WO2022202008A1 - 研磨パッド - Google Patents

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WO2022202008A1
WO2022202008A1 PCT/JP2022/006572 JP2022006572W WO2022202008A1 WO 2022202008 A1 WO2022202008 A1 WO 2022202008A1 JP 2022006572 W JP2022006572 W JP 2022006572W WO 2022202008 A1 WO2022202008 A1 WO 2022202008A1
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WO
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polishing
point detection
end point
detection window
polished
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/006572
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哲平 立野
光紀 糸山
仁志 関谷
堅一 小池
大和 ▲高▼見沢
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富士紡ホールディングス株式会社
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Priority claimed from JP2021054200A external-priority patent/JP2022151228A/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
    • B24B37/013—Devices or means for detecting lapping completion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/26—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the shape of the lapping pad surface, e.g. grooved
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Definitions

  • the present invention relates to a polishing pad, and more particularly to a polishing pad provided with a transparent endpoint detection window for detecting the endpoint of polishing processing.
  • JP 2016-182667 A Japanese Patent Publication No. 2010-536583
  • the annular groove formed in the polishing pad has a function of retaining the slurry in the annular groove, but polishing debris and the like generated by polishing also enter the annular groove. For this reason, in the case of the polishing pad of Patent Document 1, if polishing swarf or the like enters the annular groove formed in the end point detection window, the polishing swarf or the like enters between the end point detection window and the object to be polished. Inspection light passing through the end-point detection window may be blocked by polishing dust or the like, resulting in a decrease in end-point detection accuracy.
  • the present invention provides a polishing pad capable of preventing a decrease in the accuracy of endpoint detection due to the endpoint detection window while suppressing the impact on polishing performance. To provide a polishing pad capable of minimizing the entry of polishing debris, etc., into a space between objects, preventing deterioration of end point detection accuracy due to an end point detection window, and suppressing influence on polishing performance. is.
  • the polishing pad according to the first aspect of the invention comprises a polishing layer having a polishing surface for polishing an object to be polished;
  • a polishing pad comprising a transparent end point detection window for detecting the end point of and further comprising a plurality of concentric circular grooves on the polishing surface of the polishing layer, Forming the surface of the endpoint detection window at the same height as the polished surface,
  • the plurality of annular grooves formed at the same radial positions as the positions where the end point detection windows are formed are used for end point detection without grooves being formed on the surfaces of the end point detection windows.
  • the polishing pad according to the fifth aspect of the invention comprises a polishing layer having a polishing surface for polishing an object to be polished; and an endpoint detection window for detecting A polishing pad that polishes an object to be polished while the polishing surface rotates relative to the object and slurry is interposed between the polishing surface and the object to be polished, Barrier grooves are provided in a direction intersecting the rotational direction at positions close to the polishing pad front and rear in the rotational direction with respect to the end point detection window, and the barrier grooves are tapered to widen toward the object to be polished. It is characterized by having a shape.
  • the end portions of the annular groove formed at the same radial position as the position where the end point detection window is formed are connected to each other by the connecting groove.
  • the connecting groove moves the polishing shavings that have moved to the end of the polishing swarf toward the radially outer peripheral side, thereby preventing the polishing swarf from entering between the end point detection window and the object to be polished as much as possible.
  • the influence of polishing dust can be reduced, and the amount of inspection light transmitted at all positions of the endpoint detection window can be made equal. By minimizing the area where the endpoint detection window is formed, the influence of the endpoint detection window on polishing can be minimized.
  • the barrier grooves are closed in the direction of rotation. Since the barrier grooves are formed in a direction intersecting with the barrier grooves, the polishing dust that has flowed into the barrier grooves moves to the outer peripheral side end of the barrier grooves due to the centrifugal force caused by the rotation of the polishing pad.
  • polishing debris discharged from the outer peripheral edge of the barrier groove positioned forward in the rotational direction with respect to the end-point detection window does not enter between the end-point detection window and the object to be polished.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view of the polishing pad according to the first example
  • 4A and 4B are diagrams showing a manufacturing process of the polishing pad of FIG. 3
  • FIG. 4 is an enlarged plan view of a polishing pad according to a second embodiment
  • FIG. 11 is an enlarged plan view of a polishing pad according to a third embodiment
  • FIG. 11 is an enlarged plan view of a polishing pad according to a fourth embodiment
  • FIG. 11 is an enlarged plan view of a polishing pad according to a fifth embodiment
  • FIG. 11 is an enlarged plan view of a polishing pad according to a sixth embodiment
  • FIG. 11 is an enlarged plan view of a polishing pad according to a seventh embodiment;
  • FIG. 4 is an enlarged plan view of the polishing pad showing the vicinity of the end point detection window;
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line XV-XV in FIG. 14;
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing another configuration of barrier grooves;
  • FIG. 11 is a view for explaining the state of a barrier groove in which a tapered shape 212a is not formed; The figure explaining the manufacturing method of a polishing layer.
  • FIG. 20 is an enlarged plan view of a polishing pad showing the vicinity of the end point detection window according to the ninth embodiment;
  • reference numeral 1 denotes a polishing apparatus.
  • This polishing apparatus 1 polishes a thin plate-like object 2 (for example, a semiconductor wafer) to be polished with a polishing pad 3. It is designed to This polishing apparatus 1 irradiates the inspection light L1 toward the surface 2A to be polished of the object 2 to be polished when polishing the object 2 to be polished, so that the progress of the polishing process and the end of the process can be determined. end point can be detected.
  • the polishing apparatus 1 includes a polishing surface plate 4 positioned on the lower side and having a polishing pad 3 fixed on its upper surface, a holding surface plate 5 positioned on the upper side and holding an object 2 to be polished on its lower surface, and an object to be polished.
  • Slurry supply means 6 for supplying slurry S (polishing liquid) between 2 and polishing pad 3, and end point detection means for detecting the progress of polishing processing of object 2 and the end point of processing using inspection light L1.
  • Objects 2 to be polished by the polishing apparatus 1 are optical materials, silicon wafers, glass substrates for liquid crystals, semiconductor substrates, and plate-like objects such as glass, metal, and ceramics.
  • the slurry S supplied by the slurry supply means 6 conventionally known suitable slurry can be used according to the object to be polished 2 and required processing accuracy.
  • the polishing surface plate 4 and the holding surface plate 5 are each substantially disk-shaped and are rotated in the directions of the arrows by a drive mechanism (not shown). ing.
  • the surface 2A (lower surface) of the object to be polished 2 is pressed against the polishing surface 3A of the polishing pad 3 with a set pressure by the holding surface plate 5.
  • the slurry S is supplied from the slurry supply means 6 between the surface 2A to be polished of the object 2 and the polishing surface 3A of the polishing pad 3.
  • a plurality of annular grooves 11 are concentrically formed on the polishing surface 3A of the polishing pad 3 at equal pitches in the radial direction so as to surround the center (rotation center) of the polishing pad 3 .
  • the plurality of annular grooves 11 serve as slurry holding grooves for holding the slurry S, and the slurry S discharged from the slurry supply means 6 flows into the plurality of annular grooves 11 and is supplied to the entire polishing surface 3A. It has become so.
  • the polishing apparatus 1 irradiates the inspection light L1 upward from the lower side, and based on the reflected light L2 from the surface 2A to be polished of the object 2 to be polished, the progress of the polishing process and the end point of the process are determined.
  • An end point detection means 7 for detecting is provided.
  • a transparent end-point detection window 12 is provided which transmits the inspection light L1 and the reflected light L2 from the polished surface 2A of the object 2 to be polished.
  • the polishing pad 3 has a disk shape, and includes a polishing layer 3C positioned on the upper side, and a support layer 3D (cushion layer) adhered to the lower surface of the polishing layer 3C with an adhesive.
  • the end-point detection window 12 is provided at a position, and the support layer 3D is provided with a through hole 3Da for passing the inspection light L1 and the reflected light L2 from the object to be polished 2 in accordance with the position of the end-point detection window 12. perforated.
  • the upper surface of the support layer 3D is adhered to the lower surface of the polishing layer 3C with an adhesive or a double-sided tape. lower surface) is fixed to the upper surface of the polishing platen 4 with an adhesive or double-sided tape.
  • the endpoint detection window 12 is made of a transparent material that allows the inspection light L1 and the reflected light L2 to pass therethrough. are combined. Also, the diameter of the end point detection window 12 in this embodiment is set to 12 mm. In this embodiment, the end point detection window 12 has a circular shape in plan view, but other shapes such as rectangular, square, polygonal, and elliptical can also be used.
  • the upper surface of the endpoint detection window 12 is flush with the polishing surface 3A, which is the upper surface of the polishing layer 3C, while the lower surface of the endpoint detection window 12 and the lower surface of the polishing layer 3C are also flush.
  • the polishing surface plate 4 has a light emitting portion 7A for irradiating inspection light L1 upward at a position below the end point detection window 12 of the polishing pad 3 and the through hole 3Da of the support layer 3D.
  • a light receiving portion 7B for receiving the reflected light L2 from the object to be polished 2 is provided, and a control portion 7C for controlling the operation thereof and detecting the progress of the polishing process and the end point of the polishing process is provided. ing.
  • the inspection light L1 is emitted upward from the light emitting portion 7A of the end point detection means 7, and the inspection light L1 passes through the transparent end point detection window 12 to the object to be polished. 2 to be polished 2A.
  • the inspection light L1 is reflected downward by the polished surface 2A of the object to be polished 2, and the reflected light L2 is transmitted through the transparent end point detection window 12 and detected by the light receiving section 7B.
  • Reflected light L2 detected by the light receiving section 7B is transmitted to the control section 7C.
  • the intensity of the reflected light L2 detected by the light receiving section 7B changes.
  • the control portion 7C determines that the surface to be polished 2A has reached the processing end point, and stops the polishing processing. .
  • the driving mechanism is stopped, so that the rotation of the polishing surface plate 4 and the holding surface plate 5 is stopped, and the supply of the slurry S from the slurry supply means 6 is also stopped.
  • the end point of the polishing process can be detected when the object to be polished 2 is polished using the inspection light L1 of the end point detection means 7 .
  • the configuration of the end point detection means 7 using such inspection light L1 is already known.
  • a plurality of annular grooves 11 are concentrically formed on the polishing surface 3A.
  • the width of each annular groove 11 is set to 0.4 mm, and the pitch between adjacent annular grooves 11 is set to 2.8 mm.
  • the depth of each annular groove 11 is set to 0.6 mm.
  • FIG. 3 shows an enlarged plan view of the vicinity of the end point detection window 12.
  • the annular groove 11 at a radial position different from that of the end point detection window 12, that is, the annular groove 11 located on the large diameter side and the small diameter side with respect to the end point detection window 12 has the end portion 11a. It is formed in an endless shape.
  • end portions 11a of a plurality of annular grooves 11A formed at the same radial position as the end point detection window 12 are connected by connecting grooves 13 formed substantially in the radial direction. It is characterized by being connected.
  • the end portions 11a of the annular groove 11A at the same radial position as the end point detection window 12 are aligned in the radial direction. It is formed linearly.
  • the width of the connecting groove 13 may be the same as the width of the annular groove 11A. can also be made wider.
  • the cross-sectional shape of the connecting groove 13 may be rectangular like the annular groove 11A, but it may also be formed in a tapered shape such as a V shape or a trapezoidal shape, which widens toward the object to be polished, or formed vertically.
  • the inner wall of the connecting groove 13 may be chamfered at the corner on the polishing surface 3A side. In particular, when tapered shapes such as V-shapes and trapezoidal shapes are used, burrs are less likely to occur on the inner walls of the connecting grooves 13, and slurry and polishing dust are less likely to stay in the connecting grooves 13.
  • the polishing pad 3 of this embodiment has a plurality of annular grooves 11A formed at the same radial position as the end point detection window 12, and the end portions 11a are connected by the connecting groove 13, whereby This is to prevent the end-point detection accuracy from deteriorating due to polishing dust generated during polishing of the object 2 to be polished.
