JP7198801B2 - 適合性コーティングを含む研磨物品及びそれによる研磨システム - Google Patents

Description

本開示は、適合性コーティングを有する研磨物品（例えば、適合性コーティングを有するパッドコンディショナー）、その製造方法、及びそれによる研磨システムに関する。

コーティングを有する研磨物品は、例えば、米国特許第５，９２１，８５６号、同第６，３６８，１９８号、及び同第８，９０５，８２３号、並びに米国特許出願公開第２０１１／００５３４７９号及び同第２０１７／０００８１４３号に記載されている。

研磨物品は、典型的には、様々な基材を研磨するために使用され、研磨された基材表面の一部を基材自体から除去する。研磨材としてダイヤモンド（例えば、分離したダイヤモンド粒子又はダイヤモンドコーティング若しくは層）を含む研磨物品は、多くの場合、その高い硬度及び耐化学薬品性を含むダイヤモンドの固有の特性により好まれる。しかしながら、用途によっては、ダイヤモンド粒子又はダイヤモンドコーティングが破砕し、ダイヤモンド破片を放出して、研磨中の基材を傷つけるようになることがある。例えば、ダイヤモンド研磨ベースパッドコンディショナーは、多くの場合、化学機械的平坦化（ＣＭＰ）用途で使用される。化学機械的平坦化用途では、研磨システムは、多くの場合、ポリマー系材料（例えばポリウレタン）である研磨パッドと、そのパッドを研磨するように設計された研磨物品（例えば、ダイヤモンド研磨ベースパッドコンディショナー）と、被研磨基材（例えば半導体ウエハ）と、被研磨基材を磨く／研磨するように構成された加工液（例えば研磨粒子を含有する研磨スラリー）と、を含み得る。ダイヤモンド研磨ベースパッドコンディショナーは、典型的には、光沢を取り除き及び／又は新しい研磨パッド表面を露出させるために研磨パッドを研磨するために使用され、それにより、長い研磨期間にわたってパッドの均質な研磨性能を維持する。研磨パッド自体は、加工液（例えばスラリー）と共に、基材（例えば半導体ウエハ）の表面を研磨するために使用される。ひっかき傷などのウエハ欠陥は、所与のウエハの歩留まりを低下させることが知られており、回避する必要がある。しかしながら、使用中に、パッドコンディショナーからダイヤモンドが破砕し、ダイヤモンドの小破片を研磨システム内に放出することがある。これらの破片は、断片と呼ばれることもあり、研磨パッドに埋め込まれ基材（例えば半導体ウエハ）と接触して、後にウエハの歩留まりを低下させる有害なひっかき傷を生じさせる恐れがある。例えばＣＭＰ研磨システムにおける研磨断片の有害な影響を低減及び／又は排除することができるパッドコンディショナーが必要とされている。この点について、固有の疎水性コーティング、すなわち疎水性層を含むダイヤモンド研磨材を有する研磨物品が開発されている。この疎水性コーティングにより、研磨物品から放出される可能性のあるダイヤモンド断片が、例えば、研磨システムの水性スラリー中に浮遊する又は懸濁されることが可能になる。したがって、ダイヤモンド断片は、研磨パッド上に沈降してパッド内に埋め込まれ、ウエハ欠陥を引き起こし得るのではなく、研磨中に余分なスラリーがパッドから流れ落ちる際に、パッドから流れ落ちることができる、又は、洗浄液（例えば水）を使用してパッドをすすぐパッド洗浄工程中に、パッドからすすぎ落とされることができる。

本開示は、固有の疎水性外面を有する研磨物品に関する。この疎水性外面は、研磨断片（例えばダイヤモンド断片）の、液体に浮かぶ又は懸濁される能力を強化し、それらの断片が研磨システムから除去される能力を促進して、被摩耗又は被研磨基材の欠陥を低下させる。本開示はまた、本開示の研磨物品の製造方法を提供する。

一実施形態では、本開示は、研磨物品を提供し、この研磨物品は、（ｉ）複数の個別のダイヤモンド粒子及び（ｉｉ）適合性ダイヤモンド層を有する複数の加工特徴部（engineered features）のうちの少なくとも１つを含む、疎水性外面を有する研磨層と、複数の個別のダイヤモンド粒子及び適合性ダイヤモンド層のうちの少なくとも１つと接触して少なくとも部分的にコーティングする適合性疎水性層と、を備え、適合性疎水性層は、ダイヤモンドライクガラスを含み、疎水性外面を形成しており、疎水性外面の接触角は、１１０度より大きい。適合性ダイヤモンド層は、ダイヤモンドライクカーボン、微結晶ダイヤモンド、及びナノ結晶ダイヤモンドのうちの少なくとも１つを含み得る。

別の態様では、本開示は、研磨物品の製造方法を提供し、この方法は、
表面を有する研磨層を提供することであって、この表面は適合性ダイヤモンド層を有する複数の加工特徴部を含む、ことと、
適合性ダイヤモンド層と接触して少なくとも部分的にコーティングする適合性疎水性層を堆積させることにより、疎水性外面を有する研磨層を形成することとを含み、適合性疎水性層は、ダイヤモンドライクガラスを含み、疎水性外面の接触角は、１１０度より大きい。

更に別の実施形態では、本開示は、研磨物品の製造方法を提供し、この方法は、複数の個別のダイヤモンド粒子を含む表面を有する研磨層を提供することと、複数の個別のダイヤモンド粒子と接触して少なくとも部分的にコーティングする適合性疎水性層を堆積させることにより、疎水性外面を有する研磨層を形成することと、を含み、疎水性層は、ダイヤモンドライクガラスを含み、疎水性外面の接触角は、１１０度より大きい。

別の実施形態では、本開示は、材料を含む研磨パッドと、研磨層を有するパッドコンディショナーであって、本開示による少なくとも１つの研磨物品を含むパッドコンディショナーと、を備える研磨システムを提供する。

本開示の例示的な一実施形態による、例示的な研磨物品の少なくとも一部の概略上面図である。 本開示の例示的な一実施形態による、図１Ａの例示的な研磨物品の線１Ｂを通る概略断面図である。 本開示の例示的な一実施形態による、例示的な研磨物品の少なくとも一部の概略上面図である。 本開示の例示的な一実施形態による、図１Ｃの例示的な研磨物品の線１Ｄを通る概略断面図である。 本開示の例示的な一実施形態による、セグメント化されたパッドコンディショナーの概略上面図である。 本開示のいくつかの実施形態による、研磨物品を利用するための例示的な研磨システムの概略図である。

明細書及び図面中の参照文字が繰り返して使用されている場合、本開示の同じ又は類似の特徴又は要素を表すことを意図している。図面は、縮尺どおりに描かれていない場合がある。本明細書で使用するとき、記号「～」は、数値範囲に適用されるとき、別途明記しない限り、範囲の端点を含む。端点による数の範囲の記述は、その範囲内の全ての数を含み（例えば、１～５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４及び５を含む。）、かつその範囲内の任意の範囲を含む。

多くの他の変更形態及び実施形態を当業者であれば考案することができ、それらは本開示の原理の範囲及び趣旨に入ることは理解されるべきである。本明細書で使用される全ての科学用語及び技術用語は、別途明記しない限り、当該技術分野で通常使用される意味を有する。本明細書で与えられる定義は、本明細書で頻繁に用いる特定の用語の理解を助けるためのものであり、本開示の範囲の限定を意図するものではない。本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用するとき、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈上特に明示的に指示しない限り、複数の指示対象を有する実施形態を包含する。本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用するとき、用語「又は」は、文脈上特に明示的に指示しない限り、一般的に「及び／又は」を含む意味で使用される。

