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(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】P2022017062
(43)【公開日】2022-01-25
(54)【発明の名称】片面研磨装置及び片面研磨方法、並びに研磨パッド
(51)【国際特許分類】
B24B 37/12 20120101AFI20220118BHJP
B24B 37/10 20120101ALI20220118BHJP
B24B 37/22 20120101ALI20220118BHJP
B24B 37/24 20120101ALI20220118BHJP
H01L 21/304 20060101ALI20220118BHJP
【ＦＩ】
B24B37/12 D
B24B37/10
B24B37/22
B24B37/24 A
H01L21/304 622F
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020120134
(22)【出願日】2020-07-13
(71)【出願人】
【識別番号】000190149
【氏名又は名称】信越半導体株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100102532
【弁理士】
【氏名又は名称】好宮 幹夫
(74)【代理人】
【識別番号】100194881
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 俊弘
(72)【発明者】
【氏名】上野 淳一
(72)【発明者】
【氏名】石井 薫
【テーマコード（参考）】
3C158
5F057
【Ｆターム（参考）】
3C158AA07
3C158AA09
3C158AB04
3C158AC04
3C158CA01
3C158CB01
3C158CB10
3C158DA12
3C158DA17
3C158EA11
3C158EB01
3C158EB20
3C158EB22
5F057AA03
5F057AA24
5F057BA11
5F057CA11
5F057CA18
5F057DA03
5F057DA08
5F057EB06
5F057EB13
5F057EC21
5F057EC26
5F057FA25
(57)【要約】
【課題】ウエーハの片面研磨（特には真空吸着式の脱着可能な研磨定盤を用いる片面研磨）において、研磨後にウエーハのＮＴ品質が悪化するのを抑制することができる片面研磨装置を提供する。
【解決手段】真空吸着用の溝有するベース定盤と、真空吸着で固定された脱着可能な研磨定盤と、研磨パッドと、ウエーハを保持する研磨ヘッドを有しており、研磨ヘッドに保持されたウエーハの表面を研磨パッドに摺接させて研磨する片面研磨装置であって、研磨パッドは、ウエーハの表面を研磨する研磨層と、第一粘着層と、ＰＥＴシート層と、第二粘着層と、弾性層と、研磨定盤に貼付するための第三粘着層とが順に積層されているものであり、研磨パッドの圧縮率が１６％以上のものである片面研磨装置。
【選択図】図１
【解決手段】真空吸着用の溝有するベース定盤と、真空吸着で固定された脱着可能な研磨定盤と、研磨パッドと、ウエーハを保持する研磨ヘッドを有しており、研磨ヘッドに保持されたウエーハの表面を研磨パッドに摺接させて研磨する片面研磨装置であって、研磨パッドは、ウエーハの表面を研磨する研磨層と、第一粘着層と、ＰＥＴシート層と、第二粘着層と、弾性層と、研磨定盤に貼付するための第三粘着層とが順に積層されているものであり、研磨パッドの圧縮率が１６％以上のものである片面研磨装置。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
真空吸着用の溝を上面に有するベース定盤と、該ベース定盤の上面に真空吸着で固定された脱着可能な研磨定盤と、該研磨定盤に貼付された研磨パッドと、ウエーハを保持する研磨ヘッドを有しており、前記研磨ヘッドに保持された前記ウエーハの表面を前記研磨パッドに摺接させて研磨する片面研磨装置であって、
前記研磨パッドは、前記ウエーハの表面を研磨する研磨層と、第一粘着層と、ＰＥＴシート層と、第二粘着層と、弾性層と、前記研磨定盤に貼付するための第三粘着層とが順に積層されているものであり、
前記研磨パッドの圧縮率が１６％以上のものであることを特徴とする片面研磨装置。
前記研磨パッドは、前記ウエーハの表面を研磨する研磨層と、第一粘着層と、ＰＥＴシート層と、第二粘着層と、弾性層と、前記研磨定盤に貼付するための第三粘着層とが順に積層されているものであり、
前記研磨パッドの圧縮率が１６％以上のものであることを特徴とする片面研磨装置。
【請求項2】
前記弾性層は、ＰＥＴ基材と、該ＰＥＴ基材上にシリコーン樹脂が熱架橋してなるシリコーンシートを有しており、
前記第二粘着層側に前記ＰＥＴ基材が位置しており、前記第三粘着層側に前記シリコーンシートが位置しているものであり、
前記シリコーンシートは、厚さが３０μｍ以上５００μｍ以下のものであることを特徴とする請求項１に記載の片面研磨装置。
