JP2005238362A - 軟質材加工用切削工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 使用時の動作が安定し、効率的に精度よくパッド表面を加工・調整する。
【解決手段】 軸線Ｏ回りに回転される略円板状をなす基材１０の表面１１に、台座１２を上方に突出させて形成するとともに、この台座１２の上面１３に、切刃稜線１７をを有する切刃凸部１５を上方に突出させて形成する。基材１０の表面１１に、切刃凸部１５よりも外周側に位置するようにして、切刃凸部１５の切刃稜線１７の高さＨに対して２０〜９０％の高さｈを有するガイド凸部１８を上方に突出させて形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、多孔性の樹脂・ゴム・ポリウレタンラバーなどからなるパッド、例えば、半導体ウエハなどの研磨用パッドの表面を加工・調整するための工具に関するものである。

近年、半導体産業の進展とともに、金属、半導体、セラミックスなどの表面を高精度に仕上げる加工方法の必要性は高まっている。とくに、半導体ウエハは、集積度の向上とともにナノメーター（１／１０００ミクロン）オーダーの表面仕上げが要求されてきており、このため、多孔性のパッド（研磨布）を用いたＣＭＰ研磨（ケミカルメカニカルポリッシュ）が一般的となっている。

半導体ウエハなどの研磨に用いられるパッドは、研磨時間が経過していくにつれ、目詰まりや圧縮変形を生じ、その表面状態が次第に変化していく。すると、研磨速度の低下や不均一研磨などの好ましくない現象が生じるので、パッドの表面を定期的に加工・調整して荒すことにより、パッドの表面状態を一定に保って、良好な研磨状態を維持する工夫が行われている。

このパッドを加工・調整するために用いられるパッドコンディショナーの一例として、特許文献１及び２に開示されているように、基材の表面に、上方に突出する複数の凸部が形成されたものがある。
このようなパッドコンディショナーは、その基材の表面を、軸線回りに回転させられているパッドの表面に対して一定の荷重で押し当てることにより、この基材がパッドの回転運動にともなって回転運動を行い、パッドの表面に圧入されている凸部によってパッドの表面を切削して加工・調整していくものである。
国際公開第０１／２６８６２号パンフレット（第２〜５図） 特開平１０−４４０２３号公報（第９図）

ところで、例えば特許文献１の第２〜５図、特許文献２の第９図に示されるようなパッドコンディショナーを用いた場合には、パッドを切削するためにパッドに深く圧入された凸部の切刃稜線に対して全荷重が集中するため、パッド切削能力は優れているものの、切刃稜線の負荷抵抗が大きくなりすぎ、パッドコンディショナーの振動などの不安定動作が生じてしまう。そのため、加工・調整後のパッドの表面プロファイルが不均一になり、また部分的に深い加工痕が残るなどの不具合が生じるのであった。これは、ウエハ研磨において平坦度の低下、スクラッチの発生を誘発する要因となる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、使用時の動作が安定し、効率的に精度よくパッド表面を加工・調整するための工具を提供することを目的とする。

上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の軟質材加工用切削工具は、軸線回りに回転される略円板状をなす基材の表面に、切刃稜線を有する切刃凸部が上方に突出して形成され、かつ、この切刃凸部よりも外周側に位置するようにして、前記切刃凸部の切刃稜線の高さに対して２０〜９０％の高さを有するガイド凸部が上方に突出して形成されていることを特徴とするものである。

本発明の軟質材加工用切削工具では、被削材としてのパッドの表面に対して、切刃稜線を有する切刃凸部が接地するだけではなく、この切刃凸部よりも外周側に位置するように形成されたガイド凸部が接地することにより、本発明の切削工具がパッド表面に押しつけられて回転するときの回転動作を安定させることができる。しかも、ガイド凸部の高さは、切刃凸部の切刃稜線の高さに対して２０〜９０％の高さに設定されていることから、切刃凸部の切刃稜線に対する適度な荷重集中を損なうことがなく、切刃稜線によるパッド切削能力の低下を抑え、かつ、ガイド凸部のパッド表面への接地状態を安定させることができる。
したがって、加工・調整後のパッドの表面は、切削工具の不安定動作に起因する凹凸や局所的な加工痕がなく、均一に平坦化された形状となり、ウエハ研磨における研磨均一性を向上させ、スクラッチの発生を抑えることができる。

