JP2002160153A

JP2002160153A - 研磨パッド

Info

Publication number: JP2002160153A
Application number: JP2000360366A
Authority: JP
Inventors: Mitsutoshi Nishimura; 光敏西村; Tadashi Terasaki; 忠士寺崎; Sadakazu Morizaki; 貞和森崎
Original assignee: Rodel Nitta Inc
Current assignee: Nitta DuPont Inc
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2002-06-04
Anticipated expiration: 2020-11-27
Also published as: JP4454833B2

Abstract

(57)【要約】【課題】研磨パッド本体の全面に多数の貫通孔を形成
し、さらに複数の溝が形成された溝処理領域を有するこ
とにより、ウエハ面内の平坦化と研磨レートを向上す
る。【解決手段】研磨パッド１は、円板状の研磨パッド本
体２の略全面に多数の貫通孔が設けられ、研磨パッド本
体２の半径方向の略中央部付近に複数の溝７が形成され
た溝処理領域４が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置の
製造工程において、化学的機械的研磨加工（ＣＭＰプロ
セス）等によりウエハ等の被加工物の平坦化処理などを
行うときに用いる研磨パッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の化学的機械研磨装置は、表面に研
磨パッドが接着された研磨プレートと、研磨パッドの表
面を目立てするためのドレッサーと、被加工物を保持す
るキャリアと、研磨スラリーを研磨パッド上に供給する
研磨スラリー供給装置と、を備えている。そして、研磨
パッドをドレッサーによりドレッシング（研削）した後
に、研磨プレート及びキャリアを回転させると共に、該
研磨スラリー供給装置のノズルから研磨パッドの中央部
に研磨スラリーを供給し、被加工物を研磨パッド上に押
圧することで被加工物表面の研磨を行う。

【０００３】このような化学的機械研磨方法では、研磨
パッドのドレッシング時に発生する研磨パッドの削り屑
や、被加工物の研磨屑等を研磨パッドの外へ排出する必
要があるので、研磨作業中に、研磨スラリーを研磨パッ
ドの中央部に絶えず供給し、これらの不純物を研磨スラ
リーにより研磨パッドの外部へ排出するようにしてい
る。

【０００４】そして、ウエハを効果的に研磨できるよう
に、パッド表面に格子状の溝を付けたものや、同心円状
の複数の溝を設けた研磨パッドが提案されている（例え
ば、特開平１１−２１６６６３号公報、特開平１１−３
３３６９９号公報）。

【０００５】しかし、このような研磨パッドにおいて
も、研磨レートを増加する点、および均一にウエハ表面
を研磨する点において、さらに改良の余地があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の実状に
着目してなされたものであって、その目的とするところ
は、ウエハ面内の均一な平坦化と研磨レートのウエハ面
内の均一性を向上させる研磨パッドを提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の研磨パッドは、
円板状の研磨パッド本体の略全面に多数の貫通孔が設け
られ、該研磨パッド本体の半径方向の略中央部付近に複
数の溝が形成された溝処理領域が設けられており、その
ことにより上記目的が達成される。

【０００８】一つの実施態様では、前記研磨パッド本体
の中心部付近に設けられた中心部処理領域における貫通
孔の内径が１〜３ｍｍ、該貫通孔の密度が２〜５個／ｃ
ｍ²、該中心部処理領域の面積比率が研磨パッドに対し
て７〜２９％である。

【０００９】一つの実施態様では、前記溝処理領域の半
径方向における幅寸法が３０〜１５０ｍｍ、研磨パッド
の非溝加工面に対する溝加工面の面積比率が１％〜１０
％である。

【００１０】一つの実施態様では、前記研磨パッド本体
の外周部付近に設けられた外周部処理領域における貫通
孔の内径が０．５〜３ｍｍ、該貫通孔の密度が２〜５個
／ｃｍ²、該外周部処理領域の面積比率が研磨パッドに
対して５０〜８０％である。

【００１１】本発明の作用は次の通りである。

【００１２】本発明の研磨パッドは、研磨パッド本体の
略全面に貫通孔が形成され、研磨パッド本体の半径方向
の略中央部付近にさらに溝が形成されていることによ
り、スラリーの保持性と排出性を適正にし、かつ被加工
物の研磨面が最も摺接する研磨パッド本体の半径方向中
央部付近に複数本の溝を形成することで、研磨レートを
増加しながら研磨の均一性を向上することができる。特
に、内周部処理領域、溝処理領域および外周部処理領域
の３つの処理領域によってウエハ等の被加工物の中心部
分を積極的に研磨することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。

