JP2003300149A - 研磨パッド、研磨装置および研磨方法 - Google Patents

研磨パッド、研磨装置および研磨方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 研磨後に研磨パッド表面より被加工物を取り
除き易くするとともに、研磨に使用する研磨液を低減
し、さらには研磨パッドの製造コストの低減を図る。 【解決手段】 被研磨物を研磨する第１研磨パッド１
は、第１の研磨パッド１の厚さ方向に貫通する複数の長
孔１１が設けられているものであり、この長孔１１は、
長孔１１の長手方向の長さが２０ｍｍ以下に形成されて
いることが好ましく、さらに長孔１１の幅方向のピッチ
が１００ｍｍ未満になっていることが好ましく、また上
記長孔１１の他に小孔（図示せず）が設けられていても
よい。

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、研磨
装置および研磨方法に関し、詳しくは複数の長孔が設け
られた研磨パッド、その研磨パッドを用いた研磨装置お
よびその研磨パッドを用いた研磨方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術１として、表面に溝が設けられ
ている研磨パッドが市販されている。例えばロデールニ
ッタ社製の研磨パッドＩＣ１０００−Ａ２２がある。図
９に示すように、この研磨パッド６１は、研磨パッド表
面６１Ｓに幅２ｍｍの溝６２が約２ｃｍピッチで格子状
に形成されているものである。なお、平面図では溝６２
の図示を省略した。
【０００３】従来技術２として、表面に複数の小孔（例
えば直径が１．８ｍｍの小孔）が設けられている市販の
研磨パッドがある。一例としてロデールニッタ社製の研
磨パッドＩＣ１０００（ｐ）が知られている。
【０００４】従来技術３として、図１０に示すように、
複数の孔７２と表面７１Ｓに複数の溝７３とが設けられ
ている研磨パッド７１が開示されている。なお、平面図
では孔７２と溝７３の図示を省略した。特許第３０４２
５９３号には孔径について記載は無いが、一般的には直
径１．８ｍｍの孔が３〜５個／ｃｍ2 程度の密度で形成
されている研磨パッドがよく用いられている。なお、特
許第３０４２５９３号には、溝幅は孔径以下でよい、ま
た溝深さは０．３ｍｍ程度でよいとの記載あり、さらに
溝深さは０．５ｍｍまでのもが記載されている（例え
ば、特許文献１参照。）。
【０００５】上記従来技術３の研磨パッドでは、孔が設
けられていることによって、研磨抵抗の上昇が抑えられ
る。また研磨パッド表面に溝が形成されていることによ
って半導体ウエハとの間の密閉性が低下し、負圧を生じ
にくくしている。このため、研磨終了後に研磨パッド表
面より半導体ウエハを取り除くことが容易になってい
る。また従来技術３の研磨パッドは、通常の溝を有した
研磨パッドと比べ、硬質層の強度の低下が抑制されるこ
とにより、軟質層の負荷が低減され、時間を経た場合の
劣化が低減されるという特徴を有する。
【０００６】また、化学的機械研磨（以下ＣＭＰとい
う、ＣＭＰはChemical Mechanical Polishingの略）
は、半導体装置の製造プロセスにおいて絶縁膜表面を平
坦化するとき、銅配線、タングステンプラグ等を形成す
る際の余剰な材料を除去するとき等に用いられている。
【０００７】従来から広く使われているＣＭＰ装置は、
研磨パッドの研磨面は平面状であり、ウエハの被研磨面
と研磨パッドの研磨面とが平行に配置されて、お互いが
回転しながら接触することにより研磨を行うものである
（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】また、ベルト式のＣＭＰ装置（例えば、特
許文献３参照。）（例えば、特許文献４参照。）、直線
揺動式のＣＭＰ装置（例えば、特許文献５参照。）、リ
ング状研磨パッドを有するＣＭＰ装置（例えば、特許文
献６参照。）、ローラ式のＣＭＰ装置が知られている
（例えば、特許文献７参照。）。上記いずれの研磨装置
も被研磨面に接触する研磨パッドの研磨面は平面状とな
っている。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−１１７８５５号公報（第４
頁、図１、図５）
【特許文献２】特開２０００−２１８５１４号公報（第
４頁、図５）
【特許文献３】特開２０００−２１８５１４号公報（第
４頁、図６）
【特許文献４】特開平８−５２６５２号公報公報（第５
−６頁、図１）
【特許文献５】特開平８−５２６５２号公報（第８頁、
図１０）
【特許文献６】特開平１１−３１６７１号公報（第５
頁、図１）
【特許文献７】特開平２−１３９１７２号公報（第３−
５頁、図１−３）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術１の研磨パッドは、研磨中に研磨液が溝を通って
流れ出してしまうため、多くの研磨液が必要になる。ま
