JP2957519B2 - Dresser for semiconductor wafer polishing pad and method of manufacturing the same - Google Patents
Dresser for semiconductor wafer polishing pad and method of manufacturing the sameInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ドレッサ及びその
製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、半導体
ウェーハ研磨用の研磨パッドのドレッシングにおいて、
金属が溶出してウェーハを汚染することがなく、砥粒が
脱落してウェーハ表面を傷つけることのないドレッサ及
びその製造方法に関する。[0001] The present invention relates to a dresser and a method of manufacturing the dresser. More specifically, the present invention relates to dressing of a polishing pad for polishing a semiconductor wafer,
The present invention relates to a dresser in which metal is not eluted to contaminate a wafer and abrasive grains do not fall off and damage a wafer surface, and a method of manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】超ＬＳＩの集積度が向上するに伴って、
リソグラフィの精度が向上するとともに、ウェーハ面の
平坦度、マイクロラフネスに対する要求も厳しくなりつ
つある。一般に半導体ウェーハの表面を研磨するウェー
ハ加工装置では、円盤状の定盤の上に研磨パッドを貼り
付け、定盤上面に１枚又は複数枚のウェーハを載置し、
これらウェーハを研磨パッド上でキャリアにより強制回
転させつつ研磨パッドとウェーハの間に微細な研磨粒子
を含む研磨液を供給して、界面の化学的・機械的作用に
よるケミカルメカニカルポリシングを行っている。研磨
パッドとしては、ポリエステル不織布にポリウレタン樹
脂を含浸させたベロアタイプパッド、ポリエステル不織
布を基材としてその上に発泡ポリウレタン層を形成した
スエードタイプパッド、あるいは独立気泡を有する発泡
ポリウレタンのパッドなどが使用されている。また、研
磨粒子としては、フェライト粉末、アルミナ粉末、炭酸
バリウム、コロイダルシリカ、酸化セリウムなどが用い
られ、研磨液には水酸化カリウム水溶液、希塩酸などが
使用される。このようなウェーハの研磨を繰り返す内
に、被削材の切屑や研磨材などが研磨パッドの微細な孔
に入り込んで目詰まりを起こしたり、研磨粒子と研磨液
の化学反応熱によって研磨パッドの表面が鏡面化して、
研磨速度が低下してしまう。このため、研磨パッドのド
レッシングを常時又は定期的に行う必要がある。ダイヤ
モンド砥粒は優れたドレッシング材料であり、半導体ウ
ェーハ研磨用の研磨パッドのドレッシングが検討されて
いる。例えば、特開昭６４−７１６６１号公報には、ダ
イヤモンド砥粒と合金粉末を混合し、加熱焼結したダイ
ヤモンドペレットを端面に貼り付けるか、あるいは、端
面にダイヤモンド砥粒を均一に分布するように載せて電
着した修正リングを用い、研磨パッドと修正リングを相
対移動させることにより研磨パッドの表面を研削して平
坦度を高める方法が提案されている。また、特開平４−
３６４７３０号公報には、ウェーハ研磨装置の定盤に貼
り付けられた研磨パッドのドレッシングに、ダイヤモン
ド砥粒をエポキシ樹脂に電着したペレットを用いる方法
が提案されている。さらに、特開平７−２５６５５４号
公報には、超砥粒を金属めっき相で電着してなる円環状
の砥粒層を有するツルーイング砥石を、その回転軸に対
して傾動可能としたツルーイング装置が提案されてい
る。しかし、ダイヤモンド砥粒を焼結又は電着により固
定した研磨材を用いると、ダイヤモンド砥粒が脱落した
場合、研磨パッド上に残存し、ウェーハ表面を傷つけて
しまう。また、焼結又は電着に用いられた金属が研磨液
によって溶解され、半導体ウェーハに残存して悪影響を
及ぼすおそれがある。特に、一般にメタルボンドの主成
分として使用される銅は悪影響が著しい。2. Description of the Related Art As the integration of VLSIs increases,
As the accuracy of lithography is improved, the demand for flatness and microroughness of the wafer surface is becoming stricter. In general, in a wafer processing apparatus for polishing the surface of a semiconductor wafer, a polishing pad is attached on a disk-shaped surface plate, and one or more wafers are placed on the surface of the surface plate,
A polishing liquid containing fine abrasive particles is supplied between the polishing pad and the wafer while these wafers are forcibly rotated by a carrier on the polishing pad to perform chemical mechanical polishing by chemical and mechanical action of the interface. As the polishing pad, a velor-type pad in which a polyester nonwoven fabric is impregnated with a polyurethane resin, a suede-type pad in which a foamed polyurethane layer is formed on a polyester nonwoven fabric as a base material, or a foamed polyurethane pad having closed cells is used. ing. Further, as the abrasive particles, ferrite powder, alumina powder, barium carbonate, colloidal silica, cerium oxide and the like are used, and as the polishing liquid, an aqueous solution of potassium hydroxide, dilute hydrochloric acid and the like are used. As the wafer is repeatedly polished, chips and abrasives of the work material enter the fine holes of the polishing pad and cause clogging, and the surface of the polishing pad is heated by the chemical reaction heat of the polishing particles and the polishing liquid. Is mirrored,
