(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022149504
(43)【公開日】2022-10-07
(54)【発明の名称】研磨パッドの製造方法
(51)【国際特許分類】
B24B 37/24 20120101AFI20220929BHJP
B24B 37/013 20120101ALI20220929BHJP
B24B 37/22 20120101ALI20220929BHJP
H01L 21/304 20060101ALI20220929BHJP
C08J 7/00 20060101ALI20220929BHJP
【FI】
B24B37/24 B
B24B37/013
B24B37/22
H01L21/304 622F
C08J7/00 302
C08J7/00 CER
C08J7/00 CEZ
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021051702
(22)【出願日】2021-03-25
(71)【出願人】
【識別番号】000005359
【氏名又は名称】富士紡ホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】糸山 光紀
(72)【発明者】
【氏名】関谷 仁志
(72)【発明者】
【氏名】小池 堅一
【テーマコード(参考)】
3C158
4F073
5F057
【Fターム(参考)】
3C158AA07
3C158AC02
3C158BA01
3C158BA07
3C158CB03
3C158DA12
3C158DA17
3C158EA11
3C158EB01
3C158EB05
3C158EB14
3C158EB22
3C158EB28
4F073AA06
4F073CA46
4F073CA53
5F057AA24
5F057BA11
5F057DA02
5F057EB06
5F057EB08
5F057EB12
5F057EB30
5F057GA12
5F057GB02
5F057GB20
(57)【要約】 (修正有)
【課題】終点検出窓を有する研磨パッドをより簡易に製造することのできる製造方法を提供する。
【解決手段】研磨パッドの製造方法は、樹脂シート11の開口に設けられた終点検出窓12の位置情報を取得する第1取得工程と、前記位置情報に基づいて、粘着シート21上の前記終点検出窓12の設置位置に相当する部分に、孔を形成する第1孔形成工程と、前記終点検出窓12と前記孔とを位置合わせして、前記樹脂シート11と前記粘着シート21の粘着面とを貼り合わせる第1貼合工程と、を有することを特徴とする。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
樹脂シートの開口に設けられた終点検出窓の位置情報を取得する第1取得工程と、
前記位置情報に基づいて、粘着シート上の前記終点検出窓の設置位置に相当する部分に、孔を形成する第1孔形成工程と、
前記終点検出窓と前記孔とを位置合わせして、前記樹脂シートと前記粘着シートの粘着面とを貼り合わせる第1貼合工程と、を有する、
研磨パッドの製造方法。
【請求項2】
前記位置情報が、撮像装置により得られた画像情報、又は、前記樹脂シートに当てたレーザー光のうち終点検出窓を透過したレーザー光をレーザー受光機により受信して得られた情報に基づくものである、
請求項1に記載の研磨パッドの製造方法。
【請求項3】
前記第1孔形成工程において、前記終点検出窓よりも小さい前記孔を形成する、
請求項1又は2に記載の研磨パッドの製造方法。
【請求項4】
前記位置情報が、前記終点検出窓の中心位置に関する情報を含み、
前記第1孔形成工程において、前記終点検出窓の中心位置と前記孔の中心位置が一致するように前記孔を形成する、
請求項1~3のいずれか一項に記載の研磨パッドの製造方法。
【請求項5】
前記樹脂シートが、複数の前記終点検出窓を有する、
請求項1~4のいずれか一項に記載の研磨パッドの製造方法。
【請求項6】
前記粘着シートが、両面テープ、又は、両面テープと他の層との積層体である、
請求項1~5のいずれか一項に記載の研磨パッドの製造方法。
【請求項7】
前記粘着シートが前記両面テープである場合に、
前記樹脂シート上の前記両面テープに形成された孔の位置情報を取得する第2取得工程と、
前記位置情報に基づいて、他の層上の前記終点検出窓の設置位置に相当する部分に、孔を形成する第2孔形成工程と、
前記両面テープにおける前記孔と前記他の層における前記孔とを位置合わせして、前記樹脂シート上の前記両面テープと前記他の層とを貼り合わせる第2貼合工程と、を有する、
請求項6に記載の研磨パッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、研磨パッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体製造工程においては、絶縁膜成膜後の平坦化や金属配線の形成過程で化学機械研磨(CMP)が使用される。化学機械研磨に要求される重要な技術の一つとして、研磨プロセスが完了したかどうかを検出する研磨終点検出がある。例えば、目標とする研磨終点に対する過研磨や研磨不足は製品不良に直結する。そのため、化学機械研磨では、研磨終点検出により研磨量を厳しく管理する必要がある。
