(57)【要約】ＣＭＰパッドドレッサーおよびその製造方法が開示される。本発明の１つの局面は、樹脂層内での改善された超研削グリットを有する、ＣＭＰパッドドレッサー（２０）を提供する。このＣＭＰパッドは、樹脂層（１４）、超研削グリット（１２）、および金属コーティング層（１６）を備え、この超研削グリットは、各超研削グリット（１２）の突出部分（２６）が樹脂層（１４）から突出するように、樹脂層（１４）に保持されており、そしてこの金属コーティング層は、各超研削グリット（１２）と樹脂層（１４）との間に配置されており、ここで、これらの露出部分（２６）は、実質的に、金属コーティング層（１６）を含まない。金属コーティング層（１６）は、樹脂層（１４）内への超研削グリット（１２）の維持を、金属コーティング層（１６）の非存在下での超研削グリット（１２）と比較して増加させるように働く。
2008526528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固化した樹脂層内に保持される超研削グリットの維持を改善する方法であって、該方法は、
各超研削グリットが、樹脂層から少なくとも部分的に突出する露出部分を含み、該露出部分が金属コーティング層を実質的に含まないように、金属コーティング層を、各超研削グリットの少なくとも一部と該樹脂層との間に配置する工程、
を包含する、方法。
【請求項２】
前記金属コーティング層が、単層である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記金属コーティング層が、合金である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記金属コーティング層が、複数の層を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記金属コーティング層の少なくとも一部が、各超研削グリットに化学的に結合しており、そして該金属コーティング層の少なくとも一部が、前記樹脂層に機械的に結合している、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記金属コーティング層の少なくとも一部が、前記超研削グリット表面に結合した樹脂層と比較して増加した該樹脂層による機械的結合を提供する表面を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記金属コーティング層の少なくとも一部が、粗い表面を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記粗い表面が、尖ったニッケルである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記金属コーティング層が、コバルト、銅、ニッケルであり、これらの合金および混合物が挙げられる、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記超研削グリットが、所定のパターンに従って前記樹脂層内に保持されている、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記金属コーティング層が、コーティングである、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記超研削グリットが、ダイヤモンドである、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記超研削グリットが、ｃＢＮである、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記超研削グリットが、約３０ミクロン〜約２００ミクロンのサイズである、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記超研削グリットが、約１００ミクロン〜約１５０ミクロンのサイズである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
請求項１に記載されるように改善された超研削グリット維持を有する、ＣＭＰパッドドレッサーであって、該ＣＭＰパッドドレッサーは、
樹脂層；
該樹脂層内に保持された超研削グリットであって、各超研削グリットは、該樹脂層から少なくとも部分的に突出する露出部分を備える、超研削グリット；および
各超研削グリットの該露出部分が金属コーティング層を実質的に含まないように、各超研削グリットの少なくとも一部と該樹脂層との間に配置された金属コーティング層であって、該金属コーティング層は、該超研削グリットの維持を、該金属コーティング層の非存在下での超研削グリットと比較して増加させる、金属コーティング層、
を備える、ＣＭＰパッドドレッサー。
【請求項１７】
前記金属コーティング層が、各超研削グリットと樹脂層との界面に実質的に沿って延びている、請求項１６に記載のＣＭＰパッドドレッサー。
【請求項１８】
前記超研削グリットが、実質的に所定の高さまで突出している、請求項１６に記載のＣＭＰパッドドレッサー。
【請求項１９】
前記金属コーティング層が、単層である、請求項１６に記載のＣＭＰパッドドレッサー。
【請求項２０】
前記金属コーティング層が、合金である、請求項１６に記載のＣＭＰパッドドレッサー。
【請求項２１】
前記金属コーティング層が、複数の層を備える、請求項１６に記載のＣＭＰパッドドレッサー。
【請求項２２】
前記金属コーティング層が、コーティングである、請求項１６に記載のＣＭＰパッドドレッサー。
【請求項２３】
前記金属コーティング層の少なくとも一部が、各超研削グリットに化学的に結合しており、そして該金属コーティング層の少なくとも一部が、前記樹脂層に機械的に結合している、請求項１６に記載のＣＭＰパッドドレッサー。
【請求項２４】
前記金属コーティング層の少なくとも一部が、粗い表面を有する、請求項１６に記載のＣＭＰパッドドレッサー。
【請求項２５】
前記粗い表面が、尖ったニッケルである、請求項２４に記載のＣＭＰパッドドレッサー。
【請求項２６】
前記金属コーティング層が、コバルト、銅、ニッケルであり、これらの合金および混合物が挙げられる、請求項１６に記載のＣＭＰパッドドレッサー。
【請求項２７】
前記樹脂層が、アミノ樹脂、アクリレート樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、反応性ウレタン樹脂、フェノール樹脂、フェノール／ラテックス樹脂、エポキシ樹脂、イソシアネート樹脂、イソシアヌレート樹脂、ポリシロキサン樹脂、反応性ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノキシ樹脂、ペリレン樹脂、ポリスルホン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、およびこれらの混合物からなる群より選択されるメンバーを含有する、請求項１６に記載のＣＭＰパッドドレッサー。
【請求項２８】
前記樹脂層が、エポキシ樹脂である、請求項２７に記載のＣＭＰパッドドレッサー。
【請求項２９】
前記樹脂層が、ポリカーボネート樹脂である、請求項２７に記載のＣＭＰパッドドレッサー。
【請求項３０】
前記樹脂層が、ポリイミド樹脂である、請求項２７に記載のＣＭＰパッドドレッサー。
【請求項３１】
前記超研削グリットが、ダイヤモンドである、請求項１６に記載のＣＭＰパッドドレッサー。
【請求項３２】
前記超研削グリットが、ｃＢＮである、請求項１６に記載のＣＭＰパッドドレッサー。
【請求項３３】
前記超研削グリットが、約３０ミクロン〜約２００ミクロンのサイズである、請求項１６に記載のＣＭＰパッドドレッサー。
【請求項３４】
前記超研削グリットが、約１００ミクロン〜約１５０ミクロンのサイズである、請求項３３に記載のＣＭＰパッドドレッサー。
【請求項３５】
請求項１６に記載のＣＭＰパッドドレッサーを作製するための方法であって、該方法は、
各超研削グリットが樹脂層から少なくとも部分的に突出する露出部分を有するように、該超研削グリットを該樹脂層内に配置する工程であって、各超研削グリットの該露出部分が金属コーティング層を実質的に含まないように、該超研削グリットが、該超研削グリットの少なくとも一部と該樹脂層との間に配置された金属コーティング層を備える、工程、
を包含する、方法。
