(57)【要約】      （修正有）【課題】研磨粒子に良好な研磨効果および良好な耐破壊靭性をともに持たせた研磨パッドドレッサを提供する。【解決手段】研磨パッドドレッサは、多面体で規則的な形状を有する研磨粒子１１０と、研磨面Ｓ１を有する基部本体１２０を備える。研磨面Ｓ１は一定の粗度を有することで研磨面Ｓ１が凸凹とされており、研磨粒子１１０は研磨面Ｓ１上に固着されており、研磨粒子１１０の少なくとも一部分は研磨面Ｓ１の窪み中に埋設されており、窪み中の研磨粒子１１０の少なくとも一部分の突起Ｔは研磨面Ｓ１と逆向きとされている。【選択図】図５
2014233830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多面体で規則的な形状を有する研磨粒子と、
研磨面を有する基部本体と、
を備える研磨パッドドレッサであって、
前記研磨面は一定の粗度を有することで前記研磨面が凸凹とされており、前記研磨粒子は前記研磨面上に固着されており、前記研磨粒子の少なくとも一部分が前記研磨面の窪み中に埋設されており、前記窪み中の前記研磨粒子の少なくとも一部分の突起が前記研磨面と逆向きであることを特徴とする、研磨パッドドレッサ。
【請求項２】
前記研磨面の前記粗度が、１００μｍ〜３００μｍの範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の研磨パッドドレッサ。
【請求項３】
前記研磨粒子が、正八面体形状、正十二面体形状、正二十面体形状、角柱形状または角錐形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の研磨パッドドレッサ。
【請求項４】
前記研磨面の原表面が平坦面であるか、または、相互につながっている縁部研磨面および中央研磨面を備えており、前記縁部研磨面は前記中央研磨面を囲んでおり、前記中央研磨面は平坦面であると共に前記縁部研磨面よりも高く、前記原表面は粗面化処理が行われる前の前記研磨面であることを特徴とする、請求項１に記載の研磨パッドドレッサ。
【請求項５】
前記縁部研磨面が、凸状の湾曲面であるか、または、少なくとも１つの凸状の湾曲面と、前記中央研磨面と平行ではない少なくとも１つの平坦面とを含む複数の表面をつなぐことにより形成されることを特徴とする、請求項４に記載の研磨パッドドレッサ。
【請求項６】
前記縁部研磨面が凸状の湾曲面である場合は、前記縁部研磨面は前記中央研磨面に接しており、
前記縁部研磨面が複数の表面をつなぐことにより形成される場合は、前記中央研磨面とつながっている前記縁部研磨面の表面は前記中央研磨面に接している凸状の湾曲面であることを特徴とする、請求項５に記載の研磨パッドドレッサ。
【請求項７】
前記湾曲面が円弧状表面であることを特徴とする、請求項６に記載の研磨パッドドレッサ。
【請求項８】
前記研磨面よりも低い非研磨面を前記基部本体がさらに備えており、前記研磨面は前記基部本体上に環状に設けられており、および、前記非研磨面が位置する面上の前記研磨面の前記凸部が前記非研磨面を囲んでいることを特徴とする、請求項４に記載の研磨パッドドレッサ。
【請求項９】
前記研磨面の前記原表面が相互につながっている縁部研磨面および中央研磨面を含んでいる場合、前記縁部研磨面は内縁部研磨面および外縁部研磨面を含み、前記中央研磨面は前記内縁部研磨面と外縁部研磨面との間に配置されることを特徴とする、請求項８に記載の研磨パッドドレッサ。
【請求項１０】
前記基部本体がディスク形状であることを特徴とする、請求項１に記載の研磨パッドドレッサ。
【請求項１１】
前記研磨粒子がダイヤモンドまたは立方晶窒化ホウ素を含むことを特徴とする、請求項１に記載の研磨パッドドレッサ。
【請求項１２】
基部本体および研磨粒子を提供することと、
前記基部本体の研磨面に粗面化処理を行い、前記研磨面が凸凹となるよう前記研磨面に一定の粗度を付与することと、
前記研磨粒子を前記基部本体の前記研磨面上に敷き、前記研磨粒子の少なくとも一部分を前記研磨面の窪み中に埋設し、前記窪み中の前記研磨粒子の少なくとも一部分の突起を上向きにすることと、
前記研磨粒子を前記研磨面上に固着させることと、
を含む研磨パッドドレッサの製造方法。
【請求項１３】
前記粗面化処理がブラスト加工であることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記研磨粒子が、電気めっき、化学ろう付け、金属焼結または化学蒸着によって前記基部本体上に固着されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の研磨パッドドレッサを備えることを特徴とする、研磨パッドドレッシング装置。
【請求項１６】
前記研磨パッドドレッサを駆動するように構成された駆動構造をさらに備えることを特徴とする、請求項１５に記載の研磨パッドドレッシング装置。
【請求項１７】
研磨パッドを備える研磨装置と、
前記研磨パッドをドレッシングするように構成された請求項１５に記載の研磨パッドドレッシング装置と、
を備えることを特徴とする研磨システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１３年６月３日に出願の中国特許出願第２０１３１０２１７１６１．１号明細書に係る優先権を主張し、「研磨パッドドレッサおよびその製造方法、研磨パッドドレッシング装置、ならびに、研磨システム」と表題されており、その全開示は本明細書において参照により援用されている。
【０００２】
