JP2007260886A - Cmp conditioner and manufacturing method therefor - Google Patents

Cmp conditioner and manufacturing method therefor Download PDF

Info

Publication number
JP2007260886A
JP2007260886A JP2006093174A JP2006093174A JP2007260886A JP 2007260886 A JP2007260886 A JP 2007260886A JP 2006093174 A JP2006093174 A JP 2006093174A JP 2006093174 A JP2006093174 A JP 2006093174A JP 2007260886 A JP2007260886 A JP 2007260886A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
abrasive grains
cmp
conditioning
phase
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006093174A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuji Yamashita
哲二 山下
Naoki Rikita
直樹 力田
Takashi Kimura
高志 木村
Masaharu Oku
雅治 尾久
Hiroaki Ashizawa
宏明 芦澤
Hironori Hatono
広典 鳩野
Masahiro Tokida
昌広 常田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toto Ltd
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Toto Ltd
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toto Ltd, Mitsubishi Materials Corp filed Critical Toto Ltd
Priority to JP2006093174A priority Critical patent/JP2007260886A/en
Publication of JP2007260886A publication Critical patent/JP2007260886A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a CMP conditioner capable of suppressing the occurrence of scratch by surely preventing dropping off of abrasive grains even when highly corrosive slurry is used for a CMP device, and a manufacturing method for the CMP conditioner without requiring a complicated manufacturing method. <P>SOLUTION: In the CMP conditioner, an abrasive grain layer 3 in which the abrasive grains 6 are stuck by a metal bonding phase 7 is formed on a conditioning surface 2 opposed to and contacting to a polishing pad of the CMP device. An oxide film 9, which is polycrystal and has no grain boundary layer composed of a glass layer in the interface between the crystals, is formed on the surface of the metal bonding phase 7 in the abrasive grain layer 3 by spraying an aerosol in which fine particles of a brittle material are dispersed in a gas. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体ウエハ等の研磨を行うCMP(化学機械的研磨)装置の研磨パッドのコンディショニングに用いられるCMPコンディショナおよびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a CMP conditioner used for conditioning a polishing pad of a CMP (Chemical Mechanical Polishing) apparatus for polishing a semiconductor wafer or the like, and a method for manufacturing the same.

この種のCMPコンディショナとしては、例えば特許文献1に、円板状の基体(台金)の上面に略円柱状の突起部が間隔をあけて複数形成され、これらの突起部の表面に複数のダイヤモンド等の砥粒が金属めっき結合相によって固着されたものが提案されている。また、特許文献2には、ダイヤモンド砥粒をろう付けしたものが提案されており、さらに特許文献3には、このように砥粒を固着した金属結合相の表面にSiC等のセラミックス被膜を、CVDやイオンプレーティング等の気相コーティング技術によって被覆することが提案されている。
特開2001−71269号公報 特開2002−273657号公報 特開2001−210613号公報
As this type of CMP conditioner, for example, Patent Document 1 discloses that a plurality of substantially cylindrical protrusions are formed on the upper surface of a disk-shaped base body (base metal) at intervals, and a plurality of protrusions are formed on the surfaces of these protrusions. In the proposed method, diamond grains and other abrasive grains are fixed by a metal plating binder phase. Patent Document 2 proposes brazing diamond abrasive grains, and Patent Document 3 further discloses a ceramic coating such as SiC on the surface of the metal binder phase to which the abrasive grains are fixed, It has been proposed to coat by vapor phase coating techniques such as CVD and ion plating.
JP 2001-71269 A JP 2002-273657 A JP 2001-210613 A

ところで、このようなCMPコンディショナにより研磨パッドがコンディショニングされるCMP装置では、半導体ウェハ等の研磨の際に酸性やアルカリ性の腐食性の高いスラリーが用いられるため、砥粒を保持する金属結合相がこのスラリーによって腐食(溶出)してしまって砥粒が脱落し、この脱落した砥粒によって半導体ウェハが傷つけられてスクラッチが生じるという問題がある。特に、砥粒がダイヤモンドであって結合相がニッケル等の金属めっき相である場合、砥粒への金属めっきの濡れ性が乏しいことから両者の境界部(キャビティ)には極微小ではあるものの隙間が生じ、この隙間からスラリーが入り込んで金属めっき相を腐食させる結果、砥粒の脱落が一層促進されてしまうことになる。   By the way, in such a CMP apparatus in which the polishing pad is conditioned by the CMP conditioner, a highly acidic or alkaline corrosive slurry is used when polishing a semiconductor wafer or the like, so that a metal binder phase holding abrasive grains is present. There is a problem that the slurry is corroded (eluted) by the slurry and the abrasive grains fall off, and the semiconductor grains are damaged by the dropped abrasive grains to cause scratches. In particular, when the abrasive grains are diamond and the binder phase is a metal plating phase such as nickel, the wettability of the metal plating on the abrasive grains is poor, so there is a very small gap at the boundary (cavity) between the two. As a result, the slurry enters from the gap and corrodes the metal plating phase, and as a result, the removal of the abrasive grains is further promoted.

この点、特許文献3に記載のように金属結合相表面にセラミックス被膜を被覆したCMPコンディショナでは、このセラミックス被膜によって金属結合相が保護されることによりその腐食が防止され、従って砥粒の脱落も抑制することができる。ところが、その一方で、この特許文献3に記載のような気相コーティング技術によってセラミックス被膜を被覆した場合には、金属結合相から突出したダイヤモンド等の砥粒の表面にも被膜が被覆されてしまうため、砥粒の切れ味が損なわれ、パッドの研磨レートが著しく低下してしまうという問題が生じる。従って、CMPコンディショナとして使用可能なパッド研磨レートを得るには、当該特許文献3にも記載されているように砥粒の表面に被覆された被膜を除去する工程が必要となり、その製造工程が複雑化することが避けられない。   In this regard, in the CMP conditioner in which the surface of the metal binder phase is coated with a ceramic coating as described in Patent Document 3, the corrosion of the metal binder phase is protected by the ceramic coating, so that the abrasive grains fall off. Can also be suppressed. However, on the other hand, when the ceramic film is coated by the vapor phase coating technique described in Patent Document 3, the film is also coated on the surface of abrasive grains such as diamond protruding from the metal binder phase. As a result, the sharpness of the abrasive grains is impaired, and the pad polishing rate is significantly reduced. Therefore, in order to obtain a pad polishing rate that can be used as a CMP conditioner, a process of removing the coating film coated on the surface of the abrasive grains as described in Patent Document 3 is required, and the manufacturing process is required. Complicated is inevitable.

本発明は、このような背景の下になされたもので、CMP装置に用いられる腐食性の高いスラリーに対しても砥粒の脱落を確実に防いでスクラッチの発生を抑制することが可能なCMPコンディショナを提供し、またこのようなCMPコンディショナを、複雑な製造工程を要することなく製造することが可能なCMPコンディショナの製造方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made under such a background, and it is possible to reliably prevent the abrasive grains from falling off and prevent the generation of scratches even in a highly corrosive slurry used in a CMP apparatus. It is an object of the present invention to provide a conditioner and to provide a CMP conditioner manufacturing method capable of manufacturing such a CMP conditioner without requiring a complicated manufacturing process.

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のCMPコンディショナは、CMP装置の研磨パッドと対向して接触するコンディショニング面に、砥粒が金属結合相によって固着された砥粒層が形成されてなるCMPコンディショナであって、上記砥粒層における上記金属結合相の表面には、多結晶であり、該結晶同士の界面にガラス層からなる粒界層が存在しない酸化物被膜が形成されていることを特徴とする。   In order to solve the above problems and achieve such an object, in the CMP conditioner of the present invention, abrasive grains are fixed by a metallic binder phase on a conditioning surface that is in contact with a polishing pad of a CMP apparatus. A CMP conditioner in which an abrasive layer is formed, wherein the surface of the metal binder phase in the abrasive layer is polycrystalline, and there is no grain boundary layer composed of a glass layer at the interface between the crystals. An oxide film is formed.

ここで、上記酸化物被膜は、アルミナ被膜であることが望ましい。また、上記金属結合相は、ニッケル等の金属めっき相でもよく、金属ろう付け相であってもよい。   Here, the oxide film is preferably an alumina film. Further, the metal bonding phase may be a metal plating phase such as nickel or a metal brazing phase.

さらに、上記砥粒はダイヤモンド砥粒であって、その結晶面のうち111面が上記コンディショニング面と略平行とされて該コンディショニング面が対向する方向に向けられるように固着されていることが望ましい。この場合において、上記コンディショニング面にあっては、該コンディショニング面上の複数の測定箇所において上記ダイヤモンド砥粒の結晶面のX線回折強度を測定した際の、測定された各結晶面のX線回折強度の総和に対する上記111面のX線回折強度の比率が、上記複数の測定箇所における平均として70%以上とされていることがより望ましい。   Furthermore, it is desirable that the abrasive grains are diamond abrasive grains, and 111 of the crystal planes are fixed so that the conditioning faces are substantially parallel to the conditioning faces and face the facing faces. In this case, in the conditioning surface, when the X-ray diffraction intensity of the crystal surface of the diamond abrasive grain is measured at a plurality of measurement points on the conditioning surface, the X-ray diffraction of each measured crystal surface is measured. It is more desirable that the ratio of the X-ray diffraction intensity of the 111 plane with respect to the total intensity is 70% or more as an average at the plurality of measurement points.

また、本発明のCMPコンディショナの製造方法は、CMP装置の研磨パッドと対向して接触するCMPコンディショナのコンディショニング面に、金属結合相によって砥粒を固着して砥粒層を形成し、次いでこの砥粒層における上記金属結合相の表面に、脆性材料の微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを噴射して衝突させることにより、酸化物被膜を形成することを特徴とする。   In the CMP conditioner manufacturing method of the present invention, an abrasive layer is formed by adhering abrasive grains to a conditioning surface of a CMP conditioner that is in contact with a polishing pad of a CMP apparatus by a metallic binder phase, An oxide film is formed by injecting and colliding an aerosol in which fine particles of a brittle material are dispersed in a gas on the surface of the metal binder phase in the abrasive layer.

本発明によれば、CMP装置に用いられる腐食性の高いスラリーに対しても砥粒の脱落を確実に防いでスクラッチの発生を抑制することが可能なCMPコンディショナを提供することができ、またこのようなCMPコンディショナを、複雑な製造工程を要することなく製造することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a CMP conditioner capable of reliably preventing abrasive grains from dropping even in a highly corrosive slurry used in a CMP apparatus and suppressing the generation of scratches. Such a CMP conditioner can be manufactured without requiring a complicated manufacturing process.

まず、本発明に係わるエアロゾルデポジション法に関係する語句を以下に説明する。
(多結晶)本件では結晶子が接合・集積してなる構造体を指す。結晶子は実質的にそれひとつで結晶を構成しその径は通常5nm以上である。ただし、微粒子は破砕されずに構造物中に取り込まれるなどの場合がまれに生じるが、実質的には多結晶である。
First, terms related to the aerosol deposition method according to the present invention will be described below.
(Polycrystalline) In this case, it refers to a structure in which crystallites are joined and accumulated. The crystallite is essentially one crystal, and its diameter is usually 5 nm or more. However, in some cases, the fine particles are taken into the structure without being crushed, but are substantially polycrystalline.

(微粒子)一次粒子が緻密質粒子である場合は、粒度分布測定や走査型電子顕微鏡で同定される平均粒径が10μm以下であるものを言う。また一次粒子が衝撃によって破砕しやすい多孔質粒子である場合は、平均粒径が50μm以下であるものを言う。 (Fine particles) When the primary particles are dense particles, the average particle size identified by particle size distribution measurement or a scanning electron microscope is 10 μm or less. In addition, when the primary particles are porous particles that are easily crushed by impact, the average particle diameter is 50 μm or less.

(エアロゾル)ヘリウム、窒素、アルゴン、酸素、乾燥空気、これらの混合ガスなどのガス中に前述の微粒子を分散させたものであり、一次粒子が分散している状態が望ましいが、通常はこの一次粒子が凝集した凝集粒を含む。エアロゾルのガス圧力と温度は任意であるが、ガス中の微粒子の濃度は、ガス圧を1気圧、温度を20℃と換算した場合に、ノズルから噴射される時点において0.0003ml/l〜5ml/lの範囲内であることが構造物の形成にとって望ましい。 (Aerosol) The above-mentioned fine particles are dispersed in a gas such as helium, nitrogen, argon, oxygen, dry air, or a mixed gas thereof, and it is desirable that primary particles are dispersed. Includes agglomerated particles with aggregated particles. The gas pressure and temperature of the aerosol are arbitrary, but the concentration of fine particles in the gas is 0.0003 ml / l to 5 ml at the time of injection from the nozzle when the gas pressure is converted to 1 atm and the temperature is converted to 20 ° C. It is desirable for formation of the structure to be within the range of / l.

(界面)本件では結晶子同士の境界を構成する領域を指す。 (Interface) In this case, it refers to the region that forms the boundary between crystallites.

(粒界層)界面あるいは焼結体でいう粒界に位置するある厚み(通常数nm〜数μm)を持つ層で、通常結晶粒内の結晶構造とは異なるアモルファス構造をとり、また場合によっては不純物の偏析を伴う。 (Grain boundary layer) A layer with a certain thickness (usually several nanometers to several micrometers) located at the grain boundary in the interface or sintered body, and usually takes an amorphous structure different from the crystal structure in the crystal grain, and in some cases Is accompanied by segregation of impurities.

本発明のCMPコンディショナの製造方法において、脆性材料の微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを噴射して衝突させることにより酸化物被膜を形成する方法は、上記エアロゾルデポジション法として認知された方法であり、その詳細は特許第3348154号公報、特開2002−309383号公報、特開2003−034003号公報、特開2004−091614号公報、および特開2003−183848号公報などに開示されている。   In the method for manufacturing a CMP conditioner of the present invention, a method of forming an oxide film by injecting and colliding with an aerosol in which fine particles of a brittle material are dispersed in a gas is a method recognized as the aerosol deposition method. Details thereof are disclosed in Japanese Patent No. 3348154, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-309383, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-034003, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-091614, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-183848, and the like. .

