(57)【要約】【課題】ＣＭＰ装置に用いられる腐食性の高いスラリーに対しても砥粒の脱落を確実に防いでスクラッチの発生を抑制することが可能なＣＭＰコンディショナを提供し、またこのようなＣＭＰコンディショナを、複雑な製造工程を要することなく製造することが可能なＣＭＰコンディショナの製造方法を提供する。【解決手段】ＣＭＰ装置の研磨パッドと対向して接触するコンディショニング面２に、砥粒６が金属結合相７によって固着された砥粒層３が形成されてなるＣＭＰコンディショナであって、砥粒層３における金属結合相７の表面には、脆性材料の微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを噴射して衝突させることにより、多結晶であり、結晶同士の界面にガラス層からなる粒界層が存在しない酸化物被膜９を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＭＰ装置の研磨パッドと対向して接触するコンディショニング面に、砥粒が金属結合相によって固着された砥粒層が形成されてなるＣＭＰコンディショナであって、上記砥粒層における上記金属結合相の表面には、多結晶であり、該結晶同士の界面にガラス層からなる粒界層が存在しない酸化物被膜が形成されていることを特徴とするＣＭＰコンディショナ。
【請求項２】
上記酸化物被膜が、アルミナ被膜であることを特徴とする請求項１に記載のＣＭＰコンディショナ。
【請求項３】
上記金属結合相が、金属めっき相であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＣＭＰコンディショナ。
【請求項４】
上記金属結合相が、金属ろう付け相であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＣＭＰコンディショナ。
【請求項５】
上記砥粒がダイヤモンド砥粒であって、その結晶面のうち１１１面が上記コンディショニング面と略平行とされて該コンディショニング面が対向する方向に向けられるように固着されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のＣＭＰコンディショナ。
【請求項６】
上記コンディショニング面にあっては、該コンディショニング面上の複数の測定箇所において上記ダイヤモンド砥粒の結晶面のＸ線回折強度を測定した際の、測定された各結晶面のＸ線回折強度の総和に対する上記１１１面のＸ線回折強度の比率が、上記複数の測定箇所における平均として７０％以上とされていることを特徴とする請求項５に記載のＣＭＰコンディショナ。
【請求項７】
ＣＭＰ装置の研磨パッドと対向して接触するＣＭＰコンディショナのコンディショニング面に、金属結合相によって砥粒を固着して砥粒層を形成し、次いでこの砥粒層における上記金属結合相の表面に、脆性材料の微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを噴射して衝突させることにより、酸化物被膜を形成することを特徴とするＣＭＰコンディショナの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の研磨を行うＣＭＰ（化学機械的研磨）装置の研磨パッドのコンディショニングに用いられるＣＭＰコンディショナおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のＣＭＰコンディショナとしては、例えば特許文献１に、円板状の基体（台金）の上面に略円柱状の突起部が間隔をあけて複数形成され、これらの突起部の表面に複数のダイヤモンド等の砥粒が金属めっき結合相によって固着されたものが提案されている。また、特許文献２には、ダイヤモンド砥粒をろう付けしたものが提案されており、さらに特許文献３には、このように砥粒を固着した金属結合相の表面にＳｉＣ等のセラミックス被膜を、ＣＶＤやイオンプレーティング等の気相コーティング技術によって被覆することが提案されている。
【特許文献１】特開２００１−７１２６９号公報
【特許文献２】特開２００２−２７３６５７号公報
【特許文献３】特開２００１−２１０６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、このようなＣＭＰコンディショナにより研磨パッドがコンディショニングされるＣＭＰ装置では、半導体ウェハ等の研磨の際に酸性やアルカリ性の腐食性の高いスラリーが用いられるため、砥粒を保持する金属結合相がこのスラリーによって腐食（溶出）してしまって砥粒が脱落し、この脱落した砥粒によって半導体ウェハが傷つけられてスクラッチが生じるという問題がある。特に、砥粒がダイヤモンドであって結合相がニッケル等の金属めっき相である場合、砥粒への金属めっきの濡れ性が乏しいことから両者の境界部（キャビティ）には極微小ではあるものの隙間が生じ、この隙間からスラリーが入り込んで金属めっき相を腐食させる結果、砥粒の脱落が一層促進されてしまうことになる。
【０００４】
この点、特許文献３に記載のように金属結合相表面にセラミックス被膜を被覆したＣＭＰコンディショナでは、このセラミックス被膜によって金属結合相が保護されることによりその腐食が防止され、従って砥粒の脱落も抑制することができる。ところが、その一方で、この特許文献３に記載のような気相コーティング技術によってセラミックス被膜を被覆した場合には、金属結合相から突出したダイヤモンド等の砥粒の表面にも被膜が被覆されてしまうため、砥粒の切れ味が損なわれ、パッドの研磨レートが著しく低下してしまうという問題が生じる。従って、ＣＭＰコンディショナとして使用可能なパッド研磨レートを得るには、当該特許文献３にも記載されているように砥粒の表面に被覆された被膜を除去する工程が必要となり、その製造工程が複雑化することが避けられない。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、ＣＭＰ装置に用いられる腐食性の高いスラリーに対しても砥粒の脱落を確実に防いでスクラッチの発生を抑制することが可能なＣＭＰコンディショナを提供し、またこのようなＣＭＰコンディショナを、複雑な製造工程を要することなく製造することが可能なＣＭＰコンディショナの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のＣＭＰコンディショナは、ＣＭＰ装置の研磨パッドと対向して接触するコンディショニング面に、砥粒が金属結合相によって固着された砥粒層が形成されてなるＣＭＰコンディショナであって、上記砥粒層における上記金属結合相の表面には、多結晶であり、該結晶同士の界面にガラス層からなる粒界層が存在しない酸化物被膜が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
ここで、上記酸化物被膜は、アルミナ被膜であることが望ましい。また、上記金属結合相は、ニッケル等の金属めっき相でもよく、金属ろう付け相であってもよい。
【０００８】
