JPH1177535A - Conditioner and its manufacture - Google Patents
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- JPH1177535A JPH1177535A JP9260942A JP26094297A JPH1177535A JP H1177535 A JPH1177535 A JP H1177535A JP 9260942 A JP9260942 A JP 9260942A JP 26094297 A JP26094297 A JP 26094297A JP H1177535 A JPH1177535 A JP H1177535A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、コンディショナ及
びその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、
半導体ウェーハ研磨用のポリッシングマットのコンディ
ショニングを短時間で行うことができ、砥粒の脱落、目
詰まりが少なく、寿命の長いコンディショナ及びその製
造方法に関する。[0001] The present invention relates to a conditioner and a method for manufacturing the conditioner. More specifically, the present invention provides
The present invention relates to a conditioner capable of performing conditioning of a polishing mat for polishing a semiconductor wafer in a short time, having less abrasive particles falling off and clogging, and having a long life, and a manufacturing method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に半導体ウェーハの表面を研磨する
ウェーハ加工装置では、円盤状の定盤の上に研磨用ポリ
ッシングマットを貼り付け、定盤上面に１枚又は複数枚
のウェーハを載置し、これらウェーハをポリッシングマ
ット上でキャリアにより強制回転させつつポリッシング
マットとウェーハの間に微細な研磨粒子と研磨液を供給
して、界面の化学的機械的作用により研磨を行ってい
る。ポリッシングマットとしては、ポリエステル不織布
にポリウレタン樹脂を含浸させたベロアタイプマット、
ポリエステル不織布を基材としてその上に発泡ポリウレ
タン層を形成したスエードタイプマット、あるいは独立
気泡を有する発泡ポリウレタンのマットなどや、さらに
これらの多層構造体などが使用されている。また、研磨
粒子としては、酸化鉄、アルミナ、炭酸バリウム、酸化
セリウム、コロイダルシリカなどが用いられ、研磨液に
は水酸化カリウム溶液、希塩酸、過酸化水素水、硝酸鉄
水溶液など、それぞれの場合に応じて使い分けられる。
このようなウェーハの研磨を繰り返す内に、被削材の切
屑や研磨粒子などがポリッシングマットの微細な孔に入
り込んで目詰まりを起こしたり、研磨粒子と研磨液の化
学反応熱によってポリッシングマットの表面が鏡面化し
て、研磨速度が低下してしまう。このため、ポリッシン
グマットの表面を再生して研磨速度を回復させる、いわ
ゆるコンディショニングと呼ばれる操作を常時又は定期
的に行う必要があり、このような操作にはコンディショ
ナと呼ばれる工具が使用される。ダイヤモンド砥粒は優
れたコンディショニング材料であり、ダイヤモンド砥粒
を利用した半導体ウェーハ研磨用のポリッシングマット
のコンディショニングが検討されている。例えば、特開
昭６４−７１６６１号公報には、ダイヤモンド砥粒と合
金粉末を混合し、加熱焼結したダイヤモンドペレットを
端面に貼り付けるか、あるいは、端面にダイヤモンド砥
粒を均一に分布するように載せて電着した修正リングを
用い、ポリッシングマットと修正リングを相対移動させ
ることによりポリッシングマットの表面を研削して平坦
度を高める方法が提案されている。しかし、合金粉末を
用いて焼結したダイヤモンドペレットからは、コンディ
ショニングの際に合金が溶出してウェーハの研磨時にウ
ェーハを汚染するおそれがある。また、ダイヤモンドペ
レットを貼り付ける場合も、ダイヤモンド砥粒を電着す
る場合も、使用するダイヤモンド砥粒は粒度の細かい＃
４００〜＃３０００の範囲のものが好ましく、ダイヤモ
ンド砥粒が＃４００より粗いとポリッシングマットの表
面粗さが大きくなる。このように細かいダイヤモンド砥
粒を使用しなければならないために、コンディショニン
グに長時間を要する。また、特開平４−３６４７３０号
公報には、ウェーハ研磨装置の定盤に貼り付けられたポ
リッシングマットのコンディショニングに、ダイヤモン
ド砥粒をエポキシ樹脂に電着したペレットを用いる方法
が提案されている。しかし、従来の電着法によりダイヤ
モンド砥粒を保持したコンディショナでは、ダイヤモン
ド砥粒層は一層ではなく、ダイヤモンド砥粒の間に挟ま
った二層目のダイヤモンド砥粒が必ず存在し、これが脱
落してポリッシングマットに残存し、ウェーハ表面を傷
つけるという問題がある。また、ペレットがメタルボン
ドの場合、金属が研削液によって溶解され、半導体ウェ
ーハに残存して悪影響を及ぼす。特に、一般にメタルボ
ンドの主成分として使用される銅は悪影響が著しい。本
発明者らは、電着法によりダイヤモンド砥粒を固定する
と、浮き石の存在が避けられず、ダイヤモンド砥粒が脱
落する危険性があることから、反転電鋳法により、浮き
石の存在をなくすことを考えた。しかし、反転電鋳法に
よれば、浮き石の存在は防ぐことができるものの、ダイ
ヤモンド砥粒の埋め込み率が高いことから突出量が少な
く、また、ダイヤモンド砥粒の鋭角部分が出にくく、し
かもダイヤモンド砥粒間隔が小さいので、切れ味が悪く
なり、結果として半導体ウェーハのポリッシングにおけ
る研磨除去率が低下するという問題が残されていた。2. Description of the Related Art Generally, in a wafer processing apparatus for polishing the surface of a semiconductor wafer, a polishing mat for polishing is attached on a disk-shaped surface plate, and one or more wafers are placed on the surface of the surface plate. While these wafers are forcibly rotated by a carrier on a polishing mat, fine abrasive particles and a polishing liquid are supplied between the polishing mat and the wafer, and polishing is performed by a chemical mechanical action at the interface. As a polishing mat, a velor-type mat made of a polyester non-woven fabric impregnated with a polyurethane resin,
A suede type mat having a foamed polyurethane layer formed on a polyester nonwoven fabric as a base material, a foamed polyurethane mat having closed cells, and a multilayer structure thereof are also used. Further, as the abrasive particles, iron oxide, alumina, barium carbonate, cerium oxide, colloidal silica, etc. are used.Polishing solution, potassium hydroxide solution, dilute hydrochloric acid, hydrogen peroxide solution, iron nitrate aqueous solution, etc. It is used properly according to.
