(57)【要約】      （修正有）【課題】被研磨物が保持パッドからずれることを抑制しつつ、研磨パッド表面と被研磨物との間に研磨スラリーを供給しやすい被研磨物保持部材を提供する。【解決手段】回転ヘッドに取り付け可能であって一面側に被研磨物を保持する保持部２ａを備えた保持パッド２と、前記保持部の周縁部を囲むように前記保持パッド２の前記一面側に配置された枠体３と、前記枠体３の外周面に外向きに突出するように配置された突出部材４とを備える。【選択図】図１
2016112675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ヘッドに取り付け可能であって一面側に被研磨物を保持する保持部を備えた保持パッドと、
前記保持部の周縁部を囲むように前記保持パッドの前記一面側に配置された枠体と、
前記枠体の外周面に外向きに突出するように配置された突出部材とを備えた被研磨物保持部材。
【請求項２】
前記突出部材は、前記枠体の外周面の周方向に間隔を有して複数配置されている請求項１に記載の被研磨物保持部材。
【請求項３】
前記突出部材は、前記保持部に保持された被研磨物を研磨パッド表面に接触させた場合に、前記研磨パッド表面に存在する研磨スラリーと接触可能に構成されている請求項1又は２に記載の被研磨物保持部材。
【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際に研磨パッド表面に被研磨物を保持する被研磨物保持部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ等の被研磨物を研磨する方法としては、被研磨物を研磨ヘッドに保持した状態で研磨パッド表面に荷重をかけつつ接触させて、ヘッド及び研磨パッドを回転させると共に、研磨スラリーを研磨パッドの中央部に供給しながら被研磨物の表面を研磨する方法がある。
かかる研磨方法においてヘッドに被研磨物を取り付ける被研磨物保持部材として、被研磨物を保持する保持パッドが用いられている。保持パッドは発泡樹脂製のシート状部材からなり、該保持パッドの一面側に被研磨物の研磨する面と反対側の面を吸着させる等の方法で保持させ、保持パッドの他面側を接着層等を介してヘッドに取り付けることで被研磨物をヘッドに保持させる。
【０００３】
研磨時にヘッド及び研磨パッドは回転しているため、被研磨物には遠心力や摩擦力が加わる。そのため、これらの力によって被研磨物が保持パッドからずれたり、脱落したりするおそれがある。そこで、特許文献１及び２に記載されているように、保持パッドの一面側の周縁部にリング状の枠体が配置された被研磨物保持部材がある。かかる被研磨物保持部材は、枠体の内側に被研磨物を配置することができ、枠体によって研磨時に被研磨物が保持パッドからずれたり脱落したりすることが抑制できる。
【０００４】
しかし、これらの保持パッドは枠体が被研磨物の周囲に配置されるため、研磨時に被研磨物の周囲に枠体が存在することになり枠体の内側には研磨スラリーが流入されにくくなる。
研磨スラリーは、通常研磨パッド表面の中央部付近に滴下され、該滴下された位置から周縁部に向って遠心力によって分散されていくため、滴下位置よりも周縁部では研磨スラリーの量は少なくなる。かかる研磨スラリーの量が比較的少ない箇所において枠体を備えた被研磨物保持部材を用いると、研磨パッド表面と被研磨物との間に研磨スラリーを供給しにくくなる。よって、研磨スラリーの量が比較的少なくなる研磨パッドの周縁部においても研磨パッド表面と被研磨物との間に研磨スラリーを供給しやすくするためには研磨スラリーを過剰に供給する必要があり、研磨スラリーの使用量が増加するという問題がある。
【０００５】
かかる問題を解決するために、例えば、特許文献３には、外周面に凹部を備えた枠体（保持リング）が記載されている。特許文献３には、前記凹部内に研磨スラリーを比較的長時間保持することで、枠体の周囲に研磨スラリーを保持させて研磨パッド表面と被研磨物との間に研磨スラリーを流れこみやすくすることが記載されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献３に記載の枠体の凹部に保持可能な研磨スラリーの量には限界があるため、研磨スラリーの量が少ない箇所においても研磨パッド表面と被研磨物との間に研磨スラリーを供給しやすくするには不十分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２５５８６１号公報