た、溝の形成は切削加工で行うので、パンチングで孔を
形成した研磨パッドと比較して、研磨パッドの製造コス
トが高くなる。
【００１１】上記従来技術２の研磨パッドは、孔の部分
で、被研磨物との間に負圧を生じるため、研磨抵抗が上
昇する。さらに、研磨終了後に被研磨物を取り除くこと
が困難である。この現象の詳細な説明は、特開平９−１
１７８５５号公報にも記載されている。
【００１２】従来技術３の研磨パッドは、それを製造す
る際に、パンチングで孔を形成した後に、切削加工にて
溝を形成する必要があるため、製造コストがかかる。
【００１３】上記従来の技術で説明したような研磨パッ
ドを用いた研磨装置および研磨方法では、上記研磨パッ
ドの課題が解決されない。
【００１４】
【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、研磨装置および研磨
方法である。
【００１５】本発明の第１研磨パッドは、被研磨物を研
磨する研磨パッドにおいて、前記研磨パッドを厚さ方向
に貫通する複数の長孔が設けられているものである。
【００１６】上記第１研磨パッドでは、研磨パッドを厚
さ方向に貫通する複数の長孔が設けられていることか
ら、被研磨面と研磨パッド表面との間の密閉性が低下す
るので負圧が生じにくくなる。このため、研磨終了後に
研磨パッド表面より被研磨物を取り除くことが容易にな
る。また、本発明の研磨パッドに形成される長孔はパン
チング加工で形成することができるので、切削加工によ
り形成される溝を有する研磨パッドよりも製造コストが
安価になる。
【００１７】本発明の第２研磨パッドは、被研磨物を研
磨する研磨パッドにおいて、前記研磨パッドを厚さ方向
に貫通する複数の孔が設けられていて、前記複数の孔の
うちの一部は長孔からなるものである。
【００１８】上記第２研磨パッドでは、研磨パッドを厚
さ方向に貫通する複数の孔が設けられていて、この複数
の孔のうちの一部は長孔で形成されていることから、第
１研磨パッドと同様に、長孔によって被研磨面と研磨パ
ッド表面との間の密閉性が低下して負圧が生じにくくな
る。このため、研磨終了後に研磨パッド表面より被研磨
物を取り除くことが容易になる。さらに、長孔以外の複
数の孔が設けられていることから、研磨抵抗の上昇が抑
えられる。さらに、従来の研磨パッドのように溝が形成
されていないため、研磨液が溝を通って研磨パッド外に
流出することがない。本発明の研磨パッドに形成された
長孔は、その内部に研磨液を留めるので、使用する研磨
液の量を減らすことができる。また、本発明の研磨パッ
ドに形成される長孔を含む複数の孔は１回のパンチング
加工で形成することが可能であるので、切削加工により
形成される溝を有する研磨パッドよりも製造コストが安
価になる。さらに、長孔は研磨パッドの厚さ方向に貫通
するように形成されているため、研磨が進行して研磨パ
ッドが磨耗した際にも、長孔が無くなることはない。こ
のため、溝を有する研磨パッドよりもパッド寿命を延ば
すことができる。
【００１９】本発明の研磨装置は、研磨パッドの製造コ
ストを安価にできる本発明の研磨パッドを用いたもので
ある。このように本発明の研磨パッドを用いたことか
ら、研磨装置の運用費用が低減される。さらに、本発明
の研磨パッドは従来の溝を有する研磨パッドよりもパッ
ド寿命が長いので、研磨パッドの交換頻度が低減され
る。
【００２０】本発明の研磨方法は、研磨パッドの製造コ
ストを安価にできる本発明の研磨パッドを用いたもので
ある。このように本発明の研磨パッドを用いたことか
ら、研磨コストが低減される。さらに、本発明の研磨パ
ッドは従来の溝を有する研磨パッドよりもパッド寿命が
長いので、研磨パッドの交換頻度が低減される。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の第１研磨パッドに係る第
１実施の形態を、図１の平面図および部分拡大図によっ
て説明する。
【００２２】図１に示すように、第１研磨パッド１は、
この第１研磨パッド１を厚さ方向に貫通する複数の長孔
１１が、行方向および列方向にそろえて設けられている
ものである。上記研磨パッド１は、例えば、発泡ポリウ
レタンやウレタンのような樹脂からなる。その厚さは一
般敵な研磨パッドの厚さと同程度であり、例えば０.５
ｍｍ〜３.０ｍｍ程度の厚さを有している。上記長孔１
１は、上記研磨パッド１に収まりその長手方向の長さＬ
が２０ｍｍ以上を有し、また上記長孔１１は、その短手
方向の長さ（以下幅という）Ｗの２倍以上１００ｍｍ未
満になるピッチｐで形成されている。なお、長孔１１の
長手方向の間隔ｄは適宜設定されるがここでは一例とし
て１０ｍｍとした。また、上記長孔１１は、行方向およ
び列方向のいずれか一方もしくは両方にずらして形成さ
れていてもよい。
【００２３】上記第１研磨パッド１では、第１研磨パッ
ド１を厚さ方向に貫通する複数の長孔１１が設けられて
いることから、被研磨面と研磨パッド１の表面との間の
密閉性が低下して負圧が生じにくくなるため、研磨終了
