JP2000000755A - 研磨パッド及び研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 格子状または同心円状の溝を研磨面に設けた
研磨パッドでは、溝内にスラリーを保持することができ
ず、高価なスラリーが多量に無駄になっていた。 【解決手段】 被研磨体（図示省略）を研磨する略円形
の研磨面１２を有する研磨パッド１１において、研磨面
１２には、その中心から周縁に掛けて不連続に溝１３を
設けた。これによって、溝１３内に導かれたスラリー
（図示省略）は、遠心力によって研磨面１２の外側に排
出される過程で溝１３内から溢れて再び溝１３外の研磨
面１２上に供給されるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨パッド及びそ
の研磨パッドを用いた研磨方法に関し、詳しくは半導体
装置の製造工程における層間絶縁膜の平坦化工程を化学
的機械研磨により行う研磨装置の研磨パッド及び研磨パ
ッドを用いた化学的機械研磨による研磨方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の半導体装置における設計ルールの
微細化にともない、リソグラフィーの解像度を上げる努
力がなされている。解像度を上げることにより焦点深
度、いわゆるＤＯＦ（Depth Of Focus）は低下してきて
いる。この改善はレジストの性能改善を待たなければな
らないが、このようにレジストの性能の改善より微細化
要求の方が先行しているのが現状である。そこで、デバ
イス構造の高低差をできるだけ低減することでこの焦点
深度の不足を補い、微細パターンを焦点ずれ起こすこと
なく確実に解像させる方法が検討されている。

【０００３】デバイス構造の高低差を平坦化する方法と
しては、最近、シリコンウエハの鏡面加工を応用した化
学的機械研磨が採用されている。この化学的機械研磨を
行う研磨装置には、研磨パッドを装着した研磨プレート
が回動自在に備えられている。また、この研磨パッドに
対向する位置には、接着シートを介して被研磨体が保持
されるキャリア及び研磨パッドの目立てを行うドレッサ
が回動自在に備えられている。さらに研磨パッドのほぼ
中央部上には研磨パッド上にスラリーを供給するノズル
が配置されている。

【０００４】上記研磨装置による研磨方法を以下に説明
する。まず、研磨プレート及びドレッサを回動させ、研
磨プレートに装着された研磨パッドをドレッサによりド
レッシングする。その後、研磨プレート及びキャリアを
回動させ、ノズルよりスラリーを研磨パッド上に供給し
ながら、キャリアに保持された被研磨体を研磨パッド側
に押し当てることで被研磨体の研磨を行う。

【０００５】上記化学的機械研磨装置では、被研磨体に
マイクロスクラッチが生じる。また研磨レートのばらつ
きや研磨量の面内ばらつきが大きくなっている。マイク
ロスクラッチの発生については、研磨パッドのドレッシ
ング時に発生する研磨パッドの削りくずや、ドレッサの
ダイヤモンド砥粒、被研磨体の研磨くず、研磨済のスラ
リー等（以下これらを不純物という）が起因している。
そこで上記化学的機械研磨装置では、研磨作業中、研磨
パッドの中央部にスラリーを間断なく十分に供給し、こ
のスラリーによって不純物を研磨パッドの外側へ排出し
ている。

【０００６】一方、研磨レートのばらつきや研磨量の面
内ばらつきが大きいことに対しては、研磨パッドの表面
にドレッサが無数の傷をつけることで研磨パッド表面に
浅い目立て層を形成することで改善している。これによ
って、この目立て層にスラリーが保持され、研磨パッド
に押圧された被研磨体の被研磨面にスラリーを十分に供
給することができるようになるのである。また、これに
より研磨が進行するので、ドレッサによる研磨パッド表
面の目立て、いわゆるドレッシングを、目立て層の深さ
や密度が十分となるように行う。さらに、上述のマイク
ロスクラッチの防止策としても行っているスラリーの十
分な供給と合わせて被研磨面に研磨スラリーが確実にい
きわたるようにすることで、研磨レートのばらつきや研
磨量の面内ばらつきを低減する対策としている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにドレッシングにより目立て層を形成し、スラリー
を供給して被研磨体の研磨を行おうとしたとき、スラリ
ーは研磨パッドの回転による遠心力及び被研磨体を研磨
パッドに押しつけることにより押し出され、ほとんどが
研磨に直接寄与することなく研磨パッドの外に排出され
ることになる。このように、高価なスラリーが多量に無
駄になっている。

【０００８】このため、従来は、図７に示すように、略
円形の研磨パッド１１２の研磨面１１２Ｓに、格子状の
溝１４１を形成し、その溝１４１にスラリー（図示省
略）を溜めてスラリーと被研磨体（図示省略）との接触
の機会を増加させることが行われている。しかしなが
ら、このような構造でも、溝１４１内を通ってスラリー
が研磨パッド１１２の外に排出されることになり、上記
同様に、高価なスラリーが多量に無駄になる。

