(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学機械平坦化（ＣＭＰ）コンディショニング・セグメントにおいて、
基材であって、おもて面および前記おもて面と一体である複数の長尺状の突起を有し、前記複数の長尺状の突起のそれぞれは、前記おもて面と実質的に平行な長軸を形成し、前記複数の長尺状の突起のそれぞれは、前記長軸の方向に延びる１つ以上の稜線を含み、前記複数の長尺状の突起は、前記おもて面に対して垂直であるおもて方向に突出している、基材を備え、
前記複数の長尺状の突起のそれぞれの前記長軸は、前記基材のスイープ方向に対する２つ以上の角度のうちの１つを形成し、
前記複数の長尺状の突起は、複数のクラスタにグループ分けされ、前記複数のクラスタのそれぞれは、前記複数の長尺状の突起のうち所定のパターンを形成する２つ以上の長尺状の突起を含む、
ＣＭＰコンディショニング・セグメント。
【請求項２】
前記複数の長尺状の突起のうちの少なくとも一部の突起について、前記１つ以上の稜線のうちの１つの稜線は、複数の上位稜線のうちの１つの上位稜線である、請求項１に記載のＣＭＰコンディショニング・セグメント。
【請求項３】
前記複数の上位稜線のうちの所定の第１のサブセットは、第１の位置決め平面に対し第１の分散内にある先端を備え、
前記複数の上位稜線のうちの所定の第２のサブセットは、第２の位置決め平面に対し第２の分散内にある先端を備える、
請求項２に記載のＣＭＰコンディショニング・セグメント。
【請求項４】
前記第１の位置決め平面は、前記第２の位置決め平面からおもて方向にずれを有する、請求項３に記載のＣＭＰコンディショニング・セグメント。
【請求項５】
前記複数の長尺状の突起のうちの少なくとも一部の突起について、前記１つ以上の稜線は、共平面を画定する稜線のうちの２つの稜線を含む、請求項１に記載のＣＭＰコンディショニング・セグメント。
【請求項６】
共平面を画定する稜線のうちの前記２つの稜線の間に長尺状のメサが形成される、請求項５に記載のＣＭＰコンディショニング・セグメント。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のＣＭＰコンディショニング・セグメントを製作する方法であって、
前記基材を提供する提供工程と、
角柱形の幾何形状の輪郭に従って前記複数の長尺状の突起を形成する形成工程であって、前記複数の長尺状の突起は、複数のクラスタにグループ分けされ、前記複数のクラスタのそれぞれは、前記複数の長尺状の突起のうち所定のパターンを形成する２つ以上の長尺状の突起を含む、形成工程と
を備える方法。
【請求項８】
前記形成工程後に前記長尺状の突起に対してコーティングを施す工程をさらに備える、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、半導体製造機器を対象とする。より詳細には、本開示は、半導体の製造で使用される研磨パッドの清浄化用のコンディショニング・デバイスを対象とする。
【背景技術】
【０００２】
化学機械平坦化（ＣＭＰ）は、半導体の製造で広範に使用される。ＣＭＰ処理中、研磨パッド、研磨スラリ、および任意選択で化学試薬の作用によって、ウェーハ基板から材料が除去される。時間とともに、研磨パッドはＣＭＰ処理からの残渣で詰まって鈍くなる。定期的に、研磨パッドは、パッド・コンディショナを使用して再びコンディショニングされる。パッド・コンディショナは、研磨パッド表面を研削するとともに、研磨パッドの表面上で気孔を開放して凹凸を作る。パッド・コンディショナの機能は、ＣＭＰ処理における除去速度を維持することである。
【０００３】
ＣＭＰは、半導体および記憶装置の製造における主要な生産コストである。これらのＣＭＰコストは、研磨パッド、研磨スラリ、パッド・コンディショニング・ディスク、ならびに平坦化および研磨動作中に損耗する様々なＣＭＰ部品と関連付けられるものを含む。ＣＭＰ処理に対する追加のコストは、研磨パッドを交換するための工具のダウンタイムとＣＭＰ研磨パッドを較正し直すための試験ウェーハのコストとを含む。
【０００４】
典型的な研磨パッドは、独立気泡ポリウレタン・フォームを備える。パッド・コンディショニング中、パッドは、パッド表面の気泡層を物理的に切削するために機械研削を受ける。研磨パッドの露出されている表面は、ＣＭＰ処理中にウェーハから除去された使用済みの研磨スラリおよび材料などの残渣を閉じ込める開放気泡を含む。その後の各パッド・コンディショニング工程では、パッド・コンディショナは、埋め込まれている材料を含む気泡の外層を除去し、外層の下の層の除去を最小化する。研磨パッドを過剰にテキスチャリングすると、寿命が短くなるが、テキスチャリングが不足すると、ＣＭＰ工程中に材料除去速度が不十分になり、ウェーハ均一性が損なわれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
研磨パッドから材料を過度に除去することなく、より良好な制御されたパッド切削速度のために残渣の除去を向上させる、改善されたＣＭＰパッド・テキスチャリング性能を有するＣＭＰパッド・コンディショナが引き続き必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の様々な実施形態は、ＣＭＰパッド・コンディショナが研磨パッドと係合するときに研磨パッドのコンディショニングされる表面を様々なスイープ角度で加工するための１つ以上の稜線を形成する、複数の長尺状の突起を含む。突起の長尺状の幾何形状のため、研磨パッドのコンディショニングされる面を様々な態様で曲げる傾向にある様々なスイープ角度が提示される。本発明者らは、コンディショニングされる面をそのように様々に操作することによって、コンディショナ・アセンブリの切削速度が高まるとともにＣＭＰ処理から残留している研磨パッドの気孔内の残渣の除去が向上し、研磨パッドの気孔がより良好に開放され、ＣＭＰ処理における除去速度がより良好に維持されることを見出した。配置され記載される長尺状の突起は、ＣＭＰパッド・コンディショナの切削速度（たとえば、μｍ／時）を典型的な角錐突起よりも２５％程度改善したことが観察された。
【０００７】
長尺状の突起に伴う長尺状のエッジの幾何形状は、尖った（たとえば、「角錐」）突起
より強固な突起であるという追加の利益を提供することが可能である。すなわち、長尺状のエッジにわたって作用することによって、動作の応力は、尖った構成を有する場合より大きいせん断面積にわたって伝達され、それによって強度を高め、ＣＭＰパッド・コンディショナからの望ましくない残渣を研磨パッドに散らばらせる可能性のある故障をより少なくする。
【０００８】
いくつかの実施形態では、長尺状の突起は、多孔質基材から形成される。気孔率は、形成処理において気孔が露出されることによって、固有の粗さを提供する。得られる粗さは、ＣＭＰコンディショニング・パッドの切削速度をさらに向上させる。いくつかの実施形態では、得られる粗さは、粗くされた表面上に超研削砥粒粒子をより良好に捕獲することによって、長尺状の突起へ結合されることが可能である超研削砥粒粒子の付与を強化することが可能である。
【０００９】
