JP2000306870A

JP2000306870A - 研磨パッド及び試料吸着パッド並びにこれらを用いた試料研磨装置及び試料研磨方法

Info

Publication number: JP2000306870A
Application number: JP11549499A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Shibuki; 俊一渋木
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-04-22
Filing date: 1999-04-22
Publication date: 2000-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】研磨パッドの研磨定盤への貼着及び／又は試
料吸着パッドの保持定盤への貼着を、両者間への気泡の
介入を有効に防ぎつつ容易に行わせることができ、この
研磨パッド及び／又は試料吸着パッドを用いることによ
り研磨品質の向上及び研磨作業の効率化に寄与し得る研
磨装置及び研磨方法を提供する。【解決手段】研磨定盤２に研磨パッド３を貼着するた
めの粘着層５に、研磨定盤２への貼着面に開口を有する
溝54，54…を設け、研磨パッド３の貼着に際して研磨定
盤２との間に介入する空気を、これらの溝54，54…を経
て排出する構成とする。保持定盤に試料吸着パッドを貼
着するための粘着層も同様に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨定盤に貼着さ
れ、研磨対象となる試料の表面に摺接させて用いられる
研磨パッド、及び保持定盤に貼着され、研磨対象となる
試料を吸着保持する試料吸着パッドに関し、更には、こ
れらの研磨パッド及び／又は試料吸着パッドを用いた試
料研磨装置及び試料研磨方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコン基板等の半導体基板の表面に、
導電体層、半導体層又は絶縁体層を積層形成する積層工
程と、これにより得られた各層の表面に所望の回路パタ
ーンを形成するパターン形成工程とを繰り返して行われ
る半導体装置の製造においては、前記積層工程において
得られた各層の表面への回路パターンの形成に支障を来
すことのないよう、前記表面を研磨して平坦化するよう
にしている。

【０００３】このような半導体基板の表面研磨を良好に
行わせるための研磨方法として、近年、化学機械研磨
（Chemical Mechanical Polishing ）が広く採用されて
いる。図10は、化学機械研磨に使用されている試料研磨
装置の概略構成を示す模式図であり、この試料研磨装置
は、研磨対象となる半導体基板等の試料Ｗをその下面に
保持する保持定盤１と、該保持定盤１の下面にその上面
を対向させて配された研磨定盤２とを備えて構成されて
いる。

【０００４】前記保持定盤１及び研磨定盤２は、共に厚
肉円板状をなし、夫々との対向面と直交する各別の支軸
1a，2aにより同軸的に支持され、これらの支軸1a，2aの
軸回りに回転駆動されるようになしてある。保持定盤１
と対向する研磨定盤２の上面には、その全面に亘って研
磨パッド30が被着されている。

【０００５】また研磨定盤２と対向する保持定盤１の下
面には、その全面に亘って試料吸着パッド40が被着され
ている。該試料吸着パッド40は、その一面の全体に、微
細な凹所を多数備える樹脂製のフィルム（パッキングフ
ィルム、例えば、ロデール・ニッタ社製Ｒ２０１等）で
あり、これらの凹所の形成面を下向きとして前記保持定
盤１に被着されており、研磨対象となる試料Ｗに前記一
面を押し付けたとき、前記凹所が夫々吸盤としての作用
をなし、前記試料Ｗが吸着保持される構成となってい
る。

【０００６】以上の如き試料研磨装置による化学機械研
磨は、試料Ｗを保持する保持定盤１を、図示の如く、研
磨定盤２の上部の所定の円周上に位置決めし、両者を回
転させつつ相互に接近させ、前記試料Ｗの研磨面（下
面）を前記研磨パッド30に押し当て、これらを、図示の
如く、研磨定盤２の上面の中心に臨ませたノズルＮから
供給される研磨スラリを介して摺接せしめて行われる。
前記研磨スラリは、研磨対象となる試料Ｗに応じて選定
された研磨粒子と反応剤とを含んでおり、研磨パッド30
に摺接する試料Ｗの研磨面は、研磨粒子の作用による機
械的な研磨と、反応剤の作用による化学的な研磨とによ
り平坦化される。なおこの研磨中、保持定盤１の回転は
必ずしも必要ではなく、研磨定盤２のみを回転させるよ
うにしてもよいが、前述の如く保持定盤１を併せて回転
させることにより研磨の均一性の向上を図り得る。

【０００７】以上の如き試料研磨装置において、研磨定
盤２の上面の研磨パッド30は、試料Ｗとの摺接の繰り返
しにより損耗し、また保持定盤１の下面の試料吸着パッ
ド40は、試料Ｗの保持の繰り返しにより吸着能力が低下
することから、適宜回数の研磨がなされる都度交換する
必要があり、夫々の被着面に貼着により取付け、前記交
換に際しての着脱を容易に行わせるようにしてある。

【０００８】図11は、研磨パッド30の貼着手順の説明図
であり、図11（ａ）には、貼着途中の状態が、図11
（ｂ）には、同じく貼着後の状態が夫々示してある。図
11（ａ）に示す如く研磨パッド30の一面には、粘着性を
有する材料を所定の厚さに塗布して粘着層50が形成され
ており、該研磨パッド30は、粘着層50の形成面を研磨定
盤２の一面に押し付けることにより、前記粘着層50の粘
着力により前記一面に貼着されている。なお、保持定盤
１の下面への試料吸着パッド40の貼着も、該試料吸着パ
ッド40の一面に同様に形成された粘着層50を介してなさ
れている。

