JP7113626B2

JP7113626B2 - 研磨パッド

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Publication number: JP7113626B2
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Inventors: 晃尾関
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Filing date: 2018-01-12
Publication date: 2022-08-05
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Description

本発明は、半導体ウエハ等の被研磨物を研磨する研磨パッドに関する。

半導体ウエハ等の被研磨物を研磨する方法としては、研磨パッドを用いた方法が知られている（特許文献１）。例えば、図１３に示すように、キャリア１０３に保持された被研磨物１０２に対して、定盤１０４の表面に装着された研磨パッド１０１を、押圧して、キャリア１０３及び定盤１０４を回転させると共に、研磨パッド１０１の中央部に研磨スラリーを供給しながら被研磨物１０２の表面を研磨する方法が記載されている。

被研磨物の中央部では、この中央部を囲む周縁部と比べて熱が逃げにくい。そのため、かかる研磨方法では、被研磨物を研磨する際に被研磨物の中央部の温度が高くなりやすい。また、被研磨物の温度が高い領域では被研磨物と研磨スラリーとの化学反応が進みやすいため、被研磨物の中央部の研磨量は大きくなる。従って、かかる研磨方法では、被研磨物の研磨された面が平坦にならないおそれがある。

特開平１１－３４７９３５号公報

そこで、本発明は、上記のような従来の問題を鑑みて、被研磨物の研磨に用いられると共に、研磨された面の平坦性を向上できる研磨パッドを提供することを目的とする。

本発明に係る研磨パッドは、研磨スラリーが供給され回転しながら被研磨物を研磨可能な研磨パッドであって、前記被研磨物を研磨可能な研磨面を有する研磨層を備え、前記研磨面は、前記被研磨物を研磨する際に回転するときの回転中心を中心とし且つ所望の長さの半径を有する同心円上に配置される凹部及び前記研磨層を貫通した貫通孔の少なくとも一方を有する非接触部を有する。

かかる構成によれば、非接触部の配置された同心円が被研磨物の中央部を通過するように研磨パッドを使用する場合に、研磨面の全体が被研磨物に接触可能である構成と比べて、研磨面と被研磨物の中央部との摺動距離が減少する。そのため、被研磨物において中央部の温度が他の領域の温度より高くても、被研磨物の中央部における研磨面との摺動距離が減少することで、この中央部における研磨面との摺動に起因する摩擦熱と摺動距離に起因する研磨量とが減少するため、被研磨物の研磨された面の平坦性を向上できる。

前記研磨パッドでは、前記凹部及び前記研磨層を貫通した貫通孔の少なくとも一方は、互いに離間した状態で前記同心円上に複数配置されてもよい。

かかる構成によれば、非接触部位の配置された同心円が被研磨物の中央部を通過するように研磨パッドを使用する場合に、一つの非接触部位のみ設けられた構成と比べて、研磨面が被研磨物に摺動する期間と摺動しない期間とがより短い期間で入れ替わるため、研磨パッドを使用する際の研磨面における研磨スラリーの分散状態や被研磨物の温度分布等の研磨に関する条件のむらを抑制でき、これにより、研磨を安定的に行うことができる。

前記研磨パッドでは、前記研磨面は、円形状或いは略円形状であり、前記凹部及び前記研磨層を貫通した貫通孔の少なくとも一方は、前記所望の長さをＲ１とすると共に、前記研磨パッドの半径の長さをｒとしたとき、以下の数式を満たすＲ１を半径とする同心円上に配置された凹部及び前記研磨層を貫通した貫通孔の少なくとも一方である第一非接触部位を含んでもよい。
０＜Ｒ１≦ｒ／２

かかる構成によれば、略円板状であり且つ直径が研磨パッドの半径より大きく且つ研磨パッドの直径以下である被研磨物を研磨する際に、第一非接触部位の配置された同心円が被研磨物の中心を通過するように研磨パッドを使用する場合に、被研磨物の研磨される面の全体が研磨面に接すると共に、被研磨物の中心において研磨面と被研磨物との摺動距離が減少する。そのため、被研磨物において中心の温度が他の領域の温度より高くても、被研磨物の中心において摺動距離が減少することにより研磨量が減少することで、研磨された面の平坦性の向上を実現できる。

