研磨パッド
【課題】 ニードルパンチ方式に比べて短時間で製造できるとともに短繊維で研磨面を形成可能な研磨パッドを提供することである。
【解決手段】 ウエーハ等の板状物を研磨する研磨パッドであって、基材と、基材上に繊維が静電植毛によって配設された研磨層とから構成される。好ましくは、繊維は親水性繊維から構成され、繊維の長さは１ｍｍ以下の短繊維である。
【解決手段】 ウエーハ等の板状物を研磨する研磨パッドであって、基材と、基材上に繊維が静電植毛によって配設された研磨層とから構成される。好ましくは、繊維は親水性繊維から構成され、繊維の長さは１ｍｍ以下の短繊維である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を研磨する研磨パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体ウエーハの製造プロセスにおいて、優れた平坦性を有する表面を形成することができる研磨方法として、化学的機械的研磨法、所謂ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）が広く採用されている。
【０００３】
また近年、半導体デバイスの小型化、薄型化の要請から、半導体ウエーハの薄型化が要求されている。このため、半導体ウエーハの裏面を砥石などで機械的に研削加工した後、この研削により生じた研削歪の除去や抗折強度の向上を目的として、研削後の半導体ウエーハの裏面をＣＭＰによって研磨加工している。
【０００４】
ＣＭＰは、研磨パッドと被研磨物との間に研磨液（スラリー）を供給しつつ研磨パッドと被研磨物とをそれぞれ回転させながら相対的に摺動させることで遂行される（例えば、特開平３−２４８５３２号公報参照）。
【０００５】
研磨パッドとしては一般的に不織布が使用され、例えばシリカなどの遊離砥粒を含んだ研磨液（スラリー）を供給しながら半導体ウエーハ等の被研磨物の表面を研磨する。半導体ウエーハ等の板状物の研磨面を研磨する研磨パッドとしては、従来不織布からなる研磨パッドが広く使用されている。不織布は、一般に特開昭６１−２０７６５４号公報に開示されるようなニードルパンチ方式を用いて製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−２４８５３２号公報
【特許文献２】特開昭６１−２０７６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ニードルパンチ方式で不織布を製造するには非常に時間がかかる上、例えば１ｍｍ以下の短繊維で不織布を製造することがニードルパンチ方式では難しいという問題があった。特に、繊維が綿、又はレーヨン等の親水性を有する繊維の場合、ニードルパンチ方式で不織布を製造することは困難である。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ニードルパンチ方式に比べて短時間で製造できるとともに短繊維で研磨面を形成可能な研磨パッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、板状物を研磨する研磨パッドであって、基材と、該基材上に繊維が静電植毛によって配設された研磨層と、を具備したことを特徴とする研磨パッドが提供される。
【００１０】
好ましくは、繊維は親水性繊維から構成される。更に、繊維は１ｍｍ以下の短繊維であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の研磨パッドは静電植毛法を用いて製造されるため、ニードルパンチ方式に比べて短時間での製造が可能となる。また、親水性を有する繊維で研磨層を形成することで、研磨液が板状物の上面に残り難くしみなどを形成してしまうことを防止できる。更に、１ｍｍ以下の短繊維で研磨層を形成すると、研磨面を非常に平坦にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の研磨パッドを装着するのに適した研磨装置の外観斜視図である。
【図２】本発明実施形態の研磨パッドの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の研磨パッドを装着するのに適した研磨装置２の斜視図を示している。４は研磨装置２のハウジングであり、ハウジング４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に延びる一対のガイドレール（一本のみ図示）８が固定されている。
【００１４】
この一対のガイドレール８に沿って研磨ユニット（研磨手段）１０が上下方向に移動可能に装着されている。研磨ユニット１０は、そのハウジング２０が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１２に取り付けられている。
【００１５】
研磨ユニット１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０中に回転可能に収容された図示しないスピンドルと、スピンドルを回転駆動するサーボモータ２２と、スピンドルの先端に固定された研磨パッド２６を有する研磨ホイール２４を含んでいる。
