CN113165141A

CN113165141A - 抛光垫及其制造方法

Info

Publication number: CN113165141A
Application number: CN201880099779.3A
Authority: CN
Inventors: 大石邦晴; 海野达广
Original assignee: Daiki Co Ltd
Current assignee: Daiki Co Ltd
Priority date: 2018-11-29
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2021-07-23
Also published as: WO2020110258A1; JPWO2020110258A1; JP6653514B1

Abstract

提供能够设定任意的尺寸、并且容易进行向研磨装置的安装的抛光垫。抛光垫(1)具有多个垫片(3a～3f)、多个接合部、以及多个槽部(2)。垫片(3a～3f)分别具有将抛光垫(1)分割为多个区域而成的面状，通过将它们组合，由此作为整体而构成研磨层。接合部沿垫片(3a～3f)的接合边界(B)而设置，并将相邻的垫片的端面彼此一体不可分地接合。多个槽部(2)设置为在研磨层的表面凹陷成条纹状，且它们的至少一部分与接合边界(B)(接合部)在位置上对应。

Description

抛光垫及其制造方法

技术领域

本发明涉及用于对被研磨物进行研磨的抛光垫及其制造方法。

背景技术

以往，为了对由锭裁出的半导体晶圆、液晶面板的玻璃基板这样的、在制造过程中生成的中间品进行研磨，而广泛使用被称为抛光垫的片状的研磨体。近来作为被研磨物的工件不断变得大型化，作为对抛光垫的一个要求而要求确保更大的研磨面。为了满足上述那样的要求，公知有通过将抛光垫分割为多个垫片，并将它们独立地安装于研磨装置，由此使抛光垫作为整体而大径化的方法。

例如，在专利文献1中，如图12所示，公开了在研磨装置10所具备的研磨板12的表面隔着间隔14而独立地装配的多个研磨垫13。研磨垫13分别具有半圆或四分之一圆的形状，通过将它们配置于研磨板12上，由此作为整体而形成一个圆盘状。另外，在研磨板12上，在相邻的研磨垫13的间隙14中注入有树脂15，该间隙14的底面被树脂15覆盖。树脂15具有不会封闭在研磨垫13的端面形成的槽17这样程度的厚度，经由该槽17，研磨液被高效地排出。

另外，在专利文献2中，如图13所示，公开了将圆形的垫部40a、和环状的垫部40b组合而成的研磨装置用研磨垫40。垫部40b配置于垫部40a的周围，能够与垫部40a分离/分割开来。根据上述构成，在贴附于CMP装置的压盘(platen)上的圆盘状的研磨垫40发生磨损的情况下，能够通过仅独立地更换磨损的垫部40a、40b，从而抑制整体的消耗量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-322232号公报

专利文献2：日本特开2012-157936号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，对按照形状而分割的多个垫片进行一边定位，一边每次地独立地安装于研磨装置的操作很繁琐，用户的操作负担很大。虽然由提供作为抛光垫的原材料的原始面料的厂商提供更大尺寸的原始面料就能够解决以上问题，但在该情况下，需要对制造设备进行改造、更换，从而该应对并不容易。

本发明鉴于上述情况而完成，其目的是提供能够设定任意的尺寸、并且容易进行向研磨装置的安装的抛光垫。

用于解决问题的手段

为了解决以上问题，第一发明提供具有多个垫片和多个接合部的抛光垫。各个垫片具有将抛光垫分割为多个区域而成的面状。通过对这些的垫片进行组合，由此作为整体而构成研磨层。各个接合部沿多个垫片的接合边界而设置，并将相邻的垫片的端面彼此一体不可分地接合。

在此，在第一发明中，优选为上述多个垫片具有整体被平坦化的研磨面。另外，可以进一步设置多个槽部。这些槽部设置为在研磨层的表面凹陷成条纹状，且它们的至少一部分与接合边界在位置上对应。

在第一发明中，可以设置多个第一槽部作为上述多个槽部。第一槽部分别沿纵和横中的一方的方向延伸，并且在与一方的方向的正交的另一方的方向以第一间距排列。在该情况下，优选分别沿一方的方向延伸、并且在另一方的方向相邻的接合边界的间隔是第一间距的m倍(m为整数)。

