TWI290089B - Cutting tool for processing soft material - Google Patents

Description

1290089 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 後t明係關於由多孔性之樹脂、橡膠、聚氨基甲酸si 成之研磨墊(pad)，例如用來加工、調整半導體晶圓 4研磨用研磨墊表面之工具者。 的發明專利申請（特願 睛之記載内容之一部分係作為 本申請係根據向日本國 2003_007062)者，該日本申 本說明書之一部分。 【先前技術】 近年來隨著半導體產業之進展，對金屬、半導體、陶 瓷等表面以高精密度加工之加工方法之必要性高漲。尤其 是半導體晶圓，隨著積體度之提高要求奈諾米 (nan〇meter)(l/1000微米）級之表面加工，因此，使用了多 孔f生之研磨墊（研磨布），已成為CMp研磨（機理化學的 (mechanochemical)研磨）的慣用方法。 研磨半導體晶圓等所使用的研磨墊，係隨著研磨時間 的經過產生堵塞或壓縮變形，而漸漸地改變其表面狀態。 結果產生降低研磨速度等不理想的現象，於是採用定期的 加工、調整研磨墊予以粗化其表面，保持研磨墊在一定的 表面狀態，以維持在良好之研磨狀態。 用以加工、調整該研磨墊所使用研磨墊調節器之一 例，有如揭露於國際公開第01/26862號小冊子（第7至12 圖）’在基板之表面形成向上方突出的複數凸部者。如此的 研磨墊調節器，係將其基板之表面對以軸線為中心旋轉的 314571修正版 5 1290089 , 研磨墊表面施加一定之推壓力，使該基板隨著研磨墊之 方疋轉運動貫行旋轉運動，而以刺入研磨墊表面的凸部進行 加工、調整研磨墊（被削材枓）之表面者。 # m :是，例如使用專利文獻1之第7至9圖所示的研磨墊調 1 m $則如本案之第13 A圖所示，作為被削材料的研磨 墊P為由夕孔性之樹脂、橡膠、聚氨酯橡膠等會彈性變形 的材料所構成，故由於形成在基板i表面1A的凸部2刺入研 磨墊表面PI，s該凸部2所接觸的研磨墊表面ρι，會產生 猶如躲避凸部2而成為凹部狀的變形區域p2。 於疋由基板1之旋轉（旋轉方向τ)，其凸部2隨著對研磨 塾表面P1的旋轉方向T前方側之相對移動，猶如自凸部2躲 避之凹部狀之變形區域P2,亦變成為隨著移動於與凸部2 之移動方向同樣方向（圖中内白箭頭），其成切刃的凸部靖 研磨塾表面P1無法產生有效率的作用，致使加工數率降 低。 再且’若使用了專利文獻1之第10至12圖所示的研磨墊 調節器’亦如本案之第13B圖所示，會產生與上述同樣之 現象。 【發明内容】 ▲本發明係有鑑於上述課題所完成者，乃提供能提高加 工效率的加工、調整研磨墊表面用之工具為目的。 為了達成上述之目的，本發明乃提供一種軟質材料加 工用切削工具’其特徵為：在由硬質材料構成的基材之表 面’向上方突出形成具有切刃稜線的凸部，同時形成具有 314571修正版 6 1290089 比上述凸部低之高度之按壓部向上方突出而使該按壓部鄰 接於該凸部之至少被研削材料之切削方向之前方側。 作成為如此的構成，則對於被研削材料的研磨墊表 面’不僅是使其凸部刺入，而且將鄰接在至少凸部之被研 削方向前方侧（例如，以軸線為中心而旋轉的大致成圓板狀 基材之旋轉方向前方侧）之按壓部向研磨墊推壓，亦即，該 按壓部之至少位於凸部移動方向前方侧的面，按壓於以凸 部之刺入所產生凹部狀的變形區域之周圍之至少被削材料 切削方向前方側部分。 因此 ^ 至^、由凸部之切刃稜線切削瞬前之研磨墊，被 按壓部壓住而拘束，故而抑制了在研磨塾表面產生之凹部 狀的變形區域之向與凸部同方向之移動，而能使凸部之切 刃稜線對研磨墊表面有效率的產生作用。 士尤其是，將按壓部作成鄰接於凸部之全周圍之形態 時’能以按壓部更確實地壓住拘束產生在研磨墊表㈣凹 部狀之變形區域周圍。 並且，由於要加工、調整之研磨墊之種類 塾f之容易度也不同，惟將該凸部㈣於上述龍= ::材又：為0.005至〇.5_之範圍，而該凸部之上端部之沿 該基材表㈣剖面積，為設定纽咖至心 :想。