JPH1133911A - コンディショナ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体デバイスのケミカルメカニカルポリッシ
ング用の研磨パッドのコンディショニングに際して、研
磨パッドを金属分により汚染するおそれがなく、砥粒の
脱落によりウェーハ表面を傷つけるおそれのないコンデ
ィショナ、及び、該コンディショナの製造方法を提供す
る。 【解決手段】台金作用面にメッキにより固着されたダイ
ヤモンド砥粒層を有し、メッキ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コンディショ
ナ、及び、台金の作用面に、ダイヤモンド砥粒をメッキ
により固着したダイヤモンド砥粒層を形成し、ダイヤモ
ンド砥粒層を合成樹脂層で被覆したのち、合成樹脂層の
表面部分を除去して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、かつ作用面のメッキされた金属が
合成樹脂層に覆われて露出しない状態とする該コンディ
ショナの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンディショナ及
びその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、
ダイヤモンド砥粒の突出量を容易に調整することがで
き、半導体デバイスの層間絶縁膜及び金属配線などのケ
ミカルメカニカルポリッシング用の研磨パッドのコンデ
ィショニングに際して、研磨パッドを金属分により汚染
するおそれがなく、砥粒の脱落によりウェーハ表面を傷
つけるおそれのないコンディショナ及びその製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】超ＬＳＩの高集積化、高速化において多
層配線はますます重要になり、この技術の中枢をなす層
間絶縁膜及び金属配線の平坦化工程に対し、より一層の
高度化が要求されつつある。一般に、半導体ウェーハの
表面を研磨するウェーハ加工装置では、円盤状の定盤に
研磨パッドを貼り付け、定盤上面に１枚又は複数枚のウ
ェーハを載置し、これらのウェーハを研磨パッド上でキ
ャリアにより強制回転させつつ、研磨パッドとウェーハ
の間に微細な研磨粒子を含む研磨液を供給して、界面の
化学的及び機械的作用によるケミカルメカニカルポリッ
シングが行われている。研磨パッドとしては、ポリエス
テル不織布にポリウレタン樹脂を含浸させたベロアタイ
プパッド、ポリエステル不織布を基材としてその上に発
泡ポリウレタン層を形成したスウェードタイプパッド、
あるいは独立気泡を有する発泡ポリウレタンのパッドな
どが使用されている。また、研磨粒子としては、フェラ
イト粉末、アルミナ粉末、炭酸バリウム、コロイダルシ
リカ、酸化セリウムなどが用いられ、研磨液には水酸化
カリウム溶液、希塩酸、希硝酸、過酸化水素水、硝酸鉄
水溶液などが使用される。このようなウェーハの研磨を
繰り返すうちに、被削材の切り屑や研磨粒子などが研磨
パッドの微細な孔に入り込んで目詰まりを起こしたり、
研磨粒子と研磨液の化学反応熱によって研磨パッドの表
面が鏡面化して、研磨速度が低下してしまう。このた
め、研磨パッドのコンディショニングを常時又は定期的
に行う必要がある。ダイヤモンド砥粒は優れたコンディ
ショニング材料であり、半導体ウェーハ研磨用の研磨パ
ッドのコンディショナへの応用が検討されている。例え
ば、特開昭６４−７１６６１号公報には、ダイヤモンド
砥粒と合金粉末を混合し、加熱焼結したダイヤモンドペ
レットを端面に貼り付けるか、あるいは、端面にダイヤ
モンド砥粒を均一に分布するように載せて電着した修正
リングを用い、研磨パッドと修正リングを相対移動させ
ることにより研磨パッドの表面を研削して平坦度を高め
る方法が提案されている。特開平４−３６４７３０号公
報には、ウェーハ研磨装置の定盤に貼り付けられた研磨
パッドのコンディショニングに、ダイヤモンド砥粒をエ
ポキシ樹脂に電着したペレットを用いる方法が提案され
ている。また、特開平７−２５６５５４号公報には、粒
度が＃６０〜２３０の超砥粒を電着した砥粒層を有する
ツルーイング砥石を、その回転軸に対して傾動可能とし
たウェーハ研磨パッドのツルーイング装置が提案されて
いる。しかし、従来の電着法によりダイヤモンド砥粒を
固着したコンディショナでは、ダイヤモンド砥粒は一層
ではなく、ダイヤモンド砥粒の間に挟まって浮き石とな
ったダイヤモンド砥粒が必ず存在し、これが脱落して研
磨パッドに残存し、ウェーハ表面を傷つけるという問題
がある。また、メタルボンドによりダイヤモンド砥粒を
固着したコンディショナでは銅などが、電着によりダイ
ヤモンド砥粒を固着したコンディショナではニッケルな
どが、反応性の高い研磨液によって溶出し、研磨パッド
に残存し、最終的には被加工物であるウェーハ上に付着
するため、ケミカルメカニカルポリッシング後のウェー
ハの洗浄工程に非常に手間がかかる。また、金属配線研
磨に用いられる硝酸鉄水溶液などの研磨液を用いる場合
は、ニッケルの溶出が特に多く、ダイヤモンド砥粒が脱
落することがある。さらに、電着タイプ、メタルボンド
タイプともに、ダイヤモンド砥粒の突出量の調整が非常
に困難であり、ダイヤモンド砥粒の突出量を所望の値と
するための加工時間が長くかかるという問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体デバ
イスの層間絶縁膜及び金属配線などのケミカルメカニカ
ルポリッシング用の研磨パッドのコンディショニングに
際して、研磨パッドを金属分により汚染するおそれがな
く、砥粒の脱落によりウェーハ表面を傷つけるおそれの
ないコンディショナ、及び、ダイヤモンド砥粒の突出量
を容易に短時間で調整することができる該コンディショ
ナの製造方法を提供することを目的としてなされたもの
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、台金作用面にメッ
キにより固着されたダイヤモンド砥粒層を有し、ダイヤ
モンド砥粒層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コン
ディショナは、金属分による汚染や砥粒の脱落がなく、
砥粒の突出量の調整が容易であることを見いだし、この
知見に基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、
本発明は、（１）台金作用面にメッキにより固着された
ダイヤモンド砥粒層を有し、メッキ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コンディ
ショナ、（２）ケミカルメカニカルポリッシング用の研
磨パッドのコンディショニングに用いられる第(１)項記
載のコンディショナ、及び、（３）台金の作用面に、ダ
イヤモンド砥粒をメッキにより固着したダイヤモンド砥
粒層を形成し、ダイヤモンド砥粒層を合成樹脂層で被覆
したのち、合成樹脂層の表面部分を除去してダイヤモン
ド砥粒の先端作用部が合成樹脂層より突出し、かつ作用
面のメッキされた金属が合成樹脂層に覆われて露出しな
い状態とすることを特徴とする第(１)項又は第(２)項記
載のコンディショナの製造方法、を提供するものであ
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明のコンディショナは、台金
作用面にメッキにより固着されたダイヤモンド砥粒層を
有し、ダイヤモンド砥粒層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
出してなるものである。図１(ａ)は、本発明のコンディ
ショナの一態様の斜視図であり、図１(ｂ)は、図１(ａ)
のコンディショナを中心軸を通る平面で切断したときの
切断部端面図である。図１に示すコンディショナは、カ
ップ型の台金１の作用面にダイヤモンド砥粒がメッキに
より固着されて、ダイヤモンド砥粒層２を形成してい
る。ダイヤモンド砥粒３は、メッキにより台金１に固着
され、メッキされた金属４は合成樹脂層５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
出している。本発明のコンディショナは、ダイヤモンド
砥粒がすべてメッキにより台金に強固に固着され、さら
に合成樹脂層により被覆されているので、台金に固着さ
れない浮き石となっているダイヤモンド砥粒がなく、コ
ンディショニング中にダイヤモンド砥粒が脱落するおそ
れがない。また、メッキされた金属が合成樹脂層により
被覆されているので、メッキされた金属と反応性の高い
研磨液が直接接触することがなく、金属分が溶出するお
それがない。そのため、本発明のコンディショナは、半
導体デバイスの層間絶縁膜及び金属配線などのケミカル
メカニカルポリッシング用の研磨パッドのコンディショ
ニングに特に好適に使用することができる。本発明のコ
ンディショナによれば、ダイヤモンド砥粒が脱落し、研
磨パッドに残存して、ウェーハ表面の損傷を生ずるおそ
れがない。また、研磨パッドに接触するコンディショナ
の部分は、合成樹脂とダイヤモンド砥粒のみであるの
で、金属分が溶出して、被加工物であるウェーハに付着
するおそれがなく、ケミカルメカニカルポリッシング後
のウェーハの洗浄工程を簡略化することができる。さら
に、ニッケルの溶出によるダイヤモンド砥粒の脱落を防
止することができる。

