JPH11151660A - 研磨パッド、およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッド表面をドレッシングする研磨パッドの
目立て法を用いずに、研磨パッド表面にスラリーを保持
するに十分な、実効的なスラリー保持層を実現し、研磨
中のウェーハに常に十分なスラリーを供給できる研磨パ
ッドを実現する。 【解決手段】 本発明は、化学的機械研磨を行う時に使
用する研磨パッド２に関するものである。この研磨パッ
ド２は、化学的機械研磨に対して十分な硬度若しくは弾
性、又は双方を持った材料からなり、研磨パッド２の大
きさに対して十分細い断面積を有する糸状の材料を圧密
・接着して形成したものである。この研磨パッドの製造
方法は、化学的機械研磨に対して十分な硬度若しくは弾
性又は双方を持った材料を糸状に加工し、つぎにこの糸
状の材料を研磨パッドの大きさに平たく広げ重ねた後、
この糸状の材料同士を接着するものである。糸状の材料
同士を接着するには、糸状の材料に圧力若しくは温度又
は双方を与えることにより、糸状の材料同士を接着す
る。糸状の材料は、ポリウレタン樹脂からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨パッド、およ
びその製造方法に関する。詳しくは、半導体装置の製造
に際して、層間絶縁膜を形成した後に化学的機械研磨を
行う時に、この化学的機械研磨をより低コスト化しかつ
均一性、再現性を改善する研磨パッド、および研磨パッ
ドの製造方法に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年における半導体装置の設計ルールの
微細化に伴って、リソグラフィーの解像度を上げる努力
がなされているが、解像度を上げることにより焦点深度
いわゆるＤＯＦ（Depth Of Focus）は低下してきてい
る。

【０００３】この改善はレジストの性能改善を待たなけ
ればならないが、このレジスト性能の改善より微細化要
求の方が先行しているのが現状である。そこで、デバイ
ス構造の高低差をできるだけ低減する事でこの焦点深度
の不足を補い、微細なパターンを焦点ズレさせず確実に
解像させる方法が検討されている。

【０００４】そこで、デバイス構造の高低差を平坦化す
る方法として、最近では、シリコンウェーハの鏡面加工
を応用した化学的機械研磨方法が採用されている。図１
１は、この化学的機械研磨を行う為の、従来の化学的機
械研磨装置を示す概略図である。この装置は、回転する
研磨プレート回転軸に支承され表面に研磨パッド２が接
着された研磨プレート３と、ダイア１０２等を金属板に
電着形成した、研磨パッド２の表面を目立てする為のド
レッサー１０１と、層間絶縁膜が形成された被処理基板
４（以下、ウェーハと称する）を保持するキャリア５
と、研磨スラリーを研磨パッド２上に供給するノズル６
を有する研磨スラリ供給装置７とから概ね構成されてい
る。

【０００５】そして、研磨パッド２を不図示のドレッサ
ーによりドレッシング（研削）した後に、研磨プレート
回転軸１及びキャリア回転軸８を回転させ、ノズル６か
ら研磨パッド２の中央部に研磨スラリーを供給しなが
ら、研磨圧力調整機構９によりウェーハ４を研磨パッド
２上に押圧させてウェーハ４の研磨を行うものである。

【０００６】ところで、この様な化学的機械研磨方法で
は、ウェーハの絶縁膜にマイクロスクラッチが生じる事
及び研磨レートのバラツキや研磨量の内面バラツキが大
きい事が問題となっている。

【０００７】マイクロスクラッチの発生に付いては、研
磨パッド２のドレッシング時に発生する研磨パッド２の
削りクズやドレッサーのダイア、層間膜、ウェーハの破
片クズ等（以降、これらを総称して不純物とも標記す
る）を研磨パッド２外へ排出する必要がある。

【０００８】そこで、上記した従来の化学的機械研磨装
置においては、研磨作業中研磨スラリーを研磨パッド２
の中央部に間断なく十分に流し出し、不純物をこの研磨
スラリーにより研磨パッド２外へ除去あるいは押し流す
という対策をとっている。

【０００９】研磨レートのバラツキや研磨量の内面バラ
ツキが大きい事に対しては、化学的機械研磨の原理とし
ては、研磨パッド２表面にドレッサーが無数の傷を付け
る事でいわゆるパッド表面に浅い目立て層を形成し、こ
こに研磨スラリーが保持された状態で、ウェーハを研磨
する事で、パッドに押圧したウェーハの研磨面にスラリ
ーを十分供給する事ができ、これにより研磨の均一性、
再現性を改善している事を考慮して、ドレッサーによる
パッド面の目立て、いわゆるドレッシングを、目立て層
の深さや密度が十分となる様に確実に行う。又、これに
加えてマイクロスクラッチの防止策としても行っている
スラリーの十分な供給と合わせ、研磨レートの内面、面
間バラツキ、再現性を改善する対策としている。