【0003】
化学機械研磨は複雑なプロセスであり、研磨装置の運転状態や消耗品(スラリー、研磨パッド、ドレッサー等)の品質や研磨過程における経時的な状態のばらつきの影響によって、研磨速度(研磨レート)が変化する。さらに、近年半導体製造工程で求められる残膜厚の精度、面内均一性はますます厳しくなっている。このような事情から、十分な精度の研磨終点検出はより困難となってきている。
【0004】
研磨終点検出の主な方法としては、光学式終点検出方式、トルク終点検出方式、渦電流終点検出方式などが知られており、光学式終点検出方式では、研磨パッド上に設けた透明な窓部材を通してウエハに光を照射し、反射光をモニタすることで終点検出を行う。
【0005】
このような光学式終点検出方式を用いる研磨パッドの製造方法として、例えば、特許文献1には、光透過領域に対応する部分の支持層や剥離性保護部材を除去して開口部を形成する工程を含む積層研磨パッドの製造方法が開示されている。また、特許文献2には、透明シートを開口に備えるポリシングパッドにおいて、開口を相互に位置合わせするための位置合わせノッチを設けることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2013-219276号公報
【特許文献2】特開2001-291686号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1の発明は、各層を積層した後に開口部を形成する方法において、光透過領域に対応する部分を剥離性保護部材で保護することで当該部分に傷が付いたり、異物が付着したりすることを抑制したものである。しかし、開口部を形成後に剥離性保護部材を除去するためには、剥離性保護部材よりも大きく開口部を形成する必要がある。その結果、開口部形成時には剥離性保護部材の存在しない箇所を切断することとなるため、研磨層や終点検出窓を傷つける恐れがあり、研磨パッドの強度低下や終点検出に要する光学特性の低下を招くことが懸念される。また、特許文献2のように位置合わせノッチを設けるような手法では、位置合わせノッチが研磨層端部に存在することとなり、位置合わせノッチの大きさを制限したとしても研磨性能に悪影響を及ぼす恐れがある。
【0008】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、終点検出窓を有する研磨パッドをより簡易に製造することのできる製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
〔1〕
樹脂シートの開口に設けられた終点検出窓の位置情報を取得する第1取得工程と、
前記位置情報に基づいて、粘着シート上の前記終点検出窓の設置位置に相当する部分に、孔を形成する第1孔形成工程と、
前記終点検出窓と前記孔とを位置合わせして、前記樹脂シートと前記粘着シートの粘着面とを貼り合わせる第1貼合工程と、を有する、
研磨パッドの製造方法。
〔2〕
前記位置情報が、撮像装置により得られた画像情報、又は、前記樹脂シートに当てたレーザー光のうち終点検出窓を透過したレーザー光をレーザー受光機により受信して得られた情報に基づくものである、
〔1〕に記載の研磨パッドの製造方法。
〔3〕
前記第1孔形成工程において、前記終点検出窓よりも小さい前記孔を形成する、
〔1〕又は〔2〕に記載の研磨パッドの製造方法。
〔4〕
前記位置情報が、前記終点検出窓の中心位置に関する情報を含み、
前記第1孔形成工程において、前記終点検出窓の中心位置と前記孔の中心位置が一致するように前記孔を形成する、
〔1〕~〔3〕のいずれか一項に記載の研磨パッドの製造方法。
〔5〕
前記樹脂シートが、複数の前記終点検出窓を有する、
〔1〕~〔4〕のいずれか一項に記載の研磨パッドの製造方法。
〔6〕
前記粘着シートが、両面テープ、又は、両面テープと他の層との積層体である、
〔1〕~〔5〕のいずれか一項に記載の研磨パッドの製造方法。
〔7〕
前記粘着シートが前記両面テープである場合に、
前記樹脂シート上の前記両面テープに形成された孔の位置情報を取得する第2取得工程と、
前記位置情報に基づいて、他の層上の前記終点検出窓の設置位置に相当する部分に、孔を形成する第2孔形成工程と、
前記両面テープにおける前記孔と前記他の層における前記孔とを位置合わせして、前記樹脂シート上の前記両面テープと前記他の層とを貼り合わせる第2貼合工程と、を有する、
〔6〕に記載の研磨パッドの製造方法。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、終点検出窓を有する研磨パッドをより簡易に製造することのできる製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】本実施形態の研磨パッドの製造方法における、第1取得工程、第1孔形成工程、及び第1貼合工程の一態様を示す概略断面図である。
