(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨面上に形成された溝であって、スラリーの流路となる溝と、研磨面が所定量摩耗したことを知らせるための報知部とを備え、該報知部は、研磨面上に視認可能に設けられた有底凹部からなり、研磨面上の中心からの距離が異なる複数の箇所のそれぞれで一箇所にまとめて溝に沿って一列に配置されて一群をなして複数形成され、一群をなす複数の報知部のそれぞれは、深さを異にして形成されていることを特徴とする研磨パッド。
【請求項２】
報知部が溝の配置と異なる位置に設けられている請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
報知部の底面は、着色されている請求項１又は２に記載の研磨パッド。
【請求項４】
一群をなす複数の報知部のそれぞれの底面は、異なる色に着色されている請求項１又は２に記載の研磨パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被研磨物を研磨するための研磨パッドに関し、特に、半導体製造工程において化学的機械的研磨（ＣＭＰ）によってシリコンウエハを研磨するのに好適な研磨パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の研磨パッドは、一般には円盤状であって、例えば研磨装置における下定盤（ターンテーブル）の上面に接着されて使用される。かかる研磨工程では、研磨パッドの研磨面である上面に、上定盤の下面に保持されたウエハを押しつけ、下定盤を回転させると共に上定盤も回転させ、スラリー供給装置からスラリーを供給しながらウエハを研磨する。また、効率的な研磨を行うため、研磨面にスラリーの流路となる溝を格子状や同心円状に形成したり、貫通孔を多数形成したりすることもある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１６０１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような研磨パッドの研磨面は、被研磨物を研磨すること自体による摩耗の他、その研磨面の目詰まりを解消するためのドレッシングによっても摩耗していく。研磨面が摩耗していくと例えば上記のように溝を形成している場合にはその溝の深さが浅くなっていくことなり、研磨能力が初期状態とは異なることになる。また、研磨面全体が均一に摩耗するのではなく不均一に摩耗することが多いため、研磨面の平坦性も初期状態に比べて悪化してくる。何れにしても、研磨パッドを長期に亘って使用し続けると研磨面の摩耗によって結果的にはウエハの歩留まり低下を招くことになるが、この摩耗度合いを把握することが容易ではないことから、現場では、研磨パッドを最後まで使い切るのではなく、むしろ寿命よりも早いタイミングで新しいものに交換することによってウエハの歩留まり低下を未然に防ぐようにしているのが実情である。
【０００５】
それゆえに本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされ、使用者が簡単に研磨面の摩耗状態を把握することができる研磨パッドを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、本発明に係る研磨パッドは、研磨面上に形成された溝であって、スラリーの流路となる溝と、研磨面が所定量摩耗したことを知らせるための報知部とを備え、該報知部は、研磨面上に視認可能に設けられた有底凹部からなり、研磨面上の中心からの距離が異なる複数の箇所のそれぞれで一箇所にまとめて溝に沿って一列に配置されて一群をなして複数形成され、一群をなす複数の報知部のそれぞれは、深さを異にして形成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の一態様として、報知部が溝の配置と異なる位置に設けられることが好ましい。
【０００８】
本発明の他態様として、報知部の底面は、着色されてもよい。
【０００９】
また、本発明の別の態様として、一群をなす複数の報知部のそれぞれの底面は、異なる色に着色されてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、研磨パッドの交換時期を使用者が報知部により容易に把握でき、これまでのように経験等を頼りにしてパッド交換を行う必要がなくなり、常に一定且つ客観的な基準でパッド交換を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態における研磨パッドを示す平面図。
【図２】（イ）は図１のＡ部拡大図、（ロ）は（イ）のＰ−Ｐ線断面図。
