JPH1158232A - Dressing tool and manufacture thereof - Google Patents
Dressing tool and manufacture thereofInfo
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- JPH1158232A JPH1158232A JP9243485A JP24348597A JPH1158232A JP H1158232 A JPH1158232 A JP H1158232A JP 9243485 A JP9243485 A JP 9243485A JP 24348597 A JP24348597 A JP 24348597A JP H1158232 A JPH1158232 A JP H1158232A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はケミカルメカニカル
ポリッシング（以下、ＣＭＰという）に用いられる研磨
布用のドレッシング工具及びその製造方法に係わり、特
に被研磨部材への汚染及び損傷を低減したドレッシング
工具及びその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dressing tool for a polishing cloth used for chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as CMP) and a method for manufacturing the same, and more particularly to a dressing tool which reduces contamination and damage to a member to be polished. It relates to the manufacturing method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】超高平坦度、高純度化が要求される大口
径のφ３００ｍｍシリコンウェーハの表面研磨にはＣＭ
Ｐが不可欠であるが、そのポリッシング工程で研磨布に
目詰まりが起こり、研磨精度、品質を劣化させる原因に
なっている。2. Description of the Related Art For polishing the surface of a large-diameter φ300 mm silicon wafer requiring ultra-high flatness and high purity, CM is used.
Although P is indispensable, clogging of the polishing cloth occurs in the polishing step, which causes deterioration of polishing accuracy and quality.
【０００３】そのため、従来は所定研磨回数後ダイヤモ
ンドペレットをドレッシング工具として用いて研磨布の
ドレッシングを行っていたが、このダイヤモンドペレッ
トはダイヤモンド保持プレートにニッケルメッキ層を介
してダイヤモンド砥粒を電着で保持していたもの（メタ
ルボンド砥石）、あるいはダイヤモンド保持プレートに
フェノール系樹脂によりダイヤモンド砥粒を保持するも
の（レジンボンド砥石）がある。For this reason, dressing of a polishing cloth has been conventionally performed after a predetermined number of polishing using diamond pellets as a dressing tool. However, the diamond pellets are electrodeposited with diamond abrasive grains on a diamond holding plate via a nickel plating layer. There is one that holds (metal bond grindstone) or one that holds diamond abrasive grains on a diamond holding plate with a phenolic resin (resin bond grindstone).
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】前者のメタルボンド砥
石はドレッシング時、溶出したニッケルが研磨布に付
着、残存し、また後者のレジンボンド砥石は砥粒の保持
力が弱く砥粒が脱落しやすく、脱落した砥粒が研磨布に
付着、残存して、次の研磨工程でシリコンウェーハを重
金属汚染し、あるいは損傷する虞があり、また高価ある
いは耐久性がない等の欠点があった。In the former metal-bonded grindstone, the eluted nickel adheres and remains on the polishing cloth during dressing, and the latter resin-bonded grindstone has a weak abrasive force and tends to fall off. In addition, the dropped abrasive particles adhere to and remain on the polishing cloth, and may contaminate or damage the silicon wafer in the next polishing step with heavy metals, and are disadvantageous in that they are expensive or have no durability.
【０００５】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、研磨布のドレッシング時、溶出したニッケル等
の重金属の研磨布への付着、残存また脱落した砥粒が研
磨布への付着、残存をなくし研磨工程で研磨布を介して
被研磨製品のシリコンウェーハの重金属汚染また砥粒の
脱落によるシリコンウェーハの損傷がなく、かつ安価な
ドレッシング工具を提供することを目的としている。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances. At the time of dressing a polishing pad, heavy metals such as eluted nickel adhere to the polishing pad, and residual or dropped abrasive grains adhere to the polishing pad. It is an object of the present invention to provide an inexpensive dressing tool which eliminates the residue and does not cause heavy metal contamination of a silicon wafer as a product to be polished through a polishing cloth in a polishing process or damage to the silicon wafer due to falling off of abrasive grains.
【０００６】本発明の他の目的は本発明のドレッシング
工具を安価に製造できるドレッシング工具の製造方法を
提供するものである。Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a dressing tool which can manufacture the dressing tool of the present invention at low cost.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に成された本発明は、シリコン基材の表面に一体的に多
数形成されたピットと、これらピットの強度を増すため
にピットを被覆するダイヤモンド薄膜とを具備するドレ
ッシング工具である。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a method of forming a plurality of pits integrally on the surface of a silicon substrate, and covering the pits to increase the strength of the pits. And a diamond thin film.
