JP2005313310A

JP2005313310A - Ｃｍｐコンディショナ

Info

Publication number: JP2005313310A
Application number: JP2005035729A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Iiyoshi; 寛飯吉; Takashi Kimura; 高志木村; Tsuguhisa Koyama; 継久小山; Hiroaki Iizuka; 弘明飯塚
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2005-02-14
Publication date: 2005-11-10
Also published as: US20070259609A1; WO2005095056A1; KR20060133052A; TW200600265A

Abstract

【課題】基材上面に突出する突部に砥粒が固着されたＣＭＰコンディショナにおいて、砥粒を安定的に固着して砥粒の脱落によるスクラッチの発生等を防するとともに、ドレッシング時に砥粒の周囲の突部突端面とパッドとの間に研削液を保持する空間を確実に確保する。
【解決手段】軸線回りに回転される基材１の上面２に、この上面２から突出する突部３，４が形成され、この突部３，４に複数の砥粒５が固着されてなるＣＭＰコンディショナであって、砥粒５を、突部３，４の突出方向を向く突端面３Ａ，４Ａ上において、この突端面３Ａ，４Ａの周縁３Ｃ，４Ｃから軸線方向に延びる仮想延長面Ｐよりはみ出さないように固着する。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウエハ等の研磨を行うＣＭＰ（化学機械的研磨）装置の研磨パッドのドレッシング（目立て）に用いられるＣＭＰコンディショナに関するものである。

この種のＣＭＰコンディショナとしては、例えば特許文献１に、円板状の基材（台金）の上面に略円柱状の突起部が間隔をあけて複数形成され、これらの突起部の表面に複数のダイヤモンド等の砥粒が金属めっき相によって固着されたものが提案されている。従って、このようなＣＭＰコンディショナによれば、砥粒が固着されたコンディショナの基材上面がＣＭＰ装置のパッドにベタ当たりすることがなく、砥粒に高い研削圧を維持できて切れ味をよくすることができる一方、突起部の間の凹部で研削液を保持できるとともに切粉の排出性をよくすることができる。

また、特許文献２には、基材上面に、凸曲面状に突出する複数の小砥粒層部が互いに間隔をあけて設けられるとともに、これらの小砥粒層部の外周側には、該小砥粒層部と同一高さで突出する略リング状の円周砥粒層部が設けられて、該砥粒層部の表面にやはり複数の砥粒が金属めっき相により固着されたＣＭＰコンディショナが提案されており、このうち円周砥粒層部がパッドに面接触することによりコンディショナの面圧が上がりすぎないようにするとともに、小砥粒層部で切れ味良く研削加工することができ、これによってパッドの削りすぎや砥粒の破砕等を抑制して、適度な切込みによる良好な切れ味を確保することができる。しかも、この円周砥粒層部の基材外周側は、内側の側壁よりもなだらかな傾斜をなす断面Ｒの凸曲面状またはテーパ状とされており、研削開始時のパッドの剥がれを防止することができる。
特開２００１−７１２６９号公報特開２００２−３３７０５０号公報

ところで、これら特許文献１、２では、特許文献１における突起部や特許文献２における小砥粒層部、円周砥粒層部のように基材上面から突出する突部の表面に複数の砥粒を金属めっき相によって固着するのに、これら突起部や砥粒層部となる隆起部を除いた基材上面にマスキングを施した後に電気めっきによって砥粒を固着するようにしており、従ってこれら突起部や砥粒層部にはその表面全体にわたって砥粒が固着されることとなる。このため、そのような特許文献１、２のＣＭＰコンディショナでは、例えば特許文献１の略円柱状の突起部を構成する円形の突端面とその周囲の基材上面から立ち上がる円筒状の外周壁面との交差稜線部や、あるいは特許文献２の円周砥粒層部を構成するリング状（円環状）の突端面と基材上面から立ち上がる上記内側の側壁との交差稜線部周辺にも砥粒が固着されることとなる。

ところが、これら突起部の周壁面や円周砥粒層部の内側側壁のように基材上面から急傾斜で立ち上がる壁面と基材上面に平行とされる上記突端面との交差稜線部は、例えば特許文献２の円周砥粒層部の突端面とその外周側のなだらかな傾斜とされた上記凸曲面等との交差稜線部に比べ、突端面と壁面との交差角が小さくていわゆるピン角の状態となっており、従ってこの交差稜線部上に砥粒が砥粒が固着された場合は勿論、突端面上や壁面上でも砥粒が交差稜線からはみ出すように固着されてしまうと、このはみ出した部分では砥粒は金属めっき相を介しての基材による支持が受けられなくなる。このため、このような部分の砥粒は固着が不安定となるおそれがあり、万一かかる不安定な砥粒がパッドのドレッシング中に脱落してしまうと、研磨される半導体ウェハ等にスクラッチを生じさせたりしてしまう。