【特許文献２】特開２００７−７７４７号公報
【特許文献３】特開２０００−６１８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような従来の問題を鑑みて、被研磨物が保持パッドからずれることを抑制しつつ、研磨パッド表面と被研磨物との間に研磨スラリーを供給しやすい被研磨物保持部材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】
【０００９】
本発明に係る被研磨物保持部材は、回転ヘッドに取り付け可能であって一面側に被研磨物を保持する保持部を備えた保持パッドと、前記保持部の周縁部を囲むように前記保持パッドの前記一面側に配置された枠体と、前記枠体の外周面に外向きに突出するように配置された突出部材とを備えている。
【００１０】
本発明に係る被研磨物保持部材の保持パッドの一面側の保持部に被研磨物を保持させて、前記一面側が研磨パッド表面側に配置されるように保持パッドを回転ヘッドに取り付けて、保持部に保持された被研磨物を研磨パッド表面に接触させた場合に、前記突出部材は研磨パッド表面において前記枠体の外周面から外向きに突出するように配置される。この状態で回転ヘッドを回転させつつ、研磨スラリーで被研磨物を研磨すると前記突出部材も回転する。この時突出部材は研磨パッド表面に存在する研磨スラリーに接触しつつ、或いは、研磨スラリーの付近で回転するため、枠体周辺部の研磨スラリーのみならず、枠体から離れた位置の研磨スラリーも突出部材の回転方向の前側に移動させて研磨パッドの回転による遠心力によって研磨スラリーを枠体周囲に集めることができる。よって、研磨スラリーを枠体周辺に多く存在させた状態で研磨することができ、研磨スラリーを過剰に研磨パッド表面に供給しなくても、研磨スラリーを研磨パッド表面と被研磨物との間に供給しやすくなる。また、突出部材の回転によって、枠体の下部のみならず、枠体から離れた箇所の研磨スラリーも掻きとられ、枠体周囲に研磨スラリーが少なくなる部分が生じる。該研磨スラリーが少なくなった箇所には新鮮な研磨スラリーが流入しやすくなり、被研磨物保持部材の周囲で新旧の研磨スラリーの入れ替えを促進しやすくなる。よって、新鮮な研磨スラリーを研磨パッド表面と被研磨物との間に供給しやすくなる。
【００１１】
本発明において、前記突出部材は、前記枠体の外周面の周方向に間隔を有して複数形成されていてもよい。
【００１２】
前記突出部材が、前記枠体の外周面の周方向に間隔を有して複数配置されている場合には、研磨スラリーを枠体周辺により多く存在させることが容易にでき、研磨スラリーを研磨パッド表面と被研磨物との間により供給しやすくなる。
【００１３】
本発明において、前記突出部材は、前記保持部に保持された被研磨物を研磨パッド表面に接触させた場合に、前記研磨パッド表面に存在する研磨スラリーと接触可能に構成されていてもよい。
【００１４】
前記突出部材が、前記保持部に保持された被研磨物を研磨パッド表面に接触させた場合に、前記研磨パッド表面に存在する研磨スラリーと接触可能に構成されている場合には、突出部材は、研磨スラリーと接触した状態で回転するため、研磨スラリーを突出部材の回転方向の前側により移動させやすくなる。よって、研磨スラリーをより集めやすくなり研磨スラリーを枠体周辺に多く存在させやすくなり、研磨スラリーを研磨パッド表面と被研磨物との間により供給しやすくなる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、被研磨物が保持パッドからずれることを抑制しつつ、研磨パッド表面と被研磨物との間に研磨スラリーを供給しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態の被研磨物保持部材を示す平面図。
【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図。
【図３】研磨装置の概略を示す正面図。
【図４】本実施形態の被研磨物保持部材を用いた研磨の状態を示す平面図。
