JP2003285257A - 研磨パッド、研磨装置および半導体の製造方法 - Google Patents
研磨パッド、研磨装置および半導体の製造方法Info
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガラス、半導体、誘電／金属複合体及び集積
回路等に平坦面を形成するのに使用される研磨用パッド
及び本研磨パッドを備えた研磨装置及び本研磨装置を用
いた半導体デバイスの製造方法において、研磨中に研磨
状態を光学的に良好に測定できる研磨パッド及び研磨装
置及び半導体デバイスの製造方法を提供する。 【解決手段】 研磨層と、該研磨層の一部に一体に形成
された研磨状態を光学的に測定するための一つ以上の透
光窓部材と、を有する研磨パッドであって、該透光窓部
材が無機透明材料である事を特徴とする研磨パッド。
回路等に平坦面を形成するのに使用される研磨用パッド
及び本研磨パッドを備えた研磨装置及び本研磨装置を用
いた半導体デバイスの製造方法において、研磨中に研磨
状態を光学的に良好に測定できる研磨パッド及び研磨装
置及び半導体デバイスの製造方法を提供する。 【解決手段】 研磨層と、該研磨層の一部に一体に形成
された研磨状態を光学的に測定するための一つ以上の透
光窓部材と、を有する研磨パッドであって、該透光窓部
材が無機透明材料である事を特徴とする研磨パッド。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体、誘電／金
属複合体及び集積回路等に平坦面を形成するのに使用さ
れる研磨用パッド及び本研磨パッドを備えた研磨装置及
び本研磨装置を用いた半導体デバイスの製造方法に関す
るものである。
属複合体及び集積回路等に平坦面を形成するのに使用さ
れる研磨用パッド及び本研磨パッドを備えた研磨装置及
び本研磨装置を用いた半導体デバイスの製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスが高密度化するにつれ、
多層配線と、これに伴う層間絶縁膜形成や、プラグ、ダ
マシンなどの電極形成等の技術が重要度を増している。
これに伴い、これら層間絶縁膜や電極の金属膜の平坦化
プロセスの重要度は増しており、この平坦化プロセスの
ための効率的な技術として、ＣＭＰ（ChemicalMechanic
al Polishing）と呼ばれる研磨技術が普及している。
このＣＭＰ技術を用いた研磨装置において、特開平９−
７９８５に紹介されている様に、ウェハー等の基板を研
磨しながら、研磨パッドの裏側（定盤側）から、レーザ
ー光または可視光を基板の被研磨面に照射して、研磨状
態を測定する装置が、重要な技術として注目を集めてい
る。本研磨装置に用いられる研磨パッドとして、特表平
１１−５１２９７７には、集積回路搭載ウェハーの研磨
に有用なパッドであって、少なくともその一部分はスラ
リー粒子の吸収、輸送という本質的な能力を持たない硬
質均一樹脂シートからなり、この樹脂シートは１９０−
３５００ナノメーターの範囲の波長を光線が透過する研
磨パッドが紹介されている。この研磨パッドは、研磨層
と、該研磨層に両面接着テープ等を介して積層されたク
ッション層とを有し、該研磨パッドの所定位置に開口部
が形成され、該開口部に透明な硬質均一樹脂よりなる窓
部材がはめ込まれている。しかしながら、この様な透明
な硬質均一樹脂を窓部材とした研磨パッドでは、使用す
るスラリーによって窓部材表面が粗面化して光が散乱し
て、良好な研磨状態の測定の維持が難しいという問題が
あった。
多層配線と、これに伴う層間絶縁膜形成や、プラグ、ダ
マシンなどの電極形成等の技術が重要度を増している。
これに伴い、これら層間絶縁膜や電極の金属膜の平坦化
プロセスの重要度は増しており、この平坦化プロセスの
ための効率的な技術として、ＣＭＰ（ChemicalMechanic
al Polishing）と呼ばれる研磨技術が普及している。
このＣＭＰ技術を用いた研磨装置において、特開平９−
７９８５に紹介されている様に、ウェハー等の基板を研
磨しながら、研磨パッドの裏側（定盤側）から、レーザ
ー光または可視光を基板の被研磨面に照射して、研磨状
態を測定する装置が、重要な技術として注目を集めてい
る。本研磨装置に用いられる研磨パッドとして、特表平
１１−５１２９７７には、集積回路搭載ウェハーの研磨
に有用なパッドであって、少なくともその一部分はスラ
リー粒子の吸収、輸送という本質的な能力を持たない硬
質均一樹脂シートからなり、この樹脂シートは１９０−
３５００ナノメーターの範囲の波長を光線が透過する研
磨パッドが紹介されている。この研磨パッドは、研磨層
と、該研磨層に両面接着テープ等を介して積層されたク
ッション層とを有し、該研磨パッドの所定位置に開口部
が形成され、該開口部に透明な硬質均一樹脂よりなる窓
部材がはめ込まれている。しかしながら、この様な透明
な硬質均一樹脂を窓部材とした研磨パッドでは、使用す
るスラリーによって窓部材表面が粗面化して光が散乱し
て、良好な研磨状態の測定の維持が難しいという問題が
あった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ガラ
ス、半導体、誘電／金属複合体及び集積回路等に平坦面
を形成するのに使用される研磨用パッド及び本研磨パッ
