JP2007203394A - 研磨パッド - Google Patents

Abstract

【課題】定盤に貼り付ける際の位置決めおよび定盤からの引き剥がしが容易な研磨パッドを提供する。
【解決手段】研磨パッド１の外周１ａには、径方向外方に突き出した突起部分８を有しており、当該研磨パッド１を、定盤に位置決めして貼り付ける際に、この突起部分８を目印にして位置決めすることができる一方、使用済みとなった当該研磨パッド１を、定盤から引き剥がす際には、外周１ａから突き出ている突起部分８を比較的容易に剥がすことができ、この突起部分８を切っ掛けとして当該研磨パッド１を引き剥がすことができるようにしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェハやディスク基板などの被研磨物の表面を研磨するのに用いられる研磨パッドに関する。

半導体ウェハ、例えば、シリコンウェハでは、高精度の平坦度を得るために、両面研磨装置によって、シリコンウェハの両面が鏡面研磨される場合がある。
かかる両面研磨装置では、キャリアに保持されたシリコンウェハを、研磨パッドがそれぞれ貼り付けられた上下の定盤によって上下両側から挟み付けた状態で研磨用スラリーを供給しながら定盤およびキャリアを回転させて研磨が行なわれる（例えば、特許文献１参照）。

両面研磨装置では、上下の定盤でシリコンウェハを挟み付けた状態で研磨用スラリーを内部に供給する必要があるので、定盤には、研磨用スラリーの供給路が形成される一方、定盤に貼り付けられる研磨パッドには、研磨用スラリーの供給孔が形成されている。また、上側の定盤には、上昇させたときに、被研磨物が張りついて定盤と共に上昇するのを防止するために、ガスによって被研磨物の張りつきを防止するガスの供給路が形成され、研磨パッドにも対応する供給孔が形成されている。

したがって、研磨パッドを、定盤に貼り付ける際には、研磨パッドの前記供給孔が定盤の前記供給路に連通するように位置決めして貼り付けを行なう必要がある。
特開２００５−２９４３７８号公報

従来、研磨パッドを、両面粘着テープによって定盤に貼り付ける際の位置決めは、例えば、円板状の研磨パッドの側面の所定位置にマークを形成しておき、このマークを研磨装置の定盤の対応する基準位置に合わせたり、あるいは、研磨パッドの外周の数箇所に切欠き部分を形成し、定盤上に出没自在な位置決めピンを突出させた状態で、前記切欠き部分を前記位置決めピンに位置合わせしたりして行なっている。

研磨パッドは、消耗品であり、定期的に新しい研磨パッドと交換する必要があり、この交換の際には、新しい研磨パッドを上述のように位置決めして定盤に貼り付ける前に、使用済みの研磨パッドを定盤から引き剥がす必要がある。

使用済みの研磨パッドを定盤から引き剥がす場合には、作業者がカッタやドライバ等の工具を用いて研磨パッドの円周の一部を剥がし、その部分を切っ掛けとして引き剥がすのであるが、研磨パッドと定盤とは、相対的なずれが生じないように強固に接着されているので、円周の一部を剥がすにも大きな力が必要であり、引き剥がし作業は容易でない。
上述のマークを用いて位置決めする研磨パッドでは、定盤に貼り付ける際の位置決めはできるものの、使用済みとなって定盤から引き剥がす際に、切っ掛けとする部分がなく、研磨パッドの交換作業の効率が悪いという課題がある。

一方、外周に切欠き部分を有する研磨パッドでは、使用済みとなって定盤から引き剥がす際に、切欠き部分を剥がしてこの部分を切っ掛けにして全体を引き剥がすことができるものの、研磨中に、切欠き部分から研磨用スラリーが、研磨パッドと定盤との間に侵入して、研磨パッドが剥がれる場合があるという課題がある。

本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、定盤に貼り付ける際の位置決めおよび定盤からの引き剥がしが容易な研磨パッドを提供することを目的とする。

