JP2001308046A - 改良されたスラリー分配用の特別設計研磨パッド - Google Patents
改良されたスラリー分配用の特別設計研磨パッドInfo
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- B24—GRINDING; POLISHING
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- B24B37/11—Lapping tools
- B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
- B24B37/26—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the shape of the lapping pad surface, e.g. grooved
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スラリーを均一にする研磨パッドを提供す
る。 【解決手段】 本発明は、研磨表面を有する研磨本体
と、研磨表面上に形成されて幾何学的形状を有する複数
の非同心状へこみとを含む研磨パッド、および該研磨パ
ッドを製造する方法を提供している。一実施形態では、
幾何学的形状が円である。変形実施形態では、幾何学的
形状が多角形である。特に好都合な実施形態では、多角
形が六角形である。
る。 【解決手段】 本発明は、研磨表面を有する研磨本体
と、研磨表面上に形成されて幾何学的形状を有する複数
の非同心状へこみとを含む研磨パッド、および該研磨パ
ッドを製造する方法を提供している。一実施形態では、
幾何学的形状が円である。変形実施形態では、幾何学的
形状が多角形である。特に好都合な実施形態では、多角
形が六角形である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、包括的には半導体
ウェハ研磨装置に、特に半導体ウェハの化学/機械平面
化作業中にスラリーをより均一に分配するための半導体
ウェハ研磨パッドの特別設計構造に関する。
ウェハ研磨装置に、特に半導体ウェハの化学/機械平面
化作業中にスラリーをより均一に分配するための半導体
ウェハ研磨パッドの特別設計構造に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体部品の製造の際に、シリコンなど
の底部基板上に様々なデバイスが層状に形成される。そ
のような半導体部品では、凹凸のある表面に付着させた
層にリソグラフィーにより描画し、パターン形成するこ
とは困難であるため、絶縁層を含めたすべての層が平滑
表面微細構成を有することが望ましい。
の底部基板上に様々なデバイスが層状に形成される。そ
のような半導体部品では、凹凸のある表面に付着させた
層にリソグラフィーにより描画し、パターン形成するこ
とは困難であるため、絶縁層を含めたすべての層が平滑
表面微細構成を有することが望ましい。
【0003】平滑な半導体微細構成を得るために、従来
型化学/機械研磨(CMP)が開発されている。一般的
に、半導体ウェハは、各金属層の完成時などの数回の平
面化が行われるであろう。
型化学/機械研磨(CMP)が開発されている。一般的
に、半導体ウェハは、各金属層の完成時などの数回の平
面化が行われるであろう。
【0004】CMP処理は、ある程度平坦な薄い半導体
ウェハを回転研磨プラテンに押し付けて保持し、オプシ
ョンであるが回転させるステップを含む。研磨プラテン
の回転時に、ウェハを研磨プラテン上の所定範囲内で半
径方向に位置移動させることができる。研磨表面は、一
般的に研磨プラテンに固定されたポリウレタンパッドで
あって、制御された化学的、圧力および温度状態にある
化学スラリーで湿潤される。化学スラリーは、処理中に
ウェハの選択表面を食刻または酸化してそれらを機械的
に除去できるように準備する所定の薬品を含有してい
る。また、スラリーは、半導体材料の物理的除去を行う
研削材として使用される研磨剤、たとえば、アルミナま
たはシリカを含有している。研磨中の材料の化学食刻/
酸化および機械的除去の組み合わせの結果、研磨表面の
超平面化が行われる。この処理では、底部材料を除去し
過ぎることなく、平滑表面を得るために十分な量の材料
を除去することが重要である。デバイスおよび金属レベ
ル間の層(layers between device and metal levels)が
絶えず薄くなっている今日のサブミクロンレベルの技術
では、正確な材料除去が特に重要である。
ウェハを回転研磨プラテンに押し付けて保持し、オプシ
ョンであるが回転させるステップを含む。研磨プラテン
の回転時に、ウェハを研磨プラテン上の所定範囲内で半
径方向に位置移動させることができる。研磨表面は、一
般的に研磨プラテンに固定されたポリウレタンパッドで
あって、制御された化学的、圧力および温度状態にある
化学スラリーで湿潤される。化学スラリーは、処理中に
ウェハの選択表面を食刻または酸化してそれらを機械的
に除去できるように準備する所定の薬品を含有してい
る。また、スラリーは、半導体材料の物理的除去を行う
研削材として使用される研磨剤、たとえば、アルミナま
たはシリカを含有している。研磨中の材料の化学食刻/
酸化および機械的除去の組み合わせの結果、研磨表面の
超平面化が行われる。この処理では、底部材料を除去し
過ぎることなく、平滑表面を得るために十分な量の材料
を除去することが重要である。デバイスおよび金属レベ
ル間の層(layers between device and metal levels)が
絶えず薄くなっている今日のサブミクロンレベルの技術
では、正確な材料除去が特に重要である。
【0005】CMPを最も効果的にするためには、スラ
