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WO2018225658A1 - 吸着層を備える研磨パッドを使用する研磨方法 - Google Patents

吸着層を備える研磨パッドを使用する研磨方法 Download PDF

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WO2018225658A1
WO2018225658A1 PCT/JP2018/021263 JP2018021263W WO2018225658A1 WO 2018225658 A1 WO2018225658 A1 WO 2018225658A1 JP 2018021263 W JP2018021263 W JP 2018021263W WO 2018225658 A1 WO2018225658 A1 WO 2018225658A1
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WO
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polishing
polishing pad
adsorption layer
surface plate
surface roughness
Prior art date
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Application number
PCT/JP2018/021263
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English (en)
French (fr)
Inventor
利康 矢島
大輔 二宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maruishi Sangyo Co Ltd
Original Assignee
Maruishi Sangyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to US16/603,984 priority patent/US11602819B2/en
Priority to KR1020197031949A priority patent/KR102478853B1/ko
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Definitions

  • the present invention relates to a polishing method for polishing a member to be polished such as a semiconductor wafer used in a semiconductor component, an electronic component or the like using a polishing pad having a predetermined configuration. More specifically, the present invention relates to a polishing method capable of improving the working efficiency and maintaining the polishing quality at a high level in the step of polishing a large number of members to be polished.
  • a polishing process for flattening and mirroring the surface is included.
  • the member to be polished is held on one surface plate of the polishing apparatus, the polishing pad is fixed to the other surface plate, and then the member to be polished and the polishing pad are pressurized while supplying the polishing slurry. It is performed by sliding relatively in the state.
  • the applicant of the present application has developed a polishing pad using a predetermined adsorbing layer from the above-mentioned adhesive for the method of fixing the polishing pad (Patent Document 1).
  • the polishing pad is provided with an adsorption layer having a predetermined configuration on the back surface (surface on the surface plate side) of the polishing layer.
  • the adsorption layer here literally fixes the polishing pad to the surface plate by its adsorption action.
  • This fixing method is different from a method using stickiness like a pressure-sensitive adhesive which has been used conventionally, and no residue remains when peeling from the surface plate.
  • the polishing pad can be peeled and fixed smoothly, and the replacement work can be performed efficiently.
  • the polishing pad provided with the above-described adsorption layer can contribute to the efficiency of the polishing operation and can help increase the accuracy of the polishing surface. In addition, it has become possible to meet the demand for high flatness of polishing products against the background of high density, high fineness, and large area of recent semiconductor components.
  • the present invention provides a polishing method to which a polishing pad provided with the above adsorbing layer is applied, and capable of continuously performing a stable polishing operation.
  • the present inventors have focused on improving the fixed state between the polishing pad and the surface plate. Specifically, the present inventors have conceived that the surface state of the surface plate, particularly the surface roughness, can be stipulated to improve the fixed state of the polishing pad and solve the above problems.
  • the present invention provides a polishing method in which a polishing pad is fixed to a surface plate and then polished by sliding an object to be polished against the polishing pad while pressing, and the polishing pad is adsorbed and fixed to the surface plate.
  • a polishing layer for polishing the object to be polished the adsorption layer comprising a silicone composed of a linear polyorganosiloxane having vinyl groups only at both ends, both ends and side chains.
  • a silicone comprising a linear polyorganosiloxane having a vinyl group, a silicone comprising a branched polyorganosiloxane having a vinyl group only at the terminal, and a silicone comprising a branched polyorganosiloxane having a vinyl group at the terminal and side chains. It consists of a composition obtained by crosslinking at least one selected silicone, and the surface roughness (Ra) of the surface plate is set to 0 After the 01 ⁇ 0.7 [mu] m, a polishing method characterized by chucking the adsorption layer of the polishing pad to the platen.
  • the present invention improves the surface condition of the surface plate during the polishing operation, and obtains a suitable polishing quality by adsorbing and fixing the polishing pad thereon.
  • focusing on the surface roughness which is the surface state of the surface plate in the present invention relates to the characteristics of the adsorption layer of the polishing pad applied in the present invention.
  • the adsorption layer of this polishing pad is physically adsorbed and fixed to the surface plate.
  • the feature of this fixed state is that the shearing force (fixing strength in the horizontal direction with respect to the surface of the platen) is high, while the peeling force (fixing strength in the direction perpendicular to the surface of the platen) is low.
  • the surface roughness of the surface of the adsorption layer is set to a specific range in consideration of the relationship of the fixing strength between the adsorption layer and the surface plate (see Patent Document 1). (See claim 1).
  • optimization of the polishing pad with respect to the adsorption layer surface is effective, according to the present inventors, the improvement of the polishing pad can be exhibited more effectively by appropriately adjusting the surface roughness of the surface plate.
  • the polishing force may not be propagated uniformly.
  • a problem occurs in the fixed state of the polishing pad, a slight deviation of the polishing pad occurs, and in some cases, the polishing pad peels off from the surface plate.
  • the surface state of the surface plate that may affect the polishing accuracy does not always occur from the initial stage of the polishing operation.
