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JP2002036098A - 研磨パッド - Google Patents

研磨パッド

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Publication number
JP2002036098A
JP2002036098A JP2000224505A JP2000224505A JP2002036098A JP 2002036098 A JP2002036098 A JP 2002036098A JP 2000224505 A JP2000224505 A JP 2000224505A JP 2000224505 A JP2000224505 A JP 2000224505A JP 2002036098 A JP2002036098 A JP 2002036098A
Authority
JP
Japan
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polishing
polishing pad
adhesive layer
platen
pad
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2000224505A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsunobu Kobayashi
達宜 小林
Hiroshi Tanaka
弘志 田中
Toyohisa Kongoji
豊久 金剛寺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP2000224505A priority Critical patent/JP2002036098A/ja
Publication of JP2002036098A publication Critical patent/JP2002036098A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/30Reducing waste in manufacturing processes; Calculations of released waste quantities

Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 交換が容易で、コストの低減及び廃棄物の減
量が可能で、かつ研磨性能を安定させることができる研
磨パッドを提供する。 【解決手段】 研磨パッド21を、ウェーハを受ける上
層22と、シリコーンを主剤としたゲル状物質からな
り、プラテン3に貼り付けられる粘着層23とで構成す
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、表面形状に高度な
均一性が要求される研磨対象物の研磨に用いられる研磨
パッドに関する。
【0002】
【従来の技術】表面形状に高度な均一性が要求される研
磨対象物としては、例えば半導体ウェーハやメモリディ
スク、光学部品例えばレンズ等がある。これらの研磨に
は、主に化学的機械的研磨法(CMP法)が用いられ
る。CMP法は、砥粒剤としてSiO2を用いたアルカ
リ溶液やCeO2を用いた中性溶液、あるいはAl23
を用いた酸性溶液等のスラリーを用いて化学的・機械的
に研磨対象物の表面を研磨し、平坦化(または均一化)
する方法である。
【0003】CMP法を用いて研磨対象物を研磨する装
置としては、例えば図2の要部拡大斜視図に概略的に示
されるものが知られている。この研磨装置1は例えば半
導体ウェーハW(以下、単にウェーハという)を研磨す
るものであって、中心軸2に取り付けられた円板状のプ
ラテン3(研磨定盤)上に例えば硬質ウレタンからなる
研磨パッド4が設けられ、この研磨パッド4に対向して
かつ研磨パッド4に対して、プラテン3の中心軸2から
偏心した位置に、自転可能な研磨ヘッド5が配設されて
いるものである。研磨ヘッド5は、研磨パッド4よりも
小径の略円盤形状とされて、図示せぬアームによって上
端を保持された状態で、その下部すなわちヘッド先端で
ウェーハWを保持して研磨パッド4に所定圧力で当接さ
せるものである。この研磨装置1では、ウェーハWの研
磨に際して、例えば上述した砥粒剤が液状のスラリーS
として研磨パッド4上に供給されているため、このスラ
リーSが研磨ヘッド5に保持されたウェーハWと研磨パ
ッド4との間に流動して、研磨ヘッド5に保持されたウ
ェーハWが自転し、同時に研磨パッド4が中心軸2を中
心として回転するために、研磨パッド4でウェーハWの
一面が研磨される。
【0004】研磨パッドとしては、図3の縦断面図に示
すように、ウェーハWを受ける上層6と、上層6の裏面
に設けられてプラテン3に貼り付けられる粘着層7とを
有する研磨パッド8がある(このような研磨パッドを単
層パッドという)。ここで、研磨パッドには、研磨対象
物の表面を平面に近付けるために、研磨対象物を当接さ
せてもたわむなどの変形を抑制するためにある程度の硬
度が要求され、また研磨対象物の全面にわたって当接し
て一様な研磨を行うためにはある程度の柔軟性が要求さ
れる。このような理由から、図4の縦断面図に示すよう
に、研磨に寄与する側(ウェーハを受ける側)に硬質の
素材からなる硬質層9を設け、プラテン3に貼り付けら
れる側には軟質の素材からなる軟質層10を設けた研磨
パッド11も用いられる(このような研磨パッドを複層
パッドという)。この研磨パッド11は、硬質層9の裏
面に第一の粘着層12を設けて、この第一の粘着層12