【０００９】また、図８に示すように、略円形の研磨パ
ッド１１２の研磨面１１２Ｓに、同心円状の溝１４２を
形成したものもある。しかしながら、このような構造で
も、研磨パッド１１２の回転による遠心力により溝１４
２内に溜まったスラリー（図示省略）は、溝１４２の研
磨パッド１１２の外周側に残る以外は、研磨パッド１１
２の外に排出されることになり、スラリーと被研磨体
（図示省略）との接触の機会は十分になっていない。ま
た上記図７によって説明したのと同様に、高価なスラリ
ーが多量に無駄になっていた。

【００１０】以上のように、スラリーが有効に活用され
ずに研磨パッドの外に排出されることは、化学的機械研
磨のコストを上昇させるとともに、スラリーが被研磨面
に十分に供給されないことにより研磨品質の低下を招く
ことになっている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた研磨パッド及び研磨方法である。
そして、請求項１に係わる発明は、被研磨体を研磨する
略円形の研磨面を有す研磨パッドにおいて、この研磨面
には、その中心から周縁に掛けて不連続に溝が設けられ
ていることを特徴としている。

【００１２】上記請求項１に係わる研磨パッドでは、略
円形の研磨面の中心から周縁に掛けて設けられた溝が不
連続であることから、研磨の際にこの溝内に導かれたス
ラリーは遠心力によって研磨面の外側に排出される過程
で溝から溢れて再び溝外の研磨面上に供給される。この
ため、スラリーと被研磨体の被研磨面とが接触する機会
が効率的に増加する。

【００１３】また、請求項４に係わる発明は、被研磨体
を研磨する略円形の研磨面を有する研磨パッドにおい
て、この研磨面には、その中心から周縁に掛けて溝が設
けられ、この溝の底面には、当該溝内をその延設方向に
分断する状態でひだ状体が立設されていることを特徴と
している。

【００１４】上記請求項４に係わる研磨パッドでは、溝
の底面に立設されたひだ状体によって、略円形の研磨面
の中心から周縁に掛け設けられた溝はその延設方向に分
断された状態になっている。このため、研磨の際にこの
溝内に導かれたスラリーは遠心力によって研磨面の外側
に排出される過程で上記ひだ状体による分断部分で溝か
ら溢れて再び溝外の研磨面上に供給される。したがっ
て、スラリーと被研磨体の被研磨面とが接触する機会が
効率的に増加する。

【００１５】さらに、請求項７に係わる発明は、被研磨
体を研磨する研磨面を有するベルト状の研磨パッドにお
いて、この研磨パッドの研磨面全域には、当該研磨面の
移動方向及びこれと略垂直な幅方向に対して不連続な溝
が設けられていることを特徴としている。

【００１６】上記請求項７に係わる研磨パッドでは、研
磨面に溝を設けたことから、この研磨面の移動によって
その後方に排出されようとするスラリー及び、研磨面上
での被研磨体の回転によって研磨面の幅方向に排出され
ようとするスラリーが溝内に導かれる。そして、この溝
は研磨面の移動方向及びこれと略垂直な幅方向に対して
不連続であることから、溝内に導かれたスラリーは上記
方向に排出される過程で溝から溢れて再び溝外の研磨面
上に供給される。このため、スラリーと被研磨体の被研
磨面とが接触する機会が効率的に増加する。

【００１７】また、請求項１０に係わる発明は、被研磨
体を研磨する研磨面を有するベルト状の研磨パッドにお
いて、この研磨パッドの研磨面全域には溝が設けられ、
この溝の底面には、当該溝内をその延設方向に分断する
状態でひだ状体が立設されていることを特徴としてい
る。

【００１８】上記請求項１０に係わる研磨パッドでは、
研磨面に溝を設けたことから、この研磨面の移動によっ
てその後方に排出されようとするスラリー及び、研磨面
上での被研磨体の回転によって研磨面の幅方向に排出さ
れようとするスラリーが溝内に導かれる。そして、この
溝内は底面に立設されたひだ状体によって延設方向に分
断されていることから、この溝内に導かれたスラリーは
上記方向に排出される過程で上記ひだ状体による分断部
分で溝から溢れて再び溝外の研磨面上に供給される。こ
のため、スラリーと被研磨体の被研磨面とが接触する機
会が効率的に増加する。

【００１９】そして、請求項１１記載の発明は、被研磨
体を研磨する研磨面に溝を設けてなる研磨パッドを用い
た研磨方法であり、被研磨体を研磨面に押し圧して研磨
を行う際に、被研磨体の研磨面に対する圧力を一時的に
緩めることを特徴としている。

【００２０】上記研磨方法では、研磨を行う際に被研磨
体の研磨面に対する圧力を緩めることで、研磨面の溝内
に導かれたスラリーが溝外に放出され易くなる。このた
め、スラリーが被研磨体の被研磨面と研磨面との間に供
給され易くなり、スラリーと被研磨体の被研磨面とが接
触する機会が効率的に増加する。

【００２１】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）請求項１、請求
項２、請求項３に係わる発明を適用した研磨パッドの一
例を第１実施形態とし、この第１実施形態を、図１の研
磨パッドの概略構成図及び図２の研磨装置の概略構成図
によって説明する。図１（１）は研磨パッドの平面図を
示し、図１（２）にＡ−Ａ線拡大断面図を示す。

