JP2000033553A

JP2000033553A - 研磨パッドおよび研磨方法

Info

Publication number: JP2000033553A
Application number: JP241399A
Authority: JP
Inventors: Hideharu Nakajima; 英晴中嶋
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-05-11
Filing date: 1999-01-08
Publication date: 2000-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の研磨パッドでは研磨面に格子状の溝、
または同心円状の溝が形成されていたが、溝によって十
分にスラリーを研磨面と被研磨体との間に保持すること
ができないため、高価なスラリーが多量に無駄になって
いた。【解決手段】被研磨体（図示省略）を研磨する研磨面
１２側に凹部１３を設けた研磨パッド１１において凹部
１３にスラリー保持体１４を設けて、スラリーを効率良
く一旦保持するようにしたものであり、スラリー保持体
１４は、例えば、多孔質樹脂、繊維状の樹脂を積層した
もの、繊維状の樹脂またはひだ状の樹脂を凹部１３の底
部に密生させたものからなり、凹部１３は研磨パッド１
１の中央部よりその外周方向に向けて形成されているも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨パッドおよび
その研磨パッドを用いた研磨方法に関し、詳しくは半導
体装置の製造工程における層間絶縁膜の平坦化工程を化
学的機械研磨により行う研磨装置の研磨パッドおよびそ
の研磨パッドを用いた化学的機械研磨による研磨方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の半導体装置における設計ルールの
微細化にともない、リソグラフィーの解像度を上げる努
力がなされている。解像度を上げることにより焦点深
度、いわゆるＤＯＦ（Depth Of Focus）は低下してきて
いる。この改善はレジストの性能改善を待たなければな
らないが、このようにレジストの性能の改善より微細化
要求の方が先行しているのが現状である。そこで、デバ
イス構造の高低差をできるだけ低減することでこの焦点
深度の不足を補い、微細パターンを焦点ずれ起こすこと
なく確実に解像させる方法が検討されている。

【０００３】デバイス構造の高低差を平坦化する方法と
しては、最近、シリコンウエハの鏡面加工を応用した化
学的機械研磨が採用されている。この化学的機械研磨を
行う研磨装置では、研磨パッドを装着した研磨プレート
が回動自在に備えられている。この研磨パッドに対向す
る位置に接着シートを介して被研磨体が保持されるキャ
リアが回動自在に設けられているとともに、研磨パッド
に対向する位置に研磨パッドの目立てを行うドレッサが
回動自在に備えられている。さらに研磨パッドのほぼ中
央部上には研磨パッド上にスラリーを供給するノズルが
設定されている。

【０００４】上記研磨装置による研磨方法を以下に説明
する。まず、研磨パッドをドレッサによりドレッシング
する。その後、研磨プレートおよびキャリアを回動さ
せ、ノズルよりスラリーを研磨パッド上に供給しなが
ら、キャリアに保持された被研磨体を研磨パッド側に押
し当てることで被研磨体の研磨を行う。

【０００５】上記化学的機械研磨装置では、被研磨体に
マイクロスクラッチが生じる。また研磨レートのばらつ
きや研磨量の面内ばらつきが大きくなっている。マイク
ロスクラッチの発生については、研磨パッドのドレッシ
ング時に発生する研磨パッドの削りくずや、ドレッサの
ダイヤモンド砥粒、被研磨体の研磨くず、研磨済のスラ
リー等（以下これらを不純物という）が起因している。
そこで上記化学的機械研磨装置では、研磨作業中、研磨
パッドの中央部にスラリーを間断なく十分に供給し、こ
のスラリーによって不純物を研磨パッドの外側へ排出し
ている。

【０００６】一方、研磨レートのばらつきや研磨量の面
内ばらつきが大きいことに対しては、研磨パッドの表面
にドレッサが無数の傷をつけることで研磨パッド表面に
浅い目立て層を形成し、ここにスラリーが入って保持さ
れた状態で被研磨体を研磨することで改善している。そ
のため、研磨パッドに押圧された被研磨体の被研磨面に
スラリーを十分に供給することができる。これにより研
磨が進行するので、ドレッサによる研磨パッド表面の目
立て、いわゆるドレッシングを、目立て層の深さや密度
が十分となるように行う。また、これに加えてマイクロ
スクラッチの防止策としても行っているスラリーの十分
な供給と合わせて被研磨面に研磨スラリーが確実にいき
わたるようにすることで、研磨レートのばらつきや研磨
量の面内ばらつきを低減する対策としている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにドレッシングにより目立て層を形成し、スラリー
を供給して被研磨体の研磨を行おうとしたとき、スラリ
ーは研磨パッドの回転による遠心力および被研磨体を研
磨パッドに押しつけることにより押し出され、ほとんど
が研磨に直接寄与することなく研磨パッドの外に排出さ
れることになる。このように、高価なスラリーが多量に
無駄になっている。

【０００８】このため、従来は、図１３に示すように、
研磨パッド１１２の研磨面１１２Ｓに、格子状の溝１４
１を形成し、その溝１４１にスラリー（図示省略）を溜
めてスラリーと被研磨体（図示省略）との接触の機会を
増加させることが行われている。しかしながら、このよ
うな構造でも、溝１４１内を通ってスラリーが研磨パッ
ド１１２の外に排出されることになり、上記同様に、高
価なスラリーが多量に無駄になる。

【０００９】また、図１４に示すように、研磨パッド１
１２の研磨面１１２Ｓに、同心円状の溝１４２を形成し
たものもある。しかしながら、このような構造でも、研
磨パッド１１２の回転による遠心力により溝１４２内に
溜まったスラリー（図示省略）は、溝１４２の研磨パッ
ド１１２の外周側に残る以外は、研磨パッド１１２の外
に排出されることになり、スラリーと被研磨体（図示省
略）との接触の機会は十分になっていない。また上記図
１３によって説明したのと同様に、高価なスラリーが多
量に無駄になっていた。