ドを備えた研磨装置及び本研磨装置を用いた半導体デバ
イスの製造方法において、研磨中に研磨状態を光学的に
良好に測定し続けることができる研磨パッド及び研磨装
置及び半導体デバイスの製造方法を提供することにあ
る。
ス、半導体、誘電／金属複合体及び集積回路等に平坦面
を形成するのに使用される研磨用パッド及び本研磨パッ
ドを備えた研磨装置及び本研磨装置を用いた半導体デバ
イスの製造方法において、研磨中に研磨状態を光学的に
良好に測定し続けることができる研磨パッド及び研磨装
置及び半導体デバイスの製造方法を提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】課題を解決するための手
段として、本発明は以下の構成からなる。
段として、本発明は以下の構成からなる。
【０００５】（１） 研磨層と、該研磨層の一部に一体
に形成された研磨状態を光学的に測定するための一つ以
上の透光窓部材と、を有する研磨パッドであって、該透
光窓部材が無機透明材料である事を特徴とする研磨パッ
ド。
に形成された研磨状態を光学的に測定するための一つ以
上の透光窓部材と、を有する研磨パッドであって、該透
光窓部材が無機透明材料である事を特徴とする研磨パッ
ド。
【０００６】（２） 無機透明材料がガラスであること
を特徴とする（１）記載の研磨パッド。
を特徴とする（１）記載の研磨パッド。
【０００７】（３） 透光窓部材表面が撥水性表面であ
る事を特徴とする（１）または（２）記載の研磨パッ
ド。。
る事を特徴とする（１）または（２）記載の研磨パッ
ド。。
【０００８】（４） 透光窓部材表面が研磨パッド表面
より下に位置する事を特徴とする（１）〜（３）いずれ
か記載の研磨パッド。
より下に位置する事を特徴とする（１）〜（３）いずれ
か記載の研磨パッド。
【０００９】（５） 透光窓部材の底面に反射防止層を
有することを特徴とする（１）〜（４）いずれか記載の
研磨パッド。
有することを特徴とする（１）〜（４）いずれか記載の
研磨パッド。
【００１０】（６） （１）〜（５）いずれか記載の研
磨パッドと光学的に研磨状態を測定する測定装置とを備
え、該研磨パッドと基板との間にスラリーを介在させた
状態で、該研磨パッドと該基板との間に荷重を加え、か
つ該基板と該研磨パッドとを相対移動させることにより
該基板を研磨し、かつ該基板に光を照射することにより
該基板の研磨状態を光学的に測定することを特徴とする
研磨装置。
磨パッドと光学的に研磨状態を測定する測定装置とを備
え、該研磨パッドと基板との間にスラリーを介在させた
状態で、該研磨パッドと該基板との間に荷重を加え、か
つ該基板と該研磨パッドとを相対移動させることにより
該基板を研磨し、かつ該基板に光を照射することにより
該基板の研磨状態を光学的に測定することを特徴とする
研磨装置。
【００１１】（７） （６）の研磨装置を用いて少なく
とも表面を研磨するプロセスを含む半導体の製造方法。
とも表面を研磨するプロセスを含む半導体の製造方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態について
説明する。
説明する。
【００１３】まず本発明でいう研磨パッドは、研磨層単
独と接着テープとを有する構造または研磨層とクッショ
ン層と接着テープからなる積層構造を指し示す。
独と接着テープとを有する構造または研磨層とクッショ
ン層と接着テープからなる積層構造を指し示す。
【００１４】研磨層としては、スラリーを保持して研磨
機能を有する層であれば特に限定されないが、例えば、
特表平８−５００６２２やＷＯ００／１２２６２号など
に記載されている独立気泡を有する硬質の発泡構造研磨
層や、特表平８−５１１２１０に記載されている表面に
スラリーの細かい流路を設けた無発泡構造研磨層や、不
織布にポリウレタンを含浸して得られる連続孔を有する
発泡構造研磨層などを挙げることができる。該研磨層の
一部に一体に形成された研磨状態を光学的に測定するた
めの一つ以上の透光窓部材とを有する研磨パッドとは、
図１および図２および図３に示すように、研磨パッド４
が研磨層２と該研磨層の一部に一体に形成された透光窓
部材２とを有する。
機能を有する層であれば特に限定されないが、例えば、
特表平８−５００６２２やＷＯ００／１２２６２号など
に記載されている独立気泡を有する硬質の発泡構造研磨
層や、特表平８−５１１２１０に記載されている表面に
スラリーの細かい流路を設けた無発泡構造研磨層や、不
織布にポリウレタンを含浸して得られる連続孔を有する
発泡構造研磨層などを挙げることができる。該研磨層の
一部に一体に形成された研磨状態を光学的に測定するた
めの一つ以上の透光窓部材とを有する研磨パッドとは、
図１および図２および図３に示すように、研磨パッド４
が研磨層２と該研磨層の一部に一体に形成された透光窓
部材２とを有する。
【００１５】透光窓部材とは、被研磨面である基板を測
定する光の波長に対して曇価が９０％以下、好ましくは
７０％以下、さらに好ましくは５０％以下の透明な窓で
ある。曇価（％）＝拡散光線透過率／全光線透過率であ
り、曇価が小さい程、より光線が透過しやすいことを表
し、基板への光の照射量が大きくできるので好ましい。
透光窓部材を研磨層に一体化させる方法としては、研磨
層を透光窓部材とほぼ同一の大きさで窓を開口させ、接
