JP2004098214A - Dresser for polishing cloth and dressing method for polishing cloth using the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械的化学研磨(Chemical Mechanical Polishing ;以下CMPと略す)の加工において、研磨布の目詰まりや異物除去を行う際に使用する研磨布用ドレッサー及びそれを用いた研磨布のドレッシング方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に半導体シリコンウェーハ基板や集積回路など微細な電子回路をシリコンウェーハ基板上に製造する過程において、基板表面に存在する凹凸や結晶欠陥を除去する目的でCMP加工が用いられている。このCMP加工においては、研磨装置の定盤に貼り付けた発泡ポリウレタンなどからなる研磨布にウェーハ基板を所定の荷重で押し付けながら、スラリーと称する研磨液を供給し、ウェーハと研磨布の両方を回転させて研磨する。
【0003】
上記CMP加工におけるスラリーとしては、酸化鉄、炭酸バリウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、コロイダルシリカなどの研磨粒子を、水酸化カリウム、希塩酸、希硝酸、過酸化水素水、硝酸鉄などの研磨液に懸濁させたものが用いられ、それらが研磨速度及びウェーハやウェーハ基板上の前記被加工物の種類に応じて適宜選択される。
【0004】
このCMP加工は、同一研磨布を用いて多数枚もしくは多数回繰り返してウェーハを研磨するために、CMP加工の回数の増大に伴い、除去された被加工物の屑や凝集した研磨粒子が研磨布の微細な空孔に入り込んで目詰まりを起こし、ウェーハの研磨速度が低下する。このため目詰まりした研磨布の表層を除去し、研磨布表面の面粗さを再生して研磨速度を回復するドレッシングと呼ばれる作業を常時もしくは定期的に行う必要があり、この作業では研磨布用ドレッサーと呼ばれる工具が使用される。
【0005】
ダイヤモンド砥粒は、研磨布のドレッシングに優れた材料であるため、ダイヤモンド砥粒を利用した研磨布用ドレッサーが検討され、ダイヤモンド砥粒をステンレス鋼上に二ッケルメッキで電着する方法が一般に実用化されている。これ以外にも金属ろう材によりダイヤモンド砥粒をステンレス鋼上にろう付けする方法(例えば、特許文献1参照。)、燒結によりダイヤモンド砥粒と保持材を反応燒結により固着する方法(例えば、特許文献2参照。)が提案されている。また、安定した研磨布の除去能力を得る目的で、砥粒を均等間隔に配列したCMP研磨布ドレッサー(例えば、特許文献3、特許文献4参照。)も提案されている。
【0006】
しかしながら、上記のような従来の研磨布用ドレッサーにおいては、その構造上、砥粒の先端形状などドレッシング面の状態に個体差が生じるのを避けることができないため、同じ研磨布用ドレッサーを使用しても均一な研磨布表面を創出することが難しく、また、研磨布の表面状態は被加工物に応じて調整する必要性があるため、その研磨布の表面をドレッシングする研磨布用ドレッサーについても、ドレッシング面の状態が上記被加工物に適したものを準備する必要性があり、コスト高になるという問題があった。
【0007】
【特許文献1】
特開平10−012579号公報
【特許文献2】
特開2001−179638号公報
【特許文献3】
特開2000−141204号公報
【特許文献4】
特開2002−127017号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする技術的課題は、研磨布用ドレッサーにおいてドレッシング面の状態を調整可能とすることにより、砥粒の先端形状などドレッシング面の状態に個体差が生じたとしても、均一な研磨布表面を創出することができ、しかも、被加工物に応じた適切な研磨性能を研磨布表面に対して付与することが可能な研磨布用ドレッサー及びそれを用いた研磨布のドレッシング方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明に係る研磨布用ドレッサーは、台金の表面にドレッシング面が形成されてなる研磨布用ドレッサーであって、上記ドレッシング面には、その周方向に複数の砥粒群が並設されており、上記台金には、各砥粒群において砥粒の先端によってそれぞれ形成される基準面の上記ドレッシング面上における高低差を調節可能とする調節機構が設けられていることを特徴とするものである。
【0010】
上記研磨布用ドレッサーによれば、各砥粒群において最も粒度が大きい砥粒の先端によって形成される面を基準面としたとき、上記調節機構によって、複数の砥粒群における上記各基準面の高低差を任意に調節することができるようにしたので、砥粒の先端形状などドレッシング面の状態に個体差が生じたとしても、上記基準面の高低差を調節してドレッシング面の状態を調整することにより、均一な研磨布表面を創出することができ、しかも、研磨布表面すなわち研磨布の研磨面に対して、被加工物に応じた適切な研磨性能を与えることができる。
【0011】
