JP4277553B2

JP4277553B2 - 軟質材加工用工具

Info

Publication number: JP4277553B2
Application number: JP2003087591A
Authority: JP
Inventors: 義忠安宅; 秀夫大島; 竜一松木
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: JP2004268241A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多孔性の樹脂・ゴム・ポリウレタンラバーなどからなるパッド、例えば、半導体ウエハなどの研磨用パッドの表面を加工・調整するための工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体産業の進展とともに、金属、半導体、セラミックなどの表面を高精度に仕上げる加工方法の必要性は高まっている。とくに、半導体ウエハは、集積度の向上とともにナノメーター（１／１０００ミクロン）オーダーの表面仕上げが要求されてきており、このため、多孔性のパッド（研磨布）を用いた、ＣＭＰ研磨（メカノケミカル研磨）が一般的となっている。
【０００３】
半導体ウエハなどの研磨に用いられるパッドは、研磨時間が経過していくにつれ、目詰まりや圧縮変形を生じ、その表面状態が次第に変化していく。すると、研磨速度の低下などの好ましくない現象が生じるので、パッドの表面を定期的に加工・調整して荒すことにより、パッドの表面状態を一定に保って、良好な研磨状態を維持する工夫が行われている。
【０００４】
このパッドを加工・調整するために用いられるパッドコンディショナーの一例として、特許文献１に開示されているように、基材の表面に、上方に突出する複数の凸部が形成されたものがある。
このようなパッドコンディショナーは、その基材の表面を、軸線回りに回転させられているパッドの表面に対して一定の荷重で押し当てることにより、この基材がパッドの回転運動にともなって回転運動を行い、パッドの表面に食い込んでいる凸部によってパッドの表面を切削して加工・調整していくものである。
【０００５】
【特許文献１】
国際公開第０１／２６８６２号パンフレット（第７〜１２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば特許文献１の第７〜９図に示されるようなパッドコンディショナーを用いた場合には、本願の図３（ａ）に示すように、パッドＰが多孔性の樹脂・ゴム・ポリウレタンラバーなどの弾性変形をする材料から構成されているため、基材１の表面１Ａに形成された凸部２がパッド表面Ｐ１に食い込むことで、この凸部２が接触するパッド表面Ｐ１には、凸部２から逃げるような凹部状をなす変形領域Ｐ２が生じてしまう。
すると、基材１の回転（回転方向Ｔ）による凸部２のパッド表面Ｐ１に対する回転方向Ｔ前方側への相対移動にともなって、凸部２から逃げるような凹部状の変形領域Ｐ２も凸部２の移動方向と同一方向へ随時移動していく（図中白抜き矢印）こととなり、切刃をなす凸部２がパッド表面Ｐ１に対して効率的に作用せず、加工効率が悪くなってしまっていた。
なお、例えば特許文献１の第１０〜１２図に示されるようなパッドコンディショナーを用いたとしても、本願の図３（ｂ）に示すように、上記と同様の現象が生じてしまう。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、加工効率を向上することのできる、パッド表面の加工・調整用の工具を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに被削材切削方向に回転される基材の表面に、少なくとも１つの台座が上方に突出して形成され、前記台座の上面に、切刃稜線を有する凸部が、１つの前記台座に対して１つ、前記台座の上面における周縁領域のうちの少なくとも回転方向前方側の領域を除いた領域において上方に突出するように形成されており、前記台座の上面からの前記凸部の高さが０．０１〜０．１ｍｍの範囲に設定されるとともに、前記台座の上面の周縁領域において前記凸部よりも被削材切削方向前方側に位置する領域の該被削材切削方向に沿った長さが０．２〜０．５ｍｍの範囲に設定されていて、さらに、少なくとも前記凸部における切刃稜線部分が、耐摩耗性材料で構成されていることを特徴とする。