本開示は、一般に、化学機械研磨の分野に関し、特に、研磨パッドドレッサおよびその製造方法、研磨パッドドレッサを備える研磨パッドドレッシング装置、ならびに、研磨パッドドレッシング装置を備える研磨システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体ウェハの表面処理において重要な役目を果たし、集積回路の製造における種々の段階において表面平坦化に用いられる化学機械研磨（ＣＭＰ）技術が、近年において広く用いられている。ＣＭＰプロセスの最中において、研磨パッドは、研磨用酸の保持および移送、残留物の除去、機械的荷重の伝達、ならびに、研磨環境の維持等のために用いられることが可能である。ＣＭＰプロセスが継続されるに伴って、研磨パッドの物理的特性および化学的特性が変化してしまう場合がある。特に、残留物が研磨パッドの表面に生成され、表面の微小な孔のサイズおよび数が低減し、研磨パッドの表面の粗度が低下し、分子レベルでの再結合が表面で生じることにより一定の厚さを有するグレージング層がその上に形成されて研磨速度および研磨品質が低減してしまう場合がある。従って、研磨パッドをドレッシングして、研磨効果を改善し、研磨パッドの耐用年数を延ばし、研磨に係る費用を削減する必要性がある。
【０００４】
昨今において、一般的なドレッサはダイヤモンドドレッサである。図１は、従来のダイヤモンドドレッサの断面図を概略的に示す。図１に示されているとおり、ドレッサ１は、基部本体２と、基部本体２の研磨面Ｓに固着されている複数のダイヤモンド研磨粒子３とを備える。研磨面Ｓは平坦であり、研磨パッドがドレッシングされている間は研磨パッドの表面と平行である。研磨パッドをドレッシングしている間、ドレッサ１は、回転往復運動をしている。一方で、ドレッサ１は、ダイヤモンド研磨粒子３が研磨パッドの表面に接触して研磨パッドが切削されるよう、一定の圧力で研磨パッドの表面に押圧される。それ故、研磨パッドの表面がドレッシングされて、所望の表面粗度が達成される。
【０００５】
ダイヤモンド研磨粒子３は、ドレッシング効果に影響する重要な役目を果たす。ダイヤモンド研磨粒子３は天然のものである。天然のダイヤモンド研磨粒子は、一般に、不規則な形状で、鋭利な突起Ｔを有する。ドレッサ１が採用されて研磨パッドがドレッシングされる際、天然のダイヤモンド研磨粒子の突起Ｔは、より良好な研磨効果が達成されるよう研磨パッドに対向する。しかしながら、形状が不規則なことにより、天然のダイヤモンド研磨粒子はぶつかった時に破損しやすく、さらに、シリコンスライスにスクラッチを生じさせてしまう。
【０００６】
上記の問題を解決するために、従来の解決法においては他のドレッサ１が提供されている。図２に示されているとおり、ドレッサ１におけるダイヤモンド研磨粒子３は高圧で形成された単結晶の人工ダイヤモンド研磨粒子であり、これは一般に、完全であり、内部欠陥をほとんど有しておらず、規則的な形状を有する。この種のダイヤモンド研磨粒子３は優れた耐破壊靭性を有しており、これにより、ダイヤモンド研磨粒子３が壊れることによりシリコンスライスにスクラッチが生じる可能性が低減される。しかしながら、ドレッサ１が研磨パッドのドレッシングにもちいられる際には、ダイヤモンド研磨粒子３の平坦な表面Ｐ１が研磨パッドに対向することとなり、研磨効果が劣ったものとなってしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の研磨パッドドレッサにおける研磨粒子に、良好な研磨効果および良好な耐破壊靭性をも持たせることは困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態においては、
多面体で規則的な形状を有する研磨粒子と、
研磨面を有する基部本体と、
を備え、
研磨面は一定の粗度を有することで研磨面が凸凹とされており、研磨粒子は研磨面上に固着されており、研磨粒子の少なくとも一部分が研磨面の窪み中に埋設されており、窪み中の研磨粒子の少なくとも一部分の突起が研磨面と逆向きである研磨パッドドレッサが提供される。
【０００９】
任意により、研磨面の粗度は、１００μｍ〜３００μｍの範囲である。
【００１０】
任意により、研磨粒子は、正八面体形状、正十二面体形状、正二十面体形状、角柱形状または角錐形状である。
【００１１】
任意により、研磨面の原表面は平坦面であるか、または、相互につながっている縁部研磨面および中央研磨面を備えている。縁部研磨面は中央研磨面を囲んでおり、中央研磨面は平坦面であると共に縁部研磨面よりも高くなっている。原表面は、粗面化処理が行われる前の研磨面である。
【００１２】
任意により、縁部研磨面は、凸状の湾曲面であるか、または、少なくとも１つの凸状の湾曲面と、中央研磨面と平行ではない少なくとも１つの平坦面とを含む複数の表面をつなぐことにより形成される。
【００１３】
任意により、縁部研磨面が凸状の湾曲面である場合は、縁部研磨面は中央研磨面に接しており、縁部研磨面が複数の表面をつなぐことにより形成される場合は、中央研磨面とつながっている縁部研磨面の表面は中央研磨面に接している凸状の湾曲面である。
【００１４】
任意により、湾曲面は円弧状表面である。
【００１５】
任意により、研磨面よりも低い非研磨面を基部本体がさらに備えていることが好ましい。研磨面は、基部本体上に環状に設けられており、非研磨面が位置する面上の研磨面の凸部が非研磨面を囲んでいる。
【００１６】
任意により、研磨面の原表面が、相互につながっている縁部研磨面および中央研磨面を含んでいる場合、縁部研磨面は内縁部研磨面および外縁部研磨面を含んでおり、中央研磨面は内縁部研磨面と外縁部研磨面との間に配置される。
【００１７】
任意により、基部本体はディスク形状である。
【００１８】
任意により、研磨粒子は、ダイヤモンドまたは立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）を含む。
【００１９】
一実施形態においては、
基部本体および研磨粒子を提供することと、