作成為如此的構造’則可使凸部刺入研磨塾= 實地拘束其周圍。 田㈣，能以㈣部確 再且°亥凸^之上端部之沿該基材表面的剖面形狀， 314571修正版 7 1290089 係大致成圓形面狀或大致成多角形面狀為理想，該凸部之 上端係作成與該基材之表面大致平行的平坦面、或相對於 該基材之表面傾斜的平坦面、或由複數之面構成的多段面 為理想。 再且，構成該基材的該硬質材料，係以碳化矽或氮化 矽或氧化鋁為主成分的陶瓷、或者以超硬合金為理想。作 成如此的構造，則能賦予形成在基材表面的凸部之切刃稜 線等部分财磨耗性及耐錄，在長期間之使用中不致於降 低其銳利度’而能夠進行穩定的研磨墊之調整作肖，同時 能提高凸部或按壓部之強度。 、 尤其是，作為構成基材的材料選擇陶瓷時，不僅是在 使用鹹性及中性泥漿（slurry)來進行CMp研磨用之研磨墊 之加工及調整時不會產生因基材之溶出而造成污染，在使 用強酸性泥漿進行具有鎢_銅配線的LSI基板之CMp研磨用 之研磨墊之加工與調整時，亦不會由基材之溶出產生污染 之慮。 又，至少該凸部的切刀稜線部分係以氣相合成金剛石 被覆為理想，作成為如此的構造時，則能更提高給與凸部 之切刃棱線的耐磨耗性。 再且，上述氣相合成金剛石被覆層之層厚係設定在〇1 至100 // m之範圍為理想。作成為如此之構造時則能賦予切 刃稜線有充分的耐磨耗性，同時被覆層不會變脆，也不會 產生裂紋。 曰 再且，將上述基材表面之全面，以上述氣相合成金剛 314571修正版 8 1290089 石被覆為理想。作成如此的構造時，即使由溶出有污染 之慮的硬質材料（例如超硬合金等）構成基材，亦由於:覆 該基材表面的整面，能防止因溶出造成 " 山、取的/可染，而且能夠 更提高凸部或按壓部之強度。 【實施方式】 2下，參照表示本發明之實施形態的圖式朗本發明。 第1A圖，係本發明實施形態的軟質材料加工用切削工 具之平視圖，第1B圖係第Μ的主要部分之放大斜視圖， 第1C圖係第1Α圖的Χ·Χ線剖面圖。 本實施形態的軟質材料加工用切削工具之基板（基材） 10，係以軸線〇作為中心而旋轉之，大致成圓板狀（旋轉方 向為τ)’而由硬質材料所構成者’於其表面u除中央區域 以㈣周緣區域，係向上方突出之例如以周方向配置為大 致等間隔而形成之複數之凸部15。 作成如鄰接（作成連接）於至少各個複數凸部1 5之旋轉 方向T如方侧（攸大致成圓板狀基板1 〇之中心沿徑方向延伸 的直線更向前方侧），與凸部15同樣從基板1〇之表面向上方 犬出形成具有低於凸部15之高度的按壓部12。在本實施形 恶係作成鄰接（作成連接狀）於各個複數凸部15之全周圍而 向上方突出形成為按壓部12。 複數之凸部15之各個係大致呈圓柱狀，各凸部從連接 於基板10表面11的下端部至上端部之沿基板10表面11的剖 面形狀（對基板10表面n大致平行的剖面形狀）係如大致成 圓形面狀。 9 314571修正版 1290089 1數之按壓部丨2，係從連接於基板1〇表面11的下端部 至上端部之沿基板1〇表面u的剖面形狀（對基板1〇表面工i ^致平行的爿面形狀），大纟成為將剖面大致圓开》面狀之凸 -M5配置在中央，而形成大致環形之面，各個成為中空的 大致圓筒狀（外形大致圓柱狀）。 如此，鄰接於大致圓柱狀之凸部15全周圍，形成具有 低於該凸部15咼度的外形大致圓柱狀之按壓部12，所以該 等凸部15及按壓部12，係宛如在大外徑的大致圓柱狀構件 上$成小外徑的大致圓柱狀構件，例如使互相之中心成 一致而載置的2段突起狀。 作為大致圓柱狀凸部15的上端之上面丨6，係作成對基 板10之表面11大致平行的大致圓形面狀之平坦面，該上面 16與周面（侧面）交叉所成大致圓形狀之交叉稜線，當作該 凸部15具有的切刃π。一方面，為外形大致圓柱狀之按壓 部12上端的上面，係作為對基板1〇之表面u成大致平行的 大致環形面狀平坦面之按壓面13。 再者’為按壓部12上面的按壓面13，係設定成從基板 10表面11的高度D為〇.〇5mm以上（例如D=0· 15mm)，且凸部 15之上面16，從按壓部12之按壓面π的高度C(對按壓部12 的高度）設定在0.005至0.5mm之範圍（例如C=0.05mm)。 