このような構成とすると、被削材としてのパッドの表面に対して、凸部を食い込ませるだけではなく台座を押しつけることにより、台座の上面の周縁領域における少なくとも被削材切削方向前方側（軸線回りに回転される略円板状をなす基板の回転方向前方側）の領域、つまり、少なくとも凸部の移動方向前方側の領域が、凸部の食い込みによって生じた凹部状の変形領域の周囲における少なくとも被削材切削方向前方側部分を押さえつけることとなる。
そのため、少なくとも凸部の切刃稜線によって切削される直前のパッド表面が、台座の上面の周縁領域によって押さえつけられて拘束されるので、パッド表面に生じる凹部状の変形領域の、凸部と同一方向への移動を抑制して、凸部の切刃稜線をパッド表面に対して効率的に作用させることができる。
加えて、少なくとも凸部における切刃稜線部分が、耐摩耗性材料で構成されていることから、この切刃稜線に耐摩耗性を与えることができるので、長期間に亘って、切れ味を劣化させることなく安定したパッドの調整作用を呈することが可能となる。
【０００９】
また、前記台座の上面に、前記凸部が、前記台座の上面における周縁領域のうちの少なくとも被削材切削方向前方側及び後方側の領域を除いた領域において上方に突出するように形成されていることが好ましく、このような構成とすると、パッド表面に生じた凹部状の変形領域の周囲を、台座の上面の周縁領域で、より確実に押さえつけて拘束することができる。
【００１０】
また、前記凸部は、その上面に平坦面が存在させられていることが好ましく、このような構成とすると、基材の表面がパッド表面に対して一定の荷重で押しつけられたときに、凸部のパッド表面に対する食い込みによってできる凹部状の変形領域を適切な形状に生じさせ、この凹部状の変形領域の周囲を、台座の上面の周縁領域によって押さえつけて拘束しやすくすることができる。
【００１１】
ここで、少なくとも凸部における切刃稜線部分を、耐摩耗性材料で構成するため、例えば、少なくとも前記凸部における切刃稜線部分を、気相合成ダイヤモンドでコーティングするようにしてもよい。
このとき、気相合成ダイヤモンドのコーティング層の層厚は、０．５〜２０μｍの範囲に設定されていることが好ましく、この層厚が、０．５μｍより小さくなると、切刃稜線に与えられる耐摩耗性が十分ではなく、寿命が低下してしまうおそれがあり、一方、コーティング層の層厚が、２０μｍより大きくなっても、逆にコーティング層が脆くなって、クラックを生じやすくなるおそれがある。
さらに、このとき、気相合成ダイヤモンドのコーティング層は、凸部における切刃稜線部分だけに形成されているのでもよいが、凸部や台座を含むように基材の表面の全面に亘って形成されていることが好ましく、このような構成とした場合には、たとえ、溶出による汚染のおそれがある材料から基材を構成したとしても、この基材の表面の全面がコーティングされていることによって、溶出による汚染を防止することができ、しかも、凸部や台座の強度をより向上させることが可能となる。
【００１２】
ここで、少なくとも凸部における切刃稜線部分を、耐摩耗性材料で構成するため、例えば、少なくとも前記凸部における切刃稜線部分を、セラミックスで構成するようにしてもよい。
このとき、上記のセラミックスは、凸部における切刃稜線部分だけを構成しているのでもよいが、凸部や台座を含むように基材における少なくとも表面の全面を構成していることが好ましく、このような場合には、基材の溶出による汚染を防止することができ、しかも、凸部や台座の強度をより向上させることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は本実施形態による軟質材加工用工具の平面図、（ｂ）は（ａ）における要部拡大斜視図、（ｃ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【００１４】