エアロゾルデポジション法は、様々な基材上にセラミック厚膜を形成させる手法であり、セラミック微粒子をガス中に分散させたエアロゾルをノズルから基材に向けて噴射し、金属やガラス、セラミックスやプラスチックなどの基材に微粒子を衝突させ、この衝突の衝撃により微粒子を変形や破砕を起こさしめてこれらを接合させ、基材上に微粒子の構成材料からなる膜構造物をダイレクトで形成させることを特徴としており、特に加熱手段を必要としない常温で構造物が形成可能であり、焼結体同等の機械的強度を保有する構造物を得ることができる。この方法に用いられる装置は、基本的にエアロゾルを発生させるエアロゾル発生器と、エアロゾルを基材に向けて噴射するノズルとからなり、ノズルの開口よりも大きな面積で構造物を作製する場合には、基材とノズルを相対的に移動・揺動させる位置制御手段を有し、減圧下で作製を行う場合には構造物を形成させるチャンバーと真空ポンプを有し、またエアロゾルを発生するためのガス発生源を有することが一般的である。   The aerosol deposition method is a technique for forming a thick ceramic film on various substrates. An aerosol in which ceramic fine particles are dispersed in a gas is sprayed from a nozzle toward the substrate, and metal, glass, ceramics and plastics are sprayed. It is characterized by colliding microparticles with a substrate such as, causing deformation and crushing of the microparticles by the impact of the collision, joining them, and directly forming a film structure composed of the constituent materials of the microparticles on the substrate In particular, a structure can be formed at room temperature that does not require heating means, and a structure having mechanical strength equivalent to that of a sintered body can be obtained. The apparatus used in this method basically consists of an aerosol generator for generating aerosol and a nozzle for injecting the aerosol toward the base material. When a structure is produced with a larger area than the opening of the nozzle, In addition, it has a position control means that moves and swings the base material and the nozzle relative to each other, and has a chamber and a vacuum pump for forming a structure when producing under reduced pressure, and for generating aerosol It is common to have a gas source.

エアロゾルデポジション法のプロセス温度は常温であり、微粒子材料の融点より低い温度、すなわち数百℃以下で構造物形成が行われるところにひとつの特徴がある。   The process temperature of the aerosol deposition method is room temperature, and one feature is that the structure is formed at a temperature lower than the melting point of the fine particle material, that is, several hundred degrees C or less.

また使用される微粒子はセラミックスなどの脆性材料を主体とし、同一材質の微粒子を単独であるいは混合させて用いることができるほか、異種の微粒子を混合させたり、複合させて用いることが可能である。また、一部金属材料や有機物材料などをセラミックス微粒子に混合させたり、セラミックス微粒子表面にコーティングさせて用いることも可能である。これらの場合でも構造物形成の主となるものはセラミックスである。   The fine particles used are mainly brittle materials such as ceramics, fine particles of the same material can be used alone or in combination, and different types of fine particles can be mixed or combined. Further, it is also possible to use a part of a metal material or organic material mixed with ceramic fine particles or coated on the surface of the ceramic fine particles. Even in these cases, the main component of the structure formation is ceramics.

この手法によって形成される膜構造物において、結晶性の微粒子を原料として用いる場合、膜構造物は、その結晶子サイズが原料微粒子のそれに比べて小さい多結晶体であり、その結晶は実質的に結晶配向性がない場合が多く、セラミックス結晶同士の界面にはガラス層からなる粒界層が実質的に存在しないと言え、さらに膜構造物の一部は基材表面に食い込むアンカー層を形成することが多いという特徴がある。   In the film structure formed by this method, when crystalline fine particles are used as a raw material, the film structure is a polycrystalline body whose crystallite size is smaller than that of the raw material fine particles, and the crystals are substantially In many cases, there is no crystal orientation, and it can be said that there is substantially no grain boundary layer composed of a glass layer at the interface between ceramic crystals, and a part of the film structure forms an anchor layer that bites into the substrate surface There are many features.

この方法により形成される膜構造物は、微粒子同士が圧力によりパッキングされ、物理的な付着で形態を保っている状態のいわゆる圧粉体とは明らかに異なり、十分な強度を保有している。   The film structure formed by this method clearly has a sufficient strength, unlike a so-called green compact in which fine particles are packed by pressure and maintained in a physical form.

この膜構造物形成において、微粒子が破砕・変形を起こしていることは、原料として用いる微粒子および形成された膜構造物の結晶子サイズをX線回折法で測定することにより判断できる。   In forming this film structure, it can be determined that the fine particles are crushed and deformed by measuring the fine particles used as a raw material and the crystallite size of the formed film structure by an X-ray diffraction method.

すなわち、エアロゾルデポジション法で形成される構造物の結晶子サイズは、原料として用いる脆性材料微粒子および形成された脆性材料構造物の結晶子サイズよりも小さい値を示す。微粒子が破砕や変形をすることで形成されるずれ面や破面には、もともと内部に存在し別の原子と結合していた原子が剥き出しの状態となった新生面が形成される。この表面エネルギーが高い活性な新生面が、隣接した脆性材料表面や同じく隣接した脆性材料の新生面あるいは基材表面と接合することにより構造物が形成されるものと考えられる。また微粒子の表面に水酸基が程よく存在する場合では、微粒子の衝突時に微粒子同士や微粒子と構造物との間に生じる局部のずり応力により、メカノケミカルな酸塩基脱水反応が起き、これら同士が接合するということも考えられる。外部からの連続した機械的衝撃力の付加は、これらの現象を継続的に発生させ、微粒子の変形、破砕などの繰り返しにより接合の進展、緻密化が行われ、脆性材料構造物が成長するものと考えられる。   That is, the crystallite size of the structure formed by the aerosol deposition method is smaller than the crystallite size of the brittle material fine particles used as a raw material and the formed brittle material structure. A new surface in which atoms originally present inside and bonded to other atoms are exposed is formed on the slip surface or fracture surface formed by crushing or deforming fine particles. It is considered that the active new surface having a high surface energy is joined to the surface of the adjacent brittle material, the new surface of the adjacent brittle material, or the substrate surface, thereby forming a structure. In addition, when hydroxyl groups are present on the surface of the fine particles moderately, a mechanochemical acid-base dehydration reaction occurs due to local shear stress generated between the fine particles or between the fine particles and the structure when the fine particles collide with each other. It can be considered. The addition of continuous mechanical impact force from the outside causes these phenomena to occur continuously, and the progress and densification of joints are performed by repeated deformation and crushing of fine particles, and brittle material structures grow. it is conceivable that.

従って、例えばこのようなエアロゾルデポジション法を用いた本発明の製造方法によって製造される本発明のCMPコンディショナでは、基材表面すなわち金属結合相の表面に形成される、多結晶であって該結晶同士の界面にガラス層からなる粒界層が存在しない酸化物被膜により、安定した耐食性を得ることができて金属結合相の腐食による砥粒の脱落を防ぐことが可能となり、スクラッチの発生を抑えて高品位の半導体ウェハ等の研磨を図ることができる。特に、こうしてエアロゾルデポジション法により酸化物被膜を形成する際には、上述のようにノズルを相対的に移動・揺動させることにより砥粒と金属結合相との境界部にも確実に酸化物被膜を形成することができるとともに、上記微粒子の衝突による応力によって当該酸化物被膜や基材表面すなわち金属結合相表面が砥粒を押圧するカシメ効果が生じ、これにより境界部の隙間自体を埋め潰して砥粒をより強固に保持し、その脱落を一層確実に防止することができる。   Therefore, for example, in the CMP conditioner of the present invention manufactured by the manufacturing method of the present invention using such an aerosol deposition method, the polycrystalline condition is formed on the surface of the substrate, that is, the surface of the metal binder phase. Oxide coating that does not have a grain boundary layer consisting of a glass layer at the interface between crystals makes it possible to obtain stable corrosion resistance and to prevent the abrasive grains from falling off due to corrosion of the metal binder phase, thereby preventing the occurrence of scratches. Polishing of a high-quality semiconductor wafer or the like can be achieved while suppressing this. In particular, when an oxide film is formed by the aerosol deposition method in this way, the oxide can be reliably transferred to the boundary between the abrasive grains and the metal bonded phase by moving and swinging the nozzle as described above. In addition to forming a film, the stress due to the collision of the fine particles causes a caulking effect in which the oxide film or the substrate surface, that is, the surface of the metal bonded phase presses the abrasive grains, thereby filling the gap in the boundary itself. Thus, it is possible to hold the abrasive grains more firmly and prevent them from falling off more reliably.

その一方で、このエアロゾルデポジション法では、硬質の砥粒、特にダイヤモンドやcBNのような高硬度の超砥粒の表面に対しては、上述のような膜構造物の一部が食い込むアンカー層が形成されることがないため、酸化物被膜が形成されることもなく、従って被膜形成後に砥粒表面から該被膜を除去するような工程が必要となるようなこともない。しかも、エアロゾルデポジション法による酸化物被膜形成は、上述のように常温、常圧でエアロゾルを噴射するだけの比較的簡略な方法で可能であるので、本発明の製造方法によれば、複雑な製造工程や高価な装置等を要することなく上述のような優れた耐食性を有するCMPコンディショナを提供することが可能となる。   On the other hand, in this aerosol deposition method, an anchor layer in which a part of the film structure as described above bites into the surface of hard abrasive grains, particularly high hardness superabrasive grains such as diamond and cBN. Since no oxide film is formed, an oxide film is not formed. Therefore, a process for removing the film from the surface of the abrasive grains is not required after the film is formed. Moreover, since the oxide film formation by the aerosol deposition method is possible by a relatively simple method of injecting the aerosol at normal temperature and normal pressure as described above, the manufacturing method of the present invention is complicated. It is possible to provide a CMP conditioner having excellent corrosion resistance as described above without requiring a manufacturing process or an expensive apparatus.

ここで、上記酸化物被膜としては、より耐食性に優れたアルミナ被膜であることが上述のように望ましい。また、同じく上述したように、上記金属結合相としては、特許文献1に記載されたようなニッケル等の金属めっき相でもよく、あるいは特許文献2に記載のような金属ろう付け相であってもよい。   Here, as the oxide film, an alumina film having more excellent corrosion resistance is desirable as described above. Similarly, as described above, the metal binder phase may be a metal plating phase such as nickel described in Patent Document 1 or a metal brazing phase described in Patent Document 2. Good.

ところで、この特許文献2においては、母材の表面にダイヤモンド砥粒をろう付けにより固着したCMP加工用ドレッサにおいて、ダイヤモンド砥粒の結晶の{111}面の垂線のドレッサ基体固定面への投影線分がドレッサの研削方向とほぼ平行とすること、あるいはこの{111}面が研磨布の研削面に対して15度〜75度傾斜することも提案されており、高強度を有するこの{111}面を切刃として研磨布(研磨パッド)の砥粒と接触させることで、効果的にドレッシングを行うとともに砥粒の欠けを生じにくくし、被研磨物のスクラッチの発生を防止するようにしている。   By the way, in Patent Document 2, in a CMP processing dresser in which diamond abrasive grains are fixed to the surface of a base material by brazing, a projection line of a perpendicular of the {111} plane of the diamond abrasive grain crystal onto the dresser substrate fixing surface is projected. It has also been proposed that the minute is substantially parallel to the grinding direction of the dresser, or that the {111} plane is inclined by 15 to 75 degrees with respect to the grinding surface of the polishing cloth, and this {111} having high strength By making the surface into contact with the abrasive grains of the polishing cloth (polishing pad), the dressing is effectively performed and the chipping of the abrasive grains is made difficult to occur, and the occurrence of scratches on the object to be polished is prevented. .

ところが、CMP装置に用いられるコンディショナは、CMP装置の回転する研磨パッド上に上記コンディショニング面を接触させて載置されて、CMPコンディショナ自体も研磨パッドの回転軸線とは異なる軸線回りに回転させられるとともに該研磨パッド上を揺動させられたりするため、コンディショニング面にろう付けされた砥粒の{111}面の垂線の上記投影線分が常に研削方向と平行となったりするとは限らない。そして、例えば{111}面以外の面が専ら研削方向に向けられた状態でコンディショニングが行われた場合には、この面と砥粒の突出端面となるやはり{111}面以外の面との稜線や頂部に摩耗が生じて研磨レートが早期に著しく低下したり、これらの稜線や頂部に欠損が生じてスクラッチが発生したりする。   However, the conditioner used in the CMP apparatus is placed on the polishing pad rotated by the CMP apparatus in contact with the conditioning surface, and the CMP conditioner itself is rotated about an axis different from the rotation axis of the polishing pad. In addition, since the surface of the polishing pad is swung, the projected line segment of the perpendicular of the {111} plane of the abrasive grains brazed to the conditioning surface is not always parallel to the grinding direction. For example, when conditioning is performed in a state where the surface other than the {111} surface is oriented exclusively in the grinding direction, the ridge line between this surface and the surface other than the {111} surface that becomes the protruding end surface of the abrasive grains. As a result, abrasion occurs at the top and the polishing rate is remarkably lowered at an early stage, or scratches occur due to defects at these ridge lines and the top.

そこで、特に砥粒としてダイヤモンド砥粒を用いた場合において、このような砥粒自体の欠損によるスクラッチや研磨レートの早期低下を防ぐには、上述のようにこのダイヤモンド砥粒を、その結晶面のうち111面が上記コンディショニング面と略平行とされて該コンディショニング面が対向する方向に向けられるように固着するのが望ましい。   Therefore, in particular, when diamond abrasive grains are used as the abrasive grains, in order to prevent such scratches due to defects in the abrasive grains themselves and an early decrease in the polishing rate, the diamond abrasive grains are used as described above. Of these, it is desirable that the 111 surface is substantially parallel to the conditioning surface and is fixed so that the conditioning surface faces in the opposite direction.

