JP3664691B2

JP3664691B2 - Dresser for CMP processing

Info

Publication number: JP3664691B2
Application number: JP2002112510A
Authority: JP
Inventors: 直樹峠; 悌司平嶋
Original assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Super Abrasive Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Super Abrasive Co Ltd
Priority date: 2002-04-15
Filing date: 2002-04-15
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2022-04-15
Also published as: JP2003305645A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ＬＳＩデバイスの平坦化に用いられるポリッシャのドレッシングに好適なＣＭＰ加工用ドレッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品や光学部品の超精密、高品位仕上げのために行われるポリッシングは、ポリッシャの研磨布上に軟質砥粒を散布して被加工物を押し付けることにより実施され、軟質砥粒と被加工物間の化学的、機械的作用により材料除去が行われる。最近ではＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ＆ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ）と称される技術が注目を浴びている。このＣＭＰ加工装置としては、たとえば特開平７−２９７１９５号公報や特開平９−１１１１１７号公報に記載の装置がある。
【０００３】
このようなＣＭＰ加工装置により半導体ウエハをポリッシングする場合、ポリッシャとしては一定の弾性率、繊維形状、形状パターンを持ったポリウレタン製の研磨布が使用される。ポリッシングは機械加工としては最終工程であり、平面度１μｍ前後、面粗度Ｒ_Ｚ１０Åレベルが達成されなければならない。
【０００４】
このようなポリッシング工程において、安定した加工性能を維持するためには研磨布表面の定期的修正が必要であり、ドレッサを使用してＣＭＰ加工と同時にまたは定期的に、研磨布表面の劣化層を除去するとともに、適正な面状態を得るようにしている。このドレッサとしては、ダイヤモンド砥粒などを母材に固着したドレッサが使用されている。
【０００５】
このドレッサの台金への砥粒の固着方法には、ろう付けによる固着、電着による固着、無機質結合材による固着があり、それぞれ長所と短所を有している。ここで、ドレッサの切れ味の面からみると、電着による固着および無機質結合材による固着の場合は、砥粒の突き出し量が小さく、ろう付けによる固着の場合に比して切れ味に劣るので、切れ味を重視する場合はろう付けにより砥粒を固着したドレッサが有利である。
【０００６】
図４の（ａ）は従来のドレッサの一例としてホイールタイプのドレッサを示す断面図であり、円盤状の台金４１の側面の外周部４１ａを一段高く盛り上げ、この外周部４１ａにダイヤモンド砥粒などを固着させた砥粒層４２を形成したドレッサ４０である。このドレッサ４０を同図（ｂ）に示すように保持具４３で保持し、ＣＭＰ加工装置のポリッシャ４４表面の研磨布４５に押し付けてドレッシングを行う。
【０００７】
このようなドレッサ４０では、砥粒層４２の上面は平坦に形成されていたので、ドレッサ４０の押圧による研磨布４５の変形により、砥粒層４２の最外周部は研磨布４５と線接触の状態となり、最外周部のみが早く摩耗してしまうという問題があった。この問題に対し、砥粒層の断面形状を凸型の円弧状曲面や山型としたドレッサが提案されている。
【０００８】
図５は特開平１１−３００６００号公報で提案されているドレッサであり、円盤状の台金５１の側面の外周部５１ａを上面が円弧状曲面５１ｂになるように盛り上げ、この円弧状曲面５１ｂの上に砥粒層５２を形成したものである。このような円弧状曲面５２を形成したことにより、砥粒層５２の研磨布との接触が面接触となり、ドレッサの長寿命化をはかることができる、とされている。
