説明

研磨プラテン、研磨装置

【課題】研磨プラテン上面から研磨パッドを引き剥がすのに、強大な力を必要とすることなく、比較的容易に引き剥がすことができる研磨プラテン、及び該研磨プラテンを用いた研磨装置を提供すること。
【解決手段】研磨プラテン12を備え、該研磨プラテン12上面に貼り付けた研磨パッド表面に被研磨基板を押圧し、該研磨プラテンと被研磨基板の相対運動により被研磨基板を研磨する研磨装置において、研磨プラテン12の上面を鏡面仕上げした鏡面部21と粗面仕上げした粗面部22の組合せで構成し、研磨プラテン12の上面に研磨パッドの裏面を粘着剤(接着テープ)で貼り付けた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体ウエハ等の被研磨基板を研磨する研磨プラテン、及び該研磨プラテンを用いた研磨装置に関し、特に研磨プラテン上面に貼り付けた研磨パッドを容易に引き剥がすことが可能な研磨プラテン、及び該研磨プラテンを用いた研磨装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
半導体ウエハ等の被研磨基板を研磨する研磨装置として、CMP装置(化学機械的研磨装置)がある。研磨装置10は、図1及び図2に示すように回転軸11を中心に回転する研磨プラテン12と、回転軸13を中心に回転する基板保持ヘッド14を備えている。該研磨プラテン12上面に粘着剤(接着テープ等)15より研磨パッド16を貼り付け、該研磨パッド15の表面に基板保持ヘッド14で保持する半導体ウエハ等の被研磨基板18を押し当て、基板保持ヘッド14の回転による被研磨基板18の回転と研磨プラテン12の回転による研磨パッド16の回転の相対運動により、被研磨基板18を研磨する。図示は省略するが研磨パッド16の表面には、スラリー等の研磨剤が供給されるようになっている。なお、図1は研磨装置の側面図、図2はその研磨プラテンの一部を示す図である。
【0003】
上記構成の研磨装置において、研磨パッド16の交換の際等、研磨パッド16を研磨プラテン12上面から引き剥がすのに強大な引き剥がし力が必要になるという問題があった。これは鏡面仕上げした研磨プラテン12上面に粘着剤(接着テープ等)15により研磨パッド16を貼り付けているためである。即ち、研磨パッド16の裏面が粘着剤(接着テープ等)15を介して鏡面に仕上げられた研磨プラテン12上面に強力に密着しており、研磨パッド16を端面から引き剥がし始めると、始めは比較的小さい引き剥がし力で済むが、徐々にこの引き剥がし力が増大し、強大な引き剥がし力が必要なる。そのため、研磨パッド16の引き剥がしに多大な労力を必要とするという問題があった。その対策として、従来は特許文献1、2に示すような、特殊な剥離治具を用いて、研磨パッド16の引き剥がしを行なっている。
【特許文献1】特開平10−217148号公報
【特許文献2】特開平10−217149号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は上述の点に鑑みて成された物で、研磨プラテン上面から研磨パッドを引き剥がすのに、強大な力を必要とすることなく、比較的容易に引き剥がすことができる研磨プラテン、及び該研磨プラテンを用いた研磨装置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】
【0005】
上記課題を解決するため請求項1に記載の発明は、研磨パッドが貼り付けられる研磨プラテンにおいて、前記研磨プラテンの少なくとも研磨パッドの貼付領域の表面を第1の面及び該第1の面とは粗度の異なる第2の面との組合せで構成したことを特徴とする。
【0006】
請求項2に記載の発明は、研磨プラテンを備え、該研磨プラテン上面に貼り付けた研磨パッド表面に被研磨基板を押圧し、該研磨プラテンと被研磨基板の相対運動により被研磨基板を研磨する研磨装置において、前記研磨プラテン上面を第1の面及び該第1の面とは粗度の異なる第2の面との組合せで構成し、該研磨プラテン上面に前記研磨パッドの裏面を粘着剤で貼り付けたことを特徴とする。