基部本体の研磨面に粗面化処理を行い、研磨面が凸凹となるよう研磨面に一定の粗度を付与することと、
研磨粒子を基部本体の研磨面上に敷き、研磨粒子の少なくとも一部分を研磨面の窪み中に埋設し、窪み中の研磨粒子の少なくとも一部分の突起を上向きにすることと、
研磨粒子を研磨面上に固着させることと、
を含む研磨パッドドレッサの製造方法が提供される。
【００２０】
任意により、粗面化処理はブラスト加工である。
【００２１】
任意により、研磨粒子は、電気めっきプロセス、化学ろう付けプロセス、金属焼結プロセスまたは化学蒸着プロセスによって研磨面上に固着される。
【００２２】
一実施形態において、上記の研磨パッドドレッサを備える研磨パッドドレッシング装置が提供される。
【００２３】
任意により、研磨パッドドレッシング装置は、研磨パッドドレッサを駆動するように構成された駆動構造をさらに備える。
【００２４】
一実施形態においては、
研磨パッドを備える研磨装置と、
研磨パッドをドレッシングするように構成された上記研磨パッドドレッシング装置と、
を備える研磨システムが提供される。
【００２５】
従来の解決法と比して、本開示は以下の利点を有する。
【００２６】
本開示において提供されている研磨パッドドレッサにおいては、研磨面の粗度が高められており、かつ、多面体で規則的な形状を有する研磨粒子が採用されており、これにより、研磨粒子は研磨面の窪み中に埋設可能とされており、この窪み中の研磨粒子の少なくとも一部分の突起は研磨面と逆向きとされている。研磨パッドのドレッシングにダイヤモンドドレッサが用いられる際に、研磨粒子の突起が研磨パッドに対向し、これにより、研磨効果が向上される。その上、研磨粒子は規則的な形状を有するために優れた耐破壊靭性を有し、これにより、ダイヤモンド研磨粒子が壊れることによりシリコンスライスにスクラッチが生じる可能性が低減される。しかも、研磨面の粗度が大きいことにより、バインダと基部本体との間の接着が向上される。
【００２７】
本開示において提供されている研磨パッドドレッサが形成される際には、研磨粒子が基部本体の研磨面上に敷かれた後、研磨粒子の突起が、いかなる外力をも伴わずに、バランスが保たれた状態で上向きとされることが可能である。研磨粒子が研磨面上に固着された後、研磨面の窪み中の研磨粒子の少なくとも一部分の突起は研磨面と逆向きである。従って、研磨粒子の突起を上向きにするために余分なツールまたは加工が必要とされず、研磨パッドドレッサの製造を単純かつ容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来のダイヤモンドドレッサの断面図を概略的に示す図である。
【図２】他の従来のダイヤモンドドレッサの断面図を概略的に示す図である。
【図３】本開示の第１の実施形態に係る研磨パッドドレッサの断面図を概略的に示す図である。
【図４】本開示の第１の実施形態に係る研磨パッドドレッサの垂直視図を概略的に示す図であり、図３は、図４中のＡＡ方向に沿った研磨パッドドレッサの断面図である。
【図５】図３中のＱ部分の逆向きの部分拡大図を概略的に示す図である。
【図６】本開示の第２の実施形態に係る研磨パッドドレッサの基部本体の断面図を概略的に示す図であり、ここで、基部本体の研磨面は原表面である。
【図７】本開示の第２の実施形態に係る研磨パッドドレッサの基部本体の垂直視図を概略的に示す図であり、図６は、図７中のＢＢ方向に沿った研磨パッドドレッサの断面図である。
【図８】図６中のＭ部分の部分拡大図を概略的に示す図である。
【図９】本開示の第２の実施形態に係る研磨パッドドレッサの断面図を概略的に示す図である。
【図１０】本開示の第２の実施形態に係る研磨パッドドレッサの垂直視図を概略的に示す図であり、図９は、図１０中のＣＣ方向に沿った研磨パッドドレッサの断面図である。
【図１１】本開示の一実施形態に係る研磨システムの構造図を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
上記のとおり、従来の研磨パッドドレッサにおける研磨粒子に良好な研磨効果および良好な耐破壊靭性をともに持たせることは困難である。
【００３０】
第２の従来のダイヤモンドドレッサにおけるダイヤモンド研磨粒子による研磨効果が劣っている理由は以下に記載されているとおりである。図２をさらに参照すると、研磨面Ｓは平坦である。研磨面Ｓは、粗度（Ｒｚ）が一般に１μｍ〜２μｍと比較的小さいため、研磨面Ｓは理想的な平坦面であると言うことが可能である。ダイヤモンド研磨粒子３は多面体で規則的な形状を有する。六角柱形状を有するダイヤモンド研磨粒子３が一例である。ダイヤモンドドレッサ１が形成される際には、要求を満たす基部本体２が用意され、この基部本体２は基部本体２の研磨面Ｓを上方に向けて支持台上に設置され、ダイヤモンド研磨粒子３が研磨面Ｓ上に敷かれる。ダイヤモンド研磨粒子３は、その重力と研磨面Ｓによる保持力とでバランスを保つことができる。研磨面Ｓは理想的な平坦面であるため、バランスが保たれた状態で、ダイヤモンド研磨粒子３の平坦面Ｐ２が研磨面Ｓと一致する場合がある。そして、平坦面Ｐ２とは反対側のダイヤモンド研磨粒子３の他の平坦面Ｐ１が研磨面Ｓと平行となる。ダイヤモンド研磨粒子３が研磨面Ｓ上に固着された後、平坦面Ｐ１は研磨面Ｓと依然として平行である。すなわち、平坦面Ｐ１は研磨面Ｓと反対側にある。従って、研磨パッドのドレッシングにダイヤモンドドレッサ１が用いられる際に、ダイヤモンド研磨粒子３の平坦面Ｐ１が研磨パッドに対向することとなり、研磨効果が劣ったものとなってしまう。
【００３１】