【０００６】図２は、本発明のコンディショナの製造方
法の一態様の説明図である。本態様においては、台金作
用面にダイヤモンド砥粒をメッキにより仮固定し、次い
でダイヤモンド砥粒をメッキにより固着してダイヤモン
ド砥粒層を形成し、さらにダイヤモンド砥粒層を合成樹
脂により被覆したのち、合成樹脂の表面部分を除去する
ことによりダイヤモンド砥粒の先端作用部を突出させ
る。ダイヤモンド砥粒をメッキにより仮固定する場合
は、図２(ａ)に示すように、台金１のダイヤモンド砥粒
固定面６を残して、絶縁性のマスキング材７で被覆す
る。台金をメッキ浴に浸漬し、ダイヤモンド砥粒固定面
にダイヤモンド砥粒３を載置し、台金に陰極を接続し、
メッキ液に陽極を接続して、電気メッキを行う。使用す
るダイヤモンド砥粒に特に制限はないが、ＪＩＳ Ｂ ４
１３０に規定する粒度１００／１２０〜３０／４０の粒
径を有する砥粒であることが好ましく、粒度６０／８０
程度の粒径を有する砥粒であることがより好ましい。ダ
イヤモンド砥粒の粒径が、粒度１００／１２０に相当す
る粒径未満であると、被覆する合成樹脂層の厚さが薄く
なって、メッキされた金属を完全に被覆しきれなくなる
おそれがある。ダイヤモンド砥粒の粒径が、粒度３０／
４０に相当する粒径を超えると、ダイヤモンド砥粒が高
価になって経済的に不利であるばかりでなく、コンディ
ショニングの際に研磨パッドが粗面化するおそれがあ
る。メッキする金属は、ダイヤモンド砥粒を仮固定する
ことができるものであれば特に制限はなく、例えば、ニ
ッケル、クロムなどを好適に使用することができる。ダ
イヤモンド砥粒が仮固定され、ダイヤモンド砥粒固定面
から脱落しない状態になれば、余剰のダイヤモンド砥粒
を除去する。図２(ｂ)は、ダイヤモンド砥粒が、ダイヤ
モンド砥粒固定面に仮固定された状態を示す断面図であ
る。ダイヤモンド砥粒を仮固定したとき、大部分のダイ
ヤモンド砥粒はその一部が台金のダイヤモンド砥粒固定
面に接した状態で仮固定されるが、台金のダイヤモンド
砥粒固定面に接しない状態で付着し、浮き石８となって
いるダイヤモンド砥粒が存在する場合もあるので、仮固
定を終了したのち、ダイヤモンド砥粒層面の表面をアル
ミナ砥石、シリコンカーバイド砥石などを用いて軽く研
磨することにより、浮き石を除去することが好ましい。
図２(ｃ)は、浮き石を除去した状態を示す断面図であ
る。

