JP2000117618A - Abrasive pad and manufacturing of the same - Google Patents

Abrasive pad and manufacturing of the same

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JP2000117618A
JP2000117618A JP29058198A JP29058198A JP2000117618A JP 2000117618 A JP2000117618 A JP 2000117618A JP 29058198 A JP29058198 A JP 29058198A JP 29058198 A JP29058198 A JP 29058198A JP 2000117618 A JP2000117618 A JP 2000117618A
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layer
polishing pad
polishing
base material
material layer
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JP29058198A
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Satoshi Suzuki
智 鈴木
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a step resolving characteristic and the uniform polishability by providing an abrasive pad with an abrasive material layer having a groove formed by patterning a resist layer of a surface of a base layer being a base material to the desired shape by a lithographic process, and etching the surface of the base layer while using the resist layer as a mask. SOLUTION: A flattened layer 12 utilizing a resist layer is formed on a main surface side of a coarsened base layer 11, and dry etching the whole main surface of the base layer 11 from the flattened layer 12 side until the flattened layer 12 is completely removed, to obtain the base layer remarkably superior in the smoothness of the main surface (face 38). Then a resist mask pattern 13 for forming a groove is formed by a conventional semiconductor lithographic technique, and a groove 14 is formed by the dry etching by a plasma etching device with oxygen as a main component gas. The depth and inclination angle of the groove are adjusted by controlling the drying etching condition and time. Then the resist film is separated and removed to obtain an abrasive material layer having a desired shape of a groove pattern.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、被研磨部材との
間に研磨剤を介在させ、被研磨部材との間に相対運動を
与えることにより被研磨部材を研磨する、研磨パッド、
特に半導体デバイスが形成された半導体ウェハ用の、特
に安価で、研磨特性に優れた研磨パッドとその製造方法
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing pad for polishing a member to be polished by interposing an abrasive between the member and a member to be polished and giving relative movement to the member to be polished.
More particularly, the present invention relates to a polishing pad for a semiconductor wafer having semiconductor devices formed thereon, which is particularly inexpensive and has excellent polishing characteristics, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路の高集積化、微細化に伴
って半導体製造プロセスの工程が複雑となってきてい
る。これに伴い、半導体デバイスの表面状態が必ずしも
平坦では無くなってきている。表面における段差の存在
は配線の断切れ、局所的な抵抗値の増大などを招き、断
線や電流容量の低下等をもたらす。また、絶縁膜では耐
圧劣化やリークの発生にもつながる。
2. Description of the Related Art As semiconductor integrated circuits become more highly integrated and finer, the steps of semiconductor manufacturing processes become more complicated. Along with this, the surface state of the semiconductor device is not necessarily flat. The presence of a step on the surface causes disconnection of the wiring, an increase in the local resistance value, and the like, resulting in disconnection, a reduction in current capacity, and the like. In addition, the insulating film also leads to deterioration of breakdown voltage and generation of leakage.

【0003】一方、半導体集積回路の高集積化、微細化
に伴って、光リソグラフィーに用いられる半導体露光装
置の光源波長は短くなり、開口数いわゆるNAも大きく
なっていることに伴い、半導体露光装置の焦点深度が実
質的に浅くなってきている。焦点深度が浅くなることに
対応するためには、今まで以上に半導体デバイス表面の
平坦化が要求される。
On the other hand, as the integration and miniaturization of semiconductor integrated circuits increase, the wavelength of the light source of the semiconductor exposure apparatus used for optical lithography becomes shorter and the numerical aperture (NA) becomes larger. Has become substantially shallower. In order to cope with the shallower depth of focus, the surface of the semiconductor device needs to be flatter than ever.

【0004】半導体デバイス表面をグローバルに平坦化
する方法として、化学的機械的研磨(Chemical Mechani
cal Polishing 又はChemical Mechanical Planarizatio
n 、これよりCMPと呼ぶ)技術が有望な方法と考えら
れている。CMPはシリコンウエハの鏡面研磨法を基に
発展しており、図3に示す装置を用いて行われる。
As a method for globally planarizing a semiconductor device surface, a chemical mechanical polishing (Chemical Mechanical Polishing) method is used.
cal Polishing or Chemical Mechanical Planarizatio
n, hereinafter referred to as CMP) technology is considered a promising method. CMP has been developed based on a mirror polishing method for a silicon wafer, and is performed using an apparatus shown in FIG.

【0005】研磨装置の構成としては、回転駆動する研
磨定盤31上に研磨パッド32が設けられる。一方研磨
ヘッド33にウエハー34が保持され、このウエハー3
4が研磨パッド32上に接触している。この状態で研磨
定盤31を回転駆動し、研磨ヘッド33に上方から荷重
をかけ、回転させながら研磨定盤31の半径方向に揺動
運動37を行う。
As a configuration of a polishing apparatus, a polishing pad 32 is provided on a polishing platen 31 that is driven to rotate. On the other hand, a wafer 34 is held by the polishing head 33 and the wafer 3
4 is in contact with the polishing pad 32. In this state, the polishing platen 31 is driven to rotate, a load is applied to the polishing head 33 from above, and a swinging motion 37 is performed in the radial direction of the polishing platen 31 while rotating.