また、このように砥粒が突部の表面全体に固着されていて、特に上記突端面と壁面との交差稜線部にまで砥粒が固着されていると、ドレッシング時にパッドに接触する上記突端面の周縁ぎりぎりにまで砥粒が位置することとなり、この周縁近傍に位置した砥粒の周りの突端面とパッドとの間に、ドレッシング時に研削液を保持しておく空間を十分に確保することが困難となる。しかるに、このように突部の突端面周縁に位置する砥粒は、ドレッシングの際のコンディショナの回転や揺動により、該突端面に固着された他の砥粒よりも先行してパッド表面に切り込まれてドレッシングを行うものであり、従ってそのような砥粒の周囲に研削液が十分に保持されていないと、当該砥粒の摩耗が著しく促進されてしまい、パッドの研磨レートが低下してＣＭＰ装置による半導体ウェハ等の効率的な研磨が阻害されたり、コンディショナ寿命が短縮されたりしてしまう。

本発明は、このような背景の下になされたもので、上述のような基材上面に突出する突部に砥粒が固着されたＣＭＰコンディショナにおいて、砥粒を安定的に固着して砥粒の脱落によるスクラッチの発生等を防ぐことができ、しかもドレッシング時に砥粒の周囲の突部突端面とパッドとの間に研削液を保持する空間を確実に確保することが可能なＣＭＰコンディショナを提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のＣＭＰコンディショナは、軸線回りに回転される基材の上面に、該上面から突出する突部が形成され、この突部に複数の砥粒が固着されてなるＣＭＰコンディショナであって、上記砥粒を、上記突部の突出方向を向く突端面上において、この突端面の周縁から上記軸線方向に延びる仮想延長面よりはみ出さないように固着したことを特徴とする。

このように構成されたＣＭＰコンディショナにおいては、基材上面から突出する突部の突端面に固着される複数の砥粒が、この突端面の周縁の上記仮想延長面からはみ出さないように配置されているので、この周縁ぎりぎりに一部の砥粒が位置していても、この砥粒の上記突出方向反対側すなわち基材側には必ず突部の突端面が存在することとなり、このような砥粒を該突端面によって確実に支持して安定的かつ強固に固着することが可能となる。また、こうして砥粒の基材側に必ず突端面が配設されるように複数の砥粒が固着されているために、周縁近傍に位置する上記砥粒の周りにも、ドレッシング時においてパッドと突端面との間に、研削液を十分に保持しうる空間を確保することができる。従って、上記構成のＣＭＰコンディショナによれば、ドレッシング時の砥粒の脱落を確実に防いで半導体ウェハ等のスクラッチの発生を防止することができるとともに、パッドに先行して切り込まれる上記周縁近傍の砥粒の摩耗を抑えてパッドの研磨レートを長期に亙って安定的に維持し、効率的な半導体ウェハ等の研磨とコンディショナ寿命の延長とを図ることが可能となる。

なお、上記複数の砥粒は、上記仮想延長面からはみ出さなければその一部がこの仮想延長面ぎりぎりに位置するように固着されていてもよいが、これらを突端面上において該仮想延長面から当該砥粒の平均粒径の１／４以上離れた領域内だけに固着することにより、砥粒の安定性を一層向上させてその脱落をより確実に防止するとともに、この砥粒の周囲の空間をさらに大きく確保してより十分な研削液の確保を促すことができる。ただし、砥粒があまりに突端面の奥まった位置に固着されていたり、また例えば単一の砥粒が突端面の中央に固着されていたりするだけであったりすると、突端面の上記周縁やその周囲がパッドに接触して摩耗してしまったり、砥粒による研削圧が高くなりすぎてしまったりするおそれがあるので、突端面には複数の砥粒が固着されて、そのうち、突端面上で最も上記周縁側に固着される砥粒は、上記仮想延長面から砥粒の平均粒径の３倍以内の領域に固着されていることが望ましい。