【００１６】
研磨ユニット１０は、研磨ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ１４とパルスモータ１６とから構成される研磨ユニット移動機構１８を備えている。パルスモータ１６をパルス駆動すると、ボールねじ１４が回転し、移動基台１２が上下方向に移動される。
【００１７】
ハウジング４の中間部分には保持テーブル５０を有する保持テーブル機構（チャックテーブル機構）２８が配設されており、保持テーブル機構２８は図示しない保持テーブル移動機構によりＹ軸方向に移動される。３０は保持テーブル機構をカバーする蛇腹である。
【００１８】
ハウジング４の前側部分には、第１のウエーハカセット３２と、第２のウエーハカセット３４と、ウエーハ搬送ロボット３６と、複数の位置決めピン４０を有する位置決め機構３８と、ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）４２と、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）４４と、スピナユニット４６が配設されている。
【００１９】
また、ハウジング４の概略中央部には、保持テーブル５０を洗浄する洗浄水噴射ノズル４８が設けられている。この洗浄水噴射ノズル４８は、保持テーブル５０が装置手前側のウエーハ搬入・搬出領域に位置付けられた状態において、保持テーブル５０に向かって洗浄水を噴射する。
【００２０】
図２を参照すると、本発明の研磨パッド２６の斜視図が示されている。研磨パッド２６は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリエチレン、塩化ビニル等のプラスチックから形成された基材２７と、基材２７上にレーヨン等の親水性繊維が静電植毛によって配設された研磨層２９とから構成される。ここで、基材はプラスチックに限定されず、例えば金属で構成しても良い。
【００２１】
好ましくは、静電植毛する繊維としては、繊維長０．５〜１ｍｍのレーヨンが好ましい。他の親水性繊維としては、綿、キュプラ（銅アンモニアレーヨン）が挙げられる。レーヨンに変わって、ナイロン（ポリアミド系繊維）、又はポリエステルを静電植毛するようにしてもよい。
【００２２】
静電植毛加工プロセスは、基材に接着剤を塗布→静電植毛→乾燥→余剰繊維除去の工程から構成される。基材に塗布する接着剤としては、アクリルエマルジョン接着剤、酢酸ビニルエマルジョン接着剤等の水溶性型接着剤が好ましい。また、余剰繊維の除去は、エアガン、ブラシ、超音波除毛装置等を用いて実施される。
【００２３】
ここで、静電植毛について簡単に説明する。静電植毛加工はフロッキー加工とも呼ばれ、基本的に静電塗装等と同じ原理で高圧静電界における静電吸引力を利用し、予め接着剤を塗布した基材に短繊維（パイル又はフロック）を垂直に投錨させるものであり、その後接着剤層を乾燥（キュアリング）させることにより投錨したパイルを固定し、必要な強度を得る加工方法であり、通常２００００Ｖ〜１０００００Ｖの直流電圧を使用する。
【００２４】
平板状の電極間に直流高電圧を印加し、片側の極板上に電着処理をしたパイルを置くとパイルがある電気量に帯電する。このように電解中に電荷を持ったパイルを置くと、パイルはクーロンの法則により静電力を受け、電界と平行にパイルは向きを替えて飛翔する。
【００２５】
異極に到達したパイルは極性を変え逆向きに飛翔する。一対の極板間に加工したい基材に接着剤を塗布してセットし、静電吸引力を利用して飛翔しているパイルを接着剤層に投錨することにより、基材上にパイルが静電植毛される。
【００２６】
パイルは接着剤層に垂直に投錨されるため、基材上にパイルが規則正しく整列することになり、非常に高い植毛密度を得ることができる。仕上げに植毛された繊維を固定するコーティングを施してもよい。また、静電植毛を複数回繰り返し、基材２７上に複数層の研磨層２９を積層するようにしてもよい。
【００２７】
本発明の研磨パッド２６は、単結晶シリコンインゴットからスライスされたシリコンウエーハを、ＣＭＰ法により研磨するのに特に適しているが、ウエーハの裏面を研削砥石で研削加工した後、この研削により生じた研削歪の除去や抗折強度の向上を目的として、研削後のウエーハの裏面をＣＭＰによって研磨加工する際にも使用することができる。
【００２８】
親水性を有するレーヨン等の繊維で研磨層２６を形成することにより、研磨液が研磨面に残り難くしみ等を形成してしまうことを防止できる。また、１ｍｍ以下の短繊維で研磨層２９を形成することにより、研磨面を非常に平坦にすることができる。
【符号の説明】
【００２９】
２ 研磨装置
１０ 研磨ユニット
２６ 研磨パッド
２７ 基材
２８ 保持テーブル
２９ 研磨層
５０ 保持テーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を研磨する研磨パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体ウエーハの製造プロセスにおいて、優れた平坦性を有する表面を形成することができる研磨方法として、化学的機械的研磨法、所謂ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）が広く採用されている。
