JP2003136397A - 研磨パッド - Google Patents

研磨パッド

Info

Publication number
JP2003136397A
JP2003136397A JP2001335959A JP2001335959A JP2003136397A JP 2003136397 A JP2003136397 A JP 2003136397A JP 2001335959 A JP2001335959 A JP 2001335959A JP 2001335959 A JP2001335959 A JP 2001335959A JP 2003136397 A JP2003136397 A JP 2003136397A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing pad
polishing
pad
sheet
oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001335959A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeru Tominaga
茂 富永
Susumu Sakakibara
晋 榊原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Roki Techno Co Ltd
Original Assignee
Roki Techno Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Roki Techno Co Ltd filed Critical Roki Techno Co Ltd
Priority to JP2001335959A priority Critical patent/JP2003136397A/ja
Publication of JP2003136397A publication Critical patent/JP2003136397A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】スクラッチの発生が少なくなると共に1枚のパ
ッドで多数のウェーハを研磨することができる研磨パッ
ドを提供する。 【解決手段】研磨装置の回転定盤や走行ベルトに貼付し
て使用する研磨パッドにおいて、パッド材から形成した
多数の柱状突起物を、シート状若しくは板状物に該突起
物同士を間隔づけて若しくは線接触により固定した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】この発明は、半導体ウェーハ
用、液晶ガラス用及びハードディスク用等の精密研磨用
研磨パッドに係り、詳記すれば、主として半導体デバイ
スの製造工程で研磨装置の回転定盤や走行ベルトに貼付
して用いられる化学的機械研磨用研磨パッドに関するも
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、配線の積層化が行われている。すなわち、半導体
ウェーハの表面に配線材をパターン形成し、この上を酸
化シリコン等の絶縁物膜で覆い、次の配線材をパターン
形成し、これを順次繰り返すプロセスが採用されてい
る。
【0003】配線の積層数が多くなると、酸化シリコン
等の絶縁物膜に段差が生じるため、次の配線材をパター
ン形成する前に、絶縁物膜を平坦化する必要があるの
で、研磨液(以下スラリーという)を供給しながら研磨
パッドを使用してウェーハを平坦に研磨する化学的機械
研磨(以下CMPという)が行われている。
【0004】また、配線材のパターン形成方法として、
銅などの配線材をウェーハ全面に堆積させ、その後に、
余分な配線材をCMPで除去するダマシン法が採用され
ている。
【0005】このように絶縁物膜や配線材をCMPで研
磨する場合、除去能率を確保すると共にウェーハ全体の
平坦性の確保と表面の平滑性の確保などサブミクロンオ
ーダーの高い研磨性能が要求されるが、これら高い研磨
性能を実現するために研磨砥粒をパッドに固定した固定
砥粒パッドが種々提案されている。
【0006】しかしながら、固定砥粒パッドは平坦化性
能を向上させるには有効であるが、研磨傷(スクラッ
チ)の低減が課題であった。
【0007】また、発泡ポリウレタン製などの砥粒を含
まない研磨パッドと比較して、1枚のパッドでより多く
のウェーハ枚数を研磨し得る性能が要求されており、そ
のためパッドを肉厚に製造して、できるだけ肉薄になる
まで使用している。
【0008】スクラッチの発生原因としては、固定砥粒
パッドの材質や組成によるものもあるが、研磨中に生じ
た研磨クズや余分な砥粒が原因となる場合が多い。ま
た、研磨液によってウェーハと研磨パッドが密着した場
合は、ウェーハと研磨パッドの間の研磨液を空気と置換
させるために研磨パッドの円周側にウェーハをずらして
取り外す作業を必要とするが、この作業中にスクラッチ
が発生する場合も生じる。
【0009】上記スクラッチ発生の防止のため、研磨パ
ッドの表面に同心円状溝や直交溝などいろいろな形状の
溝が設けられている。これらの溝は機械加工や成形型に
よる型押しで形成されており、溝の深さ寸法が研磨パッ
ドの寿命を決定していたが、溝の幅寸法と同程度までし
か溝を深く形成できなかった。
【0010】すなわち、研磨パッドはウェーハの研磨や
ドレッシングでその表面が徐々に削られるが、溝の深さ
以上に削られると研磨性能が低下し、それ以上は使用で
きなくなるので、1枚のパッドでより多くのウェーハ枚
数を研磨することができない問題があった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、スクラッチ
の発生が少なくなると共に1枚のパッドで多数のウェー
ハを研磨することができる研磨パッドを提供することを
目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、研磨装置
の回転定盤や走行ベルトに貼付して使用する研磨パッド
において、パッド材から形成した多数の柱状突起物を、