ここで、上記突部が、例えば特許文献１の略円柱状の突起部のように、基材上面から柱状に突出するように形成されていて、上記軸線に垂直とされた上記突端面と、この突端面の周りに上記基材上面から該突端面に向けて立ち上がる外周壁面とを備えている場合には、上記砥粒は、この突部の上記突端面の外周縁から延びる上記仮想延長面より外側にはみ出さないように固着されていればよい。また、突部が、例えば特許文献２における円周砥粒層部のように、基材上面における外周部に略環状に形成されていて、やはり基材の軸線に垂直とされた略環状の上記突端面と、この突端面の上記基材上面内周側において該基材上面から上記突端面に向けて立ち上がる内周壁面とを備えている場合には、上記砥粒は、この突部の上記突端面の内周縁から延びる上記仮想延長面より基材上面の内側にはみ出さないように固着されていればよい。さらに、上記基材の上面には、少なくとも上記突部の突端面に四フッ化有機化合物をコーティングすることにより、例えば上記研削液として腐食性や粘着性の高いスラリーを用いたとしても、確実に上述したパッド研磨レートの維持を図ることができる。

図１および図２は、本発明のＣＭＰコンディショナの一実施形態を示すものである。本実施形態において基材１は、ステンレス等の金属材料によって図１に示すように円板状に形成され、ドレッシング時にはその円形をなす上面２がＣＭＰ装置のパッドに向けられてこの基材１の中心軸線Ｏ回りに回転されつつ該軸線Ｏがパッドの径方向に往復するように揺動させられる。そして、この上面２の内周部には、該上面２から柱状に突出する突部３が、互いに所定の間隔をあけて複数形成されているとともに、上面２の外周部には、やはり該上面２から突出する略円環状の突部４が形成されており、これらの突部３，４には、それぞれに複数の砥粒５が固着されている。なお、上面２のうち、これら突部３，４を除いた部分は、軸線Ｏに垂直な平坦面とされている。

これらの突部３，４のうち、上面２内周部に形成された柱状の突部３は、上記軸線Ｏに平行な中心線を有する円柱状（あるいは円板状）に突出させられたものであって、すなわち基材１の軸線Ｏに垂直とされた平坦な円形の突端面３Ａと、この突端面３Ａの周りに上面２から該突端面３Ａに向けて立ち上がる円筒外周面状の外周壁面３Ｂとを備えており、基材１と一体に成形されている。従って、本実施形態では、この外周壁面３Ｂは上記平坦面とされた上面２から垂直に立ち上がるように形成され、また突端面３Ａはこの外周壁面３Ｂと垂直に交差して、その交差稜線は円周状とされ、この交差稜線が当該突部３における突端面３Ａの周縁（外周縁）３Ｃとされる。なお、複数の突部３同士は同形同大とされ、すなわちその外径および上面２から突端面３Ａまでの突出高さが互いに等しくされている。

一方、上面２外周部に形成される突部４も上面２から上記軸線Ｏ方向に突出するように基材１と一体に形成されて、この軸線Ｏ方向視に突部３との間に間隔をあけた該軸線Ｏを中心とする円環状とされており、やはり軸線Ｏに垂直とされた平坦な円環状の突端面４Ａと、この突端面４Ａの上面２内周側において該上面２から突端面４Ａに向けて立ち上がる円筒内周面状の内周壁面４Ｂとを備えている。また、上記内周壁面４Ｂは、突部３の外周壁面３Ｂと同じく上面２に垂直に立ち上がって突端面４Ａと垂直に交差させられており、従ってその交差稜線は、軸線Ｏを中心とした円周状をなして突部４における突端面４Ａの周縁（内周縁）４Ｃとされている。なお、この突端面４Ａの上面２からの突出高さは突部３の突出高さと等しくされている。また、突端面４Ａの外周側の部分は、上記内周壁面４Ｂが立ち上がる角度よりも緩やかな角度で外周側に向かうに従い漸次後退する傾斜面４Ｄとされている。

さらに、このような突部３，４に固着される砥粒５は、例えば平均粒径１６０μｍ程度のダイヤモンド砥粒であって、電着によりＮｉ等の金属めっき相６を介して各突部３および突部４のそれぞれに複数個ずつ固着されている。なお、これらの砥粒５は、その平均粒径の３０％程度の部分が金属めっき相６から突き出し、残りの部分が金属めっき相６中に埋没して保持されるようになされている。