【００１０】以上のように、スラリーが有効に活用され
ずに研磨パッドの外に排出されることは、化学的機械研
磨のコストを上昇させるとともに、スラリーが被研磨面
に十分に供給されないことにより研磨品質の低下を招く
ことになっている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた研磨パッドおよび研磨方法であ
る。

【００１２】研磨パッドは、被研磨体を研磨する研磨面
側の少なくとも一部がスラリー保持体で形成されている
ものである。

【００１３】上記研磨パッドでは、被研磨体を研磨する
研磨面側の少なくとも一部がスラリー保持体で形成され
ていることから、研磨の際には、このスラリー保持体に
よって、研磨パッドの回転にともなう遠心力により研磨
パッドの外側に排出されようとするスラリーは研磨パッ
ド上に出来うる限り留め置かれる。そのため、スラリー
と被研磨体の被研磨面とが接触する機会が効率的に増加
する。それによって、被研磨面における研磨形状、研磨
速度および研磨の均一性が向上して研磨品質を高めると
ともに、スラリーの使用量が低減されることによりプロ
セスコストが削減される。

【００１４】研磨方法は、被研磨体を研磨する研磨面側
の少なくとも一部がスラリー保持体で形成されている研
磨パッドを用いて前記被研磨体を研磨する方法である。

【００１５】上記研磨方法では、被研磨体を研磨する研
磨面側の少なくとも一部がスラリー保持体で形成されて
いる研磨パッドを用いて被研磨体を研磨することから、
研磨パッドの回転にともなう遠心力により研磨パッドの
外側に排出されようとする研磨スラリーが、スラリー保
持体によって研磨パッド上に出来うる限り留め置かれた
状態で被研磨体が研磨される。そのため、スラリーと被
研磨体の被研磨面とが接触する機会が効率的に増加する
ため、被研磨面における研磨形状、研磨速度および研磨
の均一性が向上し、研磨品質が高まるとともに、スラリ
ーの使用量が低減されることによりプロセスコストが削
減される。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の研磨パッドおよび研磨方
法に係わる第１の実施の形態を、図１の研磨パッドの概
略構成図および図２の研磨装置の概略構成図によって説
明する。

【００１７】図１の（１）は研磨パッドの平面図を示
し、図１の（２）にＡ−Ａ線拡大断面図を示す。図１の
（１）および（２）に示すように、研磨パッド１１（１
１Ａ）は、グローバル平坦性が得られるような硬度、弾
性を有する樹脂、例えばウレタン樹脂からなり、その研
磨面１２には凹部１３が例えば十字状の溝で形成されて
いる。その凹部１３の内部には、研磨パッド１１Ａを構
成するウレタン樹脂よりも発泡サイズが大きい、または
発泡量が多い、またはその両方を持ち合わせているスポ
ンジ状のウレタン樹脂からなるスラリー保持体１４が充
填されている。またスラリー保持体１４を含めた研磨面
１２はほぼ平坦に形成されている。

【００１８】上記構成の研磨パッド１１Ａでは、その研
磨面１２に凹部１３が形成され、その凹部１３にスラリ
ーを保持し易いスラリー保持体１４を形成したことによ
り、研磨時にスラリー（図示省略）を研磨パッド１１Ａ
に供給した際に、このスラリーの多くがスラリー保持体
１４に捕獲されて保持される。そのため、研磨時にスラ
リーが被研磨体（図示省略）の表面に供給される機会が
多くなり、被研磨面の品質の向上、スラリーの有効利用
によるスラリー量の削減が可能になる。

【００１９】なお、研磨パッド１１Ａに、発泡サイズの
大きいまたは発泡量の多いまたはその両方を備えたスポ
ンジ状のウレタン材料を用いると、硬度が低いことによ
り研磨時に被研磨体の研磨圧力によって研磨パッド１１
Ａが潰れる。そのため、スラリーが被研磨体と研磨パッ
ド１１Ａとの間より絞り出される状態になり、スラリー
の保持が十分に行えない。また研磨パッド１１Ａの硬度
が低いことにより被研磨面のグローバル平坦性が悪化す
る。したがって、研磨パッド１１Ａには、研磨に必要な
硬度、弾性を持たせることが必要になる。そこで、必要
な硬度、弾性を有する研磨パッド１１Ａに凹部１３を形
成し、その凹部１３内に、例えば研磨パッド１１Ａより
も硬度が小さくスラリーを保持し易い、例えばスポンジ
状の発泡ウレタンを充填することで、スラリーの保持と
グローバル平坦性を維持した研磨を行うことが可能にな
る。

【００２０】次に上記研磨パッド１１Ａの形成方法を以
下に説明する。先ず、研磨パッド１１Ａに凹部１３を形
成する。または凹部１３を形成した状態に研磨パッド１
１Ａを成形してもよい。その後、発泡剤を添加したウレ
タン材を研磨パッドの凹部１３に流し込み、その後加熱
することで、凹部１３内のウレタン材を発泡させる、そ
して凹部１３から溢れた発泡したウレタン材を除去して
研磨パッド１１Ａの研磨面を表出させ、凹部１３内のみ
に発泡したウレタン材を残すことで発泡したウレタン
材、すなわち多孔質のウレタン材からなるスラリー保持
体１４を凹部１３内に形成する。このようにして、研磨
パッド１１Ａを形成する。

【００２１】次に研磨方法を以下に説明する。研磨は、
例えば、図２に示すような研磨装置（例えば化学的機械
研磨装置）８１に上記研磨パッド１１を装着して行う。
まず、研磨装置８１を図２によって以下に説明する。

【００２２】図２に示すように、研磨装置８１は研磨プ
レート８２を回動可能に備えている。この研磨プレート
８２上には上記説明した研磨パッド１１が装着されてい
る。また研磨プレート８２には、回動軸８３の一端側が
接続され、その回動軸８３の他端側には回動駆動源（図
示省略）が接続されている。