【図３】本発明の他の実施形態における研磨パッドを示す平面図。
【図４】本発明の他の実施形態における研磨パッドを示す平面図。
【図５】本発明の他の実施形態における研磨パッドを示す平面図。
【図６】本発明の他の実施形態における研磨パッドを示す平面図。
【図７】本発明の他の実施形態における研磨パッドを示す平面図。
【図８】本発明の他の実施形態における研磨パッドを示す平面図。
【図９】本発明の他の実施形態における研磨パッドを示す平面図。
【図１０】本発明の他の実施形態における研磨パッドの要部拡大図。
【図１１】本発明の他の実施形態における研磨パッドを要部拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る研磨パッドの一実施形態について図１，２を参酌しつつ説明する。
【００１４】
研磨パッドは、全体が研磨層を構成する単層構造のものや、研磨層の下にクッション層が接着層を介して積層された多層構造のものがあるが、図１には、単層構造の研磨パッド１を示している。
【００１５】
該研磨パッド１は、例えばポリウレタンを主成分とするものであって発泡により内部に気泡を有する構造のものである。具体的には、ポリウレタン樹脂を発泡硬化させたウレタン重合体樹脂パッドであり、該ウレタン重合体樹脂パッドとしては、ポリエーテル系ウレタン樹脂や、ポリエステル系ウレタン樹脂、ポリエステルエーテル系ウレタン樹脂、ポリカーボネート系ウレタン樹脂等を使用できる。発泡方法としては、微小中空体を混合する方法や、発泡剤を使用する方法、気泡導入の方法、溶解したガスの再析出による方法等があり、特に各気泡が互いに独立した独立気泡タイプが好ましい。尚、以上の材質等については多層構造の場合の研磨層についても同様である。
【００１６】
かかる研磨パッド１は一般的にはその下面１ｂが下定盤に固着されて使用されるため、その下定盤の大きさに合わせた薄板の円盤状に形成されており、その上面が研磨面１ａとなる。そして、その研磨面１ａには、スラリーを保持すると共にその流路となる溝２が形成されている。該溝２は、例えば研磨層の約４０％の深さを有するものであって、単層構造の場合には研磨パッド１全厚の約４０％の深さとなる。図１に示すように、該溝２は、研磨パッド１の中央部１ｃを除く全領域に、研磨パッド１の中心Ｃを中心として互いに間隔を開けて同心円状に多数形成されている。
【００１７】
そして、この研磨面１ａが所定量摩耗した際にそのことを知らせるための報知部が研磨パッド１に設けられている。具体的には、報知部として研磨面１ａには有底凹部１０が形成されている。該有底凹部１０は、研磨面１ａが所定量摩耗すると消失する消失部であって、研磨面１ａが所定量摩耗するまでは存在し研磨面１ａが所定量摩耗することによって消失するので、使用者はその有無を視認可能である。
【００１８】
該有底凹部１０は、貫通していない有底の孔であって、具体的には丸孔であり、例えば、直径１乃至３ｍｍ、深さ０．３乃至０．５ｍｍのものである。但し、その形状は丸孔に限定されることなく、矩形や溝状のもの等であっても無論よい。また、深さの異なる複数の有底凹部１０、具体的には三つの有底凹部１０ａ，１０ｂ，１０ｃが一つの群をなして形成されている。群を構成する三つの有底凹部１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、何れも溝２よりも浅いものであるが、例えば、それぞれの深さを大中小としている。そして、図２に示すように、それら一群の三つの有底凹部１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、隣り合った溝２間に形成されていて、且つ、溝２に沿って一列に配置されている。図１、図２では、紙面上側から深さ大の有底凹部１０ａ、深さ中の有底凹部１０ｂ、そして、深さ小の有底凹部１０ｃという順で配置されている。
【００１９】
更に、これらの一群の三つの有底凹部１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、研磨面１ａの一箇所ではなく複数の箇所、具体的には中心Ｃからの距離が異なる複数の箇所に形成されている。より詳細には、中心Ｃからの距離が小さい内周部分と、それより距離が大きく研磨パッド１の半径の略１／２近傍の中途部分（Ａ部）と、それより距離が大きく周縁に近い外周部分の合計三つの箇所に形成されており、特に、これら三つの箇所は互いに周方向に位置ずれせずに径方向に直線的に配置されている。尚、最も外側の外周部分における有底凹部１０の群は最も外側の溝２よりも更に外側に形成されている。このように、深さ大中小の三つの有底凹部１０ａ，１０ｂ，１０ｃを一群として中心Ｃからの距離が異なる合計三つの箇所に形成していることにより、中心Ｃからの距離が同じ箇所に深さの異なる三つの有底凹部１０が形成されると共に、中心Ｃからの距離が異なる三つの箇所にそれぞれ同じ深さの有底凹部１０、即ち深さ小の有底凹部１０ｃが三つの箇所にそれぞれ形成され、深さ中の有底凹部１０ｂも三つの箇所にそれぞれ形成され、深さ大の有底凹部１０ａも三つの箇所にそれぞれ形成されることとなる。尚、有底凹部１０は例えばドリルやエンドミル等によって形成することができる。