  • the polishing pad 3 of the present embodiment has a plurality of annular grooves 11, and the annular grooves 11A hold the slurry S during polishing, so that the polishing surfaces of the object to be polished 2 and the polishing pad 3 are separated from each other. 3A to supply an appropriate amount of slurry S.
  • the polishing debris generated by polishing the object 2 to be polished also enters the annular groove 11A together with the slurry S, and the polishing debris enters the end point detection window 12 formed flush with the polishing surface 3A. If it enters between the polishing object 2, the intensity of the inspection light L1 and the reflected light L2 that are transmitted through the end point detection window 12 is lowered, and the end point detection accuracy may be lowered. Therefore, in the polishing pad 3 of the present embodiment, the plurality of annular grooves 11A formed at the same radial position as the end point detection window 12 are not formed on the surface of the end point detection window 12, and these annular grooves are The end portions 11a of 11A are connected to each other by the connecting groove 13 described above.
  • the polishing dust is discharged from the connecting groove 13, thereby reducing the entry between the end-point detection window 12 and the object to be polished 2. It is possible to suppress variations in the intensity of the inspection light L1 and the reflected light L2 that pass through the endpoint detection window 12 and maintain the accuracy of endpoint detection.
  • a mixture of polyisocyanate and a hardening agent which are the materials of the endpoint detection window 12, is mixed and centrifugally defoamed.
  • the columnar portion 102 is arranged at a predetermined position of the rectangular box-shaped formwork 101 so that the axis is in the vertical direction (see FIG. 4A).
  • a mixture 103 is prepared by mixing polyisocyanate, a curing agent, and hollow fine particles, which are the materials of the polishing layer 3C, and the mixture 103 is poured into the mold 101 and solidified (see FIG. 4A).
  • a block-shaped polyurethane-polyurea resin molded body 104 that follows the inner space of the mold 101 is formed (see FIG. 4B).
  • This polyurethane-polyurea resin molding 104 becomes the portion of the polishing layer 3C described above.
  • the portion of the polyurethane-polyurea resin molded body 104 where the cylindrical portion 102 is embedded is thinly cut along a horizontal plane so as to have a required thickness. and cut out as a sheet member 107 (see FIG. 4(c)).
  • the sheet-like member 107 is ground (buffed) so as to be smooth from the viewpoint of thickness correction and formation of fine unevenness (dressing) as necessary. (See FIG. 4(c)).
  • the plurality of annular grooves 11 are formed on the polished surface 3A of the sheet member 107 by cutting.
  • the connecting groove 13 connects the end portions 11a to each other while being formed in the vicinity of the end point detection window 12.
  • the polishing layer 3C of the polishing pad 3 shown in FIGS. 2 and 3 is completed.
  • a double-sided tape or the like is attached to the lower surface of the polishing layer 3C opposite to the polishing surface 3A.
  • the support layer 3D (cushion layer) with the holes is adhered to the lower surface of the polishing layer 3C with an adhesive (see FIG. 4(d)). Finally, the whole is cut into a disk shape, and the polishing pad 3 is completed.
  • the polishing pad 3 manufactured in this manner has its lower surface (the lower surface of the support layer 3D) fixed to the upper surface 4A of the polishing platen 4 with a double-sided tape, an adhesive, or the like.
  • the manufacturing method is one in which the cylindrical portion 102 which later becomes the end point detection window 12 is manufactured in advance, but the manufacturing method is not limited to this.
  • the desired polishing layer can also be produced by pouring the material constituting the end point detection window 12 into the polyurethane-polyurea resin molding 104 having holes and hardening the material.
  • a columnar extracting member is arranged at a predetermined position of the mold 101 so that the axis is in the vertical direction, and polyisocyanate, a curing agent, and hollow fine particles, which are the materials of the polishing layer 3C, are mixed.
  • the prepared mixture 103 is poured into the mold 101 and solidified to form a polyurethane polyurea resin molding 104 .
  • the cylindrical extraction member is extracted upward from the formed polyurethane-polyurea resin molded body 104 to form a cylindrical hole with a bottom, and the end point detection window 12 is formed in the hole with a bottom.
  • a mixture of isocyanate and curing agent is poured and cured.
  • the cured mixture forms a transparent cylinder 102 which later becomes the endpoint detection window 12 .
  • the polyurethane-polyurea resin molded body 104 in which the cylindrical portion 102 is embedded in the bottomed hole without gaps is completed.
  • the endpoint detection window 12 and the polishing layer 3C in this embodiment were made using polyisocyanate and a curing agent, a prepolymer made in advance using polyol or the like may be used instead of polyisocyanate. Further, known diols, polyols, diamines and polyamines can be used as curing agents. Further, the polishing layer 3C in this embodiment has a foamed structure using hollow fine particles. Hollow fine particles of vinylidene chloride-acrylonitrile copolymer, for example, can be used as the hollow fine particles. In addition to the hollow fine particles, a chemical foaming agent such as water, an inert gas, etc. may be used alone or in combination to form a foamed structure.
  • Polishing pads 3 according to second to seventh examples shown in FIGS. 5 to 10 will be described below.
  • the polishing pad 3 of the second embodiment shown in FIG. A connecting portion with the groove 13 is an arcuate portion 13a.
  • the polishing pad 3 of the third embodiment shown in FIG. A connecting portion between the groove 11A and the connecting groove 13 is an arcuate portion 13a.
  • the entire connecting groove 13 having the linear portion in the second and third embodiments is constituted by an arcuate portion 13a.
  • a configuration may be adopted in which arc-shaped portions 13a are formed on both the radially inner peripheral side and the outer peripheral side of the connecting groove 13, and a straight line is formed between them.
  • the connecting groove 13 is formed at the same radial position as the end point detection window 12, unlike the polishing pad 3 of the first embodiment. It extends to the annular groove 11 radially adjacent to the plurality of annular grooves 11A. Specifically, endless annular grooves 11 having no ends 11a are positioned radially outwardly and radially inwardly of the window 12 for end point detection. is extended to the annular grooves 11 positioned radially outwardly and radially inwardly with respect to the end point detection windows 12 .
  • the connecting groove 13 of the fifth embodiment is formed so as to expand radially outward of the polishing pad 3 with respect to the end point detection window 12, whereas the connecting groove of the sixth embodiment 12 so as to narrow toward the outside in the radial direction of the polishing pad 3 .
  • the connecting groove 13 of the fifth and sixth embodiments having the above-described structure the polishing dust that has entered the connecting groove 13 moves to the annular groove 11 radially adjacent to the end point detection window 12.
  • the centrifugal force generated by the rotation of the polishing pad 3 allows the polishing dust that has entered the connecting groove 13 to move to the endless annular groove 11 on the radially outer side, and the polishing dust is discharged to the polishing surface 3a. can be suppressed.
  • the connecting groove 13 is formed up to the endless annular groove 11 adjacent to the end point detection window 12 on the radially outer and inner peripheral sides.
  • the connecting groove 13 may be formed extending to the outer peripheral edge of the polishing pad 3 .
  • the connecting groove 13 may not be extended with respect to the annular groove 11 located radially inwardly of the end point detection window 12 in the connecting groove 13 .
  • the connecting groove 13 should be extended radially outward in order to move the polishing dust radially outward.
  • the polishing pad 3 of the seventh embodiment shown in FIG. 10 is different from the polishing pads 3 of the first to sixth embodiments in that the connecting groove 13 is annularly formed along the outer peripheral edge of the end point detection window 12. It is a thing. Specifically, a groove is formed so as to surround the end point detection window 12, and this is used as the connecting groove 13. End portions of a plurality of annular grooves 11A formed at the same radial positions as the end point detection window 12 are formed. 11a is connected. Even in the connecting groove 13 having such a configuration, the ends 11a of the plurality of annular grooves 11A formed at the same radial position as the end point detection window 12 are connected substantially in the radial direction. Therefore, it is possible to discharge the polishing dust that has entered the annular groove 11A by the centrifugal force through the connecting groove 13. As shown in FIG.
  • Polishing is performed by a polishing pad 203 having a shape.
  • the polishing apparatus 201 includes a polishing surface plate 204 positioned on the lower side and having a polishing pad 203 fixed on its upper surface, a holding surface plate 205 positioned on the upper side and holding an object 202 to be polished on its lower surface, and an object to be polished.
  • 202 and polishing pad 203 slurry supply means 206 for supplying slurry S (polishing liquid), and end point detection means 207 for detecting the progress of polishing of the object 202 to be polished.
  • an optical material, a silicon wafer, a glass substrate for liquid crystal, a semiconductor substrate, or a plate-shaped object such as glass, metal, or ceramic can be polished.
  • the polishing surface plate 204 and the holding surface plate 205 each have a substantially disk shape, and the polishing pad 203 and the object to be polished 202 mounted thereon also have a substantially disk shape.
  • the polishing surface plate 204 and the holding surface plate 205 are rotatably provided by a drive mechanism (not shown), and the holding surface plate 205 rotates while revolving around the rotation center of the polishing surface plate 204.
  • the holding surface plate 205 rotates while pressing the object to be polished 202 against the polishing surface 203a of the polishing pad 203 held on the polishing surface plate 204 with a required pressure.
  • the slurry supply means 206 supplies the slurry S between the object to be polished 202 and the polishing pad 203 , so that the object to be polished 202 is polished by the polishing pad 203 .
  • the end point detection means 207 is provided below the polishing surface plate 204, irradiates the inspection light L1 upward and receives the reflected light L2 reflected by the object to be polished 202, and receives the light. Based on the reflected light L2, the progress of the polishing process and the end point where the process ends are detected.
  • a through-hole 204a for passing the inspection light L1 and the reflected light L2 is provided at a predetermined position of the polishing surface plate 204, and the polishing pad 203 is aligned with the position of the through-hole 204a.
  • a transparent endpoint detection window 208 is provided. As shown in FIG. 13, the polishing pad 203 is provided with three end point detection windows 208 at equal intervals at required radial positions.
  • the endpoint detection window 208 is circular in this embodiment, it may be of various other shapes such as rectangular, square, polygonal, and elliptical.
  • the polishing pad 203 is provided with three end point detection windows 208 at equal intervals at required radial positions. good.
  • the end point detection means 207 irradiates the inspection light L1 upward.
  • the reflected light L2 is transmitted through the transparent end point detection window 208 and received by the end point detection means 207 .
  • the end point detection means 207 detects changes in the intensity of the reflected light L2 and the like as the polishing process of the object 202 progresses and the surface of the object 202 is gradually polished.
  • the intensity or the like of the detected reflected light L2 reaches a pre-registered intensity or the like, it is determined that the surface to be polished has reached the processing end point. If the object to be polished 202 has a coating film formed on its surface, such as a semiconductor substrate, the change in film thickness formed on the surface of the object to be polished 202 during polishing can be detected by interference of light. is used to detect the progress of the polishing process. In this case, the inspection light L1 incident on the object to be polished 202 is reflected by the surface of the thin film and the interface between the thin film and the substrate. An optical path difference occurs between the reflected light L2 reflected at the interface between the two and a phase difference occurs between the two reflected lights L2. The phase difference of the reflected light L2 changes when the film thickness changes due to polishing of the object 202 to be polished, and the progress of the polishing process and the end point of the process can be detected based on the change in the phase difference. is possible.
  • the polishing pad 203 has three end-point detection windows 208 provided at desired radial positions, and a plurality of windows 208 formed concentrically around the center (rotational center) of the polishing pad 203 . It has an annular groove 211 and barrier grooves 212 provided at positions close to the end point detection window 208 on the front and rear sides in the rotational direction of the polishing pad 203 .
  • the polishing apparatus 201 of this embodiment rotates the polishing pad 203 clockwise as shown in FIG.
  • the direction of rotation of the polishing pad 203 may be reversed, or the direction of rotation may be reversed during polishing.
  • FIG. 12 shows a portion where the cross-sectional view shown in the XII-XII section in FIG.
