JP5255860B2 - 研磨布用ドレッサー - Google Patents

Description

本発明は、化学的かつ機械的平面研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ、以下ＣＭＰと略す）の工程で、研磨布の平坦性を維持するため、および、目詰まりや異物除去を行うために使用されるドレッサーに関する。

半導体ウェーハの表面を研磨する装置、あるいは、集積回路を製造する途中の配線や絶縁層の表面を平坦化する装置、磁気ハードディスク基板に使用されるＡｌ板やガラス板の表面を平坦化する装置、等ではＣＭＰ研磨が用いられている。このＣＭＰ研磨とは、例えば、ウレタン製の研磨パッドが貼り付けられた回転基板に、微細な砥粒を含むスラリー液を供給しながら、被研磨面を押し当てて、被研磨面を平坦化する方法である。当然のことながら、この研磨パッドの研磨能力は使用時間と共に低下していくが、この低下を抑制するために、一定時間毎に研磨パッド表層部を研削して研磨パッドの平坦性を維持しながら、常に新しい面が出るようにドレッシングしている。このドレッシングに使用する部品をドレッサーと呼び、ドレッサーは、金属基板に砥粒を電着、あるいは、ろう付け等によって接合させて得られる。

最近では、集積回路のライン／スペ−スの極狭化によるパターン露光装置の低焦点深度化、あるいは磁気ハードディスクの記録容量増加、などに伴って、被研磨面に発生するスクラッチ傷を無くすという従来からの要求に加えて、被研磨面のうねりを低減させるなど、平坦性への要求が益々高くなってきている。これらの要求に応えていくためには、ドレッシングによってパッド表面を均一に研削してパッドの平坦性を維持することが必要とされる。さらには、ドレッシングには、パッドの目詰まりや異物を除去できる、パッド研削力も必要とされる。

均一なパッド研削を目的としたドレッサーとしては、以下のものが開示されている。特許文献１には、円盤状台金の表面に一片の長さが０．２ｍｍ〜１０ｍｍの正三角形のメッシュを想定し、メッシュの各交点に５μｍ〜１０００μｍの超砥粒を配列し固着させたドレッサーが開示されている。特許文献２には、砥粒を径の異なる複数の略同心円上に略等間隔で配置したドレッサーであって、例として、ダイヤモンド砥粒径が約１ｍｍで、砥粒中心間距離が３ｍｍに配置されたドレッサーが開示されている。また、ダイヤモンド脱落を防止しスクラッチ傷低減を目的として特許文献３が開示されている。特許文献３は、円盤状の母材の一面に砥粒層を電着したドレッサーであって、隣り会う砥粒同士の中心間隔を砥粒平均粒径の２〜１０倍としたものである。

特許文献４には、ろう材の溶融温度の変動バラツキを抑制することによって、ろう付け温度の低下が可能になり、その結果、金属製支持材の変形が低減されたドレッサーが開示されている。特許文献５には、ろう材を所定の組成にすることによって、ろう材の溶融温度の変動バラツキが抑制され、その結果、ろう付け温度の低下が可能になり、金属製支持材の変形が低減されたドレッサーが開示されている。ただし、特許文献４、特許文献５には、金属製支持材の表面形状は言及されていない。
特開２００６−５５９４４号公報 特開２０００−１４１２０４号公報 特開２００１−１２１４１８号公報 特開２００６−３０５６５９号公報 特開２００７−８３３５２号公報

前述したように、従来からパッド表面を均一に研削するドレッサーが開示されてはいるものの、パッド研削力とパッド平坦性はトレードオフの関係にあり、両者を同時に満たすことは困難であった。例えば、集積回路基板、Ａｌやガラスの磁気ハードディスク基板の生産性を上げるためには、パッドを研削し常に新しい面を出すようにしなければならず、そのためにはドレッサーのパッド研削レイトをある程度以上にする必要がある。しかし、このような場合には、どうしてもパッド平坦性が低下してしまう問題があった。特に、磁気ハードディスク基板の平坦性の要求度合いは集積回路基板よりも高く、従来のドレッサーでは、平坦性を良くしようとすると、パッド研削力が低下し生産性が低下するという問題が生じていた。

本発明は、前述した課題を解決するために、高いパッド研削力と優れたパッド平坦性を同時に満たすドレッサーを提供すること、さらには、砥粒脱落も抑制されたドレッサーを提供することを目的とする。