在此’將凸部15與鄰接此周圍所形成的按壓部12，以 通過邊專之中心，沿基板1 〇之旋轉方向T的剖面來看時， 如第1C圖所示，在凸部15之上端部，於沿基板10表面η的 剖面之沿旋轉方向T的長度A(在凸部15上端部，與外接於 10 314571修正版 1290089 沿基板10表面11之剖面的圓外徑大致相同），亦即，於本實 施形態係在凸部15之上面16沿旋轉方向T的長度A，設定在 0.05至1.0mm之範圍（例如A=0.2mm)。並且，有關該長度A 之規定係在凸部15之上端部16，對沿基板10表面u剖面積 (對基板10之表面11大致平行的剖面積），設定成0 0015至 0.3mm2之範圍為佳。 再且同樣如第1C圖所示，因按壓部12形成為至少鄰接 於凸部15的旋轉方向T前方側，故在凸部15之旋轉方向τ前 方侧’與按壓部12之上面之大致呈環形面狀之按壓面13的 旋轉方向T前方側之區域相連，沿其旋轉方向τ的長度B(位 於較凸部15在旋轉方向T前方側之按壓部12之按壓面13的 沿旋轉方向T之長度B)分別設定於O.imrn以上（例如 B=0.2mm) ° 特別是’在本實施形態係形成為按壓部12鄰接於凸部 15之全周圍，故變成按壓部12之按壓面π連接於凸部15之 全周面，該按壓面13之寬，遍及全周，與上述之b設定在 同樣範圍。 而且，對於上述之尺寸A、B、C、D，分別因應於研 磨墊P之變形容易度改變最合適值。 配量如此的複數按壓部12及複數之凸部15於表面11的 基板10，例如由於對大致成圓板狀基板之平坦的表面施予 研削磨（grinding)加工等來製造，並形成與該表面u成一體 的複數按壓部12及複數之凸部15在基板10之表面11者。 而如上所述基板10整體，係包含與其表面11 一體形成 11 314571修正版 1290089 的凸部15及按壓部12，由碳化 化TO為主成分的陶究等之硬質㈣ 成如上返構成的軟質材料加工用切削工，係貼 成板材在基板10之背面，或形成基板 後，用於實際=:予以收縮配合(shrin—^ 而在總成狀態之軟質材料加工用切削工具，如第2圖之 要部分放大剖面圖所示，將基板10之表面U，以一定之 f載對以轴線為中心、而旋轉的多孔性樹脂、橡膠、（具獨立 氣泡）聚氨酯橡膠等所成之研磨墊p之表面ρι施加推壓力， 使基板10隨著研磨墊P之旋轉運動實行軸線〇周圍的旋轉 運動（¼轉方向T) ’以刺入研磨墊表面p i之複數凸部丨5的切 刀稜線17，切削研磨墊表面^，同時在切刀稜線17生成的 刀肩攸位在彼此凸部15間的間隙或位於彼此按壓部12間 的間隙排放出去。 此時在本實施形態，係以鄰接於自基板丨〇之表面丨j向 上方突出的凸部15全周圍，形成有低於該凸部15高度向上 方突出的按壓部12，所以在研磨墊p之表面P1，不僅是形 成凸部15刺入之狀態而是形成將按壓部12之按壓面13推壓 研磨墊的狀態，亦在成2段突起狀的凸部15及按壓部12接觸 的研磨墊P之表面P1，產生從凸部15及按壓部12逸退的2段 凹部狀之變形區域。 亦即於研磨墊表面P1，由於凸部15之上面16之刺入而 形成之凹部狀之變形區域P2周圍，產生由按壓部12之大致 12 314571修正版 1290089 呈環形面狀按壓面13之推壓而產生之凹部狀之變形區域 P3，而將由凸部15刺入而形成的凹部狀之變形區域p2之所 有周圍，為按壓部12之大致環形面狀按壓面13所推壓而拘 束者。 因此，由基板10之旋轉（旋轉方向T)，使凸部15對研磨 墊表面P1向旋轉方向τ前方側（被削材料切削方向前方側） 實行相對移動時，亦由於凸部15的刺入所產生之凹部狀之 、交形區域P2，因其周圍由按壓部12之大致環形面狀按壓面 13所壓住拘束，故能抑制向與凸部15之移動方向相同方向 的移動。 並由此，能使凸部15之切刀棱線17，對研磨墊表面ρι 能有效率的作用，可以格外地提高研磨墊表面？1的加工效 率。 尤其是在按壓部12之大致環形面狀按壓面13中，其旋 轉方向T剷方側（被削材料切削方向前方側）之區域，於凹部 狀之變形區域P2周圍的旋轉方向τ前方側部分（被削材料切 削方向前方侧部分），亦即，壓住拘束凸部15之切刃稜線將 作用之前的研磨墊表面？