JPH09201762A - 微細研磨用工具、その製造方法およびドレッシング方法、ならびに研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑な高低差を有する被研磨面を過不足なく
平坦化することができる微細研磨用工具を提供すること
である。 【解決手段】 微細研磨用工具８は、柔軟性を有する樹
脂シート６と、前記樹脂シート６に埋め込まれた部分お
よび前記樹脂シート６の表面から突出した部分とを有
し、密な間隔で配置された砥石部７とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体分野等の微
細研磨に適した微細研磨用工具、その製造方法およびド
レッシング方法、ならびに研磨方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体分野、液晶分野等の微細加工を必
要とする技術分野においては、近年、研磨による平坦化
技術が重視されている。半導体を製造する時に行われる
研磨としては、以前はシリコンウェハーの研磨が主流で
あった。これに対して、現在、より複雑な高低差を有す
る面の平坦化に対する要望が生じている。つまり、半導
体分野においては、多層化して高集積化する要求があ
り、この要求は、シリコンウェハー上に形成された配線
を酸化膜で覆い、それによって表面に形成される段差を
なくして、その上に別の回路を積層することによって実
現される。この際に、酸化膜表面には配線形成部分で微
細な凹凸が生じるので、これを平坦化する必要がある。
上記凹凸は従来の平坦化が単純な欠陥の解消であったこ
とと比較するとより複雑であり、酸化膜の平坦化は重要
な工程である。

【０００３】図５は、従来行われている酸化膜の研磨を
示す模式図である。シリコンウェハー１の上には配線２
が形成されており、酸化膜３がシリコンウェハー１と配
線２とを覆っている。その酸化膜３の表面には段差が形
成されている。酸化膜３の研磨は、酸化膜３と樹脂発泡
体からなるポリシングパット４との間に、スラリー状の
遊離砥粒５を介在させながら、酸化膜３とポリシングパ
ット４とを圧着しながら相対的に移動させることによっ
て達成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図５において、研磨時
のポリシングパット４とスラリー状の遊離砥粒５との位
置関係を詳しく説明したのが図６であり、ポリシングパ
ット４の表面にある細孔４０は遊離砥粒５をくわえ込
み、ポリシングパット４が遊離砥粒５をしっかりと固定
して酸化膜３に圧着しながら相対的に移動することによ
って、酸化膜３が研磨される。そのため、従来の研磨方
法を長時間継続すると、図７に示すように、研磨屑４１
による細孔４０の目詰りが発生する。ここで研磨効率を
上げるために遊離砥粒５を追加すると、細孔４０は研磨
屑４１で埋まっているため、追加された遊離砥粒４２は
細孔４０にくわえ込まれなくなり、ポリシングパット４
にしっかりと固定されていないので、十分に酸化膜３を
研磨することができず、研磨能力が極端に低下してしま
う。このような場合、ポリシングパット４をダイヤモン
ドドレッサー等でドレッシングすることによって、細孔
４０に詰まった研磨屑４１を取り除くことによって研磨
能力はある程度復活するものの、当初の研磨能力まで回
復させることは不可能であり、生産性が低下する。

【０００５】また、図５に示す従来の研磨方法では別の
問題点がある。すなわち、シリコンウェハー１上には、
マイクロ単位のピッチで配置される微細な配線２と、図
５では図示されていないが、ミリ単位の間隔を隔てて配
置される大きなチップとがある。さらに、配線２ではマ
イクロ単位の高低差を有しているのに対して、チップで
はミリ単位の高低差を有している。したがって、酸化膜
３の研磨においては、マイクロ単位およびミリ単位とい
う異なるオーダーの高低差を過不足なく平坦化すること
とが要求される。しかしながら、現実には、ミリ単位の
高低差を有している大きなチップには大きな圧力がかか
るために過度に研磨されるのに対して、マイクロ単位の
高低差を有している微細な配線２にはわずかな圧力しか
かからないために十分に研磨されないのが現状であり、
過不足なく被研磨面を平坦化することは十分に達成され
ていない。

【０００６】本発明の課題は、複雑な高低差を有する被
研磨面を過不足なく平坦化することができる微細研磨用
工具を提供することである。本発明の別の課題は、複雑
な高低差を有する被研磨面を過不足なく平坦化すること
ができる微細研磨用工具を容易に効率よく製造すること
である。本発明のさらに別の課題は、微細研磨用工具を
使用することによって生じる研磨能力の低下を容易かつ
効果的に回復させることができる微細研磨用工具のドレ
ッシング方法を提供することである。

【０００７】本発明のさらに別の課題は、複雑な高低差
を有する被研磨面を過不足なく平坦化することが実現で
きる研磨方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