【0006】かかる動作の間、研磨剤供給ノズル35か
ら研磨剤36を研磨パッド32上に吐出させて、この研
磨剤36をウエハー34の研磨面に供給して、ウエハー
最表面を平坦に研磨している。即ち、研磨剤36は研磨
パッド32上で拡散し、研磨パッド32とウエハー34
の相対運動に伴って、両者の間に入り込み、ウエハーの
表面を研磨する。この時、研磨パッド32とウエハー3
4の相対運動による機械的研磨と研磨剤の化学的作用が
相乗的に作用して良好な研磨が行われる。
During this operation, the abrasive 36 is discharged from the abrasive supply nozzle 35 onto the polishing pad 32, and the abrasive 36 is supplied to the polishing surface of the wafer 34 to polish the outermost surface of the wafer flat. ing. That is, the abrasive 36 diffuses on the polishing pad 32 and the polishing pad 32 and the wafer 34
As a result of the relative movement of the two, they penetrate between the two and polish the surface of the wafer. At this time, the polishing pad 32 and the wafer 3
The mechanical polishing by the relative movement of No. 4 and the chemical action of the abrasive act synergistically to perform good polishing.

【0007】これらの研磨パッド32としては、発泡ポ
リウレタンからなるシート状のものが多く用いられてき
た。しかしながら、発泡ポリウレタンからなるシート状
の研磨パッドを用いて、ウエハを研磨した場合、ウエハ
の縁だれが大きい、という問題点があり、またこの研磨
パッドは、一般に、(1)荷重がかかると圧縮変形を起
こしやすい、(2)研磨定盤に貼り付けたとき、研磨パ
ッド(シート)に設けられた接着層のムラにより所望の
平面度が得られない、具体的には、λ(光の波長)以下
の面精度を得るのは困難である、(3)目づまりを起こ
し易いので、ドレッシング(目立て)が必要である、等
の問題点がある。
As the polishing pad 32, a sheet-like one made of foamed polyurethane has been used in many cases. However, when a wafer is polished using a sheet-like polishing pad made of foamed polyurethane, there is a problem that the edge of the wafer is large, and this polishing pad generally (1) is compressed when a load is applied. (2) When affixed to a polishing platen, a desired flatness cannot be obtained due to unevenness of an adhesive layer provided on a polishing pad (sheet). Specifically, λ (wavelength of light ) It is difficult to obtain the following surface accuracy, and (3) dressing is required because clogging is likely to occur.

【0008】このような問題を解決するために、近年、
エポキシ樹脂を主成分とする研磨パッドが提案されてい
る(特願平8−115794号)。このタイプの研磨パ
ッド表面には、均一な研磨を行うために面の平行度及び
面精度を高めるため、研磨剤の供給を容易にし研磨対象
物表面の研磨レートを向上させるため、更に研磨くずを
排出するために、溝パターンを形成する必要がある。
In order to solve such a problem, in recent years,
A polishing pad mainly composed of an epoxy resin has been proposed (Japanese Patent Application No. 8-115794). On this type of polishing pad surface, in order to increase the parallelism and surface accuracy of the surface in order to perform uniform polishing, to facilitate the supply of the abrasive and improve the polishing rate of the surface of the object to be polished, further polishing chips are removed. In order to discharge, it is necessary to form a groove pattern.

【0009】ところで、CMPの研磨対象となるものと
して、SiO2 などの層間絶縁膜や、Al、Wなどの配
線膜の2種類が挙げられるが(以下、研磨対象物とい
う)、これらの硬度は大きく異なるので、研磨対象物の
硬度に比べ研磨パッドの硬度が小さい場合、研磨対象物
より研磨パッドの摩耗が激しく、研磨パッドの研磨面の
形状(精度)が維持できない。これに対して、研磨対象
物に比べ研磨パッドの硬度が大きい場合、パッドの変形
量が少ないために、パッドの平行度及び面精度が不十分
であると、研磨対象物と研磨パッドとの当たりも不均一
となり、均一な研磨ができなくなり、また研磨対象物と
研磨パッドの間に混入したわずかな不純物によっても、
スクラッチと呼ばれる傷が発生し易くなるという問題が
ある。加えて、溝パターンについては、不均一であった
り、広すぎたり、あるいは深すぎた場合には、研磨が不
均一になり、傷が入り易くなるとともに、研磨対象物の
段差解消特性が不十分となるという問題があった。
[0009] By the way, there are two types of objects to be polished by CMP: an interlayer insulating film such as SiO 2 and a wiring film such as Al and W (hereinafter referred to as an object to be polished). When the hardness of the polishing pad is smaller than the hardness of the object to be polished, the polishing pad wears more than the object to be polished, and the shape (accuracy) of the polished surface of the polishing pad cannot be maintained. On the other hand, when the hardness of the polishing pad is larger than that of the polishing object, the deformation of the pad is small, and if the parallelism and the surface accuracy of the pad are insufficient, the contact between the polishing object and the polishing pad may occur. Becomes uneven, so that uniform polishing cannot be performed, and even due to slight impurities mixed between the polishing object and the polishing pad,
There is a problem that scratches called scratches are likely to occur. In addition, when the groove pattern is non-uniform, too wide, or too deep, the polishing becomes non-uniform, easily scratches, and the step-elimination characteristics of the object to be polished are insufficient. There was a problem that.

【0010】従って、研磨パッドは平行度及び面精度が
優れていることと表面の溝が所望の形状に微細に、正確
に、均一に形成されている必要があった。特にこの要求
は、比較的硬めの研磨パッドにおいては重要であり、面
精度が良好で、溝パターンも良好に形成された硬めのパ
ッドは段差解消特性に優れ、耐久性にも優れており、こ
の面精度及び溝パターンを安価に、良好に形成する製造
技術の要求が高まっている。
[0010] Therefore, the polishing pad needs to have excellent parallelism and surface accuracy, and the grooves on the surface must be finely, accurately and uniformly formed in a desired shape. In particular, this requirement is important for a relatively hard polishing pad, and a hard pad having good surface accuracy and a good groove pattern has excellent step-elimination characteristics and excellent durability. There is an increasing demand for a manufacturing technique for forming the surface accuracy and the groove pattern inexpensively and favorably.