本実施形態による軟質材加工用工具の基材１０は、軸線Ｏを中心として、軸線Ｏ回りに回転（回転方向Ｔ＝被削材切削方向）される略円板状をなすものであり、その表面１１における中央領域を除いた周縁領域には、上方に向けて突出する少なくとも１つの台座１２が形成されており、本実施形態では、上方に向けて突出する複数の台座１２が周方向で略等間隔に配置されるように形成されている。
これら複数の台座１２は、それぞれ同一形状の略円柱状を呈しており、略円形面状をなす上面１３の全面が、基材１０の表面１１と略平行な平坦面とされるとともに、基材１０の表面１１からの高さＤが、０．０５ｍｍ以上に設定されている（例えばＤ＝０．１５ｍｍ）。
【００１５】
また、複数の台座１２のそれぞれの上面１３（平坦面）において、その周縁領域（台座１２における上面１３と周面（側面）とが交差してできる略円形状の交差稜線１４を含むような周縁領域）のうちの少なくとも回転方向Ｔ前方側（略円板状をなす基板１０の軸線Ｏから径方向外周側へ向かって延びる直線よりも前方側）及び後方側（略円板状をなす基板１０の軸線Ｏから径方向外周側へ向かって延びる直線よりも後方側）の領域を除いた領域に、上方に突出する１つの凸部１５が形成されており、本実施形態では、複数の台座１２のそれぞれの上面１３において、その周縁領域のうちの回転方向Ｔ前方側及び後方側だけでなく、周縁領域のうちの（基材１０の）径方向内周側及び外周側の領域などを含む周縁領域すべてを除いた中央領域に、上方に突出する１つの凸部１５が形成されている。
なお、これら複数の凸部１５も、台座１２と同様にそれぞれ同一形状の略円柱状を呈しているため、略円形面状をなす台座１２の上面１３は、実際には、その周縁領域のみから構成された略リング面状をなしている。
【００１６】
このように、１つの台座１２のそれぞれに対して、その上面１３の中央領域に１つの凸部１５が上方に突出して形成されているため、これら台座１２及び凸部１５は、外径の大きな略円柱状をなす台座１２と外径の小さな略円柱状をなす凸部１５とが同軸に接続されたような２段突起状をなしており、基材１０の表面１１には、複数の台座１２と同じ数だけ、複数の凸部１５が存在することになる。
また、凸部１５の略円形面状をなす上面１６の全面が、基材１０の表面１１と略平行な平坦面とされるとともに、台座１２の上面１３からの高さＣが、０．０１〜０．１ｍｍの範囲に設定されており（例えばＣ＝０．０５ｍｍ）、凸部１５における上面１６（平坦面）と周面（側面）とが交差してできる略円形状の交差稜線が、この凸部１５の有する切刃１７となっている。
【００１７】
ここで、台座１２とこの上面１３に形成された凸部１５とを、それらの中心を通るようにして、基材１０の回転方向Ｔに沿った断面で見たとき、図１（ｃ）に示すように、凸部１５の上面１６における回転方向Ｔに沿った長さＡ（略円柱状をなす凸部１５の外径と略同一）は、０．０５〜１．０ｍｍの範囲に設定されている（例えばＡ＝０．２ｍｍ）。
【００１８】
また、同じく図１（ｃ）に示すように、凸部１５が、台座１２の上面１３における周縁領域のうちの回転方向Ｔ前方側及び後方側の領域を除いた領域に形成されているため、凸部１５の回転方向Ｔ前方側及び後方側には、台座１２の上面１３の略リング面状の周縁領域における回転方向Ｔ前方側及び後方側の領域が連なることとなり、それらの回転方向Ｔに沿った長さ（凸部１５よりも回転方向Ｔ前方側・後方側に位置する台座１２の上面１３における回転方向Ｔに沿った長さ）Ｂは、それぞれ０．２ｍｍ以上に設定されている（例えばＢ＝０．２ｍｍ）。
【００１９】