【００１０】しかしながら、この様な、ドレッシングに
よりパッド面に目立て層を形成するという手法は、ダイ
ア等を使用した高価なドレッサーを使用する事によりド
レッサーの消耗に対するコストが大きくかかる事、及び
ドレッシング時にパッドの削りクズが発生し、これによ
りマイクロスクラッチが増加する事により、化学的機械
研磨による製品の品質低下も懸念されるという問題点が
あった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明が解決
しようとする課題は、従来のような、ダイアの付いたド
レッサーを研磨パッドに押圧して傷を付ける事で、パッ
ド表面をドレッシングする研磨パッドの目立て法を用い
ずに、研磨パッド表面にスラリーを保持するに十分な、
実効的なスラリー保持層を実現し、研磨中のウェーハに
常に十分なスラリーを供給できる研磨パッドを実現する
事である。

【００１２】これによりドレッシングコスト削減と、ド
レッシング時の削りクズ発生を防止する事で製品の品質
向上を、同時に実現する事が可能となる研磨パッド、お
よびその製造方法を提供できる事になる。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為
に、段差を有する被処理基板表面を研磨パッドに押圧さ
せて、化学的機械研磨を行う化学的機械研磨方法に於い
て、これに使う研磨パッドを、研磨パッド材等の硬度の
高い材料を繊維状態の糸状の材料として、これらをラン
ダムに重ねた後、これらに熱若しくは圧力または双方を
用いて接着、あるいは糸状材料を接着するに必要な量の
接着剤を用いて接着する。以上により、従来のドレッシ
ングによるパッド目立て層の形成を行わずに研磨パッド
表面に常にスラリー保持層が形成できる研磨パッドを提
供する事が可能となる。

【００１４】上記研磨パッドは糸状材料同士が絡み合っ
てできており、研磨パッド表面に常に糸状材料がランダ
ムに顔を出す事と合わせ、従来の研磨パッドのドレッシ
ングによる研磨パッド目立て層の形成を行わなくても、
従来の研磨パッドの目立て層と同様に研磨パッドのスラ
リー保持層を常に維持する事ができ、被研磨基板の均一
性、再現性の良い研磨が可能となる。

【００１５】上記課題を解決する為に、段差を有する被
処理基板表面を研磨パッドに押圧させて、化学的機械研
磨を行う化学的機械研磨方法に於いて、これに使う研磨
パッドを研磨パッド材より硬度の高い材料を繊維状態と
して、これらをランダムに重ねた後、これらに研磨パッ
ド材を流し込む事により、研磨パッド材より硬度の高い
材料を繊維状態にした糸状材料を含んだ研磨パッドを作
製しようとしている。

【００１６】上記の研磨パッドによれば、研磨パッド表
面に常に糸状材料がランダムに顔を出す事となり、この
糸状材料同士が絡み合っている事と合わせ、従来の研磨
パッドのドレッシングによる研磨パッド目立て層の形成
を行わなくても、従来の研磨パッドの目立て層と同様に
研磨パッドのスラリー保持層を常に維持する事ができ、
被研磨基板の均一性、再現性の良い研磨が可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る研磨パッド、
およびその製造方法の実施例について図１〜図１０を参
照しながら説明する。なお、図中の構成要素で、従来の
技術と同様の構成をなしているものに付いては、同一の
参照符号を付するものとする。

【００１８】〔実施例１〕本実施例では、化学的機械研
磨を行う時に使用する研磨パッドにおいて、化学的機械
研磨に対して十分な硬度若しくは弾性、又は双方を持っ
た材料からなり、研磨パッドの大きさに対して十分細い
断面積を有する糸状の材料を圧密・接着して形成した研
磨パッドについて説明する。

【００１９】ここで、研磨パッドとしては、被処理基板
の研磨が十分にできるためにある程度以上の硬度が必要
である。また、研磨パッドとしては、被処理基板の凹凸
に追従できるようにするためにある程度の弾性が必要で
ある。また、糸状の材料は研磨パッドの大きさに対して
十分に細くする必要がある。

