(57)【要約】【課題】研磨時に定盤から剥離するのを防止することができる溝付き研磨パッドの製造方法、および長期にわたる安定した研磨が可能な研磨方法を提供することである。【解決手段】軟質の下層パッド３の上面に硬質の上層パッド１を貼着し、ついでこの上層パッド１の表面に溝加工を施すことにより、研磨パッド１の表面にこの研磨パッド１の厚みに対して溝深さが４０％以下である溝４を形成する。研磨にあたっては、前記研磨パッド１を定盤上に貼着し、ついで定盤を回転させながら、溝４が形成された研磨パッド１の表面に研磨スラリーを供給して被研磨物の研磨を行う。【選択図】    図１
2004314215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟質の下層パッドの上面に硬質の上層パッドを貼着し、ついでこの上層パッドの表面に溝を形成することを特徴とする溝付き研磨パッドの製造方法。
【請求項２】
軟質の下層パッドの上面に硬質の上層パッドを貼着し、ついでこの上層パッドの表面に、上下層パッド貼着後の厚みに対して４０％以下の溝深さで溝を形成することを特徴とする溝付き研磨パッドの製造方法。
【請求項３】
硬質の上層パッド表面に、このパッドの厚みに対して溝深さが８０％以下である溝を形成した後、前記上層パッドの下面に軟質の下層パッドを貼着することを特徴とする溝付き研磨パッドの製造方法。
【請求項４】
前記溝が格子状、同心状または放射状に形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の研磨パッドの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法で得られた溝付き研磨パッドを定盤上に貼着し、ついで定盤を回転させながら、溝が形成された研磨パッドの表面に研磨スラリーを供給して被研磨物の研磨を行うことを特徴とする研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造およびＬＣＤガラス、磁気ヘッドの製造工程に用いられる溝付き研磨パッドの製造方法および研磨方法に関する。
【従来の技術】
【０００２】
現在、半導体デバイスの製造工程の一つである半導体ウェハ表面の平坦化工程では、研磨パッドによる表面研磨が主流である。この研磨パッドによる表面研磨は、研磨パッドを定盤上に貼着し、ついで定盤を回転させながら、溝が形成された研磨パッドの表面に研磨スラリーを供給して被研磨物の研磨が行われる。その際、研磨パッドの表面から被研磨物、研磨パッドの削り屑および研磨液を効率よく排出するために、研磨パッドの表面には様々な溝加工が施されている。この研磨パッド表面の溝のデザインは、用途、工程によって使い分けられている。
【０００３】
下記特許文献１および２には、格子状の溝加工が表面に施された研磨パッドが開示されている。このような溝加工が施された研磨パッドは、一般に、図５に示すように、表面が平坦な上層パッド２２の上面を回転刃等で研削して溝２３を形成し、ついで溝２３の加工を施した上層パッド２２の底面に、粘着剤にて下層パッド２４を貼着して製造される。得られた研磨パッド２１は、研磨装置の定盤表面に貼着して定盤を回転させ、半導体ウェハの表面を研磨して平坦化するのに使用される。
【０００４】
しかしながら、上記のようにして製造される従来の研磨パッドは、これを研磨装置の定盤に貼り合わせた際に、研磨パッドの底面と定盤との間に空気が入り込む、いわゆるエア噛みを生じるという問題がある。このようなエア噛みが生じると、接着面が減少し、接着強度が低下するため、研磨時に研磨パッドが剥がれやすかった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２５６５６０号公報
【特許文献２】
特開平１１−３００６３０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主たる目的は、定盤との接着強度が向上し、研磨時に定盤から剥離するのを抑制することができる溝付き研磨パッドの製造方法を提供することである。