とくに、本実施形態では、凸部１５が、台座１２の上面１３における周縁領域すべてを除いた中央領域に形成されているため、凸部１５の周囲には、台座１２の上面１３の略リング面状の周縁領域すべてが連なることになるのであって、この周縁領域の幅が、全周に亘って、上記のＢと同様の範囲に設定されている。
【００２０】
このような複数の台座１２及び複数の凸部１５が表面１１に配置された基材１０は、例えば、略円板状をなす基材の平坦な表面に対して切削加工等を施すことによって製造され、基材１０の表面１１に、この表面１１と一体となった複数の台座１２及び複数の凸部１５が形成されるのである。
【００２１】
そして、上述したような基材１０において、その表面１１と一体に形成された凸部１５における少なくとも切刃稜線１７部分が、気相合成ダイヤモンド１８によって、０．５〜２０μｍの層厚ｔでコーティングされており、本実施形態においては、複数の凸部１５及び複数の台座１２を含む基材１０の表面１１の全面が、気相合成ダイヤモンド１８でコーティングされ、そのコーティング層の層厚ｔは、例えば１０μｍとされている。
これにより、凸部１５における少なくとも切刃稜線１７部分が、ビッカース硬さ１３ＧＰａ以上の硬さを有する耐摩耗性材料で構成されることとなる。
【００２２】
このような気相合成ダイヤモンド１８のコーティング層は、上記のような複数の台座１２及び複数の凸部１５を有する基材１０に対して、例えば、マイクロ波プラズマを利用する方法や熱フィラメントを利用する方法などの既存の方法を用いることにより、複数の台座１２及び複数の凸部１５を含む表面１１の全面に亘って形成される。
【００２３】
ここで、基材１０を構成する材料に関しては、気相合成ダイヤモンド１８によるコーティングのしやすさ、台座１２や凸部１５の形成しやすさ、及び、実用に耐えるための機械的特性等の観点から、例えば、以下に示すようなものが挙げられる。
▲１▼
４ａ族、５ａ族、６ａ族のうちのいずれかの金属もしくはシリコンの炭化物、窒化物もしくは炭窒化物、
４ａ族、５ａ族、６ａ族のうちのいずれかの金属とシリコンとの炭化物、窒化物もしくは炭窒化物、
シリコン、
のうちのいずれか１種、または、これらの複合体。
▲２▼
４ａ族、５ａ族、６ａ族のうちのいずれかの金属もしくはシリコンの炭化物、窒化物もしくは炭窒化物のうちの少なくとも１種と、
鉄、ニッケルもしくはコバルトのうちの少なくとも１種との複合体よりなる超硬合金。
▲３▼
シリコンもしくはアルミニウムの窒化物もしくは酸化物のうちのいずれか１種、
または、これらの複合体。
【００２４】
上記のような構成とされた軟質材加工用工具は、基材１０の裏面にＳＵＳや樹脂等からなる板材が貼り付けられたり、基材１０がＳＵＳ等の板材に形成された凹みに焼き嵌めされたりして組み付けられてから、実際の加工に用いられることになる。
そして、組み付けられた状態の軟質材加工用工具は、図２の要部拡大断面図に示すように、その基材１０の表面１１を、軸線回りに回転させられている多孔性の樹脂・ゴム・（独立気泡を有する）ポリウレタンラバーなどからなるパッドＰの表面Ｐ１に対して一定の荷重で押し当てることにより、基材１０がパッドＰの回転運動にともなって軸線Ｏ回りの回転運動（回転方向Ｔ＝被削材切削方向）を行い、パッド表面Ｐ１に食い込んでいる複数の凸部１５に形成された切刃稜線１７で、被削材としてのパッド表面Ｐ１を切削する（実際には、切刃稜線１７をコーティングしている気相合成ダイヤモンド１８が、パッド表面Ｐ１を切削することになる）とともに、切刃稜線１７にて生成される切屑が、凸部１５同士の間に位置する隙間や台座１２同士の間に位置する隙間などを介して排出されていく。
【００２５】
このとき、本実施形態では、凸部１５が台座１２の上面１３から突出形成されているとともに、台座１２も基材１０の表面１１から突出形成されていて、これら凸部１５及び台座１２が２段突起状をなしていることから、パッドＰの表面Ｐ１には、凸部１５が食い込んでいるだけではなく台座１２が押しつけられた状態となり、２段突起状の凸部１５及び台座１２が接触したパッドＰの表面Ｐ１にも、凸部１５及び台座１２から逃げるような２段凹部状の変形領域を生じさせている。
