JP4858507B2 - Carrier for holding an object to be polished - Google Patents
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Description
〔技術分野〕
本発明は、研磨布を取付けた上下一対の定盤の間に、半導体素子の基板となるシリコンウエハーなどの被研磨物を挟持し、圧接しながら研磨布または被研磨物のいずれか、あるいは両者を回転させることによって、該シリコンウエハの表面を研磨するために用いられる被研磨物保持用キャリアに関するものである。
〔Technical field〕
In the present invention, an object to be polished such as a silicon wafer serving as a substrate of a semiconductor element is sandwiched between a pair of upper and lower surface plates to which an abrasive cloth is attached, and either or both of the polishing cloth and the object to be polished are pressed. The present invention relates to a carrier for holding an object to be polished used for polishing the surface of the silicon wafer by rotating.
近年、半導体工業などの分野では、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、アルミニウム製磁気ディスク基板、ガラス製磁気ディスクなどの製造プロセスにおいて、これらの部材表面を精密に研磨する処理工程がある。この処理においては、シリコンウエハなどの被研磨物を研磨する際に、被研磨物を保持するための、保持孔を有し外周縁部には両面研磨加工機のインターナルギアやサンギアと噛み合う外周歯を備えたキャリアを用いるのが普通である。 In recent years, in the field of the semiconductor industry and the like, there are processing steps for precisely polishing the surface of these members in the manufacturing process of silicon wafers, compound semiconductor wafers, aluminum magnetic disk substrates, glass magnetic disks and the like. In this process, when polishing an object to be polished such as a silicon wafer, an outer peripheral tooth having a holding hole for holding the object to be polished and engaging with an internal gear or a sun gear of a double-side polishing machine at the outer peripheral edge. It is common to use a carrier with
例えば、図1は、シリコンウエハを研磨する際に用いられる円板状のキャリア(ホルダーとも呼ばれる)Cの外観を示したものである。ここで1は、シリコンウエハの保持孔であって、該シリコンウエハの形状に合わせて複数個が設けられる。2は、微細な研磨粒子を懸濁させた水スラリかなる研磨剤供給孔であって、やはり複数個が設けられる。3は、キャリアCの外周部に設けられた外周歯である。4は、キャリアCそのものを重量を軽減するための種々の形状の抜き孔である。
For example, FIG. 1 shows the appearance of a disk-shaped carrier (also called a holder) C used when polishing a silicon wafer. Here, 1 is a holding hole for a silicon wafer, and a plurality of holes are provided in accordance with the shape of the silicon wafer.
このキャリアCは、そもそも、このシリコンウエハ自体が非常に薄い(0.5から1mm未満)ため、キャリア本体もまた薄い材料で製作されていることに加え、シリコンウエハとともに一緒に研磨されることになるため、耐磨耗性に優れること必要である。また、最近のシリコンウエハは、直径12インチ(約30cm)の大型ものが出現し、しかも1基のキャリアCに複数個のシリコンウエハを取り付けてあり、キャリアCの大きさは、直径が1mを超えるような大型のものもある。このような大型のキャリアCは、その取扱い時に大きな変形応力が加わるため、シリコンウエハが、破損したり脱落することが多いという問題があった。しかも、シリコンウエハの研磨時には、キャリア本体も研磨されることから、このときに発生する微細な粒子がシリコンウエハの純度低下の原因となっていた。とくに、高品質のシリコンウエハが求められている今日では、研磨によってキャリア本体から溶出する微量の金属イオンの存在さえ忌避される状況にあり、キャリア本体の材質の検討や表面処理皮膜の開発も重要な検討課題となっている。 In the first place, since the silicon wafer itself is very thin (less than 0.5 to 1 mm), the carrier body is also made of a thin material and polished together with the silicon wafer. Therefore, it is necessary to have excellent wear resistance. In addition, recent silicon wafers having a large diameter of 12 inches (about 30 cm) have appeared, and a plurality of silicon wafers are attached to one carrier C. The size of the carrier C is 1 m in diameter. Some are larger. Such a large carrier C has a problem that a large deformation stress is applied during the handling thereof, so that the silicon wafer is often damaged or dropped off. In addition, when the silicon wafer is polished, the carrier body is also polished, and the fine particles generated at this time cause a decrease in the purity of the silicon wafer. In particular, there is a need for high-quality silicon wafers today, and even the presence of trace amounts of metal ions eluted from the carrier body during polishing is avoided, so it is important to study the material of the carrier body and develop a surface treatment film. This is a serious study issue.
上記のようなキャリアの課題を解決するため、従来、キャリアについて次に示すような提案がなされている。例えば、特許文献1、2では、非金属質のガラス繊維で強化した高分子材料を用いたものが開示され、また、特許文献3では、ステンレス鋼、SKH鋼、SKD鋼、SUJ鋼などの金属材料を用いることが開示されている。
In order to solve the problems of the carrier as described above, the following proposals have been conventionally made for carriers. For example,
また、特許文献4には、キャリア表面にセラミックコーティングを施した金属製キャリアが開示され、特許文献5には表面に金属めっきを被覆したSK鋼製キャリアが開示されている。さらに特許文献6には、金属製キャリアの表面にセラミック粒子を溶着した後、その上にDLC薄膜(ダイヤモンド・ライク・カーボンの薄膜)を被覆する技術が開示され、そして、特許文献3、7では、金属製キャリアの表面に直接、そのDLC薄膜を形成する技術を提案している。
上掲の従来技術のうち、特許文献3、7に開示されている、所謂、金属製キャリア本体の表面にDLC薄膜を被覆形成する方法では、該キャリア本体の表面をポリッシングすること、即ち、鏡面仕上げ処理したものが用いられている。このことは、これらの特許文献3、7に開示のキャリア本体は、その表面に形成するDLC薄膜の厚さが、0.1μm〜20μmと極めて薄いことから、基材表面を鏡面に仕上げる必要があったことを意味している。即ち、これらの技術の場合、ポリッシングと称される鏡面仕上げをしておかないと、0.1μm程度であるDLC薄膜を均等に被覆形成することができないからである。
Among the above-described prior arts, the so-called metal carrier main body surface disclosed in
ただし、発明者らの研究によると、鏡面仕上げしたキャリア本体の場合、その鏡面上にDLC薄膜を形成すると、次のような問題があることがわかった。
(1)キャリア本体表面の鏡面仕上げには、多くの作業時間を要し、コストアップとなる。特に0.1μm厚さのDLC薄膜を形成する際、僅かな研磨疵が存在しても、その箇所がDLC薄膜の欠陥原因となることが多い。
(2)DLC薄膜は、炭化水素系のガスから生成する炭素と水素を主成分とするアモルファス状の固形物であるから、成膜時に大きな残留応力を内蔵しており、剥離しやすいという問題がある。とくに、板厚の薄いキャリア本体の表面が鏡面だと、該キャリア本体が大きな変形応力を受けるので、この本体表面に被覆したDLC薄膜の場合、よけいに剥離しやすくなる。この点、特許文献3では、DLC薄膜の残留応力を0.5MPa以下に制限することを提案しているが、このような低残留応力のDLC薄膜の形成、それにはプラズマCVD法の適用が条件となることを明らかにしている。
(3)DLC薄膜のみを再成させる場合、残存するDLC薄膜の除去が困難な上に、さらに鏡面仕上げをしていくために長時間を要し、作業能率の低下を招いて、製品のコストアップを招く。
(4)また、従来のDLC薄膜は、水に濡れにくい疎水性を示すため、水スラリー状の研磨剤(例えば、コロイダルシリカを分散させた水)が膜表面に均等に分散されず、シリコンウエハ表面に対しても不均等に接触するため、研磨面の仕上げ精度が落ちることが指摘されている。即ち、研磨面が局所的となって、均等な鏡面が得られず、研磨面の平行度(平坦度)が低下するので、所定の研磨面に仕上げるのに長時間を要するという問題がある。
(6)このように、最近のキャリアは大型化している上、薄い金属で製作されており、さらに大小さまざまな孔を多数配設しているため、その取扱い時に大きく変形することが避けられず、DLC薄膜に割れや局部剥離が発生しやすいという問題があった。
However, according to research by the inventors, in the case of a mirror-finished carrier body, it has been found that when a DLC thin film is formed on the mirror surface, there are the following problems.
(1) Mirror finish on the surface of the carrier body requires a lot of work time and increases costs. In particular, when forming a DLC thin film having a thickness of 0.1 μm, even if a slight polishing flaw is present, that portion often causes a defect in the DLC thin film.
(2) Since the DLC thin film is an amorphous solid mainly composed of carbon and hydrogen generated from a hydrocarbon-based gas, it has a problem that it has a large residual stress during film formation and is easily peeled off. is there. In particular, when the surface of the thin carrier body is a mirror surface, the carrier body is subjected to a large deformation stress, and in the case of a DLC thin film coated on the surface of the body, the carrier body is easily peeled off. In this regard,
(3) When regenerating only the DLC thin film, it is difficult to remove the remaining DLC thin film, and it takes a long time to finish the mirror finish, resulting in a reduction in work efficiency, resulting in the cost of the product. Invite up.
(4) Further, since the conventional DLC thin film exhibits hydrophobicity that is difficult to wet with water, a water slurry-like abrasive (for example, water in which colloidal silica is dispersed) is not evenly dispersed on the film surface. It has been pointed out that the finishing accuracy of the polished surface is lowered due to uneven contact with the surface. That is, since the polishing surface becomes local, a uniform mirror surface cannot be obtained, and the parallelism (flatness) of the polishing surface is lowered, so that there is a problem that it takes a long time to finish a predetermined polishing surface.