着テープを研磨層底面に貼り合わせた後、窓開口部の接
着テープ部分を窓部材より少し小さくくり抜いて、研磨
層窓開口部に窓部材をはめ込み、接着テープの肩部分に
接着させて一体化させる方法や研磨層を窓部材とほぼ同
一の大きさで窓を開口させ、接着テープを介してクッシ
ョン層を研磨層底面に貼り合わせた後、窓開口部の接着
テープ／クッション層部分を窓部材より少し小さくくり
抜いて、研磨層窓開口部に窓部材をはめ込み、接着テー
プ／クッション層の肩部分に接着させて一体化させる方
法等がある。クッション層は、不織布にポリウレタンを
含浸して得られる連続孔を有する発泡構造のシートや、
独立気泡を有する発泡ゴムや無発泡ゴムを用いることが
できる。
定する光の波長に対して曇価が９０％以下、好ましくは
７０％以下、さらに好ましくは５０％以下の透明な窓で
ある。曇価（％）＝拡散光線透過率／全光線透過率であ
り、曇価が小さい程、より光線が透過しやすいことを表
し、基板への光の照射量が大きくできるので好ましい。
透光窓部材を研磨層に一体化させる方法としては、研磨
層を透光窓部材とほぼ同一の大きさで窓を開口させ、接
着テープを研磨層底面に貼り合わせた後、窓開口部の接
着テープ部分を窓部材より少し小さくくり抜いて、研磨
層窓開口部に窓部材をはめ込み、接着テープの肩部分に
接着させて一体化させる方法や研磨層を窓部材とほぼ同
一の大きさで窓を開口させ、接着テープを介してクッシ
ョン層を研磨層底面に貼り合わせた後、窓開口部の接着
テープ／クッション層部分を窓部材より少し小さくくり
抜いて、研磨層窓開口部に窓部材をはめ込み、接着テー
プ／クッション層の肩部分に接着させて一体化させる方
法等がある。クッション層は、不織布にポリウレタンを
含浸して得られる連続孔を有する発泡構造のシートや、
独立気泡を有する発泡ゴムや無発泡ゴムを用いることが
できる。
【００１６】本発明における透光窓部材の無機透明材料
は、無機物質ができている透明な材料である。
は、無機物質ができている透明な材料である。
【００１７】無機透明材料には、必要な光線の透過に支
障が無ければ、特に限定されないが、例えばガラス、水
晶、透明性酸化アルミニウム、インジウムチタンオキサ
イドを挙げることができる。無機透明材料で構成するこ
とで、使用するスラリーに比べて硬度が高く、または、
硬度差を小さくすることができ、スラリーによって透光
窓部材表面が粗面化され難く、良好な研磨状態の測定が
維持することが可能である。
障が無ければ、特に限定されないが、例えばガラス、水
晶、透明性酸化アルミニウム、インジウムチタンオキサ
イドを挙げることができる。無機透明材料で構成するこ
とで、使用するスラリーに比べて硬度が高く、または、
硬度差を小さくすることができ、スラリーによって透光
窓部材表面が粗面化され難く、良好な研磨状態の測定が
維持することが可能である。
【００１８】透光窓部材の無機透明材料表面は、非常に
硬いので、例えば透光窓部材の無機透明材料表面が研磨
層表面より上に位置していると基板表面にスクラッチが
はいる可能性があるので、図４の様に透光窓部材の無機
透明材料表面全面は研磨層表面の下に位置する事が好ま
しい。研磨層表面より透光窓部材の無機透明材料表面が
下に位置した場合は、基板表面と透光窓部材の無機透明
材料表面との間にスラリーが介在しやすくなり、スラリ
ーにより光の散乱が大きくなるので、それを避ける為
に、無機透明材料表面を撥水表面にすることが好まし
い。撥水表面として、水の接触角が９５度以上がスラリ
ーの排出性が大きいので好ましい。また、透光窓部材の
無機透明材料表面からスラリーを排出しやすくする補助
手段として、透光窓部材の定盤外周に近い端から定盤外
周までの研磨層面にグルーブを形成することも可能であ
る。無機透明材料表面を撥水表面にする方法として、シ
ラザン等の撥水性モノマを表面にコーティングする方法
やフッ素化合物を低圧プラズマ処理を施して、表面に極
薄膜を形成する方法等を挙げることができる。透光窓部
材の厚みは、取り付ける位置と研磨層表面との相対的な
位置関係を考慮して決めることができる。
硬いので、例えば透光窓部材の無機透明材料表面が研磨
層表面より上に位置していると基板表面にスクラッチが
はいる可能性があるので、図４の様に透光窓部材の無機
透明材料表面全面は研磨層表面の下に位置する事が好ま
しい。研磨層表面より透光窓部材の無機透明材料表面が
下に位置した場合は、基板表面と透光窓部材の無機透明
材料表面との間にスラリーが介在しやすくなり、スラリ
ーにより光の散乱が大きくなるので、それを避ける為
に、無機透明材料表面を撥水表面にすることが好まし
い。撥水表面として、水の接触角が９５度以上がスラリ
ーの排出性が大きいので好ましい。また、透光窓部材の
無機透明材料表面からスラリーを排出しやすくする補助
手段として、透光窓部材の定盤外周に近い端から定盤外
周までの研磨層面にグルーブを形成することも可能であ
る。無機透明材料表面を撥水表面にする方法として、シ
ラザン等の撥水性モノマを表面にコーティングする方法
やフッ素化合物を低圧プラズマ処理を施して、表面に極
薄膜を形成する方法等を挙げることができる。透光窓部
材の厚みは、取り付ける位置と研磨層表面との相対的な
位置関係を考慮して決めることができる。
【００１９】本発明の透光窓部材の裏面には、定盤裏面