【０００３】
また近年、半導体デバイスの小型化、薄型化の要請から、半導体ウエーハの薄型化が要求されている。このため、半導体ウエーハの裏面を砥石などで機械的に研削加工した後、この研削により生じた研削歪の除去や抗折強度の向上を目的として、研削後の半導体ウエーハの裏面をＣＭＰによって研磨加工している。
【０００４】
ＣＭＰは、研磨パッドと被研磨物との間に研磨液（スラリー）を供給しつつ研磨パッドと被研磨物とをそれぞれ回転させながら相対的に摺動させることで遂行される（例えば、特開平３−２４８５３２号公報参照）。
【０００５】
研磨パッドとしては一般的に不織布が使用され、例えばシリカなどの遊離砥粒を含んだ研磨液（スラリー）を供給しながら半導体ウエーハ等の被研磨物の表面を研磨する。半導体ウエーハ等の板状物の研磨面を研磨する研磨パッドとしては、従来不織布からなる研磨パッドが広く使用されている。不織布は、一般に特開昭６１−２０７６５４号公報に開示されるようなニードルパンチ方式を用いて製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−２４８５３２号公報
【特許文献２】特開昭６１−２０７６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ニードルパンチ方式で不織布を製造するには非常に時間がかかる上、例えば１ｍｍ以下の短繊維で不織布を製造することがニードルパンチ方式では難しいという問題があった。特に、繊維が綿、又はレーヨン等の親水性を有する繊維の場合、ニードルパンチ方式で不織布を製造することは困難である。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ニードルパンチ方式に比べて短時間で製造できるとともに短繊維で研磨面を形成可能な研磨パッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、板状物を研磨する研磨パッドであって、基材と、該基材上に繊維が静電植毛によって配設された研磨層と、を具備したことを特徴とする研磨パッドが提供される。
【００１０】
好ましくは、繊維は親水性繊維から構成される。更に、繊維は１ｍｍ以下の短繊維であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の研磨パッドは静電植毛法を用いて製造されるため、ニードルパンチ方式に比べて短時間での製造が可能となる。また、親水性を有する繊維で研磨層を形成することで、研磨液が板状物の上面に残り難くしみなどを形成してしまうことを防止できる。更に、１ｍｍ以下の短繊維で研磨層を形成すると、研磨面を非常に平坦にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の研磨パッドを装着するのに適した研磨装置の外観斜視図である。
【図２】本発明実施形態の研磨パッドの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の研磨パッドを装着するのに適した研磨装置２の斜視図を示している。４は研磨装置２のハウジングであり、ハウジング４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に延びる一対のガイドレール（一本のみ図示）８が固定されている。
【００１４】
この一対のガイドレール８に沿って研磨ユニット（研磨手段）１０が上下方向に移動可能に装着されている。研磨ユニット１０は、そのハウジング２０が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１２に取り付けられている。
【００１５】
研磨ユニット１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０中に回転可能に収容された図示しないスピンドルと、スピンドルを回転駆動するサーボモータ２２と、スピンドルの先端に固定された研磨パッド２６を有する研磨ホイール２４を含んでいる。
【００１６】
研磨ユニット１０は、研磨ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ１４とパルスモータ１６とから構成される研磨ユニット移動機構１８を備えている。パルスモータ１６をパルス駆動すると、ボールねじ１４が回転し、移動基台１２が上下方向に移動される。
【００１７】
ハウジング４の中間部分には保持テーブル５０を有する保持テーブル機構（チャックテーブル機構）２８が配設されており、保持テーブル機構２８は図示しない保持テーブル移動機構によりＹ軸方向に移動される。３０は保持テーブル機構をカバーする蛇腹である。
【００１８】
ハウジング４の前側部分には、第１のウエーハカセット３２と、第２のウエーハカセット３４と、ウエーハ搬送ロボット３６と、複数の位置決めピン４０を有する位置決め機構３８と、ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）４２と、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）４４と、スピナユニット４６が配設されている。