  • the surface roughness of the surface plate may be rough from the beginning of manufacture, or the surface plate that is initially smooth and small in surface roughness may change during use. In the latter case, for example, it is considered that the surface roughness may increase due to contact in a polishing pad replacement operation or the like.
  • the present invention is characterized by suitably adjusting the surface state of the surface plate regardless of the history while considering these circumstances.
  • polishing method according to the present invention will be described in more detail.
  • the configuration of the polishing pad applied in the present invention, the surface roughness of the surface plate, and the adjustment method thereof will be described.
  • polishing pad used in the present invention has an adsorption layer on the surface plate side and a polishing layer on the workpiece side as essential components.
  • the material of the adsorption layer is basically the same as that applied to the conventional polishing pad by the present inventors described above. That is, a silicone composed of a linear polyorganosiloxane having vinyl groups only at both ends, a silicone composed of a linear polyorganosiloxane having vinyl groups at both ends and side chains, and a branched poly having a vinyl group only at the ends. It is formed by laminating a composition obtained by crosslinking at least one silicone selected from organosiloxane silicones and branched polyorganosiloxane silicones having vinyl groups at the terminals and side chains.
  • silicone examples include the compound of Chemical Formula 1 as an example of linear polyorganosiloxane. Further, as an example of the branched polyorganosiloxane, the compound of Chemical formula 2 can be mentioned.
  • substituent (R) in Chemical Formula 1 and Chemical Formula 2 are bonded to an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group and a propyl group, an aryl group such as a phenyl group and a tolyl group, or a carbon atom of these groups.
  • alkyl group such as a methyl group, an ethyl group and a propyl group, an aryl group such as a phenyl group and a tolyl group, or a carbon atom of these groups.
  • Examples thereof include monovalent hydrocarbon groups other than the same or different unsubstituted or substituted aliphatic unsaturated groups in which part or all of the hydrogen atoms are substituted with halogen atoms, cyano groups or the like.
  • at least 50 mol% thereof is a methyl group.
  • the substituents may be different or the same.
  • the polysiloxane may be used alone or as a mixture of two or more.
  • the silicone constituting the adsorption layer has a number of molecular weights of 30,000 to 100,000 and has a suitable adsorption action.
  • the number average molecular weight of the applied silicone and the firing temperature in the production stage have an effect.
  • the number average molecular weight of the silicone is preferably 30000 to 60000 in order to easily exhibit a suitable surface roughness.
  • the polishing pad used in the present invention is an essential component in addition to the adsorption layer.
  • the polishing layer is a polishing cloth applied with a general polishing pad.
  • a polishing cloth applied with a general polishing pad.
  • non-woven fabrics, foamed molded products, etc. formed from nylon, polyurethane, polyethylene terephthalate, etc. can be applied.
  • the shape of the surface (polishing surface) is not limited to a flat shape, and a groove or the like for holding an abrasive may be appropriately formed.
  • this polishing pad preferably has a base material for supporting both between the adsorption layer and the polishing layer.
  • the adsorbing layer is made of a thin organic material and rich in flexibility. If the polishing layer is directly bonded, the handling property is inferior. Therefore, the handling property of the polishing pad can be ensured by setting a moderately rigid substrate between them. In addition, deformation during the polishing operation can be suppressed by appropriately imparting rigidity to the polishing pad.
  • a sheet-like resin material is applied as the base material.
  • resins such as polyester, polyethylene, polystyrene, polypropylene, nylon, urethane, polyvinylidene chloride, and polyvinyl chloride.
  • Polyester resin materials are preferable, and polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN) are preferable, and PET is particularly preferable.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • the substrate may be a single layer or a multilayer structure with a plurality of resins.
  • the thickness of the adsorption layer is preferably 20 to 30 ⁇ m.
  • the thickness of the polishing cloth used as the polishing layer is 0.5 to 3 mm.
  • the base material thickness set as necessary is preferably 50 to 200 ⁇ m.
  • the polishing pad used in the present invention preferably has a surface roughness (Sa) of the surface of the adsorption layer on the surface plate side of 0.06 ⁇ m or less. This is because if it exceeds 0.06 ⁇ m, the in-plane uniformity of the polishing force may be affected. Although this lower limit value should not be restricted originally, it is 0.02 ⁇ m as the minimum value that can be produced for the adsorption layer.
  • the surface roughness is an arithmetic average roughness (Ra).
  • the surface roughness of the adsorption layer is an average meaning in the surface of the adsorption layer, and is an average of measured values for the surface roughness of a plurality of portions such as the central portion and the end (outer peripheral portion) of the adsorption layer.
  • an average value of the surface roughness at the three points of the center portion and both end portions of the adsorption layer is employed.
  • the surface roughness of an adsorption layer has uniformity.
  • the difference between Sc and Sa and the difference between So and Sa are both It is preferable that it is 0.02 ⁇ m or less.
  • the surface roughness of the edge part of an adsorption layer it is preferable to have the said relationship in both ends of both of polishing pad diameters.
