ダイヤモンド膜の選択的形成方法及びＣＭＰパッドコンディショナー
【課題】ダイヤモンド膜の表面にマスキング及びエッチングを施すことなく簡便に凹部を形成できるダイヤモンド膜の選択的形成方法及びこのダイヤモンド膜を切刃に用いたＣＭＰパッドコンディショナーを提供する。
【解決手段】母体１の表面１Ａに、薬液により除去可能とされ、かつ、ダイヤモンド膜Ｄの生成を助長する性質の第１膜１２と、第１膜１２上に配されダイヤモンド膜Ｄの生成を阻止する性質の第２膜１３とを選択的に形成して、表面１Ａを、非マスキング領域を有しつつ第１、第２膜１２、１３によりマスキングする工程と、ＣＶＤ法により、非マスキング領域における表面１Ａの部分と、この部分の周縁部に立設する第１膜１２の壁面１２Ｃとにダイヤモンド膜Ｄを生成させて、このダイヤモンド膜Ｄの母体１側とは反対側を向く表面２Ａに凹部２Ｂを形成する工程と、薬液により第１膜１２とともに第２膜１３を表面１Ａから取り除く工程と、を備える。
【解決手段】母体１の表面１Ａに、薬液により除去可能とされ、かつ、ダイヤモンド膜Ｄの生成を助長する性質の第１膜１２と、第１膜１２上に配されダイヤモンド膜Ｄの生成を阻止する性質の第２膜１３とを選択的に形成して、表面１Ａを、非マスキング領域を有しつつ第１、第２膜１２、１３によりマスキングする工程と、ＣＶＤ法により、非マスキング領域における表面１Ａの部分と、この部分の周縁部に立設する第１膜１２の壁面１２Ｃとにダイヤモンド膜Ｄを生成させて、このダイヤモンド膜Ｄの母体１側とは反対側を向く表面２Ａに凹部２Ｂを形成する工程と、薬液により第１膜１２とともに第２膜１３を表面１Ａから取り除く工程と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤモンド膜の選択的形成方法及びこのダイヤモンド膜を切刃に用いたＣＭＰパッドコンディショナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、常圧の化学気相蒸着（ＣＶＤ）法によりダイヤモンド膜を形成する技術が開発され、ダイヤモンド膜を電子デバイスや工具等に利用する研究が活発に行われている。このようなダイヤモンド膜は、用途に応じて、母体である基板や切刃等の表面に選択的に形成される場合がある（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
ダイヤモンド膜を選択的に形成する手法として、例えば、特許文献１には、基体（母体）の表面にダイヤモンド膜の生成を阻止する性質の膜（以下「阻止膜」とする）を選択的に形成して前記表面をマスキング（マスキング領域）し、この阻止膜に被覆されていない非マスキング領域にのみダイヤモンド膜を成膜する技術が記載されている。
【０００４】
一方、半導体産業の進展とともに、金属、半導体、セラミックスなどの表面を高精度に仕上げる加工方法の必要性が高まっており、特に、半導体ウェーハでは、その集積度の向上とともにナノメーターオーダーの表面仕上げが要求されている。このような高精度の表面仕上げに対応するために、半導体ウェーハに対して、多孔性のＣＭＰパッドを用いたＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシュ）研磨が一般に行われている。
【０００５】
半導体ウェーハ等の研磨に用いられるＣＭＰパッドは、研磨時間が経過していくにつれ目詰まりや圧縮変形を生じ、その表面状態が次第に変化していく。すると、研磨速度の低下や不均一研磨等の好ましくない現象が生じるので、ＣＭＰパッドの表面を定期的に研削加工することにより、ＣＭＰパッドの表面状態を一定に保って、良好な研磨状態を維持する工夫が行われている。
【０００６】
ＣＭＰパッドを研削加工するために用いられるＣＭＰパッドコンディショナーは、例えば、円板状の基板（母体）と、この基板のＣＭＰパッド側を向く表面に形成された複数の切刃とを有している。これらの切刃として、前述のダイヤモンド膜が用いられることがある。
【０００７】
このように、ダイヤモンド膜をＣＭＰパッドコンディショナーの切刃に用いる場合は、ダイヤモンド膜の表面（すなわちダイヤモンド膜において母体側とは反対側を向く表面）に凹部を形成すると、該凹部により研磨用のスラリーの供給が効率よく行われ、切粉等の研削屑の排出性が高められて、ＣＭＰパッドに対する研削性能が向上するので好ましい。また、前記表面に凹部を形成することで相対的に該表面から突出する凸部が形成される場合には、切れ味がより高められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２０９２７０号公報
【特許文献２】特開平６−２４７７９４号公報
【特許文献３】特開平７−６９７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１のように、母体の表面に前記阻止膜を選択的に形成し前記マスキング領域とし、前記非マスキング領域にダイヤモンド膜を成膜する場合、このダイヤモンド膜の表面は、凹部のない平面となる。つまり、前記阻止膜における前記非マスキング領域側を向く壁面、すなわち母体の表面に立設する該阻止膜の壁面にはダイヤモンド膜が生成されないので、ダイヤモンド膜は、母体の表面に平行に積層するように生成されていき、該ダイヤモンド膜の表面が平面に形成される。
【００１０】
このようなダイヤモンド膜の表面に凹部を形成するための手法としては、例えば、このダイヤモンド膜の表面に対して選択的にマスキングを施し、該表面における非マスキング領域をエッチングにより削って、凹部を形成することが考えられる。しかしながら、この場合、ダイヤモンド膜の表面におけるコンタミネーションが考えられ、また、洗浄等の工程が増え製造が煩雑になるという課題が生じる。
【００１１】
一方、母体の表面に、ダイヤモンド膜の生成を助長する性質の膜（以下「助長膜」とする）を選択的に形成してマスキングする手法が考えられる。この場合、ダイヤモンド膜は、非マスキング領域における母体の表面の部分と、この部分の周縁部に立設する前記助長膜の壁面とに夫々生成されていくこととなり、ダイヤモンド膜の表面には自然に凹部が形成される。しかしながら、マスキング領域における前記助長膜の母体側とは反対側を向く表面にもダイヤモンド膜が形成されてしまい、好ましくない。つまり、前記助長膜の表面にダイヤモンド膜が形成されると、非マスキング領域のダイヤモンド膜と、マスキング領域のダイヤモンド膜とが互いに連結してしまうことが考えられる。
【００１２】
このようにダイヤモンド膜同士が連結すると、所望の形状のダイヤモンド膜が得られなくなる。また、薬液により前記助長膜を取り除く際に、該助長膜がダイヤモンド膜に被覆されて除去できなくなったり、この助長膜を除去した後に、ダイヤモンド膜の内部が中空に形成されてしまったりするという問題が生じる。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ダイヤモンド膜の表面にマスキング及びエッチングを施すことなく簡便に凹部を形成できるダイヤモンド膜の選択的形成方法及びこのダイヤモンド膜を切刃に用いたＣＭＰパッドコンディショナー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】