上記研磨布用ドレッサーにおいては、上記複数の砥粒群をそれぞれ、上記台金とは別体に形成された上記調節機構の一部を構成する基台上に固着して、上記ドレッシング面における台金の周縁部に沿って環状に並設することができる。
そして、上記複数の砥粒群が、上記ドレッシング面の周縁と平行をなすリング片形状、上記ドレッシング面の周縁と一定の角度をなす螺旋片形状、小円形状の中から選択された1種類又は2種類の平面形状にそれぞれ形成されていると、ドレッシングにより除去された研磨布の削り屑や凝集したスラリーが、ドレッサー外部へ排出され易くなってより好ましい。
【0012】
なお、上記複数の砥粒群が、上記平面形状の中から選択された2種類の平面形状にそれぞれ形成されている場合には、これら平面形状が互いに異なる2種類の砥粒群を、ドレッシング面の周方向に交互に並設するのが適切である。
【0013】
また、上記複数の砥粒群を、互いに同じ粒度の砥粒によって形成された同一の砥粒群、又は、互いに異なる粒度の砥粒によって形成された2種類の砥粒群から構成することもできる。
そして、上記複数の砥粒群が、互いに異なる粒度の砥粒によって形成された第1砥粒群及び第2砥粒群とから構成されている場合には、これら第1砥粒群及び第2砥粒群を、ドレッシング面の周方向に交互に並設するのが適切である。その時、上記第1砥粒群を、同一粒度の砥粒あるいは異なる2種類の粒度の砥粒から形成することが望ましい。
ここで、上記複数の砥粒群において、砥粒粒子が、前記ドレッシング面上において2次元的に規則性を持って配列され、互いに隣接する砥粒粒子同士が作る最小格子が、正三角形もしくは平行四辺形をなして配列されていると、ドレッシングの安定性や均一性をさらに向上させることができてより好ましい。
【0014】
さらに、上記課題は、上記調節機構によって、互いに隣接する砥粒群の上記基準面間に一定の高低差を設けて、上記研磨布をドレッシングする研磨布のドレッシング方法によっても解決することができる。
なお、上記研磨布のドレッシング方法において、複数の砥粒群が上記第1砥粒群及び第2砥粒群から構成されている場合には、上記調節機構により、上記ドレッシング面における第1砥粒群の基準面の高さが、第2砥粒群の基準面の高さよりも一定量高くなるように調節して、上記研磨布をドレッシングするのが適切である。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1,図3Aは、本発明に係る研磨布用ドレッサーの第1の実施形態を示している。研磨布用ドレッサー1は、その表側の中心に円形の凹部2aを有すると共に、その周囲の台金表面3に環状のドレッシング面4が形成されてなる円盤状の台金2から構成されており、上記ドレッシング面4には、その周方向に沿って独立した複数の砥流群5,6が環状に並設されている。換言すると、台金表面3すなわち上記台金2の周縁部に沿って複数の砥粒群5,6が環状に並設されて上記ドレッシング面4を形成している。
そして、各砥粒群5,6において、最も粒度が大きい砥粒の先端を含む平面を基準面S1,S2としたとき、ドレッシング面4において、上記複数の砥粒群5,6における各基準面S1,S2間相互の高低差δを任意に調節できるようにするために、上記台金1には、調節機構7が設けられている。
ここで、上記台金2に上記凹部2aを必ずしも設ける必要性はない。
【0016】
具体的に説明すると、上記調節機構7は、表面に1つの砥粒群5,6が固着されて、上記台金2の台金表面3に開口された凹部7eに摺動自在に嵌め込まれた基台7aと、該基台7aの裏面に設けられ、上記台金2の凹部7eの底面から該台金2の裏面側へと貫通したネジ穴に7cに螺合された調節用ネジ7bと、上記基台7aに固着された砥粒群5,6における基準面の高さ位置を該調節用ネジ7bにより調節するにあたって、上記基台7aの裏面と上記凹部7eの底面との間に狭持されるスペーサ7dとから構成されている。そして、上記調節機構7の基台7aの表面にそれぞれ固着された複数の砥粒群5,6が、上記台金2の周縁部に沿って環状に並設されて上記ドレッシング面4を形成している。
したがって、上記砥粒群5,6の基準面S1,S2を所望の高さ位置に調節するのに必要な厚さを有するスペーサ7dを、上記台金2の凹部7e内にセットして、上記調節用ネジ7bによって該凹部7eの底面と上記基台7aの裏面との間に狭持させることにより、上記各砥粒群5,6における基準面S1,S2の台金表面3に対する高さ位置、すなわち複数の砥粒群5,6における各基準面S1,S2間相互の高低差δを調節して、ドレッシング面4の状態を調整することができる。なお、本実施形態においては、調節機構7によって上記基準面S1,S2の台金表面3に対する高さが0〜300μmの範囲で調節できるようになっている。
【0017】
また、研磨布用ドレッサー1においては、上記複数の砥粒群5,6は、互いに粒度が異なる砥粒によって形成された第1砥粒群5と第2砥粒群6とから構成されており、これら2種類の砥粒群5,6が上記台金2の周縁部に沿ってその周方向に交互に並設されてドレッシング面4を形成している。