【図５】他の実施形態の被研磨物保持部材を示す平面図。
【図６】他の実施形態の被研磨物保持部材を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明に係る被研磨物保持部材の実施形態について説明する。尚、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１８】
図１及び図２に示す本実施形態の被研磨物保持部材１は、回転ヘッドに取り付け可能であって一面側に被研磨物を保持する保持部２ａを備えた保持パッド２と、前記保持部２ａの周縁部を囲むように前記保持パッド２の前記一面側に配置された枠体３と、前記枠体３の外側に突出するように配置された突出部材４とを備えている。
【００１９】
本実施形態の被研磨物保持部材１によって保持される被研磨物Ｗは、半導体ウエハ、ガラス基板等のように回転する研磨パッド上で研磨スラリーを用いて研磨される被研磨物であれば特に限定されるものではないが、例えば、図１及び図２に二点鎖線で示すような円板形状の半導体ウエハが挙げられる。
【００２０】
保持パッド２の一面側は水等を用いて被研磨物を吸着可能な保持部２ａとして構成されている。かかる保持パッド２の一面側を構成する部材としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の樹脂を発泡させ、表面を研削や研磨等により除去して表面をスエード調にしたもの、例えば、連続発泡ポリウレタン製シート等が挙げられる。かかる保持パッド２は、表面に多数の開口を有するため、水等の液体を介することにより発生する表面張力を利用して被研磨物を吸着することができる。
【００２１】
枠体３は、前記保持パッド２の一面側の周縁部にリング状に配置されている、すなわち、該枠体３の内側に配置される保持パッド２の一面側が前記保持部２ａとして構成されている。
枠体３の材質は、特に限定されるものではないが、例えば、ガラスエポキシ樹脂等が挙げられる。
本実施形態の枠体３は、前記保持パッド２の一面側の周縁部に接着剤等からなる接着層５を介して積層されることで、保持パッド２に取り付けられている。
【００２２】
突出部材４は、枠体３の外側に突出するように配置されている。具体的には、図１及び２に示すように、枠体３の上方（保持パッド２に取り付けられている側を下方とし、反対側を上方とする）から外向きに鍔状に突出する板状の部材から構成されている。
本実施形態の突出部材４は、上面が枠体３の上面を含む面と同面に配置されるように枠体３に取り付けられている。
【００２３】
また、本実施形態の突出部材４は、該突出部材４の幅方向の中心を通過する中心線が、枠体３の外周が描く正円の直径Ｌ上に配置されるように配置されている。
【００２４】
本実施形態の被研磨物保持部材１において、前記突出部材４は、枠体３の外周面の周方向に間隔を有して複数（具体的には４つ）形成されている。
【００２５】
枠体３と突出部材４とを取り付ける方法としては、枠体３に別部材から構成された突出部材４を接着剤等によって取り付けて一体化してもよく、或いは枠体３と突出部材４とを一体成型することで取り付けてもよい。
【００２６】
枠体３の内径は、被研磨物の外径よりも大きくなるように設定される。すなわち、保持部２ａに被研磨物を保持した場合に、被研磨物の周囲に枠体３が配置されるように枠体３は構成されている。
また、枠体３に囲まれる保持部２ａの高さＨは、被研磨物の最も薄い箇所の厚みＷＨ未満になるように枠体３は構成されている。枠体３に囲まれる保持部２ａとは、保持パッド２の一面側の表面から枠体３の上面を含む平面までの垂直線長さをいう。
すなわち、保持部２ａに被研磨物を保持させると、枠体３の内側に被研磨物は配置されるが高さ方向においては被研磨物の一面側が枠体３の上面より突出するように枠体３の高さは構成されている。
該被研磨物の一面側が枠体３の上面より突出する高さは適宜調整可能であるが、枠体３によって被研磨物Ｗを確実に保持するためには、突出する高さは研磨を阻害しない程度にわずかであることが好ましい。
【００２７】
次に、本実施形態の被研磨物保持部材１を使用する方法について説明する。
本実施形態の被研磨物保持部材１は、図３に示すような研磨装置２０を用いて被研磨物Ｗ（半導体ウエハ）を研磨する際に用いられる。
