被研磨物保持用キャリアの製造方法
【課題】シリコンウエハ研磨用のキャリア本体の大型化に伴う問題点を克服し、キャリア表面に形成したＤＬＣ薄膜の局部的クラックや早期剥離を防止し、研磨効率の向上を目指す。
【解決手段】金属製キャリア本体の表面を加工ブラスト処理によって、その表面に圧縮残留応力と表面硬化による剛性を付与するとともに、表面粗さをＲａ：０．０５〜０．８５μｍ、Ｒｚ０．０９〜１．９９μｍの範囲に調整し、その表面に、ＤＬＣ薄膜を形成する。
【解決手段】金属製キャリア本体の表面を加工ブラスト処理によって、その表面に圧縮残留応力と表面硬化による剛性を付与するとともに、表面粗さをＲａ：０．０５〜０．８５μｍ、Ｒｚ０．０９〜１．９９μｍの範囲に調整し、その表面に、ＤＬＣ薄膜を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔技術分野〕
本発明は、研磨布を取付けた上下一対の定盤の間に、半導体素子の基板となるシリコンウエハーなどの被研磨物を挟持し、圧接しながら研磨布または被研磨物のいずれか、あるいは両者を摺動させることによって、該シリコンウエハの表面を研磨するために用いられる被研磨物保持用キャリアの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体工業などの分野では、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、アルミニウム製磁気ディスク基板、ガラス製磁気ディスクなどの製造プロセスにおいて、これらの部材表面を精密に研磨する処理工程がある。この処理においては、シリコンウエハなどの被研磨物を研磨する際に、被研磨物を保持するための、保持孔を有し外周縁部には両面研磨加工機のインターナルギアやサンギアと噛み合う外周歯を備えたキャリアを用いるのが普通である。
【０００３】
例えば、図１は、シリコンウエハを研磨する際に用いられる円板状のキャリア（ホルダーとも呼ばれる）Ｃの外観を示したものである。ここで１は、シリコンウエハの保持孔であって、該シリコンウエハの形状に合わせて複数個が設けられる。２は、微細な研磨粒子を懸濁させた水スラリかなる研磨剤供給孔であって、やはり複数個が設けられる。３は、キャリアＣの外周部に設けられた外周歯である。４は、キャリアＣそのものの重量を軽減するための種々の形状の抜き孔である。
【０００４】
このキャリアＣは、そもそも、このシリコンウエハ自体が非常に薄い（０．５から１ｍｍ未満）ため、キャリア本体もまた薄い材料で製作されていることに加え、シリコンウエハとともに一緒に研磨されることになるため、耐磨耗性に優れること必要である。また、最近のシリコンウエハは、直径１２インチ（約３０ｃｍ）の大型ものが出現し、しかも１基のキャリアＣに複数個のシリコンウエハを取り付けてあり、キャリアＣの大きさは、直径が１ｍを超えるような大型のものもある。このような大型のキャリアＣは、その取扱い時に大きな変形応力が加わるため、シリコンウエハが、破損したり脱落することが多いという問題があった。しかも、シリコンウエハの研磨時には、キャリア本体も研磨されることから、このときに発生する微細な粒子がシリコンウエハの純度低下の原因となっていた。とくに、高品質のシリコンウエハが求められている今日では、研磨によってキャリア本体から溶出する微量の金属イオンの存在さえ忌避される状況にあり、キャリア本体の材質の検討や表面処理皮膜の開発も重要な検討課題となっている。
【０００５】
上記のようなキャリアの課題を解決するため、従来、キャリアについて次に示すような提案がなされている。例えば、特許文献１、２では、ガラス繊維強化プラスチックを用いたものが開示され、また、特許文献３では、ステンレス鋼、ＳＫＨ鋼、ＳＫＤ鋼、ＳＵＪ鋼などの金属材料を用いたものが開示されている。
【０００６】
また、特許文献４には、キャリア表面にセラミックコーティングを施した金属製キャリアが開示され、特許文献５には表面に金属めっきを被覆したＳＫ鋼製キャリアが開示されている。さらに特許文献６には、金属製キャリアの表面にセラミック粒子を溶着した後、その上にＤＬＣ薄膜（ダイヤモンド・ライク・カーボンの薄膜）を被覆する技術が開示され、そして、特許文献３、７では、金属製キャリアの表面に直接、そのＤＬＣ薄膜を形成する技術を提案している。
【特許文献１】特開２００１−０３８６０９号公報
【特許文献２】特開平１１−０１０５３０号公報
【特許文献３】特許第３９７４６３２号公報
【特許文献４】特開平４−２６１７７号公報
【特許文献５】特開２００２−０１８７０７号公報
【特許文献６】特開平１１−０１０５３０号公報
【特許文献７】特開２００５−２５４３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上掲の従来技術のうち、特許文献３、７に開示されている、所謂、金属製キャリア本体の表面にＤＬＣ薄膜を被覆形成する方法では、該キャリア本体の表面をポリッシングすること、即ち、鏡面仕上げ処理したものが用いられている。このことは、これらの特許文献３、７に開示のキャリア本体は、その表面に形成するＤＬＣ薄膜の厚さが、０．１μｍ〜２０μｍと極めて薄いことから、基材表面を鏡面に仕上げる必要があったことを意味している。即ち、これらの技術の場合、ポリッシングと称される鏡面仕上げ処理をしておかないと、０．１μｍ程度であるＤＬＣ薄膜を均等に被覆形成することができないからである。
【０００８】
ただし、発明者らの研究によると、鏡面仕上げしたキャリア本体の場合、その鏡面上にＤＬＣ薄膜を形成すると、次のような問題があることがわかった。
（１）キャリア本体表面の鏡面仕上げには、多くの作業時間を要し、コストアップとなる。特に０．１μｍ厚さのＤＬＣ薄膜を形成する際、僅かな研磨疵が存在しても、その箇所がＤＬＣ薄膜の欠陥原因となることが多い。
（２）ＤＬＣ薄膜は、炭化水素系のガスから生成する炭素と水素を主成分とするアモルファス状の固形物であるから、成膜時に大きな残留応力を内蔵しており、膜剥離が起りやすいという問題がある。とくに、板厚の薄いキャリア本体の表面が鏡面だと、該キャリア本体が大きな変形応力を受けるので、この本体表面に被覆したＤＬＣ薄膜の場合、よけいに剥離しやすくなる。この点、特許文献３では、ＤＬＣ薄膜の残留応力を０．５ＭＰａ以下に制限することを提案しているが、このような低残留応力のＤＬＣ薄膜の形成、それにはプラズマＣＶＤ法の適用が条件となることを明らかにしている。
（３）ＤＬＣ薄膜のみを再成させる場合、残存するＤＬＣ薄膜の除去が困難な上に、さらに鏡面仕上げをしていくために長時間を要し、作業能率の低下を招いて、製品のコストアップを招く。
（４）また、従来のＤＬＣ薄膜は、水に濡れにくい疎水性を示すため、水スラリー状の研磨剤（例えば、コロイダルシリカを分散させた水）が膜表面に均等に分散されず、シリコンウエハ表面に対しても不均等に接触するため、研磨面の仕上げ精度が落ちることが指摘されている。即ち、研磨面が局所的となって、均等な鏡面が得られず、研磨面の平行度（平坦度）が低下するので、所定の研磨面に仕上げるのに長時間を要するという問題がある。
（５）このように、最近のキャリアは大型化している上、薄い金属で製作されており、さらに大小さまざまな孔を多数配設しているため、その取扱い時に大きく変形することが避けられず、ＤＬＣ薄膜に割れや局部剥離が発生しやすいという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従来技術が抱えている前記課題を解決するために鋭意研究した結果、発明者らは、以下に述べるような知見を得た。
（１）キャリア本体の表面を鏡面仕上げせず、逆に、研削粒子を吹き付けて何らかの表面改質を行う処理（以下、「加工ブラスト処理」という）を行って、該表面を粗面化すると同時に、該表面に応力付加や加工硬化を起させて粗面化・加工層にした上でＤＬＣ薄膜を被覆形成すると、膜の付着力を向上させることができる。
（２）キャリア本体表面は、上記加工ブラスト処理によって、キャリア本体に圧縮残留応力を付加もしくは加工硬化させることができ、このことによってキャリア本体の剛性を高めることができ、キャリア本体の変形度を小さくすることができる。
（３）粗面化・加工層を有するキャリア本体上に形成したＤＬＣ薄膜は、その粗面化・加工層の影響を受けて、ミクロ的には緩やかな凹凸が形成されることから、シリコンウエハ研磨時には研磨材粒子が凹部に滞留することになって研磨効率が向上する。
（４）アモルファス状の固形膜からなるＤＬＣ薄膜は、水素含有量を１２〜３０ａt％（原子％）に制御することによって、ＤＬＣ薄膜自体に耐磨耗性とともに柔軟性を付与され、キャリア本体の変形に追随可能な膜質となる。
【００１０】
本発明は、金属製キャリア本体の表面に、研削粒子を吹き付けて加工ブラスト処理を行うことにより粗面化・加工層を形成し、その粗面化・加工層の表面に、ＤＬＣ薄膜を被覆形成することを特徴とする被研磨物保持用キャリアの製造方法である。
【００１１】
なお、本発明の被研磨物保持用キャリアの製造方法においては、
（１）前記粗面化・加工層は、粒径が３〜８０μｍの、炭化物、酸化物および窒化物のいずれか少なくとも１種および／またはこれらのサーメットから選ばれる研削粒子を、Ｒａ値で０．０５〜０．８５μｍ、Ｒｚ値で０．０９〜１．９９μｍの凹凸を付与してなる粗面化層であると同時に、圧縮残留応力の付加もしくは加工硬化のいずれか少なくとも一方が発現した加工層でもあること、
（２）前記粗面化・加工層は、表面粗さＲｓｋ値が±１未満の範囲の粗さを有すること、
（３）前記ＤＬＣ薄膜は、前記粗面化・加工層の粗さＲｚ値（０．０９〜１．９９μｍ）を超え、２０μｍ以下の膜厚を有すること、
（４）前記加工ブラスト処理は、粒径が３〜８０μｍの、炭化物、酸化物および窒化物のいずれか少なくとも１種および／またはこれらのサーメットから選ばれる研削粒子を、０．２〜０．５ＭＰａの圧縮空気を用いて、金属製キャリア本体の表面に対して、６０〜９０°の角度で吹付ける処理であること、
（５）前記ＤＬＣ薄膜は、水素含有量が１３〜３０原子％で残部が炭素からなるものであること、
（６）前記ＤＬＣ薄膜は、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、イオンプレーティング法のいずれか一種の方法により、キャリア本体の表面に被覆形成すること、
（７）前記ＤＬＣ薄膜は、炭化水素系ガスから気相析出させた、炭素と水素の固形物皮膜からなること、
が好ましい解決手段である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る上記の技術的手段を採用することによって、次のような効果が得られる。
（１）本発明において採用される加工ブラスト処理は、従来技術の鏡面仕上げ処理に比較して容易であり、処理時間が短縮され生産性が向上する。
（２）本発明の適用により、粗面化・加工層上に形成されたＤＬＣ薄膜は、接着面積が大きくなるため、鏡面仕上げ面に形成されたＤＬＣ薄膜に比べて密着力が大きい。
（３）本発明の適用により形成される粗面化・加工層は、キャリア本体表面を加工ブラスト処理して形成されるので、少なくともその表面は加工硬化することに加え、圧縮残留応力も発生するため、該キャリア本体の剛性が上昇する。その結果、キャリア本体の取扱い時に、変形するようなことがなくなり、ハンドリング等が容易になる。
（４）本発明方法によって製造されたキャリアによれば、取扱い時の変形が少ないので、その表面に形成したＤＬＣ薄膜に大きな残留応力が発生しても剥離することがなくなる。その結果、ＤＬＣ薄膜の形成方法として、プラズマＣＶＤ法だけでなく、イオン化蒸着法、アークイオンプレーティング法、プラズマブースター法、など多くの方法を採用することができる。
（５）本発明によれば、取扱い時の変形が少ないキャリアが得られるので、これに取付けたシリコンウエハは、変形に伴う応力を受けにくくなる。そのため、従来のように、取扱い時にシリコンウエハがキャリアから外れるようなことがなくなる。