〔微細研磨用工具〕本発明に係る微細研磨用工具は、柔
軟性を有する樹脂シートと、前記樹脂シートに埋め込ま
れた部分および前記樹脂シートの表面から突出した部分
を有し、密な間隔で配置された多数の砥石部とを備えて
いる。

【０００９】柔軟性を有する樹脂シート（以下、「柔軟
性を有する樹脂シート」を「樹脂シート」ということが
ある。）は、樹脂を含み、柔軟性を有するシートであれ
ば特に限定はなく、樹脂シートを構成する樹脂（以下、
「樹脂シートを構成する樹脂」を「樹脂（Ａ）」という
ことがある。）としては、たとえば、エポキシ樹脂等を
挙げることができる。樹脂シートの厚みについては特に
限定はないが、０．１〜１０ｍｍであると、容易に穴あ
け加工ができるため好ましい。樹脂シートは補強材を含
むものであってもよく、樹脂シートを構成する補強材と
しては、たとえば、アラミド繊維等を挙げることができ
る。

【００１０】砥石部の長さは、前述の樹脂シートの厚み
以上であれば特に限定はないが、０．１〜１５ｍｍであ
ると、樹脂シートと砥石部との構成のバランスがとれる
ため好ましい。砥石部の径の大きさは、特に限定はない
が、０．１〜５ｍｍであると、研磨性能が向上するため
好ましい。砥石部は密な間隔で配置され、多数ある。ま
た、砥石部は樹脂シートに埋め込まれた部分および樹脂
シートの表面から突出した部分を有している。また、砥
石部の両端が樹脂シートの表面から突出していると、微
細研磨用工具は両面を研磨に使用することができるため
に好ましい。

【００１１】砥石部は樹脂シートの表面から突出してお
り、砥石部で樹脂シートの表面から突出している部分の
長さについては特に限定はないが、０〜５ｍｍである
と、研磨性能が向上するため好ましい。樹脂シートの表
面から突出した砥石部の配列については特に限定はな
い。砥石部の配列は、たとえば、各砥石部が樹脂シート
の表面にランダムに配列したものでもよく、また、格子
状、同円周状等の規則正しく配列したものでもよい。砥
石部は密な間隔で配置され、多数あり、その数は、樹脂
シート１００ｃｍ² 当たり、１００〜２５０，０００個
であると、研磨性能が向上するため好ましい。

【００１２】貫通穴が樹脂シートに形成されたものでも
よい。この場合は、砥石部は、樹脂シートの貫通穴に嵌
入して固定された軸部とこの柔軟性を有する樹脂シート
に突出し前記貫通穴の径よりも大きい鍔部とを有してい
る構造であると、表面に出た砥石部の面積を広くするこ
とができ、微細研磨用工具を使用した時の研磨効率が高
いために好ましい。軸部と鍔部との径比〔軸部／鍔部〕
は、１〜２であると、軸部と鍔部とのバランスがとれる
ため好ましい。さらに、樹脂シートの両表面に鍔部があ
ると、微細研磨用工具を使用した時に砥石部の脱落を防
止することができる。

【００１３】砥石部は、砥石そのものであってもよい
が、粒状の砥石である砥粒を樹脂で固めたものである
と、後述のように、砥石部を構成する樹脂（以下、「砥
石部を構成する樹脂」を「樹脂（Ｂ）」ということがあ
る。）を溶剤で溶かすことが可能になるために好まし
い。砥石としては、たとえば、高純度酸化セリウム、フ
ュームドシリカ等を挙げることができる。また、粒状の
砥石である砥粒の平均粒径は、特に限定はないが、０．
００５〜１０μｍであると、研磨特性が向上するため好
ましい。樹脂（Ｂ）としては、たとえば、エポキシ樹脂
等を挙げることができる。なお、エポキシ樹脂を使用す
る場合には、これが２液硬化型エポキシ樹脂、高温硬化
型エポキシ樹脂であると、容易に砥石部を製造すること
ができるため好ましい。砥石部中の砥粒と樹脂（Ｂ）と
の配合割合〔砥粒：樹脂（Ｂ）（体積比）〕は、１：１
００〜１０：１であると、研磨特性を容易に制御できる
ため好ましい。

【００１４】樹脂（Ａ）と前記樹脂（Ｂ）とは同一の溶
剤で溶ける樹脂であると、後述のドレッシング（目立
て）時に、２種類の溶剤を使用することなく、柔軟性を
有する樹脂シートと砥石部とを１種類の溶剤でそれぞれ
の表面を溶かしてドレッシングすることができるため好
ましい。それに対して、樹脂（Ａ）と樹脂（Ｂ）とは異
なる溶剤で溶ける樹脂であると、必要に応じて、樹脂シ
ートと砥石部との表面のいずれかのみを選択して溶かし
てドレッシングすることができるため好ましい。

