JP3968924B2 - Single layer whetstone and method for manufacturing the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウエーハ等の被研磨材の表面をCMP装置によって研磨する際に用いられる研磨用のパッドをコンディショニングするため等に用いられる単層砥石およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、シリコンインゴットから切り出した半導体ウエーハ(以下、単にウエーハという)の表面を化学的且つ機械的に研磨するCMP装置(ケミカルメカニカルポリッシングマシン)の一例として、図7に示すような装置がある。
ウエーハはデバイスの微細化に伴って高精度かつ無欠陥表面となるように鏡面研磨することが要求されている。CMPによる研磨のメカニズムは、微粒子シリカ等によるメカニカルな要素(遊離砥粒)とアルカリ液や酸性液等によるエッチング要素とを複合したメカノ・ケミカル研磨法に基づいている。
このCMP装置1は、図7に示すように中心軸2に取り付けられた円板状の回転テーブル3上に例えば硬質ウレタンからなるポリッシング用のパッド4が設けられ、このパッド4に対向して且つパッド4の中心軸2から偏心した位置に自転可能なウエーハキャリア5が配設されている。このウエーハキャリア5はパッド4よりも小径の円板形状とされてウエーハ6を保持するものであり、このウエーハ6がウエーハキャリア5とパッド4間に配置されてパッド4側の表面の研磨に供され鏡面仕上げされる。
【0003】
研磨に際して、例えば上述した微粒子シリカ等からなる遊離砥粒が研磨剤として用いられ、更にエッチング用のアルカリ液等が混合されたものが液状のスラリsとしてパッド4上に供給されているため、このスラリsがウエーハキャリア5に保持されたウエーハ6とパッド4との間に流動して、ウエーハキャリア5でウエーハ6が自転し、同時にパッド4が中心軸2を中心として例えばP方向に回転するために、パッド4でウエーハ6の一面が研磨される。
ウエーハ6の研磨を行う硬質ウレタン製などのパッド4上にはスラリsを保持する微細な発泡層が多数設けられており、これらの発泡層内に保持されたスラリsでウエーハ6の研磨が行われる。
ところが、ウエーハ6の研磨を繰り返すことでパッド4の研磨面の平坦度が低下したり目詰まりするためにウエーハ6の研磨精度と研磨効率が低下するという問題が生じる。
【0004】
そのため、従来からCMP装置1には図7に示すようにパッドコンディショナ8が設けられ、パッド4の表面を再研削(コンディショニング)するようになっている。
このパッドコンディショナ8は、回転テーブル3の外部に設けられた旋回軸兼回転軸9にアーム10を介してホイール11が設けられ、回転軸9によってホイール11をパッド4と同一方向に回転させることで、回転するパッド4上においてパッド4の表面を研磨してパッド4の表面の平坦度等を回復または維持し目詰まりを解消するようになっている。またホイール11に回転運動に加えて揺動運動を行わせても良い。
このホイール11は、図8(A)及び(B)に示すように円形板状の台金12上に上面が平面状をなしていて一定幅でリング状の砥粒層13が形成されており、この砥粒層13は例えば図9に示すように台金12上に電気めっきや活性ろう付けなどによりダイヤモンドやcBNなどの超砥粒14を金属結合相15で分散固定して構成されている。この金属結合相15は例えばニッケルめっきなどで構成されている。
尚、砥粒層13の表面には例えば45°等の所定間隔で径方向に凹溝17が形成されており、スラリsや切削屑をこの凹溝17を通して外部に排出することになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなホイール11を用いてパッド4の研削を行う場合、ホイール11は安定した研削性能が要求され、特に経時安定性が必要であるが、コンディショナとしてのホイール11は次のような問題点を有する。
コンディショニングの際にパッド4に残留するシリコンウエーハの配線金属やシリコンからなる研削屑がホイール11の超砥粒14…の間に固着し、最終的にはスラリsと共に固化して固着屑となって超砥粒14がこの固着屑に埋没してパッド4に対する研削能力が低下する。
また超砥粒14がパッド4の研削や各種の研削屑との接触で摩耗摩滅し切れ味が低下する。
【0006】
本発明は、このような実情に鑑みて、超砥粒間に各種研削屑やスラリsの固化物等が沈着滞留するのを抑制して効果的に排出できるようにした単層砥石およびその製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る単層砥石は、超砥粒が金属結合相中に固着された砥粒層が台金に装着されてなる単層砥石において、砥粒層は略中央に研削液を吐出する開口が形成されてなる小砥粒層部が複数配列されて形成されており、前記小砥粒層部は、中央に断面円形の前記開口が形成されて前記台金上に所定間隔で隆起する円筒状のマウンド部の上面にリング状に、前記超砥粒が一層のみ配列されて形成されていることを特徴とする。小砥粒層部の略中央に、研削液をその周囲の超砥粒に供給する開口を設けたことで、超砥粒による研削ポイントに直接研削液を供給できて各種研削屑を超砥粒間に沈着滞積させることなく排出でき、研削屑の混合による研削液の粘性を低下させて排出がスムーズであり、超砥粒の冷却を促進してダメージを抑えることもできる。尚、単層砥石とは、金属結合相の厚み方向に超砥粒が一層のみ固着された砥石をいい、電着砥石やメタルボンド砥石等のいずれも含む。
【0008】
また小砥粒層部は台金上に所定間隔で隆起するマウンド部上に形成されており、こうして台金上に隆起するマウンド上に小砥粒層部を形成することで、被削材がCMP装置のパッドのような軟質のものであってもベタ当たりすることなく小砥粒層部の超砥粒だけで接触して研削するために研削圧が高くて切れ味が良く研削屑の排出性もよい。なお、マウンド部以外の領域に排出路が形成されていてもよい。研削液の供給源と排出路が小砥粒層部の研削ポイントを挟んで両側に配設されることになって、両者の距離を極力短くできて研削ポイントに研削液が十分行き渡り超砥粒に研削屑が滞積するのを防いでスムーズに洗い流すことができる。
【0009】
また小砥粒層部の開口はその径がφ0.5〜3.0mmの範囲であってもよい。
開口の径(d)が0.5mmより小さいと研削液を研削ポイントに十分供給できず、3.0mmを越えると小砥粒層部存在比率が低下し研削能力が低下するので好ましくない。
またマウンド部の径(D)は開口の径(d)の2〜10倍であってもよい。
開口の径(d)の2〜10倍の範囲内であれば研削ポイントでの研削屑の滞積を防いでスムーズに洗い流すことが可能である。
台金に対するマウンド部の高さは0.1〜5.0mmの範囲であってもよい。
この範囲であれば研削ポイントと台金上である排出路との間で研削液や研削屑を容易に流して排出できる。
【0010】
隣り合うマウンド部間の距離(L)がマウンド部の平均的な径(D)の1/3〜2倍の範囲であってもよい。
この範囲であれば小砥粒層部の間隔を適切に設定できて超砥粒の研削圧を高く維持できる上に各種研削屑をこの間隙を通して研削液によってスムーズに排出できる。
砥粒層は複数層のリング状または螺旋状で形成されていてもよい。
これによって被削材の相対移動方向に略平行な方向の各砥粒層の研削長さの和を被削材の移動方向に略直交する方向の任意位置でほぼ均一にすることができる。また砥粒層を3層以上の複数層で構成すれば、被削材の相対移動方向に略平行な方向に略直交する任意位置での砥粒層領域の面積の和を容易に均一にできる。
径方向に間隔をおいて配設された複数層の砥粒層の間に排出路が形成されていてもよい。
