(57)【要約】【課題】  従来１回の使用で廃棄していた研磨用パッドを再使用さらには再生可能にする。【解決手段】研磨用パッドの裏側にパッドに付いている両面テープを利用して補助板を取り付けて補助板付パッドとする。そして補助板を研磨機の定盤に両面テープ等で固定すれば、研磨機からパッドを取り外しても、パッドが曲がったり、折れたり、収縮したり、破れたりせず、再使用が可能となる。さらに取り外した使用済み補助板付パッドの表面を修正加工すれば、パッドを再生して繰り返し使用することが可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板等の研磨パッドを補助板に貼り付け、その補助板を研磨機の定盤の上に固定することにより、脱着しても再使用できることを特徴とする補助板付き研磨パッド。
【請求項２】
請求項１において、補助板を研磨機の定盤に固定する毎に、補助板を固定するための両面テープを新しいテープに貼り直して、再使用できるようにした補助板付き研磨パッド。
【請求項３】
請求項１と２において、補助板の硬度をパッドの硬度よりも高くした、補助板付き研磨パッド。
【請求項４】
研磨パッドの層と補助板の機能をもつ層を一体化して成型した研磨パッド。
【請求項５】
研磨パッドの厚みを大きくするなどして剛性を上げて、パッド自体に補助板の機能を持たせた研磨パッド。
【請求項６】
請求項１乃至３において、補助板の材料を金属にした、補助板付き研磨パッド。
【請求項７】
請求項１乃至３において、補助板の材料をステンレス鋼にした、補助板付き研磨パッド。
【請求項８】
請求項１乃至３において、補助板の材料を研磨作業で使用する液体に対して、変質しない材質にした、補助板付き研磨パッド。
【請求項９】
請求項１乃至８において、研磨パッドと補助板等と両面テープの各層の外周部を研磨作業で使用する液体が浸透しないように保護した、補助板付き研磨パッド。
【請求項１０】
請求項１乃至９において、補助板等を研磨機の定盤に固定するために、真空吸着を用いる補助板付き研磨パッドの再使用方法。
【請求項１１】
請求項１乃至９において、補助板等を研磨機の定盤に固定するために、磁力を用いる補助板付き研磨パッドの再使用方法。
【請求項１２】
請求項１乃至９において、補助板等を研磨機の定盤に固定するために、機械式クランプやボルト等を用いる補助板付き研磨パッドの再使用方法。
【請求項１３】
請求項１乃至３および請求項６乃至９において、研磨パッドと補助板を固定する両面テープの粘着力が、補助板と研磨機の定盤を固定する両面テープの粘着力よりも大きくした補助板付き研磨パッド。
【請求項１４】
請求項１乃至３および請求項６乃至９および請求項１３において、研磨パッドと補助板と両面テープが取り外しの時に分離しないように、研磨パッドと補助板等と両面テープの各層の外周部を補強した、補助板付き研磨パッド。
【請求項１５】
請求項１乃至１４において、研磨作業使用済みのパッドの表面を修正加工して、研磨パッドを再生する方法。
【請求項１６】
請求項１乃至１４において、研磨作業使用済みのパッドの表面を修正加工し、パッドの表面に加工された溝等を修正または追加工して、研磨パッドを再生する方法。
【請求項１７】
請求項１乃至１４において、研磨作業使用済みのパッドの表面を修正加工し、パッドの表面に加工された溝等を修正または追加工し、パッドをクリーニングして研磨パッドを再生する方法。
【請求項１８】
請求項１５乃至１７の方法により研磨パッドを再生する装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１６に記載の研磨パッドを用いる、半導体基板等の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、シリコンウエハや半導体基板、ガラス基板等のような高い平坦加工精度が要求される加工物の表面を研磨する際に用いられる研磨パッドの再使用および再生技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来から、シリコンウエハや半導体基板、ガラス基板の平坦化工程においては、樹脂材等の円形の研磨パッドを研磨機の定盤の上に両面テープで固定し、砥粒を含んだ研磨液を供給しつつ、研磨パッドと基板を相対的に回転運動させて研磨を行う方法が用いられている。