（６）本発明方法を適用して形成されたＤＬＣ薄膜は、キャリア本体表面の影響を受けて、微視的な凹凸を保ちつつ、シリコンウエハの研磨に必要な平坦度の表面となるようにするため、シリコンウエハを研磨する際に、水スラリ研磨剤に含まれているコロイダルシリカなどの超微粒子（０．０１〜０．１μｍ）が凹部に残留しやすくなる。しかも、このような凹部はＤＬＣ薄膜表面に均等に存在するため、シリコンウエハの研磨効率が向上するのみならず、研磨自身も均等に行われ品質も改善される。
（７）上記加工ブラスト処理は、新しいキャリア本体に対するＤＬＣ薄膜の形成時のみならず、ＤＬＣ薄膜の除去方法としても有効であり、これがそのままＤＬＣ薄膜の再生処理時の前処理としても使用することができ、コスト的に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る被研磨物保持用キャリアの構成について、製造方法の説明に併せて説明する。
（１）金属製キャリア本体表面に粗面化・加工層を形成するための処理
以下は、金属製キャリアとして、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用いた例について説明する。金属製キャリアは、一般に、０．５〜１．０ｍｍ程度の厚さに仕上げられ、その外観は、図１に示したように、大小幾つもの円形または不定形な孔が配設されているものである。このように金属製キャリアは、薄いため、これを持ち運びする際に、大きく湾曲（変形）するという特性がある。
【００１４】
そこで、本発明では、図１に示すキャリア本体の表面に、研削粒子を吹き付ける加工ブラスト処理を施すことにより、該キャリア本体の表面に粗面化・加工層を生成させることにした。この加工ブラスト処理において用いられる上記研削粒子としては、ＪＩＳ Ｒ６１１１規定のＳｉＣなどの炭化物、Ａｌ２Ｏ３などの酸化物、ＴｉＮなどの窒化物等のセラミック粒子（平均粒径３〜８０μｍ）またはこれらとＮｉやＣｏなどとのサーメットを、圧力０．２〜０．５ＭＰａの圧縮空気を用いて吹き付けることにより、下記の粗さを有する粗面化・加工層を形成するようにすることが大切である。
算術平均粗さＲａ：０．０５〜０．８５μｍ
十点平均粗さＲｚ：０．０９〜１．９９μｍ
なお、圧縮空気の圧力が０．２ＭＰａ未満では、加工ブラスト処理の時間が長くなるうえ、均等な粗面が得られにくい。一方、０．５ＭＰａより強い圧力の圧縮空気を用いると金属製キャリア本体が変形するので好ましくない。
【００１５】
また、本発明で適用される好ましい前記加工ブラスト処理とは、前記のセラミック粒子やサーメット粒子、できれば硬質粒子（Ｈｖ：３００〜２０００）を、飛行速度Ｖ：（３０〜１００）ｍ／ｓｅｃ以上の速度で、キャリア本体の表面に６０°〜９０°の角度で吹き付けて、該キャリア本体表面に、微細な凹凸を有する粗面を形成すると共に、圧縮残留応力もしくは加工硬化のいずれか一方が発現した層を形成する処理である。この処理において、吹き付け粒子の硬さがＨｖ：３００未満、もしくはそれの飛行速度が３０ｍ／ｓｅｃ以下では、本発明において望ましい粗面化・加工層の形成ができなくなる場合がある。なお、上記硬質粒子の硬さは、キャリア本体の材質によっても変わるので、一概に規定はできないが、望ましくＨｖ≧９００、そして飛行速度Ｖについては、Ｖ：８０ｍ／ｓｅｃ以上、より好ましくは１００ｍ／ｓｅｃ以上とすることがよい。
【００１６】
本発明において、上記粗さ値（Ｒａ、Ｒｚ、Ｒｓｋ）に着目した理由を説明する。研削粒子の吹き付け面、即ち、加工ブラスト処理によって形成した粗面化・加工層の表面を、触針式粗さ検査機で測定すると、ＲａとともにＲｚも同様に記録することができる。発明者等が行った測定の結果によると、Ｒａは小さくともＲｚは常に大きく、本発明が推奨する表面粗さ範囲内では、ＲｚはＲａの１０倍以上に達するものが多い。
【００１７】
このようなＲｚの高い粗面化・加工層の表面に、ＤＬＣ薄膜を被覆形成すると、図２に示すような状態となる。即ち、加工ブラスト処理した後のステンレス鋼製キャリア本体２１の表面に形成されたＤＬＣ薄膜２４は、非常に薄い膜である。従って、実質的に、Ｒｚを決定づける凸部２３をもつ粗面部に形成されたＤＬＣ薄膜２４は、凸部２５が露出したり、露出しない場合であっても実質的な有効膜厚が得られないこととなる。このため、ＤＬＣ薄膜２４が僅かに摩耗しただけでも凸部２５のみが露出し、この部分がシリコンウエハの研磨作業時に選択的に溶出（シリコンウエハの研磨時に使用される研磨材を含む水スラリ溶液）し、その溶出成分がシリコンウエハの表面に付着して汚染の原因となる。なお、図示の２２は、実質的にＲａで表示される粗さを示している。
【００１８】
本発明では、加工ブラスト処理後に必要に応じ、さらにバフや＃１０００以上の研磨紙を用いて軽く研磨することによって、主に凸部のみを除去して、前記課題を解決することができる。また、バフや研磨紙に代えて、小さな鋼球やガラス球を吹き付けて凸部のみを選択的に消失させる方法であってもよい。
【００１９】
なお、Ｒａを０．０５〜０．８５μｍの範囲に規制する理由は、０．０５μｍ未満では加工ブラスト処理の効果が薄く、一方、０．８５μｍより大きいと、その上に形成されるＤＬＣ薄膜の均一性が欠けるか、成膜条件によっては凸部２５が露出し易く、ＤＬＣ薄膜被覆の効果が乏しくなるからである。
【００２０】
次に、本発明では粗面化・加工層の粗さ特性として、Ｒｓｋ値についても、所定の管理値の範囲内になるようにした。即ち、この粗面化・加工層の粗さについて、その高さ方向のゆがみを示す粗さ曲線のスキューネス値（Ｒｓｋ）を用いて管理することとした。
【００２１】
このＲｓｋ値は、下記式に示すとおり、基準長（Ｉｒ）における高さ（Ｚ（ｘ））の三乗平均を二乗平均率方根の三乗（Ｒｑ３）で割ったもので定義されるものである。
【００２２】
なお、Ｒｓｋ値が、図４に示すように、凸部に対して凹部の部分が広い粗さ曲線では、確立密度関数が凹部の方へ偏った分布となるが、これを正値とし、その逆を負値と定義されているが、本発明ではＲｓｋ値の正負に関係なく、その“ゆがみ”を±１以下に規制することにした。
【００２３】
本発明において、粗面化・加工層の粗さのうち、Ｒｓｋ値を重視する理由は、粗面化・加工層の表面粗さの大小に関係なく、そのＲｓｋ値がＤＬＣ薄膜の表面性状を示す数値と考えられるからである。
【００２４】
例えば、ステンレス鋼基材の表面を電解研磨によって鏡面に仕上げたものと、研削粒子を吹き付ける加工ブラスト処理を施したものについて、これらの表面の表面粗さを測定すると、表１に示すような結果が得られた。
【００２５】
【表１】
【００２６】
表１に示す結果からわかることは、Ｒａ、Ｒｚなどの表面粗さの測定値は、粗さのそのものを示しているが、Ｒｓｋ値については粗さ、というよりもむしろ、測定面の“ゆがみ”を表わしていることがわかる。そこで、発明者らは、その粗さＲａ、Ｒｚに加え、必要に応じてＲｓｋ値をも規制することにしたのである。
【００２７】
また、発明者らの研究によると、本発明に従い、粗面化・加工層上に形成されたＤＬＣ薄膜については、シリコンウエハ研磨用キャリアの性能に大きな影響を与えることがわかった。即ち、Ｒｓｋ値が±１未満を示す粗面化・加工層をもつステンレス鋼製キャリアの表面に被覆形成されたＤＬＣ薄膜は、Ｒｓｋ値の影響を受けてミクロ的な緩やかな“ゆがみ”を持つようになる。この“ゆがみ”の凹部に相当するところに、コロイダルシリカのような微細なシリコンウエハ用研磨材が滞留し、この研磨材粒子が該シリコンウエハの研磨効率を向上させるものと考えられる。とくに、そうした研磨材粒子の滞留部は、ＤＬＣ薄膜全体にわたって均等に分布しているので、シリコンウエハの研磨も単に効率の向上にとどまらず、研磨面全体が均等に研磨されることとなる。
【００２８】
（２）加工ブラスト処理の効果
加工ブラスト処理を施した金属製キャリア本体には、次のような特徴がある。
（ａ）加工ブラスト処理（研削粒子の吹付け処理）によって、キャリア本体の被処理面は、微細な凹凸を有する粗面となるほか、圧縮残留応力が発生するとともに加工硬化するため、キャリア本体の剛性が高まる。その結果、キャリアを運搬したり、取り扱う時に生じる“撓み”や“ねじれ”などの変形が抑えられるようになる。従って、キャリア本体の表面を鏡面仕上げしたものに比べると、その表面に形成したＤＬＣ薄膜に発生する割れや剥離現象による損傷率を低下させることができる。
【００２９】
一方、鏡面仕上げしたキャリア本体表面のＤＬＣ薄膜の場合、鏡面にしたことによって、損傷の発生率が高くなるため、成膜時残留応力を０．５ＭＰａ以下に制限している（例えば、特許文献３）。この点、本発明の方法に従って粗面化・加工層を形成した場合、そのような制約がなくなる。その結果、ＤＬＣ薄膜の形成に当たっては、プラズマＣＶＤ法だけでなく、イオン化蒸着法やアークイオンプレーティング法、プラズマブースター法など多く方法が採用可能になり、ＤＬＣ薄膜施工法の選択肢が多くなる。
【００３０】
（ｂ）なお、図３は、本発明に係る加工ブラスト処理を施したＳＵＳ３０４鋼製キャリア本体の表面と電解研磨、ポリッシング（バフ研磨）などの鏡面研磨したキャリア本体の表面を電子顕微鏡で観察した結果を示したものである。本発明に適合する加工ブラスト処理面（ａ）は、微細な凹凸が視野の全域にわたって均等に発生している。これに対し、電解研磨面（ｂ）は平滑であり、また、ポリッシング面（ｃ）は、平滑な面に僅かなバフ研磨跡が見られる。
これらの拡大写真から明らかなように、本発明に従う方法により形成した加工ブラスト処理面、即ち、粗面化・加工層は、微細な凹凸の存在によって、この表面に形成されるＤＬＣ膜との接合面積が飛躍的に増大しているので、キャリア本体の取扱時に、多少の変形や引張り、圧縮などの負荷が加味されてもＤＬＣ膜が剥離しにくくなることがわかる。
【００３１】
（ｃ）加工ブラスト処理に要する時間は、キャリア本体の表面を鏡面研磨する場合に比較して短いため、作業効率が向上するのに加え、ＤＬＣ薄膜を備えたキャリアを再使用する場合の前処理（古いＤＬＣ薄膜を除去する処理にも使用できる）としても適用可能である。
【００３２】
（３）キャリア本体（基材）について
上述した加工ブラスト処理の効果を上げるためのキャリア本体としては、次のものが考えられる。例えば、ＳＵＳ３０４を代表とする各種ステンレス鋼、チタンおよびチタン合金、アルミニウムおよびその合金、ＳＫ鋼、ＳＫＨ鋼、ＳＵＪ鋼などの特殊鋼などが特に好適である。
【００３３】
（４）ＤＬＣ薄膜の被覆形成方法
研削粒子を吹き付けて形成したキャリア本体の粗面化・加工層の表面に、ＤＬＣ薄膜を被覆形成する方法としては、イオン化蒸着法、アークイオンプレーティング法、プラズマブースター法および高周波・高電圧パルス重畳型プラズマＣＶＤ法（以下、単に「プラズマＣＶＤ法」という）などの方法が有利に適合する。以下、プラズマＣＶＤ法について説明する。
【００３４】
図５は、前述のような処理を経て粗面化・加工層が形成されたキャリアの表面に、ＤＬＣ薄膜を被覆形成するために用いられるプラズマＣＶＤ装置の略線図である。プラズマＣＶＤ装置は、主として、接地された反応容器４１と、この反応容器４１内に高電圧パルスを印加するための高電圧パルス発生電源４４、被処理体（以下、「キャリア本体」という）４２の周囲に単価水素系ガスプラズマを発生させるためのプラズマ発生電源４５が配設されているほか、導体４３およびキャリア本体４２に高電圧パルスおよび高周波電圧の両方を同時に印加するための重畳装置４６が、高電圧パルス発生電源４４とプラズマ発生電源４５との間に介装配置されている。なお、導体４３およびキャリア本体４２は、高電圧導入部４９を介して重畳装置４６に接続されている。
【００３５】
このプラズマＣＶＤ装置は、反応容器４１内に成膜用の有機系ガスを導入するためのガス導入装置（図示せず）および、反応容器４１を真空引きする真空装置（図示せず）が、それぞれバルブ４７ａおよび４７ｂを介して反応容器４１に接続される。