【００２０】また、本実施例では、化学的機械研磨を行
う時に使用する研磨パッドの製造方法において、化学的
機械研磨に対して十分な硬度若しくは弾性又は双方を持
った材料を、研磨パッドの大きさに対して十分細い断面
積の糸状に加工する工程と、この糸状の材料を研磨パッ
ドの大きさに平たく広げ重ねた後、この糸状の材料同士
を接着する工程を有する研磨パッドの製造方法について
説明する。

【００２１】図２からは図４は本発明の実施例１に係わ
る、化学的機械研磨装置に用いる研磨パッドの作製プロ
セスを示す概略図である。

【００２２】図２は繊維状材料（糸状の材料）の作製工
程、図３は繊維状態の糸状の材料を任意の方向に多層に
重ねて、研磨パッドとして必要な厚さに積み上げる様子
を示したものである。図４はこの状態で、上から圧力を
加え、熱を併せて加える事で、熱と圧力により糸状の材
料同士を接着する工程を説明するものである。

【００２３】以下に、図２から４を参照して、研磨パッ
ドの製造方法について説明していく。図２は繊維材料の
作製工程を説明する。すなわち、繊維材料１１を溶融さ
せたタンク２１内に圧力をかけ、目立て層の毛足の太さ
として所望のサイズ、例えば１〜１０μｍ直径の大きさ
とした穴２２から噴出させる事で繊維３０を作製する。
次にこれを、ローラー２３に巻き取る事で、研磨パッド
に混入する糸状の材料なる繊維３０が作製できる。

【００２４】ここで、糸状の材料としてはポリウレタン
樹脂を用いることができる。ただし、糸状の材料として
はポリウレタン樹脂に限るわけではなく、その他の材料
を使用することができることはもちろんである。

【００２５】図３は研磨パッドの作製工程を説明してお
り、例えば研磨パッドの大きさの容器４０に、糸状材料
３０をランダムな方向に略研磨パッドの膜厚分積み上げ
る。

【００２６】この後、図４に示すように、研磨パッド作
製容器４０上にプレッサー６０を置き、これを加圧する
ことにより糸状の材料をプレスし、また容器を糸状の材
料の溶解温度に保つ。ここで、必要に応じ超音波も印加
する。この状態を維持した後、糸状の材料同士が接着す
るところで、圧力（および超音波）を外し温度を室温に
戻す事で研磨パッドが完成する。

【００２７】なお、ここでは糸状の材料同士を接着する
工程では、糸状の材料に圧力（および超音波）および温
度双方を与えることにより、糸状の材料同士を接着した
が、この条件に限るわけではなく、糸状の材料に圧力
（および超音波）若しくは温度いずれか一方のみを与え
ることにより、糸状の材料同士を接着することができる
ことはもちろんである。

【００２８】この研磨パッドは、図５および図６に示す
ように、糸状材料が無数に絡み合っており、表面にも糸
状材料が無数に絡み合い現れている。この領域が従来の
研磨パッドのドレッシング層と同様に、研磨スラリーを
保持する働きを持つ。この研磨パッドを構成している糸
状の材料は、化学的機械研磨を行っている時に削れてい
くが、糸状の材料が研磨パッド内にランダムに配合され
ている事により、常に新しい糸状の材料が研磨パッド表
面に現れる事で、研磨中を通して常に研磨スラリー保持
層を維持する事が可能となり、図１１に示す従来の研磨
パッドのドレッシング層１００に相当する領域が常に保
持される事がわかる。

【００２９】〔実施例２〕本実施例では、化学的機械研
磨を行う時に使用する研磨パッドの製造方法において、
化学的機械研磨に対して十分な硬度若しくは弾性又は双
方を持った材料を、研磨パッドの大きさに対して十分細
い断面積の糸状に加工する工程と、この糸状の材料を研
磨パッドの大きさに平たく広げ重ねた後、この糸状の材
料同士を接着する材料を用いることにより接着する工程
を有する研磨パッドの製造方法について説明する。

【００３０】図７は本発明の実施例２に係わる、化学的
機械研磨装置に用いる研磨パッドの作製プロセスを示す
概略図である。

【００３１】図７では、糸状の材料３０を例えば研磨パ
ッドの大きさの容器４０に、ランダムな方向に略研磨パ
ッドとして必要な膜厚分積み上げていくが、この糸状の
材料同士を重ねる段階で、適宜接着剤を噴霧しながら行
う。これにより、糸状の材料同士を接着し、研磨パッド
を完成させる事ができる。この時、接着剤の溶媒を飛ば
す目的などの為に、必要に応じてヒーター１１０により
熱を加えながら行ってもよい。