（１）本発明の研磨パッドは、被研磨物を研磨する研磨面を有する研磨パッドであって、当該研磨パッドの外周に、径方向外方に突き出した突起部分を有している。

当該研磨パッドは、単層構造であってもよいし、複数層の積層構造であってもよく、複数層の積層構造であるときには、突起部分は、前記複数層の少なくともいずれか一つの層によって構成すればよい。

突起部分の形状は、特に限定されず、三角形状、矩形状あるいは円弧状に突き出したものであってもよい。

突起部分は、外周の所定の位置に形成されており、この所定の位置は、当該研磨パッドに形成されている、例えば、研磨用スラリー供給用の孔や位置決め用の孔などに対して規定されるのが好ましい。

本発明によると、当該研磨パッドを、定盤に位置決めして貼り付ける際に、外方に突出した突起部分を目印にして位置決めすることができるので、定盤への貼り付け作業が容易となる一方、使用済みとなった当該研磨パッドを、定盤から引き剥がす際には、突起部分が外周から突き出しているので、この突起部分を比較的容易に剥がすことができ、この突起部分を切っ掛けとして当該研磨パッドを容易に引き剥がすことができる。

したがって、研磨パッドの交換作業の効率が向上することになる。

（２）本発明の研磨パッドの好ましい実施形態では、前記突起部分の外周は、アール形状を有している。

この実施形態によると、径方向外方へ突き出た突起部分は緩やかなアール形状になっているので、当該研磨パッドを、硬質のウレタン樹脂などで構成した場合に、突き出た突起部分で、当該研磨パッドを梱包する梱包材を破損したり、作業者を傷つけたりすることがない。

（３）本発明の研磨パッドの他の実施形態では、前記突起部分の外周の角部を鈍角にしている。

この実施形態によると、径方向外方へ突き出た突起部分の角部、例えば、矩形状に突き出た突起部分の角部は、鈍角に形成されているので、当該研磨パッドを、硬質のウレタン樹脂などで構成した場合に、突き出た突起部分で、当該研磨パッドを梱包する梱包材を破損したり、作業者を傷つけたりするのを有効に防止できる。

また、例えば、図５に示すように、突起部分８−１が外周１ａの２箇所から径方向外方へ突き出る起端となる角部１１および角部１２は、鈍角あるいはアール形状にするのが好ましく、これによって、当該研磨パッドを突起部分から引き剥がす際に加わる力で、前記起端となる角部１１および角部１２が破損の発端となるのを防止できる。

（４）本発明の研磨パッドの一実施形態では、「前記突起部分の表面の面積」の「前記突起部分以外の残余の部分の表面の面積」に対する比の値が、０．０５以下である。

この実施形態によると、研磨パッドにおける突起部分の大きさを規定しているので、突起部分が、定盤への貼り付けの際の位置決めの目印として、あるいは、定盤から引き剥がす際の切っ掛け部分として必要以上に大き過ぎるといったことがない。また、突起部分を十分小さくすることによって、突起部分が１箇所のみであっても、定盤と共に研磨パッドが回転する際の回転のバランスに影響を及ぼすことがない。

（５）本発明の他の実施形態では、前記突起部分を複数有している。

この実施形態によると、定盤への貼り付けの際の位置決めを、複数の突起部分を目印として行なえるので、貼り付け作業が一層容易となり、また、定盤から研磨パッドを引き剥がす際に、複数の突起部分のいずれを切っ掛け部分として引き剥がし作業を開始してもよい。

（６）上記（５）の実施形態では、当該研磨パッドの平面形状を円近似して求めた重心位置が、前記突起部分が無いと仮定して求めた重心位置に一致するようにしてもよい。

この実施形態によると、突起部分を有していないと仮定した研磨パッドと、複数の突起部分を有する研磨パッドとの重心位置が一致するので、従来の研磨パッドと同様に、定盤の回転中心と研磨パッドの重心位置が一致し、定盤と一体に当該研磨パッドが回転する際に、突起部分によって回転のバランスが崩れるといったことがない。

（７）本発明の他の実施形態では、表面側に前記研磨面を有する研磨層と、前記研磨層の裏面側に接着層を介して接着される下地層とを備え、前記突起部分が、前記研磨層および前記接着層からなる。