この場合、排出路は各砥粒層内の隣り合う小砥粒層部の間に形成された副排出路とリング状または螺旋状をなしていて径方向に隣り合う複数層の砥粒層の間の主排出路とからなっていてもよい。小砥粒層部での研削で生じた各種の研削屑は小砥粒層部の開口から供給された研削液と共に洗い出されて副排出路を流れ、更に主排出路を通して外部に排出され、研削屑を容易に排出できて超砥粒の間に沈着滞積するのを抑制できる。
またこの単層砥石はCMP装置のパッドコンディショナとして特に好適である。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面により説明するが、上述の従来技術と同一の部分には同一の符号を用いてその説明を省略する。図1乃至図4は第一の実施の形態に関するものであって、図1はホイールの砥粒層を装着した面の平面図、図2は図1に示すホイールの砥粒層の真ん中の層の部分拡大図、図3は図2で示す砥粒層のB−B線縦断面図、図4(A),(B),(C)は実施の形態によるホイールの製造工程を示す図である。
図1に示す実施の形態によるホイール20(単層砥石)は、図2及び図3で示すように円板形の台金22の略円形をなす一面22aの外周側に同心円(同心円でなくてもよい)のリング状をなす複数層(図では3層)からなる砥粒層24が設けられて構成されている。砥粒層24は最も外周側に最大径(例えば台金22と同一径)をなす第一砥粒層24Aが形成され、その内側に間隔をおいて第二砥粒層24Bが形成され、最も内側に間隔をおいて最小径をなす第三砥粒層24Cが形成されている。第三砥粒層24Cの内側には砥粒層は形成されていない。
【0012】
台金22の一面22aにおいて第一乃至第三砥粒層24A,B,Cのリング状の領域はその他の領域よりも厚み方向に一段高さが大きく設定されており(例えば図3に示す高さHの段差)、これを第一台金部22A,第二台金部22B,第三台金部22Cとする。
そして図2及び図3に示す第二台金部22B上には、略円筒状のマウンド部25が所定間隔で複数形成され、その中央に断面円形の開口26が形成されている。そしてマウンド部25の上面に略リング状の小砥粒層部28が形成され、この小砥粒層部28はNiまたはNi合金の金属結合相(金属めっき相)15中にダイヤモンドやCBN等の超砥粒14が分散配置されて固着されている。この小砥粒層部28では超砥粒14がその厚み方向に一層のみ配列されており、例えば電気めっきによって製作されている。図2で一部の超砥粒14は省略されている。
尚、第一台金部22A,第三台金部22C上にも同一構成の多数の小砥粒層部28が設けられている。
【0013】
そして台金22の内部には図3に示すように第一乃至第三砥粒層部24A,24B,24Cの領域に亘って通水路30が形成されている。この通水路30は第一乃至第三砥粒層24A,24B,24Cの各小砥粒層部28の中央に形成された開口26に連通しており、図示しない供給源から研削液として例えば純水が供給されて通水路30内を循環して各開口26から外部に吐出されるようになっている。
ここで、開口26の内径dは例えば0.5〜3mmの範囲に設定され、またマウンド部25の直径Dは2d〜10dの範囲とされている。またマウンド部25の各台金部22A,B,Cからの高さhは0.1〜5mmの範囲に設定されている。更に隣り合う二つのマウンド部25,25の離間距離Lはマウンド部25の直径Dの1/3〜2倍の範囲とされている。
【0014】
そして各台金部22A,B,Cにおいて隣り合うマウンド部25,25の間は例えば網目状をなす副排出路32を構成し、この副排出路32には砥粒層は形成されておらず、パッド4の研削屑やスラリsの固化物等を研削液によって排出することになる。更に第一乃至第三砥粒層24A,B,C間の隙間には略リング状の主排出路34が形成されている。主排出路34,34は副排出路32より幅広で深さも台金部22A,22B,22Cの段差Hと同一距離だけ深く形成されている。
また第一乃至第三砥粒層24A,B,Cには所定間隔、例えば45°間隔で径方向にスラリsや研削屑等を排出するための凹溝17が形成されている。この凹溝17は図1では第一乃至第三砥粒層24A,B,Cに対して直線をなすように一列に形成され、その底面は主排出路34とほぼ同一深さ位置に設定されている。
尚、凹溝17は必ずしも一列に形成されている必要はなく第一乃至第三砥粒層24A,B,Cで周方向に異なる位置にずらせて径方向に向けて配設されていてもよい。また内側の層に対して外側の層の凹溝17を多くしても良い。このように形成すれば、第一乃至第三砥粒層24A,B,C間で冷却効率と研削屑の排出性が良い。
【0015】
本実施の形態によるホイール20は上述のように構成されており、次にホイール20の製造方法について図4により説明する。
図4(A)において、例えばSUS304等からなる円板形状の台金22の一面22aをエッチング等で部分的に除去してリング状に複数層の隆起部を残して第一台金部22A,第二台金部22B,第三台金部22Cとする。エッチングで除去された部分のうち各台金部22A,B,Cの間の領域は主排出路34をなす。このようにして台金22の一面22aを形成する。尚、エッチングに代えて型成形等で一面22aを形成してもよい。
尚、台金22の内部には第一乃至第三台金部22A,B,Cに対向する領域に中空の通水路30が形成され、この通水路30は第一乃至第三台金部22A,B,Cにそれぞれ所定間隔で穿孔された開口26に連通している。
【0016】
次に図4(A)において通水路30に連通する第一乃至第三台金部22A,B,C上の各開口26の周囲のマウンド部25に相当する領域を残してマスキングし、NiまたはNi基合金めっきによって開口26の周囲を囲うように略円筒状にめっきを析出させて図4(B)に示すマウンド部25…を所定間隔でそれぞれ多数形成する。尚、めっきに代えてエッチングや放電加工等でマウンド部25…を形成するようにしてもよい。
尚、各台金部22A,B,Cでマウンド部25…を除いた領域は副排出路32を構成する。
そして砥粒電着に当たって、図4(B)でマウンド部25…を除く主副排出路34,32等を樹脂マスキングして、通水路30から各開口26を通して空気を吐出しながらめっきを行う。これによって図4(C)に示すように通水路30を除く各マウンド部25の上面に超砥粒14がNi等の金属結合相15で固着される。尚、通水路30を通して各開口26から超砥粒14を含むめっき液を吐出させてマウンド部25上にめっきを行うようにしてもよい。この場合、通水路30にめっきが析出するが超砥粒14は固着されない。
【0017】
ところで、径方向に所定間隔を開けた第一乃至第三砥粒層24A,B,Cでは、その幅Wa,Wb,Wcは最も内側の砥粒層24Cで最大であり外側の層に向かって漸次幅が狭くなるように設定されている。そのため、Wa<Wb<Wcとされている。尚、第一乃至第三の各砥粒層24A,B,Cの各幅はそれぞれ一定幅となる。
このように設定したのは、図1において、パッド4の回転方向Pに略直交する方向の任意位置の仮想線a,b,c,dを各砥粒層24A,B,Cに内接させた場合に径の大きい外側の砥粒層に交差する研削長さ(例えば仮想線dの研削長さLd1)が内側の径の小さい砥粒層に交差する研削長さより大きくなり研削時の仕事量(研削長さ)がより大きくなるために、より内側の砥粒層の幅を大きくして各砥粒層の研削長さ(仕事量)をより均一にするためである。
【0018】
例えば、図1において第一乃至第三砥粒層24A,B,Cに対してパッド4の回転方向Pに略平行な方向に延びる仮想線を、この方向に略直交する方向にずらせて任意の位置に仮想線a,b,c,dとして引き、例えば仮想線a,bは第一乃至第三砥粒層24A,B,Cに交差し、仮想線cは第三砥粒層24Cに外接して第一及び第二砥粒層24A,Bに交差し、仮想線dは第一砥粒層24Aに内接して交差するものとする。そして各仮想線a,b,c,dが交差する第一乃至第三砥粒層24A,B,Cの領域の研削長さを次のように設定する。
