JP3744877B2

JP3744877B2 - Dresser for CMP processing

Info

Publication number: JP3744877B2
Application number: JP2002112506A
Authority: JP
Inventors: 直樹峠; 靖章井上
Original assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Super Abrasive Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Super Abrasive Co Ltd
Priority date: 2002-04-15
Filing date: 2002-04-15
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2022-04-15
Also published as: JP2003305644A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ＬＳＩデバイスの平坦化に用いられるポリッシャのドレッシングに好適なＣＭＰ加工用ドレッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品や光学部品の超精密、高品位仕上げのために行われるポリッシングは、ポリッシャの研磨布上に軟質砥粒を散布して被加工物を押し付けることにより実施され、軟質砥粒と被加工物間の化学的、機械的作用により材料除去が行われる。最近ではＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ＆ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ）と称される技術が注目を浴びている。このＣＭＰ加工装置としては、たとえば特開平７−２９７１９５号公報や特開平９−１１１１１７号公報に記載の装置がある。
【０００３】
このようなＣＭＰ加工装置により半導体ウエハをポリッシングする場合、ポリッシャとしては一定の弾性率、繊維形状、形状パターンを持ったポリウレタン製の研磨布が使用される。ポリッシングは機械加工としては最終工程であり、平面度１μｍ前後、面粗度Ｒ_Ｚ１０Åレベルが達成されなければならない。
【０００４】
このようなポリッシング工程において、安定した加工性能を維持するためには研磨布表面の定期的修正が必要であり、ドレッサを使用してＣＭＰ加工と同時に、または定期的に研磨布表面の劣化層を除去するとともに、適正な面状態を得るようにしている。このドレッサとしては、ダイヤモンド砥粒などを母材に固着したドレッサが使用されている。
【０００５】
このドレッサの台金への砥粒の固着方法には、ろう付けによる固着、電着による固着、無機質結合材による固着があり、それぞれ長所と短所を有している。ここで、ドレッサの削れレートの面からみると、電着による固着および無機質結合材による固着の場合は、砥粒の突き出し量が小さく、ろう付けによる固着の場合に比して削れレートに劣るので、削れレートを重視する場合はろう付けにより砥粒を固着したドレッサが有利である。
【０００６】
図５の（ａ）は従来のドレッサの一例としてホイールタイプのドレッサを示す断面図であり、円盤状の台金４１の側面の外周部４１ａを一段高く盛り上げ、この外周部４１ａにダイヤモンド砥粒などを固着させた砥粒層４２を形成したドレッサ４０である。このドレッサ４０を同図（ｂ）に示すように保持具４３で保持し、ＣＭＰ加工装置のポリッシャ４４表面の研磨布４５に押し付けてドレッシングを行う。
【０００７】
このようなドレッサ４０では、砥粒層４２の上面は平坦に形成されていたので、ドレッサ４０の押圧による研磨布４５の変形により、砥粒層４２の最外周部は研磨布４５と線接触の状態となり、最外周部のみが早く摩耗してしまうという問題があった。この問題に対し、砥粒層の断面形状を凸型の円弧状曲面や山型としたドレッサが提案されている。
【０００８】
図６は特開平１１−３００６００号公報で提案されているドレッサであり、円盤状の台金５１の側面の外周部５１ａを上面が円弧状曲面５１ｂになるように盛り上げ、この円弧状曲面５１ｂの上に砥粒層５２を形成したものである。このような円弧状曲面５１ｂを形成したことにより、砥粒層５２の研磨布との接触が面接触となり、ドレッサの長寿命化をはかることができる、とされている。
【０００９】
図７は特開平１０−２７７９１９号公報で提案されているドレッサであり、円盤状の台金６１の側面の外周部６１ａに、上面の外周側６１ｂおよび内周側６１ｃが傾斜面で中間部６１ｄが平坦面になるように砥粒層６２を形成したものである。このような山型の砥粒層６２としたことにより、縁部の砥粒の脱落を防止することができ、また研磨布を傷つけるおそれがない、とされている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公開公報に記載のドレッサは、ドレッシング時にドレッサを研磨布に押し付けたときに、その押圧力で研磨布が弾性により沈んだ状態で変形することを利用して、砥粒層の断面形状を凸型の円弧状曲面や山型とし、砥粒層が研磨布と面接触となるようにしたものであるが、砥粒の固着が電着法によることとあわせて、ドレッシング時にチップポケットが形成されにくく、このため切粉の排出が不充分で、ウエハをポリッシュするためのスラリーが砥粒間で凝集し、その結果、ＣＭＰ加工中の半導体ウエハの表面にマイクロスクラッチが発生するという問題がある。また上記のドレッサは、電着法により砥粒を固着させたドレッサであるので、砥粒の突き出し量が小さく、ろう付けによる固着の場合に比して削れレートに劣る。ここでドレッサの削れレートが良いとは、ドレッサで研磨布をドレッシングするときの削れレートの高いことを指す。