在第一发明中，替代上述第一槽部或者与其同时采用，可以设置多个第二槽部作为上述多个槽部。第二槽部分别沿另一方的方向延伸，并且在一方的方向以第二间距排列。在该情况下，优选分别沿另一方的方向延伸、并且在一方的方向相邻的接合边界的间隔是第二间距的n倍(n为整数)。

第二发明提供具有以下的步骤的抛光垫的制造方法。在第一步骤中，通过在多个垫片的端面涂布粘接剂，在此基础上将相邻的垫片的端面彼此沿接合边界而一体不可分地接合，由此生成接合体。该接合体作为多个垫片的组合、并且作为整体而构成研磨层。在第二步骤中，通过对接合体的表面进行研磨，而形成平坦化的研磨面。

在此，在第二发明中，可以进一步地设置将上述接合体成形为规定的形状的第三步骤。另外，可以进一步地设置在接合体的表面形成多个槽部的第四步骤。这些槽部设置为在接合体的表面凹陷成条纹状，且它们的至少一部分与接合边界在位置上对应。

在第二发明中，上述第四步骤可以包括形成多个第一槽部的步骤。第一槽部分别沿纵和横中的一方的方向延伸，并且在与一方的方向正交的另一方的方向以第一间距排列。在该情况下，优选第一间距是分别沿一方的方向延伸、并且在另一方的方向相邻的接合边界的间隔的1/m倍(m为整数)。

在第二发明中，替代第一槽部的形成或者与该形成同时采用，上述第四步骤可以包括形成多个第二槽部的步骤。第二槽部分别沿另一方的方向延伸，并且在一方的方向以第二间距排列。在该情况下，优选第二间距是分别沿另一方的方向延伸、并且在一方的方向相邻的接合边界的间隔的1/n倍(n为整数)。

发明效果

根据本发明，通过组合多个垫片，由此能够以较高的自由度形成包括大型化的任意的尺寸的抛光垫。另外，由于作为抛光垫而整体被一体化，因此与每个垫片独立的情况比较，向研磨装置的安装很容易，从而能够实现用户的操作负担的减轻。

尤其是，在使接合边界和槽部在位置上对应了的情况下，接合部相对于研磨面而自然而然地凹陷，因此在进行被研磨物的研磨时，能够有效地避免接合部的影响。

附图说明

图1是抛光垫的外观立体图。

图2是抛光垫的俯视图。

图3是抛光垫的剖视图。

图4是垫片的接合步骤的说明图。

图5是考虑纵横的间距后的垫片的纵横的长度的说明图。

图6是接合体的成形步骤的说明图。

图7是研磨步骤的说明图。

图8是粘合层以及剥离片的形成步骤的说明图。

图9是槽部的形成步骤的说明图。

图10是以一定的横间距P1形成的多个纵槽部的俯视图。

图11是以一定的纵间距P2形成的多个横槽部的俯视图。

图12是现有技术的说明图。

图13是现有技术的说明图。

具体实施方式

图1是本实施方式所涉及的抛光垫的外观立体图。该抛光垫1安装于研磨装置所具备的研磨板，用于对被研磨物(工件)的表面进行研磨。作为被研磨物，典型地假定为由锭裁出的半导体晶圆、液晶面板的玻璃基板这样的、在制造过程中生成的中间品。本实施方式所涉及的抛光垫1一般具有比能够得到的出售品大的尺寸，作为一个例子，具有直径为2m左右的圆盘状。

在抛光垫1的表面(研磨面)，设置有凹陷成条纹状的多个槽部2。在本实施方式中，作为槽部2而存在纵槽部2a和横槽部2b。多个纵槽部2a分别沿纵向呈直线状延伸，在与之正交的横向以一定的横间距P1排列。另外，多个横槽部2b分别沿横向呈直线状延伸，在与之正交的纵向以一定的纵间距P2排列。此外，作为槽部2，可以是纵槽部2a以及横槽部2b的仅任一方。

