JP2010209371A - Carbon film coated member, method for forming carbon film, and cmp pad conditioner - Google Patents

Carbon film coated member, method for forming carbon film, and cmp pad conditioner Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbon film coated member in which the peeling strength of a carbon film to a substrate is enhanced and peeling can be prevented, and to provide a method for forming a carbon film and a conditioner for a CMP (chemical mechanical polishing) pad. <P>SOLUTION: The carbon film coated member includes the substrate and the carbon film that covers the surface 1A of the substrate, wherein, a continuous groove 11 in a curved line is formed on the surface 1A. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、ダイヤモンド粒子等からなる炭素膜に被覆された工具や部材などの炭素膜被覆部材、炭素膜の形成方法及びCMPパッドコンディショナーに関する。   The present invention relates to a carbon film covering member such as a tool or member coated on a carbon film made of diamond particles or the like, a carbon film forming method, and a CMP pad conditioner.

近年、化学気相蒸着(CVD)法により、ダイヤモンド粒子やDLC(ダイヤモンドライクカーボン)からなる炭素膜を、電子デバイスや工具等に利用する研究が活発に行われている。すなわち、前記炭素膜を工具や部材等に成膜することによって、これらの工具や部材等に求められる耐摩耗性、硬さ、剛性等の力学的特性に対応するようにしている。   In recent years, active research has been conducted on the use of carbon films made of diamond particles or DLC (diamond-like carbon) for electronic devices, tools, and the like by chemical vapor deposition (CVD). That is, by forming the carbon film on a tool, member, or the like, the mechanical properties such as wear resistance, hardness, rigidity, and the like required for the tool, member, etc. are met.

このような炭素膜を用いる際には、該炭素膜と、成膜される基材との間の結合力が要求される。詳しくは、炭素膜と基材との間の結合は、部分的には化学結合であるものの、殆どは比較的結合力の弱い分子間力のようなものであることから、使用に際し、炭素膜が基材から容易に剥離しないように剥離強度を確保する必要がある。   When such a carbon film is used, a bonding force between the carbon film and the substrate to be formed is required. Specifically, although the bonds between the carbon film and the substrate are partially chemical bonds, most of them are like intermolecular forces with relatively weak bonding forces. It is necessary to ensure the peel strength so that it does not peel easily from the substrate.

この剥離強度を確保する手法として、例えば、特許文献1においては、強酸処理によって基材の表面にピンホールを形成した後、該表面にダイヤモンド膜(炭素膜)を成膜して、炭素膜の基材に対する剥離強度を確保するようにしている。また、特許文献2においては、ブラスト加工によって基材の表面に凹凸を形成した後、DLC膜(炭素膜)等を成膜して、前述の剥離強度を確保するようにしている。   As a technique for ensuring the peel strength, for example, in Patent Document 1, after a pinhole is formed on the surface of a base material by a strong acid treatment, a diamond film (carbon film) is formed on the surface. The peel strength for the substrate is ensured. Moreover, in patent document 2, after forming an unevenness | corrugation in the surface of a base material by blasting, DLC film (carbon film) etc. are formed into a film and the above-mentioned peeling strength is ensured.

一方、半導体産業の進展とともに、金属、半導体、セラミックスなどの表面を高精度に仕上げる加工の必要性が高まっており、特に、半導体ウェーハでは、その集積度の向上とともにナノメーターオーダーの表面仕上げが要求されている。このような高精度の表面仕上げに対応するために、半導体ウェーハに対して、多孔性のCMPパッドを用いたCMP(ケミカルメカニカルポリッシュ)研磨が一般に行われている。   On the other hand, with the progress of the semiconductor industry, there is an increasing need for high-precision finishing of metals, semiconductors, ceramics, and other surfaces. In particular, for semiconductor wafers, surface integration on the order of nanometers is required as well as the degree of integration. Has been. In order to cope with such high-precision surface finishing, CMP (Chemical Mechanical Polish) polishing using a porous CMP pad is generally performed on a semiconductor wafer.

半導体ウェーハ等の研磨加工に用いられるCMPパッドは、研磨時間が経過していくにつれ目詰まりや圧縮変形を生じ、その表面状態が次第に変化していく。すると、研磨速度の低下や不均一研磨等の好ましくない現象が生じるので、CMPパッドコンディショナーを用い、CMPパッドの表面を研削加工することにより、CMPパッドの表面状態を一定に保って、良好な研磨状態を維持する工夫が行われている。   A CMP pad used for polishing a semiconductor wafer or the like is clogged or compressively deformed as the polishing time elapses, and its surface state gradually changes. As a result, undesired phenomena such as a decrease in polishing rate and non-uniform polishing occur. By using a CMP pad conditioner and grinding the surface of the CMP pad, the surface state of the CMP pad is kept constant and good polishing is achieved. The device is maintained to maintain the state.