そして、突部３，４にそれぞれ固着されるこれら複数の砥粒５は、突部３，４の上記突端面３Ａ，４Ａ上において、図２に示すようにこれらの突端面３Ａ，４Ａの上記周縁３Ｃ，４Ｃから上記軸線Ｏ方向に延びる仮想延長面Ｐよりもはみ出さないようにされている。すなわち、この軸線Ｏに沿って基材１の上面２に対向する方向から見た平面視においては、突端面３Ａ，４Ａ上において砥粒５が、この突端面３Ａ，４Ａの周縁３Ｃ，４Ｃと重なったりすることなく、該周縁３Ｃ，４Ｃに対して突端面３Ａ，４Ａの内側に位置するように固着されている。

このうち、上面２から円柱状に突出する突部３においては、この円柱が軸線Ｏに平行な中心線を有し、さらにこの中心線と平行に延びる外周壁面３Ｂと軸線Ｏに垂直な突端面３Ａとの交差稜線がその周縁３Ｃとされているので、上記仮想延長面Ｐは外周壁面３Ｂの延長面となり、この仮想延長面Ｐよりも外側に砥粒５がはみ出さないようにされている。また、上面２外周部に環状をなして突出させられた突部４においても、やはり軸線Ｏに垂直とされた突端面４Ａと、この突端面４Ａに垂直すなわち軸線Ｏと平行な内周壁面４Ｂとの交差稜線が、該突端面４Ａの周縁４Ｃとされているので、仮想延長面Ｐは内周壁面４Ｂの延長面となり、砥粒５はこの仮想延長面Ｐよりも上面２の内周側にはみ出さないようにされている。なお、本実施形態では、円環状の突部４における突端面４Ａ外周側の上記傾斜面４Ｄにも複数の砥粒５が、突端面４Ａから連続する金属めっき相６によって固着されている一方、これら突端面３Ａ，４Ａおよび傾斜面４Ｄ以外の突部３の外周壁面３Ｂ、突部４の内周壁面４Ｂ、および突部３，４間の上面２部分には砥粒５は固着されていない。

さらに、本実施形態において上記砥粒５は、こうして突部３，４の突端面３Ａ，４Ａの仮想延長面Ｐよりもはみ出さないだけではなく、これら突端面３Ａ，４Ａ上において、その仮想延長面Ｐから当該砥粒５の上記平均粒径の１／４以上離れた領域Ｌ内だけに固着されており、すなわち各突部３，４に固着される複数の砥粒５すべてがこの領域Ｌ内に収容されるようになされている。しかも、そのうち最も突端面３Ａ，４Ａの周縁３Ｃ，４Ｃ側に固着される砥粒５は、上記仮想延長面Ｐから砥粒５の平均粒径の３倍以内の領域Ｍに位置するように固着されている。従って、本実施形態では、突端面３Ａ，４Ａの周縁３Ｃ，４Ｃ側に、該周縁３Ｃ，４Ｃから少なくとも平均砥粒の１／４の幅で砥粒５が固着されない非固着領域Ｎが形成されるとともに、複数の砥粒５のうち少なくとも１つは、この非固着領域Ｎを除いた領域Ｍ内、すなわち周縁３Ｃ，３Ｄから平均粒径の１／４〜３倍の範囲の領域に固着されることとなる。

なお、このように砥粒５を突部３，４の突端面３Ａ，４Ａ上において上記仮想延長面Ｐよりもはみ出さないように固着し、特に本実施形態のように突端面３Ａ，４Ａの周縁３Ｃ，４Ｃ側に上記非固着領域Ｎが形成されるようにするには、例えば１つに、図３に示すようなフォトレジスト方式によって領域Ｌ内だけに砥粒５が金属めっき相６により固着されるようにすればよい。このフォトレジスト方式では、図３（ａ）のように突部３，４が形成された基材１の上面２のうち、上記非固着領域Ｎを含めて砥粒５を固着しない部分をフォトレジストフィルム７によって被覆した後、この基材１をめっき液に浸漬して図３（ｂ）のようにフィルム７から露出した上記領域Ｌ部分に下地めっき層６Ａを形成し、さらにこの基材１を、砥粒５を分散しためっき液に浸漬して電着することにより、図３（ｃ）に示すように第１金属めっき相６Ｂにより砥粒５を仮固定する。

