(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥石基体の一面に、超砥粒が金属結合相中に固着されてなる砥粒層が形成されており、
少なくとも前記砥粒層の表面には、Ａｕからなる下地めっき層が形成され、
該下地めっき層の上に、ＲｈまたはＰｔからなる耐食めっき層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】
前記耐食めっき層として、前記下地めっき層上に形成されるＰｔめっき層と、該Ｐｔめっき層上に形成されるＲｈめっき層とが形成されていることを特徴とする請求項１記載のＣＭＰコンディショナ。
【請求項３】
前記砥石基体は、前記一面に該一面から隆起する複数のマウンド部を有し、
該マウンド部上に前記砥粒層が形成されており、
前記一面において前記砥粒層の表面を除く他の部分には、耐食性を有する合成樹脂からなる合成樹脂層が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のＣＭＰコンディショナ。
【請求項４】
砥石基体の一面に、超砥粒が金属結合相によって固着されてなる砥粒層を形成し、
少なくとも該砥粒層の表面にＡｕからなる下地めっき層を形成し、
該下地めっき層の上にＲｈまたはＰｔからなる耐食めっき層を単層または複数層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。
【請求項５】
一面に該一面から隆起する複数のマウンド部が設けられた砥石基体の前記一面に、耐食性を有する非導電性の合成樹脂からなる合成樹脂層を形成し、
該合成樹脂層のうち、前記マウンド部上に形成される部分のみを除去し、
残りの前記合成樹脂層をマスクとして、めっきによって前記マウンド部の上部に金属結合相を形成して、該金属結合相によって超砥粒が固着されてなる砥粒層を形成し、
前記合成樹脂層をマスクとして、前記砥粒層の上面にＡｕからなる下地めっき層を形成し、
前記合成樹脂層をマスクとして、前記下地めっき層の上にＲｈまたはＰｔからなる耐食めっき層を単層または複数層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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウェーハ等の被研磨材の表面をＣＭＰ装置によって研磨する際に用いられる研磨用のパッドをコンディショニングするため等に用いられる電着砥石に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリコンインゴットから切り出した半導体ウェーハ（以下、単にウェーハという）の表面を化学的且つ機械的に研磨するＣＭＰ装置（ケミカルメカニカルポリッシングマシン）の一例として、図８に示すような装置がある。このＣＭＰ装置１は、図８に示すように中心軸２に取り付けられた円板状の回転テーブル３上に例えば硬質ウレタンからなるポリッシング用のパッド４が設けられ、このパッド４に対向して且つパッド４の中心軸２から偏心した位置に自転可能なウェーハキャリア５が配設されている。このウェーハキャリア５はパッド４よりも小径の円板形状とされてウェーハ６を保持するものであり、このウェーハ６がウェーハキャリア５とパッド４間に配置されてパッド４側の表面の研磨に供され鏡面仕上げされる。
【０００３】
ＣＭＰによる研磨のメカニズムは、微粒子シリカ等によるメカニカルな要素（遊離砥粒）とアルカリ液や酸性液等によるエッチング要素とを複合したメカノ・ケミカル研磨法に基づいている。研磨に際して、例えば上述した微粒子シリカ等からなる遊離砥粒が研磨剤として用いられ、さらにエッチング用のアルカリ液等が混合されたものが液状のスラリＳとしてパッド４上に供給されているため、このスラリＳがウェーハキャリア５に保持されたウェーハ６とパッド４との間に流動して、パッド４でウェーハ６の一面が研磨される。
ウェーハ６の研磨を行う硬質ウレタン製などのパッド４上にはスラリＳを保持する微細な発泡層が多数設けられており、これらの発泡層内に保持されたスラリＳでウェーハ６の研磨が行われる。ところが、ウェーハ６の研磨を繰り返すことでパッド４の研磨面の平坦度が低下したり目詰まりを起こしたりするためにウェーハ６の研磨精度と研磨効率が低下するという問題が生じる。
【０００４】
そのため、従来からＣＭＰ装置１には図８に示すようにパッドコンディショナ８が設けられ、パッド４の表面を定期的に再研磨または再研削（コンディショニング）するようになっている。このパッドコンディショナ８は、回転テーブル３の外部に設けられた回転軸９にアーム１０を介してＣＭＰコンディショナ１１として電着コンディショナが取り付けられている。
そしてウェーハキャリア５でウェーハ６を研磨しながら或いはウェーハ６の研磨を停止した状態で、ＣＭＰコンディショナ１１でパッド４を研削してパッド４の平坦度を回復または維持し、パッド４の発泡層の目詰まりを解消するようになっている。このＣＭＰコンディショナ１１は、通常、ダイヤモンド等の超砥粒をＮｉまたはＮｉ基合金等で電気めっきによって固着した砥粒層を台金（砥石基体）に形成した構成になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ウェーハ６に設けられたタングステン材その他の金属材料の研磨に用いられるスラリ（例えばキャボット社製Ｗ−２０００等）には、硝酸に加えて、金属材料のエッチングのために過酸化水素が２％から６％程度含まれている。過酸化水素は酸化力が強いために、パッド４のコンディショニングを繰り返すうちに、ＣＭＰコンディショナ１１の台金や、砥粒層において超砥粒を台金に固着させている金属結合相を酸化させ、スラリに含まれる硝酸で腐食させてしまう。