  • the polishing pad described above is adsorbed and fixed to the surface plate to polish the object to be polished. Then, before fixing the polishing pad, the surface roughness of the surface plate is adjusted to 0.01 to 0.7 ⁇ m.
  • the surface state of the surface plate is defined as a method for improving the polishing accuracy of the object to be polished from the direction other than the central member in the polishing work such as the polishing pad and the polishing agent.
  • This surface roughness is also the arithmetic average roughness (Ra).
  • the surface roughness of the surface plate is preferably an in-plane average value, and the average of the measured values for the surface roughness of a plurality of portions such as the center portion and the end (outer peripheral portion) of the surface plate is used.
  • the surface roughness is preferable.
  • the surface roughness of the surface plate is preferably controlled to 0.01 to 0.25 ⁇ m.
  • a surface plate and a polishing pad are arranged below, and an object to be polished is arranged on the surface to polish one side, but as shown in FIG.
  • a polishing operation may be performed by simultaneously pressing the polishing pad from its upper and lower surfaces.
  • the lower polishing surface (lower surface plate) has an effective effect by controlling the surface roughness of the surface plate to 0.7 ⁇ m or less. be able to.
  • the surface force of the surface plate is reduced in consideration of the adsorption force between the surface plate and the polishing pad due to gravity. It is preferable to make it lower. Therefore, when considering the polishing work from the upper and lower surfaces as shown in FIG. 2, the surface roughness of the surface plate is preferably controlled to 0.01 to 0.25 ⁇ m. In the single-side polishing as shown in FIG. 1, it is also effective to set the surface roughness of the surface plate to 0.25 ⁇ m or less.
  • the surface of the surface plate may be polished to the above range before the polishing pad is installed.
  • a suitable method for adjusting the surface roughness of the surface plate is to bond a film material having a surface roughness of 0.01 to 0.7 ⁇ m to the surface of the surface plate.
  • the desired surface roughness can be quickly achieved.
  • uniform surface roughness can be imparted to a large surface plate.
  • a more preferable surface roughness of this film material is 0.01 to 0.25 ⁇ m.
  • the film material is preferably made of an organic material such as PET resin, acrylic resin, vinyl chloride resin, ABS resin, or plastic material. This is to ensure handling properties and corrosion resistance to liquids such as abrasives.
  • the thickness is not particularly limited, but a thickness of 50 ⁇ m to 3.0 mm is preferable.
  • the film material may be at least the same shape and area as the polishing pad, and it is not always necessary to cover the entire surface of the surface plate. However, if the abrasive enters between the film material and the surface plate during the polishing operation, the film may be peeled off. Therefore, it is preferable to cover the surface of the surface plate with the film material.
  • the film material and the surface plate are preferably bonded with an adhesive tape or an adhesive. This is because it is necessary to stabilize the polishing pad by firmly bonding the film material and the surface plate. In this respect, since the polishing pad is premised on replacement in the polishing process, an appropriate bonding force by the adsorption layer is required, but since the film material does not need to be replaced in principle, there is no problem even if it is firmly bonded to the surface plate Absent.
  • the adhesive for example, a rubber adhesive, an acrylic adhesive, a hot melt adhesive, or the like is used.
  • the surface state of the surface plate is controlled, and the material of the surface plate is not limited.
  • the surface plate for the polishing apparatus there are surface plates made of ceramic such as alumina, stainless steel, SiC, steel, etc. The present invention is useful for any of them.
  • the polishing pad (adsorption layer) is adsorbed and fixed to the surface plate.
  • the polishing pad may be fixed by placing the polishing pad on the surface plate while aligning it and pressing it lightly.
  • the polishing work is performed by pressing the object to be polished against the polishing pad while supplying the abrasive.
  • the conditions for this polishing operation may be the same as those in a normal polishing method.
  • the material may be set in consideration of the material of the object to be polished, the type and particle size of the abrasive, and the surface condition required for the object to be polished.
  • polishing a large number of objects to be polished causes wear and deterioration of the polishing pad, so that the polishing pad needs to be replaced.
  • the polishing pad used in the present invention can be removed relatively easily by pulling in the direction perpendicular to the surface of the surface plate.
  • the fixing work of the new polishing pad is easy.
  • work can be continued even after replacement
  • the polishing operation is performed by suitably adjusting the surface condition of the surface plate as well as optimizing the polishing pad to be used.
  • the workability can be improved and the polishing surface can be highly accurate.
  • a polishing pad having the same configuration as that in FIG. 2 is used.
  • This polishing pad is an adsorption made of silicone (molecular weight 30000) made of linear polyorganosiloxane having vinyl groups only at both ends on one surface of a PET circular base (thickness 50 ⁇ m, size ⁇ 810 mm). Layers (thickness 25 ⁇ m) are combined.
  • a suede-like polishing cloth (model number 7355-000F: nap length 450 ⁇ m, thickness 1.37 mm) is bonded to the other surface of the substrate.
  • the surface roughness (Ra) of the adsorption layer surface was measured with a surface roughness measuring instrument based on JIS B0601-1994. As a result, the average value was 0.04 ⁇ m.