本発明の要旨は、以下の通りである。
（１）金属製支持材の表面に複数個の砥粒が単層に固着されたドレッサーであって、
前記金属製支持材の砥粒が固着される面の表面形状は凸状を成し、前記表面の端部と中心部の高さの差が３μｍ以上４０μｍ以下であり、かつ、
前記砥粒の粒径をｄ、隣り会う砥粒同士の中心間距離をＬとした場合、
前記砥粒の粒径ｄが、３μｍ≦ｄ＜１００μｍであり、
前記ドレッサー全体の砥粒数に対する、隣り会う砥粒同士の中心間距離Ｌがｄ≦Ｌ＜２ｄであるように配置された砥粒数の割合が７０％以上であることを特徴とする研磨布用ドレッサー。
（２）前記金属製支持材の砥粒が固着される面の端部と中心部の高さの差が、５μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とする（１）記載の研磨布用ドレッサー。
（３） 前記砥粒の粒径ｄが、３μｍ≦ｄ＜１００μｍ、であることを特徴とする前項（１）または（２）記載の研磨布用ドレッサー。
（４） 前記砥粒が、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、炭化ホウ素、炭化ケイ素、又は酸化アルミニウムの少なくとも１種である前項（１）〜（３）いずれかに記載の研磨布
用ドレッサー。
（５） 前記砥粒が前記金属製支持材の表面にろう付けにより固着されている前項（１）〜（４）のいずれかに記載の研磨布用ドレッサー。
（６） 前記金属製支持材がステンレス鋼製である前項（１）〜（５）のいずれかに記載の研磨布用ドレッサー。

本発明のドレッサーを用いることによって、十分なパッド研削力が維持され、かつ、優れたパッド平坦性の確保も可能となる。このためＡｌやガラスの磁気ハードディスク基板のＣＭＰ研磨のパッドコンディショナーに本発明のドレッサーを適用する場合、製品基板の平坦性が向上して優れた品質が達成されるとともに、高い生産性も維持できる効果を奏でる。

Ａｌやガラスの磁気ハードディスク基板をＣＭＰ研磨する場合には、パッドの平坦性が特に重要となる。このため、ドレッサーに用いる砥粒の粒径もできるだけ小さくすることが望まれているが、砥粒径を小さくしていくと、ドレッサーのパッド研削力が低下してしまう。そこで、本発明者は、パッド平坦性とパッド研削力を同時に満足するドレッサーを鋭意検討した。金属製支持材の表面に砥粒を固着させる際、金属製支持材の表面形状を変えるとともに、これらの表面に配置する砥粒の粒径、及び、砥粒の配置間隔、配置パターンを変えた種々のドレッサーを用いて、パッド研削力の指標となるパッド研削レイト、およびパッド平坦性を詳細に評価した。具体的には、ウレタン等の樹脂製パッドを研削し、そのパッドの厚み減少量をパッド全面に亘って詳細に調べた。

これらの検討の中で、十分なパット研削レイトを保ち、かつ、パッド平坦性を維持するためには、金属製支持材の砥粒が固着される面（以下「砥粒固着面」ともいう）の表面形状を凸状とし、かつ固着される砥粒の間隔を特定の範囲にすることが有効であることを見出した。

前記金属製支持材の砥粒固着面の表面形状の凸形状は、前記表面の端部と中心部の高さの差が３μｍ以上４０μｍ以下である場合にパット研削レイトが向上し、かつ、パッド平坦性も確保される。特に、端部と中心部の高さの差の下限値が重要あって、この値が３μｍ未満では、パッド研削レイトが低下してしまう。この現象は、砥粒が小さくなるほど顕著になる。金属製支持材の砥粒固着面の表面形状が凸状を成し、表面の端部と中心部の高さの差を３μｍ以上にすることによって、パッドをＣＭＰ研磨する際にスラリー液やパッド研削屑がドレッサー表面から順調に排出されるようになる。高さの差が４０μｍを超えるとパッド平坦性が低下してしまう。高さの差が５μｍ以上３０μｍ以下であれば、更に、パッド研削レイト、平坦性に優れるようになる。高さの差が５μｍ以上２０μｍ以下であれば、特に、パッド研削レイト、平坦性に優れるので好ましい。

また、前記砥粒固着面の凸状の頂点は、前記砥粒固着面の中心にあることが好ましい。凸状の形状は、略円錐状、略円錐台状、略角錐状、略角錐台状であってもよい。略円錐状とは、円錐状または円錐がやや歪んだ形状をいう。円錐がやや歪んだ形状とは、円錐状であったものがパッドを研削すること等によりやや歪んだ形状になったものを含む。従って、円錐の断面傾斜は直線又は曲線であってもよい。略円錐台状、略角錐状、略角錐台状についても同様である。表面形状がフラット、あるいは、凹状になるとパッド研削レイトが低下するとともにパッド平坦性も低下してしまう。前記砥粒固着面が、略円錐台状、略角錐台状である場合は、上面の直径と底面の直径との比が「１」：「２〜２０」であることが好ましい。略角錐台状である場合、底面の形状は、八角形や二十角形等の多角形であることが好ましい。
本発明においては、加工が容易であることから略円錐状であることが好ましい。