シート状若しくは板状物に該突起物同士を間隔づけて若
しくは線接触により固定したことを特徴とする。
【0013】要するに本発明は、連通溝を形成するか実
質的に連通溝となりうる溝を形成してスクラッチを低減
させると共に溝の深さをパッドの高さと同じに形成する
ことによって、研磨パッドを長寿命としたことを要旨と
するものである。尚、突起物同士を線接触させても、研
磨液は、湿潤によって或いは線接触部を飛び越えて容易
に移動させることができるから、実質的に連通溝と同等
の効果を生じる。
【0014】柱状突起物の外形は円形(全体として円柱
形若しくは円筒形)であって、寸法は、直径10〜50
mmで高さ3〜30mmとするのが好ましい(請求項
2)。突起物の外形は多角形であってもよいが、その場
合は多角形の1辺の長さが10〜50mmで高さ3〜3
0mmとするのがよい。
【0015】突起物の配置・配列方法は、同一の配列パ
ターンの繰り返しとするのがよい(請求項3)。
【0016】突起物の大きさは、突起物の面積が、研磨
パッドの面積の1/100〜1/900であるのが好ま
しい(請求項4)
【0017】突起物は、1種類以上のシートの切断面が
研磨面にスパイラル状に配置されている研磨パッド材で
構成するのが好ましい(請求項5)。
【0018】上記研磨パッド材には、粒子径0.01〜
10μmの無機微粒子を含有させるのがよい(請求項
5)。
【0019】無機微粒子としては、酸化ケイ素、酸化セ
リウム、酸化アルミニウム、酸化マンガン、酸化鉄、酸
化亜鉛、炭化ケイ素、炭化ホウ素および合成ダイヤモン
ドからなる群から選ばれる1種若しくは2種以上とする
のがよい(請求項6)。
【0020】本発明の突起物の形状と配列方法を選択す
ることによって、これまで実現できなかった複雑な溝形
状が実現でき、しかも2種類以上の突起物を配列するこ
とによって、研磨性能や平坦性能の改善がはかれる。
【0021】次に本発明の実施の形態を説明する。
【0022】
【発明の実施の形態】本発明の研磨パッドは、研磨装置
の回転定盤や走行ベルトに貼付して使用するものであ
る。
【0023】本発明に使用するパッド材としての突起物
は、研磨パッドの径に比べて十分に小さいことが望まし
く、研磨パッド径(多角形の場合は、外接円の径)の1
/10〜1/30の範囲が望ましい。突起物が大きすぎ
ると溝の性能が発揮できなくなり、小さすぎると突起物
が固定しにくくなるだけでなく、使用する突起物の数が
膨大となるので、経済性が悪化する。
【0024】突起物の形状は、表面が水平面の円柱や円
筒形もしくは正四角柱や正三角柱形が望ましいが、その
他の多角柱でも差し支えない。要は突起物同士を間隔づ
けて若しくは線接触により配列する際、研磨くずや余剰
研磨砥粒が排出されるだけの溝が形成できればよい。
【0025】突起物1の配列方法は、図1に示すように
円柱形の突起物の場合は、中心の突起物の周りに六角形
に配列する方法や図2に示すように中心に四角形に配列
し、その外周に順次四角形に配列する方法が挙げられ
る。また、正四角柱の突起物1を配列する場合は、図3
に示すように格子状とする方法や図4に示すように千鳥
格子状とする方法が挙げられる。
【0026】本発明に使用する突起物の材質は、無機微
粒子と合成高分子とで構成される固定砥粒パッド材が好
ましい。また、同一材質の突起物を配列しても、また、
異種材質の突起物を配列してもよい。特に、異種材質と
しては、固定砥粒パッド材と砥粒を含まない合成高分子
との組合わせや、シリカ砥粒を含む固定砥粒パッド材と
アルミナ砥粒を含む固定砥粒パッド材との組合わせが挙
げられる。
【0027】また、突起物が無機微粒子を含まない合成
高分子だけの突起物のみの材質でもよく、さらには、表
面硬度やヤング率の異なる2種類以上の材質の突起物を
組合わせることもできる。
【0028】上記形状や配列の研磨パッドの製造方法
は、アームロボットなどを利用して突起物1個づつをシ
ート状の圧力感応接着剤の上に配列・圧着させる方法で
もよいが、あらかじめ形状と配列パターンを形成した皿
状の型に突起物を供給し、型を振動・動揺させて配列さ
せ、その後シート状の圧力感応接着剤に圧着させる方法
のいずれでもよい。要するにシート若しくは板状物上に
固定し得るならよく、特に限定されない。
【0029】突起物を接着剤で固定するには、シートの
両面に接着剤が塗付されたものが使用できるが、これに
限定されるものではなく、金属や合成高分子のベース板
(またはシート)に接着剤で固定してもよい。接着剤と
しては、シート若しくはベース板に固定された突起物
が、剥がれ落ちることがない程度の接着強度を有するも
のであればよく、特に限定されない。
【0030】上記のようにして製造したパッド材の裏面
には離型紙を貼着させ、パッド材を回転定盤や走行ベル
トに貼付させる時には、離型紙を剥がして貼付させるよ
うにするのがよい。
【0031】本発明の突起物としては、シートの切断面
がスパイラル状に配設されているパッド材が好ましい。
【0032】上記パッド材(突起物)は、シートに好ま
しくは結着剤を塗付若しくは含浸させながら、切断面が
スパイラル状になるように巻きつけて円筒状に形成した
成形物を、巻軸と直角に切断することによって製造する
ことができる。
【0033】このパッド材に使用するシートとしては、
織布、不織布、フェルト及びペーパーの形態でシート状
に加工した化学合成繊維や無機繊維、弾性高分子シー
ト、及び無機微粒子を含むシート等が挙げられるが、比
較的空隙率が大きく親水性のものが好ましい。シートの
種類は1種類でも2種類以上でもよい。
【0034】シートとしては、砥粒を合成高分子に分散
充填したものや、砥粒をバインダー材に分散させたもの
を繊維状シートに含浸充填した砥粒シートを使用するの
が好ましい。砥粒液を塗付後、例えばロールを通過させ
ることによって、砥粒のシートへの含有量をさらに均一
化させることができる。
【0035】砥粒となる無機微粒子としては、酸化ケイ
素、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化マンガン、
