特許 6332592 コンディショナー兼ウェハーリテーナリングおよびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6332592

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】コンディショナー兼ウェハーリテーナリングおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20180521BHJP

   B24B 37/32 20120101ALI20180521BHJP

   B24B 53/017 20120101ALI20180521BHJP

   B24B 53/12 20060101ALI20180521BHJP

   B24B 53/00 20060101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 622G

   H01L21/304 622M

   B24B37/32 Z

   B24B53/017 Z

   B24B53/12 Z

   B24B53/00 Z

【請求項の数】13

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-246089(P2013-246089)

(22)【出願日】2013年11月28日

(65)【公開番号】特開2014-110428(P2014-110428A)

(43)【公開日】2014年6月12日

【審査請求日】2016年11月17日

(31)【優先権主張番号】10-2012-0137490

(32)【優先日】2012年11月30日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】513289019

【氏名又は名称】イファ ダイヤモンド インダストリアル カンパニー，リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100091683

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179316

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 寛奈

(72)【発明者】

【氏名】リ，セ クァン

(72)【発明者】

【氏名】リ，ジュ ハン

(72)【発明者】

【氏名】パク，クァン リ

【審査官】 山口 祐一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−０９４９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５３３６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０３４５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１２２１８６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２５０８２６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００９００６６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２２４６８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ３／００−３／６０

２１／００−３９／０６

５３／００−５７／０４

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

２１／４６３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＣＭＰ工程の際にウェハーが研磨中に離脱することを防止するウェハーリテーナリングであって、
前記ウェハーリテーナリングは、その表面に隔設された多数の突出部からなる切削チップ部を一定の間隔で多数含んでいる構造を有し、コンディショナーとして作用することができ、
前記ウェハーリテーナリングの表面に形成された多数の切削チップ部間の一定の間隔が、前記ウェハーリテーナリングの外周面から内周面へ貫通するように所定の幅と深さを有する溝からなり、
前記切削チップ部は、前記リテーナリングの内周面側の一定幅の壁より外側に複数の突出部が設けられることを特徴とする、コンディショナー兼ウェハーリテーナリング。

【請求項2】

前記溝の外周面側の幅が内周面側の幅より広く形成されることを特徴とする、請求項１に記載のコンディショナー兼ウェハーリテーナリング。

【請求項3】

前記ウェハーリテーナリングが強化高分子複合素材、超硬合金系素材、セラミック系素材のうちいずれか１つで形成されることを特徴とする、請求項１に記載のコンディショナー兼ウェハーリテーナリング。

【請求項4】

前記切削チップ部を構成する多数の突出部の表面にダイヤモンドコート層がさらに形成されることを特徴とする、請求項１に記載のコンディショナー兼ウェハーリテーナリング。

【請求項5】

前記切削チップ部を構成する突出部の側断面形状が多角形であることを特徴とする、請求項１に記載のコンディショナー兼ウェハーリテーナリング。

【請求項6】

前記切削チップ部を構成する突出部の平面形状が多角形、円形、楕円形のうちいずれか１つであることを特徴とする、請求項１に記載のコンディショナー兼ウェハーリテーナリング。

【請求項7】

一定の厚さおよび幅を有するリング状の基板を準備する段階と、
前記リング状の基板の表面に、前記リング状の基板の外周面から内周面へ貫通するように所定の幅と深さを有する溝を一定の間隔で多数形成する溝形成段階と、
前記多数形成された溝と溝との間の表面に多数の突出部を隔設する切削チップ部形成段階とを含んでなり、
前記切削チップ部形成段階は、前記リング状の基板の内周面側の一定幅の壁より外側に複数の突出部が設けられるように行われることを特徴とする、コンディショナー兼ウェハーリテーナリングの製造方法。

【請求項8】

前記溝形成段階は、前記溝の外周面側の幅が前記内周面側の幅より広く形成されるように行われることを特徴とする、請求項７に記載のコンディショナー兼ウェハーリテーナリングの製造方法。

【請求項9】

前記切削チップ部形成段階は、前記多数の突出部の側断面形状が多角形の形状を持つように行われることを特徴とする、請求項７に記載のコンディショナー兼ウェハーリテーナリングの製造方法。