ところで、この方法に使用される研磨パッドは一定時間使用すると目詰まり等により、研磨性能が低下するため、研磨機上においてダイヤモンドドレッサーにより研磨パッド表面のドレッシングを行い、研磨性能を維持している。ところが、ドレッシングを繰り返すと、研磨性能を高めるために研磨パッド表面に彫られた溝の深さが浅くなったり、あるいは研磨加工によって研磨パッド表面が変形または変質したりして、研磨性能が低下する。そのため、新しい研磨パッドと交換されるが、研磨パッドは両面テープで強固に研磨機の定盤に固定されているため、一旦剥がすと、曲がったり、折れたり、収縮してシワができたり、破れたりしてしまうため、再利用されずに廃棄されている。また、加工の品種切り替えを行うために、研磨パッドを交換する場合には、寿命がきていないにもかかわらず、再利用できずに廃棄されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０１１６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  本発明は、上述の事情を背景に為されたもので、その解決課題とするところは、コスト削減、省資源、環境保全の観点から、再使用さらには、新品の研磨パッドと同じ品質に再生可能な研磨パッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  以下、課題を解決するために為された本発明の態様について記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載され、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。【０００６】  本発明の請求項１に記載の発明は、研磨パッドを補助板に貼り付け、さらに補助板を研磨機の定盤に両面テープ等で固定することにより、研磨パッドを研磨機の定盤から取り外しても、研磨パッドが曲がったり、折れたり、収縮してシワができたり、破れたりしない。そして、再度定盤に取り付ければ研磨パッドの再使用が可能である。【０００７】  また、本発明の請求項２に記載の発明は、補助板付き研磨パッドを研磨機の定盤に固定するために使用される両面テープを脱着の毎に交換することにより、補助板付き研磨パッドの再使用を繰り返しても、研磨パッドが研磨機の定盤から浮き上がることなく、新品の研磨パッドと同じ品質の研磨加工を安定して行うことが可能となる。【０００８】  また、本発明の請求項３に記載の発明は、補助板の硬度を研磨パッドよりも硬い材質にすることで、研磨パッドの曲がり、折れ、収縮によるシワ、破れ等を防ぎ、補助板付き研磨パッドを繰り返し脱着して使用することが容易になる。【０００９】  また、本発明の請求項４に記載の発明は、研磨パッドを補助板に貼り付けする代わりに、研磨パッドの層と補助板の機能をもつ層を一体化して成型することにより、繰り返し脱着して使用することが可能になる。【００１０】  また、本発明の請求項５に記載の発明は、研磨パッドを補助板に貼り付ける代わりに、研磨パッドの厚みを厚くするなどして剛性を高め、研磨パッド自体に、研磨パッドを補助板に貼り付けたものと同等の強度を持たせることにより、繰り返し脱着して使用することが可能になる。【００１１】  また、本発明の請求項６に記載の発明は、補助板の材料を金属にすることにより、補助板付き研磨パッドの曲がりや折れを防ぎ、長期間に渡り、繰り返し脱着して使用することが可能となる。【００１２】  また、本発明の請求項７に記載の発明は、補助板の材料をステンレス鋼にすることにより、研磨パッドの曲がりや折れを防ぐとともに、研磨に使用する液体による錆の発生を防ぎ、より長期間に渡り、補助板付き研磨パッドを再使用することが可能になる。【００１３】  また、本発明の請求項８に記載の発明は、補助板を研磨で使用する液体に対して変質しない材質にすることにより、板の変形を防ぎ、補助板付き研磨パッドを長期間に渡り再使用することが可能になる。