研磨装置２０は、回転軸１０ａに取り付けられた研磨パッド１０と、該研磨パッド１０の上方に配置された被研磨物保持部材１が取り付けられる回転ヘッド１１と、研磨パッド１０表面に研磨スラリーＳを供給する供給ノズル１２とを備えている。
【００２８】
研磨パッド１０は、表面に研磨層１０１を備えており、定盤１０２に接着層１０３を介して固定されている。研磨層１０１には、研磨スラリーＳを研磨層１０１表面に保持し且つ流すために溝が形成されていてもよい。
【００２９】
被研磨物（本実施形態では半導体ウエハ）Ｗは研磨する面と反対側の面を、水でぬらした保持パッド２の保持部２ａに貼り付けて保持部２ａに保持させる。この時、枠体３の内径は被研磨物Ｗの外径よりも大きいため、被研磨物Ｗは枠体３の内側に収容されて、外周を枠体３によって囲まれる。また、被研磨物Ｗの研磨する面は枠体３の上面よりも突出するように保持される。
【００３０】
被研磨物Ｗを保持した被研磨物保持部材１は、研磨パッド１０上方に配置される回転ヘッド１１に、枠体３の上面が下向き（研磨パッド１０側）になるように取り付ける。
被研磨物保持部材１を回転ヘッド１１に取り付ける方法としては接着層等によって接着することなどが挙げられる。
【００３１】
このように被研磨物Ｗを保持した被研磨物保持部材１を、回転軸１０ａによって回転する研磨パッド１０表面に荷重をかけつつ接触させる一方、回転ヘッド１１の回転によって被研磨物保持部材１も回転させる。
さらに、研磨パッド１０表面に研磨スラリーＳを供給する。研磨スラリーＳは供給ノズルから研磨パッド１０の中央部の表面に滴下しながら供給する。
【００３２】
被研磨物Ｗには研磨パッド１０と被研磨物保持部材１との摩擦によって、研磨パッド１０表面に平行な方向（本実施形態では水平方向）に力が加わるが、枠体３によって被研磨物Ｗが水平方向にずれることを抑制できる。
【００３３】
また、研磨スラリーＳは、図４に示すように供給ノズル１２から研磨パッド１０表面に滴下された後に、研磨パッド１０の回転によって滴下された位置から研磨パッドの周縁部に向かって流れるスラリー流ＳＦを生じる。
従って、被研磨物Ｗの周囲では、滴下された位置側（研磨パッドの中央側）においては研磨スラリーＳが比較的多く存在するが、研磨スラリー流ＳＦの下流側（研磨パッドの周縁側）では研磨スラリーＳが比較的少なくなる。
【００３４】
本実施形態の被研磨物保持部材１は枠体３の外側に突出するように配置された突出部材４を備えており、且つ該突出部材４は、上面が枠体３の上面と同一平面に配置されるように枠体３に取り付けられている。そのため、突出部材４の上面は研磨パッド１０表面付近に配置される。従って、研磨パッド１０に供給された研磨スラリーＳと接触しながら、或いは、研磨スラリーＳ表面に近い位置で、突出部材４は回転ヘッドの回転によって回転するため、研磨スラリーは突出部材４の力で回転方向の前側に移動する。
【００３５】
よって、被研磨物保持部材１の周囲においては、研磨スラリーＳの量が多い研磨スラリー流ＳＦの上流側の研磨スラリーＳを研磨スラリー流ＳＦの下流側に移動させることができる。その結果、研磨スラリーＳの量が比較的少ない研磨スラリー流ＳＦの下流側においても被研磨物保持部材１の周囲に研磨スラリーＳの多い箇所を生じさせうることになり、被研磨物Ｗと研磨パッド１０の表面との間に研磨スラリーＳが流入しやすくなる。
【００３６】
一方、研磨スラリーＳの量が過剰に存在する箇所では、上述のように研磨スラリーＳが突出部材４よって移動されるため、研磨スラリーＳ量が減少する場合がある。よって、例えば、研磨スラリーＳが過剰に存在することで、該位置において被研磨物Ｗと研磨パッド１０の表面との間に存在する使用後の研磨スラリーＳが外部に排出できないような場合には、被研磨物保持部材１周囲の研磨スラリーＳの量を調整することで、被研磨物Ｗと研磨パッド１０の表面との間から使用済み研磨スラリーＳを排出することを促進することができる。
【００３７】
