JP2010221386A - Substrate coating film, manufacturing method of substrate coating film, and cmp pad conditioner - Google Patents

Substrate coating film, manufacturing method of substrate coating film, and cmp pad conditioner Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate coating film, a manufacturing method of the substrate coating film, and a CMP pad conditioner for reducing residual stress on an interface between a carbon film and a substrate, preventing the carbon film from generating a large crack or peeling from the substrate, and stably ensuring performance with a simple means. <P>SOLUTION: In the substrate coating film for coating a substrate, fine cracks 7 are formed by blasting on a carbon film 6 formed on a surface of the substrate by a vapor phase synthetic method. The fine crack 7 is formed at the density of 1-10 pieces/mm<SP>2</SP>, and has an average length set in the range of 1-15 μm. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、耐摩耗性、硬さ、剛性等の力学的特性が要求される工具や部材等に用いられる基材被覆膜、基材被覆膜の製造方法、およびこの基材被覆膜を用いたCMPパッドコンディショナーに関する。   The present invention relates to a base material coating film used for a tool, a member, or the like that requires mechanical properties such as wear resistance, hardness, and rigidity, a method for manufacturing the base material coating film, and the base material coating film The present invention relates to a CMP pad conditioner using

近年、気相合成法により形成される、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(基材被覆膜)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 (base coat films) made of diamond particles and DLC (diamond-like carbon) formed by vapor phase synthesis for electronic devices and tools. 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.

ところで、基材を覆うように形成された前記炭素膜には、通常、接合面方向に沿って比較的大きな残留応力が生じる。これは、炭素膜を構成する結晶の格子定数と基材を構成する結晶の格子定数との差や、炭素膜や基材を構成する各材料の熱膨張係数に差があることに起因する。残留応力が大きいと、例えば基材との接合面に対し法線方向の衝撃を受けたときに、炭素膜に比較的大きなクラックが生じたり、あるいはこの大きなクラックが原因で、炭素膜が基材から剥離してしまう不具合が生じるおそれがあった。
下記の特許文献1、2には、このような炭素膜に生じる残留応力を軽減するための技術が提案されている。
すなわち、特許文献1には、成膜前の基材表面に予め歪を与えておき、この歪によって基材を覆う炭素膜に生じる応力を軽減させる技術が提案されている。
また、特許文献2には、基材の表面を予め凸状に形成しておき、この凸状の基材表面に形成した炭素膜を基材から剥離させる際に、残留応力が少なくかつ反りの生じないにくい炭素膜を得る技術が提案されている。
By the way, the carbon film formed so as to cover the base material usually has a relatively large residual stress along the bonding surface direction. This is due to the difference between the lattice constant of the crystals constituting the carbon film and the lattice constant of the crystals constituting the substrate, and the difference in the thermal expansion coefficients of the materials constituting the carbon film and the substrate. If the residual stress is large, for example, when a normal impact is applied to the joint surface with the base material, a relatively large crack is generated in the carbon film, or the carbon film is formed on the base material due to the large crack. There is a possibility that a problem of peeling from the substrate may occur.
In the following Patent Documents 1 and 2, techniques for reducing the residual stress generated in such a carbon film are proposed.
That is, Patent Document 1 proposes a technique in which a surface of a base material before film formation is distorted in advance, and stress generated in a carbon film covering the base material due to the strain is reduced.
Further, in Patent Document 2, the surface of the base material is formed in a convex shape in advance, and when the carbon film formed on the convex base material surface is peeled from the base material, the residual stress is low and the warpage is low. Techniques for obtaining a carbon film that does not easily occur have been proposed.

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、ダイヤモンド粒子からなる前記炭素膜で被覆して、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 the carbon film made of diamond particles to ensure sharpness and wear resistance.

特許第3202932号公報Japanese Patent No. 3202932 特開平05−306195号公報Japanese Patent Laid-Open No. 05-306195

前述のように、前記特許文献1,2に記載された技術にあっては、予め基材に歪を与えたり、あるいは基材を凸状に形成したりすることで、炭素膜に生じる残留応力を軽減させようとするものであるが、成膜条件が変化すると、その都度、基材の歪量や凸状の曲率半径を変えなければならず、制御が非常に面倒であるという課題があった。   As described above, in the techniques described in Patent Documents 1 and 2, residual stress generated in the carbon film by preliminarily distorting the base material or forming the base material in a convex shape. However, every time the film formation conditions change, the amount of distortion of the substrate and the convex curvature radius must be changed, which is a problem that the control is very troublesome. It was.