【０００７】浮き石を除去したのち、台金をふたたびメ
ッキ浴に浸漬し、台金に陰極を接続し、メッキ液に陽極
を接続して、ダイヤモンド砥粒固定面のメッキを行い、
ダイヤモンド砥粒をメッキにより固着してダイヤモンド
砥粒層を形成し、図２(ｄ)に示す状態とする。メッキす
る金属は、ダイヤモンド砥粒を固定することができるも
のであれば特に制限はなく、例えば、ニッケル、クロム
などを使用することができるが、特にニッケルを使用す
ることが好ましい。ニッケルメッキによりダイヤモンド
砥粒を固着する場合、添加剤を加えたスルファミン酸ニ
ッケル浴を使用すると、ニッケルの硬度はＨＶ４００〜
６００、伸び率は１〜５％となり、ニッケル固着層は十
分な靭性を有する。ダイヤモンド砥粒を固着するメッキ
層の厚さは、ダイヤモンド砥粒の粒径の４０％以上であ
ることが好ましく、５０％以上であることがより好まし
い。メッキ層の厚さがダイヤモンド砥粒の粒径の４０％
未満であると、ダイヤモンド砥粒を保持する力が不足す
るおそれがある。ダイヤモンド砥粒をメッキにより固着
してダイヤモンド砥粒層を形成した台金は、マスキング
材を外して洗浄、乾燥し、次いで合成樹脂層によりダイ
ヤモンド砥粒層を被覆する。使用する合成樹脂には特に
制限はなく、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂のいずれを
も使用することができる。熱硬化性樹脂としては、例え
ば、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、フッ素樹脂などを挙げることができる。熱可
塑性樹脂としては、例えば、フッ素樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリイミド樹脂などを挙げることができる。また、
本発明においては、樹脂の機械的強度を向上させるため
に、非導電性の無機化合物粒子やファイバーを加えるこ
ともできる。熱硬化性樹脂としては、加熱硬化型のほか
に常温硬化型の樹脂も使用することができ、さらに、熱
硬化性樹脂に代えて光硬化性樹脂も使用することができ
る。これらの中で、熱硬化性樹脂、特にエポキシ樹脂
は、注入及び硬化の操作が容易であり、硬化後の樹脂の
表面部分の除去も容易であり、機械的強度が大きく、耐
熱性が高いので、特に好適に使用することができる。