【０００９】粘着層50を形成する粘着剤は、耐アルカリ
性、耐酸性に優れると共に、試料Ｗとの摺接に伴って貼
着面に沿って作用する力に対しては、これに抗し得る十
分な粘着力を有する一方、交換時には研磨定盤２の一面
から容易に剥離させ得ることが必要であるが、このよう
な要求を満たし得る粘着剤は、ゴム系粘着剤、アクリル
系粘着剤等、市販の粘着剤の内から容易に見つけること
ができる。

【００１０】また粘着層50は、フィルム状の基材の両面
に粘着剤が塗布された両面テープを用い、一方の粘着面
を前記研磨パッド30又は前記試料吸着パッド40に予め貼
着せしめて一体化させ、他方の粘着面を利用することに
より容易に構成することができる。このような用途に用
いられる両面テープは、例えば、住友スリーエム社製の
ＳＴ−４１５、ＳＴ−４１６、♯４４２Ｊ等、ＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタレート）製の基材の両面に粘着
剤を塗布した構成により商品化されており、この種の両
面テープを予めその一面に貼着して粘着層50を構成して
なる研磨パッド30は、例えば、ロデール・ニッタ社製の
ＩＣ１０００等として商品化されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが以上の如く構
成された試料研磨装置においては、前記粘着層50を介し
て研磨パッド30を研磨定盤２に貼着する際に、これらの
間に気泡が介入し易く、研磨定盤２に貼着された研磨パ
ッド30の表面に、介入気泡の影響による局所的な凸部が
生じて、このような状態で試料Ｗの研磨がなされた場
合、研磨の再現性及び均一性が悪化し、所望の研磨品質
が得られなくなる問題があり、また、前記凸部の生成か
所において研磨パッド30が早期に損耗して、研磨パッド
30の寿命が短くなるという問題があった。

【００１２】また前述した如き気泡の介入は、試料吸着
パッド40を保持定盤１に貼着する際にも発生し易く、こ
の場合、試料吸着パッド40の表面に局所的な凸部が生
じ、該試料吸着パッド40の全面での試料Ｗの吸着がなさ
れず、吸着力が不足して、前述の如く行われる研磨に支
障を来す虞れがあった。

【００１３】このような気泡の介入を防ぐため、従来に
おいては、研磨定盤２の上面への研磨パッド30の貼着
が、前記図11（ａ）に示すように、まず粘着層50の一側
を研磨定盤２の対応部に押し付け、この押し付け部を、
図中に白抜矢符により示す如く他側に向けて徐々に進行
させて、研磨定盤２との間に介在する空気を同側に押し
出す手順により行われている。この手順は、保持定盤１
の下面への試料吸着パッド40の貼着に際しても実行され
ており、このような貼り付け作業に高度の熟練と多大の
手間とを要するという問題があった。

【００１４】また以上の如き貼り付け作業を細心の注意
を払って行ったとしても、前述した気泡の介入を防ぐこ
とは難しく、貼り付け完了後に気泡の介入が発見された
場合には、貼り付け済みの研磨パッド30又は試料吸着パ
ッド40を一旦引き剥がし、再度貼り直す手間が必要とな
って、研磨パッド30又は試料吸着パッド40の交換に多大
の時間を要し、これらが研磨工程の効率化を阻害する一
因となっている。

【００１５】特に近年においては、研磨面の平坦性等、
研磨品質の向上を図るべく、前述したロデール・ニッタ
社製のＩＣ１０００等、ポリウレタン系樹脂、アクリル
系樹脂を材料とする硬質の研磨パッド30が広く用いられ
るようになり、また、研磨対象となる試料（ウエハ）の
大径化に対応すべく、試料吸着パッド40が貼着される保
持定盤１、及び研磨パッド30が貼着される研磨定盤２が
大径化される傾向にあって、前述した貼り付け作業の困
難さは増している。

【００１６】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、研磨定盤への貼着を、気泡の介入を有効に防ぎ
つつ容易に行わせることができる研磨パッド、保持定盤
への貼着を、気泡の介入を有効に防ぎつつ容易に行わせ
ることができる試料吸着パッドを提供し、またこれらを
用いた試料研磨装置及び試料研磨方法を提供し、研磨品
質の向上及び研磨作業の効率化を図ることを目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明に係る
研磨パッドは、一面に形成された粘着層を介して研磨定
盤に貼着され、他面を試料の表面に摺接させて、該表面
を研磨する研磨パッドにおいて、前記粘着層は、前記研
磨定盤への貼着面に開口を有して形成された溝を備える
ことを特徴とする。

【００１８】本発明においては、研磨定盤に研磨パッド
を貼着するとき、両者間に介入しようとする空気を粘着
層に形成された溝内に集め、この溝を経て逐次排気し
て、研磨定盤との間への気泡の介入を防止する。

【００１９】第２発明に係る研磨パッドは、粘着層に形
成された溝が、前記研磨定盤への貼着面内において完結
させてあることを特徴とし、また第３発明に係る研磨パ
ッドは、粘着層に形成された溝が、前記研磨定盤への貼
着面の周縁との連通部を有して形成してあることを特徴
とする。

