JP2001079755A - Abrasive body and polishing method - Google Patents

Abrasive body and polishing method

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JP2001079755A JP25494199A JP25494199A JP2001079755A JP 2001079755 A JP2001079755 A JP 2001079755A JP 25494199 A JP25494199 A JP 25494199A JP 25494199 A JP25494199 A JP 25494199A JP 2001079755 A JP2001079755 A JP 2001079755A
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Tatsuya Chiga
Akira Ishikawa
達也 千賀
彰 石川
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Nikon Corp
株式会社ニコン
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve polishing characteristics such as homogeneity and flatness by forming many different kinds of irregular structures periodically or nonperiodically on the surface of an abrasive. SOLUTION: The pressure per unit area applied to an abrasive body is small in the region where the width of the lugs of the irregular structure of the abrasive body is wide, and the deformation quantity of the abrasive body caused by the pressure is small. The pressure per unit area applied to the abrasive body is large in the region where the width of the lugs of the irregular structure of the abrasive body is narrow, and the deformation quantity of the abrasive body caused by the pressure is large. The portion where the width of the lugs of the irregular structure of the abrasive body is wide functions in the same way as the hard abrasive body and selectively polishes the lugs of the irregular pattern on a silicon wafer when polishing the irregular pattern, and homogeneity is improved. The portion where the width of the lugs of the irregular structure of the abrasive body is narrow functions in the same way as the soft abrasive body and polishes the lugs by following the warp of the silicon wafer or film thickness irregularities at film formation, and flatness is improved.

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】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に用いる研磨体及び研磨方法に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a polishing body and a polishing method used in the preferred polishing device for use for example in the flattening polishing of semiconductor devices to be implemented in the process of manufacturing a semiconductor device such as a ULSI .

【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は、増加し複雑になってきている。 Higher integration of semiconductor integrated circuits, with miniaturization, a process of semiconductor manufacturing process, increasing and becoming complicated. 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。 Accordingly, the surface of the semiconductor devices have become not necessarily flat. 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。 The presence of in step on the surface of the semiconductor device, disconnection of wires, leads etc. increase in local resistance, resulting in deterioration of disconnection or electrical capacitance. 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。 Further, also lead to the occurrence of withstand voltage deterioration and leakage in insulating films.

【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。 On the other hand, high integration of a semiconductor integrated circuit, with the miniaturization, light source wavelength of semiconductor exposure apparatuses used in photolithography becomes shorter, the numerical aperture of the projection lens of a semiconductor exposure device, a so-called NA is greater It has become to. これにより、半導体露光装置の投影レンズの焦点深度は、 Thus, the depth of focus of the projection lens of the semiconductor exposure apparatus,
実質的に浅くなってきている。 It has been substantially shallower. 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。 To accommodate the depth of focus becomes shallow, the flattening of the semiconductor device surface is required than ever.

【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。 [0004] More specifically shown, in the semiconductor manufacturing process, FIG. 5 (a), it is becoming essential planarization technique as shown in (b). 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。 Figure 5 (a), (b) is a conceptual view of a planarization technique in a semiconductor manufacturing process, a cross-sectional view of a semiconductor device. 図5(a)、(b)において、21はシリコンウエハ、22はSiO 2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。 In FIG. 5 (a), (b) , 21 is a silicon wafer, an interlayer insulating film made of SiO 2 is 22, a metal film made of Al is 23, 24 is a semiconductor device.

【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。 [0005] FIG. 5 (a) is an example of planarization of the interlayer insulation film 22 on the surface of the semiconductor device. 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。 FIG. 5 (b) polishing the metal film 23 on the surface of the semiconductor device, an example of forming a so-called Damascene (damascene). 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またはChemi The surface of such a semiconductor device as a method of planarizing is a chemical mechanical polishing (Chemical Mechanical Polishing or Chemi
cal Mechanical Planarization、以下ではCMPと称す)技術が広く行われている。 cal Mechanical Planarization, referred to as CMP in the following) technique is widely used. 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。 Currently, CMP technique is the only method that can planarize the entire surface of the silicon wafer.

【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。 [0006] CMP has been developed based on mirror polishing method of a silicon wafer, is performed using the CMP apparatus shown in FIG. 図6において、131は研磨部材、13 6, 131 polishing member, 13
2は研磨対象物保持部(以下、研磨ヘッドと称する)、 2 polishing object holding unit (hereinafter, referred to as the polishing head),
133は研磨対象物であるシリコンウエハ、134は研磨剤供給部、135は研磨剤である。 133 silicon wafer to be polished was 134 slurry supply unit 135 is abrasive. 研磨部材131 Polishing member 131
は、研磨定盤136の上に研磨体137を張り付けたものである。 It is obtained stuck abrasive material 137 on the polishing table 136. 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。 The polishing body, a sheet-shaped foamed polyurethane is widely used.

【0007】研磨対象物133は研磨ヘッド132により保持され、回転させながら揺動して、研磨部材131 [0007] polishing object 133 held by the polishing head 132, swings while rotating polishing member 131
の研磨体137に所定の圧力で押し付けられる。 The polishing body 137 is pressed with a predetermined pressure. 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。 Polishing member 131 is rotated, causing relative motion between the polishing object 133. 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135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1 In this state, the abrasive 135 is supplied onto the polishing body 137 from the polishing agent supply part 134, the abrasive 135 is diffused on the polishing body 137, the polishing body with the relative motion of the polishing member 131 and the polishing object 133 137 and the object to be polished 1
33の間に入り込み、研磨対象物133の研磨面を研磨する。 33 enters between the, polishing the polished surface of a polishing object 133. 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。 That is, the mechanical polishing by the relative motion of the polishing member 131 and the polishing object 133, the chemical action of the polishing agent 135 is good polishing is performed act synergistically.

【0008】このように研磨されたシリコンウエハ(研磨対象物)については、均一性及び平坦性という研磨特性が非常に重要である。 [0008] The thus polished silicon wafer (polishing object), the polishing characteristics of uniformity and flatness is very important. 均一性は、シリコンウエハの全領域において研磨が均一に行われているかを評価するものである。 Uniformity is to evaluate whether the abrasive in the entire region of the silicon wafer have been made uniform. そして、研磨後のシリコンウエハの研磨面の研磨量プロファイルを測定し、均一性は、一般的に以下の式で求められる。 Then, the polishing amount profile of the polishing surface of the silicon wafer after polishing was measured, uniformity is generally determined by the following equation.

【0009】均一性(%)=(RA−RI)/(RA+ [0009] uniformity (%) = (RA-RI) / (RA +
RI)×100 ここで、RAは測定した研磨量プロファイルでの最大研磨量、RIは測定した研磨量プロファイルでの最小研磨量である。 Here RI) × 100, the maximum polishing amount of polishing amount profile RA is measured, the minimum amount of polishing in polishing amount profile RI was measured. 上式から得られる均一性の値は、より小さいほど特性が良い。 Uniformity value obtained from the above equation, the characteristic is better smaller. 即ち、最大研磨量と最小研磨量の差が少ないものほど、シリコンウエハの全領域における研磨の均一性は、良いということである。 That, as those difference between the maximum polishing amount and the minimum polishing amount is small, the uniformity of polishing in the entire region of the silicon wafer is that good.

