JP2003039322A - ポリシングパッドの修正用工具 - Google Patents
ポリシングパッドの修正用工具Info
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- JP2003039322A JP2003039322A JP2001230731A JP2001230731A JP2003039322A JP 2003039322 A JP2003039322 A JP 2003039322A JP 2001230731 A JP2001230731 A JP 2001230731A JP 2001230731 A JP2001230731 A JP 2001230731A JP 2003039322 A JP2003039322 A JP 2003039322A
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- polishing
- polishing pad
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- Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】アルミハードディスク、ガラスハードディスク
及びシリコンウエハ等を超精密にポリシングする工具、
例えば、ポリシングパッド、不織布等の修正に要する時
間を短縮し、被加工物のポリシングレイトの安定化と高
品位な仕上げ面を得る。 【解決手段】超砥粒の固着面の平面度公差が、超砥粒の
平均粒径の２０％以内とする。
及びシリコンウエハ等を超精密にポリシングする工具、
例えば、ポリシングパッド、不織布等の修正に要する時
間を短縮し、被加工物のポリシングレイトの安定化と高
品位な仕上げ面を得る。 【解決手段】超砥粒の固着面の平面度公差が、超砥粒の
平均粒径の２０％以内とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミハードディ
スク、ガラスハードディスク及びシリコンウエハ等をポ
リシングする工具、例えば、ポリシングパッド、不織布
の修正に用いられる修正用工具に関するものである。
スク、ガラスハードディスク及びシリコンウエハ等をポ
リシングする工具、例えば、ポリシングパッド、不織布
の修正に用いられる修正用工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アルミハードディスク、ガラスハードデ
ィスク及びシリコンウエハ等のポリシングは、高加工精
度（表面粗さ、平行度、平面度）、と高加工品位（無歪
み・無欠陥）が要求される。ポリシングは、ポリシング
工具と被加工物との間に、砥粒を供給し、ポリシング工
具を回転させながら被加工物を押しつけることで行われ
る加工方式である。シリコンウエハの場合では、ポリシ
ングはウエハ加工の最終工程であり、ポリシングされた
面には結晶の完全性と高精度な平面性が要求される。ポ
リシング加工は、加工除去単位が非常に小さいので加工
変質層の無い仕上げ面を得られる特長がある。ポリシン
グの方式には、両面ポリシング方式と片面ポリシング方
式があるが、現在、使用されているのは大部分が片面ポ
リシング方式によるものである。ウエハは、ワックス等
によりマウントプレートに数枚から数十枚接着され、マ
ウントプレートはヘッドにより回転保持されると同時に
加圧される。定盤には熱伝導性の良好なアルミニウム合
金や黄銅などの金属が用いられ、その表面に研磨布が貼
り付けられている。ポリシング中はウエハと研磨布との
摩擦熱によって定盤表面が熱膨張するので、定盤は水冷
できるようになっており、定盤の表面が、ポリシング温
度で平面を維持するように管理する必要がある。このよ
うな加工工程において安定した性能を維持するために、
ポリシング工具の使用開始前の表面修正や、加工中のポ
リシング工具表面の修正が定期的に必要である。従っ
て、現状、ダイヤモンド砥粒を含有したメタルボンドの
ペレット或いは、扇型形状の焼結体をポリシング機のキ
ャリヤ側面に貼り付けた修正工具や、ブラシ状の修正工