The polishing rate decreases. For this reason, it is necessary to dress the polishing pad constantly or periodically. Diamond abrasive grains are an excellent dressing material, and dressing of a polishing pad for polishing a semiconductor wafer is being studied. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-71661 discloses a method in which diamond abrasive grains and an alloy powder are mixed, and a heat-sintered diamond pellet is attached to the end face, or the diamond abrasive grains are uniformly distributed on the end face. A method has been proposed in which a polishing ring and a correction ring are relatively moved by using a mounted and electrodeposited correction ring to grind the surface of the polishing pad to improve flatness. In addition, Japanese Unexamined Patent Publication
JP-A-364730 proposes a method in which pellets obtained by electrodepositing diamond abrasive grains on epoxy resin are used for dressing a polishing pad attached to a surface plate of a wafer polishing apparatus. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-256554 discloses a truing device capable of tilting a truing wheel having an annular abrasive layer formed by electrodepositing superabrasive particles in a metal plating phase with respect to its rotation axis. Proposed. However, if an abrasive in which diamond abrasive grains are fixed by sintering or electrodeposition is used, if the diamond abrasive grains fall off, they remain on the polishing pad and damage the wafer surface. In addition, the metal used for sintering or electrodeposition may be dissolved by the polishing liquid and may remain on the semiconductor wafer to adversely affect the polishing. In particular, copper, which is generally used as a main component of a metal bond, has a significant adverse effect.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、金属が溶出
してウェーハを汚染することがなく、砥粒が脱落してウ
ェーハ表面を傷つけることのない、半導体ウェーハ研磨
用の研磨パッドのドレッシングのためのドレッサ及びそ
の製造方法を提供することを目的としてなされたもので
ある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a dressing method for a polishing pad for polishing semiconductor wafers, wherein metal is not eluted to contaminate the wafer and abrasive grains do not fall off and damage the wafer surface. And a method for manufacturing the same.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、微細な凹凸を有す
る台金の作用面に、気相合成法により多結晶ダイヤモン
ド薄膜を形成してなるドレッサが、砥粒の脱落と金属の
溶出がなく、半導体ウェーハに悪影響を及ぼすことなく
研磨パッドのドレッシングを行い得ることを見いだし、
この知見に基づいて本発明を完成するに至った。すなわ
ち、本発明は、 （１）高さ３０〜５,０００μｍの凸部を有する台金の
作用面に、気相合成法により多結晶ダイヤモンド薄膜か
らなる凹凸状の作用面を形成してなることを特徴とする
半導体ウェーハ研磨パッド用ドレッサ、 （２）台金の作用面１cm2当たり、凸部１０〜３,０００
個を有する第(１)項記載の半導体ウェーハ研磨パッド用
ドレッサ、 （３）凸部の形状が、円錐形、多角錐形、山並み形、円
錐台形、多角錐台形、円柱形又は多角柱形である第(１)
項又は第(２)項記載の半導体ウェーハ研磨パッド用ドレ
ッサ、 （４）台金の形状が、作用面の直径１０〜１００mmの円
柱形又はカップ形である第(１)項、第(２)項又は第(３)
項記載の半導体ウェーハ研磨パッド用ドレッサ、 （５）台金の形状が、作用面の一辺１０〜１００mmの角
柱形である第(１)項、第(２)項又は第(３)項記載の半導
体ウェーハ研磨パッド用ドレッサ、 （６）高さ３０〜５,０００μｍの凸部を形成した台金
の作用面に、マイクロ波プラズマ法、熱フィラメント
法、直流プラズマ法又は燃焼法により、多結晶ダイヤモ
ンド薄膜からなる凹凸状の作用面を形成することを特徴
とする半導体ウェーハ研磨パッド用ドレッサの製造方
法、 （７）研削、ワイヤ放電加工、形彫放電加工又は電解加
工によって超硬合金の台金に凸部を形成する第(６)項記
載の半導体ウェーハ研磨パッド用ドレッサの製造方法、
及び、 （８）金型成型によって超硬合金の台金又はセラミック
の台金に凸部を形成する第(６)項記載の半導体ウェーハ
研磨パッド用ドレッサの製造方法、 を提供するものである。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor has found that a polycrystalline diamond thin film is formed on a working surface of a base metal having fine irregularities by a vapor phase synthesis method. It was found that the formed dresser was capable of performing dressing of the polishing pad without dropping abrasive grains and elution of metal and without adversely affecting the semiconductor wafer,
Based on this finding, the present invention has been completed. That is, the present invention provides: (1) a method in which an uneven working surface made of a polycrystalline diamond thin film is formed on a working surface of a metal base having a protrusion having a height of 30 to 5,000 μm by a vapor phase synthesis method. A dresser for a polishing pad for a semiconductor wafer, (2) a convex portion of 10 to 3000 per cm 2 of the working surface of the base metal.