【0010】平坦性は、凹凸パターンを有するシリコンウエハを研磨した時の、凹凸パターンの残留段差の大きさを示すものである。 [0010] flatness, illustrates when polishing a silicon wafer having a patterned, the magnitude of the residual step of the concavo-convex pattern. つまり、平坦性は凹凸パターンを有するシリコンウエハで、研磨によりどれだけ凸部が選択的に研磨され、研磨後の凹凸パターンの残留段差が少なくなるかを示すものである。 That is, the flatness of a silicon wafer having a patterned, how the convex portion is polished selectively by polishing, showing how residual stepped convex pattern after polishing is reduced. 平坦性は、その値が小さいほど特性が良い。 Flatness, characteristics a smaller value is better.

【0011】均一性及び平坦性の両研磨特性は、研磨体の弾性率に非常に大きな影響を受ける。 [0011] Both polishing characteristics of uniformity and flatness, largely influenced the elastic modulus of the polishing body. 研磨体は、弾性率の大きさにより、弾性率が小さい軟質研磨体及び弾性率が大きい硬質研磨体に分けられる。 Abrasive bodies, the size of the modulus of elasticity, soft abrasive body and the elastic modulus elastic modulus less is divided into large hard abrasive body. 弾性率が小さい軟質研磨体の場合、シリコンウエハに圧力をかけた際に研磨体の表面がシリコンウエハのそりに対して密着性が非常に高く、シリコンウエハの全面にわたって、均一性は非常に良くなる。 If the elastic modulus of less soft abrasive member, the surface of the polishing body when pressured to silicon wafers very high adhesion with respect to warping of the silicon wafer, the entire surface of the silicon wafer, uniformity is very good Become. しかし、凹凸パターンを有するシリコンウエハに関しては、研磨体の変形によってシリコンウエハ上の凹凸に研磨体が倣ってしまい、段差が残ったまま研磨が進行するため、平坦性は悪くなる。 However, for a silicon wafer having a patterned, will be uneven polishing of the silicon wafer is patterned after the deformation of the polishing body, the polishing remains stepped remained progresses, flatness becomes worse.

【0012】一方、弾性率が大きい硬質研磨体の場合、 [0012] On the other hand, in the case of a large elastic modulus hard polishing body,
凹凸パターンを有するシリコンウエハに関しては、研磨体の変形が少ないため、凹凸パターンのうちの凸部から順次研磨されることとなり、平坦性は良い。 For the silicon wafer having a patterned, since less deformation of the polishing body, will be sequentially polished convex portion of the concavo-convex pattern, the flatness is good. しかし、シリコンウエハのそりや加圧時の圧力分布がダイレクトに研磨に効いてくるため、均一性は悪くなる。 However, since the pressure distribution of the silicon wafer warpage or pressurized come into play in the polishing directly, uniformity deteriorates. つまり、軟質研磨体及び硬質研磨体のいずれにおいても、均一性の向上及び平坦性の向上は、両立せず、均一性及び平坦性の両者の間にはトレードオフの関係がある。 In other words, in any of the soft abrasive bodies and hard abrasive bodies are also improved uniformity and improved flatness, not both, there is a tradeoff between both uniformity and planarity.

【0013】最近では、この両研磨特性を満足させるため、弾性率の大きい下層及び弾性率の小さい上層の2層を積層した積層構造の研磨体が使用されたり、研磨ヘッドの加圧方式を改良した流体加圧方式の研磨ヘッド等が使われ、均一性の向上及び平坦性の向上の両立を目指している。 [0013] Recently, improvements this order to satisfy both the polishing characteristics, polishing body or used in a laminated structure obtained by laminating two layers of small upper of greater lower and modulus of elasticity, the pressurizing system of the polishing head the polishing head or the like of the fluid pressurizing system is used, and aims to achieve both improvement of the uniformity and improvement of flatness.

【0014】 [0014]

【発明が解決しようとする課題】しかし、積層構造の研磨体では、研磨体自体のばらつきによる研磨特性の違いが大きくなり、半導体製造プロセスから見た場合、不安定要素が大きくなるという問題がある。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, in the polishing body of the laminated structure, the difference in polishing characteristics due to variations in the polishing body itself becomes large, when viewed from the semiconductor manufacturing process, there is a problem that unstable factors increases . また、研磨ヘッドの改良では、研磨ヘッドの構造が非常に複雑になるという問題がある。 Further, the improvement of the polishing head, there is a problem that the structure of the polishing head is very complicated.

【0015】本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、従来の研磨装置においても、均一性及び平坦性がともに優れた特性を示す研磨体及びそれを用いた研磨方法を提供することを目的とする。 [0015] The present invention has been made to solve the above problems, in the conventional polishing apparatus, to provide a polishing body and a polishing method using the same shows the uniformity and flatness is excellent both characteristics and an object thereof.

【0016】 [0016]

【課題を解決するための手段】前記問題を鑑み、本発明者らは研磨体の表面に2種類以上の凹凸構造を形成することにより、均一性及び平坦性ともに優れることを見いだし、本発明に至った。 In view of the above problems SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have found by forming two or more of the concavo-convex structure on the surface of the polishing body, found that excellent in both uniformity and flatness, the present invention led was. 即ち、上記課題を解決するために、本発明に係る研磨体は、研磨体と研磨対象物の間に研磨剤を介在させた状態で、該研磨体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用いる研磨体において、表面に異なる2種類以上の凹凸構造が周期的または非周期的に形成されている(請求項1)。 That is, in order to solve the above problems, a polishing body according to the present invention, in a state in which a polishing agent is interposed between the polishing object and the polishing body, by relatively moving the polishing member and the polishing object a polishing body used in a polishing apparatus for polishing the polishing object, two or more uneven structure different surfaces are formed periodically or aperiodically (claim 1).

【0017】上記研磨体によれば、2種類以上の凹凸構造が形成されているため、凹凸構造により研磨特性のうち、均一性が良い部分及び平坦性が良い部分が共存することなる。 According to the polishing body 2 because the kinds of uneven structure is formed, of the polishing characteristics by uneven structure, uniformity good part and flatness good part coexist. これにより均一性及び平坦性がともに向上する。 Thus uniformity and flatness together improved. また、同種類の前記凹凸構造が形成されている領域内では、前記凹凸構造の凹部及び前記凹凸構造の凸部は、各々2個以上形成されていることが好ましい(請求項2)。 Further, in the area where the same type of the uneven structure is formed, the convex portion of the concave portion and the convex-concave structure of the concavo-convex structure are preferably formed respectively two or more (claim 2). これにより、均一性及び平坦性は、さらに向上する。 Thus, uniformity and flatness is further improved.