1，故能更有效率地使凸部15之切 刀稜線1 7作用於研磨墊表面p 1。 對於凸部15之移動方向，係由基板1〇表面丨丨及研磨墊 P表面P1之接觸位置或該等之旋轉速度等，不僅在基板ι〇 之旋轉方向T前方側，有時會變成基板1〇之旋轉方向了後方 d等但在本貫施形悲，則由凸部15的刺入其全部凹部狀 之义形區域P2周圍，由按壓部12之按壓面13所壓住拘束， 314571修正版 13 1290089 故凸部15向任-方向作移動時，均能拘束將以凸部之切 刀棱線17施加作用瞬前之研磨整表面ρι，而使切刀棱線^ 能夠更有效率地對研磨墊產生作用。 在凸部15之上端部，於沿基板1〇表面u剖面的旋轉方 向T的長度A設定為〇·〇5至i.〇〇mm之範圍（理想係至 0.8mm之範圍），所以使凸部15刺入研磨墊表面ρι而形成的 凹部狀之變形區域P2，生成為適當的形狀’並以按壓部12 之按壓面13能確實地拘束其周圍。 在此該長度A變成小於〇e〇5mm時，變成由凸部15刺入 的凹狀部之變形區域Ρ2太小，而由按壓部12之按壓面13所 形成之凹部狀的變形區域Ρ2周圍拘束有不充分之慮，另一 方面長度Α變成大於〇」mm時，由凸部15刺入的凹部狀之變 形區域P2深度變成為太淺，而有無法拘束按壓部12之按壓 面13所形成凹部狀的變形區域P2厨圍之慮。 對於以此長度A規定的凸部15形狀，若要以凸部15上 端部之沿基板10表面11的剖面積規定時，該剖面積以設定 為0.0015至0.3mm2之範圍（更理想係0.005至0.05mm2之範 圍）為理想。

並且於按壓部12之按壓面13，因將沿較凸部15位於旋 轉方向T前方侧區域之旋轉方向T的長度B(鄰接凸部15之 全周圍連接的按壓面13之意度），設定為0.1 mm以上（較理想 為0.2至〇.5mm之範圍），所以可充分地確保按壓部12之按壓 面13之大面積，將由凸部15刺入研磨墊表面P1而產生之凹 部狀之變形區域P2周圍，能確定地按壓拘束，當該長度B 14 314571修正版 1290089 變成小於0.1mm時，有不能確保按壓拘束凹部狀之變形區 域P2周圍所必要的按壓部12按壓面13之充分之面積之慮。 凸部15上面16之（從按壓部12之表面13的）高度c設定 為0.005至0.5nm之範圍（較理想係〇·〇ι至(K5mm之範圍），更 理想係0.01至0.1mm之範圍），故由凸部15之刺入研磨墊表 面P1所產生之凹部狀之變形區域P2，形成為適當的形狀， 能以按壓部12之按壓面13確實地拘束其周圍，同時能穩定 地繼續加工、調整研磨墊表面P1。 在此’該尚度C變成小於0.005mm時，由凸部15刺入的 凹部狀之變形區域P2變成過小，變成有由按壓部12之按麼 面13拘束凹部狀之變形區域!>2周圍不充分之慮，另一方面 高度C變成大於0.5mm時，凸部15對研磨墊表面？1的刺入量 、欠成過大，其軟質材料加工用切削工具之動作產生不良狀 況’嚴重時有變成不能動作之慮。再且，因將按壓部12之 按壓面13之尚度（距基板1〇表面丨丨之高度）D設定在〇 〇5ιηιη 以上（較理想係〇 1至〇 5mm之範圍），所以基板表面11對 研磨墊表面p 1並不能全面接觸，而能穩定地繼續加工、調 整研磨墊表面P1，該高度D變成小於0 05mm時，基板1〇之 表面11就全面接觸於研磨墊表面P1，而產生增大摩擦阻力 及分散負載，反而有招來降低加工效率之慮。 再者，一體形成凸部15及按壓部12的基板10整體，由 石反化矽或氮化矽或氧化鋁為主成分的陶瓷所成硬質材料構 成所以對形成於基板10表面11的凸部15切刃稜線17等， 此、、、σ與耐磨耗性及耐蝕性，經長期間使用也不會使銳利降 314571修正版 15 1290089 低，能穩定的維持研磨墊之調整作用，且能提高凸部15及 按壓部12之強度。 尤其是以陶瓷構成基板1〇時，不僅是在進行使用鹹性 及中性泥漿實行CPM研磨用之研磨墊p之表面？1之加工調 整日守，或在使用強酸性泥漿的具鎢_銅配線LSI基板實行 CMP研磨用之研磨墊p之表面？