前記第二粘着層側に前記ＰＥＴ基材が位置しており、前記第三粘着層側に前記シリコーンシートが位置しているものであり、
前記シリコーンシートは、厚さが３０μｍ以上５００μｍ以下のものであることを特徴とする請求項１に記載の片面研磨装置。
【請求項3】
前記ＰＥＴシート層は、厚さが１００μｍ以上３５０μｍ以下のものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の片面研磨装置。
【請求項4】
ベース定盤と、該ベース定盤に真空吸着で固定された研磨定盤と、該研磨定盤に貼付された研磨パッドと、ウエーハを保持する研磨ヘッドを有する片面研磨装置を用いて、前記研磨ヘッドに保持された前記ウエーハの表面を前記研磨パッドに摺接させて研磨する片面研磨方法であって、
前記片面研磨装置として、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の片面研磨装置を用いて研磨することを特徴とする片面研磨方法。
前記片面研磨装置として、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の片面研磨装置を用いて研磨することを特徴とする片面研磨方法。
【請求項5】
片面研磨装置の研磨定盤に貼付され、ウエーハの表面を研磨するための研磨パッドであって、
前記研磨パッドは、前記ウエーハの表面を研磨する研磨層と、第一粘着層と、ＰＥＴシート層と、第二粘着層と、弾性層と、前記研磨定盤に貼付するための第三粘着層とが順に積層されているものであり、
前記研磨パッドの圧縮率が１６％以上のものであることを特徴とする研磨パッド。
前記研磨パッドは、前記ウエーハの表面を研磨する研磨層と、第一粘着層と、ＰＥＴシート層と、第二粘着層と、弾性層と、前記研磨定盤に貼付するための第三粘着層とが順に積層されているものであり、
前記研磨パッドの圧縮率が１６％以上のものであることを特徴とする研磨パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は片面研磨装置及び片面研磨方法、並びに研磨パッドに関するものであり、特には、研磨後のウエーハのナノトポグラフィ（Ｎａｎｏｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ：以下、ＮＴとも言う）の悪化を抑制する片面研磨装置及び片面研磨方法、並びに研磨パッドに関する。
【背景技術】
【0002】
半導体ウェーハの研磨で使用されている片面研磨（ＣＭＰ）（例えば特許文献１）は、研磨パッド交換の立ち上げ研磨による装置稼働率低下を懸念して、加工装置（研磨装置）とは別の装置で研磨パッドの立ち上げを行い、定盤ごと装置に入れ替える方法が実施されている。
この定盤を脱着する方式は、装置のベース定盤（例えばセラミクス製）の上に脱着可能な研磨定盤（以下、脱着定盤とも言う）を真空吸着で固定する方式が取られている。真空吸着方式は、ベース定盤側に同心円状や放射状の溝路が形成されており、該溝の上に脱着定盤を載せて真空吸着するものである。この真空吸着方式での問題は、脱着定盤の厚さが２０ｍｍ以下では真空吸着による変形が発生する事が分かっている。現在、脱着定盤は２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下の定盤厚さのものを適用していた。
この定盤を脱着する方式は、装置のベース定盤（例えばセラミクス製）の上に脱着可能な研磨定盤（以下、脱着定盤とも言う）を真空吸着で固定する方式が取られている。真空吸着方式は、ベース定盤側に同心円状や放射状の溝路が形成されており、該溝の上に脱着定盤を載せて真空吸着するものである。この真空吸着方式での問題は、脱着定盤の厚さが２０ｍｍ以下では真空吸着による変形が発生する事が分かっている。現在、脱着定盤は２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下の定盤厚さのものを適用していた。
【0003】
その際、脱着定盤には硬度（アスカーＣ）６０、圧縮率１８％、厚さ１．３ｍｍの研磨パッド（不織布タイプ）で、加工原料のＮＴ品質レベルがＮＴ（ＳＱＭＭ）＿２ｍｍが６ｎｍ、ＮＴ（ＳＱＭＭ）＿１０ｍｍが１３ｎｍ程度では、定盤真空吸着時の影響は問題無かった。
近年フラットネス品質向上のため研磨パッド表層でのクリープ変形を抑制する為に、研磨パッドの硬質化を図り、厚さ０．８ｍｍ以下で硬度（アスカーＣ）６３、圧縮率１２％で実施しており、また、他工程でのＮＴ品質の改善が進み、片面研磨に供給される原料のＮＴ品質が、ＮＴ（ＳＱＭＭ）＿２ｍｍが３．５ｎｍ以下、ＮＴ（ＳＱＭＭ）＿１０ｍｍが１２．０ｎｍ以下と良くなった。このような場合において、研磨後のウエーハのＮＴの悪化が目立つようになってきた。