  • the polishing layer 203A is composed of a sheet having a foamed structure made of elastic resin such as polyurethane with a thickness of 0.8 to 2.6 mm. Due to this foamed structure, during polishing, pores are formed by the foamed structure on the polishing surface, and the slurry can be stored to improve the polishing efficiency. More specifically, it is possible to use a foam sheet made of an elastic resin such as polyurethane, in which numerous voids of submicron to several tens of microns are formed.
  • a woven fabric or non-woven fabric impregnated with a resin such as polyurethane having a thickness of 0.1 to 5.0 mm, a resin foam such as polyurethane, a resin sheet such as polyester, etc. can be used.
  • a resin such as polyurethane or a resin foam such as polyurethane which is excellent in cushioning properties for suppressing overpolishing.
  • the polishing layer 203A and the support layer 203B are adhered with an adhesive or double-sided tape, and the lower surface of the support layer 203B is fixed to the upper surface of the polishing platen 204 with an adhesive or double-sided tape.
  • the endpoint detection window 208 is made of a transparent material that transmits light, and can be made of an elastic resin such as polyurethane similar to the polishing layer 203A.
  • the endpoint detection window 208 needs to have a structure that avoids foaming that hinders light transmission in order to allow transmission of the inspection light L1 and the reflected light L2. Therefore, more specifically, an elastic resin body such as polyurethane in which voids are not formed is preferably used.
  • the end-point detection window 208 is tightly fitted into a through hole formed at a predetermined position in the polishing layer 203A, and the upper and lower surfaces of the end-point detection window 208 correspond to the polishing surface 203a and the lower surface of the polishing layer 203A, respectively. It is formed flush.
  • the end-point detection window 208 and the object to be polished 202 are grounded during polishing. It is possible to suppress the hindrance of transmission of the light L2. Further, by making the lower surface of the end point detection window 208 flush with the lower surface of the polishing layer 203A, even if the polishing pad 203 is worn by polishing, the lower surface of the polishing layer 203A can be used up to the very limit.
  • the initial thickness of the end point detection window 208 becomes excessively large, hindering the transmission of the inspection light L1 and the reflected light L2. is not desirable because it encourages A through hole 203Ba is formed in the support layer 203B at the position of the window 208 for detecting the end point.
  • the end point detection window 208 and the through hole 203Ba are aligned with the position of the through hole 204a.
  • each annular groove 211 is set to have a width of 0.4 mm and a depth of 0.6 mm, and the pitch between adjacent annular grooves 211 is set to 2.8 mm.
  • the annular groove 211 formed at the same radial position as the end-point detection window 208 is a groove having an end at a position close to the end-point detection window 208 .
  • the width, depth, and pitch may be the same as those of the endless annular groove 211 .
  • the annular groove 211 at the same radial position as the end point detection window 208 is such that if the annular groove 211 is formed in an endless shape, the annular groove 211 intersects or interferes with the end point detection window 208 . It means an annular groove 211 formed at a position When the annular groove 211 does not intersect with the end point detection window 208, for example, for the annular groove 211 positioned radially inside or outside the end point detection window 208, the gap between the annular groove 211 and the end point detection window 208 If a flat surface with a required width cannot be secured between them, the annular groove 211 is also treated as the annular groove 211 at the same radial position as the end point detection window 208, and the end point detection window 208 is avoided. can do.
  • FIG. 14 is an enlarged view of the vicinity of the end point detection window 208 on the polishing surface 203a of the polishing pad 203.
  • the end point detection window 208 moves from the right side in the drawing, which is the rear side in the rotation direction, to the drawing left side, which is the front side in the rotation direction.
  • the barrier grooves 212 are formed in a direction intersecting the rotating direction of the polishing pad 203. Specifically, the barrier grooves 212 are formed in a radial direction passing through the vicinity of the center of the polishing pad 203. . Further, the barrier grooves 212 are formed at positions close to the end point detection window 208 in the forward and rearward directions in the rotational direction.
  • the end point is detected by the difference in friction between the end point detection window 208 and the object to be polished 202 during polishing of the polishing layer 203A and the difference in deformation. It is possible to prevent the detection window 208 from easily peeling off from the polishing layer 203A.
  • the barrier groove 212 at a distance of 20 mm or less from the edge of the endpoint detection window 208, it is possible to prevent slurry from entering between the endpoint detection window 208 and the object 202 to be polished.
  • the barrier groove 212 is connected to the end of the annular groove 211 formed at the same radial position as the end point detection window 208, and both ends of the barrier groove 212 are located at the same radial position as the end point detection window 208. of the annular grooves 211 formed in the outermost and innermost annular grooves 211 are formed. As a result, a flat surface constituted by the polished surface 203a is formed around the end point detection window 208. The position is such that no grooves are formed.
  • FIG. 15 shows a cross-sectional view of the XV-XV portion of the polishing layer 203A of FIG.
  • the barrier groove 212 has the same width and depth as the annular groove 211, but the barrier groove 212 of this embodiment has a tapered shape 212a that widens toward the object 202 to be polished. It has become.
  • the corner of the inner wall of the barrier groove 212 formed vertically on the polishing surface 203a side is chamfered at 45° at a position of about 0.1 mm in depth.
  • the chamfering angle of the tapered shape 212a with respect to the polished surface 203a is preferably 30 to 80°.
  • the angle to 30° or more deformation due to friction can be made less likely to affect the polishing surface 203a, and by setting the angle to 80° or less, the edge effect can be suppressed.
  • the angle to 70° or less deformation due to friction can be made less likely to affect the polishing surface 203a.
  • the depth of the chamfering of the tapered shape 212a is set to 0.1 mm or more, deformation due to friction is less likely to affect the polishing surface 203a, which is preferable.
  • the shape of the barrier groove 212 may be appropriately changed according to the purpose of discharging polishing waste in the slurry S and the degree of deformation of the polishing layer 203A, which will be described later.
  • the slurry S is supplied between the object to be polished 202 and the polishing pad 203 as described above.
  • the slurry S is supplied between the object to be polished 202 and the polishing pad 203 .
  • the polishing pad 203 is rotated by the polishing surface plate 204, and in FIG. 15, the end point detection window 208 moves from the right side of the drawing to the left side of the drawing.
  • relative flow of the slurry S from the front (left in the drawing) to the rear (right in the drawing) in the direction of rotation is generated with respect to the end point detection window 208 .
  • polishing dust is generated. trying to get into When polishing dust enters between the end point detection window 208 and the object to be polished 202, the intensity of the inspection light L1 and the reflected light L2 that pass through the end point detection window 208 is lowered, and the end point detection accuracy is lowered. There was a risk of
  • the polishing pad 203 of this embodiment includes the barrier grooves 212 on the front and rear sides of the end point detection window 208 in the rotational direction, thereby reducing the end point detection accuracy as much as possible. is suppressed to As described above, polishing swarf flows from the front of the endpoint detection window 208 in the rotational direction together with the slurry S, but the polishing swarf is collected by the barrier groove 212 provided on the front of the endpoint detection window 208 in the rotational direction. becomes.
  • the centrifugal force caused by the rotation of the polishing pad 203 causes the polishing dust to move toward the outer circumference of the barrier grooves 212, and then the outer circumference of the barrier grooves 212. It is designed to be discharged from the side end. Since the polishing swarf discharged from the end of the barrier groove 212 on the outer peripheral side has already been removed from the front of the end point detection window 208 in the rotational direction, the polishing swarf passes through the end point detection window 208 and the object 202 to be polished. can be prevented as much as possible from entering between and the deterioration of end point detection accuracy can be suppressed as much as possible.
  • the polishing dust also enters the annular groove 211 formed in the polishing surface 203a. moves rearward in the rotational direction along the annular groove 211 as the polishing pad 203 rotates. Then, the polishing groove that reaches the rear end in the rotational direction of the annular groove 211 flows into the barrier groove 212 connected to the annular groove 211 as it is, and then the outer peripheral side end of the barrier groove 212 as described above. It is designed to be discharged from the part.
  • FIG. 17 shows a cross-sectional view along the rotation direction of the polishing pad 203 as in FIG. 15, but the barrier groove 212 shown in FIG. It schematically shows a state in which the pad 203 is rotating and polishing the object 202 to be polished. If the barrier groove 212 is not formed with the tapered shape 212a, the side walls of the barrier groove 212 are in vertical contact with the object 202 to be polished.
  • the barrier grooves 212 are provided in the direction intersecting the rotation direction, the contact portions of the barrier grooves 212 with the side walls, particularly the rear portions of the barrier grooves 212 in the rotation direction, A so-called edge effect occurs at the contact portion with the side wall of the barrier groove 212, and the side wall of the barrier groove 212 excessively polishes the object to be polished 202, which may cause uneven polishing.
  • the barrier groove 212 is provided with a tapered shape 212a, so that the occurrence of polishing unevenness due to the edge effect is prevented.
  • the end point detection window 208 of the polishing pad 203 of this embodiment is formed flush with the polishing surface 203a, the end point detection window 208 and the object to be polished 202 are in close contact with each other. A larger frictional force is generated between the window 208 and the object 202 to be polished than the portion between the other polishing surface 203a and the object 202 to be polished.
  • This phenomenon is due to the fact that the polishing surface 203a is formed with openings having a foamed structure for storing the slurry S, whereas the endpoint detection window 208 is designed to allow the inspection light L1 and the reflected light L2 to pass therethrough.
  • the surface of the end point detection window 208 Since it is a structure that avoids foaming that may interfere with the end point detection window 208, the surface of the end point detection window 208 has a structure in which the opening due to the foaming structure is also restricted, and the area ratio of contact with the object to be polished 202 is large. , it is considered to be in a state where it is susceptible to frictional force. Further, by forming the barrier groove 212, the interposition of the slurry S entering between the end point detection window 208 and the object to be polished 202 is suppressed, so the end point detection window 208 and the object to be polished 202 are directly grounded. It is considered that a larger frictional force (shear stress) is generated compared to the portion between the polishing surface 203a and the object 202 to be polished.
  • the end point detection window 208 has a structure that avoids foaming, and thus the end point detection window 208 is difficult to deform.
  • the window 208 is pulled rearward in the rotational direction, and the polishing layer 203A formed between the window 208 for end point detection and the barrier groove 212 is deformed.
  • the polishing layer 203A is deformed, and the polishing surface 203a of the deformed portion rises.
  • the tapered shape 212a is provided in the barrier groove 212. Therefore, the deformation of the polishing layer 203A can be absorbed by the tapered shape 212a, and the uneven polishing can be prevented. is prevented.
  • the barrier grooves 212 provided on the front and rear sides of the end point detection window 208 in the rotational direction have the effect of preventing the occurrence of polishing unevenness in the rotational direction from the end point detection window 208 .
  • It has a tapered shape 212a formed on the front side of the barrier groove 212 on the rear side. Therefore, the tapered shape 212a forward in the rotational direction in the barrier groove 212 on the forward side in the rotational direction from the end point detection window 208 can be omitted, but considering that the polishing pad 203 is rotated in the opposite direction. Therefore, it is desirable to provide the tapered shape 212a both forwardly and rearwardly of the barrier groove 212 in the rotational direction.
  • a rectangular parallelepiped form 301 is prepared, and a column-shaped extraction member 302 matching the outer diameter of the end point detection window 208 is arranged at a predetermined position of the form 301.
  • a mixture obtained by mixing hollow fine particles of a vinylidene chloride-acrylonitrile copolymer is poured into the mold 301 and cured (FIG. 18(a)). .
  • a block-shaped polyurethane-polyurea-based resin molded foam 303 that later constitutes the polishing layer 203A is molded.
  • the cylindrical extracting member 302 is extracted from the resin molded foam 303 to form a cylindrical space 302′ in the resin molded foam 303, and the end point detection window is formed in the cylindrical space 302′.
  • a mixture of a polyisocyanate and a curing agent, which is the material of 208, is defoamed if necessary, and then poured and cured (FIG. 18(b)).
  • a transparent cylindrical portion 304 that will later constitute the end point detection window 208 is formed.
  • the resin-molded foam 303 and the cylindrical portion 304 are taken out from the mold 301 and thinly cut according to the thickness of the polishing layer 203A of the polishing pad 203 to obtain a sheet member 305 (FIG. 18(c)). )).
