JP2011161522A - 研磨パッド用補助板およびそれを用いた研磨パッドの再生方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 回転定盤に対する研磨パッドの固着力を確保しつつ、回転定盤に対する研磨パッドの着脱を容易に行うことを可能と為し、特に回転定盤から研磨パッドを取り外すに際しての研磨パッドの損傷を防止することが出来る、新規な構造の研磨パッド用補助板を提供すること。
【解決手段】 回転定盤１２の上面に載置される補助板本体１４と、補助板本体１４の上面中央部分に設けられたパッド支持面１４ａと、補助板本体１４の外周縁部に形成されて回転定盤１２の外周に嵌め合わされる嵌合周壁部１８とを備えた研磨パッド用補助板。
【選択図】 図３

Description

本発明は、シリコンウエハや半導体基板、ガラス基板等のような高い平坦加工精度が要求される被加工物である基板を対象とする研磨に関連する技術に係り、特に、かかる基板の表面を研磨する際に用いられる研磨パッドの再使用を実現可能とする技術に関するものである。
良く知られているように、半導体の製造に際しては、構成材となるシリコンウエハや半導体基板、ガラス基板等の基板の表面を平坦化する研磨処理が行われている。かかる研磨処理は、一般に、樹脂材等からなる円板形状の研磨パッドを研磨機の回転定盤の上に両面テープで直接固定し、砥粒を含んだ研磨液を供給しつつ、研磨パッドと基板を相対的に回転運動させて研磨を行うことによって実施されている。
そして、このような研磨処理を実施するための研磨パッドとしては、特開２００２−１１６３０号公報（特許文献１）等に記載されているように、発泡又は未発泡のウレタン等からなる樹脂パッドが採用されている。また、かかる研磨パッドの研磨表面には、多くの場合、同心円状や格子状、放射状等の溝加工が施されたり、発泡樹脂の気泡が開口される等している。
ところで、研磨パッドを用いた研磨加工を行う場合には、研磨対象である基板の品種切り替え等に際して、研磨加工に使用する研磨パッドを回転定盤から引き剥がして別の研磨パッドに交換しなければならない場合がある。また、例えば、研磨加工に伴って劣化した研磨パッドを、その再使用等を目的として、別の加工装置で表面溝入れ等の再加工するような場合等においても、研磨パッドを回転定盤から引き剥がすことが必要となる。
ところが、薄肉円板形状の樹脂パッドは、研磨装置の回転定盤に対して粘着テープで強固に固着されていることから、この研磨パッドを回転定盤から引き剥がす際に、研磨パッドに対して曲がりや折れ、シワ、破れ等の損傷が発生し易い。それ故このような損傷が原因で、かかる研磨パッドを、寿命がきていないにもかかわらず、再使用できずに廃棄せざるを得なくなることが多いという問題があった。
しかも、損傷しないように細心の注意を払いつつ研磨パッドを回転定盤から引き剥がす作業は、熟練と注意を要することから作業者に大きな負担をかけるという問題もあった。加えて、研磨パッドを回転定盤から引き剥がす作業に相当の時間が必要となることから、高価で貴重な設備である研磨装置を長時間に亘って停止させなければならず、設備の稼働時間が制限されてしまうという問題もあった。
なお、特開２００１−５４８５９号公報（特許文献２）には、研磨パッドの裏面に対して直接に平板形状の支持体層を一体形成すると共に、該支持体層を研磨機の回転定盤に対して磁力や負圧吸引力で吸着保持せしめることにより、研磨パッドを回転定盤から容易に取り外すことが出来るようにした構造が、提案されている。ところが、研磨パッドに支持体層を直接に一体形成することが難しいだけでなく、たとえ研磨パッドに支持体層を一体形成し得たとしても、実用化には未だ問題があった。
蓋し、かかる特許文献２では、磁力や負圧吸引力による研磨パッドの回転定盤への固着が例示されているが、薄肉の支持体層に対して厚肉の回転定盤を介して充分な磁力を及ぼすことは極めて困難であり、また、負圧吸引も、平板形状の支持体層と回転定盤との間に外部空間から確実に遮断された密閉領域を形成できずに充分な吸着力を及ぼし難い。更にまた、特許文献２には、支持体層の裏面を粘着テープで回転定盤に固着する構造も開示されているが、単に研磨パッドの裏面を覆う薄肉平板形状の支持体層では充分な剛性が得られず、回転定盤から支持体層を引き剥がす際に、単体構造の研磨パッドと同様に、曲がりや折れ、シワ等の損傷が発生するおそれがある。
さらに、前述の単体構造の研磨パッドと、特許文献２に記載の研磨パッドとの何れにおいても、単純な円板形状を有していることから、これを回転定盤に対して正確にセンタリング（中心合わせ）して装着する作業が難しく且つ面倒であるという問題もあった。
特開２００２−１１６３０号公報 特開２００１−５４８５９号公報
本発明は上述の如き事情を背景として為されたものであり、回転定盤に対する研磨パッドの固着力を充分に確保しつつ、回転定盤に対する研磨パッドの着脱を容易に行うことを可能と為し、特に回転定盤から研磨パッドを取り外すに際しての研磨パッドの損傷を防止することが出来て、例えば研磨パッドの再利用の実現にも有利とされ得る、新規な構造の研磨パッド用補助板を提供することにある。
また、かかる研磨パッド用補助板を用いて研磨パッドの再生利用を実現する研磨パッドの再生方法を提供すること、および、かかる研磨パッド用補助板を用いて研磨加工を施すことにより研磨加工された基板を得るようにした基板の製造方法を提供することも、本発明の目的とするところである。
かかる課題を解決するために、研磨パッド用補助板に関する本発明の第一の態様は、研磨機の回転定盤の上面に載置される補助板本体を備えており、該補助板本体の表面の中央部分によって、半導体基板等の研磨に用いられる研磨パッドが重ね合わされて固着されるパッド支持面が構成されていると共に、該補助板本体の外周縁部には該研磨機の回転定盤の外周面に沿って下方に突出して該回転定盤の外周に嵌め合わされる嵌合周壁部が形成されていることにより、該パッド支持面に固着された該研磨パッドを該回転定盤に対して着脱可能に装着する研磨パッド用補助板にある。
本態様の研磨パッド用補助板においては、補助板本体の外周縁部に嵌合周壁部を形成したことにより、以下（１）〜（６）に記載の如き特別な技術的効果が発揮される。
（１）研磨パッドを、補助板本体の上面（表面）に固着させたままで、補助板本体と共に、回転定盤に対して装着及び取外しすることが出来る。そして、回転定盤から取り外して研磨パッドをクリーニングや再加工等する場合でも、研磨パッドを補助板本体の上面に固着させたままで行うことが出来る。
（２）嵌合周壁部によって、補助板本体に対して極めて効果的な補強効果が発揮され得る。特に、嵌合周壁部は、研磨機の回転定盤の上面を外れた外周側に形成されることから、回転定盤上で行われる研磨等の加工作業への悪影響を回避しつつ、嵌合周壁部を各種形状や大きさで形成し得て、補助板本体に対する効果的な補強効果を享受することが可能となる。そして、上記（１）に際して、研磨パッドを補助板本体に固着したままで取り扱うことにより、回転定盤に対する研磨パッドの着脱の際や、研磨パッドのクリーニングや再加工の際などは勿論、研磨パッドの移送時や保存時等においても、研磨パッドの曲がりや損傷を防止できて、良好な状態に保つことが出来る。
（３）回転定盤に嵌合周壁部が嵌め入れられる際に、回転定盤の外周面で嵌合周壁部の内周面が案内されることにより、研磨パッドが固着された補助板本体が、回転定盤の上面に対して略平行状態を保ったままで重ね合わされ得る。それ故、嵌合周壁部による補助板本体に対する補強効果と相俟って、研磨パッドや補助板本体の撓みや傾きが防止されて、回転定盤の上面に対して補助板本体及び研磨パッドが高精度に重ね合わされて密着した安定支持状態が効果的に実現され得る。