前記金属支持体に配置される砥粒に関し、パッド研削レイトを上げるためには、砥粒１個あたりに付加される荷重を大きくすれば良く、そのためには、砥粒間隔を大きくし、全体の砥粒数を減らすことが良い、とされてきた従来の考え方に全く相反する結果を見出すに至った。

パッド平坦性が磁気ハードディスク基板ほどには要求されない場合に、パッドをＣＭＰ研磨する場合は、ドレッサーに固着される砥粒として１２０〜２００μｍ程度の比較的大きな砥粒が使用でき、この場合には従来通りに砥粒間隔を大きくした方がパッド研削レイトは高くなることが知られていた。しかし、発明者らは、砥粒径が１００μｍ未満と小さくなる場合には、従来の傾向とは反対に、砥粒間隔が大きくなるとパッド研削レイトが低下してしまうことを見出した。具体的には、砥粒径をｄ、隣り会う砥粒同士の中心間距離をＬ（「砥粒中心間距離Ｌ」ともいう）とした場合、少なくとも一組の隣会う砥粒同士における前記Ｌが、ｄ≦Ｌ＜２ｄ、である場合に高いパッド研削レイトが得られた。砥粒中心間距離Ｌが２ｄ以上になるとパッド研削力が低下してしまう。中心間距離Ｌが砥粒径ｄよりも小さい場合では、もはや単層の砥粒を配置できなくなる。前記の距離に配置された砥粒数の割合がドレッサー全体の砥粒数の５０％以上であれば本発明の効果を得ることができる。その割合が７０％以上であれば更に好ましい。

Ｌ≧２ｄにおいても、砥粒径ｄが小さくなれば、平坦性が向上する傾向を示す。しかし、本発明者らは、砥粒径ｄと砥粒中心間距離Ｌを、ｄ≦Ｌ＜２ｄ、に配置することによって、「Ｌ≧２ｄにおいて砥粒径を小さくすることによって得られるパッド平坦性向上効果」よりも格段に平坦性が良くなる効果を見出した。砥粒中心間距離Ｌが、ｄ≦Ｌ≦１．５ｄ、であれば、パッド平坦性がさらに良くなる。この効果は、前述の通り、砥粒径の大きさが１００μｍ未満の場合に顕著に現れる。しかし、砥粒径が３μｍ未満では、パッド研削レイトが低下することがあるので、砥粒径ｄは、３μｍ≦ｄ＜１００μｍであることが好ましい。このような本発明のドレッサーを使用することによって、パッド研削力とパッド平坦性を同時に満たすことが可能となる。

砥粒径ｄが５０μｍ以下になるとパッド平坦性がさらに良くなるためより好ましい。砥粒径ｄが２０μｍ以下であれば、パッド平坦性はさらに良くなる。ただし、砥粒のハンドリング性の観点で見れば、砥粒径が大きい方が取り扱いは容易である。
砥粒径は任意の方法で測定した値として良いが、本発明においては、以下のとおりに測定した値の平均粒径とすることが好ましい。砥粒径は、固着される前の砥粒、又は、固着した砥粒を剥がして集めて測定してよい。この場合、砥粒径は、篩分級法、レーザー回折法、遠心沈降法、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の直接観察法等により得られる数平均粒径とすることができる。固着した砥粒の粒径をそのまま測定する場合には、ＳＥＭによる直接観察法により得られる円相当径から得られる数平均粒径とすることができる。

砥粒の配置パタ−ンは、ランダム的であっても良く、規則的であっても良い。規則的に配置する場合には、砥粒を三角形、四角形、五角形、六角形等、種々のパタ−ンに配置することが可能である。

本発明の研磨布用ドレッサーを構成する砥粒は、硬度が大きく、酸性あるいはアルカリ性のスラリーと反応しにくいものが好適であり、例えば、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、炭化ホウ素、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化珪素、又は酸化セリウムからなる砥粒を用いる。中でも特に好ましいのは、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、炭化ホウ素、炭化ケイ素、又は酸化アルミニウムからなる砥粒である。これらの砥粒は一種類を単独で用いても良く、複数の砥粒を併用しても良い。これらの砥粒表面に、チタン、ジルコニウム、クロムから選ばれた少なくとも１種を被覆したもの、また、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化クロムから選ばれた少なくとも１種を被覆したものを用いることも可能である。通常は、個々の砥粒を単独で使用するが、大きさが同程度のものを２種類以上混合して使用することによって、パッドの平坦性を維持した状態で、研削能力を上げることが可能になる。