具体的には、上記第1砥粒群5は、図4,図5に示すように、大小2種類の粒度の砥粒50,51から形成されており、これらの砥粒50,51が、図4に示すように、基台7aの表面上すなわち前記ドレッシング面4上において2次元的に規則性を持って均等に配列され、互いに隣接する砥粒粒子同士が作る最小格子が正三角形あるいは平行四辺形をなして配列されている。なお、大きい砥粒粒子50同士の間隔は小さい砥粒粒子51同士の間隔よりも広くなっている。
このように大小2種類の粒度の砥粒を規則性を持たせて均等に配列することにより、ドレッシングの安定性や均一性をさらに向上させることができる。
【0018】
一方、上記第2砥粒群6については、上記第1砥粒群5の砥粒とは粒度が異なる同一粒度の砥粒又は複数種類の粒度の砥粒の何れから形成されていても良いが、上記第1砥粒群5と同様、砥粒が2次元的に規則性を持って均等に配列されていることが望ましい。
ここで、上記砥粒群5,6を形成する砥粒としては、例えばダイヤモンド砥粒を用いることができ、その砥粒の粒度は、一般的には、JIS B4130に規定する粒度#325/#400〜#60/#80の範囲であることが望ましい。
また、上記第1砥粒群5を形成する砥粒は、必ずしも上述のように大小2種類の粒度の砥粒50,51である必要性はなく、同一粒度の砥粒であっても良い。また、上記調節機構7は必ずしも第1砥粒群5及び第2砥粒群6の両方に設ける必要性はなく、第1砥粒群5又は第2砥粒群の一方のみに設けても良い。
【0019】
さらに、図1A〜図1Dに示すように、研磨布用ドレッサー1においては、上記第1砥粒群5及び第2砥粒群6の平面形状を、小円形状、上記台金2の周縁すなわちドレッシング面4の周縁と平行をなすリング片形状、上記台金2の周縁すなわちドレッシング面4の周縁と一定の角度をなす螺旋片形状、の中から1種類又は2種類選択することができる。図1Aは両砥粒群5,6が共に小円形状である場合を、図1Bは第1砥粒群5が小円形状で第2砥粒群が螺旋片形状である場合を、図1Cは両砥粒群5,6が共にリング片形状である場合を、図1Dは両砥粒群5,6が共に螺旋片形状である場合をそれぞれ示している。このような平面形状に形成された砥粒群5,6を、台金表面3すなわち台金2の周縁部に沿って環状に配列して、ドレッシング面4を形成することにより、ドレッシングにより除去された研磨布の削り屑や凝集したスラリーが、ドレッサー外部へと排出され易くすることができる。
【0020】
なお、上記砥粒群5,6は、図3,図5に示すように、保持材52によって砥粒が保持されて形成されており、該砥粒を保持した保持材52を上記調節機構7における基台7aの表面に接着剤8等によって固着することにより、該砥粒群5,6が上記基台7a上に固着されている。
また、上記保持材52としては、砥粒がダイヤモンドである場合、ダイヤモンド砥粒と反応燒結する珪素及び/又は珪素合金を用いることができるが、砥粒の保持に適する保持材であれば特に制限されることはなく、一般的なニッケル電着やろう材による結合で保持することも可能である。
【0021】
次に上記研磨布用ドレッサー1による研磨布のドレッシング方法について説明すると、上記調節機構7によって、交互に隣接する第1砥粒群5及び第2砥粒群6の各基準面S1,S2間に、台金表面3に対する一定の高低差δを設けて、上記研磨布をドレッシングする。換言すると、上記調節機構7によって、上記第2砥粒群6の基準面S2よりも第1砥粒群5の基準面S1の方が、上記台金表面3における垂直方向の高さが一定量δ高くなるように調節して、上記ドレッシング面4の状態を適宜調整することにより、上記研磨布表面を被加工物に応じた所望の状態にドレッシングすることができる。
このように上記研磨布用ドレッサー1によれば、基準面S1,S2の高低差δを調節することにより、ドレッシング面4の状態を所望の研削性能を発揮できるように調整することができるため、ドレッシング面4の状態に個体差が生じたとしても、均一な研磨布表面を創出することができるばかりでなく、被加工物に応じた適切な研磨性能を研磨布表面に対して付与することが可能となる。
【0022】
図2及び図3Bは、本発明に係る研磨布用ドレッサーの第2の実施形態を示している。本実施形態に係る研磨布用ドレッサー10においては、複数の砥粒群が、上記第1砥粒群5のみからなっており、これら同一の砥粒群5を台金2の周縁部に沿って環状に並設することによってドレッシング面4が形成されている。
また、該砥粒群5の平面形状は、上記第1の実施形態の場合と同様にして、小円形状、上記ドレッシング面4の周縁と平行をなすリング片形状、上記ドレッシング面4の周縁と一定の角度をなす螺旋片形状、の中から選択することができる。図2Aは砥粒群5が全て小円形状である場合を、図2Bは砥粒群5が小円形状及び螺旋片形状で、これら2種類の異なる平面形状を有する砥粒群5がドレッシング面4の周方向に交互に並設されている場合を、図2Cは砥粒群5が全てリング片形状である場合を、図2Dは砥粒群5が全て螺旋片形状である場合をそれぞれ示している。
【0023】
その他の構成については、上記第1の実施形態と共通していることから、重複を避けるためにここでは説明を省略する。
そして、上記研磨布用ドレッサー10を用いて研磨布をドレッシングするにあたっては、図3Bに示すように、調節機構7によって、互いに隣接する上記砥粒群5の基準面S1間に、台金表面3に対する一定の高低差δを設けてドレッシングを行う。
