JPH1199475A - ポリッシャ修正工具及びその製造方法 - Google Patents

ポリッシャ修正工具及びその製造方法

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JPH1199475A
JPH1199475A JP26452097A JP26452097A JPH1199475A JP H1199475 A JPH1199475 A JP H1199475A JP 26452097 A JP26452097 A JP 26452097A JP 26452097 A JP26452097 A JP 26452097A JP H1199475 A JPH1199475 A JP H1199475A
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JP
Japan
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polisher
abrasive grains
underlayer
abrasive
granulated material
Prior art date
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Pending
Application number
JP26452097A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuyoshi Kawasaki
一由 河崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Noritake Co Ltd
Noritake Diamond Industries Co Ltd
Original Assignee
Noritake Co Ltd
Noritake Diamond Industries Co Ltd
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Publication date
Application filed by Noritake Co Ltd, Noritake Diamond Industries Co Ltd filed Critical Noritake Co Ltd
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Publication of JPH1199475A publication Critical patent/JPH1199475A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリッシングにおける事故の原因となる脱粒
が少なく、安定した加工性能の維持が可能なポリッシャ
修正工具を提供する。 【解決手段】 台金10上に下地層11を形成すると共
に、この下地層11上に超砥粒の外周にボンド粉を被覆
造粒した造粒物12を均一に配置し、さらに配置された
造粒物12の上面から押圧して超砥粒の先端高さを揃え
た状態で下地層11及び造粒物12を焼結することによ
り、超砥粒の先端高さを揃えかつ超砥粒を平面的に均一
に分散させた砥粒層13を有するポリッシャ修正工具を
得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン、ガラ
ス、フェライト、水晶、セラミックス等、電子・光学部
品の超精密、高品位仕上げ加工に使用されるポリッシャ
の修正に用いられるポリッシャ修正工具に関する。
【0002】
【従来の技術】電子部品や光学部品の超精密、高品位仕
上げのために行われるポリッシング(polishin
g)は、特にシリコン半導体においては、素材加工をは
じめ各種積層膜の平滑化において重要な加工技術であ
り、半導体の高記憶容量化に対応して、その加工精度
(面粗度、平坦度)、加工品位(無欠陥、無歪み)、加
工性能はより高いものが求められている。
【0003】ポリッシングは、ポリッシャ(polis
her)上に軟質砥粒を散布して被加工物を押しつける
ことにより実施され、軟質砥粒と被加工物間の化学的、
機械的作用により材料除去が行われ、最近ではCMP
(Chemical & Mechanical Po
lishing)と称される技術が注目を浴びている。
【0004】シリコンウェーハをポリッシングする場
合、ポリッシャとしては一定の弾性率、繊維形状、形状
パターンを持ったポリウレタン製の研磨パッドが使用さ
れ、軟質砥粒としては、SiO2 が一般的であり、その
他、CaCO3 、BaCO3 などの有効性も議論されて
いる。いずれにしても、ポリッシュは機械加工としては
最終工程であり、平面度1μm前後、面粗度RMAX 10
Åレベルが達成されなければならない。
【0005】このようなポリッシング加工工程におい
て、安定した加工性能を維持するためには、ポリッシャ