また、台金及び金属結合相がそれぞれスラリによって直接腐食されなくても、台金を構成する材料と金属結合相を構成する材料とでイオン化傾向に差がある場合には、台金及び金属結合相がスラリに接触することでこれらの間に電池効果が生じて台金または金属結合相を構成する材料がスラリ中に溶け出してしまう。
このように台金や金属結合相が腐食されると、パッド４上に超砥粒が落ち、このパッド４を用いて研磨されるウェーハに大きなスクラッチを生じさせてしまうので、ウェーハに不良を生じさせる要因となる。
【０００６】
一方、台金の表面及び台金上に形成される砥粒層の上に耐食性を有する金属からなる金属めっき層を形成し、この金属めっき層によってスラリから台金及び砥粒層を保護するようにしたＣＭＰコンディショナもある。しかし、超砥粒は絶縁体であってめっきが付着しないので、超砥粒と金属結合相との間、及び超砥粒と金属めっき層との間には微細な隙間が形成されてしまう。このため、この隙間内で台金や金属結合相がスラリに接触して腐食されてしまうので、スラリから台金や金属結合相を保護することは困難であった。
また、台金の表面及び台金上に形成される砥粒層の上、もしくは金属めっき層の上に合成樹脂からなる保護被膜を形成し、この保護被膜によってスラリから台金及び砥粒層を保護するようにしたＣＭＰコンディショナもあるが、合成樹脂からなる保護被膜はビッカース硬度で５０〜１５０と柔らかすぎるため摩擦に弱く、使用を繰り返すことですぐにすり減ってしまうので、ＣＭＰコンディショナの寿命が短かった。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、耐食性及び耐磨耗性を高めてスラリによる腐食を生じにくくしたＣＭＰコンディショナを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるＣＭＰコンディショナは、砥石基体の一面に、超砥粒が金属結合相中に固着されてなる砥粒層が形成されており、少なくとも砥粒層の表面には、Ａｕからなる下地めっき層が形成され、下地めっき層の上に、ＲｈまたはＰｔからなる耐食めっき層が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
このように構成されるＣＭＰコンディショナにおいては、砥石基体の表面に形成される砥粒層の上に、Ａｕ（金）からなる下地めっき層が形成される。Ａｕはそれ自体が耐食性を有しており、このＡｕからなる下地めっき層によって、砥粒層を構成する金属結合相がスラリから保護される。
Ａｕめっきは、いわゆるつきまわりがよく、Ｒｈめっきを含む他の金属めっきに比べてより微細な隙間内までめっき液を回り込ませることができるので、砥粒層において超砥粒と金属結合相との間に形成される微細な隙間内にも耐食性を有する下地めっき層が形成され、この隙間内でも金属結合相が下地めっき層によって覆われるか、または下地めっき層によって隙間が埋められる。
ここで、下地めっき層の厚みが０．０５μｍよりも薄いと、超砥粒と金属結合相との間の隙間内への下地めっき層の回り込みが不足しやすくなって金属結合層の保護が不十分となってしまう。一方、下地めっき層の厚みが５μｍよりも厚いと、高価なＡｕの使用量が多くなりすぎてＣＭＰコンディショナの製造コストが高くなってしまう。このため、下地めっき層の厚みは０．０５μｍ以上５μｍ以下とすることが好ましい。
【００１０】
上記のＡｕからなる下地めっき層は、耐食性は有するもののビッカース硬度で１００程度と硬度が低く、それだけでは十分な耐磨耗性を確保することはできない。本発明にかかるＣＭＰコンディショナでは、下地めっき層の上にさらにＰｔまたはＲｈからなる硬質の耐食めっき層を形成して砥粒層の金属結合相を保護している。ここで、耐食めっき層は、複数層重ねて形成してもよい。
Ｒｈからなる耐食めっき層はビッカース硬度で８００〜１０００、Ｐｔからなる耐食めっき層はビッカース硬度で３００〜４００と、いずれもＡｕからなる下地めっき層に比べて硬度が十分高く、十分な耐磨耗性を有している。
ＲｈまたはＰｔからなる耐食めっき層は、Ｒｈ、Ｐｔ自体が耐食性を有している。さらに、Ｒｈからなる耐食めっき層は、表面が酸化されるとＲｈ2Ｏ3となって不動態被膜を形成して安定し、それ以上の酸化が防止されるので、十分な耐食性が確保される。
また、電解めっきによって形成されるめっき層にはピンホールが生じやすいので、ＣＭＰコンディショナを単層のめっき層のみによって保護する場合、例えばＡｕめっきでは、めっき層の厚みを５μｍ以上にする必要がある。これに対し、本発明にかかるＣＭＰコンディショナでは、下地めっき層の上にさらに耐食めっき層を形成しているので、これらめっき層に形成されるピンホールを埋めることができ、耐食性を確保しつつ、下地めっき層と耐食めっき層を合わせた厚みを、２μｍ〜６μｍと薄くすることができる。
【００１１】
ここで、Ｒｈからなる耐食めっき層の厚みが０．５μｍよりも薄いと、耐食めっき層が薄すぎて十分な耐磨耗性を確保することができない。また、Ｒｈめっきは、めっきの電流効率が３５％程度と低く（Ａｕめっきの電流効率は９７％程度、またＮｉめっきの電流効率は９５％程度）、めっきの際に電流がめっき液中での水素ガスの発生に消費されて無電解めっきに近い条件でめっきが行われる傾向にあるので、Ｒｈからなる耐食めっき層の厚みを３μｍよりも厚くすると、超砥粒の上にも無電解めっきによるＲｈめっき層が形成されてしまうこととなる。超砥粒上に形成されたＲｈめっき層ははがれて脱落しやすいので、このように超砥粒の上にＲｈめっき層が形成されてしまうと、パッドのコンディショニングの際にパッド上に脱落してこのパッドを用いて研磨されるウェーハにスクラッチを生じさせてしまう恐れがある。このため、Ｒｈからなる耐食めっき層の厚みは０．５μｍ以上３μｍ以下とすることが好ましい。
