ＣＭＰパッドコンディショナー
【課題】研磨パッドの被研削面へのスクラッチを防止することで安定したＣＭＰ加工を実施することができるＣＭＰパッドコンディショナーを提供する。
【解決手段】ＣＭＰパッドコンディショナー１は、台金２１に砥粒２２ａがボンド層２２ｂによって固着されることで砥粒層２２が形成され、砥粒層２２上に保護層２３が形成されたコンディショナーディスク２を備えている。この保護層２３は、フッ素を含有したダイヤモンドライクカーボンで形成されたフッ素ＤＬＣコート層であり、砥粒２２ａ上の層厚（Ｔ1）が１．０μｍ以下に形成され、ボンド層２２ｂ上の層厚（Ｔ2）が３．０μｍ以上５．０μｍ以下に形成されている。
【解決手段】ＣＭＰパッドコンディショナー１は、台金２１に砥粒２２ａがボンド層２２ｂによって固着されることで砥粒層２２が形成され、砥粒層２２上に保護層２３が形成されたコンディショナーディスク２を備えている。この保護層２３は、フッ素を含有したダイヤモンドライクカーボンで形成されたフッ素ＤＬＣコート層であり、砥粒２２ａ上の層厚（Ｔ1）が１．０μｍ以下に形成され、ボンド層２２ｂ上の層厚（Ｔ2）が３．０μｍ以上５．０μｍ以下に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウエハ等の表面を平坦化するために用いられるＣＭＰ装置の研磨パットの目立てに使用されるＣＭＰパッドコンディショナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウエハ等の表面を平坦化するために、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械的研磨）プロセスにて研削を行うＣＭＰ装置が用いられている。このＣＭＰ装置を図４に示す。
【０００３】
ＣＭＰ装置１０は、回転テーブル回転軸１１ａを中心として回転し、表面に研磨パッド１１ｂが形成された回転テーブル１１と、ウエハＷを吸着した状態で研磨パッド１１ｂに押圧する研磨ヘッド１２と、研磨パッド１２上に研磨材を含むスラリーＳＲを供給するスラリー供給部１３と、コンディショナー回転軸１４ａを中心として回転して研磨パッド１１ｂの表面を再研磨するコンディショナーディスク１４ｂが設けられたＣＭＰパッドコンディショナー１４とを備えている。
【０００４】
ＣＭＰ装置１０においては、安定した加工性能を維持するためには研磨パッド１１ｂ表面の定期的修正が必要なので、研磨ヘッド１２を使用したＣＭＰ加工と同時に、または定期的に、研磨パッド１１ｂ表面の劣化層を除去して適正な面状態とするために、ダイヤモンドなどからなる砥粒を母材である台金に単層固着したコンディショナーディスク１４ｂが使用されている。砥粒は、金属ろう付け、電着によって形成されたＮｉ，Ｃｏ，Ｃｕなどの金属あるいはそれらの合金からなるボンド層によって台金に固着されている。
【０００５】
一方、ＣＭＰ加工で使用されるスラリーは、一般にアルミナなどからなる研磨材を酸性あるいはアルカリ性の水系溶媒に分散したものである。そのため、この酸性あるいはアルカリ性のスラリーによってＣＭＰ加工の際にボンド層が腐食して、ボンド層を構成する金属が溶出したり、さらには砥粒が脱落したりするという問題がある。このスラリーに起因する腐食に対する対策として、砥粒とボンド層の上に保護層を設ける方法がある。
【０００６】
例えば、特許文献１には、被膜物質としてポリイミドなどの耐薬品性の合成樹脂からなる保護層を設けたＣＭＰパッドコンディショナーが開示されている。また、特許文献２には、被膜物質としてダイヤモンドライクカーボン（Diamond Like Carbon、以下、「ＤＬＣ」と称す。）からなる保護層を設けたＣＭＰパッドコンディショナーが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２００５５１号公報
【特許文献２】特開２００７−４４８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の合成樹脂を保護層とする方法では、砥粒層上でモノマーを重合したり、あるいは粒子表面に荷電を有する樹脂粒子を分散させた有機溶剤に台金を浸して通電し、樹脂を析出させたりして保護層を形成する。しかしながら、このような方法では、該樹脂のモノマーあるいは樹脂粒子を分散させた溶媒自体によって、ボンド層が腐食するおそれがある。さらに、樹脂の未硬化部分などが生じることも多く、形成された保護層の膜質が不均一になることが多い。
【０００９】
これに対し、特許文献２に記載されたＣＭＰパッドコンディショナーのように保護層としてＤＬＣを使用した場合には、ＤＬＣが有する耐薬品性などの化学的安定性に加えて、化学蒸着法（ＣＶＤ）などによって、均一な膜質の保護層を形成することができる。
しかしながら、ＤＬＣは比較的親水性が高いため、形成された保護層は、水系のスラリーが表面に付着しやすく、これが凝集することで研磨パッドの被研削面にスクラッチを発生させることがある。そうなると、ウエハの平坦化が均一に行えず、安定したＣＭＰ加工を実施することができない。
【００１０】
このような状況下、本発明の目的は、研磨パッドの被研削面へのスクラッチの発生を防止することで安定したＣＭＰ加工を実施することができるＣＭＰパッドコンディショナーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のＣＭＰパッドコンディショナーは、台金の外周側のリング状に盛り上げた領域に、砥粒がボンド層によって単層固着された砥粒層を設けたＣＭＰパッドコンディショナーにおいて、前記砥粒層上に、フッ素を含有したダイヤモンドライクカーボンで形成されたフッ素ダイヤモンドライクカーボンコート層からなる保護層を設けたことを特徴とする。なお、「フッ素を含有したＤＬＣ」とは、フッ素元素が原子、イオンの状態として分散しているＤＬＣを意味する。
【００１２】
撥水性を有する元素であるフッ素を含有したＤＬＣ（フッ素ＤＬＣ）は、ＤＬＣ本来の耐薬品性、耐摩耗性に加え、フッ素を含まないＤＬＣコート層よりも撥水性が高いという性質を有する。そのため、本発明のＣＭＰパッドコンディショナーは、砥粒層上に形成した保護層をフッ素ＤＬＣコート層とすることで、その撥水性によってスラリーの付着を抑止することができる。
【００１３】
