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研磨パッド成形金型の製造方法、その方法で製造される研磨パッド成形金型、及びその金型で製造した研磨パッド

国内特許コード P130010163
整理番号 S2012-0880-N0
掲載日 2013年12月18日
出願番号 特願2012-147442
公開番号 特開2014-008693
登録番号 特許第5154705号
出願日 平成24年6月29日(2012.6.29)
公開日 平成26年1月20日(2014.1.20)
登録日 平成24年12月14日(2012.12.14)
発明者
  • 田代 康典
  • 高田 正人
  • 中 利明
  • 松尾 正昭
  • 伊藤 高廣
  • 鈴木 恵友
  • 木村 景一
  • カチョーンルンルアン パナート
出願人
  • 三島光産株式会社
  • 国立大学法人九州工業大学
発明の名称 研磨パッド成形金型の製造方法、その方法で製造される研磨パッド成形金型、及びその金型で製造した研磨パッド
発明の概要


【課題】平坦加工を高精密かつ高効率に行う研磨パッドの研磨パッド成形金型の製造方法、その方法で製造される研磨パッド成形金型、及びその金型で製造した研磨パッドを提供する。
【解決手段】微細凸部12が並んだマイクロパターンαが形成された研磨パッド13の研磨パッド成形金型10の製造方法は、基板21の一方側に、マイクロパターンαと凹凸関係が反転したマイクロパターンβが形成された親型26を作製する親型作製工程と、親型26を用いて、マイクロパターンγが表層に形成されたポジ子型27を作製するポジ子型作製工程と、ポジ子型27を用いて、マイクロパターンδが表層に形成されたネガ子型18を作製するネガ子型作製工程と、ネガ子型18を、マイクロパターンδが形成された表層を上にして基盤17上に並べて固定して研磨パッド成形金型10を構成する組立て工程とを有する。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


従来、半導体基板用の研磨パッドは、例えば、発泡ウレタン樹脂を型枠に流し込み硬化させて発泡ウレタンのブロックを形成し、得られたブロックから所定厚さ(例えば、1mm)の平板を切り出すことにより研磨パッドを製造していた。このため、製造された研磨パッドは高い平坦性を有しておらず、研磨を開始する前に、ダイヤモンド砥石等を用いたドレッシング(コンディショニングともいう)を行って、研磨用パッドに高い平坦性を具備させていた。しかし、ドレッシング後のパッド表面状態が不安定かつ変動し易く、更に、加工後の研磨パッドの表面状態がプロセス間で大きく変動すること等の問題がある。また、ドレッシングにより研磨パッド表面に形成される微細凹凸パターンは、研磨パッド表面上での研磨材を含んだスラリーの保持と、半導体基板の被研磨面への新鮮なスラリーの供給という作用を支配する要因になっているが、ドレッシングによる方法では、研磨パッドの表面に常に一定の微細凹凸パターンを形成することができず、半導体基板に高精密な平坦加工を安定して行うことができないという問題がある。



更に、発泡ウレタンであることに起因して研磨パッドの表層部に現れる穴には、研磨中に研磨材や削りかす等が溜まってくるため、半導体基板から生じた削りかすの除去性能が徐々に低下し、これに伴って半導体基板の被研磨面への新鮮なスラリーの供給性能が低下するため、研磨速度が低下するという問題が生じる。このため、研磨パッドの表面を定期的に研削して新しい表面を形成することが行われているが、発泡ウレタン内の空洞はサイズにばらつきが存在すると共に、均一に分散していないため、研磨パッドの表面を研削して新たな表面を形成する度に、表面に現れる穴のサイズ分布や分散状態が変化し、研磨パッドの研磨性能を常に一定に保つことができないという問題もある。