【請求項３６】
前記超研削グリットが、所定のパターンに従って、前記樹脂層内に配置される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記超研削グリットが、本質的に所定の高さまで突出する、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記超研削グリットを樹脂層内に配置する工程が、さらに、
作業表面を有する一時的基材を提供する工程；
該一時的基材の該作業表面にスペーサー層を適用する工程であって、該スペーサー層は、該スペーサー層内に少なくとも部分的に配置された超研削グリットを有し、該超研削グリットは、該一時的基材の該作業表面の反対側で、該スペーサー層から少なくとも部分的に突出している、工程；
少なくとも部分的に未硬化の樹脂材料を、該一時的基材の該作業面の反対側で、該スペーサー層に適用する工程；
該少なくとも部分的に未硬化の樹脂材料を硬化させて、樹脂層を形成する工程；
該一時的基材を該スペーサー層から除去する工程；および
該スペーサー層を該樹脂層から除去する工程、
を包含する、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記スペーサー層を適用する工程が、さらに、
該スペーサー層を、前記一時的基材の前記作業表面に適用する工程；および
超研削グリットを該スペーサー層内に押し付ける工程、
を包含する、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記スペーサー層を適用する工程が、さらに、
超研削グリットを、前記一時的基材の前記作業表面に沿って配置する工程；および
該超研削グリットが前記スペーサー層内に少なくとも部分的に配置されるように、該スペーサー層を該超研削グリット上に押し付ける工程、
を包含する、請求項３８に記載の方法。
【請求項４１】
前記スペーサー層の適用の間に、コーティングされた複数の超研削粒子が実質的に動けないように保持されるように、固定剤を前記一時的基材の前記作業表面に適用する工程をさらに包含する、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記スペーサー層および前記超研削グリットの適用の前に、前記一時的基材の前記作業表面を粗くする工程をさらに包含する、請求項３８に記載の方法。
【請求項４３】
前記超研削グリットを樹脂層内に配置する工程が、さらに、
層として配置された樹脂材料を提供する工程；
超研削グリットを該樹脂材料上に配置する工程；
該超研削グリットを該樹脂材料内に押し付ける工程；および
該樹脂材料を硬化させて樹脂層を形成する工程、
を包含する、請求項３５に記載の方法。
【請求項４４】
前記樹脂材料を硬化させる工程が、さらに、
該樹脂材料が前記超研削グリットの周囲で少なくとも部分的に流動するように、該樹脂材料を加熱する工程；および
該樹脂材料を冷却して、樹脂層を形成する工程、
を包含する、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記樹脂層をエッチングすることによって、前記金属コーティング層を前記露出部分から除去し、該超研削グリットを露出させる工程をさらに包含する、請求項３５に記載の方法。
【請求項４６】
前記超研削グリットの近くで、前記樹脂層の少なくとも一部に強化材料を適用する工程をさらに包含する、請求項３５に記載の方法。
【請求項４７】
前記強化材料が、セラミック粉末である、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記セラミック粉末が、アルミナ、炭化アルミニウム、シリカ、炭化ケイ素、ジルコニア、炭化ジルコニウム、およびこれらの混合物からなる群より選択されるメンバーを含有する、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記セラミック粉末が、炭化ケイ素である、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記セラミック粉末が、炭化アルミニウムである、請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記セラミック粉末が、シリカである、請求項４８に記載の方法。
【請求項５２】
有機金属カップリング剤を前記樹脂層の少なくとも一部に添加する工程をさらに包含する、請求項３５に記載の方法。
【請求項５３】
前記樹脂層が、アミノ樹脂、アクリレート樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、反応性ウレタン樹脂、フェノール樹脂、フェノール／ラテックス樹脂、エポキシ樹脂、イソシアネート樹脂、イソシアヌレート樹脂、ポリシロキサン樹脂、反応性ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノキシ樹脂、ペリレン樹脂、ポリスルホン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、およびこれらの混合物からなる群より選択されるメンバーを含有する、請求項３５に記載の方法。
【請求項５４】
前記樹脂層が、エポキシ樹脂である、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記樹脂層が、ポリカーボネート樹脂である、請求項５３に記載の方法。
【請求項５６】
前記樹脂層が、ポリイミド樹脂である、請求項５３に記載の方法。
【請求項５７】
前記超研削グリットが、ダイヤモンドである、請求項３５に記載の方法。
【請求項５８】
前記超研削グリットが、ｃＢＮである、請求項３５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、一般に、化学機械研磨（ＣＭＰ）パッドのドレッシングまたは調整のためのデバイスおよび方法に関する。従って、本発明は、化学の分野および材料科学の分野を改善する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
多くの産業は、特定の加工片を研磨するために、化学機械研磨（ＣＭＰ）プロセスを利用する。具体的には、コンピュータ製造産業は、セラミック、シリコン、ガラス、石英、および金属のウエハを研磨するために、ＣＭＰプロセスに大いに依存する。このような研磨プロセスは、一般に、ウエハを、耐久性有機基材（例えば、ポリウレタン）から作製された回転パッドに押し当てることを包含する。ウエハ基材を分解し得る化学スラリーと、ウエハ表面を物理的に腐食するように働くある量の研削粒子とが利用される。このスラリーは、回転ＣＭＰパッドに連続的に添加され、そして化学的力と機械的力との二重の力が、このウエハに付与され、このウエハが、所望の様式で研磨される。
【０００３】
達成される研磨の質の特に重要なものは、このパッド全体にわたる研削粒子の分布である。このパッドの頂部は、繊維または小さい細孔によって、これらの粒子を保持し、これらの繊維または細孔は、このパッドのスピン運動によって付与される遠心力に起因してこれらの粒子がこのパッドから振り落とされることを防止するために充分な摩擦力を提供する。従って、このパッドの頂部を可能な限り可撓性に保つこと、これらの繊維を可能な限り直立させて保つこと、および新たに適用される研削粒子を受容し得る充分な開いた細孔が存在することを保証することが、重要である。
【０００４】
しかし、パッドの表面を維持することに関して起こる１つの問題は、加工片、研削スラリー、およびパッドドレッサーから生じる、研磨屑の蓄積である。この蓄積は、このパッドの頂部の「つや出し」または硬化を引き起こし、繊維を押し固め、従って、このパッド表面が、スラリーの研削粒子を保持しにくくする。これらの影響は、このパッドの全体的な研磨性能をかなり低下させる。さらに、多くのパッドにおいて、スラリーを保持するために使用される細孔が詰まり、そしてこのパッドの研磨表面の全体的な荒さが低下し、そして鈍くなる。ＣＭＰパッドドレッサーが、パッド表面を「引っ掻く」かまたは「傷付ける」ことによってこのパッド表面を回復させるために、使用され得る。このプロセスは、ＣＭＰパッドの「ドレッシング」または「調整」として公知である。多くの型のデバイスおよびプロセスが、この目的で使用されている。１つのこのようなデバイスは、金属マトリックス表面に取り付けられた複数の超硬質結晶粒子（例えば、ダイヤモンド粒子）を有するディスクである。