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、簡易な手段によって、炭素膜と基材との界面における残留応力を軽減でき、炭素膜に大きなクラックが生じたり基材から剥離するのを防止し、性能が安定して確保される基材被覆膜、基材被覆膜の製造方法および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 it is possible to reduce residual stress at the interface between the carbon film and the substrate by simple means, and a large crack is generated in the carbon film or peeled off from the substrate. It is an object of the present invention to provide a substrate coating film, a method for producing the substrate coating film, and a CMP pad conditioner that can prevent the occurrence of the problem and stably ensure performance.

上記課題を解決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、本発明の基材被覆膜は、気相合成法によって前記基材の表面に形成された炭素膜に、ブラスト処理によりクラックが形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
That is, the base material coating film of the present invention is characterized in that a crack is formed by blasting on a carbon film formed on the surface of the base material by a gas phase synthesis method.

本発明の基材被覆膜によれば、気相合成法によって基材の表面に炭素膜が形成された時点では、炭素膜に基材との接合面に沿って残留応力が生じている。しかしながら、その後、基材を被覆する炭素膜に対しブラスト処理が施され、表面に微小なクラックが無数に形成されることで、基材と炭素膜との接合面に沿った応力が解放される。しがって、ブラスト処理後においては、基材被覆膜に小さな応力しか残留しない。   According to the base material coating film of the present invention, when the carbon film is formed on the surface of the base material by the vapor phase synthesis method, residual stress is generated along the bonding surface with the base material on the carbon film. However, after that, the carbon film that covers the base material is subjected to a blasting process, and innumerable micro cracks are formed on the surface, so that the stress along the joint surface between the base material and the carbon film is released. . Therefore, only a small stress remains on the base material coating film after the blast treatment.

前記クラックは、1〜10個/mmの密度で形成されていることが好ましい。
これにより、残留応力をより小さくでき、かつ、所望の耐摩耗性や剛性を確保できる。
The cracks are preferably formed at a density of 1 to 10 pieces / mm 2 .
Thereby, a residual stress can be made smaller and desired abrasion resistance and rigidity can be ensured.

また、前記クラックは、平均長さが1〜15μmに設定されていることが好ましい。
これにより、残留応力をより小さくでき、かつ、大きなクラックの発生を防止できる。
Moreover, it is preferable that the average length of the crack is set to 1 to 15 μm.
Thereby, a residual stress can be made smaller and generation | occurrence | production of a big crack can be prevented.

本発明の基材被覆膜の製造方法は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の基材被覆膜を製造するための基材被覆膜の製造方法であって、気相合成法によってセラミックスからなる前記基材の表面に前記炭素膜を形成する炭素膜形成工程と、前記基材の表面に形成された前記炭素膜にセラミック微粒子を投射するブラスト処理工程とを備えることを特徴とする。   The manufacturing method of the base material coating film of this invention is a manufacturing method of the base material coating film for manufacturing the base material coating film of any one of Claims 1-3, Comprising: Gas phase A carbon film forming step of forming the carbon film on the surface of the substrate made of ceramics by a synthesis method, and a blasting step of projecting ceramic fine particles onto the carbon film formed on the surface of the substrate. Features.

本発明のCMPパッドコンディショナーは、基板の表面から突出した切刃を用いて、前記基板に対向配置されたCMPパッドに研削加工を施すCMPパッドコンディショナーであって、前記切刃の表面に前記請求項1〜3のいずれか1項に記載の基材被覆膜が形成されていることを特徴とする。   The CMP pad conditioner of the present invention is a CMP pad conditioner that performs grinding on a CMP pad disposed opposite to the substrate by using a cutting blade protruding from the surface of the substrate, wherein the claim is placed on the surface of the cutting blade. The substrate coating film according to any one of 1 to 3 is formed.

