CN101870086A - Cmp修整器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种CMP修整器，在与CMP装置的抛光垫对向接触的修整面上固定有金刚石磨料，上述金刚石磨料通过金属镀层固定在CMP修整器主体上，上述CMP修整器主体由树脂构成。

Description

CMP修整器及其制造方法

技术领域

本发明涉及进行半导体晶片等的抛光的CMP(化学机械抛光)装置的抛光垫的修整中使用的CMP修整器及其制造方法。

本申请基于2009年4月27日申请的日本专利申请第2009-107858号以及2009年7月3日申请的日本专利申请第2009-158619号主张优先权，将这些内容合并于此。

背景技术

随着半导体产业的发展，对金属、半导体、陶瓷等的表面进行高精度的精加工的加工方法的必要性提高，特别是半导体晶片，随着其集成度的提高，要求纳米级的表面精加工。为了对应这种高精度的表面精加工，通常对半导体晶片进行使用多孔性CMP垫的CMP(化学机械抛光)抛光。

CMP垫随着抛光而产生气孔堵塞或压缩变形，其表面状态逐渐变化。于是，发生抛光速度降低或不均匀抛光等不希望的现象。因此，对通过定期对CMP垫的表面进行磨削加工来将CMP垫的表面状态保持恒定、维持良好的抛光状态进行了研究。

作为为了对CMP垫进行磨削加工而使用的CMP垫修整器，例如已知如专利文献1所示，具备基底金属(基材或主体)、形成在基底金属的表面(朝向CMP垫侧的面)的镀层和通过该镀层固定在基底金属上的金刚石磨料。

专利文献1：日本特开2002-239905号公报

作为其它CMP修整器，也存在专利文献2所记载的修整器。该修整器在修整器主体的修整面上磨料分散，形成固定的磨料层。修整器主体为陶瓷制，在磨料层上保持并固定磨料的结合层由低温烧结陶瓷形成。

专利文献2：日本特开2008-132573号公报

然而，随着半导体的极细线化发展，对其表面抛光加工也期待进一步的精密化。因此，半导体抛光用的垫表面的修整也需要进一步高精度控制，期待轻负荷下的修整。但是，上述CMP修整器中，由于考虑到耐腐蚀性、主体主要使用不锈钢或陶瓷，修整器的自重增加，难以进行轻负荷下的修整。

为了实现轻负荷下的修整，对主体的树脂化也进行了研究。然而，在树脂主体的情况下，可实现CMP修整器的轻量化，但将金刚石磨料直接固定在树脂主体时，由于修整使树脂被磨削而对修整性能产生不良影响。

因此，需要用固定有金刚石磨料的金属板覆盖树脂主体。不过虽然通过电镀层可直接固定于树脂中，但因粘合力不充分产生金刚石磨料脱落等问题。因此，也考虑使用烧结粘接剂等固定金刚石磨料，但与通过电镀层进行的固定相比，在成本方面不利。此外，由于因热冲击而可能会在金刚石磨料内部产生微小裂纹等，金刚石磨料存在破碎的危险性。

作为用粘接剂将主体与固定有金刚石磨料的金属板固定的现有技术，已知专利文献3、4所记载的技术。

专利文献3：日本特开2005-171185号公报

专利文献4：日本特开平10-211664号公报

发明内容

本发明的一方案涉及CMP修整器，在与CMP装置的抛光垫对向接触的修整面上固定有金刚石磨料，所述金刚石磨料通过金属镀层固定在所述CMP修整器主体上，所述CMP修整器主体由树脂构成。在包含所述金刚石磨料的金属镀层和所述主体分别作为单独的部件成形后，接合为一体。此时，可实现CMP修整器的轻量化，且抑制因热冲击等所导致的内部裂纹的产生，同时可将金刚石磨料均匀地固定于主体上。

本发明的另一方案涉及的CMP修整器中，在所述金属镀层的外周端部设置有沿着所述主体的侧面部在全部周围、于所述金属镀层的厚度方向上弯曲的弯曲部。此时，金属镀层的刚性升高，可确保修整面的平坦度。由于金刚石磨料均匀地固定于修整面上，可以防止浆料从外周部渗入到粘接面，有助于确保粘接强度。

所述CMP修整器主体也可由聚苯醚、聚苯硫醚等工程树脂构成。此时，可根据用途选择耐热性、耐腐蚀性高的主体材料。

本发明的又一方案涉及CMP修整器的制造方法，该制造方法用于制造在与CMP装置的抛光垫对向接触的修整面上固定有金刚石磨料的CMP修整器，所述制造方法包括：在CMP修整器主体上的修整面上形成衬底镀层的工序；在所述衬底镀层上形成Ni打底镀层的工序；在所述Ni打底镀层上排列金刚石磨料的工序；在所述Ni打底镀层上使埋入镀层进一步成长并固定所述金刚石磨料的工序；和用涂层覆盖所述修整面的整体的工序。这样，可制造在修整面上均匀地固定有金刚石磨料的CMP修整器。

本发明的又一方案涉及CMP修整器的制造方法，该制造方法用于制造在与CMP装置的抛光垫对向接触的修整面上固定有金刚石磨料的CMP修整器，所述制造方法包括：在金属镀层成长用基板上形成衬底镀层的工序；在所述衬底镀层上形成Ni打底镀层的工序；在所述Ni打底镀层上排列金刚石磨料的工序；在所述Ni打底镀层上使埋入镀层成长并固定所述金刚石磨料的工序；用涂层覆盖所述修整面的整体的工序；和将包含所述金刚石磨料的金属镀层从所述成长用基板剥离并粘贴在树脂制CMP修整器主体的所述修整面上的工序。此时，可实现轻量化且容易地将树脂主体与包含金刚石磨料的金属镀层一体化。

可进一步包括：形成所述衬底镀层后，在所述衬底镀层上粘贴具有规定图案穿孔的掩模，在所述掩模的孔图案内排列金刚石磨料的工序；和通过底镀层预固定所述金刚石磨料，随后剥离所述掩模，使埋入镀层成长并正式固定所述金刚石磨料的工序。此时，可任意控制金刚石磨料的排列图案。