【００２０】第２発明においては、研磨パッドの粘着層
に設けられ空気の排出作用をなす溝が貼着面内にて完結
しており、貼着後に行われる研磨に際して研磨パッドと
試料との摺接部に供給される研磨スラリが前記溝中に入
り込むことがなく、研磨スラリの影響を排除して、貼着
強度の低下を防ぐ。また第３発明においては、研磨パッ
ドの粘着層に設けられ空気の排出作用をなす溝が研磨定
盤への貼着面の周縁に連通しており、貼着に際しての空
気の排出を連通部分を経て良好に行わせ、研磨定盤への
貼着を、気泡を介入させることなく一層容易に実現す
る。

【００２１】第４発明に係る研磨パッドは、粘着層に形
成された溝が、前記研磨定盤への粘着面内において相互
に平行をなして延設してあることを特徴とする。

【００２２】第４発明においては、例えば、帯状をなす
基材を長さ方向に送りつつ、該基材の一面に幅方向に適
宜のピッチ毎に細幅の接着剤を塗布する手順により、夫
々の塗布部の間に相互に平行をなす溝を形成した両面テ
ープを得て、この両面テープを研磨パッドの形状に合う
ように裁断し、研磨パッドに貼着して一体化せしめるこ
とにより、所望の溝を備える粘着層を容易に形成する。

【００２３】第５発明に係る研磨パッドは、粘着層に形
成された溝が、２０μｍ以上の深さを有して形成してあ
ることを特徴とし、また第６発明に係る研磨パッドは、
粘着層に形成された溝が、２ｍｍ以下の開口幅を有して
形成してあることを特徴とする。

【００２４】第５発明においては、研磨パッドの粘着層
に設けられる溝の深さを十分に確保し、研磨定盤への貼
着時における排気作用を確実に行わせる。また第６発明
においては、夫々の溝の開口幅を小とし、研磨定盤に貼
着された後の粘着層の平面的な変形を抑制して、試料へ
の摺接時における研磨パッドの姿勢を安定させ、高精度
での研磨を行わせる。

【００２５】また本発明の第７発明に係る試料研磨装置
は、研磨定盤に粘着層を介して貼着された研磨パッドを
試料の表面に摺接させ、該表面を研磨する試料研磨装置
において、前記研磨パッドとして、第１発明乃至第６発
明のいずれかの研磨パッドを用いてあることをことを特
徴とする。

【００２６】また本発明の第８発明に係る試料研磨方法
は、研磨定盤に粘着層を介して貼着された研磨パッドを
試料の表面に摺接させ、該表面を研磨する試料研磨装置
において、前記研磨パッドとして、前記第１発明乃至第
６発明のいずれかの研磨パッドを用いることを特徴とす
る。

【００２７】これらの発明においては、気泡を介入させ
ることなく研磨定盤に容易に貼着させ得る研磨パッドを
用い、再現性及び均一性が良好な試料研磨を実現し、ま
た、研磨パッドの交換の手間及び時間を削減して研磨作
業の効率化を図る。

【００２８】本発明の第９発明に係る試料吸着パッド
は、一面に形成された粘着層を介して保持定盤に貼着さ
れ、他面を試料に押し付けて該試料を吸着保持する試料
吸着パッドにおいて、前記粘着層は、前記保持定盤への
貼着面に開口を有して形成された溝を備えることを特徴
とする。

【００２９】本発明においては、保持定盤に試料吸着パ
ッドを貼着するとき、両者間に介入しようとする空気を
粘着層に形成された溝内に集め、この溝を経て逐次排気
して保持定盤との間への気泡の介入を防止する。

【００３０】第10発明に係る試料吸着パッドは、粘着層
に形成された溝が、前記保持定盤への貼着面内において
完結させて形成してあることを特徴とし、また第11発明
に係る試料吸着パッドは、粘着層に形成された溝が、前
記保持定盤への貼着面の周縁との連通部を有して形成し
てあることを特徴とする。

【００３１】第10発明においては、試料吸着パッドの粘
着層に設けられ空気の排出作用をなす溝が貼着面内にて
完結しており、貼着後に行われる研磨に際して研磨パッ
ドと試料との摺接部に供給される研磨スラリが前記溝中
に入り込むことがなく、研磨スラリの影響を排除して貼
着強度の低下を防ぐ。また第11発明においては、試料吸
着パッドの粘着層に設けられ空気の排出作用をなす溝が
保持定盤への貼着面の周縁に連通しており、この連通部
により貼着に際しての空気の排出を良好に行わせ、保持
定盤への貼着を、気泡を介入させることなく一層容易に
実現する。

【００３２】第12発明に係る試料吸着パッドは、粘着層
に形成された溝が、前記保持定盤への貼着面内において
相互に平行をなして延設してあることを特徴とする。

【００３３】第12発明においては、例えば、帯状をなす
基材を長さ方向に送りつつ、該基材の一面に幅方向に適
宜のピッチ毎に細幅の接着剤を塗布する手順により、夫
々の塗布部の間に相互に平行をなす溝を形成した両面テ
ープを得て、この両面テープを試料吸着パッドの形状に
合うように裁断し、試料吸着パッドに貼着して一体化せ
しめることにより、所望の溝を備える粘着層を容易に形
成する。

