(57)【要約】【課題】本発明はダイヤモンド砥粒突出量分布を制御することにより、ダイヤモンド砥粒破壊によるウエハの損傷防止とコンディショニング性能のばらつきとを解消したＣＭＰコンディショナおよびその製造方法を提供する。【解決手段】電着技術により砥粒を固着するＣＭＰコンディショナにおいて、ダイヤモンド砥粒の突出量が高い砥粒を除去することによって、ダイヤモンド砥粒に損傷を与えることなく突出量をそろえる。ダイヤモンド砥粒が除去された後、除去部位をめっき層によりコーティングして、めっき屑等が脱落することを防止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンディショニング面に複数のダイヤモンド砥粒が電着によって固着されるＣＭＰコンディショナの製造方法であって、
ＣＭＰコンディショナのコンディショニング面を平板に対して平行に保ちながら接触させるステップと、
前記ＣＭＰコンディショナを前記平板の対向面に対して垂直に所定の押圧力をかけながら、前記ＣＭＰコンディショナと前記平板とを相対的に移動させて、前記板面に傷を付けるステップと、
前記対向面に付けられた傷を転写して、前記コンディショニング面からの突出量の大きいダイヤモンド砥粒を特定するステップと、
前記特定されたダイヤモンド砥粒を除去するステップと、
を含んでいることを特徴とするＣＭＰコンディショナの製造方法。
【請求項２】
前記特定されたダイヤモンド砥粒を除去するためのステップは、電着によるダイヤモンド砥粒の固着工程の途中で行われることを特徴とする請求項１に記載のＣＭＰコンディショナの製造方法。
【請求項３】
前記特定されたダイヤモンド砥粒が除去された後、当該除去部位を金属めっき層によりコーティングするステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項１または２に記載のＣＭＰコンディショナの製造方法。
【請求項４】
コンディショニング面に複数のダイヤモンド砥粒が電着によって固着されたＣＭＰコンディショナであって、
前記コンディショニング面の金属めっき層にダイヤモンド砥粒の除去痕が凹んで形成されていることを特徴とするＣＭＰコンディショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダイヤモンド砥粒突出量分布を制御することにより、コンディショニング性能のばらつきを解消したＣＭＰコンディショナおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＰコンディショナに使用されるダイヤモンド砥粒は一定の粒度分布を有するため、突出量にばらつきが出てくる。特に、突出量の大きい砥粒には、コンディショニング時の負荷が集中しやすいため、ダイヤモンド砥粒の破砕や脱落して半導体ウエハの損傷を引き起こすことがある。このように、極端に突出量の大きいダイヤモンド砥粒の存在はコンディショニング性能を不安定にする。
【０００３】
この問題を解決するために、ダイヤモンド砥粒の平均粒径の０.３〜１.５倍の厚さを有するスペーサに、スペーサ下面に超砥粒の平均粒径より小さい直径を有する円筒形の穴と、該円筒形の穴に接続して直径が連続的に拡大し、スペーサ上面において直径がダイヤモンド砥粒の平均粒径の１.０２〜４倍となる穴を明け、該穴に超砥粒を１個ずつ配置し、スペーサ上面にボンド層を形成することにより超砥粒を固着したのち、スペーサを除去する超砥粒工具の製造方法が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３２６１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、個々の砥粒が有効に作用するためにはダイヤモンド砥粒の突出量が一定の分布範囲にある必要があるが、電着によりダイヤモンド砥粒を固定した場合、ダイヤモンド砥粒の突出量はダイヤモンド砥粒の粒径や形状に依存するため、電着においてダイヤモンド砥粒の突出量を制御することは非常に困難である。
【０００６】
一方で、完成したコンディショナのコンディショニング面を、ラップ盤等を利用して研磨して、突出量の大きいダイヤモンド砥粒を事前に磨滅させる方法も実施されている。しかしながら、この方法では研磨による負荷がダイヤモンド砥粒に加わるため、これによって微小なクラックが形成され、その微小クラックに起因してコンディショニング時にダイヤモンド砥粒が破壊されてウエハを損傷することがある。
【０００７】