本開示全体を通して、「加工特徴部」は、機械加工された形状を有する（すなわち、その形状を形成するように切削加工された又は成形された）立体形状特徴部（長さ、幅、及び高さを有するトポグラフィ的特徴部）を指し、加工特徴部の成形された形状は、対応する金型キャビティの反転形状であり、この形状は、立体形状特徴部が金型キャビティから取り外された後も保持される。加工特徴部は、例えば、グリーン体セラミックを焼結してセラミックの加工特徴部を形成することにより、寸法が収縮し得る。しかしながら、収縮した立体形状特徴部は依然として、グリーン体を形成した金型キャビティの大体の形状を維持しており、依然として加工特徴部と見なされる。

本開示全体を通して、「微細複製」とは、生産工具（例えば金型又はエンボス加工工具）内でポリマー（若しくは後でポリマーを形成するために硬化されるポリマー前駆体）又はセラミック粉末前駆体を注型成形又は成形することによって、正確な形状のトポグラフィ的特徴部が調製され、この生産工具が、最終的に所望される特徴部の反転形状である、マイクロメートルサイズからミリメートルサイズのトポグラフィ的特徴部を複数有する、作製技術を指す。生産工具からポリマー又はセラミック粉末前駆体を取り外す際、一連のトポグラフィ的特徴部がポリマー又はグリーン体セラミックの表面に存在する。ポリマー表面及びグリーン体セラミック表面のトポグラフィ的特徴部は、元の生産工具の特徴部の反転形状を有する。

本開示全体を通して、「適合性層」という語句（例えば適合性ダイヤモンド層及び適合性疎水性層）は、複数の個別のダイヤモンド粒子及び複数の加工特徴部のうちの少なくとも１つのトポグラフィにぴったりと一致する層を指す。この層は、概して、表面トポグラフィ又は表面のトポグラフィにぴったりと一致するものであり、表面トポグラフィを完全に埋めて平坦表面を生成することはなく、例えば、コーティングは研磨層の複数の加工特徴部を平面化することはなく、研磨層の複数の個別のダイヤモンド粒子を平面化することもない。

本開示は、様々な研磨用途において有用な研磨物品に関する。本開示の研磨物品は、パッドコンディショナーとして又はセグメント化されたパッドコンディショナーの要素として特定の有用性を示し、様々なＣＭＰ用途で使用することができる。本開示の研磨物品は固有の疎水性コーティングを有し、この疎水性コーティングは、使用中に生成され得るダイヤモンド研磨粒子の１つ以上の断片が加工液中に浮遊し又は懸濁され、研磨基材から洗い流されることを可能にする。これは、基材欠陥を低減することができる。疎水性表面は、研磨物品の研磨層に適用される１つ以上のコーティング、すなわち層の結果である。疎水性表面は、複数の個別のダイヤモンド粒子及び適合性ダイヤモンド層を有する複数の加工特徴部のうちの少なくとも１つに隣接してかつ／又は接触して適用されるダイヤモンドライクガラスを含み得る。疎水性表面は、一般に、研磨物品の外面であり得る。

本開示の研磨物品は、（ｉ）複数の個別のダイヤモンド粒子及び（ｉｉ）適合性ダイヤモンド層を有する複数の加工特徴部のうちの少なくとも１つを含む、疎水性外面を有する研磨層と、複数の個別のダイヤモンド粒子及び適合性ダイヤモンド層のうちの少なくとも１つと接触して少なくとも部分的にコーティングする適合性疎水性層と、を含み、適合性疎水性層は、ダイヤモンドライクガラスを含み、疎水性外面を形成しており、疎水性外面の接触角は、１１０度より大きい。いくつかの実施形態では、疎水性外面を含む研磨層は、適合性ダイヤモンド層を有する複数の加工特徴部を含む。いくつかの実施形態では、疎水性外面を有する研磨層は、適合性ダイヤモンド層を有する複数の加工特徴部のみを含む。いくつかの実施形態では、疎水性外面を有する研磨層は、複数の個別のダイヤモンド粒子を含む。いくつかの実施形態では、疎水性外面を有する研磨層は、複数の個別のダイヤモンド粒子のみを含む。複数の個別のダイヤモンド粒子は、５ミクロン～４００ミクロンの平均粒径を有し得る。いくつかの実施形態では、適合性ダイヤモンド層は、ダイヤモンドライクカーボン、微結晶ダイヤモンド、及びナノ結晶ダイヤモンドのうちの少なくとも１つを含む。適合性疎水性層は、研磨層上の任意のトポグラフィにぴったりと一致する適合性コーティング（例えば、存在する場合には、複数の個別のダイヤモンド粒子及び／又は適合性ダイヤモンド層を含む複数の加工特徴部）であり得る。疎水性層のダイヤモンドライクガラスは、炭素、酸素、及びケイ素を含み得る。いくつかの実施形態では、酸素の量は、ダイヤモンドライクガラス中の炭素、酸素、及びケイ素の総モルを基準として、２５モルパーセント～３５モルパーセントである。いくつかの実施形態では、ケイ素の量は、ダイヤモンドライクガラス中の炭素、酸素、及びケイ素の総モルを基準として、２５モルパーセント～３５モルパーセントである。いくつかの実施形態では、炭素の量は、ダイヤモンドライクガラス中の炭素、酸素、及びケイ素の総モルを基準として、３５モルパーセント～４５モルパーセントである。

図１Ａは、本開示の例示的な一実施形態による例示的な研磨物品の少なくとも一部の概略上面図であり、図１Ｂは、本開示の例示的な一実施形態による、図１Ａの例示的な研磨物品の線１Ｂを通る概略断面図である。図１Ａ及び図１Ｂは、研磨層１０を含む研磨物品１００の少なくとも一部を示す。研磨層１０は、疎水性外面１０ａを有する。研磨層１０は、（ｉ）複数の個別のダイヤモンド粒子及び（ｉｉ）適合性ダイヤモンド層を有する複数の加工特徴部のうちの少なくとも１つを含む。この例示的な実施形態では、研磨層１０は、複数の個別のダイヤモンド粒子２０を含む。研磨層１０は、適合性疎水性層３０を更に含む。適合性疎水性層３０は、複数の個別のダイヤモンド粒子２０と接触して少なくとも部分的にコーティングしている。研磨物品１００は、第１の基材１５を更に含み得る。第１の基材１５は、研磨層１０を支持することができる。図１Ａに示されるように、研磨物品１００の少なくとも一部は、研磨物品１００の周囲を画定する大きな円の面積に等しい投影表面積を有する。

複数の個別のダイヤモンド粒子のダイヤモンド粒子のサイズは、その意図される用途に応じて、研磨物品の所望の特性を達成するように選択されることができる。いくつかの実施形態では、ダイヤモンド粒子は、平均粒径５～１０００マイクロメートル、２０～１０００マイクロメートル、４０～１０００マイクロメートル、５～６００マイクロメートル、２０～６００マイクロメートル、４０～６００マイクロメートル、５～４００マイクロメートル、２０～４００マイクロメートル、４０～４００マイクロメートル、５～２００マイクロメートル、２０～２００マイクロメートル、又は更には４０～２００マイクロメートルを有する。時折、ダイヤモンド粒子サイズは「メッシュ」又は「グレード」の観点から報告されることがあるが、これらはいずれも、一般に知られている研磨粒子のサイズ測定方法である。複数の個別のダイヤモンド粒子は、粒子分布の不均一性パーセントが、０～１０パーセント、０～５パーセント、又は更には０～３パーセントである狭いサイズ分布を有することがある。不均一性パーセントは、ダイヤモンド粒子のサイズ分布の標準偏差を分布中のダイヤモンド粒子の平均粒径で除算し、１００を乗じたものである。