また、Ｐｔからなる耐食めっき層の厚みが０．５μｍよりも薄いと、耐食めっき層が薄すぎて十分な耐磨耗性を確保することができない。一方、ＰｔめっきはＲｈめっきと同様にめっきの電流効率が低く（５０％程度）、無電解めっきに近い条件でめっきが行われる傾向にあるので、Ｐｔからなる耐食めっき層の厚みを５μｍよりも厚くすると、超砥粒の上にも無電解めっきによるＰｔめっき層が形成されてしまうこととなり、このＰｔめっき層の剥離が問題となる。このため、Ｒｈからなる耐食めっき層の厚みは０．５μｍ以上５μｍ以下とすることが好ましい。
【００１２】
なお、下地めっき層を構成するＡｕと耐食めっき層を構成するＲｈ、Ｐｔとはイオン化傾向がほぼ等しく、下地めっき層と耐食めっき層とがスラリと接触してもこれらの間ではほとんど電池効果が生じないので、下地めっき層によって超砥粒との間の隙間内の部分も含めた金属結合相の全表面が保護されていれば、耐食めっき層は必ずしも下地めっき層の全表面を覆っていなくてもよい。
ここで、砥石基体自体が耐食性を有していない場合、もしくは砥石基体が耐食めっき層または下地めっき層との間で電池効果を生じる場合には、砥石基体において砥粒層が形成されていない部分の表面にもＡｕ、Ｒｈ、Ｐｔやその他の耐食性を有する金属からなる金属めっき層、もしくは耐食性を有する合成樹脂からなる合成樹脂層を形成することで、砥石基体をスラリから保護する。
また、砥石基体の一面においてその一部にのみ砥粒層を形成した場合、砥粒層は砥石基体の一面において相対的に凸部をなし、砥石基体の一面のうち砥粒層が形成される部分を除く他の部分は、凸部をなす砥粒層に対して相対的に凹部をなすこととなる。
【００１３】
ここで、耐食めっき層として、下地めっき層上に形成されるＰｔめっき層と、Ｐｔめっき層上に形成されるＲｈめっき層とを形成してもよい。
耐食めっき層をＰｔめっき層単層で形成した場合には、耐磨耗性を確保するためにめっき層を厚く形成する必要がある。これに対し、耐食めっき層として、下地めっき層上にＰｔめっき層を形成し、その上により硬度の高いＲｈめっき層を形成することで、耐食めっき層をＰｔめっき層単層で構成した場合に比べて、耐食めっき層の厚みを薄くしつつ、耐磨耗性を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明にかかるＣＭＰコンディショナは、砥石基体を、一面にこの一面から隆起する複数のマウンド部を有する構成とし、このマウンド部上に砥粒層を形成し、一面において砥粒層の表面を除く他の部分には、耐食性を有する合成樹脂からなる合成樹脂層が形成されていてもよい。
【００１５】
このように構成されるＣＭＰコンディショナにおいては、砥粒層は砥石基体の一面から隆起するマウンド部上に形成されており、砥粒層の表面は下地めっき層及び耐食めっき層によって覆われていて、スラリから保護されている。そして、砥石基体の一面において砥粒層の表面を除く他の部分には、耐食性を有する合成樹脂層が形成されていてスラリから保護されている。
砥粒層はマウンド部上に形成されていて砥石基体の一面において他の部分よりも突出する凸部をなしているので、パッドの研削時には砥粒層のみがパッドに当接されることとなってべた当りせず、砥粒層に研削圧力を集中させることができ、切れ味が向上する。
また、砥石基体の一面のうち砥粒層以外の他の部分は、砥粒層がなす凸部に対して凹部をなすので、パッドの研削時にもパッドに当接しにくい。このため、この部分を覆う合成樹脂層は磨耗しにくく、耐食めっき層よりも硬度が低く磨耗に弱い合成樹脂層によっても十分にスラリから保護することができる。
ここで、この合成樹脂層の厚みは、砥石基体の一面のうちマウンド部が形成されていない部分（底面）から砥粒層の表面までの高さよりも薄くされており、これによってＣＭＰコンディショナの表面に前記の凹凸が形成されるようにしている。
【００１６】
ところで、スラリに含まれる過酸化水素などは分子のサイズが小さく、また合成樹脂層は金属のめっき層よりも分子構造中に形成される間隙が大きいので、合成樹脂層自体が耐食性を有していても、長時間スラリに接触させるとスラリの成分が合成樹脂層の分子構造の間隙を通過して砥石基体まで達し、砥石基体を腐食させてしまうことがある。そこで、合成樹脂層は、例えばふっ素系樹脂によって構成することが好ましい。ふっ素系樹脂はぬれ性が低く、過酸化水素などの分子のサイズの小さい成分もはじくので、スラリの成分から砥石基体を保護することができる。
また、従来のＣＭＰコンディショナでは、砥粒層間にはパッドの削り屑やスラリが付着しやすく、パッドの研削を続けるにつれて、砥粒層間に付着したパッドの削り屑が塊となったものや、砥粒層間に付着している間に経時変化等によって変質したスラリがＣＭＰコンディショナからパッド上に脱落し、このパッドを用いて研磨するウェーハにスクラッチを生じさせる要因となっていた。本発明にかかるＣＭＰコンディショナでは、上記のように砥石基体の一面において砥粒層の表面を除く他の部分を上記のふっ素系樹脂からなる合成樹脂層で覆っている。ふっ素系樹脂は、表面特性として撥水撥油性、非粘着性、高いすべり特性を有しているので、本発明にかかるＣＭＰコンディショナにおいては、砥粒層間にスラリやパッドの削り屑などが付着しにくくなり、上記の不都合が生じにくくなる。
ここで、ふっ素系樹脂としては、例えばフルオロエポキシ化合物とアミノシリコーンとの組み合わせによる常温硬化型ふっ素塗料用組成物や、フルオロオレフィンレジンをベースとする溶剤可溶型熱硬化性塗料用ふっ素レジン、ポリテトラルフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）等が用いられる。
【００１７】
本発明にかかるＣＭＰコンディショナの製造方法においては、砥石基体の一面に、超砥粒が金属結合相によって固着されてなる砥粒層を形成し、少なくとも砥粒層の表面にＡｕからなる下地めっき層を形成し、該下地めっき層の上にＲｈまたはＰｔからなる耐食めっき層を単層または複数層形成することを特徴としている。
