JP2003205451A

JP2003205451A - 研磨パッド

Info

Publication number: JP2003205451A
Application number: JP2002000286A
Authority: JP
Inventors: Hidefumi Ito; 秀文伊藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-01-07
Filing date: 2002-01-07
Publication date: 2003-07-22

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】研磨に必要な溝の相対的な剛性の低下を低減
させることなく研磨パッドの寿命を判別（検出）する。【解決手段】被研磨物を載置する定盤と対向する位置
に設けられた研磨パッド１１において、研磨するのに必
要な所望の研磨用溝１２又は穴、及び該研磨用溝の深さ
寸法より浅い寿命判別用溝１３又は穴を有することを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨装置の研磨パ
ッドに関し、特に、化学機械研磨装置（ＣＭＰ：Ｃhemi
cal Ｍechanical Ｐolishing）に用いる研磨パッドに適
用して有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の研磨パッドの寿命は、一般に、研
磨時間もしくは被研磨物（例えば半導体ウェハ）の処理
枚数で管理している。

【０００３】また、ポリウレタンの研磨パッドは、ダイ
ヤモンドのドレッサで削ってコンディショニングを行う
ため、じょじょに薄くなるので厚さを管理する必要があ
る。前記厚さの管理を行うために、研磨パッドの厚さ方
向に対して色が変化する構成あるいは研磨するのに必要
な溝の底面に複数の寿命検出用の溝（研磨パッドの上層
面の下部の溝）を設ける構成（図４（ｂ）参照）が特開
平１０−１０００６２号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記従来
技術を検討した結果、前記特開平１０−１０００６２号
公報の図４（ｂ）に記載されている研磨パッドでは、当
該研磨パッドの研磨に必要な溝の底面（研磨パッドの上
層面）から寿命検出用の溝）上層の下部から寿命検出用
の溝が設けられているため、研磨を行っていくと、段差
平坦化能力が劣化していく（相対的な剛性が低下する）
という問題点を見いだした。

【０００５】本発明の目的は、研磨に必要な溝の相対的
な剛性の低下を低減させることなく研磨パッドの寿命を
検出することが可能な技術を提供することにある。

【０００６】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【０００８】第１の発明は、被研磨物を載置する定盤と
対向する位置に設けられた研磨パッドにおいて、研磨す
るのに必要な所望の研磨用溝及び該研磨用溝の深さ寸法
より浅い寿命判別用溝を有することを特徴とする。

【０００９】第２の発明は、被研磨物を載置する定盤と
対向する位置に設けられた研磨パッドにおいて、研磨す
るのに必要な所望の研磨用穴及び該研磨用穴の深さ寸法
より浅い寿命判別用穴を有することを特徴とする。

【００１０】第３の発明は、被研磨物を載置する定盤と
対向する位置に設けられた研磨パッドにおいて、研磨す
るのに必要な所望の研磨用溝もしくは穴を設け、該研磨
用溝もしくは穴の深さ寸法より浅く、かつ、それぞれ溝
もしくは穴の深さの異なる寿命判別用溝を複数箇設けた
ことを特徴とする。

【００１１】第４の発明は、前記第３の発明の研磨パッ
ドにおいて、前記研磨用溝もしくは孔よりも浅い寿命判
別用溝もしくは孔を研磨パッドの半径方向に複数箇設け
たことを特徴とする。

【００１２】第５の発明は、前記第４の発明の研磨パッ
ドにおいて、溝もしくは孔の深さの差が０．１ｍｍ〜
１．８ｍｍであることを特徴とする。

【００１３】前記本発明によれば、研磨に必要な溝の相
対的な剛性の低下を低減させることなく研磨パッドの寿
命を判別（検出）することができる。以下、本発明につ
いて、図面を参照して実施の形態（実施例）とともに詳
細に説明する。

【００１４】

【発明の実施の形態】（実施例１）図１は本発明の実施
例１の研磨パッドを使用した研磨装置の概要構成を示す
模式図である。図１において、１は研磨パッド、２は接
着剤、３は回転可能な研磨定盤、４は回転可能な定盤、
５は被処理基板（Ｓｉ基板）、６ガイドリング、７は研
磨剤、８は研磨剤供給用配管である。

【００１５】本実施例１の研磨パッドを使用した研磨装
置は、図１に示すように、回転可能な定盤４の下方に
は、表面に研磨パッド１が接着剤２で貼り付けられた研
磨定盤３が設置されている。前記研磨パッド１としては
発泡ポリウレタン等の弾性体を用いる。また、研磨定盤
３には回転機構が連結されている（図示していない）。
さらに、前記研磨パッド１の中心部の直上には研磨剤供
給用配管８が配置されており、研磨剤７を落下させる構
成になっている。前記研磨剤供給用配管８には前記研磨
剤７の供給量を適当に供給する制御機構が連結されてい
る。

