JPH1177536A - Conditioner for cmp and its manufacture - Google Patents
Conditioner for cmp and its manufactureInfo
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- JPH1177536A JPH1177536A JP25598797A JP25598797A JPH1177536A JP H1177536 A JPH1177536 A JP H1177536A JP 25598797 A JP25598797 A JP 25598797A JP 25598797 A JP25598797 A JP 25598797A JP H1177536 A JPH1177536 A JP H1177536A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＭＰ用コンディ
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において、酸性の高い研磨液によっ
てもダイヤモンド砥粒を固着するメッキ層が侵され、ダ
イヤモンド砥粒が脱落するおそれのないＣＭＰ用コンデ
ィショナ及びその製造方法に関する。The present invention relates to a conditioner for CMP and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a conditioning condition for a polishing mat for polishing a semiconductor wafer, in which a plating layer for fixing diamond abrasive grains is attacked even by a highly acidic polishing liquid, and the diamond abrasive grains do not fall off. And a method of manufacturing the same.
【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ケミカルメカニカ
ルポリッシング（ＣＭＰ）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うちに、研磨粒子や研磨屑などがポ
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ＣＭＰ用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６４−７１
６６１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、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、ペレットがメタルボンドの場
合、金属が研磨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おそれがある。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、先に半導体デバイスの層間絶縁膜及
び金属配線などのＣＭＰ用のポリッシングマットのコン
ディショニングに際して、金属分による汚染を生じない
コンディショナとして、台金作用面にメッキにより固着
されたダイヤモンド砥粒層を有し、メッキされた金属が
合成樹脂層により被覆され、ダイヤモンド砥粒の先端作
用部が合成樹脂層より突出してなるコンディショナを提
案した。このコンディショナは、ＣＭＰ用ポリッシング
マットのコンディショニングに好適に使用されている
が、さらに強い酸性条件下でのＣＭＰ加工においても、
金属の溶出やダイヤモンド砥粒の脱落のおそれのないＣ
ＭＰ用コンディショナが求められるようになった。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 chemical mechanical polishing (CMP) is performed by the chemical mechanical action of the interface. . As a polishing mat, a velor-type mat in which a polyester nonwoven fabric is impregnated with a polyurethane resin, a suede-type mat in which a foamed polyurethane layer is formed on a polyester nonwoven fabric as a base material, or a foamed polyurethane mat having closed cells, and the like. These multilayer structures are 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 these wafers are repeatedly polished, abrasive particles and polishing debris enter the fine holes of the polishing mat and cause clogging, and the surface of the polishing mat becomes mirror-finished due to the chemical reaction heat between the abrasive particles and the polishing liquid. As a result, the polishing rate decreases. For this reason, it is necessary to constantly or periodically perform an operation called so-called conditioning to recover the polishing rate by regenerating the surface of the polishing mat,
A tool called a conditioner for CMP 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, JP-A-64-71
No. 661 discloses a correction ring in which diamond abrasive grains and alloy powder are mixed and heated and sintered, and diamond pellets are adhered to the end face or the diamond abrasive grains are placed on the end face so as to be uniformly distributed and electrodeposited. A method of increasing the flatness by grinding the surface of the polishing mat by relatively moving the polishing mat and the correction ring using the method has been proposed. 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. 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, if the pellet is a metal bond, the metal may be dissolved by the polishing liquid and remain on the semiconductor wafer to adversely affect the metal. 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, during the conditioning of a polishing mat for CMP such as an interlayer insulating film and a metal wiring of a semiconductor device, as a conditioner that does not cause contamination by metal components, a diamond fixed to a base metal working surface by plating. A conditioner having an abrasive layer, a plated metal covered with a synthetic resin layer, and a tip working portion of diamond abrasive grains protruding from the synthetic resin layer has been proposed. This conditioner is suitably used for conditioning of a polishing mat for CMP, but even in CMP processing under stronger acidic conditions,
C without elution of metal or falling off of diamond abrasive
A conditioner for MP has been required.
【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
において、酸性の高い研磨液によってもダイヤモンド砥
粒を固着するメッキ層が侵されるおそれがなく、金属の
溶出によるコンタミネーションやダイヤモンド砥粒の脱
落を生じないＣＭＰ用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 The present invention relates to a polishing mat for polishing a semiconductor wafer, in which a plating layer for fixing diamond abrasive grains is not eroded even by a highly acidic polishing liquid, and metal is eluted. An object of the present invention is to provide a conditioner for CMP that does not cause contamination or drop off of diamond abrasive grains 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、ダイヤモンド砥粒
がメッキ層により固着されたコンディショナにおいて、
メッキ層上に耐硝酸性のメッキを施し、さらにその表面
を合成樹脂で被覆することにより、強い酸性条件下での
ＣＭＰ加工の際にも、金属の溶出によるコンタミネーシ
ョンやダイヤモンド砥粒の脱落を生ずることがなく、ま
た、このようなコンディショナは、作用面にダイヤモン
ド砥粒を電着法又は反転電鋳法によって固着したのち、
その表面に耐硝酸性のメッキを施し、さらに合成樹脂で
被覆することにより、容易に製造し得ることを見いだ
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）ダイヤモンド砥粒がメッキ層
により固着されたコンディショナにおいて、メッキ層上
に耐硝酸性のメッキが施され、その表面がさらに合成樹
脂により被覆され、ダイヤモンド砥粒の先端作用部が合
成樹脂層より突出してなることを特徴とするＣＭＰ用コ
ンディショナ、（２）耐硝酸性のメッキが、アルミニウ
ム、クロム、金、ロジウム、錫又はこれらの合金のメッ
キである第(１)項記載のＣＭＰ用コンディショナ、及
び、（３）作用面にダイヤモンド砥粒を電着法又は反転
電鋳法によって固着したのち、さらに耐硝酸性のメッキ
を施し、その表面を合成樹脂により被覆することを特徴
とする第(１)項又は第(２)項記載のＣＭＰ用コンディシ
ョナの製造方法、を提供するものである。さらに、本発
明の好ましい態様として、（４）耐硝酸性のメッキが、
金メッキである第(２)項記載のＣＭＰ用コンディショ
ナ、（５）金メッキの厚さが２〜１０μｍである第(４)
項記載のＣＭＰ用コンディショナ、を挙げることができ
る。The present inventor has made intensive studies to solve the above-described problems, and as a result, in a conditioner in which diamond abrasive grains are fixed by a plating layer,
By applying nitric acid resistant plating on the plating layer and coating the surface with synthetic resin, even during CMP processing under strong acidic conditions, contamination due to metal elution and falling off of diamond abrasive grains. This conditioner does not occur, and such a conditioner, after fixing diamond abrasive grains to the working surface by electrodeposition or reverse electroforming,
It has been found that the surface can be easily manufactured by applying a nitric acid-resistant plating and further covering with a synthetic resin, and based on this finding, the present invention has been completed. That is, the present invention provides (1) a conditioner in which diamond abrasive grains are fixed by a plating layer, nitric acid-resistant plating is performed on the plating layer, and the surface thereof is further covered with a synthetic resin; Conditioner for CMP characterized in that the tip working portion protrudes from the synthetic resin layer. (2) The nitric acid-resistant plating is plating of aluminum, chromium, gold, rhodium, tin or an alloy thereof. The conditioner for CMP described in 1), and (3) after fixing diamond abrasive grains to the working surface by an electrodeposition method or an inversion electroforming method, further performing nitric acid-resistant plating, and the surface is made of synthetic resin. It is intended to provide a method for producing a conditioner for CMP according to the above (1) or (2), which is characterized by coating. Further, as a preferred embodiment of the present invention, (4) nitric acid-resistant plating
(5) The conditioner for CMP according to (2), wherein the thickness of the gold plating is 2 to 10 μm.