前記研磨パッドでは、前記凹部及び前記研磨層を貫通した貫通孔の少なくとも一方は、前記所望の長さをＲ２としたとき、以下の数式を満たすＲ２を半径とする同心円上に配置された凹部及び前記研磨層を貫通した貫通孔の少なくとも一方である第二非接触部位を含んでもよい。
Ｒ１＜Ｒ２≦３＊ｒ／４

略円板状であり且つ直径が研磨パッドの半径より大きく且つ研磨パッドの直径以下である被研磨物を研磨する際に、第一非接触部位のみが配置された構成では、第一非接触部位の配置された同心円が被研磨物の中心を通過するように研磨パッドを使用したとしても、被研磨物の中心において研磨面との摺動距離が減少するものの、被研磨物の中心よりも外側において研磨面との摺動距離が減少しないため、被研磨物の中心よりも外側におけるこの摺動距離による研磨量が大きいままとなる。これに対して、かかる構成によれば、第一非接触部位の配置された同心円が被研磨物の中心を通過し、且つ、第二非接触部位の配置された同心円が被研磨物の中心よりも外側を通過するように研磨パッドを使用する場合に、被研磨物の中心よりも外側においても研磨面との摺動距離が減少するため、被研磨物の中心よりも外側において研磨面に対する摺動距離の減少により研磨量が減少することで、研磨された面の平坦性をさらに向上できる。

以上のように、本発明によれば、被研磨物の研磨に用いられると共に、研磨された面の平坦性を向上できる研磨パッドを提供できる。

図１は、本発明の一実施形態に係る研磨パッドの上面図である。図２は、同実施形態に係る研磨パッドと被研磨物とを重ねた状態の模式図である。図３は、同実施形態に係る研磨パッド及び被研磨物の模式図である。図４は、同実施形態に係る研磨パッドによる効果を説明するためのグラフである。図５は、同実施形態に係る研磨パッドによる効果を説明するためのグラフである。図６は、本発明の別の実施形態に係る研磨パッドの上面図である。図７は、本発明の別の実施形態に係る研磨パッドの上面図である。図８は、本発明の別の実施形態に係る研磨パッドの上面図である。図９は、本発明の別の実施形態に係る研磨パッドの上面図である。図１０は、本発明の別の実施形態に係る研磨パッドの上面図である。図１１は、本発明の別の実施形態に係る研磨パッドの上面図である。図１２は、本発明の別の実施形態に係る研磨パッドの上面図である。図１３は、従来の研磨パッドと被研磨物とを重ねた状態の模式断面図である。

以下、本発明に係る研磨パッドの一実施形態について、図１、図２を参照しつつ説明する。本実施形態に係る研磨パッドは、表面に高い平坦性が求められる被研磨物（例えば、半導体ウエハ等）を研磨するために用いられる。この研磨パッドでは、研磨面に被研磨物と凹部及び貫通孔（研磨面を有する研磨層を貫通した貫通孔）の少なくとも一方である非接触部が設けられているため、非接触部が被研磨物の中央部を通過するように研磨パッドを使用すると、被研磨物の中央部に熱がこもり高温になったとしても、被研磨物の中央部における研磨面に対する摺動による研磨量が減少することで、被研磨物の研磨された面の平坦性が確保される。

例えば、研磨パッド１は、図１に示すように、円板状である。また、研磨パッド１は、被研磨物を研磨可能な研磨面１０を有する研磨層を備える。

研磨面１０は、例えば、円形状或いは略円形状である。本実施形態の研磨面１０には、スラリーが供給される貫通孔であるスラリー孔１１と、研磨層を貫通した貫通孔１２０である非接触部１２とを有する。研磨面１０における非接触部１２を除く領域は、平坦である。

スラリー孔１１は、研磨面１０の広がる方向において正方形状をしている。スラリー孔１１の一辺は、例えば、２０ｍｍである。

非接触部１２は、研磨面１０の中心１００を中心とし且つ所望の長さの半径を有する同心円上に配置される。本実施形態の非接触部１２は、複数（例えば、１２個）の貫通孔１２０により構成される。貫通孔１２０は、互いに離間した状態で前述の同心円上に並んでいる。また、貫通孔１２０は、いずれも一定の径を有し、且つ、研磨層を貫通する貫通孔（貫通方向においていずれの部位においても一定の径を有する貫通孔）である。具体的に、貫通孔１２０は、いずれも研磨面１０が広がる方向において円形状を有する貫通孔である。この貫通孔１２０の直径は、いずれも５ｍｍ以上であり、例えば、５０ｍｍ程度である。