1進行加工、調整之情形， 均不會使構成基板10的材料溶出，無擔心污染之情形。 於本實施形態係如第3圖所示，至少於與基板丨〇表面j j 一體形成的凸部15之切刃稜線17部分，特別是， !5及按壓部12的基板10之表面u整體，纟氣相合成金剛石 18被覆0.1至100//m範圍（較理想係〇5s2〇#m範圍，更理 想係2至1 〇 m範圍）之層厚t亦可（例如卜丨〇 #叫。 作成為如上述的構造時，則不但能更提高凸部15切刃 稜線17等之耐磨耗性及耐蝕性，或更提高凸部。及按壓部 12之強度，而且即使以硬質材料構成基板1〇，選擇了由超 硬合金（Cemented carbide)等之有溶出污染物質之慮時，亦 不會產生污染。 在此，氣相合成金剛石18之層厚t變成小於〇1//m時， 有不月b k馬給與切刀稜線1 7的耐磨耗性之慮，另一方面層 厚t變成大於100/Zm時，將使被覆層變脆，有容易產生裂 紋之慮。 上述氣相合成金剛石18之被覆層，係對具有複數接壓 邛12及複數凸部15的基板10，例如由於利用微波電漿的方 法或利用熱燈絲的方法等既存之方法所形成。 314571修正版 16 1290089 於本實施形態，在凸部15之上端部剖面形狀大致成如 圓形面狀的大致成圓柱狀，而按壓部12成為外形大致形成 圓柱狀，但並不限定於該形狀，在凸部15上端部之剖面形 狀如大致形成多角形面狀的大致成多角柱狀，或按壓部12 开> 成外形大致成多角柱狀均可。 例如第4圖所示，由大致成四角柱狀（剖面大致四角形 面狀）的凸部15，及外徑大致成圓柱狀的按壓部12所成2段 大起狀亦可，亦可為如第5圖所示，由大致成六角柱狀（剖 面大致六角形面狀）的凸部丨5，及外徑大致成圓柱狀的按壓 邛12所成的2段突起狀，如第6圖所示，由大致成為圓柱狀 的凸部15及外徑大致成為四角柱狀（剖面大致四角形面狀） 的按壓部12所成2段突起狀亦可，亦可為如第7圖所示，由 大致成為四角柱狀（剖面大致四角形面狀）的凸部1 $，及外 瓜大致成為四角柱狀（剖面大致四角形面狀）的按壓部12所 成2#又大起狀。再者，如第8圖所示凸部1 ^及按壓部12，即 使相互間之中心為不—致，成呈偏心狀態亦可。 於本貫施形態，作為凸部15上端的上面16對基板1〇表 面11作成大致平行的平坦面，但並不限定於此，例如如第9 圖所示，其凸部15上端的上面16，對基板1〇表面u作成傾 斜的平坦面（推拔狀之平坦面）亦可以。 、 再於凸部15之上端，係亦可為由複數之面構成的多段 面狀’例如第H)圖所示，凸部15之上端由不同大小的複數 A構成，具有由該等之面16A…互相交又做出的交 又稜線部’同時向上方做為成凸的凸型狀之多段面亦可。 314571修正版 17 1290089 在此第8至1 0圖所示變形例，係由凸部1 $及按壓部1 2 所成2段突起’形成為明確地具有其方向（方向性），但將如 此的2段突起形成於基板1 〇之表面11時，將其方向配置成作 成有不一致為較佳。 於本實施形態，形成複數之凸部15在基板10之表面 η ’同時作成為鄰接於各個各凸部15之全周圍來形成按壓 部12的2段突起狀，但並不限定於此，例如鄰接的彼此複數 之按壓部12作成一體亦可。 再者於本實施形態，係基板1 〇(基材）以軸線〇為中心， 作成為旋轉（旋轉方向Τ)於軸線〇周圍的大致成圓板狀者， 但並不限定於此。 例如第11圖所示，在大致成直方體狀的基材10表面 11 ’形成突出於上方的複數凸部15及按壓部12，將該表面 11頂接於旋轉的研磨墊ρ表面Ρ1(因應於需要加以如橫過研 总墊表面Ρ1的擺動）亦可。 例如弟12圖所示以轴線作為中心，以軸線為中心旋轉 的大致成圓柱狀為基材10外周面的表面11，形成向上方突 出（從基板10之表面U上方，亦即大致成圓柱狀的基材1〇 徑方向外周側）的複數凸部15及按壓部12,將該表面11推壓 於旋轉中的研磨墊Ρ表面Ρ1(依需要施加如橫過研磨墊表面 Ρ1的擺動）亦可。 (實施例） 以下’將本發明之一例作為實驗例，實行與習知例的 比較試驗，以驗證本發明之有效性。 