And the conditioner for CMP described in the above section.
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】本発明のＣＭＰ用コンディショナ
は、台金作用面にダイヤモンド砥粒がメッキ層により固
着され、メッキ層上に耐硝酸性のメッキが施され、その
表面がさらに合成樹脂層により被覆され、ダイヤモンド
砥粒の先端作用部が合成樹脂層より突出してなるもので
ある。図１(ａ)は、本発明のＣＭＰ用コンディショナの
一態様の斜視図であり、図１(ｂ)は、図１(ａ)のコンデ
ィショナを中心軸を通る平面で切断したときの切断部端
面図である。図１に示すＣＭＰ用コンディショナは、カ
ップ型の台金１の作用面にダイヤモンド砥粒がメッキに
より固着されて、ダイヤモンド砥粒層２を形成してい
る。ダイヤモンド砥粒３は、メッキ層４により台金１に
固着され、メッキ層上に耐硝酸性のメッキ５が施され、
その表面が合成樹脂層６により被覆され、ダイヤモンド
砥粒の先端作用部が合成樹脂層より突出している。本発
明において、耐硝酸性のメッキとは、２０mm×２０mm×
０.２〜２mmの金属試験片を５重量％硝酸５０mlに２４
時間浸漬したのち、ＪＩＳ Ｋ ０１２１にしたがって硝
酸をフレーム原子吸光分析して、金属の溶出量が５μｇ
／ml以下である金属のメッキをいう。このような金属と
しては、例えば、アルミニウム、クロム、金、ロジウ
ム、錫などや、これらの金属の合金を挙げることができ
る。本発明のコンディショナは、ダイヤモンド砥粒がす
べてメッキにより台金に強固に固着され、メッキ層上に
耐硝酸性のメッキが施され、その表面がさらに合成樹脂
層により被覆されているので、pHが２以下であるような
強い酸性の研磨液を用いた場合でも、研磨液が合成樹脂
層に浸透してダイヤモンド砥粒を固着しているメッキ層
と直接接触することがなく、金属分の溶出やダイヤモン
ド砥粒の脱落を生ずるおそれがない。そのため、本発明
のＣＭＰ用コンディショナは、半導体デバイスの層間絶
縁膜及び金属配線などのＣＭＰ用の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、脱落したダイヤ
モンド砥粒によるウェーハの損傷を生ずることがなく、
ＣＭＰ加工後のウェーハの洗浄工程を簡略化することが
できる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In a conditioner for CMP according to the present invention, diamond abrasive grains are fixed to a base metal working surface by a plating layer, nitric acid-resistant plating is applied on the plating layer, and the surface is further made of synthetic resin. The diamond abrasive is coated with a layer, and the tip working portion of the diamond abrasive grains protrudes from the synthetic resin layer. FIG. 1A is a perspective view of one embodiment of the CMP conditioner of the present invention, and FIG. 1B is a cutting view of the conditioner of FIG. 1A cut along a plane passing through a central axis. It is a partial end view. In the conditioner for CMP shown in FIG. 1, diamond abrasive grains are fixed on the working surface of a cup-shaped base metal 1 by plating to form a diamond abrasive grain layer 2. The diamond abrasive grains 3 are fixed to the base metal 1 by a plating layer 4, and nitric acid-resistant plating 5 is applied on the plating layer,
The surface is covered with a synthetic resin layer 6, and the distal end working portion of the diamond abrasive grains protrudes from the synthetic resin layer. In the present invention, nitric acid-resistant plating means 20 mm × 20 mm ×
A metal specimen of 0.2 to 2 mm is placed in 50 ml of 5% by weight nitric acid for 24
After immersion for a time, nitric acid was analyzed by flame atomic absorption spectrometry according to JIS K0121, and the amount of metal eluted was 5 μg.
/ Ml of metal plating. Examples of such a metal include aluminum, chromium, gold, rhodium, tin, and the like, and alloys of these metals. In the conditioner of the present invention, the diamond abrasive grains are all firmly fixed to the base metal by plating, nitric acid-resistant plating is applied on the plating layer, and the surface thereof is further covered with a synthetic resin layer. Even when a strongly acidic polishing liquid having a particle diameter of 2 or less is used, the polishing liquid does not penetrate the synthetic resin layer and does not come into direct contact with the plating layer to which the diamond abrasive grains are fixed, and the metal component is eluted. There is no possibility that the diamond abrasive grains will fall off. Therefore, when the CMP conditioner of the present invention is used for conditioning a polishing mat for CMP such as an interlayer insulating film and a metal wiring of a semiconductor device, the wafer is not damaged by the dropped diamond abrasive grains,
The step of cleaning the wafer after the CMP processing can be simplified.
【０００６】図２及び図３は、本発明のＣＭＰ用コンデ
ィショナの製造方法の一態様の説明図である。本態様に
おいては、台金作用面にダイヤモンド砥粒をメッキによ
り仮固定し、次いでダイヤモンド砥粒をメッキ層により
固着してダイヤモンド砥粒層を形成し、メッキ層上に耐
硝酸性のメッキを施し、その表面をさらに合成樹脂によ
り被覆し、ダイヤモンド砥粒の先端作用部を突出させ
る。ダイヤモンド砥粒をメッキにより仮固定する場合
は、図２(ａ)に示すように、台金１のダイヤモンド砥粒
固定面７を残して、絶縁性のマスキング材８で被覆す
る。台金をメッキ浴に浸漬し、ダイヤモンド砥粒固定面
にダイヤモンド砥粒３を載置し、台金に陰極を接続し、
メッキ液に陽極を接続して、電気メッキを行う。使用す
るダイヤモンド砥粒に特に制限はないが、ＪＩＳ Ｂ ４
１３０に規定する粒度１００／１２０〜３０／４０の粒
径を有する砥粒であることが好ましく、粒度６０／８０
程度の粒径を有する砥粒であることがより好ましい。ダ
イヤモンド砥粒の粒径が、粒度１００／１２０に相当す
る粒径未満であると、被覆する合成樹脂層の厚さが薄く
なって、耐硝酸性のメッキの表面を完全に被覆しきれな
くなるおそれがある。ダイヤモンド砥粒の粒径が、粒度
３０／４０に相当する粒径を超えると、ダイヤモンド砥
粒が高価になって経済的に不利であるばかりでなく、コ
ンディショニングの際にポリッシングマットが粗面化す
るおそれがある。メッキする金属は、ダイヤモンド砥粒
を仮固定することができるものであれば特に制限はな
く、例えば、ニッケル、クロムなどを好適に使用するこ
とができる。ダイヤモンド砥粒が仮固定され、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
イヤモンド砥粒を除去する。図２(ｂ)は、ダイヤモンド
砥粒が、ダイヤモンド砥粒固定面に仮固定された状態を
示す断面図である。ダイヤモンド砥粒を仮固定したと
き、大部分のダイヤモンド砥粒はその一部が台金のダイ
ヤモンド砥粒固定面に接した状態で仮固定されるが、台
金のダイヤモンド砥粒固定面に接しない状態で付着し、
浮き石９となっているダイヤモンド砥粒が存在する場合
もあるので、仮固定を終了したのち、ダイヤモンド砥粒
層面の表面をアルミナ砥石、シリコンカーバイド砥石な
どを用いて軽く研磨することにより、浮き石を除去する
ことが好ましい。図２(ｃ)は、浮き石を除去した状態を
示す断面図である。FIGS. 2 and 3 are explanatory views of one embodiment of a method of manufacturing a conditioner for CMP according to the present invention. In this embodiment, diamond abrasive grains are temporarily fixed to the base metal working surface by plating, and then the diamond abrasive grains are fixed by a plating layer to form a diamond abrasive layer, and nitric acid-resistant plating is performed on the plating layer. The surface is further covered with a synthetic resin to protrude the tip working portion of the diamond abrasive grains. When the diamond abrasive grains are temporarily fixed by plating, as shown in FIG. 2A, the diamond abrasive grains are covered with an insulating masking material 8 except for the diamond abrasive grain fixing surface 7 of the base metal 1. The base metal is immersed in the plating bath, the diamond abrasive grains 3 are placed on the diamond abrasive grain fixed surface, the cathode is connected to the base metal,
Electroplating is performed by connecting the anode to the plating solution. There is no particular limitation on the diamond abrasive used, but JIS B4
It is preferable that the abrasive grains have a particle size of 100/120 to 30/40 specified in 130, and a particle size of 60/80.