【００１４】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち本発明に係るダイヤモンド膜の選択的形成方法は、母体の表面に、薬液により除去可能とされ、かつ、ダイヤモンド膜の生成を助長する性質の第１膜と、前記第１膜上に配されるとともにダイヤモンド膜の生成を阻止する性質の第２膜と、を選択的に形成して、該表面を、非マスキング領域を有しつつ前記第１、第２膜によりマスキングする工程と、ＣＶＤ法により、非マスキング領域における前記表面の部分と、この部分の周縁部に立設する前記第１膜の壁面とにダイヤモンド膜を生成させて、このダイヤモンド膜の前記母体側とは反対側を向く表面に凹部を形成する工程と、前記薬液により前記第１膜とともに前記第２膜を前記母体の表面から取り除く工程と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るダイヤモンド膜の選択的形成方法によれば、まず、母体の表面に、ダイヤモンド膜の生成を助長する性質の第１膜と、この第１膜上に配され、ダイヤモンド膜の生成を阻止する性質の第２膜と、が選択的に形成される。つまり、母体の表面には、第１、第２膜により被覆されたマスキング領域と、第１、第２膜に被覆されずに露出した非マスキング領域とが形成される。
【００１６】
次いで、ＣＶＤ法によりダイヤモンド膜を成膜すると、ダイヤモンド膜は、非マスキング領域における母体の表面の部分と、この部分の周縁部に立設する第１膜の壁面とに夫々生成されていく。このように生成された非マスキング領域のダイヤモンド膜には、その母体側とは反対側を向く表面に自然に凹部が形成される。
【００１７】
よって、ダイヤモンド膜の表面に容易に凹部を形成することができる。すなわち、前記凹部を形成するために、ダイヤモンド膜の表面を選択的にマスキングしエッチングを施すような必要がないことから、製造工程が簡便となり、また、ダイヤモンド膜の表面におけるコンタミネーションが防止される。
尚、前述のダイヤモンド膜の成膜の際、第１膜の前記壁面に連なる第２膜の壁面には、ダイヤモンド膜は生成されない。
【００１８】
一方、マスキング領域においては、第２膜の表面（すなわち第２膜における母体側とは反対側を向く表面）に僅かにダイヤモンド膜が載る場合がある。このように第２膜の表面にダイヤモンド膜が載った場合であっても、この第２膜上のダイヤモンド膜と、非マスキング領域に生成されたダイヤモンド膜とは、第２膜の前記壁面において互いに離間されていることから、前記ダイヤモンド膜同士が連結してしまうことがない。
【００１９】
従って、前記ダイヤモンド膜同士が連結してしまい、所望のダイヤモンド膜の形状が得られなくなるようなことがない。また、第１、第２膜を取り除く際、第１、第２膜がダイヤモンド膜に被覆されて除去できなくなったり、第１、第２膜を除去した後に、ダイヤモンド膜の内部が中空に形成されてしまったりすることがない。よって、所望のダイヤモンド膜が精度よく確実に形成される。
【００２０】
また、ダイヤモンド膜が形成された後は、薬液により第１膜を取り除くことで、第１膜上に形成された第２膜も該第１膜と共に容易に除去できるので、ダイヤモンド膜の製造がより簡便に行える。
【００２１】
また、本発明に係るダイヤモンド膜の選択的形成方法において、前記マスキングする工程は、前記母体の表面に、前記第１膜及び前記第２膜の膜厚の和よりも厚膜に設定された感光性樹脂膜を選択的に形成し、前記感光性樹脂膜及び露出した前記表面の部分に前記第１、第２膜を順次成膜し、前記感光性樹脂膜を前記母体の表面から取り除くことにより、該母体の表面に前記第１、第２膜を選択的に形成することとしてもよい。
また、本発明に係るダイヤモンド膜の選択的形成方法において、前記マスキングする工程は、前記母体の表面に、前記第１、第２膜を順次成膜し、前記第２膜上に、感光性樹脂膜を選択的に形成し、露出した前記第２膜の部分及びこの部分に対応する前記第１膜の部分をエッチングすることにより、前記母体の表面に前記第１、第２膜を選択的に形成することとしてもよい。
【００２２】
本発明に係るダイヤモンド膜の選択的形成方法によれば、比較的容易に、かつ、確実に、母体の表面に第１、第２膜を選択的に形成して、該表面を、非マスキング領域を有しつつ第１、第２膜によりマスキングすることができる。従って、前述のダイヤモンド膜が簡便に精度よく形成できる。
【００２３】
また、本発明は、基板に形成された複数の切刃を用いて、前記基板に対向配置されたＣＭＰパッドに研削加工を施すＣＭＰパッドコンディショナーであって、前記切刃として、前述のダイヤモンド膜の選択的形成方法により形成された前記ダイヤモンド膜を用いることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係るＣＭＰパッドコンディショナーによれば、前述のダイヤモンド膜の選択的形成方法により形成された前記ダイヤモンド膜からなる切刃を用いているので、ＣＭＰパッドに対する研削性能が高められる。すなわち、ダイヤモンド膜の表面に凹部が形成されていることから、該凹部により研磨用のスラリーの供給が効率よく行われ、切粉等の研削屑の排出性が高められて、ＣＭＰパッドに対する研削性能が向上する。また、前記表面に凹部を形成することで相対的に該表面から突出する凸部が形成されるような場合には、切れ味がより高められる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るダイヤモンド膜の選択的形成方法によれば、ダイヤモンド膜の表面にマスキング及びエッチングを施すことなく簡便に凹部を形成できる。
また、本発明に係るＣＭＰパッドコンディショナーによれば、前記ダイヤモンド膜を切刃に用いているので、研削性能が高められる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るダイヤモンド膜の選択的形成方法により形成された切刃を有するＣＭＰパッドコンディショナーを示す部分側断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るダイヤモンド膜の選択的形成手順を説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るダイヤモンド膜の選択的形成手順を説明する図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るダイヤモンド膜の選択的形成方法により形成されたダイヤモンド膜を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るダイヤモンド膜の選択的形成手順を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るダイヤモンド膜の選択的形成手順を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
第１の実施形態に係るＣＭＰパッドコンディショナー１０は、基板に形成された複数の切刃を用いて、基板に対向配置されたＣＭＰパッドに研削加工を施すものである。
ＣＭＰパッドコンディショナー１０は、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）からなり略円板状をなす基板１を有している。また、図１に示すように、基板１のＣＭＰパッド側を向く表面１Ａには、切刃２が該表面１Ａから突出して複数形成されている。
【００２８】
これらの切刃２は、有底円筒状又は丸皿状に夫々形成されており、切刃２のＣＭＰパッド側を向く表面２Ａにおける中央部分には、凹部２Ｂが夫々形成されている。これらの切刃２は、後述するダイヤモンド膜の選択的形成方法により成膜されたダイヤモンド膜Ｄを用いて形成されている。
【００２９】
次に、ダイヤモンド膜の選択的形成方法、及び、これを用いて切刃２を基板１の表面１Ａに形成する手順について説明する。
まず、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、母体である基板１の表面１Ａに、感光性樹脂膜１１を均一に塗布する。感光性樹脂膜１１としては、有機溶剤により表面１Ａから取り除くことが可能な材料を用いる。また、感光性樹脂膜１１の膜厚Ｔａは、例えば、２０μｍ程度に設定される。
【００３０】
次いで、図２（ｃ）に示すように、この感光性樹脂膜１１をパターニングする。詳しくは、表面１Ａ上において、感光性樹脂膜１１を、ダイヤモンド膜を成膜する部位に対応して残すように、選択的に除去する。