後に研磨パッド１の表面より被研磨物を取り除くことが
容易になる。また、本発明の第１研磨パッド１に形成さ
れる長孔１１はパンチング加工で形成することができる
ので、切削加工により形成される溝を有する研磨パッド
よりも製造コストが安価になる。さらに、長孔１１は第
１研磨パッド１の厚さ方向に貫通するように形成されて
いるので、第１研磨パッド１が磨耗しても長孔１１が無
くなることはない。このため、溝を有する従来の研磨パ
ッドよりもパッド寿命を延ばすことができる。
【００２４】次に、本発明の第２研磨パッドに係る第１
実施の形態を、図２の平面図および部分拡大図によって
説明する。なお、平面図では小孔の図示を省略した。
【００２５】図２に示すように、第２研磨パッド２は、
前記第１研磨パッド１のように第２研磨パッド２を厚さ
方向に貫通する長孔１１が、例えば行方向および列方向
にそろえて形成され、かつ第２研磨パッド２を厚さ方向
に貫通するもので直径Ｄが１０ｍｍ以下、好ましくは５
ｍｍ以下の複数の孔（以下小孔という）２１を設けたも
のである。すなわち、上記長孔１１は、上記研磨パッド
１に収まりその長さＬが２０ｍｍ以上を有し、また上記
長孔１１は、その幅Ｗの２倍以上１００ｍｍ未満になる
ピッチｐ１で形成されている。なお、長孔１１の長手方
向の間隔ｄは適宜設定されるがここでは一例として１０
ｍｍとした。また、上記長孔１１は、行方向および列方
向のいずれか一方もしくは両方にずらして形成されてい
てもよい。
【００２６】さらに上記小孔２１は、例えば直径Ｄ＝
１．８ｍｍの孔で構成され、格子点状にピッチｐ２ｘ＝
＝ｐ２ｙ＝５ｍｍにて一様に配置されている。なお、小
孔２１は上記長孔１１と重ならないように形成されてい
ることが好ましい。また、小孔２１の配置は格子点状に
限定されることはなく、所定のピッチで研磨パッドの全
面に形成されるものであればよい。
【００２７】上記第２研磨パッド２では、第２研磨パッ
ド２を厚さ方向に貫通する複数の長孔１１と小孔２１と
が設けられていることから、前記第１研磨パッド１と同
様に、長孔１１によって被研磨面と第２研磨パッド２の
表面との間の密閉性が低下して負圧が生じにくくなる。
このため、研磨終了後に第２研磨パッド２の表面より被
研磨物を取り除くことが容易になる。また長孔１１は、
その内部に研磨液を留めるので、使用する研磨液の量を
減らすことができる。
【００２８】さらに、長孔１１以外に複数の小孔２１が
設けられていることから、研磨抵抗の上昇が抑えられ
る。さらに、従来の研磨パッドのように溝が形成されて
いないため、研磨液が溝を通って研磨パッド外に流出す
ることがない。
【００２９】また、本発明の第２研磨パッド２に形成さ
れる長孔１１および小孔２１は１回のパンチング加工で
形成することが可能であるので、切削加工により形成さ
れる溝を有する研磨パッドよりも製造コストが安価にな
る。
【００３０】さらに、長孔１１および小孔２１は第２研
磨パッド２の厚さ方向に貫通するように形成されている
ため、研磨が進行して第２研磨パッド２が磨耗した際に
も、長孔１１および小孔２１が無くなることはない。こ
のため、溝を有する研磨パッドよりもパッド寿命を延ば
すことができる。
【００３１】次に、上記第１、第２研磨パッド１、２を
用いて、長孔の長さ、長孔の幅、長孔の幅方向のピッチ
を変えて搬送時のトラブルが発生する確率を調査した。
前記図１、図２中に示した長孔１１の長手方向の間隔ｄ
は１０ｍｍに固定した。各研磨では、シリコンウエハ表
面に酸化シリコンのベタ膜を形成したものを被研磨物と
し、その酸化シリコン膜を被研磨面として１分間研磨し
て、そのシリコンウエハを搬送できるかどうかを、１０
回調べた。その結果を表１にまとめる。
【００３２】
【表１】
【００３３】上記調査において、第１、第２研磨パッド
１、２には、発泡ポリウレタン製のもの（例えば、ロデ
ール社製の厚さ１．２ｍｍのＩＣ１０００単層品）、お
よび上層が発泡ポリウレタン製で下層がＰＥＴ（ポリエ
チレンテレフタレート）製よりなる積層されたもの（例
えば、上層がロデール社製の厚さ１．２ｍｍのＩＣ１０
００で下層が同社製の厚さ１．２ｍｍのＳＵＢＡ４００
よりなる積層された研磨パッド）を用いた。
【００３４】第１、第２研磨パッド１、２を研磨定盤
（図示せず）に接着するには、単層品の研磨パッドの場
合には両面粘着テープを用いた。上記調査では、研磨定
盤にスラリーが直接触れ無いようにするために、第１、
第２研磨パッド１、２をパンチング加工して長孔１１、
小孔２１等を形成した後、両面粘着テープを用いて研磨
定盤に接着した。なお、第１、第２研磨パッド１、２に
両面粘着テープを貼った後に、両面粘着テープとともに
第１、第２研磨パッド１、２をパンチング加工して長孔
１１、小孔２１等を形成すれば、両面粘着テープにも孔
が形成されたものが得られる。このように両面粘着テー
プにも長孔１１、小孔２１が形成されていても、本発明
の効果には影響は無い。
【００３５】一方、積層品には、ＩＣ１０００のみ孔を