本発明によるドレッサーは、以下のように製造される。先ず、金属製支持材にろう材を仮付けする。金属製支持材は、砥粒同様に、酸性あるいはアルカリ性のスラリーとの反応が生じにくいステンレス鋼が好ましい。代表的なステンレスであるＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ４３０、等が好適である。炭素鋼等の一般構造用鋼の表面にＮｉ等のめっきをしたものも使用可能である。

また、金属製支持材の形状は、特に限定されるものではなく、前述の通り、八角形、二十角形等の多角形の形状でも良いが、金属製支持材自体が回転しながらパッドを研削するので、均一研削性を担保するためには円盤状であることが好ましい。金属製支持材の砥粒固着面の表面を凸状に加工する方法としては、機械加工を用いても良いし、あるいは、支持材の周囲を押さえた状態で中心部を押して変形加工させても良い。また、金属製支持材を熱処理して熱変形させ、前記機械加工や前記変形加工と組み合わせて、所望の凸状に加工しても良い。前記凸状の加工は、砥粒を固着させた後に形成しても良い。熱変形で凸形状にするためには熱処理の冷却過程において、金属製支持材の砥粒固着面側の冷却速度を反対側よりも速くすれば良く、例えば、金属製支持材の砥粒固着面の反対側の表面をアルミナなどの断熱効果を有する部材と接触させておけば良い。

ろう材は、ＢＮｉ−２やＢＮｉ−５等のＪＩＳ規格材に代表されるＮｉ−Ｃｒ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｎｉ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｓｉ−Ｂ系が適用できる。ろう材が箔の場合には、スポット溶接で金属製支持材へ仮付け可能である。粉の場合には、例えば、セルロース系のバインダー等をろう粉と混練したものを金属製支持材に塗布すれば良い。砥粒は、ろう材の上に所定の間隔で単層に配列すれば良い。また、この場合、砥粒がずれないように糊等で仮止めする。次に、１０^−３Ｐａ程度に真空引きした後、ろう材が溶融する温度まで昇温する。バインダー、糊等は、昇温の途中で殆どが気化してしまう。ろう材を溶融させる温度は、ろう材の融点以上であって、できるだけ低温であることが好ましい。高くても液相線温度＋２０℃程度以内が好ましい。温度が高い場合には金属製支持材の熱による変形が大きくなるからである。ろう付け温度における保持時間は、５〜３０分程度あれば十分である。砥粒は、ろう付け以外に、Ｎｉ等の電着によって、固定させることも可能である。

以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。
（実施例１）
平均粒径ｄ（砥粒径）が１５μｍ、および、７０μｍの二種類のダイヤモンド砥粒を用いて、金属製支持材の表面形状を変えたドレッサーを作製し、パッド研削レイト、パッド平坦性を評価した。使用した金属製支持材は、直径１００ｍｍ、厚み４ｍｍの円盤状ＳＵＳ３０４ステンレスであり、砥粒固着面の表面形状を凸状（円錐状）、フラット状、凹状に機械加工した。このようにして表面形状を変えたドレッサーの表面端部と中心部の高さの差を以下のようにして測定した。先ず、支持材の中心を通り互いに直交する二つの軸を引く。これをｘ軸、ｙ軸とし、中心を原点にする。次にダイヤルゲ−ジを用いて、原点（０，０）の高さ、および端部では最エッジから１ｍｍ中心部側へ入った部位、すなわち、（０，４９）、（０，−４９）、（−４９，０）、（４９，０）の４点の高さを測定する。これらの周囲の４点の各高さと原点の高さの差分を求め、４点の平均値として求めた。

砥粒固着面の形状の異なる前記金属製支持材を１３枚用意し、それぞれの支持材に、平均粒径ｄが１５μｍのダイヤモンド砥粒を、隣り会う砥粒中心間距離ＬがＬ＝１．５ｄになるように正方形配置した。具体的には、片側の面に描いた半径３５ｍｍの円と半径４８ｍｍの円の間のド−ナツ状領域にダイヤモンド砥粒を配置した。その際、ド−ナツ状領域を支持材中心から見て等角度で６つのアーク形状に分割し、それぞれの隣りどうしのア−ク形状領域に２ｍｍ幅で砥粒が無い部位を設けた。ダイヤモンド砥粒の配置パタ−ンは正方形配置とし、高さの異なる支持材毎に前記Ｌが１．５ｄとなるようにダイヤモンド砥粒を配置して、１３個のドレッサーを作製した。本ドレッサーにおいては、前記正方形の一辺の長さがＬに相当する。