（４）嵌合周壁部の回転定盤への外嵌構造に基づいて、嵌合周壁部ひいてはそれに固着された研磨パッドを、回転定盤に対して容易に且つ正確に中心位置合わせして装着することが可能となる。 （５）上記（１）〜（２）に記載のとおり研磨パッドの損傷を防止し得ると共に、上記（３）〜（４）に記載のとおり正確な位置合わせ精度をもって速やかに研磨パッドを回転定盤に対して着脱することが出来る結果、研磨パッドの着脱等の作業のために高価な研磨設備の稼働時間が不必要に制限されることがなくなり、研磨設備の稼働効率の向上ひいては基板の生産効率（研磨作業効率）の向上が達成され得る。
（６）上記（１）〜（５）の相乗効果として、例えば研磨パッドの再利用に際しての問題も解決されることになるから、特別な熟練や知識がなくとも研磨パッドの再利用が実用レベルで実現可能となる。即ち、例えば、基板の品種切り替え等に際して一旦回転定盤から外した研磨パッドを再利用したり、劣化対策として別の加工装置で表面溝入れ等の再加工するのに一旦回転定盤から取り外した研磨パッドを再加工後に再利用したりすることなども、実用化レベルで検討することが可能となるのである。
なお、本態様において、「補助板本体」は、研磨パッドを支持せしめて、研磨機による研磨加工の他、研磨パッド表面へのドレッシング、清掃、再溝入などの各種の処理に際して要求される強度や剛性、形状安定性及び精度を満足するものであれば良く、その材質や肉厚寸法は限定されるものでない。特に、かかる補助板本体は、それ単体で、研磨パッドの支持強度や剛性等を負うものでなく、例えば研磨加工に際しては研磨機の回転定盤の上に重ね合わされて使用されることで、回転定盤で裏面を支持されるものであることから、単体での強度や剛性がそれ程迄に要求されるものでない。それ故、ステンレス鋼等の金属の他、合成樹脂や繊維強化樹脂等も、補助板本体の形成材料として採用され得る。特に、合成樹脂製の補助板本体は、金属製に比して軽量で加工や取扱いが容易であり、例えばポリカーボネート等は、厚さ寸法精度の安定性や温度変化に対する低歪み特性にも優れているといった利点がある。尤も、補助板本体は、研磨パッドよりも大きな剛性を備えていることが望ましい。
また、「補助板本体」は、回転定盤の上面において少なくとも研磨パッドの載置領域を覆うものであれば良く、回転定盤の上面を全体に亘って完全に覆う必要はない。具体的には、かかる補助板本体において、例えば研磨パッドの載置領域を外周側に外れた部分に適当な大きさ形状をもって、切欠きや貫通窓等が形成されていても良い。
さらに、本態様において、「嵌合周壁部」は、補助板本体と一体形成されていても良いし、別体形成されて補助板本体に対して後から固着されていても良い。かかる嵌合周壁部とも、補助板本体と同様に各種材質のものが採用可能である。特に、嵌合周壁部は、補助板本体ほどの寸法精度が要求されるものでなく、例えば周方向或いは下方への突出方向において複数の部材が組み合わされた分割構造によって嵌合周壁部を構成すること等も可能である。
また、「嵌合周壁部」は、補助板本体に対して所定の補強効果と、回転定盤に対する所定の位置決め効果とを奏し得るものであれば良いことから、必ずしも、補助板本体の全周に亘って連続して形成されている必要はない。具体的には、例えば補助板本体の外周縁部において、周方向で互いに離隔して形成された分断構造をもって嵌合周壁部を形成しても良い。また、部分的に形状を異ならせた嵌合周壁部を形成することも可能である。
ところで、本態様に係る研磨パッド用補助板は、例えば補助板本体を研磨機の回転定盤に対して粘着テープで固着したり、補助板本体を研磨機の回転定盤に対して負圧吸引して固着したりすることも可能である。特に、本態様に係る研磨パッド用補助板は、外周縁部に設けられた嵌合周壁部の補強作用で優れた強度や形状安定性が発揮されることから、粘着テープや負圧吸引で回転定盤に固着しても、粘着テープの引き剥がしに際しての研磨パッドの損傷や、負圧吸引孔による部分的な研磨パッドの歪み等の問題も効果的に回避され得ることとなり、研磨パッドの回転定盤に対する固着力を確保しつつ、回転定盤に対する研磨パッドの着脱の容易化が達成され得る。
なお、補助板本体を研磨機の回転定盤に対して粘着テープで固着する場合には、研磨パッドの補助板本体に対する粘着テープ等による固着力よりも小さな固着力（単位面積当たりの固着力）を有するものが好ましい。それによって、研磨パッド用補助板の回転定盤からの取り外しが容易となる。その際、補助板本体の回転定盤に対する固着力が小さくても、（研磨パッドの補助板本体に対する固着面積に比して）補助板本体の回転定盤に対する固着面積よりも大きく設定可能であったり、嵌合周壁部による回転定盤への位置決め作用が併せて発揮されたりすることや、必要に応じて、研磨パッド用補助板を回転定盤に固定するための別の固定手段を併せて採用できること等から、研磨パッド用補助板を回転定盤に対して充分な固着力で装着することが可能である。
ここにおいて、本発明の第二の態様は、前記第一の態様に係る研磨パッド用補助板において、前記補助板本体と前記嵌合周壁部との少なくとも一方を前記回転定盤に対して解除可能に固定する固定手段が設けられているものである。
なお、補助板本体の回転定盤への固定手段としては、例えば前述の粘着テープの他、負圧エア等を利用した負圧吸引や、永久磁石又は電磁石を利用した磁力吸引などが採用可能である。また、嵌合周壁部の回転定盤への固定手段としては、例えば後述する第三の態様に記載の固定ボルト等が採用可能である。
また、本態様では、例えば、研磨機の回転定盤に対する固定手段を嵌合周壁部に設けることにより、補助板本体の回転定盤への固定手段による固着力を小さく設定したり、補助板本体の回転定盤への固定手段を設けないことも可能である。ここにおいて、嵌合周壁部は、補助板本体に比して、形状や寸法精度等の制限を殆ど受けることなく各種の固定手段を採用することが可能であり、大きな固定強度を発揮する固定手段や固定／解除の作業性に優れた固定手段等を、大きな設計自由度で採用することが出来る。特に、補助板本体に比して強度の大きい嵌合周壁部を回転定盤に固定し、この嵌合周壁部を介して、補助板本体の外周縁部に拘束力（固定力）を及ぼすことにより、補助板本体の全体に亘って、回転定盤に対する大きな固定力を効率的に作用せしめることが可能となるのである。
また、本発明の第三の態様は、前記第二の態様に係る研磨パッド用補助板において、前記固定手段が、周上の複数箇所において前記嵌合周壁部に取り付けられた複数本の固定用ボルトを含んで構成されており、該固定用ボルトの締込力が前記回転定盤の外周面に対する固定力として及ぼされるようになっているものである。
本態様では、各固定用ボルトを締め込んで研磨パッド用補助板を回転定盤に固定することが出来、それらの固定用ボルトを緩めることで研磨パッド用補助板の回転定盤への固定を解除することが出来る。また、複数本の固定用ボルトを利用して、研磨パッド用補助板の回転定盤に対するセンタリング精度の更なる向上を図ることも可能である。例えば、全ての固定用ボルトの締込端を予め規定しておき、それらを締込端まで締め込んだ状態で、研磨パッド用補助板が回転定盤に対して正しくセンタリングされるように設定しておいても良い。勿論、複数の固定用ボルトの締込量を任意に調節可能とし、かかる締込量の調節操作で、研磨パッド用補助板を回転定盤に対して適宜に中心合わせできるようにしても良い。なお、回転定盤に対する固定力を効率的に得ると共に、回転定盤に対する研磨パッド用補助板のセンタリング作用を効果的に得るために、複数本の固定用ボルトは、嵌合周壁部の周方向で等間隔に設けられていることが望ましい。
ところで、本態様における固定用ボルトは、その締込力が回転定盤の外周面に対する研磨パッド用補助板の固定力として及ぼされるものであれば良い。具体的には、例えば、嵌合周壁部の外周面側から（回転定盤の外周面に向かって）軸直角方向に貫通して螺合され、その先端面が回転定盤の外周面に当接される複数本の固定用ボルトが採用可能である。また、例えば、嵌合周壁部を軸方向又は軸直角方向に貫通して挿通され、その先端部分が回転定盤又は回転定盤と一体化された部材に対して螺着される固定用ボルト等も採用可能である（具体的には、例えば後述する実施形態の図５に示されている）。