【０００８】図２(ｅ)は、ダイヤモンド砥粒層を、合成
樹脂層で被覆する状態を示す断面図である。樹脂で被覆
したのち合成樹脂層の表面部分を除去することにより、
ダイヤモンド砥粒の先端作用部を突出させる。ダイヤモ
ンド砥粒の先端作用部を突出させる方法に特に制限はな
く、例えば、ダイヤモンド砥粒の最突出部が見えるまで
研削盤などを用いて合成樹脂層を除去したのち、一般砥
石などによるドレッシング、鋳鉄などの定盤上でのシリ
コンカーバイドやアルミナなどの遊離砥粒を用いたドレ
ッシング、ショットブラストなどにより、ダイヤモンド
砥粒の突出量を容易に所定の値とすることができる。ダ
イヤモンド砥粒は、メッキによって強固に台金に固着さ
れているので、ダイヤモンド砥粒に強い力がかかって
も、コンディショナからダイヤモンド砥粒が脱落するお
それがない。図２(ｆ)は、合成樹脂層の表面部分を除去
してダイヤモンド砥粒の先端作用部が合成樹脂層９より
突出し、かつ作用面にメッキされた金属が合成樹脂層に
覆われて露出しない状態を示す断面図である。

【０００９】図３及び図４は、本発明のコンディショナ
の製造方法の他の態様の説明図である。本態様において
は、反転型のダイヤモンド砥粒固定面にダイヤモンド砥
粒をメッキにより仮固定し、ダイヤモンド砥粒をメッキ
により埋め込んでダイヤモンド砥粒層を形成したのち、
ダイヤモンド砥粒層を台金の作用面に接合する。その
後、反転型を除去し、メッキされた金属の表面部分を除
去してダイヤモンド砥粒を露出させ、さらにダイヤモン
ド砥粒層及び台金を合成樹脂により被覆したのち、合成
樹脂の表面部分を除去することによりダイヤモンド砥粒
の先端作用部を突出させる。ダイヤモンド砥粒をメッキ
により仮固定する場合は、図３(ａ)に示すように、反転
型１０のダイヤモンド砥粒固定面６を残して、絶縁性の
マスキング材７で被覆する。反転型をメッキ浴に浸漬
し、ダイヤモンド砥粒固定面にダイヤモンド砥粒３を載
置し、反転型に陰極を接続し、メッキ液に陽極を接続し
て、電気メッキを行う。使用するダイヤモンド砥粒に特
に制限はないが、ＪＩＳ Ｂ ４１３０に規定する粒度１
００／１２０〜３０／４０の粒径を有する砥粒であるこ
とが好ましく、粒度６０／８０程度の粒径を有する砥粒
であることがより好ましい。ダイヤモンド砥粒の粒径
が、粒度１００／１２０に相当する粒径より小さいと、
被覆する合成樹脂層の厚さが薄くなって、メッキされた
金属を完全に被覆しきれなくなるおそれがある。ダイヤ
モンド砥粒の粒径が、粒度３０／４０に相当する粒径よ
り大きいいと、ダイヤモンド砥粒が高価になって経済的
に不利であるばかりでなく、コンディショニングの際に
研磨パッドが粗面化するおそれがある。メッキする金属
は、ダイヤモンド砥粒を仮固定することができるもので
あれば特に制限はなく、例えば、ニッケル、クロムなど
を好適に使用することができる。ダイヤモンド砥粒が仮
固定され、ダイヤモンド砥粒固定面から脱落しない状態
になれば、余剰のダイヤモンド砥粒を除去する。図３
(ｂ)は、ダイヤモンド砥粒が、ダイヤモンド砥粒固定面
に仮固定された状態を示す断面図である。