酸化鉄、酸化亜鉛、炭化ケイ素、炭化ホウ素および合成
ダイヤモンドの内1種または2種以上の混合物が使用で
きる。
【0036】
【実施例】次に、実施例、比較例を挙げて本発明を更に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
【0037】実施例1 メタクリル酸メチルを溶解させた水溶液に、無機微粒子
として平均粒径0.5μmの酸化セリウムを均一分散さ
せて砥粒溶液を作成した。同砥粒溶液を幅200mm、
坪量20g/mのスパンボンドPET不織布2枚の間
に塗付しながらロール成形し、加熱乾燥してメタクリル
酸メチルを硬化させ、厚さ0.3mmの無機微粒子を含
むシート(A)を作成した。シートの坪量は約800/
で、シートに対する酸化セリウムの含有率は90重
量%であった。
【0038】前記(A)の無機微粒子を含むシートに、
前記メタクリル酸メチル水溶液を塗付し、タッチロール
で加圧しながら、直径50mmのシャフトに直径610
mmまでワインドし、加熱乾燥して硬化させた後、スラ
イサーで厚さ5mmにスライスして研磨パッド(B)を
作成し、これを機械加工して直径20mm、高さ5mm
の円柱状パッド材(突起物)を作成した。
【0039】上記円柱状パッド材を直径300mmの圧
力感応接着剤シートの上に図1に示すように187個を
最密充填状に配列し、固定砥粒パッドを製作した。
【0040】実施例2 前記(B)の研磨パッドを機械加工して直径50mm、
高さ5mmの円柱のディスク状パッド材を作成し、31
個の円柱状パッド材と6個の半円柱状パッド材を直径3
00mmの圧力感応接着剤シートの上に最密充填状に配
列し、固定砥粒パッドを製作した。
【0041】実施例3 前記(A)の無機微粒子を含むシートに前記のメタクリ
ル酸メチル水溶液を塗付し、タッチロールで加圧しなが
ら、直径10mmの合成高分子製のシャフトに直径20
mmまでワインドし、加熱乾燥して硬化させた後、スラ
イサーで高さ5mmにスライスした。その後、合成高分
子製のシャフトを取り除き、円筒状パッド材を作成し
た。
【0042】上記円筒状パッド材を直径300mmの圧
力感応接着剤シートの上に、図1に示すように87個を
最密充填状に配列し、固定砥粒パッドを製作した。
【0043】実施例4 坪量80g/mスパンボンドPET不織布に前記のメ
タクリル酸メチル水溶液を塗付し、タッチロールで加圧
しながら、直径10mmの合成高分子製のシャフトに直
径20mmまでワインドし、加熱乾燥して硬化させた
後、スライサーで高さ5mmにスライスした後、合成高
分子製のシャフトを取り除き、円筒状の砥粒を含まない
パッド材を作成した。
【0044】上記円筒状の砥粒を含まないパッド材96
個と実施例3の円筒状のパッド材91個を直径300m
mの圧力感応接着剤シートの上に合計187個を、図1
に示すように最密充填状態に配列し、固定砥粒パッドを
作成した。
【0045】比較例 前記(A)の無機微粒子を含むシートに、前記のメタク
リル酸メチル水溶液を塗付し、タッチロールで加圧しな
がら、直径50mmのシャフトに直径300mmまでワ
インドし、加熱乾燥して硬化させた後、スライサーで高
さ5mmにスライスして研磨パッドを作成した。
【0046】研磨性能の試験法:前記実施例1〜4と比
較例で得たシート2の裏面の離型紙を剥がして図5に示
すように回転定盤3に貼付させた。それから、図6に示
すように、回転駆動する定盤3上の研磨パッド4にウェ
ーハ5が接触するように定盤3を回転駆動させ、ウェー
ハ5を保持した研磨ヘッド6に上方から荷重をかけ、回
転させながら研磨した。尚、かかる動作と共に、研磨液
供給ノズル7から、研磨液8を研磨パッド4上に吐出さ
せて、この研磨液8をウェーハ5の研磨面に供給し、ウ
ェーハ5の最表面を平坦に研磨した。下記の研磨対象ウ
ェーハについて、下記の研磨条件で研磨した。結果を次
表1に示す。
【0047】研磨対象:18mm角の厚さ1μmTEO
S−CVDシリコン酸化膜付きウェーハ 研磨条件: パッドの回転数 30rpm 研磨圧力 300g/cm 研磨液 純水、セリア含有スラリー液 研磨液の供給量 15cc/分 研磨時間 1分間
【0048】
【表1】 尚、スクラッチは、長さ100〜10,000μm、深
さ1μm以上のものを数えた。
【0049】本発明によれば、連通溝を形成するか或い
は連通溝と同じように研磨液が移動し得る線接触による
溝を形成しているので、スクラッチの発生が少なくなる
と共にパッド材(突起物)の高さが溝の深さと同じにな
るので、従来と比べて溝の深さを深くすることができる
から、研磨パッドを著しく長寿命とすることができる。
【0050】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、研磨
パッドを長寿命とすることができ、1枚のパッドで多数
のウェーハを研磨することができると共にスクラッチの
発生も少なくできるというこの種従来の研磨パッドと比
べて絶大な利点を有する。
【0051】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す平面図である。
【図2】本発明の他の実施例を示す平面図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す平面図である。
【図4】本発明の他の実施例を示す平面図である。
【図5】回転定盤に本発明の研磨パッドを固定した状態
を示す側面図である。
【図6】実施例で使用したCMP装置の概略斜視図であ
る。
【符号の説明】
1………柱状突起物 2………シート 3………回転定盤 4………研磨パッド 5………ウェーハ 6………研磨ヘッド 7………研磨液供給ノズル 8………研磨液
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3C058 AA07 AA09 CA01 CB02 DA12 3C063 AA10 AB03 AB05 AB07 BA24 BB01 BC03 BG07 BG10 BH07 EE10 EE15 EE26 FF23

