(57)【要約】【課題】  ダイヤモンド粒子の脱落を防止して、研磨対象物へのスクラッチを低減するとともに長寿命のドレッサを製造する。【解決手段】  ホルダ２に形成された複数の貫通孔２０に、導電性物質からなる被膜を有するダイヤモンド粒子３をホルダ２の上面２ａから配置する。ホルダ２の下面２ｂには、ホルダ２の貫通孔２０から突出するダイヤモンド粒子３の先端と接触する凹部１０ａを有する定盤１を配置する。ホルダ２の上面２ａにベース部材５を配置し、ホルダ２とベース部材５との間にダイヤモンド粒子３を挟み込み固定する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の貫通孔が形成されたホルダと、
前記貫通孔に前記ホルダの第１の面から配置され、導電性物質からなる被膜を有するダイヤモンド粒子と、
前記ホルダの第１の面に配置され、前記ダイヤモンド粒子を前記ホルダとの間に挟み込み固定するベース部材とを備えたことを特徴とするドレッサ。
【請求項２】
前記ホルダと前記ベース部材とは、前記ホルダと前記ベース部材との間に塗布された接着材により接着されることを特徴とする請求項１に記載のドレッサ。
【請求項３】
前記接着材は、ガラスを溶融したものであることを特徴とする請求項２に記載のドレッサ。
【請求項４】
前記貫通孔は、テーパ状の断面を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のドレッサ。
【請求項５】
前記貫通孔は、前記ベース部材に配置されたダイヤモンド粒子を受ける傾斜面を有することを特徴とする請求項４に記載のドレッサ。
【請求項６】
前記複数の貫通孔は、等間隔で配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のドレッサ。
【請求項７】
前記ホルダの厚さは、前記ダイヤモンド粒子の径よりも薄いことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載のドレッサ。
【請求項８】
ホルダに形成された複数の貫通孔に、導電性物質からなる被膜を有するダイヤモンド粒子を前記ホルダの第１の面から配置し、
前記ホルダの第１の面にベース部材を配置して、前記ダイヤモンド粒子を前記ホルダと前記ベース部材との間に挟み込み固定することを特徴とするドレッサの製造方法。
【請求項９】
前記ホルダと前記ベース部材との間に接着材を塗布して、前記ホルダと前記ベース部材とを接着したことを特徴とする請求項８に記載のドレッサの製造方法。
【請求項１０】
前記接着材は、ガラスを溶融したものであることを特徴とする請求項９に記載のドレッサの製造方法。
【請求項１１】
前記貫通孔は、テーパ状の断面を有することを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか一項に記載のドレッサの製造方法。
【請求項１２】
前記貫通孔は、前記ベース部材に配置されたダイヤモンド粒子を受ける傾斜面を有することを特徴とする請求項１１に記載のドレッサの製造方法。
【請求項１３】
前記複数の貫通孔は、等間隔で配置されていることを特徴とする請求項８ないし１２のいずれか一項に記載のドレッサの製造方法。
【請求項１４】
前記ホルダの厚さは、前記ダイヤモンド粒子の径よりも薄いことを特徴とする請求項８ないし１３のいずれか一項に記載のドレッサの製造方法。
【請求項１５】
前記ベース部材を配置する工程の前に、前記ホルダの第１の面とは反対側の第２の面に、前記ホルダの貫通孔から突出するダイヤモンド粒子の先端と接触する面を有する位置決め部材を配置することを特徴とする請求項８ないし１４のいずれか一項に記載のドレッサの製造方法。
【請求項１６】
ホルダと、
前記ホルダの第１の面に配置されたダイヤモンド粒子と、
前記ホルダの第１の面に配置され、前記ダイヤモンド粒子を前記ホルダとの間に挟み込み固定するベース部材とを備え、
前記ダイヤモンド粒子を研磨装置に使用される液に対する電極として作用させることを特徴とするドレッサ。
【請求項１７】
前記ダイヤモンド粒子は、導電性物質からなる被膜を有することを特徴とする請求項１６に記載のドレッサ。
【請求項１８】
前記ダイヤモンド粒子は、不純物をドープされたダイヤモンド粒子であることを特徴とする請求項１６に記載のドレッサ。
【請求項１９】