貫通させたものと、ＩＣ１０００およびＳＵＢＡ４００
の両方に孔を貫通させたものとを作製した。ＩＣ１００
０とＳＵＢＡ４００は両面テープで接着するので、接着
前にＩＣ１０００にパンチングで孔を形成した後に接着
すれば、ＩＣ１０００のみ孔を貫通させたものが得ら
れ、接着後にパンチングで孔を形成すれば、両方に孔を
貫通させたものが容易に作製できる。
【００３６】ＩＣ１０００をＳＵＢＡ４００に接着する
には両面粘着テープを用いた。その際、ＩＣ１０００の
み孔を貫通させたものでは、ＩＣ１０００に両面粘着テ
ープを貼る前にパンチング加工を行えば両面粘着テープ
に孔が無いものが得られ、両面テープを貼った後にパン
チング加工すれば両面粘着テープに孔が形成されたもの
が得られる。両面粘着テープの孔に関しては、あっても
無くても本発明の効果に影響は無いが、今回は、下層Ｓ
ＵＢＡ４００へのスラリー浸透が無いということから両
面粘着テープに孔を形成しないものを作製して用いた。
【００３７】ＩＣ１０００とＳＵＢＡ４００との両方に
孔を貫通させたものでは、研磨定盤への接着用として両
面粘着テープを用いた。両面粘着テープを貼る前にパン
チング加工を行えば両面粘着テープに孔が形成されない
ものが得られ、両面粘着テープを貼った後にパンチング
加工を行えば両面粘着テープにも孔が形成されたものが
得られる。両面粘着テープの孔に関しては、あっても無
くても本発明の効果に影響は無いが、今回は、研磨定盤
へスラリーが直接触れ無いことから両面粘着テープに孔
を形成しないものを作製して用いた。
【００３８】上記表１より、ＩＣ１０００の単層品から
なる第１研磨パッド１では、長さ２０ｍｍ以上の長孔１
１が形成された場合に、ウエハの搬送エラーが０であっ
た。ただし、長孔１１とともに小孔２１が形成された第
２研磨パッド２の場合には長孔１１のピッチｐが１００
ｍｍ以上となると搬送エラーが生じた。
【００３９】また、ＩＣ１０００とＳＵＢＡ４００との
積層品からなるからなりＩＣ１０００のみに長孔１１が
形成された第１研磨パッド１では、長さ２０ｍｍ以上の
長孔１１が形成された場合に、ウエハの搬送エラーが０
であった。ただし、長孔１１とともに小孔２１が形成さ
れた第２研磨パッド２の場合には長孔１１のピッチｐが
１００ｍｍ以上となると搬送エラーが生じた。
【００４０】また、ＩＣ１０００とＳＵＢＡ４００との
積層品からなるからなりＩＣ１０００とＳＵＢＡ４００
とを貫通する長孔１１が形成された第１研磨パッド１で
は、長さ２０ｍｍ以上の長孔１１が形成された場合に、
ウエハの搬送エラーが０であった。ただし、長孔１１と
ともに小孔２１が形成された第２研磨パッド２の場合に
は長孔１１のピッチｐが１００ｍｍ以上となると搬送エ
ラーが生じた。
【００４１】また、表１の最下段には、比較例として、
長孔１１を形成しない研磨パッドによる結果を示した。
その結果、単層品、積層品を問わず、また小孔の有無を
問わず、いずれの研磨パッド構成であっても、ウエハの
搬送エラーが生じた。これによって、ウエハの搬送エラ
ーの防止に対して長孔１１が有効であることがわかる。
【００４２】したがって、長孔１１は２０ｍｍ以上の長
さが必要であることがわかった。さらに長孔の幅方向の
ピッチｐは１００ｍｍ未満とする必要があることがわか
った。また、長孔１１の幅の下限は、長孔１１間の研磨
パッドの剛性を考慮して長孔１１の幅の２倍以上とし
た。
【００４３】次に、本発明の第１、第２研磨パッドに形
成される長孔に係る実施の形態を、図３の平面図によっ
て説明する。
【００４４】図３に示すように、第１研磨パッド１（第
２研磨パッド２）に長孔１１が放射状に配置されて形成
されていてもよい。図面では放射状方向に一つの長孔１
１が形成されたものを示したが、放射状方向に複数の長
孔が形成されていてもよい。図３では小孔２１の記載を
省略したが、前記図２で説明したように小孔２１が形成
されていてもよい。なお、小孔２１の配置は格子点状に
限定されることはなく、所定のピッチで研磨パッドの全
面に形成されるものであればよい。
【００４５】上記構成の研磨パッドでは、長孔１１の長
さを十分に、例えば被研磨物（例えばウエハ）の半径よ
り大きくとり、放射状に配置することで、ウエハへの負
圧がより生じにくい構造とすることができる。このよう
な長孔１１をパンチング加工で形成することで、溝に比
べて比較的自由な形状に形成できることは本構成の利点
の一つである。
【００４６】次に、本発明の第１、第２研磨パッドに形
成される長孔に係る実施の形態を、図４の平面図によっ
て説明する。
【００４７】図４に示すように、第１研磨パッド１（第
２研磨パッド２）に円弧状の長孔１１が例えば同心円状
に配置されて形成されていてもよい。図面では同心円状
に２列の長孔１１が形成されている場合を示したが、３
列以上に形成されていてもよい。図４では小孔２１の記
載を省略したが、前記図２で説明したように小孔２１が
形成されていてもよい。なお、小孔２１の配置は格子点
状に限定されることはなく、所定のピッチで研磨パッド