また、本発明においては、前記基材の表面に、台座が上方に突出して形成されているとともにこの台座の上面に前記切刃凸部が上方に突出して形成されていることが好ましい。
このような構成とすると、被削材としてのパッドの表面に対して、切刃凸部が接地して圧入したときに、台座の上面における切刃凸部が形成された部分以外の領域が、切刃凸部の圧入によって生じた凹部状の変形領域の周囲を押さえつけて拘束することになるので、切刃凸部の切刃稜線をパッド表面に対して効率的に作用させることができる。

また、本発明においては、少なくとも前記切刃凸部の切刃稜線部分が、例えばビッカース硬さ１３ＧＰａ以上の硬さを有する耐摩耗性材料で構成されていることが好ましく、このような構成とすると、切刃凸部の切刃稜線に対して耐摩耗性を与えることができるので、長期間に亘って切れ味を劣化させることなく安定したパッドの調整作用を呈することができる。
なお、少なくとも切刃凸部の切刃稜線部分だけではなく、ガイド凸部のパッド表面への接地部分（ガイド凸部の上面）も耐摩耗性材料で構成するようにすれば、このガイド凸部の接地部分にも耐摩耗性が与えられるので、切削工具の回転動作を安定させる効果を長期間に亘って良好に得ることができる。

ここで、少なくとも切刃凸部の切刃稜線部分（及びガイド凸部の接地部分）を耐摩耗性材料で構成するために、例えば、少なくとも前記切刃凸部の切刃稜線部分（及びガイド凸部の接地部分）が、気相合成ダイヤモンドでコーティングされているようにしてもよい。
このとき、気相合成ダイヤモンドのコーティング層の層厚は、０．５〜５０μｍの範囲に設定されていることが好ましく、この層厚が０．５μｍより小さくなると、切刃稜線（及びガイド凸部の接地部分）に与えられる耐摩耗性が十分ではなく、寿命が低下してしまうおそれがあり、一方、コーティング層の層厚が５０μｍより大きくなると、コーティング層と下地との熱膨張係数差によりクラックが生じやすくなって脆くなるおそれがある。
さらに、このとき、気相合成ダイヤモンドのコーティング層は、切刃凸部の切刃稜線部分（及びガイド凸部の接地部分）だけに形成されているのでもよいが、切刃凸部やガイド凸部を含むように基材の表面の全面に亘って形成されていることが好ましく、このような構成とした場合には、たとえ溶出による汚染のおそれがある材料から基材を構成したとしても、この基材の表面の全面がコーティングされていることによって、溶出による汚染を防止することができ、しかも、切刃凸部やガイド凸部の強度をより向上させることが可能となる。

ここで、少なくとも切刃凸部の切刃稜線部分（及びガイド凸部の接地部分）を耐摩耗性材料で構成するため、例えば、少なくとも前記切刃凸部の切刃稜線部分（及びガイド凸部の接地部分）が、セラミックスで構成されているようにしてもよい。
このとき、上記のセラミックスは、切刃凸部の切刃稜線部分（及びガイド凸部の接地部分）だけを構成しているのでもよいが、切刃凸部やガイド凸部を含むように基材における少なくとも表面の全面を構成していることが好ましく、このような場合には、基材の溶出による汚染を防止することができ、しかも、切刃凸部やガイド凸部の強度をより向上させることが可能となる。

以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら説明する。
図１は本実施形態による軟質材加工用工具の平面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図である。