【００３１】
次に、真空蒸着装置を用いて、図３（ｄ）に示すように、選択的に形成された感光性樹脂膜１１及び該感光性樹脂膜１１に被覆されずに露出した表面１Ａの部分に、第１膜１２、第２膜１３を順次蒸着し成膜する。第１膜１２は、フッ酸等の薬液により除去可能とされ、かつ、ダイヤモンド膜の生成を助長する性質の材料からなり、例えば、ＳｉＯ２を用いることができる。また、第２膜１３は、ダイヤモンド膜の生成を阻止する性質の材料からなり、例えば、Ａｌ２Ｏ３を用いることができる。
【００３２】
また、例えば、第１膜１２の膜厚は１０μｍ程度とされ、第２膜１３の膜厚は第１膜１２よりも薄膜の０．５μｍ程度に設定される。詳しくは、第２膜１３の膜厚は、ダイヤモンド膜の成膜時に蒸散せず、かつ、ダイヤモンド膜の生成を阻止できる程度に設定されていればよい。また、第１膜１２及び第２膜１３の膜厚の和Ｔｂは、感光性樹脂膜１１の前記膜厚Ｔａよりも小さい値に設定される。
【００３３】
次に、有機溶剤による洗浄を行い、残存した感光性樹脂膜１１を表面１Ａから取り除く。詳しくは、感光性樹脂膜１１の上部及び側部には第１膜１２及び第２膜１３が夫々配されているが、前述のように、前記膜厚Ｔａは前記膜厚Ｔｂよりも大きい値に設定されている。従って、感光性樹脂膜１１は、基板１の表面１Ａに直接成膜された第１膜１２上における第２膜１３の基板１側とは反対側を向く表面１３Ａよりも、前記反対側へ突出して形成されている。つまり、感光性樹脂膜１１において基板１の表面１Ａに立設された壁面１１Ｃの上端部が露出しているので、この上端部から感光性樹脂膜１１が溶解して、確実に除去されるようになっている。また、この際、感光性樹脂膜１１の上部に形成された第１膜１２及び第２膜１３の部分も、図３（ｅ）に示すように、この感光性樹脂膜１１が除去されるのに伴って取り除かれる。
【００３４】
このような工程を経て、第１膜１２及び第２膜１３が、基板１の表面１Ａに選択的に形成される（マスキング工程）。つまり、基板１の表面１Ａには、第１膜１２及び第２膜１３に被覆されたマスキング領域と、第１膜１２及び第２膜１３に被覆されずに露出した非マスキング領域とが夫々形成される。
【００３５】
次いで、図３（ｆ）に示すように、ダイヤモンド成膜装置を用い、ＣＶＤ法により、前記非マスキング領域における表面１Ａの部分と、この部分の周縁部に立設する第１膜１２の壁面１２Ｃとにダイヤモンド膜Ｄを生成させる。ダイヤモンド膜Ｄの膜厚は、成膜時間により制御することができ、例えば、５μｍ程度に設定される。前記非マスキング領域において、このように、表面１Ａの前記部分と壁面１２Ｃとにダイヤモンド膜Ｄを夫々生成させていくと、このダイヤモンド膜Ｄの基板１側とは反対側を向く表面２Ａに凹部２Ｂが形成される。
【００３６】
また、前記マスキング領域においては、第２膜１３の表面１３Ａに、僅かにダイヤモンド膜Ｄが載る。また、第２膜１３において、第１膜１２の壁面１２Ｃに連なるように形成される壁面１３Ｃには、ダイヤモンド膜Ｄは生成されない。
【００３７】
次いで、フッ酸を用いて、基板１の表面１Ａから第１膜１２を取り除く。尚、前述のように、第１膜１２上には第２膜１３及びダイヤモンド膜Ｄが形成されているが、第１膜１２が除去されることにより、図３（ｇ）に示すように、第１膜１２と共にこれらの第２膜１３及びダイヤモンド膜Ｄも表面１Ａから取り除かれる。
このように、基板１の表面１Ａに、凹部２Ｂを有するダイヤモンド膜Ｄが選択的に複数形成され、これらのダイヤモンド膜Ｄが、ＣＭＰパッドコンディショナー１０の切刃２に用いられる。
【００３８】
また、このようなダイヤモンド膜Ｄからなる切刃２は、種々の形状に設定可能である。すなわち、第１膜１２及び第２膜１３を基板１の表面１Ａにおいて種々に選択的に形成し、ダイヤモンド膜Ｄ（２）を、例えば、図４（ａ）に示すように、有底円筒状又は丸皿形状に形成したり、図４（ｂ）に示すように、有底角筒状又は升形状に形成したりできる。また、図４（ｃ）に示すように、ダイヤモンド膜Ｄを略円筒状に形成するとともに、その表面２Ａに、周方向に沿って延びる環状の凹部２Ｂを形成することとしてもよい。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態に係るダイヤモンド膜Ｄの選択的形成方法によれば、母体である基板１の表面１Ａに、ダイヤモンド膜Ｄの生成を助長する性質の第１膜１２と、この第１膜１２上に配され、ダイヤモンド膜Ｄの生成を阻止する性質の第２膜１３と、が選択的に形成され、表面１Ａには、第１膜１２及び第２膜１３により被覆されたマスキング領域と、被覆されずに露出した非マスキング領域とが形成される。
次いで、ＣＶＤ法によりダイヤモンド膜Ｄを成膜すると、ダイヤモンド膜Ｄは、非マスキング領域における基板１の表面１Ａの部分と、この部分の周縁部に立設する第１膜１２の壁面１２Ｃとに夫々生成されていく。このように生成された非マスキング領域のダイヤモンド膜Ｄには、その表面２Ａに自然に凹部２Ｂが形成される。
【００４０】
よって、従来のように、表面２Ａに凹部を形成するため、例えば、成膜したダイヤモンド膜の表面に選択的にマスキングを施し、この表面における非マスキング領域をエッチングにより削って凹部を形成するような煩雑な工程を得ることなく、ダイヤモンド膜に容易に凹部を形成することができる。また、ダイヤモンド膜にマスキング及びエッチングを施す必要がないことから、ダイヤモンド膜の表面におけるコンタミネーションが防止される。
【００４１】
また、ダイヤモンド膜Ｄの成膜時に、マスキング領域において、第２膜１３の表面１３Ａに僅かにダイヤモンド膜Ｄが載るが、この第２膜１３上のダイヤモンド膜Ｄと、非マスキング領域に生成されたダイヤモンド膜Ｄとは、第２膜１３の壁面１３Ｃにおいて互いに離間されていることから、前記ダイヤモンド膜Ｄ同士が連結してしまうことがない。従って、これらのダイヤモンド膜Ｄ同士が連結してしまい、所望のダイヤモンド膜Ｄの形状が得られなくなるようなことがない。また、第１膜１２及び第２膜１３を表面１Ａから取り除く際、第１膜１２及び第２膜１３がダイヤモンド膜Ｄに被覆されて除去できなくなったり、第１膜１２及び第２膜１３を除去した後に、ダイヤモンド膜Ｄの内部が中空に形成されてしまったりすることがない。よって、所望のダイヤモンド膜Ｄが精度よく確実に形成される。
【００４２】
また、ダイヤモンド膜Ｄが成膜された後は、フッ酸により第１膜１２を取り除くことで、第１膜１２上に形成された第２膜１３及び不要なダイヤモンド膜Ｄも該第１膜１２と共に容易に除去できるので、ダイヤモンド膜Ｄの製造がより簡便に行える。
【００４３】
また、基板１の表面１Ａに感光性樹脂膜１１を選択的に形成し、第１膜１２及び第２膜１３を成膜した後、感光性樹脂膜１１を除去することで第１膜１２及び第２膜１３を表面１Ａに選択的に形成することとしているので、該表面１Ａに対するマスキングが精度よく確実に行える。また、製造工程が簡便となる。
【００４４】
また、本実施形態に係るＣＭＰパッドコンディショナー１０によれば、前述のダイヤモンド膜Ｄからなる切刃２を用いているので、ＣＭＰパッドに対する研削性能が高められる。すなわち、ダイヤモンド膜Ｄの表面２Ａに凹部２Ｂが形成されているので、該凹部２Ｂにより研磨用のスラリーの供給が効率よく行われ、切粉等の研削屑の排出性が高められて、ＣＭＰパッドに対する研削性能が向上する。
【００４５】
また、前記表面２Ａに凹部２Ｂを形成した際に、相対的に該表面２Ａから突出する凸部が形成されるような場合には、切れ味がより高められる。詳しくは、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）におけるダイヤモンド膜Ｄの上端外縁部、及び、図４（ｃ）における上端内縁部には、前記凸部が夫々形成されており、該凸部により研削性能がさらに向上する。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施形態に係るダイヤモンド膜の選択的形成方法について説明する。