従って、このようなCMPコンディショナにおいて、その結晶面のうち111面がコンディショニング面と略平行に該コンディショニング面が対向する方向、すなわちCMP装置において研磨パッドと対向する方向に向けられるようにしてコンディショニング面に固着されたダイヤモンド砥粒にあっては、この111面がコンディショニング面からの突端面として突出して研磨パッドに接触するため、ダイヤモンド砥粒の結晶面同士の稜線部や頂部のように尖った部分が研磨パッド側に突き出した突出端となることがない。このため、このような尖った部分が早期に摩耗することによって研磨レートが著しく低下したり、あるいはかかる部分に欠損が生じて、その破片により、研磨パッドによって研磨される半導体ウェハ等の被研磨面にスクラッチが生じたりするのを防ぐことができる。   Therefore, in such a CMP conditioner, the conditioning surface is such that 111 of its crystal faces are oriented in a direction that faces the conditioning surface substantially parallel to the conditioning surface, that is, a direction that faces the polishing pad in the CMP apparatus. In the diamond abrasive grains fixed to the surface, since the 111 surface protrudes as a protruding end surface from the conditioning surface and comes into contact with the polishing pad, a sharp portion such as a ridge line portion or a top portion between the crystal surfaces of the diamond abrasive grains Does not become a protruding end protruding toward the polishing pad. For this reason, the polishing rate is remarkably reduced due to such pointed parts being worn out at an early stage, or the surface to be polished such as a semiconductor wafer is polished by the polishing pad due to the chipping of such parts. Scratching can be prevented.

そして、上記ダイヤモンド砥粒において研磨パッドに切り込まれて切れ刃のエッジとして作用するのは、上記突端面とされる高強度で耐摩耗性の高い111面とその周囲に隣接する他の結晶面との稜線部あるいは頂部であり、しかも突端面とされた111面は研磨パッドに対するダイヤモンド砥粒の研削方向が変動しても常に研磨パッドに対向して接触した状態とされるので、上記切れ刃は良好な切れ味を維持しつつも摩耗することが少なく、欠損などが生じることもない。従って、このようなCMPコンディショナによれば、高い研磨レートを長期に亙って安定的に維持することができてコンディショナ寿命の延長を図ることができるとともに、かかるコンディショナによってコンディショニングされた研磨パッドにより研磨される半導体ウェハ等において、よりスクラッチの少ない高品位の被研磨面を形成することが可能となる。   The diamond abrasive grains cut into the polishing pad and act as the edge of the cutting edge are the high-strength and high-abrasion-resistant 111 planes and the other crystal planes adjacent to the periphery. Since the 111 surface that is the ridge line portion or the top portion and the protruding end surface is always in contact with the polishing pad even if the grinding direction of the diamond abrasive grains with respect to the polishing pad varies, the cutting edge While maintaining a good sharpness, it is less likely to wear and does not cause defects. Therefore, according to such a CMP conditioner, a high polishing rate can be stably maintained over a long period of time, and the life of the conditioner can be extended, and the polishing that is conditioned by such a conditioner can be achieved. In a semiconductor wafer or the like polished by a pad, it is possible to form a high-quality polished surface with less scratches.

ここで、このようにコンディショニング面に固着されたダイヤモンド砥粒のうち、どの程度の砥粒がその111面をコンディショニング面と略平行に該コンディショニング面が対向する方向に向けられているかは、このダイヤモンド砥粒の結晶面のX線回折強度を測定することによって知ることができる。すなわち、111面がコンディショニング面と略平行にその対向方向に向けられて固着されたダイヤモンド砥粒が多ければ、この111面に関して高いX線回折強度が得られ、その分他の結晶面の回折強度は低くなるので、111面も含めた各結晶面のX線回折強度の総和に対する111面のX線回折強度の比率(以下、111面検出率と称する。)が高いほど、より多くのダイヤモンド砥粒がその111面をコンディショニング面と略平行にして該コンディショニング面の対向方向に向け固着されているものと認めることができる。   Here, of the diamond abrasive grains fixed to the conditioning surface in this way, how much of the abrasive grains are oriented in the direction in which the conditioning surface is opposed to the 111 surface substantially parallel to the conditioning surface. This can be known by measuring the X-ray diffraction intensity of the crystal plane of the abrasive grains. That is, if there are a large number of diamond abrasive grains fixed with the 111 surface oriented substantially parallel to the conditioning surface in the opposite direction, a high X-ray diffraction intensity can be obtained with respect to the 111 surface, and the diffraction intensity of the other crystal surface accordingly Therefore, the higher the ratio of the X-ray diffraction intensity of the 111 plane to the total X-ray diffraction intensity of each crystal plane including the 111 plane (hereinafter referred to as the 111-plane detection rate), the more diamond abrasives. It can be recognized that the grains are fixed in the direction opposite to the conditioning surface with the 111 surface substantially parallel to the conditioning surface.

そこで、このような知見に基づき、上記構成のCMPコンディショナにおいては上述のように、上記コンディショニング面にあって、該コンディショニング面上の複数の測定箇所において上記ダイヤモンド砥粒の結晶面のX線回折強度を測定した際の上記111面検出率が、上記複数の測定箇所における平均として70%以上とされているのが望ましく、このように高い111面検出率とすることで上述の効果をより確実に奏功することが可能となる。すなわち、この111面検出率が70%未満であると、相対的に他の結晶面を突端面として固着されたダイヤモンド砥粒や結晶面同士の稜線や頂部を突出させて固着されたダイヤモンド砥粒の割合が多くなり、これらの砥粒によって研磨レートが早期に低下したり欠損によりスクラッチが発生する可能性が高くなったりするおそれがある。   Therefore, based on such knowledge, as described above, in the CMP conditioner having the above-mentioned configuration, the X-ray diffraction of the crystal surface of the diamond abrasive grain is present on the conditioning surface at a plurality of measurement points on the conditioning surface. It is desirable that the 111 surface detection rate when measuring the intensity is 70% or more as an average at the plurality of measurement points, and the above-described effects can be more reliably achieved by setting the 111 surface detection rate as high as this. It becomes possible to succeed. That is, when the 111-plane detection rate is less than 70%, diamond abrasive grains fixed with other crystal planes as protrusion surfaces, or diamond abrasive grains fixed by protruding ridges or tops of crystal planes. There is a risk that the polishing rate is lowered early by these abrasive grains, or the possibility of scratches due to defects is increased.

一方、このように111面を突端面としてコンディショニング面と略平行に該コンディショニング面が対向する方向に向けたダイヤモンド砥粒においては、この111面の反対側に位置する111面が着座面として、やはりコンディショニング面と平行に、コンディショナ側に対向するように着座させられ、金属結合相により固着させられることになる。このため、特に金属結合相がろう付け相であってその濡れ性がよく、すなわち上記着座面とされる111面とコンディショナとの間のろう付け相が薄くなるような場合には、コンディショナ側の表面が平坦であればこの着座面の座りがよく、従ってより確実に上記突端面とされる111面がコンディショニング面と平行に突出するようにダイヤモンド砥粒を固着することができて、一層効果的に上述の効果を奏功することが可能となる。   On the other hand, in the diamond abrasive grains having the 111 surface as a protruding end surface and facing the conditioning surface substantially parallel to the conditioning surface, the 111 surface located on the opposite side of the 111 surface is the seating surface. It is seated so as to face the conditioner side in parallel with the conditioning surface, and is fixed by the metal binder phase. For this reason, the conditioner is particularly suitable when the metal binder phase is a brazing phase and has good wettability, that is, when the brazing phase between the surface 111 and the conditioner is thin. If the surface on the side is flat, the seating surface is satisfactorily seated. Therefore, the diamond abrasive grains can be fixed so that the 111 surface, which is the tip surface, protrudes in parallel with the conditioning surface. The above-described effects can be effectively achieved.

図1および図2は、本発明のCMPコンディショナの第1の実施形態を示すものである。本実施形態においてコンディショナ本体(台金)1はステンレス等の金属材料により軸線Oを中心とした略円板状に形成され、その軸線Oに垂直な一方の円形面に、コンディショニングの際にCMP装置の研磨パッドと対向して接触するコンディショニング面2が配設されていて、このコンディショニング面2に砥粒層3が形成されている。このようなCMPコンディショナは、このコンディショニング面2をCMP装置の研磨パッド表面に平行に対向させて接触させられ、該研磨パッドの回転軸線から離れた位置で上記軸線O回りに回転されつつ、コンディショナ本体1自体もパッド表面の内外周に揺動させられて、上記研磨パッドのコンディショニング(ドレッシングまたは目立て)に用いられる。   1 and 2 show a first embodiment of a CMP conditioner of the present invention. In this embodiment, the conditioner main body (base metal) 1 is formed in a substantially disc shape centered on the axis O by a metal material such as stainless steel, and is subjected to CMP on one circular surface perpendicular to the axis O during conditioning. A conditioning surface 2 that is in contact with the polishing pad of the apparatus is disposed, and an abrasive layer 3 is formed on the conditioning surface 2. In such a CMP conditioner, the conditioning surface 2 is brought into contact with and parallel to the polishing pad surface of the CMP apparatus, and the conditioner 2 is rotated around the axis O at a position away from the rotation axis of the polishing pad. The main body 1 itself is also swung around the inner and outer peripheries of the pad surface and used for conditioning (dressing or dressing) of the polishing pad.

なお、本実施形態においては、上記コンディショニング面2の外周側に、該コンディショニング面2と平行な円環状の端面4fとこの端面4fから外周側に向かうに従い漸次後退するテーパ面4tとを有して上記軸線Oを中心とした一定幅の環状に突出するリング部4が形成されるとともに、このリング部4の内周側には、やはりコンディショニング面2と平行でリング部4と等しい突出高さの円形の端面5fを有する互いに同形同大の略円柱状の複数の突部5が間隔をあけて形成されている。ただし、このうち突部5は、図1に示すようにリング部4内周のうちでも外周側の部分のみに、軸線Oを中心とした複数(図1では3つ)の同心円をなすようにして、各円ごとに等間隔に、かつ隣接する円同士では千鳥状となるように配設されている。   In the present embodiment, an annular end surface 4f parallel to the conditioning surface 2 and a tapered surface 4t gradually retreating from the end surface 4f toward the outer periphery are provided on the outer periphery side of the conditioning surface 2. A ring portion 4 that protrudes in an annular shape with a constant width around the axis O is formed, and on the inner peripheral side of the ring portion 4, it is also parallel to the conditioning surface 2 and has a protrusion height equal to the ring portion 4. A plurality of substantially cylindrical projections 5 having a circular end surface 5f and having the same shape and the same size are formed at intervals. However, among these, as shown in FIG. 1, the protrusion 5 forms a plurality of (three in FIG. 1) concentric circles with the axis O as the center only in the outer peripheral portion of the inner periphery of the ring portion 4. The circles are arranged at equal intervals for each circle, and adjacent circles are arranged in a staggered pattern.

上記砥粒層3は、本実施形態ではこれらリング部4の上記端面4fおよびテーパ面4tと突部5の端面5fとにおいて、コンディショナ本体1の表面に形成されている。なお、リング部4内周側のコンディショニング面2の底面(突部5の間の部分)2fは軸線Oに垂直な平坦面とされて砥粒層5は形成されておらず、上記端面4f,5fは厳密にはこの底面2fに平行とされて軸線O方向に垂直とされ、該軸線O方向に互いに突出高さに位置するようにさせられている。また、リング部4の端面4fの内周側は軸線Oを中心とした円筒面状とされている。   In the present embodiment, the abrasive grain layer 3 is formed on the surface of the conditioner body 1 at the end face 4 f and the tapered face 4 t of the ring part 4 and the end face 5 f of the protrusion 5. Note that the bottom surface (the portion between the protrusions 5) 2f of the conditioning surface 2 on the inner peripheral side of the ring portion 4 is a flat surface perpendicular to the axis O, and the abrasive grain layer 5 is not formed, and the end surface 4f, Strictly speaking, 5f is parallel to the bottom surface 2f and perpendicular to the direction of the axis O, and is positioned so as to protrude from each other in the direction of the axis O. Further, the inner peripheral side of the end face 4 f of the ring portion 4 is formed into a cylindrical surface centered on the axis O.

ここで、図2に示すようにこの砥粒層3は、砥粒としてダイヤモンド砥粒6が、金属結合相として電着により形成されたニッケル等の金属めっき相7を介して、リング部4および各突部5のそれぞれに複数(多数)個ずつ単層に分散固着されてなるものであり、ダイヤモンド砥粒6はその平均粒径の30%程度の部分が金属めっき相7の表面から突き出し、残りの部分が該金属めっき相7内に埋没して保持されている。なお、このように電着による金属めっき相7によって固着されたダイヤモンド砥粒6は、金属めっきとの濡れ性が悪いことから金属めっき相7との境界部8に極微小な隙間を生じ、特に砥粒層3の表面においては図2に示すようにこの境界部8が微視的に窪んだ凹状に形成されてしまう。   Here, as shown in FIG. 2, the abrasive grain layer 3 is composed of a diamond abrasive grain 6 as an abrasive grain and a ring portion 4 and a metal plating phase 7 such as nickel formed by electrodeposition as a metallic binder phase. Each of the protrusions 5 is a plurality of (many) pieces dispersed and fixed in a single layer, and the diamond abrasive grains 6 protrude about 30% of the average particle diameter from the surface of the metal plating phase 7, The remaining portion is buried and held in the metal plating phase 7. The diamond abrasive grains 6 fixed by the metal plating phase 7 by electrodeposition in this way have a very small gap at the boundary portion 8 with the metal plating phase 7 because of poor wettability with the metal plating. On the surface of the abrasive layer 3, the boundary 8 is formed in a concave shape that is microscopically depressed as shown in FIG.

