JP2010069612A - Conditioner for semiconductor polishing cloth, method for manufacturing conditioner for semiconductor polishing cloth, and semiconductor polishing apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】切刃の研削性能が充分に確保されるとともに、工具寿命が長期に亘り安定して確保される半導体研磨布用コンディショナー、半導体研磨布用コンディショナーの製造方法及び半導体研磨装置を提供する。
【解決手段】基板2,12の表面から突出した切刃4を用いて、基板2,12に対向配置された半導体研磨布に研削加工を施す半導体研磨布用コンディショナーであって、切刃4は、半導体研磨布側を向く頂面5と、頂面5に交差して基板2,12の表面側に延びる壁面6と、を備え、頂面5には、該頂面5と壁面6との交差稜線部に縁部7bを有する第1ダイヤモンド膜7が被覆されるとともに、第1ダイヤモンド膜7の表面7aから少なくとも壁面6にかけては第2ダイヤモンド膜8が被覆されていることを特徴とする。
【選択図】図5The present invention provides a conditioner for a semiconductor polishing cloth, a method for manufacturing a conditioner for a semiconductor polishing cloth, and a semiconductor polishing apparatus in which the cutting performance of the cutting edge is sufficiently ensured and the tool life is stably ensured over a long period of time.
A conditioner for a semiconductor polishing cloth that uses a cutting blade 4 protruding from the surface of a substrate 2 and 12 to grind the semiconductor polishing cloth disposed opposite to the substrate 2 and 12, wherein the cutting blade 4 includes: A top surface 5 facing the semiconductor polishing cloth side, and a wall surface 6 that intersects the top surface 5 and extends to the surface side of the substrates 2 and 12, and the top surface 5 includes the top surface 5 and the wall surface 6. The first diamond film 7 having the edge 7b at the intersecting ridge line portion is covered, and the second diamond film 8 is covered from the surface 7a of the first diamond film 7 to at least the wall surface 6.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、半導体ウエハ等の研磨を行う半導体研磨装置の半導体研磨布のコンディショニングに用いられる半導体研磨布用コンディショナー、半導体研磨布用コンディショナーの製造方法及び半導体研磨装置に関する。 The present invention relates to a conditioner for a semiconductor polishing cloth used for conditioning a semiconductor polishing cloth of a semiconductor polishing apparatus for polishing a semiconductor wafer or the like, a method for manufacturing a conditioner for a semiconductor polishing cloth, and a semiconductor polishing apparatus.
近年、半導体産業の進展とともに、金属、半導体、セラミックスなどの表面を高精度に仕上げる加工方法の必要性が高まっており、特に、半導体ウエハでは、その集積度の向上とともにナノメーターオーダーの表面仕上げが要求されている。このような高精度の表面仕上げに対応するために、半導体ウエハに対して、多孔性のパッド(半導体研磨布)を用いたCMP(ケミカルメカニカルポリッシュ)研磨が一般に行われている。 In recent years, with the progress of the semiconductor industry, there is an increasing need for processing methods for finishing surfaces of metals, semiconductors, ceramics, etc. with high precision. It is requested. In order to cope with such a high-precision surface finish, CMP (chemical mechanical polishing) polishing using a porous pad (semiconductor polishing cloth) is generally performed on a semiconductor wafer.
半導体ウエハ等の研磨に用いられるパッドは、研磨時間が経過していくにつれ目詰まりや圧縮変形を生じ、その表面状態が次第に変化していく。すると、研磨速度の低下や不均一研磨等の好ましくない現象が生じるので、パッドの表面を定期的に研削加工することにより、パッドの表面状態を一定に保って、良好な研磨状態を維持する工夫が行われている。 A pad used for polishing a semiconductor wafer or the like becomes clogged or compressively deformed as the polishing time elapses, and its surface state gradually changes. Then, undesired phenomena such as a decrease in polishing rate and non-uniform polishing occur, so by periodically grinding the surface of the pad, it is possible to keep the surface state of the pad constant and maintain a good polishing state Has been done.
パッドを研削加工するために用いられる半導体研磨布用コンディショナーの一例として、特許文献1に開示されたものが知られている。特許文献1の半導体研磨布用コンディショナーでは、基板の表面に複数の円錐台又は四角錘台(切刃)が形成されており、これら切刃の頂面部分を半導体研磨布に押し付け研削することで、パッドの研磨状態を一定に維持している。
また、このような半導体研磨布用コンディショナーは、切刃及び基板の表面をCVD法により形成したダイヤモンド膜でコーティングしており、このダイヤモンド膜により切刃の磨耗が抑制され、工具寿命が確保されている。
As an example of a conditioner for a semiconductor polishing cloth used for grinding a pad, one disclosed in
In addition, such a conditioner for a semiconductor polishing cloth has the cutting blade and the surface of the substrate coated with a diamond film formed by a CVD method, so that the wear of the cutting blade is suppressed and the tool life is secured. Yes.
しかしながら、このように切刃及び基板の表面をダイヤモンド膜で被覆した半導体研磨布用コンディショナーにおいては、図11(a)(b)に示すように、切刃101(111)のエッジ101a(111a)がダイヤモンド膜102(112)に被覆された際、曲面状に形成されることがあった。すなわち、工具寿命を確保するためにダイヤモンド膜102(112)にある程度の厚みをもたせると、該ダイヤモンド膜102(112)が形成される際に切刃101(111)のエッジ101a(111a)を丸めてしまい、研削性能を低減させてしまうことがあった。その一方で、研削性能を確保するためにダイヤモンド膜102(112)を薄く形成すると、特に切刃101(111)の寿命を左右するその頂面部分のダイヤモンド膜102(112)が早期に磨耗することにより、工具寿命が充分に確保できないという問題が生じる。
However, in the conditioner for a semiconductor polishing cloth in which the surface of the cutting edge and the substrate is coated with a diamond film in this way, as shown in FIGS. 11A and 11B, the
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、切刃の研削性能が充分に確保されるとともに、工具寿命が長期に亘り安定して確保される半導体研磨布用コンディショナー、半導体研磨布用コンディショナーの製造方法及び半導体研磨装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a conditioner for a semiconductor polishing cloth, in which the cutting performance of the cutting edge is sufficiently ensured and the tool life is stably secured over a long period of time, and the semiconductor An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a conditioner for polishing cloth and a semiconductor polishing apparatus.
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち本発明は、基板の表面から突出した切刃を用いて、前記基板に対向配置された半導体研磨布に研削加工を施す半導体研磨布用コンディショナーであって、前記切刃は、前記半導体研磨布側を向く頂面と、前記頂面に交差して前記基板の表面側に延びる壁面と、を備え、前記頂面には、該頂面と前記壁面との交差稜線部に縁部を有する第1ダイヤモンド膜が被覆されるとともに、前記第1ダイヤモンド膜の表面から少なくとも前記壁面にかけては第2ダイヤモンド膜が被覆されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention proposes the following means.
That is, the present invention is a conditioner for a semiconductor polishing cloth that uses a cutting blade protruding from the surface of the substrate to grind the semiconductor polishing cloth disposed opposite to the substrate, wherein the cutting blade includes the semiconductor polishing cloth. A top surface that faces the side surface and a wall surface that intersects the top surface and extends to the surface side of the substrate, and the top surface has an edge at an intersection ridge line portion between the top surface and the wall surface. One diamond film is coated, and a second diamond film is coated from the surface of the first diamond film to at least the wall surface.