【００２３】上記研磨パッド１１の上方には、キャリア
８４が回動自在に備えられている。このキャリア８４の
研磨プレート８２側の面には、接着シート８５を介して
被研磨体７１が保持される。また上記キャリア８４に
は、回動軸８６の一端側が接続されていて、その回動軸
８６の他端側には図示しない回動駆動源が接続されてい
るとともに研磨圧力を調整する研磨圧力調整部８７が備
えられている。

【００２４】また研磨パッド１１のほぼ中央部上には、
スラリー供給装置８８に接続されたスラリー供給ノズル
８９が設けられている。

【００２５】さらに研磨パッド１１の上方にはドレッサ
９０が回動自在に備えられている。このドレッサ９０の
研磨プレート８２側の面には、例えばダイヤモンド砥粒
を金属板に電着したドレッシング層９１が形成されてい
る。また上記ドレッサ９０には、回動軸９２の一端側が
接続されていて、その回動軸９２の他端側には図示しな
い回動駆動源が接続されているとともにドレッシング圧
力を調整する圧力調整部（図示省略）が備えられてい
る。

【００２６】次に本発明の研磨方法に係わる実施の形態
の一例として、上記研磨装置８１による被研磨体７１の
研磨方法を以下に具体的に説明する。

【００２７】まず、研磨パッド１１をドレッサ９０によ
りドレッシングする。その後、研磨プレート８２および
キャリア８４を回動させ、スラリー供給ノズル８９から
スラリー７５を研磨パッド１１上に供給しながら、研磨
圧力調整部８７によりキャリア８４を研磨パッド１１側
に押し当てることで被研磨体７１を研磨パッド１１に押
圧させ、被研磨体７１の研磨を行う。

【００２８】上記研磨方法では、研磨面側に形成した凹
部１３にスラリー保持体１４を設けた研磨パッド１１を
用いて被研磨体７１を研磨することから、研磨パッド１
１の回転にともなう遠心力により研磨パッド１１の外側
に排出されようとするスラリー７５は、スラリー保持体
１４によって研磨パッド１１上に出来うる限り留め置か
れる。そのため、スラリー７５と被研磨体７１の被研磨
面とが接触する機会が効率的に増加するので、被研磨面
における研磨形状、研磨速度および研磨の均一性が向上
され、研磨品質を高めるとともに、スラリーの使用量が
低減されることによりプロセスコストが削減される。

【００２９】次に、本発明の研磨パッドに係わる第２の
実施の形態を、図３の研磨パッドの概略構成図によって
説明する。図３では前記図１によって説明した構成部品
と同様のものには同一符号を付与する。

【００３０】図３の（１）は研磨パッドの平面図を示
し、図３の（２）にＢ−Ｂ線拡大断面図を示す。図３の
（１）および（２）に示すように、研磨パッド１１（１
１Ｂ）Ｂは、グローバル平坦性が得られるような硬度、
弾性を有する、例えばウレタン樹脂からなり、その研磨
面１２には凹部１３が例えば十字状の溝で形成されてい
る。その凹部１３の内部には、繊維状のウレタン樹脂か
らなるスラリー保持体１４が密生されている。またスラ
リー保持体１４を含めた研磨面１２はほぼ平坦に形成さ
れている。

【００３１】上記構成の研磨パッド１１Ｂでは、その研
磨面１２に凹部１３が形成され、その凹部１３にスラリ
ーを保持し易い繊維状のウレタン樹脂を密生させたスラ
リー保持体１４を形成したことにより、研磨時にスラリ
ー（図示省略）を研磨パッド１１Ｂに供給した際に、こ
のスラリーの多くがスラリー保持体１４、すなわち凹部
１３の底部に密生させた繊維状の樹脂間に捕獲されて保
持される。そのため、研磨時にスラリーが被研磨体（図
示省略）の表面に供給される機会が多くなり、研磨面の
品質の向上、スラリーの有効利用によるスラリー量の削
減が可能になる。

【００３２】上記研磨パッド１１Ｂの形成方法を以下に
説明する。先ず、研磨パッド１１Ｂに凹部１３を形成す
る。または凹部１３を形成した状態に研磨パッド１１Ｂ
を成形してもよい。その後、ウレタン材を繊維状に加工
したものを束ね、その末端を凹部１３の底部に接着す
る。接着には接着剤を用いてもよく、または熱圧着によ
り接着してもよく、または接着剤を用いるとともに熱圧
着により接着してもよい。そして凹部１３の外部に出て
いる繊維の束を研磨パッド１１Ｂの研磨面１２の高さに
合わせて切ることにより、繊維状のウレタン材からなる
スラリー保持体１４を凹部１３内に形成する。このよう
にして、研磨パッド１１Ｂを形成する。

【００３３】上記第２の実施の形態では、ウレタン材を
繊維状に加工したものを束ね、その端部を凹部１３の底
部に接着して凹部内に繊維状のウレタン材を密生させて
スラリー保持体１４を形成したが、例えばウレタン材を
繊維状に加工したものを凹部１３内に積層させてスラリ
ー保持体１４を形成してもよい。この場合も、スラリー
保持体１４の上面の高さは研磨パッド１１Ｂの研磨面１
２と例えばほぼ同等の高さとする。

【００３４】上記第２の実施の形態で説明した研磨パッ
ド１１Ｂを用いた研磨方法は、前記図２によって説明し
た第１の実施の形態における研磨方法と同様である。

【００３５】次に、本発明の研磨パッドに係わる第３の
実施の形態を、図４の研磨パッドの概略構成図によって
説明する。図４では前記図１によって説明した構成部品
と同様のものには同一符号を付与する。

