JP2003324086A - 研磨用工具プレート - Google Patents
研磨用工具プレートInfo
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
なる研磨剤を用いる研磨用工具プレートにおいて、研磨
面を高平坦化し、コンデショニング作業が必要なく長寿
命であり、かつ長時間にわたり加工能率を維持できる研
磨用工具プレートを提供する。 【解決手段】研磨用定盤1と被研磨体間に母粒子とその
表面に保持される微細砥粒とからなる研磨剤を供給して
研磨するのに用いられる研磨用工具プレートおいて、こ
の研磨用定盤1の加工面2に多数の孔3が設けられた研
磨用工具プレートである。
Description
らなる研磨剤を用いて行う研磨に使用される研磨用工具
プレートに係わり、特に加工面に多数の孔が設けられた
研磨用工具プレートに関する。
ような先端電子機器部品やその基板の仕上げ工程では、
種々の研磨布を使った遊離砥粒研磨が採用され精密研磨
が行われている。その研磨布として、近年、粗さやうね
りに対して悪影響を与えることが比較的少ない発泡体が
多く使用されるようになっている。
い加工が要求されており、より硬質の研磨布が好まれて
いるが、硬質の研磨布を使用すると、被研磨体の研磨面
に粗さが出にくい、被研磨体の研磨面にスクラッチが発
生しやすいなどの問題があり、この問題の解決策として
硬質樹脂層と軟質樹脂層を重ね合わせた二層研磨布など
が提案されている。
及び研磨方法では、研磨時間とともに研磨布加工面の凹
凸が少なくなり、また、切屑や研磨材が堆積して加工能
率を低下させる現象があり、これを抑制するために、ダ
イヤモンド砥石で研磨布加工面を削り直すコンデショニ
ング作業が行われるため、研磨布の寿命が短くなり、ま
たダイヤモンド砥石からの砥粒の脱落がスクラッチを生
じさせるなどの問題があった。
みを有しているため、弾性による変形が大きく、ときと
して被研磨体の研磨面端部にダレが生じ、この形状制度
を高めることが困難であった。
ラスなど被研磨体は大口径化しており、これに比例して
研磨機も大型になり、これに使用される研磨布もそれに
追従して大きくなり、その取扱いも困難になっていた。
に、本願発明者等は、特開2001−300843公報
記載のように、母粒子と微細砥粒からなる研磨剤を用い
た研磨方法(以下、単に複合粒子研磨方法という。)を
提案し、研磨特性の長期安定を実現し、研磨に直接関係
しない不要な摩擦抵抗を軽減し、さらに研磨布の張替え
の必要のない研磨方法を実現する複合粒子研磨方法を提
案した。
おいて、研磨用定盤としてガラス、アルミナセラミック
ス、鋳鉄、SUS等を用い、その表面粗さが非常に小さ
い平滑面では、加工域への母粒子の供給が適切に行われ
難い場合があり、また母粒子の保持効果も不十分で加工
能率が低下し、研磨面と研磨用定盤の接触により被加工
物にスクラッチが入るおそれがあり、さらに、加工面の
みを粗面加工にした研磨用定盤を用いると加工初期には
適切な加工能率が得られるが、研磨時間の経過に伴い研
磨用定盤加工面が摩耗して加工能率が低下するため研磨
用定盤を削り直すコンデショニング作業が必要となり、
そのための手間が非常に大きくなり、また、研磨用定盤
の寿命が短くなる場合があるなど改良を必要とする点が
あった。
磨面を高平坦化し、コンデショニング作業が必要なく長
寿命であり、かつ、長時間にわたり加工能率を維持でき
る研磨用工具プレートが要望されていた。
を考慮してなされたもので、母粒子とその表面に保持さ
れる微細砥粒とからなる研磨剤を用いた研磨を行うのに
使用する研磨用工具プレートにおいて、研磨面を高平坦
化し、コンデショニング作業が必要なく長寿命であり、
かつ、長時間にわたり加工能率を維持できる研磨用工具
プレートを提供することを目的とする。
め、本発明の1つの態様によれば、母粒子とその表面に
保持される微細砥粒とからなる研磨剤を用いた研磨方法
に使用される研磨用工具プレートであって、この工具プ
レートの加工面に多数の孔が設けられたことを特徴とす
る研磨用工具プレートが提供される。これにより、上記
多数の孔が母粒子の動きを適度に制御する機能を有する
ことで、研磨面を高平坦化し、コンデショニング作業が
必要なく長寿命であり、かつ長時間にわたり加工能率を
維持できる。
ーラス材で形成される。これにより、加工面に多数の孔
が3次元的にランダムに設けられた研磨用工具プレート
が実現されることで、長時間に亘り加工能率を維持する
ことが可能となる。
材は、気孔径が10〜100μmの気孔を有し、かつ気
孔率が体積比10〜70%の気孔を内部及び加工面に露
出して略均一に有する。これにより、コンデショニング
作業を行わなくとも、母粒子の保持能力を適度に維持で
き加工能率を長時間維持することができ、結果、長寿命
になる。
ートは、その加工面に孔径10〜100μmの多数の縦
孔が略等間隔に形成され、その縦孔の総面積は前記研摩
面の総表面積に対して30〜70%である。これによ
り、加工面に多数の孔が設けられた研磨用工具プレート
が実現され、コンデショニング作業を行わなくとも、母
粒子の保持能力を適度に維持でき、長寿命になる。
ートは、その加工面の形状偏差が20μm以下の板状体
からなる。これにより、研磨面の高平坦化が可能な研磨
用工具プレートが実現される。
ートの基材は、セラミックスからなる。これにより、硬
度が大きく、耐摩耗性、耐薬品性に優れる長寿命の研磨
用工具プレートが実現される。
プレートの一実施形態について添付図面を参照して説明