さらに、これらのダイヤモンド砥粒6は、その結晶面のうちの111面の1つが、上記コンディショニング面2と略平行とされ、すなわち上記軸線Oに略垂直な平面に沿うようにされて、このコンディショニング面2が対向する方向、すなわち上述のコンディショニング時に研磨パッドの表面側を向く方向に向けられるように固着されている。従って、こうして固着されたダイヤモンド砥粒6においては、上記111面がコンディショニング面2から軸線O方向に突出する突端面6aとなる。   Further, these diamond abrasive grains 6 are such that one of 111 crystal faces thereof is substantially parallel to the conditioning surface 2, that is, along a plane substantially perpendicular to the axis O. The surface 2 is fixed so as to face in the opposite direction, that is, in the direction facing the surface side of the polishing pad during the above-described conditioning. Therefore, in the diamond abrasive grains 6 fixed in this way, the 111 surface becomes a protruding end surface 6 a protruding from the conditioning surface 2 in the direction of the axis O.

ただし、このように固着されたダイヤモンド砥粒6においては、そのすべてが111面を上述のような突端面6aとしてコンディショニング面2と平行かつその対向方向に向けられてなくてもよく、またこの突端面6aとされる111面が厳密にコンディショニング面2と平行とされていなくてもよい。ここで、本実施形態では、上記コンディショニング面2における複数の測定箇所Pにおいてダイヤモンド砥粒6の結晶面のX線回折強度を測定した際の111面検出率が、これら複数の測定箇所Pにおける平均として70%以上とされており、言い換えればこのような平均の111面検出率が得られるように、ダイヤモンド砥粒6が111面を突端面6aとしてコンディショニング面2と略平行に上記対向方向に向けて固着されている。   However, in the diamond abrasive grains 6 fixed in this way, all of them need not have the 111 surface as a protruding end surface 6a as described above and parallel to the conditioning surface 2 and not directed in the opposite direction. The 111 surface which is the surface 6 a may not be strictly parallel to the conditioning surface 2. Here, in this embodiment, the 111 plane detection rate when the X-ray diffraction intensity of the crystal plane of the diamond abrasive grain 6 is measured at a plurality of measurement points P on the conditioning surface 2 is the average at the plurality of measurement points P. 70% or more. In other words, the diamond abrasive grains 6 are oriented in the above-mentioned opposite direction substantially parallel to the conditioning surface 2 with the 111 surface as the protruding end surface 6a so that such an average 111 surface detection rate is obtained. It is fixed.

なお、このように111面の1つがコンディショニング面2と略平行にその対向方向に向けられた突端面6aとなるようにダイヤモンド砥粒6を固着するには、例えば該ダイヤモンド砥粒6を1つ1つ、その111面の向きを揃えてコンディショニング面2上に配列・固定し、上記金属めっき相7によって固着するようにしてもよいが、例えば市販の人造ダイヤモンド砥粒6などの中から111面の大きい、いわゆる六・八面体状ないしは八・六面体状の砥粒を選別し、これをコンディショニング面2が上向きとなるようにコンディショナ本体1が浸漬された金属めっき液中に分散しつつ金属めっき相7を析出させることにより固着するようにしてもよい。すなわち、このような六・八面体状ないしは八・六面体状のダイヤモンド砥粒6は、面積の大きいいずれか1つの111面が軸線Oに垂直にコンディショナ本体1側を向いて接地・着座して着座面6bとなる可能性が高く、この着座面6bとなった111面と平行な反対側の111面は、コンディショニング面2と略平行に該コンディショニング面2が向く方向に向けられることになるので、この反対側の111面を上記突端面6aとして上述のような111面検出率が得られるようにダイヤモンド砥粒6を固着することができる。   In order to fix the diamond abrasive grains 6 so that one of the 111 surfaces becomes the projecting end face 6a directed in the opposite direction substantially parallel to the conditioning surface 2 as described above, for example, one diamond abrasive grain 6 is provided. One may be arranged and fixed on the conditioning surface 2 with the orientation of the 111 surface aligned and fixed by the metal plating phase 7. For example, the 111 surface from among the commercially available artificial diamond abrasive grains 6 may be used. The so-called hexa-octahedral or octa-hexahedral abrasive grains having a large diameter are selected and dispersed in a metal plating solution in which the conditioner body 1 is immersed so that the conditioning surface 2 faces upward. You may make it fix by depositing the phase 7. FIG. In other words, such hexagonal or octahedral hexagonal diamond abrasive grains 6 are grounded and seated with any one of the 111 large surfaces facing the conditioner body 1 side perpendicular to the axis O. Since there is a high possibility of becoming the seating surface 6b, the opposite 111 surface parallel to the 111 surface that becomes the seating surface 6b is oriented in the direction in which the conditioning surface 2 faces substantially parallel to the conditioning surface 2. The diamond abrasive grain 6 can be fixed so that the 111 surface detection rate as described above can be obtained by using the opposite 111 surface as the protruding end surface 6a.

そして、このようにダイヤモンド砥粒6が金属めっき相7によって固着された砥粒層3において、この金属めっき相7の表面には、多結晶であり、該結晶同士の界面にガラス層からなる粒界層が実質的に存在しない酸化物被膜9が形成されている。ここで、この酸化物被膜9は、本実施形態ではアルミナ被膜である。   And in the abrasive grain layer 3 in which the diamond abrasive grains 6 are fixed by the metal plating phase 7 in this way, the surface of the metal plating phase 7 is polycrystalline, and a grain made of a glass layer at the interface between the crystals. An oxide film 9 substantially free of the boundary layer is formed. Here, this oxide film 9 is an alumina film in this embodiment.

本発明のCMPコンディショナの製造方法の一実施形態では、このような酸化物被膜9が、上述のように金属めっき相7によってダイヤモンド砥粒6が固着されて砥粒層3が形成されたコンディショニング面2に対して、その砥粒層3における上記金属めっき相7の表面に、脆性材料の微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを噴射して衝突させることによる、エアロゾルデポジション法によって形成される。   In one embodiment of the CMP conditioner manufacturing method of the present invention, such an oxide film 9 is conditioned by forming the abrasive grain layer 3 by adhering the diamond abrasive grains 6 by the metal plating phase 7 as described above. The surface 2 is formed by an aerosol deposition method by injecting and colliding with an aerosol in which fine particles of a brittle material are dispersed in a gas on the surface of the metal plating phase 7 in the abrasive layer 3. .

図3は、この実施形態の製造方法に用いられるエアロゾルデポジション装置20を示したものであり、窒素ガスボンベ201の先にガス搬送管202を介してエアロゾル発生器203が設置され、その下流側にエアロゾル搬送管204を介して、セラミック膜形成室205内に配置された例えば直径2mmの導入開口と10mm×0.4mmの導出開口をもつノズル206が接続されている。エアロゾル発生器203内には、脆性材料の微粒子として酸化アルミニウム(アルミナ)微粒子粉体が充填されている。そして、ノズル206の開口の先には、例えばXYZθステージ207に保持された被製膜物208として、砥粒層3が形成されたコンディショナ本体1が、そのコンディショニング面2をノズル203の開口側に向けて配置されている。なお、セラミックス膜形成室205は真空ポンプ209と接続されている。   FIG. 3 shows an aerosol deposition apparatus 20 used in the manufacturing method of this embodiment. An aerosol generator 203 is installed at the tip of a nitrogen gas cylinder 201 via a gas transport pipe 202, and on the downstream side thereof. A nozzle 206 having, for example, a 2 mm diameter inlet opening and a 10 mm × 0.4 mm outlet opening disposed in the ceramic film forming chamber 205 is connected via the aerosol transport pipe 204. The aerosol generator 203 is filled with aluminum oxide (alumina) fine particle powder as fine particles of a brittle material. Then, at the tip of the nozzle 206, for example, the conditioner body 1 on which the abrasive grain layer 3 is formed as the film-formed product 208 held on the XYZθ stage 207, the conditioning surface 2 is placed on the opening side of the nozzle 203. It is arranged toward the. The ceramic film forming chamber 205 is connected to a vacuum pump 209.

このようなエアロゾルデポジション装置20を用いて上記酸化物被膜9を形成する場合の本発明の製造方法の実施形態では、まず窒素ガスボンベ201を開栓し、ガス搬送管202を通じてガスをエアロゾル発生器203内に送り込み、同時にエアロゾル発生器203を運転させて酸化アルミニウム微粒子と窒素ガスが適当比で混合されたエアロゾルを発生させる。また、真空ポンプ209を稼働させ、エアロゾル発生器203とセラミックス膜形成室205の間に差圧を生じさせる。エアロゾルはこの差圧に乗って下流側のエアロゾル搬送管204に導入されて加速し、ノズル206よりコンディショナ本体1のコンディショニング面2に向けて噴射する。コンディショナ本体1はXYZθステージ207により自在に揺動され、エアロゾル衝突位置を変化させつつ、微粒子の衝突によりコンディショニング面2の所望位置に膜状の酸化物(アルミナ)被膜9が形成されていく。   In the embodiment of the manufacturing method of the present invention in which the oxide film 9 is formed using such an aerosol deposition apparatus 20, first, the nitrogen gas cylinder 201 is opened, and the gas is supplied to the aerosol generator through the gas transport pipe 202. At the same time, the aerosol generator 203 is operated to generate an aerosol in which aluminum oxide fine particles and nitrogen gas are mixed in an appropriate ratio. Further, the vacuum pump 209 is operated to generate a differential pressure between the aerosol generator 203 and the ceramic film forming chamber 205. The aerosol rides on this differential pressure, is introduced into the aerosol transport pipe 204 on the downstream side, accelerates, and is injected from the nozzle 206 toward the conditioning surface 2 of the conditioner body 1. The conditioner body 1 is freely swung by an XYZθ stage 207, and a film-like oxide (alumina) film 9 is formed at a desired position on the conditioning surface 2 by collision of fine particles while changing the aerosol collision position.

なお、ここでは真空ポンプ209にてセラミックス膜形成室205を減圧環境下としているが、必ずしも減圧環境にする必要はなく、大気中圧下にて製膜することも可能である。またガスも窒素に限らず、ヘリウム、圧縮空気などの使用は自在である。   Here, although the ceramic film forming chamber 205 is placed under a reduced pressure environment by the vacuum pump 209, it is not always necessary to use a reduced pressure environment, and it is possible to form a film under atmospheric pressure. The gas is not limited to nitrogen, but helium, compressed air, etc. can be used.

従って、このようにして製造された本実施形態のCMPコンディショナにおいては、そのコンディショニング面2の金属めっき相(金属結合相)7の表面に、多結晶であり、その結晶同士の界面にガラス層からなる粒界層が存在しない酸化物被膜9が形成されて被覆されているので、CMP装置における半導体ウェハ等の研磨の際に酸性やアルカリ性の腐食性の高いスラリーが用いられていても、かかる酸化物被膜9が備える高い耐食性により金属めっき相7が腐食するのを防ぐことができる。特に、本実施形態ではこの酸化物被膜9がアルミナ被膜であるので、より安定した耐食性を得ることができる。このため、上記構成のCMPコンディショナによれば、このような金属めっき相7の腐食によってダイヤモンド砥粒6が脱落して半導体ウェハ等にスクラッチが発生するのを防ぐことができ、これによりCMP装置において高品位の半導体ウェハの研磨を図ることが可能となる。   Therefore, in the CMP conditioner of this embodiment manufactured as described above, the surface of the metal plating phase (metal bonding phase) 7 of the conditioning surface 2 is polycrystalline, and a glass layer is formed at the interface between the crystals. Since the oxide film 9 having no grain boundary layer is formed and coated, even when a highly acidic or alkaline corrosive slurry is used for polishing a semiconductor wafer or the like in a CMP apparatus The high corrosion resistance of the oxide coating 9 can prevent the metal plating phase 7 from corroding. In particular, since this oxide film 9 is an alumina film in this embodiment, more stable corrosion resistance can be obtained. For this reason, according to the CMP conditioner having the above-described configuration, it is possible to prevent the diamond abrasive grains 6 from dropping off due to the corrosion of the metal plating phase 7 and to generate scratches on the semiconductor wafer or the like. Thus, it is possible to polish a high-quality semiconductor wafer.

また、特に上記製造方法の一実施形態のようにエアロゾルデポジション法によって上記酸化物被膜9を形成した場合には、上述のように原子が剥き出しの状態とされた活性な新生面による微粒子同士の接合、あるいは微粒子と基材(金属めっき相7)表面との接合によるアンカー層の形成により、十分な膜強度および付着強度を得ることができ、スラリーに対する耐食性を長期に亘って維持することができる。しかも、膜形成時には上記XYZθステージ207等によりコンディショナ本体1をノズル206に対して揺動させたり傾動させたりしつつエアロゾルを噴射することで、ダイヤモンド砥粒6と金属めっき相7との窪んだ境界部8にも確実に酸化物被膜9を形成することができるとともに、この境界部8においては噴射されたエアロゾルの微粒子が衝突することによって金属めっき相7や付着した酸化物被膜9に応力が発生し、この応力による変形によって上記境界部8における微小な隙間が埋め潰された上で、さらにダイヤモンド砥粒6が周囲から押圧されて締め付けられるカシメ効果が生じるので、ダイヤモンド砥粒6の脱落によるスクラッチの発生を一層確実に防止することも可能となる。   In particular, when the oxide film 9 is formed by the aerosol deposition method as in the embodiment of the manufacturing method, the bonding of the fine particles by the active new surface in which atoms are exposed as described above. Alternatively, by forming the anchor layer by bonding the fine particles and the surface of the base material (metal plating phase 7), sufficient film strength and adhesion strength can be obtained, and the corrosion resistance to the slurry can be maintained for a long time. Moreover, when the film is formed, the aerosol is sprayed while the conditioner body 1 is swung or tilted with respect to the nozzle 206 by the XYZθ stage 207 or the like, so that the diamond abrasive grains 6 and the metal plating phase 7 are depressed. The oxide film 9 can be reliably formed on the boundary portion 8, and stress is applied to the metal plating phase 7 and the attached oxide film 9 due to the sprayed aerosol fine particles colliding with the boundary portion 8. Due to the deformation caused by the stress, a minute gap in the boundary portion 8 is filled and a caulking effect is generated in which the diamond abrasive grains 6 are pressed from the surroundings and tightened. It is also possible to more reliably prevent the occurrence of scratches.