また、被研磨物保持部材１の周囲においては、突出部材４の回転によって、枠体３の下部のみならず、枠体３から離れた箇所の研磨スラリーＳも掻きとられ、研磨スラリーが少なくなる部分が生じるが、研磨スラリーＳは連続的に研磨パッド１０表面に供給されるため、突出部材４に掻きとられて研磨スラリーＳが少なくなった箇所に新鮮な研磨スラリーＳが流入することになり、被研磨物保持部材１の周囲で新旧の研磨スラリーＳの入れ替えが促進されることになる。研磨パッド１０表面に使用後の古い研磨スラリーＳが滞留すると研磨パッド１０表面に目詰まりを生じさせる等の研磨特性を低下させる原因になるが、本実施形態の被研磨物保持部材１は、枠体３の周囲において新旧の研磨スラリーＳの入れ替えを促進することで研磨パッド１０表面の研磨特性を維持することができる。
【００３８】
さらに、本実施形態の被研磨物保持部材１の突出部材４は、上面が枠体３の上面と同一平面に配置されるように枠体３に取り付けられている。よって、突出部材４は研磨パッド１０表面と接触しながら、或いは、きわめて研磨パット１０表面に近い位置で回転することになる。このように突出部材４が研磨パッド１０表面と接触するような位置、或いは、きわめて近い位置に配置されている場合には、研磨パッド１０表面を突出部材４によってわずかに引っ掻き、削りとりながら研磨することができるため、研磨パッド１０表面に目詰まり等の劣化が生じている場合には、該研磨パッド１０表面を改善しながら研磨することが可能となる。
【００３９】
以上のように、本実施形態の被研磨物保持部材１は、突出部材４を備えているため、研磨時に研磨パッド１０の表面の研磨スラリーに接触しながら、或いは、研磨スラリーと近い距離で、突出部材４は回転するため、被研磨物保持部材１周囲に研磨スラリーＳを集めながら被研磨物Ｗを研磨することができる。
すなわち、研磨パッド１０上の研磨スラリーＳを有効に使用することができ、研磨スラリーを必要以上に多く供給することなく研磨パッド１０表面と被研磨物Ｗとの間に研磨スラリーを供給しやすくできる。
【００４０】
尚、本実施形態では突出部材４を枠体３の外周面に４個配置したが、突出部材４の個数はこれに限定されるものではなく、例えば、単数であってもよい。
【００４１】
また、本実施形態では、突出部材４を枠体３の上面の上部から外向きに鍔状に突出する板状の部材から構成されているものとしたが、突出部材４の形状はこれに限定されるものではない。例えば、図５に示すように、棒状体から構成される突出部材４’であってもよい。
【００４２】
さらに、本実施形態では突出部材４を、上面が枠体３の上面を含む面と同面に配置されるように枠体３に取り付けられているものとしたが、突出部材４の枠体３に対する取り付け位置はこれに限定されるものではない。例えば、枠体３の上面よりもやや下方に突出部材４の上面が配置されていてもよい。
すなわち、保持された被研磨物を研磨パッド表面に接触させた場合に、前記研磨パッド表面に存在する研磨スラリーと突出部材とが接触可能に突出部材が構成されていればよい。或いは、前記研磨パッド表面に存在する研磨スラリーの付近に突出部材が配置され、突出部材の回転によって研磨スラリーが移動されうるように突出部材が構成されていればよい。
【００４３】
さらに、本実施形態では突出部材４の幅方向の中心を通過する中心線が、枠体３の外周が描く正円の直径Ｌ上に配置されるように突出部材４が配置されているが、突出部材４の枠体３に対する配置位置はこれに限定されるものではない。
例えば、図６に示すように、突出部材４’’の中心線ＣＬが枠体の外周が描く正円の直径Ｌと一致せず、所定の角度θを有するように枠体３に配置されている突出部材４’’であってもよい。
【００４４】
本実施形態にかかる被研磨物保持部材は以上のとおりであるが、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は前記説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４５】
１  被研磨物保持部材、２  保持パッド、２ａ  保持部、３  枠体、４  突出部材、１０１０  研磨パッド
【図１】
2016112675.tif 000003
【図２】
2016112675.tif 000004
【図３】
2016112675.tif 000005
【図４】
2016112675.tif 000006
【図５】
2016112675.tif 000007
【図６】
2016112675.tif 000008