リーが研磨中の半導体ウェハの表面とほぼ均一に接触し
ていなければならない。ウェハの一部分でスラリーが
「欠乏」するようになると、とにかく機械研磨が残って
いれば、化学/機械平面化処理が本質的に、ウェハ表面
と研磨プラテンとの間の接触の研磨特性によって決まる
機械処理になる。次に、図1Aおよび図1Bを参照する
と、現在の研磨パッド101、102は、スラリーの欠
乏を最小限に抑えるために、連続気泡(open cell)ポ
リウレタン(図1A)であるか、一連の同心状溝110
(たとえば、ロデル(Rodel)のK−グルーブ(K-groove)
(商標))(図1B)で構成される。作動概念は、スラ
リーが溝または穿孔内に残留し、これによって半導体ウ
ェハに対してほぼ均一に保持されるようにすることであ
る。しかし、実験的証拠から、これらの設計は、本質的
に均一なスラリー分配を行うことができないことがわか
っている。したがって、ウェハは均一に平面化されない
で、一般的にウェハの外周付近でダイから余分に材料が
除去されてしまい、最も考えられるその理由として、ス
ラリーの化学作用がその領域でより有効であるからであ
ろう。このため、縁部から見た時、ウェハは凸形表面を
有する。もちろん、このことはウェハ全体でのダイ均一
性と共に、ウェハの歩留まりおよび製造コストに影響す
る。
リーが研磨中の半導体ウェハの表面とほぼ均一に接触し
ていなければならない。ウェハの一部分でスラリーが
「欠乏」するようになると、とにかく機械研磨が残って
いれば、化学/機械平面化処理が本質的に、ウェハ表面
と研磨プラテンとの間の接触の研磨特性によって決まる
機械処理になる。次に、図1Aおよび図1Bを参照する
と、現在の研磨パッド101、102は、スラリーの欠
乏を最小限に抑えるために、連続気泡(open cell)ポ
リウレタン(図1A)であるか、一連の同心状溝110
(たとえば、ロデル(Rodel)のK−グルーブ(K-groove)
(商標))(図1B)で構成される。作動概念は、スラ
リーが溝または穿孔内に残留し、これによって半導体ウ
ェハに対してほぼ均一に保持されるようにすることであ
る。しかし、実験的証拠から、これらの設計は、本質的
に均一なスラリー分配を行うことができないことがわか
っている。したがって、ウェハは均一に平面化されない
で、一般的にウェハの外周付近でダイから余分に材料が
除去されてしまい、最も考えられるその理由として、ス
ラリーの化学作用がその領域でより有効であるからであ
ろう。このため、縁部から見た時、ウェハは凸形表面を
有する。もちろん、このことはウェハ全体でのダイ均一
性と共に、ウェハの歩留まりおよび製造コストに影響す
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】したがって、当該技術
分野で必要とされるものは、化学/機械平面化作業中に
半導体ウェハの下側にスラリーをより均一に分配するこ
とが確実にできるようにする半導体ウェハ研磨パッド用
の特別設計構造である。
分野で必要とされるものは、化学/機械平面化作業中に
半導体ウェハの下側にスラリーをより均一に分配するこ
とが確実にできるようにする半導体ウェハ研磨パッド用
の特別設計構造である。
【0007】
【課題を解決するための手段】従来技術の上記欠点に取
り組むため、本発明は、研磨表面を有する研磨本体と、
研磨表面上に形成されて幾何学的形状を有する複数の非
同心状へこみとを含む研磨パッド、および該研磨パッド
を製造する方法を提供している。1つの実施形態では、
幾何学的形状が円であるが、代替的な実施形態では、幾
何学的形状が多角形、たとえば、六角形であってもよ
い。
り組むため、本発明は、研磨表面を有する研磨本体と、
研磨表面上に形成されて幾何学的形状を有する複数の非
同心状へこみとを含む研磨パッド、および該研磨パッド
を製造する方法を提供している。1つの実施形態では、
幾何学的形状が円であるが、代替的な実施形態では、幾
何学的形状が多角形、たとえば、六角形であってもよ
い。
【0008】このため、広い範囲では、本発明は、複数
の幾何学的非同心状へこみを形成した研磨パッドを提供
している。幾何学的へこみが、研磨パッドの表面全体に
研磨スラリーを均一に分配して、半導体ウェハの表面全
体でより均一な研磨処理を行うことができるようにす
る。
の幾何学的非同心状へこみを形成した研磨パッドを提供
している。幾何学的へこみが、研磨パッドの表面全体に
研磨スラリーを均一に分配して、半導体ウェハの表面全
体でより均一な研磨処理を行うことができるようにす
る。
【0009】一実施形態では、多角形は、研磨表面から
延出して複数の非同心状へこみを取り囲む壁を含む。本
実施形態のさらなる態様では、研磨パッドは、研磨本体
内に形成されてスラリー供給源に連結可能である複数の
埋め込み放射状チャネルを含む。複数の埋め込み放射状
チャネルは、埋め込み放射状チャネルに直角をなして
(transverse)研磨表面まで延在したチャネル延長部分
を介して複数の非同心状へこみの少なくとも一部に連結
されている。
延出して複数の非同心状へこみを取り囲む壁を含む。本
実施形態のさらなる態様では、研磨パッドは、研磨本体
内に形成されてスラリー供給源に連結可能である複数の
埋め込み放射状チャネルを含む。複数の埋め込み放射状
チャネルは、埋め込み放射状チャネルに直角をなして
(transverse)研磨表面まで延在したチャネル延長部分
を介して複数の非同心状へこみの少なくとも一部に連結
されている。
【0010】別の実施形態では、複数の非同心状へこみ
は、研磨表面から延出した個別のボスを形成する交差溝
を研磨表面上に含む。別の変形形態では、研磨パッド
は、研磨本体内に形成されてスラリー供給源に連結可能
である複数の埋め込み放射状チャネルを含む。複数の埋