【００２０】
本実施形態における研磨パッド１は以上のような構成を採用したことにより以下のような利点を有する。即ち、研磨面１ａに有底凹部１０が形成されているので、研磨面１ａがドレッシング等によって摩耗していき、その摩耗量が所定量に達すると有底凹部１０が消失する。従って、有底凹部１０が消失することをもって使用者は研磨面１ａの摩耗量が所定量に達したことを知ることができる。具体的には、深さ小の有底凹部１０ｃが最も早い時期に消失し、それから深さ中の有底凹部１０ｂ、深さ大の有底凹部１０ａと順に消失していくことになる。例えば、深さ大の有底凹部１０ａが消失した時がパッド交換の時期となるようにその深さ大の有底凹部１０ａの深さを設定しておき、更に、深さ中の有底凹部１０ｂを深さ大の有底凹部１０の２／３の深さに、深さ小の有底凹部１０ｃを深さ大の有底凹部１０の１／３の深さにそれぞれ設定したとすると、深さ小の有底凹部１０ｃが消失することでパッド寿命の約１／３に達したことがわかる。そして、深さ中の有底凹部１０ｂが消失するとパッド寿命が残り約１／３になったことがわかり、深さ大の有底凹部１０ａが消失することでパッド寿命が到来してパッド交換時期であることがわかる。このように、深さの異なる有底凹部１０が形成されていることにより、研磨面１ａの摩耗の程度を詳細に把握することができる。
【００２１】
しかも、深さ大中小の三つの有底凹部１０ａ，１０ｂ，１０ｃの群を中心Ｃからの距離が異なる三箇所に設けているので、場所による摩耗の程度の違いも把握することができる。例えば、外周部分が特に摩耗の程度が激しい等、特定の箇所のみが偏って摩耗するような場合には、図１のように異なる箇所に同じ深さの有底凹部１０を配置しておくことで、どの場所が最も摩耗度合いが大きいか等、場所に起因した摩耗度合いを容易に把握することができる。
【００２２】
尚、本実施形態では、隣り合う溝２間に該溝２とは離間するようにして有底凹部１０を形成した場合について説明したが、図１０のように、隣り合う両溝２それぞれに連通するように有底凹部１０を形成してもよい。また、隣り合う両溝２のうちの一方のみに連通するようにしてもよい。何れにしても、溝２に連通するようにして有底凹部１０を形成すると、有底凹部１０に溜まった研磨クズ等の不要物を溝２を介して排出することができる。特に、両溝２の両方に連通する場合には、隣り合う両溝２がその間の有底凹部１０によって互いに連通することとなるから、溝２から溝２への研磨クズ等の不要物の移動も生じることとなるため好ましい。
【００２３】
また、上記実施形態では、深さ大中小三つの有底凹部１０からなる群を合計三箇所に配置した場合を説明したが、この群の数や配置場所については適宜設計変更可能であって、例えば、図３のように、内周側から外周側へと一定間隔毎に合計五箇所形成してもよい。尚、有底凹部１０の総数は、有底凹部１０の形状や大きさ又は深さ等によっても異なるが、例えば数十個（２０個程度）程度であれば、被研磨物の研磨状態にはほとんど影響を及ぼさない。
【００２４】
また、図１や図３のように有底凹部１０の群を内周側から外周側に向けて直線状に配置するのではなく、周方向に互いに位置ずれさせて配置してもよい。例えば、深さ大中小三つの有底凹部１０ａ，１０ｂ，１０ｃからなる群を内周側から外周側にかけて徐々に周方向にずらしながら配置してもよく、例えば、図４のように螺旋状に配置してもよい。
【００２５】
更に、深さの異なる複数の有底凹部１０を一つの群として配置する構成以外にも種々の構成があり、深さの異なる複数の有底凹部１０をランダムに配置することも可能である他、一種類の深さの有底凹部１０のみを複数形成することもできる。深さを一種類のみとする場合、パッド交換時期を把握できるようにすることが好ましく、従って、研磨面１ａの摩耗量がパッド寿命となる所定量に達したときに消失する深さに設定することが好ましい。その配置については群で配置した場合と同様に多種多様の配置パターンがあるが、例えば、図５のように、内周側から外周側へと周方向に所定角度ずつ（図５では９０度ずつ）位置ずれさせながら螺旋状に配置することができる。また、図６のように、内周側から外周側へと有底凹部１０を直線状に配置しても（列α）、内周側から外周側へと曲線状に配置しても（列β）、列の形状はどのようなものであってもよい。そして、このような内周側から外周側へ配置した有底凹部１０の列は一列設ければ足りるが、図６のように複数列設けることもできる。このように、有底凹部１０の配置態様は種々のものがある。