本発明の目的は、電着によりダイヤモンド砥粒を固着するＣＭＰコンディショナにおいて、砥粒に損傷を与えることなくダイヤモンド砥粒の突出量を有益とされる分布範囲にそろえるところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、コンディショニング面に複数のダイヤモンド砥粒が電着によって固着されるＣＭＰコンディショナの製造方法であって、ＣＭＰコンディショナのコンディショニング面を平板に対して平行に保ちながら接触させるステップと、前記ＣＭＰコンディショナを前記平板の対向面に対して垂直に所定の押圧力をかけながら、前記ＣＭＰコンディショナと前記平板とを相対的に移動させて、前記板面に傷を付けるステップと、前記対向面に付けられた傷を転写して、前記コンディショニング面からの突出量の大きいダイヤモンド砥粒を特定するステップと、前記特定されたダイヤモンド砥粒を除去するステップと、を含んでいることを特徴とする。この方法により、突出量の大きすぎるダイヤモンド砥粒が除去されて、ダイヤモンド砥粒に損傷を与えることなく突出量が有益とされる分布範囲にそろえられたＣＭＰコンディショナが製造される。
【０００９】
また、本発明による製造方法は、前記特定されたダイヤモンド砥粒を除去するためのステップは、電着によるダイヤモンド砥粒の固着工程の途中で行われ、前記ダイヤモンド砥粒が除去された後、除去部位をめっき層によりコーティングするステップをさらに含んでいる。この特徴により、ダイヤモンド砥粒の除去部位をコーティングし、めっき屑等が脱落することを防止している。
【００１０】
さらに、本発明は、コンディショニング面に複数のダイヤモンド砥粒が電着技術によって固着されたＣＭＰコンディショナであって、前記コンディショニング面の金属めっき層にダイヤモンド砥粒の除去痕が凹んで形成されていることを特徴とするＣＭＰコンディショナを提供する。これにより、突出量の大きすぎるダイヤモンド砥粒が除去されて、ダイヤモンド砥粒に損傷を与えることなく突出量が有益とされる分布範囲にそろえられたＣＭＰコンディショナを提供することが可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、電着により砥粒を固着するＣＭＰコンディショナにおいて、砥粒に損傷を与えることなく砥粒の突出量を有益とされる分布範囲にそろえることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態によるＣＭＰコンディショナの側面からの断面を示した図である。
【図２】本発明の実施形態によるＣＭＰコンディショナの砥粒層の拡大図である。
【図３】本発明で使用されるダイヤモンド砥粒の粒度分布の一例を示した図である。
【図４】本発明の実施形態による砥粒の突出量分布を示した図である。
【図５】本発明による実施形態によるＣＭＰコンディショナを製造するための各ステップを示したダイヤモンド砥粒部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１は本発明の実施形態によるＣＭＰコンディショナ１の概略を示した図である。ＣＭＰコンディショナ１は、ＰＰＥ、ＰＰＳ等の樹脂材料よりなる軸線Ｏを中心とした略円板状のボデー２と、金属めっき層６と、ダイヤモンド砥粒８とからなる。金属めっき層はさらにベースめっき層１８と、ストライクめっき層２０と、下地めっき層１０と、埋め込みめっき層１２とから成る。埋め込みめっき層１２の上に、コーティング層（図示略）がさらに形成されてもよい。
【００１４】
ボデー２の、研磨パッド（図示略）側に配置される面の外周の角部は、全集にわたってＲ形状に面取りされている。金属めっき層６はボデー２の研磨パッド側に配置される面上に設けられており、金属めっき層６の外周端部において、上記ボデー２の外周の角部のＲ形状に沿って金属めっき層６の厚さ方向に湾曲された湾曲部１４が形成されている。
【００１５】
本実施形態使用されるダイヤモンド砥粒８は、平均粒径が概ね揃っている。ダイヤモンド砥粒８は金属めっき層６の研磨パッド側に配置される面上に配列されて、コンディショニング面４を形成している。この砥粒の配列は格子状など所定の規則に従って配列されていてもよい。
【００１６】
図２に示すように、複数（多数）のダイヤモンド砥粒８はＮｉストライクめっき層２０上に配列され、その上から下地めっき層１０および埋め込みめっき層１２が形成されて埋め込まれることによって、コンディショニング面４に単層に固着されている。これにより、ダイヤモンド砥粒８は埋め込みめっき層１２の表面から所定の量だけ突出する。金属めっき層１２の上に、耐食性の改善等の目的で、金属めっき層６の上にさらに貴金属めっき等のコーティング層１５が形成されている。
【００１７】
このようなＣＭＰコンディショナ１は、このコンディショニング面４をＣＭＰ装置の研磨パッド表面に平行に対向させて接触させられ、該研磨パッドの回転軸線から離れた位置で上記軸線Ｏ回りに回転されつつ、ボデー２自体もパッド表面の内外周に揺動させられたりして、上記研磨パッドのコンディショニングに用いられる。
【００１８】
