JP2001054859A - 研磨装置及び研磨部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のＣＭＰ用研磨装置は、研磨体が粘着材
により研磨定盤に張り付けられる構造となっている。研
磨定盤への張り付けに際しては、研磨体がしわにならな
いように注意が必要であり、張り付け作業は、熟練を要
するという問題があった。本発明は粘着材を用いないで
研磨体を研磨定盤に固定する機能を有する研磨装置及び
研磨部材を提供する。 【解決手段】 本発明に係る研磨装置において、研磨体
が研磨体支持体に直接形成され、研磨定盤が研磨体支持
体を着脱する固定機構を有することにより、粘着材を用
いることなく、研磨体を研磨定盤に固定できる研磨装置
及び研磨部材を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＵＬＳＩな
どの半導体デバイスを製造するプロセスにおいて実施さ
れる半導体デバイスの平坦化研磨に用いるのに好適な研
磨装置及び研磨部材に関するものである。

【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は、増加し複雑になっ
てきている。これに伴い、半導体デバイスの表面は、必
ずしも平坦ではなくなってきている。半導体デバイスの
表面に於ける段差の存在は、配線の段切れ、局所的な抵
抗の増大などを招き、断線や電気容量の低下をもたら
す。また、絶縁膜では耐電圧劣化やリークの発生にもつ
ながる。

【０００３】一方、半導体集積回路の高集積化、微細化
に伴って、光リソグラフィに用いられる半導体露光装置
の光源波長は、短くなり、半導体露光装置の投影レンズ
の開口数、いわゆるＮＡは、大きくなってきている。こ
れにより、半導体露光装置の投影レンズの焦点深度は、
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の表
面の平坦化が要求されている。

【０００４】具体的に示すと、半導体製造プロセスにお
いては、図５（ａ）、（ｂ）に示すような平坦化技術が
必須になってきている。図５（ａ）、（ｂ）は、半導体
製造プロセスにおける平坦化技術の概念図であり、半導
体デバイスの断面図である。図５（ａ）、（ｂ）におい
て、２１はシリコンウエハ、２２はＳｉＯ₂からなる層
間絶縁膜、２３はＡｌからなる金属膜、２４は半導体デ
バイスである。

【０００５】図５（ａ）は半導体デバイスの表面の層間
絶縁膜２２を平坦化する例である。図５（ｂ）は半導体
デバイスの表面の金属膜２３を研磨し、いわゆるダマシ
ン（damascene）を形成する例である。このような半導
体デバイスの表面を平坦化する方法としては、化学的機
械的研磨（Chemical Mechanical Polishing又はChemica
l Mechanical Planarization、以下ではＣＭＰと称す）
技術が広く行われている。現在、ＣＭＰ技術はシリコン
ウエハの全面を平坦化できる唯一の方法である。

【０００６】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６に示すようなＣＭＰ装置を用いて
行われている。図６において、１３１は研磨部材、１３
２は研磨対象物保持具、１３３は研磨対象物（シリコン
ウエハ）、１３４は研磨剤供給部、１３５は研磨剤であ
る。研磨部材１３１は、研磨定盤１３６の上に研磨体１
３７を張り付けたものである。研磨体としては、シート
状の発泡ポリウレタンが多く用いられている。

