特開 2023-121221 ドレッシング工具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023121221

(43)【公開日】2023-08-31

(54)【発明の名称】ドレッシング工具

(51)【国際特許分類】

   B24B 53/02 20120101AFI20230824BHJP

   B24B 53/12 20060101ALI20230824BHJP

【ＦＩ】

B24B53/02

B24B53/12 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022024425

(22)【出願日】2022-02-21

(71)【出願人】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100075384

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 昂

(74)【代理人】

【識別番号】100172281

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100206553

【弁理士】

【氏名又は名称】笠原 崇廣

(74)【代理人】

【識別番号】100189773

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 英哲

(74)【代理人】

【識別番号】100184055

【弁理士】

【氏名又は名称】岡野 貴之

(74)【代理人】

【識別番号】100185959

【弁理士】

【氏名又は名称】今藤 敏和

(72)【発明者】

【氏名】介川 直哉

【テーマコード（参考）】

3C047

【Ｆターム（参考）】

3C047BB01

3C047EE05

3C047EE09

(57)【要約】

【課題】研磨砥石への銅の付着を抑制することが可能なドレッシング工具を提供する。
【解決手段】研磨砥石のドレッシングに利用されるドレッシング工具であって、基台と、該基台の上面に分散された複数の砥粒と該複数の砥粒を該基台の上面に固定する結合材とを含むドレッシング部と、を備え、該複数の砥粒のそれぞれの修正モース硬度が１１以上１４以下であり、該複数の砥粒のそれぞれの銅の含有量が１．０ｐｐｍ以下である、ドレッシング工具を提供する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

研磨砥石のドレッシングに利用されるドレッシング工具であって、
基台と、
該基台の上面に分散された複数の砥粒と該複数の砥粒を該基台の上面に固定する結合材とを含むドレッシング部と、を備え、
該複数の砥粒のそれぞれの修正モース硬度が１１以上１４以下であり、
該複数の砥粒のそれぞれの銅の含有量が１．０ｐｐｍ以下である、ドレッシング工具。

【請求項2】

該複数の砥粒のそれぞれは、炭化ケイ素を主成分とする、請求項１に記載のドレッシング工具。

【請求項3】

研磨砥石のドレッシングに利用されるドレッシング工具であって、
基台と、
凹凸形状の上面と該基台の上面に固定された下面とを含む板状のドレッシング部と、を備え、
該ドレッシング部の修正モース硬度が１１以上１４以下であり、
該ドレッシング部の銅の含有量が１．０ｐｐｍ以下である、ドレッシング工具。

【請求項4】

該ドレッシング部は、炭化ケイ素を主成分とする、請求項３に記載のドレッシング工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、研磨砥石のドレッシングに利用されるドレッシング工具に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のデバイスのチップは、携帯電話及びパーソナルコンピュータ等の各種電子機器において不可欠の構成要素である。このようなチップは、例えば、表面側に多数のデバイスが形成されたウェーハを個々のデバイスを含む領域毎に分割することで製造される。

【0003】

さらに、ウェーハは、チップの小型化及び軽量化等を目的として、その分割前に薄化されることが多い。ウェーハを薄化する方法としては、ウェーハの裏面側の研削が挙げられる。

【0004】

ただし、ウェーハの裏面側を研削すると、ウェーハの裏面に研削痕が形成される。そして、裏面に研削痕が形成されたウェーハを分割して製造されたチップは抗折強度が低くなる。

【0005】

そのため、チップの製造工程においては、ウェーハの裏面側の研削後かつウェーハの分割前に、ウェーハの裏面の研削痕を除去するようにウェーハが研磨されることがある。ウェーハを研磨する方法としては、湿式研磨と乾式研磨とが挙げられる。

【0006】

湿式研磨においては、例えば、砥粒を含む研磨液をウェーハの裏面に供給しながら、回転する研磨布を回転するウェーハの裏面に接触させることによってウェーハの裏面側が研磨される。