接着層は、特に限定されるものではないが、基材と粘着材とからなる両面粘着テープを用いることができ、この両面粘着テープの基材の材質も特に限定されないが、定盤から突起部分を剥がす際に、突起部分の破損を有効に防止する上で、強度的に強い基材を用いるのが好ましい。

（８）本発明の更に他の実施形態では、表面側に前記研磨面を有する研磨層と、前記研磨層の裏面側に接着層を介して接着される下地層とを備え、前記突起部分が、前記下地層からなる。

この実施形態では、定盤に貼り付けられる裏面側の下地層を突起部分とすることができる。

本発明によれば、使用済みの研磨パッドを定盤から引き剥がす際には、研磨パッドの外周から外方に突き出た突起部分を比較的容易に剥がすことかでき、この突起部分を切っ掛けにして研磨パッドの全体を引き剥がすことができる一方、新しい研磨パッドを定盤に位置決めして貼り付ける際には、研磨パッドの外周から外方に突き出た突起部分を目印として定盤に容易に位置決めして貼り付けることができ、研磨パッドの交換作業の効率が向上する。

以下、図面によって本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施の形態に係る研磨パッド１の平面図である。

この実施の形態の研磨パッド１は、例えば、両面研磨装置の上下の定盤にそれぞれ貼り付けられてシリコンウェハ等の被研磨物の両面研磨に用いられるものである。

両面研磨装置は、例えば、図２の部分断面図に示すように、上側定盤５および下側定盤６に貼り付けられた上部研磨パッド３０および下部研磨パッド３１を、被研磨物７の両面に押しつけ、研磨用スラリーを供給しながら上下の定盤５，６を回転することで被研磨物７の両面研磨が行われる。

研磨用スラリーは、上側定盤５の図示しない複数の供給路およびこの供給路に連通する上部研磨パッド３０の図示しない複数の供給孔を介して供給されるとともに、下側定盤６の図示しない複数の供給路およびこの供給路に連通する下部研磨パッド３１の図示しない複数の供給孔を介して供給される。

したがって、上部研磨パッド３０および下部研磨パッド３１は、上側定盤５および下側定盤６に貼り付けられる際には、定盤５，６の前記供給路に、前記供給孔が連通するように位置決めして貼り付けられる。

この実施形態の研磨パッド１は、両面研磨装置の定盤５，６に貼り付ける際の位置決めおよび定盤５，６からの引き剥がしを容易に行なえるように、次のように構成している。

すなわち、円板状の研磨パッド１は、図１に示すように、その外周１ａの一箇所には、径方向外方に突き出た突起部分８を有している。この研磨パッド１には、研磨用スラリーの複数の供給孔（図示せず）および後述するように、定盤の位置決めピンに嵌合する複数の位置決め孔（図示せず）が形成されている。

突起部分８は、これら供給孔および位置決め孔に対して、所定の位置関係で形成されている。

図３は、この突起部分８を拡大した平面図である。

この実施形態では、突起部分８は、両端にアール形状を有しており、一端側には、内側に滑らかに窪むような内アール形状部分３２と、外側に滑らかに膨らむような外アール形状部分３４とが連続するように形成され、他端側には、内側に滑らかに窪むような内アール形状部分３３と、外側に滑らかに膨らむような外アール形状部分３５とが連続するように形成されている。

この内アール形状あるいは外アール形状は、例えば、Ｒ３０のアール形状である。

このアール形状は、Ｒ３以上であるのが好ましく、より好ましくは、Ｒ１０以上Ｒ１００以下であり、図４に示す突起部８−２のように、一端側の内アール形状部分４３、外アール形状部分４５、および、他端側の内アール形状部分４４、外アール形状部分４６を、例えば、Ｒ１０のアール形状としてもよい。

また、内アール形状部分と外アール形状部分との間には、直線状の部分を有してもよい。

他の実施形態として、突起部分は、図５に示すように、周方向の長さＬ、径方向外方へ突き出した幅Ｗの矩形状としてもよい。更に、この突起部分８−１の突き出た２箇所の角部９および角部１０をアール形状とし、外周１ａの２箇所からの径方向外方へ突き出る起端となる角部１１および角部１２をアール形状としてもよい。なお、各角部９，１０，１１，１２を個別のアール形状としてもよい。