【０００７】研磨対象物１３３は研磨対象物保持具１３
２により保持され、回転させながら揺動して、研磨部材
１３１の研磨体１３７に所定の圧力で押し付けられる。
研磨部材１３１も回転させ、研磨対象物１３３の間で相
対運動を行わせる。この状態で、研磨剤１３５は研磨剤
供給部１３４から研磨体１３７上に供給され、研磨剤１
３５は研磨体１３７上で拡散し、研磨部材１３１と研磨
対象物１３３の相対運動に伴って研磨体１３７と研磨対
象物１３３の間に入り込み、研磨対象物１３３の研磨面
を研磨する。即ち、研磨部材１３１と研磨対象物１３３
の相対運動による機械的研磨と、研磨剤１３５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。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、研磨体とし
ては発泡ポリウレタンよりなるシート状の研磨布、いわ
ゆる研磨パッドが多く用いられてきた。従来の研磨パッ
ドは、粘着材により研磨定盤に張り付ける構造となって
いる。しかしながら、粘着材には製造時に厚みむらがあ
る他、研磨パッドを研磨定盤へ張り付ける際の押さえつ
け方により、粘着材部に厚みむらが生じる。加えて、研
磨定盤への張り付けに際しては、研磨パッドがしわにな
らないように粘着材部に空気をはらまないように注意が
必要であり、張り付け作業は、熟練を要する。このよう
な研磨パッドの固定状態のばらつきは、研磨特性のばら
つきにつながるという問題がある。

【０００９】また、使用済みの研磨パッドの交換時に
は、研磨定盤上に張り付けられた研磨パッドを、粘着材
の粘着力に抗して剥ぎ取る必要があり、作業の煩わしさ
があるという問題がある。加えて、使用途中での研磨パ
ッドの交換、再使用は不可能であるという問題がある。
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、粘
着材を用いないで研磨体（研磨パッド）を研磨定盤に固
定する機能を有する研磨装置及び研磨部材を提供するこ
とを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る第１の態様による研磨装置は、研磨部
材と研磨対象物の間に研磨剤を介在させた状態で、該研
磨部材と該研磨対象物を相対移動させることにより、前
記研磨対象物を研磨する研磨装置において、前記研磨部
材は、研磨体と、該研磨体が直接形成されている研磨体
支持体と、該研磨体支持体を着脱する固定機構を備えて
いる研磨定盤と、を有する（請求項１）。

【００１１】第１の態様による研磨装置によれば、粘着
材を用いることなく、研磨体を研磨定盤に固定できる研
磨装置を提供できる。このため、従来に比べて研磨体の
交換を容易に行うことができるので、研磨体を交換する
ために研磨装置を停止させる時間が短くて済むので、本
発明に係る研磨装置の稼働率が向上し、製造費用を低減
することができるという効果がある。また、研磨体が研
磨体支持体に直接形成されているので、研磨体を研磨体
支持体に粘着材で張り付ける場合に生じるしわ等が発生
せず、研磨特性のばらつきが小さい。これにより、半導
体製造プロセスの歩留まりが向上し、製造費用を低減す
ることができるという効果がある。

【００１２】また、本発明に係る第２の態様による研磨
装置では、第１の態様による研磨装置において、前記研
磨体は、高分子樹脂であることが好ましい（請求項
２）。これにより、高分子樹脂の研磨体を研磨部材に用
いた場合でも、従来に比べて研磨体の交換を容易に行う
ことができる。また、本発明に係る第３の態様による研
磨装置では、第２の態様による研磨装置において、前記
高分子樹脂の接着性により、前記研磨体が前記研磨体支
持体に直接形成されていることが好ましい（請求項
３）。これにより、研磨体を研磨体支持体に直接形成す
ることを容易に行うことができる。

【００１３】また、本発明に係る第４の態様による研磨
装置では、第２または３の態様による研磨装置におい
て、前記高分子樹脂は、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、
アクリル樹脂、またはポリエステル樹脂であることが好
ましい（請求項４）。これにより、エポキシ樹脂、ウレ
タン樹脂、アクリル樹脂、またはポリエステル樹脂の研
磨体を研磨部材に用いた場合でも、従来に比べて研磨体
の交換を容易に行うことができる。

