JP2004017207A

JP2004017207A - Dressing tool and dressing device

Info

Publication number: JP2004017207A
Application number: JP2002175035A
Authority: JP
Inventors: Susumu Hoshino; 星野　進
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2022-06-14
Also published as: JP4348900B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To flatten a polishing surface of a polishing pad with good accuracy after dressing. <P>SOLUTION: A dressing surface of a dressing tool 1 is constituted of a circular region R1 and an annular region R2 concentrically disposed relative to the circular region R1. Diamond particles 12 are distributed on the circular region R1 with an average distribution density of D1 and distributed on the annular region R2 with an average distribution density of D2 higher than the average distribution density D1. A diameter of the circular region R1 is larger than an effective width to be used within a radius of the polishing pad. An outer diameter of the annular region R2 is approximately half of an outer diameter of the polishing pad. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイスウエハなどの被研磨物を研磨する研磨パッドの研磨面をドレッシングするためのドレッシング工具、及びこれを用いたドレッシング装置に関するものである。
【０００２】
なお、ドレッシングはコンディショニングと呼ばれる場合があるとともに、ドレッシング工具はコンディショナと呼ばれる場合もある。
【０００３】
【従来の技術】
例えば、半導体デバイスウエハ等の表面のグローバル平坦化などのための化学的機械的研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ又はＣｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ、以下ではＣＭＰと称す）を行う研磨装置において、研磨パッドが用いられている。
【０００４】
このような研磨パッドの研磨面は、研磨時間に応じて目詰まりが進行して劣化するため、定期的なドレッシングを行って良好な加工が継続されるようにメンテナンスされる。
【０００５】
このドレッシングは、基材に支持された研磨パッドの研磨面とドレッシング工具のドレッシング面とを当接させて、前記基材とドレッシング工具とを相対移動させることにより行われる。前記相対移動は、例えば、研磨パッドを支持する基材及びドレッシング工具を両方とも回転させることにより行われる。
【０００６】
従来のドレッシング工具では、ドレッシング面の全体に渡ってダイヤモンド粒子等の砥粒が一定の平均分布密度で分布されている。したがって、ドレッシング面の各部の単位面積あたりの研削能力は、全体に渡って一定である。また、従来のドレッシング面の形状は、円形又は円環とされている。
【０００７】
ドレッシング工具は、前述したように研磨パッドの目立てのために用いるものであるため、砥粒の平均分布密度が高いほど良いというわけではなく、研磨パッドの研磨面を適度に荒れさせるために、程良い平均分布密度があり、したがって、ドレッシング面の全体に渡りそのような平均分布密度で砥粒を分布させるべきある。すなわち、ドレッシング面の全体に渡り一定の平均分布密度で砥粒を分布させるべきであるというのが、従来の技術常識であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のドレッシング工具では、研磨パッドの研磨面を高い精度で平坦にすることが困難であった。