【請求項10】

前記切削チップ部形成段階は、多数の突出部の平面形状が多角形、円形、楕円形のうちいずれか１つの形状を持つように行われることを特徴とする、請求項７に記載のコンディショナー兼ウェハーリテーナリングの製造方法。

【請求項11】

前記切削チップ部を構成する多数の突出部の表面にダイヤモンドコート層を形成するダイヤモンド層形成段階をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載のコンディショナー兼ウェハーリテーナリングの製造方法。

【請求項12】

請求項１〜６のいずれか１項に記載のコンディショナー兼ウェハーリテーナリングを含む、ＣＭＰ装置。

【請求項13】

前記ＣＭＰ装置が別途のコンディショニング手段を備えないことを特徴とする、請求項１２に記載のＣＭＰ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体素子製作工程の一部である化学機械研磨（ＣＭＰ）工程で使用されるウェハーリテーナリングに係り、より具体的には、ＣＭＰ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）工程中にウェハーの離脱を防止すると同時にパッドを均一にコンディショニングすることができるように設計された、コンディショナー兼ウェハーリテーナリングをおよびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＣＭＰは、化学機械研磨加工であって、研磨除去加工と化学液溶解作用を同時に用いて半導体ウェハーの平坦度を得る研磨加工である。

【0003】

ＣＭＰ加工は、研磨パッドとウェハーを互いに加圧した状態でそれらを相対運動させながら、研磨パッド上に、研磨粒子と化学液とからなる研磨液（スラリー）を供給する過程で行われるが、この際、ポリウレタン素材からなる研磨パッドの表面にある数多くの発泡気孔が新しい研磨液を留めておく役割を果たし、一定の研磨効率およびウェハー全面にわたっての研磨均一性を得ることができる。

【0004】

次に、図１を参照して、従来のＣＭＰ装置の研磨ヘッドについて簡略に説明する。

【0005】

図１に示すように、ＣＭＰ装置の研磨ヘッド１０は、ＣＭＰ工程の際にウェハー２４を支持するウェハーホルダー２２と、前記ウェハー２４が研磨中に離脱することを防止するリテーナリング２６、およびこれらの部位を支持し且つ研磨圧力を加えるヘッド本体２８を備えてなる。前記研磨ヘッド１０は、加圧機能と回転機能が必要なので中心に回転駆動軸３０を有し、この軸に沿って荷重を加える方式が一般的である。ここで、前記リテーナリング２６は、表面張力または真空によって吸着したウェハー２４の離脱を防止するために設置されたものである。また、前記リテーナリング２６は研磨の均一性を確保する手段としての機能もする。

【0006】

ＣＭＰ工程を簡単に説明すると、次のとおりである。前記ウェハーホルダー２２に前記ウェハー２４がセットされ、前記研磨パッド３２上に前記ウェハー２４が面接触した状態で前記回転駆動軸３０によって前記ウェハーホルダー２２が回転する中にスラリー３４が前記研磨パッド３２上に供給されながら、前記スラリー３４が前記リテーナリング２６と前記研磨パッド３２との隙間を介して前記ウェハー２４に供給されてＣＭＰが行われる。

【0007】

前記リテーナリング２６は、図２に示すように、その下面に、リングの外周面から内周面へ貫通するように、所定の幅および深さを有する多数の溝３６が一定の間隔で貫設されている。これは、ウェハー２４の化学機械研磨中に、ウェハーホルダー２２にホールドされた前記ウェハー２４がスリップ（ｓｌｉｐ）されることを防止し、前記研磨パッド３２と摩擦して前記ウェハー２４へのスラリー３４の供給を均一にする。そして、前記ウェハー２４の均一な研磨が行われるように研磨パッド３２の表面をコンディショニングする。

【0008】

ところが、研磨中に圧力と相対速度が付加されるので、加工時間が経つにつれて研磨パッドの表面が不均一に変形し且つ研磨パッド上の気孔が研磨残留物で詰まってしまい、研磨パッドが正常な役割を果たせなくなる。これにより、全加工時間にわたってウェハー全面における広域平坦化およびウェハー間の研磨均一性などを達成することができなくなる。

