(57)【要約】  基板（Ｗ）を保持して回転させる基板チャック（１０）の回転軸（１３）、及び研磨パッド（２２）を保持して回転させる研磨ヘッド（２０）の回転軸を偏芯状態で同一方向に同一回転数で回転させながら基板（Ｗ）を研磨パッド（２２）とを所定圧力で押接させる押圧回転機構（５０）と、基板と研磨パッドとの押接部にスラリーを供給するスラリー供給機構（３０）とを備え、研磨パッド（２２）は端部がパッド表面に開口し内部において相互に繋がる連続的な空隙を多数有するパッドを用いて形成され。スラリー供給機構（３０）がセリア系のスラリーを供給して研磨加工するように研磨装置が構成される。
2009035073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面を研磨するための研磨パッドと、前記基板を保持して回転させる基板チャックの回転軸及び前記研磨パッドを保持して回転させる研磨ヘッドの回転軸を偏芯状態で同一方向に略同一回転数で回転させながら前記基板と前記研磨パッドとを所定圧力で押接させる押圧回転機構と、前記基板と前記研磨パッドとの押接部にスラリーを供給するスラリー供給機構とを備え、
前記研磨パッドは、端部がパッド表面に開口し内部において相互に繋がる連続的な空隙を多数有するパッドを用いて形成され、
前記スラリー供給機構がセリア系のスラリーを供給して研磨加工を行うように構成したことを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記研磨パッドが、多数のポリウレタン粒状体を結合させて粒状体間に前記空隙を多数形成した前記パッドを用いて形成されることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記研磨パッドが、前記研磨ヘッドに保持された状態で表面を平坦に機械加工して構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記研磨パッドの硬度が、ショア硬さのＤスケールにおいて６５〜７５であることを特徴とする請求項１〜請求項３に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記研磨パッドは、研磨面が下向きの水平姿勢で回転されることを特徴とする請求項１〜請求項４に記載の研磨装置。
【請求項６】
基板を保持して回転させる基板チャックの回転軸と、端部がパッド表面に開口し内部において相互に繋がる連続的な空隙を多数有するパッドを用いて形成された研磨パッドを保持して回転させる研磨ヘッドの回転軸とを、偏芯させた状態で同一方向に略同一回転数で回転させ、
前記基板と前記研磨パッドとの間にセリア系のスラリーを供給しながら前記基板と前記研磨パッドとを所定圧力で押接させて、
前記基板の表面を平坦に研磨加工する研磨方法。
【請求項７】
前記研磨パッドが、多数のポリウレタン粒状体を結合させて粒状体間に前記空隙を多数形成した前記パッドを用いて形成される研磨パッドであることを特徴とする請求項６に記載の研磨方法。
【請求項８】
前記研磨パッドが、前記研磨ヘッドに保持された状態で表面を平坦に機械加工して構成されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の研磨方法。
【請求項９】
前記研磨パッドの硬度が、ショア硬さのＤスケールにおいて６５〜７５であることを特徴とする請求項６から請求項８に記載の研磨方法。
【請求項１０】
前記研磨パッドは、研磨面が下向きの水平姿勢で回転されることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の研磨方法。
【請求項１１】
請求項６から請求項１０のいずれか一項に記載の研磨方法を用いて前記基板の研磨加工を行うことを特徴とする基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板やベアシリコンなどの基板を平坦に研磨加工する研磨装置、研磨方法及びこの研磨方法を利用した基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような研磨装置の代表例として、ＣＭＰ装置と称される研磨装置がある。ＣＭＰ装置は、化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）により基板表面を超精密に研磨加工する技術として、ガラス基板や石英基板、セラミック基板などの基板の研磨加工に広く利用されている。ＣＭＰ装置では、ともに高い平面度に形成された円盤状の基板チャックと研磨ヘッドとが偏芯状態の対向姿勢で設けられており、これらに保持された基板と研磨パッドとを相対回転させ、基板と研磨パッドとの間にスラリー（slurry）を供給しながら所定圧力で押接させて、基板の表面を化学的、機械的に研磨加工する。【０００３】