フッ素ＤＬＣコート層のフッ素含有量は、３０原子％以上６０原子％以下であることが望ましい。ここで、原子％とは、フッ素ＤＬＣを構成する原子数に対する、フッ素原子の原子数の割合を百分率で表したものをいう。フッ素含有量が、３０原子％未満であると撥水性が不足してスラリーが付着しやすくなる。また、フッ素含有量が、６０原子％より多いと膜質の悪化が避けられないという点で好ましくない。
【００１４】
また、前記フッ素ＤＬＣコート層は、前記砥粒上の層厚が１．０μｍ以下（特に０．８μｍ以下）に形成されているのが望ましい。
ＣＭＰ加工において、表面の保護層（フッ素ＤＬＣコート層）は、徐々に摩耗していくが、砥粒の表面の層厚を１．０μｍ以下とすることで、ボンド層から露出した砥粒の表面に沿って保護層が薄く被膜した状態なので、あたかも砥粒が切削しているかのように研磨パッドの目立てを行うことができる。特に０．８μｍ以下であると、保護層なしの場合と同等の切味を有する。従って、最初から砥粒が露出した状態とほぼ同等の切味が得られるので、初期の切味と砥粒が露出した際の切味とが大きく変動することなく、安定した切味を維持することができる。
一方、砥粒上の層厚が１．０μｍより厚いと、ボンド層から露出した砥粒の表面に厚く被膜した保護層により初期の切味が鈍く、さらに砥粒上のフッ素ＤＬＣコート層が摩耗することで砥粒が露出することで切味が大きく変動することがある。
【００１５】
さらに、前記フッ素ＤＬＣコート層の前記ボンド層上の層厚が３．０μｍ以上５．０μｍ以下に形成されているのが望ましい。フッ素ＤＬＣコート層を３．０μｍ以上５．０μｍ以下に形成することで、耐薬品性効果を維持し、切味の変化を抑制しつつ、撥水性が得られるので、より効果的に、乾燥凝集したスラリーが付着することを防止することができる。保護層であるフッ素ＤＬＣコート層のボンド層上の層厚が３．０μｍ未満であると、ボンド層にスラリーの酸性成分やアルカリ性成分が浸透してしまい、フッ素ＤＬＣコート層の耐薬品性効果が十分に発揮できないため好ましくない。
また、フッ素ＤＬＣコート層のボンド層上の層厚が５．０μｍより厚いと、フッ素ＤＬＣコート層に欠陥が生じやすくなるため好ましくない。また、特に砥粒の粒径が小さい場合には、砥粒の突出量が少なくなるため、ＣＭＰパッドコンディショナーの切味が低下するという問題もある。
【００１６】
前記フッ素ＤＬＣコート層は、プラズマベースイオン注入成膜法により形成されているものであることが望ましい。
ここで、「プラズマベースイオン注入成膜法」とは、外部アンテナによるＲＦプラズマあるいは自己バイアス電圧によるプラズマ生成を行い、これに対して数百Ｖ〜 数十ｋＶの負パルス電圧を印加して、カーボンを含有するイオンを基材表面に注入し、さらに電圧制御しながらＤＬＣ膜を形成させる方法である。この方法では、カーボンを含有するイオンを注入することによって、基材表面の炭素親和性を有するように改質することで、その上に成膜するＤＬＣと基材との密着性を特に向上させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のＣＭＰパッドコンディショナーは、フッ素ＤＬＣコート層からなる保護層を設けたことで、耐薬品性、耐摩耗性が向上すると共に、その撥水性によって砥粒層表面へのスラリーの付着を防止することができるため、保護層表面の劣化や研磨パッドの被研削面へのスクラッチの発生を防止することができ、安定したＣＭＰ加工を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係るＣＭＰパッドコンディショナーを示す斜視図である。
【図２】図１に示すＣＭＰパッドコンディショナーのコンディショナーディスクを研削面側から見た図である。
【図３】図２に示すコンディショナーディスクの部分拡大図である。
【図４】従来のＣＭＰ装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態に係るＣＭＰパッドコンディショナーを図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るＣＭＰパッドコンディショナーを示す斜視図である。図２は、図１に示すＣＭＰパッドコンディショナーのコンディショナーディスクを研削面側から見た図である。図３は、図２に示すコンディショナーディスクの部分拡大図である。
【００２０】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係るＣＭＰパッドコンディショナー１は、研削面が形成されたコンディショナーディスク２と、コンディショナーディスク２を回転させるコンディショナーディスク回転軸３とを備えている。
図２および図３に示すように、コンディショナーディスク２は、台金２１と、砥粒層２２と、保護層２３とを備えている。
【００２１】
台金２１は、直径が１００ｍｍの略円盤状に形成されたステンレス鋼板の基板である。この台金２１には、外周側にリング状に盛り上げられた領域Ｓが形成されている。
【００２２】
砥粒層２２は、台金２１の領域Ｓ上に、砥粒２２ａがボンド層２２ｂによって単層固着されることで形成されている。砥粒２２ａは、その目的に応じて、任意の粒径のダイヤモンド、炭化珪素、サファイア等が使用されるが、好適にはダイヤモンドが選択される。砥粒の粒径は特に制限されるものではないが、通常、平均粒径として１０〜５００μｍであり、５０〜３００μｍが好ましい。
ボンド層２２ｂは、本実施形態では電着法によるＮｉめっきとしたが、他の金属あるいは合金の電着めっきやろう材またはセラミック焼結層でもよい。なお、砥粒２２ａはその一部（好適には、粒径の２５％以上４５％以下）がボンド層２２ｂから露出した状態で固着されている。
【００２３】
保護層２３は、砥粒２２ａ及びボンド層２２ｂ上に形成されたフッ素ＤＬＣコート層であり、本実施形態では、後述するようにプラズマベースイオン注入成膜法によって形成されている。
なお、ＤＬＣの形成方法には、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法などがあるが、これらの方法で、本発明の保護層を形成した場合、下地となる砥粒およびボンド層との界面での結合力が十分でない場合がある。これに対し、プラズマベースイオン注入成膜法では、カーボンを含有するイオンを注入することによって、基材表面の炭素親和性を有するように改質することで、その上に成膜するＤＬＣと基材との密着性を向上させることができるため、ＣＭＰパッドコンディショナーの保護層形成に特に好適である。
【００２４】