【００１４】  また、本発明の請求項９に記載の発明は、研磨作業で使用する液体が、外周部から研磨パッドと両面テープ、補助板の間に浸透して、研磨パッドの外周部が補助板から剥離するのを防止して、補助板付き研磨パッドを長期間に渡り再使用することが可能になる。【００１５】  また、本発明の請求項１０に記載の発明は、補助板を研磨機の定盤に固定する方法として、真空吸着を用いるものである。この方法によれ��補助板の脱着を短時間で行うことが可能になる。【００１６】  また、本発明の請求項１１に記載の発明は、補助板を研磨機の定盤に固定する方法として、磁力による固定方式を用いるものである。この方法によれば補助板の着脱を短時間で行うことが可能になる【００１７】  また、本発明の請求項１２に記載の発明は、補助板を研磨機の定盤に固定する方法として、機械式のクランプやボルトによって固定する方式である。この方法によれば補助板の固定を短時間で確実に行うことができる。【００１８】  また、本発明の請求項１３に記載の発明は、研磨パッドと板を固定するテープの粘着力を板と研磨機の定盤を固定するテープの粘着力よりも大きくして、補助板付き研磨パッドを剥がす際にパッドと板の間の接合が剥がれないようにすることができるため、長期間に渡り補助板付き研磨パッドを再使用できる。【００１９】  また、本発明の請求項１４に記載の発明は、研磨パッドと板と両面テープを外周部において補強材で補強することにより、補助板付きパッドを剥がす際に、分離しないようにできるため、より安定して補助板付き研磨パッドを再使用できる。【００２０】  また、本発明の請求項１５に記載の発明は、研磨作業により磨耗した研磨パッドの表面を仕上げ加工して、新品の研磨パッドと同程度の品位に再生することができる。【００２１】  また、本発明の請求項１６に記載の発明は、研磨作業により磨耗した研磨パッド表面を仕上げするとともに、浅くなった研磨パッドの溝等を追加工または再加工して、新品の研磨パッドと同程度の品位に再生することができる。【００２２】  また、本発明の請求項１７に記載の発明は、寿命が来た研磨パッド表面を仕上げするとともに、浅くなった研磨パッドの溝を再加工または追加工し、さらに研磨パッドをクリーニングして新品の研磨パッドと同程度の品位に再生することができる。【００２３】  また、本発明の請求項１８に記載の発明は、請求項１５から１７に記載の方法により補助板付き研磨パッドを再生する装置である。なお再生工程を各工程に分けて行うタイプと一貫して行うタイプがある。また、この装置を研磨機と分離して設置する方式と、研磨機と一体化して設置する方式とがある。【００２４】  また、本発明の請求項１９に記載の発明は、請求項１から１７に記載の再生した研磨パッドを用いて、半導体基板等を製造する方法である。
【発明の効果】
【００２５】  本発明の効果は、上述のとおり従来１回の使用で廃棄されていた研磨パッドを、補助板を付けることにより、繰り返し使用することが可能となり、またパッド表面や溝等を再加工することにより、新品の研磨パッドと同程度の品位を回復して研磨パッドを再生することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】  補助板付き研磨パッドの実施方法を示した説明図である。（実施例１）
【図２】  補助板付き研磨パッドの実施方法を示した説明図である。（実施例２）
【図３】  従来の研磨パッドを示した説明図である。
【図４】  従来の研磨パッドを研磨機に取り付けた説明図である。
【図５】  補助板付き研磨パッドの再生の実施方法を示した説明図である。（実施例３）
【発明を実施するための形態】
【００２７】  以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２８】  先ず、本発明の請求項１は少なくとも研磨パッド１と補助板３を一体化したものをいうが、具体的な実施形態として図１に、研磨パッド１と補助板３を両面テープ２で貼り合わせ、さらに補助板の下面に研磨機固定用の両面テープ４を貼り付けたものの断面図を示す。図には示していないが、通常、両面テープ４はフィルム等で粘着面が保護されており、研磨機の定盤に固定する際に剥がして使用する。本図では研磨パッド１から両面テープ４までの４層を貼りあわせたものを補助板付き研磨パッド５として示すが、他の形態として研磨パッド１から補助板３までの３層を貼りあわせたものもある。