【００２２】図１（１）及び図１（２）に示すように、
研磨パッド１１は、グローバル平坦性が得られるような
硬度、弾性を有する樹脂、例えばウレタン樹脂からな
り、略円形の研磨面１２を有している。この研磨面１２
には、研磨面１２の中心から周縁に掛けて４方向に向か
って溝１３が延設されている。これらの溝１３は、研磨
面１２の中心から周縁に掛けて不連続なものであり、研
磨面１２の中心から周縁に掛けて複数の独立した溝１３
が配列された状態になっている。また、これらの溝１３
は、同一の深さに形成されているか、または、研磨面１
２の周縁に近いほど浅いくなっている。ここでは、研磨
面１２における周縁近くに配置される溝１３ほど浅く形
成されていることとする。

【００２３】また、各溝１３の内部には、研磨パッド１
１を構成するウレタン樹脂よりも発泡サイズが大きい
か、または発泡量が多い、またはその両方を持ち合わせ
たスポンジ状のウレタン樹脂からなるスラリー保持体１
４を充填しても良い。ここでは、各溝１３の内部に上記
スラリー保持耐１４を設けることとする。

【００２４】上記構成の研磨パッド１１では、略円形の
研磨面１２の中心から周縁に掛けて溝１３が設けられて
いる。このことから、研磨の際に研磨面１２上に供給さ
れ、この研磨面１２の回転にともなう遠心力及び被研磨
体（図示省略）を研磨面１２に押し圧することによって
研磨面１２の外側に排出されようとするスラリー（図示
省略）は、溝１３内に導かれる。この溝１３は、研磨面
１２の中心から周縁に掛けて不連続であることから、溝
１３内に導かれたスラリーは遠心力によってさらに（溝
１３内において）外側に排出される過程で溝１３から溢
れ再び溝１３外の研磨面１２上に供給される。このた
め、スラリーと被研磨体の被研磨面とが接触する機会が
効率的に増加する。この結果、被研磨面の品質の向上、
スラリーの有効利用によるスラリー量の削減が可能にな
る。

【００２５】しかも、研磨面１２における周縁近くに配
置される溝１３ほど浅く形成されていることから、研磨
面１２の中心に近いほど溝１３内におけるスラリーの保
持効果が高くなる。このため、スラリーを保持し難い研
磨面１２の中心程、スラリーと被研磨体の被研磨面とが
接触する機会を効率的に増加させることができ、研磨面
１２上におけるスラリーの供給を均一化することが可能
になる。

【００２６】また、各溝１３内にはスラリー保持体１４
が設けられていることから、溝１３内に導かれたスラリ
ーは、スラリー保持体１４に捕獲されて溝１３内に保持
され易くなっている。このため、スラリーと被研磨体の
被研磨面とが接触する機会をさらに効率的に増加される
ことができる。

【００２７】なお、研磨パッド１１に、発泡サイズの大
きいまたは発泡量の多いまたはその両方を備えたスポン
ジ状のウレタン材料を用いると、硬度や弾性が低いこと
により研磨時に被研磨体の研磨圧力によって研磨パッド
１１が潰れる。そのため、スラリーが被研磨体と研磨パ
ッド１１との間より絞り出される状態になり、スラリー
の保持が十分に行えない。また研磨パッド１１の硬度が
低いことにより被研磨面のグローバル平坦性が悪化す
る。したがって、研磨パッド１１には、研磨に必要な硬
度、弾性を持たせることが必要になる。そこで、必要な
硬度、弾性を有する研磨パッド１１に溝１３を形成し、
その溝１３内に、例えば研磨パッド１１よりも硬度が小
さくスラリーを保持し易い、例えばスポンジ状の発泡ウ
レタンを充填することで、スラリーの保持とグローバル
平坦性を維持した研磨を行うことが可能になる。

【００２８】次に上記研磨パッド１１の形成方法を以下
に説明する。先ず、研磨パッド１１に溝１３を形成す
る。または溝１３が設けられた形状の研磨パッド１１を
成形してもよい。次いで、発泡剤を添加したウレタン材
を研磨パッドの溝１３に流し込み、その後加熱すること
で、溝１３内のウレタン材を発泡させる。そして溝１３
から溢れたウレタン材を除去して研磨パッド１１の研磨
面を表出させ、溝１３内のみに発泡したウレタン材を残
すことで発泡したウレタン材、すなわち多孔質のウレタ
ン材からなるスラリー保持体１４を溝１３内に形成す
る。このようにして、研磨パッド１１を形成する。

【００２９】上記研磨パッド１１は、例えば、図２に示
すような研磨装置（例えば化学的機械研磨装置）８１に
装着される。以下にこの研磨装置８１を説明する。

【００３０】図２に示すように、研磨装置８１は研磨プ
レート８２を回動可能に備えている。この研磨プレート
８２上には上記説明した研磨パッド１１が装着されてい
る。また研磨プレート８２には、回動軸８３の一端側が
接続され、その回動軸８３の他端側には回動駆動源（図
示省略）が接続されている。