研磨パッドの平坦性が低くなることにより、当該研磨パッドを用いて半導体ウエハ等を高い精度で平坦に研磨することが困難となっていた。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ドレッシング後の研磨パッドの研磨面を精度良く平坦にすることができるドレッシング工具、及びこれを用いたドレッシング装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、研究の結果、前述した技術常識に反して、ドレッシング工具のドレッシング面の砥粒の平均分布密度を、ドレッシング面の中心部の円形領域とその外側の円環領域とで異ならせることなどによって、前記円環領域の単位面積当たりの切削能力を前記円形領域の単位面積当たりの切削能力より高めておき、前記円形領域の直径や前記円環領域の外径をドレッシングしようとする研磨パッドの大きさに合わせて適宜設定しておくことにより、研磨パッドの研磨面を高い精度で平坦にすることができることを見出した。
【００１１】
本発明は、このような本発明者により見出された新たな知見に基づいてなされたものである。すなわち、前記課題を解決するため、本発明の第１の態様によるドレッシング工具は、円形の外周を有する研磨パッドの研磨面をドレッシングするためのドレッシング工具であって、第１の単位面積当たりの切削能力を持つ円形領域と、前記第１の単位面積当たりの切削能力より高い第２の単位面積あたりの切削能力を持つ、前記円形領域に対して同心状の円環領域と、から構成されたドレッシング面を備え、前記ドレッシング面の前記円形領域の直径が、前記研磨パッドの半径内の有効使用幅より大きく、前記ドレッシング面の前記円環領域の外径が、前記研磨パッドの外径の略半分であるものである。
【００１２】
本発明の第２の態様によるドレッシング工具は、円形の外周を有する研磨パッドの研磨面をドレッシングするためのドレッシング工具であって、第１の平均分布密度で砥粒が分布された円形領域と、前記第１の平均分布密度より高い第２の平均分布密度で砥粒が分布された、前記円形領域に対して同心状の円環領域と、から構成されたドレッシング面を備え、前記ドレッシング面の前記円形領域の直径が、前記研磨パッドの半径内の有効使用幅より大きく、前記ドレッシング面の前記円環領域の外径が、前記研磨パッドの外径の略半分であるものである。
【００１３】
本発明の第３の態様によるドレッシング工具は、前記第２の態様において、前記第１の平均分布密度は、前記第２の平均分布密度の１０％〜５０％であるものである。
【００１４】
本発明の第４の態様によるドレッシング装置は、前記第１乃至第３のいずれかの態様によるドレッシング工具と、該ドレッシング工具を回転させる回転機構と、を備えたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるドレッシング工具及びドレッシング装置について、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態によるドレッシング装置を示す概略構成図である。図２は、研磨パッド５のドレッシング時の、ドレッシング工具１のドレッシング面と研磨パッド５との位置関係を模式的に示す概略平面図である。図３は、ドレッシング工具１を模式的に示す概略拡大断面図である。
【００１７】
本実施の形態によるドレッシング装置は、図１に示すように、ドレッシング工具１と、ドレッシング工具１をベース２に対して回転させる回転機構３とを備え、基材４に支持されたＣＭＰ装置用の研磨パッド５の研磨面５ａをドレッシングするように構成されている。基材４及び研磨パッド５は、ＣＭＰ装置の研磨工具そのものであってもよいし、基材４が研磨工具とは別の部材であってもよい。前者の場合には、本実施の形態によるドレッシング装置は、ＣＭＰ装置のドレッシングステーション（ドレッシングゾーン）に配置される。
【００１８】
研磨パッド５の研磨面５ａは、図２に示すように、円形の外周を有している。本例では、研磨パッド５は円環状に構成され、中心部が除去されている。もっとも、本実施の形態によるドレッシング装置のドレッシング対象となる研磨パッドは、円環状の研磨パッドに限定されるものではなく、例えば、中心部が除去されていない円形状の研磨パッドであってもよい。本実施の形態では、研磨パッド５の円環状の研磨面５ａの全体が、半導体ウエハ等の被研磨物の研磨の際に有効に使用される有効使用領域となっており、研磨パッド５の半径内の有効使用幅は、外径と内径との差の半分となっている。
【００１９】
研磨パッド５及び基材４は、アクチュエータとして電動モータを用いた図示しない機構によって、図１中の矢印ａ，ｂで示すように、回転及び上下動できるようになっている。なお、基材４は、ジンバル機構（図示せず）を介して、回転軸６に機械的に連結されている。もっとも、必ずしもジンバル機構を設ける必要はない。なお、図２において、Ｏ１は研磨パッド５の中心を示しており、この中心Ｏ１を回転中心として回転するようになっている。
【００２０】