次いで、図３（ｄ）に示すように突部３，４の内外周壁面３Ｂ，４Ｂおよび突部３，４間の上面２部分を除いてフォトレジストフィルム７を剥離した後、砥粒５を分散していないめっき液に基材１を浸漬して、図３（ｅ）に示すように砥粒５が上述の突き出し量で突き出すように第２金属めっき相６Ｃを形成することにより、上記フォトレジストフィルム７から露出していた上記領域Ｌ内だけに、これら下地めっき層６Ａおよび第１、第２金属めっき相６Ｂ，６Ｃよりなる金属めっき相６によって砥粒５が固着された上記実施形態のＣＭＰコンディショナを得ることができる。なお、この場合には、上記非固着領域Ｎでは下地めっき層６Ａや第１金属めっき相６Ｂが形成されていないところに第２金属めっき相６Ｃが形成されるため、金属めっき相６は図２や図３（ｅ）に示されるように周縁３Ｃ，４Ｃ側でやや薄くなるように形成される。

また、このようなフォトレジスト方式に代えて、図４に示すようなテンプレート方式によって所定の上記領域Ｌ内だけに砥粒が固着されるようにしてもよい。このテンプレート方式においては、図４に示すように基材１の上面２のうち砥粒５を固着する上記領域Ｌ部分が開放された上板８Ａと、円環状の突部４の内周壁面４Ｂ内に嵌め込み可能な外径部を有し、かつ柱状の突部３の外周壁面３Ｂ部分を収容可能な穴が形成された下板８Ｂとを、スポット溶接等によって接合したテンプレート８が用いられ、このテンプレート８を、上述のように下板８Ｂの上記外径部が突部４の内周壁面４Ｂ内に嵌め込まれるとともに突部３の外周壁面３Ｂが上記穴内に収容されて、これら下板８Ｂの外径部および穴の内周からせり出す上板８Ａのオーバーハング部８Ｃが突部３，４の突端面３Ａ，４Ａに密着するように、基材１の上面２に取り付ける。

そして、この状態で図３（ａ）〜（ｃ）と同様に砥粒５を仮固定することにより、突端面３Ａ，４Ａの上記オーバーハング部８Ｃが密着した部分には、下地めっき層６Ａおよび第１金属めっき相６Ｂが形成されずに砥粒５も仮固定されなくなるので、次いでこのテンプレート８を取り外してから図３（ｄ）、（ｅ）と同様に第２金属めっき相６Ｃを形成することにより、このオーバーハング部８Ｃが密着した部分が上記非固着領域Ｎとされて、これよりも周縁３Ｃ，４Ｃから離れた領域Ｌに砥粒５が金属めっき相６によって固着された上記実施形態のＣＭＰコンディショナを得ることができる。なお、このテンプレート方式による場合には、基材１の円環状の上記突部４における内周壁面４Ｂに旋盤仕上げ等の仕上げ加工を施したりすることにより、この内周壁面４Ｂに下板８Ｂの外径部を嵌め込んでテンプレート８を上面２に取り付ける際に高い位置決め精度が得られるようにするのが望ましい。

また、こうして砥粒５が固着された基材１の上面２においては、少なくとも上記突部３，４の突端面３Ａ，４Ａに、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニールエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）等の四フッ化有機化合物がコーティングされるのが望ましい。勿論、これら突端面３Ａ，４Ａと、同じく砥粒５が固着される上記傾斜面４Ｄ、さらには砥粒５が固着されない突部３の外周壁面３Ｂや突部４の内周壁面４Ｂおよび突部３，４間の上面２を含めた基材１の上面２全体に、このような四フッ化有機化合物をコーティングしてもよい。このような四フッ化有機化合物は、例えば上述のようにして砥粒５が金属めっき相６により固着された基材１を、四フッ化有機化合物が分散された液中に浸漬して電着塗装を施したりすることにより形成される。

しかして、例えばこれらの方式によって製造される上記構成のＣＭＰコンディショナにおいては、基材１の上面２内周側に円柱状に突出する突部３や上面２外周部に円環状に形成された突部４に固着される複数の砥粒５が、これらの突部３，４の突出方向を向く突端面３Ａ，４Ａ上において、これらの突端面３Ａ，４Ａの上記周縁３Ｃ，４Ｃから軸線Ｏ方向に延びる仮想延長面Ｐよりもはみ出さないようにされているので、個々の砥粒５はその全体が上記突出方向と反対側を突端面３Ａ，４Ａにより金属めっき相６を介して支持された状態となる。しかるに、この点、例えば図５に示すように、上記突出方向反対側の砥粒５の端部は突端面３Ａ，４Ａ上にあったとしても、砥粒５が上記仮想延長面Ｐよりもはみ出すように固着されていると、このはみ出した部分では突端面３Ａ，４Ａによる支持が受けられずに砥粒が不安定となってしまうのに対し、本実施形態ではすべての砥粒５を突端面３Ａ，４Ａによって支持して安定して突部３，４に固着することができるので、これらの砥粒５がドレッシング時に脱落するのを確実に防ぐことができ、ＣＭＰ装置によって研磨される半導体ウェハ等にスクラッチが発生したりするのを防止することが可能となる。

