(57)【要約】【課題】砥粒を台金に固着するために用いられるろう材が研削時に溶出することを防止して、加工物であるウエハの金属汚染を防止することが可能な超砥粒研削砥石を提供する。【解決手段】超砥粒研削砥石１０においては、台金１上に砥粒２が配列され、砥粒２はろう材３を用いて台金１にろう付けにより固着されている。ろう材３及び砥粒２の表面には、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、白金のうち一種類以上の金属からなるコーティング層４が形成されている。隣り合う砥粒２との間に、砥粒粒径の２／３倍〜２．５倍の幅で台金１の素地を露出させた部分を含むチップポケット５が規則的に形成されている。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤモンド、ｃＢＮなどの超砥粒を台金に一層規則的に配列してろう付けにより砥粒を保持するとともに、チップポケットを規則的に形成した超砥粒研削砥石において、前記ろう材表面及び前記砥粒表面にロジウム、イリジウム、ルテニウム、白金のうち一種類以上の金属からなるコーティング層を設けたことを特徴とする超砥粒研削砥石。
【請求項２】
前記コーティング層を複数層設けたことを特徴とする請求項１記載の超砥粒研削砥石。
【請求項３】
前記コーティング層から前記超砥粒を突出させ、その突出量を砥粒の粒径の１／３以上としたことを特徴とする請求項１または２に記載の超砥粒研削砥石。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はダイヤモンド、ｃＢＮなどの超砥粒を用いた超砥粒研削砥石に関し、特にＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）加工における金属汚染を抑制した超砥粒研削砥石に関する。
【０００２】
【従来の技術】
メタル配線ＣＭＰ加工において、ダイヤモンド砥粒をろう付法により単層に固着した研削砥石が多く用いられ、この研削砥石が、例えば特許文献１に記載されている。この研削砥石によると、ＣＭＰパッドのコンディショニング時に、加工能率がよく、かつ安定した加工面状態を得ることができる。しかしながら、ろう付に用いる金属や台金の金属成分がスラリーによって溶出してしまうことがあり、加工物の金属汚染につながることがある。
【０００３】
このように、ｐＨ２〜３の強酸性スラリーによって、ろう材や台金に含まれるＣｕ、Ｎｉ、Ｆｅなどの金属成分が溶出することにより、シリコンデバイスに対しコンタミネーションとして影響する。また、ろう付部の表面に微少な凹凸が形成されるため、この凹凸部にスラリーが滞留されやすく金属成分の溶出を早める結果となっている。
【０００４】
金属成分の溶出を防止するため、特許文献２のように、砥粒を電着により固着し樹脂コートしたものがある。しかし、樹脂は、加工中に磨耗してしまい金属部分がすぐに露出するため十分な溶出防止効果を期待することができない。
【０００５】
また、特許文献３のように、表面にＣｒＮ、ＴｉＮ、ＳｉＣ、ＴｉＡｌＮ、ＤＬＣなどをコートしたものがある。しかしながら、この研削砥石では、コート部にピットが多く発生し、この部分からスラリーが侵入し金属溶出につながる。また、ＣＶＤなどのように高温で処理される場合、砥粒が熱的ダメージを受け破砕してしまうことが大きな問題点となっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３４３４３６号公報（段落番号０００８〜００１７）
【特許文献２】
特開平１１−７７５３６号公報（段落番号０００３〜００１４）
【特許文献３】
特開２００１−２１０６１３号公報（段落番号０００５〜００２１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたもので、超砥粒を台金に一層配列してろう付けした研削砥石において、ろう材表面に耐酸性、耐磨耗性、潤滑性の高い金属をコートすることによって、ろう付に用いる金属の溶出を抑制して、加工物であるウエハの金属汚染を防止することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明の超砥粒研削砥石は、ダイヤモンド、ｃＢＮなどの超砥粒を台金に一層規則的に配列してろう付けにより砥粒を保持するとともに、チップポケットを規則的に形成した超砥粒研削砥石において、前記ろう材表面及び前記砥粒表面にロジウム、イリジウム、ルテニウム、白金のうち一種類以上の金属からなるコーティング層を設けたことを特徴とする。
【０００９】
ロジウム、イリジウム、ルテニウム、白金の被膜は、耐酸性が極めて高く、スラリーによって溶出しない。また、硬度が高いので、スラリー中の研磨粒子によって生じる機械的な摩耗を抑制することもできる。さらに、ろう材表面の微少な凹凸をなくすことができ、切粉の潤滑性を高めることができる。
従って、コーティング層を設けることにより、ろう材の溶出を防止し、機械的な摩耗を抑制し、切粉の潤滑性を高めることができる。
【００１０】
本発明の超砥粒研削砥石は、前記コーティング層を複数層設けたことを特徴とする。
コーティング層を複数層にすることによって、コーティング層の耐酸性や潤滑性をより向上することができる。
【００１１】
本発明の超砥粒研削砥石は、前記コーティング層から前記超砥粒を突出させ、その突出量を砥粒の粒径の１／３以上としたことを特徴とする。
砥粒を砥粒の粒径の１／３以上突出させることによって、良好で安定したパッド削れレートが得られる。
突出量が砥粒の粒径の１／３より小さな場合は、削れレートが小さくなると共に加工物表面品位が低下しポリッシュレートを小さくさせるため好ましくない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態に基づいて説明する。
図１は、本発明の超砥粒研削砥石の砥粒層の構成を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。