【0009】

このようなＣＭＰ研磨パッドの不均一変形および気孔の詰まりを解決するために、ＣＭＰパッドコンディショナーを用いて研磨パッドの表面を微細に研磨することにより、新しい微細気孔が形成されるようにＣＭＰパッドコンディショニング作業を行う。

【0010】

したがって、ＣＭＰ工程に用いられる代表的な消耗部品として、パッドやスラリー、ウェハーリテーナリング、コンディショナーなどを挙げることができる。これらの中でも、ウェハーリテーナリングは、ＣＭＰ工程中のウェハーの離脱を防止し且つウェハーの均一性（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）が改善できるようにする役目をする。また、ＣＭＰパッドコンディショナーは、パッドに供給されるスラリーの流れ性を良好にし、パッドを少しずつ削って初期と同一の状態に維持させる役目をする。

【0011】

このように、既存のＣＭＰ工程では、ウェハーの離脱防止のために、ウェハーリテーナリングが使用されているとともに、初期のパッド状態を保持するために、パッドをコンディショニングするＣＭＰパッドコンディショナーが使用されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明者は、鋭意研究努力した結果、ウェハーリテーナリングとＣＭＰパッドコンディショナーとを組み合わせた構造の部品を開発することにより、本発明を完成した。

【0013】

したがって、本発明の目的は、ウェハーを研磨する直前にウェハー全面のパッドを初期状態にすることができてウェハーの材料除去率を高めることが可能な構造のコンディショナー機能付きウェハーリテーナリングおよびその製造方法を提供することにある。

【0014】

本発明の他の目的は、耐化学的に不安定なＣＭＰパッドコンディショナーを使用しなくなってウェハーのスクラッチや汚染を減らすことが可能な構造のコンディショナー機能付きウェハーリテーナリングおよびその製造方法を提供することにある。

【0015】

本発明の別の目的は、ウェハーリテーナリングに貫設されている溝の外周面側の幅を十分に広くしてスラリーがウェハーに効率よく供給されるようにすることにより、ウェハーの研磨均一度を向上させ、ウェハーに供給されずに浪費されるスラリーの量を最小化してコスト節減を実現することが可能な構造のコンディショナー機能付きウェハーリテーナリングおよびその製造方法を提供することにある。

【0016】

本発明の別の目的は、ＣＭＰパッドコンディショナーを使用しなくなって消耗資材費用を減らすことが可能な構造のコンディショナー機能付きウェハーリテーナリングおよびそれを含むＣＭＰ装置を提供することにある。

【0017】

本発明の別の目的は、ＣＭＰパッドコンディショナーを駆動させるための装置が不要になるので、ＣＭＰ装備の空間活用が増えてウェハー研磨装置を追加することができるため、ウェハー研磨の生産性を高めることが可能な構造のコンディショナー機能付きウェハーリテーナリングおよびそれを含むＣＭＰ装置を提供することにある。

【0018】

本発明の別の目的は、ＣＭＰ装備の価格を節減させることができてＣＭＰ工程の生産性および費用を大幅低減することが可能なコンディショナー機能付きウェハーリテーナリングおよびそれを含むＣＭＰ装置を提供することにある。

【0019】

本発明の目的は上述した目的に制限されず、上述していない他の目的は以降の記載から当業者に明確に理解できるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0020】

上記目的を達成するために、本発明は、ＣＭＰ工程の際にウェハーが研磨中に離脱することを防止するウェハーリテーナリングであって、前記ウェハーリテーナリングは、その表面に隔設された多数の突出部からなる切削チップ部を一定の間隔で多数含んでいる構造を有し、コンディショナーとして作用することができることを特徴とする、コンディショナー兼ウェハーリテーナリングを提供する。

【0021】

好適な実施例において、前記リテーナリングの表面に形成された多数の切削チップ部間の一定の間隔は、前記ウェハーリテーナリングの外周面から内周面へ貫通するように所定の幅および深さを有する溝からなる。