本実施形態における保護層２３において、ＤＬＣにフッ素を４５原子％含有させているが、３０原子％以上６０原子％以下とすることが可能である。なお、詳しくは後述するが、フッ素ＤＬＣにおけるフッ素含有量は、原料ガスの組成をコントロールすることで実現することができる。なお、フッ素含有量が３０原子％未満であると撥水性が不足してスラリーが付着しやすくなる。また、フッ素含有量が６０原子％より多いと膜質が低下して、脆弱となるため好ましくない。
【００２５】
本実施の形態では、砥粒２２ａ上の保護層２３の層厚（Ｔ1）を１．０μｍ以下に形成している。砥粒２２ａ上の保護層２３は、ＣＭＰ加工を行うことで徐々に摩耗して最終的に砥粒２２ａが露出する。この保護層２３の層厚は、薄れければ薄いほど、保護層２３の摩耗による砥粒２２ａが露出する期間が短くなるが、切味の変動が少ない。そのため、砥粒２２ａ上の層厚（Ｔ1）を１．０μｍ以下とすることで、ボンド層２２ｂから露出した砥粒２２ａの表面に沿って保護層２３が薄く被膜した状態なので、あたかも砥粒２２ａが切削しているかのように研磨パッドの目立てを行うことができる。従って、最初から砥粒２２ａが露出した状態とほぼ変わらない切味が得られるので、初期の切味から大きく変動することなく、安定した切味を維持することができる。一方、砥粒２２ａ上の保護層２３の層厚（Ｔ1）が１．０μｍより厚いと、切味が使用初期と砥粒２２ａが露出した状態とで大きく変動することになるため好ましくない。
【００２６】
また、本実施形態において、ボンド層２２ｂ上の保護層２３は、層厚（Ｔ2）が４．０μｍで形成されているが、この層厚は、３．０μｍ以上５．０μｍ以下に形成することが望ましい。層厚（Ｔ2）が３．０μｍ未満であると、スラリーの酸性成分やアルカリ性成分が浸透してしまい、耐薬品性効果が低減する。また、フッ素ＤＬＣコート層のボンド層上の層厚（Ｔ2）が５．０μｍより厚いと、フッ素ＤＬＣコート層に欠陥が生じやすくなるため好ましくない。
【００２７】
以上のように構成された本発明の実施の形態に係るＣＭＰパッドコンディショナーの製造方法を説明する。
【００２８】
まず、円盤状に形成された台金２１を準備する。次に、台金２１の領域Ｓ上に砥粒２２ａをめっきにより仮固定する。そしてＮｉめっきを施すことでボンド層２２ｂとなるＮｉめっき層を形成し、砥粒２２ａを電着固定して砥粒層２２を形成する。このときボンド層２２ｂの層厚（Ｔ2）は、砥粒２２ａの粒径の三分の二程度とすることで、砥粒２２ａの粒径の三分の一が露出した状態となる。
【００２９】
本実施の形態では、砥粒２２ａを台金２１に固着する方法として電着法によるＮｉめっきとしたが、他の金属あるいは合金の電着めっきやろう材またはセラミック焼結層でもよい。
【００３０】
このようにして砥粒層２２を形成した台金２１に、プラズマベースイオン注入成膜法によりフッ素ＤＬＣコート層を保護層２３として形成する。このプラズマベースイオン注入成膜法は、特開２００６−３４２２３６４号公報記載が例示される方法である。以下、当該方法を簡単に説明する。
【００３１】
このプラズマベースイオン注入成膜法によるフッ素ＤＬＣコート層（保護層２３）の形成する方法は、まず、図示しないＰＢＩＩ(Plasma Based Ion Implantation)装置中に、砥粒層２２が設けられた台金２１を基材として配置する。次に、炭化水素系の原料ガスを導入し、基材周辺に高周波電源でプラズマを生成した後、基材に負電圧パルスを印加すると、基材周辺のあるイオン（主にカーボン含有イオン）を加速させて、基材（砥粒層２２）に引き込み注入される。その結果、基材（砥粒層２２）表面は、炭素親和性が向上するため、ＤＬＣ膜が基材との密着性よく成膜する。
【００３２】
本発明に係るプラズマベースイオン注入成膜法の最大の特徴は、原料ガスの少なくとも一部にフッ素を含有したフッ化炭化水素ガスを使用することにある。
フッ化系炭素水素としては、ＣＦ4、ＣＨＦ3、ＣＨ2Ｆ2、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8などが挙げられ、これらから選択される少なくとも１種類が使用される。これらのフッ化系炭素水素のみを原料ガスとして使用してもよいが、メタン、エタン、プロパン、アセチレン、ベンゼン、トルエン及びシクロヘキサノン等からなる炭化水素を混合して使用してもよい。これらのガスの混合割合は、形成するフッ素ＤＬＣのフッ素含有量を勘案して、適宜決定される。
【００３３】
なお、形成されるＤＬＣの物性は、プラズマベースイオン注入成膜法の成膜条件（ガス圧、印加電圧）に依存するが、本発明のＣＭＰパッドコンディショナーの保護層の主要な形成条件として、好適な条件を例示すると、イオン注入・成膜時圧力として、０．１〜５０Ｐａ、イオン注入エネルギーとして、１〜２００ｋｅＶ、成膜エネルギーとして、１〜２００ｋｅＶ、高周波パルス印加周波数として１００〜５０００Ｈｚである。なお、イオン注入時間、ＤＬＣ膜成膜時間は、必要な膜厚を勘案して適宜決定すればよい。
【００３４】
なお、本実施形態では、化学的に安定したダイヤモンドで砥粒２２ａを形成した場合に、ボンド層２２ｂがＮｉめっき層により形成されているが、プラズマベースイオン注入成膜法では、Ｎｉめっき層の上の方が、ダイヤモンド砥粒上より、フッ素ＤＬＣが形成しやすい傾向にある。この性質を利用して、ボンド層２２ｂ上の保護層２３の層厚（Ｔ2）を３．０μｍ以上５．０μｍ以下となるように形成しつつ、砥粒２２ａ上の保護層２３の層厚（Ｔ1）を１．０μｍ以下とすることができる。
【００３５】
本実施の形態に係る保護層２３は、プラズマベースイオン注入成膜法により形成したフッ素ＤＬＣコート層としているので、砥粒層２２との密着性が、ＰＶＤや通常のプラズマＣＶＤで形成したＤＬＣコート層より高い。そのため、保護層２３の剥離を回避することができ、Ｎｉめっき層であるボンド層２２ｂの腐食による砥粒２２ａの脱落が防止できる。また、保護層２３がボンド層２２ｂを保護するので、酸性雰囲気下においてもボンド層２２ｂの溶出がないので、砥粒２２ａに対する固着力を維持することで、保護層２３の剥がれにより被研磨面へのスクラッチを防止することができる。
【実施例】
【００３６】
以下に、具体的な試験例を示す。
【００３７】
（試験１）フッ素ＤＬＣコート層の撥水性の評価
２０×２０ｍｍのＮｉ板からなる試験片として、以下の条件で４μｍのフッ素ＤＬＣコート層を形成した。
「フッ素ＤＬＣ膜の作製条件」
使用ガス種：メタン（ＣＨ4）／四フッ化炭素（ＣＦ4）混合ガス