18 314571修正版 1290089 〈試驗1 > 由於對硬質材料構成的大致成圓板狀的基板表面，施 予研磨加工’獲得形成突出於上方大致成圓柱狀的凸部15 在表面11’同時鄰接該凸部15之全周圍以較低於凸部15的 高度形成有突出於上方的外形大致成圓柱狀按壓部12的基 板10(實驗例1至9)，及在表面丨八形成大致成圓柱狀凸部2 的基板1(習知例1、2)。在此，於實驗例丨至9之成2段突起 狀的凸部15及按壓部12之尺寸入至0，與於習知例丨至2之成 1段突起狀凸部2之尺寸A、C(於凸部2上面從基板丨之表面 1A之高度A，於在凸部2之上端部剖面的沿旋轉方向τ長度 A)，及於實驗例1至9及習知例丨至2構成基板1〇、i的硬質 材料，係如以下表示之表1。 种丹，孩寺丞板10 私貝可料加山則丄关丨 _至9、習知例⑴)，設置於研磨裝置(武藏野電子 MA-_)，切削發泡聚氨§旨製之半導體晶圓研磨用之研 墊（驗1公司製：IC14隊㈣之表面結果表示於表i。 所謂在幻的研磨墊除去比率，係由實驗例i使用勒 刪切削工具時，以研磨塾表面耵之切削量為ι( 时之比率表示（以下之表2至4亦同樣）。 314571修正版 19 1290089 表1 基板材料 A[mm] B[mm] C[mm] D[mm] 研磨塾除去率 實驗例1 SiC系陶瓷 0.2 0.2 0.05 0.15 100 實驗例2 SiC系陶瓷 0.2 0.2 0.02 0.15 70 實驗例3 SiC系陶瓷 0.2 0.2 0.07 0.15 140 實驗例4 SiC系陶瓷 0.2 0.2 0.10 0.15 90 實驗例5 Si3N4系陶瓷 0.1 0.2 0.07 0.15 150 實驗例6 Si3N4系陶瓷 0.15 0.2 0.07 0.15 160 實驗例7 Si3N4系陶瓷 0.4 0.4 0.07 0.15 80 實驗例8 ai2o3系陶瓷 0.4 0.4 0.07 0.15 80 實驗例9 超硬合金 0.4 0.4 0.07 0.15 80 習知例1 SiC系陶瓷 0.2 — 0.2 — 5 習知例2 SiC系陶瓷 0.2 — 0.05 — 8 如表1所示，本發明之一例的實驗例1至9，係由按壓部 12之按壓面13，能壓住拘束凸部15之刺入所產生凹部狀之 變形區域P2周圍，所以能有效率的使凸部15之切刃稜線17 作用於研磨墊表面P1。 對於此，可以瞭解在習知例丨，係不能拘束研磨墊表面 P1所以凸°卩2之切刀稜線不能有效率的作用於研磨墊表 面P1，而研磨塾除去比率僅為5，㈣的變低，又於習知 例’因凸部2上面之高度C過低，故增大基板1表面1A與研 磨塾表面P1之接觸面積，變成 刃棱線，與習知例同丄;;成2=不能集中於凸部2之切 用於研磨塾表面P1，研磨塾二稜線不能有效率的作 <試驗2> ’、 顯著的變低° 與上述试驗1同樣，獲 獲传以灭化石夕為主成分由陶竟構成 314571修正版 20 1290089 的基板ίο、ι(實驗例10至14、習知例3至4)後，設置該等基 板10、1於微波CVD裝置内，遍及其表面10A、以之全面被 覆氣相合成金剛石18(層厚t)。在此，實驗例1〇至14及習知 例3至4,尺寸八至〇，及氣相合成金剛石“之包覆層之層厚 t ’係如以下表示所示。 將具有這些基板1〇、丨的軟質材料加工用切削工具（實 驗例10至14、習知例3至4)設置於研磨裝置（武藏野電子 MA 300)，切削發泡聚氨酯製之半導體晶圓研磨用研磨墊 (Rodel公司製：IC1〇〇〇)之表面，結果表示於表2。

如表2所示，本發明之一例的實驗例1至9，係由於以氣 相合成金剛石18被覆基板1〇表面u之全面，所以不會使 銳利度降低而王穩定的研磨墊之調整作用，能維持於高研 磨墊除去率。 對於此，可以瞭解在習知例3雖然較上述試驗丨所用習 知例1能提高研磨墊除去率，但依然仍只有1〇，又於習知例 4’係較上述試驗丨所用習知例2能提高研磨墊除去率者，但 21 314571修正版 1290089 依然同樣仍只有原來的20。 〈試驗3> 由於對叙化;ε夕為主成分的陶兗所構成大致成圓板狀的 基板表面，施予研磨加工，獲得形成突出於上方大致成多 角柱狀的凸部15在表面丨丨，同時鄰接該凸部15之全周圍以 低於凸部15高度突出上方形成按壓部12的基板1〇(實驗例 15至20)。