预固定所述金刚石磨料的工序和正式固定所述金刚石磨料的工序分别分多次进行，也可进一步包括在包含所述金刚石磨料的金属镀层的外周端部使在所述金属镀层的厚度方向上弯曲的弯曲部与所述金属镀层一体成长的工序。此时，制造修整面的平坦度得以确保，且金刚石磨料均匀地固定于修整面的金属镀层。

根据所述的各方案，可提供轻量化且金刚石磨料稳定并均匀地固定于主体的CMP修整器及这种修整器的制造方法。

本发明的又一方案涉及CMP垫修整器，具备基材(主体)和配置在所述基材上并在表面上突出形成有切削刃的金属板，所述CMP垫修整器通过所述切削刃对与所述表面对置的CMP垫实施磨削加工，所述基材由树脂材料构成，所述基材与所述金属板通过粘接剂相互粘接，在所述基材的朝向所述金属板侧的面和所述金属板的朝向所述基材侧的面中的至少一面上有向对向的所述面突出、并且形成顶端与该面抵接的突部。

根据本发明又一方案涉及的CMP垫修整器，在基材的朝向金属板侧的面和金属板的朝向基材侧的面中的至少一面上形成有向对向的所述面突出的突部，所述突部的顶端和与该突部对向的所述面抵接。由于突部的顶端和与该突部对向的面抵接并通过粘接剂粘接，并且在基材与金属板之间夹在突部以外的间隙的粘接剂也将这些基材与金属板粘接，所以基材与金属板牢固地粘接为相互定位的状态。

沿着基材与金属板的粘接方向(即基材与金属板的层压方向)的相互定位通过突部的顶端和与该突部对向的面抵接来实现，且精度良好。具体地说，在对向的面之间涂布粘接剂并相互挤压而粘接时，粘接剂夹在突部的顶端和与该突部对向的面之间，将它们相互挤压而抵接时，剩余粘接剂流动到突部以外的间隙部分。

根据此结构，与粘接剂的份量或涂布不均、以及将基材与金属板相互挤压的力的分配等无关，可以良好的精度进行突部的顶端和与该突部对向的面的抵接。因此，可实现基材的朝向金属板侧的面与金属板的朝向基材侧的面高精度的相互定位，防止这些面之间相互非平行地倾斜配置，且可使这些基材与金属板稳定地粘接。

这样，通过形成突部，粘接剂与形成所述突部的面之间的粘接面积增大，因此基材与金属板的粘接强度得到进一步提高。进而，通过在突部的所述顶端以外的外表面(即侧面等)上涂布粘接剂，所述外表面起到固定效果，因此可充分确保特别是对于与所述面正交的方向中的使基材与金属板分离的剥离方向的粘接强度。

所述突部的顶端可形成在对应于与该突部对向的面的平面上。此时，可充分提高相互抵接的所述顶端与所述面的粘合度。因此，可充分提高上述粘接强度。

所述突部可形成有多个，被设定为从形成该突部的所述面突出的高度彼此相同。此时，这些突部以分散在该突部形成的所述面上的状态，分别与所述突部的对向的面抵接。因此，基材可稳定地支撑金属板。这些突部由于设定为从形成该突部的所述面突出的高度彼此相同，基材可进一步稳定地支撑金属板，且可充分确保突部和与该突部对向的面的接触面积，从而提高粘接强度。

所述金属板的外周部可形成有沿着所述金属板的厚度方向并覆盖所述基材的外周部的筒状盖部。此时，金属板自身的刚性得到提高，并且可确保配置切削刃的所述表面的平坦度。根据盖部的形状，从CMP垫分离配置所述盖部的开口边缘部，所以可防止抛光加工用浆料从金属板与基材之间浸入，从而上述粘接强度会长期稳定。

通过设置盖部，在将基材与金属板粘接时，可使这些基材与金属板之间从中央向外侧流动的剩余粘接剂到达外部的距离延长。因此，可防止粘接剂从基材与金属板之间漏到外部。

可以在所述基材的朝向所述金属板侧的面的外周缘部形成有凸曲面部，在所述金属板的朝向所述基材侧的面的外周缘部形成有对应于所述凸曲面部的形状的凹曲面部。此时，将基材与金属板粘接时，凸曲面部与凹曲面部相互密合来抵接，所以可密封夹在基材与金属板之间的粘接剂。可防止粘接剂从对向的凸曲面部与凹曲面部之间向外部流动，从而进一步防止粘接剂漏到外部。

在所述基材上可形成有与所述盖部的开口边缘部抵接的环状折边部。此时，将基材与金属板粘接时，如上所述，即使从中央向外侧流动的剩余粘接剂到达所述开口边缘部时，通过折边部也会限制该粘接剂进一步向外部流动。因此，可防止粘接剂漏到外部。

在本发明又一方案涉及的CMP垫修整器中，所述突部在该突部形成的所述面中的面积率可设定在20～78％的范围内。此时，可充分确保与所述突部对向的面的粘接面积，并且确保粘接强度。

对CMP垫进行磨削加工时，相对于从所述CMP垫对金属板施加的外力，突部稳定地支撑所述金属板。因此，对于CMP垫的磨削性能稳定。

在基材与金属板之间的突部以外的部分充分确保溢出(容纳)剩余粘接剂的间隙，从而进一步提高基材与金属板的位置精度。

突部的所述面积率设定为小于20％时，不能充分确保基材与金属板的粘接面积，结果粘接强度降低。此时，金属板有可能从基材剥离。对CMP垫进行磨削加工时，相对于从所述CMP垫对金属板施加的外力，突部不能稳定地支撑金属板，所述金属板的表面易变形，并且切削刃对CMP垫的接触变得不均匀，结果磨削性能变得不稳定。

突部的所述面积率设定为超过78％时，夹在突部的顶端和与该突部对向的面之间的粘接剂中的剩余粘接剂在将基材与金属板粘接时，即使对它们之间进行挤压，也难以向所述间隙流动。此时，基材与金属板以相互倾斜的状态粘接，切削刃对CMP垫的接触变得不均匀，并且磨削性能变得不稳定。