More preferably, the abrasive grains have a particle diameter of the order of magnitude. If the particle size of the diamond abrasive particles is smaller than the particle size corresponding to the particle size of 100/120, the thickness of the synthetic resin layer to be coated becomes thin, and the surface of the nitric acid-resistant plating may not be completely covered. There is. If the particle size of the diamond abrasive exceeds a particle size equivalent to the particle size of 30/40, not only is the diamond abrasive expensive, which is economically disadvantageous, but also the polishing mat becomes rough during conditioning. There is a risk. The metal to be plated is not particularly limited as long as it can temporarily fix diamond abrasive grains, and for example, nickel, chromium, and the like can be suitably used. When the diamond abrasive grains are temporarily fixed and do not fall off the diamond abrasive grain fixing surface, excess diamond abrasive grains are removed. FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating a state where the diamond abrasive grains are temporarily fixed to the diamond abrasive grain fixing surface. When the diamond abrasive grains are temporarily fixed, most of the diamond abrasive grains are temporarily fixed while part of the diamond abrasive grains are in contact with the diamond abrasive grain fixing surface of the base metal, but do not contact the diamond abrasive grain fixing surface of the base metal Attached in a state,
Since the diamond abrasive grains serving as the floating stones 9 may be present, after the temporary fixing is completed, the surface of the diamond abrasive grain layer surface is lightly polished with an alumina grinding stone, a silicon carbide grinding stone, or the like, so that the floating stones are obtained. Is preferably removed. FIG. 2C is a cross-sectional view showing a state where the floating stone has been removed.
【０００７】浮き石を除去したのち、台金をふたたびメ
ッキ浴に浸漬し、台金に陰極を接続し、メッキ液に陽極
を接続して、ダイヤモンド砥粒固定面のメッキを行い、
ダイヤモンド砥粒をメッキ層４により固着してダイヤモ
ンド砥粒層を形成し、図２(ｄ)に示す状態とする。メッ
キする金属は、ダイヤモンド砥粒を固定することができ
るものであれば特に制限はなく、例えば、ニッケル、ク
ロムなどを使用することができるが、特にニッケルが好
ましい。ニッケルメッキ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。ダイヤモンド砥粒を固着するメッキ層の厚さ
は、ダイヤモンド砥粒の粒径の４０％以上であることが
好ましく、５０％以上であることがより好ましい。メッ
キ層の厚さがダイヤモンド砥粒の粒径の４０％未満であ
ると、ダイヤモンド砥粒を保持する力が不足するおそれ
がある。ダイヤモンド砥粒をメッキ層により固着してダ
イヤモンド砥粒層を形成したのち、さらにメッキ層上に
耐硝酸性のメッキを施す。耐硝酸性のメッキを施す方法
には特に制限はなく、メッキする金属に応じてそれぞれ
公知の方法を適宜選択することができる。例えば、耐硝
酸性のメッキが金メッキである場合は、金シアン化カリ
ウムを用いるシアン化物メッキ浴法や塩化金を用いるリ
ン酸塩浴法などを挙げることができる。金は最も貴な金
属であるので、台金をメッキ浴に浸漬するだけで置換に
よって表面に金が析出する。このような析出物は素地金
属との密着力が弱く剥離しやすいので、台金に陰極を空
気中で接続し、通電を始めてから手早くメッキ浴に浸漬
することが好ましい。使用する陽極の材質には特に制限
はなく、例えば、硬質炭素、ステンレス鋼、ニクロム鋼
などを使用することができる。金のメッキを続けると、
時間の経過にしたがって析出結晶が粗雑になるので、時
々台金をメッキ浴から取り出して刷毛で摩擦し、ふたた
びメッキを繰り返すことにより、平滑なメッキ面を得る
ことができる。金メッキの厚さは、２〜１０μｍである
ことが好ましく、３〜６μｍであることがより好まし
い。金メッキの厚さが２μｍ未満であると、強い酸性条
件下でダイヤモンド砥粒を固着するメッキ層が侵される
おそれがある。金メッキの厚さは１０μｍで十分であ
り、１０μｍを超える金メッキは通常は必要はない。図
３(ａ)は、メッキ層上に耐硝酸性のメッキ５が施された
状態を示す断面図である。メッキ層上に耐硝酸性のメッ
キを施したのち、台金よりマスキング材を外して洗浄、
乾燥し、合成樹脂層により耐硝酸性のメッキの表面を被
覆する。使用する合成樹脂には特に制限はなく、熱硬化
性樹脂及び熱可塑性樹脂のいずれをも使用することがで
きる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、
ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フッ素樹
脂などを挙げることができる。熱可塑性樹脂としては、
例えば、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂
などを挙げることができる。また、本発明においては、
樹脂の機械的強度を向上させるために、非導電性の無機
化合物粒子やファイバーを加えることもできる。熱硬化
性樹脂としては、加熱硬化型のほかに常温硬化型の樹脂
も使用することができ、さらに、熱硬化性樹脂に代えて
光硬化性樹脂も使用することができる。After removing the floating stone, the base metal is immersed again in the plating bath, the cathode is connected to the base metal, the anode is connected to the plating solution, and the diamond abrasive fixed surface is plated.
The diamond abrasive grains are fixed by the plating layer 4 to form a diamond abrasive grain layer, and the state shown in FIG. The metal to be plated is not particularly limited as long as it can fix the diamond abrasive grains. For example, nickel, chromium and the like can be used, and nickel is particularly preferable. When fixing diamond abrasive grains by nickel plating, if a nickel sulfamate bath containing 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. . The thickness of the plating layer to which the diamond abrasive grains are fixed is preferably at least 40% of the particle diameter of the diamond abrasive grains, and more preferably at least 50%. If the thickness of the plating layer is less than 40% of the particle diameter of the diamond abrasive, there is a possibility that the force for holding the diamond abrasive is insufficient. After the diamond abrasive grains are fixed by a plating layer to form a diamond abrasive grain layer, nitric acid-resistant plating is further performed on the plating layer. There is no particular limitation on the method of plating with nitric acid resistance, and a known method can be appropriately selected according to the metal to be plated. For example, when the nitric acid-resistant plating is gold plating, a cyanide plating bath method using potassium gold cyanide or a phosphate bath method using gold chloride can be used. Since gold is the most noble metal, gold is deposited on the surface by substitution simply by immersing the base metal in the plating bath. Such a precipitate has a weak adhesion to the base metal and is easily peeled off. Therefore, it is preferable to connect the cathode to the base metal in the air and to quickly immerse the metal in the plating bath after energization is started. The material of the anode to be used is not particularly limited, and for example, hard carbon, stainless steel, nichrome steel, or the like can be used. If you continue gold plating,
Since the deposited crystals become coarse with the passage of time, the base metal is sometimes taken out of the plating bath, rubbed with a brush, and plated again, whereby a smooth plated surface can be obtained. The thickness of the gold plating is preferably from 2 to 10 μm, more preferably from 3 to 6 μm. If the thickness of the gold plating is less than 2 μm, there is a possibility that the plating layer that fixes the diamond abrasive grains under strong acidic conditions may be attacked. A gold plating thickness of 10 μm is sufficient, and gold plating exceeding 10 μm is usually not necessary. FIG. 3A is a cross-sectional view showing a state where nitric acid-resistant plating 5 is applied on the plating layer. After applying nitric acid resistant plating on the plating layer, remove the masking material from the base metal and wash,
After drying, the surface of the nitric acid-resistant plating is covered with a synthetic resin layer. The synthetic resin to be used is not particularly limited, and any of a thermosetting resin and a thermoplastic resin can be used. As the thermosetting resin, for example, epoxy resin,
Examples thereof include a polyurethane resin, an unsaturated polyester resin, and a fluorine resin. As a thermoplastic resin,
For example, a fluorine resin, a polyamide resin, a polyimide resin, and the like can be given. In the present invention,
In order to improve the mechanical strength of the resin, non-conductive inorganic compound particles or fibers can be added. As the thermosetting resin, a thermosetting resin can be used in addition to the thermosetting resin, and a photocurable resin can be used instead of the thermosetting resin.