ガス混合比：ＣＨ4／ＣＦ4＝０〜１００
イオン注入・成膜時圧力： ０．５Ｐａ〜１．０Ｐａ
イオン注入エネルギー：２０ｋｅＶ
成膜エネルギー：２ｋｅＶ
注入時間： ３０分
成膜時間： １８０分
印加周波数： ２０００Ｈｚ
【００３８】
形成したフッ素ＤＬＣコート層に対する水の接触角を評価した結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
フッ素含有量１０、２０原子％のフッ素ＤＬＣでは、フッ素を含有しない（０原子％）ＤＬＣと同等の接触角であった。フッ素含有量３０原子％になるとフッ素を含まないＤＬＣと比較して接触角が大きくなり、さらにフッ素含有量が増加するにつれて接触角は増加し、フッ素含有量６０原子％以上ではほぼ一定の値を示した。
【００４１】
（試験２）スラリー付着量、耐摩耗性評価
以下のＣＭＰパッドコンディショナーを作製し、加工試験を行った。
まず、外径１００ｍｍ、厚さ５ｍｍの台金に対して、平均粒径が２００μｍのダイヤモンド砥粒を間隔０．３ｍｍでＮｉめっき（厚み約１２０μｍ）により固着した。次に、試験１と同様の方法で、フッ素含有量の異なるフッ素ＤＬＣ層を作製し、試験用のＣＭＰパッドコンディショナーを得た。
加工試験の条件は以下の通りである。
使用機械： ノリタケ製超精密片面ポリッシングマシン
パッド：ＩＣ１０００ＳＵＢＡ４００
ウエハ：層間絶縁膜（ＳｉＯ2）
荷重：５０Ｎ
テーブル回転速度： ３０ｍｉｎ-1
ドレッサ回転速度： ４０ｍｉｎ-1
加工時間：３０時間
スラリー：タングステン用スラリーW2000
【００４２】
試験２では、フッ素ＤＬＣ層のフッ素含有量を変化させて、ＣＭＰパッドコンディショナーのスラリー付着性、耐摩耗性評価を評価した結果を表２に示す。スラリー付着性の評価は上記試験後のＣＭＰパッドコンディショナーを目視で観察し、フッ素を含有しないＤＬＣと比較した。表２において、スラリー付着性は、フッ素を含有しないＤＬＣとほぼ同程度にスラリーが付着しているものを×、ほとんど付着していないものを○、その中間を△とした。また、耐摩耗性評価は、上記試験後のＣＭＰパッドコンディショナーを目視で観察し、砥粒層上のコート層に摩耗が確認されないものを○、一部摩耗が確認されたものを△、大部分が摩耗しているものを×とした。
【００４３】
【表２】
【００４４】
フッ素含有量１０原子％のフッ素ＤＬＣでは、フッ素を含有しない（０原子％）ＤＬＣと同様に多量のスラリーが付着していた。フッ素含有量２０原子％のフッ素ＤＬＣでは、スラリーの付着量が若干低減し、フッ素含有量３０原子％以上ではほとんどスラリーが付着していなかった。
一方、フッ素を含有しないＤＬＣ及びフッ素含有量６０原子％以下のフッ素ＤＬＣではコート層にほとんど摩耗はみられなかったが、フッ素含有量７０原子％では、摩耗が確認され、８０原子％では大部分が摩耗し、下地のＮｉめっきが露出していた。
【００４５】
（試験３）
フッ素含有量を５０原子％になるように調整した作製条件で、コーティング時間を調整して砥粒層上にフッ素ＤＬＣコート層を作製した。また、比較のため、フッ素ＤＬＣコート層を形成していないＣＭＰパッドコンディショナーを作製した。これらのＣＭＰパッドコンディショナーを用いて、試験２と同条件で加工試験を行った結果を表３に示す。
なお、砥粒上のフッ素ＤＬＣコート層の層厚（Ｔ1）は、任意の砥粒を１０個抽出して電解式膜厚計で測定した平均値である。また、ボンド上のフッ素コート層の層厚（Ｔ2）はマイクロメーターで測定した。
表３における初期の切味は、加工開始５分後におけるコート層なしのＣＭＰパッドコンディショナーとの対比から判断し、切味の変動は、加工開始５分後と１時間後の切味から判断した。また、耐薬品性は、加工開始５時間後のスラリーに溶出したボンド層（Ｎｉめっき）の量から判断した。
【００４６】
【表３】
【００４７】
コート層なしのＣＭＰパッドコンディショナーでは、初期の切味が高く、切味の変動も少なかった。砥粒上のフッ素ＤＬＣ層の層厚（Ｔ1）が０．５６μｍ（試料Ａ）、０．６７μｍ（試料Ｂ）及び０．７８μｍ（試料Ｃ）では、初期の切味はほとんどコート層なしと同等であり、切味の変動もほとんど見られなかった。砥粒上のフッ素ＤＬＣ層の層厚（Ｔ1）が１．０μｍ（試料Ｄ）ではコート層なしより若干切味が低いものの、ＣＭＰパッドコンディショナーとしては十分な切味であり、また、切味の変動もほとんど見られなかった。砥粒上のフッ素ＤＬＣ層の層厚（Ｔ1）が１．１μｍ（試料Ｅ）では、初期の切味および加工効率が低く、砥粒の露出前後の切味の変動が大きかった。
ボンド層のスラリーへの溶出量を比較すると、ボンド材上のフッ素ＤＬＣ層の層厚（Ｔ2）が２．０μｍ（試料Ａ）では、Ｎｉ成分がスラリーに溶出し、ボンド層の浸食が確認されたが、３．０μｍ以上の試料Ｂ〜Ｅでは、ボンド材の浸食は確認されなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、シリコンウエハ等の表面を平坦化するために用いられるＣＭＰ装置において使用されるＣＭＰパッドコンディショナーに好適である。
【符号の説明】
【００４９】
１ ＣＭＰパッドコンディショナー
２ コンディショナーディスク
２１ 台金
２２ 砥粒層
２２ａ 砥粒
２２ｂ ボンド層
２３ 保護層
３ コンディショナーディスク回転軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウエハ等の表面を平坦化するために用いられるＣＭＰ装置の研磨パットの目立てに使用されるＣＭＰパッドコンディショナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウエハ等の表面を平坦化するために、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械的研磨）プロセスにて研削を行うＣＭＰ装置が用いられている。このＣＭＰ装置を図４に示す。
【０００３】
ＣＭＰ装置１０は、回転テーブル回転軸１１ａを中心として回転し、表面に研磨パッド１１ｂが形成された回転テーブル１１と、ウエハＷを吸着した状態で研磨パッド１１ｂに押圧する研磨ヘッド１２と、研磨パッド１２上に研磨材を含むスラリーＳＲを供給するスラリー供給部１３と、コンディショナー回転軸１４ａを中心として回転して研磨パッド１１ｂの表面を再研磨するコンディショナーディスク１４ｂが設けられたＣＭＰパッドコンディショナー１４とを備えている。
【０００４】