からの測定光が直接反射しないように、光散乱層か反射
防止層を設けることが、良好な測定ができるので好まし
い。光散乱層の形成方法としては、透光窓部材裏面をサ
ンドブラストや薬品によるエッチング等で粗面化する方
法や粒径が１〜３０μｍ程度のシリカゾルを含んだ溶液
をコーテイングして光散乱層を設ける方法などが挙げら
れる。反射防止層の形成方法としては、例えば、無機透
明材料より低屈折率の被膜を光学的膜厚が光波長の１／
４ないしはその奇数倍になるように、ウェットコーティ
ングあるいは真空蒸着のドライコーティング等で形成す
ることによって極小の反射率すなわち極大の透過率を与
える方法が挙げられる。ここで光学的膜厚とは、被膜の
屈折率と該被膜の膜厚の積で与えられるものである。反
射防止膜は、単層であっても多層であっても良く、無機
透明材料の屈折率と反射防止性と接着性を考慮して、最
適な組み合わせが決定される。
からの測定光が直接反射しないように、光散乱層か反射
防止層を設けることが、良好な測定ができるので好まし
い。光散乱層の形成方法としては、透光窓部材裏面をサ
ンドブラストや薬品によるエッチング等で粗面化する方
法や粒径が１〜３０μｍ程度のシリカゾルを含んだ溶液
をコーテイングして光散乱層を設ける方法などが挙げら
れる。反射防止層の形成方法としては、例えば、無機透
明材料より低屈折率の被膜を光学的膜厚が光波長の１／
４ないしはその奇数倍になるように、ウェットコーティ
ングあるいは真空蒸着のドライコーティング等で形成す
ることによって極小の反射率すなわち極大の透過率を与
える方法が挙げられる。ここで光学的膜厚とは、被膜の
屈折率と該被膜の膜厚の積で与えられるものである。反
射防止膜は、単層であっても多層であっても良く、無機
透明材料の屈折率と反射防止性と接着性を考慮して、最
適な組み合わせが決定される。
【００２０】本発明の研磨パッドと光学的に研磨状態を
測定する測定装置とを備え、該研磨パッドと基板との間
にスラリーを介在させた状態で、該研磨パッドと該基板
との間に荷重を加え、かつ該基板と該研磨パッドとを相
対移動させることにより該基板を研磨し、かつ該基板に
光を照射することにより該基板の研磨状態を光学的に測
定することを特徴とする研磨装置は、図５に示すような
構成の装置である。定盤８にはホール１１が形成され、
該研磨パッドの透光窓部材２がホール１１の上に位置す
るように設置されている。定盤８が回転している一部の
間、研磨ヘッド１０に保持されるウェハ９から見えるよ
うに、このホール１１の位置が決められる。光源１３
は、定盤８の下にあって、ホール１１がウェハ９に近接
した時には、光源１３から発進した入射光１５が定盤８
のホール１１、透光窓部材２を通過してその上にあるウ
ェハ９の表面に当たるような位置に固定される。ウェハ
９の表面での反射光１６は、ビームスプリッター１２で
光検出部１４に導かれ、光検出部１４で検出された光の
強度の波形を分析する事によって、ウェハ表面の研磨状
態を測定することができる。
測定する測定装置とを備え、該研磨パッドと基板との間
にスラリーを介在させた状態で、該研磨パッドと該基板
との間に荷重を加え、かつ該基板と該研磨パッドとを相
対移動させることにより該基板を研磨し、かつ該基板に
光を照射することにより該基板の研磨状態を光学的に測
定することを特徴とする研磨装置は、図５に示すような
構成の装置である。定盤８にはホール１１が形成され、
該研磨パッドの透光窓部材２がホール１１の上に位置す
るように設置されている。定盤８が回転している一部の
間、研磨ヘッド１０に保持されるウェハ９から見えるよ
うに、このホール１１の位置が決められる。光源１３
は、定盤８の下にあって、ホール１１がウェハ９に近接
した時には、光源１３から発進した入射光１５が定盤８
のホール１１、透光窓部材２を通過してその上にあるウ
ェハ９の表面に当たるような位置に固定される。ウェハ
９の表面での反射光１６は、ビームスプリッター１２で
光検出部１４に導かれ、光検出部１４で検出された光の
強度の波形を分析する事によって、ウェハ表面の研磨状
態を測定することができる。
【００２１】本発明の研磨パッドを用いて、スラリーと
してシリカ系スラリー、酸化アルミニウム系スラリー、
酸化セリウム系スラリー等を用いて半導体ウェハ上での
絶縁膜の凹凸や金属配線の凹凸を局所的に平坦化するこ
とができたり、グローバル段差を小さくしたり、ディッ
シングを抑えたりできる。スラリーの具体例として、キ
ャッボ社製のＣＭＰ用ＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＥＳＥ Ｓ
Ｃ−１、ＣＭＰ用ＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ ＳＣ−１
１２、ＣＭＰ用ＳＥＭＩ−ＳＰＥＲＳＥ ＡＭ１００、
ＣＭＰ用ＳＥＭＩ−ＳＰＥＲＳＥ ＡＭ１００Ｃ、ＣＭ
Ｐ用ＳＥＭＩ−ＳＰＥＲＳＥ １２、ＣＭＰ用ＳＥＭＩ
−ＳＰＥＲＳＥ ２５、ＣＭＰ用ＳＥＭＩ−ＳＰＥＲＳ
Ｅ Ｗ２０００、ＣＭＰ用ＳＥＭＩ−ＳＰＥＲＳＥ Ｗ
−Ａ４００等を挙げることができるが、これらに限られ
るわけではない。
してシリカ系スラリー、酸化アルミニウム系スラリー、
酸化セリウム系スラリー等を用いて半導体ウェハ上での
