JP2003511255A

JP2003511255A - 研磨パッド用コンディショナーおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2003511255A
Application number: JP2001529909A
Authority: JP
Inventors: ボムヨンミョン; スナムユ
Original assignee: フナテックカンパニーリミテッド
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2003-03-25
Anticipated expiration: 2020-10-10
Also published as: JP3829092B2; KR100387954B1; KR20000024453A; CN1391506A; CN1193863C

Abstract

(57)【要約】本発明は、研磨パッド用コンディショナーとその製造方法を開示するものである。コンディショナーは少なくとも一方の表面にほぼ均一な高さに突出した多数の多角錐台を配置した基板と、基板の前記表面全体に実質的に均一な厚さでコーティングしたダイヤモンド層で構成される切削部とを含む。この多角錐台の上部面は平面であるか、または他の例としては上部面に細溝および微少な立体突起を多数形成した凹凸の表面である。基板の形態は多角平板形、ディスク形、カップ形、上下面の平らなドーナツ形、あるいはセグメント形などのように多様な形状で作ることができる。基板の材質はセラミック系、あるいは超硬合金系物質である。切削面が外部に露出するように切削部などと結合して切削部をコンディショニング装備に結合させる胴体部をさらに具備することができる。このような切削部は研磨パッドと線接触または面接触を誘導する構造を有し、その表面全体が高強度のダイヤモンド層で被覆されているために、切削性、耐蝕性、耐摩耗性などに優れ、切削部の刃の強度も高く長い寿命を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の分野本発明は研磨パッドのコンディショニング装置および、その製造方法に関する
ものであり、より詳細には化学的／機械的研磨(Chemical Mechanical Polishing
：以下、CMPと称する)時に使われる研磨パッド(polishing pad)をコンディショ
ニング(conditioningまたはdressing)する装置と、この装置を製造する方法に関
するものである。

【０００２】従来技術 CMPとは、主に半導体の製造工程中にウェーハの平坦化に広く適用される研磨
工程として、回転するプラテン(platen-図示せず)上に研磨パッドを取り付け、
キャリア(carrier)が研磨対象であるウェーハ(wafer)を保持し、パッド上に研磨
液(slurry)を供給しながらウェーハを保持しいるキャリアに圧力を加えた状態で
、プラテンとキャリアとをお互いに相対運動させることにより研磨する加工方法
である。この時に使用する研磨パッドの表面に存在する、直径が概略30〜70μm
程度の多数の微細な穴が研磨液を収容し、ウェーハに圧力を加える際にポンピン
グ効果(pumping effect)を発揮して研磨効率(removal rate)を増加させる。しか
し、研磨が進行するにつれて微細な穴が摩耗し、研磨の残留物が研磨パッドの微
細な穴に詰まるようになり、研磨パッドが摩耗するにしたがって研磨パッドの平
坦さが失われるようになる。これによってCMP工程の最終的な目標であるウェー
ハ内の広域な平坦化とウェーハ間の平坦化などを達成することができなくなる。

【０００３】この時、研磨パッドの摩耗、または詰まった微細な穴、そして失われた研磨パ
ッドの平坦さを元の状態に復帰させるために、コンディショナーを利用して変形
したパッドの表面を切削する。このような作業をコンディショニングという。

【０００４】図1A〜図1Cは従来の研磨パッドのコンディショニングに普遍的に使用される電
着(electro-deposition)法で製作したダイヤモンドのコンディショナーの構造を
図示する。このコンディショナーを具体的に見ると、ステンレス鋼製の胴体部10
にダイヤモンド粒子16を散布してニッケルなどの金属18によりダイヤモンド粒子
16を電着したディスク(electro plated diamond disk)や、金属18をろう付けし
てダイヤモンド粒子16を固定したディスク(brazed diamond disk)などが主に用
いられている。

【０００５】このような電着、あるいはろう付け方法では、図1Cの部分拡大図に示すように
ダイヤモンドの粒子16が不規則に分布しているだけでなく、ダイヤモンド粒子と
して大きさが互いに異なるものが使われるので、その切削部12の表面高さが均一
でなくなる。すなわち、ダイヤモンド粒子は、その直径が概略150μm〜250μmの
範囲内で大きさが一定でないものが使用されるので、コンディショニングした研
磨パッドの表面粗度が高くなる。

【０００６】このような構造によれば、コンディショニング作業時にダイヤモンド粒子の一
部の点接触による加工が提供されると同時に、ダイヤモンド粒子の切削角が大慨
鈍角であるために切削性能が低下する。低い切削力を補完するために、従来のコ
ンディショナーを利用して研磨パッドをコンディショニングする際には大きな圧
力を必要とするようになる。通常広く使われている研磨パッドの材質は合成ポリ
ウレタン(polyurathane)系列の物質であり、これは上下複層のパッドで構成され
、CMPは上層パッド(top pad)によってなされ、また下層パッド(bottom pad)は圧
縮力を提供する。コンディショナーが研磨パッドに大きい圧力を加えながらコン
ディショニングを行うと、研磨パッドの下層パッドの圧縮力(compressibility)
によりコンディショニングが円滑に行われないだけでなく、それによって研磨パ
ッドの平坦度を維持するのが非常に困難になるという問題があった。

【０００７】一方、従来のコンディショナーにはチップ(chip)の排出のための通路(細溝(gr
oove)、溝(ditch))が設けられていない。電着やろう付けなどの製作方法の特性
上、計画的な排出通路を配置するのが容易ではないためである。その結果、コン
ディショニングの副産物(研磨パッドの切削物)によるコンディショナーの目詰ま
り現象が発生して、コンディショニング効率が低下する。

【０００８】コンディショニング作業は、生産性を高めるために本作業であるCMPと同時に
行なうことができる。これをいわゆる、イン-サイチュコンディショニング(in-s
itu conditioning)という。この時、CMPに使われる研磨液は、シリカ(silica)、
アルミナ(alumina)またはセリア(ceria)などのような研磨粒子を含み、研磨工程
は使われる研磨液の種類によって大きく酸化物CMPと金属CMPとに区分される。前
者に使われる酸化物CMP用の研磨液は、pH値が主にpH10〜pH12であり、後者に使
われる金属CMP用の研磨液のそれは主にpH4以下である。また、コンディショナー
基板上のダイヤモンド粒子16を固定する結合用金属18の材質は、主にニッケルま
たはクロムのような金属が使われる。CMP工程がどの方式に従うとしてもイン-サ
イチュコンディショニングをする場合には、コンディショニングと本作業が同時
に進行するために、研磨粒子により研磨パッドだけでなく、ダイヤモンド粒子を
基板に固定するニッケルなどの金属18も共に研磨されてしまう。その結果、ダイ
ヤモンド粒子が基板から脱落してしまう現象が起きる。一方、メタルCMPの場合
には、その研磨液が強酸性であるため結合用金属18の腐食現象が共に進行して結
合力が弱まり、最終的にはダイヤモンド粒子16の脱落を招く。

