JP3440064B2 - パッドコンディショナの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は、パッドコンディ
ショナとその製造方法に関し、特に半導体装置の製造に
用いるＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａ
ｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学的機械的研磨）装置のパ
ッドコンディショナとその製造方法に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】ＣＭＰ装置は、加工変質層を生じさせな
いでシリコンウエハ上に形成される酸化膜等の絶縁層や
金属膜等の配線層の表面を平坦化するために研磨する装
置である。ＣＭＰ装置では、円盤状の定盤に貼り付けら
れた研磨パッドの上にシリコンウエハを載置し、シリコ
ンウエハを研磨パッド上で回転させながら、研磨パッド
とシリコンウエハとの間に微細な研磨粒子を混濁させた
研磨液を供給して、研磨が行なわれる。研磨パッドの材
料としては、発泡ウレタン樹脂、ポリエステル不織布等
が用いられている。研磨液としては、酸性またはアルカ
リ性の水溶液にシリカ等の微細な研磨粒子を混濁させた
スラリーが用いられる。 【０００３】ＣＭＰ装置を用いてシリコンウエハの研磨
を繰返して行なうと、被削材や研磨粒子等が研磨パッド
の微細な穴に入り込んで目詰まりが生じたり、または研
磨パッドの平坦度が劣化する。このため、研磨パッドを
常時または定期的にドレッシングして平面度の精度を保
持し、目詰まりを解消する必要がある。 【０００４】このドレッシングで使われる工具は、円板
状またはリング状の金属製台金の表面にダイヤモンド砥
粒を固着したものでパッドコンディショナと呼ばれてい
る。 【０００５】パッドコンディショナはドレッシング時に
酸性またはアルカリ性のスラリーに接触するため、パッ
ドコンディショナにおいてダイヤモンド砥粒を保持して
いるニッケル等の金属の結合材が溶解し、ダイヤモンド
砥粒が脱落するおそれがある。脱落したダイヤモンド砥
粒が研磨パッドに残存し、ＣＭＰ装置を用いた研磨時に
シリコンウエハの表面にスクラッチ傷を生じさせること
があった。 【０００６】また、ドレッシング時にパッドコンディシ
ョナの結合材や台金の金属成分が酸性またはアルカリ性
のスラリーと反応して溶出すると、その溶出した成分が
研磨パッドに残存することがあった。その研磨パッドを
用いてシリコンウエハを研磨すると、シリコンウエハの
表面が汚染されるという問題もあった。その結果、製造
される半導体装置に不良品が生じることがあった。 【０００７】上述の問題を解決するために、特開平１１
−３３９１１号公報では、台金作用面にめっきにより固
着されたダイヤモンド砥粒層を有し、めっきされた金属
が合成樹脂層により被覆され、ダイヤモンド砥粒の先端
作用部が合成樹脂層より突出してなることを特徴とする
パッドコンディショナが提案されている。 【０００８】また、特開２０００−６１８１３では、金
属製台金の表面に平均粒径が３０μｍ〜１０００μｍの
ダイヤモンド砥粒がニッケルめっきまたはロウ材を主成
分とする結合材により単層固着されたＣＭＰ用パッドコ
ンディショナで、硬質粒子を２容量％〜５０容量％含有
し、かつ厚みが２μｍ以上のフッ素樹脂被膜により、金
属製台金の露出表面または結合材露出表面の少なくとも
一方が被覆されているものが提案されている。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
公報で提案されるように、めっきされた金属を合成樹脂
層で被覆する方法や結合材露出表面をフッ素樹脂被膜で
被覆する方法を採用しても、樹脂層にピンホールやクラ
ックが発生しやすいという問題があった。このため、ド
レッシング時にピンホールやクラックを通じてスラリー
が樹脂層の内部に浸入し、パッドコンディショナの結合
材や台金の金属成分が酸性またはアルカリ性のスラリー
と反応して溶出することがあった。その結果、ドレッシ
ングされた研磨パッドを用いてシリコンウエハを研磨す
ると、シリコンウエハの表面が汚染され、製造される半