具又は被加工物そのものを長時間ポリシング（ダミーポ
リシング）し、ポリシング工具表面の修正を行ってい
る。
ィスク及びシリコンウエハ等のポリシングは、高加工精
度（表面粗さ、平行度、平面度）、と高加工品位（無歪
み・無欠陥）が要求される。ポリシングは、ポリシング
工具と被加工物との間に、砥粒を供給し、ポリシング工
具を回転させながら被加工物を押しつけることで行われ
る加工方式である。シリコンウエハの場合では、ポリシ
ングはウエハ加工の最終工程であり、ポリシングされた
面には結晶の完全性と高精度な平面性が要求される。ポ
リシング加工は、加工除去単位が非常に小さいので加工
変質層の無い仕上げ面を得られる特長がある。ポリシン
グの方式には、両面ポリシング方式と片面ポリシング方
式があるが、現在、使用されているのは大部分が片面ポ
リシング方式によるものである。ウエハは、ワックス等
によりマウントプレートに数枚から数十枚接着され、マ
ウントプレートはヘッドにより回転保持されると同時に
加圧される。定盤には熱伝導性の良好なアルミニウム合
金や黄銅などの金属が用いられ、その表面に研磨布が貼
り付けられている。ポリシング中はウエハと研磨布との
摩擦熱によって定盤表面が熱膨張するので、定盤は水冷
できるようになっており、定盤の表面が、ポリシング温
度で平面を維持するように管理する必要がある。このよ
うな加工工程において安定した性能を維持するために、
ポリシング工具の使用開始前の表面修正や、加工中のポ
リシング工具表面の修正が定期的に必要である。従っ
て、現状、ダイヤモンド砥粒を含有したメタルボンドの
ペレット或いは、扇型形状の焼結体をポリシング機のキ
ャリヤ側面に貼り付けた修正工具や、ブラシ状の修正工
具又は被加工物そのものを長時間ポリシング（ダミーポ
リシング）し、ポリシング工具表面の修正を行ってい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】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修正工具に比べて
精度、切れ味の安定性が要求されるポリシング工具にお
いて、安定した加工性能の維持が可能な修正用工具を提
供することにある。
べき課題は、一般の加工に用いられる修正工具に比べて
精度、切れ味の安定性が要求されるポリシング工具にお
いて、安定した加工性能の維持が可能な修正用工具を提
供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、超砥粒が結合
材により、台金表面に一層固着された、ポリシングパッ
ドの修正用工具であって、上記台金の超砥粒の固着面の
平面度公差が、超砥粒の平均粒径の２０％以内であるこ
とを特徴とするものである。特に、アルミハードディス
ク、ガラスハードディスク及びシリコンウエハのポリシ
ングパッドの修正用工具の場合は、台金形状を被加工物
と同一形状か、または近似する形状にすることによっ
て、ポリシングマシンにセッティングし易くすることが
通常行われている。従って、台金形状は、薄板円盤状に
形成されることが多く、台金が高精度に仕上げられてい
ることが重要である。超砥粒が電着により一層だけ固着
されているので、台金の超砥粒の固着面の平面度公差
は、作用砥粒数に直接影響するため極めて重要な要素で
ある。超砥粒の粒度分布が正規分布しているとして、超
砥粒の平均突き出し量が超砥粒の平均粒径の４０％、ポ
リシングパッドに作用する超砥粒は粒径の大きい側の５
０％とすると、台金の平面度公差は次の式で表現でき
る。 （台金の平面度公差）＝（超砥粒の平均粒径）Ｘ０．４Ｘ０．５ ＝（超砥粒の平均粒径）Ｘ０．２ 上記の式により、台金の平面度公差が超砥粒の平均粒径
の２０％であることを限定したものである。台金の平面
度公差は１５％以内であることがより好ましく、１０％
以内であることが最も好ましい。
材により、台金表面に一層固着された、ポリシングパッ
ドの修正用工具であって、上記台金の超砥粒の固着面の
平面度公差が、超砥粒の平均粒径の２０％以内であるこ
とを特徴とするものである。特に、アルミハードディス