【0018】また、前記凹凸構造は、第1の凹凸構造及び第2の凹凸構造の2種類の凹凸構造からなり、前記第1の凹凸構造の凹部及び前記第2の凹凸構造の凹部は、 Moreover, the uneven structure is composed of two types of uneven structure of the first uneven structure and the second concave-concave and the recess of the second uneven structure of the first relief structure,
溝であり、前記第1の凹凸構造の凸部の幅は、前記第2 A groove, the width of the convex portion of the first relief structure, the second
の凹凸構造の凸部の幅の2倍以上である(請求項3)。 It is at least 2 times the width of the convex portion of the concavo-convex structure (claim 3).
これにより、凸部の幅が広い第1の凹凸構造が形成されている研磨体の領域は、硬質研磨体と同等に機能し、凹凸パターンを有する研磨対象物の研磨時に選択的に凹凸パターンの凸部を研磨していくことにより、均一性が向上する。 Thus, the abrasive member first relief structure width of the convex portion is wider is formed region functions equivalent to hard polishing material, the selectively convex pattern during polishing of a polishing object having an uneven pattern by going to polish the convex portion, the uniformity is improved. 一方、凸部の幅が狭い第2の凹凸構造が形成されている研磨体の領域は、軟質研磨体と同等に機能し、 On the other hand, the area of ​​the abrasive member second uneven structure width of the convex portion is narrow is formed functions equivalent to the soft polishing body,
研磨対象物のそりや、研磨対象物表面に形成されている膜の成膜時の膜厚むらに対しても追従して研磨していくことにより、平坦性が向上する。 Warpage or polishing object by going polished to follow even for thickness irregularity at the time of film formation of the film formed on the polished surface of the object is improved flatness.

【0019】また、形状が円であり、かつ同種類の前記凹凸構造が形成されている領域は、同心円状に配置されていることが好ましい(請求項4)。 Further, the shape is a circle, and the area where the same type of the uneven structure is formed, it is preferably arranged concentrically (claim 4). これにより、均一性及び平坦性は、さらに向上する。 Thus, uniformity and flatness is further improved. また、同種類の前記凹凸構造が形成されている領域は、格子状に配置されていることが好ましい(請求項5)。 A region the same type of the uneven structure is formed, it is preferably arranged in a grid pattern (Claim 5). これにより、均一性及び平坦性は、さらに向上する。 Thus, uniformity and flatness is further improved.

【0020】また、表面に前記研磨剤を供給及び排出する溝がさらに形成されていることが好ましい(請求項6)。 Further, it is preferable that a groove for supplying and discharging is further formed the abrasive surface (Claim 6). これにより、研磨剤が研磨対象物の全面に均一に供給されるため、均一性が悪くなったり、摩擦が大きくなり研磨装置の特性の劣化が生じることがない。 Accordingly, the polishing agent is uniformly supplied to the entire surface of the object to be polished, may become poor uniformity, causing no deterioration of the characteristics of friction becomes large and the polishing apparatus. また、 Also,
ビッカース硬度kが、2.5(Kg/mm 2 )<k<30(Kg Vickers hardness k is, 2.5 (Kg / mm 2) <k <30 (Kg
/mm 2 )であることが好ましい(請求項7)。 / Mm 2) is preferably (claim 7). これにより、均一性及び平坦性は、さらに向上する。 Thus, uniformity and flatness is further improved.

【0021】また、表面に前記凹凸構造が形成されている第1の層と、第1の層に積層している第2の層と、から構成され、前記第2の層の弾性率は、前記第1の層の弾性率より大きいことが好ましい(請求項8)。 Further, a first layer being said relief structure formed on the surface, and a second layer which is laminated to the first layer, it is composed of the elastic modulus of the second layer, it is preferably larger than the elastic modulus of the first layer (claim 8). これにより、積層構造の研磨体でも、均一性及び平坦性を向上させることが可能である。 Accordingly, even in the polishing body of the laminated structure, it is possible to improve the uniformity and flatness. さらに、上記課題を解決するために、本発明に係る研磨方法は、研磨体と研磨対象物の間に研磨剤を介在させた状態で、該研磨体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方法において、前記研磨対象物は、半導体デバイスが形成されたシリコンウエハであり、本発明に係る研磨体を用いる(請求項9)。 Furthermore, in order to solve the above problems, a polishing method according to the present invention, in a state in which a polishing agent is interposed between the polishing object and the polishing body, by relatively moving the polishing member and the polishing object a polishing method of polishing the polishing target, the polishing object is a silicon wafer on which a semiconductor device is formed, using a polishing body according to the present invention (claim 9).

【0022】前記研磨方法によれば、研磨体の表面に2 According to the polishing method, 2 to the surface of the polishing body
種類以上の凹凸構造が形成されているため、凹凸構造により研磨特性のうち、均一性が良い部分と、平坦性が良い部分が共存することなる。 Since the kinds of uneven structure is formed, of the polishing characteristics by uneven structure, and the good part uniformity and good parts flatness coexist. これにより、半導体デバイスが形成されたシリコンウエハの研磨方法において、均一性及び平坦性は、ともに向上する。 Thus, in the polishing method of a silicon wafer on which a semiconductor device is formed, uniformity and flatness, together improved.

【0023】 [0023]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照して説明する。 The embodiment of the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 図1(a)、(b)は、本発明の第1の実施の形態に係る研磨体を示す図である。 Figure 1 (a), (b) are diagrams showing a polishing body according to the first embodiment of the present invention. 図1(a)は平面図、図1(b)は図1(a)のA−A'部分の断面図である。 1 (a) is a plan view, FIG. 1 (b) is a sectional view of the A-A 'portion in FIG. 1 (a). 本発明の第1の実施の形態に係る研磨体は、円形をしており、表面に2種類の凹凸構造が形成されている。 Abrasive member according to the first embodiment of the present invention is circular, two uneven structure is formed on the surface. ここでは、2種類の凹凸構造の各々を第1の凹凸構造及び第2の凹凸構造と称する。 Here refers to each of the two types of uneven structure and the first relief structure and the second relief structure. 図1(a)に示すように第1の凹凸構造を有する領域(図1(a)の黒い部分)及び第2の凹凸構造を有する領域(図1(a)の白い部分)は、研磨体の表面に同心円状に配置されている。 Figure 1 region having a first concave-convex structure as shown in (a) (the black part of FIG. 1 (a)) and a region having a second relief structure (the white part of FIG. 1 (a)), the polishing body They are concentrically arranged on the surface of the. 第1の凹凸構造が形成されている領域(図1(a) Region in which the first relief structure is formed (FIGS. 1 (a)
の黒い部分)は、3カ所に配置されていて、第2の凹凸構造が形成されている領域(図1(a)の白い部分) Black part) of is are located in three places, the region in which the second relief structure is formed white part of (FIG. 1 (a))
は、2カ所に配置されている。 They are arranged in two places. 第1の凹凸構造が形成されている領域では、凹部及び凸部は、各々2個以上形成されており、第2の凹凸構造が形成されている領域でも、凹部及び凸部は、各々2個以上形成されている。 In the region where the first concave-convex structure is formed, the recessed portion and the projected portion is respectively formed two or more, even in a region where the second uneven structure is formed, recesses and protrusions are each two It is formed or more. 第1の凹凸構造の凹部及び第2の凹凸構造の凹部は、ともに溝である。 Recess and the recess of the second concave-convex structure of the first relief structure, are both groove. これらの溝は、同心円状もしくは螺旋状に形成されている。 These grooves are formed concentrically or spirally. そして、図1(b)に示すように、第1の凹凸構造の凸部の幅及び第2の凹凸構造の凸部の幅は異なっており、第1の凹凸構造の凸部の幅は、第2の凹凸構造の凸部の幅より広い。 Then, as shown in FIG. 1 (b), and the width of the convex portion width and a second concavo-convex structure of the convex portion of the first relief structure is different, the width of the convex portion of the first relief structure, wider than the width of the convex portion of the second uneven structure.

