally shown in FIG.
As shown in FIG. 3, a pad conditioner 8 is provided, and the surface of the pad 4 is reground (conditioning). In this pad conditioner 8, an electrodeposition wheel is provided as a conditioner 11 via a arm 10 on a rotary shaft 9 provided outside the rotary table 3. The surface of the pad 4 is ground by the conditioner 11 while polishing the wafer 6 with the wafer carrier 5 or with the polishing of the wafer 6 stopped.
It is designed to recover or maintain the flatness of the surface and eliminate clogging. The conditioner 11 includes, for example, a circular plate-shaped base metal on which an abrasive grain layer is formed on the entire surface of the circular plate, or a circular plate-shaped base as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). A ring-shaped abrasive grain layer 13 having a constant width and a uniform width is formed on the gold 12 and the abrasive grain layer 13 is formed on the base metal 12 by electroplating or the like as shown in FIG. Super abrasive grain 14 such as cBN
There is also a structure in which the metal plating phase 15 is dispersed and fixed. The metal plating phase 15 is made of nickel, for example. The surface of the abrasive grain layer 13 has, for example, 4
The concave grooves 17 are formed in the radial direction at predetermined intervals of 5 ° or the like, and the slurry S and the cutting chips are discharged to the outside through the concave grooves 17.
【０００５】ところで、このようなコンディショナ１１
を用いてパッド４の研削を行う場合、コンディショナ１
１はパッド４上を少なくともパッド４の半径に相当する
距離に亘って往復揺動させる。砥粒層１３に分散配置さ
れた超砥粒１４は、パッド４の起毛をなぎ倒しつつ切断
するが、その際、砥粒層１３がべた当たりして研削圧力
が分散して滑り、起毛が切れずに倒されてしまい切れ味
が悪く目詰まりしやすいという欠点がある。また、研削
液や切り粉の排出経路も確保できずに排出が不十分とな
る。By the way, such a conditioner 11
When grinding the pad 4 using the
1 reciprocates over the pad 4 at least over a distance corresponding to the radius of the pad 4. The superabrasive grains 14 dispersedly arranged in the abrasive grain layer 13 cut while brushing down the nap of the pad 4, but at that time, the abrasive grain layer 13 sticks, the grinding pressure is dispersed, and the nap is not cut. It has the drawback that it is overturned and has poor sharpness and is easily clogged. Further, the discharge route of the grinding fluid and the cutting chips cannot be secured, and the discharge becomes insufficient.
【０００６】これらのコンディショナの他、例えば特開
平９−１９８６８号公報に記載されているものがある。
このコンディショナは２〜１０個の超砥粒を集合させて
１つの島状に配設し、これら島状の超砥粒群を研削面で
ある砥粒層の表面に分散配置することで研削時の目詰ま
りを防止して長期間に亘って研削加工できるようにした
ものである。このようなコンディショナでは、台金上に
マスキングを施して島状の下地めっきを形成し、この下
地めっき部に２〜１０個の超砥粒を電気めっきで一層分
仮固定し、その後に台金全体を電気めっきして超砥粒を
砥粒層に電着するというものである。In addition to these conditioners, there are those described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-19868.
This conditioner aggregates 2 to 10 superabrasive particles and arranges them in one island shape, and disperses these island-shaped superabrasive particle groups on the surface of the abrasive layer, which is the grinding surface. This prevents clogging at the time and enables grinding for a long period of time. In such a conditioner, masking is applied on the base metal to form an island-like base plating, and 2 to 10 superabrasive grains are temporarily fixed to the base plating portion by electroplating. The whole gold is electroplated and the superabrasive grains are electrodeposited on the abrasive grain layer.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】このコンディショナ
は、比較的軟質のパッド４を研削する際には目詰まりを
防止して良好な研削を行うことができるが、比較的硬質
のパッド４を研削する際には研削性能が低かった。本発
明者は、このようなコンディショナにおいては、単に超
砥粒の先端によってパッド４の表面が研削されるだけで
なく、島状に配設された超砥粒のうち外周に位置する超
砥粒が切刃として作用し、パッド４の研削に大きく寄与
しているという知見を得た。このようなコンディショナ
によって比較的軟質、すなわち比較的弾性変形しやすい
パッド４を研削する際には、研削圧力によってパッド４
が弾性変形して島状の超砥粒群間にはみ出し、コンディ
ショナの移動に伴って切刃となる超砥粒によってこのは
み出した部分が側方から削り取られていると考えられ
る。一方で、このようなコンディショナによって比較的
硬質、すなわち比較的弾性変形しにくいパッド４を研削
する際には、上記のようなはみ出しが生じにくいため
に、パッド４は主に超砥粒の先端によって研削される
が、このようなコンディショナでは超砥粒を分散配置し
ていて研削に作用する超砥粒の数が少ないので、研削性
能が低くなってしまうと考えられる。This conditioner can prevent clogging and perform good grinding when grinding a relatively soft pad 4, but grinds a relatively hard pad 4. When doing, the grinding performance was low. The present inventor has found that, in such a conditioner, not only the surface of the pad 4 is ground by the tips of the superabrasive grains, but also the superabrasive grains located in the outer periphery of the superabrasive grains arranged in an island shape. It was found that the grains acted as cutting edges and contributed greatly to the grinding of the pad 4. When the pad 4 that is relatively soft, that is, is relatively elastically deformed by such a conditioner is ground, the pad 4 is pressed by the grinding pressure.
