JP2001219362A - 研磨パッド - Google Patents

研磨パッド

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JP2001219362A
JP2001219362A JP2000028150A JP2000028150A JP2001219362A JP 2001219362 A JP2001219362 A JP 2001219362A JP 2000028150 A JP2000028150 A JP 2000028150A JP 2000028150 A JP2000028150 A JP 2000028150A JP 2001219362 A JP2001219362 A JP 2001219362A
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platen
polishing
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Yasuyuki Ogata
康行 緒方
Tatsunobu Kobayashi
達宜 小林
Nobuo Suda
信夫 須田
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Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラテンとの間に残った気泡を容易に追い出
すことを可能にする。 【解決手段】 研磨パッド11に、研磨に寄与する上面
11aから、プラテン3に貼り付けられる側の面である
下面11bに貼り付けられる両面テープ12まで通じる
貫通孔13を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面形状に高度な
均一性が要求される研磨対象物の研磨に用いられる研磨
パッドに関する。
【0002】
【従来の技術】表面形状に高度な均一性が要求される研
磨対象物としては、例えば半導体ウェーハやメモリディ
スク、光学部品例えばレンズ等がある。これらの研磨に
は、主に化学的機械的研磨法(CMP法)が用いられ
る。CMP法は、砥粒剤としてSiO2を用いたアルカ
リ溶液やSeO2を用いた中性溶液、あるいはAl23
を用いた酸性溶液等のスラリーを用いて化学的・機械的
に研磨対象物の表面を研磨し、平坦化(または均一化)
する方法である。
【0003】CMP法を用いて研磨対象物を研磨する装
置としては、例えば図4の要部拡大斜視図に概略的に示
されるものが知られている。この研磨装置1は半導体ウ
ェーハW(以下、単にウェーハという)を研磨するもの
であって、中心軸2に取り付けられた円板状のプラテン
3上に例えば硬質ウレタンからなる研磨パッド4が設け
られ、この研磨パッド4に対向してかつ研磨パッド4の
中心軸2から偏心した位置に、自転可能なウェーハ研磨
用ヘッド5が配設されているものである。ウェーハ研磨
用ヘッド5は、研磨パッド4よりも小径の略円盤形状と
されて、図示せぬアームによって上端を保持された状態
で、その下部すなわちヘッド先端でウェーハWを保持し
て研磨パッド4に所定圧力で当接させるものである。こ
の研磨装置1では、ウェーハWの研磨に際して、例えば
上述した砥粒剤が液状のスラリーSとして研磨パッド4
上に供給されているため、このスラリーSがウェーハ研
磨用ヘッド5に保持されたウェーハWと研磨パッド4と
の間に流動して、ウェーハ研磨用ヘッド5に保持された
ウェーハWが自転し、同時に研磨パッド4が中心軸2を
中心として回転するために、研磨パッド4でウェーハW
の一面が研磨される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような研磨装置1
に用いられる研磨パッド4は、裏面に設けられた粘着層
または両面テープによってプラテン3に接着されるもの
であるが、研磨パッド4とプラテン3との間の空気を追
い出しきれずに研磨パッド4とプラテン3との間に気泡
が残ってしまうと、研磨パッド4の表面に微細な凹凸が
生じ、研磨精度が低下してしまう恐れがあった。従来は
ばれんやローラ等を用いて気泡を追い出しながら研磨パ
ッド4をプラテン3に貼り付け、追い出しきれなかった
気泡は研磨パッド4の気泡の位置する部分に針等で穴を
あけて気泡内の空気を外に逃がすことで取り除いてい
た。しかし、この方法による気泡の除去効果を確認する
ため、この方法を用いて研磨パッド4をプラテン3では
なくガラス板に貼り付け、ガラス板ごしにガラス板と研