(1) The dresser for a semiconductor wafer polishing pad according to the above (1), wherein the shape of the convex portion is a conical shape, a polygonal pyramid, a mountain range, a truncated cone, a truncated polygonal pyramid, a cylinder, or a polygonal column. A certain (1)
(4) The dresser for a semiconductor wafer polishing pad according to (1) or (2), wherein the shape of the base metal is cylindrical or cup-shaped with a diameter of the working surface of 10 to 100 mm. Item or (3)
(5) The dresser for a polishing pad for a semiconductor wafer according to the above (5), wherein the shape of the base metal is a prismatic shape having a side of the working surface of 10 to 100 mm, (1), (2) or (3). Dresser for polishing pad of semiconductor wafer. (6) Polycrystalline diamond is applied to the working surface of the base metal having a projection having a height of 30 to 5,000 μm by microwave plasma method, hot filament method, DC plasma method or combustion method. A method of manufacturing a dresser for a polishing pad for a semiconductor wafer, characterized by forming an uneven working surface composed of a thin film. (7) Grinding, wire electric discharge machining, die sink electric discharge machining, or electrolytic machining to a base metal of cemented carbide. The method for producing a dresser for a polishing pad for a semiconductor wafer according to (6), wherein the convex portion is formed.
(8) The method for producing a dresser for a polishing pad for a semiconductor wafer according to (6), wherein the convex portion is formed on the base metal of the cemented carbide or the base metal of the ceramic by die molding.
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】本発明のドレッサは、凸部を有す
る台金の作用面に、気相合成法により多結晶ダイヤモン
ド薄膜を形成してなるものである。図１は、本発明のド
レッサの台金の作用面の凸部の一態様を示す図面であ
り、図１(ａ)は平面図、図１(ｂ)は側面図、図１(ｃ)は
斜視図である。本態様においては、凸部は互いに隣接す
る密集した正四角錐形であり、全体として平坦部の存在
しない凹凸状の作用面を形成している。本発明のドレッ
サにおいて、凸部の高さは、３０〜５,０００μｍであ
り、より好ましくは１００〜１,０００μｍである。凸
部の高さが３０μｍ未満であると、研磨粒子及び研磨液
が、ドレッサと研磨パッドとの間を通過し難くなり、研
磨パッドのドレッシング効果が十分に得られなくなるお
それがある。凸部の高さが５,０００μｍを超えると、
研磨パッドが粗面化するおそれがある。本発明のドレッ
サは、台金の作用面１cm2当たり、凸部１０〜３,０００
個を有することが好ましく、凸部１００〜１,０００個
を有することがより好ましい。凸部の数が台金の作用面
１cm2当たり１０個未満であると、十分なドレッシング
効果が得られなくなるおそれがある。また、凸部の数が
台金の作用面１cm2当たり３,０００個を超えると研磨粒
子及び研磨液が、ドレッサと研磨パッドとの間を通過し
難くなり、研磨パッドのドレッシング効果が十分に得ら
れなくなるおそれがある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The dresser of the present invention is formed by forming a polycrystalline diamond thin film on the working surface of a base having a convex portion by a vapor phase synthesis method. FIG. 1 is a drawing showing one embodiment of a convex portion of an operating surface of a base metal of a dresser of the present invention. FIG. 1 (a) is a plan view, FIG. 1 (b) is a side view, and FIG. It is a perspective view. In the present embodiment, the convex portions are dense square quadrangular pyramids adjacent to each other, and form an uneven working surface having no flat portion as a whole. In the dresser of the present invention, the height of the projection is 30 to 5,000 μm, and more preferably 100 to 1,000 μm. If the height of the projections is less than 30 μm, the abrasive particles and the polishing liquid will not easily pass between the dresser and the polishing pad, and the dressing effect of the polishing pad may not be sufficiently obtained. When the height of the projection exceeds 5,000 μm,
The polishing pad may be roughened. The dresser of the present invention has a convex portion of 10 to 3000 per 1 cm 2 of the working surface of the base metal.
And more preferably 100 to 1,000 convex portions. If the number of the protrusions is less than 10 per 1 cm 2 of the working surface of the base metal, a sufficient dressing effect may not be obtained. Further, when the number of the convex portions exceeds 3,000 per 1 cm 2 of the working surface of the base metal, the abrasive particles and the polishing liquid are difficult to pass between the dresser and the polishing pad, and the dressing effect of the polishing pad is sufficiently increased. There is a possibility that it cannot be obtained.