As the wafer is repeatedly polished, chips and abrasive particles of the work material enter the fine holes of the polishing mat, causing clogging, and the surface of the polishing mat is heated by chemical reaction heat between the abrasive particles and the polishing liquid. Is mirror-finished, and the polishing rate decreases. For this reason, it is necessary to constantly or periodically perform an operation called conditioning, which regenerates the surface of the polishing mat to recover the polishing rate, and a tool called a conditioner is used for such an operation. Diamond abrasive grains are excellent conditioning materials, and the conditioning of polishing mats for polishing semiconductor wafers using diamond abrasive grains has been studied. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-71661 discloses a method in which diamond abrasive grains and an alloy powder are mixed, and a heat-sintered diamond pellet is attached to the end face, or the diamond abrasive grains are uniformly distributed on the end face. A method has been proposed in which the surface of the polishing mat is ground to increase the flatness by relatively moving the polishing mat and the correction ring by using a mounted and electrodeposited correction ring. However, the alloy may elute from the diamond pellets sintered using the alloy powder during the conditioning and contaminate the wafer when polishing the wafer. Also, when attaching diamond pellets or electrodepositing diamond abrasive grains, the diamond abrasive grains to be used have a fine grain size.
A range of 400 to # 3000 is preferable. If the diamond abrasive grains are coarser than # 400, the polishing mat will have a large surface roughness. Since such fine diamond abrasive grains must be used, conditioning takes a long time. Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-364730 proposes a method of using a pellet obtained by electrodepositing diamond abrasive grains on an epoxy resin for conditioning a polishing mat attached to a surface plate of a wafer polishing apparatus. However, in a conditioner that holds diamond abrasive grains by the conventional electrodeposition method, there is not a single diamond abrasive layer, but a second layer of diamond abrasive grains sandwiched between diamond abrasive grains always exists. Thus, there is a problem that the wafer remains on the polishing mat and damages the wafer surface. Further, when the pellet is a metal bond, the metal is dissolved by the grinding fluid and remains on the semiconductor wafer to exert an adverse effect. In particular, copper, which is generally used as a main component of a metal bond, has a significant adverse effect. The present inventors have found that if the diamond abrasive grains are fixed by the electrodeposition method, the presence of the floating stones is unavoidable, and there is a risk that the diamond abrasive grains may fall off. I thought about eliminating it. However, according to the reverse electroforming method, although the presence of floating stones can be prevented, the projection amount is small due to a high embedding rate of diamond abrasive grains, and an acute angle portion of diamond abrasive grains is hard to come out, and diamond Since the gap between the abrasive grains is small, the sharpness deteriorates, and as a result, there remains a problem that the polishing removal rate in the polishing of the semiconductor wafer decreases.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体ウェ
ーハ研磨用のポリッシングマットのコンディショニング
を短時間で行うことができ、ダイヤモンド砥粒の脱落を
生ずるおそれがなく、目詰まりが少なく、切れ味に優
れ、寿命の長いコンディショナ及びその製造方法を提供
することを目的としてなされたものである。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a polishing mat for polishing a semiconductor wafer can be conditioned in a short time, there is no danger of the diamond abrasive grains falling off, the clogging is small, and the sharpness is excellent. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a conditioner having a long life and a method for manufacturing the conditioner.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、同一深さの縞状の
凹部を有する反転型のダイヤモンド砥粒固定面に、ダイ
ヤモンド砥粒を仮固定したのち固着して得られるダイヤ
モンド砥粒層は、縞状の凹凸形状をなして砥粒層に隙間
が形成され、コンディショニングに作用するダイヤモン
ド砥粒の量が少なく、研磨液の流出入が容易であり、優
れた切れ味を有することを見いだし、この知見に基づい
て本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、
（１）台金の作用面に形成されたダイヤモンド砥粒層が
縞状の凹凸形状をなし、凸部の頂部のダイヤモンド砥粒
の最突出部が同一平面上に存在することを特徴とするコ
ンディショナ、（２）ダイヤモンド砥粒層が、台金の２
個の同心円に囲まれた環状部に形成されてなる第(１)項
記載のコンディショナ、（３）凸部の一頂点を通り台金
方向に向かう垂線と、該頂点における凸部が形成する縞
の法線を含む平面で切断した凸部の断面が三角形である
第(１)項又は第(２)項記載のコンディショナ、（４）ダ
イヤモンド砥粒層の縞状の凹凸形状が、網目状、年輪状
又は螺旋状に形成されてなる第(１)項、第(２)項又は第
(３)項記載のコンディショナ、（５）半導体ウェーハ研
磨用のポリッシングマットのコンディショニングに用い
る第(１)項、第(２)項、第(３)項又は第(４)項記載のコ
ンディショナ、及び、（６）反転型のダイヤモンド砥粒
固定面に、同一深さの縞状の凹部を形成し、この面にダ
イヤモンド砥粒一層分を電着により仮固定し、仮固定し
たダイヤモンド砥粒を金属又は樹脂で埋め込んで固着す
ることによりダイヤモンド砥粒層を形成し、ダイヤモン
ド砥粒層に台金を接合し、反転型を除去し、石出し加工
することを特徴とする第(１)項、第(２)項、第(３)項、
第(４)項又は第(５)項記載のコンディショナの製造方
法、を提供するものである。The inventor of the present invention has conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, the present inventors have found that a diamond abrasive is fixed on an inverted diamond abrasive grain fixing surface having striped concave portions having the same depth. The diamond abrasive layer obtained by temporarily fixing and then fixing the grains forms a striped uneven shape with gaps formed in the abrasive layer, the amount of diamond abrasive grains acting on conditioning is small, and the outflow of polishing liquid It was found that it was easy to insert and had excellent sharpness, and based on this finding, the present invention was completed. That is, the present invention
(1) A condition in which the diamond abrasive layer formed on the working surface of the base metal has a striped uneven shape, and the most protruding portion of the diamond abrasive at the top of the convex portion exists on the same plane. (2) The diamond abrasive layer is
(3) The conditioner according to (1), which is formed in an annular portion surrounded by concentric circles. (3) A vertical line passing through one vertex of the convex portion toward the base metal and a convex portion at the vertex are formed. (4) The conditioner according to the above (1) or (2), wherein the cross section of the convex portion cut by a plane including the normal line of the stripe is a triangle. (1), (2) or
(3) The conditioner described in (3), (5) The conditioner described in (1), (2), (3) or (4) used for conditioning a polishing mat for polishing a semiconductor wafer. And (6) forming a striped concave portion having the same depth on the surface of the reversal type diamond abrasive grains, and temporarily fixing one layer of the diamond abrasive grains on this surface by electrodeposition, and temporarily fixing the diamond abrasive grains. (1) characterized by forming a diamond abrasive layer by embedding and fixing with a metal or resin, bonding a base metal to the diamond abrasive layer, removing the inversion mold, and performing stone processing. , Section (2), section (3),
A method for manufacturing the conditioner according to the above mode (4) or (5).