このようなCMPパッドコンディショナーは、例えば、円板状の基板(基材)と、この基板のCMPパッド側を向く表面に形成された複数の切刃とを有している。そして、これらの切刃を、ダイヤモンド粒子等からなる炭素膜で被覆して、鋭い切れ味や耐摩耗性を確保するようにしている。   Such a CMP pad conditioner has, for example, a disk-shaped substrate (base material) and a plurality of cutting blades formed on the surface of the substrate facing the CMP pad side. These cutting blades are covered with a carbon film made of diamond particles or the like to ensure sharpness and wear resistance.

特開平7−156002号公報JP 7-156002 A 特開2008−229809号公報JP 2008-229809 A

しかしながら、前述のような炭素膜においては、その基材に対する結合力が未だ充分であるとは言えず、さらなる剥離強度の向上が要求されている。   However, in the carbon film as described above, it cannot be said that the bonding force to the base material is still sufficient, and further improvement in peel strength is required.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、炭素膜の基材に対する剥離強度が高められ、剥離を防止できる炭素膜被覆部材、炭素膜の形成方法及びCMPパッドコンディショナーを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a carbon film covering member, a carbon film forming method, and a CMP pad conditioner that can increase the peel strength of a carbon film with respect to a base material and prevent peeling. The purpose is to do.

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、基材と、前記基材の表面を被覆する炭素膜とを有する炭素膜被覆部材であって、前記表面には、連続する曲線状の溝が形成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention proposes the following means.
That is, the present invention is a carbon film-coated member having a base material and a carbon film that covers the surface of the base material, wherein continuous curved grooves are formed on the surface. And

本発明に係る炭素膜被覆部材によれば、基材の表面には、連続する曲線状の溝が形成されているので、炭素膜の基材に対する剥離強度が充分に確保される。詳しくは、基材にこのように溝が形成されることによって、基材と炭素膜との接触面積が増大され、また、溝内に形成された炭素膜の部分がアンカー効果を奏することとなり、炭素膜と基材との付着強度(結合力)が飛躍的に高められる。   According to the carbon film covering member according to the present invention, since the continuous curved groove is formed on the surface of the base material, the peel strength of the carbon film with respect to the base material is sufficiently secured. Specifically, by forming the groove in the base material in this way, the contact area between the base material and the carbon film is increased, and the portion of the carbon film formed in the groove has an anchor effect, The adhesion strength (bonding force) between the carbon film and the substrate is dramatically increased.

また、溝が連続する曲線状に形成されているので、炭素膜に作用する面方向(前記表面に沿った方向)の外力に対して、前述の剥離強度が略均一に設定されることとなり、炭素膜と基材との間の結合力がより向上する。すなわち、例えば、前記溝が直線状や格子状等に形成された場合には、前記外力に対する剥離強度に指向性が生じることとなり、前記結合力が安定しなくなることがあるのに対比して、本発明の構成によれば、前記外力の作用する向きに係わらず、炭素膜の基材に対する剥離強度が安定して確保される。従って、炭素膜が基材から剥離するようなことが確実に防止される。   In addition, since the groove is formed in a continuous curved shape, the above-described peel strength is set to be substantially uniform with respect to the external force acting on the carbon film (direction along the surface), The bonding force between the carbon film and the substrate is further improved. That is, for example, when the groove is formed in a linear shape, a lattice shape, or the like, directivity occurs in the peel strength with respect to the external force, and in contrast, the coupling force may not be stable, According to the configuration of the present invention, the peel strength of the carbon film with respect to the substrate is stably ensured regardless of the direction in which the external force acts. Therefore, the carbon film is reliably prevented from peeling off from the substrate.

また、本発明に係る炭素膜被覆部材において、前記溝の幅が10〜50μmの範囲内に設定され、深さが0.3〜1μmの範囲内に設定されることとしてもよい。   Moreover, the carbon film coating | coated member which concerns on this invention WHEREIN: The width | variety of the said groove | channel is set in the range of 10-50 micrometers, and it is good also as a depth being set in the range of 0.3-1 micrometer.