このように上記研磨布用ドレッサー10によれば、上記研磨布用ドレッサー1と同様、上記隣接する砥粒群5の基準面S1間の高低差δを適宜調節してドレッシング面4の状態を所望の状態に調整することができるため、ドレッシング面4の状態に個体差が生じたとしても、均一な研磨布表面を創出することができるばかりでなく、被加工物に応じた適切な研磨性能を研磨布表面に対して付与することが可能となる。
【0024】
【実施例】
以下に本発明に係る研磨布用ドレッサーの実施例を比較例と共に具体的に示す。ただし、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。
【0025】
(実施例1)
第1砥粒群5の砥粒としては、粒度が#120/#140に相当する150〜170μmの範囲にあるダイヤモンド砥粒50と、粒度が#325/#400に相当する55〜65μmの範囲にあるダイヤモンド砥粒51をそれぞれ用い、これらの砥粒50,51を保持材52と反応焼結させることにより、砥粒50,51が保持材52に保持された焼結体を得た。
そのとき、上記2種類の砥粒50,51を、砥粒配列面において、粒度が#120/#140の砥粒50の先端を含む平面と、粒度が#325/#400の砥粒51の先端を含む平面との段差が40〜60μmとなるように配列すると共に、隣接する砥粒50,51同士が作る最小格子が正三角形で、粒度が#120/#140の砥粒50の間隔が2.0mmの等間隔となり、粒度が#325/#400の砥粒51の間隔が0.4mmの等間隔となるように配列した。
一方、第2砥粒群6の砥粒としては、粒度が#60/#80に相当する250〜320μmの範囲にあるダイヤモンド砥粒を用い、それらを砥粒間隔が0.8mmの等間隔となるように配列した。
【0026】
そして、このようにして得られた燒結体を機械加工により所定の寸法・形状に仕上げて、第1砥粒群5及び第2砥粒群6を形成した後、これらの砥粒群5,6を、調節機構7におけるSUS316Lステンレス鋼製の直径φ100mmの基台7aにエポキシ樹脂でそれぞれ接着した。なお、本実施例においては、上記第1砥粒群5及び第2砥粒群6の平面形状を、図1Dに示すようなドレッシング面4の周縁と一定の角度をなす螺旋片形状とした。
【0027】
このようにして作成した研磨布用ドレッサーを、100rpmで回転する発泡ポリウレタン製研磨布に19.6kPaの圧力で押し付け、該研磨布と同方向に80rpmで回転させると同時に、ヒュームドシリカを含む研磨スラリー(キャボット製SS−25)を毎分25ml供給しながら、研磨布の研削を行った。
そのとき、前記ドレッシング面4における、前記第1砥粒群5の砥粒先端基準面S1と前記第2砥粒群6の砥粒先端基準面S2との台金表面3に対する高低差δを、上記調節機構7によって15、30、60μmの3水準に調節して、ドレッシング速度(研磨布の摩耗速度)と研磨布の面状態(研磨布の面粗度)とを測定した後、その研磨布でのウェーハの研磨速度を測定して、これらの測定結果を表1に示した。
なお、本実施例においては、n数すなわちサンプル数は20とし、各サンプルにおいて測定された上記各測定値の平均値(Ave)を算出して表1に示した。そして表1中σn−1は各測定結果の標準偏差を示している。また、ウェーハの研磨速度の測定には、ADE社製のウェーハ平坦度測定器(ウルトラゲージ9800)を用い、研磨前後の測定結果から平均研磨速度を算出した。
【0028】
【表1】
【0029】
(比較例1)
粒度が#80/#100に相当する210〜250μmの範囲にあるダイヤモンド砥粒を、砥粒間隔0.25mmの等間隔に配列した状態で、ニッケル電着により固定してなる従来のCMP研磨布ドレッサーを用いて、実施例1と同じ条件で発泡ポリウレタン製研磨布を研削した。その研削結果を表2に示す。
【0030】
(比較例2)
粒度が#120/#140に相当する150〜170μmの範囲にあるダイヤモンド砥粒を、燒結体の砥粒配列面において、隣接する第1の砥粒同士が作る最小格子が正三角形で、その一辺の砥粒間隔が2.1mmの等間隔となるように配列し、該砥粒からなる砥粒群の平面形状が、図2Cに示すように、ドレッシング面の周縁と平行をなすリング片形状に形成された研磨布用ドレッサーを用いて、実施例1と同じ条件で発泡ポリウレタン製研磨布を研削した。その研削結果を比較例1と共に表2に示す。
【0031】
(比較例3)
実施例1の第1の砥粒群と同様に、粒度が#120/#140に相当する150〜170μmの範囲にあるダイヤモンド砥粒、及び、粒度が#325/#400に相当する55〜65μmの範囲にあるダイヤモンド砥粒をそれぞれ用いた。そして、これらの砥粒を、燒結体の砥粒配列面において、粒度が#120/#140の砥粒の先端を含む平面と、粒度が#325/#400の砥粒の先端を含む平面との段差が40〜60μmとなると共に、隣接する砥粒同士が作る最小格子が正三角形で、粒度が#120/#140の砥粒の間隔が2.0mmの等間隔となり、粒度が#325/#400の砥粒の間隔が0.4mmの等間隔となるように配列した。そして、このような砥粒配列を有する砥粒群が、図2Cに示すようなドレッシング面の周縁と平行をなすリング片形状に形成され、ドレッシング面におけ台金の周縁部に沿って環状に並設されてなる研磨布用ドレッサーを用いて、実施例1と同じ条件で発泡ポリウレタン製研磨布を研削した。その研削結果を比較例1、2と共に表2に示す。