【００１５】微細研磨用工具は、流体圧をかけて被研磨
面に圧接すると、複雑な高低差を有する被研磨面を過不
足なく平坦化することができる。微細研磨用工具は、半
導体分野、液晶分野等の微細研磨に対して好適に用いら
れる。 〔微細研磨用工具の製造方法〕本発明に係る微細研磨用
工具の製造方法は、前述の微細研磨用工具の製造方法で
あって、密な間隔で多数の貫通穴を有する樹脂シートを
準備する準備工程と、貫通穴に砥粒と硬化性樹脂材料と
を充填する充填工程と、硬化性樹脂材料を硬化させる硬
化工程とを含んでいる。

【００１６】準備工程は、樹脂シートの少なくとも１つ
の表面に別のシートを仮止め接着して積層シートを得る
工程と、積層シートに密な間隔で多数の貫通穴を形成す
る工程とを含むものでもよい。別のシートとしては、た
とえば、ＰＥＴフィルム等が挙げられ、別のシートは、
スプレー糊等の接着剤を使用して樹脂シートに仮止め接
着される。別のシートの仮止め接着は、樹脂シートの少
なくとも１つの表面に仮止め接着すればよい。ここで、
両表面に仮止め接着して貫通穴を形成すると、得られる
微細研磨用工具は樹脂シートの両表面に砥石部が突出す
るようになり、微細研磨用工具の両面を研磨に使用する
ことができるために好ましい。

【００１７】このように仮止め接着して得られた積層シ
ートに、密な間隔で多数の貫通穴を形成する。貫通穴を
形成する方法は特に限定はなく、たとえば、マイクロド
リル、レーザー、パンチプレス等を使用する方法によっ
て達成される。中でも、レーザーを使用する方法であれ
ば、均一の大きさの貫通穴を正確に形成することができ
るために好ましい。密な間隔で多数の貫通穴の数は、積
層シート１００ｃｍ²当たり、１００〜２５０，０００
個であると、研磨性能が向上するため好ましい。形成さ
れた貫通穴の配列は、たとえば、各砥石部が樹脂シート
の表面にランダムに配列したものでもよく、また、格子
状、同円周状等の規則正しく配列したものでもよい。

【００１８】充填工程は、バリ防止板の上に積層シート
の別のシートを配置して成形型を形成し、成形型に砥粒
を添加する工程と、成形型に硬化性樹脂材料を充填する
工程とを含むものでもよい。成形型は凹形状を有し、貫
通穴が形成された積層シートをバリ防止板の上に配置し
て、積層シートとバリ防止板とで囲むことによって形成
される。バリ防止板は、後述の硬化性樹脂材料を充填し
た時に漏れの生じがない素材であれば特に限定はなく、
たとえば、ＳＵＳ（ステンレス板）等を挙げることがで
きる。成形型に添加される砥粒の量は、前述の微細研磨
用工具で説明した砥粒と樹脂（Ｂ）との配合割合になる
ように添加すればよい。砥粒添加後、成形型に硬化性樹
脂材料を充填する。成形型に硬化性樹脂材料を十分に充
填する手法としては、ヘラ等を使用したスクリーン印刷
を挙げることができる。硬化性樹脂材料は硬化すると樹
脂（Ｂ）となる樹脂材料である。

【００１９】なお、上記充填工程は、あらかじめ硬化性
樹脂材料中に砥粒を分散させておいて、砥粒を含む硬化
性樹脂材料を成形型に充填するものであってもよい。硬
化工程は、バリ防止板を別のシートから除去してから、
硬化性樹脂を硬化させて、樹脂シートに埋め込まれ、砥
粒を樹脂（Ｂ）で固めた砥石部を形成する工程と、樹脂
シートから別のシートを剥がす工程とを含むものでもよ
い。

【００２０】成形型に硬化性樹脂材料を充填した後、バ
リ防止板を別のシートから除去してから、硬化性樹脂材
料を貫通穴に保持したまま、硬化性樹脂材料を硬化させ
る。硬化性樹脂材料の硬化方法については特に限定はな
く、たとえば、硬化性樹脂材料が２液硬化型エポキシ樹
脂である場合は、常温で放置することによって硬化させ
ることができる。また、硬化性樹脂材料が高温硬化型エ
ポキシ樹脂である場合は、硬化性樹脂材料を加熱するこ
とによって硬化させることができる。このように、硬化
性樹脂材料を硬化させることによって、砥粒を樹脂
（Ｂ）で固めた砥石部を樹脂シートに埋め込むことがで
きる。