本発明に係る炭素膜被覆部材によれば、溝の幅が10〜50μmの範囲内に設定され、深さが0.3〜1μmの範囲内に設定されているので、基材の剛性を損なうことなく該基材と炭素膜との接触面積を充分に確保でき、この溝内に成膜された炭素膜がより確実にアンカー効果を奏することとなり、炭素膜の基材に対する剥離強度が高められる。   According to the carbon film covering member of the present invention, the groove width is set in the range of 10 to 50 μm and the depth is set in the range of 0.3 to 1 μm, so that the rigidity of the base material is impaired. Therefore, a sufficient contact area between the base material and the carbon film can be ensured, and the carbon film formed in the groove has an anchor effect more reliably, and the peel strength of the carbon film with respect to the base material is increased. .

また、本発明に係る炭素膜被覆部材において、前記溝が、渦巻状に形成されていることとしてもよい。   In the carbon film covering member according to the present invention, the groove may be formed in a spiral shape.

本発明に係る炭素膜被覆部材によれば、溝が、渦巻状に形成されているので、炭素膜に作用する面方向の外力に対して、炭素膜と基材との間の剥離強度がより均一に設定される。従って、炭素膜が基材から剥離するようなことが確実に防止される。   According to the carbon film covering member according to the present invention, since the groove is formed in a spiral shape, the peel strength between the carbon film and the base material is higher than the external force acting on the carbon film in the surface direction. It is set uniformly. Therefore, the carbon film is reliably prevented from peeling off from the substrate.

また、本発明は、前述の炭素膜被覆部材の炭素膜の形成方法であって、前記基材の表面に、レーザー加工により連続的に前記溝を形成した後、CVD法により、前記表面に前記炭素膜を成膜することを特徴とする。   Further, the present invention is a method for forming a carbon film of the above-described carbon film covering member, wherein the groove is continuously formed on the surface of the base material by laser processing, and then the surface is formed on the surface by a CVD method. A carbon film is formed.

本発明に係る炭素膜の形成方法によれば、前述のように、溝が連続する曲線状をなすので、レーザー加工を用い、該溝を連続的に形成することができる。従って、基材の表面に、溝を比較的簡便に短時間で形成できる。また、CVD法によって、前記表面を炭素膜で成膜するので、炭素膜を均一に精度よく形成できる。   According to the method for forming a carbon film according to the present invention, as described above, since the groove has a continuous curved shape, the groove can be continuously formed using laser processing. Therefore, the groove can be formed on the surface of the base material in a relatively simple and short time. Further, since the surface is formed with a carbon film by the CVD method, the carbon film can be formed uniformly and accurately.

また、本発明は、基材と、この基材の表面に突出して形成された切刃と、前記表面を被覆する炭素膜とを備え、前記表面に対向配置されたCMPパッドに、前記切刃を用い研削加工を施すCMPパッドコンディショナーであって、前記基材及び前記炭素膜に、前述の炭素膜被覆部材の基材及び炭素膜を用いたことを特徴としている。   In addition, the present invention includes a base material, a cutting blade formed to protrude on the surface of the base material, and a carbon film that covers the surface, and a CMP pad disposed to face the surface, the cutting blade A CMP pad conditioner for performing a grinding process using the base material and the carbon film, wherein the base material and the carbon film of the carbon film covering member described above are used as the base material and the carbon film.

本発明に係るCMPパッドコンディショナーによれば、前述の炭素膜被覆部材の基材及び炭素膜を用いているので、炭素膜の基材に対する剥離強度が高められるとともに、切刃の剛性が充分に確保される。従って、CMPパッドコンディショナーのCMPパッドに対する研削性能が安定して確保され、工具寿命が延長する。また、炭素膜の剥離が確実に防止されることから、半導体ウェーハ等のスクラッチが防止される。   According to the CMP pad conditioner according to the present invention, since the base material and the carbon film of the carbon film covering member described above are used, the peel strength of the carbon film with respect to the base material is increased and the rigidity of the cutting edge is sufficiently secured. Is done. Therefore, the grinding performance of the CMP pad conditioner with respect to the CMP pad is stably secured, and the tool life is extended. In addition, since the carbon film is surely prevented from being peeled off, scratches on the semiconductor wafer and the like are prevented.