  • a polishing test of a silicon wafer was performed in the manner shown in FIG.
  • the surface plate of this polishing apparatus was made of ceramic and had a surface roughness Ra of 1.0 ⁇ m.
  • a polishing test was performed by adhering a plurality of PET films (thickness: 200 ⁇ m) having different average surface roughness to a surface plate of a polishing apparatus.
  • the PET film was fixed by adhering a rubber adhesive tape on a surface plate and pressing the film. Then, the polishing pad was affixed on the film surface of the surface plate.
  • polishing the silicon wafer For polishing the silicon wafer, an abrasive slurry (Glanzox (manufactured by Fujimi Incorporated) diluted 30-fold with pure water) was dropped onto the polishing layer (flow rate: 150 ml / min). Other polishing conditions were as follows. Polishing pressure: 0.163 kgf / cm 2 ⁇ Rotating speed of polishing pad: 45rpm ⁇ Rotation speed of the member to be polished: 47 rpm -Head swing speed: 250 mm / min ⁇ Polishing time: 3 min ⁇ Number of polished sheets: 1 sheet, 10 sheets
  • polishing test of the present embodiment evaluation was performed by performing polishing when a polishing pad was fixed without adhering a film to a surface plate.
  • polishing test which adhered the surface roughness 0.8 micrometer film, it decided to call a reference example.
  • the polishing method according to the present invention can continuously form a high-quality polishing surface while providing convenience by using a polishing pad having an adsorption layer.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a highly accurate grinding
  • polishing surface can be provided also to the wafer and display panel which a diameter and an area increase progress.

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Abstract

本発明は、所定の吸着層を備える研磨パッドを適用した研磨方法に関する。この研磨パッドは、両末端にのみビニル基を有する直鎖状ポリオルガノシロキサンからなるシリコーン等からなる吸着層を備える。本発明では、定盤に研磨パッドを固定した後、研磨パッドに被研磨物を加圧しながら摺動させて研磨する際、定盤の表面粗さ（Ｒａ）を、０．０１～０．７μｍにし、その後に研磨パッドの吸着層を定盤に吸着固定して研磨作業を行う。このように定盤の表面粗さを調整することで、被研磨物表面に不測の傷や荒れが生じることを抑制することができる。尚、定盤の表面粗さの調整方法としては、上記表面粗さのフィルムを定盤の表面に接着することが好ましい。

Description

吸着層を備える研磨パッドを使用する研磨方法
　本発明は、半導体部品、電子部品等で使用される半導体ウエハ等の被研磨部材を所定構成の研磨パッドを用いて研磨するための研磨方法に関する。詳しくは、多数の被研磨部材の研磨する工程において、作業効率を向上させると共に、研磨品質を高いレベルで維持できる研磨方法に関する。
