JP2007266052A - 研磨パッド、ｃｍｐ装置、研磨パッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】研磨パッドを安価に無駄なく容易に製造できる研磨パッドを提供する。
【解決手段】複数の貫通孔３４が形成されている円盤状の研磨層３１と、研磨層３１の裏面で貫通孔３４が形成されていない位置にのみ付与されている接着層３３と、平面からなる表面が接着層３３により研磨層３１の裏面に接合されている円盤状の支持板３２と、を有する。研磨層３１の貫通孔３４の底部に接着層３３が露出していないので、スラリーが接着層３３に作用して研磨層３１が支持板３２から剥離することがない。また、研磨層３１の貫通孔３４は支持板３２までは形成されていないので、機械強度が不足することもない。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＭＰ処理に利用される研磨パッドに関し、特に、複数の貫通孔が形成されている研磨層に支持板が接合されている多層構造の研磨パッド、この研磨パッドを有するＣＭＰ装置、その研磨パッドの製造方法、に関する。

現在、半導体装置の製造工程などで、その表面を微細に平坦化するためにＣＭＰ処理を実行することがある。このＣＭＰ処理では、円盤状の研磨パッドを軸支して回転駆動し、その回転駆動される研磨パッドにスラリーを供給する。このような状態の研磨パッドの表面に研磨対象を圧接させることにより、研磨対象の表面を微細に平坦化する。

このようなＣＭＰ処理に利用される研磨パッドは、スラリーを良好に保持することが要求される。そこで、図４および図５に示すように、研磨パッド１０を研磨層１１と支持板１２の多層構造とし、研磨層１１の表面に多数の貫通孔１３を形成したものがある。このような研磨パッド１０では、研磨層１１と支持板１２とは接着層１４により接合されている。

ここで、このような研磨パッド１０を製造するための研磨パッドの製造方法の第一の従来例を図６を参照して以下に説明する。まず、図６(ａ)に示すように、円盤状の研磨層１１を用意し、図６(ｂ)に示すように、その研磨層１１にパンチング加工により貫通孔１３を形成する。

つぎに、図６(ｃ)に示すように、円盤状の支持板１２を用意し、その表面に接着層１４を付与する。この接着層１４は、例えば、接着剤の塗布により形成することもでき、両面テープの貼付により形成することもできる。そして、図６(ｄ)に示すように、支持板１２の表面に研磨層１１の裏面を接着層１４により接合することで、研磨パッド１０が完成する(例えば、特許文献１参照)。

さらに、研磨パッドの製造方法の第二の従来例を図７を参照して以下に説明する。まず、図７(ａ)に示すように、円盤状の研磨層２１を用意するとともに、図７(ｂ)に示すように、円盤状の支持板２２を用意する。

つぎに、図７(ｃ)に示すように、研磨層２１と支持板２２とを接着層２４により接合する。そして、図７(ｄ)に示すように、研磨層２１に表面から貫通孔２３を形成することで、研磨パッド２０が完成する(例えば、特許文献２参照)。

なお、上述のような研磨層１１，２１の貫通孔１３，２３は、図４に示すように、円形の小孔として形成されることもあり、線形の凹溝(図示せず)などとして形成されることもある。
特開平０９−１１７８５５号 特開平１１−１５６６９９号 特開２００１−２１９３６２号

上述した第一の研磨パッドの製造方法により製造された研磨パッド１０では、図５および図６(ｄ)に示すように、貫通孔１３の底部に接着層１４が露出する。このため、スラリーが接着層１４に作用して支持板１２から研磨層１１が剥離しやすい。また、剥離した接着層１４がスラリーに混入すると、研磨対象に不良が発生する。

一方、前述の第二の研磨パッドの製造方法により製造された研磨パッド２０では、研磨層２１のみに貫通孔２３を形成することが困難である。このため、図７(ｄ)に示すように、貫通孔２３が支持板２２まで形成されることになり、研磨パッド２０の機械強度が低下する。

さらに、図７(ｃ)に示すように、研磨層２１と支持板２２とを接合する時点では貫通孔２３が形成されていない。接着層２４に発生した気泡を貫通孔２３から排出させながら研磨層２１と支持板２２とを接合することができない。このため、接着層２４に気泡が残留した状態で研磨層２１と支持板２２とが接合されることになり、その接合強度が低下する。