【００２６】
つまり、パッド表面Ｐ１において、凸部１５の上面１６の食い込みによる凹部状の変形領域Ｐ２の周囲に、台座１２の上面１３における略リング面状の周縁領域の押しつけによる凹部状の変形領域Ｐ３が生じており、凸部１５の食い込みによる凹部状の変形領域Ｐ２の周囲すべてが、台座１２の上面１３における略リング面状の周縁領域によって押さえつけられて拘束されているのである。
【００２７】
そのため、基材１０の回転（回転方向Ｔ）により、凸部１５がパッド表面Ｐ１に対して回転方向Ｔ前方側（被削材切削方向前方側）へ相対移動を行っても、凸部１５が食い込むことによって生じる凹部状の変形領域Ｐ２は、その周囲が台座１２の上面１３の略リング面状の周縁領域によって押さえつけられて拘束されているために、凸部１５の移動方向と同一方向への移動が抑制される。
これにより、凸部１５の切刃稜線１７を、パッド表面Ｐ１に対して効率的に作用させることができて、パッド表面Ｐ１の加工効率を格段に向上させることができる。
【００２８】
とくに、台座１２の上面１３の略リング面状の周縁領域のうちでも、その回転方向Ｔ前方側（被削材切削方向前方側）の領域が、凹部状の変形領域Ｐ２の周囲における回転方向Ｔ前方側部分（被削材切削方向前方側部分）、つまり、凸部１５の切刃稜線１７が作用する直前のパッド表面Ｐ１を押さえつけて拘束しているので、凸部１５の切刃稜線１７をより効率的にパッド表面Ｐ１に作用させることができている。
【００２９】
なお、凸部１５の移動方向については、基材１０の表面１１とパッドＰの表面Ｐ１との接触位置やそれらの回転速度などによって、基材１０の回転方向Ｔ前方側だけではなく、基材１０の回転方向Ｔ後方側などになってしまうこともあるが、本実施形態では、凸部１５の食い込みによる凹部状の変形領域Ｐ２の周囲すべてが、台座１２の上面１３の周縁領域によって押さえつけられて拘束されているので、どの方向に向かって凸部１５が移動したとしても、凸部１５の切刃稜線１７が作用する直前のパッド表面Ｐ１を拘束することができ、切刃稜線１７がパッド表面Ｐ１に対してより効率的に作用するのを可能にしている。
【００３０】
また、凸部１５が平坦な上面１６を有していて、その回転方向Ｔに沿った長さＡが、０．０５〜１．０ｍｍの範囲に設定されているため、凸部１５がパッド表面Ｐ１に食い込んでできる凹部状の変形領域Ｐ２を適切な形状に生じさせて、その周囲を台座１２の上面１３の周縁領域で確実に拘束することができている。
ここで、この長さＡが、０．０５ｍｍより小さくなると、凸部１５の食い込みによる凹部状の変形領域Ｐ２が小さくなりすぎて、台座１２の上面１３の周縁領域による凹部状の変形領域Ｐ２の周囲の拘束が不十分となるおそれがあり、一方、長さＡが１．０ｍｍより大きくなると、凸部１５の食い込みによる凹部状の変形領域Ｐ２の深さが浅くなりすぎて、台座１２の上面１３の周縁領域による凹部状の変形領域Ｐ２の周囲の拘束ができなくなってしまうおそれがある。
なお、この長さＡは、０．１〜０．８ｍｍの範囲に設定することが好ましい。
【００３１】
そして、台座１２の上面１３の周縁領域において、凸部１５よりも回転方向Ｔ前方側及び後方側に位置する領域の回転方向Ｔに沿った長さＢ（周縁領域の幅）が、０．２ｍｍ以上に設定されているため、台座１２の上面１３の周縁領域の面積を十分に大きく確保して、凸部１５のパッド表面Ｐ１への食い込みによって生じる凹部状の変形領域Ｐ２の周囲を確実に押さえつけて拘束できているのであり、この長さＢが、０．２ｍｍより小さくなると、凹部状の変形領域Ｐ２の周囲を押さえつけて拘束するのに必要な台座１２の上面１３の周縁領域の面積を十分に確保できなくなってしまうおそれがある。
なお、この長さＢは、０．２〜０．５ｍｍの範囲に設定されている。
【００３２】