さらに、上記砥粒はダイヤモンド砥粒であって、その結晶面のうち１１１面が上記コンディショニング面と略平行とされて該コンディショニング面が対向する方向に向けられるように固着されていることが望ましい。この場合において、上記コンディショニング面にあっては、該コンディショニング面上の複数の測定箇所において上記ダイヤモンド砥粒の結晶面のＸ線回折強度を測定した際の、測定された各結晶面のＸ線回折強度の総和に対する上記１１１面のＸ線回折強度の比率が、上記複数の測定箇所における平均として７０％以上とされていることがより望ましい。
【０００９】
また、本発明のＣＭＰコンディショナの製造方法は、ＣＭＰ装置の研磨パッドと対向して接触するＣＭＰコンディショナのコンディショニング面に、金属結合相によって砥粒を固着して砥粒層を形成し、次いでこの砥粒層における上記金属結合相の表面に、脆性材料の微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを噴射して衝突させることにより、酸化物被膜を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＣＭＰ装置に用いられる腐食性の高いスラリーに対しても砥粒の脱落を確実に防いでスクラッチの発生を抑制することが可能なＣＭＰコンディショナを提供することができ、またこのようなＣＭＰコンディショナを、複雑な製造工程を要することなく製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
まず、本発明に係わるエアロゾルデポジション法に関係する語句を以下に説明する。
（多結晶）本件では結晶子が接合・集積してなる構造体を指す。結晶子は実質的にそれひとつで結晶を構成しその径は通常５ｎｍ以上である。ただし、微粒子は破砕されずに構造物中に取り込まれるなどの場合がまれに生じるが、実質的には多結晶である。
【００１２】
（微粒子）一次粒子が緻密質粒子である場合は、粒度分布測定や走査型電子顕微鏡で同定される平均粒径が１０μｍ以下であるものを言う。また一次粒子が衝撃によって破砕しやすい多孔質粒子である場合は、平均粒径が５０μｍ以下であるものを言う。
【００１３】
（エアロゾル）ヘリウム、窒素、アルゴン、酸素、乾燥空気、これらの混合ガスなどのガス中に前述の微粒子を分散させたものであり、一次粒子が分散している状態が望ましいが、通常はこの一次粒子が凝集した凝集粒を含む。エアロゾルのガス圧力と温度は任意であるが、ガス中の微粒子の濃度は、ガス圧を１気圧、温度を２０℃と換算した場合に、ノズルから噴射される時点において０．０００３ｍｌ／ｌ〜５ｍｌ／ｌの範囲内であることが構造物の形成にとって望ましい。
【００１４】
（界面）本件では結晶子同士の境界を構成する領域を指す。
【００１５】
（粒界層）界面あるいは焼結体でいう粒界に位置するある厚み（通常数ｎｍ〜数μｍ）を持つ層で、通常結晶粒内の結晶構造とは異なるアモルファス構造をとり、また場合によっては不純物の偏析を伴う。
【００１６】
本発明のＣＭＰコンディショナの製造方法において、脆性材料の微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを噴射して衝突させることにより酸化物被膜を形成する方法は、上記エアロゾルデポジション法として認知された方法であり、その詳細は特許第３３４８１５４号公報、特開２００２−３０９３８３号公報、特開２００３−０３４００３号公報、特開２００４−０９１６１４号公報、および特開２００３−１８３８４８号公報などに開示されている。
【００１７】
エアロゾルデポジション法は、様々な基材上にセラミック厚膜を形成させる手法であり、セラミック微粒子をガス中に分散させたエアロゾルをノズルから基材に向けて噴射し、金属やガラス、セラミックスやプラスチックなどの基材に微粒子を衝突させ、この衝突の衝撃により微粒子を変形や破砕を起こさしめてこれらを接合させ、基材上に微粒子の構成材料からなる膜構造物をダイレクトで形成させることを特徴としており、特に加熱手段を必要としない常温で構造物が形成可能であり、焼結体同等の機械的強度を保有する構造物を得ることができる。この方法に用いられる装置は、基本的にエアロゾルを発生させるエアロゾル発生器と、エアロゾルを基材に向けて噴射するノズルとからなり、ノズルの開口よりも大きな面積で構造物を作製する場合には、基材とノズルを相対的に移動・揺動させる位置制御手段を有し、減圧下で作製を行う場合には構造物を形成させるチャンバーと真空ポンプを有し、またエアロゾルを発生するためのガス発生源を有することが一般的である。
【００１８】
エアロゾルデポジション法のプロセス温度は常温であり、微粒子材料の融点より低い温度、すなわち数百℃以下で構造物形成が行われるところにひとつの特徴がある。
【００１９】
また使用される微粒子はセラミックスなどの脆性材料を主体とし、同一材質の微粒子を単独であるいは混合させて用いることができるほか、異種の微粒子を混合させたり、複合させて用いることが可能である。また、一部金属材料や有機物材料などをセラミックス微粒子に混合させたり、セラミックス微粒子表面にコーティングさせて用いることも可能である。これらの場合でも構造物形成の主となるものはセラミックスである。
【００２０】
この手法によって形成される膜構造物において、結晶性の微粒子を原料として用いる場合、膜構造物は、その結晶子サイズが原料微粒子のそれに比べて小さい多結晶体であり、その結晶は実質的に結晶配向性がない場合が多く、セラミックス結晶同士の界面にはガラス層からなる粒界層が実質的に存在しないと言え、さらに膜構造物の一部は基材表面に食い込むアンカー層を形成することが多いという特徴がある。
【００２１】
この方法により形成される膜構造物は、微粒子同士が圧力によりパッキングされ、物理的な付着で形態を保っている状態のいわゆる圧粉体とは明らかに異なり、十分な強度を保有している。
【００２２】
この膜構造物形成において、微粒子が破砕・変形を起こしていることは、原料として用いる微粒子および形成された膜構造物の結晶子サイズをＸ線回折法で測定することにより判断できる。
【００２３】
すなわち、エアロゾルデポジション法で形成される構造物の結晶子サイズは、原料として用いる脆性材料微粒子および形成された脆性材料構造物の結晶子サイズよりも小さい値を示す。微粒子が破砕や変形をすることで形成されるずれ面や破面には、もともと内部に存在し別の原子と結合していた原子が剥き出しの状態となった新生面が形成される。この表面エネルギーが高い活性な新生面が、隣接した脆性材料表面や同じく隣接した脆性材料の新生面あるいは基材表面と接合することにより構造物が形成されるものと考えられる。また微粒子の表面に水酸基が程よく存在する場合では、微粒子の衝突時に微粒子同士や微粒子と構造物との間に生じる局部のずり応力により、メカノケミカルな酸塩基脱水反応が起き、これら同士が接合するということも考えられる。外部からの連続した機械的衝撃力の付加は、これらの現象を継続的に発生させ、微粒子の変形、破砕などの繰り返しにより接合の進展、緻密化が行われ、脆性材料構造物が成長するものと考えられる。
【００２４】