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明を詳細に
説明する。図１(ａ)は、本発明のコンディショナの一態
様の斜視図であり、図１(ｂ)は、コンディショナを中心
軸を通る平面で切断したときのダイヤモンド砥粒層の切
断部部分端面図である。本態様のコンディショナは、台
金１の作用面に形成されたダイヤモンド砥粒層２が縞状
の凹凸形状をなし、凸部の頂部のダイヤモンド砥粒３の
最突出部４が同一平面上に存在する。本発明において、
ダイヤモンド砥粒の最突出部が同一平面上に存在すると
は、使用したダイヤモンド砥粒の平均粒径の１０％の厚
みを有する空間内に、ダイヤモンド砥粒の最突出部の９
０％以上が存在することをいう。ダイヤモンド砥粒の最
突出部の位置は、三次元測定機を用い、プローブ先端を
ダイヤモンド砥粒に接触させることにより測定すること
ができる。図１(ｂ)において、ダイヤモンド砥粒の最突
出部が存在する仮想的な同一平面を破線で示す。本発明
のコンディショナは、作用面に形成されたダイヤモンド
砥粒層が縞状の凹凸形状をなしているので、砥粒間隔が
広くなり、コンディショニングにおいてダイヤモンド砥
粒が少なく作用し、切れ味が向上する。また、本発明の
コンディショナは、ダイヤモンド砥粒の最突出部が同一
平面上に存在するために、ポリッシングマットのコンデ
ィショニングに使用したときに、ポリッシングマットに
優れた平坦性を与えることができる。従来のポリッシン
グマットのコンディショニング用のコンディショナは、
使用するダイヤモンド砥粒の粒度は＃１００〜＃８００
の範囲のものが好ましく、＃１００〜＃２００の範囲の
ものがより好ましいとされ、ダイヤモンド砥粒の粒度が
＃１００より粗いと、ポリッシングマットの表面粗さが
大きくなった。このように細かいダイヤモンド砥粒を使
用するため、ポリッシングマットのコンディショニング
に長時間を要していた。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1A is a perspective view of one embodiment of the conditioner of the present invention, and FIG. 1B is a partial end surface of a cut portion of a diamond abrasive grain layer when the conditioner is cut along a plane passing through a central axis. FIG. In the conditioner of this embodiment, the diamond abrasive grain layer 2 formed on the working surface of the base metal 1 has a striped uneven shape, and the most protruding part 4 of the diamond abrasive grain 3 at the top of the convex part is on the same plane. Exists. In the present invention,
The most protruding portion of the diamond abrasive grains is present on the same plane, assuming that the most protruding portion of the diamond abrasive grains has a thickness of 10% of the average grain size of the used diamond abrasive grains.
It means that 0% or more is present. The position of the most protruding portion of the diamond abrasive can be measured by using a three-dimensional measuring machine and bringing the probe tip into contact with the diamond abrasive. In FIG. 1 (b), an imaginary plane on which the most protruding portion of the diamond abrasive grain exists is indicated by a broken line. In the conditioner of the present invention, since the diamond abrasive grain layer formed on the working surface has a striped uneven shape, the spacing between the abrasive grains is widened, the diamond abrasive grains act less in conditioning, and the sharpness is improved. . In addition, the conditioner of the present invention can provide excellent flatness to the polishing mat when used for conditioning the polishing mat because the most protruding portion of the diamond abrasive grains is on the same plane. Conditioner for conditioning of conventional polishing mat,
The particle size of the diamond abrasive used is # 100 to # 800
Is preferred, and those in the range of # 100 to # 200 are more preferred. If the grain size of the diamond abrasive grains is coarser than # 100, the surface roughness of the polishing mat was increased. Since such fine diamond abrasive grains are used, it takes a long time to condition the polishing mat.