導体装置に不良品が生じるという問題を完全に防止する
ことができなかった。 【００１０】そこで、この発明の目的は、シリコンウエ
ハ上に形成される絶縁層や配線層の表面を平坦化するた
めの研磨パッドのドレッシングにおいて、ダイヤモンド
砥粒の脱落を防止することができるだけでなく、結合材
や台金の金属成分の溶出をも効果的に防止することがで
き、ドレッシングされた研磨パッドを用いてもシリコン
ウエハの表面に傷が生じることなく、シリコンウエハの
表面を汚染することのない、パッドコンディショナを提
供することである。 【００１１】 【課題を解決するための手段】この発明にしたがったパ
ッドコンディショナの製造方法は、台金と、台金の表面
上に形成されためっき層と、めっき層によって台金の表
面に固着されたダイヤモンド砥粒と、めっき層の表面を
被覆するようにめっき層の表面上に形成された樹脂層と
を備え、樹脂層は２層以上の積層からなる、パッドコン
ディショナの製造方法であって、台金の表面にめっき層
によりダイヤモンド砥粒を固着する工程と、めっき層の
表面上に樹脂を塗布し、半焼成する工程を繰返すことに
よって、樹脂層を構成する最下層から最上層直下までの
層の各々の層を形成する工程と、最上層直下の層の上に
最上層を形成する樹脂を塗布した後、樹脂層を構成する
最下層から最上層までの各々の層を完全焼成して２層以
上の積層を形成する工程とを備える。 【００１２】前述した公報で提案されるように結合材を
構成するめっき層を薄い１層の樹脂層で被覆するだけで
はピンホールやクラック等の欠陥が発生するため、ドレ
ッシング時にこれらの欠陥を通じてスラリーが樹脂層の
内部に浸入し、めっき層や台金の金属成分が酸性または
アルカリ性のスラリーと反応して溶出する。また、めっ
き層を厚い１層の樹脂層で被覆すると、樹脂の焼成時に
クラックが発生しやすくなる。これは、樹脂層が厚けれ
ば厚いほど、焼成時に発生する内部応力が大きくなり、
この内部応力に樹脂層が耐えられずにクラックが発生す
るものと考えられる。 【００１３】これに対して、この発明のパッドコンディ
ショナでは、めっき層の表面上に形成される樹脂層は２
層以上の積層からなるので、樹脂層を構成する下層にピ
ンホールやクラック等の欠陥が発生しても、上層が下層
の欠陥を埋める働きをする。このため、積層構造からな
る樹脂層全体に欠陥が存在する確率が小さくなるととも
に、めっき層や台金の表面に到達するようなピンホール
やクラック等の欠陥が樹脂層に存在しないようになる。
したがって、ダイヤモンド砥粒の脱落を防止することが
できるだけでなく、ドレッシング時にスラリーが樹脂層
の内部に浸入してめっき層や台金の金属成分が酸性また
はアルカリ性のスラリーと反応して溶出するのを防止す
ることができる。これにより、この発明のパッドコンデ
ィショナによってドレッシングされた研磨パッドを用い
ても、シリコンウエハの表面に傷が生じることなく、シ
リコンウエハの表面を汚染することがない。 【００１４】この発明のパッドコンディショナにおい
て、樹脂層は台金の表面を被覆するように台金の表面上
に形成されているのが好ましい。この場合、ドレッシン
グ時に台金の金属成分が酸性またはアルカリ性のスラリ
ーと反応して溶出するのをより効果的に防止することが
できる。 【００１５】この発明のパッドコンディショナにおい
て、樹脂層はフッ素樹脂を含むのが好ましい。 【００１６】また、この発明のパッドコンディショナに
おいて、樹脂層はフッ素樹脂とエポキシ樹脂とを含むの
が好ましい。この場合、樹脂層の焼成温度を下げること
ができる。樹脂層の材料としてフッ素樹脂単体を用いる
と、焼成温度が約４００℃であり、焼成時に台金に熱歪
みが生じる可能性がある。樹脂層の材料としてフッ素樹
脂とエポキシ樹脂の混合物を用いると、焼成温度が約１
８０℃になり、焼成時に台金に熱歪みが生じない。 【００１７】この発明のパッドコンディショナは、化学
的機械的研磨用の研磨パッドのドレッシングに用いられ
るのが好ましく、特に酸性スラリーの存在下で金属膜の
表面を平坦化するために用いられるのが好ましい。 【００１８】 【００１９】 【発明の実施の形態】図１はこの発明の１つの実施の形
態にしたがったパッドコンディショナを示す斜視図、図
２は図１に示されるパッドコンディショナのダイヤモン