【００１９】
また、ハウジング４の概略中央部には、保持テーブル５０を洗浄する洗浄水噴射ノズル４８が設けられている。この洗浄水噴射ノズル４８は、保持テーブル５０が装置手前側のウエーハ搬入・搬出領域に位置付けられた状態において、保持テーブル５０に向かって洗浄水を噴射する。
【００２０】
図２を参照すると、本発明の研磨パッド２６の斜視図が示されている。研磨パッド２６は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリエチレン、塩化ビニル等のプラスチックから形成された基材２７と、基材２７上にレーヨン等の親水性繊維が静電植毛によって配設された研磨層２９とから構成される。ここで、基材はプラスチックに限定されず、例えば金属で構成しても良い。
【００２１】
好ましくは、静電植毛する繊維としては、繊維長０．５〜１ｍｍのレーヨンが好ましい。他の親水性繊維としては、綿、キュプラ（銅アンモニアレーヨン）が挙げられる。レーヨンに変わって、ナイロン（ポリアミド系繊維）、又はポリエステルを静電植毛するようにしてもよい。
【００２２】
静電植毛加工プロセスは、基材に接着剤を塗布→静電植毛→乾燥→余剰繊維除去の工程から構成される。基材に塗布する接着剤としては、アクリルエマルジョン接着剤、酢酸ビニルエマルジョン接着剤等の水溶性型接着剤が好ましい。また、余剰繊維の除去は、エアガン、ブラシ、超音波除毛装置等を用いて実施される。
【００２３】
ここで、静電植毛について簡単に説明する。静電植毛加工はフロッキー加工とも呼ばれ、基本的に静電塗装等と同じ原理で高圧静電界における静電吸引力を利用し、予め接着剤を塗布した基材に短繊維（パイル又はフロック）を垂直に投錨させるものであり、その後接着剤層を乾燥（キュアリング）させることにより投錨したパイルを固定し、必要な強度を得る加工方法であり、通常２００００Ｖ〜１０００００Ｖの直流電圧を使用する。
【００２４】
平板状の電極間に直流高電圧を印加し、片側の極板上に電着処理をしたパイルを置くとパイルがある電気量に帯電する。このように電解中に電荷を持ったパイルを置くと、パイルはクーロンの法則により静電力を受け、電界と平行にパイルは向きを替えて飛翔する。
【００２５】
異極に到達したパイルは極性を変え逆向きに飛翔する。一対の極板間に加工したい基材に接着剤を塗布してセットし、静電吸引力を利用して飛翔しているパイルを接着剤層に投錨することにより、基材上にパイルが静電植毛される。
【００２６】
パイルは接着剤層に垂直に投錨されるため、基材上にパイルが規則正しく整列することになり、非常に高い植毛密度を得ることができる。仕上げに植毛された繊維を固定するコーティングを施してもよい。また、静電植毛を複数回繰り返し、基材２７上に複数層の研磨層２９を積層するようにしてもよい。
【００２７】
本発明の研磨パッド２６は、単結晶シリコンインゴットからスライスされたシリコンウエーハを、ＣＭＰ法により研磨するのに特に適しているが、ウエーハの裏面を研削砥石で研削加工した後、この研削により生じた研削歪の除去や抗折強度の向上を目的として、研削後のウエーハの裏面をＣＭＰによって研磨加工する際にも使用することができる。
【００２８】
親水性を有するレーヨン等の繊維で研磨層２６を形成することにより、研磨液が研磨面に残り難くしみ等を形成してしまうことを防止できる。また、１ｍｍ以下の短繊維で研磨層２９を形成することにより、研磨面を非常に平坦にすることができる。
【符号の説明】
【００２９】
２ 研磨装置
１０ 研磨ユニット
２６ 研磨パッド
２７ 基材
２８ 保持テーブル
２９ 研磨層
５０ 保持テーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状物を研磨する研磨パッドであって、
基材と、
該基材上に繊維が静電植毛によって配設された研磨層と、
を具備したことを特徴とする研磨パッド。
【請求項２】
前記繊維は親水性繊維から構成される請求項１記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記繊維は１ｍｍ以下の短繊維から構成される請求項１又は２記載の研磨パッド。
【請求項１】
板状物を研磨する研磨パッドであって、
基材と、
該基材上に繊維が静電植毛によって配設された研磨層と、
を具備したことを特徴とする研磨パッド。
【請求項２】
前記繊維は親水性繊維から構成される請求項１記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記繊維は１ｍｍ以下の短繊維から構成される請求項１又は２記載の研磨パッド。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−４３２２２（Ｐ２０１３−４３２２２Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８０２１１（Ｐ２０１１−１８０２１１）
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
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