その他、かかる固定用ボルトは、例えば、回転定盤の外周面上において、嵌合周壁部に対して軸方向に締付押圧部材を重ね合わせると共に、嵌合周壁部に対して（回転定盤の回転軸と平行に）軸方向に固定ボルトを挿通して締付押圧部材に螺合させることにより、当該固定ボルトの締付力を、それら嵌合周壁部と締付押圧部材との間に介在させたゴム等の弾性材に作用させて該弾性材を軸方向に圧縮変形させ、かかる弾性材を嵌合周壁部から内周側に向かって突出させて回転定盤の外周面に当接させて押し付けることにより、研磨パッド用補助板の回転定盤に対する固定力が発揮されるようにすることも可能である。なお、このように締付ボルトの締付力を弾性材を介して回転定盤への固定力として利用する場合には、かかる弾性材を、後述する本発明の第四の態様に記載のシール部材として利用することも可能である。
さらに、本発明の第四の態様は、前記第一〜三の何れか一の態様に係る研磨パッド用補助板において、前記嵌合周壁部と前記回転定盤の外周面との間に圧縮状態で介在せしめられる、弾性を有するシール部材が設けられているものである。
本態様では、嵌合周壁部と回転定盤との軸直角方向対向面間にシール部材を圧縮介在させたことにより、例えば、シール部材の弾性的な押圧力および摩擦力に基づいて、研磨パッド用補助板の回転定盤に対する固定力を得ることも可能である。また、例えば、シール部材の弾性的な押圧力を、周上の複数箇所又は全周に亘って、嵌合周壁部と回転定盤との間に及ぼすことにより、かかる弾性的な押圧力を利用して、回転定盤に対する研磨パッド用補助板のセンタリングを行わせることも可能である。更にまた、例えば、嵌合周壁部を回転定盤に対して嵌合方向に強く押圧して装着する場合に、シール部材の押圧力と摩擦力を巧く利用すれば、嵌合周壁部を回転定盤に対して嵌合方向に押し込んだ位置に（当該状態下で固定ボルトを締め付ける等の特別な作業を必要とすることなく）保持せしめることも可能となる。
また、本発明の第五の態様は、前記第四の態様に係る研磨パッド用補助板において、前記嵌合周壁部と前記シール部材が、前記回転定盤の全周に亘って配設されて、該環状周壁部と該回転定盤との間が全周に亘ってシールされるようになっていると共に、該回転定盤と前記補助板本体との間の内部領域を外部空間に連通させるエア抜用孔が形成されているものである。
本態様では、シール部材を配することで、回転定盤と補助板本体との対向面間への異物の入り込みを防止することが出来る。また、このシール部材によって、回転定盤の外周面と嵌合周壁部の内周面との対向面間の径方向隙間を実質的に消失させることが出来るから、回転定盤に対する嵌合周壁部のセンタリング作用等もより高精度に発揮され得る。
また、本態様では、回転定盤の外周面と嵌合周壁部の内周面との対向面間において、その全周に亘って、シール部材の弾性が径方向に作用せしめられることから、かかる弾性の全周に亘る合力として、回転定盤に対する嵌合周壁部ひいては研磨パッド用補助板のセンタリング作用が、自動的に且つ高精度に発揮され得る。しかも、シール部材の弾性によって、たとえシール部材が使用に伴ってへたった場合でも、目的とするシール性能やセンタリング性能が、長期間に亘って安定して発揮され得る。
さらに、本態様では、全周に亘るシール部材と併せて、回転定盤と補助板本体との間の内部領域を外部空間に連通させるエア抜用孔を採用したことにより、シール部材で封止される内部領域の完全密閉状態を、かかるエア抜用孔を通じて、必要に応じて適宜に解除することが出来る。それ故、例えば回転定盤に研磨パッド用補助板を装着するに際して、エア抜用孔を開放しておくことで、上記内部領域に閉じ込められる空気によるスプリングバックの現象が回避され、回転定盤と補助板本体とを（内部領域に閉じ込められた空気による悪影響を受けることなく）容易に密着させることが可能となる。なお、このエア抜用孔には、開閉可能な蓋体を設けることが望ましく、かかる蓋体によって、エア抜用孔を必要としない状況下で閉塞しておくことで、エア抜用孔への外部からの異物の侵入を防止することが出来る。
また、本発明の第六の態様は、前記第四又は五の態様に係る研磨パッド用補助板において、前記回転定盤とその上に載置される前記補助板本体との間の内部領域が、前記シール部材によって気密に封止されるようになっていると共に、該内部領域への外部からの圧力流体の給排を可能とする圧力流体通路が形成されているものである。
本態様では、回転定盤とその上に載置される補助板本体との間の内部領域を外部空間に対して封止することが出来る。それ故、内部領域に及ぼされる圧力流体（例えば、正圧又は負圧のエアや不活性ガス等）の圧力を利用して、回転定盤に対する補助板本体の固着と離脱を容易に且つ効果的に行うことが可能となる。
例えば、本発明の第七の態様は、第六の態様に係る研磨パッド用補助板において、その内部領域に負圧を及ぼす負圧源が接続可能に設けられたものである。これにより、補助板本体の裏面を回転定盤の上面に対して積極的に密着させて大きな固定強度を得ると共に、高度な平坦度をもった回転定盤の上面で補助板本体の表面の平滑精度を向上させて研磨パッドの支持面の精度向上を図ることも可能となる。特に、何れも平坦面とされた回転定盤の上面と補助板本体の裏面とを重ね合わせる際、同時に内部領域に負圧を及ぼすことで、それら両面間におけるエアの残留を容易に且つ効果的に防止することも可能となる。なお、本発明の第六及び第七の態様では、内部領域を大気開放し、或いは積極的に正圧を内部領域に及ぼすことで、補助板本体の回転定盤からの離脱を補助して作業を容易にすることも可能となる。
さらに、本発明の第八の態様は、前記第一〜七の何れか一の態様に係る研磨パッド用補助板であって、前記補助板本体は、その裏面側にクッション層を備えており、該クッション層が前記回転定盤の上に重ね合わされるようになっているものである。
本態様では、研磨パッドの支持特性を、補助板本体を介して研磨パッドに及ぼされるクッション層の弾性に基づいて調節することが可能となる。即ち、かかるクッション層の弾性や補助板本体の強度及び剛性を調節することにより、回転定盤による研磨パッドの支持特性を調節することが出来るのであり、それによって、例えば研磨パッドによる研磨効率の面内均一性の向上等が図られ得る。
特に、研磨パッドによる研磨効率を、研磨パッドの全面において均一化する目的で、研磨パッドの裏面にクッション層を一体形成した２層式の研磨パッドが従来から提供されている。ここにおいて、本態様では、研磨パッドにおけるクッション層をわざわざ使用せずとも、１層式の研磨パッドにより優れた研磨効率の面内均一性を得ることも可能となる。或いは、２層式の研磨パッドを使用する際、研磨パッドに設けられたクッション層を、補助板本体の裏面に設けたクッション層で補って、クッション層による効果の更なる持続を図ることで、研磨パッドを再利用する際の研磨特性の長期間に亘る安定化も達成され得る。
さらに、本発明の第九の態様は、前記第一〜八の何れか一の態様に係る研磨パッド用補助板において、前記補助板本体が重ね合わされる前記回転定盤の上面に広がって、該回転定盤とその上に載置される前記補助板本体との重ね合わせ面間での密着性を向上させる密着層が設けられているものである。
本態様では、密着層として、例えば粘着テープを採用することで、補助板本体の回転定盤に対する固着力を効率的に得ることが出来る。特に、補助板本体は、研磨パッドに比して面積が大きいことから、例えば粘着テープを大形化することが出来、それによって固着力の更なる向上を図ったり、粘着テープにおける単位面積あたりの粘着力を小さく設定して引き剥がしを容易として離脱作業性の向上を図ることも可能である。なお、粘着テープによって固着される補助板本体は、前記第八の態様においてクッション層を備えている場合に、補助板本体を構成する当該クッション層とされる。
また、密着層として、例えば、弾性を有するテープやフィルム、プレート（シリコン板等）を採用したり、ワックス等の粘性材やゲル状物質を塗布して採用することも可能である。このような弾性薄層や塗布層を採用することにより、補助板本体と回転定盤との密着性を向上させ、両者間におけるエア残留を防止して、補助板本体の回転定盤による支持及び補強の効果を更に向上させることが出来る。