【０００６】本発明のドレッサにおいて、台金の作用面
の凸部の配置には特に制限はなく、例えば、作用面に密
集して存在し全体として微細な凹凸状の作用面を構成さ
せることができ、あるいは、作用面に平坦部を残して凸
部が散在する状態とすることができる。図２〜図９は、
本発明のドレッサの台金の作用面の凸部の形状及び配置
を示す図面である。図２は、円錐形の凸部を有する台金
の作用面の平面図及び側面図でありる。図３は、三角錐
形の凸部を有する台金の作用面の平面図及び側面図であ
る。図４は、正四角錐形の凸部が市松模様に配列した台
金の作用面の平面図及びＡ−Ａ線断面図である。本発明
のドレッサにおいて、錐形の軸線を含む平面と錐形の側
面が交わる線は直線である必要はなく、外向きに凸又は
凹である曲線とすることができる。図５は、外向きに凸
な母線を有する疑円錐形の凸部を有する台金の作用面の
平面図及び側面図である。図６は、山並み形の凸部を有
する台金の作用面の平面図及び側面図である。図７は、
四角錐台形の凸部を有する台金の作用面の平面図及び側
面図である。図８は、外向きに凹な側面を有する疑四角
錐台形の凸部を有する台金の作用面の平面図及び側面図
である。図９は、円錐台形の凸部を有する台金の作用面
の平面図及び側面図である。In the dresser of the present invention, there is no particular limitation on the arrangement of the convex portions on the working surface of the base metal. For example, the working surface may be densely formed on the working surface to form a fine uneven working surface as a whole. Alternatively, a state in which convex portions are scattered while leaving flat portions on the working surface can be achieved. 2 to 9
It is drawing which shows the shape and arrangement | positioning of the convex part of the working surface of the base of the dresser of this invention. FIG. 2 is a plan view and a side view of the working surface of the base metal having a conical convex portion. FIG. 3 is a plan view and a side view of a working surface of a base having a triangular pyramid-shaped convex portion. FIG. 4 is a plan view and a cross-sectional view taken along the line AA of the working surface of the base metal in which the convex portions of the regular quadrangular pyramid are arranged in a checkered pattern. In the dresser of the present invention, the line where the plane including the conical axis and the conical side face intersect does not need to be a straight line, but may be a curve that is outwardly convex or concave. FIG. 5 is a plan view and a side view of an active surface of a base having a pseudo-cone-shaped convex portion having an outwardly convex generatrix. FIG. 6 is a plan view and a side view of the working surface of the base metal having the mountain-shaped convex portion. FIG.
It is the top view and side view of the working surface of the base metal which has a truncated pyramid-shaped convex part. FIG. 8 is a plan view and a side view of a working surface of a base metal having a pseudo-frustum of pyramid shape having outwardly concave side surfaces. FIG. 9 is a plan view and a side view of the working surface of the base metal having the truncated cone-shaped protrusion.
【０００７】図１０は、本発明のドレッサの台金の作用
面の凸部の他の態様を示す図面であり、図１０(ａ)は平
面図、図１０(ｂ)は側面図、図１０(ｃ)は斜視図であ
る。本態様においては、凸部は互いに離れて位置する正
四角錐形であり、平坦部の中に正四角錐形の凸部が散在
する作用面を形成している。図１１〜図１２は、本発明
のドレッサの台金の作用面の凸部の形状及び配置を示す
図面である。図１１は、円柱形の凸部を有する台金の作
用面の平面図及び側面図である。図１２は、四角柱形の
凸部を有する台金の作用面の平面図及び側面図である。
本発明のドレッサにおいて、凸部の形状に特に制限はな
く、例えば、円錐形、三角錐形、四角錐形、五角錐形、
六角錐形、七角錐形、八角錐形、山並み形、円錐台形、
三角錐台形、四角錐台形、五角錐台形、六角錐台形、七
角錐台形、八角錐台形、円柱形、三角柱形、四角柱形、
五角柱形、六角柱形、七角柱形、八角柱形などとするこ
とができるが、台金の工作の容易さからは、円錐形、三
角錐形、四角錐形、山並み形、円錐台形、四角錐台形、
円柱形、四角柱形とすることが好ましい。錐形及び山並
み形の尖端は、巨視的にも微視的にも鋭利に尖った形状
とすることができ、あるいは、巨視的には尖った形状で
あるが微視的には曲面を形成する形状とすることができ
る。本発明のドレッサは、台金の形状が、作用面の直径
が１０〜１００mmの円柱形若しくはカップ形又は作用面
の一辺が１０〜１００mmの角柱形であることが好まし
く、作用面の直径が１０〜５０mmの円柱形若しくはカッ
プ形又は作用面の一辺が１０〜５０mmの角柱形であるこ
とがより好ましい。作用面の直径が１０mm未満又は作用
面の一辺が１０mm未満であると、研磨パッドのドレッシ
ングを効率的に行うことが困難となるおそれがある。作
用面の直径が１００mmを超え又は作用面の一辺が１００
mmを超えると、研磨パッドのドレッシングが十分に行わ
れず、かつ研磨パッドの磨損が大きくなるおそれがあ
る。FIGS. 10A and 10B are views showing another embodiment of the convex portion of the working surface of the base of the dresser of the present invention. FIG. 10A is a plan view, FIG. 10B is a side view, and FIG. (c) is a perspective view. In the present embodiment, the convex portions are regular square pyramids that are located apart from each other, and form a working surface in which regular quadrangular pyramid convex portions are scattered in the flat portion. FIGS. 11 to 12 are drawings showing the shape and arrangement of the convex portions on the working surface of the base metal of the dresser of the present invention. FIG. 11 is a plan view and a side view of a working surface of a base having a columnar convex portion. FIG. 12 is a plan view and a side view of the working surface of the base metal having the quadrangular prism-shaped protrusions.
