JP2004537175A - レーザーを使用した化学的機械的研磨パッドの製造方法 - Google Patents

レーザーを使用した化学的機械的研磨パッドの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】レーザにより化学的機械的研磨パッドにマイクロ孔、グルーブまたは貫通孔を形成する方法を提供する。
【解決手段】本発明の方法は、研磨パッド上に形成されるマイクロ孔、グルーブまたは貫通孔のパターンを決定する工程、該決定されたパターンをコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）コントローラに入力する工程、および該ＣＮＣコントローラの制御下で、レーザービームを照射するように適合されたレーザー装置、および研磨パッドを支持しながら３次元移動および回転を行うように適合されたテーブルを駆動させ、それにより、該入力されたパターンに従って該テーブルを移動させながら、該テーブルにより支持された該研磨パッド上に該レーザー装置からのレーザービームを照射して、該決定されたパターンに対応するパターンを有するマイクロ孔、グルーブまたは貫通孔を該研磨パッド上に形成する方法である。
【選択図】図８

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は化学的機械的研磨(Chemical Mechanical Polishing) プロセスにおいて使用される研磨パッドに関し、そしてより特別には、レーザーにより研磨パッドにマイクロ孔(micro-holes) 、貫通孔(perforations)またはグルーブ(grooves) を形成する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）は、半導体装置製造プロセスにおいてグローバル平坦化(global planarization)を得るために使用される超精密／鏡面研磨方法である。そのようなＣＭＰに従うと、スラリーが研磨パッドと研磨されるウェハとの間に供給されて、該ウェハの表面を化学的にエッチングする。該研磨パッドを使用して、該ウェハのエッチングされた表面が機械的に研磨される。
【０００３】
図１を参照すると、参照番号１により示される典型的なＣＭＰ装置が模式的に示されている。同様に、ＣＭＰ装置１を使用するＣＭＰ方法が図２で模式的に示されている。該ＣＭＰ法は、化学的エッチング反応プロセスと、機械的研磨プロセスとを含み、該プロセスはＣＭＰ装置１中に含まれる研磨パッド１０を使用して行われる。該化学的エッチング反応はスラリー４２により行われる。即ち、スラリー４２は研磨されるウエハ３０の表面と化学反応して、それにより、該化学的エッチング反応に続く該機械的研磨プロセスが容易に行われることを可能にする役割を果たす。該機械的研磨プロセスにおいて、圧盤２０上に固定して取り付けられた研磨パッド１０は回転する。保持リング３２により堅固に保持されたウエハ３０は、振動しながら回転する。研磨粒子を含有するスラリーが、スラリー供給手段４０により研磨パッド１０に供給される。供給されたスラリーは、研磨パッド１０とウエハ３０との間に導入される。導入された研磨粒子は、研磨パッド１０とウエハ３０との間の相対回転速度の差により、ウエハ３０と摩擦接触して、機械的研磨を行う。スラリー４２は、ナノメートル大の粒度を有する研磨粒子を含有するコロイド液である。このスラリー４２が、該研磨プロセスの間に研磨パッド１０上に散布される。研磨パッド１０が該研磨プロセスの間に回転すると、研磨パッド１０上に供給されたスラリー４２は、研磨パッド１０の回転により引き起こされる遠心力のために、研磨パッド１０の周囲から外側に排出される。向上した研磨効率を達成するために、多量の研磨粒子が所望の長時間、研磨パッド１０の上表面上に残存して、該ウエハの研磨に参加するべきである。即ち、研磨パッド１０は、スラリー４２をその表面上に可能な限り長時間保持させるべきである。
【０００４】
前記スラリーを前記研磨パッド上に長時間保持させるために、マイクロメートル（μｍ）大の寸法を有する球形マイクロセル（microcells）を形成する方法、または該研磨パッドの表面で貫通孔またはグルーブを形成する方法が使用され得る。そのようなマイクロセル、貫通孔およびグルーブは、前記研磨プロセスの間に連続的に供給される該スラリーの流動および分布を制御するために作用する。
【０００５】