【００３２】ここでは、糸状の材料としてはポリウレタ
ン樹脂を用いることができる。ただし、糸状の材料とし
てはポリウレタン樹脂に限るわけではなく、その他の材
料を使用することができることはもちろんである。

【００３３】また、接着する材料としてはポリウレタン
樹脂を用いることができる。ただし、接着する材料とし
てはポリウレタン樹脂に限るわけではなく、その他塩ビ
系、テフロン系等の材料を 使用することができること
はもちろんである。

【００３４】また、糸状の材料としてポリウレタン樹脂
を用い、かつ接着する材料としてポリウレタン樹脂を用
いることができる。その他の糸状の材料の場合でも同種
材料での接着又は異種材料での接着が可能である。

【００３５】接着する材料をポリウレタン樹脂にする
と、研磨パッドの主材料であるポリウレタン樹脂と同じ
になるので、化学的機械研磨において不純物が混入する
ことによる影響を排除することができる。

【００３６】ここで、糸状の材料同士を接着する工程で
は、接着する材料を噴霧することにより、糸状の材料同
士を接着したが、この方法に限るわけではなく、糸状の
材料同士を接着する工程では、接着する材料を滴下など
その他の方法により、糸状の材料同士を接着することが
できることはもちろんである。

【００３７】以上の様に、必要最低限の接着剤を使用し
ながら、糸状の材料を無数に絡ませた構造のパッドを形
成する事で、内部に空隙を多く含む形の研磨パッドを作
製する事ができる。これにより、この空隙の領域が従来
の研磨パッドのドレッシング層と同様に、研磨スラリー
を保持する働きを持つ為、この研磨パッドを使用する事
で、研磨中を通して常に研磨スラリーの保持層を維持す
る事が可能となり、図１１に示す従来の研磨パッドをド
レッサー１０１でドレッシングする事で得られるドレッ
シング層１００に相当する領域が、ドレッシングなしで
化学的機械研磨中常に確保する事が可能となる。

【００３８】なお、実施例１および２では、糸状の材料
を圧密・接着して形成した研磨パッドについて説明した
が、これには限らず、糸状の材料を、従来の研磨パッド
基板例えば発泡ポリウレタンパッドに、圧密・接着して
形成した研磨パッドとすることもできる。

【００３９】すなわち、糸状の材料を、研磨パッド基板
に、圧密・接着して形成した研磨パッドの製造方法とし
ては、化学的機械研磨に対して十分な硬度若しくは弾性
又は双方を持った材料を、研磨パッドの大きさに対して
十分細い断面積の糸状に加工する工程と、この糸状の材
料を研磨パッド基板の上に平たく広げ重ねる工程と、こ
れらに圧力（および超音波）若しくは温度又は双方を与
えることにより、この糸状の材料同士並びに研磨パッド
基板と糸状の材料を接着する工程と、研磨パッド基板に
糸状の材料を積層したものを、研磨パッドの形に形成す
る工程を有する研磨パッドの製造方法を挙げることがで
きる。

【００４０】具体的には、上述の製造方法において、糸
状の材料を研磨パッド基板の上に平たく広げ重ねる工程
が、研磨パッドよりも広い研磨パッド基板を用い、ま
た、研磨パッドの形に形成する工程が、研磨パッド基板
に糸状の材料を積層したものを、研磨パッドの大きさに
型抜きをする製造方法を挙げることができる。

【００４１】また、上述の製造方法において、糸状の材
料を研磨パッド基板の上に平たく広げ重ねる工程が、糸
状の材料を研磨パッドと同一の大きさの研磨パッド基板
の上に平たく広げ重ね、更に、この上に研磨パッドと同
一の大きさの研磨パッド基板を重ね、また、研磨パッド
の形に形成する工程が、研磨パッド基板に糸状の材料を
積層したものを、糸状の材料部の中央をスライスするこ
とで２枚の研磨パッドを作る方法を挙げることができ
る。

【００４２】また、上述の製造方法において、糸状の材
料を研磨パッド基板の上に平たく広げ重ねる工程が、糸
状の材料を研磨パッドと同一の大きさの研磨パッド基板
の上に平たく広げたものを複数組重ね、更に、この上に
研磨パッドと同じ大きさの研磨パッド基板を重ね、ま
た、研磨パッドの形に形成する工程が、研磨パッド基板
に糸状の材料を積層したものを、各々の糸状の材料部の
中央をスライスすることで複数枚の研磨パッドを作る方
法を挙げることができる。