ク、ガラスハードディスク及びシリコンウエハのポリシ
ングパッドの修正用工具の場合は、台金形状を被加工物
と同一形状か、または近似する形状にすることによっ
て、ポリシングマシンにセッティングし易くすることが
通常行われている。従って、台金形状は、薄板円盤状に
形成されることが多く、台金が高精度に仕上げられてい
ることが重要である。超砥粒が電着により一層だけ固着
されているので、台金の超砥粒の固着面の平面度公差
は、作用砥粒数に直接影響するため極めて重要な要素で
ある。超砥粒の粒度分布が正規分布しているとして、超
砥粒の平均突き出し量が超砥粒の平均粒径の４０％、ポ
リシングパッドに作用する超砥粒は粒径の大きい側の５
０％とすると、台金の平面度公差は次の式で表現でき
る。 （台金の平面度公差）＝（超砥粒の平均粒径）Ｘ０．４Ｘ０．５ ＝（超砥粒の平均粒径）Ｘ０．２ 上記の式により、台金の平面度公差が超砥粒の平均粒径
の２０％であることを限定したものである。台金の平面
度公差は１５％以内であることがより好ましく、１０％
以内であることが最も好ましい。
【０００５】本発明のポリシングパッドの修正用工具に
適用できる超砥粒は、ダイヤモンド砥粒、ＣＢＮ砥粒ま
たはダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒の混合砥粒であるこ
とを特徴とするものである。本発明のポリシングパッド
の修正用工具に用いる超砥粒は、耐磨耗性に優れた特性
が要求されるのでダイヤモンド砥粒が最も好ましい。そ
して、ポリシングパッドの修正過程で超砥粒が破砕し
て、破片がポリシングパッドに残存して被加工物にスク
ラッチを発生させ、被加工物が不良となる場合もあるの
で、ダイヤモンド砥粒は破砕することが少ないブロッキ
ータイプが好ましい。
適用できる超砥粒は、ダイヤモンド砥粒、ＣＢＮ砥粒ま
たはダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒の混合砥粒であるこ
とを特徴とするものである。本発明のポリシングパッド
の修正用工具に用いる超砥粒は、耐磨耗性に優れた特性
が要求されるのでダイヤモンド砥粒が最も好ましい。そ
して、ポリシングパッドの修正過程で超砥粒が破砕し
て、破片がポリシングパッドに残存して被加工物にスク
ラッチを発生させ、被加工物が不良となる場合もあるの
で、ダイヤモンド砥粒は破砕することが少ないブロッキ
ータイプが好ましい。
【０００６】結合材は、ニッケルめっき又はロウ材であ
ることを特徴とするものである。本発明のポリシングパ
ッドの修正用工具に用いることができる結合材は、超砥
粒を台金に強固に固着できる結合材であれば特に限定さ
れるものではない。ポリシングパッドの修正用工具は、
超砥粒が脱落するとポリシングパッドに残存して、被加
工物にスクラッチを発生させる原因となるため、結合材
には、より強力な砥粒保持力が要求されるため、ニッケ
ルめっきが最も好ましい。ニッケルめっきにより超砥粒
を台金に固着する方法は、（１）他の結合材に比較して
砥粒保持力が優れる、（２）超砥粒の突き出し量が大き
く、切り粉の排出がスムーズで、切れ味に優れる、
（３）砥粒密度が高いために工具の摩耗が少なく加工精
度に優れる、（４）超砥粒が摩耗して使用済みとなって
も、台金に損傷、歪みが無ければ、台金を再利用できる
等の特長がある。もうひとつの結合材としては、ロウ材
を用いることができる。本発明に用いるロウ材は、ロウ
付け温度が低く、流動性の高いものが良好で、台金とし
て用いられるＴｉ合金だけでなく、特にダイヤモンドと
の濡れ性に優れ、高い固着力が得られるＡｇ−Ｃｕ−Ｔ
ｉ系活性化ロウ材が最適である。他に、Ｎｉ−Ｃｒ系ロ
ウ材またはＣｏ−Ｎｉ−Ｃｒ系ロウ材も適用可能であ
る。ロウ材により超砥粒を固着するには、ペースト状の
ロウ材を用いるのが適当である。ここで、ペースト状ロ
ウ材は、一般にロウ材の粉末をバインダーで練ったもの
であり、適度の粘性を有するので作業がしやすい。実際
の作業時には、まず台金の超砥粒の固着面にペースト状
のロウ材を塗布し、その上に超砥粒をハンドセット法等