前記不純物はボロンであることを特徴とする請求項１８に記載のドレッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドレッサおよびその製造方法に係り、特にダイヤモンド粒子をドレッシング部材として備えたドレッサおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの高集積化が進むにつれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭くなりつつある。特に線幅が０．５μｍ以下の光リソグラフィの場合、焦点深度が浅くなるためステッパーの結像面の平坦度を必要とする。このような半導体ウェハの表面を平坦化する一手段として、化学機械研磨（ＣＭＰ）を行うポリッシング装置が知られている。
【０００３】
この種の化学機械研磨装置は、研磨パッドを上面に有する研磨テーブルとトップリングとを備えている。そして、研磨テーブルとトップリングとの間に半導体ウェハなどの研磨対象物を介在させて、研磨パッドの表面に研磨液（例えばスラリ）を供給しつつ、トップリングにより研磨対象物を研磨テーブルに押圧して、研磨対象物の表面を平坦かつ鏡面状に研磨している。
【０００４】
上述した化学機械研磨を継続すると、研磨面としての研磨パッドに砥粒や研磨屑が付着し、研磨パッドの特性が変化して研磨性能が劣化してくる。このため、同一の研磨パッドを用いて研磨対象物の研磨を繰り返すと、研磨速度の低下、または研磨ムラが生じるなどの問題がある。そこで、研磨対象物の研磨前後、または最中に、研磨面としての研磨パッドの表面状態を回復するドレッシング（目立て）と称するコンディショニングが行われている。
【０００５】
このようなドレッシングにおいては、ダイヤモンド粒子（ダイヤモンド砥粒）をドレッシング部材として備えたダイヤモンドドレッサが用いられることがある。このようなダイヤモンドドレッサは、ステンレスなどのベース板の表面にダイヤモンド粒子を付着させた後、ニッケルなどの電着によりダイヤモンド粒子をベース板の表面に固着して形成されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−１５８１９号公報
【特許文献２】特開２００２−１８７０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したＣＭＰでは、研磨工程で腐食性の液体が使用されることがある。そのような腐食性の液体が研磨面上に存在した状態で、上述したダイヤモンドドレッサにより研磨面のドレッシングを行うと、ダイヤモンド粒子を電着しているニッケルが腐食され、ドレッシング部材としてのダイヤモンド粒子がベース板から脱落し、研磨面上に落ちることがある。また、ニッケルが腐食しなくても、機械的な作用によりダイヤモンド粒子がベース板から脱落することがある。このようにして研磨面上に落ちたダイヤモンド粒子は、研磨対象物である半導体ウェハの表面にスクラッチを形成する原因となってしまう。また、このようなダイヤモンド粒子の脱落は、ドレッサの寿命を短くする原因ともなる。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、ダイヤモンド粒子の脱落を防止して、研磨対象物へのスクラッチを低減するとともに長寿命のドレッサを製造することができるドレッサおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような従来技術における問題点を解決するため、本発明の第１の態様によれば、ダイヤモンド粒子をドレッシング部材として備えたドレッサが提供される。このドレッサは、複数の貫通孔が形成されたホルダと、上記貫通孔に上記ホルダの第１の面から配置され、導電性物質からなる被膜を有するダイヤモンド粒子と、上記ホルダの第１の面に配置され、上記ダイヤモンド粒子を上記ホルダとの間に挟み込み固定するベース部材とを備えている。
【０００９】
本発明のドレッサによれば、ダイヤモンド粒子が、ホルダの貫通孔内でホルダとベース部材との間に挟まれて固定されているので、ダイヤモンド粒子がホルダから脱落することが防止される。また、ダイヤモンド粒子が導電性物質からなる被膜を有しているので、ドレッシング部材としてのダイヤモンド粒子を電極としても利用することができる。
【００１０】
本発明の第２の態様によれば、ダイヤモンド粒子をドレッシング部材として備えたドレッサの製造方法が提供される。このドレッサの製造方法によれば、ホルダに形成された複数の貫通孔に、導電性物質からなる被膜を有するダイヤモンド粒子を上記ホルダの第１の面から配置する。そして、上記ホルダの第１の面にベース部材を配置して、上記ダイヤモンド粒子を上記ホルダと上記ベース部材との間に挟み込み固定する。