【
図2】本実施形態の研磨パッドの製造方法における、第2取得工程、第2孔形成工程、及び第2貼合工程の一態様を示す概略断面図である。
【
図3】本実施形態の樹脂シートの一態様を示す上面図である。
【
図4】本実施形態の研磨パッドの概略斜視図である。
【
図5】本実施形態の研磨パッドの終点検出窓部分の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の実施の形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。又上下左右などの位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【0013】
1.研磨パッドの製造方法
本実施形態の研磨パッドの製造方法は、樹脂シートの開口に設けられた終点検出窓の位置情報を取得する第1取得工程と、位置情報に基づいて、粘着シート上の終点検出窓の設置位置に相当する部分に、孔を形成する第1孔形成工程と、終点検出窓と孔とを位置合わせして、樹脂シートと粘着シートの粘着面とを貼り合わせる第1貼合工程と、を有する。
【0014】
また、本実施形態の研磨パッドの製造方法は、さらに、粘着シートが両面テープである場合に、樹脂シート上の両面テープに形成された孔の位置情報を取得する第2取得工程と、位置情報に基づいて、他の層上の終点検出窓の設置位置に相当する部分に、孔を形成する第2孔形成工程と、両面テープにおける孔と他の層における孔とを位置合わせして、樹脂シート上の両面テープと他の層とを貼り合わせる第2貼合工程と、を有していてもよい。なお、ここで、「他の層」としては、クッション層が挙げられる。
【0015】
以下、各工程の概略断面図である
図1~2を用いて各工程について詳説する。
【0016】
1.1.カッティング工程
研磨パッドの製造方法は、第1取得工程前に、終点検出窓12が埋設された樹脂シート11の外形を整えるためのカッティング工程を有していてもよい。カッティング工程においては、複数の終点検出窓12の位置から、各終点検出窓12と等距離であるような中心位置Oを特定し、その位置を中心にして、所定の正方形形状に樹脂シート11を切断してもよい。
【0017】
これにより、終点検出窓12により特定される中心位置Oに基づいて、規格化された外形を有する樹脂シート11を得ることができる。そして、このように形の定まった樹脂シート11を後述する各工程に供することで、より精度よく各工程を行うことができる。
【0018】
なお、第1取得工程以降に供される樹脂シート11は、円形に打ち抜かれた後のものであっても、樹脂シート11の一態様の上面図を示す
図3のように四角形として、円形に打ち抜かれる前のものであってもよい。このなかでも、搬送中に樹脂シート11の向きを規制するなど以降の位置合わせに関する各工程を実施するにあたり、四角形であることが好ましい。樹脂シート11を四角形の状態で各工程を実施する場合、各工程後の最終段階において、終点検出窓12により特定される中心位置Oに基づいて、円形にさらに打ち抜くことで、研磨パッドを得るようにしてもよい。
【0019】
1.2.第1取得工程
第1取得工程は、樹脂シート11の開口に設けられた終点検出窓12の位置情報を取得する工程である。樹脂シートは、複数の終点検出窓を有していてもよい。
【0020】
図1において、第1製造装置100は、終点検出窓12を有する樹脂シート11を搬送するベルトコンベアなどの搬送機構110と、樹脂シート11の開口に設けられた終点検出窓12の位置情報を取得する撮像装置120と、離型シート22が付いた粘着シート21を送り出すローラ141と、送り出された粘着シート21に開口を形成する孔形成装置130と、孔が形成された粘着シート21から離型シート22を剥離するローラ142と、離型シート22が剥離された粘着シート21の孔と樹脂シート11の終点検出窓12とを位置合わせをしつつ、樹脂シート11と粘着シート21とを貼り合わせるローラ143と、を備える。
【0021】
ここで、搬送機構110、撮像装置120、孔形成装置130、及びローラ141,142,143は、有線又は無線により、これらを制御する制御部(不図示)に接続されていてもよい。制御部は、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置として構成することができる。搬送機構110、撮像装置120、孔形成装置130、及びローラ141,142,143の駆動制御、及び情報の伝達は、この制御部を介して行うことができる。
【0022】
終点検出窓12の位置情報の取得方法は、特に限定されないが、例えば、搬送機構110により矢印F方向へ搬送された樹脂シート11が撮像装置120の直下を通過する際に撮影された画像情報により取得することができる。この際、撮像装置120の直下で、樹脂シート11が撮影のために一時停止するように搬送機構110を駆動してもよい。