【０００９】脱落したダイヤモンド粒子16は、主に研磨過程で研磨パッドに打込まれるよう
になる。研磨パッドに打込まれたダイヤモンド粒子はウェーハ表面に致命的な傷
を誘発して工程の不良率を高める一方、最終的には研磨パッドを交換しなければ
ならなくなる原因ともなる。

【００１０】問題はこれだけではない。上のような腐食により結合用金属18から離脱した金
属イオン(metal ion)は、金属CMP工程中に半導体回路の金属配線上に移動して回
路短絡を起こす、いわゆる金属イオン汚染現象(metal ion contamination)の主
な原因として作用することがある。このような金属イオン汚染現象による短絡不
良は、回路を作るあらゆる工程が完了した後に発見されるため、その生産損失の
費用は過大なものとなる。

【００１１】発明の要約前記のような従来技術の問題点を考慮して、本発明は小さい圧力でも研磨パッ
ドを効率的に研削することができ、表面粗度に優れ、ダイヤモンド粒子の離脱お
よび金属イオン汚染現象による短絡不良を根本的に防止することができる構造の
研磨パッド用コンディショナーを提供することを第１の目的とする。

【００１２】また、本発明は上のような研磨パッド用コンディショナーを製造する方法を提
供することを第２の目的とする。

【００１３】本発明によると、研磨パッド用コンディショナーは少なくとも一方の表面にほ
ぼ均一な高さで突出した多数の多角錐台を配置した基板と、前記基板の前記表面
全体に実質的に均一な厚さでコーティングされたダイヤモンド層を具備する。

【００１４】前記多角錐台は代表的には四角錐台が望ましく、その他に円角錐台などの形状
が望ましい。多角錐台の上部面は、望ましくは平坦な平面形状である。他の形態
としては凹凸の表面があり得る。この凹凸の表面には、例えば多角錐台の平坦な
上部面を対角線方向に横切る一対のＵ字形あるいはＶ字形の細溝(groove)を形成
するか、または横方向および／または縦方向に横切る一本以上のＵ字形あるいは
Ｖ字形の細溝を形成し、微少三角錐台、微少四角錐台あるいは微少四角錐などの
微少な立体突起を配置する。

【００１５】また、前記多数の多角錐台は前記表面を横方向および縦方向に横切る多数の溝
(ditches)により格子模様状に配置される。そして、隣接する多角錐台の側壁間
の前記溝の断面形状はＵ字形、あるいはＶ字形である。溝の幅および／または深
さは均一にすることができるが、他の選択としては、このようないくつかの溝の
間に、幅および／または深さがさらに大きい溝を配置する。

【００１６】前記基板は多角錐台を形成し得る所定の平面のみが確保されるのであれば、そ
の形状には制限がない。例えば、多角平板形の基板や円板形の基板をはじめとし
て、一方の表面の外郭に形成した外側環状部分の表面の高さよりも中央部分の表
面の高さがさらに低く、側断面の形状がカップ形である基板、上下面の平らなド
ーナツ形の基板、前記上下面が平らなドーナツ形の基板の外側環状部分の表面に
基板の中心から半径方向に延在する多数の谷状部(valleys)を形成した、セグメ
ント化されたドーナツ形の基板などの種々の多様な形状を取ることができる。

【００１７】前記ダイヤモンド層は化学的気相蒸着(Chemical Vapor Deposition：以下、CV
Dと称する)法により基板の表面全体に薄く、均等に蒸着される。

【００１８】基板の材質はセラミックまたは超硬合金であることが望ましい。

【００１９】前記コンディショナーは多角錐台を形成した表面とは反対側の基板表面と接合
する胴体部をさらに具備することもできる。胴体部はダイヤモンド層を被覆した
基板すなわち切削部を、コンディショニング装置に固着することを媒介する。胴
体部の材質は望ましくはステンレス鋼、エンジニアリングプラスチック、セラミ
ックなどを挙げることができる。

【００２０】他の例として、セグメント形のコンディショナーがある。これは前記胴体部が
上下面の平らなドーナツ形または一方の面が塞がった上下面の平らなドーナツ形
であり、前記基板は所定の間隙を有しながら前記胴体部の一方の表面に沿って帯
状に連続する多数のセグメントを含んで構成される。また他の構成例として、こ
のセグメント形のコンディショナーは上下面の平らなドーナツ形あるいは一方が
塞がった上下面の平らなドーナツ形の胴体部と、所定の間隙を有しながら前記胴
体部の一方の表面に沿って帯状に連続する多数のセグメント形の切削部とを具備
し、前記多数のセグメント形の切削部は各々セラミックあるいは超硬合金製で表
面が平坦な基板と、前記基板の表面全体に実質的に均一な厚さでコーティングし
たダイヤモンド層とを具備して構成される。

【００２１】以上のような種々の多様な構造を有するコンディショナーを製造するための方
法は、所定の形状を有する基板の表面にダイヤモンドホイールのような高強度の
切削ホイールを利用して横方向および／または縦方向に横切る多数の溝を形成し
て上部面の高さがほぼ均一な高さで突出する多数の多角錐台を前記表面に配置す
るように前記基板を加工する第１の工程と、前記第１の工程で加工した前記基板
の表面をCVD蒸着法によりダイヤモンド層でコーティングする第２の工程とを具
備することを特徴とする。

【００２２】前記製造方法は前記第２の工程の前に、前記多数の四角錐台の上部面の各々に
所定の方向に横切る所定本数の細溝を研削および／または切削加工して高さがほ
ぼ均一に突出する多数の微少な立体突起を形成する第３の工程をさらに具備する
ことができる。

【００２３】基板は前述した多様な形状を有することができる。前記溝および細溝はダイヤ
モンドホイールのような高強度の切削ホイールを利用して前記基板の表面と前記
上部面を研削および／または切削加工して形成し、これにより前記多数の多角錐
台が得られる。前記溝および細溝を基板の横方向と縦方向に形成すれば、多角錐
台の形状は格子模様状に配置した四角錐台形に加工される。

【００２４】前記製造方法は前記第１の工程の前に、前記基板の少なくとも一方の表面が実
質的に均一な平坦度を有し、また前記基板の両側の表面が実質的に平行を維持す
るように前記基板の表面に対する精密な研削加工とラッピング加工とを行う第４
の工程をさらに具備することが望ましい。

【００２５】一方、他の例として、前記第１の工程で行う前記基板の加工は、前記多数の多
角錐台に対応する形状が彫られた金型枠に所定の溶融物質を注入した後に、冷却
させる成型工程である。