It is considered that is elastically deformed and protrudes between the groups of island-shaped superabrasive grains, and the protruding portion is laterally scraped off by the superabrasive grains that serve as a cutting edge as the conditioner moves. On the other hand, when the pad 4 which is relatively hard, that is, relatively less elastically deformed by such a conditioner is ground, the protrusion as described above is less likely to occur. However, in such a conditioner, since the superabrasive grains are dispersedly arranged and the number of superabrasive grains that act on the grinding is small, it is considered that the grinding performance becomes low.
【０００８】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、切れ味が良く切り粉等の排出性の良好な電着
砥石を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an electrodeposition grindstone having a good sharpness and a good discharge property of chips and the like.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明にかかる電着砥石
は、表面に複数の凹部が互いに間隔をおいて形成されて
なる砥粒層を有していることを特徴としている。このよ
うに構成される電着砥石においては、砥粒層がその表面
に複数の凹部が形成された構成とされているので、砥粒
層が被削材にべた当たりしにくくなり、研削圧力が高め
られる。また、研削に用いた研削液や研削によって生じ
た切り粉は凹部内に排出されることとなるので、砥粒層
の目詰まりが生じにくくなる。そして、比較的軟質で弾
性変形しやすい被削材を研削する際には、研削圧力を受
けて被削材が弾性変形して凹部内にはみ出すこととな
り、凹部の周囲に設けられる砥粒が切刃として作用して
凹部内にはみ出した被削材を削り取ることとなる。ま
た、砥粒層において、凹部間に位置する部分の面積を十
分確保することで、研削に作用する砥粒の数を確保する
ことができる。The electrodeposition grindstone according to the present invention is characterized in that it has an abrasive grain layer on the surface of which a plurality of recesses are formed at intervals. In the electrodeposition grindstone configured in this manner, the abrasive grain layer is configured to have a plurality of recesses formed on the surface thereof, so that the abrasive grain layer does not easily stick to the work material, and the grinding pressure is To be enhanced. In addition, since the grinding liquid used for grinding and the cutting powder generated by grinding are discharged into the recesses, clogging of the abrasive grain layer is less likely to occur. When grinding a work material that is relatively soft and easily elastically deformed, the work material is elastically deformed by the grinding pressure and protrudes into the recess, and the abrasive grains provided around the recess are cut off. It acts as a blade to scrape off the work material protruding into the recess. Further, in the abrasive grain layer, by sufficiently securing the area of the portion located between the concave portions, it is possible to secure the number of abrasive grains that act on the grinding.
【００１０】ここで、平面視における砥粒層の全面積に
対して凹部の占める割合が５％よりも低いと、砥粒層が
被削材にべた当たりしやすくなり、研削圧力が分散して
切れ味が低下してしまう。また、この割合が４０％より
も高いと、凹部間に位置する部分の面積が小さくなり、
研削に作用する砥粒の数が低下するので、比較的硬質の
被削材を研削する際の研削性能が低下してしまう。この
ため、被削材が比較的硬質のものである場合には、電着
砥石において砥粒層の全面積に対して凹部が占める面積
は、５％から４０％の範囲内とすることが好ましい。When the ratio of the recesses to the total area of the abrasive grain layer in plan view is lower than 5%, the abrasive grain layer is apt to stick to the work material and the grinding pressure is dispersed. Sharpness deteriorates. If this ratio is higher than 40%, the area of the portion located between the recesses becomes small,
Since the number of abrasive grains that act on the grinding is reduced, the grinding performance is degraded when grinding a relatively hard work material. Therefore, when the work material is relatively hard, the area occupied by the recesses in the electrodeposition grindstone with respect to the total area of the abrasive grain layer is preferably within the range of 5% to 40%. .
【００１１】ここで、平面視における砥粒層の全面積に
対して凹部の占める割合が６０％よりも低いと、比較的
軟質の被削材を研削する場合には、砥粒層が被削材にべ
た当たりしやすくなり、研削圧力が分散して切れ味が低
下してしまう。一方で、この割合が９５％よりも高い
と、研削に作用する砥粒の数が少なくなって研削性能が
低下する上、被削材が部分的に研削されることとなって
不安定なコンディショニングとなってしまう。また、少
ない砥粒で研削を行うこととなるために砥粒の消耗が進
み、寿命が短くなってしまう。このため、被削材が比較
的軟質のものである場合には、砥粒層の全面積に対して
凹部が占める面積は、６０％から９５％の範囲内とする
ことが好ましい。Here, when the ratio of the recesses to the total area of the abrasive grain layer in plan view is lower than 60%, when the relatively soft work material is ground, the abrasive grain layer is cut. The material easily sticks to the material, the grinding pressure is dispersed, and the sharpness is reduced. On the other hand, if this ratio is higher than 95%, the number of abrasive grains that act on the grinding is reduced and the grinding performance is deteriorated, and the work material is partially ground, resulting in unstable conditioning. Will be. Further, since grinding is performed with a small amount of abrasive grains, the abrasive grains are consumed more and the life is shortened. For this reason, when the work material is relatively soft, the area occupied by the recesses is preferably in the range of 60% to 95% with respect to the total area of the abrasive grain layer.