ド砥粒層の部分を示す部分断面図である。 【００２０】図１に示すように、パッドコンディショナ
１は、ステンレス鋼等からなるリング状の台金２０と、
台金２０の一方端面上に固着されたダイヤモンド砥粒層
１０とを備えている。一般的に台金２０の形状は外径Ｄ
と幅Ｗと厚みＴによって規定される。図２に示すよう
に、下地めっき層１２が台金２０の表面上に形成され、
下地めっき層１２の上に固着めっき層１３が形成される
ことによって、多数のダイヤモンド砥粒１１が台金２０
の上に固着されている。ダイヤモンド砥粒１１の平均粒
径は３０〜１０００μｍの範囲内であるのが好ましく、
５０〜５００μｍの範囲内であるのがより好ましい。下
地めっき層１２と固着めっき層１３の材料としては、ニ
ッケル等の金属が用いられる。下地めっき層１２の厚み
は２〜３μｍ、固着めっき層１３の厚みは３０〜４００
μｍの範囲内であるのが好ましい。 【００２１】固着めっき層１３の表面を被覆するように
積層構造からなる多層樹脂膜１４が形成されている。ま
た、図示されていないが、多層樹脂膜は台金の表面を被
覆するように形成されている。好ましくは、図２に示さ
れるように多層樹脂膜１４は３層の樹脂層１４ａ、１４
ｂ、１４ｃから構成されるが、少なくとも２層以上から
構成されれば、本発明の効果を達成できる。樹脂層１層
当たりの厚みは５μｍ以上であるのが好ましく、１０μ
ｍ以上であるのがより好ましい。 【００２２】樹脂層の材料としてフッ素樹脂が用いられ
るのが好ましい。フッ素樹脂は、卓越した耐薬品性、耐
熱性および表面特性を有する特異な高分子材料で、その
特性を活かして過酷な条件下で使用し得る工業材料とし
て幅広い分野で利用されている。フッ素樹脂の中でポリ
テトラフルオロエチレン樹脂、ポリクロロトリフルオロ
エチレン樹脂またはポリビニリデンフルオライド樹脂の
いずれかを用いるのが好ましい。これら３種類のフッ素
樹脂はいずれでも本発明のパッドコンディショナにおけ
る樹脂層に適用可能である。しかしながら、パッドコン
ディショナにおける樹脂層は工作物としての研磨パッド
とその切り粉に高速度で接触するため、高い耐熱性と摺
動性が要求される。これらの物性については、上記の３
種類のフッ素樹脂の中でポリテトラフルオロエチレン樹
脂が特に優れているので、本発明のパッドコンディショ
ナにおける樹脂層に最適である。ポリテトラフルオロエ
チレン樹脂は、耐熱性に関しては有機材料の中で最高の
部類に属し、連続使用温度は約２６０℃と極めて高い。
また、ポリテトラフルオロエチレン樹脂の表面の性質は
非常に特異で、卓越した疎水性、疎油性および非粘着性
を示すので、その摩擦係数は小さく、優れた摺動性を示
すものである。 【００２３】本発明のパッドコンディショナにおいて樹
脂層は次のようにして形成される。積層構造の樹脂層を
構成する多層のうち、最下層から最上層直下の層までの
各層については、樹脂を塗布し、半焼成する工程を繰返
しながら積層し、最上層の樹脂を塗布した後、樹脂層を
構成する全層の樹脂を完全焼成することによって、めっ
き層の表面上を被覆する樹脂層を形成する。 【００２４】たとえば、より具体的に説明すると、最終
的にｎ層からなる樹脂層を積層する場合には、（ｎ−
１）層目まではスプレー塗装工程、溶剤除去工程、半焼
成工程を繰返して積層する。ここで半焼成するのは、積
層された層の境界での接合力を高めるためである。その
後、最後のｎ層は、スプレー塗装工程、溶剤除去工程、
完全焼成工程を順に行なって（ｎ−１）層の上に積層す
る。このとき、ｎ層目の完全焼成工程によってｎ層から
なる樹脂層全体を完全焼成する。 【００２５】 【実施例】（実施例１）図１に示すように外径Ｄが１２
０ｍｍ、幅Ｗが１０ｍｍ、厚みＴが２０ｍｍの台金２０
をステンレス鋼（ＪＩＳ ＳＵＳ３０４）で製作した。
ダイヤモンド砥粒層１０が固着される表面以外の部分を
絶縁テープと絶縁塗料でマスキングした。 【００２６】次に、水酸化ナトリウムを５０ｇ／リット
ル、炭酸ナトリウムを５０ｇ／リットル含む脱脂液を用
いて液温を５０℃とし、５Ａ／ｄｍ²で台金２０に陰極
電解脱脂と陽極電解脱脂の処理を施した。その後、純水
で台金２０を洗浄した後、塩酸に３分間浸漬し、再度純
水で洗浄した。そして、ダイヤモンド砥粒層１０が固着