【0011】以上のような要求に対して、従来は、機械
的な方法で研削(図示されない)することにて面精度を
高めると共に、溝パターンも同様な機械的な方法で形成
していた。図4は、研磨パッドを機械的に研削した後
に、溝加工する方法を示している。切削用の針41を研
磨パッドの表面に押しつけて少しづつその位置を移動さ
せながら、研磨パッド42を固定したステージ43を回
転させる事にて、ポリッシャ表面全体に所望の螺旋状溝
パターン44を形成していた。
In response to the above requirements, conventionally, grinding (not shown) is performed by a mechanical method to increase surface accuracy, and a groove pattern is formed by a similar mechanical method. FIG. 4 shows a method of forming grooves after mechanically grinding a polishing pad. A desired spiral groove pattern 44 is formed on the entire surface of the polisher by rotating the stage 43 to which the polishing pad 42 is fixed while pressing the cutting needle 41 against the surface of the polishing pad and moving the position little by little. Was.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の機械的な研削方法では、面精度を出すのに時間
がかかると共に、面内での平面度誤差を数μm以下にす
るのが困難であるという問題があった。更に溝パターン
を切削加工で形成する方法は、同様に長時間がかかると
共に、溝幅0.4mm以下、深さ0.2mm以下の溝を
形成することが技術的に難しく、更に寸法精度の高い溝
の形成が難しいという問題があった。また更に切削によ
るくずが残り、この切削くずの除去に時間がかかるとい
う問題があった。
However, in the above-mentioned conventional mechanical grinding method, it takes time to obtain surface accuracy, and it is difficult to reduce an in-plane flatness error to several μm or less. There was a problem. Furthermore, the method of forming a groove pattern by cutting requires a long time, and it is technically difficult to form a groove having a groove width of 0.4 mm or less and a depth of 0.2 mm or less, and has a high dimensional accuracy. There is a problem that it is difficult to form a groove. In addition, there is a problem that debris due to cutting remains, and it takes time to remove the debris.

【0013】本発明は以上の問題を解決し、加工時間が
短く、平面度誤差が小さく、且つ溝パターンの精度が高
い、これで研磨することによって、半導体デバイスパタ
ーンの段差解消特性が良く、且つ均一研磨性の良い研磨
パッドを提供することにある。
The present invention solves the above-mentioned problems, and has a short processing time, a small flatness error, and a high precision of a groove pattern. An object of the present invention is to provide a polishing pad having good uniform polishing properties.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明は第1に「被研磨部材との間に研磨剤を介在
させ、前記被研磨部材との間に相対運動を与えることに
より前記被研磨部材を研磨する研磨パッドであって、前
記研磨パッドが、母材となる基材層の表面に塗布された
レジスト層をリソグラフィー法にて所望の形状にパター
ニングし、前記レジスト層をマスクとしてエッチング法
にて前記基材層の表面をエッチングする事により形成さ
れた溝を有する研磨材層を具える事を特徴とする研磨パ
ッド(請求項1)」を提供する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention firstly discloses a method of interposing an abrasive between a member to be polished and imparting a relative motion between the member and the member to be polished. A polishing pad for polishing the member to be polished, wherein the polishing pad patterns a resist layer applied to the surface of a base material layer serving as a base material into a desired shape by lithography, and the resist layer A polishing pad (Claim 1), comprising a polishing material layer having a groove formed by etching the surface of the base material layer by an etching method as a mask.

【0015】第2に「前記エッチング法がドライエッチ
ング法またはウエットエッチング法である事を特徴とす
る請求項1記載の研磨パッド(請求項2)」を提供す
る。第3に「前記リソグラフィー法が、ステッパーにて
所望の形状のパターンをレジスト面に露光する段階を有
することを特徴とする請求項1〜2何れか1項記載の研
磨パッド(請求項3)」を提供する。
Secondly, there is provided "a polishing pad according to claim 1, wherein the etching method is a dry etching method or a wet etching method." Thirdly, "the polishing pad according to any one of claims 1 to 2, wherein the lithography method includes a step of exposing a pattern having a desired shape to a resist surface using a stepper. I will provide a.

【0016】第4に「前記基材層が、前記基材層面上に
平坦化層を塗布し、エッチバックにて平坦化層と前記基
材層の表面とを概略同一のエッチングレートにてエッチ
ングバックし平坦化されている事を特徴とする請求項1
〜3何れか1項記載の研磨パッド(請求項4)」を提供
する。第5に「前記平坦化層として、レジスト層を用い
る事を特徴とする請求項4記載の研磨パッド(請求項
5)」を提供する。
Fourth, the base material layer is coated with a flattening layer on the base material layer surface, and the flattening layer and the surface of the base material layer are etched at substantially the same etching rate by etch-back. 2. The structure according to claim 1, wherein the back is flattened.
A polishing pad according to any one of claims 1 to 3 (Claim 4). " Fifthly, there is provided "a polishing pad according to claim 4, wherein a resist layer is used as the flattening layer."