本実施の形態では、ドレッシング工具１は、図３に示すように、円板からなる基板１１と、基板１１の上面に分布された砥粒としてのダイヤモンド粒子１２と、ダイヤモンド粒子１２を基板１１に固着するニッケルめっき１３と、を有している。ドレッシング工具１の上面の中心部の円形領域Ｒ１では、ダイヤモンド粒子１２は、平均分布密度Ｄ１で分布されている。一方、ドレッシング工具１の上面の、円形領域Ｒ１に対して同心状の円環領域Ｒ２では、ダイヤモンド粒子１２は、平均分布密度Ｄ１より高い平均分布密度Ｄ２で分布されている。平均分布密度Ｄ１は、平均分布密度Ｄ２の１０％〜５０％であることが好ましい。
【００２１】
本実施の形態では、円形領域Ｒ１と円環領域Ｒ２との間において、基板１１に同心円状の溝１１ａが形成されているが、このような溝１１ａは必ずしも形成しておく必要はない。円形領域Ｒ１及び円環領域Ｒ２によって、ドレッシング工具１のドレッシング面が構成されている。図２において、Ｏ２は円形領域Ｒ１及び円環領域Ｒ２の中心を示しており、回転機構３は、この中心Ｏ２を回転中心としてドレッシング工具１を回転させるようになっている。
【００２２】
前述したように、平均分布密度Ｄ２が平均分布密度Ｄ１より高くなるように設定されているので、円環領域Ｒ２の単位面積当たりの切削能力は、円形領域Ｒ１の単位面積当たりの切削能力より高くなっている。なお、本実施の形態は、砥粒としてのダイヤモンド粒子１２を用いてドレッシング面を形成する例であるが、これに限定されるものではなく、例えば、砥粒を用いずに他の切削刃を用い、当該切削刃の分布密度を適宜設定するなどによっても、円環領域Ｒ２の単位面積当たりの切削能力を円形領域Ｒ１の単位面積当たりの切削能力より高くしておくことは、可能である。
【００２３】
なお、前述したようなドレッシング工具１は、基本的には、砥粒としてダイヤモンド粒子を用いた従来のドレッシング工具と同様の電着による方法で製造することができるが、各領域Ｒ１，Ｒ２でダイヤモンド粒子１２の平均分布密度を変えるためには、例えば、円形領域Ｒ１にダイヤモンド粒子１２を分布させる際に円環領域Ｒ２をマスク板等でマスクするとともに、円環領域Ｒ２にダイヤモンド粒子１２を分布させる際に円形領域Ｒ１をマスク板等でマスクし、両者の領域Ｒ１，Ｒ２に別々にダイヤモンド粒子１２を分布させればよい。もっとも、ドレッシング工具１の製造方法としては、種々の手法を採用し得ることは、言うまでもない。
【００２４】
図２に示すように、ドレッシング面の円形領域Ｒ１の直径は、研磨パッド５の半径内の前記有効使用幅より若干大きく設定されている。ドレッシング面の円環領域Ｒ２の外径は、研磨パッド５の外径の略半分に設定されている。
【００２５】
このドレッシング装置によれば、図１及び図２に示すように、研磨パッド５の研磨面（本実施の形態では、下面）がドレッシング工具１のドレッシング面に所定の圧力（荷重）で押し付けられた状態で、研磨パッド５及びドレッシング工具１がそれぞれ矢印ａ，ｃで示すように回転されることにより、研磨パッド５の研磨面５ａのドレッシングが行われる。
【００２６】
本実施の形態によれば、ドレッシング工具１のドレッシング面が、相対的に単位面積当たりの切削能力の低い円形領域Ｒ１と相対的に単位面積当たりの切削能力の高い円環領域Ｒ２とで構成されているので、これらの切削能力を適切に設定しておくことにより、研磨パッドの研磨面を高い精度で平坦にすることができる。
【００２７】
この効果を確認するため、本発明者は、前述した実施の形態によるドレッシング装置と同様のドレッシング装置又はこれを変形したドレッシング装置により、初期においては完全に平坦であった研磨パッド５を所定時間ドレッシングした後の、研磨パッド５の半径方向の厚さ分布を、プレストンの式に従ったシミュレーションにより得た。そのシミュレーション結果を図４及び図５に示す。
【００２８】
図４中のシミュレーション結果Ａを得たときのシミュレーション条件は、次の通りとした。すなわち、前記実施の形態において、円環状の研磨パッド５の内径を６０ｍｍ、研磨パッド５の外径を１７０ｍｍ、研磨パッド５とドレッシング工具１との間の荷重を３ｋｇ、研磨パッド５の回転速度を３９５ｒｐｍ、ドレッシング工具１の回転速度を１７５ｒｐｍ、研磨パッド５及びドレッシング工具１の回転方向を同方向、ドレッシング工具１の円形領域Ｒ１の直径を７０ｍｍ、ドレッシング工具１の円環領域Ｒ２の内径を８０ｍｍ、円環領域Ｒ２の外径を１００ｍｍ、研磨パッド５の中心Ｏ１とドレッシング工具１の中心Ｏ２との間の距離を５２．５ｍｍ、円環領域Ｒ２の平均分布密度Ｄ２を１に規格化したときの円形領域Ｒ１の平均分布密度Ｄ１を０．２５（すなわち、Ｄ１／Ｄ２＝０．２５）とした。
【００２９】
図４中のシミュレーション結果Ｂを得たときのシミュレーション条件は、Ｄ１／Ｄ２＝０．５とし、他の条件をシミュレーション結果Ａの場合の条件と同一とした。図４中のシミュレーション結果Ｃを得たときのシミュレーション条件は、Ｄ１／Ｄ２＝０．７５とし、他の条件をシミュレーション結果Ａの場合の条件と同一とした。図４中のシミュレーション結果Ｄを得たときのシミュレーション条件は、Ｄ１／Ｄ２＝１とし、他の条件をシミュレーション結果Ａの場合の条件と同一とした。