により規則的に配列させる。ロウ材が乾燥して流動しな
くなった時点で炉に入れて加熱し、ロウ材を溶融させ
る。その後炉中で冷却して超砥粒の固着が完了する。
ることを特徴とするものである。本発明のポリシングパ
ッドの修正用工具に用いることができる結合材は、超砥
粒を台金に強固に固着できる結合材であれば特に限定さ
れるものではない。ポリシングパッドの修正用工具は、
超砥粒が脱落するとポリシングパッドに残存して、被加
工物にスクラッチを発生させる原因となるため、結合材
には、より強力な砥粒保持力が要求されるため、ニッケ
ルめっきが最も好ましい。ニッケルめっきにより超砥粒
を台金に固着する方法は、（１）他の結合材に比較して
砥粒保持力が優れる、（２）超砥粒の突き出し量が大き
く、切り粉の排出がスムーズで、切れ味に優れる、
（３）砥粒密度が高いために工具の摩耗が少なく加工精
度に優れる、（４）超砥粒が摩耗して使用済みとなって
も、台金に損傷、歪みが無ければ、台金を再利用できる
等の特長がある。もうひとつの結合材としては、ロウ材
を用いることができる。本発明に用いるロウ材は、ロウ
付け温度が低く、流動性の高いものが良好で、台金とし
て用いられるＴｉ合金だけでなく、特にダイヤモンドと
の濡れ性に優れ、高い固着力が得られるＡｇ−Ｃｕ−Ｔ
ｉ系活性化ロウ材が最適である。他に、Ｎｉ−Ｃｒ系ロ
ウ材またはＣｏ−Ｎｉ−Ｃｒ系ロウ材も適用可能であ
る。ロウ材により超砥粒を固着するには、ペースト状の
ロウ材を用いるのが適当である。ここで、ペースト状ロ
ウ材は、一般にロウ材の粉末をバインダーで練ったもの
であり、適度の粘性を有するので作業がしやすい。実際
の作業時には、まず台金の超砥粒の固着面にペースト状
のロウ材を塗布し、その上に超砥粒をハンドセット法等
により規則的に配列させる。ロウ材が乾燥して流動しな
くなった時点で炉に入れて加熱し、ロウ材を溶融させ
る。その後炉中で冷却して超砥粒の固着が完了する。
【０００７】本発明のポリシングパッドの修正用工具の
台金は、円盤状の形状で、その片面または両面に超砥粒
が固着されたことを特徴とするものである。片面ポリシ
ングマシンの場合は、片側面に超砥粒を保持させれば十
分使用できる。両面ポリシングマシンの場合は、両側面
に超砥粒を保持させるのはいうまでもない。
台金は、円盤状の形状で、その片面または両面に超砥粒
が固着されたことを特徴とするものである。片面ポリシ
ングマシンの場合は、片側面に超砥粒を保持させれば十
分使用できる。両面ポリシングマシンの場合は、両側面
に超砥粒を保持させるのはいうまでもない。
【０００８】本発明のポリシングパッドの修正用工具
は、アルミハードディスク、ガラスハードディスクおよ
びシリコンウエハ等のポリシングに用いられる、ポリシ
ングパッドの修正に適用されることを特徴とするもので
ある。
は、アルミハードディスク、ガラスハードディスクおよ
びシリコンウエハ等のポリシングに用いられる、ポリシ
ングパッドの修正に適用されることを特徴とするもので
ある。
【０００９】
【実施例】外径１００ｍｍ、厚み１．０ｍｍのステンレ
ス鋼製の円盤状台金を準備した。円盤状台金はラップ仕
上げにより、平面度公差は、１８μｍ（超砥粒の平均粒
径の１０％）とした。その表面に粒度＃８０（平均粒径
１８０μm ）の人造ダイヤモンド砥粒をニッケルめっき
により片面に固着した。固着したのは、Φ９５ｍｍから
Φ７５ｍｍの範囲で、かつ８等分で放射線状のダイヤモ
ンド砥粒を固着しない部分を設け、ポリシング工具の修
正用工具とした。この修正用工具を用いて、片面ポリシ
ングマシンの発泡ポリウレタン製パッドの表面を修正
し、外径Φ９０ｍｍ、厚み１．２ｍｍのシリコンウエハ
の表面を研磨した。図５はテストに用いた片面ポリシン
グマシンの構造を示す。まず修正工具Ｐだけをパッド４
に押しつけてパッド４を修正した後、修正工具Ｐを上に
引き上げ、被加工物（シリコンウエハ）３をパッド４に
押しつけて研磨を行った。以下にパッド修正条件及び研