される台金２０の表面にストライクめっきを５分間行な
った後、ニッケルめっき浴中で電流密度が１Ａ／ｄｍ²
の条件でめっきを１０分間行なうことによって、厚みが
２μｍの下地めっき層１２を形成した。粒度が♯８０／
♯１００（平均粒径１８０μｍ）の多数のダイヤモンド
砥粒１１を下地めっき層１２の上に載せた状態で、電流
密度が０．５Ａ／ｄｍ²の条件でめっきを２時間行なっ
た。このとき、下地めっき層１２を介在して台金２０に
接しているダイヤモンド砥粒１１のみが台金２０に固着
され、台金に接していないダイヤモンド砥粒は、めっき
浴中で１回／秒のサイクルで５分間、台金２０を揺動す
ると脱落した。その後、続けてめっきを２０時間行なっ
た。これにより、厚みが１３０μｍの固着めっき層１３
を形成した。 【００２７】次に、ダイヤモンド砥粒１１の露出表面と
固着めっき層１３の露出表面と台金２０の露出表面に、
ポリテトラフルオロエチレン樹脂と、つなぎの役目と焼
成温度を下げる作用をするエポキシ樹脂と、溶剤として
メチルイソブチルケトンを均一に混合した混合物をスプ
レーによって塗装した後、台金２０を乾燥炉に入れて温
度１００℃にて３０分間保持して溶剤を揮発させて完全
に消失させた。その後、台金２０を焼成炉に入れて温度
１５０℃にて１０分間保持して半焼成することにより、
厚みが約５μｍの半焼成樹脂層を形成した（１層目）。
さらに、上記の半焼成樹脂層の表面に、同様にして、上
記の混合物をスプレーによって塗装した後、台金２０を
乾燥炉に入れて溶剤を揮発させて完全に消失させた。そ
の後、台金２０を焼成炉に入れて温度１８０℃にて６０
分間保持して完全焼成することによって、厚みが５μｍ
の樹脂層が２層積層されたフッ素樹脂からなる多層樹脂
膜を形成した。 【００２８】最後に、ダイヤモンド砥粒１１の先端部を
被覆している樹脂膜だけを除去した。この樹脂膜の除去
は、粒度が♯２４０のアルミナ系の砥粒を混濁した研削
液を発泡ポリウレタンパッドに供給しながら、樹脂膜で
被覆されているダイヤモンド砥粒１１の先端部を発泡ポ
リウレタンパッドの表面に押し付けることによって行な
った。このようにしてパッドコンディショナ１を製作し
た。 【００２９】（実施例２）図１に示すように外径Ｄが１
２０ｍｍ、幅Ｗが１０ｍｍ、厚みＴが２０ｍｍの台金２
０をステンレス鋼（ＪＩＳ ＳＵＳ３０４）で製作し
た。ダイヤモンド砥粒層１０が固着される表面以外の部
分を絶縁テープと絶縁塗料でマスキングした。 【００３０】次に、水酸化ナトリウムを５０ｇ／リット
ル、炭酸ナトリウムを５０ｇ／リットル含む脱脂液を用
いて液温を５０℃とし、５Ａ／ｄｍ²で台金２０に陰極
電解脱脂と陽極電解脱脂の処理を施した。その後、純水
で台金２０を洗浄した後、塩酸に３分間浸漬し、再度純
水で洗浄した。そして、ダイヤモンド砥粒層１０が固着
される台金２０の表面にストライクめっきを５分間行な
った後、ニッケルめっき浴中で電流密度が１Ａ／ｄｍ²
の条件でめっきを１０分間行なうことによって、厚みが
２μｍの下地めっき層１２を形成した。粒度が♯８０／
♯１００（平均粒径１８０μｍ）の多数のダイヤモンド
砥粒１１を下地めっき層１２の上に載せた状態で、電流
密度が０．５Ａ／ｄｍ²の条件でめっきを２時間行なっ
た。このとき、下地めっき層１２を介在して台金２０に
接しているダイヤモンド砥粒１１のみが台金２０に固着
され、台金に接していないダイヤモンド砥粒は、めっき
浴中で１回／秒のサイクルで５分間、台金２０を揺動す
ると脱落した。その後、続けてめっきを２０時間行なっ
た。これにより、厚みが１３０μｍの固着めっき層１３
を形成した。 【００３１】次に、ダイヤモンド砥粒１１の露出表面と
固着めっき層１３の露出表面と台金２０の露出表面に、
ポリテトラフルオロエチレン樹脂と、つなぎの役目と焼
成温度を下げる作用をするエポキシ樹脂と、溶剤として
メチルイソブチルケトンを均一に混合した混合物をスプ
レーによって塗装した後、台金２０を乾燥炉に入れて温
度１００℃にて３０分間保持して溶剤を揮発させて完全
に消失させた。その後、台金２０を焼成炉に入れて温度
１５０℃にて１０分間保持して半焼成することにより、
厚みが約５μｍの半焼成樹脂層を形成した（１層目）。
さらに、上記の半焼成樹脂層の表面に、同様にして、上