【０００８】また本発明のドレッシング工具の製造方法
は、シリコン基材の表面に粗面を形成する工程と、この
粗面にアルカリエッチングを行い多数のピットを形成す
るする工程と、この多数のピットをダイヤモンド被膜で
被覆する工程よりなる。Further, the method of manufacturing a dressing tool according to the present invention comprises a step of forming a rough surface on the surface of a silicon substrate, a step of forming a large number of pits by performing alkali etching on the rough surface, and a step of forming a large number of pits. With a diamond coating.
【０００９】本発明のドレッシング工具は、所定の寸法
に作成されたシリコン基材の一側の表面を機械的加工方
法、例えばラップ加工によって荒して粗面を形成し、こ
の粗面を化学的加工処理、例えばアルカリエッチングを
行い多数のピットを形成し、かつこのピットの強度を増
すためダイヤモンド低圧気相合成法、例えば熱フィラメ
ント化学的気相合成法によってダイヤモンド被膜を被覆
する。According to the dressing tool of the present invention, a surface of one side of a silicon base material having a predetermined size is roughened by a mechanical working method, for example, lapping, and a rough surface is formed. A large number of pits are formed by a treatment, for example, alkali etching, and the diamond film is coated by a diamond low-pressure vapor phase synthesis method, for example, a hot filament chemical vapor phase synthesis method, in order to increase the strength of the pits.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるドレッシン
グ工具およびその製造方法を図面に基づき説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a dressing tool according to the present invention and a method for manufacturing the same will be described with reference to the drawings.
【００１１】ドレッシング工具１は、工具本体を構成す
るシリコン基材２をドレッシング材として備える。シリ
コン基材２は、シリコン材料をペレット形状あるいは被
加工シリコンウェーハ径と同等のディスク状に平行度よ
く加工して形成される。The dressing tool 1 includes a silicon substrate 2 constituting a tool body as a dressing material. The silicon substrate 2 is formed by processing a silicon material into a pellet shape or a disk shape having a diameter equivalent to the diameter of a silicon wafer to be processed with good parallelism.
【００１２】シリコン基材２の片面に、粗粒の研磨材を
用いて、ラッピング加工あるいはホーニング加工等で粗
面３を形成する。形成されたシリコン基材２の粗面３を
化学的加工処理、例えばアルカリエッチング処理を行な
って選択エッチングを行い、粗面３に深い逆角錐形状の
ピット４を多数形成する。多数のピット４を形成した粗
面（ピット形成面）をダイヤモンド被膜５で被覆し、ピ
ット形成面３の表面硬化を行うことでドレッシング工具
１が構成される。A rough surface 3 is formed on one surface of the silicon substrate 2 by lapping or honing using a coarse abrasive. The rough surface 3 of the formed silicon substrate 2 is subjected to chemical processing, for example, alkali etching, and selective etching is performed to form a large number of deep inverted pyramid pits 4 on the rough surface 3. The dressing tool 1 is configured by covering the rough surface (pit formation surface) on which a large number of pits 4 are formed with the diamond coating 5 and hardening the surface of the pit formation surface 3.
【００１３】このドレッシング工具１は、後述するシリ
コンウェーハ１０の表面研磨を行う不織布製研磨布９の
ドレッシングに用いる。The dressing tool 1 is used for dressing a nonwoven fabric polishing cloth 9 for polishing the surface of a silicon wafer 10 described later.
【００１４】次に、ドレッシング工具１の製造方法を図
２に従い説明する。Next, a method of manufacturing the dressing tool 1 will be described with reference to FIG.
【００１５】図２（ａ）に示すように、ドレッシング工
具１の本体を形成し、平行度がよく加工された直径２０
〜３００ｍｍ、例えば３０ｍｍ、厚さ１〜５０ｍｍ、例
えば３ｍｍのペレット状のシリコン基材２を用意する。As shown in FIG. 2 (a), the main body of the dressing tool 1 is formed, and a diameter 20 having a good parallelism is machined.
A pellet-shaped silicon substrate 2 having a thickness of about 300 mm, for example, 30 mm, and a thickness of 1 to 50 mm, for example, 3 mm is prepared.