【００３１】上記研磨パッド１１の上方には、キャリア
８４が回動自在に備えられている。このキャリア８４の
研磨プレート８２側の面には、接着シート８５を介して
被研磨体７１が保持される。また上記キャリア８４に
は、回動軸８６の一端側が接続されていて、その回動軸
８６の他端側には図示しない回動駆動源が接続されてい
るとともに研磨圧力を調整する研磨圧力調整部８７が備
えられている。

【００３２】また研磨パッド１１のほぼ中央部上には、
スラリー供給装置８８に接続されたスラリー供給ノズル
８９が設けられている。

【００３３】さらに研磨パッド１１の上方にはドレッサ
９０が回動自在に備えられている。このドレッサ９０の
研磨プレート８２側の面には、例えばダイヤモンド砥粒
を金属板に電着したドレッシング層９１が形成されてい
る。また上記ドレッサ９０には、回動軸９２の一端側が
接続されていて、その回動軸９２の他端側には図示しな
い回動駆動源が接続されているとともにドレッシング圧
力を調整する圧力調整部（図示省略）が備えられてい
る。

【００３４】上記研磨装置８１を用いて被研磨体７１を
研磨するには、まず、研磨パッド１１をドレッサ９０に
よりドレッシングする。その後、研磨プレート８２及び
キャリア８４を回動させ、スラリー供給ノズル８９から
スラリー７５を研磨パッド１１上に供給しながら、研磨
圧力調整部８７によりキャリア８４を研磨パッド１１側
に押し当てることで被研磨体７１を研磨パッド１１に押
圧させ、被研磨体７１の研磨を行う。その際、研磨パッ
ド１１の溝１３内（前記図１参照）にスラリー７５が導
かれるので、スラリー７５と被研磨体７１との接触機会
が多くなり、上記説明したような、被研磨面の品質の向
上、スラリー７５の有効利用によるスラリー量の削減が
可能になるというような作用、効果が得られる。

【００３５】また、上記研磨の際には、研磨圧力調整部
８７によりキャリア８４を研磨パッド１１側に押し当て
る圧力（すなわち研磨圧力）を一時的に緩める行程を少
なくとも１回設けることとする。これは、請求項１１を
適用した研磨方法になる。このように研磨を行うこと
で、研磨圧力が緩められた際に、研磨パッド１１の溝１
３内に導かれたスラリー７５が溝１３から溢れて研磨パ
ッド１１上に放出され易くなる。すなわち、被研磨体７
１（の被研磨面）と研磨パッド１１（の研磨面）との間
に供給され易くなり、スラリーと被研磨体の被研磨面と
が接触する機会が効率的に増加する。

【００３６】（第２実施形態）次に、請求項１、請求項
２及び請求項３に係わる発明を適用した研磨パッドの他
の例を第２実施形態とし、この第２実施形態を、図３の
研磨パッドの概略構成図によって説明する。図３（１）
は研磨パッドの平面図を示し、図３（２）にＢ−Ｂ線拡
大断面図を示す。この図３では前記図１によって説明し
た構成部品と同様のものには同一符号を付与する。

【００３７】この第２実施形態の研磨パッドと、上記第
１実施形態の研磨パッドとの異なるところは、研磨面１
２における溝１３の配置状態とこの溝１３内に配置され
るスラリー保持体１４とにあり、その他の構成は同様で
あることとする。すなわち、図３（１）に示すように、
研磨面１２の中心から周縁に掛けて不連続に設けられた
各溝１３は、研磨面１２の中心から周縁に延びる複数の
異なる軸上に配置されているのである。また、研磨面１
２における周縁近くに配置される溝１３ほど浅く形成さ
れていることとする。

【００３８】さらに、図３（２）に示すように、各溝１
３の内部に設けられたスラリー保持体１４は、溝１３の
底面に繊維状のウレタン樹脂を密生させてなるものであ
ることとする。

【００３９】上記構成の研磨パッド１１では、略円形の
研磨面１２の中心から周縁に掛けて不連続な溝１３を設
けたことで、上記第１実施形態と同様にスラリー（図示
省略）と被研磨体（図示省略）の被研磨面とが接触する
機会を効率的に増加させることができる。しかも、各溝
１３を、研磨面１２の中心から周縁に延びる複数の異な
る軸上に配置したことで、溝１３から溢れたスラリーが
研磨面１２におけるより外側の溝１３内に再び導かれる
までの行程が長くなる。このため、スラリーが被研磨体
の被研磨面に供給される時間を長くすることができる。
したがって、さらに被研磨面の品質の向上を図り、スラ
リーの有効利用によるスラリー量の削減を図ることが可
能になる。

【００４０】また、研磨面１２における周縁近くに配置
される溝１３ほど浅く形成し、各溝１３内にスラリー保
持体１４を設けたことから、上記第１実施形態と同様に
研磨面１２上におけるスラリーの供給が均一化され、か
つスラリーと被研磨体の被研磨面とが接触する機会をさ
らに効率的に増加させることができる。