表面の定期的修正が必要であり、従来は電着ダイヤモン
ドホイール等の修正工具を使用し、定期的にポリッシャ
表面劣化層を除去するとともに、適正な面状態を得てい
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら電着ダイ
ヤモンドホイールは、電解メッキ法によりダイヤモンド
砥粒層を台金に固着させたものであるため、一般のメタ
ルボンドホイールに比べ、個々の砥粒が結合剤に埋まり
込んでいる量が少なく、また、集中度が高く砥粒数が多
いため、砥粒どうしが重なることがあり、これらの砥粒
が使用途上において脱粒し、この脱粒した砥粒がポリッ
シャ表面に付着して被加工物に大きな疵を発生させると
いう問題がある。また、砥粒の突き出し量が多いため、
初期の加工能率は高いが、加工進行に伴う切れ味の低下
が著しいという問題がある。
【0007】本発明において解決すべき課題は、一般の
加工に用いられる砥石に比べ特に砥粒保持力及び切れ味
の安定性が要求されるポリッシャ修正工具において、ポ
リッシングにおける事故の原因となる脱粒が少なく、安
定した加工性能の維持が可能な技術を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題は、超砥粒の先
端高さを揃えかつ前記超砥粒を平面的に均一に分散させ
た砥粒層を有するポリッシャ修正工具によって達成でき
る。
【0009】電着法により製造される修正工具は、ダイ
ヤモンド砥粒が台金基準でニッケルメッキにて保持され
るため、砥粒分布のばらつきに応じて砥粒の先端高さに
ばらつきが生じ、また、平面的に均一に分散させること
も困難である。特に、規格上同じ粒度番号に属する砥粒
であっても、その粒径は最大数倍程度の大きさのばらつ
きがあり、したがって、このようにばらつきのある砥粒
の先端を揃えることは、従来の製法によれば事実上不可
能に近い。
【0010】このような問題は、台金上に下地層を形成
すると共に、同下地層上に超砥粒の外周にボンド粉を被
覆造粒した造粒物を均一に配置し、さらに前記配置され
た造粒物の上面から押圧し、前記超砥粒の先端高さを揃
えた状態で前記下地層及び造粒物を焼結する製造方法に
よって解決できる。
【0011】すなわち、超砥粒の外周にボンド粉を被覆
造粒した造粒物を配置することによって、個々の超砥粒
の間隔を一定に保つことができ、粉体状のボンド材に砥
粒を混入させたものに比べ、比較的簡単に砥粒を平面的
に均一に配置することが可能となる。また、このように
配置された造粒物を上面から押圧することによって、球
状の造粒物、特に、砥粒の外周に被覆されたボンド粉が
縦方向に潰され、砥粒の先端面が揃った状態となり、こ
の状態で焼結することによって、粒径の如何にかかわら
ず、砥粒先端が揃った砥粒層を形成することができる。
【0012】その際、台金上に下地層を形成しておくこ
とによって、比較的大きな砥粒がある場合にも、押圧に
よって、この砥粒の下部が下地層内に入り込み、比較的
粒径の小さな砥粒と先端を揃えることができる。
【0013】図2の(a)〜(d)はこの状態を示す説
明図で、同図において、10は台金、11mは下地層用
粉体、11は下地層で、本例では下地層用粉体11mと
して後述する超砥粒の外周に被覆されたボンド粉と同質
のものを使用している。12は造粒物で、ダイヤモンド
砥粒12aとこの外周に被覆されたボンド12bによっ
て形成されている。13は砥粒層であり、14はプレス
機である。
【0014】同図(a)に示すように、台金10の上面
に下地層用粉体11mを載置し、同図(b)に示すよう
に、下地層用粉体11mを上方からプレスして下地層1
1を成形し、その上面に同図(c)に示すように、核と
してダイヤモンド砥粒12aを有する造粒物12を均一
に配置する。その際、造粒物12の外径をほぼ同一にす
ることによって、ダイヤモンド砥粒12aの粒径の如何
に関わらず、平面的に均一に配置することができる。
【0015】この状態で、同図(d)に示すように上方
からプレスすると、ダイヤモンド砥粒12aの外周に被
覆されたボンド12bが縦方向に潰され、ダイヤモンド
砥粒12aの先端面がほぼ同一面内に揃った状態とな
る。すなわち、大きい砥粒はプレスによってその下部が
下地層11内に入り込み、粒径の如何にかかわらず、砥
粒の先端が揃った砥粒層13を形成することができる。
【0016】なお、上記説明では、台金10上に粉体を
載置してプレスすることにより下地層11を形成してい
るが、最初からシート状に成形したものを下地層として
使用することもできる。シート状のものを用いると、粉
体をプレスする場合にくらべ、0.5mm以下の非常に
薄い下地層をむらなく簡単に成形することが可能とな
る。
【0017】ここで、前記ダイヤモンド砥粒12aに被
覆されるボンド粉としては、メタルボンドまたはビトリ
ファイドボンドのいずれかを用いることができる。メタ
ルボンドは特に耐久性に優れ、また、ビトリファイドボ