しかも、凸部１５の上面１６の（台座１２の表面１３からの）高さＣが、０．０１〜０．１ｍｍの範囲に設定されているため、凸部１５のパッド表面Ｐ１への食い込みによって生じる凹部状の変形領域Ｐ２を適切な形状に生じさせて、その周囲を台座１２の上面１３の周縁領域で確実に拘束することができているとともに、パッド表面Ｐ１の加工・調整を安定して継続することができている。
ここで、この高さＣが、０．０１ｍｍより小さくなると、凸部１５の食い込みによる凹部状の変形領域Ｐ２が小さくなりすぎて、台座１２の上面１３の周縁領域による凹部状の変形領域Ｐ２の周囲の拘束が不十分となるおそれがあり、一方、高さＣが、０．１ｍｍより大きくなると、凸部１５のパッド表面Ｐ１に対する食い込み量が大きくなりすぎて、軟質材加工用工具の動作に不具合が生じたり、ひどいときには動作不能になってしまうおそれがある。
【００３３】
また、台座１２の上面１３の（基材１０の表面１１からの）高さＤが、０．０５ｍｍ以上に設定されているため、基材１０の表面１１がパッド表面１１に対して全面接触することなく、パッド表面Ｐ１の加工・調整を安定して継続することができており、この高さＤが、０．０５ｍｍより小さくなると、基材１０の表面１１がパッド表面Ｐ１に全面接触して、摩擦抵抗の増大と荷重の分散とが生じ、かえって加工効率の低下を招いてしまうおそれがある。
なお、この高さＤは、０．１〜０．５ｍｍの範囲に設定することが好ましい。
【００３４】
さらには、凸部１５における切刃稜線１７部分を含んで、基材１０の表面１１の全面が、気相合成ダイヤモンド１８によって、その層厚ｔが０．５〜２０μｍの範囲となるようにコーティングされていることから、この切刃稜線１７に対して、十分な耐摩耗性を与えることができ、長期間に亘って、切れ味を劣化させることなく安定したパッドの調整作用を維持していくことが可能となり、かつ、凸部１５の強度をより向上させることができる。
ここで、この層厚ｔが、０．５μｍより小さくなると、切刃稜線１７に与えられる耐摩耗性が十分ではなくなり、一方、層厚ｔが、２０μｍより大きくなると、逆にコーティング層が脆くなって、クラックを生じやすくなってしまう。
なお、この層厚ｔは、２〜１０μｍの範囲に設定することが好ましい。
【００３５】
また、例えば、半導体ウエハのＣＭＰ研磨中において、これと同時に、半導体ウエハ研磨用のパッド表面を加工、調整するような場合には、軟質材加工用工具の基材１０を構成する材料が溶出することで、半導体ウエハの汚染につながるおそれがあるため、この基材１０には、上述した基材１０を構成する材料▲１▼〜▲３▼のうち、▲１▼，▲３▼のような、溶出による汚染のおそれが比較的少ない材料を用いることが多い。
しかしながら、本実施形態による軟質材加工用工具では、その基材１０の表面１１の全面に亘って、気相合成ダイヤモンド１８のコーティング層が形成されていることから、たとえ、▲２▼のような、溶出による汚染のおそれがある材料を用いて基材１０を構成したとしても、そのような汚染の心配が生じることがない。
【００３６】
なお、本実施形態においては、少なくとも凸部１５における切刃稜線１７部分を気相合成ダイヤモンド１８でコーティングすることによって、この切刃稜線部分１７が、ビッカース硬さ１３ＧＰａ以上の硬さを有する材料で構成されるようになっているが、これに限定されることはなく、少なくとも凸部１５における切刃稜線部分１７をセラミックスで構成する（好ましくは、複数の凸部１５が形成された基材１０の表面１１の全面を含んだ基材１０全体をセラミックスで構成する）ことによって、この切刃稜線１７部分が、ビッカース硬さ１３ＧＰａ以上の硬さを有する耐摩耗性材料で構成されるようになっていてもよい。
このような場合であっても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。ここで、基材１０を構成する材料であるセラミックスに関しては、台座１２及び凸部１５の形成しやすさ、及び、実用に耐えるための機械的特性等の観点から、例えば、ＳｉＣ、Ｓｉ_３Ｎ_４やアルミナなどが挙げられる。
【００３８】