本発明に係る炭素膜被覆部材によれば、炭素膜の基材に対する剥離強度が高められるとともに、炭素膜の剥離が防止され、性能が安定して確保される。
また、本発明に係る炭素膜の形成方法によれば、このような炭素膜を比較的容易かつ高精度に形成することができる。
また、本発明に係るCMPパッドコンディショナーによれば、CMPパッドを精度よく安定して研削加工でき、工具寿命が延長する。
According to the carbon film covering member according to the present invention, the peel strength of the carbon film with respect to the base material is increased, and the carbon film is prevented from being peeled, so that the performance is stably secured.
Moreover, according to the carbon film forming method of the present invention, such a carbon film can be formed relatively easily and with high accuracy.
Further, according to the CMP pad conditioner according to the present invention, the CMP pad can be ground accurately and stably, and the tool life is extended.

本発明の一実施形態に係るCMPパッドコンディショナーの部分側断面図である。It is a fragmentary sectional side view of the CMP pad conditioner which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るCMPパッドコンディショナーの溝の形状を説明する平面図である。It is a top view explaining the shape of the groove | channel of the CMP pad conditioner which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るCMPパッドコンディショナーの溝の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the groove | channel of the CMP pad conditioner which concerns on one Embodiment of this invention.

本実施形態のCMPパッドコンディショナー(炭素膜被覆部材)10は、円板状又は円環板状をなし、図1に示すように、その中心軸周りに回転する基板(基材)1と、この基板1の表面1Aに突出して形成された複数の切刃(不図示)と、表面1Aを被覆する炭素膜2とを有している。また、CMPパッドコンディショナー10は、これらの切刃を用いて、該表面1Aに対向配置されたCMPパッドに研削加工を施す。また、前記切刃は、例えば、多角錐状、多角柱状、円錐状又は切頭円錐状等に形成されている。尚、これらの切刃も炭素膜2で被覆されている。また、CMPパッドは、半導体ウェーハに対して研磨加工を施す。   The CMP pad conditioner (carbon film covering member) 10 of the present embodiment has a disc shape or an annular plate shape, and as shown in FIG. 1, a substrate (base material) 1 that rotates around its central axis, It has a plurality of cutting blades (not shown) formed to protrude from the surface 1A of the substrate 1 and a carbon film 2 that covers the surface 1A. Further, the CMP pad conditioner 10 uses these cutting blades to grind the CMP pad disposed to face the surface 1A. The cutting blade is formed in, for example, a polygonal pyramid shape, a polygonal column shape, a conical shape, or a truncated conical shape. These cutting blades are also covered with the carbon film 2. In addition, the CMP pad performs polishing processing on the semiconductor wafer.

基板1は、炭化珪素(SiC)や窒化珪素(Si)等のセラミックス材料からなり、その表面1Aには、連続する曲線状の溝11が形成されている。
図2の平面視に示すように、この溝11は、中心部から周方向に沿って周回するように、かつ、周回するに連れ漸次径方向に拡径するように延びて、渦巻状に形成されている。図示の例では、溝11は、中心部から反時計回りに向けて周回するように延びて形成されている。尚、溝11は、中心部から時計回りに向けて周回するように延びて形成されていても構わない。
The substrate 1 is made of a ceramic material such as silicon carbide (SiC) or silicon nitride (Si 3 N 4 ), and a continuous curved groove 11 is formed on the surface 1A.
As shown in a plan view of FIG. 2, the groove 11 is formed in a spiral shape so as to circulate along the circumferential direction from the center and gradually expand in the radial direction as it circulates. Has been. In the example shown in the drawing, the groove 11 is formed to extend from the central portion so as to circulate counterclockwise. In addition, the groove | channel 11 may be extended and formed so that it may circulate clockwise from a center part.

また、図1において、溝11の幅Wは、10〜50μmの範囲内に設定されている。また、溝11の深さDは、0.3〜1μmの範囲内に設定されている。また、径方向に隣り合う溝11同士の中心間距離(ピッチ)Pは、50〜250μmの範囲内に設定されている。   In FIG. 1, the width W of the groove 11 is set within a range of 10 to 50 μm. Further, the depth D of the groove 11 is set within a range of 0.3 to 1 μm. Further, the center-to-center distance (pitch) P between the grooves 11 adjacent to each other in the radial direction is set within a range of 50 to 250 μm.

また、炭素膜2は、平均粒径が200nmを超える比較的粒径の大きいSP結合のダイヤモンド粒子や、平均粒径が200nm以下のダイヤモンド粒子、すなわち、所謂ナノクリスタルダイヤモンドや、SP結合及びSP結合の混在するアモルファスのDLC等からなる。 In addition, the carbon film 2 has a relatively large SP 3 -bonded diamond particle having an average particle diameter exceeding 200 nm, a diamond particle having an average particle diameter of 200 nm or less, that is, a so-called nanocrystal diamond, SP 3 bond and It consists of amorphous DLC etc. in which SP 2 bonds are mixed.