【００３６】図４の（１）は研磨パッドの平面図を示
し、図４の（２）にＣ−Ｃ線拡大断面図を示す。図４の
（１）および（２）に示すように、研磨パッド１１（１
１Ｃ）は、グローバル平坦性が得られるような硬度、弾
性を有する、例えばウレタン樹脂からなり、その研磨面
１２には凹部１３が例えば十字状の溝で形成されてい
る。その凹部１３の内部には、ひだ状のウレタン樹脂か
らなるスラリー保持体１４が密生されている。またスラ
リー保持体１４を含めた研磨面１２はほぼ平坦に形成さ
れている。

【００３７】上記ひだの形成方向は、研磨パッド１１Ｃ
の回転方向、凹部（例えば溝）１３のパターン形状等に
よって、適宜設定される。また、ひだの形状は、平板
状、波板状等に形成することが可能である。

【００３８】上記構成の研磨パッド１１Ｃでは、その研
磨面１２に凹部１３が形成され、その凹部１３にスラリ
ーを保持し易いひだ状のウレタン樹脂を密生させたスラ
リー保持体１４を形成したことにより、研磨時にスラリ
ーを研磨パッド１１Ｃに供給した際に、このスラリーの
多くがスラリー保持体１４、すなわち前記凹部１３の底
部に密生させたひだ状の樹脂間に捕獲されて保持され
る。そのため、研磨時にスラリーが被研磨体（図示省
略）の表面に供給される機会が多くなり、被研磨面の品
質の向上、スラリーの有効利用によるスラリー量の削減
が可能になる。

【００３９】上記研磨パッド１１Ｃの形成方法を以下に
説明する。先ず、研磨パッド１１Ｃに凹部１３を形成す
る。または凹部１３を形成した状態に研磨パッド１１Ｃ
を成形してもよい。その後、ウレタン材を研磨パッド１
１Ｃの凹部１３に流し込み、その後ひだ状に形成する型
を流し込んだウレタン材の中に差し込み、加熱処理をし
てウレタン材を硬化させる。そして上記型を抜き取るこ
とにより、凹部１３の内部にひだ状のウレタン材を形成
する。そして凹部１３より出ているひだ状のウレタン材
を研磨パッド１１Ｃの研磨面の高さに揃えるように除去
し、凹部１３内のみにひだ状のウレタン材からなるスラ
リー保持体１４を形成する。このようにして、研磨パッ
ド１１Ｃを形成する。

【００４０】上記第３の実施の形態で説明した研磨パッ
ド１１Ｃを用いた研磨方法は、前記図２によって説明し
た第１の実施の形態における研磨方法と同様である。

【００４１】次に、本発明の研磨パッドに係わる第４の
実施の形態（１）〜（３）を、図５〜図７の研磨パッド
の概略構成平面図によって説明する。図５〜図７では前
記図１によって説明した構成部品と同様のものには同一
符号を付与する。

【００４２】まず第４の実施の形態（１）を図５によっ
て説明する。図５に示すように、研磨パッド１１（１１
Ｄ）は、少なくともその研磨面１２側の全面にスラリー
保持体１４が形成されているものである。そのスラリー
保持体１４は、木綿、麻等の植物性繊維および羊毛、絹
等の動物性繊維のうちの少なくとも１種の繊維に、ガラ
ス、炭素等の非金属繊維、金属繊維、およびポリエステ
ル、ナイロン、アクリル等の樹脂繊維（例えば高分子材
料からなる繊維）のうちの少なくとも１種の繊維を混紡
した糸で編んだ布を積層状態にしたものに樹脂として例
えば発砲ウレタンを含浸させて固化させたものからな
る。またはコルク、または金属、ガラス、炭素等の非金
属およびポリエステル、ナイロン、アクリル等の樹脂の
うちの１種もしくは複数種を配合したコルクからなる。
またスラリー保持体１４を含めた研磨面１２はほぼ平坦
に形成されている。

【００４３】上記研磨パッド１１Ｄは、その全体が、上
記説明したような、動植物性繊維のうちの少なくとも１
種の繊維に、非金属繊維、金属繊維、および樹脂繊維の
うちの少なくとも１種の繊維を混紡した糸で編んだ布を
積層状態にしたものに樹脂を含浸させて固化させたもの
からなるスラリー保持体１４で形成されているものであ
ってもよい。

【００４４】上記第４の実施の形態（１）で説明した研
磨パッド１１Ｄの形成方法は、例えば、木綿、麻等の植
物性繊維および羊毛、絹等の動物性繊維のうちの少なく
とも１種の繊維に、ガラス、炭素等の非金属繊維、金属
繊維、およびポリエステル、ナイロン、アクリル等の樹
脂繊維（例えば高分子材料からなる繊維）のうちの少な
くとも１種の繊維を混紡した糸で編んだ布を重ねて、そ
の積層状態の布に樹脂として例えば発砲ウレタンを含浸
させる。そして熱処理を行って、発砲ウレタンを固化さ
せる。その後、固化させた発砲ウレタンを研磨パッドの
形状に加工し、その研磨面となる面を平坦面に加工して
完成する。

【００４５】また、研磨の均一性を重要視する場合とし
て、第４の実施の形態（２）、（３）を図６、図７によ
って説明する。図６および図７に示すように、グローバ
ル平坦性が得られるような硬度、弾性を有する、例えば
発砲ウレタンからなる研磨パッド１１（１１Ｅ、１１
Ｆ）の各研磨面１２側の一部分に、上記説明したのと同
様に、動植物性繊維のうちの少なくとも１種の繊維に、
非金属繊維、金属繊維、および樹脂繊維のうちの少なく
とも１種の繊維を混紡した糸で編んだ布を積層状態にし
たものに樹脂を含浸させて固化させてなるスラリー保持
体１４を配置したものからなる。なお、図６では、平面
視的形状が矩形状のスラリー保持体１４を放射状に配置
した場合を示し、図７では、平面視的形状が三角状のス
ラリー保持体１４を放射状に配置した場合を示した。ま
たスラリー保持体１４を含めた研磨面１２はいずれもほ
ぼ平坦に形成されている。