【0032】
【表2】
【0033】
このように、本発明に係る上記研磨布用ドレッサーによれば、複数の砥粒群における各砥粒基準面間の高低差δを調節機構により調節して、ドレッシング面を所望の状態に調整することができるため、1枚の研磨布用ドレッサーにより、様々な条件下においてばらつきが極めて少なく安定した研磨布のドレッシングを行うことができ、結果として、その研磨布にばらつきが極めて少なく安定した研磨性能を付与することができることがわかる。
【0034】
【発明の効果】
本発明に係る研磨布用ドレッサー及びそれを用いた研磨布のドレッシング方法によれば、各砥粒群において砥粒の先端によってそれぞれ形成される砥粒基準面の上記ドレッシング面上における高低差を、調節機構によってを任意に調節して、ドレッシング面を所望の状態に調整することができるので、砥粒の先端形状などドレッシング面の状態に個体差が生じたとしても、均一な研磨布表面を創出することができ、しかも、研磨布表面に対しても被加工物に応じた適切な研磨性能を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る研磨布用ドレッサーの第1の実施形態を示す斜視図である。
【図2】本発明に係る研磨布用ドレッサーの第2の実施形態を示す斜視図である。
【図3】図3Aは図1AにおけるI−I断面図であり、図3Bは図2AにおけるII−II断面図である。
【図4】第1砥粒群5における砥粒の配列状態を示す概略図である。
【図5】図3における部分拡大図である。
【符号の説明】
1,10 ・・・ 研磨布用ドレッサー
2 ・・・ 台金
3 ・・・ 台金表面
4 ・・・ ドレッシング面
5 ・・・ 第1砥粒群
6 ・・・ 第2砥粒群
7 ・・・ 調節機構
7a ・・・ 基台
50 ・・・ 大きい砥粒粒子
51 ・・・ 小さい砥粒粒子
52 ・・・ 保持材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a dresser for a polishing pad used for removing clogging of a polishing pad or removing foreign matters in a process of mechanical mechanical polishing (hereinafter abbreviated as CMP), and a dressing method of the polishing pad using the same. It is about.
[0002]
[Prior art]
Generally, in the process of manufacturing a fine electronic circuit such as a semiconductor silicon wafer substrate or an integrated circuit on a silicon wafer substrate, CMP processing is used for the purpose of removing irregularities and crystal defects existing on the substrate surface. In this CMP process, a polishing liquid called slurry is supplied while pressing a wafer substrate against a polishing cloth made of foamed polyurethane or the like attached to a surface plate of a polishing apparatus with a predetermined load, and both the wafer and the polishing cloth are rotated. And polished.
[0003]
As the slurry in the CMP processing, abrasive particles such as iron oxide, barium carbonate, cerium oxide, aluminum oxide, and colloidal silica are suspended in a polishing liquid such as potassium hydroxide, dilute hydrochloric acid, dilute nitric acid, aqueous hydrogen peroxide, or iron nitrate. Turbid materials are used, and they are appropriately selected according to the polishing rate and the type of the workpiece on the wafer or wafer substrate.