【０００８】図３(ｂ)は、耐硝酸性のメッキの表面を、
さらに合成樹脂層で被覆した状態を示す断面図である。
合成樹脂層６で被覆したのち合成樹脂層の表面部分を除
去することにより、ダイヤモンド砥粒３の先端作用部を
突出させる。ダイヤモンド砥粒の先端作用部を突出させ
る方法に特に制限はなく、例えば、ダイヤモンド砥粒の
最突出部が見えるまで研削盤などを用いて合成樹脂層を
除去したのち、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
遊離砥粒を用いたドレッシング、ショットブラストなど
により、ダイヤモンド砥粒の突出量を容易に所定の値と
することができる。ダイヤモンド砥粒は、メッキによっ
て強固に台金に固着されているので、ダイヤモンド砥粒
に強い力がかかっても、コンディショナからダイヤモン
ド砥粒が脱落するおそれがない。図３(ｃ)は、合成樹脂
層の表面部分を除去してダイヤモンド砥粒の先端作用部
が合成樹脂層６より突出し、かつ耐硝酸性のメッキの表
面が合成樹脂層に覆われて露出しない状態を示す断面図
である。FIG. 3B shows the surface of a nitric acid-resistant plating,
It is sectional drawing which shows the state covered with the synthetic resin layer further.
After covering with the synthetic resin layer 6, by removing the surface portion of the synthetic resin layer, the tip working portion of the diamond abrasive grains 3 is projected. There is no particular limitation on the method of projecting the tip working portion of the diamond abrasive grains.For example, after removing the synthetic resin layer using a grinding machine or the like until the most protruding portion of the diamond abrasive grains is visible, dressing with a general grindstone, cast iron, etc. The amount of protrusion of the diamond abrasive grains can be easily set to a predetermined value by dressing, shot blasting, or the like using a free abrasive grain such as silicon carbide or alumina on a surface plate such as. Since the diamond abrasive grains are firmly fixed to the base metal by plating, even if a strong force is applied to the diamond abrasive grains, there is no possibility that the diamond abrasive grains fall out of the conditioner. FIG. 3C shows that the surface portion of the synthetic resin layer is removed so that the tip working portion of the diamond abrasive grains protrudes from the synthetic resin layer 6 and the surface of the nitric acid-resistant plating is covered with the synthetic resin layer and not exposed. It is sectional drawing which shows a state.
【０００９】図４及び図５は、本発明のＣＭＰ用コンデ
ィショナの製造方法の他の態様の説明図である。本態様
においては、反転型のダイヤモンド砥粒固定面にダイヤ
モンド砥粒をメッキにより仮固定し、さらにダイヤモン
ド砥粒をメッキ層により埋め込んだのち、必要に応じて
メッキ層を平坦化し台金の作用面に接合する。その後、
反転型を除去し、メッキ層の表面部分を除去してダイヤ
モンド砥粒を露出させ、メッキ層上に耐硝酸性のメッキ
を施し、その表面をさらに合成樹脂により被覆し、ダイ
ヤモンド砥粒の先端作用部を突出させる。ダイヤモンド
砥粒をメッキにより仮固定する場合は、図４(ａ)に示す
ように、反転型１０のダイヤモンド砥粒固定面７を残し
て、絶縁性のマスキング材８で被覆する。反転型をメッ
キ浴に浸漬し、ダイヤモンド砥粒固定面にダイヤモンド
砥粒３を載置し、反転型に陰極を接続し、メッキ液に陽
極を接続して、電気メッキを行う。使用するダイヤモン
ド砥粒に特に制限はないが、ＪＩＳ Ｂ ４１３０に規定
する粒度１００／１２０〜３０／４０の粒径を有する砥
粒であることが好ましく、粒度６０／８０程度の粒径を
有する砥粒であることがより好ましい。ダイヤモンド砥
粒の粒径が、粒度１００／１２０に相当する粒径より小
さいと、被覆する合成樹脂層の厚さが薄くなって、耐硝
酸性のメッキの表面を完全に被覆しきれなくなるおそれ
がある。ダイヤモンド砥粒の粒径が、粒度３０／４０に
相当する粒径より大きいと、ダイヤモンド砥粒が高価に
なって経済的に不利であるばかりでなく、コンディショ
ニングの際にポリッシングマットが粗面化するおそれが
ある。メッキする金属は、ダイヤモンド砥粒を仮固定す
ることができるものであれば特に制限はなく、例えば、
ニッケル、クロムなどを好適に使用することができる。
ダイヤモンド砥粒が仮固定され、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
粒を除去する。図４(ｂ)は、ダイヤモンド砥粒が、ダイ
ヤモンド砥粒固定面に仮固定された状態を示す断面図で
ある。FIG. 4 and FIG. 5 are explanatory views of another embodiment of the method of manufacturing a conditioner for CMP according to the present invention. In this embodiment, the diamond abrasive grains are temporarily fixed to the inverted diamond abrasive grain fixing surface by plating, and further, the diamond abrasive grains are embedded with the plating layer. To join. afterwards,
Remove the inversion mold, remove the surface of the plating layer to expose the diamond abrasive grains, apply nitric acid resistant plating on the plating layer, further coat the surface with synthetic resin, the tip action of the diamond abrasive grains Make the part protrude. In the case where the diamond abrasive grains are temporarily fixed by plating, as shown in FIG. 4A, the diamond abrasive grains are covered with an insulating masking material 8 except for the diamond abrasive grain fixing surface 7 of the reversing die 10. The inverted mold is immersed in a plating bath, the diamond abrasive grains 3 are placed on the diamond abrasive grain fixed surface, a cathode is connected to the inverted mold, and an anode is connected to a plating solution to perform electroplating. Although there is no particular limitation on the diamond abrasive used, it is preferably an abrasive having a particle size of 100/120 to 30/40 specified in JIS B 4130, and an abrasive having a particle size of approximately 60/80. More preferably, it is a grain. If the particle size of the diamond abrasive particles is smaller than the particle size corresponding to the particle size of 100/120, the thickness of the synthetic resin layer to be coated becomes thin, and the surface of the nitric acid-resistant plating may not be completely covered. is there. If the grain size of the diamond abrasive grains is larger than the grain size equivalent to 30/40, the diamond abrasive grains become expensive and economically disadvantageous, and the polishing mat becomes rough during conditioning. There is a risk. The metal to be plated is not particularly limited as long as it can temporarily fix diamond abrasive grains, for example,
Nickel, chromium, and the like can be suitably used.