所述突部可设定为该突部的顶端的面积从该突部形成的所述面的中央向着外侧逐渐增大。此时，突部支撑的金属板由于其变形从中央向外侧逐渐得到抑制，强度得到提高。

对CMP垫进行磨削加工时，在旋转的CMP垫修整器的金属板中，与其中央相比，外侧部分较多地与CMP垫接触，并且被施加较大外力，但通过上述结构，相对于所述外力，与中央相比，该金属板的外侧的刚性得到提高，因此，可防止金属板变形，从而对CMP垫的磨削性能稳定。

根据所述方案涉及的CMP垫修整器，可使之间夹有粘接剂的基材与金属板相互精度良好地定位，并且可稳定地粘接，从而粘接强度提高。

附图说明

图1为本发明实施方式中的CMP修整器的侧截面图；

图2为本发明实施方式中的CMP修整器的磨料层的放大图；

图3A至图3F为表示用于制造本发明一个实施方式的CMP修整器的各工序的截面图；

图4A至图4E为表示用于制造本发明一个实施方式的CMP修整器的各工序的金刚石磨料固定部的放大截面图；

图5为本发明第二实施方式中的CMP垫修整器的侧截面图；

图6为图5的A2-A2截面图；

图7为将本发明第二实施方式中的CMP垫修整器的切削刃放大表示的侧截面图；

图8A至图8F为本发明第二实施方式中的CMP垫修整器的制造顺序的说明图；

图9A至图9E为对本发明第二实施方式中的CMP垫修整器的制造中、切削刃的制造顺序进行说明的局部放大图；

图10为本发明第三实施方式中的CMP垫修整器的侧截面图；

图11为表示本发明第三实施方式中的CMP垫修整器变形例的侧截面图；

图12为本发明第四实施方式中的CMP垫修整器的侧截面图；

图13为本发明第四实施方式中的CMP垫修整器的侧截面图；

图14为CMP垫修整器中基材与金属板的粘接的说明图；

图15为CMP垫修整器中基材与金属板的粘接的说明图。

符号说明

11 CMP修整器

12 主体

14 修整面

16 金属镀层

18 金刚石磨料

110 底镀层

112 埋入镀层

114 弯曲部

116 金属镀层成长基板

118 衬底镀层

120 Ni打底镀层

122 密封掩模

21、211、221、231、241 CMP垫修整器

22 基材

22A 基材的朝向镀金属板侧的面

22C、232C 凸曲面部

22D 折边部

23、213 突部

25、235 盖部

26 镀金属板(金属板)

26A 镀金属板的朝向CMP垫侧的表面

26B 镀金属板的朝向基材侧的面

26C 凹曲面部

28 金刚石磨料(切削刃)

B2 粘接剂

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行详细说明。图1为表示本发明实施方式中的CMP修整器11的简图。CMP修整器11包括以轴线O1为中心的大致圆板状的主体12、金属镀层16和金刚石磨料18。主体12的材质可为树脂，但作为优选实例，可列举PPE、PPS等玻化温度为211℃、吸水率为0.050％的聚亚苯基类树脂材料。进一步地，金属镀层16包括衬底镀层118、Ni打底镀层120、底镀层110和埋入镀层112。在埋入镀层112之上可进一步形成有涂层(图示省略)。

主体12的、配置在抛光垫(图示省略)侧的面的外周的角部12A在全周以R形状倒角。金属镀层16设置在主体12的配置于抛光垫侧的面上，在金属镀层16的外周端部，形成有沿着上述主体12的外周的角部12A的R形状在金属镀层16的厚度方向上弯曲的弯曲部114。角部12A的截面的曲率半径无限定，但优选为0.1mm～3.0mm，更优选为0.5mm～1.0mm。弯曲部114的截面也优选具有同等的曲率半径。

金刚石磨料18优选平均粒径大致相等。金刚石磨料18的平均粒径无限定，但例如优选为140μm～250μm。金刚石磨料18排列在金属镀层16的配置于抛光垫侧的面上，形成有修整面14。磨料的排列可以按照格子状等规定规则排列。

如图2所示，多个金刚石磨料18排列在Ni打底镀层120上，从Ni打底镀层120上形成底镀层110和埋入镀层112来埋入金刚石磨料18，由此在修整面14上固定为单层。在埋入镀层112上，在与底镀层110对应的部位，形成仅以底镀层110的厚度凸起的台阶部112A。由此，金刚石磨料18从埋入镀层112的台阶部112A的表面仅突出规定量(优选为磨料平均粒径的10～30％左右)。在金属镀层112上，为了改善耐腐蚀性等，还可在金属镀层16上进一步形成镀贵金属等涂层(图示省略)。

对于CMP修整器11，使修整面14与CMP装置的抛光垫表面平行对向并接触，在偏离上述抛光垫的旋转轴线的位置，围绕上述轴线O1旋转，并且主体12本身也在垫表面的内外周摇动，用于修整上述抛光垫。

接下来，对本发明实施方式中的CMP修整器的制造方法进行说明。图3A～图3F和图4A～图4E示出了CMP修整器1的制造方法的一个实施方式。在本方法中，金属镀层16和主体12分别作为单独的部件制造。

在由不锈钢等导电体构成的圆板状的金属镀层成长基板116之上，通过喷镀形成80μm厚度的衬底镀层118，在该衬底镀层118上形成0.5μm厚度的Ni打底镀层120(参照图3A)。在本实施方式中，任何一种镀层均可作为Ni镀层。金属镀层成长基板116的外径和上端外周部116A的截面形状由于与主体12的形状相同，所以弯曲部114也能与金属镀层16形成一体。

接着，在Ni打底镀层120上粘贴具有规定图案穿孔的密封掩模122(参照图3B和图4A)，在电镀液槽中，使金刚石磨料18在密封掩模122的孔中沉降来配置(参照图4B)。在本实施方式中，例如使用粒径#100的金刚石磨料，此时密封掩模122的厚度例如为80μm，孔径为250μm。