絶縁膜の凹凸や金属配線の凹凸を局所的に平坦化するこ
とができたり、グローバル段差を小さくしたり、ディッ
シングを抑えたりできる。スラリーの具体例として、キ
ャッボ社製のＣＭＰ用ＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＥＳＥ Ｓ
Ｃ−１、ＣＭＰ用ＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ ＳＣ−１
１２、ＣＭＰ用ＳＥＭＩ−ＳＰＥＲＳＥ ＡＭ１００、
ＣＭＰ用ＳＥＭＩ−ＳＰＥＲＳＥ ＡＭ１００Ｃ、ＣＭ
Ｐ用ＳＥＭＩ−ＳＰＥＲＳＥ １２、ＣＭＰ用ＳＥＭＩ
−ＳＰＥＲＳＥ ２５、ＣＭＰ用ＳＥＭＩ−ＳＰＥＲＳ
Ｅ Ｗ２０００、ＣＭＰ用ＳＥＭＩ−ＳＰＥＲＳＥ Ｗ
−Ａ４００等を挙げることができるが、これらに限られ
るわけではない。
【００２２】本発明の研磨パッドの対象は、例えば半導
体ウェハの上に形成された絶縁層または金属配線の表面
であるが、絶縁層としては、金属配線の層間絶縁膜や金
属配線の下層絶縁膜や素子分離に使用されるシャロート
レンチアイソレーションを挙げることができ、金属配線
としては、アルミ、タングステン、銅等であり、構造的
にダマシン、デュアルダマシン、プラグなどがある。銅
を金属配線とした場合には、窒化珪素等のバリアメタル
も研磨対象となる。絶縁膜は、現在酸化シリコンが主流
であるが、遅延時間の問題で低誘電率絶縁膜が用いられ
る様になる。本発明の研磨パッドでは、スクラッチがは
いりにくい状態で研磨しながら研磨状態を良好に測定す
ることが可能である。半導体ウェハ以外に磁気ヘッド、
ハードディスク、サファイヤ等の研磨に用いることもで
きる。
体ウェハの上に形成された絶縁層または金属配線の表面
であるが、絶縁層としては、金属配線の層間絶縁膜や金
属配線の下層絶縁膜や素子分離に使用されるシャロート
レンチアイソレーションを挙げることができ、金属配線
としては、アルミ、タングステン、銅等であり、構造的
にダマシン、デュアルダマシン、プラグなどがある。銅
を金属配線とした場合には、窒化珪素等のバリアメタル
も研磨対象となる。絶縁膜は、現在酸化シリコンが主流
であるが、遅延時間の問題で低誘電率絶縁膜が用いられ
る様になる。本発明の研磨パッドでは、スクラッチがは
いりにくい状態で研磨しながら研磨状態を良好に測定す
ることが可能である。半導体ウェハ以外に磁気ヘッド、
ハードディスク、サファイヤ等の研磨に用いることもで
きる。
【００２３】本発明の研磨パッドの研磨層表面には、ハ
イドロプレーン現象を抑える為に、溝切り形状、ディン
プル形状、スパイラル形状、同心円形状等、通常の研磨
パッドがとり得る形状にして使用される。
イドロプレーン現象を抑える為に、溝切り形状、ディン
プル形状、スパイラル形状、同心円形状等、通常の研磨
パッドがとり得る形状にして使用される。
【００２４】本発明の研磨パッドは、研磨前または研磨
中に研磨層表面をダイヤモンド砥粒を電着で取り付けた
コンディショナーでドレッシングすることが通常をおこ
なわれる。ドレッシングの仕方として、研磨前におこな
うバッチドレッシングと研磨と同時におこなうインサイ
チュウドレッシングのどちらでおこなうことも可能であ
る。
中に研磨層表面をダイヤモンド砥粒を電着で取り付けた
コンディショナーでドレッシングすることが通常をおこ
なわれる。ドレッシングの仕方として、研磨前におこな
うバッチドレッシングと研磨と同時におこなうインサイ
チュウドレッシングのどちらでおこなうことも可能であ
る。
【００２５】
【実施例】以下、実施例にそってさらに本発明の詳細を
説明する。本実施例において各特性は以下の方法で測定
した。
説明する。本実施例において各特性は以下の方法で測定
した。
【００２６】１．研磨パッドの透光窓部材表面がスラリ
ーによって粗面化されないで良好に測定できているかを
調べる方法：図５のウェハ研磨装置を使用し、レーザー
光５３２ｎｍを用い、定盤径：５１（ｃｍ）、定盤回転
数：６０（ｒｐｍ）、研磨ヘッド回転数：６０（ｒｐ
ｍ）、研磨圧力：０．０５（ＭＰａ）の研磨条件とし、
旭ダイヤモンド工業（株）のコンディショナー（”ＣＭ
Ｐ−Ｍ”）を用い、押しつけ圧力０．０４（ＭＰａ）、
コンディショナー回転数２５ｒｐｍでインサイチュウド
レッシングしながら研磨をおこなった。まず、透明な溶
液で粘度がスラリーとほぼ同じであるキサンタンガム
（多糖類）の９０ｐｐｍ水溶液を２００（ｃｃ／分）供
給しながら、上記研磨条件で研磨した時のレーザー光の
反射光を光検出部で検出した反射光強度を測定し、入射
光強度との比を研磨前反射率とした。その後、スラリー
としてキャボット社製ＳＣ−１を２００（ｃｃ／分）供
給しながら、上記研磨条件で８時間研磨をする。再び、
透明なキサンタンガム（多糖類）の９０ｐｐｍ水溶液を
２００（ｃｃ／分）供給しながら、上記研磨条件で研磨
した時のレーザー光の反射光を光検出部で検出した反射
光強度を測定し、入射光強度との比を研磨後反射率とし
た。研磨後反射率が研磨前反射率に比べてどの程度維持
しているかで、透光窓部材の表面が粗面化されずにどれ
だけ良好に研磨状態を測定できるかの指標とした。
ーによって粗面化されないで良好に測定できているかを
調べる方法：図５のウェハ研磨装置を使用し、レーザー
光５３２ｎｍを用い、定盤径：５１（ｃｍ）、定盤回転