具体的に、貫通孔１２０は、研磨面１０の中心１００を中心とする半径の異なる二つの同心円上に配置された貫通孔である第一非接触部位１２１や第二非接触部位１２２を含む。より具体的に、貫通孔１２０は、Ｒ１を半径とする同心円Ｃ１上に配置された６個の貫通孔である第一非接触部位１２１と、Ｒ１よりも大きいＲ２を半径とする同心円Ｃ２上に配置された６個の貫通孔である第二非接触部位１２２とを含む。第一非接触部位１２１及び第二非接触部位１２２は、互いに離間している。

第一非接触部位１２１は、互いに離間した状態で同心円Ｃ１上に配置されている。また、第一非接触部位１２１は、等間隔をあけて配置されている。具体的に、第一非接触部位１２１の中心は、等間隔をあけた状態で同心円Ｃ１上に配置されている。より具体的に、第一非接触部位１２１の中心は、研磨面１０の中心１００と一つの第二非接触部位１２２の中心とを結ぶ仮想線Ｌ２１と、研磨面１０の中心１００とこの第二非接触部位１２２に隣り合う第二非接触部位１２２の中心とを結ぶ仮想線Ｌ２２との間（例えば、これら仮想線Ｌ２１、Ｌ２２の中央）に位置している。「第一非接触部位１２１の面積（研磨面１０に設けられた各第一非接触部位１２１の面積の総和）」の「同心円Ｃ１を中心線とし第一非接触部位１２１の直径と同一の幅を有する帯状の円周の面積」に対する比率は、４．４％以上７０％以下である。尚、本実施形態の第一非接触部位１２１のように、複数の第一非接触部位１２１が同心円Ｃ１上に配置される場合、「第一非接触部位１２１の面積（研磨面１０に設けられた各第一非接触部位１２１の面積の総和）」の「同心円Ｃ１を中心線とし第一非接触部位１２１の直径と同一の幅を有する帯状の円周の面積」に対する比率は、８．８％以上７０％以下である。

第二非接触部位１２２は、互いに離間した状態で同心円Ｃ２上に配置されている。また、第二非接触部位１２２は、等間隔をあけて配置されている。具体的に、第二非接触部位１２２の中心は、等間隔をあけた状態で同心円Ｃ２上に配置されている。より具体的に、第二非接触部位１２２の中心は、研磨面１０の中心１００と一つの第一非接触部位１２１の中心とを結ぶ仮想線Ｌ１１と、研磨面１０の中心１００とこの第一非接触部位１２１に隣り合う第一非接触部位１２１の中心とを結ぶ仮想線Ｌ１２との間（例えば、これら仮想線Ｌ１１、Ｌ１２の中央）に位置している。「第二非接触部位１２２の面積（研磨面１０に設けられた各第二非接触部位１２２の面積の総和）」の「同心円Ｃ２を中心線とし第二非接触部位１２２の直径と同一の幅を有する帯状の円周の面積」に対する比率も、２．９％以上７０％以下である。尚、本実施形態の第二非接触部位１２２のように、複数の第二非接触部位１２２が同心円Ｃ２上に配置される場合、「第二非接触部位１２２の面積（研磨面１０に設けられた各第二非接触部位１２２の面積の総和）」の「同心円Ｃ２を中心線とし第二非接触部位１２２の直径と同一の幅を有する帯状の円周の面積」に対する比率は、５．９％以上７０％以下である。