【０００９】
図６は特開平１０−２７７９１９号公報で提案されているドレッサであり、円盤状の台金６１の側面の外周部６１ａに、上面の外周側６１ｂおよび内周側６１ｃが傾斜面で中間部６１ｄが平坦面になるように砥粒層６２を形成したものである。このような山型の砥粒層６２としたことにより、縁部の砥粒の脱落を完全に防止することができ、また研磨布を傷つけるおそれがない、とされている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公開公報に記載のドレッサは、ドレッシング時にドレッサを研磨布に押し付けたときに、その押圧力で研磨布が弾性により沈んだ状態で変形することを利用して、砥粒層の断面形状を凸型の円弧状曲面や山型とし、砥粒層が研磨布と面接触となるようにしたものであるが、砥粒の固着が電着法によることとあわせて、ドレッシング時にチップポケットが形成されにくく、このため切粉の排出が不充分で、研磨液が砥粒間で凝集し、その結果、ＣＭＰ加工中の半導体ウエハの表面にマイクロスクラッチが発生するという問題がある。また上記のドレッサは、電着法により砥粒を固着させたドレッサであるので、砥粒の突き出し量が小さく、ろう付けによる固着の場合に比して切れ味に劣る。
【００１１】
本発明において解決すべき課題は、ＣＭＰ加工による半導体ウエハなどの表面仕上げに用いる研磨布をドレッシングするためのドレッサにおいて、従来のドレッサと同等以上の切れ味と加工精度を維持したうえで、砥粒の保持力と切粉の排出性を向上させることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、円盤状台金の側面の外周部に環状に形成された盛り上げ部に切刃が形成されたＣＭＰ加工用ドレッサであって、前記盛り上げ部に柱状の合成単結晶ダイヤモンドまたは多結晶焼結体ダイヤモンドが規則的に配列され、ろう付けにより固着されたＣＭＰ加工用ドレッサである。ここで規則的な配列とは、前記盛り上げ部に柱状の合成単結晶ダイヤモンドまたは多結晶焼結体ダイヤモンド（以下、柱状ダイヤモンドという）を幾何学的に配列することを指し、たとえば平面視配列形状が格子状、放射状、渦巻き状などになるように、台金円周方向および台金半径方向に所定の間隔をおいて柱状ダイヤモンドを配列することを含む。
【００１３】
台金外周部の盛り上げ部に柱状ダイヤモンドを規則的に配列してろう付けした切刃を形成することにより、従来のダイヤモンド砥粒をろう付けした切刃の砥粒の保持力に比べて柱状ダイヤモンドの保持力は格段に高くなり、従来の砥粒脱落によるマイクロスクラッチや砥粒の欠陥部の微小破壊によるマイクロスクラッチの発生をなくすことができる。また、柱状ダイヤモンドどうしの間に所定の間隔を設けることによって、加工中の研磨液の流れを阻害することがなく、研磨液の凝集によるマイクロスクラッチの発生を防止することもできる。
【００１４】
ここで、柱状ダイヤモンドを台金円周方向に配列した切刃列を台金半径方向に複数列形成し、前記複数列の切刃列の高さを台金外周から台金内周側に向かって順次高くし、頂点の切刃列を形成した後、切刃列の高さを台金内周に向かって順次低く形成した切刃形状とすることができる。このように切刃の形状を台金半径方向に中高状に形成することにより、ドレッサの切刃が研磨布の弾性変形に沿ってドレッシング加工できるため、削り残しがなく、加工能率が向上する。
【００１５】
また、前記切刃列の柱状ダイヤモンドの上面と台金基準面とのなす角度を切刃列ごとに変化させ、台金半径方向にみた柱状ダイヤモンドの上面の連なりが山形状をなした切刃形状とすることができる。切刃の形状をこのように山形状に形成することにより、ドレッサの切刃が研磨布の弾性変形により良く沿ってドレッシング加工できるため、加工能率がさらに向上する。
【００１６】
さらに、柱状ダイヤモンドの上面の稜部に面取り部を形成することにより切刃コーナ部が鈍角になり、切刃の強度が高くなって柱状ダイヤモンドの微小な欠けが発生しにくくなる。この面取りは必ずしも稜部の全周に形成する必要はなく、少なくとも回転方向の前方と外周側の稜部に形成すれば十分である。
【００１７】