いくつかの実施形態では、複数の個別のダイヤモンド粒子のダイヤモンド粒子は、例えば、適合性疎水性層へのダイヤモンド粒子の接着を改善し得る１つ以上のコーティングを含んでもよい。任意のこのようなコーティングは、そのダイヤモンド粒子の一部であると考えられるであろう。いくつかの実施形態では、ダイヤモンド粒子は、１つ以上のコーティングを含まない、すなわち、ダイヤモンド粒子はコーティングを含まない。

複数の無機研磨粒子の面密度は特に限定されない。いくつかの実施形態では、複数の無機研磨粒子の面密度は、０．５／ｃｍ^２～１×１０^４／ｃｍ^２、０．５／ｃｍ^２～１×１０^３／ｃｍ^２、０．５／ｃｍ^２～１×１０^２／ｃｍ^２、０．５／ｃｍ^２～１×１０^１／ｃｍ^２、１ｃｍ^２～１×１０^４／ｃｍ^２、１／ｃｍ^２～１×１０^３／ｃｍ^２、１／ｃｍ^２～１×１０^２／ｃｍ^２、１／ｃｍ^２～１×１０^１／ｃｍ^２、１０／ｃｍ^２～１×１０^４／ｃｍ^２、１０／ｃｍ^２～１×１０^３／ｃｍ^２、１０／ｃｍ^２～１×１０^２／ｃｍ^２、又は更には１０／ｃｍ^２～１×１０^１／ｃｍ^２であり得る。無機研磨粒子の面密度は、研磨物品の研磨面にわたって変化してもよい。無機研磨粒子は、不規則に配置されてもよく、又は研磨面上に模様（例えば正方形グリッドアレイ又は六角形アレイ）に配置されてもよい。

本開示の研磨物品において有用な複数の個別のダイヤモンド粒子を含む例示的な研磨層としては、当該技術分野において既知のダイヤモンドパッドコンディショナーであって、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能な商品名３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ及び３Ｍ ３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ ＲＩＮＧで入手可能なダイヤモンドパッドコンディショナーが挙げられるが、これらに限定されない。例えば、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ Ａ１５３Ｌ、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ Ａ１６０シリーズ（例えば、Ａ１６０、Ａ１６５、Ａ１６５Ｐ、Ａ１６６、及びＡ１６８を含む）、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ Ａ１８０シリーズ（例えば、Ａ１８１、Ａ１８８Ｆ、Ａ１８８Ｈ、Ａ１８８Ｊ、Ａ１８８ＪＨ、Ａ１８８Ｋ、及びＡ１８８Ｌを含む）、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ Ａ２７０、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ Ａ２７２、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ Ａ２８００シリーズ（例えば、Ａ２８１０、Ａ２８１２、Ａ２８１３、及びＡ２８５０を含む）、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ Ａ３７００、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ Ａ３７９９、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ Ａ４－５５、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ Ａ６３、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ Ａ８２、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ Ａ９２、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ Ｃ１２３、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ Ｈ８０－ＡＬ、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ Ｈ９１、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ Ｓ１２２、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ Ｓ６０、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ Ｓ８２、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ Ｓ９８、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ ＲＩＮＧ Ｅ１８７、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ ＲＩＮＧ Ｅ２２１、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ ＲＩＮＧ Ｅ３９１０、３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ ＲＩＮＧ Ｅ３９２０、及び３Ｍ ＤＩＡＭＯＮＤ ＰＡＤ ＣＯＮＤＩＴＯＮＥＲ ＲＩＮＧ Ｅ３９２１を使用することができる。これらの材料は、ダイヤモンドパッドコンディショナーの複数の個別のダイヤモンド粒子と接触して少なくとも部分的にコーティングし、それによって本開示の研磨層を形成する適合性疎水性層を更に含んでもよい。

図１Ｃは、本開示の例示的な一実施形態による例示的な研磨物品の少なくとも一部の概略上面図であり、図１Ｄは、本開示の例示的な一実施形態による、図１Ｃの例示的な研磨物品の線１Ｄを通る概略断面図である。図１Ｃ及び図１Ｄは、研磨層１０を含む研磨物品１０１の少なくとも一部を示す。研磨層１０は、疎水性外面１０ａを有する。研磨層１０は、（ｉ）複数の個別のダイヤモンド粒子及び（ｉｉ）適合性ダイヤモンド層を有する複数の加工特徴部のうちの少なくとも１つを含む。この例示的な実施形態では、研磨層１０は、適合性ダイヤモンド層２４を有する複数の加工特徴部２２を含む。この例示的な実施形態では、加工特徴部２２は、四角錐形状を有し、四角錐の先端は複数の加工特徴部及び基部２２ｂの遠位端２２ａに対応する。立体形状特徴部はそれぞれ、長さＬ、幅Ｗ、及び高さＨを有する。個々の立体形状特徴部が異なる長さ、幅、及び高さを有する場合、長さ、幅、及び高さの平均値を使用して、複数の立体形状特徴部を特徴付けることができる。研磨層１０は、適合性疎水性層３０を更に含む。適合性疎水性層３０は、適合性ダイヤモンド層２４と接触して少なくとも部分的にコーティングしている。研磨物品１０１は、第１の基材１５を更に含んでもよい。第１の基材１５は、研磨層１０を支持することができる。第１の基材１５は、複数の加工特徴部２２と一体であり、第１の基材１５と複数の加工特徴部２２とが、図１Ｃに示されるように、同じ組成物を有してもよく、又は第１の基材１５は、複数の加工特徴部２２の組成物とは異なる組成物を含む別個の層であってもよい。第１の基材の厚さは、Ｔである。図１Ｃに示されるように、研磨物品１０１の少なくとも一部は、研磨物品１０１の周囲を画定する大きな円の面積に等しい投影表面積を有する。

本開示の研磨物品は、複数の加工特徴部を含んでもよい。加工特徴部は、基部と、基部の反対側の遠位端と、を有するものとして定義することができる。複数の加工特徴部の面密度は特に限定されない。いくつかの実施形態では、複数の加工特徴部の面密度は、０．５／ｃｍ^２～１×１０^７／ｃｍ^２、０．５／ｃｍ^２～１×１０^６／ｃｍ^２、０．５／ｃｍ^２～１×１０^５／ｃｍ^２、０．５／ｃｍ^２～１×１０^４／ｃｍ^２、０．５／ｃｍ^２～１×１０^３／ｃｍ^２、１ｃｍ^２～１×１０^７／ｃｍ^２、１／ｃｍ^２～１×１０^６／ｃｍ^２、１／ｃｍ^２～１×１０^５／ｃｍ^２、１／ｃｍ^２～１×１０^４／ｃｍ^２、１／ｃｍ^２～１×１０^３／ｃｍ^２、１０／ｃｍ^２～１×１０^７／ｃｍ^２、１０／ｃｍ^２～１×１０^６／ｃｍ^２、１０／ｃｍ^２～１×１０^５／ｃｍ^２、１０／ｃｍ^２～１×１０^４／ｃｍ^２、又は更には１０／ｃｍ^２～１×１０^３／ｃｍ^２であり得る。いくつかの実施形態では、個々の加工特徴部それぞれの寸法（例えば長さ、幅、高さ、直径）のうちの少なくとも１つは、１ミクロン～２０００ミクロン、１ミクロン～１０００ミクロン、１ミクロン～７５０ミクロン、１ミクロン～５００ミクロン、１０ミクロン～２０００ミクロン、１０ミクロン～１０００ミクロン、１０ミクロン～７５０ミクロン、１０ミクロン～５００ミクロン、２５ミクロン～２０００ミクロン、２５ミクロン～１０００ミクロン、２５ミクロン～７５０ミクロン、又は更には２５ミクロン～５００ミクロンである。