ホイール20の中心Oに最も近い仮想線aで交差する第一乃至第三砥粒層24A,B,Cの研削長さ(面積)をLa1,La2,La3とし、回転中心Oに次に近い仮想線bで交差する第一乃至第三砥粒層24A,B,Cの研削長さ(面積)をLb1,Lb2,Lb3とし、回転中心Oに次に近い仮想線cで交差する第一及び第二砥粒層24A,Bの研削長さ(面積)をLc1,Lc2とし、回転中心Oから最も遠い外側の仮想線dで交差する第一砥粒層24Aの研削長さ(面積)をLd1とすると、
2×(La1+La2+La3)≒2×(Lb1+Lb2+Lb3)≒2×(Lc1+Lc2)≒2×(Ld1)
となるように第一乃至第三砥粒層24A,B,Cの幅Wa,Wb,Wcを設定する。これによって、Wa<Wb<Wcとなる。
【0019】
本実施の形態によるホイール20は上述の構成を備えており、パッド4のコンディショニングを行うに際して、パッド4を回転させつつホイール20を回転させてパッド4の起毛を研削してその平坦度を回復または維持させる。
研削に際して砥粒層24の第一乃至第三砥粒層24A,B,Cの各小砥粒層部28では、通水路30を通してその中央に形成された開口26から超砥粒14によるパッド4との研削ポイントに研削液、例えば純水を供給しつつ研削を行う。
これによって小砥粒層部28の超砥粒14…による研削で生じたパッド4の研削屑やパッド4に残留するシリコンウエーハの配線金属やシリコンの研削屑などが超砥粒14…間に付着して固着するのを抑制し、これら研削屑を含んだ研削液の粘性を低下させて副排出路32を通して主排出路34への排出を促進させる。しかも研削液によって超砥粒14の冷却を促進して超砥粒14のダメージを防ぎ、各種研削屑が超砥粒14,14間に沈着滞積するのを抑制することができる。
【0020】
そのため各砥粒層24A,B,Cに設けた小砥粒層部28の超砥粒14…で生成されたパッド4の研削屑やその他の各種研削屑等は開口26から吐出される研削液によって洗い流され、超砥粒14…の間に詰まることなく小砥粒層部28の周囲の副排出路32を通して排出され、更に主排出路34、ガイド溝17を通して外部に排出されることになる。
しかも各小砥粒層部28の超砥粒14…による研削ポイントは隣接する開口26から供給される研削液が十分行き渡り、超砥粒14…間に研削屑が滞積しないで洗い流される程度の大きさDであり、更に研削ポイントと副排出路32との段差hは研削液や研削屑を容易に排出できる程度に設定されている。
【0021】
更に砥粒層24の第一乃至第三砥粒層24A,B,Cにおいて、パッド4の回転方向Pに略直交する方向にホイール20の中心Oからずらせて配列した複数の任意位置の仮想線a,b,c,dについていえば、各仮想線上の研削長さの和(面積の和)2×(La1+La2+La3)、2×(Lb1+Lb2+Lb3)、2×(Lc1+Lc2)、2×(Ld1)が互いにぼほ同一となるから、図5に示すように砥粒層24のP方向に略直交する揺動方向の全領域に亘ってほぼ均一な仕事量で研削加工が行える。
そのために、パッド4のコンディショニングにおいてホイール20をパッド4上に載置して回転させるだけで揺動運動が必ずしも必要がなくなり、効率的で平坦度のより高いパッド4の研削加工が行える。
【0022】
上述のように本実施の形態によれば、パッド4の研削屑やスラリsの固化物、シリコンウエハの配線金属やシリコンの研削屑等の各種研削屑を研削ポイントである小砥粒層部28の超砥粒14…から、これに隣接する開口26の研削液で容易に副排出路32に流出させて超砥粒14…間に詰まるのを確実に抑制できる。しかもこの研削液によって各種研削屑で超砥粒14が摩耗したり摩滅するのを抑制でき、超砥粒14の冷却を促進できて超砥粒14のダメージを抑制できる。
しかもパッド4の回転方向Pに略平行な方向の砥粒層24の各研削長さの和(面積の和)がほぼ等しいために平坦度のより高い研磨加工が行える。
【0023】
次に本発明の第二の実施の形態を図6により説明するが、上述の第一の実施の形態と同一または同様な部材には同一の符号を用いてその説明を省略する。図6はホイールの要部平面図である。
図6に示すホイール40は第一の実施の形態によるホイール20と基本構成を同じくしており、相違点は砥粒層42が1層の連続する螺旋状を形成しており、少なくとも砥粒層42が径方向に間隔をおいて3層以上巻回されていることが好ましい(図6では3層に形成されている)。
この実施の形態においても、砥粒層42は径方向外側から内側に向けての3層として見れば最外周の第一砥粒層42A,第二砥粒層42B、最も内側の第三砥粒層42Cを順次形成するように螺旋状に連続して形成されている。そして各砥粒層42A,42B,42Cの間に螺旋状の主排出路34が形成され、各砥粒層42A,42B,42Cは小砥粒層部28…が所定間隔Lをおいて多数設けられており、その隙間に副排出路32が形成されている。
本実施の形態においても第一の実施の形態と同一の作用効果が得られる。
【0024】
また本発明の単層砥石はCMP装置に用いるコンディショナ以外にも研磨研削装置に採用できることはいうまでもない。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る単層砥石では、砥粒層は略中央に研削液を吐出する開口が形成されてなる小砥粒層部が複数配列されて形成されてなるから、超砥粒による研削ポイントに直接研削液を供給できて各種研削屑を超砥粒間に沈着滞積させることなく排出でき、研削液の粘性を低下させて排出がスムーズであり、超砥粒の冷却を促進することもできる。
【0026】
また小砥粒層部は台金上に所定間隔で隆起するマウンド部上に形成されているから、被削材がCMP装置のパッドのような軟質のものであってもベタ当たりすることなく小砥粒層部だけで被削材に接触して研削するために研削圧が高くて切れ味が良く研削屑の排出性もよい。
また、マウンド部以外の領域に排出路が形成されているから、研削液の供給源と排出路が小砥粒層部の研削ポイントを挟んで両側に配設されることになって、両者の距離を極力短くできて研削ポイントに研削液が十分行き渡り研削屑の滞積を防いでスムーズに洗い流すことができる。
また小砥粒層部の開口はその径がφ0.5〜3.0mmの範囲であるから、研削屑を超砥粒の間に沈着滞積させることなくスムーズに排出でき、開口の内径が0.5mmより小さいと研削液を研削ポイントに十分供給できず、3.0mmを越えると小砥粒層部存在比率が低下し研削能力が低下するので好ましくない。
またマウンド部の径は開口の径の2〜10倍であるので、研削ポイントでの研削屑の滞積を防いで効率的に洗い流すことが可能である。
台金に対するマウンド部の高さは0.1〜5.0mmの範囲であるので、研削ポイントと台金上の排出路との間で研削液や研削屑を容易に排出できる。
【0027】
隣り合うマウンド部間の距離がマウンド部の平均的な径の1/3〜2倍の範囲であるから、小砥粒層部の間隔を適切に設定できて超砥粒の研削圧を高く維持できる上に各種研削屑を研削液によってスムーズに排出できる。
砥粒層は複数層のリング状または螺旋状で形成されているから、被削材の相対移動方向に略平行な方向の砥粒層領域の研削長さの和を被削材の移動方向に略直交する方向の任意位置でほぼ均一にすることができる。
径方向に間隔をおいて配設された砥粒層の間に排出路が形成されているから、小砥粒層部での研削で生じた各種の研削屑は小砥粒層部の開口から供給された研削液と共に洗い出されて小砥粒層部の間の排出路を流れ、更に砥粒層の間の排出路を通して外部に排出され、研削屑を容易に排出できて超砥粒の間に沈着滞積するのを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第一の実施の形態によるホイールの砥粒層を装着した面の平面図である。
【図2】 図1に示すホイールの第二砥粒層の部分拡大図である。
【図3】 図2に示すホイールのB−B線断面図である。
【図4】 (A),(B),(C)は第一の実施の形態によるホイールの製造工程を示す図である。
【図5】 図1に示すホイールの一点鎖線で仕切る半円部分についてパッドの回転方向における砥粒層位置と仕事量との関係を示す図である。
