JP3482321B2 - 半導体基板用研磨布のドレッサーおよびその製造方法 - Google Patents

半導体基板用研磨布のドレッサーおよびその製造方法

Info

Publication number
JP3482321B2
JP3482321B2 JP15625897A JP15625897A JP3482321B2 JP 3482321 B2 JP3482321 B2 JP 3482321B2 JP 15625897 A JP15625897 A JP 15625897A JP 15625897 A JP15625897 A JP 15625897A JP 3482321 B2 JP3482321 B2 JP 3482321B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
diamond
dresser
semiconductor substrate
polishing cloth
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP15625897A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH10175156A (ja
Inventor
俊哉 木下
元紀 田村
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.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel 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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26484062&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP3482321(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP15625897A priority Critical patent/JP3482321B2/ja
Priority to US09/284,521 priority patent/US6190240B1/en
Priority to KR1019997003204A priority patent/KR100328108B1/ko
Priority to AU44729/97A priority patent/AU4472997A/en
Priority to PCT/JP1997/003686 priority patent/WO1998016347A1/ja
Publication of JPH10175156A publication Critical patent/JPH10175156A/ja
Priority to US09/714,687 priority patent/US6752708B1/en
Publication of JP3482321B2 publication Critical patent/JP3482321B2/ja
Application granted granted Critical
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板の平面
化研磨工程で、研磨布の目詰まりや異物除去を行う際に
使用されるドレッサーに関する。
【0002】
【従来の技術】ウエーハのポリッシングにおいては、研
磨速度を確保しつつ、しかも機械的歪などの欠陥が入ら
ない研磨法が要求される。従来の機械的研磨法において
は、砥粒の粒径や研磨荷重を大きくすることにより、研
磨速度を確保することが可能である。しかし、研磨によ
り、種々の欠陥が入り、研磨速度の確保と被研磨材を無
欠陥に保つことの両立は不可能であった。そこで、化学
的かつ機械的平面化(CMP:Chemical Mechanical Pl
anarization )と呼ばれる研磨法が考案された。この方
法は機械的研磨作用に化学的研磨作用を重畳して働かせ
ることにより、研磨速度の確保と被研磨材が無欠陥であ
ることの両立を可能としたものである。CMPは研磨速
度の確保と被研磨材が無欠陥であることの両立が必要で
ある、シリコンウエハーの仕上げポリッシング工程で広
く使用されている。また、近年では、デバイスの高集積
化に伴い集積回路を製造する所定の段階で、ウエーハや
ウエーハ表面に導電体・誘電体層が形成された半導体基
板の表面を研磨することが必要となってきた。半導体基
板は研磨されて、高い隆起や結晶格子損傷、引っかき
傷、粗さ等の表面欠陥、または埋もれた異物粒子を除去
される。通常、この工程は、ウエーハ上に種々の装置お
よび集積回路を形成する間に行われる。この研磨工程で
は、シリコンウエハーの仕上げポリッシング工程と同様
に、研磨速度の確保と無欠陥であることの両立が必要で
ある。化学スラリーを導入することにより、半導体表面
に、より大きな研磨除去速度および無欠陥性が与えられ
る化学的かつ機械的平面化(CMP:Chemical Mechani
cal Planarization )が行われる。一般に、CMP工程
は、薄くかつ平坦な半導体材料を制御された圧力および
温度下で、湿った研磨表面に対して保持し、かつ回転さ
せる工程を含む。
【0003】CMP工程の1例としては、例えば5〜3
00nm程度の粒径を有するシリカ粒子を苛性ソーダ、
アンモニアおよびアミン等のアルカリ溶液に懸濁させて
pH9〜12程度にした化学スラリーとポリウレタン樹
脂等からなる研磨布が用いられる。研磨時には化学スラ
リーを流布しながら、半導体基板を研磨布に当接させて
相対回転させることにより、研磨が行われる。そして研
磨布のドレッシング法としては、研磨布に水または化学
スラリーを流しながら、ダイヤモンド電着砥石またはブ
ラッシ等を用いたブラッシングにより、研磨布の内部の