このＣＭＰコンディショナの製造方法においては、砥石基体の一面に砥粒層を形成し、少なくともこの砥粒層の表面にＡｕからなる下地めっき層を形成している。Ａｕめっきはつきまわりがよいので、砥粒層において超砥粒と金属結合相との間に形成される隙間内でも金属結合相が下地めっき層によって覆われるか、または下地めっき層によって隙間が埋められる。
さらに、本発明のＣＭＰコンディショナの製造方法では、この下地めっき層の上にＲｈまたはＰｔからなる耐食めっき層を形成するので、砥粒層の表面が、高硬度で磨耗に強い耐食めっき層によって覆われることとなる。また、このようにＣＭＰコンディショナを複数層のめっき層で保護することで、めっき層に形成されるピンホールを埋めてより耐食性を向上させることができる。
【００１８】
本発明にかかるＣＭＰコンディショナの製造方法においては、一面にこの一面から隆起する複数のマウンド部が設けられた砥石基体の一面に、耐食性を有する非導電性の合成樹脂からなる合成樹脂層を形成し、合成樹脂層のうち、マウンド部上に形成される部分のみを除去し、残りの合成樹脂層をマスクとして、めっきによってマウンド部の上部に金属結合相を形成して、金属結合相によって超砥粒が固着されてなる砥粒層を形成し、合成樹脂層をマスクとして、砥粒層の上面にＡｕからなる下地めっき層を形成し、合成樹脂層をマスクとして、下地めっき層の上にＲｈまたはＰｔからなる耐食めっき層を単層または複数層形成することを特徴としている。
【００１９】
このＣＭＰコンディショナの製造方法においては、マウンド部が設けられた砥石基体の表面に、耐食性を有する非導電性の合成樹脂からなる合成樹脂層を形成し、この合成樹脂層のうち、マウンド上に形成される部分のみを除去して、残りの合成樹脂層をマスクとしてめっきによってマウンド部の上部に金属結合相を形成してこの金属結合相によって超砥粒が固着されてなる砥粒層を形成する。
同様に、残りの合成樹脂層をマスクとして、砥粒層の表面に下地めっき層を形成し、さらに下地めっき層の上に耐食めっき層を形成する。
マウンド部は砥石基体の表面から隆起しているので、砥石基体に合成樹脂層を形成した後に研削加工等によってマウンド部の上面に形成された合成樹脂層のみを容易に除去することができ、残りの合成樹脂層を以降のめっき処理のマスクとして利用することができる。
そして、このように合成樹脂層がマスクとなるので、以降は改めてマスクの形成及び除去を行うことなく、マウンド部の上部に順次砥粒層、下地めっき層及び耐食めっき層を形成することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
〔第一の実施の形態〕
以下、本発明の第一の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本実施の形態にかかるＣＭＰコンディショナの部分縦断面図、図２は図１の拡大図である。
図１に示す本実施の形態にかかるＣＭＰコンディショナ２０は、電着砥石（電着ホイール）で構成されており、例えばステンレス鋼からなる円板形状の台金２１（砥石基体）の略円形をなす一面２１ａ上に、ＮｉもしくはＮｉ合金等からなる金属結合相２２によって例えばダイヤモンド砥粒等の多数の超砥粒２３…が固着されて砥粒層２４を形成している。
ＣＭＰコンディショナ２０は、超砥粒２３が一層のみ形成されて金属結合相２２によって固着された単層砥石である。
ここで、台金２１の一面２１ａ上には、一面２１ａから隆起したマウンド部２６が形成されており、砥粒層２４は、このマウンド部２６上に形成されている。これにより、砥粒層２４は台金２１の一面２１ａにおいて相対的に凸部をなし、台金２１の一面２１ａのうち砥粒層２４が形成される部分を除く他の部分は、凸部をなす砥粒層２４に対して相対的に凹部をなすこととなる。
【００２１】
そして、台金２１の一面２１ａは、砥粒層２４の表面も含めて、Ａｕからなる下地めっき層２７が形成されており、さらに、下地めっき層２７の上には、Ｒｈからなる耐食めっき層２８が形成されている。
ここで、本実施の形態では、下地めっき層２７を２４金によって構成している。
なお、この下地めっき層２７の硬度はビッカース硬度で１００程度であり、耐食めっき層２８の硬度はビッカース硬度で８００程度である。
【００２２】
本実施の形態にかかるＣＭＰコンディショナ２０は上述のように構成されており、次にＣＭＰコンディショナ２０の製造方法について説明する。
例えばＳＵＳ３０４等からなる円板形状の台金２１の一面２１ａのうち、マウンド部２６をなす部分をマスクによって覆った状態でエッチングを施し、マウンド部２６をなす部分以外の他の部分を除去することで、台金２１の一面２１ａにマウンド部２６を形成する。
ここで、上記のエッチングによる方法に代えて、型成形その他の方法で台金２１の一面２１ａ上にマウンド部２６を形成してもよい。
【００２３】
そして、マウンド部２６を覆うマスクを除去するとともにマウンド部２６以外の部分にマスクを施し、露出状態にあるマウンド部２６上に、ＮｉめっきまたはＮｉ合金めっきによって金属結合相２２を形成し、この金属結合相２２によって超砥粒２３をマウンド部２６上に固着して砥粒層２４を形成する。
ここで、超砥粒２３は絶縁体であってめっきが付着しないので、上記のようにして形成される砥粒層２４においては、超砥粒２３と金属結合相２２との間には微細な隙間が形成されることとなる。すなわち、超砥粒２３は、その周囲を金属結合相２２によって囲まれることで機械的に保持されている。
【００２４】
続いて、砥粒層２４の表面も含む台金２１の一面２１ａ上に、Ａｕめっきを施してＡｕからなる下地めっき層２７を形成する。