图2是抛光垫1的俯视图。抛光垫1是将多个垫片3a～3f以木块拼花状进行组合而成的，经由它们的接合边界B而一体不可分地接合。各个垫片3a～3f具有将抛光垫1分割为多个区域而成的面状。作为一个例子，两个垫片3a、3d具有矩形形状，配置于它们的周围的四个垫片3b、3c、3e、3f具有弓形。而且，通过将它们组合，作为整体而构成厚度均匀、并且具备研磨面共面的研磨层的圆盘状的抛光垫1。另外，垫片3a～3f的材质、弹性、厚度、配合的研磨材、弹性等相同，具有同一研磨特性。此外，组合的垫片3a～3f的各自的大小、形状、使用的个数等是任意的，通过对它们进行适当地设计，作为抛光垫1，能够实现包括比作为其原材料的原始面料(例如，纵770mm，横1520mm)更大径化在内、任意的形状以及任意的尺寸。

图3是图2所示的A-A截面中的抛光垫1的剖视图。抛光垫1具有以研磨层3、粘合层5、剥离片6为主体的层叠结构。研磨层3由存在于同一层的连续的垫片3a～3c而构成，其上表面(研磨面)作为整体而平坦化。在同图的左侧，彼此相邻的垫片3a、3b的端面彼此，即，将具有厚度的垫片3a、3b裁切而成的切口的面彼此，经由左侧的接合部4而一体不可分地接合。另外，在同图的右侧彼此相邻的垫片3a、3c的端面彼此，经由右侧的接合部4而一体不可分地接合。这些接合部4沿着将垫片3a～3f组合后出现的接合边界B(即，图2中以虚线表示那样，由应接合的端面进行延伸而形成的线)而存在。接合部4确定为，在垫片3a～3c的端面涂布的粘接剂的固化部分、或者源自该部分的研磨层3的变质部分。

槽部2(在A-A截面中为纵槽部2a)的至少一部分与接合边界B(接合部4)在位置上对应。由此，接合部4从研磨面起凹陷，换言之，位于比研磨面靠内部。由此，在对被研磨物进行研磨时，能够有效地避免由形成接合部4的粘接剂引起的主要原因(成分、硬度等)对被研磨物造成不良影响。

在研磨层3的下表面(与研磨面相反的面)，遍及其整个面地设置有通过粘合带等构成的粘合层5。另外，粘合层5的下表面被可剥离的剥离片6覆盖其整体。在使用抛光垫1时，在将剥离片6剥离而使粘合层5露出的基础上，将抛光垫1贴附在研磨装置所具备的研磨板。

以下，一边参照图4至图9，一边对抛光垫1的制造方法进行说明。首先，如图4所示，准备作为抛光垫1的主材的矩形的垫片3a～3f，并将它们以木块拼花状进行组合。垫片3a～3f包括在成形时要除去的余白部分，因此，具有比成形的抛光垫1更大的面积。

使用获得所希望的粘接强度的适当的粘接剂，来进行垫片3a～3f的接合。具体地，在垫片3a～3f中的规定的端面涂布粘接剂，在此基础上将相邻的端面彼此粘接。作为上述那样的粘接剂，例如能够使用三洋化学工业股份公司所销售的一液湿气固化型聚氨酯树脂型的粘接剂(产品名：Eunoflex)。通过历经充分的固化时间，由粘接剂将组合的垫片3a～3f一体不可分地接合，由此生成接合体7。

在此，关于矩形的垫片3a～3f的纵横的长度，优选设定为与对应的方向有关的槽部2的间距P1、P2的整数倍。图5是考虑纵横的间距P1、P2后的垫片的纵横的长度的说明图。在同图中所示的虚线，表示通过后面的成形步骤而形成的最终的抛光垫1的形状。在同图的组合中，在抛光垫1中，分别作为沿纵向延伸的接合边界B而出现两条纵线V1、V2，作为沿与之正交的横向延伸的接合边界B而出现三条横线H1～H3。