更にまた、前記第八の態様において補助板本体が裏面にクッション層を備えている場合には、前記密着層として、例えば、かかるクッション層に水等の液体を含ませることにより、クッション層を密着層として利用することも可能である。要するに、かかるクッション層が連続した内部気泡を備えている多孔質材である場合には、それを積極的に利用して、補助板本体の回転定盤に対する密着性の向上を図ることも出来るのである。
さらに、本発明の第十の態様は、前記第一〜九の何れか一の態様に係る研磨パッド用補助板において、前記嵌合周壁部の前記回転定盤に対する嵌め合わせ方向における位置調節力を該嵌合周壁部に対して及ぼすジャッキ手段が、該嵌合周壁部の周上の複数箇所に設けられているものである。
本態様では、かかるジャッキ手段を利用して、例えば研磨パッド用補助板を回転定盤に装着する際、嵌合周壁部の回転定盤への嵌まり込み量を全周に亘って調節しつつ、少しずつ、例えば平行度を維持しながら作業することが出来る。また、例えば、研磨パッド用補助板を回転定盤から取り外す際、ジャッキ手段による力を、嵌合周壁部を回転定盤から外す方向に及ぼして、嵌合周壁部を回転定盤から少しずつ、例えば平行度を維持しながら離脱させることが出来る。このように、ジャッキ手段を用いることにより、研磨パッド補助板の回転定盤への装着及び取外しを、特に研磨パッド補助板の回転定盤に対する大きな傾きに起因するかじりや引っ掛かりを回避しつつ、安定して容易に行うことが可能となるのである。
また、本発明の第十一の態様は、前記第十の態様に係る研磨パッド用補助板であって、前記ジャッキ手段が、周上の複数箇所で前記嵌合周壁部に対して前記嵌め合わせ方向に螺合され、各先端部が前記研磨機側に当接される複数本のジャッキボルトによって構成されているものである。
本態様では、前述のジャッキ手段が、嵌合周壁部に螺合されたボルトによって簡単な構造をもって実現可能となる。特に、ジャッキボルトは、そのねじ溝のリードによって倍力作用を発揮することから、仮に粘着テープ等で補助板本体が回転定盤に対して強固に固着されているような場合でも、小さな作業力で容易に補助板本体を回転定盤から引き剥がして取り外すことが可能となる。
さらに、本発明の第十二の態様は、前記第一〜十一の何れか一の態様に係る研磨パッド用補助板であって、前記補助板本体の前記パッド支持面に対して前記研磨パッドが重ね合わされて固着されているものである。なお、研磨パッドの固着は、例えば従来から研磨パッドの回転定盤への固着に用いられている粘着テープ等が採用可能である。補助板本体への固着状態で研磨パッドを取り扱うことにより、研磨パッドの回転定盤への着脱の際だけでなく、研磨パッドの移動や保管等に際しても、研磨パッドの損傷が効果的に防止され得る。
また、本発明の第十三の態様は、前記第十二の態様に係る研磨パッド用補助板であって、前記研磨パッドの外周縁部において、部分的に、前記補助板本体の前記パッド支持面に対して固着されていない非着部が設けられているものである。このような非着部を設けることにより、研磨パッド用補助板から研磨パッドを引き剥がす際の作業性が向上される。それ故、例えば、研磨パッドを、適当な再利用回数を経た後に廃棄する場合でも、研磨パッドを引き剥がして補助板本体及び嵌合周壁部は再利用することが容易となる。
また、前述の如き課題を解決するために為された、研磨パッドの再生方法に関する本発明の特徴とするところは、前記第十二又は十三の態様に係る研磨パッド用補助板を用い、前記研磨パッドが使用によって磨耗した場合に、該研磨パッド用補助板に装着したままの状態で該研磨パッドの表面に再生加工を施す研磨パッドの再生方法にある。
このような本発明方法に従えば、研磨パッドに再生加工を施すに際しても、裏面に固着された研磨パッド用補助板による補強効果が継続して発揮されることから、研磨パッドの損傷が効果的に防止されて、高精度な再生加工が実現可能となる。
また、かかる研磨パッドの再生方法において、前記研磨パッドの表面に同心円状の溝が設けられており、前記再生加工に際して、それらの溝に入り込んだ付着物を除去することが、好適である。
なお、溝に入り込んだ付着物の除去に際しては、圧縮エアの吹き付けや、ブラシによる掻き出し等の処理も可能である。より好適には、例えば、予め形成された溝に対応したピッチと大きさを有する複数歯を備えた櫛状の再生加工具を用い、その複数歯を各溝に差し入れつつ溝に沿って移動させることにより、溝内の付着物を掻き出すようにして除去する方法が好適に採用される。
また、本発明は、前記第十二又は十三の態様に係る研磨パッド用補助板を、研磨機の回転定盤に装着して、研磨対象物である基板を研磨加工して製造する、本発明に従う特定構造の研磨パッド用補助板を用いた研磨による基板の製造方法も、特徴とするものである。そして、このような基板の製造方法によれば、目的とする研磨加工を、トータル的に安価（研磨パッドの再生使用等による）に且つ優れた加工効率（研磨機の稼働率の向上等による）をもって行い、研磨された基板を有利に製造することが可能となるのである。
上述のとおり、本発明に従えば、研磨パッドの損傷を防止しつつ、研磨パッドを回転定盤に対して優れた作業性をもって着脱することが可能となるのであり、その結果、研磨パッドの着脱等の作業のために高価な研磨設備の稼働時間を不必要に制限することもなくなり、研磨設備の稼働効率の向上ひいては基板の生産効率（研磨作業効率）の向上が達成され得る。
そして、その結果、研磨パッドの再利用について、実用レベルでの実現も可能となる。
本発明の一実施形態としての研磨パッド用補助板の平面図。 図１に示された研磨パッド用補助板の正面図。 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図。 本発明の別の実施形態としての研磨パッド用補助板を示す、図３に対応する断面図。 図１におけるＶ−Ｖ断面図。 本発明の更に別の実施形態としての研磨パッド用補助板を示す、図５に対応する断面図。 本発明の更に別の実施形態としての研磨パッド用補助板を示す、図３に対応する断面図。 本発明の更に別の実施形態としての研磨パッド用補助板を示す、図３に対応する断面図。 図８に示された研磨パッド用補助板におけるシール状態を示す断面図。 図９に示された研磨パッド用補助板における負圧吸引部を示す断面図。 本発明の更に別の実施形態としての研磨パッド用補助板を示す断面図。 本発明の更に別の実施形態としての研磨パッド用補助板を示す断面図。 本発明の更に別の実施形態としての研磨パッド用補助板を示す平面図。 図１３におけるＸＩＶ矢視となる説明図。 図１４に示された非着部の別の態様例を示す、図１４に対応する説明図。 本発明の更に別の実施形態としての研磨パッド用補助板を示す平面図。 図１６に示された研磨パッド用補助板における研磨パッドに対する再生加工を説明するための、図１６におけるＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面に相当する説明図。 図１７に示された研磨パッドに対する再生加工の別の工程を説明するための、図１７に対応する説明図。 本発明の更に別の実施形態としての研磨パッド用補助板を示す断面図。 本発明の更に別の実施形態としての研磨パッド用補助板を示す平面図。 図２０に示された研磨パッド用補助板の正面図。 本発明の更に別の実施形態としての研磨パッド用補助板を示す底面図。 図２０に示された研磨パッド用補助板の正面図。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。先ず、図１〜３には、本発明の一実施形態としての研磨パッド用補助板１０が示されている。この研磨パッド用補助板１０は、周知の研磨機の回転定盤１２に装着されて用いられる。