【０００５】
超大規模集積化（ＵＬＳＩ）は、少なくとも１００万個の回路素子を１つの半導体チップ上に配置する技術である。現在のサイズの減少に向かう動きに関してすでに存在する莫大な密度の問題に加えて、ＵＬＳＩは、サイズと材料との両方が、今までよりもさらに繊細になっている。従って、ＣＭＰ産業は、これらの利点を達成する研磨材料および研磨技術を提供することによって応じることを要求されている。例えば、より低いＣＭＰ研磨圧力、スラリー中のより小さいサイズの研削粒子、ならびにウエハを過度に研磨しないサイズおよび性質の研磨パッドが、使用されなければならない。さらに、より小さい研削粒子を受け入れ得る荒さを傷つけ、そしてパッドを過度にドレッシングしないパッドドレッサーが、使用されなければならない。
【０００６】
このようなパッドドレッサーを提供することを試みる際に、多数の問題が存在する。最初に、超研削粒子は、現在公知のドレッシング操作において代表的に使用されているものよりも、かなり小さくなければならない。一般的にいえば、超研削粒子は、非常に小さいので、従来の金属マトリックスは、しばしば、これらの粒子を保持および維持するために適切ではない。さらに、超研削粒子のより小さいサイズは、パッドを均一にドレッシングする目的で、粒子の先端の高さが精密に一様にされなければならないことを意味する。従来のＣＭＰパッドドレッサーは、ドレッシング性能を損なうことなく、５０μｍより大きい粒子先端高さの変動を有し得る。しかし、このような変動は、ＣＭＰパッドをドレッシングすること、および例えば、２０μｍ以下の均一な荒さの深さを達成することが必要とされる場合、ドレッサーを役に立たなくする。
【０００７】
非常小さい超研削粒子を適切に保持することに関する問題に加えて、加熱プロセスの間に金属が歪んで締める傾向は、超研削粒子の先端が狭い許容範囲内に一様にされたＣＭＰパッドドレッサーを得る際に、さらなる問題を引き起こす。他の基材材料（例えば、ポリマー樹脂）が公知であるが、このような材料は、代表的に、超研削粒子を、ＣＭＰパッドドレッシングのために充分な程度まで維持しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
その結果、半導体のサイズの連続的な減少によってＣＭＰ産業に対して求められる要求に適う、ＣＭＰパッドをドレッシングするために適切なＣＭＰパッドドレッサーが、依然として求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（発明の要旨）
従って、本発明は、上に記載されたような繊細な研磨用途のために使用されるＣＭＰパッドを手入れするために適切な、ＣＭＰパッドのドレッサーおよび方法を提供する。１つの局面において、このようなＣＭＰパッドドレッサーは、樹脂層、およびこの樹脂層内に保持された超研削グリットを備え得る。この樹脂層内での超研削粒子の維持は、各超研削グリットの少なくとも一部と樹脂層との間に金属コーティング層を配置することによって、このような金属コーティング層の非存在下での超研削グリットと比較して改善され得ることが、発見された。この超研削グリットの露出部分は、この樹脂層から少なくとも部分的に突出し得、そして実質的に所定の高さまで突出し得る。この金属コーティング層は、各超研削グリットと樹脂層との界面に実質的に沿って延び得、そしてこの超研削グリットの突出部分は、実質的に、この金属コーティング層を含まないことが可能である。さらに、この金属コーティング層は、各超研削グリットの少なくとも一部と化学的に結合し得、そしてこの金属コーティング層は、次に、この樹脂層の少なくとも一部と機械的に結合し得る。
【００１０】
本発明は、さらに、固化した樹脂層内に所定のパターンに従って保持される超研削グリットの維持を改善するための方法を包含する。このような方法は、各超研削グリットが樹脂層から少なくとも部分的に突出する露出部分を備えるように、各超研削グリットの少なくとも一部と樹脂層との間に、金属コーティング層を配置する工程を包含し得る。この露出部分は、この金属コーティング層を実質的に含まないことが可能である。この金属コーティング層は、樹脂層との増加した機械的結合を提供する表面を有し得る。
【００１１】
本発明は、さらに、本明細書中に記載される改善されたグリット維持および性能特徴を有する、ＣＭＰパッドドレッサーを作製する方法を包含する。１つの局面において、このような方法は、各超研削グリットが、樹脂層から少なくとも部分的に突出した露出部分を有するように、超研削グリットを樹脂層内に配置する工程を包含し得る。この超研削グリットは、この超研削グリットの少なくとも一部と樹脂層との間に配置された、金属コーティング層を備え得る。各超研削グリットの露出部分は、この金属コーティング層を実質的に含まないことが可能である。また、この超研削グリットは、これらの超研削グリットが実質的に所定の高さまで突出するように配置され得る。
【００１２】
超研削グリットを所定のパターンに従って配置する目的で、種々の方法が使用され得る。しかし、１つの局面において、この超研削グリットは、作業表面を有する一時的基材を提供し、スペーサー層をこの一時的基材の作業表面に適用することによって、この樹脂層内に配置され得る。超研削グリットは、このスペーサー層内に少なくとも部分的に配置され得、そしてこの一時的基材の作業表面の反対側で、このスペーサー層から少なくとも部分的に突出し得る。少なくとも部分的に未硬化の樹脂材料が、この一時的基材の作業表面の反対側で、このスペーサー層に適用され得、次いで、固化されて、超研削グリットを固定し得る。この一時的基材およびスペーサー層が除去されて、突出する超研削グリットを露出させ得る。
【００１３】
このように、本発明の種々の特徴がかなり広範に概説されたので、以下の発明の詳細な説明は、よりよく理解され得、そして当該分野への現在の寄与が、よりよく理解され得る。本発明の他の特徴は、添付の特許請求の範囲と組み合わせて以下の発明の詳細な説明から明らかになるか、または本発明の実施によってわかり得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（発明の詳細な説明）
（定義）
本発明を記載および特許請求する際に、以下の専門用語が、以下に記載される定義に従って使用される。
【００１５】
単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、その文脈がそうではないことを明白に規定しない限り、複数の言及を含む。従って、例えば、「粒子（ａ  ｐａｒｔｉｃｌｅ）」への言及は、１つ以上のこのような粒子への言及を包含し、そして「樹脂（ｔｈｅ  ｒｅｓｉｎ）」への言及は、１種以上のこのような樹脂への言及を包含する。
【００１６】
本明細書中で使用される場合、「樹脂」とは、有機化合物の半固形物混合物または固形物の複雑な非晶質の混合物をいう。従って、「樹脂層」とは、有機化合物の半固形物混合物の層または固形物の複雑な非晶質混合物の層をいう。好ましくは、樹脂は、１種以上のモノマーの重合から形成される、ポリマーまたはコポリマーである。
【００１７】
本明細書中で使用される場合、「超硬質」および「超研削」は、交換可能に使用され得、そして約４０００Ｋｇ／ｍｍ２以上のビッカース硬度を有する結晶性物質、多結晶物質、またはこのような物質の混合物をいう。このような物質としては、ダイヤモンド、およびキュービック窒化ホウ素（ｃＢＮ）、ならびに当業者に公知である他の物質が挙げられ得るが、これらに限定されない。超研削物質は、非常に不活性であり、従って、化学結合を形成することが困難であるが、特定の反応性元素（例えば、クロムおよびチタン）は、特定の温度において超研削物質と化学反応し得ることが公知である。
【００１８】
本明細書中で使用される場合、「金属コーティング層」および「金属層」は、交換可能に使用され得、そして超研削粒子の少なくとも一部に塗布される、連続的または不連続的な金属コーティングをいう。
【００１９】
本明細書中で使用される場合、「金属性」とは、金属、または２種以上の金属の合金をいう。広範な種々の金属性物質が、当業者に公知であり、例えば、アルミニウム、銅、クロム、鉄、鋼、ステンレス鋼、チタン、タングステン、亜鉛、ジルコニウム、モリブデンなどであり、これらの合金および化合物を包含する。