【００４６】上記図６および図７に示した研磨パッド１
１Ｅ、１１Ｆの形成方法は、上記説明したのと同様に、
木綿、麻等の植物性繊維および羊毛、絹等の動物性繊維
のうちの少なくとも１種の繊維に、ガラス、炭素等の非
金属繊維、金属繊維、およびポリエステル、ナイロン、
アクリル等の樹脂繊維のうちの少なくとも１種の繊維を
混紡した糸で編んだ布を重ねて、その積層状態の布を、
例えば研磨パッドを形成する型の中に選択的に配置す
る。そして型の中に樹脂として例えば発砲ウレタンを流
し込む。その際、積層状態の布に発砲ウレタンが含浸す
る。そして熱処理を行って発砲ウレタンを固化させる。
その後、固化させた発砲ウレタンを研磨パッドの形状に
加工し、その研磨面となる面を平坦面に加工して、図６
および図７に示したような研磨パッド１１Ｅ、１１Ｆが
完成する。

【００４７】上記第４の実施の形態（１）〜（３）で説
明した研磨パッド１１を用いた研磨方法は、前記図２に
よって説明した第１の実施の形態における研磨方法と同
様である。

【００４８】次に、本発明の研磨パッドに係わる第５の
実施の形態（１）、（２）を、図８および図９の研磨パ
ッドの概略構成図によって説明する。図８および図９で
は前記図１によって説明した構成部品と同様のものには
同一符号を付与する。

【００４９】まず、第５の実施の形態（１）を、図８に
よって説明する。図８の（１）の平面図および（２）の
Ｄ−Ｄ線拡大断面図に示すように、研磨パッド１１（１
１Ｇ）は、グローバル平坦性が得られるような硬度、弾
性を有する、例えば発砲ウレタンで形成され、その研磨
面側には凹部１３が例えば溝で形成されている。ここで
は一例として、十字の溝からなる凹部１３が形成されて
いるものを説明する。この凹部１３内にはスラリー保持
体１４が埋め込まれている。このスラリー保持体１４
は、例えば、木綿、麻等の植物性繊維および羊毛、絹等
の動物性繊維のうちの少なくとも１種の繊維と、ガラ
ス、炭素等の非金属繊維、金属繊維、およびポリエステ
ル、ナイロン、アクリル等の樹脂繊維のうちの少なくと
も１種の繊維とを上記凹部１３内に列状に配設し、樹脂
として例えば発砲ウレタンを含浸させて固化させたもの
からなる。またスラリー保持体１４を含めた研磨面１２
はほぼ平坦に形成されている。

【００５０】上記図８に示した研磨パッド１１Ｇの形成
方法は、研磨パッド１１Ｇを発砲ウレタンで形成した
後、その研磨パッド１１Ｇの研磨面１２側に凹部１３
を、例えば溝で形成する。この凹部１３内にはスラリー
保持体１４を埋め込む。このスラリー保持体１４は、例
えば、上記第５の実施の形態（１）で説明したような、
動植物繊維のうちの少なくとも１種の繊維と、非金属繊
維、金属繊維および樹脂繊維のうちの少なくとも１種の
繊維とを列状に配設し、その繊維群に樹脂、例えば発砲
ウレタンを含浸させて形成する。

【００５１】次に第５の実施の形態（２）を、図９によ
って説明する。図９に示すように、研磨パッド１１（１
１Ｈ）は、例えば発砲ウレタンで形成され、その研磨面
１２側には凹部１３が例えば十字形の溝で形成されてい
る。この凹部１３内にはスラリー保持体１４が埋め込ま
れている。このスラリー保持体１４は、上記第４の実施
の形態（１）で説明したものと同様に、木綿、麻等の植
物性繊維および羊毛、絹等の動物性繊維のうちの少なく
とも１種の繊維に、ガラス、炭素等の非金属繊維、金属
繊維、およびポリエステル、ナイロン、アクリル等の樹
脂繊維のうちの少なくとも１種の繊維を混紡した糸で編
んだ布を積層状態にしたものに樹脂として例えば発砲ウ
レタンを含浸させて固化させたものからなる。またスラ
リー保持体１４を含めた研磨面１２はほぼ平坦に形成さ
れている。

【００５２】上記図９に示した研磨パッド１１Ｈの形成
方法は、研磨パッド１１Ｈを発砲ウレタンで形成した
後、その研磨パッド１１Ｈの研磨面１２側に凹部１３
を、例えば平面視的形状が十字形の溝で形成する。この
凹部１３内にはスラリー保持体１４を埋め込む。このス
ラリー保持体１４は、木綿、麻等の植物性繊維および羊
毛、絹等の動物性繊維のうちの少なくとも１種の繊維
に、ガラス、炭素等の非金属繊維、金属繊維、およびポ
リエステル、ナイロン、アクリル等の樹脂繊維のうちの
少なくとも１種の繊維を混紡した糸で編んだ布を重ね
て、その積層状態の布に樹脂、例えば発砲ウレタンを含
浸させて形成する。

【００５３】上記第５の実施の形態で説明した各研磨パ
ッド１１（１１Ｇ、１１Ｈ）は、凹部１３に形成したス
ラリー保持体１４によってスラリーが保持されやすくな
る。すなわち、スラリー保持体１４は、見かけ上の硬度
が他の研磨パッド領域よりも高い材料である繊維をその
まま、もしくは布に織って、凹部１３に充填することに
より形成したことから、研磨パッド１１の研磨面１２に
スラリーを供給したとき、このスラリーの多くがスラリ
ー保持体１４に効率的に保持され、被研磨体（図示省
略）の研磨面に供給される。したがって、研磨の品質の
改善およびスラリーの有効利用が可能となるとともに、
繊維の硬度が高いことで、研磨パッド１１の全体の見か
け上の硬度も向上し、研磨の平坦性も改善される。