【００３４】第13発明に係る試料吸着パッドは、粘着層
に形成された溝が、２０μｍ以上の深さを有して形成し
てあることを特徴とし、また第14発明に係る試料吸着パ
ッドは、粘着層に形成された溝が、２ｍｍ以下の開口幅
を有して形成してあることを特徴とする。

【００３５】第13発明においては、試料吸着パッドの粘
着層に設けられる溝の深さを十分に確保し、保持定盤へ
の貼着時における排気作用を確実に行わせる。また第14
発明においては、夫々の溝の開口幅を小とし、保持定盤
に貼着された後の粘着層の平面的な変形を抑制して、こ
の試料吸着パッドに吸着保持される試料が研磨パッドに
摺接する際の姿勢を安定させて高精度での研磨を行わせ
る。

【００３６】また本発明の第15発明に係る試料研磨装置
は、保持定盤に粘着層を介して貼着された試料吸着パッ
ドに試料を吸着保持し、該試料の表面を試料吸着パッド
に摺接させて研磨する試料研磨装置において、前記試料
吸着パッドとして、第９発明乃至第14発明のいずれかの
試料吸着パッドを用いてあることを特徴とする。

【００３７】更に本発明の第16発明に係る試料研磨方法
は、保持定盤に粘着層を介して貼着された試料吸着パッ
ドに試料を吸着保持し、該試料の表面を試料吸着パッド
に摺接させて研磨する試料研磨方法において、前記試料
吸着パッドとして、第９発明乃至第14発明のいずれかの
試料吸着パッドを用いることを特徴とする。

【００３８】これらの発明においては、気泡を介入させ
ることなく保持定盤に容易に貼着され得る試料吸着パッ
ドを用い、該試料吸着パッドによる試料の吸着保持を安
定して行わせて良好な試料研磨を実現し、また、試料吸
着パッドの交換の手間及び時間を削減して研磨作業の効
率化を図る。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る研磨
パッド及び試料吸着パッドを備える試料研磨装置の要部
の構成を示す模式図である。この試料研磨装置は、図10
に示す試料研磨装置と同様、その下面に研磨対象となる
試料Ｗを保持する厚肉円板形の保持定盤１と、該保持定
盤１の下面にその上面を対向させた厚肉円板形の研磨定
盤２とを備えてなる。

【００４０】研磨定盤２の上面には、研磨パッド３が、
また保持定盤１の下面には試料吸着パッド４が夫々貼着
されている。試料吸着パッド４は、従来の試料吸着パッ
ド40と同様、その一面の全体に微細な凹所4a，4a…（図
９参照）を多数備えるパッキングフィルムであり、これ
らの凹所4a，4a…を下向きとして貼着され、前記試料Ｗ
は、前記凹所4a，4a…の形成面への押し付けにより吸着
保持されている。

【００４１】以上の如き試料研磨装置による研磨は、以
上の如く試料Ｗを保持する保持定盤１と、研磨パッド３
が貼着された研磨定盤２とを、これらの対向面と直交す
る各別の支軸1a，2a回りに回転させつつ、いずれか一方
又は両方の昇降により接近させて、前記試料Ｗの下面
（研磨面）を前記研磨パッド３の表面に押し付け、これ
らを、研磨定盤２の上部中央に臨ませたノズルＮから供
給される研磨スラリを介して摺接させて行われる。

【００４２】研磨定盤２の下面に貼着された本発明に係
る研磨パッド３、及び保持定盤１の上面に貼着された試
料吸着パッド４は、夫々の一面に粘着層５を備えてお
り、該粘着層５の粘着力により研磨定盤２及び保持定盤
１に貼着保持されている。本発明の研磨パッド３及び試
料吸着パッド４の特徴は、前記粘着層５の形成態様にあ
る。以下には、研磨パッド３における粘着層５の形成態
様について説明するが、試料吸着パッド４の粘着層５も
同様の態様にて形成されている。

【００４３】図２は、研磨定盤２への研磨パッド３の貼
着部近傍の拡大断面図であり、図２（ａ）は、貼着前の
状態を、図２（ｂ）は、貼着後の状態を夫々示してい
る。研磨パッド３は、研磨定盤２への貼着のための粘着
層５を備えており、この粘着層５は、図示の如く、ＰＥ
Ｔ（ポリエチレンテレフタレート）製のシート状の基材
51の両面に、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤等の適宜
の粘着剤を所定厚さに塗布してなる両面テープにより構
成されている。ここで前記基材51の一面には、その全面
に亘って均一に粘着剤が塗布された塗布層52が形成され
ているのに対し、前記基材51の他側には、所定のピッチ
毎に所定の幅を有して粘着剤の塗布層53，53…が形成さ
れ、これらの間に複数の溝54，54…が設けられている。

【００４４】このように構成された両面テープを、均等
に粘着剤が塗布された一方の塗布層52を介して研磨パッ
ド３の一面に貼着して一体化し、他方の塗布層53，53…
の形成面を研磨定盤２への貼着面として、この貼着面に
開口を有する前記溝54，54…を備えた粘着層５が、図２
（ａ）に示す如く構成されており、研磨パッド３は、図
２（ｂ）に示す如く、前記溝54，54…を備える前記塗布
層53，53…の形成面を研磨定盤２の上面に貼着せしめて
取付けてある。