本実施形態による軟質材加工用切削工具の基材１０は、軸線Ｏを中心として、軸線Ｏ回りに回転（回転方向Ｔ）される略円板状をなすものであり、その表面１１における中央領域を除いた径方向外周側の周縁領域には、上方に向けて突出する少なくとも１つの台座１２が形成されており、本実施形態では、上方に向けて突出する複数の台座１２が周方向で略等間隔に配置されるとともに放射状に配置されるように形成されている。
これら複数の台座１２は、それぞれ同一形状の略正四角柱状を呈しており、略正四角形面状をなす上面１３の全面が、基材１０の表面１１と略平行な平坦面とされるとともに、基材１０の表面１１からの高さＨ１が例えば０．２５ｍｍに設定されている。

また、複数の台座１２のそれぞれの上面１３（平坦面）において、その周縁領域（台座１２における上面１３と周面（側面）とが交差してできる略正四角形状の交差稜線１４を含むような周縁領域）のうちの少なくとも回転方向Ｔ前方側（略円板状をなす基材１０の軸線Ｏから径方向外周側へ向かって延びる直線よりも前方側）及び後方側（略円板状をなす基材１０の軸線Ｏから径方向外周側へ向かって延びる直線よりも後方側）の領域を除いた領域に、上方に突出する少なくとも１つの切刃凸部１５が形成されており、本実施形態では、複数の台座１２のそれぞれの上面１３において、その周縁領域のうちの回転方向Ｔ前方側及び後方側だけでなく、周縁領域のうちの（基材１０の）径方向内周側及び外周側の領域などを含む周縁領域すべてを除いた中央領域に、上方に突出する１つの切刃凸部１５が形成されている。
なお、これら複数の切刃凸部１５も、台座１２と同様にそれぞれ同一形状の略正四角柱状を呈しているため、略正四角形面状をなす台座１２の上面１３は、実際には、その周縁領域のみから構成された略正四角リング面状をなしている。

このように、１つの台座１２のそれぞれに対して、その上面１３の中央領域に１つの切刃凸部１５が上方に突出して形成されているため、これら台座１２及び切刃凸部１５は、外径の大きな略正四角柱状をなす台座１２と外径の小さな略正四角柱状をなす切刃凸部１５とが同軸に接続されたような２段突起状をなしており、基材１０の表面１１には、複数の台座１２と同じ数だけ、複数の切刃凸部１５が存在することになる。
また、切刃凸部１５の略正四角形面状をなす上面１６の全面が、基材１０の表面１１と略平行な平坦面とされるとともに、基材１０の表面１１からの高さＨが例えば０．３０ｍｍに設定されており（台座１２の上面１３からの高さＨ２が例えば０．０５ｍｍに設定されており）、切刃凸部１５における上面１６（平坦面）と周面（側面）とが交差してできる略正四角形状の交差稜線が、この切刃凸部１５の有する切刃稜線１７となっている。

そして、基材１０の表面１１において、複数の台座１２及び複数の切刃凸部１５が形成されている径方向外周側の周縁領域よりもさらに径方向外周側の周縁領域に、上方に向けて突出する複数のガイド凸部１８が周方向で略等間隔に配置されるように形成されている。
これら複数のガイド凸部１８は、それぞれ同一形状の略四角柱状を呈しており、基材１０の平面視において、幅方向を基材１０の径方向に一致させるとともに、長さ方向を基材１０の径方向に対して略直交する方向に一致させている。

ガイド凸部１８の略四角形面状をなす上面１９の全面は、基材１０の表面１１と略平行な平坦面とされるとともに、基材１０の表面１１からの高さｈが切刃凸部１５の上面１６の高さＨ（基材１０の表面１１からの高さＨ）に対して２０〜９０％の範囲となるように設定されている。
つまり、ガイド凸部１８の上面１９（平坦面）の高さｈは、切刃凸部１５の切刃稜線１９の高さＨ（基材１０の表面１１からの高さＨ）に対して２０〜９０％の範囲となるように設定されているのであり、本実施形態では、ガイド凸部１８の上面１９の高さｈが例えば０．２７ｍｍ（＝切刃凸部１５の切刃稜線１９の高さＨに対して９０％）に設定されている。

