[发明专利]CMP修整器和其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及CMP修整器和其制备方法，该CMP修整器用于修整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。

背景技术

作为这种CMP修整器，例如在专利文献1中提出了下述那样的CMP修整器，其在圆盘状的基体(基底金属)上面相间地形成多个圆柱状的突起部，在这些突起部的表面通过金属电镀结合相固定多个金刚石等的磨粒而成。

另外，专利文献2提出了焊接了金刚石磨粒的方案，进而在专利文献3中，提出了在这样固定了磨粒的金属结合相的表面上通过CVD或离子电镀等气相涂层技术被覆SiC等陶瓷被膜的提案。

对于由这种CMP修整器修整抛光垫的CMP装置，由于在进行半导体晶片等的抛光时使用了酸性或碱性的腐蚀性高的浆液，因而保持磨粒的金属结合层被该浆液腐蚀(溶出)并使得磨粒脱落，有由该脱落的磨粒导致半导体晶片损伤而产生刮痕的问题。特别地，当磨粒为金刚石，结合相为镍等的金属镀敷相时，由于缺乏对磨粒的金属电镀的润湿性，在两者的边界部(空穴)产生极小的缝隙，浆液从该缝隙进入并使金属电镀相受到腐蚀，结果进一步促使磨粒的脱落。

在这一点上，对于专利文献3所述的在金属结合相表面被覆了陶瓷被膜的CMP修整器，通过由该陶瓷被膜保护金属结合层而防止其受到腐蚀，从而也可以控制磨粒的脱落。但是，另一方面，当利用该专利文献3所述的气相涂层技术被覆陶瓷被膜时，由于在从金属结合相突出的金刚石等磨粒的表面上也会被覆被膜，因此有磨粒锋利度受到损害，垫的抛光速率显著降低的问题。

另外，作为在各种基材上形成陶瓷厚膜的方法，已知有在专利文献4～7等中公开的气溶胶沉积法。

[专利文献1]特开2001-71269号公报

[专利文献2]特开2002-273657号公报

[专利文献3]特开2001-210613号公报

[专利文献4]日本专利3348154号公报

[专利文献5]特开2002-309383号公报

[专利文献6]特开2003-034003号公报

[专利文献7]特开2004-091614号公报

[专利文献8]特开2003-183848号公报

发明内容

本发明是在这种背景下所作出的发明，其目的在于提供CMP修整器，其即使对于在CMP装置中使用的腐蚀性高的浆液，也可以切实地防止磨粒的脱落，抑制刮痕的产生。

为了解决上述课题，本发明的CMP修整器形成如下的构成，即，在磨石基体的一面上形成磨粒固定在金属结合相中而成的磨粒层，在至少上述磨粒层的上述金属结合相表面形成用溶胶凝胶法制作的氧化物膜作为第一保护层，在上述第一保护层的表面形成多结晶且在上述结晶之间的界面基本不存在包含玻璃层的晶界层的氧化物厚膜来作为第二保护层。

这里，厚膜是指具有1μm以上的膜厚的膜。

上述第一保护层优选至少在上述磨粒与上述金属结合相的接合部附近形成，以被覆上述金属结合相。

对于这种结构，可以利用溶胶凝胶法来形成作为第一保护层的氧化物膜。溶胶凝胶法是利用了溶液的氧化物膜的形成方法，因此溶液会通过表面张力吸引至磨粒的周围，其结果是磨粒周边部分与其它部分相比，膜厚变厚。形成的氧化物膜被覆上述金属结合相，且特别在磨粒周边部分，具有优异的耐腐蚀性。

第一保护层在除磨粒周边部分以外的其它部分的膜厚变薄，不能得到稳定的耐腐蚀性。因此，通过在第一保护层的表面，形成作为第二保护层的、多结晶且在上述结晶之间的界面基本不存在包含玻璃层的晶界层的氧化物厚膜，可以得到稳定的耐腐蚀性。

优选第二保护层不在磨粒的表面形成，而仅在第一保护层的表面形成。由于不在磨粒的表面形成，因而不会产生CMP修整器的研磨性能变化等的缺点。

另外，第二保护层优选为耐腐蚀性优异的氧化物、例如氧化铝。

另外，作为第二保护层的制备方法，有向第一保护层喷射在气体中分散脆性材料的微粒而成的气溶胶并使其碰撞来形成氧化物厚膜的方法。

上述方法也是如上述专利文献4～7中所述的、作为气溶胶沉积法而被认知的方法。