複数の加工特徴部及び／又は第１の基材は、セラミックを含み得る、すなわち、複数の加工特徴部及び／又は第１の基材は、連続セラミック相を有するセラミックであってもよい。セラミックは焼結セラミックであってもよい。セラミックは、５重量パーセント未満、３重量パーセント未満、２重量パーセント未満、１重量パーセント未満、０．５重量パーセント未満、又は更には０重量パーセントのポリマーを含有し得る。セラミックは、５重量パーセント未満、３重量パーセント未満、２重量パーセント未満、１重量パーセント未満、０．５重量パーセント未満、又は更には０重量パーセントの有機物を含有し得る。セラミックはモノリシックセラミックであり得る。セラミックは、特に限定されない。セラミックは、炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ、ジルコニア、炭化タングステンなどのうちの少なくとも１つを含み得るが、これらに限定されない。これらのうち、炭化ケイ素及び窒化ケイ素、特に炭化ケイ素は、強度、硬度、耐摩耗性などの観点から好都合に使用することができる。いくつかの実施形態では、セラミックは、少なくとも７０重量パーセント、少なくとも８０重量パーセント、少なくとも９０重量パーセント、少なくとも９５重量パーセント、又は更には少なくとも９９重量パーセントの炭化物セラミックを含有する炭化物セラミックである。有用な炭化物セラミックとしては、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、及び炭化タングステンのうちの少なくとも１つが挙げられるが、これらに限定されない。組み合わせを使用してもよい。セラミックは、炭化物形成剤を使用せずに作製することができ、酸化物焼結助剤を実質的に含まなくてもよい。一実施形態では、セラミックは、約１重量パーセント未満の酸化物焼結助剤を含む。

複数の加工特徴部は、機械加工、微細加工、微細複製、成形、押出成形、射出成形、セラミックプレスなどのうちの少なくとも１つによって形成されることができ、複数の加工特徴部が、設計を複製する性能を反映して、作製され、部品間及び部品内で再現可能であるようにする。複数の加工特徴部は、従来の機械加工（例えば、鋸加工、穿孔、ドリル加工、旋盤細工など）、レーザー切断、ウォータージェット切断などを含むがこれらに限定されない機械技術によって形成されてもよい。複数の加工特徴部は、当該技術分野において既知のように、マイクロ複製技術によって形成されてもよい。複数の加工特徴部は、第１の基材に直接形成されてもよいし、又は第１の基材及び複数の加工特徴部は、例えば、セラミックプレス又はいくつかの他の成形若しくはエンボス加工技術の間に同時に形成されてもよい。

複数の加工特徴部の形状は、特に限定されず、円筒形、楕円筒形、多角柱（例えば、五角柱、六角柱、及び八角柱）、角錐形及び切頂角錐形（角錐形は、３個～１２個の側壁を含み得る）、立方体（例えば、四角立方体又は矩形立方体）、円錐形及び切頂円錐形、環状などを挙げることができるが、これらに限定されない。２つ以上の異なる形状の組み合わせを使用してもよい。複数の加工特徴部は、不規則であってもよく、又は模様（例えば正方形アレイ、六角形アレイなど）であってもよい。加工特徴部の更なる形状及び模様は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２０１７／０００８１４３号（Ｍｉｎａｍｉら）に見られる。

成形又はエンボス加工を使用して複数の加工特徴部を形成するとき、金型又はエンボス加工ツールは、その表面上に少なくとも１つの指定の形状の所定のアレイ又は模様を有し、これは、セラミック本体の加工特徴部の所定のアレイ又は模様及び指定の形状の反転である。金型は、金属、セラミック、サーメット、複合体、又は高分子材料で形成することができる。一実施形態では、金型は、ポリプロピレンなどの高分子材料である。別の実施形態では、金型はニッケルである。金属製の金型は、型彫、微細加工、又は、ダイヤモンド旋削若しくは電鋳などの他の機械的手段によって作製することができる。１つの好ましい方法は、電鋳である。金型は、正のマスターを調製することによって形成することができ、この正のマスターは、研磨要素の加工特徴部の所定のアレイ及び指定の形状を有する。次いで、正のマスターの反転である表面トポグラフィを有する金型が作製される。正のマスターは、米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒら）及び同第６，０７６，２４８号（Ｈｏｏｐｍａｎら）に開示されているダイヤモンド旋削などの直接機械加工技術によって作製されることができ、これらの開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。これらの技術は、米国特許第６，０２１，５５９号（Ｓｍｉｔｈ）に更に記載されており、この開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。例えば、熱可塑性物質を含む金型は、金属マスターツールから複製することによって作製することができる。熱可塑性シート材料は、必要に応じて金属マスターと共に加熱することができ、この熱可塑性材料は、２つの表面を一緒にプレスすることによって、金属マスターによって呈される表面模様でエンボス加工される。熱可塑性物質はまた、金属マスター上に押出成形又は注型成形されてから、プレスされることもできる。生産工具及び金属マスターを作製する他の適した方法は、米国特許第５，４３５，８１６号（Ｓｐｕｒｇｅｏｎら）に記載されており、これは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

複数の加工特徴部の適合性ダイヤモンド層は、適合性ナノ結晶ダイヤモンド層、適合性微結晶ダイヤモンド層、及び適合性ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）層のうちの少なくとも１つを含み得る。適合性ダイヤモンド層の厚みは、特に限定されない。いくつかの実施形態において、ダイヤモンド層の厚さは、０．５ミクロン～３０ミクロン、１ミクロン～３０ミクロン、５ミクロン～３０ミクロン、０．５ミクロン～２０ミクロン、１ミクロン～２０ミクロン、５ミクロン～２０ミクロン、０．５ミクロン～１５ミクロン、１ミクロン～１５ミクロン、又は更には５ミクロン～１５ミクロンである。適合性ダイヤモンド層は、例えば、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）層であってもよい。ＤＬＣは非晶質であり、水素により安定化された多量のｓｐ^３炭素を含む。例えば、いくつかの実施形態では、炭素原子は、ＤＬＣの全組成物を基準として、４０原子パーセント～９５原子パーセント、４０原子パーセント～９８原子パーセント、４０原子パーセント～９９原子パーセント、５０原子パーセント～９５原子パーセント、５０原子パーセント～９８原子、５０原子パーセント～９９原子パーセント、６０原子パーセント～９５原子パーセント、６０原子パーセント～９８原子パーセント、６０原子パーセント～９９原子パーセント、又は更には９０原子パーセント～９９原子パーセントの量で存在している。プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）法、ホットワイヤ化学蒸着（ＨＷＣＶＤ）法、イオンビーム、レーザーアブレーション、ＲＦプラズマ、超音波、アーク放電、陰極アークプラズマ蒸着などの従来技術によって、メタンなどの気体炭素源又は黒鉛などの固体炭素源、及び必要に応じて水素を用いて、ダイヤモンド層を表面（例えば複数の加工特徴部の表面）上に堆積させることができる。いくつかの実施形態では、高い結晶化度を有するダイヤモンド層を、ＨＷＣＶＤによって製造することができる。