このような複数の台座１２及び複数の切刃凸部１５と複数のガイド凸部１８とが表面１１に配置された基材１０は、例えば、略円板状をなす基材の平坦な表面に対して切削加工等を施すことによって製造され、基材１０の表面１１に、この表面１１と一体となった複数の台座１２及び複数の切刃凸部１５と複数のガイド凸部１８とが形成されるのである。

そして、上述したような基材１０において、その表面１１と一体に形成された切刃凸部１５における少なくとも切刃稜線１７部分が、気相合成ダイヤモンド２０によって、０．５〜５０μｍの層厚ｔでコーティングされており、本実施形態においては、複数の切刃凸部１５及び複数の台座１２と複数のガイド凸部１８とを含む基材１０の表面１１の全面が、気相合成ダイヤモンド２０でコーティングされ、そのコーティング層の層厚ｔは、例えば１０μｍとされている。
これにより、切刃凸部１５における少なくとも切刃稜線１７部分が、ビッカース硬さ１３ＧＰａ以上の硬さを有する耐摩耗性材料で構成されることとなる。

このような気相合成ダイヤモンド２０のコーティング層は、上記のような複数の台座１２及び複数の切刃凸部１５と複数のガイド凸部１８とを有する基材１０に対して、例えば、マイクロ波プラズマを利用する方法や熱フィラメントを利用する方法などの既存の方法を用いることにより、複数の台座１２及び複数の切刃凸部１５と複数のガイド凸部１８とを含む表面１１の全面に亘って形成される。

ここで、基材１０を構成する材料に関しては、気相合成ダイヤモンド２０によるコーティングのしやすさ、台座１２、切刃凸部１５やガイド凸部１８の形成しやすさ、及び、実用に耐えるための機械的特性等の観点から、例えば、以下に示すようなものが挙げられる。
（１）
４ａ族、５ａ族、６ａ族のうちのいずれかの金属もしくはシリコンの炭化物、窒化物もしくは炭窒化物、
４ａ族、５ａ族、６ａ族のうちのいずれかの金属とシリコンとの炭化物、窒化物もしくは炭窒化物、
シリコン、
のうちのいずれか１種、または、これらの複合体。
（２）
４ａ族、５ａ族、６ａ族のうちのいずれかの金属もしくはシリコンの炭化物、窒化物もしくは炭窒化物のうちの少なくとも１種と、
鉄、ニッケルもしくはコバルトのうちの少なくとも１種との複合体よりなる超硬合金。
（３）
シリコンもしくはアルミニウムの窒化物もしくは酸化物のうちのいずれか１種、
または、これらの複合体。

上記のような構成とされた軟質材加工用切削工具は、基材１０の裏面にＳＵＳや樹脂等からなる板材が貼り付けられたり、基材１０がＳＵＳ等の板材に形成された凹みに焼き嵌めされたりして組み付けられてから、実際の加工に用いられることになる。
そして、組み付けられた状態の軟質材加工用工具は、その基材１０の表面１１を、軸線回りに回転させられている多孔性の樹脂・ゴム・（独立気泡を有する）ポリウレタンラバーなどからなるパッドの表面に対して一定の荷重で押し当てることにより、基材１０がパッドの回転運動にともなって軸線Ｏ回りの回転運動（回転方向Ｔ）を行い、パッド表面に接地して圧入している複数の切刃凸部１５に形成された切刃稜線１７で、被削材としてのパッド表面を切削する（実際には、切刃稜線１７をコーティングしている気相合成ダイヤモンド２０が、パッド表面を切削することになる）とともに、切刃稜線１７にて生成される切屑が、切刃凸部１５同士の間に位置する隙間や台座１２同士の間に位置する隙間などを介して排出されていく。