実際のダイヤモンド砥粒は、以下のようにして配置した。先ず、ステンレス製支持材のダイヤモンド配置領域にスポット溶接で箔状のろう材を仮付けする。次に、ダイヤモンドが通り抜ける程度の穴を正方形配置した篩を作製し、その篩を支持材の上に置いて篩を通してダイヤモンドを配置した。使用したろう材は組成がＮｉ−０．１２％Ｆｅ−７．４％Ｃｒ−４．０％Ｓｉ−３．０％Ｂ−０．５％Ｐ（ｍａｓｓ％）の箔ろうで、ろう材の厚みは３０μｍである。ろう材の上には、ダイヤモンド砥粒がずれないように有機系接着剤を塗布した。その後、９８０℃で真空中１５分間ろう付け処理を施した。

同様にして、砥粒固着面の形状の異なる前記金属製支持材を１３枚用意し、この支持材の上に、平均粒径ｄが７０μｍのダイヤモンド砥粒が、隣り会う砥粒中心間距離ＬがＬ＝１．５ｄになるように正方形配置されたドレッサーを、１３個製造した。

上記のようにして作製したドレッサーの金属製支持材の砥粒固着面の表面形状について、表１（１５μｍダイヤモンド砥粒）、および、表２（７０μｍダイヤモンド砥粒）に示した。高さの差が３〜４０μｍであるドレッサーは実施例と、高さの差がこの範囲以外にあるドレッサーは比較例と記載した。Ｎｏ．１およびＮｏ．２１の比較例とした高さの差がマイナスになっているが、これは表面が凹状になっていることを表している。

作製したドレッサーを用いて、実際にパッドを研削し、研削後のパッド厚み減少量からパッドの研削レイト、及び、パッド平坦性を求めた。パッドは発砲ポリウレタン製であり、パッドの直径は２５０ｍｍである。このパッドを研磨盤の上に貼り付けた。ドレッサーを、回転機構とパッドの半径方向に揺動する機構を備えた装置に固定し、加圧機構によって１ｋｇの加重を加えて、パッドに押し付けた。ドレッサーの中心をパッド半径方向にパッド中心から３０ｍｍ〜９０ｍｍの範囲で半径方向に揺動させた。パッド回転数は９０ｒｐｍ、ドレッサー回転数は８０ｒｐｍ、揺動は１０往復／分とした。パッド回転方向とドレッサーの回転方向は同じである。研削全面が水の膜で覆われる程度に水を供給した。
研削開始後５分が経過した時点で一端、研削を中断して、互いに直交する２本の直径上に沿ってパッド厚みを測長顕微鏡で測定した。１つの直径を等間隔で１０等分し、等分した部位のほぼ真中付近を合計で２０点測定し、平均値を求めた。再び研削を続けて、１５時間後に同様な測定を行った。パッド厚みの平均値から、研削開始後５分から１５時間の研削時間の間における平均のパッド研削レイトを求めた。平坦性は、１５時間後に測定した２０点の値の中で最大値から最小値を引いた値として求めた。

表１、および、表２の結果（図１及び図２）からわかるように、表面形状が凸状を成し、表面の端部と中心部の高さの差が３μｍ以上４０μｍ以下であるＮｏ．５〜Ｎｏ．１１、および、Ｎｏ．２５〜Ｎｏ．３１のドレッサーでは、１．９μｍ／分以上の優れたパッド研削レイトと０．８μｍ以下の優れた平坦性が両立している。高さの差が５μｍ以上３０μｍ以下となるＮｏ．７〜Ｎｏ．１０、および、Ｎｏ．２７〜Ｎｏ．３０では、更に優れたパット研削レイトと平坦性が得られた。
高さの差が４０μｍを超えているＮｏ．１２、Ｎｏ．１３、および、Ｎｏ．３２、３３では平坦性が０．９５μｍ以上と悪くなった。表面形状がフラット、あるいは、凹状であるＮｏ．１、Ｎｏ．２、および、Ｎｏ．２１、Ｎｏ．２２では、パッド研削レイトが１．０μｍ／分未満と低下し、表面が凹状になるとパッド平坦性も劣化傾向を示した。