【００１０】余剰のダイヤモンド砥粒を除去したのち、
反転型をふたたびメッキ浴に浸漬し、反転型に陰極を接
続し、メッキ液に陽極を接続して、ダイヤモンド砥粒固
定面のメッキを行い、ダイヤモンド砥粒をメッキされた
金属４により埋め込んでダイヤモンド砥粒層を形成し、
図３(ｃ)に示す状態とする。メッキする金属は、ダイヤ
モンド砥粒を埋め込んで固定することができるものであ
れば特に制限はなく、例えば、ニッケル、クロムなどを
使用することができるが、特にニッケルを使用すること
が好ましい。ニッケルメッキによりダイヤモンド砥粒を
埋め込む場合、添加剤を加えたスルファミン酸ニッケル
浴を使用すると、ニッケルの硬度はＨＶ４００〜６０
０、伸び率は１〜５％となり、ニッケル固着層は十分な
靭性を有する。ダイヤモンド砥粒をメッキにより埋め込
んでダイヤモンド砥粒層を形成した反転型は、マスキン
グ材を外して洗浄、乾燥し、必要に応じて、反転型上の
メッキされた金属の表面を平坦に加工する。次いで、図
３(ｄ)に示すように、反転型１０上のダイヤモンド砥粒
層２を台金１に接合する。反転型上のダイヤモンド砥粒
層２若しくは台金１のダイヤモンド砥粒層接合面又はそ
の双方に接着剤を塗付し、ダイヤモンド砥粒層とダイヤ
モンド砥粒層接合面を合わせて固定し、ダイヤモンド砥
粒層を台金に接合する。使用する接着剤は、コンディシ
ョナの使用に十分な強度を有するものであれば特に制限
はなく、例えば、エポキシ接着剤などを好適に使用する
ことができる。必要に応じて、接着剤に無機充填材、例
えば、アルミニウム粉末などを配合することができる。
ダイヤモンド砥粒層２を台金１に接合したのち、反転型
１０を除去する。反転型を除去する方法には特に制限は
なく、例えば、旋盤加工、フライス盤加工などを挙げる
ことができるが、旋盤加工を特に好適に使用することが
できる。図４(ａ)は、ダイヤモンド砥粒層を台金に接合
し、反転型を除去した状態を示す。

【００１１】台金に接合したダイヤモンド砥粒層は、メ
ッキされた金属の表面部分を除去して、ダイヤモンド砥
粒を露出させる。ダイヤモンド砥粒を露出させる方法に
は特に制限はなく、例えば、一般砥石などによるドレッ
シング、鋳鉄などの定盤上でのシリコンカーバイドやア
ルミナなどの遊離砥粒によるドレッシング、ショットブ
ラスト、金属剥離材による化学エッチング、電解エッチ
ングなどにより行うことができる。化学エッチング処理
は、台金及びダイヤモンド砥粒層を形成する材料のう
ち、メッキされた金属のみを溶解する薬剤に浸漬するこ
とにより行うものである。このような薬剤としては、金
属がニッケルである場合はエンストリップＮＰ［メルテ
ックス(株)製］、金属がクロムである場合はエンストリ
ップＣＲ−５［メルテックス(株)製］などの市販されて
いる薬剤を使用することができる。図４(ｂ)は、メッキ
された金属４の表面部分を除去して、ダイヤモンド砥粒
３を露出させた状態を示す。ダイヤモンド砥粒層を接合
し、ダイヤモンド砥粒を露出させた台金は、次いで合成
樹脂層によりダイヤモンド砥粒層及び台金を被覆する。
使用する合成樹脂には特に制限はなく、熱硬化性樹脂及
び熱可塑性樹脂のいずれをも使用することができる。熱
硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリウレ
タン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フッ素樹脂などを
挙げることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、
フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂などを挙
げることができる。また、本発明においては、樹脂の機
械的強度を向上させるために、非導電性の無機化合物粒
子やファイバーを加えることもできる。熱硬化性樹脂と
しては、加熱硬化型のほかに常温硬化型の樹脂も使用す
ることができ、さらに、熱硬化性樹脂に代えて光硬化性
樹脂も使用することができる。これらの中で、熱硬化性
樹脂、特にエポキシ樹脂は、注入及び硬化の操作が容易
であり、硬化後の樹脂の表面部分の除去も容易であり、
機械的強度が大きく、耐熱性が高いので、特に好適に使
用することができる。