尚、「第一非接触部位１２１の面積」の「同心円Ｃ１に配置される第一非接触部位１２１のうち最も内側に位置する第一非接触部位１２１（最も研磨パッド１の中心に近い第一非接触部位１２１）の全体と最も外側に位置する第一非接触部位１２１（最も研磨パッド１の中心から遠い第一非接触部位１２１）の全体とを含み且つ均一な幅を有する帯状の円周の面積」に対する比率は、「同心円Ｃ１よりも内側や外側に位置する同一の同心円上に配置された貫通孔１２０の面積（この同一の同心円に配置される貫通孔１２０の面積の総和）」の「この同一の同心円に配置される貫通孔１２０のうち最も内側に位置する貫通孔１２０の全体と最も外側に位置する貫通孔１２０の全体とを含み且つ均一な幅を有する帯状の円周の面積」に対する比率よりも大きい。本実施形態の研磨パッド１では、第一非接触部位１２１の全体が同心円Ｃ１を中心線とし第一非接触部位１２１の直径と同一の幅を有する帯状の円周と重なり、第二非接触部位１２２の全体が同心円Ｃ２を中心線とし第二非接触部位１２２の直径と同一の幅を有する帯状の円周の面積と重なるため、「第一非接触部位１２１の面積」の「同心円Ｃ１を中心線とし第一非接触部位１２１の直径と同一の幅を有する帯状の円周の面積」に対する比率は、「第二非接触部位１２２の面積」の「同心円Ｃ２を中心線とし第二非接触部位１２２の直径と同一の幅を有する帯状の円周の面積」に対する比率よりも大きい。

また、第一非接触部位１２１や第二非接触部位１２２の面積が、これらの直径幅を有する帯状の円周の面積に対して７０％以下となることで、同一の同心円Ｃ１、Ｃ２上で隣り合う貫通孔１２０の間の距離を各貫通孔１２０の半径の半分以上に広げることができる。その結果、研磨パッド１の耐久性や研磨パッド１の加工性を確保することができる。

本実施形態の研磨パッド１は、図２に示すように、その一部が被研磨物２と重なった状態で、円板状の被研磨物２を研磨する。具体的に、研磨パッド１は、その外周縁の一部が被研磨物２の外周縁の一部と重なった状態で、被研磨物２を研磨する。

本実施形態の研磨パッド１は、研磨の際に、研磨スラリー（以下、スラリー）が供給され回転する。例えば、本実施形態の研磨パッド１は、一点を回転中心として回転する定盤に直接または間接的に貼り付けられているため回転可能である。具体的には、スラリー孔１１の中心１１０（図１参照）が、研磨パッド１の回転するときの定盤の回転中心と一致するように、研磨パッド１と定盤とが配置されているため、スラリー孔１１の中心１１０は、被研磨物２を研磨する際に回転するときの研磨面１０の回転中心と一致している。また、本実施形態のスラリー孔１１の中心１１０は、研磨面１０の中心１００とも一致している。これにより、研磨面１０は、被研磨物２を研磨する際に、中心１００を回転中心として回転する。尚、研磨パッド１による研磨の際に、研磨パッド１及び被研磨物２は、同じ方向に（例えば、反時計回りに）回転する。

尚、本実施形態の研磨パッド１は、その半径をＲ０とし被研磨物２の半径をｒとすると、研磨パッド１の半径Ｒ０が被研磨物２の半径ｒよりも大きくなるような被研磨物２を研磨対象としている（図２参照）。具体的に、研磨パッド１は、研磨パッド１の半径Ｒ０が被研磨物２の半径ｒよりも大きく被研磨物２の直径よりも小さくなるような被研磨物２を研磨対象としている。

このとき（研磨パッド１の半径がＲ０であるとき（図２参照））、同心円Ｃ１の半径Ｒ１（図２参照）は、以下の数式を満たしている。
０＜Ｒ１≦Ｒ０／２
第一非接触部位１２１が同心円Ｃ１上に配置されるため、上述のように、研磨パッド１の半径Ｒ０が被研磨物２の半径ｒよりも大きく被研磨物の直径以下であり、且つ、研磨パッド１はその外周縁の一部が被研磨物２の外周縁の一部と重なった状態で、被研磨物２を研磨するとき、第一非接触部位１２１が被研磨物２を通過することになる。