【0007】
請求項3に記載の発明は、研磨プラテンを備え、該研磨プラテン上面に貼り付けた研磨パッド表面に被研磨基板を押圧し、該研磨プラテンと被研磨基板の相対運動により被研磨基板を研磨する研磨装置において、前記研磨プラテン上面を鏡面仕上げした鏡面部と粗面仕上げした粗面部の組合せで構成し、該研磨プラテン上面に前記研磨パッドの裏面を粘着剤で貼り付けたことを特徴とする。
【0008】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の研磨装置において、前記研磨プラテン上面は円形状であり、前記粗面部は中央部に円形状に設け、前記鏡面部は該粗面部の外周に帯状に設けたことを特徴とする。
【0009】
請求項5に記載の発明は、請求項3に記載の研磨装置において、前記研磨プラテン上面は円形状であり、前記鏡面部及び粗面部は交互に同心円帯状に設けたことを特徴とする。
【0010】
請求項6に記載の発明は、請求項3に記載の研磨装置において、前記研磨プラテン上面は円形状であり、前記研磨プラテン上面を粗面仕上げした粗面部又は鏡面仕上げした鏡面部とし、該粗面部又は鏡面部内に鏡面仕上げした鏡面部又は粗面仕上げした粗面部を斑点状に設けたことを特徴とする。
【0011】
請求項7に記載の発明は、請求項3に記載の研磨装置において、前記研磨プラテン上面は円形状であり、前記鏡面部又は粗面部は帯状であり前記研磨プラテン上面中心部を中心に放射状に複数本設け、該鏡面部と鏡面部の間に粗面部を設けるか又は該粗面部と粗面部の間に鏡面部を設けたことを特徴とする。
【0012】
請求項8に記載の発明は、研磨プラテンを備え、該研磨プラテン上面に貼り付けた研磨パッド表面に被研磨基板を押圧し、該研磨プラテンと被研磨基板の相対運動により被研磨基板を研磨する研磨装置において、前記研磨プラテン上面を鏡面仕上げした鏡面部と粗面仕上げした粗面部の組合せた構成とし、前記研磨パッド裏面を前記鏡面部上面に粘着剤で貼り付けたことを特徴とする。
【0013】
請求項9に記載の発明は、研磨プラテンを備え、該研磨プラテン上面に貼り付けた研磨パッド表面に被研磨基板を押圧し、該研磨プラテンと被研磨基板の相対運動により被研磨基板を研磨する研磨装置において、前記研磨プラテン上面全面を鏡面仕上げした鏡面部とし、該鏡面部に前記研磨パッド裏面の一部を複数個所に分けてまたは連続的に粘着剤で貼り付けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
請求項1及び2に記載の発明によれば、研磨プラテン上面を第1の面及び該第1の面とは粗度の異なる第2の面との組合せで構成したので、研磨パッドを引き剥がすのに第1の面と第2の面では剥がし力が異なるので、研磨パッドを引き剥がす場合、研磨プラテン上面全部を粗度の同じ面、例えば鏡面仕上げした場合に比べて研磨パッドの引き剥がし力が変化し、比較的容易に引き剥がすことができる。
【0015】
請求項3乃至7に記載の発明によれば、研磨プラテン上面の研磨パッド貼り付け面を鏡面仕上げした鏡面部分と粗面仕上げした粗面部の組合せで構成したので、研磨プラテン上面全部を鏡面仕上げした場合に比べて研磨パッドを引き剥がすのに強大な引き剥がし力を必要とすることなく、比較的容易に引き剥がすことができる。
【0016】
請求項8に記載の発明によれば、研磨プラテン上面を鏡面仕上げした鏡面部と粗面仕上げした粗面部の組合せで構成し、研磨パッド裏面を鏡面部上面に粘着剤で貼り付けたので、研磨パッド裏面の研磨プラテンの鏡面部に対応する部分が貼り付けられたことになり、鏡面仕上げした研磨プラテンの全面に研磨パッド裏面を貼り付けた場合に比べて研磨パッドを引き剥がすのに強大な引き剥がし力を必要とすることなく、容易に引き剥がすことができる。
【0017】