【００１４】本発明に係る第５の態様による研磨装置
は、研磨部材と研磨対象物の間に研磨剤を介在させた状
態で、該研磨部材と該研磨対象物を相対移動させること
により、前記研磨対象物を研磨する研磨装置において、
前記研磨部材は、研磨体と、該研磨体を着脱する固定機
構を備えている研磨定盤と、を有する（請求項５）。本
発明に係る第５の態様による研磨装置によれば、粘着材
を用いることなく、研磨体を研磨定盤に固定できる研磨
装置を提供できる。これにより、従来に比べて研磨体の
交換を容易に行うことができるので、研磨体を交換する
ために研磨装置を停止させる時間が短くて済むため、本
発明に係る研磨装置の稼働率が向上し、製造費用を低減
することができるという効果がある。

【００１５】また、本発明に係る第６の態様による研磨
装置では、第５の態様による研磨装置において、前記研
磨体は、無発泡性の高分子樹脂であることが好ましい
（請求項６）。これにより、無発泡性の高分子樹脂の研
磨体を研磨部材に用いた場合でも、従来に比べて研磨体
の交換を容易に行うことができる。また、本発明に係る
第７の態様による研磨装置は、第５の態様による研磨装
置において、前記研磨体は、発泡性の高分子樹脂である
ことが好ましい（請求項７）。これにより、発泡性の高
分子樹脂の研磨体を研磨部材に用いた場合でも、従来に
比べて研磨体の交換を容易に行うことができる。

【００１６】また、本発明に係る第８の態様による研磨
装置では、第６または７の態様による研磨装置におい
て、前記高分子樹脂は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、
ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、塩ビ樹脂、ポリ
エステル樹脂、ウレタン樹脂、またはフッ素樹脂である
ことが好ましい（請求項８）。これにより、エポキシ樹
脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹
脂、塩ビ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、また
はフッ素樹脂の研磨体を研磨部材に用いた場合でも、従
来に比べて研磨体の交換を容易に行うことができる。

【００１７】また、本発明に係る第９の態様による研磨
装置では、第１から４のいずれかの態様による研磨装置
において、前記固定機構は、磁気引力を発生する機構で
あり、前記研磨体支持体は、前記磁気引力により前記研
磨定盤に固定されることが好ましい（請求項９）。これ
により、研磨体の交換を容易に行うことができる。ま
た、本発明に係る第１０の態様による研磨装置は、第９
の態様による研磨装置において、前記磁気引力を発生す
る機構は、前記研磨定盤内に設置された磁石と、前記研
磨定盤内で前記磁石を上下動させる移動装置と、を有し
て構成されることが好ましい（請求項１０）。これによ
り、研磨体の交換を容易に行うことができる。

【００１８】また、本発明に係る第１１の態様による研
磨装置では、第１、２、３、４、５、６、８のいずれか
態様による研磨装置において、前記固定機構は、真空吸
着力を発生する機構であり、前記研磨体支持体もしくは
前記研磨体は、前記真空吸着力により前記研磨定盤に固
定されることが好ましい（請求項１１）。これにより、
研磨体の交換を容易に行うことができる。

【００１９】また、本発明に係る第１２の態様による研
磨装置では、第１から８のいずれか態様による研磨装置
において、前記固定機構は、静電引力を発生する機構で
あり、前記研磨体支持体もしくは前記研磨体は、前記静
電引力により前記研磨定盤に固定されることが好ましい
（請求項１２）。これにより、研磨体の交換を容易に行
うことができる。

【００２０】また、本発明に係る第１３の態様による研
磨装置では、第１、２、３、４、９、１０、１１、１２
のいずれか態様による研磨装置において、記研磨体支持
体は、磁性体であることが好ましい（請求項１３）。こ
れにより、研磨体の交換を容易に行うことができる。ま
た、本発明に係る第１４の態様による研磨装置では、第
１、２、３、４、１１、１２のいずれか態様による研磨
装置において、前記研磨体支持体は、金属、セラミック
スまたは樹脂であることが好ましい（請求項１４）。こ
れにより、研磨体の交換を容易に行うことができる。