【００４５】なおここでは、図２（ａ）に示すように、
研磨パッド３との貼着面となる一方の塗布層52は、粘着
剤を均一に塗布して構成してあるが、他方の塗布層53，
53…と同様に溝を設けてもよいことは言うまでもない。

【００４６】研磨定盤２への貼着面内における前記溝5
4，54…の形成態様は、図３、図４及び図５に示す如く
種々の形態を採用することができる。図３においては、
研磨パッド３の貼着面内に、複数本の直線状の溝54，54
…が相互に平行をなして形成されており、これらの溝5
4，54…は、夫々の端部において前記粘着面の周縁に連
通させてある。

【００４７】また図４においては、円形の平面形状をな
す研磨パッド３の面内に、これと同心の環状をなして複
数本の溝54，54…が形成されており、これらの溝54，54
…は前記粘着面の周縁への連通部を有しておらず、この
粘着面内にて完結せしめられている。また図５において
は、図４に示す如く形成された環状の溝54，54…の夫々
が、放射状に延びる複数本の連通溝により前記粘着面の
周縁に連通せしめられている。

【００４８】前記溝54，54…は、これらの図に示す形態
に限らず、渦巻き形、波形等、適宜の形態により形成す
ることが可能である。なお図３に示す形成態様、即ち、
相互に平行をなす直線状の溝54，54…を備える研磨パッ
ド３は、図６に示す如く、基材51となすべき帯状のシー
ト材 51aを長手方向に送りつつ、この送り経路の中途に
て幅方向に適宜のピッチ毎に並べた塗布手段６，６…に
より粘着剤を塗布し、各塗布手段６，６…に対応する帯
状の塗布層 53a,53a…の間に細幅の溝 54a,54a…を形成
して、これを前記塗布手段６，６…の下流側において、
図中に２点鎖線により示す如く、対象となる研磨定盤２
の形状に合わせて円形に裁断して得られた両面テープＴ
を用いることにより容易に構成することができる。即
ち、図３に示す溝54，54…を備える粘着層５は、その形
成が容易であるという利点を有している。

【００４９】図７は、研磨定盤２への貼着面に溝54，54
…を備える本発明に係る研磨パッド３の貼り付け手順の
説明図である。本発明に係る研磨パッド３の貼り付け
は、従来の研磨パッド30と同様に、研磨パッド３の一面
に形成された粘着層５の一側を研磨定盤２の対応部に押
し付け、研磨定盤２との間に介在する空気を徐々に押し
出しつつ、図中に白抜矢符にて示す如く、粘着層５の押
し付けを他側に向けて進行させる手順により行われる。

【００５０】このとき、研磨定盤２と研磨パッド３との
間に介在する空気は、前記押し付けの進行に伴って他側
に向けて押し出され、粘着層５の粘着面に開口を有して
形成された溝54，54…内に一旦流入し、この溝54，54…
に沿って良好に排気される。従って、押し出しの遅れた
空気が研磨定盤２と研磨パッド３との間に残り、両者間
に気泡として介入する虞れが殆どなく、研磨パッド３の
貼り付けを、高度の熟練を要することなく確実に行わせ
ることができる。

【００５１】また、貼り付けの完了後に前記気泡の介入
が生じたとしても、これにより研磨パッド３の表面に生
じている凸部を押圧することにより、介入気泡を近接す
る溝54内に押し出し、貼着不良を容易に修正することが
できる。このような貼着不良の修正に際して前記溝54内
に押し出された空気は、この溝54，54…が、図３及び図
５に示す如く、研磨パッド３の周縁との連通部を有して
いる場合には、夫々の連通部を経て研磨パッド３及び研
磨定盤２の外側に排出されるから、前述した貼着不良の
修正を確実に行わせることができる。

【００５２】また前記溝54，54…が、図４に示す如く、
研磨定盤２との貼着面内にて完結している場合には、介
入気泡から押し出された空気の排出はなされないが、前
記空気が溝54，54…内に分散することから、介入気泡の
影響によるの貼着不良の修正に支障を来すことはない。
また、前記貼着面内にて完結する溝54，54…を備える構
成においては、前述の如く行われる研磨作業中に、研磨
パッド３と試料Ｗとの摺接部に供給される研磨スラリが
前記溝54，54…内に侵入する虞れがなく、研磨パッド３
の貼着強度を長期に亘って良好に維持することができる
という付加的な効果も得られる。

【００５３】なお以上の実施の形態においては、フィル
ム状の基材51の両面に粘着剤の塗布層52、53を備える両
面テープを研磨パッド３の一面に貼着し、研磨パッド２
への貼着面に溝54，54…を備える粘着層５を形成するよ
うにしたが、研磨パッド３の一面への直接的なコーティ
ングにより溝54，54…を備える粘着層５を設けることも
可能である。図８は、このような実施の形態を示す研磨
パッド３の貼着部近傍の拡大断面図であり、前記図２と
同様に、（ａ）は貼着前の状態を、（ｂ）は貼着後の状
態を夫々示している。