  • the upper and lower surfaces of the end point detection window 208 are formed flush with the upper and lower surfaces of the polishing layer 203A.
  • the surface to be the polishing surface 203a is ground (buffed) from the viewpoint of thickness correction and formation of fine unevenness (dressing) as necessary, and the polishing surface is obtained.
  • the cylindrical portion 304 which will later become the end point detection window 208, is manufactured by pouring the material into the cylindrical space 302' formed in the resin molded foam 303. However, the cylindrical portion 304 is prepared in advance.
  • the polishing layer 203A and the end point detection window 208 in this embodiment are made of polyisocyanate and a curing agent, the polyisocyanate may be prepolymerized with polyol or the like. Any curing agent may be used as long as it has a plurality of functional groups that react with isocyanate, such as hydroxyl groups and amino groups, and polyols or polyamines chain-extended with polyisocyanate or the like may be used. Furthermore, in this embodiment, hollow fine particles of vinylidene chloride-acrylonitrile copolymer were used to form a foamed structure in the polishing layer 203A. You can
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the polishing pad 203 according to the ninth embodiment, and is an enlarged plan view of the vicinity of the end point detection window 208 provided on the polishing surface 203a, like FIG.
  • the barrier groove 212 is connected to endless annular grooves 211 adjacent to the end point detection window 208 radially outward and inward.
  • the annular groove 211 at the same radial position as the end point detection window 208 is a groove with ends, and the barrier groove 212 connects the ends of the annular groove 211 with ends.
  • the barrier groove 212 is further extended in the radial direction and connected to the endless annular grooves 211 located on the outer and inner peripheral sides of the end point detection window 208.
  • the polishing shavings collected in the barrier groove 212 move along the barrier groove 212 to the outer peripheral side due to the rotation of the polishing pad 203, and are adjacent to the outer peripheral side of the end point detection window 208. Since the swarf flows into the endless annular groove, it is possible to remove the swarf from the front of the end-point detection window 208 in the rotational direction without causing it to flow out to the polishing surface 203a.
  • the barrier groove 212 extends to the endless annular groove 211 adjacent to the end point detection window 208 radially outward and inward. It may be extended to either one of the annular grooves. However, since the polishing dust collected in the barrier groove 212 is directed radially outward by the centrifugal force of the polishing pad 203, the barrier groove 212 is replaced by the radially outer annular groove 211 in that the polishing dust does not flow out to the polishing surface 203a. It is desirable to connect to In the ninth embodiment, the barrier groove 212 is extended to the endless annular groove 211 provided closest to the end point detection window 208. It may be extended to intersect with the circular groove 211 having a shape. More specifically, it is possible to extend the radially outer end of the barrier groove 212 to the outer peripheral edge of the polishing pad 203 .
  • Reference Signs List 1 201 polishing apparatus 2, 202 object to be polished 3, 203 polishing pad 3C, 203A polishing layer 7, 207 end point detection means 11, 211 annular groove 11A annular groove at the same radial position as the end point detection window 11a end portion 12, 208 End point detection window 13 Connection groove L1 Inspection light 212 Barrier groove 212a Tapered shape

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Abstract

研磨性能への影響を抑えつつ、終点検出用窓による終点検出精度の低下を防止することができる。　研磨パッド３は、検査光Ｌ１が透過可能な終点検出用窓１２を備えており、研磨パッド３の研磨面３Ａには、複数の同心円状の環状溝１１が形成されている。　上記終点検出用窓１２の表面は上記研磨面３Ａと同じ高さに形成され、上記環状溝１１のうち、上記終点検出用窓１２が形成されている位置と同じ半径位置に形成されている複数の環状溝１１Ａは、上記終点検出用窓１２の表面に溝が形成されずに当該終点検出用窓１２の近傍に端部１１ａを備えている。　さらに、上記終点検出用窓１２と同じ半径位置に形成された複数の環状溝１１Ａの端部１１ａと端部１１ａとを連結溝１３によって接続した。

Description

研磨パッド
　本発明は研磨パッドに関し、より詳しくは、研磨加工の終点を検出するための透明な終点検出用窓を備えた研磨パッドに関する。
　従来、研磨加工の終点を検出するための透明な終点検出用窓を備えるとともに、研磨面に同心円状の環状溝を形成した研磨パッドは公知である（例えば特許文献１参照）。
　上記特許文献１の研磨パッドは、終点検出用窓の表面が研磨面と同じ高さに形成されており、また上記環状溝は上記終点検出用窓と交差するように形成されたものとなっている（特に図３の構成）。
　またこのような研磨パッドとして、終点検出用窓の表面を研磨面と同じ高さに形成したものが知られている（例えば特許文献２参照）。
　ここで、上記研磨パッドを用いて被研磨物の研磨を行う際には研磨パッドと被研磨物との間に液状のスラリーを供給するが、研磨によって発生した研磨屑等がスラリーとともに上記終点検出用窓と被研磨物との間に入り込むと、終点検出用窓を透過する検査光が研磨屑等によって遮られるため、終点検出精度を低下させる恐れがある。
　そこで特許文献２では、研磨パッドの研磨面に同心円状の環状溝を複数形成し、このうち上記終点検出用窓と同じ半径位置の環状溝については、上記終点検出用窓に近接した位置に端部を形成して、上記終点検出用窓の周囲に平坦なバリア域を形成するようにしている。
特開２０１６－１８２６６７号公報 特表２０１０－５３６５８３号公報
　ここで、上記研磨パッドに形成された環状溝は、当該環状溝にスラリーを保持する機能を有しているが、この環状溝には研磨によって生じた研磨屑等も入り込んでしまう。
　このため、上記特許文献１の研磨パッドの場合、上記終点検出用窓に形成された環状溝に研磨屑等が入り込むと、当該研磨屑等が上記終点検出用窓と被研磨物との間に入り込んでしまい、終点検出用窓を透過する検査光が研磨屑等によって遮られて終点検出精度を低下させる恐れがある。
　ここで特許文献１の研磨パッドの場合、終点検出用窓に溝が形成されていることから、当該環状溝と環状溝以外の部分とで検査光の透過量が異なってしまう恐れがあり、逆に検査光が終点検出用窓に形成された溝を通らないようにするためには、終点検出用窓を大きくする必要があることから、終点検出用窓が研磨性能に影響を与える可能性があった。
　一方、上記研磨パッドによって被研磨物を研磨する際、研磨パッドを回転させながら研磨を行うため、上記特許文献２の研磨パッドにおける上記終点検出用窓と同じ半径位置の環状溝には、研磨パッドの回転によって回転方向後方の端部に研磨屑がたまることとなる。
　そして、この環状溝の端部は終点検出用窓の回転方向前方に位置していることから、研磨屑が当該環状溝の端部から排出されてしまうと、上記バリア域を越えて終点検出用窓と被研磨物との間に入り込んでしまい、終点検出精度を低下させてしまうおそれがあった。換言すると、上記特許文献２の構成では研磨屑等による終点検出精度の低下を抑制する効果が極めて限定的であるという問題を有していた。