いくつかの実施形態では、粗くされた長尺状の突起は、長尺状の突起の高さの分布における固有のばらつきをさらに提供する。高さのばらつきは、異なる高さがコンディショニング中に研磨パッドのコンディショニングされる表面を取り除く程度を変化させるため、研磨パッドのコンディショニングされる表面の加工をさらに向上させることが可能である。いくつかの実施形態では、突起高さのばらつきは、様々な所定のレベルで意図的に標的にされる。すなわち、基材は、２つ以上の異なる平均高さを有するように形成される。
【００１０】
いくつかの実施形態は、概して長尺状の突起および／または基材上で堅く耐久性のあるコーティングを施し、コンディショニング・パッドの耐久性を改善する。
いくつかの従来のＣＭＰパッド・コンディショナは、コンディショナの加工面上にダイヤモンド粒子などの研削砥粒を利用することによって、粗くされた表面を提供する。砥粒は、典型的には、エポキシ中または金属マトリックス材料中に配置される。他のＣＭＰパッド・コンディショナは、スミスら（Ｓｍｉｔｈ  ｅｔ  ａｌ．）による国際特許出願公開第２０１２／１２２１８６号に開示されるように、ＣＭＰパッド・コンディショナの面に対して垂直に突出する粗くされた突起を実装する。さらに他のＣＭＰパッド・コンディショナは、ドーリングら（Ｄｏｅｒｉｎｇ，ｅｔ  ａｌ．）による国際特許出願公開第２０１３／１６６５１６号に開示されるように、粗くされた突起と超研削砥粒との組合せを利用する。これらの従来のＣＭＰパッド・コンディショナも、典型的には、砥粒および／または突起の上にコーティング、たとえばＣＶＤダイヤモンドコーティングを利用する。
【００１１】
おもて面を備える基材を有する化学機械研磨パッド・コンディショナであって、該おもて面と一体化されている（すなわち、一体である）複数の長尺状の突起を有する化学機械研磨パッド・コンディショナによって、改善されたＣＭＰパッド切削速度が実現されることが可能である。複数の長尺状の突起は、おもて面に対して垂直なおもて方向に突出し、複数の長尺状の突起のそれぞれは、長尺状の稜線を形成する。一実施形態では、複数の長尺状の突起は、位置決め平面に対し分散内に複数の長尺状の突起の所定のサブセットを含み、位置決め平面は、おもて面に対して実質的に平行であり、所定のサブセットの長尺状の突起は、互いに対して固定および所定の関係で位置決め平面上に位置する。様々な実施形態では、多結晶ダイヤモンドのコーティングは、少なくとも所定のサブセットの長尺状の稜線を覆う。いくつかの実施形態では、基材は、１０％以上の気孔率を有する。
【００１２】
様々な実施形態では、一群の分散された超研削砥粒粒子は、基材および長尺状の突起上に配置される。一実施形態では、コーティングが、基材、長尺状の突起、および一群の分散された超研削砥粒粒子を覆う。
【００１３】
本開示のＣＭＰパッド・コンディショナの別の変形形態は、複数の長尺状の突起を有するおもて面を有する基材を含む。該複数の長尺状の突起は、おもて面と一体化されて基材
の床部から延びる。該複数の長尺状の突起は、コンディショナのおもて面に対して垂直であるおもて方向に突出し、該複数の長尺状の突起は、反復的な離間したパターンで配置される。様々な実施形態では、長尺状の突起は、基材の床部のレベルから測定される平均高さを有する。いくつかの実施形態では、一群の分散された超研削砥粒粒子は、複数の長尺状の突起を備える基材上に配置されることが可能であり、コーティングが、長尺状の突起を備える基材と一群の分散された超研削砥粒粒子とを覆う。様々な実施形態では、コーティングは、ＣＶＤダイヤモンドコーティングである。
【００１４】
他の実質的に長尺状の突起は、五角柱形の形状、直方柱形の形状、六角柱形の形状などを含むことができる。いくつかの実施形態では、角柱形の形状は、底面またはセグメントの表面から最も遠い長尺状の先端エッジを含む。この長尺状の先端エッジは、突起の第１の側端から突起の第２の側端へ延びる。角柱は、追加の長尺状のエッジ、たとえば五角柱内に見られるものを含むことができる。丸められた角柱横断面の場合、角柱の２つの端部間の最も高い領域が、長尺状の先端エッジと見なされる。
【００１５】
構造上、本開示の様々な実施形態では、化学機械平坦化（ＣＭＰ）コンディショニング・セグメントは、基材を備える。その基材は、おもて面およびおもて面と一体である複数の長尺状の突起を備え、複数の長尺状の突起のそれぞれは、おもて面と実質的に平行な長軸を形成し、複数の長尺状の突起のそれぞれは、長軸の方向に延びる１つ以上の稜線を含み、複数の長尺状の突起は、おもて面に対して垂直であるおもて方向に突出する。複数の長尺状の突起のそれぞれの長軸は、基材のスイープ方向に対する２つ以上の角度のうちの１つを形成する。任意選択で、複数の長尺状の突起は、複数のクラスタにグループ分けされ、複数のクラスタのそれぞれは、複数の長尺状の突起のうち所定のパターンを形成する２つ以上の長尺状の突起を含む。様々な実施形態では、１つ以上の稜線は丸められている。いくつかの実施形態では、複数のクラスタのそれぞれは、所定の場所に位置する。一実施形態では、複数のクラスタのそれぞれは、放射状パターンを形成する。任意選択で、複数のクラスタは、行または行列配置で配置される。
【００１６】
様々な実施形態では、複数の長尺状の突起のうちの少なくとも一部の突起について、１つ以上の稜線のうちの１つの稜線は、複数の上位稜線を形成する上位稜線である。いくつかの実施形態では、該複数の上位稜線のうちの所定の第１のサブセットは、第１の位置決め平面に対し第１の分散内にある先端を備え、該複数の上位稜線のうちの所定の第２のサブセットは、第２の位置決め平面に対し第２の分散内にある先端を備える。第１の位置決め平面は、第２の位置決め平面からおもて方向にずれを有する。様々な実施形態では、ずれの距離は、第１の分散と第２の分散とのうちの少なくとも一方より小さい。いくつかの実施形態では、複数の長尺状の突起のうちの少なくとも一部の突起について、１つ以上の稜線は、共平面である２つの稜線を含む。一実施形態では、共平面である２つの稜線の間に長尺状のメサが形成される。様々な実施形態の基材は、１０％以上７０％以下の範囲内の気孔率を有することが可能である。
【００１７】
本開示の様々な実施形態では、上記のＣＭＰコンディショニング・セグメントを製作する方法は、基材を提供する工程と、角柱形の幾何形状の輪郭に従って複数の長尺状の突起を形成する工程とを備える。一実施形態では、角柱形の幾何形状は、三角柱形の幾何形状である。提供工程において提供される基材は、炭化ケイ素を含むことが可能である。任意選択では、提供工程において提供される基材はグラファイトを含み、方法は、機械加工工程後にグラファイトを炭化ケイ素に変換する工程をさらに備える。様々な実施形態では、形成工程は、ワイヤ放電機械加工、マスク式アブレーション機械加工、ウォータジェット機械加工、光アブレーション機械加工、レーザ機械加工、および従来のミリングのうちの１つを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本開示の一実施形態における、コンディショナを有するウェーハ研磨装置の斜視図。