【００３６】
このプラズマＣＶＤ装置を用いて、キャリア本体４２の表面にＤＬＣ薄膜を成膜させるには、まず、キャリア本体４２を反応容器４１内の所定位置に設置し、真空装置を稼動させて該反応容器４１内の空気を排出して脱気した後、ガス導入装置によって有機系ガスを該反応容器４１内に導入する。
【００３７】
次いで、プラズマ発生用電源４５からの高周波電力をキャリア本体４２に印加する。なお、反応容器４１は、アース線４８によって電気的に中性状態にあるため、キャリア本体４２は、相対的に負のプラズマ中のプラスイオンは、負に帯電したキャリア本体４２のまわりに発生することになる。
【００３８】
そして、高電圧パルス発生装置４４からの高電圧パルス（負の高電圧パルス）をキャリア本体４２に印加すると、炭化水素系導入ガスプラズマ中のプラスイオンは、該キャリア本体４２の表面に誘引吸着される。このような処理によって、キャリア本体４２の表面に、ＤＬＣ薄膜が生成して薄膜が形成される。即ち、反応容器４１内では、最終的には炭素と水素を主成分とするアモルファス状炭素水素固形物からなるＤＬＣ薄膜が、被処理体４２のまわりに気相析出し、該キャリア本体４２表面を被覆するようにして皮膜形成するものと考えられる。
【００３９】
発明者等は、上記プラズマＣＶＤ装置により、被処理体表面に形成されるアモルフアス状炭素水素固形物からなるＤＬＣ薄膜の層は、以下の（ａ）〜（ｄ）のプロセスを経て形成されるものと推測している。
【００４０】
（ａ）導入された炭化水素ガスのイオン化（ラジカルと呼ばれる中性な粒子も存在する）がおこり、
（ｂ）炭化水素ガスから変化したイオンおよびラジカルは、負の電圧が印加されたキャリア本体４２の表面に衝撃的に衝突し、
（ｃ）衝突時のエネルギーによって、結合エネルギーの小さいＣ−Ｈ間が切断され、その後、活性化されたＣとＨが重合反応を繰り返して高分子化し、炭素と水素を主成分とするアモルファス状の炭素水素固形物を気相析出し、
（ｄ）そして、上記（ｃ）の反応が起こると、キャリア本体４２表面に、アモルファス状炭素水素固形物の堆積層からなるＤＬＣ薄膜が形成されることになる。
【００４１】
なお、この装置では、高電圧パルス発生電源４４の出力電力を、下記（ａ）〜（ｄ）のように変化させることによって、キャリア本体４２に対して金属等のイオン注入を実施することもできる。
（ａ）イオン注入を重点的に行う場合：１０〜４０ｋＶ
（ｂ）イオン注入と皮膜形成の両方を行う場合：５〜２０ｋＶ
（ｃ）皮膜形成のみを行う場合：数百Ｖ〜数ｋＶ
（ｄ）スパッタリングなどを重点的に行う場合：数百Ｖ〜数ｋＶ
【００４２】
また、前記高電圧パルス発生源４４では、
パルス幅：１μｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃ
パルス数：１〜複数回のパルスを繰り返すことも可能である。
【００４３】
また、プラズマ発生用電源４５の高周波電力の出力周波数は、数十ｋＨｚから数ＧＨｚの範囲で変化させることができる。
【００４４】
このプラズマＣＶＤ処理装置の反応容器４１内に導入させる成膜用有機系ガスとしては、以下の（イ）〜（ハ）に示すような炭素と水素からなる炭化水素系ガス、およびこれにＳｉ、Ａｌ、ＹおよびＭｇなどのいずれか１種のものが添加された金属有機化合物を用いる。
【００４５】
（イ）常温（１８℃）で気相状態のもの
ＣＨ４、ＣＨ２ＣＨ２、Ｃ２Ｈ２、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ３、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３
（ロ）常温で液相状態のもの
Ｃ６Ｈ５ＣＨ３、Ｃ６Ｈ５ＣＨ２ＣＨ、Ｃ６Ｈ４（ＣＨ３）２、ＣＨ３（ＣＨ２）４ＣＨ３、Ｃ６Ｈ１２、Ｃ６Ｈ４Ｃｌ
（ハ）有機Ｓｉ化合物（液相）
（Ｃ２Ｈ５Ｏ２）４Ｓｉ、（ＣＨ３Ｏ）４Ｓｉ、［（ＣＨ３）４Ｓｉ］２Ｏ
【００４６】
上記の反応容器４１内への導入ガスは、常温で気相状態のものは、そのままの状態で反応容器４１内に導入できるが、液相状態の化合物はこれを加熱してガス化させ、そのガス（蒸気）を反応容器４１内へ供給することによってＤＬＣ薄膜を形成することができる。
【００４７】
（５）本発明方法に従い形成されたＤＬＣ薄膜
上記のように粗面化・加工層を設けてなるキャリア表面に形成するＤＬＣ薄膜は、次に示すような特性を有する。
（ａ）前記ＤＬＣ薄膜を構成する炭素と水素含有量の比率
ＤＬＣ薄膜は、硬く耐摩耗性に優れているものの柔軟性に欠ける特性がある。このため、キャリア本体のように全体が大きくかつ薄い金属等でつくられ、しかも大小さまざまな孔が複数個設けられているものに対し、ＤＬＣ薄膜を被覆すると、キャリアの持ち運び時に大きく湾曲したり変形したときに、延性に乏しいＤＬＣ薄膜にクラックが発生したり、ときには剥離することがある。この対策として、本発明ではＤＬＣ薄膜を構成する炭素と水素の割合に注目し、特に、水素含有量を全体の１２〜３０原子％（ａｔ％）に制御することによって、ＤＬＣ薄膜に耐磨耗性とともに柔軟性を付与することとした。具体的には、このＤＬＣ薄膜中に含まれる水素含有量を１２〜３０原子％（ａｔ％）とし、残部を炭素含有量とした。このような組成のＤＬＣ薄膜を形成するには、成膜用の炭化水素系ガス中に占める水素含有量の異なる化合物を混合することによって果すことができる。
【実施例】
【００４８】
（実施例１）
この実施例では、ＳＫ鋼基材の表面を鏡面仕上したものと、加工ブラスト処理によって各種の表面粗さに仕上げられた粗面化・加工層に対して、直接、膜厚の異なるＤＬＣ薄膜を形成した。次いで、これらの試験片を塩水噴霧試験に供して、基材の表面粗さとＤＬＣ薄膜の耐食性を調査した。
【００４９】
（１）供試基材
供試基材はＳＫ鋼（ＳＫ６０の焼きなまし材）とし、この基材から幅５０ｍｍ×長さ７０ｍｍ×厚さ２ｍｍの試験片を作成した。その後、その試験片の全面に対して前処理として下記の加工ブラスト処理を実施したものについての表面粗さを示す。
（イ）加工ブラスト処理 Ｒａ：０．０５〜０．７４μｍ、Ｒｚ：０．０９〜５．５５μｍ
（ロ）参考のために、鏡面仕上げに当たる以下の実験も行ったので併記する。
ａ．電解研磨 Ｒａ：０．０１３〜０．０１４μｍ Ｒｚ：０．１４〜０．１６μｍ
ｂ．バフ研磨 Ｒａ：０．０１５μｍ Ｒｚ：０．２０μｍ
なお、加工ブラスト処理は、研削粒子として粒径範囲５〜８０μｍのＳｉＣを用い、これを０．３ＭＰａの圧縮空気を用いて吹き付けたものである。
【００５０】
（２）ＤＬＣ薄膜の形成方法と膜厚
ＤＬＣ薄膜の形成にはプラズマＣＶＤ法を用い、全ての試験片に対して、ＳｉＯ２：０．８原子％を含む０．５〜２０μｍ厚のＤＬＣ薄膜を形成させた。
【００５１】
（３）試験方法およびその条件
ＤＬＣ薄膜を形成させた試験片をＪＩＳ Ｚ２３７１規定の塩水噴霧試験に９６時間供し、試験後のＤＬＣ薄膜表面に発生する赤さびの有無を調査した。
【００５２】
（４）試験結果
試験結果を表２に要約した。この結果から明らかなように、加工ブラスト処理によって粗面化した基材上に形成した試験片のＤＬＣ薄膜では、表面粗さの影響を受け、Ｒａ値またはＲｚ値より薄いＤＬＣ薄膜（Ｎｏ．６、７、８、９）では耐食性が十分でなく、赤さびの発生がみられた。一方で、加工ブラスト処理面上のＤＬＣ薄膜を表面粗さＲｚ値よりも厚く成膜したもの（Ｎｏ．１〜８）では赤さびの発生はなく、十分な耐食性を発揮することが確認できた。
【００５３】
これに対し、参考例として示す、鏡面に等しい電解研磨面（Ｎｏ．１０、１１）やバフ研磨面（Ｎｏ．１２）の表面に形成したＤＬＣ薄膜試験片は、０．５μｍの膜でも赤さびの発生はなかった。
【００５４】
これらの試験結果から、加工ブラスト処理による基材表面の粗さを、Ｒａ：０．０５〜０．７４μｍ、Ｒｚ：０．０９〜０．９５μｍの範囲であれば、ＤＬＣ薄膜の厚さを０．５〜２０μｍの範囲内とすること、また、Ｒａ：０．７４μｍ、Ｒｚ：１．９９μｍの粗さではＤＬＣ薄膜の厚さを２．０〜２０μｍとしてＲｚ値より大きくすると、基材成分が溶出することのない皮膜形成が可能になることがわかる。
【００５５】
【表２】
【００５６】
以上の結果から、参考例として示す、鏡面状態にある電解研磨やバフ研磨と同じく、加工ブラスト処理を行って粗面化・加工層とした場合であっても、少なくともＲｚ粗さ値よりも大きく２０μｍ以下の厚さのＤＬＣ薄膜を形成すれば、膜の耐食性に関しては、従来の鏡面にしたものと全く遜色のない表面になることがわかった。
【００５７】
（実施例２）
この実施例では、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）基材の表面に、水素含有量を変化させたＤＬＣ薄膜を形成し、その水素含有量と基材の曲げ変形に対する抵抗およびその後の耐食性の変化について調査した。
【００５８】
（１）供試基材およびＤＬＣ薄膜の性状
供試試験片はステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）とし、この基材から寸法幅１５ｍｍ×長さ７０ｍｍ×厚さ１．８ｍｍの試験片を作成した。その後、この供試基材の全面に対し、加工ブラスト処理を施してＲａ：０．０５〜０．２１μｍ、Ｒｚ：０．１〜０．９９μｍの粗面化処理を行い、その粗面化・加工層における水素含有量が５〜５０原子％で、残部が炭素成分である試験片を、１．５μｍ厚に形成した。
（２）試験方法およびその条件
ＤＬＣ薄膜を形成させた試験片を中から１８０°に曲げ変形を与え（Ｕベンド形状）曲げ部のＤＬＣの外観状況を２０倍の拡大鏡で観察した。またその観察後の曲げ試験片を１０％ＨＣｌ水溶液中に浸漬し、室温２１℃で４８時間放置し、ＨＣｌ水溶液の中に溶出するイオンによる色調の変化を調べた。
（３）試験結果
表３に試験結果を要約した。この試験結果から明らかなように、水素含有量の少なくないＤＬＣ皮膜は（試験片Ｎｏ．１、２、３）は１８０°の変形を与えるとクラックを発生したり、微小な面積であるが局所的に膜の脱落が見受けられた。これらのＤＬＣ薄膜は柔軟性に乏しいことが確認された。一方、曲げ試験後の試験片を１０％ＨＣｌ中に浸潰すると、クラックを発生したＤＬＣ薄膜（Ｎｏ．３）は、基材質のステンレス鋼から金属イオン（鉄を主成分とし、少量のＣｒとＮｉを含む）が溶出し、ＨＣｌ水溶液は無色透明から黄緑色に変化した。これに対して水素含有量を１．５〜５９原子％含むＤＬＣ薄膜（Ｎｏ．４〜８）を浸漬したＨＣｌ水溶液は、無色透明を維持しており、９０°の変形を与えても柔軟性を有する膜は形成初期の状態を保っていることがわかった。
ただし、ＤＬＣ薄膜は、その中の水素含有量が多くなるほど軟質化するとともに、品質管理が困難となるので、本発明では水素含有量１３〜３０原子％の範囲を採用することとした。
【００５９】
【表３】
【００６０】
（実施例３）
この実施例では、ＳＫ鋼製基材の表面を鏡面仕上げしたものと、本発明にかかる加工ブラスト処理を施した粗面化・加工層を有する試験片の全面に対して各種の方法によってＤＬＣ薄膜を形成した。次いで、この試験片１８０°曲げ試験および塩水噴霧試験を行い、ＤＬＣ薄膜の曲げ変形に対する抵抗性と耐食性を調査した。
【００６１】
（１）供試基材とその表面処理
供試基材はＳＫ鋼（ＳＫ６０焼きなまし材）とし、この基材から幅１５ｍｍ×長さ７０ｍｍ×厚さ１．８ｍｍの試験片を作成した。その後この試験片の全面に対し、バフ研磨と加工ブラスト処理を行った。それぞれの処理後の粗さは下記の通りであった。
（イ）バフ研磨面の表面粗さ Ｒａ：０．０２〜０．０８ Ｒｚ：０．６６〜０．８１
（ロ）加工ブラスト処理面の表面粗さ Ｒａ：０．０５〜０．８１ Ｒｚ：０．７２〜０．８８
（２）ＤＬＣ薄膜の形成方法
ＤＬＣ薄膜を形成させる試験片を、中央を基点として１８０°に曲げ（Ｕベンド形状）、その曲げ部のＤＬＣ薄膜の外観状況を２０倍の拡大鏡で観察した。また観察後の試験片をそのままの状態でＪＩＳ Ｚ２３７１規定の塩水噴霧試験に９６ｈｒ暴露して、ＤＬＣ薄膜の変化を調べた。
