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公開番号2025100889
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2025071894,2021055514
出願日2025-04-23,2021-03-29
発明の名称研磨パッド
出願人富士紡ホールディングス株式会社
代理人個人
主分類B24B 37/26 20120101AFI20250626BHJP(研削;研磨)
要約【課題】透明な終点検出用窓にスラリーや研磨屑が滞留するのを防止し、終点検出用窓による研磨加工の終点検出の精度低下を防止する。
【解決手段】研磨パッド3は、検査光L1が透過可能な終点検出用窓3Bを有する研磨層3Cを備えており、その研磨面3Aには複数の同心円状の環状溝3Aaが形成されている。終点検出用窓3Bの上面3Baは、研磨面3Aよりも低くなっており、そこは凹部3Caとなっている。終点検出用窓3Bの上面3Ba及び凹部3Caから研磨面3Aの図示しない外周縁まで半径方向の排出溝3Eが形成されている。
研磨加工中にスラリーや加工屑が終点検出用窓3Bの上面3Baや凹部3Caに流入しても、排出溝3Eを介して研磨面3Aの外方へ排出される。そのため、終点検出用窓3Bの上面3Baにスラリーや研磨屑が滞留することを防止することができる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
被研磨物を研磨する研磨面を有する研磨層と、この研磨層に設けられて研磨加工中の終点を検出するための透明な終点検出用窓とを備えた研磨パッドにおいて、
上記終点検出用窓における研磨面側となる一面は、上記研磨面よりも高さが低くなるように形成されて、上記研磨面との間に凹部が形成されており、
さらに上記研磨面に、上記凹部から研磨面の外周縁に連通する少なくとも一つの排出溝が形成されており、
研磨加工中のスラリー及び研磨屑は上記凹部から排出溝を介して研磨面の外方へ排出されることを特徴とする研磨パッド。
続きを表示（約 600 文字）【請求項２】
上記研磨面の同心円上の位置に複数の環状溝が形成されており、
上記排出溝は、上記環状溝と交差して設けられており、
上記終点検出用窓における研磨面側の一面は、環状溝の底部よりも高さが低い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】
上記排出溝の底部は、上記環状溝の底部と高さが同じ又は底部より低く、上記終点検出用窓における研磨面側の一面よりも高さが高くなっ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】
上記研磨面から上記終点検出用窓における研磨面側となる一面までの深さと上記排出溝の深さとの差は、０．０５から０．２０ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載の研磨パッド。
【請求項５】
上記研磨面の上記排出溝は、上記凹部から半径方向に形成された第１排出溝と、当該第１排出溝に対して所定角度をなして形成された第２排出溝とを有することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の研磨パッド。
【請求項６】
上記研磨面に複数の直線状の溝を交差させた格子状溝が形成されており、
上記格子状溝を構成する少なくとも１つの直線状の溝は、上記終点検出用窓の凹部と交差して設けられており、該１つの直線状の溝が上記排出溝となっていることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の研磨パッド。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は研磨パッドに関し、より詳しくは、研磨加工の終点を検出するための透明な終点検出用窓を備えるとともに、該終点検出用窓の検出精度の低下を防止する排出溝が研磨面に形成された研磨パッドに関する。