磨条件の詳細を示す。 （パッド修正条件） ・パッド径 ：Φ３００ｍｍ ・パッド回転数 ：１００ｒ．ｐ．ｍ． ・修正工具回転数：１００ｒ．ｐ．ｍ． ・回転方向 ：パッド、修正工具とも同方向 ・修正圧力 ：４５０ｇｒ／ｃｍ２ ・修正時間 ：１５秒間 ・研削液 ：純水 （研磨条件） ・パッド回転数 ：１００ｒ．ｐ．ｍ． ・被加工物回転数：１００ｒ．ｐ．ｍ． ・回転方向 ：パッド、修正工具とも同方向 ・研磨圧力 ：３５０ｇｒ／ｃｍ２ ・研削液 ：スラリー ・研磨時間 ：３分間 （結果） ・パッドの修正速度 ：４００μm ／Ｈ ・被加工物のポリシングレイト：０．２μmで安定。 ・加工表面のうねり、縁だれもほとんど無し。
ス鋼製の円盤状台金を準備した。円盤状台金はラップ仕
上げにより、平面度公差は、１８μｍ（超砥粒の平均粒
径の１０％）とした。その表面に粒度＃８０（平均粒径
１８０μm ）の人造ダイヤモンド砥粒をニッケルめっき
により片面に固着した。固着したのは、Φ９５ｍｍから
Φ７５ｍｍの範囲で、かつ８等分で放射線状のダイヤモ
ンド砥粒を固着しない部分を設け、ポリシング工具の修
正用工具とした。この修正用工具を用いて、片面ポリシ
ングマシンの発泡ポリウレタン製パッドの表面を修正
し、外径Φ９０ｍｍ、厚み１．２ｍｍのシリコンウエハ
の表面を研磨した。図５はテストに用いた片面ポリシン
グマシンの構造を示す。まず修正工具Ｐだけをパッド４
に押しつけてパッド４を修正した後、修正工具Ｐを上に
引き上げ、被加工物（シリコンウエハ）３をパッド４に
押しつけて研磨を行った。以下にパッド修正条件及び研
磨条件の詳細を示す。 （パッド修正条件） ・パッド径 ：Φ３００ｍｍ ・パッド回転数 ：１００ｒ．ｐ．ｍ． ・修正工具回転数：１００ｒ．ｐ．ｍ． ・回転方向 ：パッド、修正工具とも同方向 ・修正圧力 ：４５０ｇｒ／ｃｍ２ ・修正時間 ：１５秒間 ・研削液 ：純水 （研磨条件） ・パッド回転数 ：１００ｒ．ｐ．ｍ． ・被加工物回転数：１００ｒ．ｐ．ｍ． ・回転方向 ：パッド、修正工具とも同方向 ・研磨圧力 ：３５０ｇｒ／ｃｍ２ ・研削液 ：スラリー ・研磨時間 ：３分間 （結果） ・パッドの修正速度 ：４００μm ／Ｈ ・被加工物のポリシングレイト：０．２μmで安定。 ・加工表面のうねり、縁だれもほとんど無し。
【００１０】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の修正用工
具を用いて、アルミハードディスク、ガラスハードディ
スクおよびシリコンウエハ等のポリシングに用いられ
る、ポリシングパッドを修正すれば、被加工物のポリシ
ングレイトが安定し、また加工表面のうねり及び縁だれ
もほとんど発生しない。
具を用いて、アルミハードディスク、ガラスハードディ
スクおよびシリコンウエハ等のポリシングに用いられ
る、ポリシングパッドを修正すれば、被加工物のポリシ
ングレイトが安定し、また加工表面のうねり及び縁だれ
もほとんど発生しない。
【図１】実施例の平面図を示す。
【図２】別の実施例の平面図を示す。
【図３】また別の実施例の平面図を示す。
【図４】実施例の断面図を示す。
【図５】片面ポリシングマシンの構造を示す。
Ｐ 修正工具
１ 超砥粒層
２ 台金
３ 被加工物
４ パッド
５ 研磨定盤
６ｄ 修正工具のマウントプレート
６ｗ 被加工物のマウントプレート
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２Ｍ
Ｆターム(参考） 3C047 AA31 EE11 FF08
3C058 AA07 AA09 AA19 CA01 CB03
DA17
3C063 AA02 AB05 BB02 BC02 BG07
CC09 CC12 EE26 FF23
Claims (5)
- 【請求項１】超砥粒が結合材により、台金表面に一層固
着された、ポリシングパッドの修正用工具であって、 上記台金の超砥粒の固着面の平面度公差が、超砥粒の平
均粒径の２０％以内であることを特徴とするポリシング
パッドの修正用工具。 - 【請求項２】上記超砥粒は、ダイヤモンド砥粒、ＣＢＮ
砥粒またはダイヤモンド砥粒とＣＢＮ砥粒の混合砥粒で
あることを特徴とする請求項１記載のポリシングパッド
の修正用工具。 - 【請求項３】上記結合材は、ニッケルめっき又はロウ材