Ａｕめっきはつきまわりがよく、超砥粒２３と金属結合相２２との間に形成される微細な隙間内にもめっき液を回り込ませることができるので、この部分にも下地めっき層２７が形成されて、この隙間内でも金属結合相２３の表面が覆われるか、または下地めっき層２７によって隙間が埋められる（図２では下地めっき層２７によって超砥粒２３と金属結合相２２との間の隙間が埋められている場合を示している）。
ここで、下地めっき層２７によって超砥粒２３と金属結合相２２との間に形成される隙間を十分狭めることができればこの隙間内にスラリが進入しなくなるので、必ずしもこの隙間内で金属結合相２２を下地めっき層２７によって完全に覆ったり、下地めっき層によって隙間を完全にふさぐ必要はない。
【００２５】
さらに、下地めっき層２７の上にＲｈめっきを施して、Ｒｈからなる硬質の耐食めっき層２８を形成することで、本実施形態にかかるＣＭＰコンディショナ２０を得る。
ここで、台金２１自体が耐食性を有し、またＡｕ、Ｒｈのいずれに対しても電池効果を生じない材質によって構成されている場合には、上記の下地めっき層２７及び耐食めっき層２８は、砥粒層２４の表面にのみ形成すればよい。
【００２６】
このように構成されるＣＭＰコンディショナ２０は、従来のＣＭＰコンディショナ１１と同様にしてＣＭＰ装置においてパッドのコンディショニングに用いられる。
このＣＭＰコンディショナ２０においては、台金２１上に隆起するマウンド部２６上に砥粒層２８が形成されているので、パッド４のような軟質のものを研削する場合にもベタ当たりすることもなくマウンド部２６に電着された超砥粒２３でのみ接触して研削が行われるために超砥粒２３にかかる研削圧力を高く維持でき、更に研削性の経時安定性も維持できる。
そのため、パッド４の発泡層の開口がきれいに切断され開口が潰れることがないので、パッド４に対してもスラリＳの保有能力を高く維持できる。しかもベタ当たりしないために研削時に発泡層内部の研削液がはじき出されることがなく水分を含んだ状態でパッド４が研削されるので、良好な研削を行うことができる。
【００２７】
そして、このＣＭＰコンディショナ２０において、台金２１の一面２１ａ上には、砥粒層２４の表面及びその他の部分も含めて、耐食性を有する金属であるＡｕからなる下地めっき層２７が形成されている。
この下地めっき層２７は、上述のように、砥粒層２４において超砥粒２３と金属結合相２２との間に形成される隙間内でも金属結合相２２の表面を覆うかまたはこの隙間を埋めているので、これによって金属結合相２２とスラリとの接触が防止され、スラリから金属結合相２２が保護される。
【００２８】
さらに、下地めっき層２７の上にはＲｈからなる硬質の耐食めっき層２８が形成されている。
Ｒｈからなる耐食めっき層２８は、Ｒｈ自体が耐食性を有しており、さらに表面が酸化されるとＲｈ2Ｏ3となって不動態被膜を形成して安定し、それ以上の酸化が防止されるので、十分な耐食性が確保される。
そして、Ｒｈからなる耐食めっき層２８は、ビッカース硬度で８００と、Ａｕからなる下地めっき層２７に比べて硬度が高く、十分な耐磨耗性が確保されている。
さらに、このように下地めっき層２７の上に耐食めっき層２８を形成しているので、これらめっき層に形成されるピンホールが埋められることとなる。単層である場合には、ピンホールを埋めるためにはめっき層の厚みを厚くする必要があるが、耐食性が向上する。
また、電解めっきによって形成されるめっき層にはピンホールが生じやすく、ＣＭＰコンディショナにＡｕからなる下地めっき層２７のみを形成した場合、下地めっき層２７の厚みを５μｍ以上にする必要がある。これに対し、本発明にかかるＣＭＰコンディショナ２０では、下地めっき層２７の上にさらに耐食めっき層２８を形成しているので、これらめっき層に形成されるピンホールを埋めることができ、耐食性を確保しつつ、下地めっき層２７と耐食めっき層２８を合わせた厚みを、２μｍ〜６μｍと薄くすることができる。
【００２９】
なお、下地めっき層２７を構成するＡｕと耐食めっき層２８を構成するＲｈとはイオン化傾向がほぼ等しく、下地めっき層２７と耐食めっき層２８とがスラリと接触してもこれらの間ではほとんど電池効果が生じないので、下地めっき層２７によって超砥粒２３との間の隙間内の部分も含めて金属結合相２２が保護されていれば、耐食めっき層２８は必ずしも下地めっき層２７の全表面を覆っていなくてもよい。
【００３０】
本実施の形態にかかるＣＭＰコンディショナ２０によれば、台金２１の一面２１ａ及び一面２１ａに形成される砥粒層２４の表面が、砥粒層２４を構成する超砥粒２３と金属結合相２２との間に形成される隙間内を含めてＡｕからなる下地めっき層２７によって保護されており、さらにこの下地めっき層２７が、耐食性を有するとともに下地めっき層２７よりもさらに硬度の高いＲｈからなる耐食めっき層２８によって覆われている。これにより、台金２１及び砥粒層２４の金属結合相２２とスラリとの接触が防止されて、これらをスラリによる腐食から保護することができる。
さらに、下地めっき層２７を覆う耐食めっき層２８は硬度が高く、使用を繰り返しても磨耗しにくいので、長期にわたって耐食性を維持することができる。
このように、本実施形態にかかるＣＭＰコンディショナ２０によれば、スラリによる腐食を長期にわたって防止することができ、ＣＭＰコンディショナ２０の寿命を向上させることができる。
【００３１】
ここで、本実施の形態では、下地めっき層２７の厚みＤ１は、０．０５μｍ以上５μｍ以下とされている。下地めっき層２７の厚みＤ１が０．０５μｍよりも薄いと、下地めっき層２７の回り込みが少なくなってしまい、超砥粒２３と金属結合相２２との間に形成される隙間内で金属結合相２２を十分に保護することができなくなって耐食性が低下してしまう。一方、下地めっき層２７の厚みＤ１が５μｍよりも厚いと、使用するＡｕの量が多くなり、ＣＭＰコンディショナ２０の製造コストが増加してしまう。このため、下地めっき層２７の厚みＤ１は、０．０５μｍ以上５μｍ以下とすることが好ましい。
【００３２】