【００２６】前記製造方法は前記多角錐台を形成した表面とは反対側の表面を通して前記基
板をコンディショニング装備と結合させる胴体部と接合する工程をさらに具備す
ることもできる。

【００２７】前記基板はセラミックまたは超硬合金で製作し、前記胴体部はステンレス鋼、
エンジニアリングプラスチック、セラミックなどのような材質で作ることが望ま
しい。

【００２８】発明の詳細な説明本発明の他の特徴と利点は、以下の詳細な説明と本発明の多様な実施例の特徴
を例示する添付図面を参照すればより明確になるであろう。

【００２９】以下では添付した図面を参照して本発明の望ましい実施例に関して詳細に説明
する。

【００３０】まず、本発明によるコンディショナーは種々の多様な構造を有する。以下では
本発明によって製作することができるコンディショナーの多様な構造の例を説明
する。

【００３１】胴体部20の望ましい材質としては、耐蝕性と化学的安定性が優秀で形状の加工
が容易なテフロン（登録商標）またはステンレス鋼である。上のような要求特性
に符合する材質が必ずしも上の２種類のみに限定されないことはもちろんである
。胴体部20は研削加工により形状を具現したり、金形を利用して必要な形状を得
ることができる。

【００３２】しかし、胴体部はその機能面で必須なものではないということができる。胴体
部20は切削部22と固く接合してコンディショニング装置(conditioning equipmen
t)のモーター回転軸(図示せず)と連結することが主な機能である。したがって、
胴体部20の形態に多様な変化を与えることができる。切削部22の切削セルが胴体
部の上面に露出するように切削部22を接合する構造であれば、その形態がカップ
形であるか、上下面の平らなドーナツ形、またはその他に他の形態も可能である
。また、他の観点では胴体部20を排除して切削部22をモーター回転軸に直接結合
するように構造的な変形を与えることも可能であるということができる。したが
って、本発明も切削部22の構造と、このような構造を作る方法に焦点を合わせて
おり、下記の実施例も切削部22の構造、特に切削面の表面の形状に関する種々の
例を提起する。

【００３３】 <第１実施例> 図2A〜図2Fでは、本発明の第1の実施例によるディスク形のコンディショナー
の構造を示している。従来技術のコンディショナーとは違い、本発明はディスク
形のコンディショナーも切削部22と胴体部20とを有する。

【００３４】切削部22は、図2A〜図2Dに示すように、基板50の一方の表面に多数の四角錐台
28の形状を有する単位切削セルを格子模様で配置した形状をなす。図8Aおよび図
8Bは切削部22の表面の一部を拡大して示した図として、四角錐台28の形状と配列
状態を詳細に示している。

【００３５】基板50はセラミック系材質である窒化ケイ素(Si₃N₄)やシリコン(Si)製の基板
が望ましく、その他に使用可能なセラミック系材質としては酸化アルミニウム(A
l₂O₃)、窒化アルミニウム(AlN)、酸化チタニウム(TiO₂)、酸化ジルコニウム(ZrO
x)、酸化ケイ素(SiO₂)、炭化ケイ素(SiC)、シリコンオキシナイトライド(SiOxNy
)、窒化タングステン(WNx)、酸化タングステン(WOx)、DLC(Diamond Like Carbon
)、窒化ホウ素(BN)、または酸化クロム(Cr₂O₃)などを挙げることができる。超硬
合金を利用して基板50を作ることもできる。利用することができる超硬合金の種
類には制限はなく、広く使われる超硬合金の例としては、タングステンカーバイ
ド-コバルト(WC-Co)系、タングステンカーバイド-炭化チタニウム-コバルト(WC-
TiC-Co)系、タングステンカーバイド-炭化チタニウム-炭化タンタル-コバルト(W
C-TiC-TaC-Co)系のようなタングステンカーバイド(WC)系列の超硬合金をはじめ
としてサーメット(TiCN)、炭化ホウ素(B₄C)系、チタニウムボライト(TiB₂)系の
超硬合金などを挙げることができる。基板の材質は以降で説明する他の実施例に
対しても共通に適用されるものである。

【００３６】基板50の形状はディスク形が望ましいが、多角形の平板形状も可能である。基
板の一方の表面全体はダイヤモンド層52でコーティングされている。基板50はダ
イヤモンド層52を蒸着した後にも四角錐台28の形状がそのまま維持されて、切削
性を良くするために表面の粗度が非常に均一でなければならない。これを具体的
に説明すれば次の通りである。

【００３７】四角錐台28は上面の高さがほぼ均一したレベルで突出している。このような四
角錐台28の形状は基板50の一方の表面を横および縦に横切って形成した多数本の
Ｕ字形溝24，26により区画されて得られる。溝24，26の底部と側壁は曲面形状を
有する。そして、溝24，26の幅は上の部分が下の部分に比べてさらに広くなり、
四角錐台28の形状は上面で根元の方向に下りて行くほど次第に太くなるようにす
る。四角錐台28のこのような形状は、基板が有する強度を補強する。この他、溝
24，26の形状をＶ字形とすることもできる。

【００３８】溝24，26はチップ排出のための通路、すなわち、コンディショニング副産物(
研磨パッドの切削物)が効果的に排出されるように配慮した通路である。溝の形
成において、図2A〜図2Dによれば、所定ライン数の溝ごとに相対的に幅および／
または深さがさらに大きい溝を１本ずつ規則的に配置した形態とすることもでき
る。図2A〜図2Dにおいて、所定個数、例えば4×4個の四角錐台形状の切削セルを
集めて一つの集合セルをなすように領域区分溝24を形成し、これら集合セルを構
成するそれぞれの切削セルは、セル区分溝26により区画される。

【００３９】図2Aに示すように基板50の中心を横方向および縦方向に横切る相対的に幅およ
び／または深さがさらに大きい領域区分溝25を配置すれば、コンディショニング
副産物のより効率的な排出に寄与することができる。

【００４０】四角錐台28を形成した切削部22の表面にはダイヤモンド層52が蒸着されている
。すなわち、ダイヤモンド層52は基板50の一方の表面に形成した溝24，26と四角
錐台28'の上を、実質的に均一な厚さで薄く覆っている。

【００４１】図15は上記の方法によって実際に製作した切削部22の実物写真である。写真に
現れた切削部22の実際の大きさは、直径と厚さが100φ×4tである。図16A〜図16
Cは、実際に製作した切削部22に形成したダイヤモンド層52を蒸着した四角錐台2
8の切削セルの実物を電子顕微鏡で拡大撮影した写真であり、図16Aおよび図16B
は切削部22の側面と上で各々見た側面写真および平面写真であり、また図16Cは
特にダイヤモンド層52と基板50に形成した四角錐台の蒸着関係を視覚的に確認す
ることができるように四角錐台の実物を意図的に破損させて電子顕微鏡で拡大撮
影した写真である。これら実物写真を通じて、ダイヤモンド層52は基板50に形成
した溝24，26と四角錐台28'を含む表面全体に薄くて均一な厚さでコーティング
されているという事実を確認することができる。