【０００６】本発明のコンディショナにおいては、使用
するダイヤモンド砥粒の粒度は＃２０〜＃１２０である
ことが好ましく、＃６０〜＃８０であることがより好ま
しい。ダイヤモンド砥粒の粒度が＃２０を超えて粗くな
ると、砥粒がきわめて高価になり、また、本発明のコン
ディショナにおいても、コンディショニングされたポリ
ッシングマットの平坦性が低下するおそれがある。ダイ
ヤモンド砥粒の粒度が＃１２０を超えて細かくなると、
砥粒の充分な突出量を確保することがむつかしく、ま
た、コンディショニングされたポリッシングマットの平
坦性は粒度の細かさに伴って向上することなく、いたず
らにコンディショニング時間が長くなるのみである。本
発明のコンディショナは、ダイヤモンド砥粒層を、図１
(ａ)に示すように、２個の同心円に囲まれた環状部に形
成することが好ましい。ダイヤモンド砥粒層２を、２個
の同心円に囲まれた環状部に形成し、中央部に空間を設
けることにより、ポリッシングマットのコンディショニ
ングの際に研磨液の流出入や研磨屑の排出が容易にな
り、コンディショニングの速度と精度を向上することが
できる。本発明のコンディショナにおいて、縞状の凹凸
形状のピッチすなわち図１(ｂ)におけるｐは、０.１〜
２.０mmであることが好ましく、０.５〜１.５mmである
ことがより好ましい。縞状の凹凸形状のピッチが０.１m
m未満であると、砥粒間隔が広がらないので、ポリッシ
ングマットのコンディショニングの速度が向上しないお
それがある。縞状の凹凸形状のピッチが２.０mmを超え
ると、ポリッシングマットの平坦性が悪化し、縞状の模
様が転写したり、ポリッシングマットがむしれたり、あ
るいは、コンディショナの寿命が短くなるおそれがあ
る。[0006] In the conditioner of the present invention, the particle size of the diamond abrasive used is preferably from # 20 to # 120, more preferably from # 60 to # 80. If the grain size of the diamond abrasive grains becomes coarser than # 20, the abrasive grains become extremely expensive, and even in the conditioner of the present invention, the flatness of the conditioned polishing mat may be reduced. When the grain size of the diamond abrasive grains becomes finer than # 120,
It is difficult to ensure a sufficient amount of the abrasive grains to protrude, and the flatness of the conditioned polishing mat does not improve with the fineness of the grain size, but merely increases the conditioning time unnecessarily. The conditioner of the present invention uses the diamond abrasive layer as shown in FIG.
As shown in (a), it is preferable to form it on an annular portion surrounded by two concentric circles. By forming the diamond abrasive layer 2 in an annular portion surrounded by two concentric circles and providing a space in the center, it is easy to inflow and outflow of polishing liquid and discharge of polishing debris during conditioning of the polishing mat. Thus, the speed and accuracy of the conditioning can be improved. In the conditioner of the present invention, the pitch of the striped unevenness, that is, p in FIG.
It is preferably 2.0 mm, more preferably 0.5 to 1.5 mm. The pitch of the striped irregularities is 0.1m
If it is less than m, the spacing between the abrasive grains does not widen, so that the conditioning speed of the polishing mat may not be improved. If the pitch of the striped unevenness exceeds 2.0 mm, the flatness of the polishing mat deteriorates, the striped pattern is transferred, the polishing mat is peeled, or the life of the conditioner may be shortened. There is.
【０００７】本発明のコンディショナは、凸部の一頂点
を通り台金方向に向かう垂線と、その頂点における凸部
が形成する縞の法線を含む平面で切断した凸部の断面
が、三角形であることが好ましく、二等辺三角形である
ことがより好ましい。凸部の断面を三角形にすることに
より、ポリッシングマットのコンディショニングにおい
て、良好な切れ味を発揮することができる。本発明のコ
ンディショナにおいて、凸部の断面の三角形の頂角は４
５〜１５０度であることが好ましく、９０〜１２０度で
あることがより好ましい。凸部の断面の頂角が４５度未
満であると、凸部の頂部のダイヤモンド砥粒を保持する
力が不足して、ダイヤモンド砥粒が脱落するおそれがあ
る。凸部の断面の頂角が１５０度を超えると、コンディ
ショナの切れ味が低下するおそれがある。本発明のコン
ディショナは、ダイヤモンド砥粒層の縞状の凹凸形状
が、網目状、年輪状又は螺旋状に形成されることが好ま
しい。図２は、本発明のコンディショナの平面図であ
り、図２(ａ)は、網目状の凹凸形状を、図２(ｂ)は、年
輪状の凹凸形状を、図２(ｃ)は、螺旋状の凹凸形状を示
す。ダイヤモンド砥粒の縞状の凹凸形状を網目状とする
ことにより、ポリッシングマットのコンディショニング
の際に、研磨液の流出入や研磨屑の排出が容易になり、
コンディショニングの速度と精度を向上することができ
る。年輪状の凹凸形状を有するコンディショナは、幾何
学的な対称性が大きく、容易に工作加工して製造するこ
とができる。凹凸形状を１本又は複数本の螺旋状とする
ことにより、研磨液が螺旋状の空間を通過するので、研
磨液の流出入や研磨屑の排出が容易になる。In the conditioner of the present invention, the cross section of a convex portion cut by a plane including a perpendicular passing through one vertex of the convex portion toward the base metal and a normal line of a stripe formed by the convex portion at the vertex has a triangular shape. And more preferably an isosceles triangle. By making the cross section of the convex portion triangular, good sharpness can be exhibited in conditioning of the polishing mat. In the conditioner of the present invention, the apex angle of the triangle of the cross section of the projection is 4
The angle is preferably 5 to 150 degrees, and more preferably 90 to 120 degrees. When the apex angle of the cross section of the projection is less than 45 degrees, the force for holding the diamond abrasive at the top of the projection is insufficient, and the diamond abrasive may fall off. If the apex angle of the cross section of the projection exceeds 150 degrees, the sharpness of the conditioner may be reduced. In the conditioner of the present invention, it is preferable that the striped unevenness of the diamond abrasive layer is formed in a mesh shape, an annual ring shape or a spiral shape. 2A and 2B are plan views of the conditioner of the present invention. FIG. 2A shows a mesh-like uneven shape, FIG. 2B shows an annual ring-like uneven shape, and FIG. A spiral uneven shape is shown. By making the striped irregularities of the diamond abrasive grains mesh-like, the polishing liquid can be easily flowed in and out of the polishing waste during conditioning of the polishing mat,
Conditioning speed and accuracy can be improved. A conditioner having an annual ring-shaped uneven shape has a large geometric symmetry and can be easily machined and manufactured. By forming one or a plurality of spirals in the concavo-convex shape, the polishing liquid passes through the spiral space, thereby facilitating the inflow and outflow of the polishing liquid and the discharge of the polishing dust.