磨パッド4との接着部分を観察したところ、無数の気泡
が残っており、気泡の追い出しが十分ではないことが確
認された。
【0005】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、プラテンとの間に残った気泡を効果的に追い
出すことが可能な研磨パッドを提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項1に記載の研磨パッドは、プラテンの表面に
貼り付けられて、表面に研磨対象物を当接させた状態で
該研磨対象物に対して相対移動させられることで該研磨
対象物の研磨を行う研磨パッドであって、上下面に貫通
する貫通孔が多数設けられていることを特徴とする。こ
のように構成される研磨パッドにおいては、上下面に貫
通する貫通孔が多数設けられているので、研磨パッドを
プラテンに貼り付ける際に、プラテンと研磨パッドとの
間の空気は貫通孔を通じて外に逃がされて気泡が残りに
くくなり、さらに研磨パッドとプラテンとの間に残った
気泡をばれんやローラ等を用いて貫通孔に向けて移動さ
せることで貫通孔を通じて気泡を外部に追い出すことが
でき、気泡を効果的に追い出すことができる。
【0007】請求項2記載の研磨パッドにおいては、前
記貫通孔の径が700μm以下であることを特徴とす
る。研磨装置に用いられるスラリーはプラテンも化学浸
食するために、プラテンをスラリーに接触させないこと
が望ましい。また、通常研磨パッドには、研磨対象物の
表面を平面に近付けるために、研磨対象物を当接させて
もたわむなどの変形を抑制するためにある程度の硬度が
要求され、また研磨対象物の全面にわたって当接して一
様な研磨を行うためにはある程度の柔軟性が要求され
る。このような理由から、研磨パッドは研磨に寄与する
側に硬質の素材を用い、プラテンに貼り付けられる側に
は軟質の素材を用いた二層構造のものが一般的である
が、軟質の素材からなる層は吸水することでその柔軟性
が変化することがあり、この場合には研磨条件が変わっ
てしまう。また、研磨パッドにおいてこの柔軟性の変化
が部分的に起きると研磨精度が低下する原因となる。こ
のように構成される研磨パッドにおいては、貫通孔の径
が700μm以下と小さいので、研磨パッド上に供給さ
れるスラリーが研磨パッド内に浸透しにくくなり、プラ
テンに接触しにくくなる。また、スラリーが浸透しにく
いので、研磨パッドが二層構造である場合にも、研磨条
件の変化や研磨精度の低下を防止することができる。
【0008】請求項3記載の研磨パッドにおいては、上
下面との間に、気体を透過させ、液体を遮る防水性気体
透過層を設けて、前記貫通孔を上下に仕切ったことを特
徴とする。このように構成される研磨パッドにおいて
は、貫通孔の大きさに関わらず、研磨パッドへのスラリ
ーの浸透の防止と、研磨パッドとプラテンとの間に残っ
た気泡の排出性を両立させることができる。この防水性
気体透過層としては、例えばGORETEX(商標)等
を用いることができる。
【0009】請求項4記載の研磨パッドにおいては、前
記貫通孔が全面に均一に設けられていることを特徴とす
る。このように構成される研磨パッドにおいては、気泡
を追い出す際に、研磨パッドのどの場所でも気泡を移動
させる距離が少なくなって、より容易に気泡の追い出し
を行うことができる。
【0010】請求項5記載の研磨パッドにおいては、隣
接する貫通孔間の距離が0.5〜20mmとされている
ことを特徴とする。このように構成される研磨パッドに
おいては、貫通孔間の距離が、気泡を追い出しやすく、
貫通孔の形成が容易な距離に設定される。
【0011】
【発明の実施の形態】〔第一の実施の形態〕以下、本発
明の第一の実施形態による研磨パッドについて図面を参
照して説明する。本実施の形態の研磨パッドは、従来の
研磨パッド4と同様に、例えば図4に示す研磨装置1に
おいてプラテン3の表面に貼り付けられて用いられるも
のである。図1は本実施の形態の研磨パッドの形状を示
す一部拡大側断面図、図2は本実施の形態の研磨パッド
の一部拡大平面図である。本発明の研磨パッド11は、
プラテン3に貼り付けられる側の面である下面11b側
に、粘着層が形成されるか、両面テープが貼り付けら
れ、この粘着層または両面テープによってプラテン3の
表面に貼り付けられるものである。本実施の形態では、
研磨パッド11は両面テープ12によってプラテン3に
貼り付けられる。
【0012】研磨パッド11には、研磨に寄与する上面
11aから両面テープ12(または粘着層)の下面まで