の全面に形成されるものであればよい。
【００４８】上記構成の研磨パッドでは、上記長孔１１
の長さを例えば被研磨物（例えばウェハ）の半径よりも
十分に大きくとり、この長孔１１を円弧状に形成するこ
とで、ウエハへの負圧がより生じにくい構造とすること
ができ、かつ、平行へ放射状の配置に比べてスラリーの
保持性が向上するのでスラリーの使用量を削減すること
ができる。このように長孔１１および小孔２１をパンチ
ング加工で形成することで、溝に比べて比較的自由な形
状に形成できることはこの構成の利点の一つである。
【００４９】次に、本発明の第１研磨パッドに係る第２
実施の形態を、図５の平面図によって説明する。図５で
は、ベルト式の研磨装置に用いられるような四角い研磨
パッドを示す。なお、平面図では小孔の図示を省略し
た。
【００５０】図５に示すように、研磨パッド５は、この
研磨パッド５を厚さ方向に貫通する複数の長孔１１が、
行方向および列方向にそろえて設けられているものであ
る。上記研磨パッド５は、例えば、発泡ウレタンやウレ
タンのような樹脂からなる。その厚さは一般敵な研磨パ
ッドの厚さと同程度であり、例えば０.５ｍｍ〜３.０ｍ
ｍ程度の厚さを有している。上記長孔１１は、上記研磨
パッド１に収まりその長手方向の長さＬが２０ｍｍ以上
を有し、また上記長孔１１は、その短手方向の長さ（以
下幅という）Ｗの２倍以上１００ｍｍ未満になるピッチ
ｐで形成されている。なお、長孔１１の長手方向の間隔
ｄは適宜設定されるがここでは一例として１０ｍｍとし
た。また、上記長孔１１は、行方向および列方向のいず
れか一方もしくは両方にずらして形成されていてもよ
い。
【００５１】次に、本発明の第２研磨パッドに係る第２
実施の形態を、図６の平面図および部分拡大図によって
説明する。なお、平面図では小孔の図示を省略した。以
下の説明で用いた符号は前記図２および図５で用いたも
のと同様である。
【００５２】図６に示すように、この第２実施の形態の
研磨パッド６は、前記図５によって説明した研磨パッド
５に前記図２によって説明したのと同様なる小孔２１を
形成したものである。すなわち、研磨パッド６を厚さ方
向に貫通する長孔１１が、例えば行方向および列方向に
そろえて形成され、かつ研磨パッド６を厚さ方向に貫通
するもので直径Ｄが１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以
下の複数の小孔２１を設けたものである。すなわち、上
記長孔１１は、上記研磨パッド６に収まりその長さＬが
２０ｍｍ以上を有し、また上記長孔１１は、その幅Ｗの
２倍以上１００ｍｍ未満になるピッチｐ１で形成されて
いる。なお、長孔１１の長手方向の間隔ｄは適宜設定さ
れるがここでは一例として１０ｍｍとした。また、上記
長孔１１は、行方向および列方向のいずれか一方もしく
は両方にずらして形成されていてもよい。
【００５３】さらに上記小孔２１は、例えば直径Ｄ＝
１．８ｍｍの孔で構成され、格子点状にピッチｐ２ｘ＝
＝ｐ２ｙ＝５ｍｍにて一様に配置されている。なお、小
孔２１は上記長孔１１と重ならないように形成されてい
ることが好ましい。また、小孔２１の配置は格子点状に
限定されることはなく、所定のピッチで研磨パッドの全
面に形成されるものであればよい。
【００５４】上記構成では、ベルトの駆動方向と平行に
長孔１１が形成されているが、長孔１１の配置方向は、
ベルトの駆動方向に対して斜め方向であってもよく、ま
た直角方向であってもよい。
【００５５】上記説明した実施の形態では、長孔１１と
小孔２１とを一回のパンチング加工で形成することを説
明したが、長孔１１と小孔２１とをそれぞれ独立にパン
チング加工により形成してもよい。この方法により研磨
パッドの作製が容易になる場合としては、例えば、小孔
２１のピッチに比べて、長孔１１の幅を広くしたい場合
がある。具体的には、一例として、小孔２１のピッチが
５ｍｍで７ｍｍ幅の長孔１１を形成したい場合がある。
または長孔１１が小孔２１に重なる部分がある場合があ
る。具体的には、小孔２１が格子点状に配置され、長孔
１１が放射状または円弧状に配置される場合などがあ
る。
【００５６】また、研磨パッドに光学式終点検出用の窓
が形成される場合には、窓部には孔が形成されない方が
ウエハへの入射光を遮らないため有利であるが、窓に孔
を形成したとしても、本発明の有効性は変わらない。
【００５７】上記実施の形態では、研磨パッドの一例と
してＩＣ１０００を用いたが、市販の不織布からなる研
磨パッド、スエード状研磨パッド、その他樹脂材料から
なる研磨パッドなど、研磨パッドの材質に係わりなく、
上記説明したのと同様の効果が得られる。また、固定砥
粒が含有されている研磨パッドであっても、本発明の有
効性は変わらないので、上記説明したのと同様なる効果
が得られる。
【００５８】次に、本発明の研磨装置について、図７お
よび図８に示す概略構成斜視図により説明する。
【００５９】第１の研磨装置は、被研磨材料の被研磨面