【図２】本開示の一実施形態における、コンディショニング・セグメントを有するパッド・コンディショナの斜視図。
【図３Ａ】図２のバッキング・プレートへ取り付けるためのコンディショニング・セグメントの図。
【図３Ｂ】図３Ａの図の部分拡大図。
【図３Ｃ】図３Ａおよび図３Ｂの放射状の突起クラスタの平面図。
【図４Ａ】本開示の一実施形態における、代替の放射状の突起クラスタを利用するコンディショニング・セグメントの平面図。
【図４Ｂ】図４Ａの放射状の突起クラスタの平面図。
【図５】本開示の一実施形態における、列状の突起クラスタを利用するコンディショニング・セグメントの平面図。
【図６】本開示の一実施形態における、線形の突起クラスタを利用するコンディショニング・セグメントの平面図。
【図７】本開示の一実施形態における三角柱形突起の等角図。
【図７Ａ】図７の三角柱形突起の正投影図。
【図７Ｂ】図７の三角柱形突起の正投影図。
【図７Ｃ】図７の三角柱形突起の正投影図。
【図８】本開示の一実施形態における五角柱形突起の等角図。
【図８Ａ】図８の五角柱形突起の正投影図。
【図８Ｂ】図８の五角柱形突起の正投影図。
【図８Ｃ】図８の五角柱形突起の正投影図。
【図９】本開示の一実施形態における角錐台状突起の等角図。
【図９Ａ】図９の角錐台状突起の正投影図。
【図９Ｂ】図９の角錐台状突起の正投影図。
【図９Ｃ】図９の角錐台状突起の正投影図。
【図１０】図３Ａおよび図３Ｂの放射状クラスタのレーザ共焦点顕微鏡画像の図。
【図１０Ａ】図１０の長尺状の突起の仮定の横断面の図。
【図１１】本開示の一実施形態における、点在する様々な高さである得られる長尺状の突起の側面断面拡大図。
【図１２Ａ】本開示の実施形態における、超研削粒子を利用し、異なる縦横比を有する長尺状の突起の横断面図。
【図１２Ｂ】本開示の実施形態における、超研削粒子を利用し、異なる縦横比を有する長尺状の突起の横断面図。
【図１２Ｃ】本開示の実施形態における、超研削粒子を利用し、異なる縦横比を有する長尺状の突起の横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１を参照すると、本開示の一実施形態における、化学機械平坦化（ＣＭＰ）処理のパッド・コンディショナ・アセンブリ３２を有するウェーハ研磨装置３０が示されている。示されているウェーハ研磨装置３０は、上面３６を有する回転台３４を備え、上面３６の上に研磨パッド３８（高分子パッドなど）が取り付けられている。研磨パッド３８は、加工面またはコンディショニングされる面４０を備える。ウェーハ基板４４が取り付けられているウェーハ・ヘッド４２は、ウェーハ基板４４が研磨パッド３８の加工面４０と接触するように配置される。一実施形態では、スラリ供給デバイス４６が、研削スラリ４８を研磨パッド３８へ提供する。
【００２０】
動作の際、回転台３４が回転させられ、その結果、研磨パッド３８がウェーハ・ヘッド
４２、パッド・コンディショナ・アセンブリ３２、およびスラリ供給デバイス４６の下で回転させられる。ウェーハ・ヘッド４２は、下向きの力Ｆで研磨パッド３８と接触する。同様に、ウェーハ・ヘッド４２は、線形の前後の動きで回転および／または往復運動させられて、その上に取り付けられたウェーハ基板４４の研磨を強化することが可能である。パッド・コンディショナ・アセンブリ３２もまた、研磨パッド３８と接触する。パッド・コンディショナ・アセンブリ３２は、典型的には回転させられるが、研磨パッド３８の表面にわたって前後に平行移動させられることも可能である。
【００２１】
機能的には、研磨パッド３８は、研磨された仕上げをウェーハ基板４４に対して与えるように制御された態様でウェーハ基板４４から材料を除去する。パッド・コンディショナ・アセンブリ３２の機能は、ＣＭＰ処理からの残渣で一杯になった研磨動作からの残渣を除去すること、および研磨パッド３８の気孔を開放し、それによってＣＭＰ処理における除去速度を維持することである。
【００２２】
図２を参照すると、本開示の実施形態におけるパッド・コンディショナ・アセンブリ３２が示されている。パッド・コンディショナ・アセンブリ３２は、基材の取り付け面５４またはバッキング・プレート５６へ付けられているコンディショニング・セグメント５２を備え、取り付け面５４は、図１の動作中に研磨パッド３８に対して近接する。一実施形態では、セグメント５２は、エポキシなどの接着剤を使用して取り付け面５４へ結合される。各コンディショニング・セグメント５２は、図１の動作中に研磨パッド３８と接触する接触面５８を備える。様々な実施形態では、バッキング・プレート５６の厚さ６２は、包括的に０．１２７〜１．２７センチメートル（０．０５〜０．５インチ）の範囲内であり、いくつかの実施形態では、厚さ６２は、包括的に０．１２７〜０．３８１センチメートル（０．０５〜０．１５インチ）の範囲内である（本明細書では、「包括的」であるものとして示される範囲は、記載されている範囲の端点値を含む）。
【００２３】
図３Ａ〜３Ｃを参照すると、本開示の一実施形態におけるコンディショニング・セグメント５２ａが提示されている。コンディショニング・セグメント５２ａは、コンディショニング・セグメント５２ａの接触面５８に対して垂直であるおもて方向７２（図２）に突出する複数の長尺状の突起７０を備え、長尺状の突起７０は、コンディショニング・セグメント５２ａと一体である。各長尺状の突起７０は、幅７６および長さ７８を形成する底部７４を含み、長さ７８は、幅７６より大きく、長尺状の突起７０の長軸８０を形成する（図３Ｃ）。各長尺状の突起７０は、長さ７８と実質的に位置合わせされている１つ以上の長尺状の稜線８２をさらに形成する。したがって、各稜線８２は、長軸８０の方向に長尺状である。様々な実施形態では、底部幅７６に対する底部長さ７８の比は、包括的に２〜２０の範囲内である。いくつかの実施形態では、比は、包括的に２〜１０の範囲内である。いくつかの実施形態では、比は、包括的に２〜５の範囲内である。底部幅７６および底部長さ７８の寸法の非限定的な例は、それぞれ１５０μｍおよび５００μｍである。
【００２４】
示されている実施形態では、複数の長尺状の突起７０は、複数の突起クラスタ９０にグループ分けされており、突起クラスタは、所定のパターンを形成する。コンディショニング・セグメント５２ａに対して、各突起クラスタ９０の長尺状の突起７０が「放射状」のクラスタ９２ａに配置され、長尺状の突起７０の長軸８０は中心領域８６から径方向に外向きに延びる。図３Ｃの記載の場合、放射状クラスタ９２ａは、中心領域８６の周りに均一に回転方向に分布している８つの長尺状の突起７０を備え、各長尺状の突起７０は、小数の添字の７０．１〜７０．８で識別される。様々な実施形態では、放射状クラスタ９２ａは、図３Ａに示されるように、列９４および行９６の行列配置で配置される。
【００２５】
図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、複数の放射状クラスタ９２ｂを備えるコンディショニング・セグメント５２ｂが、本開示の一実施形態における代替の配置で示されている。