このＣＭＰプロセスにおいて、研磨レートdT/dtは、次に示すプレストン（Preston）の式で示される。
dＴ/dt＝kp(ds/dt)
ここに、Ｔは研磨膜厚、tは研磨時間、pは研磨圧力、ds/dtは基板と研磨パッド間の相対速度、kはプレストン定数と称される定数であり、化学的相互作用の影響がこのパラメータに含まれる。このプレストンの式から、研磨圧力p、基板と研磨パッド間の相対速度ds/dt、及び研磨時間tを、研磨領域全体について一定にできれば、基板全面を均等に研磨加工して高い平面度が得られることになる。そこで、このような研磨装置において、研磨圧力p，相対速度ds/dt，研磨時間tを一定化すべく、多くの取り組みがなされ、これら３つの条件をほぼ一定化した研磨装置を製作して加工実験が行われてきた。【０００４】
【特許文献１】特開２００２−９３７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記３つの条件（p,ds/dt,t）をほぼ一定化した研磨装置を用い、等圧・等線速度・等時間の条件（以下、本明細書において等ｐｓｔ条件という）下でＣＭＰ加工を行っても、研磨膜厚Ｔは必ずしも一定にならず、研磨レート及び基板表面の平面度が基板の半径方向位置や角度方向位置によって異なるものとなっていた。また、略同一の等ｐｓｔ条件下で研磨加工を行った場合でも、研磨レートや基板平面度が同じ傾向を示すとは限らず、例えば、半径方向中央領域の研磨レートが高く周辺領域の研磨レートが低い場合と、中央領域が殆ど研磨されず周辺領域の研磨レートが高い場合のように、全く逆の現象が生じることがあるという課題があった。【０００６】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、研磨領域全体について均等な研磨レートを良好な再現性をもって得ることができるような研磨方法、研磨装置、及び基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的達成のため、本出願の発明者は鋭意研究を行い、均一な研磨レートを実現して高い平面度の基板を得るためには、プレストン定数kに含まれる研磨パッドとスラリーとの関係、特に、研磨パッドの表層領域におけるスラリーの定着性（停留性）が極めて重要なファクタであるとの知見を得た。そして、研磨パッドの材質及び空隙の構造と、スラリーの物理的・化学的性質との関係についてさらに研究を進めた結果、従来のＣＭＰ加工において技術常識とも考えられていた独立発泡タイプの研磨パッドを用いた場合の課題を解決し、上記目的を達成可能な以下の発明を行った。【０００８】
第１の本発明は、基板の表面を研磨するための研磨パッドと、基板を保持して回転させる基板チャックの回転軸及び研磨パッドを保持して回転させる研磨ヘッドの回転軸を偏芯状態で同一方向に略同一回転数で回転させながら基板と研磨パッドとを所定圧力で押接させる押圧回転機構（例えば、実施形態におけるチャック駆動機構、パッド駆動機構、加圧機構）と、基板と研磨パッドとの押接部にスラリーを供給するスラリー供給機構とを備えた研磨装置であり、この研磨装置では、研磨パッドは端部がパッド表面に開口し内部において相互に繋がる連続的な空隙を多数有するパッドを用いて形成され、スラリー供給機構がセリア系のスラリーを供給して研磨加工を行うように構成される。なお、セリア（Ceria）系のスラリーとは、酸化セリウム（CeO2）を主たる砥粒として含むスラリーである。【０００９】
第１の本発明において、研磨パッドは、多数のポリウレタン粒状体を結合させて粒状体間に空隙を多数形成したパッドを用いて形成されることが好ましい。【００１０】