また、こうして複数の砥粒５が突端面３Ａ，４Ａの上記仮想延長面Ｐよりもはみ出さずに固着されることにより、これらの砥粒５の中でも周縁３Ｃ，４Ｃ側に位置する砥粒５の周りには、ドレッシング時に互いに対向するパッドと突端面３Ａ，４Ａとの間、より厳密には砥粒５の金属めっき相６から突き出した部分の周りにおけるパッドと金属めっき相６表面との間に、より大きな空間が確保されることになる。従って、ドレッシング時にＣＭＰコンディショナの基材１が軸線Ｏ回りに回転しながら揺動する際に他の砥粒５より先行するこの周縁３Ｃ，４Ｃ側に位置した砥粒５は、その周囲の上記空間に十分な研削液を保持したままパッドに食い付くこととなるので、こうして先行する周縁３Ｃ，４Ｃ側の砥粒５の摩耗を抑えることができて、長期に亙ってパッドの研磨レートを安定して維持することが可能となり、コンディショナ寿命の延長を図るとともにＣＭＰ装置においても効率的な半導体ウェハ等の研磨を促すことができる。

しかも、本実施形態では、突端面３Ａ，４Ａに固着される上記複数の砥粒５が、上記仮想延長面Ｐよりもさらに砥粒５の平均粒径の１／４以上離れた領域Ｌ内だけに固着されており、これによって突端面３Ａ，４Ａの周縁３Ｃ，４Ｃ側には上述のように砥粒５が固着されない非固着領域Ｎが形成されるので、上記領域Ｌ内でも周縁３Ｃ，４Ｃ側に位置して先行する砥粒５の周りには、その全周に渡るさらに大きな空間を確保することができ、従って当該砥粒５はより多くの研削液を伴うように保持してパッドに食い付くため、その摩耗を一層抑制することができる。また、本実施形態のようにこの非固着領域Ｎにも金属めっき相６を形成しておくことにより、周縁３Ｃ，４Ｃ側の砥粒５の固着強度をさらに高めてその安定性を向上させることができ、該砥粒５の脱落を一層確実に防止することが可能となる。

その一方で、本実施形態ではさらに、こうして領域Ｌ内に固着される複数の砥粒５のうちでも、最も周縁３Ｃ，４Ｃ側に固着される砥粒５は、上記仮想延長面Ｐから砥粒５の平均粒径の３倍以内の領域Ｍに位置するようにされており、従ってかかる砥粒５が突端面３Ａ，４Ａの奥まった位置に配置されすぎる場合のように、ドレッシング時にこれらの砥粒５によって押圧されて弾性変形するパッドに突端面３Ａ，４Ａの周縁３Ｃ，４Ｃやその周囲の金属めっき相６が接触して摩耗したりするのを防ぐことができる。また、各突端面３Ａ，４Ａごとに複数の砥粒５がパッドを押圧するため、この押圧による研削圧が分散させられ、例えば単一の砥粒で押圧する場合のように研削圧が集中してパッドが切り込まれすぎたりするのを防ぐこともできる。

さらに、上述のように砥粒５が固着された基材１の上面２において少なくとも上記突部３，４の突端面３Ａ，４Ａに四フッ化有機化合物をコーティングした場合には、このような四フッ化有機化合物は、腐食性の高い薬品と反応しやすい−ＣＯＮＨ_２（アミド基）、−ＣＨ_２ＯＨ（カルビノール基）、−ＣＯＯＣＨ_８（ノチルエステル基）、−ＣＯＦ、−ＣＯＯＨ、−ＣＣＦ_２Ｈ（フッ化ノチル基）等が存在しないため耐食性が高いので、たとえ上記研削液として腐食性の高いスラリーを用いたときでも、砥粒５を保持する金属めっき相６の腐食を抑えて砥粒５の脱落やこれに伴うスクラッチの発生および研磨レートの低下を防ぐことができる。また、こうして四フッ化有機化合物をコーティングすることにより、研削液として例えば酸化セリウムの微細粒子を分散させた粘着性の高い、いわゆるセリア系スラリーを用いたりしたときでも、このような微細粒子が基材１の上面２の特にパッドと接する上記突端面３Ａ，４Ａに凝集して付着するのを防ぐことができ、このように凝集付着した微細粒子により砥粒５によるパッドへの食い付きが妨げられて研磨レートが悪化したり、凝縮して付着していた粒子が剥がれてスクラッチが生じたりするのを防止できるので、上述した研磨レートの安定化やスクラッチ発生防止といった効果をより確実に奏功することが可能となる。