に研磨パッドが接触し、相対的に摩擦運動することによ
り被研磨面を研磨する前記研磨パッド１〜４のうちの一
つを備えるものである。
【００６０】すなわち、図７に示すように、第１の研磨
装置１０１は、例えば矢印ア方向に回動自在な研磨定盤
１１１を備えている。この研磨定盤１１１は図示しない
回動駆動装置に接続された回転軸１１２を介して回動さ
れる。また、研磨定盤１１１上には、前記図１〜図４に
よって説明した研磨パッド１〜４のうちの一つが装着さ
れている。ここでは研磨パッド１を装着した。以下、研
磨パッド１で説明する。装着方法は、一般的な研磨パッ
ドの装着方法、例えば粘着シート（粘着テープも含む）
もしくは粘着剤を用いる方法による。具体的には、前記
説明した方法による。
【００６１】上記研磨パッド１が装着される研磨定盤１
１１に対向する位置、通常は研磨定盤１１１の回転中心
を外した位置に対向するように、研磨ヘッド１１５が備
えられている。この研磨ヘッド１１５は昇降自在に構成
されている。さらに、この研磨ヘッド１１５は図示しな
い回動駆動装置に接続された回転軸１１６を介して例え
ば矢印イ方向に回動される。また、この研磨ヘッド１１
５の研磨定盤１１１に対向する面は、被研磨物３０１が
装着されるようになっている。被研磨物の装着方法は、
真空吸着、静電吸着、接着剤を用いた接着、粘着シート
を用いた接着等、種々の方法を採用することができる。
さらに、研磨定盤１１１の上方で研磨ヘッド１１５の近
傍には、研磨パッド１上に研磨スラリー１３１（便宜
上、矢印で示す）を供給するためのノズル１２１が備え
られている。そしてこの研磨スラリー１３１は、研磨定
盤１１１の回動とともに研磨パッド１と被加工物３０１
との間に入り込むように供給される。
【００６２】本発明の第１の研磨方法を以下に説明す
る。一例として、上記第１の研磨装置１０１を用いて研
磨を行う方法を説明する。まず、研磨パッド１〜４のう
ちの所望の研磨パッドを研磨定盤１１１に装着する。ま
た研磨ヘッド１１５には被研磨物３０１を装着する。そ
の後、ノズル１２１より研磨スラリー１３１を研磨パッ
ド１上に供給するとともに、研磨定盤１１１を回動させ
る。また、研磨ヘッド１１５も回動させる。そして、所
望の加工圧力となるように、研磨パッド１に被研磨物３
０１を接触させて、被研磨物３０１の被研磨面を研磨す
る。研磨条件の一例としては、研磨スラリー１３１に
は、例えば水酸化カリウム（ＫＯＨ）ベースのフューム
ドシリカ系スラリーを用い、加工圧力を３００ｇ／ｃｍ
2 、回転数を被研磨物（例えばウエハ）に対する研磨パ
ッドの周速度が６０ｍ／ｍｉｎになるように設定した。
研磨が終了した後は、被加工物３０１を研磨パッド１よ
り引き離し、研磨スラリー１３１の供給を停止するとと
もに、研磨定盤１１１および研磨ヘッド１１５の回動を
停止する。その後、研磨ヘッド１１５より被加工物３０
１を脱着すればよい。なお、脱着前に被研磨物３０１の
被研磨面を洗浄してもよい。
【００６３】第２の研磨装置は、被研磨材料の被研磨面
に研磨パッドが接触し、相対的に摩擦運動することによ
り被研磨面を研磨する前記研磨パッド５〜６のうちの一
つを備えるベルト式の研磨装置である。
【００６４】すなわち、図８に示すように、第２の研磨
装置２０１は、平行に配置された回動自在なローラ２１
１，２１２を備え、これらローラ２１１，２１２に巻装
されるベルト式の前記図５もしくは図６によって説明し
た研磨パッド５もしくは６を備えている。ここでは一例
として、研磨パッド５を用いた。以下、研磨パッド５で
説明する。この研磨パッド５は、上記ローラ２１１，２
１２によって撓みのないように張られている。また、上
記ローラ２１１，２１２間には、研磨パッドが内側に撓
むのを防止するもので、すなわち研磨パッドを内側より
研磨ヘッド２１５方向に支えるもので、研磨パッドが摺
動自在となるガイド（図示せず）を設けることが好まし
い。また上記ローラ２１１，２１２の少なくともいずれ
か一方は、回動駆動装置により例えば矢印カ方向に回動
される。それによって、研磨パッド４は矢印キ方向に回
動する。
【００６５】上記研磨パッド５の研磨面に対向するよう
に、研磨ヘッド２１５が備えられている。この研磨ヘッ
ド２１５は昇降自在に構成されている。さらに、この研
磨ヘッド２１５は図示しない回動駆動装置に接続された
回転軸２１６を介して回動される。また、この研磨ヘッ
ド２１５の研磨パッド５に対向する面は、被研磨物３０
１が装着されるようになっている。被研磨物３０１の装
着方法は、真空吸着、静電吸着、接着剤を用いた接着、
粘着シートを用いた接着等、種々の方法を採用すること
ができる。さらに、研磨パッド５の上方で研磨ヘッド２
１５の近傍には、研磨パッド５上に研磨スラリー２３１
（便宜上、矢印で示す）を供給するためのノズル２２１
が備えられている。そしてこの研磨スラリー２３１は、
研磨定盤１１１の回動とともに研磨パッド５と被加工物
３０１との間に入り込むように供給される。
【００６６】本発明の第２の研磨方法を以下に説明す