【００１１】
本発明において解決すべき課題は、ＣＭＰ加工による半導体ウエハなどの表面仕上げに用いる研磨布をドレッシングするためのドレッサにおいて、従来のドレッサと同等以上の削れレートと加工精度を維持したうえで、砥粒の保持力と切粉の排出性を向上させることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のＣＭＰ加工用ドレッサは、円盤状台金の側面の外周部に同心円状に複数列の凸条を形成し、前記複数列の凸条のうち外周側の凸条の高さを中間部の凸条の高さより低く形成し、これらの凸条の上面に一層の砥粒をろう付けにより固着したことを特徴とする。
【００１３】
同心円状に形成した複数列の凸条の上面に砥粒をろう付けにより固着して砥粒層とすることにより、高い削れレートが確保されるとともに、凸条と凸条の間が同心円状の溝となり、この溝がスラリーの排出路となってスラリーが溝内で凝集することなく円滑に流れ、ＣＭＰ加工中の半導体ウエハの表面にマイクロスクラッチが発生するという問題も解消される。また、外周側の凸条の高さを中間部の凸条の高さより低く形成することで、最も負荷を受けやすい外周側の砥粒への集中的な接触圧力による摩耗と脱落が抑制され、ドレッサの寿命が向上する。
【００１４】
ここで、前記複数列の凸条のうち外周側の凸条の高さを中間部の凸条の高さより低く形成するとともに内周側の凸条の高さを中間部の凸条の高さより低く形成することができる。また、前記複数列の凸条の高さを外周側から内周側に向けて順次高くなるように形成することもできる。前者の場合は、凸条上面の砥粒が研磨布の弾性変形に沿って研磨布に接触するため、作用砥粒数が増大し、高い削れレートと寿命が得られる。また後者の場合は、段階的に高くなる凸条上面の砥粒が研磨布に段階的に切り込むため、研磨布の削れレートが高くなる。
【００１５】
さらに、前記凸条の上面に固着させる砥粒のエッジ部の向きを各凸条ごとに変えて砥粒を各凸条の上面に固着することにより、ドレッサ全体として研磨布の研削性能に優れ、半導体ウエハの加工品位を向上させるドレッサとすることができる。たとえば、最も研磨に作用する最外周側の凸条の砥粒は、砥粒のエッジ部が真上を向く姿勢にして凸条上面に固着し、内周側にいくにつれ砥粒の傾斜を抑え、最内周側の凸条の砥粒は、砥粒の平坦面が上方向となる姿勢にして凸条上面に固着することで、ドレッサ全体として削れレートおよび研磨布の加工面品位に優れ、半導体ウエハの加工品位を向上させるドレッサとなる。
【００１６】
このような砥粒の向きは、各凸条の上面を傾斜させ、砥粒を特定の姿勢にして固着させることによって調整することができる。凸条の上面の傾斜は、外周側の凸条の上面を台金外周に向けて下向きに傾斜させた傾斜面とし、内周側の凸条の上面を台金内周に向けて下向きに傾斜させた傾斜面とし、中間部の凸条の上面を台金の側面とほぼ平行な面とするか、あるいは、外周側の凸条の上面を台金外周に向けて下向きに傾斜させた傾斜面とし、中間部から内周側にいくにしたがって凸条の上面の傾斜を緩くし内周側の凸条の上面を台金の側面とほぼ平行な面とすることによって、砥粒の向きを調整することができる。
【００１７】
たとえば最外周側の凸条の上面を外周に向かって下向きとなる傾斜面とし、ダイヤモンド砥粒の六・八面体や切頭八面体の（１１１）面または（１００）面を凸条の上面に密着させる姿勢で固着させると、砥粒のエッジ部が真上を向く姿勢をとる。
【００１８】
また本発明のＣＭＰ加工用ドレッサにおいて、前記複数列の凸条の高さを台金円周方向に順次変化させた構成とすることができる。たとえば、凸条の高さを台金円周方向に波形状の高低に形成することにより、高さの高い凸条の砥粒から段階的に次の高さの凸条の砥粒が順次作用し、高い削れレートが得られる。
【００１９】
さらに、台金外周部に同心円状に複数列形成した凸条に対して台金半径方向の溝を複数箇所に形成することができる。このような溝を形成した場合は、凸条は半径方向の溝により分断されるので、結果として凸条は、台金外周部に同心円状でかつ放射状に形成された多数個の凸状体となる。この場合は、半径方向の溝を形成しない場合よりもスラリーの排出がさらに良好になる。
【００２０】
本発明のドレッサの製造は、円盤状台金の外周部の凸条または凸状体の形成工程以外は、従来公知のドレッサの製造工程に準じて製造することができる。前記凸条および凸状体は、盛り上げた台金の外周部に放電加工や旋削、研磨加工により円周方向および半径方向の溝を加工することにより形成することができ、これらの凸条または凸状体の上面に一層の砥粒をろう付けにより固着する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態におけるドレッサの台金の正面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００２２】
本実施形態におけるドレッサの台金１０は、円盤状の台金本体１１の側面の外周部１２を一段高く盛り上げ、この外周部１２に同心円状に５列の凸条１３ａ〜１３ｅを形成している。この凸条１３ａ〜１３ｅの高さは、外周部１２の外周側（凸条１３ａ側）と内周側（凸条１３ｅ側）が低く、中間部（凸条１３ｃ）が高い山型状に形成している。これらの凸条１３ａ〜１３ｅの上面に、後述するようにダイヤモンド砥粒がろう付けにより固着される。なお図１において符号１５は、外周部１２に形成したスリットである。
【００２３】
台金１０はステンレス鋼製であり、各部の寸法は、外径１００ｍｍ、台金本体部１１の厚さ５ｍｍ、外周部１２の幅１２ｍｍ、外周部１２の平均厚さ約７ｍｍ、凸条１３ａ〜１３ｅの幅２ｍｍ、凸条１３ａ〜１３ｅの平均高さ約１．５ｍｍで、各凸条の高さの差は２０μｍである。
【００２４】