【００１１】
本発明のドレッサの製造方法によれば、ダイヤモンド粒子が、ホルダの貫通孔内でホルダとベース部材との間に挟まれて固定されるので、ダイヤモンド粒子のホルダからの脱落を防止することができる。また、ダイヤモンド粒子が導電性物質からなる被膜を有しているので、ドレッシング部材としてのダイヤモンド粒子を電極としても利用することができる。
【００１２】
本発明の好ましい一態様によれば、上記ホルダと上記ベース部材との間に接着材を塗布して、上記ホルダと上記ベース部材とを接着する。このような接着材としては、ガラスを溶融したものを用いることができる。
【００１３】
本発明の好ましい一態様によれば、上記貫通孔が、テーパ状の断面を有している。また、この貫通孔は、該貫通孔に配置されたダイヤモンド粒子を受ける傾斜面を有することが好ましい。また、上記複数の貫通孔は、等間隔で配置されていることが好ましい。
【００１４】
本発明の好ましい一態様によれば、上記ホルダの厚さは、上記ダイヤモンド粒子の径よりも薄い。
【００１５】
本発明の好ましい一態様によれば、上記ベース部材を配置する工程の前に、上記ホルダの第１の面とは反対側の第２の面に、上記ホルダの貫通孔から突出するダイヤモンド粒子の先端と接触する面を有する位置決め部材を配置する。
【００１６】
本発明の第３の態様によれば、ダイヤモンド粒子をドレッシング部材として備えたドレッサが提供される。このドレッサは、ホルダと、上記ホルダの第１の面に配置されたダイヤモンド粒子と、上記ホルダの第１の面に配置され、上記ダイヤモンド粒子を上記ホルダとの間に挟み込み固定するベース部材とを備える。上記ダイヤモンド粒子を研磨装置に使用される液に対する電極として作用させる。
【００１７】
本発明の好ましい一態様によれば、上記ダイヤモンド粒子は、導電性物質からなる被膜を有する。
【００１８】
本発明の好ましい一態様によれば、上記ダイヤモンド粒子は、不純物をドープされたダイヤモンド粒子である。この場合において、上記不純物がボロンであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ダイヤモンド粒子の脱落を防止したドレッサを製造することができる。このようなドレッサにより研磨対象物へのスクラッチを低減することができる。また、ダイヤモンド粒子の脱落が有効に防止されるので、本発明の製造方法により製造されたドレッサは長寿命となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係るドレッサおよびその製造方法の一実施形態について図１ないし図５を参照して詳細に説明する。図１ないし図５は本発明の一実施形態におけるドレッサの製造方法を示す模式図である。
【００２１】
まず、図１に示すように、位置決め部材としての定盤１の上にホルダ２を載置する。このホルダ２は例えばセラミック製であり、厚さは１３０μｍである。ホルダ２には多数の貫通孔２０が等間隔で形成されている。図１に示すように、ホルダ２の貫通孔２０は、断面形状がテーパ状になっており、上面２ａの孔径Ｄ１は下面２ｂの孔径Ｄ２よりも大きくなっている。このように、貫通孔２０には、下面２ｂの孔径Ｄ２よりも大きなダイヤモンド粒子を受ける円錐傾斜面２２が形成されている。
【００２２】
定盤１には、ホルダ２の貫通孔２０に対応する（対面する）領域に凹部１０が形成されている。この凹部１０の底面１０ａが、ホルダ２の下面２ｂから下方に突出するダイヤモンド粒子の先端と接触して、ダイヤモンド粒子の位置決めが行われる。したがって、凹部１０の深さは、ドレッサが完成したときのホルダ２の下面からのダイヤモンド粒子の所望の突出量と等しくなるように設定され、例えば３０μｍとされる。
【００２３】
この状態で、図２に示すように、ホルダ２の上面２ａから貫通孔２０にダイヤモンド粒子３を配置する。このダイヤモンド粒子としては、導電性物質からなる被膜を有するダイヤモンド粒子を用い、例えば粒度がＪＩＳ規格＃１００のダイヤモンド粒子を用いる。このようにして配置されたダイヤモンド粒子３は、その側部が貫通孔２０の傾斜面２２に接触するか、あるいは、その先端が定盤１の凹部１０の底面１０ａに接触する。そして、図３に示すように、ホルダ２の上面２ａに接着材４を塗布し、ダイヤモンド粒子３の上方の空間を接着材４で充填する。この接着材として、例えばガラスを溶融したものを用いることができる。
【００２４】