【００４３】〔実施例３〕本実施例では、化学的機械研
磨を行う時に使用する研磨パッドにおいて、研磨パッド
の主材料中に、化学的機械研磨に対して十分な硬度若し
くは弾性、又は双方を持った材料からなり、研磨パッド
の大きさに対して十分細い断面積を有する糸状の材料を
含有する研磨パッドについて説明する。

【００４４】また、化学的機械研磨を行う時に使用する
研磨パッドの製造方法において、化学的機械研磨に対し
て十分な硬度若しくは弾性又は双方を持った材料を、研
磨パッドの大きさに対して十分細い断面積の糸状に加工
する工程と、この糸状の材料を平たく広げ、この広げた
糸状の材料に研磨パッドを作る主材料を流し込み充填す
る工程と、研磨パッドを作る主材料を充填したものを、
研磨パッドの形に形成する工程を有する研磨パッドの製
造方法について説明する。

【００４５】またさらに、上述の製造方法において、糸
状の材料を平たく広げ、この広げた糸状の材料に研磨パ
ッドを作る主材料を流し込み充填する工程が、糸状の材
料を研磨パッドと同じ大きさに平たく広げ、この広げた
糸状の材料に研磨パッドを作る主材料を流し込み研磨パ
ッドの厚さと同一の厚さに充填する製造方法について説
明する。

【００４６】図８から図１０は本発明の実施例３に係わ
る、化学的機械研磨装置に用いる研磨パッドの作製プロ
セスを示す概略図である。

【００４７】図８は繊維材料を任意の方向に多層に重ね
て、ここに研磨パッドの主材料を流し込み繊維材料中に
染み込ませ研磨パッドを形成する工程をしめす。ここで
は、例えば研磨パッドの大きさの容器４０に、糸状の材
料３０をランダムな方向に略研磨パッドの膜厚分積み上
げる。

【００４８】この後研磨パッドの材料５０（例えばポリ
ウレタン樹脂）を流し込み。この時必要に応じて、研磨
パッドの流動性を保持する為に、容器の温度をヒーター
１１０により維持しておく。この時、研磨パッド材料に
発泡材を混入させる等により研磨パッドを発泡させる事
もスラリーの保持特性を向上させる手段として有効であ
る。

【００４９】さらに、必要に応じて容器４０に研磨パッ
ド材料５０を盛った後、上方から圧力を掛けて研磨パッ
ドの糸状の材料間の隙間に確実に研磨パッドを導入する
事もできる。この後、研磨パッドが硬化したところで室
温に戻し、研磨パッドが完成する。

【００５０】この研磨パッド表面には、図９に示すよう
に、糸状の材料が無数に現れており、この領域が従来の
研磨パッドのドレッシング層と同様に、研磨スラリーを
保持する働きを持つ。この研磨パッド中に混入させた糸
状の材料は、研磨パッドに被研磨ウェーハを押し付けて
化学的機械研磨を行っていると時に、研磨パッドが削れ
るのに伴ない、この糸状の材料も削れていくが、糸状の
材料が研磨パッド内にランダムに配合されている事によ
り、常に新しい糸状の材料が研磨パッド表面に現れる事
で、研磨中をとおして常に研磨スラリー保持層を維持す
る事が可能となり、従来の研磨パッドのドレッシング層
に相当する領域が常に確保される事がわかる。

【００５１】なお、上述の実施例においては、糸状の材
料が研磨パッド材料に溶解し難い温度又は研磨パッド材
料の溶剤がこの糸状の材料を溶解し難い、又は両方を形
成の条件とすることはもちろんである。

【００５２】〔実施例４〕本実施例では、化学的機械研
磨を行う時に使用する研磨パッドの製造方法において、
化学的機械研磨に対して十分な硬度若しくは弾性又は双
方を持った材料を、研磨パッドの大きさに対して十分細
い断面積の糸状に加工する工程と、この糸状の材料を平
たく広げ、この広げた糸状の材料に研磨パッドを作る主
材料を流し込み研磨パッドと同一の厚さに充填する工程
と、研磨パッドを作る主材料を充填したものを、研磨パ
ッドの大きさに型抜きをする工程を有する研磨パッドの
製造方法について説明する。

【００５３】図１０は本発明の実施例４に係わる、化学
的機械研磨装置に用いる研磨パッドの作製プロセスを示
す概略図である。

【００５４】図１０では、糸状の材料を含んだ研磨パッ
ドを効率的に作製する為に、例えば一方が開いた底がテ
フロンコート等でできている研磨パッド材料がくっつか
ない様にした四角い容器１２０に、糸状の材料３０を無
数に研磨パッド形成に必要な膜厚分重ね、この上に研磨
パッドの材料５０を流し込んで、例えば熱硬化させなが
ら、ローラー１３０で圧力を加える事によりパッド膜厚
を一定にしながら研磨パッド２００を引き出していく。
これにより、より均質な、糸状の材料を含んだ研磨パッ
ドの量産が可能となる。