【００２１】砥石部を樹脂シートに埋め込んだ後、樹脂
シートから別のシートを剥がすことによって、砥石部は
樹脂シートの表面から突出したものなる。さらに必要に
応じて、得られた微細研磨用工具の研磨に使用しない表
面にゴムシート等の柔軟性の高い別の素材を貼り付ける
と、流体圧をかけて被研磨面に圧接することによって、
微細研磨用工具の柔軟性がさらに高くなり、複雑な高低
差を有する被研磨面を過不足なく効果的に平坦化するこ
とができるため好ましい。ゴムシート等の柔軟性の高い
別の素材を貼り付けるためには、両面接着テープ等の密
着性の高い手段を用いて接着する。

【００２２】貫通穴を形成する工程は、積層シートに貫
通穴を開ける工程と、貫通穴の別のシート部分の径を貫
通穴の樹脂シート部分の径よりも広げる工程とを含むも
のでもよい。樹脂シート部分の径よりも広げることによ
って、砥石部は、樹脂シートの貫通穴に嵌入して固定さ
れた軸部と樹脂シートに突出し、貫通穴の径よりも大き
い鍔部とを有するようになり、表面に出た砥石部の面積
を広くなり、微細研磨用工具を使用した時の研磨効率を
高めることができるために好ましい。さらに、樹脂シー
トの両表面に鍔部を有するようにすると、微細研磨用工
具を使用した時に砥石部の脱落を防止することができ
る。

【００２３】このようにして得られた微細研磨用工具
は、流体圧をかけて被研磨面に圧接することによって、
複雑な高低差を有する被研磨面を過不足なく平坦化でき
る。さらにこの製造方法では、柔軟性を有する樹脂シー
トに貫通穴を形成して、硬化性樹脂材料を充填、硬化さ
せることによって得られ、微細研磨用工具を容易に効率
よく製造することができる。 〔微細研磨用工具のドレッシング方法〕本発明に係る微
細研磨用工具のドレッシング方法は、柔軟性を有する樹
脂シートと、樹脂シートに埋め込まれた部分および樹脂
シートの表面から突出した部分を有する砥石部とを備
え、砥石部は砥粒を樹脂で固めたものである微細研磨用
工具で、砥石部を構成する樹脂を溶剤で溶かす方法であ
る。

【００２４】なお、微細研磨用工具のドレッシング方法
において、微細研磨用工具の砥石部が、柔軟性を有する
樹脂シートの貫通穴に嵌入して固定された軸部と樹脂シ
ートに突出し貫通穴の径よりも大きい鍔部とを有してい
るものであってもよい。ドレッシングとは目立てを意味
しており、砥粒を樹脂（Ｂ）で固めた砥石部を備えた微
細研磨用工具を使用すると、経時的に砥粒が摩耗して研
磨能力の低下がみられる。このような研磨能力の低下を
回復させるためには、砥石部の表面近傍部にある樹脂
（Ｂ）の部分を溶剤で溶かして、砥石部の表面近傍にあ
るが表面にそれまでほとんど現れていない砥粒を、表面
に露出させることによって達成される。なお、このよう
なドレッシング方法では、特別なドレッサー等の機器を
使用することなく、長時間微細研磨用工具を使用した後
であっても研磨能力を容易かつ効果的に回復させること
ができる。

【００２５】ドレッシングは、微細研磨用工具を使用し
た後に研磨作業とは別のドレッシング作業工程としても
よく、また、研磨作業中に行ってもよい。特に、ドレッ
シングを研磨作業中に行う場合は、微細研磨用工具を使
用する時に用いられる研磨液が、樹脂（Ｂ）を溶かす溶
剤を含むものであればよい。研磨作業中にドレッシング
を行うと、ほぼ一定の研磨能力を長時間維持しながら研
磨することができる。また、この場合は、研磨作業とは
別の独立したドレッシング工程を設けることなく、研磨
とドレッシングとを１つの工程で行うことができ、能率
よく研磨することが可能である。

【００２６】ドレッシングが、樹脂シートを構成する樹
脂（Ａ）および砥石部を構成する樹脂（Ｂ）を同一の溶
剤で溶かし出すことによって行われるものであってもよ
い。この場合は、樹脂シートと砥石部との両方、つま
り、微細研磨用工具の表面部分全体を一度に溶かし出す
ことができる。また、ドレッシングが、樹脂シートを構
成する樹脂（Ａ）と砥石部を構成する樹脂（Ｂ）とを異
なる溶剤で別々に溶かし出すことによって行われるもの
であってもよい。この場合は、樹脂シートおよび砥石部
の一方のみを選択的にドレッシングすることができる。