【００４２】 <第２実施例> この実施例は溝の形成を他の方式で行うことにより、単位切削セルの配置形態
を変化させることができることを示すものである。溝の幅および／または深さは
上記のようにすることもできるが、図2Eに示すように全て均一にすることもでき
る。図7Aおよび図7Bは切削部22の表面の一部を拡大して示すものであり、四角錐
台28の形状と配列状態を詳細に示す。この場合、コンディショニング副産物(研
磨パッドの切削物)が効果的に排出されるようにするために、セル区分溝26aの幅
および／または深さを図2Aに示す溝26に比べて相対的に大きくすることが望まし
い。

【００４３】 <第３実施例> この実施例は単位切削セル28の形状を他のものにした場合を示す。単位切削セ
ル28の形状は必ずしも四角錐台に制限されるものではない。例えば、図2Fに示す
ように、切削セルを円角錐台30の形状に作って切削部22bを製作することもでき
る。切削セルの配列形態は第１実施例または第２実施例と同様にすることもでき
、他の方案として基板50の中心で多段状の同心円に沿って配列することができる
。図9Aおよび図9Bは円角錐台28bを形成した切削部22bの一部分を拡大して示した
斜視図および断面図である。円角錐台28bもまた外側の表面がダイヤモンド層52
でコーティングされている。

【００４４】 <第４実施例> 前述の実施例は四角錐台の上部面が平面である場合を開示しているが、本実施
例は前述の実施例とは異なり、上面に多数の微少四角錐台40を格子模様状にさら
に配置した凹凸表面である場合を開示する。図10Aおよび図10Bはこの実施例によ
る凹凸形状の上面を有する四角錐台28aの斜視図および断面図である。図示した
ように、溝26の形態は前述の実施例と同様のものである。またダイヤモンド層52
が基板50の表面全体に塗布されていることは言うまでもない。

【００４５】このような凹凸表面は多数本の細溝42を基板50上の四角錐台28aの上面の横方
向および／または縦方向に横切って形成することにより得られる。細溝42は溝と
同様にＵ字形であり、底と側壁は曲面形状をなす。そして、細溝42の幅は上が下
よりさらに広くなり、微少四角錐台40がその上面で根元方向に下りて行くほど次
第に太くなる形状を有する。四角錐台28aと微少四角錐台40のこのような形状は
、基板の脆弱性を補強するためのものである。これに代えて、細溝42の形状をＶ
字形とすることができる。四角錐台28aの上面を凹凸表面に形成すれば、コンデ
ィショニング副産物(研磨パッドの切削物)をさらに効果的に排出することができ
、切削効率がさらに良好なものとなる。

【００４６】前記において基板の表面に形成する溝や四角錐台の上面に形成する細溝の形状
は、Ｕ字形がＶ字形に比べて一般的にはさらに望ましいと見ることができる。す
なわち、一般的にはＵ字形溝や細溝はＶ字形溝に比べて底面の幅がさらに広く、
コンディショニング副産物の排出力がさらに高いと評価することができる。しか
し、コンディショニング副産物の排出力は溝や細溝の形状だけでなく、その大き
さや全体のレイアウトなどにも影響を受けるという点で、常にそうであるとは判
断することができないため、個別的、具体的に評価する必要がある。

【００４７】 <第５実施例> この実施例は第４実施例とは異なり、四角錐台28bの上面にピラミッド形状の
微少四角錐44を形成した場合を開示する。図11Aおよび図11Bはこの実施例を示す
ものである。微少四角錐44は隣接する細溝42aの間隔を稠密するように、すなわ
ち、細溝同士が隣接するように配置することにより得られる。

【００４８】研磨パッドをコンディショニングする際、四角錐台は研磨パッドと線接触また
は面接触を誘導して切削効率が高い反面、四角錐は研磨パッドと点接触をすると
いう点で切削効率が相対的に低いと見ることができる。しかしながら、従来の点
接触コンディショナー(図1C参照)とは異なり、四角錐などの高さと大きさを均一
にするために切削効率が低下する割合はそれほど大きくは無く、他の対案として
採択する価値はある。

【００４９】 <第６実施例> この実施例は第４および第５の実施例とは異なり、四角錐台の上面に、その対
角線の方向に横切る細溝42b，42cを形成して4個の微少三角錐台46を四角錐台28c
の上面に配置した場合を示す。図12Aおよび図12Bは、この実施例による上面を有
する四角錐台28cの斜視図および断面図である。この四角錐台28cは上面が平面で
ある四角錐台28と、微少四角錐台または四角錐をさらに形成した四角錐台28a，2
8bとの中間形であると見ることができる。研磨パッドとの接続部位は後者よりさ
らに多い反面、切削物の排出効率が前者よりさらに良好な形状と見ることができ
る。

【００５０】 <第７実施例> 上述した種々の実施例においては、基板50の形状がディスク形(円板形)ないし
多角形の平板であり、その一方の面全体に亘り多角錐台28，28a，28b，28cを形
成した場合を言及した。しかし、基板の形状は上述したような形状に限定される
ものではなく多様なものがあり得る。この実施例はその変形例の内の一つであり
、基板の形状が上下面の平らなドーナツ形である場合を開示する。

【００５１】図3Aおよび図3Bは上下面の平らなドーナツ形の基板50aを利用したコンディシ
ョナーの斜視図と断面図である。切削部22cは円形の帯形の切削面を有する。多
角錐台28、28a，28b，28cは、この基板50aの一方の面上に先に説明した種々の形
態で形成することができる。他の変形例として、片面が塞がった上下面の平らな
ドーナツ形(rectangular blinded-donut shape)、すなわち、Ｕ字形の基板でも
作ることができる。

【００５２】他の変形例として、図5Aおよび図5Bは上下面の平らなドーナツ形の基板50cを
利用してカップ形のコンディショナーを作製した例を示す。基板50cの表面にダ
イヤモンド層52cを蒸着した切削部22eはＵ字形の胴体部20aに接合される。胴体
部20aはドーナツ形とすることもできる。

【００５３】 <第８実施例> この実施例はまた他の変形例として、切削部をセグメント形で構成する。図4A
および図4Bに示す切削部22dは、一方の表面が半径方向に広く、かつ深く形成し
た多数の谷30により多数のセグメントが円形の帯形で繋がる、一方の面が塞がっ
た上下面の平らなドーナツ形(Ｕ字形)、あるいは上下面の平らなドーナツ形の基
板50bと、その表面に被覆したダイヤモンド層52dで構成される。多角錐台28，28
a，28b，28cは、この基板50bの各セグメントの表面に先に説明した種々の形態で
形成することができる。