【００３０】
シミュレーション結果Ａ，Ｂ，Ｃが本発明の各実施例のシミュレーション結果Ａであるのに対し、シミュレーション結果Ｄは比較例のシミュレーション結果である。
【００３１】
図５中のシミュレーション結果Ｅを得たときのシミュレーション条件は、ドレッシング工具１のドレッシング面を円形領域Ｒ１を取り除いて円環領域Ｒ２のみで構成し、円環領域Ｒ２の内径を８０ｍｍ、円環領域Ｒ２の外径を１００ｍｍとし、他の条件をシミュレーション結果Ａの場合の条件と同一とした。
【００３２】
図５中のシミュレーション結果Ｆを得たときのシミュレーション条件は、ドレッシング工具１のドレッシング面を円環領域Ｒ２を取り除いて円形領域Ｒ１のみで構成し、円形領域Ｒ１直径を７０ｍｍとし、他の条件をシミュレーション結果Ａの場合の条件と同一とした。
【００３３】
シミュレーション結果Ｅ，Ｆは、それぞれ従来技術に相当するドレッシング装置例のシミュレーション結果である。なお、図５中のＧは、研磨パッド５のドレッシング前の初期の厚さ分布を示す。
【００３４】
図４に示すシミュレーション結果Ａ〜Ｄから、Ｄ１＜Ｄ２とすることにより、Ｄ１＝Ｄ２とする場合に比べて、ドレッシング後の研磨パッド５の厚さを平坦にすることができることがわかる。特に、図４に示すシミュレーションの例では、シミュレーション結果Ａのように、Ｄ１／Ｄ２＝０．２５とすると、研磨パッド５はほぼ完全に平坦になる。
【００３５】
ドレッシング工具１のドレッシング面を円環領域Ｒ２のみで構成した場合には、図５中のシミュレーション結果Ｅのように、上に凸の厚み分布が得られる。一方、ドレッシング工具１のドレッシング面を円形領域Ｒ１のみで構成した場合には、図５中のシミュレーション結果Ｆのように、下に凸の厚み分布が得られる。本発明の実施例のシミュレーション結果Ａ〜Ｃでは、円環領域Ｒ２による上に凸の厚み分布となる傾向と円形領域Ｒ１による下に凸の厚み分布となる傾向とが、合成された厚み分布特性が得られ、その両者の寄与の度合いがＤ１／Ｄ２により決定されているものと考えられる。図４に示すシミュレーションの例では、Ｄ１／Ｄ２＝０．２５の場合に、両者の傾向が互いにほぼ完全に相殺されることにより、ほぼ完全に平坦な厚さ分布が得られるものと考えられる。
【００３６】
以上は、シミュレーションによる理論計算に基づくものであるため、現実の結果に、シミュレーション結果から多少ずれる。しかしながら、本発明者が実際に実験をしたところ、条件の数値は必要に応じて適宜変更する必要があったものの、シミュレーションの場合と同様の傾向を示す実験結果が得られた。実際の条件は、研磨パッド５がドレッシング後に最も平坦になるように、例えば、Ｄ１／Ｄ２などを適宜定めればよい。なお、平均分布密度Ｄ１，Ｄ２の値自体は、このような比を満たし、かつ、ドレッシング後に研磨パッド５の研磨面が所望の程度に荒れるように、ダイヤモンド粒子１２の粒径等を考慮して適宜定めればよい。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ドレッシング後の研磨パッドの研磨面を精度良く平坦にすることができるドレッシング工具、及びこれを用いたドレッシング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるドレッシング装置を示す概略構成図である。
【図２】図１に示すドレッシング装置による研磨パッドのドレッシング時の、ドレッシング工具のドレッシング面と研磨パッドとの位置関係を模式的に示す概略平面図である。
【図３】図３は、図１に示すドレッシング装置で用いられているドレッシング工具を模式的に示す概略拡大断面図である。
【図４】ドレッシング後の研磨パッドの厚さ分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図５】ドレッシング後の研磨パッドの厚さ分布の他のシミュレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
１　ドレッシング工具
３　回転機構
５　研磨パッド
５ａ　研磨面
１１　基板
１２　ダイヤモンド粒子（砥粒）
１３　ニッケルめっき
Ｒ１　円形領域
Ｒ２　円環領域[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a dressing tool for dressing a polishing surface of a polishing pad for polishing an object to be polished such as a semiconductor device wafer, and a dressing apparatus using the same.