め込み放射状チャネルは、研磨表面まで延在したチャネ
ル延長部分を介して交差溝の少なくとも一部に連結可能
である。
は、研磨表面から延出した個別のボスを形成する交差溝
を研磨表面上に含む。別の変形形態では、研磨パッド
は、研磨本体内に形成されてスラリー供給源に連結可能
である複数の埋め込み放射状チャネルを含む。複数の埋
め込み放射状チャネルは、研磨表面まで延在したチャネ
ル延長部分を介して交差溝の少なくとも一部に連結可能
である。
【0011】別の変形形態では、複数の非同心状へこみ
は、研磨本体の中心付近でスラリー供給源に連結可能で
ある。あるいは、複数の非同心状へこみは、研磨本体の
外周付近でスラリー供給源に連結可能である。別の実施
形態では、研磨パッドはさらに、研磨パッドに連結可能
な研磨プラテンと、研磨プラテンの下表面に連結された
環状スラリー導管とを含む。スラリー分配ポートが、研
磨プラテン内に形成されて、複数の非同心状へこみと流
体連通している。環状スラリー導管は、スラリー供給源
およびスラリー分配ポート間に流体連通しており、環状
スラリー導管およびスラリー分配ポートは、研磨スラリ
ーをスラリー供給源から複数の非同心状へこみへ案内す
るように構成されている。
は、研磨本体の中心付近でスラリー供給源に連結可能で
ある。あるいは、複数の非同心状へこみは、研磨本体の
外周付近でスラリー供給源に連結可能である。別の実施
形態では、研磨パッドはさらに、研磨パッドに連結可能
な研磨プラテンと、研磨プラテンの下表面に連結された
環状スラリー導管とを含む。スラリー分配ポートが、研
磨プラテン内に形成されて、複数の非同心状へこみと流
体連通している。環状スラリー導管は、スラリー供給源
およびスラリー分配ポート間に流体連通しており、環状
スラリー導管およびスラリー分配ポートは、研磨スラリ
ーをスラリー供給源から複数の非同心状へこみへ案内す
るように構成されている。
【0012】さらに別の実施形態では、研磨パッドは、
複数の非同心状へこみに連結可能なスラリーポンプを有
するスラリー供給源を含む。スラリーポンプは、研磨ス
ラリーを複数の非同心状へこみに分配するように構成さ
れている。
複数の非同心状へこみに連結可能なスラリーポンプを有
するスラリー供給源を含む。スラリーポンプは、研磨ス
ラリーを複数の非同心状へこみに分配するように構成さ
れている。
【0013】以上に本発明の好適な特徴および代替特徴
を比較的広範に概説しているため、当該技術分野の専門
家であれば、以下の本発明の詳細な説明をより十分に理
解できるであろう。本発明の請求の範囲の主題を形成す
る本発明のさらなる特徴を以下に説明する。当該技術分
野の専門家であれば、開示された概念および特定の実施
形態を、本発明の同一目的を実施するための他の構造の
設計および変更の基礎として容易に使用することができ
る。また、当該技術分野の専門家であれば、そのような
同等構造が、最も広範な形の本発明の精神および範囲か
ら逸脱しないことを理解できるはずである。
を比較的広範に概説しているため、当該技術分野の専門
家であれば、以下の本発明の詳細な説明をより十分に理
解できるであろう。本発明の請求の範囲の主題を形成す
る本発明のさらなる特徴を以下に説明する。当該技術分
野の専門家であれば、開示された概念および特定の実施
形態を、本発明の同一目的を実施するための他の構造の
設計および変更の基礎として容易に使用することができ
る。また、当該技術分野の専門家であれば、そのような
同等構造が、最も広範な形の本発明の精神および範囲か
ら逸脱しないことを理解できるはずである。
【0014】本発明をさらに十分に理解するために、添
付図面を参照しながら以下に説明する。
付図面を参照しながら以下に説明する。
【0015】
【発明の実施の形態】本説明のため、へこみとは、研磨
本体の表面のピット、溝または凹部であると定義する。
次に図2Aを参照すると、本発明の原理に従って構成さ
れた研磨パッド200aの1つの実施形態の平面図が示
されている。研磨パッド200aは、研磨表面215a
を有する研磨本体210aと、研磨本体210a内に形
成されたスラリー分配システム220aとを含む。研磨
パッド200aは、研磨プラテン212の上に載置され
てそれに連結されている。図示の実施形態では、スラリ
ー分配システム220aは、集合的に230aで示され
た、幾何学的形状を有する複数の非同心状へこみ231
a、232aを含む。本実施形態では、幾何学的形状が
円である。
本体の表面のピット、溝または凹部であると定義する。
次に図2Aを参照すると、本発明の原理に従って構成さ
れた研磨パッド200aの1つの実施形態の平面図が示
されている。研磨パッド200aは、研磨表面215a
を有する研磨本体210aと、研磨本体210a内に形
成されたスラリー分配システム220aとを含む。研磨
パッド200aは、研磨プラテン212の上に載置され
てそれに連結されている。図示の実施形態では、スラリ
ー分配システム220aは、集合的に230aで示され
た、幾何学的形状を有する複数の非同心状へこみ231
a、232aを含む。本実施形態では、幾何学的形状が
円である。
【0016】次に図2Bを参照すると、図2Aの研磨パ
ッドの変形実施形態200bの平面図が示されている。
本実施形態の研磨パッド200bは、図2Aの類似部材
と同様である研磨本体210b、研磨表面215bおよ
び研磨本体210b内に形成されたスラリー分配システ
ム220bを含む。図示の実施形態では、スラリー分配
システム220bは、集合的に230bで示された、幾
何学的形状を有する複数の非同心状へこみ231b、2
32bを含み、本実施形態では、幾何学的形状が多角形
であり、さらに具体的に言えば、その多角形は六角形で
ある。
ッドの変形実施形態200bの平面図が示されている。