によって硬質層9と軟質層10とを貼り付けたものであ
る。そして、軟質層10の裏面には第二の粘着層13を
設けられており、この第二の粘着層13によってプラテ
ン3に貼り付けられるようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】研磨パッドは、研磨に
使用されることで、研磨対象物の研磨に作用する面に次
第に目詰まり、目つぶれが生じて研磨精度、研磨能率な
どの研磨性能が低下する。このため、研磨パッドは、目
詰まり、目つぶれが生じる前に、例えばその表面を薄く
削り取るなどしてドレッシング(目立て)を行い、研磨
性能を回復させている。そして、ドレッシングしても研
磨性能が回復しなくなった場合には新品の研磨パッドと
交換される。ここで、従来の研磨パッドにおいて、プラ
テン3に貼り付けるための粘着層(粘着層7、第二の粘
着層13)は、例えば接着剤を層状に形成したものや、
両面テープ等によって構成されている。このような粘着
層は粘着力が強いので、プラテン3からはがしにくく、
また貼り直しが困難であるために新品の研磨パッドを貼
り付ける際には作業を慎重に行う必要があり、研磨パッ
ド交換時の作業性が悪かった。
【0006】また、研磨性能を向上させる観点からは複
層パッドを使用することが望ましいが、複層パッドは製
造コストが高いという問題がある。CMP装置のランニ
ングコストのうち、消耗品である研磨パッドにかかる費
用の占める割合が高いので、研磨パッドにかかるコスト
を低減することが望まれている。さらに、近年は環境問
題及び廃棄物処理にかかるコスト低減の観点から、廃棄
物を減量することが要求されている。また、複層パッド
を用いても、研磨ヘッド5やプラテン3や、ウェーハW
自体に振動が生じた場合には、この振動が減衰しにく
く、研磨精度や研磨能率に悪影響が生じてしまう。そし
て、複層パッドは単層パッドよりも熱伝導率が低くなる
ので、ウェーハWの研磨時に生じる加工熱がこもりやす
く、この熱によってスラリーが変質したり、スラリーの
化学的研磨作用が大きくなるなどして、ウェーハWの表
面が荒れてしまう場合があった。
【0007】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、交換が容易で、コストの低減及び廃棄物の減
量が可能で、かつ研磨性能を安定させることができる研
磨パッドを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明にかかる研磨パッドは、研磨定盤の表面に貼
り付けられて、表面に研磨対象物を当接させた状態で該
研磨対象物に対して相対移動させられることで該研磨対
象物の研磨を行う研磨パッドであって、前記研磨対象物
を受ける上層と、シリコーンを主剤としたゲル状物質か
らなり、前記研磨定盤に貼り付けられる粘着層とを有し
ていることを特徴とする。
【0009】シリコーンを主剤としたゲル状物質は、表
面が乾燥した状態では強い粘着力を有しており、研磨パ
ッドは、粘着槽の粘着力によって研磨定盤に貼り付けら
れる。また、シリコーンを主剤としたゲル状物質は、表
面を水等で濡らすことで粘着力が著しく低下する。この
ため、本発明の研磨パッドでは、研磨定盤に貼り付けら
れた研磨パッドを剥がす場合には、粘着層の外周部の一
部を研磨定盤から剥がし、この部分から粘着層と研磨定
盤との間に水等を送り込むことで研磨パッドを容易に研
磨定盤から剥がすことができる。そして、粘着層の表面
を乾燥させることで再び粘着力が回復するので、何度で
も貼り直しが可能となる。さらに、同様の方法で、上層
を粘着層に対して着脱することができるので、研磨作業
を繰り返して上層が消耗してきた場合には、研磨パッド
全体ではなく、上層のみを新品と交換することができ、
粘着層を繰り返し使用することができる。また、シリコ
ーンを主剤としたゲル状物質は柔軟性も優れているの
で、粘着層は複層パッドにおける軟質層の役割を果た
す。さらに、このゲル状物質は、振動吸収性が高いの
で、研磨ヘッドや研磨定盤や、研磨対象物自体に振動が
生じた場合にも、その振動を効果的に減衰させることが
できる。そして、シリコーンはそれ自体が高い熱伝導率
を有しているので、上層に生じた加工熱は、ゲル状物質
を介して速やかに研磨定盤等に伝達され、上層に加工熱
がこもりにくい。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
研磨パッドについて図面を参照して説明する。本実施の
形態の研磨パッドは、大略円形をなすシート状のもので
あって、従来の研磨パッド4と同様に、例えば図2に示
す研磨装置1においてプラテン3(研磨定盤)の表面に
貼り付けられて用いられるものである。図1は本実施の
形態の研磨パッドの形状を示す縦断面図である。本発明
の研磨パッド21は、ウェーハW(研磨対象物)を受け
る上層22と、シリコーンを主剤としたゲル状物質から
なり、プラテン3に貼り付けられる粘着層23とを有し
ている。上層22は、例えば硬質ウレタンなど、従来の
研磨パッドに用いられているものと同様の素材を用いる
ことができる。本実施の形態では、上層22は、複層パ
ッドの硬質層に用いられるものと同程度の硬さを持つも
のを用いている。
【0011】シリコーンを主剤としたゲル状物質は、表
面が乾燥した状態では強い粘着力を有しており、表面を
水等で濡らすことで粘着力が著しく低下し、表面を乾燥
させることで再び粘着力が回復するものである。そし
て、上層22と粘着層23とは、粘着層23の粘着力に
よって接着されている。そして、シリコーンを主剤とし
たゲル状物質は、柔軟性も優れており、また振動吸収性