　このような問題に鑑み、本発明は研磨性能への影響を抑えつつ、終点検出用窓による終点検出精度の低下を防止することが可能な研磨パッドを提供するとともに、終点検出用窓と被研磨物との間への研磨屑等の入り込みを可及的に減少させ、終点検出用窓による終点検出精度の低下を防止すると共に研磨性能への影響を抑えることが可能な研磨パッドを提供するものである。
　上述した事情に鑑み、請求項１の発明にかかる研磨パッドは、被研磨物を研磨する研磨面を有する研磨層と、この研磨層に設けられて終点検出手段の検査光を透過させて研磨加工の終点を検出するための透明な終点検出用窓とを備え、さらに上記研磨層の研磨面に同心円状の環状溝を複数備えた研磨パッドにおいて、
　上記終点検出用窓の表面を上記研磨面と同じ高さに形成し、
　上記環状溝のうち、上記終点検出用窓が形成されている位置と同じ半径位置に形成されている複数の環状溝は、上記終点検出用窓の表面に溝が形成されずに当該終点検出用窓の近傍に端部を備え、
　これら終点検出用窓と同じ半径位置に形成された複数の環状溝の端部と端部とを連結溝によって接続したことを特徴としている。
　また請求項５の発明にかかる研磨パッドは、被研磨物を研磨する研磨面を有する研磨層と、この研磨層に設けられるとともに終点検出手段から照射された検査光を透過させて研磨加工の終点を検出するための終点検出用窓とを備え、
　上記研磨面が被研磨物に対して相対的に回転しながら、研磨面と被研磨物との間にスラリーを介在させた状態で被研磨物の研磨を行う研磨パッドにおいて、
　上記終点検出用窓に対して研磨パッドの回転方向前方および後方に近接した位置に、上記回転方向に対して交差する方向にバリア溝を設け、当該バリア溝に被研磨物側に向けて広がるテーパ形状を設けたことを特徴としている。
　上記請求項１の発明によれば、上記終点検出用窓が形成されている位置と同じ半径位置に形成されている環状溝については、端部同士を上記連結溝によって接続したことにより、環状溝の端部まで移動した研磨屑を連結溝によって半径方向外周側に移動させ、研磨屑が上記終点検出用窓と被研磨物との間に入り込むのを可及的に抑えることができる。
　また、終点検出用窓に溝が形成されないことから、研磨屑による影響を低減することができるとともに、終点検出用窓の全ての位置での検査光の透過量を同等にすることができるため、終点検出用窓の形成される面積を可及的に小さくして、終点検出用窓が研磨に及ぼす影響を可及的に小さくすることができる。
　また上記請求項５の発明によれば、上記終点検出用窓に対して研磨パッドの回転方向前方および後方に設けたバリア溝にスラリー中の研磨屑が回収されると、上記バリア溝は回転方向に対して交差する方向に形成されていることから、当該バリア溝に流入した研磨屑は研磨パッドの回転による遠心力によって当該バリア溝の外周側の端部に移動することとなる。
　特に、終点検出用窓に対して回転方向前方に位置するバリア溝の外周側の端部より排出される研磨屑は、終点検出用窓と被研磨物との間に入り込んでしまうことはないため、終点検出用窓と被研磨物との間に入り込んでしまう研磨屑を可及的に少なくすることができ、終点検出用窓による検出精度を維持することができる。
　また上記バリア溝にテーパ形状を形成することにより、当該バリア溝における研磨面側のエッジによる過度な被研磨物の研磨を防止することができ、さらにはバリア溝による終点検出用窓と被研磨物との間に入り込むスラリーの介在が抑えられることに起因して発生する、終点検出用窓と被研磨物との間の摩擦（ズリ応力）による研磨面の変形を吸収して、研磨ムラを抑制することができる。
研磨装置の斜視図。 図１の要部の断面図。 第１実施例にかかる研磨パッドの拡大平面図。 図３の研磨パッドの製造工程を示す図。 第２実施例にかかる研磨パッドの拡大平面図。 第３実施例にかかる研磨パッドの拡大平面図。 第４実施例にかかる研磨パッドの拡大平面図。 第５実施例にかかる研磨パッドの拡大平面図。 第６実施例にかかる研磨パッドの拡大平面図。 第７実施例にかかる研磨パッドの拡大平面図。 第８、第９実施例にかかる研磨装置の斜視図。 研磨装置の断面図。 研磨パッドの平面図。 終点検出用窓近傍を示す研磨パッドの拡大平面図。 図１４におけるＸＶ－ＸＶ部の断面図。 バリア溝についてのその他の構成を示す断面図。 テーパ形状２１２ａが形成されていないバリア溝の状態を説明する図。 研磨層の製造方法を説明する図。 第９実施例にかかる終点検出用窓近傍を示す研磨パッドの拡大平面図。
　以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１ないし図２において、１は研磨装置であり、この研磨装置１は、薄板状の被研磨物２（例えば半導体ウエハ）を研磨パッド３によって研磨するようになっている。この研磨装置１は、被研磨物２に対して研磨加工を行う際に、被研磨物２の被研磨面２Ａに向けて検査光Ｌ１を照射することで、研磨加工の進捗状況と加工終了となる終点を検出できるようになっている。
　研磨装置１は、下方側に位置して上面に研磨パッド３が固定される研磨定盤４と、上方側に位置して下面に被研磨物２を保持する保持定盤５と、被研磨物２と研磨パッド３との間にスラリーＳ（研磨液）を供給するスラリー供給手段６と、検査光Ｌ１を用いて被研磨物２の研磨加工の進捗状況と加工の終点を検出する終点検出手段７を備えている。
　研磨装置１による研磨加工の対象となる被研磨物２は、光学材料、シリコンウェハ、液晶用ガラス基板、半導体基板の他、ガラス、金属、セラミック等の板状物である。また、スラリー供給手段６が供給するスラリーＳとしては、対象となる被研磨物２および求められる加工精度に応じて従来公知の好適な物を使用することができる。
　上記研磨定盤４および保持定盤５はそれぞれ略円盤状となっており、それぞれ図示しない駆動機構によって矢印方向に回転するようになっており、また、上記保持定盤５は昇降可能に設けられている。
　被研磨物２に研磨加工を行う際には、保持定盤５によって被研磨物２の被研磨面２Ａ（下面）を研磨パッド３の研磨面３Ａに設定圧力で押し当てた状態で、それらが相対的に回転されるとともに、スラリー供給手段６からスラリーＳが被研磨物２の被研磨面２Ａと研磨パッド３の研磨面３Ａとの間に供給されるようになっている。
　研磨パッド３の研磨面３Ａには、研磨パッド３の中心（回転中心）を囲繞して同心円状に複数の環状溝１１が半径方向において等ピッチで形成されている。これら複数の環状溝１１がスラリーＳを保持するスラリー保持溝となっており、スラリー供給手段６から吐出されたスラリーＳはこれら複数の環状溝１１内に流入して研磨面３Ａの全域に供給されるようになっている。
　ところで、被研磨物２の研磨加工を行う際には、該被研磨物２の研磨加工の進捗状況と加工終了となる終点を検出する必要がある。そこで、この研磨装置１は、下方側から上方に向けて検査光Ｌ１を照射して、被研磨物２の被研磨面２Ａからの反射光Ｌ２を基にして研磨加工の進捗状況と加工終点を検出する終点検出手段７を備えている。
　研磨パッド３の所定位置には、上記検査光Ｌ１を透過させ、かつ被研磨物２の被研磨面２Ａからの反射光Ｌ２を透過させる透明な終点検出用窓１２が設けられている。
　研磨パッド３は円盤状を有しており、上方側に位置する研磨層３Ｃと、研磨層３Ｃの下面に接着剤で接着された支持層３Ｄ（クッション層）とを備え、研磨層３Ｃの所定位置に上記終点検出用窓１２が設けられ、支持層３Ｄには、終点検出用窓１２の位置に合わせて検査光Ｌ１及び被研磨物２からの反射光Ｌ２を通過させるための貫通孔３Ｄａが穿設されている。
　研磨層３Ｃの下面は支持層３Ｄの上面が接着剤や両面テープによって接着されており、上下で一体となった研磨層３Ｃと支持層３Ｄからなる研磨パッド３は、その下面（支持層３Ｄの下面）を接着剤や両面テープによって研磨定盤４の上面に固定される。
　上記終点検出用窓１２は検査光Ｌ１及び反射光Ｌ２を透過させる透明な材料によって形成されており、この終点検出用窓１２は、研磨層３Ｃの所定位置に形成された貫通孔に隙間なく嵌合されている。また本実施例における終点検出用窓１２の直径は１２ｍｍに設定されている。なお、本実施例では、終点検出用窓１２の平面視における形状は円形となっているが、これ以外に例えば長方形、正方形、多角形、楕円形等の様々な形状とすることもできる。
　また終点検出用窓１２の上面は研磨層３Ｃの上面である研磨面３Ａと面一に形成され、他方、終点検出用窓１２の下面と研磨層３Ｃの下面も面一に形成されている。
　上記終点検出手段７として、上記研磨定盤４には、上記研磨パッド３の終点検出用窓１２及び支持層３Ｄの貫通孔３Ｄａの下方位置に、検査光Ｌ１を上方へ照射する発光部７Ａ及び被研磨物２からの反射光Ｌ２を受光する受光部７Ｂが設けられ、それらの作動を制御し、かつ、研磨加工中における加工の進捗状況と加工終了となる終点を検出する制御部７Ｃを備えている。
　被研磨物２に対する研磨加工中においては、終点検出手段７の発光部７Ａから検査光Ｌ１が上方に向けて照射され、該検査光Ｌ１は透明な終点検出用窓１２を透過して被研磨物２の被研磨面２Ａに照射される。すると、検査光Ｌ１は被研磨物２の被研磨面２Ａによって下方に向けて反射され、その反射光Ｌ２は透明な終点検出用窓１２を透過して受光部７Ｂによって検出される。受光部７Ｂで検出した反射光Ｌ２は制御部７Ｃへ伝達されるようになっている。
　そして、被研磨物２の研磨加工が進行して、被研磨物２の被研磨面２Ａが徐々に研磨されることに伴って、受光部７Ｂによって検出される反射光Ｌ２の強度等が変化する。制御部７Ｃは、受光部７Ｂによって検出された反射光Ｌ２の強度等が、予め登録された強度等になると、被研磨面２Ａが加工終点になったものと判定して、研磨加工を停止させる。すると、駆動機構が停止されるので研磨定盤４及び保持定盤５の回転が停止するとともに、スラリー供給手段６からのスラリーＳの供給も停止されるようになっている。
　このように、終点検出手段７の検査光Ｌ１を用いて被研磨物２の研磨加工が行われる際に研磨加工の終点を検出できるようになっている。なお、このような検査光Ｌ１を用いた終点検出手段７の構成は既に公知である。
　前述したように、研磨面３Ａには同心円状に複数の環状溝１１が形成されている。本実施例において、上記各環状溝１１の幅は０．４ｍｍに設定されており、隣り合う環状溝１１のピッチは２．８ｍｍに設定されている。また、各環状溝１１の深さは０．６ｍｍに設定されている。
　このように同心円状の環状溝１１を形成すると、本実施例の研磨パッド３には上記終点検出用窓１２が形成されていることから、上記環状溝１１のうち複数の環状溝１１は、上記終点検出用窓１２と同じ半径位置、すなわち環状溝１１の中心からの距離が終点検出用窓１２と等しい位置に形成されることとなる。
　図３は上記終点検出用窓１２近傍の拡大平面図を示したものとなっており、この図３において、上記終点検出用窓１２と同じ半径位置に形成されている環状溝１１Ａは、上記終点検出用窓１２の表面には形成されておらず、当該終点検出用窓１２の近傍に端部１１ａを有するものとなっている。
　これに対し、終点検出用窓１２と異なる半径位置の環状溝１１、すなわち終点検出用窓１２に対して半径方向大径側および小径側に位置する環状溝１１は、上記端部１１ａを有さない無端状に形成されている。
　そして本実施例の研磨パッド３は、上記終点検出用窓１２と同じ半径位置に形成された複数の環状溝１１Ａの端部１１ａと端部１１ａとを、略径方向に形成した連結溝１３によって接続したことを特徴とするものとなっている。
　特に本実施例では、終点検出用窓１２と同じ半径位置の環状溝１１Ａは、端部１１ａと端部１１ａとが径方向に整列しており、これにより上記連結溝１３は径方向に向けて直線状に形成されたものとなっている。
　ここで、上記連結溝１３の幅は環状溝１１Ａの幅と同じとしてもよいが、後述するようにスラリーＳ中の研磨屑を排出する目的に応じて、当該連結溝１３の幅を狭くしても広くすることも可能である。
　また、連結溝１３の断面形状は、環状溝１１Ａと同じように矩形としてもよいが、その他に、Ｖ字状や台形形状のような被研磨物側に向けて広がるテーパ形状、垂直に形成された連結溝１３の内壁における研磨面３Ａ側の角部を面取りした形状とすることもできる。特にＶ字状や台形形状のようなテーパ形状にする場合、連結溝１３の内壁にバリが発生しにくくなり、スラリーや研磨屑が連結溝１３に滞留しにくくなる。
　このように、本実施例の研磨パッド３は、終点検出用窓１２と同じ半径位置に形成された複数の環状溝１１Ａの端部１１ａと端部１１ａとを連結溝１３によって連結することにより、被研磨物２の研磨中に生じる研磨屑によって終点検出精度が低下するのを防止するものとなっている。