　半導体デバイス、半導体ウエハ、ディスプレイ用ガラス基板、ハードディスク用基板といった半導体素子、半導体部品、電子部品の製造プロセスにおいては、その表面の平坦化、鏡面化のための研磨工程が含まれる。研磨工程においては、一般に、被研磨部材を研磨装置の一方の定盤に保持し、研磨パッドを他方の定盤に固定した後、研磨スラリーを供給しながら、被研磨部材と研磨パッドを加圧した状態で相対的に摺動させることによって行われる。
　この研磨パッドによる研磨方法において、研磨パッドを定盤へ固定する方法としては、粘着テープ等の粘着剤を介した粘着固定が一般的であった。この固定方法は、研磨パッドを強固に固定できる一方で、研磨パッドの交換が必要になったときの作業に手間がかかる。半導体ウエハ等の研磨工程では、多数の被研磨材を研磨するので、研磨パッドの消耗と交換を避けることはできない。そのため、粘着による固定は、研磨工程の作業効率の面で劣る方法であった。
　本願出願人は、研磨パッドの固定方式について、上記粘着によるものから、所定の吸着層を使用した研磨パッドを開発している（特許文献１）。この研磨パッドは、図３のように、研磨層の裏面（定盤側の面）に所定構成の吸着層を設けたものである。ここでの吸着層は、文字通り、その吸着作用により研磨パッドを定盤に固定させるものである。この固定方法は、従来用いられていた粘着剤のような粘り気による方法と相違し、定盤から剥がす際に残留物が残ることがない。また、剥がした後の再貼り付けも容易であることから、研磨パッドの剥離・固定をスムーズに行うことができ、交換作業を効率的に行うことができる。
特許第５７６５８５８号明細書
　上記した吸着層を備える研磨パッドは、研磨作業の効率化に寄与すると共に、研磨面の高精度化の一助となることができる。そして、近年の半導体部品の高密度化、高繊細化、大面積化を背景とした研磨製品に対する高平坦度への要求にも対応可能となっている。
　しかしながら、本発明者等によれば、上記吸着層を備える研磨パッドを適用した研磨方法においても、被研磨物表面について不測の傷や荒れが生じることが確認されている。この研磨精度の低下は、研磨パッド及び使用中の研磨剤が要因となっているとは考えられない場合もあって、その対策が求められるところであった。そこで、本発明は、上記吸着層を備える研磨パッドを適用する研磨方法であって、安定的な研磨作業を継続的に行うことができるものを提供する。
　本発明者等は上記目的のため、鋭意検討した結果、研磨パッドと定盤との固定状態の改善に着目した。具体的には、定盤の表面状態、特に、表面粗さについて厳密な規定を行うことで、研磨パッドの固定状態を改善し上記課題を解決できるとし本発明に想到した。
　即ち、本発明は、定盤に研磨パッドを固定した後、前記研磨パッドに被研磨物を加圧しながら摺動させて研磨する研磨方法において、　前記研磨パッドは、前記定盤に吸着して固定するための吸着層と、前記被研磨物を研磨するための研磨層とからなり、前記吸着層は、両末端にのみビニル基を有する直鎖状ポリオルガノシロキサンからなるシリコーン、両末端及び側鎖にビニル基を有する直鎖状ポリオルガノシロキサンからなるシリコーン、末端にのみビニル基を有する分岐状ポリオルガノシロキサンからなるシリコーン、及び末端及び側鎖にビニル基を有する分岐状ポリオルガノシロキサンからなるシリコーンから選ばれる少なくとも１種のシリコーンを架橋させてなる組成物からなるものであり、前記定盤の表面粗さ（Ｒａ）を、０．０１～０．７μｍにした後に、前記研磨パッドの吸着層を前記定盤に吸着固定することを特徴とする研磨方法である。
　以下、本発明について詳細に説明する。上記の通り、本発明は、研磨作業に際して、定盤の表面状態を改良し、その上で研磨パッドを吸着・固定することで好適な研磨品質を得るものである。このように、本発明で定盤の表面状態である表面粗さに着目したのは、本発明で適用する研磨パッドの吸着層の特性に関連する。
　即ち、この研磨パッドの吸着層は、定盤に対して物理的に吸着して固定されるものである。この固定状態の特色は、剪断力（定盤表面に対して水平方向の固定強度）が高い一方で、剥離力（定盤表面に対して垂直方向の固定強度）が低い点にある。
　ここで、上述した本願出願人による研磨パッドにおいては、吸着層と定盤との固定強度の関係を考慮して、吸着層表面の表面粗さが特定範囲に設定されている（特許文献１の請求項１参照）。この研磨パッドの吸着層表面に対する適正化は有効であるが、本発明者等によると、この研磨パッドの改良は、定盤の表面粗さを適正に整えることで、より有効に発揮できる。
　つまり、定盤の表面粗さが粗いとき、研磨パッド側（吸着層）の表面粗さを適正にしていても、研磨力の均一な伝播がなされないことがある。この場合には、研磨パッド固定状態に不具合が発生し、研磨パッドの微妙なズレが生じ、場合によっては、研磨パッドの定盤からの剥離が生じる。また、このような研磨精度に影響を及ぼし得る定盤の表面状態は、必ずしも研磨作業の初期段階から発生しているとは限らない。つまり、製造当初から定盤の表面粗さが粗い場合もあれば、初めは平滑で表面粗さの小さい定盤が使用過程で変化する場合もある。後者においては、例えば、研磨パッドの交換作業等での接触により表面粗さが増大することがあると考えられる。本発明は、これらの事情を考慮しつつ、その履歴を問わずに定盤の表面状態を好適に整えることを特徴としている。
　本発明に係る研磨方法について、より詳細に説明する。以下の説明では、本発明で適用される研磨パッドの構成、定盤の表面粗さ及びその調整方法について説明する。
Ａ．研磨パッド