図３は、本発明の実施形態に使用されている＃１００のダイヤモンド砥粒の粒度分布の一例を示したものである。このような粒度分布を有するダイヤモンド砥粒を使用して作成したＣＭＰコンディショナ１の各ダイヤモンド砥粒の突出量ｈを測定すると、図４（ａ）のグラフで示したようになる。このうち、グラフ左側部の特に突出量の大きい砥粒ｚの領域がコンディショニング性能に悪影響を与えるため、除去する必要がある。図４（ｂ）は突出量ｈの大きい砥粒を除去した後のダイヤモンド砥粒の突出量を示したグラフである。図３における粒径の大きいダイヤモンド砥粒の分布ｚは、図４（ａ）の突出量の大きい砥粒領域ｚに概略対応している。
【００１９】
次に、図５（ａ）〜（ｄ）を用いて本発明によるＣＭＰコンディショナ１の製造方法の一実施形態を説明する。本実施形態による製造方法においては、金属めっき層６とボデー２とはそれぞれ別部品として製造されるが、これらは一体的に製造されてもよい。
【００２０】
ステンレス等で形成された金属めっき層成長基板（図示略）上に、噴流めっきにより８０μｍの厚さでベースめっき層１８を形成し、その上に０．５μｍの厚さでＮｉストライクめっき層２０を形成する。（図５（ａ）参照）本実施形態においては、いずれのめっき層もＮｉめっき層とされている。
【００２１】
次に、所定のパターンで穿孔されたシールマスク（図示略）をストライクめっき層２０上に貼り付け、めっき浴槽中でダイヤモンド砥粒８および９をシールマスクの孔中に沈降させて配置する。
【００２２】
下地めっき層１０を形成してダイヤモンド砥粒８および９を仮固着した後、シールマスクを剥離し、噴流めっきにより埋め込みめっき層１２を形成して、埋め込みめっき層１２の厚さがダイヤモンド砥粒の平均粒径の６８％程度に達したところで埋め込みめっき層１２の形成を一旦中断する（図５（ｂ）参照）。
【００２３】
コンディショニング面４をＰＣ（ポリカーボネート）板２２に対して水平に接触させ、板面に対して垂直にコンディショニング時にかかる荷重と同等の荷重をコンディショニング面４にかけながら、板面と平行にコンディショニング面４を１０ｍｍ程度平行移動させる（図５（Ｃ）参照）。この操作により、突出量が標準的なダイヤモンド砥粒８が当たっている位置では浅い傷がＰＣ板に付けられるが、突出量が大きいダイヤモンド砥粒９が当たっている位置では深い傷がＰＣ板に付けられる。この深い傷の始点をマーキングし、コンディショナの砥粒に対応させることで、突出量の大きいダイヤモンド砥粒９が特定される。
【００２４】
特定された突出量の大きいダイヤモンド砥粒９を、先端の鋭いピンセットまたは超音波カッター等の工具を使用して除去する。ダイヤモンド砥粒８の平均粒径の６８％程度がめっきに埋められた状態では、突出量の大きいダイヤモンド砥粒９は粒径の最大径部ｄはめっき層の外部に露出しているため、作業者が工具を使用して手で力を負荷することにより除去することが可能である。さらに、ダイヤモンド砥粒９を除去することに伴って、マウンド部１４も同時に除去する。ダイヤモンド砥粒９が除去された部位は、除去痕１３として凹んで残る。
【００２５】
その後、埋め込みめっき層１２を形成してダイヤモンド砥粒８を所定の深さまで埋め込む。これにより、概略すべてのダイヤモンド砥粒８の最大径部ｄは埋め込みめっき層１２内に埋め込まれ、コンディショニングの負荷により脱落しなくなる。耐食性改善等の目的で、埋め込みめっき層１２の上に、コーティング層１５がさらに形成されてもよい（図５（ｄ）参照）。これにより、残留した除去痕１３による研磨パッドの損傷や、またはコンディショニング時におけるめっき屑の脱落によりウエハが損傷するトラブルを確実に防止することが可能である。最終的に、形成された金属めっき層６は、別工程で形成されたボデー２に貼り付けられて、コンディショナ１を形成する。
【００２６】
この方法により、特定のダイヤモンド砥粒に研磨応力が集中して脱落および破砕することなく、また、砥粒全体が平均的に作用してコンディショニング性能のばらつきを解消されたＣＭＰコンディショナを電着により製造することが可能である。
【００２７】
なお、本実施形態においては、ダイヤモンド砥粒を除去すると同時にダイヤモンド砥粒を固定するマウンド部も除去しているが、ダイヤモンド砥粒のみが除去されてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１  ・・・ＣＭＰコンディショナ
２  ・・・ボデー
４  ・・・コンディショニング面
６  ・・・金属めっき層
８  ・・・ダイヤモンド砥粒
９  ・・・ダイヤモンド砥粒
１０  ・・・下地めっき層
１２  ・・・埋め込みめっき層
１３  ・・・除去痕
１４  ・・・マウンド部
１５  ・・・コーティング層
１８  ・・・ベースめっき層
２０  ・・・Ｎｉストライクめっき層
２２  ・・・ＰＣ板
ｄ  ・・・最大径部
ｈ  ・・・突出量
【図１】
2010264566.tif 000003
【図２】
2010264566.tif 000004
【図３】
2010264566.tif 000005
【図４】
2010264566.tif 000006
【図５】
2010264566.tif 000007