　上述したように、本実施例の研磨パッド３は複数の環状溝１１を備えており、当該環状溝１１Ａは研磨中においてスラリーＳを保持することにより、被研磨物２と研磨パッド３の研磨面３Ａとの間に適度なスラリーＳを供給するものとなっている。
　一方、被研磨物２が研磨されることで発生した研磨屑もスラリーＳとともに上記環状溝１１Ａに入り込んでしまい、この研磨屑が研磨面３Ａと面一に形成された終点検出用窓１２と被研磨物２との間に入り込むと、終点検出用窓１２を透過する検査光Ｌ１及び反射光Ｌ２の強度が低下し、終点検出精度を低下させるおそれがある。
　そこで本実施例の研磨パッド３は、終点検出用窓１２と同じ半径位置に形成された複数の環状溝１１Ａについては、上記終点検出用窓１２の表面に溝を形成せずに、これら環状溝１１Ａの端部１１ａ同士を上記連結溝１３によって連結したものとなっている。
　このような構成によれば、まず終点検出用窓１２に溝を形成しないことで、当該溝から終点検出用窓１２と被研磨物２との間に研磨屑が入り込むことがなくなり、溝と溝以外の部分での検査光Ｌ１の透過量の変化も生じることがない。
　次に、上記連結溝１３を形成することで、上記環状溝１１Ａに入り込んだ研磨屑は、端部１１ａに移動すると連結溝１３を介して研磨面３Ａと被研磨物２との間へと排出される。このとき、研磨パッド３が研磨中回転して径方向外周側に遠心力が作用するため、連結溝１３に入り込んだ研磨屑を径方向外周側に移動させて排出することができる。
　特に、連結溝１３は終点検出用窓１２に隣接して設けられているため、連結溝１３から研磨屑を排出することで終点検出用窓１２と被研磨物２との間への入り込みを低減することができ、終点検出用窓１２を透過する検査光Ｌ１及び反射光Ｌ２の強度の変動を抑え、終点検出の精度を維持することができる。
　次に、以上のように構成された研磨パッド３の製造方法の一態様について図４により説明する。
　すなわち、先ず、終点検出用窓１２の材料となるポリイソシアネートと硬化剤を混合し遠心脱泡した混合物を準備し、円筒状の型枠に流し入れて硬化させて円柱部１０２を形成する。続いて当該円柱部１０２を長方形の箱型をした型枠１０１の所定位置に軸心が鉛直方向となるように配置する（図４（ａ）参照）。
　次に、上記研磨層３Ｃの材料となるポリイソシアネートと硬化剤と中空微粒子を混合して混合物１０３を作製し、該混合物１０３を上記型枠１０１内に流し入れて固める（図４（ａ）参照）ことで、型枠１０１の内部空間に倣ったブロック状のポリウレタンポリウレア樹脂成形体１０４が形成される（図４（ｂ）参照）。このポリウレタンポリウレア樹脂成形体１０４が前述した研磨層３Ｃの部分となる。
　この後、上記ポリウレタンポリウレア樹脂成形体１０４を型枠１０１から取り外した後に、該ポリウレタンポリウレア樹脂成形体１０４における円柱部１０２が埋設された箇所を、所要の厚さとなるように水平面に沿って薄く切断してシート状部材１０７として切り出す（図４（ｃ）参照）。
　この後、シート状部材１０７に対し、必要に応じて厚み修正及び微細な凹凸の形成（目立て）の観点から、平滑となるように研削（バフィング）を行う。（図４（ｃ）参照）。
　この後、シート状部材１０７の研磨面３Ａに上記複数の環状溝１１を切削加工で形成し、その際、終点検出用窓１２と同じ半径位置に位置する環状溝１１Ａについては、端部１１ａを上記終点検出用窓１２の近傍に形成するとともに、端部１１ａと端部１１ａとを上記連結溝１３によって接続する。これにより、図２、図３に示した研磨パッド３の研磨層３Ｃが完成し、その後、研磨面３Ａと反対側となる研磨層３Ｃの下面に両面テープ等を貼り付け、予め上記貫通孔３Ｄａを穿設した支持層３Ｄ（クッション層）を研磨層３Ｃの下面に接着剤で接着する（図４（ｄ）参照）。
　最後に、全体として円板状に切断し、研磨パッド３が完成する。
　このようにして製造された研磨パッド３は、その下面（支持層３Ｄの下面）が両面テープや接着剤等によって上記研磨定盤４の上面４Ａに固着されるようになっている。
　なお、本実施例では、後に終点検出用窓１２となる円柱部１０２を予め作製した製造方法であるが、これに限定されない。他の例としては、穴が開いたポリウレタンポリウレア樹脂成形体１０４に終点検出用窓１２を構成する材料を流し入れて固めることによっても所望の研磨層を作製することができる。
　具体的には、型枠１０１の所定位置に円柱状の抜き取り部材を軸心が鉛直方向となるように配置し、上記研磨層３Ｃの材料となるポリイソシアネートと硬化剤と中空微粒子を混合して作製した混合物１０３を上記型枠１０１内に流し入れて固め、ポリウレタンポリウレア樹脂成形体１０４を形成する。
　続いて、形成されたポリウレタンポリウレア樹脂成形体１０４から上記円柱状抜き取り部材を上方へ抜き取り、円柱状の有底穴を形成するとともに、当該有低穴に上記終点検出用窓１２の材料となるポリイソシアネートと硬化剤を混合した混合物を流し入れて硬化させる。硬化した混合物によって、後に終点検出用窓１２となる透明な円柱部１０２が形成される。
　これにより、有底穴内に円柱部１０２が隙間なく埋設された状態のポリウレタンポリウレア樹脂成形体１０４が完成する。ポリウレタンポリウレア樹脂成形体１０４からシート状部材を切り出す工程以降は上記と同様の方法で作製することができる。
　また、本実施例における終点検出用窓１２及び研磨層３Ｃは、ポリイソシアネートと硬化剤を用いて作製したが、ポリイソシアネートの代わりに予めポリオール等によって作製したプレポリマーを用いることもできる。さらに、硬化剤としては、公知のジオール、ポリオール、ジアミン、ポリアミンを用いることができる。
　さらに、本実施例における研磨層３Ｃは、中空微粒子を用いて発泡構造が形成されている。中空微粒子には、例えば塩化ビニリデン－アクリロニトリル共重合体の中空微粒子を用いることができる。また、発泡構造を刑するために、中空微粒子の他、水等の化学発泡剤や、不活性ガス等を単独使用、または併用しても良い。
　以下、図５～図１０に示す第２～第７実施例にかかる研磨パッド３を説明する。
　図５に示す第２実施例の研磨パッド３は、上記終点検出用窓１２と同じ半径位置に位置する環状溝１１Ａのうち、研磨パッド３の半径方向外周側に位置する環状溝１１Ａと上記連結溝１３との接続部分を円弧状部分１３ａとしたものとなっている。
　これに対し、図６に示す第３実施例の研磨パッド３は、上記終点検出用窓１２と同じ半径位置に位置する環状溝１１Ａのうち、研磨パッド３の半径方向内周側に位置する環状溝１１Ａと上記連結溝１３との接続部分を円弧状部分１３ａとしたものとなっている。
　さらに図７に示す第４実施例の研磨パッド３は、上記第２、第３実施例における直線部分を有した連結溝１３の全体を、円弧状部分１３ａによって構成したものとなっている。なお、連結溝１３の半径方向内周側および外周側の両方に円弧状部分１３ａを形成し、その間を直線状とした構成としてもよい。
　このように、環状溝１１Ａと上記連結溝１３との接続部分に円弧状部分１３ａを形成することにより、連結溝１３と環状溝１１Ａとの接続部分におけるスラリーや研磨屑の滞留を抑制することができる。
　図８、図９に示す第５、第６実施例の研磨パッド３は、上記第１実施例の研磨パッド３に対し、上記連結溝１３を、上記終点検出用窓１２と同じ半径位置に形成された複数の環状溝１１Ａに対して径方向に隣接する環状溝１１まで延長させたものとなっている。
　具体的には、終点検出用窓１２に対して半径方向外周側および内周側には端部１１ａの形成されていない無端状の環状溝１１が位置しており、本実施例の連結溝１３はこれら終点検出用窓１２に対して半径方向外周側および内周側に位置する環状溝１１まで延長して設けたものとなっている。
　また第５実施例の連結溝１３は、終点検出用窓１２に対して研磨パッド３の径方向外側に広がるように形成されており、これに対し第６実施例の連結溝は終点検出用窓１２に対して研磨パッド３の径方向外側に向けて狭くなるように形成されている。
　そして、上記構成を有する第５、第６実施例の連結溝１３によれば、連結溝１３に入り込んだ研磨屑を、終点検出用窓１２に対して半径方向に隣接する環状溝１１へと移動させることができる。
　特に、研磨パッド３の回転による遠心力によって連結溝１３に入り込んだ研磨屑を半径方向外周側の無端状の環状溝１１へと移動させることが可能となり、研磨屑が研磨面３ａに排出されるのを抑制することができる。
　なお上記第５、第６実施例では、終点検出用窓１２に対して半径方向外周側および内周側に隣接する無端状の環状溝１１まで上記連結溝１３を形成したものとなっているが、例えば連結溝１３を研磨パッド３の外周縁まで延長して形成してもよい。
　また、上記連結溝１３のうち、終点検出用窓１２に対して半径方向内周側に位置する環状溝１１に対しては、上記連結溝１３を延長しないようにしてもよい。つまり、研磨パッド３の回転による遠心力は半径方向外側に作用することから、半径方向外周側に研磨屑を移動させるには、連結溝１３を半径方向外周側に延長すればよいこととなる。
　図１０に示す第７実施例の研磨パッド３は、上記第１～第６実施例の研磨パッド３に対し、上記連結溝１３を上記終点検出用窓１２の外周縁に沿って環状に形成したものとなっている。
　具体的には、終点検出用窓１２を囲繞するように溝を形成し、これを上記連結溝１３として、上記終点検出用窓１２と同じ半径位置に形成された複数の環状溝１１Ａの端部１１ａを接続したものとなっている。
　このような構成を有する連結溝１３であっても、終点検出用窓１２と同じ半径位置に形成された複数の環状溝１１Ａの端部１１ａと端部１１ａとが略径方向に接続されることとなるため、遠心力によって環状溝１１Ａに入り込んだ研磨屑を連結溝１３によって排出することが可能となっている。
　なお、上記各実施例においては、同心円上の位置に設けた複数の環状溝１１の中心と研磨面３Ａの中心が一致した構成を前提に説明したが、研磨面３Ａの中心に対して環状溝１１の中心が偏心した構成であっても良い。
　次に、第８、第９実施例について本発明を説明すると、図１１、図１２はそれぞれ研磨装置２０１の構成図および断面図を示し、薄板状の被研磨物２０２（例えば半導体ウエハ）を円盤状を有した研磨パッド２０３によって研磨するものとなっている。
　研磨装置２０１は、下方側に位置して上面に研磨パッド２０３が固定された研磨定盤２０４と、上方側に位置して下面に被研磨物２０２を保持した保持定盤２０５と、被研磨物２０２と研磨パッド２０３との間にスラリーＳ（研磨液）を供給するスラリー供給手段２０６と、被研磨物２０２の研磨加工の進捗状況を検出するための終点検出手段２０７とを備えている。
　上記被研磨物２０２としては、光学材料、シリコンウェハ、液晶用ガラス基板、半導体基板の他、ガラス、金属、セラミック等の板状物を研磨することができ、スラリー供給手段２０６が供給するスラリーＳとしては被研磨物２０２に応じて適宜選択することが可能となっている。
　上記研磨定盤２０４および保持定盤２０５はそれぞれ略円盤状を有しており、これらに装着される研磨パッド２０３および被研磨物２０２もそれぞれ略円盤状を有している。上記研磨定盤２０４および保持定盤２０５は図示しない駆動機構によって回転可能に設けられており、上記保持定盤２０５は上記研磨定盤２０４の回転中心に対して公転しながら回転するようになっている。
　そして被研磨物２０２を研磨する際、保持定盤２０５は被研磨物２０２を上記研磨定盤２０４に保持された研磨パッド２０３の研磨面２０３ａに対して所要の圧力で押し当てながら回転し、その状態で上記スラリー供給手段２０６が被研磨物２０２と研磨パッド２０３との間にスラリーＳを供給することにより、上記研磨パッド２０３によって被研磨物２０２が研磨されるようになっている。
　図１２に示すように、上記終点検出手段２０７は研磨定盤２０４の下方に設けられており、検査光Ｌ１を上方へ照射するとともに被研磨物２０２で反射した反射光Ｌ２を受光し、受光した反射光Ｌ２に基づいて研磨加工の進捗状況と加工終了となる終点を検出するものとなっている。
　上記研磨定盤２０４の所定の位置には上記検査光Ｌ１および反射光Ｌ２を通過させるための貫通穴２０４ａが設けられており、また当該貫通穴２０４ａの位置に合わせて、上記研磨パッド２０３には透明な終点検出用窓２０８が設けられている。
　図１３に示すように、研磨パッド２０３には所要の半径位置に３つの終点検出用窓２０８が等間隔に設けられており、本実施例において、上記終点検出用窓２０８の直径は約９ｍｍとなっている。