【００５４】本図においては、研磨パッド３の一面に所
定のピッチ毎に所定の幅を有して粘着剤のコーティング
層55，55…を形成し、これらの間に溝56，56…を設けて
粘着層５が形成されている。以上の如きコーティング層
55，55…は、例えば、前記図６に示す装置においてシー
ト材 51aとして研磨パッド３の素材となる帯状シートを
用い、幅方向に並設された塗布手段６，６…により粘着
剤を塗布して形成することができる。そして、コーティ
ング層55，55…が形成されたシート材を研磨定盤２の形
状に合わせて円形に裁断することにより、図８に示す如
き研磨パッド３が得られる。

【００５５】このように構成された研磨パッド３を用い
た場合においても、粘着層５に形成された溝56，56…の
作用により、研磨定盤２への貼着を気泡の介入の虞れな
く行わせることができ、また貼着完了後の形状不良の修
正が可能である。

【００５６】本発明においては、研磨定盤２への貼着の
ために研磨パッド３に設けた粘着層５に、研磨定盤２へ
の貼着面に開口を有して溝54，54…（又は溝56，56…）
を形成したことにより、研磨定盤２への研磨パッド３の
貼着に際し、研磨定盤２との間に介入しようとする空気
が効果的に排除され、研磨パッド３の貼着作業を容易
に、しかも確実に行わせることができる。これにより、
研磨パッド３の交換に要する手間及び時間が削減され、
研磨作業の効率化に寄与することが可能となる。

【００５７】以上の如く、研磨パッド３の粘着層５に形
成された溝54，54…（又は溝56，56…）は、研磨定盤２
との間に介入しようとする空気を排除する作用をなすも
のであり、この作用を有効に行わせるためには、排除空
気の通路となる前記溝54，54…（又は溝56，56…）の断
面積を適正に確保する必要がある。このとき、溝幅を大
として断面積を確保した場合、溝54，54…（又は溝56，
56…）の対応位置にて研磨パッド３の支持剛性が不足
し、研磨の均一性が阻害される虞れがあることから、溝
幅は小さく保ち、溝深さを大きくして断面積を増すのが
望ましい。

【００５８】表１には、溝幅及び溝深さを種々に変更し
て研磨パッド３の貼着状態、及び研磨の均一性の改善度
合いを調べた結果を示してある。この結果は、８インチ
のウエハを研磨対象とする試料研磨装置において、試験
用のシリコン（Ｓｉ）基板の表面に形成された熱酸化膜
（ＳｉＯ₂）を、下記の研磨条件にて操業される研磨せ
しめて得られたものである。研磨パッド３としては、前
述したロデール・ニッタ社製のＩＣ１０００の同等品を
用い、この研磨パッド３の一面の粘着層５は、耐アルカ
リ性、耐酸性に優れ、十分な貼着強度と良好な剥離性と
を併せ持つ粘着剤として、住友スリーエム社製の両面テ
ープ（ＳＴ−４１６）に用いられているものと同等の粘
着剤を用い、５０μｍの厚さを有して形成した。

【００５９】研磨条件研磨定盤２の回転数３０ｒｐｍ研磨定盤２の材質ＳＵＳ３０４研磨定盤２の直径３０インチ保持定盤１の回転数３０ｒｐｍ研磨パッド３の押し付け荷重３００ｇ／ｃｍ² 研磨時間６０秒

【００６０】なお表１中の「気泡の数」の項は、貼着状
態の良否の判定を行うべく、貼着完了後の研磨パッド３
の１ｍ²当たりに存在する10mm²以上の介入気泡の個数
を示したものである。また「均一性」の項は、研磨後の
熱酸化膜（ＳｉＯ₂）の膜厚を、その周縁から５mmのエ
ッジ部分を除く全面に亘って49点において測定し、これ
らの測定値の平均及び標準偏差を求め、前者に対する後
者の比率をパーセント表示（均一性σ＝（標準偏差／平
均）×１００）したものである。

【００６１】

【表１】

【００６２】表１中の比較例１は、その一面に、全面に
亘って一様な粘着層を備える市販の研磨パッド（ＩＣ１
０００）を使用した場合の結果を、同じく比較例２は、
研磨パッドの貼着を市販の両面テープ（住友スリーエム
社製ＳＴ−４１６）を用いて行った結果を夫々示してい
る。また本発明の実施例１〜９においてかっこ内に記載
した数値は、粘着層５に設けた溝の溝幅（ｍｍ）、各溝
間の山幅（ｍｍ）、溝深さ（μｍ）であり、これらの溝
は、図３に示す如く、相互に平行をなす態様に形成して
ある。

【００６３】まず、比較例１，２と実施例１〜９全般と
の比較により、本発明に係る研磨パッド３を用いた場
合、気泡の数の削減効果が明らかであり、また研磨の結
果として得られる均一性σも十分に低く、良好な研磨品
質が得られることがわかる。

【００６４】実施例１〜実施例３は、溝幅及び各溝間の
山幅を同一とし、溝深さを種々に変更した場合の結果が
示されている。これらの比較により、溝深さを２０μｍ
以上とした実施例２，３の場合、実施例１と比較して、
気泡の数及び均一性の双方において優れており、溝深さ
は、２０μｍ以上とするのが望ましいことが明らかとな
った。