次に、基板1の表面1Aに炭素膜2を形成する手順について説明する。
まず、基板1の表面1Aに、予め前記切刃に対応する形状を付与しておく。
Next, a procedure for forming the carbon film 2 on the surface 1A of the substrate 1 will be described.
First, a shape corresponding to the cutting edge is provided in advance on the surface 1A of the substrate 1.

次いで、この表面1Aに、レーザー加工により連続的に溝11を形成する。
次いで、気相合成法熱フィラメント炉からなる反応容器を用い、CVD法により、基板1の表面1Aに炭素膜2を成膜する。
このようにして、基板1の表面1Aに炭素膜2が形成され、CMPパッドコンディショナー10が製造される。
Next, grooves 11 are continuously formed on the surface 1A by laser processing.
Next, a carbon film 2 is formed on the surface 1A of the substrate 1 by a CVD method using a reaction vessel composed of a gas phase synthesis method hot filament furnace.
In this way, the carbon film 2 is formed on the surface 1A of the substrate 1, and the CMP pad conditioner 10 is manufactured.

尚、前述のように、基板1の表面1Aにレーザー加工により溝11を形成した後、この表面1Aに、種結晶のダイヤモンド粉末を付着させることとしても構わない。すなわち、種結晶としてダイヤモンド微粒子からなるダイヤモンド粉末を用い、該ダイヤモンド粉末を、表面1Aに塗布等によって分散させ均一に付着させた後、炭素膜2を成膜してもよい。
また、前述した切刃の形状の付与及び溝11の形成は、同時に行っても構わない。また、溝11を形成した後で、切刃の形状を付与することとしてもよい。
As described above, after forming the groove 11 on the surface 1A of the substrate 1 by laser processing, seed crystal diamond powder may be adhered to the surface 1A. That is, a diamond powder made of diamond fine particles may be used as a seed crystal, and the diamond powder may be dispersed and uniformly adhered to the surface 1A by coating or the like, and then the carbon film 2 may be formed.
Moreover, you may perform the provision of the shape of the cutting blade mentioned above, and formation of the groove | channel 11 simultaneously. Moreover, after forming the groove | channel 11, it is good also as giving the shape of a cutting blade.

以上説明したように、本実施形態に係るCMPパッドコンディショナー10によれば、基板1の表面1Aには、連続する曲線状の溝11が形成されているので、炭素膜2の基板1に対する剥離強度が充分に確保される。詳しくは、基板1にこのように溝11が形成されることによって、基板1と炭素膜2との接触面積が増大され、また、溝11内に形成された炭素膜2の部分がアンカー効果を奏することとなり、炭素膜2と基板1との付着強度(結合力)が飛躍的に高められる。   As described above, according to the CMP pad conditioner 10 according to the present embodiment, since the continuous curved groove 11 is formed on the surface 1A of the substrate 1, the peel strength of the carbon film 2 with respect to the substrate 1 is determined. Is sufficiently secured. Specifically, by forming the groove 11 in the substrate 1 in this manner, the contact area between the substrate 1 and the carbon film 2 is increased, and the portion of the carbon film 2 formed in the groove 11 has an anchor effect. As a result, the adhesion strength (bonding force) between the carbon film 2 and the substrate 1 is dramatically increased.

また、溝11が連続する曲線状に形成されているので、炭素膜2に作用する面方向(表面1Aに沿った方向)の外力に対して、前述の剥離強度が略均一に設定されることとなり、炭素膜2と基板1との間の結合力がより向上する。すなわち、例えば、溝11が直線状や格子状等に形成された場合には、前記外力に対する剥離強度に指向性が生じることとなり、前記結合力が安定しなくなることがあるのに対比して、このCMPパッドコンディショナー10の構成によれば、前記外力の作用する向きに係わらず、炭素膜2の基板1に対する剥離強度が安定して確保される。従って、炭素膜2が基板1から剥離するようなことが確実に防止される。   Further, since the groove 11 is formed in a continuous curved shape, the aforementioned peel strength is set to be substantially uniform with respect to the external force acting on the carbon film 2 in the surface direction (direction along the surface 1A). Thus, the bonding force between the carbon film 2 and the substrate 1 is further improved. That is, for example, when the groove 11 is formed in a linear shape, a lattice shape, or the like, directivity occurs in the peel strength with respect to the external force, and the coupling force may not be stable, According to the configuration of the CMP pad conditioner 10, the peel strength of the carbon film 2 with respect to the substrate 1 is stably ensured regardless of the direction in which the external force acts. Therefore, the carbon film 2 can be reliably prevented from peeling off from the substrate 1.