本発明のCMPパッドコンディショナーによれば、前述の基材被覆膜を用いて切刃を被覆しているので、切刃の切れ味が高められるとともに切刃の剛性が確保され、CMPパッドに対する研削性能が向上する。また、基材被覆膜の大きなクラックの発生や剥離が防止されることから、工具寿命が延長し、長期に亘り安定してCMPパッドを研削加工できるとともに、半導体ウェーハ等での剥離屑に起因するスクラッチの発生を防止できる。   According to the CMP pad conditioner of the present invention, since the cutting edge is coated using the above-mentioned base material coating film, the cutting edge is enhanced and the rigidity of the cutting edge is ensured, and the grinding performance for the CMP pad is ensured. Will improve. In addition, since the generation of large cracks and peeling of the substrate coating film is prevented, the tool life is extended, and the CMP pad can be ground stably over a long period of time. The occurrence of scratches can be prevented.

本発明によれば、簡易な手段によって、炭素膜と基材との界面における残留応力を軽減でき、炭素膜に大きなクラックが生じたり炭素膜が基材から剥離するのを防止し、性能が長期にわたり安定して確保される。また、炭素膜に形成された微小なクラックを切刃として利用することもできる。   According to the present invention, the residual stress at the interface between the carbon film and the base material can be reduced by simple means, preventing large cracks in the carbon film or peeling of the carbon film from the base material, resulting in long-term performance. It is ensured stably over time. Moreover, the micro crack formed in the carbon film can also be used as a cutting blade.

本発明の実施形態のCMPパッドコンディショナーの平面図である。It is a top view of CMP pad conditioner of an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態のCMPパッドコンディショナーの正面図である。It is a front view of CMP pad conditioner of an embodiment of the present invention. 図2のIII円部の拡大図である。It is an enlarged view of the III circle part of FIG. 図3の一部を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which a part of FIG. 3 was expanded. 図4のV矢視図である。FIG. 5 is a view taken in the direction of arrow V in FIG. 4.

本発明の実施形態のCMPパッドコンディショナーを図1〜図5を参照して説明する。図1はCMPパッドコンディショナーの平面図、図2はCMPパッドコンディショナーの正面図である。
これらの図に示すように、CMPパッドコンディショナー1は、略円板状をなし、図示しない中心軸周りに回転する基板(基材)2を有する。基板2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っている。
基板2は、円板状の基板本体3と、基板本体3の表面に外方へ突出するように形成されたマウンド4とを備える。
A CMP pad conditioner according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view of a CMP pad conditioner, and FIG. 2 is a front view of the CMP pad conditioner.
As shown in these drawings, the CMP pad conditioner 1 has a substantially disk shape and has a substrate (base material) 2 that rotates around a central axis (not shown). The substrate 2 is made of a ceramic material such as silicon carbide (SiC) or silicon nitride (Si 3 N 4 ).
The substrate 2 includes a disk-shaped substrate body 3 and a mound 4 formed on the surface of the substrate body 3 so as to protrude outward.

マウンド4は、基板2の他の部分より一段高く形成されていて、例えば円錐台状に形成されている。マウンド4は、例えば高さを0.5〜300μm、半径を0.5〜3mm程度に設定されている。また、マウンド4の数は、図1では図面上の見易さの関係から9個しか記載されていないが、実際には、例えば基板2が4インチの場合、100〜200個程度形成される。   The mound 4 is formed one step higher than the other part of the substrate 2, and is formed in a truncated cone shape, for example. For example, the mound 4 is set to have a height of about 0.5 to 300 μm and a radius of about 0.5 to 3 mm. Further, although only nine mounds 4 are shown in FIG. 1 for ease of viewing in the drawing, in practice, for example, when the substrate 2 is 4 inches, about 100 to 200 are formed. .

マウンド4上には、図3,図4に示すように切刃5が形成されていて、これらの切刃5を用いて、基板1に対向配置されたCMPパッド(図示略)に研削加工を施す。
切刃5は、例えば、多角錐状、多角柱状、円錐状又は切頭円錐状等をなし、外方へ突出するように形成されている。切刃5は、例えば、一つのマウンド4上で1〜20個程度形成されている。
Cutting blades 5 are formed on the mound 4 as shown in FIGS. 3 and 4, and these cutting blades 5 are used to grind a CMP pad (not shown) disposed facing the substrate 1. Apply.
The cutting blade 5 has, for example, a polygonal pyramid shape, a polygonal column shape, a conical shape, a truncated conical shape, or the like, and is formed so as to protrude outward. For example, about 1 to 20 cutting blades 5 are formed on one mound 4.