ンドはLSI用のシリコンウェーハのポリッシングのよ
うに、被加工物に金属成分が付着するのを嫌う場合に好
適に使用できる。
【0018】上記したような製造方法は、特に、下地層
及び砥粒層の厚みが、前記超砥粒の最大径の1.1〜
2.0倍の範囲のポリッシャ修正工具において、脱粒が
少なく安定した加工性能の維持が可能なものとなる。
【0019】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態におけ
るポリッシャ修正工具を示す図であり、(a)は平面
図、(b)は(a)のA−A線断面図である。図2は図
1のポリッシャ修正工具の下地層及び砥粒層の形成手順
を示す説明図である。
【0020】本実施形態のポリッシャ修正工具は、円盤
状の台金10と、台金10の一面側に形成された下地層
11と砥粒層13とで構成されており、下地層11と砥
粒層13の厚みはあわせて約0.5mmである。
【0021】下地層11と砥粒層13は、図2の(a)
〜(d)に示す手順により形成される。すなわち、台金
10と同心円状に配置した環状の金型15内に、まず下
地層用粉体11mを載置する(同図(a))。つぎに、
この下地層用粉体11mを、プレス機14により約30
MPaの圧力でプレスして下地層11を成形する(同図
(b))。ついで、下地層11の上面に、核としてダイ
ヤモンド砥粒12aを有する造粒物12を均一に配置す
る(同図(c))。この際、造粒物12の外径をほぼ同
一にして、ダイヤモンド砥粒12aの粒径の如何に関わ
らず、平面的に均一に配置されるようにする。
【0022】この状態で、同図(d)に示すようにパン
チ16により約30MPaの圧力でプレスすることによ
り、ダイヤモンド砥粒12aの外周に被覆されたボンド
12bが縦方向に潰され、ダイヤモンド砥粒12aの先
端面がほぼ同一面内に揃った状態となる。この際、粒径
の大きい砥粒はプレスによってその下部が下地層11内
に入り込み、粒径の如何にかかわらず、砥粒の先端が揃
った砥粒層13が形成される。
【0023】本実施形態の製造法によって得られたポリ
ッシャ修正工具は、砥粒が均一に分散していることによ
り、ポリッシャ修正能率が安定し、取りしろの設定加工
が容易であり、かつ表面状態が安定する。また、砥粒先
端が揃うことにより、不要な砥粒脱落が発生せず、ポリ
ッシング時に被加工物に疵を発生させる危険がなくな
る。さらに、造粒物のボンド量を変化させることにより
砥粒率(集中度)を変化させることが可能であり、研削
性能(切れ味、仕上げ面状態など)を適宜選択すること
が可能となる。
【0024】なお、上記の実施形態においては、造粒物
を単層配置して単層の砥粒層を形成しているが、工具寿
命を延ばすために、造粒物を複層配置して砥粒層を複層
形成することもできる。造粒物を複層配置する方法とし
ては、まず造粒物を一層配置し、その上に同時焼結が可
能な金属シートを配置し、さらに造粒物を一層配置する
という過程を繰り返し行い、砥粒層を複層形成する方法
を採用することができる。また、造粒物を一層配置した
後、圧力を加えて仮成形し、その上にさらに造粒物を一
層配置するという過程を繰り返し行い、砥粒層を複層形
成する方法を採用することもできる。
【0025】砥粒層を複層形成したポリッシャ修正工具
の場合は、使用表面の砥粒が磨滅して切れ味が低下した
り、砥粒を保持しているボンド部が薄くなり脱落砥粒発
生の可能性が発生したりした場合には、表面砥粒層を除
去加工し、次層を発現させることにより、繰り返し安定
性能を発揮させることができ、工具の長寿命化が達成で
きる。
【0026】
【実施例】本発明実施形態のポリッシャ修正工具と比較
例としての従来のポリッシャ修正工具(電着ダイヤモン
ドホイール)を用いて加工試験を行った。試験条件は以
下の通りである。 使用機械:タクマ機 ワーク :硬質ポリウレタン 寸法φ200×40H 修正工具:寸法φ100×10T ×20H 各3個 ホイール回転数:50rpm テーブル回転数:20rpm 加工圧 :100g/cm2 加工時間:3分/回
【0027】図3はポリッシャ修正工具の試験方法を示
す概略図であり、同図の(a)は正面図、(b)は平面
図である。図に示すように、タクマ機の回転テーブルT
上にワークWを固定し、修正工具Kを回転させながらワ
ークWに押し付ける加工試験である。
【0028】図4に示すように、比較品(従来品)は、
加工初期においては高い加工能率を示すが、加工が進む
につれて能率の低下が著しい。これに対し本発明品は、
加工初期には比較品に比して加工能率が低いが、その後
の加工能率の低下は少なく、安定した加工性能を示す。
図中の各プロットは3個の平均点を、縦線はばらつきの
範囲をそれぞれ示し、本発明品は、3個とも同等の性能
を示しており、安定していることがわかる。
【0029】また図5に示すように、本発明品は加工に
よる砥粒の脱落が比較品に比して少ない。同図縦軸に示
す脱落個数は、工具表面の3箇所の20mm×20mm