[0004]
In this CMP process, since the same polishing cloth is used to polish a large number of wafers or a plurality of times, wafers are removed. The fine holes are clogged by the fine holes, and the polishing rate of the wafer is reduced. For this reason, it is necessary to remove the surface layer of the clogged polishing cloth, and to perform a process called dressing to recover the polishing rate by regenerating the surface roughness of the polishing cloth surface, constantly or periodically. A tool called a dresser is used.
[0005]
Since diamond abrasives are excellent materials for dressing abrasive cloths, dressers for polishing cloths using diamond abrasives have been studied, and the method of electrodepositing diamond abrasives on stainless steel by nickel plating is generally in practical use. Have been. In addition, a method of brazing diamond abrasive grains to stainless steel using a metal brazing material (for example, see Patent Document 1), and a method of fixing diamond abrasive grains and a holding material by sintering by reaction sintering (for example, Patent Document 1) 2) has been proposed. Further, for the purpose of obtaining a stable removal ability of the polishing cloth, a CMP polishing cloth dresser in which abrasive grains are arranged at equal intervals (for example, see
[0006]
However, in the conventional dresser for a polishing cloth as described above, since the structure cannot avoid individual differences in the state of the dressing surface such as the tip shape of the abrasive grains, the same dresser for the polishing cloth is used. However, it is difficult to create a uniform polishing cloth surface, and since the surface state of the polishing cloth needs to be adjusted according to the workpiece, a polishing cloth dresser that dresses the polishing cloth surface is also required. In addition, it is necessary to prepare a dressing surface suitable for the above-mentioned workpiece, and there is a problem that the cost increases.
[0007]
[Patent Document 1]
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[Problems to be solved by the invention]
The technical problem to be solved by the present invention is that even if individual differences occur in the state of the dressing surface such as the tip shape of the abrasive grains by enabling the state of the dressing surface to be adjustable in the dresser for polishing cloth, A dresser for a polishing cloth and a method for dressing a polishing cloth using the same, which can create a polishing cloth surface, and can provide an appropriate polishing performance according to a workpiece to the polishing cloth surface. To provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
To solve the above problem, a dresser for a polishing cloth according to the present invention is a dresser for a polishing cloth in which a dressing surface is formed on a surface of a base metal, and the dressing surface has a plurality of abrasive grains in a circumferential direction thereof. The groups are arranged side by side, and the base metal is provided with an adjustment mechanism that can adjust the height difference on the dressing surface of the reference surface formed by the tip of the abrasive in each abrasive particle group. It is characterized by the following.
[0010]
According to the dresser for polishing cloth, when the surface formed by the tip of the largest abrasive grain in each abrasive grain group as a reference surface, by the adjusting mechanism, the reference surface of each of the plurality of abrasive grain groups. Since the height difference can be adjusted arbitrarily, even if individual differences occur in the state of the dressing surface such as the tip shape of the abrasive grains, the height difference of the reference surface is adjusted to adjust the state of the dressing surface By doing so, a uniform polishing cloth surface can be created, and moreover, an appropriate polishing performance according to the workpiece can be given to the polishing cloth surface, that is, the polishing surface of the polishing cloth.
[0011]
In the polishing cloth dresser, each of the plurality of abrasive grains is fixed on a base that constitutes a part of the adjustment mechanism formed separately from the base metal, and a table on the dressing surface is provided. They can be arranged side by side in a ring along the periphery of gold.
Then, the plurality of abrasive grains is a ring piece shape parallel to the periphery of the dressing surface, a spiral piece shape forming a fixed angle with the periphery of the dressing surface, one type selected from among small circle shapes or It is more preferable that the polishing pad is formed in two types of planar shapes, because the shavings and agglomerated slurry of the polishing pad removed by the dressing are easily discharged to the outside of the dresser.
[0012]
In the case where the plurality of abrasive grains are formed in two types of planar shapes selected from the above-mentioned planar shapes, the two types of abrasive grains having different planar shapes are combined with the dressing surface. It is appropriate to alternately arrange them in the circumferential direction.
[0013]
Further, the plurality of abrasive grains may be formed of the same abrasive grains formed by abrasive grains having the same grain size, or two types of abrasive grains formed by abrasive grains having different grain sizes. .
When the plurality of abrasive grains are composed of a first abrasive grain group and a second abrasive grain group formed by abrasive grains having different grain sizes, the first abrasive grain group and the second abrasive grain group It is appropriate to arrange the abrasive grains alternately in the circumferential direction of the dressing surface. At this time, it is preferable that the first abrasive grains are formed from abrasive grains having the same grain size or abrasive grains having two different grain sizes.
Here, in the plurality of abrasive grains, abrasive grains are two-dimensionally arranged on the dressing surface with regularity, and a minimum lattice formed by mutually adjacent abrasive grains has an equilateral triangle or a parallel shape. The arrangement in a quadrilateral shape is more preferable because the dressing stability and uniformity can be further improved.