【００２９】  図２には補助板付研磨パッド５を研磨機の定盤６に両面テープ４で固定した状態を示している。補助板付き研磨パッドを研磨機の定盤から剥がす時、研磨パッドと補助板が一体の状態で、研磨機の定盤から分離できるため、研磨パッドが曲がったり、折れたり、破れたりせず、再度使用することが可能になる。
【００３０】  市販されている研磨パッドは、通常、研磨機の定盤に固定するための両面テープがパッドの裏面に接着されているので、補助板への貼り付けはこの両面テープを利用することができる。
【００３１】  通常の研磨パッドは、図３に示すように、研磨パッド１に両面テープ２が付いている。ニッタ・ハース社から市販されているＩＣ１０００パッドでは、研磨パッドはウレタン製で厚みが１．３ｍｍ程度である。そして両面テープの厚みは０．２ｍｍ程度である。そして図４に示すように、両面テープで研磨機の定盤６に固定される。そのため、研磨パッドを剥がす際、研磨パッドが曲がったり、折れたり、破れたりして再度使用することはできない。
【００３２】  ところで、補助板を定盤から剥がすと、両面テープの粘着度が低下する。請求項２によれば、補助板付き研磨パッドを再使用するたびに、補助板の定盤への固定面の両面テープを新しいものに取り替えることで、一定の固定力が保たれるため、安定した研磨性能が維持することが可能になる。両面テープの粘着度は必要最低限のものが望ましい。粘着度が高すぎると補助板を剥がすのが困難になり、板を曲げてしまう恐れがある。また両面テープを張り替えるのも困難である。研磨中に研磨の応力によって研磨パッドが横ずれしない程度に保持できて、剥がす時の持ち上げる方向には剥がれやすい特性をもつ両面テープが最も望ましい。
【００３３】  また、請求項３、請求項６、請求項７は補助板の材質を研磨パッドよりも硬くすることで、研磨パッドの平坦性を保つことができる。具体的な補助板の厚みは研磨パッドの直径が５００ｍｍ乃至８００ｍｍの場合、１ｍｍ乃至５ｍｍが良い。厚くするとパッドの平坦性は保たれるが、重くなり過ぎて取り扱い困難になり、研磨機への加重が大きく変わるため良くない。薄くすると研磨機の定盤から剥がす際に曲がってしまう。また板の平坦性は０．０２ｍｍ以内であることが望ましい。誤差が大きいと研磨機上で行なわれるドレッシングに時間がかかりすぎて能率が悪い。
【００３４】  また請求項４と請求項５は研磨パッド自体に補助板の機能を持たせるもので、補助板を貼り付ける労力が不要になる。いずれの場合も研磨パッド層を大きくすれば相当長期間に渡り研磨パッドを再生して使用することができが、研磨パッドの厚みを大きくしすぎると、研磨パッドの剛性が落ちるため研磨圧力を下げる必要があり、研磨能率が低下するため、配慮が必要である。請求項４の構造は、研磨層と補強層が明確に分かれているタイプと研磨層から補強層への変化が不明確なタイプとがある。また請求項５の場合、研磨パッドの材質を通常の研磨パッドよりも硬質のものにする必要がある。
【００３５】  また、請求工８と請求項９は研磨で使用する水や薬品により板が変質して、研磨パッドの平坦性を保てなくなることを防止できる。研磨液は砥粒とともに酸性またはアルカリ性の薬剤が純水に希釈されて使用され、さらに添加剤も含まれている。板や保護材の材質はこれらの薬剤に対して化学的に安定した材質を選ぶ必要がある。
【００３６】  ところで、補助板と研磨機の定盤の固定は両面テープを用いないで固定することができれば着脱作業が大変容易になる。請求項１０に記載のように補助板と定盤の間を真空吸着する方法や、請求項１１に記載のように磁力で行う方法、さらには請求項１２に記載の機械式のクランプやボルト固定で行う方法がある。これらの方法は研磨機の機能追加を必要とするが、着脱の都度両面テープを張り替える必要もなく、極めて短時間で補助板付パッドの着脱が可能である。