ＣＭＰ装置１０においては、安定した加工性能を維持するためには研磨パッド１１ｂ表面の定期的修正が必要なので、研磨ヘッド１２を使用したＣＭＰ加工と同時に、または定期的に、研磨パッド１１ｂ表面の劣化層を除去して適正な面状態とするために、ダイヤモンドなどからなる砥粒を母材である台金に単層固着したコンディショナーディスク１４ｂが使用されている。砥粒は、金属ろう付け、電着によって形成されたＮｉ，Ｃｏ，Ｃｕなどの金属あるいはそれらの合金からなるボンド層によって台金に固着されている。
【０００５】
一方、ＣＭＰ加工で使用されるスラリーは、一般にアルミナなどからなる研磨材を酸性あるいはアルカリ性の水系溶媒に分散したものである。そのため、この酸性あるいはアルカリ性のスラリーによってＣＭＰ加工の際にボンド層が腐食して、ボンド層を構成する金属が溶出したり、さらには砥粒が脱落したりするという問題がある。このスラリーに起因する腐食に対する対策として、砥粒とボンド層の上に保護層を設ける方法がある。
【０００６】
例えば、特許文献１には、被膜物質としてポリイミドなどの耐薬品性の合成樹脂からなる保護層を設けたＣＭＰパッドコンディショナーが開示されている。また、特許文献２には、被膜物質としてダイヤモンドライクカーボン（Diamond Like Carbon、以下、「ＤＬＣ」と称す。）からなる保護層を設けたＣＭＰパッドコンディショナーが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２００５５１号公報
【特許文献２】特開２００７−４４８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の合成樹脂を保護層とする方法では、砥粒層上でモノマーを重合したり、あるいは粒子表面に荷電を有する樹脂粒子を分散させた有機溶剤に台金を浸して通電し、樹脂を析出させたりして保護層を形成する。しかしながら、このような方法では、該樹脂のモノマーあるいは樹脂粒子を分散させた溶媒自体によって、ボンド層が腐食するおそれがある。さらに、樹脂の未硬化部分などが生じることも多く、形成された保護層の膜質が不均一になることが多い。
【０００９】
これに対し、特許文献２に記載されたＣＭＰパッドコンディショナーのように保護層としてＤＬＣを使用した場合には、ＤＬＣが有する耐薬品性などの化学的安定性に加えて、化学蒸着法（ＣＶＤ）などによって、均一な膜質の保護層を形成することができる。
しかしながら、ＤＬＣは比較的親水性が高いため、形成された保護層は、水系のスラリーが表面に付着しやすく、これが凝集することで研磨パッドの被研削面にスクラッチを発生させることがある。そうなると、ウエハの平坦化が均一に行えず、安定したＣＭＰ加工を実施することができない。
【００１０】
このような状況下、本発明の目的は、研磨パッドの被研削面へのスクラッチの発生を防止することで安定したＣＭＰ加工を実施することができるＣＭＰパッドコンディショナーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のＣＭＰパッドコンディショナーは、台金の外周側のリング状に盛り上げた領域に、砥粒がボンド層によって単層固着された砥粒層を設けたＣＭＰパッドコンディショナーにおいて、前記砥粒層上に、フッ素を含有したダイヤモンドライクカーボンで形成されたフッ素ダイヤモンドライクカーボンコート層からなる保護層を設けたことを特徴とする。なお、「フッ素を含有したＤＬＣ」とは、フッ素元素が原子、イオンの状態として分散しているＤＬＣを意味する。
【００１２】
撥水性を有する元素であるフッ素を含有したＤＬＣ（フッ素ＤＬＣ）は、ＤＬＣ本来の耐薬品性、耐摩耗性に加え、フッ素を含まないＤＬＣコート層よりも撥水性が高いという性質を有する。そのため、本発明のＣＭＰパッドコンディショナーは、砥粒層上に形成した保護層をフッ素ＤＬＣコート層とすることで、その撥水性によってスラリーの付着を抑止することができる。
【００１３】
フッ素ＤＬＣコート層のフッ素含有量は、３０原子％以上６０原子％以下であることが望ましい。ここで、原子％とは、フッ素ＤＬＣを構成する原子数に対する、フッ素原子の原子数の割合を百分率で表したものをいう。フッ素含有量が、３０原子％未満であると撥水性が不足してスラリーが付着しやすくなる。また、フッ素含有量が、６０原子％より多いと膜質の悪化が避けられないという点で好ましくない。
【００１４】
また、前記フッ素ＤＬＣコート層は、前記砥粒上の層厚が１．０μｍ以下（特に０．８μｍ以下）に形成されているのが望ましい。
ＣＭＰ加工において、表面の保護層（フッ素ＤＬＣコート層）は、徐々に摩耗していくが、砥粒の表面の層厚を１．０μｍ以下とすることで、ボンド層から露出した砥粒の表面に沿って保護層が薄く被膜した状態なので、あたかも砥粒が切削しているかのように研磨パッドの目立てを行うことができる。特に０．８μｍ以下であると、保護層なしの場合と同等の切味を有する。従って、最初から砥粒が露出した状態とほぼ同等の切味が得られるので、初期の切味と砥粒が露出した際の切味とが大きく変動することなく、安定した切味を維持することができる。
一方、砥粒上の層厚が１．０μｍより厚いと、ボンド層から露出した砥粒の表面に厚く被膜した保護層により初期の切味が鈍く、さらに砥粒上のフッ素ＤＬＣコート層が摩耗することで砥粒が露出することで切味が大きく変動することがある。
【００１５】
さらに、前記フッ素ＤＬＣコート層の前記ボンド層上の層厚が３．０μｍ以上５．０μｍ以下に形成されているのが望ましい。フッ素ＤＬＣコート層を３．０μｍ以上５．０μｍ以下に形成することで、耐薬品性効果を維持し、切味の変化を抑制しつつ、撥水性が得られるので、より効果的に、乾燥凝集したスラリーが付着することを防止することができる。保護層であるフッ素ＤＬＣコート層のボンド層上の層厚が３．０μｍ未満であると、ボンド層にスラリーの酸性成分やアルカリ性成分が浸透してしまい、フッ素ＤＬＣコート層の耐薬品性効果が十分に発揮できないため好ましくない。
また、フッ素ＤＬＣコート層のボンド層上の層厚が５．０μｍより厚いと、フッ素ＤＬＣコート層に欠陥が生じやすくなるため好ましくない。また、特に砥粒の粒径が小さい場合には、砥粒の突出量が少なくなるため、ＣＭＰパッドコンディショナーの切味が低下するという問題もある。
【００１６】
前記フッ素ＤＬＣコート層は、プラズマベースイオン注入成膜法により形成されているものであることが望ましい。