また、耐食めっき層２８の厚みＤ２が０．５μｍよりも薄いと、耐食めっき層２８が薄すぎて十分な耐磨耗性を確保することができない。また、Ｒｈめっきは、めっきの電流効率が３５％程度と低く、めっきの際に電流がめっき液中での水素ガスの発生に消費されて無電解めっきに近い条件でめっきが行われる傾向にあるので、Ｒｈからなる耐食めっき層２８の厚みを３μｍよりも厚くすると、超砥粒２３の上にも無電解めっきによるＲｈめっき層が形成されてしまうこととなる。超砥粒２３上に形成されたＲｈめっき層ははがれて脱落しやすいので、このように超砥粒２３の上にＲｈめっき層が形成されてしまうと、パッド４のコンディショニングの際にパッド４上に脱落し、このパッド４を用いて研磨されるウェーハ６にスクラッチを生じさせてしまう恐れがある。
このため、Ｒｈからなる耐食めっき層２８の厚みは０．５μｍ以上３μｍ以下とすることが好ましい。
なお、砥粒層２４において超砥粒２３の先端を耐食めっき層２８の表面よりも突出させてパッド４の研削に作用させるために、上記下地めっき層２７の厚みＤ１と耐食めっき層２８の厚みＤ２とを合わせた厚みは、金属結合相２２の表面からの超砥粒２３の突出量Ｄ３以下とされる。
【００３３】
〔第二の実施の形態〕
本実施の形態について、以下、図３及び図４を用いて説明する。ここで、第一の実施の形態と同様または同一の部分については同じ符号を用いて説明する。図４は本実施の形態にかかるＣＭＰコンディショナの構成を示す縦断面図、図４は本実施の形態にかかるＣＭＰコンディショナの製造過程の各段階を示す図である。
本実施の形態に示すＣＭＰコンディショナ３０は、第一の実施の形態に示すＣＭＰコンディショナ２０において、台金２１の一面２１ａ上において砥粒層２４が形成される個所以外の他の部分に、下地めっき層２７と耐食めっき層２８を形成する代わりに、耐食性を有する合成樹脂からなる合成樹脂層３１を形成したものである。
【００３４】
本実施の形態では、この合成樹脂層３１を構成する合成樹脂として、例えば、表面特性として撥水撥油性、非粘着性、高いすべり特性に加えて、さらに耐食性と非導電性とを有するふっ素系樹脂を用いている。ここで、このようなふっ素系樹脂としては、例えばフルオロエポキシ化合物とアミノシリコーンとの組み合わせによる常温硬化型ふっ素塗料用組成物や、フルオロオレフィンレジンをベースとする溶剤可溶型熱硬化性塗料用ふっ素レジン、ポリテトラルフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）等が用いられる。
【００３５】
本実施の形態にかかるＣＭＰコンディショナ３０は上述のように構成されており、次にＣＭＰコンディショナ３０の製造方法について説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、第一の実施の形態と同様にして円板形状の台金２１の一面２１ａ上に複数のマウンド部２６を形成する。
次に、図４（ｂ）に示すように、台金２１の一面２１ａ全面に合成樹脂層３１を形成する。このとき、合成樹脂層３１は、一面２１ａ上のマウンド部２６以外の部分が覆われていれば、マウンド部２６上に形成されていなくてもよい。
そして、この台金２１においてマウンド部２６の上面に合成樹脂層３１が形成されている場合には、図４（ｃ）に示すように、マウンド部２６上の合成樹脂層３１を除去する。ここで、マウンド部２６は台金２１の上面２１ａに対して凸部をなしているので、研削加工等によって、一面２１ａにおいてマウンド部２６の上面を除く凹部をなす他の部分に合成樹脂層３１を残しながらマウンド部２６上の合成樹脂層３１のみを容易に除去することができる。
【００３６】
この段階で、台金２１の一面２１ａはマウンド部２６の上面を除く他の部分が残りの合成樹脂層３１によって覆われることとなる。
そして、この残りの合成樹脂層３１をマスクとして、露出状態にあるマウンド部２６上に、ＮｉめっきまたはＮｉ合金めっきによって金属結合相２２を形成し、この金属結合相２２によって超砥粒２３をマウンド部２６上に固着して砥粒層２４を形成する。
以降は、同様に合成樹脂層３１をマスクとして、砥粒層２４の表面も含む台金２１の一面２１ａ上にＡｕめっきを施してＡｕからなる下地めっき層２７を形成し、さらに下地めっき層２７の上にＲｈめっきを施してＲｈからなる硬質の耐食めっき層２８を形成することで、図４（ｄ）に示すように、本実施形態にかかるＣＭＰコンディショナ３０を得る。
【００３７】
このように構成されるＣＭＰコンディショナ３０においては、砥粒層２４は台金２１の一面２１ａから隆起するマウンド部２６上に形成されており、砥粒層２４の表面には下地めっき層２７及び耐食めっき層２８が形成されていて、砥粒層２４がスラリから保護されている。
そして、台金２１の一面２１ａにおいて砥粒層２４の表面を除く他の部分には、耐食性を有する合成樹脂層３１が形成されていてスラリから保護されている。
砥粒層２４は台金２１の一面２１ａにおいて他の部分よりも突出する凸部をなしているので、パッド４の研削時には砥粒層２４のみがパッド４に当接される。すなわち、台金２１の一面２１ａのうち砥粒層２４以外の他の部分は、砥粒層２４がなす凸部に対して凹部をなすので、パッド４の研削時にもパッド４に当接しにくい。このため、この部分を覆う合成樹脂層３１は磨耗しにくく、耐食めっき層２８よりも硬度が低く磨耗に弱い合成樹脂層３１によっても十分にスラリから保護することができる。
ここで、この合成樹脂層３１の厚みＤ４は、台金２１の一面２１ａのうちマウンド部２６が形成されていない部分（底面）から砥粒層２４の表面までの高さＨよりも薄くされており、これによってＣＭＰコンディショナ３０の表面に前記の凹凸が形成されるようにしている。
【００３８】