【００３７】  また、両面テープで研磨機の定盤に固定した研磨パッドを剥がす際、研磨パッドと補助板の間が剥がれてしまうと、研磨パッドの再使用が出来なくなる。そこで請求項１３に記載のように、研磨パッドと補助板を固定する両面テープの粘着力を補助板と研磨機の定盤を固定する両面テープの粘着力よりも大きくすることで、剥離の力を加えても研磨パッドと補助板は一体のままの状態を保つことができる。さらに、請求項１４に記載のように、研磨パッドと両面テープと補助板の外周部を補強材等で一体化すれば、剥離の力でこれらが分離する懸念がなくなる。
【００３８】  ところで、研磨作業を一定時間続けると、研磨パッドの表面が目詰まりするため、研磨機上でダイヤモンドドレッサーによりパッドの表面を少しずつ削って修正しながら、研磨作業を継続する。最終的に研磨の品質や能率を向上するために研磨パッド表面に加工された溝等が浅くなったり、研磨加重により研磨パッドが変形したりして研磨性能が著しく低下して研磨パッドの寿命を迎える。
【００３９】  本発明の請求項１５によれば、研磨パッドは補助板に固定されたまま容易に取り外すことができるため、例えば図５に示すようなパッドの加工装置等の定盤７に取り付けバイト８を用いて表面を旋盤加工すれば、研磨パッド表面は新品のパッド同様の品位になるため、研磨パッドを再生することが可能となる。この例では、補助板３と加工装置の定盤７の固定は真空吸着等で行なわれている。表面の仕上げ方法は、例えばダイヤモンド工具を使用して旋削加工を行うことにより、高能率で高い表面平坦性を得ることができる。表面の仕上げ代は、事前に研磨パッド表面の凹凸を検査し、最もへこんだ箇所より、さらに研磨作業により発生した変質層を加えた量とする。例えば、最大のへこみが０．０５ｍｍ、変質層が０．０５ｍｍであれば、合計０．１ｍｍを仕上げ代とする。
【００４０】  さらに、請求項１６によれば、研磨パッドの表面を修正するとともに、研磨パッド表面にある溝等を加工あるいは修正加工して研磨パッドを再生できる。通常、研磨パッドの表面には、研磨性能を向上するため各種形状の溝や穴が加工されていが、研磨パッドを研磨作業に使用すると、ドレッシングによりこれらの深さが浅くなってしまう。またパッド表面を仕上げすると、その分がさらに浅くなり、場合によると溝等が無くなってしまうこともある。具体的には、新品研磨パッドの溝等の深さやその他の仕様を新品の時に調べておいて、仕上げ直した表面に溝等を追加工または再加工するが、加工基準点や芯出し基準点を補助板に決めておくと、作業性が良くなる。
【００４１】  また、請求項１７によれば、請求項１６に加えて、研磨パッドのクリーニングを行う。研磨作業において使用される研磨液や研磨屑がパッド表面に付着している、これらをクリーニングにより除去することで、新品研磨パッドと同様に再生することが可能になる。クリーニング方法は研磨パッドの表面に高圧の純水を吹き付けたり、洗浄液を用いたり、ブラシでこすったりする各種の方法がある。
【００４２】  また、補助板付き研磨パッドの再生装置は、半導体等製造ラインの研磨機の近傍あるいは工場内においてパッドを移動することなくタイムリーに作業できることが望ましく、さらに必要な作業を一貫して行えることがより望ましい。請求項１８に記載の再生装置は従来からある、パッドの溝加工機械（特開２００２−０１１６３０号公報）等に、研磨パッドのクリーニング機能や両面テープのラミネート機能、剥離機能、検査機能等を加えたものである。
【００４３】  また請求項１９に示すように、半導体基板等の製造工程において補助板付き研磨パッドを使用して複数回にわたり研磨パッドを再利用できれば、半導体基板等の製造工程の大幅なコスト削減、研磨パッドを製造するための資源の節約、廃棄される研磨パッド量を削減して環境保全に貢献することができる。
【符号の説明】
【００４４】  １  研磨パッド
２  両面テープ
３  補助板
４  両面テープ
５  補助板付き研磨パッド
６  研磨機の定盤
７  補助板付き研磨の再生装置
８  バイト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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