請求項9に記載の発明によれば、研磨プラテン上面全面を鏡面仕上げした鏡面部とし、該鏡面部に研磨パッド裏面の一部を複数個所に分けてまたは連続的に粘着剤で貼り付けたので、鏡面仕上げした研磨プラテンの全面に研磨パッド裏面を貼り付けた場合に比べて研磨パッドを引き剥がすのに強大な引き剥がし力を必要とすることなく、容易に引き剥がすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図3は本発明に係る研磨装置の研磨プラテン上面の構成例を示す平面図である。図示するように、研磨プラテン12の上面は、中央部にしぼ加工により円形状の粗面に仕上げた粗面部20とその外周に鏡面に仕上げた帯状の鏡面部21を設けて構成されている。
【0019】
上記のように研磨プラテン12の上面を円形状の粗面部20とその外周に設けた帯状の鏡面部21で構成することにより、研磨パッド16の裏面を粘着剤(接着テープ)15で接着した場合、粗面部20の外周に設けた帯状の鏡面部21は、密着力の大きい領域となるが、粗面部20は密着力の小さい部分となる。従って、研磨パッド16をその端部、即ち鏡面部21の外周から引き剥がすと、始めは剥離力が小さく、徐々に大きくなるが、円周帯状の鏡面部21を過ぎると剥離力の小さい粗面部20に達するから、剥離力は小さくなり、容易に引き剥がすことができる。
【0020】
図4は本発明に係る研磨装置の研磨プラテン上面の他の構成例を平面図である。図示するように、研磨プラテン12の上面は、中央部にしぼ加工により円形状の粗面に仕上げた粗面部26とその外周に交互に同心円帯状に設けた鏡面に仕上げた鏡面部25、しぼ加工による粗面仕上げした粗面部24、鏡面に仕上げた鏡面部23を設けている。
【0021】
このように粗面外周に鏡面部25、23及び粗面部24を交互に同心円帯状に設けたことにより、研磨パッド16をその端部、即ち鏡面部23から引き剥がすと、始めは剥離力が小さく、徐々に大きくなるが、円周帯状の鏡面部23を過ぎると剥離力の小さい粗面部24に達し、続いて剥離力の大きい鏡面部25に達し、更に剥離力の小さい粗面部26に達するから、剥離力の強弱が続くことになり、研磨パッド16を研磨プラテン12から容易に引き剥がすことができる。
【0022】
図5は本発明に係る研磨装置の研磨プラテン上面の他の構成例を平面図である。図示するように、研磨プラテン12の上面は、しぼ加工により粗面に仕上げた粗面部27の中に円形状の鏡面に仕上げた鏡面部28を斑点状に分布させたている。このようにしたも剥離力の小さい粗面部27の中に剥離力の大きい鏡面部28が点在することになるから、剥離力の強弱が分布するから、全面が鏡面仕上げの場合に比較し、研磨パッドを容易に引き剥がすことができる。なお、上記例では粗面部27の中に鏡面部28を分布させたが、反対に鏡面部の中に粗面部を斑点状に分布させてもよい。また、斑点の形状は円形に限定されるものでないことは当然である。
【0023】
図6は本発明に係る研磨装置の研磨プラテン上面の他の構成例を平面図である。図示するように、研磨プラテン12の上面は、しぼ加工により粗面に仕上げた粗面部29の中に鏡面に仕上げた帯状の鏡面部30を研磨プラテン12上面の中心部を中心に放射状に複数本(図では8本)設けた構成である。このようにしても剥離力の大きい鏡面部30の間に剥離力の小さい粗面部29が位置することになるから、全面が鏡面仕上げの場合に比較し、研磨パッドを容易に引き剥がすことができる。なお、粗面部を放射状に設け、粗面部と粗面部の間に鏡面部が位置するように配置してもよい。
【0024】
また、図7に示すように、研磨パッド16の裏面16aに帯状に接着テープ(両面接着テープ)31を図3の鏡面部21に対応して貼り付け、該接着テープ31を介して研磨パッド16を研磨プラテン12の上面の鏡面部21に貼り付けてもよい。また、同様に図8に示すように、研磨パッド16の裏面16aに帯状に接着テープ(両面接着テープ)32、33を図4の鏡面部23、25に対応して同心円状に貼り付け、該接着テープ32,33を介して研磨パッド16を研磨プラテン12の上面の鏡面部21に貼り付けてもよい。