【０００８】次に、本発明のコンディショナの製造方法
を説明する。図３及び図４は、本発明のコンディショナ
の製造方法の説明図である。図３(ａ)は、反転型の断面
図である。本発明に用いる反転型５は、ダイヤモンド砥
粒固定面６に、同一深さの縞状の凹部を有し、この反転
型を用いて図１に示すダイヤモンド砥粒層を形成するこ
とができる。図３(ｂ)は、ダイヤモンド砥粒固定面の切
断部部分端面図であり、断面が三角形である同一深さの
縞状の凹部７を有している。この反転型のダイヤモンド
砥粒固定面を囲んで、絶縁性材料からなるマスキング８
を施す。反転型をメッキ浴に浸漬し、マスキングで囲ま
れたダイヤモンド砥粒固定面に、ダイヤモンド砥粒を充
填し、電気メッキを行う。ダイヤモンド砥粒の一層分が
仮固定され、ダイヤモンド砥粒固定面から脱落しない状
態になれば、余剰のダイヤモンド砥粒をダイヤモンド砥
粒固定面より除去する。図３(ｃ)は、ダイヤモンド砥粒
３一層分が、ダイヤモンド砥粒固定面に仮固定された状
態を示す。ダイヤモンド砥粒固定面に仮固定されたダイ
ヤモンド砥粒は、次いで、金属又は樹脂で埋め込むこと
により固着する。ダイヤモンド砥粒を金属で埋め込んで
固着する方法としては、電鋳法を好適に使用することが
できる。また、ダイヤモンド砥粒を樹脂で埋め込んで固
着する方法としては、樹脂成形法を好適に使用すること
ができる。Next, a method for manufacturing the conditioner of the present invention will be described. 3 and 4 are explanatory diagrams of the method for manufacturing the conditioner of the present invention. FIG. 3A is a cross-sectional view of the inversion type. The inversion mold 5 used in the present invention has a stripe-shaped concave portion having the same depth on the diamond abrasive grain fixing surface 6, and the diamond abrasive layer shown in FIG. 1 can be formed using this inversion mold. FIG. 3B is a partial end view of a cut portion of the diamond abrasive grain fixing surface, and has a stripe-shaped concave portion 7 having a triangular cross section and the same depth. A masking 8 made of an insulating material surrounds the fixed surface of the inverted diamond abrasive grains.
Is applied. The reverse mold is immersed in a plating bath, the diamond abrasive grains are filled in the diamond abrasive grains fixed surface surrounded by the masking, and electroplating is performed. When one layer of the diamond abrasive grains is temporarily fixed and does not fall off the diamond abrasive grain fixing surface, excess diamond abrasive grains are removed from the diamond abrasive grain fixing surface. FIG. 3C shows a state in which three diamond abrasive grains are temporarily fixed to the diamond abrasive grain fixing surface. The diamond abrasive grains temporarily fixed on the diamond abrasive grain fixing surface are then fixed by embedding them with metal or resin. As a method for embedding and fixing the diamond abrasive grains with a metal, an electroforming method can be suitably used. As a method for embedding and fixing the diamond abrasive grains with a resin, a resin molding method can be suitably used.
【０００９】ダイヤモンド砥粒固定面に仮固定されたダ
イヤモンド砥粒を、電鋳法により固着する場合は、仮固
定された一層分のダイヤモンド砥粒を残して余剰のダイ
ヤモンド砥粒を除去した反転型を、ふたたびメッキ浴に
浸漬し、固着層９が形成され、ダイヤモンド砥粒が完全
に埋め込まれ、固着されるまで電気メッキを続ける。ダ
イヤモンド砥粒固定面に仮固定されたダイヤモンド砥粒
を、樹脂成形法により埋め込んで固着する場合は、仮固
定された一層分のダイヤモンド砥粒を残して余剰のダイ
ヤモンド砥粒を除去した反転型を洗浄し、乾燥したの
ち、マスキングにより囲まれたダイヤモンド砥粒固定面
上に、三次元架橋型の樹脂を流し込み、ダイヤモンド砥
粒を埋め込み、樹脂を硬化して固着層９を形成する。図
３(ｄ)は、固着層によりダイヤモンド砥粒を埋め込んで
固着した状態を示す。固着層によりダイヤモンド砥粒３
を埋め込み固着してダイヤモンド砥粒層２を形成したの
ち、反転型５からマスキングを除去し、さらにダイヤモ
ンド砥粒層の表面を平坦化することが好ましい。図４
(ａ)は、ダイヤモンド砥粒を埋め込んで固着し、マスキ
ングを除去し、ダイヤモンド砥粒層の表面を平坦化した
状態を示す。In the case where the diamond abrasive grains temporarily fixed to the diamond abrasive grain fixing surface are fixed by electroforming, an inversion type in which excess diamond abrasive grains are removed while leaving the temporarily fixed one layer of diamond abrasive grains. Is again immersed in a plating bath, and the electroplating is continued until the fixing layer 9 is formed and the diamond abrasive grains are completely embedded and fixed. When embedding and fixing the diamond abrasive grains temporarily fixed on the diamond abrasive grain fixing surface by the resin molding method, use an inversion mold that removes excess diamond abrasive grains while leaving the temporarily fixed one layer of diamond abrasive grains. After washing and drying, a three-dimensional cross-linkable resin is poured onto the diamond abrasive grain fixing surface surrounded by the masking, the diamond abrasive grains are embedded, and the resin is cured to form the fixed layer 9. FIG. 3D shows a state in which diamond abrasive grains are embedded and fixed by the fixing layer. Diamond abrasive grains 3 by fixed layer
After embedding and fixing the diamond abrasive grain layer 2, it is preferable to remove the masking from the inversion mold 5 and to further flatten the surface of the diamond abrasive grain layer. FIG.