ここで、「プラズマベースイオン注入成膜法」とは、外部アンテナによるＲＦプラズマあるいは自己バイアス電圧によるプラズマ生成を行い、これに対して数百Ｖ〜 数十ｋＶの負パルス電圧を印加して、カーボンを含有するイオンを基材表面に注入し、さらに電圧制御しながらＤＬＣ膜を形成させる方法である。この方法では、カーボンを含有するイオンを注入することによって、基材表面の炭素親和性を有するように改質することで、その上に成膜するＤＬＣと基材との密着性を特に向上させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のＣＭＰパッドコンディショナーは、フッ素ＤＬＣコート層からなる保護層を設けたことで、耐薬品性、耐摩耗性が向上すると共に、その撥水性によって砥粒層表面へのスラリーの付着を防止することができるため、保護層表面の劣化や研磨パッドの被研削面へのスクラッチの発生を防止することができ、安定したＣＭＰ加工を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係るＣＭＰパッドコンディショナーを示す斜視図である。
【図２】図１に示すＣＭＰパッドコンディショナーのコンディショナーディスクを研削面側から見た図である。
【図３】図２に示すコンディショナーディスクの部分拡大図である。
【図４】従来のＣＭＰ装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態に係るＣＭＰパッドコンディショナーを図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るＣＭＰパッドコンディショナーを示す斜視図である。図２は、図１に示すＣＭＰパッドコンディショナーのコンディショナーディスクを研削面側から見た図である。図３は、図２に示すコンディショナーディスクの部分拡大図である。
【００２０】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係るＣＭＰパッドコンディショナー１は、研削面が形成されたコンディショナーディスク２と、コンディショナーディスク２を回転させるコンディショナーディスク回転軸３とを備えている。
図２および図３に示すように、コンディショナーディスク２は、台金２１と、砥粒層２２と、保護層２３とを備えている。
【００２１】
台金２１は、直径が１００ｍｍの略円盤状に形成されたステンレス鋼板の基板である。この台金２１には、外周側にリング状に盛り上げられた領域Ｓが形成されている。
【００２２】
砥粒層２２は、台金２１の領域Ｓ上に、砥粒２２ａがボンド層２２ｂによって単層固着されることで形成されている。砥粒２２ａは、その目的に応じて、任意の粒径のダイヤモンド、炭化珪素、サファイア等が使用されるが、好適にはダイヤモンドが選択される。砥粒の粒径は特に制限されるものではないが、通常、平均粒径として１０〜５００μｍであり、５０〜３００μｍが好ましい。
ボンド層２２ｂは、本実施形態では電着法によるＮｉめっきとしたが、他の金属あるいは合金の電着めっきやろう材またはセラミック焼結層でもよい。なお、砥粒２２ａはその一部（好適には、粒径の２５％以上４５％以下）がボンド層２２ｂから露出した状態で固着されている。
【００２３】
保護層２３は、砥粒２２ａ及びボンド層２２ｂ上に形成されたフッ素ＤＬＣコート層であり、本実施形態では、後述するようにプラズマベースイオン注入成膜法によって形成されている。
なお、ＤＬＣの形成方法には、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法などがあるが、これらの方法で、本発明の保護層を形成した場合、下地となる砥粒およびボンド層との界面での結合力が十分でない場合がある。これに対し、プラズマベースイオン注入成膜法では、カーボンを含有するイオンを注入することによって、基材表面の炭素親和性を有するように改質することで、その上に成膜するＤＬＣと基材との密着性を向上させることができるため、ＣＭＰパッドコンディショナーの保護層形成に特に好適である。
【００２４】
本実施形態における保護層２３において、ＤＬＣにフッ素を４５原子％含有させているが、３０原子％以上６０原子％以下とすることが可能である。なお、詳しくは後述するが、フッ素ＤＬＣにおけるフッ素含有量は、原料ガスの組成をコントロールすることで実現することができる。なお、フッ素含有量が３０原子％未満であると撥水性が不足してスラリーが付着しやすくなる。また、フッ素含有量が６０原子％より多いと膜質が低下して、脆弱となるため好ましくない。
【００２５】
本実施の形態では、砥粒２２ａ上の保護層２３の層厚（Ｔ1）を１．０μｍ以下に形成している。砥粒２２ａ上の保護層２３は、ＣＭＰ加工を行うことで徐々に摩耗して最終的に砥粒２２ａが露出する。この保護層２３の層厚は、薄れければ薄いほど、保護層２３の摩耗による砥粒２２ａが露出する期間が短くなるが、切味の変動が少ない。そのため、砥粒２２ａ上の層厚（Ｔ1）を１．０μｍ以下とすることで、ボンド層２２ｂから露出した砥粒２２ａの表面に沿って保護層２３が薄く被膜した状態なので、あたかも砥粒２２ａが切削しているかのように研磨パッドの目立てを行うことができる。従って、最初から砥粒２２ａが露出した状態とほぼ変わらない切味が得られるので、初期の切味から大きく変動することなく、安定した切味を維持することができる。一方、砥粒２２ａ上の保護層２３の層厚（Ｔ1）が１．０μｍより厚いと、切味が使用初期と砥粒２２ａが露出した状態とで大きく変動することになるため好ましくない。
【００２６】
また、本実施形態において、ボンド層２２ｂ上の保護層２３は、層厚（Ｔ2）が４．０μｍで形成されているが、この層厚は、３．０μｍ以上５．０μｍ以下に形成することが望ましい。層厚（Ｔ2）が３．０μｍ未満であると、スラリーの酸性成分やアルカリ性成分が浸透してしまい、耐薬品性効果が低減する。また、フッ素ＤＬＣコート層のボンド層上の層厚（Ｔ2）が５．０μｍより厚いと、フッ素ＤＬＣコート層に欠陥が生じやすくなるため好ましくない。
【００２７】
以上のように構成された本発明の実施の形態に係るＣＭＰパッドコンディショナーの製造方法を説明する。
【００２８】
まず、円盤状に形成された台金２１を準備する。次に、台金２１の領域Ｓ上に砥粒２２ａをめっきにより仮固定する。そしてＮｉめっきを施すことでボンド層２２ｂとなるＮｉめっき層を形成し、砥粒２２ａを電着固定して砥粒層２２を形成する。このときボンド層２２ｂの層厚（Ｔ2）は、砥粒２２ａの粒径の三分の二程度とすることで、砥粒２２ａの粒径の三分の一が露出した状態となる。