数：６０（ｒｐｍ）、研磨ヘッド回転数：６０（ｒｐ
ｍ）、研磨圧力：０．０５（ＭＰａ）の研磨条件とし、
旭ダイヤモンド工業（株）のコンディショナー（”ＣＭ
Ｐ−Ｍ”）を用い、押しつけ圧力０．０４（ＭＰａ）、
コンディショナー回転数２５ｒｐｍでインサイチュウド
レッシングしながら研磨をおこなった。まず、透明な溶
液で粘度がスラリーとほぼ同じであるキサンタンガム
（多糖類）の９０ｐｐｍ水溶液を２００（ｃｃ／分）供
給しながら、上記研磨条件で研磨した時のレーザー光の
反射光を光検出部で検出した反射光強度を測定し、入射
光強度との比を研磨前反射率とした。その後、スラリー
としてキャボット社製ＳＣ−１を２００（ｃｃ／分）供
給しながら、上記研磨条件で８時間研磨をする。再び、
透明なキサンタンガム（多糖類）の９０ｐｐｍ水溶液を
２００（ｃｃ／分）供給しながら、上記研磨条件で研磨
した時のレーザー光の反射光を光検出部で検出した反射
光強度を測定し、入射光強度との比を研磨後反射率とし
た。研磨後反射率が研磨前反射率に比べてどの程度維持
しているかで、透光窓部材の表面が粗面化されずにどれ
だけ良好に研磨状態を測定できるかの指標とした。
【００２７】２．透光窓部材付き研磨パッドの作成方
法：ロデール社製ＩＣ−１０００研磨層（厚み１．２５
ｍｍ、直径５１ｃｍの円形）に、幅２．０ｍｍ、深さ
０．５ｍｍ、ピッチ４５ｍｍのいわゆるＸ−Ｙグルーブ
加工（格子状溝加工）を施した。該研磨層の所定の位置
に１９×５７ｍｍの長方形の開口部をくり抜く。１ｍｍ
のゴムシートを該研磨層と両面接着テープで貼り合わ
せ、さらにゴム裏面側に両面接着テープを貼り合わせ
る。その後、該研磨層の開口部のゴムシート部に１３×
５０ｍｍの長方形でくり抜きを与える。あらかじめ下記
実施例に記載の透光窓部材を作成しておき、該研磨層側
から開口部にはめ込み、ゴムシートの肩部分にある両面
接着テープで接合して固定し、透光窓部材付き研磨パッ
ドを作成する。作成された該透光窓部材付き研磨パッド
は、図５の研磨装置の定盤に、定盤のホールと研磨パッ
ドの透光窓部材が一致するように固定する。
法：ロデール社製ＩＣ−１０００研磨層（厚み１．２５
ｍｍ、直径５１ｃｍの円形）に、幅２．０ｍｍ、深さ
０．５ｍｍ、ピッチ４５ｍｍのいわゆるＸ−Ｙグルーブ
加工（格子状溝加工）を施した。該研磨層の所定の位置
に１９×５７ｍｍの長方形の開口部をくり抜く。１ｍｍ
のゴムシートを該研磨層と両面接着テープで貼り合わ
せ、さらにゴム裏面側に両面接着テープを貼り合わせ
る。その後、該研磨層の開口部のゴムシート部に１３×
５０ｍｍの長方形でくり抜きを与える。あらかじめ下記
実施例に記載の透光窓部材を作成しておき、該研磨層側
から開口部にはめ込み、ゴムシートの肩部分にある両面
接着テープで接合して固定し、透光窓部材付き研磨パッ
ドを作成する。作成された該透光窓部材付き研磨パッド
は、図５の研磨装置の定盤に、定盤のホールと研磨パッ
ドの透光窓部材が一致するように固定する。
【００２８】実施例１
厚み１．１ｍｍのガラス板を切断して、図６の形の透光
窓部材を作成した。該透光窓部材の表面にシラザンをコ
ーティングして、１２０℃、１時間で熱処理を施し撥水
表面にした。撥水表面の水の接触角は１１８度であっ
た。該透光窓部材の裏面にフッ化マグネシウムを蒸着処
理して単層の反射防止膜を設ける。該透光窓部材を使用
して透光窓部材付き研磨パッドを作成し、キサンタンガ
ム水溶液で研磨前反射率を測定したが、５０％であっ
た。スラリーで８時間研磨した後、再びキサンタンガム
水溶液で研磨後反射率を測定したが４８％で、透光窓部
材表面がほとんど粗面化されずに良好な研磨状態の測定
が可能であることがわかった。
窓部材を作成した。該透光窓部材の表面にシラザンをコ
ーティングして、１２０℃、１時間で熱処理を施し撥水
表面にした。撥水表面の水の接触角は１１８度であっ
た。該透光窓部材の裏面にフッ化マグネシウムを蒸着処
理して単層の反射防止膜を設ける。該透光窓部材を使用
して透光窓部材付き研磨パッドを作成し、キサンタンガ
ム水溶液で研磨前反射率を測定したが、５０％であっ
た。スラリーで８時間研磨した後、再びキサンタンガム
水溶液で研磨後反射率を測定したが４８％で、透光窓部
材表面がほとんど粗面化されずに良好な研磨状態の測定
が可能であることがわかった。
【００２９】実施例２
厚み１．１ｍｍの透明酸化アルミニウム板を切断して、
図６の形の透光窓部材を作成した。該透光窓部材の表面
にビニルトリメトキシシランで低温プラズマ処理を施し
撥水表面にした。撥水表面の水の接触角は１０４度であ
った。該透光窓部材の裏面をサンドブラストで粗面化し
て光拡散面を設けた。該透光窓部材を使用して透光窓部
材付き研磨パッドを作成し、キサンタンガム水溶液で研
磨前反射率を測定したが、４０％であった。スラリーで
８時間研磨した後、再びキサンタンガム水溶液で研磨後
反射率を測定したが３８％で、透光窓部材表面がほとん
ど粗面化されずに良好な研磨状態の測定が可能であるこ
とがわかった。
図６の形の透光窓部材を作成した。該透光窓部材の表面
にビニルトリメトキシシランで低温プラズマ処理を施し
撥水表面にした。撥水表面の水の接触角は１０４度であ
った。該透光窓部材の裏面をサンドブラストで粗面化し
て光拡散面を設けた。該透光窓部材を使用して透光窓部