このとき、本実施形態では、基材１０の表面１１において切刃凸部１５が形成された領域よりも径方向外周側の領域に、この切刃凸部１５の高さＨに対して２０〜９０％の高さｈを有するガイド凸部１８が形成されていることから、パッドの表面に切刃凸部１５の上面１６が接地するだけではなく、ガイド凸部１８の上面１９もパッドの表面に接地することになる。
そのため、ガイド凸部１８の上面１９がパッド表面に接地した状態を維持したまま、基材１０は軸線Ｏ回りの回転運動を行うので、本実施形態による軟質材加工用切削工具の回転動作の安定を図ることができる。

さらに、ガイド凸部１８の上面１９の高さｈ（基板１０の表面１１からの高さｈ）が、切刃凸部１５の上面１６（切刃稜線１７）の高さＨ（基板１０の表面１１からの高さＨ）に対して２０〜９０％に設定されていることから、切刃凸部１５をパッド表面に十分に圧入させることができて切刃稜線１７に対する適度な荷重集中を損なうことがないので、切刃稜線１７によるパッド切削能力の低下を抑えることができるのに加え、ガイド凸部１８の上面１９のパッド表面への接地状態を安定させることができる。
したがって、本実施形態による軟質材加工用切削工具によって加工・調整された後のパッドの表面は、切削工具の不安定動作に起因した凹凸や局所的な加工痕がなく、均一に平坦化された形状となり、ウエハ研磨における研磨均一性を向上させて、スクラッチの発生を抑えることができる。

ここで、ガイド凸部１８の高さｈが、切刃凸部１５の切刃稜線１７の高さＨに対して２０％よりも小さくなると、切刃凸部１５の切刃稜線１７に対して荷重が集中しすぎ、切刃稜線１７の負荷抵抗が大きくなりすぎてしまうので、ガイド凸部１８を設けて工具の回転動作を安定させる効果が薄れてしまう。
逆に、ガイド凸部１８の高さｈが、切刃凸部１５の切刃稜線１７の高さＨに対して９０％より大きくなると、切刃凸部１５をパッド表面に十分に圧入させることができなくなって、切刃稜線１７に対する適度な荷重集中が損なわれてしまうので、切刃稜線１７によるパッド切削能力の低下を生じさせる。
なお、本実施形態による軟質材加工用切削工具の動作安定性を重視した場合、ガイド凸部１８の高さｈは、切刃凸部１５の切刃稜線１７の高さＨに対して７０〜９０％の範囲に設定しておくことがより好ましい。

また、本実施形態では、切刃凸部１５が台座１２の上面１３から突出形成されているとともに、台座１２も基材１０の表面１１から突出形成されていて、これら切刃凸部１５及び台座１２が２段突起状をなしている。
そのため、パッドの表面に対して切刃凸部１５が接地して圧入したときには、この切刃凸部１５の圧入によってパッド表面に生じた凹部状の変形領域の周囲すべてを、台座１２の上面１３における周縁領域によって押さえつけて拘束することができるので、切刃凸部１５の切刃稜線１７をパッド表面に対して効率的に作用させることが可能となっている。

さらに、切刃凸部１５における切刃稜線１７部分とガイド凸部１８の上面１９（ガイド凸部１８の接地部分）とを含んで、基材１０の表面１１の全面が、気相合成ダイヤモンド２０によって、その層厚ｔが０．５〜５０μｍの範囲となるようにコーティングされていることから、これら切刃稜線１７及びガイド凸部１８の接地部分に対して、十分な耐摩耗性を与えることができる。
これにより、長期間に亘って、切れ味を劣化させることなく安定したパッドの調整作用を維持していくこと、及び、切削工具の回転動作を安定させる効果を良好に得ることが可能となり、かつ、切刃凸部１５及びガイド凸部１８の強度をより向上させることができる。
ここで、この層厚ｔが、０．５μｍより小さくなると、切刃稜線１７及びガイド凸部１８の接地部分に与えられる耐摩耗性が十分ではなくなり、一方、層厚ｔが、５０μｍより大きくなると、コーティング層と下地との熱膨張係数差によりクラックが生じやすくなって脆くなるおそれがある。
なお、この層厚ｔは、５〜３０μｍの範囲に設定することが好ましい。