本実施形態の研磨パッド200bは、図2Aの類似部材
と同様である研磨本体210b、研磨表面215bおよ
び研磨本体210b内に形成されたスラリー分配システ
ム220bを含む。図示の実施形態では、スラリー分配
システム220bは、集合的に230bで示された、幾
何学的形状を有する複数の非同心状へこみ231b、2
32bを含み、本実施形態では、幾何学的形状が多角形
であり、さらに具体的に言えば、その多角形は六角形で
ある。
【0017】もちろん、当該技術分野の専門家であれ
ば、多角形が3〜n個の辺を有することができることが
わかるであろう。しかし、六角形が化学/機械研磨環境
に非常に役立つことがわかっている。確かに、6つの辺
以外を有する多角形の配置では個々に形状のレイアウト
および壁厚が幾分異なる。したがって、以下の説明は、
六角形に集中して述べる。図示の実施形態では、複数の
非同心状へこみ230bが研磨表面215b上に交差溝
231b、232bを有して、集合的に240bで、代
表的に241b、242bで示された個別の六角形ボス
を形成している。個別の六角形ボス240bは、研磨表
面215bから上方に延出している。スラリー分配シス
テム220bの本実施形態200b上に置かれたスラリ
ーは、研磨が進む間、隆起ボス240b間に保持されや
すいであろう。交差溝230bは放射状でも同心状でも
ないので、研磨パッド200bの研磨表面215b上の
スラリー(図示せず)は、プラテン212および研磨パ
ッド200bの回転時に発生する遠心力に逆らって所定
位置に保持されやすく、これによって、代表的に250
で表された半導体ウェハの下側に化学/機械平面化処理
に十分なスラリーが確保されるであろう。
ば、多角形が3〜n個の辺を有することができることが
わかるであろう。しかし、六角形が化学/機械研磨環境
に非常に役立つことがわかっている。確かに、6つの辺
以外を有する多角形の配置では個々に形状のレイアウト
および壁厚が幾分異なる。したがって、以下の説明は、
六角形に集中して述べる。図示の実施形態では、複数の
非同心状へこみ230bが研磨表面215b上に交差溝
231b、232bを有して、集合的に240bで、代
表的に241b、242bで示された個別の六角形ボス
を形成している。個別の六角形ボス240bは、研磨表
面215bから上方に延出している。スラリー分配シス
テム220bの本実施形態200b上に置かれたスラリ
ーは、研磨が進む間、隆起ボス240b間に保持されや
すいであろう。交差溝230bは放射状でも同心状でも
ないので、研磨パッド200bの研磨表面215b上の
スラリー(図示せず)は、プラテン212および研磨パ
ッド200bの回転時に発生する遠心力に逆らって所定
位置に保持されやすく、これによって、代表的に250
で表された半導体ウェハの下側に化学/機械平面化処理
に十分なスラリーが確保されるであろう。
【0018】次に図2Cを参照すると、図2Bの研磨パ
ッドの変形実施形態200cの平面図が示されている。
本実施形態では、スラリー分配システム220cが、集
合的に240cで、代表的に241c、242cで示さ
れた壁によって取り囲まれた、集合的に230cで示さ
れた複数の非同心状へこみ231c、232cを含む。
スラリー分配システム220cの本実施形態200c上
に置かれたスラリーは、研磨が進む間、へこみ230c
内に保持されやすく、これによって化学/機械平面化処
理に十分なスラリーが確保されるであろう。もちろん、
当該技術分野の専門家であれば、様々なスラリー/ウェ
アの組み合わせの必要を満たすために、非同心状へこみ
230a、230b、230cの大きさを変更すること
ができるであろう。
ッドの変形実施形態200cの平面図が示されている。
本実施形態では、スラリー分配システム220cが、集
合的に240cで、代表的に241c、242cで示さ
れた壁によって取り囲まれた、集合的に230cで示さ
れた複数の非同心状へこみ231c、232cを含む。
スラリー分配システム220cの本実施形態200c上
に置かれたスラリーは、研磨が進む間、へこみ230c
内に保持されやすく、これによって化学/機械平面化処
理に十分なスラリーが確保されるであろう。もちろん、
当該技術分野の専門家であれば、様々なスラリー/ウェ
アの組み合わせの必要を満たすために、非同心状へこみ
230a、230b、230cの大きさを変更すること
ができるであろう。
【0019】次に図3Aおよび図3Bを参照すると、図
2Aおよび図2Bの研磨パッドの変形実施形態の平面図
および部分断面図が示されている。本実施形態では、研
磨パッド300が、研磨表面315を有する研磨本体3
10と、研磨本体310内に形成されたスラリー分配シ
ステム320とを含む。スラリー分配システム320は
さらに、研磨本体310内に形成されて、スラリー供給
源360およびスラリーポンプ362に連結可能な、集
合的に350で示された複数の埋め込み放射状チャネル
351〜358を含む。複数の埋め込み放射状チャネル
350は、埋め込み放射状チャネル350に直角をなし
て研磨表面315まで延出した、集合的に370で示さ
れたチャネル延長部分371、372を介して複数の非
同心状へこみ231b、232bの少なくとも一部に連
結されている。研磨本体310内に埋め込まれた複数の
放射状チャネル350は、研磨本体310の中心301
付近から外周303付近まで延在している。複数の放射
状チャネル350は、研磨本体310のハブ314を介
してスラリー供給源360およびスラリーポンプ362
に連結可能である。その場合、スラリーは、矢印340
で示されているように、制御圧力でハブ314を経て埋
め込み放射状チャネル350およびチャネルを流れ、チ
ャネル延長部分370を通って研磨表面315へ流れる
ことができる。このため、研磨場所380でのスラリー