【0024】図2(a)、(b)は、本発明の第2の実施の形態に係る研磨体を示す図である。 FIG. 2 (a), (b) are diagrams showing a polishing body according to a second embodiment of the present invention. 図2(a)は平面図、図2(b)は図2(a)のB−B'部分の断面図である。 2 (a) is a plan view, FIG. 2 (b) is a sectional view of B-B 'portion of FIG. 2 (a). 本発明の第2の実施の形態に係る研磨体は、円形をしており、表面に2種類の凹凸構造が形成されている。 Abrasive body according to a second embodiment of the present invention is circular, two uneven structure is formed on the surface. ここでは、2種類の凹凸構造の各々を第1の凹凸構造及び第2の凹凸構造と称する。 Here refers to each of the two types of uneven structure and the first relief structure and the second relief structure. 図2(a)に示すように第1の凹凸構造を有する領域(図2(a)の黒い部分)及び第2の凹凸構造を有する領域(図2(a)の白い部分)は、研磨体の表面に格子状に配置されている。 Figure 2 region having a first concave-convex structure as shown in (a) (the black part of FIG. 2 (a)) and the region (the white part of FIG. 2 (a)) having a second relief structure, the polishing body They are arranged in a lattice pattern on the surface of the.
第1の凹凸構造が形成されている領域では、凹部及び凸部は、各々2個以上形成されており、第2の凹凸構造が形成されている領域でも、凹部及び凸部は、各々2個以上形成されている。 In the region where the first concave-convex structure is formed, the recessed portion and the projected portion is respectively formed two or more, even in a region where the second uneven structure is formed, recesses and protrusions are each two It is formed or more. 第1の凹凸構造の凹部及び第2の凹凸構造の凹部は、ともに溝である。 Recess and the recess of the second concave-convex structure of the first relief structure, are both groove. これらの溝は各領域内で図2(a)内の上下方向に沿って直線状に形成されている。 These grooves are formed linearly along the vertical direction in FIGS. 2 (a) in each region. そして、図2(b)に示すように、第1の凹凸構造の凸部の幅と第2の凹凸構造の凸部の幅は異なっており、第1の凹凸構造の凸部の幅は、第2の凹凸構造の凸部の幅より広い。 Then, as shown in FIG. 2 (b), and the width of the convex portion of the first uneven structure and the width of the convex portion of the second concave-convex structures different, the width of the convex portion of the first relief structure, wider than the width of the convex portion of the second uneven structure.

【0025】上記の第1の実施の形態もしくは第2の実施の形態に係る研磨体は、CMP装置に搭載され、シリコンウエハの研磨に用いられる。 The polishing body according to the first embodiment or the second embodiment described above is mounted on a CMP apparatus used for polishing a silicon wafer. ここで、CMP装置について簡単に説明する。 Here it will be briefly described CMP apparatus. CMP装置は、研磨体を張り付けた研磨定盤からなる研磨部材、研磨対象物であるシリコンウエハを保持する研磨対象物保持部(以下、研磨ヘッドと称する)、及び研磨部材の研磨体上に研磨剤を供給する研磨剤供給部、から構成されている。 CMP apparatus, a polishing abrasive member comprising a polishing table having stuck abrasive material, a polishing object holder for holding a silicon wafer as a polishing object (hereinafter, referred to as the polishing head), and on the polishing body of the polishing member and a slurry supply unit, supplies the agent. シリコンウエハが保持されている研磨ヘッドは、回転させながら揺動して、研磨部材の研磨体に所定の圧力で押し付けられる。 Polishing head silicon wafer is held, swings while rotating is pressed with a predetermined pressure to the polishing body of the polishing member. 研磨部材も回転させ、シリコンウエハの間で相対運動を行わせる。 Polishing member is also rotated, causing the relative movement between the silicon wafer. この状態で、研磨剤は研磨剤供給部から研磨体上に供給され、研磨剤は研磨体上で拡散し、研磨部材とシリコンウエハの相対運動に伴って研磨体とシリコンウエハの間に入り込み、シリコンウエハの研磨面が研磨される。 In this state, the polishing agent is supplied onto the polishing body from the polishing agent supply unit, the polishing agent diffuses over the polishing body, enters between the polishing body and the silicon wafer with the relative motion of the polishing member and the silicon wafer, polished surface of the silicon wafer is polished.

【0026】シリコンウエハが保持されている研磨ヘッドに圧力をかけて、研磨定盤上の第1の実施の形態もしくは第2の実施の形態に係る研磨体に所定の圧力で押し付ると、研磨体の凹凸構造の凸部の幅が広い領域では、 [0026] and the silicon wafer by applying pressure to the polishing head held, pressed at a predetermined pressure to the abrasive member according to the first embodiment or the second embodiment of the polishing platen wear, the region width of the convex portion is wide of the concavo-convex structure of the polishing body,
研磨体に加わる単位面積当たりの圧力が小さく、これに伴う研磨体の変形量は、小さい。 Pressure per unit area applied to the polishing body is small, the amount of deformation of the polishing body with this is small. 一方、研磨体の凹凸構造の凸部の幅が狭い領域では、研磨体に加わる単位面積当たりの圧力が大きく、これに伴う研磨体の変形量は、 On the other hand, in the narrow region of the convex portion in the rugged structure of the abrasive body, large pressure per unit area applied to the polishing body, the amount of deformation of the polishing body due to this,
大きい。 large. 即ち、同一の研磨体に見かけ上、硬質研磨体と軟質研磨体が共存していることになる。 That is, apparently the same abrasive body, so that the hard abrasive body and the soft polishing body coexist.

【0027】弾性率が小さい軟質研磨体は、均一性が優れていて、弾性率が大きい硬質研磨体は、平坦性が優れている。 The elastic modulus is less soft abrasive body, uniformity is excellent, hard polishing body is larger modulus, has excellent flatness. この傾向は本発明に係る研磨体でも同様に機能する。 This tendency to work equally well with abrasive member according to the present invention. 即ち、研磨体の凹凸構造の凸部の幅が広い部分は、硬質研磨体と同等に機能し、凹凸パターンの研磨時に選択的にシリコンウエハ上の凹凸パターンの凸部分を研磨していくことにより、均一性が向上する。 That is, the wide portion of the convex portion in the rugged structure of the abrasive body, by function equivalent to a hard abrasive body, will polished selectively convex portion of the concavo-convex pattern on the silicon wafer during polishing of the concavo-convex pattern uniformity is improved. 一方、研磨体の凹凸構造の凸部の幅が狭い部分は、軟質研磨体と同等に機能し、シリコンウエハのそりや、成膜時の膜厚むらに対しても追従して研磨していくことにより、平坦性が向上する。 On the other hand, narrow portion of the convex portion in the rugged structure of the abrasive body functions equivalent to the soft abrasive member, warpage or silicon wafer, gradually polished to follow even for thickness unevenness in film formation it improves the flatness.