【0025】
また、同様に図9に示すように、研磨パッド16の裏面16aに斑点状に接着テープ(両面接着テープ)34を図5の斑点状の鏡面部28に対応して貼り付け、該接着テープ34を介して研磨パッド16を研磨プラテン12の上面の鏡面部28に貼り付けてもよい。また、同様に図10に示すように、研磨パッド16の裏面16aに放射に接着テープ(両面接着テープ)35を図6の放射状の鏡面部30に対応して貼り付け、該接着テープ35を介して研磨パッド16を研磨プラテン12の上面の鏡面部30に貼り付けてもよい。
【0026】
上記のように研磨パッド16の裏面16aを接着テープを介して、研磨プラテン12の上面の鏡面部に貼り付けた場合も、鏡面仕上げした研磨プラテン12の上面全面に研磨パッド16の裏面16aを貼り付けた場合に比べて研磨パッド16を引き剥がすのに強大な引き剥がし力を必要としないから、研磨パッド16の引き剥がしが容易となる。
【0027】
また、研磨プラテン12の上面全体を鏡面仕上げして鏡面部とし、該鏡面部に図7乃至図10に示すように裏面16aに接着テープを貼り付けた研磨パッド16を貼り付けてもよい。この場合も研磨パッド16裏面16aの接着テープが貼り付けた部分のみが研磨プラテン12の上面に貼り付けられることになり、鏡面仕上げした研磨プラテン12の上面全面に研磨パッド16裏面を貼り付けた場合に比べて研磨パッド16を引き剥がすのに強大な引き剥がし力を必要としないから、研磨パッド16の引き剥がしが容易となる。
【0028】
次に、研磨プラテン12の上面に鏡面部と粗面部を形成する方法について、その一例を説明する。先ず、研磨プラテン12の上面全面を例えばラップ仕上げにより鏡面に仕上げる。その後、粗面部を形成する部分を開口したマスクで鏡面仕上げした研磨プラテン12の上面を覆い、開口部に、例えばアルミナビーズ(フジランダムA80)で、吹きつけ圧力0.5MPaで開口部内を均一にブラスト加工して、鏡面部の中に図3乃至図6に示すような、所定形状の粗面部を形成する。なお、鏡面部は必ずしもラップ仕上で鏡面にする必要はなく、例えば研削仕上げ6.3S程度で仕上げ面粗度を細かにし、その中に上記のようなブラスト加工で面粗度の粗い粗面部を形成してもよい。要は研磨プラテン12の上面を面粗度が細かく接着力の大きい部分となる第1の面と、面粗度が荒く接着力の小さくなる第2の面の組合せで構成し、研磨パッドの引き剥がしに際し、研磨パッドの引き剥がし力を軽減できればよい。
【0029】
なお、上記実施形態例では研磨プラテン12の平面形状を円形とし、研磨プラテン12が回転軸11を中心に回転する構成の研磨装置を例に示したが、研磨装置はこれに限定されるものではなく、研磨プラテン上面に貼り付けた研磨パッド表面に被研磨基板を押圧し、研磨プラテンと被研磨基板の相対運動により被研磨基板を研磨する構成の研磨装置であれば良い。
【0030】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】研磨装置の概略構成例を示す側面図である。
【図2】研磨装置の研磨プラテンの一部を示す側面図である。
【図3】本発明に係る研磨装置の研磨プラテン上面の構成例を示す平面図である。
【図4】本発明に係る研磨装置の研磨プラテン上面の構成例を示す平面図である。
【図5】本発明に係る研磨装置の研磨プラテン上面の構成例を示す平面図である。
【図6】本発明に係る研磨装置の研磨プラテン上面の構成例を示す平面図である。
【図7】本発明に係る研磨装置の研磨パッド裏面の構成例を示す平面図である。
【図8】本発明に係る研磨装置の研磨パッド裏面の構成例を示す図である。
【図9】本発明に係る研磨装置の研磨パッド裏面の構成例を示す図である。
【図10】本発明に係る研磨装置の研磨パッド裏面の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【0032】
10 研磨装置