放射状クラスタ９２ｂは、６つの長尺状の突起７０（放射状クラスタ９２ａに対して提示された８つとは異なる）を備え、長尺状の突起７０は、中心領域８６の周りに均一に回転方向に分布している。放射状クラスタ９２ｂの場合、各長尺状の突起７０ｂは、小数の添字の７０．０１〜７０．０６で識別される。様々な実施形態では、放射状クラスタ９２ｂは、図４Ａに示されるように、行９８に対して実質的に直交するジグザグのパターン９９を形成するべく、互いに対して移動されている複数の行９８を提示する互い違いの配置で配置される。複数の列が、その列に対して直角のジグザグのパターンを形成するように互いに対して移動された、互い違いの配置も企図される（図示せず）。
【００２６】
本明細書では、列９６および行９８は実質的にまっすぐであり、互いに対して直角であるものとして示されていることに留意されたい。たとえばバッキング・プレート５６の中心から既知の半径で弓状の線をたどる行など、他の配置も企図される。さらに、示されている実施形態では、「列」９６は、バッキング・プレート５６へ取り付けられるときにコンディショニング・セグメント５２の径方向と実質的に位置合わせされるものとして示されている。そのような配置は非限定的である。すなわち、列９６および行９８は、径方向に対して選択された角度で斜めに配置されることが可能である。
【００２７】
放射状クラスタ９２ａ、９２ｂのスイープ角度θは、様々な様式（たとえば放射状クラスタ９２ａもしくは９２ｂの角度配向を変化させること、中心領域８６の周りに均一に分布している長尺状の突起７０の数を低減もしくは増大させること、中心領域８６の周りに長尺状の突起７０を不均一な分布で分布させること、またはこれらの組合せ）により、変えられることが可能であることが理解される。
【００２８】
動作の際には、パッド・コンディショナ・アセンブリ３２は、たとえば回転方向１０２（図２、図３Ｃ、および図４Ｂ）に回転させられる。各放射状クラスタ９２ａ、９２ｂは回転方向１０２をたどり、それにより各長尺状の突起７０は、それぞれの長尺状の突起７０の稜線８２とスイープ進行方向１０４との間の角度として得られるスイープ角度θを形成する。放射状の配置のため、様々なスイープ角度θが提示される。たとえば、スイープ角度θ１（０°）、θ２（＋４５°）、θ３（９０°）、およびθ４（−４５°）を提示する放射状クラスタ９２ａを考慮されたい。また、スイープ角度θ５（＋３０°）、θ６（−３０°）、およびθ３（９０°）を提示する放射状クラスタ９２ｂも考慮されたい。
【００２９】
放射状の突起クラスタ９２ａ、９２ｂ以外の突起クラスタ９０も企図される。たとえば、図５を参照すると、本開示の一実施形態における、複数の列状クラスタ９２ｃを備えるコンディショニング・セグメント５２ｃが示されている。示されている列状クラスタ９２ｃは、放射状クラスタ９２ａと同じ様々なスイープ角度θ１〜θ４を提示するが、列状の形状に配置された長尺状の突起７０を有する。列状クラスタ９２ｃは、別法または追加として、放射状クラスタ９２ｂのスイープ角度θ５およびθ６を提示するように構成されることも可能である。列状クラスタ９２ｃは、列状の配向であるものとして示されているが、列状クラスタが行で、または列状の配向と行の配向との混合で配置される実施形態も企図される。
【００３０】
図６を参照すると、本開示の一実施形態における、複数の線形クラスタ９２ｄを備えるコンディショニング・セグメント５２ｄが示されている。各線形クラスタ９２ｄは、同じ角度配向の複数の長尺状の突起７０を備える。示されている実施形態では、線形クラスタ９２ｄは、所与の列が複数の線形クラスタ９２ｄからなる混合体を含む列状配置であり、放射状クラスタ９２ａと同じ様々なスイープ角度θ１〜θ４を提示する。線形クラスタ９２ｄは、別法または追加として、放射状クラスタ９２ｂのスイープ角度θ５およびθ６を提示するように構成されることも可能である。線形クラスタ９２ｄは、列状の配向で線形であるものとして示されているが、線形クラスタが行の配向で、または列状の配向と行の
配向との混合で線形である実施形態も企図される。
【００３１】
コンディショニング・セグメント５２の混合体は、同じコンディショナ・アセンブリ３２上で利用されることが企図される。たとえば、非限定的な一実施形態は、交互のコンディショニング・セグメント５２ａおよび５２ｂの混合体を含む。そのような配置は、いずれか１つのコンディショニング・セグメント５２ａまたは５２ｂ単独の場合より、さらに様々なスイープ角度θを提示するだろう。別の実施形態は、交互のコンディショニング・セグメント５２ｃおよび５２ｄの混合体を含む。様々な実施形態は、４つすべてのコンディショニング・セグメント５２ａ〜５２ｄの混合体を含み、その一方で、他の実施形態は、コンディショニング・セグメント５２ａ〜５２ｄのうちのいずれか２つまたは３つの混合体を含む。
【００３２】
様々なタイプの突起クラスタ９０が同じコンディショニング・セグメント５２上に備えられることがさらに企図される。たとえば、一実施形態では、放射状クラスタ９２ａおよび９２ｂの混合体が同じコンディショニング・セグメント５２上に備えられる。別の実施形態は、列状および線形の混合体を含む。交互のコンディショニング・セグメント５２ａおよび５２ｂの場合と同様に、そのような配置は、いずれか１つのコンディショニング・セグメント５２ａ〜５２ｄ単独より、さらに様々なスイープ角度θを提示するだろう。様々な実施形態は、４つすべての突起クラスタ９２ａ〜９２ｄなど、突起クラスタ９０の混合体を含む。他の実施形態は、突起クラスタ９２ａ〜９２ｄのうちの２つまたは３つの混合体しか含まない。本開示の複数の長尺状の突起７０の間には、単一の山を有する突起（図示せず）が点在させられることがさらに企図される。
【００３３】
機能的には、コンディショニング・セグメント５２ａ〜５２ｄと記載されている変形形態とを含む上記で論じられた実施形態に対して、様々なスイープ角度θと長尺状の突起７０の稜線８２とを組み合わせることで、研磨パッド３８のコンディショニングされる面４０が様々に操作される。たとえば、コンディショニング・セグメント５２ａの放射状クラスタ９２ａの場合、所与のスイープ角度θ（たとえば、図３Ｃの長尺状の突起７０．２および７０．６のスイープ角度θ２）で研磨パッド３８の表面を加工する稜線８２は、異なる角度（たとえば、スイープ角度θ１、θ３、およびθ４）でスイープする稜線８２とは異なる態様で、研磨パッド３８のコンディショニングされる面４０を曲げる傾向にある。コンディショナ・アセンブリ３２が研磨パッド３８のコンディショニングされる面４０上で回転および／または平行移動させられるとき、コンディショニングされる面４０上のすべての点が複数の放射状クラスタ９２ａによって概して研削されるため、これらの点のそれぞれも、様々なスイープ角度θ１〜θ４で複数の稜線８２によって研削される傾向にある。（コンディショニング・セグメント５２ｂ、５２ｃ、および５２ｄならびに上記に記載されている変形形態にも同じことが当てはまることが、当業者には理解されよう。）これは、稜線８２の方向を有する研削の特徴を有しない点研削しか生成しない傾向にある従来のＣＭＰパッド・コンディショナとは対照的である。
【００３４】