【００２１】本発明に係る第１５の態様による研磨部材
は、研磨体と、該研磨体が直接形成されている研磨体支
持体と、を有し、前記研磨体は高分子樹脂であり、該高
分子樹脂の接着性により、前記研磨体が前記研磨体支持
体に直接形成されていることが好ましい（請求項１
５）。本発明に係る第１５の態様による研磨部材によれ
ば、研磨体が研磨体支持体に直接形成されているので、
研磨体を研磨体支持体に粘着材で張り付ける場合に生じ
るしわ等が発生せず、研磨特性のばらつきが小さい。こ
れにより、半導体製造プロセスの歩留まりが向上し、製
造費用を低減することができるという効果がある。

【００２２】また、本発明に係る第１６の態様による研
磨装置では、第１５の態様による研磨部材において、前
記高分子樹脂は、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリ
ル樹脂、またはポリエステル樹脂であることが好ましい
（請求項１６）。これにより、エポキシ樹脂、ウレタン
樹脂、アクリル樹脂、またはポリエステル樹脂を研磨体
に用いた場合でも、従来に比べて研磨体の交換を容易に
行うことができる。

【００２３】また、本発明に係る第１７の態様による研
磨装置では、第１５または１６の態様による研磨部材に
おいて、前記研磨体支持体は、磁性体、金属、セラミッ
クスまたは樹脂であることが好ましい（請求項１７）。
これにより、研磨体の交換を容易に行うことができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明の実施の
形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係る研磨
部材の断面図である。研磨部材は、研磨体１１、研磨体
支持体１２、研磨定盤１３から構成されている。研磨体
１１は研磨体支持体１２に直接形成されている。研磨定
盤１３の内部には研磨体支持体１２を着脱する固定機構
１４が設けられている。固定機構１４は、例えば、磁気
引力を発生する機構、真空吸着力を発生させる機構、ま
たは静電引力を発生させる機構である。

【００２５】本発明に係る研磨部材は、固定機構に粘着
材を用いておらず、研磨体支持体の着脱を容易に行うこ
とができる。これにより、従来に比べて研磨体である研
磨パッドの交換を容易に行うことができるので、研磨パ
ッドを交換するために研磨装置を停止させる時間が短く
て済むため、本発明に係る研磨装置の稼働率が向上し、
製造費用を低減することができるという効果がある。ま
た、研磨体が研磨体支持体に直接形成されているので、
研磨体を研磨体支持体に粘着材で張り付ける場合に生じ
る粘着材部の厚みむらや研磨体のしわ等が発生せず、研
磨特性のばらつきが小さい。これにより、半導体製造プ
ロセスの歩留まりが向上し、製造費用を低減することが
できるという効果がある。

【００２６】また、研磨定盤１３の内部に設けられた研
磨体支持体１２を固定する固定機構１４が真空吸着力を
発生させる機構である場合、研磨体に無発泡性の高分子
樹脂を用いれば、研磨体を研磨体支持体に直接形成せず
に、研磨体単体で固定することができる。この場合も固
定機構に粘着材を用いておらず、研磨体の着脱を容易に
行うことができる。

【００２７】また、研磨定盤１３の内部に設けられた研
磨体支持体１２を固定する固定機構１４が静電引力を発
生させる機構である場合、研磨体に無発泡性の高分子樹
脂または発泡性の高分子樹脂を用いれば、研磨体を研磨
体支持体に直接形成せずに、研磨体単体で固定すること
ができる。この場合も固定機構に粘着材を用いておら
ず、研磨体の着脱を容易に行うことができる。

【００２８】以下、本発明の実施の形態を、実施例を参
照しながら説明する。

【００２９】

【実施例】［実施例１］実施例１において、図１の研磨
定盤１３の内部に設けられた研磨体支持体１２を着脱す
る固定機構１４は、磁気引力を発生する機構である。図
２（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施例１に係る研磨部材
の製造工程及び概略構成を示す断面図である。