對於實驗例15至18之基板，係使凸部15上面16 對基板10表面11作為大致平行的平坦面，對於實驗例19之 基板10，係將凸部15上面16對基板10表面u作為傾斜1〇。 的平坦面，對實驗例20係作成凸部15上端為第3圖所示的多 段面。在此’對於實驗例15至20，尺寸E、B、c、D，及 凸部15之形狀，係如以下之表3所示。尚，尺寸£係表示在 凸部15之上端部外接於剖面的圓之外徑，代替尺寸a來使 用者。 將具有該等基板10的軟質材料加工用切削工具（實驗 例15至20)，設置在研磨裝置（武藏野電子ma-300)，切削發 泡聚氨酯製之半導體晶圓研磨用襯墊（R〇del公司製： IC1400-Grv)之表面結果表示於表3。 314571修正版 22 1290089 表3 凸部形狀 E[mm] B[mm] C[mm] D[mm] 研磨墊除去率 實驗例15 大致圓柱狀 0.2 0.2 0.05 0.2 95 實驗例16 大致四角柱狀 0.2 0.2 0.05 0.2 230 實驗例17 大致三角柱 0.2 0.2 0.05 0.2 210 實驗例18 大致六角柱 0.2 0.2 0.05 0.2 160 實驗例19 大致四角柱 0.2 0.2 0.05 0.2 290 實驗例20 大致四角柱 0.2 0.2 0.05 0.2 250 如表3所示，本發明之一例的實驗例15至20,雖然具有 各式各樣形狀之凸部15，但可知均能獲得高研磨墊除去率。 <實驗4> 由於對碳化矽為主成分的硬質材料所構成的大致成為 直方體狀（表面110x75mm)的基材表面，施予研磨加工，獲 得在表面11突出上方的大致成圓柱狀的凸部15，及鄰接於 該凸部15之全周面以較低於凸部15高度突出於上方的外形 大致成圓柱狀的按壓部12所成2段突起，均勻配置160個基 材（實驗例21)〇 又對以碳化矽為主成分由硬質材料構成外徑大致成圓 柱狀（25mm 0x110mm)基材之外周面，由於施予研磨加 工，在表面11，由突出上方（大致成圓柱狀基材10之徑方向 外周侧）的大致成圓柱狀的凸部15,及鄰接該凸部15之全周 圍以較低於凸部15高度突出上方的外形大致成圓柱狀按壓 部12所成2段突起，獲得均勻配置160個的基材（實驗例22)。 其次僅對實驗例22，將基板10之表面11全面，由氣相 23 314571修正版 1290089 合成金剛石18以層厚t=2 // m被覆。在此，對於實驗例21至 22，尺寸A至D係如以下表4所示。 將具有這些基材10的軟質材料加工用切削工具（實驗 例21至22) ’設置在研磨裝置（武藏野電子μ A-3 00)，切削發 泡聚氨酯製之半導體晶圓研磨用研磨墊（R0(iel公司製·· IC1400-Grv)之表面結果表不於表4。 對實驗例21，係頂接大致成直方體狀的基材10表面u 於研磨墊表面P1，加以如橫過該研磨墊表面P1般的擺動（1〇 往復/分），對實驗例22係將大致成圓柱狀的基材1〇表面U 於研磨墊表面P1，加以如橫過該研磨墊表面P1般的擺動（1〇 往復/分），對實驗例22係將大致成圓柱狀的基材10表面 Π(外周面）推壓於研磨墊表面P1，朝與研磨墊p之旋轉方向 相同方向，以慢於研磨墊？ 10〇/。速度旋轉，同時施加橫過 研磨墊表面P1的擺動（10往復/分）。 表4

如表4所示，本發明之一例的實驗例21至22，雖然具有 各式各樣形狀之基材10，但可知均能獲得高研磨墊除去 率〇 (產業上之利用可能性） 本發明係關於由多孔性之樹脂、橡膠、聚氨酯橡膠所 24 314571修正版 1290089 成研磨墊，例如用來加工、調整半導體晶圓等之研磨用研 磨墊表面之工具者，依本發明，予以抑制產生在研磨墊表 面的凹部狀之變形區域，與凸部移動於相同方向，能夠使 凸部之切刃稜線對研磨墊表面有效率的作用，能格外地提 高研磨墊表面之加工效率者。 【圖式簡單說明】 第1A圖係本發明實施形態的軟質材料加工用切削工 具平視圖； 第1B圖係第ία圖的主要部分之放大斜視圖； 第1C圖係第ία圖之χ-χ線剖面圖； 第2圖係表示本發明之實施形態之使用軟質材料加工 用切削工具，加工及調整研磨墊表面時之主要部分放大剖 工用切 第3圖係表示本發明之實施形態之軟質材料加 削工具之變形例主要部分放大剖面圖。 