【0017】第6に「前記平坦化層としてポリイミド層
を用いる事を特徴とする請求項4記載の研磨パッド(請
求項6)」を提供する。第7に「前記基材層が、研磨装
置を用いて、研磨する事によって表面が平坦化されてい
ることを特徴とする請求項1〜3何れか1項記載の研磨
パッド(請求項7)」を提供する。
Sixth, the present invention provides "a polishing pad according to claim 4, wherein a polyimide layer is used as the planarizing layer." Seventh, the polishing pad according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface of the base layer is planarized by polishing using a polishing apparatus. "I will provide a.

【0018】第8に「前記研磨材層の表面の平坦度が、
p−pで±2μm以下である事を特徴とする請求項4〜
7何れか1項記載の研磨パッド(請求項8)」を提供す
る。第9に「前記溝の幅が、100μm以下であること
を特徴とする請求項1〜8何れか1項記載の研磨パッド
(請求項9)」を提供する。第10に「被研磨部材との
間に研磨剤を介在させ、前記被研磨部材との間に相対運
動を与えることにより前記被研磨部材を研磨する、研磨
材層を具える研磨パッドの製造方法であって、前記製造
方法が、前記研磨材層の母材となる基材層の表面に塗布
されたレジスト層をリソグラフィー法にて所望の形状に
パターニングする段階と、エッチング法にて前記レジス
ト層をマスクとして前記基材層をエッチングし前記基材
層の表面に溝を形成する段階とを有する事を特徴とする
研磨パッドの製造方法(請求項10)」を提供する。
Eighth, "the flatness of the surface of the abrasive layer is
4. The method according to claim 4, wherein the pp is ± 2 μm or less.
7. A polishing pad according to any one of claims 7 to 8 (claim 8). Ninthly, there is provided “a polishing pad according to any one of claims 1 to 8, wherein the width of the groove is 100 μm or less”. Tenth, "a method of manufacturing a polishing pad having an abrasive layer, wherein an abrasive is interposed between a member to be polished and a relative movement is provided between the member and the member to be polished to polish the member to be polished. The manufacturing method, a step of patterning a resist layer applied to the surface of a base material layer serving as a base material of the abrasive layer into a desired shape by lithography, and the resist layer by etching Forming a groove in the surface of the base material layer by etching the base material layer using the mask as a mask (claim 10).

【0019】第11に「前記基材層の表面に塗布された
レジスト層をリソグラフィー法にて所望の形状にパター
ニングする段階の前に、更に、前記基材層の表面に平坦
化膜を塗布する段階と、前記平坦化膜と前記基材層の表
面とを概略同一のエッチングレートにてエッチバックし
平坦化する段階を有する事を特徴とする請求項10記載
の研磨パッドの製造方法(請求項11)」を提供する。
Eleventh, "before the step of patterning the resist layer applied to the surface of the base material layer into a desired shape by lithography, a flattening film is further applied to the surface of the base material layer. The method for manufacturing a polishing pad according to claim 10, further comprising a step of etching back the flattening film and the surface of the base material layer at substantially the same etching rate and flattening the flattening film and the surface of the base material layer. 11) ”.

【0020】第12に「前記基材層の表面に塗布された
レジスト層をリソグラフィー法にて所望の形状にパター
ニングする段階の前に、更に、前記基材層の表面を研磨
装置で研磨することによって平坦化する段階を有する事
を特徴とする請求項10記載の研磨パッドの製造方法
(請求項12)」を提供する。第13に「前記被研磨部
材が半導体ウェハであることを特徴とする請求項1〜9
何れか1項記載の研磨パッド(請求項13)」を提供す
る。
Twelfth, before the step of patterning the resist layer applied to the surface of the base material layer into a desired shape by lithography, the surface of the base material layer is further polished by a polishing apparatus. And a method for manufacturing a polishing pad according to claim 10 (claim 12). A thirteenth feature is that the member to be polished is a semiconductor wafer.
The polishing pad according to any one of claims (Claim 13) "is provided.

【0021】第14に「前記被研磨部材が半導体ウェハ
であることを特徴とする請求項10〜12何れか1項記
載の研磨パッドの製造方法(請求項14)」を提供す
る。
Fourteenthly, there is provided "a method for manufacturing a polishing pad according to any one of claims 10 to 12, wherein the member to be polished is a semiconductor wafer (claim 14)."

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明の研磨パッドの作製に於い
て、先ず基材層をその主平面を略平面に成型したあと
に、基材層に平坦化膜が塗布され、これがエッチングバ
ック法、または研磨法により基材層の主平面が平坦化さ
れる。このあと、基材層にはレジスト層が塗布され、溝
パターンが投影露光され、現像の後、溝パターンに対応
するレジストパターンが形成される。この後、このレジ
ストパターンをマスクとして基材層のエッチングが行わ
れ、その結果、溝パターンが形成された研磨材層が作製
される。研磨材層はそのまま研磨パッドとして供しても
良いし、研磨材層を適当な弾性の単層構造または積層構
造のシートに貼りつけて多層構造の研磨パッドとしても
良い。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In manufacturing a polishing pad according to the present invention, first, a base layer is formed into a substantially flat main surface, and then a flattening film is applied to the base layer. Alternatively, the main plane of the base material layer is flattened by a polishing method. Thereafter, a resist layer is applied to the base material layer, a groove pattern is projected and exposed, and after development, a resist pattern corresponding to the groove pattern is formed. Thereafter, the base material layer is etched using the resist pattern as a mask, and as a result, an abrasive layer having a groove pattern is formed. The polishing material layer may be used as it is as a polishing pad, or the polishing material layer may be attached to an appropriate elastic sheet having a single-layer structure or a laminated structure to form a polishing pad having a multilayer structure.