図３は台金外周部の形状と砥粒の固着状態を示す図である。同図の（ａ）は凸条１３ａ〜１３ｅの上面を平坦面とした例であり、（ｂ）と（ｃ）は凸条１３ａ〜１３ｅの上面を傾斜面とした例である。
【００２５】
同図の（ａ）においては、台金本体１１の側面の外周部１２を一段高く盛り上げ、この外周部１２に同心円状に５列の凸条１３ａ〜１３ｅを形成している。この凸条１３ａ〜１３ｅの高さは、外周部１２の外周側（凸条１３ａ側）と内周側（凸条１３ｅ側）が低く、中間部（凸条１３ｃ）が高い山型状になるよう形成している。各凸条１３ａ〜１３ｅの上面は平坦な面であり、これらの平坦面にダイヤモンド砥粒１４ａ〜１４ｅを格子状に一定間隔に複数個配置し、ろう付けにより固着している。この例では、各凸条１３ａ〜１３ｅにおける砥粒１４ａ〜１４ｅの姿勢は同じであり、各砥粒１４ａ〜１４ｅの切れ味および摩耗の程度はほぼ同じ程度となる。
【００２６】
同図の（ｂ）においては、最も研磨に作用する最外周側の凸条１３ａの砥粒１４ａは、砥粒１４ａのエッジ部が上を向く姿勢にして凸条１３ａ上面に固着し、内周側にいくにつれ砥粒の傾斜を抑え、最内周側の凸条１３ｅの砥粒１４ｅは、砥粒１４ｅの平坦面が上方向となる姿勢にして凸条１３ｅ上面に固着することで、ドレッサ全体として研削性能に優れたドレッサとしている。このような砥粒の姿勢となるように、最外周側の凸条１３ａの上面は外周側に向かって大きく傾斜し、内周側に向かうにつれ凸条上面の傾斜を緩くし、最内周側の凸条１３ｅの上面は傾斜のない平坦面としている。
【００２７】
同図の（ｃ）においては、凸条１３ａ〜１３ｅの高さは、外周側と内周側が低く中間部が高い山型状に形成し、外周側の凸条の上面は外周側に向かって下向きに傾斜し、内周側の凸条の上面は内周側に向かって下向きに傾斜した面としている。この例では、各凸条１３ａ〜１３ｅにおける砥粒１４ａ〜１４ｅの姿勢は異なり、傾斜の大きい面上の砥粒は砥粒の傾きによってエッジ部が上方となる姿勢となり、削れレートに優れたドレッサとなる。
【００２８】
図４は本発明の他の実施形態におけるドレッサの部分拡大図である。同図の（ａ）は台金外周部の凸条と溝の形成状態を示し、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線端面図である。
【００２９】
本実施形態のドレッサは、台金本体１１の外周部を台金半径方向には図３（ｂ）の断面形状に、台金円周方向には図４（ｂ）の断面形状に形成し、半径方向の溝１８と円周方向の溝１９を加工することによって、台金外周部に同心円状でかつ放射状に形成された多数個の凸状体１６を形成し、各凸状体１６の上面にダイヤモンド砥粒１７を固着したものである。凸状体１６の高さを台金円周方向に波形状の高低に形成したことにより、削れレートがさらに向上し、溝１８，１９を形成したことによりスラリーの排出がさらに良好になる。
【００３０】
〔試験例〕
図１に示す平面形状で図３（ｂ）に示す外周部断面形状の台金の各凸条上面にダイヤモンド砥粒を固着したドレッサ（発明品１）と、発明品１の各凸条の台金円周方向に図４（ｂ）に示す波形状の高低を形成したドレッサ（発明品２）と、台金円周方向に図４（ｂ）に示す波形状の高低を形成し、台金半径方向には図３（ｂ）に示す高低とした各凸状体を形成したドレッサ（発明品３）と、外周部断面形状を特開平１０−２７７９１９号公報に記載の形状（図７参照）としたドレッサ（従来品１）と、外周部断面形状を特開平１１−３００６００号公報に記載の形状（図６参照）としたドレッサ（従来品２）を用いてドレッシング試験を行った。試験条件は以下の通りである。
ドレッサ仕様：台金寸法 φ１００×１２Ｗ、砥粒粒度＃１００／１２０、ろう材Ｎｉ−Ｃｒ−Ｃｏ
使用機械：タクマ機
研磨パッド：発泡ポリウレタン外径３００ｍｍ
ドレッサ回転速度：２０ｍｉｎ^−１
テーブル回転速度：３０ｍｉｎ^−１
加工圧：５０Ｎ
加工時間：２０時間
【００３１】
試験結果を表１に示す。
【表１】

【００３２】
表１において、表中の各特性値は従来品１の測定値を１００としたときの指数で表している。ここで、削れレートはドレッシング時の１時間あたりの研磨布の削除量を指標とし、寿命は削れレートが下限値を下回ったときのドレッサの使用時間を指標とし、加工精度は被加工材の加工精度を指標とした。表１からわかるように、台金外周部に凸条を形成した発明品は、加工精度を維持したうえで従来品１，２に比して削れレートと寿命が大幅に向上している。
【００３３】
【発明の効果】
（１）円盤状台金の側面の外周部に同心円状に形成した複数列の凸条の上面に砥粒を固着して砥粒層とすることにより、高い削れレートが確保されるとともに、凸条と凸条の間が同心円状の溝となり、この溝が切粉の排出路となって切粉の排出効果が向上し、スラリーが溝内で凝集することなく円滑に流れ、ＣＭＰ加工中の半導体ウエハの表面にマイクロスクラッチが発生するという問題も解消される。また、外周側の凸条の高さを中間部の凸条の高さより低く形成することで、最も負荷を受けやすい外周側の砥粒への集中的な接触圧力による摩耗と脱落が抑制され、ドレッサの寿命が向上する。
【００３４】
（２）外周側の凸条の高さを中間部の凸条の高さより低く形成するとともに内周側の凸条の高さを中間部の凸条の高さより低く形成することにより、研磨布の削れレートが高くなり、また、凸条の高さを外周側から内周側に向けて順次高くなるように形成することにより、高い削れレートと寿命が得られる。
【００３５】
（３）凸条の上面に固着させる砥粒のエッジ部の向きを各凸条ごとに変えて砥粒を各凸条の上面に固着することにより、ドレッサ全体として研削性能に優れ、半導体ウエハの加工品位を向上させる。
【００３６】