尚、前述の第１の実施形態と同一部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４７】
まず、真空蒸着装置を用いて、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、母体である基板１の表面１Ａに、第１膜１２及び第２膜１３を順次蒸着し成膜する。
次いで、図５（ｃ）に示すように、第２膜１３の表面１３Ａに感光性樹脂膜１１を均一に塗布する。
【００４８】
次いで、図６（ｄ）に示すように、この感光性樹脂膜１１をパターニングする。詳しくは、感光性樹脂膜１１を、ダイヤモンド膜を成膜する部位以外の部分に対応して残すように、選択的に除去する。
【００４９】
次いで、ドライエッチングを施し、第２膜１３において感光性樹脂膜１１に被覆されずに露出した部分、及び、前記部分に対応する第１膜１２の部分を取り除くとともに、図６（ｅ）に示すように、基板１の表面１Ａにおいてダイヤモンド膜を成膜させる部分を露出させる。尚、このドライエッチングとしては、リアクティブイオンエッチングを用いることが好ましい。
【００５０】
このような工程を経て、第１膜１２、第２膜１３及び感光性樹脂膜１１が、基板１の表面１Ａに選択的に形成される（マスキング工程）。つまり、基板１の表面１Ａには、第１膜１２、第２膜１３及び感光性樹脂膜１１に被覆されたマスキング領域と、第１膜１２、第２膜１３及び感光性樹脂膜１１に被覆されずに露出した非マスキング領域とが夫々形成される。
次に、有機溶剤による洗浄を行い、残存した感光性樹脂膜１１を表面１３Ａから取り除く。すなわち、アセトン、メタノール等の薬品を用い、有機洗浄により、マスキング領域に残された感光性樹脂膜１１を第２膜１３上から除去する。
【００５１】
次いで、図６（ｆ）に示すように、ダイヤモンド成膜装置を用い、ＣＶＤ法により、前記非マスキング領域における表面１Ａの部分と、この部分の周縁部に立設する第１膜１２の壁面１２Ｃとにダイヤモンド膜Ｄを生成させる。前記非マスキング領域において、このように、表面１Ａの前記部分と壁面１２Ｃとにダイヤモンド膜Ｄを夫々生成させていくと、このダイヤモンド膜Ｄの基板１側とは反対側を向く表面２Ａに凹部２Ｂが形成される。
尚、前述の、残存した感光性樹脂膜１１を有機洗浄により表面１３Ａから除去する手法の代わりに、このダイヤモンド膜Ｄの成膜時に、前記感光性樹脂膜１１を蒸散により表面１３Ａから除去することとしても構わない。すなわち、ダイヤモンド膜Ｄの成膜時には、基板１が加熱され、例えば、８００℃程度にまで温度上昇するので、この加熱に伴って前記感光性樹脂膜１１を蒸散させるとともに、第２膜１３上から取り除くようにしても構わない。
【００５２】
次いで、図６（ｇ）に示すように、フッ酸を用いて、基板１の表面１Ａから第１膜１２を取り除くとともに、該第１膜１２上に配された第２膜１３及び不要なダイヤモンド膜Ｄを除去する。
このように、基板１の表面１Ａに、凹部２Ｂを有するダイヤモンド膜Ｄが選択的に複数形成され、これらのダイヤモンド膜Ｄが、ＣＭＰパッドコンディショナー１０の切刃２に用いられる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態に係るダイヤモンド膜Ｄの選択的形成方法によれば、比較的容易に、かつ、確実に、基板１の表面１Ａに第１膜１２及び第２膜１３を選択的に形成して、該表面１Ａを、非マスキング領域を有しつつ第１膜１２及び第２膜１３によりマスキングすることができる。従って、この表面１Ａに、凹部２Ｂを有するダイヤモンド膜Ｄを簡便に精度よく形成できる。
【００５４】
尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前述の実施形態では、凹部２Ｂを有するダイヤモンド膜ＤをＣＭＰパッドコンディショナー１０の切刃２に用いることとして説明したが、ダイヤモンド膜Ｄを、それ以外の電子デバイスや工具等に形成し用いることとしてもよい。
【００５５】
また、前述の実施形態では、ＳｉＣからなる基板１を母体として、基板１上にダイヤモンド膜Ｄを成膜することとしたが、この母体として、ＳｉＣ以外の炭化タングステン（ＷＣ）や窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）又はそれ以外の化合物や金属等を用いても構わない。
【００５６】
また、第１膜１２にＳｉＯ２を用い、第２膜１３にＡｌ２Ｏ３を用いることとして説明したが、これらに限定されるものではない。すなわち、第１膜１２は、薬液により除去可能とされ、かつ、ダイヤモンド膜Ｄの生成を助長する性質の材料であればよく、ＳｉＯ２以外の白金（Ｐｔ）等であってもよい。また、第２膜１３は、ダイヤモンド膜Ｄの生成を阻止する性質の材料であればよく、Ａｌ２Ｏ３以外の酸化アルミ（ＡｌＯ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、チタン（Ｔｉ）等であってもよい。尚、第２の実施形態の第２膜１３にＡｌＯを用いる場合、図６（ｄ）において非マスキング領域に配された第２膜１３の部分を、熱リン酸により選択的に取り除くこととしてもよい。
【００５７】
また、第１膜１２を除去可能な薬液として、フッ酸を用いることとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、薬液として、フッ酸以外のフッ素系薬品、例えば、バッファードフッ酸等を用いても構わない。
また、感光性樹脂膜１１、第１膜１２、第２膜１３及びダイヤモンド膜Ｄの各膜厚は、前述の実施形態において説明した数値に限定されるものではない。
【００５８】
また、第２の実施形態では、第２膜１３において感光性樹脂膜１１に被覆されずに露出した部分、及び、前記部分に対応する第１膜１２の部分をドライエッチングにより取り除くこととしたが、これに限らず、ウェットエッチングにより取り除くこととしても構わない。
【符号の説明】
【００５９】
１ 基板（母体）
１Ａ 基板の表面
２ 切刃（ダイヤモンド膜）
２Ａ 切刃の表面
２Ｂ 凹部
１０ ＣＭＰパッドコンディショナー
１１ 感光性樹脂膜
１２ 第１膜
１２Ｃ 第１膜の壁面
１３ 第２膜
Ｄ ダイヤモンド膜
Ｔａ 感光性樹脂膜の膜厚
Ｔｂ 第１膜及び第２膜の膜厚の和
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤモンド膜の選択的形成方法及びこのダイヤモンド膜を切刃に用いたＣＭＰパッドコンディショナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、常圧の化学気相蒸着（ＣＶＤ）法によりダイヤモンド膜を形成する技術が開発され、ダイヤモンド膜を電子デバイスや工具等に利用する研究が活発に行われている。このようなダイヤモンド膜は、用途に応じて、母体である基板や切刃等の表面に選択的に形成される場合がある（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
ダイヤモンド膜を選択的に形成する手法として、例えば、特許文献１には、基体（母体）の表面にダイヤモンド膜の生成を阻止する性質の膜（以下「阻止膜」とする）を選択的に形成して前記表面をマスキング（マスキング領域）し、この阻止膜に被覆されていない非マスキング領域にのみダイヤモンド膜を成膜する技術が記載されている。
【０００４】
一方、半導体産業の進展とともに、金属、半導体、セラミックスなどの表面を高精度に仕上げる加工方法の必要性が高まっており、特に、半導体ウェーハでは、その集積度の向上とともにナノメーターオーダーの表面仕上げが要求されている。このような高精度の表面仕上げに対応するために、半導体ウェーハに対して、多孔性のＣＭＰパッドを用いたＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシュ）研磨が一般に行われている。