【0023】ここで基材層の材料は好ましくは、エポキ
シ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹
脂、ポリエステル樹脂から選ばれた一つである。平坦化
層の材料は、基材層とエッチングレートが同じになるよ
う選ばれるが、好ましくは、ポリイミド膜、有機系SO
G(Spin On Glass)膜、ノボラック系樹
脂のレジスト膜、ナフトキノン系樹脂のレジスト膜から
選ばれた一つである。更に、平坦化膜と基材層のエッチ
ングレートが同じになるよう、平坦化膜の焼成条件が調
整される。
Here, the material of the base layer is preferably one selected from an epoxy resin, a polyurethane resin, an acrylic resin, a fluororesin, and a polyester resin. The material of the flattening layer is selected so that the etching rate is the same as that of the base material layer.
This is one selected from a G (Spin On Glass) film, a novolak resin resist film, and a naphthoquinone resin resist film. Further, the baking conditions of the flattening film are adjusted so that the etching rates of the flattening film and the base material layer are the same.

【0024】レジスト膜の露光は、ステッパー(縮小投
影露光装置)で行ってもアライナーで行っても良い。溝
パターンの幅としては100μm以下が好ましい。溝パ
ターンの幅とは、溝パターンが、谷山(凹凸)の周期パ
ターンであることを前提とし、谷の幅を指す。
The exposure of the resist film may be performed by a stepper (reduction projection exposure apparatus) or an aligner. The width of the groove pattern is preferably 100 μm or less. The width of the groove pattern refers to the width of the valley on the assumption that the groove pattern is a periodic pattern of valleys (concavities and convexities).

【0025】また、基材層のエッチングはドライ方式、
またはウエット方式が好ましい。以下実施例1、2によ
り本発明を具体的に説明する。 [実施例1]本発明による研磨パッド及び研磨パッドの
製造工程を図1(a)、図1(b)、図1(c)を用い
て説明する。(1)まず図1(a)に示す如く、エポキ
シ樹脂を重合後シート状に形成され、粗い面出しが行わ
れた基材層11の主表面側(研磨に使用される面側)に
対して平坦化層12を形成する。平坦化層12は、回転
塗布型の装置にて塗布し、ベークする事によって形成す
る。平坦化層の材料としてポリイミド樹脂は好ましく、
厚みは2〜20μmの範囲が好ましい。ここで、ポリイ
ミド層は複数回重ね塗りをしても良く、例えば2μm厚
で5回の重ね塗りをすれば10μm形成する事ができ
る。ベークは1回の塗布毎に行っても、または数回塗布
毎に、または全回即ち全膜厚塗布後に行っても良い。ベ
ーク条件は、140〜400℃にて30〜300分の範
囲で行うのが好ましい。そして、酸素を主成分としたド
ライエッチング装置にて、基材層11の主表面全面を平
坦化層12の側から完全に平坦化層12が無くなるまで
(図1(a)の38で示された面まで)ドライエッチン
グする。平坦化層12を塗布した段階で平坦化層12の
表面は平坦であり、且つ平坦化膜と基材層は同一エッチ
ングレートになるよう平坦化膜の材料を選んであるの
で、主表面(38の面)の平坦性が極めて良好な基材層
を得ることができる。(2)次に図1(b)に示す如く
通常の半導体フォトリソグラフィ技術にて、溝形成用レ
ジストマスクパターン13を形成し、酸素を主成分ガス
としたプラズマエッチング装置にてドライエッチングを
行う。(3)(2)のエッチングにより溝14が形成さ
れるが、溝の深さや溝の傾斜角については、ドライエッ
チング条件及び時間を制御することにて所望の形状を得
ることができる。次いでレジスト膜13を剥離除去する
事により、図1(c)に示す如く、所望の形状の溝パタ
ーンを有する研磨材層を得ることができる。
The etching of the substrate layer is performed by a dry method.
Alternatively, a wet method is preferable. Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples 1 and 2. Embodiment 1 A polishing pad according to the present invention and a process for manufacturing the polishing pad will be described with reference to FIGS. 1 (a), 1 (b) and 1 (c). (1) First, as shown in FIG. 1 (a), the epoxy resin is formed into a sheet after polymerization, and the main surface side (surface side used for polishing) of the base material layer 11 on which rough surface treatment has been performed. To form a planarization layer 12. The flattening layer 12 is formed by applying by a spin coating type apparatus and baking. Polyimide resin is preferable as the material of the planarizing layer,
The thickness is preferably in the range of 2 to 20 μm. Here, the polyimide layer may be applied a plurality of times, and for example, if the polyimide layer is applied 5 times with a thickness of 2 μm, it can be formed to a thickness of 10 μm. The baking may be performed after each application, or every several applications, or all times, that is, after the application of the entire film thickness. The baking is preferably performed at 140 to 400 ° C. for 30 to 300 minutes. Then, the entire main surface of the base layer 11 is completely removed from the side of the flattening layer 12 by a dry etching apparatus containing oxygen as a main component until the flattening layer 12 completely disappears (indicated by 38 in FIG. 1A). Dry etching). At the stage where the planarizing layer 12 is applied, the surface of the planarizing layer 12 is flat, and the material of the planarizing film is selected so that the planarizing film and the base material layer have the same etching rate. Surface) can be obtained with a base layer having extremely good flatness. (2) Next, as shown in FIG. 1B, a resist mask pattern 13 for forming a groove is formed by a normal semiconductor photolithography technique, and dry etching is performed by a plasma etching apparatus using oxygen as a main component gas. (3) Although the groove 14 is formed by the etching of (2), a desired shape can be obtained by controlling the dry etching conditions and time for the depth of the groove and the inclination angle of the groove. Then, by removing and removing the resist film 13, an abrasive layer having a groove pattern of a desired shape can be obtained as shown in FIG.