【００３０】図２（ａ）に示すように、厚さ０.２mmの
磁性体（例えば、ＳＵＳ４１０）の薄板からなる、φ８
００mm、高さ４mmのカップ状の研磨体支持体１２の周辺
に、耐熱テープ１５を貼った容器を準備する。研磨体支
持体１２がカップ状になっているのは、カップ状になっ
ている端の部分に耐熱テープ１５を貼るためである。こ
のため、研磨体支持体１２の厚さが薄い場合は、粘着テ
ープを貼るために端がカップ状になっていることが好ま
しい。

【００３１】次に、図２（ｂ）に示すようにエポキシ樹
脂の主剤及び硬化剤からなる樹脂混合物を研磨体支持体
１２上に流し込み、その後、研磨体支持体１２を恒温槽
に入れて一定温度で加熱硬化させ研磨体１１であるエポ
キシ樹脂を形成する。エポキシ樹脂は接着性を有してい
るため、硬化する際に研磨体支持体１２に直接形成され
る。

【００３２】次に、図２（ｃ）に示すように耐熱テープ
１５を剥離した後、溝加工用バイト１６を用いて硬化し
たエポキシ樹脂の表面に旋盤加工で溝を形成する。そし
て、溝構造を有する研磨体である研磨パッドを作製する
（図２（ｄ））。研磨定盤１３は、内部に磁石１７が設
置されている。その磁石１７は研磨定盤の外部に設けら
れたレバー（不図示）に連結した、移動装置（不図示）
に取り付けられており、レバーの操作で磁石１７が上下
動して、研磨定盤の表面に近づいたり、研磨定盤の表面
から離れたりする。そして、図２（ｅ）に示すように研
磨体１１が直接形成された研磨体支持体１２を研磨定盤
１３の上に載せ、研磨定盤内部の磁石１７を研磨定盤表
面に近づけ、磁気引力で研磨支持体１２を研磨定盤１３
に固定する。このように実施例１では研磨定盤内部の磁
石１７及び磁石１７を上下動させる移動装置（不図示）
が磁気引力を発生する機構である。

【００３３】上記の実施例１の研磨部材を図３に示す研
磨装置に取り付ける。図３は本発明の実施例１に係る研
磨装置の概略構成図である。実施例１に係る研磨装置
は、研磨部材の部分が異なるだけで、他の部分は、前述
した従来のＣＭＰ装置（図６）と同様の構成をしてい
る。３１は研磨部材、３２は研磨対象物保持具、３３は
研磨対象物、３４は研磨剤供給部、３５は研磨剤であ
り、研磨部材３１のうち、１３は研磨定盤であり、３７
は研磨体支持体に直接形成された研磨体である。

【００３４】研磨対象物３３は研磨対象物保持具３２
（以下、研磨ヘッドと称す）により保持され、回転させ
ながら揺動して、研磨部材３１の研磨体支持体に直接形
成された研磨体３７に所定の圧力で押し付けられる。研
磨部材３１も回転させ、研磨対象物３３の間で相対運動
を行わせる。この状態で、研磨剤３５は研磨剤供給部３
４から研磨体支持体に直接形成された研磨体上に供給さ
れ、研磨剤３５は研磨体支持体に直接形成された研磨体
上で拡散し、研磨部材３１と研磨対象物３３の相対運動
に伴って研磨体支持体に直接形成された研磨体３７と研
磨対象物３３の間に入り込み、研磨対象物３３の研磨面
を研磨する。

【００３５】研磨対象物を保持する研磨ヘッド３２にバ
ッキング材（不図示）を介し、研磨対象物３３として熱
酸化膜が１μm形成された６インチシリコンウエハを取
り付けた。そして、以下の条件で研磨を行った。研磨ヘ
ッドの回転数：５０rpm、研磨定盤の回転数：５０rpm、
荷重（研磨対象物を研磨体に押しつける圧力）：２５０
g／cm²、揺動幅：３０mm、揺動速度：１５ストローク／
分、研磨時間：２分、使用研磨液：Cabot社製SS２５を
イオン交換水で２倍希釈、研磨液流量：２００ml／分。