【0007】

乾式研磨においては、例えば、表面（研磨面）において露出する砥粒を含む研磨砥石を回転させながら、回転するウェーハの裏面に研磨砥石の研磨面を接触させることによってウェーハの裏面側が研磨される。

【0008】

乾式研磨は、研磨液をウェーハの裏面に供給する必要がないため湿式研磨と比較して簡便であることが多い。ただし、乾式研磨によって生じた研磨屑が研磨砥石の研磨面に付着すると、研磨砥石の研磨面に砥粒が十分に露出しない（目詰まりする）ことがある。

【0009】

また、乾式研磨を繰り返し行うことで研磨面の平坦性が損なわれることもある。このような場合、研磨砥石の研磨面側を削ることによって研磨面に砥粒を十分に露出させ、かつ、研磨面を平坦にする処理（ドレッシング）が行われることが多い（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２００７－１７５８２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

研磨砥石のドレッシングは、一般的に、工業用ダイヤモンドからなる砥粒を含むドレッシング工具に回転する研磨砥石を接触させることによって行われる。ただし、工業用ダイヤモンドには、その製造工程において触媒として機能する銅（Ｃｕ）が１００ｐｐｍ～２００ｐｐｍ含まれる。

【0012】

そのため、工業用ダイヤモンドからなる砥粒を含むドレッシング工具を利用して研磨砥石のドレッシングが行われると、銅が研磨砥石に付着することがある。そして、銅が付着した研磨砥石を利用してウェーハが研磨されると、ウェーハの表面側に形成されたデバイスに銅が混入し、ウェーハを分割することによって製造されるチップの品質が悪化するおそれがある。

【0013】

この点に鑑み、本発明の目的は、研磨砥石への銅の付着を抑制することが可能なドレッシング工具を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の一側面によれば、研磨砥石のドレッシングに利用されるドレッシング工具であって、基台と、該基台の上面に分散された複数の砥粒と該複数の砥粒を該基台の上面に固定する結合材とを含むドレッシング部と、を備え、該複数の砥粒のそれぞれの修正モース硬度が１１以上１４以下であり、該複数の砥粒のそれぞれの銅の含有量が１．０ｐｐｍ以下である、ドレッシング工具が提供される。

【0015】

好ましくは、該複数の砥粒のそれぞれは、炭化ケイ素を主成分とする。

【0016】

本発明の別の側面によれば、研磨砥石のドレッシングに利用されるドレッシング工具であって、基台と、凹凸形状の上面と該基台の上面に固定された下面とを含む板状のドレッシング部と、を備え、該ドレッシング部の修正モース硬度が１１以上１４以下であり、該ドレッシング部の銅の含有量が１．０ｐｐｍ以下である、ドレッシング工具が提供される。

【0017】

好ましくは、該ドレッシング部は、炭化ケイ素を主成分とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、研磨砥石のドレッシングに利用されるドレッシング部に含まれる砥粒又はドレッシング部自体の銅の含有量が１．０ｐｐｍ以下のドレッシング工具が提供される。そして、このドレッシング工具を利用して研磨砥石のドレッシングを行う場合には、研磨砥石への銅の付着を抑制することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、ドレッシング工具の一例を模式的に示す側面図である。

【図2】図２は、研磨装置の一例を模式的に示す斜視図である。

【図3】図３は、研磨装置の構成要素の一部を模式的に示す斜視図である。

【図4】図４は、ドレッシング工具保持ユニットを拡大して示す分解斜視図である。

【図5】図５は、ドレッシング工具の別の例を模式的に示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、研磨砥石のドレッシングに利用されるドレッシング工具の一例を模式的に示す側面図である。図１に示されるドレッシング工具２は、円盤状の基台４を有する。そして、基台４の上面には、ドレッシング部６が設けられている。

【0021】

ドレッシング部６は、基台４の上面に分散された複数の砥粒８と、複数の砥粒８を基台４の上面に固定する結合材１０とを含む。この結合材１０は、例えば、ニッケルめっきである。また、複数の砥粒８の粒径は、０．５μｍ以上２０μｍ以下である。