目詰まり、異物の除去を行っていた。
【0004】CMP工程で使用されるドレッサーは、切
削や研削で使用される従来のダイヤモンド工具とは、次
の点で本質的に異なっている。切削工具ではダイヤモン
ドが少量脱落しても、ダイヤモンド脱落後の新生面に別
のダイヤモンドが残っていれば、切削能力の低下にはな
らないのに対して、CMPドレッサーでは脱落したダイ
ヤモンド砥粒が研磨布や半導体基板表面を傷つけるた
め、ダイヤモンドの脱落が少量でも許されない点であ
る。また、湿式で低い回転数で使用されるので、切削工
具で求められる耐熱性や極端な耐摩耗性は必要ない点で
ある。ダイヤモンド粒の脱落が問題になる従来のダイヤ
モンド工具としては、単粒の比較的大きなダイヤモンド
(一般的には直径1mm程度以上)を金属保持材に接合
したダイヤモンドバイトがある。しかし、CMP工程で
使用されるドレッサーとは、次の点で本質的に異なって
いる。従来のダイヤモンドバイトでは、比較的大きなダ
イヤモンド(一般的には直径1mm程度以上)を単粒で
接合するのに対して、CMP工程で使用されるドレッサ
ーは、比較的小さい(直径50〜300μm)ダイヤモ
ンドを単層で面状に接合している。また、CMP工程で
使用されるドレッサーは、湿式で低い回転数で使用され
るので、ダイヤモンドバイトで求められる耐熱性や極端
な耐摩耗性は必要ない点である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の研磨布のドレッ
シング法においては、ダイヤモンド粒をニッケル電着し
た砥石を用いたドレッシングを行っていた。ニッケルの
電着は、比較的容易に金属支持部材に適用できるので広
く用いられてきた。しかし、ダイヤモンドとの接合強度
が充分ではなく、しばしばダイヤモンド粒の脱落や欠損
が起こり、研磨布や半導体基板にキズを付ける原因とな
っていた。このため、ダイヤモンド粒の脱落のないドレ
ッサーが求められていた。
【0006】そこで、本発明は、研磨布のドレッシング
において、スクラッチ傷を最小限に抑え、歩留まり高
く、安定した研磨速度が得られるドレッサーを提供する
ことを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ダイヤモンド
粒子を金属および/または合金からなる支持部材に、
タン、クロムまたはジルコニウムより選ばれた1種以上
を0.5〜20wt%含む融点650℃〜1200℃、
厚さがダイヤモンド粒径の0.2〜1.5倍の合金を用
て、単層で、真空中、650℃〜1200℃でろう付
し、前記ダイヤモンド粒子と前記合金との界面にチタ
ン、クロムまたはジルコニウムより選ばれた金属の炭化
物層を形成することを特徴とする、半導体基板の平面化
研磨工程で使用される半導体基板用研磨布のドレッサー
の製造方法である。
【0008】好ましくは、前記ダイヤモンド粒が、径5
0μm以上300μm以下であることを特徴とする。あ
るいは、前記支持部材がフェライト系ステンレス鋼で、
支持部材片面にのみダイヤモンド粒がろう付けされたこ
とを特徴とする半導体基板用研磨布のドレッサーの製造
方法である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明によって製作された半導体
基板用研磨布のドレッサーは、ダイヤモンド粒の脱落に
よるスクラッチ傷を最小限に抑えることができる。その
結果、加工精度が高く、歩留まりの高い半導体基板およ
び半導体の製造が可能となる。ダイヤモンドとろう付け
合金との接合は、ろう付け合金との界面にチタン、クロ
ムまたはジルコニウムより選ばれた1種以上の金属の炭
化物層が形成されることで著しく接合強度が上昇する。
本発明者らは、ろう材として、チタン、クロムまたはジ
ルコニウムより選ばれた1種以上を0.5〜20wt%
含む融点650℃〜1200℃の合金を使用することに
より、ダイヤモンドとろう付け合金との界面に当該金属
の炭化物層が形成されることを確認した。
【0010】ろう材に含まれるチタン、クロムまたはジ
ルコニウムより選ばれた1種以上を0.5〜20wt%
とするのは、0.5wt%より少ない含有量ではダイヤ
モンド−ろう付け合金の界面に、当該金属の炭化物層が
形成されないためであり、20wt%添加すれば充分な
接合強度を示す金属炭化物層が形成されるためである。
【0011】ろう付け合金を融点650℃〜1200
の合金とするのは、650℃未満のろう付け温度では、
接合強度が得られず、1200℃超のろう付け温度で
は、ダイヤモンドの劣化が起こるので好ましくないから
である。ろう付け合金の厚さは、ダイヤモンド粒径の
0.2〜1.5倍の厚さが適当である。薄すぎるとダイ
ヤモンドとろう付け合金との接合強度が低くなり、厚す
ぎるとろう材と支持部材との剥離がおこりやすくなる。
【0012】ダイヤモンド粒の径は、50μm以上30
0μm以下とすることが好ましい。50μm未満のダイ
ヤモンドでは充分な研磨速度が得られず、50μmから
300μmの範囲内であれば充分な研磨速度が得られ
る。また、50μm未満の微粒のダイヤモンドでは凝集
し易い傾向があり、凝集してクラスターを形成すると脱
落し易くなり、スクラッチ傷の原因となる。300μm
超の粗粒のダイヤモンドでは、研磨時の応力集中が大き
く脱落し易くなる。
【0013】支持部材はフェライト系ステンレス鋼で、
支持部材片面にのみダイヤモンド粒がろう付けされたも
のが好ましい。フェライト系ステンレス鋼は加工が容易
である。さらに片面をダイヤモンド粒をろう付けしない
面とすることで、例えば磁石による着脱が可能になり、
作業効率の向上に大きく寄与できる。
【0014】
【実施例1】本発明のドレッサーは図1及び図2に示す
表1の実施例に示したような粒径のダイヤモンドをフェ
ライト系ステンレス製基板に表1に記載のろう付け金属
を用いて、10−5Torrの真空中、表1に記載の温度で3
0分間保持し、単層、ろう付けした。400枚の半導体
ウエーハの研磨実験を行った。ドレッシングは1回の研