さらに、上記エアロゾルデポジション法では、このように基材表面に対しては、衝突した微粒子と基材表面の破砕や変形による活性な新生面の接合により、酸化物被膜9の一部が基材表面に食い込んでアンカー層が形成されることで被覆がなされるため、脆性材料(アルミナ)微粒子に比べて硬度が著しく高い、例えば上記ダイヤモンド砥粒6やcBN砥粒のような超砥粒が基材となる場合には、その表面に酸化物被膜9は形成されない。従って、上述のような高い耐食性を有する被膜を形成するにしても、例えばSiC等のセラミックス被膜をCVDやイオンプレーティング等の気相コーティング技術によって被覆する場合のように、被膜形成後に砥粒の表面のみから該被膜を除去するような工程が必要となるようなこともない。また、かかる酸化物被膜9は常温で、しかも上述のように大気中圧下の常圧でも形成が可能であり、ノズル206からエアロゾルを噴射するだけの簡略な製造方法でもあるので、上記製造方法によれば、複雑な工程や高価な装置などを必要とすることなく、比較的低コストで優れた耐食性を有するCMPコンディショナを製造することができる。   Further, in the aerosol deposition method, a part of the oxide film 9 is bonded to the surface of the base material by joining the colliding fine particles and the active new surface by crushing or deformation of the base material surface. Since the anchor layer is formed by biting into the substrate, the hardness is significantly higher than that of the brittle material (alumina) fine particles. For example, superabrasive grains such as the above-mentioned diamond abrasive grains 6 and cBN abrasive grains are used as the base material. In this case, the oxide film 9 is not formed on the surface. Accordingly, even when a coating having high corrosion resistance as described above is formed, the abrasive grains are not formed after the coating is formed, for example, when a ceramic coating such as SiC is coated by a vapor phase coating technique such as CVD or ion plating. There is no need for a process for removing the coating only from the surface. Further, the oxide film 9 can be formed at room temperature and at atmospheric pressure under atmospheric pressure as described above, and is a simple manufacturing method in which aerosol is simply ejected from the nozzle 206. Accordingly, a CMP conditioner having excellent corrosion resistance can be manufactured at a relatively low cost without requiring a complicated process or an expensive apparatus.

一方、本実施形態のCMPコンディショナでは、コンディショニング面2のリング部4、突部5の端面4f,5fに固着されたダイヤモンド砥粒6において、高強度で耐摩耗性の高い111面の1つが突端面6aとして、コンディショニング面2と略平行とされて、該コンディショニング面2が対向するCMP装置において研磨パッド側を向く方向に配向させられているので、この111面とこれに隣接する結晶面とが交差した切れ刃のエッジとなる稜線部や頂部には鋭い切れ味を確保しつつも、この切れ刃部分の摩耗を抑えるとともに欠損を防ぐことができる。このため、パッドの研磨レートが早期に著しく低下するのを防いで、長期に亙って安定した、しかも高い研磨レートを維持することができるとともに、欠損した砥粒6の破片によって半導体ウェハ等にスクラッチが生じたりするのも防ぐことができ、これにより、さらに高品位の研磨を施すことが可能となる。   On the other hand, in the CMP conditioner of the present embodiment, in the diamond abrasive grains 6 fixed to the ring portion 4 of the conditioning surface 2 and the end surfaces 4f and 5f of the protrusion 5, one of 111 surfaces having high strength and high wear resistance is provided. As the projecting end surface 6a, the conditioning surface 2 is substantially parallel and oriented in the direction facing the polishing pad in the opposing CMP apparatus, so that the 111 surface and the crystal surface adjacent thereto are arranged. While ensuring sharp sharpness in the ridge line part and the top part which become the edge of the cutting edge which intersected, the wear of this cutting edge part can be suppressed and a chipping can be prevented. For this reason, the polishing rate of the pad can be prevented from significantly decreasing at an early stage, and a stable and high polishing rate can be maintained over a long period of time. The occurrence of scratches can also be prevented, which makes it possible to perform further high-quality polishing.

また、このように切刃部分の摩耗や欠損を防ぐことが可能な、111面がコンディショニング面2と略平行にその対向方向に向けられたダイヤモンド砥粒6が、上記111面検出率が70%以上となるような高い割合で固着されているので、より確実に上述のような安定した高いパッド研磨レートを維持し、かつスクラッチの発生を防止することが可能となる。すなわち、この111面検出率が70%未満であると、他の結晶面や結晶面同士の稜線、頂部が上記対向方向に向けられたダイヤモンド砥粒6の割合が多くなり、上述のような効果を十分に奏功することができなくなるおそれがある。なお、このようにダイヤモンド砥粒6のX線回折強度を測定して111面検出率を算出するときには、コンディショニング面2において部分的に上記対向方向に向けられた結晶面に偏りが生じるおそれもあるので、複数の測定箇所、望ましくは上記第1の実施形態や後述する第2の実施形態の測定箇所Pのように4箇所以上の測定箇所PでX線回折強度を測定して、その平均をとるのが望ましい。   In addition, the diamond surface 6 in which the 111 surface can be prevented from wearing and chipping in the cutting edge portion in this way and is directed in the opposite direction substantially parallel to the conditioning surface 2 has a 111 surface detection rate of 70%. Since it is fixed at a high rate as described above, it is possible to more reliably maintain the stable high pad polishing rate as described above and prevent the occurrence of scratches. That is, when the 111 plane detection rate is less than 70%, the ratio of the diamond abrasive grains 6 in which the other crystal planes and the ridgelines and the tops of the crystal planes are directed in the facing direction increases, and the above-described effects are achieved. May not be able to be fully successful. When the X-ray diffraction intensity of the diamond abrasive grains 6 is measured in this way to calculate the 111-plane detection rate, there is a possibility that the crystal plane that is partially directed in the facing direction on the conditioning surface 2 may be biased. Therefore, the X-ray diffraction intensity is measured at a plurality of measurement points P, preferably at four or more measurement points P like the measurement point P in the first embodiment or the second embodiment described later, and the average is obtained. It is desirable to take.

さらに、上記第1の実施形態のようにコンディショニング面2に突部5を形成して、その上記対向方向を向く端面5fにダイヤモンド砥粒6を固着したCMPコンディショナにおいては、コンディショニングの際に突部5上においてダイヤモンド砥粒6がパッドにベタ当たりせずに高い研削圧力が確保されるため、より鋭い切れ味を上記切れ刃に与えて一層高い研磨レートを得ることができ、このような研磨レートを長期に亙って安定して維持することが可能となるとともに、スクラッチ数もより確実に抑えることができる。さらにまた、この第1の実施形態ではコンディショニング面2の突部5が形成された部分よりも外周側にリング部4が形成されてその端面4fおよび外周側のテーパ面4tにもダイヤモンド砥粒6が固着されているので、研磨パッドの撓みを抑えて一層効果的に上記切れ刃を食い付かせることができるという効果も得られる。ただし、こうして突部5を形成した場合には、リング部4は形成されていなくてもよい。   Further, in the CMP conditioner in which the protrusion 5 is formed on the conditioning surface 2 as in the first embodiment and the diamond abrasive grains 6 are fixed to the end surface 5f facing the facing direction, the protrusion 5 is protruded during conditioning. Since the diamond abrasive grains 6 do not stick to the pad on the part 5 and a high grinding pressure is secured, a sharper sharpness can be given to the cutting edge to obtain a higher polishing rate. Can be stably maintained over a long period of time, and the number of scratches can be more reliably suppressed. Furthermore, in the first embodiment, the ring portion 4 is formed on the outer peripheral side of the portion of the conditioning surface 2 where the protrusion 5 is formed, and the diamond abrasive grains 6 are also formed on the end surface 4f and the outer peripheral tapered surface 4t. Since this is fixed, it is possible to obtain an effect that the cutting edge can be bitten more effectively by suppressing the bending of the polishing pad. However, when the protrusion 5 is formed in this way, the ring portion 4 may not be formed.

次に、図4および図5は、本発明のCMPコンディショナの第2の実施形態を示すものであり、図1および図2に示した第1の実施形態と共通する部分には同一の符号を配して説明を省略する。この第2の実施形態では、コンディショニング面2の内周側に突部5は形成されておらず、外周側に第1の実施形態よりは幅広のリング部4が形成されているだけであって、ただしリング部4の上記端面4fより外周側の部分は第1の実施形態と同様に外周側に向かうに従い漸次後退するテーパ面4tとされる一方、端面4fより内周側の部分も内周側に向かうに従い漸次後退するテーパ面4tとされていて、これら端面4fとその内外周の両テーパ面4t上に砥粒層3が形成されている。   Next, FIG. 4 and FIG. 5 show a second embodiment of the CMP conditioner of the present invention, and the same reference numerals are used for parts common to the first embodiment shown in FIG. 1 and FIG. Will be omitted. In the second embodiment, the protrusion 5 is not formed on the inner peripheral side of the conditioning surface 2, and only the ring portion 4 wider than the first embodiment is formed on the outer peripheral side. However, the outer peripheral portion of the ring portion 4 from the end face 4f is a tapered surface 4t that gradually recedes toward the outer peripheral side as in the first embodiment, while the inner peripheral portion of the end face 4f is also the inner peripheral portion. The taper surface 4t gradually recedes toward the side, and the abrasive grain layer 3 is formed on the end surface 4f and both the inner and outer tapered surfaces 4t.

さらに、本実施形態では、この砥粒層3においてダイヤモンド砥粒6を固着する金属結合相が、アモルファスニッケル等のろう材よりなる金属ろう付け相10とされており、すなわちコンディショナ本体1の砥粒層3が形成される部分にろう材を介してダイヤモンド砥粒6を配設し、このろう材を加熱・溶融した後に冷却・固化することによりダイヤモンド砥粒6が固着されている。そして、本実施形態でも、この金属ろう付け相(金属結合相)10の表面には、第1の実施形態と同様にエアロゾルデポジション法によって酸化物被膜(アルミナ被膜)9が形成されている。   Furthermore, in this embodiment, the metal binder phase that fixes the diamond abrasive grains 6 in the abrasive grain layer 3 is the metal brazing phase 10 made of a brazing material such as amorphous nickel, that is, the abrasive of the conditioner body 1. The diamond abrasive grains 6 are fixed to each other by disposing the diamond abrasive grains 6 through the brazing material at the portion where the grain layer 3 is formed, heating and melting the brazing material, and then cooling and solidifying. Also in the present embodiment, an oxide film (alumina film) 9 is formed on the surface of the metal brazing phase (metal bonded phase) 10 by the aerosol deposition method as in the first embodiment.

なお、本実施形態においてもダイヤモンド砥粒6は、望ましくは図4に示す4つの測定箇所Pで測定したX線回折強度の平均として111面検出率が70%以上となるように、その結晶面のうちの111面の1つが突端面6aとして、コンディショニング面2と略平行すなわち上記軸線Oに略垂直な平面に沿うようにされ、コンディショニング時に研磨パッドの表面側を向くコンディショニング面2の対向方向に向けられるように固着されている。従って、このようなダイヤモンド砥粒6の着座面6bとなる上記突端面6aの反対側の他の1つの111面も、上記端面4f部分においては軸線Oに略垂直な平面上に沿ってコンディショナ本体1側に向けられることになる。   In this embodiment as well, the diamond abrasive grains 6 preferably have their crystal faces so that the average of the X-ray diffraction intensities measured at the four measurement points P shown in FIG. One of the 111 surfaces is a projecting end surface 6a that is substantially parallel to the conditioning surface 2, that is, along a plane substantially perpendicular to the axis O, and in the facing direction of the conditioning surface 2 that faces the surface side of the polishing pad during conditioning. Secured to be pointed. Accordingly, the other 111 surface opposite to the protruding end surface 6a, which becomes the seating surface 6b of the diamond abrasive grain 6, is also along the plane substantially perpendicular to the axis O in the end surface 4f portion. It will be directed to the main body 1 side.

また、こうして固着されたダイヤモンド砥粒6は、第1の実施形態とは略逆にその平均粒径の30%程度の部分が金属ろう付け相10内に埋没し、残りの部分が該金属ろう付け相10の表面から突出するように保持されている。ここで、上述のようにろう付けの際に加熱・溶融したろう材はダイヤモンド砥粒6に対する濡れ性がよく、固着されたダイヤモンド砥粒6の周辺では金属ろう付け相10が、例えば図5に示すように上記着座面6bの周囲に配置される結晶面に向けて盛り上がって密着するように形成される。   Further, the diamond abrasive grains 6 fixed in this manner have a portion of about 30% of the average particle diameter embedded in the metal brazing phase 10 and the remaining portion is the metal brazing, contrary to the first embodiment. It is held so as to protrude from the surface of the facing phase 10. Here, the brazing material heated and melted at the time of brazing as described above has good wettability with respect to the diamond abrasive grains 6, and the metal brazing phase 10 is formed around the fixed diamond abrasive grains 6 as shown in FIG. As shown, it is formed so as to rise and come into close contact with the crystal plane disposed around the seating surface 6b.