（４）試験結果
表４に試験結果を要約した。この試験結果から明らかなように、試験片の表面をバフ研磨し、その上にＤＬＣ薄膜を形成したもの（Ｎｏ．１、３、５、７）はいずれもクラックを発生したり、微小ながらＤＬＣ薄膜の剥離も認められた。ただＮｏ．７のプラズマＣＶＤ法で形成されたＤＬＣ薄膜のみクラックの発生は非常に少なく、基材との密着性は良好であった。
【００６２】
一方、曲げ試験後に実施した塩水噴霧試験結果によると、ＤＬＣ薄膜にクラックや剥離が認められた試験片は全て赤さびが発生し、クラックが基材まで達して防食作用を消失している状況が観察された。これに対して曲げ試験によっても健全な状態を維持していた試験片は塩水噴霧試験においても赤さびを発生することなく、優れた耐食性を発揮した。この結果から本発明に係るＤＬＣ薄膜はプラズマＣＶＤ法に限定されず、他の既存のＤＬＣ薄膜形成法に対して適用可能であることが確認された。
【００６３】
【表４】
【００６４】
（実施例４）
この実施例では、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を基材とし、加工ブラスト処理面と鏡面研磨面とのそれぞれにＤＬＣ薄膜を形成した後、そのＤＬＣ薄膜の密着強さを評価した。
【００６５】
（１）供試基材と前処理
供試基材としてステンレス鋼から幅２５ｍｍ×長さ３０ｍｍ×厚さ３ｍｍの試験片を切り出した後、下記の前処理を施した。
（イ）電解研磨：Ｒａ：０．０１〜０．０１４μｍ、Ｒｚ：０．１１〜０．１５μｍ
（ロ）加工ブラスト処理：Ｒａ：０．０５〜０．７５μｍ、Ｒｚ：０．１１〜０．９６μｍ
（２）ＤＬＣ薄膜の形成方法と膜厚
ＤＬＣ薄膜の形成には、プラズマＣＶＤ法を用い、すべての試験片に対して膜厚２μｍのＤＬＣ薄膜を形成した。
（３）試験方法
基材に対するＤＬＣ薄膜の密着性は、塗膜の密着力性試験として汎用されている描画試験を応用した。すなわち、一定の荷重を負荷したダイヤモンド針でＤＬＣ薄膜に直線の切り傷を付け、このときに発生するＤＬＣ薄膜の剥離の有無とその程度によって密着力を判定した。
（４）試験結果
試験結果を表５に要約した。この結果から明らかなように、本発明にかかる加工ブラスト処理を施して粗面化・加工層を形成したＤＬＣ薄膜（Ｎｏ．１、２）はダイヤモンド針によって引掻き疵は発生するものの、ＤＬＣ薄膜の剥離はほとんど発生しない。これに対して鏡面仕上げ面に形成したＤＬＣ薄膜（Ｎｏ．３、４）では、引掻き傷の周辺に位置するＤＬＣ薄膜が大きく剥離した。これらの結果から、加工ブラスト処理による基材表面の粗面化処理はＤＬＣ薄膜の密着性向上に効果があることが確認された。なお、図６は、ＤＬＣ薄膜の密着性試験後の外観状況を示したものである。
【００６６】
【表５】
【００６７】
（実施例５）
この実施例では、先に図１に示したＳＵＳ３０４鋼のキャリア本体を用いて、直径２００ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのＳｉウエハを研磨して、本発明の効果を実証した結果である。キャリア本体の全面に対して、下記の前処理とＤＬＣ膜を形成した。
【００６８】
（１）本発明に係る前処理とＤＬＣ膜
加工ブラスト処理によって、キャリア本体を表面をＲａ：０．０８〜０．１１μｍ、Ｒｚ：０．８２〜０．９４μｍの粗面化を行った後、その上にＤＬＣ膜を３μｍ厚に形成した。ＤＬＣ膜中に水素含有量は１４原子％、残部は炭素である。
（２）比較例の前処理とＤＬＣ膜
パフ研磨によって、キャリア本体の表面をＲａ：０．０２〜０．１１μｍ、Ｒｚ：０．１２〜０．１７μｍの鏡面に仕上げた後、その上に本発明と同質のＤＬＣ膜を３μｍ厚に皮膜した。
（３）試験結果
研磨剤として、コロイダイシリカを研磨材とする水スラリを用い、Ｓｉウエハの研磨を行った結果、本発明のＤＬＣ膜を形成したキャリア本体を用いた場合は、Ｓｉウエハの表面をＲａ０．０１μｍに仕上げるのに約２５分で終了したのに対し、比較例のＤＬＣ膜を被覆したキャリア本体では６５分を要した。また、比較例のＤＬＣ膜を形成したキャリア本体で研磨したＳｉウエハの研磨面にはスクラッチ状の疵の発生は認められなかった。
【００６９】
（実施例６）
この実施例では、先に図１に示したキャリアおよびＳｉウエハの研磨条件におけるキャリア本体のＲｓｋ値の影響を調査した。
キャリア本体の全面に対して、下記の前処理とＤＬＣ膜を形成した。
【００７０】
（１）本発明に係る前処理とＤＬＣ膜の性状
加工ブラスト処理によって、キャリア本体を表面をＲａ：０．０８〜０．１１μｍ、Ｒｚ：０．８３〜０．９５μｍの粗面化し、同時に計測したＲｓｋ値が±０．４〜０．８の範囲にあることを確認した。その後、この表面に本発明に係るＤＬＣ膜を３μｍ厚に形成した。
（２）比較例の前処理とＤＬＣ膜の性状
バフ研磨によって研磨したキャリア本体の表面粗さはＲａ：０．０１３〜０．０１５μｍ、Ｒｚ：０．２０〜０．２９μｍかつＲｓｋ値は＋１以上の範囲にあった。この表面に本発明と同じＤＬＣ膜を３μｍ厚に形成した。
（３）試験結果
コロイダルシリカを研磨材とする水スラリ研磨剤を用いて、Ｓｉウエハの研磨を行った結果、本発明のＤＬＣ膜を形成したキャリア本体を用いた場合、Ｓｉウエハの表面をＲａ０．０１μｍに仕上げるのに約２３分で終了するとともに、研磨面の平行度は管理値の範囲にあり、非常に精度よく研磨されていた。これに対して、比較例のＤＬＣ膜を形成したキャリア本体を用いた場合には、所定の研磨面を得るための時間に３０分を要するうえ、研磨面の平行度も低下しバラツキが認められた。
【００７１】
（実施例７）
この実施例では、加工ブラスト処理面によって粗面化されたキャリア本体の剛性向上を定性的に調査するため実験を行った。
【００７２】
（１）供試基材と試験片
供試基材としてステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用い、これらを幅３０ｍｍ×長さ２００ｍｍ×厚さ１ｍｍの試験片を切り出した。
（２）試験片に対する加工ブラスト処理
試験片の片面に対して、次に示すような加工ブラスト処理を行ったが、比較用の試験片として、電解研磨したステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用いた。
（イ）加工ブラスト処理によって、基材表面の粗さＲａ：０．０５〜０．７４μｍ、Ｒｚ：０．５５〜０．９５μｍに粗面化されたもの
（ロ）電解研磨によって、Ｒａ：０．０１３μｍ、Ｒｚ：０１６μｍに鏡面仕上げされたもの
（３）試験方法
供試各種試験片を図７に示すように、試験片の一端を固定し、一方の先端部に１０００gの分銅を乗せ、その重みで垂れ下がる試験片先端の変化幅を測定した。
（４）試験結果
試験結果を表６に要約した。この結果から明らかなように、加工ブラスト処理によって粗面化された試験片（Ｎｏ．１〜４）は、鏡面化された比較例の試験片に比べて変位幅が少なく、変形しにくいことが認められた。
【００７３】
【表６】
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係るＤＬＣ薄膜形成技術ならびに金属製キャリア本体の粗面化、即ち、加工ブラスト処理技術とＤＬＣ薄膜の性状は、Ｓｉ、ＧＡＰなどの半導体ウエハの研磨だけに限定されるものではなく、液晶ディスプレイガラス、ハードディスクなどの研磨技術として応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】シリコンウエハ研磨用金属製キャリア本体の平面図である。
【図２】金属製キャリア本体を加工ブラスト処理した表面の粗さと、その上に形成したＤＬＣ薄膜の断面模式図であり、（ａ）は、Ｒｚより薄いＤＬＣ薄膜が形成された場合、（ｂ）は、Ｒｚより厚いＤＬＣ薄膜が形成された場合である。
【図３】キャリ本体表面に対して、各種の前処理を施した加工面のＳＥＭ写真である。
【図４】加工ブラスト処理面の表面粗さ表示におけるスキューネス値（Ｒｓｋ）を示す模式図である。
【図５】シリコンウエハの研磨用キャリア本体にＤＬＣ薄膜を形成するためのプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
【図６】引掻き試験部後のＤＬＣ薄膜表面状態を示す拡大写真である。
【図７】加工ブラスト処理したＳＵＳ３０４鋼の剛性を試験した状況の概略図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ シリコンウエハの保持孔
２ 研磨材の供給孔
３ 外周歯
４ 抜き孔
５ ＤＬＣ薄膜を形成するキャリアの表面
２１ キャリア本体
２２ Ｒａで表示される粗さ
２３ Ｒｚで表示される粗さ
２４ ＤＬＣ薄膜
２５ ＤＬＣ薄膜で被覆できなかったＲｚで表示される粗さの凸部
４１ 反応容器
４２ 被処理体（キャリア本体）
４３ 導体
４４ 高電圧パルス発生源
４５ プラズマ発生源
４６ 重畳装置
４７ａ、４８ｂ バルブ
４８ アース線
４９ 高電圧導入端子
６１ 基材
６２ ＤＬＣ薄膜
６３ ＳｉＯ２粒子を含むＤＬＣ薄膜
６４ コロイダルシリカを含む水スラリ研磨剤
６５ 残留したコロイダルシリカ粉末
【技術分野】
【０００１】
〔技術分野〕
本発明は、研磨布を取付けた上下一対の定盤の間に、半導体素子の基板となるシリコンウエハーなどの被研磨物を挟持し、圧接しながら研磨布または被研磨物のいずれか、あるいは両者を摺動させることによって、該シリコンウエハの表面を研磨するために用いられる被研磨物保持用キャリアの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体工業などの分野では、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、アルミニウム製磁気ディスク基板、ガラス製磁気ディスクなどの製造プロセスにおいて、これらの部材表面を精密に研磨する処理工程がある。この処理においては、シリコンウエハなどの被研磨物を研磨する際に、被研磨物を保持するための、保持孔を有し外周縁部には両面研磨加工機のインターナルギアやサンギアと噛み合う外周歯を備えたキャリアを用いるのが普通である。
【０００３】
例えば、図１は、シリコンウエハを研磨する際に用いられる円板状のキャリア（ホルダーとも呼ばれる）Ｃの外観を示したものである。ここで１は、シリコンウエハの保持孔であって、該シリコンウエハの形状に合わせて複数個が設けられる。２は、微細な研磨粒子を懸濁させた水スラリかなる研磨剤供給孔であって、やはり複数個が設けられる。３は、キャリアＣの外周部に設けられた外周歯である。４は、キャリアＣそのものの重量を軽減するための種々の形状の抜き孔である。
【０００４】
このキャリアＣは、そもそも、このシリコンウエハ自体が非常に薄い（０．５から１ｍｍ未満）ため、キャリア本体もまた薄い材料で製作されていることに加え、シリコンウエハとともに一緒に研磨されることになるため、耐磨耗性に優れること必要である。また、最近のシリコンウエハは、直径１２インチ（約３０ｃｍ）の大型ものが出現し、しかも１基のキャリアＣに複数個のシリコンウエハを取り付けてあり、キャリアＣの大きさは、直径が１ｍを超えるような大型のものもある。このような大型のキャリアＣは、その取扱い時に大きな変形応力が加わるため、シリコンウエハが、破損したり脱落することが多いという問題があった。しかも、シリコンウエハの研磨時には、キャリア本体も研磨されることから、このときに発生する微細な粒子がシリコンウエハの純度低下の原因となっていた。とくに、高品質のシリコンウエハが求められている今日では、研磨によってキャリア本体から溶出する微量の金属イオンの存在さえ忌避される状況にあり、キャリア本体の材質の検討や表面処理皮膜の開発も重要な検討課題となっている。
【０００５】