【００２６】
尚、スラリーの流路となる溝２を同心円状に設けた場合について説明したが、溝２を格子状に設けても無論よく、その場合でも上述したのと同様の深さ大中小三つの有底凹部１０ａ，１０ｂ，１０ｃの群を、例えば図７のように内周部分と中途部分と外周部分の三箇所に配置することができる。尚、溝２を格子状に形成した場合には、この図７のように、その直線状の溝２に沿って深さ大中小三つの有底凹部１０も直線的に配置することができる。
【００２７】
また、深さ大中小三つの有底凹部１０ａ，１０ｂ，１０ｃを一箇所にまとめて配置せずに周方向に間隔を開けて配置してもよく、例えば、図８のように、中心Ｃからの距離が異なる内周部分と中途部分と外周部分の三箇所において、それぞれ深さ大中小三つの有底凹部１０ａ，１０ｂ，１０ｃを配置すると共に、その深さ大中小三つの有底凹部１０ａ，１０ｂ，１０ｃを互いに周方向に間隔を大きく開けて配置し、結果として、三つの深さ大の有底凹部１０ａ、三つの深さ中の有底凹部１０ｂ、三つの深さ小の有底凹部１０ｃが、それぞれ内周側から外周側に向けて直線状に列をなすようにして配置するようにしてもよい。
【００２８】
更には、図９のように、同心円上に深さ大中小三つの有底凹部１０ａ，１０ｂ，１０ｃを互いに９０度ずつ間隔を開けて配置すると共に、その深さ大中小三つの有底凹部１０ａ，１０ｂ，１０ｃの周方向の配置箇所を内周側から外周側へと螺旋状に２２５度ずつずらせていくようにしてもよい。
【００２９】
尚、図４，５，８，９における破線は、研磨面１ａに実際に形成されているものではなく、仮想の円、直線である。
【００３０】
尚、深さ大中小三つの有底凹部１０ａ，１０ｂ，１０ｃを設けた場合の他、深さ大小二種類としたり四種類以上としたりすることも無論できる。
【００３１】
尚、有底凹部１０の底面を着色することによって有底凹部１０の消失をより一層明確に視認できるようにしてもよい。深さの異なる有底凹部１０を形成する場合には、その深さの違いを色別で示してもよい。尚、深さの違いを色別で示す他には、例えば、有底凹部１０の大きさや形状によって底さの違いを判別できるようにしてもよい。
【００３２】
また、消失部としては上述のような有底凹部１０の他、図１１のように溝２の一部を浅く形成してその浅溝部２０を消失部として構成することもできる。尚、図１１において、符号２ａは溝２の底面を示している。このように、浅溝部２０を消失部として構成する場合にも有底凹部１０の場合と同様に、浅溝部２０の深さを複数種類、例えば深さ大中小の三種類設けることができ、深さの浅いものから順に消失するので現状の摩耗の程度をより正確に把握できる。図１１においては、深さ大中小の浅溝部２０ａ，２０ｂ，２０ｃはその順で溝２の長手方向（矢印Ｂ方向）に沿って形成されているが、何れにしても、溝２に消失部としての浅溝部２０を形成することにより、溝２の加工と共に浅溝部２０を形成することができるため消失部の加工が容易である。尚、図１１には、多層構造の研磨パッド１を示しており、研磨層１００の下に接着層１０１を介してクッション層１０２が積層され、そのクッション層１０２の下には下定盤に貼着するための接着層１０３が形成されている。また、溝２とは別に溝（スリット）を形成し、その溝に図１１に示したような深さの異なる浅溝部２０ａ，２０ｂ，２０ｃを形成してもよい。このように、消失部の構成は有底凹部１０や浅溝部２０など種々の構成があるが、何れにしても、研磨面１ａが所定量摩耗すると消失する構成であればよい。
【００３３】
尚、報知部として消失部を設けた場合について説明したが、研磨面１ａから所定量内部に存在して研磨面１ａが所定量摩耗すると研磨面１ａに表出する構成の報知部を採用することも可能である。
【００３４】
また、研磨面１ａに視認可能な報知部を設けることが好ましいが、研磨面１ａ以外の例えば周面（図１の符号１ｄ）に設けることも可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１…研磨パッド、１ａ…研磨面（上面）、２…溝、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…有底凹部、２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…浅溝部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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