【0022】

好適な実施例において、前記溝の外周面側の幅は内周面側の幅より広く形成される。

【0023】

好適な実施例において、前記リテーナリングは、強化高分子複合素材、超硬合金系素材、セラミック系素材のうちいずれか１つで形成される。

【0024】

好適な実施例において、前記切削チップ部を構成する多数の突出部の表面にダイヤモンドコート層がさらに形成される。

【0025】

好適な実施例において、前記切削チップ部を構成する突出部の側断面形状は多角形である。

【0026】

好適な実施例において、前記切削チップ部を構成する突出部の平面形状は多角形、円形、楕円形のうちいずれか１つである。

【0027】

好適な実施例において、前記切削チップ部は、前記リテーナリングの内周面側から一定幅の間隔をおいて多数の突出部が設けられる。

【0028】

また、本発明は、一定の厚さおよび幅を有するリング状の基板を準備する段階と、前記リング状の基板の表面に、前記リング状の基板の外周面から内周面へ貫通するように所定の幅と深さを有する溝を一定の間隔で多数形成する溝形成段階と、前記多数形成された溝と溝との間の表面に多数の突出部を隔設する切削チップ部形成段階とを含んでなる、コンディショナー兼ウェハーリテーナリングの製造方法を提供する。

【0029】

好適な実施例において、前記溝形成段階は、前記溝の外周面側の幅が内周面側の幅より広く形成されるように行われる。

【0030】

好適な実施例において、前記切削チップ部形成段階は前記多数の突出部の側断面形状が多角形の形状を持つように行われる。

【0031】

好適な実施例において、前記切削チップ部形成段階は、多数の突出部の平面形状が多角形、円形、楕円形のうちいずれか１つの形状を持つように行われる。

【0032】

好適な実施例において、前記切削チップ部形成段階は、前記リング状の基板の内周面側から一定幅の間隔をおいて多数の突出部が設けられるように行われる。

【0033】

好適な実施例において、前記切削チップ部を構成する多数の突出部の表面にダイヤモンドコート層を形成するダイヤモンド層形成段階をさらに含む。

【0034】

また、本発明は、上述したいずれか一つのコンディショナー兼ウェハーリテーナリング、または上述したいずれか一つの製造方法で製造されたコンディショナー兼ウェハーリテーナリングを含む、ＣＭＰ装置を提供する。

【0035】

また、好適な実施例において、前記ＣＭＰ装置は別途のコンディショニング手段を備えない。

【発明の効果】

【0036】

本発明は、次のような優れた効果を有する。

【0037】

まず、本発明によれば、ウェハーを研磨する直前にウェハー全面のパッドを初期状態にすることができてウェハーの材料除去率を高めることができる。

【0038】

また、本発明によれば、耐化学的に不安定なＣＭＰパッドコンディショナーを使用しなくなってウェハーのスクラッチや汚染を減らすことができる。
また、本発明によれば、ウェハーリテーナリングに貫設されている溝の外周面側幅を十分に広くしてスラリーがウェハーに効率よく供給されるようにすることにより、ウェハーの研磨均一度を向上させ、ウェハーに供給されずに浪費されるスラリーの量を最小化してコスト節減を実現することができる。

【0039】

また、本発明によれば、ＣＭＰパッドコンディショナーを使用しなくなって消耗資材費用を減らすことができる。

【0040】

また、本発明によれば、ＣＭＰパッドコンディショナーを駆動させるための装置が不要になるので、ＣＭＰ装備の空間活用が増えてウェハー研磨装置を追加することができるため、ウェハー研磨の生産性を高めることができる。

【0041】

また、本発明によれば、ＣＭＰ装備の価格を節減させることができてＣＭＰ工程の生産性および費用を大幅低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0042】