従って、例えばこのようなエアロゾルデポジション法を用いた本発明の製造方法によって製造される本発明のＣＭＰコンディショナでは、基材表面すなわち金属結合相の表面に形成される、多結晶であって該結晶同士の界面にガラス層からなる粒界層が存在しない酸化物被膜により、安定した耐食性を得ることができて金属結合相の腐食による砥粒の脱落を防ぐことが可能となり、スクラッチの発生を抑えて高品位の半導体ウェハ等の研磨を図ることができる。特に、こうしてエアロゾルデポジション法により酸化物被膜を形成する際には、上述のようにノズルを相対的に移動・揺動させることにより砥粒と金属結合相との境界部にも確実に酸化物被膜を形成することができるとともに、上記微粒子の衝突による応力によって当該酸化物被膜や基材表面すなわち金属結合相表面が砥粒を押圧するカシメ効果が生じ、これにより境界部の隙間自体を埋め潰して砥粒をより強固に保持し、その脱落を一層確実に防止することができる。
【００２５】
その一方で、このエアロゾルデポジション法では、硬質の砥粒、特にダイヤモンドやｃＢＮのような高硬度の超砥粒の表面に対しては、上述のような膜構造物の一部が食い込むアンカー層が形成されることがないため、酸化物被膜が形成されることもなく、従って被膜形成後に砥粒表面から該被膜を除去するような工程が必要となるようなこともない。しかも、エアロゾルデポジション法による酸化物被膜形成は、上述のように常温、常圧でエアロゾルを噴射するだけの比較的簡略な方法で可能であるので、本発明の製造方法によれば、複雑な製造工程や高価な装置等を要することなく上述のような優れた耐食性を有するＣＭＰコンディショナを提供することが可能となる。
【００２６】
ここで、上記酸化物被膜としては、より耐食性に優れたアルミナ被膜であることが上述のように望ましい。また、同じく上述したように、上記金属結合相としては、特許文献１に記載されたようなニッケル等の金属めっき相でもよく、あるいは特許文献２に記載のような金属ろう付け相であってもよい。
【００２７】
ところで、この特許文献２においては、母材の表面にダイヤモンド砥粒をろう付けにより固着したＣＭＰ加工用ドレッサにおいて、ダイヤモンド砥粒の結晶の｛１１１｝面の垂線のドレッサ基体固定面への投影線分がドレッサの研削方向とほぼ平行とすること、あるいはこの｛１１１｝面が研磨布の研削面に対して１５度〜７５度傾斜することも提案されており、高強度を有するこの｛１１１｝面を切刃として研磨布（研磨パッド）の砥粒と接触させることで、効果的にドレッシングを行うとともに砥粒の欠けを生じにくくし、被研磨物のスクラッチの発生を防止するようにしている。
【００２８】
ところが、ＣＭＰ装置に用いられるコンディショナは、ＣＭＰ装置の回転する研磨パッド上に上記コンディショニング面を接触させて載置されて、ＣＭＰコンディショナ自体も研磨パッドの回転軸線とは異なる軸線回りに回転させられるとともに該研磨パッド上を揺動させられたりするため、コンディショニング面にろう付けされた砥粒の｛１１１｝面の垂線の上記投影線分が常に研削方向と平行となったりするとは限らない。そして、例えば｛１１１｝面以外の面が専ら研削方向に向けられた状態でコンディショニングが行われた場合には、この面と砥粒の突出端面となるやはり｛１１１｝面以外の面との稜線や頂部に摩耗が生じて研磨レートが早期に著しく低下したり、これらの稜線や頂部に欠損が生じてスクラッチが発生したりする。
【００２９】
そこで、特に砥粒としてダイヤモンド砥粒を用いた場合において、このような砥粒自体の欠損によるスクラッチや研磨レートの早期低下を防ぐには、上述のようにこのダイヤモンド砥粒を、その結晶面のうち１１１面が上記コンディショニング面と略平行とされて該コンディショニング面が対向する方向に向けられるように固着するのが望ましい。
【００３０】
従って、このようなＣＭＰコンディショナにおいて、その結晶面のうち１１１面がコンディショニング面と略平行に該コンディショニング面が対向する方向、すなわちＣＭＰ装置において研磨パッドと対向する方向に向けられるようにしてコンディショニング面に固着されたダイヤモンド砥粒にあっては、この１１１面がコンディショニング面からの突端面として突出して研磨パッドに接触するため、ダイヤモンド砥粒の結晶面同士の稜線部や頂部のように尖った部分が研磨パッド側に突き出した突出端となることがない。このため、このような尖った部分が早期に摩耗することによって研磨レートが著しく低下したり、あるいはかかる部分に欠損が生じて、その破片により、研磨パッドによって研磨される半導体ウェハ等の被研磨面にスクラッチが生じたりするのを防ぐことができる。
【００３１】
そして、上記ダイヤモンド砥粒において研磨パッドに切り込まれて切れ刃のエッジとして作用するのは、上記突端面とされる高強度で耐摩耗性の高い１１１面とその周囲に隣接する他の結晶面との稜線部あるいは頂部であり、しかも突端面とされた１１１面は研磨パッドに対するダイヤモンド砥粒の研削方向が変動しても常に研磨パッドに対向して接触した状態とされるので、上記切れ刃は良好な切れ味を維持しつつも摩耗することが少なく、欠損などが生じることもない。従って、このようなＣＭＰコンディショナによれば、高い研磨レートを長期に亙って安定的に維持することができてコンディショナ寿命の延長を図ることができるとともに、かかるコンディショナによってコンディショニングされた研磨パッドにより研磨される半導体ウェハ等において、よりスクラッチの少ない高品位の被研磨面を形成することが可能となる。
【００３２】
ここで、このようにコンディショニング面に固着されたダイヤモンド砥粒のうち、どの程度の砥粒がその１１１面をコンディショニング面と略平行に該コンディショニング面が対向する方向に向けられているかは、このダイヤモンド砥粒の結晶面のＸ線回折強度を測定することによって知ることができる。すなわち、１１１面がコンディショニング面と略平行にその対向方向に向けられて固着されたダイヤモンド砥粒が多ければ、この１１１面に関して高いＸ線回折強度が得られ、その分他の結晶面の回折強度は低くなるので、１１１面も含めた各結晶面のＸ線回折強度の総和に対する１１１面のＸ線回折強度の比率（以下、１１１面検出率と称する。）が高いほど、より多くのダイヤモンド砥粒がその１１１面をコンディショニング面と略平行にして該コンディショニング面の対向方向に向け固着されているものと認めることができる。
【００３３】
そこで、このような知見に基づき、上記構成のＣＭＰコンディショナにおいては上述のように、上記コンディショニング面にあって、該コンディショニング面上の複数の測定箇所において上記ダイヤモンド砥粒の結晶面のＸ線回折強度を測定した際の上記１１１面検出率が、上記複数の測定箇所における平均として７０％以上とされているのが望ましく、このように高い１１１面検出率とすることで上述の効果をより確実に奏功することが可能となる。すなわち、この１１１面検出率が７０％未満であると、相対的に他の結晶面を突端面として固着されたダイヤモンド砥粒や結晶面同士の稜線や頂部を突出させて固着されたダイヤモンド砥粒の割合が多くなり、これらの砥粒によって研磨レートが早期に低下したり欠損によりスクラッチが発生する可能性が高くなったりするおそれがある。