[0002]
Note that dressing is sometimes referred to as conditioning, and dressing tools are sometimes referred to as conditioners.
[0003]
[Prior art]
For example, a polishing pad is used in a polishing apparatus that performs chemical mechanical polishing (Chemical Mechanical Polishing or Chemical Mechanical Planarization, hereinafter referred to as CMP) for global flattening of the surface of a semiconductor device wafer or the like.
[0004]
Since the polishing surface of such a polishing pad is deteriorated due to progress of clogging according to the polishing time, maintenance is performed by performing regular dressing so that good processing is continued.
[0005]
The dressing is performed by bringing the polishing surface of the polishing pad supported by the base material into contact with the dressing surface of the dressing tool, and relatively moving the base material and the dressing tool. The relative movement is performed, for example, by rotating both the substrate supporting the polishing pad and the dressing tool.
[0006]
In a conventional dressing tool, abrasive grains such as diamond particles are distributed at a constant average distribution density over the entire dressing surface. Therefore, the grinding ability per unit area of each part of the dressing surface is constant throughout. Further, the shape of the conventional dressing surface is a circle or a ring.
[0007]
Since the dressing tool is used for dressing the polishing pad as described above, the higher the average distribution density of the abrasive grains, the better.It is not so good that the polishing surface of the polishing pad is appropriately roughened. There should be a good average distribution density and therefore the abrasive should be distributed at such average distribution density over the entire dressing surface. That is, it has been common general knowledge in the prior art that abrasive grains should be distributed at a constant average distribution density over the entire dressing surface.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional dressing tool, it is difficult to flatten the polishing surface of the polishing pad with high accuracy. As the flatness of the polishing pad is reduced, it has been difficult to flatly polish a semiconductor wafer or the like with high accuracy using the polishing pad.
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a dressing tool that can accurately flatten a polishing surface of a polishing pad after dressing, and a dressing apparatus using the same. I do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor, as a result of research, contrary to the above-mentioned technical common sense, makes the average distribution density of the abrasive grains on the dressing surface of the dressing tool different between the circular region at the center of the dressing surface and the annular region outside the center. By doing so, the cutting ability per unit area of the annular area is set higher than the cutting ability per unit area of the circular area, and the polishing to dress the diameter of the circular area and the outer diameter of the annular area is performed. It has been found that the polishing surface of the polishing pad can be flattened with high precision by appropriately setting the size according to the size of the pad.
[0011]
The present invention has been made based on such new findings found by the present inventors. That is, in order to solve the above-mentioned problem, a dressing tool according to a first aspect of the present invention is a dressing tool for dressing a polishing surface of a polishing pad having a circular outer periphery. Dressing, comprising: a circular region having a capacity and a toroidal region concentric with the circular region having a cutting capability per unit area higher than the cutting capability per unit area. A diameter of the circular area of the dressing surface is larger than an effective use width within a radius of the polishing pad, and an outer diameter of the annular area of the dressing surface is substantially half of an outer diameter of the polishing pad. It is what is.
[0012]
A dressing tool according to a second aspect of the present invention is a dressing tool for dressing a polishing surface of a polishing pad having a circular outer periphery, and a circular area where abrasive grains are distributed at a first average distribution density. An abrasive region distributed at a second average distribution density higher than the first average distribution density, an annular region concentric with the circular region, comprising a dressing surface; The diameter of the circular area is larger than the effective use width within the radius of the polishing pad, and the outer diameter of the annular area of the dressing surface is substantially half the outer diameter of the polishing pad.
[0013]
In a dressing tool according to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the first average distribution density is 10% to 50% of the second average distribution density.