In the dresser of the present invention, the shape of the convex portion is not particularly limited, for example, a cone, a triangular pyramid, a quadrangular pyramid, a pentagonal pyramid,
Hexagonal pyramid, heptagonal pyramid, octagonal pyramid, mountain range, truncated cone,
Frustum of triangular pyramid, frustum of pyramid, frustum of pentagon, frustum of hexagon, frustum of heptagon, frustum of octagon, pyramid, triangular prism, quadrangular prism,
It can be a pentagonal prism, hexagonal prism, heptagonal prism, octagonal prism, etc., but from the ease of metal work, cones, triangular pyramids, quadrangular pyramids, mountain ranges, truncated cones, Trapezoidal pyramid,
It is preferable to use a cylindrical shape or a quadrangular prism shape. The conical and mountain-shaped peaks can be sharply pointed macroscopically or microscopically, or they are macroscopically sharp but form a microscopically curved surface It can be shaped. In the dresser of the present invention, the shape of the base metal is preferably a cylinder or a cup having a diameter of the working surface of 10 to 100 mm or a prism having a side of the working surface of 10 to 100 mm. More preferably, it is a cylinder or cup having a size of 又 は 50 mm or a prism having a side of the working surface having a size of 10 to 50 mm. If the diameter of the working surface is less than 10 mm or one side of the working surface is less than 10 mm, it may be difficult to efficiently dress the polishing pad. The diameter of the working surface exceeds 100 mm or one side of the working surface is 100 mm
If it exceeds mm, the dressing of the polishing pad may not be sufficiently performed, and the polishing pad may be greatly worn.
【０００８】図１３は、本発明のドレッサの一態様の斜
視図である。本態様のドレッサは、カップ形のディスク
１の作用面に、図１に示す形状の四角錐形の凸部を有す
るドレッサ２が１２個張り付けられている。図１４は、
本発明のドレッサの他の態様の斜視図である。本態様の
ドレッサは、円柱形の台金の作用面の全面に四角錐形の
凸部を有している。図１５は、本発明のドレッサの他の
態様の平面図及び斜視図である。本態様のドレッサは、
円柱形のディスク１の作用面に、図１１に示す円柱形の
凸部を有する長方形のドレッサ２が８個放射状に張り付
けられている。本発明のドレッサの台金の材質には特に
制限はないが、炭化タングステンなどの超硬合金、炭化
珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、サイアロンなどの
セラミック、タングステン、モリブデンなどの金属など
を好適に使用することができる。超硬合金及び金属の円
柱形又は角柱形の作用面となる面に、研削、ワイヤ放電
加工、形彫放電加工又は電解加工によって凸部を形成す
ることができる。超硬合金の研削は、ＧＣ砥石又はダイ
ヤモンド砥石を用いて行うことができる。放電加工は、
絶縁性溶液中で、電極と超硬合金間に発生する繰り返し
過渡アーク放電により行い、角錐形、角錐台形及び角柱
形の凸部は、ワイヤ放電加工により加工することがで
き、円錐形、円錐台形及び円柱形の凸部は総型電極を用
いて形彫放電加工により加工することができる。電解加
工は、導電性のあるメタルボンドダイヤモンド砥石を陰
極とし、超硬合金を陽極として軽く接触させ、両者の間
に電解液を流しつつ、低電圧で大電流を通すことにより
行うことができる。セラミックは、加圧焼結あるいは研
削することにより作用面に凸部を有する台金とすること
ができる。FIG. 13 is a perspective view of one embodiment of the dresser of the present invention. In the dresser of this embodiment, twelve dressers 2 each having a quadrangular pyramid-shaped convex portion having the shape shown in FIG. FIG.
It is a perspective view of other modes of the dresser of the present invention. The dresser of this embodiment has a quadrangular pyramid-shaped protrusion on the entire surface of the working surface of the cylindrical base metal. FIG. 15 is a plan view and a perspective view of another embodiment of the dresser of the present invention. The dresser of this embodiment is:
Eight rectangular dressers 2 each having a cylindrical convex portion as shown in FIG. 11 are radially attached to the working surface of the cylindrical disk 1. The material of the dresser of the present invention is not particularly limited, but a cemented carbide such as tungsten carbide, a ceramic such as silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride and sialon, a metal such as tungsten and molybdenum are preferably used. can do. A convex portion can be formed on a surface serving as a cylindrical or prismatic working surface of a cemented carbide or metal by grinding, wire electric discharge machining, die sink electric discharge machining, or electrolytic machining. The grinding of the cemented carbide can be performed using a GC grinding wheel or a diamond grinding wheel. EDM is
In an insulating solution, it is performed by repeated transient arc discharge generated between the electrode and the cemented carbide, and the pyramid, truncated pyramid and prismatic projections can be processed by wire electric discharge machining, conical, truncated cone The columnar projections can be formed by die-sinking electrical discharge machining using a mold electrode. The electrolytic processing can be performed by making light contact with a conductive metal-bonded diamond grindstone as a cathode and a cemented carbide as an anode, and passing a large current at a low voltage while flowing an electrolytic solution between the two. The base metal having a convex portion on the working surface can be obtained by sintering or grinding the ceramic.