する。
トの一実施形態の概念図である。
工具プレートの一実施形態としての研磨用定盤1は、そ
の加工面2に多数の連通気孔である孔3が設けられた円
板、例えば、セラミックスポーラス材で形成されてお
り、孔(気孔)3はその気孔径が10〜100μmであ
り、かつ気孔率が体積比10〜70%の気孔を内部及び
加工面2に露出して略均一に有する。
か、金属、ガラス、及び合成樹脂などをポーラス状に形
成したものであってもよい。研磨用定盤1をポーラス状
にすることにより、例え研磨用定盤1が摩耗しても、そ
の加工面2に順次気孔3が現れるので、コンデショニン
グ作業を行わなくとも、母粒子の保持能力を適度に維持
できるため、研磨用定盤1は加工能率を長時間維持する
ことができ、結果、長寿命になる。
μmにすることで、母粒子の動きが適切に制御され、加
工面2が高平坦になり、さらに、気孔率を体積比10〜
70%にすることで、十分な母粒子保持効果が得られ、
除去能率(加工能率)を向上させることができる。気孔
3の気孔径が10μm未満では、母粒子の保持効果が低
いため加工能率低下といった不具合が生じ、気孔径が1
00μmを超えると、気孔への母粒子の落ち込みにより
加工域に存在し得る母粒子数が少なくなり研磨用定盤1
と被研磨体が直接接触し、研磨面にスクラッチを発生さ
せる。また、気孔率が体積比10%未満では、母粒子保
持作用の低下による加工能率低下が問題となり、70%
を超えると加工域の母粒子が少なすぎるため加工能率が
低下し、さらに、スクラッチが発生する。
(f)に示すように、円形(図2(a))、楕円形(図
2(b))、不等辺多角形(図2(c))、正方形(図
2(e))、長方形(図2(e))及び図2(f)に示
す任意形状のものであってもよく、これらいずれかの組
み合せであってもよい。
に、研磨用定盤1Aに設けられる気孔の変形例としての
気孔3Aは、開気孔3Aa及び閉気孔3Abからなって
いてもよい。この閉気孔3Abは、研磨工程における研
磨用定盤1Aの摩耗により開気孔となり、母粒子保持作
用を発揮する。このような作用を確実かつ均等に得るた
めに、当該気孔は、研磨用定盤の内部および加工面に露
出して略均一に存在せしめることが好ましい。
の他の実施形態について説明する。
施形態の研磨用定盤1Bは、円板形状で、例えば、セラ
ミックス製であり、その加工面2Bに孔径10〜100
μmの多数の縦孔3Bが例えば略等間隔に形成され、そ
の縦孔3Bの総面積は、加工面2Bの総表面積に対して
30〜70%である。
ては、セラミックスのうち、耐摩耗性、耐薬品性に優れ
ることから、アルミナ、あるいは、炭化珪素が好まし
い。縦孔3Bの形状は、円柱、多角柱あるいはこれらの
複合形状が好ましい。また、これらは、加工面に対し、
垂直に設けられたもののみならず、平行にもしくはラン
ダムに傾斜させたものであってもよい。
うに除去能率が低下し、気孔径が100μmを超える
と、研磨面にスクラッチを発生させる。
断面積の割合が30%未満であると、母粒子保持効果の
不足により加工能率が低下し、70%を超えると孔部へ
多数の母粒子が落ち込むことから加工域の母粒子数が減
少し加工能率が低下し、研磨用定盤1Bと被研磨体が接
触するといった不具合が生じる。
いた複合粒子研磨方法について説明する。
定盤1と被研磨体4間に母粒子5とその表面に保持され
る微細砥粒6とからなる研磨剤7を所定量供給して、研
磨用定盤1を被研磨体4に対して接触させながら相対運
動させて研磨するものである。微細砥粒6は静電気力、
ファンデルワールス力または機械的な力によって母粒子
5の表面に保持される。
は、真球状微粒子ポリマーが適しており、この真球状微
粒子ポリマーは弾性を有するためラップ加工において被
研磨体4の研磨面に傷痕を残すことはない。また、真球
状微粒子ポリマーは200〜1000Åの細孔を有する
多孔質であってもよく、具体的には該真球状微粒子ポリ
マーは、少なくとも一種類のウレタン、ナイロン、ポリ
イミドまたはポリエステルから形成される。
コロイダルシリカ、アルミナまたは酸化セリウムから形
成されるものが適している。
値にするのが好ましい。また、研磨剤と研磨剤の間の空
間はチップポケットとして作用し、これによりスクラッ
チが防止される。
盤1の加工面2には、気孔径が10〜100μmの気孔
3が多数設けられ、かつ、気孔率が体積比10〜70%
であるので、コンデショニング作業を行うことなく、そ
の加工面2に順次気孔3が現れるので、常に母粒子5を
十分に保持することができて加工能率を向上させること
ができ、さらに、研磨用定盤1の若干の摩耗に対しても
研磨用定盤1の母粒子保持力を維持することができ、研
磨(除去)能率が低下することがない。また、被研磨体
4にスクラッチが発生することがなく、加工面の面粗さ
Ra0.1〜0.2μmの高平坦度を実現できる。被研
磨体の研磨面において、算術平均粗さ(Ra JIS
B−0601−1994)で2〜2.5nmの表面粗さ
の鏡面及び平面度が10μm以下の高平坦度が実現でき
る。
図5に示すと同様の複合粒子研磨方法を行う場合にも、
研磨用定盤1Bの加工面2Bに孔径10〜100μmの
多数の縦孔3Bは、その縦孔3Bの総面積が加工面2B
の総表面積に対して30〜70%形成されているので、
上記一実施例と同様に、コンデショニング作業を行うこ
となく、その加工面2Bに順次縦孔3Bが現れるので、
常に母粒子を十分に保持することができて加工能率を向
上させることができ、さらに、研磨用定盤1Bの若干の