【００５４】セグメント形の切削部のさらに他の変形例を図6Aおよび図6Bに示す。この実施
例の切削部22fは、物理的に完全に分離した多数のセグメント切削部が上下面の
平らなドーナツ形、あるいは片面が塞がった上下面の平らなドーナツ形の胴体部
20bの上に一定の間隔に離隔されて円形の帯形で接合される構造を有する。もち
ろん、セグメント切削部の各々は基板50dとその上に被覆されたダイヤモンド層5
2dで構成される。

【００５５】一方、上記においてはセルの模様を四角錐台や円角錐台のみに関して言及した
が、その他にも例えば三角錐台あるいは六角錐台などのように他の形態も十分可
能である。そして、四角錐台の場合にも、正四角錐台が構造的に安定的であるが
、直四角錐台または菱形錐台のような形態も同様の安全性を有する。

【００５６】これまでは本発明による研磨パッド用のコンディショナーの構造に関する多様
な実施例を説明した。以下では上述したようなコンディショナーを製造する方法
に関して説明する。

【００５７】第１の実施例によるコンディショナーを製造する方法を説明すれば次のようで
ある。

【００５８】図13A〜図13Dは、図10Aおよび図10Bに示した微少四角錐台40により凹凸形状の
上部面を有する四角錐台28aをその表面に形成した切削部22を作製す工程順序を
示した図面である。

【００５９】まず、前述したセラミックあるいは超硬合金のような材質を利用して焼結工程
でディスク形の基板50を作った後、外周加工により所定の大きさ、例えば、直径
と厚さが100φ×4tであるディスク状に形成する。

【００６０】次に、基板50の片面に対し平坦化加工を行う。切削面となる一方の表面は非常
に優秀な表面粗度(roughness)、平坦度(flatness)および平行度(parallelism)を
有するように精密に加工する必要がある。このためにダイヤモンドホイール装置
を利用して１次研削(rough grinding)と精密研削(fine grinding)加工をした後
に、ラッピング装置(図示せず)を利用して両面ラッピング(double sided lappin
g)加工を行う。特に、基板50の表面は切削刃、すなわち、四角錐台が作られるの
で、精密研削により平坦度が、例えば1μm以内となるように加工する。

【００６１】次に図13Bに示すように、用意した基板50の一方の表面を横方向および縦方向
に横切りながらセル区分溝26'と領域区分溝24'とを形成する。これは図14に示し
たダイヤモンドホイール装置である。それぞれのダイヤモンドホイール156aの間
にはスペーサ156bを介在させて両側の外側にフランジ157a，157bで固定させてホ
イール組立体156を構成し、これは高速回転することができるモーター152の軸15
4a，154bに締結される。ダイヤモンドホイール156aの厚さは加工する溝24'，26'
の大きさによって定める。ダイヤモンドホイール156aにより円形に加工される必
要がある。Ｕ字形溝の形成、換言すれば上部面から根元方向に下りて行くほど、
さらに太くなるように四角錐台28'を加工するためであるが、これは最終的には
基板50の材質であるセラミックや超硬合金が有している脆弱性(強度が弱い)を補
強するためである。また、四角錐台28'のラウンドが溝24'，26'の底まで繋がる
ようにＵ字形の加工をして、チップが良好に排出されるように配慮する。

【００６２】ダイヤモンドホイール156aは、円板形の胴体の端にダイヤモンド粒子を接着し
たダイヤモンド刃の構造を有しているが、ダイヤモンド層が金属接着剤に比べて
樹脂接着剤で接着した場合の方が所望の曲率を有するラウンドを得るのがさらに
容易である。ラウンド形の加工は低石を利用して樹脂接着剤を除去してダイヤモ
ンド粒子を脱落させることにより行われる。

【００６３】基板50を加工台164上に固定した状態で、ラウンド形のダイヤモンドホイール1
56aを使用して基板50の表面を下から上に上昇させながら横方向のＵ字形の溝24'
，26'を研削加工し、再び基板50を90度回転させて同じ方法で加工する。領域区
分溝24'を加工する時にはセル区分溝26'を加工する時に比べて厚さがさらに厚い
ダイヤモンドホイール156aを使用する。ダイヤモンドホイール156aの間隔にした
がって四角錐台28'の尖りの程度を調節する。ダイヤモンドホイール56a間の間隔
が狭ければ狭いほど四角錐台28'の上部面が尖る。ここで、ダイヤモンドホイー
ル56a間の間隔は最小限ホイールの厚さ以上とすることが望ましい。そうでなけ
れば、四角錐台28'が加工過程で破壊されやすいからである。このような加工に
より、図10Aのように規則的に配列して形成された四角錐台(但し、ダイヤモンド
層がコーティングされる前の状態)と溝が得られる。参考のために、図15に示し
た実物切削部の四角錐台の上面の実際の大きさは概略190μm×190μmであり、高
さが200μm程度である。

【００６４】このように加工した四角錐台28'の上面を図13Cに示すように厚さがさらに薄い
ダイヤモンドホイール156a'により、その上面の大きさが、例えば、横(L)×縦(W
)×高さ(H)が30μm×30μm×30μmである微少四角錐台40'をさらに加工する。こ
の時、微少四角錐台40'の大きさは横、縦、高さを同一にして、かつ根元へ行く
ほどさらに大きくしてセラミック基板などが有している低い強度を補完すること
が望ましい。

【００６５】このように表面高さを一定に精密加工した多数の微少四角錐台40'の各々は、
その上面の縁が研磨パッドとの線接触を誘導して鋭い切削刃として作用すると同
時に、四角錐台の上部表面を凹凸表面にすることによって研磨液の排出およびコ
ンディショニング時に発生した残留物の排出をより効率的に許容して切削性能を
さらに高めることができる。四角錐台28'の凹凸形状のこのような表面構造は、
イン−サイチュコンディショニング工程で研磨液の効果的な分散を誘導する時に
非常に有効な効果がある。

【００６６】以上のような基板50の表面を凹凸形状で加工した後には、図13Dに示すように
その表面全体をCVD法を利用してダイヤモンド層52を蒸着させる。CVD装置は広く
知られたようにタンタルまたはタングステンフィラメントと電源供給装置の他に
制御基板とフィラメントとの間に直流電流を提供するように構成した別の電源か
らなる。本発明もこのようなCVD装置を利用する。参考のために、本願発明者が4
インチの大きさの窒化ケイ素(Si₃N₄)基板にダイヤモンド層52を蒸着する際には
、下記の表１のようなCVD条件を適用した。

