JP2004082270A - 研磨パッド及びこの研磨パッドを用いた研磨装置、研磨方法 - Google Patents

研磨パッド及びこの研磨パッドを用いた研磨装置、研磨方法 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、半導体基板を研磨加工する際用いられる研磨加工精度に好適な研磨パッド及びこの研磨パッドを用いた研磨装置、研磨方法に関し、簡単な構成で容易に研磨パッドの表面に均一にスラリーを供給することで研磨加工精度の向上を図ることを目的とする。
【解決手段】スラリー導入用貫通孔41と複数のスラリー供給用貫通孔42とを設けた上層研磨パッド部30と、スラリー導入部43とスラリー通路用溝部71とを設けた下層研磨パッド部60とからなる研磨パッド121をプラテン110に配設する。そして、プラテン110の回転による遠心力を利用して、研磨パッド121の表面上部から供給されたスラリーをスラリー導入用貫通孔41から導入して、スラリーをスラリー導入部43及びスラリー通路用溝部71により導き、スラリー供給用貫通孔42を介して研磨パッド121表面にスラリーを均等に供給して研磨を行う。
【選択図】   図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は研磨パッド及びこの研磨パッドを用いた研磨装置、研磨方法に関し、特に半導体基板を研磨加工する際用いられる研磨パッド及びこの研磨パッドを用いた研磨装置、研磨方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の半導体装置の高集積化及び微細化に伴い、フォトリソグラフィー工程での焦点深度の不足を補い微細なパターニングされたレジスト膜を形成する手段として化学的機械研磨(Chemical Mechanical Polishing:CMP、以下CMP)が注目されている。このCMPを実施するCMP装置は、層間絶縁膜の平坦化工程や、W,Al,Cu等のメタル配線を埋め込み形成する工程等で用いられている。このCMP装置を用いたこれらの工程においては、半導体基板面内での研磨量が均一であることが望ましく、面内均一性の値が良いことが良好な研磨加工を行う上で重要である。
【0003】
従来のCMP装置としては、例えば、特開平11−285962号公報に開示されたものがある。図1は、同公報に開示されたCMP装置を示している。
【0004】
同図に示すように、このCMP装置はプラテン3内部にスラリー副供給管22と、スラリー副供給管22にスラリー10を供給するためのスラリー主供給管23とが設けられている。また、研磨パッド20にはプラテン3に形成されたスラリー副供給管22に対応する位置に開口孔21が設けられている。スラリー主供給管23から供給されたスラリー10は、スラリー副供給管22を通って開口孔21を介して研磨パッド20の表面に供給されて、ウェーハ4が研磨される。
【0005】
このように構成することで、ウェーハ4の研磨面に均等にスラリー10を供給することができるので、CMP装置での研磨加工時の面内均一性を向上することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、先に述べたCMP装置においては、プラテン3の内部にスラリー主供給管23及びスラリー副供給管22を形成する必要があるため、プラテン3内の構造が複雑化し、CMP装置のコストが上昇する。
【0007】
また、回転している状態のプラテン3に対しスラリー10を供給する必要があるため、スラリーの供給装置(図示せず)とスラリー主供給管23とをロータリージョイント等で接続する必要があり、これによってもCMP装置の構成が複雑になる。
【0008】
さらに、スラリー主供給管23及びスラリー副供給管22でスラリーが滞留してスラリーが凝固し易く、凝固したスラリーによりウェーハが研磨されると、ウェーハにスクラッチが生じて半導体装置の歩留まり低下を引き起こす等の問題点がある。
【0009】
そこで本発明は、上記実情に鑑みなされたもので、簡単な構成で容易に研磨パッドの表面に均一にスラリーを供給することを可能とした研磨パッド及びこの研磨パッドを用いた研磨装置、研磨方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を、請求項1記載の発明では、スラリーを用いて基板の研磨処理を行う、第一の研磨パッド部と、前記第一の研磨パッド部の下層に配設された第二の研磨パッド部とからなる積層構造を有した研磨パッドにおいて、前記第一の研磨パッド部に、前記第一の研磨パッド部の表面の上部から前記スラリーが導入される第一の貫通孔と、前記スラリーを前記第一の研磨パッド部の表面に供給させるための第二の貫通孔とを設けると共に、前記第二の研磨パッド部に、前記第一の貫通孔から流入した前記スラリーを前記第二の貫通孔へと導くスラリー通路用溝部を設けたことを特徴とする研磨パッドにより、解決する。
