JP2015157334A

JP2015157334A - 研磨パッド

Info

Publication number: JP2015157334A
Application number: JP2014033088A
Authority: JP
Inventors: 伸之大嶋; Nobuyuki Oshima; 奈緒子河井; Naoko Kawai
Original assignee: Nitta Haas Inc
Current assignee: Nitta DuPont Inc
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2015-09-03

Abstract

【課題】被研磨物に研磨傷が生じることを抑えることのできる研磨パッドを提供することを課題とする。【解決手段】被研磨物を研磨する研磨面を有する研磨層を備え、該研磨層は、３．５８?１０6μｍ3あたりにおいて、直径が５０μｍ〜２００μｍに設定される気泡が２３００〜２９００個形成されるとともに、隣り合う気泡同士の間の部分である壁部のそれぞれの厚みの総合計に対して、厚みが８０μｍ以下の壁部のそれぞれの厚みの総合計の比率２．８％に設定される。【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウエハ等の被研磨物を研磨するための研磨パッドに関する。

従来から、表面に高い平坦性が求められる被研磨物（例えば、半導体ウエハ）を研磨するための研磨パッドが提供されている。

かかる研磨パッドは、図４に示すように、被研磨物を研磨する研磨面２００を有する研磨層２０を備えている（例えば、特許文献１参照）。そして、研磨パッド２によって被研磨物を研磨するには、研磨面２００上にスラリーを供給しつつ、該研磨面２００と被研磨物とを互いに摺動させる。

ところで、研磨パッド２の研磨層２０は、複数の気泡２０１を有する。この種の研磨パッド２における複数の気泡２０１には、図５に示すように、研磨層２０中に形成されているものに加えて、研磨面２００上で開放しているものが含まれる。

そのため、気泡２０１は、研磨面２００上で開放することによって、研磨面２００上に開口を形成する。これに伴い、研磨層２０には、研磨面２００上の開口周りの部分であって、開口中心に向けて突出するとともに厚みが薄くなる部分（以下、突出部２０２とする）が含まれる（図６参照）。すなわち、気泡２０１が研磨面２００上で開放することによって形成される開口は、突出部２０２によって画定されている。

突出部２０２は、初期の段階だけでなく、例えば、被研磨物の研磨や、研磨面２００の研削（所謂、コンディショニング）を行うことによって研磨層２０が磨耗した場合においても、研磨層２０中に形成されていた気泡２０１が研磨面２００上で開放するに伴って順次形成される。

そのため、この種の研磨パッド２は、研磨面２００に摺動する被研磨物や、コンディショナー等（以下、総称して摺動物という）が研磨面２００の突出部２０２に引っかかり、図６に示すように、突出部２０２が研磨面２００上に起き上がることがある。従って、この種の研磨パッド２は、研磨面２０２上に起き上がった突出部２０２が被研磨物に研磨傷を付ける原因となることがある。

特開２０１２−３９０９４号公報

そこで、本発明は、かかる実情に鑑み、被研磨物に研磨傷が生じることを抑えることのできる研磨パッドを提供することを課題とする。

本発明に係る研磨パッドは、
被研磨物を研磨する研磨面を有する研磨層を備え、
該研磨層は、
３．５８×１０⁶μｍ³あたりにおいて、直径が５０μｍ〜２００μｍに設定される気泡が２３００〜２９００個形成されるとともに、隣り合う気泡同士の間の部分である壁部のそれぞれの厚みの総合計に対して、厚みが８０μｍ以下の壁部のそれぞれの厚みの総合計の比率が２．８％に設定される。

通常、複数の気泡には、研磨層中に形成されているものに加えて、研磨面上で開放しているものが含まれる。そして、研磨パッドでは、研磨層が磨耗すると、該研磨層中に形成されていた気泡が研磨面上で順次開放する。そのため、研磨面上には、複数の開口が形成されている。

また、研磨面上で開放している気泡は、球冠状になる。そのため、研磨層には、研磨面上の開口周りの部分であって、開口中心に向けて突出するとともに厚みが薄くなる部分（以下、突出部とする）が含まれる。

すなわち、気泡が研磨面上で開放することによって形成されている開口は、突出部によって画定されている。そのため、突出部は、気泡の研磨面上で開放する位置が当該気泡の空洞中心から離れるにつれて大きくなる。