(a) shows a state in which diamond abrasive grains are embedded and fixed, masking is removed, and the surface of the diamond abrasive grain layer is flattened.
【００１０】次いで、反転型上のダイヤモンド砥粒層２
と台金１のダイヤモンド砥粒層接合面を接着剤を用いて
固定し、接合層１０を形成することにより、ダイヤモン
ド砥粒層を台金に接合する。図４(ｂ)は、ダイヤモンド
砥粒層を台金に接合した状態を示す。ダイヤモンド砥粒
層２を台金１に接合したのち、反転型５を除去する。反
転型を除去する方法には特に制限はなく、例えば、旋盤
加工、フライス盤加工などにより反転型の大部分を除去
したのち、化学的処理により溝部などに残る金属を溶解
して除去することができる。図４(ｃ)は、ダイヤモンド
砥粒層を台金に接合し、反転型を除去した状態を示す。
台金には、さらに、回転軸の嵌合穴など必要な機械加工
を施すことができる。台金に接合したダイヤモンド砥粒
層面は、必要に応じて石出し加工を行う。石出し加工に
より、ダイヤモンド砥粒３の最突出部を露出させ、図４
(ｄ)に示す状態とすることができる。石出し加工は、例
えば、一般砥石などによるドレッシング、鋳鉄などの定
盤上でのシリコンカーバイドやアルミナなどの遊離砥粒
によるドレッシング、ショットブラスト、金属剥離材に
よる化学エッチング、電解エッチングなどにより行うこ
とができる。化学エッチング処理は、台金及びダイヤモ
ンド砥粒層を形成する材料のうち、仮固定層及び固着層
のみを溶解する薬剤に浸漬することにより行うものであ
る。このような薬剤としては、仮固定層及び固着層がニ
ッケルである場合はエンストリップＮＰ［メルテックス
(株)製］、仮固定層及び固着層がクロムである場合はエ
ンストリップＣＲ−５［メルテックス(株)製］などの市
販されている薬剤を使用することができる。Next, the diamond abrasive layer 2 on the reverse mold
The diamond abrasive grain layer is bonded to the base metal by fixing the bonding surface of the diamond abrasive grain layer of the base metal 1 and the base metal 1 using an adhesive, and forming the bonding layer 10. FIG. 4B shows a state in which the diamond abrasive layer is bonded to the base metal. After bonding the diamond abrasive layer 2 to the base metal 1, the reverse mold 5 is removed. There is no particular limitation on the method of removing the inverted mold. For example, after removing most of the inverted mold by lathing, milling, or the like, the metal remaining in the groove or the like can be dissolved and removed by a chemical treatment. . FIG. 4 (c) shows a state in which the diamond abrasive layer has been bonded to the base metal and the inverted mold has been removed.
The base metal can be further subjected to necessary machining such as a fitting hole of a rotating shaft. The surface of the diamond abrasive grain layer bonded to the base metal is subjected to stone processing as needed. Exposing the most protruding part of the diamond abrasive grains 3 by lithography, FIG.
The state shown in FIG. Stone removal processing can be performed by, for example, dressing with a general grindstone, dressing with free abrasive grains such as silicon carbide or alumina on a platen such as cast iron, shot blasting, chemical etching with a metal release material, electrolytic etching, and the like. it can. The chemical etching treatment is performed by immersing the base metal and the diamond abrasive grain layer in a chemical that dissolves only the temporary fixing layer and the fixing layer. As such a chemical, when the temporary fixing layer and the fixing layer are nickel, Enstrip NP [Meltex
When the temporary fixing layer and the fixing layer are made of chromium, commercially available chemicals such as Enstrip CR-5 [manufactured by Meltex Co., Ltd.] can be used.
【００１１】本発明方法により製造したコンディショナ
は、ダイヤモンド砥粒の仮固定の際に、ダイヤモンド砥
粒が反転型のダイヤモンド砥粒固定面の同一深さの縞状
の凹部に接して固定され、ダイヤモンド砥粒層を台金に
接合したとき、ダイヤモンド砥粒の最突出部は反転型の
ダイヤモンド砥粒固定面の同一深さの縞状の凹部に接し
た部分である。したがって、ダイヤモンド砥粒は断面が
三角形である凹部の頂点との接触の状態により、最突出
部となる部分にわずかな位置の差は生ずるものの、コン
ディショナにおいて、各ダイヤモンド砥粒の最突出部は
実質的に同一平面上に存在する構造となる。また、ダイ
ヤモンド砥粒層と台金の接合後の基準面転写により、ダ
イヤモンド砥粒層面の振れ精度は数μｍとすることがで
きる。ニッケルの電鋳によりダイヤモンド砥粒を固着す
る場合、添加剤を加えたスルファミン酸ニッケル浴を使
用すると、ニッケルの硬度はＨＶ４００〜６００、伸び
率は１〜５％となり、ニッケル固着層は十分な靭性を有
する。このために、ポリッシングマットのコンディショ
ニングを精度よく、効率的に行うことができ、ダイヤモ
ンド砥粒の脱落が長期にわたって生ずることがない。In the conditioner manufactured by the method of the present invention, when the diamond abrasive grains are temporarily fixed, the diamond abrasive grains are fixed in contact with the stripe-shaped concave portion having the same depth on the inverted diamond abrasive grain fixing surface, When the diamond abrasive layer is bonded to the base metal, the most protruding portion of the diamond abrasive is a portion in contact with the stripe-shaped concave portion having the same depth on the inverted diamond abrasive grain fixing surface. Therefore, although the diamond abrasive grains have a slight difference in position in the portion that becomes the most protruding portion due to the state of contact with the apex of the concave portion having a triangular cross section, in the conditioner, the most protruding portion of each diamond abrasive grain is The structure exists substantially on the same plane. Further, the deflection accuracy of the diamond abrasive grain layer surface can be set to several μm by the transfer of the reference surface after the bonding of the diamond abrasive grain layer and the base metal. When fixing diamond abrasive grains by electroforming of nickel, if a nickel sulfamate bath with an additive is used, the hardness of nickel becomes HV400 to 600, the elongation percentage becomes 1 to 5%, and the nickel fixing layer has sufficient toughness. Having. For this reason, the conditioning of the polishing mat can be performed accurately and efficiently, and the diamond abrasive grains do not fall off for a long time.