図３に示すように、突起部分８の外周を、緩やかなアール形状としているので、当該研磨パッド１を、例えば、硬質のウレタン樹脂で構成したような場合に、突き出た突起部分８で作業者が傷ついたり、あるいは、研磨パッド１を梱包する梱包シートを破ってしまうといったことがない。

なお、他の実施形態として、例えば、図６に示すように、突起部分８−３の突き出た２箇所の角部１３および角部１４を鈍角に形成してもよく、更に外周１ａの２箇所から径方向外方へ突き出る起端となる角部４１および角部４２を鈍角に形成してもよく、また、各角部１３，１４，４１，４２の角度を異ならせてもよい。

突起部分８は、図７に概略的に示すように、突起部分８の表面の面積をＳ１、この突起部分８以外の残余の部分である円形の部分の表面の面積をＳ２としたときに、Ｓ１のＳ２に対する比の値（Ｓ１／Ｓ２）が、０．０５以下であるのが好ましく、より好ましくは、０．０３以下である。なお、この比の値（Ｓ１／Ｓ２）は、Ｓ１／Ｓ２＞０である。

また、突起部分８の周方向の長さＬは、５ｍｍ以上７０ｍｍ以下であるのが好ましく、より好ましくは、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。

更に、突起部分８の径方向外方への突き出し幅Ｗは、１５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であるのが好ましく、より好ましくは、３０ｍｍ以上７０ｍｍ以下である。

研磨パッド１の材質は、特に限定されるものではなく、例えば、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等の樹脂あるいは樹脂を含浸させた不織布などで構成され、この研磨パッド１の厚みは、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であるのが好ましい。

研磨パッド１の外径は、１００ｍｍ以上３０００ｍｍ以下であるのが好ましい。

この実施形態の研磨パッド１は、例えば、直径が１４４０ｍｍであり、前記幅Ｗが１５ｍｍであり、前記長さＬが５０ｍｍである。

次に、この研磨パッド１を、上述の両面研磨装置の上下の定盤５，６に取り付ける場合の手順を説明する。

上側の定盤５に対する研磨パッド１の取り付けは、次のようにして行なわれる。

研磨パッド１の裏面側に設けられた両面粘着テープのセパレータ（離型紙）を剥がして粘着層を露出させ、表面側である研磨面を下にし、下側の定盤６上に、研磨パッド１の突起部分８を目印として定盤６の基準位置に合わせようにする。これによって、下側の定盤６に突出させた出没自在な位置決めピンと、研磨パッド１の位置決め孔との位置が略一致することになり、研磨パッド１の位置決め孔を、下側の定盤６の位置決めピンに嵌め込んで位置を確定し、その後、下側の定盤６の位置決めピンを内部に没入させる。

これによって、下側の定盤６上には、位置決めされた研磨パッド１が裏面側の両面粘着テープの粘着層を露出した状態で載置されることになる。

次に、上側の定盤５を降下させて研磨パッド１の裏面側の粘着層に圧接して研磨パッド１を定盤５に貼り付け、定盤５を上昇させる。これによって、定盤５に貼り付けられた研磨パッド１が定盤５と一体に上昇する。

このように上側の定盤５に対する研磨パッド１の位置決めは、研磨パッド１を、下側の定盤６に対して位置決めすることによって、間接的に行なわれる。

次に、下側の定盤６への研磨パッド１の取り付けは、次のようにして行なわれる。

下側の定盤６上に、出没自在の位置決めピンを突出させた状態で、研磨パッド１の裏面側に設けられた両面粘着テープのセパレータを剥がし、裏面側を下にして、定盤６上に、研磨パッド１の突起部分８を目印として定盤６の基準位置に合わせようにする。これによって、定盤６上の位置決めピンと、研磨パッド１の位置決め孔との位置が略一致することになり、研磨パッド１の位置決め孔を、下側の定盤６の位置決めピンに嵌め込んで位置を確定し、研磨パッド１を、定盤６に貼り付け、その後、定盤６の位置決めピンを内部に没入させる。