上記のようなキャリアの課題を解決するため、従来、キャリアについて次に示すような提案がなされている。例えば、特許文献１、２では、ガラス繊維強化プラスチックを用いたものが開示され、また、特許文献３では、ステンレス鋼、ＳＫＨ鋼、ＳＫＤ鋼、ＳＵＪ鋼などの金属材料を用いたものが開示されている。
【０００６】
また、特許文献４には、キャリア表面にセラミックコーティングを施した金属製キャリアが開示され、特許文献５には表面に金属めっきを被覆したＳＫ鋼製キャリアが開示されている。さらに特許文献６には、金属製キャリアの表面にセラミック粒子を溶着した後、その上にＤＬＣ薄膜（ダイヤモンド・ライク・カーボンの薄膜）を被覆する技術が開示され、そして、特許文献３、７では、金属製キャリアの表面に直接、そのＤＬＣ薄膜を形成する技術を提案している。
【特許文献１】特開２００１−０３８６０９号公報
【特許文献２】特開平１１−０１０５３０号公報
【特許文献３】特許第３９７４６３２号公報
【特許文献４】特開平４−２６１７７号公報
【特許文献５】特開２００２−０１８７０７号公報
【特許文献６】特開平１１−０１０５３０号公報
【特許文献７】特開２００５−２５４３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上掲の従来技術のうち、特許文献３、７に開示されている、所謂、金属製キャリア本体の表面にＤＬＣ薄膜を被覆形成する方法では、該キャリア本体の表面をポリッシングすること、即ち、鏡面仕上げ処理したものが用いられている。このことは、これらの特許文献３、７に開示のキャリア本体は、その表面に形成するＤＬＣ薄膜の厚さが、０．１μｍ〜２０μｍと極めて薄いことから、基材表面を鏡面に仕上げる必要があったことを意味している。即ち、これらの技術の場合、ポリッシングと称される鏡面仕上げ処理をしておかないと、０．１μｍ程度であるＤＬＣ薄膜を均等に被覆形成することができないからである。
【０００８】
ただし、発明者らの研究によると、鏡面仕上げしたキャリア本体の場合、その鏡面上にＤＬＣ薄膜を形成すると、次のような問題があることがわかった。
（１）キャリア本体表面の鏡面仕上げには、多くの作業時間を要し、コストアップとなる。特に０．１μｍ厚さのＤＬＣ薄膜を形成する際、僅かな研磨疵が存在しても、その箇所がＤＬＣ薄膜の欠陥原因となることが多い。
（２）ＤＬＣ薄膜は、炭化水素系のガスから生成する炭素と水素を主成分とするアモルファス状の固形物であるから、成膜時に大きな残留応力を内蔵しており、膜剥離が起りやすいという問題がある。とくに、板厚の薄いキャリア本体の表面が鏡面だと、該キャリア本体が大きな変形応力を受けるので、この本体表面に被覆したＤＬＣ薄膜の場合、よけいに剥離しやすくなる。この点、特許文献３では、ＤＬＣ薄膜の残留応力を０．５ＭＰａ以下に制限することを提案しているが、このような低残留応力のＤＬＣ薄膜の形成、それにはプラズマＣＶＤ法の適用が条件となることを明らかにしている。
（３）ＤＬＣ薄膜のみを再成させる場合、残存するＤＬＣ薄膜の除去が困難な上に、さらに鏡面仕上げをしていくために長時間を要し、作業能率の低下を招いて、製品のコストアップを招く。
（４）また、従来のＤＬＣ薄膜は、水に濡れにくい疎水性を示すため、水スラリー状の研磨剤（例えば、コロイダルシリカを分散させた水）が膜表面に均等に分散されず、シリコンウエハ表面に対しても不均等に接触するため、研磨面の仕上げ精度が落ちることが指摘されている。即ち、研磨面が局所的となって、均等な鏡面が得られず、研磨面の平行度（平坦度）が低下するので、所定の研磨面に仕上げるのに長時間を要するという問題がある。
（５）このように、最近のキャリアは大型化している上、薄い金属で製作されており、さらに大小さまざまな孔を多数配設しているため、その取扱い時に大きく変形することが避けられず、ＤＬＣ薄膜に割れや局部剥離が発生しやすいという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従来技術が抱えている前記課題を解決するために鋭意研究した結果、発明者らは、以下に述べるような知見を得た。
（１）キャリア本体の表面を鏡面仕上げせず、逆に、研削粒子を吹き付けて何らかの表面改質を行う処理（以下、「加工ブラスト処理」という）を行って、該表面を粗面化すると同時に、該表面に応力付加や加工硬化を起させて粗面化・加工層にした上でＤＬＣ薄膜を被覆形成すると、膜の付着力を向上させることができる。
（２）キャリア本体表面は、上記加工ブラスト処理によって、キャリア本体に圧縮残留応力を付加もしくは加工硬化させることができ、このことによってキャリア本体の剛性を高めることができ、キャリア本体の変形度を小さくすることができる。
（３）粗面化・加工層を有するキャリア本体上に形成したＤＬＣ薄膜は、その粗面化・加工層の影響を受けて、ミクロ的には緩やかな凹凸が形成されることから、シリコンウエハ研磨時には研磨材粒子が凹部に滞留することになって研磨効率が向上する。
（４）アモルファス状の固形膜からなるＤＬＣ薄膜は、水素含有量を１２〜３０ａt％（原子％）に制御することによって、ＤＬＣ薄膜自体に耐磨耗性とともに柔軟性を付与され、キャリア本体の変形に追随可能な膜質となる。
【００１０】
本発明は、金属製キャリア本体の表面に、研削粒子を吹き付けて加工ブラスト処理を行うことにより粗面化・加工層を形成し、その粗面化・加工層の表面に、ＤＬＣ薄膜を被覆形成することを特徴とする被研磨物保持用キャリアの製造方法である。
【００１１】
なお、本発明の被研磨物保持用キャリアの製造方法においては、
（１）前記粗面化・加工層は、粒径が３〜８０μｍの、炭化物、酸化物および窒化物のいずれか少なくとも１種および／またはこれらのサーメットから選ばれる研削粒子を、Ｒａ値で０．０５〜０．８５μｍ、Ｒｚ値で０．０９〜１．９９μｍの凹凸を付与してなる粗面化層であると同時に、圧縮残留応力の付加もしくは加工硬化のいずれか少なくとも一方が発現した加工層でもあること、
（２）前記粗面化・加工層は、表面粗さＲｓｋ値が±１未満の範囲の粗さを有すること、
（３）前記ＤＬＣ薄膜は、前記粗面化・加工層の粗さＲｚ値（０．０９〜１．９９μｍ）を超え、２０μｍ以下の膜厚を有すること、
（４）前記加工ブラスト処理は、粒径が３〜８０μｍの、炭化物、酸化物および窒化物のいずれか少なくとも１種および／またはこれらのサーメットから選ばれる研削粒子を、０．２〜０．５ＭＰａの圧縮空気を用いて、金属製キャリア本体の表面に対して、６０〜９０°の角度で吹付ける処理であること、
（５）前記ＤＬＣ薄膜は、水素含有量が１３〜３０原子％で残部が炭素からなるものであること、
（６）前記ＤＬＣ薄膜は、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、イオンプレーティング法のいずれか一種の方法により、キャリア本体の表面に被覆形成すること、
（７）前記ＤＬＣ薄膜は、炭化水素系ガスから気相析出させた、炭素と水素の固形物皮膜からなること、
が好ましい解決手段である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る上記の技術的手段を採用することによって、次のような効果が得られる。
（１）本発明において採用される加工ブラスト処理は、従来技術の鏡面仕上げ処理に比較して容易であり、処理時間が短縮され生産性が向上する。
（２）本発明の適用により、粗面化・加工層上に形成されたＤＬＣ薄膜は、接着面積が大きくなるため、鏡面仕上げ面に形成されたＤＬＣ薄膜に比べて密着力が大きい。
（３）本発明の適用により形成される粗面化・加工層は、キャリア本体表面を加工ブラスト処理して形成されるので、少なくともその表面は加工硬化することに加え、圧縮残留応力も発生するため、該キャリア本体の剛性が上昇する。その結果、キャリア本体の取扱い時に、変形するようなことがなくなり、ハンドリング等が容易になる。
（４）本発明方法によって製造されたキャリアによれば、取扱い時の変形が少ないので、その表面に形成したＤＬＣ薄膜に大きな残留応力が発生しても剥離することがなくなる。その結果、ＤＬＣ薄膜の形成方法として、プラズマＣＶＤ法だけでなく、イオン化蒸着法、アークイオンプレーティング法、プラズマブースター法、など多くの方法を採用することができる。
（５）本発明によれば、取扱い時の変形が少ないキャリアが得られるので、これに取付けたシリコンウエハは、変形に伴う応力を受けにくくなる。そのため、従来のように、取扱い時にシリコンウエハがキャリアから外れるようなことがなくなる。
（６）本発明方法を適用して形成されたＤＬＣ薄膜は、キャリア本体表面の影響を受けて、微視的な凹凸を保ちつつ、シリコンウエハの研磨に必要な平坦度の表面となるようにするため、シリコンウエハを研磨する際に、水スラリ研磨剤に含まれているコロイダルシリカなどの超微粒子（０．０１〜０．１μｍ）が凹部に残留しやすくなる。しかも、このような凹部はＤＬＣ薄膜表面に均等に存在するため、シリコンウエハの研磨効率が向上するのみならず、研磨自身も均等に行われ品質も改善される。
（７）上記加工ブラスト処理は、新しいキャリア本体に対するＤＬＣ薄膜の形成時のみならず、ＤＬＣ薄膜の除去方法としても有効であり、これがそのままＤＬＣ薄膜の再生処理時の前処理としても使用することができ、コスト的に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る被研磨物保持用キャリアの構成について、製造方法の説明に併せて説明する。
（１）金属製キャリア本体表面に粗面化・加工層を形成するための処理
以下は、金属製キャリアとして、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用いた例について説明する。金属製キャリアは、一般に、０．５〜１．０ｍｍ程度の厚さに仕上げられ、その外観は、図１に示したように、大小幾つもの円形または不定形な孔が配設されているものである。このように金属製キャリアは、薄いため、これを持ち運びする際に、大きく湾曲（変形）するという特性がある。
【００１４】
そこで、本発明では、図１に示すキャリア本体の表面に、研削粒子を吹き付ける加工ブラスト処理を施すことにより、該キャリア本体の表面に粗面化・加工層を生成させることにした。この加工ブラスト処理において用いられる上記研削粒子としては、ＪＩＳ Ｒ６１１１規定のＳｉＣなどの炭化物、Ａｌ２Ｏ３などの酸化物、ＴｉＮなどの窒化物等のセラミック粒子（平均粒径３〜８０μｍ）またはこれらとＮｉやＣｏなどとのサーメットを、圧力０．２〜０．５ＭＰａの圧縮空気を用いて吹き付けることにより、下記の粗さを有する粗面化・加工層を形成するようにすることが大切である。
算術平均粗さＲａ：０．０５〜０．８５μｍ
十点平均粗さＲｚ：０．０９〜１．９９μｍ
なお、圧縮空気の圧力が０．２ＭＰａ未満では、加工ブラスト処理の時間が長くなるうえ、均等な粗面が得られにくい。一方、０．５ＭＰａより強い圧力の圧縮空気を用いると金属製キャリア本体が変形するので好ましくない。
【００１５】
また、本発明で適用される好ましい前記加工ブラスト処理とは、前記のセラミック粒子やサーメット粒子、できれば硬質粒子（Ｈｖ：３００〜２０００）を、飛行速度Ｖ：（３０〜１００）ｍ／ｓｅｃ以上の速度で、キャリア本体の表面に６０°〜９０°の角度で吹き付けて、該キャリア本体表面に、微細な凹凸を有する粗面を形成すると共に、圧縮残留応力もしくは加工硬化のいずれか一方が発現した層を形成する処理である。この処理において、吹き付け粒子の硬さがＨｖ：３００未満、もしくはそれの飛行速度が３０ｍ／ｓｅｃ以下では、本発明において望ましい粗面化・加工層の形成ができなくなる場合がある。なお、上記硬質粒子の硬さは、キャリア本体の材質によっても変わるので、一概に規定はできないが、望ましくＨｖ≧９００、そして飛行速度Ｖについては、Ｖ：８０ｍ／ｓｅｃ以上、より好ましくは１００ｍ／ｓｅｃ以上とすることがよい。
【００１６】