近年フラットネス品質向上のため研磨パッド表層でのクリープ変形を抑制する為に、研磨パッドの硬質化を図り、厚さ０．８ｍｍ以下で硬度（アスカーＣ）６３、圧縮率１２％で実施しており、また、他工程でのＮＴ品質の改善が進み、片面研磨に供給される原料のＮＴ品質が、ＮＴ（ＳＱＭＭ）＿２ｍｍが３．５ｎｍ以下、ＮＴ（ＳＱＭＭ）＿１０ｍｍが１２．０ｎｍ以下と良くなった。このような場合において、研磨後のウエーハのＮＴの悪化が目立つようになってきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平１１－２７７４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記の研磨パッドの硬質化や研磨加工前の原料（ウエーハ）のＮＴ品質の向上により、ウェーハを研磨する面の凹凸がウェーハ表面に転写されて、ＮＴが悪化してしまう問題が発生した。すなわち、脱着定盤がベース定盤の溝に倣うように変形が起こり、脱着定盤の変形が研磨パッド表層に微弱に影響を及ぼし、その変形がウェーハ表面に転写され、表面のＮＴ品質が向上したウエーハにおいてはその影響力が強くなってきた。例えば上記ＮＴ品質のものを研磨加工することで、研磨前に比べて研磨後のＮＴが１～２ｎｍ程度悪化していた。
このように、近年、ＮＴの改善が進んでＳＱＭＭモードで２ｍｍでは３．５ｎｍ以下，１０ｍｍでは１２．０ｎｍ以下の品質レベルが良くなった原料が投入されることも有り、ウェーハ表面の凹凸転写が見えやすくなった。
このように、近年、ＮＴの改善が進んでＳＱＭＭモードで２ｍｍでは３．５ｎｍ以下，１０ｍｍでは１２．０ｎｍ以下の品質レベルが良くなった原料が投入されることも有り、ウェーハ表面の凹凸転写が見えやすくなった。
【0006】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、ウエーハの片面研磨（特には真空吸着式の脱着可能な研磨定盤を用いる片面研磨）において、研磨後にウエーハのＮＴ品質が悪化するのを抑制することができる片面研磨装置及び片面研磨方法、並びに研磨パッド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】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明は、真空吸着用の溝を上面に有するベース定盤と、該ベース定盤の上面に真空吸着で固定された脱着可能な研磨定盤と、該研磨定盤に貼付された研磨パッドと、ウエーハを保持する研磨ヘッドを有しており、前記研磨ヘッドに保持された前記ウエーハの表面を前記研磨パッドに摺接させて研磨する片面研磨装置であって、
前記研磨パッドは、前記ウエーハの表面を研磨する研磨層と、第一粘着層と、ＰＥＴシート層と、第二粘着層と、弾性層と、前記研磨定盤に貼付するための第三粘着層とが順に積層されているものであり、
前記研磨パッドの圧縮率が１６％以上のものであることを特徴とする片面研磨装置を提供する。
前記研磨パッドは、前記ウエーハの表面を研磨する研磨層と、第一粘着層と、ＰＥＴシート層と、第二粘着層と、弾性層と、前記研磨定盤に貼付するための第三粘着層とが順に積層されているものであり、
前記研磨パッドの圧縮率が１６％以上のものであることを特徴とする片面研磨装置を提供する。
【0008】
このように、特にはＰＥＴシート層と弾性層を設け、かつ、研磨パッドの全体における圧縮率が１６％以上のものであれば、真空吸着によって、ベース定盤の真空吸着用の溝に倣う様に、研磨定盤や研磨パッドが微弱に変形した状態となっても、その変形を研磨パッドの弾性層により吸収し、ＰＥＴシート層で平坦な基準面（研磨パッドにおいてウエーハに接する研磨加工面）を維持することができ、研磨パッドの凹凸を解消することが可能になる。研磨パッドの研磨加工面の凹凸が解消されることで、従来生じていた、真空吸着用の溝を起因とする研磨後のウエーハのＮＴ悪化を抑制することができる。
【0009】
このとき、前記弾性層は、ＰＥＴ基材と、該ＰＥＴ基材上にシリコーン樹脂が熱架橋してなるシリコーンシートを有しており、
前記第二粘着層側に前記ＰＥＴ基材が位置しており、前記第三粘着層側に前記シリコーンシートが位置しているものであり、
前記シリコーンシートは、厚さが３０μｍ以上５００μｍ以下のものとすることができる。
前記第二粘着層側に前記ＰＥＴ基材が位置しており、前記第三粘着層側に前記シリコーンシートが位置しているものであり、
前記シリコーンシートは、厚さが３０μｍ以上５００μｍ以下のものとすることができる。
【0010】
弾性層が上記材質であれば、より効果的に、上記の真空吸着用の溝を起因とする変形を吸収することができる。
またシリコーンシートの厚さが３０μｍ以上であれば、シリコーンシートの厚さむらがより小さいものとすることができる。また、５００μｍ以下であれば、シリコーンシートのフラットネス（特に外周部）が悪化するのを抑制することができる。このように上記数値範囲内であれば、厚さむらやフラットネスの面で好ましく、ウエーハ研磨に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。
またシリコーンシートの厚さが３０μｍ以上であれば、シリコーンシートの厚さむらがより小さいものとすることができる。また、５００μｍ以下であれば、シリコーンシートのフラットネス（特に外周部）が悪化するのを抑制することができる。このように上記数値範囲内であれば、厚さむらやフラットネスの面で好ましく、ウエーハ研磨に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。