従来、前記研磨パッドでのマイクロセルの形成は、物理的方法および化学的方法を使用して達成されている。該物理的方法としては、各々空洞を有する中空マイクロエレメントをポリマー性マトリクス中に混入して、マイクロセルを形成する方法が有る。該化学的方法としては、気泡を化学的に形成して、マイクロセルを形成する発泡方法が有る。
【０００６】
ポリマー性マトリクス中へのマイクロエレメントの混入は、各々空洞を有する多量のマイクロエレメントをポリマー性マトリクス中に、該マイクロエレメントが該ポリマー性マトリクス中で均一に分布するような方法で含浸させ、それによりマイクロセルを形成することにより達成される。該ポリマー性マトリクスは、硬化剤を、ウレタン、ポリエステル、フッ化炭化水素またはそれらの混合物のような樹脂と混合することにより生成される。マイクロエレメントについては、無機塩、糖、水溶性ガムまたは樹脂が主に使用される。そのようなマイクロエレメントは、ポリビニルアルコール、ぺクチン、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリウレタンまたはそれらの組合から製造される。そのようなマイクロエレメントは、約１５０μｍの平均直径を有する。該マイクロエレメントは、高剪断混合プロセスに従い該ポリマーマトリクスにわたり均一に分布されて、均一なマイクロセルを形成する。図３を参照すると、該空洞体を使用して形成されたマイクロセルが示されている。上述の方法においてマイクロセルが形成されたパッドを、次いで各々所望の厚さを有する片に切断して、研磨パッドを得る。各切断片において、該パッド中にランダムに分布したマイクロセルは、切断片の切断面で開口されて、円形または楕円形の形態で該切断片の切断面で露出される。各研磨パッドの研磨面で露出されたマイクロセル断面の寸法および位置はランダムである。そのような露出されたマイクロセル断面のランダムな寸法および位置は、研磨パッド間の所望の均質性を悪化させる役割を果たす。
【０００７】
セルが発泡プロセスを使用して形成される前記化学的方法に従うと、ポリマー性マトリクスは、硬化剤を、低い沸点を有する液相ポリウレタン形成物質と混合することにより形成される。直接化学反応に関与して気体を発生する水または液化気体もまた発泡剤として使用され、それにより気泡を生成して該ポリマーマトリクス中にセルを形成する。気泡の生成は、高剪断混合操作により引き起こされる核形成により達成される。表面張力の減少を達成する役割を果たす界面活性剤もまた、マイクロセルの寸法を調節するために使用され、それにより所望の均一なマイクロセルを達成する。該発泡プロセスを使用して形成されたマイクロセルを図４に示す。しかしながら、セルが発泡プロセスに従って形成される場合、該セルがＣＭＰパッドに適用するには大き過ぎたり、それらのセルが不均一な分布を有したり、また該セルの寸法および分布を調節することが可能な方法が無いという問題が有る。
【０００８】
各々空洞を有するマイクロエレメントまたは発泡プロセスを使用して形成された前記マイクロセルは、円形または楕円形の断面形状を有する球状構造を有する。そのような形状のために、該マイクロセルは、前記研磨パッドの厚さ方向に変化する断面を有する。この理由のために、該研磨パッドの研磨面で露出された各々のマイクロセルの断面は、研磨パッドが研磨プロセスの間に摩耗すると変化する。言い換えると、該研磨パッドの研磨面で露出された円形または楕円形のマイクロセルは、前記研磨プロセスの進行と共に徐々に直径が減少し、そして最終的に消滅する。結果として、露出されること無く該研磨パッドの表面の下側に存在するマイクロセルが、該研磨パッドの研磨面で新たに露出される。
【０００９】
それ故、前記研磨パッドの研磨面で露出された各マイクロセルの断面は、前記研磨プロセスの間に該研磨パッドの厚さが変化すると共に変化する。この理由のために、研磨率が不均一であるという問題が有る。
【００１０】
前記研磨パッドの研磨面で貫通孔またはグルーブを形成するために、切削またはフライス削りのプロセスを使用する機械加工方法が使用されていた。
【００１１】
図５ａを参照すると、グルーブを形成するためのカッター７０が示されている。研磨パッドが、旋盤上の工具ダイに取り付けられたカッター７０を使用し、該研磨パッドが回転されるような条件下で機械加工されるとき、グルーブは、図５ｂに示されるように、該研磨パッドの上表面上に同心円の形態で形成される。図５ｃは、図５ｂのＡ−Ａ線に沿った断面図である。図５ｃを参照すると、該カッターを使用して形成されたグルーブの例示的な形態が示されている。図５ｃにおいて、該グルーブは参照番号７５により示されている。同心円の形態を有するグルーブの例は、米国特許第５９８４７６９号明細書において開示されている。