新規の研磨パッドドレッサが本開示の実施形態において提供されている。研磨パッドドレッサの基部本体の研磨面は研磨面の粗度が高められていることによって凸凹であり、多面体で規則的な形状を有する研磨粒子が採用される。それ故、研磨面上に固着された研磨粒子の突起が研磨面と逆向きになる。研磨パッドのドレッシングにダイヤモンドドレッサが用いられる際に、研磨粒子の突起が研磨パッドに対向し、これにより、研磨効果が向上される。その上、研磨粒子は規則的な形状を有するために優れた耐破壊靭性を有し、これにより、ダイヤモンド研磨粒子が壊れることによりシリコンスライスにスクラッチが生じる可能性が低減される。
【００３２】
本開示の目的、特徴および利点を明確にするために、本開示の実施形態の詳細を添付の図面と合わせて説明する。
【００３３】
上記のとおり、ダイヤモンドドレッサの基部本体の研磨面上に固着された研磨粒子は、研磨粒子の平坦面が研磨面と反対側にある状態、および、研磨粒子の突起が研磨面と逆向きにある状態の２つの状態を有する。後者の状態において、より良好な研磨効果が達成される。本開示の実施形態において、研磨粒子の平坦面が研磨面と反対側にあるとは、以下の通り定義される。研磨粒子は多面体である。研磨パッドのドレッシングに研磨パッドドレッサが用いられる際に、研磨パッドと最初に接触することとなる研磨粒子の部分は、研磨パッドの表面と平行である平坦面である。これに対応して、研磨粒子の突起が研磨面と逆向きにあるとは、以下の通り定義される。研磨粒子は多面体である。研磨パッドのドレッシングに研磨パッドドレッサが用いられる際に、研磨パッドと最初に接触することとなる研磨粒子の部分は、平坦面ではなく研磨粒子の突起である。
【００３４】
＜実施形態１＞
図３を参照すると、研磨パッドドレッサ１００は、複数の研磨粒子１１０および基部本体１２０を備える。研磨粒子１１０は多面体で規則的な形状を有する。基部本体１２０は研磨面Ｓ１を有する。図５を参照すると、研磨面Ｓ１の粗度（Ｒｚ）によって、研磨面Ｓ１が凸凹である。研磨粒子１１０は研磨面Ｓ１上に固着されている。
【００３５】
研磨粒子１１０は、正八面体形状、正十二面体形状、正二十面体形状、角柱形状または角錐形状等を有する。しかしながら、研磨粒子１１０の形状は本開示の実施形態に限定されるものではない。
【００３６】
研磨面Ｓ１は、研磨面Ｓ１が一定の粗度を有することで凸凹となり、少なくとも１個の研磨粒子１１０が研磨面Ｓ１の窪み中に埋設可能となるように、研磨面Ｓ１を形成するように構成された基部本体１２０の表面に対して粗面化処理を行うことにより形成される。本開示の実施形態において、研磨面Ｓ１を形成するように構成された基部本体１２０の表面は、研磨面Ｓ１の原表面を画定する。すなわち、粗面化処理を実施する前は、研磨面Ｓ１が原表面と呼ばれる。いくつかの実施形態において、研磨面Ｓ１の原表面は平坦である。研磨パッドのドレッシングに研磨パッドドレッサ１００が用いられる際、研磨面Ｓ１の原表面は研磨パッドの表面と平行である。
【００３７】
図５をさらに参照すると、ダイヤモンド研磨粒子１１０が研磨面Ｓ１上に敷かれた後、研磨粒子１１０は、その重力と研磨面Ｓ１による保持力とでバランスを保つことができる。研磨面Ｓ１は凸凹であるために、バランスが保たれた状態にある研磨粒子１１０の少なくとも複数部分が研磨面の窪みＳ１中に埋設され、各研磨粒子の１つ（または２つ以上）の平坦面が研磨面の窪みＳ１と接触させられる。研磨面の窪みＳ１と接触する平坦面は研磨面Ｓ１の原表面Ｓ０と平行ではない場合があり、それ故、研磨面の窪みＳ１と接触している平坦面と反対側の表面（研磨面から最も離れている表面）もまた研磨面Ｓ１の原表面Ｓ０とは平行ではない場合がある。従って、研磨粒子１１０の最も高い部分は研磨粒子１１０の突起であり、すなわち、研磨粒子１１０の突起Ｔは研磨面Ｓ１と逆向きとなる。研磨パッドのドレッシングに研磨パッドドレッサ１００が用いられる際、研磨粒子１１０の少なくとも１部分の突起Ｔは研磨パッドと対向し、これにより、研磨効果が向上される。
【００３８】
上記から、研磨面Ｓ１の粗度を高め、多面体で規則的な形状を有する研磨粒子１１０を用いることにより、研磨粒子１１０が基部本体１２０の研磨面Ｓ１上に敷かれた後にいかなる外力をも伴わずに、研磨粒子１１０の突起Ｔをバランスが保たれた状態で上方に向けることが可能であることが理解される。研磨面Ｓ１上に研磨粒子１１０が固着された後、研磨面の窪みＳ１中にある研磨粒子１１０の少なくとも一部分の突起Ｔは研磨面Ｓ１と逆向きになる。研磨パッドのドレッシングに研磨パッドドレッサ１００が用いられる際、研磨粒子１１０の突起Ｔは研磨パッドに対向し、これにより、研磨効果が向上される。その上、研磨粒子１１０は規則的な形状を有するため、これらは優れた耐破壊靭性を有し、これにより、研磨粒子１１０がこわれることによりシリコンスライスにスクラッチが生じる可能性が低減される。
【００３９】
いくつかの実施形態においては、研磨面Ｓ１の１つの窪みに１個の研磨粒子１１０が埋設されていてもよい。いくつかの実施形態において、研磨面Ｓ１の１つの窪みに２個以上の研磨粒子１１０が埋設されていてもよい。研磨面の窪み中に埋設される研磨粒子の数は研磨面の粗度のみならず、研磨粒子のサイズにも関連している場合がある。
【００４０】
研磨粒子１１０の形状が一定である場合、研磨面Ｓ１の粗度を変えることにより研磨粒子１１０の切削角度が変えられ、これにより、研磨粒子１１０の研磨効果に影響を与えることが可能である。研磨面Ｓ１の粗度が一定のままである場合、研磨粒子１１０の形状を変えることにより研磨粒子１１０の切削角度が変えられ、これにより、研磨効果に影響を与えることが可能である。
【００４１】
いくつかの実施形態において、研磨面Ｓ１の粗度は１００μｍ〜３００μｍの範囲であり、これにより研磨面Ｓ１が凸凹とされる。しかしながら、研磨面Ｓ１の粗度はこれに限定されず、研磨面Ｓ１を凸凹にし、かつ、少なくとも１個の研磨粒子１１０を研磨面Ｓ１の１つの窪み中に埋設可能とする他の好適な値であってもよい。