【００４１】上記研磨パッド１１の形成方法を以下に説
明する。先ず、研磨パッド１１に溝１３を形成する。ま
たは溝１３が設けられた研磨パッド１１を成形してもよ
い。その後、ウレタン材を繊維状に加工したものを束
ね、その末端を溝１３の底部に接着する。接着には接着
剤を用いてもよく、または熱圧着により接着してもよ
く、または接着剤を用いるとともに熱圧着により接着し
てもよい。そして溝１３の外部に出ている繊維の束を研
磨パッド１１の研磨面１２の高さに合わせて切ることに
より、繊維状のウレタン材からなるスラリー保持体１４
を溝１３内に形成する。このようにして、研磨パッド１
１を形成する。

【００４２】上記第２実施形態では、ウレタン材を繊維
状に加工したものを束ね、その端部を溝１３の底部に接
着して溝内に繊維状のウレタン材を密生させてスラリー
保持体１４を形成したが、例えばウレタン材を繊維状に
加工したものを溝１３内に積層させてスラリー保持体１
４を形成してもよい。この場合も、スラリー保持体１４
の上面の高さは研磨パッド１１の研磨面１２とほぼ同等
であることとする。

【００４３】以上説明した第２実施形態では、第１実施
形態と同様のスラリー保持体を溝１３内に設けるように
しても良い。また同様に、この第２実施形態で用いたス
ラリー保持体１４を第１実施形態の研磨パッドにおける
溝内に設けるようにしても良い。

【００４４】尚、上記第１実施形態及び第２実施形態で
は、研磨面１２の中心から周縁に向かって直線的に溝１
３が延設されている場合を説明した。しかし、この溝１
３は、中心から周縁に掛けて不連続に設けられていれば
良く、上述のような配設状態に限定されるものではな
い。例えば研磨面１２の全面に網目状に設けられた溝の
複数箇所を分断した状態に配置された溝や、部分的に溝
幅が異なる形状を有する溝を配置しても良い。

【００４５】（第３実施形態）次に、請求項４、請求項
５、請求項６に係わる発明を適用した研磨パッドの一例
を第３実施形態とし、この第３実施形態を、図４の研磨
パッドの概略構成図によって説明する。図４（１）は研
磨パッドの平面図を示し、図４（２）にＣ−Ｃ線拡大断
面図を示す。この図４では前記図１によって説明した構
成部品と同様のものには同一符号を付与する。

【００４６】図４（１）及び図４（２）に示すように、
研磨パッド１１は、上記第１実施形態と同様のものであ
り、略円形の研磨面１２を有している。この研磨面１２
には、研磨面１２の中心から周縁に掛けて複数方向に向
かって連続した溝１３’が設けられている。ここでは一
例として、研磨面１２の中心から４方向に向かって溝１
３’が設けられている場合を図示した。この溝１３’
は、同一の深さに形成されているか、または研磨面１２
における周縁近くほど浅く形成されている。ここでは、
溝１３’の深さは、研磨面１２における周縁近くほど浅
く形成されていることとする。

【００４７】また、溝１３’の底面には、溝１３’をそ
の延設方向に分断する状態でひだ状体１５が立設されて
いる。このひだ状体１５は、例えばウレタン材料からな
るもので、溝１３’の底面に密生させた状態で設けられ
ており、ひだの形状は、平板状、波板状等に形成するこ
とが可能である。そして、ひだ状体１５の形成方向は、
溝１３’をその延設方向に分断する状態であれば良く、
研磨面１２の回転方向と平行な方向、研磨面１２の中心
に向かう面が研磨面１２の回転方向前方に向かう方向、
または研磨面１２の中心に向かう面が研磨面１２の回転
方向後方に向かう方向にの何れかの方向に設定される。

【００４８】上記構成の研磨パッド１１では、略円形の
研磨面１２の中心から周縁に掛けて溝１３’が設けられ
ている。このことから、研磨の際に研磨面１２上に供給
され、この研磨面１２の回転にともなう遠心力及び被研
磨体（図示省略）を研磨面１２に押し圧することによっ
て研磨面１２の外側に排出されようとするスラリー（図
示省略）は、溝１３’内に導かれる。この溝１３’の底
面には、溝１３’の延設方向を分断する状態でひだ状体
１５を密生させたことから、この溝１３’内に導かれた
スラリーは（この溝１３’内において）遠心力によって
外側に排出される過程でこのひだ状体１５に阻止されて
溝１３’から溢れ、再び溝１３’外の研磨面１２上に供
給される。しかも、溝１３’内に導かれたスラリーは、
ひだ状体１５間に捕獲された状態で溝１３’内に保持さ
れる。このため、このひだ状体１５はスラリー保持体と
しても機能するようになるのである。したがって、スラ
リーと被研磨体の被研磨面とが接触する機会が効率的に
増加し、研磨時にスラリーが被研磨体の表面に供給され
る機会が多くなり、被研磨面の品質の向上、スラリーの
有効利用によるスラリー量の削減が可能になる。