（実施例２）
直径１００ｍｍ、厚み４ｍｍの円盤状ＳＵＳ３０４ステンレス部材を金属製支持材に用いた。この金属製支持材は、砥粒固着面の表面形状を凸状（円錐状）に機械加工したものであり、表面端部と中心部の高さの差の実測値は１７μｍであった。高さの測定は、実施例１と同様にして行った。各部位の高さの差の最小値は１６．１μｍ、最大値は１７．８μｍであった。この片側の面に描いた半径３５ｍｍの円と半径４８ｍｍの円の間のド−ナツ状領域に平均粒径が８μｍのダイヤモンド砥粒を配置した。その際、ド−ナツ状領域を支持材中心から見て等角度で６つのアーク形状に分割し、それぞれの隣りどうしのア−ク形状領域に２ｍｍ幅で砥粒が無い部位を設けた。ダイヤモンド砥粒の配置パタ−ンは正方形配置とし、それぞれのダイヤモンド砥粒の配置間隔を変えたドレッサーを作製した。正方形の一辺の長さがＬに相当する。平均粒径ｄが８μｍのダイヤモンド砥粒では、図３に示すとおり、Ｌを９μｍ〜４７μｍの間で調整したドレッサーを作製した。

同じ様にして、ｄが１２μｍ、４８μｍ、７０μｍ、９５μｍおよび比較例として１５０μｍの砥粒を配置したドレッサーをそれぞれ作製した。その際、ｄが１２μｍの砥粒については、Ｌを１２μｍ〜１２０μｍの間で調整したドレッサーを作製した。同様に、ｄが４８μｍ砥粒については、Ｌを５２μｍ〜２３０μｍ間で調整した、ｄが７０μｍの砥粒については、Ｌを７３〜３２０μｍの間で調整した、ｄが９５μｍの砥粒については、Ｌを１００〜３６０μｍの間で調整した、ｄが１５０μｍの砥粒については、Ｌを１５７μｍ〜４１０μｍの間で調整したドレッサーをそれぞれ作製した。ここで、例えば、ｄが１２μｍの場合、Ｌが１２μｍではほぼダイヤモンド砥粒が互いに接触している状態となる。ダイヤモンド砥粒は、実施例１と同じようにして配置した。

作製したドレッサーを用いて、実施例１と同様にしてパッドを研削し、研削後のパッド厚み減少量からパッドの研削レイト、及び、パッド平坦性を求めた。
パッド研削レイト（μｍ／分）の結果を図３に示した。図３からわかるように、平均粒径が８μｍのダイヤモンド砥粒においては、本発明範囲である砥粒中心間距離Ｌがｄ≦Ｌ＜２ｄの範囲である９μｍ〜１６μｍでは、２．０μｍ／分の研削レイトであったが、Ｌ≧２ｄではＬが大きくなるにつれて研削レイトは低下傾向となった。
平均粒径が１２μｍのダイヤモンド砥粒においては、本発明範囲である砥粒中心間距離Ｌがｄ≦Ｌ＜２ｄの範囲である１２μｍ〜２３μｍでは、２．１μｍ／分の研削レイトであったが、Ｌ≧２ｄではＬが大きくなるにつれて研削レイトは低下傾向となった。
平均粒径ｄが４８μｍのダイヤモンド砥粒においては、本発明の範囲である砥粒中心間距離Ｌがｄ≦Ｌ＜２ｄの範囲である５２μｍ〜９５μｍでは２．２μｍ／分の研削レイトであったが、Ｌ≧２ｄではＬが大きくなるにつれて研削レイトは低下傾向となった。
平均粒径ｄが７０μｍのダイヤモンド砥粒においては、本発明範囲である砥粒中心間距離Ｌがｄ≦Ｌ＜２ｄの範囲である７３μｍ〜１２０μｍでは２．４μｍ／分の研削レイトであったが、Ｌ≧２ｄではＬが大きくなるにつれて研削レイトは低下傾向となった。
平均粒径ｄが９５μｍのダイヤモンド砥粒においては、本発明範囲である砥粒中心間距離Ｌがｄ≦Ｌ＜２ｄの範囲である１００μｍ〜１８５μｍでは２．６μｍ／分の研削レイトであったが、Ｌ≧２ｄではＬが大きくなるにつれて研削レイトは低下傾向となった。

ｄ＝５〜１４８μｍのダイヤモンド砥粒をＬ＝１．３ｄ〜４ｄの条件で同様にろう付けして得たドレッサーを用いて評価したパッド平坦性を図４に示した。パッド平坦性に関しては、図４からわかるように、砥粒中心間距離Ｌが本発明範囲のｄ≦Ｌ＜２ｄであるＬ＝１．３ｄ、Ｌ＝１．９ｄである場合には、全ての砥粒径の範囲において、０．８μｍ未満の優れた平坦性が得られた。Ｌ＜１．５ｄであるＬ＝１．３ｄの場合にはさらに平坦性が良くなった。