【００６７】

【表１】

【００６８】その結果、ダイヤモンド層52が基板50の表面に薄くて均一な厚さで強く結合し
、基板50のダイヤモンド層52を蒸着する前の形状がそのまま維持される良好な結
果を得ることができた。しかし、上の工程条件は一つの例示にすぎず、多少の変
更が可能であることはもちろんである。

【００６９】ダイヤモンド層52の蒸着が完了した後には、切削部22を予め製作した胴体部20
に挿入して接合する。胴体部20と切削部22の接合体はコンディショニング装置に
装着して研磨パッドを切断して表面を平坦化するなどのコンディショニング作業
を担当するようになる。一方、別の胴体部20を具備せずに切削部が胴体部の機能
を有するように作ることも可能である。

【００７０】以上では第１の実施例によるコンディショナーの製造方法に対して説明したが
、当業者であれば上述した説明を基礎として、他の実施例によるコンディショナ
ーの製造を容易に行うことができる。この範疇に属するものが図2E、図3A、図4A
、図5Aなどに示した形態のコンディショナーである。特に、図6Aに示したセグメ
ント形のコンディショナーは、基板50の表面を精密加工することにより所望の水
準の表面粗度、平坦度および平面度を確保した後、CVD法によりダイヤモンド層
を蒸着して、図示した模様の小さなセグメントに切断して胴体部20bに接合させ
ることにより得られる。

【００７１】また、図11Aおよび図11Bに示した微少四角錐44は、ダイヤモンドホイール156a
の厚さと外周のダイヤモンド刃の曲率を適切に選択するなどの方法を利用して加
工すればよい。図12Aおよび図12Bに示した形状も同様の方法で製作することがで
きる。また、図7A、図7B、図8Aおよび図8Bに示したように四角錐台の上面が平面
である場合は、図13Cと関連した工程を経ずに直ちにダイヤモンド層52をCVD法で
蒸着する。

【００７２】一方、図9Aおよび図9Bに示した円角錐台28bは、成型工程を利用して得ること
が遙かに容易である。したがって、円角錐台28bが当初から表面に形成されてい
る基板を成型工程で製作する。そして、成型により得られた基板の円角錐台表面
を精密に研削加工した次に、CVD法を適用して直ちにダイヤモンド層を蒸着させ
る。もちろん、四角錐台の形成も上記のような成型工程で可能である。

【００７３】また、ダイヤモンドホイールの刃端の模様が直角であるホイールを利用して基
板を45°に傾けて研磨すれば、細溝および溝の形態をＶ字形の形態にも製作する
ことができる。

【００７４】産業上の利用分野本発明によるコンディショナーは切削性が良好でダイヤモンドと同じ程度の優
秀な耐摩耗性と耐蝕性を有し、その寿命が長いという長所がある。本発明による
コンディショナーの切削部は、従来のダイヤモンド粒子の点接触による切削(コ
ンディショニング)方式を改善し、切削刃として作用する四角錐台が研磨パッド
と線接触を基本として面接触(あるいは点接触)して、また基板全体の表面に高い
強度を有するダイヤモンドが蒸着されているためである。すなわち、切削部の表
面のダイヤモンドコーティング層は研磨液の研磨粒子(アルミナ、シリカ、セリ
ア)などにより鋭い縁角が摩耗しないようにして工具の耐摩耗性を向上させ、ダ
イヤモンド粒子の脱落、そして、金属CMP時に金属結合剤の腐食によるウェーハ
回路の金属イオン汚染を基本的に防止する。また、均一した厚さで稠密するよう
に塗布したダイヤモンド層は一定の切削性を提供すると同時に研削性を倍加させ
る。それだけでなく基板や四角錐台の表面に形成したラウンド形のＵ字形あるい
はＶ字形の溝や細溝は、研磨液と混合したコンディショニング残留物(チップ)の
排出を円滑にして切削効率を一層高める。

【００７５】その結果、切削性の調節が容易となり、小さな圧力でも優秀な切削性を発揮す
ることができるという長所がある。そして、究極的にはコンディショニング効率
と研磨パッドの表面粗度を高めてウェーハに及ぼす微少な傷を減らすようにして
生産性を増大させ、研磨パッドの寿命を延長して生産原価を節減させる効果を得
ることができる。

【００７６】本発明の製造方法は、その工程が比較的に簡単であるのみならず、切削部の大
きさや表面形状の実現に制約がないという長所を有する。ウェーハ表面の回路お
よび材質によって別に要求される研磨パッドの要求表面粗度に対応して、本発明
の製造方法は、正四角錐セルの上部面の大きさ、細溝と細溝との間の間隔、溝と
溝との間の間隔、ダイヤモンドコーティング層の厚さなどの調節が容易であるた
めに、従来の電着あるいはろう付けによるダイヤモンドコンディショニング装置
の製造方法に比べてはるかに弾力的で順応性が高いものである。

【００７７】以上、本発明の望ましい実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練し
た当業者であれば、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域
から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正および変更することができる。した
がって、特許請求の範囲に均等な意味のものや当該範囲に属するあらゆる変化は
、全て本発明の権利範囲内に属することを明らかにしておく。

【図面の簡単な説明】

【図１】図1A〜図1Cは従来の研磨パッド用コンディショナーの構造を示すもの
であり、図1Aは平面図、図1Bは切断線A-A'線に沿った断面図、図1Cはコンディシ
ョナーの表面付近の拡大断面図である。

【図２】図2A〜図2Dは本発明によりディスク形の基板から作製した研磨パッド
用コンディショナーの一実施例の構造を示すものであり、図2Aは平面図、図2Bは
切断線B-B'線に沿った断面図、図2Cおよび図2Dは切削部と胴体部との境界部分の
拡大平面図および拡大断面図である。図2Eは本発明によりディスク形の基板から作製した研磨パッド用コンディショ
ナーの他の実施例の構造を示す平面図である。図2Fは本発明によりディスク形の基板から作製した研磨パッド用コンディショ
ナーのさらに他の実施例であり、切削部と胴体部との境界部分の構造を示す拡大
平面図である。

【図３】図3Aおよび図3Bは本発明により上下面の平らなドーナツ形の基板から
作製した研磨パッド用コンディショナーの実施例の構造を示す平面図および切断
線C-C'線に沿った断面図である。

【図４】図4Aおよび図4Bは本発明により谷によって多数のセグメントに区分さ
れる上下面の平らなドーナツ形の基板から作製した研磨パッド用コンディショナ
ーの実施例の構造を示す平面図と切断線D-D'線に沿った断面図である。

【図５】図5Aおよび図5Bは本発明の他の実施例として、上下面の平らなドーナ
ツ形の基板と胴体部を合体させて作製したカップ形のコンディショナーの構造の
平面図および切断線E-E'線に沿った断面図である。