次に、噛み込んだ気泡を針などで抜き、２〜３時間、上側の定盤５を降下させて自重がかかる程度で養生して接着力を安定させる。

このように、研磨パッド１の突起部分８を目印として、両面研磨装置の定盤６の基準位置に位置決めすることにより、研磨パッド１の位置決め穴と、定盤６の位置決めピンとの位置合わせが容易となり、研磨パッド１の定盤５，６への取り付け作業が容易となる。

突起部分８を有しない従来の研磨パッドでは、位置決めに要する時間が、例えば、１０分程度であったのに対して、突起部分８を有する研磨パッド１では、５分程度に短縮することが可能となった。

以上のように、この実施形態の研磨パッド１によれば、定盤５，６に対する位置決めが容易となって貼り付け作業が効率的に行なえる。

次に、使用済みとなった研磨パッド１を、新しい研磨パッド１に交換する場合における研磨パッド１の定盤５，６からの引き剥がしの手順について説明する。

この実施形態では、研磨パッド１の突起部分８が、外周１ａから外方へ突き出ているので、この突起部分８を、カッタやドライバ等の工具を用いて比較的に容易に剥がすことができる。剥がした突起部分８を切っ掛けとして、例えば、棒状の治具に巻き付けるようにして引き剥がす。

突起部分を有しない従来の研磨パッドでは、円周の一部を剥がすのに要する時間が、例えば、１０分程度であったのに対して、突起部分８を有する研磨パッド１では、この突起部分８を剥がすのに要する時間を、１分程度に大幅に短縮することができた。更に、剥がした部分を棒状の治具に巻き付けて研磨パッドの全体の引き剥がす時間も従来の研磨パッドでは、３０分程度であったのに対して、実施形態の研磨パッド１では、１５分程度に短縮することができた。

以上のように、この実施形態の研磨パッド１によれば、定盤５，６からの引き剥がし作業の時間を大幅に短縮することができる。

（実施形態２）
図８は、本発明の他の実施形態の研磨パッド１５の平面図である。

上述の実施形態では、突起部分８は一箇所であったけれども、この実施形態では、上記突起部分８と同一形状の突起部分１６を、外周１５ａの対向する二箇所に設けている。

図８における上部の突起部分１６と下部の突起部分１６とは、同一の形状であり、この研磨パッド１５を、上側定盤５または下側定盤６に貼り付ける際には、上部の突起部分１６または下部の突起部分１６のいずれを目印として用いても位置決めができるように構成されている。

また、上側定盤５または下側定盤６から研磨パッド１５を、引き剥がす際には、上部の突起部分１６または下部の突起部分１６のいずれを剥がして切っ掛け部分としてもよい。

同一の形状の上部の突起部分１６および下部の突起部分１６は、円形の外周１５ａの中心に対して、点対称の位置に設けられており、したがって、この研磨パッド１５の平面形状を円近似して求めた重心位置Ｇは、両突起部分１６，１６が無いと仮定した円形の研磨パッドの重心位置Ｇに一致することになる。

したがって、従来と同様に、研磨パッド１５の円形部分の中心を、定盤の回転中心に一致するように貼り付け、定盤を回転させた場合に、回転中心が重心位置Ｇに一致するので、突起部分１６，１６のために回転のバランスが崩れるといったこともない。

その他の構成は、上述の実施形態と同様である。

なお、突起部分は、例えば、図９の突起部分３６のように、研磨パッド３７の外周３７ａの２箇所以上に形成してもよく、各突起部分の形状は、同一でなくてもよい。

（実施形態３）
図１０は、本発明の更に他の実施形態の研磨パッド１７の平面図であり、図１１は、図１０の線断面線Ａ−Ａから見た断面図である。

上述の各実施形態の研磨パッド１，１５は、一層構造であったのに対して、この実施形態の研磨パッド１７は、図１１に示すように、表面側の研磨層１９と、裏面側の下地層２０と、前記両層１９，２０を接着する接着層としての両面粘着テープ２１とを備えている。