本発明の研磨パッドは、ＣＭＰ処理に利用される多層構造の研磨パッドであって、複数の貫通孔が表面から裏面まで形成されている円盤状の研磨層と、研磨層の裏面で貫通孔が形成されていない位置にのみ付与されている接着層と、平面からなる表面が接着層により研磨層の裏面に接合されている円盤状の支持板と、を有する。

本発明の研磨パッドでは、研磨層の貫通孔の底部に接着層が露出していないので、スラリーが接着層に作用することが抑制され、研磨層に形成されている貫通孔が支持板にまで形成されていないので、機械強度が不足することがない。

本発明のＣＭＰ装置は、研磨対象を研磨パッドによりＣＭＰ処理するＣＭＰ装置であって、本発明の研磨パッドと、研磨パッドを軸支して回転駆動するパッド駆動部と、回転駆動される研磨パッドにスラリーを供給するスラリー供給部と、研磨対象を支持して回転駆動される研磨パッドに圧接させる対象圧接部と、を有する。従って、本発明のＣＭＰ装置は、本発明の研磨パッドにより研磨対象を研磨するので、スラリーが研磨パッドの接着層に作用することが抑制されている。

本発明の研磨パッドの製造方法は、ＣＭＰ処理に利用される研磨パッドの製造方法であって、円盤状の研磨層の裏面に接着層と剥離フォームとを付与する工程と、接着層と剥離フォームとともに研磨層に複数の貫通孔を形成する工程と、複数の貫通孔が形成された研磨層の裏面から剥離フォームを剥離させる工程と、剥離フォームが剥離された研磨層の裏面に支持板の表面を接着層により接合する工程と、を有する。

本発明の研磨パッドの製造方法では、研磨層の貫通孔の底部に接着層が露出しない構造に研磨パッドが製造されるので、スラリーが接着層に作用することを抑制できる研磨パッドが製造され、研磨層に形成される貫通孔が支持板にまで形成されないので、機械強度が良好な研磨パッドが製造される。

なお、本発明で云う平面とは、平面を目標として物理的に形成した面を意味しており、当然ながら幾何学的な完全な平面であることは要しない。

本発明の研磨パッドでは、研磨層の貫通孔の底部に接着層が露出していないことにより、スラリーが接着層に作用することを抑制できるので、研磨層が支持板から剥離することを良好に防止でき、研磨層に形成されている貫通孔が支持板にまで形成されていないので、機械強度が不足することを防止でき、研磨対象を良好に研磨することができる。

本発明のＣＭＰ装置では、本発明の研磨パッドにより研磨対象を研磨することにより、スラリーが研磨パッドの接着層に作用することが抑制されているので、研磨層が支持板から剥離することなく、研磨対象を良好に研磨することができる。

本発明の研磨パッドの製造方法では、研磨層の貫通孔の底部に接着層が露出しない構造に研磨パッドを製造できることにより、スラリーが接着層に作用することを抑制できる研磨パッドを製造することができ、研磨層に形成される貫通孔が支持板にまで形成されないので、機械強度が良好な研磨パッドを製造することができる。

本発明の実施の一形態を図１ないし図３を参照して以下に説明する。ただし、本実施の形態に関して前述した一従来例と同一の部分は、同一の名称を使用して詳細な説明は省略する。

本実施の形態の研磨パッド３０は、多層構造である二層構造に形成されている。このため、図１に示すように、各々が円盤状の研磨層３１と支持板３２とが接着層３３で接合されている。

研磨層３１の表面から裏面まで、円形の小孔からなる複数の貫通孔３４が形成されている。接着層３３は、研磨層３１の裏面で貫通孔３４が形成されていない位置のみ付与されている。

ここで、本実施の形態の研磨パッド３０を製造するための研磨パッドの製造方法を図２を参照して以下に説明する。まず、図２(ａ)に示すように、円盤状の研磨層３１を用意し、図２(ｂ)に示すように、その裏面に接着層３３と剥離フォーム３６とを付与する。