【００２０】
本明細書中で使用される場合、「粒子」および「グリット」は、交換可能に使用され得、そして超研削物質と組み合わせて使用される場合、このような物質の粒子形態をいう。このような粒子またはグリットは、種々の形態および多数の比メッシュサイズ（ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｍｅｓｈ  ｓｉｚｅ）を採り得、この形態としては、円形、長方形、正方形、固有の形状などが挙げられる。当該分野において公知であるように、「メッシュ」とは、Ｕ．Ｓ．メッシュの場合と同様に、１単位面積あたりの穴の数をいう。
【００２１】
本明細書中で使用される場合、「冶金学的結合」とは、２つ以上の金属の間の結合をいう。このような結合は、単純な機械的ロックであっても、金属の間の結合（例えば、液体金属の相互双晶化およびその固化によって生じる結合）であってもよい。さらに、このような結合は、本質的に化学的であり得、例えば、金属の間に生じる代表的なイオン結合であり得る。
【００２２】
本明細書中で使用される場合、「化学結合」および「化学的に結合する」は、交換可能に使用され得、そして原子の間に、これらの原子の間の界面に二成分のしっかりした化合物を作製するために充分に強い引力を付与する分子結合をいう。本発明に含まれる化学結合は、代表的に、ダイヤモンドの超研削粒子の場合には炭化物であり、そしてキュービック窒化ホウ素の場合には窒化物またはホウ化物である。
【００２３】
本明細書中で使用される場合、「機械的結合」および「機械的に結合する」は、交換可能に使用され得、そして主として摩擦力によって形成される、２つの物体または層の間の界面の結合をいう。いくつかの場合において、結合される物体の間の摩擦力は、これらの物体の間の接触表面積を増加させること、ならびに他の特別な幾何学的形状および物理的構成を与えること（例えば、一方の物体で他方の物体を実質的に囲むこと）によって、増加し得る。
【００２４】
本明細書中で使用される場合、「鑞付け合金（ｂｒａｚｅ  ａｌｌｏｙ）」および「鑞付け合金（ｂｒａｚｉｎｇ  ａｌｌｏｙ）」は、交換可能に使用され得、そして合金と超研削粒子との間での化学結合の形成を可能にするために充分な量の反応性元素を含有する合金をいう。この合金は、反応性元素の溶質を含有する金属キャリア溶媒中の、固溶体であっても、液体溶液であっても、いずれでもよい。さらに、「鑞付けされる」は、超研削粒子と鑞付け合金との間の化学結合の形成をいうために使用され得る。
【００２５】
本明細書中で使用される場合、「コート」、「コーティング」、および「コーティングされた」は、超研削グリットまたは粒子に関して、反応性金属（もしくは反応性金属合金）と密接に接触しており、そして粒子と合金との間に化学結合を含むか、または反応性金属（もしくは反応性金属合金）の液化および固化の際にこのような化学結合を含む、粒子の外側表面の少なくとも一部に沿った領域をいう。いくつかの局面において、このコーティングは、超研削粒子全体を囲むかまたは実質的に囲む層であり得る。このような層は、いくつかの例において、特定の最小の厚さに制限されることが理解されるべきである。さらに、このようなコーティングは、個々のベースで粒子に塗布されても、粒子の群として塗布されてもよいこと、ならびにこのようなコーティングは、超研削粒子を工具に組み込む前になされる、別の工程として行われ得る（例えば、支持マトリックスと組み合わせて特定の工具を形成し得る工具前駆物体を形成する目的）ことが、理解されるべきである。さらに、コーティングされた多数の粒子が、さらなる研削粒子ありまたはなしでのいずれかで、一緒に固められ、そして支持マトリックスに組み込む必要なく、それ自体でまたはひとりでに、工具として使用されることが可能である。
【００２６】
濃度、量、溶解度、および他の数値データは、範囲の形式で本明細書中に提供され得る。このような範囲の形式は、単に簡便さおよび簡潔さの目的で使用されており、そしてその範囲の限度として明示的に記載される数値のみでなく、その範囲内に含まれる個々の数値または部分範囲を、各数値および部分範囲が明示的に記載されているかのように包含するように融通が利くように解釈されるべきであることが、理解される。
【００２７】
例えば、１〜５の濃度範囲は、１および５という明示的に記載された限度のみを包含するのではなく、個々の値（例えば、２、７、３．６、４．２）および部分範囲（例えば、１〜２．５、１．８〜３．２、２．６〜４．９など）もまた包含すると解釈されるべきである。この解釈は、その範囲の広さおよび記載される特徴にかかわらず、適用されるべきであり、そして一方のみの終点を記載する制限のない範囲（例えば、「２５より大きい」または「１０未満」）にもまた適用されるべきである。
【００２８】
（本発明）
本発明は、樹脂ベースのＣＭＰパッドドレッサー（これらの使用方法および製造方法を含む）を提供する。本発明者は、樹脂層内での超研削粒子の保持が、超研削粒子と樹脂層との間に金属コーティング層を配置することにより改善され得ることを見出した。図１は、樹脂層１４に包埋された超研削粒子１２を示す。金属コーティング層１６が、超研削粒子１２と樹脂層１４との間に配置される。金属コーティング層１６は、比較的滑らかかつ不活性な表面の超研削材料（例えば、ダイヤモンド）と比較した場合に、樹脂層１４との改善された機械的結合を提供し得る。１つの局面において、金属コーティング１６は、結合表面１８を有し得、この結合表面は、超研削粒子の表面に直接結合する樹脂層と比較した場合に、樹脂層１４による改善された機械的結合を提供する。金属コーティング層を、結合表面上の比較的粗いきめとともに利用することによって、超研削粒子と金属コーティング層との間の機械的結合は、さらに改善され得る。１つの局面において、維持はまた、超研削グリットを所定のパターンに従って配置することによって、改善され得る。このような配置は、各超研削グリットに、維持を改善するために充分な量の樹脂層材料を割り当て得る。本発明の別の局面において、強化材料１９が、樹脂層の少なくとも一部に添加されて、超研削グリットの維持を増加させ得る。
【００２９】
特定の作業環境において、加工片を金属で汚染することを回避することが、非常に望ましくあり得るか、または非常に重要でさえあり得る。従って、本発明の１つの局面において、超研削粒子をコーティングする金属コーティング層は、樹脂層の表面を実質的に越えては延びない。換言すれば、各超研削グリットの、樹脂層から突出する露出部分は、金属コーティング層を実質的に含まないことが可能であり、これによって、超研削グリットの表面が、金属コーティング層ではなく加工片と接触することを可能にする。この構成は、研磨されているウエハに金属フレークが損傷を与え得るＣＭＰ用途において、特に有用であり得る。
【００３０】
本発明は、特定の金属にも金属の組み合わせにも限定されないことが、留意されるべきである。中間の金属コーティング層を利用することによって、樹脂層内への超研削粒子の維持を改善するという一般的な概念は、一旦本発明を入手すると当業者に明らかである多数のバリエーションを当然包含し、そして本明細書中に含まれるとみなされるべきである。本発明の１つの局面において、金属コーティング層は、超研削粒子上のコーティングであり得る。このコーティングは、単層として達成されても、複数の層の製造によって達成されてもよい。１つの局面において、金属コーティング層は、気体蒸着技術、電気めっき、焼結、鑞付け、または当業者に公知である他の任意の金属コーティング手段を介して、塗布され得る。金属は、純粋な金属、金属複合材料、または金属合金として、提供され得る。多くの型の超研削粒子が、非常に高い温度によって損傷を受け得るので、より低い融点を有する金属合金が、有用であり得る。１つの局面において、金属コーティング層は、超研削粒子の全体を囲むコーティングであり得る。次いで、この金属コーティング層は、超研削グリットの露出部分からエッチングにより除去され得る。別の局面において、金属コーティング層は、連続コーティングではないかもしれず、各超研削グリットと樹脂層との界面に本質的に沿って延び得、従って、樹脂層内での増加した維持を容易にする。本発明のなお別の局面において、金属コーティング層は、複数の金属コーティング層を、本質的に純粋な金属と、金属複合材料と、金属合金との任意の組み合わせで備え得る。
【００３１】