【0011】
また、前記ＰＥＴシート層は、厚さが１００μｍ以上３５０μｍ以下のものとすることができる。
【0012】
このようにＰＥＴシート層の厚さが１００μｍ以上であれば、より効果的に、平坦な基準面を維持することができる。また、３５０μｍ以下であれば、１枚のＰＥＴ製のシートにより簡便にこの層を形成することができる。
【0013】
また本発明は、ベース定盤と、該ベース定盤に真空吸着で固定された研磨定盤と、該研磨定盤に貼付された研磨パッドと、ウエーハを保持する研磨ヘッドを有する片面研磨装置を用いて、前記研磨ヘッドに保持された前記ウエーハの表面を前記研磨パッドに摺接させて研磨する片面研磨方法であって、
前記片面研磨装置として、上記本発明の片面研磨装置を用いて研磨することを特徴とする片面研磨方法を提供する。
前記片面研磨装置として、上記本発明の片面研磨装置を用いて研磨することを特徴とする片面研磨方法を提供する。
【0014】
このような片面研磨方法であれば、研磨パッドの弾性層によって上記の真空吸着用の溝を起因とする変形を吸収し、ＰＥＴシート層で平坦な基準面を維持して研磨パッドの凹凸を解消しつつ研磨することができる。その結果、研磨パッドの研磨加工面の凹凸が解消され、研磨後のウエーハのＮＴ悪化を抑制することができる。
【0015】
また本発明は、片面研磨装置の研磨定盤に貼付され、ウエーハの表面を研磨するための研磨パッドであって、
前記研磨パッドは、前記ウエーハの表面を研磨する研磨層と、第一粘着層と、ＰＥＴシート層と、第二粘着層と、弾性層と、前記研磨定盤に貼付するための第三粘着層とが順に積層されているものであり、
前記研磨パッドの圧縮率が１６％以上のものであることを特徴とする研磨パッドを提供する。
前記研磨パッドは、前記ウエーハの表面を研磨する研磨層と、第一粘着層と、ＰＥＴシート層と、第二粘着層と、弾性層と、前記研磨定盤に貼付するための第三粘着層とが順に積層されているものであり、
前記研磨パッドの圧縮率が１６％以上のものであることを特徴とする研磨パッドを提供する。
【0016】
このような研磨パッドであれば、特には、ベース定盤の真空吸着用の溝を有する上面に真空吸着で固定された脱着可能な研磨定盤に貼付してウエーハを研磨する場合に極めて有効であり、真空吸着用の溝を起因とする研磨後のウエーハのＮＴ悪化を抑制することができる研磨パッドとなる。
【発明の効果】
【0017】
以上のように、本発明の片面研磨装置及び片面研磨方法、並びに研磨パッドであれば、ウエーハの片面研磨において、研磨後にウエーハのＮＴ品質が悪化するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の片面研磨装置の一例を示す概略図である。
【図2】ベース定盤の真空吸引用の溝の一例を示す上面図である。
【図3】本発明の研磨パッドの一例を示す概略図である。
【図4】本発明の研磨パッドにおける、真空吸着用の溝が起因の変形を吸収して平坦な研磨加工面を維持している様子の一例を示す説明図である。
【図5】実験での研磨パッドの圧縮率とＮＴ悪化量の関係を示すグラフである。
【図6】実施例および比較例における、ＮＴ（ＳＱＭＭ＿２ｎｍ）の悪化量（加工前後の差）とその相対度数の関係を示すグラフである。
【図7】実施例および比較例における、ＮＴ（ＳＱＭＭ＿１０ｎｍ）の悪化量（加工前後の差）とその相対度数の関係を示すグラフである。
【図8】従来の研磨パッドの一例を示す概略図である。
【図9】従来品における、真空吸着用の溝が起因で研磨パッドが変形して研磨加工面に凹凸が生じている様子の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
前述したように、真空吸着方式の脱着可能な研磨定盤を用いて片面研磨を行った場合、ベース定盤の真空吸着用の溝を起因とする研磨定盤や研磨パッドに変形が生じる。近年のウエーハ表面のＮＴ品質の向上に伴い、その変形によるＮＴ品質への影響力が大きくなってきた。そこで本発明者らが鋭意研究を行ったところ、研磨定盤に貼付する研磨パッドが、研磨層と、第一粘着層と、ＰＥＴシート層と、第二粘着層と、弾性層と、研磨定盤に貼付するための第三粘着層とが順に積層されているものであり、この研磨パッドの圧縮率が１６％以上のものであれば、弾性層で上記真空吸着用の溝を起因とする変形を吸収するとともに、ＰＥＴシート層により平坦な研磨加工面を維持することができ、研磨パッドの凹凸を解消可能であり、研磨後のウエーハのＮＴ品質の悪化を防止できることを見出し、本発明を完成させた。
【0020】
以下、本発明について図面を参照して実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１に本発明の片面研磨装置の一例の概略を示す。なお、ウエーハの研磨工程は、例えば、一次研磨工程（両面研磨装置）、二次研磨工程（片面研磨装置：不織布タイプの研磨パッド）、仕上げ研磨工程（片面研磨装置：スエードタイプの研磨パッド）からなるが、本発明の片面研磨装置は、二次研磨工程で使用されるものに好適である。ただし、この研磨に限定されるものではない。そして図１に示すように、この片面研磨装置１は、真空吸着用の溝２を上面に有するベース定盤３と、該ベース定盤３の上面に真空吸着で固定された脱着可能な研磨定盤４（例えば厚さが３０ｍｍ以下のもの）と、該研磨定盤４に貼付された本発明の研磨パッド５と、ウエーハＷを保持する研磨ヘッド６、研磨パッド５上にスラリーを供給するノズル７を有している。