【００５５】最終的には、必要に応じて研磨パッドの大
きさに型抜きをする事で、研磨パッドを完成させる。

【００５６】なお、本実施例では、糸状の材料を平たく
広げ、この広げた糸状の材料に研磨パッドを作る主材料
を流し込み研磨パッドと同一の厚さに充填する工程と、
研磨パッドを作る主材料を充填したものを、研磨パッド
の大きさに型抜きをする工程を有する研磨パッドの製造
方法について説明したが、これに限るわけではなく、糸
状の材料を研磨パッドと同じ大きさに平たく広げ、この
広げた糸状の材料に研磨パッドを作る主材料を流し込み
充填する工程と、研磨パッドを作る主材料を充填したも
のを、研磨パッドの厚さにスライスして形成する工程を
有する研磨パッドの製造方法とすることもできることは
もちろんである。

【００５７】なお、上述の実施例１〜４では、糸状の材
料として一本の糸を用いた例について説明したが、これ
に限るわけではなく、相対的に短い複数本の糸状の材料
で構成することができることはもちろんである。糸状の
材料を一本の糸でなく、相対的に短い複数本の糸状の材
料で構成することにより、研磨パッドの製造時間の短縮
化を図ることができる。

【００５８】また、糸状の材料の断面形状を円とするば
かりでなく、楕円、多角形とすること、又糸の太さ、形
状を長さ方向に変えることもできることはもちろんであ
る。また、糸状の材料を多孔質とすることにより、研磨
パッドの吸水性を向上させることもできることはもちろ
んである。

【００５９】なお、本発明は上述の実施例に限らず本発
明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得
ることはもちろんである。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
研磨パッドを無数の糸状の材料で構成している事で、こ
の糸状材料同士の間の隙間が多く形成できる事で、従来
技術で行っていた研磨パッドのドレッシングを行う事な
く、従来技術の目立て層に相当する研磨スラリーを保持
する領域を高価なドレッサーを使用するドレッシングな
しに形成する事ができる為、高価なドレッサー使用によ
る化学的機械研磨のプロセスコスト上昇を防ぎ、かつド
レスにより発生するパッドの削りクズによる製品の研磨
面上のマイクロスクラッチの発生を防止できる。

【００６１】また、研磨パッド全体が糸状の材料の絡み
合った構造で形成されている為、化学的機械研磨の作業
中を通して、常に目立て層が確保されている事で、研磨
中の被研磨基板の研磨面へのスラリーの持ち込みが安定
して行われ、より少ない研磨スラリーでも研磨が確実に
行え、研磨レートの安定性、再現性に加え生産コストの
改善にも効果がある。さらに、ドレッシング作業による
研磨作業の停止もない為、生産性向上に対しても有利で
ある。

【００６２】また、本発明によれば、研磨パッド表面に
常に糸状の材料が無数に現れている事で、従来技術で行
っていた研磨パッドのドレッシングを行う事なく、従来
技術の目立て層に相当する研磨スラリーを保持する領域
が形成される為、高価なドレッサーを使用する事による
化学的機械研磨のプロセスコストの上昇を防ぎ、かつド
レスにより発生するパッドの削りクズによる製品の研磨
面上のマイクロスクラッチの発生も防止できる。

【００６３】また、研磨中に常に目立て層が形成されて
いる為、被研磨基板の研磨面へのスラリーの持ち込みが
安定して行われ、より少ない研磨スラリーでも研磨が確
実に行え、研磨レートの安定性、再現性の改善にも効果
がある。さらに、ドレッシングによる作業の停止もない
為、生産性向上に対しても有効である。

【００６４】従って、図１に示すように、本発明の研磨
パッドを化学的機械研磨に用いれば、高価なドレッサー
を用いるドレッシングを廃止する事ができ、研磨のプロ
セスコストの低減が可能となると同時に、高品質及び高
生産性の化学的機械研磨及び化学的機械研磨装置を提供
する事が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の研磨パッドを用いた化学的機械研磨装
置を示す概略図である。