【0028】図3(a)、(b)は、本発明の第3の実施の形態に係る研磨体を示す図である。 FIG. 3 (a), (b) are diagrams showing a polishing body according to a third embodiment of the present invention. 図3(a)は平面図、図3(b)は図3(a)のC−C'部分の断面図である。 3 (a) is a plan view, FIG. 3 (b) is a sectional view of C-C 'part in FIG. 3 (a). 本発明の第3の実施の形態に係る研磨体は、本発明の第1の実施の形態に係る研磨体の変形例である。 Abrasive body according to a third embodiment of the present invention is a modification of the abrasive member according to the first embodiment of the present invention.
本発明の第3の実施の形態に係る研磨体が本発明の第1 First polishing body is present invention according to a third embodiment of the present invention
の実施の形態に係る研磨体と異なる部分は、研磨剤を供給及び排出する溝が研磨体の表面に形成されている部分である。 Polishing body portions different according to the embodiment, a portion where the groove for supplying and discharging the polishing agent is formed on the surface of the polishing body. 研磨剤を供給及び排出するため、図3(a)に示すように中心から放射状に直線の溝11が形成されている。 For supplying and discharging the polishing agent, the groove 11 of the straight line from the center radially as shown in FIG. 3 (a) is formed. その他の構成は、第1の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。 The other configuration is the same as in the first embodiment, the description thereof is omitted.

【0029】図4(a)、(b)は、本発明の第4の実施の形態に係る研磨体を示す図である。 FIG. 4 (a), (b) are diagrams showing a polishing body according to a fourth embodiment of the present invention. 図4(a)は平面図、図4(b)は図4(a)のD−D'部分の断面図である。 4 (a) is a plan view, FIG. 4 (b) is a sectional view of D-D 'section in FIGS. 4 (a). 本発明の第4の実施の形態に係る研磨体は、本発明の第2の実施の形態に係る研磨体の変形例である。 Abrasive body according to a fourth embodiment of the present invention is a modification of the abrasive member according to the second embodiment of the present invention.
本発明の第4の実施の形態に係る研磨体が本発明の第2 Second polishing body is present invention according to a fourth embodiment of the present invention
の実施の形態に係る研磨体と異なる部分は、研磨剤を供給及び排出する溝が研磨体の表面に形成されている部分である。 Polishing body portions different according to the embodiment, a portion where the groove for supplying and discharging the polishing agent is formed on the surface of the polishing body. 研磨剤を供給及び排出するため、図4(a)に示すように縦方向に直線の溝12が形成され、横方向に直線の溝13が形成されている。 For supplying and discharging the polishing agent, it is formed straight groove 12 of the longitudinal direction as shown in FIG. 4 (a), the groove 13 of the straight line in the horizontal direction is formed. その他の構成は、第2 Other configurations, the second
の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。 Is the same as in the embodiment, the description thereof is omitted.

【0030】シリコンウエハの研磨においては、研磨剤がシリコンウエハ全面に均一に供給されることが望ましい。 [0030] In the polishing of a silicon wafer, it is desirable that the polishing agent is uniformly supplied to the silicon wafer the entire surface. 均一に供給されない場合には、均一性が悪くなったり、摩擦が大きくなり研磨装置の特性の劣化が生じる場合がある。 If not uniformly supplied may or worse uniformity, the deterioration of the characteristics of friction becomes large and the polishing apparatus caused. 第3の実施の形態及び第4の実施の形態に係る研磨体の研磨剤を供給及び排出する溝は、研磨時に発生する上記の問題が解決されればよく、溝幅、溝形状、 Grooves that supply and discharge an abrasive polishing body according to the third embodiment and the fourth embodiment, it is sufficient to solve the above problems that occur during polishing, the groove width, groove shape,
溝深さについては、いずれの形態についても限定されるものではない。 For groove depth is not limited for any form.

【0031】なお、第1、2、3、及び4の実施の形態に係る研磨体では、2種類の凹凸構造を用いているが、 [0031] In the abrasive member according to the first, second, third, and fourth embodiment uses two kinds of uneven structure,
3種類以上の凹凸構造を用いても良い。 Three or more types of the convex-concave structure may be used. また、第1、 In addition, the first,
2、3、及び4の実施の形態に係る研磨体では、同種類の凹凸構造が形成されている領域内で、凹部の幅及び凸部の幅は、一定であったが、凹部の幅及び凸部の幅が順番に変化していく凹凸構造を用いても良い。 2, 3 and the abrasive member according to the embodiment 4, in the region the same type of relief structure is formed, the width of and the convex portion of the concave portion has a constant width of the recess and the width of the convex portion may be a concave-convex structure will change in sequence.

【0032】また、第1及び3の実施の形態では、第1 Further, in the embodiment of the first and third, first
の凹凸構造を有する領域及び第2の凹凸構造を有する領域は、同心円状に配置されていて、第2及び4の実施の形態では、第1の凹凸構造を有する領域及び第2の凹凸構造を有する領域は、格子状に配置されているが、第1 Region having an area and the second relief structure having a concavo-convex structure is not arranged concentrically, in the embodiment of the second and 4, the regions and the second relief structure has a first relief structure areas with are arranged in a lattice pattern but, first
の凹凸構造を有する領域及び第2の凹凸構造を有する領域は、周期的に配置させても良いし、その他の形態で配置させても良い。 Region having an area and the second relief structure having a concavo-convex structure may be periodically arranged so, it may be arranged in other forms.

【0033】また、第1、2、3、及び4の実施の形態に係る研磨体では、第1の凹凸構造及び第2の凹凸構造の凹部は、溝であるとしたが溝の代わりに孔であっても良い。 Further, the abrasive member according to an embodiment of the first, second, third, and 4, the recess of the first uneven structure and the second relief structure has been that the grooves grooved hole in place of it may be. また、第1、2、3、及び4の実施の形態に係る研磨体では、第1の凹凸構造の凹部の溝は、矩形であり、第2の凹凸構造の凹部の溝は、V字型であるが、これらの溝の形状は、V字型、U字型、矩形、及び台形のいずれでも良い。 Further, the abrasive member according to an embodiment of the first, second, third, and 4, the groove of the recess of the first uneven structure is a rectangular groove of the recess of the second relief structure, V-shaped although, the shape of these grooves, V-shaped, U-shaped, rectangular, and trapezoidal either good.

【0034】また、第1、2、3、及び4の実施の形態に係る研磨体は、弾性率の大きな層との積層構造をしている研磨体についても、同様に適用される。 [0034] The polishing body according to the embodiment of the first, second, third, and 4, for the abrasive member has a stacked structure of a large layer of elastic modulus, are equally applicable. この場合、 in this case,
積層構造をしている研磨体は、表面に凹凸構造が形成されている第1の層、及び第1の層の下面(表面と反対側の面)に積層している第2の層から構成されていて、本発明の効果を得るためには、第2の層の弾性率は、第1 Abrasive member has a laminated structure, composed of a second layer which is laminated on the first layer uneven structure is formed on the surface, and the lower surface of the first layer (surface of the surface opposite) have been, in order to obtain the effect of the present invention, the elastic modulus of the second layer, the first
の層の弾性率より大きいことが好ましい。 It is preferred for greater than the elastic modulus of the layer.

【0035】また、研磨体の表面に溝を形成する方法は、周知の方法、例えば、溝加工用バイトを用いて研磨体の表面を旋盤加工する方法等を用いることができる。 Further, a method of forming a groove on the surface of the abrasive body, well-known methods, for example, it is possible to use a method in which turning the surface of the abrasive body using the groove machining bit.
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。 Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described with reference to examples.