また、溝11の幅Wが10〜50μmの範囲内に設定され、深さDが0.3〜1μmの範囲内に設定されているので、基板1の剛性を損なうことなく該基板1と炭素膜2との接触面積を充分に確保でき、この溝11内に成膜された炭素膜2がより確実にアンカー効果を奏することとなり、炭素膜2の基板1に対する剥離強度が高められる。また、隣り合う溝11同士の中心間距離Pが50〜250μmの範囲内に設定されているので、前記溝11同士の間における基板1の部分の剛性が充分に確保されつつ、前述の剥離強度が確実に高められている。   Further, since the width W of the groove 11 is set in the range of 10 to 50 μm and the depth D is set in the range of 0.3 to 1 μm, the substrate 1 and the carbon 1 are not impaired without impairing the rigidity of the substrate 1. A sufficient contact area with the film 2 can be ensured, and the carbon film 2 formed in the groove 11 exhibits an anchor effect more reliably, and the peel strength of the carbon film 2 with respect to the substrate 1 is increased. Further, since the distance P between the centers of the adjacent grooves 11 is set within a range of 50 to 250 μm, the above-described peel strength is ensured while sufficiently securing the rigidity of the portion of the substrate 1 between the grooves 11. Is definitely increased.

また、溝11が、渦巻状に形成されているので、炭素膜2に作用する面方向の外力に対して、炭素膜2と基板1との間の剥離強度がより均一に設定される。従って、炭素膜2が基板1から剥離するようなことが確実に防止される。   Further, since the groove 11 is formed in a spiral shape, the peel strength between the carbon film 2 and the substrate 1 is set more uniformly with respect to the external force acting on the carbon film 2 in the surface direction. Therefore, the carbon film 2 can be reliably prevented from peeling off from the substrate 1.

また、本実施形態の炭素膜2の形成方法によれば、前述のように、溝11が連続する曲線状をなすので、レーザー加工を用い、該溝11を連続的に形成することができる。詳しくは、例えば、溝11が角部を有する形状や断続的な形状とされた場合は、レーザー加工の際、レーザーが加工部位からオーバーランしやすくなり、位置合わせのために加工を都度中断する必要が生じて、加工時間が増大する。一方、本実施形態においては、溝11のレーザー加工が、前述のように中断されることなく連続的に行えることから、溝11を比較的簡便に短時間で形成できる。
また、CVD法によって、表面1Aを炭素膜2で成膜するので、炭素膜2を均一に精度よく形成できる。
Further, according to the method for forming the carbon film 2 of the present embodiment, as described above, since the groove 11 has a continuous curved shape, the groove 11 can be continuously formed by using laser processing. Specifically, for example, when the groove 11 has a shape having a corner or an intermittent shape, the laser is likely to overrun from the processing portion during laser processing, and the processing is interrupted each time for alignment. The need arises and processing time increases. On the other hand, in this embodiment, since the laser processing of the groove 11 can be performed continuously without being interrupted as described above, the groove 11 can be formed relatively easily in a short time.
Moreover, since the surface 1A is formed with the carbon film 2 by the CVD method, the carbon film 2 can be formed uniformly and accurately.

また、このCMPパッドコンディショナー10は、前述の基板1及び炭素膜2を用いているので、炭素膜2の基板1に対する剥離強度が高められるとともに、前記切刃の剛性が充分に確保される。従って、CMPパッドコンディショナー10のCMPパッドに対する研削性能が安定して確保され、工具寿命が延長する。また、炭素膜2の剥離が確実に防止されることから、半導体ウェーハのスクラッチが防止される。   In addition, since the CMP pad conditioner 10 uses the substrate 1 and the carbon film 2 described above, the peeling strength of the carbon film 2 with respect to the substrate 1 is increased, and the rigidity of the cutting blade is sufficiently secured. Accordingly, the grinding performance of the CMP pad conditioner 10 with respect to the CMP pad is stably secured, and the tool life is extended. Moreover, since the peeling of the carbon film 2 is reliably prevented, scratching of the semiconductor wafer is prevented.

尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本実施形態では、炭素膜被覆部材として、CMPパッドコンディショナー10を用いて説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、炭素膜被覆部材として、基材と、この基材の表面1Aを被覆する炭素膜2とを有し、表面1Aに、連続する曲線状の溝11が形成された、例えば、ドリル、エンドミル、バイト等の切削工具や電子デバイス等の部材を用いても構わない。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the present embodiment, the CMP pad conditioner 10 has been described as the carbon film covering member, but is not limited thereto. That is, the carbon film covering member has a base material and a carbon film 2 that covers the surface 1A of the base material, and a continuous curved groove 11 is formed on the surface 1A. A member such as a cutting tool such as a cutting tool or an electronic device may be used.

また、溝11は、連続する曲線状に形成されていればよく、本実施形態において説明した渦巻状に限定されるものではない。図3は、溝11の変形例を示しており、図3(a)においては、溝11は、径方向に隣り合う溝11同士の中心間距離Pが径方向内側から外側へ向かうに連れ漸次増大するように、対数螺旋状又はインボリュート曲線状に形成されている。また、図3(b)では、溝11は、滑らかに連続するトロコイド曲線状、又は、螺旋形状を斜視するようにして平面に投影した形状に形成されている。また、図3(c)では、溝11は、波状、又は、正弦(或いは余弦)曲線状に形成されている。また、溝11は、前述した曲線を適宜組み合わせて形成されていてもよく、或いは、それ以外の連続する曲線状に形成されていても構わない。   Moreover, the groove | channel 11 should just be formed in the shape of a continuous curve, and is not limited to the spiral shape demonstrated in this embodiment. FIG. 3 shows a modification of the groove 11. In FIG. 3A, the groove 11 gradually increases as the distance P between the centers of the adjacent grooves 11 in the radial direction increases from the radially inner side to the outer side. In order to increase, it is formed in a logarithmic spiral shape or an involute curve shape. Moreover, in FIG.3 (b), the groove | channel 11 is formed in the shape projected on the plane so that the shape of a smoothly continuous trochoid curve or a spiral shape may be squinted. In FIG. 3C, the groove 11 is formed in a wave shape or a sine (or cosine) curve shape. Moreover, the groove | channel 11 may be formed combining the curve mentioned above suitably, or may be formed in the shape of other continuous curves.

また、本実施形態では、溝11をレーザー加工により形成することとしたが、溝11をレーザー加工以外のブラスト加工や成型等により形成することとしても構わない。
また、溝11の幅W、深さD、中心間距離Pは、前述した数値範囲に限定されるものではない。
In this embodiment, the groove 11 is formed by laser processing. However, the groove 11 may be formed by blasting or molding other than laser processing.
Further, the width W, depth D, and center-to-center distance P of the groove 11 are not limited to the numerical ranges described above.

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし本発明はこの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. However, the present invention is not limited to this embodiment.

[実施例1]
実施例1として、まず、SiCからなる基板1、及び、Siからなる基板1を夫々用意し、これらの基板1の表面1Aを、算術平均粗さRa=0.01に形成した。次いで、Nd:YAGレーザー第3高調波を用い、これらの基板1の表面1Aに、図2に示す渦巻状の溝11を形成した。詳しくは、溝11は、幅W=20μm、深さD=0.3〜1μmの範囲内、中心間距離P=250μmとなるように形成した。
[Example 1]
As Example 1, first, a substrate 1 made of SiC and a substrate 1 made of Si 3 N 4 were prepared, and the surface 1A of these substrates 1 was formed with an arithmetic average roughness Ra = 0.01. Next, a spiral groove 11 shown in FIG. 2 was formed on the surface 1A of the substrate 1 using an Nd: YAG laser third harmonic. Specifically, the groove 11 was formed such that the width W = 20 μm, the depth D = 0.3 to 1 μm, and the center-to-center distance P = 250 μm.

次いで、これらの基板1の表面1Aに、気相合成法熱フィラメント炉を用いたCVD法により、炭素膜2を形成した。詳しくは、炭素膜2は、平均粒径が200nmを超える比較的粒径の大きいSP結合のダイヤモンド粒子からなり、メタン(CH)濃度:1%の設定で、膜厚10μmとなるように成膜した。このようにして、CMPパッドコンディショナー10を夫々作製した。 Next, a carbon film 2 was formed on the surface 1A of these substrates 1 by a CVD method using a gas phase synthesis method hot filament furnace. Specifically, the carbon film 2 has an average particle diameter becomes from a large SP 3 bond of the diamond particles of relatively particle size greater than 200 nm, methane (CH 4) Concentration: 1% of the set, to a film thickness of 10μm A film was formed. In this way, the CMP pad conditioner 10 was produced.