(6) As described above, the recent carriers are made larger, made of thin metal, and provided with a large number of holes of various sizes. There was a problem that the DLC thin film was likely to be cracked or locally peeled.
従来技術が抱えている前記課題を解決するために鋭意研究した結果、発明者らは、以下に述べるような知見を得た。
(1)キャリア本体の表面を鏡面仕上げせず、逆に、研削粒子を吹き付けて何らかの表面改質を行う処理(以下、「加工ブラスト処理」という)を施すことにより、該表面を粗面化すると同時に該表面に応力付加や加工硬化を施し、その表面を粗面化・加工層に改質した上で、DLC薄膜を被覆形成すると、膜の付着力を向上させることができる。
(2)キャリア本体表面は、上記加工ブラスト処理によって、キャリア本体に圧縮残留応力を付加もしくは加工硬化させることができ、このことによってキャリア本体の剛性を高めることができ、キャリア本体の変形度を小さくすることができる。
(3)粗面化・加工層を有するキャリア本体上に形成したDLC薄膜は、その粗面化・加工層の影響を受けて、ミクロ的には緩やかな凹凸が形成されることから、シリコンウエハ研磨時には研磨材粒子が凹部に滞留することになって研磨効率が向上する。
(4)アモルファス状の固形膜からなるDLC薄膜は、水素含有量を12〜30at%(原子%)に制御することによって、DLC薄膜自体に耐磨耗性とともに柔軟性を付与され、キャリア本体の変形に追随可能な膜質となる。
As a result of diligent research to solve the above-described problems of the prior art, the inventors have obtained the following knowledge.
(1) The surface of the carrier body is not mirror-finished, and on the contrary, the surface of the carrier body is roughened by performing a process for performing some surface modification by spraying abrasive particles (hereinafter referred to as “process blast process”). At the same time, when the surface is subjected to stress application or work hardening, the surface is modified to a roughened / processed layer, and then the DLC thin film is coated, the adhesion of the film can be improved.
(2) The surface of the carrier body can be subjected to compressive residual stress applied to the carrier body or work-hardened by the above-described processing blast treatment, which can increase the rigidity of the carrier body and reduce the degree of deformation of the carrier body. can do.
(3) Since the DLC thin film formed on the carrier body having the roughened / processed layer is affected by the roughened / processed layer, microscopic unevenness is formed on the silicon wafer. At the time of polishing, the abrasive particles stay in the recess, and the polishing efficiency is improved.
(4) In the DLC thin film made of an amorphous solid film, the hydrogen content is controlled to 12 to 30 at% (atomic%), so that the DLC thin film itself is given flexibility and wear resistance. The film quality can follow the deformation.
即ち、本発明は、アルミニウム合金、チタン合金、またはステンレス鋼、SK鋼およびSKH鋼などの特殊鋼のうちから選ばれるいずれか一種以上の金属・合金からなる金属製キャリア本体の表面に、
下記の加工ブラスト処理によって形成される表面粗さが、Ra値で0.05〜0.74μm、Rz値で0.09〜1.99μm、かつRsk値が±1未満で、圧縮残留応力もしくは加工硬化のいずれか少なくとも一方を発現させてなる粗面化・加工層が設けられ、
その粗面化・加工層の上に、該粗面化・加工層の粗さRzを超えかつ2.0〜20μmの範囲内の膜厚を有し、かつ水素含有量が13〜30原子%で残部が炭素からなる炭素水素固形物皮膜であるDLC薄膜が形成されていることを特徴とする被研磨物保持用キャリア。
記
セラミックス粒子もしくはサーメット粒子からなるHv:300〜2000の硬質研削粒子を、V:30〜100m/sec以上の飛行速度で、薄いキャリア本体の表面に60°〜90°の角度で吹き付る
That is, the present invention provides an aluminum alloy, a titanium alloy, or a surface of a metal carrier body made of one or more kinds of metals / alloys selected from special steels such as stainless steel, SK steel, and SKH steel,
The surface roughness formed by the following processing blast treatment is 0.05-0. 74 μm, Rz value of 0.09 to 1.99 μm, and Rsk value of less than ± 1 , provided with a roughening / working layer that expresses at least one of compressive residual stress or work hardening ,
On the roughened / processed layer, it has a film thickness exceeding the roughness Rz of the roughened / processed layer and in the range of 2.0 to 20 μm, and a hydrogen content of 13 to 30 atoms. workpiece holding carrier for the balance being DLC thin film is made form a carbon hydrogen solid film comprising carbon in%.
Record
Hard grinding particles of Hv: 300-2000 made of ceramic particles or cermet particles are sprayed on the surface of a thin carrier body at an angle of 60 ° -90 ° at a flight speed of V: 30-30 m / sec or more.
本発明に係る上記の技術的手段を採用することによって、次のような効果が得られる。
(1)キャリア本体表面の粗面化・加工層形成のための加工ブラスト処理は、従来技術の鏡面仕上げ処理に比較して容易であり、処理時間が短縮され生産性が向上する。
(2)本発明により、粗面化・加工層上に形成されたDLC薄膜は、接着面積が大きくなるため、鏡面仕上げ面に形成されたDLC薄膜に比べて密着力が大きい。
(3)本発明により形成された粗面化・加工層は、キャリア本体表面を加工ブラスト処理して形成されるので、少なくともその表面は加工硬化することに加え、圧縮残留応力も発生するため、該キャリア本体の剛性が上昇する。その結果、キャリア本体の取扱い時に、変形するようなことがなくなり、ハンドリング等が容易になる。
(4)本発明のキャリアによれば、取扱い時の変形が少ないので、その表面に形成したDLC薄膜に大きな残留応力が発生しても剥離することがなくなる。その結果、DLC薄膜の形成方法として、プラズマCVD法だけでなく、イオン化蒸着法、アークイオンプレーティング法、プラズマブースター法、など多くの方法を採用することができる。
(5)本発明により得られたキャリアは、取扱い時の変形が少ないので、このキャリアに取付けたシリコンウエハは、変形に伴う応力を受けにくくなる。そのため、従来のように、取扱い時にシリコンウエハがキャリアから外れるようなことがなくなる。
(6)本発明の適用により、粗面化・加工層上に形成されたDLC薄膜は、キャリア本体表面の影響を受けて、微視的な凹凸を保ちつつ、シリコンウエハの研磨に必要な平坦度の表面となるようにするため、シリコンウエハを研磨する際に、水スラリ研磨剤に含まれているコロイダルシリカなどの超微粒子(0.01〜0.1μm)が凹部に残留しやすくなる。しかも、このような凹部はDLC薄膜表面に均等に存在するため、シリコンウエハの研磨効率が向上するのみならず、研磨自身も均等に行われ品質も改善される。
(7)上記加工ブラスト処理は、新しいキャリア本体に対するDLC薄膜の形成時のみならず、DLC薄膜の除去法としても極めて有効であるから、これがそのままDLC薄膜の再成用の前処理としても使用することができ、コスト的に有利である。
By adopting the technical means according to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) Processing blasting for roughening the carrier main body surface and forming a processed layer is easier than conventional mirror finishing, reducing processing time and improving productivity.
(2) According to the present invention, the DLC thin film formed on the roughened / processed layer has a larger adhesion area than the DLC thin film formed on the mirror-finished surface because the adhesion area is increased.
(3) Since the roughened / processed layer formed according to the present invention is formed by processing blasting the surface of the carrier body, at least the surface thereof is processed and hardened, and compressive residual stress is also generated. The rigidity of the carrier body is increased. As a result, the carrier body is not deformed during handling, and handling and the like are facilitated.
(4) According to the carrier of the present invention, since deformation during handling is small, even if a large residual stress is generated in the DLC thin film formed on the surface, the carrier does not peel off. As a result, as a method for forming the DLC thin film, not only the plasma CVD method but also many methods such as an ionized vapor deposition method, an arc ion plating method, and a plasma booster method can be adopted.
(5) Since the carrier obtained by the present invention is hardly deformed during handling, the silicon wafer attached to the carrier is not easily subjected to stress accompanying deformation. Therefore, unlike the conventional case, the silicon wafer is not detached from the carrier during handling.
(6) By applying the present invention, the DLC thin film formed on the roughened / processed layer is affected by the surface of the carrier body, and maintains a microscopic unevenness while maintaining the flatness necessary for polishing a silicon wafer. Therefore, when polishing a silicon wafer, ultrafine particles (0.01 to 0.1 μm) such as colloidal silica contained in the water slurry abrasive are likely to remain in the recesses. Moreover, since such recesses are evenly present on the surface of the DLC thin film, not only the polishing efficiency of the silicon wafer is improved, but also the polishing itself is performed uniformly and the quality is improved.
(7) The processing blasting process is extremely effective not only when the DLC thin film is formed on the new carrier body but also as a method for removing the DLC thin film, so that it is used as it is as a pretreatment for regenerating the DLC thin film. This is advantageous in terms of cost.
以下、本発明に係る被研磨物保持用キャリアの構成について、製造方法の説明に併せて説明する。
(1)金属製キャリア本体表面に粗面化・加工層を形成するための処理
以下は、金属製キャリアとして、ステンレス鋼(SUS304)を用いた例について説明する。金属製キャリアは、一般に、0.5〜1.0mm程度の厚さに仕上げられ、その外観は、図1に示したように、大小幾つもの円形または不定形な孔が配設されているものである。このような金属製キャリアは、薄いため、これを持ち運びする際に、大きく湾曲(変形)するという特性がある。
Hereinafter, the configuration of the carrier for holding an object to be polished according to the present invention will be described together with the description of the manufacturing method.