【００３６】この結果、２４６nm／分の研磨速度で熱酸
化膜が研磨された。この際、研磨体支持体に直接形成さ
れた研磨体３７の研磨定盤１３からのズレは確認されな
かった。また、取り付け、取り外しによる、研磨体の再
使用が可能であった。実施例１では研磨体である研磨パ
ッドの材料に、エポキシ樹脂を用いているが、研磨体支
持体上で硬化する際に接着性を有する高分子樹脂であれ
ば、他の材料を用いることもできる。このような接着性
を有する高分子樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、
アクリル樹脂、及びポリエステル樹脂がある。実施例１
においてはエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹
脂、及びポリエステル樹脂は、無発泡性、発泡性のどち
らでも良い。

【００３７】［実施例２］実施例２において、図１の研
磨定盤１３の内部に設けられた研磨体支持体１２を固定
する固定機構１４は、真空吸着力を発生する機構であ
る。図４は、本発明の実施例２に係る研磨部材の概略構
成を示す断面図である。実施例２は、実施例１と異な
り、研磨定盤１３に固定されているのは研磨体１１だけ
であり、研磨体支持体は無い。さらに、研磨体１１は研
磨定盤１３に直接形成されてはいない。研磨体１１は無
発泡性のエポキシ樹脂である。研磨定盤１３の上面には
孔５１が設けられており、孔５１は真空吸着用配管５２
を介して真空ポンプ（不図示）に接続している。これに
より、研磨体１１は研磨定盤１３に真空吸着される。

【００３８】実施例１と同様に実施例２の研磨部材を図
３に示す研磨装置に取り付ける。そして、実施例１と同
様の条件で研磨を行い、その結果、２４６nm／分の研磨
速度で熱酸化膜が研磨された。この際、研磨体１１の研
磨定盤１３からのズレは確認されなかった。また、取り
付け、取り外しによる、研磨体１１の再使用が可能であ
った。

【００３９】実施例２では研磨体である研磨パッドの材
料に、無発泡性のエポキシ樹脂を用いているが、これは
発泡性の高分子樹脂ではうまく真空吸着することができ
ないためであり、無発泡性の高分子樹脂であればエポキ
シ樹脂以外の材料を用いることもできる。それらの無発
泡性の高分子樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ア
クリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、塩
ビ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、及びフッ素
樹脂がある。

【００４０】また、実施例２は研磨体支持体を省いた構
成となっているが、実施例１と同様に研磨体を研磨体支
持体に直接形成したものを用いても良い。この場合、研
磨体支持体の材料としては磁性体、金属、樹脂、セラミ
ックス等を用いることができる。そして、研磨体として
は、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹
脂、及びポリエステル樹脂を用いることができ、これら
の高分子樹脂は、無発泡性、発泡性のどちらでも良い。

【００４１】［実施例３］実施例３において、図１の研
磨定盤１３の内部に設けられた研磨体支持体１２を固定
する固定機構１４は、静電引力を発生する機構である。
実施例３においては、研磨定盤は、研磨定盤上に設けら
れた２個の電極と、これらの電極を覆う絶縁層を有して
いる（不図示）。そして、研磨定盤上に研磨体を載せ
る。研磨体の材料は、エポキシ樹脂である。そして、電
源により２個の電極のそれぞれに負の電圧及び正の電圧
を印加する。このような電圧の印加により、絶縁層を挟
んで、それぞれの電極と研磨体の間に電位差を生じ、静
電気力等により研磨体が研磨定盤に吸着される。

【００４２】実施例１と同様に実施例３の研磨部材を図
３に示す研磨装置に取り付ける。そして、実施例１と同
様の条件で研磨を行い、その結果、２４６nm／分の研磨
速度で熱酸化膜が研磨された。この際、研磨体の研磨定
盤からのズレは確認されなかった。また、取り付け、取
り外しによる、研磨体の再使用が可能であった。実施例
３では研磨体である研磨パッドの材料に、エポキシ樹脂
を用いているが、他の材料を用いることができ、例え
ば、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹
脂、塩ビ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、及び
フッ素樹脂でも良い。そして、これらの高分子樹脂は、
無発泡性、発泡性のどちらでも良い。