樹脂層内での維持を改善する当業者に公知である任意の金属または金属含有化合物が、本発明の範囲内であるとみなされる。本発明のために有用な金属の例としては、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、およびニッケル（Ｎｉ）（Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂのような、関連する合金および混合物を含み、ここで、Ｐ（リン）およびＢ（ホウ素）は、無電解コーティングのために使用されるような溶液から組み込まれ得る）が挙げられるが、これらに限定されない。金属コーティングはまた、Ｎｉ−ＷおよびＣｏ−Ｍｏの、共沈殿した混合物を含有し得る。１つの局面において、複数のコーティングが使用され得る（例えば、最初にＴｉまたはＣｒまたはＳｉの薄膜（例えば、０．５ミクロン）を真空蒸着によりコーティングし、続いてＮｉ−ＰまたはＮｉ−Ｗ−Ｐを無電解コーティングすることによる）。さらに、内側の炭化物を形成するコーティングが、加熱処理されて、超研削粒子と反応し、化学結合を形成し得、これによって、接着を増加させ得る。別の局面において、同時係属中の、２００２年９月２４日に出願された米国特許出願番号１０／２５４，０５７；および２００３年７月２５日に出願された米国特許出願番号１０／６２７，４４１（これらは、その全体が本明細書中に参考として援用される）に記載されるように、融解した鑞コーティングが使用され得る。また、有機金属カップリング剤が、金属コーティングと樹脂層との結合を増強するために使用され得る。金属コーティング層と樹脂層との間に機械的結合を利用する、本発明の局面において、有用な金属コーティング層は、粗い表面を有し得る。１つのこのような粗い表面の例は、尖ったニッケルである。比較的滑らかな表面を有する金属コーティング層もまた、化学的手段または機械的手段によって、粗くされ得る。
【００３２】
種々の機械的結合および／または化学結合の構成が、樹脂層内での超研削グリットの維持を改善し得ることが、企図される。しかし、類似の機構が、樹脂層／金属界面と、金属／超研削グリット界面とに作用する必要はない。例えば、金属コーティング層は、超研削グリットと、主として化学結合を介して結合し得、そして樹脂層と、主として機械的結合によって結合し得る。他の局面において、化学結合は、金属コーティング層を、超研削グリットと樹脂層との両方に結合させる際に、主要な役割を果たし得る。本明細書中に記載されるように、金属コーティング層は、樹脂層内での超研削グリットの維持を改善するために利用され得る。１つの局面において、尖ったニッケルが、樹脂層の少なくとも一部との強力な機械的結合を作製するために利用され得る。チタン、タングステン、クロム、または他の任意の有用な金属の中間層が、尖ったニッケルの電気めっきの前に、超研削粒子上に堆積させられ得る。この中間層は、超研削粒子の少なくとも一部と化学結合し得、そして尖ったニッケルの層の少なくとも一部と冶金学的に結合し得、これによって、樹脂層内での超研削粒子の維持を改善する。
【００３３】
金属鑞付け合金を、一次金属コーティング層または中間金属コーティング層のいずれかとして利用する実施形態において、超研削粒子および／または任意のさらなる金属コーティングとの望ましい結合を達成する目的で、多数の反応性元素が、この金属鑞付け合金に含有され得る。金属キャリアと合金化され得る広範な種々の反応性元素が、当業者に公知であり、そして特定の反応性元素の選択は、種々の要因に依存し得る。本発明において使用される鑞付け合金に含めるために適切な反応性元素の例としては、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、クロム（Ｃｒ）、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、およびこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。反応性元素に加えて、本発明に従ってコーティングを形成するために使用される鑞付け合金は、少なくとも１種の金属を、キャリアまたは溶媒として含有し得る。当業者により認識される任意の金属が、このようなキャリアまたは溶媒として使用され得、特に、超研削工具を作製する際に使用するために公知である金属が使用され得る。しかし、限定ではなく例として、本発明の１つの局面において、このような金属としては、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、およびこれらの合金が挙げられ得る。
【００３４】
上で言及されたように、反応性合金を別の金属と合金化することの１つの目的は、この合金が超研削粒子と化学結合する能力を維持しながら、この反応性元素の有効な融点を低下させることである。当該分野において公知であるように、多くの超研削材料（例えば、ダイヤモンド）の熱安定性限界は、約９００℃〜約１２００℃の範囲である。従って、本発明の１つの局面において、反応性金属合金の成分および正確な比は、使用される特定の超研削材料の熱安定性限界以内またはそれ未満の融点を有する合金を提供するように、選択され得る。実際には、溶媒金属は、両方の元素の融点を低下させ、そして約１２００℃未満の融点を有する金属鑞付け合金を得るために適切な量で、選択され、そして反応性元素と組み合わせられ得る。なお別の局面において、この融点は、約９００℃未満であり得る。さらに、融解した鑞付け合金と実質的に非反応性である金属物質の添加により、超研削粒子の劣化が低下し得、従って、コーティングされた超研削粒子の全体的な強度が増加し得る。工具において使用されるコーティングされた超研削粒子の強度を保存し得る方法のさらなる議論は、同時係属中の、２００２年９月２４日に出願された米国特許出願番号１０／２５４，０５７；２００３年７月２５日に出願された米国特許出願番号１０／６２７，４４１、および２００４年１２月９日に出願された、発明の名称「Ｍｏｌｔｅｎ  Ｂｒａｚｅ−Ｃｏａｔｅｄ  Ｓｕｐｅｒａｂｒａｓｉｖｅ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ａｎｄ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」の出願（代理人事件番号２０３０３．ＣＩＰ２として目録に載せられている）（これらの３件全ては、本明細書中に参考として援用される）に見出され得る。
【００３５】
当業者によって認識されるように、特定の反応性金属および他の特定のキャリア金属の多数の組み合わせが、異なる比または量で合金化されて、超研削粒子に化学結合しかつ適切な融点を有する合金を達成し得る。しかし、１つの局面において、反応性元素の含有量は、この合金の少なくとも約１％であり得る。別の局面において、元素の量は、この合金の少なくとも約５％であり得る。
【００３６】
樹脂層に注目すると、本発明の実施形態において利用される場合に有用である多数の樹脂材料が、当業者に公知であり、そして本発明に含まれることが企図される。この樹脂層は、任意の硬化可能な樹脂材料、または本発明の超研削グリットを維持するために充分な強度を有する樹脂であり得る。比較的堅く、そして歪みがほとんどまたは全くない平坦な表面を維持する樹脂層を使用することが、有利であり得る。このことは、ドレッサーが、非常に小さい超研削粒子を少なくともその内部に組み込むこと、およびこれらの小さい超研削粒子を比較的水平かつ一貫した高さに維持することを可能にする。硬化の方法は、少なくとも柔軟な状態から少なくとも剛性な状態への、樹脂材料の層転移を引き起こす、当業者に公知である任意のプロセスであり得る。硬化は、限定されないが、樹脂材料を、熱、電磁放射線（例えば、紫外放射線、赤外放射線、およびマイクロは放射線）、粒子衝撃（例えば、電子線）の形態のエネルギー、有機触媒、無機触媒に曝露することによってか、または当業者に公知である他の任意の硬化方法によって、行われ得る。本発明の１つの局面において、樹脂層は、熱可塑性材料であり得る。熱可塑性材料は、それぞれ冷却および加熱することによって、可逆的に硬化および軟化し得る。別の局面において、樹脂層は、熱硬化性材料であり得る。熱硬化性材料は、熱可塑性材料のように、可逆的に硬化および軟化し得ない。換言すれば、一旦効果が起こると、このプロセスは、本質的に不可逆的である。
【００３７】