【００１６】次に、図２（ｂ）に示すように、シリコン
基材２の一面を粗粒の研磨剤、例えばＣ＃２４０の研磨
剤６を用いラップ装置７でラッピング加工を行い、粗さ
１０μｍ（Ｒａ）の粗面３を形成する。Next, as shown in FIG. 2B, one surface of the silicon substrate 2 is lapped by a lapping device 7 using a coarse abrasive, for example, an abrasive 6 of C # 240. A rough surface 3 of 10 μm (Ra) is formed.
【００１７】次に、図２（ｃ）に示すように、この粗面
３を化学的加工処理、例えば水酸化ナトリウム水溶液あ
るいは水酸化カリウム水溶液を用いたアルカリエッチン
グを行うが、本実施の形態での使用アルカリ溶液は、１
０〜５０ｗｔ％の水酸化ナトリウム水溶液を用い、５分
間アルカリエッチンングを行い、２０μｍエッチングを
行う。Next, as shown in FIG. 2C, the rough surface 3 is subjected to chemical processing, for example, alkali etching using a sodium hydroxide aqueous solution or a potassium hydroxide aqueous solution. The alkaline solution used is 1
Using a 0 to 50 wt% aqueous solution of sodium hydroxide, alkali etching is performed for 5 minutes, and etching is performed at 20 μm.
【００１８】このアルカリエッチングの形態は反応律速
であり、（１００）面は（１１１）面に対して６０〜１
００倍エッチング速度く、この選択エッチング性のた
め、（１００）面をエッチングするとラッピング加工に
より荒らされた粗面３には深さが２０〜１００ｍｍの正
方形の逆ピラミット型のエッチピットが現れる。なお、
（１１１）面だと逆三角錐になる。The form of the alkali etching is rate-limiting, and the (100) plane is 60 to 1 to the (111) plane.
Due to this selective etching property, the etching rate is 00 times, and when the (100) plane is etched, a square inverted pyramid-type etch pit having a depth of 20 to 100 mm appears on the rough surface 3 roughened by lapping. In addition,
The (111) plane becomes an inverted triangular pyramid.
【００１９】ラッピング加工による面荒れとエッチング
とが相まって粗面３には多数のピットが形成される。図
３はこのときのエッチピットを示す平面図である。A large number of pits are formed on the rough surface 3 due to the surface roughness due to the lapping process and the etching. FIG. 3 is a plan view showing the etch pit at this time.
【００２０】しかる後、図２（ｄ）に示すように、これ
らピット４の強度を増すため周知のダイヤモンド低圧気
相合成法、例えば熱フィラメント化学的気相合成法によ
ってこれらピットにダイヤモンド被膜５を被覆する。こ
の熱フィラメント法は反応容器中に置いたシリコン基材
の数ｍｍ上に、約２０００℃に加熱したフィラメントを
セットし、メタンを水素で０．５〜１％程度に希釈した
反応ガス、例えばメタン０．８％の反応ガスを導入して
接触させ、１μｍの厚さの被膜を形成する。Thereafter, as shown in FIG. 2 (d), in order to increase the strength of the pits 4, a diamond coating 5 is applied to these pits by a known diamond low-pressure vapor phase synthesis method, for example, a hot filament chemical vapor phase synthesis method. Cover. In this hot filament method, a filament heated to about 2000 ° C. is set on a few mm of a silicon substrate placed in a reaction vessel, and a reaction gas obtained by diluting methane to about 0.5 to 1% with hydrogen, for example, methane A reaction gas of 0.8% is introduced and brought into contact to form a film having a thickness of 1 μm.
【００２１】このような工程を経て、ドレッシング工具
１を製造することができる。Through these steps, the dressing tool 1 can be manufactured.
【００２２】次に、シリコンウェーハをＣＭＰする研磨
装置８の使用状態を説明する。この装置８は冷却水Ｗの
水路９を有する定盤１０と、この定盤１０に取り付けら
れた不織布製の研磨布１１を有し、一方研磨布１１には
被研磨部材、例えばシリコンウェーハ１２が押圧接触さ
れ、このシリコンウェーハ１２はワックス１３によりマ
ウントプレート１４に着脱自在に固定され、このマウン
トプレート１４は前記定盤１０の方向に加圧され、かつ
可変的に回転するヘッド１５に取り付けられている。Next, the use state of the polishing apparatus 8 for CMP of a silicon wafer will be described. The apparatus 8 has a surface plate 10 having a water passage 9 for cooling water W, and a polishing cloth 11 made of non-woven fabric attached to the surface plate 10, while a member to be polished, for example, a silicon wafer 12 is mounted on the polishing cloth 11. The silicon wafer 12 is pressed and contacted, and is detachably fixed to a mount plate 14 by wax 13. The mount plate 14 is pressurized in the direction of the platen 10 and is attached to a head 15 that rotates variably. I have.