より具体的には、接着層３３の両面に剥離フォーム３６が貼付されている両面テープ(図示せず)を用意する。その両面テープの表側の剥離フォーム３６のみ剥離させて接着層３３を露出させる。

この接着層３３の表面を研磨層３１の裏面に貼付することにより、研磨層３１に接着層３３と剥離フォーム３６とを付与する。このような状態で、図２(ｃ)に示すように、接着層３３と剥離フォーム３６とともに研磨層３１に複数の貫通孔３４を形成する。

つぎに、図２(ｄ)に示すように、複数の貫通孔３４が形成された研磨層３１の裏面から剥離フォーム３６を剥離させる。そして、図２(ｅ)に示すように、剥離フォーム３６が剥離された研磨層３１の裏面に支持板３２の表面を接着層３３により接合することにより、研磨パッド３０が完成する。

上述のような研磨パッドの製造方法により製造された研磨パッド３０は、図３(ａ)に示すように、ＣＭＰ装置４０の一部として研磨対象のＣＭＰ処理に利用される。このようなＣＭＰ装置４０は、例えば、プラテン４１、パッド駆動部４２、スラリー供給部４３、対象圧接部(図示せず)、等を有する。

プラテン４１は、研磨パッド３０と同一の平面形状の円盤状に形成されている。研磨パッド３０は、プラテン４１の表面に接着剤や両面テープにより交換自在に装着される。パッド駆動部４２は、プラテン４１を回転駆動することにより、その表面に接合されている研磨パッド３０を回転駆動する。

スラリー供給部４３は、回転駆動される研磨パッド３０にスラリーＳを供給する。対象圧接部は、研磨対象を支持して回転駆動される研磨パッド３０に圧接させる。このような構造のＣＭＰ装置４０では、研磨パッド３０により研磨対象をＣＭＰ処理することができる。

本実施の形態の研磨パッドの製造方法により製造された研磨パッド３０では、図２(ｅ)および図１に示すように、貫通孔３４の底部に接着層３３が露出することがない。このため、スラリーＳが接着層３３に作用して支持板３２から研磨層３１が剥離することを良好に防止できる。

また、剥離した接着層３３がスラリーＳに混入することによる、研磨対象の不良も良好に防止することができる。さらに、貫通孔３４が支持板３２まで形成されることがないので、その機械強度の低下も防止することができる。

しかも、本実施の形態の研磨パッドの製造方法では、図２(ｃ)〜(ｅ)に示すように、研磨層３１と支持板３２とを接合する時点で貫通孔３４が形成されている。このため、接着層３３に発生した気泡を貫通孔３４から排出させながら研磨層３１と支持板３２とを接合することができる。従って、接着層３３に気泡が残留した状態で研磨層３１と支持板３２とが接合されることを防止でき、その接合強度を良好に確保することができる。

さらに、本実施の形態の研磨パッドの製造方法では、上述のように研磨層３１の裏面の接着層３３と剥離フォーム３６とを付与してから貫通孔３４を形成する。このため、接着層３３が付与された研磨層３１の取り扱いが容易である。さらに、接着層３３が汚染されることもない。従って、接着層３３に不良がない研磨パッド３０を容易に製造することができる。

なお、前述した特許文献３には、図３(ｂ)に示すように、単層構造の研磨パッド５０の構造と、その研磨パッド５０をプラテン４１に接合する手法と、が開示されている。その研磨パッド５０は、複数の貫通孔５１が表面から裏面まで形成されている。

より具体的には、その研磨パッド５０では、裏面の貫通孔５１が形成されていない位置のみ接着層５２が付与されている。そして、この研磨パッド５０が、接着層５２によりプラテン４１に接合される。

しかし、これは単層構造の研磨パッド５０をプラテン４１に接合する手法であり、多層構造の研磨パッド３０の研磨層３１を支持板３２に接合することに単純に適用することは困難である。

また、特許文献３には、接着層５２を接着剤や両面テープで形成することが開示されている。接着層５２を接着剤で形成する場合には、裏面に接着剤を塗布した研磨パッド５０に貫通孔５１を形成することになる。