之后，通过底镀层110预固定金刚石磨料18(参照图3C、图4C)。在本实施方式中，通过底镀层110进行的预固定通过最初埋入15μm的第一工序和更换电镀槽进一步埋入35μm的第二工序的两个工序进行。在第一工序与第二工序之间除去未沉降在密封掩模122的孔中的金刚石磨料、以及由于两个以上的金刚石磨料沉降在一个孔中而使固定不完善的金刚石磨料。通过底镀层110进行的预固定工序也可以以一个工序进行，预固定后除去固定不完善的金刚石磨料。

金刚石磨料18的预固定完成后，剥离密封掩模122(参照图4D)，通过喷镀形成埋入镀层112埋入金刚石磨料18，由此正式固定金刚石磨料18(参照图3D、图4E)。在本实施方式中，正式固定的工序也分两个工序进行，埋入镀层112的厚度最终为60μm。通过分成两个工序进行正式固定，可准确地控制埋入镀层112的厚度。正式固定的工序也可以以一个工序进行。为了改善耐腐蚀性等，在埋入镀层112之上进一步形成厚度16μm的涂层。

使用刀尖锋利的切削工具等将形成在金属镀层成长基板116上的包含金刚石磨料18的金属镀层16从金属镀层成长基板116剥离(参照图3E)。剥离的金属镀层16通过在外周部形成有环状的弯曲部114而机械性强度增加，由此，金属镀层16不会因残余应力等而变形，可确保平坦度。

最后，在通过其它工序制作的树脂制主体12上粘贴金属镀层16(参照图3F)。主体12可通过机械加工形成，也可通过注射成型形成。在本实施方式中，向主体12粘贴金属镀层16例如使用两种液体混合型粘接剂进行。也可使用双面胶带代替粘接剂，此外还可通过嵌件成型来同时进行主体12的成型和金属镀层16的粘贴。

通过设置弯曲部114，在将金属镀层16装配于主体12上时无需进行对位。通过弯曲部114覆盖至主体12的侧面一部分，在修整中，金属镀层16和主体12的边界不会与浆料接触，浆料未进入到金属镀层16和主体12的边界，因此可防止金属镀层16从主体12剥离。

通过用树脂制成主体12，可实现轻量化，并且与不锈钢制主体相比制作容易，由此实现CMP修整器的成本降低。使用聚碳酸酯类等耐热性差的树脂时，抛光的晶片平坦性会不充分，但使用玻化温度为211℃、吸水率为0.050％的PPO、PPS树脂时，可得到良好的平坦性。

通过用金属镀层16固定金刚石磨料，可将金刚石磨料均匀地固定于主体上。进而，根据用途可选择耐热性、耐腐蚀性高的主体材料。

通过本申请记载的制造方法，可以容易地制造具备树脂制主体且在修整面上均匀地固定有金刚石磨料的CMP修整器。可使修整面上的金刚石磨料的排列为任意图案。

在本实施方式中，树脂制主体12和包含金刚石磨料18的金属镀层16分别制作，但也可在主体12的配置于抛光垫侧的面上直接形成包含金刚石磨料18的金属镀层16。

如图14所示，上述实施方式中准备在金属板2102的朝向CMP垫侧的表面2102A(图14中的上表面)上突出并固定金刚石磨料(切削刃)2112的结构体，将金属板2102的朝向基材2103侧的面2102B(图14中的下表面)与树脂制基材2103中的朝向金属板2102侧的面2103A(图14中的上表面)通过粘接剂B2相互粘接。

然而，如上所述，使用粘接剂B2将金属板2102与基材2103粘接时，认为存在如下问题。如图15所示，在将金属板2102与基材2103粘接时，由于夹在它们之间的粘接剂B2的份量或涂布不均、以及将它们相互挤压的力的分配等，对向的金属板2102的面2102B与基材2103的面2103A有可能以相互倾斜的状态粘接。此时，配置在金属板2102的表面2102A上的金刚石磨料2112与CMP垫不均匀地接触，结果不能对CMP垫进行精度良好的磨削加工。

进而，在将金属板2102与基材2103粘接时，将它们相互挤压的力过强，或者粘接剂B2的份量过多时，剩余的粘接剂B2从金属板2102与基材2103之间露出到外部，有可能损害制品外观。

此外，在图15的例子中，金属板2102的面2102B和基材2103的面2103A均为平面，但此时，相对于对与这些面2102B、2103A正交的方向(剥离方向)的外力，有可能不能确保粘接强度。

因此，要求可将之间夹有粘接剂的基材与金属板相互精度良好地定位且稳定地粘接、粘接强度提高的CMP垫修整器。以下的第二实施方式将解决此问题。

[第二实施方式]

如图5和图6所示，本发明第二实施方式中的CMP垫修整器21具备：形成圆板状，以轴线O2为中心旋转的基材22；配置在基材22上，在表面26A上突出形成金刚石磨料(切削刃)28的圆板状镀金属板(金属板)26。CMP垫修整器21用于CMP装置，通过金刚石磨料28对与镀金属板26的表面26A对置的CMP垫(未图示)实施磨削加工。CMP垫对半导体晶片等实施抛光加工。

将基材22与镀金属板26通过粘接剂B2相互粘接。本实施方式中，粘接剂B2使用两种液体混合型粘接剂。

基材22由工程塑料等树脂材料构成。本实施方式中，基材22由PPE、PPS等玻化温度为211℃、吸水率为0.050％的聚亚苯基类树脂材料构成。

在基材22中、朝向镀金属板26侧(图5中的上侧)的面22A的外周缘部形成有沿着基材22的圆周方向延伸的环状凸曲面部22C。

在基材22的面22A上形成有多个圆柱状或圆板状的突部23。突部23向着该突部23形成的面22A对向的镀金属板26的朝向基材22侧(图5中的下侧)的面26B突出，并且顶端与面26B抵接。突部23的顶端形成在对应于与该突部23对向的面26B的平面上。

突部23的直径例如设定在1～5mm的范围内。这些突部23设定成从该突部23形成的面22A的突出高度(即沿轴线O2的高度)彼此相同。突部23的高度例如设定在0.1～1.0mm的范围内。这些突部23相互分离配置，相邻的突部23之间设置有可容纳粘接剂B2的间隙。在图6的俯视图中，突部23的总面积在面22A总面积中所占的面积率设定在20～78％的范围内。