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】研磨装置の回転定盤や走行ベルトに貼付し
    て使用する研磨パッドにおいて、パッド材から形成した
    多数の柱状突起物を、シート状若しくは板状物に該突起
    物同士を間隔づけて若しくは線接触により固定したこと
    を特徴とする研磨パッド。
  2. 【請求項2】前記突起物の外形が円形であり、その寸法
    が、直径10〜50mmで高さが3〜30mmである請
    求項1記載の研磨パッド。
  3. 【請求項3】前記突起物の配置・配列方法が、同一パタ
    ーンの繰り返しである請求項1又は2記載の研磨パッ
    ド。
  4. 【請求項4】前期突起物の面積が、研磨パッドの面積の
    1/100〜1/900である請求項1〜3のいずれか
    に記載の研磨パッド。
  5. 【請求項5】前記突起物が、1種類以上のシートの切断
    面が研磨面にスパイラル状に配置されている研磨パッド
    材である請求項1〜4のいずれかに記載の研磨パッド。
  6. 【請求項6】前記研磨パッド材が、粒子径0.01〜1
    0μmの無機微粒子を含む請求項5記載の研磨パッド。
  7. 【請求項7】前記無機微粒子が、酸化ケイ素、酸化セリ
    ウム、酸化アルミニウム、酸化マンガン、酸化鉄、酸化
    亜鉛、炭化ケイ素、炭化ホウ素および合成ダイヤモンド
    からなる群から選ばれる1種若しくは2種以上である請
    求項6記載の研磨パッド。
JP2001335959A 2001-11-01 2001-11-01 研磨パッド Pending JP2003136397A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001335959A JP2003136397A (ja) 2001-11-01 2001-11-01 研磨パッド