(1) Process for forming a roughened / processed layer on the surface of a metal carrier body The following will describe an example in which stainless steel (SUS304) is used as a metal carrier. A metal carrier is generally finished to a thickness of about 0.5 to 1.0 mm, and its external appearance is provided with a number of large or small circular or irregular holes as shown in FIG. It is. Since such a metal carrier is thin, it has a characteristic of being greatly bent (deformed) when it is carried.
そこで、本発明では、図1に示すキャリア本体の表面に、研削粒子を吹き付ける加工ブラスト処理を施すことにより、該キャリア本体の表面に粗面化・加工層を生成させることにした。この加工ブラスト処理において用いられる上記研削粒子としては、JIS R6111規定のSiCなどの炭化物、Al2O3などの酸化物、TiNなどの窒化物等のセラミック粒子(平均粒径10〜80μm)またはこれらとNiやCoなどとのサーメットを、圧力0.2〜0.5MPaの圧縮空気を用いて吹き付けることにより、下記の粗さを有する粗面化・加工層を形成するようにすることが大切である。
算術平均粗さRa:0.05〜0.85μm
十点平均粗さRz:0.09〜1.99μm
なお、圧縮空気の圧力が0.2MPa未満では、加工ブラスト処理の時間が長くなるうえ、均等な粗面が得られにくい。一方、0.5MPaより強い圧力の圧縮空気を用いると金属製キャリア本体が変形するので好ましくない。
Therefore, in the present invention, the surface of the carrier main body shown in FIG. 1 is subjected to a processing blast process for spraying abrasive particles, thereby generating a roughened / processed layer on the surface of the carrier main body. Examples of the abrasive particles used in this processing blast treatment include carbide particles such as SiC according to JIS R6111, oxides such as Al 2 O 3 , ceramic particles such as nitride such as TiN (average particle size of 10 to 80 μm), or these It is important to form a roughened / processed layer having the following roughness by spraying cermets such as Ni and Co with compressed air at a pressure of 0.2 to 0.5 MPa. is there.
Arithmetic average roughness Ra: 0.05 to 0.85 μm
Ten-point average roughness Rz: 0.09 to 1.99 μm
If the pressure of the compressed air is less than 0.2 MPa, it takes a long time for processing blasting and it is difficult to obtain a uniform rough surface. On the other hand, using compressed air with a pressure higher than 0.5 MPa is not preferable because the metal carrier body is deformed.
また、本発明で適用される好ましい前記加工ブラスト処理とは、前記のセラミック粒子やサーメット粒子、できれば硬質粒子(Hv:300〜2000)を、飛行速度V:(30〜100)m/sec以上の速度で、キャリア本体の表面に60°〜90°の角度で吹き付けて、該キャリア本体表面に、微細な凹凸を有する粗面を形成すると共に、圧縮残留応力もしくは加工硬化のいずれか一方が発現した層を形成する処理である。この処理において、吹き付け粒子の硬さがHv:300未満、もしくはそれの飛行速度が30m/sec以下では、本発明において望ましい粗面化・加工層の形成ができなくなる場合がある。なお、上記硬質粒子の硬さは、キャリア本体の材質によっても変わるので、一概に規定はできないが、望ましくHv≧900、そして飛行速度Vについては、V:80m/sec以上、より好ましくは100m/sec以上とすることがよい。 Further, the preferred processing blast treatment applied in the present invention is the above-mentioned ceramic particles or cermet particles, preferably hard particles (Hv: 300 to 2000), and a flight speed V: (30 to 100) m / sec or more. The surface of the carrier body was sprayed at an angle of 60 ° to 90 ° at a speed to form a rough surface having fine irregularities on the surface of the carrier body, and either compression residual stress or work hardening occurred. A process for forming a layer. In this treatment, if the hardness of the sprayed particles is less than Hv: 300 or the flight speed thereof is 30 m / sec or less, it may be impossible to form the roughened / processed layer desirable in the present invention. The hardness of the hard particles also varies depending on the material of the carrier body, and thus cannot be generally defined, but desirably Hv ≧ 900 and the flying speed V is V: 80 m / sec or more, more preferably 100 m / sec. It is good to set it as sec or more.
本発明において、上記粗さ値(Ra、Rz、Rsk)に着目した理由を説明する。研削粒子の吹き付け面、即ち、加工ブラスト処理によって形成した粗面化・加工層の表面を、触針式粗さ検査機で測定すると、RaとともにRzも同様に記録することができる。発明者等が行った測定の結果によると、Raは小さくともRzは常に大きく、本発明が推奨する表面粗さ範囲内では、RzはRaの10倍以上に達するものが多い。 In the present invention, the reason for focusing on the roughness values (Ra, Rz, Rsk) will be described. When the surface to which the abrasive particles are sprayed, that is, the surface of the roughened / processed layer formed by processing blasting is measured with a stylus-type roughness inspection machine, Rz as well as Ra can be recorded in the same manner. According to the results of measurements conducted by the inventors, even if Ra is small, Rz is always large, and within the surface roughness range recommended by the present invention, Rz often reaches 10 times or more of Ra.
このようなRzの高い粗面化・加工層の表面に、DLC薄膜を被覆形成すると、図2に示すような状態となる。即ち、加工ブラスト処理した後のステンレス鋼製キャリア本体21の表面に形成されたDLC薄膜24は、非常に薄い膜である。従って、実質的に、Rzを決定づける凸部23をもつ粗面部に形成されたDLC薄膜24は、凸部25が露出したり、露出しない場合であっても実質的な有効膜厚が得られないこととなる。このため、DLC薄膜24が僅かに摩耗しただけでも凸部25のみが露出し、この部分がシリコンウエハの研磨作業時に選択的に溶出(シリコンウエハの研磨時に使用される研磨材を含む水スラリ溶液)し、その溶出成分がシリコンウエハの表面に付着して汚染の原因となる。なお、図示の22は、実質的にRaで表示される粗さを示している。
When a DLC thin film is formed on the surface of such a roughened / processed layer having a high Rz, a state as shown in FIG. 2 is obtained. That is, the DLC
本発明では、加工ブラスト処理後に必要に応じ、さらにバフや#1000以上の研磨紙を用いて軽く研磨することによって、主に凸部のみを除去して、前記課題を解決することができる。また、バフや研磨紙に代えて、小さな鋼球やガラス球を吹き付けて凸部のみを選択的に消失させる方法であってもよい。 In the present invention, if necessary after the processing blast treatment, the above problem can be solved by removing only the convex portions mainly by lightly polishing using a buff or # 1000 or more polishing paper. Moreover, it may replace with a buff and polishing paper, and the method of spraying a small steel ball | bowl and a glass ball | bowl and selectively lose | disappearing only a convex part may be sufficient.
なお、Raを0.05〜0.85μmの範囲に規制する理由は、0.05μm未満では加工ブラスト処理の効果が薄く、一方、0.85μmより大きいと、その上に形成されるDLC薄膜の均一性が欠けるか、成膜条件によっては凸部25が露出し易く、DLC薄膜被覆の効果が乏しくなるからである。
The reason for restricting Ra to the range of 0.05 to 0.85 μm is that the effect of the processing blast treatment is less than 0.05 μm, and on the other hand, if it is more than 0.85 μm, the DLC thin film formed thereon is thin. This is because the uniformity is lacking or the
次に、本発明では粗面化・加工層の粗さ特性として、Rsk値についても、所定の管理値の範囲内になるようにした。即ち、この粗面化・加工層の粗さについて、その高さ方向のゆがみを示す粗さ曲線のスキューネス値(Rsk)を用いて管理することとした。 Next, in the present invention, as the roughness characteristics of the roughened / processed layer, the Rsk value is also set within a predetermined control value range. That is, the roughness of the roughened / processed layer is managed by using the skewness value (Rsk) of the roughness curve indicating the distortion in the height direction.
このRsk値は、下記式に示すとおり、基準長(Ir)における高さ(Z(x))の三乗平均を二乗平均率方根の三乗(Rq3)で割ったもので定義されるものである。
This Rsk value is defined by the root mean square of the height (Z (x) ) at the reference length (I r ) divided by the root mean square root (Rq 3 ) as shown in the following equation. Is.
なお、Rsk値が、図4に示すように、凸部に対して凹部の部分が広い粗さ曲線では、確立密度関数が凹部の方へ偏った分布となるが、これを正値とし、その逆を負値と定義されているが、本発明ではRsk値の正負に関係なく、その“ゆがみ”を±1以下に規制することにした。 As shown in FIG. 4, in the roughness curve in which the concave portion is wider than the convex portion, the Rsk value has a distribution in which the probability density function is biased toward the concave portion. The reverse is defined as a negative value, but in the present invention, the “distortion” is regulated to ± 1 or less regardless of whether the Rsk value is positive or negative.
本発明において、粗面化・加工層の粗さのうち、Rsk値を重視する理由は、粗面化・加工層の表面粗さの大小に関係なく、そのRsk値がDLC薄膜の表面性状を示す数値と考えられるからである。 In the present invention, of the roughness of the roughened / processed layer, the reason why the Rsk value is regarded as important is that the Rsk value determines the surface properties of the DLC thin film regardless of the surface roughness of the roughened / processed layer. This is because it is considered to be a numerical value shown.
例えば、ステンレス鋼基材の表面を電解研磨によって鏡面に仕上げたものと、研削粒子を吹き付ける加工ブラスト処理を施したものについて、これらの表面の表面粗さを測定すると、表1に示すような結果が得られた。 For example, when the surface roughness of a surface of a stainless steel substrate that has been mirror-finished by electrolytic polishing and that that has been subjected to processing blasting that sprays abrasive particles are measured, the results shown in Table 1 are obtained. was gotten.