【００１２】図４(ｃ)は、ダイヤモンド砥粒層を、合成
樹脂層で被覆する状態を示す断面図である。樹脂で被覆
したのち合成樹脂層の表面部分を除去することにより、
ダイヤモンド砥粒の先端作用部を突出させる。ダイヤモ
ンド砥粒の先端作用部を突出させる方法に特に制限はな
く、例えば、ダイヤモンド砥粒の最突出部が見えるまで
研削盤などを用いて合成樹脂層を除去したのち、一般砥
石などによるドレッシング、鋳鉄などの定盤上でのシリ
コンカーバイドやアルミナなどの遊離砥粒を用いたドレ
ッシング、ショットブラストなどにより、ダイヤモンド
砥粒の突出量を容易に所定の値とすることができる。ダ
イヤモンド砥粒は、メッキによって強固に固着されてい
るので、ダイヤモンド砥粒に強い力がかかっても、コン
ディショナからダイヤモンド砥粒が脱落するおそれがな
い。図４(ｄ)は、合成樹脂層の表面部分を除去してダイ
ヤモンド砥粒の先端作用部が合成樹脂層より突出し、か
つ作用面のメッキされた金属が合成樹脂層に覆われて露
出しない状態を示す断面図である。本態様により製造さ
れたコンディショナは、ダイヤモンド砥粒の仮固定の際
に、ダイヤモンド砥粒が反転型のダイヤモンド砥粒固定
面に接して固定され、ダイヤモンド砥粒層を台金に接合
したとき、ダイヤモンド砥粒の最突出部は反転型のダイ
ヤモンド砥粒固定面に接した部分であるので、コンディ
ショナにおいて、各ダイヤモンド砥粒の最突出部が完全
に同一平面上に存在する構造となる。また、ダイヤモン
ド砥粒層と台金の接合後の基準面転写により、ダイヤモ
ンド砥粒層面の振れ精度は数μｍである。ニッケルの電
鋳によりダイヤモンド砥粒を固着する場合、添加剤を加
えたスルファミン酸ニッケル浴を使用すると、ニッケル
の硬度はＨＶ４００〜６００、伸び率は１〜５％とな
り、ニッケル固着層は十分な靭性を有する。このため
に、ポリッシングマットのコンディショニングを精度よ
く能率よく行うことができ、ダイヤモンド砥粒の脱落が
長期にわたって生じない。

【００１３】合成樹脂によりダイヤモンド砥粒層を覆う
方法によれば、数ミリ程度の厚さの合成樹脂層も短時間
で形成することができ、研削盤や遊離砥粒による合成樹
脂の除去も短時間で精度よく行うことができる。本発明
のコンディショナにおいて、ダイヤモンド砥粒の突出量
は、ダイヤモンド砥粒の平均粒径の５〜５０％であるこ
とが好ましく、平均粒径の２０〜３０％であることがよ
り好ましい。ダイヤモンド砥粒の突出量が平均粒径の５
％未満であると、コンディショナのコンディショニング
作用が微弱になるおそれがある。ダイヤモンド砥粒の突
出量が平均粒径の５０％を超えると、コンディショニン
グ作用が強すぎて、研磨パッドを損傷するおそれがあ
る。本発明方法においては、必要に応じてさらにラップ
加工を行うことができる。ラップ加工は、ダイヤモンド
砥石を用いて突出したダイヤモンド砥粒の先端部をカッ
トするものであり、ラップ加工を行うことにより、コン
ディショナに、使用当初から安定した優れた性能を発揮
させることができる。本発明のコンディショナにおいて
は、作用面に中心軸より放射状に溝を設け、ダイヤモン
ド砥粒層を放射状の溝により非連続状に分割することが
できる。図５は、本発明のコンディショナの他の態様の
斜視図である。本図のコンディショナは、台金１の上
に、８本の溝１１により分割された８個のダイヤモンド
砥粒層２を有している。このようにダイヤモンド砥粒層
を分割し、溝を設けることにより、研磨パッドのコンデ
ィショニングの際に研磨液の流出入や研磨屑の排出が容
易になり、コンディショニングの速度と精度を一層向上
することができる。

【００１４】本発明のコンディショナにおいては、ダイ
ヤモンド砥粒層面は任意の形状とすることができる。図
６は、本発明のコンディショナのダイヤモンド砥粒層面
の平面図である。図６(ａ)は、円形のダイヤモンド砥粒
層面を、図６(ｂ)は、楕円形のダイヤモンド砥粒層面
を、図６(ｃ)は、正方形のダイヤモンド砥粒層面をそれ
ぞれ示す。また、ダイヤモンド砥粒層面には、溝１１を
設けてダイヤモンド砥粒層を分割することができる。図
６(ｄ)は、円環状と放射状の溝の組み合わせを、図６
(ｅ)は、碁盤目状の溝を、図６(ｆ)は、放射状の溝をそ
れぞれ示す。このように溝を設けることにより、研磨パ
ッドのコンディショニングの際に研磨液の流出入や研磨
屑の排出が容易になり、コンディショニングの速度と精
度を一層向上することができる。本発明のコンディショ
ナによれば、研磨パッドのコンディショニングに際して
ダイヤモンド砥粒の脱落がなく、半導体デバイスの層間
絶縁膜又は金属配線などの研磨時の傷の発生を防ぐこと
ができる。また、メッキされた金属と研磨液が接触する
ことがないので、金属分が溶出してウェーハを汚染する
ことがない。さらに、本発明のコンディショナはダイヤ
モンド砥粒の最突出部の平坦性に優れるので、研磨パッ
ドの平坦度が向上し、研磨パッドの切れ味が向上する。
本発明方法によれば、合成樹脂層の形成及びダイヤモン
ド砥粒の先端作用部を突出させるための合成樹脂の表面
部分の除去を、短時間で容易に精度よく行うことができ
る。