ベース定盤３は、溝２を介してその上面に研磨定盤４を真空吸着できるようになっている。またベース定盤３は回転可能であり、真空吸着された研磨定盤４も一体となって回転可能になっている。また、研磨ヘッド６は、研磨時、ウエーハＷを保持して研磨パッド５にウエーハＷの表面を摺接させて研磨するためのものである。ベース定盤３、研磨定盤４、研磨ヘッド６、ノズル７自体は特に限定されるものではなく、例えば従来と同様のものを用いることができる。
図１に本発明の片面研磨装置の一例の概略を示す。なお、ウエーハの研磨工程は、例えば、一次研磨工程（両面研磨装置）、二次研磨工程（片面研磨装置：不織布タイプの研磨パッド）、仕上げ研磨工程（片面研磨装置：スエードタイプの研磨パッド）からなるが、本発明の片面研磨装置は、二次研磨工程で使用されるものに好適である。ただし、この研磨に限定されるものではない。そして図１に示すように、この片面研磨装置１は、真空吸着用の溝２を上面に有するベース定盤３と、該ベース定盤３の上面に真空吸着で固定された脱着可能な研磨定盤４（例えば厚さが３０ｍｍ以下のもの）と、該研磨定盤４に貼付された本発明の研磨パッド５と、ウエーハＷを保持する研磨ヘッド６、研磨パッド５上にスラリーを供給するノズル７を有している。
ベース定盤３は、溝２を介してその上面に研磨定盤４を真空吸着できるようになっている。またベース定盤３は回転可能であり、真空吸着された研磨定盤４も一体となって回転可能になっている。また、研磨ヘッド６は、研磨時、ウエーハＷを保持して研磨パッド５にウエーハＷの表面を摺接させて研磨するためのものである。ベース定盤３、研磨定盤４、研磨ヘッド６、ノズル７自体は特に限定されるものではなく、例えば従来と同様のものを用いることができる。
【0021】
なお、ベース定盤３の真空吸着用の溝２の一例を図２の上面図に示す。図２に示す例では、複数の同心円状の複数の溝と放射状に延びる複数の溝とが組み合わさって形成されている。しかし、これに限定されず、同心円状の複数の溝のみ、または放射状に延びる複数の溝のみとすることもできるし、あるいはさらに別の形状の溝とすることもできる。本数やその深さも特に限定されず、研磨定盤４を適切に真空吸着できるものであれば良い。
【0022】
図３に本発明の研磨パッド５の一例を示す。なお、層の位置関係が分かりやすいように、定盤（ベース定盤３と研磨定盤４）も併せて図示している。
研磨パッド５は、その表面側（研磨加工面であり、研磨対象のウエーハＷと接する側）から研磨定盤４側に向かって順に、研磨層８と、第一粘着層９と、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シート層１０と、第二粘着層１１と、弾性層１２と、第三粘着層１３とからなっている。
研磨層８はウエーハＷを研磨することができればよく、特に限定されないが、例えば不織布からなるものとすることができる。材質としては、綿、麻、絹、毛などの天然繊維や、レーヨン、キュプラ、リヨセル、アセテート、トリアセテート、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ビニロン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリフェニレンスルフィドなどの化学繊維などが挙げられる。好ましくはナイロン繊維にポリウレタンを含浸した不織布で、バフィングにより厚さを０．８～１．５ｍｍ程度とすることができる。
研磨パッド５は、その表面側（研磨加工面であり、研磨対象のウエーハＷと接する側）から研磨定盤４側に向かって順に、研磨層８と、第一粘着層９と、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シート層１０と、第二粘着層１１と、弾性層１２と、第三粘着層１３とからなっている。
研磨層８はウエーハＷを研磨することができればよく、特に限定されないが、例えば不織布からなるものとすることができる。材質としては、綿、麻、絹、毛などの天然繊維や、レーヨン、キュプラ、リヨセル、アセテート、トリアセテート、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ビニロン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリフェニレンスルフィドなどの化学繊維などが挙げられる。好ましくはナイロン繊維にポリウレタンを含浸した不織布で、バフィングにより厚さを０．８～１．５ｍｍ程度とすることができる。
【0023】
第一粘着層９、第二粘着層１１、第三粘着層１３としては、各々の上下の層または定盤を互いに接着して固定できるものであればよく、特に限定されないが、例えば材質が天然ゴム系またはアクリル系からなるものとすることができる。第一粘着層９、第二粘着層１１、第三粘着層１３の厚さとしては、それぞれ、３０～５０μｍ、３０～５０μｍ、１０～３０μｍ程度とすることができる。