[0014]
A dressing device according to a fourth aspect of the present invention includes the dressing tool according to any one of the first to third aspects, and a rotating mechanism that rotates the dressing tool.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a dressing tool and a dressing device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a dressing device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic plan view schematically showing the positional relationship between the dressing surface of the dressing tool 1 and the polishing pad 5 when dressing the polishing pad 5. FIG. 3 is a schematic enlarged sectional view schematically showing the dressing tool 1.
[0017]
The dressing apparatus according to the present embodiment includes a dressing tool 1 and a rotation mechanism 3 that rotates the dressing tool 1 with respect to a base 2 as shown in FIG. The polishing pad 5 is configured to dress the polishing surface 5a. The substrate 4 and the polishing pad 5 may be the polishing tool itself of the CMP apparatus, or the substrate 4 may be a member different from the polishing tool. In the former case, the dressing apparatus according to the present embodiment is arranged in a dressing station (dressing zone) of the CMP apparatus.
[0018]
The polishing surface 5a of the polishing pad 5 has a circular outer periphery as shown in FIG. In this example, the polishing pad 5 is formed in an annular shape, and the central portion is removed. However, the polishing pad to be dressed by the dressing apparatus according to the present embodiment is not limited to the annular polishing pad, and may be, for example, a circular polishing pad in which the central portion is not removed. . In the present embodiment, the whole of the annular polishing surface 5a of the polishing pad 5 is an effective use area that is effectively used when polishing an object to be polished such as a semiconductor wafer. The effective use width of the inside is half of the difference between the outer diameter and the inner diameter.
[0019]
The polishing pad 5 and the substrate 4 can be rotated and moved up and down as shown by arrows a and b in FIG. 1 by a mechanism (not shown) using an electric motor as an actuator. The substrate 4 is mechanically connected to the rotating shaft 6 via a gimbal mechanism (not shown). However, it is not always necessary to provide a gimbal mechanism. In FIG. 2, O1 indicates the center of the polishing pad 5, and the polishing pad 5 rotates about the center O1.
[0020]
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the dressing tool 1 includes a substrate 11 formed of a disc, diamond particles 12 serving as abrasive grains distributed on the upper surface of the substrate 11, and a diamond particle 12 formed on the substrate 11. And nickel plating 13 to be fixed. In a circular region R1 at the center of the upper surface of the dressing tool 1, the diamond particles 12 are distributed at an average distribution density D1. On the other hand, in the annular region R2 concentric with the circular region R1 on the upper surface of the dressing tool 1, the diamond particles 12 are distributed at an average distribution density D2 higher than the average distribution density D1. The average distribution density D1 is preferably 10% to 50% of the average distribution density D2.
[0021]
In the present embodiment, a concentric groove 11a is formed in the substrate 11 between the circular region R1 and the annular region R2, but such a groove 11a is not necessarily formed. The dressing surface of the dressing tool 1 is constituted by the circular region R1 and the annular region R2. In FIG. 2, O2 indicates the center of the circular region R1 and the annular region R2, and the rotation mechanism 3 rotates the dressing tool 1 around the center O2 as a rotation center.
[0022]
As described above, since the average distribution density D2 is set to be higher than the average distribution density D1, the cutting ability per unit area of the annular region R2 is higher than the cutting ability per unit area of the circular region R1. Has become. Although the present embodiment is an example in which the dressing surface is formed using diamond particles 12 as abrasive grains, the present invention is not limited to this. For example, another cutting blade may be used without using abrasive grains. It is also possible to make the cutting ability per unit area of the annular region R2 higher than the cutting ability per unit area of the circular region R1 by appropriately setting the distribution density of the cutting blades.
[0023]
The dressing tool 1 as described above can be basically manufactured by the same electrodeposition method as a conventional dressing tool using diamond particles as abrasive grains. In order to change the average distribution density of the particles 12, for example, when distributing the diamond particles 12 in the circular region R1, the annular region R2 is masked with a mask plate or the like, and the diamond particles 12 are distributed in the annular region R2. At this time, the circular region R1 may be masked with a mask plate or the like, and the diamond particles 12 may be separately distributed in both regions R1 and R2. However, it goes without saying that various methods can be adopted as a method of manufacturing the dressing tool 1.
[0024]
As shown in FIG. 2, the diameter of the circular region R <b> 1 of the dressing surface is set slightly larger than the effective use width within the radius of the polishing pad 5. The outer diameter of the annular region R2 on the dressing surface is set to approximately half the outer diameter of the polishing pad 5.