【0011】
上記発明によれば、第一の研磨パッド部に形成された第一の貫通孔から導入したスラリーを、第二の研磨パッド部に形成されたスラリー通路用溝部に取り込むことができる。また、スラリー通路用溝部に取り込まれたスラリーを、第一の研磨パッド部に形成された第二の貫通孔から第一の研磨パッド部表面に供給して、基板の研磨処理を行うことができる。さらに、スラリー供給経路を研磨パッド内にのみ形成するため、CMP装置側にスラリーの供給経路を設ける必要がなくなり、装置構成の簡単化を図ることができる。
【0012】
また請求項2記載の発明では、請求項1記載の研磨パッドにおいて、前記第二の貫通孔を複数個形成し、前記第一の研磨パッド部の中心側に位置する前記第二の貫通孔の直径に対し、半径方向へ離間するに従い前記第二の貫通孔の直径が漸次小さくなるように構成したことを特徴とする研磨パッドにより、解決する。
【0013】
上記発明によれば、第二の貫通孔を複数個形成することで基板の研磨される面に対して均等にスラリーを供給することができる。また、第二の貫通孔の大きさを第一の研磨パッド部の中心から半径方向へ離間するに従い漸次直径が小さくなるように形成することで、中心から半径方向へのスラリーの供給量を調節することができる。
【0014】
また請求項3記載の発明では、請求項1または2記載の研磨パッドにおいて、前記スラリー通路用溝部を半径方向に延在するように複数個形成し、かつ、前記スラリー通路用溝部の長さを異なる長さに形成することを特徴とする研磨パッドにより、解決する。
【0015】
上記発明によれば、複数個のスラリー通路用溝部を形成することで第一の研磨パッド部の表面に研磨に必要なスラリーを十分に供給することができる。また、スラリー通路用溝部の長さを異なる長さに形成することで、第一の研磨パッド部の半径方向に対して供給されるスラリーの量を調節することができる。
【0016】
また請求項4記載の発明では、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の研磨パッドと、前記研磨パッドが配設された回転自在なプラテンと、前記研磨パッド上に前記基板を押圧させて研磨を行うための回転自在な研磨ヘッドとを設けてなる研磨装置により、解決する。
【0017】
上記発明によれば、研磨パッドが配設された回転自在なプラテンを用いて研磨を行うことで、プラテンの回転よる遠心力によりスラリー通路用溝部に導かれたスラリーを第二の貫通孔から供給して、研磨ヘッドの押圧及び回転により基板の研磨を行うことができる。
【0018】
また請求項5記載の発明では、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の研磨パッドを用いた研磨方法であって、前記第一の貫通孔から前記スラリーを導入し、該スラリーが前記スラリー通路用溝部を流れて前記第二の貫通孔に至り、前記第二の貫通孔を介して前記第一の研磨パッド表面に供給して前記基板の研磨を行うことを特徴とする研磨方法により、解決する。
【0019】
上記発明によれば、スラリーを研磨パッドの上部表面から滴下することで、研磨パッドの配設されているプラテンの回転による遠心力により、自動的に研磨パッド表面にスラリーを供給することができるため、CMP装置内にスラリー供給経路を設ける必要がないためCMP装置構成の簡単化を図れる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
(第1の実施形態)
図2は本発明の第1の実施形態によるCMP装置の研磨部の断面図である。
【0021】
図2に示すようにCMP装置の研磨部200は、大略するとプラテン部150と、研磨ヘッド部140と、ドレス部160と、スラリー供給部81とにより構成されている。
【0022】
以下、研磨部200を構成する各構成要素について、図2を参照して説明する。始めに、プラテン部150について説明する。
【0023】
プラテン部150は、プラテン110と、プラテン用回転軸111と、研磨パッド121とにより構成されている。プラテン110の一方の面には研磨パッド121が交換可能な状態で配設されており、他方の面にはプラテン110を回転支持するためのプラテン用回転軸111が配設されている。
【0024】
次に、研磨ヘッド部140について説明する。
【0025】