図6は、このようにダイヤモンド砥粒6をろう付けによって金属ろう付け相10により固着する場合の一例に用いられる型30を示す概略図である。この例において、コンディショナ本体1は、コンディショニング面2とされる面を上向きにして黒鉛板301上に載置され、この面の砥粒層3が形成される部分に上記アモルファスニッケル等のろう材よりなるシート302を載置して、このシート302の上にダイヤモンド砥粒6を、上述のように111面の1つが上記突端面6aとなるように例えばハンドセットにより、接着剤を介して固定する。次いで、このコンディショナ本体1の外周部を黒鉛リング303によって囲繞するとともに、固定されたダイヤモンド砥粒6の上に黒鉛シート304を被せたうえで、さらにその上にアルミナ等の重し板305を載置し、コンディショナ本体1を収容した上記型30を構成する。   FIG. 6 is a schematic view showing a mold 30 used as an example in the case where the diamond abrasive grains 6 are fixed by the metal brazing phase 10 by brazing. In this example, the conditioner body 1 is placed on the graphite plate 301 with the surface to be the conditioning surface 2 facing upward, and the brazing material such as amorphous nickel is formed on the portion of the surface where the abrasive grain layer 3 is formed. The diamond abrasive grains 6 are placed on the sheet 302 and fixed by an adhesive, for example, with a handset so that one of the 111 surfaces becomes the protruding end surface 6a as described above. . Next, the outer peripheral portion of the conditioner body 1 is surrounded by a graphite ring 303, and a graphite sheet 304 is covered on the fixed diamond abrasive grains 6, and a weight plate 305 such as alumina is further formed thereon. The mold 30 is placed and accommodates the conditioner body 1.

このようにして構成した型30を図示されない真空炉にセットして、真空引き、脱脂した後に加熱ろう付けして冷却することにより、ダイヤモンド砥粒6が金属ろう付け相10によって固着されて砥粒層3がコンディショニング面2に形成される。そして、こうして砥粒層3が形成されたコンディショナ本体1に、本実施形態においても例えば図3に示したのと同様のエアロゾルデポジション装置20を用いて、この金属ろう付け相10の表面にエアロゾルデポジション法により酸化物被膜(アルミナ被膜)9を形成することにより、上記構成のCMPコンディショナを製造することができる。   The mold 30 thus configured is set in a vacuum furnace (not shown), evacuated, degreased, heated brazed and cooled, so that the diamond abrasive grains 6 are fixed by the metal brazing phase 10 and the abrasive grains. A layer 3 is formed on the conditioning surface 2. Then, the conditioner body 1 thus formed with the abrasive grain layer 3 is also applied to the surface of the metal brazing phase 10 using the same aerosol deposition apparatus 20 as shown in FIG. By forming the oxide film (alumina film) 9 by the aerosol deposition method, the CMP conditioner having the above-described configuration can be manufactured.

従って、例えばこのようにして製造される第2の実施形態のCMPコンディショナでも、砥粒層3においてダイヤモンド砥粒6を固着する金属ろう付け相(金属結合相)10の表面に、多結晶であり、該結晶同士の界面にガラス層からなる粒界層が存在しない酸化物被膜9が形成されるので、第1の実施形態と同様にCMP装置において腐食性の高いスラリーが用いられていても、スクラッチの発生を確実に防いで高品位の半導体ウェハ等の研磨を図ることが可能となる。また、この第2の実施形態では、上述のように砥粒層3における金属結合相(金属ろう付け相10)からのダイヤモンド砥粒6の突き出し量が、例えば金属めっき相7を結合相とした第1の実施形態などと比べて大きくされるので、その表面に酸化物被膜9が形成されていても、研磨パッドへのベタ当たりを防ぐとともにスラリーを保持し、かつ切屑を収容・排出するための空間(ポケット)を隣接するダイヤモンド砥粒6間に確保することができ、円滑なコンディショニングを促すことも可能となる。   Therefore, for example, even in the CMP conditioner of the second embodiment manufactured as described above, the surface of the metal brazing phase (metal bonded phase) 10 that fixes the diamond abrasive grains 6 in the abrasive grain layer 3 is polycrystalline. In addition, since the oxide film 9 having no grain boundary layer made of a glass layer is formed at the interface between the crystals, even if a highly corrosive slurry is used in the CMP apparatus as in the first embodiment, Thus, it is possible to reliably prevent the generation of scratches and polish a high-quality semiconductor wafer or the like. In the second embodiment, as described above, the protrusion amount of the diamond abrasive grains 6 from the metal binder phase (metal brazing phase 10) in the abrasive grain layer 3 is, for example, the metal plating phase 7 as a binder phase. Since it is made larger than that of the first embodiment or the like, even if the oxide film 9 is formed on the surface, it prevents solid contact with the polishing pad, holds slurry, and stores and discharges chips. This space (pocket) can be ensured between the adjacent diamond abrasive grains 6, and smooth conditioning can be promoted.

一方、この第2の実施形態のCMPコンディショナの製造方法でも、金属ろう付け相10によってダイヤモンド砥粒6を固着した後の、エアロゾルデポジション法により酸化物被膜9を形成する工程では、第1の実施形態のCMPコンディショナを製造する場合と同様の効果を得ることができる。また、金属結合相が金属ろう付け相10であって、ダイヤモンド砥粒6を固着する際に加熱溶融したろう材の濡れ性がよく、すなわち流動性も高いため、ダイヤモンド砥粒6の上記着座面6bとコンディショナ本体1の表面との間の金属ろう付け相10の厚さが薄くなり、これによって着座面6bの座りがよくなって該着座面6bをコンディショナ本体1表面に対して平行により近い状態に着座させることができる。このため、リング部4の軸線Oに垂直な上記端面4f部分においては、この着座面6bの反対側の突端面6aとなる111面も、より確実に軸線Oに垂直にコンディショニング面2の上記対向方向に向けられることになるので、上述のような高い研磨レートをさらに長期に亘って安定して維持するとともにダイヤモンド砥粒6の欠損等によるスクラッチも効果的に防ぐことができる。   On the other hand, also in the manufacturing method of the CMP conditioner of the second embodiment, in the step of forming the oxide film 9 by the aerosol deposition method after the diamond abrasive grains 6 are fixed by the metal brazing phase 10, The same effects as in the case of manufacturing the CMP conditioner of the embodiment can be obtained. Further, since the metal binder phase is the metal brazing phase 10 and the brazing material heated and melted when the diamond abrasive grains 6 are fixed, the brazing material has good wettability, that is, the fluidity is high. The thickness of the metal brazing phase 10 between 6b and the surface of the conditioner body 1 is reduced, thereby improving the seating of the seating surface 6b and making the seating surface 6b parallel to the surface of the conditioner body 1 It can be seated in a close state. For this reason, in the end face 4f portion perpendicular to the axis O of the ring portion 4, the 111 face which is the protruding end face 6a on the opposite side of the seating face 6b is also more reliably perpendicular to the axis O with respect to the conditioning face 2 described above. Therefore, the high polishing rate as described above can be stably maintained for a long period of time, and scratches due to the diamond abrasive grains 6 can be effectively prevented.

しかも、本実施形態の製造方法において、この金属ろう付け相10によりダイヤモンド砥粒6を固着する際に用いられる上記型30では、ろう材よりなるシート302上に設置したダイヤモンド砥粒6に、黒鉛シート304を介して重し板305により負荷が与えられ、この状態のまま型30が真空炉にセットされてろう材シート302が加熱・溶融されるので、一層確実に着座面6bおよび突端面6aを軸線Oに垂直にしてダイヤモンド砥粒6を固着することができる。また、特にアモルファス金属ろう材のシート302を用いることにより、溶融の際のろう材の収縮がなくてダイヤモンド砥粒6の移動を最小限に抑えることができるとともに、上述のような高い流動性を得ることができて加熱状態での保持時間を短縮することができ、また金属ろう付け相10の厚みのバラツキを少なくできる上、その取り扱いも容易であるという利点が得られる。さらに、このシート302は、コンディショナ本体1の表面には接着剤等を介することなく載置されるので、ろう付けの際に接着剤から発生するガスによってダイヤモンド砥粒6がずれたり、ろう材切れが生じたり、真空炉内の真空度が悪化したりするのを抑制することも可能となる。   Moreover, in the manufacturing method of the present embodiment, in the mold 30 used when the diamond abrasive grains 6 are fixed by the metal brazing phase 10, the diamond abrasive grains 6 placed on the sheet 302 made of the brazing material are bonded to the graphite. A load is applied by the weight plate 305 through the sheet 304, and the mold 30 is set in the vacuum furnace in this state, and the brazing material sheet 302 is heated and melted. Therefore, the seating surface 6b and the projecting end surface 6a are more reliably provided. Can be fixed perpendicularly to the axis O to fix the diamond abrasive grains 6. In particular, by using the sheet 302 of the amorphous metal brazing material, it is possible to minimize the movement of the diamond abrasive grains 6 without shrinkage of the brazing material at the time of melting, and the high fluidity as described above. It is possible to obtain the advantage that the holding time in the heated state can be shortened, the thickness variation of the metal brazing phase 10 can be reduced, and the handling thereof is easy. Further, since the sheet 302 is placed on the surface of the conditioner body 1 without using an adhesive or the like, the diamond abrasive grains 6 may be displaced due to the gas generated from the adhesive during brazing, It is also possible to suppress breakage and deterioration of the vacuum degree in the vacuum furnace.

次に、本発明の実施例を挙げてその効果を実証する。本実施例においては、まず、コンディショニング面2の複数の測定箇所Pにおけるダイヤモンド砥粒6の結晶面のX線回折強度の111面検出率が平均70%未満とされていること以外は第1、第2の実施形態に基づいた2種のCMPコンディショナと、この111面検出率が70%以上とされた第1、第2の実施形態に基づく2種のCMPコンディショナとを製造した。これらを順に実施例1〜4とする。従って、実施例1、3では金属結合相としての金属めっき相7表面に酸化物被膜(アルミナ被膜)9が形成され、実施例2、4では金属ろう付け相10表面に同様の酸化物被膜9が形成される。また、これらに対する比較例として、この酸化物被膜9が形成されていないこと以外は実施例1〜4と同様のCMPコンディショナも製造した。これらを比較例1〜4とする。   Next, the effect of the present invention will be demonstrated with examples of the present invention. In this example, first, except that the 111 plane detection rate of the X-ray diffraction intensity of the crystal surface of the diamond abrasive grain 6 at the plurality of measurement points P of the conditioning surface 2 is less than 70% on average, Two types of CMP conditioners based on the second embodiment and two types of CMP conditioners based on the first and second embodiments in which the 111-surface detection rate was 70% or more were manufactured. These are referred to as Examples 1 to 4 in order. Therefore, in Examples 1 and 3, an oxide film (alumina film) 9 is formed on the surface of the metal plating phase 7 as a metal binding phase, and in Examples 2 and 4, a similar oxide film 9 is formed on the surface of the metal brazing phase 10. Is formed. In addition, as a comparative example for these, CMP conditioners similar to those of Examples 1 to 4 were also manufactured except that the oxide film 9 was not formed. These are referred to as Comparative Examples 1 to 4.

なお、実施例1、3および比較例1、3のCMPコンディショナでは、コンディショナ本体1は、コンディショニング面2の外径(コンディショナ本体1の外径)が101.6mm、リング部4の内径は90mm、端面4fの外径は94mm、テーパ面4tも含めたリング部4の外径は97mm、突部5の外径は2mmで、コンディショニング面2の底面2fからのリング部4、突部5の突出高さ(上記端面4f,5fの高さ)は0.3mmである。また、突部5は、内径67mm、外径85mmの軸線Oを中心とした円環面の範囲に、軸線Oを中心として略等間隔をあけた同心円上に図1に示す通りに配列されている。さらに、砥粒は平均粒径160μmのダイヤモンド砥粒6であって、集中度は砥粒層3において単位面積当たりに固着されたダイヤモンド砥粒の数として40ヶ/mmとされ、金属めっき相7はニッケルめっき相である。 In the CMP conditioners of Examples 1 and 3 and Comparative Examples 1 and 3, the conditioner body 1 has an outer diameter of the conditioning surface 2 (outer diameter of the conditioner body 1) of 101.6 mm, and an inner diameter of the ring portion 4. Is 90 mm, the outer diameter of the end surface 4 f is 94 mm, the outer diameter of the ring portion 4 including the tapered surface 4 t is 97 mm, the outer diameter of the protrusion 5 is 2 mm, and the ring portion 4 and the protrusion from the bottom surface 2 f of the conditioning surface 2 The protruding height of 5 (the height of the end faces 4f and 5f) is 0.3 mm. In addition, the protrusions 5 are arranged as shown in FIG. 1 on concentric circles with the axis line O as the center and at substantially equal intervals in a range of an annular surface centering on the axis line O having an inner diameter of 67 mm and an outer diameter of 85 mm. Yes. Further, the abrasive grains are diamond abrasive grains 6 having an average particle diameter of 160 μm, and the degree of concentration is 40 / mm 2 as the number of diamond abrasive grains fixed per unit area in the abrasive grain layer 3. 7 is a nickel plating phase.