また、例えば、半導体ウエハのＣＭＰ研磨中において、これと同時に、半導体ウエハ研磨用のパッド表面を加工、調整するような場合には、軟質材加工用工具の基材１０を構成する材料が溶出することで、半導体ウエハの汚染につながるおそれがあるため、この基材１０には、上述した基材１０を構成する材料（１）〜（３）のうち、（１），（３）のような、溶出による汚染のおそれが比較的少ない材料を用いることが多い。
しかしながら、本実施形態による軟質材加工用工具では、その基材１０の表面１１の全面に亘って、気相合成ダイヤモンド２０のコーティング層が形成されていることから、たとえ、（２）のような、溶出による汚染のおそれがある材料を用いて基材１０を構成したとしても、そのような汚染の心配が生じることがない。

なお、本実施形態においては、少なくとも切刃凸部１５における切刃稜線１７部分を気相合成ダイヤモンド２０でコーティングすることによって、この切刃稜線１７部分が、ビッカース硬さ１３ＧＰａ以上の硬さを有する材料で構成されるようになっているが、これに限定されることはなく、少なくとも切刃凸部１５における切刃稜線１７部分をセラミックスで構成する（好ましくは、複数の切刃凸部１５と複数のガイド凸部１８とが形成された基材１０の表面１１の全面を含んだ基材１０全体をセラミックスで構成する）ことによって、この切刃稜線１７部分が、ビッカース硬さ１３ＧＰａ以上の硬さを有する耐摩耗性材料で構成されるようになっていてもよい。
このような場合であっても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。ここで、基材１０を構成する材料であるセラミックスに関しては、台座１２及び切刃凸部１５やガイド凸部１８の形成しやすさ、実用に耐えるための機械的特性、寿命（耐摩耗性）や化学的安定性等の観点から、例えば、ＳｉＣ、ＳｉＮやアルミナなどが挙げられる。

また、本実施形態では、基材１０の平面視において、ガイド凸部１８が、その幅方向を基材１０の径方向に一致させるとともに長さ方向を基材１０の径方向に対して略直交する方向に一致させているが、例えば図３に示す変形例のように、ガイド凸部１８が、その幅方向を基材１０の径方向に対して所定角度傾斜させるようになっていてもよい。
さらに、本実施形態では、ガイド凸部１８の上面１９の全面が平坦面とされているが、これに限定されることはなく、ガイド凸部１８の上面１９には平坦面が存在してさえいればよい。加えて、ガイド凸部１８の上面１９に存在する平坦面が、基材１０の表面１１と略平行ではなく、基材１０の表面１１に対して多少の傾斜を有するようなものであってもよい。

また、本実施形態では、正四角柱状の台座１２及び正四角柱状の切刃凸部１５を基板１０の表面１１に形成しているが、ガイド凸部１８による切削工具動作の安定化及びパッド表面の均一平坦化の効果は、このような台座１２及び切刃凸部１５の形状の影響を受けることはない。
したがって、その形状は本実施形態で説明したような正四角柱状に限定されることはなく、例えば台座１２及び切刃凸部１５に対して多角柱状あるいは円柱状の形状を適用した場合であっても、ガイド凸部１８により同様の効果を得ることができる。