如图7所示，镀金属板26包括衬底镀层218、Ni打底镀层220、底镀层210和埋入镀层212。在埋入镀层212上可进一步形成有涂层(图示省略)。

图5中，在镀金属板26中的面26B的外周缘部，形成有与基材22的凸曲面部22C对向的凹曲面部26C。凹曲面部26C在镀金属板26的外周缘部形成沿着圆周方向延伸的环状。在本实施方式中，在这些凸曲面部22C与凹曲面部26C之间形成有容纳粘接剂B2的间隙。

凹曲面部26C在镀金属板26的外周部形成有沿着上述镀金属板26的厚度方向(即轴线O2方向)并覆盖基材22外周部的筒状盖部25。盖部25的开口边缘部(即图5中的下端边缘部)无间隙地与基材22的外周面密合。

图7中，金刚石磨料28的平均粒径大致相等。金刚石磨料28从镀金属板26的朝向CMP垫侧的表面26A突出且排列在上述表面26A上，形成修整面24。这些金刚石磨料28的排列可按照格子状等规定规则排列。

如图所示，多个(许多)金刚石磨料28排列在Ni打底镀层220上，从Ni打底镀层220上形成底镀层210和埋入镀层212来埋入金刚石磨料28，由此在修整面24上固定为单层。由此，金刚石磨料28从埋入镀层212的表面仅突出规定量。在镀金属板26上，为了改善耐腐蚀性等，可在埋入镀层212之上进一步形成镀贵金属等涂层。

对于这样构成的CMP修整器21，使修整面24与CMP装置的CMP垫表面平行对向并接触，在偏离上述CMP垫的旋转轴线的位置，围绕上述轴线O2旋转，并且基材22本身也在CMP垫表面的内外周摇动，由此用于修整上述CMP垫。

接下来，利用图8A～图8F和图9A～图9E对CMP垫修整器21的制造方法进行说明。CMP垫修整器21的镀金属板26和基材22分别作为单独的部件制造。

首先，对镀金属板26的制造进行说明。

如图8A所示，在由不锈钢等构成的镀金属板成长基板216上，通过喷镀形成80μm厚度的衬底镀层218，在该衬底镀层218上形成0.5μm厚度的Ni打底镀层220。在本实施方式中，任何一种镀层均可作为Ni镀层。镀金属板成长基板216的形状设定为与上述镀金属板26的面26B对应的形状，因此通过形成镀金属板26，盖部25和该凹曲面部26C也与所述镀金属板26形成一体。这样制作的包括衬底镀层218和Ni打底镀层220的Ni镀层例如可用SUS轧制钢板代替。也可使用通过冲压加工等对平板状SUS轧制钢板实施拉深加工、成型为图8A所示的形状的结构体。

接着，如图8B和图9A所示，在Ni打底镀层220上(或上述SUS轧制钢板上)粘贴具有规定图案(格子状等)穿孔的密封掩模222后，如图9B所示，在电镀液槽中，使金刚石磨料28在密封掩模222的孔内沉降来配置。在本实施方式中，使用平均粒径#100的金刚石磨料28，例如设定密封掩模222的厚度为80μm，孔径为250μm。

接着，如图9C所示，通过底镀层210预固定金刚石磨料28。在本实施方式中，由底镀层210进行的预固定通过最初将金刚石磨料28埋入15μm的第一工序和更换电镀槽进一步埋入35μm的第二工序的两个工序进行。在第一工序与第二工序之间分别除去未沉降在密封掩模222的孔中的金刚石磨料、以及由于两个以上的金刚石磨料沉降在一个孔中而使固定不完善的金刚石磨料。通过底镀层210进行的预固定工序也可以以一个工序进行，预固定后除去固定不完善的金刚石磨料。

这样预固定金刚石磨料28后，如图9D所示，剥离密封掩模222。

接着，如图8D和图9E所示，通过喷镀形成埋入镀层212，埋入金刚石磨料28，由此正式固定金刚石磨粒28。在本实施方式中，正式固定的工序也分两个工序进行，埋入镀层212的厚度最终为60μm。通过分成两个工序进行正式固定，可准确地控制埋入镀层212的厚度。正式固定的工序也可以以一个工序进行。为了改善耐腐蚀性等，可在埋入镀层212之上进一步形成厚度16μm的涂层。

接着，如图8E所示，使用刀尖锋利的切削工具等将包含金刚石磨料28的镀金属板26从金属镀层成长基板216剥离。剥离的镀金属板26通过形成有盖部25而机械性强度增加，由此，镀金属板26不会因残余应力等而变形，可确保平坦度。

另一方面，基材22通过注射成型而成型。通过将熔融的工程塑料等树脂材料填充在模具内后使其固化，从模具取出，形成具有上述结构的基材22。基材22也可通过注射成型以外的机械加工等形成。

最后，如图8F所示，在基材22上粘贴镀金属板26。在本实施方式中，向基材22粘贴镀金属板26使用两种液体混合型粘接剂B2进行。

在将这些基材22与镀金属板26贴合之前，使用点胶机在基材22的面22A或镀金属板26的面26B中的至少一面上涂布大致均匀定量的粘接剂B2。将粘接剂B2的涂布量设定为与面22A、面26B之间的突部23以外的间隙部分相当的份量，并涂布在突部23的顶端面，这种做法由于确保设计粘接面积，并且充分得到设计粘接力而更优选。

在基材22上贴合镀金属板26时，由于镀金属板26上设置有盖部25，所以引导上述盖部25的开口边缘部沿着基材22的外周面，从而无需镀金属板26与基材22相互对位。这样，可制造CMP垫修整器21。

如上所述，根据本实施方式的CMP垫修整器21，在基材22的朝向镀金属板26侧的面22A上形成向着对向的镀金属板26的面26B突出的突部23，上述突部23的顶端和与该突部23对向的面26B抵接。由于突部23的顶端与面26B抵接并通过粘接剂B2粘接，并且夹在基材22与镀金属板26之间的突部23以外的间隙的粘接剂B2也使该基材22与镀金属板26粘接，所以基材22与镀金属板26牢固地粘接为相互定位的状态。