[0014]
Further, the above problem can also be solved by a dressing method of a polishing cloth in which a predetermined height difference is provided between the reference surfaces of the abrasive grains adjacent to each other by the adjusting mechanism, and the polishing cloth is dressed.
In the dressing method of the polishing cloth, when the plurality of abrasive grains are composed of the first abrasive grains and the second abrasive grains, the first abrasive grains on the dressing surface are controlled by the adjusting mechanism. It is appropriate to dress the polishing cloth by adjusting the height of the reference surface of the group so as to be higher by a certain amount than the height of the reference surface of the second abrasive particle group.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 and 3A show a first embodiment of a dresser for polishing cloth according to the present invention. The dresser 1 for a polishing cloth comprises a disk-
When the planes including the tips of the abrasive grains having the largest grain size in the respective
Here, it is not always necessary to provide the recess 2a in the
[0016]
More specifically, the
Therefore, a
[0017]
In the dresser 1 for polishing cloth, the plurality of
Specifically, as shown in FIGS. 4 and 5, the first
By thus uniformly arranging the abrasive grains of two types, large and small, with regularity, the stability and uniformity of the dressing can be further improved.
[0018]
On the other hand, the second
Here, as the abrasive grains forming the
Further, the abrasive grains forming the first
[0019]
Further, as shown in FIGS. 1A to 1D, in the dresser 1 for a polishing cloth, the first
[0020]
As shown in FIGS. 3 and 5, the
When the abrasive grains are diamond, silicon and / or a silicon alloy reactively sintered with the diamond abrasive grains can be used as the holding
[0021]
Next, a method of dressing the polishing cloth using the dresser 1 for polishing cloth will be described. The
Thus, according to the dresser 1 for a polishing cloth, by adjusting the height difference δ between the reference surfaces S1 and S2, the state of the
[0022]
2 and 3B show a second embodiment of a dresser for polishing cloth according to the present invention. In the
The planar shape of the
[0023]
Other configurations are common to the first embodiment, and therefore, description thereof is omitted here to avoid duplication.
When dressing the polishing pad using the
Thus, according to the
[0024]
【Example】
Examples of the dresser for polishing cloth according to the present invention will be specifically described below together with comparative examples. However, the present invention is not limited by these examples.
[0025]
(Example 1)
As the abrasive grains of the first
At this time, the two types of
On the other hand, as the abrasive grains of the second
[0026]
Then, the sintered body thus obtained is finished to a predetermined size and shape by machining to form a first
[0027]
The dresser for a polishing cloth thus prepared is pressed against a foamed polyurethane polishing cloth rotating at 100 rpm at a pressure of 19.6 kPa, and is rotated at 80 rpm in the same direction as the polishing cloth, and at the same time, polishing containing fumed silica is performed. The polishing pad was ground while supplying 25 ml of slurry (Cabot SS-25) per minute.
At that time, the height difference δ of the
In this example, the number n, that is, the number of samples was set to 20, and the average value (Ave) of the measured values measured in each sample was calculated and shown in Table 1. In Table 1, σ n-1 indicates the standard deviation of each measurement result. The average polishing rate was calculated from the measurement results before and after polishing using a wafer flatness measuring device (Ultra Gauge 9800) manufactured by ADE Corporation for the measurement of the wafer polishing rate.
[0028]
[Table 1]
[0029]
(Comparative Example 1)
A conventional CMP polishing cloth in which diamond abrasive grains having a grain size in the range of 210 to 250 μm corresponding to # 80 / # 100 are fixed by nickel electrodeposition in a state where the abrasive grains are arranged at equal intervals of 0.25 mm. Using a dresser, the polishing cloth made of foamed polyurethane was ground under the same conditions as in Example 1. Table 2 shows the grinding results.
[0030]
(Comparative Example 2)
The smallest lattice formed by the adjacent first abrasive grains on the abrasive grain arrangement surface of the sintered body is a regular triangle, and each side of the diamond abrasive grains having a grain size in the range of 150 to 170 μm corresponding to # 120 / # 140. The abrasive grains are arranged so as to have an equal interval of 2.1 mm, and the planar shape of the abrasive grains made of the abrasive grains is, as shown in FIG. 2C, a ring piece shape parallel to the periphery of the dressing surface. Using the formed dressing for polishing cloth, the polishing cloth made of foamed polyurethane was ground under the same conditions as in Example 1. The grinding results are shown in Table 2 together with Comparative Example 1.