【0022】

さらに、複数の砥粒８のそれぞれは、修正モース硬度が１１以上１４以下の材料からなる。具体的には、複数の砥粒８のそれぞれは、炭化ホウ素、炭化ケイ素、アルミナ又はジルコニアのいずれかを主成分とする材料（例えば、炭化ケイ素を主成分とする緑色炭化ケイ素（ＧＣ））等からなる。

【0023】

複数の砥粒８のそれぞれがＧＣからなる場合には、複数の砥粒８は、例えば、アチソン法によって生成された炭化ケイ素の結晶を破砕して分級することによって製造される。なお、アチソン法は、電気抵抗炉において炭素材料とケイ素材料とを高温に加熱することによって炭化ケイ素の結晶を生成する方法である。

【0024】

また、複数の砥粒８のそれぞれがアルミナからなる場合には、複数の砥粒８は、例えば、バイヤー法によって生成されたアルミナの結晶を破砕して分級することによって製造される。なお、バイヤー法は、ボーキサイトを水酸化ナトリウム溶液の熱溶液に晒した後、この溶液を冷却することによって沈殿する水酸化アルミニウムを加熱することによってアルミナの結晶を生成する方法である。

【0025】

また、複数の砥粒８のそれぞれがジルコニアからなる場合には、複数の砥粒８は、例えば、ジルコン鉱石を乾式又は湿式で精製することによって得られるジルコニアの結晶を破砕して分級することによって製造される。

【0026】

上述のように複数の砥粒８が製造される場合には、その製造工程において銅が触媒として利用されることがない。そのため、この場合には、複数の砥粒８のそれぞれにおける銅の含有量が１．０ｐｐｍ以下になる。

【0027】

さらに、この場合には、複数の砥粒８のそれぞれにおける銅以外の金属元素の含有量も低くなる。例えば、複数の砥粒８のそれぞれにおける鉄の含有量が５．０ｐｐｍ以下となり、また、ニッケルの含有量が１．０ｐｐｍ以下となる。

【0028】

図２は、ドレッシング工具２が設けられた研磨装置の一例を模式的に示す斜視図である。なお、図１に示されるＸ軸方向（前後方向）及びＹ軸方向（左右方向）は、水平面上において互いに直交する方向であり、また、Ｚ軸方向（上下方向）は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向（鉛直方向）である。

【0029】

図２に示される研磨装置１２は、各構造要素が搭載される直方体状の基台１４を備える。この基台１４の後端には、支持壁１６が設けられている。また、基台１４の上面には、Ｘ軸方向に沿って延在する矩形状の開口１４ａが形成されている。図３は、開口１４ａの内側に配置される研磨装置１２の構成要素を模式的に示す斜視図である。

【0030】

この開口１４ａの内側には、Ｘ軸移動機構１８が設けられている。このＸ軸移動機構１８は、それぞれがＸ軸方向に沿って延在する一対のガイドレール２０を有する。そして、一対のガイドレール２０の上側には、Ｘ軸方向に沿ってスライド可能な態様で直方体状のＸ軸移動プレート２２が取り付けられている。

【0031】

また、一対のガイドレール２０の間には、Ｘ軸方向に沿って延在するねじ軸２４が配置されている。このねじ軸２４の前端部には、ねじ軸２４を回転させるためのステッピングモータ２６が連結されている。また、ねじ軸２４のねじ山が形成された外周面上には、ねじ軸２４の回転に応じて循環するボールを収容するナット部（不図示）が設けられている。

【0032】

そして、ねじ軸２４とボールを収容するナット部とによってボールねじが構成されている。また、このナット部は、Ｘ軸移動プレート２２に固定されている。そのため、ステッピングモータ２６でねじ軸２４を回転させれば、ナット部とともにＸ軸移動プレート２２がＸ軸方向に沿って移動する。