続きを表示（約 5,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、研磨加工の終点を検出するための透明な終点検出用窓を備えるとともに、スラリーや研磨屑をするための排出溝を研磨面等に設けた研磨パッドは公知である（例えば特許文献１～特許文献２）。
特許文献１の研磨パッドにおいては、終点検出用窓の一面（上面）は、研磨面に形成された排出溝の底部よりも低い位置に位置している。他方、特許文献２の研磨パッドにおいては、終点検出用窓の上面に凹面が形成されるとともに、該凹面に排出溝が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０１３－５１７１４６号公報
特開２０１６－１８２６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の研磨パッドにおいては、終点検出用窓の一面（上面）が研磨面よりも低い位置にあるため、研磨加工中にスラリーや研磨屑が終点検出用窓に滞留して該終点検出用窓による終点検出精度が低下する恐れがあった。
他方、特許文献２の研磨パッドは、終点検出用窓の上面に凹面が形成され、かつ該凹面に排出溝が形成されているので、排出溝とそれ以外の部分とで検査光の透過量が異なるために、終点検出用窓による終点検出精度が低下するという問題があった。
また、排出溝以外の部分に検査光を通す場合、終点検出用窓を大きくする必要があり、終点検出用窓が研磨性能に影響を与える可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した事情に鑑み、本発明は、被研磨物を研磨する研磨面を有する研磨層と、この研磨層に設けられて研磨加工中の終点を検出するための透明な終点検出用窓とを備えた研磨パッドにおいて、
上記終点検出用窓における研磨面側となる一面は、上記研磨面よりも高さが低くなるように形成されて、上記研磨面との間に凹部が形成されており、
さらに上記研磨面に、上記凹部から研磨面の外周縁に連通する少なくとも一つの排出溝が形成されており、
研磨加工中のスラリー及び研磨屑は上記凹部から排出溝を介して研磨面の外方へ排出されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
このような構成によれば、終点検出用窓にスラリーや研磨屑が滞留するのを防止できるので、検査光が終点検出用窓を透過する際の透過具合が変わることがなく、したがって、終点検出精度の低下を防止することができる。また、終点検出用窓における研磨面側となる一面が研磨面よりも高さが低くなるように形成されているため、終点検出用窓が研磨に及ぼす影響を可及的に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の一実施例を示す研磨装置の斜視図。
図１の要部の縦断面図。
図１の研磨面の要部の斜視図。
図１の研磨面の要部の平面図。
図１の研磨パッドの製造工程を示す図。
本発明の第２実施例を示す要部の平面図。
本発明の第３実施例を示す要部の平面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１ないし図２において、１は研磨装置であり、この研磨装置１は、薄板状の被研磨物２（例えば半導体ウエハ）を研磨パッド３によって研磨するようになっている。この研磨装置１は、被研磨物２に対して研磨加工を行う際に、被研磨物２の被研磨面２Ａに向けて検査光Ｌ１を照射することで、研磨加工の進捗状況と加工終了となる終点を検出できるようになっている。
研磨装置１は、下方側に位置して上面に研磨パッド３が固定される研磨定盤４と、上方側に位置して下面に被研磨物２を保持する保持定盤５と、被研磨物２と研磨パッド３との間にスラリーＳ（研磨液）を供給するスラリー供給機構６と、検査光Ｌ１を用いて被研磨物２の研磨加工の進捗状況と加工の終点を検出する検出機構７を備えている。