【特許文献１】
米国特許第５９８４７６９号明細書
【００１２】
図６ａを参照すると、切削鋸８２およびスぺーサー８３が取り付けられた水平フライス削り装置８１が示されている。切削鋸８２は、Ｘ軸方向に移動するように配設されている。機械加工される研磨パッド１０は、Ｙ軸方向に移動される。これらの移動に従い、第一方向に延びるグルーブ８５が、研磨パッド１０の上表面上に形成される。グルーブ８５の形成後、研磨パッド１０は９０°回転される。この状態で、該第一方向と直交する第二方向に延びるグルーブが、研磨パッド１０がＹ軸方向に移動されると形成される。それ故、格子の形態で配設されたグルーブが、図６ｂおよび６ｃに示されるように研磨面上に形成される。
【００１３】
図７ａを参照すると、研磨パッドで貫通孔を加工する役割を果たす穿孔ピンが示されている。穿孔操作が、該穿孔ピンを使用して該研磨パッドがＹ軸方向に移動される条件下で行われるとき、貫通孔が、図７ｂに示されるように該研磨パッドの研磨面上に形成される。そのような貫通孔の例は、米国特許第５８５３３１７号明細書において開示されている。
【特許文献２】
米国特許第５８５３３１７号明細書
【００１４】
研磨パッドでグルーブまたは貫通孔を形成するために使用される慣用の方法は、旋盤またはフライス削りにより行われる切削プロセスを利用するので、該グルーブは、同心円または格子のような定まったパターンを有する。この理由のために、スラリーの流動を効率良く制御することが可能なグルーブパターンを形成することは困難である。穿孔ピンを使用する貫通孔の形成方法に従うと、該貫通孔は定まった形状を有する。同様に、該貫通孔は、穿孔ピンがＸ軸方向またはＹ軸方向に単に移動されて形成される。この理由のために、該貫通孔は、単純かつ定まったパターンを有する。それ故、ＣＭＰプロセスにおいて所望される効率的な孔パターンを得ることは困難である。
【００１５】
機械的手段を使用してグルーブまたは貫通孔を有するよう機械加工された研磨パッドにおいて、機械加工プロセスの間に発生したデブリが、該グルーブまたは貫通孔中に残存し得る。そのようなデブリは、ＣＭＰプロセスの間に研磨される表面上にスクラッチを形成し得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従って、本発明は、各々空洞を有するマイクロエレメントまたは発泡プロセスを使用して形成されたマイクロセル、並びに機械的手段を使用して形成されたグルーブまたは貫通孔に関連する問題を解決するために成された。本発明は、効率的かつ多種類のパターンを有するマイクロ孔、グルーブまたは貫通孔を研磨パッド上に容易に形成することが可能な方法を提案する。
【００１７】
本発明の目的は、各々空洞を有するマイクロエレメントまたは発泡プロセスを使用する慣用の方法に関連する欠点、即ち、研磨プロセスの研磨率における低下または不均一性を生じるマイクロセルの寸法および分布における不均一性を解消するために、制御された均一な分布および制御された均一な寸法を有しながら、マイクロセルと同じ機能を有するマイクロ孔を形成する方法を提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、慣用の機械的方法に関連する欠点、即ち、定まった形状またはパターンのグルーブまたは貫通孔ゆえのスラリーの流動についての不十分な制御を解消するために、研磨プロセスの間のスラリーの流動を効率良く制御する様々な形状、寸法およびパターンを有するグルーブまたは貫通孔を形成する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
これらの目的を果たすために、本発明は、レーザー機械加工原理に従い、研磨パッド上に、使用者により所望される様々なパターンを有するマイクロ孔、グルーブまたは貫通孔を形成する方法を提供する。
【００２０】