【図６】図6Aおよび図6Bは本発明のさらに他の実施例として、セグメント化し
た切削部をドーナツ形の胴体部上に円形の帯状部で結合したセグメント形のコン
ディショナーの構造を示す図および切断線F-F'線に沿った断面図である。

【図７】図7Aおよび図7Bは図2Eに示すような四角錐台を等間隔で配置したコン
ディショナーの切削部の表面の構造を示す拡大斜視図と拡大断面図である。

【図８】図8Aおよび図8Bは図2Aに示すような四角錐台を領域別に区分して配置
したコンディショナーの切削部表面の構造を示す拡大斜視図および拡大断面図で
ある。

【図９】図9Aおよび図9Bは円角錐台を領域別に区して配置したコンディショナ
ーの切削部表面の構造を示す拡大斜視図および拡大断面図である。

【図１０】図10Aおよび図10Bは上部面に微少な四角錐台をさらに形成した四角
錐台の構造を示す拡大斜視図および拡大断面図である。

【図１１】図11Aおよび図11Bは上部面に微少な四角錐をさらに形成した四角錐
台の構造を示す拡大斜視図および拡大断面図である。

【図１２】図12Aおよび12Bは上部面に対角線方向に交差する一対の細溝によっ
て三角錐台をさらに形成した四角錐台の構造を示す拡大斜視図および拡大断面図
である。

【図１３】図13A〜図13Dは本発明による切削部の製造方法を説明するための断
面図である。

【図１４】ダイヤモンドホイールを研磨装置に装着して基板を加工する状態を
示すものである。

【図１５】本発明の製造方法によって実際に製造した切削部の実物の写真であ
る。

【図１６】図16Aおよび図16Bは実際に製作した切削部表面に形成した四角錐台
を、その側面および上面を電子顕微鏡で拡大撮影した側面写真および平面写真で
ある。図16Cは基板とその上に蒸着したダイヤモンド層とを識別しやすいように、四
角錐台の上側面の一部を破壊した状態で電子顕微鏡で拡大撮影した側面写真であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２Ｆ６２２Ｍ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者ユスナム大韓民国テジョン 305−333 ユソン− グウホン−ドン 99 ハンビットアパートメント 115−1103 Ｆターム(参考） 3C047 EE02 EE18 EE19 3C063 AB05 BA03 BB02 BB24 BG01 BG07 CC11 EE26 FF20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方の表面にほぼ等しい高さで突出した多数の多角錐
台を配置した基板と、前記基板の前記表面全体に実質的に均一な厚さでコーティングしたダイヤモン
ド層とを具備することを特徴とする研磨パッド用コンディショナー。
【請求項２】前記多角錐台が円錐台であることを特徴とする請求項１に記載の
研磨パッド用コンディショナー。
【請求項３】前記多角錐台が四角錐台であることを特徴とする請求項１に記載
の研磨パッド用コンディショナー。
【請求項４】前記四角錐台の上部面に、対角線の方向に横切る一対のＵ字形ま
たはＶ字形の細溝をさらに形成したことを特徴とする請求項３に記載の研磨パッ
ド用コンディショナー。
【請求項５】前記四角錐台の上部面に、横方向および／または縦方向に横切る
一本以上のＵ字形またはＶ字形の細溝をさらに形成したことを特徴とする請求項
３に記載の研磨パッド用コンディショナー。
【請求項６】横方向および縦方向に形成した前記細溝が相互に離間するように
配置した、前記上部面に均一な高さの多数個の微少な多角錐台を形成することを
特徴とする請求項５に記載の研磨パッド用コンディショナー。
【請求項７】横方向および縦方向に形成した前記細溝が相互に隣接するように
配置した、前記上部面に均一な高さの多数の微少な四角錐を形成することを特徴
とする請求項５に記載の研磨パッド用コンディショナー。
【請求項８】前記多数の多角錐台は前記表面を横方向および縦方向に横切る多
数本の溝により格子模様状に区画され、隣接する多角錐台の側壁間の前記溝の断
面形状がＵ字形、あるいはＶ字形であることを特徴とする請求項１に記載の研磨
パッド用コンディショナー。
【請求項９】前記多数の多角錐台はそれぞれ前記表面を横方向および縦方向に
横切る多数本の第１の溝と前記第１の溝の底面の幅よりさらに広い底面の幅を有
する第２の溝により格子模様状に区画され、前記第２の溝は多数の第１の溝ごと
に１本ずつ配置され、隣接する多角錐台の側壁間にある前記第１の溝および第２
の溝それぞれの断面形状がＵ字形、あるいはＶ字形であることを特徴とする請求
項１に記載の研磨パッド用コンディショナー。
【請求項１０】前記基板は多角平板形または円板形の基板であり、前記多数の
多角錐台は前記多角形平板の少なくとも一方の表面に形成されていることを特徴
とする請求項１に記載の研磨パッド用コンディショナー。
【請求項１１】前記基板は多角形または円形の基板であり、その一方の表面に
は窪んだ内側部分および前記内側部分よりも上昇した外側環状部分が、前記基板
がカップ状の断面を有するように形成され、前記多数の多角錐台を前記外側環状
部分に形成したことを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド用コンディショナ
ー。
【請求項１２】前記基板は上下面が平らなドーナツ形の基板であり、前記多数
個の多角錐台は前記基板の少なくとも一方の表面に形成されていることを特徴と
する請求項１に記載の研磨パッド用コンディショナー。
【請求項１３】前記基板は多角形または円形板であり、その一方の表面には窪
んだ内側部分および前記内側部分よりも上昇した外側環状部分が、前記基板がカ
ップ状の断面を有するように形成され、前記外側環状部分は前記基板の中心から
半径方向に延在する多数の谷状部により多数のセグメントに分割された模様をな
し、前記多数の多角錐台を前記多数のセグメント表面に形成したことを特徴とす
る請求項１に記載の研磨パッド用コンディショナー。
【請求項１４】前記ダイヤモンド層はCVD法により蒸着したことを特徴とする
請求項１に記載の研磨パッド用コンディショナー。
【請求項１５】前記基板の材質がセラミックまたは超硬合金であることを特徴
とする請求項１に記載の研磨パッド用コンディショナー。
【請求項１６】前記多角錐台を形成した表面とは反対側の基板表面と接合する
胴体部をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド用コンデ
ィショナー。