【００１４】本発明で使用する研磨パッド１は、一般
に、ポリウレタン等の発泡性樹脂を発泡硬化させて得ら
れる発泡体の表面をバフすることにより形成されてい
る。研磨パッド１の表面には多数の空孔を有しており、
ウエハ等の被加工物１０と研磨パッド１との間に供給さ
れた研磨スラリーが均一分散され、均一研磨が行えるよ
うにされている。

【００１５】図１に示すように、研磨パッド１は、円板
状の研磨パッド本体２の略全面に貫通孔を形成し、さら
に研磨パッド本体２の表面の半径方向の中央部付近に同
心円状の溝を設けて構成され、研磨パッド本体２の表面
に、中心位置から中心部処理領域３、溝処理領域４およ
び外周部処理領域５がそれぞれ順に設けられている。

【００１６】パッドの直径が６００ｍｍである場合、中
心部処理領域３の直径は１６０〜３２０ｍｍが好まし
い。溝処理領域４のパッド半径方向における幅寸法は３
０〜１５０ｍｍが好ましい。さらに好ましくは５０〜１
００ｍｍである。また、外周部処理領域５のパッド半径
方向における幅寸法は７０〜１２０ｍｍが好ましい。

【００１７】言い換えると、該中心部処理領域３の、パ
ッド本体表面に対する面積比率は７〜２９％が好まし
い。溝処理領域４のパッド本体表面に対する面積比率は
１〜１０％が好ましい。さらに好ましくは２〜８％であ
る。また、外周部処理領域５のパッド本体表面に対する
面積比率は５０〜８０％が好ましい。

【００１８】（中心部処理領域）該中心部処理領域３に
形成された貫通孔６の内径は１〜３ｍｍが好ましい。ま
た、その貫通孔６の密度は２〜５個／ｃｍ²が好まし
い。

【００１９】（溝処理領域）図１〜図３に示すように、
澪処理領域に形成された貫通孔の内径、および密度は上
記中心部処理領域と同じにすることができる。

【００２０】各溝７は同心円状に形成されている。溝７
の断面形状は矩形状、Ｕ字状、台形等であってもよい。
溝本数Ｎ（本）は多い方がより均一性、研磨レートを向
上することができる。

【００２１】溝７の深さは研磨パッド厚みの１０〜８０
％が好ましく、溝幅は２００μm〜５ｍｍが好ましく、
また溝本数は３〜１００本が好ましい。

【００２２】さらに好ましくは、溝７の深さは、研磨パ
ッドの厚みの４０〜６０％であり、溝幅は０．２５ｍｍ
〜２ｍｍであり、溝本数は５〜３０本である。

【００２３】溝幅が０．２ｍｍ未満であるとスラリーの
保持性が期待できず、５ｍｍを超えるとスラリーが溝に
滞留するだけで実施アセンブリの研磨の仕事に寄与しな
い。

【００２４】また、研磨パッドの非溝加工面に対する溝
加工面の面積比率は１％〜２０％が好ましい。ここで、
研磨パッドの溝加工面の面積とは、研磨パッド表面に形
成されている全ての溝の底面の合計面積をいい、非溝加
工面の面積とは、その溝部分を除いた研磨パッド表面の
面積をいう。さらに好ましい研磨パッドの非溝加工面に
対する溝加工面の面積比率は２％〜６％である。

【００２５】（外周部処理領域）外周部処理領域５に形
成された貫通孔の内径および密度は上記中心部処理領域
と同じようにすることができる。

【００２６】特に、該外周部処理領域５に形成された貫
通孔８の内径は０．５〜３ｍｍが好ましい。また、その
貫通孔８の密度は２〜５個／ｃｍ²が好ましい。

【００２７】中心部処理領域３および外周部処理領域５
に形成された貫通孔の内径、密度を、上記の範囲内とす
ることにより、研磨パッド上に供給される研磨スラリー
の循環を良くし、研磨屑等の不純物の排出を良くするこ
とができる。

【００２８】本発明の研磨パッド１において、溝処理領
域４を形成するには、従来より公知の方法で行うことが
できる。例えば、研磨パッド本体２を溝加工機の定盤表
面に吸引固定し、定盤を回転させながらパッド本体２の
表面に切削刃を押し付けることで同心円状の溝が形成さ
れる。