なお、上記研磨パッドは、研磨ヘッドに保持された状態で表面（研磨面）を平坦に機械加工して構成することが好ましく、研磨パッドの硬度が、ショア硬さのＤスケールにおいて６５〜７５であることが好ましい。また、研磨パッドが、研磨面が下向きの水平姿勢で回転される構成であることが好ましい。【００１１】
第２の本発明はＣＭＰに代表される研磨方法であり、基板を保持して回転させる基板チャックの回転軸と、端部がパッド表面に開口し内部において相互に繋がる連続的な空隙を多数有するパッドを用いて形成された研磨パッドを保持して回転させる研磨ヘッドの回転軸とを、偏芯させた状態で同一方向に略同一回転数で回転させ、基板と研磨パッドとの間にセリア系のスラリーを供給しながら基板と研磨パッドとを所定圧力で押接させて、基板の表面を平坦に研磨加工するように構成される。セリア（Ceria）系のスラリーは、前記同様に酸化セリウム（CeO2）を主たる砥粒として含むスラリーである。【００１２】
第２の本発明において、研磨パッドは、多数のポリウレタン粒状体を結合させて粒状体間に空隙を多数形成したパッドを用いて形成される研磨パッドであることが好ましい。【００１３】
なお、上記研磨パッドは、研磨ヘッドに保持された状態で表面（研磨面）を平坦に機械加工して構成することが好ましく、研磨パッドの硬度が、ショア硬さのＤスケールにおいて６５〜７５であることが好ましい。また、研磨パッドは、研磨面が下向きの水平姿勢で回転される構成であることが好ましい。【００１４】
第３の本発明は基板の製造方法であり、請求項６から請求項１０のいずれか一項に記載の研磨方法を用いて基板の研磨加工を行うように構成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る研磨装置および研磨方法においては、研磨パッドの連続した空隙にスラリーを高い定着性をもって保持することができ、等圧等線速度条件で研磨加工することによって基板の研磨領域全体について均等な研磨レートを良好な再現性をもって達成することができる。また、この研磨方法を用いて前記基板の研磨加工を行う製造方法を採用することにより、高い平面度の基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用した研磨装置により得た基板の研磨プロファイルを示す説明図である。
【図２】等圧・等線速度・等時間条件の研磨加工を実現する構成を説明する概念図である。
【図３】本発明を適用した研磨装置の概要構成を示す側面図である。
【図４】研磨パッドの表層をダイヤモンドバイトで切削した切削面の電子顕微鏡写真及びパッドの断面構造を示す模式図である。
【符号の説明】
【００１７】
Ｗ  基板
１  研磨装置
１０  基板チャック
２０  研磨ヘッド
２２  研磨パッド
３０  スラリー供給機構
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。基板と研磨パッドとの間で等ｐｓｔ条件の研磨加工を実現するための概念図を図２に示しており、まず、この図を参照しながら、等圧・等線速度・等時間加工の加工原理について説明する。【００１９】
図２において、Ｃ１とＣ２は上下に対向して平行に設けられた円盤であり、それぞれの円の中心Ｏ１，Ｏ２を軸芯として紙面直行方向に延びる回転軸を有している。これらの回転軸は、図中で示す間隔ｄ[mm]オフセットされており、円盤Ｃ１，Ｃ２が偏芯状態で同一方向（図示する例では、ともに反時計回り）に回転される。円盤Ｃ１と円盤Ｃ２の単位時間当たりの回転数、すなわち円盤Ｃ１の回転速度ｒ１と、円盤Ｃ２の回転速度ｒ２は同じ回転速度[rad/sec]で回転される。【００２０】
このとき、円盤各部の線速度ｓは、円盤Ｃ１について線分Ｌ１で示し、円盤Ｃ２について線分Ｌ２で示すように、それぞれの回転中心Ｏ１，Ｏ２において線速度ゼロであり、各々回転中心からの半径距離の増加とともに一次比例して各円盤の外周部で最大の線速度[mm/sec]となる。円盤Ｃ２の中心Ｏ２から任意半径位置での線速度は、図中に付記したように円盤Ｃ１についてｓ１、円盤Ｃ２についてｓ２であり、両円盤の相対線速度Δｓは、Δｓ＝ｓ１−ｓ２となる。ここで、この図から明らかなように、円盤Ｃ１，Ｃ２の回転速度ｒ１，ｒ２が等速（ｒ１＝ｒ２）であれば、線分Ｌ１とＬ２は平行になり、相対線速度Δｓは両円盤が重複する領域内において、すべてΔｓ＝ｓ１−ｓ２、すなわち等線速度となる。相対線速度Δｓは、回転軸の間隔ｄを変化させることにより増減させることができる。【００２１】