【０００５】
半導体ウェーハ等の研磨に用いられるＣＭＰパッドは、研磨時間が経過していくにつれ目詰まりや圧縮変形を生じ、その表面状態が次第に変化していく。すると、研磨速度の低下や不均一研磨等の好ましくない現象が生じるので、ＣＭＰパッドの表面を定期的に研削加工することにより、ＣＭＰパッドの表面状態を一定に保って、良好な研磨状態を維持する工夫が行われている。
【０００６】
ＣＭＰパッドを研削加工するために用いられるＣＭＰパッドコンディショナーは、例えば、円板状の基板（母体）と、この基板のＣＭＰパッド側を向く表面に形成された複数の切刃とを有している。これらの切刃として、前述のダイヤモンド膜が用いられることがある。
【０００７】
このように、ダイヤモンド膜をＣＭＰパッドコンディショナーの切刃に用いる場合は、ダイヤモンド膜の表面（すなわちダイヤモンド膜において母体側とは反対側を向く表面）に凹部を形成すると、該凹部により研磨用のスラリーの供給が効率よく行われ、切粉等の研削屑の排出性が高められて、ＣＭＰパッドに対する研削性能が向上するので好ましい。また、前記表面に凹部を形成することで相対的に該表面から突出する凸部が形成される場合には、切れ味がより高められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２０９２７０号公報
【特許文献２】特開平６−２４７７９４号公報
【特許文献３】特開平７−６９７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１のように、母体の表面に前記阻止膜を選択的に形成し前記マスキング領域とし、前記非マスキング領域にダイヤモンド膜を成膜する場合、このダイヤモンド膜の表面は、凹部のない平面となる。つまり、前記阻止膜における前記非マスキング領域側を向く壁面、すなわち母体の表面に立設する該阻止膜の壁面にはダイヤモンド膜が生成されないので、ダイヤモンド膜は、母体の表面に平行に積層するように生成されていき、該ダイヤモンド膜の表面が平面に形成される。
【００１０】
このようなダイヤモンド膜の表面に凹部を形成するための手法としては、例えば、このダイヤモンド膜の表面に対して選択的にマスキングを施し、該表面における非マスキング領域をエッチングにより削って、凹部を形成することが考えられる。しかしながら、この場合、ダイヤモンド膜の表面におけるコンタミネーションが考えられ、また、洗浄等の工程が増え製造が煩雑になるという課題が生じる。
【００１１】
一方、母体の表面に、ダイヤモンド膜の生成を助長する性質の膜（以下「助長膜」とする）を選択的に形成してマスキングする手法が考えられる。この場合、ダイヤモンド膜は、非マスキング領域における母体の表面の部分と、この部分の周縁部に立設する前記助長膜の壁面とに夫々生成されていくこととなり、ダイヤモンド膜の表面には自然に凹部が形成される。しかしながら、マスキング領域における前記助長膜の母体側とは反対側を向く表面にもダイヤモンド膜が形成されてしまい、好ましくない。つまり、前記助長膜の表面にダイヤモンド膜が形成されると、非マスキング領域のダイヤモンド膜と、マスキング領域のダイヤモンド膜とが互いに連結してしまうことが考えられる。
【００１２】
このようにダイヤモンド膜同士が連結すると、所望の形状のダイヤモンド膜が得られなくなる。また、薬液により前記助長膜を取り除く際に、該助長膜がダイヤモンド膜に被覆されて除去できなくなったり、この助長膜を除去した後に、ダイヤモンド膜の内部が中空に形成されてしまったりするという問題が生じる。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ダイヤモンド膜の表面にマスキング及びエッチングを施すことなく簡便に凹部を形成できるダイヤモンド膜の選択的形成方法及びこのダイヤモンド膜を切刃に用いたＣＭＰパッドコンディショナー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】
【００１４】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち本発明に係るダイヤモンド膜の選択的形成方法は、母体の表面に、薬液により除去可能とされ、かつ、ダイヤモンド膜の生成を助長する性質の第１膜と、前記第１膜上に配されるとともにダイヤモンド膜の生成を阻止する性質の第２膜と、を選択的に形成して、該表面を、非マスキング領域を有しつつ前記第１、第２膜によりマスキングする工程と、ＣＶＤ法により、非マスキング領域における前記表面の部分と、この部分の周縁部に立設する前記第１膜の壁面とにダイヤモンド膜を生成させて、このダイヤモンド膜の前記母体側とは反対側を向く表面に凹部を形成する工程と、前記薬液により前記第１膜とともに前記第２膜を前記母体の表面から取り除く工程と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るダイヤモンド膜の選択的形成方法によれば、まず、母体の表面に、ダイヤモンド膜の生成を助長する性質の第１膜と、この第１膜上に配され、ダイヤモンド膜の生成を阻止する性質の第２膜と、が選択的に形成される。つまり、母体の表面には、第１、第２膜により被覆されたマスキング領域と、第１、第２膜に被覆されずに露出した非マスキング領域とが形成される。
【００１６】
次いで、ＣＶＤ法によりダイヤモンド膜を成膜すると、ダイヤモンド膜は、非マスキング領域における母体の表面の部分と、この部分の周縁部に立設する第１膜の壁面とに夫々生成されていく。このように生成された非マスキング領域のダイヤモンド膜には、その母体側とは反対側を向く表面に自然に凹部が形成される。
【００１７】
よって、ダイヤモンド膜の表面に容易に凹部を形成することができる。すなわち、前記凹部を形成するために、ダイヤモンド膜の表面を選択的にマスキングしエッチングを施すような必要がないことから、製造工程が簡便となり、また、ダイヤモンド膜の表面におけるコンタミネーションが防止される。
尚、前述のダイヤモンド膜の成膜の際、第１膜の前記壁面に連なる第２膜の壁面には、ダイヤモンド膜は生成されない。
【００１８】
一方、マスキング領域においては、第２膜の表面（すなわち第２膜における母体側とは反対側を向く表面）に僅かにダイヤモンド膜が載る場合がある。このように第２膜の表面にダイヤモンド膜が載った場合であっても、この第２膜上のダイヤモンド膜と、非マスキング領域に生成されたダイヤモンド膜とは、第２膜の前記壁面において互いに離間されていることから、前記ダイヤモンド膜同士が連結してしまうことがない。
【００１９】
従って、前記ダイヤモンド膜同士が連結してしまい、所望のダイヤモンド膜の形状が得られなくなるようなことがない。また、第１、第２膜を取り除く際、第１、第２膜がダイヤモンド膜に被覆されて除去できなくなったり、第１、第２膜を除去した後に、ダイヤモンド膜の内部が中空に形成されてしまったりすることがない。よって、所望のダイヤモンド膜が精度よく確実に形成される。
【００２０】
また、ダイヤモンド膜が形成された後は、薬液により第１膜を取り除くことで、第１膜上に形成された第２膜も該第１膜と共に容易に除去できるので、ダイヤモンド膜の製造がより簡便に行える。
【００２１】
また、本発明に係るダイヤモンド膜の選択的形成方法において、前記マスキングする工程は、前記母体の表面に、前記第１膜及び前記第２膜の膜厚の和よりも厚膜に設定された感光性樹脂膜を選択的に形成し、前記感光性樹脂膜及び露出した前記表面の部分に前記第１、第２膜を順次成膜し、前記感光性樹脂膜を前記母体の表面から取り除くことにより、該母体の表面に前記第１、第２膜を選択的に形成することとしてもよい。