规定两条纵线V1、V2的横间隔的是四个垫片3a、3d～3f，由它们的横向长度决定纵线V1、V2的横间隔。为了将该横间隔规整为横间距P1的m倍(m为整数)，将垫片3a、3d～3f的横向长度设定为横间距P1的m倍。关于其他的垫片3b、3c，由于与纵线V1、V2的横间隔无关，因此没有与横向长度有关的制约。

另外，规定三条横线H1～H3的纵间隔的是两个垫片3a、3d、3e。具体地，通过垫片3a的纵向长度决定横线H1、H2的纵间隔，通过垫片3d的纵向长度决定横线H2、H3的纵间隔。为了将这些纵间隔规整为纵间距P2的n倍(n为整数)，将垫片3a、3d的纵向长度设定为纵间距P2的n倍。但是，垫片3a、3d的纵向长度无需相同，n的值不同也不要紧。关于其他的垫片3b、3c、3e、3f，由于与横线H1～H3的纵间隔无关，因此没有与纵向长度有关的制约。

接着，如图6所示，通过刀具将把垫片3a～3f组合而成的接合体7的周围，即余白部分切除。由此，将接合体7成形为圆盘状。

接着，如图7所示，通过磨削机研磨成形的接合体7的表面(研磨面)，来进行表面的平坦化。由此，消除由垫片3a～3f间的微妙的厚度的差异、接合偏差引起的阶梯差，并且除去接合部4中的自表面隆起的部分。其结果是，形成研磨层3的作为整体而共面的研磨面。另外，在将接合体7翻过来的基础上，针对接合体7的背面也进行同样的平坦化。

接着，如图8所示，在接合体7中的研磨层3的下表面，通过粘合带的贴着等而形成粘合层5。然后，以覆盖粘合层5的下表面整体的方式安装剥离片6。

然后，如图9所示，在接合体7的表面(研磨面)形成多个槽部2。如上所述，槽部2设置为在接合体7的表面凹陷成条纹状，且它们的至少一部分与接合边界B(接合部4)在位置上对应。作为槽部2的形成方法，能够应用包括使用刀具的切削法、吹送细微的研磨剂的喷砂法等公知的方法。另外，本申请人可以使用作为日本特许第6324637号而已经获得的凹部形成方法。在该方法中，首先，在操作面上配置具有与应在抛光垫1的表面形成的凹部的形状对应的凸状的夹具。接着，将接合体7配置于配置有夹具的操作面上。然后，经由在操作面露出的多个吸入孔将接合体7从背面吸入，一边使通过夹具的突出部支承为翘起的状态的接合体7弯曲，一边将与夹具的凸状相对应地隆起的表面沿厚度方向局部地除去。由此，在接合体7的表面形成作为凹部的槽部2。

最后，通过在接合体7的表面实施精研磨，从而抛光垫1制成。

图10是以一定的横间距P1形成的多个纵槽部2a的俯视图。如上所述，相邻的纵线V1、V2的横间隔设定为纵槽部2a的横间距P1的m倍。换言之，在形成纵槽部2a时，以相邻的纵线V1、V2的间隔的1/m倍设定横间距P1。由此，无需进行纵槽部2a的间距调整，能够在维持一定的横间距P1不变的前提下，保证纵槽部2a位于纵线V1、V2上，即，接合部4存在于凹陷的部位。

图11是以一定的纵间距P2形成的多个横槽部2b的俯视图。如上所述，彼此相邻的横线H1、H2(或H2、H3)的纵间隔设定为横槽部2b的纵间距P2的n倍。换言之，在形成横槽部2b时，以相邻的横线H1、H2(或H2、H3)的间隔的1/n倍设定纵间距P2。由此，无需进行横槽部2b的间距调整，能够在维持一定的横间距P2不变的前提下，保证横槽部2b位于横线H1～H3上，即，接合部4存在凹陷的部位。

这样，根据本实施方式，通过将多个垫片3a～3f组合而成为一体，能够以较高的自由度包括抛光垫1的大型化的形成任意的尺寸的抛光垫1。另外，由于作为抛光垫1其整体被一体化，因此与每个垫片3a～3f独立的情况比较，向研磨装置的安装很容易，从而实现用户的操作负担的减轻。