【図6】 第二の実施の形態によるホイールの平面図である。
【図7】 従来のCMP装置の要部斜視図である。
【図8】 図7に示すCMP装置で用いられる従来のホイールを示すもので(A)はホイールの半円状部分平面図、(B)は(A)で示すホイールのA−A′線縦断面図である。
【図9】 図8に示すホイールの砥粒層を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
14 超砥粒
20,40 ホイール
22 台金
24,42 砥粒層
24A,42A 第一砥粒層
24B,42B 第二砥粒層
24C,42C 第三砥粒層
25 マウンド部
26 開口
28 小砥粒層部
30 通水路
32 副排出路
34 主排出路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a single-layer grindstone used for conditioning a polishing pad used when a surface of a material to be polished such as a semiconductor wafer is polished by a CMP apparatus, and a manufacturing method thereof .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is an apparatus as shown in FIG. 7 as an example of a CMP apparatus (chemical mechanical polishing machine) that chemically and mechanically polishes the surface of a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a wafer) cut out from a silicon ingot.
Wafers are required to be mirror-polished so as to have a highly accurate and defect-free surface as devices become finer. The polishing mechanism by CMP is based on a mechano-chemical polishing method in which a mechanical element (free abrasive grains) made of fine particle silica or the like and an etching element made of an alkali liquid or an acidic liquid are combined.
In the CMP apparatus 1, a polishing pad 4 made of, for example, hard urethane is provided on a disc-shaped rotary table 3 attached to a central shaft 2 as shown in FIG. A wafer carrier 5 capable of rotating at a position eccentric from the central axis 2 of the pad 4 is disposed. The wafer carrier 5 has a disk shape smaller in diameter than the pad 4 and holds the wafer 6. The wafer 6 is disposed between the wafer carrier 5 and the pad 4 and is used for polishing the surface on the pad 4 side. And mirror finished.
[0003]
At the time of polishing, for example, the above-mentioned free abrasive grains made of fine particle silica or the like are used as an abrasive, and a mixture of an alkali solution for etching and the like is supplied onto the pad 4 as a liquid slurry s. Since the slurry s flows between the wafer 6 held by the wafer carrier 5 and the pad 4, the wafer 6 rotates by the wafer carrier 5, and at the same time, the pad 4 rotates around the central axis 2 in the P direction, for example. Further, one surface of the wafer 6 is polished by the pad 4.
A number of fine foam layers for holding the slurry s are provided on the pad 4 made of hard urethane or the like for polishing the wafer 6, and the wafer 6 is polished by the slurry s held in these foam layers. Is called.
However, since the polishing of the wafer 6 is repeated, the flatness of the polishing surface of the pad 4 is reduced or clogged, resulting in a problem that the polishing accuracy and polishing efficiency of the wafer 6 are reduced.
[0004]
Therefore, the CMP apparatus 1 has conventionally been provided with a pad conditioner 8 as shown in FIG. 7, and the surface of the pad 4 is reground (conditioning).
In this pad conditioner 8, a wheel 11 is provided on a turning shaft / rotary shaft 9 provided outside the rotary table 3 via an arm 10, and the wheel 11 is rotated in the same direction as the pad 4 by the rotary shaft 9. Thus, the surface of the pad 4 is polished on the rotating pad 4 to recover or maintain the flatness of the surface of the pad 4 and to eliminate clogging. Further, the wheel 11 may be swung in addition to the rotational movement.