【図２】本発明の実施例１に係わる研磨パッド形成に使
用する糸状の材料の作製工程を説明する概略図である。

【図３】本発明の実施例１に係わる研磨パッドの作製工
程を説明する概略図である。

【図４】本発明の実施例１に係わる加圧して研磨パッド
を作製する工程を説明する概略図である。

【図５】本発明の実施例１及び２に係わる糸状の材料で
形成された研磨パッドの概略図である。

【図６】本発明の実施例１及び２に係わる糸状の材料で
形成された研磨パッドの概略断面図である。

【図７】本発明の実施例２に係わる糸状の材料を接着剤
を噴霧しながら重ねる研磨パッド作製工程の概略図であ
る。

【図８】本発明の実施例３に係わる化学的機械研磨装置
の研磨パッドの作製工程を説明する概略図である。

【図９】本発明の実施例３及び４に係わる糸状の材料を
含んだ研磨パッドの断面を説明する概略図である。

【図１０】本発明の実施例２に係わる研磨パッドの作製
工程を説明する概略図である。

【図１１】従来の化学的機械研磨装置を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１‥‥研磨プレート回転軸、２‥‥研磨パッド、３‥‥
研磨プレート、４‥‥シリコンウェーハ、５‥‥キャリ
アー、６‥‥スラリー供給管、７‥‥スラリー供給装
置、８‥‥キャリアー回転軸、９‥‥研磨圧力調整機
構、１０‥‥スラリー、１１‥‥繊維材料、１４‥‥バ
ッキングフィルム、２１‥‥繊維材料溶融保管タンク、
２２‥‥溶融繊維材料噴出穴、２３‥‥繊維巻き取りロ
ーラー、３０‥‥繊維、４０‥‥研磨パッド作製容器、
５０‥‥研磨パッド原材、６０‥‥研磨パッド整形プレ
ッサー、７０‥‥接着剤 ７１‥‥接着剤噴霧装置１００‥‥研磨パッドのドレッ
シング層、１０１‥‥ドレッサー、１０２‥‥ドレッサ
ーのダイア、１０３‥‥研磨パッド原材容器、１１０‥
‥ヒーター、１２０‥‥研磨パッド作製容器、１３０‥
‥研磨パッド整形ローラー、２００‥‥帯状研磨パッド