【００３４】
一方、このように１１１面を突端面としてコンディショニング面と略平行に該コンディショニング面が対向する方向に向けたダイヤモンド砥粒においては、この１１１面の反対側に位置する１１１面が着座面として、やはりコンディショニング面と平行に、コンディショナ側に対向するように着座させられ、金属結合相により固着させられることになる。このため、特に金属結合相がろう付け相であってその濡れ性がよく、すなわち上記着座面とされる１１１面とコンディショナとの間のろう付け相が薄くなるような場合には、コンディショナ側の表面が平坦であればこの着座面の座りがよく、従ってより確実に上記突端面とされる１１１面がコンディショニング面と平行に突出するようにダイヤモンド砥粒を固着することができて、一層効果的に上述の効果を奏功することが可能となる。
【００３５】
図１および図２は、本発明のＣＭＰコンディショナの第１の実施形態を示すものである。本実施形態においてコンディショナ本体（台金）１はステンレス等の金属材料により軸線Ｏを中心とした略円板状に形成され、その軸線Ｏに垂直な一方の円形面に、コンディショニングの際にＣＭＰ装置の研磨パッドと対向して接触するコンディショニング面２が配設されていて、このコンディショニング面２に砥粒層３が形成されている。このようなＣＭＰコンディショナは、このコンディショニング面２をＣＭＰ装置の研磨パッド表面に平行に対向させて接触させられ、該研磨パッドの回転軸線から離れた位置で上記軸線Ｏ回りに回転されつつ、コンディショナ本体１自体もパッド表面の内外周に揺動させられて、上記研磨パッドのコンディショニング（ドレッシングまたは目立て）に用いられる。
【００３６】
なお、本実施形態においては、上記コンディショニング面２の外周側に、該コンディショニング面２と平行な円環状の端面４ｆとこの端面４ｆから外周側に向かうに従い漸次後退するテーパ面４ｔとを有して上記軸線Ｏを中心とした一定幅の環状に突出するリング部４が形成されるとともに、このリング部４の内周側には、やはりコンディショニング面２と平行でリング部４と等しい突出高さの円形の端面５ｆを有する互いに同形同大の略円柱状の複数の突部５が間隔をあけて形成されている。ただし、このうち突部５は、図１に示すようにリング部４内周のうちでも外周側の部分のみに、軸線Ｏを中心とした複数（図１では３つ）の同心円をなすようにして、各円ごとに等間隔に、かつ隣接する円同士では千鳥状となるように配設されている。
【００３７】
上記砥粒層３は、本実施形態ではこれらリング部４の上記端面４ｆおよびテーパ面４ｔと突部５の端面５ｆとにおいて、コンディショナ本体１の表面に形成されている。なお、リング部４内周側のコンディショニング面２の底面（突部５の間の部分）２ｆは軸線Ｏに垂直な平坦面とされて砥粒層５は形成されておらず、上記端面４ｆ，５ｆは厳密にはこの底面２ｆに平行とされて軸線Ｏ方向に垂直とされ、該軸線Ｏ方向に互いに突出高さに位置するようにさせられている。また、リング部４の端面４ｆの内周側は軸線Ｏを中心とした円筒面状とされている。
【００３８】
ここで、図２に示すようにこの砥粒層３は、砥粒としてダイヤモンド砥粒６が、金属結合相として電着により形成されたニッケル等の金属めっき相７を介して、リング部４および各突部５のそれぞれに複数（多数）個ずつ単層に分散固着されてなるものであり、ダイヤモンド砥粒６はその平均粒径の３０％程度の部分が金属めっき相７の表面から突き出し、残りの部分が該金属めっき相７内に埋没して保持されている。なお、このように電着による金属めっき相７によって固着されたダイヤモンド砥粒６は、金属めっきとの濡れ性が悪いことから金属めっき相７との境界部８に極微小な隙間を生じ、特に砥粒層３の表面においては図２に示すようにこの境界部８が微視的に窪んだ凹状に形成されてしまう。
【００３９】
さらに、これらのダイヤモンド砥粒６は、その結晶面のうちの１１１面の１つが、上記コンディショニング面２と略平行とされ、すなわち上記軸線Ｏに略垂直な平面に沿うようにされて、このコンディショニング面２が対向する方向、すなわち上述のコンディショニング時に研磨パッドの表面側を向く方向に向けられるように固着されている。従って、こうして固着されたダイヤモンド砥粒６においては、上記１１１面がコンディショニング面２から軸線Ｏ方向に突出する突端面６ａとなる。
【００４０】
ただし、このように固着されたダイヤモンド砥粒６においては、そのすべてが１１１面を上述のような突端面６ａとしてコンディショニング面２と平行かつその対向方向に向けられてなくてもよく、またこの突端面６ａとされる１１１面が厳密にコンディショニング面２と平行とされていなくてもよい。ここで、本実施形態では、上記コンディショニング面２における複数の測定箇所Ｐにおいてダイヤモンド砥粒６の結晶面のＸ線回折強度を測定した際の１１１面検出率が、これら複数の測定箇所Ｐにおける平均として７０％以上とされており、言い換えればこのような平均の１１１面検出率が得られるように、ダイヤモンド砥粒６が１１１面を突端面６ａとしてコンディショニング面２と略平行に上記対向方向に向けて固着されている。
【００４１】
なお、このように１１１面の１つがコンディショニング面２と略平行にその対向方向に向けられた突端面６ａとなるようにダイヤモンド砥粒６を固着するには、例えば該ダイヤモンド砥粒６を１つ１つ、その１１１面の向きを揃えてコンディショニング面２上に配列・固定し、上記金属めっき相７によって固着するようにしてもよいが、例えば市販の人造ダイヤモンド砥粒６などの中から１１１面の大きい、いわゆる六・八面体状ないしは八・六面体状の砥粒を選別し、これをコンディショニング面２が上向きとなるようにコンディショナ本体１が浸漬された金属めっき液中に分散しつつ金属めっき相７を析出させることにより固着するようにしてもよい。すなわち、このような六・八面体状ないしは八・六面体状のダイヤモンド砥粒６は、面積の大きいいずれか１つの１１１面が軸線Ｏに垂直にコンディショナ本体１側を向いて接地・着座して着座面６ｂとなる可能性が高く、この着座面６ｂとなった１１１面と平行な反対側の１１１面は、コンディショニング面２と略平行に該コンディショニング面２が向く方向に向けられることになるので、この反対側の１１１面を上記突端面６ａとして上述のような１１１面検出率が得られるようにダイヤモンド砥粒６を固着することができる。
【００４２】
そして、このようにダイヤモンド砥粒６が金属めっき相７によって固着された砥粒層３において、この金属めっき相７の表面には、多結晶であり、該結晶同士の界面にガラス層からなる粒界層が実質的に存在しない酸化物被膜９が形成されている。ここで、この酸化物被膜９は、本実施形態ではアルミナ被膜である。
【００４３】
本発明のＣＭＰコンディショナの製造方法の一実施形態では、このような酸化物被膜９が、上述のように金属めっき相７によってダイヤモンド砥粒６が固着されて砥粒層３が形成されたコンディショニング面２に対して、その砥粒層３における上記金属めっき相７の表面に、脆性材料の微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを噴射して衝突させることによる、エアロゾルデポジション法によって形成される。