なお、本実施形態では突部３が円柱状に形成されていて、その外周壁面３Ｂが基材１の上面２から垂直に立ち上がるとともに突端面３Ａとも上記周縁３Ｃにおいて垂直に交差させられ、また突部４の内周壁面４Ｂも上面２から垂直に立ち上がって突端面４Ａに周縁４Ｃで垂直に交差させられて、これらの壁面３Ｂ，４Ｂの延長面が仮想延長面Ｐと一致させられているが、例えばこれらの壁面３Ｂ，４Ｂが上記突出方向に上面２から突端面３Ａ，４Ａ側に向けて漸次後退するように傾斜させられて、突部３，４が断面台形状をなすように形成されていてもよく、この場合の仮想延長面Ｐは、壁面３Ｂ，４Ｂの傾斜に関わらず、この壁面３Ｂ，４Ｂと突端面３Ａ，４Ａとが交差する稜線（周縁３Ｃ，４Ｃ）から軸線Ｏ方向に延長された面となる。また、突端面３Ａ，４Ａと壁面３Ｂ，４Ｂとの交差稜線部は断面円弧等の凸曲面状にされていてもよく、この場合の周縁３Ｃ，４Ｃは、平坦な突端面３Ａ，４Ｃと凸曲面状の上記交差稜線部との接線部分とされ、仮想延長面Ｐはこの接線から軸線Ｏ方向に延びる延長面とされる。さらに、突部４は完全な円環状でなくてもよく、例えば円板状の基材１の径方向に延びるスリットが周方向に間隔をあけて突部４に形成されていたりしてもよい。

次に、本発明の実施例を挙げてその効果を実証する。本実施例においては、上記実施形態に基づいて、基材１の上面２に四フッ化有機化合物がコーティングされていないＣＭＰコンディショナ（実施例１）と、四フッ化有機化合物（四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニールエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ）、分子式：−（Ｃ_２Ｆ_４）_ｍ・（ＲＯＣＦ＝ＣＦ_２）_ｎ）をコーティングしたＣＭＰコンディショナ（実施例２）とによりパッドの研磨（コンディショニング）を行い、所定の経過時間（ｈ）ごとのパッド研磨レート（μｍ／ｈ）を測定した。また、これら実施例１、２に対する比較例として、上述のようなフォトレジスト方式やテンプレート方式による砥粒５の非固着領域Ｎの形成を行わずに、図５に示したように突端面３Ａ，４Ａから砥粒５がはみ出したＣＭＰコンディショナを製造して、実施例１、２と同じ条件の下でパッドの研磨を行い、そのパッド研磨レートの変化を測定した。この結果を表１に示す。

ただし、これら実施例１、２および比較例において、基材１の外径は１０８ｍｍ、円柱状の突部３の外径（突端面３Ａの外径）は２ｍｍ、円環状の突部４の内径（突端面４Ａの内径）は９０ｍｍ、突端面４Ａの外径は９４ｍｍ、突部３、４の突出高さは０．３ｍｍであり、突端面３Ａ，４Ａには実施例１、２および比較例同士で単位面積当たり平均３５個の略等しい数の砥粒５が固着されていた。また、実施例２においては、四フッ化有機化合物によるコーティング層の厚さは５μｍ程度であり、砥粒５の平均粒径の３０％程度がこのコーティング層から突き出されるようにされていた。

一方、研磨パッドはＲｏｈｍａｎｄＨａａｓ社製の発泡ポリウレタンパッド（商品名：ＩＣ１０００）であって、外径は３８０ｍｍ、また研削液として上述したセリア系スラリーを用いた。なお、パッドの回転数は４０ｒ．ｐ．ｍ、コンディショナ回転数も４０ｒ．ｐ．ｍであって、コンディショナの基材１に８０Ｎの荷重を与えながらコンディショニングを行った。