【００１２】また、砥粒層を、前記凹部として平面視で
丸形、または三角形以上の多角形状をなす凹部が形成さ
れた構成とすることで、砥粒層を不定形の凹部が形成さ
れた構成とした場合に比べて研削性能が安定し、電着砥
石の研削性能の評価が正確かつ容易になる。そして、凹
部が丸形である場合には、ドリル等を用いた切削加工に
よって凹部を容易に形成することができるので、電着砥
石の生産性を向上させることができる。Further, by forming the abrasive grain layer as the above-mentioned concave portion in a circular shape in plan view, or forming a concave portion having a polygonal shape of a triangle or more, an irregular shaped concave portion is formed in the abrasive grain layer. The grinding performance is more stable than in the case of the configuration, and the evaluation of the grinding performance of the electrodeposition grindstone becomes accurate and easy. When the concave portion is round, the concave portion can be easily formed by cutting using a drill or the like, so that the productivity of the electrodeposition grindstone can be improved.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を添
付図面により説明するが、上述の従来技術と同一の部分
には同一の符号を用いて説明する。図１は、本実施の形
態にかかるコンディショナの研削作用面を示す平面図、
図２は、図１に示すコンディショナの構成を概略的に示
す縦断面図、図３は、本実施形態にかかるコンディショ
ナの製造工程を示す図である。本実施の形態によるＣＭ
Ｐ用のコンディショナ２０は、電着砥石（電着ホイー
ル）で構成されており、例えばステンレス等からなる円
板形の台金２１の略円形をなす一面２１ａ上の全面に、
ＮｉめっきやＮｉ基合金めっき等によって形成される金
属結合相２２が形成され、この金属結合相２２によって
例えばダイヤモンド砥粒等の多数の砥粒１４…が固着さ
れて砥粒層２３を形成している。なお、砥粒１４は、ダ
イヤモンドやｃＢＮ等の超砥粒に限らず、アルミナＡｌ
2Ｏ3、炭化珪素ＳｉＯ2などの一般砥粒であってもよ
い。コンディショナ２０は、砥粒１４が一層のみ形成さ
れて金属結合相２２によって固着された単層砥石であ
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The same parts as those of the above-mentioned conventional art will be described using the same reference numerals. FIG. 1 is a plan view showing a grinding action surface of a conditioner according to the present embodiment,
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view schematically showing the configuration of the conditioner shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process of the conditioner according to this embodiment. CM according to this embodiment
The conditioner 20 for P is composed of an electrodeposition grindstone (electrodeposition wheel), and is formed on the entire surface on the substantially circular one surface 21a of the disk-shaped base metal 21 made of, for example, stainless steel,
A metallic bond phase 22 formed by Ni plating, Ni-based alloy plating, or the like is formed, and a large number of abrasive grains 14 ... There is. The abrasive grains 14 are not limited to superabrasive grains such as diamond and cBN, but may be alumina Al.
It may be a general abrasive such as 2 O 3 or silicon carbide SiO 2 . The conditioner 20 is a single-layer grindstone in which only one layer of the abrasive grains 14 is formed and fixed by the metal bonded phase 22.
【００１４】このコンディショナ２０では、砥粒層２３
は、その表面に複数の凹部２６が互いに間隔をおいて形
成された構成とされている。本実施の形態では、砥粒層
２３は、平面視で直径が約３ｍｍの略円形の凹部２６を
有する構成とされており、これら凹部２６が略格子状ま
たは網目状に配列された構成とされている。このように
凹部２６を丸形とすることで、ドリル等を用いた切削加
工によって凹部２６を容易に形成することができ、コン
ディショナ２０の生産性を向上させることができる。こ
れに限らず、砥粒層２３は、平面視で三角形以上の多角
形状をなす凹部２６が形成された構成としてもよい。こ
のように、砥粒層２３を、平面視で丸形、または三角形
以上の多角形状をなす凹部２６が形成された構成とする
ことで、砥粒層２３を不定形の凹部２６が形成された構
成とした場合に比べて研削性能が安定し、コンディショ
ナ２０の研削性能の評価が正確かつ容易になる。また、
これら凹部２６の配置は、上記の他、例えば砥粒層２３
に対して同心円状に複数列配置したり、螺旋状に配置し
てもよい。In this conditioner 20, the abrasive grain layer 23
Has a structure in which a plurality of recesses 26 are formed on the surface thereof at intervals. In the present embodiment, the abrasive grain layer 23 is configured to have substantially circular recesses 26 having a diameter of about 3 mm in a plan view, and these recesses 26 are arranged in a substantially lattice shape or a mesh shape. ing. By thus forming the recess 26 into a round shape, the recess 26 can be easily formed by cutting using a drill or the like, and the productivity of the conditioner 20 can be improved. The present invention is not limited to this, and the abrasive grain layer 23 may have a configuration in which a concave portion 26 having a polygonal shape of a triangle or more in plan view is formed. In this way, by forming the abrasive grain layer 23 in the plan view to have the recess 26 having a round shape or a polygonal shape of a triangle or more, the abrasive grain layer 23 has the irregular recess 26 formed therein. The grinding performance is more stable than in the case of the configuration, and the evaluation of the grinding performance of the conditioner 20 is accurate and easy. Also,
The arrangement of the recesses 26 may be other than the above, for example, the abrasive grain layer 23.