【０００９】本発明においては、凸部を形成した台金の
作用面に、多結晶ダイヤモンド薄膜を形成する。多結晶
ダイヤモンド薄膜は、マイクロ波プラズマ法、熱フィラ
メント法、直流プラズマ法又は燃焼法により形成するこ
とができる。マイクロ波プラズマ法は、マイクロ波発振
機に接続した導波管とアプリケータの間に反応管を設置
し、反応管中に台金を置き、メタンを水素で希釈した混
合気体を原料気体とし、２〜１０kPaの比較的低真空下
でプラズマを発生させることにより、台金の作用面上に
多結晶ダイヤモンド薄膜を形成する。熱フィラメント法
は、台金を減圧容器内に置いて７００〜１,０００℃に
加熱し、メタンと水素の混合気体を１〜１０kPaの減圧
下に流入させ、台金の上部に設けた約２,０００℃のフ
ィラメントで加熱して反応性に富むラジカルなどに分解
し、台金上に拡散させることにより多結晶ダイヤモンド
薄膜を形成する。直流プラズマ法は、減圧容器の中に設
けた接地した陽極上に台金を置いて８００℃程度に加熱
し、メタンと水素の混合気体を約２５kPaの減圧下に流
入させ、陰極に直流１,０００Ｖ程度をかけ、電流４０
０ｍＡ程度を流して異常グロー放電を行うことにより多
結晶ダイヤモンド薄膜を形成する。燃焼法は、６００〜
１,０００℃に加熱した台金に、アセチレンを酸素に対
して過剰とした炎を当てることにより、内炎内の還元雰
囲気中で、多結晶ダイヤモンド薄膜を形成する。本発明
のドレッサは、研磨パッドと接触する面が多結晶ダイヤ
モンド薄膜により被覆され、研磨パッドとドレッサの金
属とが接触することがないので、ドレッシング中にドレ
ッサから金属が溶出してウェーハを汚染することがな
い。また、ダイヤモンド砥粒を使用していないので、脱
落したダイヤモンド砥粒によりウェーハが傷つけられる
ことがない。In the present invention, a polycrystalline diamond thin film is formed on the working surface of the base metal having the projections. The polycrystalline diamond thin film can be formed by a microwave plasma method, a hot filament method, a direct current plasma method, or a combustion method. In the microwave plasma method, a reaction tube is installed between a waveguide connected to a microwave oscillator and an applicator, a base metal is placed in the reaction tube, and a mixed gas obtained by diluting methane with hydrogen is used as a source gas, By generating plasma under a relatively low vacuum of 2 to 10 kPa, a polycrystalline diamond thin film is formed on the working surface of the base metal. In the hot filament method, a base metal is placed in a vacuum vessel and heated to 700 to 1,000 ° C., and a mixed gas of methane and hydrogen is caused to flow under a reduced pressure of 1 to 10 kPa. A polycrystalline diamond thin film is formed by heating with a filament at 2,000 ° C. to decompose into radicals and the like having high reactivity and diffusing it onto a base metal. In the DC plasma method, a base metal is placed on a grounded anode provided in a decompression vessel and heated to about 800 ° C., and a mixed gas of methane and hydrogen flows under a reduced pressure of about 25 kPa, and a direct current of 1, Apply about 000V and current 40
An abnormal glow discharge is performed at a current of about 0 mA to form a polycrystalline diamond thin film. The combustion method is 600-
A polycrystalline diamond thin film is formed in a reducing atmosphere in an internal flame by applying a flame in which acetylene is excessive with respect to oxygen to a base metal heated to 1,000 ° C. In the dresser of the present invention, the surface in contact with the polishing pad is covered with a polycrystalline diamond thin film, and the metal of the dresser does not come into contact with the polishing pad, so that the metal elutes from the dresser during dressing and contaminates the wafer. Nothing. Further, since no diamond abrasive grains are used, the wafer is not damaged by the dropped diamond abrasive grains.
【００１０】[0010]
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 実施例１ 直径２０mm、厚み１０mmの円柱形の超硬合金製の台金の
作用面に、放電加工により、図１に示す形状の底辺の長
さ０.３mm、高さ０.１５mmの微細な正四角錐形の凸部を
形成し、脱脂処理及び洗浄を行った。次いで、この台金
の作用面を基板として、基板温度８００〜９００℃と
し、メタン１容量％及び水素９９容量％からなるガスを
流量５０ml／分で通じ、ガス圧３kPaの条件で、タング
ステンフィラメントを用い、熱フィラメント法により２
０時間気相合成を行い、作用面上に厚み１０μｍの多結
晶ダイヤモンド薄膜を形成した。この多結晶ダイヤモン
ド薄膜で被覆された作用面を有するドレッサ２０個を、
２００Ｄ−３０Ｗ−３５Ｔ−１６０Ｈのカップ型ディス
クに、６mm間隔のスリットを設けてエポキシ樹脂により
接着し、カップ型ドレッサを得た。 実施例２ 微細な正四角錐形状が規則的に形成された金型に、Ｓｉ
3Ｎ4粉末を充填して焼結成形し、作用面に図１に示す形
状の底辺の長さ０.３mm、高さ０.１５mmの微細な正四角
錐形の凸部を有する一辺２０mm、厚み１０mmの正四角柱
形の台金を得た。脱脂処理後、エタノールで超音波洗浄
を行い、実施例１と同じ条件で、熱フィラメント法によ
り４０時間気相合成を行い、作用面上に厚み２０μｍの
多結晶ダイヤモンド薄膜を形成した。次いで、Ｓ４５Ｃ
の３００Ｄ−１２Ｗ−３５Ｔ−１６０Ｈのカップ型ディ
スクを旋盤加工で製作し、上記の多結晶ダイヤモンド薄
膜で被覆された作用面を有するドレッサ２０個を、一定
の間隔を空けてエポキシ樹脂により接着し、カップ型ド
レッサを得た。 実施例３ １５０Ｄ−６.３Ｔ−３０Ｈの炭化珪素の台金をダイヤ
モンドホイールを用いて加工し、その作用面の全面に、
図１２に示す形状で、一辺の長さ０.３mm、高さ０.３mm
の正四角柱形の凸部を、ピッチ１mmで加工した。次い
で、この台金の作用面を基板として、基板温度７５０℃
とし、一酸化炭素１０容量％及び水素９０容量％からな
るガスを流量１リットル／分で通じ、ガス圧６kPaの条
件で、マイクロ波プラズマ法により２００時間気相合成
を行った。作用面上に厚み０.１mmの多結晶ダイヤモン
ド薄膜を形成し、一辺の長さ０.５mm、高さ０.４mmの正
四角柱形の凸部をピッチ１mmで有するカップ型ドレッサ