【図1】従来の化学機械研磨装置の研磨ヘッドを示す構成図である。

【図2】図１のウェハーリテーナリングを拡大して示す平面図である。

【図3】本発明の一実施例に係るコンディショナー兼ウェハーリテーナリングの平面図および一部拡大図である。

【図4b】本発明の他の実施例に係るリテーナリングの溝の形態を示すコンディショナー兼ウェハーリテーナリングの一部平面図である。

【図4a】本発明の他の実施例に係るリテーナリングの溝の形態を示すコンディショナー兼ウェハーリテーナリングの一部平面図である。

【図5a】本発明の別の実施例に係るウェハーリテーナリングの表面に形成された切削チップを構成する多様な形状の多数の突出部を示す一部斜視図である。

【図5b】本発明の別の実施例に係るウェハーリテーナリングの表面に形成された切削チップを構成する多様な形状の多数の突出部を示す一部斜視図である。

【図5c】本発明の別の実施例に係るウェハーリテーナリングの表面に形成された切削チップを構成する多様な形状の多数の突出部を示す一部斜視図である。

【図5d】本発明の別の実施例に係るウェハーリテーナリングの表面に形成された切削チップを構成する多様な形状の多数の突出部を示す一部斜視図である。

【図6a】本発明の実施例に係るコンディショナー兼リテーナリングと従来の方法によってコンディショニングされた研磨パッドのモルフォロジーを示す写真である。

【図6b】本発明の実施例に係るコンディショナー兼リテーナリングと従来の方法によってコンディショニングされた研磨パッドのモルフォロジーを示す写真である。

【図6c】本発明の実施例に係るコンディショナー兼リテーナリングと従来の方法によってコンディショニングされた研磨パッドのモルフォロジーを示す写真である。

【図6d】本発明の実施例に係るコンディショナー兼リテーナリングと従来の方法によってコンディショニングされた研磨パッドのモルフォロジーを示す写真である。

【図6e】本発明の実施例に係るコンディショナー兼リテーナリングと従来の方法によってコンディショニングされた研磨パッドのモルフォロジーを示す写真である。

【図6f】本発明の実施例に係るコンディショナー兼リテーナリングと従来の方法によってコンディショニングされた研磨パッドのモルフォロジーを示す写真である。

【発明を実施するための形態】

【0043】

本発明における用語は、できる限り、現在広く使用される一般な用語を選択した。ところが、特定の場合は出願人が任意に選定した用語もあるが、この場合には単純な用語の名称ではなく、発明の詳細な説明に記載または使用された意味を考慮してその意味が把握されるべきであろう。

【0044】

以下、添付図面および好適な実施例を参照して本発明の技術的構成を詳細に説明する。

【0045】

ところが、本発明は、ここで説明される実施例に限定されず、他の形態でも具体化できる。明細書全体にわたって本発明を説明するために使用される同一の参照番号は同一の構成要素を示す。

【0046】

本発明の技術的特徴は、ウェハーリテーナリングの表面に切削チップ部を形成することにより、ウェハーリテーナリングとして作用すると同時にコンディショナーとして作用することが可能な構造のコンディショナー兼ウェハーリテーナリングにある。

【0047】

したがって、本発明のコンディショナー兼ウェハーリテーナリング１００は、図３に示すように、ＣＭＰ工程の際にウェハーが研磨中に離脱することを防止するウェハーリテーナリングであって、前記ウェハーリテーナリングは、その表面に隔設された多数の突出部からなる切削チップ部１１０を一定の間隔で多数含んでいる構造を有し、コンディショナーとして作用することができる。

【0048】

また、本発明のコンディショナー兼ウェハーリテーナリング１００は、その表面に形成された多数の切削チップ部１１０間の一定の間隔が、ウェハーリテーナリング１００の外周面１３０から内周面１４０へ貫通するように所定の幅と深さを有する溝１２０からなることを特徴とするが、特に、図４ａおよび図４ｂに示すように、溝１２０の外周面１３０側の幅が内周面１４０側の幅より広く形成されることが好ましい。これは、溝１２０がこのような構成を持つと、スラリーがウェハーに効率よく供給されるようにしてウェハーの研磨均一度を向上させ、ウェハーに供給されずに浪費されるスラリーの量を最小化してコスト節減を実現することができるためである。

【0049】

一方、本発明のコンディショナー兼ウェハーリテーナリングは、耐化学的に優れた材質からなることが好ましいが、強化高分子複合素材、超硬合金系素材、セラミック系素材のうちいずれか１つで形成できる。この際、強化高分子複合素材は、強化プラスチックを含んで著しく強度を増大させた公知の高分子材料を含む。超硬合金系物質は、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（ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ）系などのタングステンカーバイド（ＷＣ）系の超硬合金を始めとして、サーメット（ＴｉＣ）、炭化ホウ素（Ｂ_４Ｃ）系、ホウ酸チタニウム（ＴｉＢ_２）系超硬合金などを含む。また、セラミック系物質は、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、シリコン（Ｓｉ）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化チタニウム（ＴｉＯ_２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_ｘ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ）、窒化タングステン（ＷＮ_ｘ）、酸化タングステン（ＷＯ_ｘ）、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃｏａｔｉｎｇ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、または酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）などを含む。