【0036】 [0036]

【実施例】[実施例1]CMP装置の研磨定盤に、第1 EXAMPLES a polishing platen of Example 1] CMP apparatus, first
の実施の形態に係る構造(図1(a))を有し、エポキシ樹脂からなる無発泡性の研磨体を張り付けた。 Structure according to the embodiment has a (FIG. 1 (a)), was affixed a non-foam polishing body made of epoxy resin. この研磨体の表面には、深さ0.3mmのV溝、幅0.1mmの凸部からなる凹凸構造(図1(b)の第2の凹凸構造)及び、深さ0.3mm、幅5mmの凹部、幅5mmの凸部からなる凹凸構造(図1(b)の第1の凹凸構造)が同心円状に20mm間隔で形成されている。 On the surface of the polishing body (second concavo-convex structure of FIG. 1 (b)) V groove of depth 0.3 mm, concave-convex structure comprising a projecting portion in the width 0.1mm and depth 0.3 mm, a width recesses of 5 mm, concave-convex structure comprising a projecting portion of the width 5 mm (first concave-convex structure of FIG. 1 (b)) are formed at 20mm intervals concentrically. 第2の凹凸構造のV溝の斜面の角度は、60°程度である。 Angle of the slope of the V-grooves of the second uneven structure is about 60 °.

【0037】エポキシ樹脂からなる無発泡性の研磨体のビッカース硬度は、7.0(Kg/mm 2 )である。 The Vickers hardness of an epoxy resin non-foam polishing body is 7.0 (Kg / mm 2). 前述のように軟質研磨体及び硬質研磨体が共存する構造とするためには、研磨体のビッカース硬度は、2.5(Kg/mm 2 To the structure in which the soft polishing body and a hard abrasive body coexist as described above, the Vickers hardness of the abrasive bodies, 2.5 (Kg / mm 2)
以上、30(Kg/mm 2 )以下であることが好ましい。 Or more and 30 (Kg / mm 2) or less. また、実施例1では凹凸構造の凸部の幅の広い部分と凸部の幅の狭い部分の幅の比は、50倍である。 The ratio of the width of the narrow portion of the wide portion and the convex portion width of the convex portion in the rugged structure in Example 1 is 50 times. 前述のように軟質研磨体及び硬質研磨体が共存する構造とするためには、凹凸構造の凸部の幅の広い部分と凸部の幅の狭い部分の幅の比は、2倍以上であることが好ましい。 To the structure in which the soft polishing body and a hard abrasive body coexist as described above, the ratio of the width of the narrow part of the wide portion and the convex portion of the convex portion in the rugged structure is more than twice it is preferable.

【0038】研磨ヘッドにはバッキング材を介し、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、以下の条件で研磨を行った。 [0038] through the backing material to the polishing head, fitted with a 6-inch silicon wafer on which a thermal oxide film is 1μm formed, polishing was carried out under the following conditions. 研磨ヘッドの回転数:50rpm、研磨定盤の回転数:50rpm、荷重(研磨ヘッドを研磨体へ押しつける圧力):400g/cm 2 、研磨ヘッドの揺動幅:30mm、研磨ヘッドの揺動速度:1 Rotational speed of the polishing head: 50 rpm, rotational speed of the polishing platen: 50 rpm, load (pressure pressing the polishing head to a polishing body): 400g / cm 2, the polishing head of the swing width: 30 mm, swinging speed of the polishing head: 1
5ストローク/分、研磨時間:2分、使用研磨剤:Cabo 5 strokes / min, Polishing time: 2 minutes, using abrasives: Cabo
t社製SS25をイオン交換水で2倍希釈、研磨剤流量:2 2-fold dilutions of t manufactured SS25 with ion-exchanged water, abrasive flow rate: 2
00ml/分。 00ml / minute.

【0039】また、複数の500nmの段差を有する複数の2mm四方の凸パターン(凸部の膜厚1500nm、凹部の膜厚1000nm)が形成されている6インチシリコンウエハについて、上記条件で時間管理によって凸部を5 Further, a plurality of 2mm square convex pattern (protrusions of thickness 1500 nm, the film thickness of the concave portion 1000 nm) having a step of a plurality of 500nm for 6-inch silicon wafer which is formed, by the time managed by the conditions a convex portion 5
00nm研磨した。 00nm was polished. [実施例2]CMP装置の研磨定盤に、第3の実施の形態に係る構造(図3(a))を有し、エポキシ樹脂からなる無発泡性の研磨体を張り付けた。 The polishing table of Example 2] CMP apparatus has a structure according to the third embodiment (FIG. 3 (a)), was affixed a non-foam polishing body made of epoxy resin. この研磨体には、 The polishing body,
あらかじめ研磨剤を供給及び排出するため、幅2mm、深さ0.3mmの放射状の溝11が形成されている。 For supplying and discharging the pre-abrasive, width 2 mm, radial grooves 11 having a depth of 0.3mm is formed. さらに、この研磨体の表面には深さ0.3mmのV溝、幅0.1m Further, V grooves of depth 0.3mm on the surface of the polishing body, width 0.1m
mの凸部からなる凹凸構造(図3(b)の第2の凹凸構造)及び、深さ0.3mm、幅5mmの凹部、幅5mmの凸部からなる凹凸構造(図3(b)の第1の凹凸構造)が、 Concavo-convex structure comprising a projecting portion of m (second concavo-convex structure of FIG. 3 (b)) and, depth 0.3 mm, the recess of 5mm wide, the form of the convex portion in the width 5mm uneven structure (FIG. 3 (b) the first of the uneven structure),
同心円状に20mm間隔で配置されている。 It is arranged at 20mm intervals concentrically. 第2の凹凸構造のV溝の斜面の角度は、60°程度である。 Angle of the slope of the V-grooves of the second uneven structure is about 60 °.

【0040】この研磨体を用いて実施例1と同様に、熱酸化膜が1μm形成された6インチシリコンウエハ、及び複数の500nmの段差を有する複数の2mm四方の凸パターンが形成されている6インチシリコンウエハの研磨を行った。 [0040] In the same manner as in Example 1 using this polishing body, 6-inch silicon wafer thermal oxide film is 1μm formed, and a plurality of 2mm square convex pattern having a step of a plurality of 500nm is formed 6 the polishing of inch silicon wafer was carried out. [実施例3]CMP装置の研磨定盤に、第4の実施の形態に係る構造(図4(a))を有し、エポキシ樹脂からなる無発泡性の研磨体を張り付けた。 The polishing table of Example 3] CMP apparatus has a structure according to the fourth embodiment (FIG. 4 (a)), was affixed a non-foam polishing body made of epoxy resin. この発泡性の研磨体には、あらかじめ研磨剤を供給及び排出するため、幅2mm、深さ0.3mmの格子状の溝12、13が形成されている。 The foaming of the polishing body, for supplying and discharging the pre-abrasive, width 2 mm, lattice-like grooves 12 and 13 of depth 0.3mm are formed. さらに、この研磨体の表面には深さ0.3mmのV Furthermore, V depth 0.3mm on the surface of the polishing body
溝、幅0.1mmの凸部からなる凹凸構造(図3(b)の第2の凹凸構造)及び、深さ0.3mm、幅5mmの凹部、 Groove, (second concavo-convex structure of FIG. 3 (b)) irregular structure consisting of convex portions in the width 0.1mm and depth 0.3 mm, the recess having a width 5 mm,
幅5mmの凸部からなる凹凸構造(図3(b)の第1の凹凸構造)が20mmの等間隔で格子状に配置されている。 Concavo-convex structure comprising a projecting portion of the width 5 mm (first concave-convex structure of FIG. 3 (b)) are arranged in a lattice at equal intervals of 20 mm.