また、本発明に係るダイヤモンド膜の選択的形成方法において、前記マスキングする工程は、前記母体の表面に、前記第１、第２膜を順次成膜し、前記第２膜上に、感光性樹脂膜を選択的に形成し、露出した前記第２膜の部分及びこの部分に対応する前記第１膜の部分をエッチングすることにより、前記母体の表面に前記第１、第２膜を選択的に形成することとしてもよい。
【００２２】
本発明に係るダイヤモンド膜の選択的形成方法によれば、比較的容易に、かつ、確実に、母体の表面に第１、第２膜を選択的に形成して、該表面を、非マスキング領域を有しつつ第１、第２膜によりマスキングすることができる。従って、前述のダイヤモンド膜が簡便に精度よく形成できる。
【００２３】
また、本発明は、基板に形成された複数の切刃を用いて、前記基板に対向配置されたＣＭＰパッドに研削加工を施すＣＭＰパッドコンディショナーであって、前記切刃として、前述のダイヤモンド膜の選択的形成方法により形成された前記ダイヤモンド膜を用いることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係るＣＭＰパッドコンディショナーによれば、前述のダイヤモンド膜の選択的形成方法により形成された前記ダイヤモンド膜からなる切刃を用いているので、ＣＭＰパッドに対する研削性能が高められる。すなわち、ダイヤモンド膜の表面に凹部が形成されていることから、該凹部により研磨用のスラリーの供給が効率よく行われ、切粉等の研削屑の排出性が高められて、ＣＭＰパッドに対する研削性能が向上する。また、前記表面に凹部を形成することで相対的に該表面から突出する凸部が形成されるような場合には、切れ味がより高められる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るダイヤモンド膜の選択的形成方法によれば、ダイヤモンド膜の表面にマスキング及びエッチングを施すことなく簡便に凹部を形成できる。
また、本発明に係るＣＭＰパッドコンディショナーによれば、前記ダイヤモンド膜を切刃に用いているので、研削性能が高められる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るダイヤモンド膜の選択的形成方法により形成された切刃を有するＣＭＰパッドコンディショナーを示す部分側断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るダイヤモンド膜の選択的形成手順を説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るダイヤモンド膜の選択的形成手順を説明する図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るダイヤモンド膜の選択的形成方法により形成されたダイヤモンド膜を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るダイヤモンド膜の選択的形成手順を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るダイヤモンド膜の選択的形成手順を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
第１の実施形態に係るＣＭＰパッドコンディショナー１０は、基板に形成された複数の切刃を用いて、基板に対向配置されたＣＭＰパッドに研削加工を施すものである。
ＣＭＰパッドコンディショナー１０は、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）からなり略円板状をなす基板１を有している。また、図１に示すように、基板１のＣＭＰパッド側を向く表面１Ａには、切刃２が該表面１Ａから突出して複数形成されている。
【００２８】
これらの切刃２は、有底円筒状又は丸皿状に夫々形成されており、切刃２のＣＭＰパッド側を向く表面２Ａにおける中央部分には、凹部２Ｂが夫々形成されている。これらの切刃２は、後述するダイヤモンド膜の選択的形成方法により成膜されたダイヤモンド膜Ｄを用いて形成されている。
【００２９】
次に、ダイヤモンド膜の選択的形成方法、及び、これを用いて切刃２を基板１の表面１Ａに形成する手順について説明する。
まず、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、母体である基板１の表面１Ａに、感光性樹脂膜１１を均一に塗布する。感光性樹脂膜１１としては、有機溶剤により表面１Ａから取り除くことが可能な材料を用いる。また、感光性樹脂膜１１の膜厚Ｔａは、例えば、２０μｍ程度に設定される。
【００３０】
次いで、図２（ｃ）に示すように、この感光性樹脂膜１１をパターニングする。詳しくは、表面１Ａ上において、感光性樹脂膜１１を、ダイヤモンド膜を成膜する部位に対応して残すように、選択的に除去する。
【００３１】
次に、真空蒸着装置を用いて、図３（ｄ）に示すように、選択的に形成された感光性樹脂膜１１及び該感光性樹脂膜１１に被覆されずに露出した表面１Ａの部分に、第１膜１２、第２膜１３を順次蒸着し成膜する。第１膜１２は、フッ酸等の薬液により除去可能とされ、かつ、ダイヤモンド膜の生成を助長する性質の材料からなり、例えば、ＳｉＯ２を用いることができる。また、第２膜１３は、ダイヤモンド膜の生成を阻止する性質の材料からなり、例えば、Ａｌ２Ｏ３を用いることができる。
【００３２】
また、例えば、第１膜１２の膜厚は１０μｍ程度とされ、第２膜１３の膜厚は第１膜１２よりも薄膜の０．５μｍ程度に設定される。詳しくは、第２膜１３の膜厚は、ダイヤモンド膜の成膜時に蒸散せず、かつ、ダイヤモンド膜の生成を阻止できる程度に設定されていればよい。また、第１膜１２及び第２膜１３の膜厚の和Ｔｂは、感光性樹脂膜１１の前記膜厚Ｔａよりも小さい値に設定される。
【００３３】
次に、有機溶剤による洗浄を行い、残存した感光性樹脂膜１１を表面１Ａから取り除く。詳しくは、感光性樹脂膜１１の上部及び側部には第１膜１２及び第２膜１３が夫々配されているが、前述のように、前記膜厚Ｔａは前記膜厚Ｔｂよりも大きい値に設定されている。従って、感光性樹脂膜１１は、基板１の表面１Ａに直接成膜された第１膜１２上における第２膜１３の基板１側とは反対側を向く表面１３Ａよりも、前記反対側へ突出して形成されている。つまり、感光性樹脂膜１１において基板１の表面１Ａに立設された壁面１１Ｃの上端部が露出しているので、この上端部から感光性樹脂膜１１が溶解して、確実に除去されるようになっている。また、この際、感光性樹脂膜１１の上部に形成された第１膜１２及び第２膜１３の部分も、図３（ｅ）に示すように、この感光性樹脂膜１１が除去されるのに伴って取り除かれる。
【００３４】
このような工程を経て、第１膜１２及び第２膜１３が、基板１の表面１Ａに選択的に形成される（マスキング工程）。つまり、基板１の表面１Ａには、第１膜１２及び第２膜１３に被覆されたマスキング領域と、第１膜１２及び第２膜１３に被覆されずに露出した非マスキング領域とが夫々形成される。
【００３５】
次いで、図３（ｆ）に示すように、ダイヤモンド成膜装置を用い、ＣＶＤ法により、前記非マスキング領域における表面１Ａの部分と、この部分の周縁部に立設する第１膜１２の壁面１２Ｃとにダイヤモンド膜Ｄを生成させる。ダイヤモンド膜Ｄの膜厚は、成膜時間により制御することができ、例えば、５μｍ程度に設定される。前記非マスキング領域において、このように、表面１Ａの前記部分と壁面１２Ｃとにダイヤモンド膜Ｄを夫々生成させていくと、このダイヤモンド膜Ｄの基板１側とは反対側を向く表面２Ａに凹部２Ｂが形成される。
【００３６】
また、前記マスキング領域においては、第２膜１３の表面１３Ａに、僅かにダイヤモンド膜Ｄが載る。また、第２膜１３において、第１膜１２の壁面１２Ｃに連なるように形成される壁面１３Ｃには、ダイヤモンド膜Ｄは生成されない。
【００３７】
次いで、フッ酸を用いて、基板１の表面１Ａから第１膜１２を取り除く。尚、前述のように、第１膜１２上には第２膜１３及びダイヤモンド膜Ｄが形成されているが、第１膜１２が除去されることにより、図３（ｇ）に示すように、第１膜１２と共にこれらの第２膜１３及びダイヤモンド膜Ｄも表面１Ａから取り除かれる。