【００５４】上記第５の実施の形態で説明した研磨パッ
ド１１を用いた研磨方法は、前記図２によって説明した
第１の実施の形態における研磨方法と同様である。

【００５５】次に、本発明の研磨パッドに係わる第６の
実施の形態を、図１０の研磨パッドの概略構成図によっ
て説明する。図１０では前記図１によって説明した構成
部品と同様のものには同一符号を付与する。

【００５６】図１０に示すように、研磨パッド１１（１
１Ｊ）は、例えば、その基材に天然木材のコルクを用い
る。または非金属材料（例えばガラス材料、炭素材
料）、金属材料および樹脂材料のうちの１種もしくは複
数種を配合したコルクを用いる。その研磨パッド１１Ｊ
の研磨面１２側には凹部１３が例えば平面視的形状が十
字形の溝で形成されている。この凹部１３内にはスラリ
ー保持体１４が埋め込まれている。このスラリー保持体
１４は、例えば、木綿、麻等の植物性繊維および羊毛、
絹等の動物性繊維のうちの少なくとも１種の繊維と、ガ
ラス、炭素等の非金属繊維、金属繊維、およびポリエス
テル、ナイロン、アクリル等の樹脂繊維のうちの少なく
とも１種の繊維とを、上記凹部１３内に列状に配設し、
その配設した繊維群に樹脂、例えば発砲ウレタンを含浸
させて固化させたものからなる。もしくは、上記のよう
な動植物繊維のうちの少なくとも１種の繊維に、ガラ
ス、炭素等の非金属繊維、金属繊維、およびポリエステ
ル、ナイロン、アクリル等の樹脂繊維のうちの少なくと
も１種の繊維を混紡した糸で編んだ布を重ねて、その積
層状態の布に樹脂、例えば発砲ウレタンを含浸させたも
のからなる。またスラリー保持体１４を含めた研磨面１
２はほぼ平坦に形成されている。

【００５７】上記図１０によって説明した研磨パッド１
１Ｊでは、基材に天然木材のコルクを用いる、または非
金属材料、金属材料、樹脂材料から選択される少なくと
も１種を配合したコルクを用いることから、耐磨耗性や
耐熱性に優れ、かつ被研磨体の表面に追従性のよい研磨
パッドになる。また、上記説明したような、動植物繊維
のうちの少なくとも１種に、非金属繊維、金属繊維およ
び樹脂繊維のうちの少なくとも１種の繊維を混紡した糸
で編んだ布を重ねて、その積層状態の布に樹脂、例えば
発砲ウレタンを含浸させた構成のスラリー保持体１４を
用いることから、そのスラリー保持体１４に供給された
スラリーは保持されるので、研磨の均一性、再現性が改
善され、スラリーは有効利用される。

【００５８】上記第６の実施の形態で説明した研磨パッ
ド１１Ｊの形成方法は、前記第５の実施の形態で説明し
た研磨パッド１１Ｊの基材が天然木材のコルクもしくは
非金属繊維、金属繊維、樹脂繊維から選択される少なく
とも１種を配合したコルクを用いる点が異なるだけで、
その他の形成方法は同様である。

【００５９】なお、研磨パッド１１Ｊに形成した凹部１
３に繊維を束ねたスラリー保持体１４を入れるときに
は、例えば弾性を有する接着剤を用いて凹部１３にスラ
リー保持体１４を接着してもよい。

【００６０】上記第６の実施の形態で説明した研磨パッ
ド１１Ｊを用いた研磨方法は、前記図２によって説明し
た第１の実施の形態における研磨方法と同様である。

【００６１】なお、前記第４〜第６に実施の形態で説明
したスラリー保持体１４は、研磨パッド１１の研磨面１
２の全域に形成したものであってもよい。また、上記積
層した布や繊維束に含浸させる樹脂は、上記説明した発
砲ウレタンに限定されることはなく、発砲ウレタンのよ
うに含浸させて固化させたときに多孔質状態になる樹脂
であることが好ましいが、その他の樹脂も用いることが
できる。

【００６２】通常の研磨では、被研磨体にスラリーが接
触することにより被研磨体が研磨され、その際にスラリ
ーは劣化する。上記各実施の形態で説明した研磨パッド
では、その研磨面において遠心力によりスラリーが研磨
パッドの外に排出されるときに、研磨面側に設けたスラ
リー保持体によってスラリーを積極的に回収、保持し、
研磨に再利用しつつ劣化したスラリーを排出することを
可能にしている。それによって、この研磨パッドを用い
た研磨方法では、被研磨体と研磨パッドとに間にスラリ
ーが確実に導入されるので、研磨レートや研磨均一性が
高まり研磨の品質が向上される。それとともに、研磨時
におけるスラリーの効率的な活用を可能にして、高価な
スラリーの使用量を低減することによりプロセスコスト
を削減する。それとともに、研磨パッドは研磨に必要な
硬度、弾性を有する材料で形成されているので、グロー
バル平坦性を有する研磨特性が維持される。なお、従来
の研磨方法で形成される研磨面における目立て層によっ
てもスラリーの一部は保持される。

【００６３】上記第１〜第６の実施の形態では、スラリ
ー保持体１４を形成する樹脂にウレタンを用いたが、シ
リコンゴム、硬質ゴム、フッ素系樹脂、ナイロン、塩化
ビニルまたはその他の樹脂を用いることも可能である。
または複数の種類の樹脂で形成することも可能である。
また上記各実施の形態で説明した研磨パッドはウレタン
樹脂に限定されることはなく、その他の樹脂、金属、コ
ルク、もしくはガラス材料、金属材料、樹脂材料から選
択される少なくとも１種を配合したコルクを用いること
も可能である。また上記各実施の形態で説明したスラリ
ー保持体１４は、その表面を起毛させたものであっても
よい。さらに上記各実施の形態ではスラリー保持体１４
と研磨パッド１１の研磨面１２との高さをほぼ同等の高
さとしたが、必ずしも同等の高さにする必要はない。ス
ラリー保持体１４の高さは、研磨パッド１１、スラリー
保持体１４、被研磨体の各硬度、弾性等により、適宜設
定される。