本発明者らは、コンディショニングされる面４０をそのように様々に操作することによって、コンディショナ・アセンブリ３２の切削速度とＣＭＰ処理から残留している研磨パッド３８の気孔内の残渣の除去とが向上し、研磨パッド３８の気孔がより良好に開放され、ＣＭＰ処理における除去速度がより良好に維持されることを見出した。角錐形突起を有する従来のコンディショニング・パッドより最大２５％の切削速度の増大が観察された。
【００３５】
図７および図７Ａ〜７Ｃを参照すると、本開示の一実施形態における、長尺状の突起７０に対する三角柱形の幾何形状１２０が示されている。三角柱形の幾何形状１２０は、端面視または横断面視が三角形を形成することからそのように呼ばれている。三角柱形の幾何形状１２０は、幅７６および長さ７８を有する前述の底部７４と稜線８２とを備え、長
軸８０を形成する。同様に、三角柱形の幾何形状１２０は、高さ１２２を形成し、側面１２４および端面１２６をさらに提示する。底部７４は、面ではなく想像上の境界１２８を形成し、三角柱形の幾何形状１２０は、想像上の境界１２８をまたいでコンディショニング・セグメント５２と一体であることが理解される。三角柱形の幾何形状１２０の稜線８２は、「上位」稜線１３０であり、稜線１３０が、共平面の最上エッジとは異なり、単一の先端エッジまたは最上エッジを形成することを意味する。
【００３６】
図８および図８Ａ〜８Ｃを参照すると、本開示の一実施形態における、長尺状の突起７０に対する五角柱形の幾何形状１４０が示されている。五角柱形の幾何形状１４０は、端面視または横断面視が五角形を形成することからそのように呼ばれている。五角柱形の幾何形状１４０は、幅７６および長さ７８を有する前述の底部７４と稜線８２とを備え、長軸８０を形成する。同様に、五角柱形の幾何形状１４０は、高さ１４２を形成し、側面１４４および端面１４６をさらに提示する。底部７４は、面ではなく想像上の境界１４８を形成し、五角柱形の幾何形状１４０は、想像上の境界１４８をまたいでコンディショニング・セグメント５２と一体であることが理解される。五角柱形の幾何形状１４０の稜線８２は、上位稜線１５０と２つの「下位」稜線１５２とを含み、稜線１５２が上位稜線１５０より下にある（すなわち、上位稜線１５０よりバッキング・プレート５６の取り付け面５４に近い）ことを意味する。
【００３７】
図９および図９Ａ〜９Ｃを参照すると、本開示の一実施形態における、長尺状の突起７０に対する角錐台状の幾何形状１６０が示されている。角錐台状の幾何形状１６０は、端面視または横断面視が錐台を形成することからそのように呼ばれている。角錐台状の幾何形状１６０は、幅７６および長さ７８を有する前述の底部７４と稜線８２とを備え、長軸８０を形成する。同様に、角錐台状の幾何形状１６０は、高さ１６２を形成し、側面１６４および端面１６６をさらに提示する。底部７４は、面ではなく想像上の境界１６８を形成し、角錐台状の幾何形状１６０は、想像上の境界１６８をまたいでコンディショニング・セグメント５２と一体であることが理解される。角錐台状の幾何形状１６０の稜線８２は、上位稜線ではなく、最上にある２つの共平面の稜線１７０を含み、該稜線１７０間には長尺状のメサ１７２が形成される。すなわち、稜線１７０は、公称床部基準面２３８（図１１）から実質的に同じ距離である。
【００３８】
長尺状のメサ１７２は、長軸８０の方向に長尺状であり、メサ幅１７４およびメサ長さ１７６を形成し、メサ長さ１７６はメサ幅１７４より大きい。様々な実施形態では、メサ幅１７４に対するメサ長さ１７６の比は、包括的に２〜２０の範囲内である。いくつかの実施形態では、比は、包括的に２〜１０の範囲内である。いくつかの実施形態では、比は、包括的に２〜５の範囲内である。
【００３９】
角柱形の幾何形状１２０、１４０、および１６０は、非限定的な例として提供される。角柱形の幾何形状に対する他の横断面（たとえば、正方形、六角形、および半円形）が企図される。稜線として識別されることが可能である角エッジを本質的には形成しない幾何形状（たとえば、半円形）の場合、稜線は、この幾何形状の横断面の先端点を通り、横断面は、長軸８０に対して垂直である。
【００４０】
一実施形態では、長尺状の突起は、実質的に均一の高さである。別法として、１つまたは複数のコンディショニング・セグメント５２は、各コンディショニング・セグメント５２内に異なる公称高さの突起の組合せを含むことが可能である。同様に、コンディショニング・セグメント５２はそれぞれ、所与のセグメント上に実質的に均一な突起プロファイルを有することが可能であるが、そのプロファイルはセグメント間で異なる。別の実施形態では、コンディショニング・セグメント５２は、変化する長尺状の突起プロファイルの様々な組合せを有することが可能である。
【００４１】
本明細書に示されている様々なパッド・コンディショナ、パッド・コンディショナ・アセンブリ、およびコンディショニング・セグメントは、それらのサイズまたは面積に関して限定されるものではなく、たとえば標準的な直径１０．７９センチメートル（４と４分の１インチ）の円盤構成で作製することが可能である。いくつかの実施形態では、バッキング・プレート５４は、コンディショニング装置へ接合され、該バッキング・プレート５４は、直径約５．０８〜１２．７センチメートル（約２〜５インチ）の範囲のディスクの形状である。当然、他の形状およびサイズも、パッド・コンディショナまたはコンディショニング・セグメント用のバッキング・プレート５４として利用されることが可能である。
【００４２】
様々な実施形態では、コンディショニング・セグメント５２は、ケイ素、炭化ケイ素、および窒化ケイ素などのセラミック材料から成る。セラミック材料は、たとえば、ベータ炭化ケイ素とするか、またはベータ炭化ケイ素を含むセラミック材料とすることが可能であり、別個の炭素相または過剰な炭素を含むことが可能である。
【００４３】
いくつかの実施形態では、いくつかの形成処理の１つを使用して長尺状の突起７０／突起クラスタ９０でテキスチャリングされるパッド・コンディショナを、ニア・ネット・シェイプの多孔質グラファイト前駆体から作製する方法が実施される。テキスチャリングされたグラファイト基材は、次いで、当技術分野で知られている変換技法を使用してニア・ネット・シェイプの炭化ケイ素材料基材へ変換されることが可能である。ニア・ネット・シェイプの炭化ケイ素は、ベータ炭化ケイ素とすることが可能である。本明細書では、「ニア・ネット・シェイプ」は、最終の形状と公差とを実現するために最小の後処理機械加工しか要しない構成要素を示すために使用される。炭化ケイ素を形成することはその硬度のために時間のかかる処理であるため、ニア・ネット・シェイプの多孔質グラファイト前駆体をニア・ネット・シェイプの炭化ケイ素材料へ変換することによってコンディショニング・セグメント５２を形成することは、炭化ケイ素を直接テキスチャリングすることに比べて、コスト上の利点を提供することが可能である。
【００４４】
他の実施形態では、炭化ケイ素などの硬化されている基材は直接（すなわち、グラファイトのテキスチャリングおよび変換をすることなく）テキスチャリングされる。直接のテキスチャリングは、より良好な解像度の長尺状の突起７０を提供することが可能である。
【００４５】