研磨ヘッド部140は、研磨ヘッド101と、研磨ヘッド用回転軸102と、バッキングフィルム131と、リテイナー103とにより構成されている。研磨ヘッド101の一方の面には、半導体基板104を裏面から支持するバッキングフィルム131が配設されており、バッキングフィルム131を周方向に取り囲むようにリテイナー103が形成されている。
【0026】
リテイナー103は、半導体基板104が研磨ヘッド101から外れないように、半導体基板104の外周方向から支持している。研磨ヘッド101の他方の面には、研磨ヘッド101を回転自在に支持するための研磨ヘッド用回転軸102が配設されている。研磨時には、研磨ヘッド101は回転し、同図中に示したH方向から研磨ヘッド用回転軸102を介して半導体基板104に圧力が加えられて半導体基板104は研磨される。
【0027】
次に、ドレス部160について説明する。
【0028】
ドレス部160はドレッサー93と、ドレス用ヘッド92と、ドレス用回転軸91とにより構成されている。ドレス用ヘッド92の一方の面には研磨パッド140のコンディショニングを行うためのドレッサーが配設されている。他方の面には、ドレス用ヘッド92を回転自在に支持するためのドレス用回転軸91が配設されている。コンディショニング時には、同図中に示したI方向からドレス用回転軸91を介してドレッサー93に圧力が加えられ、研磨パッド140はコンディショニングされる。
【0029】
次に、スラリー供給部81について説明する。
【0030】
スラリー供給部81は、プラテン110の中心の上部に形成されており、研磨パッド121上にスラリーを供給する。
【0031】
次に、研磨パッド121について説明する。
【0032】
研磨パッド121は、上層研磨パッド部30と下層研磨パッド部60とにより構成されている。先ず、上層研磨パッド部30について説明する。
【0033】
図3は、本発明の第1の実施形態による上層研磨パッドの平面図である。同図に示すように上層研磨パッド部30は、中央部に一つのスラリー導入用貫通孔41と、複数個のスラリー供給用貫通孔42が形成されている。また、上層研磨パッド部30の直径は50cm、厚みが3〜5mmのものを使用する。
【0034】
スラリー導入用貫通孔41は、スラリー供給部81からスラリーを下層研磨パッド部42へ導入するための貫通孔であり、直径は2cm程度の円形状に形成されている。スラリー導入用貫通孔41は、スラリー供給部81からスラリーを導入することができる形状と大きさであればよく、上記形状及び大きさに限定されない。
【0035】
また、スラリー供給用貫通孔42は、下層研磨パッド部60に導入されたスラリーを上層研磨パッド部30に供給するための貫通孔である。スラリー供給用貫通孔42は、半径方向に4個のスラリー供給用貫通孔42が8本形成されている。スラリー供給用貫通孔42は、全て同一の大きさからなる円形状を貫通孔であり、直径Cの大きさは3mm程度に形成される。また、間隔Zの距離は3.0〜3.5cmの範囲内で形成される。なお、スラリー供給用貫通孔42の大きさ、数量や半径方向に対して何本設けるかについては、プラテン110の大きさや研磨する半導体基板104の大きさにより変わるので上記値に限定されない。
【0036】
上層研磨パッド部30の外周部には、4箇所のノッチ部51が形成されており、このノッチ部は上層研磨パッド部30と下層研磨パッド部60の位置合わせのためのものである。
【0037】
このように上層研磨パッド部30にスラリー導入用貫通孔41と、複数個のスラリー供給用貫通孔42を設けることで、スラリー導入用貫通孔41から導入したスラリーをスラリー供給用貫通孔42から上層研磨パッド部30の表面にスラリーを供給するころができる。また、ノッチ部51を設けることで下層研磨パッド部60との位置合わせを可能にしている。
【0038】
次に、下層研磨パッド部60について説明する。
【0039】
図4は、本発明の第1の実施形態による下層研磨パッドの平面図である。同図に示すように下層研磨パッド部60は、スラリー導入部43と、スラリー通路用溝部71と、ノッチ部52とが形成されている。また、下層研磨パッド部30の直径は20インチ、厚みは、例えば、3〜5mmのものを使用する。
【0040】
スラリー導入部43は、スラリー導入用貫通孔41を介してスラリーをスラリー通路用溝部71に導入するための溝である。図2に示すように、スラリー導入部43とスラリー通路用溝部71の間には境界なく形成されている。
【0041】