（４）複数列の凸条の高さを台金円周方向に順次変化させることによりドレッサの削れレートが高くなり、複数列の凸条に台金半径方向の溝を複数箇所に形成することによりスラリーや切粉の排出効果が高まり、高い削れレートと寿命が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるドレッサの台金の正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】台金外周部の形状と台金への砥粒の固着状態を示す部分断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態におけるドレッサの部分拡大図である。
【図５】従来のドレッサの一例とその使用状態を示す図である。
【図６】従来のドレッサの改良例を示す図である。
【図７】従来のドレッサの別の改良例を示す図である。
【符号の説明】
１０台金
１１台金本体
１２外周部
１３ａ〜１３ｅ凸条
１４ａ〜１４ｅ，１７ダイヤモンド砥粒
１５スリット
１６凸状体
１８，１９溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dresser for CMP processing suitable for dressing a polisher used for planarization of a semiconductor LSI device.
[0002]
[Prior art]
Polishing performed for ultra-precision and high-quality finishing of electronic parts and optical parts is performed by spreading soft abrasive grains on the polishing cloth of the polisher and pressing the work piece. Soft abrasive grains and work piece The material is removed by chemical and mechanical action between them. Recently, a technique called CMP (Chemical & Mechanical Polishing) has attracted attention. As this CMP processing apparatus, for example, there are apparatuses described in JP-A-7-297195 and JP-A-9-111117.
[0003]
When polishing a semiconductor wafer with such a CMP processing apparatus, a polishing cloth made of polyurethane having a certain elastic modulus, fiber shape, and shape pattern is used as the polisher. Polishing is the final step for machining, and a flatness of around 1 μm and a surface roughness R _{Z of} 10 mm must be achieved.
[0004]
In such a polishing process, in order to maintain stable processing performance, it is necessary to periodically modify the surface of the polishing pad, and using a dresser, a deteriorated layer on the surface of the polishing pad may be removed simultaneously with CMP processing or periodically. While removing, it is trying to obtain an appropriate surface state. As this dresser, a dresser in which diamond abrasive grains or the like are fixed to a base material is used.
[0005]
The method of fixing the abrasive grains to the base metal of the dresser includes fixing by brazing, fixing by electrodeposition, and fixing by an inorganic binder, each having advantages and disadvantages. Here, from the viewpoint of the dressing rate of the dresser, in the case of fixing by electrodeposition and fixing by an inorganic binder, the protruding amount of abrasive grains is small, and the scraping rate is inferior compared to the case of fixing by brazing. When importance is attached to the scraping rate, a dresser in which abrasive grains are fixed by brazing is advantageous.