も高い。さらに、シリコーンはそれ自体が高い熱伝導率
を有している。
【0012】このように構成される研磨パッド21は、
従来の研磨パッド4と同様、研磨装置1のプラテン3に
対して、研磨パッド21の粘着層23によって接着され
る。ここで、研磨パッド21をプラテン3に貼り付けた
状態では、上層22と粘着層23、及び粘着層23とプ
ラテン3とは密着しており、これらの間にスラリーS等
が進入しにくくなっている。そして、研磨パッド21を
プラテン3から剥がす際には、粘着層23の外周部の一
部をプラテン3から剥がし、この部分から粘着層23と
プラテン3との間に水等を送り込んで粘着層23の下面
を湿らせて、粘着層23の粘着力を低下させてから剥が
す。ここで、上層22は、通常の研磨パッドと同様、プ
ラテン3への位置決めのためのマージンをとるために、
粘着層23及びプラテン3よりも外径が大きくとられて
いて、研磨パッド21の外周では上層22が粘着層23
及びプラテン3よりも外周側に外周部が張り出す形とな
る。このため、研磨パッド21の外周部における上層2
2と粘着層23及び粘着層23とプラテン3との境界部
分にはスラリーS等が進入しにくくなっている。なお、
上層22を粘着層23を同径としても、上述したように
上層22と粘着層23、及び粘着層23とプラテン3と
は密着しており、また、粘着層23の研磨作業中は、研
磨パッド21の上面は研磨ヘッド5によってプラテン3
に向けて押圧されているので、これらの間にスラリーS
等が進入しにくくなっている。そして、研磨作業を繰り
返して上層22が消耗してきた場合には、上記のように
研磨パッド21全体を交換してもよいが、通常は上層2
2を粘着層23から剥がして上層22のみを新品と交換
し、粘着層23は再利用する。
【0013】このように構成される研磨パッド21によ
れば、容易にプラテン3から剥がすことができ、何度で
も貼り直しが可能となるので、研磨パッドの交換作業が
容易になる。さらに、研磨パッド21が消耗してきた場
合には、研磨パッド全体ではなく上層22のみを新品と
交換し、粘着層23を再利用することができるので、研
磨パッドにかかるコストが低減されるとともに廃棄物の
量を減量することができる。また、粘着層23が優れた
柔軟性を有しており、複層パッドにおける軟質層の役割
を果たすので、研磨パッド21を単層パッドとしつつ、
複層パッドと同様の効果を得ることができ、研磨性能を
確保することができる。そして、粘着層23は振動吸収
性が高く、研磨ヘッド5やプラテン3やウェーハW自体
に振動が生じた場合にもその振動を効果的に減衰させる
ことができる。また、粘着層23が高い熱伝導率を有し
ているので、上層22に生じた加工熱は、粘着層23を
介して速やかにプラテン3等に伝達され、上層22に加
工熱がこもりにくい。これによって振動や加工熱による
悪影響を低減させて、研磨性能を安定させることができ
る。
【0014】
【発明の効果】本発明の研磨パッドによれば、容易に研
磨定盤から剥がすことができ、何度でも貼り直しが可能
となるので、研磨パッドの交換作業が容易になる。さら
に、研磨パッドが消耗してきた場合には、研磨パッド全
体ではなく、上層のみを交換して、粘着層を再利用する
ことができるので、研磨パッドにかかるコストが低減さ
れるとともに、廃棄物の量を減量することができる。ま
た、粘着層が優れた柔軟性を有しているので、研磨パッ
ドを単層パッドとしつつ、複層パッドと同様の効果を得
ることができ、研磨性能を確保することができる。そし
て、粘着層は振動吸収性が高く、研磨ヘッドや研磨定盤
や、研磨対象物自体に振動が生じた場合にも、その振動
を効果的に減衰させることができる。また、粘着層が高
い熱伝導率を有しているので、上層に生じた加工熱は、
粘着層を介して速やかに研磨定盤に伝達され、上層に加
工熱がこもりにくい。これによって振動や加工熱による
悪影響を低減させて、研磨性能を安定させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態にかかる研磨パッドの
形状を示す縦断面図である。
【図2】 従来の研磨装置の構造を概略的に示す要部拡
大斜視図である。
【図3】 従来の研磨パッドの形状の一例を示す縦断面
図である。
【図4】 従来の研磨パッドの形状の他の例を示す縦断
面図である。
【符号の説明】
3 プラテン(研磨定盤) 21 研磨パッド 22 上層 23 粘着層 W ウェーハ(研磨対象物)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金剛寺 豊久 埼玉県大宮市北袋町1丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社知能機器・システム開 発センター内 Fターム(参考) 3C058 AA09 CA01 CB04 CB05 CB06 DA12 DA17

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 研磨定盤の表面に貼り付けられて、表面
    に研磨対象物を当接させた状態で該研磨対象物に対して
    相対移動させられることで該研磨対象物の研磨を行う研
    磨パッドであって、 前記研磨対象物を受ける上層と、 シリコーンを主剤としたゲル状物質からなり、前記研磨
    定盤に貼り付けられる粘着層とを有していることを特徴
    とする研磨パッド。
JP2000224505A 2000-07-25 2000-07-25 研磨パッド Withdrawn JP2002036098A (ja)

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