361の量は、スラリーポンプ362で発生した圧力に
よって制御されるであろう。本実施形態では、スラリー
供給源360がプラテン312のハブ314を介して接
続されているように図示されているが、当該技術分野の
専門家であれば、スラリーを研磨本体310の上表面
(研磨表面315)に供給するために従来機構も使用で
きることがすぐにわかるであろう。
2Aおよび図2Bの研磨パッドの変形実施形態の平面図
および部分断面図が示されている。本実施形態では、研
磨パッド300が、研磨表面315を有する研磨本体3
10と、研磨本体310内に形成されたスラリー分配シ
ステム320とを含む。スラリー分配システム320は
さらに、研磨本体310内に形成されて、スラリー供給
源360およびスラリーポンプ362に連結可能な、集
合的に350で示された複数の埋め込み放射状チャネル
351〜358を含む。複数の埋め込み放射状チャネル
350は、埋め込み放射状チャネル350に直角をなし
て研磨表面315まで延出した、集合的に370で示さ
れたチャネル延長部分371、372を介して複数の非
同心状へこみ231b、232bの少なくとも一部に連
結されている。研磨本体310内に埋め込まれた複数の
放射状チャネル350は、研磨本体310の中心301
付近から外周303付近まで延在している。複数の放射
状チャネル350は、研磨本体310のハブ314を介
してスラリー供給源360およびスラリーポンプ362
に連結可能である。その場合、スラリーは、矢印340
で示されているように、制御圧力でハブ314を経て埋
め込み放射状チャネル350およびチャネルを流れ、チ
ャネル延長部分370を通って研磨表面315へ流れる
ことができる。このため、研磨場所380でのスラリー
361の量は、スラリーポンプ362で発生した圧力に
よって制御されるであろう。本実施形態では、スラリー
供給源360がプラテン312のハブ314を介して接
続されているように図示されているが、当該技術分野の
専門家であれば、スラリーを研磨本体310の上表面
(研磨表面315)に供給するために従来機構も使用で
きることがすぐにわかるであろう。
【0020】スラリーを研磨場所380により効果的に
分配するために、ハブ314を静止させておき、プラテ
ン312および研磨パッド300を回転させてもよい。
各放射状チャネル351〜358が対応のポート351
a〜358a(356aだけを図示)を有する。ポート
351a〜358aが回転中の放射状チャネル350と
整合した時、スラリーが加圧状態でスラリーポンプ36
2からポート351a〜358aを通って送り出される
ことによって、スラリー361が直接的に研磨場所38
0の下側へ送られ、スラリーの欠乏が防止される。もち
ろん、単一の研磨パッド300およびプラテン312に
複数の研磨場所380を用いることもできる。図3Aお
よび図3Bに示されている研磨パッド200bは図2B
に示されているものであるが、当該技術分野の専門家で
あれば、図2Aの研磨パッド200aを図3Aおよび図
3Bの放射状チャネル350と組み合わせて同様に使用
できることを容易に理解できるであろう。
分配するために、ハブ314を静止させておき、プラテ
ン312および研磨パッド300を回転させてもよい。
各放射状チャネル351〜358が対応のポート351
a〜358a(356aだけを図示)を有する。ポート
351a〜358aが回転中の放射状チャネル350と
整合した時、スラリーが加圧状態でスラリーポンプ36
2からポート351a〜358aを通って送り出される
ことによって、スラリー361が直接的に研磨場所38
0の下側へ送られ、スラリーの欠乏が防止される。もち
ろん、単一の研磨パッド300およびプラテン312に
複数の研磨場所380を用いることもできる。図3Aお
よび図3Bに示されている研磨パッド200bは図2B
に示されているものであるが、当該技術分野の専門家で
あれば、図2Aの研磨パッド200aを図3Aおよび図
3Bの放射状チャネル350と組み合わせて同様に使用
できることを容易に理解できるであろう。
【0021】次に図4Aおよび図4Bを参照すると、図
2Aおよび図2Bの研磨パッドのさらなる変形実施形態
の平面図および部分断面図が示されている。研磨パッド
400が、研磨本体410と、研磨本体410内に形成
されたスラリー分配システム420とを含む。図3Aお
よび図3Bの実施形態と同様に、スラリー分配システム
420は、研磨本体410内に埋め込まれた、集合的に
450で示された複数の放射状チャネル451〜458
を含む。しかし、本実施形態では、複数の放射状チャネ
ル450が研磨本体410の中心401付近から外周4
03まで延在している。スラリー分配システム420は
さらに、複数の放射状チャネル450に直角をなして交
差して研磨表面415まで延在したチャネル延長部分4
23、424を含む。複数の放射状チャネル450は、
研磨本体410に近接した環状リング411のポート4
40を介してスラリー供給源460およびスラリーポン
プ462に連結可能である。その場合、スラリーは、矢
印470で示されているように、スラリーポンプ462
によって制御された圧力で、ポート440から複数の放
射状チャネル450を内向きに流れ、チャネル延長部分
423、424を通って研磨表面415へ流れる。この
ため、研磨場所480でのスラリー461の量は、スラ
リー供給源460と、スラリーポンプ462で発生する
分配圧力とによって制御されるであろう。もちろん、ス
ラリー分配システム420によって多数の研磨場所48
0に対応するため、また研磨装置の性能を最適化するた
めに、必要に応じてポート440の数および位置を調整
することができる。
2Aおよび図2Bの研磨パッドのさらなる変形実施形態
の平面図および部分断面図が示されている。研磨パッド
