研磨パッド

【課題】研磨時における穴のスラリー保持性を向上させ、スラリーの消費量を低減してウェハの製造コストを低減する。
【解決手段】研磨パッド１００におけるウェハの被研磨面を研磨するための研磨面１０２に、所定方向へ長尺な穴１０４を形成することにより、ウェハ研磨時に穴１０４に流入したスラリーに遠心力、パッドの回転による力等が作用した場合に、スラリーの保持性が向上するので、ウェハの単位枚数あたりのスラリー消費量を低減することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学的機械的研磨に用いられる研磨パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
化学的機械的研磨（ＣＭＰ）は主に半導体装置の製造工程で多用されている。ＣＭＰは、具体的には、定盤に貼り付けた研磨パッドを回転させつつ、スラリーをパッド表面に滴下しながら、被研磨体であるウェハを研磨パッドに押し当てて研磨を行うものである。研磨パッドには、滴下されたスラリーを遠心力によって無駄に排出させることなく効果的に研磨に寄与させる能力が要求される。この能力は、一般に、スラリーの保持性と称されている。
【０００３】
図８に従来例の研磨パッドの平面図を示す。図８に示すように、研磨パッド２００は、ウェハ全体に亘って研磨均一性を得るために、一般的にポリウレタンからなる研磨層２１０と、この研磨層２１０より軟質のポリウレタン若しくは不織布等からなる下層（図示せず）を貼り合わせた構造となっている（例えば、特許文献１参照）。研磨パッド２００の研磨面２０２には、略真円形の穴２０４が形成される。この穴２０４を形成するとスラリーの保持性が良好となってスラリー消費量が低減する。穴に加えて研磨パッドに溝を形成すると、研磨時にウェハに対して研磨パッドを高圧で加圧したときでも十分にスラリーを研磨面２０２に行き渡らせることができるし、ウェハと研磨パッド２００の間に生じる負圧を低減して、研磨終了後にウェハが研磨パッド２００に張り付くことを防止してキャリアへの回収をスムーズに行うことができるという利点がある。
【特許文献１】特開平９−１１７８５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された研磨パッドでは、研磨時にウェハに対して相対的に高速で回転するのでスラリーが大きな遠心力を受ける。また、ウェハと研磨パッドが相対的に回転するのでスラリーは大きな回転方向にも力を受ける。このように、スラリーには径方向及び周方向に力が作用するので、略真円形の穴ではスラリー保持性は十分とはいえない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、ウェハの被研磨面を研磨するための研磨面を有し、前記研磨面に所定方向へ長尺な穴が形成されていることを特徴とする研磨パッドが提供される。
【０００６】
この研磨パッドでは、穴が長尺であることから、研磨時に穴の長手方向についてスラリーの保持性が向上する。すなわち、研磨時に穴に流入したスラリーに、遠心力、パッドの回転による力等により穴の長手方向へ力が作用した際に、スラリーを研磨面に効果的に保持させることができる。これにより、ウェハの単位枚数あたりのスラリー消費量を低減することができる。
【発明の効果】
【０００７】
このように、本発明によれば、スラリーの消費量を低減することができるので、ウェハの製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図面を参照しつつ、本発明による研磨パッドの好適な実施形態について詳細に説明する。尚、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【０００９】
図１から図３は本発明の一実施形態を示すものであり、図１は研磨パッドの平面図、図２は研磨パッドの一部断面図、図３は研磨パッドの作用説明図である。
【００１０】
図１に示すように、研磨パッド１００は、ウェハ（図示せず）の被研磨面を研磨するための研磨面１０２を有し、研磨面１０２に所定方向へ長尺な穴１０４が形成されている。研磨パッド１００は略円盤状であり、研磨面１０２は略円形に形成されている。
【００１１】
図２に示すように、研磨パッド１００は、例えばポリウレタンからなる研磨層１１０と、研磨層１１０より軟質で例えば不織布、ポリウレタンからなる下層１２０を貼り合わせた構造となっている。図２に示すように、穴１０４は研磨層１１０を貫通しており、平面視にて穴１０４を通じて下層１２０が露出している。
【００１２】
図１に示すように、穴１０４は、平面視にて楕円状を呈し、研磨面１０２に複数形成される。また、各穴１０４の長手方向は、研磨面１０２の径方向に対してなす角を有している（交差している）。本実施形態においては、図１に示すように、各穴１０４の長手方向は、研磨面１０２の径方向に対し、径方向外側へ向かって、研磨面１０２におけるウェハに対する相対的な回転方向に傾斜している。全ての穴１０４が同形状に形成され、各穴１０４の配置は、回転中心について対称的となっている。