【0050】

また、本発明のコンディショナー兼ウェハーリテーナリング１００の表面に形成された切削チップ部１１０を構成する多数の突出部の表面にダイヤモンドコート層をさらに形成することにより、研磨性能を向上させることができるうえ、耐化学性、耐摩耗性および耐久性を強化することができる。

【0051】

この際、多数の切削チップ部１１０は、所定の切削チップのパターンに応じてデザインされた多数の突出部を形成して構成することができる。例えば、図３、図５ａおよび図５ｂに示すように、互いに離隔間隔をおいて四角断面形状に形成された多数の突出部からなり、或いは、図５ｃに示すように、三角形断面形状に形成された多数の突出部からなってもよい。また、多数の切削チップ部１１０を構成する多数の突出部の平面形状は多角形、円形および楕円形の形状であってもよい。このような突出部の断面形状および平面形状は、図示していないが、突出部を立体的に見たとき、突出部の形状が多角錐状、多角柱状、円錐状、楕円錐状、円柱状および楕円柱状であってもよいことが分かる。

【0052】

また、図５ｄに示すように、多数の切削チップ部１１０は、ウェハーリテーナリング１００の内周面１４０側から一定幅の間隔をおいて多数の突出部が設けられるようにしてもよいが、このような構造を持つと、切削チップ部１１０によってパッドコンディショニングした後に発生する副産物（スラッジ）がウェハーに入ることを抑制してウェハーのスクラッチを減らすことができる。

【0053】

次に、本発明のコンディショナー兼ウェハーリテーナリングの製造方法は、一定の厚さおよび幅を有するリング状の基板を準備する段階と、前記リング状の基板の表面に、前記リング状の基板の外周面から内周面へ貫通するように所定の幅および深さの溝を一定の間隔で多数形成する溝形成段階と、前記多数形成された溝と溝との間の表面に多数の突出部を隔設する切削チップ部形成段階とを含んでなるが、溝形成段階および切削チップ部形成段階は、リング状の基板を機械的加工、レーザー加工、またはエッチングするなどの方法によって行うことができる。この際、溝形成段階で形成された溝の深さは、切削チップ部を構成する突出部の高さよりさらに深いことが好ましい。

【0054】

場合によっては、切削チップ部を構成する多数の突出部の表面にダイヤモンドコート層を形成するダイヤモンド層形成段階をさらに含むことができるが、ダイヤモンドコート層は、ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて切削チップ部１１０に全体的にコートされるか、或いは切削チップ部１１０を構成する多数の突出部の上部にのみコートされるように形成することもできる。このダイヤモンドコート層を形成する前に、切削チップ部１１０の形成されたリング状の基板を超音波前処理することが好ましいが、これは超音波前処理過程で微細ダイヤモンド粒子を用いて切削チップ部１１０上に微細スクラッチを形成することにより、ダイヤモンドコート層３のコーティング状態が硬くなるようにするためである。

【実施例】

【0055】

実施例１
図３に示した形態のコンディショナー兼ウェハーリテーナリング１００を、図５ａに示した切削チップ部１１０を持つように研磨ホイール加工方法によって次のとおり製造した。まず、厚さ６ｍｍおよび幅２４ｍｍのリング状の基板（内周面までの直径３０１ｍｍ、外周面までの直径３４９ｍｍ）を準備した後、前記基板上に深さ３ｍｍ、幅３ｍｍの溝１２０を研磨ホイール加工で形成した。その後、溝と溝との間の基板表面に突出部の先端部は平面形状に構成し、突出部のサイズを２００μｍ×２００μｍ、突出部の高さを１０００μｍ、突出部間の間隔を２０００μｍとして、切削チップ部１１０を研磨ホイール加工して形成することにより、コンディショナー兼ウェハーリテーナリング１を製造した。

【0056】

実施例２
切削チップ部１１０を図５ｂに示された形状に形成する以外は実施例１と同様にしてコンディショナー兼ウェハーリテーナリング２を製造した。ここで、切削チップ部１１０は、突出部の先端部を平面形状に構成し、突出部のサイズを１００μｍ×１００μｍ、突出部の高さを１０００μｍ、突出部間の間隔を１０００μｍにして形成した。