When the diamond abrasive grains are temporarily fixed and do not fall off the diamond abrasive grain fixing surface, excess diamond abrasive grains are removed. FIG. 4B is a cross-sectional view showing a state where the diamond abrasive grains are temporarily fixed to the diamond abrasive grain fixing surface.
【００１０】余剰のダイヤモンド砥粒を除去したのち、
反転型をふたたびメッキ浴に浸漬し、反転型に陰極を接
続し、メッキ液に陽極を接続して、ダイヤモンド砥粒固
定面のメッキを行い、ダイヤモンド砥粒をメッキ層４に
より埋め込んでダイヤモンド砥粒層を形成し、図４(ｃ)
に示す状態とする。メッキする金属は、ダイヤモンド砥
粒を埋め込んで固着することができるものであれば特に
制限はなく、例えば、ニッケル、クロムなどを使用する
ことができるが、特にニッケルが好ましい。ニッケルメ
ッキによりダイヤモンド砥粒を埋め込む場合、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。ダイヤモン
ド砥粒をメッキにより埋め込んでダイヤモンド砥粒層を
形成した反転型は、マスキング材を外して洗浄、乾燥
し、必要に応じて、反転型上のメッキ層の表面を平坦に
加工する。次いで、図４(ｄ)に示すように、反転型１０
上のメッキ層４を台金１に接合する。反転型上のメッキ
層４若しくは台金１のダイヤモンド砥粒層接合面又はそ
の双方に接着剤を塗付し、メッキ層とダイヤモンド砥粒
層接合面を合わせて固定し、メッキ層を台金に接合す
る。使用する接着剤は、コンディショナの使用に十分な
強度を有するものであれば特に制限はなく、例えば、エ
ポキシ接着剤などを好適に使用することができる。必要
に応じて、接着剤に無機充填材、例えば、アルミニウム
粉末などを配合することができる。メッキ層４を台金１
に接合したのち、反転型１０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
イス盤加工などを挙げることができるが、旋盤加工を特
に好適に使用することができる。図５(ａ)は、メッキ層
４を台金１に接合し、反転型を除去した状態を示す。After removing the excess diamond abrasive grains,
The inverted mold is immersed again in the plating bath, the cathode is connected to the inverted mold, the anode is connected to the plating solution, and the diamond abrasive fixed surface is plated. After forming a layer, FIG.
State. The metal to be plated is not particularly limited as long as it can embed and fix diamond abrasive grains, and for example, nickel, chromium and the like can be used, and nickel is particularly preferable. When embedding diamond abrasive grains by nickel plating, if a nickel sulfamate bath containing an additive is used, the hardness of nickel is HV400 to 600, the elongation is 1 to 5%, and the nickel fixing layer has sufficient toughness. The reversal mold in which diamond abrasive grains are embedded by plating to form a diamond abrasive grain layer removes the masking material, cleans and dries, and if necessary, flattens the surface of the plating layer on the reversal mold. Next, as shown in FIG.
The upper plating layer 4 is joined to the base metal 1. An adhesive is applied to the plating layer 4 on the inversion mold and / or the bonding surface of the diamond abrasive layer of the base metal 1, and the plating layer and the bonding surface of the diamond abrasive layer are fixed together, and the plating layer is fixed to the base metal. Join. The adhesive to be used is not particularly limited as long as it has sufficient strength for use of the conditioner. For example, an epoxy adhesive or the like can be suitably used. If necessary, an inorganic filler, for example, aluminum powder or the like can be added to the adhesive. Plating layer 4 to base metal 1
Then, the reverse mold 10 is removed. There is no particular limitation on the method for removing the inverted mold, and examples thereof include lathing and milling. Lathing can be used particularly preferably. FIG. 5A shows a state where the plating layer 4 is bonded to the base metal 1 and the inverted mold is removed.
【００１１】台金に接合したメッキ層は、金属の表面部
分を除去してダイヤモンド砥粒を露出させる。ダイヤモ
ンド砥粒を露出させる方法には特に制限はなく、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、メッキされた金属のみ
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、金属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］、金属がク
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。図５(ｂ)は、メッキ層４の表面部分を除去し
て、ダイヤモンド砥粒３を露出させた状態を示す。ダイ
ヤモンド砥粒を露出させたメッキ層は、次いでその上に
耐硝酸性のメッキを施す。耐硝酸性のメッキを必要とし
ない台金の部分は、あらかじめマスキング材により保護
することができる。耐硝酸性のメッキを施す方法には特
に制限はなく、メッキする金属に応じてそれぞれ公知の
方法を適宜選択することができる。例えば、耐硝酸性の
メッキが金メッキである場合は、金シアン化カリウムを
用いるシアン化物メッキ浴法や塩化金を用いるリン酸塩
浴法などを挙げることができる。金は最も貴な金属であ
るので、台金をメッキ浴に浸漬するだけで置換によって
表面に金が析出する。このような析出物は素地金属との
密着力が弱く剥離しやすいので、台金に陰極を空気中で
接続し、通電を始めてから手早くメッキ浴に浸漬するこ
とが好ましい。使用する陽極の材質には特に制限はな
く、例えば、硬質炭素、ステンレス鋼、ニクロム鋼など
を使用することができる。金のメッキを続けると、時間
の経過にしたがって析出結晶が粗雑になるので、時々台
金をメッキ浴から取り出して刷毛で摩擦し、ふたたびメ
ッキを繰り返すことにより、平滑なメッキ面を得ること
ができる。金メッキの厚さは、２〜１０μｍであること
が好ましく、３〜６μｍであることがより好ましい。金
メッキの厚さが２μｍ未満であると、強い酸性条件下で
ダイヤモンド砥粒を固着するメッキ層が侵されるおそれ
がある。金メッキの厚さは１０μｍで十分であり、１０
μｍを超える金メッキは通常は必要はない。図５(ｃ)
は、メッキ層４上に耐硝酸性のメッキ５が施された状態
を示す断面図である。メッキ層上に耐硝酸性のメッキを
施したのち、洗浄、乾燥し、合成樹脂層により耐硝酸性
のメッキの表面を被覆する。使用する合成樹脂には特に
制限はなく、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂のいずれを
も使用することができる。熱硬化性樹脂としては、例え
ば、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、フッ素樹脂などを挙げることができる。熱可
塑性樹脂としては、例えば、フッ素樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリイミド樹脂などを挙げることができる。また、
本発明においては、樹脂の機械的強度を向上させるため
に、非導電性の無機化合物粒子やファイバーを加えるこ
ともできる。熱硬化性樹脂としては、加熱硬化型のほか
に常温硬化型の樹脂も使用することができ、さらに、熱
硬化性樹脂に代えて光硬化性樹脂も使用することができ
る。The plating layer bonded to the base metal removes the surface of the metal to expose the diamond abrasive grains. There is no particular limitation on the method of exposing the diamond abrasive grains, 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 chemistry with a metal release material. It can be performed by etching, electrolytic etching, or the like. The chemical etching treatment is performed by immersing the base metal and the material forming the diamond abrasive grain layer in an agent that dissolves only the plated metal.