　なお、本実施例では、終点検出用窓２０８が円形となっているが、これ以外に例えば長方形、正方形、多角形、楕円形等の様々な形状とすることもできる。また、本実施例では、研磨パッド２０３には所要の半径位置に３つの終点検出用窓２０８が等間隔に設けられているが、位置はこれに限定されず、少なくとも１つ設けられていれば良い。
　被研磨物２０２を研磨する間、上記終点検出手段２０７は検査光Ｌ１を上方に向けて照射し、当該検査光Ｌ１は透明な終点検出用窓２０８を透過して被研磨物２０２の表面で下方に反射し、反射光Ｌ２は透明な終点検出用窓２０８を透過して終点検出手段２０７に受光される。
　そして終点検出手段２０７は、被研磨物２０２の研磨加工が進行して、被研磨物２０２の被研磨面が徐々に研磨されることに伴って、反射光Ｌ２の強度等の変化を検出する。検出された反射光Ｌ２の強度等が、予め登録された強度等になると、被研磨面が加工終点になったものと判定する。
　また被研磨物２０２として、半導体基板のように、被研磨物２０２の表面に被膜が形成されている場合は、研磨中の被研磨物２０２の表面に形成された膜厚の変化を光の干渉を利用して検出することで、研磨加工の進捗状況を検出するようになっている。
　この場合、被研磨物２０２に入射した検査光Ｌ１は、薄膜の表面および薄膜と基板との界面で反射するようになっており、これにより薄膜の表面で反射した反射光Ｌ２と、薄膜と基板との界面で反射した反射光Ｌ２との間に光路差が生じ、また両反射光Ｌ２の間に位相差が生じる。
　上記反射光Ｌ２の位相差は、被研磨物２０２を研磨して膜厚が変化すると変化するようになっており、当該位相差の変化に基づいて研磨加工の進捗状況や加工終点を検出することが可能となっている。
　図１３に示すように、研磨パッド２０３には所要の半径位置に設けられた３つの終点検出用窓２０８と、研磨パッド２０３の中心（回転中心）を囲繞して同心円状に形成された複数の環状溝２１１と、上記終点検出用窓２０８に対して研磨パッド２０３の回転方向前方および後方に近接した位置に設けたバリア溝２１２とを有している。
　ここで本実施例の研磨装置２０１は、上記研磨パッド２０３を図１３における図示時計回りに回転させるようになっている。なお、研磨パッド２０３の回転方向は逆転してもよいし、研磨作業中に回転方向を逆転させるようにしてもよい。
　ここで、図１２は図１３におけるＸＩＩ－ＸＩＩ部に示す断面図が得られる部分を示しており、研磨パッド２０３は被研磨物２０２側に研磨面２０３ａが形成された研磨層２０３Ａと、上記研磨層２０３Ａよりも研磨定盤２０４側に形成された支持層２０３Ｂ（クッション層）とを備えている。
　上記研磨層２０３Ａは厚さ０．８～２．６ｍｍのポリウレタン等の弾性樹脂からなる発泡構造を有するシートによって構成される。この発泡構造によって、研磨する際、研磨面には発泡構造による開孔が形成されスラリーを貯留して研磨効率を高める事が出来る。より具体的には内部にサブミクロン単位～数十ミクロン単位の無数の空隙が形成されたポリウレタン等の弾性樹脂からなる発泡シートを使用することができる。
　上記支持層２０３Ｂは厚さ０．１～５．０ｍｍのポリウレタン等の樹脂を含浸固着させた編織布や不織布、ポリウレタン等の樹脂発泡体、ポリエステル等の樹脂シート、等を使用することができ、特に、空隙が形成された支持層２０３Ｂとして、ポリウレタン等の樹脂を含浸固着させた編織布や不織布や、ポリウレタン等の樹脂発泡体とすると、過研磨を抑えるクッション性に優れ、好ましい。
　そして、研磨層２０３Ａと支持層２０３Ｂとは接着剤や両面テープによって接着され、さらに支持層２０３Ｂの下面が接着剤や両面テープによって研磨定盤２０４の上面に固定されるようになっている。
　上記終点検出用窓２０８は、光を透過させる透明な材料によって形成されており、例えば上記研磨層２０３Ａと同様のポリウレタン等の弾性樹脂によって形成することが可能となっている。
　但し、終点検出用窓２０８は検査光Ｌ１及び反射光Ｌ２の透過を許容すべく、光透過の妨げとなるような発泡を避けた構造とする必要がある。従って、より具体的には内部に空隙が形成されないポリウレタン等の弾性樹脂体が好ましく使用される。
　また上記終点検出用窓２０８は研磨層２０３Ａの所定位置に形成された貫通孔に隙間なく嵌合されており、終点検出用窓２０８の上面および下面はそれぞれ研磨層２０３Ａの研磨面２０３ａおよび下面と面一に形成されている。
　特に、終点検出用窓２０８の上面は研磨面２０３ａと面一に配する事で、研磨時の終点検出用窓２０８と被研磨物２０２が接地するため、スラリーの介在による、検査光Ｌ１及び反射光Ｌ２の透過の妨げを抑える事ができる。
　また終点検出用窓２０８の下面は研磨層２０３Ａの下面と面一にする事で、研磨パッド２０３が研磨により摩耗しても、研磨層２０３Ａの下面ぎりぎりまで使用することができる。逆に終点検出用窓２０８の下面が研磨層２０３Ａの下面よりも支持層２０３Ｂ側に突出すると、終点検出用窓２０８の初期厚みが過度に大きくなり、検査光Ｌ１及び反射光Ｌ２の透過の妨げを助長するため、好ましくない。
　そして上記支持層２０３Ｂには終点検出用窓２０８の位置に合わせて貫通孔２０３Ｂａが穿設されており、研磨パッド２０３を研磨定盤２０４に装着する際には、当該研磨定盤２０４に形成されている貫通穴２０４ａの位置に終点検出用窓２０８および貫通孔２０３Ｂａを合わせるものとなっている。
　上記環状溝２１１は、図１３に示すように研磨パッド２０３の回転中心を中心に同心円状に形成されており、後述する終点検出用窓２０８と同じ半径位置に形成されたものを除き、無端状に形成されたものとなっている。
　本実施例において、上記各環状溝２１１は幅０．４ｍｍ、深さ０．６ｍｍにそれぞれ設定され、また隣り合う環状溝２１１のピッチは２．８ｍｍに設定されている。
　そして、上記終点検出用窓２０８と同じ半径位置に形成された環状溝２１１は、上記終点検出用窓２０８に近接した位置に端部を有する有端状の溝となっている。なお幅や深さ、上記ピッチは上記無端状の環状溝２１１と同じとすることができる。
　ここで、終点検出用窓２０８と同じ半径位置の環状溝２１１とは、環状溝２１１を無端状に形成した場合に、当該環状溝２１１が上記終点検出用窓２０８に交差または干渉してしまうような位置に形成されている環状溝２１１のことを言う。
　また環状溝２１１が終点検出用窓２０８に交差等しない場合、たとえば終点検出用窓２０８に対して半径方向内側または外側に位置する環状溝２１１について、当該環状溝２１１と終点検出用窓２０８との間に所要の幅の平坦面が確保できない場合には、当該環状溝２１１も終点検出用窓２０８と同じ半径位置の環状溝２１１として扱い、終点検出用窓２０８を避けた有端状の溝とすることができる。
　図１４は上記研磨パッド２０３の研磨面２０３ａにおける上記終点検出用窓２０８近傍の拡大図を示したものとなっている。図１４において、研磨パッド２０３の回転に伴い、上記終点検出用窓２０８は図示右方の回転方向後方から、図示左方の回転方向前方へと移動するものとする。
　上記バリア溝２１２は研磨パッド２０３の回転方向に対して交差する方向に形成されており、具体的にバリア溝２１２は研磨パッド２０３の中心付近を通過する径方向に形成されたものとなっている。
　また上記バリア溝２１２は終点検出用窓２０８に対して回転方向前方および後方に近接した位置に形成されており、例えば終点検出用窓２０８の端部から３～２０ｍｍ、好ましくは５～１０ｍｍ離隔した位置に形成されている。
　バリア溝２１２を終点検出用窓２０８の端部から少なくとも３ｍｍ以上離間させることで、終点検出用窓２０８と研磨層２０３Ａの研磨時における被研磨物２０２との摩擦の差や、変形の差によって終点検出用窓２０８が研磨層２０３Ａから剥離しやすくなることを抑えることができる。一方、終点検出用窓２０８の端部から２０ｍｍ以下にバリア溝２１２を設ける事で、終点検出用窓２０８と被研磨物２０２との間に入り込むスラリーの介在が抑えられる。
　そして上記バリア溝２１２は、上記終点検出用窓２０８と同じ半径位置に形成された環状溝２１１の端部と接続され、かつバリア溝２１２の両端部はそれぞれ上記終点検出用窓２０８と同じ半径位置に形成された環状溝２１１のうち、最も外周側および内周側に位置する環状溝２１１の位置まで形成されている。
　これにより、上記終点検出用窓２０８の周囲には、上記研磨面２０３ａによって構成された平坦面が形成されるようになっており、換言すると終点検出用窓２０８および終点検出用窓２０８に近接した位置には溝が形成されないようになっている。
　図１５は図１４の研磨層２０３ＡにおけるＸＶ－ＸＶ部の断面図を示しており、具体的には研磨層２０３Ａを研磨パッド２０３の回転方向に沿って切断した断面図を示している。
　上記バリア溝２１２は、幅や深さは上記環状溝２１１と同じ寸法となっているが、本実施例のバリア溝２１２には被研磨物２０２側に向けて広がるテーパ形状２１２ａが形成されたものとなっている。
　上記テーパ形状２１２ａとしては、垂直に形成されたバリア溝２１２の内壁における、研磨面２０３ａ側の角部を深さ０．１ｍｍ程度の位置で４５°に面取りした形状とするほか、図１６に示すようにバリア溝２１２の底面から研磨面２０３ａに向けて一つの傾斜面によって構成することが可能となっている。
　ここで、研磨面２０３ａに対するテーパ形状２１２ａの面取り角度は３０～８０°が好ましい。３０°以上とする事で摩擦による変形が研磨面２０３ａに影響しにくくすることができ、８０°以下とする事でエッジ効果を抑制できる。特に７０°以下とすることで、摩擦による変形が研磨面２０３ａに影響しにくくすることができる。
　また、テーパ形状２１２ａの面取りの深さは０．１ｍｍ以上とすると、摩擦による変形が研磨面２０３ａに影響しにくくすることができ好ましい。
　ここで、上記バリア溝２１２の形状はスラリーＳ中の研磨屑を排出する目的や、後述する研磨層２０３Ａの変形の度合いに応じて適宜変更してもよい。
　上記構成を有する研磨パッド２０３を用いて被研磨物２０２を研磨する際、上述したように被研磨物２０２と研磨パッド２０３との間にはスラリーＳが供給され、このスラリーＳは上記環状溝２１１やバリア溝２１２に入り込むと、被研磨物２０２と研磨パッド２０３との間にスラリーＳを供給するものとなっている。
　ここで、上記研磨パッド２０３は研磨定盤２０４によって回転しており、図１５では終点検出用窓２０８が図示右方から図示左方へと移動するようになっている。これにより、上記終点検出用窓２０８に対し、スラリーＳが回転方向前方（図示左方）から後方（図示右方）に向かう相対的な流れが発生する。
　また、研磨パッド２０３によって被研磨物２０２を研磨すると研磨屑が発生することから、この研磨屑はスラリーＳとともに終点検出用窓２０８の前方から上記終点検出用窓２０８と被研磨物２０２との間に入り込もうとする。
　そして、終点検出用窓２０８と被研磨物２０２との間に研磨屑が入り込むと、終点検出用窓２０８を透過する検査光Ｌ１及び反射光Ｌ２の強度が低下してしまい、終点検出精度を低下させるおそれがあった。
　これに対し、本実施例の研磨パッド２０３は、上記終点検出用窓２０８の回転方向前方および後方のそれぞれに上記バリア溝２１２を備えることで、以下のように終点検出精度の低下を可及的に抑制するようになっている。
　上述したように、研磨屑はスラリーＳとともに終点検出用窓２０８の回転方向前方から流れてくるが、当該研磨屑は終点検出用窓２０８の回転方向前方に設けたバリア溝２１２によって回収されることとなる。
　そして、上記バリア溝２１２は回転方向に対して交差する方向に設けられているため、研磨パッド２０３の回転による遠心力によって研磨屑はバリア溝２１２の外周側に移動し、その後バリア溝２１２の外周側の端部より排出されるようになっている。
　バリア溝２１２の外周側の端部より排出された研磨屑は、すでに終点検出用窓２０８の回転方向前方から排除されていることから、当該研磨屑が終点検出用窓２０８と被研磨物２０２との間に入り込むことが可及的に防止され、終点検出精度の低下を可及的に抑制することができる。
　さらに本実施例の場合、上記研磨屑は研磨面２０３ａに形成された環状溝２１１にも入り込むが、このうち終点検出用窓２０８と同じ半径位置に形成された環状溝２１１に入り込んだ研磨屑については、研磨パッド２０３の回転に伴って当該環状溝２１１に沿って回転方向後方に移動することとなる。
　そして当該環状溝２１１における回転方向後方の端部に到達した研磨溝は、そのまま当該環状溝２１１に接続されたバリア溝２１２に流入し、その後は上述したように当該バリア溝２１２の外周側の端部より排出されるようになっている。