研磨層１９は、上述の研磨パッド１，１５と同様に、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等の樹脂で構成され、その表面が研磨面となっている。

下地層２０は、ウレタン樹脂を含浸させた不織布あるいは発泡した軟質層等から構成される。

両面粘着テープ２１は、基材の両面に、粘着材が塗工されたものである。基材としては、例えば、ＰＥＴ、アクリル、ナイロン等のフィルム、織布や不織布が用いられ、粘着材としては、例えば、アクリルやゴム等が用いられる。

この実施形態の研磨パッド１７では、その外周１７ａの一箇所には、径方向外方に突き出た突起部分１８を有しており、この突起部分１８は、表面側の研磨層１９と両面粘着テープ２１とで構成されている。この突起部分１８の形状は、上述の突起部分８と同様である。

このように研磨層１９と両面粘着テープ２１とで突起部分１８を構成している、すなわち、両面粘着テープ２１の強度的に強いＰＥＴ等の基材を含めて突起部分１８を構成しているので、研磨パッド１７の突起部分１８を、定盤から剥がす際に、突起部分１８を破損することがない。

その他の構成は、上述の実施形態と同様である。

なお、他の実施形態として、図１２およびその切断面線Ｂ−Ｂから見た断面図である図１３に示すように、突起部分２３を、下地層２０で構成してもよい。

更に他の実施形態として、図１４およびその切断面線Ｃ−Ｃから見た断面図である図１５に示すように、突起部分４８を、研磨層１９，両面粘着テープ２１および下地層２０の三層で構成してもよい。

（その他の実施形態）
本発明の研磨パッドは、両面研磨に限らず、片面研磨に使用できるのは勿論である。

本発明は、半導体ウェハなどの研磨に有用である。

本発明の実施の形態に係る研磨パッドの平面図である。 両面研磨装置の部分断面図である。 図１の突起部分を拡大した図である。 他の突起部分を示す図である。 更に他の突起部分を示す図である。 他の突起部分を示す図である。 面積比率を説明するための図である。 本発明の他の実施形態の図１に対応する平面図である。 本発明の更に他の実施形態の図１に対応する平面図である。 本発明の更に他の実施形態の図１に対応する平面図である。 図１０の切断面線Ａ−Ａから見た断面図である。 本発明の他の実施形態の図１に対応する平面図である。 図１１の切断面線Ｂ−Ｂから見た断面図である。 本発明の他の実施形態の図１に対応する平面図である。 図１１の切断面線Ｃ−Ｃから見た断面図である。

符号の説明

１，１５，１７，２２，３７，４７ 研磨パッド
８，１６，１８，２３，３６，４８ 突起部分
９，１０，１３，１４，４１〜４６ 角部
１９ 研磨層
２０ 下地層
２１ 両面粘着テープ（接着層）

Claims (8)

1. 被研磨物を研磨する研磨面を有する研磨パッドであって、
   当該研磨パッドの外周に、径方向外方に突き出した突起部分を有することを特徴とする研磨パッド。
2. 前記突起部分の外周は、アール形状を有する請求項１に記載の研磨パッド。
3. 前記突起部分の外周の角部を鈍角にした請求項１に記載の研磨パッド。
4. 「前記突起部分の表面の面積」の「前記突起部分以外の残余の部分の表面の面積」に対する比の値が、０．０５以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨パッド。
5. 前記突起部分を、複数有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の研磨パッド。
6. 当該研磨パッドの平面形状を円近似して求めた重心位置が、前記突起部分が無いと仮定して求めた重心位置に一致する請求項５に記載の研磨パッド。
7. 表面側に前記研磨面を有する研磨層と、前記研磨層の裏面側に接着層を介して接着される下地層とを備え、前記突起部分が、前記研磨層および前記接着層からなる請求項１〜６のいずれか１項に記載の研磨パッド。
8. 表面側に前記研磨面を有する研磨層と、前記研磨層の裏面側に接着層を介して接着される下地層とを備え、前記突起部分が、前記下地層からなる請求項１〜６のいずれか１項に記載の研磨パッド。

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