研磨装置１による研磨加工の対象となる被研磨物２は、光学材料、シリコンウェハ、液晶用ガラス基板、半導体基板の他、ガラス、金属、セラミック等の板状物である。また、スラリー供給機構６が供給するスラリーＳとしては、対象となる被研磨物２および求められる加工精度に応じて従来公知の好適な物を使用することができる。
上記研磨定盤４および保持定盤５はそれぞれ略円盤状となっており、それぞれ図示しない駆動機構によって矢印方向に回転するようになっており、また、上記保持定盤５は昇降可能に設けられている。
被研磨物２に研磨加工を行う際には、保持定盤５によって被研磨物２の被研磨面２Ａ（下面）を研磨パッド３の研磨面３Ａに設定圧力で押し当てた状態で、それらが相対的に回転されるとともに、スラリー供給機構６からスラリーＳが被研磨物２の被研磨面２Ａと研磨パッド３の研磨面３Ａとの間に供給されるようになっている。
研磨パッド３の研磨面３Ａには、研磨パッド３の中心（回転中心）を囲繞して同心円状に複数の環状溝３Ａａが半径方向において等ピッチで形成されている。これら複数の環状溝３ＡａがスラリーＳを保持するスラリー保持溝となっており、スラリー供給機構６から吐出されたスラリーＳはこれら複数の環状溝３Ａａ内に流入して研磨面３Ａの全域に供給されるようになっている（図２～図４参照）。
【０００９】
ところで、被研磨物２の研磨加工を行う際には、該被研磨物２の研磨加工の進捗状況と加工終了となる終点を検出する必要がある。そこで、この研磨装置１は、下方側から上方に向けて検査光Ｌ１を照射して、被研磨物２の被研磨面２Ａからの反射光Ｌ２を基にして研磨加工の進捗状況と加工終点を検出する検出機構７を備えている。
研磨パッド３の所定位置には、上記検査光Ｌ１を透過させ、かつ被研磨物２の被研磨面２Ａからの反射光Ｌ２を透過させる透明な終点検出用窓３Ｂが設けられている。
研磨パッド３は、上方側に位置する円板状の研磨層３Ｃと、研磨層３Ｃの下面に接着剤や両面テープで接着された円板状の支持層３Ｄ（クッション層）とを備えている。研磨層３Ｃの所定位置に透明な終点検出用窓３Ｂが設けられており、その下方側となる支持層３Ｄの位置には、検査光Ｌ１及び被研磨物２からの反射光を通過させるための貫通孔３Ｄａが穿設されている。
終点検出用窓３Ｂの平坦な上面３Ｂａは、研磨層３Ｃの上面である研磨面３Ａよりも少し低くなっている。具体的には、上面３Ｂａは、環状溝３Ａａの底部よりも低い位置にあり、研磨面３Ａよりも０．９ｍｍ程度低くなっており、それにより上面３Ｂａの上方位置に円形の凹部３Ｃａが生じている。
前述したように、研磨面３Ａには、同心円状に複数の環状溝３Ａａが形成されており、それらの数本の環状溝３Ａａは、終点検出用窓３Ｂの隣接上方位置の凹部３Ｃａと交差している。つまり、図３ないし図４に示すように、凹部３Ｃａの内周面に複数の環状溝３Ａａが開口し、該環状溝３Ａａと凹部３Ｃａとが連通した状態となっている。
他方、終点検出用窓３Ｂの下面３Ｂｂと研磨層３Ｃの下面は同一平面となっており、研磨層３Ｃの下面に支持層３Ｄの上面が接着剤や両面テープによって接着されている。そして、上下で一体となった研磨層３Ｃと支持層３Ｄからなる研磨パッド３は、その下面（支持層３Ｄの下面）を接着剤や両面テープによって研磨定盤４の上面４Ａに固定されている。
研磨定盤４には、上記研磨パッド３の終点検出用窓３Ｂ及び支持層３Ｄの貫通孔３Ｄａの下方位置に、検査光Ｌ１を上方へ照射する発光部７Ａ及び被研磨物２からの反射光を受光する受光部７Ｂが設けられている。検出機構７は、これら発光部７Ａ及び受光部７Ｂと、それらの作動を制御し、かつ、研磨加工中における加工の進捗状況と加工終了となる終点を検出する制御部７Ｃを備えている。