Alternatively, a plurality of rows may be arranged concentrically or spirally.
【００１５】さらに、砥粒層２３は、凹部２６の内面に
も砥粒１４…が配設された構成とされている。これに限
らず、砥粒層２３は、凹部２６の内面に砥粒１４…が配
設されていない構成としてもよい。ここで、砥粒層２３
の表面から凹部２６の底面までの深さＤが０．１ｍｍよ
りも浅いと、砥粒層２３が凹部２６を有していない構成
とした場合と同様に目詰まりが生じやすくなってしま
う。一方で、この深さＤが０．５ｍｍよりも深いと、凹
部２６の底面に対してパッド４が当接しなくなり、凹部
２６の底面に設けられた砥粒１４によるパッド４の研削
が行われなくなるので、研削性能が低下してしまう。こ
のため、砥粒層２３の表面から凹部２６の底面までの深
さＤは、０．１ｍｍから０．５ｍｍの範囲内であること
が望ましい。Further, the abrasive grain layer 23 has a structure in which the abrasive grains 14 ... Are disposed also on the inner surface of the recess 26. Not limited to this, the abrasive grain layer 23 may have a configuration in which the abrasive grains 14 ... Are not provided on the inner surface of the recess 26. Here, the abrasive layer 23
If the depth D from the surface to the bottom surface of the concave portion 26 is shallower than 0.1 mm, clogging is likely to occur as in the case where the abrasive grain layer 23 does not have the concave portion 26. On the other hand, when the depth D is deeper than 0.5 mm, the pad 4 does not come into contact with the bottom surface of the recess 26, and the pad 4 is not ground by the abrasive grains 14 provided on the bottom surface of the recess 26. Therefore, the grinding performance is reduced. Therefore, the depth D from the surface of the abrasive grain layer 23 to the bottom surface of the recess 26 is preferably within the range of 0.1 mm to 0.5 mm.
【００１６】ここで、本実施の形態で示すコンディショ
ナ２０は、比較的硬質で弾性変形しにくいパッド４に対
して用いられるものであって、平面視における砥粒層２
３の全面積に対して凹部２６が占める面積は、５％から
４０％の範囲内とされている。砥粒層２３の全面積に対
する凹部２６の占める割合が５％よりも低いと、砥粒層
２３がパッド４にべた当たりしやすくなり、研削圧力が
分散して切れ味が低下してしまう。また、この割合が４
０％よりも高いと、砥粒層２３において凹部２６間に位
置する部分の面積が小さくなり、研削に作用する砥粒の
数が低下するので、比較的硬質のパッド４を研削する際
の研削性能が低下してしまう。Here, the conditioner 20 shown in the present embodiment is used for the pad 4 which is relatively hard and is not easily elastically deformed, and is the abrasive grain layer 2 in a plan view.
The area occupied by the recesses 26 with respect to the total area of 3 is within the range of 5% to 40%. When the ratio of the recesses 26 to the total area of the abrasive grain layer 23 is lower than 5%, the abrasive grain layer 23 easily sticks to the pad 4, the grinding pressure is dispersed, and the sharpness is reduced. Also, this ratio is 4
When it is higher than 0%, the area of the portion of the abrasive grain layer 23 located between the recesses 26 becomes small and the number of abrasive grains acting on the grinding decreases, so that the grinding when grinding the relatively hard pad 4 is performed. Performance will decrease.
【００１７】以下に、図３を用いて、このように構成さ
れるコンディショナ２０の製造工程を説明する。まず、
図３（ａ）に示すように、例えばＳＵＳ３０４等からな
る円板形状の台金２１の一面２１ａにドリル等を用いた
切削加工を施して、図３（ｂ）に示すように、一面２１
ａに複数の止まり穴３０を形成する。ここで、止まり穴
３０は、切削加工の他、例えば一面２１ａにマスキング
を施して止まり穴３０となる部分のみをエッチング等に
よって除去することによって形成してもよい。このよう
にして止まり穴３０が形成された台金２１の一面２１ａ
上にめっきによって金属結合相２２を形成し、この金属
結合相２２によって止まり穴３０の内面を含む一面２１
ａ全面に砥粒１４…を固着して、図３（ｃ）に示すよう
に、一面２１ａ上に砥粒層２３を形成する。砥粒層２３
の表面において、一面２１ａ上の止まり穴３０が形成さ
れる部分は他の部分よりも窪むこととなり、これによっ
て凹部２６が形成されることとなる。このようにして、
台金２１の一面２１ａ上に、その表面に互いに間隔をお
いて複数の凹部２６が形成された砥粒層２３を形成する
ことで、コンディショナ２０を得る。The manufacturing process of the conditioner 20 thus constructed will be described below with reference to FIG. First,
As shown in FIG. 3 (a), one surface 21 a of a disk-shaped base metal 21 made of SUS304 or the like is subjected to cutting work using a drill or the like, and as shown in FIG.