As shown in FIGS. 8 (A) and 8 (B), the wheel 11 has a circular plate-like base metal 12 with a flat top surface and a ring-shaped abrasive layer 13 having a constant width. For example, as shown in FIG. 9, the abrasive grain layer 13 is formed by dispersing and fixing superabrasive grains 14 such as diamond and cBN on a base metal 12 by a metal binder phase 15 by electroplating or active brazing. . The metal binder phase 15 is made of, for example, nickel plating.
In addition, the groove 17 is formed in the radial direction on the surface of the abrasive grain layer 13 at a predetermined interval such as 45 °, and the slurry s and the cutting waste are discharged to the outside through the groove 17.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the pad 4 is ground using such a wheel 11, the wheel 11 is required to have a stable grinding performance and particularly needs to be stable over time. The wheel 11 as a conditioner is as follows. Has a problem.
Grinding debris made of silicon wafer wiring metal or silicon remaining on the pad 4 during conditioning adheres between the superabrasive grains 14 of the wheel 11 and eventually solidifies together with the slurry s to become debris. The superabrasive grains 14 are buried in the adhering scrap, and the grinding ability with respect to the pad 4 is lowered.
Further, the superabrasive grains 14 are worn away by the grinding of the pad 4 and contact with various grinding scraps, and the sharpness is lowered.
[0006]
In view of such circumstances, the present invention is a single-layer grindstone that can effectively discharge by suppressing the accumulation and retention of various grinding scraps and solidified slurries between superabrasive grains, and the production thereof. It aims to provide a method .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The single-layer grindstone according to the present invention is a single-layer grindstone in which a superabrasive grain fixed to a metal binder phase is mounted on a base metal. A plurality of small abrasive layer portions are formed and arranged, and the small abrasive layer portion is formed in a cylindrical shape in which the opening having a circular cross section is formed at the center and is raised on the base metal at a predetermined interval. The superabrasive grains are formed in a ring shape on the upper surface of the mound-shaped mound portion . By providing an opening for supplying the grinding fluid to the surrounding superabrasives at the approximate center of the small abrasive layer, the grinding fluid can be supplied directly to the grinding point by the superabrasives, and various grinding debris can be superabrasive. It can be discharged without causing any accumulation of deposits, and the viscosity of the grinding fluid can be reduced by mixing the grinding scraps, and the discharge can be performed smoothly. Cooling of the superabrasive grains can be promoted and damage can be suppressed. The single-layer grindstone refers to a grindstone in which only one superabrasive grain is fixed in the thickness direction of the metal binder phase, and includes both electrodeposition grindstones and metal bond grindstones.
[0008]
Further, the small abrasive layer portion is formed on the mound portion that rises at a predetermined interval on the base metal , and thus the work material is formed by forming the small abrasive layer portion on the mound that protrudes on the base metal. Even if it is a soft pad such as a pad of a CMP device, it is grounded by contact with only the superabrasive grains in the small abrasive layer part without grinding, so the grinding pressure is high, the sharpness is good, and the grinding dust is discharged Also good. A discharge path may be formed in a region other than the mound portion. The supply source and discharge path of the grinding fluid are arranged on both sides of the grinding point of the small abrasive layer part, so that the distance between both can be shortened as much as possible, and the grinding fluid is sufficiently distributed to the grinding point. It is possible to wash away smoothly by preventing grinding debris from accumulating.
[0009]
Further, the opening of the small abrasive layer portion may have a diameter of φ0.5 to 3.0 mm.
If the diameter (d) of the opening is smaller than 0.5 mm, the grinding liquid cannot be sufficiently supplied to the grinding point, and if it exceeds 3.0 mm, the small abrasive layer portion existing ratio decreases and the grinding ability decreases, which is not preferable.
The diameter (D) of the mound portion may be 2 to 10 times the diameter (d) of the opening.
If it is in the range of 2 to 10 times the diameter (d) of the opening, it is possible to prevent the accumulation of grinding debris at the grinding point and to wash away smoothly.
The height of the mound part relative to the base metal may be in the range of 0.1 to 5.0 mm.
If it is this range, a grinding fluid and a grinding | polishing waste can be easily poured and discharged between a grinding point and the discharge path on a base metal.
[0010]
The distance (L) between adjacent mound parts may be in the range of 1/3 to 2 times the average diameter (D) of the mound parts.
If it is this range, the space | interval of a small abrasive grain layer part can be set appropriately, the grinding pressure of a superabrasive grain can be maintained high, and various grinding | debris can be smoothly discharged | emitted with a grinding fluid through this clearance gap.
The abrasive layer may be formed in a plurality of ring-shaped or spiral shapes.
As a result, the sum of the grinding lengths of the respective abrasive grain layers in the direction substantially parallel to the relative movement direction of the work material can be made substantially uniform at an arbitrary position in the direction substantially perpendicular to the movement direction of the work material. Further, if the abrasive layer is composed of three or more layers, the sum of the areas of the abrasive layer regions at arbitrary positions substantially orthogonal to the direction substantially parallel to the relative movement direction of the work material can be easily made uniform. .
A discharge path may be formed between a plurality of abrasive grain layers arranged at intervals in the radial direction.
In this case, the discharge path forms a ring-shaped or spiral shape with a sub-discharge path formed between adjacent small abrasive layer portions in each abrasive layer, and a plurality of abrasive layers adjacent in the radial direction. It may consist of a main discharge channel in between. Various grinding debris generated by grinding in the small abrasive layer portion is washed out together with the grinding liquid supplied from the opening of the small abrasive layer portion, flows through the sub discharge path, and further discharged to the outside through the main discharge path, Grinding debris can be easily discharged and accumulation of accumulated particles between superabrasive grains can be suppressed.
This single-layer grindstone is particularly suitable as a pad conditioner for a CMP apparatus.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 to 4 relate to the first embodiment, FIG. 1 is a plan view of a surface on which a wheel abrasive layer is mounted, and FIG. 2 is a middle layer of the wheel abrasive layer shown in FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along the line BB of the abrasive grain layer shown in FIG. 2, and FIGS. 4A, 4B, and 4C are views showing a manufacturing process of the wheel according to the embodiment. is there.
The wheel 20 (single layer grindstone) according to the embodiment shown in FIG. 1 is concentric (not concentric) on the outer peripheral side of one surface 22a forming a substantially circular shape of a disk-shaped base metal 22 as shown in FIGS. Abrasive grain layer 24 composed of a plurality of layers (three layers in the figure) forming a ring shape may be provided. The abrasive grain layer 24 is formed with a first abrasive grain layer 24A having a maximum diameter (for example, the same diameter as the base metal 22) on the outermost peripheral side, and a second abrasive grain layer 24B is formed on the inner side with a gap therebetween. A third abrasive grain layer 24C having a minimum diameter is formed on the inside. No abrasive layer is formed inside the third abrasive layer 24C.