切刃5の表面には例えばダイヤモンド膜等からなる炭素膜6が形成され、これによって切刃5が補強されている。なお、炭素膜6は、図では切刃5を含めマウンド4を覆うように形成されているが、少なくとも切刃5となる部分を覆うように形成されていれば足りる。炭素膜6の膜厚は、例えば3〜20μm程度に設定されている。   A carbon film 6 made of, for example, a diamond film is formed on the surface of the cutting blade 5, and the cutting blade 5 is reinforced by this. The carbon film 6 is formed so as to cover the mound 4 including the cutting edge 5 in the figure, but it is sufficient that the carbon film 6 is formed so as to cover at least a portion that becomes the cutting edge 5. The film thickness of the carbon film 6 is set to about 3 to 20 μm, for example.

炭素膜6は、気相合成法によって基板2の表面に形成されるものであり、表面には、ブラスト処理により微小なクラック7が形成されている。微小なクラック7は、平均長さが
1〜15μmに設定され、炭素膜6の底面にまで達しないように、平均深さが1〜10μmに設定され、また密度が1〜10個/mm程度に設定されている。
The carbon film 6 is formed on the surface of the substrate 2 by a vapor phase synthesis method, and minute cracks 7 are formed on the surface by blasting. The minute cracks 7 have an average length of 1 to 15 μm, an average depth of 1 to 10 μm, and a density of 1 to 10 pieces / mm 2 so as not to reach the bottom surface of the carbon film 6. Is set to about.

次に、このCMPパッドコンディショナー1の製造方法について説明する。
まず、基板2を用意する。基板2には成形時に予めマウンド4を基板本体3と一体的に形成していても良く、あるいは、マウンド4と基板本体3とを別個に形成し、後工程でマウンド4を接着剤等の適宜固定手段によって基板本体3に取り付けても良い。
また、マウンド4には切刃5となる部分が所定形状に突出して形成されている。
Next, a method for manufacturing the CMP pad conditioner 1 will be described.
First, the substrate 2 is prepared. A mound 4 may be formed integrally with the substrate body 3 in advance on the substrate 2 at the time of molding. Alternatively, the mound 4 and the substrate body 3 may be formed separately, and the mound 4 may be appropriately bonded with an adhesive or the like in a subsequent process. You may attach to the board | substrate body 3 with a fixing means.
Further, the mound 4 is formed with a portion that becomes the cutting edge 5 protruding in a predetermined shape.

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、切刃5となる部分の表面に炭素膜6を形成する(炭素膜形成工程)。
詳しくは、反応容器内において、メタン(CH)濃度1%程度に設定し、この環境下で切刃5となる部分にダイヤモンド膜を形成する。
Next, a carbon film 6 is formed on the surface of the portion to be the cutting edge 5 by a CVD method using a reaction vessel composed of a gas phase synthesis method hot filament furnace (carbon film forming step).
Specifically, in the reaction vessel, the methane (CH 4 ) concentration is set to about 1%, and a diamond film is formed on the portion that becomes the cutting edge 5 in this environment.

なお、炭素膜6は、少なくとも切刃5となる部分に形成すれば足りるため、基板2上の他の部分にマスキングを施し、後工程で、切刃5とは異なる部分の炭素膜6をマスクとともに除去してもよい。また、切刃5となる部分のみに炭素膜6を形成する方が、かえって面倒な場合にはマウンド4の表面全域、あるいはこの図示例のように基板2の表面全域に炭素膜6を形成しても良い。   In addition, since it is sufficient that the carbon film 6 is formed at least in a part to be the cutting edge 5, masking is performed on other parts on the substrate 2, and a part of the carbon film 6 different from the cutting edge 5 is masked in a later process. It may be removed together. Further, if it is more troublesome to form the carbon film 6 only on the portion that becomes the cutting edge 5, the carbon film 6 is formed on the entire surface of the mound 4 or on the entire surface of the substrate 2 as shown in the illustrated example. May be.