【００１５】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 実施例１ 寸法が２４０Ｄ−１０Ｗ−２０Ｔ−１３２Ｈの台金を、
ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を旋盤加工することによ
り作製した。次に、ダイヤモンド砥粒固定面を残して、
表面を絶縁テープ及び塗料によりマスキングした。台金
のアルカリ脱脂処理を行い、塩化ニッケル２４０ｇ／リ
ットル及び塩酸１００ｇ／リットルを含有する前処理液
に浸漬し、電流密度１０Ａ／dm²で常温にて陽極側に台
金をセットし２分間電解エッチングしたのち、陰極側に
台金をセットしてストライクメッキを３分間行った。次
いで、スルファミン酸ニッケルメッキ浴で電流密度１Ａ
／dm²で１５分間メッキを行い、下地メッキ層を３μｍ
形成した。次に、ダイヤモンド砥粒固定面に粒度＃６０
／８０、平均粒径２５０μｍのダイヤモンド砥粒を載置
し、メッキ応力と硬度調節のための添加剤を加えたスル
ファミン酸ニッケルメッキ浴を用い、電流密度０.５Ａ
／dm²で３時間メッキを行い、ダイヤモンド砥粒一層分
を仮固定した。余剰のダイヤモンド砥粒を払い落とし、
電流密度１Ａ／dm²で１時間埋め込みメッキを行ったの
ち、＃１００アルミナ砥石を当て、浮き石となっている
ダイヤモンド砥粒を除去した。次いで、塩化ニッケル２
４０ｇ／リットル及び塩酸１００ｇ／リットルを含有す
る前処理液に浸漬して陽極側に台金をセットし、電流密
度１０Ａ／dm²で常温にて３０秒電解エッチングしたの
ち、陰極側に台金をセットしてストライクメッキを２分
間行った。次に、スルファミン酸ニッケルメッキ浴で電
流密度１Ａ／dm²で１５分間メッキを行い、さらに同じ
スルファミン酸ニッケルメッキ浴で、電流密度１Ａ／dm
²で５時間メッキを行い、ダイヤモンド砥粒を固着する
よう厚さ約１２５μｍのメッキを施した。マスキングを
すべて外し、ダイヤモンド砥粒層が形成された台金を洗
浄、乾燥したのち、フッ素樹脂塗料［日建塗装工業
(株)、ＰＦＡ］を、塗膜厚さが１１０μｍとなり、ダイ
ヤモンド砥粒と台金を完全に被覆するように塗付して、
３３０℃で３０分間焼き付けた。その後、シリコンカー
バイド＃８００を用いてフッ素樹脂層約５０μｍを削り
出し、ダイヤモンド砥粒の先端作用部をフッ素樹脂層か
ら突出させて、本発明のコンディショナを得た。得られ
たコンディショナのメッキ層の厚さは１２５μｍ、フッ
素樹脂層の厚さは６０μｍ、ダイヤモンド砥粒の突出量
の平均値は６５μｍであった。このコンディショナを用
いて、ポリエステル不織布を基材とし、その上に発泡ポ
リウレタン層を形成したスエードタイプの研磨パッドの
コンディショニングを行った。平坦性に優れたコンディ
ショニングを、効率よく行うことができた。 実施例２ 寸法が３００Ｄ−６Ｗ−２０Ｔ−１４０Ｈの反転型（Ｓ
４５Ｃ）を、旋盤加工により作製した。ダイヤモンド砥
粒固定面をマスキングテープで囲い、さらにその他のダ
イヤモンド砥粒層非形成部分のマスキング処理を行っ
た。アルカリ脱脂処理したのち、反転型を、メッキ応力
と硬度調節のため添加剤を加えたスルファミン酸ニッケ
ル浴に沈め、粒度＃６０／８０のダイヤモンド砥粒をダ
イヤモンド砥粒固定面に載置した。電流密度１Ａ／dm²
で２時間メッキを行い、ダイヤモンド砥粒の仮固定を行
ったのち、余剰のダイヤモンド砥粒を除去し、さらに電
流密度２Ａ／dm²で９６時間メッキを行い、３mmの厚み
のニッケル固着層を形成してダイヤモンド砥粒を完全に
埋め込んだ。次いで、反転型上のニッケル固着層面を、
旋盤加工により平坦に加工した。寸法２８６Ｄ−１２Ｗ
−３５Ｔ−１６０Ｈの台金（ＳＵＳ３０４）を、旋盤加
工により作製した。２液型エポキシ接着剤１０重量部に
アルミニウム粉末５重量部を混合し、反転型上のニッケ
ル固着層面と台金のダイヤモンド砥粒層接着部分に塗布
し接合した。接合層が十分に硬化したのち、旋盤で反転
型を正にして台金の裏面を切削して基準面転写した。さ
らに、台金を旋盤にくわえ、反転型を切除した。その
後、ニッケル剥離剤エンストリップＮＰ［メルテックス
(株)］を用いて、ダイヤモンド砥粒層面のニッケルを約
１２５μｍ溶解除去した。ダイヤモンド砥粒層が形成さ
れた台金を洗浄、乾燥したのち、フッ素樹脂塗料［日建
塗装工業(株)、ＦＥＰ］を、塗膜厚さが１１０μｍとな
り、ダイヤモンド砥粒と台金を完全に被覆するように塗
付して、３００℃で３０分間焼き付けた。その後、シリ
コンカーバイド＃８００を用いてフッ素樹脂層約５０μ
ｍを削り出し、ダイヤモンド砥粒の先端作用部をフッ素
樹脂層から突出させて、本発明のコンディショナを得
た。このコンディショナを用いて、ポリエステル不織布
を基剤とし、その上に発泡ポリウレタン層を形成したス
エードタイプのポリッシングマットのコンデショニング
を行った。平坦性に優れたコンデショニングを、効率よ
く行うことができた。