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 化学的機械研磨を行う時に使用する研磨
   パッドにおいて、 化学的機械研磨に対して十分な硬度若しくは弾性、又は
   双方を持った材料からなり、研磨パッドの大きさに対し
   て十分細い断面積を有する糸状の材料を圧密・接着して
   形成したことを特徴とする研磨パッド。
2. 【請求項２】 化学的機械研磨を行う時に使用する研磨
   パッドの製造方法において、 化学的機械研磨に対して十分な硬度若しくは弾性又は双
   方を持った材料を、研磨パッドの大きさに対して十分細
   い断面積の糸状に加工する工程と、 この糸状の材料を研磨パッドの大きさに平たく広げ重ね
   た後、この糸状の材料同士を接着する工程を有すること
   を特徴とする研磨パッドの製造方法。
3. 【請求項３】 糸状の材料同士を接着する工程は、糸状
   の材料に圧力若しくは温度又は双方を与えることによ
   り、糸状の材料同士を接着することを特徴とする請求項
   ２記載の研磨パッドの製造方法。
4. 【請求項４】 糸状の材料は、ポリウレタン樹脂からな
   ることを特徴とする請求項３記載の研磨パッドの製造方
   法。
5. 【請求項５】 糸状の材料同士を接着する工程は、接着
   する材料を噴霧又は滴下することにより、糸状の材料同
   士を接着することを特徴とする請求項２記載の研磨パッ
   ドの製造方法。
6. 【請求項６】 糸状の材料は、ポリウレタン樹脂からな
   ることを特徴とする請求項５記載の研磨パッドの製造方
   法。
7. 【請求項７】 糸状の材料は、ポリウレタン樹脂からな
   り、接着する材料は、ポリウレタン樹脂からなることを
   特徴とする請求項５記載の研磨パッドの製造方法。
8. 【請求項８】 化学的機械研磨を行う時に使用する研磨
   パッドにおいて、 化学的機械研磨に対して十分な硬度若しくは弾性又は双
   方を持った材料からなり、研磨パッドの大きさに対して
   十分細い断面積を有する糸状の材料を、研磨パッド基板
   に、圧密・接着して形成したことを特徴とする研磨パッ
   ド。
9. 【請求項９】 化学的機械研磨を行う時に使用する研磨
   パッドの製造方法において、 化学的機械研磨に対して十分な硬度若しくは弾性又は双
   方を持った材料を、研磨パッドの大きさに対して十分細
   い断面積の糸状に加工する工程と、 この糸状の材料を研磨パッド基板の上に平たく広げ重ね
   る工程と、 これらに圧力若しくは温度又は双方を与えることによ
   り、この糸状の材料同士並びに研磨パッド基板と糸状の
   材料を接着する工程と、 研磨パッド基板に糸状の材料を積層したものを、研磨パ
   ッドの形に形成する工程を有することを特徴とする研磨
   パッドの製造方法。
10. 【請求項１０】 糸状の材料を研磨パッド基板の上に平
    たく広げ重ねる工程は、研磨パッドよりも広い研磨パッ
    ド基板を用い、 研磨パッドの形に形成する工程は、研磨パッド基板に糸
    状の材料を積層したものを、研磨パッドの大きさに型抜
    きをすることを特徴とする請求項９記載の研磨パッドの
    製造方法。
11. 【請求項１１】 糸状の材料を研磨パッド基板の上に平
    たく広げ重ねる工程は、糸状の材料を研磨パッドと同一
    の大きさの研磨パッド基板の上に平たく広げ重ね、更
    に、この上に研磨パッドと同一の大きさの研磨パッド基
    板を重ね、 研磨パッドの形に形成する工程は、研磨パッド基板に糸
    状の材料を積層したものを、糸状の材料部の中央をスラ
    イスすることで２枚の研磨パッドを作ることを特徴とす
    る請求項９記載の研磨パッドの製造方法。
12. 【請求項１２】 糸状の材料を研磨パッド基板の上に平
    たく広げ重ねる工程は、糸状の材料を研磨パッドと同一
    の大きさの研磨パッド基板の上に平たく広げたものを複
    数組重ね、更に、この上に研磨パッドと同じ大きさの研
    磨パッド基板を重ね、 研磨パッドの形に形成する工程は、研磨パッド基板に糸
    状の材料を積層したものを、各々の糸状の材料部の中央
    をスライスすることで複数枚の研磨パッドを作ることを
    特徴とする請求項９記載の研磨パッドの製造方法。
13. 【請求項１３】 化学的機械研磨を行う時に使用する研
    磨パッドにおいて、 研磨パッドの主材料中に、化学的機械研磨に対して十分
    な硬度若しくは弾性、又は双方を持った材料からなり、
    研磨パッドの大きさに対して十分細い断面積を有する糸
    状の材料を含有することを特徴とする研磨パッド。
14. 【請求項１４】 化学的機械研磨を行う時に使用する研
    磨パッドの製造方法において、 化学的機械研磨に対して十分な硬度若しくは弾性又は双
    方を持った材料を、研磨パッドの大きさに対して十分細
    い断面積の糸状に加工する工程と、 この糸状の材料を平たく広げ、この広げた糸状の材料に
    研磨パッドを作る主材料を流し込み充填する工程と、 研磨パッドを作る主材料を充填したものを、研磨パッド
    の形に形成する工程を有することを特徴とする研磨パッ
    ドの製造方法。
15. 【請求項１５】 糸状の材料を平たく広げ、この広げた
    糸状の材料に研磨パッドを作る主材料を流し込み充填す
    る工程は、糸状の材料を研磨パッドと同じ大きさに平た
    く広げ、この広げた糸状の材料に研磨パッドを作る主材
    料を流し込み研磨パッドの厚さと同一の厚さに充填する
    ことを特徴とする請求項１４記載の研磨パッドの製造方
    法。
16. 【請求項１６】 糸状の材料を平たく広げ、この広げた
    糸状の材料に研磨パッドを作る主材料を流し込み充填す
    る工程は、糸状の材料を平たく広げたものに研磨パッド
    を作る主材料を流し込み研磨パッドと同一の厚さに充填
    し、 研磨パッドを作る主材料を充填したものを、研磨パッド
    の形に形成する工程は、研磨パッドを作る主材料を充填
    したものを、研磨パッドの大きさに型抜きをすることを
    特徴とする請求項１４記載の研磨パッドの製造方法。
17. 【請求項１７】 糸状の材料を平たく広げ、この広げた
    糸状の材料に研磨パッドを作る主材料を流し込み充填す
    る工程は、糸状の材料を研磨パッドと同じ大きさに平た
    く広げ、この平たく広げたものに研磨パッドを作る主材
    料を流し込み充填し、 研磨パッドを作る主材料を充填したものを、研磨パッド
    の形に形成する工程は、研磨パッドを作る主材料を充填
    したものを、研磨パッドの厚さにスライスして形成する
    ことを特徴とする請求項１４記載の研磨パッドの製造方
    法。