本発明の実施形態において有用であり得る樹脂材料としては、アミノ樹脂（アルキル化尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、およびアルキル化ベンゾグアナミン−ホルムアルデヒド樹脂が挙げられる）；アクリレート樹脂（アクリル酸ビニル、アクリル化エポキシ、アクリル化ウレタン、アクリル化ポリエステル、アクリル化アクリル、アクリル化ポリエーテル、ビニルエーテル、アクリル化油、アクリル化ケイ素、および関連するメタクリレートが挙げられる）；アルキド樹脂（例えば、ウレタンアルキド樹脂）；ポリエステル樹脂；反応性ウレタン樹脂；フェノール樹脂（例えば、レゾールおよびノボラック樹脂）；フェノール／ラテックス樹脂；エポキシ樹脂（例えば、ビスフェノールエポキシ樹脂）；イソシアネート樹脂；イソシアヌレート樹脂；ポリシロキサン樹脂（アルキルアルコキシシラン樹脂が挙げられる）；反応性ビニル樹脂；Ｂａｋｅｌｉｔｅの商標で販売されている樹脂（ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノキシ樹脂、ペリレン樹脂、ポリスルホン樹脂、エチレンコポリマー樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、アクリル樹脂、およびビニル樹脂が挙げられる）；アクリル樹脂；ポリカーボネート樹脂；ならびにこれらの混合物および組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。本発明の１つの局面において、この樹脂は、エポキシ樹脂であり得る。別の局面において、この樹脂材料は、ポリイミド樹脂であり得る。なお別の局面において、この樹脂材料は、ポリカーボネート樹脂であり得る。なお別の局面において、この樹脂材料は、ポリウレタン樹脂であり得る。
【００３８】
多くの添加剤が、この樹脂材料の使用を容易にするために、この樹脂材料に含有され得る。例えば、さらなる架橋剤および充填剤が、樹脂層の硬化後の特徴を改善するために使用され得る。さらに、溶媒が、未硬化状態の樹脂材料の特徴を変化させるために利用され得る。１つの局面において、金属コーティング層の樹脂層への結合は、この樹脂層の少なくとも一部に有機金属化合物を含有させることによって、容易になり得る。
【００３９】
本発明の局面において使用される超研削粒子は、種々の特殊な型のダイヤモンド（例えば、多結晶ダイヤモンド）およびキュービック窒化ホウ素（例えば、多結晶ｃＢＮ）から選択され得る。反応性物質（例えば、本明細書中に記載される物質）と化学結合し得る超研削材料を選択することが、有用であり得る。さらに、これらの粒子は、これらの粒子が組み込まれると予測される工具のための特別な目的に適合するために必要とされるように、多数の異なる形状を採り得る。しかし、１つの局面において、この超研削粒子は、ダイヤモンドであり得、天然ダイヤモンド、合成ダイヤモンド、および多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）が挙げられる。なお別の局面において、この超研削粒子は、単結晶または多結晶のいずれかの、キュービック窒化ホウ素（ｃＢＮ）であり得る。なお別の局面において、この超研削粒子は、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、およびＷＣからなる群より選択されるメンバーであり得る。
【００４０】
本発明の局面の多数の用途は、本開示を入手すると、当業者に明らかである。コーティングされた超研削粒子は、種々の形状およびサイズの工具（一次元工具、二次元工具、および三次元工具が挙げられる）内に配置され得る。工具は、１層または多層のコーティングされた超研削粒子を組み込み得る。１層のコーティングされた超研削粒子を樹脂マトリックス内に組み込む工具の１つの例は、ＣＭＰパッドドレッサーである。
【００４１】
本明細書中に記載されるように、従来の金属マトリックスＣＭＰパッドドレッサーは、非常に小さい超研削粒子を結合するために適切ではない。本発明の範囲は、ＣＭＰパッドをドレッシングする際に有用であると考えられる全てのサイズの超研削粒子を包含することが意図される。しかし、本発明の局面は、特に、粒子が露出されてあるパターンで配置されている金属工具において使用するために以前には不可能であったサイズの超研削粒子の、ＣＭＰパッドドレッサー内への維持を可能にする。１つの局面において、超研削粒子は、約３０ミクロン〜約２００ミクロンの範囲のサイズであり得る。別の局面において、超研削粒子は、約１００ミクロン〜約１５０ミクロンの範囲のサイズであり得る。
【００４２】
本発明の実施形態はまた、本明細書中に記載されるような、改善された超研削グリットの維持を有するＣＭＰパッドドレッサーを提供する。図２を参照すると、ＣＭＰパッドドレッサー２０は、樹脂層１４、所定のパターンに従って樹脂層１４内に保持された超研削グリット１２、および各超研削グリット１２と樹脂層１４との間に配置された金属コーティング層１６を備え得る。本明細書中に記載されるように、金属コーティング層１６は、この金属コーティング層が存在しない超研削グリットと比較される場合に、樹脂層１４内での超研削グリット１２の維持を増加させる。１つの局面において、樹脂層１４は、支持基材２２に結合され得る。
【００４３】
ＣＭＰパッドドレッサー２０がＣＭＰパッドを調整する目的で、超研削グリット１２は、樹脂層１４から少なくとも部分的に突出する。この突出する超研削グリット１２は、ＣＭＰパッドを、本質的にこの突出の距離である深さまで研削する。本発明の１つの局面において、超研削グリットは、所定の高さまで突出し得る。各超研削グリットの高さは、本質的に同じであり得るか、またはこれらの高さは、ドレッサーの特定の用途に依存して変動し得る。例えば、ＣＭＰパッドドレッサーの中心近くの超研削グリットは、このドレッサーの周囲近くの超研削グリットよりも大きい高さまで突出し得る。
【００４４】
ＣＭＰパッドドレッサーの調整作用は、突出する超研削グリット１２が少なくとも部分的に露出している（すなわち、金属コーティング層１６を含まない）場合に、増強され得る。本発明の１つの局面において、各超研削グリット１２の突出表面領域２６の少なくとも一部は、金属コーティング層を本質的に含まないことが可能である。別の局面において、各超研削グリット１２の突出する表面領域２６の実質的に全てが、金属コーティング層１６を実質的に含まないことが可能である。金属コーティング層１６は、当業者に公知である任意の手段（研磨、バフでの磨き、酸エッチング、サンドブラストなどが挙げられる）によって、突出する表面領域２６から除去され得る。
【００４５】
本発明の実施形態に従ってＣＭＰパッドドレッサーを作製するための種々の方法が、当業者によって企図され得る。一般に、ＣＭＰパッドドレッサーを作製するための方法は、超研削グリットが樹脂層から少なくとも部分的に突出するように、超研削グリットを樹脂層内に所定のパターンに従って配置する工程を包含する。本明細書中に記載されるように、超研削グリットは、超研削グリットと樹脂層との間に少なくとも部分的に配置された金属コーティング層でコーティングされて、維持を改善する。本発明の１つの局面において、強化材料が、樹脂材料を硬化させる前に、樹脂層の少なくとも一部に、超研削グリットの近くに適用され得る。この強化材料は、樹脂層を酸から保護し得、そして磨耗耐性を提供し得る。１つの局面において、この強化材料は、セラミック粉末である。このセラミック粉末は、当業者に公知である任意のセラミック粉末であり得、アルミナ、炭化アルミニウム、シリカ、炭化ケイ素、ジルコニア、炭化ジルコニウム、およびこれらの混合物が挙げられる。１つの局面において、このセラミック粉末は、炭化ケイ素である。別の局面において、このセラミック粉末は、炭化アルミニウムである。なお別の局面において、このセラミック粉末は、シリカである。
【００４６】
所定のパターンに従って超研削グリットを配置する工程は、基材に接着剤のスポットを適用することによってか、これらの粒子を受容するためにくぼみをこの基材に作製することによってか、または当業者に公知である他の任意の手段によって、達成され得る。さらなる方法は、米国特許第６，０３９，６４１号および同第５，３８０，３９０号（これらは、本明細書中に参考として援用される）に見出され得る。
【００４７】