　このように、終点検出用窓２０８と同じ半径位置に形成された環状溝２１１の端部をバリア溝２１２に接続したことにより、環状溝２１１に入り込んだ研磨屑についても、終点検出用窓２０８と被研磨物２０２との間に入り込まないようにすることができる。
　次に、本実施例の上記バリア溝２１２に形成した上記テーパ形状２１２ａについて説明する。
　図１７は、図１５と同様、研磨パッド２０３の回転方向に沿った断面図を示しているが、当該図１７に示すバリア溝２１２は上記テーパ形状２１２ａを省略したものとなっており、また研磨パッド２０３が回転して被研磨物２０２を研磨している際の状態を模式的に示したものとなっている。
　上記バリア溝２１２にテーパ形状２１２ａが形成されていない場合、当該バリア溝２１２を構成する側壁は被研磨物２０２に対して垂直に接触することとなる。
　この状態で研磨パッド２０３が回転すると、バリア溝２１２は回転方向に対して交差する方向に設けられていることから、バリア溝２１２における側壁との接触部分、特にバリア溝２１２における回転方向後方に位置する側壁との接触部分において、いわゆるエッジ効果が生じ、当該バリア溝２１２の側壁によって過剰に被研磨物２０２を研磨してしまい、研磨ムラの原因となってしまう恐れがある。
　これに対し、本実施例の研磨パッド２０３は、図１５に示すように上記バリア溝２１２にテーパ形状２１２ａを設けているため、上記エッジ効果による研磨ムラの発生を防止するようになっている。
　次に、本実施例の研磨パッド２０３の終点検出用窓２０８は研磨面２０３ａと面一に形成されているため、終点検出用窓２０８と被研磨物２０２とが密着することで、終点検出用窓２０８と被研磨物２０２との間にはその他の研磨面２０３ａと被研磨物２０２との間の部分に比べて大きな摩擦力が発生する。
　この現象は、研磨面２０３ａにはスラリーＳを貯留する発泡構造による開孔が形成されているのに対し、終点検出用窓２０８は検査光Ｌ１及び反射光Ｌ２の透過を許容すべく、光透過の妨げとなるような発泡を避けた構造であることから、終点検出用窓２０８の表面には発泡構造による開孔も制限された構造となり、被研磨物２０２と接地する面積比率が大きく、結果、摩擦力を受けやすい状態になると考えられる。
　さらにバリア溝２１２を形成したことにより、終点検出用窓２０８と被研磨物２０２との間に入り込むスラリーＳの介在が抑えられることから、終点検出用窓２０８と被研磨物２０２が直接的に接地しやすくなり、研磨面２０３ａと被研磨物２０２との間の部分に比べて大きな摩擦力（ズリ応力）が発生すると考えられる。
　しかも、上述の通り、終点検出用窓２０８は発泡を避けた構造であるため、終点検出用窓２０８は変形しにくいことから、研磨パッド２０３が回転すると、上記摩擦力（ズリ応力）によって終点検出用窓２０８が回転方向後方に引っ張られ、終点検出用窓２０８とバリア溝２１２との間に形成された研磨層２０３Ａが変形することとなる。
　その結果、図１７に示すように、終点検出用窓２０８の回転方向後方に形成したバリア溝２１２については、上記研磨層２０３Ａの変形によって、当該変形部分の研磨面２０３ａが盛り上がってしまい、これにより研磨ムラが発生する恐れがあった。
　そこで、本実施例の研磨パッド２０３は、図１５に示すように上記バリア溝２１２にテーパ形状２１２ａを設けているため、上記研磨層２０３Ａの変形をテーパ形状２１２ａによって吸収することができ、研磨ムラが防止されるようになっている。
　ここで、終点検出用窓２０８に対して回転方向前方および後方に設けたバリア溝２１２において、上記研磨ムラの発生を防止する効果を生じさせているのは、終点検出用窓２０８より回転方向で後方側のバリア溝２１２の前方側に形成したテーパ形状２１２ａとなっている。
　したがって、終点検出用窓２０８より回転方向で前方側のバリア溝２１２における回転方向で前方のテーパ形状２１２ａについてはこれを省略することができるが、研磨パッド２０３を反対方向に回転させることを考慮して、上記テーパ形状２１２ａをバリア溝２１２の回転方向前方および後方の双方に設けることが望ましい。
　次に、以上のように構成された研磨パッド２０３の製造方法の一態様について図１８を用いて説明する。
　最初に、直方体状の型枠３０１を用意するとともに、型枠３０１の所定位置に上記終点検出用窓２０８の外径に合わせた円柱状の抜き取り部材３０２を配置し、上記研磨層２０３Ａの材料となるポリイソシアネートと硬化剤と発泡構造を形成させるため、塩化ビニリデン－アクリロニトリル共重合体の中空微粒子を混合して得られた混合物を上記型枠３０１内に流し入れて硬化させる（図１８（ａ））。これにより後に研磨層２０３Ａを構成するブロック状のポリウレタンポリウレア系樹脂成形発泡体３０３が成形される。
　次に、上記樹脂成形発泡体３０３から上記円柱状の抜き取り部材３０２を抜き取り、樹脂成形発泡体３０３に円柱状の空間３０２’を形成するとともに、当該円柱状の空間３０２’に上記終点検出用窓２０８の材料となるポリイソシアネートと硬化剤を混合した混合物を必要に応じ脱泡処理した後、流し入れて硬化させる（図１８（ｂ））。これにより後に終点検出用窓２０８を構成する透明な円柱部３０４が形成される。
　続いて、上記樹脂成形発泡体３０３および円柱部３０４を型枠３０１から取り出し、上記研磨パッド２０３の研磨層２０３Ａの厚さに合わせて薄く切断して、シート状部材３０５として切り出す（図１８（ｃ））。その際、上記終点検出用窓２０８の上面および下面は研磨層２０３Ａの上面および下面と面一に形成される。
　最後に、上記シート状部材３０５を円板状に切断した後、必要に応じて研磨面２０３ａとなる面を厚み修正及び微細な凹凸の形成（目立て）の観点から研削（バフィング）し、研磨面２０３ａを切削して上記環状溝２１１および上記バリア溝２１２（図示せず）を形成し、さらに上記バリア溝２１２については切削加工によって上記テーパ形状２１２ａ（図示せず）を形成する（図１８（ｄ））。
　このようにして研磨パッド２０３の研磨層２０３Ａが得られたら、その後、研磨面２０３ａの反対側となる下面を両面テープ等によって上記支持層２０３Ｂ（クッション層）に接着し、研磨パッド２０３が完成する。
　なお、本実施例では、後に終点検出用窓２０８となる円柱部３０４を樹脂成形発泡体３０３に形成した円柱状の空間３０２’に材料を流し込み作製しているが、円柱部３０４を予め用意してから、型枠３０１の所定位置に配置して、研磨層２０３Ａの材料を型枠３０１内に流し入れて固めても良い。
　また、本実施例における研磨層２０３Ａおよび終点検出用窓２０８は、ポリイソシアネートと硬化剤を用いたが、ポリイソシアネートは予めポリオール等によってプレポリマーとしたものを用いてもよい。
　上記硬化剤としては、水酸基やアミノ基といったイソシアネートと反応する官能基を複数有しているものであればよく、ポリイソシアネート等により鎖伸長したポリオールやポリアミンを用いても良い。
　さらに、本実施例では研磨層２０３Ａに発泡構造を形成させるため、塩化ビニリデン－アクリロニトリル共重合体の中空微粒子を用いたが、水等の化学発泡剤や、不活性ガス等を単独使用、または併用しても良い。
　図１９は第９実施例にかかる研磨パッド２０３を説明する図であり、図１４と同様、研磨面２０３ａに設けた終点検出用窓２０８近傍の拡大平面図となっている。
　本実施例では、上記バリア溝２１２を上記終点検出用窓２０８に対して半径方向外側および内側に隣接する無端状の環状溝２１１に接続させたものとなっている。
　第８実施例では、終点検出用窓２０８と同じ半径位置の環状溝２１１を有端状の溝とし、上記バリア溝２１２が当該有端状の環状溝２１１の端部同士を連結している構成となっているが、本実施例では当該バリア溝２１２をさらに径方向に延長して、終点検出用窓２０８の外周側および内周側に位置している無端状の環状溝２１１に接続したものとなっている。
　このような構成とすることにより、バリア溝２１２に回収された研磨屑は、研磨パッド２０３の回転によって当該バリア溝２１２に沿って外周側に移動し、終点検出用窓２０８の外周側に隣接する無端状の環状溝に流入することから、研磨屑を研磨面２０３ａに流出させることなく、終点検出用窓２０８の回転方向前方より排除することが可能となっている。
　なお上記第９実施例においては、上記バリア溝２１２は終点検出用窓２０８に対して半径方向外側および内側に隣接する無端状の環状溝２１１まで延長して設けられているが、外側または内側のいずれか一方の環状溝まで延長して設けてもよい。
　ただし、バリア溝２１２に回収された研磨屑は研磨パッド２０３の遠心力によって半径方向外側に向かうため、研磨屑を研磨面２０３ａに流出させないという点において、バリア溝２１２を半径方向外側の環状溝２１１に接続させることが望ましい。
　また上記第９実施例では、上記バリア溝２１２を終点検出用窓２０８に対して最も近接した位置に設けられた無端状の環状溝２１１まで延長させているが、当該バリア溝２１２を複数の無端状の環状溝２１１と交差するように延長して設けてもよい。より具体的には、バリア溝２１２の半径方向外側の端部を研磨パッド２０３の外周縁まで延長して設けることも可能である。
　さらに、上記各実施例においては、同心円上の位置に設けた複数の環状溝２１１の中心と研磨面２０３ａの中心が一致した構成を前提に説明したが、研磨面２０３ａの中心に対して環状溝２１１の中心が偏心した構成であっても良い。
　１、２０１　研磨装置　　　　　　　２、２０２　被研磨物
　３、２０３　研磨パッド　　　　　　３Ｃ、２０３Ａ　研磨層
　７、２０７　終点検出手段　　　　　１１、２１１　環状溝
　１１Ａ　終点検出用窓と同じ半径位置の環状溝
　１１ａ　端部　　　　　　　　　　　１２、２０８　終点検出用窓
　１３　連結溝　　　　　　　　　　　Ｌ１　検査光
　２１２　バリア溝　　　　　　　　　２１２ａ　テーパ形状

 

Claims (7)

  1. 　被研磨物を研磨する研磨面を有する研磨層と、この研磨層に設けられて終点検出手段の検査光を透過させて研磨加工の終点を検出するための透明な終点検出用窓とを備え、さらに上記研磨層の研磨面に同心円状の環状溝を複数備えた研磨パッドにおいて、
    　上記終点検出用窓の表面を上記研磨面と同じ高さに形成し、
    　上記環状溝のうち、上記終点検出用窓が形成されている位置と同じ半径位置に形成されている複数の環状溝は、上記終点検出用窓の表面に溝が形成されずに当該終点検出用窓の近傍に端部を備え、
    　これら終点検出用窓と同じ半径位置に形成された複数の環状溝の端部と端部とを連結溝によって接続したことを特徴とする研磨パッド。
  2. 　上記連結溝を、上記終点検出用窓と同じ半径位置に形成された複数の環状溝に対して径方向に隣接する環状溝まで延長したことを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
  3. 　上記連結溝を、上記終点検出用窓の外周縁に沿って形成したことを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
  4. 　上記終点検出用窓と同じ半径位置に形成された環状溝のうち、半径方向における最も外周側または最も内周側に位置する環状溝の少なくともいずれか一方の環状溝の端部と連結溝との接続部分が円弧状となっていることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
  5. 　被研磨物を研磨する研磨面を有する研磨層と、この研磨層に設けられるとともに終点検出手段から照射された検査光を透過させて研磨加工の終点を検出するための終点検出用窓とを備え、
    　上記研磨面が被研磨物に対して相対的に回転しながら、研磨面と被研磨物との間にスラリーを介在させた状態で被研磨物の研磨を行う研磨パッドにおいて、
    　上記終点検出用窓に対して研磨パッドの回転方向前方および後方に近接した位置に、上記回転方向に対して交差する方向にバリア溝を設け、当該バリア溝に被研磨物側に向けて広がるテーパ形状を設けたことを特徴とする研磨パッド。
  6. 　上記研磨面に同心円状の環状溝を複数形成し、
    　当該環状溝のうち、上記終点検出用窓と同じ半径位置に形成された環状溝を、両端部が上記バリア溝に接続された有端状の溝とすることを特徴とする請求項５に記載の研磨パッド。
  7. 　上記バリア溝を、上記終点検出用窓に対して半径方向外側または内側の少なくともいずれか一方に隣接する無端状の環状溝まで延長したことを特徴とする請求項６に記載の研磨パッド。
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