400が、研磨本体410と、研磨本体410内に形成
されたスラリー分配システム420とを含む。図3Aお
よび図3Bの実施形態と同様に、スラリー分配システム
420は、研磨本体410内に埋め込まれた、集合的に
450で示された複数の放射状チャネル451〜458
を含む。しかし、本実施形態では、複数の放射状チャネ
ル450が研磨本体410の中心401付近から外周4
03まで延在している。スラリー分配システム420は
さらに、複数の放射状チャネル450に直角をなして交
差して研磨表面415まで延在したチャネル延長部分4
23、424を含む。複数の放射状チャネル450は、
研磨本体410に近接した環状リング411のポート4
40を介してスラリー供給源460およびスラリーポン
プ462に連結可能である。その場合、スラリーは、矢
印470で示されているように、スラリーポンプ462
によって制御された圧力で、ポート440から複数の放
射状チャネル450を内向きに流れ、チャネル延長部分
423、424を通って研磨表面415へ流れる。この
ため、研磨場所480でのスラリー461の量は、スラ
リー供給源460と、スラリーポンプ462で発生する
分配圧力とによって制御されるであろう。もちろん、ス
ラリー分配システム420によって多数の研磨場所48
0に対応するため、また研磨装置の性能を最適化するた
めに、必要に応じてポート440の数および位置を調整
することができる。
【0022】図5Aおよび図5Bを参照すると、図4A
および図4Bの研磨パッドのさらなる変形実施形態の平
面図および部分断面図が示されている。研磨パッド50
0が、研磨本体510と、研磨本体510内に形成され
たスラリー分配システム520とを含む。集合的に55
0で示された複数の放射状チャネル551〜558が、
研磨本体510の中心501付近から外周503付近ま
で延在している。環状スラリー導管530が、研磨プラ
テン512の下表面514に連結されており、研磨中の
半導体ウェハ580の直径581とほぼ同一の幅531
を有する。本実施形態では、スラリー供給源560から
送られたスラリー561が、スラリーポンプ562から
矢印570に沿ってプラテン512内のスラリー分配ポ
ート516、517を通って研磨表面515に送られ
る。
および図4Bの研磨パッドのさらなる変形実施形態の平
面図および部分断面図が示されている。研磨パッド50
0が、研磨本体510と、研磨本体510内に形成され
たスラリー分配システム520とを含む。集合的に55
0で示された複数の放射状チャネル551〜558が、
研磨本体510の中心501付近から外周503付近ま
で延在している。環状スラリー導管530が、研磨プラ
テン512の下表面514に連結されており、研磨中の
半導体ウェハ580の直径581とほぼ同一の幅531
を有する。本実施形態では、スラリー供給源560から
送られたスラリー561が、スラリーポンプ562から
矢印570に沿ってプラテン512内のスラリー分配ポ
ート516、517を通って研磨表面515に送られ
る。
【0023】このように、多角形の形状を有する複数の
非同心状へこみを含む特別設計の研磨パッドの様々な実
施形態を説明してきた。特に好都合な実施形態では、多
角形が六角形である。非同心状六角形へこみは、効果的
にスラリーを研磨中の半導体ウェハの下側の位置に保持
するか、分配することができ、ウェハのスラリー欠乏を
防止する。さらに、8個の放射状チャネルを含む一定の
チャネルパターンを説明してきたが、多角形の形状を有
する複数の非同心状へこみにスラリーを供給するための
様々な他のチャネルパターンおよびチャネル数も本発明
の範囲に入ることは、本開示から容易に明らかになるで
あろう。
非同心状へこみを含む特別設計の研磨パッドの様々な実
施形態を説明してきた。特に好都合な実施形態では、多
角形が六角形である。非同心状六角形へこみは、効果的
にスラリーを研磨中の半導体ウェハの下側の位置に保持
するか、分配することができ、ウェハのスラリー欠乏を
防止する。さらに、8個の放射状チャネルを含む一定の
チャネルパターンを説明してきたが、多角形の形状を有
する複数の非同心状へこみにスラリーを供給するための
様々な他のチャネルパターンおよびチャネル数も本発明
の範囲に入ることは、本開示から容易に明らかになるで
あろう。
【0024】以上に本発明を詳細に説明してきたが、当
該技術分野の専門家であれば、最も幅広い形での本発明
の精神および範囲から逸脱することなく様々な変更、代
替および修正を加えることができることを理解できるで
あろう。
該技術分野の専門家であれば、最も幅広い形での本発明
の精神および範囲から逸脱することなく様々な変更、代
替および修正を加えることができることを理解できるで
あろう。
【図1A】従来型連続気泡ポリウレタン研磨パッドを示
している。
している。
【図1B】一連の同心状溝を有する従来型研磨パッドを
示している。
示している。
【図2A】本発明の原理に従って構成された研磨パッド
の一実施形態の平面図である。
の一実施形態の平面図である。
【図2B】図2Aの研磨パッドの変形実施形態の平面図
である。
である。
【図2C】図2Bの研磨パッドの変形実施形態の平面図
である。
である。
【図3A】図2Aおよび図2Bの研磨パッドの変形実施
形態の平面図および部分断面図である。
形態の平面図および部分断面図である。
【図3B】図2Aおよび図2Bの研磨パッドの変形実施
形態の平面図および部分断面図である。
形態の平面図および部分断面図である。
【図4A】図2Aおよび図2Bの研磨パッドの変形実施
形態の平面図および部分断面図である。
形態の平面図および部分断面図である。
【図4B】図2Aおよび図2Bの研磨パッドの変形実施
形態の平面図および部分断面図である。
形態の平面図および部分断面図である。