本発明において、上記粗さ値（Ｒａ、Ｒｚ、Ｒｓｋ）に着目した理由を説明する。研削粒子の吹き付け面、即ち、加工ブラスト処理によって形成した粗面化・加工層の表面を、触針式粗さ検査機で測定すると、ＲａとともにＲｚも同様に記録することができる。発明者等が行った測定の結果によると、Ｒａは小さくともＲｚは常に大きく、本発明が推奨する表面粗さ範囲内では、ＲｚはＲａの１０倍以上に達するものが多い。
【００１７】
このようなＲｚの高い粗面化・加工層の表面に、ＤＬＣ薄膜を被覆形成すると、図２に示すような状態となる。即ち、加工ブラスト処理した後のステンレス鋼製キャリア本体２１の表面に形成されたＤＬＣ薄膜２４は、非常に薄い膜である。従って、実質的に、Ｒｚを決定づける凸部２３をもつ粗面部に形成されたＤＬＣ薄膜２４は、凸部２５が露出したり、露出しない場合であっても実質的な有効膜厚が得られないこととなる。このため、ＤＬＣ薄膜２４が僅かに摩耗しただけでも凸部２５のみが露出し、この部分がシリコンウエハの研磨作業時に選択的に溶出（シリコンウエハの研磨時に使用される研磨材を含む水スラリ溶液）し、その溶出成分がシリコンウエハの表面に付着して汚染の原因となる。なお、図示の２２は、実質的にＲａで表示される粗さを示している。
【００１８】
本発明では、加工ブラスト処理後に必要に応じ、さらにバフや＃１０００以上の研磨紙を用いて軽く研磨することによって、主に凸部のみを除去して、前記課題を解決することができる。また、バフや研磨紙に代えて、小さな鋼球やガラス球を吹き付けて凸部のみを選択的に消失させる方法であってもよい。
【００１９】
なお、Ｒａを０．０５〜０．８５μｍの範囲に規制する理由は、０．０５μｍ未満では加工ブラスト処理の効果が薄く、一方、０．８５μｍより大きいと、その上に形成されるＤＬＣ薄膜の均一性が欠けるか、成膜条件によっては凸部２５が露出し易く、ＤＬＣ薄膜被覆の効果が乏しくなるからである。
【００２０】
次に、本発明では粗面化・加工層の粗さ特性として、Ｒｓｋ値についても、所定の管理値の範囲内になるようにした。即ち、この粗面化・加工層の粗さについて、その高さ方向のゆがみを示す粗さ曲線のスキューネス値（Ｒｓｋ）を用いて管理することとした。
【００２１】
このＲｓｋ値は、下記式に示すとおり、基準長（Ｉｒ）における高さ（Ｚ（ｘ））の三乗平均を二乗平均率方根の三乗（Ｒｑ３）で割ったもので定義されるものである。
【００２２】
なお、Ｒｓｋ値が、図４に示すように、凸部に対して凹部の部分が広い粗さ曲線では、確立密度関数が凹部の方へ偏った分布となるが、これを正値とし、その逆を負値と定義されているが、本発明ではＲｓｋ値の正負に関係なく、その“ゆがみ”を±１以下に規制することにした。
【００２３】
本発明において、粗面化・加工層の粗さのうち、Ｒｓｋ値を重視する理由は、粗面化・加工層の表面粗さの大小に関係なく、そのＲｓｋ値がＤＬＣ薄膜の表面性状を示す数値と考えられるからである。
【００２４】
例えば、ステンレス鋼基材の表面を電解研磨によって鏡面に仕上げたものと、研削粒子を吹き付ける加工ブラスト処理を施したものについて、これらの表面の表面粗さを測定すると、表１に示すような結果が得られた。
【００２５】
【表１】
【００２６】
表１に示す結果からわかることは、Ｒａ、Ｒｚなどの表面粗さの測定値は、粗さのそのものを示しているが、Ｒｓｋ値については粗さ、というよりもむしろ、測定面の“ゆがみ”を表わしていることがわかる。そこで、発明者らは、その粗さＲａ、Ｒｚに加え、必要に応じてＲｓｋ値をも規制することにしたのである。
【００２７】
また、発明者らの研究によると、本発明に従い、粗面化・加工層上に形成されたＤＬＣ薄膜については、シリコンウエハ研磨用キャリアの性能に大きな影響を与えることがわかった。即ち、Ｒｓｋ値が±１未満を示す粗面化・加工層をもつステンレス鋼製キャリアの表面に被覆形成されたＤＬＣ薄膜は、Ｒｓｋ値の影響を受けてミクロ的な緩やかな“ゆがみ”を持つようになる。この“ゆがみ”の凹部に相当するところに、コロイダルシリカのような微細なシリコンウエハ用研磨材が滞留し、この研磨材粒子が該シリコンウエハの研磨効率を向上させるものと考えられる。とくに、そうした研磨材粒子の滞留部は、ＤＬＣ薄膜全体にわたって均等に分布しているので、シリコンウエハの研磨も単に効率の向上にとどまらず、研磨面全体が均等に研磨されることとなる。
【００２８】
（２）加工ブラスト処理の効果
加工ブラスト処理を施した金属製キャリア本体には、次のような特徴がある。
（ａ）加工ブラスト処理（研削粒子の吹付け処理）によって、キャリア本体の被処理面は、微細な凹凸を有する粗面となるほか、圧縮残留応力が発生するとともに加工硬化するため、キャリア本体の剛性が高まる。その結果、キャリアを運搬したり、取り扱う時に生じる“撓み”や“ねじれ”などの変形が抑えられるようになる。従って、キャリア本体の表面を鏡面仕上げしたものに比べると、その表面に形成したＤＬＣ薄膜に発生する割れや剥離現象による損傷率を低下させることができる。
【００２９】
一方、鏡面仕上げしたキャリア本体表面のＤＬＣ薄膜の場合、鏡面にしたことによって、損傷の発生率が高くなるため、成膜時残留応力を０．５ＭＰａ以下に制限している（例えば、特許文献３）。この点、本発明の方法に従って粗面化・加工層を形成した場合、そのような制約がなくなる。その結果、ＤＬＣ薄膜の形成に当たっては、プラズマＣＶＤ法だけでなく、イオン化蒸着法やアークイオンプレーティング法、プラズマブースター法など多く方法が採用可能になり、ＤＬＣ薄膜施工法の選択肢が多くなる。
【００３０】
（ｂ）なお、図３は、本発明に係る加工ブラスト処理を施したＳＵＳ３０４鋼製キャリア本体の表面と電解研磨、ポリッシング（バフ研磨）などの鏡面研磨したキャリア本体の表面を電子顕微鏡で観察した結果を示したものである。本発明に適合する加工ブラスト処理面（ａ）は、微細な凹凸が視野の全域にわたって均等に発生している。これに対し、電解研磨面（ｂ）は平滑であり、また、ポリッシング面（ｃ）は、平滑な面に僅かなバフ研磨跡が見られる。
これらの拡大写真から明らかなように、本発明に従う方法により形成した加工ブラスト処理面、即ち、粗面化・加工層は、微細な凹凸の存在によって、この表面に形成されるＤＬＣ膜との接合面積が飛躍的に増大しているので、キャリア本体の取扱時に、多少の変形や引張り、圧縮などの負荷が加味されてもＤＬＣ膜が剥離しにくくなることがわかる。
【００３１】
（ｃ）加工ブラスト処理に要する時間は、キャリア本体の表面を鏡面研磨する場合に比較して短いため、作業効率が向上するのに加え、ＤＬＣ薄膜を備えたキャリアを再使用する場合の前処理（古いＤＬＣ薄膜を除去する処理にも使用できる）としても適用可能である。
【００３２】
（３）キャリア本体（基材）について
上述した加工ブラスト処理の効果を上げるためのキャリア本体としては、次のものが考えられる。例えば、ＳＵＳ３０４を代表とする各種ステンレス鋼、チタンおよびチタン合金、アルミニウムおよびその合金、ＳＫ鋼、ＳＫＨ鋼、ＳＵＪ鋼などの特殊鋼などが特に好適である。
【００３３】
（４）ＤＬＣ薄膜の被覆形成方法
研削粒子を吹き付けて形成したキャリア本体の粗面化・加工層の表面に、ＤＬＣ薄膜を被覆形成する方法としては、イオン化蒸着法、アークイオンプレーティング法、プラズマブースター法および高周波・高電圧パルス重畳型プラズマＣＶＤ法（以下、単に「プラズマＣＶＤ法」という）などの方法が有利に適合する。以下、プラズマＣＶＤ法について説明する。
【００３４】
図５は、前述のような処理を経て粗面化・加工層が形成されたキャリアの表面に、ＤＬＣ薄膜を被覆形成するために用いられるプラズマＣＶＤ装置の略線図である。プラズマＣＶＤ装置は、主として、接地された反応容器４１と、この反応容器４１内に高電圧パルスを印加するための高電圧パルス発生電源４４、被処理体（以下、「キャリア本体」という）４２の周囲に単価水素系ガスプラズマを発生させるためのプラズマ発生電源４５が配設されているほか、導体４３およびキャリア本体４２に高電圧パルスおよび高周波電圧の両方を同時に印加するための重畳装置４６が、高電圧パルス発生電源４４とプラズマ発生電源４５との間に介装配置されている。なお、導体４３およびキャリア本体４２は、高電圧導入部４９を介して重畳装置４６に接続されている。
【００３５】
このプラズマＣＶＤ装置は、反応容器４１内に成膜用の有機系ガスを導入するためのガス導入装置（図示せず）および、反応容器４１を真空引きする真空装置（図示せず）が、それぞれバルブ４７ａおよび４７ｂを介して反応容器４１に接続される。
【００３６】
このプラズマＣＶＤ装置を用いて、キャリア本体４２の表面にＤＬＣ薄膜を成膜させるには、まず、キャリア本体４２を反応容器４１内の所定位置に設置し、真空装置を稼動させて該反応容器４１内の空気を排出して脱気した後、ガス導入装置によって有機系ガスを該反応容器４１内に導入する。
【００３７】
次いで、プラズマ発生用電源４５からの高周波電力をキャリア本体４２に印加する。なお、反応容器４１は、アース線４８によって電気的に中性状態にあるため、キャリア本体４２は、相対的に負のプラズマ中のプラスイオンは、負に帯電したキャリア本体４２のまわりに発生することになる。
【００３８】
そして、高電圧パルス発生装置４４からの高電圧パルス（負の高電圧パルス）をキャリア本体４２に印加すると、炭化水素系導入ガスプラズマ中のプラスイオンは、該キャリア本体４２の表面に誘引吸着される。このような処理によって、キャリア本体４２の表面に、ＤＬＣ薄膜が生成して薄膜が形成される。即ち、反応容器４１内では、最終的には炭素と水素を主成分とするアモルファス状炭素水素固形物からなるＤＬＣ薄膜が、被処理体４２のまわりに気相析出し、該キャリア本体４２表面を被覆するようにして皮膜形成するものと考えられる。
【００３９】
発明者等は、上記プラズマＣＶＤ装置により、被処理体表面に形成されるアモルフアス状炭素水素固形物からなるＤＬＣ薄膜の層は、以下の（ａ）〜（ｄ）のプロセスを経て形成されるものと推測している。
【００４０】
（ａ）導入された炭化水素ガスのイオン化（ラジカルと呼ばれる中性な粒子も存在する）がおこり、
（ｂ）炭化水素ガスから変化したイオンおよびラジカルは、負の電圧が印加されたキャリア本体４２の表面に衝撃的に衝突し、
（ｃ）衝突時のエネルギーによって、結合エネルギーの小さいＣ−Ｈ間が切断され、その後、活性化されたＣとＨが重合反応を繰り返して高分子化し、炭素と水素を主成分とするアモルファス状の炭素水素固形物を気相析出し、
（ｄ）そして、上記（ｃ）の反応が起こると、キャリア本体４２表面に、アモルファス状炭素水素固形物の堆積層からなるＤＬＣ薄膜が形成されることになる。
【００４１】
なお、この装置では、高電圧パルス発生電源４４の出力電力を、下記（ａ）〜（ｄ）のように変化させることによって、キャリア本体４２に対して金属等のイオン注入を実施することもできる。
（ａ）イオン注入を重点的に行う場合：１０〜４０ｋＶ
（ｂ）イオン注入と皮膜形成の両方を行う場合：５〜２０ｋＶ
（ｃ）皮膜形成のみを行う場合：数百Ｖ〜数ｋＶ
（ｄ）スパッタリングなどを重点的に行う場合：数百Ｖ〜数ｋＶ
【００４２】
また、前記高電圧パルス発生源４４では、
パルス幅：１μｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃ
パルス数：１〜複数回のパルスを繰り返すことも可能である。
【００４３】
また、プラズマ発生用電源４５の高周波電力の出力周波数は、数十ｋＨｚから数ＧＨｚの範囲で変化させることができる。
【００４４】
このプラズマＣＶＤ処理装置の反応容器４１内に導入させる成膜用有機系ガスとしては、以下の（イ）〜（ハ）に示すような炭素と水素からなる炭化水素系ガス、およびこれにＳｉ、Ａｌ、ＹおよびＭｇなどのいずれか１種のものが添加された金属有機化合物を用いる。
【００４５】
（イ）常温（１８℃）で気相状態のもの