　本発明で使用される研磨パッドは、定盤側の吸着層と被研磨物側の研磨層を必須構成とする。
　吸着層の材質については、基本的に、上記した本発明者等による従来の研磨パッドで適用されるものと同様である。即ち、両末端にのみビニル基を有する直鎖状ポリオルガノシロキサンからなるシリコーン、両末端及び側鎖にビニル基を有する直鎖状ポリオルガノシロキサンからなるシリコーン、末端にのみビニル基を有する分岐状ポリオルガノシロキサンからなるシリコーン、及び末端及び側鎖にビニル基を有する分岐状ポリオルガノシロキサンからなるシリコーンから選ばれる少なくとも１種のシリコーンを架橋させてなる組成物を積層して形成している。
　上記のシリコーンの具体例としては、直鎖状ポリオルガノシロキサンの例として化１の化合物が挙げられる。また、分枝状ポリオルガノシロキサンの例として化２の化合物が挙げられる
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 （式中Ｒは下記有機基、ｎは整数を表す）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 （式中Ｒは下記有機基、ｍ、ｎは整数を表す）
　化１、化２において置換基（Ｒ）の具体例としてはメチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基、等のアリール基、又はこれらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部をハロゲン原子、シアノ基等で置換した同種又は異種の非置換又は置換の脂肪族不飽和基を除く１価炭化水素基が挙げられる。好ましくはその少なくとも５０モル％がメチル基であるものである。置換基は異種でも同種でもよい。また、このポリシロキサンは単独でも２種以上の混合物であってもよい。
　また、吸着層を構成するシリコーンは、数平均分子量が３００００～１０００００のものが好適な吸着作用を有する。但し、表面粗さの調整にあっては、適用するシリコーンの数平均分子量と製造段階における焼成温度が影響を及ぼす。好適な表面粗さを容易に発揮させるためシリコーンの数平均分子量は、３００００～６００００のものが好ましい。
　本発明で使用される研磨パッドは、吸着層に加えて研磨層が必須の構成要素となる。この研磨層は、一般的な研磨パッドで適用される研磨布が適用する。例えば、ナイロン、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート等で形成された不織布、発泡成形体等が適用できる。また、その表面（研磨面）の形状は、平坦であるものに限られず、研磨剤を保持するための溝等を適宜形成しても良い。
　また、この研磨パッドは、吸着層と研磨層との間に、両者を支持するための基材を有するものが好ましい。吸着層は薄い有機物からなり可撓性に富み、直接研磨層を接合すると取扱い性に劣る。そこで、適度に剛性を有する基材を両者の間に設定することで、研磨パッドの取扱い性を確保することができる。また、研磨パッドに適度に剛性を付与することで、研磨作業中の変形も抑制できる。
　基材としては、シート状の樹脂材料が適用される。具体的には、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ウレタン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル等の樹脂である。好ましくは、ポリエステル系樹脂材料であり、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）であり、特に好ましいのはＰＥＴである。基材は、単層でも良いが複数の樹脂で多層構造としても良い。
　以上の、吸着層及び研磨層で構成される研磨パッドにおいて、吸着層の厚さは２０～３０μｍとするのが好ましい。また、研磨層となる研磨布の厚さは、０．５～３ｍｍのものが用いられる。そして、必要に応じて設定される基材の厚さは、５０～２００μｍとするのが好ましい。
　更に、本発明に使用される研磨パッドは、吸着層の定盤側の表面の表面粗さ（Ｓａ）が０．０６μｍ以下であるものが好ましい。０．０６μｍを超えると研磨力の面内均一性に影響が生じ得るからである。この下限値については、本来制限されるべきではないが、吸着層の製造可能な最小値として０．０２μｍである。尚、ここでの表面粗さとは、算術平均粗さ（Ｒａ）である。
　尚、吸着層の表面粗さとは、吸着層面内の平均の意義であり、吸着層の中心部、端部（外周部）等の複数部分の表面粗さについての測定値の平均である。好ましくは、吸着層の中心部と両端部の３点についての表面粗さの平均値を採用する。そして、より好適な研磨性能を発揮させるためには、吸着層の表面粗さに均一性があることが好ましい。具体的には、吸着層の中心部の表面粗さ（Ｓｃ）及び吸着層の端部の表面粗さ（Ｓｏ）について、ＳｃとＳａとの差、及び、ＳｏとＳａとの差がいずれも０．０２μｍ以下であることが好ましい。尚、吸着層の端部の表面粗さについては、研磨パッド直径の双方の両端で前記関係を具備することが好ましい。
Ｂ．定盤の表面状態
　本発明では、上記で説明した研磨パッドを定盤に吸着固定し、被研磨物を研磨する。そして、研磨パッドの固定前に、定盤の表面粗さを０．０１～０．７μｍに調整する。