本発明に係る半導体研磨布用コンディショナーによれば、切刃の頂面が第1ダイヤモンド膜に覆われており、この第1ダイヤモンド膜は、その縁部が頂面と壁面との交差稜線部に位置していて、すなわち切刃の壁面に連続するようにされている。そして、この第1ダイヤモンド膜の表面にはさらに第2ダイヤモンド膜が被覆されており、これら第1、第2ダイヤモンド膜によって、切刃寿命を左右するその頂面を覆うダイヤモンド膜の厚みが充分に確保される。その一方で、切刃のエッジは第1ダイヤモンド膜表面の前記壁面の延長上に位置することになり、このエッジは、ダイヤモンド膜全体の厚みよりは薄く形成されるから、切刃がシャープエッジに形成される。従って、切刃の磨耗が確実に防止され、工具寿命が長期に亘り安定して確保されるとともに、切刃の研削性能が向上する。 According to the conditioner for semiconductor polishing cloth according to the present invention, the top surface of the cutting edge is covered with the first diamond film, and the edge of the first diamond film is at the intersection ridge line portion between the top surface and the wall surface. It is located, that is, it is made to continue to the wall surface of the cutting edge. The surface of the first diamond film is further covered with a second diamond film, and the thickness of the diamond film covering the top surface that affects the cutting edge life is sufficiently increased by the first and second diamond films. Secured. On the other hand, the edge of the cutting edge is positioned on the extension of the wall surface of the first diamond film surface, and this edge is formed thinner than the entire thickness of the diamond film, so that the cutting edge becomes a sharp edge. It is formed. Therefore, the wear of the cutting edge is surely prevented, the tool life is stably ensured for a long time, and the grinding performance of the cutting edge is improved.
また、本発明に係る半導体研磨布用コンディショナーにおいて、前記第2ダイヤモンド膜の厚みが、前記第1ダイヤモンド膜の厚み以下に設定されていることとしてもよい。
本発明に係る半導体研磨布用コンディショナーによれば、切刃を一層シャープエッジに形成でき、研削性能がより向上する。
In the conditioner for a semiconductor polishing cloth according to the present invention, the thickness of the second diamond film may be set to be equal to or less than the thickness of the first diamond film.
According to the conditioner for semiconductor polishing cloth according to the present invention, the cutting edge can be formed with a sharper edge and the grinding performance is further improved.
また、本発明に係る半導体研磨布用コンディショナーにおいて、前記第2ダイヤモンド膜の厚みが、0.1μm〜10μmの範囲に設定されることとしてもよい。
本発明に係る半導体研磨布用コンディショナーによれば、第2ダイヤモンド膜の厚みが比較的薄く形成されているので、切刃の研削性能がさらに充分に確保できる。
In the conditioner for a semiconductor polishing cloth according to the present invention, the thickness of the second diamond film may be set in a range of 0.1 μm to 10 μm.
According to the conditioner for a semiconductor polishing cloth according to the present invention, since the second diamond film is formed to be relatively thin, the grinding performance of the cutting edge can be sufficiently ensured.
また、本発明に係る半導体研磨布用コンディショナーにおいて、前記第1ダイヤモンド膜が、複数の膜から形成されていることとしてもよい。 In the conditioner for a semiconductor polishing cloth according to the present invention, the first diamond film may be formed of a plurality of films.
本発明に係る半導体研磨布用コンディショナーによれば、第1ダイヤモンド膜が複数の膜から形成されているので、例えばこれら各膜を硬度や表面粗さ等の性質の異なる種々のダイヤモンド膜で構成することができる。従って、第1ダイヤモンド膜を目的に合わせ様々に形成することができ、半導体研磨布用コンディショナーに対する多種多様な要望、用途に対応できる。 According to the conditioner for semiconductor polishing cloth according to the present invention, since the first diamond film is formed of a plurality of films, for example, each of these films is composed of various diamond films having different properties such as hardness and surface roughness. be able to. Therefore, the first diamond film can be formed in various ways according to the purpose, and can meet various demands and uses for the conditioner for semiconductor polishing cloth.
また、本発明は、前述した半導体研磨布用コンディショナーの製造方法であって、基板の表面に前記第1ダイヤモンド膜を形成する工程と、前記切刃となる部分を除いて前記第1ダイヤモンド膜及び前記基板の表面を削ることにより、前記頂面に前記第1ダイヤモンド膜が被覆された前記切刃を形成する工程と、前記第1ダイヤモンド膜の表面から少なくとも前記壁面にかけて前記第2ダイヤモンド膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする。 The present invention also provides a method for manufacturing a conditioner for a semiconductor polishing cloth as described above, the step of forming the first diamond film on the surface of a substrate, and the first diamond film, except for the portion that becomes the cutting edge. Cutting the surface of the substrate to form the cutting edge having the top surface covered with the first diamond film; and forming the second diamond film from the surface of the first diamond film to at least the wall surface. And a step of performing.
本発明に係る半導体研磨布用コンディショナーの製造方法によれば、基板の表面に第1ダイヤモンド膜を形成した後、第1ダイヤモンド膜及び基板の表面を削って切刃を形成させ、切刃及び基板の表面を第2ダイヤモンド膜のみで覆うため、例えば初めに基板表面に切刃を形成してから全体に第1ダイヤモンド膜を被覆し、次いで切刃の頂面を除いて第1ダイヤモンド膜を除去してから第2ダイヤモンド膜を被覆したりするのに比べて容易に前記構成の半導体研磨布用コンディショナーを製造することができる。 According to the method for manufacturing a conditioner for a semiconductor polishing cloth according to the present invention, after the first diamond film is formed on the surface of the substrate, the first diamond film and the surface of the substrate are scraped to form the cutting blade. In order to cover the surface of the substrate with only the second diamond film, for example, a cutting edge is first formed on the substrate surface, and then the entire surface is covered with the first diamond film, and then the first diamond film is removed except for the top surface of the cutting edge. Then, the conditioner for a semiconductor polishing cloth having the above-described configuration can be easily manufactured as compared with the case where the second diamond film is coated.
また、本発明に係る半導体研磨布用コンディショナーの製造方法において、前記基板の表面に、前記表面に対し傾斜した底面を有する凹部を形成した後、この凹部も含めて前記基板の表面に前記第1ダイヤモンド膜を形成する工程と、前記凹部の底面が前記頂面となるように前記第1ダイヤモンド膜及び前記基板の表面を削り、前記切刃を形成する工程と、前記第1ダイヤモンド膜の表面から少なくとも前記壁面にかけて前記第2ダイヤモンド膜を形成する工程と、を備えることとしてもよい。 In the method for manufacturing a conditioner for a semiconductor polishing cloth according to the present invention, a recess having a bottom surface inclined with respect to the surface is formed on the surface of the substrate, and then the first surface is formed on the surface of the substrate including the recess. A step of forming a diamond film, a step of cutting the surfaces of the first diamond film and the substrate so that a bottom surface of the recess becomes the top surface, and forming the cutting edge; and a surface of the first diamond film And a step of forming the second diamond film over at least the wall surface.