【００２９】
本実施の形態では、砥粒２２ａを台金２１に固着する方法として電着法によるＮｉめっきとしたが、他の金属あるいは合金の電着めっきやろう材またはセラミック焼結層でもよい。
【００３０】
このようにして砥粒層２２を形成した台金２１に、プラズマベースイオン注入成膜法によりフッ素ＤＬＣコート層を保護層２３として形成する。このプラズマベースイオン注入成膜法は、特開２００６−３４２２３６４号公報記載が例示される方法である。以下、当該方法を簡単に説明する。
【００３１】
このプラズマベースイオン注入成膜法によるフッ素ＤＬＣコート層（保護層２３）の形成する方法は、まず、図示しないＰＢＩＩ(Plasma Based Ion Implantation)装置中に、砥粒層２２が設けられた台金２１を基材として配置する。次に、炭化水素系の原料ガスを導入し、基材周辺に高周波電源でプラズマを生成した後、基材に負電圧パルスを印加すると、基材周辺のあるイオン（主にカーボン含有イオン）を加速させて、基材（砥粒層２２）に引き込み注入される。その結果、基材（砥粒層２２）表面は、炭素親和性が向上するため、ＤＬＣ膜が基材との密着性よく成膜する。
【００３２】
本発明に係るプラズマベースイオン注入成膜法の最大の特徴は、原料ガスの少なくとも一部にフッ素を含有したフッ化炭化水素ガスを使用することにある。
フッ化系炭素水素としては、ＣＦ4、ＣＨＦ3、ＣＨ2Ｆ2、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8などが挙げられ、これらから選択される少なくとも１種類が使用される。これらのフッ化系炭素水素のみを原料ガスとして使用してもよいが、メタン、エタン、プロパン、アセチレン、ベンゼン、トルエン及びシクロヘキサノン等からなる炭化水素を混合して使用してもよい。これらのガスの混合割合は、形成するフッ素ＤＬＣのフッ素含有量を勘案して、適宜決定される。
【００３３】
なお、形成されるＤＬＣの物性は、プラズマベースイオン注入成膜法の成膜条件（ガス圧、印加電圧）に依存するが、本発明のＣＭＰパッドコンディショナーの保護層の主要な形成条件として、好適な条件を例示すると、イオン注入・成膜時圧力として、０．１〜５０Ｐａ、イオン注入エネルギーとして、１〜２００ｋｅＶ、成膜エネルギーとして、１〜２００ｋｅＶ、高周波パルス印加周波数として１００〜５０００Ｈｚである。なお、イオン注入時間、ＤＬＣ膜成膜時間は、必要な膜厚を勘案して適宜決定すればよい。
【００３４】
なお、本実施形態では、化学的に安定したダイヤモンドで砥粒２２ａを形成した場合に、ボンド層２２ｂがＮｉめっき層により形成されているが、プラズマベースイオン注入成膜法では、Ｎｉめっき層の上の方が、ダイヤモンド砥粒上より、フッ素ＤＬＣが形成しやすい傾向にある。この性質を利用して、ボンド層２２ｂ上の保護層２３の層厚（Ｔ2）を３．０μｍ以上５．０μｍ以下となるように形成しつつ、砥粒２２ａ上の保護層２３の層厚（Ｔ1）を１．０μｍ以下とすることができる。
【００３５】
本実施の形態に係る保護層２３は、プラズマベースイオン注入成膜法により形成したフッ素ＤＬＣコート層としているので、砥粒層２２との密着性が、ＰＶＤや通常のプラズマＣＶＤで形成したＤＬＣコート層より高い。そのため、保護層２３の剥離を回避することができ、Ｎｉめっき層であるボンド層２２ｂの腐食による砥粒２２ａの脱落が防止できる。また、保護層２３がボンド層２２ｂを保護するので、酸性雰囲気下においてもボンド層２２ｂの溶出がないので、砥粒２２ａに対する固着力を維持することで、保護層２３の剥がれにより被研磨面へのスクラッチを防止することができる。
【実施例】
【００３６】
以下に、具体的な試験例を示す。
【００３７】
（試験１）フッ素ＤＬＣコート層の撥水性の評価
２０×２０ｍｍのＮｉ板からなる試験片として、以下の条件で４μｍのフッ素ＤＬＣコート層を形成した。
「フッ素ＤＬＣ膜の作製条件」
使用ガス種：メタン（ＣＨ4）／四フッ化炭素（ＣＦ4）混合ガス
ガス混合比：ＣＨ4／ＣＦ4＝０〜１００
イオン注入・成膜時圧力： ０．５Ｐａ〜１．０Ｐａ
イオン注入エネルギー：２０ｋｅＶ
成膜エネルギー：２ｋｅＶ
注入時間： ３０分
成膜時間： １８０分
印加周波数： ２０００Ｈｚ
【００３８】
形成したフッ素ＤＬＣコート層に対する水の接触角を評価した結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
フッ素含有量１０、２０原子％のフッ素ＤＬＣでは、フッ素を含有しない（０原子％）ＤＬＣと同等の接触角であった。フッ素含有量３０原子％になるとフッ素を含まないＤＬＣと比較して接触角が大きくなり、さらにフッ素含有量が増加するにつれて接触角は増加し、フッ素含有量６０原子％以上ではほぼ一定の値を示した。
【００４１】
（試験２）スラリー付着量、耐摩耗性評価
以下のＣＭＰパッドコンディショナーを作製し、加工試験を行った。
まず、外径１００ｍｍ、厚さ５ｍｍの台金に対して、平均粒径が２００μｍのダイヤモンド砥粒を間隔０．３ｍｍでＮｉめっき（厚み約１２０μｍ）により固着した。次に、試験１と同様の方法で、フッ素含有量の異なるフッ素ＤＬＣ層を作製し、試験用のＣＭＰパッドコンディショナーを得た。
加工試験の条件は以下の通りである。
使用機械： ノリタケ製超精密片面ポリッシングマシン
パッド：ＩＣ１０００ＳＵＢＡ４００
ウエハ：層間絶縁膜（ＳｉＯ2）
荷重：５０Ｎ
テーブル回転速度： ３０ｍｉｎ-1
ドレッサ回転速度： ４０ｍｉｎ-1
加工時間：３０時間
スラリー：タングステン用スラリーW2000
【００４２】
試験２では、フッ素ＤＬＣ層のフッ素含有量を変化させて、ＣＭＰパッドコンディショナーのスラリー付着性、耐摩耗性評価を評価した結果を表２に示す。スラリー付着性の評価は上記試験後のＣＭＰパッドコンディショナーを目視で観察し、フッ素を含有しないＤＬＣと比較した。表２において、スラリー付着性は、フッ素を含有しないＤＬＣとほぼ同程度にスラリーが付着しているものを×、ほとんど付着していないものを○、その中間を△とした。また、耐摩耗性評価は、上記試験後のＣＭＰパッドコンディショナーを目視で観察し、砥粒層上のコート層に摩耗が確認されないものを○、一部摩耗が確認されたものを△、大部分が摩耗しているものを×とした。
【００４３】
【表２】
【００４４】