【００６５】実施例３〜実施例８は、溝深さを十分に大
きく（３０μｍ）し、溝幅及び山幅を種々に変更した場
合の結果が示されている。これらの比較により、溝幅及
び谷幅を変更した場合、研磨パッド３の貼着状態の良否
を示す気泡の数に関しては有意差が存在しないが、研磨
状態の良否を示す均一性に関しては溝幅の相違により明
らかな差異があり、溝幅を２ｍｍ以下とした実施例３，
４、及び実施例７，８の場合の均一性は、溝幅を３ｍｍ
とした実施例５，６の場合の均一性に比較して明らかに
良好であり、粘着層５に設ける溝の溝幅（開口幅）は、
２ｍｍ以下とするのが望ましい。

【００６６】これは、溝幅を大とした場合、前述した如
く、研磨定盤２への貼着時における空気の排出は確実に
行われ、良好な貼着状態が得られる反面、貼着後の研磨
パッド３の支持剛性が不足し、このことが研磨の均一性
の悪化を招くためであると考えられる。なお実施例９
は、粘着層５と等しい深さ（５０μｍ）を有する溝を設
けた場合、即ち、図８に示す如き溝56，56…を備えた場
合の結果を示している。

【００６７】図９（ａ）は、試料吸着パッド４の保持定
盤１への貼着部近傍の拡大断面図であり、図９（ｂ）
は、その貼着面の一例を示す平面図である。図示の如く
試料吸着パッド４は、その一面の全体に、試料Ｗの吸着
作用をなす微細な凹所4a，4a…を多数備えており、他面
に一体に形成された粘着層５を介して保持定盤１の下面
に貼着されている。

【００６８】図示の粘着層５は、図２に示す研磨パッド
３の粘着層５と同様、シート状の基材51の一面に、その
全面に亘って均一に粘着剤が塗布された塗布層52を形成
し、同じく他面に、所定のピッチ毎に所定の幅を有して
粘着剤の塗布層53，53…を形成し、これらの間に複数の
溝54，54…が設けてなる両面テープを用い、これを、均
一な塗布層52を介して試料吸着パッド４に貼着せしめて
一体化し、前記溝54，54…を備える前記塗布層53，53…
の形成面を保持定盤１への貼着面として構成されてい
る。

【００６９】保持定盤１への貼着面内における前記溝5
4，54…の形成態様は、研磨パッド３の貼着層５におけ
ると同様、図３〜図５に示すような種々の形成態様を採
用することができる。図９（ｂ）には、相互に平行をな
す複数本の直線状の溝54，54…を、所定のピッチ毎に並
設した形成態様が示されている。このような溝54，54…
を備える粘着層５は、前述の如く形成が容易であり、ま
た夫々の溝54，54…の端部を粘着面の周縁に連通させる
ことにより、保持定盤１への貼着に際し、該保持定盤１
との間に介入しようとする空気の排除が良好になされ、
貼着不良の発生を有効に削減することができる。

【００７０】なお以上の実施の形態においては、研磨パ
ッド３の形状を円形としてあるが、該研磨パッド３の形
状はこれに限らず、ベルト状等、他の形状を有するもの
であってもよい。また以上の実施の形態においては、試
料Ｗを研磨パッド３の上面に摺接させて研磨する構成と
した試料研磨装置について述べたが、本発明は、研磨パ
ッド３の下面に試料Ｗを摺接させて研磨する構成とした
試料研磨装置においても適用可能であることは言うまで
もない。

【００７１】また以上の実施の形態においては、試料吸
着パッド４が貼着固定された保持定盤１を、厚肉円板形
の単純な部材として示してあるが、実際の保持定盤１
は、試料吸着パッド４の裏面側から圧力を加え、該試料
吸着パッド４に吸着保持させた試料Ｗを研磨パッド３に
押し付ける構成等、良好な研磨状態を得るための種々の
付加的な構成を有している。本発明は、このような付加
的な構成を有する保持定盤１に対しても、試料Ｗの保持
手段として試料吸着パッド４を用いている限り適用する
ことが可能である。

【００７２】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明の第１乃至第６
発明に係る研磨パッドにおいては、研磨定盤への貼着面
に溝が形成された粘着層を備え、この溝が、前記研磨定
盤への貼着に際して該研磨定盤との間に介入しようとす
る空気の排除作用をなすから、研磨定盤への貼着を、両
者間への気泡の介入を防ぎつつ容易に行わせることがで
き、研磨品質の向上を図り得る。

【００７３】また本発明の第７発明に係る試料研磨装
置、及び第８発明に係る試料研磨方法においては、気泡
の介入の虞れなく研磨定盤に貼着し得る前述した研磨パ
ッドを用いるから、介入気泡の影響による研磨の再現性
及び均一性の悪化を抑え、高品質での研磨が可能となる
と共に、研磨パッドの交換の手間及び時間が削減され
て、研磨作業の効率化を図ることができる

【００７４】また本発明の第９乃至第14発明に係る試料
吸着パッドにおいては、保持定盤への貼着面に溝が形成
された粘着層を備え、この溝が、前記保持定盤への貼着
に際して該保持定盤との間に介入しようとする空気の排
除作用をなすから、保持定盤への試料吸着パッドの貼着
を、両者間への気泡の介入を防ぎつつ容易に行わせるこ
とができ、介入気泡の影響により吸着保持力が不足し、
試料の保持が不安定になる虞れを未然に回避することが
できる。