いくつかの実施形態では、適合性ダイヤモンド層は、例えば、適合性疎水性層への適合性ダイヤモンド層の接着を改善し得る１つ以上のコーティングを含んでもよい。任意のこのようなコーティングは、その適合性ダイヤモンド層の一部であると考えられるであろう。いくつかの実施形態では、適合性ダイヤモンド層は、１つ以上のコーティングを含まない、すなわち、適合性ダイヤモンド層は、コーティングを含まない。

本開示の適合性疎水性層は、ダイヤモンドライクガラス（ＤＬＧ）を含む。用語「ダイヤモンドライクガラス」（ＤＬＧ）は、炭素、ケイ素、及び酸素を含む、ほぼ又は完全に非晶質のガラスを指し、任意選択で、水素、窒素、フッ素、硫黄、チタン、及び銅を含む群から選択される１つ以上の追加成分を含む。特定の実施形態では、他の要素が存在してもよい。いくつかの実施形態において、適合性疎水性層はフッ素を含まない。いくつかの実施形態では、ＤＬＧは、ＤＬＧ組成物のモル基準に基づいて、炭素、ケイ素、酸素、及び水素を、８０パーセント～１００パーセント、９０パーセント～１００パーセント、９５パーセント～１００パーセント、９８パーセント～１００パーセント、又は更には９９パーセント～１００パーセント含む。いくつかの実施形態では、ＤＬＧは、ＤＬＧ組成物のモル基準に基づいて、炭素、ケイ素、及び酸素を、８０パーセント～１００パーセント、９０パーセント～１００パーセント、９５パーセント～１００パーセント、９８パーセント～１００パーセント、又は更には９９パーセント～１００パーセント含む。いくつかの実施形態では、ダイヤモンドライクガラス中の酸素の量は、ダイヤモンドライクガラス中の炭素、酸素、及びケイ素の総モルを基準として、２５モルパーセント～３５モルパーセント、３０～３５モルパーセント、又は更には３２～３５モルパーセントである。いくつかの実施形態では、ダイヤモンドライクガラス中のケイ素の量は、ダイヤモンドライクガラス中の炭素、酸素、及びケイ素の総モルを基準として、２５モルパーセント～３５モルパーセント、２９～３５モルパーセント、又は更には３２～３５モルパーセントである。いくつかの実施形態では、ダイヤモンドライクガラス中の炭素の量は、ダイヤモンドライクガラス中の炭素、酸素、及びケイ素の総モルを基準として、３５モルパーセント～４５モルパーセント、３７～４５モルパーセント、又は更には４２～４５モルパーセントである。

本開示の非晶質ダイヤモンドライクガラスは、短距離秩序を付与するために原子のクラスタリングを含有してもよいが、１８０ｎｍ～８００ｎｍの波長を有する放射線を悪影響を及ぼすように散乱させる可能性のあるミクロ又はマクロ結晶性につながる中距離及び長距離秩序は、本質的に欠いている。用語「非晶質」は、Ｘ線回折ピークを全く有していない、又はあまり大きくないＸ線回折ピークを有する、ほぼ不規則に配列された非結晶性材料を意味する。原子クラスタリングが存在する場合、このクラスタリングは、典型的には、化学線の波長と比較して小さい寸法にわたり生じる。有用なダイヤモンドライクガラス及びその製造方法は、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第６，６９６，１５７号（Ｄａｖｉｄら）に見られる。ダイヤモンドライクガラスを含む適合性疎水性層は、物理蒸着、化学蒸着、プラズマ強化化学蒸着、及び原子層堆積を含むが、これらに限定されない従来技術によって形成され得る。適合性金属酸化物コーティングの厚みは、特に限定されない。いくつかの実施形態において、適合性疎水性層の厚さは、０．５ミクロン～３０ミクロン、１ミクロン～３０ミクロン、５ミクロン～３０ミクロン、０．５ミクロン～２０ミクロン、１ミクロン～２０ミクロン、５ミクロン～２０ミクロン、０．５ミクロン～１５ミクロン、１ミクロン～１５ミクロン、又は更には５ミクロン～１５ミクロンである。

ダイヤモンドライクガラスは、疎水性外面を形成する。いくつかの実施形態では、疎水性外面の接触角は、１１０度より大きく、１１５度より大きく、１２０度より大きく、１２５度より大きく、又は更には１３０度より大きい。いくつかの実施形態では、疎水性外面の接触角は、１８０度未満、１７５度未満、１７０度未満、１６５度未満、又は更には１６０度未満である。接触角は、当該技術分野における既知の技術により測定することができる。接触角は、本開示の実施例の項に記載される接触角分析方法によって測定することができる。

適合性疎水性層は、複数の個別のダイヤモンド粒子及び適合性ダイヤモンド層のうちの少なくとも１つと接触して少なくとも部分的にコーティングしている。いくつかの実施形態では、適合性疎水性層は、研磨物品の投影表面積の、少なくとも４０パーセント、少なくとも６０パーセント、少なくとも８０パーセント、少なくとも９０パーセント、少なくとも９５パーセント、又は更には少なくとも１００パーセントを覆う。

本開示の研磨物品は、第１の基材、例えばセラミック基材、金属基材（例えばステンレス鋼基材）、又は高分子基材（例えば熱硬化物質若しくは熱可塑性物質）を含み得る。当該技術分野において既知の様々な金属、セラミック、及び高分子材料を、第１の基材である、特定の有用性を有する、耐腐食性金属基材、セラミック基材、及び高分子基材に使用することができる。研磨物品は、複数の個別のダイヤモンド粒子を第１の基材に固着するのに有用な結合材料を含んでもよい。ダイヤモンド粒子は、金属、金属合金、及び熱硬化性接着剤のうちの少なくとも１つを含むがこれらに限定されない、当該技術分野において既知の材料によって研磨物品の第１の基材に固着されることができる。当該技術分野において既知の技術を使用して、ダイヤモンド粒子を第１の基材に固着させることができる。有用な第１の基材の例、ダイヤモンド粒子を研磨物品の第１の基材に固着するための結合材料及び結合技術が、例えば、米国特許第６，１２３，６１２号（Ｇｏｒｅｓ）に開示されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。セラミック基材はモノリシックセラミック基材であってもよい。モノリシックセラミック基材は、全体にわたって連続的なセラミック構造（例えば全体にわたって連続的なセラミック形態）から構成され、かつこの連続的なセラミック構造を有するセラミックから本質的になる基材である。いくつかの実施形態では、複数の加工特徴部及び第１の基材は、モノリシックセラミックである。セラミック形態は、単相であり得る。モノリシックセラミックは、一般に、非常にゆっくりと腐食するように、好ましくは全く腐食しないように構成されており、このモノリシックセラミックから放出される可能性のある研磨粒子は含まないように設計される。高分子基材は、熱硬化性物質（例えばフェノール樹脂）、又は熱可塑性物質（例えばポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン）であってもよい。いくつかの実施形態では、第１の基材は、複数の加工特徴部と一体であってもよく、かつ／又は第１の基材及び複数の加工特徴部は、同じ組成物を有する。いくつかの実施形態では、第１の基材は、複数の加工特徴部のものとは別個の層であってもよく、かつ／又は複数の加工特徴部の組成物とは異なる組成物を含んでもよい。