表1に示す結果からわかることは、Ra、Rzなどの表面粗さの測定値は、粗さのそのものを示しているが、Rsk値については粗さ、というよりもむしろ、測定面の“ゆがみ”を表わしていることがわかる。そこで、発明者らは、その粗さRa、Rzに加え、必要に応じてRsk値をも規制することにしたのである。 It can be seen from the results shown in Table 1 that the measured values of the surface roughness such as Ra and Rz indicate the roughness itself, but the Rsk value is not “roughness” but rather “distortion” of the measurement surface. ". Therefore, the inventors decided to regulate the Rsk value as necessary in addition to the roughness Ra and Rz.
粗面化・加工層上に形成されるDLC薄膜の表面が、シリコンウエハ研磨用キャリアの性能に大きな影響を与えることを、実験によって知見した。即ち、Rsk値が±1未満を示す粗面化・加工層をもつステンレス鋼製キャリアに被覆形成されたDLC薄膜は、Rsk値の影響を受けてミクロ的な緩やかな“ゆがみ”を持つようになる。この“ゆがみ”の凹部に相当するところに、コロイダルシリカのような微細なシリコンウエハ用研磨材が滞留し、この研磨材粒子が該シリコンウエハの研磨効率を向上させるものと考えられる。とくに、そうした研磨材粒子の滞留部は、DLC薄膜全体にわたって均等に分布しているので、シリコンウエハの研磨も単に効率の向上にとどまらず、研磨面全体が均等に研磨されることとなる。 It has been experimentally found that the surface of the DLC thin film formed on the roughened / processed layer has a great influence on the performance of the silicon wafer polishing carrier. That is, a DLC thin film coated on a stainless steel carrier having a roughened / processed layer with an Rsk value of less than ± 1 has a microscopic “distortion” under the influence of the Rsk value. Become. It is considered that a fine silicon wafer abrasive such as colloidal silica stays in a portion corresponding to the “distortion” recess, and the abrasive particles improve the polishing efficiency of the silicon wafer. In particular, since the retained portions of the abrasive particles are evenly distributed over the entire DLC thin film, the polishing of the silicon wafer is not only improved in efficiency, but the entire polished surface is polished evenly.
(2)加工ブラスト処理の効果
加工ブラスト処理を施した金属製キャリア本体には、次のような特徴がある。
(a)加工ブラスト処理(研削粒子の吹付け処理)によって、キャリア本体の被処理面は、微細な凹凸を有する粗面となるほか、圧縮残留応力が発生するとともに加工硬化するため、キャリア本体の剛性が高まる。その結果、キャリアを運搬したり、取り扱う時に生じる“撓み”や“ねじれ”などの変形が抑えられるようになる。従って、キャリア本体の表面を鏡面仕上げしたものに比べると、その表面に形成したDLC薄膜に発生する割れや剥離現象による損傷率を低下させることができる。
(2) Effect of processing blasting The metal carrier body subjected to processing blasting has the following characteristics.
(A) By processing blasting (grinding particle spraying), the surface to be processed of the carrier body becomes a rough surface having fine irregularities, and compressive residual stress is generated and work hardening is performed. Increased rigidity. As a result, deformation such as “deflection” or “twist” that occurs when the carrier is transported or handled can be suppressed. Therefore, the damage rate due to cracking or peeling phenomenon occurring in the DLC thin film formed on the surface of the carrier main body can be reduced as compared with a mirror-finished surface of the carrier body.
一方、鏡面仕上げしたキャリア本体表面のDLC薄膜の場合、鏡面にしたことによって、損傷の発生率が高くなるため、成膜時残留応力を0.5MPa以下に制限している(例えば、特許文献3)。この点、本発明の方法に従って粗面化・加工層を形成した場合、そのような制約がなくなる。その結果、DLC薄膜の形成に当たっては、プラズマCVD法だけでなく、イオン化蒸着法やアークイオンプレーティング法、プラズマブースター法など多く方法が採用可能になる。 On the other hand, in the case of a mirror-finished DLC thin film on the surface of the carrier body, since the occurrence rate of damage increases due to the mirror surface, the residual stress during film formation is limited to 0.5 MPa or less (for example, Patent Document 3). ). In this respect, when the roughening / processed layer is formed according to the method of the present invention, such a restriction is eliminated. As a result, in forming the DLC thin film, not only the plasma CVD method but also many methods such as an ionization vapor deposition method, an arc ion plating method, and a plasma booster method can be adopted.
(b)なお、図3は、本発明に係る加工ブラスト処理を施したSUS304鋼製キャリア本体の表面と電解研磨、ポリッシング(バフ研磨)などの鏡面研磨したキャリア本体の表面を、電子顕微鏡で観察した結果を示したものである。本発明に適合する加工ブラスト処理面(a)は、微細な凹凸が視野の全域にわたって均等に発生している。これに対し、電解研磨面(b)は平滑であり、また、ポリッシング面(c)は平滑な面に僅かなバフ研磨跡が見られる。
これらの拡大写真から明らかなように、本発明に適合する加工ブラスト処理面、即ち、粗面化・加工層は、微細な凹凸の存在によって、この表面に形成されるDLC膜との接合面積が飛躍的に増大しているので、キャリア本体の取扱時に、多少の変形や引張り、圧縮などの負荷が加味されてもDLC膜が剥離しにくくなる。
(B) FIG. 3 shows the surface of the carrier body made of SUS304 steel subjected to the processing blast treatment according to the present invention and the surface of the carrier body subjected to mirror polishing such as electrolytic polishing and polishing (buffing) with an electron microscope. The results are shown. On the processed blasted surface (a) suitable for the present invention, fine irregularities are uniformly generated over the entire field of view. On the other hand, the electrolytic polishing surface (b) is smooth, and the polishing surface (c) has a slight buffing mark on the smooth surface.
As is clear from these enlarged photographs, the processed blasted surface suitable for the present invention, that is, the roughened / processed layer has a bonding area with the DLC film formed on the surface due to the presence of fine irregularities. Since the number is greatly increased, the DLC film is hardly peeled even when a load such as some deformation, tension, and compression is added when the carrier body is handled.
(c)加工ブラスト処理に要する時間は、キャリア本体の表面を鏡面研磨する場合に比較して短いため、作業効率が向上するのに加え、DLC薄膜を備えたキャリアを再使用する場合の前処理(古いDLC薄膜を除去する処理にも使用できる)としても適用可能である。 (C) Since the time required for the processing blast treatment is shorter than that in the case where the surface of the carrier body is mirror-polished, in addition to the improvement of the working efficiency, the pretreatment when the carrier provided with the DLC thin film is reused (It can also be used for the process of removing the old DLC thin film).
(3)キャリア本体(基材)について
上述した加工ブラスト処理の効果を上げるためのキャリア本体としては、次のものが考えられる。例えば、SUS304を代表とする各種ステンレス鋼、チタンおよびチタン合金、アルミニウムおよびその合金、SK鋼、SKH鋼、SUJ鋼などの特殊鋼などが特に好適である。
(3) About carrier main body (base material) The following can be considered as a carrier main body for raising the effect of the processing blast processing mentioned above. For example, various stainless steels such as SUS304, titanium and titanium alloys, aluminum and alloys thereof, special steels such as SK steel, SKH steel, and SUJ steel are particularly suitable.
(4)DLC薄膜の被覆形成方法
研削粒子を吹き付けて形成したキャリア本体の粗面化・加工層の表面に、DLC薄膜を被覆形成する方法としては、イオン化蒸着法、アークイオンプレーティング法、プラズマブースター法および高周波・高電圧パルス重畳型プラズマCVD法(以下、単に「プラズマCVD法」という)などの方法が有利に適合する。以下、プラズマCVD法について説明する。
(4) DLC thin film coating formation method As a method of coating the DLC thin film on the surface of the roughened / processed layer of the carrier body formed by spraying abrasive particles, ionized vapor deposition, arc ion plating, plasma Methods such as the booster method and the high frequency / high voltage pulse superposition type plasma CVD method (hereinafter simply referred to as “plasma CVD method”) are advantageously suitable. Hereinafter, the plasma CVD method will be described.