具体的には、かかる研磨パッド用補助板１０は、薄肉の円形平板形状を有する補助板本体１４を備えており、何れも平坦とされた表面（上面）１４ａと裏面（下面）１４ｂとを有している。この補助板本体１４は、ステンレス鋼等の金属板やポリカーボネート等の合成樹脂板で有利に形成される。また、補助板本体１４の外径寸法は、装着される回転定盤１２の外径寸法と同じか僅かに大きくされている。そして、研磨パッド用補助板１０が回転定盤１２に装着されることにより、補助板本体１４が回転定盤１２の上面１６に重ね合わされて載置される。これにより、回転定盤１２の上面１６の全体が、補助板本体１４で覆われるようになっている。
さらに、補助板本体１４の外周縁部には、周方向に延びる嵌合周壁部１８が一体的に形成されている。この嵌合周壁部１８は、補助板本体１４よりも厚肉のブロック状断面（本実施形態では矩形状断面）をもって周方向に延びており、本実施形態では周方向の全周に亘って連続して延びる円環形状とされている。なお、嵌合周壁部１８も、補助板本体１４と同様に、ステンレス等の金属材の他、合成樹脂材等で形成され得る。特に本実施形態では、補助板本体１４の外周縁部に対して嵌合周壁部１８が一体形成されている。
かかる嵌合周壁部１８は、研磨パッド用補助板１０が回転定盤１２に装着されて補助板本体１４が回転定盤１２の上面１６に重ね合わされた際、補助板本体１４から下方に向かって、回転定盤１２の外周面に沿って延び出すようになっている。特に本実施形態では、嵌合周壁部１８の内周面２０が円筒形状とされており、この内周面２０が、回転定盤１２の外周面２２に対して嵌め合わされて相互に接触し或いは僅かな隙間を隔てて配されるようになっている。なお、回転定盤１２の外周面２２と嵌合周壁部１８の内周面２０との間に適当な隙間を形成することにより、研磨パッド用補助板の回転定盤１２に対する着脱が容易となる。また、図示はされていないが、嵌合周壁部１８の内周面２０の下方の開口端縁部には、下方に向かって次第に拡開するテーパ面や面取りを施すことで、嵌合周壁部１８を回転定盤１２に対して嵌め合わせて装着する作業性の向上が図られ得る。
また、補助板本体１４の表面１４ａには、研磨パッド２４が重ね合わされて取り付けられている。かかる研磨パッド２４は、従来から公知の各種の研磨パッドを採用することが出来る。そして、この研磨パッド２４の裏面が、補助板本体１４の表面１４ａに対して、従来公知の粘着テープ２５や適当な接着剤等を利用して固着されている。なお、研磨パッド２４の外径寸法は、一般に規格値とされるが、多くの場合、装着される回転定盤１２の上面１６の外径寸法よりも小さく設定される。本実施形態では、例えば補助板本体１４の表面１４ａを、回転定盤１２よりも大きな外径寸法とすることにより、回転定盤１２の外径寸法と略同じか或いは大きい外径寸法の研磨パッド２４を採用して装着することも可能である。
すなわち、研磨パッド用補助板１０が回転定盤１２に装着されて、補助板本体１４が回転定盤１２の上面１６に重ね合わされることにより、補助板本体１４の表面１４ａに固着された研磨パッド２４が、補助板本体１４を介して、回転定盤１２の上面１６に載置されて固定状態でセットされることとなる。そして、回転定盤１２の中心軸回りの回転作動により、回転定盤１２にセンタリングされて装着された研磨パッド２４も同時に回転して、図示しない基板に対する研磨加工を行うようにされる。
その際、例えば図４に示されているように、回転定盤１２の上面１６と補助板本体１４との間に、適当なクッション層２６を設けることが出来る。なお、かかるクッション層２６としては、例えば発泡によってある程度の圧縮性が付与された樹脂シートや、エラストマーシート、ゴムシート等が好適に採用され得る。かかるクッション層２６は、補助板本体１４における局部的な歪を防止するために、少なくとも研磨パッド２４の固着領域の全体に亘る大きさで、好適には補助板本体１４の裏面１４ｂの全体に亘って一定厚さで存在するように、形成される。
このようなクッション層２６を設けることにより、研磨パッド２４による研磨加工に際して、基板に対する研磨効率の全面に亘る均一化を図ることが可能となる。因みに、本発明者が行った実験では、３００ｍｍの基板表面酸化膜に対する研磨効率の面内均一性に関し、研磨開始初期と８時間後との何れにおいても、クッション層２６を設けない場合に比してクッション層２６を設けることにより、１０％程度の向上が達成されることを確認した。また、本発明者が行った別の実験では、市販のクッション層が裏面に一体形成されたダブル構造の研磨パッド（例えば、ニッタ・ハース社製のＩＣ１４００（商品名））を使用し且つ補助板本体１４の裏面１４ｂにクッション層２６を設けない場合では、一分間当たりの研磨量の面内ばらつきが略１０００オングストロームあったのに比して、補助板本体１４の裏面１４ｂにクッション層２６を設けることにより、一分間当たりの研磨量の面内ばらつきが数百オングストローム程度にまで抑えられることを確認した。
なお、研磨加工を行う際、研磨パッド２４が固着された研磨パッド用補助板１０は、その嵌合周壁部１８が回転定盤１２の外周面２２に嵌め合わされていることから、研磨加工に際して、回転定盤１２から研磨パッド用補助板１０ひいては研磨パッド２４が脱落してしまう不具合が効果的に防止される。
また、研磨パッド用補助板１０は、回転定盤１２に対して、例えば嵌合周壁部１８の回転定盤１２に対する嵌合に際しての摩擦力等に基づいて固定することも可能であるが、好適には、特別な固着手段が採用される。かかる固着手段としては、例えば粘着テープや接着剤等を採用することも可能であるが、図１〜３に示された本実施形態では、図５に示されているように、固定ボルト２８が採用されている。
この固定ボルト２８は、嵌合周壁部１８において、周上の複数箇所（好適には等分に位置する３箇所以上）において、それぞれ軸方向に貫通して形成されたボルト挿通孔３０に挿通されて装着されている。なお、固定ボルト２８の頭部は、嵌合周壁部１８に形成された収容凹部３１内に収容されることにより、研磨パッド２４が装着される補助板本体１４の表面１４ａからの突出が防止されている。
そして、ボルト挿通孔３０に挿通された固定ボルト２８の先端（下端）が、何れも、回転定盤１２に形成されたボルト穴３２に対して螺合されることにより、嵌合周壁部１８が回転定盤１２に対して締め付けられてボルト固定されている。なお、図５において、回転定盤１２の上面１６に対する補助板本体１４の全面に亘る密着性を有利に確保すると共に、回転定盤１２に対する嵌合周壁部１８の固定ボルト２８による固定力を効果的に確保するためには、嵌合周壁部１８の軸方向下面と回転定盤１２との軸方向対向面間には、固定ボルト２８の締付状態でも僅かな隙間が残存しているように設定したり、必要に応じてスプリングワッシャ等を用いることが望ましい。
なお、嵌合周壁部１８を回転定盤１２に対して固定する固定手段としての固定ボルトとしては、上述の如き嵌合周壁部１８の軸方向に挿通されて回転定盤１２又は回転定盤１２に固定されて一体的に回転駆動される別部材に対して螺合される固定ボルト２８の他、例えば図６に示されているように、嵌合周壁部１８に対して軸直角方向に螺合される固定ボルト３４を採用しても良い。
すなわち、図６に示された別の実施形態では、嵌合周壁部１８に対して、周上の複数箇所において軸直角方向に貫通するねじ穴３６が形成されており、これらのねじ穴３６に対してそれぞれ固定ボルト３４が外周側から螺入されている。そして、各固定ボルト３４の先端部が、回転定盤１２の外周面２２に対して当接されて押し付けられており、複数の固定ボルト３４によって協働して軸直角方向の締付力に基づく固定力が、嵌合周壁部１８と回転定盤１２との間に及ぼされるようになっている。
この図６に示されている如き、水平方向にねじ込まれる複数本の固定ボルト３４を採用すれば、回転定盤１２の外径に比して嵌合周壁部１８の内径を所定量だけ大きくして回転定盤１２に対する嵌合周壁部１８の軸直角方向の相対変位を許容せしめた状態下において、それら複数本の固定ボルト３４の螺入量を相互に調節することで、回転定盤１２に対する研磨パッド用補助板の軸直角方向での相対的な位置合わせ（センタリング等）を調節することが可能となる。また、このような複数本の固定ボルト３４を採用する場合には、各固定ボルト３４のねじ穴３６に対する螺入位置を、刻印等で設定しておくことで、回転定盤１２に対する研磨パッド用補助板１０の装着時におけるセンタリングを一層容易に行うことも可能となる。