A plurality of blind holes 30 are formed in a. Here, the blind hole 30 may be formed by cutting, for example, by masking the one surface 21a and removing only the portion to be the blind hole 30 by etching or the like. One surface 21a of the base metal 21 having the blind hole 30 formed in this way
A metal bonding phase 22 is formed on the top surface by plating, and the metal bonding phase 22 forms one surface 21 including the inner surface of the blind hole 30.
The abrasive grains 14 ... Are fixed on the entire surface of a, and the abrasive grain layer 23 is formed on the one surface 21a as shown in FIG. 3 (c). Abrasive layer 23
On the surface of, the portion where the blind hole 30 is formed on the one surface 21a is recessed more than the other portion, and thus the concave portion 26 is formed. In this way
The conditioner 20 is obtained by forming the abrasive grain layer 23 on the surface 21 a of the base metal 21 in which a plurality of recesses 26 are formed on the surface of the base metal 21 at intervals.
【００１８】本実施の形態によるコンディショナ２０は
上述の構成を備えており、図４に示すＣＭＰ装置１のア
ーム１０に装着された状態で、パッド４のコンディショ
ニングを行うに際して、回転する回転テーブル３上のパ
ッド４に対してアーム１０を揺動させることでコンディ
ショナ２０を往復揺動させ、パッド４を研削してその平
坦度を回復または維持させる。研削に際して、コンディ
ショナ２０は、砥粒層２３の表面に配設される砥粒１４
…の先端によってパッド４の表面を研削する。さらに、
研削圧力を受けてパッド４が弾性変形して凹部２６内に
はみ出した場合には、この部分は、凹部２６の周囲に配
設される砥粒１４…によって側方から削り取られたり、
凹部２６の底面に配設される砥粒１４…によって削り取
られることとなる。そして、研削に用いた研削液や研削
によって生じた切り粉は凹部２６内に排出されることと
なり、砥粒層２３の目詰まりが生じにくくなる。The conditioner 20 according to the present embodiment has the above-mentioned structure, and when the pad 4 is conditioned while being mounted on the arm 10 of the CMP apparatus 1 shown in FIG. 4, the rotary table 3 rotates. The conditioner 20 is reciprocally rocked by rocking the arm 10 with respect to the upper pad 4, and the pad 4 is ground to recover or maintain its flatness. During grinding, the conditioner 20 uses the abrasive grains 14 provided on the surface of the abrasive grain layer 23.
The surface of the pad 4 is ground by the tip of. further,
When the pad 4 is elastically deformed by the grinding pressure and protrudes into the concave portion 26, this portion is laterally scraped off by the abrasive grains 14 disposed around the concave portion 26,
The abrasive grains 14 disposed on the bottom surface of the concave portion 26 scrape off. Then, the grinding liquid used for grinding and the cutting chips generated by grinding are discharged into the recesses 26, so that the abrasive grain layer 23 is less likely to be clogged.
【００１９】このように構成されるコンディショナ２０
によれば、砥粒層２３がその表面に複数の凹部２６が形
成された構成とされているので、砥粒層２３がパッド４
にべた当たりしなくなり、砥粒１４…に研削圧力を高め
て切れ味を良好に保つことができる。また、研削に用い
た研削液や研削によって生じた切り粉は凹部２６内に排
出されることとなるので、砥粒層２３の目詰まりが生じ
にくく、良好な研削を行うことができる。そして、この
コンディショナ２０では、平面視における砥粒層２３の
全面積に対して凹部２６が占める面積は、５％から４０
％の範囲内とされており、砥粒層２３において凹部２６
間に位置する部分の面積が十分確保されているので、パ
ッド４が比較的硬質で弾性変形しにくく凹部２６内への
はみ出しが生じにくいものであっても、研削に作用する
砥粒１４の数を確保して十分な研削性能を維持すること
ができる。The conditioner 20 configured as described above
According to the above, since the abrasive grain layer 23 has a structure in which a plurality of concave portions 26 are formed on the surface thereof, the abrasive grain layer 23 is formed by the pad 4
It does not become sticky, and the grinding pressure can be increased for the abrasive grains 14 to maintain good sharpness. Further, since the grinding liquid used for grinding and the cutting dust generated by the grinding are discharged into the concave portion 26, the abrasive grain layer 23 is less likely to be clogged, and good grinding can be performed. In this conditioner 20, the area occupied by the recesses 26 with respect to the total area of the abrasive grain layer 23 in plan view is 5% to 40%.