[0031]
(Comparative Example 3)
Similar to the first abrasive grain group of Example 1, diamond abrasive grains having a grain size in the range of 150 to 170 μm corresponding to # 120 / # 140, and 55 to 65 μm corresponding to grain sizes of # 325 / # 400 , Respectively. Then, these abrasive grains are divided into a plane including the tips of the abrasive grains having a grain size of # 120 / # 140 and a plane including the tips of the abrasive grains having a grain size of # 325 / # 400 on the abrasive grain arrangement surface of the sintered body. Is 40 to 60 μm, the smallest lattice formed by adjacent abrasive grains is a regular triangle, and the spacing between abrasive grains having a grain size of # 120 / # 140 is equal to 2.0 mm, and the grain size is # 325 /. The # 400 abrasive grains were arranged so that the intervals between them were equal to 0.4 mm. A group of abrasive grains having such an abrasive grain arrangement is formed in a ring piece shape parallel to the periphery of the dressing surface as shown in FIG. 2C, and is formed in a ring shape along the periphery of the base metal on the dressing surface. Using a dresser for polishing cloths arranged side by side, a polishing cloth made of polyurethane foam was ground under the same conditions as in Example 1. The grinding results are shown in Table 2 together with Comparative Examples 1 and 2.
[0032]
[Table 2]
[0033]
As described above, according to the dresser for polishing cloth according to the present invention, the height difference δ between the respective abrasive grain reference surfaces in the plurality of abrasive grains is adjusted by the adjusting mechanism, and the dressing surface is adjusted to a desired state. As a result, a single polishing cloth dresser can perform stable dressing of the polishing cloth with very little variation under various conditions. As a result, the polishing cloth has very little variation and stable polishing performance. It can be seen that can be given.
[0034]
【The invention's effect】
According to the dressing method for the polishing pad and the polishing pad using the polishing pad according to the present invention, the height difference on the dressing surface of the abrasive grain reference surface formed by the tip of the abrasive in each abrasive grain group, The dressing surface can be adjusted to a desired state by adjusting the adjustment mechanism as desired, creating a uniform polishing cloth surface even if individual differences occur in the state of the dressing surface such as the tip shape of abrasive grains. In addition, it is possible to give an appropriate polishing performance to the surface of the polishing cloth according to the workpiece.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a dresser for polishing cloth according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a second embodiment of a dresser for polishing cloth according to the present invention.
3A is a sectional view taken along a line II in FIG. 1A, and FIG. 3B is a sectional view taken along a line II-II in FIG. 2A.
FIG. 4 is a schematic view showing an arrangement state of abrasive grains in a first
FIG. 5 is a partially enlarged view of FIG.
[Explanation of symbols]
1,10… dresser for polishing
Claims (10)
上記台金には、各砥粒群において砥粒の先端によってそれぞれ形成される基準面の上記ドレッシング面上における高低差を調節可能とする調節機構が設けられていることを特徴とする研磨布用ドレッサー。A dresser for a polishing cloth in which a dressing surface is formed on a surface of a base metal, wherein the dressing surface has a plurality of abrasive grains arranged in parallel in a circumferential direction thereof,
The above-mentioned base metal is provided with an adjusting mechanism which can adjust a height difference on the dressing surface of the reference surface formed by the tip of the abrasive in each abrasive particle group. dresser.
これら平面形状が互いに異なる2種類の砥粒群が、ドレッシング面の周方向に交互に並設されていることを特徴とする請求項3に記載の研磨布用ドレッサー。The plurality of abrasive grains are formed in two types of planar shapes selected from the planar shapes, respectively.
The dresser for a polishing cloth according to claim 3, wherein the two types of abrasive grains having different plane shapes are alternately arranged in the circumferential direction of the dressing surface.
これら第1砥粒群及び第2砥粒群が、ドレッシング面の周方向に交互に並設されていることを特徴とする請求項5に記載の研磨布用ドレッサー。The plurality of abrasive grains are composed of a first abrasive grain group and a second abrasive grain group formed by abrasive grains having different particle sizes,
The dresser for a polishing cloth according to claim 5, wherein the first group of abrasive grains and the second group of abrasive grains are alternately arranged in the circumferential direction of the dressing surface.
上記調節機構によって、互いに隣接する砥粒群の上記基準面間に一定の高低差を設けて、上記研磨布をドレッシングすることを特徴とする研磨布のドレッシング方法。A dressing method for a polishing cloth using the dresser for a polishing cloth according to claim 1,
A dressing method for a polishing cloth, characterized in that a predetermined height difference is provided between the reference surfaces of adjacent abrasive grains by the adjusting mechanism, and the polishing cloth is dressed.
上記調節機構により、上記ドレッシング面における第1砥粒群の基準面の高さが、第2砥粒群の基準面の高さよりも一定量高くなるように調節して、上記研磨布をドレッシングすることを特徴とする研磨布のドレッシング方法。A method of dressing a polishing cloth using the dresser for a polishing cloth according to claim 6,
The adjustment mechanism adjusts the height of the reference surface of the first abrasive grain group on the dressing surface to be higher than the height of the reference surface of the second abrasive grain group by a fixed amount, and dresses the polishing cloth. A dressing method for a polishing cloth, characterized by comprising:
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