[0012]
In the one surface 22a of the base metal 22, the ring-shaped regions of the first to third abrasive layers 24A, B, and C are set to have a height that is higher in the thickness direction than the other regions (for example, the height shown in FIG. This is referred to as a first base metal part 22A, a second base metal part 22B, and a third base metal part 22C.
2 and 3, a plurality of substantially cylindrical mound portions 25 are formed at predetermined intervals, and an opening 26 having a circular cross section is formed at the center thereof. Then, a substantially ring-shaped small abrasive layer portion 28 is formed on the upper surface of the mound portion 25. The small abrasive layer portion 28 is formed of a metal bonding phase (metal plating phase) 15 of Ni or Ni alloy such as diamond or CBN. Superabrasive grains 14 are dispersed and fixed. In the small abrasive layer portion 28, only one superabrasive grain 14 is arranged in the thickness direction, and is manufactured by, for example, electroplating. In FIG. 2, some superabrasive grains 14 are omitted.
A large number of small abrasive layer portions 28 having the same configuration are also provided on the first base metal portion 22A and the third base metal portion 22C.
[0013]
As shown in FIG. 3, a water passage 30 is formed in the base metal 22 over the regions of the first to third abrasive layer portions 24A, 24B, 24C. This water passage 30 communicates with an opening 26 formed at the center of each small abrasive layer portion 28 of the first to third abrasive layers 24A, 24B, and 24C. Water is supplied, circulates in the water passage 30, and is discharged from each opening 26 to the outside.
Here, the inner diameter d of the opening 26 is set to a range of 0.5 to 3 mm, for example, and the diameter D of the mound portion 25 is set to a range of 2d to 10d. Further, the height h of each of the mound portions 25 from the base metal portions 22A, 22B, and 22C is set in a range of 0.1 to 5 mm. Further, the distance L between two adjacent mound portions 25, 25 is in the range of 1/3 to 2 times the diameter D of the mound portion 25.
[0014]
And between each adjacent mound part 25,25 in each base metal part 22A, B, C, for example, the sub discharge path 32 which makes mesh shape is constituted, and the abrasive grain layer is not formed in this sub discharge path 32 Then, the grinding scraps of the pad 4 and the solidified product of the slurry s are discharged by the grinding liquid. Further, a substantially ring-shaped main discharge passage 34 is formed in the gap between the first to third abrasive layer 24A, B, C. The main discharge passages 34, 34 are wider than the sub discharge passage 32 and are formed deeper than the step H of the base metal portions 22A, 22B, 22C by the same distance.
Further, the first to third abrasive grain layers 24A, B, and C are formed with concave grooves 17 for discharging the slurry s, grinding dust, and the like in the radial direction at predetermined intervals, for example, 45 ° intervals. In FIG. 1, the concave grooves 17 are formed in a line so as to form a straight line with respect to the first to third abrasive grain layers 24A, B, and C, and their bottom surfaces are set at substantially the same depth as the main discharge passage 34. ing.
The concave grooves 17 do not necessarily have to be formed in a line, and may be arranged in the radial direction by shifting to different positions in the circumferential direction in the first to third abrasive grain layers 24A, B, and C. . Moreover, you may increase the groove 17 of an outer layer with respect to an inner layer. If formed in this way, the cooling efficiency and the discharge performance of the grinding dust are good between the first to third abrasive grain layers 24A, B, and C.
[0015]
The wheel 20 according to the present embodiment is configured as described above. Next, a method for manufacturing the wheel 20 will be described with reference to FIG.
In FIG. 4A, for example, one surface 22a of the disk-shaped base metal 22 made of SUS304 or the like is partially removed by etching or the like to leave a plurality of layers of raised portions in a ring shape, and the first base metal part 22A, Assume that the second base metal part 22B and the third base metal part 22C. Of the portion removed by etching, the region between the base metal portions 22A, 22B, and 22C constitutes a main discharge path 34. In this way, one surface 22a of the base metal 22 is formed. The one surface 22a may be formed by molding or the like instead of etching.
A hollow water passage 30 is formed inside the base metal 22 in a region facing the first to third metal base portions 22A, 22B, and 22C. The water passage 30 is formed in the first to third base metal portions 22A. , B, and C communicate with openings 26 that are perforated at predetermined intervals.
[0016]
Next, in FIG. 4A, masking is performed leaving a region corresponding to the mound portion 25 around each opening 26 on the first to third base metal portions 22A, B, and C communicating with the water passage 30, and Ni or The plating is deposited in a substantially cylindrical shape so as to surround the periphery of the opening 26 by Ni-based alloy plating to form a large number of mound portions 25... Shown in FIG. Note that the mound portions 25 may be formed by etching or electric discharge machining instead of plating.
In addition, the area | region except the mound part 25 ... in each base metal part 22A, B, C comprises the sub discharge path 32. FIG.
4B, the main and auxiliary discharge passages 34 and 32 except for the mound portions 25 are masked with resin, and plating is performed while air is discharged from the water passages 30 through the respective openings 26. As a result, as shown in FIG. 4C, the superabrasive grains 14 are fixed to the upper surface of each mound portion 25 excluding the water passage 30 with a metallic binder phase 15 such as Ni. Note that plating may be performed on the mound portion 25 by discharging a plating solution containing the superabrasive grains 14 from each opening 26 through the water passage 30. In this case, plating is deposited on the water passage 30 but the superabrasive grains 14 are not fixed.
[0017]
By the way, in the first to third abrasive grain layers 24A, B, C having a predetermined interval in the radial direction, the widths Wa, Wb, Wc are the largest in the innermost abrasive grain layer 24C and are directed toward the outer layer. The width is set so that the width gradually decreases. Therefore, Wa <Wb <Wc. In addition, each width | variety of each 1st thru | or 3rd abrasive grain layer 24A, B, C becomes a fixed width, respectively.
In FIG. 1, the virtual lines a, b, c, and d at arbitrary positions in the direction substantially orthogonal to the rotation direction P of the pad 4 are inscribed in the respective abrasive grain layers 24A, B, and C in FIG. In this case, the grinding length (for example, the grinding length Ld1 of the imaginary line d) intersecting the outer abrasive layer having the larger diameter becomes larger than the grinding length intersecting the smaller abrasive layer having the inner diameter, and the amount of work during grinding is increased. This is because in order to increase the (grinding length), the width of the inner abrasive layer is increased to make the grinding length (work amount) of each abrasive layer more uniform.
[0018]
For example, an imaginary line extending in a direction substantially parallel to the rotation direction P of the pad 4 with respect to the first to third abrasive grain layers 24A, B, and C in FIG. The virtual lines a, b, c, d are drawn at the positions, for example, the virtual lines a, b intersect the first to third abrasive layer 24A, B, C, and the virtual line c circumscribes the third abrasive layer 24C. Then, the first and second abrasive grain layers 24A and 24B intersect, and the imaginary line d intersects with the first abrasive grain layer 24A. And the grinding length of the area | region of the 1st thru | or 3rd abrasive grain layer 24A, B, C where each virtual line a, b, c, d cross | intersects is set as follows.