%, And the concave portion 26 in the abrasive grain layer 23 is
Even if the pad 4 is relatively hard and is not easily elastically deformed and is unlikely to protrude into the concave portion 26, the number of the abrasive grains 14 that acts on grinding is ensured because the area of the portion located therebetween is sufficiently secured. Therefore, sufficient grinding performance can be maintained.
【００２０】ここで、上記実施の形態では、コンディシ
ョナ２０を、平面視において砥粒層２３の全面積に対し
て凹部２６の占める割合が５％から４０％の範囲内とし
た例を示したが、コンディショナ２０が比較的軟質で弾
性変形しやすいパッド４の研削に用いられるものである
場合には、上記割合は６０％から９５％の範囲内とする
ことが好ましい。言い換えると、砥粒層２３において凹
部２６に対する凸部が、砥粒層２３の全面積に対して５
％から４０％を占めることとなる。この場合、例えば砥
粒層２３において研削時における周速が遅く、研削にあ
まり作用しない中央部分には比較的大径の凹部２６を配
置してこの部分に逃げを形成し、周速が早く研削に効果
的に作用する外周部分には比較的小径の凹部２６を配置
する。砥粒層２３の全面積に対して凹部２６の占める割
合が６０％よりも小さいと、比較的軟質のパッド４を研
削する場合には、砥粒層２３がパッド４にべた当たりす
ることとなり、研削圧力が分散して切れ味が低下してし
まう。一方で、この割合が９５％よりも高いと、研削に
作用する砥粒１４の数が少なくなって研削性能が低下す
る上、パッド４が部分的に研削されることとなって不安
定なコンディショニングとなってしまう。また、少ない
砥粒で研削を行うこととなるために砥粒１４の消耗が進
み、寿命が短くなってしまう。このため、パッド４が比
較的軟質のものである場合には、砥粒層２３の全面積に
対して凹部２６が占める面積は、６０％から９５％の範
囲内とすることが好ましい。Here, in the above embodiment, the conditioner 20 has an example in which the ratio of the recesses 26 to the total area of the abrasive grain layer 23 in plan view is in the range of 5% to 40%. However, when the conditioner 20 is used for grinding the pad 4 which is relatively soft and easily elastically deformed, the above ratio is preferably in the range of 60% to 95%. In other words, the convex portion with respect to the concave portion 26 in the abrasive grain layer 23 is 5 with respect to the entire area of the abrasive grain layer 23.
% To 40%. In this case, for example, in the abrasive grain layer 23, the peripheral speed at the time of grinding is slow, and a recess 26 having a relatively large diameter is arranged in the central portion which does not affect the grinding so much that a clearance is formed in this portion, so that the peripheral speed is high. A recess 26 having a relatively small diameter is arranged in the outer peripheral portion that effectively acts on the. If the ratio of the recesses 26 to the total area of the abrasive grain layer 23 is less than 60%, the abrasive grain layer 23 will stick to the pad 4 when the relatively soft pad 4 is ground. The grinding pressure is dispersed and the sharpness is reduced. On the other hand, if this ratio is higher than 95%, the number of abrasive grains 14 acting on the grinding is reduced, the grinding performance is deteriorated, and the pad 4 is partially ground, resulting in unstable conditioning. Will be. Further, since the grinding is performed with a small number of abrasive grains, the abrasive grains 14 are consumed more and the life is shortened. Therefore, when the pad 4 is relatively soft, it is preferable that the area occupied by the recesses 26 be within the range of 60% to 95% with respect to the entire area of the abrasive grain layer 23.
【００２１】ここで、上記実施の形態では、本発明の電
着砥石をＣＭＰ装置に用いるコンディショナに採用した
例を示したが、これ以外にも研磨研削装置に採用できる
ことはいうまでもない。Here, in the above-mentioned embodiment, the example in which the electrodeposition grindstone of the present invention is adopted in the conditioner used in the CMP apparatus is shown, but it goes without saying that it can be adopted in the grinding and grinding apparatus other than this.
【００２２】[0022]
【実施例】次に、本実施形態にかかるコンディショナ２
０を用いたパッドの研削試験について説明する。この研
削試験では、本実施形態にかかるコンディショナ（以
下、実施例とする）と、島状に砥粒群を配置した従来の
コンディショナ（以下、従来例とする）とを用意し、こ
れらのコンディショナを用いて図４に示すように回転テ
ーブル３上に貼り付けられたパッド４の研削を行い、そ
れぞれの研削性能の比較を行った。EXAMPLES Next, the conditioner 2 according to the present embodiment
A pad grinding test using 0 will be described. In this grinding test, a conditioner according to the present embodiment (hereinafter, referred to as an example) and a conventional conditioner having an abrasive grain group arranged in an island shape (hereinafter, referred to as a conventional example) were prepared. As shown in FIG. 4, a pad 4 attached to the rotary table 3 was ground using a conditioner, and the respective grinding performances were compared.
