JP2011507716A - 疎水性切削工具及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
切削工具は、砥粒、すなわち、切削粒子を用いて素材を切削加工する工具である。本明細書における「切削加工」は、円筒研削、内面研削、平面研削のように、被削材の一部を磨く加工である研削を含むものであり、例えば、ダイヤモンド粒子のような砥粒を用いて行われる全ての種類の加工を含む。
技術的課題
本発明者等は、CMPコンディショナーの汚染の最も大きな原因が、コンディショニング加工時間の増加による砥粒層の表面の親水性化の進行によるものであることを見出した。すなわち、CMPパッドのCMPコンディショニング工程前は、CMPコンディショナーの砥粒層の表面は、疎水性が大きいという特性を有するものの、CMPパッドのコンディショニング加工が進行するにつれて、CMPコンディショナーの砥粒層の表面が親水性と変わり、親水性の表面は、スラリーを含んだ水を排斥せず、汚染しやすいということがわかった。このような問題点は、単にCMPコンディショナーに限られず、狭義の切削加工、研削加工、または研磨加工を含む切削加工に用いられる、砥粒を含む広義の切削工具に該当する。
上記目的を達成するために、本発明の一側面によると、基材上に、砥粒が固着した表面を有する砥粒層を形成するステップと、前記砥粒層の表面上に疎水性物質膜をコートするステップと、を含む切削工具の製造方法が提供される。
本発明によると、切削工具の砥粒層の表面に形成された疎水性物質膜によって、砥粒層に生じる汚染物質の累積、及びそれによる切削工具の加工性能の低下を抑制する。特に、本発明は、スラリーと一緒に、CMPパッドのコンディショニング加工に用いられる切削工具であるCMPコンディショナーの汚染物質の抑制に極めて有用に用いられる。これは、CMPコンディショニング工程を経たCMPパッドを用いたウエハの研磨加工において、ウエハの加工表面に生じるスクラッチやパーティクルのような欠陥を低減させることができる。
以下、本発明による切削工具について、CMPコンディショナーを一例として説明する。以下に紹介される実施例は、本発明の思想を当業者に充分伝達するために、例として提供されるものである。従って、本発明は、後述する実施例に限定されず、他の形態に具体化され得る。なお、図面において、構成要素の幅、長さ、厚さ等は、説明の便宜のために誇張して表現されることもある。明細書の全体にわたって、同一の参照番号は、同一の構成要素を示す。
[実施例1:疎水性物質膜の形成工程]
疎水性物質膜が形成されていないCMPコンディショナーをプロセスチェンバに装入し、構造式C8H4Cl3F13Siのトリクロロシランを前駆体とし、自己組織化単分子膜からなる疎水性物質膜をCMPコンディショナーの砥粒層の表面に蒸着した。この際、蒸着条件は、真空度10‐2torr、処理温度150℃、反応時間10分であった。用いられたCMPコンディショナーは、シンハンダイヤモンド社製のNi4コンディショナーである。
上記実施例1の工程を経たCMPコンディショナーを用いて、実際のCMPパッドをコンディショニングする工程を行い、その工程遂行中、CMPコンディショナーの汚染度を時間別(30分単位)で検査した。
上記実施例1の工程を経ていない、すなわち、疎水性物質膜を形成しなかったCMPコンディショナーを用いてCMPパッドをコンディショニングする工程を行い、その工程遂行中、CMPコンディショナーの汚染度を時間別(30分単位)で検査した。実験に用いられたCMPコンディショナーを除いた実験条件は、実施例2と同様である。
図6は、疎水性物質膜がコートされたCMPコンディショナーの疎水性実験の結果を示す写真であり、この際の接触角は110°以上をなす。図7は、疎水性物質膜がコートされていないCMPコンディショナーの疎水性実験の結果を示す。この際の接触角は70°をなす。なお、図6及び図7のCMPコンディショナーは、全てCMPコンディショニング工程を行う前である。
上記実施例1の工程を経て作製されたCMPコンディショナーを用いて、CMPパッドを、実際の現場と同一の条件下で20時間コンディショニングする工程を行い、その工程遂行中、CMPコンディショナーの汚染度を検査した。上記実施例2と比べて大幅に減少したスラリー流量とパッドの加圧力でCMPコンディショニング工程が実行できた。
上記実施例1の工程を経ていない、すなわち、疎水性物質膜を形成しなかったCMPコンディショナーを用いて、実際のCMPパッドをコンディショニングする工程を20時間行った。CMPコンディショナーを除いた実験条件は、実施例4と同様である。
Claims (11)
- 基材上に、
砥粒が固着した表面を有する砥粒層を形成するステップと、
前記砥粒層の表面上に疎水性物質膜をコートするステップと、
を含むことを特徴とする切削工具の製造方法。 - 前記疎水性物質膜をコートするステップにおいて、前記コートされた疎水性物質膜は、分子のテールグループが疎水性である自己組織化単分子膜(SAM;Self Assembled molecular monolayer)であることを特徴とする請求項1に記載の切削工具の製造方法。
- 前記疎水性物質膜をコートするステップは、蒸着工程を用いることを特徴とする請求項1に記載の切削工具の製造方法。
- 前記疎水性物質膜をコートするステップは、蒸着工程を用いて、分子のテールグループが疎水性である自己組織化単分子膜を前記砥粒層の表面に形成して行われることを特徴とする請求項1に記載の切削工具の製造方法。
- 前記蒸着工程に用いられる前駆体は、分子のテールグループがCF(Fluoro Carbon)基またはCHF(Fluorohydrocarbon)基であることを特徴とする請求項4に記載の切削工具の製造方法。
- 前記砥粒層を形成する工程は、Ni電着工程を用いることを特徴とする請求項1に記載の切削工具の製造方法。
- 基材と、
前記基材上に形成され、砥粒が固着した表面を有する砥粒層と、
前記砥粒層の表面に形成された疎水性物質膜と、
を備えることを特徴とする切削工具。 - 前記疎水性物質膜は、分子のテールグループが疎水性である自己組織化単分子膜であることを特徴とする請求項7に記載の切削工具。
- 前記自己組織化単分子膜は、トリクロロシランを前駆体として形成されることを特徴とする請求項8に記載の切削工具。
- 前記砥粒層は、前記砥粒が固着したNi電着めっき層であることを特徴とする請求項7に記載の切削工具。
- 前記切削工具は、CMPコンディショナーであることを特徴する請求項7に記載の切削工具。
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