[0006]
FIG. 5A is a cross-sectional view showing a wheel-type dresser as an example of a conventional dresser. The outer peripheral portion 41a on the side surface of the disk-shaped base metal 41 is raised one step higher, and diamond outer grains or the like are formed on the outer peripheral portion 41a. This is a dresser 40 in which an abrasive grain layer 42 is fixed. The dresser 40 is held by a holder 43 as shown in FIG. 5B, and dressed by pressing against the polishing cloth 45 on the surface of the polisher 44 of the CMP processing apparatus.
[0007]
In such a dresser 40, since the upper surface of the abrasive grain layer 42 is formed flat, the outermost peripheral portion of the abrasive grain layer 42 is in line contact with the abrasive cloth 45 due to the deformation of the abrasive cloth 45 due to the pressure of the dresser 40. There was a problem that only the outermost peripheral portion was worn quickly. In response to this problem, a dresser has been proposed in which the cross-sectional shape of the abrasive layer is a convex arcuate curved surface or a mountain shape.
[0008]
FIG. 6 shows a dresser proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-300600. The outer peripheral portion 51a of the side surface of the disk-shaped base 51 is raised so that the upper surface is an arcuate curved surface 51b. An abrasive layer 52 is formed thereon. By forming such an arcuate curved surface 51b, the contact of the abrasive layer 52 with the polishing cloth becomes surface contact, and the life of the dresser can be extended.
[0009]
FIG. 7 shows a dresser proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-277919. An outer peripheral side 61b and an inner peripheral side 61c of the upper surface are inclined surfaces and an intermediate portion 61d on the outer peripheral portion 61a of the side surface of the disk-shaped base 61. The abrasive grain layer 62 is formed so as to be a flat surface. By adopting such a chevron-shaped abrasive grain layer 62, it is possible to prevent the abrasive grains from falling off at the edge and prevent the polishing cloth from being damaged.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the dresser described in the above publication uses the fact that when the dresser is pressed against the polishing cloth at the time of dressing, the polishing cloth is deformed in a state in which the polishing cloth is elastically submerged by the pressing force. Is a convex arcuate curved surface or mountain shape, and the abrasive layer is in surface contact with the polishing cloth. It is difficult to form, and thus the discharge of chips is insufficient, and the slurry for polishing the wafer agglomerates between the abrasive grains, resulting in the problem that micro scratches occur on the surface of the semiconductor wafer during CMP processing. is there. Further, since the dresser is a dresser in which abrasive grains are fixed by an electrodeposition method, the protruding amount of the abrasive grains is small and the scraping rate is inferior to that in the case of fixing by brazing. Here, that the dressing rate of the dresser is good means that the dressing rate is high when dressing the polishing cloth with the dresser.
[0011]
The problem to be solved in the present invention is that a dresser for dressing a polishing cloth used for surface finishing of a semiconductor wafer or the like by CMP processing maintains an abrasion rate and processing accuracy equal to or higher than those of a conventional dresser, and abrasive grains. It is to improve the holding power and the discharge of chips.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The dresser for CMP processing of the present invention forms a plurality of rows of ridges concentrically on the outer circumference of the side surface of the disk-shaped base metal, and the height of the ridges on the outer circumference side of the plurality of rows of ridges is set to the intermediate portion. It is characterized in that it is formed lower than the height of the ridges, and one layer of abrasive grains is fixed to the upper surface of these ridges by brazing.
[0013]
By fixing the abrasive grains to the upper surface of the multiple rows of ridges formed concentrically by brazing to form an abrasive grain layer, a high scraping rate is ensured, and the gap between the ridges and ridges is concentric. The problem that the groove becomes a groove, the groove becomes a discharge path of the slurry, and the slurry flows smoothly without agglomerating in the groove, and micro scratches are generated on the surface of the semiconductor wafer during the CMP process is solved. In addition, by forming the height of the outer ridges lower than the height of the intermediate ridges, wear and drop due to concentrated contact pressure on the outermost abrasive grains that are most susceptible to load are suppressed, The life of the dresser is improved.
[0014]
Here, among the plurality of rows of ridges, the height of the outer ridge is lower than the height of the middle ridge, and the inner rim is higher than the height of the middle ridge. It can be formed low. Moreover, it can also form so that the height of the said multiple rows | rows of protrusions may become high sequentially toward an inner peripheral side from an outer peripheral side. In the former case, the abrasive grains on the upper surface of the ridge contact the polishing cloth along the elastic deformation of the polishing cloth, so that the number of working abrasive grains increases, and a high wear rate and life can be obtained. In the latter case, the abrasive grains on the upper surface of the ridges that increase in stages cut into the polishing cloth in stages, so that the abrasion rate of the polishing cloth increases.