【００２３】実施例では、砥粒層２３が、平面視で直径
約３ｍｍの略円形の凹部２６を有し、略格子状または網
目状に凹部２６が配列された構成のものを用いている。
さらに、砥粒層２３は、凹部２６の内面にも砥粒１４…
が配設された構成とされ、砥粒層２３の表面から凹部２
６の底面までの深さＤは０．２ｍｍとされている。ま
た、実施例及び従来例は、ともに砥粒１４として平均粒
径ｄが１４６μｍ（粒度＃１００）のものを用いてい
る。また、被削材であるパッド４としては、ロデール・
ニッタ社製のＩＣ−１０００を用いており、パッド４の
研削条件は、回転テーブル３の外径（パッド４の外径）
が６００ｍｍ、回転テーブル３の回転数は４５ｍｉ
ｎ-1、コンディショナの回転数は５６ｍｉｎ-1、コンデ
ィショナに加える垂直方向の荷重は２４Ｎとし、パッド
４の表面には純水を１７ｍＬ／ｍｉｎで供給しながら研
削を行った。In the embodiment, the abrasive grain layer 23 has a structure in which concave portions 26 having a diameter of about 3 mm in a plan view are formed, and the concave portions 26 are arranged in a substantially lattice shape or a mesh shape.
Further, the abrasive grain layer 23 has the abrasive grains 14 ...
And the concave portion 2 is formed from the surface of the abrasive grain layer 23.
The depth D to the bottom surface of 6 is 0.2 mm. Further, in the examples and the conventional examples, the abrasive grains 14 having an average grain size d of 146 μm (grain size # 100) are used. Further, as the pad 4 which is a work material, Rodel
The Nitta IC-1000 is used, and the grinding conditions for the pad 4 are the outer diameter of the rotary table 3 (the outer diameter of the pad 4).
Is 600 mm, and the rotation speed of the rotary table 3 is 45 mi.
Grinding was performed while supplying pure water to the surface of the pad 4 at 17 mL / min, with n −1 , the rotation speed of the conditioner being 56 min −1 , and the vertical load applied to the conditioner being 24 N.
【００２４】コンディショナとして実施例を用いた場合
には、パッド４の研削レートは３０μｍ／ｈと十分であ
る。またパッド４の表面は良好に削り取られており、パ
ッド４の平坦度が確保されるとともに、パッド４のスラ
リＳの保持能力を高く維持することができた。このよう
に、実施例によって研削されたパッド４は、平坦度が確
保されるとともにスラリＳの保持能力が高く維持されて
いるので、ウエーハの研磨精度及び研磨能率も高く、ウ
エーハの研磨を効率的に行うことができる。When the embodiment is used as a conditioner, the pad 4 has a sufficient grinding rate of 30 μm / h. In addition, the surface of the pad 4 was scraped off satisfactorily, so that the flatness of the pad 4 was ensured and the holding ability of the slurry S of the pad 4 could be maintained high. As described above, since the flatness of the pad 4 ground by the embodiment is ensured and the holding ability of the slurry S is kept high, the polishing accuracy and the polishing efficiency of the wafer are also high, and the polishing of the wafer is efficient. Can be done.
【００２５】これに対し、従来例を用いた場合には、パ
ッド４の研削レートは２０μｍ／ｈと低く、またパッド
４の表面では起毛が切れずに倒されており、表面状態は
よくなかった。このため、このパッド４によって研磨さ
れるウエーハの研磨精度及び研磨能率は低く、ウエーハ
の研磨に時間がかかり、生産性が低い。このことから、
従来例のコンディショナでは、パッド４の研削性能が低
く、良好なコンディショニングを行うことができないこ
とがわかる。On the other hand, when the conventional example is used, the grinding rate of the pad 4 is as low as 20 μm / h, and the surface of the pad 4 is collapsed without breaking, and the surface condition is not good. . Therefore, the polishing accuracy and the polishing efficiency of the wafer polished by the pad 4 are low, the polishing of the wafer takes time, and the productivity is low. From this,
It can be seen that the conditioner of the conventional example has a low grinding performance of the pad 4, and cannot perform good conditioning.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる電
着砥石では、砥粒層が表面に凹部が形成された構成とさ
れているので、砥粒層が被削材にべた当たりしにくくな
り、研削圧力が高められて切れ味が良好になる。また、
研削に用いた研削液や研削によって生じた切り粉は凹部
内に排出されることとなるので、砥粒層の目詰まりが生
じにくくなり、良好な研削を行うことができる。そし
て、比較的軟質で弾性変形しやすい被削材を研削する際
には、研削圧力を受けて被削材が弾性変形して凹部内に
はみ出すこととなり、凹部の周囲に設けられる砥粒が切
刃として作用して凹部内にはみ出した被削材を削り取る
こととなるので、良好な研削を行うことができる。ま
た、砥粒層において、凹部間に位置する部分の面積を十
分確保することで、研削に作用する砥粒の数を確保し
て、切れ味を良好にすることができる。As described above, in the electrodeposition grindstone according to the present invention, since the abrasive grain layer is formed with the concave portion on the surface, the abrasive grain layer is less likely to hit the work material. Therefore, the grinding pressure is increased and the sharpness is improved. Also,
Since the grinding liquid used for grinding and the cutting powder generated by grinding are discharged into the recesses, clogging of the abrasive grain layer is less likely to occur, and good grinding can be performed. When grinding a work material that is relatively soft and easily elastically deformed, the work material is elastically deformed by the grinding pressure and protrudes into the recess, and the abrasive grains provided around the recess are cut off. Since it works as a blade to scrape off the work material protruding into the recess, good grinding can be performed. In addition, in the abrasive grain layer, by sufficiently securing the area of the portion located between the concave portions, it is possible to secure the number of abrasive grains that act on the grinding and improve the sharpness.