本発明のある態様に従い、化学的機械的研磨パッドの製造方法であって、研磨パッド上に形成されるマイクロ孔、グルーブまたは貫通孔のパターンを決定する工程、該決定されたパターンをコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）コントローラに入力する工程、および該入力されたパターンに基づく該ＣＮＣコントローラの制御下で、レーザービームを照射するように適合されたレーザー装置、および該研磨パッドを支持しながら３次元移動および回転を行うように適合されたテーブルを駆動させ、それにより、該入力されたパターンに従って該テーブルを移動させながら、該テーブルにより支持された該研磨パッド上に該レーザー装置からのレーザービームを照射して、該決定されたパターンに対応するパターンを有するマイクロ孔、グルーブまたは貫通孔を該研磨パッド上に形成する工程、からなる方法を提供する。
【００２１】
図１は、典型的なＣＭＰ装置の配置および該ＣＭＰ装置を使用して行う研磨方法を示す概略図であり、
図２は、ＣＭＰ法の概念を示す概略図であり、
図３は、各々空洞を有するマイクロエレメントを使用して形成されたマイクロセルの写真であり、
図４は、発泡方法を使用して形成されたマイクロセルの写真であり、
図５ａは、グルーブを形成するための慣用のカッターを示す概略図であり、
図５ｂは、慣用のカッターを使用して同心円の形態で形成されたグルーブを有する研磨パッドを示す概略図であり、
図５ｃは、図５ｂのＡ−Ａ線に沿った断面図であり、
図６ａは、慣用の切削鋸およびスぺーサーが取り付けられた慣用の水平フライス削り装置により格子パターンを有するグルーブが形成された研磨パッドを示す概略断面図であり、
図６ｂは、慣用の水平フライス削り装置により格子の形態で形成されたグルーブを有する研磨パッドを示す概略図であり、
図６ｃは、慣用の水平フライス削り装置により形成された格子形状グルーブの一つを示す断面図であり、
図７ａは、研磨パッド上に貫通孔を形成するために適合された慣用の穿孔ピンを示す斜視図であり、
図７ｂは、慣用の穿孔ピンによる貫通孔の形成を示す平面図であり、
図７ｃは、慣用の穿孔ピンにより形成された貫通孔を有する研磨パッドを示す断面図であり、
図８は、本発明に従う機械加工方法において使用されるレーザーシステムを示す概略図であり、
図９ａは、本発明の態様に従い、レーザーにより形成されたマイクロ孔の断面構造を表す写真であり、
図９ｂは、本発明の態様に従い、レーザーにより形成されたマイクロ孔の平面構造を表す写真であり、
図１０は、本発明の態様に従い、レーザーにより形成されたマイクロ孔を有する研磨パッドを示す概略図であり、
図１１は、本発明の他の態様に従い、レーザーにより形成された貫通孔を有する研磨パッドを示す概略図であり、そして
図１２は、本発明の他の態様に従い、レーザーにより形成されたグルーブを有する研磨パッドを示す概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を、その構成および作用に関し、添付した図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
本発明は、研磨パッド上のマイクロ孔、グルーブまたは貫通孔の形成においてレーザー機械加工原理を利用する。該レーザー機械加工方法は、熱変形を受ける層の範囲を減じる特徴を有している。同様に、該レーザー機械加工方法は非接触式で行われて、工具の摩耗が無い。該レーザー機械加工方法は同様に、複雑な形状を有する物品を正確に機械加工し、騒音および振動の発生を解消し、また清浄な作業環境を維持することが可能である。レーザービームが研磨パッドの研磨面上に照射されると、該研磨パッドの表面温度が急激に上昇する。結果として、該研磨パッドの材料が、レーザービームが該研磨パッド上に照射されている表面領域で溶融および蒸発させられる。該研磨パッドの材料が上記した方式においてレーザー照射された領域で除去されると、マイクロ孔、グルーブまたは貫通孔の機械加工が完了する。
【００２４】
図８を参照すると、本発明に従うレーザー機械加工方法を行うために使用されるレーザー機械加工システムが示されている。図８に表されるように、該レーザー機械加工システムは、レーザービームを照射するレーザー装置１００、回転運動および三次元運動を行うテーブル１０４、並びにレーザー装置１００およびテーブル１０４を制御するコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）コントローラ１０２を含む。研磨される研磨パッド１０は、テーブル１０４上に取り付けられる。
【００２５】
操作者は、研磨パッド上に形成されるマイクロ孔、グルーブまたは貫通孔のパターン、即ち、それらマイクロ孔、グルーブまたは貫通孔の寸法、深さおよび間隔を自由に決定することができる。