The grinding lengths (areas) of the first to third abrasive grain layers 24A, 24B, 24C intersecting with an imaginary line a closest to the center O of the wheel 20 are La1, La2, La3, and the next closest imaginary center to the rotation center O. The grinding lengths (areas) of the first to third abrasive grain layers 24A, B, and C intersecting with the line b are Lb1, Lb2, and Lb3, and the first and second intersecting with an imaginary line c next to the rotation center O. The grinding length (area) of the two abrasive grain layers 24A and 24B is Lc1 and Lc2, and the grinding length (area) of the first abrasive grain layer 24A intersecting at the outer virtual line d farthest from the rotation center O is Ld1. Then
2 x (La1 + La2 + La3) ≒ 2 x (Lb1 + Lb2 + Lb3) ≒ 2 x (Lc1 + Lc2) ≒ 2 x (Ld1)
The widths Wa, Wb, Wc of the first to third abrasive layer 24A, B, C are set so that As a result, Wa <Wb <Wc.
[0019]
The wheel 20 according to the present embodiment has the above-described configuration, and when the pad 4 is conditioned, the wheel 20 is rotated while the pad 4 is rotated to grind the raising of the pad 4 to restore its flatness or Let it be maintained.
At the time of grinding, in each of the first to third abrasive grain layers 24A, B, and C of the abrasive grain layer 24, the pad 4 made of the superabrasive grain 14 from the opening 26 formed in the center thereof through the water passage 30. Grinding is performed while supplying a grinding fluid such as pure water to the grinding point.
As a result, the grinding scraps of the pad 4 generated by the grinding by the superabrasive grains 14 of the small abrasive layer portion 28, the wiring metal of the silicon wafer remaining on the pad 4, the silicon grinding scraps, etc. adhere between the superabrasive grains 14. Thus, the sticking is suppressed, the viscosity of the grinding fluid containing the grinding waste is lowered, and the discharge to the main discharge path 34 through the sub discharge path 32 is promoted. In addition, cooling of the superabrasive grains 14 can be promoted by the grinding liquid to prevent the superabrasive grains 14 from being damaged, and various grinding debris can be prevented from accumulating between the superabrasive grains 14 and 14.
[0020]
Therefore, the grinding waste of the pad 4 generated by the superabrasive grains 14 of the small abrasive grain layer portion 28 provided in each of the abrasive grain layers 24A, B, C, and other various grinding scraps are discharged from the openings 26. And is discharged through the auxiliary discharge path 32 around the small abrasive layer portion 28 without being clogged between the superabrasive grains 14 and further discharged to the outside through the main discharge path 34 and the guide groove 17. .
Moreover, the grinding point by the superabrasive grains 14 of each small abrasive grain layer portion 28 is such that the grinding liquid supplied from the adjacent opening 26 is sufficiently spread, and the grinding scraps are washed away without accumulating between the superabrasive grains 14. Further, the height h of the grinding point and the sub discharge path 32 is set to such an extent that the grinding fluid and grinding waste can be easily discharged.
[0021]
Furthermore, in the first to third abrasive grain layers 24A, B, and C of the abrasive grain layer 24, a plurality of virtual lines at arbitrary positions arranged by being shifted from the center O of the wheel 20 in a direction substantially perpendicular to the rotation direction P of the pad 4. Speaking of a, b, c, d, the sum of the grinding lengths on each virtual line (sum of areas) 2 × (La1 + La2 + La3), 2 × (Lb1 + Lb2 + Lb3), 2 × (Lc1 + Lc2), 2 × (Ld1) are mutually Since they are almost the same, as shown in FIG. 5, grinding can be performed with a substantially uniform work amount over the entire region in the swinging direction substantially orthogonal to the P direction of the abrasive grain layer 24.
Therefore, in the conditioning of the pad 4, the rocking motion is not necessarily required only by placing the wheel 20 on the pad 4 and rotating it, so that the pad 4 can be ground efficiently and with higher flatness.
[0022]
As described above, according to the present embodiment, the small abrasive layer portion 28 that is a grinding point for various grinding scraps such as the grinding scraps of the pad 4 and the solidified product of the slurry s, the wiring metal of the silicon wafer, and the silicon grinding scraps. It is possible to surely prevent clogging between the superabrasive grains 14... From the superabrasive grains 14. Moreover, it is possible to suppress the superabrasive grains 14 from being worn or worn by various grinding scraps by this grinding liquid, to promote the cooling of the superabrasive grains 14 and to suppress damage to the superabrasive grains 14.
Moreover, since the sum of the grinding lengths (sum of areas) of the abrasive layer 24 in the direction substantially parallel to the rotation direction P of the pad 4 is substantially equal, polishing with higher flatness can be performed.
[0023]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6, but the same or similar members as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. FIG. 6 is a plan view of the main part of the wheel.
The wheel 40 shown in FIG. 6 has the same basic configuration as the wheel 20 according to the first embodiment. The difference is that the abrasive grain layer 42 forms a continuous spiral, and at least the abrasive grain layer. 42 is preferably wound in three or more layers at intervals in the radial direction (in FIG. 6, it is formed in three layers).
Also in this embodiment, the abrasive grain layer 42 is the outermost first abrasive grain layer 42A, the second abrasive grain layer 42B, and the innermost third abrasive grain when viewed as three layers from the radially outer side to the inner side. The layers 42C are continuously formed in a spiral shape so as to sequentially form the layers 42C. A spiral main discharge path 34 is formed between the respective abrasive grain layers 42A, 42B, and 42C, and each abrasive grain layer 42A, 42B, and 42C is provided with a large number of small abrasive grain layer portions 28 with a predetermined interval L. The sub discharge path 32 is formed in the gap.
Also in this embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained.
[0024]
Needless to say, the single-layer grindstone of the present invention can be used in a polishing grinding apparatus in addition to a conditioner used in a CMP apparatus.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, in the single-layer grindstone according to the present invention, the abrasive layer is formed by arranging a plurality of small abrasive layer portions in which an opening for discharging a grinding liquid is formed in the approximate center. Grinding fluid can be supplied directly to the grinding point by the grains, and various grinding debris can be discharged without accumulating between the superabrasive grains. It can also be promoted.
[0026]
In addition, since the small abrasive layer portion is formed on the mound portion that protrudes at a predetermined interval on the base metal, even if the work material is a soft material such as a pad of a CMP apparatus, it is small and does not hit a solid surface. Since only the abrasive layer portion contacts and grinds the work material, the grinding pressure is high, the sharpness is good, and the grinding dust is discharged well.