【図5A】図4Aおよび図4Bの研磨パッドの変形実施
形態の平面図および部分断面図である。
形態の平面図および部分断面図である。
【図5B】図4Aおよび図4Bの研磨パッドの変形実施
形態の平面図および部分断面図である。
形態の平面図および部分断面図である。
200a 研磨パッド、 210a 研磨本体、 215a 研磨表面、 230a へこみ、
フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム ジー.イースター アメリカ合衆国 32837 フロリダ,オー ランド,ブライトモウア サークル 5147 (72)発明者 ジョン エー.マッゼ アメリカ合衆国 37411 フロリダ,オー ランド,ヴァーサイルス ブウルヴァード 10846 (72)発明者 サイレッシュ エム.マーチャント アメリカ合衆国 32835 フロリダ,オー ランド,ヴァインランド オークス ブウ ルヴァード 8214 (72)発明者 フランク ミセリ アメリカ合衆国 32824 フロリダ,オー ランド,ブリッジヴュー サークル 1702
Claims (24)
- 【請求項1】 研磨表面を有する研磨本体と、 該研磨表面上に形成されて幾何学的形状を有する複数の
非同心状へこみとを含む研磨パッド。 - 【請求項2】 前記幾何学的形状は、円である請求項1
記載の研磨パッド。 - 【請求項3】 前記幾何学的形状は、多角形である請求
項1記載の研磨パッド。 - 【請求項4】 前記多角形は、六角形である請求項3記
載の研磨パッド。 - 【請求項5】 前記幾何学的形状は、前記研磨表面から
延出して前記複数の非同心状へこみを取り囲む壁を含む
請求項1記載の研磨パッド。 - 【請求項6】 前記研磨本体内に形成されて、スラリー
供給源に連結可能である複数の埋め込み放射状チャネル
をさらに含み、該複数の埋め込み放射状チャネルは、前
記埋め込み放射状チャネルに直角をなして前記研磨表面
まで延在したチャネル延長部分を介して前記複数の非同
心状へこみの少なくとも一部に連結されている請求項5
記載の研磨パッド。 - 【請求項7】 前記複数の非同心状へこみは、前記研磨
表面から延出した個別のボスを形成する交差溝を前記研
磨表面上に含む請求項1記載の研磨パッド。 - 【請求項8】 前記研磨本体内に形成されて、スラリー
供給源に連結可能である複数の埋め込み放射状チャネル
をさらに含み、該複数の埋め込み放射状チャネルは、前
記研磨表面まで延在したチャネル延長部分を介して前記
交差溝の少なくとも一部に連結可能である請求項7記載
の研磨パッド。 - 【請求項9】 前記複数の非同心状へこみは、前記研磨
本体の中心付近でスラリー供給源に連結可能である請求
項1記載の研磨パッド。 - 【請求項10】 前記複数の非同心状へこみは、前記研
磨本体の外周付近でスラリー供給源に連結可能である請
求項1記載の研磨パッド。 - 【請求項11】 前記研磨パッドに連結可能な研磨プラ
テンと、 該研磨プラテン内に形成されて、前記複数の非同心状へ
こみと流体連通したスラリー分配ポートと、 前記研磨プラテンの下表面に連結されて、スラリー供給
源および前記スラリー分配ポート間に流体連通した環状
スラリー導管とをさらに含み、該環状スラリー導管およ
び前記スラリー分配ポートは、研磨スラリーを前記スラ
リー供給源から前記複数の非同心状へこみへ案内するよ
うに構成されている請求項1記載の研磨パッド。 - 【請求項12】 前記研磨本体に連結可能で、研磨スラ
リーを前記複数の非同心状へこみに分配するように構成
されたスラリーポンプを有するスラリー供給源をさらに
含む請求項1記載の研磨パッド。 - 【請求項13】 研磨パッドを製造する方法であって、 研磨表面を有する研磨本体を形成するステップと、 該研磨表面に、幾何学的形状を有する複数の非同心状へ
こみを形成するステップとを含む方法。 - 【請求項14】 前記複数の非同心状へこみを形成する
ステップは、前記幾何学的形状が円である複数の非同心
状へこみを形成するステップを含む請求項13記載の方
法。 - 【請求項15】 前記複数の非同心状へこみを形成する
ステップは、前記幾何学的形状が多角形である複数の非
同心状へこみを形成するステップを含む請求項13記載
の方法。 - 【請求項16】 前記幾何学的形状が多角形である前記
複数の非同心状へこみを形成するステップは、前記幾何
学的形状が六角形である複数の非同心状へこみを形成す
るステップを含む請求項15記載の研磨パッド。 - 【請求項17】 前記複数の非同心状へこみを形成する
ステップは、前記研磨表面から延出して前記複数の非同
心状へこみを取り囲む壁を含む複数の非同心状へこみを
形成するステップを含む請求項13記載の方法。 - 【請求項18】 スラリー供給源に連結可能である複数
の埋め込み放射状チャネルを前記研磨本体内に形成する
ステップと、該複数の埋め込み放射状チャネルを、前記
埋め込み放射状チャネルに直角をなして前記研磨表面ま
で延在したチャネル延長部分を介して前記複数の非同心
状へこみの少なくとも一部に連結するステップとをさら
に含む請求項17記載の研磨パッド。 - 【請求項19】 前記研磨表面から延出した個別のボス
を形成する交差溝を前記研磨表面に形成するステップを
さらに含む請求項13記載の方法。 - 【請求項20】 スラリー供給源に連結可能である複数
の埋め込み放射状チャネルを前記研磨本体内に形成する
ステップと、該複数の埋め込み放射状チャネルを、前記
研磨表面まで延在したチャネル延長部分を介して前記交
差溝の少なくとも一部に連結するステップとをさらに含
む請求項19記載の方法。 - 【請求項21】 前記複数の非同心状へこみを形成する
ステップは、前記研磨本体の中心付近でスラリー供給源
に連結可能である複数の非同心状へこみを形成するステ