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001335959A JP2003136397A (ja) 2001-11-01 2001-11-01 研磨パッド

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003136397A true JP2003136397A (ja) 2003-05-14

Family

ID=19150874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001335959A Pending JP2003136397A (ja) 2001-11-01 2001-11-01 研磨パッド

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003136397A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007245276A (ja) * 2006-03-15 2007-09-27 Sekisui Chem Co Ltd 研磨パッド固定用両面テープ
JP2011067904A (ja) * 2009-09-25 2011-04-07 Fujibo Holdings Inc 研磨布
JP2013516328A (ja) * 2009-12-30 2013-05-13 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 有機微粒子装填研磨パッド、並びにその製造及び使用方法
JP2013516768A (ja) * 2009-12-30 2013-05-13 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 相分離したポリマーブレンドを含む研磨パッド並びにその製造及び使用方法
JP7193221B2 (ja) 2016-01-25 2022-12-20 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド及びその製造方法、並びに、研磨加工品の製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007245276A (ja) * 2006-03-15 2007-09-27 Sekisui Chem Co Ltd 研磨パッド固定用両面テープ
JP2011067904A (ja) * 2009-09-25 2011-04-07 Fujibo Holdings Inc 研磨布
JP2013516328A (ja) * 2009-12-30 2013-05-13 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 有機微粒子装填研磨パッド、並びにその製造及び使用方法
JP2013516768A (ja) * 2009-12-30 2013-05-13 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 相分離したポリマーブレンドを含む研磨パッド並びにその製造及び使用方法
US9162340B2 (en) 2009-12-30 2015-10-20 3M Innovative Properties Company Polishing pads including phase-separated polymer blend and method of making and using the same
JP7193221B2 (ja) 2016-01-25 2022-12-20 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド及びその製造方法、並びに、研磨加工品の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5958794A (en) Method of modifying an exposed surface of a semiconductor wafer
JP3072526B2 (ja) 研磨パッドおよびその使用方法
US7497885B2 (en) Abrasive articles with nanoparticulate fillers and method for making and using them
JP3823086B2 (ja) 研磨パッド及び研磨方法
US7066795B2 (en) Polishing pad conditioner with shaped abrasive patterns and channels
US7594845B2 (en) Abrasive article and method of modifying the surface of a workpiece
JP4344083B2 (ja) ウエハ表面改質用にフルオロケミカル剤を含有する研磨物品
US20010029157A1 (en) Polishing pads and planarizing machines for mechanical and/or chemical-mechanical planarization of microelectronic substrate assemblies
JP2001062701A (ja) 固定研磨部材のプレコンディショニング
KR20020011435A (ko) 구조화된 웨이퍼의 표면 변형 방법
KR20080075468A (ko) 리세스를 갖는 서브패드를 이용한 디척킹
JP2002522237A (ja) エンボス加工した隔離層を具備する研磨物品とその製造および使用法
JP2003136397A (ja) 研磨パッド
JP2004167605A (ja) 研磨パッドおよび研磨装置
EP1322449B1 (en) Web-style pad conditioning system and methods for implementing the same
JP2007067166A (ja) SiC基板のケモメカニカル研磨方法
WO2001074535A9 (en) Fixed abrasive linear polishing belt and system using the same
JP4601804B2 (ja) 研磨ホイール及び研磨ホイールの製造方法
EP1489652A2 (en) Method of modifying a surface of a semiconductor wafer
TW581716B (en) Material for use in carrier and polishing pads
JP2004140130A (ja) 半導体基板研磨用パッドと研磨方法
JP2008221430A (ja) 円筒状樹脂砥石およびその製造方法
JP2003326452A (ja) 研磨パッド
JP2005034972A (ja) 乾式研磨材と、それを用いた乾式研磨装置
JP2005238359A (ja) 研磨パッド及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041006

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061120

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070313