【0033】

Ｘ軸移動プレート２２の上には、支持テーブル２８が設けられている。この支持テーブル２８の上には、円板状の被加工物を保持するチャックテーブル３０と、上述したドレッシング工具２を保持するドレッシング工具保持ユニット３２とが配置されている。

【0034】

チャックテーブル３０は、モータ等の回転駆動源（不図示）と連結されている。そして、この回転駆動源を動作させると、チャックテーブル３０がＺ軸方向に沿った直線を回転軸として回転する。

【0035】

また、チャックテーブル３０の上面は、被加工物を保持する保持面３０ａとして機能する。この保持面３０ａは、チャックテーブル３０の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）と連通している。

【0036】

そして、この吸引源を動作させると、保持面３０ａ近傍の空間に吸引力が作用する。そのため、被加工物がチャックテーブル３０の保持面３０ａに置かれた状態で吸引源を動作させることによって、この保持面３０ａにおいて被加工物を吸引して保持できる。

【0037】

また、上述したＸ軸移動機構１８を動作させると、Ｘ軸移動プレート２２及び支持テーブル２８とともにチャックテーブル３０及びドレッシング工具保持ユニット３２がＸ軸方向に沿って移動する。なお、ドレッシング工具保持ユニット３２の詳細については後述する。

【0038】

図２に示されるように、支持テーブル２８の前後には、蛇腹状の防塵防滴カバー３４が取り付けられており、Ｘ軸移動機構１８は、この防塵防滴カバー３４で覆われている。また、開口１４ａの前方には、研磨条件等を入力するための操作パネル３５が設置されている。

【0039】

さらに、支持壁１６の前面（表面）には、Ｚ軸移動機構３６が設けられている。このＺ軸移動機構３６は、それぞれがＺ軸方向に沿って延在する一対のガイドレール３８を有する。そして、一対のガイドレール３８の前側には、Ｚ軸方向に沿ってスライド可能な態様で直方体状のＺ軸移動プレート４０が取り付けられている。

【0040】

また、一対のガイドレール３８の間には、Ｚ軸方向に沿って延在するねじ軸４２が配置されている。このねじ軸４２の上端部には、ねじ軸４２を回転させるためのステッピングモータ４４が連結されている。また、ねじ軸４２のねじ山が形成された外周面上には、ねじ軸４２の回転に応じて循環するボールを収容するナット部（不図示）が設けられている。

【0041】

そして、ねじ軸４２とボールを収容するナット部とによってボールねじが構成されている。また、このナット部は、Ｚ軸移動プレート４０の後面（裏面）に固定されている。そのため、ステッピングモータ４４でねじ軸４２を回転させれば、ナット部とともにＺ軸移動プレート４０がＺ軸方向に沿って移動する。

【0042】

Ｚ軸移動プレート４０の前面（表面）には、前方に突出した支持構造４６が設けられている。そして、支持構造４６は、チャックテーブル３０に保持された被加工物を研磨する研磨ユニット４８を支持する。この研磨ユニット４８は、支持構造４６に固定されたスピンドルハウジング５０を含む。

【0043】

スピンドルハウジング５０には、Ｚ軸方向に沿って延在するスピンドル５２が回転可能に収容されている。このスピンドル５２の下端部は、スピンドルハウジング５０から突出し、円盤状のマウント５４に固定されている。そして、マウント５４の下面には、マウント５４に対応する円盤状の研磨砥石５６が固定されている。

【0044】

この研磨砥石５６は、チャックテーブル３０に保持される被加工物よりも長い径を有し、また、その内部には砥粒が分散されている。また、研磨砥石５６は、例えば、ポリエステル製の不織布に平均粒径が２０μｍ以下の砥粒が分散されたウレタン溶液を含侵させた後、乾燥させることで製造される。