【００４４】
図３は、この実施形態の製造方法に用いられるエアロゾルデポジション装置２０を示したものであり、窒素ガスボンベ２０１の先にガス搬送管２０２を介してエアロゾル発生器２０３が設置され、その下流側にエアロゾル搬送管２０４を介して、セラミック膜形成室２０５内に配置された例えば直径２ｍｍの導入開口と１０ｍｍ×０．４ｍｍの導出開口をもつノズル２０６が接続されている。エアロゾル発生器２０３内には、脆性材料の微粒子として酸化アルミニウム（アルミナ）微粒子粉体が充填されている。そして、ノズル２０６の開口の先には、例えばＸＹＺθステージ２０７に保持された被製膜物２０８として、砥粒層３が形成されたコンディショナ本体１が、そのコンディショニング面２をノズル２０３の開口側に向けて配置されている。なお、セラミックス膜形成室２０５は真空ポンプ２０９と接続されている。
【００４５】
このようなエアロゾルデポジション装置２０を用いて上記酸化物被膜９を形成する場合の本発明の製造方法の実施形態では、まず窒素ガスボンベ２０１を開栓し、ガス搬送管２０２を通じてガスをエアロゾル発生器２０３内に送り込み、同時にエアロゾル発生器２０３を運転させて酸化アルミニウム微粒子と窒素ガスが適当比で混合されたエアロゾルを発生させる。また、真空ポンプ２０９を稼働させ、エアロゾル発生器２０３とセラミックス膜形成室２０５の間に差圧を生じさせる。エアロゾルはこの差圧に乗って下流側のエアロゾル搬送管２０４に導入されて加速し、ノズル２０６よりコンディショナ本体１のコンディショニング面２に向けて噴射する。コンディショナ本体１はＸＹＺθステージ２０７により自在に揺動され、エアロゾル衝突位置を変化させつつ、微粒子の衝突によりコンディショニング面２の所望位置に膜状の酸化物（アルミナ）被膜９が形成されていく。
【００４６】
なお、ここでは真空ポンプ２０９にてセラミックス膜形成室２０５を減圧環境下としているが、必ずしも減圧環境にする必要はなく、大気中圧下にて製膜することも可能である。またガスも窒素に限らず、ヘリウム、圧縮空気などの使用は自在である。
【００４７】
従って、このようにして製造された本実施形態のＣＭＰコンディショナにおいては、そのコンディショニング面２の金属めっき相（金属結合相）７の表面に、多結晶であり、その結晶同士の界面にガラス層からなる粒界層が存在しない酸化物被膜９が形成されて被覆されているので、ＣＭＰ装置における半導体ウェハ等の研磨の際に酸性やアルカリ性の腐食性の高いスラリーが用いられていても、かかる酸化物被膜９が備える高い耐食性により金属めっき相７が腐食するのを防ぐことができる。特に、本実施形態ではこの酸化物被膜９がアルミナ被膜であるので、より安定した耐食性を得ることができる。このため、上記構成のＣＭＰコンディショナによれば、このような金属めっき相７の腐食によってダイヤモンド砥粒６が脱落して半導体ウェハ等にスクラッチが発生するのを防ぐことができ、これによりＣＭＰ装置において高品位の半導体ウェハの研磨を図ることが可能となる。
【００４８】
また、特に上記製造方法の一実施形態のようにエアロゾルデポジション法によって上記酸化物被膜９を形成した場合には、上述のように原子が剥き出しの状態とされた活性な新生面による微粒子同士の接合、あるいは微粒子と基材（金属めっき相７）表面との接合によるアンカー層の形成により、十分な膜強度および付着強度を得ることができ、スラリーに対する耐食性を長期に亘って維持することができる。しかも、膜形成時には上記ＸＹＺθステージ２０７等によりコンディショナ本体１をノズル２０６に対して揺動させたり傾動させたりしつつエアロゾルを噴射することで、ダイヤモンド砥粒６と金属めっき相７との窪んだ境界部８にも確実に酸化物被膜９を形成することができるとともに、この境界部８においては噴射されたエアロゾルの微粒子が衝突することによって金属めっき相７や付着した酸化物被膜９に応力が発生し、この応力による変形によって上記境界部８における微小な隙間が埋め潰された上で、さらにダイヤモンド砥粒６が周囲から押圧されて締め付けられるカシメ効果が生じるので、ダイヤモンド砥粒６の脱落によるスクラッチの発生を一層確実に防止することも可能となる。
【００４９】
さらに、上記エアロゾルデポジション法では、このように基材表面に対しては、衝突した微粒子と基材表面の破砕や変形による活性な新生面の接合により、酸化物被膜９の一部が基材表面に食い込んでアンカー層が形成されることで被覆がなされるため、脆性材料（アルミナ）微粒子に比べて硬度が著しく高い、例えば上記ダイヤモンド砥粒６やｃＢＮ砥粒のような超砥粒が基材となる場合には、その表面に酸化物被膜９は形成されない。従って、上述のような高い耐食性を有する被膜を形成するにしても、例えばＳｉＣ等のセラミックス被膜をＣＶＤやイオンプレーティング等の気相コーティング技術によって被覆する場合のように、被膜形成後に砥粒の表面のみから該被膜を除去するような工程が必要となるようなこともない。また、かかる酸化物被膜９は常温で、しかも上述のように大気中圧下の常圧でも形成が可能であり、ノズル２０６からエアロゾルを噴射するだけの簡略な製造方法でもあるので、上記製造方法によれば、複雑な工程や高価な装置などを必要とすることなく、比較的低コストで優れた耐食性を有するＣＭＰコンディショナを製造することができる。
【００５０】
一方、本実施形態のＣＭＰコンディショナでは、コンディショニング面２のリング部４、突部５の端面４ｆ，５ｆに固着されたダイヤモンド砥粒６において、高強度で耐摩耗性の高い１１１面の１つが突端面６ａとして、コンディショニング面２と略平行とされて、該コンディショニング面２が対向するＣＭＰ装置において研磨パッド側を向く方向に配向させられているので、この１１１面とこれに隣接する結晶面とが交差した切れ刃のエッジとなる稜線部や頂部には鋭い切れ味を確保しつつも、この切れ刃部分の摩耗を抑えるとともに欠損を防ぐことができる。このため、パッドの研磨レートが早期に著しく低下するのを防いで、長期に亙って安定した、しかも高い研磨レートを維持することができるとともに、欠損した砥粒６の破片によって半導体ウェハ等にスクラッチが生じたりするのも防ぐことができ、これにより、さらに高品位の研磨を施すことが可能となる。
【００５１】
また、このように切刃部分の摩耗や欠損を防ぐことが可能な、１１１面がコンディショニング面２と略平行にその対向方向に向けられたダイヤモンド砥粒６が、上記１１１面検出率が７０％以上となるような高い割合で固着されているので、より確実に上述のような安定した高いパッド研磨レートを維持し、かつスクラッチの発生を防止することが可能となる。すなわち、この１１１面検出率が７０％未満であると、他の結晶面や結晶面同士の稜線、頂部が上記対向方向に向けられたダイヤモンド砥粒６の割合が多くなり、上述のような効果を十分に奏功することができなくなるおそれがある。なお、このようにダイヤモンド砥粒６のＸ線回折強度を測定して１１１面検出率を算出するときには、コンディショニング面２において部分的に上記対向方向に向けられた結晶面に偏りが生じるおそれもあるので、複数の測定箇所、望ましくは上記第１の実施形態や後述する第２の実施形態の測定箇所Ｐのように４箇所以上の測定箇所ＰでＸ線回折強度を測定して、その平均をとるのが望ましい。