【図１】 本発明の一実施の形態にかかるコンディショ
ナの研削作用面を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a grinding surface of a conditioner according to an embodiment of the present invention.
【図２】 図１に示すコンディショナの構成を概略的に
示す縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view schematically showing the configuration of the conditioner shown in FIG.
【図３】 本実施形態にかかるコンディショナの製造工
程を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process of the conditioner according to the present embodiment.
【図４】 従来のＣＭＰ装置の要部斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a main part of a conventional CMP apparatus.
【図５】 図４に示すコンディショナの（ａ）は部分断
面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線縦断面図である。5A is a partial sectional view of the conditioner shown in FIG. 4, and FIG. 5B is a vertical sectional view taken along line AA of FIG.
【図６】 図５に示す砥粒層の部分縦断面図である。6 is a partial vertical cross-sectional view of the abrasive grain layer shown in FIG.
２０ コンディショナ（電着砥石） ２３ 砥粒層 ２６ 凹部 20 Conditioner (Electroplated whetstone) 23 Abrasive layer 26 recess
フロントページの続き (72)発明者 下前 直樹 福島県いわき市泉町黒須野字江越246−１ 三菱マテリアル株式会社いわき製作所内 (72)発明者 畑 花子 福島県いわき市泉町黒須野字江越246−１ 三菱マテリアル株式会社いわき製作所内 Ｆターム(参考） 3C047 EE11 3C058 AA09 AA19 DA17 3C063 AA02 AB05 BA24 BB02 BB24 BC02 BG01 BG07 CC12 EE26 FF20 FF23 Continued front page (72) Inventor Naoki Shimozene 246-1 Ekoshi, Kurosuno, Izumi-machi, Iwaki-shi, Fukushima Prefecture Iwaki Works, Mitsubishi Materials Corporation (72) Inventor Hanako Hata 246-1 Ekoshi, Kurosuno, Izumi-machi, Iwaki-shi, Fukushima Prefecture Iwaki Works, Mitsubishi Materials Corporation F term (reference) 3C047 EE11 3C058 AA09 AA19 DA17 3C063 AA02 AB05 BA24 BB02 BB24 BC02 BG01 BG07 CC12 EE26 FF20 FF23
Claims (4)
形成されてなる砥粒層を有していることを特徴とする電
着砥石。1. An electrodeposition grindstone having an abrasive grain layer on the surface of which a plurality of recesses are formed at intervals.
して前記凹部の占める割合が５％から４０％の範囲内と
されていることを特徴とする請求項１記載の電着砥石。2. The electrodeposition grindstone according to claim 1, wherein the ratio of the recesses to the total area of the abrasive grain layer in plan view is in the range of 5% to 40%.
して前記凹部の占める割合が６０％から９５％の範囲内
とされていることを特徴とする請求項１記載の電着砥
石。3. The electroplated whetstone according to claim 1, wherein the ratio of the recesses to the total area of the abrasive grain layer in plan view is in the range of 60% to 95%.
丸形、または三角形以上の多角形状の凹部が形成された
構成とされていることを特徴とする請求項１から３のい
ずれかに記載の電着砥石。4. The abrasive grain layer is configured such that the concave portion has a circular concave shape in plan view or a polygonal concave shape of a triangle or more is formed. Electroplated whetstone described in.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001209582A JP2003025230A (en) | 2001-07-10 | 2001-07-10 | Electro-deposited grinding wheel |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003025230A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010253638A (en) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Yasunaga Corp | Grinding wheel and grinding device using the same |
| US9333627B2 (en) | 2011-09-02 | 2016-05-10 | Mitsubishi Heavy Industries Machine Tool Co., Ltd. | Grindstone tool and method for manufacturing same |
| CN113950390A (en) * | 2019-06-27 | 2022-01-18 | 株式会社东京钻石工具制作所 | Synthetic grindstone |
-
2001
- 2001-07-10 JP JP2001209582A patent/JP2003025230A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN113950390A (en) * | 2019-06-27 | 2022-01-18 | 株式会社东京钻石工具制作所 | Synthetic grindstone |
| CN113950390B (en) * | 2019-06-27 | 2023-03-31 | 株式会社东京钻石工具制作所 | Synthetic grindstone |
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