記の混合物をスプレーによって塗装した後、台金２０を
乾燥炉に入れて溶剤を揮発させて完全に消失させた。そ
の後、台金２０を焼成炉に入れて温度１５０℃にて１０
分間保持して半焼成することによって、厚みが５μｍの
半焼成樹脂層を形成した（２層目）。さらに、上記の半
焼成樹脂層の表面に、同様にして、上記の混合物をスプ
レーによって塗装した後、台金２０を乾燥炉に入れて溶
剤を揮発させて完全に消失させた。その後、台金２０を
焼成炉に入れて温度１８０℃にて６０分間保持して完全
焼成することによって、厚みが５μｍの樹脂層が３層積
層されたフッ素樹脂からなる多層樹脂膜を形成した。 【００３２】最後に、ダイヤモンド砥粒１１の先端部を
被覆している樹脂膜だけを除去した。この樹脂膜の除去
は、粒度が♯２４０のアルミナ系の砥粒を混濁した研削
液を発泡ポリウレタンパッドに供給しながら、樹脂膜で
被覆されているダイヤモンド砥粒１１の先端部を発泡ポ
リウレタンパッドの表面に押し付けることによって行な
った。このようにしてパッドコンディショナ１を製作し
た。 【００３３】（実施例３）図１に示すように外径Ｄが１
２０ｍｍ、幅Ｗが１０ｍｍ、厚みＴが２０ｍｍの台金２
０をステンレス鋼（ＪＩＳ ＳＵＳ３０４）で製作し
た。ダイヤモンド砥粒層１０が固着される表面以外の部
分を絶縁テープと絶縁塗料でマスキングした。 【００３４】次に、水酸化ナトリウムを５０ｇ／リット
ル、炭酸ナトリウムを５０ｇ／リットル含む脱脂液を用
いて液温を５０℃とし、５Ａ／ｄｍ²で台金２０に陰極
電解脱脂と陽極電解脱脂の処理を施した。その後、純水
で台金２０を洗浄した後、塩酸に３分間浸漬し、再度純
水で洗浄した。そして、ダイヤモンド砥粒層１０が固着
される台金２０の表面にストライクめっきを５分間行な
った後、ニッケルめっき浴中で電流密度が１Ａ／ｄｍ²
の条件でめっきを１０分間行なうことによって、厚みが
２μｍの下地めっき層１２を形成した。粒度が♯８０／
♯１００（平均粒径１８０μｍ）の多数のダイヤモンド
砥粒１１を下地めっき層１２の上に載せた状態で、電流
密度が０．５Ａ／ｄｍ²の条件でめっきを２時間行なっ
た。このとき、下地めっき層１２を介在して台金２０に
接しているダイヤモンド砥粒１１のみが台金２０に固着
され、台金に接していないダイヤモンド砥粒は、めっき
浴中で１回／秒のサイクルで５分間、台金２０を揺動す
ると脱落した。その後、続けてめっきを２０時間行なっ
た。これにより、厚みが１３０μｍの固着めっき層１３
を形成した。 【００３５】次に、ダイヤモンド砥粒１１の露出表面と
固着めっき層１３の露出表面と台金２０の露出表面に、
ポリテトラフルオロエチレン樹脂と、つなぎの役目と焼
成温度を下げる作用をするエポキシ樹脂と、溶剤として
メチルイソブチルケトンを均一に混合した混合物をスプ
レーによって塗装した後、台金２０を乾燥炉に入れて温
度１００℃にて３０分間保持して溶剤を揮発させて完全
に消失させた。その後、台金２０を焼成炉に入れて温度
１５０℃にて１０分間保持して半焼成することにより、
厚みが約５μｍの半焼成樹脂層を形成した（１層目）。
さらに、上記の半焼成樹脂層の表面に、同様にして、上
記の混合物をスプレーによって塗装した後、台金２０を
乾燥炉に入れて溶剤を揮発させて完全に消失させた。そ
の後、台金２０を焼成炉に入れて温度１５０℃にて１０
分間保持して半焼成することによって、厚みが５μｍの
半焼成樹脂層を形成した（２層目）。さらに、上記の半
焼成樹脂層の表面に、同様にして、上記の混合物をスプ
レーによって塗装した後、台金２０を乾燥炉に入れて溶
剤を揮発させて完全に消失させた。その後、台金２０を
焼成炉に入れて温度１５０℃にて１０分間保持して半焼
成することによって、厚みが５μｍの半焼成樹脂層を形
成した（３層目）。さらに、上記の半焼成樹脂層の表面
に、同様にして、上記の混合物をスプレーによって塗装
した後、台金２０を乾燥炉に入れて溶剤を揮発させて完
全に消失させた。その後、台金２０を焼成炉に入れて温
度１８０℃にて６０分間保持して完全焼成することによ
って、厚みが５μｍの樹脂層が４層積層されたフッ素樹
脂からなる多層樹脂膜を形成した。 【００３６】最後に、ダイヤモンド砥粒１１の先端部を
被覆している樹脂膜だけを除去した。この樹脂膜の除去