さらに、Ｌ＝１．３ｄ、Ｌ＝１．９ｄであって、かつ、砥粒径ｄがｄ＜１００μｍである場合には、Ｌ≧２ｄにおいて砥粒径が小さくなることによって得られるパッド平坦性向上分よりも格段に平坦性が良くなった。特に、ｄ≦５０μｍでは、０．６μｍ以下の優れたパッド平坦性が得られた。ｄ≦２０μｍになると、０．３μｍ以下のさらに優れたパッド平坦性となった。ｄが１０μｍ未満では０．２μｍ以下の更に優れた平坦性となった。ダイヤモンド砥粒径が２μｍ（Ｌ＝１．８ｄ）ではパッド平坦性は０．０４μｍ以下と優れたものとなったが、パッド研削レイトは１．６μｍ／分となった（図示せず）。

一方、平均粒径ｄが１５０μｍのダイヤモンド砥粒では、Ｌが大きくなるにつれて研削レイトは大きくなる傾向となった（図３）。また、パッド平坦性は砥粒中心間距離Ｌが本発明範囲外のＬ＝２．４ｄ、Ｌ＝４ｄでは全ての砥粒径の範囲において、平坦性は０．９μｍ以上となった（図４）。
以上の結果から、本発明のドレッサーを用いることによって、十分なパッド研削力が維持されるとともに、優れたパッド平坦性の確保も可能となる。

（実施例３）
直径１００ｍｍ、厚み４ｍｍの円盤状ＳＵＳ３０４ステンレス部材を金属製支持材に用いた。この金属製支持材は、砥粒固着面の表面形状をフラットに機械加工したものであり、この片側の面に描いた半径３５ｍｍの円と半径４８ｍｍの円の間のド−ナツ状領域に平均粒径ｄが３０μｍのダイヤモンド砥粒を配置した。その際、ド−ナツ状領域を支持材中心から見て等角度で６つのアーク形状に分割し、それぞれの隣りどうしのア−ク形状領域に２ｍｍ幅で砥粒が無い部位を設けた。ダイヤモンド砥粒の配置パタ−ンは次のようにした。ダイヤモンド砥粒配置領域に格子状にメッシュを描き、その交点にダイヤモンド砥粒を配置した。格子間隔が砥粒中心間距離Ｌに相当する。その際、格子間隔を５０μｍ（Ｌ＝１．７ｄ）と１００μｍ（Ｌ＝３．３ｄ）の二つとし、両者を所定の割合でランダムに配置させた。

実際のダイヤモンド砥粒は、以下のようにして配置した。先ず、ステンレス製支持材のダイヤモンド配置領域にスポット溶接で箔状のろう材を仮付けする。次に、ダイヤモンドが通り抜ける程度の穴を配置した篩を作製し、その篩を支持材の上に置いて篩を通してダイヤモンドを配置した。篩に穴を開ける場合の穴に位置決めは、間隔が５０μｍである格子と１００μｍである格子をランダムに配置させた格子を描き、それらの各格子点に穴を開けた。Ｌが５０μｍである格子辺の数をＮ５０、１００μｍである数をＮ１００とした場合、｛Ｎ５０／（Ｎ５０＋Ｎ１００）｝×１００（％）が表１に示すように設計した。
使用したろう材、ダイヤモンド塗布、および、ろう付け処理は実施例１と同様である。ろう付け後の各ドレッサーの表面形状を変えるために、支持材の周囲を押さえた状態で中央部を押して変形させ、円錐状に加工した。実施例１と同様に測定した表面端部と中心部の高さの差の実測値は８μｍであった。但し、前記高さの測定では、ろう付けしたダイヤモンド砥粒の高さは含まれないように、砥粒固着面の表面を計測した。
パッド研削レイト、パッド平坦性の評価も実施例１と同様である。
結果を表３に示した。