【００２７】樹脂（Ａ）と樹脂（Ｂ）とが同一の溶剤で
溶ける場合であっても、樹脂（Ａ）と樹脂（Ｂ）とが異
なる素材であったり、樹脂シートと砥石部でそれぞれの
樹脂密度が同一でなかったりするため、微細研磨用工具
全体が同じ速度で溶けないことがある。このような場合
には、ある程度同一の溶剤でドレッシングをした後に、
異なる溶剤で別々にドレッシングをしてもよい。

【００２８】以上のように微細研磨用工具のドレッシン
グ方法によって、微細研磨用工具を使用することによっ
て生じる研磨能力の低下を容易かつ効果的に回復させる
ことが可能になる。 〔研磨方法〕本発明に係る研磨方法は、前述の微細研磨
用工具の研磨面と被研磨面とが対向するように配置する
配置工程と、研磨面と被研磨面との間に研磨液を介在さ
せる研磨液介在工程と、研磨面と被研磨面とを流体圧を
かけて圧接しながら両者を相対的に移動させて、被研磨
面を研磨する研磨工程とを備えている。

【００２９】微細研磨用工具の研磨面とは研磨に使用さ
れる側の樹脂シート面であり、樹脂シートから砥石部が
表面に突出している面である。配置工程では、被研磨面
を研磨するために、微細研磨用工具の研磨面と被研磨面
とが対向するように配置される。研磨面と被研磨面との
間に研磨液を介在させる。研磨液は研磨時に発生する熱
を逃がし、研磨屑を排出するという働きがある。研磨液
としては特に限定はないが、たとえば、純水、アンモニ
ア水溶液、過酸化水素水溶液、希硝酸等を挙げることが
できる。

【００３０】次に、研磨面と被研磨面とを相対的に移動
させて被研磨面を研磨する。この場合、研磨面および被
研磨面のいずれか一方を固定して他方を移動させてもよ
く、両方を移動させるものであってもよい。研磨面およ
び被研磨面は流体圧をかけて圧接しながら移動させる。
ここで、流体圧をかけることによってほぼ等しい圧力で
圧接することができ、被研磨面の全体を平坦化すること
と、被研磨面の微細な部分を平坦化することを実現でき
る。流体圧をかける方法としては、ウオーターバッグ、
エヤーバッグ等を使用して圧する方法がある。

【００３１】研磨液が前述の粒状の砥石である砥粒を含
むものであってもよい。この場合は、微細研磨用工具に
よる研磨と研磨液に含まれる砥粒による研磨との２種類
の研磨を行うことができ、研磨効率が向上する。以上の
研磨方法によって、複雑な高低差を有する被研磨面を過
不足なく平坦化することが実現できる。

【００３２】さらに、前述のように、研磨液が樹脂
（Ｂ）を溶かす溶剤を含むものであると、研磨しながら
砥石部のドレッシングすることができる。また、研磨液
が樹脂（Ａ）および樹脂（Ｂ）を溶かす溶剤を含むもの
であると、樹脂シートおよび砥石部のドレッシングする
ことができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】

〔微細研磨用工具およびそのドレッシング方法〕図１に
示す微細研磨用工具８は、柔軟性を有する樹脂シート６
と、この樹脂シート６に埋め込まれた部分および樹脂シ
ート６の表面から突出した砥石部７とを備えている。図
１では、砥石部７は柔軟性を有する樹脂シート６の両表
面から突出している。そのために、図１の微細研磨用工
具８では両面を研磨に使用することができる。さらに、
図１の砥石部７は、樹脂シート６の貫通穴に嵌入して固
定された軸部と樹脂シート６に突出し貫通穴の径よりも
大きい鍔部とを有した構造をしている。そのために、表
面に出た砥石部７の面積を広くすることができ、研磨効
率は高い。さらに、樹脂シート６の両表面に鍔部がある
と、微細研磨用工具を使用した時に砥石部７の脱落を防
止することができる。

【００３４】図１に示す微細研磨用工具８において、樹
脂シート６を構成する樹脂〔樹脂（Ａ）〕はエポキシ樹
脂であり、それ以外の成分としてアラミド繊維を含んで
いる。また、砥石部７は砥粒を樹脂〔樹脂（Ｂ）〕で固
めたものであり、砥粒は平均粒子径が０．０２μｍの高
純度酸化セリウムであり、樹脂（Ｂ）は２液型硬化性エ
ポキシ樹脂である。このような場合では、樹脂（Ａ）と
樹脂（Ｂ）とは同一の溶剤である濃硝酸で溶ける樹脂で
あるので、樹脂シート６と砥石部７とを別々の溶剤を使
用することなくそれぞれの表面を溶かして後述のドレッ
シングをすることができる。