【００２３】また、前記研磨布１１に研磨剤１６を常時
供給するための供給管１７が設けられている。Further, a supply pipe 17 for constantly supplying an abrasive 16 to the polishing cloth 11 is provided.
【００２４】このような研磨装置８により、シリコンウ
ェーハ１２をＣＭＰするが、ある個数以上シリコンウェ
ーハを研磨すると研磨布１１と目詰まりを発生するた
め、研磨布１１をドレッシングする必要がある。Although the silicon wafer 12 is subjected to CMP by such a polishing apparatus 8, if a certain number of silicon wafers are polished, clogging with the polishing cloth 11 occurs. Therefore, it is necessary to dress the polishing cloth 11.
【００２５】研磨布１１のドレッシングは本発明に係わ
るドレッシング工具１を用いて行われる。The dressing of the polishing pad 11 is performed by using the dressing tool 1 according to the present invention.
【００２６】図３はドレッシングを行う状態を示す研磨
装置８で、ドレッシング工具１が接着剤１８により取り
付けられた付着プレート１９をマウントプレート１４の
換わりにヘッド１５に取り付ける。FIG. 3 shows a polishing apparatus 8 showing a state in which dressing is performed. The dressing tool 1 mounts an attachment plate 19 attached with an adhesive 18 on a head 15 instead of the mount plate 14.
【００２７】しかる後、ヘッド１５により、ドレッシン
グ工具１を研磨布１１に押圧当接させ、研磨布１１上で
回転させる。この回転により、研磨布１１はドレッシン
グされ、研磨布１１は再使用可能とる。Thereafter, the dressing tool 1 is pressed against the polishing cloth 11 by the head 15 and rotated on the polishing cloth 11. By this rotation, the polishing pad 11 is dressed, and the polishing pad 11 can be reused.
【００２８】このようなドレッシングに使用される本発
明によるドレッシング工具１は、シリコンウェーハを同
質のシリコン基材に多数のピットを形成し、かつこのピ
ットを強固にするためダイヤモンド被膜を被覆して従来
例の砥粒に相当するものを形成する。このドレッシング
工具１は従来のドレッシング工具のようにニッケルメッ
キ層を介してダイヤモンド砥粒を電着で保持プレートに
保持する必要がなく、また、万一ピットが破損脱落して
も、ウェーハと同一材料のシリコンで形成されているの
で、従来のように後の研磨工程でシリコンウェーハ等の
被研磨部材を金属汚染することもない。A dressing tool 1 according to the present invention used for such dressing is formed by forming a large number of pits on a silicon wafer of the same quality and coating a diamond coating to strengthen the pits. An abrasive equivalent to the example abrasive is formed. Unlike the conventional dressing tool, the dressing tool 1 does not need to hold the diamond abrasive grains on the holding plate by electrodeposition via the nickel plating layer. Even if the pit is damaged and falls off, the same material as the wafer is used. Therefore, unlike the related art, there is no metal contamination of a member to be polished such as a silicon wafer in a subsequent polishing step.
【００２９】本発明によるドレッシング工具１は、シリ
コンウェーハと同質の基材２に多数のピット３を一体的
に形成しかつダイヤモンド被膜４を被覆しており、従来
のようにダイヤモンド砥粒を接着剤であるフェノール樹
脂により保持する必要もなく、ピットが脱落してシリコ
ンウェーハ等の被研磨部材を損傷する虞も少ない。In the dressing tool 1 according to the present invention, a large number of pits 3 are integrally formed on a base material 2 of the same quality as a silicon wafer and the diamond coating 4 is coated thereon. Therefore, there is little risk that the pits will fall off and damage the member to be polished such as a silicon wafer.