【００２９】また、中心部処理領域３および外周部処理
領域５に貫通孔６，８を形成するには、打ち抜き機によ
って行うことができる。

【００３０】なお、本発明の研磨パッド１は、半導体製
造プロセスにおいて化学的機械的研磨加工（ＣＭＰプロ
セス）によりウエハ等の被加工物の平坦化処理を行うと
きに用いる以外に、以下の用途にも用いることができ
る。

【００３１】シリコンウエハに対する一次研磨（特にＳ
ｕｂａパッド、ＭＨパッド）、二次研磨（特にＳｕｂａ
パッド、ＭＨパッド）、ファイナル研磨用パッド、アル
ミ磁気ディスク研磨用パッド、液晶用ガラス研磨用パッ
ド（特にＭＨパッド）等。

【００３２】また、被研磨物としては以下があげられ
る。（１）シリコン具体的には、ポリッシュドウエハ、拡散ウエハ、エピウ
エハがあり、これらの主用途としては、ＩＣ基板、ディ
スクリートがある。

【００３３】さらに、ダミーまたはモニターウエハ、再
生ウエハ、バックサイドポリッシュドウエハがあり、こ
れらの主用途としては、テスト用ウエハ、パターン付き
ＩＣあがる。

【００３４】さらに、ＳｉＯ₂、ポリシリコン、金属層
間膜があり、これらの主用途としては、上述したＣＭＰ
がある。

【００３５】（２）化合物ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、ガリウム燐（ＧａＰ）、イ
ンジウム燐（ＩｎＰ）があり、これらの主用途として
は、可視ＬＥＤ、赤外ＬＥＤ、ＦＥＴ、ＩＣがある。

【００３６】（３）酸化物タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ＧＧＧがあ
り、これらの主用途としてはＳＡＷフィルターがある。

【００３７】（４）ガラスＴＦＴ、ＳＴＮ、ＳＯＧ、フォトマスク、オプチカルフ
ラットガラス、ＴＶフェイス（テレビフラウン管）があ
り、これらの主用途としては、カラー液晶基板、液晶基
板、半導体基板、ステッパー用プリズム、カラーテレビ
がある。

【００３８】（５）磁気ディスクアルミニウム、強化ガラス、カーボンがあり、これらの
主用途としては、ハードディスクがある。

【００３９】（６）その他サファイヤ、セラミックス、フェライト、ステンレス、
水晶、カラーフィルタがあり、これらの主用途として
は、半導体基板、電子基板、振動子、カラー液晶があ
る。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、前面に貫通孔を有する
研磨パッド本体の、被加工物が摺接する部分に溝処理領
域を有するので、研磨スラリーの分散性を良くし、研磨
レートを増加し、研磨の均一性を向上することができ
る。時に、中心部処理涼気、溝処理領域および外周部処
理領域によってウエハの中心部分を積極的に研磨するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の研磨パッドの一実施例の平面図であ
る。

【図２】図１に示す研磨パッドの要部断面図である。

【図３】図２に示す研磨パッドの貫通孔部分の断面図で
ある。

【図４】図１に示す研磨パッドの貫通孔部分の平面図で
ある。

【符号の説明】

１研磨パッド２パッド本体３中心部処理領域４溝処理領域５外周部処理領域６貫通孔７溝８貫通孔

フロントページの続き (72)発明者森崎貞和奈良県大和郡山市池沢町172 ロデール・ニッタ株式会社奈良工場内Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AA09 CB01 CB03 DA12 DA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円板状の研磨パッド本体の略全面に多数
の貫通孔が設けられ、該研磨パッド本体の半径方向の略
中央部付近に複数の溝が形成された溝処理領域が設けら
れている研磨パッド。
【請求項２】前記研磨パッド本体の中心部付近に設け
られた中心部処理領域における貫通孔の内径が１〜３ｍ
ｍ、該貫通孔の密度が２〜５個／ｃｍ²、該中心部処理
領域の面積比率が研磨パッドに対して７〜２９％である
請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】前記溝処理領域の半径方向における幅寸
法が３０〜１５０ｍｍ、研磨パッドの非溝加工面に対す
る溝加工面の面積比率が１％〜１０％である請求項１ま
たは２に記載の研磨パッド。
【請求項４】前記研磨パッド本体の外周部付近に設け
られた外周部処理領域における貫通孔の内径が０．５〜
３ｍｍ、該貫通孔の密度が２〜５個／ｃｍ²、該外周部
処理領域の面積比率が研磨パッドに対して５０〜８０％
である請求項１〜３のいずれかに記載の研磨パッド。