[0015]
Furthermore, by changing the direction of the edge portion of the abrasive grains to be fixed to the upper surface of the ridges for each ridge and fixing the abrasive grains to the upper surface of each ridge, the dresser as a whole has excellent grinding performance of the polishing cloth, The dresser can improve the processing quality of the semiconductor wafer. For example, the outermost ridge abrasive grains acting most on the polishing are fixed to the upper surface of the ridge with the edge of the abrasive grains facing directly upward, and the inclination of the abrasive grains is suppressed as it goes to the inner circumference side. The innermost ridge abrasive grains are fixed to the ridge upper surface in a posture in which the flat surface of the abrasive grains is in the upward direction, so that the dresser as a whole is excellent in the scraping rate and the processed surface quality of the polishing cloth, It becomes a dresser that improves the processing quality of a semiconductor wafer.
[0016]
The orientation of such abrasive grains can be adjusted by inclining the upper surface of each ridge and fixing the abrasive grains in a specific posture. The slope of the upper surface of the ridges is an inclined surface in which the upper surface of the ridges on the outer peripheral side is inclined downward toward the outer periphery of the base metal, and the upper surface of the ridges on the inner peripheral side is inclined downward toward the inner periphery of the base metal. And the upper surface of the middle ridge is substantially parallel to the side surface of the base metal, or the upper surface of the outer ridge is inclined downward toward the base metal outer surface. The direction of the abrasive grains is adjusted by loosening the slope of the upper surface of the ridge as it goes from the middle to the inner circumference and making the upper surface of the ridge on the inner circumference almost parallel to the side of the base metal. can do.
[0017]
For example, the upper surface of the outermost ridge is an inclined surface that faces downward toward the outer periphery, and the (111) face or (100) face of the hexahedron or truncated octahedron of diamond abrasive grains is the upper face of the ridge. When fixed in a close contact posture, the edge portion of the abrasive grains is directed directly upward.
[0018]
In the CMP processing dresser of the present invention, the height of the plurality of rows of ridges may be sequentially changed in the base metal circumferential direction. For example, by forming the height of the ridges in the circumferential direction of the base metal so as to be corrugated, the ridges of the ridges of the next height act sequentially from the abrasive grains of the higher height In addition, a high wear rate can be obtained.
[0019]
Furthermore, the groove | channel of a base metal radial direction can be formed in multiple places with respect to the protruding item | line formed in multiple rows concentrically on the base metal outer peripheral part. When such a groove is formed, the ridge is divided by the groove in the radial direction. As a result, the ridge is formed with a plurality of convex bodies formed concentrically and radially on the outer periphery of the base metal. Become. In this case, the slurry discharge becomes even better than when the radial grooves are not formed.
[0020]
The dresser according to the present invention can be manufactured in accordance with a conventionally known dresser manufacturing process except for the step of forming the ridges or convex bodies on the outer periphery of the disk-shaped base metal. The ridges and ridges can be formed by machining circumferential and radial grooves on the outer periphery of the raised base metal by electric discharge machining, turning, or polishing, and these ridges or ridges. A layer of abrasive grains is fixed to the upper surface of the shaped body by brazing.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a front view of a base of a dresser according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
[0022]
In the dresser base 10 of the present embodiment, the outer peripheral portion 12 on the side surface of the disc-shaped base main body 11 is raised one step higher, and five rows of ridges 13 a to 13 e are formed concentrically on the outer peripheral portion 12. . The heights of the ridges 13a to 13e are formed in a mountain shape in which the outer peripheral side (the ridge 13a side) and the inner peripheral side (the ridge 13e side) of the outer peripheral part 12 are low and the intermediate part (the convex ridge 13c) is high. is doing. As will be described later, diamond abrasive grains are fixed to the upper surfaces of the ridges 13a to 13e by brazing. In FIG. 1, reference numeral 15 denotes a slit formed in the outer peripheral portion 12.
[0023]
The base metal 10 is made of stainless steel, and the dimensions of each part are as follows: outer diameter 100 mm, base metal main body part 11 thickness 5 mm, outer peripheral part 12 width 12 mm, outer peripheral part 12 average thickness about 7 mm, ridges 13 a to 13 a. The width of 13e is 2 mm, the average height of the ridges 13a to 13e is about 1.5 mm, and the difference in height between the ridges is 20 μm.
[0024]
FIG. 3 is a view showing the shape of the outer periphery of the base metal and the fixed state of the abrasive grains. (A) of the figure is an example in which the upper surfaces of the ridges 13a to 13e are flat surfaces, and (b) and (c) are examples in which the upper surfaces of the ridges 13a to 13e are inclined surfaces.
[0025]
In (a) of the figure, the outer peripheral portion 12 on the side surface of the base metal body 11 is raised one step higher, and five rows of ridges 13 a to 13 e are formed concentrically on the outer peripheral portion 12. The height of the ridges 13a to 13e is a mountain shape in which the outer peripheral side (the ridge 13a side) and the inner peripheral side (the ridge 13e side) of the outer peripheral part 12 are low and the intermediate part (the convex ridge 13c) is high. Is formed. The upper surfaces of the ridges 13a to 13e are flat surfaces, and a plurality of diamond abrasive grains 14a to 14e are arranged on the flat surfaces at regular intervals in a lattice shape and fixed by brazing. In this example, the attitude | positions of the abrasive grains 14a-14e in each convex line 13a-13e are the same, and the sharpness and the degree of wear of each abrasive grain 14a-14e become substantially the same.