【００３０】また本発明のドレッシング工具の製造方法
は、シリコンウェーハと同一材料のシリコンウェーハ基
板に粗面を形成する工程と、この粗面にアルカリエチン
グを行い多数のピットを形成する工程と、この多数のピ
ットをダイヤモンド被膜で被覆する工程よりなってお
り、本発明によるドレッシング工具のピットとダイヤモ
ンド被膜に相当する粒状の砥粒の形成とその保持プレー
トへの保持を複雑な諸工程により行う従来の製造方法と
異なり、極めて量産性にも適し、安価なドレッシング工
具を提供できる。The method of manufacturing a dressing tool according to the present invention includes a step of forming a rough surface on a silicon wafer substrate of the same material as the silicon wafer, a step of forming a large number of pits by performing alkali etching on the rough surface, The method comprises the steps of coating a large number of these pits with a diamond coating. Conventionally, the formation of granular pits corresponding to the pits and the diamond coating of the dressing tool of the present invention and the holding of the same on a holding plate by complicated processes. Unlike the manufacturing method of (1), an inexpensive dressing tool which is extremely suitable for mass production and can be provided.
【００３１】[0031]
【発明の効果】ドレッシング工具から重金属の溶出がな
いのでシリコンウェーハの重金属汚染もなくもなく、ま
た砥粒脱落もないのでシリコンウェーハを傷付けること
もなく、信頼性が高く、製品の歩留を向上させることが
できる。また、量産性に優れた構造と簡易な製造方法で
製造できるので安価なドレッシング工具を提供できる。According to the present invention, since no heavy metal is eluted from the dressing tool, there is no heavy metal contamination of the silicon wafer, and no abrasive grains are dropped, so that the silicon wafer is not damaged, the reliability is high, and the product yield is improved. Can be done. Further, since it can be manufactured by a structure excellent in mass productivity and a simple manufacturing method, an inexpensive dressing tool can be provided.
【図１】本発明のドレッシング工具の断面図。FIG. 1 is a sectional view of a dressing tool of the present invention.
【図２】本発明のドレッシング工具の製造工程図。FIG. 2 is a manufacturing process diagram of the dressing tool of the present invention.
【図３】図２（ｃ）のエッチング工程により形成された
エッチピットを示す平面図。FIG. 3 is a plan view showing an etch pit formed by the etching step of FIG. 2 (c).
【図４】シリコンウェーハの研磨に用いられている研磨
装置の断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of a polishing apparatus used for polishing a silicon wafer.
【図５】本発明のドレッシング工具を用いた研磨装置の
断面図。FIG. 5 is a sectional view of a polishing apparatus using the dressing tool of the present invention.
１ ドレッシング工具 ２ シリコン基材 ３ 粗面 ４ ピット ５ ダイヤモンド被膜 ６ 研磨剤 ７ ラップ装置 ８ 研磨装置 ９ 水路 １０ 定盤 １１ 研磨布 １２ シリコンウェーハ １３ ワックス １４ マウントプレート １５ ヘッド １６ 研磨剤 １７ 供給管 １８ 接着剤 １９ 付着プレート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dressing tool 2 Silicon base material 3 Rough surface 4 Pit 5 Diamond coating 6 Abrasive 7 Lapping device 8 Polishing device 9 Water passage 10 Surface plate 11 Polishing cloth 12 Silicon wafer 13 Wax 14 Mount plate 15 Head 16 Abrasive 17 Supply pipe 18 Adhesion Agent 19 Adhered plate
Claims (2)
ピットと、この多数のピットを被覆するダイヤモンド被
膜を具備するドレッシング工具。1. A dressing tool comprising a plurality of pits integrally formed on a silicon substrate and a diamond coating covering the plurality of pits.
と、この粗面にアルカリエッチングを行い多数のピット
を形成する工程と、この多数のピットをダイヤモンド被
膜で被覆する工程よりなるドレッシング工具の製造方
法。2. A dressing method comprising the steps of: forming a rough surface on a surface of a silicon substrate; forming a plurality of pits by performing alkali etching on the rough surface; and covering the plurality of pits with a diamond film. Tool manufacturing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9243485A JPH1158232A (en) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | Dressing tool and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9243485A JPH1158232A (en) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | Dressing tool and manufacture thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1158232A true JPH1158232A (en) | 1999-03-02 |
Family
ID=17104598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9243485A Pending JPH1158232A (en) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | Dressing tool and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1158232A (en) |
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1997
- 1997-08-26 JP JP9243485A patent/JPH1158232A/en active Pending
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Legal Events
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |