(57)【要約】  研磨ディスク（１２）と波形ディスク（１０）とを有するパッドコンディショナー、およびその使用方法。波形ディスク（１０）は、少なくとも１つの隆起部分（２６）と、少なくとも１つのくぼみ部分（２８）とを有する。研磨ディスク（１２）は、くぼみ（２８）部分の少なくとも一部に解除自在に取り付けられて、波形研磨表面（１６）が形成される。波形ディスク（１０）によって、複数のプロセスおよび種々の工作物に使用できるようにパッドコンディショナーを改質することができる。
2007528300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨表面と、前記研磨表面の反対側の第２の表面とを含む研磨ディスクと、
前記研磨ディスクの前記第２の表面に隣接する波形表面を有する波形ディスクであって、少なくとも１つの隆起部分と少なくとも１つのくぼみ部分とを含む波形ディスクと、
を含み、前記研磨ディスクが、前記くぼみ部分の少なくとも一部に解除自在に取り付けられて波形研磨表面を形成するパッドコンディショナー。
【請求項２】
前記パッドコンディショナーが化学的機械的平坦化パッドコンディショナーである請求項１に記載のパッドコンディショナー。
【請求項３】
前記波形ディスクが、波形プレートとバッキングプレートとをさらに含む請求項２に記載のパッドコンディショナー。
【請求項４】
前記研磨ディスクが、基材と研磨層とをさらに含む請求項２に記載のパッドコンディショナー。
【請求項５】
前記基材が前記波形ディスクよりも可撓性が高い請求項４に記載のパッドコンディショナー。
【請求項６】
前記基材がポリカーボネートで形成されている請求項５に記載のパッドコンディショナー。
【請求項７】
少なくとも１つの取り外し可能な締結具を使用して前記くぼみ領域に前記基材が解除自在に取り付けられる請求項４に記載のパッドコンディショナー。
【請求項８】
前記基材が多数の位置合わせ孔をさらに含み、前記波形ディスクが多数の基材取り付け孔をさらに含み、前記基材取り付け孔および前記位置合わせ孔が、前記取り外し可能な締結具に合わせて構成されている請求項７に記載のパッドコンディショナー。
【請求項９】
前記多数の位置合わせ孔が、前記多数の基材取り付け孔の少なくとも２倍である請求項８に記載のパッドコンディショナー。
【請求項１０】
前記研磨ディスクが焼結研磨層を含む請求項２に記載のパッドコンディショナー。
【請求項１１】
少なくとも３つの前記くぼみ部分をさらに含む請求項２に記載のパッドコンディショナー。
【請求項１２】
前記波形ディスクがパターン形成された波形表面を含む請求項１１に記載のパッドコンディショナー。
【請求項１３】
前記パターン形成された波形表面が段差パターンを有する請求項１２に記載のパッドコンディショナー。
【請求項１４】
前記パターン形成された波形表面が、約０．２５ｍｍ〜約０．７５ｍｍの範囲のオフセットを含む請求項１２に記載のパッドコンディショナー。
【請求項１５】
前記隆起部分が、前記パターン形成された波形表面の領域の約３３％〜約６６％の範囲である請求項１２に記載のパッドコンディショナー。
【請求項１６】
研磨パッドのコンディショニングを行う方法であって、
前記パッドを、研磨ディスクと波形研磨層を形成する波形ディスクとを含む研磨物品に接触させるステップと、
前記研磨物品を前記パッドに対して移動させて前記パッドの表面を改質するステップと、
を含む方法。
【請求項１７】
前記波形研磨層が、約０．２５ｍｍ〜約０．７５ｍｍの範囲のオフセットを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記研磨ディスクを前記波形ディスクに対して回転させることによって前記研磨物品の割出しを行うステップをさらに含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記研磨ディスクの前記波形研磨層のオフセットを調整するステップをさらに含む請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
少なくとも１つの取り外し可能な締結具を使用して前記研磨ディスクが前記波形ディスクに取り付けられる請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、研磨パッドのコンディショニングに使用されるパッドコンディショナーに関する。この研磨パッドは、たとえば、プラスチック、ガラス、および半導体ウエハなどの種々の材料を研磨するために構成することができる。より詳細には、本発明は、波形表面を有するパッドコンディショナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
製造中、半導体の製作に使用される半導体ウエハには、典型的には、堆積、パターン形成、およびエッチングのステップなどの多数の処理ステップが実施される。半導体ウエハのこれらの製造ステップの詳細は、トンショッフ（Ｔｏｎｓｈｏｆｆ）らによって、Ａｎｎａｌｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ（第３９巻／２／１９９０）、６２１−６３５頁に掲載された「シリコンの砥粒加工（Ａｂｒａｓｉｖｅ  Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ  ｏｆ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）」において報告されている。それぞれの製造ステップにおいて、後の製作または製造ステップにウエハを準備するために、ウエハの露出面を改質または改良することが場合必要または望ましいことが多い。
【０００３】
たとえば、堆積ステップの後、ウエハ表面上に堆積された材料または層は、追加の堆積または後の処理が行われる前にさらなる処理が一般に必要となる。別の例では、エッチングステップ後、ウエハのエッチングされた表面領域上に導電性または絶縁性の材料の層を堆積する必要がある場合が多い。
【０００４】
エッチングステップにおいて、あらかじめ決定された程度の表面均一性が実現されることが望ましい。孔およびスクラッチなどの表面欠陥が取り除かれることも望ましい。このような表面の不規則は、半導体デバイスの性能に影響を与えたり、後の処理ステップ中に問題が発生したりすることがある。
【０００５】
ウエハの露出面を改質または改良する方法の１つは、液体中に分散した複数の遊離した研磨粒子を含有するスラリーでウエハ表面を処理することである。典型的には、このスラリーが研磨パッドに適用され、次にウエハ表面をパッドに対して移動させて、ウエハ表面の材料を取り除く、または除去する。このスラリーは、ウエハ表面と化学反応する物質を含有することもできる。この種のプロセスは一般に、化学的機械的平坦化または研磨（ＣＭＰ）プロセスと呼ばれている。ＣＭＰプロセスの変法の１つでは、研磨パッドとしての固定研磨物品を、典型的には研磨剤を含有しない加工流体とともに使用する。
【０００６】
ＣＭＰの問題の１つは、所望のウエハ表面形状を得るためにこのプロセスを注意深く監視する必要があることである。研磨パッドの使用履歴は、たとえば、研磨結果に影響しうる。ＣＭＰ中、研磨スラリー型ＣＭＰ作業用の研磨パッド表面に光沢が出てきて、研磨スラリーの収容または供給が不十分になったり、十分な速度および均一性で研磨することができなくなったりする。研磨パッド表面は、コンディショニングされることによって、ＣＭＰに適切な形態に維持される。
【０００７】
他の方法でも、コンディショニングの必要な研磨パッドが使用される。たとえば、ガラスおよびプラスチックを研磨するための研磨パッドにコンディショニングが必要となる場合がある。ある用途においては、研磨パッドが研磨剤を含有する場合がある。たとえば、米国特許第５，９５８，７９４号明細書（ブリュクスフールト（Ｂｒｕｘｖｏｏｒｔ）ら）には、ウエハを研磨するための固定研磨物品が開示されている。
【０００８】
研磨パッドは、パッドコンディショナーと一般に呼ばれている研磨物品を使用してコンディショニングされる。コンディショニングステップを繰り返すと、最終的にパッドコンディショナーは消費されていく。パッドコンディショナーが消費されていくと、十分な速度および均一性で研磨パッドをコンディショニングできなくなる。したがって、耐用寿命を延長することができると、パッドコンディショナーの価値が高まる。
【０００９】
繰り返しのコンディショニング作業の後、研磨パッドも消費されて、交換が必要になる。研磨パッドの交換中、ＣＭＰ装置が使用できなくなり、生産性が低下する。強力すぎて研磨パッドの研磨が速すぎるパッドコンディショナーは生産性を損なうことがある。パッドコンディショナーなどのほとんどの研磨物品は、１つのプロセスおよび１種類の工作物に最適化されている。たとえば、選択されたパッドコンディショナーが強力すぎて研磨パッドの研磨が速すぎる場合、切削速度のより低い別のパッドコンディショナーを代わりに使用することができる。しかし、種々の工作物に合わせて種々のパッドコンディショナーの供給を管理するのであれば、製造環境が複雑になり、在庫費用が増加する。したがって、複数のプロセスおよび多様な工作物への使用に最適化可能となれば、パッドコンディショナーの価値が高まる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、研磨パッドをコンディショニングするための研磨物品を提供する。より詳細には、本発明は、パッドコンディショナーの耐用寿命を延長することができる波形表面を有するパッドコンディショナーに関する。この波形表面によって、複数のプロセスおよび種々の研磨パッドに使用するためのパッドの改質が可能になる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一態様において、本発明は、研磨ディスクと波形ディスクとを有するパッドコンディショナーを提供する。研磨ディスクは、研磨パッドをコンディショニングする研磨表面を有する。波形ディスクは、研磨ディスクに隣接する波形表面を有する。波形ディスクは、少なくとも１つの隆起部分および少なくとも１つのくぼみ部分を有し、それによって波形表面が形成される。研磨ディスクは、波形研磨表面を形成するためにくぼみ部分の少なくとも一部に解除自在に取り付けられる。
【００１２】
別の態様において、本発明は、波形プレートとバッキングプレートとを有する波形ディスクを提供する。波形プレートに使用される材料および大きさは、研磨ディスクが波形ディスクよりも可撓性となるように選択することができる。
【００１３】
別の態様において、本発明は、割出しすることができる研磨表面を有する波形パッドコンディショナーを提供する。研磨ディスクを波形ディスクに対して回転させて、波形研磨表面の割出しを行うことができる。研磨ディスクはその基材中に多数の位置合わせ孔を有することができ、波形ディスクは多数の基材取り付け孔を有することができる。研磨ディスクは、１つ以上の取り外し可能な締結具を使用して波形ディスクに解除自在に取り付けることができる。ある実施形態においては、位置合わせ孔の数は、基材取り付け孔の数の少なくとも２倍である。
【００１４】
別の態様において、本発明は、パターン形成された波形表面を有する波形ディスクを提供する。このパターン形成された波形表面は、たとえば段階的なパターンを有することができる。
【００１５】
研磨パッドをコンディショニングする方法も提供する。この方法は、研磨パッドを、波形研磨層を有する研磨物品と接触させるステップを含む。この研磨物品を研磨パッドに対して移動させることによって、パッド表面を改質する。
【００１６】
本発明の別の態様においては、パッドコンディショナーの研磨表面の割出しを行うステップを含む方法が提供される。波形ディスクに対して研磨ディスクを第２の解除自在の取り付け位置まで回転させることによって、研磨表面の割出しを行うことができる。
【００１７】
上記要約は、開示されるすべての実施形態、および本発明のすべての実施を説明することを意図するものではない。図面および以下の詳細な説明によって、説明的実施形態をより詳細に例示する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本出願全体を通して、以下の定義が適用される。
【００１９】
「波形」表面は、平坦ではない表面である。波形表面は、隆起部分とくぼみ部分とを含む。波形表面は特定のパターンを有することもできるし、不規則であってもよい。
【００２０】
「パターン形成された波形表面」は、識別可能な模様または構成を有する波形表面である。波形表面のパターンとしては、たとえば、波状、らせん、および段差が挙げられる。波形パターンは、波形表面が、隆起部分からくぼみ部分にサインカーブ状に移行する場合に形成される。サインカーブは、表面に対して垂直に形成され、表面の中心周囲の半径方向にほぼ従う。段差パターンは、隆起部分およびくぼみ部分が平坦領域を有することを除けば波状パターンと類似している。らせんパターンは、表面の中心周囲で隆起面がらせんを形成する場合に形成される。パターン形成された波形表面は、たとえば、格子、水玉、ストライプなどの他のパターンを含むこともできる。
【００２１】
用語「オフセット」は、波形表面の隆起部分の中心における面と、くぼみ部分の中心における面との間の距離を意味するために使用される。たとえば、波形表面がほぼ平坦な面を有し、この平坦な面から上に２ｍｍ延在する２つの円柱を有し、各円柱の中心軸が平坦な面に対して垂直となる場合、この波形表面のオフセットは２ｍｍとなる。オフセットは、本明細書に記載される波形ディスクの表面において、または研磨表面において測定することができる。
【００２２】
用語「研磨パッド」は、摩擦研磨プロセスにおいて工作物の表面を改質するために使用されるポリマーシート、フォーム、ファブリック、または固定研磨物品などの材料を意味するために使用される。研磨プロセスによって、通常は工作物の表面上のスクラッチまたは孔の深さが減少する。研磨パッドは、加工流体とともに使用され、研磨スラリーを併用する場合もしない場合もある。工作物の表面を改質する研磨パッドの表面を、パッドコンディショナーが改質する。
【００２３】
本発明は、波形表面を有するパッドコンディショナーを提供する。波形ディスクを使用してパッドコンディショナーを変形させることによって波形表面が形成される。使用者は、波形ディスクによって、パッドコンディショナーの研磨特性を調整することができる。たとえば、選択されたパッドコンディショナーおよび研磨パッドの表面接触領域が増加すると、選択されたパッドコンディショナーの切削速度が増加する場合、パッドコンディショナーを変形させてその切削速度を低下させることができる。パッドコンディショナーの変形の種類および程度によって、パッドコンディショナーの研磨特性が調整される。逆に、他の構成においては、実質的に平坦な面から波形表面を有するようにパッドコンディショナーが変化すると切削速度が増加する場合もある。
【００２４】
図１は、波形パッドコンディショナーの一実施形態を示している。図１に示されるように、波形パッドコンディショナーは、波形ディスク１０と、基材１４と、研磨層１２とを含む。研磨層１２は研磨表面１６を有する。
【００２５】
研磨層１２は、バッキングを含んで、研磨表面１６がバッキング上に取り付けられるように構成することができる。バッキングを含むよう構成された研磨層１２では、基材１４が不要になる場合もある。
【００２６】
研磨表面１６は、研磨パッドのコンディショニングに適したテクスチャー加工された表面である。研磨表面は、たとえば、米国特許第６，１２３，６１２号明細書（ゴアーズ（Ｇｏｅｒｓ））（本明細書に援用される）に記載されるような研磨粒子およびマトリックス材料を含むことができる。電気めっき、焼結、およびろう付けなどの当技術分野において周知の他の技術を使用して、研磨粒子をバッキングに接着して研磨表面を形成することもできる。
【００２７】
研磨粒子の大きさおよび種類は、意図する用途に基づいて選択される。好適な研磨粒子としては、たとえば、溶融酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化タングステン、アルミナジルコニア、酸化鉄、ダイヤモンド（天然および合成）、セリア、立方晶窒化ホウ素、ガーネット、カーボランダム、亜酸化ホウ素、およびそれらの組み合わせが挙げられる。ある好ましい実施形態においては、研磨粒子が少なくとも約８のモース（Ｍｏｈｓ）硬度を有する。別の実施形態においては、モース（Ｍｏｈｓ）硬度が少なくとも約９である。さらに別の実施形態においては、モース（Ｍｏｈｓ）硬度が少なくとも約１０である。
【００２８】
本発明において有用な研磨粒子は、少なくとも約３マイクロメートルの平均サイズを有する。ある実施形態においては、研磨粒子は少なくとも約２０マイクロメートルの平均サイズを有する。別の実施形態においては、研磨粒子は少なくとも約４０マイクロメートルの平均サイズを有する。さらに別の実施形態においては、研磨粒子は少なくとも約８０マイクロメートルの平均サイズを有する。本発明において有用な研磨粒子は、約１０００マイクロメートル未満の平均サイズを有する。特定の実施形態においては、研磨粒子は、約６００マイクロメートル未満の平均サイズを有する。別の実施形態においては、研磨粒子は、約３００マイクロメートル未満の平均サイズを有する。
【００２９】
ある実施形態においては、研磨粒子は、互いに接合して一体となった粒子を形成する複数の個別の研磨粒子を含む研磨凝集体の形態であって良い。研磨凝集体は、不規則な形状であってもよいし、所定の形状を有することもできる。研磨粒子は、たとえば、カップリング剤、あるいは金属またはセラミックのコーティングなどの表面処理をさらに含むことができる。
【００３０】
研磨粒子を取り付けるために研磨層中に使用されるマトリックス材料は、たとえば、スズ、真鍮、銀、鉄、およびそれらの合金または組み合わせなどの金属を含むことができる。マトリックス材料は、たとえば、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金、ニッケル、およびニッケル合金などの他の金属および合金を含むこともできる。基材３６は、たとえば、ステンレス鋼箔、ニッケル、またはイリノイ州シカゴのマクマスター−カー・サプライ・カンパニー（ＭｃＭａｓｔｅｒ−Ｃａｒｒ  Ｓｕｐｐｌｙ  Ｃｏ．，Ｃｈｉｃａｇｏ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）より商品名「インコネル（ＩＮＣＯＮＥＬ）」で入手可能なニッケル−クロム−鉄合金などのあらゆる好適な材料でできていてよい。
【００３１】
どのような形態であっても、研磨表面は、研磨パッド表面の研削、研磨、または他の摩耗を引き起こすように構成される。所望の研磨用途に必要な摩擦を発生させるために、研磨表面と研磨パッドとの間で相対的に移動させることによって、この表面が研磨される。
【００３２】
図２は、代表的な波形ディスク１０の斜視図を示している。図２に示されるように、波形ディスク１０は、隆起部分２６と、くぼみ部分２８と、波形プレート２０と、バッキングプレート２２とを含む。波形プレート２０は、角度αを有する空隙によって分離され中心から延在する３つのアームを有する。これらのアームは、波形ディスクの隆起部分２６を形成している。波形プレートの空隙領域は、くぼみ部分２８を形成している。ある好ましい実施形態においては、波形ディスクは円形領域で接続された３つのアームを有し、αは約４０°である。波形プレート２０およびバッキングプレート２２は図２に示すように分離した部品であってもよいし、図１に示されるように一体化されて１つの部品として形成されてもよい。
【００３３】
ある好ましい実施形態においては、波形ディスク１０の隆起部分２６は、くぼみ部分２８の上に少なくとも０．５ｍｍ延在して、少なくとも０．５ｍｍのオフセットを形成している。他の実施形態は、たとえば０．７５ｍｍまたは１．０ｍｍなどのより大きなオフセットを有する波形ディスクを有する。ある実施形態においては、波形ディスクは０．０５０ｍｍ〜０．５ｍｍの間のオフセットを有し、たとえば０．２５ｍｍのオフセットを有する。
【００３４】
波形ディスクの隆起部分およびくぼみ部分の相対的な表面領域は変化させることができる。ある好ましい実施形態においては、隆起部分の表面領域は、波形ディスク表面の少なくとも約５０％を構成する。ある実施形態の隆起部分の表面領域は、波形ディスク表面の少なくとも約３３％を構成する。別の実施形態においては、隆起部分の表面領域は、波形ディスク表面の少なくとも１０％を構成する。ある好ましい実施形態においては、隆起部分の表面領域は、波形ディスク表面の約５０％未満を構成する。ある実施形態の隆起部分の表面領域は、波形ディスク表面の約６６％未満を構成する。別の実施形態においては、隆起部分の表面領域は、波形ディスク表面の約９０％未満を構成する。
【００３５】
波形ディスク１０の隆起部分２６は、特定のパターンを有することもできるし、不規則であってもよい。ある好ましい実施形態においては、波形ディスクが、図２に示すようなステップパターンを有する。別の実施形態においては、波形ディスクが正弦波パターンを有する。
【００３６】
図３は、研磨ディスク３２が取り付けられた代表的な波形ディスク１０の側断面図である。図３に示されるように、研磨ディスク３２は、基材１４と、研磨表面１６を有する研磨層１２とを有する。波形ディスク１０のバッキングプレート２２は、取り外し可能な締結具３４を通すことができる基材取り付け孔を含む。ある好ましい実施形態においては、基材１４は、基材取り付け孔２４と位置合わせされたねじ孔を有する。研磨ディスク３２は、締結具３４を使用して波形ディスクに取り付けられる。次に、締結具３４は、基材１４を変形させて波形研磨表面１６を形成するために使用される。
【００３７】
締結具３４をゆるめたり締めたりすることによって、研磨表面のオフセットが調整される。たとえば、より大きなオフセットが望ましい場合、締結具３４を締めることができる。同様に、締結具３４をゆるめると研磨表面のオフセットが小さくなる。研磨ディスク３２および波形ディスク１０に関して選択される材料および寸法は、研磨表面１６上で実現されるオフセットに影響する。ある好ましい実施形態においては、基材１４の可撓性がバッキングプレート２２よりも高くなるように設計される。たとえば基材１４およびバッキングプレート２２が類似の材料で作製される場合、バッキングプレートが基材よりも厚くなるよう（すなわち可撓性が低くなるように）設計することができる。あるいは、バッキングプレートと基材とを異なる材料で作製することもできる。
【００３８】
ある実施形態においては、波形ディスクが、たとえば、鋼またはアルミニウムなどの金属でできている。波形ディスクは、たとえば、プラスチック、ゴム、またはセラミックなどの他の材料でできていてもよい。波形ディスクは、複数の材料の組み合わせでできていてもよい。たとえば、バッキングプレートは金属などの比較的剛性の材料でできていてよく、波形プレートはゴムなどの比較的柔軟な材料でできていてよい。
【００３９】
特定の好ましい実施形態においては、基材がポリカーボネートでできている。基材は、たとえば、エポキシ、ポリスルホン、フェノール樹脂、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリオレフィン、スチレン、およびそれらの組み合わせなどの充填剤含有および非含有のプラスチックなどの他の材料でできていてもよい。
【００４０】
図３に示される実施形態で使用されている締結具３４はボルトである。研磨ディスクを波形ディスクに保持させることが可能な他の締結具を使用することもできる。締結具は、取り外し可能なねじまたはボルトを使用する場合のように、研磨ディスクを波形ディスクに一時的に固定することができる。一時的または取り外し可能な締結具の例としては、たとえば、ねじ、ボルト、ピン、リベット、スナップ、クランプ、フックループシステム、クリップなどが挙げられる。
【００４１】
締結具の方向は変更することができる。たとえば、図３に示される実施形態では、貫通孔が波形ディスク内にあり、ねじ孔が研磨ディスク内にあるようにボルトの方向が決められている。この方向が逆になって、ボルトの貫通孔が研磨層内にあり、ねじ孔が波形ディスク内にあってもよい。
【００４２】
図４は、研磨ディスクの代表的基材の底面図である。図４に示されるように、基材１４は、第１の組の位置合わせ孔３８と、第２の組の位置合わせ孔４０とを有する。第１および第２の組の位置合わせ孔３８、４０は、研磨ディスクの中心の周囲で角度βだけずれている。これらの位置合わせ孔によって、研磨ディスクを２つ以上の位置で波形ディスクに固定することができる。各組の位置合わせ孔３８、４０は、基材取り付け孔２４と位置が合うように構成されている。たとえば、図４に示される研磨ディスクは、９個の基材取り付け孔を有する図２と類似の波形ディスクとともに使用することができる。９個の基材取り付け孔は、第１の組の位置合わせ孔３８または第２の組の位置合わせ孔４０のどちらを使用しても研磨ディスクを固定することができる。ある期間試用した後、研磨ディスクを取り外し、続いて別の組の位置合わせ孔を使用して波形ディスクを再度取り付けることによって、研磨表面の使用していない部分を露出させることができる。この方法により、研磨ディスクの耐用寿命を延長することができる。
【００４３】
他の複数の位置合わせ孔を使用することもできる。たとえば、波形ディスクが、それぞれ１つの基材取り付け孔を有する４つのくぼみ部分を有する場合、全部で４つの孔に対して、研磨ディスクは、各組が４つの孔を有する３組以上の位置合わせ孔を有することができる。あるいは、くぼみ部分の間で異なる締結具によって、研磨ディスクの割出しを行うこともできる。この場合、研磨表面の割出しを行うために、研磨表面を波形ディスクに対して回転させることがない。たとえば、波形ディスクが８つのくぼみ部分を有する場合、研磨表面のオフセットは、４つのくぼみ部分のみで締結具を使用して調整することができる。次に、締結具を残りの４つのくぼみ部分に移動させることによって、研磨表面の割出しを行うことができる。
【００４４】
ある好ましい実施形態においては、コンディショナー組立体からパッドコンディショナーを取り外さずに研磨表面の割出しを行うことができる。これは、波形ディスク内の半径方向に溝がついた取り付け孔などの当技術分野において周知のあらゆる手段を使用して実現することができる。別の実施形態においては、コンディショナーパッドが研磨パッドのコンディショニングを行いながら、研磨表面の割出しを行うことができる。これは、たとえば、波形ディスクと研磨ディスクとに同軸のシャフトを使用する、または波形ディスクと研磨ディスクとの間に遊星歯車を使用するなどの当技術分野において周知のあらゆる手段によって実現することができる。このような実施形態においては、一連の半径方向の溝を使用し、溝の内部でスライド可能な締結具を係合することによって、研磨ディスクを波形ディスクに固定することができる。これらの溝は、波形ディスクの表面上に位置決めして、研磨ディスクに固定された締結具がスライドするように対応させることができる。
【００４５】
以下の実施例によって本発明の利点および他の実施形態をさらに説明するが、これらの実施例に記載される個々の材料およびそれらの量、ならびに他の条件および詳細は、本発明を不当に限定するために構成されたものではない。たとえば、波形ディスクは、１つの一体構造であってもよいし、波形プレートとバッキングプレートとの組み合わせであってもよい。さらに、実施例では、より容易に切削速度および累積切削量がより容易に測定される試験片を得るために、研磨パッドの代わりにポリカーボネートのコンディショニングを行っている。これらの実施例は、波形パッドコンディショナーを使用することによって、材料除去速度を調整することができ、経時によるパッドコンディショナーの切削速度のばらつきを減少させることができることを示している。特に明記しない限り、すべての部数およびパーセント値は重量を基準としている。
【実施例】
【００４６】
実施例１Ａ
両面テープを使用して研磨材料を基材に取り付けることによって研磨ディスクを作製した。研磨材料は、ミネソタ州セントポールの３Ｍ社（３Ｍ  Ｃｏ．，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）より入手可能な「４７２Ｌ、４０μｍ、炭化ケイ素微細仕上げフィルム」（４７２Ｌ，４０μｍ，ｓｉｌｉｃｏｎ  ｃａｒｂｉｄｅ  ｍｉｃｒｏｆｉｎｉｓｈｉｎｇ  ｆｉｌｍ）を直径８３ｍｍのディスクに切り取り、中央に１９ｍｍの孔を開けたものであった。基材は、厚さ６．３ｍｍ、直径８３ｍｍのポリカーボネートディスクであった。基材にドリルで孔を開け、３０ｍｍの直径上に互いに等間隔に配置した６個の１０−２４ＵＮＣのねじ孔を形成した。
【００４７】
バッキングプレートの上に波形プレートを配置して波形ディスクを作製した。この波形プレートは、厚さ０．６ｍｍのポリプロピレンシートを直径８５ｍｍに切断したものであった。波形プレートは、図２に示す波形プレート２０と同様に３つのアームを有するように構成した。角度αは４０°であった。バッキングプレートは、１．２７ｍｍのアルミニウム板を直径１００ｍｍに切断したものであった。基材のねじ孔と一致するように、バッキングプレートの直径３０ｍｍ上に６つの貫通孔をドリルで開けた。
【００４８】
３つのねじを使用して研磨ディスクを波形ディスクに取り付けた。これらのねじを使用して、研磨ディスクの基材を、波形ディスクのバッキングプレートの３つのくぼみ部分に引き寄せて接触させた。
【００４９】
オクラホマ州マスコーギーのガーバー−コバーン（Ｇｅｒｂｅｒ−Ｃｏｂｕｒｎ，Ｍｕｓｋｏｇｅｅ，ＯＫ）より入手可能なガーバー・エイペックス（Ｇｅｒｂｅｒ  Ａｐｅｘ）レンズ研磨装置を使用して、研磨性能を試験した。厚さ１２ｍｍのポリカーボネートディスクを試験工作物として使用した。より容易に切削速度および累積切削量がより容易に測定される試験片を得るために、研磨パッドの代わりにポリカーボネートを使用した。工作物の累積切削量を測定することによって、この波形パッドコンディショナーの試験を行った。結果を表１および図５および６に示す。
【００５０】
実施例１Ｂ
実施例１Ｂでは、実施例１Ａで使用した研磨ディスクを、波形ディスクのまわりに６０°回転させ（すなわち割出しを行い）、実施例１Ａと同じ試験を使用して再試験した。回転後、実施例１Ａの波形ディスクの同じ貫通孔、および研磨ディスクの別のねじ孔に３つのねじを取り付けた。これらのねじを使用して、研磨ディスクの基材を、波形ディスクのバッキングプレートの３つのくぼみ部分に引き寄せて接触させた。工作物の累積切削量を測定することによって、この波形パッドコンディショナーの試験を行った。結果を表１および図５および６に示す。