柱状ダイヤモンドの形状は角柱状または円柱状が適しており、断面寸法は対角線または外径が０．２〜４ｍｍの範囲のものが適している。対角線または外径が０．２ｍｍより小さいと柱状ダイヤモンドの強度が不足して折れやすく、設定できる柱状ダイヤの突出し量が小さくなるため研磨液の流れ改善効果が小さく、４ｍｍより大きいと研磨布と柱状ダイヤモンドの接触が大きくなりすぎて研磨布の削れレートが小さくなる。
【００１８】
本発明のドレッサの製造方法は、台金外周部の環状の盛り上げ部の形成工程および盛り上げ部への柱状ダイヤモンドの固着による切刃の形成工程が、従来のドレッサの製造方法と異なる。盛り上げ部の形状は柱状ダイヤモンドの形状寸法によっても変わるが、たとえばすべての柱状ダイヤモンドがほぼ同じ形状寸法である場合は、盛り上げ部は環状の平坦面を台金半径方向に階段状に形成した形状とし、この平坦面に柱状ダイヤモンドを所定の間隔でろう付けにより固着することにより、本発明のドレッサを製造することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１の（ａ）は本発明の実施形態におけるドレッサの台金の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、図２は図１（ｂ）の部分拡大図である。
【００２０】
本実施形態におけるドレッサ１０は、円盤状の台金本体１１の側面の外周部に階段状の盛り上げ部１２を形成し、この盛り上げ部１２に同心円状に４列の切刃列１３ａ〜１３ｄを形成している。この盛り上げ部１２には、台金外周から台金内周側に向かって順次階段状に高くなる平坦面１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、平坦面１２ｃから台金内周に向かって階段状に低くなる平坦面１２ｄとが形成され、これらの平坦面１２ａ〜１２ｄに、後述するように柱状ダイヤモンド１４ａ〜１４ｄがろう付けにより固着されている。なお図において符号１６は、ドレッサをＣＭＰ加工機に固定するための取り付け用ねじ孔である。
【００２１】
台金本体１１はステンレス鋼製であり、各部の寸法は、外径１００ｍｍ、内周部の厚さ５ｍｍ、盛り上げ部の幅１２ｍｍ、平均厚さ６ｍｍ、平坦面の各段差は２０μｍである。
【００２２】
つぎに切刃の形成について説明する。台金外周部の拡大断面図である図２に示すように、階段状に形成した平坦面１２ａ〜１２ｄの上面に、柱状ダイヤモンド１４ａ〜１４ｄがろう付けにより固着されている。柱状ダイヤモンド１４ａ〜１４ｄは平面視形状が一辺１．０ｍｍの正方形で高さが１．２ｍｍの合成単結晶ダイヤモンドである。柱状ダイヤモンド１４ａ〜１４ｄの上面の四辺の稜部には面取り部１５が形成されている。この面取り部１５は本実施形態では直線的な傾斜面であるが、円弧状の曲面としてもよい。
【００２３】
ろう材による柱状ダイヤモンド１４ａ〜１４ｄの固着方法は通常の砥粒のろう付け法と基本的には同じであり、平坦面１２ａ〜１２ｄの上面にバインダーを塗布し、このバインダー塗布面に柱状ダイヤモンド１４ａ〜１４ｄを配置した状態で２００℃、１時間加熱して柱状ダイヤモンド１４ａ〜１４ｄを仮固定し、その後Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｇ系ろう材とバインダーの混合物を柱状ダイヤモンド１４ａ〜１４ｄの約１／２高さまで塗布して、非酸化性雰囲気中で９００℃、１時間加熱して柱状ダイヤモンド１４ａ〜１４ｄを平坦面１２ａ〜１２ｄの上面に本固定する。
【００２４】
台金外周部の盛り上げ部１２に柱状ダイヤモンド１４ａ〜１４ｄを規則的に配列してろう付けした切刃を形成することにより、柱状ダイヤモンド１４ａ〜１４ｄの脱落を防止することができ、また、切刃の形状を台金半径方向に中高状に形成することにより、ドレッサの切刃が研磨布の弾性変形に沿ってドレッシング加工できるため、削り残しがなく、加工能率が向上する。
【００２５】
図３は柱状ダイヤモンドの上面に傾斜を形成した別の実施形態を示す図である。台金外周部における柱状ダイヤモンド１７ａ〜１７ｄの配列は図１の実施形態の場合と同じであるが、本実施形態では、各切刃列の柱状ダイヤモンド１７ａ〜１７ｄの上面と台金本体１１の基準面とのなす角度を切刃列ごとに変化させ、台金半径方向にみた柱状ダイヤモンド１７ａ〜１７ｄの上面の連なりが山形状をなした切刃形状としている。切刃の形状をこのように山形状に形成することにより、ドレッサの切刃が研磨布の弾性変形により良く沿ってドレッシング加工できるため、加工能率がさらに向上する。