本発明に係る半導体研磨布用コンディショナーの製造方法によれば、基板の表面に、該表面に対し傾斜した底面を有する凹部を形成した後、第1ダイヤモンド膜及び基板の表面を削ってこの凹部の底面を頂面とした切刃が形成されるので、切刃の頂面が基板の表面に対し傾斜して形成される。従って、切刃の半導体研磨布側に突出するエッジがよりシャープに形成されて、半導体研磨布を研削加工する性能がより向上した半導体研磨布用コンディショナーを製造することができる。 According to the method for manufacturing a conditioner for a semiconductor polishing cloth according to the present invention, a recess having a bottom surface inclined with respect to the surface is formed on the surface of the substrate, and then the surface of the first diamond film and the substrate is shaved. Since the cutting blade having the bottom surface as the top surface is formed, the top surface of the cutting blade is formed to be inclined with respect to the surface of the substrate. Therefore, the conditioner for semiconductor polishing cloth in which the edge protruding toward the semiconductor polishing cloth side of the cutting edge is formed more sharply and the performance of grinding the semiconductor polishing cloth is further improved can be manufactured.
また、本発明は、半導体研磨布及び半導体研磨布用コンディショナーを備えた半導体研磨装置であって、前述の半導体研磨布用コンディショナーを用いたことを特徴としている。
本発明に係る半導体研磨装置によれば、半導体研磨布用コンディショナーが半導体研磨布を長期に亘り安定して精度よく研削加工するので、半導体研磨の加工精度が向上するとともに生産性が高められる。
The present invention also provides a semiconductor polishing apparatus comprising a semiconductor polishing cloth and a semiconductor polishing cloth conditioner, wherein the conditioner for a semiconductor polishing cloth is used.
According to the semiconductor polishing apparatus of the present invention, since the semiconductor polishing cloth conditioner grinds the semiconductor polishing cloth stably and accurately for a long period of time, the processing accuracy of semiconductor polishing is improved and the productivity is increased.
本発明に係る半導体研磨布用コンディショナー及びこれを用いた半導体研磨装置によれば、切刃の磨耗が防止され、工具寿命が長期に亘り安定して確保されるとともに、切刃の研削性能が向上する。
また、本発明に係る半導体研磨布用コンディショナーの製造方法によれば、このような半導体研磨布用コンディショナーを比較的容易に製造することができる。
According to the conditioner for semiconductor polishing cloth and the semiconductor polishing apparatus using the same according to the present invention, wear of the cutting blade is prevented, the tool life is stably secured for a long period of time, and the grinding performance of the cutting blade is improved. To do.
Moreover, according to the method for manufacturing a conditioner for a semiconductor polishing pad according to the present invention, such a conditioner for a semiconductor polishing pad can be manufactured relatively easily.
図1は本発明の一実施形態に係る半導体研磨布用コンディショナーの一例を示す概略平面図、図2は図1のA部を拡大して示す部分平面図、図3は本発明の一実施形態に係る半導体研磨布用コンディショナーの他の例を示す概略平面図、図4は本発明の一実施形態に係る半導体研磨布用コンディショナーの切刃の配置を示す概略斜視図、図5は本発明の一実施形態に係る半導体研磨布用コンディショナーの切刃の一例を示す概略側断面図、図6は本発明の一実施形態に係る半導体研磨布用コンディショナーの切刃の他の例を示す概略側断面図、図7は本発明の一実施形態に係る半導体研磨布用コンディショナーの切刃の一例の作製手順を示す説明図、図8は本発明の一実施形態に係る半導体研磨布用コンディショナーの切刃の他の例の作製手順を示す説明図、図9は本発明の一実施形態に係る半導体研磨布用コンディショナーの切刃を3層以上のダイヤモンド膜で覆う場合の作成手順を示す説明図、図10は本発明の一実施形態に係る半導体研磨装置の概略構成を示す斜視図である。 FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of a conditioner for a semiconductor polishing cloth according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial plan view showing an enlarged portion A of FIG. 1, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. 4 is a schematic plan view showing another example of the conditioner for semiconductor polishing cloth according to the present invention, FIG. 4 is a schematic perspective view showing the arrangement of the cutting blades of the conditioner for semiconductor polishing cloth according to one embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a schematic sectional side view showing an example of a cutting edge of a conditioner for a semiconductor polishing cloth according to an embodiment. FIG. 6 is a schematic sectional side view showing another example of the cutting edge of a conditioner for a semiconductor polishing cloth according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is an explanatory view showing a manufacturing procedure of an example of a cutting edge of a conditioner for a semiconductor polishing cloth according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cutting edge of a conditioner for a semiconductor polishing cloth according to an embodiment of the present invention. Other examples of hand making FIG. 9 is an explanatory diagram showing a production procedure when the cutting edge of the conditioner for a semiconductor polishing cloth according to one embodiment of the present invention is covered with three or more diamond films, and FIG. 10 is an embodiment of the present invention. It is a perspective view which shows schematic structure of the semiconductor polishing apparatus which concerns on a form.
図1、図2に示すように、本実施形態の一例の半導体研磨布用コンディショナー10は、略リング状のステンレス等からなる台金1の表面に複数の略円板状の基板2を周方向等間隔に配列し形成されている。基板2は、例えば炭化珪素(SiC)等のセラミックス材料からなり、その表面には略格子状に配列された複数の台座部3が基板2の一部として一体に形成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
また、本実施形態の他の例の半導体研磨布用コンディショナー20は、図3に示すように、略円板状のステンレス等からなる台金11の表面に略円板状の基板12を配設し形成されている。基板12は、例えばSiC等のセラミックス材料からなり、その表面の外周近傍に複数の台座部3を周方向等間隔に配列している。また台座部3は、基板12の径方向にも複数並べられている。詳しくは、図3において、台座部3は周方向均等に60ヶ配列されるとともに径方向にも3列が並べられており、また径方向に隣り合う台座部3同士は千鳥状に並べられている。
また、これら半導体研磨布用コンディショナー10,20の台座部3は、以降説明するように共通の構成からなる。