【００４３】また、実施例３は研磨体支持体を省いた構
成となっているが、実施例１と同様に研磨体を研磨体支
持体に直接形成したものを用いても良い。その場合、研
磨体支持体の材料としては磁性体、金属、樹脂、セラミ
ックス等を用いることができる。その場合は、研磨体と
しては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリ
ル樹脂、及びポリエステル樹脂を用いることができ、こ
れらの高分子樹脂は、無発泡性、発泡性のどちらでも良
い。

【００４４】以上の実施例１、実施例２及び実施例３で
は、研磨体を研磨体支持体に直接形成したものを用いる
場合、研磨体の材料として接着性を有する高分子樹脂に
限定した。しかし、接着性を有しない高分子樹脂でも粘
着材を介して研磨体を研磨体支持体に張り付けることに
より、研磨部材として用いることができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、研
磨体が研磨体支持体に直接形成され、研磨定盤が研磨体
支持体を着脱する固定機構を有することにより、粘着材
を用いることなく、研磨体を研磨定盤に固定できる研磨
装置及び研磨部材を提供できる。これにより、従来に比
べて研磨体の交換を容易に行うことができるので、研磨
装置を交換のために停止させる時間が短くて済むため、
本発明に係る研磨装置の稼働率が向上し、製造費用を低
減することができるという効果がある。

【００４６】また、研磨体が研磨体支持体に直接形成さ
れているので、研磨体を研磨体支持体に粘着材で張り付
ける場合に生じる粘着材のむらや研磨体のしわ等が発生
せず、研磨特性のばらつきが小さい。これにより、半導
体製造プロセスの歩留まりが向上し、製造費用を低減す
ることができるという効果がある。また、固定機構に真
空吸着力を発生する機構を用いた場合は、研磨体に無発
泡性の高分子樹脂を用いることにより、研磨体のみで研
磨体支持体を省くことができ、部品点数を減らすことが
できる。

【００４７】また、固定機構に静電引力を発生する機構
を用いた場合は、研磨体のみで研磨体支持体を省くこと
ができ、部品点数を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る研磨部材の断面図で
ある。

【図２】本発明の実施例１に係る研磨部材の製造工程及
び概略構成を示す断面図である。

【図３】本発明の実施例１に係る研磨装置の概略構成図
である。

【図４】本発明による実施例２に係る研磨部材の概略構
成を示す断面図である。

【図５】半導体製造プロセスにおける平坦化技術の概念
図であり、半導体デバイスの断面図である。図５（ａ）
は半導体デバイスの表面の層間絶縁膜を平坦化する例で
ある。図５（ｂ）は半導体デバイスの表面の金属膜を研
磨し、いわゆるダマシン（damascene）を形成する例で
ある。

【図６】従来のＣＭＰ装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１１、１３７・・・研磨体 １２・・・研磨体支持体 １３、１３６・・・研磨定盤 １４・・・研磨体支持体を着脱する固定機構 １５・・・耐熱テープ １６・・・溝加工用バイト １７・・・磁石 ２１・・・シリコンウエハ ２２・・・ＳｉＯ₂からなる層間絶縁膜 ２３・・・Ａｌからなる金属膜 ２４・・・半導体デバイス ３１、１３１・・・研磨部材 ３２、１３２・・・研磨対象物保持具(研磨ヘッド) ３３、１３３・・・研磨対象物(シリコンウエハ) ３４、１３４・・・研磨剤供給部 ３５、１３５・・・研磨剤 ３７・・・研磨体支持体に直接形成された研磨体 ５１・・・孔 ５２・・・真空吸着用配管