【００２６】
〔試験例〕
図１の（ａ）に示す平面形状で図２に示す柱状ダイヤモンド形状のドレッサ（発明品１）と図３に示す柱状ダイヤモンド形状のドレッサ（発明品２）、および外周部断面形状を特開平１０−２７７９１９号公報に記載の形状（図６参照）としたドレッサ（従来品１）と、外周部断面形状を特開平１１−３００６００号公報に記載の形状（図５参照）としたドレッサ（従来品２）を用いてドレッシング試験を行った。試験条件は以下の通りである。
ドレッサ仕様：台金寸法 φ１００×１２Ｗ、発明品の柱状ダイヤモンド寸法□１．０×１．２Ｌ、従来品のダイヤモンド砥粒粒度＃１００／１２０、ろう材Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｇ系
使用機械：タクマ機
研磨パッド：発泡ポリウレタン外径３００ｍｍ
ドレッサ回転速度：２０ｍｉｎ^−１
テーブル回転速度：３０ｍｉｎ^−１
加工圧：２００Ｎ
加工時間：２０時間
【００２７】
試験結果を表１に示す。
【表１】

【００２８】
表１において、表中の各特性値は従来品１の測定値を１００としたときの指数で表している。ここで、切れ味はドレッシング時の削れレートを指標とし、耐用は柱状ダイヤモンドの欠損またはダイヤモンド砥粒の摩耗によって削れレートが所定値を下回るまでのドレッサの使用時間を指標とし、加工精度は被加工材の加工精度を指標とした。表１からわかるように、柱状ダイヤモンドを用いた発明品１，２は、加工精度を維持したうえで従来品１，２に比して切れ味と耐用が大幅に向上している。とくに発明品２は、ドレッサの切刃が研磨布の弾性変形により良く沿ってドレッシング加工できるため、発明品１よりもさらに加工能率が向上している。
【００２９】
【発明の効果】
（１）台金外周部の盛り上げ部に柱状ダイヤモンドを規則的に配列してろう付けした切刃を形成することにより、従来の砥粒脱落によるマイクロスクラッチや砥粒の欠陥部の微小破壊によるマイクロスクラッチの発生をなくすことができる。また、柱状ダイヤモンドどうしの間に所定の間隔を設けることによって、研磨液の凝集によるマイクロスクラッチの発生を防止することもできる。
【００３０】
（２）台金円周方向に配列した複数列の切刃列の高さを台金外周から台金内周側に向かって順次高くし、頂点の切刃列を形成した後、切刃列の高さを台金内周に向かって順次低く形成した切刃形状とすることにより、ドレッサの切刃が研磨布の弾性変形に沿ってドレッシング加工できるため、削り残しがなく、加工能率が向上する。
【００３１】
（３）切刃列の台金半径方向にみた柱状ダイヤモンドの上面の連なりが山形状をなした切刃形状とすることにより、ドレッサの切刃が研磨布の弾性変形により良く沿ってドレッシング加工できるため、加工能率がさらに向上する。さらに、柱状ダイヤモンドの上面の稜部に面取り部を形成することにより、負のすくい角が形成され、柱状ダイヤモンドの微小な欠けが発生しにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態におけるドレッサの平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図１（ｂ）の部分拡大図である。
【図３】柱状ダイヤモンドの形状についての別の実施形態を示す部分拡大図である。
【図４】従来のドレッサの一例とその使用状態を示す図である。
【図５】従来のドレッサの改良例を示す図である。
【図６】従来のドレッサの別の改良例を示す図である。
【符号の説明】
１０ドレッサ
１１台金本体
１２盛り上げ部
１２ａ〜１２ｄ平坦面
１３ａ〜１３ｄ切刃列
１４ａ〜１４ｄ，１７ａ〜１７ｄ柱状ダイヤモンド
１５面取り部
１６取り付け用ねじ孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dresser for CMP processing suitable for dressing a polisher used for planarization of a semiconductor LSI device.