別の実施形態では、本開示の研磨物品は、以下のように作製される。
複数の個別のダイヤモンド粒子を含む表面を有する研磨層を提供し、
複数の個別のダイヤモンド粒子と接触して少なくとも部分的にコーティングする適合性疎水性層を堆積させることにより、疎水性外面を有する研磨層を形成し、適合性疎水性層は、ダイヤモンドライクガラスを含み、疎水性外面の接触角は、１１０度より大きい。

更に別の実施形態では、本開示の研磨物品は、以下のように作製される。
適合性ダイヤモンド層を有する複数の加工特徴部を含む表面を有する研磨層を提供することと、
適合性ダイヤモンド層と接触して少なくとも部分的にコーティングする適合性疎水性層を堆積させることにより、疎水性外面を有する研磨層を形成することとを含み、適合性疎水性層は、ダイヤモンドライクガラスを含み、疎水性外面の接触角は、１１０度より大きい。

本開示の研磨物品は、例えば、ＣＭＰ用途において使用されるパッドコンディショナーとして特に有用性が見出され得る。研磨物品は、全面パッドコンディショナー及びセグメント化パッドコンディショナーの両方に有用であり得る。セグメント化パッドコンディショナーは、第２の基材に取り付けられた本開示の少なくとも１つの研磨物品を含み、第２の基材は、一般に、研磨物品よりも大きい投影表面積を有する。したがって、セグメント化パッドコンディショナー表面には、研磨層を含む領域と研磨層を含まない領域とが存在する。いくつかの実施形態では、全面パッドコンディショナーは、本開示のいずれか１つに記載の研磨物品を含む。全面パッドコンディショナーの表面積は、本開示による研磨物品の研磨層の５０～１００パーセント、６０～１００パーセント、７０～１００パーセント、８０～１００パーセント、又は更には９０～１００パーセントを含み得る。

セグメント化パッドコンディショナーは、第２の基材と、本開示の研磨物品のうちのいずれか１つによる少なくとも１つの研磨物品とを含む。第２の基材は、第１の基材に関して前述したような材料を含み得る。図２は、本開示のセグメント化されたパッドコンディショナーの概略上面図である。セグメント化パッドコンディショナー２００は、第２の基材２１０と、研磨層２２０ａを有する研磨物品２２０とを含む。この例示的な実施形態では、セグメント化パッドコンディショナー２００は、５つの研磨物品２２０を含む。研磨物品２２０は、本開示の研磨物品のうちのいずれか１つであってもよい。第２の基材２１０は、特に限定されない。第２の基材２１０は、硬質材料、例えば金属であってもよい。第２の基材２１０は、ステンレス鋼、例えばステンレス鋼板であってもよい。いくつかの実施形態では、第２の基材２１０は、少なくとも１ＧＰａ、少なくとも５ＧＰａ、又は更には少なくとも１０ＧＰａの弾性率を有する。研磨物品２２０は、当該技術分野において既知の任意の手段によって、例えば、機械的に（ねじ又はボルトを利用して）又は接着剤（エポキシ接着剤層を利用して）によって、基材２１０に取り付けられてもよい。研磨物品２２０の研磨層２２０ａをほぼ平面とすることが望ましい場合がある。研磨物品の平面状の研磨面をほぼ平坦にすることを可能にする研磨物品を基材に取り付ける方法が、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２０１５／０２２４６２５（ＬｅＨｕｕら）に開示されている。

図３は、本開示のいくつかの実施形態による研磨物品を利用するための研磨システム３００の一例を概略的に図示する。図示のように、研磨システム３００は、研磨面３５０ａを有する研磨パッド３５０と、研磨層を有するパッドコンディショナー３１０とを含み得る。パッドコンディショナーは、本開示の研磨物品のうちのいずれか１つによる少なくとも１つの研磨物品を含み、パッドコンディショナーの研磨層は、少なくとも１つの研磨物品の適合性疎水性層を含む。本システムは、加工液３６０、圧盤３４０、及びパッドコンディショナーキャリヤアセンブリ３３０、洗浄液（図示せず）のうちの１つ以上を更に含み得る。接着層３７０は、研磨パッド３５０を圧盤３４０に取り付けるために使用されてよく、研磨システムの一部であってもよい。研磨パッド３５０上の被研磨基材（図示せず）もまた、研磨システム３００の一部とし得る。加工液３６０は、研磨パッド３５０の研磨面３５０ａ上に配置された溶液からなる層であってもよい。研磨パッド３５０は、当該技術分野で既知の任意の研磨パッドでよい。研磨パッド３５０は、材料を含み、すなわち、材料から作製される。研磨パッドの材料は、ポリマー、例えば、熱硬化性ポリマー及び熱可塑性ポリマーのうちの少なくとも１つを含み得る。熱硬化性ポリマー及び熱可塑性ポリマーは、ポリウレタンであってもよく、すなわち、研磨パッドの材料はポリウレタンであってもよい。加工液は、典型的には、研磨パッドの表面上に配置される。加工液は、パッドコンディショナー３１０と研磨パッド３５０との間の境界面にも存在してよい。研磨システム３００の動作中、駆動アセンブリ３４５が圧盤３４０を回転させ（矢印Ａ）、研磨パッド３５０を動かして、研磨動作を実行することができる。研磨パッド３５０及び研磨溶液３６０は、別々に又は組み合わせて、機械的及び／又は化学的に、被研磨基材の主面から材料を除去する又はこの主面を研磨する、研磨環境を定義することができる。研磨面３５０ａをパッドコンディショナー３１０で研磨する、すなわち、コンディションするために、キャリアアセンブリ３３０は、研磨溶液３６０の存在下でパッドコンディショナー３１０を研磨パッド３５０の研磨面３５０ａに対して付勢することができる。次に、圧盤３４０（したがって研磨パッド３５０）及び／又はパッドコンディショナーキャリヤアセンブリ３３０が、互いに対して移動し、研磨パッド３５０の研磨面３５０ａにわたって、パッドコンディショナー３１０を並進運動させる。キャリアアセンブリ３３０は、回転（矢印Ｂ）することができ、任意選択に、水平方向に横断（矢印Ｃ）することができる。その結果、パッドコンディショナー３１０の研磨層が、研磨パッド３５０の研磨面３５０ａから材料を除去する。図３の研磨のシステム３００は、本開示の研磨物品と関連して用いることができる研磨システムの一例にすぎず、他の従来の研磨システムを、本開示の範囲を逸脱することなく使用できることを理解されたい。

本開示の選択した実施形態は、以下を含むがそれらに限定されない。

第１の実施形態において、本開示は、研磨物品を提供し、この研磨物品は、（ｉ）複数の個別のダイヤモンド粒子及び（ｉｉ）適合性ダイヤモンド層を有する複数の加工特徴部のうちの少なくとも１つを含む、疎水性外面を有する研磨層と、複数の個別のダイヤモンド粒子及び適合性ダイヤモンド層のうちの少なくとも１つと接触して少なくとも部分的にコーティングする適合性疎水性層と、を備え、適合性疎水性層は、ダイヤモンドライクガラスを含み、疎水性外面を形成しており、疎水性外面の接触角は、１１０度より大きく、任意選択で、疎水性外面の接触角は、１２０度より大きく、１２５度より大きく、又は１３０度より大きいことがある。