また、このとき（研磨パッド１の半径がＲ０であるとき（図２参照））、同心円Ｃ２の半径Ｒ２（図２参照）は、以下の数式を満たしている。
Ｒ１＜Ｒ２≦３＊Ｒ０／４
第二非接触部位１２２が同心円Ｃ２上に配置されるため、上述のように、研磨パッド１の
半径Ｒ０が被研磨物２の半径ｒよりも大きく被研磨物２の直径以下であり、且つ、研磨パッド１はその外周縁の一部が被研磨物２の外周縁の一部と重なった状態で、被研磨物２を研磨するとき、被研磨物２の内側（例えば、被研磨物２における半径ｒの１／２以内に広がる領域）における研磨パッド１との摺動距離を低減することができる。

以上の研磨パッド１によれば、第一非接触部位１２１の配置された同心円Ｃ１が被研磨物２の中央部（例えば、被研磨物２における中心と、この中心の外側に位置する部分とで構成される中央部（被研磨物２における周縁部を除く中央部））を通過するように研磨パッド１を使用する場合に、研磨面１０の全体が被研磨物２に接触可能である構成と比べて、研磨面１０と被研磨物２の中央部との摺動距離が減少する。そのため、被研磨物２において中央部の温度が他の領域の温度より高くても、被研磨物２の中央部において研磨面１０に対する摺動による摩擦熱が減少すると共に、被研磨物２の中央部において研磨面１０に対する摺動距離が減少することにより研磨量が減少することで、被研磨物２の研磨された面の平坦性を向上できる。尚被研磨物２の研磨された面の平坦性は、研磨パッド１による被研磨物２の研磨を一定時間行った際に、被研磨物２の任意の位置（点Ｐ）において被研磨物２の研磨された量（以下、研磨量）を演算することにより評価できる。以下、この演算方法について説明する。例えば、研磨パッド１及び被研磨物２が、図３に示すように、円板状であり、研磨パッド１の半径Ｒ０は、被研磨物２の半径ｒよりも大きく、被研磨物２の直径以下であるものとする。また、スラリー孔１１や貫通孔１２０は、研磨面１０が広がる方向においての正方形状をした貫通孔であるものとする。この貫通孔１２０は、二つ設けられ、同心円上において互いに等間隔をあけて配置されているものとする。尚、研磨パッド１及び被研磨物２は同じ方向に（例えば、反時計回りに）回転しているものとする。

この場合、被研磨物２の点Ｐにおける研磨量を演算する方法として、プレストンの式（Ｐｒｅｓｔｏｎ’ｓｅｑｕａｔｉｏｎ）が採用されている。プレストンの式では、被研磨物２の研磨量をｐ、プレストン係数をｋ、研磨パッド１の被研磨物２に対する圧力をρ（Ｐ）、被研磨物２上の点Ｐにおける摺動速度をＶ（Ｐ）、研磨パッド１による被研磨物２の研磨時間をｔとしたとき、下記式が成立する。
ｐ＝ｋ＊ρ（Ｐ）＊Ｖ（Ｐ）＊ｔ

プレストンの式によれば、研磨パッド１の被研磨物２に対する圧力ρ（Ｐ）が一定である場合（研磨中に圧力ρ（Ｐ）が経時的に変化しない場合）、被研磨物２の研磨量ｐは、摺動速度Ｖ（Ｐ）に研磨時間ｔを乗じた値（摺動速度Ｖ（Ｐ）の一定時間における積算、以下、摺動距離ＳＤとする）に比例する。以上のように、本実施形態の研磨パッド１において、被研磨物２の研磨された面の平坦性は、摺動距離ＳＤや被研磨物２の研磨量ｐを用いて評価できる。

尚、研磨パッド１の角速度をω_１、被研磨物２の角速度をω_２、点Ｐの座標を（Ｒ_２，θ_２）、研磨パッド１の中心（研磨面１０の中心１００（スラリー孔１１の中心１１０））と点Ｐとの距離をＬ_２とするとき、点Ｐの摺動速度Ｖ_２（Ｒ_２，θ_２）は下記式で求められる。
Ｖ_２（Ｒ_２，θ_２）＝｛ω_２ ^２Ｌ_２ ^２＋２（ω_２－ω_１）ω_１＊Ｌ_２＊Ｒ_２＊ｃｏｓθ_２＋（ω_２－ω_１）^２＊Ｒ_２｝^１／２