【請求項１７】前記胴体部は上下面の平らなドーナツ形または片面が塞がった
上下面の平らなドーナツ形であり、前記基板は所定の間隙を有しながら前記胴体
部の一方の表面に沿って帯状に連続した多数のセグメントであることを特徴とす
る請求項１６に記載の研磨パッド用コンディショナー。
【請求項１８】前記胴体部はステンレス鋼、エンジニアリングプラスチック、
セラミックからなる組のうちから選択したいずれか一つの物質で構成されること
を特徴とする請求項１６に記載の研磨パッド用コンディショナー。
【請求項１９】上部面の高さがほぼ均一に突出する多数の四角錐台を一方の表
面に形成し、前記多数の四角錐台が前記一方の表面の横方向および縦方向に横切
って形成した多数本のＵ字形、あるいはＶ字形の溝によって格子配列状に区画さ
れている基板と、 CVD法により前記多数の四角錐台を形成した前記基板の一方の表面に、実質的
に均一な厚さで薄くコーティングしたダイヤモンド蒸着層とを具備することを特
徴とする研磨パッド用コンディショナー。
【請求項２０】前記細溝を所定本数毎に、相対的に幅および／または深さがさ
らに大きい溝を１本ずつ規則的に配置することを特徴とする請求項１９に記載の
研磨パッド用コンディショナー。
【請求項２１】前記基板の材質がセラミックまたは超硬合金であることを特徴
とする請求項１９に記載の研磨パッド用コンディショナー。
【請求項２２】上部面の高さがほぼ均一に突出する多数の四角錐台を一方の表
面に形成し、前記多数の四角錐台が前記片方の表面に横方向および縦方向に横切
って形成した多数のＵ字形、あるいはＶ字形の溝により格子配列状に区画され、
前記四角錐台の上部面が多数の細溝により形成された多数の微少な立体突起を配
置した凹凸表面である基板と、 CVD法により前記多数の四角錐台を形成した前記基板の一方の表面に実質的に
均一な厚さで薄くコーティングしたダイヤモンド蒸着層とを具備することを特徴
とする研磨パッド用コンディショナー。
【請求項２３】前記微少な立体突起が三角錐台形、四角錐台形または四角錐形
からなる組の内から選択したいずれか一つであることを特徴とする請求項２２に
記載の研磨パッド用コンディショナー。
【請求項２４】前記基板の材質がセラミックまたは超硬合金であることを特徴
とする請求項２２に記載の研磨パッド用コンディショナー。
【請求項２５】前記突起を形成する表面が、a)多角平板形の基板あるいは円板
形の基板の少なくとも一方の表面、b)内側の下降面に比べて相対的にさらに高い
外側の周面を有するＵ字形の基板の前記外側の周面、c)上下面の平らなドーナツ
形の基板の片方の表面、およびd)前記Ｕ字形の基板あるいは前記上下面の平らな
ドーナツ形の基板の片方の表面が多数のセグメントに分割されたセグメント形の
基板の前記セグメント表面からなる組の内から選択したいずれか一つであること
を特徴とする請求項２２に記載の研磨パッド用コンディショナー。
【請求項２６】前記多数の細溝を前記四角錐台の上部面を横方向および／また
は縦方向に横切って形成するか、または、対角線の方向に横切って形成すること
を特徴とする請求項２２に記載の研磨パッド用コンディショナー。
【請求項２７】上下面の平らなドーナツ形、あるいは一方が塞がった上下面の
平らなドーナツ形の胴体部と、所定の間隙を有して前記胴体部の一方の表面に沿って帯状に連続する多数のセ
グメント形の切削部とを具備し、前記多数のセグメント形の切削部の各々が、セラミック、あるいは超硬合金で
製造した表面が平坦な基板と、前記基板の表面全体に実質的に均一な厚さでコー
ティングしたダイヤモンド層とを具備することを特徴とする研磨パッド用コンデ
ィショナー。
【請求項２８】所定の形状を有する基板の表面に横方向および／または縦方向
に横切る多数の溝を形成して上部面の高さがほぼ均一な高さで突出する多数の多
角錐台を前記表面に配置するように前記基板を加工する第１の工程と、前記第１の段階で加工された前記基板の表面をCVD法によりダイヤモンド層を
コーティングする第２の工程とを具備することを特徴とする研磨パッド用コンデ
ィショナーの製造方法。
【請求項２９】前記多角錐台を形成する表面が、a)多角平板形あるいは円板形
の基板の少なくとも一方の表面、b)内側の下降面に比べて相対的にさらに高い外
側の周り面を有するＵ字形の基板の前記外側の周面、c)上下面の平らなドーナツ
形の基板の一方の表面、およびd)前記Ｕ字形の基板あるいは前記上下面の平らな
ドーナツ形の基板の一方の表面を多数のセグメントに分割したセグメント形の基
板の前記セグメント表面からなる組の内から選択したいずれか一つであることを
特徴とする請求項２８に記載の研磨パッド用コンディショナーの製造方法。
【請求項３０】前記多数の多角錐台が格子模様状に配置した四角錐台であるこ
とを特徴とする請求項２８に記載の研磨パッド用コンディショナーの製造方法。
【請求項３１】前記第２の工程の前に、前記多数の四角錐台の上部面の各々に
所定の方向に横切る所定数の細溝を研削および／または切削加工することにより
高さがほぼ均一に突出する多数の微少な立体突起を形成する第３の工程をさらに
具備することを特徴とする請求項３０に記載の研磨パッド用コンディショナーの
製造方法。
【請求項３２】前記溝および細溝を、ダイヤモンドホイールのような高強度の
切削ホイールを用いて前記基板の表面および前記上部面を研削および／または切
削加工することにより形成することを特徴とする請求項２８に記載の研磨パッド
用コンディショナーの製造方法。
【請求項３３】前記第１の工程の前に、前記基板の少なくとも一方の表面が実
質的に均一な平坦度を有し、前記基板の両側の表面が実質的に平行を維持するよ
うに前記基板の表面に対する精密な研削加工とラッピング加工とを行う第４の工
程をさらに具備することを特徴とする請求項３２に記載の研磨パッド用コンディ
ショナーの製造方法。
【請求項３４】前記第１の工程で行う前記基板の加工は、前記多数の多角錐台
に対応する形状が彫られた金型枠に所定の溶融物質を注入した後に冷却する成型
工程であることを特徴とする請求項２８に記載の研磨パッド用コンディショナー
の製造方法。
【請求項３５】前記基板の材質がセラミックまたは超硬合金であることを特徴
とする請求項２８に記載の研磨パッド用コンディショナーの製造方法。
【請求項３６】前記多角錐台を形成した表面とは反対側の表面を通して前記基
板をコンディショニング装置と結合させる胴体部と接合する工程をさらに具備し
、前記胴体部がステンレス鋼、エンジニアリングプラスチック、セラミックから
なる組の内から選択したいずれか一つの物質で構成されることを特徴とする請求
項２８に記載の研磨パッド用コンディショナーの製造方法。