In addition, as shown in FIG. 3, a
Moreover, the
図4に示すように、本実施形態の半導体研磨布用コンディショナー10,20の台座部3は、略円板状に形成されている。台座部3は、その軸線方向(図4における上下方向)の基端側(図4における下側)から先端側(図4における上側)に向かうに連れその外径寸法が漸次縮小して形成されており、台座部3の先端側の表面すなわち基板2,12の表面には略格子状に配列された複数の切刃4(14)が一体に形成されている。
As shown in FIG. 4, the
図5に示すように、基板2,12の台座部3の表面に配列された切刃4は、台座部3の表面から突出して略直方体状又は略立方体状に形成されている。また切刃4は、台座部3の表面と略平行に形成された頂面5と、頂面5に直交して周囲に形成され、該頂面5及び台座部3の表面を繋ぐ複数の壁面6とを備えている。
As shown in FIG. 5, the
また、切刃4の頂面5は、膜状の第1ダイヤモンド膜7に覆われている。第1ダイヤモンド膜7は、化学気相蒸着(CVD)法により切刃4の頂面5に蒸着され形成されており、この頂面5上にのみ、すなわち頂面5と壁面6との交差稜線部に縁部を有するように形成されている。また、第1ダイヤモンド膜7の表面7aは、頂面5と略平行に形成されており、表面7aの周囲には、該表面7aに略直交するように複数の側面7bが形成される。また、第1ダイヤモンド膜7のこれら側面7bは切刃4の壁面6に連続するように面一に形成されている。
The
また、第1ダイヤモンド膜7の表面7a及び側面7b、切刃4の壁面6、台座部3及び基板2,12の表面は第2ダイヤモンド膜8で覆われている。第2ダイヤモンド膜8は、CVD法により蒸着され形成されている。また、第2ダイヤモンド膜8の厚みTbは、第1ダイヤモンド膜7の厚みTa以下とされている。詳しくは、第2ダイヤモンド膜8の厚みTbは0.1μm〜10μmの範囲に設定されており、切刃4の頂面5を覆う第1、第2ダイヤモンド膜7,8の厚み(Ta+Tb)が、20μm程度に設定される。
Further, the
また、切刃4の壁面6が第2ダイヤモンド膜8のみで被覆されることから、切刃4の外形幅Wは、切刃4の壁面6,6間の幅W1と第2ダイヤモンド膜8の厚みTbの2倍数とを足した値とされている。詳しくは、幅W1が30μm程度、外形幅Wが30.2μm〜50μm程度の範囲に設定される。
また、切刃4の外形高さHは、50μm程度に設定される。
Further, since the
The outer height H of the
また、図5に示した略直方体状又は略立方体状の切刃4に代えて、図6に示すように、台座部3の表面に対し傾斜して形成された頂面15と、頂面15に交差して周囲に形成され該頂面15及び台座部3の表面を繋ぐ複数の壁面16とを備えた切刃14としてもよい。切刃14の壁面16は、台座部3の表面に対し略直交して形成される。また、切刃14の壁面16のうち、台座部3の表面から突出して最も長く延びる壁面16aと頂面15とが成す角度θAは、鋭角に形成されており、例えばその角度θAが45°に設定される。
Further, in place of the substantially rectangular parallelepiped or substantially
また、切刃14の頂面15は、膜状の第1ダイヤモンド膜17に覆われている。第1ダイヤモンド膜17は、CVD法により切刃14の頂面15に蒸着され形成されており、この頂面15上にのみ、すなわち頂面15と壁面16との交差稜線部に縁部を有するように形成されている。また、第1ダイヤモンド膜17の表面17aは、頂面15と略平行に形成されており、表面17aの周囲には、該表面17aに交差するように複数の側面17bが形成される。また、第1ダイヤモンド膜17のこれら側面17bは切刃14の壁面16に連続するように面一に形成されている。
The
また、第1ダイヤモンド膜17の表面17a及び側面17b、切刃14の壁面16、台座部3及び基板2,12の表面は第2ダイヤモンド膜18で覆われている。第2ダイヤモンド膜18は、CVD法により蒸着され形成されている。また、第2ダイヤモンド膜18の厚みTdは、第1ダイヤモンド膜17の厚みTc以下とされている。詳しくは、第2ダイヤモンド膜18の厚みTdは0.1μm〜10μmの範囲に設定されており、切刃14の頂面15を覆う第1、第2ダイヤモンド膜17,18の厚み(Tc+Td)が、20μm程度に設定される。
Further, the
また、切刃14の壁面16が第2ダイヤモンド膜18のみで被覆されることから、切刃14の外形幅Wは、切刃14の壁面16,16a(16)間の幅W1と第2ダイヤモンド膜18の厚みTdの2倍数とを足した値とされている。詳しくは、幅W1が30μm程度、外形幅Wが30.2μm〜50μm程度の範囲に設定される。
また、切刃14の外形高さHは、50μm程度に設定される。
Further, since the
The outer height H of the
また、第1ダイヤモンド膜17を覆う第2ダイヤモンド膜18の表面(頂面)18aと切刃14の壁面16aを覆う側面18bとが成す角度θBは、鋭角に形成されており、例えばその角度θBが45°に設定され、前述の角度θAと同一の値とされている。切刃14の角度θBを成すエッジは、後述するパッド54側に向けられて突出しており、該パッド54の研削加工に用いられ好適な形状とされている。
The angle θB formed by the surface (top surface) 18a of the
次に、基板2,12の台座部3の表面に切刃4(14)を形成する手順について説明する。
まず、切刃4を形成する手順について説明する。
図7(a)に示すように、台座部3及び基板2,12の表面に第1ダイヤモンド膜7を、CVD法を用いて蒸着する。第1ダイヤモンド膜7を成膜する厚みTaは、後に切刃4の頂面5を覆う第1、第2ダイヤモンド膜7,8の厚みの和(Ta+Tb)から第2ダイヤモンド膜8の厚みTbを予め差し引いた値に設定されている。
Next, a procedure for forming the cutting edge 4 (14) on the surface of the
First, the procedure for forming the
As shown in FIG. 7A, a
次いで、レーザ加工を用いて、台座部3の第1ダイヤモンド膜7側から図7(b)に2点鎖線で区画して示す第1ダイヤモンド膜7及び台座部3の表面の領域を削り、図7(c)に示す切刃4を形成する。すなわち、切刃4が台座部3の表面から略直方体状又は略立方体状に突出するように該切刃4以外の領域の第1ダイヤモンド膜7及び台座部3の表面をレーザ加工で削り込む。このレーザ加工により、第1ダイヤモンド膜7の表面7aと側面7bとが略直交して形成されるとともに、側面7bと壁面6とが連続するように面一に形成される。
Next, by using laser processing, the
次いで、図7(d)に示すように、第1ダイヤモンド膜7の表面7a及び側面7b、切刃4の壁面6、台座部3及び基板2,12の表面に第2ダイヤモンド膜8をCVD法で蒸着し、切刃4、台座部3及び基板2,12の表面全体を第2ダイヤモンド膜8で被覆する。
このように、基板2,12の台座部3の表面に第1、第2ダイヤモンド膜7,8で覆われた切刃4が形成される。
Next, as shown in FIG. 7 (d), the
Thus, the
次に、切刃14を形成する手順について説明する。
まず、図8(a)に示すように、基板2,12の台座部3の表面に、該表面に沿って延在する溝(凹部)15Aを形成する。溝15Aは、その延在方向に直交する断面形状が、片辺を鉛直方向に延ばした略V字状とされており、他の辺に沿う溝15Aの底面15は台座部3の表面に対し傾斜して形成される。
Next, a procedure for forming the
First, as shown in FIG. 8A, grooves (concave portions) 15 </ b> A extending along the surfaces are formed on the surfaces of the
次いで、溝15A、台座部3及び基板2,12の表面に第1ダイヤモンド膜17を、CVD法を用いて蒸着する。第1ダイヤモンド膜17を成膜する厚みTcは、後に切刃14の頂面(溝15Aの底面)15を覆う第1、第2ダイヤモンド膜17,18の厚みの和(Tc+Td)から第2ダイヤモンド膜18の厚みTdを予め差し引いた値に設定されている。
Next, the
次いで、レーザ加工を用いて、台座部3の第1ダイヤモンド膜17側から図8(b)に2点鎖線で区画して示す第1ダイヤモンド膜17及び台座部3の表面の領域を削り、図8(c)に示す切刃14を形成する。すなわち、切刃14が台座部3の表面から底面15及びその上の第1ダイヤモンド膜17を除いて略直方体状に突出するように該切刃14以外の領域の第1ダイヤモンド膜17及び台座部3の表面をレーザ加工で削り込む。このレーザ加工により、第1ダイヤモンド膜17の表面17aと側面17bとが交差して形成されるとともに、側面17bと壁面16とが連続するように面一に形成される。また、溝15Aの底面15は、切刃14の頂面15とされる。
Next, by using laser processing, the
次いで、図8(d)に示すように、第1ダイヤモンド膜17の表面17a及び側面17b、切刃14の壁面16、台座部3及び基板2,12の表面に第2ダイヤモンド膜18をCVD法で蒸着し、切刃14、台座部3及び基板2,12の表面全体を第2ダイヤモンド膜18で被覆する。
このように、基板2,12の台座部3の表面に第1、第2ダイヤモンド膜17,18で覆われた切刃14が形成される。
Next, as shown in FIG. 8D, the
Thus, the
尚、本実施形態では、基板2,12の台座部3の表面に形成される切刃4(14)の頂面5(15)に2層からなるダイヤモンド膜(第1、第2ダイヤモンド膜7,8(17,18))が形成されることとして説明したが、これに限定されるものではない。
すなわち、第1ダイヤモンド膜7(17)を複数のダイヤモンド膜を積層し形成するとともに、切刃4(14)を覆うダイヤモンド膜を3層以上で構成することとしてもよい。さらに、第1ダイヤモンド膜7(17)の前述の複数のダイヤモンド膜を、互いに硬度や表面粗さ等の性質の異なる膜で形成しても構わない。
In the present embodiment, the diamond film (first and second diamond films 7) is composed of two layers on the top surface 5 (15) of the cutting edge 4 (14) formed on the surface of the
That is, the first diamond film 7 (17) may be formed by laminating a plurality of diamond films, and the diamond film covering the cutting edge 4 (14) may be composed of three or more layers. Further, the plurality of diamond films of the first diamond film 7 (17) may be formed of films having different properties such as hardness and surface roughness.