【００４２】
いくつかの実施形態において、図３および図４をさらに参照すると、基部本体１２０は、非研磨面Ｓ２をさらに有する。研磨面Ｓ１は非研磨面Ｓ２よりも高い。それ故、研磨パッドのドレッシングに研磨パッドドレッサ１００が用いられる際、研磨面Ｓ１は、非研磨面Ｓ２よりも先に研磨パッドの表面に接触する。研磨面Ｓ１は基部本体１２０に環状に分布しており、非研磨面Ｓ２が位置する面上の研磨面Ｓ１の凸部が非研磨面Ｓ２を囲んでいてもよい。
【００４３】
いくつかの実施形態において、基部本体１２０はディスク形状であり、１００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲の半径を有する。いくつかの実施形態において、基部本体１２０は、研磨パッドのドレッシングに適した他の形状を有していてもよい。いくつかの実施形態において、基部本体１２０はステンレス鋼製である。
【００４４】
いくつかの実施形態において、研磨粒子１１０は、ダイヤモンドまたは立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）を含む。いくつかの実施形態において、研磨粒子１１０は、ダイヤモンド研磨粒子である。他の実施形態において、研磨粒子１１０は、研磨パッドのドレッシングに好適な他の材料製である。
【００４５】
研磨パッドドレッサ１００は、基部本体１２０の研磨面Ｓ１の上に研磨粒子１１０を固着させるように構成されたバインダ１３０をさらに含んでいてもよい。研磨粒子１１０を基部本体１２０上に固着するための方法は種々存在する。研磨粒子１１０は、電気めっき、化学ろう付け、金属焼結または化学蒸着によって基部本体に固着される。
【００４６】
研磨面Ｓ１の粗度は大きいため、バインダ１３０と基部本体１２０との間の接着性は高められる。
【００４７】
基部本体１２０上の研磨面Ｓ１の分布は上記の実施形態に限定されるものではない。当業者は、本開示の実施形態に基づいて調整および変更を行うことが可能である。いくつかの実施形態において、研磨面Ｓ１は、基部本体１２０上で環状に分布していることが可能である。
【００４８】
＜実施形態２＞
いくつかの改良が実施形態１に成されて、実施形態２が提供されている。図６〜８に示されているとおり、研磨パッドドレッサ１００は、実施形態１における研磨パッドドレッサ１００とは異なる。実施形態２において、研磨面の原表面Ｓ０は凸状表面とされている。原表面Ｓ０は、相互につながっている縁部研磨面Ｓ１２および中央研磨面Ｓ１１を備える。縁部研磨面Ｓ１２は中央研磨面Ｓ１１を囲んでおり、中央研磨面Ｓ１１は平坦であると共に縁部研磨面Ｓ１２よりも高くなっている。実施形態１において、研磨面Ｓ１の原表面Ｓ０は平坦である。
【００４９】
具体的には、いくつかの実施形態において、中央研磨面Ｓ１１は境界のすべてで縁部研磨面Ｓ１２とつながっており、中央研磨面Ｓ１１が位置する面上の縁部研磨面Ｓ１２の凸部が中央研磨面Ｓ１１を囲んでいる。縁部研磨面Ｓ１２は、中央研磨面Ｓ１１につながっている外縁部研磨面Ｓ１２１および内縁部研磨面Ｓ１２２を備えている。中央研磨面Ｓ１１は、内縁部研磨面と外縁部研磨面との間に位置している。
【００５０】
いくつかの実施形態において、中央研磨面Ｓ１１は、以下の通り定義される平坦面である。研磨パッドのドレッシングに研磨パッドドレッサ１００が用いられる際、平坦面は研磨パッドの表面と平行である。中央研磨面Ｓ１１が縁部研磨面Ｓ１２よりも高くなっているとは、研磨パッドのドレッシングに研磨パッドドレッサ１００が用いられる際、縁部研磨面Ｓ１２よりも先に中央研磨面Ｓ１１が研磨パッドの表面に接触することを意味する。すなわち、研磨面Ｓ１の原表面Ｓ０は凸状である。
【００５１】
いくつかの実施形態において、内縁部研磨面Ｓ１２２および外縁部研磨面Ｓ１２１は凸状の円弧状表面であり、中央研磨面Ｓ１１に接している。それ故、内縁部研磨面Ｓ１２２および外縁部研磨面Ｓ１２１は中央研磨面Ｓ１１と滑らかにつながっている。凸状の円弧状表面に関して、円弧状表面の中央部は、研磨パッドのドレッシングに研磨パッドドレッサ１００が用いられる間、研磨面Ｓ１よりも上方にある。
【００５２】
中央研磨面Ｓ１１は好適な幅Ｗを有する。一方で、幅Ｗは、研磨パッドドレッサ１００と研磨パッドとの間に十分な接触面積を形成し、これにより、研磨粒子１１０の各々による荷重の分散が好適となり、研磨粒子１１０が剥離する可能性が低減されるよう、可能な限り大きくすべきである。他方で、幅Ｗは、研磨パッドドレッサ１００のサイズが過度に大きくなることを防止し、かつ、中央研磨面Ｓ１１の外縁部上にある研磨粒子１１０の剥脱を防止するために、過度に大きくすべきでない。いくつかの実施形態において、幅Ｗは１ｍｍ〜３０ｍｍの範囲である。研磨パッドドレッサ１００のサイズが大きい場合には、幅Ｗは比較的大きくてもよく、そうでない場合には、幅は比較的小さくてもよい。
【００５３】
形状が円弧状とされる場合、外縁部研磨面Ｓ１２１は好適な半径Ｒ１を有する。一方で、半径Ｒ１は、研磨パッドドレッサ１００と研磨パッドとの間に十分な接触面積を形成し、これにより、研磨粒子１１０の各々による荷重の分散が好適となり、研磨粒子１１０が剥離する可能性が低減されるよう、可能な限り大きくすべきである。他方で、半径Ｒ１は、外縁部研磨面Ｓ１２１と研磨パッドとの間の接触面積のサイズが過度に大きくなることを防止するために過度に大きくすべきでない。外縁部研磨面Ｓ１２１と研磨パッドとの間の接触面積が過度に大きい場合、外縁部研磨面Ｓ１２１の外縁部（中央研磨面Ｓ１１から比較的離れた）にある研磨粒子１１０は容易に剥脱してしまう可能性がある。例えば、幅Ｗおよび半径Ｒ１がきわめて小さい場合、研磨パッドドレッサ１００と研磨パッドとの間の接触面積が小さくなり、これにより、研磨粒子１１０は容易に剥脱してしまう可能性がある。いくつかの実施形態において、半径Ｒ１は、１５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲である。