【００１３】
以上のように構成された研磨パッド１００では、各穴１０４が長尺であることから、研磨時に各穴１０４の長手方向についてスラリーの保持性が向上する。すなわち、図３に示すように、各穴１０４の内部に流入したスラリーに、遠心力、パッドの回転による力等により各穴１０４の長手方向へ力が作用した際に、スラリーを研磨面１０２に効果的に保持させることができる。これにより、ウェハの単位枚数あたりのスラリー消費量を低減することができる。
【００１４】
本実施形態においては、図３に示すように、各穴１０４の長手方向が研磨面１０２の径方向に対してなす角を有しているので、径方向に作用する遠心力のみならず周方向に作用するパッドの回転による力が作用した際にもスラリーを的確に保持することができる。
【００１５】
特に、各穴１０４の長手方向は、研磨面１０２の径方向に対し、径方向外側へ向かって、研磨面１０２におけるウェハに対する相対的な回転方向に傾斜しており、各穴１０４の長手方向と、研磨パッド１００とウェハを相対的に回転して定常状態となった際に各穴１０４内のスラリーに作用する遠心力及びスラリーに作用するパッドの回転による力との合成力の方向と、がほぼ一致するよう構成されている。これにより、定常状態におけるスラリーの保持性が飛躍的に向上している。ここで、本実施形態においては、定常状態において、遠心力がパッドの回転による力より大きく、各穴１０４は径方向から４５°未満の角度だけ周方向へ傾斜させた状態となっている。
【００１６】
このように、前記実施形態においては、各穴１０４が径方向から４５°未満の角度だけ周方向へ傾斜させたものを示したが、例えば、図４に示すように、遠心力とパッドの回転による力とがほぼ一致する場合は、各穴１０４を径方向から４５°の角度だけ周方向へ傾斜させてもよい。さらに、例えば、図５に示すように、遠心力よりもパッドの回転による力が大きい場合は、各穴１０４を径方向から４５°を超えて周方向へ傾斜させてもよい。さらにまた、遠心力だけを考慮すればよい場合などは各穴１０４を径方向へ延びるよう形成してもよく、要は各穴１０４が所定方向へ長尺に形成されていればよい。
【００１７】
また、前記実施形態においては、各穴１０４が楕円状であるものを示したが、例えば、図６に示すように、穴１０４は、平面視にて、長手方向に真円を複数重ね合わせた形状であってもよい。これにより、研磨層１１０に対して真円状のパンチングの組合せで各穴１０４を構成することができ、例えば従来の加工装置を用いて研磨パッド１００を製造することができるなど、研磨パッド１００の生産性が向上する。
【００１８】
また、例えば、図７に示すように、穴１０４を、平面視にて、いわゆるティアドロップ状に形成してもよい。この穴１０４の形状を詳述すると、径方向内側について径方向内側から径方向外側に向かって拡開する形状を呈している。そして、径方向外側についてほぼ円弧状を呈している。これにより、研磨時に各穴１０４にスラリーが流入しやすく、且つ、スラリーが流出し難いものとなっている。
【００１９】
このように、各穴１０４の形状については適宜に変更が可能である。そして、穴１０４に加えて、研磨面１０２に格子状の溝を形成してもよい。さらに、研磨層１１０及び下層１２０の材質も任意であるし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態を示す研磨パッドの平面図である。
【図２】研磨パッドの一部断面図である。
【図３】研磨パッドの作用説明図である。
【図４】変形例を示す研磨パッドの作用説明図である。
【図５】変形例を示す研磨パッドの作用説明図である。
【図６】変形例を示す研磨パッドの一部平面図である。
【図７】変形例を示す研磨パッドの一部平面図である。
【図８】従来例を示す研磨パッドの平面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１００研磨パッド
１０２研磨面
１０４穴
１１０研磨層
１２０下層

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハの被研磨面を研磨するための研磨面を有し、
前記研磨面に所定方向へ長尺な穴が形成されていることを特徴とする研磨パッド。
【請求項２】
前記研磨面は略円形に形成され、
前記穴の長手方向が、前記研磨面の径方向に対して交差していることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記穴の長手方向は、前記研磨面の径方向に対し、径方向外側へ向かって、前記研磨面における前記ウェハに対する相対的な回転方向に傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記穴は楕円状であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の研磨パッド。
【請求項５】
前記穴は、平面視にて、長手方向に真円を複数重ね合わせた形状であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の研磨パッド。

【図１】