ＣＨ４、ＣＨ２ＣＨ２、Ｃ２Ｈ２、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ３、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３
（ロ）常温で液相状態のもの
Ｃ６Ｈ５ＣＨ３、Ｃ６Ｈ５ＣＨ２ＣＨ、Ｃ６Ｈ４（ＣＨ３）２、ＣＨ３（ＣＨ２）４ＣＨ３、Ｃ６Ｈ１２、Ｃ６Ｈ４Ｃｌ
（ハ）有機Ｓｉ化合物（液相）
（Ｃ２Ｈ５Ｏ２）４Ｓｉ、（ＣＨ３Ｏ）４Ｓｉ、［（ＣＨ３）４Ｓｉ］２Ｏ
【００４６】
上記の反応容器４１内への導入ガスは、常温で気相状態のものは、そのままの状態で反応容器４１内に導入できるが、液相状態の化合物はこれを加熱してガス化させ、そのガス（蒸気）を反応容器４１内へ供給することによってＤＬＣ薄膜を形成することができる。
【００４７】
（５）本発明方法に従い形成されたＤＬＣ薄膜
上記のように粗面化・加工層を設けてなるキャリア表面に形成するＤＬＣ薄膜は、次に示すような特性を有する。
（ａ）前記ＤＬＣ薄膜を構成する炭素と水素含有量の比率
ＤＬＣ薄膜は、硬く耐摩耗性に優れているものの柔軟性に欠ける特性がある。このため、キャリア本体のように全体が大きくかつ薄い金属等でつくられ、しかも大小さまざまな孔が複数個設けられているものに対し、ＤＬＣ薄膜を被覆すると、キャリアの持ち運び時に大きく湾曲したり変形したときに、延性に乏しいＤＬＣ薄膜にクラックが発生したり、ときには剥離することがある。この対策として、本発明ではＤＬＣ薄膜を構成する炭素と水素の割合に注目し、特に、水素含有量を全体の１２〜３０原子％（ａｔ％）に制御することによって、ＤＬＣ薄膜に耐磨耗性とともに柔軟性を付与することとした。具体的には、このＤＬＣ薄膜中に含まれる水素含有量を１２〜３０原子％（ａｔ％）とし、残部を炭素含有量とした。このような組成のＤＬＣ薄膜を形成するには、成膜用の炭化水素系ガス中に占める水素含有量の異なる化合物を混合することによって果すことができる。
【実施例】
【００４８】
（実施例１）
この実施例では、ＳＫ鋼基材の表面を鏡面仕上したものと、加工ブラスト処理によって各種の表面粗さに仕上げられた粗面化・加工層に対して、直接、膜厚の異なるＤＬＣ薄膜を形成した。次いで、これらの試験片を塩水噴霧試験に供して、基材の表面粗さとＤＬＣ薄膜の耐食性を調査した。
【００４９】
（１）供試基材
供試基材はＳＫ鋼（ＳＫ６０の焼きなまし材）とし、この基材から幅５０ｍｍ×長さ７０ｍｍ×厚さ２ｍｍの試験片を作成した。その後、その試験片の全面に対して前処理として下記の加工ブラスト処理を実施したものについての表面粗さを示す。
（イ）加工ブラスト処理 Ｒａ：０．０５〜０．７４μｍ、Ｒｚ：０．０９〜５．５５μｍ
（ロ）参考のために、鏡面仕上げに当たる以下の実験も行ったので併記する。
ａ．電解研磨 Ｒａ：０．０１３〜０．０１４μｍ Ｒｚ：０．１４〜０．１６μｍ
ｂ．バフ研磨 Ｒａ：０．０１５μｍ Ｒｚ：０．２０μｍ
なお、加工ブラスト処理は、研削粒子として粒径範囲５〜８０μｍのＳｉＣを用い、これを０．３ＭＰａの圧縮空気を用いて吹き付けたものである。
【００５０】
（２）ＤＬＣ薄膜の形成方法と膜厚
ＤＬＣ薄膜の形成にはプラズマＣＶＤ法を用い、全ての試験片に対して、ＳｉＯ２：０．８原子％を含む０．５〜２０μｍ厚のＤＬＣ薄膜を形成させた。
【００５１】
（３）試験方法およびその条件
ＤＬＣ薄膜を形成させた試験片をＪＩＳ Ｚ２３７１規定の塩水噴霧試験に９６時間供し、試験後のＤＬＣ薄膜表面に発生する赤さびの有無を調査した。
【００５２】
（４）試験結果
試験結果を表２に要約した。この結果から明らかなように、加工ブラスト処理によって粗面化した基材上に形成した試験片のＤＬＣ薄膜では、表面粗さの影響を受け、Ｒａ値またはＲｚ値より薄いＤＬＣ薄膜（Ｎｏ．６、７、８、９）では耐食性が十分でなく、赤さびの発生がみられた。一方で、加工ブラスト処理面上のＤＬＣ薄膜を表面粗さＲｚ値よりも厚く成膜したもの（Ｎｏ．１〜８）では赤さびの発生はなく、十分な耐食性を発揮することが確認できた。
【００５３】
これに対し、参考例として示す、鏡面に等しい電解研磨面（Ｎｏ．１０、１１）やバフ研磨面（Ｎｏ．１２）の表面に形成したＤＬＣ薄膜試験片は、０．５μｍの膜でも赤さびの発生はなかった。
【００５４】
これらの試験結果から、加工ブラスト処理による基材表面の粗さを、Ｒａ：０．０５〜０．７４μｍ、Ｒｚ：０．０９〜０．９５μｍの範囲であれば、ＤＬＣ薄膜の厚さを０．５〜２０μｍの範囲内とすること、また、Ｒａ：０．７４μｍ、Ｒｚ：１．９９μｍの粗さではＤＬＣ薄膜の厚さを２．０〜２０μｍとしてＲｚ値より大きくすると、基材成分が溶出することのない皮膜形成が可能になることがわかる。
【００５５】
【表２】
【００５６】
以上の結果から、参考例として示す、鏡面状態にある電解研磨やバフ研磨と同じく、加工ブラスト処理を行って粗面化・加工層とした場合であっても、少なくともＲｚ粗さ値よりも大きく２０μｍ以下の厚さのＤＬＣ薄膜を形成すれば、膜の耐食性に関しては、従来の鏡面にしたものと全く遜色のない表面になることがわかった。
【００５７】
（実施例２）
この実施例では、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）基材の表面に、水素含有量を変化させたＤＬＣ薄膜を形成し、その水素含有量と基材の曲げ変形に対する抵抗およびその後の耐食性の変化について調査した。
【００５８】
（１）供試基材およびＤＬＣ薄膜の性状
供試試験片はステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）とし、この基材から寸法幅１５ｍｍ×長さ７０ｍｍ×厚さ１．８ｍｍの試験片を作成した。その後、この供試基材の全面に対し、加工ブラスト処理を施してＲａ：０．０５〜０．２１μｍ、Ｒｚ：０．１〜０．９９μｍの粗面化処理を行い、その粗面化・加工層における水素含有量が５〜５０原子％で、残部が炭素成分である試験片を、１．５μｍ厚に形成した。
（２）試験方法およびその条件
ＤＬＣ薄膜を形成させた試験片を中から１８０°に曲げ変形を与え（Ｕベンド形状）曲げ部のＤＬＣの外観状況を２０倍の拡大鏡で観察した。またその観察後の曲げ試験片を１０％ＨＣｌ水溶液中に浸漬し、室温２１℃で４８時間放置し、ＨＣｌ水溶液の中に溶出するイオンによる色調の変化を調べた。
（３）試験結果
表３に試験結果を要約した。この試験結果から明らかなように、水素含有量の少なくないＤＬＣ皮膜は（試験片Ｎｏ．１、２、３）は１８０°の変形を与えるとクラックを発生したり、微小な面積であるが局所的に膜の脱落が見受けられた。これらのＤＬＣ薄膜は柔軟性に乏しいことが確認された。一方、曲げ試験後の試験片を１０％ＨＣｌ中に浸潰すると、クラックを発生したＤＬＣ薄膜（Ｎｏ．３）は、基材質のステンレス鋼から金属イオン（鉄を主成分とし、少量のＣｒとＮｉを含む）が溶出し、ＨＣｌ水溶液は無色透明から黄緑色に変化した。これに対して水素含有量を１．５〜５９原子％含むＤＬＣ薄膜（Ｎｏ．４〜８）を浸漬したＨＣｌ水溶液は、無色透明を維持しており、９０°の変形を与えても柔軟性を有する膜は形成初期の状態を保っていることがわかった。
ただし、ＤＬＣ薄膜は、その中の水素含有量が多くなるほど軟質化するとともに、品質管理が困難となるので、本発明では水素含有量１３〜３０原子％の範囲を採用することとした。
【００５９】
【表３】
【００６０】
（実施例３）
この実施例では、ＳＫ鋼製基材の表面を鏡面仕上げしたものと、本発明にかかる加工ブラスト処理を施した粗面化・加工層を有する試験片の全面に対して各種の方法によってＤＬＣ薄膜を形成した。次いで、この試験片１８０°曲げ試験および塩水噴霧試験を行い、ＤＬＣ薄膜の曲げ変形に対する抵抗性と耐食性を調査した。
【００６１】
（１）供試基材とその表面処理
供試基材はＳＫ鋼（ＳＫ６０焼きなまし材）とし、この基材から幅１５ｍｍ×長さ７０ｍｍ×厚さ１．８ｍｍの試験片を作成した。その後この試験片の全面に対し、バフ研磨と加工ブラスト処理を行った。それぞれの処理後の粗さは下記の通りであった。
（イ）バフ研磨面の表面粗さ Ｒａ：０．０２〜０．０８ Ｒｚ：０．６６〜０．８１
（ロ）加工ブラスト処理面の表面粗さ Ｒａ：０．０５〜０．８１ Ｒｚ：０．７２〜０．８８
（２）ＤＬＣ薄膜の形成方法
ＤＬＣ薄膜を形成させる試験片を、中央を基点として１８０°に曲げ（Ｕベンド形状）、その曲げ部のＤＬＣ薄膜の外観状況を２０倍の拡大鏡で観察した。また観察後の試験片をそのままの状態でＪＩＳ Ｚ２３７１規定の塩水噴霧試験に９６ｈｒ暴露して、ＤＬＣ薄膜の変化を調べた。
（４）試験結果
表４に試験結果を要約した。この試験結果から明らかなように、試験片の表面をバフ研磨し、その上にＤＬＣ薄膜を形成したもの（Ｎｏ．１、３、５、７）はいずれもクラックを発生したり、微小ながらＤＬＣ薄膜の剥離も認められた。ただＮｏ．７のプラズマＣＶＤ法で形成されたＤＬＣ薄膜のみクラックの発生は非常に少なく、基材との密着性は良好であった。
【００６２】
一方、曲げ試験後に実施した塩水噴霧試験結果によると、ＤＬＣ薄膜にクラックや剥離が認められた試験片は全て赤さびが発生し、クラックが基材まで達して防食作用を消失している状況が観察された。これに対して曲げ試験によっても健全な状態を維持していた試験片は塩水噴霧試験においても赤さびを発生することなく、優れた耐食性を発揮した。この結果から本発明に係るＤＬＣ薄膜はプラズマＣＶＤ法に限定されず、他の既存のＤＬＣ薄膜形成法に対して適用可能であることが確認された。
【００６３】
【表４】
【００６４】
（実施例４）
この実施例では、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を基材とし、加工ブラスト処理面と鏡面研磨面とのそれぞれにＤＬＣ薄膜を形成した後、そのＤＬＣ薄膜の密着強さを評価した。
【００６５】
（１）供試基材と前処理
供試基材としてステンレス鋼から幅２５ｍｍ×長さ３０ｍｍ×厚さ３ｍｍの試験片を切り出した後、下記の前処理を施した。
（イ）電解研磨：Ｒａ：０．０１〜０．０１４μｍ、Ｒｚ：０．１１〜０．１５μｍ
（ロ）加工ブラスト処理：Ｒａ：０．０５〜０．７５μｍ、Ｒｚ：０．１１〜０．９６μｍ
（２）ＤＬＣ薄膜の形成方法と膜厚
ＤＬＣ薄膜の形成には、プラズマＣＶＤ法を用い、すべての試験片に対して膜厚２μｍのＤＬＣ薄膜を形成した。
（３）試験方法
基材に対するＤＬＣ薄膜の密着性は、塗膜の密着力性試験として汎用されている描画試験を応用した。すなわち、一定の荷重を負荷したダイヤモンド針でＤＬＣ薄膜に直線の切り傷を付け、このときに発生するＤＬＣ薄膜の剥離の有無とその程度によって密着力を判定した。
（４）試験結果
試験結果を表５に要約した。この結果から明らかなように、本発明にかかる加工ブラスト処理を施して粗面化・加工層を形成したＤＬＣ薄膜（Ｎｏ．１、２）はダイヤモンド針によって引掻き疵は発生するものの、ＤＬＣ薄膜の剥離はほとんど発生しない。これに対して鏡面仕上げ面に形成したＤＬＣ薄膜（Ｎｏ．３、４）では、引掻き傷の周辺に位置するＤＬＣ薄膜が大きく剥離した。これらの結果から、加工ブラスト処理による基材表面の粗面化処理はＤＬＣ薄膜の密着性向上に効果があることが確認された。なお、図６は、ＤＬＣ薄膜の密着性試験後の外観状況を示したものである。
【００６６】
【表５】
【００６７】
（実施例５）
この実施例では、先に図１に示したＳＵＳ３０４鋼のキャリア本体を用いて、直径２００ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのＳｉウエハを研磨して、本発明の効果を実証した結果である。キャリア本体の全面に対して、下記の前処理とＤＬＣ膜を形成した。
【００６８】
（１）本発明に係る前処理とＤＬＣ膜
加工ブラスト処理によって、キャリア本体を表面をＲａ：０．０８〜０．１１μｍ、Ｒｚ：０．８２〜０．９４μｍの粗面化を行った後、その上にＤＬＣ膜を３μｍ厚に形成した。ＤＬＣ膜中に水素含有量は１４原子％、残部は炭素である。