を得た。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the present invention. Example 1 A working surface of a columnar cemented carbide base metal having a diameter of 20 mm and a thickness of 10 mm was subjected to electric discharge machining to form a fine shape having a bottom length of 0.3 mm and a height of 0.15 mm in the shape shown in FIG. A square quadrangular pyramid-shaped projection was formed, and degreasing and cleaning were performed. Then, using the working surface of the metal base as a substrate, the substrate temperature was set to 800 to 900 ° C., a gas consisting of 1% by volume of methane and 99% by volume of hydrogen was passed at a flow rate of 50 ml / min, and a tungsten filament was passed under a gas pressure of 3 kPa. Used, 2 by hot filament method
Vapor phase synthesis was performed for 0 hours to form a polycrystalline diamond thin film having a thickness of 10 μm on the working surface. 20 dressers having a working surface covered with this polycrystalline diamond thin film are
A cup type disc of 200D-30W-35T-160H was provided with slits at intervals of 6 mm and bonded with an epoxy resin to obtain a cup type dresser. Example 2 A mold in which fine square pyramid shapes were regularly formed was filled with Si
Filled with 3 N 4 powder, sintered and molded, and the active surface has a fine square pyramid-shaped protrusion with a bottom length of 0.3 mm and a height of 0.15 mm in the shape shown in FIG. A 10 mm square prism-shaped base was obtained. After the degreasing treatment, ultrasonic cleaning was performed with ethanol, and gas phase synthesis was performed for 40 hours by the hot filament method under the same conditions as in Example 1 to form a polycrystalline diamond thin film having a thickness of 20 μm on the working surface. Then, S45C
A 300D-12W-35T-160H cup-shaped disc was manufactured by lathe processing, and 20 dressers having a working surface covered with the polycrystalline diamond thin film were adhered with an epoxy resin at regular intervals, A cup dresser was obtained. Example 3 A 150D-6.3T-30H silicon carbide base metal was processed using a diamond wheel, and the entire working surface was
With the shape shown in FIG. 12, one side is 0.3 mm in length and 0.3 mm in height
Was processed at a pitch of 1 mm. Then, using the working surface of the metal base as a substrate, the substrate temperature was 750 ° C.
A gas composed of 10% by volume of carbon monoxide and 90% by volume of hydrogen was passed at a flow rate of 1 liter / minute, and gas phase synthesis was performed for 200 hours by a microwave plasma method under the conditions of a gas pressure of 6 kPa. A polycrystalline diamond thin film having a thickness of 0.1 mm was formed on the working surface to obtain a cup-shaped dresser having a square prism-shaped projection having a side length of 0.5 mm and a height of 0.4 mm at a pitch of 1 mm.
【００１１】[0011]
【発明の効果】本発明のドレッサによれば、半導体ウェ
ーハの研磨パッドのドレッシングにおいて、ドレッサか
らダイヤモンド砥粒が脱落してウェーハを傷つけること
がなく、ドレッサから金属が溶出してウェーハを汚染す
ることがない。According to the dresser of the present invention, in dressing a polishing pad of a semiconductor wafer, diamond abrasive grains do not fall off the dresser to damage the wafer, and metal is eluted from the dresser to contaminate the wafer. There is no.
【図１】図１は、正四角錐形の凸部を有する台金の作用
面の平面図、側面図及び斜視図である。FIG. 1 is a plan view, a side view, and a perspective view of a working surface of a base having a square pyramid-shaped convex portion.
【図２】図２は、円錐形の凸部を有する台金の作用面の
平面図及び側面図である。FIG. 2 is a plan view and a side view of a working surface of a base having a conical convex portion.
【図３】図３は、三角錐形の凸部を有する台金の作用面
の平面図及び側面図である。FIG. 3 is a plan view and a side view of a working surface of a base having a triangular pyramid-shaped convex portion.
【図４】図４は、正四角錐形の凸部を有する台金の作用
面の平面図及び断面図である。FIG. 4 is a plan view and a cross-sectional view of a working surface of a base having a square pyramid-shaped protrusion;
【図５】図５は、疑円錐形の凸部を有する台金の作用面
の平面図及び側面図である。FIG. 5 is a plan view and a side view of a working surface of a base having a pseudo-cone-shaped convex portion.
【図６】図６は、山並み形の凸部を有する台金の作用面
の平面図及び側面図である。FIG. 6 is a plan view and a side view of a working surface of a base having a mountain-shaped convex portion.