また、図７に示された別の実施形態では、嵌合周壁部１８の内周面２０と回転定盤１２の外周面２２との径方向対向面間を周方向の全周に亘って連続して延びる弾性材からなるシール部材としてのＯリング３８が装着されている。なお、本実施形態では、嵌合周壁部１８の内周面２０に装着用の周溝３９が形成されており、この周溝３９にＯリング３８の外周縁部が嵌め入れられることで位置決め装着されている。Ｏリング３８を採用することにより、嵌合周壁部１８と回転定盤１２との対向面間をシールすることが出来る。
特に本実施形態では、研磨パッド２４を支持する補助板本体１４と回転定盤１２との重ね合わせ対向面間を含んで存在する内部領域４０を、外部空間から遮断して密封することが出来る。これにより、装着等に際してかかる内部領域４０に異物が侵入して、補助板本体１４と回転定盤１２の密着性が低下する等の問題が効果的に防止される。
しかも、かかるＯリング３８は、全周に亘って配設されていることから、Ｏリング３８の弾性に基づいて、回転定盤１２に対する嵌合周壁部１８のセンタリングを自動的に行うことも可能となるのである。
なお、シール部材として、上述のＯリング３８に代えて、別の実施形態として図８に示されているように、弾性材である環状弾性体４２を採用することも可能である。本実施形態では、嵌合周壁部１８に対して、下方から締付押圧部材として作用する（本実施形態では周方向の全周に亘って連続した円環状を有する）環状押圧部材４４が重ね合わされている。そして、これら嵌合周壁部１８と環状押圧部材４４の軸方向対向面間には、内周縁部を周方向の全周に亘って延びる環状弾性体４２が挟まれるようにして配設されている。
また、それら嵌合周壁部１８及び環状押圧部材４４には、周上の複数箇所において軸方向に貫通して締付ボルト４６が装着されている。この締付ボルト４６は、頭部が嵌合周壁部１８の上面に係止されて、嵌合周壁部１８を軸方向に遊挿されており、環状押圧部材４４に対して螺合されている。これにより、締付ボルト４６を環状押圧部材４４に対して締め付けることで、嵌合周壁部１８と環状押圧部材４４に対して重ね合わせ方向（軸方向）の押圧力が及ぼされるようになっている。なお、締付ボルト４６の先端（下端）は、環状押圧部材４４から更に下方に突出されており、この突出先端部分に対してロックナット（ダブルロックナット）４８が螺着されている。このロックナット４８は、締付ボルト４６から環状押圧部材４４が脱落することを防止するフェイルセーフ機能を発揮する。
そして、図９に示されているように、かかる締付ボルト４６と締付ナット４８の締付力による軸方向の押圧力で、嵌合周壁部１８と環状押圧部材４４が相互に接近して重ね合わされる方向に押し付けられ、それら両部材１８，４４間に介装された環状弾性体４２に対して軸方向の圧縮力が及ぼされる。これにより、環状弾性体４２は、（特に本実施形態では、外周側への弾性膨出変形が阻止されていることとも相俟って）軸方向での圧縮量に応じて、径方向内方に突出して膨出変形することとなり、その結果、環状弾性体４２の内周縁部が、回転定盤１２の外周面２２に対して押し付けられ、以て、かかる部位が流体密にシールされることとなる。
特にこのような環状弾性体４２によるシール構造においては、締付ボルト４６の締め付け量を調節することで、環状弾性体４２の回転定盤１２への押付力を調節することが出来るから、例えば、回転定盤１２に対して研磨パッド用補助板を着脱する際には、環状弾性体４２の回転定盤１２に対する当接を解除又は軽減して作業性を向上させることが可能となる。要するに、環状弾性体４２の回転定盤１２に対する当接力を、嵌合周壁部１８の回転定盤１２に対する固定力としても利用することが出来るのである。
また、図１〜３に示された本実施形態では、嵌合周壁部１８の適当な位置（図１におけるＸ−Ｘ断面を示す図１０参照）に、内外に貫通して延びる圧力流体通路（５０）が形成されている。そして、この圧力流体通路（５０）には、空気圧管路が着脱可能に接続されるようになっており、かかる空気圧管路を通じて、外部の空気圧源からの空気圧が及ぼされ得るようになっている。これにより、例えば、回転定盤１２の上面１６と補助板本体１４との重ね合わせ面間に負圧力を及ぼして、それらの重ね合わせ面に残留するエアを積極的に吸引せしめて、かかる重ね合わせ面間における密着性の向上を図ることも可能となる。或いは、回転定盤１２の上面１６と補助板本体１４との重ね合わせ面間に正圧力を及ぼして、それらの重ね合わせ面に離隔力を及ぼすことで回転定盤１２からの研磨パッド用補助板１０の離脱作業性を向上させたり、重ね合わせ面間への異物の入り込みを防止したりすることも可能となる。
特に本発明では、そのような空気圧機構を設けるに際しては、前記図７に示されたＯリング３８や図８〜９に示された環状弾性体４２等からなるシール部材を採用し、密閉された内部領域４０を画成して、この内部領域４０に対して空気圧が及ぼされるようにすることが望ましい。具体的には、例えば図１０に示されているように、図８〜９に示される如き環状弾性体４２からなるシール部材によって密閉された内部領域４０が画成された状態下で、この内部領域４０に開口する圧力流体通路５０が、嵌合周壁部１８を径方向に貫通して形成されている。
この圧力流体通路５０には、ワンタッチコネクタ５２が組み付けられていると共に、かかるワンタッチコネクタ５２は、弁体が内蔵された接続口体５６を備えている。そして、この接続口体５６に対して、外部管路５８が接続されており、これにより、ワンタッチコネクタ５２を利用して、外部管路５８が、圧力流体通路５０に対して容易に着脱可能（接続／離脱可能）とされている。特に、ワンタッチコネクタ５２は、外部管路５８を取り外した際、内蔵された弁体により、圧力流体通路５０が遮断されて、内部領域４０が密閉状態に保持されるようになっている。
そして、圧力流体通路５０は、外部管路５８を通じて、負圧ポンプや負圧アキュムレータ等の適当な負圧源（図示せず）に対して接続されるようになっている。なお、外部管路５８には、開閉弁や切替弁が、必要に応じて設けられると共に、かかる外部管路５８を、切替弁を介して、負圧源と正圧源（例えば正圧ポンプや正圧アキュムレータ等）に対して選択的に接続可能にしても良い。
このような構造とされた圧力流体通路５０を備えたものにあっては、例えば研磨パッド用補助板１０を回転定盤１２に装着する際には、外部管路５８を接続口体５６に接続して、内部領域４０に負圧を及ぼすことで、回転定盤１２の上面１６と補助板本体１４とを高度な密着状態で重ね合わせると共に、その後に外部管路５８を接続口体５６から取り外すことで、内部領域４０の負圧状態を維持しつつ、外部管路５８による回転定盤１２の回転作動への悪影響等を回避することが可能となる。
さらに、図１１には、本発明の更に別の実施形態が示されている。即ち、本実施形態では、嵌合周壁部１８の周上の複数箇所にジャッキ手段としてのジャッキボルト６０が装着されている。このジャッキボルト６０は、嵌合周壁部１８を軸方向に貫通して形成された貫通ねじ穴６２に螺入されており、貫通ねじ穴６２よりも長い脚部軸寸法とされている。そして、貫通ねじ穴６２から下方に突出させられたジャッキボルト６０の先端が、回転定盤１２を備えた研磨機本体６４の対向部分に突設された当接ブロック６６に対して当接されている。それ故、嵌合周壁部１８から下方に突設されたジャッキボルト６０のねじ込み量を調節し、嵌合周壁部１８から下方へのジャッキボルト６０の突出量を調節することにより、回転定盤１２の上面１６に対する補助板本体１４の軸方向での対向面間距離を適宜に調節することが出来る。