【0024】
またＰＥＴシート層１０は、例えば市販されているような材質がＰＥＴのシート状のものとすることができ、その厚さは特に限定されないが、例えば１００μｍ以上３５０μｍ以下とすることができる。１００μｍ以上であれば、平坦な研磨加工面をより効果的に維持することができる。また、複数枚のシートを重ねて構成してＰＥＴシート層１０を厚く形成することも可能であるが、３５０μｍ程度の厚さもあれば研磨加工面の平坦性の維持の点でも十分であり、しかもその厚さであれば１枚のシートで足りるため簡便である。好ましくは１８８±１０％（１７０μｍ～２０７μｍ）程度の厚さとすることができる。
またその厚さむらも特に限定されないが、例えば２～８％程度の範囲のものとすることができる。厚さむらが少ないほど、研磨加工面の平坦性の維持としてはより好ましい。
またその厚さむらも特に限定されないが、例えば２～８％程度の範囲のものとすることができる。厚さむらが少ないほど、研磨加工面の平坦性の維持としてはより好ましい。
【0025】
また弾性層１２は、真空吸着用の溝２を起因とする変形を十分に吸収しやすい弾性体のものであればよく特に限定されないが、好ましくは、ＰＥＴ基材１４と、その表面にシリコーン樹脂が熱架橋してなるシリコーンシート１５を有するものとすることができる。第二粘着層１１側にＰＥＴ基材１４が位置し、第三粘着層１３側にシリコーンシート１５が位置している。一例としては、２５μｍの厚さのＰＥＴ基材１４にポリオルガノシロキサンから成るシリコーン樹脂（分子量５０００～３００００）を含有する塗工液を塗布し、１５０℃で焼成して架橋させたシリコーンシート１５（厚さが３０μｍ～５００μｍ）とすることができる。このような材質のものであれば、溝２が起因の変形を一層効果的に吸収しやすい。また、シリコーンシート１５の厚さが３０μｍ以上であれば、その厚さむらがより小さいものを用意しやすい。そして５００μｍ以下であれば、そのフラットネス（特に外周部）が悪化するのを抑制することができるので、より好ましい。
上記例ではシリコーン樹脂を熱架橋してなるものを挙げたが、シリコーンスポンジなどでもよい。
上記例ではシリコーン樹脂を熱架橋してなるものを挙げたが、シリコーンスポンジなどでもよい。
【0026】
そして特にＰＥＴシート層１０と弾性層１２を有する本発明の研磨パッド５は、その厚さ方向における全体の圧縮率が１６％以上のものである。圧縮率の上限値は特に限定されないが、例えば３０％もあれば十分である。研磨時の研磨加工面の平坦性の維持を考慮すると、その程度を上限値とするのがより好ましい。
圧縮率が１６％未満であると、研磨時に溝２が起因の変形を十分に吸収することができず、研磨パッドの表面に凹凸が生じ、研磨後のウエーハのＮＴ品質を悪化させてしまう。一方で本発明の研磨パッド５であれば、上記変形を効果的に吸収することができるとともに表面の平坦性を維持して凹凸を抑制することができ、研磨後のウエーハのＮＴ品質の悪化を防ぐことができる。
圧縮率が１６％未満であると、研磨時に溝２が起因の変形を十分に吸収することができず、研磨パッドの表面に凹凸が生じ、研磨後のウエーハのＮＴ品質を悪化させてしまう。一方で本発明の研磨パッド５であれば、上記変形を効果的に吸収することができるとともに表面の平坦性を維持して凹凸を抑制することができ、研磨後のウエーハのＮＴ品質の悪化を防ぐことができる。
【0027】
例えば図８に示すような従来品の場合、その研磨パッド１０５は、ベース定盤１０３（真空吸着用の溝１０２）に真空吸着された研磨定盤１０４上に、研磨層１０８（０．８ｍｍ）、第一粘着層１０９（４０μｍ）、ＰＥＴシート層１１０（２５μｍ）、第二粘着層１１１（４０μｍ）が積層してなっている。この従来品では圧縮率は１２％程度であり、図９に示すように溝１０２が起因の変形が研磨パッド１０５で吸収しきれず、その表面に凹凸として生じる。この凹凸が研磨対象のウエーハの表面に転写されて、ＮＴ品質に悪影響を及ぼしてしまう。
【0028】
一方で本発明の研磨パッド５は、図４に示す例では、研磨層８（０．８ｍｍ）、第一粘着層９（４０μｍ）、ＰＥＴシート層１０（１８８μｍ）と、第二粘着層１１（４０μｍ）、弾性層１２（２５μｍのＰＥＴ基材１４と３０μｍのシリコーンシート１５）、第三粘着層１３（１０μｍ）が積層してなっており、圧縮率は１６％である。このような本発明品では、溝２が起因の変形を研磨パッド５が十分に吸収して平坦な研磨加工面を維持することができ、研磨後のウエーハのＮＴ品質の悪化を抑制することができる。
【0029】
なお、本発明でいう圧縮率とはＪＩＳ Ｌ－１０９６によるものである。圧縮率の測定方法としては、まず、試験片（研磨パッド）を３枚重ねて、初期荷重Ｗ０（５０ｇｆ／ｃｍ２）を負荷し１分後の厚さＴ１を読む。同時に荷重Ｗ１（３００ｇｆ／ｃｍ２）に増し、１分後の厚さＴ２を読む。そして次式より圧縮率を求める。
なお、厚さの測定機として、インテック社製のＳＥ－１５を用いた。
なお、厚さの測定機として、インテック社製のＳＥ－１５を用いた。
【0030】
【数1】
【0031】