フッ素含有量１０原子％のフッ素ＤＬＣでは、フッ素を含有しない（０原子％）ＤＬＣと同様に多量のスラリーが付着していた。フッ素含有量２０原子％のフッ素ＤＬＣでは、スラリーの付着量が若干低減し、フッ素含有量３０原子％以上ではほとんどスラリーが付着していなかった。
一方、フッ素を含有しないＤＬＣ及びフッ素含有量６０原子％以下のフッ素ＤＬＣではコート層にほとんど摩耗はみられなかったが、フッ素含有量７０原子％では、摩耗が確認され、８０原子％では大部分が摩耗し、下地のＮｉめっきが露出していた。
【００４５】
（試験３）
フッ素含有量を５０原子％になるように調整した作製条件で、コーティング時間を調整して砥粒層上にフッ素ＤＬＣコート層を作製した。また、比較のため、フッ素ＤＬＣコート層を形成していないＣＭＰパッドコンディショナーを作製した。これらのＣＭＰパッドコンディショナーを用いて、試験２と同条件で加工試験を行った結果を表３に示す。
なお、砥粒上のフッ素ＤＬＣコート層の層厚（Ｔ1）は、任意の砥粒を１０個抽出して電解式膜厚計で測定した平均値である。また、ボンド上のフッ素コート層の層厚（Ｔ2）はマイクロメーターで測定した。
表３における初期の切味は、加工開始５分後におけるコート層なしのＣＭＰパッドコンディショナーとの対比から判断し、切味の変動は、加工開始５分後と１時間後の切味から判断した。また、耐薬品性は、加工開始５時間後のスラリーに溶出したボンド層（Ｎｉめっき）の量から判断した。
【００４６】
【表３】
【００４７】
コート層なしのＣＭＰパッドコンディショナーでは、初期の切味が高く、切味の変動も少なかった。砥粒上のフッ素ＤＬＣ層の層厚（Ｔ1）が０．５６μｍ（試料Ａ）、０．６７μｍ（試料Ｂ）及び０．７８μｍ（試料Ｃ）では、初期の切味はほとんどコート層なしと同等であり、切味の変動もほとんど見られなかった。砥粒上のフッ素ＤＬＣ層の層厚（Ｔ1）が１．０μｍ（試料Ｄ）ではコート層なしより若干切味が低いものの、ＣＭＰパッドコンディショナーとしては十分な切味であり、また、切味の変動もほとんど見られなかった。砥粒上のフッ素ＤＬＣ層の層厚（Ｔ1）が１．１μｍ（試料Ｅ）では、初期の切味および加工効率が低く、砥粒の露出前後の切味の変動が大きかった。
ボンド層のスラリーへの溶出量を比較すると、ボンド材上のフッ素ＤＬＣ層の層厚（Ｔ2）が２．０μｍ（試料Ａ）では、Ｎｉ成分がスラリーに溶出し、ボンド層の浸食が確認されたが、３．０μｍ以上の試料Ｂ〜Ｅでは、ボンド材の浸食は確認されなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、シリコンウエハ等の表面を平坦化するために用いられるＣＭＰ装置において使用されるＣＭＰパッドコンディショナーに好適である。
【符号の説明】
【００４９】
１ ＣＭＰパッドコンディショナー
２ コンディショナーディスク
２１ 台金
２２ 砥粒層
２２ａ 砥粒
２２ｂ ボンド層
２３ 保護層
３ コンディショナーディスク回転軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
台金の外周側のリング状に盛り上げた領域に、砥粒がボンド層によって単層固着された砥粒層を設けたＣＭＰパッドコンディショナーにおいて、
前記砥粒層上に、フッ素を含有したダイヤモンドライクカーボンで形成されたフッ素ダイヤモンドライクカーボンコート層からなる保護層を設けたことを特徴とするＣＭＰパッドコンディショナー。
【請求項２】
前記フッ素ダイヤモンドライクカーボンコート層のフッ素含有量が、３０原子％以上６０原子％以下である請求項１記載のＣＭＰパッドコンディショナー。
【請求項３】
前記フッ素ダイヤモンドライクカーボンコート層の前記砥粒上の層厚が、１．０μｍ以下に形成されている請求項１または２記載のＣＭＰパッドコンディショナー。
【請求項４】
前記フッ素ダイヤモンドライクカーボンコート層の前記ボンド層上の層厚が、３．０μｍ以上５．０μｍ以下に形成されている請求項１から３のいずれかに記載のＣＭＰパッドコンディショナー。
【請求項５】
前記フッ素ダイヤモンドライクカーボンコート層が、プラズマベースイオン注入成膜法により形成されているものである請求項１から４のいずれかに記載のＣＭＰパッドコンディショナー。
【請求項１】
台金の外周側のリング状に盛り上げた領域に、砥粒がボンド層によって単層固着された砥粒層を設けたＣＭＰパッドコンディショナーにおいて、
前記砥粒層上に、フッ素を含有したダイヤモンドライクカーボンで形成されたフッ素ダイヤモンドライクカーボンコート層からなる保護層を設けたことを特徴とするＣＭＰパッドコンディショナー。
【請求項２】
前記フッ素ダイヤモンドライクカーボンコート層のフッ素含有量が、３０原子％以上６０原子％以下である請求項１記載のＣＭＰパッドコンディショナー。
【請求項３】
前記フッ素ダイヤモンドライクカーボンコート層の前記砥粒上の層厚が、１．０μｍ以下に形成されている請求項１または２記載のＣＭＰパッドコンディショナー。
【請求項４】
前記フッ素ダイヤモンドライクカーボンコート層の前記ボンド層上の層厚が、３．０μｍ以上５．０μｍ以下に形成されている請求項１から３のいずれかに記載のＣＭＰパッドコンディショナー。
【請求項５】
前記フッ素ダイヤモンドライクカーボンコート層が、プラズマベースイオン注入成膜法により形成されているものである請求項１から４のいずれかに記載のＣＭＰパッドコンディショナー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１８２８１３（Ｐ２０１０−１８２８１３Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３９７２（Ｐ２００９−２３９７２）
【出願日】平成２１年２月４日（２００９．２．４）
【出願人】（０００１１１４１０）株式会社ノリタケスーパーアブレーシブ (73)
【出願人】（０００００４２９３）株式会社ノリタケカンパニーリミテド (449)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月４日（２００９．２．４）
【出願人】（０００１１１４１０）株式会社ノリタケスーパーアブレーシブ (73)
【出願人】（０００００４２９３）株式会社ノリタケカンパニーリミテド (449)
【Ｆターム（参考）】
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