【００４９】また、ひだ状体１５の形成方向として、研
磨面１２の中心に向かう面が研磨面１２の回転方向前方
に向かうように設定されている場合には、ひだ状体１５
間に保持されたスラリーは、研磨面の中心方向に戻され
るように溝１３’から溢れ出ることになり、研磨面１２
上におけるスラリーの保持時間を増加させることができ
る。これに対して、ひだ状体１５の形成方向として、研
磨面１２の中心に向かう面が研磨面１２の回転方向後方
に向かうように設定されている場合には、ひだ状体１５
間に保持されたスラリーは、研磨面１２の周縁方向に向
かって溝１３’から溢れ出ることになり、研磨面１２上
におけるスラリーの整流作用を得るとができる。

【００５０】上記研磨パッド１１の形成方法を以下に説
明する。先ず、研磨パッド１１に溝１３’を形成する。
または溝１３’が設けられた研磨パッド１１を成形して
もよい。次に、ウレタン材を研磨パッド１１の溝１３’
に流し込んだ後、このウレタン材の中にひだ状体を形成
する型を差し込み、加熱処理をしてウレタン材を硬化さ
せる。その後、上記型を抜き取ることにより、ウレタン
材からなるひだ状体１５を溝１３’の底面に立設させた
状態で形成する。そして、ひだ状体１５の上端を研磨パ
ッド１１の研磨面１２の高さに揃えるように、溝１３’
より出ているひだ状体１５部分を除去し、これによって
研磨パッド１１を形成する。

【００５１】尚、上記第３実施形態では、研磨面１２の
中心から周縁に向かって直線的に延設された溝１３’を
示した。しかし、研磨面１２に配置される溝１３’は、
上述のような配設状態の溝に限定されるものではなく、
中心から周縁に掛けて設けられていれば良い。例えば、
研磨面１２の全面に網目状に設けられた溝や、部分的に
幅が異なる形状を有する溝であっても良い。

【００５２】また、上記第２実施形態及び第３実施形態
の研磨パッドを用いた研磨は、上記第１実施形態で図２
を用いて説明した研磨装置を用いて上記第１実施形態で
説明したと同様に行うことができる。

【００５３】（第４実施形態）次に、請求項７、請求項
８、請求項９に係わる発明を適用した研磨パッドの一例
を第４実施形態とし、この第４実施形態を、図５の研磨
パッドの概略構成図によって説明する。図５（１）は研
磨パッドの構成図を示し、図５（２）にＤ−Ｄ線拡大断
面図を示す。

【００５４】図５（１）及び図５（２）に示すように、
研磨パッド２１は、上記第１実施形態と同様の材料から
なるベルト状のもので、その外周面が研磨面２２になっ
ている。この研磨面２２には、ベルト状の長手方向に延
設された状態で、不連続な溝２３が設けられている。す
なわち、研磨面２２には、研磨面２２の移動方向及びこ
れと略垂直な幅方向に対して不連続に溝が設けられてい
ることになるのである。これらの各溝２３は、図中に白
抜き矢印で示した研磨面２２の移動方向の後方に向かっ
て浅く形成されている。ただし、この溝２３は、同一の
深さに形成されていても良い。また、これらの各溝２３
の内部には、上記第１実施形態で説明したと同様のスラ
リー保持体２４が設けられている。

【００５５】上記構成の研磨パッド２１では、研磨面２
２の移動によってその後方に排出されようとするスラリ
ー（図示省略）及び、研磨面２１上での被研磨体の回転
によって研磨面２２の幅方向に排出されようとするスラ
リーが溝２３内に導かれる。この溝２３は研磨面２２の
移動方向及びこれと略垂直な幅方向に対して不連続であ
ることから、溝２３内に導かれたスラリーは（溝２３内
において）上記方向に排出される過程で溝２３から溢れ
再び溝２３外の研磨面２２上に供給される。このため、
スラリーと被研磨体（図示省略）の被研磨面とが接触す
る機会が効率的に増加する。この結果、被研磨面の品質
の向上、スラリーの有効利用によるスラリー量の削減が
可能になる。

【００５６】しかも、この溝２３は、研磨面２２の移動
方向の後方に向かって浅く形成されていることから、研
磨面２２の移動方向の前方ほど、溝２３内におけるスラ
リーの保持効果が高くなる。このため、スラリーが保持
され難い研磨面２２の移動方向の前方程、スラリーと被
研磨体の被研磨面とが接触する機会を効率的に増加させ
ることができ、研磨面２２上におけるスラリーの供給を
均一化することができる。

【００５７】また、各溝２３内にはスラリー保持体２４
が設けられていることから、溝２３内に導かれたスラリ
ーは、スラリー保持体２４に捕獲されて溝２３内に保持
され易くなっている。このため、スラリーと被研磨体の
被研磨面とが接触する機会がさらに効率的に増加する。

【００５８】上記研磨パッド２１の形成方法は、上記第
１実施形態で説明したと同様に行うこととする。

【００５９】また、溝２３内に設けたスラリー保持体２
４は、第２実施形態で用いたと同様のスラリー保持体と
しても良い。この場合の研磨パッド２１の形成は、第２
実施形態で説明したと同様に行うこととする。