図5は、前述のような処理を経て粗面化・加工層が形成されたキャリアの表面に、DLC薄膜を被覆形成するために用いられるプラズマCVD装置の略線図である。プラズマCVD装置は、主として、接地された反応容器41と、この反応容器41内に高電圧パルスを印加するための高電圧パルス発生電源44、被処理体((以下、「キャリア本体」という)42の周囲に単価水素系ガスプラズマを発生させるためのプラズマ発生電源45が配設されているほか、導体43およびキャリア本体42に高電圧パルスおよび高周波電圧の両方を同時に印加するための重畳装置46が、高電圧パルス発生電源44とプラズマ発生電源45との間に介装配置されている。なお、導体43およびキャリア本体42は、高電圧導入部49を介して重畳装置46に接続されている。
FIG. 5 is a schematic diagram of a plasma CVD apparatus used for coating a DLC thin film on the surface of a carrier on which a roughened / processed layer has been formed through the above-described treatment. The plasma CVD apparatus mainly includes a grounded
このプラズマCVD装置は、反応容器41内に成膜用の有機系ガスを導入するためのガス導入装置(図示せず)および、反応容器41を真空引きする真空装置(図示せず)が、それぞれバルブ47aおよび47bを介して反応容器41に接続される。
This plasma CVD apparatus includes a gas introducing device (not shown) for introducing an organic gas for film formation into the
このプラズマCVD装置を用いて、被処理体の表面にDLC薄膜を成膜させるには、まず、キャリア本体42を反応容器41内の所定位置に設置し、真空装置を稼動させて該反応容器41内の空気を排出して脱気した後、ガス導入装置によって有機系ガスを該反応容器41内に導入する。
In order to form a DLC thin film on the surface of the object to be processed using this plasma CVD apparatus, first, the
次いで、プラズマ発生用電源45からの高周波電力をキャリア本体42に印加する。なお、反応容器41は、アース線48によって電気的に中性状態にあるため、キャリア本体42は、相対的に負のプラズマ中のプラスイオンは、負に帯電したキャリア本体42のまわりに発生することになる。
Next, high frequency power from the plasma generating
そして、高電圧パルス発生装置44からの高電圧パルス(負の高電圧パルス)をキャリア本体42に印加すると、炭化水素系導入ガスプラズマ中のプラスイオンは、該キャリア本体42の表面に誘引吸着される。このような処理によって、キャリア本体42の表面に、DLC薄膜が生成して薄膜が形成される。即ち、反応容器41内では、最終的には炭素と水素を主成分とするアモルファス状炭素水素固形物からなるDLC薄膜が、キャリア本体42のまわりに気相析出し、キャリア本体42表面を被覆するようにして皮膜形成するものと考えられる。
When a high voltage pulse (negative high voltage pulse) from the high
発明者等は、上記プラズマCVD装置により、被処理体表面に形成されるアモルフアス状炭素水素固形物からなるDLC薄膜の層は、以下の(a)〜(d)のプロセスを経て形成されるものと推測している。 The inventors of the present invention use the plasma CVD apparatus to form a DLC thin film layer made of an amorphous carbon-hydrogen solid formed on the surface of the object through the following processes (a) to (d). I guess.
(a)導入された炭化水素ガスのイオン化(ラジカルと呼ばれる中性な粒子も存在する)がおこり、
(b)炭化水素ガスから変化したイオンおよびラジカルは、負の電圧が印加されたキャリア本体42の表面に衝撃的に衝突し、
(c)衝突時のエネルギーによって、結合エネルギーの小さいC−H間が切断され、その後、活性化されたCとHが重合反応を繰り返して高分子化し、炭素と水素を主成分とするアモルファス状の炭素水素固形物を気相析出し、
(d)そして、上記(c)の反応が起こると、キャリア本体42表面に、アモルファス状炭素水素固形物の堆積層からなるDLC薄膜が形成されることになる。
(A) ionization of the introduced hydrocarbon gas (neutral particles called radicals also exist),
(B) Ions and radicals changed from the hydrocarbon gas impact impact the surface of the
(C) C—H having a low binding energy is cut by the energy at the time of collision, and then activated C and H are polymerized by repeating the polymerization reaction to form an amorphous state mainly composed of carbon and hydrogen. Vapor deposition of carbon hydrogen solids of
(D) When the reaction (c) occurs, a DLC thin film composed of a deposited layer of amorphous carbon hydrogen solids is formed on the surface of the
なお、この装置では、高電圧パルス発生電源44の出力電力を、下記(a)〜(d)のように変化させることによって、キャリア本体42に対して金属等のイオン注入を実施することもできる。
(a)イオン注入を重点的に行う場合:10〜40kV
(b)イオン注入と皮膜形成の両方を行う場合:5〜20kV
(c)皮膜形成のみを行う場合:数百V〜数kV
(d)スパッタリングなどを重点的に行う場合:数百V〜数kV
In this apparatus, the
(A) When ion implantation is focused on: 10 to 40 kV
(B) When performing both ion implantation and film formation: 5 to 20 kV
(C) When only film formation is performed: several hundred V to several kV
(D) When focusing on sputtering, etc .: several hundred V to several kV
また、前記高電圧パルス発生源44では、
パルス幅:1μsec〜10msec
パルス数:1〜複数回のパルスを繰り返すことも可能である。
In the high voltage
Pulse width: 1 μsec to 10 msec
Number of pulses: It is also possible to repeat one to a plurality of pulses.
また、プラズマ発生用電源45の高周波電力の出力周波数は、数十kHzから数GHzの範囲で変化させることができる。
Further, the output frequency of the high frequency power of the plasma generating
このプラズマCVD処理装置の反応容器41内に導入させる成膜用有機系ガスとしては、以下の(イ)〜(ハ)に示すような炭素と水素からなる炭化水素系ガス、およびこれにSi、Al、YおよびMgなどのいずれか1種のものが添加された金属有機化合物を用いる。
As a film-forming organic gas introduced into the
(イ)常温(18℃)で気相状態のもの
CH4、CH2CH2、C2H2、CH3CH2CH3、CH3CH2CH2CH3
(ロ)常温で液相状態のもの
C6H5CH3、C6H5CH2CH、C6H4(CH3)2、CH3(CH2)4CH3、C6H12、C6H4Cl
(ハ)有機Si化合物(液相)
(C2H5O2)4Si、(CH3O)4Si、[(CH3)4Si]2O
(I) Gas phase state at room temperature (18 ° C.) CH 4 , CH 2 CH 2 , C 2 H 2 , CH 3 CH 2 CH 3 , CH 3 CH 2 CH 2 CH 3
(B) Liquid phase at normal temperature C 6 H 5 CH 3 , C 6 H 5 CH 2 CH, C 6 H 4 (CH 3 ) 2 , CH 3 (CH 2 ) 4 CH 3 , C 6 H 12 , C 6 H 4 Cl
(C) Organic Si compound (liquid phase)
(C 2 H 5 O 2 ) 4 Si, (CH 3 O) 4 Si, [(CH 3 ) 4 Si] 2 O
上記の反応容器41内への導入ガスは、常温で気相状態のものは、そのままの状態で反応容器41内に導入できるが、液相状態の化合物はこれを加熱してガス化させ、そのガス(蒸気)を反応容器41内へ供給することによってDLC薄膜を形成することができる。
The gas introduced into the
(5)本発明に係るDLC薄膜
上記のように粗面化・加工層を設けてなるキャリア表面に形成するDLC薄膜は、次に示すような特性を有する。
(a)前記DLC薄膜を構成する炭素と水素含有量の比率
DLC薄膜は、硬く耐摩耗性に優れているものの柔軟性に欠ける特性がある。このため、キャリア本体のように全体が大きくかつ薄い金属等でつくられ、しかも大小さまざまな孔が複数個設けられているものに対し、DLC薄膜を被覆すると、キャリアの持ち運び時に大きく湾曲したり変形したときに、延性に乏しいDLC薄膜にクラックが発生したり、ときには剥離することがある。この対策として、本発明ではDLC薄膜を構成する炭素と水素の割合に注目し、特に、水素含有量を全体の12〜30原子%(at%)に制御することによって、DLC薄膜に耐磨耗性とともに柔軟性を付与することとした。具体的には、このDLC薄膜中に含まれる水素含有量を12〜30原子%(at%)とし、残部を炭素含有量とした。このような組成のDLC薄膜を形成するには、成膜用の炭化水素系ガス中に占める水素含有量の異なる化合物を混合することによって果すことができる。
(5) DLC thin film according to the present invention The DLC thin film formed on the carrier surface provided with the roughened / processed layer as described above has the following characteristics.
(A) Ratio of carbon and hydrogen content constituting the DLC thin film The DLC thin film is hard and excellent in wear resistance, but lacks flexibility. For this reason, when the carrier body is made of a large and thin metal, etc., and a plurality of holes of various sizes are provided, if the DLC thin film is covered, the carrier is greatly bent or deformed when it is carried. When this occurs, cracks may occur in the DLC thin film with poor ductility, and sometimes it may peel off. As a countermeasure, in the present invention, attention is paid to the ratio of carbon and hydrogen constituting the DLC thin film, and in particular, the DLC thin film is resistant to wear by controlling the hydrogen content to 12 to 30 atomic% (at%) of the whole. It was decided to give flexibility as well as sex. Specifically, the hydrogen content contained in the DLC thin film was 12 to 30 atomic% (at%), and the balance was the carbon content. Formation of a DLC thin film having such a composition can be accomplished by mixing compounds having different hydrogen contents in the hydrocarbon-based gas for film formation.
(実施例1)
この実施例では、SK鋼基材の表面を鏡面仕上げしたものと、加工ブラスト処理によって各種の表面粗さに仕上げられた粗面化・加工層に対して、直接、膜厚の異なるDLC薄膜を形成した。次いで、これらの試験片を塩水噴霧試験に供して、基材の表面粗さとDLC薄膜の耐食性を調査した。
Example 1
In this example, DLC thin films with different thicknesses are directly applied to the mirror finished surface of the SK steel substrate and the roughened / processed layer finished to various surface roughnesses by processing blasting. Formed. Subsequently, these test pieces were subjected to a salt spray test to investigate the surface roughness of the substrate and the corrosion resistance of the DLC thin film.
(1)供試基材
供試基材はSK鋼(SK60の焼きなまし材)とし、この基材から幅50mm×長さ70mm×厚さ2mmの試験片を作成した。その後、その試験片の全面に対して前処理として下記の加工ブラスト処理を実施したものについての表面粗さを示す。
(イ)加工ブラスト処理 Ra:0.05〜0.74μm、Rz:0.09〜5.55μm
(ロ)参考のために、鏡面仕上げに当たる以下の実験も行ったので併記する。
a.電解研磨 Ra:0.013〜0.014μm Rz:0.14〜0.16μm
b.バフ研磨 Ra:0.015μm Rz:0.20μm
なお、加工ブラスト処理は、研削粒子として粒径範囲10〜80μmのSiCを用い、これを0.3MPaの圧縮空気を用いて吹き付けたものである。
(1) Test base material The test base material was SK steel (SK60 annealing material), and a test piece having a width of 50 mm, a length of 70 mm, and a thickness of 2 mm was prepared from this base material. Then, the surface roughness about what performed the following process blast process as pre-processing with respect to the whole surface of the test piece is shown.