【００７５】更に本発明の第15発明に係る試料研磨装
置、及び第16発明に係る試料研磨方法においては、気泡
の介入の虞れなく保持定盤に貼着し得る前述した試料吸
着パッドを用いるから、介入気泡の影響により試料の保
持が不安定になって、研磨作業に支障を来す虞れがなく
なると共に、試料吸着パッドの交換に要する手間及び時
間が削減されて、研磨作業の効率化を図ることができる
等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る研磨パッド及び試料吸着パッドを
備える試料研磨装置の要部の構成を示す模式図である。

【図２】研磨定盤への研磨パッドの貼着部近傍の拡大断
面図である。

【図３】研磨定盤への貼着面内における溝の形成態様の
一例を示す研磨パッドの平面図である。

【図４】研磨定盤への貼着面内における溝の形成態様の
一例を示す研磨パッドの平面図である。

【図５】研磨定盤への貼着面内における溝の形成態様の
一例を示す研磨パッドの平面図である。

【図６】図４に示す研磨パッドの製造方法の説明図であ
る。

【図７】本発明に係る研磨パッドの貼り付け手順の説明
図である。

【図８】本発明に係る研磨パッドの他の実施の形態を示
す研磨定盤への貼着部近傍の拡大断面図である。

【図９】本発明に係る試料吸着パッドの保持定盤への貼
着部近傍の拡大断面図及び貼着面の一例を示す平面図で
ある。

【図１０】化学機械研磨に使用されている試料研磨装置
の概略構成を示す模式図である。

【図１１】従来の試料研磨装置における研磨パッドの取
付け状態の説明図である。

【符号の説明】

１保持定盤２研磨定盤３研磨パッド４試料吸着パッド５粘着層 54 溝 56 溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一面に形成された粘着層を介して研磨定
盤に貼着され、他面を試料の表面に摺接させて、該表面
を研磨する研磨パッドにおいて、前記粘着層は、前記研
磨定盤への貼着面に開口を有して形成された溝を備える
ことを特徴とする研磨パッド。
【請求項２】前記溝は、前記研磨定盤への貼着面内に
おいて完結させて形成してある請求項１記載の研磨パッ
ド。
【請求項３】前記溝は、前記研磨定盤への貼着面の周
縁との連通部を有して形成してある請求項１記載の研磨
パッド。
【請求項４】前記溝は、前記研磨定盤への貼着面内に
おいて相互に平行をなして延設してある請求項１又は請
求項３記載の研磨パッド。
【請求項５】前記溝は、２０μｍ以上の深さを有して
形成してある請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の
研磨パッド。
【請求項６】前記溝は、２ｍｍ以下の開口幅を有して
形成してある請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の
研磨パッド。
【請求項７】研磨定盤に粘着層を介して貼着された研
磨パッドを試料の表面に摺接させ、該表面を研磨する試
料研磨装置において、前記研磨パッドとして請求項１乃
至請求項６のいずれかに記載の研磨パッドを用いてある
ことを特徴とする試料研磨装置。
【請求項８】研磨定盤に粘着層を介して貼着された研
磨パッドを試料の表面に摺接させ、該表面を研磨する試
料研磨方法において、前記研磨パッドとして、請求項１
乃至請求項６のいずれかに記載の研磨パッドを用いるこ
とを特徴とする試料研磨方法。
【請求項９】一面に形成された粘着層を介して保持定
盤に貼着され、他面を試料に押し付けて該試料を吸着保
持する試料吸着パッドにおいて、前記粘着層は、前記保
持定盤への貼着面に開口を有して形成された溝を備える
ことを特徴とする試料吸着パッド。
【請求項１０】前記溝は、前記保持定盤への貼着面内
において完結させて形成してある請求項９記載の試料吸
着パッド。
【請求項１１】前記溝は、前記保持定盤への貼着面の
周縁との連通部を有して形成してある請求項９記載の試
料吸着パッド。
【請求項１２】前記溝は、前記保持定盤への貼着面内
において相互に平行をなして延設してある請求項９又は
請求項１１記載の試料吸着パッド。
【請求項１３】前記溝は、２０μｍ以上の深さを有し
て形成してある請求項９乃至請求項１２のいずれかに記
載の試料吸着パッド。
【請求項１４】前記溝は、２ｍｍ以下の開口幅を有し
て形成してある請求項９乃至請求項１３のいずれかに記
載の試料吸着パッド。
【請求項１５】保持定盤に粘着層を介して貼着された
試料吸着パッドに試料を吸着保持し、該試料の表面を研
磨パッドに摺接させて研磨する試料研磨装置において、
前記試料吸着パッドとして請求項９乃至請求項１４のい
ずれかに記載の試料吸着パッドを用いてあることを特徴
とする試料研磨装置。
【請求項１６】保持定盤に粘着層を介して貼着された
試料吸着パッドに試料を吸着保持し、該試料の表面を研
磨パッドに摺接させて研磨する試料研磨方法において、
前記試料吸着パッドとして、請求項９乃至請求項１４の
いずれかに記載の試料吸着パッドを用いることを特徴と
する試料研磨方法。