基材22与镀金属板26沿着轴线O2方向的相互定位通过突部23的顶端和与该突部23对向的面26B的抵接来实现，且精度良好。详细地说，在对向的面22A、面26B之间涂布粘接剂B2并相互挤压而粘接时，粘接剂B2夹在突部23的顶端和与该突部23对向的面26B之间，将它们相互挤压而抵接时，剩余的粘接剂B2流动到突部23以外的间隙部分。

根据此结构，与粘接剂B2的份量或涂布不均、以及将基材22和镀金属板26相互挤压的力的分配等无关，可以良好的精度进行突部23的顶端和与该突部23对向的面26B的抵接。因此，可实现基材22的朝向镀金属板26侧的面22A与镀金属板26的朝向基材22侧的面26B高精度的相互定位，防止该面22A、面26B之间相互非平行地倾斜配置，且可使该基材22与镀金属板26相互稳定地粘接。

这样，通过形成突部23，粘接剂B2与形成上述突部23的面22A之间的粘接面积增大，因此基材22与镀金属板26的粘接强度得到进一步提高。进而，通过在突部23中的顶端以外的外表面(图5所示的符号23C)上涂布粘接剂B2，上述外表面23C起到固定效果，因此可充分确保特别是对于轴线O2方向中的使基材22与镀金属板26分离的剥离方向的粘接强度。

由于突部23的顶端形成在对应于与该突部23对向的面26B的平面上，可充分提高相互抵接的上述顶端与面26B的密合度。因此，可充分提高上述粘接强度。

由于形成有多个突部23，这些突部23以分散在其形成面22A上的状态，分别与上述突部23的对向的面26B抵接。因此，基材22可稳定地支撑镀金属板26。这些突部23由于设定为从形成该突部23的面22A突出的高度彼此相同，基材22可进一步稳定地支撑镀金属板26，且可充分确保突部23和与该突部23对向的面26B的接触面积，从而提高粘接强度。

形成有从镀金属板26的外周部在上述镀金属板26的厚度方向(即轴线O2方向)上延伸并形成筒状的盖部25，盖部25覆盖基材22的外周部中镀金属板26侧的部分。由此，镀金属板26自身的刚性提高，并且可确保配置金刚石磨料28的表面26A的平坦度。

根据盖部25的形状，从CMP垫分离配置上述盖部的开口边缘部，所以可防止抛光加工用浆料从镀金属板26与基材22之间浸入，从而上述粘接强度会长期稳定。

通过设置盖部5，在将基材22与镀金属板26粘接时，可使该基材22与镀金属板26之间从径向的中央向外侧流动的剩余粘接剂B2到达外部的距离延长。因此，可防止粘接剂B2从基材22与镀金属板26之间漏到外部。

突部23在形成该突部23的面22A中的面积率设定在20～78％的范围内，所以可充分确保与上述突部23对向的面26B的粘接面积，并且确保粘接强度。

对CMP垫进行磨削加工时，相对于从上述CMP垫对镀金属板26施加的外力，突部23稳定地支撑上述镀金属板26。因此，对于CMP垫的磨削性能稳定。

在基材22与镀金属板26之间的突部23以外的部分充分确保溢出剩余粘接剂B2的间隙，从而进一步提高基材22与镀金属板26的位置精度。

突部23的上述面积率设定为小于20％时，不能充分确保基材22与镀金属板26的粘接面积，结果粘接强度降低。此时，镀金属板26有可能从基材22剥离。对CMP垫进行磨削加工时，相对于从上述CMP垫对镀金属板26施加的外力，突部23不能稳定地支撑镀金属板26，上述镀金属板26的表面26A易变形，并且金刚石磨料28对CMP垫的接触变得不均匀，结果磨削性能变得不稳定。

突部23的上述面积率设定为超过78％时，夹在突部23的顶端和与该突部23对向的面26B之间的粘接剂B2中的剩余粘接剂在将基材22与镀金属板26粘接时，即使对它们之间进行挤压，也难以向上述间隙流动。此时，基材22与镀金属板26以相互倾斜的状态粘接，金刚石磨料28对CMP垫的接触变得不均匀，并且磨削性能变得不稳定。

通过使基材22为树脂制，可实现轻量化，并且与以往的不锈钢制基材相比制作容易，由此实现CMP垫修整器21的成本降低。

认为基材22使用聚碳酸酯类等耐热性低的树脂时，上述基材22会发生热变形，有可能不能充分确保被CMP垫抛光的半导体晶片的平坦性。因此，如本实施方式上述，通过使用玻化温度为211℃、吸水率为0.050％的PPO、PPS树脂等耐热性优异的工程塑料，可得到半导体晶片的良好平坦性。

通过利用上述镀金属板26的结构固定金刚石磨料28，可将金刚石磨料28以所需的配置、突出量固定于基材22上。进而，由于镀金属板26和基材22作为单独的部件制造，所以可根据用途选择耐热性、耐腐蚀性高的基材22的材料。

通过上述制造方法，可比较容易地制造具备树脂制基材22且在修整面24上均匀地固定有金刚石磨料28的CMP垫修整器21。

[第三实施方式]

接下来，利用图10和图11对本发明的第三实施方式进行说明。

对与上述实施方式相同的部件附以相同符号，省略其说明。

第三实施方式中的CMP垫修整器211与上述实施方式的CMP垫修整器21的不同点在于，突部23设定为其顶端的面积从形成该突部23的面22A的中央向着外侧逐渐增大。

图10中，在基材22的面22A上立设有多个圆柱状或圆板状的突部23，并且这些突部23形成彼此相同形状。而且，本实施方式中的CMP垫修整器211中，这些突部23配置为从面22A的径向中央向着外侧逐渐密集。

这些突部23配置为相邻的突部23之间的间隔从面22A的中央向着外侧逐渐变窄。由此，突部23顶端的平面面积整体上从上述中央向着外侧逐渐增大。

如上所述，根据本实施方式中的CMP垫修整器211，由于突部23设定为其顶端的面积从形成该突部23的面22A的中央向着外侧逐渐增大，所以突部23支撑的镀金属板26，从中央向着外侧其变形逐渐得到抑制，从而强度提高。