（２）比較例の前処理とＤＬＣ膜
パフ研磨によって、キャリア本体の表面をＲａ：０．０２〜０．１１μｍ、Ｒｚ：０．１２〜０．１７μｍの鏡面に仕上げた後、その上に本発明と同質のＤＬＣ膜を３μｍ厚に皮膜した。
（３）試験結果
研磨剤として、コロイダイシリカを研磨材とする水スラリを用い、Ｓｉウエハの研磨を行った結果、本発明のＤＬＣ膜を形成したキャリア本体を用いた場合は、Ｓｉウエハの表面をＲａ０．０１μｍに仕上げるのに約２５分で終了したのに対し、比較例のＤＬＣ膜を被覆したキャリア本体では６５分を要した。また、比較例のＤＬＣ膜を形成したキャリア本体で研磨したＳｉウエハの研磨面にはスクラッチ状の疵の発生は認められなかった。
【００６９】
（実施例６）
この実施例では、先に図１に示したキャリアおよびＳｉウエハの研磨条件におけるキャリア本体のＲｓｋ値の影響を調査した。
キャリア本体の全面に対して、下記の前処理とＤＬＣ膜を形成した。
【００７０】
（１）本発明に係る前処理とＤＬＣ膜の性状
加工ブラスト処理によって、キャリア本体を表面をＲａ：０．０８〜０．１１μｍ、Ｒｚ：０．８３〜０．９５μｍの粗面化し、同時に計測したＲｓｋ値が±０．４〜０．８の範囲にあることを確認した。その後、この表面に本発明に係るＤＬＣ膜を３μｍ厚に形成した。
（２）比較例の前処理とＤＬＣ膜の性状
バフ研磨によって研磨したキャリア本体の表面粗さはＲａ：０．０１３〜０．０１５μｍ、Ｒｚ：０．２０〜０．２９μｍかつＲｓｋ値は＋１以上の範囲にあった。この表面に本発明と同じＤＬＣ膜を３μｍ厚に形成した。
（３）試験結果
コロイダルシリカを研磨材とする水スラリ研磨剤を用いて、Ｓｉウエハの研磨を行った結果、本発明のＤＬＣ膜を形成したキャリア本体を用いた場合、Ｓｉウエハの表面をＲａ０．０１μｍに仕上げるのに約２３分で終了するとともに、研磨面の平行度は管理値の範囲にあり、非常に精度よく研磨されていた。これに対して、比較例のＤＬＣ膜を形成したキャリア本体を用いた場合には、所定の研磨面を得るための時間に３０分を要するうえ、研磨面の平行度も低下しバラツキが認められた。
【００７１】
（実施例７）
この実施例では、加工ブラスト処理面によって粗面化されたキャリア本体の剛性向上を定性的に調査するため実験を行った。
【００７２】
（１）供試基材と試験片
供試基材としてステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用い、これらを幅３０ｍｍ×長さ２００ｍｍ×厚さ１ｍｍの試験片を切り出した。
（２）試験片に対する加工ブラスト処理
試験片の片面に対して、次に示すような加工ブラスト処理を行ったが、比較用の試験片として、電解研磨したステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用いた。
（イ）加工ブラスト処理によって、基材表面の粗さＲａ：０．０５〜０．７４μｍ、Ｒｚ：０．５５〜０．９５μｍに粗面化されたもの
（ロ）電解研磨によって、Ｒａ：０．０１３μｍ、Ｒｚ：０１６μｍに鏡面仕上げされたもの
（３）試験方法
供試各種試験片を図７に示すように、試験片の一端を固定し、一方の先端部に１０００gの分銅を乗せ、その重みで垂れ下がる試験片先端の変化幅を測定した。
（４）試験結果
試験結果を表６に要約した。この結果から明らかなように、加工ブラスト処理によって粗面化された試験片（Ｎｏ．１〜４）は、鏡面化された比較例の試験片に比べて変位幅が少なく、変形しにくいことが認められた。
【００７３】
【表６】
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係るＤＬＣ薄膜形成技術ならびに金属製キャリア本体の粗面化、即ち、加工ブラスト処理技術とＤＬＣ薄膜の性状は、Ｓｉ、ＧＡＰなどの半導体ウエハの研磨だけに限定されるものではなく、液晶ディスプレイガラス、ハードディスクなどの研磨技術として応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】シリコンウエハ研磨用金属製キャリア本体の平面図である。
【図２】金属製キャリア本体を加工ブラスト処理した表面の粗さと、その上に形成したＤＬＣ薄膜の断面模式図であり、（ａ）は、Ｒｚより薄いＤＬＣ薄膜が形成された場合、（ｂ）は、Ｒｚより厚いＤＬＣ薄膜が形成された場合である。
【図３】キャリ本体表面に対して、各種の前処理を施した加工面のＳＥＭ写真である。
【図４】加工ブラスト処理面の表面粗さ表示におけるスキューネス値（Ｒｓｋ）を示す模式図である。
【図５】シリコンウエハの研磨用キャリア本体にＤＬＣ薄膜を形成するためのプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
【図６】引掻き試験部後のＤＬＣ薄膜表面状態を示す拡大写真である。
【図７】加工ブラスト処理したＳＵＳ３０４鋼の剛性を試験した状況の概略図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ シリコンウエハの保持孔
２ 研磨材の供給孔
３ 外周歯
４ 抜き孔
５ ＤＬＣ薄膜を形成するキャリアの表面
２１ キャリア本体
２２ Ｒａで表示される粗さ
２３ Ｒｚで表示される粗さ
２４ ＤＬＣ薄膜
２５ ＤＬＣ薄膜で被覆できなかったＲｚで表示される粗さの凸部
４１ 反応容器
４２ 被処理体（キャリア本体）
４３ 導体
４４ 高電圧パルス発生源
４５ プラズマ発生源
４６ 重畳装置
４７ａ、４８ｂ バルブ
４８ アース線
４９ 高電圧導入端子
６１ 基材
６２ ＤＬＣ薄膜
６３ ＳｉＯ２粒子を含むＤＬＣ薄膜
６４ コロイダルシリカを含む水スラリ研磨剤
６５ 残留したコロイダルシリカ粉末
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製キャリア本体の表面に、研削粒子を吹き付けて加工ブラスト処理を行うことにより粗面化・加工層を形成し、その粗面化・加工層の表面に、ＤＬＣ薄膜を被覆形成することを特徴とする被研磨物保持用キャリアの製造方法。
【請求項２】
前記粗面化・加工層は、粒径が３〜８０μｍの、炭化物、酸化物および窒化物のいずれか少なくとも１種および／またはこれらのサーメットから選ばれる研削粒子を、Ｒａ値で０．０５〜０．８５μｍ、Ｒｚ値で０．０９〜１．９９μｍの凹凸を付与してなる粗面化層であると同時に、圧縮残留応力の付加もしくは加工硬化のいずれか少なくとも一方が発現した加工層でもあることを特徴とする請求項１に記載の被研磨物保持用キャリアの製造方法。
【請求項３】
前記粗面化・加工層は、表面粗さＲｓｋ値が±１未満の範囲の粗さを有することを特徴とする請求項１または２に記載の被研磨物保持用キャリアの製造方法。
【請求項４】
前記ＤＬＣ薄膜は、前記粗面化・加工層の粗さＲｚ値を超え、２０μｍ以下の膜厚を有すること特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の被研磨物保持用キャリアの製造方法。
【請求項５】
前記加工ブラスト処理は、粒径が３〜８０μｍの、炭化物、酸化物および窒化物のいずれか少なくとも１種および／またはこれらのサーメットから選ばれる研削粒子を、０．２〜０．５ＭＰａの圧縮空気を用いて、金属製キャリア本体の表面に対して、６０〜９０°の角度で吹付ける処理であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の被研磨物保持用キャリアの製造方法。
【請求項６】
前記ＤＬＣ薄膜は、水素含有量が１３〜３０原子％で残部が炭素からなるものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載の被研磨物保持用キャリアの製造方法。
【請求項７】
前記ＤＬＣ薄膜は、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、イオンプレーティング法のいずれか一種の方法により、キャリア本体の表面に被覆形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の被研磨物保持用キャリアの製造方法。
【請求項８】
前記ＤＬＣ薄膜は、炭化水素系ガスから気相析出させた、炭素と水素の固形物皮膜からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１に記載の被研磨物保持用キャリアの製造方法。
【請求項１】
金属製キャリア本体の表面に、研削粒子を吹き付けて加工ブラスト処理を行うことにより粗面化・加工層を形成し、その粗面化・加工層の表面に、ＤＬＣ薄膜を被覆形成することを特徴とする被研磨物保持用キャリアの製造方法。
【請求項２】
前記粗面化・加工層は、粒径が３〜８０μｍの、炭化物、酸化物および窒化物のいずれか少なくとも１種および／またはこれらのサーメットから選ばれる研削粒子を、Ｒａ値で０．０５〜０．８５μｍ、Ｒｚ値で０．０９〜１．９９μｍの凹凸を付与してなる粗面化層であると同時に、圧縮残留応力の付加もしくは加工硬化のいずれか少なくとも一方が発現した加工層でもあることを特徴とする請求項１に記載の被研磨物保持用キャリアの製造方法。
【請求項３】
前記粗面化・加工層は、表面粗さＲｓｋ値が±１未満の範囲の粗さを有することを特徴とする請求項１または２に記載の被研磨物保持用キャリアの製造方法。
【請求項４】
前記ＤＬＣ薄膜は、前記粗面化・加工層の粗さＲｚ値を超え、２０μｍ以下の膜厚を有すること特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の被研磨物保持用キャリアの製造方法。
【請求項５】
前記加工ブラスト処理は、粒径が３〜８０μｍの、炭化物、酸化物および窒化物のいずれか少なくとも１種および／またはこれらのサーメットから選ばれる研削粒子を、０．２〜０．５ＭＰａの圧縮空気を用いて、金属製キャリア本体の表面に対して、６０〜９０°の角度で吹付ける処理であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の被研磨物保持用キャリアの製造方法。
【請求項６】
前記ＤＬＣ薄膜は、水素含有量が１３〜３０原子％で残部が炭素からなるものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載の被研磨物保持用キャリアの製造方法。
【請求項７】
前記ＤＬＣ薄膜は、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、イオンプレーティング法のいずれか一種の方法により、キャリア本体の表面に被覆形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載の被研磨物保持用キャリアの製造方法。
【請求項８】
前記ＤＬＣ薄膜は、炭化水素系ガスから気相析出させた、炭素と水素の固形物皮膜からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１に記載の被研磨物保持用キャリアの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−３００１４（Ｐ２０１０−３００１４Ａ）
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９７２９４（Ｐ２００８−１９７２９４）
【出願日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【出願人】（０００１０９８７５）トーカロ株式会社 (127)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【出願人】（０００１０９８７５）トーカロ株式会社 (127)
【Ｆターム（参考）】
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