【００５２】
さらに、上記第１の実施形態のようにコンディショニング面２に突部５を形成して、その上記対向方向を向く端面５ｆにダイヤモンド砥粒６を固着したＣＭＰコンディショナにおいては、コンディショニングの際に突部５上においてダイヤモンド砥粒６がパッドにベタ当たりせずに高い研削圧力が確保されるため、より鋭い切れ味を上記切れ刃に与えて一層高い研磨レートを得ることができ、このような研磨レートを長期に亙って安定して維持することが可能となるとともに、スクラッチ数もより確実に抑えることができる。さらにまた、この第１の実施形態ではコンディショニング面２の突部５が形成された部分よりも外周側にリング部４が形成されてその端面４ｆおよび外周側のテーパ面４ｔにもダイヤモンド砥粒６が固着されているので、研磨パッドの撓みを抑えて一層効果的に上記切れ刃を食い付かせることができるという効果も得られる。ただし、こうして突部５を形成した場合には、リング部４は形成されていなくてもよい。
【００５３】
次に、図４および図５は、本発明のＣＭＰコンディショナの第２の実施形態を示すものであり、図１および図２に示した第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を配して説明を省略する。この第２の実施形態では、コンディショニング面２の内周側に突部５は形成されておらず、外周側に第１の実施形態よりは幅広のリング部４が形成されているだけであって、ただしリング部４の上記端面４ｆより外周側の部分は第１の実施形態と同様に外周側に向かうに従い漸次後退するテーパ面４ｔとされる一方、端面４ｆより内周側の部分も内周側に向かうに従い漸次後退するテーパ面４ｔとされていて、これら端面４ｆとその内外周の両テーパ面４ｔ上に砥粒層３が形成されている。
【００５４】
さらに、本実施形態では、この砥粒層３においてダイヤモンド砥粒６を固着する金属結合相が、アモルファスニッケル等のろう材よりなる金属ろう付け相１０とされており、すなわちコンディショナ本体１の砥粒層３が形成される部分にろう材を介してダイヤモンド砥粒６を配設し、このろう材を加熱・溶融した後に冷却・固化することによりダイヤモンド砥粒６が固着されている。そして、本実施形態でも、この金属ろう付け相（金属結合相）１０の表面には、第１の実施形態と同様にエアロゾルデポジション法によって酸化物被膜（アルミナ被膜）９が形成されている。
【００５５】
なお、本実施形態においてもダイヤモンド砥粒６は、望ましくは図４に示す４つの測定箇所Ｐで測定したＸ線回折強度の平均として１１１面検出率が７０％以上となるように、その結晶面のうちの１１１面の１つが突端面６ａとして、コンディショニング面２と略平行すなわち上記軸線Ｏに略垂直な平面に沿うようにされ、コンディショニング時に研磨パッドの表面側を向くコンディショニング面２の対向方向に向けられるように固着されている。従って、このようなダイヤモンド砥粒６の着座面６ｂとなる上記突端面６ａの反対側の他の１つの１１１面も、上記端面４ｆ部分においては軸線Ｏに略垂直な平面上に沿ってコンディショナ本体１側に向けられることになる。
【００５６】
また、こうして固着されたダイヤモンド砥粒６は、第１の実施形態とは略逆にその平均粒径の３０％程度の部分が金属ろう付け相１０内に埋没し、残りの部分が該金属ろう付け相１０の表面から突出するように保持されている。ここで、上述のようにろう付けの際に加熱・溶融したろう材はダイヤモンド砥粒６に対する濡れ性がよく、固着されたダイヤモンド砥粒６の周辺では金属ろう付け相１０が、例えば図５に示すように上記着座面６ｂの周囲に配置される結晶面に向けて盛り上がって密着するように形成される。
【００５７】
図６は、このようにダイヤモンド砥粒６をろう付けによって金属ろう付け相１０により固着する場合の一例に用いられる型３０を示す概略図である。この例において、コンディショナ本体１は、コンディショニング面２とされる面を上向きにして黒鉛板３０１上に載置され、この面の砥粒層３が形成される部分に上記アモルファスニッケル等のろう材よりなるシート３０２を載置して、このシート３０２の上にダイヤモンド砥粒６を、上述のように１１１面の１つが上記突端面６ａとなるように例えばハンドセットにより、接着剤を介して固定する。次いで、このコンディショナ本体１の外周部を黒鉛リング３０３によって囲繞するとともに、固定されたダイヤモンド砥粒６の上に黒鉛シート３０４を被せたうえで、さらにその上にアルミナ等の重し板３０５を載置し、コンディショナ本体１を収容した上記型３０を構成する。
【００５８】
このようにして構成した型３０を図示されない真空炉にセットして、真空引き、脱脂した後に加熱ろう付けして冷却することにより、ダイヤモンド砥粒６が金属ろう付け相１０によって固着されて砥粒層３がコンディショニング面２に形成される。そして、こうして砥粒層３が形成されたコンディショナ本体１に、本実施形態においても例えば図３に示したのと同様のエアロゾルデポジション装置２０を用いて、この金属ろう付け相１０の表面にエアロゾルデポジション法により酸化物被膜（アルミナ被膜）９を形成することにより、上記構成のＣＭＰコンディショナを製造することができる。
【００５９】
従って、例えばこのようにして製造される第２の実施形態のＣＭＰコンディショナでも、砥粒層３においてダイヤモンド砥粒６を固着する金属ろう付け相（金属結合相）１０の表面に、多結晶であり、該結晶同士の界面にガラス層からなる粒界層が存在しない酸化物被膜９が形成されるので、第１の実施形態と同様にＣＭＰ装置において腐食性の高いスラリーが用いられていても、スクラッチの発生を確実に防いで高品位の半導体ウェハ等の研磨を図ることが可能となる。また、この第２の実施形態では、上述のように砥粒層３における金属結合相（金属ろう付け相１０）からのダイヤモンド砥粒６の突き出し量が、例えば金属めっき相７を結合相とした第１の実施形態などと比べて大きくされるので、その表面に酸化物被膜９が形成されていても、研磨パッドへのベタ当たりを防ぐとともにスラリーを保持し、かつ切屑を収容・排出するための空間（ポケット）を隣接するダイヤモンド砥粒６間に確保することができ、円滑なコンディショニングを促すことも可能となる。
【００６０】
一方、この第２の実施形態のＣＭＰコンディショナの製造方法でも、金属ろう付け相１０によってダイヤモンド砥粒６を固着した後の、エアロゾルデポジション法により酸化物被膜９を形成する工程では、第１の実施形態のＣＭＰコンディショナを製造する場合と同様の効果を得ることができる。また、金属結合相が金属ろう付け相１０であって、ダイヤモンド砥粒６を固着する際に加熱溶融したろう材の濡れ性がよく、すなわち流動性も高いため、ダイヤモンド砥粒６の上記着座面６ｂとコンディショナ本体１の表面との間の金属ろう付け相１０の厚さが薄くなり、これによって着座面６ｂの座りがよくなって該着座面６ｂをコンディショナ本体１表面に対して平行により近い状態に着座させることができる。このため、リング部４の軸線Ｏに垂直な上記端面４ｆ部分においては、この着座面６ｂの反対側の突端面６ａとなる１１１面も、より確実に軸線Ｏに垂直にコンディショニング面２の上記対向方向に向けられることになるので、上述のような高い研磨レートをさらに長期に亘って安定して維持するとともにダイヤモンド砥粒６の欠損等によるスクラッチも効果的に防ぐことができる。