しかるに、上記表１の結果より、比較例のＣＭＰコンディショナにおいては、パッド研磨開始１時間後から既に実施例１、２に比べて研磨レートが大幅に低く、しかも時間が経過するごとの研磨レートの低下率も実施例１、２に比べて著しく大きいことが分かる。また、１時間経過後のパッド表面にはコンディショナから脱落したと見られる多くの砥粒５が分散しており、さらに研磨終了後の基体１の上面２を観察したところ、上述のように突端面３Ａ，４Ａからはみ出していた砥粒５の多くが脱落していた。また、突端面３Ａ，４Ａには凝集した酸化セリウム粒子の付着も認められた。

これに対して、実施例１、２のＣＭＰコンディショナでは、研磨開始当初の研磨レートが特に実施例１で高く、また時間ごとの研磨レートの低下率も低く抑えられており、研磨終了時までを通して比較例よりも大幅に高い研磨レートを維持することができた。また、研磨終了後の基体１の上面２や研磨パッドの表面を観察しても砥粒５の脱落は認められず、さらに実施例２では突端面３Ａ，４Ａへの酸化セリウム粒子の凝集、付着も認められなかった。なお、研磨開始当初の研磨レートが実施例１よりも実施例２の方が低いのは、実施例２では突端面３Ａ，４Ａに四フッ化有機化合物がコーティングされていることによって砥粒５の突き出し量が実施例１よりも小さくなっているためであると考えられる。

本発明のＣＭＰコンディショナの一実施形態を示す、軸線Ｏに沿って基材１の上面２に対向する方向から見た平面図である。図１に示す実施形態の部分拡大断面図である。図１に示す実施形態をフォトレジスト方式で製造する場合を説明する部分拡大断面図である。図１に示す実施形態をテンプレート方式で製造する場合を説明する部分拡大断面図である。砥粒５が仮想延長面Ｐよりもはみ出して固着されたＣＭＰコンディショナの断面図である。

符号の説明

１基材
２基材１の上面
３，４突部
３Ａ，４Ａ突部３，４の突端面
３Ｂ突部３の外周壁面
４Ｂ突部４の内周壁面
３Ｃ，４Ｃ突端面３Ａ，４Ａの周縁
５砥粒
６金属めっき相
７フォトレジストフィルム
８テンプレート
Ｏ基材１の中心軸線
Ｐ仮想延長面
Ｌ仮想延長面Ｐから砥粒５の平均粒径の１／４以上離れた領域
Ｍ仮想延長面Ｐから砥粒５の平均粒径の３倍以内の領域
Ｎ非固着領域

Claims

軸線回りに回転される基材の上面に、該上面から突出する突部が形成され、この突部に複数の砥粒が固着されてなるＣＭＰコンディショナであって、上記砥粒は、上記突部の突出方向を向く突端面上において、この突端面の周縁から上記軸線方向に延びる仮想延長面よりはみ出さないように固着されていることを特徴とするＣＭＰコンディショナ。
上記複数の砥粒は、上記突端面上において上記仮想延長面から上記砥粒の平均粒径の１／４以上離れた領域内だけに固着されていることを特徴とする請求項１に記載のＣＭＰコンディショナ。
上記複数の砥粒のうち、上記突端面上で最も上記周縁側に固着される砥粒は、上記仮想延長面から上記砥粒の平均粒径の３倍以内の領域に固着されていることを特徴とする請求項２に記載のＣＭＰコンディショナ。
上記突部は柱状に突出するように形成されていて、上記軸線に垂直とされた上記突端面と、この突端面の周りに上記基材上面から該突端面に向けて立ち上がる外周壁面とを備え、上記砥粒は、この突部の上記突端面の外周縁から延びる上記仮想延長面より外側にはみ出さないように固着されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のＣＭＰコンディショナ。
上記突部は、上記基材上面における外周部に略環状に形成されていて、上記軸線に垂直とされた略環状の上記突端面と、この突端面の上記基材上面内周側において該基材上面から上記突端面に向けて立ち上がる内周壁面とを備え、上記砥粒は、この突部の上記突端面の内周縁から延びる上記仮想延長面より上記基材上面の内側にはみ出さないように固着されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のＣＭＰコンディショナ。
上記基材の上面には、少なくとも上記突部の突端面に四フッ化有機化合物がコーティングされていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のＣＭＰコンディショナ。