【００３５】また、樹脂（Ａ）がＰＥＴで、樹脂（Ｂ）
がポリウレタンであると、樹脂（Ａ）は濃硝酸で溶け、
樹脂（Ｂ）は芳香族系有機溶媒（たとえば、ケロシン）
で溶けるため、溶剤を選択することによって柔軟性を有
する樹脂シート６および砥石部７のいずれか一方のみを
ドレッシングしたり、柔軟性を有する樹脂シート６と砥
石部７とを別々の溶剤を使用してドレッシングすること
ができる。 〔微細研磨用工具の製造方法〕微細研磨用工具の製造方
法は、密な間隔で多数の貫通穴を有し柔軟性を有する樹
脂シートを準備する準備工程と、貫通穴に砥粒と硬化性
樹脂材料とを充填する充填工程と、硬化性樹脂材料を硬
化させる硬化工程とを含んでいる。

【００３６】なお、図２に示す微細研磨用工具の製造方
法は、上述の製造方法をさらに詳しく説明するために各
製造工程を細分化して模式化したものである。準備工程
は、柔軟性を有する樹脂シート１０の少なくとも１つの
表面に別のシート１１を仮止め接着して積層シートを得
る仮止め接着工程ａと、この積層シートに密な間隔で多
数の貫通穴１３を形成する貫通穴形成工程ｂとを含んで
いる。

【００３７】樹脂シート１０は、厚さ１ｍｍのアラミド
繊維含有エポキシ樹脂である。別のシート１１は、厚さ
０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フ
ィルムである。図２では樹脂シート１０の両表面に別の
シート１１を仮止め接着して積層シートを得ており、こ
れによって得られる微細研磨用工具では両表面を研磨に
使用することができるようになる。樹脂シート１０の表
面に別のシート１１を仮止め接着するためにはスプレー
糊が使用される。

【００３８】貫通穴形成工程ｂでは、マイクロドリル１
２を用いて仮止め接着工程ａで得られた積層シートに直
径０．８ｍｍの貫通穴１３が形成される。各貫通穴１３
は格子状に配置されている。貫通穴１３の数は、積層シ
ート１００ｃｍ² 当たり、１００〜２５０，０００個で
ある。図２の貫通穴形成工程ｂは、上記で説明した積層
シートに貫通穴を開ける工程と、貫通穴の別のシート部
分の径を貫通穴の樹脂シート部分の径よりも広げる工程
とを含んでいる。貫通穴の別のシート部分の径を貫通穴
の樹脂シート部分の径よりも広げる工程は、積層シート
に貫通穴を開ける工程の後に行われ、具体的には、小さ
い径を形成するマイクロドリルで貫通穴を一度開けてか
ら、別の大きい径を形成するマイクロドリルを使用して
貫通穴の別のシート部分の径だけを広げる工程である。
このように貫通穴の別のシート部分の径を広げることに
よって、樹脂シート１０の貫通穴１３に嵌入して固定さ
れた軸部と樹脂シート１０に突出し貫通穴１３の径より
も大きい鍔部とを有した構造の微細研磨用工具を得るこ
とができる。この微細研磨用工具は表面に出た砥石部の
面積が広く、研磨効率は高い。

【００３９】充填工程は、バリ防止板１５の上に積層シ
ートの別のシート１１を配置し、成形型を形成し、成形
型に砥粒１４を添加する成形型形成・砥粒添加工程ｃ
と、成形型に硬化性樹脂材料１６を充填する硬化性樹脂
材料充填工程ｄとを含んでいる。バリ防止板１５は、別
のシート１１に密着する板であり、この上に積層シート
の別のシート１１を配置することによって成形型を形成
する。砥粒１４は、平均粒子径が０．０２μｍの高純度
酸化セリウムである。砥粒１４の添加量は成形型の体積
に対して３０体積％である。

【００４０】硬化性樹脂材料１６は硬化すると樹脂
（Ｂ）となる２液型硬化型エポキシ樹脂であり、ヘラ１
７を使用して、スクリーン印刷の手法で成形型に充填さ
れる。なお、図２では示されていないが、上記砥粒添加
工程と硬化性樹脂材料充填工程とは、あらかじめ硬化性
樹脂材料１６中に砥粒１４を分散させておいて、ヘラ１
７を使用して、スクリーン印刷の手法で成形型に充填す
るものであってもよい。また、硬化性樹脂材料１６とし
て２液型硬化型エポキシ樹脂を使用しているが、高温度
硬化型エポキシ樹脂であってもよい。