は、粒度が♯２４０のアルミナ系の砥粒を混濁した研削
液を発泡ポリウレタンパッドに供給しながら、樹脂膜で
被覆されているダイヤモンド砥粒１１の先端部を発泡ポ
リウレタンパッドの表面に押し付けることによって行な
った。このようにしてパッドコンディショナ１を製作し
た。 【００３７】（実施例４〜６）実施例１〜３と同様の方
法で、厚みが１５μｍの樹脂層を２層（実施例４）、３
層（実施例５）および４層（実施例６）積層した多層樹
脂膜をそれぞれ形成した３種類のパッドコンディショナ
を製作した。 【００３８】（比較例１）外径Ｄが１２０ｍｍ、幅Ｗが
１０ｍｍ、厚みＴが２０ｍｍの台金をステンレス鋼（Ｊ
ＩＳ ＳＵＳ３０４）で製作した。ダイヤモンド砥粒層
が固着される表面以外の部分を絶縁テープと絶縁塗料で
マスキングした。 【００３９】次に、水酸化ナトリウムを５０ｇ／リット
ル、炭酸ナトリウムを５０ｇ／リットル含む脱脂液を用
いて液温を５０℃とし、５Ａ／ｄｍ²で台金に陰極電解
脱脂と陽極電解脱脂の処理を施した。その後、純水で台
金を洗浄した後、塩酸に３分間浸漬し、再度純水で洗浄
した。そして、ダイヤモンド砥粒層が固着される台金の
表面にストライクめっきを５分間行なった後、ニッケル
めっき浴中で電流密度が１Ａ／ｄｍ²の条件でめっきを
１０分間行なうことによって、厚みが２μｍの下地めっ
き層を形成した。粒度が♯８０／♯１００（平均粒径１
８０μｍ）の多数のダイヤモンド砥粒を下地めっき層の
上に載せた状態で、電流密度が０．５Ａ／ｄｍ²の条件
でめっきを２時間行なった。このとき、下地めっき層を
介在して台金に接しているダイヤモンド砥粒のみが台金
に固着され、台金に接していないダイヤモンド砥粒は、
めっき浴中で１回／秒のサイクルで５分間、台金を揺動
すると脱落した。その後、続けてめっきを２０時間行な
った。これにより、厚みが１３０μｍの固着めっき層を
形成した。このようにして、固着めっき層の表面と台金
の表面が樹脂層で被覆されていないパッドコンディショ
ナを製作した。 【００４０】（比較例２）外径Ｄが１２０ｍｍ、幅Ｗが
１０ｍｍ、厚みＴが２０ｍｍの台金をステンレス鋼（Ｊ
ＩＳ ＳＵＳ３０４）で製作した。ダイヤモンド砥粒層
が固着される表面以外の部分を絶縁テープと絶縁塗料で
マスキングした。 【００４１】次に、水酸化ナトリウムを５０ｇ／リット
ル、炭酸ナトリウムを５０ｇ／リットル含む脱脂液を用
いて液温を５０℃とし、５Ａ／ｄｍ²で台金に陰極電解
脱脂と陽極電解脱脂の処理を施した。その後、純水で台
金を洗浄した後、塩酸に３分間浸漬し、再度純水で洗浄
した。そして、ダイヤモンド砥粒層が固着される台金の
表面にストライクめっきを５分間行なった後、ニッケル
めっき浴中で電流密度が１Ａ／ｄｍ²の条件でめっきを
１０分間行なうことによって、厚みが２μｍの下地めっ
き層を形成した。粒度が♯８０／♯１００（平均粒径１
８０μｍ）の多数のダイヤモンド砥粒を下地めっき層の
上に載せた状態で、電流密度が０．５Ａ／ｄｍ²の条件
でめっきを２時間行なった。このとき、下地めっき層を
介在して台金に接しているダイヤモンド砥粒のみが台金
に固着され、台金に接していないダイヤモンド砥粒は、
めっき浴中で１回／秒のサイクルで５分間、台金を揺動
すると脱落した。その後、続けてめっきを２０時間行な
った。これにより、厚みが１３０μｍの固着めっき層を
形成した。 【００４２】次に、ダイヤモンド砥粒の露出表面と固着
めっき層の露出表面と台金の露出表面に、ポリテトラフ
ルオロエチレン樹脂と、つなぎの役目と焼成温度を下げ
る作用をするエポキシ樹脂と、溶剤としてメチルイソブ
チルケトンを均一に混合した混合物をスプレーによって
塗装した後、台金を乾燥炉に入れて温度１００℃にて３
０分間保持して溶剤を揮発させて完全に消失させた。そ
の後、台金を焼成炉に入れて温度１８０℃にて６０分間
保持して完全焼成することにより、厚みが約５μｍの樹
脂層を１層形成した。 【００４３】最後に、ダイヤモンド砥粒の先端部を被覆
している樹脂膜だけを除去した。この樹脂膜の除去は、
粒度が♯２４０のアルミナ系の砥粒を混濁した研削液を
発泡ポリウレタンパッドに供給しながら、樹脂膜で被覆
されているダイヤモンド砥粒の先端部を発泡ポリウレタ
ンパッドの表面に押し付けることによって行なった。こ