[0002]
[Prior art]
Polishing performed for ultra-precision and high-quality finishing of electronic parts and optical parts is performed by spreading soft abrasive grains on the polishing cloth of the polisher and pressing the work piece. Soft abrasive grains and work piece The material is removed by chemical and mechanical action between them. Recently, a technique called CMP (Chemical & Mechanical Polishing) has attracted attention. As this CMP processing apparatus, for example, there are apparatuses described in JP-A-7-297195 and JP-A-9-111117.
[0003]
When polishing a semiconductor wafer with such a CMP processing apparatus, a polishing cloth made of polyurethane having a certain elastic modulus, fiber shape, and shape pattern is used as the polisher. Polishing is the final step for machining, and a flatness of around 1 μm and a surface roughness R _{Z of} 10 mm must be achieved.
[0004]
In such a polishing process, it is necessary to periodically modify the surface of the polishing pad in order to maintain stable processing performance, and a deteriorated layer on the surface of the polishing pad is formed simultaneously or periodically with CMP using a dresser. While removing, it is trying to obtain an appropriate surface state. As this dresser, a dresser in which diamond abrasive grains or the like are fixed to a base material is used.
[0005]
The method of fixing the abrasive grains to the base metal of the dresser includes fixing by brazing, fixing by electrodeposition, and fixing by an inorganic binder, each having advantages and disadvantages. Here, from the viewpoint of the sharpness of the dresser, in the case of fixing by electrodeposition and fixing by an inorganic binder, the protruding amount of abrasive grains is small, and the sharpness is inferior compared to the case of fixing by brazing. When importance is attached to a dresser, a dresser in which abrasive grains are fixed by brazing is advantageous.
[0006]
FIG. 4A is a cross-sectional view showing a wheel-type dresser as an example of a conventional dresser. The outer peripheral portion 41a on the side surface of the disk-shaped base metal 41 is raised one step higher, and diamond outer grains or the like are formed on the outer peripheral portion 41a. This is a dresser 40 in which an abrasive grain layer 42 is fixed. The dresser 40 is held by a holder 43 as shown in FIG. 5B, and dressed by pressing against the polishing cloth 45 on the surface of the polisher 44 of the CMP processing apparatus.
[0007]
In such a dresser 40, since the upper surface of the abrasive grain layer 42 is formed flat, the outermost peripheral portion of the abrasive grain layer 42 is in line contact with the abrasive cloth 45 due to the deformation of the abrasive cloth 45 due to the pressure of the dresser 40. There was a problem that only the outermost peripheral portion was worn quickly. In response to this problem, a dresser has been proposed in which the cross-sectional shape of the abrasive layer is a convex arcuate curved surface or a mountain shape.
[0008]
FIG. 5 shows a dresser proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-300600. The outer peripheral portion 51a of the side surface of the disk-shaped base 51 is raised so that the upper surface is an arcuate curved surface 51b. An abrasive layer 52 is formed thereon. By forming such an arcuate curved surface 52, the contact of the abrasive layer 52 with the polishing cloth becomes surface contact, and the life of the dresser can be extended.
[0009]
FIG. 6 shows a dresser proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-277919, and an outer peripheral portion 61a on the side surface of a disk-shaped base 61, an outer peripheral side 61b and an inner peripheral side 61c on the upper surface are inclined surfaces, and an intermediate portion 61d. The abrasive grain layer 62 is formed so as to be a flat surface. By adopting such a chevron-shaped abrasive grain layer 62, it is said that it is possible to completely prevent the abrasive grains at the edge from falling off and there is no possibility of damaging the polishing cloth.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the dresser described in the above publication uses the fact that when the dresser is pressed against the polishing cloth at the time of dressing, the polishing cloth is deformed in a state in which the polishing cloth is elastically submerged by the pressing force. Is a convex arcuate curved surface or mountain shape, and the abrasive layer is in surface contact with the polishing cloth. There is a problem in that it is difficult to form and, therefore, the discharge of chips is insufficient and the polishing liquid aggregates between abrasive grains, resulting in the generation of micro scratches on the surface of the semiconductor wafer during CMP processing. Further, since the dresser is a dresser in which abrasive grains are fixed by an electrodeposition method, the protruding amount of the abrasive grains is small, and the sharpness is inferior to that in the case of fixing by brazing.