スラリー通路用溝部71は、半径方向に同一の深さ、幅及び長さで8本形成されている。図2に示したスラリー通路用溝部71の溝深さHは1.5〜2.5mm程度に形成される。また、図4に示したスラリー通路用溝部71の幅Fは、5mm程度に形成される。また、スラリー通路用溝部71の長さについては、図2に示したEの距離が0〜10mmの範囲内で形成することができる。
【0042】
下層研磨パッド部60の外周部には、4箇所のノッチ部52が形成されており、このノッチ部52は下層研磨パッド部60と上層研磨パッド部30の位置合わせのためのものである。
【0043】
このように下層研磨パッド部60を形成することにより、スラリー供給用貫通孔42から上層研磨パッド部30の表面に供給するためのスラリーを一時的に蓄えることができる。また、ノッチ部52を設けることで上層研磨パッド部30との位置合わせを可能にしている。
【0044】
以上のように形成された上層研磨パッド部30と下層研磨パッド部60は、図2に示すように上層研磨パッド部30のノッチ部51と下層研磨パッド部60のノッチ部52とを位置合わせして、スラリー供給用貫通孔42とスラリー通路用溝部71とが繋がるように張り合わせて、研磨パッド121として使用される。
【0045】
このように研磨パッド121を構成することにより、スラリー導入用貫通孔41を介してスラリー導入部43にスラリーを導入し、導入したスラリーをスラリー通路用溝部により導きそれぞれのスラリー供給用貫通孔42を介して上層研磨パッド30の表面に供給して、半導体基板104の研磨を行うことができる。
【0046】
また、スラリー供給用貫通孔42は半径方向に4個形成されたものが8方向に対して配設されているため、半導体基板104の研磨される面に対して複数箇所から研磨に必要なスラリーを十分に供給することができ、半導体基板104の研磨による面内均一性は向上する。
【0047】
また、スラリーの流れ経路が研磨パッド内にのみ形成されるため、プラテン111内部にスラリーを供給するための機構等を設ける必要がなく、CMP装置構成の簡単化を図ることができ、CMP装置コストの上昇を防ぐことができる。また、スラリーの供給方法が単純なため、スラリーが凝集しにくい。それにより、半導体基板104が凝集したスラリーで研磨されることがないため、半導体基板104の研磨表面にスクラッチの発生による半導体基板の歩留まりの低下を防ぐことができる。
(第2の実施形態)
図5は、本発明の第2の実施形態による上層研磨パッドの平面図であり、図6は、本発明の第2の実施形態による下層研磨パッドの平面図である。
【0048】
図5において、先の第1の実施形態の説明で使用した図3に示した構成と同一構成については、同一符号を付してその説明を省略する。また、図6において、先の第1の実施形態の説明で使用した図4に示した構成と同一構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
【0049】
本実施形態は、上層研磨パッド部30の中心部から半径方向に形成するスラリー供給用貫通孔42の個数を変更した場合の一例である。
【0050】
同図に示すように、上層パッド部31は、4方向に上層パッド部31の中心部から半径方向へ4個のスラリー供給用貫通孔42と、4方向へ上層パッド部31の中心部から半径方向へ2個のスラリー供給用貫通孔42とを設けた構成になっている。
【0051】
また、上層パッド部31を用いる場合には、図6に示すような長さの短いスラリー通路用溝部72と、先に説明したスラリー通路用溝部71とを配設された下層研磨パッド部61と併用して研磨を行う。
【0052】
通常、研磨中は研磨パッド121とプラテン110とは一体に回転するために遠心力が生じる。そのため、上層研磨パッド部30の中心部に形成されたスラリー供給用貫通孔42よりも、中心部から半径方向に離間した位置にあるスラリー供給用貫通孔42のほうがスラリーを供給しやすくなる。
【0053】
本実施例のように、上層研磨パッド部30の中心部に多くのスラリー供給用貫通孔42を配設することで、半導体基板104の研磨される面に対して均一な量のスラリーを供給できる。このように、研磨を行うことで半導体基板104の研磨による面内均一性を向上させることができる。
(第3の実施形態)
図7は、本発明の第3の実施形態による上層研磨パッドの平面図である。図7において、先の第1の実施形態の説明で使用した図3に示した構成と同一構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
【0054】
本実施形態は、上層研磨パッド部30の中心部から半径方向に形成するスラリー供給用貫通孔42の直径の大きさを変更した場合の一例である。
【0055】