のようにして、固着めっき層の表面と台金の表面が１層
の樹脂層で被覆されたパッドコンディショナを製作し
た。 【００４４】（比較例３〜５）比較例２と同様の方法
で、厚みが１５μｍの樹脂層を１層（比較例３）、厚み
が６０μｍの樹脂層を１層（比較例４）および厚みが１
００μｍの樹脂層を１層それぞれ形成した３種類のパッ
ドコンディショナを製作した。 【００４５】（比較例６）外径Ｄが１２０ｍｍ、幅Ｗが
１０ｍｍ、厚みＴが２０ｍｍの台金をステンレス鋼（Ｊ
ＩＳ ＳＵＳ３０４）で製作した。ダイヤモンド砥粒層
が固着される表面以外の部分を絶縁テープと絶縁塗料で
マスキングした。 【００４６】次に、水酸化ナトリウムを５０ｇ／リット
ル、炭酸ナトリウムを５０ｇ／リットル含む脱脂液を用
いて液温を５０℃とし、５Ａ／ｄｍ²で台金に陰極電解
脱脂と陽極電解脱脂の処理を施した。その後、純水で台
金を洗浄した後、塩酸に３分間浸漬し、再度純水で洗浄
した。そして、ダイヤモンド砥粒層が固着される台金の
表面にストライクめっきを５分間行なった後、ニッケル
めっき浴中で電流密度が１Ａ／ｄｍ²の条件でめっきを
１０分間行なうことによって、厚みが２μｍの下地めっ
き層を形成した。粒度が♯８０／♯１００（平均粒径１
８０μｍ）の多数のダイヤモンド砥粒を下地めっき層の
上に載せた状態で、電流密度が０．５Ａ／ｄｍ²の条件
でめっきを２時間行なった。このとき、下地めっき層を
介在して台金に接しているダイヤモンド砥粒のみが台金
に固着され、台金に接していないダイヤモンド砥粒は、
めっき浴中で１回／秒のサイクルで５分間、台金を揺動
すると脱落した。その後、続けてめっきを２０時間行な
った。これにより、厚みが１３０μｍの固着めっき層を
形成した。 【００４７】次に、ダイヤモンド砥粒の露出表面と固着
めっき層の露出表面と台金の露出表面に、ポリテトラフ
ルオロエチレン樹脂と、つなぎの役目と焼成温度を下げ
る作用をするエポキシ樹脂と、溶剤としてメチルイソブ
チルケトンと、硬質粒子として平均粒径が５μｍの炭化
ケイ素（ＳｉＣ）粒子を均一に混合した混合物をスプレ
ーによって塗装した後、台金を乾燥炉に入れて温度１０
０℃にて３０分間保持して溶剤を揮発させて完全に消失
させた。その後、台金を焼成炉に入れて温度１８０℃に
て６０分間保持して完全焼成することにより、厚みが約
１５μｍの樹脂層を１層形成した。 【００４８】最後に、ダイヤモンド砥粒の先端部を被覆
している樹脂膜だけを除去した。この樹脂膜の除去は、
粒度が♯２４０のアルミナ系の砥粒を混濁した研削液を
発泡ポリウレタンパッドに供給しながら、樹脂膜で被覆
されているダイヤモンド砥粒の先端部を発泡ポリウレタ
ンパッドの表面に押し付けることによって行なった。こ
のようにして、硬質粒子を含む１層の樹脂層で固着めっ
き層の表面と台金の表面が被覆されたパッドコンディシ
ョナを製作した。 【００４９】（比較例７〜８）比較例６と同様の方法
で、硬質粒子として平均粒径が１０μｍの炭化ケイ素粒
子を含む厚みが６０μｍの樹脂層を１層（比較例７）、
硬質粒子として平均粒径が１０μｍの炭化ケイ素粒子を
含む厚みが１００μｍの樹脂層を１層（比較例８）それ
ぞれ形成した２種類のパッドコンディショナを製作し
た。 【００５０】本発明の効果を確認するために、実施例１
〜６と比較例１〜８で製作されたパッドコンディショナ
の酸浸漬試験を行なった。硝酸（ＨＮＯ₃）を２質量
％、過酸化水素水（Ｈ₂Ｏ₂）を２．５質量％含む酸性の
水溶液に各パッドコンディショナを浸漬した後、めっき
層を形成しているニッケルの溶出量を測定した（ドレッ
シング前）。上記の水溶液は、シリコンウエハ上に形成
された金属膜の表面を平坦化するために用いられるスラ
リーの主成分と類似した水溶液であった。また、各パッ
ドコンディショナを用いて研磨パッドを３０時間ドレッ
シングした後のニッケルの溶出量も測定した。その測定
結果を表１に示す。 【００５１】 【表１】 【００５２】表１から、本発明にしたがって多層構造の
樹脂層でめっき層を被覆したパッドコンディショナ（実
施例１〜６）は、樹脂層でめっき層を被覆していないパ
ッドコンディショナ（比較例１）、単層の樹脂層でめっ
き層を被覆したパッドコンディショナ（比較例２〜
５）、硬質粒子を含む単層の樹脂層でめっき層を被覆し