しかし、これでは塗布された接着剤が露出している状態で研磨パッド５０を取り扱うことになるので、その取り扱いが困難であるとともに、接着剤が汚染される可能性もある。

なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態では研磨層３１の貫通孔３４が円形の小孔であることを想定したが、この貫通孔３４を十字形の異形孔や線形の凹溝などのように、各種の形状に形成することもできる(図示せず)。

また、上記形態では片側のみ剥離フォームを剥離させた両面テープの接着層３３を研磨層３１に貼付することにより、研磨層３１に接着層３３と剥離フォーム３６とを一度に付与することを例示した。

しかし、研磨層３１の裏面に接着剤を塗布して接着層３３を形成してから、そこに剥離フォーム３６を貼付してもよい。この場合、接着層３３を接着剤で形成しながらも、研磨層３１の取り扱いが容易で接着剤が汚染されることがない。

本発明の実施の形態の研磨パッドの要部の構造を示す模式的な縦断正面図である。 研磨パッドの製造方法の製造工程を示す模式的な縦断正面図である。 (ａ)は本実施の形態の研磨パッドをＣＭＰ装置のプラテンに装着する状態を示す模式的な側面図、(ｂ)は公知例の研磨パッドをＣＭＰ装置のプラテンに装着する状態を示す模式的な側面図、である。 従来例の研磨パッドの外観を示す平面図である。 従来例の研磨パッドの要部の構造を示す模式的な縦断正面図である。 第一の従来例の研磨パッドの製造方法の製造工程を示す模式的な縦断正面図である。 第二の従来例の研磨パッドの製造方法の製造工程を示す模式的な縦断正面図である。

符号の説明

３０ 研磨パッド
３１ 研磨層
３２ 支持板
３３ 接着層
３４ 貫通孔
３６ 剥離フォーム
４０ ＣＭＰ装置
４１ プラテン
４２ パッド駆動部
４３ スラリー供給部
Ｓ スラリー

Claims (6)

1. ＣＭＰ(Chemical Mechanical Polishing)処理に利用される多層構造の研磨パッドであって、
   複数の貫通孔が表面から裏面まで形成されている円盤状の研磨層と、
   前記研磨層の裏面で前記貫通孔が形成されていない位置にのみ付与されている接着層と、
   平面からなる表面が前記接着層により前記研磨層の裏面に接合されている円盤状の支持板と、
   を有する研磨パッド。
2. 前記研磨層の前記貫通孔の底部に前記接着層を介することなく前記支持板の表面が露出している請求項１に記載の研磨パッド。
3. 研磨対象を研磨パッドによりＣＭＰ処理するＣＭＰ装置であって、
   請求項１または２に記載の研磨パッドと、
   前記研磨パッドの裏面が表面に接合される円盤状のプラテンと、
   前記研磨パッドが装着された前記プラテンを回転駆動するパッド駆動部と、
   回転駆動される前記研磨パッドにスラリーを供給するスラリー供給部と、
   前記研磨対象を支持して回転駆動される前記研磨パッドに圧接させる対象圧接部と、
   を有するＣＭＰ装置。
4. ＣＭＰ処理に利用される多層構造の研磨パッドの製造方法であって、
   表面が研磨面となる円盤状の研磨層の裏面に接着層と剥離フォームとを付与する付与工程と、
   前記研磨層の表面から前記接着層を経由して前記剥離フォームの裏面まで貫通した複数の貫通孔を形成する形成工程と、
   複数の前記貫通孔が形成された前記研磨層の裏面から前記剥離フォームを剥離させる剥離工程と、
   前記剥離フォームが剥離された前記研磨層の裏面に支持板の表面を前記接着層により接合する接合工程と、
   を有する研磨パッドの製造方法。
5. 接着層の両面に剥離フォームが貼付されている構造の両面テープを用意し、
   前記付与工程は、表側の前記剥離フォームのみ剥離させた前記両面テープの接着層を前記研磨層の裏面に付与する請求項４に記載の研磨パッドの製造方法。
6. 前記付与工程は、前記研磨層の裏面に接着剤の塗布により前記接着層を付与してから前記剥離フォームを貼付する請求項４に記載の研磨パッドの製造方法。
   

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