【0041】この研磨体を用いて実施例1と同様に、熱酸化膜が1μm形成された6インチシリコンウエハ、及び複数の500nmの段差を有する複数の2mm四方の凸パターンが形成されている6インチシリコンウエハの研磨を行った。 [0041] In the same manner as in Example 1 using this polishing body, 6-inch silicon wafer thermal oxide film is 1μm formed, and a plurality of 2mm square convex pattern having a step of a plurality of 500nm is formed 6 the polishing of inch silicon wafer was carried out. [比較例1]表面に溝構造を有する、エポキシ樹脂からなる無発泡性の研磨体をCMP装置の研磨定盤に張り付けた。 Having a groove structure in Comparative Example 1 the surface of non-foam polishing body made of epoxy resin was affixed to the polishing platen of the CMP apparatus. この研磨体の表面には、研磨剤を保持するため、 On the surface of the polishing body, to hold the abrasive,
0.5mm間隔で凸部幅0.2mm、深さ0.3mmのV溝が形成されており、さらに研磨剤を供給及び排出するため、幅2mm、深さ0.3mmの放射状の溝が形成されている。 Convex width 0.2mm in 0.5mm intervals are V-shaped groove depth of 0.3mm is formed, for further supply and discharge of abrasive, width 2 mm, the radial grooves of a depth of 0.3mm formed It is.

【0042】この研磨体を用いて実施例1と同様に、熱酸化膜が1μm形成された6インチシリコンウエハ、及び複数の500nmの段差を有する複数の2mm四方の凸パターンが形成されている6インチシリコンウエハの研磨を行った。 [0042] In the same manner as in Example 1 using this polishing body, 6-inch silicon wafer thermal oxide film is 1μm formed, and a plurality of 2mm square convex pattern having a step of a plurality of 500nm is formed 6 the polishing of inch silicon wafer was carried out. [比較例2]表面に溝構造を有する発泡性の研磨体(第1の層)と、弾性率の非常に大きい弾性体(第2の層) Effervescent polishing body having a groove structure in Comparative Example 2 the surface (the first layer), a very large elastic modulus (second layer)
との積層からなる積層構造の研磨体をCMP装置の研磨定盤に張り付けた。 The polishing body of a laminated structure consisting of lamination of the pasted on the polishing platen of the CMP apparatus. この研磨体の第1の層の表面には、 On the surface of the first layer of the polishing body,
研磨剤を保持するため、0.5mm間隔で凸部幅0.2mm、 To hold the abrasive, convex width 0.2mm in 0.5mm intervals,
深さ0.3mmのV溝が形成されており、さらに研磨剤を供給及び排出するため、幅2mm、深さ0.3mmの放射状の溝が形成されている。 V groove depth of 0.3mm are formed, for further supply and discharge of abrasive, are formed radial grooves of width 2 mm, a depth of 0.3mm.

【0043】この研磨体を用いて実施例1と同様に、熱酸化膜が1μm形成された6インチシリコンウエハ、及び複数の500nmの段差を有する複数の2mm四方の凸パターンが形成されている6インチシリコンウエハの研磨を行った。 [0043] In the same manner as in Example 1 using this polishing body, 6-inch silicon wafer thermal oxide film is 1μm formed, and a plurality of 2mm square convex pattern having a step of a plurality of 500nm is formed 6 the polishing of inch silicon wafer was carried out. [評価]実施例1、2、3及び比較例1、2について、 [Evaluation] For Examples 1, 2, 3 and Comparative Examples 1 and 2,
各々の研磨後のシリコンウエハを用いて、均一性及び平坦性の評価を行った。 Using each silicon wafer after polishing was evaluated in uniformity and flatness.

【0044】均一性については熱酸化膜が1μm形成された6インチシリコンウエハを用いてエッジから内側5 The inner 5 from the edge for uniformity using a 6-inch silicon wafer on which a thermal oxide film is 1μm formed
mmの部分を除いた研磨量プロファイルを測定し、以下の式によって均一性を評価した。 Measuring the amount of polishing profile excluding mm portion of was evaluated uniformity by the following equation. 均一性(%)=(RA−RI)/(RA+RI)×10 Uniformity (%) = (RA-RI) / (RA + RI) × 10
0 ここで、RAは測定した研磨量プロファイルでの最大研磨量、RIは測定した研磨量プロファイルでの最小研磨量である。 0 Here, the maximum polishing amount of polishing amount profile RA is measured, the minimum amount of polishing in polishing amount profile RI was measured.

【0045】また、平坦性については、複数の500nm [0045] In addition, for the flatness, multiple of 500nm
の段差を有する複数の2mm四方の凸パターンが形成されている6インチシリコンウエハで、段差分の500nmを研磨した際の、シリコンウエハ内の複数の個所で残留段差を測定し、それらの残留段差の測定値の内の最大値を平坦性とした。 In a 6-inch silicon wafer having a plurality of 2mm square convex pattern is formed having a step, at the time of polishing the 500nm stepped component, and measuring the residual level difference at a plurality of points in the silicon wafer, their residual level difference the maximum value among the measured values ​​was flatness. ここで上記の実施例1、2、3及び比較例1、2について均一性及び平坦性の評価結果をまとめると以下の表1のようになる。 Here it is shown in Table 1 below and summarized results of the evaluation of the uniformity and flatness for Examples 1, 2, 3 and Comparative Examples 1 and 2 above.

【0046】 [0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】この評価から、比較例1、2のような均一性または平坦性のいずれかが悪いといった特性は、実施例1、2、3には見られず、均一性及び平坦性ともに優れた特性を示している。 [0047] From this evaluation, uniformity or characteristics such as either poor flatness as in Comparative Examples 1 and 2 are not seen in Examples 1, 2, 3, superior in both uniformity and planarity It shows the characteristic. また、実施例2と比較例1でエッジから内側1mmの部分を除いて均一性を評価したところ、実施例2では8%、比較例1では20%であった。 We have also measured the uniformity except for a portion of the inner 1mm from the edge in Comparative Example 1 and Example 2, 8% in Example 2, was 20% in Comparative Example 1.
これより、本発明に係る研磨体により、シリコンウエハの最周辺の研磨特性も十分に改善されていることが明らかである。 From this, the abrasive member according to the present invention, the polishing characteristics of the outermost periphery of the silicon wafer is also obvious that it is sufficiently improved.