【0057】

実施例３
切削チップ部１１０を図５ｃに示された形状に形成する以外は実施例１と同様にしてコンディショナー兼ウェハーリテーナリング３を製造した。ここで、切削チップ部１１０は、突出部をピラミッド形状にして（コーン状）、突出部の下端部のサイズを２００μｍ×２００μｍ、突出部の高さを１０００μｍ、突出部間の間隔を２０００μｍにして形成した。

【0058】

実施例４
切削チップ部１１０を図５ｄに示された形状に形成する以外は実施例１と同様にしてコンディショナー兼ウェハーリテーナリング４を製造した。ここで、切削チップ部１１０は、実施例１と同様に形成するが、リング状基板の内周面１４０から３ｍｍの間隔をおいて突出部を形成した。

【0059】

比較例
図２に示された従来のウェハーリテーナリングを準備した。

【0060】

実験例１〜６
比較例で得られた従来のウェハーリテーナリングのみを用いてＣＭＰ工程を行った後のパッド表面に対するモルフォロジー（ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ）、および比較例で得られた従来のウェハーリテーナリングとコンディショニング手段を併用してＣＭＰ工程を行った後のパッド表面に対するモルフォロジーを観察し、その結果を図６ａ、図６および表１に示した（実験例１および２）。また、別途のコンディショニング手段なしで、実施例１〜４で得られたコンディショナー兼ウェハーリテーナリングを用いてＣＭＰ工程を行った後、パッド表面に対するモルフォロジーを観察し、その結果を図６ｃ〜図６ｆおよび表１に示した（実験例３〜６）。また、この際、使用された装備は３００ｍｍ ＣＭＰ ｔｅｓｔｅｒであり、スラリーはシリカスラリー（ｓｉｌｉｃａ ｓｌｕｒｒｙ）が使用された。

【0061】

【表1】

【0062】

表１より、本発明の実施例で得られたコンディショナー兼ウェハーリテーナリング１〜４を使用すると、別途のコンディショニング手段なしでＣＭＰ工程を行っても、パッドが摩耗することを確認することができた。図６ｃ〜図６ｆを参照すると、パッド表面も、図６ｂに示すように、従来のウェハーリテーナリングと共に従来のダイヤモンドコンディショナーを用いたＣＭＰ工程で得られたパッドと類似のパッドモルフォロジーを形成させることができることが分かる。これに対し、従来のウェハーリテーナリングのみ使用し、別途のコンディショナーを使用しない実験例１の結果を示す図６ａおよび表１の結果は、従来のウェハーリテーナリングのみ使用する場合にはパッド摩耗が全くなくてウェハースクラッチが多く発生するので、ＣＭＰ工程が正常的に行われないことを示す。

【0063】

一方、コンディショナー兼ウェハーリテーナリング４を用いる実験例６の場合、ウェハーリテーナリングの内側にチップを形成させないことにより、ウェハースクラッチを減らす結果を得た。これはパッドコンディショニングの後に発生する副産物（スラッジ）がウェハーに入ることを抑制したためであると予測される。

【0064】

上述した実験結果から、従来のＣＭＰ装備に別途のＣＭＰパッドコンディショニング手段を除外しても、ウェハーリテーナリングにコンディショニング機能を含ませた本発明のコンディショナー兼ウェハーリテーナリングを採用すると、正常的なＣＭＰ工程が可能であることを確認することができる。

【0065】

したがって、本発明のコンディショナー兼ウェハーリテーナリングを採用するとＣＭＰパッドコンディショナーを必要としないと予測されるので、ＣＭＰ装備の単純化も図ることができて多くの利点をもたらすことができる。

【0066】

以上、本発明は好適な実施例を挙げて図示および説明したが、本発明は、これらの実施例に限定されず、本発明の精神から外れない範囲内において、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって多様な変形および修正を加えることが可能であろう。

【符号の説明】

【0067】

１００ コンディショナー兼ウェハーリテーナリング
１１０ 切削チップ部
１２０ 溝
１３０ ウェハーリテーナリングの外周面
１４０ ウェハーリテーナリングの内周面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4a】

【図4b】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【図5d】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図6d】

【図6e】

【図6f】