【００１６】図２は本実施例１の研磨パッドの概略構成
を示す平面図、図３は図２のＡ−Ａ’線で切った要部断
面図であり、１１は研磨パッド、１２は研磨に必要な研
磨用溝、１３は研磨パッドの寿命を判別（検出）するた
めの寿命判別用溝である。

【００１７】図２に示すように、本実施例１の研磨パッ
ド１１は、発泡ポリウレタン等の弾性体の表面上に研磨
に必要な研磨用溝１２を格子状に多数箇設け、さらに、
前記研磨用溝１２をななめに横切るように線状の寿命判
別用溝１３を前記研磨用溝１２と同一面上に設けたもの
である。

【００１８】前記寿命判別用溝１３の深さ寸法は、図３
に示すように、前記研磨用溝１２の深さ寸法よりも浅く
設けられている。例えば、研磨に必要な研磨用溝１２と
寿命判別用溝１３の溝の深さの差を０．１ｍｍから０．
２５ｍｍ程度としたとき、研磨に必要な溝の相対的な剛
性の低下を低減させることなく研磨することができ、か
つ、研磨パッドの寿命も判別（検出）することができ
た。

【００１９】前記研磨パッド１１は、研磨時にダイヤモ
ンドのドレッサによるコンディショニングや被研磨物と
の摩擦による摩耗で薄くなっていく。研磨パッド１１の
寿命判別用溝１３の溝が無くなった時点で研磨パッド１
１の寿命であるとして交換を行う。

【００２０】前記研磨パッド１１は長時間の使用により
徐々に摩耗して、研磨に必要な研磨用溝１２の段差均一
化能力が劣化していく、すなわち、相対的な剛性が低下
する。

【００２１】しかしながら、本実施例１によれば、前述
したように、発泡ポリウレタン等の弾性体の表面上に、
多数の研磨に必要な研磨用溝１２を格子状に設け、さら
に、前記研磨用溝１２をななめに横切るように線状の寿
命判別用溝１３を前記研磨用溝１２と同一面上に設けた
ことにより、研磨に必要な溝の相対的な剛性の低下を低
減させることなく研磨パッド１１の寿命を判別（検出）
することができる。これにより、作業の効率向上が可能
となる。

【００２２】（実施例２）図４は本発明の実施例２の研
磨パッドの概略構成を示す平面図、図５は図４のＢ−
Ｂ’線で切った要部断面図であり、１１は研磨パッド、
１４は研磨に必要な研磨用穴、１５は研磨パッドの寿命
を判別（検出）するための寿命判別用穴である。

【００２３】図４に示すように、本実施例２の研磨パッ
ド１１は、発泡ポリウレタン等の弾性体の表面上に、研
磨に必要な研磨用穴１４を格子状に多数箇設け、さら
に、前記研磨用穴１４の直径方向の複数箇の穴の上に寿
命判別用穴１５を設けたものである。前記寿命判別用穴
１５の占有面積は、前記研磨用穴１４の占有面積よりも
大きく設けられている。

【００２４】前記寿命判別用穴１５の深さ寸法は、図５
に示すように、前記研磨用穴１４の深さ寸法よりも浅く
設けられている。例えば、研磨に必要な研磨用穴１４と
寿命判別用穴１５の溝の深さの差を０．１ｍｍから０．
２５ｍｍ程度としたとき、研磨に必要な溝の相対的な剛
性の低下を低減させることなく研磨することができ、か
つ、研磨パッドの寿命も判別（検出）することができ
た。

【００２５】本実施例２によれば、前述したように、発
泡ポリウレタン等の弾性体の表面上に多数の研磨に必要
な研磨用穴１４を格子状に設け、さらに、前記研磨用穴
１４の直径方向の複数箇の穴の上に寿命判別用穴１５を
設けたことにより、研磨に必要な穴の相対的な剛性の低
下を低減させることなく研磨パッドの寿命を判別（検
出）することができる。これにより、作業の効率向上が
可能となる。

【００２６】（実施例３）図６は本発明の実施例３の研
磨パッドの概略構成を示す要部断面図であり、１１は研
磨パッド、１２は研磨に必要な研磨用溝、１３は研磨パ
ッドの寿命を判別（検出）するための寿命判別用溝、１
４は研磨に必要な研磨用穴、１５は研磨パッドの寿命を
判別（検出）するための寿命判別用穴、１６は予告用
溝、１７は予告用穴である。