[0011]
The problem to be solved in the present invention is that a dresser for dressing a polishing cloth used for surface finishing of a semiconductor wafer or the like by CMP processing maintains the sharpness and processing accuracy equal to or higher than those of a conventional dresser, and the abrasive grains. The purpose is to improve holding power and chip discharge.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a dresser for CMP processing in which a cutting edge is formed on a raised portion formed in an annular shape on the outer peripheral portion of the side surface of a disk-shaped base metal, and a columnar synthetic single crystal diamond or polycrystal firing is formed on the raised portion. It is a dresser for CMP processing in which the bonded diamond is regularly arranged and fixed by brazing. Here, the regular arrangement refers to geometrically arranging columnar synthetic single crystal diamond or polycrystalline sintered diamond (hereinafter referred to as columnar diamond) on the raised portion. This includes arranging columnar diamonds at predetermined intervals in the circumferential direction of the base metal and the radial direction of the base metal so as to have a lattice shape, a radial shape, a spiral shape, or the like.
[0013]
Compared to the holding power of the abrasive grains of the cutting blades brazed with conventional diamond abrasive grains, the diamonds are regularly brazed on the raised part of the outer periphery of the base metal to form brazed cutting edges. Thus, the holding force of is significantly increased, and it is possible to eliminate the occurrence of conventional micro scratches due to abrasive grain dropping and micro scratches due to microscopic destruction of defective parts of abrasive grains. Further, by providing a predetermined interval between the columnar diamonds, the flow of the polishing liquid during processing is not hindered, and generation of micro scratches due to aggregation of the polishing liquid can be prevented.
[0014]
Here, a plurality of cutting blade rows in which columnar diamonds are arranged in the base metal circumferential direction are formed in the base metal radial direction, and the height of the plurality of cutting blade rows is directed from the outer periphery of the base metal toward the inner peripheral side of the base metal. After forming the apex cutting edge row in order, the cutting edge row can be formed into a cutting edge shape in which the height of the cutting edge row is gradually lowered toward the inner periphery of the base metal. Thus, by forming the shape of the cutting blade in a medium-high shape in the base metal radial direction, the dresser's cutting blade can be dressed along the elastic deformation of the polishing cloth, so there is no uncut residue and the processing efficiency is improved.
[0015]
Further, the angle between the upper surface of the columnar diamond of the cutting blade row and the base metal reference surface is changed for each cutting blade row, and the cutting blade shape in which the upper surface of the columnar diamond viewed in the base metal radial direction forms a mountain shape. It can be. By forming the shape of the cutting edge into a mountain shape in this way, the cutting edge of the dresser can be dressed along the elastic deformation of the polishing cloth better, so that the processing efficiency is further improved.
[0016]
Further, by forming a chamfered portion at the ridge portion on the upper surface of the columnar diamond, the corner of the cutting edge becomes obtuse, the strength of the cutting edge is increased, and minute cracks in the columnar diamond are less likely to occur. This chamfering does not necessarily have to be formed on the entire circumference of the ridge, but it is sufficient if it is formed at least on the front and outer ridges in the rotational direction.
[0017]
As the shape of the columnar diamond, a prismatic shape or a columnar shape is suitable, and a cross-sectional dimension having a diagonal line or an outer diameter in the range of 0.2 to 4 mm is suitable. If the diagonal or outer diameter is smaller than 0.2 mm, the strength of the columnar diamond is insufficient and it is easy to break, and the protruding amount of the columnar diamond that can be set is small, so the effect of improving the polishing fluid flow is small. The contact of diamond becomes too large, and the abrasion rate of the polishing cloth is reduced.
[0018]
The dresser manufacturing method of the present invention is different from the conventional dresser manufacturing method in the formation process of the annular raised portion on the outer periphery of the base metal and the formation process of the cutting edge by fixing the columnar diamond to the raised portion. The shape of the raised portion varies depending on the shape and size of the columnar diamond. For example, if all the columnar diamonds have approximately the same shape and size, the raised portion has a shape in which an annular flat surface is formed stepwise in the base metal radial direction. The dresser of the present invention can be manufactured by fixing columnar diamonds to the flat surface by brazing at a predetermined interval.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1A is a plan view of a dresser base metal according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1A, and FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. It is.