また、上下平行に対向する円盤Ｃ１，Ｃ２を一定の押圧力で当接させると、両円盤Ｃ１，Ｃ２が重複する領域の圧力[psi](SI単位系ではPa)を等圧化することができる。そして、円盤Ｃ２については、円盤Ｃ１及びＣ２の回転角度位置にかかわらず常に円盤Ｃ１と押接状態が形成される円形領域ＰＡにおいて、領域内全体が同一の時間（等時間）円盤Ｃ１と摺接される。【００２２】
従って、円盤Ｃ１を研磨パッド（及び研磨ヘッド）、円盤Ｃ２を基板チャックとし、領域ＰＡ内に基板を保持させることによって、等圧・等線速度・等時間の条件（等ｐｓｔ条件）で研磨加工を実現することができる。【００２３】
次に、本発明を適用したＣＭＰ装置１の概要構成を図３に示しており、この図を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。ＣＭＰ装置１は、ガラス基板やシリコン基板などの基板Ｗを吸着保持し回転させる基板チャック１０、研磨パッドを装着して回転させる研磨ヘッド２０、研磨パッドの中心部にスラリーを供給するスラリー供給機構３０、研磨ヘッド２０を上下に昇降させ及び水平移動させるヘッド移動機構５０などを備えて構成される。ＣＭＰ装置１の作動は、図示省略する制御装置によって制御される。なお、ガラス基板の代表例として液晶表示装置用のガラス基板、シリコン基板としてベアシリコンの基板や露光装置用のシリコン基板などが例示される。【００２４】
基板チャック１０は、セラミックやステンレス等の剛性材料を用いて高い平面度に加工成形された円盤状のチャックプレート１１と、ポリウレタンや不織布等の弾性材料を用いて薄肉円盤状に形成されチャックプレート１１の上面に装着された吸着パッド１２、チャックプレート１１の下面から鉛直下方に延びてチャックプレート１１に回転駆動力を伝達するスピンドル１３などからなる。吸着パッド１２が加工テーブルＴから露出して上向きの水平姿勢で配設され、チャックプレート１１に設けられた真空チャック構造により基板Ｗを着脱可能に吸着保持する。基板チャック１０は、図示省略するチャック駆動機構によりスピンドル１３を軸として回転及び停止が可能に配設され、その作動が制御装置によって制御される。【００２５】
研磨ヘッド２０は、チャックプレート１１と同様に、高剛性で平面度の高い円盤状に形成されたポリッシングプレート２１と、このポリッシングプレート２１の下面に接着された研磨パッド２２、ポリッシングプレート２１の上面から鉛直上方に延びポリッシングプレート２１に回転駆動力を伝達するスピンドル２３などからなり、研磨パッド２２が下向きの水平姿勢で研磨アーム５２の先端部に配設される。研磨ヘッド２０は、図示省略するパッド駆動機構によりスピンドル２３を軸として回転及び停止が可能に配設され、その作動が制御装置によって制御される。【００２６】
研磨ヘッド２０には、研磨パッド２２の中心部にスラリーを供給するスラリー供給機構３０が設けられている。スラリー供給機構３０は、ポリッシングプレート２１の中心を貫通して形成されたスラリー供給孔と、加工対象に応じた種々のスラリーを貯留し制御プログラムに基づいて選択されたスラリーを所定の流量で供給するスラリー供給装置、及びスラリー供給装置とスラリー供給孔との間を繋いで設けられたスラリー供給配管などからなり、制御プログラムに基づいて加工対象に合致したスラリーが選択されて研磨加工部に供給されるようになっている。【００２７】
ヘッド移動機構５０は、加工テーブルＴから上方に突出する基部５１と、この基部５１から水平に延びる研磨アーム５２を有し、研磨アーム５２の先端から下方に突出するスピンドルホルダ５３に研磨ヘッド２０が設けられている。研磨アーム５２は、基部５１を通って上下に延びる揺動軸を中心として水平揺動可能に設けられ、図示省略するアーム駆動機構により揺動される。研磨アーム５２は、この研磨アーム５２を揺動させたときの研磨ヘッド２０の揺動半径上に、基板チャック１０及びドレス工具（不図示）が位置するように配置構成される。そして、研磨パッド２２が基板Ｗと対向する角度領域及び研磨パッド２２がドレス工具と対向する角度領域において、研磨パッド２２を基板Ｗ（またはドレス工具）に当接させた研磨位置（ドレス位置）と、研磨パッド２２を基板Ｗ（またはドレス工具）から離隔させた離隔位置とに上下移動可能に構成される。【００２８】