　定盤の表面粗さが０．７μｍを超えると、研磨パッドの固定状態に微小ながら不安定性が生じ、研磨精度の低下が生じることがある。また、定盤の表面が過度に粗くなると研磨パッドの剥離のおそれもある。この表面粗さは、できるだけ低減することが好ましいが、現実的な観点から０．０１μｍを下限値とする。このように、本発明では、研磨パッドや研磨剤等の研磨作業における中心的な部材以外の方向から被研磨物の研磨精度の向上を図る手法として、定盤の表面状態を規定している。尚、この表面粗さも、算術平均粗さ（Ｒａ）である。また、この定盤の表面粗さも、面内の平均値を採用することが好ましく、その中心部、端部（外周部）等の複数部分の表面粗さについての測定値の平均を定盤の表面粗さとすることが好ましい。
　また、この定盤の表面粗さについては、好ましくは０．０１～０．２５μｍに制御することが好ましい。各種材料の研磨作業においては、図１のように、定盤及び研磨パッドを下に配置し、その上に被研磨物を配してその片面を研磨することが多いが、図２のように、被研磨物の両面を研磨すべく、その上下面から同時に研磨パッドを押圧して研磨作業を行うことがある。これらにおいて、図１の片面研磨や図２の両面研磨のうち下側の研磨面（下部定盤）においては、定盤の表面粗さを０．７μｍ以下に制御することで有効な効果を得ることができる。一方、図２の上側の研磨面（上部定盤）においては、重力の関係から定盤と研磨パッドとの吸着力が低下することになるので、それを考慮して定盤の表面粗さをより低くすることが好ましい。よって、図２のような上下面からの研磨作業を考慮したとき、定盤の表面粗さは０．０１～０．２５μｍに制御することが好ましい。尚、図１のような片面研磨において、定盤の表面粗さを０．２５μｍ以下にすることも効果的である。
　ここで、定盤の表面粗さの調整の具体的方法としては、研磨パッドを設置する前に、定盤の表面を研磨して上記範囲にすることが挙げられる。但し、大面積の定盤に対して、均一に表面粗さを調整することは困難である。そこで、定盤の表面粗さの調整法として好適なのは、表面粗さが０．０１～０．７μｍであるフィルム材を、定盤の表面に接着することである。定盤表面をフィルム材で覆うことで、速やかに所望の表面粗さにすることができる。また、大面積の定盤に対しても均一な表面粗さを付与することができる。尚、このフィルム材のより好ましい表面粗さは０．０１～０．２５μｍである。
　フィルム材は、材質として、ＰＥＴ樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂等の有機材料やプラスチック材料からなるものが好ましい。取扱い性や研磨剤等の液体に対する耐食性を確保するためである。その厚さについては、特に制限されるところではないが、５０μｍ～３．０ｍｍであるものが好ましい。また、フィルム材は、少なくとも研磨パッドと同一の形状・面積であれば良く、定盤全面を覆うことは必ずしも必要ではない。もっとも、研磨作業中にフィルム材と定盤との間に研磨剤が侵入すると、フィルム剥がれを引き起こす可能性があるので、フィルム材で定盤表面を覆うことが好ましい。
　フィルム材と定盤との接着は、接着テープや接着剤で接着することが好ましい。フィルム材と定盤とを強固に接合することで、研磨パッドの固定を安定的にする必要があるからである。この点、研磨パッドは研磨工程での交換が前提であるので、吸着層による適度な接合力が必要となるが、フィルム材は原則交換する必要ないので強固に定盤に接着しても問題はない。接着剤としては、例えば、ゴム系接着剤、アクリル系接着剤、ホットメルト接着剤等が使用される。
　尚、本発明では、定盤の表面状態を制御することに特徴があり、定盤の材質については限定されることはない。研磨装置用の定盤としては、アルミナ等のセラミック製、ステンレス製、ＳｉＣ製、鋼製等の定盤があるが、本発明はいずれに対しても有用である。
Ｃ．研磨パッドの固定、本発明の研磨方法
　以上のようにして定盤の表面粗さを調整した後、研磨パッド（吸着層）を定盤に吸着して固定する。この研磨パッドの固定は、定盤に研磨パッドを位置あわせしつつ載置し、軽く押圧すれば良い。
　研磨パッドを定盤に固定した後、研磨剤を供給しながら被研磨物を研磨パッドに押圧して研磨作業を行う。この研磨作業の条件は、通常の研磨方法と同じで良い。被研磨物の材質、研磨剤の種類・粒度、被研磨物について要求される表面状態を考慮して設定すれば良い。
　また、多数の被研磨物を研磨することで、研磨パッドの消耗、劣化が生じることから、研磨パッドの交換が必要となる。このとき、本発明で使用する研磨パッドは、定盤表面に対して垂直方向に引張ることで比較的容易に剥がすことができる。また、新規の研磨パッドの固定作業も簡易である。そして、所定粗さのフィルム材を定盤に接着していれば、研磨パッドの交換後も安定した研磨作業を継続できる。
　以上のとおり、本発明に係る研磨方法では、使用する研磨パッドの適正化と共に、定盤の表面状態を好適に調整して研磨作業を行う。これにより、作業性の向上と共に研磨面の高精度化を図ることができる。
一般的な研磨作業（片面研磨）を説明するための概略図。 両面研磨のための装置構成（上下定盤）を説明する図。 吸着層を備える研磨パッドの構成を説明する図。