【0045】

研磨砥石５６の内部に分散される砥粒は、炭化ケイ素、ｃＢＮ、ダイヤモンド又は金属酸化物微粒子等のいずれかを主成分とする。なお、この金属酸化物微粒子としては、シリカ、セリア、ジルコニア又はアルミナ等からなる微粒子が挙げられる。

【0046】

また、スピンドル５２の上端部には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。そして、この回転駆動源を動作させると、スピンドル５２及びマウント５４とともに研磨砥石５６がＺ軸方向に沿った直線を回転軸として回転する。

【0047】

研磨装置１２においては、被加工物を保持するチャックテーブル３０を回転させながら、回転する研磨砥石５６の下面（研磨面）を被加工物の上面に接触させることによって被加工物を研磨することができる。

【0048】

また、研磨装置１２においては、ドレッシング工具保持ユニット３２によって保持されたドレッシング工具２のドレッシング部６に回転する研磨砥石５６の研磨面を接触させることによって、研磨砥石５６をドレッシングすることができる。

【0049】

図４は、ドレッシング工具保持ユニット３２を拡大して示す分解斜視図である。ドレッシング工具保持ユニット３２は、４隅のそれぞれに貫通孔５８ａが形成されている直方体状の昇降板５８を有する。そして、各貫通孔５８ａには、ガイドロッド６０が通されている。また、昇降板５８の下方には、昇降機構６２が設けられている。

【0050】

この昇降機構６２は、Ｚ軸方向に沿って延在するねじ軸６４を有する。そして、ねじ軸６４の下端部には、ねじ軸６４を回転させるためのステッピングモータ６６が連結されている。また、ねじ軸６４のねじ山が形成された外周面上には、ねじ軸６４の回転に応じて循環するボールを収容するナット部（不図示）が設けられている。

【0051】

そして、ねじ軸６４とボールを収容するナット部とによってボールねじが構成されている。また、このナット部は、昇降板５８の中央部に固定されている。そのため、ステッピングモータ６６でねじ軸６４を回転させれば、ナット部とともに昇降板５８が昇降する。

【0052】

また、昇降板５８の上面には、２個の昇降機構６８が設けられている。２個の昇降機構６８は、ベース７０の傾きを調整する。具体的には、各昇降機構６８はボールねじ及びステッピングモータを含み、このボールねじのナット部（不図示）は、ベース７０の下側に固定されている。

【0053】

そのため、各昇降機構６８のステッピングモータが動作すると、ベース７０の傾きが変化する。例えば、各昇降機構６８においては、ベース７０の上面が水平になるようにステッピングモータが動作する。

【0054】

ベース７０の上面には、ボルト７２を用いてステンレス等の金属からなる支持部材７４が固定されている。具体的には、この支持部材７４には、３個の貫通孔７４ａが形成されている。また、ベース７０の上面には、貫通孔７４ａと重なるように３個のねじ穴７０ａが形成されている。

【0055】

そして、貫通孔７４ａを通じてベース７０のねじ穴７０ａにボルト７２を締め込むことで、支持部材７４がベース７０に固定されている。なお、貫通孔７４ａの上端部には、ベース７０のねじ穴７０ａにボルト７２を締め込んだ時にボルト７２の頭部が上方に突き出ないように座ぐりが形成されている。

【0056】

また、支持部材７４の上面には、接着剤等を介して上記のドレッシング工具２の基台４側が固定されている。なお、研磨装置１２においては、ベース７０及びそれよりも上の構成要素のみが支持テーブル２８から露出するようにドレッシング工具保持ユニット３２が設けられている（図２及び図３参照）。

【0057】

研磨装置１２において研磨砥石５６のドレッシングを行う際には、まず、平面視において、研磨砥石５６とドレッシング工具２とが重なるように、Ｘ軸移動機構１８を動作させてドレッシング工具保持ユニット３２の位置を調整する。

【0058】

次いで、スピンドル５２の上端部に連結されている回転駆動源を動作させて研磨砥石５６を回転させる。次いで、研磨砥石５６を回転させたまま、Ｚ軸移動機構３６を動作させて研磨砥石５６を下降させる。これにより、研磨砥石５６の研磨面がドレッシング工具２のドレッシング部６に接触して削られる。