摩耗に対しても研磨用定盤1Bの母粒子保持力を維持す
ることができ、加工能率が低下することがない。また、
被研磨体にスクラッチが発生することがなく、被研磨体
の研磨面において、算術平均粗さ(Ra JIS B−
0601−1994)で2〜2.5nmの表面粗さの鏡
面及び平面度が10μm以下の高平坦度が実現できる。
偏差(JIS B0621−1984)が20μm以下
の板状体で形成されるのが好ましい。形状偏差が20μ
mを超えるとプレート凸部により被研磨体の一部が選択
的に研磨されるため研磨面の高平坦化が実現し難い。な
お、形状偏差とは、加工面が平面である場合には平面度
を、球面、曲面などの場合には面の輪郭度を意味する。
また、加工面6はラッピングあるいは化学的処理によっ
て粗されて、凹凸が形成され、所定の粗さと形状偏差に
なる。
を用いてシリコンウェーハを研磨し、研磨状態を調べ、
比較する。
加工面をテーラー・ホブソン社製表面形状粗さ測定装置
フォームタリサーフ2型を用い規定の測定方法により数
カ所測定した。なお、測定時のカットオフ値及び評価長
さは、JIS B−0601−1994の表1に基づき
設定を行った。
2.5nmの鏡面加工が達成できた。これに対して、同
条件で加工した比較例では、表面粗さRa0.1〜0.
2μmであった。
れば、母粒子とその表面に保持される微細砥粒とからな
る研磨剤を用いる研磨用工具プレートにおいて、研磨面
を高平坦化し、コンデショニング作業が必要なく長寿命
であり、かつ、長時間にわたり加工能率を維持できる研
磨用工具プレートを提供することができる。
る孔の開口形状の概念図。
る気孔の変形例の概念図。
形態の概念図。
合粒子研磨方法の概念図。
Claims (6)
- 【請求項1】 母粒子とその表面に保持される微細砥粒
とからなる研磨剤を用いた研磨方法に使用される研磨用
工具プレートであって、この工具プレートの加工面に多
数の孔が設けられたことを特徴とする研磨用工具プレー
ト。 - 【請求項2】 上記工具プレートは、ポーラス材で形成
されたことを特徴とする請求項1に記載の研磨用工具プ
レート。 - 【請求項3】 上記ポーラス材は、気孔径が10〜10
0μmの気孔を有し、かつ気孔率が体積比10〜70%
の気孔を内部及び加工面に露出して略均一に有すること
を特徴とする請求項2に記載の研磨用工具プレート。 - 【請求項4】 上記工具プレートは、その加工面に孔径
10〜100μmの多数の縦孔が略等間隔に形成され、
その縦孔の総面積は前記研摩面の総表面積に対して30
〜70%であることを特徴とする請求項1に記載の研磨
用工具プレート。 - 【請求項5】 上記工具プレートは、その加工面の形状
偏差が20μm以下の板状体からなることを特徴とする
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の研磨用工具プ
レート。 - 【請求項6】 上記工具プレートの基材は、セラミック
スからなることを特徴とする請求項1ないし5のいずれ
か1項に記載の研磨用工具プレート。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002126260A JP2003324086A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | 研磨用工具プレート |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2002126260A JP2003324086A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | 研磨用工具プレート |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003324086A true JP2003324086A (ja) | 2003-11-14 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2002126260A Pending JP2003324086A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | 研磨用工具プレート |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003324086A (ja) |
-
2002
- 2002-04-26 JP JP2002126260A patent/JP2003324086A/ja active Pending
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Date | Code | Title | Description |
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A711 | Notification of change in applicant |
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A977 | Report on retrieval |
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A02 | Decision of refusal |
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