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METHOD OF MANUFACTURING POLISHING PAD MOLDING DIE, POLISHING PAD MOLDING DIE MANUFACTURED BY THE SAME METHOD, AND POLISHING PAD MANUFACTURED BY THE SAME DIE

Patent code P130010163
File No. S2012-0880-N0
Posted date Dec 18, 2013
Application number P2012-147442
Publication number P2014-008693A
Patent number P5154705
Date of filing Jun 29, 2012
Date of publication of application Jan 20, 2014
Date of registration Dec 14, 2012
Inventor
  • (In Japanese)田代 康典
  • (In Japanese)高田 正人
  • (In Japanese)中 利明
  • (In Japanese)松尾 正昭
  • (In Japanese)伊藤 高廣
  • (In Japanese)鈴木 恵友
  • (In Japanese)木村 景一
  • (In Japanese)カチョーンルンルアン パナート
Applicant
  • (In Japanese)三島光産株式会社
  • (In Japanese)国立大学法人九州工業大学
Title METHOD OF MANUFACTURING POLISHING PAD MOLDING DIE, POLISHING PAD MOLDING DIE MANUFACTURED BY THE SAME METHOD, AND POLISHING PAD MANUFACTURED BY THE SAME DIE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a polishing pad molding die in which a polishing pad that performs a flattening work highly accurately and highly efficiently is manufactured, a polishing pad molding die manufactured by the method, and a polishing pad manufactured by the die.
SOLUTION: A method of manufacturing a polishing pad molding die 10 for a polishing pad 13 on which a micro pattern α having fine protrusions 12 arranged thereon has: a master die fabrication process of fabricating a master die 26, on which a micro pattern β having an inverted concavo-convex relationship with the micro pattern α is formed, on one side of a substrate 21; a positive slave die fabrication process of fabricating a positive slave die 27, on the surface layer of which a micro pattern γ is formed, by using the master die 26; a negative slave die fabrication process of fabricating a negative slave die 18, on the surface layer of which a micro pattern δ is formed, by using the positive slave die 27; and an assembly process of arraying and fixing the negative slave die 18 on a base 17 while facing the surface layer on which the micro pattern δ is formed upward to constitute the polishing pad molding die 10.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2012147442thum.jpg
State of application right Registered
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