第２の実施形態では、本開示は、適合性ダイヤモンド層が、ダイヤモンドライクカーボン、微結晶ダイヤモンド、及びナノ結晶ダイヤモンドのうちの少なくとも１つを含む、第１の実施形態に記載の研磨物品を提供する。

第３の実施形態では、本開示は、ダイヤモンドライクガラスが、炭素、酸素、及びケイ素を含む、第１又は第２の実施形態に記載の研磨物品を提供する。

第４の実施形態では、本開示は、酸素の量が、ダイヤモンドライクガラス中の炭素、酸素、及びケイ素の総モルを基準として、２５モルパーセント～３５モルパーセントである、第３の実施形態に記載の研磨物品を提供する。

第５の実施形態では、本開示は、酸素の量が、ダイヤモンドライクガラス中の炭素、酸素、及びケイ素の総モルを基準として、３０モルパーセント～３５モルパーセントである、第３又は第４の実施形態に記載の研磨物品を提供する。

第６の実施形態では、本開示は、ケイ素の量が、ダイヤモンドライクガラス中の炭素、酸素、及びケイ素の総モルを基準として、２５モルパーセント～３５モルパーセントである、第３～第５の実施形態のいずれか１つに記載の研磨物品を提供する。

第７の実施形態では、本開示は、炭素の量が、ダイヤモンドライクガラス中の炭素、酸素、及びケイ素の総モルを基準として、３５モルパーセント～４５モルパーセントである、第３～第６の実施形態のいずれか１つに記載の研磨物品を提供する。

第８の実施形態では、本開示は、複数の個別のダイヤモンド粒子が、５ミクロン～４００ミクロンの平均粒径を有する、第１～第７の実施形態のいずれか１つに記載の研磨物品を提供する。

第９の実施形態では、本開示は、疎水性外面を有する研磨層が、適合性ダイヤモンド層を有する複数の加工特徴部を含む、第１～第７の実施形態のいずれか１つに記載の研磨物品を提供する。

第１０の実施形態では、本開示は、疎水性外面を有する研磨層が、複数の個別のダイヤモンド粒子を含む、第１～第９の実施形態のいずれか１つに記載の研磨物品を提供する。

第１１の実施形態では、本開示は、疎水性外面の接触角が、１８０度未満であり、任意選択で、１７５度未満、１７０度未満、又は１６５度未満である、第１～第１０の実施形態のいずれか１つに記載の研磨物品を提供する。

第１２の実施形態において、本開示は、研磨物品の製造方法を提供し、この方法は、適合性ダイヤモンド層を有する複数の加工特徴部を含む表面を有する研磨層を提供することと、適合性ダイヤモンド層と接触して少なくとも部分的にコーティングする適合性疎水性層を堆積させることにより、疎水性外面を有する研磨層を形成することと、を含み、適合性疎水性層は、ダイヤモンドライクガラスを含み、疎水性外面の接触角は、１２０度より大きい。

第１３の実施形態では、本開示は、適合性ダイヤモンド層が、ダイヤモンドライクカーボン、微結晶ダイヤモンド、及びナノ結晶ダイヤモンドのうちの少なくとも１つを含む、第１２の実施形態に記載の研磨物品の製造方法を提供する。

第１４の実施形態では、本開示は、ダイヤモンドライクガラスが、炭素、酸素、及びケイ素を含む、第１２又は第１３の実施形態に記載の研磨物品の製造方法を提供する。

第１５の実施形態では、本開示は、酸素の量が、ダイヤモンドライクガラス中の炭素、酸素、及びケイ素の総モルを基準として、２５モルパーセント～３５モルパーセントである、第１４の実施形態に記載の研磨物品の製造方法を提供する。

第１６の実施形態では、本開示は、ケイ素の量が、ダイヤモンドライクガラス中の炭素、酸素、及びケイ素の総モルを基準として、２５モルパーセント～３５モルパーセントである、第１４又は第１５の実施形態に記載の研磨物品の製造方法を提供する。

第１７の実施形態では、本開示は、炭素の量が、ダイヤモンドライクガラス中の炭素、酸素、及びケイ素の総モルを基準として、３５モルパーセント～４５モルパーセントである、第１４～第１６の実施形態のいずれか１つに記載の研磨物品の製造方法を提供する。

第１８の実施形態において、本開示は、研磨物品の製造方法を提供し、この方法は、複数の個別のダイヤモンド粒子を含む表面を有する研磨層を提供することと、複数の個別のダイヤモンド粒子と接触して少なくとも部分的にコーティングする適合性疎水性層を堆積させることにより、疎水性外面を有する研磨層を形成することと、を含み、適合性疎水性層は、ダイヤモンドライクガラスを含み、疎水性外面の接触角は、１１０度より大きい。

第１９の実施形態では、本開示は、適合性ダイヤモンド層が、ダイヤモンドライクカーボン、微結晶ダイヤモンド、及びナノ結晶ダイヤモンドのうちの少なくとも１つを含む、第１８の実施形態に記載の研磨物品の製造方法を提供する。

第２０の実施形態では、本開示は、ダイヤモンドライクガラスが、炭素、酸素、及びケイ素を含む、第１８又は第１９の実施形態に記載の研磨物品の製造方法を提供する。

第２１の実施形態では、本開示は、酸素の量が、ダイヤモンドライクガラス中の炭素、酸素、及びケイ素の総モルを基準として、２５モルパーセント～３５モルパーセントである、第２０の実施形態に記載の研磨物品の製造方法を提供する。

第２２の実施形態では、本開示は、ケイ素の量が、ダイヤモンドライクガラス中の炭素、酸素、及びケイ素の総モルを基準として、２５モルパーセント～３５モルパーセントである、第２０又は第２１の実施形態に記載の研磨物品の製造方法を提供する。

第２３の実施形態では、本開示は、炭素の量が、ダイヤモンドライクガラス中の炭素、酸素、及びケイ素の総モルを基準として、３５モルパーセント～４５モルパーセントである、第２０～第２２の実施形態のいずれか１つに記載の研磨物品の製造方法を提供する。

第２４の実施形態では、本開示は、複数の個別のダイヤモンド粒子が、５ミクロン～４００ミクロンの平均粒径を有する、第１８～第２３の実施形態のいずれか１つに記載の研磨物品の製造方法を提供する。

第２５の実施形態では、本開示は、疎水性外面の接触角が１２０度より大きい、第１８～第２４の実施形態のいずれか１つに記載の研磨物品の製造方法を提供する。

第２６の実施形態では、本開示は、研磨システムを提供し、この研磨システムは、材料を含む研磨パッドと、研磨層を有するパッドコンディショナーであって、第１～第１１の実施形態のいずれか１つに記載の少なくとも１つの研磨物品を含むパッドコンディショナーと、を備える。

作製技術
ダイヤモンドライクガラス（ＤＬＧ）プラズマ蒸着法
ダイヤモンドライクガラスプラズマ蒸着は、プラズマチャンバ内に、研磨面上に複数の無機研磨粒子があるパッドコンディショナー（Ａ２８１３）を配置することによって実施された。機械式ポンプによってチこのャンバから空気を排気し、チャンバは、プラズマ点火前に、１００ｍＴｏｒｒ未満のベース圧に達した。３つの工程を用いて、パッドコンディショナーの表面上にダイヤモンドライクガラス層を堆積させた。まず、５０ｓｃｃｍの流量の酸素ガスを、３００Ｗで３０秒間のプラズマと共に使用することによって、試料が洗浄された。次に、パッドコンディショナーの表面を、１３．５６ＭＨｚのＲＦ電力１００～５００Ｗで、ＨＭＤＳＯ／Ｏ２又はＴＭＳ／Ｏ２のいずれかの混合物に曝露することによって、ダイヤモンドライクガラスの蒸着が実施された。プラズマは、ＤＬＧのａ－Ｃ：Ｈ：Ｓｉ：Ｏ表面の蒸着をもたらす。使用した具体的なガス及びガス比については表１を参照されたい。