【００４１】硬化工程は、バリ防止板１５を別のシート
１１から除去してから、硬化性樹脂材料１６を硬化させ
て、柔軟性を有する樹脂シート１０に埋め込まれた砥石
部１９を形成する硬化性樹脂材料硬化工程ｅと、樹脂シ
ート１０から別のシート１１を剥がす別のシート除去工
程ｆとを含んでいる。バリ防止板１５を別のシート１１
から除去してから硬化性樹脂材料１６を硬化させるため
には、通常、恒温室１８に入れて放置することによって
行われる。この場合、必要に応じて加熱してもよい。

【００４２】樹脂シート１０と別のシート１１とはスプ
レー糊で仮止め接着されているので、別のシート除去の
除去は引き剥がすことによって簡単に行うことができ
る。これによって、樹脂シート１０の表面に突出した砥
石部１９とすることができる。さらに必要に応じて、得
られた微細研磨用工具の研磨に使用しない表面にゴムシ
ート２０を貼り付けると、微細研磨用工具の柔軟性がさ
らに高くなり、被研磨面の全体を平坦化することと、被
研磨面の微細な部分を平坦化することをさらに効果的に
両立することができる。ゴムシート２０を貼り付けるた
めには、密着性の高い両面接着テープ等が使用される。 〔研磨方法〕上記研磨方法としては、たとえば、上記微
細研磨用工具の研磨面と被研磨面とが対向するように配
置する配置工程と、研磨面と被研磨面との間に研磨液を
介在させる研磨液介在工程と、研磨面と被研磨面とを流
体圧をかけて圧接しながら両者を相対的に移動させて、
被研磨面を研磨する研磨工程とを備えた研磨方法があ
る。

【００４３】なお、図３に示す研磨方法は、これを詳し
く説明したものである。柔軟性を有する樹脂シート６と
砥石部７とを備えた微細研磨用工具の研磨面が下になる
ように配置されている。微細研磨用工具の研磨面の下側
に、シリコンウェハー１上に配線２が配置され、さらに
シリコンウェハー１と配線２とを覆う酸化膜３が形成さ
れた被研磨面があり、この被研磨面は微細研磨用工具の
研磨面と対向するように配置されている。 研磨液９が
研磨面と被研磨面との間に介在している。研磨液９とし
ては、酸化セリウムを（遊離）砥粒として含む純水が使
用される。 研磨面と被研磨面との研磨は、エヤーバッ
グで流体圧をかけて等しい圧力で上から微細研磨用工具
を圧接しながら、研磨面および／または被研磨面を移動
させることによって行われる。

【００４４】なお、研磨液９が砥石部７を溶かす溶剤を
含むものであると、微細研磨用工具の砥石部７をドレッ
シングすることができる。さらに、研磨液９が樹脂シー
ト６を溶かす溶剤を含むものであると、樹脂シート６も
ドレッシングすることができる。図４では、微細研磨用
工具を装着した研磨装置を使用して研磨をしている。シ
リコンウェハー１の研磨面を上にして、シリコンウェハ
ー保持テーブル３０に固定して、内部に均等圧エアバッ
グ３２を有する研磨ヘッド３１の下部面に微細研磨用工
具８を装着している。シリコンウェハー保持テーブル３
０はその中心を回転中心としてω₁ で回転し、研磨ヘッ
ド３１も同様にその中心を回転中心としてω₂ で回転す
る。なお、この時、シリコンウェハー保持テーブル３０
と研磨ヘッド３１とは、圧接しながら回転しており、研
磨ヘッド３１には均等圧エアバッグ３２を有しているた
め、等しい圧力で圧接しており、シリコンウェハー１を
均一に研磨することができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明の微細研磨用工具は、複雑な高低
差を有する被研磨面を過不足なく平坦化することがで
き、半導体分野、液晶分野等での微細研磨に好適な研磨
工具である。本発明の微細研磨用工具の製造方法は、複
雑な高低差を有する被研磨面を過不足なく平坦化するこ
とができる微細研磨用工具を容易に効率よく製造するこ
とを可能にする。

【００４６】本発明の微細研磨用工具のドレッシング方
法は、微細研磨用工具を使用することによって生じる研
磨能力の低下を容易かつ効果的に回復させることができ
る。本発明の研磨方法は、複雑な高低差を有する被研磨
面を過不足なく平坦化することが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を表す微細研磨用工具の断面
図