(A) Processing blast treatment Ra: 0.05 to 0.74 μm, Rz: 0.09 to 5.55 μm
(B) For reference, the following experiment for mirror finishing was also performed.
a. Electropolishing Ra: 0.013-0.014 μm Rz: 0.14-0.16 μm
b. Buffing Ra: 0.015 μm Rz: 0.20 μm
In the processing blast treatment, SiC having a particle size range of 10 to 80 μm is used as grinding particles, and this is sprayed using compressed air of 0.3 MPa.
(2)DLC薄膜の形成方法と膜厚
DLC薄膜の形成にはプラズマCVD法を用い、全ての試験片に対して、SiO2:0.8原子%を含む0.5〜20μm厚のDLC薄膜を形成させた。
(2) DLC thin film forming method and film thickness Plasma CVD is used to form the DLC thin film, and 0.5 to 20 μm thick DLC thin film containing SiO 2 : 0.8 atomic% is used for all test pieces. Formed.
(3)試験方法およびその条件
DLC薄膜を形成させた試験片をJIS Z2371規定の塩水噴霧試験に96時間供し、試験後のDLC薄膜表面に発生する赤さびの有無を調査した。
(3) Test Method and Conditions The test piece on which the DLC thin film was formed was subjected to the salt spray test specified in JIS Z2371 for 96 hours, and the presence or absence of red rust generated on the DLC thin film surface after the test was investigated.
(4)試験結果
試験結果を表2に要約した。この結果から明らかなように、鏡面加工である参考例の電解研磨面(No.10、11)およびバフ研磨面(No.12)の表面に形成したDLC薄膜試験片は0.5μmの膜でも赤さびの発生は認められなかった。
一方、本発明適合例である加工ブラスト処理によって粗面化した基材上に、DLC薄膜を形成した試験片では、表面粗さの影響を受け、Ra値またはRz値より薄いDLC薄膜(No.6、7、8、9)では耐食性が十分でなく、赤さびの発生がみられた。ただ、加工ブラスト処理面上のDLC薄膜も表面粗さのRz値よりも厚く成膜したもの(No.1〜8)では赤さびの発生はなく、十分な耐食性を発揮することが確認できた。
これに対し、参考例として示す鏡面に等しい電解研磨面(No.10、11)やバフ研磨面(No.12)の表面に形成したDLC薄膜試験片は、0.5μmの膜でも赤さびの発生はなかった。
(4) Test results The test results are summarized in Table 2. As is clear from this result, the DLC thin film test piece formed on the surfaces of the electrolytic polishing surfaces (No. 10, 11) and the buff polishing surface (No. 12) of the reference example, which is mirror-finished, is a 0.5 μm film. The occurrence of red rust was not observed.
On the other hand, in the test piece in which the DLC thin film is formed on the base material roughened by the processing blast treatment which is a conformity example of the present invention, it is influenced by the surface roughness and is thinner than the Ra value or Rz value (No. In 6, 7, 8, and 9), the corrosion resistance was not sufficient and red rust was observed. However, when the DLC thin film on the processed blasted surface was also formed thicker than the Rz value of the surface roughness (No. 1 to 8), it was confirmed that red rust was not generated and sufficient corrosion resistance was exhibited.
On the other hand, the DLC thin film test piece formed on the surface of the electrolytic polishing surface (No. 10, 11) or the buff polishing surface (No. 12) equal to the mirror surface shown as a reference example generates red rust even with a 0.5 μm film. There was no.
これらの試験結果から、加工ブラスト処理による基材表面は、粗さRa:0.05〜0.74μm、Rz:0.09〜0.95μmの範囲であれば、DLC薄膜の厚さを0.5〜20μmの範囲内とすること、また、Ra:0.74μm、Rz:1.99μmの粗さでは、DLC薄膜の厚さを2.0〜20μmとしてRz値より大きくすると、基材成分が溶出することのない皮膜形成が可能になることがわかる。 From these test results, when the surface of the base material by the processing blast treatment is in the range of roughness Ra: 0.05 to 0.74 μm and Rz: 0.09 to 0.95 μm, the thickness of the DLC thin film is set to 0. When the roughness is Ra: 0.74 μm and Rz: 1.99 μm, when the thickness of the DLC thin film is 2.0-20 μm and is larger than the Rz value, It can be seen that film formation without elution is possible.
以上の結果から、参考例として示す、鏡面状態にある電解研磨やバフ研磨と同じく、加工ブラスト処理を行って粗面化・加工層とした場合であっても、少なくともRz粗さ値よりも大きく20μm以下の厚さのDLC薄膜を形成すれば、膜の耐食性に関しては、従来の鏡面にしたものと全く遜色のない表面になることがわかった。 From the above results, as in the case of the electrolytic polishing and buff polishing in the mirror state shown as the reference example, even when the processing blast treatment is performed to form the roughened / processed layer, at least larger than the Rz roughness value. It was found that when a DLC thin film having a thickness of 20 μm or less was formed, the surface of the film was completely inferior to that of a conventional mirror surface with respect to the corrosion resistance of the film.
(実施例2)
この実施例では、ステンレス鋼(SUS304)基材の表面に、水素含有量を変化させたDLC薄膜を形成し、その水素含有量と基材の曲げ変形に対する抵抗およびその後の耐食性の変化について調査した。
(Example 2)
In this example, a DLC thin film with varying hydrogen content was formed on the surface of a stainless steel (SUS304) substrate, and the hydrogen content, resistance to bending deformation of the substrate and subsequent changes in corrosion resistance were investigated. .
(1)供試基材およびDLC薄膜の性状
供試試験片はステンレス鋼(SUS304)とし、この基材から寸法幅15mm×長さ70mm×厚さ1.8mmの試験片を作成した。その後、この供試基材の全面に対し、加工ブラスト処理を施してRa:0.05〜0.21μm、Rz:0.1〜0.99μmの粗面化処理を行い、その粗面化・加工層における水素含有量が5〜50原子%で、残部が炭素成分である試験片を、1.5μm厚に形成した。
(2)試験方法およびその条件
DLC薄膜を形成させた試験片を中から180°に曲げ変形を与え(Uベンド形状)曲げ部のDLCの外観状況を20倍の拡大鏡で観察した。またその観察後の曲げ試験片を10%HCl水溶液中に浸漬し、室温21℃で48時間放置し、HCl水溶液の中に溶出するイオンによる色調の変化を調べた。
(3)試験結果
表3に試験結果を要約した。この試験結果から明らかなように、水素含有量の少なくないDLC皮膜は(試験片No.1、2、3)は180°の変形を与えるとクラックを発生したり、微小な面積であるが局所的に膜の脱落が見受けられた。これらのDLC薄膜は柔軟性に乏しいことが確認された。一方、曲げ試験後の試験片を10%HCl中に浸潰すると、クラックを発生したDLC薄膜(No.3)は、基材質のステンレス鋼から金属イオン(鉄を主成分とし、少量のCrとNiを含む)が溶出し、HCl水溶液は無色透明から黄緑色に変化した。これに対して水素含有量を1.5〜59原子%含むDLC薄膜(No.4〜8)を浸漬したHCl水溶液は、無色透明を維持しており、90°の変形を与えても柔軟性を有する膜は形成初期の状態を保っていることがわかった。
ただし、DLC薄膜は、その中の水素含有量が多くなるほど軟質化するとともに、品質管理が困難となるので、本発明では水素含有量13〜30原子%の範囲を採用することとした。
(1) Properties of the test substrate and DLC thin film The test sample was stainless steel (SUS304), and a test piece having a size of width 15 mm × length 70 mm × thickness 1.8 mm was prepared from this substrate. Thereafter, the entire surface of the test substrate was subjected to a processing blast treatment to perform a roughening treatment of Ra: 0.05 to 0.21 μm, Rz: 0.1 to 0.99 μm. A test piece having a hydrogen content in the processed layer of 5 to 50 atomic% and the balance being a carbon component was formed to a thickness of 1.5 μm.
(2) Test method and conditions The test piece on which the DLC thin film was formed was bent at 180 ° from the inside (U-bend shape), and the appearance of the DLC in the bent portion was observed with a 20-fold magnifier. Further, the bending test piece after the observation was immersed in a 10% HCl aqueous solution and allowed to stand at a room temperature of 21 ° C. for 48 hours, and a change in color tone due to ions eluted in the HCl aqueous solution was examined.
(3) Test results Table 3 summarizes the test results. As is clear from this test result, the DLC film with a small hydrogen content (test specimens No. 1, 2, 3) generates cracks when it is deformed by 180 ° or has a small area, but is locally In particular, shedding of the membrane was observed. It was confirmed that these DLC thin films lack flexibility. On the other hand, when the test piece after the bending test is immersed in 10% HCl, the cracked DLC thin film (No. 3) is changed from a base material stainless steel to metal ions (iron as a main component, a small amount of Cr and Ni was eluted), and the aqueous HCl solution changed from colorless and transparent to yellowish green. In contrast, the HCl aqueous solution in which a DLC thin film (No. 4 to 8) containing 1.5 to 59 atomic% of hydrogen content is immersed is colorless and transparent, and is flexible even if it is deformed by 90 °. It has been found that the film having the film maintains the initial state of formation.