被研磨物２に対する研磨加工中においては、検出機構７の発光部７Ａから検査光Ｌ１が上方に向けて照射されるので、該検査光Ｌ１は透明な終点検出用窓３Ｂを透過して被研磨物２の被研磨面２Ａに照射される。すると、検査光Ｌ１は被研磨物２の被研磨面２Ａによって下方に向けて反射され、その反射光Ｌ２は透明な終点検出用窓３Ｂを透過して受光部７Ｂによって検出される。受光部７Ｂで検出した反射光Ｌ２は制御部７Ｃへ伝達されるようになっている。
そして、被研磨物２の研磨加工が進行して、被研磨物２の被研磨面２Ａが徐々に研磨されることに伴って、受光部７Ｂによって検出される反射光Ｌ２の強度等が変化する。制御部７Ｃは、受光部７Ｂによって検出された反射光Ｌ２の強度等が、予め登録された強度等になると、被研磨面２Ａが加工終点になったものと判定して、研磨加工を停止させる。すると、駆動機構が停止されるので研磨定盤４及び保持定盤５の回転が停止するとともに、スラリー供給機構６からのスラリーＳの供給も停止されるようになっている。
このように、検出機構７の検査光Ｌ１を用いて被研磨物２の研磨加工が行われる際に研磨加工の終点を検出できるようになっている。なお、このような検査光Ｌ１を用いた検出機構７の構成は既に公知である。
【００１０】
しかして、図３ないし図４に示すように、本実施例の研磨パッド３は、研磨層３Ｃの研磨面３Ａに、終点検出用窓３Ｂの上面３Ｂａ及び凹部３Ｃａの位置から研磨面３Ａの外周縁まで到達する半径方向の排出溝３Ｅが形成されていることが特徴となっている。
終点検出用窓３Ｂは検査光Ｌ１及び反射光Ｌ２を透過させる透明な材料によって円板状に形成されており、この終点検出用窓３Ｂは、研磨層３Ｃの所定位置に形成された貫通孔に隙間なく嵌合されている。終点検出用窓３Ｂの直径は９ｍｍに設定されており、軸方向寸法（上下方向寸法）は研磨層３Ｃの厚さよりも短い寸法となっている。
なお、終点検出用窓３Ｂの材料としては、ポリウレタン等の弾性樹脂を用いることができる。終点検出用窓３Ｂは検査光Ｌ１及び反射光Ｌ２の妨げとなるような発泡を避けた構造とする必要がある。より具体的には内部に空隙が形成されないポリウレタン等の弾性樹脂体が好ましい。
本実施例では、終点検出用窓３Ｂが円形となっているが、これ以外に例えば長方形、正方形、多角形、楕円形等の様々な形状とすることもできる。また、終点検出用窓３Ｂは少なくとも１つ設けられていれば良い。
研磨面３Ａと終点検出用窓３Ｂの上面３Ｂａの高さの差（凹部３Ｃａの深さ）は、０．９ｍｍ程度に設定されている。さらに、上記各環状溝３Ａａの幅は０．４ｍｍに設定されており、隣り合う環状溝３Ａａのピッチは２．８ｍｍに設定されている。
また、各環状溝３Ａａの深さは０．６ｍｍに設定されている。これにより、スラリー等が環状溝３Ａａから凹部３Ｃａに流れる。
排出溝３Ｅは、研磨層３Ｃの半径方向に直線状に形成されており、この排出溝３Ｅの外方側の端部は図示しない研磨層３Ｃの外周縁（外周面）に開口し、排出溝３Ｅの内方側の端部は凹部３Ｃａの内周面に開口している。この排出溝３Ｅは、研磨面３Ａに形成された複数の環状溝３Ａａとも交差して、それらと連通した状態となっている。排出溝３Ｅの深さは、０．８ｍｍに設定されており、排出溝３Ｅの底部は終点検出用窓３Ｂの上面３Ｂａよりも高く、かつ環状溝３Ａａの底部と同じかより低い位置に位置している。これにより、スラリー等は、排出溝３Ｅから排出されるまでに終点検出用窓３Ｂの上面３Ｂａに一定量溜まった状態が維持されるようになり、スラリー等の流れに伴って検査光Ｌ１及び反射光Ｌ２の強度が低下するのを防止することができ、ひいては、検出機構７による終点検出精度が低下するのを防止することができる。
そして、終点検出用窓３Ｂの上面３Ｂａに隣接する排出溝３Ｅにも、複数の環状溝３Ａａが交差して、該複数の環状溝３Ａａと排出溝３Ｅとが連通した状態となっている（図２ないし図４参照）。
（【００１１】以降は省略されています）

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