[0020]
The dresser 10 in this embodiment forms a step-like raised portion 12 on the outer peripheral portion of the side surface of the disc-shaped base metal body 11, and forms four cutting blade rows 13 a to 13 d concentrically on the raised portion 12. doing. The raised portion 12 has

flat surfaces

12a, 12b, and 12c that increase stepwise from the outer periphery of the base metal toward the inner peripheral side of the base metal, and lower stepwise from the flat surface 12c toward the inner periphery of the base metal. A flat surface 12d is formed, and columnar diamonds 14a to 14d are fixed to these flat surfaces 12a to 12d by brazing as will be described later. In the figure, reference numeral 16 denotes a mounting screw hole for fixing the dresser to the CMP processing machine.
[0021]
The base metal body 11 is made of stainless steel, and the dimensions of each part are an outer diameter of 100 mm, an inner peripheral part thickness of 5 mm, a raised part width of 12 mm, an average thickness of 6 mm, and a flat step of 20 μm.
[0022]
Next, the formation of the cutting blade will be described. As shown in FIG. 2, which is an enlarged cross-sectional view of the outer periphery of the base metal, columnar diamonds 14a to 14d are fixed to the upper surfaces of flat surfaces 12a to 12d formed in a step shape by brazing. The columnar diamonds 14a to 14d are synthetic single crystal diamond having a square shape with a side of 1.0 mm and a height of 1.2 mm in plan view. Chamfered portions 15 are formed at the ridges on the four sides of the upper surfaces of the columnar diamonds 14a to 14d. The chamfered portion 15 is a linear inclined surface in the present embodiment, but may be an arcuate curved surface.
[0023]
The fixing method of the columnar diamonds 14a to 14d by the brazing material is basically the same as the ordinary brazing method of the abrasive grains, and a binder is applied to the upper surfaces of the flat surfaces 12a to 12d, and the columnar diamond 14a is applied to the binder application surface. ˜14d is placed and heated at 200 ° C. for 1 hour to temporarily fix the columnar diamonds 14a to 14d, and then the mixture of the Ti—Cu—Ag brazing material and the binder is about ½ higher than the columnar diamonds 14a to 14d. Then, the columnar diamonds 14a to 14d are permanently fixed to the upper surfaces of the flat surfaces 12a to 12d by heating at 900 ° C. for 1 hour in a non-oxidizing atmosphere.
[0024]
By forming a cutting blade in which columnar diamonds 14a to 14d are regularly arranged and brazed on the raised portion 12 of the outer peripheral portion of the base metal, it is possible to prevent the columnar diamonds 14a to 14d from falling off. Since the dresser cutting edge can be dressed along the elastic deformation of the polishing cloth, the cutting efficiency of the dresser is eliminated and the processing efficiency is improved.
[0025]
FIG. 3 is a view showing another embodiment in which a slope is formed on the upper surface of a columnar diamond. The arrangement of the columnar diamonds 17a to 17d in the outer periphery of the base metal is the same as that of the embodiment of FIG. 1, but in this embodiment, the upper surface of the columnar diamonds 17a to 17d of each cutting blade row and the reference of the base metal body 11 are used. The angle formed with the surface is changed for each cutting blade row, and the continuous top surface of the columnar diamonds 17a to 17d viewed in the base metal radial direction has a mountain-shaped cutting blade shape. By forming the shape of the cutting edge into a mountain shape in this way, the cutting edge of the dresser can be dressed along the elastic deformation of the polishing cloth better, so that the processing efficiency is further improved.
[0026]
[Test example]
A columnar diamond-shaped dresser (invention product 1) shown in FIG. 2 and a columnar diamond-shaped dresser (invention product 2) shown in FIG. No. 277919 (refer to FIG. 6) dresser (conventional product 1), and a dresser (conventional product) whose outer peripheral section has the shape described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-300600 (refer to FIG. 5). A dressing test was conducted using 2). The test conditions are as follows.