[0026]
In (b) of the figure, the abrasive grains 14a of the outermost ridges 13a that most affect the polishing are fixed to the upper surface of the ridges 13a so that the edge portions of the abrasive grains 14a face upward. The abrasive grains 14e of the innermost circumferential ridge 13e are fixed to the upper surface of the ridge 13e in such a manner that the flat surface of the abrasive grains 14e is directed upward. The dresser has excellent grinding performance as a whole. The upper surface of the outermost ridge 13a is greatly inclined toward the outer peripheral side so as to have such an abrasive grain posture, and the ridge upper surface is gradually inclined toward the inner peripheral side. The upper surface of the ridge 13e is a flat surface without inclination.
[0027]
In (c) of the figure, the height of the ridges 13a to 13e is formed in a mountain shape with a low outer peripheral side and an inner peripheral side and a high intermediate part, and the upper surface of the outer ridges is directed toward the outer peripheral side. Inclined downward, and the upper surface of the inner peripheral ridge is a surface inclined downward toward the inner peripheral side. In this example, the postures of the abrasive grains 14a to 14e in the ridges 13a to 13e are different, and the abrasive grains on the surface with a large inclination are in an attitude in which the edge portion is upward due to the inclination of the abrasive grains, and the dresser has an excellent scraping rate. It becomes.
[0028]
FIG. 4 is a partially enlarged view of a dresser according to another embodiment of the present invention. (A) of the same figure shows the formation state of the protruding item | line and groove | channel of a base metal outer peripheral part, (b) is an BB line end view of (a).
[0029]
The dresser of this embodiment forms the outer periphery of the base metal body 11 in the cross-sectional shape of FIG. 3B in the base metal radial direction, and the cross-sectional shape of FIG. 4B in the base metal circumferential direction. By processing the radial groove 18 and the circumferential groove 19, a large number of concentric and radially formed convex bodies 16 are formed on the outer periphery of the base metal, and the upper surface of each convex body 16 is formed. The diamond abrasive grains 17 are fixed. By forming the height of the convex body 16 so as to have a wave shape in the circumferential direction of the base metal, the scraping rate is further improved, and the formation of the

grooves

18 and 19 further improves the discharge of the slurry.
[0030]
[Test example]
A dresser (invention 1) in which diamond abrasive grains are fixed to the upper surface of each protrusion of the base metal having the cross-sectional shape shown in FIG. 3 (b) in the planar shape shown in FIG. A dresser (invention product 2) in which the corrugated height shown in FIG. 4B is formed in the circumferential direction of the gold and the corrugated height shown in FIG. 4B in the circumferential direction of the base metal are formed. In the radial direction, a dresser (invention product 3) formed with each convex body as shown in FIG. 3 (b), and an outer peripheral cross-sectional shape described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-277919 (see FIG. 7). The dressing test was performed using the dresser (conventional product 1) and the dresser (conventional product 2) having the cross-sectional shape of the outer peripheral portion described in JP-A-11-300600 (see FIG. 6). The test conditions are as follows.
Dresser specifications: Base metal size φ100 × 12W, abrasive grain size # 100/120, brazing material Ni—Cr—Co
Machine used: Takuma machine Polishing pad: Foam polyurethane Outer diameter 300mm
Dresser rotation speed: 20 min ⁻¹
Table rotation speed: 30 min ^-1
Processing pressure: 50N
Processing time: 20 hours [0031]
The test results are shown in Table 1.
[Table 1]

[0032]
In Table 1, each characteristic value in the table is represented by an index when the measured value of the conventional product 1 is 100. Here, the scraping rate is based on the amount of abrasive cloth removed per hour during dressing, the life is based on the dresser usage time when the scraping rate falls below the lower limit, and the processing accuracy is the processing of the workpiece. Accuracy was used as an index. As can be seen from Table 1, the invention product in which the ridges are formed on the outer peripheral portion of the base metal has a significantly improved scraping rate and life as compared with the conventional products 1 and 2 while maintaining the machining accuracy.
[0033]
【The invention's effect】
(1) By fixing the abrasive grains to the upper surface of a plurality of ridges concentrically formed on the outer peripheral portion of the side surface of the disk-shaped base metal, a high scraping rate is secured and the convexity is secured. The groove between the strip and the ridge is a concentric groove, and this groove serves as a chip discharge path to improve the chip discharge effect, and the slurry flows smoothly without agglomeration in the groove, The problem of generating micro scratches on the surface of the semiconductor wafer is also eliminated. In addition, by forming the height of the outer ridges lower than the height of the intermediate ridges, wear and drop due to concentrated contact pressure on the outermost abrasive grains that are most susceptible to load are suppressed, The life of the dresser is improved.