ここで、本発明者らが圧縮率１６％という基準を見出すに至った実験について説明する。
研磨パッドの圧縮率を振る為に、弾性層の樹脂（シリコーンシート）厚さとＰＥＴシート層の厚さを変えたものを作り、ウエーハに二次研磨加工のみ実施して加工後のＮＴの悪化量をＷＳ２（ＫＬＡ社製 ＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ２）により測定し、研磨パッド圧縮率とＮＴ品質（ＳＱＭＭモード：２ｍｍ／１０ｍｍ）の関係を調べた。
研磨パッドの圧縮率を振る為に、弾性層の樹脂（シリコーンシート）厚さとＰＥＴシート層の厚さを変えたものを作り、ウエーハに二次研磨加工のみ実施して加工後のＮＴの悪化量をＷＳ２（ＫＬＡ社製 ＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ２）により測定し、研磨パッド圧縮率とＮＴ品質（ＳＱＭＭモード：２ｍｍ／１０ｍｍ）の関係を調べた。
【0032】
ＰＥＴシート層厚さは厚さむら５％以下のシートを２５、５０、１８８、３５０μｍの４水準準備し、弾性層のシリコーンシート厚さは、２５μｍのＰＥＴ基材にシリコーン樹脂（分子量３００００）を含有する塗工液の塗布量を変えて１０、３０、１００、５００μｍの厚さになる様に焼成し架橋させた。研磨層（不織布で、厚さは０．８ｍｍ）＋第一粘着層（４０μｍ）＋ＰＥＴシート層＋第二粘着層（４０μｍ）＋弾性層（２５μｍのＰＥＴ基材＋シリコーンシート）＋第三粘着層（１０μｍ）で構成された研磨パッドに対して圧縮率を調べ、１２、１４、１５、１６、１８、２０％に振った。なお、圧縮率が１２％の場合は、図８と同様の構成で、研磨層＋第一粘着層（４０μｍ）＋ＰＥＴシート層（２５μｍ）＋第二粘着層（４０μｍ）である。
圧縮率を振った研磨パッドを研磨定盤に貼り、ウエーハに対して研磨加工を行った後、ＮＴを測定した。研磨加工としては、コロイダルシリカ入りのスラリを用い、直径３００ｍｍウエーハ（Ｐ－品で面方位＜１００＞、かつ、一次研磨終了後のものでＮＴ（ＳＱＭＭ）＿２ｍｍ＝３．５ｎｍ以下、ＮＴ（ＳＱＭＭ）＿１０ｍｍ＝１２．０ｎｍ以下）の片面研磨を行った。
圧縮率を振った研磨パッドを研磨定盤に貼り、ウエーハに対して研磨加工を行った後、ＮＴを測定した。研磨加工としては、コロイダルシリカ入りのスラリを用い、直径３００ｍｍウエーハ（Ｐ－品で面方位＜１００＞、かつ、一次研磨終了後のものでＮＴ（ＳＱＭＭ）＿２ｍｍ＝３．５ｎｍ以下、ＮＴ（ＳＱＭＭ）＿１０ｍｍ＝１２．０ｎｍ以下）の片面研磨を行った。
【0033】
研磨パッドの圧縮率、ＰＥＴシート層厚さ、弾性層の樹脂（シリコーンシート）厚さ、ＮＴ悪化量（各々、ウエーハ３枚の平均値）、ＮＴ悪化の良し悪しの項目を表１にまとめた。なお、ＮＴ悪化の良し悪しについては、ＮＴがＳＱＭＭモードで２ｍｍでの悪化量が平均で１．０ｎｍ未満、１０ｍｍでの悪化量が平均で１．４ｎｍ未満の場合を合格（○）とし、逆に、各々、１．０ｎｍ以上、１．４ｎｍ以上を不合格（×）とした。
また研磨パッドの圧縮率、ＮＴ悪化量の関係を図５に示す。●がＳＱＭＭモードで２ｍｍの場合、×がＳＱＭＭモードで１０ｍｍの場合である。
また研磨パッドの圧縮率、ＮＴ悪化量の関係を図５に示す。●がＳＱＭＭモードで２ｍｍの場合、×がＳＱＭＭモードで１０ｍｍの場合である。
【0034】
【表1】
【0035】
従来品の圧縮率１２～１５％は加工前後のＮＴ悪化量が大きいが、圧縮率１６％以上の本発明品では悪化量が小さい傾向を確認した。これは、弾性層とＰＥＴシート層を有し、１６％以上もの圧縮率を有する本発明の研磨パッドによって、研磨定盤を真空吸着する溝で発生した微弱な変形を吸収するとともに研磨加工面を維持することができたためと考えられる。
なお、圧縮率が１６％、ＰＥＴシート層厚さが１００μｍ、弾性層の樹脂厚さが３０μｍの場合も同様にしてＮＴ悪化の良し悪しを調査したところ、合格であった。
このような実験をもとに、本発明者らは１６％という研磨パッドの圧縮率の臨界値を見出した。
なお、圧縮率が１６％、ＰＥＴシート層厚さが１００μｍ、弾性層の樹脂厚さが３０μｍの場合も同様にしてＮＴ悪化の良し悪しを調査したところ、合格であった。
このような実験をもとに、本発明者らは１６％という研磨パッドの圧縮率の臨界値を見出した。
【0036】
また、本発明の片面研磨方法においては、図１、３に示すような本発明の研磨パッド５を有する本発明の片面研磨装置１を用いてウエーハＷの表面を研磨する。すなわち、ベース定盤３の上面に研磨定盤４を載せ、溝２を介して研磨定盤４を真空吸着して固定する。研磨定盤４の上面には研磨パッド５を貼付しておく。一方、研磨ヘッド６にはウエーハＷを保持する。ノズル７からスラリを供給しつつ、研磨ヘッド６と、ベース定盤３（および研磨定盤４）を各々回転させてウエーハＷの表面を研磨パッド５に摺接させて研磨加工を行う。
上記のように溝２が起因の変形を研磨パッド５が吸収して研磨加工面の平坦に維持することができるので、研磨後のウエーハのＮＴの悪化を抑制することが可能である。
上記のように溝２が起因の変形を研磨パッド５が吸収して研磨加工面の平坦に維持することができるので、研磨後のウエーハのＮＴの悪化を抑制することが可能である。