【0023】
このように取得した画像情報から終点検出窓12の位置情報を抽出する方法としては、特に限定されないが、例えば、画像情報における樹脂シート11と終点検出窓12の色の濃淡等の違いによって終点検出窓12を特定し、その輪郭を特定する方法;画像情報からエッジ検出等の画像処理によって終点検出窓12を特定し、その輪郭を特定する方法が挙げられる。
【0024】
また、撮像装置120に代えて、レーザー受光機を用いてもよい。例えば、樹脂シート11に当てたレーザー光のうち終点検出窓12を透過したレーザー光をレーザー受光機により受信して得られた情報に基づいて、終点検出窓12の位置を特定するようにしてもよい。
【0025】
この際、レーザー発振器とレーザー受光機の直下で樹脂シート11を一時停止するように搬送機構110を駆動し、レーザー発振器とレーザー受光機を樹脂シート11に対して走査してもよいし、また、レーザー発振器とレーザー受光機を搬送機構110の途中に固定し、搬送機構110を定速で動かし続けることにより、樹脂シート11に対してレーザー発振器とレーザー受光機が相対的に走査するようにして、終点検出窓12の位置を特定するようにしてもよい。
【0026】
さらに、制御部は、このように画像情報から取得した終点検出窓12の輪郭に関する情報に基づいて、終点検出窓12の中心位置を算出するようにしてもよい。このようにして取得した終点検出窓12の輪郭や中心位置などの位置情報は、制御部を介して、孔形成装置130に伝達してもよい。
【0027】
1.3.第1孔形成工程
第1孔形成工程は、位置情報に基づいて、粘着シート上の終点検出窓の設置位置に相当する部分に、孔を形成する工程である。ここで、粘着シートは両面テープであってもよいし、両面テープとクッション層などの他の層との積層体であってもよい。
【0028】
具体的には、制御部は、ローラ141を駆動制御して粘着シート21を送り出すとともに、終点検出窓12の位置情報を孔形成装置130に送信し、送り出された粘着シート21上の終点検出窓の設置位置に相当する部分に、孔形成装置130によって孔形成を行う。孔形成装置130によって孔形成を行う際には、ローラ141は一時停止してもよい。
【0029】
この際、孔形成装置130は終点検出窓12よりも小さい孔を形成するようにしてもよい。より具体的には、制御部は、孔形成装置130に対して、終点検出窓12の輪郭とその中心位置に関する情報を含む位置情報を送信し、孔形成装置130はその輪郭よりも小さい孔を、終点検出窓12の中心位置と形成される孔の中心位置とが一致するように位置合わせをしつつ、形成することができる。
【0030】
これによって、終点検出窓12よりも小さい孔を形成した粘着シート21を、形成される孔の中心位置と終点検出窓12の中心位置とを位置合わせをしつつ、樹脂シート11に貼り合わせることができる。このように、終点検出窓12よりも貼り合わされる粘着シート21の孔を小さくすることにより、終点検出窓12を粘着シート21により樹脂シート11の裏側から支持することができる。そのため、得られる研磨パッドの耐久性をより向上することができる。
【0031】
1.4.第1貼合工程
第1貼合工程は、終点検出窓と孔とを位置合わせして、樹脂シートと粘着シートの粘着面とを貼り合わせる工程である。貼り合わせ後の粘着シートは、樹脂シートの大きさに合わせてカットしてもよい。
【0032】
具体的には、制御部は、ローラ141を駆動制御して、孔形成された粘着シート21をさらに送り出すとともに、ローラ142を駆動制御して、粘着シート21の粘着面に貼り合わせられた離型シートの巻取を行う。そして、これとともに、制御部は、搬送機構110を駆動して、樹脂シート11を矢印F方向にさらに送り出し、終点検出窓12と孔とを位置合わせして、樹脂シート11と粘着シート21の粘着面とを貼り合わせる。
【0033】
この際に、制御部は、ローラ141により送り出される粘着シート21と、搬送機構110により搬送される樹脂シート11の位置関係を計算しつつ、ローラ143と搬送機構110を駆動制御することができる。さらに、その駆動制御において、粘着シート21に形成した孔の中心位置の情報と、樹脂シート11が有する終点検出窓12の中心位置の情報とに基づいて、これらの中心位置が重なるように、樹脂シート11と粘着シート21の移動距離を制御し、貼り合わせるようにしてもよい。
【0034】
これにより、終点検出窓12と粘着シート21に形成した孔が、同心円状に重なった状態で貼り合わせることができる。そのため、例えば、終点検出窓12の周辺の断面図を示す
図5に示されるように、粘着シート21に形成した孔が終点検出窓12より小さい場合、終点検出窓12を粘着シート21により樹脂シート11の裏側から支持することができる。そのため、得られる研磨パッドの耐久性をより向上することができる。
【0035】
1.5.第2取得工程