このため、研磨アーム５２の揺動角度位置を制御することにより、研磨ヘッド２０の回転軸芯（スピンドル２３の軸芯）と、基板チャック１０の回転軸芯（スピンドル１３の軸芯）とを、図２における間隔ｄ[mm]オフセットさせた状態にすることができ、この状態で研磨ヘッド２０を研磨位置に下降させることで、基板Ｗと研磨パッド２２とがｄ[mm]オフセットされた状態で当接される。そして、チャック駆動機構による基板チャック１０の回転及びパッド駆動機構による研磨ヘッド２０の回転を制御して、基板Ｗ及び研磨パッド２２を同一方向に同一回転速度で回転させることにより、基板Ｗと研磨パッド２２との相対線速度Δｓを一定とした当線速度で摺接させることができる。【００２９】
また、研磨ヘッド２０には、いわゆるエアバッグ式の加圧機構が設けられており、研磨パッド２２を基板Ｗに当接させた状態において、加圧室の内圧が所定圧力になるように制御して、研磨パッド２２を基板Ｗに押接させることにより、研磨パッド２２と基板Ｗとが重なる重複領域の圧力を等圧化することができる。これにより、図２においてＰＡを付した円形領域において、基板Ｗ全体が等時間研磨パッド２２と摺接される。なお、研磨パッド２２の直径を基板直径よりも２ｄ分大きく設定することにより、基板Ｗの全面について当時間条件を満足することができる。【００３０】
このとき、研磨ヘッド２０の軸心を貫通して設けられたスラリー供給機構３０により、研磨パッド２２の中心からスラリーを供給することにより、等圧・当選速度・当時間の条件（等ｐｓｔ条件）でＣＭＰ加工が実現される。【００３１】
さて、このようにして等ｐｓｔ条件の研磨加工が実現されるＣＭＰ装置１にあって、研磨パッド２２は、端部がパッド表面に開口し内部において相互に繋がる連続的な空隙を多数有するパッドを用いて形成される。【００３２】
上記のように、端部がパッド表面に開口し内部において相互に繋がる連続的な空隙を多数有するパッドには種々の種類があるが、代表例として、多数のポリウレタン粒状体を所定の体積密度で結合させ、隣接する粒状体の間に連続的な空隙を形成したパッド構造（以下、粒状体間連続空隙構造という）のパッドが例示される。図４は、この粒状体間連続空隙構造を備えた研磨パッド２２の表層を、ダイヤモンドバイトで切削した切削面の電子顕微鏡写真である。本実施例におけるパッドの基本構成は、図４中に示したパッドの断面構造を示す模式図にも例示するように、粒径２０〜８０[μm]程度の多数のポリウレタン粒子２２ｐを凝集溶着した粒子間に、多数の空隙２２ｖが形成され、これらの空隙２２ｖがパッド内部において適宜繋がって端部がパッド表面につながるランダムな連続的空隙を形成していることがわかる。【００３３】
なお、ランダムな連続的空隙のパッド構造を有する他のパッドとして、不織布タイプのパッド、スウェードタイプのパッドが例示される。また、表層に上記連続空隙ポリウレタンのパッドを用い下地に弾性不織布やウレタンフォーム等の軟質弾性部材を組み合わせた二層構成の研磨パッド、連続空隙ポリウレタンと軟質弾性部材との間にステンレス薄板等の硬質弾性部材を設けた三層構成の研磨パッド（例えば、本出願人による国際特許出願 PCT/JP02/06780に開示した研磨パッド）などを用いることができる。【００３４】
上記のような連続的空隙構造の研磨パッド２２を用いたガラス基板やシリコン基板のＣＭＰ加工において、好適なスラリーとしてセリア系のスラリーを提示する。セリア（Ceria）系のスラリーは、粒径が0.1〜0.6[μm]程度の微細な酸化セリウム粒子を砥粒とするスラリーであり、コロイダルシリカ系のスラリーとともにシリコン基板やガラス基板のＣＭＰ加工に用いられるスラリーである。本願発明者は、研磨パッドの材質及び空隙の構造と、スラリーの物理的・化学的性質との関係について研究を進めた結果、連続空隙構造の研磨パッドに対してセリア系のスラリーは研磨加工中に空隙から流出することなく停留し、研磨パッド２２の表層領域に対する定着性が良好であることを確認した。【００３５】