11 回転軸
12 研磨プラテン
13 回転軸
14 基板保持ヘッド
15 粘着剤(接着テープ)
16 研磨パッド
18 被研磨基板
21 鏡面部
22 粗面部
23 鏡面部
24 粗面部
25 鏡面部
26 粗面部
27 粗面部
28 鏡面部
29 粗面部
30 鏡面部
31 接着テープ
32 接着テープ
33 接着テープ
34 接着テープ
35 接着テープ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
研磨パッドが貼り付けられる研磨プラテンにおいて、
前記研磨プラテンの少なくとも研磨パッドの貼付領域の表面を第1の面及び該第1の面とは粗度の異なる第2の面との組合せで構成したことを特徴とする研磨プラテン。
【請求項2】
研磨プラテンを備え、該研磨プラテン上面に貼り付けた研磨パッド表面に被研磨基板を押圧し、該研磨プラテンと被研磨基板の相対運動により被研磨基板を研磨する研磨装置において、
前記研磨プラテン上面を第1の面及び該第1の面とは粗度の異なる第2の面との組合せで構成し、該研磨プラテン上面に前記研磨パッドの裏面を粘着剤で貼り付けたことを特徴とする研磨装置。
【請求項3】
研磨プラテンを備え、該研磨プラテン上面に貼り付けた研磨パッド表面に被研磨基板を押圧し、該研磨プラテンと被研磨基板の相対運動により被研磨基板を研磨する研磨装置において、
前記研磨プラテン上面を鏡面仕上げした鏡面部と粗面仕上げした粗面部の組合せで構成し、該研磨プラテン上面に前記研磨パッドの裏面を粘着剤で貼り付けたことを特徴とする研磨装置。
【請求項4】
請求項3に記載の研磨装置において、
前記研磨プラテン上面は円形状であり、
前記粗面部は中央部に円形状に設け、前記鏡面部は該粗面部の外周に帯状に設けたことを特徴とする研磨装置。
【請求項5】
請求項3に記載の研磨装置において、
前記研磨プラテン上面は円形状であり、
前記鏡面部及び粗面部は交互に同心円帯状に設けたことを特徴とする研磨装置。
【請求項6】
請求項3に記載の研磨装置において、
前記研磨プラテン上面は円形状であり、
前記研磨プラテン上面を粗面仕上げした粗面部又は鏡面仕上げした鏡面部とし、該粗面部又は鏡面部内に鏡面仕上げした鏡面部又は粗面仕上げした粗面部を斑点状に設けたことを特徴とする研磨装置。
【請求項7】
請求項3に記載の研磨装置において、
前記研磨プラテン上面は円形状であり、
前記鏡面部又は粗面部は帯状であり前記研磨プラテン上面中心部を中心に放射状に複数本設け、該鏡面部と鏡面部の間に粗面部を設けるか又は該粗面部と粗面部の間に鏡面部を設けたことを特徴とする研磨装置。
【請求項8】
研磨プラテンを備え、該研磨プラテン上面に貼り付けた研磨パッド表面に被研磨基板を押圧し、該研磨プラテンと被研磨基板の相対運動により被研磨基板を研磨する研磨装置において、
前記研磨プラテン上面を鏡面仕上げした鏡面部と粗面仕上げした粗面部の組合せで構成し、前記研磨パッド裏面を前記鏡面部上面に粘着剤で貼り付けたことを特徴とする研磨装置。
【請求項9】
研磨プラテンを備え、該研磨プラテン上面に貼り付けた研磨パッド表面に被研磨基板を押圧し、該研磨プラテンと被研磨基板の相対運動により被研磨基板を研磨する研磨装置において、
前記研磨プラテン上面全面を鏡面仕上げした鏡面部とし、該鏡面部に前記研磨パッド裏面の一部を複数個所に分けてまたは連続的に粘着剤で貼り付けたことを特徴とする研磨装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2007−75949(P2007−75949A)
【公開日】平成19年3月29日(2007.3.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−267155(P2005−267155)
【出願日】平成17年9月14日(2005.9.14)
【出願人】(000000239)株式会社荏原製作所 (1,477)
【Fターム(参考)】