本発明の他の目的は、長期にわたる安定した研磨が可能な研磨方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記したエア噛みが生じる原因を種々検討した結果、従来の研磨パッドでは、図５に示すように上層パッド２２に溝２３の加工を行った際に、図６に示すように、上層パッド２２の下面に溝２３の形成部位が突出することによる凹凸段差が形成され、この上層パッド２２の下面に下層パッド２４を貼り合わせることにより、下層パッド２４の底面にも凹凸段差が転写されるため、研磨パッドを研磨装置の定盤２５に貼り合わせた際に、研磨パッドの底面と定盤との隙間２６に空気が入り込むエア噛みを生じるという知見を得た。そこで、本発明者らは上記のような凹凸段差を解消すべく、さらに検討を重ねた結果、研磨パッドの厚みに対する溝深さの比が重要であり、この比が小さいほど、前記した凹凸段差ができにくいこと、このためには上層パッドと下層パッドとを貼着した後、溝加工を行うのが好ましいという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の溝付き研磨パッドの製造方法は以下の構成からなる。
（１）軟質の下層パッドの上面に硬質の上層パッドを貼着し、ついでこの上層パッドの表面に溝を形成することを特徴とする溝付き研磨パッドの製造方法。
（２）軟質の下層パッドの上面に硬質の上層パッドを貼着し、ついでこの上層パッドの表面に、上下層パッド貼着後の厚みに対して４０％以下の溝深さで溝を形成することを特徴とする溝付き研磨パッドの製造方法。
（３）硬質の上層パッド表面に、このパッドの厚みに対して溝深さが８０％以下である溝を形成した後、前記上層パッドの下面に軟質の下層パッドを貼着することを特徴とする溝付き研磨パッドの製造方法。
（４）溝が格子状、同心状または放射状に形成されている前記１〜３のいずれかに記載の研磨パッドの製造方法。
【０００８】
本発明の研磨パッドの研磨方法は、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の製造方法で得られた研磨パッドを定盤上に貼着し、ついで定盤を回転させながら、溝が形成された研磨パッドの表面に研磨スラリーを供給して被研磨物の研磨を行うことを特徴とする。
かかる本発明の研磨方法によれば、研磨盤と定盤との界面にエア噛みが発生するのを抑え、研磨パッド剥がれを防ぐことができるため、長期間にわたって安定した研磨を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態にかかる溝付き研磨パッドの製造方法を図１および図２に従って説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる製造方法を示す工程図であり、図２はこの製造方法により製造された研磨パッドを示す断面図である。図１に示すように、この製造方法は、あらかじめ下層パッド３の上面に上層パッド２を貼着し、この上層パッド２の上面に格子状の溝４を形成して、研磨パッド１を製造するものである。
【００１０】
上層パッド２の材質としては、一般に熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂が使用され、この熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂を硬化剤などの添加物と共にモールド中に充填し、所定の硬化温度で加熱して硬化させる。得られた成形物は、必要に応じてスライスして、所望の厚み（通常０．８１〜２．０３ｍｍの厚み）の上層パッド２が得られる。熱可硬化性樹脂としては、例えば硬質の発泡ポリウレタンなどがあげられる。
【００１１】
下層パッド３は、軟質シート材料、例えばポリウレタンを含浸させた不織布等が使用される。この下層パッド３の両面には、それぞれ上層パッド２および研磨装置の定盤に貼着するための粘着層６，７が形成されている。下層パッド３の厚さは、通常１．２７〜１．４５ｍｍである。
【００１２】
溝４は、上層パッド２の表面に連続して形成されており、被研磨物や研磨パッドの削り屑等を排出するために両端が外周部で開放されている。この溝４は、上層パッド２の表面を回転刃等で加工することにより形成される。各溝４は、ＸＹ方向に直交して形成されている。溝４の幅Ｃは約１．５〜４．５ｍｍであるのがよい。隣接する平行な溝４、４同士の間隔は約１５〜９０ｍｍであるのがよい。
【００１３】
溝４の深さＡは、研磨パッド１の厚みＢに対して約４０％以下、好ましくは約２５％以下、より好ましくは約２０％以下であるのよい。溝深さＡが厚みＢの４０％を超えると、溝４を形成した際に下層パッド３の底面に凹凸段差ができ、研磨パッド１を研磨装置の定盤に貼り付けた際にエア噛みが発生しやすくなる。また、溝深さＡの下限は０．３０ｍｍ程度であるのが好ましく、これを下回ると、被研磨物や研磨パッドの削り屑などの排出や通気性に支障がでるおそれがある。
【００１４】
この実施形態にかかる研磨パッド１を使用して半導体ウェハーの研磨を行うには、研磨パッド１をターンテーブル式研磨装置の定盤上に貼り合わせ、その上面に半導体ウェハー（被研磨物）を押し当て、研磨パッド１の上面に研磨スラリーを供給しながら定盤を回転させてウェハーを研磨し表面を平坦化する。ターンテーブル式研磨装置に代えて、コンベヤ式の研磨装置を用いる場合にも、本発明方法で得られる研磨パッド１は好適に使用可能である。