磨毎に、2分間ドレッシングを行った。その後、400
枚研磨後に、脱落したダイヤモンド粒によるスクラッチ
傷が発生したウエーハ数を調査した。また、使用した研
磨布を用いて、2時間および20時間研磨後のウエーハ
研磨速度を調査した。400枚のウエーハの研磨には約
20時間を要した。結果を表1に示す。ウエーハ表面傷
およびダイヤモンド粒径は電子顕微鏡により観察した。
【0015】本発明によるドレッサーは、従来のドレッ
サーに比べて大幅にウエーハ表面のスクラッチ傷発生が
低下し、研磨速度の低下も改善されていた。これによ
り、高いスループットと高い歩留まりの半導体基板製造
が実現できた。
【0016】
【実施例2】本発明のドレッサーは図に示す表2の実
施例に示したような粒径のダイヤモンドをフェライト系
ステンレス製基板に表2に記載のろう付け金属を用い
て、10−5Torrの真空中、表2に記載の温度で30分間
保持し、単層、ろう付けした。400枚のシリコンウエ
ーハの研磨実験を行った。ドレッシングは10回の研磨
毎に、2分間ドレッシングを行った。その後、400枚
研磨後に、脱落したダイヤモンド粒によるスクラッチ傷
が発生したウエーハ数を調査した。また、使用した研磨
布を用いて、3時間および30時間研磨後のウエーハ研
磨速度を調査した。400枚のウエーハの研磨には約3
0時間を要した。結果を表2に示す。ウエーハ表面傷お
よびダイヤモンド粒径は電子顕微鏡により観察した。
【0017】本発明によるドレッサーは、従来のドレッ
サーに比べて大幅にウエーハ表面のスクラッチ傷発生が
低下し、研磨速度の低下もなかった。これにより、高い
スループットと高い歩留まりのシリコンウエーハ製造が
実現できた。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、ダイヤモンド粒の脱落
による半導体基板のスクラッチ傷を最小限に抑えること
が可能になる。また、研磨布の目詰まりを除去し、研磨
布表面を常時新しい時と同様に保持できるため、研磨布
の使用時間に伴う研磨速度の低下も改善でき、加工精度
の高い半導体基板を高い歩留まりで製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実験結果を示す表である。
【図2】本発明の実験結果を示す表である。
【図3】本発明の実験結果を示す表である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−299731(JP,A) 特開 平8−216019(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダイヤモンド粒子を金属および/または
    合金からなる支持部材に、チタン、クロムまたはジルコ
    ニウムより選ばれた1種以上を0.5〜20wt%含む
    融点650℃〜1200℃、厚さがダイヤモンド粒径の
    0.2〜1.5倍の合金を用いて、単層で、真空中、6
    50℃〜1200℃でろう付けし、前記ダイヤモンド粒
    子と前記合金との界面にチタン、クロムまたはジルコニ
    ウムより選ばれた金属の炭化物層を形成することを特徴
    とする、半導体基板の平面化研磨工程で使用される半導
    体基板用研磨布のドレッサーの製造方法
  2. 【請求項2】 ダイヤモンド粒が、径50μm以上30
    0μm以下であることを特徴とする請求項第1項に記載
    の半導体基板用研磨布のドレッサー製造方法。
  3. 【請求項3】 支持部材がフェライト系ステンレス鋼
    で、支持部材片面にのみダイヤモンド粒がろう付けされ
    たことを特徴とする請求項第1項または第2項に記載の
    半導体基板用研磨布のドレッサーの製造方法
JP15625897A 1996-10-15 1997-06-13 半導体基板用研磨布のドレッサーおよびその製造方法 Expired - Lifetime JP3482321B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15625897A JP3482321B2 (ja) 1996-10-15 1997-06-13 半導体基板用研磨布のドレッサーおよびその製造方法
PCT/JP1997/003686 WO1998016347A1 (fr) 1996-10-15 1997-10-14 Appareil ebarbeur pour tampon de polissage de substrat semi-conducteur, son procede de fabrication et procede de polissage chimico-mecanique au moyen dudit appareil ebarbeur
KR1019997003204A KR100328108B1 (ko) 1996-10-15 1997-10-14 반도체 기판용 연마패드의 드레서, 그 제조방법 및 그것을 사용한 화학적 기계적 연마방법
AU44729/97A AU4472997A (en) 1996-10-15 1997-10-14 Semiconductor substrate polishing pad dresser, method of manufacturing the same, and chemicomechanical polishing method using the same dresser
US09/284,521 US6190240B1 (en) 1996-10-15 1997-10-14 Method for producing pad conditioner for semiconductor substrates
US09/714,687 US6752708B1 (en) 1996-10-15 2000-11-16 Pad conditioner for semiconductor substrates