試験方法
コンディショニング試験方法
９インチ（２３ｃｍ）径の圧盤を有するＣＥＴＲ－ＣＰ４（Ｂｒｕｋｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）を使用して、コンディショニングが実施された。９インチ（２３ｃｍ）径のＩＣ１０００パッド（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手可能）が圧盤上に取り付けられ、実施例パッドコンディショナー又は比較例パッドコンディショナーがＣＥＴＲ－ＣＰ４の回転スピンドル上に取り付けられた。コンディショニングは、圧盤速度９３ｒｐｍ及びスピンドル速度８７ｒｐｍでそれぞれ実施された。コンディショナー上の下向きの力は６ｌｂｓ（２７Ｎ）であり、ＩＣ１０００パッドはパッドコンディショナーによって研磨された。コンディショニング中、脱イオン水が、１００ｍＬ／分の流量で圧盤に流れる。

接触角の分析方法
以下の実施例及び比較例に記載されるように調製されたコーティングされた基材試料を、水（Ｈ２Ｏ）接触角を測定する前に（湿潤液として水を使用）、圧縮空気により清浄化して不純物粒子を除去した。落下形状分析装置（Ｋｒｕｓｓ（Ｈａｍｂｕｒｇ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から製品番号ＤＳＡ １００として入手可能）上で、濾過システムを通して濾過した脱イオン水を使用して、静的水接触角測定が行われた。報告値は、要素上で測定された２滴の測定値の平均であった。液滴体積は３マイクロリットルであった。

実施例２～５及び比較例１
実施例２～５は、上記のダイヤモンドライクガラス（ＤＬＧ）プラズマ蒸着法に従って、ダイヤモンド粒子パッドコンディショナーＡ２８１３を使用して調製された。比較例１（ＣＥ－１）は、Ａ２８１３パッドコンディショナーであり、そのままの状態で使用された。具体的なＤＬＧコーティング条件が以下の表２に示される。実施例２～５及びＣＥ－１が、上記のコンディショニング試験方法を用いて試験された。具体的なコンディショニング時間が表２に示される。コンディショニング後、パッドコンディショナーの表面が、上述の接触角分析法を用いて分析された。結果が表２に示される。

実施例６～１０及び比較例１
実施例６～１０は、上記のダイヤモンドライクガラス（ＤＬＧ）プラズマ蒸着法に従って、ダイヤモンド粒子パッドコンディショナーＡ２８１３を使用して調製された。比較例１（ＣＥ－１）は、Ａ２８１３パッドコンディショナーであり、そのままの状態で使用された。具体的なＤＬＧコーティング条件が以下の表３に示される。実施例６～１０及びＣＥ－１が、上記の接触角分析法を用いて分析された。結果が表３に示される。

実施例１２及び比較例１１
実施例１２は、上記のダイヤモンドライクガラス（ＤＬＧ）プラズマ蒸着法に従って、Ｂ５パッドコンディショナーを使用して調製された。比較例１１（ＣＥ－１１）は、Ｂ５パッドコンディショナーであり受け取ったままの状態で使用した。実施例１２及びＣＥ－１１が、上記の接触角分析法を用いて分析された。結果が表４に示される。

Claims (14)

1. （ｉ）複数の個別のダイヤモンド粒子及び（ｉｉ）適合性ダイヤモンド層を有する複数の加工特徴部のうちの少なくとも１つを含み、且つ疎水性外面を有する研磨層を備えた研磨物品であって、
   前記研磨層は、前記複数の個別のダイヤモンド粒子及び前記適合性ダイヤモンド層のうちの少なくとも１つと接触して少なくとも部分的にコーティングする適合性疎水性層を含み、
   前記適合性疎水性層は、フッ素を含まず、且つダイヤモンドライクガラスを含み、前記疎水性外面を形成しており、
   前記疎水性外面の接触角は、１２０度より大きい、研磨物品。
2. 前記適合性ダイヤモンド層は、ダイヤモンドライクカーボン、微結晶ダイヤモンド、及びナノ結晶ダイヤモンドのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の研磨物品。
3. 前記ダイヤモンドライクガラスは、炭素、酸素、及びケイ素を含む、請求項１に記載の研磨物品。
4. 前記酸素の量は、前記ダイヤモンドライクガラス中の炭素、酸素、及びケイ素の総モルを基準として、２５モルパーセント～３５モルパーセントである、請求項３に記載の研磨物品。
5. 前記酸素の量は、前記ダイヤモンドライクガラス中の炭素、酸素、及びケイ素の総モルを基準として、３０モルパーセント～３５モルパーセントである、請求項３に記載の研磨物品。
6. 前記ケイ素の量は、前記ダイヤモンドライクガラス中の炭素、酸素、及びケイ素の総モルを基準として、２５モルパーセント～３５モルパーセントである、請求項３に記載の研磨物品。
7. 前記炭素の量は、前記ダイヤモンドライクガラス中の炭素、酸素、及びケイ素の総モルを基準として、３５モルパーセント～４５モルパーセントである、請求項３に記載の研磨物品。
8. 前記疎水性外面の前記接触角は、１３０度より大きい、請求項１に記載の研磨物品。
9. 研磨物品の製造方法であって、
   適合性ダイヤモンド層を有する複数の加工特徴部を含む表面を有する研磨層を提供することと、
   前記適合性ダイヤモンド層と接触して少なくとも部分的にコーティングする適合性疎水性層を堆積させることにより、疎水性外面を有する研磨層を形成することと、を含み、
   前記適合性疎水性層は、ダイヤモンドライクガラスを含み、
   前記疎水性外面の接触角は、１２０度より大きい、方法。
10. 前記適合性ダイヤモンド層は、ダイヤモンドライクカーボン、微結晶ダイヤモンド、及びナノ結晶ダイヤモンドのうちの少なくとも１つを含む、請求項９に記載の研磨物品の製造方法。
11. 前記ダイヤモンドライクガラスは、炭素、酸素、及びケイ素を含む、請求項９に記載の研磨物品の製造方法。
12. 研磨物品の製造方法であって、
    複数の個別のダイヤモンド粒子を含む表面を有する研磨層を提供することと、
    前記複数の個別のダイヤモンド粒子と接触して少なくとも部分的にコーティングする適合性疎水性層を堆積させることにより、疎水性外面を有する研磨層を形成することと、を含み、
    前記適合性疎水性層は、フッ素を含まず、且つダイヤモンドライクガラスを含み、
    前記疎水性外面の接触角は、１２０度より大きい、方法。
13. 前記ダイヤモンドライクガラスは、炭素、酸素、及びケイ素を含む、請求項１２に記載の研磨物品の製造方法。
14. 材料を含む研磨パッドと、
    研磨層を有するパッドコンディショナーと、を備え、
    前記パッドコンディショナーは、請求項１に記載の少なくとも１つの研磨物品を含む、研磨システム。

Images