なお、スラリに含まれる過酸化水素などは分子のサイズが小さく、また合成樹脂層３１は金属のめっき層よりも分子構造中に形成される間隙が大きいので、単に合成樹脂層３１自体が耐食性を有しているだけでは、長時間スラリに接触させるとスラリの成分が合成樹脂層３１の分子構造中の間隙を通過して台金２１まで達し、台金２１を腐食させてしまうことがある。
本実施の形態では、合成樹脂層３１は、上記のふっ素系樹脂によって構成されている。ふっ素系樹脂はぬれ性が低く、過酸化水素などの分子のサイズの小さい成分もはじくので、スラリの成分から砥石基体を保護することができる。
ここで、従来のＣＭＰコンディショナでは、砥粒層２４間にはパッドの削り屑やスラリが付着しやすく、砥粒層２４間に付着したパッド４の削り屑が塊となったものや、砥粒層２４間に付着している間に経時変化等によって変質したスラリがＣＭＰコンディショナからパッド４上に脱落し、このパッド４を用いて研磨するウェーハにスクラッチを生じさせる要因となっていた。
本実施形態にかかるＣＭＰコンディショナ３０では、上記のように台金２１の一面２１ａにおいて砥粒層２４の表面を除く他の部分を上記のふっ素系樹脂からなる合成樹脂層３１で覆っていて、砥粒層２４間にスラリやパッド４の削り屑などが付着しにくいので、上記の不都合が生じにくくなる。
【００３９】
また、上記のＣＭＰコンディショナの製造方法では、合成樹脂層３１を、砥粒層２４、下地めっき層２７及び耐食めっき層２８のそれぞれを形成する際のマスクとして使用することができるので、各工程でその都度マスクの形成と除去を行う手間を省くことができる。
【００４０】
なお、上記各実施の形態では、台金２１をその一面２１ａ上にマウンド部２６が形成された構成としたが、これに限られることなく、台金２１を、一面２１ａが平坦面をなす構成としてもよい。砥粒層２４は、台金２１の一面２１ａ上に金属結合相２２を形成することによって構成されているので、この場合にも、砥粒層２４の表面は凸部をなし、一面２１ａにおいて砥粒層２４が形成される部分以外の個所は凹部をなすこととなり、ＣＭＰコンディショナの表面には凹凸が形成されることとなる。
【００４１】
ここで、上記各実施の形態では、耐食めっき層２８を、Ｒｈからなるめっき層のみによって形成した例を示したが、これに限られることなく、耐食めっき層２８をＰｔからなるめっき層によって構成してもよく、また、複数層のめっき層によって構成してもよい。
Ｐｔは耐食性を有しており、またＰｔからなる耐食めっき層はビッカース硬度で３００〜４００と、Ａｕからなる下地めっき層に比べて硬度が十分高く、十分な耐磨耗性を有しているので、この場合にも同様に、スラリによる腐食を長期にわたって防止することができ、ＣＭＰコンディショナの寿命を向上させることができる。
ここで、Ｐｔからなる耐食めっき層の厚みが０．５μｍよりも薄いと、耐食めっき層が薄すぎて十分な耐磨耗性を確保することができない。一方、ＰｔめっきはＲｈめっきと同様にめっきの電流効率が低く（５０％程度）、無電解めっきに近い条件でめっきが行われる傾向にあるので、Ｐｔからなる耐食めっき層の厚みを５μｍよりも厚くすると、超砥粒の上にも無電解めっきによるＰｔめっき層が形成されてしまうこととなり、このＰｔめっき層の剥離が問題となる。このため、Ｒｈからなる耐食めっき層の厚みは０．５μｍ以上５μｍ以下とすることが好ましい。
【００４２】
また、例えば、図５の側断面図に示すように、下地めっき層２７の上に、ＰｔめっきによってＰｔめっき層３８ａを形成し、このＰｔめっき層３８ａの上にＲｈめっきによってＲｈめっき層３８ｂを形成し、これらＰｔめっき層３８ａ、Ｒｈめっき層３８ｂとによって耐食めっき層３８を形成してもよい。
耐食めっき層をＰｔめっき層単層で形成した場合には、耐磨耗性を確保するためにめっき層を厚く形成する必要があるのに対し、耐食めっき層として、下地めっき層２７上にＰｔめっき層３８ａを形成し、その上にＲｈめっき層３８ｂを形成することで、Ｐｔめっき層３８ａがより硬度の高いＲｈめっき層３８ｂによって覆われることとなり、耐食めっき層をＰｔめっき層単層で構成した場合に比べて、耐食めっき層の厚みを薄くしつつ、耐磨耗性を向上させることができる。
また、このように耐食めっき層を複数のめっき層によって構成することでめっき層に形成されるピンホールをより確実に埋めて、ＣＭＰコンディショナの耐食性をより向上させることができる。
【００４３】
【実施例】
次に、本発明にかかるＣＭＰコンディショナの耐久試験を行った。以下、この耐久試験について説明する。
この耐久試験では、第一の実施の形態にかかるＣＭＰコンディショナ２０（以下、実施例とする）と、下地めっき層２７が形成されていない以外は実施例と同一の構成とされるＣＭＰコンディショナ（以下、比較例とする）とを用意し、これらのＣＭＰコンディショナを用いて図８に示すように、ウェーハ６の研磨と平行して、回転テーブル３上に貼り付けられたパッド４の研削を４８時間連続して行った。そして、ウェーハ６の研磨には、スラリＳとして、キャボット社製Ｗ−２０００（過酸化水素含有量３％）を用いた。
【００４４】
そして、この研削作業を終えた後、それぞれのＣＭＰコンディショナの表面を電子顕微鏡で観察した。この結果を図６に示す。
ここで、図６において（ａ）は比較例の耐食めっき層表面を写した電子顕微鏡写真であり、（ｂ）は実施例の耐食めっき層表面を写した電子顕微鏡写真である。また、図７において（ａ）は比較例の耐食めっき層表面のＥＤＡＸによる分析結果を示すグラフであって、（ｂ）は実施例の耐食めっき層表面のＥＤＡＸによる分析結果を示すグラフである。
【００４５】
図６（ａ）から、比較例では、耐食めっき層に損傷はないものの、超砥粒と耐食めっき層との間に隙間があり、耐食めっき層の下地となる金属結合相と超砥粒との間にも隙間が形成されていると推測される。この隙間は、めっきによって金属結合相や耐食めっき層を形成する際に、絶縁体である超砥粒にめっきが付着しないために生じたものと思われる。