In addition, since the discharge path is formed in an area other than the mound part, the supply source and the discharge path of the grinding fluid are arranged on both sides with the grinding point of the small abrasive layer part interposed therebetween. The distance can be shortened as much as possible, and the grinding fluid can reach the grinding point sufficiently, preventing the accumulation of grinding debris and washing away smoothly.
Moreover, since the diameter of the opening of the small abrasive layer portion is in the range of φ0.5 to 3.0 mm, the grinding scraps can be smoothly discharged without accumulating between the superabrasive grains, and the inner diameter of the opening is 0. If it is less than 5 mm, the grinding liquid cannot be sufficiently supplied to the grinding point, and if it exceeds 3.0 mm, the abundance ratio of the small abrasive grain layer portion decreases and the grinding ability decreases, which is not preferable.
Moreover, since the diameter of the mound part is 2 to 10 times the diameter of the opening, it is possible to prevent the grinding dust from accumulating at the grinding point and to wash away efficiently.
Since the height of the mound part with respect to the base metal is in the range of 0.1 to 5.0 mm, the grinding liquid and grinding waste can be easily discharged between the grinding point and the discharge path on the base metal.
[0027]
Since the distance between adjacent mound parts is in the range of 1/3 to 2 times the average diameter of the mound parts, the interval between the small abrasive layer parts can be set appropriately and the grinding pressure of superabrasive grains is kept high. In addition, various grinding scraps can be discharged smoothly with the grinding fluid.
Since the abrasive layer is formed in a plurality of ring-shaped or spiral shapes, the sum of the grinding lengths of the abrasive layer region in the direction substantially parallel to the relative movement direction of the work material is set in the movement direction of the work material. It can be made substantially uniform at an arbitrary position in a substantially orthogonal direction.
Since a discharge path is formed between the abrasive layers arranged at intervals in the radial direction, various grinding debris generated by grinding in the small abrasive layer portion is from the opening of the small abrasive layer portion. It is washed out together with the supplied grinding fluid and flows through the discharge path between the small abrasive layer parts, and is further discharged to the outside through the discharge path between the abrasive layer, so that the grinding waste can be easily discharged and the super abrasive grains It is possible to suppress the accumulation of deposits.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a surface mounted with an abrasive layer of a wheel according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged view of a second abrasive layer of the wheel shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the wheel shown in FIG. 2 taken along the line BB.
FIGS. 4A, 4B, and 4C are views showing a manufacturing process of a wheel according to the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the position of the abrasive grain layer in the rotational direction of the pad and the amount of work for the semicircular portion partitioned by the alternate long and short dash line of the wheel shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a plan view of a wheel according to a second embodiment.
FIG. 7 is a perspective view of a main part of a conventional CMP apparatus.
8A and 8B show a conventional wheel used in the CMP apparatus shown in FIG. 7, in which FIG. 8A is a semicircular partial plan view of the wheel, and FIG. 8B is a longitudinal sectional view taken along line AA ′ of the wheel shown in FIG. FIG.
9 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an abrasive layer of the wheel shown in FIG.
[Explanation of symbols]
14 Superabrasive grains 20, 40 Wheel 22 Base metal 24, 42 Abrasive grain layers 24A, 42A First abrasive grain layers 24B, 42B Second abrasive grain layers 24C, 42C Third abrasive grain layer 25 Mound portion 26 Opening 28 Small abrasive grains Stratum 30 Waterway 32 Sub-discharge 34 Main discharge

Claims (9)

超砥粒が金属結合相中に固着された砥粒層が台金に装着されてなる単層砥石において、前記砥粒層は略中央に研削液を吐出する開口が形成されてなる小砥粒層部が複数配列されて形成されており、前記小砥粒層部は、中央に断面円形の前記開口が形成されて前記台金上に所定間隔で隆起する円筒状のマウンド部の上面にリング状に、前記超砥粒が一層のみ配列されて形成されていることを特徴とする単層砥石。In a single-layer grindstone in which an abrasive layer in which superabrasive grains are fixed in a metal binder phase is mounted on a base metal, the abrasive layer is a small abrasive grain in which an opening for discharging a grinding liquid is formed at substantially the center. A plurality of layer portions are formed, and the small abrasive layer portion has a ring formed on the upper surface of a cylindrical mound portion having a circular cross section formed at the center and protruding on the base metal at a predetermined interval. A single-layer grindstone characterized in that the superabrasive grains are arranged in a single layer. 前記マウンド部以外の領域に排出路が形成されていることを特徴とする請求項1記載の単層砥石。The single-layer grindstone according to claim 1, wherein a discharge path is formed in an area other than the mound portion. 前記小砥粒層部の開口はその径がφ0.5〜3.0mmの範囲であることを特徴とする請求項1または2記載の単層砥石。The single-layer grindstone according to claim 1 or 2, wherein the opening of the small abrasive layer portion has a diameter in the range of 0.5 to 3.0 mm. 前記マウンド部の径は前記開口の径の2〜10倍であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の単層砥石。The single-layer grindstone according to any one of claims 1 to 3 , wherein the diameter of the mound portion is 2 to 10 times the diameter of the opening. 前記台金に対するマウンド部の高さは0.1〜5.0mmの範囲であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載の単層砥石。The single-layer grindstone according to any one of claims 1 to 4 , wherein a height of the mound portion with respect to the base metal is in a range of 0.1 to 5.0 mm. 隣り合う前記マウンド部間の距離がマウンド部の平均的な径の1/3〜2倍の範囲であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか記載の単層砥石。The single-layer grindstone according to any one of claims 1 to 5 , wherein the distance between the adjacent mound parts is in a range of 1/3 to 2 times the average diameter of the mound parts. 前記砥粒層は複数層のリング状または螺旋状で形成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか記載の単層砥石。The single-layer grindstone according to any one of claims 1 to 6 , wherein the abrasive grain layer is formed in a plurality of layers of a ring shape or a spiral shape. 径方向に間隔をおいて配設された前記砥粒層の間に排出路が形成されていることを特徴とする請求項7記載の単層砥石。The single-layer grindstone according to claim 7 , wherein a discharge path is formed between the abrasive grain layers arranged at intervals in the radial direction. 請求項1乃至8のいずれか記載の単層砥石の製造方法であって、前記台金の前記開口に連通する通水路を通して前記開口から空気または前記超砥粒を含むめっき液を吐出しながらめっきを行うことにより、前記マウンド部の上面に前記超砥粒を金属結合相で固着することを特徴とする単層砥石の製造方法。It is a manufacturing method of the single layer grindstone in any one of Claims 1 thru | or 8, Comprising: It discharges, discharging the plating solution containing the air or the said superabrasive grain from the said opening through the water flow path connected to the said opening of the said base metal. By performing the above, the superabrasive grains are fixed to the upper surface of the mound part with a metal binder phase.
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