[0034]
(2) By forming the height of the outer ridges lower than the height of the intermediate ridges and forming the inner rim height lower than the height of the intermediate ridges, a polishing cloth A high scraping rate and a long service life can be obtained by forming the ridges so that the height of the ridges increases sequentially from the outer peripheral side toward the inner peripheral side.
[0035]
(3) By changing the direction of the edge part of the abrasive grains fixed to the upper surface of the ridges for each ridge and fixing the abrasive grains to the upper surface of each ridge, the dresser as a whole has excellent grinding performance, Improve processing quality.
[0036]
(4) The dresser scraping rate is increased by sequentially changing the height of the plurality of rows of ridges in the circumferential direction of the base metal, and grooves in the base metal radial direction are formed in a plurality of locations on the plurality of rows of ridges. As a result, the effect of discharging slurry and chips is enhanced, and a high wear rate and life can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a base of a dresser according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the shape of the outer periphery of the base metal and the state in which abrasive grains are fixed to the base metal.
FIG. 4 is a partially enlarged view of a dresser according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a conventional dresser and a usage state thereof.
FIG. 6 is a diagram showing an improved example of a conventional dresser.
FIG. 7 is a diagram showing another improved example of a conventional dresser.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Base metal 11 Base metal main body 12 Peripheral part 13a-13e Projection 14a-14e, 17 Diamond abrasive grain 15 Slit 16 Convex-shaped

body

18, 19 Groove

Claims

円盤状台金の側面の外周部に同心円状に複数列の凸条を形成し、前記複数列の凸条のうち外周側の凸条の高さを中間部の凸条の高さより低く形成し、これらの凸条の上面に一層の砥粒をろう付けにより固着したＣＭＰ加工用ドレッサであって、前記複数列の凸条のうち内周側の凸条の高さを中間部の凸条の高さより低く形成し、前記外周側の凸条の上面を台金外周に向けて下向きに傾斜させた傾斜面とし、前記内周側の凸条の上面を台金内周に向けて下向きに傾斜させた傾斜面とし、前記中間部の凸条の上面を台金の側面とほぼ平行な面としたことを特徴とするＣＭＰ加工用ドレッサ。A plurality of rows of ridges are formed concentrically on the outer peripheral portion of the side surface of the disk-shaped base metal, and the height of the ridges on the outer peripheral side of the plurality of rows of ridges is lower than the height of the ridges of the intermediate portion. A CMP processing dresser in which a single layer of abrasive grains is fixed to the upper surface of these ridges by brazing , and the height of the ridges on the inner peripheral side of the ridges of the plurality of rows is set to the height of the ridges in the middle portion. It is formed lower than the height, and the upper surface of the outer ridge is inclined downward toward the outer periphery of the base metal, and the upper surface of the inner ridge is inclined downward toward the inner periphery of the base metal. A CMP processing dresser, characterized in that the inclined surface is an inclined surface, and the upper surface of the intermediate ridge is a surface substantially parallel to the side surface of the base metal .

円盤状台金の側面の外周部に同心円状に複数列の凸条を形成し、前記複数列の凸条のうち外周側の凸条の高さを中間部の凸条の高さより低く形成し、これらの凸条の上面に一層の砥粒をろう付けにより固着したＣＭＰ加工用ドレッサであって、前記複数列の凸条の高さを外周側から内周側に向けて順次高く形成し、前記外周側の凸条の上面を台金外周に向けて下向きに傾斜させた傾斜面とし、中間部から内周側にいくにしたがって凸条の上面の傾斜を緩くし内周側の凸条の上面を台金の側面とほぼ平行な面としたことを特徴とするＣＭＰ加工用ドレッサ。A plurality of rows of ridges are formed concentrically on the outer peripheral portion of the side surface of the disk-shaped base metal, and the height of the ridges on the outer peripheral side of the plurality of rows of ridges is lower than the height of the ridges of the intermediate portion. , A CMP processing dresser in which a single layer of abrasive grains is fixed to the upper surface of these ridges by brazing , and the height of the plurality of rows of ridges is sequentially increased from the outer peripheral side toward the inner peripheral side, The upper surface of the outer ridge is inclined downwardly toward the outer periphery of the base metal. A dresser for CMP processing, wherein the upper surface is a surface substantially parallel to the side surface of the base metal .

前記複数列の凸条の高さを台金円周方向に順次変化させた請求項１または２に記載のＣＭＰ加工用ドレッサ。The dresser for CMP processing according to claim 1 or 2 , wherein the height of the plurality of rows of ridges is sequentially changed in the circumferential direction of the base metal.

前記複数列の凸条に台金半径方向の溝を複数箇所に形成した請求項１から３のいずれかに記載のＣＭＰ加工用ドレッサ。The dresser for CMP processing according to any one of claims 1 to 3, wherein grooves in the base metal radial direction are formed at a plurality of locations on the plurality of rows of protrusions.