実施例Ｎｏ．１２１〜１２７の結果から、少なくとも隣り会う一組の砥粒同士のＬが本発明範囲であるｄ≦Ｌ＜２ｄを満たせば０．８μｍ以下の優れた平坦性が得られることが明らかである。さらに、ｄ≦Ｌ＜２ｄを満たす砥粒数の割合がドレッサー全体の砥粒数の５０％以上であれば、０．７μｍ以下の優れた平坦性が得られ、その割合が７０％以上であれば０．５μｍ以下のさらに優れた平坦性が得られた。なお、本発明においては、非常に多くの砥粒を用いているため、｛Ｎ５０／（Ｎ５０＋Ｎ１００）｝×１００の値は、「全砥粒数」における「５０μｍの間隔で配置された砥粒数」の割合として良い。
すなわち、前記砥粒が、一辺の長さがＬ、Ｂ_１、Ｂ_２、・・・Ｂ_ｎの格子であって、それぞれがランダムに配置された格子の交点に配置されている場合においては（ｎは正の整数）、長さＬの格子辺の数をＮＬ、長さＢ_１、Ｂ_２、Ｂ_３・・・Ｂ_ｎの格子辺の数をＮＢ_１、ＮＢ_２、・・・ＮＢ_ｎとしたときに、ＮＬ／（ＮＬ＋ＮＢ_１＋ＮＢ_２＋・・・＋ＮＢ_ｎ）×１００で算出されるＸを、全砥粒数における、Ｌμｍの間隔で配置された砥粒数の割合として良い。

(実施例４)
実施例３のＮｏ．１２１のドレッサーにおいて、ダイヤモンド砥粒の代わりに、砥粒として、平均粒径ｄが３０μｍの立方晶窒化ホウ素、炭化ホウ素、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、前記炭ホウ素と炭化ケイ素を質量で５０％ずつ混合したもの、および、酸化珪素を用いたドレッサーを作製した。
砥粒の配置方法、ろう付け方法、研削レイト、および、パッド平坦性の評価方法は実施例１と同様である。結果を表４に示した。

以上の結果から、立方晶窒化ホウ素、炭化ホウ素、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、又は酸化珪素の少なくとも１種の砥粒を用いることによって、優れたパッド平坦性が得られた。特に優れた性能を示したのは、立方晶窒化ホウ素、炭化ホウ素、炭化ケイ素、又は酸化アルミニウムの少なくとも１種の砥粒を用いた場合であった。また、２種類の砥粒を混合して使用することによって、パッドの平坦性を維持した状態で、研削能力を上げることが可能になる。

(実施例５)
実施例３のＮｏ．１２１と同様のドレッサーにおいて、金属製支持材の砥粒固着面の表面形状を凸状にする方法を以下のように変更してドレッサーを作製した。実施例１と同様のろう付けの熱処理において、その冷却過程で、金属製支持材の砥粒固着面の反対側の表面にアルミナを接触させることで、砥粒固着面の表面形状を凸状（円錐状）に変形させ、更に、前記金属支持材に応力をかけて前記凸形状を調整した。実施例１と同様に測定した表面端部と中心部の高さの差の実測値は１０μｍであった。但し、前記高さの測定では、ろう付けしたダイヤモンド砥粒の高さは含まれないように、砥粒固着面の表面を計測した。
砥粒の配置方法、研削レイト、および、パッド平坦性の評価方法は実施例１と同様である。評価の結果、研削レイトは、２．２μｍ／分であり、平坦性は、０．３１μｍであり、十分な研削レイトと平坦性が得られた。

パッド研削レイトと砥粒固着面の高さの差の関係を示す図 平坦性と砥粒固着面の高さの差の関係を示す図 パッド研削レイトと砥粒中心間距離の関係を示す図 平坦性と砥粒径の関係を示す図

Claims (5)

1. 金属製支持材の表面に複数個の砥粒が単層に固着されたドレッサーであって、
   前記金属製支持材の砥粒が固着される面の表面形状は凸状を成し、前記表面の端部と中心部の高さの差が３μｍ以上４０μｍ以下であり、かつ、
   前記砥粒の粒径をｄ、隣り会う砥粒同士の中心間距離をＬとした場合、
   前記砥粒の粒径ｄが、３μｍ≦ｄ＜１００μｍであり、
   前記ドレッサー全体の砥粒数に対する、隣り会う砥粒同士の中心間距離Ｌがｄ≦Ｌ＜２ｄであるように配置された砥粒数の割合が７０％以上であることを特徴とする研磨布用ドレッサー。
2. 前記金属製支持材の砥粒が固着される面の端部と中心部の高さの差が、５μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の研磨布用ドレッサー。
3. 前記砥粒が、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、炭化ホウ素、炭化ケイ素、又は酸化アルミニウムの少なくとも１種である請求項１または２に記載の研磨布用ドレッサー。
4. 前記砥粒が前記金属製支持材の表面にろう付けにより固着されている請求項１〜３のいずれかに記載の研磨布用ドレッサー。
5. 前記金属製支持材がステンレス鋼製である請求項１〜４のいずれかに記載の研磨布用ドレッサー。

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