この実施形態にかかる研磨パッド１は裏面の凹凸段差が殆ど解消されているので、研磨パッド１と定盤との間に大きなエア噛みが生じることがなく、従って、高い接着強度が得られ、研磨時に研磨パッド１が剥がれをるのを防ぐことができるため、長期間にわたって安定に研磨を行うことができる。
【００１５】
なお、上記実施形態では、上層パッド２と下層パッド３とを貼着後、溝加工を行ったが、溝４の溝深さが上層パッド２の厚みに対して８０％以下で、特に溝４の深さが研磨パッド１の厚みＢに対して約２０％以下である場合に限り、先に上層パッド表面に溝加工を行い、ついでこの上層パッドに下層パッド３を貼着しても同様の効果が得られる。
【００１６】
また、上記実施形態では、上層パッド２の表面に格子状の溝４を形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、同心状や放射状の溝を形成してもよい。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明の製造方法および研磨方法を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００１８】
実施例１
図１に示すように、ポリウレタンからなる厚さ１．２７ｍｍの上層パッド２の下面に、両面に粘着層を設けた発泡体からなる厚さ１．４０ｍｍの下層パッド３を貼着した。次いで、上層パッド２の表面を回転刃にて研削して格子状の溝４（溝深さ０．６ｍｍ、幅２ｍｍ）を形成し、研磨パッド１を得た。
実施例２
溝深さを０．４５ｍｍとした以外は実施例１と同様にして研磨パッド１を得た。
【００１９】
比較例１
図５に示すように、上層パッド２２の表面を回転刃にて研削して格子状の溝２３を形成した後（溝深さ／厚さは４７．２％）、上層パッド２２の下面に下層パッド２４を貼着した以外は実施例１と同様にして研磨パッドを得た。
比較例２
溝深さを０．４５ｍｍとした（溝深さ／厚さは３５．４％）以外は比較例１と同様にして研磨パッドを得た。
【００２０】
実施例および比較例で得た各研磨パッド下面の凹凸段差をサーフコム（東京精密製）にて測定した。その結果を表１に示す。
【表１】
2004314215.tif 000003
【００２１】
一方、得られた研磨パッド１の下面を透明ガラス板上に貼り付け、裏面から目視にて接着面のエア噛み状態を観察した。図４に示すように、比較例１で得られた研磨パッドでは、中央付近にエア噛み１０が多く発生していた。これに対して、図３に示すように、実施例１で得られた研磨パッドでは、エア噛み１０が大幅に減少していた。また、実施例および比較例で得た各研磨パッドを用いて、常法に従って半導体ウェハーの研磨を行ったところ、実施例の研磨パッドは比較例に比べて研磨パッド剥離が少なく、高い耐久性を有していた。
【００２２】
【発明の効果】
本発明にかかる研磨パッドの製造方法によれば、溝加工時に研磨パッドの底面に起伏が形成されるのを防ぐことができ、研磨パッドを研磨装置の定盤に貼り合わせた際に、下層パッドの底面と定盤との間にエアー噛みが生じるのを防止することができるという効果がある。
また、本発明の研磨方法によれば、研磨パッドと研磨装置の定盤との間にエアー噛みが生じるのが抑制されているので、研磨時に研磨パッドが定盤から剥がれるのを防止することができるため、長期間にわたって安定に研磨を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる研磨パッドの製造工程を示す工程図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる研磨パッドを示す拡大断面図である。
【図３】実施例１のエア噛み状態を示す模式図である。
【図４】比較例１のエア噛み状態を示す模式図である。
【図５】従来の研磨パッドの製造工程を示す工程図である。
【図６】従来の研磨パッドを示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１  研磨パッド
２  上層パッド
３  下層パッド
４  溝
６  粘着剤
７  粘着剤
１０  エア噛み
【図１】
2004314215.tif 000004
【図２】
2004314215.tif 000005
【図３】
2004314215.tif 000006
【図４】
2004314215.tif 000007
【図５】
2004314215.tif 000008
【図６】
2004314215.tif 000009