材付き研磨パッドを作成し、キサンタンガム水溶液で研
磨前反射率を測定したが、４０％であった。スラリーで
８時間研磨した後、再びキサンタンガム水溶液で研磨後
反射率を測定したが３８％で、透光窓部材表面がほとん
ど粗面化されずに良好な研磨状態の測定が可能であるこ
とがわかった。
【００３０】比較例１
ポリエーテル系ウレタンポリマーであるユニローヤルア
ジプレンＬ−３２５を３００ｇと４，４’−メチレン−
ビス２−クロロアニリン７６ｇを混合して、厚み１．１
ｍｍの硬質ポリウレタンの板を作成する。該硬質ポリウ
レタン板を図６の形の透光窓部材を作成した。該透光窓
部材を使用して透光窓部材付き研磨パッドを作成した。
サンタンガム水溶液で研磨前反射率を測定したが、４０
％であった。スラリーで８時間研磨した後、再びキサン
タンガム水溶液で研磨後反射率を測定したが２０％で、
透光窓部材表面が粗面化されて、良好に研磨状態の測定
ができないことがわかった。
ジプレンＬ−３２５を３００ｇと４，４’−メチレン−
ビス２−クロロアニリン７６ｇを混合して、厚み１．１
ｍｍの硬質ポリウレタンの板を作成する。該硬質ポリウ
レタン板を図６の形の透光窓部材を作成した。該透光窓
部材を使用して透光窓部材付き研磨パッドを作成した。
サンタンガム水溶液で研磨前反射率を測定したが、４０
％であった。スラリーで８時間研磨した後、再びキサン
タンガム水溶液で研磨後反射率を測定したが２０％で、
透光窓部材表面が粗面化されて、良好に研磨状態の測定
ができないことがわかった。
【００３１】比較例２
ナイロンの１．１ｍｍの板を用意する。該ナイロン板を
図６の形の透光窓部材を作成した。該透光窓部材を使用
して透光窓部材付き研磨パッドを作成した。サンタンガ
ム水溶液で研磨前反射率を測定したが、４５％であっ
た。スラリーで８時間研磨した後、再びキサンタンガム
水溶液で研磨後反射率を測定したが１５％で、透光窓部
材表面が粗面化されて、良好に研磨状態の測定ができな
いことがわかった。
図６の形の透光窓部材を作成した。該透光窓部材を使用
して透光窓部材付き研磨パッドを作成した。サンタンガ
ム水溶液で研磨前反射率を測定したが、４５％であっ
た。スラリーで８時間研磨した後、再びキサンタンガム
水溶液で研磨後反射率を測定したが１５％で、透光窓部
材表面が粗面化されて、良好に研磨状態の測定ができな
いことがわかった。
【００３２】
【発明の効果】本発明では、ガラス、半導体、誘電／金
属複合体及び集積回路等に平坦面を形成するのに使用さ
れる研磨用パッド及び本研磨パッドを備えた研磨装置及
び本研磨装置を用いた半導体デバイスの製造方法におい
て、研磨中に研磨状態を光学的に良好に測定できる研磨
パッド及び研磨装置及び半導体デバイスの製造方法を提
供できた。
属複合体及び集積回路等に平坦面を形成するのに使用さ
れる研磨用パッド及び本研磨パッドを備えた研磨装置及
び本研磨装置を用いた半導体デバイスの製造方法におい
て、研磨中に研磨状態を光学的に良好に測定できる研磨
パッド及び研磨装置及び半導体デバイスの製造方法を提
供できた。
【図１】 透光窓部材を有する単層の研磨パッドの断面
図
図
【図２】 透光窓部材を有する積層の研磨パッドの断面
図
図
【図３】 透光窓部材を有する研磨パッドの上面図
【図４】 本発明の透光窓部材の一実施態様
【図５】 研磨状態を光学的に測定することが可能な研
磨装置
磨装置
【図６】 本発明の透光窓部材の形状の一例
１ 研磨層
２ 透光窓部材
３ 接着層
４ 研磨パッド
５ クッション層
６ 無機透明材料
８ 定盤
９ ウェハ
１０ 研磨ヘッド
１１ ホール
１２ ビームスプリッター
１３ 光源
１４ 光検出部
１５ 入射光
１６ 反射光
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AA09 AC02 CB03 DA12
DA17
Claims (7)
- 【請求項１】 研磨層と、該研磨層の一部に一体に形成
された研磨状態を光学的に測定するための一つ以上の透
光窓部材と、を有する研磨パッドであって、該透光窓部
材が無機透明材料である事を特徴とする研磨パッド。 - 【請求項２】 無機透明材料がガラスであることを特徴
とする請求項１記載の研磨パッド。 - 【請求項３】 透光窓部材表面が撥水性表面である事を
特徴とする請求項１または請求項２記載の研磨パッド。 - 【請求項４】 透光窓部材表面が研磨パッド表面より下
に位置する事を特徴とする請求項１〜３いずれか記載の
研磨パッド。 - 【請求項５】 透光窓部材の底面に反射防止層を有する
ことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の研磨パッ
ド。 - 【請求項６】 請求項１〜５いずれか記載の研磨パッド
と光学的に研磨状態を測定する測定装置とを備え、該研
磨パッドと基板との間にスラリーを介在させた状態で、
該研磨パッドと該基板との間に荷重を加え、かつ該基板
と該研磨パッドとを相対移動させることにより該基板を
研磨し、かつ該基板に光を照射することにより該基板の
研磨状態を光学的に測定することを特徴とする研磨装
置。 - 【請求項７】請求項６記載の研磨装置を用いて少なくと
