JP2016120568A - 研磨パッド及びそれを用いた研磨方法 - Google Patents
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Abstract
Description
更に、研磨パッドには、研磨加工中に被研磨材を支持しながら、研磨時に発生する衝撃力を吸収して被研磨材の破損を防止することが求められている。このため、研磨パッドでは材質や組織状態を調整することにより、研磨パッドの変形のし難さ(剛性)と研磨パッドの変形のし易さ(弾性)のバランスを図っている。
そこで、特許文献4には、溝パターンを形成する研磨パッドの研磨層において、研磨層の物性(高度、引張弾性率、エネルギー損失因子、貯蔵弾性率の比率)と溝パターンとの関係を定量的に規定することが提案されている。
更に、特許文献5には、砥粒が表面に固定された固定砥粒型の研磨パッドにおいて、研磨パッド面上に突出高さの異なる2種類の研磨部を有する凹凸パターン設けると共に、2種類の研磨部の弾性率をそれぞれ調整して、被研磨材の押し付け圧力を変化させることにより、被研磨材に2種類の研磨部の双方又は一方を接触させて、被研磨材の研磨状態を変えることが開示されている。
前記研磨装置の研磨テーブルに載置されて、研磨加工時に前記被研磨材と対向する平板状のパッド基材と、
前記パッド基材内に分散配置された多数の微細な貫通部又は開口部に、表面高さ位置を該パッド基材の表面高さ位置に一致させて充填され、弾性率が該パッド基材の弾性率より大きく、かつ磨耗率が該パッド基材の磨耗率より小さな分散型の耐磨耗材とを有している。
前記研磨装置の研磨テーブルに載置されて、研磨加工時に前記被研磨材と対向する平板状のパッド基材と、
前記パッド基材内に分散配置された多数の微細な貫通部又は開口部に、表面高さ位置を該パッド基材の表面高さ位置に一致させて充填され、磨耗率が該パッド基材の磨耗率より小さな分散型の耐磨耗材とを有している。
これによって、耐磨耗材の磨耗率の調節が容易となる。
また、平面視した前記耐磨耗材は、幅が0.1〜10μmの帯状であって、隣り合う前記耐磨耗材間の距離を0.1〜30μmとすることもできる。
これによって、研磨加工時に被研磨材が接触する研磨パッドの研磨面側を全面に亘って均一に磨耗させることができ、研磨加工中に被研磨材を水平に支持することが容易になる。
前記研磨テーブルに取付けられた前記研磨パッドに前記被研磨材を押し付け、前記パッド基材を前記耐磨耗材より大きく圧縮変形させることにより、該耐磨耗材の表面を該パッド基材の表面に対して0.1μm以上100μm以下の範囲で突出させて前記被研磨材を支持する。
前記研磨テーブルに取付けられた前記研磨パッドの表面をドレッシング処理して、前記パッド基材を前記耐磨耗材より多く磨耗除去することにより、該耐磨耗材の表面を該パッド基材の表面に対して0.1μm以上100μm以下の範囲で突出させて前記被研磨材を支持する。
図1(A)に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る研磨パッド10は、被研磨材(図示せず)の平面状の表面を研磨加工する際に、研磨装置の研磨テーブル11に載置されて(取付けられて)使用されるもので、研磨加工時に被研磨材と対向する平板状のパッド基材12と、パッド基材12内に分散配置された多数の微細な貫通部13に、両端面の高さ位置をパッド基材12の表裏面の高さ位置にそれぞれ一致させて充填され、弾性率がパッド基材12の弾性率より大きく、かつ磨耗率がパッド基材12の磨耗率より小さな分散型の耐磨耗材14とを有している。なお、研磨テーブル11に取付けられた研磨パッド10において、研磨パッド10(パッド基材12、耐磨耗材14においても同様)の表面とは、被研磨材が押し当てられる研磨面側の面をさし、研磨パッド10の裏面とは、研磨テーブル11に当接する面をさす。以下、詳細に説明する。
また、貫通部13に挿入された耐磨耗材14は、磨耗率がパッド基材12より小さな樹脂部15と、樹脂部15中に分散され、磨耗率がパッド基材12より小さなフィラー16とを有している。なお、フィラー16には、炭素、結晶質又はガラス質の酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物、ケイ化物等の無機材質の短繊維や粉末が使用され、樹脂部15は、硬質ウレタン、硬質ポリエチレン等の重合度の高い樹脂を用いて形成されている。
また、金型18を用いて平板19に貫通部13が分散配置されたマイクロパターンを形成したが、エッチング処理やレーザ加工により平板19にマイクロパターンを形成することもできる。
なお、貫通部13の代わりに、パッド基材の表面側に、多数の微細な開口部(開口穴)を形成してもよい。開口部を形成した場合、耐磨耗材は、表面高さ位置がパッド基材の表面高さ位置と一致するように充填する。
図1(A)に示すように、研磨パッド10を研磨装置の研磨テーブル11に取付け、研磨パッド10の表面に被研磨材を設定された圧力で押付ける。ここで、パッド基材12の弾性率は耐磨耗材14の弾性率より低いので、図1(B)に示すように、パッド基材12は耐磨耗材14より大きく圧縮変形して、研磨パッド10の表面側に、パッド基材12に対して耐磨耗材14が、例えば、0.1μm以上100μm以下の高さH突出した凹凸パターンを形成することができる。ここで、突出する耐磨耗材14は、平面視して一辺の長さが0.1〜30μmの正方形状なので、突出する耐磨耗材14を被研磨材に当接させることにより、被研磨材を安定して支持する(パッド基材12に対して持ち上げる)ことができる。