次いで、基板2の表面に形成された前記炭素膜6に、平均粒径が50〜500μm程度のSiC微粒子からなるセラミック微粒子を所定の空気圧力で、2〜10秒間投射するブラスト処理(ブラスト処理工程)を行う。これにより、炭素膜6の表面に、所定の平均長をもつ微小なクラック7を所定の密度で生じさせる。この場合にも、ブラスト処理は少なくとも切刃5の表面に形成された炭素膜6に対して行えば足りる。   Next, a blasting process (blasting process step) in which ceramic fine particles made of SiC fine particles having an average particle diameter of about 50 to 500 μm are projected onto the carbon film 6 formed on the surface of the substrate 2 at a predetermined air pressure for 2 to 10 seconds. )I do. Thereby, minute cracks 7 having a predetermined average length are generated at a predetermined density on the surface of the carbon film 6. Also in this case, it is sufficient to perform the blasting process on at least the carbon film 6 formed on the surface of the cutting edge 5.

上記構成のCMPパッドコンディショナー1によれば、切刃5の表面の炭素膜に微小なクラック7が生じているため、炭素膜6の基材との接合面に沿った応力が解放される。
したがって、炭素膜6と基板2との接合面に法線方向の強い衝撃を受けたときでも、炭素膜6に比較的大きなクラックが生じることがない。加えて、このような大きなクラックが生じるのに伴って炭素膜6が基板2から剥離してしまう不具合が生じるのを未然に回避できる。この結果、炭素膜6の基板2に対する結合強度が飛躍的に高まる。
また、前記微小なクラック7は、1〜10個/mmの密度で形成され、かつ平均長さが1〜15μmに設定されているので、残留応力をより小さく、かつ、所望の耐摩耗性や剛性が確保できる。
According to the CMP pad conditioner 1 configured as described above, since the micro crack 7 is generated in the carbon film on the surface of the cutting edge 5, the stress along the bonding surface of the carbon film 6 with the base material is released.
Therefore, even when a strong impact in the normal direction is applied to the joint surface between the carbon film 6 and the substrate 2, relatively large cracks do not occur in the carbon film 6. In addition, it is possible to avoid the occurrence of a problem that the carbon film 6 is peeled off from the substrate 2 with such a large crack. As a result, the bonding strength of the carbon film 6 to the substrate 2 is dramatically increased.
Further, since the minute cracks 7 are formed at a density of 1 to 10 pieces / mm 2 and the average length is set to 1 to 15 μm, the residual stress is reduced and desired wear resistance is achieved. And rigidity can be secured.

すなわち、微小なクラック7の密度が1個/mmより低いと、炭素膜自体に生じている応力を解放しきれず、比較的大きな応力が残留する。一方、クラック7の密度が10個/mmより高いと、炭素膜自体の機械的強度が弱まり、所望の耐摩耗性や剛性が得られなくなる。
また、クラック7の平均長さが1μmより短いと、炭素膜自体に生じている応力を解放しきれず、比較的大きな応力が生じたままとなる。一方、クラック7の平均長さが15μmより長いと、耐衝撃性が弱くなり、炭素膜6の基板2との接合面に法線方向の比較的小さな衝撃を受けたときでも、逆に大きなクラックが生じてしまうおそれがでてくる。
加えて、炭素膜6にクラック7を形成することに伴い、クラック7の周辺部にエッジ部が形成されることとなり、このエッジ部を副切刃として利用することも可能である。
That is, if the density of the minute cracks 7 is lower than 1 piece / mm 2, the stress generated in the carbon film itself cannot be released and a relatively large stress remains. On the other hand, if the density of the cracks 7 is higher than 10 pieces / mm 2 , the mechanical strength of the carbon film itself is weakened, and desired wear resistance and rigidity cannot be obtained.
If the average length of the cracks 7 is shorter than 1 μm, the stress generated in the carbon film itself cannot be released, and a relatively large stress remains generated. On the other hand, if the average length of the crack 7 is longer than 15 μm, the impact resistance becomes weak, and even if a relatively small impact in the normal direction is applied to the joint surface of the carbon film 6 with the substrate 2, May occur.
In addition, along with the formation of the crack 7 in the carbon film 6, an edge portion is formed around the crack 7, and this edge portion can be used as a sub-cutting blade.