それ故、例えば研磨パッド用補助板１０を回転定盤１２に装着する際、周上に設けられた複数のジャッキボルト６０を少しずつ緩めて行くことにより、補助板本体１４の水平度を容易に且つ精度良く維持しつつ、回転定盤１２の上面１６に対して平行状態を維持して次第に接近させることが出来る。これにより、回転定盤１２の上面１６に対して補助板本体１４を、それらの対向面間への部分的なエアの封入や相対傾斜等の問題を回避しつつ、安定して重ね合わせて密着状態を有利に得ることが可能となる。
また、例えば研磨パッド用補助板１０を回転定盤１２から取り外す際、周上に設けられた複数のジャッキボルト６０を少しずつ締め込んで行くことにより、回転定盤１２の上面１６に接着等された補助板本体１４に対して回転定盤１２から離隔方向の力を効率的に及ぼすことが出来る。これにより、例えば粘着テープ等で固着されている場合でも、補助板本体１４を回転定盤１２から引き剥がす作業を容易且つ速やかに行うことが可能となる。
なお、ジャッキボルト６０の突出先端部が当接される当接ブロック６６は、上述のように研磨機本体６４に形成する他、図１２に示されているように、回転定盤１２の外周面上に突出する当接突部６８として形成することも可能である。この当接突部６８は、周上の各ジャッキボルト６０に対応する位置に、或いは周方向の全周に亘って、回転定盤１２の軸方向下部において外周面上に突出して一体形成されている。
さらに、本発明においては、図１３〜１５に示されているように、研磨パッド用補助板１０における補助板本体１４の表面１４ａに対して研磨パッド２４を密着状態で重ね合わせて固着するに際して、研磨パッド２４の外周縁部における少なくとも周上の一箇所において、非着部７０を形成することが望ましい。図１３〜１５に示された態様では、嵌合周壁部１８の外周面から、補助板本体１４の表面１４ａに向かって径方向内方に延びて、研磨パッド２４の固着領域の外周縁部まで達する凹所７２が、当該非着部７０に合わせて形成されている。
このような凹所７２を形成することで、研磨パッド２４を引き剥がす際、作業者が手指や適当な工具を、研磨パッド２４の裏面に引っ掛かるようにして差し入れて作業し易くなる。しかも、この凹所７２が形成された部分では、研磨パッド２４の外周縁部の僅かな領域で、粘着テープ等による固着がされていない部分（非着部７０）を形成しておくことにより、当該非着部７０から研磨パッド２４の離脱作業を一層容易に開始することが出来る。なお、図１３，１４に記載されているように、嵌合周壁部１８の上端部分だけに凹所７２を形成する他、例えば図１５に記載されているように、嵌合周壁部１８の外周縁部を軸方向の全長に亘って切り欠くようにして凹所７２を任意の形状で形成することができる。尤も、この凹所７２は、嵌合周壁部１８や補助板本体１４における外面だけに形成されており、内部には貫通しておらず、それ故、内部領域４０における気密性は確保され得る。また、このような凹所７２は、研磨パッド２４を補助板本体１４の表面１４ａに装着する際のエア抜きとして利用することも可能である。
また、本発明において採用される研磨パッド２４は、特に限定されるものでなく、例えば従来から公知のものは何れも採用可能である。例えば、図１６に示されているように、周方向に同心的に延びる複数状の溝７４が、表面に形成された研磨パッドも採用可能である。
特に、このような溝７４が表面に形成された研磨パッド２４においては、研磨加工に際して発生した研磨屑等が溝７４に入って嵌まり込むことで除去し難くなることがある。本発明者が検討したところ、研磨パッド２４において、溝７４の深さ寸法は充分に残っていても、研磨屑等が溝７４に嵌まり込むことで実質的に溝７４の深さ寸法が不足して研磨性能に悪影響を及ぼすことがわかった。
そこで、研磨パッド２４の再生方法の一態様として、図１７〜１８に示されているように、研磨パッド２４に形成された溝７４に対応したピッチと大きさを有する複数の加工用歯７６を備えた櫛状の再生加工具７８を用い、その各歯７６を各溝７４に差し入れつつ溝７４に沿って相対的に移動させることにより、溝７４内の付着物を掻き出すようにして除去することが有効である。
なお、再生加工具７８における各歯７６の形状は、図面に示す四角形状に限らず、その先端は、研磨パッド２４の溝７４の形状も考慮して、円状、台形状、Ｖ字状など任意の形状が採用され得る。また、再生加工具７８の歯７６の数も任意でよく、例えば、一回ですべての溝７４をさらえることも可能である。また、研磨機上において、常時、再生加工具７８を装着して、その歯７６を研磨加工に用いられている研磨パッド２４の溝７４に挿し入れておくこともできる。
さらに、再生加工具７８における各歯７６の大きさも、例えば研磨パッド２４の溝７４の幅寸法よりも小さい歯幅寸法で形成することにより、研磨パッド２４の溝７４に対する再生加工具７８の歯７６の位置合わせを容易とし、研磨パッド２４の予期しない損傷等を防止することも可能である。また、例示の如き鋸歯状の歯７６を備えた再生加工具７８の他、研磨パッド２４の溝７４に差し入れられる線材を束ねたブラシ状の再生加工具を採用することや、研磨パッド２４の溝７４から研磨屑等をより積極的に掻き出す回転式の歯を備えた構造の再生加工具等も適宜に採用可能である。
上述の如き、本発明の各実施形態としての研磨パッド用補助板１０を採用すれば、研磨パッド２４の損傷を防止しつつ、研磨パッド２４を回転定盤１２に対して優れた作業性をもって着脱することが可能となる。また、その結果、研磨パッドの再利用も容易となり、例えば研磨パッド用補助板１０に固着したままで研磨パッド加工して再利用可能にすることが出来る。また、回転定盤１２に対する研磨パッド２４の着脱を速やかに行うことが出来るから、研磨装置の稼働時間を効率的に確保することも可能となる。そして、半導体基板等の製造工程において、複数回にわたり研磨パッドを再利用できれば、半導体基板等の製造工程の大幅なコスト削減、研磨パッドを製造するための資源の節約、廃棄される研磨パッド量を削減して環境保全に貢献することができる。
ところで、前述の実施形態では、研磨パッド用補助板１０を回転定盤１２に固定するために固定ボルト２８や負圧吸引機構（５８等）を備えていたが、例えばシール部材の弾性を利用して、必要に応じて両面テープ等の粘着テープを併用することで、研磨パッド用補助板１０を回転定盤１２に装着して固定的に組み付けることも可能である。
具体的には、例えば、図１９に示されているように、研磨パッド用補助板１０の嵌合周壁部１８に対して、前述の図７と同様なＯリング３８を装着する。なお、本実施形態では、Ｏリング３８が装着される周溝３９が、開口幅よりも奥方に向かって幅寸法が広がる断面形状とされており、この周溝３９の開口幅寸法よりも大きな断面径寸法のＯリング３８が、その半分を超える部分で嵌め入れられている。これにより、Ｏリング３８が、嵌合周壁部１８の周溝３９の開口部から一部を内周側に突出させた状態で、周溝３９からの抜け出しを効果的に阻止されて安定して嵌め入れ保持されている。因みに、開口幅よりも奥方で広がる周溝３９は、例えば、開口部から差し入れる切削工具の傾き（開口部からの差し入れ方向）を変更調節しつつ切削加工すること等によって形成することが出来る。
また、本実施形態の嵌合周壁部１８は、補助板本体１４の外周縁部８２の下面に対して、円環形状の分割ブロック８４を軸方向（図の上下方向）で重ね合わされた分割構造をもって形成されている。更に、嵌合周壁部１８には、外周面に開口して径方向内方に延びるエア抜用孔８８が形成されており、このエア抜用孔８８が、Ｏリング３８で封止されることによって回転定盤１２の上面と補助板本体１４との重ね合わせ面間を含んで画成された内部領域４０に連通されている。要するに、かかる内部領域４０は、エア抜用孔８８を通じて、外部空間に連通されているのである。
このような構造とされた研磨パッド用補助板にあっては、回転定盤１２の上方から重ね合わせて装着する際、回転定盤１２と補助板本体１４との対向面間に存在する空気が、Ｏリング３８で封止された内部領域４０に閉じ込められることが防止され、エア抜用孔８８を通じて速やかに外部空間に放出され得る。これにより、補助板本体１４の裏面１４ｂを、回転定盤１２の上面１６に対して、それら両面間への空気の残留を効果的に防止しつつ、速やかに且つ安定して密着させることが可能となる。