【００６１】
しかも、本実施形態の製造方法において、この金属ろう付け相１０によりダイヤモンド砥粒６を固着する際に用いられる上記型３０では、ろう材よりなるシート３０２上に設置したダイヤモンド砥粒６に、黒鉛シート３０４を介して重し板３０５により負荷が与えられ、この状態のまま型３０が真空炉にセットされてろう材シート３０２が加熱・溶融されるので、一層確実に着座面６ｂおよび突端面６ａを軸線Ｏに垂直にしてダイヤモンド砥粒６を固着することができる。また、特にアモルファス金属ろう材のシート３０２を用いることにより、溶融の際のろう材の収縮がなくてダイヤモンド砥粒６の移動を最小限に抑えることができるとともに、上述のような高い流動性を得ることができて加熱状態での保持時間を短縮することができ、また金属ろう付け相１０の厚みのバラツキを少なくできる上、その取り扱いも容易であるという利点が得られる。さらに、このシート３０２は、コンディショナ本体１の表面には接着剤等を介することなく載置されるので、ろう付けの際に接着剤から発生するガスによってダイヤモンド砥粒６がずれたり、ろう材切れが生じたり、真空炉内の真空度が悪化したりするのを抑制することも可能となる。
【実施例】
【００６２】
次に、本発明の実施例を挙げてその効果を実証する。本実施例においては、まず、コンディショニング面２の複数の測定箇所Ｐにおけるダイヤモンド砥粒６の結晶面のＸ線回折強度の１１１面検出率が平均７０％未満とされていること以外は第１、第２の実施形態に基づいた２種のＣＭＰコンディショナと、この１１１面検出率が７０％以上とされた第１、第２の実施形態に基づく２種のＣＭＰコンディショナとを製造した。これらを順に実施例１〜４とする。従って、実施例１、３では金属結合相としての金属めっき相７表面に酸化物被膜（アルミナ被膜）９が形成され、実施例２、４では金属ろう付け相１０表面に同様の酸化物被膜９が形成される。また、これらに対する比較例として、この酸化物被膜９が形成されていないこと以外は実施例１〜４と同様のＣＭＰコンディショナも製造した。これらを比較例１〜４とする。
【００６３】
なお、実施例１、３および比較例１、３のＣＭＰコンディショナでは、コンディショナ本体１は、コンディショニング面２の外径（コンディショナ本体１の外径）が１０１．６ｍｍ、リング部４の内径は９０ｍｍ、端面４ｆの外径は９４ｍｍ、テーパ面４ｔも含めたリング部４の外径は９７ｍｍ、突部５の外径は２ｍｍで、コンディショニング面２の底面２ｆからのリング部４、突部５の突出高さ（上記端面４ｆ，５ｆの高さ）は０．３ｍｍである。また、突部５は、内径６７ｍｍ、外径８５ｍｍの軸線Ｏを中心とした円環面の範囲に、軸線Ｏを中心として略等間隔をあけた同心円上に図１に示す通りに配列されている。さらに、砥粒は平均粒径１６０μｍのダイヤモンド砥粒６であって、集中度は砥粒層３において単位面積当たりに固着されたダイヤモンド砥粒の数として４０ヶ／ｍｍ２とされ、金属めっき相７はニッケルめっき相である。
【００６４】
これら実施例１、３および比較例１、３のＣＭＰコンディショナを製造する際には、まず台金となるステンレス（ＳＵＳ３０４）製のコンディショナ本体１を洗浄して表面の油分を除去し、ダイヤモンド砥粒６を電着する部分以外をマスキングした後、脱脂、酸活性処理、ニッケルストライクめっき等の前処理を施してからニッケルで下地めっきし、これをダイヤモンド砥粒６が分散されたニッケルめっき液中に浸漬して、電解めっきにより上記コンディショニング面２の砥粒層３を形成する部分にニッケルめっき相を析出させつつダイヤモンド砥粒６を固着し、さらに過剰なダイヤモンド砥粒６を除去しつつニッケルめっき相を成長させてダイヤモンド砥粒６を埋め込み、しかる後めっき槽から引き上げて洗浄し、最後にマスキングを除去することによって製造した。
【００６５】
ここで、上記１１１面検出率が７０％以上とされる実施例３および比較例３では、めっき槽のニッケルめっき液に分散されるダイヤモンド砥粒６として、市販の人造ダイヤモンド砥粒から六・八面体状ないしは八・六面体状のダイヤモンド砥粒を多く含む一群のダイヤモンド砥粒を顕微鏡によって観察して選別したものを用い、さらにこのダイヤモンド砥粒６を固着する際にニッケルめっき液に超音波を照射して、着座面６ｂおよび突端面６ａとなる１１１面が軸線Ｏに垂直となるようダイヤモンド砥粒６の向きを揃えるようにした。これに対して、１１１面検出率が７０％未満の実施例１、比較例１では、上記平均粒径の市販の人造ダイヤモンド砥粒をそのままニッケルめっき液に分散し、超音波照射も行わずに固着した。
【００６６】
また、実施例２、４および比較例２、４のＣＭＰコンディショナは、コンディショナ本体１の外径（コンディショニング面２の外径）が実施例１、３および比較例１、３と同じく１０１．６ｍｍで、リング部４は、コンディショニング面２の底面２ｆからの突出高さが１ｍｍ、端面４ｆの内径が６８．７ｍｍ、外径が９４．１ｍｍ、内外周のテーパ面４ｆも含めたリング部４の内径が６１．１ｍｍで外径はコンディショニング面２の外径と等しくされている。なお、台金となるコンディショナ本体１の材質、固着されるダイヤモンド砥粒６の平均粒径、集中度は実施例１、３および比較例１、３と同じである。
【００６７】
これら実施例２、４および比較例２、４のＣＭＰコンディショナを製造する際には、まず図６に示したように、上記コンディショナ本体１を黒鉛板３０１上に載置してコンディショニング面２の砥粒層３が形成される部分にアモルファスニッケルろう材シート（メトグラス社製ＭＢＦ−２０）３０２を載置し、その上に接着剤（積水化学工業株式会社製、製品名称：スプレーのりＺＥＲＯ）をスプレーして塗布した上で、上記ダイヤモンド砥粒６を接着して固定し、さらにその外周部を黒鉛リング３０３によって囲繞するとともに、ダイヤモンド砥粒６の上に黒鉛シート（東洋炭素株式会社製ＰＦ−５０）３０４を被せ、さらにその上にコンディショニング面２と同じ大きさの円板状をなすアルミナ製の重し板（質量４５０ｇ）３０５を載置してコンディショナ本体１を収容した上記型３０を構成した。
【００６８】
そして、この型３０を真空炉内にセットして、まず１０−５Ｔｏｒｒ台まで真空引きして５５０℃で５分間保持することにより上記接着剤の分解ガスを除去して脱脂し、次いで１０−４Ｔｏｒｒ台で１０５０℃に５分間保持することにより、上記ろう材シート３０２を加熱・溶融してろう付けし、これを２００℃以下まで冷却した後に真空炉から取り出し、さらに型３０からＣＭＰコンディショナを取り出した。
【００６９】