通じる貫通孔13が形成されている。この貫通孔13
は、径が700μm以下とされ、また研磨パッド11全
体に均一に設けられている。隣接する貫通孔13間の距
離dは、あまり遠すぎると気泡を抜くときに移動させる
距離が増えて気泡が抜きにくくなり、またあまり近すぎ
ると貫通孔13を形成する際に貫通孔13が変形しやす
くなるので、気泡の抜き易さと加工の容易さを鑑みて、
0.5mm〜20mmとされる。本実施の形態では、貫
通孔13は、研磨パッド11の上面からみて格子状に、
1mm間隔で設けているが、これに限らず、これら貫通
孔13は規則的に設けても、また図2に示すようにラン
ダムに設けてもよい。また、貫通孔13の形状は任意で
あるが、本実施の形態では、加工の容易さから貫通孔1
3は丸穴とされる。
【0013】このように構成される研磨パッド11は、
従来の研磨パッド4にドリル等によって貫通孔13を多
数明けることで製造される。
【0014】このように構成される研磨パッド11の、
研磨装置1のプラテン3への貼付は、例えば従来の研磨
パッド4と同様、研磨パッド11の下面11bに貼り付
けられた両面テープ12の台紙(保護シール)を少しず
つ剥がしながら貼り付けられる。このとき、両面テープ
12の粘着面をプラテン3に密着させた状態で、ばれん
やローラを用いて研磨パッド11とプラテン3との間の
空気を押し出しながら、研磨パッド11の一方の側から
順に貼り付けていく。このとき、研磨パッド11とプラ
テン3との間に残った空気は研磨パッド11の貫通孔1
3を通じて外部に排出され、研磨パッド11とプラテン
3との間に残りにくくなる。そして、研磨パッド11を
プラテン3に貼付けたのちに、研磨パッド11の上面を
ローラやばれんを押し当て、ローラやばれんによって研
磨パッド11とプラテン3との間に残された気泡Bを近
くの貫通孔13に向けて押し出して移動させることで、
気泡Bを貫通孔13を通じて外部に追い出す。
【0015】このように構成される研磨パッド11によ
れば、研磨パッド11をプラテン3に貼り付ける際に、
プラテン3と研磨パッド11との間の空気は貫通孔13
を通じて外に逃がされて気泡が残りにくくなり、さらに
研磨パッド11とプラテン3との間に残った気泡Bをば
れんやローラ等を用いて貫通孔13に向けて移動させる
ことで貫通孔13を通じて気泡Bを追い出すことがで
き、研磨パッド11とプラテン3との間に残った気泡B
を効果的に追い出すことができる。そして、貫通孔13
の径が小さいので、研磨パッド11上に供給されるスラ
リーSが研磨パッド11内に浸透しにくく、スラリーS
がプラテン3に接触しにくくなるので、プラテン3が保
護される。また、研磨パッド11が二層構造である場合
にも、スラリーSが浸透することによる研磨条件の変化
や研磨精度の低下を防止することができる。また、貫通
孔13が研磨パッド11の全面に均一に設けられている
ので、研磨パッド11のどの場所でも気泡Bを移動させ
る距離が少なくなって、より容易に気泡の追い出しを行
うことができる。
【0016】〔第二の実施の形態〕以下、本発明の第二
の実施形態による研磨パッドについて図面を参照して説
明する。本実施の形態の研磨パッドは、従来の研磨パッ
ド4と同様に、例えば従来の研磨装置1のプラテン3の
表面に貼り付けられるものである。図3は本実施の形態
の研磨パッドの形状を示す一部拡大側断面図である。研
磨パッド16は、研磨に寄与する側(上面16a側)に
硬質の素材からなる硬質層17が設けられ、プラテンに
貼り付けられる側(下面16b側)には軟質の素材から
なる軟質層18が設けられる二層構造の研磨パッドであ
る。そして、軟質層18のプラテン3に貼り付けられる
側の面に、粘着層が形成されるか、両面テープが貼り付
けられ、この粘着層または両面テープによってプラテン
3の表面に貼り付けられるものである。本実施の形態で
は、研磨パッド16は両面テープ12によってプラテン
3に貼り付けられる。
【0017】研磨パッド16には、硬質層17、軟質層
18及び両面テープ12(または粘着層)を貫いて、上
面16aから両面テープ12の下面まで達する貫通孔1
3が形成されるものである。そして、硬質層17と軟質
層18との間には、貫通孔13を遮って、気体を透過さ
せ、液体を遮る防水性気体透過層19が設けられてい
る。防水性気体透過層19としては、例えばGORET
EX(商標)等を用いることができる。
【0018】貫通孔13は、径が例えば1mm〜10m
m程度とされ、研磨パッド16全体に均一に設けられて
いる。隣接する貫通孔13間の距離は、0.5mm〜2