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】研磨部材と研磨対象物の間に研磨剤を介在
   させた状態で、該研磨部材と該研磨対象物を相対移動さ
   せることにより、前記研磨対象物を研磨する研磨装置に
   おいて、 前記研磨部材は、 研磨体と、 該研磨体が直接形成されている研磨体支持体と、 該研磨体支持体を着脱する固定機構を備えている研磨定
   盤と、を有することを特徴とする研磨装置。
2. 【請求項２】前記研磨体は、高分子樹脂であることを特
   徴とする請求項１に記載の研磨装置。
3. 【請求項３】前記高分子樹脂の接着性により、前記研磨
   体が前記研磨体支持体に直接形成されていることを特徴
   とする請求項２に記載の研磨装置。
4. 【請求項４】前記高分子樹脂は、エポキシ樹脂、ウレタ
   ン樹脂、アクリル樹脂、またはポリエステル樹脂である
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の研磨装置。
5. 【請求項５】研磨部材と研磨対象物の間に研磨剤を介在
   させた状態で、該研磨部材と該研磨対象物を相対移動さ
   せることにより、前記研磨対象物を研磨する研磨装置に
   おいて、 前記研磨部材は、 研磨体と、 該研磨体を着脱する固定機構を備えている研磨定盤と、
   を有することを特徴とする研磨装置。
6. 【請求項６】前記研磨体は、無発泡性の高分子樹脂であ
   ることを特徴とする請求項５に記載の研磨装置。
7. 【請求項７】前記研磨体は、発泡性の高分子樹脂である
   ことを特徴とする請求項５に記載の研磨装置。
8. 【請求項８】前記高分子樹脂は、エポキシ樹脂、アクリ
   ル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、塩ビ樹
   脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、またはフッ素樹
   脂であることを特徴とする請求項６または７に記載の研
   磨装置。
9. 【請求項９】前記固定機構は、磁気引力を発生する機構
   であり、 前記研磨体支持体は、前記磁気引力により前記研磨定盤
   に固定されることを特徴とする請求項１から４のいずれ
   かに記載の研磨装置。
10. 【請求項１０】前記磁気引力を発生する機構は、 前記研磨定盤内に設置された磁石と、 前記研磨定盤内で前記磁石を上下動させる移動装置と、
    を有して構成されることを特徴とする請求項９に記載の
    研磨装置。
11. 【請求項１１】前記固定機構は、真空吸着力を発生する
    機構であり、 前記研磨体支持体もしくは前記研磨体は、前記真空吸着
    力により前記研磨定盤に固定されることを特徴とする請
    求項１、２、３、４、５、６、８のいずれかに記載の研
    磨装置。
12. 【請求項１２】前記固定機構は、静電引力を発生する機
    構であり、 前記研磨体支持体もしくは前記研磨体は、前記静電引力
    により前記研磨定盤に固定されることを特徴とする請求
    項１から８のいずれかに記載の研磨装置。
13. 【請求項１３】記研磨体支持体は、磁性体であること特
    徴とする請求項１、２、３、４、９、１０、１１、１２
    のいずれかに記載の研磨装置。
14. 【請求項１４】前記研磨体支持体は、金属、セラミック
    スまたは樹脂であること特徴とする請求項１、２、３、
    ４、１１、１２のいずれかに記載の研磨装置。
15. 【請求項１５】研磨体と、 該研磨体が直接形成されている研磨体支持体と、を有
    し、 前記研磨体は高分子樹脂であり、 該高分子樹脂の接着性により、前記研磨体が前記研磨体
    支持体に直接形成されていることを特徴とする研磨部
    材。
16. 【請求項１６】前記高分子樹脂は、エポキシ樹脂、ウレ
    タン樹脂、アクリル樹脂、またはポリエステル樹脂であ
    ることを特徴とする請求項１５に記載の研磨部材。
17. 【請求項１７】前記研磨体支持体は、磁性体、金属、セ
    ラミックスまたは樹脂であることを特徴とする請求項１
    ５または１６に記載の研磨部材。