ここで、１１１面検出率が７０％以上とされる実施例４および比較例４では、ダイヤモンド砥粒６として上記実施例３および比較例３と同様に、市販の人造ダイヤモンド砥粒から六・八面体状ないしは八・六面体状のダイヤモンド砥粒を多く含む一群のダイヤモンド砥粒を顕微鏡によって観察して選別したものを用い、これを１つ１つハンドセットで接着剤が塗布された上記ろう材シート３０２上に、１１１面の１つが突端面６ａとして上向きすなわちコンディショニング面２が対向する方向となるように固定して、ろう付けした。これに対して、１１１面検出率が７０％未満の実施例２、比較例２では、上記平均粒径の市販の人造ダイヤモンド砥粒をそのままランダムに固定しただけで、ろう付けした。
【００７０】
そして、こうして砥粒層３が形成されたＣＭＰコンディショナのうち、本発明に係る実施例１〜４においては、いずれも図３に示したエアロゾルデポジション装置２０により、平均粒径０．６μｍのアルミナ粒子を用いて、窒素ガス７ｌ／ｍｉｎの流量でエアロゾルを発生させ、これを上述のように直径２ｍｍの導入開口と１０ｍｍ×０．４ｍｍの導出開口をもつノズル２０６から噴射して、実施例１、３においては上記金属めっき相７の表面に、また実施例２、４においては上記金属ろう付け相１０の表面に、それぞれ膜厚３〜５μｍの酸化物被膜（アルミナ被膜）９を形成した。
【００７１】
これら実施例１〜４および比較例１〜４に対し、図１および図３に示したようにコンディショニング面２の砥粒層３における複数（４つ）の測定箇所Ｐにおいて、ダイヤモンド砥粒６の１１１面のＸ線回折強度とこれ以外の他の結晶面のＸ線回折強度とを測定した。この結果と、これに基づいて１１１面検出率を算出した結果とを、４つの測定箇所Ｐの平均として表１に示す。なお、このＸ線回折強度の測定において、測定装置は理学電機株式会社製・型番ＲＩＮＴ２０００／ＵＬＴＩＭＡ＋、使用管球（ターゲット）はＣｕ（Ｋα）、電圧４０ｋＶ、電流４０ｍＡ、スリット１°−０．３ｍｍ−１°、測定範囲２θ＝３５°〜１４５°、ステップ幅０．０２°、走査速度３°／ｍｍで、測定箇所Ｐは、それぞれリング部４における端面４ｆと外周側のテーパ面４ｔとの円形の稜線を超えない範囲で該稜線に略内接し、軸線Ｏを中心に周方向に９０°間隔で等間隔に位置するスポット円であり、そのスポット径は１０ｍｍであった。
【００７２】
【表１】
2007260886.tif 000003
【００７３】
そして、これら実施例１〜４および比較例１〜４のＣＭＰコンディショナにより、同一の条件の下でＣＭＰ装置においてそれぞれ研磨パッドをコンディショニングしつつ該研磨パッドによってシリコンウェハの研磨を行い、その際の所定コンディショニング時間ごとのウェハに生じたスクラッチの本数とパッド研磨レート（μｍ／ｈ）とを測定した。この結果を、スクラッチの数については表２に、またパッド研磨レートについては表３にそれぞれ示す。なお、研磨パッドはＲｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ社製の発泡ポリウレタンパッド（商品名：ＩＣ１０００）であって外径は３６０ｍｍ、プラテン（パッド）回転数は８０ｒ．ｐ／ｍ、コンディショナ回転数も８０ｒ．ｐ．ｍ、コンディショナ揺動速度は３０００ｍｍ／ｍｉｎ、であって、コンディショナ本体１に４９Ｎの荷重を与えつつ、スラリーとしてＳＴＩ用スラリー（セイミケミカル株式会社製ＣＥＳ−３３３−２．５）を１００ｍｌ／ｍｉｎで供給しながらコンディショニングを行った。
【００７４】
【表２】
2007260886.tif 000004
【００７５】
【表３】
2007260886.tif 000005
【００７６】
このうち、まずスクラッチの発生数については、表２の結果より、砥粒層３を形成しただけで酸化物被膜９を形成していない比較例１〜４のＣＭＰコンディショナでは、コンディショニング開始後１５〜１９時間でいずれもスクラッチの発生が認められ、特に１１１面検出率の低い比較例１、２では、１１１面検出率の高い比較例３、４に比べて早期にスクラッチが発生していた。これに対して、本発明に係わる実施例１〜４のＣＭＰコンディショナでは、１１１面検出率や金属結合相の種別に関わらずコンディショニング開始から２１時間後でもスクラッチの発生は認められなかった。
【００７７】
一方、パッド研磨レートについては、コンディショニング当初は、１１１面検出率が低くて、すなわち１１１面以外の他の結晶面や結晶面同士の稜線部あるいは頂部が研磨パッドに対向させられている割合の大きい、特に実施例１や比較例２などにおいて、他の実施例や比較例に対してそれぞれ高い研磨レートが得られているが、これらを含めて１１１面検出率が７０％未満の実施例１、２および比較例１、２では、コンディショニング時間の経過に対する研磨レートの低下が著しく、安定した研磨レートの維持という観点からは好ましくないものであった。これに対して、１１１面検出率が７０％以上と高い実施例３、４および比較例３、４のＣＭＰコンディショナでは、コンディショニング当初は上記実施例１や比較例２などと比べては若干研磨レートは低いものの、時間経過に対する研磨レートの低下は小さく抑えられており、すなわち長時間に渡って安定したコンディショニングが行われていることが分かる。
【００７８】
従って、スクラッチの発生防止というＣＭＰコンディショナとしての基本的課題を解決することを考慮すると、酸化物被膜９が形成された本発明に係わる実施例１〜４が、比較例１〜４より秀でていると認めることができ、さらにその上でパッド研磨レートの安定性を考慮すると、実施例３、４のＣＭＰコンディショナが優れていると評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明のＣＭＰコンディショナの第１の実施形態を示す、コンディショニング面２が対向する方向側から見た平面図である。
【図２】図１に示す実施形態における砥粒層３の拡大断面図である。
【図３】本発明のＣＭＰコンディショナの製造方法の一実施形態に係わるエアロゾルデポジション装置２０を示す図である。
【図４】本発明のＣＭＰコンディショナの第２の実施形態を示す、コンディショニング面２が対向する方向側から見た平面図である。
【図５】図４に示す実施形態における砥粒層３の拡大断面図である。
【図６】図４に示す実施形態を製造するのに用いられる、コンディショナ本体１を収容した型３０を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  コンディショナ本体
２  コンディショニング面
３  砥粒層
４  リング部
４ｆ  リング部４の端面
５  突部
５ｆ  突部５の端面
６  ダイヤモンド砥粒（砥粒）
６ａ  ダイヤモンド砥粒６の突端面
６ｂ  ダイヤモンド砥粒６の着座面
７  金属めっき相（金属結合相）
８  ダイヤモンド砥粒６と金属めっき相７との境界部
９  酸化物被膜
１０  金属ろう付け相（金属結合相）
２０  エアロゾルデポジション装置
３０  型
Ｏ  コンディショナ本体１の軸線
【図１】
2007260886.tif 000006
【図２】
2007260886.tif 000007
【図３】
2007260886.tif 000008
【図４】
2007260886.tif 000009
【図５】
2007260886.tif 000010
【図６】
2007260886.tif 000011