【図２】本発明の実施形態を表す微細研磨用工具の製造
方法を順次示す模式的断面図

【図３】本発明の実施形態を表す研磨方法を示す模式的
断面図

【図４】本発明の実施形態を表し、微細研磨用工具を装
着した研磨装置を用いた研磨方法を示す模式図

【図５】従来の酸化膜の研磨方法を示す模式図

【図６】図５において、研磨時のポリシングパット４と
遊離砥粒５との位置関係を詳しく説明した模式図

【図７】従来の酸化膜の研磨方法を長時間継続した時の
ポリシングパット４の表面近傍を説明した模式図

【符号の説明】

１ シリコンウェハー ２ 配線 ３ 酸化膜 ４ ポリシングパット ５ 遊離砥粒 ６ 柔軟性を有する樹脂シート ７ 砥石部 ８ 微細研磨用工具 ９ 研磨液 １０ 柔軟性を有する樹脂シート １１ 別のシート １２ マイクロドリル １３ 貫通穴 １４ 砥粒 １５ バリ防止板 １６ 硬化性樹脂材料 １７ ヘラ １８ 恒温室 １９ 砥石部 ２０ ゴムシート ３０ シリコンウェハー保持テーブル ３１ 研磨ヘッド ３２ 均等圧エアバッグ ４０ 細孔 ４１ 研磨屑 ４２ 追加された遊離砥粒

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 柔軟性を有する樹脂シートと、 前記樹脂シートに埋め込まれた部分および前記樹脂シー
   トの表面から突出した部分を有し、密な間隔で配置され
   た多数の砥石部と、を備えた微細研磨用工具。
2. 【請求項２】 前記砥石部は、前記樹脂シートの貫通穴
   に嵌入して固定された軸部と前記樹脂シートから突出し
   前記貫通穴の径よりも大きい鍔部とを有している、請求
   項１に記載の微細研磨用工具。
3. 【請求項３】 前記砥石部は砥粒を樹脂で固めたもので
   ある、請求項１または２に記載の微細研磨用工具。
4. 【請求項４】 前記樹脂シートを構成する樹脂と前記樹
   脂とは同一の溶剤で溶ける樹脂である、請求項３に記載
   の微細研磨用工具。
5. 【請求項５】 前記樹脂シートを構成する樹脂と前記樹
   脂とは異なる溶剤で溶ける樹脂である、請求項３に記載
   の微細研磨用工具。
6. 【請求項６】 請求項１〜５に記載の微細研磨用工具の
   製造方法であって、 密な間隔で多数の貫通穴を有する樹脂シートを準備する
   準備工程と、 前記貫通穴に砥粒と硬化性樹脂材料とを充填する充填工
   程と、 前記硬化性樹脂材料を硬化させる硬化工程と、を含む微
   細研磨用工具の製造方法。
7. 【請求項７】 前記準備工程は、前記樹脂シートの少な
   くとも１つの表面に別のシートを仮止め接着して積層シ
   ートを得る工程と、前記積層シートに密な間隔で多数の
   貫通穴を形成する工程とを含み、 前記充填工程は、前記積層シートの前記別のシートをバ
   リ防止板の上に配置して成形型を形成し、前記成形型に
   砥粒を添加する工程と、前記成形型に硬化性樹脂材料を
   充填する工程とを含み、 前記硬化工程は、前記バリ防止板を前記別のシートから
   除去してから、前記硬化性樹脂を硬化させて、前記樹脂
   シートに埋め込まれ前記砥粒を樹脂で固めた砥石部を形
   成する工程と、前記樹脂シートから前記別のシートを剥
   がす工程とを含む、請求項６に記載の微細研磨用工具の
   製造方法。
8. 【請求項８】 前記貫通穴を形成する工程は、前記積層
   シートに貫通穴を開ける工程と、前記貫通穴の別のシー
   ト部分の径を前記貫通穴の樹脂シート部分の径よりも広
   げる工程とを含む、請求項７に記載の微細研磨用工具の
   製造方法。
9. 【請求項９】 請求項３に記載の微細研磨用工具の前記
   砥石部を構成する樹脂を溶剤で溶かす微細研磨用工具の
   ドレッシング方法。
10. 【請求項１０】 請求項４に記載の微細研磨用工具の前
    記砥石部を構成する樹脂および前記樹脂シートを構成す
    る樹脂を同一の溶剤で溶かす微細研磨用工具のドレッシ
    ング方法。
11. 【請求項１１】 請求項１〜５のいずれかに記載の微細
    研磨用工具の研磨面と被研磨面とが対向するように配置
    する配置工程と、 前記研磨面と前記被研磨面との間に研磨液を介在させる
    研磨液介在工程と、 前記研磨面と前記被研磨面とを流体圧をかけて圧接しな
    がら両者を相対的に移動させて、前記被研磨面を研磨す
    る研磨工程と、を備えた研磨方法。
12. 【請求項１２】 前記研磨液は砥粒を含む、請求項１１
    に記載の研磨方法。