对CMP垫进行磨削加工时，在旋转的CMP垫修整器211的镀金属板26中，与其中央相比，外侧部分较多地与CMP垫接触，并且被施加较大外力，但通过上述结构，相对于上述外力，与中央相比，镀金属板26的外侧的刚性得到提高。因此，可防止镀金属板26变形，从而对CMP垫的磨削性能稳定。

图11示出了第三实施方式中的CMP垫修整器211的变形例。

如图11所示，CMP垫修整器221在基材22的面22A上形成有多个圆柱状或圆板状的突部23。在面22A的径向内侧配置的这些突部23与在外侧配置的这些突部23的形状相互不同。

具体地说，这些突部23之中，在面22A的径向外侧配置的突部23的直径设定成比在面22A的径向内侧配置的突部23的直径大。由此，各突部23的顶端面面积从面22A的中央向着外侧逐渐增大。

[第四实施方式]

接下来，利用图12对本发明的第四实施方式进行说明。

对与上述实施方式相同的部件附以相同符号，省略其说明。

第四实施方式中的CMP垫修整器231在其基材22的面22A的外周缘部上形成有沿着圆周方向延伸且形成环状的凸曲面部232C。

凸曲面部232C，其高度与立设在面22A上的突部23的突出高度对应并与上述突部23的顶端为同一面，并且凸曲面部232C的形状与对向的镀金属板26的面26B的凹曲面部26C对应来形成。由此，基材22的凸曲面部232C与镀金属板26的凹曲面部26C相互密合地抵接。

在镀金属板26的外周部形成有沿着上述厚度方向(图12中的上下方向)向基材22侧延伸且覆盖上述基材22的外周部的圆筒状盖部235。盖部235从基材22的外周面中沿着上述厚度方向的镀金属板26侧(图12中的上侧)的端部覆盖中央部。盖部235的开口边缘部配置在与基材22的外周面的镀金属板26侧相反侧(图12中的下侧)的端部。盖部235的内周面与基材22的外周面密合。

在盖部235中的上述镀金属板26侧的基端部分配置有上述凹曲面部26C。沿着从盖部235的与凹曲面部26C的上述镀金属板26侧相反侧的端部(下端部)到上述开口边缘部的上述厚度方向的距离H2例如设定在0.1～6.0mm的范围内。

在基材22的外周面的下端部形成有向着径向外侧突出且沿着圆周方向延伸的环状的折边部(突条部)22D。折边部22D的上表面与盖部235的开口边缘部抵接。折边部22D中朝向径向外侧的面与朝向盖部235的径向外侧的面为同一面。

如上所述，根据本实施方式中的CMP垫修整器231，将基材22与镀金属板26粘接时，凸曲面部232C与凹曲面部26C相互密合地抵接，因此可密封夹在基材22与镀金属板26之间的粘接剂B2。可防止粘接剂B2从对向的凸曲面部232C与凹曲面部26C之间流动到外部。

由于在基材22上形成有与镀金属板26的盖部235的开口边缘部抵接的环状的折边部22D，所以在将基材22与镀金属板26粘接时，如上所述，即使从中央向着外侧流动的剩余粘接剂B2到达上述开口边缘部时，通过折边部22D也会限制粘接剂B2进一步流动到外部。因此，可防止粘接剂B2漏到外部。

接下来，利用图13对本发明的第四实施方式进行说明。

对与上述实施方式相同的部件附以相同符号，省略其说明。

第四实施方式中的CMP垫修整器241在镀金属板26的朝向基材22侧的面26B上具有多个向着对向的面22A突出且顶端与面22A抵接的突部213。

镀金属板26的突部213分别配置在基材22中相邻的突部23之间(上述间隙)。这些突部213形成为圆柱状或圆板状，其顶端形成在与面22A对应的平面上。突部213设定为从其面26B突出的高度彼此相同。

在基材22的面22A的外周缘部形成有从面22A凹陷的积存部22E来代替上述实施方式的凸曲面部232C。积存部22E沿着上述外周缘部的圆周方向形成为环状，且与镀金属板26的凹曲面部26C对向来配置。

如上所述，根据本实施方式中的CMP垫修整器241，在镀金属板26的朝向基材22侧的面26B上形成有向着该面26B对向的面22A突出的突部213，上述突部213的顶端与面22A抵接。基材22与镀金属板26除了上述粘接以外，突部213的顶端和与该突部213对向的面22A抵接且通过粘接剂B2粘接，粘接强度进一步提高。

此时，通过在突部213中的上述顶端以外的外表面(图13所示的符号213C)上涂布粘接剂B2，上述外表面213C起到固定效果，因此可进一步增大对于上述剥离方向的粘接强度。

由于在基材22的面22A的外周缘部形成有从面22A凹陷的积存部22E，在将基材22与镀金属板26粘接时，未进入到上述间隙的剩余粘接剂B2流动到积存部22E内且被容纳于其中，可防止剩余粘接剂B2从该基材22与镀金属板26之间漏到外部。

本发明并不限于上述实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内可施加各种变更。

例如，第二至第四实施方式中，在基材22的面22A上形成突部23，第四实施方式中，除了基材22的突部23以外，还可在镀金属板26的面26B上形成有突部213，但不限于此。

突部23、213形成为对于基材22的面22A和镀金属板26的面26B中的至少一面，向着对向的面26B、面22A突出且顶端与面26B、面22A抵接即可。因此，例如可以在镀金属板26的面26B上形成有突部213，在基材22上不形成突部23。

突部23、213的形状并不限于上述实施方式中说明的圆柱状或圆板状。突部23、213可使用圆柱状或圆板状以外的多棱柱状、多棱板状、条纹状、格子状、环板状、圆弧板状或放射状等各种形状。但是，优选为剩余粘接剂B2可在突部23、213之间自由流动的形状。

上述实施方式中，形成有多个突部23、213，但不限于此，突部23、213也可仅形成一个。但此时，优选突部23、213的形状形成为可稳定地支撑镀金属板26。

在镀金属板26的制造中，镀金属板成长基板216的形状设定为与镀金属板26的面26B对应的形状，通过形成镀金属板26，盖部25及其凹曲面部26C也与上述镀金属板26形成一体，但不限于此。