図7に示すように上層研磨パッド部32には、4個のスラリー供給用貫通孔42の直径が、上層研磨パッド部32の中心側に位置するスラリー供給用貫通孔42の直径に対し、スラリー供給用貫通孔42が半径方向へ離間するに従い漸次直径が小さくなるように構成されている。
【0056】
スラリー供給用貫通孔42の直径K,L,M,Nは、例えば、3〜5mmの直径に形成することができる。このように構成することにより、研磨中に遠心力の影響を受けても半径方向に形成された4個のスラリー供給用貫通孔42から、半導体基板104の研磨される面に対して均一な量のスラリーを供給できる。このような状態で研磨を行うことで、半導体基板104の研磨による面内均一性を向上させることができる。
(第4の実施形態)
図8は、本発明の第4の実施形態によるCMP装置の研磨部の断面図である。
【0057】
図8において、先の第1の実施形態の説明で使用した図2に示した構成と同一構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
【0058】
本実施形態は、下層研磨パッド部60の中心部から半径方向に形成するスラリー通路用溝部71の溝の深さを変更した場合の一例である。
【0059】
図8に示すようにスラリー通路用溝部73は、下層研磨パッド部62の中心部から半径方向へ向かうにつれて溝の深さが浅くなるよう形成されている。下層研磨パッド部62の溝の深さは、例えば、中心部の溝深さHを2.5mm、外周部の溝深さHを1.5mmに形成することで、下層研磨パッド部62の中心部から半径方向へ向かうにつれて溝の深さが浅くなるよう形成できる。
【0060】
このように構成することで、研磨時に研磨パッド122とプラテン110とが一体になって回転することにより発生する遠心力の影響を受けても、半径方向に形成された各々のスラリー供給用貫通孔42から均一な量のスラリーを半導体基板104の研磨される面に対して供給することができる。このような状態で研磨を行うことで、半導体基板104の研磨による面内均一性を向上させることができる。
(第5の実施形態)
図9は、本発明の第5の実施形態によるCMP装置の研磨部の断面図である。
【0061】
図9において、先の第1の実施形態の説明で使用した図2に示した構成と同一構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
【0062】
本実施形態は、下層研磨パッド部60内に形成したスラリー通路用溝部71に、耐水性のコーティング剤を配設した場合の一例である。
【0063】
コーティング剤としては、例えば、フッ素系コーティング剤等を下層研磨パッド部63内に形成されたスラリー通路用溝部71に配設することで良好な耐水性を得ることができる。
【0064】
このように構成することで、スラリー通路用溝部71の耐水性が増すことで、下層研磨パッド部63の安定性とライフを向上させることができる。
【0065】
なお、各実施形態を組み合わせた研磨パッドを用いて半導体基板の研磨を行っても良い。また、上層研磨パッド部30,31,32に、研磨パッド部の表面にスラリー保持用の格子状の溝や、同心円状の溝を設けた研磨パッド部を使用しても良い。
【0066】
このような溝を設けた研磨パッド部を使用することで、プラテン110が回転した時の遠心力で上層研磨パッド部30,31,32の表面に供給されたスラリーが上層研磨パッド部30,31,32の外周部に流れてしまうことを防ぐことができる。そのため、上層研磨パッド部30,31,32の表面内にスラリーを均等に保持することができるので、研磨の面内均一性を向上することができ、加工精度が向上する。
【0067】
次に、本発明者が行った研磨パッドの違いによる面内均一性の比較を確認した実験方法及び結果について説明する。
【0068】
始めに、実験方法について説明する。実験には、第1の実施形態で説明した研磨パッド121と、第2の実施形態で説明した研磨パッド123(以下、研磨パッド123)と、スラリー導入用貫通孔41,スラリー供給用貫通孔42,スラリー導入部43,スラリー通路用溝部71等の加工がされていない従来品の研磨パッド124(以下、研磨パッド124)の3種類の研磨パッド121,123,124を用いる。また、研磨パッド121,123,124の上部研磨パッド部の表面には、スラリーを保持するための同心円状の溝が設けられたものを用いた。
【0069】
図10は、本実験に使用した評価用サンプルの断面図を示したものである。
【0070】
研磨による面内均一性を確認するためのサンプルには、図10に示すようなSi基板210上に酸化膜220を形成した評価用サンプル230を用いた。
【0071】