いくつかの実施形態では、処理またはテキスチャリングされたコンディショニング・セグメント５２は、高密度の炭化ケイ素など、低気孔率（すなわち、高密度）のセラミックである。いくつかの実施形態では、炭化ケイ素は、反応結合されている炭化ケイ素材料であり、反応結合されている炭化ケイ素は、ケイ素が気孔構造の中に入り込んでいる焼結アルファ炭化ケイ素粉末体である。この処理は、特にテキスチャリングされたコンディショニング・セグメント５２の表面において、最終の処理されたコンディショニング・セグメント５２の気孔率を低減させる傾向にある。
【００４６】
他の実施形態では、コンディショニング・セグメント５２の気孔率は高い。様々な実施形態の場合、セラミック・コンディショニング要素５２の気孔率は、１０％以上７０％以下の範囲内であり、いくつかの実施形態では、気孔率は、０．２％以上３０％以下の範囲内であり、いくつかの実施形態では、気孔率は、２％以上２０％以下の範囲内である。
【００４７】
ニア・ネット・シェイプの炭化ケイ素へ変換されるニア・ネット・シェイプのグラファイトは、ワールド・ワイド・ウェブ上でＵＲＬ：ｗｗｗ．ｐｏｃｏ．ｃｏｍ／ＡｄｄｉｔｉｏｎａｌＩｎｆｏｎｎａｔｉｏｎ／Ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ／ＰｒｏｄｕｃｔＬｉｔｅｒａｔｕｒｅ／ＳｉｌｉｃｏｎＣａｒｂｉｄｅ／ｔａｂｉｄ／１９４／Ｄｅｆａｕｌｔ．ａ
ｓｐｘ（２０１５年３月１８日最終訪問）から入手可能な「炭化ケイ素の特性および特徴（Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ａｎｄ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｏｆ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ）」、エー  エイチ  ラッシュド（Ａ．Ｈ．Ｒａｓｈｅｄ）編、２００２年、ポコ・グラファイト社（Ｐｏｃｏ  Ｇｒａｐｈｉｔｅ  Ｉｎｃ．）（テキサス州ディケーター（Ｄｅｃａｔｕｒ））（「ポコ参照」）に開示されている方法および材料によって作製されることが可能であり、該明細書は、そこに包含される明白な定義を除いて、内容を全体として本願明細書に援用される。ポコ参照は、ＳＵＰＥＲＳＩＣ−１というＳｉＣ材料の特性を、典型的には２０．５％の全気孔率に対して１９％の平均開放気孔率および２．５％の平均閉鎖気孔率を有するものとして開示している（ポコ参照、７頁）。ＳＵＰＥＲＳＩＣ−１も、基材用の前駆体として使用されることが可能である。たとえば突起は、光アブレーション処理によってＳＵＰＥＲＳＩＣ−１基材内に形成されて、ニア・ネット・シェイプの基材を形成することが可能である。炭化ケイ素は、同じくポコ・グラファイト社（テキサス州ディケーター）から入手可能なＳＵＰＥＲＳＩＣまたはＳＵＰＥＲＳＩＣ−３Ｃを含むことも可能である。ニア・ネット・シェイプの炭化ケイ素へ変換されることが可能であるニア・ネット・シェイプの基材用のグラファイトも、同様にポコ・グラファイトから取得されることが可能である。
【００４８】
様々な実施形態で使用される炭化ケイ素、ならびにニア・ネット・シェイプのグラファイト前駆体およびニア・ネット・シェイプの炭化ケイ素前駆体は、ラッシュド（Ｒａｓｈｅｄ）らによる米国特許第７，７９９，３７５号明細書に開示されている方法および材料によって一部または全体が作製された多孔質かつ高密度の炭化ケイ素を含み、該明細書は、そこに包含される明白な定義を除いて、内容を全体として本願明細書に援用される。ラッシュドは、「開放気孔率を有する多孔質炭化ケイ素プリフォームが提供される。開放気孔率は、好適には、約１０％〜約６０％の範囲内である（ａ  ｐｏｒｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｃａｒｂｉｄｅ  ｐｒｅｆｏｒｍ  ｈａｖｉｎｇ  ａｎ  ｏｐｅｎ  ｐｏｒｏｓｉｔｙ  ｉｓ  ｐｒｏｖｉｄｅｄ．Ｔｈｅ  ｏｐｅｎ  ｐｏｒｏｓｉｔｙ  ｉｓ  ｐｒｅｆｅｒａｂｌｙ  ｉｎ  ａ  ｒａｎｇｅ  ｏｆ  ａｂｏｕｔ  １０％  ｔｏ  ａｂｏｕｔ  ６０％）」（ラッシュド、第５欄、第４４〜４６行）ことを、表１に一覧にした１８〜１９％、０．３％、０．２％、および２．３％の開放気孔率の具体例（ラッシュド、第７欄、第３６〜５０行）とともに開示している。一例では、ポコ・グラファイトからの多孔質グラファイト基材は、一酸化ケイ素ガスの存在下において１８００℃で加熱されて、多孔質グラファイトを多孔質炭化ケイ素基材へ変換することが可能である。したがって、いくつかの実施形態では、突起を有するニア・ネット・シェイプの多孔質グラファイト基材は、一酸化ケイ素ガスの存在下において１８００℃で加熱されて、ニア・ネット・シェイプの多孔質グラファイトをニア・ネット・シェイプの多孔質炭化ケイ素へ変換することが可能である。
【００４９】
コンディショニング基材またはセグメント５２上に長尺状の突起７０を形成するいくつかの製造方法が、当業者には利用可能である。グラファイトまたは炭化ケイ素の基材の表面上に長尺状の突起７０を形成する方法の非限定的な例は、ワイヤ放電機械加工（ＥＤＭ）、マスク式アブレーション機械加工、ウォータジェット機械加工、光アブレーション機械加工、レーザ機械加工、および従来のミリングを含む。例示的な機械加工技法は、マツムラら（Ｍａｔｓｕｍｕｒａ，ｅｔ  ａｌ．）による米国特許出願公開第２００６／００５５８６４号明細書、ならびにメノールら（Ｍｅｎｏｒ，ｅｔ  ａｌ．）による国際公開第２０１１／１３０３００号に開示されており、それらの明細書は、そこに包含される明白な定義を除いて、開示を全体として本願明細書に援用される。
【００５０】
様々な実施形態では、多孔質材料の気孔寸法は、包括的に２〜６０μｍの範囲内であり、いくつかの実施形態では、気孔寸法は、包括的に２０〜５０μｍの範囲内であり、いくつかの実施形態では、気孔寸法は、包括的に５〜５０μｍの範囲内であり、いくつかの実
施形態では、気孔寸法は、包括的に５〜３０μｍの範囲内である。
【００５１】
図１０を参照すると、本開示の一実施形態における、多孔質基材を機械加工することによってもたらされる得られる角柱形突起２０２のレーザ共焦点顕微鏡画像２００（以下、「顕微鏡写真」２００）が示されている。顕微鏡写真２００は、図３Ａおよび図３Ｂに見られるような放射状クラスタ９２ａを示す。顕微鏡写真の長尺状の突起７０は、図３Ｃの添字規則に従って、数値参照２０２．１〜２０２．８によって個々に識別される。顕微鏡写真２００には、得られる稜線２０４および得られるエッジ２０６も示されている。得られる角柱形突起２０２の得られるエッジ２０６および角は、鋭く輪郭のはっきりしたものではなく、丸みがつけられたように、すなわち丸められたように見えることに留意されたい。
【００５２】