[0025]
According to this dressing device, as shown in FIGS. 1 and 2, the polishing surface (the lower surface in the present embodiment) of the polishing pad 5 was pressed against the dressing surface of the dressing tool 1 with a predetermined pressure (load). In this state, the polishing pad 5 and the dressing tool 1 are rotated as indicated by arrows a and c, respectively, so that the polishing surface 5a of the polishing pad 5 is dressed.
[0026]
According to the present embodiment, the dressing surface of the dressing tool 1 is composed of the circular region R1 having a relatively low cutting ability per unit area and the annular region R2 having a relatively high cutting ability per unit area. Therefore, by appropriately setting these cutting capabilities, the polishing surface of the polishing pad can be flattened with high accuracy.
[0027]
In order to confirm this effect, the present inventor dressed the polishing pad 5 which was initially completely flat for a predetermined time by using a dressing device similar to the dressing device according to the above-described embodiment or a modified dressing device. After the polishing, the thickness distribution in the radial direction of the polishing pad 5 was obtained by a simulation according to Preston's equation. The simulation results are shown in FIGS.
[0028]
The simulation conditions when the simulation result A in FIG. 4 was obtained were as follows. That is, in the above embodiment, the inner diameter of the annular polishing pad 5 is 60 mm, the outer diameter of the polishing pad 5 is 170 mm, the load between the polishing pad 5 and the dressing tool 1 is 3 kg, and the rotation speed of the polishing pad 5 is 395 rpm, the rotation speed of the dressing tool 1 is 175 rpm, the rotation directions of the polishing pad 5 and the dressing tool 1 are the same, the diameter of the circular region R1 of the dressing tool 1 is 70 mm, the inner diameter of the annular region R2 of the dressing tool 1 is 80 mm, When the outer diameter of the annular region R2 is 100 mm, the distance between the center O1 of the polishing pad 5 and the center O2 of the dressing tool 1 is 52.5 mm, and the average distribution density D2 of the annular region R2 is normalized to 1. The average distribution density D1 of the circular region R1 was set to 0.25 (that is, D1 / D2 = 0.25).
[0029]
The simulation conditions when the simulation result B in FIG. 4 was obtained were D1 / D2 = 0.5, and the other conditions were the same as those for the simulation result A. The simulation conditions when the simulation result C in FIG. 4 was obtained were D1 / D2 = 0.75, and the other conditions were the same as those for the simulation result A. The simulation conditions when the simulation result D in FIG. 4 was obtained were D1 / D2 = 1, and the other conditions were the same as those for the simulation result A.
[0030]
The simulation results A, B, and C are the simulation results A of the respective examples of the present invention, while the simulation result D is the simulation result of the comparative example.
[0031]
The simulation conditions when the simulation result E in FIG. 5 is obtained are as follows: the dressing surface of the dressing tool 1 is constituted only by the circular region R2 by removing the circular region R1, the inner diameter of the circular region R2 is 80 mm, and the circular region is formed. The outer diameter of R2 was set to 100 mm, and the other conditions were the same as those for the simulation result A.
[0032]
The simulation conditions when the simulation result F in FIG. 5 is obtained are as follows. The dressing surface of the dressing tool 1 is constituted by only the circular region R1 by removing the annular region R2, and the diameter of the circular region R1 is 70 mm. The conditions were the same as those for the simulation result A.
[0033]
Simulation results E and F are simulation results of a dressing device example corresponding to the related art, respectively. G in FIG. 5 indicates an initial thickness distribution of the polishing pad 5 before dressing.
[0034]
From the simulation results A to D shown in FIG. 4, it can be seen that the thickness of the polishing pad 5 after dressing can be made flatter by setting D1 <D2 than in the case of D1 = D2. In particular, in the example of the simulation shown in FIG. 4, when D1 / D2 = 0.25 as in the simulation result A, the polishing pad 5 becomes almost completely flat.
[0035]
When the dressing surface of the dressing tool 1 is composed of only the annular region R2, an upwardly convex thickness distribution is obtained as shown in the simulation result E in FIG. On the other hand, when the dressing surface of the dressing tool 1 is composed of only the circular region R1, a downwardly convex thickness distribution is obtained as in the simulation result F in FIG. According to the simulation results A to C of the embodiment of the present invention, the tendency of the annular region R2 to have the upward convex thickness distribution and the tendency of the circular region R1 to have the downward convex thickness distribution indicate the combined thickness distribution characteristics. Is obtained, and it is considered that the degree of contribution of both is determined by D1 / D2. In the example of the simulation shown in FIG. 4, it is considered that when D1 / D2 = 0.25, the two tendencies almost completely cancel each other, so that an almost completely flat thickness distribution is obtained.