これら実施例1、3および比較例1、3のCMPコンディショナを製造する際には、まず台金となるステンレス(SUS304)製のコンディショナ本体1を洗浄して表面の油分を除去し、ダイヤモンド砥粒6を電着する部分以外をマスキングした後、脱脂、酸活性処理、ニッケルストライクめっき等の前処理を施してからニッケルで下地めっきし、これをダイヤモンド砥粒6が分散されたニッケルめっき液中に浸漬して、電解めっきにより上記コンディショニング面2の砥粒層3を形成する部分にニッケルめっき相を析出させつつダイヤモンド砥粒6を固着し、さらに過剰なダイヤモンド砥粒6を除去しつつニッケルめっき相を成長させてダイヤモンド砥粒6を埋め込み、しかる後めっき槽から引き上げて洗浄し、最後にマスキングを除去することによって製造した。   When manufacturing the CMP conditioners of Examples 1 and 3 and Comparative Examples 1 and 3, first, the conditioner body 1 made of stainless steel (SUS304) as a base metal is washed to remove oil on the surface, and diamond After masking the parts other than the electrodeposited abrasive grains 6, pretreatment such as degreasing, acid activation treatment, nickel strike plating, etc. is performed, followed by underplating with nickel, and this is a nickel plating solution in which diamond abrasive grains 6 are dispersed The diamond abrasive grains 6 are fixed while depositing a nickel plating phase on the portion of the conditioning surface 2 where the abrasive grain layer 3 is formed by electrolytic plating, and the nickel abrasive grains 6 are removed while removing the excessive diamond abrasive grains 6. The plating phase is grown and diamond abrasive grains 6 are embedded, and then it is lifted from the plating tank and washed, and finally the masking is removed. It was prepared by Rukoto.

ここで、上記111面検出率が70%以上とされる実施例3および比較例3では、めっき槽のニッケルめっき液に分散されるダイヤモンド砥粒6として、市販の人造ダイヤモンド砥粒から六・八面体状ないしは八・六面体状のダイヤモンド砥粒を多く含む一群のダイヤモンド砥粒を顕微鏡によって観察して選別したものを用い、さらにこのダイヤモンド砥粒6を固着する際にニッケルめっき液に超音波を照射して、着座面6bおよび突端面6aとなる111面が軸線Oに垂直となるようダイヤモンド砥粒6の向きを揃えるようにした。これに対して、111面検出率が70%未満の実施例1、比較例1では、上記平均粒径の市販の人造ダイヤモンド砥粒をそのままニッケルめっき液に分散し、超音波照射も行わずに固着した。   Here, in Example 3 and Comparative Example 3 in which the 111-surface detection rate is 70% or more, as the diamond abrasive grains 6 dispersed in the nickel plating solution in the plating tank, six-eighth from commercially available artificial diamond abrasive grains. A group of diamond grains containing a large number of faceted or octahedral hexagonal grains is selected by observing with a microscope, and when the diamond grains 6 are fixed, the nickel plating solution is irradiated with ultrasonic waves. Thus, the diamond abrasive grains 6 are aligned so that the 111 surfaces serving as the seating surface 6b and the projecting end surface 6a are perpendicular to the axis O. On the other hand, in Example 1 and Comparative Example 1 in which the 111-surface detection rate is less than 70%, the commercially available artificial diamond abrasive grains having the above average particle diameter are dispersed as they are in the nickel plating solution without performing ultrasonic irradiation. Stuck.

また、実施例2、4および比較例2、4のCMPコンディショナは、コンディショナ本体1の外径(コンディショニング面2の外径)が実施例1、3および比較例1、3と同じく101.6mmで、リング部4は、コンディショニング面2の底面2fからの突出高さが1mm、端面4fの内径が68.7mm、外径が94.1mm、内外周のテーパ面4fも含めたリング部4の内径が61.1mmで外径はコンディショニング面2の外径と等しくされている。なお、台金となるコンディショナ本体1の材質、固着されるダイヤモンド砥粒6の平均粒径、集中度は実施例1、3および比較例1、3と同じである。   Further, in the CMP conditioners of Examples 2 and 4 and Comparative Examples 2 and 4, the outer diameter of the conditioner main body 1 (the outer diameter of the conditioning surface 2) is the same as that of Examples 1 and 3 and Comparative Examples 1 and 3. 6 mm, the ring portion 4 has a protruding height from the bottom surface 2 f of the conditioning surface 2 of 1 mm, the inner surface 6f has an inner diameter of 68.7 mm, an outer diameter of 94.1 mm, and includes an inner and outer tapered surface 4 f. Has an inner diameter of 61.1 mm and an outer diameter equal to the outer diameter of the conditioning surface 2. In addition, the material of the conditioner main body 1 used as a base metal, the average particle diameter of the diamond abrasive grains 6 to be fixed, and the degree of concentration are the same as those in Examples 1 and 3 and Comparative Examples 1 and 3.

これら実施例2、4および比較例2、4のCMPコンディショナを製造する際には、まず図6に示したように、上記コンディショナ本体1を黒鉛板301上に載置してコンディショニング面2の砥粒層3が形成される部分にアモルファスニッケルろう材シート(メトグラス社製MBF−20)302を載置し、その上に接着剤(積水化学工業株式会社製、製品名称:スプレーのりZERO)をスプレーして塗布した上で、上記ダイヤモンド砥粒6を接着して固定し、さらにその外周部を黒鉛リング303によって囲繞するとともに、ダイヤモンド砥粒6の上に黒鉛シート(東洋炭素株式会社製PF−50)304を被せ、さらにその上にコンディショニング面2と同じ大きさの円板状をなすアルミナ製の重し板(質量450g)305を載置してコンディショナ本体1を収容した上記型30を構成した。   When manufacturing the CMP conditioners of Examples 2 and 4 and Comparative Examples 2 and 4, the conditioner body 1 is first placed on the graphite plate 301 as shown in FIG. An amorphous nickel brazing filler metal sheet (MBF-20 manufactured by Meto Glass Co., Ltd.) 302 is placed on the portion where the abrasive layer 3 is formed, and an adhesive (product name: spray paste ZERO manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) is placed thereon. The diamond abrasive grains 6 are adhered and fixed, and the outer periphery thereof is surrounded by the graphite ring 303, and a graphite sheet (PF manufactured by Toyo Tanso Co., Ltd.) is formed on the diamond abrasive grains 6. -50) Covering 304, and further placing thereon an alumina weight plate (mass 450 g) 305 having a disk shape of the same size as the conditioning surface 2 Containing the conditioner body 1 Te constituted the die 30.

そして、この型30を真空炉内にセットして、まず10−5Torr台まで真空引きして550℃で5分間保持することにより上記接着剤の分解ガスを除去して脱脂し、次いで10−4Torr台で1050℃に5分間保持することにより、上記ろう材シート302を加熱・溶融してろう付けし、これを200℃以下まで冷却した後に真空炉から取り出し、さらに型30からCMPコンディショナを取り出した。 Then, this mold 30 is set in a vacuum furnace, first evacuated to the 10 −5 Torr level and held at 550 ° C. for 5 minutes to remove the decomposing gas of the adhesive and degrease, then 10 The brazing filler metal sheet 302 is heated and melted and brazed by holding it at 1050 ° C. for 5 minutes on a 4 Torr stand, cooled to 200 ° C. or lower, taken out from the vacuum furnace, and further removed from the mold 30 by a CMP conditioner. Was taken out.

ここで、111面検出率が70%以上とされる実施例4および比較例4では、ダイヤモンド砥粒6として上記実施例3および比較例3と同様に、市販の人造ダイヤモンド砥粒から六・八面体状ないしは八・六面体状のダイヤモンド砥粒を多く含む一群のダイヤモンド砥粒を顕微鏡によって観察して選別したものを用い、これを1つ1つハンドセットで接着剤が塗布された上記ろう材シート302上に、111面の1つが突端面6aとして上向きすなわちコンディショニング面2が対向する方向となるように固定して、ろう付けした。これに対して、111面検出率が70%未満の実施例2、比較例2では、上記平均粒径の市販の人造ダイヤモンド砥粒をそのままランダムに固定しただけで、ろう付けした。   Here, in Example 4 and Comparative Example 4 in which the 111-surface detection rate is 70% or more, the diamond abrasive grains 6 are made from commercially available artificial diamond abrasive grains as in the case of Example 3 and Comparative Example 3 described above. The brazing filler metal sheet 302 described above, in which a group of diamond grains containing a large number of faceted or octahedral hexagonal grains is selected by observing under a microscope, and each of which is coated with an adhesive by a handset. Above, it fixed and brazed so that one of 111 surfaces may become upward as the protrusion surface 6a, ie, the direction where the conditioning surface 2 opposes. On the other hand, in Example 2 and Comparative Example 2 where the 111-surface detection rate was less than 70%, the commercially available artificial diamond abrasive grains having the above average particle diameter were brazed simply by being fixed at random.

そして、こうして砥粒層3が形成されたCMPコンディショナのうち、本発明に係る実施例1〜4においては、いずれも図3に示したエアロゾルデポジション装置20により、平均粒径0.6μmのアルミナ粒子を用いて、窒素ガス7l/minの流量でエアロゾルを発生させ、これを上述のように直径2mmの導入開口と10mm×0.4mmの導出開口をもつノズル206から噴射して、実施例1、3においては上記金属めっき相7の表面に、また実施例2、4においては上記金属ろう付け相10の表面に、それぞれ膜厚3〜5μmの酸化物被膜(アルミナ被膜)9を形成した。   And in Examples 1-4 which concern on this invention among the CMP conditioners in which the abrasive-grain layer 3 was formed in this way, all have an average particle diameter of 0.6 micrometer by the aerosol deposition apparatus 20 shown in FIG. Example 1 An aerosol is generated by using alumina particles at a flow rate of nitrogen gas of 7 l / min, and is sprayed from a nozzle 206 having a 2 mm diameter inlet opening and a 10 mm × 0.4 mm outlet opening as described above. An oxide film (alumina film) 9 having a film thickness of 3 to 5 μm was formed on the surface of the metal plating phase 7 in Examples 1 and 3 and on the surface of the metal brazing phase 10 in Examples 2 and 4, respectively. .

これら実施例1〜4および比較例1〜4に対し、図1および図3に示したようにコンディショニング面2の砥粒層3における複数(4つ)の測定箇所Pにおいて、ダイヤモンド砥粒6の111面のX線回折強度とこれ以外の他の結晶面のX線回折強度とを測定した。この結果と、これに基づいて111面検出率を算出した結果とを、4つの測定箇所Pの平均として表1に示す。なお、このX線回折強度の測定において、測定装置は理学電機株式会社製・型番RINT2000/ULTIMA+、使用管球(ターゲット)はCu(Kα)、電圧40kV、電流40mA、スリット1°−0.3mm−1°、測定範囲2θ=35°〜145°、ステップ幅0.02°、走査速度3°/mmで、測定箇所Pは、それぞれリング部4における端面4fと外周側のテーパ面4tとの円形の稜線を超えない範囲で該稜線に略内接し、軸線Oを中心に周方向に90°間隔で等間隔に位置するスポット円であり、そのスポット径は10mmであった。   With respect to these Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, as shown in FIGS. 1 and 3, the diamond abrasive grains 6 were measured at a plurality (four) of measurement points P in the abrasive grain layer 3 of the conditioning surface 2. The X-ray diffraction intensity of the 111 plane and the X-ray diffraction intensity of other crystal planes were measured. Table 1 shows the result and the result of calculating the 111-surface detection rate based on this result as the average of the four measurement points P. In the measurement of the X-ray diffraction intensity, the measuring device is manufactured by Rigaku Corporation, model number RINT2000 / ULTIMA +, the used tube (target) is Cu (Kα), the voltage is 40 kV, the current is 40 mA, and the slit is 1 ° -0.3 mm. -1 °, measurement range 2θ = 35 ° to 145 °, step width 0.02 °, scanning speed 3 ° / mm, and the measurement points P are respectively the end face 4f of the ring portion 4 and the tapered surface 4t on the outer peripheral side. The spot circles were inscribed in the ridge line within a range not exceeding the circular ridge line, and were located at equal intervals at 90 ° intervals in the circumferential direction around the axis O, and the spot diameter was 10 mm.

Figure 2007260886
Figure 2007260886

そして、これら実施例1〜4および比較例1〜4のCMPコンディショナにより、同一の条件の下でCMP装置においてそれぞれ研磨パッドをコンディショニングしつつ該研磨パッドによってシリコンウェハの研磨を行い、その際の所定コンディショニング時間ごとのウェハに生じたスクラッチの本数とパッド研磨レート(μm/h)とを測定した。この結果を、スクラッチの数については表2に、またパッド研磨レートについては表3にそれぞれ示す。なお、研磨パッドはRohm and Haas社製の発泡ポリウレタンパッド(商品名:IC1000)であって外径は360mm、プラテン(パッド)回転数は80r.p/m、コンディショナ回転数も80r.p.m、コンディショナ揺動速度は3000mm/min、であって、コンディショナ本体1に49Nの荷重を与えつつ、スラリーとしてSTI用スラリー(セイミケミカル株式会社製CES−333−2.5)を100ml/minで供給しながらコンディショニングを行った。   Then, with the CMP conditioners of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, the silicon wafer was polished with the polishing pad while conditioning the polishing pad in the CMP apparatus under the same conditions. The number of scratches generated on the wafer at each predetermined conditioning time and the pad polishing rate (μm / h) were measured. The results are shown in Table 2 for the number of scratches and Table 3 for the pad polishing rate. The polishing pad is a foamed polyurethane pad (trade name: IC1000) manufactured by Rohm and Haas, the outer diameter is 360 mm, and the platen (pad) rotational speed is 80 rpm. p / m, conditioner rotation speed is 80 r. p. m, the conditioner rocking speed is 3000 mm / min, and while applying a load of 49 N to the conditioner body 1, 100 ml / ml of slurry for STI (CES-333-2.5 manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.) is used as the slurry. Conditioning was performed while feeding at min.

Figure 2007260886
Figure 2007260886

Figure 2007260886
Figure 2007260886

このうち、まずスクラッチの発生数については、表2の結果より、砥粒層3を形成しただけで酸化物被膜9を形成していない比較例1〜4のCMPコンディショナでは、コンディショニング開始後15〜19時間でいずれもスクラッチの発生が認められ、特に111面検出率の低い比較例1、2では、111面検出率の高い比較例3、4に比べて早期にスクラッチが発生していた。これに対して、本発明に係わる実施例1〜4のCMPコンディショナでは、111面検出率や金属結合相の種別に関わらずコンディショニング開始から21時間後でもスクラッチの発生は認められなかった。   Among these, as for the number of occurrences of scratches, first, from the results of Table 2, in the CMP conditioners of Comparative Examples 1 to 4 in which only the abrasive grain layer 3 was formed and the oxide film 9 was not formed, 15 after the start of conditioning. In 19 hours, scratches were observed. In Comparative Examples 1 and 2 with a low 111 surface detection rate, scratches occurred earlier than in Comparative Examples 3 and 4 with a high 111 surface detection rate. On the other hand, in the CMP conditioners of Examples 1 to 4 according to the present invention, no occurrence of scratch was observed even 21 hours after the start of conditioning regardless of the 111-plane detection rate and the type of the metal bonded phase.