【0026】このように作製した研磨材層をそのまま研
磨パッドとして研磨定盤に貼りつけて用いても良いし、
研磨材層を適当な弾性の単層構造または積層構造のシー
トに貼りつけて研磨パッドを作製し、これを研磨定盤に
貼りつけて用いても良い。 [実施例2]本発明による研磨パッド及び研磨パッドの
製造工程を図2(a)、図2(b)、図2(c)を用い
て説明する。 (1)まず図2(a)に示す如く、エポキシ樹脂を重合
後シート状に形成され、粗い面出しが行われた基材層2
1の主表面側(研磨に使用される面側)に対して平坦化
層22を形成する。平坦化層22は、回転塗布型の装置
にて塗布し、ベークする事によって形成する。平坦化層
の材料としてポリイミド樹脂は好ましく、厚みは2〜2
0μmの範囲が好ましい。ここで、ポリイミド層は複数
回重ね塗りをしても良く、例えば2μm厚で5回の重ね
塗りをすれば10μm形成する事ができる。ベークは1
回の塗布毎に行っても、または数回塗布毎に、または全
回即ち全膜厚塗布後に行っても良い。ベーク条件は、1
40〜400℃にて30〜300分の範囲で行うのが好
ましい。そして、平坦化層22が塗布された基材層21
を研磨装置40にて研磨する。即ち、平坦化層22が塗
布された基材層21を研磨ヘッド33に固定し、平坦化
層22を研磨パッド41に押し付ける。この状態で研磨
パッド41を固定した研磨定盤23は回転運動50を与
えられ、且つ研磨ヘッド33は揺動運動37を与えられ
る。研磨パッド41と平坦化膜22との間には研磨剤
(図示されず)が供給され、平坦化膜22が完全に除去
されるまで(図2(a)の39で示された面まで)研磨
される。
The thus-prepared abrasive layer may be used as it is as a polishing pad by attaching it to a polishing platen,
A polishing pad may be prepared by attaching the abrasive layer to a sheet having an appropriate elastic single-layer structure or a laminated structure, and then may be used by attaching it to a polishing platen. [Embodiment 2] A polishing pad and a manufacturing process of the polishing pad according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 (a), 2 (b) and 2 (c). (1) First, as shown in FIG. 2 (a), a base material layer 2 is formed into a sheet after polymerization of an epoxy resin, and rough surface treatment is performed.
A flattening layer 22 is formed on the main surface side (surface side used for polishing) of the first. The flattening layer 22 is formed by applying by a spin coating type device and baking. A polyimide resin is preferable as the material of the flattening layer, and the thickness is 2 to 2
A range of 0 μm is preferred. Here, the polyimide layer may be applied a plurality of times, and for example, if the polyimide layer is applied 5 times with a thickness of 2 μm, it can be formed to a thickness of 10 μm. Bake is 1
It may be performed every application, every several applications, or all times, that is, after the application of the entire film thickness. The bake condition is 1
It is preferable to carry out at 40 to 400 ° C. for 30 to 300 minutes. Then, the base material layer 21 to which the flattening layer 22 is applied
Is polished by a polishing apparatus 40. That is, the base layer 21 on which the flattening layer 22 is applied is fixed to the polishing head 33, and the flattening layer 22 is pressed against the polishing pad 41. In this state, the polishing platen 23 to which the polishing pad 41 is fixed is given a rotational movement 50, and the polishing head 33 is given a swinging movement 37. An abrasive (not shown) is supplied between the polishing pad 41 and the flattening film 22 until the flattening film 22 is completely removed (up to the surface indicated by 39 in FIG. 2A). Polished.

【0027】ここで、この研磨装置による加工は、一度
研磨装置を調整しておけば、多くの基材層を連続的に平
坦化する事ができる。しかしながら、研削で面出しを行
う場合には、基材層1枚毎に熟練と長時間を要する調整
が必要であった。研磨装置による加工によって、研磨パ
ッドの製造時間を飛躍的に短縮し、製造コストを飛躍的
に低減することができる。
Here, in the processing by the polishing apparatus, once the polishing apparatus is adjusted, many base material layers can be continuously flattened. However, when surface polishing is performed by grinding, skill and adjustment requiring a long time are required for each base material layer. The processing by the polishing apparatus can drastically reduce the production time of the polishing pad and drastically reduce the production cost.

【0028】この実施例では平坦化膜を形成したが、平
坦化膜は必ずしも必要ではなく、平坦化膜なしで研磨し
て平坦化してもよい。 (2)次に図2(b)に示す如く通常の半導体フォトリ
ソグラフィ技術にて、溝形成用レジストマスクパターン
24を形成し、酸素を主成分ガスとしたプラズマエッチ
ング装置にてドライエッチングを行う。 (3)(2)のエッチングにより溝25が形成される
が、溝の深さや溝の傾斜角については、ドライエッチン
グ条件及び時間を制御することにて所望の形状を得るこ
とができる。次いでレジスト膜24を剥離除去する事に
より、図2(c)に示す如く、所望の形状の溝パターン
を有する研磨材層を得ることができる。
In this embodiment, the flattening film is formed. However, the flattening film is not always necessary, and it may be polished and flattened without the flattening film. (2) Next, as shown in FIG. 2B, a resist mask pattern 24 for forming a groove is formed by a normal semiconductor photolithography technique, and dry etching is performed by a plasma etching apparatus using oxygen as a main component gas. (3) Although the groove 25 is formed by the etching of (2), a desired shape can be obtained for the depth of the groove and the inclination angle of the groove by controlling the dry etching conditions and time. Next, by removing and removing the resist film 24, an abrasive layer having a groove pattern of a desired shape can be obtained as shown in FIG.