Such agents are commercially available such as Enstrip NP [manufactured by Meltex Co., Ltd.] when the metal is nickel, and Enstrip CR-5 [manufactured by Meltex Co., Ltd.] when the metal is chromium. There are drugs that can be used. FIG. 5B shows a state where the surface portion of the plating layer 4 is removed to expose the diamond abrasive grains 3. The plating layer exposing the diamond abrasive grains is then plated with nitric acid resistant. The portion of the base metal that does not require nitrate-resistant plating can be protected by a masking material in advance. There is no particular limitation on the method of plating with nitric acid resistance, and a known method can be appropriately selected according to the metal to be plated. For example, when the nitric acid-resistant plating is gold plating, a cyanide plating bath method using potassium gold cyanide or a phosphate bath method using gold chloride can be used. Since gold is the most noble metal, gold is deposited on the surface by substitution simply by immersing the base metal in the plating bath. Such a precipitate has a weak adhesion to the base metal and is easily peeled off. Therefore, it is preferable to connect the cathode to the base metal in the air and to quickly immerse the metal in the plating bath after energization is started. The material of the anode to be used is not particularly limited, and for example, hard carbon, stainless steel, nichrome steel, or the like can be used. If the plating of gold is continued, the precipitated crystals become coarse as time passes, so the base metal is sometimes taken out of the plating bath, rubbed with a brush, and the plating is repeated again to obtain a smooth plated surface. . The thickness of the gold plating is preferably from 2 to 10 μm, more preferably from 3 to 6 μm. If the thickness of the gold plating is less than 2 μm, there is a possibility that the plating layer that fixes the diamond abrasive grains under strong acidic conditions may be attacked. It is sufficient that the thickness of the gold plating is 10 μm.
Gold plating over μm is usually not necessary. FIG. 5 (c)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state where nitric acid-resistant plating 5 is applied on the plating layer 4. After nitric acid-resistant plating is performed on the plating layer, washing and drying are performed, and the surface of the nitric acid-resistant plating is covered with a synthetic resin layer. The synthetic resin to be used is not particularly limited, and any of a thermosetting resin and a thermoplastic resin can be used. Examples of the thermosetting resin include an epoxy resin, a polyurethane resin, an unsaturated polyester resin, and a fluororesin. Examples of the thermoplastic resin include a fluorine resin, a polyamide resin, and a polyimide resin. Also,
In the present invention, non-conductive inorganic compound particles or fibers may be added to improve the mechanical strength of the resin. As the thermosetting resin, a thermosetting resin can be used in addition to the thermosetting resin, and a photocurable resin can be used instead of the thermosetting resin.
【００１２】図５(ｄ)は、耐硝酸性のメッキの表面を、
さらに合成樹脂層で被覆した状態を示す断面図である。
合成樹脂層６で被覆したのち合成樹脂層の表面部分を除
去することにより、ダイヤモンド砥粒の先端作用部を突
出させる。ダイヤモンド砥粒の先端作用部を突出させる
方法に特に制限はなく、例えば、ダイヤモンド砥粒の最
突出部が見えるまで研削盤などを用いて合成樹脂層を除
去したのち、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
離砥粒を用いたドレッシング、ショットブラストなどに
より、ダイヤモンド砥粒の突出量を容易に所定の値とす
ることができる。ダイヤモンド砥粒は、メッキによって
強固に固着されているので、ダイヤモンド砥粒に強い力
がかかっても、コンディショナからダイヤモンド砥粒が
脱落するおそれがない。図５(ｅ)は、合成樹脂層の表面
部分を除去してダイヤモンド砥粒の先端作用部が合成樹
脂層より突出し、かつ耐硝酸性のメッキの表面が合成樹
脂層に覆われて露出しない状態を示す断面図である。本
態様により製造され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に接した部分であ
るので、コンディショナにおいて、各ダイヤモンド砥粒
の最突出部が完全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であ
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
ングを精度よく能率よく行うことができ、ダイヤモンド
砥粒の脱落が長期にわたって生じない。FIG. 5D shows the surface of the nitrate-resistant plating,
It is sectional drawing which shows the state covered with the synthetic resin layer further.
After covering with the synthetic resin layer 6, the surface portion of the synthetic resin layer is removed, so that the tip working portion of the diamond abrasive grains is projected. There is no particular limitation on the method of projecting the tip working portion of the diamond abrasive grains.For example, after removing the synthetic resin layer using a grinding machine or the like until the most protruding portion of the diamond abrasive grains is visible, dressing with a general grindstone, cast iron, etc. The amount of protrusion of the diamond abrasive grains can be easily set to a predetermined value by dressing, shot blasting, or the like using a free abrasive grain such as silicon carbide or alumina on a surface plate such as. Since the diamond abrasive grains are firmly fixed by plating, even if a strong force is applied to the diamond abrasive grains, there is no possibility that the diamond abrasive grains fall out of the conditioner. FIG. 5 (e) shows a state in which the surface portion of the synthetic resin layer is removed, the tip working portion of the diamond abrasive grains protrudes from the synthetic resin layer, and the surface of the nitrate-resistant plating is covered with the synthetic resin layer and is not exposed. FIG. The conditioner manufactured according to the present embodiment is fixed at the time of temporarily fixing the diamond abrasive grains, the diamond abrasive grains are fixed in contact with the inverted diamond abrasive grain fixing surface, and when the diamond abrasive grain layer is bonded to the base metal, Since the most protruding portion of the diamond abrasive grain is a portion in contact with the inverted diamond abrasive grain fixing surface, the conditioner has a structure in which the most protruding portion of each diamond abrasive grain is completely on the same plane.
Further, the deflection accuracy of the diamond abrasive grain layer surface is several μm due to the reference surface transfer 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.
【００１３】合成樹脂によりダイヤモンド砥粒層を覆う
方法によれば、数ミリ程度の厚さの合成樹脂層も短時間
で形成することができ、研削盤や遊離砥粒による合成樹
脂の除去も短時間で精度よく行うことができる。本発明
のＣＭＰ用コンディショナにおいて、ダイヤモンド砥粒
の突出量は、ダイヤモンド砥粒の平均粒径の５〜５０％
であることが好ましく、平均粒径の２０〜３０％である
ことがより好ましい。ダイヤモンド砥粒の突出量が平均
粒径の５％未満であると、コンディショナのコンディシ
ョニング作用が微弱になるおそれがある。ダイヤモンド
砥粒の突出量が平均粒径の５０％を超えると、コンディ
ショニング作用が強すぎてポリッシングマットを損傷
し、ダイヤモンド砥粒が脱落するおそれがある。本発明
方法においては、必要に応じてさらにラップ加工を行う
ことができる。ラップ加工は、ダイヤモンド砥石を用い
て突出したダイヤモンド砥粒の先端部をカットするもの
であり、ラップ加工を行うことにより、コンディショナ
に、使用当初から安定した優れた性能を発揮させること
ができる。本発明のＣＭＰ用コンディショナによれば、
耐硝酸性のメッキがバリアとなって、pHの低い酸性の強
い研磨液を用いても、メッキ層の金属と研磨液が接触す
ることがないので、ダイヤモンド砥粒が脱落してウェー
ハを傷つけたり、金属分が溶出してウェーハを汚染する
ことがない。さらに、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の平坦性に優れるので、ポリッシ
ングマットの平坦度が向上し、ポリッシングマットの切
れ味が向上する。According to the method of covering the diamond abrasive layer with a synthetic resin, a synthetic resin layer having a thickness of about several millimeters can be formed in a short time, and the removal of the synthetic resin by a grinding machine or free abrasive grains is also short. It can be performed accurately in time. In the CMP conditioner of the present invention, the protrusion amount of the diamond abrasive grains is 5 to 50% of the average particle diameter of the diamond abrasive grains.