たパッドコンディショナ（比較例６〜８）に比べて、ニ
ッケルの溶出量が格別に少なく、ドレッシング時にスラ
リーが樹脂層の内部に浸入して、めっき層の金属成分で
あるニッケルが酸性のスラリーと反応して溶出するのを
効果的に防止することが可能であることがわかる。 【００５３】以上に開示された実施の形態や実施例はす
べての点で例示であって制限的なものではないと考慮さ
れるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態や
実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許
請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正
や変形を含むものであると意図される。 【００５４】 【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、２層以
上の積層からなる樹脂層でめっき層の表面を被覆してい
るので、ダイヤモンド砥粒の脱落を防止することができ
るだけでなく、ドレッシング時にスラリーが樹脂層の内
部に浸入してめっき層や台金の金属成分が酸性またはア
ルカリ性のスラリーと反応して溶出するのを防止するこ
とができる。これにより、この発明のパッドコンディシ
ョナによってドレッシングされた研磨パッドを用いて
も、シリコンウエハの表面に傷が生じることなく、シリ
コンウエハの表面を汚染することがない。

【図面の簡単な説明】 【図１】 この発明の１つの実施の形態にしたがったパ
ッドコンディショナを示す斜視図である。 【図２】 図１に示されるパッドコンディショナのダイ
ヤモンド砥粒層の部分を示す部分断面図である。 【符号の説明】 １：パッドコンディショナ、１０：ダイヤモンド砥粒
層、１１：ダイヤモンド砥粒、１２：下地めっき層、１
３：固着めっき層、１４：多層樹脂膜、１４ａ，１４
ｂ，１４ｃ：樹脂層、２０：台金。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ２４Ｄ 3/06 Ｂ２４Ｄ 3/06 Ｂ 3/28 3/28 Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２Ｍ (56)参考文献 特開2000−94324（ＪＰ，Ａ) 特開2000−153463（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−261666（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−57676（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−127973（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−169570（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24D 7/02 B24B 37/00 B24B 53/12 B24D 3/00 320 B24D 3/00 340 B24D 3/06 B24D 3/28

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 台金と、 前記台金の表面上に形成されためっき層と、 前記めっき層によって前記台金の表面に固着されたダイ
   ヤモンド砥粒と、 前記めっき層の表面を被覆するように前記めっき層の表
   面上に形成された樹脂層とを備え、 前記樹脂層は２層以上の積層からなる、パッドコンディ
   ショナの製造方法であって、 前記台金の表面に前記めっき層により前記ダイヤモンド
   砥粒を固着する工程と、 前記めっき層の表面上に樹脂を塗布し、半焼成する工程
   を繰返すことによって、前記樹脂層を構成する最下層か
   ら最上層直下までの層の各々の層を形成する工程と、 前記最上層直下の層の上に最上層を形成する樹脂を塗布
   した後、前記樹脂層を構成する最下層から最上層までの
   各々の層を完全焼成して前記２層以上の積層を形成する
   工程とを備えた、パッドコンディショナの製造方法。