図１は、図３に示したＣＭＰ装置でベアシリコンの基板ＷをＣＭＰ加工して得た実験データであり、基板Ｗの研磨量の分布（研磨プロファイル）、及び研磨パッド２２の表面形状（表面粗さ）を測定した測定データである。図１中上段に示す研磨プロファイルは、横軸に基板中心を０とする基板Ｗの直径方向の位置[mm]、縦軸に研磨量[A:オングストローム]をとり、等ｐｓｔ条件が成立する範囲について研磨量の分布をプロットしたグラフである。この図中にプロットした四角印（以下、第１データという）と三角印（以下、第２データという）の二つのデータを得たときの各研磨パッド２２の表面形状が図中下段の(ａ)(ｂ)であり、両図は横軸に研磨パッドの直径方向の位置[mm]、縦軸に高さ[μm]をとったパッド表面のうねりを含む表面粗さの測定データである。【００３６】
ＣＭＰ加工の加工条件は、研磨パッドの表面形状の差異を除き、第１データ、第２データとも同一である。まず、研磨パッド２２は、図４に示した粒状体間連続空隙構造を有し、ポリウレタン粒子２２ｐの平均粒径50[μm]、密度が0.9 [g/cc]、ショア硬さがＤスケールで約70のパッドを用いている。研磨パッド２２と基板Ｗの回転速度（ｒ１/ｒ２）は、常に同一位置での研磨を避けるため微小量変化させて100/101[rpm]に設定するとともに、研磨アーム５２をわずかに揺動させて図２におけるオフセット量ｄ＝0〜10[mm]の間で10[mm/sec]の速度で水平移動させた。研磨パッド２２の圧力ｐは3.0[psi]、粒径0.15[μm]のセリア系スラリーを用い、流量は200[ml/min]とした。なお、研磨パッドと基板との回転については、理論上同一方向で同一回転数であることが均一研磨の条件ではあるものの、完全に同一である場合には、研磨パッドと基板との研磨位置が固定されて縞模様などが生じるなど研磨の均一性が損なわれるため、実用上は僅かに回転速度の差を設けることが必要である。略同一の回転数として±５％の範囲に設定すること、具体的には、研磨パッド２２と基板１０との回転数の比が、0.95〜1.05の範囲になるように設定することが好ましい。【００３７】
ＣＭＰ加工により得た第１データ（図１中四角印のプロットデータ）では、研磨量の平均値Aveが827.2 [A]研磨レート（研磨量/研磨時間）の不均一性を表すrange が21.2％であった。なお、range は、研磨レートの不均一性を表す指標の一つであり、計測された研磨レートの最大値をMax、最小値をmin、平均値をAveとしたときに、range＝(Max−min)/Aveにより算出される。【００３８】
この第１データについて評価すると、range21.2％は、等ｐｓｔ条件（等圧・等線速度・等時間条件）を満たさない一般的なＣＭＰ装置において、通常得られる平均的な値（15〜25％）であるといえる。ここで、この第１データの研磨プロファイルと、第１データを取得したときの研磨パッド２２の表面粗さデータ(ａ)とを対比すると、両者に明らかな相関関係が認められる。これは、等ｐｓｔ条件を広い領域で成立させるため、研磨パッド２２の揺動範囲を狭く（ｄ＝0〜10[mm]の間に）設定しているため、研磨パッド表面のうねり形状が、殆どそのまま基板Ｗの表面に転写されたことによると考えられる。【００３９】
そこで、第１データを取得した研磨パッド２２について、ポリッシングプレート２１に接着された状態のままパッド表面（研磨面）をダイヤモンドバイトにより切削加工し、図１(ｂ)に示すようにパッド表面の平面度を３[μm]に仕上げた。第２データ（図１中三角印のプロットデータ）は、このように表面加工された研磨パッド２２を用い、他は全く同じ加工条件でＣＭＰ加工したときの研磨プロファイルである。【００４０】
この第２データでは、研磨量の平均値Aveが852.6 [A]、不均一性を表すrange が3.3％であり、研磨レートの不均一性が大幅に改善されて極めて均一性の高い研磨レートが実現されている。このことは、パッド表面のうねり(凹凸)が、等ｐｓｔ条件のうち特に等圧・等時間の条件に影響を与えているためと考えられ、逆説的には、粒状体間連続空隙構造の研磨パッド２２及びセリア系スラリーを用いた等ｐｓｔ条件でのＣＭＰ加工により、加工領域においてプレストンの式に合致した等圧・等線速度・等時間条件の加工が現象的に実現されていると考えられる。【００４１】
一方、従来から用いられてきた独立した球状空隙構造（独立発泡構造）のポリウレタン製の研磨パッドを用いた等ｐｓｔ条件のＣＭＰ加工では、セリア系のスラリー及びシリカ系のスラリーのいずれを用いても、上記のような均一な研磨レートを得ることができなかった。【００４２】