次に、切刃を3層以上のダイヤモンド膜で被覆する手順について説明する。
まず、図9(a)に示すように、台座部3及び基板2,12の表面にダイヤモンド膜27Aを、CVD法を用いて蒸着する。
次いで、図9(b)に示すように、ダイヤモンド膜27Aの表面にダイヤモンド膜27Bを、CVD法を用いて蒸着する。
Next, the procedure for coating the cutting edge with three or more diamond films will be described.
First, as shown in FIG. 9A, a
Next, as shown in FIG. 9B, a
各ダイヤモンド膜27A,27Bは、互いに膜厚が異なるとともに硬度、表面粗さが異なって設定される。このようにダイヤモンド膜27A,27Bが積層され、第1ダイヤモンド膜27が形成されている。尚、第1ダイヤモンド膜27は、ダイヤモンド膜27A,27Bにさらに別のダイヤモンド膜27A,27B以外のダイヤモンド膜を積層させて、3層以上で形成しても構わない。
また、第1ダイヤモンド膜27を成膜する厚みTeは、後述する切刃24の頂面5を覆う第1、第2ダイヤモンド膜27,28の厚みの和(Te+Tf)から第2ダイヤモンド膜28の厚みTfを予め差し引いた値に設定されている。
The
Further, the thickness Te for forming the
次いで、レーザ加工を用いて、台座部3のダイヤモンド膜27B側から図9(c)に2点鎖線で区画して示す第1ダイヤモンド膜27及び台座部3の表面の領域を削り、図9(d)に示す切刃24を形成する。すなわち、切刃24が台座部3の表面から略直方体状又は略立方体状に突出するように該切刃24以外の領域の第1ダイヤモンド膜27及び台座部3の表面をレーザ加工で削り込む。このレーザ加工により、第1ダイヤモンド膜27の表面27aと側面27bとが交差して形成されるとともに、側面27bと壁面6とが連続するように面一に形成される。
Next, by using laser processing, the
次いで、図9(e)に示すように、第1ダイヤモンド膜27の表面27a及び側面27b、切刃24の壁面6、台座部3及び基板2,12の表面に第2ダイヤモンド膜28をCVD法で蒸着し、切刃24、台座部3及び基板2,12の表面全体を第2ダイヤモンド膜28で被覆する。第2ダイヤモンド膜28の厚みTfは、第1ダイヤモンド膜27の厚みTe以下とされている。詳しくは、第2ダイヤモンド膜28の厚みTfは0.1μm〜10μmの範囲に設定されており、切刃24の頂面5を覆う第1、第2ダイヤモンド膜27,28の厚み(Te+Tf)が、20μm程度に設定される。
Next, as shown in FIG. 9E, the
このように、基板2,12の台座部3の表面に複層からなる第1ダイヤモンド膜27及び単層からなる第2ダイヤモンド膜28で覆われた切刃24が形成される。
尚、切刃24の形状は、前述の切刃14のように、その頂面が台座部3の表面に対し傾斜して形成されていても構わない。
In this way, the
Note that the shape of the
次いで、本実施形態の半導体研磨布用コンディショナー10,20を用いた半導体研磨装置50について説明する。
この半導体研磨装置50は、シリコンインゴットから切り出した半導体ウエハ(以下「ウエハ」と省略する)Pの表面を化学的且つ機械的に研磨するものである。
Next, a
The
図10に示すように、半導体研磨装置50は、中心軸52に取り付けられた円板状の回転テーブル53上に例えば硬質ウレタンからなるポリッシング用のパッド(半導体研磨布)54が設けられ、このパッド54に対向して且つパッド54の中心軸52から偏心した位置に自転可能なウエハキャリア55が配設されている。このウエハキャリア55はパッド54よりも小径の円板形状とされてウエハPを保持するものであり、このウエハPがウエハキャリア55とパッド54間に配置されてパッド54側の表面の研磨に供され鏡面仕上げされる。
As shown in FIG. 10, the
研磨に際しては、例えば微粒子シリカ等からなる遊離砥粒が研磨剤として用いられ、更にエッチング用のアルカリ液等が混合されたもの又は酸液等が混合されたものが液状のスラリSとしてパッド54上に供給される。このスラリSは、ウエハキャリア55に保持されたウエハPとパッド54との間に流動する。そして、ウエハキャリア55でウエハPが自転するとともにパッド54が中心軸52を中心として回転するために、パッド54でウエハPの一面が研磨される。
At the time of polishing, for example, free abrasive grains made of fine particle silica or the like are used as an abrasive, and further mixed with an alkali solution for etching or mixed with an acid solution or the like as a liquid slurry S on the
ウエハPの研磨を行うパッド54上にはスラリSを保持する微細な凹部(不図示)が多数設けられており、これらの凹部内に保持されたスラリSを用いてウエハPの研磨が行われる。パッド54の凹部は、ウエハPの研磨を繰り返すことで目詰まりしたり該凹部の周囲が削られ充分な深さが確保できなくなったりしてスラリSの保持性能が低減するため、半導体研磨装置50では、半導体研磨布用コンディショナー10,20を用いてパッド54の表面を研削加工するようにしている。
A large number of fine recesses (not shown) for holding the slurry S are provided on the
半導体研磨布用コンディショナー10,20は、パッド54に対向して且つパッド54の中心軸52から偏心した位置に配設されている。また、半導体研磨布用コンディショナー10,20のパッド54に対向する表面には、前述の切刃4(14,24)が設けられている。
半導体研磨布用コンディショナー10,20は、回転テーブル53の外部に設けられた回転軸56にアーム57を介して自転可能に設けられており、回転軸56によりアーム57を回動させることで、回転するパッド54上において自転しながら該パッド54の略径方向に往復揺動させられて、パッド54の表面を研削加工する。
The semiconductor polishing
The semiconductor polishing
以上説明したように、本実施形態に係る半導体研磨布用コンディショナー10,20によれば、切刃4(14,24)の頂面5(15)が第1ダイヤモンド膜7(17,27)に覆われており、この第1ダイヤモンド膜7(17,27)は、その縁部が頂面5(15)と壁面6(16)との交差稜線部に位置していて、すなわち切刃4(14,24)の壁面6(16)に連続するようにされている。そして、この第1ダイヤモンド膜7(17,27)の表面7a(17a,27a)にはさらに第2ダイヤモンド膜8(18,28)が被覆されており、これら第1、第2ダイヤモンド膜7(17,27),8(18,28)によって、切刃寿命を左右するその頂面5(15)を覆うダイヤモンド膜の厚み(Ta+Tb)(Tc+Td,Te+Tf)が充分に確保されている。その一方で、切刃4(14,24)のエッジは第1ダイヤモンド膜7(17,27)の表面7a(17a,27a)の壁面6(16)の延長上に位置することになり、このエッジは、ダイヤモンド膜全体の厚みよりは薄く形成されるから、切刃4(14,24)がシャープエッジに形成される。従って、切刃4(14,24)の磨耗が確実に防止され、工具寿命が長期に亘り安定して確保されるとともに、切刃4(14,24)の研削性能が向上する。
As described above, according to the semiconductor polishing
また、第2ダイヤモンド膜8(18,28)の厚みTb(Td,Tf)が、第1ダイヤモンド膜7(17,27)の厚みTa(Tc,Te)以下に設定されていることから、切刃4(14,24)を一層シャープエッジに形成でき、研削性能がより向上する。 Further, the thickness Tb (Td, Tf) of the second diamond film 8 (18, 28) is set to be equal to or less than the thickness Ta (Tc, Te) of the first diamond film 7 (17, 27). The blade 4 (14, 24) can be formed with a sharper edge, and the grinding performance is further improved.