【0029】このように作製した研磨材層をそのまま研
磨パッドとして研磨定盤に貼りつけて用いても良いし、
研磨材層を適当な弾性の単層構造または積層構造のシー
トに貼りつけて研磨パッドを作製し、これを研磨定盤に
貼りつけて用いても良い。以上実施例1、2のように作
製された研磨パッドは、半導体装置製造に於ける、半導
体素子パターンが形成された半導体ウェハの研磨に使用
したとき、研磨の均一性、研摩速度、及び段差解消性に
優れていた。
The thus-prepared abrasive layer may be used as it is as a polishing pad by attaching it to a polishing platen,
A polishing pad may be prepared by attaching the abrasive layer to a sheet having an appropriate elastic single-layer structure or a laminated structure, and then may be used by attaching it to a polishing platen. When the polishing pad manufactured as in Examples 1 and 2 is used for polishing a semiconductor wafer on which a semiconductor element pattern is formed in the manufacture of a semiconductor device, polishing uniformity, a polishing speed, and a level difference can be eliminated. It was excellent.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
平坦化膜を塗布してエッチバックする方法または研磨装
置による研磨する方法にて極めて平坦性の良い研磨パッ
ド、即ち被研磨部材の研磨均一性の優れた研磨パッドを
得ることが出来る。また、研磨パッドを平坦化するため
に要する加工時間は、平坦化をエッチバックまたは研磨
によって行うので、極めて短いものとなり、安価な研磨
パッドを得ることが出来る。加えて、溝入れをリソグラ
フィー技術とドライエッチング技術とを用いて行うの
で、極めて高精度に且つ高スループットにて溝入れを行
うことができ、研磨特性に優れた安価な研磨パッドを得
ることができる。このようにして作製された研磨パッド
は、これで研磨する半導体デバイスパターンの段差解消
特性と均一研磨性が極めて良い。
As described above, according to the present invention,
A polishing pad with extremely flatness, that is, a polishing pad with excellent polishing uniformity of a member to be polished, can be obtained by a method of applying a flattening film and etching back or a method of polishing with a polishing apparatus. Further, the processing time required for flattening the polishing pad is extremely short since the flattening is performed by etch back or polishing, so that an inexpensive polishing pad can be obtained. In addition, since grooving is performed using lithography technology and dry etching technology, grooving can be performed with extremely high precision and high throughput, and an inexpensive polishing pad excellent in polishing characteristics can be obtained. . The polishing pad manufactured in this manner has extremely good step-elimination characteristics and uniform polishing properties of the semiconductor device pattern to be polished by the polishing pad.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】は本発明の実施例1の研磨パッドの製造方法を
示した図。
FIG. 1 is a diagram showing a method for manufacturing a polishing pad according to a first embodiment of the present invention.

【図2】は本発明の実施例2の研磨パッドの製造方法を
示した図。
FIG. 2 is a diagram showing a method for manufacturing a polishing pad according to a second embodiment of the present invention.

【図3】はCMPによる研磨を説明した図。FIG. 3 is a diagram illustrating polishing by CMP.

【図4】従来の研磨パッドの製造方法を示した図。FIG. 4 is a view showing a conventional method for manufacturing a polishing pad.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、21・基材層 12、22・平坦化膜 13、24・溝パターン形成用レジストマスク 14、25・溝 23・・・・研磨定盤 31・・・・研磨定盤 32・・・・研磨パッド 33・・・・研磨ヘッド 34・・・・ウェハ 35・・・・研磨剤供給ノズル 36・・・・研磨剤 37・・・・揺動運動 41・・・・切削用針 43・・・・ステージ 44・・・・溝パターン 36・・・・研磨剤 38、39・平坦化された基材層表面 40・・・・研磨装置 41・・・・研磨パッド 11, 21 · base material layer 12, 22 · planarization film 13, 24 · resist mask for groove pattern formation 14, 25 · groove 23 ··· polishing table 31 ··· polishing table 32 ··· Polishing pad 33 ··· Polishing head 34 ··· Wafer 35 ··· Abrasive supply nozzle 36 ··· Abrasive 37 ··· Oscillating motion 41 ··· Cutting needle 43 ···・ ・ Stage 44 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Groove pattern 36 ・ ・ ・ ・ Abrasives 38 and 39 ・ Planarized base material layer surface 40 ・ ・ ・ ・ Polishing device 41 ・ ・ ・ ・ Polishing pad