の面積内の砥粒の脱落個数を顕微鏡を用いて測定したも
のであり、本発明品の場合の脱落個数は比較品の1/4
以下であった。
【0030】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。
【0031】(1)砥粒の均一分散化により、ポリッシ
ャ修正能率が安定し、取りしろの設定加工が容易であ
り、かつ表面状態が安定する。
【0032】(2)砥粒先端が揃うことにより、不要な
砥粒脱落が発生せず、ポリッシング時に被加工物に疵を
発生させる危険がなくなる。
【0033】(3)砥粒層を複層化させることが可能で
あり、さらに長寿命化が達成できる。
【0034】(4)砥粒率(集中度)を変化させること
が可能となり、研削性能(切れ味、仕上げ面状態など)
を適宜選択可能となる。
【0035】(5)単層ないしは複層において工具寿命
を重視する場合には、メタルボンドが適応でき、ポリッ
シャ被加工物に金属成分が付着することをきらう場合は
ビトリファイドボンドを適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態におけるポリッシャ修正
工具を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)
のA−A線断面図である。
【図2】 図1のポリッシャ修正工具の下地層及び砥粒
層の形成手順を示す説明図である。
【図3】 ポリッシャ修正工具の試験方法を示す概略図
であり、(a)は正面図、(b)は平面図である。
【図4】 ポリッシャ修正工具の試験結果を示すグラフ
である。
【図5】 加工後の砥粒の脱落状況を示す図である。
【符号の説明】
10 台金 11 下地層 12 造粒物 12a ダイヤモンド砥粒 12b ボンド粉 13 砥粒層 14 プレス機 15 金型 16 パンチ K 修正工具 W ワーク T 回転テーブル

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超砥粒の先端高さを揃えかつ前記超砥粒
    を平面的に均一に分散させた砥粒層を有するポリッシャ
    修正工具。
  2. 【請求項2】 台金上に下地層を形成すると共に、同下
    地層上に超砥粒の外周にボンド粉を被覆造粒した造粒物
    を均一に配置し、さらに前記配置された造粒物の上面か
    ら押圧し、前記超砥粒の先端高さを揃えた状態で前記下
    地層及び造粒物を焼結することを特徴とするポリッシャ
    修正工具の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記押圧によって前記超砥粒の一部を前
    記下地層内に埋め込ませることを特徴とする請求項2記
    載のポリッシャ修正工具の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記ボンド粉が、メタルボンドまたはビ
    トリファイドボンドのいずれかであることを特徴とする
    請求項2,3記載のポリッシャ修正工具の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記下地層が前記焼結温度で焼結可能な
    粉状体又はシート状体のいずれかであることを特徴とす
    る請求項2〜4記載のポリッシャ修正工具の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記下地層及び造粒物により形成された
    砥粒層厚みが、前記超砥粒の最大径の1.1〜2.0倍
    の範囲であることを特徴とする請求項2〜5の製法によ
    り製造されたポリッシャ修正工具。
JP26452097A 1997-09-29 1997-09-29 ポリッシャ修正工具及びその製造方法 Pending JPH1199475A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100633012B1 (ko) * 1999-07-15 2006-10-11 가부시기가이샤노리다께캄파니리미티드 유리질 결합공구 및 이것을 만드는 방법
WO2008062846A1 (fr) * 2006-11-22 2008-05-29 Asahi Glass Company, Limited Pierre de dressage, composition de verre pour retenir des grains abrasifs, et composition de verre-céramique pour retenir des grains abrasifs
KR101866837B1 (ko) * 2017-11-28 2018-06-14 주식회사 태동씨앤에스 연마패드 제조 방법

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