另外，根据本实施方式，在抛光垫1中，通过使将相邻的垫片的端面彼此接合的接合部4(接合边界B)、条纹状的槽部2在位置上对应，从而形成接合部4自然而然地相对于研磨面而凹陷的状态。由此，能够有效地降低接合部4对被研磨物的研磨造成的影响。

进一步地，根据本实施方式，将作为接合边界的线V1、V2(或H1～H3)的间隔设定为间距P1(或P2)的整数倍。由此，无需进行槽部2的间距调整，而能够在维持一定的间距的前提下，相对于研磨面而使接合部4自然而然地凹陷。

附图标记说明

1：抛光垫；

2：槽部；

2a：纵槽部；

2b：横槽部；

3：研磨层；

3a～3f垫片；

3’：接合体；

4：接合部；

5：粘合层；

6：剥离片；

7：接合体。

Claims

1.一种抛光垫，其特征在于，

在抛光垫中具有：

多个垫片，它们分别具有将所述抛光垫分割为多个区域而成的面状，通过对这些垫片进行组合，由此作为整体而构成研磨层；以及

多个接合部，它们沿所述多个垫片的接合边界而设置，并将相邻的垫片的端面彼此一体不可分地接合。

2.根据权利要求1所述的抛光垫，其特征在于，所述多个垫片具有整体被平坦化的研磨面。

3.根据权利要求1或2所述的抛光垫，其特征在于，所述抛光垫还具有多个槽部，这些槽部设置为在所述研磨层的表面凹陷成条纹状，且它们的至少一部分与所述接合边界在位置上对应。

4.根据权利要求3所述的抛光垫，其特征在于，

所述多个槽部具有多个第一槽部，这些第一槽部分别沿纵和横中的一方的方向延伸，并且在与所述一方的方向正交的另一方的方向以第一间距排列，

分别沿所述一方的方向延伸、并且在所述另一方的方向相邻的所述接合边界的间隔是所述第一间距的m倍(m为整数)。

5.根据权利要求4所述的抛光垫，其特征在于，

所述多个槽部具有多个第二槽部，这些第二槽部分别沿所述另一方的方向延伸，并且在所述一方的方向以第二间距排列，

分别沿所述另一方的方向延伸、并且在所述一方的方向相邻的所述接合边界的间隔是所述第二间距的n倍(n为整数)。

6.一种抛光垫的制造方法，其特征在于，

在抛光垫的制造方法中具有：

第一步骤，在该第一步骤中，通过在多个垫片的端面涂布粘接剂，在此基础上将相邻的垫片的端面彼此沿接合边界而一体不可分地接合，由此生成作为所述多个垫片的组合、并且作为整体而构成研磨层的接合体；以及

第二步骤，在该第二步骤中，通过对所述接合体的表面进行研磨，而形成平坦化的研磨面。

7.根据权利要求6所述的抛光垫的制造方法，其特征在于，所述抛光垫的制造方法还具有第三步骤，在该第三步骤中，将所述接合体成形为规定的形状。

8.根据权利要求6或7所述的抛光垫的制造方法，其特征在于，所述抛光垫的制造方法还具有第四步骤，在该第四步骤中，形成多个槽部，这些槽部设置为在所述接合体的表面凹陷成条纹状，且它们的至少一部分与所述接合边界在位置上对应。

9.根据权利要求8所述的抛光垫的制造方法，其特征在于，

所述第四步骤具有形成多个第一槽部的步骤，这些第一槽部分别沿纵和横中的一方的方向延伸，并且在与所述一方的方向正交的另一方的方向以第一间距排列，

所述第一间距是分别沿所述一方的方向延伸、并且在所述另一方的方向相邻的所述接合边界的间隔的1/m倍(m为整数)。

10.根据权利要求9所述的抛光垫的制造方法，其特征在于，

所述第四步骤具有形成多个第二槽部的步骤，这些第二槽部分别沿所述另一方的方向延伸，并且在所述一方的方向以第二间距排列，

所述第二间距是分别沿所述另一方的方向延伸、并且在所述一方的方向相邻的所述接合边界的间隔的1/n倍(n为整数)。