また、第2ダイヤモンド膜8(18,28)の厚みTb(Td,Tf)が、0.1μm〜10μmの範囲に設定されることから、切刃4(14,24)の研削性能がさらに充分に確保される。 Further, since the thickness Tb (Td, Tf) of the second diamond film 8 (18, 28) is set in the range of 0.1 μm to 10 μm, the grinding performance of the cutting edge 4 (14, 24) is further sufficient. Secured.
また、切刃4(14,24)の壁面6(16)が第2ダイヤモンド膜8(18,28)のみで被覆されることから、切刃4(14,24)の外形幅Wが抑制される。すなわち、従来のように、切刃4(14,24)の頂面5(15)及び壁面6(16)全体を単一層からなる略均一な厚みのダイヤモンド膜で被覆した場合に比べ、切刃4(14,24)の壁面6(16)を覆うダイヤモンド膜の厚みが低減されるので、切刃4(14,24)の外形幅Wが省スペースに形成される。従って、切刃4(14,24)を複数設ける場合に、これら切刃4(14,24)の配置間隔をパッド54に対して適正な間隔に維持したまま切刃4(14,24)の数量を増大でき、パッド54の研削性能がより向上する。
Moreover, since the wall surface 6 (16) of the cutting edge 4 (14, 24) is covered only with the second diamond film 8 (18, 28), the outer width W of the cutting edge 4 (14, 24) is suppressed. The That is, as compared with the conventional case, the cutting edge 4 (14, 24) has a cutting edge as compared with the case where the entire top surface 5 (15) and the wall surface 6 (16) are covered with a diamond film having a substantially uniform thickness. Since the thickness of the diamond film covering the wall surface 6 (16) of 4 (14, 24) is reduced, the outer width W of the cutting edge 4 (14, 24) is formed in a space-saving manner. Accordingly, when a plurality of cutting blades 4 (14, 24) are provided, the cutting blades 4 (14, 24) are maintained at an appropriate interval with respect to the
また、切刃14のように頂面15を基板2,12の台座部3の表面に対し傾斜させることで、切刃14のパッド54側に突出するエッジがよりシャープに形成されるので、パッド54を研削加工する性能がさらに向上する。
Further, by inclining the
また、第1ダイヤモンド膜27のように、複数の膜を積層して該第1ダイヤモンド膜27を形成することで、これら各膜を硬度や表面粗さ等の性質の異なる種々のダイヤモンド膜27A,27Bで構成することができる。従って、第1ダイヤモンド膜27を目的に合わせ様々に形成することができ、半導体研磨布用コンディショナー10,20に対する多種多様な要望、用途に対応できる。
In addition, as the
また、本実施形態の半導体研磨装置50は、前述の半導体研磨布用コンディショナー10,20を用いているので、該半導体研磨布用コンディショナー10,20がパッド54を長期に亘り安定して精度よく研削加工する。従って、パッド54によるウエハPの研磨の加工精度が向上し、またパッド54の交換作業が低減するので生産性が高められている。
Further, since the
また、本実施形態の半導体研磨布用コンディショナー10,20の製造方法によれば、台座部3及び基板2,12の表面に第1ダイヤモンド膜7(17,27)を形成した後、第1ダイヤモンド膜7(17,27)及び台座部3の表面を削って切刃4(14,24)を形成させ、切刃4(14,24)、台座部3及び基板2,12の表面を第2ダイヤモンド膜8(18,28)のみで覆うため、例えば初めに台座部3の表面に切刃4(14,24)を形成してから全体に第1ダイヤモンド膜7(17,27)を被覆し、次いで切刃4(14,24)の頂面5(15)を除いて第1ダイヤモンド膜7(17,27)を除去してから第2ダイヤモンド膜8(18,28)を被覆したりするのに比べて容易に前記構成の半導体研磨布用コンディショナー10,20を製造することができる。
Moreover, according to the manufacturing method of the semiconductor polishing
また、切刃14を有する半導体研磨布用コンディショナー10,20の製造方法では、台座部3の表面に、該表面に対し傾斜した底面15を有する溝15Aを形成した後、第1ダイヤモンド膜17及び台座部3の表面を削ってこの溝15Aの底面15を頂面15とした切刃14が形成されるので、切刃14の頂面15が台座部3の表面に対し傾斜して形成される。従って、切刃14のパッド54側に突出するエッジがよりシャープに形成されて、パッド54を研削加工する性能がより向上した半導体研磨布用コンディショナー10,20を製造することができる。
Further, in the method of manufacturing the semiconductor polishing
尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本実施形態では、第2ダイヤモンド膜8(18,28)の厚みTb(Td,Tf)が、第1ダイヤモンド膜7(17,27)の厚みTa(Tc,Te)以下に設定されていることとして説明したが、これに限定されるものではなく、第2ダイヤモンド膜8(18,28)が、第1ダイヤモンド膜7(17,27)よりも厚く形成されていても構わない。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the present embodiment, the thickness Tb (Td, Tf) of the second diamond film 8 (18, 28) is set to be equal to or less than the thickness Ta (Tc, Te) of the first diamond film 7 (17, 27). However, the present invention is not limited to this, and the second diamond film 8 (18, 28) may be formed thicker than the first diamond film 7 (17, 27).
また、本実施形態では、第2ダイヤモンド膜8(18,28)の厚みTb(Td,Tf)が、0.1μm〜10μmの範囲に設定されることとして説明したが、これに限定されるものではなく、0.1μmより小さい範囲や10μmを超えた範囲に設定されていても構わない。 In the present embodiment, the thickness Tb (Td, Tf) of the second diamond film 8 (18, 28) has been described as being set in the range of 0.1 μm to 10 μm. However, the present invention is not limited to this. Instead, it may be set to a range smaller than 0.1 μm or a range exceeding 10 μm.