る。一例として、上記第２の研磨装置２０１を用いて研
磨を行う方法を説明する。まず、研磨パッド５もしくは
６のうち所望の研磨パッドを選択する。ここでは研磨パ
ッド５を用いた。よって以下の説明では研磨パッド５で
説明する。また研磨ヘッド１１５には被研磨物３０１を
装着する。その後、ノズル１２１より研磨スラリー２３
１を研磨パッド５上に供給するとともに、ローラ２１
１，２１２を回動させることにより研磨パッド５を回動
させる。また、研磨ヘッド１１５も回動させる。そし
て、所望の加工圧力となるように、研磨パッド５に被研
磨物３０１を接触させて、被研磨物３０１の被研磨面を
研磨する。研磨条件の一例としては、研磨スラリー２３
１には、例えば水酸化カリウム（ＫＯＨ）ベースのフュ
ームドシリカ系スラリーを用い、加工圧力を３００ｇ／
ｃｍ2 、回転数を被研磨物（例えばウエハ）に対する研
磨パッドの周速度が６０ｍ／ｍｉｎになるように設定し
た。研磨が終了した後は、被加工物３０１を研磨パッド
５より引き離し、研磨スラリー２３１の供給を停止する
とともに、研磨パッド５（ローラ２１１，２１２）およ
び研磨ヘッド１１５の回動を停止する。その後、研磨ヘ
ッド１１５より被加工物３０１を脱着すればよい。な
お、脱着前に被研磨物３０１の被研磨面を洗浄してもよ
い。
【００６７】上記説明した研磨方法は一例であって、研
磨条件は、研磨対象に応じて適宜変更することができ
る。また、従来から用いられている研磨条件を用いるこ
ともできる。
【００６８】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の第１研磨
パッドによれば、研磨パッドを厚さ方向に貫通する複数
の長孔が設けられているので、被研磨面と研磨パッド表
面との間の密閉性を低下させて負圧が生じにくくするこ
とができる。このため、研磨終了後に研磨パッド表面よ
り被研磨物を容易に取り除くことができる。また、長孔
をパンチング加工で形成することができるので、従来の
切削加工により形成される溝を有する研磨パッドを用い
る従来の研磨パッドよりも製造コストが安価になる。さ
らに、長孔は研磨パッドの厚さ方向に貫通するように形
成されているので研磨パッドが磨耗しても長孔が無くな
ることはないため、溝を有する研磨パッドよりもパッド
寿命を延ばすことができる。
【００６９】本発明の第２研磨パッドによれば、研磨パ
ッドを厚さ方向に貫通する複数の孔が設けられていて、
この複数の孔のうちの一部は長孔で形成されているの
で、第１研磨パッドと同様の効果が得られる。さらに、
長孔以外の複数の孔が設けられているので、研磨抵抗の
上昇を抑えることができる。さらに、長孔内に研磨液を
留めることができるので、従来の溝を形成した研磨パッ
ドと比較して研磨液量を減らすことができる。また、長
孔を含む複数の孔は１回のパンチング加工で形成するこ
とができるので、切削加工により形成される溝を有する
従来の研磨パッドを使用するよりも製造コストが安価に
なる。さらに、長孔は研磨パッドの厚さ方向に貫通する
ように形成されているので研磨パッドが磨耗しても長孔
が無くなることはないため、溝を有する研磨パッドより
もパッド寿命を延ばすことができる。
【００７０】本発明の研磨装置によれば、研磨パッドの
製造コストを安価にできる本発明の研磨パッドが装着さ
れていることから、研磨装置の運用費用を低減すること
ができる。さらに、本発明の研磨パッドは従来の溝を有
する研磨パッドよりもパッド寿命が長いので、研磨パッ
ドの交換頻度を低減することができる。その結果、研磨
装置の運用費用を低減することができる。それととも
に、本発明の研磨パッドの作用効果を得ることができ
る。
【００７１】本発明の研磨方法は、研磨パッドの製造コ
ストを安価にできる本発明の研磨パッドを用いることか
ら、研磨コストを低減することができる。さらに、本発
明の研磨パッドは従来の溝を有する研磨パッドよりもパ
ッド寿命が長いので、研磨パッドの交換頻度を低減する
ことができる。その結果、研磨コストを低減することが
できる。それとともに、本発明の研磨パッドの作用効果
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１研磨パッドに係る第１実施の形態
を示す平面図および部分拡大図である。
【図２】本発明の第２研磨パッドに係る第１実施の形態
を示す平面図および部分拡大図である。
【図３】本発明の第１、第２研磨パッドに形成される長
孔に係る実施の形態を示す平面図である。
【図４】本発明の第１、第２研磨パッドに形成される長
孔に係る実施の形態を示す平面図である。
【図５】本発明の第１研磨パッドに係る第２実施の形態
を示す平面図である。
【図６】本発明の第２研磨パッドに係る第２実施の形態
を示す平面図である。
【図７】本発明の第１の研磨装置に係る実施の形態を示
す概略構成斜視図である。
【図８】本発明の第２研磨装置に係る実施の形態を示す
概略構成斜視図である。
【図９】従来技術１の研磨パッドを示す平面図、部分拡