コンディショニング・セグメント５２の気孔率および気孔寸法は、得られる角柱形突起２０２の形成の際の１つの因子である。たとえば、所与の角柱形の幾何形状を提供するようにコンディショニング・セグメント５２をテキスチャリングすることは、気孔の空隙を露出させる傾向にあり、その結果、角柱形の幾何形状１２０、１４０、１６０の側面１２４、１４４、１６４および端面１２６、１４６、１６６は、穴のあいたまたは粗くされたテキスチャを呈する。同様に、露出された気孔は、顕微鏡写真２００の長尺状の突起２０２．５および２０２．６上に最もよく見られるように、角柱形の幾何形状１２０、１４０、１６０の他の角およびエッジに加え、稜線８２に不規則性およびギザギザを生じる可能性がある。同様に、図１０は、顕微鏡写真２００上の得られる長尺状の突起２０２．２、２０２．３、および２０２．４上へ三角柱型の幾何形状１２０の輪郭を描くことによって、理想的な三角柱のタイプの幾何形状１２０からの乖離を定性的に示す。
【００５３】
したがって、いわゆる「角柱形」の幾何形状１２０、１４０、および１６０は、図１０に示すように、結果として生じる実際の形状の詳細な説明ではなく、得られる形状に対する所望の輪郭としてより働く理想的なまたは熱望される幾何形状を記載する。図１０の図示は、得られる三角柱形の幾何形状２００ａの得られる露出されたエッジおよび角を定性的に示し、理想的なまたは熱望される三角柱形の幾何形状１２０は、輪郭として働く。気孔率が高く気孔寸法が大きいほど、理想から逸脱する実際のまたは得られる幾何形状の逸脱も大きくなる。概して、機械加工技法も、理想的な幾何形状からの逸脱に寄与する可能性があり、特定の技法は、他の技法より粗さにさらに寄与するが、気孔率および気孔寸法が増大するにつれて、理想的な角柱形の幾何形状から得られる逸脱は、形成または機械加工技法にますます依存しなくなる。
【００５４】
本明細書では、「輪郭に応じて」形状を形成することは、安定した非多孔質材料（金属など）において、輪郭の描かれた形状を得るために行われるように形成動作を行うことを意味する。「輪郭に応じて」形成することは、最終の形成された形状が輪郭の指定を必ずしも満たすことを意味するものではなく、その得られている形状は、基材材料の気孔率に対して関連付けられた、輪郭からの予測不能な変化および乖離を含む。このように、図１０についての、得られる角柱形突起２０２は、熱望する理想的な三角柱形の幾何形状１２０の輪郭を正確に形成しないが、得られる角柱形突起２０２を三角柱形の幾何形状１２０の「輪郭に応じて」形成する結果である。
【００５５】
多孔質基材によって提供される穴のあいたテキスチャは、概して、研磨パッドのコンディショニングにとって有利である。様々な実施形態では、穴のあいたテキスチャの影響は、特に、より高い気孔率およびより大きい気孔寸法を有する基材に、超研削砥粒に似た粗さをもたらす。いくつかの実施形態では、機械加工された多孔質材料は、コーティングを施した後、サンプリング長さが考慮されないときは包括的に０．５μｍ〜１０μｍの範囲内、および８μｍのサンプリング長さが考慮されるときは包括的に０．０５μｍ〜１．０
μｍの範囲内の二乗平均平方根粗さをもたらす。本明細書では、「サンプリング長さ」とは、粗さデータが蓄積される長さである。
【００５６】
図１０Ａを参照すると、本開示の一実施形態における、得られる角柱形突起２０２の仮定の横断面視１９０が提示されている。横断面視１９０も、破線で示された三角柱形の幾何形状１２０の輪郭を含み、該輪郭は、顕微鏡写真２００の角柱形突起２０２の理想的なまたは熱望されるプロファイルを構成する。いくつかの実施形態では、コンディショニング・セグメント５２の気孔率と機械加工処理の変化とによって生じる不規則性は、不規則なプロファイル１９２を生じさせる。不規則なプロファイル１９２は、上記に記載されているギザギザによって特徴付けられる。追加として、示されている実施形態では、その不規則性は、得られる稜線２０２に、丸められたプロファイル１９４を形成させる。
【００５７】
丸められた稜線は、以下で図１２Ａ〜１２Ｃに示すように、機械加工処理の意図的な生成物であることが可能なことにさらに留意されたい。
図１１を参照すると、本開示の一実施形態における、得られる稜線２０２上のギザギザが長尺状の突起７０の高さの分散に対して与える影響が示されている。本開示の一実施形態において、長尺状の突起２１２および２１４の第１および第２の所定のサブセットを有する基材２１０であって、長尺状の突起２１２および２１４が該基材上に一体化されておもて方向２１６に延びる基材２１０が示されている。「長尺状の突起の所定のサブセット」とは、場所、たとえばコンディショニング・セグメント５２の接触面５８上の座標位置、または突起クラスタ９０内の相対位置によって識別される、長尺状の突起のサブセットである。
【００５８】
長尺状の突起２１２の第１の所定のサブセットは、図８に輪郭が描かれているように、得られる五角柱形の幾何形状の側面断面視であり、長尺状の突起２１４の第２の所定のサブセットは、図７に輪郭が描かれ、図１０に示されているように、得られる三角柱形の幾何形状の側面断面視である。この実施形態では、突起２１２の第１の所定のサブセットは、公称では、１つの平均高さＨ１にあり、突起２１４の第２の所定のサブセットは、公称では、第２の平均高さＨ２にあり、平均高さＨ１は、平均高さＨ２より高い。「おもて方向」２１６とは、基材２１０のおもて面または「床部」２１８に対して実質的に垂直であり、かつ基材２１０のおもて面または「床部」２１８から離れる方へ延びる方向である。本明細書では、突起２１２の第１の所定のサブセット（公称では、より高い）は、別法として、「大突起」と呼ばれる。突起２１４の第２の所定のサブセット（公称では、より低い）は、別法として、「小突起」と呼ばれる。
【００５９】
第１の所定のサブセット２１２および第２の所定のサブセット２１４の突起のそれぞれは、先端２１５を有するものとして特徴付けられることが可能である。突起２１２の第１の所定のサブセットは、第１の位置決め平面２２２に対し第１の分散２２０内にある先端２１５を有することが可能であり、第１の位置決め平面２２２は、おもて面２１８に対して実質的に平行である。本明細書では、「分散」は、突起の所定のサブセットの最も高い先端と最も低い先端との間の高さの差として定義され、高さは、位置決め平面に対して垂直であるものとして定義される。一実施形態では、突起２１２の第１の所定のサブセットは、互いに対して固定および所定の関係で第１の位置決め平面２２２近傍に位置する。
【００６０】
突起２１４の第２の所定のサブセットは、第２の位置決め平面２２８に対し第２の分散２２６内にある先端２１５を備え、第２の位置決め平面２２８は、おもて面２１８に対して実質的に平行であり、突起２１４の第２の所定のサブセットは、互いに対して固定および所定の関係で第２の位置決め平面２２８上に位置する。
【００６１】
第１の位置決め平面２２２および第２の位置決め平面２２８は、それぞれ「上部」およ
び「下部」位置決め平面とも呼ばれ、「上部」は、基材２１０の床部２１８から最も遠いことを意味する。突起２１２の第１の所定のサブセットは、第２（「下部」）の位置決め平面２２８を通って延びることに留意されたい。
【００６２】