また、切刃4(14,24)の形状は、本実施形態で説明した略直方体状や略立方体状に限定されるものではない。すなわち、切刃はパッド54側を向く頂面と、この頂面に交差して基板2,12の表面側に延びる壁面と、を備えていればよく、例えば略円柱状、略多角柱状、略切頭円錐状等それ以外の形状であっても構わない。また、図5、6に示した切刃4(14,24)等は概略図であり、実際には厳密な直方体状や立方体状に形成されずに多少変形していてもよい。
Further, the shape of the cutting edge 4 (14, 24) is not limited to the substantially rectangular parallelepiped shape or the substantially cubic shape described in the present embodiment. That is, the cutting blade only needs to have a top surface facing the
また、本実施形態では、切刃14の頂面15は、予め基板2,12の台座部3の表面に沿って溝15Aを形成し、この溝15Aの底面15を用い形成することとして説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば予め基板2,12の台座部3の表面に底面の傾斜した略直方体穴状や略円柱穴状等の凹部を形成し、この凹部の底面を用いて、切刃14の頂面15を形成することとしても構わない。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、切刃4(14,24)が基板2,12の台座部3の表面に形成されることとして説明したが、これに限定されるものではなく、基板2,12の表面に直接形成されることとしても構わない。
In the present embodiment, the cutting edge 4 (14, 24) has been described as being formed on the surface of the
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし本発明はこの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. However, the present invention is not limited to this embodiment.
[実施例1]
実施例1として、半導体研磨布用コンディショナー20の基板12の台座部3の表面に、図6に示す切刃14を設けたものを用意した。また、切刃14の頂面15を覆うダイヤモンド膜を、第1ダイヤモンド膜17及び第2ダイヤモンド膜18の2層で形成し、その膜厚を20μmに設定した。ダイヤモンド膜は、第1ダイヤモンド膜17の厚みTcを19.9μm、第2ダイヤモンド膜18の厚みTdを0.1μmとし、これらを積層し形成した。また切刃14は、外形高さH=50μm、外形幅W=W1+2Td=30μm+0.2μm=30.2μm、パッド54側に突出するエッジの角度θB=45°とした。尚、切刃14の第1、第2ダイヤモンド膜17,18は、気相合成法熱フィラメント炉を用いたCVD法によって、原料ガス(流速):H2(1000ml/m)、CH4(20ml/m)、チャンバー圧:8Torr、フィラメント温度:2200℃、電圧:180V、合成速度:1.0μm/hの条件下で成膜した。
[Example 1]
As Example 1, what prepared the cutting
そして、この半導体研磨布用コンディショナー20を図10に示す半導体研磨装置50に取り付け、パッド54を用いてウエハPの研磨加工を行い、研磨レート:WRR(Wafer Removal Rate:単位Å/分)を測定した。尚、ウエハPの研磨加工は、パッド:ニッタハース社製IC1000、パッド回転速度:50rpm、半導体研磨布用コンディショナー回転速度:110rpm、半導体研磨布用コンディショナー荷重:27N、ウエハ回転速度:49rpm、ウエハ荷重:35kPa、スラリ:キャボット社製SS25、の条件下で行った。また、WRRの測定は、ウエハPの研磨処理枚数(以下「Run」)が1Run(初期)、200Run、400Run、600Run、800Run、1000Run、1200Runに達した時点で夫々行った。結果を表1に示す。
Then, this semiconductor polishing
[実施例2]
また実施例2として、切刃14の頂面15を覆うダイヤモンド膜を、第1ダイヤモンド膜17及び第2ダイヤモンド膜18の2層で形成し、第1ダイヤモンド膜17の厚みTcを15μm、第2ダイヤモンド膜18の厚みTdを5μmとした。また切刃14の外形幅W=W1+2Td=30μm+10μm=40μmとした。それ以外は、実施例1と同様の条件として測定を行った。
[Example 2]
In Example 2, a diamond film covering the
[実施例3]
また実施例3として、切刃14の頂面15を覆うダイヤモンド膜を、第1ダイヤモンド膜17及び第2ダイヤモンド膜18の2層で形成し、第1ダイヤモンド膜17の厚みTcを10μm、第2ダイヤモンド膜18の厚みTdを10μmとした。また切刃14の外形幅W=W1+2Td=30μm+20μm=50μmとした。それ以外は、実施例1と同様の条件として測定を行った。
[Example 3]
Further, as Example 3, a diamond film covering the
[実施例4]
また実施例4として、切刃14の頂面15を覆うダイヤモンド膜を、第1ダイヤモンド膜17及び第2ダイヤモンド膜18の2層で形成し、第1ダイヤモンド膜17の厚みTcを5μm、第2ダイヤモンド膜18の厚みTdを15μmとした。また切刃14の外形幅W=W1+2Td=30μm+30μm=60μmとした。それ以外は、実施例1と同様の条件として測定を行った。
[Example 4]
Further, as Example 4, a diamond film covering the
[実施例5]
また実施例5として、切刃14の頂面15を覆うダイヤモンド膜を、2層からなる第1ダイヤモンド膜17及び単層からなる第2ダイヤモンド膜18の計3層で形成した。詳しくは、第1ダイヤモンド膜17のうち内側のダイヤモンド膜の厚みを10μm、第1ダイヤモンド膜17のうち外側のダイヤモンド膜の厚みを9.9μmとし、第1ダイヤモンド膜17全体の厚みTcを19.9μmとした。また、第2ダイヤモンド膜18の厚みTdを0.1μmとした。それ以外は、実施例1と同様の条件として測定を行った。
[Example 5]
Further, as Example 5, a diamond film covering the
[実施例6]
また実施例6として、切刃14の頂面15を覆うダイヤモンド膜を、2層からなる第1ダイヤモンド膜17及び単層からなる第2ダイヤモンド膜18の計3層で形成した。詳しくは、第1ダイヤモンド膜17のうち内側のダイヤモンド膜の厚みを8μm、第1ダイヤモンド膜17のうち外側のダイヤモンド膜の厚みを7μmとし、第1ダイヤモンド膜17全体の厚みTcを15μmとした。また、第2ダイヤモンド膜18の厚みTdを5μmとした。それ以外は、実施例2と同様の条件として測定を行った。
[Example 6]
Further, as Example 6, a diamond film covering the
[実施例7]
また実施例7として、切刃14の頂面15を覆うダイヤモンド膜を、2層からなる第1ダイヤモンド膜17及び単層からなる第2ダイヤモンド膜18の計3層で形成した。詳しくは、第1ダイヤモンド膜17のうち内側のダイヤモンド膜の厚みを5μm、第1ダイヤモンド膜17のうち外側のダイヤモンド膜の厚みを5μmとし、第1ダイヤモンド膜17全体の厚みTcを10μmとした。また、第2ダイヤモンド膜18の厚みTdを10μmとした。それ以外は、実施例3と同様の条件として測定を行った。
[Example 7]
Further, as Example 7, the diamond film covering the
[実施例8]
また実施例8として、切刃14の頂面15を覆うダイヤモンド膜を、2層からなる第1ダイヤモンド膜17及び単層からなる第2ダイヤモンド膜18の計3層で形成した。詳しくは、第1ダイヤモンド膜17のうち内側のダイヤモンド膜の厚みを2μm、第1ダイヤモンド膜17のうち外側のダイヤモンド膜の厚みを3μmとし、第1ダイヤモンド膜17全体の厚みTcを5μmとした。また、第2ダイヤモンド膜18の厚みTdを15μmとした。それ以外は、実施例4と同様の条件として測定を行った。
[Example 8]
In Example 8, a diamond film covering the
[比較例]
また比較例として、図11(b)に示す切刃111の頂面115を、単層のダイヤモンド膜112を蒸着し被覆した。ダイヤモンド膜112の厚みTzは、20μmとした。また切刃111は、外形高さH=50μm、外形幅W=W1+2Tz=30μm+40μm=70μm、パッド54側に突出するエッジの角度θz=45°とした。それ以外は、実施例1と同様の条件として測定を行った。
[Comparative example]
As a comparative example, the
表1に示す通り、実施例1〜3及び5〜7においては、比較例に比べ初期(1Run)の研磨レート:WRRの安定性が大幅に改善された。また、実施例4,8においては、初期(1Run)の研磨レート:WRRは2000Å/分程度であるものの、以降1200Run迄に亘り研磨レート:WRRが2000Å/分以上に維持され、安定した研削性能が得られることが確認された。また、実施例1〜8においては、1200Runにおける研磨レート:WRRが全て2000Å/分以上に確保されており、工具寿命が長期に亘り安定して確保されるとともに切刃14の研削性能が高められることが確認された。
一方、比較例においては、初期(1Run)の研磨レート:WRRは2000Å/分以上に確保されているものの、800Runを超えた頃から研磨レート:WRRが顕著に低下しており、早期に工具寿命の兆候が確認された。
As shown in Table 1, in Examples 1 to 3 and 5 to 7, the stability of the initial (1 Run) polishing rate: WRR was greatly improved as compared with the comparative example. In Examples 4 and 8, the initial (1 Run) polishing rate: WRR is about 2000 mm / min, but thereafter, the polishing rate: WRR is maintained at 2000 mm / min or more up to 1200 Run and stable grinding performance. It was confirmed that Further, in Examples 1 to 8, the polishing rate: WRR at 1200 Run is all secured at 2000 Å / min or more, the tool life is stably secured over a long period of time, and the grinding performance of the
On the other hand, in the comparative example, although the initial (1 Run) polishing rate: WRR is ensured to be 2000 Å / min or more, the polishing rate: WRR has been remarkably lowered from the time when it exceeds 800 Run, and the tool life is shortened early. Was confirmed.