Dresser specifications: Base metal size φ100 × 12W, Invented columnar diamond size □ 1.0 × 1.2L, Conventional diamond abrasive grain size # 100/120, Brazing material Ti-Cu-Ag-based machine: Takuma machine Polishing pad: Foam polyurethane outer diameter 300mm
Dresser rotation speed: 20 min ⁻¹
Table rotation speed: 30 min ^-1
Processing pressure: 200N
Processing time: 20 hours [0027]
The test results are shown in Table 1.
[Table 1]

[0028]
In Table 1, each characteristic value in the table is represented by an index when the measured value of the conventional product 1 is 100. Here, the sharpness is indicated by the wear rate at the time of dressing, the durability is indicated by the dresser usage time until the wear rate falls below a predetermined value due to chipping of the diamond diamond or wear of the diamond abrasive grains, and the processing accuracy is the work material. Was used as an index. As can be seen from Table 1, the inventive products 1 and 2 using columnar diamonds have greatly improved sharpness and durability compared to the conventional products 1 and 2 while maintaining the processing accuracy. In particular, the inventive product 2 is further improved in processing efficiency than the inventive product 1 because the dresser cutting edge of the dresser can be dressed along the elastic deformation of the polishing cloth.
[0029]
【The invention's effect】
(1) By forming a cutting blade in which columnar diamonds are regularly arranged and brazed on the raised portion of the outer periphery of the base metal, a micro scratch caused by conventional abrasive grain dropping or a micro caused by micro destruction of the defective part of the abrasive grain is formed. The generation of scratches can be eliminated. Further, by providing a predetermined interval between the columnar diamonds, it is possible to prevent the generation of micro scratches due to the aggregation of the polishing liquid.
[0030]
(2) The height of the plurality of rows of cutting blades arranged in the circumferential direction of the base metal is successively increased from the outer periphery of the base metal toward the inner peripheral side of the base metal to form a vertex cutting blade row, and then the cutting blade row By making the cutting edge shape so that the height of the blade gradually decreases toward the inner periphery of the base metal, the dresser's cutting edge can be dressed along the elastic deformation of the polishing cloth, so there is no uncut residue and machining efficiency is improved. To do.
[0031]
(3) By forming a cutting blade shape in which the upper surface of the columnar diamond viewed in the base metal radial direction of the cutting blade row has a mountain shape, the dresser cutting blade can be dressed along the elastic deformation of the polishing cloth. Therefore, the processing efficiency is further improved. Furthermore, by forming a chamfered portion at the ridge on the upper surface of the columnar diamond, a negative rake angle is formed, and minute cracks in the columnar diamond are less likely to occur.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a plan view of a dresser according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.
FIG. 3 is a partially enlarged view showing another embodiment of the shape of a columnar diamond.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a conventional dresser and a usage state thereof.
FIG. 5 is a diagram showing an improved example of a conventional dresser.
FIG. 6 is a diagram showing another improved example of a conventional dresser.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Dresser 11 Base metal body 12 Raised part 12a-12d Flat surface 13a-13d Cutting blade row | line | column 14a-14d, 17a-17d Columnar diamond 15 Screw hole for chamfering part 16 attachment

Claims

A CMP processing dresser in which a cutting edge is formed on a raised portion formed in an annular shape on the outer peripheral portion of a side surface of a disk-shaped base metal, and a columnar synthetic single crystal diamond or polycrystalline sintered diamond is formed on the raised portion. A plurality of cutting blade rows arranged regularly in the circumferential direction of the base metal and fixed by brazing are formed in the radial direction of the base metal, and the height of the plurality of cutting blade rows is set in the base metal from the outer periphery of the base metal. A CMP processing dresser having a cutting edge shape in which the height of the cutting blade row is gradually lowered toward the inner periphery of the base metal after the height of the cutting blade row is gradually increased toward the peripheral side .

The angle formed between the upper surface of the columnar diamond of the cutting blade row and the base metal reference surface is changed for each cutting blade row, and a continuous blade surface shape of the columnar diamond viewed in the base metal radial direction forms a mountain shape. The dresser for CMP processing according to claim 1.

The dresser for CMP processing according to claim 1 or 2, wherein a chamfered portion is formed at a ridge portion on the upper surface of the columnar diamond.

The dresser for CMP processing according to any one of claims 1 to 3, wherein the columnar diamond has a prismatic shape or a cylindrical shape.