種々の逆キャスティング（ｒｅｖｅｒｓｅ  ｃａｓｔｉｎｇ）方法が、本発明のＣＭＰパッドドレッサーを製造するために利用され得る。図３に示されるように、スペーサー層３６が、一時的基材３４の作業表面３２に適用され得る。スペーサー層３６は、その内部に少なくとも部分的に配置された、金属コーティングされた超研削グリット３８を有し、これらのグリットは、一時的基材３４の作業表面３２の反対側で、スペーサー層３６から少なくとも部分的に突出する。超研削グリットが所定の高さだけ突出するように、金属コーティングされた超研削グリットをスペーサー層に配置する任意の方法が、本発明において利用され得る。１つの局面において、図４に示されるように、スペーサー層３６は、一時的基材３４の作業表面３２上に配置される。必要に応じて、固定剤が、作業表面３２に適用されて、一時的基材３４へのスペーサー層３６の付着を容易にし得る。超研削グリット３８は、作業表面３２の反対側で、スペーサー層３６の片面に沿って配置される。必要に応じて、固定剤が、スペーサー層３６に適用されて、超研削グリット３８をスペーサー層３６に沿って本質的に動かないように保持し得る。スペーサー層のいずれかの表面に使用される固定剤は、当業者に公知である任意の接着剤（例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、パラフィン、フェノール樹脂、蝋エマルジョン、アクリル樹脂、またはこれらの組み合わせであるが、これらに限定されない）であり得る。１つの局面において、この固定剤は、噴霧されるアクリル接着剤である。
【００４８】
プレス機４２が、図３に示されるように、超研削グリット３８をスペーサー層３２内に配置する目的で、超研削グリット３８に力を付与するために利用され得る。プレス機４２は、超研削グリット３８に力を付与し得る当業者に公知である任意の材料から作製され得る。例としては、金属、木材、プラスチック、ゴム、ポリマー、ガラス、複合材料、セラミック、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。用途に依存して、より柔軟な材料が、より硬い材料よりも優れた利点を提供し得る。例えば、不均一なサイズの超研削粒子が使用される場合、硬いプレス機は、最も大きい超研削粒子のみを、スペーサー層３６を通して作業表面３２まで押し得る。本発明の１つの局面において、プレス機４２は、多孔性ゴムから構成される。より柔軟な材料（例えば、硬質ゴム）から構成されるプレス機４２は、超研削グリット３８の形状にわずかに一致し得、従って、より大きい超研削粒子と同様により小さい超研削粒子を、スペーサー層３６を通して作業表面３２へとより効果的に押し得る。
【００４９】
スペーサー層は、比較的均一な厚さを有する、柔軟な、変形可能な任意の材料から形成され得る。有用な材料の例としては、ゴム、プラスチック、蝋、黒鉛、粘土、テープ、グラフォイル（ｇｒａｆｏｉｌ）、金属、粉末およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。１つの局面において、このスペーサー層は、金属または他の粉末および結合剤を含有する、ロール状のシートであり得る。例えば、この金属は、ステンレス鋼粉末およびポリエチレングリコール結合剤であり得る。当業者に周知である種々の結合剤が利用され得、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、パラフィン、フェノール樹脂、蝋エマルジョン、アクリル樹脂、およびこれらの組み合わせであるが、これらに限定されない。
【００５０】
図５に示される別の局面において、金属コーティングされた超研削グリット３８は、一時的基材３４の作業表面３２に沿って配置され得る。必要に応じて、接着剤が、作業表面３２に塗布されて、超研削グリット３８を、一時的基材３４に沿って、実質的に動かないように保持し得る。次いで、スペーサー層３６が、作業表面３２に適用され得、その結果、超研削グリット３８は、図３に示されるように、このスペーサー層内に配置される。プレス機４２が、スペーサー層３６を作業表面３２および超研削グリット３８とより効果的に結び付けるために、利用され得る。
【００５１】
ここで図６を参照すると、少なくとも部分的に未硬化である樹脂材料６２が、一時的基材４３の作業表面３２の反対側で、スペーサー層３６に塗布され得る。鋳型６６は、製造の間、未硬化樹脂材料６２を収容するために利用され得る。樹脂材料６２を硬化させる際に、樹脂層６４が形成され、各超研削粒子３８の少なくとも一部に結合する。永続的基材６８は、樹脂層６４に結合されて、ＣＭＰパッドをドレッシングする際の使用を容易にし得る。１つの局面において、永続的基材６８は、適切な固定剤によって、樹脂層６４に結合され得る。この結合は、永続的基材６８と樹脂層６４との間の接触表面を粗くすることによって、容易にされ得る。別の局面において、永続的基材６８は、樹脂材料６２と結び付けられ得、従って、硬化の結果として、樹脂送６４に結合される。引き続いて、鋳型６６および一時的基材３４は、ＣＭＰパッドドレッサーから除去され得る。
【００５２】
図７に示されるように、スペーサー層は、樹脂層６４から除去されている。これは、剥離、研磨、サンドブラスト、掻き取り、擦り、研削などによって、達成され得る。金属コーティング層７２の、超研削グリット３８の突出端部７４上に位置する部分は、酸エッチング、研磨、サンドブラスト、または当業者に公知である他の任意のプロセスによって、除去され得る。樹脂層６４からの超研削グリット３８の突出距離は、除去されたばかりのスペーサー層の厚さとおよそ等しい。樹脂層６４は、酸エッチングされて、超研削グリット３８をさらに露出させ得る。
【００５３】
超研削グリットをスペーサー層内に配置する種々の方法の間の１つの区別は、スペーサー層の除去の際に見られ得る。超研削グリットがスペーサー層内に押し込まれる局面において、超研削粒子に近く接近しているスペーサー層の材料は、一時的基材の作業表面のほうにわずかに撓む。換言すれば、個々の超研削粒子を囲むスペーサー層の材料は、これらの超研削粒子がこのスペーサー層内に押し込まれることに起因して、作業表面の反対側の面がわずかに凹状であり得る。この凹状のくぼみは、ドレッサーの製造の間、樹脂材料で満たされ、従って、この樹脂材料は、一旦、この樹脂層が硬化すると、超研削粒子の面に這い上がる。スペーサー層が超研削グリット上に押し付けられる局面については、逆のことが事実である。これらの場合において、超研削粒子に近く接近しているスペーサー層の材料は、一時的基材の作業表面から離れるようにわずかに撓む。換言すれば、個々の超研削粒子を囲んでいるスペーサー層の材料は、このスペーサー層が超研削粒子の周りで力を加えられることに起因して、作業表面の反対側の面がわずかに凸状であり得る。この凸状の突出は、各超研削粒子を囲んでいる樹脂層の、わずかな凹状の凹みを引き起こし得る。このわずかな凹状の凹みは、維持を低下させ得、その結果、超研削グリットが尚早に樹脂層から引き抜かれる。これらの局面について、維持を改善する種々の方法が、当業者によって使用され得る。例えば、スペーサー層は、樹脂層の硬化前に、超研削粒子を囲んでいるスペーサー層のわずかに凸状の突出を減少させるために、加熱され得る。また、さらなる樹脂材料が、超研削粒子を囲む樹脂層のわずかな凹状の凹みに適用され得る。
【００５４】
一時的基材は、樹脂層を支持し得、そして本明細書中に記載されるようなプレス機の力に耐え植える、任意の材料から作製され得る。例示的な材料としては、ガラス、金属、木材、セラミック、ポリマー、ゴム、プラスチックなどが挙げられる。図３に戻って参照すると、維持的基材３４は、作業表面３２を有し、この作業表面上に、スペーサー層３６が適用される。作業表面３２は、水平、傾斜付き、平坦、湾曲、またはＣＭＰパッドドレッサーの製造において有用な他の任意の形状であり得る。作業表面３２は、超研削グリット３８の配向を改善するために、粗くされ得る。超研削粒子が非常に滑らかな一時的基材上に押し付けられる場合、超研削粒子の平坦な表面は、一時的基材に対して平行に整列しやすい。この状況において、スペーサー層が除去される場合、超研削粒子の表面は、樹脂層から突出する。一時的基材の表面を粗くすることによって、くぼみおよび谷が作製され、これは、個々の超研削粒子の先端が樹脂層から突出するように、超研削グリットを整列させることを補助し得る。
【００５５】