[0036]
The above is based on the theoretical calculation by simulation, and therefore, the actual result slightly deviates from the simulation result. However, when the present inventor actually conducted an experiment, although the numerical values of the conditions had to be appropriately changed as necessary, experimental results showing the same tendency as in the simulation were obtained. For example, D1 / D2 or the like may be appropriately determined so that the polishing pad 5 becomes the flattest after dressing. The values of the average distribution densities D1 and D2 satisfy the above ratios, and the diameter of the diamond particles 12 is taken into consideration so that the polishing surface of the polishing pad 5 is roughened to a desired degree after dressing. It may be determined appropriately.
[0037]
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this embodiment.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a dressing tool capable of accurately flattening a polishing surface of a polishing pad after dressing, and a dressing apparatus using the same.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a dressing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view schematically showing a positional relationship between a dressing surface of a dressing tool and the polishing pad when dressing the polishing pad by the dressing apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic enlarged cross-sectional view schematically showing a dressing tool used in the dressing device shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a simulation result of a thickness distribution of a polishing pad after dressing.
FIG. 5 is a diagram showing another simulation result of the thickness distribution of the polishing pad after dressing.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 dressing tool 3 rotating mechanism 5 polishing pad 5a polishing surface 11 substrate 12 diamond particles (abrasive particles)
13 Nickel plating R1 Circular area R2 Ring area

Claims

円形の外周を有する研磨パッドの研磨面をドレッシングするためのドレッシング工具であって、
第１の単位面積当たりの切削能力を持つ円形領域と、前記第１の単位面積当たりの切削能力より高い第２の単位面積あたりの切削能力を持つ、前記円形領域に対して同心状の円環領域と、から構成されたドレッシング面を備え、
前記ドレッシング面の前記円形領域の直径が、前記研磨パッドの半径内の有効使用幅より大きく、
前記ドレッシング面の前記円環領域の外径が、前記研磨パッドの外径の略半分である、ことを特徴とするドレッシング工具。A dressing tool for dressing a polishing surface of a polishing pad having a circular outer periphery,
A circular region having a cutting power per unit area and a circular ring concentric with the circular region having a second higher cutting power per unit area. And a dressing surface composed of an area and
The diameter of the circular area of the dressing surface is larger than the effective use width within the radius of the polishing pad,
A dressing tool, wherein an outer diameter of the annular region of the dressing surface is substantially half of an outer diameter of the polishing pad.

円形の外周を有する研磨パッドの研磨面をドレッシングするためのドレッシング工具であって、
第１の平均分布密度で砥粒が分布された円形領域と、前記第１の平均分布密度より高い第２の平均分布密度で砥粒が分布された、前記円形領域に対して同心状の円環領域と、から構成されたドレッシング面を備え、
前記ドレッシング面の前記円形領域の直径が、前記研磨パッドの半径内の有効使用幅より大きく、
前記ドレッシング面の前記円環領域の外径が、前記研磨パッドの外径の略半分である、ことを特徴とするドレッシング工具。A dressing tool for dressing a polishing surface of a polishing pad having a circular outer periphery,
A circular region where abrasive grains are distributed at a first average distribution density, and a circle concentric with the circular region where abrasive particles are distributed at a second average distribution density higher than the first average distribution density An annular region, and a dressing surface composed of
The diameter of the circular area of the dressing surface is larger than the effective use width within the radius of the polishing pad,
A dressing tool, wherein an outer diameter of the annular region of the dressing surface is substantially half of an outer diameter of the polishing pad.

前記第１の平均分布密度は、前記第２の平均分布密度の１０％〜５０％であることを特徴とする請求項２記載のドレッシング工具。The dressing tool according to claim 2, wherein the first average distribution density is 10% to 50% of the second average distribution density.

請求項１乃至３のいずれかに記載のドレッシング工具と、該ドレッシング工具を回転させる回転機構と、を備えたことを特徴とするドレッシング装置。A dressing apparatus comprising: the dressing tool according to claim 1; and a rotation mechanism that rotates the dressing tool.