以上説明したように、連続空隙構造を有するパッド構造の研磨パッドを用いセリア系のスラリーを供給して等圧・等線速度・等時間条件で研磨加工する研磨装置及び研磨方法によれば、研磨パッドの連続した空隙にスラリーを高い定着性をもって保持することができ、基板の研磨領域について均等な研磨レートを良好な再現性をもって達成することができた。また、この研磨方法を用いて前記基板の研磨加工を行う製造方法を採用することにより、高い平面度の基板を得ることができる。
【図１】
2009035073.tif 000003
【図２】
2009035073.tif 000004
【図３】
2009035073.tif 000005
【図４】
2009035073.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成20年12月29日(2008.12.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面を研磨するための研磨パッドと、前記基板を保持して回転させる基板チャックの回転軸及び前記研磨パッドを保持して回転させる研磨ヘッドの回転軸を偏芯状態で同一方向に略同一回転数で回転させながら前記基板と前記研磨パッドとを所定圧力で押接させる押圧回転機構と、前記基板と前記研磨パッドとの押接部にスラリーを供給するスラリー供給機構とを備え、
前記研磨パッドは、端部がパッド表面に開口し内部において相互に繋がる連続的な空隙を多数有するパッドを用いて形成され、
前記スラリー供給機構がセリア系のスラリーを供給して研磨加工を行うように構成したことを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記研磨パッドが、多数のポリウレタン粒状体を結合させて粒状体間に前記空隙を多数形成した前記パッドを用いて形成されることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記研磨パッドが、前記研磨ヘッドに保持された状態で表面を平坦に機械加工して構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記研磨パッドの硬度が、ショア硬さのＤスケールにおいて６５〜７５であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記研磨パッドは、研磨面が下向きの水平姿勢で回転されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項６】
基板を保持して回転させる基板チャックの回転軸と、端部がパッド表面に開口し内部において相互に繋がる連続的な空隙を多数有するパッドを用いて形成された研磨パッドを保持して回転させる研磨ヘッドの回転軸とを、偏芯させた状態で同一方向に略同一回転数で回転させ、
前記基板と前記研磨パッドとの間にセリア系のスラリーを供給しながら前記基板と前記研磨パッドとを所定圧力で押接させて、
前記基板の表面を平坦に研磨加工する研磨方法。
【請求項７】
前記研磨パッドが、多数のポリウレタン粒状体を結合させて粒状体間に前記空隙を多数形成した前記パッドを用いて形成される研磨パッドであることを特徴とする請求項６に記載の研磨方法。
【請求項８】
前記研磨パッドが、前記研磨ヘッドに保持された状態で表面を平坦に機械加工して構成されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の研磨方法。
【請求項９】
前記研磨パッドの硬度が、ショア硬さのＤスケールにおいて６５〜７５であることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の研磨方法。
【請求項１０】
前記研磨パッドは、研磨面が下向きの水平姿勢で回転されることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の研磨方法。
【請求項１１】
請求項６から請求項１０のいずれか一項に記載の研磨方法を用いて前記基板の研磨加工を行うことを特徴とする基板の製造方法。
【国際調査報告】
2009035073.tif 000007
2009035073.tif 000008
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