本発明の代替の局面は、樹脂層内に超研削グリットを配置する方法を包含する。この方法は、層として配置された樹脂材料を提供する工程、超研削グリットをこの樹脂材料上に配置する工程、この超研削グリットをこの樹脂材料内に押し付ける工程、およびこの樹脂材料を硬化させて樹脂層を形成する工程を包含し得る。図８は、永続的基材８２を示し、この基材の上に、樹脂材料の層８４が適用される。金属コーティングされた超研削グリット８６は、樹脂材料の層８４の表面に沿って配置される。固定剤が、超研削グリット８６を樹脂材料の層８４に少なくとも部分的に固定するために、利用され得る。超研削グリット８６は、所定のパターンに従って、当業者に公知である任意の手段によって、配置され得る。図８は、テンプレート８８によって配置された超研削粒子を示す。
【００５６】
図９を参照すると、プレス機９２が、超研削グリット８６を少なくとも部分的に樹脂材料の層８４の内部に配置するために、利用され得る。１つの局面において、超研削グリット８６は、樹脂材料の層８４の上方に、所定の高さだけ突出する。引き続いて、樹脂材料の層８４は硬化されて、固化した樹脂層を形成する。１つの局面において、この樹脂層は、熱可塑性樹脂である。この場合、この熱可塑性物質は、超研削グリット８６を受容するために、加熱することによって軟化され得、そして引き続いて、冷却されて、この熱可塑性物質を固化した樹脂層に硬化させる。樹脂材料の層８４は、当業者に公知である任意の樹脂材料であり得るが、ただし、未硬化の樹脂材料は、硬化前に超研削グリットを支持するために充分に粘性であるか、または超研削グリットのための別の形態の物理的支持が提供される。本明細書中に記載されるように、樹脂材料の層８４の硬化の際に、金属コーティングの少なくとも一部が、突出する超研削グリット８６の少なくとも一部から除去され得る。
【００５７】
以下の実施例は、本発明のコーティングされた超研削粒子および工具を作製するための、種々の方法を提供する。このような実施例は、例示のみであり、そしてこれらの実施例によって本発明に対する限定を意味しない。
【実施例】
【００５８】
（実施例１）
約６５ミクロンの平均サイズを有するダイヤモンドグリットを、無電解プロセス（次リン酸塩還元剤を用いる）によって、ニッケルでコーティングし、約１３０ミクロンの尖った外側を形成する。このコーティングされたダイヤモンドグリットを、テンプレートを用いて配置し、直径１００ｍｍ、厚さ１０ｍｍの平坦な基板上に固着させる。このコーティングされたダイヤモンドグリットは、５００ミクロンのダイヤモンド間のピッチを有するグリットパターンを形成する。この板を、鋼の鋳型の底部に置き、そしてポリイミド樹脂粉末で覆う。引き続いて、このアセンブリ全体を５０ＭＰａの圧力まで、３５０℃で１０分間プレスする。ポリイミドで強化したプレートは、厚さが７ｍｍであり、ニッケルでコーティングされたダイヤモンドグリットが、片面にグリットを形成している。炭化ケイ素グリットを有する従来の研磨ホイールを使用して、この表面を研磨し、ニッケルでコーティングされたダイヤモンドを、約６０ミクロン露出させる。引き続いて、王水溶液を使用して、ポリイミド樹脂表面より上に露出している残留ニッケルを溶解する。最終製品は、ダイヤモンドが露出したパッドコンディショナーである。このダイヤモンドは、尖ったニッケルコーティング内にしっかりと包埋され、次にこれは、ポリイミドによって堅固に結合される。
【００５９】
（実施例２）
実施例１と同じ手順に従うが、フェノール樹脂を、ポリイミド樹脂の代わりに使用し、そして形成温度を２００℃に低下させる。
【００６０】
（実施例３）
実施例１と同じ手順に従うが、基板を、約６０ミクロンの厚さの粘土の層で予めコーティングする。ホットプレス後、この粘土を掻き取って除去し、ニッケルでコーティングされたダイヤモンドを露出させて、ポリイミド樹脂層から突出させる。次いで、このニッケルを酸でエッチングすることにより、このダイヤモンドを露出させる。
【００６１】
（実施例４）
実施例１と同じ手順に従うが、ダイヤモンドを、０．５ミクロンのチタンで予めコーティングし、そして７００℃で３０分間加熱処理して、ＴｉＣを界面に形成し、ニッケルでのコーティング後の結合強度を増加させる。
【００６２】
（実施例５）
実施例１と同じ手順に従うが、プレスしたポリイミド樹脂のディスクは、１ｍｍの厚さであり、そして４２０ステンレス鋼のバッキングに接着して、パッドコンディショナーを形成する。
【００６３】
（実施例６）
約６５ミクロンのサイズのダイヤモンドグリットを、尖ったニッケルでコーティングして、約１３０ミクロンの平均サイズに達せさせる。このコーティングしたグリットを、エポキシ結合剤と混合して、スラリーを形成する。このスラリーを、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート上に広げる。刃を使用して、このスラリーを薄く延ばし、このスラリーが１層のコーティングされたダイヤモンドを含むようにする。次いで、このエポキシを、ＵＶ光で硬化させて、硬くする。引き続いて、円形のディスクを、このエポキシシートから打ち抜く。これらのディスクを、アクリルを用いて、ステンレス鋼の基材上に接着する（ダイヤモンドが接着剤ではない方に面する）。細かいサンドペーパーを使用して、露出した表面を研磨し、そしてニッケルコーティングのおよそ半分の高さが露出するまでエポキシを除去する。王水溶液を使用して、露出したニッケルをエッチングにより除去し、これによって、ダイヤモンドを露出させる。最終製品は、ダイヤモンドグリットがエポキシマトリックス内にしっかりと包埋されたパッドコンディショナーである。
【００６４】
（実施例７）
約６５ミクロンのサイズのダイヤモンドグリットを、尖ったニッケルでコーティングして、約１３０ミクロンの平均サイズに達せさせる。次いで、このニッケルでコーティングしたダイヤモンドグリットを、テンプレートによって、ＰＥＴシート上に配置する。引き続いて、エポキシ樹脂を配置して、このグリットの単層を覆う。硬化後、このＰＥＴシートを打ち抜いて、ディスクを形成する。次いで、これらのディスクをステンレス鋼基材に接着し、次いでその上面をやすりで磨き、そして酸によりエッチングする。
【００６５】
もちろん、上記配置は、本発明の原理の応用のほんの例示であることが、理解されるべきである。多数の改変および代替の配置が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者によって工夫され得、そして添付の特許請求の範囲は、このような改変および配置を網羅することが意図される。従って、本発明は、本発明の最も実用的な好ましい実施形態であると現在みなされるものに関して、特別に詳細に上で記載されたが、多数の改変（サイズ、材料、形状、形態、機能、ならびに操作の様式、組み立ての様式および使用の様式の変更が挙げられるが、これらに限定されない）が、本明細書中に記載される原理および概念から逸脱することなくなされ得ることが、当業者に明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、本発明の１つの実施形態に従う、樹脂層に包埋された超研削粒子の断面図である。
【図２】図２は、本発明の１つの実施形態に従って作製された、ＣＭＰパッドドレッサーの断面図である。
【図３】図３は、本発明の１つの実施形態に従う、一時的基材上に配置された、金属をコーティングされた超研削粒子の断面図である。
【図４】図４は、本発明の１つの実施形態に従う、一時的基材上に配置された、金属をコーティングされた超研削粒子の断面図である。
【図５】図５は、本発明の１つの実施形態に従う、一時的基材上に配置された、金属をコーティングされた超研削粒子の断面図である。
【図６】図６は、本発明の１つの実施形態に従う、樹脂層内に配置された、金属をコーティングされた超研削粒子の断面図である。
【図７】図７は、本発明の１つの実施形態に従う、ＣＭＰパッドドレッサーの断面図である。
【図８】図８は、本発明の１つの実施形態に従う、樹脂材料の層に沿って配置された、金属をコーティングされた超研削粒子の断面図である。
【図９】図９は、本発明の１つの実施形態に従う、樹脂材料の層内に押し付けられた、金属をコーティングされた超研削粒子の断面図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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