【0048】 [0048]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、研磨体の積層構造及び研磨ヘッドの改良を必要とせず、研磨体の表面に2種類以上の凹凸構造を形成することにより、同一の研磨体に、見かけ上、硬質研磨体及び軟質研磨体を共存させることが可能になり、従来の研磨装置を用いても、一般にトレードオフにあるといわれる均一性及び平坦性の研磨特性を改善することが可能である研磨体及びそれを用いた研磨方法を提供できる。 As described in the foregoing, according to the present invention does not require modifications of the laminated structure and the polishing head of the polishing body, by forming two or more of the concavo-convex structure on the surface of the polishing body, the same the polishing body, apparently, it is possible to coexist hard abrasive body and the soft polishing body, even with a conventional polishing apparatus, which generally improve the polishing characteristics of uniformity and flatness is said to be in a trade-off it is possible to provide a polishing method using the polishing body and it is possible. これに伴い、研磨工程に要する費用をかけないで、半導体製造プロセスの歩留まりを向上させることができるという効果を有する。 Accordingly, not apply cost of the polishing step has the effect that it is possible to improve the yield of the semiconductor manufacturing process.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る研磨体を示す図である。 1 is a diagram showing a polishing body according to the first embodiment of the present invention. 図1(a)は研磨体の平面図であり、図1 1 (a) is a plan view of the polishing member, FIG. 1
(b)は図1(a)のA−A'部分の断面図である。 (B) is a sectional view of the A-A 'portion in FIG. 1 (a).

【図2】本発明の第2の実施の形態に係る研磨体を示す図である。 2 is a diagram showing a polishing body according to a second embodiment of the present invention. 図2(a)は研磨体の平面図であり、図2 2 (a) is a plan view of the polishing member, FIG. 2
(b)は図2(a)のB−B'部分の断面図である。 (B) is a sectional view of B-B 'portion of FIG. 2 (a).

【図3】本発明の第3の実施の形態に係る研磨体を示す図である。 3 is a diagram showing a polishing body according to a third embodiment of the present invention. 図3(a)は研磨体の平面図であり、図3 3 (a) is a plan view of the polishing body, FIG. 3
(b)は図3(a)のC−C'部分の断面図である。 (B) is a sectional view of C-C 'part in FIG. 3 (a).

【図4】本発明の第4の実施の形態に係る研磨体を示す図である。 Is a diagram showing a polishing body according to the fourth embodiment of the present invention; FIG. 図4(a)は研磨体の平面図であり、図4 4 (a) is a plan view of the polishing member, FIG. 4
(b)は図4(a)のD−D'部分の断面図である。 (B) is a sectional view of D-D 'section in FIG. 4 (a).

【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。 [Figure 5] is a conceptual view of a planarization technique in a semiconductor manufacturing process, a cross-sectional view of a semiconductor device. 図5(a) FIGS. 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。 Is an example of planarizing an interlayer insulating film on the surface of the semiconductor device. 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。 FIG. 5 (b) polishing the metal film on the surface of the semiconductor device, an example of forming a so-called Damascene (damascene).

【図6】従来のCMP装置の概略構成である。 6 is a schematic configuration of a conventional CMP apparatus.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

11、12、13・・・研磨剤を供給及び排出する溝 21・・・シリコンウエハ 22・・・SiO 2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 131・・・研磨部材 132・・・研磨対象物保持具(研磨ヘッド) 133・・・研磨対象物(シリコンウエハ) 134・・・研磨剤供給部 135・・・研磨剤 136・・・研磨定盤 137・・・研磨体 11, 12, 13 abrasive metal film 24 ... semiconductor device consisting of the supply and consisting grooves 21 ... silicon wafer 22 ... SiO 2 for discharging the interlayer insulating film 23 ... Al 131- · polishing member 132 ... polishing object holder (polishing head) 133 ... polishing object (silicon wafer) 134 ... slurry supply unit 135 ... abrasive 136 ... polishing platen 137 ... polishing body

Claims (9)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】研磨体と研磨対象物の間に研磨剤を介在させた状態で、該研磨体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用いる研磨体において、 表面に異なる2種類以上の凹凸構造が周期的または非周期的に形成されていることを特徴とする研磨体。 In a state in which a polishing agent is interposed between the 1. A polishing object and the polishing body, by relatively moving the polishing member and the polishing object, polishing using a polishing apparatus for polishing the polishing object in the body, polishing body characterized in that two or more kinds of uneven structure different surfaces are periodically or non-periodically formed.
  2. 【請求項2】同種類の前記凹凸構造が形成されている領域内では、前記凹凸構造の凹部及び前記凹凸構造の凸部は、各々2個以上形成されていることを特徴とする請求項1に記載の研磨体。 The method according to claim 2 in a region the same type of the uneven structure is formed, the convex portion of the concave portion and the convex-concave structure of the concavo-convex structure, according to claim 1, characterized in that are respectively formed two or more polishing body according to.
  3. 【請求項3】前記凹凸構造は、第1の凹凸構造及び第2 Wherein the relief structure, the first uneven structure and the second
    の凹凸構造の2種類の凹凸構造からなり、 前記第1の凹凸構造の凹部及び前記第2の凹凸構造の凹部は、溝であり、 前記第1の凹凸構造の凸部の幅は、前記第2の凹凸構造の凸部の幅の2倍以上であることを特徴とする請求項2 Made from two of the concavo-convex structure of the concavo-convex structure, the concave portion of the concave portion and the second concave-convex structure of the first relief structure is a groove, the width of the convex portion of the first relief structure, the first claim 2, characterized in that at least 2 times the width of the convex portion of the second uneven structure
    に記載の研磨体。 Polishing body according to.
  4. 【請求項4】形状が円であり、かつ同種類の前記凹凸構造が形成されている領域は、同心円状に配置されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の研磨体。 Wherein the shape is a circle, and the area where the same type of the uneven structure is formed, the polishing according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is arranged concentrically body.
  5. 【請求項5】同種類の前記凹凸構造が形成されている領域は、格子状に配置されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の研磨体。 Region 5. The same type of the uneven structure is formed, the polishing body according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is arranged in a grid pattern.
  6. 【請求項6】表面に前記研磨剤を供給及び排出する溝がさらに形成されていることを特徴とする請求項1から5 6. a groove for supplying and discharging the polishing agent is further formed on the surface of claim 1, wherein the 5
    のいずれかに記載の研磨体。 Abrasive body according to any one of.
  7. 【請求項7】ビッカース硬度kが 2.5(Kg/mm 2 )<k<30(Kg/mm 2 ) であることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の研磨体。 7. A Vickers hardness k is 2.5 (Kg / mm 2) < k <30 abrasive body according to any one of claims 1, characterized in that the (Kg / mm 2) 6.
  8. 【請求項8】表面に前記凹凸構造が形成されている第1 8. A first of the uneven structure is formed on the surface
    の層と、 第1の層に積層している第2の層と、から構成され、 前記第2の層の弾性率は、前記第1の層の弾性率より大きいことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の研磨体。 A layer of a second layer are laminated to the first layer, it is composed of, the elastic modulus of the second layer, claims, characterized in that greater than the elastic modulus of the first layer abrasive body according to any one of 1 to 7.
  9. 【請求項9】研磨体と研磨対象物の間に研磨剤を介在させた状態で、該研磨体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方法において、 前記研磨対象物は、半導体デバイスが形成されたシリコンウエハであり、請求項1から8のいずれかに記載の研磨体を用いることを特徴とする研磨方法。 In a state in which a polishing agent is interposed between the 9. polishing object and the polishing body, by relatively moving the polishing member and the polishing object in the polishing method of polishing the polishing object, the polishing object is a silicon wafer on which a semiconductor device is formed, a polishing method which comprises using the polishing body according to any one of claims 1 to 8.
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