また、本実施形態においては、台座１２の上面１３及び凸部１５の上面１６の全面が平坦面とされているが、これに限定されることはなく、台座１２の上面１３や凸部１５の上面１６には平坦面が存在してさえいればよい。例えば、台座１２の上面１３や凸部１５の上面１６が、基材１０の表面１１側へ凹まされてなる凹部を備えた平坦面を有するものであってもよいし、あるいは、その稜線部に面取りが施されてなる平坦面を有するものであってもよい（凸部１５については、その上面１６に存在する平坦面の稜線部だけが切刃として作用するのではなく、面取りによって形成された面同士の交差稜線なども切刃として作用することがある）。
さらに、本実施形態においては、台座１２の上面１３や凸部１５の上面１６に存在する平坦面が、基材１０の表面１１と略平行なものとなっているが、これに限定されることはなく、台座１２の上面１３や凸部１５の上面１６に存在する平坦面は、基材１０の表面１１に対して多少の傾斜を有するようなものであってもよい。
【００３９】
加えて、本実施形態においては、略円板状をなす基材１０を用いているが、これに限定されることなく、他の形状の基材、例えば、平坦な表面を有する略直方体状の基材を用いたり、あるいは、凸状に湾曲した表面を有する基材（断面円弧状の外周面（表面）を有する略円柱状の基材）を用いて、パッド表面の加工・調整を行ったとしても、何の遜色もなく、上述したような効果を奏することができる。
【００４０】
【実施例】
以下、本発明の一例を実施例として、従来例との比較試験を行うことにより、本発明の有効性を検証した。
シリコンからなる略円板状をなす基材の表面に対して、切削加工を施すことにより、表面１１に略円柱状をなす複数の台座１２が形成され、かつ、これら複数の台座１２の上面１３のそれぞれにおける周縁領域を除いた中央領域に、略円柱状をなす１つの凸部１５が形成された基材１０（実施例１）と、表面１Ａに略円柱状をなす複数の凸部２が形成された基材１（従来例１，２）とを得た。
ここで、実施例１における２段突起状の台座１２及び凸部１５の寸法Ａ〜Ｄと、従来例１，２における１段突起状の凸部２の寸法Ａ，Ｃ（凸部２の上面における基材１の表面１Ａからの高さＡ，凸部２の上面における回転方向Ｔに沿った長さＡ）とは、以下に示す表１の通りである。
【００４１】
次に、このような基材を、マイクロ波ＣＶＤ装置内に設置して、その表面の全面に亘って気相合成ダイヤモンドのコーティング層をコーティングすることにより、３つの軟質材加工用工具（実施例１、従来例１，２）を用意した。
これらの軟質材加工用工具（実施例１、従来例１，２）を、研磨装置（ムサシノ電子ＭＡ−３００）に設置して、発砲ウレタン製の半導体ウエハ研磨用パッド（ＩＣ１０００）の表面を切削した結果を表１に示す。
なお、表１におけるパッド除去レートとは、実施例１による軟質材加工用工具を用いたときのパッド表面Ｐ１の切削量を１００としたときの割合で示した。
【００４２】
【表１】

【００４３】
表１に示されるように、本発明の一例である実施例１は、台座１２の上面１３の周縁領域によって、凸部１５の食い込みによって生じた凹部状の変形領域Ｐ２の周囲を押さえつけて拘束できたので、凸部１５の切刃稜線１７をパッド表面Ｐ１に対して効率的に作用させることができていたのに対し、比較例１では、パッド表面Ｐ１を拘束することができなかったので、凸部２の切刃稜線が効率的にパッド表面Ｐ１に作用せず、パッド除去レートが１０と低くなり、また、比較例２では、凸部２の上面の高さＣが低すぎたために、基材１の表面１Ａとパッド表面Ｐ１との接触面積が増大して、凸部２の切刃稜線に荷重が集中しなくなって、比較例１と同じく、凸部２の切刃稜線が効率的にパッド表面Ｐ１に作用せず、パッド除去レートが２５と低くなっているのが分かる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、パッド表面に対して凸部を食い込ませるだけではなく台座を押しつけることにより、台座の上面の周縁領域における少なくとも被削材切削方向前方側の領域で、凸部の食い込みによって生じた凹部状の変形領域の周囲における少なくとも被削材切削方向前方側部分を押さえつけることができる。