【００５４】
形状が円弧状とされる場合、内縁部研磨面Ｓ１２２は好適な半径Ｒ２を有する。一方で、半径Ｒ２は、研磨パッドドレッサ１００と研磨パッドとの間に十分な接触面積を形成し、これにより、研磨粒子１１０の各々による荷重の分散が好適となり、研磨粒子１１０が剥離する可能性が低減されるよう、可能な限り大きくすべきである。他方で、半径Ｒ２は、内縁部研磨面Ｓ１２２がほぼ平坦となることを防止するために過度に大きくすべきでない。内縁部研磨面Ｓ１２２がほぼ平坦である場合には、研磨パッドドレッサ１００が研磨パッドの中心に向かう方向に沿って動いた際に、内縁部研磨面Ｓ１２２（非研磨面Ｓ２に比較的近い）の内縁部にあるダイヤモンド研磨粒子１１０は研磨パッドの表面との距離が比較的近くなり、これにより、内縁部にあるダイヤモンド研磨粒子１１０と研磨パッド縁部とが衝突する可能性が高くなってしまう可能性がある。いくつかの実施形態において、半径Ｒ２は１５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲である。
【００５５】
いくつかの実施形態において、研磨面Ｓ１の原表面Ｓ０は、中央研磨面Ｓ１１、内縁部研磨面Ｓ１２２および外縁部研磨面Ｓ１２１をつなぐことにより形成してもよい。中央研磨面Ｓ１１は平坦面であり、内縁部研磨面および外縁部研磨面は中央研磨面Ｓ１１に接する凸状の円弧状表面である。従って、一方で、研磨面Ｓ１の原表面Ｓ０が滑らかな曲面なので研磨面Ｓ１における応力集中を防止することができ、他方で、研磨面Ｓ１の製造プロセスをより単純にすることができる。
【００５６】
しかしながら、外縁部研磨面Ｓ１２１および内縁部研磨面Ｓ１２２の形状はこれに限定されない。
【００５７】
いくつかの実施形態において、円弧状表面である外縁部研磨面Ｓ１２１および内縁部研磨面Ｓ１２２は、中央研磨面Ｓ１１に接していなくてもよい。
【００５８】
他の実施形態において、外縁部研磨面Ｓ１２１および内縁部研磨面Ｓ１２２は他のタイプの湾曲面であってもよい。
【００５９】
いくつかの実施形態において、外縁部研磨面Ｓ１２１および内縁部研磨面Ｓ１２２は、複数の表面をつなげることにより形成されてもよい。これらの複数の表面は、少なくとも１つの凸状の湾曲面と、中央研磨面Ｓ１１と平行ではない少なくとも１つの平坦面とを含んでいてもよい。外縁部研磨面Ｓ１２１が確実に滑らかな曲面となるよう、中央研磨面Ｓ１１とつながっている外縁部研磨面Ｓ１２１の表面は、中央研磨面Ｓ１１に接する凸状の湾曲面としてもよい。同様に、内縁部研磨面Ｓ１２２が滑らかな曲面となるよう、中央研磨面Ｓ１１とつながっている内縁部研磨面Ｓ１２２の表面は、中央研磨面Ｓ１１に接する凸状の湾曲面としてもよい。しかも、外縁部研磨面Ｓ１２１および内縁部研磨面Ｓ１２２の製造プロセスを単純化するために、外縁部研磨面Ｓ１２１および内縁部研磨面Ｓ１２２の湾曲面は円弧状表面とし、円弧状表面の中央が研磨面Ｓ１より上方に構成されるようにしてもよい。
【００６０】
いくつかの実施形態において、外縁部研磨面Ｓ１２１および内縁部研磨面Ｓ１２２は、円弧状表面と平坦面とをつなぐことにより形成してもよい。円弧状表面は、中央研磨面Ｓ１１につながっていると共にこれに接している。平坦面は中央研磨面Ｓ１１と平行ではなく、かつ、円弧状表面に接している。いくつかの実施形態において、外縁部研磨面Ｓ１２１および内縁部研磨面Ｓ１２２は、２つの円弧状表面と平坦面とをつなぐことにより形成してもよい。平坦面は、２つの円弧状表面の間に配置され、２つの円弧状表面に接しており、中央研磨面Ｓ１１と平行ではない。２つの円弧状表面の一方は、中央研磨面Ｓ１１につながっていると共にこれに接している。
【００６１】
外縁部研磨面Ｓ１２１および内縁部研磨面Ｓ１２２が、円弧状表面および平坦面によって形成される滑らかな表面である場合、研磨面Ｓ１の原表面Ｓ０も滑らかな曲面であり、研磨面Ｓ１における応力集中を防止する。
【００６２】
外縁部研磨面Ｓ１２１および内縁部研磨面Ｓ１２２の形状は上記の実施形態に限定されない。当業者は、本開示の実施形態に基づいて調整および変更を行うことが可能である。
【００６３】
基部本体１２０上での研磨面Ｓ１の分布は上記の実施形態に限定されない。当業者は、本開示の実施形態に基づいて調整および変更を行うことができる。いくつかの実施形態において、研磨面Ｓ１は基部本体１２０上で環状に分布されていてもよく、処理済中央研磨面Ｓ１１’が位置する面上の処理済縁部研磨面Ｓ１２’の凸部は処理済中央研磨面Ｓ１１’を囲んでいる。
【００６４】
実施形態２においては、実施形態２における研磨パッドドレッサ１００と実施形態１における研磨パッドドレッサ１００との差異について詳細に記載するが、他の類似する技術については実施形態１を参照することで見出されるので、これらについてはここでは詳細に記載しない。
【００６５】
図９および図１０を参照すると、いくつかの実施形態において、研磨面Ｓ１の原表面Ｓ０に粗面化処理を行った後、凸凹面を有する研磨面Ｓ１が得られる。処理の後、内縁部研磨面Ｓ１２２は処理済内縁部研磨面Ｓ１２２’となり、外縁部研磨面Ｓ１２１は処理済外縁部研磨面Ｓ１２１’となり、中央研磨面Ｓ１１は処理済中央研磨面Ｓ１１’となる。
【００６６】