この超砥粒研削砥石１０においては、台金１上に砥粒２が配列され、砥粒２はろう材３を用いて台金１にろう付けにより固着されている。ろう材３として、砥粒粒径の１／３倍〜１／２倍の厚さのろう材が用いられている。
ろう材３の表面及び砥粒２の表面の一部には、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、白金のうち一種類以上の金属からなるコーティング層４が形成されている。コーティング層４は１層形成してもよく、複数層形成してもよい。
隣り合う砥粒２との間に、砥粒粒径の２／３倍〜２．５倍の幅で台金１の素地を露出させた部分を含むチップポケット５が規則的に形成されている。
【００１３】
本実施形態は、ＣＭＰ加工に用いられるパッドのコンディショナーに本発明を適用した例である。台金１として外径１００ｍｍ、厚さ５ｍｍのステンレス製台金を用いている。また、砥粒２として平均粒径１８０μｍのダイヤモンド砥粒を用いている。
【００１４】
本発明の超砥粒研削砥石１０は、例えば、以下の製造方法によって製造することができる。
直径０．２ｍｍの孔を０．６ｍｍ間隔で千鳥状に配列したスクリーンを用いて、台金１上に有機接着剤を塗布する。この有機接着剤の上に砥粒２を配置する。この状態で砥粒２が台金１上に０．６ｍｍ間隔で千鳥状に配列された状態となる。これを乾燥炉中で１２０℃、１時間乾燥させて、砥粒２を台金１に仮固定する。
【００１５】
次に、三次元移動が可能なアプリケータ（吐出機）を用いて、接着部にろう材３とバインダーの混合物を砥粒粒径の１／２の高さに塗布する。これを非酸化性雰囲気中で１０００℃、１時間加熱し、砥粒２を台金１に本固定する。
その後、ろう材３及び砥粒２の表面に無電解めっきにより、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、白金などの金属のうち一種類以上のコーティング層４を形成する。このコーティング層４は、図１（ｂ）に示すように、台金１の素地を露出させた部分に設けることもできる。
【００１６】
このようにして作製された超砥粒研削砥石（実施例）の仕様を表１に示す。また、この砥石と、砥粒、配列ピッチ、ろう材を同じにして、特許文献１記載の方法によって作製された超砥粒研削砥石（比較例１）、特許文献２記載の方法によって作製された超砥粒研削砥石（比較例２）の仕様も表１に示す。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
上記の実施例、比較例１、比較例２について研削試験を行った。
試験条件を以下に示す。
使用機械                      パッドコンディショニング装置
研磨パッド                    ＩＣ１０００
ドレッサー回転数              １００（ｍｉｎ−１）
テーブル回転数                １００（ｍｉｎ−１）
荷重                          ４５（Ｎ）
加工時間                      １５（Ｈｒ）
【００１９】
研削試験結果を図２に示す。
図２は、加工時間に対するパッド削れレート指数の推移を図示したものである。
図２からわかるように、実施例の研削砥石は、比較例の研削砥石に比べて、加工時間が経過しても、パッド削れレートの低下が小さく、寿命が大幅に向上した。
また、実施例の研削砥石の砥面には、比較例の研削砥石に比べてパッド切粉やスラリーの付着がなく、ろう材部分の磨耗もみられなかった。
【００２０】
次に実施例と比較例１，２を用いてペレットを作成し、メタル配線ＣＭＰ加工に使用されるｐＨ２〜３のスラリーと過酸化水素水の混合溶液に２４Ｈｒ浸漬して、金属成分の溶出量を比較した。その結果を、図３に示す。
図３からわかるように、実施例の研削砥石は、各元素ともに溶出量が小さいことが分かった。特にＮｉの溶出量が顕著に減少した。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、以下の効果を奏する。
（１）ダイヤモンド、ｃＢＮなどの超砥粒を台金に一層規則的に配列してろう付けにより砥粒を保持するとともに、チップポケットを規則的に形成した超砥粒研削砥石において、前記ろう材表面及び前記砥粒表面にロジウム、イリジウム、ルテニウム、白金のうち一種類以上の金属からなるコーティング層を設けたことにより、スラリー中の研磨材によるろう材の磨耗が抑制されるため、寿命が向上する。
【００２２】
（２）ろう材表面の潤滑性が高まるため、スラリーの流れと切粉の排出が向上する。これにより、切粉やスラリーの滞留によるマイクロスクラッチの発生を抑制できる。
【００２３】
（３）金属膜のＣＭＰにおいて、ろう材の金属成分の溶出が抑制され、ウェハ表面に金属汚染がなくなる。
【００２４】
（４）ろう材の金属成分の溶出が抑制されるため、砥粒の保持力が低下せず長期間の使用ができる。
【００２５】
（５）コーティング層を複数層にすることによって、コーティング層の耐酸性や潤滑性をより向上することができる。
【００２６】
（６）砥粒を砥粒の粒径の１／３以上突出させることによって、良好で安定したパッド削れレートが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超砥粒研削砥石の構成を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。
【図２】加工時間に対するパッド削れレート指数の推移を示す図である。
【図３】ペレットの金属溶出試験の結果を示す図である。
【符号の説明】
１  台金
２  砥粒
３  ろう材
４  コーティング層
５  チップポケット
１０  超砥粒研削砥石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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