大図およびＡ−Ａ’線断面図である。
【図１０】従来技術３の研磨パッドを示す平面図、部分
拡大図およびＢ−Ｂ’線断面図である。
【符号の説明】
１…第１研磨パッド、１１…長孔

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被研磨物を研磨する研磨パッドにおい
    て、 前記研磨パッドを厚さ方向に貫通する複数の長孔が設け
    られていることを特徴とする研磨パッド。
  2. 【請求項２】 前記長孔は、前記研磨パッド内に収まる
    ように形成されかつ前記長孔の長手方向の長さが２０ｍ
    ｍ以上のものからなることを特徴とする請求項１記載の
    研磨パッド。
  3. 【請求項３】 前記長孔の短手方向のピッチは、前記長
    孔の短手方向の長さの２倍以上１００ｍｍ未満に形成さ
    れていることを特徴とする請求項１記載の研磨パッド。
  4. 【請求項４】 被研磨物を研磨する研磨パッドにおい
    て、 前記研磨パッドを厚さ方向に貫通する複数の孔が設けら
    れていて、前記複数の孔のうちの一部は長孔からなるこ
    とを特徴とする研磨パッド。
  5. 【請求項５】 前記長孔は、前記研磨パッド内に収まる
    ように形成されかつ前記長孔の長手方向の長さが２０ｍ
    ｍ以上のものからなることを特徴とする請求項４記載の
    研磨パッド。
  6. 【請求項６】 前記長孔の短手方向のピッチは、前記長
    孔の短手方向の長さの２倍以上１００ｍｍ未満に形成さ
    れていることを特徴とする請求項４記載の研磨パッド。
  7. 【請求項７】 被研磨材料の被研磨面に研磨パッドが接
    触し、 相対的に摩擦運動することにより被研磨面を研磨する研
    磨装置において、 前記研磨パッドは、前記研磨パッドを厚さ方向に貫通す
    る複数の長孔が設けられていることを特徴とする研磨装
    置。
  8. 【請求項８】 前記長孔は、前記研磨パッド内に収まる
    ように形成されかつ前記長孔の長手方向の長さが２０ｍ
    ｍ以上のものからなることを特徴とする請求項７記載の
    研磨装置。
  9. 【請求項９】 前記長孔の短手方向のピッチは、前記長
    孔の短手方向の長さの２倍以上１００ｍｍ未満に形成さ
    れていることを特徴とする請求項７記載の研磨装置。
  10. 【請求項１０】 被研磨材料の被研磨面に研磨パッドが
    接触し、 相対的に摩擦運動することにより被研磨面を研磨する研
    磨装置において、 前記研磨パッドは、前記研磨パッドを厚さ方向に貫通す
    る複数の孔が設けられていて、前記複数の孔のうち一部
    は長孔からなることを特徴とする研磨装置。
  11. 【請求項１１】 前記長孔は、前記研磨パッド内に収ま
    るように形成されかつ前記長孔の長手方向の長さが２０
    ｍｍ以上のものからなることを特徴とする請求項１０記
    載の研磨装置。
  12. 【請求項１２】 前記長孔の短手方向のピッチは、前記
    長孔の短手方向の長さの２倍以上１００ｍｍ未満に形成
    されていることを特徴とする請求項１０記載の研磨装
    置。
  13. 【請求項１３】 被研磨材料の被研磨面に研磨パッドが
    接触し、 被研磨面と研磨パッドとが相対的に摩擦運動することに
    より被研磨面を研磨する研磨方法において、 前記研磨パッドは、前記研磨パッドを厚さ方向に貫通す
    る複数の長孔が設けられていることを特徴とする研磨方
    法。
  14. 【請求項１４】 前記長孔は、前記研磨パッド内に収ま
    るように形成されかつ前記長孔の長手方向の長さが２０
    ｍｍ以上のものからなることを特徴とする請求項１３記
    載の研磨方法。
  15. 【請求項１５】 前記長孔の短手方向のピッチは、前記
    長孔の短手方向の長さの２倍以上１００ｍｍ未満に形成
    されていることを特徴とする請求項１３記載の研磨方
    法。
  16. 【請求項１６】 被研磨材料の被研磨面に研磨パッドが
    接触し、 被研磨面と研磨パッドとが相対的に摩擦運動することに
    より被研磨面を研磨する研磨方法において、 前記研磨パッドは、前記研磨パッドを厚さ方向に貫通す
    る複数の孔が設けられていて、前記複数の孔のうち一部
    は長孔からなることを特徴とする研磨方法。
  17. 【請求項１７】 前記長孔は、前記研磨パッド内に収ま
    るように形成されかつ前記長孔の長手方向の長さが２０
    ｍｍ以上のものからなることを特徴とする請求項１６記
    載の研磨方法。
  18. 【請求項１８】 前記長孔の短手方向のピッチは、前記
    長孔の短手方向の長さの２倍以上１００ｍｍ未満に形成
    されていることを特徴とする請求項１６記載の研磨方
    法。
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