また、耐食めっき層の表面においてこの隙間の周囲には析出物らしきものが存在していることがわかる。
これに対し、図６（ｂ）に示すように、実施例では、耐食めっき層の表面に損傷はなく、さらに超砥粒と耐食めっき層との間にほとんど隙間がなく、超砥粒と金属結合相との間の隙間が下地めっき層によって埋められているものと推測される。また、耐食めっき層の表面には、析出物らしきものは見あたらなかった。
【００４６】
上記の分析を検証するため、これら比較例、実施例のそれぞれについて、耐食めっき層表面に存在する元素の種類を微量元素分析（ＥＤＡＸ：（エネルギー分散型Ｘ線分析装置）によって調査した。この結果を図７のグラフに示す。
図７（ａ）に示すように、比較例では、耐食めっき層の表面には、耐食めっき層を構成するＲｈ以外にも金属結合相を構成するＮｉが存在しており、比較例では、砥粒層表面に耐食めっき層を形成しているにもかかわらず、金属結合相がスラリと接触して溶け出していることがわかる。このことから、比較例では、耐食めっき層は、超砥粒と金属結合相との間に形成される隙間内では金属結合相を保護しておらず、この隙間内で金属結合相がスラリと接触して溶け出しているものと推測される。
これに対し、実施例では、図７（ｂ）に示すように、耐食めっき層の表面には、耐食めっき層を構成するＲｈのみが存在し、金属結合相を構成するＮｉの溶出は生じていないことがわかる。このことから、実施例では、下地めっき層が超砥粒と金属結合相との間に形成される隙間内でも金属結合相を保護しており、これによって金属結合相とスラリとの接触が防止されて、金属結合相の溶出が生じなかったものと思われる。さらに、超砥粒と金属結合相との間に形成される隙間は下地めっき層によって埋められているため、その上に形成される耐食めっき層が超砥粒により近い位置まで形成されていると思われる。
【００４７】
加えて、比較例ではＣＭＰコンディショナに耐食めっき層一層のみを設けているため、耐食めっき層にはピンホールが形成されていてこの部分に侵入したスラリによっても金属結合相が腐食されていると思われる。これに対し、実施例ではＣＭＰコンディショナに下地めっき層と耐食めっき層とを形成しているので、めっき層に形成されるピンホールが埋められて、スラリから金属結合相が保護されていると思われる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかるＣＭＰコンディショナによれば、砥石基体の一面に形成される砥粒層の表面にＡｕからなる下地めっき層が形成されており、この下地めっき層が、砥粒層を構成する超砥粒と金属結合相との間に形成される隙間内を含めて金属結合相を保護しており、さらにこの下地めっき層が、耐食性を有するとともに下地めっき層よりも硬度の高いＲｈまたはＰｔからなる耐食めっき層によって覆われているので、金属結合相とスラリとの接触が防止されて、スラリによる腐食から保護することができる。また、このようにめっき層を複数層重ねて形成することで、これらめっき層に形成されるピンホールも埋められることとなって耐食性をより向上させることができる。
さらに、下地めっきを覆う耐食めっき層は硬度が高く、使用を繰り返しても磨耗しにくいので、長期にわたって耐食性を維持することができる。
このように、本実施形態にかかるＣＭＰコンディショナによれば、スラリによる腐食を長期にわたって防止することができ、ＣＭＰコンディショナの寿命を向上させることができる。
【００４９】
そして、本発明にかかるＣＭＰコンディショナの製造方法によれば、上記のＣＭＰコンディショナを製造することができる。
また、非導電性を有する合成樹脂層によって砥石基体の一面の保護を行うとともに、合成樹脂層を砥粒層を構成する金属めっき層、下地めっき層及び耐食めっき層を形成する際のマスクとして使用することで、各工程でその都度マスクの形成と除去を行う手間をなくして、ＣＭＰコンディショナの製造を容易にするとともに、製造にかかる時間も短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一の実施の形態にかかるＣＭＰコンディショナの構成を示す縦断面図である。
【図２】  図１に示すＣＭＰコンディショナの拡大図である。
【図３】  本発明の第二の実施の形態にかかるＣＭＰコンディショナの構成を示す縦断面図である。
【図４】  本発明の第二の実施の形態にかかるＣＭＰコンディショナの製造過程の各段階を示す図である。
【図５】  本発明にかかるＣＭＰコンディショナの他の形態例を示す縦断面図である。
【図６】  （ａ）は耐久試験後の比較例の耐食めっき層表面を写した電子顕微鏡写真であり、（ｂ）は耐久試験後の実施例の耐食めっき層表面を写した電子顕微鏡写真である。
【図７】  （ａ）は耐久試験後の比較例の耐食めっき層表面のＥＤＡＸによる分析結果を示すグラフであって、（ｂ）は耐久試験後の実施例の耐食めっき層表面のＥＤＡＸによる分析結果を示すグラフである
【図８】  従来のＣＭＰ装置の要部斜視図である。
【符号の説明】
２０、３０  ＣＭＰコンディショナ      ２１  台金（砥石基体）
２１ａ  一面                          ２２  金属結合相
２３  超砥粒                          ２４  砥粒層
２６  マウンド部                      ２７  下地めっき層
２８、３８  耐食めっき層              ３１  合成樹脂層
３８ａ  Ｐｔめっき層                  ３８ｂ  Ｒｈめっき層
【図１】
0003969047.tif 000002
【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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