であることを特徴とする請求項１または２記載のポリシ
ングパッドの修正用工具。 - 【請求項４】上記台金は、円盤状の形状で、その片面ま
たは両面に超砥粒が固着されたことを特徴とする請求項
１から３のいずれかに記載のポリシングパッドの修正用
工具。 - 【請求項５】アルミハードディスク、ガラスハードディ
スクおよびシリコンウエハ等のポリシングに用いられ
る、ポリシングパッドの修正に適用されることを特徴と
する請求項１から４のいずれかに記載のポリシングパッ
ドの修正用工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001230731A JP2003039322A (ja) | 2001-07-31 | 2001-07-31 | ポリシングパッドの修正用工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001230731A JP2003039322A (ja) | 2001-07-31 | 2001-07-31 | ポリシングパッドの修正用工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003039322A true JP2003039322A (ja) | 2003-02-13 |
Family
ID=19062891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001230731A Pending JP2003039322A (ja) | 2001-07-31 | 2001-07-31 | ポリシングパッドの修正用工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003039322A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7559827B2 (en) * | 2007-03-23 | 2009-07-14 | Elpida Memory, Inc. | Dresser and apparatus for chemical mechanical polishing and method of dressing polishing pad |
| KR101177619B1 (ko) * | 2010-03-08 | 2012-08-27 | 주식회사 엘지실트론 | 패드 드레싱 장치 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59166464A (ja) * | 1983-03-14 | 1984-09-19 | Hitachi Ltd | 研磨用定盤およびその製造方法 |
| JPH10193266A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-07-28 | Noritake Co Ltd | ビトリファイドボンド工具及びその製造方法 |
| JP2000094324A (ja) * | 1998-09-22 | 2000-04-04 | Asahi Diamond Industrial Co Ltd | コンディショナの製造方法 |
| WO2001026862A1 (en) * | 1999-10-12 | 2001-04-19 | Hunatech Co., Ltd. | Conditioner for polishing pad and method for manufacturing the same |
| JP2001157967A (ja) * | 1999-11-29 | 2001-06-12 | Mitsubishi Materials Corp | 単層砥石 |
-
2001
- 2001-07-31 JP JP2001230731A patent/JP2003039322A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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