【００１６】

【発明の効果】本発明のコンディショナによれば、研磨
パッドのコンディショニングに際してダイヤモンド砥粒
の脱落がなく、半導体デバイスの層間絶縁膜又は金属配
線などの研磨時の傷の発生を防ぐことができる。また、
メッキされた金属と研磨液が接触することがないので、
金属分が溶出してウェーハを汚染することがない。さら
に、本発明のコンディショナはダイヤモンド砥粒の最突
出部の平坦性に優れるので、研磨パッドの平坦度が向上
し、研磨パッドの切れ味が向上する。本発明方法によれ
ば、合成樹脂層の形成及びダイヤモンド砥粒の先端作用
部を突出させるための合成樹脂の表面部分の除去を、短
時間で容易に精度よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のコンディショナの一態様の斜
視図及び切断部端面図である。

【図２】図２は、本発明のコンディショナの製造方法の
一態様の説明図である。

【図３】図３は、本発明のコンディショナの製造方法の
他の態様の説明図である。

【図４】図４は、本発明のコンディショナの製造方法の
他の態様の説明図である。

【図５】図５は、本発明のコンディショナの他の態様の
斜視図である。

【図６】図６は、本発明のコンディショナのダイヤモン
ド砥粒層面の平面図である。

【符号の説明】

１ 台金 ２ ダイヤモンド砥粒層 ３ ダイヤモンド砥粒 ４ メッキされた金属 ５ 合成樹脂層 ６ ダイヤモンド砥粒固定面 ７ マスキング材 ８ 浮き石 ９ 合成樹脂層 １０ 反転型 １１ 溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】台金作用面にメッキにより固着されたダイ
   ヤモンド砥粒層を有し、メッキ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コンディショ
   ナ。
2. 【請求項２】ケミカルメカニカルポリッシング用の研磨
   パッドのコンディショニングに用いられる請求項１記載
   のコンディショナ。
3. 【請求項３】台金の作用面に、ダイヤモンド砥粒をメッ
   キにより固着したダイヤモンド砥粒層を形成し、ダイヤ
   モンド砥粒層を合成樹脂層で被覆したのち、合成樹脂層
   の表面部分を除去して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、かつ作用面のメッキされた金属
   が合成樹脂層に覆われて露出しない状態とすることを特
   徴とする請求項１又は請求項２記載のコンディショナの
   製造方法。