なお、この実施形態では、基板本体3から上方へ突出するマウンド4上に切刃5を設けているため、マウンドを有することなく面一な基板本体3上に切刃5を設ける場合に比べ、比較的軟らかいCMPパッドに当接する際にも、切刃5がベタ当たりするのを回避し、CMPパッドに対する切刃5の接触圧を高くできる。   In this embodiment, since the cutting blade 5 is provided on the mound 4 protruding upward from the substrate body 3, compared with the case where the cutting blade 5 is provided on the flat substrate body 3 without having a mound, Even when contacting a relatively soft CMP pad, the cutting blade 5 can be prevented from being solid and the contact pressure of the cutting blade 5 with respect to the CMP pad can be increased.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、本発明は、これらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、前記実施形態では、基材被覆膜をCMPパッドコンディショナー1の切刃5に用いる例を示したが、これに限られることなく、基材被覆膜を、ドリル、エンドミル、バイト等の切削工具に用いたり、電子デバイス等の部材に用いることもできる。
また、前記実施形態では、基板2を炭化珪素(SiC)や窒化珪素(Si)で形成する例を示したが、これに限られることなく、基板を他のセラミックス材料で形成しても良い。
また、前記実施形態では、炭素膜6にクラック7を形成するにあたり、圧縮空気によりセラミックス微粒子からなる投射材を投射するいわゆる空気式のショットブラストを例に挙げて説明したが、これに限られることなく、羽根の遠心力を利用した機械式ブラスト、あるいは液体に投射材を混合させて投射する湿式ブラストによって、クラック7を形成しても良い。
As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, this invention is not limited to these embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
For example, in the said embodiment, although the example which uses a base-material coating film for the cutting blade 5 of CMP pad conditioner 1 was shown, not only this but a base-material coating film, such as a drill, an end mill, a bite, etc. It can also be used for a cutting tool or a member such as an electronic device.
In the above embodiment, an example of forming the substrate 2 with silicon carbide (SiC) or silicon nitride (Si 3 N 4), without being limited thereto, to form a substrate with other ceramic materials Also good.
Moreover, in the said embodiment, when forming the crack 7 in the carbon film 6, it demonstrated as an example what is called a pneumatic shot blast which projects the projection material which consists of ceramic fine particles with compressed air, However, It is limited to this Alternatively, the crack 7 may be formed by mechanical blasting using the centrifugal force of the blades or wet blasting in which a projection material is mixed with liquid and projected.

また、前記した実施形態では、ブラスト処理を行う際の投射材として、セラミックス微粒子を用いた例を挙げて説明したが、これに限られることなく、他の材料の微粒子を投射材として用いても良い。
また、前記実施形態では、切刃5の表面にダイヤモンド膜を形成する例を示したが、これに限られることなく、例えばDLC等のダイヤモンド膜とは異なる他の炭素系の膜で、炭素膜6を構成しても良い。
また、前記実施形態では、基板2にマウンド4を設けた場合を例に挙げて説明したが、これに限られることなく、マウンド4を有しない基板2のCMPパッドコンディショナーにも本発明は適用可能である。
Moreover, in the above-described embodiment, the example using ceramic fine particles was described as the projecting material when performing the blasting process. However, the present invention is not limited thereto, and fine particles of other materials may be used as the projecting material. good.
Moreover, in the said embodiment, although the example which forms a diamond film on the surface of the cutting blade 5 was shown, it is not restricted to this, For example, it is a carbon film other than diamond films, such as DLC, 6 may be configured.
In the embodiment, the case where the mound 4 is provided on the substrate 2 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to the CMP pad conditioner of the substrate 2 that does not have the mound 4. It is.