第2取得工程は、第1貼合工程において樹脂シート11上に貼り合わされた両面テープが有する孔の位置情報を取得する工程である。
【0036】
図2において、第2製造装置200は、樹脂シート11を搬送する搬送機構210と、両面テープが有する孔の位置情報を取得する撮像装置220と、他の層31を送り出すローラ241と、送り出された他の層31に開口を形成する孔形成装置230と、他の層31の孔と樹脂シート11の両面テープが有する孔とを位置合わせをしつつ、樹脂シート11と他の層31とを貼り合わせるローラ242と、を備える。
【0037】
ここで、搬送機構210、撮像装置220、孔形成装置230、及びローラ241,242は、有線又は無線により、これらを制御する第2制御部(不図示)に接続されていてもよい。第2制御部は、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置として構成することができる。搬送機構210、撮像装置220、孔形成装置230、及びローラ241,242の駆動制御、及び情報の伝達は、この第2制御部を介して行うことができる。
【0038】
樹脂シート11上に貼り合わされた両面テープが有する孔の位置情報の取得方法は、特に限定されないが、例えば、上記第1取得工程において記載した、撮像装置を用いた方法やレーザー受光機を用いた方法が挙げられる。
【0039】
1.6.第2孔形成工程
第2孔形成工程は、第2取得工程で取得した位置情報に基づいて、他の層上の終点検出窓の設置位置に相当する部分に、孔を形成する工程である。ここで、他の層はクッション層であってもよいし、クッション層に両面テープが貼り合わせられたものなどであってものよい。
【0040】
具体的には、制御部は、ローラ241を駆動制御して他の層31を送り出すとともに、両面テープが有する孔の位置情報を孔形成装置230に送信し、送り出された他の層31上の両面テープの設置位置に相当する部分に、孔形成装置230によって孔形成を行う。孔形成装置230によって孔形成を行う際には、ローラ241は一時停止してもよい。
【0041】
1.7.第2貼合工程
第2貼合工程は、両面テープにおける孔と他の層における孔とを位置合わせして、樹脂シート上の両面テープと他の層とを貼り合わせる工程である。貼り合わせ後の他の層は、樹脂シートの大きさに合わせてカットしてもよい。
【0042】
具体的には、第2制御部は、ローラ242を駆動制御して、孔形成された粘着シート21をさらに送り出すとともに、搬送機構210を駆動して、樹脂シート11を矢印F方向にさらに送り出し、両面テープにおける孔と他の層における孔とを位置合わせして、樹脂シート11の粘着面(粘着シート21)と他の層31とを貼り合わせる。
【0043】
この際においても、他の層31に形成した孔の中心位置の情報と、樹脂シート11が有する両面テープの孔の中心位置の情報とに基づいて、これらの中心位置が重なるように、搬送機構210とローラ242とを駆動制御してもよい。これにより、他の層31に形成した孔と樹脂シート11が有する両面テープの孔が同心円状に重なった状態で貼り合わせることができるため、得られる研磨パッドの耐久性をより向上することができる。
【0044】
また、上記のように他の層31が貼り合わされた樹脂シート11は、この後の工程において円形に打ち抜かれ、研磨パッドとして使用することができる。
【0045】
2.研磨パッド
図4に、本実施形態の研磨パッドの概略斜視図を示す。
図4に示すように、本実施形態の研磨パッド10は、樹脂シート11から構成される研磨層と、複数の終点検出窓12と、を有し、必要に応じて、研磨面11aとは反対側に、クッション層13などの他の層31を有していてもよい。
【0046】
図5に、
図4における終点検出窓12の周辺の断面図を示す。
図5に示すように、研磨層(樹脂シート11)とクッション層13(他の層31)の間には、接着層14(粘着シート21)が設けられていてもよく、また、クッション層13(他の層31)の表面には、接着層15が設けられていてもよい。本実施形態の研磨パッドの研磨面11aは、平坦の場合の他、
図5に示すように、溝16が形成された凹凸状であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【0047】
本発明の研磨パッドの製造方法は、光学式終点検出方法に好適に利用することのできる研磨パッドを効率的に製造できる方法として、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【0048】
10…研磨パッド、11…樹脂シート、11a…研磨面、12…終点検出窓、13…クッション層、14,15…接着層、16…溝、21…粘着シート、22…離型シート、31…他の層、100…第1製造装置、110…搬送機構、120…撮像装置、130…孔形成装置、141,142,143…ローラ、200…第2製造装置、210…搬送機構、220…撮像装置、230…孔形成装置、241,242…ローラ