【0059】

さらに、研磨砥石５６の研磨面の全域が削られるように、研磨砥石５６を回転させたまま、Ｘ軸移動機構１８を動作させてドレッシング工具保持ユニット３２を移動させる。以上によって、研磨砥石５６のドレッシングが完了する。

【0060】

このドレッシングにおいては、ドレッシング部６に含まれる砥粒の銅の含有量が１．０ｐｐｍ以下のドレッシング工具２が利用される。そのため、このドレッシングにおいては、研磨砥石５６への銅の付着を抑制することができる。

【0061】

さらに、ドレッシング部６に含まれる砥粒においては、銅以外の金属元素（例えば、鉄及びニッケル等）の含有量も低い。そのため、このドレッシングにおいては、研磨砥石５６への銅以外の金属元素の付着も抑制することができる。

【0062】

なお、ドレッシング工具２は本発明の一態様であって、本発明はドレッシング工具２に限定されない。例えば、本発明のドレッシング工具に含まれる基台は、円板状以外の形状であってもよい。

【0063】

また、本発明のドレッシング工具においては、結合材が含まれていなくてもよい。図５は、このようなドレッシング工具の一例を模式的に示す側面図である。図５に示されるドレッシング工具７６は、円盤状の基台７８を有する。

【0064】

そして、基台７８の上面には、ドレッシング部８０が固定されている。具体的には、ドレッシング部８０の下面は、接着剤等を介して基台７８の上面に固定されている。また、ドレッシング部８０の上面は、凹凸形状を有する。

【0065】

このドレッシング部８０は、修正モース硬度が１１以上１４以下の材料からなる。具体的には、ドレッシング部８０は、炭化ホウ素、炭化ケイ素、アルミナ又はジルコニアのいずれかを主成分とする材料（例えば、炭化ケイ素を主成分とする緑色炭化ケイ素（ＧＣ））等からなる。

【0066】

そして、このような材料からドレッシング部８０が製造される場合には、ドレッシング部８０における銅の含有量が１．０ｐｐｍ以下になる。そのため、このドレッシング工具７６を用いて研磨砥石５６のドレッシングを行う場合には、研磨砥石５６への銅の付着を抑制することができる。

【0067】

さらに、ドレッシング部８０においては、銅以外の金属元素（例えば、鉄及びニッケル等）の含有量も低い。そのため、このドレッシングにおいては、研磨砥石５６への銅以外の金属元素の付着も抑制することができる。

【0068】

その他、上述した実施形態にかかる構造及び方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

【符号の説明】

【0069】

２ ：ドレッシング工具
４ ：基台
６ ：ドレッシング部
８ ：砥粒
１０：結合材
１２：研磨装置
１４：基台（１４ａ：開口）
１６：支持壁
１８：Ｘ軸移動機構
２０：ガイドレール
２２：Ｘ軸移動プレート
２４：ねじ軸
２６：ステッピングモータ
２８：支持テーブル
３０：チャックテーブル（３０ａ：保持面）
３２：ドレッシング工具保持ユニット
３４：防塵防滴カバー
３５：操作パネル
３６：Ｚ軸移動機構
３８：ガイドレール
４０：Ｚ軸移動プレート
４２：ねじ軸
４４：ステッピングモータ
４６：支持構造
４８：研磨ユニット
５０：スピンドルハウジング
５２：スピンドル
５４：マウント
５６：研磨砥石
５８：昇降板（５８ａ：貫通孔）
６０：ガイドロッド
６２：昇降機構
６４：ねじ軸
６６：ステッピングモータ
６８：昇降機構
７０：ベース（７０ａ：ねじ穴）
７２：ボルト
７４：支持部材（７４ａ：貫通孔）
７６：ドレッシング工具
７８：基台
８０：ドレッシング部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】