【００６０】尚、上記第４実施形態では、研磨面２２の
長手方向に直線的に溝２３が延設されている場合を説明
した。しかし、この溝２３は、上述のような配設状態の
溝に限定されるものではなく、研磨面２２の移動方向及
びこれと略垂直な幅方向に対して不連続に設けられてい
れば良い。このため、例えば、研磨面２２の全面に網目
状に設けられた溝の複数箇所を分断したものや、研磨面
２２の幅方向やこれに対する斜め方向に不連続に延設さ
れたもの、または部分的に幅が異なる形状を有していて
もよい。

【００６１】（第５実施形態）次に、請求項１０に係わ
る発明を適用した研磨パッドの一例を第５実施形態と
し、この第５実施形態を、図６の研磨パッドの概略構成
図によって説明する。図６（１）は研磨パッドの構成図
を示し、図６（２）にＥ−Ｅ線拡大断面図を示す。

【００６２】図６（１）及び図６（２）に示すように、
研磨パッド２１は、上記第４実施形態と同様の材料から
なるベルト状のもので、その外周面が研磨面２２になっ
ている。この研磨面２２には、ベルト状の長手方向に延
設された状態で連続的に溝２３’が設けられている。

【００６３】そして、溝２３’の底面には、溝２３’の
延設方向を分断する状態でひだ状体２５が立設されてい
る。このひだ状体２５は、例えばウレタン材料からなる
もので、溝２３’の底面に密生させた状態で設けられて
おり、ひだの形状は、平板状、波板状等に形成すること
が可能である。また、ひだ状体２５の形成方向は、研磨
面の移動方向に対して略平行であることとする。

【００６４】上記構成の研磨パッド２１では、研磨面２
２に溝２３’を設けたことから、この研磨面２２の移動
によってその後方に排出されようとするスラリー（図示
省略）及び、研磨面２２上での被研磨体（図示省略）の
回転によって研磨面２２の幅方向に排出されようとする
スラリーが溝２３’内に導かれる。この溝２３’内は、
底面に立設されたひだ状体２５によって延設方向が分断
されていることから、この溝２３’内に導かれたスラリ
ーは（溝２３’内において）上記方向に排出される過程
で溝２３’から溢れて再び溝２３’外の研磨面２２上に
供給される。しかも、溝２３’内に導かれたスラリー
は、ひだ状体２５間に捕獲されて溝２３’内に保持され
る。このため、このひだ状体２５はスラリー保持体とし
ても機能するようになるのである。このため、スラリー
と被研磨体の被研磨面とが接触する機会が効率的に増加
する。この結果、被研磨面の品質の向上、スラリーの有
効利用によるスラリー量の削減が可能になる。

【００６５】上記研磨パッド２１の形成方法は、上記第
３実施形態で説明したと同様に行うこととする。

【００６６】尚、上記第５実施形態では、研磨面２２の
長手方向に直線的に溝２３’が延設されている場合を説
明した。しかし、この溝２３’は、上述のような配設状
態の溝に限定されるものではなく、研磨面２２の全域に
わたって設けられていれば良い。このため、例えば、研
磨面２２の全面に網目状に設けられた溝や、研磨面２２
の幅方向やこの方向に対するななめ方向に延設されたも
の、または部分的に幅が異なる形状を有していてもよ
い。

【００６７】また、上記第４実施形態及び第５実施形態
の研磨パッドを用いた研磨を行うには、上記第１実施形
態で図２を用いて説明した研磨装置における研磨プレー
トをキャタピラ状のものに変更し、この外周にベルト状
の研磨パッド２１を装着させた研磨装置を用いる。そし
て、この研磨装置を用いて上記第１実施形態で説明した
と同様に研磨を行うこととする。

【００６８】さらに、上記第１〜第５の実施の形態で
は、スラリー保持体１４，２４やひだ状体１５，２５を
形成する樹脂としてウレタンを用いたが、シリコンゴ
ム、硬質ゴム、フッ素系樹脂、ナイロン、塩化ビニルま
たはその他の樹脂を用いることも可能である。または複
数の種類の樹脂で形成することも可能である。また上記
各実施の形態で説明した研磨パッドはウレタン樹脂に限
定されることはなく、その他の樹脂または金属を用いる
ことも可能である。また上記各実施の形態ではスラリー
保持体１４，２４やひだ状体１５，２５と研磨パッド１
１，２１の研磨面１２，２２との高さをほぼ同等の高さ
としたが、必ずしも同等の高さにする必要はない。スラ
リー保持体１４，２４やひだ状体１５，２５の高さは、
研磨パッド１１，２１、スラリー保持体１４，２４、ひ
だ状体１５，２５、被研磨体の各硬度、弾性等により、
適宜設定される。

【００６９】また、上記溝１３，１３’，２３，２３’
の断面形状は、図示したような矩形形状に限定されず、
Ｖ字形やＵ字形であってもよい。

【００７０】上記第１〜第５実施形態で説明したよう
に、本発明の研磨パッドを用いた研磨では、例えば段差
を有する被研磨体の表面を研磨パッドの研磨面に押圧し
て化学的機械研磨を行うことにより被研磨体の被研磨面
を平坦化することに有効である。

【００７１】また、研磨パッドに溝を形成したり、この
溝内にスラリー保持体やひだ状体を設ければよいので、
従来の研磨装置をそのまま用いることが可能である。そ
のため、現行の生産システムに設備的な負荷を与えるこ
となく、研磨パッドの寿命や使い勝手もほとんど変化す
ることなく実現できる。すなわち、いわゆるユーザフレ
ンドリーな対策が可能になる。

【００７２】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の研磨パッ
ドによれば、研磨面側に不連続に溝を設けるか、または
ひだ状体によって溝を分断して不連続としたことで、研
磨に使用されまたは研磨に寄与するとなく研磨パッド外
に排出されていくスラリーを溝内に導き、かつ溝内にお
いて研磨パッド外に排出されていくスラリーを溝から溢
れさせて当該溝外の研磨面上に再び供給することが可能
になる。このため、スラリーと被研磨体の被研磨面とが
接触する機会が増加されるので、高価なスラリーを有効
的に活用することができる。それとともに、被研磨面に
おける研磨形状、研磨速度及び研磨の均一性の向上が図
れ、研磨品質を高めるとともに、スラリーの使用量の低
減によりプロセスコストを削減することができる。

【００７３】また、本発明の研磨方法によれば、溝が形
成された研磨面に対する被研磨体の研磨圧力を一時的に
緩めることで、研磨面の溝内に導かれたスラリーを当該
溝内から被研磨体の被研磨面と研磨面との間に供給し易
くすることができる。このため、スラリーと被研磨体の
被研磨面とが接触する機会が増加されるので、高価なス
ラリーを有効的に活用することができる。それととも
に、被研磨面における研磨形状、研磨速度及び研磨の均
一性の向上が図れ、研磨品質を高めるとともに、スラリ
ーの使用量の低減によりプロセスコストを削減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の研磨パッドを説明する
図である。

【図２】研磨装置の概略構成図である。

【図３】本発明の第２実施形態の研磨パッドを説明する
図である。

【図４】本発明の第３実施形態の研磨パッドを説明する
図である。

【図５】本発明の第４実施形態の研磨パッドを説明する
図である。

【図６】本発明の第５実施形態の研磨パッドを説明する
図である。

【図７】従来の研磨パッドに係わる溝形状の説明図であ
る。

【図８】従来の研磨パッドに係わる溝形状の説明図であ
る。

【符号の説明】

１１，２１…研磨パッド、１２，２２…研磨面、１３，
１３’，２３，２３’…溝、１４，２４…スラリー保持
体、１５，２５…ひだ状体

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被研磨体を研磨する略円形の研磨面を有
   する研磨パッドにおいて、 前記研磨面には、その中心から周縁に掛けて不連続に溝
   が設けられたことを特徴とする研磨パッド。
2. 【請求項２】 請求項１記載の研磨パッドにおいて、 前記溝の深さは、前記研磨面の周縁に近いほど浅いこと
   を特徴とする研磨パッド。
3. 【請求項３】 請求項１記載の研磨パッドにおいて、 前記溝内には、スラリー保持体が設けられたことを特徴
   とする研磨パッド。
4. 【請求項４】 被研磨体を研磨する略円形の研磨面を有
   する研磨パッドにおいて、 前記研磨面には、その中心から周縁に掛けて溝が設けら
   れ、 前記溝の底面には、当該溝内をその延設方向に分断する
   状態でひだ状体が立設されていることを特徴とする研磨
   パッド。
5. 【請求項５】 請求項４記載の研磨パッドにおいて、 前記溝の深さは、前記研磨面の周縁に近いほど浅いこと
   を特徴とする研磨パッド。
6. 【請求項６】 請求項４記載の研磨パッドにおいて、 前記ひだ状体は、前記研磨面の中心に向かう面が当該研
   磨面の回転方向前方に向けられたことを特徴とする研磨
   パッド。
7. 【請求項７】 被研磨体を研磨する研磨面を有するベル
   ト状の研磨パッドにおいて、 前記研磨パッドの研磨面全域には、当該研磨面の移動方
   向及びこれと略垂直な幅方向に対して不連続な溝が設け
   られていることを特徴とする研磨パッド。
8. 【請求項８】 請求項７記載の研磨パッドにおいて、 前記溝は、前記研磨面の移動方向の後方に向かって浅く
   形成されたことを特徴とする研磨パッド。
9. 【請求項９】 請求項７記載の研磨パッドにおいて、 前記溝内には、スラリー保持体が設けられたことを特徴
   とする研磨パッド。
10. 【請求項１０】 被研磨体を研磨する研磨面を有するベ
    ルト状の研磨パッドにおいて、 前記研磨パッドの研磨面全域には溝が設けられ、 前記溝の底面には、当該溝内をその延設方向に分断する
    状態でひだ状体が立設されていることを特徴とする研磨
    パッド。
11. 【請求項１１】 被研磨体を研磨する研磨面に溝を設け
    てなる研磨パッドを用いた研磨方法であって、 前記被研磨体を前記研磨面に押し圧して研磨を行う際
    に、当該被研磨体の当該研磨面に対する圧力を一時的に
    緩めることを特徴とする研磨方法。