【００２７】図６に示すように、本実施例３の研磨パッ
ド１１は、発泡ポリウレタン等の弾性体の表面上に研磨
に必要な研磨用溝１２を多数箇設け（もしくは研磨用穴
１４を格子状に設け）、さらに、前記研磨用溝１２をな
なめに横切るように線状の寿命判別用溝１３を同一面上
に設け（もしくは前記研磨用穴１４の直径方向の複数箇
の穴の上に寿命判別用穴１５を設け）、さらに、同一面
に予告用溝１６（もしくは予告用穴１７）を設けたもの
である。前記寿命判別用溝１３（もしくは寿命判別用穴
１５）の深さ寸法は、図６に示すように、前記研磨用溝
１２（もしくは研磨用穴１４）の深さ寸法よりも浅く設
けられ、さらに予告用溝１６（もしくは予告用穴１７）
は、前記寿命判別用溝１３（もしくは寿命判別用穴１
５）の深さ寸法よりも浅く設けられている。

【００２８】例えば、研磨に必要な研磨用溝１２（もし
くは研磨用穴１４）と寿命判別用溝１３（もしくは寿命
判別用穴１５）の溝（穴）の深さの差を０．１ｍｍから
０．２５ｍｍ程度としたとき、研磨に必要な溝の相対的
な剛性の低下を低減させることなく研磨することがで
き、かつ、研磨パッドの寿命も判別（検出）することが
できた。

【００２９】以上の説明からわかるように、前記実施例
１及び２によれば、以下の効果が得られる。（１）研磨に必要な研磨用溝１２又は穴１４の相対的な
剛性の低下を低減させることなく研磨パッド１１の寿命
を判別（検出）することができる。（２）研磨パッド１１の面内の厚さ分布を管理すること
ができ、例えば、半導体ウェハの研磨分布も管理しやす
くなる。（３）寿命判別用溝１３又は穴１５が無くなったことに
よる研磨速度の急激な変動を回避できる。（４）寿命判別用溝１３又は穴１５が無くなったことに
よる被研磨物の搬送エラーを低減できる。（５）研磨パッド１１の長寿命化が図れ、稼働率が向上
し生産性が向上する。（６）研磨パッド１１の長寿命化により、工程コストの
低減ができ、例えば、ＬＳＩのコストが低減できる。

【００３０】以上、本発明を、前記実施例に基づき具体
的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変
更可能であることは勿論である。

【００３１】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。

【００３２】研磨に必要な研磨用溝又は穴の相対的な剛
性の低下を低減させることなく研磨パッドの寿命を判別
（検出）することができる。これにより、研磨パッドの
長寿命化が図れ、稼働率が向上し生産性を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の研磨パッドを使用した研磨
装置の概要構成を示す模式図である。

【図２】本実施例１の研磨パッドの概略構成を示す平面
図である。

【図３】図２のＡ−Ａ’線で切った要部断面図である。

【図４】本発明の実施例２の研磨パッドの概略構成を示
す平面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ’線で切った要部断面図である。

【図６】本発明の実施例３の研磨パッドの概略構成を示
す要部断面図である。

【符号の説明】

１…研磨パッド２…接着剤３…回転可能な研磨定盤４…回転可能な定
盤５…被処理基板（Ｓｉ基板）６…ガイドリング７…研磨剤８…研磨剤供給用
配管１１…研磨パッド１２…研磨に必要
な研磨用溝１３…寿命判別用溝１４…研磨に必要
な研磨用穴１５…寿命判別用溝穴１６…予告用溝１７…予告用穴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被研磨物を載置する定盤と対向する位置
に設けられた研磨パッドにおいて、研磨するのに必要な
所望の研磨用溝及び該研磨用溝の深さ寸法より浅い寿命
判別用溝を有することを特徴とする研磨パッド。
【請求項２】被研磨物を載置する定盤と対向する位置
に設けられた研磨パッドにおいて、研磨するのに必要な
所望の研磨用穴及び該研磨用穴の深さ寸法より浅い寿命
判別用穴を有することを特徴とする研磨パッド。
【請求項３】被研磨物を載置する定盤と対向する位置
に設けられた研磨パッドにおいて、研磨するのに必要な
所望の研磨用溝もしくは穴を設け、該研磨用溝もしくは
穴の深さ寸法より浅く、かつ、それぞれ溝もしくは穴の
深さの異なる寿命判別用溝を複数箇設けたことを特徴と
する研磨パッド。
【請求項４】請求項３に記載の研磨パッドにおいて、
前記研磨用溝もしくは孔よりも浅い寿命判別用溝もしく
は孔を研磨パッドの半径方向に複数箇設けたことを特徴
とする研磨パッド。
【請求項５】請求項４に記載の研磨パッドにおいて、
溝もしくは孔の深さの差が０．１ｍｍ〜１．８ｍｍであ
ることを特徴とする研磨パッド。