【００５１】
比較例１
波形表面をなくすために波形プレートを外したことを除けば、実施例１Ａと同じ方法で比較例１を作製した。６個のねじを使用して、研磨層の基材をバッキングプレートに取り付けた。工作物の累積切削量を測定することによって、この平坦なパッドコンディショナーの試験を行った。結果を表１および図５および６に示す。
【００５２】
【表１】
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【００５３】
表１および図５および６に示されるように、波形パッドコンディショナーは平坦なパッドコンディショナーよりも切削速度が全体的に低く、波形パッドコンディショナーの切削速度は長時間にわたってより一定であった。
【００５４】
実施例２Ａ
焼結研磨層をポリカーボネート基材に取り付けて研磨ディスクを作製したことを除けば、実施例１Ａと同じ方法で、実施例２Ａを作製し試験を行った。ミネソタ州セントポールの３Ｍ社（３Ｍ  Ｃｏ．，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）より入手可能なＡ１６０、３Ｍ  ４９８０−６パッドコンディショナーから焼結層を取り外すことによって、焼結研磨層を作製した。焼結層を取り付けているエポキシが軟化するまで、パッドコンディショナーをホットプレート上で加熱した後、焼結層を取り外した。次に、この焼結層を、エポキシでポリカーボネート基材に取り付けた。
【００５５】
ポリカーボネート工作物から除去される累積材料を測定することによって、この波形パッドコンディショナーの試験を行った。結果を表２に示す。
【００５６】
実施例２Ｂ
実施例２Ｂでは、実施例２Ａの研磨ディスクを、波形ディスクのまわりに６０°回転させ（すなわち割出しを行い）、実施例２Ａと同じ試験を使用して再試験した。回転後、実施例２Ａの波形ディスクの同じ貫通孔、および研磨ディスクの別のねじ孔に３つのねじを取り付けた。これらのねじを使用して、研磨ディスクの基材を、波形ディスクのバッキングプレートの３つのくぼみ部分に引き寄せて接触させた。工作物の累積切削量を測定することによって、この波形パッドコンディショナーの試験を行った。結果を表２に示す。
【００５７】
比較例２
波形表面をなくすために波形プレートを外したことを除けば、実施例２Ａと同じ方法で比較例２を作製した。６個のねじを使用して、研磨層の基材をバッキングプレートに取り付けた。工作物から除去される累積材料量を測定することによって、この平坦なパッドコンディショナーの試験を行った。結果を表２に示す。
【００５８】
【表２】
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【００５９】
表２に示されるように、波形パッドコンディショナーは、平坦なパッドコンディショナーよりも平均切削速度が高かった。
【００６０】
本発明の多数の特徴および利点を、本発明の構造および機能の詳細とともに、上記説明および実施例で説明してきたが、この開示は単に説明的なものであることを理解されたい。添付の特許請求の範囲が表現されている語句の意味することによって完全に示される本発明の原理、ならびにそれらの構造および方法の同等物の範囲内で、波形パッドコンディショナー組立体および使用方法の詳細、特に、形状、大きさ、および配置を変更することができる。たとえば、波形パッドコンディショナーは、三次元研磨物品などの固定研磨物品、および研磨スラリーから作製された従来のラップ材料のコンディショニングに使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】代表的なパッドコンディショナーの斜視図である。
【図２】代表的な波形ディスクの斜視図である。
【図３】研磨ディスクが取り付けられた代表的な波形ディスクの側断面図である。
【図４】２組の位置合わせ孔を有する代表的な研磨ディスクの底面図である。
【図５】累積切削速度対時間を示すグラフである。
【図６】切削速度対使用時間を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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