【図７】図７は、四角錐台形の凸部を有する台金の作用
面の平面図及び側面図である。FIG. 7 is a plan view and a side view of a working surface of a base having a truncated pyramid-shaped protrusion.
【図８】図８は、疑四角錐台形の凸部を有する台金の作
用面の平面図及び側面図である。FIG. 8 is a plan view and a side view of a working surface of a base having a pseudo-frustum of a quadrangular pyramid.
【図９】図９は、円錐台形の凸部を有する台金の作用面
の平面図及び側面図である。FIG. 9 is a plan view and a side view of a working surface of a base having a truncated cone-shaped convex portion.
【図１０】図１０は、正四角錐形の凸部を有する台金の
作用面の平面図、側面図及び斜視図である。FIG. 10 is a plan view, a side view, and a perspective view of a working surface of a base metal having a regular pyramid-shaped convex portion.
【図１１】図１１は、円柱形の凸部を有する台金の作用
面の平面図及び側面図である。FIG. 11 is a plan view and a side view of a working surface of a metal base having a cylindrical convex portion.
【図１２】図１２は、四角柱形の凸部を有する台金の作
用面の平面図及び側面図である。FIG. 12 is a plan view and a side view of a working surface of a base having a square columnar convex portion.
【図１３】図１３は、本発明のドレッサの一態様の斜視
図である。FIG. 13 is a perspective view of one embodiment of a dresser of the present invention.
【図１４】図１４は、本発明のドレッサの他の態様の斜
視図である。FIG. 14 is a perspective view of another embodiment of the dresser of the present invention.
【図１５】図１５は、本発明のドレッサの他の態様の平
面図及び斜視図である。FIG. 15 is a plan view and a perspective view of another embodiment of the dresser of the present invention.
１ ディスク ２ ドレッサ 1 disk 2 dresser
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B24B 53/00 B23P 15/00 B24B 37/00 C23C 16/26 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) B24B 53/00 B23P 15/00 B24B 37/00 C23C 16/26
Claims (8)
台金の作用面に、気相合成法により多結晶ダイヤモンド
薄膜からなる凹凸状の作用面を形成してなることを特徴
とする半導体ウェーハ研磨パッド用ドレッサ。1. An uneven working surface made of a polycrystalline diamond thin film is formed on a working surface of a base metal having a projection having a height of 30 to 5,000 μm by a vapor phase synthesis method. Dresser for polishing pad of semiconductor wafer .
０００個を有する請求項１記載の半導体ウェーハ研磨パ
ッド用ドレッサ。2. A working surface 1 cm 2 per base metal, the convex portion 10-3,
2. The polishing pad for semiconductor wafers according to claim 1, wherein said polishing pad has 000 pieces.
Dresser for pad.
形、円錐台形、多角錐台形、円柱形又は多角柱形である
請求項１又は請求項２記載の半導体ウェーハ研磨パッド
用ドレッサ。3. The semiconductor wafer polishing pad according to claim 1, wherein the shape of the convex portion is a conical shape, a polygonal pyramid shape, a mountain shape, a truncated cone shape, a truncated polygonal pyramid shape, a cylindrical shape, or a polygonal prism shape.
For dresser.
mmの円柱形又はカップ形である請求項１、請求項２又は
請求項３記載の半導体ウェーハ研磨パッド用ドレッサ。4. The shape of the base metal is 10 to 100 in diameter of the working surface.
4. The dresser for a semiconductor wafer polishing pad according to claim 1, wherein the dresser has a cylindrical shape or a cup shape of mm.
mmの角柱形である請求項１、請求項２又は請求項３記載
の半導体ウェーハ研磨パッド用ドレッサ。5. The shape of the base metal is 10 to 100 per side of the working surface.
The dresser for a semiconductor wafer polishing pad according to claim 1, wherein the dresser has a prism shape of mm.
た台金の作用面に、マイクロ波プラズマ法、熱フィラメ
ント法、直流プラズマ法又は燃焼法により、多結晶ダイ
ヤモンド薄膜からなる凹凸状の作用面を形成することを
特徴とする半導体ウェーハ研磨パッド用ドレッサの製造
方法。 6. A projection having a height of 30 to 5,000 μm.
Microwave plasma method, thermal filament
Polycrystalline die
The formation of an uneven working surface made of a thin film of almond
Manufacture of dressers for semiconductor wafer polishing pads
Method.
電解加工によって超硬合金の台金に凸部を形成する請求
項６記載の半導体ウェーハ研磨パッド用ドレッサの製造
方法。 7. Grinding, wire electric discharge machining, die sink electric discharge machining or
Request to form protrusions on the base metal of cemented carbide by electrolytic processing
Item 6. Manufacture of a dresser for a semiconductor wafer polishing pad according to item 6.
Method.
ミックの台金に凸部を形成する請求 項６記載の半導体ウ
ェーハ研磨パッド用ドレッサの製造方法。 8. A base metal or ceramic of a cemented carbide by mold molding.
7. The semiconductor device according to claim 6, wherein a protrusion is formed on the metal base of the Mic.
Manufacturing method of dresser for wafer polishing pad.
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- 1997-05-19 JP JP14472797A patent/JP2957519B2/en not_active Expired - Fee Related
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