例如，首先制作平板状的镀金属板26后，可对该镀金属板26的外周缘部实施冲压加工或拉深加工，形成圆板状镀金属板26的外形，并且形成盖部25、235或其凹曲面部26C。镀金属板26通过镀Ni形成，但也可使用镀Ni以外的其它金属材料形成金属板26。具体地说，例如可使用平板状SUS轧制钢板作为金属板26，通过冲压等对上述SUS轧制钢板进行拉深加工，成型为具有上述盖部25、235的形状。

还可以以通过激光加工等形成的切削刃形状，形成利用CVD(化学气相沉积)法涂覆金刚石膜而成的其它切削刃来替代在镀金属板26的表面26A上固定金刚石磨料28作为切削刃使用。

还可以形成从上述面22的径向内侧向着外侧逐渐向与沿着轴线O2方向的镀金属板26侧相反侧倾斜的凸锥形部来替代在基材22的面22A的外周缘部形成凸曲面部22C、232C。

此时，在镀金属板26的面26B的外周缘部，还可以形成从上述面26B的径向内侧向着外侧逐渐向沿着轴线O2的基材22侧倾斜的凹锥形部来替代凹曲面部26C。这些凸锥形部和凹锥形部构成为相互密合地抵接。

此外，可将上述实施方式和变形例适当地组合构成。在不脱离本发明主旨的范围内，也可适当地将上述实施方式中的构成要素置换为公知的构成要素。

以上对本发明的优选实施例进行了说明，但本发明不被这些实施例所限定。在不脱离本发明宗旨的范围内，可进行构成的添加、省略、置换以及其它变更。本发明并不被上述说明所限定，仅被随附权利要求书的范围限定。

Claims (17)

1.一种CMP修整器，在与CMP装置的抛光垫对向接触的修整面上固定有金刚石磨料，其特征在于，

所述金刚石磨料通过金属镀层固定在CMP修整器主体上，所述CMP修整器主体由树脂构成。

2.根据权利要求1所述的CMP修整器，其特征在于，

在包含所述金刚石磨料的金属镀层和所述主体分别作为单独的部件形成后，接合为一体。

3.根据权利要求1所述的CMP修整器，其特征在于，

在所述金属镀层的外周端部设置有沿着所述主体的侧面部在全周、于所述金属镀层的厚度方向上弯曲的弯曲部。

4.根据权利要求1所述的CMP修整器，其特征在于，

所述CMP修整器主体由聚苯醚、聚苯硫醚等工程树脂构成。

5.一种制造方法，用于制造在与CMP装置的抛光垫对向接触的修整面上固定有金刚石磨料的CMP修整器，其特征在于，所述制造方法包括：

在CMP修整器主体上的修整面上形成衬底镀层的工序；

在所述衬底镀层上形成Ni打底镀层的工序；

在所述Ni打底镀层上排列金刚石磨料的工序；

在所述Ni打底镀层上使埋入镀层进一步成长并固定所述金刚石磨料的工序；和

用涂层覆盖所述修整面的整体的工序。

6.一种制造方法，用于制造在与CMP装置的抛光垫对向接触的修整面上固定有金刚石磨料的CMP修整器，其特征在于，所述制造方法包括：

在金属镀层成长用基板上形成衬底镀层的工序；

在所述衬底镀层上形成Ni打底镀层的工序；

在所述Ni打底镀层上排列金刚石磨料的工序；

在所述Ni打底镀层上使埋入镀层成长并固定所述金刚石磨料的工序；

用涂层覆盖所述修整面的整体的工序；和

将包含所述金刚石磨料的金属镀层从所述成长用基板剥离并粘贴在树脂制CMP修整器主体的所述修整面上的工序。

7.根据权利要求5或6所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法进一步包括：

形成所述衬底镀层后，在所述衬底镀层上粘贴具有规定图案穿孔的掩模，在所述掩模的孔图案内排列金刚石磨料的工序；和

通过底镀层预固定所述金刚石磨料，随后剥离所述掩模，使埋入镀层成长并正式固定所述金刚石磨料的工序。

8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，

预固定所述金刚石磨料的工序和正式固定所述金刚石磨料的工序分别分多次进行。

9.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，进一步包括：

在包含所述金刚石磨料的金属镀层的外周端部，使在所述金属镀层的厚度方向上弯曲的弯曲部与所述金属镀层一体成长的工序。

10.一种CMP垫修整器，具备基材和配置在所述基材上并在表面上突出形成切削刃的金属板，

所述CMP垫修整器通过所述切削刃对与所述表面对置的CMP垫实施磨削加工，其特征在于，

所述基材由树脂材料构成，

所述基材与所述金属板通过粘接剂相互粘接，

在所述基材的朝向所述金属板侧的面和所述金属板的朝向所述基材侧的面中的至少一面上，有向对向的所述面突出，并且形成顶端与该面抵接的突部。

11.根据权利要求10所述的CMP垫修整器，其特征在于，

所述突部的顶端形成在对应于与该突部对向的所述面的平面上。

12.根据权利要求10所述的CMP垫修整器，其特征在于，

所述突部形成有多个，被设定为从形成该突部的所述面突出的高度彼此相同。

13.根据权利要求10所述的CMP垫修整器，其特征在于，

在所述金属板的外周部形成有沿着所述金属板的厚度方向并覆盖所述基材的外周部的筒状的盖部。

14.根据权利要求10所述的CMP垫修整器，其特征在于，

在所述基材的朝向所述金属板侧的面的外周缘部形成有凸曲面部，

在所述金属板的朝向所述基材侧的面的外周缘部形成有对应于所述凸曲面部的形状的凹曲面部。

15.根据权利要求13或14所述的CMP垫修整器，其特征在于，

在所述基材上形成有与所述盖部的开口边缘部抵接的环状折边部。

16.根据权利要求10所述的CMP垫修整器，其特征在于，

所述突部在该突部形成的所述面中的面积率设定在20～78％的范围内。

17.根据权利要求10所述的CMP垫修整器，其特征在于，

所述突部设定为该突部的顶端的面积从该突部形成的所述面的中央向着外侧逐渐增大。

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