And more preferably 20 to 30% of the average particle size. If the protrusion amount of the diamond abrasive grains is less than 5% of the average particle diameter, the conditioning effect of the conditioner may be weak. If the protrusion amount of the diamond abrasive grains exceeds 50% of the average particle diameter, the conditioning action is too strong to damage the polishing mat and the diamond abrasive grains may fall off. In the method of the present invention, lapping can be further performed if necessary. The lapping process is to cut the tip of the protruding diamond abrasive grains using a diamond grindstone. By performing the lapping process, the conditioner can exhibit stable and excellent performance from the beginning of use. According to the conditioner for CMP of the present invention,
Nitric acid-resistant plating acts as a barrier, and even if a highly acidic polishing solution with a low pH is used, the metal of the plating layer does not come into contact with the polishing solution, so diamond abrasive grains may fall off and damage the wafer. In addition, the metal does not elute and contaminate the wafer. Furthermore, the conditioner of the present invention is excellent in flatness of the most protruding portion of the diamond abrasive, so that the flatness of the polishing mat is improved and the sharpness of the polishing mat is improved.
【００１４】[0014]
【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、本発明はこれら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 寸法が１２７Ｄ−６Ｗ−２０Ｔ−３０Ｈの台金を、ステ
ンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を旋盤加工することにより作
製した。次に、ダイヤモンド砥粒固定面を残して、表面
を絶縁テープ及び塗料によりマスキングした。台金のア
ルカリ脱脂処理を行い、塩化ニッケル２４０ｇ／リット
ル及び塩酸１００ｇ／リットルを含有する前処理液に浸
漬し、電流密度１０Ａ／dm2で常温にて陽極側に台金を
セットし２分間電解エッチングしたのち、陰極側に台金
をセットしてストライクメッキを３分間行った。次い
で、スルファミン酸ニッケルメッキ浴で電流密度１Ａ／
dm2で１５分間メッキを行い、下地メッキ層を３μｍ形
成した。次に、ダイヤモンド砥粒固定面に粒度＃６０／
８０、平均粒径２５０μｍのダイヤモンド砥粒を載置
し、メッキ応力と硬度調節のための添加剤を加えたスル
ファミン酸ニッケルメッキ浴を用い、電流密度０.５Ａ
／dm2で３時間メッキを行い、ダイヤモンド砥粒一層分
を仮固定した。余剰のダイヤモンド砥粒を払い落とし、
電流密度１Ａ／dm2で１時間埋め込みメッキを行ったの
ち、＃１００アルミナ砥石を当て、浮き石となっている
ダイヤモンド砥粒を除去した。次いで、塩化ニッケル２
４０ｇ／リットル及び塩酸１００ｇ／リットルを含有す
る前処理液に浸漬して陽極側に台金をセットし、電流密
度１０Ａ／dm2で常温にて３０秒電解エッチングしたの
ち、陰極側に台金をセットしてストライクメッキを２分
間行った。次に、スルファミン酸ニッケルメッキ浴で電
流密度１Ａ／dm2で１５分間メッキを行い、さらに同じ
スルファミン酸ニッケルメッキ浴で、電流密度１Ａ／dm
2で５時間メッキを行い、ダイヤモンド砥粒を固着する
よう厚さ約１２５μｍのメッキを施した。ダイヤモンド
砥粒固定面及び台金を洗浄したのち、シアン化金２.５
ｇ／リットル、シアン化カリウム３０.０ｇ／リット
ル、第二リン酸ナトリウム１５.０ｇ／リットル及びシ
アン化コバルト１０.０ｇ／リットルを含むメッキ浴に
浸漬し、ステンレス鋼を陽極とし、浴温５０℃、電流密
度０.２Ａ／dm2、電圧２Ｖの条件で２０時間メッキを行
い、厚さ４μｍの金合金層を形成した。金合金の組成
は、金９９.７重量％、コバルト０.３重量％であった。
マスキングをすべて外し、ダイヤモンド砥粒層が形成さ
れた台金を洗浄、乾燥したのち、フッ素樹脂塗料［日建
塗装工業(株)、ＰＦＡ］を、塗膜厚さが１００μｍとな
るように塗付して、３３０℃で３０分間焼き付けた。そ
の後、アルミナ砥粒＃８００を用いてスエードタイプの
研磨マットで、ダイヤモンド砥粒先端部が５０μｍ露出
するまでラップ加工を行った。得られたＣＭＰ用コンデ
ィショナを５重量％硝酸に２４時間浸漬したが、金属分
の溶出は全く認められなかった。また、このＣＭＰ用コ
ンディショナと研磨マット（ＩＣ１０００）を用い、ス
ラリー（硝酸鉄＋硝酸＋アルミナ）でＣＭＰ加工を行っ
たところ、金属膜ウェーハの研磨レート１,８７０Å／
分という良好な結果が得られた。 実施例２ 寸法が２８０Ｄ−６Ｗ−２０Ｔ−１４０Ｈの反転型（Ｓ
４５Ｃ）を、旋盤加工により作製した。ダイヤモンド砥
粒固定面をマスキングテープで囲い、さらにその他のダ
イヤモンド砥粒層非形成部分のマスキング処理を行っ
た。アルカリ脱脂処理したのち、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に載置した。電流密度１Ａ／dm2
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、３mmの厚み
のニッケル固着層を形成してダイヤモンド砥粒を完全に
埋め込んだ。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。寸法２８６Ｄ−１２Ｗ
−３５Ｔ−１６０Ｈの台金（ＳＵＳ３０４）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)］を用いて、ダイヤモンド砥粒層面のニッケルを約
１２５μｍ溶解除去した。ダイヤモンド砥粒層が形成さ
れた台金を洗浄、乾燥したのち、ダイヤモンド砥粒層以
外の部分をマスキング処理し、シアン化金２.５ｇ／リ
ットル、シアン化カリウム３０.０ｇ／リットル、第二
リン酸ナトリウム１５.０ｇ／リットル及びシアン化コ
バルト１０.０ｇ／リットルを含むメッキ浴に浸漬し、
ステンレス鋼を陽極とし、浴温５０℃、電流密度０.２
Ａ／dm2、電圧２Ｖの条件で２５時間メッキを行い、厚
さ５μｍの金合金層を形成した。金合金の組成は、金９
９.７重量％、コバルト０.３重量％であった。次いで、
エポキシ塗料を塗膜厚さが１１０μｍとなるように塗付
し、焼き付けた。その後、シリコンカーバイド＃８００
を用いてエポキシ樹脂層約５０μｍを削り出し、ダイヤ
モンド砥粒の先端作用部をエポキシ樹脂層から突出させ
て、ＣＭＰ用コンディショナを得た。得られたＣＭＰ用
コンディショナを５重量％硝酸に２４時間浸漬したが、
金属分の溶出は全く認められなかった。また、このＣＭ
Ｐ用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ショニングを行
った。平坦性に優れたコンデショニングを、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 A base metal having dimensions of 127D-6W-20T-30H was produced by lathing stainless steel (SUS304). Next, the surface was masked with an insulating tape and paint, leaving the diamond abrasive grain fixed surface. The base metal was subjected to alkaline degreasing treatment, immersed in a pretreatment liquid containing 240 g / liter of nickel chloride and 100 g / liter of hydrochloric acid, and set at the current density of 10 A / dm 2 at normal temperature on the anode side and electrolyzed for 2 minutes. After etching, a base metal was set on the cathode side, and strike plating was performed for 3 minutes. Then, a current density of 1 A /
Plating was performed at dm 2 for 15 minutes to form a base plating layer of 3 μm. Next, the grain size # 60 /
80, a diamond abrasive grain having an average particle diameter of 250 μm is placed, and a current density of 0.5 A is used in a nickel sulfamate plating bath to which an additive for controlling plating stress and hardness is added.