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被研磨部材との間に研磨剤を介在させ、前
記被研磨部材との間に相対運動を与えることにより前記
被研磨部材を研磨する研磨パッドであって、前記研磨パ
ッドが、母材となる基材層の表面に塗布されたレジスト
層をリソグラフィー法にて所望の形状にパターニング
し、前記レジスト層をマスクとしてエッチング法にて前
記基材層の表面をエッチングする事により形成された溝
を有する研磨材層を具える事を特徴とする研磨パッド。
1. A polishing pad for polishing a member to be polished by interposing an abrasive between the member and a member to be polished and giving relative movement to the member to be polished, wherein the polishing pad comprises: The resist layer applied to the surface of the base material layer serving as a base material is patterned by lithography into a desired shape, and is formed by etching the surface of the base material layer by an etching method using the resist layer as a mask. A polishing pad comprising an abrasive layer having a groove.
【請求項2】前記エッチング法がドライエッチング法ま
たはウエットエッチング法である事を特徴とする請求項
1記載の研磨パッド。
2. The polishing pad according to claim 1, wherein said etching method is a dry etching method or a wet etching method.
【請求項3】前記リソグラフィー法が、ステッパーにて
所望の形状のパターンをレジスト面に露光する段階を有
することを特徴とする請求項1〜2何れか1項記載の研
磨パッド。
3. The polishing pad according to claim 1, wherein said lithography method includes a step of exposing a pattern having a desired shape to a resist surface by a stepper.
【請求項4】前記基材層が、前記基材層面上に平坦化層
を塗布し、エッチバックにて平坦化層と前記基材層の表
面とを概略同一のエッチングレートにてエッチングバッ
クし平坦化されている事を特徴とする請求項1〜3何れ
か1項記載の研磨パッド。
4. The base material layer, a flattening layer is applied on the base material layer surface, and the flattening layer and the surface of the base material layer are etched back at substantially the same etching rate by etch back. The polishing pad according to claim 1, wherein the polishing pad is planarized.
【請求項5】前記平坦化層として、レジスト層を用いる
事を特徴とする請求項4記載の研磨パッド。
5. The polishing pad according to claim 4, wherein a resist layer is used as said flattening layer.
【請求項6】前記平坦化層としてポリイミド層を用いる
事を特徴とする請求項4記載の研磨パッド。
6. The polishing pad according to claim 4, wherein a polyimide layer is used as said flattening layer.
【請求項7】前記基材層が、研磨装置を用いて、研磨す
る事によって表面が平坦化されていることを特徴とする
請求項1〜3何れか1項記載の研磨パッド。
7. The polishing pad according to claim 1, wherein a surface of said base material layer is flattened by polishing using a polishing apparatus.
【請求項8】前記研磨材層の表面の平坦度が、p−pで
±2μm以下である事を特徴とする請求項4〜7何れか
1項記載の研磨パッド。
8. The polishing pad according to claim 4, wherein the flatness of the surface of the polishing material layer is ± 2 μm or less in pp.
【請求項9】前記溝の幅が、100μm以下であること
を特徴とする請求項1〜8何れか1項記載の研磨パッ
ド。
9. The polishing pad according to claim 1, wherein the width of the groove is 100 μm or less.
【請求項10】被研磨部材との間に研磨剤を介在させ、
前記被研磨部材との間に相対運動を与えることにより前
記被研磨部材を研磨する、研磨材層を具える研磨パッド
の製造方法であって、前記製造方法が、前記研磨材層の
母材となる基材層の表面に塗布されたレジスト層をリソ
グラフィー法にて所望の形状にパターニングする段階
と、エッチング法にて前記レジスト層をマスクとして前
記基材層をエッチングし前記基材層の表面に溝を形成す
る段階とを有する事を特徴とする研磨パッドの製造方
法。
10. A polishing agent is interposed between the polishing member and a member to be polished,
Polishing the member to be polished by giving relative movement between the member to be polished, a method for manufacturing a polishing pad comprising an abrasive layer, wherein the manufacturing method, the base material of the abrasive layer and Patterning the resist layer applied to the surface of the base material layer into a desired shape by lithography, and etching the base material layer using the resist layer as a mask by an etching method to form a surface on the base material layer. Forming a groove.
【請求項11】前記基材層の表面に塗布されたレジスト
層をリソグラフィー法にて所望の形状にパターニングす
る段階の前に、更に、前記基材層の表面に平坦化膜を塗
布する段階と、前記平坦化膜と前記基材層の表面とを概
略同一のエッチングレートにてエッチバックし平坦化す
る段階を有する事を特徴とする請求項10記載の研磨パ
ッドの製造方法。
11. A step of applying a flattening film to the surface of the substrate layer before the step of patterning the resist layer applied to the surface of the substrate layer into a desired shape by lithography. 11. The method of manufacturing a polishing pad according to claim 10, further comprising a step of etching back the flattening film and the surface of the base material layer at substantially the same etching rate and flattening.
【請求項12】前記基材層の表面に塗布されたレジスト
層をリソグラフィー法にて所望の形状にパターニングす
る段階の前に、更に、前記基材層の表面を研磨装置で研
磨することによって平坦化する段階を有する事を特徴と
する請求項10記載の研磨パッドの製造方法。
12. Before the step of patterning the resist layer applied to the surface of the base material layer into a desired shape by lithography, the surface of the base material layer is further polished by a polishing apparatus. The method for manufacturing a polishing pad according to claim 10, further comprising:
【請求項13】前記被研磨部材が半導体ウェハであるこ
とを特徴とする請求項1〜9何れか1項記載の研磨パッ
ド。
13. The polishing pad according to claim 1, wherein said member to be polished is a semiconductor wafer.
【請求項14】前記被研磨部材が半導体ウェハであるこ
とを特徴とする請求項10〜12何れか1項記載の研磨
パッドの製造方法。
14. The method according to claim 10, wherein the member to be polished is a semiconductor wafer.
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