しかしながら、上記構成の研磨パッドにおける複数の気泡のそれぞれは、直径が５０μｍ〜２００μｍに設定されるため、気泡の研磨面上で開放する部分が当該気泡の空洞中心に近くなる。そのため、上記構成の研磨パッドは、突出部を小さくすることができる。

従って、上記構成の研磨パッドは、突出部が研磨面上で起き上がることを抑えることができ、また、突出部が被研磨物に研磨傷を付けることを抑えることができる。

さらに、上記構成の研磨パッドは、研磨層は、３．５８×１０⁶μｍ³あたりにおいて、直径が５０μｍ〜２００μｍに設定される気泡が２３００〜２９００個形成されるとともに、隣り合う気泡同士の間の部分である壁部のそれぞれの厚みの総合計に対して、厚みが８０μｍ以下の壁部のそれぞれの厚みの総合計の比率が２．８％に設定される。

そのため、上記構成の研磨パッドは、研磨層が磨耗しても、突出部が研磨面上で起き上がることを抑えることができ、また、突出部が被研磨物に研磨傷を付けることを抑えることができる。

以上のように、本発明の研磨パッドによれば、被研磨物に研磨傷が生じることを抑えることができるという優れた効果を奏し得る。

図１は、本発明の一実施形態に係る研磨パッドの縦断面図である。図２は、同実施形態に係る研磨パッドの部分拡大図であって、図１における領域Ｘの部分拡大図である。図３は、同実施形態に係る研磨パッドの部分拡大図であって、研磨層が磨耗した状態における、図１の領域Ｘの部分拡大図である。図４は、従来の研磨パッドの縦断面図である。図５は、同実施形態に係る研磨パッドの部分拡大図であって、図４における領域Ｙの部分拡大図である。図６は、同実施形態に係る研磨パッドの部分拡大図であって、研磨層が磨耗した状態における、図４の領域Ｙの部分拡大図である。

以下、本発明の第一実施形態に係る研磨パッドについて、添付図面を参照しつつ説明を行う。なお、図１乃至図３では、研磨パッド１の各構成を模式的に図示している。

本実施形態に係る研磨パッド１は、化学機械研磨（ＣＭＰ：ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ）に用いられるものである。より具体的に説明すると、研磨パッド１は、例えば、デバイス、半導体ウエハ、ガラス等の研磨に用いられるものである。そして、研磨パッド１は、図１及び図２に示すように、被研磨物を研磨する研磨面１００を有する研磨層１０であって、複数の気泡１０１を有する研磨層１０を備える。

そして、研磨層１０における複数の気泡１０１には、図１に示すように、研磨層１０中に形成されているものや、研磨面１００上で開口しているものが含まれる。

なお、図２に示すように、本実施形態において、研磨層１０における気泡１０１同士の間の部分を壁部１０２として以下の説明を行う。

研磨層１０において、複数の気泡１０１のそれぞれは、直径Ｄが約５０μｍ〜２００μｍに設定される。

また、研磨層１０は、３．５８×１０⁶μｍ³あたりにおいて、直径が５０μｍ〜２００μｍに設定される気泡が２３００〜２９００個形成される。なお、本実施形態では、３．５８×１０⁶μｍ³を単位体積として以下の説明を行うこととする。

研磨層１０では、壁部１０２の厚みは、８０μｍ以下であることが好ましい。そして、研磨層１０は、各壁部１０２の厚みの総合計が１．０３×１０⁵μｍに設定される。さらに、研磨層１０は、厚みが８０μｍ以下の壁部のそれぞれの厚みの総合計が０．０２９×１０⁵μｍに設定されている。従って、研磨層１０は、隣り合う気泡同士の間の部分である壁部のそれぞれの厚みの総合計に対して、厚みが８０μｍ以下の壁部のそれぞれの厚みの総合計の比率が約２．８％に設定される。

本実施形態に係る研磨パッド１は、以上の通りである。上述のように、研磨パッド１において、複数の気泡１０１には、研磨層１０中に形成されているものに加えて、研磨面１００上で開放しているものが含まれる。

そして、研磨パッド１では、被研磨物の研磨や、研磨面１００の研削（所謂、コンディショニング）に伴って研磨層１０が磨耗すると、該研磨層１０中に形成されていた気泡１０１が研磨面１００上で順次開放する。

研磨面１００上で開放している気泡１０１は、球冠状になる。そのため、研磨層１０には、研磨面１００上の開口周りの部分であって、開口中心に向けて突出するとともに厚みが薄くなる部分（以下、突出部１０３とする）が含まれる。