/ Dm 2 for 3 hours to temporarily fix one layer of diamond abrasive grains. Remove excess diamond abrasive grains,
After burying plating at a current density of 1 A / dm 2 for one hour, a # 100 alumina grindstone was applied to remove diamond abrasive grains serving as floating stones. Then, nickel chloride 2
After being immersed in a pretreatment liquid containing 40 g / liter and 100 g / liter of hydrochloric acid, a base was set on the anode side and subjected to electrolytic etching at a current density of 10 A / dm 2 at room temperature for 30 seconds. After setting, strike plating was performed for 2 minutes. Next, plating was performed for 15 minutes at a current density of 1 A / dm 2 in a nickel sulfamate plating bath, and a current density of 1 A / dm 2 was further plated in the same nickel sulfamate plating bath.
2 was plated for 5 hours, and plated to a thickness of about 125 μm to fix the diamond abrasive grains. After cleaning the diamond abrasive grain fixing surface and the base metal, 2.5 cyanide gold
g / l, potassium cyanide 30.0 g / l, dibasic sodium phosphate 15.0 g / l, and cobalt cyanide 10.0 g / l in a plating bath containing stainless steel as an anode, a bath temperature of 50 ° C, and a current Plating was performed for 20 hours under the conditions of a density of 0.2 A / dm 2 and a voltage of 2 V to form a gold alloy layer having a thickness of 4 μm. The composition of the gold alloy was 99.7% by weight of gold and 0.3% by weight of cobalt.
After removing all the masking, cleaning and drying the base metal on which the diamond abrasive layer has been formed, apply a fluororesin paint [Nikki Coating Industry Co., Ltd., PFA] so that the coating thickness becomes 100 μm. And baked at 330 ° C. for 30 minutes. Thereafter, lapping was performed with a suede type polishing mat using alumina abrasive grains # 800 until the tip of the diamond abrasive grains was exposed to 50 μm. The obtained conditioner for CMP was immersed in 5% by weight of nitric acid for 24 hours, but no metal was eluted. Further, when the CMP conditioner and the polishing mat (IC1000) were used to perform a CMP process with a slurry (iron nitrate + nitric acid + alumina), the polishing rate of the metal film wafer was 1,870 ° /
Minute result was obtained. Example 2 Inversion type (S) having dimensions of 280D-6W-20T-140H
45C) was made by lathing. The diamond abrasive grain fixing surface was surrounded by a masking tape, and further, a masking process was performed on other portions where the diamond abrasive grain layer was not formed. After the alkali degreasing treatment, the inverted mold was immersed in a nickel sulfamate bath to which an additive was added for plating stress and hardness control, and diamond abrasive grains having a grain size of # 60/80 were placed on the diamond abrasive grain fixing surface. Current density 1A / dm 2
And then temporarily fix the diamond abrasive grains, remove excess diamond abrasive grains, and further perform plating at a current density of 2 A / dm 2 for 96 hours to form a nickel fixing layer having a thickness of 3 mm. The diamond abrasive grains were completely embedded. Next, the nickel fixing layer surface on the inversion mold is
It was processed flat by lathe processing. Dimension 286D-12W
A base metal (SUS304) of -35T-160H was produced 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, nickel stripper Enstrip NP [Meltex
Was dissolved and removed by about 125 μm on the surface of the diamond abrasive grain layer. After the base metal on which the diamond abrasive layer has been formed is washed and dried, portions other than the diamond abrasive layer are subjected to a masking treatment, and 2.5 g / liter of gold cyanide, 30.0 g / liter of potassium cyanide, and sodium phosphate dibasic Immersed in a plating bath containing 15.0 g / l and 10.0 g / l of cobalt cyanide,
Stainless steel as anode, bath temperature 50 ° C, current density 0.2
Plating was performed under the conditions of A / dm 2 and a voltage of 2 V for 25 hours to form a gold alloy layer having a thickness of 5 μm. The composition of the gold alloy is gold 9
9.7% by weight and 0.3% by weight of cobalt. Then
An epoxy paint was applied and baked so as to have a coating thickness of 110 μm. After that, silicon carbide # 800
An epoxy resin layer of about 50 μm was cut out by using, and the tip working portion of the diamond abrasive was projected from the epoxy resin layer to obtain a conditioner for CMP. The obtained conditioner for CMP was immersed in 5% by weight nitric acid for 24 hours.
No metal elution was observed. Also, this CM
Using a conditioner for P, a suede-type polishing mat having a foamed polyurethane layer formed thereon based on a polyester nonwoven fabric was conditioned. Conditioning with excellent flatness could be performed efficiently.
【００１５】[0015]
【発明の効果】本発明のＣＭＰ用コンディショナは、pH
２以下のような強い酸性条件下でのＣＭＰ加工に使用し
ても、メッキ層から金属が溶出したり、ダイヤモンド砥
粒が脱落するおそれがなく、安定してコンディショニン
グを行うことができる。The conditioner for CMP of the present invention has a pH
Even when used for CMP processing under strong acidic conditions such as 2 or less, there is no danger of metal eluting from the plating layer or diamond abrasive grains falling off, and stable conditioning can be performed.
【図１】図１は、本発明のＣＭＰ用コンディショナの一
態様の斜視図及び切断部端面図である。FIG. 1 is a perspective view and an end view of a cut portion of one embodiment of a CMP conditioner of the present invention.
【図２】図２は、本発明のＣＭＰ用コンディショナの製
造方法の一態様の説明図である。FIG. 2 is an explanatory view of one embodiment of a method for manufacturing a conditioner for CMP according to the present invention.
【図３】図３は、本発明のＣＭＰ用コンディショナの製
造方法の一態様の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of one embodiment of a method for manufacturing a conditioner for CMP according to the present invention.
【図４】図４は、本発明のＣＭＰ用コンディショナの製
造方法の他の態様の説明図である。FIG. 4 is an explanatory view of another embodiment of the method for producing a conditioner for CMP of the present invention.
【図５】図５は、本発明のＣＭＰ用コンディショナの製
造方法の他の態様の説明図である。FIG. 5 is an explanatory view of another embodiment of the method for producing a conditioner for CMP of 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 メッキ層 ５ 耐硝酸性のメッキ ６ 合成樹脂層 ７ ダイヤモンド砥粒固定面 ８ マスキング材 ９ 浮き石 １０ 反転型 Reference Signs List 1 base metal 2 diamond abrasive layer 3 diamond abrasive grain 4 plating layer 5 nitric acid resistant plating 6 synthetic resin layer 7 diamond abrasive grain fixing surface 8 masking material 9 float stone 10 inverted type
Claims (3)
れたコンディショナにおいて、メッキ層上に耐硝酸性の
メッキが施され、その表面がさらに合成樹脂により被覆
され、ダイヤモンド砥粒の先端作用部が合成樹脂層より
突出してなることを特徴とするＣＭＰ用コンディショ
ナ。In a conditioner in which diamond abrasive grains are fixed by a plating layer, nitric acid-resistant plating is applied on the plating layer, and the surface thereof is further covered with a synthetic resin. A CMP conditioner characterized by projecting from a synthetic resin layer.
ム、金、ロジウム、錫又はこれらの合金のメッキである
請求項１記載のＣＭＰ用コンディショナ。2. The CMP conditioner according to claim 1, wherein the nitric acid-resistant plating is plating of aluminum, chromium, gold, rhodium, tin or an alloy thereof.
転電鋳法によって固着したのち、さらに耐硝酸性のメッ
キを施し、その表面を合成樹脂により被覆することを特
徴とする請求項１又は請求項２記載のＣＭＰ用コンディ
ショナの製造方法。3. The method according to claim 1, wherein the diamond abrasive grains are fixed to the working surface by an electrodeposition method or a reverse electroforming method, and then a nitric acid-resistant plating is applied, and the surface is covered with a synthetic resin. A method for producing a conditioner for CMP according to claim 2.
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