【００６４】また、上記凹部の形状は、前記各実施の形
態で説明した形状に限定されることはなく、凹部は研磨
パッドの研磨面側でかつ中央部よりその外周方向に向け
て形成されているものであればいかなる形状であっても
よい。例えば、図１１の（１）に示すように研磨パッド
１１の中央部より外周方向に向かう放射状の溝１５で形
成してもよい。溝の本数は、ここで示したように６本で
あっても、また前記図１に示したように４本（十字状の
溝）であってもよく、またはその他の本数であってもよ
い。または図１１の（２）に示すように曲線状の溝１５
であってもよい。

【００６５】または図１１の（３）に示すように屈曲状
の溝１５であってもよい。または図１１の（４）に示す
ように一定の面積を有する凹部１６とその凹部１６を接
続する溝１５とで形成してもよい。この一定の面積を有
する凹部１６も平面視形状は、図示した方形に限定され
ることはなく、円形、その他の形状であってもよい。

【００６６】また上記一定の面積を有する凹部１６は、
前記（１）〜（３）によって示した溝１５の途中に設け
ることも可能である。また（２）に示した曲線状の溝の
一部を屈曲させてもよい。また上記（１）〜（４）に示
した凹部のうちの複数を形成してもよい。

【００６７】また、上記凹部は、研磨パッドの研磨面側
に網状に形成されているものであってもよい。例えば図
１２の（１）に示すように、研磨パッド１１の平面視的
な研磨面１２の形状が正方形になるように、かつ研磨パ
ッド１１の中央部Ｃを通るように、網状（例えば格子
状）の溝１５で形成してもよい。または図１２の（２）
に示すように、研磨パッド１１の平面視的な研磨面１２
の形状が正方形になるように、かつ研磨パッド１１の中
央部Ｃに研磨パッド１１の研磨面１２が存在するよう
に、その中央部Ｃを外した網状（例えば格子状）の溝１
５で形成してもよい。または、図示しないが、研磨面１
２の平面視的形状が例えば三角形、正方形以外の四角
形、６角形等の多角形となるような網状の溝１５で形成
してもよい。

【００６８】なお、上記凹部を構成する溝１５は、図
１、図３、図４、図９等に示したような矩形の断面形状
を有する溝であっても、またはＶ字形断面の溝もしくは
Ｕ字形断面の溝であってもよい。

【００６９】上記第１〜第６の実施の形態で説明したよ
うに、本発明の研磨パッド１１を用いた研磨では、例え
ば段差を有する被研磨体の表面を研磨パッド１１の研磨
面１２に押圧して化学的機械研磨を行うことにより被研
磨体の被研磨面を平坦化することに有効である。

【００７０】また、本発明の研磨パッドはその研磨面側
に形成した凹部にスラリー保持部を形成するだけでよい
ので、従来の研磨装置をそのまま用いることが可能であ
る。また本発明の研磨方法は、現行の生産システムに設
備的な負荷を与えることなく、研磨パッドの寿命や使い
勝手もほとんど変化することなく実現できる。すなわ
ち、いわゆるユーザフレンドリーな対策が可能になる。

【００７１】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の研磨パッ
ドによれば、被研磨体を研磨する研磨面側の少なくとも
一部がスラリー保持体で形成されているので、研磨の際
には、研磨に使用されたまたは研磨に全く寄与すること
なく研磨パッド外に排出されていくスラリーをスラリー
保持体で一旦保持することができる。そのため、スラリ
ーと被研磨体の被研磨面とが接触する機会が増加される
ので、高価なスラリーを有効的に活用することができ
る。それとともに、被研磨面における研磨形状、研磨速
度および研磨の均一性の向上が図れ、研磨品質を高める
とともに、スラリーの使用量の低減によりプロセスコス
トを削減することができる。

【００７２】本発明の研磨方法によれば、被研磨体を研
磨する研磨面側の少なくとも一部がスラリー保持体で形
成されている研磨パッドを用いて被研磨体を研磨するの
で、研磨に使用されたまたは研磨に全く寄与することな
く研磨パッド外に排出されていくスラリーはスラリー保
持体で一旦保持することができる。そのため、スラリー
と被研磨体の被研磨面とが接触する機会が増加するの
で、被研磨面における研磨形状、研磨速度および研磨の
均一性が向上され、研磨品質が高まるとともに、スラリ
ーの使用量を低減することによりプロセスコストを削減
することができる。すなわち、本発明の研磨方法では、
研磨工程に追加的な負荷を全く負わせることなく、研磨
工程における生産性、被研磨面の品質の向上を図ること
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の研磨パッドに係わる第１の実施の形態
を示す概略構成図である。