2,12 基板
3 台座部(基板)
4,14,24 切刃
5,15 頂面
6,16,16a 壁面
7,17,27 第1ダイヤモンド膜
7a,17a,27a 第1ダイヤモンド膜の表面
7b,17b,27b 第1ダイヤモンド膜の側面(縁部)
8,18,28 第2ダイヤモンド膜
10,20 半導体研磨布用コンディショナー
15A 溝(凹部)
27A ダイヤモンド膜(第1ダイヤモンド膜のうち内側の膜)
27B ダイヤモンド膜(第1ダイヤモンド膜のうち外側の膜)
50 半導体研磨装置
54 パッド(半導体研磨布)
Ta,Tc,Te 第1ダイヤモンド膜の厚み
Tb,Td,Tf 第2ダイヤモンド膜の厚み
2,12
4, 14, 24
8, 18, 28
27A Diamond film (the inner film of the first diamond film)
27B Diamond film (outer film of the first diamond film)
50
Ta, Tc, Te Thickness of first diamond film Tb, Td, Tf Thickness of second diamond film
Claims (7)
前記切刃は、前記半導体研磨布側を向く頂面と、前記頂面に交差して前記基板の表面側に延びる壁面と、を備え、
前記頂面には、該頂面と前記壁面との交差稜線部に縁部を有する第1ダイヤモンド膜が被覆されるとともに、前記第1ダイヤモンド膜の表面から少なくとも前記壁面にかけては第2ダイヤモンド膜が被覆されていることを特徴とする半導体研磨布用コンディショナー。 A conditioner for a semiconductor polishing cloth that uses a cutting blade protruding from the surface of the substrate to grind the semiconductor polishing cloth disposed opposite to the substrate,
The cutting blade includes a top surface facing the semiconductor polishing cloth side, and a wall surface that intersects the top surface and extends to the surface side of the substrate,
The top surface is covered with a first diamond film having an edge at an intersection ridge line portion between the top surface and the wall surface, and a second diamond film is formed from the surface of the first diamond film to at least the wall surface. A conditioner for semiconductor polishing cloth, which is coated.
前記第2ダイヤモンド膜の厚みが、前記第1ダイヤモンド膜の厚み以下に設定されていることを特徴とする半導体研磨布用コンディショナー。 A conditioner for a semiconductor polishing cloth according to claim 1,
A conditioner for a semiconductor polishing cloth, wherein the thickness of the second diamond film is set to be equal to or less than the thickness of the first diamond film.
前記第2ダイヤモンド膜の厚みが、0.1μm〜10μmの範囲に設定されることを特徴とする半導体研磨布用コンディショナー。 A conditioner for a semiconductor polishing cloth according to claim 1 or 2,
A conditioner for a semiconductor polishing cloth, wherein the thickness of the second diamond film is set in a range of 0.1 μm to 10 μm.
前記第1ダイヤモンド膜が、複数の膜から形成されていることを特徴とする半導体研磨布用コンディショナー。 A conditioner for a semiconductor polishing cloth according to any one of claims 1 to 3,
A conditioner for semiconductor polishing cloth, wherein the first diamond film is formed of a plurality of films.
基板の表面に前記第1ダイヤモンド膜を形成する工程と、
前記切刃となる部分を除いて前記第1ダイヤモンド膜及び前記基板の表面を削ることにより、前記頂面に前記第1ダイヤモンド膜が被覆された前記切刃を形成する工程と、
前記第1ダイヤモンド膜の表面から少なくとも前記壁面にかけて前記第2ダイヤモンド膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする半導体研磨布用コンディショナーの製造方法。 It is a manufacturing method of the conditioner for semiconductor polishing cloths as described in any one of Claim 1 to 4,
Forming the first diamond film on the surface of the substrate;
Forming the cutting blade with the top surface coated with the first diamond film by cutting the surface of the first diamond film and the substrate except for the portion to be the cutting edge;
And a step of forming the second diamond film from the surface of the first diamond film to at least the wall surface.
前記基板の表面に、前記表面に対し傾斜した底面を有する凹部を形成した後、この凹部も含めて前記基板の表面に前記第1ダイヤモンド膜を形成する工程と、
前記凹部の底面が前記頂面となるように前記第1ダイヤモンド膜及び前記基板の表面を削り、前記切刃を形成する工程と、
前記第1ダイヤモンド膜の表面から少なくとも前記壁面にかけて前記第2ダイヤモンド膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする半導体研磨布用コンディショナーの製造方法。 It is a manufacturing method of the conditioner for semiconductor polishing cloths according to claim 5,
Forming the first diamond film on the surface of the substrate including the recess after forming a recess having a bottom surface inclined with respect to the surface on the surface of the substrate;
Scraping the surface of the first diamond film and the substrate so that the bottom surface of the recess becomes the top surface, and forming the cutting edge;
And a step of forming the second diamond film from the surface of the first diamond film to at least the wall surface.
前記半導体研磨布用コンディショナーとして、請求項1から4のいずれか一項に記載の半導体研磨布用コンディショナーを用いたことを特徴とする半導体研磨装置。 A semiconductor polishing apparatus comprising a semiconductor polishing cloth and a conditioner for a semiconductor polishing cloth,
A semiconductor polishing apparatus comprising the semiconductor polishing pad conditioner according to claim 1 as the semiconductor polishing pad conditioner.
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2009
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