実施形態１と比較して、実施形態２では以下の利点が得られる。研磨パッドのドレッシングに研磨パッドドレッサ１００が用いられる際、処理済外縁部研磨面Ｓ１２１’ の上にある研磨粒子１１０と処理済内縁部研磨面Ｓ１２２’の上にある研磨粒子１１０は、いずれも処理済中央研磨面Ｓ１１上にあるものよりも高い。研磨パッドへの研磨パッドドレッサ１００の押込深さが比較的小さい場合、処理済中央研磨面Ｓ１１’上の研磨粒子１１０と、処理済外縁部研磨面Ｓ１２１’および処理済内縁部研磨面Ｓ１２２’のわずかな部分上の研磨粒子１１０とのみが研磨に用いられ、一方で、外縁部および内縁部上の研磨粒子１１０のほとんどは研磨に用いられない可能性がある。従って、外縁部および内縁部上の研磨粒子１１０の使用効率は低減され、剥離する可能性が低減される。
【００６７】
研磨パッドのドレッシングに研磨パッドドレッサ１００が用いられる際、処理済内縁部研磨面Ｓ１２２’上の研磨粒子１１０は処理済中央研磨面Ｓ１１’上の研磨粒子１１０よりも高い。研磨パッドドレッサ１００が研磨パッドの中央に向かう方向に沿って動いた場合、内縁部および外縁部上のダイヤモンド研磨粒子１１０は研磨パッドの表面よりも上方にあり、これにより、内縁部および外縁部上の研磨粒子１１０と、研磨パッドの縁部上の研磨粒子１１０とが衝突する可能性が低減される。
【００６８】
いくつかの実施形態においては、研磨パッドドレッサの製造方法が提供されている。図３を参照すると、この方法は以下のステップを含む。
【００６９】
基部本体１２０および複数の研磨粒子１１０が提供される。粗面化処理が基部本体１２０の研磨面Ｓ１に行われる。図５を参照すると、研磨粒子１１０は基部本体１２０の研磨面Ｓ１上に敷かれる。研磨粒子１１０は、その重力と研磨面Ｓ１による保持力とでバランスを保つ。バランスが保たれた状態においては、研磨粒子１１０の少なくとも一部分は研磨面の窪みＳ１中に埋設される。研磨粒子１１０の最も高い部分は平坦面ではなく、研磨粒子１１０の突起Ｔとされる。すなわち、突起Ｔが上向きとされる。次いで、研磨粒子１１０は、バインダ１３０によって研磨面Ｓ１上に固着される。研磨粒子１１０を研磨面Ｓ１上に固着させる方法に関するさらなる詳細は、研磨パッドドレッサを製造する従来の方法を参照することで見出される。研磨粒子１１０が研磨面Ｓ１上に固着された後もまた、研磨粒子１１０の突起Ｔは上向きに維持される。
【００７０】
上記の研磨パッドドレッサの製造方法において、研磨粒子１１０の突起Ｔを上向きに維持させるための余分なツールまたは加工は必要とされず、これにより、この方法は、実施が単純および容易である。
【００７１】
いくつかの実施形態においては、研磨パッドドレッシング装置が提供されており、これは、上記の実施形態のいずれか一つによる研磨パッドドレッサ１００を備える。いくつかの実施形態においては、図１１に示されているとおり、研磨パッドドレッシング装置２００は、研磨パッドドレッサ１００を駆動するように構成された駆動構造をさらに備えている。いくつかの実施形態において、駆動構造は、研磨パッドドレッサ１００に接続され、研磨パッドドレッサ１００を駆動して回転させるように構成された駆動軸２１０と、駆動軸２１０に回転可能に接続されている揺動アーム２２０と、揺動アーム２２０を支持し、揺動アーム２２０を駆動して移動させるように構成された揺動軸２３０と、ドレッシング液ノズル２４０とを備える。電気モータが揺動アーム２２０に設けられており、駆動軸２１０に接続されてこれを駆動して回転させて、研磨パッドドレッサ１００が回転される。揺動軸２３０は、揺動用電気モータに接続されている。揺動用電気モータは揺動軸２３０を揺動させて、研磨パッド３１０の表面上で、研磨パッド３１０の表面の径方向に沿って研磨パッドドレッサ１００を移動させる。研磨パッド３１０をドレッシングしている間、研磨パッドドレッサ１００は研磨パッド３１０に押圧され、研磨台３２０および研磨パッドドレッサ１００が駆動されて回転され、ドレッシング液が研磨されるべき研磨パッド３１０の表面に供給される。
【００７２】
いくつかの実施形態において、研磨パッドドレッシング装置２００は、研磨パッドドレッサ１００以外にも他の構造をさらに備えていてもよい。
【００７３】
図１１をさらに参照すると、研磨システム３００が提供されている。研磨システム３００は、研磨パッド３１０を備える研磨装置と、上記の実施形態のいずれか一つによる研磨パッドドレッシング装置２００とを備え、研磨パッドドレッシング装置２００は、研磨パッド３１０をドレッシングするように構成される。
【００７４】
いくつかの実施形態において、研磨装置は、研磨パッド３１０を支持するように構成される研磨台３２０と、シリコンスライスを固定し、シリコンスライスを研磨パッド３１０の表面上に押圧するように構成される研削ヘッド３３０と、研削ヘッド３３０の上面に接続されている回転軸３４０と、砥粒ノズル３５０と、回転軸３４０に回転可能に接続されている揺動アーム３６０と、揺動アーム３６０を支持する揺動軸３７０をさらに備える。電気モータは揺動アーム３６０に設けられており、回転軸３４０に接続されてこれを駆動して回転させて、研削ヘッド３３０を回転させる。揺動軸３７０は揺動用電気モータに接続されている。揺動用電気モータは、揺動軸３７０を揺動させて、研磨パッド３１０の表面上で、研磨パッド３１０の表面の径方向に沿って研削ヘッド３３０を移動させる。
【００７５】
上記のとおり、本開示をその好ましい実施形態を参照することにより開示したが、これに限定されることはない。当業者は、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく実施形態を改変、変更することが可能である。従って、本発明の技術の概要の範囲から逸脱することなく、いかなる単純な変更および均等な変更も、本発明の技術の概要の保護範囲に属することとなる。
【符号の説明】
【００７６】
１００  研磨パッドドレッサ
１１０  研磨粒子
Ｓ１    研磨面
Ｓ２    非研磨面
Ｔ      突起
【図１】
2014233830.tif 000003
【図２】
2014233830.tif 000004
【図３】