図3(A)に示すように、研磨パッド25を研磨装置の研磨テーブル11に取付け、研磨パッド25の表面をドレッシング処理する。ここで、耐磨耗材28の磨耗率はパッド基材26の磨耗率より小さいので、ドレッシング処理を調節することにより、パッド基材26の表面側の除去量を調節することができ、図3(B)に示すように、耐磨耗材28のパッド基材26に対する突出高さMが、例えば、0.1μm以上100μm以下となる凹凸パターンを形成することができる。そして、突出する耐磨耗材28は、平面視して一辺の長さが0.1〜10μmの正方形状なので、突出する耐磨耗材28を被研磨材に当接させることにより、被研磨材を安定して支持する(パッド基材26に対して持ち上げる)ことができる。
例えば、第1、第2の実施に形態では、微細断面を有する貫通部を、一辺の長さが0.1〜10μmである正方形状として、貫通部を0.1〜30μmの間隔で配置することにより、一辺の長さが0.1〜10μmである正方形状(多角形の一例)の耐磨耗材を0.1〜30μmの間隔で分散配置させたが、貫通部を幅が0.1〜10μmの帯状として、又は開口部を幅が0.1〜10μmの溝として、貫通部又は開口部を0.1〜30μmの間隔で配置することにより、平面視して幅が0.1〜10μmの帯状の耐磨耗材を0.1〜30μmの間隔で分散配置させることもできる。
また、本実施の形態では、パッド基材内に分散配置する耐磨耗材の摩耗率を一定としたが、耐磨耗材の摩耗率を変化させてもよい。なお、耐磨耗材の摩耗率を変化させるには、(1)パッド基材内に分散配置した貫通部又は開口部にそれぞれ充填する樹脂部の摩耗率を変えること、(2)樹脂部中に分散するフィラーの分散量を変えること、及び(3)樹脂部中に分散するフィラーの摩耗率を変えることのいずれか1又は2以上を組合わせることにより可能となる。そして、研磨パッド中の耐磨耗材の摩耗率分布状態(例えば、摩耗率の平均値とその分散値)を調整することにより、被研磨材の材料除去率(研磨速度)の制御を行うことができる。
Claims (7)
- 被研磨材の表面を研磨加工する際に、研磨装置に取付けて使用する研磨パッドであって、
前記研磨装置の研磨テーブルに載置されて、研磨加工時に前記被研磨材と対向する平板状のパッド基材と、
前記パッド基材内に分散配置された多数の微細な貫通部又は開口部に、表面高さ位置を該パッド基材の表面高さ位置に一致させて充填され、弾性率が該パッド基材の弾性率より大きく、かつ磨耗率が該パッド基材の磨耗率より小さな分散型の耐磨耗材とを有することを特徴とする研磨パッド。 - 被研磨材の表面を研磨加工する際に、研磨装置に取付けて使用する研磨パッドであって、
前記研磨装置の研磨テーブルに載置されて、研磨加工時に前記被研磨材と対向する平板状のパッド基材と、
前記パッド基材内に分散配置された多数の微細な貫通部又は開口部に、表面高さ位置を該パッド基材の表面高さ位置に一致させて充填され、磨耗率が該パッド基材の磨耗率より小さな分散型の耐磨耗材とを有することを特徴とする研磨パッド。 - 請求項1又は2記載の研磨パッドにおいて、前記耐磨耗材は、磨耗率が前記パッド基材より小さな樹脂部と、該樹脂部中に分散され、磨耗率が前記パッド基材より小さなフィラーとを有していることを特徴とする研磨パッド。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の研磨パッドにおいて、平面視した前記耐磨耗材は、一辺の長さが0.1〜10μmの多角形状、直径が0.1〜10μmの円形状、及び直径が0.1〜10μmの円に内接する楕円形状のいずれか1であって、隣り合う前記耐磨耗材間の距離は0.1〜30μmであることを特徴とする研磨パッド。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の研磨パッドにおいて、平面視した前記耐磨耗材は幅が0.1〜10μmの帯状であって、隣り合う前記耐磨耗材間の距離は0.1〜30μmであることを特徴とする研磨パッド。
- 請求項1及び請求項1に従属する請求項3〜5に記載の研磨パッドを使用した研磨方法であって、
前記研磨テーブルに取付けられた前記研磨パッドに前記被研磨材を押し付け、前記パッド基材を前記耐磨耗材より大きく圧縮変形させることにより、該耐磨耗材の表面を該パッド基材の表面に対して0.1μm以上100μm以下の範囲で突出させて前記被研磨材を支持することを特徴とする研磨方法。 - 請求項2及び請求項2に従属する請求項3〜5に記載の研磨パッドを使用した研磨方法であって、
前記研磨テーブルに取付けられた前記研磨パッドの表面をドレッシング処理して、前記パッド基材を前記耐磨耗材より多く磨耗除去することにより、該耐磨耗材の表面を該パッド基材の表面に対して0.1μm以上100μm以下の範囲で突出させて前記被研磨材を支持することを特徴とする研磨方法。
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