第１の位置決め平面２２２は、公称では、おもて方向２１６に第２の位置決め平面２２８からずれ距離２３２だけずれを有するものとして特徴付けられることが可能である。特定の実施形態では、ずれ距離２３２は、図１２に示されるように、第１の分散２２０または第２の分散２２６のいずれかより大きい。ずれ距離２３２は、分散２２０もしくは２２６の倍数もしくは係数より大きいものとして特徴付けられるか、または固定の寸法もしくは寸法の範囲として特徴付けられることが可能である。分散２２０、２２６に対する寸法の典型的かつ非限定的な範囲は、５μｍ〜５０μｍである。いくつかの実施形態では、分散２２０、２２６は、１０μｍ〜２５μｍの範囲とすることが可能である。分散２２０、２２６は、最小値より大きく最大値より小さいものとして特徴付けられることも可能である。ずれ距離２３２に対する分散２２０、２２６の典型的かつ非限定的な倍数または係数は、１または２より大きい。ずれ距離２３２に対する典型的かつ非限定的な値は、包括的に１０μｍ〜８０μｍの範囲内である。
【００６３】
他の実施形態では、ずれ距離２３２は、第１の分散２２０と第２の分散２２６とのうちの一方または両方より小さい（図示せず）。すなわち、図１２の例では、突起２１２の第１の所定のサブセットの突起のいくつかは、より高い平均高さＨ１を有する突起２１２の第１の所定のサブセットに属するが、考えられる限りでは、突起２１４の第２の所定のサブセットの第２の平均高さＨ２より低い先端２１５を有することが可能である。同様に、突起２１４の第２の所定のサブセットの突起のいくつかは、より低い平均高さＨ１を有する突起２１４の第２の所定のサブセットに属するが、考えられる限りでは、突起２１２の第１の所定のサブセットの第１の平均高さＨ１より高い先端２１５を有することが可能である。
【００６４】
一実施形態では、突起２１２および２１４の第１および第２の所定のサブセットそれぞれの第１の平均高さＨ１および第２の平均高さＨ２は、「山対谷（ｐｅａｋ−ｔｏ−ｖａｌｌｅｙ）」の平均高さである。突起の山対谷の高さは、先端２１５と公称床部基準面２３８との間の平均距離として定義される。公称床部基準面２３８は、床部２１８の中央値レベルを通る平面である。コンディショニング・セグメント５２の気孔率は、不均等に機械加工された表面をもたらす可能性がある。それにより、床部２１８は高度な粗さおよびランダム性を持つ可能性があり、中央値レベルを決定することが困難になる。したがって、突起の山対谷の平均高さを特徴付ける１つの様式は、大突起に対する最小の山対谷の平均高さと小突起に対する最大の山対谷の平均高さとを確立することである。そのような特徴付けは、床部基準面２３８の場所に関して高いレベルの不確実性を見越しておくことが可能である。別の特徴付け方法は、スミスらによる国際特許出願公開第２０１２／１２２１８６に開示されているように、各突起の「出っ張り高さ」を決定することである。
【００６５】
図１２Ａ〜１２Ｃを参照すると、本開示の実施形態における、超研削砥粒粒子２６２を利用する様々な長尺状の突起２６０ａ、２６０ｂ、および２６０ｃの横断面図がそれぞれ示されている（長尺状の突起２６０ａ、２６０ｂ、および２６０ｃは、本明細書では、集合的にまたは総称して長尺状の突起２６０と呼ばれる）。一実施形態では、超研削砥粒粒子２６２は、ダイヤモンド粒子を含む。超研削砥粒粒子は、エポキシなどの結合剤を利用して、長尺状の突起２６０へ固定されることが可能である。様々な実施形態では、長尺状の突起２６０は、上記でコンディショニング・セグメント５２に関して記載されているように、多孔質基材から製作される。また、いくつかの実施形態では、超研削砥粒粒子２６２は、ＣＶＤダイヤモンドなどの堅く耐久性のあるコーティング２６４でコーティングされる。
【００６６】
長尺状の突起２６０の横断面はそれぞれ、底部幅２６６を形成する底部２６５と、丸みがつけられまたは丸められまたは丸みがつけられた稜線２６７とを含み、底部２６５と丸みがつけられた稜線２６７との間に高さ２６８が形成される。長尺状の突起２６０ａ、２６０ｂ、および２６０ｃのそれぞれは、底部幅２６６に対する高さ２６８の比として定義される一意な「縦横比」を有するものとして特徴付けられる。様々な実施形態では、所与の長尺状の突起の縦横比は、包括的に０．５〜５の範囲内であり、いくつかの実施形態では、包括的に０．５〜３の範囲内であり、いくつかの実施形態では、包括的に１〜３の範囲内である。
【００６７】
機能的には、得られる粗くされた表面は、超研削砥粒粒子２６２を収容するのに役立ち、結合剤をより効果的にする。超研削砥粒粒子２６２。縦横比は、長尺状の突起２６０の切削速度に対して定性的に影響する。より鋭い突起プロファイル（すなわち、より大きい縦横比を有する長尺状の突起の横断面）は、より丸められた突起プロファイル（すなわち、より小さい縦横比を有する長尺状の突起の横断面）より高い切削速度をもたらす傾向にある。
【００６８】
本明細書に開示されている追加の図および方法のそれぞれは、改善されたデバイスとその作製方法および使用方法とを提供するために、別個に、または他の特徴および方法とともに、使用されることが可能である。したがって、本明細書に開示されている特徴および方法の組合せは、その最も広い意味で本開示を実行することを必ずしも必要とせず、代わりに、単に代表的かつ好適な実施形態を特に記載するために開示される。
【００６９】
実施形態に対する様々な修正は、本開示を読めば、当業者には明らかであろう。たとえば、様々な実施形態に対して記載される様々な特徴は、適切に、他の特徴と組み合わせられること、組み合わせられずに単独であること、および様々な組合せで再び組み合わせられることが可能であることが、当業者には理解されよう。同様に、上記に記載されている様々な特徴はすべて、本開示の範囲または精神に対する限定ではなく、例示的な実施形態と見なされるべきである。
【００７０】
様々な実施形態は、上記に記載されている任意の個々の実施形態に示されているより少ない特徴を備えることが可能であることが、当業者には理解されよう。本明細書に記載されている実施形態は、様々な特徴が組み合わせられ得る様式の網羅的な提示を意味するものではない。したがって、実施形態は特徴の相互に排他的な組合せではなく、特許請求の範囲は、当業者には理解されるように、様々な個々の実施形態から選択される様々な個々の特徴の組合せを備えることが可能である。
【００７１】
上記の文献の参照によるあらゆる援用は、本明細書の明示的な開示に反対する主題が組み込まれないように限定される。上記の文献のあらゆる援用は、文献内に含まれる特許請求の範囲が本願明細書に援用されないように、さらに限定される。上記の文献のあらゆる援用は、本明細書に明確に含まれない限り、文献内に提供されるいかなる定義も本願明細書に援用されないように、さらに限定される。
【００７２】
本明細書に包含される「実施形態」、「開示」、「本開示」、「開示の実施形態」、「開示される実施形態」などに対する参照は、従来技術で認められていない本特許出願の明細書（特許請求の範囲を含む本文および図）を参照する。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１０Ａ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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