【００２６】
以下の説明は、マイクロ孔の形成のみに関してなされる。当然に、グルーブまたは貫通孔の形成は、マイクロ孔における方法と同様な方法で行われる。
【００２７】
前記操作者は、円形、楕円形、三角形、および四角形または正方形のような様々な形状から所望の形状のマイクロ孔を選択することができる。同様に、該操作者は、該マイクロ孔の直径、幅または深さを自由に決定することができる。前記研磨面に対する該マイクロ孔の傾きおよび該マイクロ孔の配置もまた、該操作者により決定することができる。
【００２８】
前記操作者により決定されたマイクロ孔のパターンは、ＣＮＣコントローラ１０２に入力される。該パターン入力は、走査法、ＣＡＤまたは他の手段を使用して達成され得る。ＣＮＣコントローラ１０２は、該入力されたパターンを認識し、そしてレーザー装置１００およびテーブル１０４を制御する。
【００２９】
レーザー装置１００およびテーブル１０４がＣＮＣコントローラ１０２の制御下で駆動されると、レーザービームがテーブル１０４上に取り付けられた研磨パッド１０上に照射され、それにより、ＣＮＣコントローラ１０２に入力されたパターンに対応するパターンを有するマイクロ孔を形成する。
【００３０】
即ち、レーザー装置１００は、研磨パッド１０上に、ＣＮＣコントローラ１０２の制御下で、ＣＮＣコントローラ１０２に入力されたものと対応する形状、寸法および間隔をそれぞれ有するマイクロ孔を形成する。円形、楕円形、三角形、または四角形もしくは正方形のような各々のマイクロ孔の形状は、研磨パッド１０上に焦点を結ぶレーザースポットの形状を調節することにより決定することができる。同様に、研磨パッド１０上に形成される各マイクロ孔の直径または幅は、該レーザースポットの寸法を調節することにより制御することができる。例えば、該レーザースポットの寸法を１０ないし１５０μｍに調節すると、１０ないし１５０μｍの直径を有するマイクロ孔を形成することができる。同様に、該レーザースポットの寸法を１ないし１００μｍに調節すると、１ないし１００μｍの直径を有するマイクロ孔を形成することができる。該レーザービームの進行方向における各マイクロ孔の長さ並びに互いに隣接して配設されたマイクロ孔の間の間隔は同様に、該レーザービームの連続的／断続的な照射期間を制御することにより調節することができる。各マイクロ孔の深さは、該レーザービームの出力を制御することにより調節することができる。
【００３１】
ところで、研磨パッド１０が取り付けられたテーブル１０４は、Ｒ軸の回りを回転しながら、３次元方向、即ち、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動させることができる。前記マイクロ孔の所望のパターンが、研磨パッド１０上に照射された該レーザービームにより、入力されたマイクロ孔パターンに基くＣＮＣコントローラ１０２の制御下でのＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に沿ったテーブル１０４の３次元移動並びにテーブル１０４の回転に従って形成される。該マイクロ孔は、前記研磨面に対して所望の角度を有し得る。該マイクロ孔の密度および配置もまた、テーブル１０４の移動および回転の速度を制御することにより調節され得る。
【００３２】
それ故、様々なパターンより選択された所望のパターンを有するマイクロ孔を、前記研磨パッド上に、レーザー装置１００についての制御およびテーブル１０４についての制御の組み合わせに従って形成することができる。グルーブまたは貫通孔の形成は、該マイクロ孔の形成において使用された方法と同じ方法を使用して達成される。そのようなマイクロ孔、グルーブおよび貫通孔は、研磨パッド１０上に選択的に形成され得る。さもなくば、それらは組み合わせたパターンの形態で形成され得る。後者の場合、マイクロ孔、グルーブおよび貫通孔は、連続してまたは同時に形成され得る。
【００３３】
図９ａおよび９ｂはそれぞれ、本発明に従い形成されたマイクロ孔の写真を表す。
【００３４】