以下、本発明の一例を用いて比較試験を行うことにより、本発明の有効性を検証した。
〈試験１〉
試験工具として、基材１０の表面１１に切刃凸部１５（１段突起）だけが形成され、表面１１の全面が気相合成ダイヤモンド２０でコーティングされた軟質材加工用切削工具（従来例）と、基材１０の表面１１に切刃凸部１５（１段突起）とガイド凸部１８とが形成され、表面１１の全面が気相合成ダイヤモンド２０でコーティングされた軟質材加工用切削工具（比較例、実施例）とを用意した。
従来例、比較例及び実施例に共通して、略円板状をなす基材１０の直径を４インチとし、一辺０．１５ｍｍ・高さ０．３ｍｍの略正四角柱状をなす切刃凸部１５を放射状に１２０個配置した。ガイド凸部１８は、比較例では幅１ｍｍ・長さ５ｍｍ・高さ０．０４ｍｍとし、実施例では幅１ｍｍ・長さ５ｍｍ・高さ０．２２５ｍｍとして３０個配置した。
比較例及び実施例において、ガイド凸部１８の高さｈ、及び、ガイド凸部１８の高さｈと切刃凸部１５の高さＨとの比ｈ／Ｈは以下の表１に示すようになる。

また、試験条件としては、被削材としての使用パッドがＩＣ１４００、研磨スラリーがＳＳ１２、研磨加重が４ｋｇｆ、研磨ウエハが酸化膜付きＳｉとした。
この条件で、従来例、比較例及び実施例について、パッド除去レート、ウエハ研磨レート及び研磨均一性を比較した。その結果を表２〜４に示すが、とくに表４に示されるように、本発明の一例である実施例はウエハ研磨における研磨均一性を向上させることができているのが分かる。

〈試験２〉
試験工具として、基材１０の表面１１に切刃凸部１５及び台座１２（２段突起）だけが形成され、表面１１の全面が気相合成ダイヤモンド２０でコーティングされた軟質材加工用切削工具（従来例）と、基材１０の表面１１に切刃凸部１５及び台座１２（２段突起）とガイド凸部１８とが形成され、表面１１の全面が気相合成ダイヤモンド２０でコーティングされた軟質材加工用切削工具（比較例、実施例１〜２）とを用意した。
従来例、比較例及び実施例１〜２に共通して、略円板状をなす基材１０の直径を４インチとし、一辺０．８ｍｍ・高さ０．２５ｍｍの略正四角柱状をなす台座１２と一辺０．１５ｍｍ・高さ０．０５ｍｍの略正四角柱状をなす切刃凸部１５とからなる２段突起を放射状に１２０個配置した。ガイド凸部１８は、比較例では幅１ｍｍ・長さ５ｍｍ・高さ０．０３ｍｍとし、実施例１では幅１ｍｍ・長さ５ｍｍ・高さ０．１５ｍｍとし、実施例２では幅１ｍｍ・長さ５ｍｍ・高さ０．２５ｍｍとして３０個配置した。
比較例及び実施例１〜２において、ガイド凸部１８の高さｈ、及び、ガイド凸部１８の高さｈと切刃凸部１５の高さＨとの比ｈ／Ｈは以下の表５に示すようになる。

また、試験条件としては、被削材としての使用パッドがＩＣ１４００、研磨スラリーがＳＳ１２、研磨加重が４ｋｇｆ、研磨ウエハが酸化膜付きＳｉとした。
この条件で、従来例、比較例及び実施例１〜２について、パッド除去レート、ウエハ研磨レート及び研磨均一性を比較した。その結果を表６〜８に示すが、とくに表８に示されるように、本発明の一例である実施例１〜２はウエハ研磨における研磨均一性を向上させることができているのが分かる。