そして、図４に示すように、接着材４が塗布されたホルダ２の上面２ａに、ベース部材（ベース板）５を配置し、ベース部材５をホルダ２に押圧する。これにより、ベース部材５とホルダ２とを接着材４により接着し、ホルダ３とベース部材５との間にダイヤモンド粒子３を挟み込んで固定する。なお、ベース部材５は例えばセラミック製である。その後、図５に示すように、位置決め部材としての定盤１をホルダ２の下面２ｂから取り外せば、ダイヤモンド粒子３を有するダイヤモンドドレッサが完成する。
【００２５】
このように、本発明のドレッサの製造方法によれば、ダイヤモンド粒子３が、ホルダ２の貫通孔２０内でホルダ２とベース部材５との間に挟まれて固定されるので、ダイヤモンド粒子３のホルダ２からの脱落を防止することができる。すなわち、本発明のドレッサの製造方法によれば、ダイヤモンド粒子３の脱落を防止したドレッサを製造することができる。このようなドレッサにより研磨対象物へのスクラッチを低減することができる。また、ダイヤモンド粒子３の脱落が有効に防止されるので、本発明の製造方法により製造されたドレッサは長寿命となる。
【００２６】
また、ダイヤモンド粒子３として導電性物質からなる被膜を有するダイヤモンド粒子を用いているので、ドレッシング部材としてのダイヤモンド粒子を電極としても利用することができる。なお、ダイヤモンド粒子３として、ボロンでドープされたダイヤモンド粒子を用いてもよい。このような場合には、ダイヤモンド粒子の電気化学的な作用を期待することができる。
【００２７】
ここでいうダイヤモンド粒子の電気化学的な作用とは、ダイヤモンド粒子がドレッシングの際に接する研磨液もしくはドレッシング液（水や界面活性剤を含む液）に対して、ダイヤモンド粒子が有する水素発生過電圧と酸素発生過電圧の差を利用したダイヤモンド電極表面上での反応をいう。さらに、研磨装置に使用される液（砥液、ドレッシング液、界面活性剤、パッド洗浄液）にダイヤモンドが電極として作用することで、（１）パッドに付着している砥粒や錯体を電気的な作用で引き剥がしたり分解する、（２）ドレッシング水（界面活性剤などを含む）が電気的作用でイオン水や化学的に活性な状態となってドレッシングによるパッド再生作用に寄与する、（３）パッド自体を電気作用によって除去する、（４）研磨とドレッシングを同時に行う、いわゆるｉｎ−ｓｉｔｕドレッシングではスラリにダイヤモンド電極が作用して研磨液の性能を向上させる、などの効果が考えられる。
【００２８】
また純粋なダイヤモンドは優れた電気絶縁物であるが、ダイヤモンドにボロンなどの第III族の元素をドープしてｐ型の半導体として作用させたり、窒素、リンなどの第V族の元素をダイヤモンドにドープしてｎ型の半導体として作用させたりして、このダイヤモンドを上記研磨液などに作用させて、ドレッシング効率を上げることができる。ここでダイヤモンドに不純物をドープする手段はイオン注入や、熱拡散方式などどのような手段であってもよい。また、ダイヤモンドに導電性の被膜を形成する手段としてはＣＶＤなどの様々な方法がある。
【００２９】
ここで、ホルダ２の厚さを、ダイヤモンド粒子３の径よりも薄くすることが好ましい。このように構成することにより、ベース部材５をホルダ２に押圧したときに、ダイヤモンド粒子３の先端がホルダ２の貫通孔２０から突出するので、上述した定盤１による位置決めが行われ、ダイヤモンド粒子３の突出量を一定にすることができる。
【００３０】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態におけるドレッサの製造方法を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるドレッサの製造方法を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるドレッサの製造方法を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるドレッサの製造方法を示す模式図である。
【図５】本発明の一実施形態におけるドレッサの製造方法を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    定盤
２    ホルダ
３    ダイヤモンド粒子
４    接着材
５    ベース部材
１０    凹部
２０    貫通孔
２２    傾斜面
【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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