また、本実施形態の研磨パッド１によれば、第一非接触部位１２１の配置された同心円Ｃ１が被研磨物２の中央部を通過するように研磨パッド１を使用する場合に、第一非接触部位１２１が一つのみ設けられた構成と比べて、研磨面１０が被研磨物２に摺動する期間と摺動しない期間とがより短い期間で入れ替わるため、研磨パッド１を用いた研磨の際の研磨面１０におけるスラリーの分散状態や被研磨物２の温度分布等の研磨に関する条件のむらを抑制でき、これにより、研磨を安定的に行うことができる。

さらに、本実施形態の研磨パッド１によれば、略円板状であり且つ直径が研磨パッド１の半径より大きく且つ研磨パッドの直径以下である被研磨物２を研磨する際に、第一非接触部位１２１の配置された同心円Ｃ１が被研磨物の中心を通過するように研磨パッド１を使用する場合に、被研磨物２の研磨される面の全体が研磨パッド１に接触すると共に、被研磨物２の中心において研磨面１０と被研磨物との摺動距離が減少する。そのため、被研磨物２において中心の温度が他の領域の温度より高くても、被研磨物２の中心において研磨面１０に対する摺動距離が減少することにより、例えば、図４の二点鎖線で示すように、研磨量ｐが減少することで、被研磨物２の研磨された面の平坦性の向上を実現できる。尚、図４の一点鎖線は、研磨面１０に非接触部１２を設けなかった場合の研磨量ｐを示す。

一方、略円板状であり且つ直径が研磨パッド１の半径より大きく且つ研磨パッド１の直径以下である被研磨物２を研磨する際に、第一非接触部位１２１のみが配置された構成では、第一非接触部位１２１の配置された同心円Ｃ１が被研磨物２の中心を通過するように研磨パッド１を使用したとしても、被研磨物２の中心において研磨面１０との摺動距離が減少するものの、被研磨物２の中心よりも外側において研磨面１０との摺動距離が減少しないため、例えば、図５の一点鎖線で示すように、被研磨物２の中心よりも外側における研磨量ｐが大きいままとなる。これに対して、本実施形態の研磨パッド１によれば、第一非接触部位１２１の配置された同心円Ｃ１が被研磨物２の中心を通過し、且つ、第二非接触部位１２２の配置された同心円Ｃ２が被研磨物２の中心よりも外側を通過するように研磨パッド１を使用する場合に、被研磨物２の中心よりも外側においても研磨面１０との摺動距離が減少するため、被研磨物２の中心よりも外側において研磨面との摺動距離が減少することにより、例えば、図５の二点鎖線に示すように、研磨量ｐが減少することで、被研磨物２の研磨された面の平坦性をさらに向上できる。

しかも、本実施形態の研磨パッド１によれば、第一非接触部位１２１及び第二非接触部位１２２が、互いに離間しているため、第一非接触部位１２１及び第二非接触部位１２２が連続する構成と比べて、研磨をさらに安定的に行うことができる。

尚、本発明の研磨パッドは、上記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内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。

例えば、第一非接触部位１２１や第二非接触部位１２２の個数は、６個ずつに限定されない。例えば、研磨パッド１には、図６に示すように、第一非接触部位１２１及び第二非接触部位１２２が３個ずつ設けられていてもよい。第一非接触部位１２１は、同心円Ｃ１上に等間隔をあけて配置されており、第二非接触部位１２２は、同心円Ｃ２上に等間隔をあけて配置されている。第一非接触部位１２１や第二非接触部位１２２は、いずれも、円形状の貫通孔１２０である。この貫通孔１２０の直径は、例えば、研磨パッド１の直径の９％以下である。具体的に、研磨パッド１の直径が４５０ｍｍである場合、例えば、貫通孔１２０の直径は４０ｍｍである。

また、図７に示すように、第一非接触部位１２１及び第二非接触部位１２２が２個ずつ設けられていてもよい。第一非接触部位１２１は、同心円Ｃ１上に等間隔をあけて配置されており、第二非接触部位１２２は、同心円Ｃ２上に等間隔をあけて配置されている。第一非接触部位１２１や第二非接触部位１２２は、いずれも、円形状の貫通孔１２０である。この貫通孔１２０の直径は、例えば、研磨パッド１の直径の１３％以下である。具体的に、研磨パッド１の直径が４５０ｍｍである場合、例えば、貫通孔１２０の直径は６０ｍｍである。