〈試験３〉
試験工具として、ＳｉＣ、ＳｉＮ及びＡｌ_２Ｏ_３のうちのいずれかから構成された基材１０の表面１１に切刃凸部１５及び台座１２（２段突起）だけが形成された軟質材加工用切削工具（従来例１〜３）と、ＳｉＣ、ＳｉＮ及びＡｌ_２Ｏ_３のうちのいずれかから構成された基材１０の表面１１に切刃凸部１５及び台座１２（２段突起）とガイド凸部１８とが形成された軟質材加工用切削工具（比較例１〜３、実施例１〜３）とを用意した。
従来例１〜３、比較例１〜３及び実施例１〜３に共通して、略円板状をなす基材１０の直径を４インチとし、一辺０．８ｍｍ・高さ０．２５ｍｍの略正四角柱状をなす台座１２と一辺０．１５ｍｍ・高さ０．０５ｍｍの略正四角柱状をなす切刃凸部１５とからなる２段突起を放射状に１２０個配置した。ガイド凸部１８は、比較例１〜３では幅１ｍｍ・長さ５ｍｍ・高さ０．０３ｍｍとし、実施例１〜３では幅１ｍｍ・長さ５ｍｍ・高さ０．２５５ｍｍとして３０個配置した。
比較例１〜３及び実施例１〜３において、ガイド凸部１８の高さｈ、及び、ガイド凸部１８の高さｈと切刃凸部１５の高さＨとの比ｈ／Ｈは以下の表９に示すようになる。

また、試験条件としては、被削材としての使用パッドがＩＣ１４００、研磨スラリーがＳＳ１２、研磨加重が４ｋｇｆ、研磨ウエハが酸化膜付きＳｉとした。
この条件で、従来例１〜３、比較例１〜３及び実施例１〜３について、パッド除去レート、ウエハ研磨レート及び研磨均一性を比較した。その結果を表１０〜１２に示すが、とくに表１２に示されるように、本発明の一例である実施例１〜３はウエハ研磨における研磨均一性を向上させることができているのが分かる。

本発明の実施形態による軟質材加工用工具の平面図である。 図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 本発明の実施形態による軟質材加工用工具の変形例を示す平面図である。

符号の説明

１０ 基材
１１ 基材の表面
１２ 台座
１３ 台座の上面（平坦面）
１４ 台座の上面と周面との交差稜線
１５ 切刃凸部
１６ 切刃凸部の上面（平坦面）
１７ 切刃稜線
１８ ガイド凸部
１９ ガイド凸部の上面（平坦面）
２０ 気相合成ダイヤモンド
ｔ 気相合成ダイヤモンドの層厚
Ｔ 基材の回転方向
Ｏ 基材の軸線

Claims (7)

1. 軸線回りに回転される略円板状をなす基材の表面に、
   切刃稜線を有する切刃凸部が上方に突出して形成され、かつ、この切刃凸部よりも外周側に位置するようにして、前記切刃凸部の切刃稜線の高さに対して２０〜９０％の高さを有するガイド凸部が上方に突出して形成されていることを特徴とする軟質材加工用切削工具。
2. 請求項１に記載の軟質材加工用切削工具において、
   前記基材の表面に、
   台座が上方に突出して形成されているとともにこの台座の上面に前記切刃凸部が上方に突出して形成されていることを特徴とする軟質材加工用切削工具。
3. 請求項１または請求項２に記載の軟質材加工用切削工具において、
   少なくとも前記切刃凸部の切刃稜線部分が、耐摩耗性材料で構成されていることを特徴とする軟質材加工用切削工具。
4. 請求項３に記載の軟質材加工用切削工具において、
   少なくとも前記切刃凸部の切刃稜線部分が、気相合成ダイヤモンドでコーティングされていることを特徴とする軟質材加工用切削工具。
5. 請求項４に記載の軟質材加工用切削工具において、
   前記基材の表面の全面が、前記気相合成ダイヤモンドでコーティングされていることを特徴とする軟質材加工用切削工具。
6. 請求項３に記載の軟質材加工用切削工具において、
   少なくとも前記切刃凸部の切刃稜線部分が、セラミックスで構成されていることを特徴とする軟質材加工用切削工具。
7. 請求項６に記載の軟質材加工用切削切削工具において、
   前記基材の少なくとも表面の全面が、前記セラミックスで構成されていることを特徴とする軟質材加工用切削工具。
   

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