次いで、スクラッチ試験法により、これらのCMPパッドコンディショナー10における炭素膜2の基板1に対する剥離強度を測定した。結果を表1に示す。   Next, the peel strength of the carbon film 2 with respect to the substrate 1 in these CMP pad conditioners 10 was measured by a scratch test method. The results are shown in Table 1.

[比較例1]
また、比較例1として、基板1の表面1Aに溝11を形成せずに、CMPパッドコンディショナーを作製した。それ以外は、実施例1と同様の条件として測定を行った。
[Comparative Example 1]
Further, as Comparative Example 1, a CMP pad conditioner was produced without forming the groove 11 on the surface 1A of the substrate 1. Other than that, the measurement was performed under the same conditions as in Example 1.

Figure 2010209371
Figure 2010209371

表1に示す通り、実施例1においては、炭素膜2の基板1に対する剥離強度が20Nに達し、炭素膜2の剥離強度が充分に確保されることが確認された。尚、この実施例1のCMPパッドコンディショナー10をCMP装置に取り付け、CMPパッドの研削加工に用いたところ、処理時間が2000時間を超えても、炭素膜2の剥離は生じなかった。
一方、比較例1においては、前述の剥離強度が10Nにとどまり、剥離強度が充分には確保されなかった。
As shown in Table 1, in Example 1, it was confirmed that the peel strength of the carbon film 2 with respect to the substrate 1 reached 20 N, and the peel strength of the carbon film 2 was sufficiently secured. When the CMP pad conditioner 10 of Example 1 was attached to a CMP apparatus and used for grinding the CMP pad, the carbon film 2 did not peel even when the processing time exceeded 2000 hours.
On the other hand, in Comparative Example 1, the aforementioned peel strength was only 10 N, and the peel strength was not sufficiently ensured.

1 基板(基材)
1A 基板の表面
2 炭素膜
10 CMPパッドコンディショナー(炭素膜被覆部材)
11 溝
D 溝の深さ
W 溝の幅
1 Substrate (base material)
1A Substrate surface 2 Carbon film 10 CMP pad conditioner (carbon film coating member)
11 Groove D Groove depth W Groove width

Claims (5)

基材と、前記基材の表面を被覆する炭素膜とを有する炭素膜被覆部材であって、
前記表面には、連続する曲線状の溝が形成されていることを特徴とする炭素膜被覆部材。
A carbon film covering member having a base material and a carbon film covering the surface of the base material,
A carbon film-covered member, wherein a continuous curved groove is formed on the surface.
請求項1に記載の炭素膜被覆部材であって、
前記溝の幅が10〜50μmの範囲内に設定され、深さが0.3〜1μmの範囲内に設定されることを特徴とする炭素膜被覆部材。
The carbon film-coated member according to claim 1,
The carbon film covering member, wherein a width of the groove is set in a range of 10 to 50 μm and a depth is set in a range of 0.3 to 1 μm.
請求項1又は2に記載の炭素膜被覆部材であって、
前記溝が、渦巻状に形成されていることを特徴とする炭素膜被覆部材。
The carbon film covering member according to claim 1 or 2,
The carbon film covering member, wherein the groove is formed in a spiral shape.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の炭素膜被覆部材の炭素膜の形成方法であって、
前記基材の表面に、レーザー加工により連続的に前記溝を形成した後、
CVD法により、前記表面に前記炭素膜を成膜することを特徴とする炭素膜の形成方法。
It is a formation method of the carbon film of the carbon film covering member according to any one of claims 1 to 3,
After forming the groove continuously on the surface of the substrate by laser processing,
A method for forming a carbon film, comprising: depositing the carbon film on the surface by a CVD method.
基材と、この基材の表面に突出して形成された切刃と、前記表面を被覆する炭素膜とを備え、
前記表面に対向配置されたCMPパッドに、前記切刃を用い研削加工を施すCMPパッドコンディショナーであって、
前記基材及び前記炭素膜に、請求項1〜3のいずれか一項に記載の炭素膜被覆部材の基材及び炭素膜を用いたことを特徴とするCMPパッドコンディショナー。
A substrate, a cutting blade formed to protrude from the surface of the substrate, and a carbon film covering the surface,
A CMP pad conditioner that performs grinding using the cutting blade on the CMP pad disposed opposite to the surface,
A CMP pad conditioner, wherein the base material and the carbon film of the carbon film covering member according to claim 1 are used for the base material and the carbon film.
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