第4圖係表示本發明實施形態之軟質材料加 工具之變形例主要部分之放大斜視圖。 第5圖係表示本發明實施形態之軟質材料加 工具之變形例主要部分之放大斜視圖。 工用切削 工用切削 第6圖係表示本發明實施形態之軟質材料加 工具之變形例主要部分之放大斜視圖。 第7圖係表示本發明實施形態之軟質材料加 工具之變形例主要部分之放大斜視圖。 第8圖係μ本發明實施形g之軟質材^ u用切削 314571修正版 25 1290089 工具之變形例主要部分之放大斜視圖。 第9圖係表示本發明實施形態之軟 丁目々辦π 7 , 貝材枓加工用切削 工具之k形例主要部分之放大斜視圖。 第10圖係表示本發明實施形態之敕 丁目4 hm 平人貝材料加工用切削 工具之、交形例主要部分之放大斜視圖。 第11圖係表示本發明實施形態之敕 工具之變形例平視圖。讀料加工用切削 工呈==示本發明實施形態之軟質材料加工用切削 工具之變形例斜視圖。 f知之研磨墊調節器 面狀況之主要部分之放 第13A圖及第13B圖係表示使用 之一例，以加工、調整研磨墊之表 大剖面圖。 【主要元件符號說明】 1 基板 2 凸部 11 表面 13 按壓面 16 上面 17 切刃稜線 P 研磨塾 P2 變形區域 1A 表面 10 基板 12 按壓部 15 凸部 16 A 面 18 金剛石 P1研磨墊表面 τ 旋轉方向 314571修正版 26

Claims (1)

1290089 十、申請專利範圍： 1 ·種軟質材料加工用切削工具，係用 所馗# + W 、用M加工由軟質材料 冓成之被削材料的切削工具，其特徵為具備： 由硬質材料所構成之基材； 八 從前述基材之表面朝上方突出，且且 切削材料之切刀棱線的複數個凸部；，、有切―述被 從前述基材之表面朝上方突出，且且 低之古痒 —a丄 〆、有比刖述凸部 、;= 刀稜線切肖,㈣述切削材料時按壓前 述切削材料的按壓部； 2如由^各個按壓部係以包圍前述凸部之方式設置。 .中：！利範圍第1項之軟質材料加工用切削工且，1 中〇字前述凸部相對於前述按㈣之高度設〇〇〇〇5 至〇.5mm之範圍。 3·如申請專利範圍第1項 中，將前述凸部之上端=Γ、材4加工用切削工具，其 定為0(nw η, 2 河述基材表面的剖面積設 疋馮0.015至〇.3mm2之範圍。 4. t申請專利範圍第1項之軟質材料加工用切削工具，盆 為…、心 p之沿珂述基材表面的剖面形狀係 為大致成圓形面狀或大致多角形面狀。 5. :申二專利範圍第1項之軟質材料加工用切削工具，其 I平Γ面凸Γ上端係形成與前述基材之表面大致平行 =坦面、或相對於前述基材之表面傾斜的平坦面或由 稷數之面構成的多段面。 6. 如申請專利範圍第1項之軟質材料加工用切削工具，其 314571修正版 27 丄獨089 主 成分=為以碳化石夕或氮化石夕或氧化紹為 ，或超硬合金者。 •如申請專利範圍第i項之軟質材化 中，？小_ 唄之季人貝材枓加工用切削工具，其 所被覆。 刀係由乳相合成金剛石 •如申印專利範圍第丨 中，箭、+、斤丄 又貝何枓加工用切削工具，J: 别述軋相合成金剛石被覆層之 /、 WOam之範圍。 均厚係δ又疋在0.1至 9·如申請專利範圍帛！ 硬質 Φ，箭什且从 啊料加工用切削工具，复 中，刚述基材之表面整面係由前 - 層所被覆。 、虱相合成金剛石被覆 314571修正版 28 1290089 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（1C )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 10 基板 11 表面 12 按壓部 13 按壓面 15 凸部 16 上面 17 切刃棱線 T 旋轉方向 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： 本案無代表化學式 4 314571修正版