2014233830.tif 000005
【図４】
2014233830.tif 000006
【図５】
2014233830.tif 000007
【図６】
2014233830.tif 000008
【図７】
2014233830.tif 000009
【図８】
2014233830.tif 000010
【図９】
2014233830.tif 000011
【図１０】
2014233830.tif 000012
【図１１】
2014233830.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月30日(2014.9.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多面体で規則的な形状を有する研磨粒子と、
研磨面を有する基部本体と、
を備える研磨パッドドレッサであって、
前記研磨面は一定の粗度を有することで前記研磨面が凸凹とされており、前記研磨粒子は前記研磨面上に固着されており、前記研磨粒子の少なくとも一部分が前記研磨面の窪み中に埋設されており、前記窪み中の前記研磨粒子の少なくとも一部分の突起が前記研磨面と逆向きであり、
前記研磨面の原表面が、相互につながっている縁部研磨面および中央研磨面を備えており、前記縁部研磨面は前記中央研磨面を囲んでおり、前記中央研磨面は平坦面であると共に前記縁部研磨面よりも高く、前記原表面は粗面化処理が行われる前の前記研磨面であり、
前記縁部研磨面が凸状の湾曲面を備え、前記凸状の湾曲面は前記中央研磨面に接していることを特徴とする、研磨パッドドレッサ。
【請求項２】
前記研磨面の十点平均粗さが、１００μｍ〜３００μｍの範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の研磨パッドドレッサ。
【請求項３】
前記研磨粒子が、正八面体形状、正十二面体形状、正二十面体形状、角柱形状または角錐形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の研磨パッドドレッサ。
【請求項４】
前記縁部研磨面が、凸状の湾曲面であるか、または、少なくとも１つの凸状の湾曲面と、前記中央研磨面と平行ではない少なくとも１つの平坦面とを含む複数の表面をつなぐことにより形成されることを特徴とする、請求項１に記載の研磨パッドドレッサ。
【請求項５】
前記湾曲面が円弧状表面であることを特徴とする、請求項４に記載の研磨パッドドレッサ。
【請求項６】
前記研磨面よりも低い非研磨面を前記基部本体がさらに備えており、前記研磨面は前記基部本体上に環状に設けられており、および、前記非研磨面が位置する面上の前記研磨面の凸部が前記非研磨面を囲んでいることを特徴とする、請求項１に記載の研磨パッドドレッサ。
【請求項７】
前記研磨面の前記原表面が相互につながっている縁部研磨面および中央研磨面を含んでいる場合、前記縁部研磨面は内縁部研磨面および外縁部研磨面を含み、前記中央研磨面は前記内縁部研磨面と外縁部研磨面との間に配置されることを特徴とする、請求項６に記載の研磨パッドドレッサ。
【請求項８】
前記基部本体がディスク形状であることを特徴とする、請求項１に記載の研磨パッドドレッサ。
【請求項９】
前記研磨粒子がダイヤモンドまたは立方晶窒化ホウ素を含むことを特徴とする、請求項１に記載の研磨パッドドレッサ。
【請求項１０】
基部本体および研磨粒子を提供することと、
前記基部本体の研磨面に粗面化処理を行い、前記研磨面が凸凹となるよう前記研磨面に一定の粗度を付与することと、
前記研磨粒子を前記基部本体の前記研磨面上に敷き、前記研磨粒子の少なくとも一部分を前記研磨面の窪み中に埋設し、前記窪み中の前記研磨粒子の少なくとも一部分の突起を上向きにすることと、
前記研磨粒子を前記研磨面上に固着させることと、
を含み、
前記研磨面の原表面が、相互につながっている縁部研磨面および中央研磨面を備えており、前記縁部研磨面は前記中央研磨面を囲んでおり、前記中央研磨面は平坦面であると共に前記縁部研磨面よりも高く、前記原表面は粗面化処理が行われる前の前記研磨面であり、
前記縁部研磨面が凸状の湾曲面を備え、前記凸状の湾曲面は前記中央研磨面に接していることを特徴とする、研磨パッドドレッサの製造方法。
【請求項１１】
前記粗面化処理がブラスト加工であることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記研磨粒子が、電気めっき、化学ろう付け、金属焼結または化学蒸着によって前記基部本体上に固着されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の研磨パッドドレッサを備えることを特徴とする、研磨パッドドレッシング装置。
【請求項１４】
前記研磨パッドドレッサを駆動するように構成された駆動構造をさらに備えることを特徴とする、請求項１３に記載の研磨パッドドレッシング装置。
【請求項１５】
研磨パッドを備える研磨装置と、
前記研磨パッドをドレッシングするように構成された請求項１３に記載の研磨パッドドレッシング装置と、
を備えることを特徴とする研磨システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
任意により、研磨面の粗度（十点平均粗さ）は、１００μｍ〜３００μｍの範囲である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
いくつかの実施形態において、基部本体１２０はディスク形状であり、１００ｍｍ〜３００ｍｍの範囲の半径を有する。いくつかの実施形態において、基部本体１２０は、研磨パッドのドレッシングに適した他の形状を有していてもよい。いくつかの実施形態において、基部本体１２０はステンレス鋼製である。