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8-272197 1996-10-15
JP27219796 1996-10-15
JP15625897A JP3482321B2 (ja) 1996-10-15 1997-06-13 半導体基板用研磨布のドレッサーおよびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10175156A JPH10175156A (ja) 1998-06-30
JP3482321B2 true JP3482321B2 (ja) 2003-12-22

Family

ID=26484062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15625897A Expired - Lifetime JP3482321B2 (ja) 1996-10-15 1997-06-13 半導体基板用研磨布のドレッサーおよびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3482321B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3945940B2 (ja) * 1999-06-02 2007-07-18 東京エレクトロン株式会社 試料研磨方法及び試料研磨装置
JP4791121B2 (ja) 2005-09-22 2011-10-12 新日鉄マテリアルズ株式会社 研磨布用ドレッサー
US9205530B2 (en) * 2010-07-07 2015-12-08 Seagate Technology Llc Lapping a workpiece
CN108214958A (zh) * 2018-03-06 2018-06-29 嘉兴沃尔德金刚石工具有限公司 一种具有金刚石磨粒层的涂层刀轴及其制造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6054973A (ja) * 1983-09-03 1985-03-29 住友電気工業株式会社 硬質ダイヤモンド焼結体及びその製造方法
JP2607592B2 (ja) * 1988-02-18 1997-05-07 住友電気工業株式会社 高耐摩耗性多結晶ダイヤモンド工具及びその製造方法
JPH07297195A (ja) * 1994-04-27 1995-11-10 Speedfam Co Ltd 半導体装置の平坦化方法及び平坦化装置
JP3450085B2 (ja) * 1995-02-16 2003-09-22 豊田バンモップス株式会社 ダイヤモンドドレッサ

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10175156A (ja) 1998-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100328108B1 (ko) 반도체 기판용 연마패드의 드레서, 그 제조방법 및 그것을 사용한 화학적 기계적 연마방법
JP5628224B2 (ja) 基板表面を研磨するための方法
JP3534115B1 (ja) エッジ研磨した窒化物半導体基板とエッジ研磨したGaN自立基板及び窒化物半導体基板のエッジ加工方法
JP3605927B2 (ja) ウエハーまたは基板材料の再生方法
KR20000017512A (ko) 웨이퍼 기판 재생방법 및 웨이퍼 기판 재생을 위한 연마액 조성물
JP2002532898A (ja) 後表面損傷を組み込む半導体ウエハの処理法
US11781244B2 (en) Seed crystal for single crystal 4H—SiC growth and method for processing the same
KR100413371B1 (ko) 다이아몬드 그리드 화학 기계적 연마 패드 드레서
US6309433B1 (en) Polishing pad conditioner for semiconductor substrate
WO2017177072A1 (en) Diamond composite cmp pad conditioner
JP3482321B2 (ja) 半導体基板用研磨布のドレッサーおよびその製造方法
JP3533046B2 (ja) 半導体基板用研磨布のドレッサー
JP3482313B2 (ja) 半導体基板用研磨布のドレッサーおよびその製造方法
JPH05154760A (ja) シリコンウエーハの研磨用組成物及び研磨方法
JP3482322B2 (ja) 半導体基板用研磨布のドレッサーおよびその製造方法
JP3482328B2 (ja) 半導体基板用研磨布のドレッサーおよびその製造方法
JP3368312B2 (ja) 半導体基板用研磨布のドレッサーおよびその製造方法
JP3537300B2 (ja) 半導体基板用研磨布のドレッサーおよびその製造方法
JP2001007064A (ja) 半導体ウエーハの研削方法
JP4064391B2 (ja) 研磨パッド処理用SiC基板
JPH10180614A (ja) 半導体基板用研磨布のドレッサー
JP3721545B2 (ja) 半導体基板用研磨布のドレッサー
JP2003039329A (ja) 単層砥石及びその製造方法
JP4254043B2 (ja) 電着砥石の表面調整方法及び装置
KR200201101Y1 (ko) 연마드레싱용 공구

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010717

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20040623

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D04

A072 Dismissal of procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A072

Effective date: 20040910

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071010

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081010

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091010

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101010

Year of fee payment: 7

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101010

Year of fee payment: 7

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121010

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131010

Year of fee payment: 10

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term