本実施形態の非接触部１２は、第一非接触部位１２１及び第二非接触部位１２２の両方で構成されていたが、第一非接触部位１２１及び第二非接触部位１２２のうちいずれか一方のみで構成されていてもよい。例えば、図８に示すように、非接触部１２は、６個の貫通孔１２０（第一非接触部位１２１）のみで構成されていてもよい。第一非接触部位１２１は、等間隔をあけて同心円Ｃ１上に配置されている。

この構成の研磨パッド１を用いた場合においても、研磨面１０に非接触部１２を設けることで、非接触部１２により被研磨物２の研磨された面の平坦性を向上できる。

また、上記実施形態の研磨パッド１は、円板状であったが、回転しながら被研磨物を研磨可能であれば形状を問わず、例えば、矩形板状等の別の形状であってもよい。また、研磨面１０も、円形状或いは略円形状以外に、矩形状等の別の形状であってもよい。上記実施形態の非接触部１２は、研磨面１０が広がる方向において円形状や十字形状をした貫通孔１２０であったが、例えば、この方向において三角形状、矩形状、円弧状といった他の形状をした貫通孔１２０であってもよい。また、この貫通孔１２０の径は一定であったが、貫通孔１２０の径は、研磨面１０側に位置する部位ほど大きくてもよく、研磨面１０側に位置する部位ほど小さくてもよい。尚、非接触部１２は、研磨面１０に設けられた凹部であってもよい。また、研磨面１０には、凹部及び貫通孔の両方が配置されていてもよく、例えば、一つの同心円上に凹部及び貫通孔の両方が配置されていてもよい。

上記実施形態の研磨パッド１では、非接触部１２が配置される同心円の数は、一つや二つであったが、三つ以上であってもよい。同心円の数を三つ以上とすることで、さらに研磨量を制御することができる。

上記実施形態の研磨面１０には、非接触部１２が複数設けられていたが、非接触部１２が一つのみ設けられていてもよい。

また、上記実施形態の研磨面１０には、複数の非接触部１２が同心円Ｃ１、Ｃ２上において等間隔をあけて配置されていたが、同心円Ｃ１や同心円Ｃ２に配置される非接触部１２の間隔は異なっていてもよい。例えば、図９に示すように、同心円Ｃ１に配置される隣り合う第一非接触部位１２１の間隔は、異なっていてもよい。このような構成であっても、第一非接触部位１２１の配置された同心円Ｃ１が被研磨物２の中央部を通過するように研磨パッド１を使用する場合に、研磨面１０の全体が被研磨物２に接触可能である構成と比べて、被研磨物２の中央部において研磨パッド１との接触の頻度が減少することで、研磨パッド１と被研磨物２の中央部との摺動距離が減少するため、被研磨物２の研磨された面の平坦性を向上できる。

さらに、上記実施形態の研磨面１０には、第一非接触部位１２１や第二非接触部位１２２の中心が同心円Ｃ１上や同心円Ｃ２上に配置されていたが、例えば、図１０に示すように、第一非接触部位１２１の少なくとも一部が同心円Ｃ１上に配置されていれば、第一非接触部位１２１の中心が同心円Ｃ１上からずれた位置（同心円Ｃ１よりも内側や外側）に配置されていてもよい。このような構成では、第一非接触部位１２１の中心が同心円Ｃ１上からずれた位置に配置されることで、被研磨物２における研磨パッド１との摺動距離が減少する範囲を調整することができる。