However, since the DLC thin film becomes soft as the hydrogen content in the DLC thin film increases, quality control becomes difficult. Therefore, in the present invention, the hydrogen content in the range of 13 to 30 atomic% is adopted.
(実施例3)
この実施例では、SK鋼製基材の表面を鏡面仕上げしたものと、本発明にかかる加工ブラスト処理を施した粗面化・加工層を有する試験片の全面に対して各種の方法によってDLC薄膜を形成した。次いで、この試験片180°曲げ試験および塩水噴霧試験を行い、DLC薄膜の曲げ変形に対する抵抗性と耐食性を調査した。
(Example 3)
In this example, a DLC thin film is formed by various methods on the entire surface of a test piece having a mirror-finished surface of a SK steel substrate and a roughened / processed layer subjected to a processing blast treatment according to the present invention. Formed. Subsequently, the 180 ° bending test and the salt spray test were performed on the test piece, and the resistance to the bending deformation and the corrosion resistance of the DLC thin film were investigated.
(1)供試基材とその表面処理
供試基材はSK鋼(SK60焼きなまし材)とし、この基材から幅15mm×長さ70mm×厚さ1.8mmの試験片を作成した。その後この試験片の全面に対し、バフ研磨と加工ブラスト処理を行った。それぞれの処理後の粗さは下記の通りであった。
(イ)バフ研磨面の表面粗さ Ra:0.02〜0.08 Rz:0.66〜0.81
(ロ)加工ブラスト処理面の表面粗さ Ra:0.05〜0.81 Rz:0.72〜0.88
(2)DLC薄膜の形成方法
DLC薄膜を形成させる試験片を、中央を基点として180°に曲げ(Uベンド形状)、その曲げ部のDLC薄膜の外観状況を20倍の拡大鏡で観察した。また観察後の試験片をそのままの状態でJIS Z2371規定の塩水噴霧試験に96hr暴露して、DLC薄膜の変化を調べた。
(4)試験結果
表4に試験結果を要約した。この試験結果から明らかなように、試験片の表面をバフ研磨し、その上にDLC薄膜を形成したもの(No.1、3、5、7)はいずれもクラックを発生したり、微小ながらDLC薄膜の剥離も認められた。ただNo.7のプラズマCVD法で形成されたDLC薄膜のみクラックの発生は非常に少なく、基材との密着性は良好であった。
(1) Test base material and its surface treatment The test base material was SK steel (SK60 annealed material), and a test piece having a width of 15 mm, a length of 70 mm and a thickness of 1.8 mm was prepared from this base material. Thereafter, the entire surface of the test piece was subjected to buffing and processing blasting. The roughness after each treatment was as follows.
(A) Surface roughness of buffed surface Ra: 0.02 to 0.08 Rz: 0.66 to 0.81
(B) Surface roughness of the processed blasted surface Ra: 0.05 to 0.81 Rz: 0.72 to 0.88
(2) Method for forming DLC thin film A test piece for forming a DLC thin film was bent at 180 ° from the center (U-bend shape), and the appearance of the DLC thin film at the bent portion was observed with a 20 × magnifier. Moreover, the test piece after observation was exposed to the salt spray test of JIS Z2371 for 96 hours as it was, and the change of the DLC thin film was investigated.
(4) Test results Table 4 summarizes the test results. As is apparent from the test results, the surface of the test piece was buffed and a DLC thin film was formed thereon (No. 1, 3, 5, 7). Thin film peeling was also observed. Just No. Only the DLC thin film formed by the plasma CVD method of No. 7 had very few cracks and had good adhesion to the substrate.
一方、曲げ試験後に実施した塩水噴霧試験結果によると、DLC薄膜にクラックや剥離が認められた試験片は全て赤さびが発生し、クラックが基材まで達して防食作用を消失している状況が観察された。これに対して曲げ試験によっても健全な状態を維持していた試験片は塩水噴霧試験においても赤さびを発生することなく、優れた耐食性を発揮した。この結果から本発明に係るDLC薄膜はプラズマCVD法に限定されず、他の既存のDLC薄膜形成法に対して適用可能であることが確認された。 On the other hand, according to the results of the salt spray test carried out after the bending test, it was observed that all the test pieces in which cracks and delamination were observed in the DLC thin film generated red rust, the cracks reached the base material, and the anticorrosive action disappeared. It was done. On the other hand, the test piece that maintained a healthy state even in the bending test exhibited excellent corrosion resistance without generating red rust in the salt spray test. From this result, it was confirmed that the DLC thin film according to the present invention is not limited to the plasma CVD method and can be applied to other existing DLC thin film forming methods.
(実施例4)
この実施例では、ステンレス鋼(SUS304)を基材とし、加工ブラスト処理面と鏡面研磨面とのそれぞれにDLC薄膜を形成した後、そのDLC薄膜の密着強さを評価した。
Example 4
In this example, stainless steel (SUS304) was used as a base material, a DLC thin film was formed on each of the processed blasted surface and the mirror polished surface, and then the adhesion strength of the DLC thin film was evaluated.
(1)供試基材と前処理
供試基材としてステンレス鋼から幅25mm×長さ30mm×厚さ3mmの試験片を切り出した後、下記の前処理を施した。
(イ)電解研磨:Ra:0.01〜0.014μm、Rz:0.11〜0.15μm
(ロ)加工ブラスト処理:Ra:0.05〜0.75μm、Rz:0.11〜0.96μm
(2)DLC薄膜の形成方法と膜厚
DLC薄膜の形成には、プラズマCVD法を用い、すべての試験片に対して膜厚2μmのDLC薄膜を形成した。
(3)試験方法
基材に対するDLC薄膜の密着性は、塗膜の密着力性試験として汎用されている描画試験を応用した。すなわち、一定の荷重を負荷したダイヤモンド針でDLC薄膜に直線の切り傷を付け、このときに発生するDLC薄膜の剥離の有無とその程度によって密着力を判定した。
(4)試験結果
試験結果を表5に要約した。この結果から明らかなように、本発明にかかる加工ブラスト処理を施して粗面化・加工層を形成したDLC薄膜(No.1、2)はダイヤモンド針によって引掻き疵は発生するものの、DLC薄膜の剥離はほとんど発生しない。これに対して鏡面仕上げ面に形成したDLC薄膜(No.3、4)では、引掻き傷の周辺に位置するDLC薄膜が大きく剥離した。これらの結果から、加工ブラスト処理による基材表面の粗面化処理はDLC薄膜の密着性向上に効果があることが確認された。なお、図5は、DLC薄膜の密着性試験後の外観状況を示したものである。
(1) Test base material and pretreatment A test piece having a width of 25 mm, a length of 30 mm, and a thickness of 3 mm was cut out from stainless steel as a test base material, and then subjected to the following pretreatment.
(A) Electropolishing: Ra: 0.01 to 0.014 μm, Rz: 0.11 to 0.15 μm
(B) Processing blast treatment: Ra: 0.05 to 0.75 μm, Rz: 0.11 to 0.96 μm
(2) Formation method and film thickness of DLC thin film A DLC thin film having a film thickness of 2 μm was formed on all test pieces by using a plasma CVD method.
(3) Test method For the adhesion of the DLC thin film to the substrate, a drawing test which is widely used as an adhesion strength test of the coating film was applied. That is, a straight cut was made on the DLC thin film with a diamond needle loaded with a constant load, and the adhesion force was determined based on whether or not the DLC thin film was peeled off at that time.
(4) Test results The test results are summarized in Table 5. As is apparent from the results, the DLC thin film (Nos. 1 and 2) formed with the roughening / processed layer by the processing blast treatment according to the present invention generates scratches due to the diamond needle, but the DLC thin film Peeling hardly occurs. On the other hand, in the DLC thin film (Nos. 3 and 4) formed on the mirror-finished surface, the DLC thin film located around the scratch was largely peeled off. From these results, it was confirmed that the roughening treatment of the substrate surface by the processing blast treatment is effective in improving the adhesion of the DLC thin film. FIG. 5 shows the appearance of the DLC thin film after the adhesion test.
(実施例5)
この実施例では、先に図1に示したSUS304鋼のキャリア本体を用いて、直径200mm、厚さ0.8mmのSiウエハを研磨して、本発明の効果を実証した結果である。キャリア本体の全面に対して、下記の前処理とDLC膜を形成した。
(Example 5)
In this example, the effect of the present invention was demonstrated by polishing a Si wafer having a diameter of 200 mm and a thickness of 0.8 mm using the carrier body of SUS304 steel shown in FIG. The following pretreatment and DLC film were formed on the entire surface of the carrier body.
(1)本発明に係る前処理とDLC膜
加工ブラスト処理によって、キャリア本体を表面をRa:0.08〜0.11μm、Rz:0.82〜0.94μmの粗面化を行った後、その上にDLC膜を3μm厚に形成した。DLC膜中に水素含有量は14原子%、残部は炭素である。
(2)比較例の前処理とDLC膜
パフ研磨によって、キャリア本体の表面をRa:0.02〜0.11μm、Rz:0.12〜0.17μmの鏡面に仕上げた後、その上に本発明と同質のDLC膜を3μm厚に皮膜した。
(3)試験結果
研磨剤として、コロイダイシリカを研磨材とする水スラリを用い、Siウエハの研磨を行った結果、本発明のDLC膜を形成したキャリア本体を用いた場合は、Siウエハの表面をRa0.01μmに仕上げるのに約25分で終了したのに対し、比較例のDLC膜を被覆したキャリア本体では65分を要した。また、比較例のDLC膜を形成したキャリア本体で研磨したSiウエハの研磨面にはスクラッチ状の疵の発生は認められなかった。
(1) Pretreatment and DLC film according to the present invention After roughening the surface of the carrier body to Ra: 0.08 to 0.11 μm, Rz: 0.82 to 0.94 μm by processing blast treatment, A DLC film having a thickness of 3 μm was formed thereon. The hydrogen content in the DLC film is 14 atomic% and the balance is carbon.