【００１２】[0012]
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこの実施例によりなんら限定さ
れるものではない。 実施例１ 図３(ａ)に示す形状で、寸法が１２７Ｄ−６Ｗ−２０Ｔ
−３０Ｈであり、ダイヤモンド砥粒固定面に、図３(ｂ)
に示すような、開口部の幅１mm、深さ０.５mmで、断面
の形状が直角二等辺三角形である縞状の凹部を６本年輪
状に形成したアルミニウム合金製の反転型を、旋盤加工
により作製した。ダイヤモンド砥粒固定面を図３(ｂ)に
示すようにマスキング治具で囲い、さらにその他のダイ
ヤモンド砥粒層非形成部分にマスキング処理を行った。
この反転型を、炭酸ナトリウム６ｇ／リットル及びメタ
けい酸ナトリウム６ｇ／リットルを溶解した６５℃の脱
脂浴に３分間浸漬してアルカリ脱脂を行って水洗したの
ち、硝酸７５０ml及びフッ酸１７０mlを含む常温の酸浴
に数秒間浸漬して表面に残るスマットを除去し水洗し
た。アルカリ脱脂と酸洗いを行った反転型を、直ちに、
水酸化ナトリウム１００ｇ／リットル、酸化亜鉛５ｇ／
リットル、塩化ニッケル１５ｇ／リットル、シアン化ナ
トリウム３ｇ／リットル、ロッセル塩５ｇ／リットル及
び硝酸ナトリウム１ｇ／リットルを溶解した２５℃の亜
鉛合金置換浴に３０秒間浸漬し、反転型の表面に亜鉛合
金の置換皮膜を形成した。この反転型を、メッキ応力と
硬度調節のため添加剤を加えたスルファミン酸ニッケル
浴に沈め、粒度＃６０／８０のダイヤモンド砥粒を、ダ
イヤモンド砥粒固定面上に投入した。電流密度１Ａ／dm
2で２時間メッキを行い、ダイヤモンド砥粒の仮固定を
行ったのち、余剰のダイヤモンド砥粒を除去し、さらに
電流密度２Ａ／dm2で９６時間メッキを行い、厚み約３m
mのニッケル固着層を形成した。次いで、反転型上のニ
ッケル固着層面を、旋盤加工により平坦に加工したの
ち、９０℃の水酸化ナトリウム飽和水溶液に４時間浸漬
して、溝部などに残る反転型のアルミニウム合金を溶解
除去した。寸法１２７Ｄ−６Ｗ−３５Ｔ−３０Ｈのステ
ンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の台金を、旋盤加工により
作製した。２液型エポキシ接着剤１０重量部にアルミニ
ウム粉末５重量部を混合し、反転型上のニッケル固着層
面と台金のダイヤモンド砥粒層接着部分に塗布し接合し
た。接合層が十分に硬化したのち、旋盤で反転型を正に
して台金の裏面を切削して基準面転写した。さらに、台
金を旋盤にくわえ、反転型を切除した。その後、ニッケ
ル剥離剤エンストリップＮＰ［メルテックス(株)製］を
用いて、ダイヤモンド砥粒層面のニッケルを約３０μｍ
溶解除去して石出し加工を行って、図１に示す形状の本
発明のコンディショナを得た。このコンディショナを用
いて、ポリエステル不織布を基剤とし、その上に発泡ポ
リウレタン層を形成したスエードタイプのポリッシング
マットのコンディショニングを行った。平坦性に優れた
コンディショニングを、効率よく行うことができた。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the present invention. Example 1 The shape shown in FIG. 3 (a) is 127D-6W-20T.
−30H, and on the diamond abrasive grain fixing surface, FIG.
The reverse die made of an aluminum alloy with 6 mm annual ring-shaped recesses with a width of 1 mm and a depth of 0.5 mm and a cross-sectional shape of a right-angled isosceles triangle as shown in Fig. Produced by The diamond abrasive grain fixing surface was surrounded by a masking jig as shown in FIG. 3 (b), and further, a masking process was performed on other portions where the diamond abrasive grain layer was not formed.
The inverted type is immersed in a degreasing bath at 65 ° C. for 3 minutes in which 6 g / l of sodium carbonate and 6 g / l of sodium metasilicate are dissolved, alkali-degreased, washed with water, and then containing 750 ml of nitric acid and 170 ml of hydrofluoric acid at room temperature. Was immersed in an acid bath for several seconds to remove smut remaining on the surface and washed with water. Immediately remove the inverted mold that has been alkali-degreased and pickled.
100 g / l sodium hydroxide, 5 g zinc oxide /
Liter, nickel chloride 15 g / l, sodium cyanide 3 g / l, rossel salt 5 g / l and sodium nitrate 1 g / l in a zinc alloy replacement bath at 25 ° C for 30 seconds. A displacement film was formed. The inverted mold was immersed in a nickel sulfamate bath to which an additive was added for controlling plating stress and hardness, and diamond abrasive grains having a grain size of # 60/80 were thrown on the diamond abrasive grain fixing surface. Current density 1A / dm
After plating for 2 hours at 2 and temporarily fixing the diamond abrasive grains, excess diamond abrasive grains are removed, and further plating is performed at a current density of 2 A / dm 2 for 96 hours to a thickness of about 3 m.