また、研磨面１０には、第一非接触部位１２２や第二非接触部位１２２に加えて、同心円Ｃ１上や同心円Ｃ２上に配置されない貫通孔１２０や凹部が設けられてもよい。具体的に、図１１に示すように、貫通孔１２０（例えば、第一非接触部位１２１や第二非接触部位１２２を含む貫通孔１２０）が、一つの螺旋上（例えば、研磨パッド１の中心から延びる螺旋上）に配置されてもよい。尚、図１２に示すように、貫通孔１２０（例えば、第一非接触部位１２１や第二非接触部位１２２を含む貫通孔１２０）が、複数の螺旋上（例えば、二つの螺旋上）に配置されてもよい。このような構成においても、「第一非接触部位１２１の面積」の「同心円Ｃ１に配置される第一非接触部位１２１のうち最も内側に位置する第一非接触部位１２１（最も研磨パッド１の中心に近い第一非接触部位１２１）の全体と最も外側に位置する第一非接触部位１２１（最も研磨パッド１の中心から遠い第一非接触部位１２１）の全体とを含み且つ均一な幅を有する帯状の円周の面積」に対する比率は、「同心円Ｃ１よりも内側や外側に位置する同一の同心円上に配置された貫通孔１２０の面積」の「この同一の同心円に配置される貫通孔１２０のうち最も内側に位置する貫通孔１２０の全体と最も外側に位置する貫通孔１２０の全体とを含み且つ均一な幅を有する帯状の円周の面積」に対する比率よりも大きい。

また、このような構成であっても、同心円Ｃ１が被研磨物２の中央部を通過するように研磨パッド１を使用する場合に、研磨面１０の全体が被研磨物２に接触可能である構成と比べて、被研磨物２の中央部において研磨パッド１との接触の頻度が減少することで、研磨パッド１と被研磨物２の中央部との摺動距離が減少するため、被研磨物２の研磨された面の平坦性を向上できる。さらに、第一非接触部位１２１の配置された同心円Ｃ１が被研磨物２の中心を通過し、且つ、第二非接触部位１２２の配置された同心円Ｃ２が被研磨物２の中心よりも外側を通過するように研磨パッド１を使用する場合に、被研磨物２の中心よりも外側においても研磨面１０との摺動距離が減少するため、被研磨物２の中心よりも外側において研磨面１０との摺動距離が減少することにより研磨量が減少することで、被研磨物２の研磨された面の平坦性をさらに向上できる。しかも、第一非接触部位１２１や第二非接触部位１２２が螺旋上に配置されることにより、第一非接触部位１２１や第二非接触部位１２２が被研磨物２の中心部周辺を通過しやすくなるため、被研磨物２における研磨パッド１との摺動距離が減少する範囲を調整することができる。

また、研磨面１０の全体に、格子状の溝や、研磨面１０の中心１００から放射状に広がる溝が形成されていてもよい。これにより、スラリーが研磨面１０の全体に対してより均一に広がることになる。

上記実施形態の研磨面１０にはスラリー孔１１が形成され、スラリー孔１１を介して研磨面１０にスラリーが供給されていたが、スラリー孔１１が形成されず、スラリーが研磨面１０に直接供給されてもよい。

１、１０１…研磨パッド、１０…研磨面、１００…中心、１１…スラリー孔、１１０…中心、１２…非接触部、１２０…貫通孔、１２１…第一非接触部位、１２２…第二非接触部位、１０２…被研磨物、１０３…キャリア、１０４…定盤、Ｃ１、Ｃ２…同心円、Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２、ｒ…半径

Claims

研磨スラリーが供給され回転しながら被研磨物を研磨可能な研磨パッドであって、
前記被研磨物を研磨可能な研磨面を有する研磨層を備え、
前記研磨面は、前記被研磨物を研磨する際に回転するときの回転中心を中心とし且つ所望の長さの半径を有する同心円上に配置される凹部及び前記研磨層を貫通した貫通孔の少なくとも一方を有する非接触部を有し、
前記研磨パッドは、円形状或いは略円形状であり、
前記非接触部は、径が５ｍｍ以上研磨パッドの直径の１３％以下であり、
前記研磨パッドの半径の長さをＲ０としたとき、前記同心円の半径Ｒ１は以下の数式を満たし、
前記非接触部の中心は、Ｒ０／２を半径とする仮想円よりも径外側に配置されず、
少なくとも一つの前記非接触部は、Ｒ０／２を半径とする仮想円上に配置されている、ことを特徴とする研磨パッド。
０＜Ｒ１≦Ｒ０／２
前記凹部及び前記研磨層を貫通した貫通孔の少なくとも一方は、互いに離間した状態で前記同心円上に複数配置される、請求項１に記載の研磨パッド。