0mmとされる。本実施の形態では、貫通孔13は、研
磨パッド16の上面16a側からみて格子状に、1mm
間隔で設けている。また、貫通孔13の形状は任意であ
るが、本実施の形態では、加工の容易さから貫通孔13
は丸穴とされる。
【0019】このように構成される研磨パッド16は、
第一の実施の形態に示す研磨パッド11と同様にしてプ
ラテン3に接着される。
【0020】このように構成される研磨パッド16によ
れば、防水性気体透過層19によって貫通孔13が遮ら
れるので、気泡の排出を可能にしながら、研磨パッド1
6上に供給されるスラリーSが研磨パッド内に浸透しに
くくなり、プラテン3に接触しにくくなる。また、スラ
リーSが軟質層18に浸透しにくいので、研磨条件の変
化や研磨精度の低下を低減することができる。
【0021】
【発明の効果】本発明の研磨パッドは、以下のような効
果を有するものである。請求項1に記載の研磨パッドに
よれば、研磨パッドをプラテンに貼り付ける際に、プラ
テンと研磨パッドとの間の空気は貫通孔を通じて外に逃
がされて気泡が残りにくくなり、さらに研磨パッドとプ
ラテンとの間に残った気泡をばれんやローラ等を用いて
貫通孔に向けて移動させることで、貫通孔を通じて気泡
を追い出すことができ、研磨パッドとプラテンとの間に
残った気泡を容易に追い出すことができる。
【0022】請求項2記載の研磨パッドによれば、研磨
パッド上に供給されるスラリーが研磨パッド内に浸透し
にくく、プラテンに接触しにくくなってプラテンが保護
される。また、研磨パッドが二層構造である場合にも、
スラリーが浸透することによる研磨条件の変化や研磨精
度の低下を防止することができる。
【0023】請求項3記載の研磨パッドによれば、貫通
孔の大きさに関わらず、研磨パッドへのスラリーの浸透
の防止と、研磨パッドとプラテンとの間に残った空気の
排出を両立させることができる。
【0024】請求項4記載の研磨パッドによれば、研磨
パッドのどの場所でも気泡を移動させる距離が少なくな
って、より容易に気泡の追い出しを行うことができる。
【0025】請求項5記載の研磨パッドによれば、貫通
孔の形成を容易にしつつ、気泡を追い出しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第一の実施の形態における研磨パッ
ドの形状を示す一部拡大側断面図である。
【図2】 本発明の第一の実施の形態における研磨パッ
ドの形状を示す一部拡大平面図である。
【図3】 本発明の第二の実施の形態における研磨パッ
ドの形状を示す一部拡大側断面図である。
【図4】 従来の研磨装置の構造を概略的に示す要部拡
大斜視図である。
【符号の説明】
3 プラテン 11、16 研磨パッド 11a、16a 上面 11b、16b 下面 13 貫通孔 19 防水性気体透過層 S スラリー W ウェーハ(研磨対象物)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須田 信夫 埼玉県大宮市北袋町1丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社総合研究所内 Fターム(参考) 3C058 AA09 AC04 CA01 CB01 CB10 DA17

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラテンの表面に貼り付けられて、表面
    に研磨対象物を当接させた状態で該研磨対象物に対して
    相対移動させられることで該研磨対象物の研磨を行う研
    磨パッドであって、 上下面に貫通する貫通孔が多数設けられていることを特
    徴とする研磨パッド。
  2. 【請求項2】 前記貫通孔の径が700μm以下である
    ことを特徴とする請求項1記載の研磨パッド。
  3. 【請求項3】 上下面との間に、気体を透過させ、液体
    を遮る防水性気体透過層を設けて、前記貫通孔を上下に
    仕切ったことを特徴とする請求項1または2に記載の研
    磨パッド。
  4. 【請求項4】 前記貫通孔が全面に均一に設けられてい
    ることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の
    研磨パッド。
  5. 【請求項5】 隣接する貫通孔間の距離が0.5〜20
    mmとされていることを特徴とする請求項1から4のい
    ずれかに記載の研磨パッド。
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