A nickel fixed layer of m was formed. Next, the surface of the nickel fixing layer on the inverted mold was flattened by lathe processing, and then immersed in a saturated aqueous solution of sodium hydroxide at 90 ° C. for 4 hours to dissolve and remove the inverted aluminum alloy remaining in the groove and the like. A base made of stainless steel (SUS304) with dimensions 127D-6W-35T-30H was made by lathing. 5 parts by weight of aluminum powder was mixed with 10 parts by weight of the two-component epoxy adhesive, and the mixture was applied to the surface of the nickel fixing layer on the reversing mold and the diamond abrasive grain layer bonding portion of the base metal and joined. After the bonding layer was sufficiently cured, the back surface of the base metal was cut using a lathe to make the inverted mold positive, and the reference surface was transferred. Further, the base metal was attached to a lathe, and the inverted mold was cut off. Then, the nickel on the surface of the diamond abrasive layer was reduced to about 30 μm
The conditioner of the present invention having the shape shown in FIG. Using this conditioner, a suede-type polishing mat having a foamed polyurethane layer formed on a polyester nonwoven fabric as a base was conditioned. Conditioning with excellent flatness could be performed efficiently.
【００１３】[0013]
【発明の効果】本発明のコンディショナは、コンディシ
ョニングに実際に作用するダイヤモンド砥粒の量を、凹
凸形状によって調節しているので、優れた切れ味を有す
る。また、凹凸形状の凹部から研磨液が流出入し、研磨
屑を排出することができるので、目詰まりが起こりにく
く、寿命が長い。さらに、反転電鋳法により製作すれ
ば、複雑な凹凸形状を有するコンディショナも容易に製
造することができ、使用中の砥粒の脱落は全く生じな
い。The conditioner of the present invention has excellent sharpness because the amount of diamond abrasive grains actually acting on conditioning is adjusted by the uneven shape. Further, since the polishing liquid flows in and out of the concave portion having the concave-convex shape and the polishing dust can be discharged, clogging hardly occurs and the life is long. Further, by manufacturing by a reverse electroforming method, a conditioner having a complicated uneven shape can be easily manufactured, and the abrasive grains during use do not fall off at all.
【図１】図１は、本発明のコンディショナの一態様の斜
視図及び切断部部分端面図である。FIG. 1 is a perspective view of a mode of a conditioner of the present invention and a partial end view of a cut portion.
【図２】図２は、本発明のコンディショナの平面図であ
る。FIG. 2 is a plan view of a conditioner according to the present invention.
【図３】図３は、本発明のコンディショナの製造方法の
説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a method of manufacturing a conditioner according to the present invention.
【図４】図４は、本発明のコンディショナの製造方法の
説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a method of manufacturing a conditioner according to the present invention.
１ 台金 ２ ダイヤモンド砥粒層 ３ ダイヤモンド砥粒 ４ 最突出部 ５ 反転型 ６ ダイヤモンド砥粒固定面 ７ 縞状の凹部 ８ マスキング ９ 固着層 １０ 接合層 Reference Signs List 1 base metal 2 diamond abrasive grain layer 3 diamond abrasive grain 4 most protruding part 5 inversion type 6 diamond abrasive grain fixing surface 7 stripe-shaped recess 8 masking 9 fixing layer 10 bonding layer
Claims (6)
粒層が縞状の凹凸形状をなし、凸部の頂部のダイヤモン
ド砥粒の最突出部が同一平面上に存在することを特徴と
するコンディショナ。The diamond abrasive layer formed on the working surface of the base metal has a striped uneven shape, and the most protruding portion of the diamond abrasive at the top of the convex portion exists on the same plane. Conditioner to do.
円に囲まれた環状部に形成されてなる請求項１記載のコ
ンディショナ。2. The conditioner according to claim 1, wherein the diamond abrasive layer is formed in an annular portion surrounded by two concentric circles of the base metal.
と、該頂点における凸部が形成する縞の法線を含む平面
で切断した凸部の断面が三角形である請求項１又は請求
項２記載のコンディショナ。3. A cross section of a convex portion cut along a plane including a perpendicular line passing through one vertex of the convex portion toward the base metal and a normal line of a stripe formed by the convex portion at the vertex is a triangle. The conditioner according to claim 2.
網目状、年輪状又は螺旋状に形成されてなる請求項１、
請求項２又は請求項３記載のコンディショナ。4. The method according to claim 1, wherein the diamond-like abrasive layer has a striped uneven shape.
Claim 1, which is formed in a mesh shape, an annual ring shape or a spiral shape.
A conditioner according to claim 2 or claim 3.
トのコンディショニングに用いる請求項１、請求項２、
請求項３又は請求項４記載のコンディショナ。5. The semiconductor device according to claim 1, which is used for conditioning a polishing mat for polishing a semiconductor wafer.
A conditioner according to claim 3 or claim 4.
深さの縞状の凹部を形成し、この面にダイヤモンド砥粒
一層分を電着により仮固定し、仮固定したダイヤモンド
砥粒を金属又は樹脂で埋め込んで固着することによりダ
イヤモンド砥粒層を形成し、ダイヤモンド砥粒層に台金
を接合し、反転型を除去し、石出し加工することを特徴
とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請
求項５記載のコンディショナの製造方法。6. A strip-shaped concave portion having the same depth is formed on an inverted diamond abrasive grain fixing surface, and one layer of the diamond abrasive grain is temporarily fixed on this surface by electrodeposition. The diamond abrasive layer is formed by embedding and fixing with a metal or a resin, a base metal is bonded to the diamond abrasive layer, the inversion mold is removed, and lithography is performed. A method for manufacturing a conditioner according to claim 2, 3, 4, or 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9260942A JPH1177535A (en) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | Conditioner and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9260942A JPH1177535A (en) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | Conditioner and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1177535A true JPH1177535A (en) | 1999-03-23 |
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ID=17354928
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP9260942A Pending JPH1177535A (en) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | Conditioner and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1177535A (en) |
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