一方、パッド研磨レートについては、コンディショニング当初は、111面検出率が低くて、すなわち111面以外の他の結晶面や結晶面同士の稜線部あるいは頂部が研磨パッドに対向させられている割合の大きい、特に実施例1や比較例2などにおいて、他の実施例や比較例に対してそれぞれ高い研磨レートが得られているが、これらを含めて111面検出率が70%未満の実施例1、2および比較例1、2では、コンディショニング時間の経過に対する研磨レートの低下が著しく、安定した研磨レートの維持という観点からは好ましくないものであった。これに対して、111面検出率が70%以上と高い実施例3、4および比較例3、4のCMPコンディショナでは、コンディショニング当初は上記実施例1や比較例2などと比べては若干研磨レートは低いものの、時間経過に対する研磨レートの低下は小さく抑えられており、すなわち長時間に渡って安定したコンディショニングが行われていることが分かる。   On the other hand, with respect to the pad polishing rate, at the beginning of conditioning, the 111 plane detection rate is low, that is, the crystal plane other than the 111 plane and the ridge line portion or the top portion of the crystal planes are opposed to the polishing pad. In particular, in Example 1 and Comparative Example 2 and the like, a higher polishing rate was obtained for each of the other Examples and Comparative Examples. Including these, Example 1 with a 111-surface detection rate of less than 70%, In Example 2 and Comparative Examples 1 and 2, the polishing rate was remarkably lowered with the passage of the conditioning time, which was not preferable from the viewpoint of maintaining a stable polishing rate. On the other hand, in the CMP conditioners of Examples 3 and 4 and Comparative Examples 3 and 4 having a high 111-surface detection rate of 70% or more, the initial condition is slightly polished compared to Example 1 and Comparative Example 2 above. Although the rate is low, it can be seen that the decrease in the polishing rate over time is kept small, that is, stable conditioning is performed over a long period of time.

従って、スクラッチの発生防止というCMPコンディショナとしての基本的課題を解決することを考慮すると、酸化物被膜9が形成された本発明に係わる実施例1〜4が、比較例1〜4より秀でていると認めることができ、さらにその上でパッド研磨レートの安定性を考慮すると、実施例3、4のCMPコンディショナが優れていると評価することができる。   Therefore, in consideration of solving the basic problem as a CMP conditioner for preventing the occurrence of scratches, Examples 1 to 4 according to the present invention in which the oxide film 9 is formed are superior to Comparative Examples 1 to 4. In addition, considering the stability of the pad polishing rate, it can be evaluated that the CMP conditioners of Examples 3 and 4 are excellent.

本発明のCMPコンディショナの第1の実施形態を示す、コンディショニング面2が対向する方向側から見た平面図である。It is the top view seen from the direction side which the conditioning surface 2 shows which shows 1st Embodiment of the CMP conditioner of this invention. 図1に示す実施形態における砥粒層3の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the abrasive grain layer 3 in embodiment shown in FIG. 本発明のCMPコンディショナの製造方法の一実施形態に係わるエアロゾルデポジション装置20を示す図である。It is a figure which shows the aerosol deposition apparatus 20 concerning one Embodiment of the manufacturing method of CMP conditioner of this invention. 本発明のCMPコンディショナの第2の実施形態を示す、コンディショニング面2が対向する方向側から見た平面図である。It is the top view seen from the direction side which the conditioning surface 2 shows which shows 2nd Embodiment of the CMP conditioner of this invention. 図4に示す実施形態における砥粒層3の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the abrasive grain layer 3 in embodiment shown in FIG. 図4に示す実施形態を製造するのに用いられる、コンディショナ本体1を収容した型30を示す概略図である。It is the schematic which shows the type | mold 30 which accommodated the conditioner main body 1 used for manufacturing embodiment shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 コンディショナ本体
2 コンディショニング面
3 砥粒層
4 リング部
4f リング部4の端面
5 突部
5f 突部5の端面
6 ダイヤモンド砥粒(砥粒)
6a ダイヤモンド砥粒6の突端面
6b ダイヤモンド砥粒6の着座面
7 金属めっき相(金属結合相)
8 ダイヤモンド砥粒6と金属めっき相7との境界部
9 酸化物被膜
10 金属ろう付け相(金属結合相)
20 エアロゾルデポジション装置
30 型
O コンディショナ本体1の軸線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conditioner main body 2 Conditioning surface 3 Abrasive grain layer 4 Ring part 4f End face of ring part 5 Projection part 5f End face of projection part 6 Diamond abrasive grain (abrasive grain)
6a End face of diamond abrasive grain 6b Seating surface of diamond abrasive grain 7 Metal plating phase (metal bonded phase)
8 Boundary between diamond abrasive grains 6 and metal plating phase 7 9 Oxide coating 10 Metal brazing phase (metal bonding phase)
20 Aerosol Deposition Equipment 30 Type O Conditioner Body 1 Axis

Claims (7)

CMP装置の研磨パッドと対向して接触するコンディショニング面に、砥粒が金属結合相によって固着された砥粒層が形成されてなるCMPコンディショナであって、上記砥粒層における上記金属結合相の表面には、多結晶であり、該結晶同士の界面にガラス層からなる粒界層が存在しない酸化物被膜が形成されていることを特徴とするCMPコンディショナ。   A CMP conditioner in which an abrasive grain layer in which abrasive grains are fixed by a metal binder phase is formed on a conditioning surface that is in contact with and in contact with a polishing pad of a CMP apparatus, wherein the metal binder phase of the abrasive grain layer A CMP conditioner characterized in that an oxide film which is polycrystalline and has no grain boundary layer formed of a glass layer at the interface between the crystals is formed on the surface. 上記酸化物被膜が、アルミナ被膜であることを特徴とする請求項1に記載のCMPコンディショナ。   The CMP conditioner according to claim 1, wherein the oxide film is an alumina film. 上記金属結合相が、金属めっき相であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のCMPコンディショナ。   The CMP conditioner according to claim 1, wherein the metal binder phase is a metal plating phase. 上記金属結合相が、金属ろう付け相であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のCMPコンディショナ。   The CMP conditioner according to claim 1 or 2, wherein the metal binder phase is a metal brazing phase. 上記砥粒がダイヤモンド砥粒であって、その結晶面のうち111面が上記コンディショニング面と略平行とされて該コンディショニング面が対向する方向に向けられるように固着されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のCMPコンディショナ。   The abrasive grains are diamond abrasive grains, and 111 of the crystal faces thereof are substantially parallel to the conditioning surface, and are fixed so that the conditioning surfaces are directed in the opposite direction. The CMP conditioner according to any one of claims 1 to 4. 上記コンディショニング面にあっては、該コンディショニング面上の複数の測定箇所において上記ダイヤモンド砥粒の結晶面のX線回折強度を測定した際の、測定された各結晶面のX線回折強度の総和に対する上記111面のX線回折強度の比率が、上記複数の測定箇所における平均として70%以上とされていることを特徴とする請求項5に記載のCMPコンディショナ。   In the conditioning surface, when the X-ray diffraction intensity of the crystal surface of the diamond abrasive grain is measured at a plurality of measurement points on the conditioning surface, the total X-ray diffraction intensity of each crystal surface measured is measured. 6. The CMP conditioner according to claim 5, wherein an X-ray diffraction intensity ratio of the 111 surface is 70% or more as an average at the plurality of measurement points. CMP装置の研磨パッドと対向して接触するCMPコンディショナのコンディショニング面に、金属結合相によって砥粒を固着して砥粒層を形成し、次いでこの砥粒層における上記金属結合相の表面に、脆性材料の微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを噴射して衝突させることにより、酸化物被膜を形成することを特徴とするCMPコンディショナの製造方法。
Abrasive grains are fixed to the conditioning surface of a CMP conditioner that is in contact with the polishing pad of the CMP apparatus by a metal binder phase to form an abrasive grain layer, and then the surface of the metal binder phase in the abrasive grain layer is A method of manufacturing a CMP conditioner, comprising forming an oxide film by spraying and colliding an aerosol in which fine particles of a brittle material are dispersed in a gas.
JP2006093174A 2006-03-30 2006-03-30 Cmp conditioner and manufacturing method therefor Pending JP2007260886A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006093174A JP2007260886A (en) 2006-03-30 2006-03-30 Cmp conditioner and manufacturing method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006093174A JP2007260886A (en) 2006-03-30 2006-03-30 Cmp conditioner and manufacturing method therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007260886A true JP2007260886A (en) 2007-10-11

Family

ID=38634384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006093174A Pending JP2007260886A (en) 2006-03-30 2006-03-30 Cmp conditioner and manufacturing method therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007260886A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008073825A (en) * 2006-09-25 2008-04-03 Mitsubishi Materials Corp Cmp conditioner and its manufacturing method
JP2009184058A (en) * 2008-02-05 2009-08-20 Mitsubishi Materials Corp Thin blade and its manufacturing method
JP2012067573A (en) * 2010-09-24 2012-04-05 Tadao Ishikawa Surface planted type diamond bit capable of adjusting projection height of diamond abrasive grains from matrix and strongly maintaining inner and outer diameters
WO2015147401A1 (en) * 2014-03-25 2015-10-01 새솔다이아몬드공업 주식회사 Method for manufacturing pad conditioner and pad conditioner

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001210613A (en) * 2000-01-27 2001-08-03 Allied Material Corp Pad conditioner for cmp
JP2003034003A (en) * 2001-04-12 2003-02-04 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Composite structure comprising resin and fragile material and method for manufacturing the same
JP2003183848A (en) * 2001-04-12 2003-07-03 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Composite structure and manufacturing process therefor
JP2004091614A (en) * 2002-08-30 2004-03-25 Toto Ltd Method for producing composite structure and the resultant composite structure
JP2005001020A (en) * 2003-06-09 2005-01-06 Noritake Super Abrasive:Kk Dresser

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001210613A (en) * 2000-01-27 2001-08-03 Allied Material Corp Pad conditioner for cmp
JP2003034003A (en) * 2001-04-12 2003-02-04 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Composite structure comprising resin and fragile material and method for manufacturing the same
JP2003183848A (en) * 2001-04-12 2003-07-03 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Composite structure and manufacturing process therefor
JP2004091614A (en) * 2002-08-30 2004-03-25 Toto Ltd Method for producing composite structure and the resultant composite structure
JP2005001020A (en) * 2003-06-09 2005-01-06 Noritake Super Abrasive:Kk Dresser

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008073825A (en) * 2006-09-25 2008-04-03 Mitsubishi Materials Corp Cmp conditioner and its manufacturing method
WO2008038583A1 (en) * 2006-09-25 2008-04-03 Mitsubishi Materials Corp. Cmp conditioner and process for producing the same
JP2009184058A (en) * 2008-02-05 2009-08-20 Mitsubishi Materials Corp Thin blade and its manufacturing method
JP2012067573A (en) * 2010-09-24 2012-04-05 Tadao Ishikawa Surface planted type diamond bit capable of adjusting projection height of diamond abrasive grains from matrix and strongly maintaining inner and outer diameters
WO2015147401A1 (en) * 2014-03-25 2015-10-01 새솔다이아몬드공업 주식회사 Method for manufacturing pad conditioner and pad conditioner
KR101558449B1 (en) * 2014-03-25 2015-10-07 새솔다이아몬드공업 주식회사 Manufacturing method of pad conditioner

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4854445B2 (en) CMP conditioner and method of manufacturing the same
JP5295868B2 (en) Dresser for polishing cloth and method for producing the same
CN108527182B (en) Method for preparing diamond abrasive tool with orderly arranged abrasive particles by using mask
KR100413371B1 (en) A diamond grid cmp pad dresser
WO1998016347A1 (en) Semiconductor substrate polishing pad dresser, method of manufacturing the same, and chemicomechanical polishing method using the same dresser
EP2879164B1 (en) Dicing device and dicing method
US20190091832A1 (en) Composite conditioner and associated methods
WO2013012226A2 (en) Cmp pad conditioner
US20090090066A1 (en) Grinding tool and manufacturing method thereof
JP2002210659A (en) Finishing tool of chemical/mechanical flatting technology pad of grid-like diamond array
SG190811A1 (en) Cmp pad conditioning tool
JP2008132573A (en) Cmp conditioner
JP2007260886A (en) Cmp conditioner and manufacturing method therefor
US20030109204A1 (en) Fixed abrasive CMP pad dresser and associated methods
JP6656327B2 (en) Work processing equipment
JP2009136926A (en) Conditioner and conditioning method
JP7385985B2 (en) Blade processing equipment and blade processing method
JP5150931B2 (en) Thin blade and method for manufacturing the same
JP2001210613A (en) Pad conditioner for cmp
KR101233239B1 (en) Recycling method of CMP pad conditioner having end of life and recycled CMP pad conditioner treated thereby
KR101177558B1 (en) Cmp pad conditioner and method for manufacturing
JP3482313B2 (en) Dresser for polishing cloth for semiconductor substrate and method of manufacturing the same
JP2005288685A (en) Dresser for polishing cloth, and manufacturing method thereof
JPH10175156A (en) Dresser of polishing cloth for semiconductor substrate and its manufacture
JP6766571B2 (en) Aerosol film forming equipment and aerosol film forming method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110111

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110113

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110628