このように、基板１の表面１Ａに、凹部２Ｂを有するダイヤモンド膜Ｄが選択的に複数形成され、これらのダイヤモンド膜Ｄが、ＣＭＰパッドコンディショナー１０の切刃２に用いられる。
【００３８】
また、このようなダイヤモンド膜Ｄからなる切刃２は、種々の形状に設定可能である。すなわち、第１膜１２及び第２膜１３を基板１の表面１Ａにおいて種々に選択的に形成し、ダイヤモンド膜Ｄ（２）を、例えば、図４（ａ）に示すように、有底円筒状又は丸皿形状に形成したり、図４（ｂ）に示すように、有底角筒状又は升形状に形成したりできる。また、図４（ｃ）に示すように、ダイヤモンド膜Ｄを略円筒状に形成するとともに、その表面２Ａに、周方向に沿って延びる環状の凹部２Ｂを形成することとしてもよい。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態に係るダイヤモンド膜Ｄの選択的形成方法によれば、母体である基板１の表面１Ａに、ダイヤモンド膜Ｄの生成を助長する性質の第１膜１２と、この第１膜１２上に配され、ダイヤモンド膜Ｄの生成を阻止する性質の第２膜１３と、が選択的に形成され、表面１Ａには、第１膜１２及び第２膜１３により被覆されたマスキング領域と、被覆されずに露出した非マスキング領域とが形成される。
次いで、ＣＶＤ法によりダイヤモンド膜Ｄを成膜すると、ダイヤモンド膜Ｄは、非マスキング領域における基板１の表面１Ａの部分と、この部分の周縁部に立設する第１膜１２の壁面１２Ｃとに夫々生成されていく。このように生成された非マスキング領域のダイヤモンド膜Ｄには、その表面２Ａに自然に凹部２Ｂが形成される。
【００４０】
よって、従来のように、表面２Ａに凹部を形成するため、例えば、成膜したダイヤモンド膜の表面に選択的にマスキングを施し、この表面における非マスキング領域をエッチングにより削って凹部を形成するような煩雑な工程を得ることなく、ダイヤモンド膜に容易に凹部を形成することができる。また、ダイヤモンド膜にマスキング及びエッチングを施す必要がないことから、ダイヤモンド膜の表面におけるコンタミネーションが防止される。
【００４１】
また、ダイヤモンド膜Ｄの成膜時に、マスキング領域において、第２膜１３の表面１３Ａに僅かにダイヤモンド膜Ｄが載るが、この第２膜１３上のダイヤモンド膜Ｄと、非マスキング領域に生成されたダイヤモンド膜Ｄとは、第２膜１３の壁面１３Ｃにおいて互いに離間されていることから、前記ダイヤモンド膜Ｄ同士が連結してしまうことがない。従って、これらのダイヤモンド膜Ｄ同士が連結してしまい、所望のダイヤモンド膜Ｄの形状が得られなくなるようなことがない。また、第１膜１２及び第２膜１３を表面１Ａから取り除く際、第１膜１２及び第２膜１３がダイヤモンド膜Ｄに被覆されて除去できなくなったり、第１膜１２及び第２膜１３を除去した後に、ダイヤモンド膜Ｄの内部が中空に形成されてしまったりすることがない。よって、所望のダイヤモンド膜Ｄが精度よく確実に形成される。
【００４２】
また、ダイヤモンド膜Ｄが成膜された後は、フッ酸により第１膜１２を取り除くことで、第１膜１２上に形成された第２膜１３及び不要なダイヤモンド膜Ｄも該第１膜１２と共に容易に除去できるので、ダイヤモンド膜Ｄの製造がより簡便に行える。
【００４３】
また、基板１の表面１Ａに感光性樹脂膜１１を選択的に形成し、第１膜１２及び第２膜１３を成膜した後、感光性樹脂膜１１を除去することで第１膜１２及び第２膜１３を表面１Ａに選択的に形成することとしているので、該表面１Ａに対するマスキングが精度よく確実に行える。また、製造工程が簡便となる。
【００４４】
また、本実施形態に係るＣＭＰパッドコンディショナー１０によれば、前述のダイヤモンド膜Ｄからなる切刃２を用いているので、ＣＭＰパッドに対する研削性能が高められる。すなわち、ダイヤモンド膜Ｄの表面２Ａに凹部２Ｂが形成されているので、該凹部２Ｂにより研磨用のスラリーの供給が効率よく行われ、切粉等の研削屑の排出性が高められて、ＣＭＰパッドに対する研削性能が向上する。
【００４５】
また、前記表面２Ａに凹部２Ｂを形成した際に、相対的に該表面２Ａから突出する凸部が形成されるような場合には、切れ味がより高められる。詳しくは、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）におけるダイヤモンド膜Ｄの上端外縁部、及び、図４（ｃ）における上端内縁部には、前記凸部が夫々形成されており、該凸部により研削性能がさらに向上する。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施形態に係るダイヤモンド膜の選択的形成方法について説明する。
尚、前述の第１の実施形態と同一部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４７】
まず、真空蒸着装置を用いて、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、母体である基板１の表面１Ａに、第１膜１２及び第２膜１３を順次蒸着し成膜する。
次いで、図５（ｃ）に示すように、第２膜１３の表面１３Ａに感光性樹脂膜１１を均一に塗布する。
【００４８】
次いで、図６（ｄ）に示すように、この感光性樹脂膜１１をパターニングする。詳しくは、感光性樹脂膜１１を、ダイヤモンド膜を成膜する部位以外の部分に対応して残すように、選択的に除去する。
【００４９】
次いで、ドライエッチングを施し、第２膜１３において感光性樹脂膜１１に被覆されずに露出した部分、及び、前記部分に対応する第１膜１２の部分を取り除くとともに、図６（ｅ）に示すように、基板１の表面１Ａにおいてダイヤモンド膜を成膜させる部分を露出させる。尚、このドライエッチングとしては、リアクティブイオンエッチングを用いることが好ましい。
【００５０】
このような工程を経て、第１膜１２、第２膜１３及び感光性樹脂膜１１が、基板１の表面１Ａに選択的に形成される（マスキング工程）。つまり、基板１の表面１Ａには、第１膜１２、第２膜１３及び感光性樹脂膜１１に被覆されたマスキング領域と、第１膜１２、第２膜１３及び感光性樹脂膜１１に被覆されずに露出した非マスキング領域とが夫々形成される。
次に、有機溶剤による洗浄を行い、残存した感光性樹脂膜１１を表面１３Ａから取り除く。すなわち、アセトン、メタノール等の薬品を用い、有機洗浄により、マスキング領域に残された感光性樹脂膜１１を第２膜１３上から除去する。
【００５１】
次いで、図６（ｆ）に示すように、ダイヤモンド成膜装置を用い、ＣＶＤ法により、前記非マスキング領域における表面１Ａの部分と、この部分の周縁部に立設する第１膜１２の壁面１２Ｃとにダイヤモンド膜Ｄを生成させる。前記非マスキング領域において、このように、表面１Ａの前記部分と壁面１２Ｃとにダイヤモンド膜Ｄを夫々生成させていくと、このダイヤモンド膜Ｄの基板１側とは反対側を向く表面２Ａに凹部２Ｂが形成される。
尚、前述の、残存した感光性樹脂膜１１を有機洗浄により表面１３Ａから除去する手法の代わりに、このダイヤモンド膜Ｄの成膜時に、前記感光性樹脂膜１１を蒸散により表面１３Ａから除去することとしても構わない。すなわち、ダイヤモンド膜Ｄの成膜時には、基板１が加熱され、例えば、８００℃程度にまで温度上昇するので、この加熱に伴って前記感光性樹脂膜１１を蒸散させるとともに、第２膜１３上から取り除くようにしても構わない。
【００５２】
次いで、図６（ｇ）に示すように、フッ酸を用いて、基板１の表面１Ａから第１膜１２を取り除くとともに、該第１膜１２上に配された第２膜１３及び不要なダイヤモンド膜Ｄを除去する。