以下、本発明を実施例を挙げて具体的に説明する。ただし、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
実施例として、まず、SiCまたはSi3N4などのセラミックスをからなる基板2を用意した。この基板2にはマウンド4が形成され、マウンド4上には切刃5となる部分が所定形状に突出して形成されている。
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. However, the present invention is not limited to this embodiment.
As an example, first, a substrate 2 made of ceramics such as SiC or Si3N4 was prepared. A mound 4 is formed on the substrate 2, and a portion to be a cutting edge 5 is formed on the mound 4 so as to protrude into a predetermined shape.

基板2の表面に、気相合成法熱フィラメント炉を用いたCVD法により、メタン(CH)濃度1%に設定し、炭素膜6としてのダイヤモンド膜を10μmの厚さで形成した。
次いで、基板2の表面に形成したダイヤモンド膜に、平均粒径が数百μmのSiC微粒子を8kg/cmの空気圧力で、約5秒間投射するブラスト処理を行った。これにより、ダイヤモンド膜の表面には、平均長さ1μmの微小なクラック7が1個/mmの密度度で形成された。
A methane (CH 4 ) concentration of 1% was set on the surface of the substrate 2 by a CVD method using a vapor phase synthesis method hot filament furnace, and a diamond film as a carbon film 6 was formed to a thickness of 10 μm.
Next, blasting was performed on the diamond film formed on the surface of the substrate 2 by projecting SiC fine particles having an average particle diameter of several hundreds of μm at an air pressure of 8 kg / cm 2 for about 5 seconds. As a result, minute cracks 7 having an average length of 1 μm were formed on the surface of the diamond film at a density of 1 piece / mm 2 .

このようにダイヤモンド膜に微小なクラック7を形成したため、ブラスト処理前には、ダイヤモンド膜に500MPaの圧縮応力が生じていたが、ブラスト処理後においては、この圧縮応力を100MPaにまで緩和できた。   Thus, since the micro crack 7 was formed in the diamond film, a compressive stress of 500 MPa was generated in the diamond film before the blasting process. However, after the blasting process, the compressive stress could be reduced to 100 MPa.

1 CMPパッドコンディショナー
2 基板(基材)
3 基板本体
4 マウンド
5 切刃
6 炭素膜
7 クラック
1 CMP pad conditioner 2 Substrate (base material)
3 Substrate body 4 Mound 5 Cutting blade 6 Carbon film 7 Crack

Claims (5)

基材を被覆する基材被覆膜であって、
気相合成法によって前記基材の表面に形成された炭素膜に、ブラスト処理によりクラックが形成されていることを特徴とする基材被覆膜。
A substrate coating film for coating a substrate,
A substrate coating film, wherein a crack is formed by blasting on a carbon film formed on a surface of the substrate by a gas phase synthesis method.
前記クラックは、1〜10個/mmの密度で形成されていることを特徴とする請求項1記載の基材被覆膜。 2. The substrate coating film according to claim 1, wherein the cracks are formed at a density of 1 to 10 pieces / mm 2 . 前記クラックは、平均長さが1〜15μmの範囲に設定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の基材被覆膜。   The base coating film according to claim 1 or 2, wherein the crack has an average length set in a range of 1 to 15 µm. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の基材被覆膜を製造するための基材被覆膜の製造方法であって、
気相合成法によってセラミックスからなる前記基材の表面に前記炭素膜を形成する炭素膜形成工程と、
前記基材の表面に形成された前記炭素膜にセラミック微粒子を投射するブラスト処理工程とを備えることを特徴とする基材被覆膜の製造方法。
A method for producing a substrate coating film for producing the substrate coating film according to any one of claims 1 to 3,
A carbon film forming step of forming the carbon film on the surface of the base material made of ceramics by a vapor phase synthesis method;
And a blasting step of projecting ceramic fine particles onto the carbon film formed on the surface of the base material.
基板の表面から突出した切刃を用いて、前記基板に対向配置されたCMPパッドに研削加工を施すCMPパッドコンディショナーであって、
前記切刃の表面に前記請求項1〜3のいずれか1項に記載の基材被覆膜が形成されていることを特徴とするCMPパッドコンディショナー。
A CMP pad conditioner that uses a cutting blade protruding from the surface of the substrate to grind the CMP pad disposed opposite to the substrate,
A CMP pad conditioner, wherein the substrate coating film according to any one of claims 1 to 3 is formed on a surface of the cutting blade.
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