　以下、本発明の好適な実施形態を説明する。本実施形態では、図２と同様の構成の研磨パッドを使用した。この研磨パッドは、ＰＥＴ製の円形の基材（厚さ５０μｍ、寸法φ８１０ｍｍ）の一方の面に、両末端にのみビニル基を有する直鎖状ポリオルガノシロキサンからなるシリコーン（分子量３００００）からなる吸着層（厚さ２５μｍ）を結合したものである。そして、基材の他方の面には、スエード調の研磨布（型番７３５５－０００Ｆ：ナップ長４５０μｍ、厚さ１．３７ｍｍ）が接着されている。尚、この研磨パッドについて、ＪＩＳ　Ｂ０６０１－１９９４に基づき、表面粗さ測定器にての吸着層表面の表面粗さ（Ｒａ)を測定した結果、平均値が０．０４μｍであった。
　この研磨パッドを用いて、図１で示した態様でシリコンウエハ（φ８インチ）の研磨試験を行った。この研磨装置の定盤は、材質がセラミックであり、表面粗さＲａが１．０μｍであった。本実施形態の研磨試験では、研磨装置の定盤に、平均表面粗さの異なる複数のＰＥＴ製フィルム（厚さ２００μｍ）を接着して研磨試験を行った。ＰＥＴ製フィルムの固定は、定盤にゴム系接着テープを貼ってフィルムを押圧して接着した。その後、研磨パッドを定盤のフィルム面に貼付けした。シリコンウエハの研磨作業は、研磨剤スラリー（Ｇｌａｎｚｏｘ（株式会社フジミインコーポレーテッド製）を純水で３０倍に希釈したもの）を研磨層に滴下した（流量１５０ｍｌ／ｍｉｎ）。その他の研磨条件は、下記の通りとした。
・研磨圧力：０．１６３ｋｇｆ／ｃｍ2 
・研磨パッドの回転速度：４５ｒｐｍ
・被研磨部材の回転速度：４７ｒｐｍ
・ヘッドの揺動速度：２５０ｍｍ／ｍｉｎ
・研磨時間：３ｍｉｎ
・研磨枚数：１枚、１０枚
　本実施形態の研磨試験では、比較例として、定盤にフィルムを接着せずに研磨パッドを固定したときの研磨も行って評価を行った。尚、表面粗さ０．８μｍフィルムを接着した研磨試験については、参考例と称することとした。
　そして、研磨試験後、ウエハの被研磨面を純水で洗浄し、無塵状態で乾燥させた後、研磨面を観察し、傷の大きさと数を数え、１００点満点からの減点法にて評価した。このとき、大きい傷は減点を大きくした。評価結果に関しては、９５点以上１００点以下を「◎」とし、９０点以上９５点未満を「○」とし、８５点以上９０点未満を「△」とし、更に、８５点未満を「×」とした。この評価結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表１から、実施例１～４及び比較例と参考例では、いずれも、研磨初期段階（研磨枚数：１枚）において、研磨精度に特に問題は生じなかった。しかし、研磨枚数が増大（１０枚）することで参考例と比較例の研磨精度に低下が見られた。これは、枚数が増えて研磨パッドの消耗が増加するに従い、研磨層と被研磨材表面との摩擦条件の変動、及び、それによる研磨パッドと定盤との固定状態の変化が相互に作用し、被研磨材表面に影響を及ぼしたと考えられる。この結果から、定盤の表面粗さの改善の必要性、及び、その基準として０．７μｍ以下の表面粗さの必要性が確認できる。
　尚、通常のシリコンウエハの研磨工程においては、１０枚のウエハを１枚の研磨パッドで対処するとは限らず、交換を適宜に行うのが通例であるので、本実施形態は加速試験の意味合いがある。もっとも、研磨パッドの消耗は容易に予測できるものではない。よって、本実施形態の評価結果は、期せずしてパッドの消耗が生じても、定盤の表面状態を整えることで研磨品質を維持できることを示している。本実施形態で使用したフィルム材の接着は比較的簡易な作業である。このような対応により研磨品質を維持できることを示しているので、本実施形態は有用な検討といえる。
　以上説明したように、本発明に係る研磨方法は、吸着層を有する研磨パッドの使用による利便性を備えつつ、高品質の研磨面を継続的に形成することができる。本発明によれば、大径化、大面積化が進むウエハやディスプレイパネルに対しても、高精度な研磨面を提供することができる。
 

Claims (5)

  1. 　定盤に研磨パッドを固定した後、前記研磨パッドに被研磨物を加圧しながら摺動させて研磨する研磨方法において、
    　前記研磨パッドは、前記定盤に吸着して固定するための吸着層と、前記被研磨物を研磨するための研磨層とからなり、
    　前記吸着層は、両末端にのみビニル基を有する直鎖状ポリオルガノシロキサンからなるシリコーン、両末端及び側鎖にビニル基を有する直鎖状ポリオルガノシロキサンからなるシリコーン、末端にのみビニル基を有する分岐状ポリオルガノシロキサンからなるシリコーン、及び末端及び側鎖にビニル基を有する分岐状ポリオルガノシロキサンからなるシリコーンから選ばれる少なくとも１種のシリコーンを架橋させてなる組成物からなるものであり、
    　前記定盤の表面粗さ（Ｒａ）を、０．０１～０．７μｍにした後に、前記研磨パッドの吸着層を前記定盤に吸着固定することを特徴とする研磨方法。
  2. 　表面粗さ（Ｒａ）が、０．０１～０．７μｍであるフィルムを、定盤の表面に接着し、研磨パッドの吸着層を吸着固定する請求項１記載の研磨方法。
  3. 　研磨パッドの吸着層は、その表面粗さの平均値（Ｓａ）が０．０２～０．０６μｍである請求項１又は請求項２記載の研磨方法。
  4. 　吸着層の厚さは、２０～３０μｍである請求項１～請求項３のいずれかに記載の研磨パッド。
  5. 　研磨パッドは、吸着層と研磨層との間に基材を備え、前記基材は、破断強度２１０～２９０ＭＰａ、破断伸度８０～１３０％の樹脂からなる請求項１～請求項４のいずれかに記載の研磨方法。
     
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