も表面を研磨するプロセスを含む半導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002092075A JP2003285257A (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | 研磨パッド、研磨装置および半導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002092075A JP2003285257A (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | 研磨パッド、研磨装置および半導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003285257A true JP2003285257A (ja) | 2003-10-07 |
Family
ID=29237000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002092075A Pending JP2003285257A (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | 研磨パッド、研磨装置および半導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003285257A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004241775A (ja) * | 2003-02-03 | 2004-08-26 | Rodel Holdings Inc | 研磨パッド窓のための散乱防止層 |
| WO2008126578A1 (ja) * | 2007-03-15 | 2008-10-23 | Toyo Tire & Rubber Co., Ltd. | 研磨パッド |
| JP2021136288A (ja) * | 2020-02-26 | 2021-09-13 | 富士紡ホールディングス株式会社 | 研磨パッド及び研磨パッドの製造方法 |
| WO2022070936A1 (ja) | 2020-09-30 | 2022-04-07 | 富士紡ホールディングス株式会社 | 研磨パッド及び研磨パッドの製造方法 |
| JP2022172453A (ja) * | 2021-05-04 | 2022-11-16 | エスケーシー ソルミックス カンパニー，リミテッド | 研磨パッド、研磨パッドの製造方法およびこれを用いた半導体素子の製造方法 |
-
2002
- 2002-03-28 JP JP2002092075A patent/JP2003285257A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004241775A (ja) * | 2003-02-03 | 2004-08-26 | Rodel Holdings Inc | 研磨パッド窓のための散乱防止層 |
| JP4575677B2 (ja) * | 2003-02-03 | 2010-11-04 | ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ シーエムピー ホウルディングス インコーポレイテッド | 研磨パッド窓のための散乱防止層 |
| KR101109156B1 (ko) * | 2003-02-03 | 2012-02-24 | 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스 인코포레이티드 | 연마 패드 윈도우용 산란방지층 |
| WO2008126578A1 (ja) * | 2007-03-15 | 2008-10-23 | Toyo Tire & Rubber Co., Ltd. | 研磨パッド |
| US9018099B2 (en) | 2007-03-15 | 2015-04-28 | Toyo Tire & Rubber Co., Ltd. | Polishing pad |
| JP2021136288A (ja) * | 2020-02-26 | 2021-09-13 | 富士紡ホールディングス株式会社 | 研磨パッド及び研磨パッドの製造方法 |
| JP7348860B2 (ja) | 2020-02-26 | 2023-09-21 | 富士紡ホールディングス株式会社 | 研磨パッド及び研磨パッドの製造方法 |
| WO2022070936A1 (ja) | 2020-09-30 | 2022-04-07 | 富士紡ホールディングス株式会社 | 研磨パッド及び研磨パッドの製造方法 |
| JP2022172453A (ja) * | 2021-05-04 | 2022-11-16 | エスケーシー ソルミックス カンパニー，リミテッド | 研磨パッド、研磨パッドの製造方法およびこれを用いた半導体素子の製造方法 |
| JP7383071B2 (ja) | 2021-05-04 | 2023-11-17 | エスケー エンパルス カンパニー リミテッド | 研磨パッド、研磨パッドの製造方法およびこれを用いた半導体素子の製造方法 |
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