【実施例0037】
以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0038】
（実施例）
図１、３に示すような本発明の研磨パッドを有する本発明の片面研磨装置を用いてウエーハの研磨加工を行った。研磨パッドは、研磨層（不織布で、厚さは０．８ｍｍ）＋第一粘着層（４０μｍ）＋ＰＥＴシート層（１８８μｍ）＋第二粘着層（４０μｍ）＋弾性層（２５μｍのＰＥＴ基材＋３０μｍのシリコーンシート）＋第三粘着層（１０μｍ）の構成で、圧縮率が１６％のものとした。
セラミクス製の脱着定盤（研磨定盤）に研磨パッドを貼り付け、研磨パッドの立ち上げを実施後にベース定盤に真空吸着で取り付け、研磨加工を行った。研磨はコロイダルシリカタイプのＫＯＨベース研磨剤（スラリ）を用いた。加工原料は直径３００ｍｍ、Ｐ－品で面方位＜１００＞、一次研磨終了後のウェーハでＮＴ（ＳＱＭＭ）＿２ｍｍ＝３．５ｎｍ以下、ＮＴ（ＳＱＭＭ）＿１０ｍｍ＝１２．０ｎｍ以下のものとした。
ＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ２を用いて加工前後にＮＴの測定をし、研磨後のＮＴ悪化量を算出し、その平均値を求めた。
図１、３に示すような本発明の研磨パッドを有する本発明の片面研磨装置を用いてウエーハの研磨加工を行った。研磨パッドは、研磨層（不織布で、厚さは０．８ｍｍ）＋第一粘着層（４０μｍ）＋ＰＥＴシート層（１８８μｍ）＋第二粘着層（４０μｍ）＋弾性層（２５μｍのＰＥＴ基材＋３０μｍのシリコーンシート）＋第三粘着層（１０μｍ）の構成で、圧縮率が１６％のものとした。
セラミクス製の脱着定盤（研磨定盤）に研磨パッドを貼り付け、研磨パッドの立ち上げを実施後にベース定盤に真空吸着で取り付け、研磨加工を行った。研磨はコロイダルシリカタイプのＫＯＨベース研磨剤（スラリ）を用いた。加工原料は直径３００ｍｍ、Ｐ－品で面方位＜１００＞、一次研磨終了後のウェーハでＮＴ（ＳＱＭＭ）＿２ｍｍ＝３．５ｎｍ以下、ＮＴ（ＳＱＭＭ）＿１０ｍｍ＝１２．０ｎｍ以下のものとした。
ＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ２を用いて加工前後にＮＴの測定をし、研磨後のＮＴ悪化量を算出し、その平均値を求めた。
【0039】
（比較例）
図８に示すような従来の研磨パッドを有する従来の片面研磨装置を用いてウエーハの研磨加工を行った。研磨パッドは、研磨層（不織布で、厚さは０．８ｍｍ）＋第一粘着層（４０μｍ）＋ＰＥＴシート層（２５μｍ）＋第二粘着層（４０μｍ）の構成で、圧縮率が１２％のものとした。
それ以外は実施例と同様にして、研磨加工、加工前後のＮＴの測定、研磨後のＮＴ悪化量（平均値）の算出を行った。
図８に示すような従来の研磨パッドを有する従来の片面研磨装置を用いてウエーハの研磨加工を行った。研磨パッドは、研磨層（不織布で、厚さは０．８ｍｍ）＋第一粘着層（４０μｍ）＋ＰＥＴシート層（２５μｍ）＋第二粘着層（４０μｍ）の構成で、圧縮率が１２％のものとした。
それ以外は実施例と同様にして、研磨加工、加工前後のＮＴの測定、研磨後のＮＴ悪化量（平均値）の算出を行った。
【0040】
実施例および比較例における、ＮＴ（ＳＱＭＭ＿２ｎｍ）の悪化量（加工前後の差）とその相対度数の関係を図６、悪化量の平均値を表２に示す。また、ＮＴ（ＳＱＭＭ＿１０ｎｍ）の場合の関係を図７、悪化量の平均値を表３に示す。
【0041】
【表2】
【0042】
【表3】
【0043】
ＮＴ悪化量の比較から、従来品の研磨パッド（片面研磨装置）で加工した場合に比べて本発明の研磨パッド（片面研磨装置）で加工した方がＮＴの悪化量が小さい。ＮＴ（ＳＱＭＭ＿２ｎｍ）の悪化量（平均）では、本発明の場合は１．０ｎｍ未満である０．７ｎｍ程度であるのに対し、従来品では１．０ｎｍ以上である。またＮＴ（ＳＱＭＭ＿１０ｎｍ）の悪化量（平均）では、本発明の場合は１．４ｎｍ未満である１．３ｎｍ程度であるのに対し、従来品では１．４ｎｍ以上である。このように加工前のＮＴレベルが良い状態であり、溝起因の変形が生じやすい原料（ウエーハ）であっても、ＮＴ品質の悪化を抑制し、加工前と同等のレベルに近い状態で維持することが可能であることを確認した。
【0044】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【0045】
１…本発明の片面研磨装置、 ２…真空吸着用の溝、 ３…ベース定盤、
４…研磨定盤、 ５…本発明の研磨パッド、 ６…研磨ヘッド、 ７…ノズル、
８…研磨層、 ９…第一粘着層、 １０…ＰＥＴシート層、 １１…第二粘着層、
１２…弾性層、 １３…第三粘着層、 １４…ＰＥＴ基材、
１５…シリコーンシート、 Ｗ…ウエーハ。
４…研磨定盤、 ５…本発明の研磨パッド、 ６…研磨ヘッド、 ７…ノズル、
８…研磨層、 ９…第一粘着層、 １０…ＰＥＴシート層、 １１…第二粘着層、
１２…弾性層、 １３…第三粘着層、 １４…ＰＥＴ基材、
１５…シリコーンシート、 Ｗ…ウエーハ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】