図９ａおよび９ｂで表されるように、本発明に従って形成されたマイクロ孔は、滑らかな表面を有しながら、均一な直径および均一な分布を有する。しかしながら、各々空洞を有するマイクロエレメントを使用する慣用の方法、または発泡方法に従って形成された図３および図４のマイクロセルは、不均一な分布および不均一な寸法を有する。この理由のために、研磨プロセスが進行するにつれて露出されるマイクロセルは、不均一な断面を有する。本発明のマイクロ孔は、慣用のマイクロセルと同じ機能を有し、研磨プロセスの間に生成されるデブリを収集しながら研磨粒子を供給し、そして前記研磨パッドが再生されるときに収集したデブリを放出する。加えて、本発明のマイクロ孔は均一な分布および均一な寸法を有する。従って、本発明のマイクロ孔は、慣用のマイクロセルの効果を超える顕著に優れた効果を有する。本発明に従うと、マイクロ孔の分布、密度および寸法が、所望により自由に決定され得る。
【００３５】
図３に示す写真の右下部分での対角斜線領域は、慣用の穿孔ピンを使用して研磨パッド上に形成された貫通孔を表す。図３に示されるように、該貫通孔は粗い表面を有し、該貫通孔中にデブリを残存させる。そのようなデブリは、ＣＭＰプロセスの間に研磨される表面上にスクラッチを形成し得る。しかしながら、そのような問題は、貫通孔またはグルーブがレーザー機械加工プロセスにより滑らかな表面を有するので、本発明に従い形成された貫通孔またはグルーブでは生じない。本発明に従うと、様々なパターンを有する貫通孔またはグルーブが、所望により自由に形成され得る。
【００３６】
図１０、図１１および図１２は、本発明に従い形成されたマイクロ孔、貫通孔およびグルーブの例をそれぞれ示す概略図である。
【００３７】
図１０は、本発明に従い形成されたマイクロ孔が配設された研磨パッドを示す概略図である。図１０で表される研磨パッドは、異なる半径領域で異なる密度を有するマイクロ孔を有する。各半径領域において、該マイクロ孔は均一な密度および均一な寸法を有する。
【００３８】
図１１は、本発明に従い形成された貫通孔が配設された研磨パッドを示す概略図である。図１２は、本発明に従い形成されたグルーブが配設された研磨パッドを示す概略図である。図１１または図１２で示される場合では、前記機械加工プロセスは、前記テーブルを回転しながら、該テーブルをＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させることにより行われる。図５ｂ、図６ｂまたは図７ｂに表されるように、定まったパターンのグルーブまたは貫通孔のみが慣用の機械加工方法に従って形成されるけれども、定まっていない様々なパターンのマイクロ孔、グルーブまたは貫通孔を、本発明に従いＣＮＣコントローラおよびレーザービームを使用して自由に形成することができる。
【００３９】
本発明に従い、前記研磨パッドは、図１０、図１１および図１２に図示されるパターンに限定されること無く、様々なパターンを有するマイクロ孔、貫通孔またはグルーブを有することができる。同様に、該研磨パッドは、マイクロ孔、貫通孔およびグルーブのパターンの組み合わせであるパターンを有し得る。例えば、該研磨パッドは、マイクロ孔と貫通孔、マイクロ孔とグルーブ、貫通孔とグルーブ、またはマイクロ孔と貫通孔とグルーブの組み合わせパターンを有し得る。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
上記の説明から明らかなように、本発明は、レーザーにより、様々なパターンを有するマイクロ孔、グルーブまたは貫通孔を容易に加工することが可能な方法を提供する。本発明に従い、均一な分布および均一な寸法を有するマイクロ孔が研磨パッド上にレーザーにより形成され、それにより、不均一なマイクロセルを有する慣用の研磨パッドと比較して、研磨パッドの研磨効率を極大化する。本発明はまた、機械加工効率における向上および製造費用における削減の効果も提供する。本発明に従い、正確かつ様々なパターンを有する貫通孔およびグルーブを形成することができる。従って、研磨パッド上のスラリーの流動を効率的に制御することが可能である。
【００４１】
本発明に従い、様々な形状、寸法および深さを有する所望のパターンのマイクロ孔、貫通孔およびグルーブ、並びにそれらの組み合わせを、研磨パッド上にレーザーにより、短時間で、与えられた研磨条件に基き、正確かつ効率的に形成することができる。従って、製造効率における向上および製造費用における削減を達成することが可能である。
【００４２】
本発明の好ましい態様が、レーザー機械加工プロセスの使用によりマイクロ孔、貫通孔またはグルーブが形成された研磨パッドの製造方法に関して、説明目的のために開示されたけれども、特許請求の範囲に開示された発明の範囲および思想から逸脱すること無く、様々な変更、追加および置換が可能であると当業者は考えるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、典型的なＣＭＰ装置の配置および該ＣＭＰ装置を使用して行う研磨方法を示す概略図である。