すなわち、気泡１０１が研磨面１００上で開放することによって形成されている開口は、突出部１０３によって画定されている。そのため、突出部１０３は、気泡１０１の研磨面１００上で開放する位置が当該気泡１０１の空洞中心から離れるにつれて大きくなる。

そのため、研磨層１０は、研磨面１００に摺動する被研磨物や、コンディショナー等（以下、総称し摺動物という）が延出部１０３に引っかかり、該延出部１０３が起き上がることがある。

しかしながら、研磨パッド１における複数の気泡１０１のそれぞれは、直径が５０μｍ〜２００μｍに設定されるため、研磨面１００上で開放する部分が自身の空洞中心に近くなる。そのため、研磨パッド１は、突出部１０３を小さくすることができる。従って、研磨パッド１は、突出部１０３が起き上がることを抑えることができ、また、突出部１０３が被研磨物に研磨傷を付けることを抑えることができる。

さらに、研磨パッド１において、研磨層１０は、３．５８×１０⁶μｍ³あたりにおいて、直径が５０μｍ〜２００μｍに設定される気泡１０１が２３００〜２９００個形成される。

そして、研磨層１０は、単位体積あたりにおける、各壁部１０２のそれぞれの厚みの総合計が１．０３×１０⁵μｍに設定される。また、研磨層１０は、厚みが８０μｍ以下の各壁部１０２のそれぞれの厚みの総合計が２９００μｍに設定される。

すなわち、研磨層１０は、隣り合う気泡１０１同士の間の部分である壁部１０２のそれぞれの厚みの総合計に対して、厚みが８０μｍ以下の壁部１０２のそれぞれの厚みの総合計の比率が２．８％に設定される。

そのため、研磨パッド１は、研磨層１０が磨耗しても、突出部１０３が研磨面１００上で起き上がったり、堆積物が形成されたりすることを抑えることができ、突出部１０３や、堆積物が被研磨物に研磨傷を付けることを抑えることができる。

従って、研磨パッド１は、被研磨物に研磨傷が生じることを抑えることができるという優れた効果を奏し得る。

また、研磨パッド１は、複数の気泡１０１のそれぞれが互いに近接した位置に形成される。すなわち、研磨パッド１は、研磨面１００における隣り合う開口同士の間の部分を小さくすることができる。そのため、研磨パッド１は、研磨面１００上に研磨屑やスラリーが堆積することを抑えることができる。従って、研磨パッド１は、研磨面１００上に堆積したもの（以下、堆積物という）が被研磨物に研磨傷を付けることを抑えることもできる。

また、研磨パッド１の研磨層１０は、研磨面１００の単位面積あたりにおける隣り合う開口同士の間隔の平均値が約７０μｍに設定される。そのため、研磨パッド１は、複数の気泡１０１のそれぞれの開口が研磨面１００上に偏りなく形成される。従って、研磨パッド１は、より確実に、突出部１０３が形成されることを抑えることができ、また、突出部１０３のサイズを小さくすることができる。

尚、本発明に係る研摩パッドは、上記一実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更を行うことは勿論である。

上記実施形態において、研磨パッド１は、研磨層１０のみを備えていたが、これに限定されるものではなく、例えば、研磨パッド１は、研磨層１０と該研磨層１０とは別の層とを備えていてもよい。

上記実施形態において、特に言及しなかったが、研磨面１００上で開放している気泡１０１の直径が１５０μｍ未満である場合、研磨面１００における該開口周りの部分が起き上がり難くなる。そして、研磨層１０は、単位面積あたりにおいて、研磨面１００上で開放する全気泡１０１のうちの約７０％の気泡１０１の直径が１５０μｍ未満であることが好ましい。

１…研磨パッド、１０…研磨層、１００…研磨面、１０１…気泡、１０２…壁部、１０３…突出部

Claims

被研磨物を研磨する研磨面を有する研磨層を備え、
該研磨層は、
３．５８×１０⁶μｍ³あたりにおいて、直径が５０μｍ〜２００μｍに設定される気泡が２３００〜２９００個形成されるとともに、隣り合う気泡同士の間の部分である壁部のそれぞれの厚みの総合計に対して、厚みが８０μｍ以下の壁部のそれぞれの厚みの総合計の比率が２．８％に設定される
研磨パッド。