このように、基板１の表面１Ａに、凹部２Ｂを有するダイヤモンド膜Ｄが選択的に複数形成され、これらのダイヤモンド膜Ｄが、ＣＭＰパッドコンディショナー１０の切刃２に用いられる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態に係るダイヤモンド膜Ｄの選択的形成方法によれば、比較的容易に、かつ、確実に、基板１の表面１Ａに第１膜１２及び第２膜１３を選択的に形成して、該表面１Ａを、非マスキング領域を有しつつ第１膜１２及び第２膜１３によりマスキングすることができる。従って、この表面１Ａに、凹部２Ｂを有するダイヤモンド膜Ｄを簡便に精度よく形成できる。
【００５４】
尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前述の実施形態では、凹部２Ｂを有するダイヤモンド膜ＤをＣＭＰパッドコンディショナー１０の切刃２に用いることとして説明したが、ダイヤモンド膜Ｄを、それ以外の電子デバイスや工具等に形成し用いることとしてもよい。
【００５５】
また、前述の実施形態では、ＳｉＣからなる基板１を母体として、基板１上にダイヤモンド膜Ｄを成膜することとしたが、この母体として、ＳｉＣ以外の炭化タングステン（ＷＣ）や窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）又はそれ以外の化合物や金属等を用いても構わない。
【００５６】
また、第１膜１２にＳｉＯ２を用い、第２膜１３にＡｌ２Ｏ３を用いることとして説明したが、これらに限定されるものではない。すなわち、第１膜１２は、薬液により除去可能とされ、かつ、ダイヤモンド膜Ｄの生成を助長する性質の材料であればよく、ＳｉＯ２以外の白金（Ｐｔ）等であってもよい。また、第２膜１３は、ダイヤモンド膜Ｄの生成を阻止する性質の材料であればよく、Ａｌ２Ｏ３以外の酸化アルミ（ＡｌＯ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、チタン（Ｔｉ）等であってもよい。尚、第２の実施形態の第２膜１３にＡｌＯを用いる場合、図６（ｄ）において非マスキング領域に配された第２膜１３の部分を、熱リン酸により選択的に取り除くこととしてもよい。
【００５７】
また、第１膜１２を除去可能な薬液として、フッ酸を用いることとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、薬液として、フッ酸以外のフッ素系薬品、例えば、バッファードフッ酸等を用いても構わない。
また、感光性樹脂膜１１、第１膜１２、第２膜１３及びダイヤモンド膜Ｄの各膜厚は、前述の実施形態において説明した数値に限定されるものではない。
【００５８】
また、第２の実施形態では、第２膜１３において感光性樹脂膜１１に被覆されずに露出した部分、及び、前記部分に対応する第１膜１２の部分をドライエッチングにより取り除くこととしたが、これに限らず、ウェットエッチングにより取り除くこととしても構わない。
【符号の説明】
【００５９】
１ 基板（母体）
１Ａ 基板の表面
２ 切刃（ダイヤモンド膜）
２Ａ 切刃の表面
２Ｂ 凹部
１０ ＣＭＰパッドコンディショナー
１１ 感光性樹脂膜
１２ 第１膜
１２Ｃ 第１膜の壁面
１３ 第２膜
Ｄ ダイヤモンド膜
Ｔａ 感光性樹脂膜の膜厚
Ｔｂ 第１膜及び第２膜の膜厚の和
【特許請求の範囲】
【請求項１】
母体の表面に、薬液により除去可能とされ、かつ、ダイヤモンド膜の生成を助長する性質の第１膜と、前記第１膜上に配されるとともにダイヤモンド膜の生成を阻止する性質の第２膜と、を選択的に形成して、該表面を、非マスキング領域を有しつつ前記第１、第２膜によりマスキングする工程と、
ＣＶＤ法により、非マスキング領域における前記表面の部分と、この部分の周縁部に立設する前記第１膜の壁面とにダイヤモンド膜を生成させて、このダイヤモンド膜の前記母体側とは反対側を向く表面に凹部を形成する工程と、
前記薬液により前記第１膜とともに前記第２膜を前記母体の表面から取り除く工程と、を備えることを特徴とするダイヤモンド膜の選択的形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載のダイヤモンド膜の選択的形成方法であって、
前記マスキングする工程は、前記母体の表面に、前記第１膜及び前記第２膜の膜厚の和よりも厚膜に設定された感光性樹脂膜を選択的に形成し、
前記感光性樹脂膜及び露出した前記表面の部分に前記第１、第２膜を順次成膜し、
前記感光性樹脂膜を前記母体の表面から取り除くことにより、該母体の表面に前記第１、第２膜を選択的に形成することを特徴とするダイヤモンド膜の選択的形成方法。
【請求項３】
請求項１に記載のダイヤモンド膜の選択的形成方法であって、
前記マスキングする工程は、前記母体の表面に、前記第１、第２膜を順次成膜し、
前記第２膜上に、感光性樹脂膜を選択的に形成し、
露出した前記第２膜の部分及びこの部分に対応する前記第１膜の部分をエッチングすることにより、前記母体の表面に前記第１、第２膜を選択的に形成することを特徴とするダイヤモンド膜の選択的形成方法。
【請求項４】
基板に形成された複数の切刃を用いて、前記基板に対向配置されたＣＭＰパッドに研削加工を施すＣＭＰパッドコンディショナーであって、
前記切刃として、請求項１〜３のいずれか一項に記載のダイヤモンド膜の選択的形成方法により形成された前記ダイヤモンド膜を用いることを特徴とするＣＭＰパッドコンディショナー。
【請求項１】
母体の表面に、薬液により除去可能とされ、かつ、ダイヤモンド膜の生成を助長する性質の第１膜と、前記第１膜上に配されるとともにダイヤモンド膜の生成を阻止する性質の第２膜と、を選択的に形成して、該表面を、非マスキング領域を有しつつ前記第１、第２膜によりマスキングする工程と、
ＣＶＤ法により、非マスキング領域における前記表面の部分と、この部分の周縁部に立設する前記第１膜の壁面とにダイヤモンド膜を生成させて、このダイヤモンド膜の前記母体側とは反対側を向く表面に凹部を形成する工程と、
前記薬液により前記第１膜とともに前記第２膜を前記母体の表面から取り除く工程と、を備えることを特徴とするダイヤモンド膜の選択的形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載のダイヤモンド膜の選択的形成方法であって、
前記マスキングする工程は、前記母体の表面に、前記第１膜及び前記第２膜の膜厚の和よりも厚膜に設定された感光性樹脂膜を選択的に形成し、
前記感光性樹脂膜及び露出した前記表面の部分に前記第１、第２膜を順次成膜し、
前記感光性樹脂膜を前記母体の表面から取り除くことにより、該母体の表面に前記第１、第２膜を選択的に形成することを特徴とするダイヤモンド膜の選択的形成方法。
【請求項３】
請求項１に記載のダイヤモンド膜の選択的形成方法であって、
前記マスキングする工程は、前記母体の表面に、前記第１、第２膜を順次成膜し、
前記第２膜上に、感光性樹脂膜を選択的に形成し、
露出した前記第２膜の部分及びこの部分に対応する前記第１膜の部分をエッチングすることにより、前記母体の表面に前記第１、第２膜を選択的に形成することを特徴とするダイヤモンド膜の選択的形成方法。
【請求項４】
基板に形成された複数の切刃を用いて、前記基板に対向配置されたＣＭＰパッドに研削加工を施すＣＭＰパッドコンディショナーであって、
前記切刃として、請求項１〜３のいずれか一項に記載のダイヤモンド膜の選択的形成方法により形成された前記ダイヤモンド膜を用いることを特徴とするＣＭＰパッドコンディショナー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１７３８８２（Ｐ２０１０−１７３８８２Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６６６９（Ｐ２００９−１６６６９）
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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