【図２】図２は、ＣＭＰ法の概念を示す概略図である。
【図３】図３は、各々空洞を有するマイクロエレメントを使用して形成されたマイクロセルの写真を示す図である。
【図４】図４は、発泡方法を使用して形成されたマイクロセルの写真を示す図である。
【図５ａ】図５ａは、グルーブを形成するための慣用のカッターを示す概略図である。
【図５ｂ】図５ｂは、慣用のカッターを使用して同心円の形態で形成されたグルーブを有する研磨パッドを示す概略図である。
【図５ｃ】図５ｃは、図５ｂのＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図６ａ】図６ａは、慣用の切削鋸およびスぺーサーが取り付けられた慣用の水平フライス削り装置により格子パターンを有するグルーブが形成された研磨パッドを示す概略断面図である。
【図６ｂ】図６ｂは、慣用の水平フライス削り装置により格子の形態で形成されたグルーブを有する研磨パッドを示す概略図である。
【図６ｃ】図６ｃは、慣用の水平フライス削り装置により形成された格子形状グルーブの一つを示す断面図である。
【図７ａ】図７ａは、研磨パッド上に貫通孔を形成するために適合された慣用の穿孔ピンを示す斜視図である。
【図７ｂ】図７ｂは、慣用の穿孔ピンによる貫通孔の形成を示す平面図である。
【図７ｃ】図７ｃは、慣用の穿孔ピンにより形成された貫通孔を有する研磨パッドを示す断面図である。
【図８】図８は、本発明に従う機械加工方法において使用されるレーザーシステムを示す概略図である。
【図９ａ】図９ａは、本発明の態様に従い、レーザーにより形成されたマイクロ孔の断面構造を表す写真である。
【図９ｂ】図９ｂは、本発明の態様に従い、レーザーにより形成されたマイクロ孔の平面構造を表す写真である。
【図１０】図１０は、本発明の態様に従い、レーザーにより形成されたマイクロ孔を有する研磨パッドを示す概略図である。
【図１１】図１１は、本発明の他の態様に従い、レーザーにより形成された貫通孔を有する研磨パッドを示す概略図である。
【図１２】図１２は、本発明の他の態様に従い、レーザーにより形成されたグルーブを有する研磨パッドを示す概略図である。

Claims (5)

  1. 化学的機械的研磨パッドの製造方法であって、
    研磨パッド上に形成されるマイクロ孔、グルーブまたは貫通孔のパターンを決定する工程、
    該決定されたパターンをコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）コントローラに入力する工程、および
    該入力されたパターンに基づく該ＣＮＣコントローラの制御下で、レーザービームを照射するように適合されたレーザー装置、および該研磨パッドを支持しながら３次元移動および回転を行うように適合されたテーブルを駆動させ、それにより、該入力されたパターンに従って該テーブルを移動させながら、該テーブルにより支持された該研磨パッド上に該レーザー装置からのレーザービームを照射して、該決定されたパターンに対応するパターンを有するマイクロ孔、グルーブまたは貫通孔を該研磨パッド上に形成する工程、
    からなる方法。
  2. レーザービームスポットの寸法を調節して、該研磨パッド上に形成される前記マイクロ孔、グルーブまたは貫通孔の直径または幅を調節する、請求項１記載の方法。
  3. 前記レーザービームの連続的および断続的な照射期間を制御して、前記研磨パッド上に形成されるマイクロ孔、グルーブまたは貫通孔の長さ、並びに該レーザービームの進行方向において互いに隣接して配設されるマイクロ孔、グルーブまたは貫通孔の間の間隔を調節する、請求項１記載の方法。
  4. 前記レーザービームの出力を制御して、前記研磨パッド上に形成されるマイクロ孔、グルーブまたは貫通孔の深さを調節する、請求項１記載の方法。
  5. 前記テーブルをＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動させて、前記研磨パッド上に形成されるマイクロ孔、グルーブまたは貫通孔が該研磨パッドの研磨面に対して成す角度を調節する、請求項１記載の方法。
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