そして、密着状態で重ね合わせたあとは、Ｏリング３８の弾性に基づく当接力と摩擦力に基づいて、研磨パッド用補助板１０の嵌合周壁部１８が回転定盤１２の外周面に対して所定の固定力をもって取付状態に保持され得るのである。なお、本実施形態では、かかる固定力を一層安定して得るために、補助板本体１４と回転定盤１２の上面とが、両面テープ（粘着テープ）や接着剤等の接着層９０によって固着されている。また、研磨パッド２４を用いた研磨加工や研磨パッド２４に対する再生加工等に際しては、研磨パッド用補助板１０のエア抜用孔８８に対して、嵌合周壁部１８の外周側開口部を覆蓋する蓋部材９１（図１９において仮想線で示す）を装着することが望ましい。この蓋部材９１でエア抜用孔８８を覆蓋することで、エア抜用孔８８への異物の侵入を防止することが出来る。
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はこれら実施形態における具体的な記載によって限定されるものでない。例えば、研磨パッド用補助板１０において補助板本体１４への補強効果を更に向上させるために、例えば嵌合周壁部１８において周上で部分的に或いは全周に亘って延びる補強部材を、嵌合周壁部１８から外周側に突出するようにして追加的に設けても良い。また、そのような補強部材は、嵌合周壁部１８から軸方向下方に突出するように設けたり、軸方向上方に突出するように設けたりしても良い。嵌合周壁部１８は、研磨パッド２４が載置されるパッド支持面としての表面（１４ａ）の中央部分から外周側に外れていることから、軸方向上方に突出して形成することも可能となる。
また、研磨パッド用補助板における補助板本体１４は、少なくとも研磨パッドを全面に亘って支持し得る大きさと形状を備えていれば良く、必ずしも回転定盤１２の上面１６を全面に亘って覆う必要はない。更に、研磨パッド用補助板における嵌合周壁部１８も、回転定盤１２に対する位置決め作用を発揮し得るものであれば良く、必ずしも周方向の全周に亘って連続して形成されている必要はない。
例えば、図２０〜２１に示されているように、補助板本体１４の外周縁部を（研磨パッドを支持する必要がない部分において）適当な大きさで切り欠いた切欠部９４を設けて、回転定盤１２の上面１６が部分的に露出するような態様も採用可能である。或いは、図２０〜２１及び図２２〜２３に示されているように、嵌合周壁部１８を周上で分断された複数の分割構造９６ａ〜ｄ，９８ａ〜ｆをもって形成することも可能である。なお、このように嵌合周壁部１８を周上で分断することで、回転定盤１２の上面１６に対する補助板本体１４の重ね合わせ面を、たとえ外周縁部においても、直接に目視可能とすることが出来、補助板本体１４の回転定盤１２に対する装着状態を目視確認できる等の利点がある。尤も、切欠部９４の数や大きさ、形状は限定されるものでなく、嵌合周壁部１８の各分割部分の形状や大きさ、分割数等も限定されるものでない。複数の切欠部９４や嵌合周壁部１８の分割部分において、相互に異なる形状や大きさ等を設定しても良い。
１０：研磨パッド用補助板、１２：回転定盤、１４：補助板本体、１４ａ：表面、１４ｂ：裏面、１６：上面、１８：嵌合周壁部、２０：内周面、２２：外周面、２４：研磨パッド、２６：クッション層、２８：固定ボルト、３０：ボルト挿通孔、３２：ボルト穴、３４：固定ボルト、３６：ねじ穴、３８：Ｏリング（シール部材）、４０：内部領域、４２：環状弾性体（シール部材）、４４：環状押圧部材、４６：締付ボルト、４８：締付ナット、５０：圧力流体通路、５２：ワンタッチコネクタ、５６：接続口体、５８：外部管路、６０：ジャッキボルト、６２：貫通ねじ穴、６４：研磨機本体、６６：当接ブロック、６８：当接突部、７０：非着部、７２：凹所、７４：溝、７６：歯、７８：再生加工具

Claims (16)

  1. 研磨機の回転定盤の上面に載置される補助板本体を備えており、
    該補助板本体の表面の中央部分によって、半導体基板等の研磨に用いられる研磨パッドが重ね合わされて固着されるパッド支持面が構成されていると共に、
    該補助板本体の外周縁部には該研磨機の回転定盤の外周面に沿って下方に突出して該回転定盤の外周に嵌め合わされる嵌合周壁部が形成されていることにより、
    該パッド支持面に固着された該研磨パッドを該回転定盤に対して着脱可能に装着することを特徴とする研磨パッド用補助板。
  2. 前記補助板本体と前記嵌合周壁部との少なくとも一方を前記回転定盤に対して解除可能に固定する固定手段が設けられている請求項１に記載の研磨パッド用補助板。
  3. 前記固定手段が、周上の複数箇所において前記嵌合周壁部に取り付けられた複数本の固定用ボルトを含んで構成されており、該固定用ボルトの締込力が前記回転定盤の外周面に対する固定力として及ぼされるようになっている請求項２に記載の研磨パッド用補助板。
  4. 前記嵌合周壁部と前記回転定盤の外周面との間に圧縮状態で介在せしめられる、弾性を有するシール部材が設けられている請求項１〜３の何れか１項に記載の研磨パッド用補助板。
  5. 前記嵌合周壁部と前記シール部材が、前記回転定盤の全周に亘って配設されて、該環状周壁部と該回転定盤との間が全周に亘ってシールされるようになっていると共に、該回転定盤と前記補助板本体との間の内部領域を外部空間に連通させるエア抜用孔が形成されている請求項４に記載の研磨パッド用補助板。
  6. 前記回転定盤とその上に載置される前記補助板本体との間の内部領域が、前記シール部材によって気密に封止されるようになっていると共に、該内部領域への外部からの圧力流体の給排を可能とする圧力流体通路が形成されている請求項４又は５に記載の研磨パッド用補助板。
  7. 前記圧力流体通路に対して、弁体を介して、負圧源が接続可能に設けられている請求項６に記載の研磨パッド用補助板。
  8. 前記補助板本体は、その裏面側にクッション層を備えており、該クッション層が前記回転定盤の上に重ね合わされるようになっている請求項１〜７の何れか１項に記載の研磨パッド用補助板。
  9. 前記補助板本体が重ね合わされる前記回転定盤の上面に広がって、該回転定盤とその上に載置される前記補助板本体との重ね合わせ面間での密着性を向上させる密着層が設けられている請求項１〜８の何れか１項に記載の研磨パッド用補助板。
  10. 前記嵌合周壁部の前記回転定盤に対する嵌め合わせ方向における位置調節力を該嵌合周壁部に対して及ぼすジャッキ手段が、該嵌合周壁部の周上の複数箇所に設けられている請求項１〜９の何れか１項に記載の研磨パッド用補助板。
  11. 前記ジャッキ手段が、周上の複数箇所で前記嵌合周壁部に対して前記嵌め合わせ方向に螺合され、各先端部が前記研磨機側に当接される複数本のジャッキボルトによって構成されている請求項１０に記載の研磨パッド用補助板。
  12. 前記補助板本体の前記パッド支持面に対して前記研磨パッドが重ね合わされて固着されている請求項１〜１１の何れか１項に記載の研磨パッド用補助板。
  13. 前記研磨パッドの外周縁部において、部分的に、前記補助板本体の前記パッド支持面に対して固着されていない非着部が設けられている請求項１２に記載の研磨パッド用補助板。
  14. 請求項１２又は１３に記載の研磨パッド用補助板を用い、前記研磨パッドが使用によって磨耗した場合に、該研磨パッド用補助板に装着したままの状態で該研磨パッドの表面に再生加工を施すことを特徴とする研磨パッドの再生方法。
  15. 前記研磨パッドの表面に同心円状の溝が設けられており、前記再生加工に際して、それらの溝に入り込んだ付着物を除去する請求項１４に記載の研磨パッドの再生方法。
  16. 請求項１２又は１３に記載の研磨パッド用補助板を、研磨機の回転定盤に装着して、研磨対象物である基板を研磨加工して製造することを特徴とする基板の製造方法。
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