これにより、少なくとも凸部の切刃稜線によって切削される直前のパッド表面が、台座の上面の周縁領域によって押さえつけられて拘束されるので、パッド表面に生じる凹部状の変形領域の、凸部と同一方向への移動を抑制して、凸部の切刃稜線をパッド表面に対して効率的に作用させることができ、パッド表面の加工効率を格段に向上させることができる。
また、少なくとも凸部における切刃稜線部分が、耐摩耗性材料で構成されていることから、この切刃稜線に耐摩耗性を与えることができるので、長期間に亘って、切れ味を劣化させることなく安定したパッドの調整作用を呈することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態による軟質材加工用工具の平面図、（ｂ）は（ａ）における要部拡大斜視図、（ｃ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【図２】本発明の実施形態による軟質材加工用工具を用いて、パッドの表面を加工、調整している様子を示す要部拡大断面図である。
【図３】従来のパッドコンディショナーの一例を用いて、パッドの表面を加工・調整している様子を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１０基材
１１基材の表面
１２台座
１３台座の上面（平坦面）
１４台座の上面と周面との交差稜線
１５凸部
１６凸部の上面（平坦面）
１７切刃稜線
１８気相合成ダイヤモンド
Ｔ基材の回転方向
ｔ気相合成ダイヤモンドの層厚
Ｐパッド
Ｐ１パッド表面
Ｐ２凸部の食い込みによって生じる凹部状の変形領域
Ｐ３台座の食い込みによって生じる凹部状の変形領域

Claims

軸線回りに被削材切削方向に回転される基材の表面に、少なくとも１つの台座が上方に突出して形成され、
前記台座の上面に、切刃稜線を有する凸部が、１つの前記台座に対して１つ、前記台座の上面における周縁領域のうちの少なくとも被削材切削方向前方側の領域を除いた領域において上方に突出するように形成されており、
前記台座の上面からの前記凸部の高さが０．０１〜０．１ｍｍの範囲に設定されるとともに、前記台座の上面の周縁領域において前記凸部よりも被削材切削方向前方側に位置する領域の該被削材切削方向に沿った長さが０．２〜０．５ｍｍの範囲に設定されていて、
さらに、少なくとも前記凸部における切刃稜線部分が、耐摩耗性材料で構成されていることを特徴とする軟質材加工用工具。
請求項１に記載の軟質材加工用工具において、
前記台座の上面に、前記凸部が、前記台座の上面における周縁領域のうちの少なくとも被削材切削方向前方側及び後方側の領域を除いた領域において上方に突出するように形成されていることを特徴とする軟質材加工用工具。
請求項１または請求項２に記載の軟質材加工用工具において、
前記凸部は、その上面に平坦面が存在させられていることを特徴とする軟質材加工用工具。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の軟質材加工用工具において、
少なくとも前記凸部における切刃稜線部分が、気相合成ダイヤモンドでコーティングされていることを特徴とする軟質材加工用工具。
請求項４に記載の軟質材加工用工具において、
前記基材の表面の全面が、前記気相合成ダイヤモンドでコーティングされていることを特徴とする軟質材加工用工具。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の軟質材加工用工具において、
少なくとも前記凸部における切刃稜線部分が、セラミックスで構成されていることを特徴とする軟質材加工用工具。
請求項６に記載の軟質材加工用工具において、
前記基材における少なくとも表面の全面が、前記セラミックスで構成されていることを特徴とする軟質材加工用工具。