【図２】研磨装置の概略構成図である。

【図３】本発明の研磨パッドに係わる第２の実施の形態
を示す概略構成図である。

【図４】本発明の研磨パッドに係わる第３の実施の形態
を示す概略構成図である。

【図５】本発明の研磨パッドに係わる第４の実施の形態
（１）を示す概略平面構成図である。

【図６】本発明の研磨パッドに係わる第４の実施の形態
（２）を示す概略平面構成図である。

【図７】本発明の研磨パッドに係わる第４の実施の形態
（３）を示す概略平面構成図である。

【図８】本発明の研磨パッドに係わる第５の実施の形態
（１）を示す概略構成図である。

【図９】本発明の研磨パッドに係わる第５の実施の形態
（２）を示す概略構成図である。

【図１０】本発明の研磨パッドに係わる第６の実施の形
態の概略構成図である。

【図１１】本発明の研磨パッドに係わる凹部の説明図で
ある。

【図１２】本発明の研磨パッドに係わる凹部の説明図で
ある。

【図１３】従来の研磨パッドに係わる溝形状の説明図で
ある。

【図１４】従来の研磨パッドに係わる溝形状の説明図で
ある。

【符号の説明】

１１…研磨パッド、１２…研磨面、１３…凹部、１４…
スラリー保持体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被研磨体を研磨する研磨面側の少なくと
も一部がスラリー保持体で形成されていることを特徴と
する研磨パッド。
【請求項２】前記スラリー保持体は前記研磨面側に設
けた凹部に形成されていることを特徴とする請求項１記
載の研磨パッド。
【請求項３】前記スラリー保持体は前記研磨面側の全
面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の研
磨パッド。
【請求項４】請求項１記載の研磨パッドにおいて、前記スラリー保持体は、多孔質樹脂からなることを特徴
とする研磨パッド。
【請求項５】請求項１記載の研磨パッドにおいて、前記スラリー保持体は、繊維状の樹脂を積層したものか
らなることを特徴とする研磨パッド。
【請求項６】請求項１記載の研磨パッドにおいて、前記スラリー保持体は、繊維状の樹脂またはひだ状の樹
脂を密生させたものからなることを特徴とする研磨パッ
ド。
【請求項７】請求項１記載の研磨パッドにおいて、前記スラリー保持体は、植物性繊維および動物性繊維の
うちの少なくとも１種の繊維に、非金属繊維、金属繊
維、および樹脂繊維のうちの少なくとも１種の繊維を混
紡した糸で編んだ布を積層状態にしたものに樹脂を含浸
させて固化させたものからなることを特徴とする研磨パ
ッド。
【請求項８】請求項１記載の研磨パッドにおいて、前記スラリー保持体は、植物性繊維および動物性繊維の
うちの少なくとも１種の繊維に、非金属繊維、金属繊
維、および樹脂繊維のうちの少なくとも１種の繊維を列
状に配設したものに樹脂を含浸させて固化させたものか
らなることを特徴とする研磨パッド。
【請求項９】請求項１記載の研磨パッドにおいて、前記スラリー保持体は、コルク、または金属、非金属お
よび樹脂のうちの１種もしくは複数種を配合したコルク
からなることを特徴とする研磨パッド。
【請求項１０】請求項１記載の研磨パッドにおいて、前記スラリー保持体は、前記研磨パッドの中央部よりそ
の外周方向に向けて形成されていることを特徴とする研
磨パッド。
【請求項１１】請求項１記載の研磨パッドにおいて、前記スラリー保持体は、網状に形成されていることを特
徴とする研磨パッド。
【請求項１２】請求項２記載の研磨パッドにおいて、前記凹部は、前記研磨パッドの中央部よりその外周方向
に向けて形成されていることを特徴とする研磨パッド。
【請求項１３】請求項２記載の研磨パッドにおいて、前記凹部は、網状に形成されていることを特徴とする研
磨パッド。
【請求項１４】被研磨体を研磨する研磨面側の少なく
とも一部がスラリー保持体で形成されている研磨パッド
を用いて前記被研磨体を研磨することを特徴とする研磨
方法。
【請求項１５】請求項１４記載の研磨方法において、前記研磨面側に形成した凹部に前記スラリー保持体が形
成されている研磨パッドを用いることを特徴とする研磨
方法。
【請求項１６】請求項１４記載の研磨方法において、前記研磨面側の全域に前記スラリー保持体が形成されて
いる研磨パッドを用いることを特徴とする研磨方法。
【請求項１７】請求項１４記載の研磨方法において、前記スラリー保持体には多孔質樹脂を用いることを特徴
とする研磨方法。
【請求項１８】請求項１４記載の研磨方法において、前記スラリー保持体には繊維状の樹脂を積層したものを
用いることを特徴とする研磨方法。
【請求項１９】請求項１４記載の研磨方法において、前記スラリー保持体には繊維状の樹脂またはひだ状の樹
脂を密生させたものを用いることを特徴とする研磨方
法。
【請求項２０】請求項１４記載の研磨方法において、前記スラリー保持体には、植物性繊維および動物性繊維
のうちの少なくとも１種の繊維に、非金属繊維、金属繊
維、および樹脂繊維のうちの少なくとも１種の繊維を混
紡した糸で編んだ布を積層状態にしたものに樹脂を含浸
させて固化させたものを用いることを特徴とする研磨方
法。
【請求項２１】請求項１４記載の研磨方法において、前記スラリー保持体には、植物性繊維および動物性繊維
のうちの少なくとも１種の繊維に、非金属繊維、金属繊
維、および樹脂繊維のうちの少なくとも１種の繊維を列
状に配設したものに樹脂を含浸させて固化させたものを
用いることを特徴とする研磨方法。
【請求項２２】請求項１４記載の研磨方法において、前記スラリー保持体は、コルク、または金属、非金属お
よび樹脂のうちの１種もしくは複数種を配合したコルク
を用いることを特徴とする研磨方法。
【請求項２３】請求項１４記載の研磨方法において、前記研磨パッドには、前記スラリー保持体が該研磨パッ
ドの中央部よりその外周方向に向けて形成されているも
のを用いることを特徴とする研磨方法。
【請求項２４】請求項１４記載の研磨方法において、前記研磨パッドには、前記スラリー保持体が網状に形成
されているものを用いることを特徴とする研磨方法。
【請求項２５】請求項１５記載の研磨方法において、前記研磨パッドには、前記凹部が該研磨パッドの中央部
よりその外周方向に向けて形成されているものを用いる
ことを特徴とする研磨方法。
【請求項２６】請求項１５記載の研磨方法において、前記研磨パッドには、前記凹部が網状に形成されている
ものを用いることを特徴とする研磨方法。