ップを含む請求項13記載の方法。 - 【請求項22】 前記複数の非同心状へこみは、前記研
磨本体の外周付近でスラリー供給源に連結可能である請
求項13記載の方法。 - 【請求項23】 研磨プラテン内にスラリー分配ポート
を形成するステップと、 前記研磨プラテンを前記研磨パッドに連結するステップ
であって、前記スラリー分配ポートを前記複数の非同心
状へこみと流体連通させるステップと、 スラリー供給源および前記スラリー分配ポート間に流体
連通した環状スラリー導管を前記研磨プラテンの下表面
に連結するステップとをさらに含み、該環状スラリー導
管および前記スラリー分配ポートは、研磨スラリーを前
記スラリー供給源から前記複数の非同心状へこみへ案内
するように構成されている請求項13記載の方法。 - 【請求項24】 前記研磨本体に連結可能で、研磨スラ
リーを前記複数の非同心状へこみに分配するように構成
されたスラリーポンプを有するスラリー供給源を連結す
るステップをさらに含む請求項13記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US53713200A | 2000-03-29 | 2000-03-29 | |
US09/537132 | 2000-03-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001308046A true JP2001308046A (ja) | 2001-11-02 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001094454A Pending JP2001308046A (ja) | 2000-03-29 | 2001-03-29 | 改良されたスラリー分配用の特別設計研磨パッド |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001308046A (ja) |
KR (1) | KR20010093677A (ja) |
GB (1) | GB2362592A (ja) |
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CN113579992A (zh) | 2014-10-17 | 2021-11-02 | 应用材料公司 | 使用加成制造工艺的具复合材料特性的cmp衬垫建构 |
US11745302B2 (en) | 2014-10-17 | 2023-09-05 | Applied Materials, Inc. | Methods and precursor formulations for forming advanced polishing pads by use of an additive manufacturing process |
US9776361B2 (en) | 2014-10-17 | 2017-10-03 | Applied Materials, Inc. | Polishing articles and integrated system and methods for manufacturing chemical mechanical polishing articles |
US10875153B2 (en) | 2014-10-17 | 2020-12-29 | Applied Materials, Inc. | Advanced polishing pad materials and formulations |
WO2017074773A1 (en) | 2015-10-30 | 2017-05-04 | Applied Materials, Inc. | An apparatus and method of forming a polishing article that has a desired zeta potential |
US10593574B2 (en) | 2015-11-06 | 2020-03-17 | Applied Materials, Inc. | Techniques for combining CMP process tracking data with 3D printed CMP consumables |
US10391605B2 (en) | 2016-01-19 | 2019-08-27 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for forming porous advanced polishing pads using an additive manufacturing process |
US11471999B2 (en) | 2017-07-26 | 2022-10-18 | Applied Materials, Inc. | Integrated abrasive polishing pads and manufacturing methods |
WO2019032286A1 (en) | 2017-08-07 | 2019-02-14 | Applied Materials, Inc. | ABRASIVE DISTRIBUTION POLISHING PADS AND METHODS OF MAKING SAME |
CN112654655A (zh) | 2018-09-04 | 2021-04-13 | 应用材料公司 | 先进抛光垫配方 |
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Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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