(2) Pre-processing of comparative example and DLC film After finishing the surface of the carrier body to a mirror surface of Ra: 0.02-0.11 μm, Rz: 0.12-0.17 μm by puff polishing, A DLC film of the same quality as the invention was coated to a thickness of 3 μm.
(3) Test results When the carrier body formed with the DLC film of the present invention was used as a polishing agent using a water slurry with colloidal silica as an abrasive, and the DLC film of the present invention was used, It took about 25 minutes to finish the surface to Ra 0.01 μm, while it took 65 minutes for the carrier body coated with the DLC film of the comparative example. Moreover, generation | occurrence | production of a scratch-like wrinkle was not recognized on the grinding | polishing surface of the Si wafer ground with the carrier main body in which the DLC film of the comparative example was formed.
(実施例6)
この実施例では、先に図1に示したキャリアおよびSiウエハの研磨条件におけるキャリア本体のRsk値の影響を調査した。
キャリア本体の全面に対して、下記の前処理とDLC膜を形成した。
(Example 6)
In this example, the influence of the Rsk value of the carrier body on the carrier and Si wafer polishing conditions shown in FIG. 1 was investigated.
The following pretreatment and DLC film were formed on the entire surface of the carrier body.
(1)本発明に係る前処理とDLC膜の性状
加工ブラスト処理によって、キャリア本体を表面をRa:0.08〜0.11μm、Rz:0.83〜0.95μmの粗面化し、同時に計測したRsk値が±0.4〜0.8の範囲にあることを確認した。その後、この表面に本発明に係るDLC膜を3μm厚に形成した。
(2)比較例の前処理とDLC膜の性状
バフ研磨によって研磨したキャリア本体の表面粗さはRa:0.013〜0.015μm、Rz:0.20〜0.29μmかつRsk値は+1以上の範囲にあった。この表面に本発明と同じDLC膜を3μm厚に形成した。
(3)試験結果
コロイダルシリカを研磨材とする水スラリ研磨剤を用いて、Siウエハの研磨を行った結果、本発明のDLC膜を形成したキャリア本体を用いた場合、Siウエハの表面をRa0.01μmに仕上げるのに約23分で終了するとともに、研磨面の平行度は管理値の範囲にあり、非常に精度よく研磨されていた。これに対して、比較例のDLC膜を形成したキャリア本体を用いた場合には、所定の研磨面を得るための時間に30分を要するうえ、研磨面の平行度も低下しバラツキが認められた。
(1) Pretreatment and properties of DLC film according to the present invention The surface of the carrier body is roughened to Ra: 0.08 to 0.11 μm, Rz: 0.83 to 0.95 μm by processing blasting, and simultaneously measured. It was confirmed that the Rsk value was in the range of ± 0.4 to 0.8. Thereafter, a DLC film according to the present invention was formed on this surface to a thickness of 3 μm.
(2) Pretreatment of Comparative Example and Properties of DLC Film The surface roughness of the carrier body polished by buffing is Ra: 0.013 to 0.015 μm, Rz: 0.20 to 0.29 μm, and the Rsk value is +1 or more Was in the range. On this surface, the same DLC film as that of the present invention was formed to a thickness of 3 μm.
(3) Test results As a result of polishing a Si wafer using a water slurry abrasive using colloidal silica as an abrasive, the surface of the Si wafer was changed to Ra0 when the carrier body formed with the DLC film of the present invention was used. The finishing to about 0.01 μm was completed in about 23 minutes, and the parallelism of the polished surface was within the control value range and was polished with very high accuracy. On the other hand, when the carrier body having the DLC film of the comparative example is used, it takes 30 minutes to obtain a predetermined polished surface, and the parallelism of the polished surface is also reduced and variations are recognized. It was.
(実施例7)
この実施例では、加工ブラスト処理面によって粗面化されたキャリア本体の剛性向上を定性的に調査するため実験を行った。
(Example 7)
In this example, an experiment was conducted to investigate qualitatively the rigidity improvement of the carrier body roughened by the processing blasted surface.
(1)供試基材と試験片
供試基材としてステンレス鋼(SUS304)を用い、これらを幅30mm×長さ200mm×厚さ1mmの試験片を切り出した。
(2)試験片に対する加工ブラスト処理
試験片の片面に対して、次に示すような加工ブラスト処理を行ったが、比較用の試験片として、電解研磨したステンレス鋼(SUS304)を用いた。
(イ)加工ブラスト処理によって、基材表面の粗さRa:0.05〜0.74μm、Rz:0.55〜0.95μmに粗面化されたもの
(ロ)電解研磨によって、Ra:0.013μm、Rz:016μmに鏡面仕上げされたもの
(3)試験方法
供試各種試験片を図7に示すように、試験片の一端を固定し、一方の先端部に1000gの分銅を乗せ、その重みで垂れ下がる試験片先端の変化幅を測定した。
(4)試験結果
試験結果を表6に要約した。この結果から明らかなように、加工ブラスト処理によって粗面化された試験片(No.1〜4)は、鏡面化された比較例の試験片に比べて変位幅が少なく、変形しにくいことが認められた。
(1) Test base material and test piece Stainless steel (SUS304) was used as the test base material, and a test piece having a width of 30 mm, a length of 200 mm, and a thickness of 1 mm was cut out.
(2) Processing blast treatment for test piece The following processing blast treatment was performed on one side of the test piece, and electrolytically polished stainless steel (SUS304) was used as a test piece for comparison.
(B) Surface roughness Ra of the substrate surface by processing blast treatment: 0.05 to 0.74 μm, Rz: 0.55 to 0.95 μm (b) Ra: 0 by electropolishing .013 μm, Rz: 016 μm mirror-finished (3) Test method As shown in FIG. 7, one end of each test piece was fixed, and 1000 g of weight was placed on one tip, The change width of the tip of the test piece depending on the weight was measured.
(4) Test results The test results are summarized in Table 6. As is clear from this result, the test piece (Nos. 1 to 4) roughened by the processing blast treatment has a smaller displacement width than the test piece of the comparative example having a mirror finish, and it is difficult to deform. Admitted.
本発明に係るDLC薄膜形成技術ならびに金属製キャリア本体の粗面化、即ち、加工ブラスト処理技術とDLC薄膜の性状は、Si、GAPなどの半導体ウエハの研磨だけに限定されるものではなく、液晶ディスプレイガラス、ハードディスクなどの研磨技術として応用が可能である。 The DLC thin film forming technology and the roughening of the metal carrier body according to the present invention, that is, the processing blast processing technology and the properties of the DLC thin film are not limited to the polishing of semiconductor wafers such as Si and GAP. It can be applied as a polishing technique for display glass and hard disks.
1 シリコンウエハの保持孔
2 研磨材の供給孔
3 外周歯
4 抜き孔
5 DLC薄膜を形成するキャリアの表面
21 キャリア本体
22 Raで表示される粗さ
23 Rzで表示される粗さ
24 DLC薄膜
25 DLC薄膜で被覆できなかったRzで表示される粗さの凸部
41 反応容器
42 被処理体(キャリア本体)
43 導体
44 高電圧パルス発生源
45 プラズマ発生源
46 重畳装置
47a、48b バルブ
48 アース線
49 高電圧導入端子
61 基材
62 DLC薄膜
63 SiO2粒子を含むDLC薄膜
64 コロイダルシリカを含む水スラリ研磨剤
65 残留したコロイダルシリカ粉末
DESCRIPTION OF
43
Claims (1)
下記の加工ブラスト処理によって形成される表面粗さが、Ra値で0.05〜0.74μm、Rz値で0.09〜1.99μm、かつRsk値が±1未満で、圧縮残留応力もしくは加工硬化のいずれか少なくとも一方を発現させてなる粗面化・加工層が設けられ、
その粗面化・加工層の上に、該粗面化・加工層の粗さRzを超えかつ2.0〜20μmの範囲内の膜厚を有し、かつ水素含有量が13〜30原子%で残部が炭素からなる炭素水素固形物皮膜であるDLC薄膜が形成されていることを特徴とする被研磨物保持用キャリア。
記
セラミックス粒子もしくはサーメット粒子からなるHv:300〜2000の硬質研削粒子を、V:30〜100m/sec以上の飛行速度で、薄いキャリア本体の表面に60°〜90°の角度で吹き付る On the surface of the metal carrier body made of one or more metals / alloys selected from aluminum alloys, titanium alloys, or special steels such as stainless steel, SK steel and SKH steel,
The surface roughness formed by the following processing blast treatment is 0.05-0. 74 μm, Rz value of 0.09 to 1.99 μm, and Rsk value of less than ± 1 , provided with a roughening / working layer that expresses at least one of compressive residual stress or work hardening ,
On the roughened / processed layer, it has a film thickness exceeding the roughness Rz of the roughened / processed layer and in the range of 2.0 to 20 μm, and a hydrogen content of 13 to 30 atoms. workpiece holding carrier for the balance being DLC thin film is made form a carbon hydrogen solid film comprising carbon in%.
Record
Hard grinding particles of Hv: 300-2000 made of ceramic particles or cermet particles are sprayed on the surface of a thin carrier body at an angle of 60 ° -90 ° at a flight speed of V: 30-30 m / sec or more.
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