そこで、例えば、特許文献1には、研磨パッドの母体を、スラリーとの親和性に優れた素材からなる無発泡部材で形成し、この母体の表面にフォトリソグラフィ技術を用いて微細凹凸パターンを形成することにより研磨パッドを製造することが開示されている。無発泡部材で研磨パッドを形成するため、研磨中に研磨材や削りかす等が表層部に溜まる虞がなく、研磨パッドの表面の微細凹凸パターンがフォトリソグラフィ技術を用いて形成されているため、常に一定の微細凹凸パターンを形成することができ、研磨パッド表面上でのスラリーの保持性と、半導体基板の被研磨面への新鮮なスラリーの供給性を安定して達成することができる。

産業上の利用分野


本発明は、半導体基板等の平坦性が高度に要求される部材の平坦加工を高精密かつ高効率に行う研磨パッドを製造する研磨パッド成形金型の製造方法、その方法で製造される研磨パッド成形金型、及びその金型で製造した研磨パッドに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
板状の被研磨材の平坦加工を行う際に使用され、一方の表面側に微細凸部Pが、設定された間隔で分散配置されたマイクロパターンαが形成された研磨パッドの製造に使用される研磨パッド成形金型の製造方法であって、
単結晶の基板の一方の表面側に、前記マイクロパターンαの前記微細凸部Pの配置に合わせて、該微細凸部Pの底部と同一寸法の孔が形成されたレジストマスクを設け、該レジストマスクを介して前記基板の一方の表面側にエッチングを行って、該基板の一方の表面側に前記微細凸部Pと凹凸関係が反転した微細凹部Qが前記マイクロパターンαの前記微細凸部Pの配置に合わせて分散配置されたマイクロパターンβが形成された親型を作製する親型作製工程と、
前記親型の前記マイクロパターンβを転写して、前記微細凹部Qに対応する位置に、該微細凹部Qと同一寸法で凹凸関係が反転した微細凸部Rが分散配置されたマイクロパターンγが形成されたポジ子型を作製するポジ子型作製工程と、
前記ポジ子型の前記マイクロパターンγを転写して、前記微細凸部Rに対応する位置に、該微細凸部Rと同一寸法で凹凸関係が反転した微細凹部Sが分散配置されたマイクロパターンδが形成されたネガ子型を作製するネガ子型作製工程と、
前記ネガ子型を、前記マイクロパターンδが形成された表層側を表にし、該ネガ子型の側部同士を当接させながら基盤上に並べて固定して前記研磨パッド成形金型を構成する組立て工程とを有することを特徴とする研磨パッド成形金型の製造方法。
【請求項2】
請求項1記載の研磨パッド成形金型の製造方法において、前記ネガ子型は、前記ポジ子型の前記マイクロパターンγが形成された表面側を下地面にしてめっきにより形成された平板状金属部材を有し、前記ネガ子型が固定される前記基盤は平板であることを特徴とする研磨パッド成形金型の製造方法。
【請求項3】
請求項1記載の研磨パッド成形金型の製造方法において、前記ネガ子型は、前記ポジ子型の前記マイクロパターンγが形成された表面側を半径方向内側にして円弧状に湾曲させ、該マイクロパターンγが形成された表面側を下地面にしてめっきにより形成された円弧状金属部材を有し、前記ネガ子型が固定される前記基盤は、前記円弧状金属部材の半径方向内側の曲率と同一の曲率を有するロールであることを特徴とする研磨パッド成形金型の製造方法。
【請求項4】
請求項1~3のいずれか1項に記載の研磨パッド成形金型の製造方法により製造されることを特徴とする研磨パッド成形金型。
【請求項5】
請求項4記載の研磨パッド成形金型を用いて製造されることを特徴とする研磨パッド。
【請求項6】
請求項5記載の研磨パッドにおいて、前記基板は、[100]方向に成長した単結晶シリコンのロッドから(100)面を切り出し面として切り出したシリコン平板であって、前記レジストマスクは前記シリコン平板の(100)面に設けられ、前記微細凸部Pは正四角錐状微細突起であって、該正四角錐状微細突起の底面の1辺の長さは0.1~30μm、隣り合う該正四角錐状微細突起間の距離は1~30μmであることを特徴とする研磨パッド。
産業区分
  • 半導体
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012147442thum.jpg
出願権利状態 登録
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