実験方法としては、始めに研磨前の評価用サンプル230の面内の酸化膜厚(以下、膜厚A)を49ポイント測定する。次に、研磨パッド121,123,124をそれぞれプラテン110に配設して評価用サンプル230の研磨を行う。
【0072】
その後、研磨後の評価用サンプル230の面内の酸化膜厚(以下、膜厚B)を49ポイント測定する。測定ポイントは研磨前後で同じ場所を測定する。
【0073】
面内均一性(%)は、膜厚Aから膜厚Bを引き算した研磨量のバラツキ量で評価を行う。また、面内均一性(%)は、その数値が小さいほうが良い。
【0074】
次に、実験結果について説明する。
【0075】
図11は、本発明の研磨パッドを用いて実験を行った場合の面内均一性を示したものである。なお、プラテン回転数以外の研磨条件については同一条件で行った。
【0076】
同図に示すようにプラテンの回転数が110rpmの時の実験結果から、本発明の研磨パッド121,123を用いることで研磨による面内均一性は、従来品である研磨パッド124を用いた場合よりも良好であることが分かる。
【0077】
また、本発明の研磨パッド121,123を用いる場合には、プラテンの回転数を110rpmから60rpmに変更することで、面内均一性はさらに改善される。これは、回転数を遅くすることで研磨パッド121,123の表面に形成された同心円状の溝にスラリーが保持されやすくなったためと考えられる。
【0078】
研磨パッド121と研磨パッド123とを比較した場合には、研磨パッド123を用いて研磨を行った評価用サンプル230のほうが面内均一性は良好な結果が得られた。これは、研磨パッド123が上層研磨パッド部31の中心部に多くのスラリー供給用貫通孔42が配設されているため、評価用サンプル230の研磨される面に対して均一な量のスラリーを供給できたためと考えられる。
【0079】
上記実験結果から、先の実施形態で述べたように、スラリー導入用貫通孔41を介してスラリー導入部43にスラリーを導入し、導入したスラリーをスラリー通路用溝部により導きそれぞれのスラリー供給用貫通孔42を介して上層研磨パッド31,32,33の表面に供給して研磨を行うことは研磨の面内均一性の向上に効果がある。
【0080】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【0081】
(付記1) スラリーを用いて基板の研磨処理を行う、第一の研磨パッド部と、前記第一の研磨パッド部の下層に配設された第二の研磨パッド部とからなる積層構造を有した研磨パッドにおいて、
前記第一の研磨パッド部に、前記第一の研磨パッド部の表面の上部から前記スラリーが導入される第一の貫通孔と、前記スラリーを前記第一の研磨パッド部の表面に供給させるための第二の貫通孔とを設けると共に、
前記第二の研磨パッド部に、前記第一の貫通孔から導入した前記スラリーを前記第二の貫通孔へと導くスラリー通路用溝部を設けたことを特徴とする研磨パッド。
【0082】
(付記2) 付記1記載の研磨パッドにおいて、
前記第一の貫通孔は、前記第一の研磨パッド部の中心部に設けられることを特徴とする研磨パッド。
【0083】
(付記3) 付記1または2記載の研磨パッドにおいて、
前記第一の貫通孔は、略円形状であることを特徴とする研磨パッド。
【0084】
(付記4) 付記1記載の研磨パッドにおいて、
前記第二の貫通孔は、前記第一の研磨パッド部の中心から半径方向へ複数個配設されることを特徴とする研磨パッド。
【0085】
(付記5) 付記1または4記載の研磨パッドにおいて、
前記第二の貫通孔を複数個形成し、該貫通孔の直径が、前記第一の研磨パッド部の中心側に位置する貫通孔の直径に対し、前記貫通孔が半径方向へ離間するに従い漸次直径が小さくなるように構成したことを特徴とする研磨パッド。
【0086】
(付記6) 付記1記載の研磨パッドにおいて、
前記スラリー通路用溝部は、前記第二の研磨パッド部の中心から半径方向へ配設されることを特徴とする研磨パッド。
【0087】
(付記7) 付記1または7記載の研磨パッドにおいて、
前記スラリー通路用溝部は、同じ長さからなる複数個の溝部であることを特徴とする研磨パッド。
【0088】
(付記8) 付記1または7記載の研磨パッドにおいて、
前記スラリー通路用溝部を半径方向に延在するように複数個形成し、かつ、前記スラリー通路用溝部の長さを異なる長さに形成することを特徴とする研磨パッド。
【0089】
(付記9) 付記5乃至9のいずれか一項に記載の研磨パッドにおいて、
前記スラリー通路用溝部は、前記第二の研磨パッド部の中心から半径方向へ向かうにつれて溝の深さが浅くなるよう形成されたことを特徴とする研磨パッド。
【0090】
(付記10) 付記1乃至9のいずれか一項に記載の研磨パッドにおいて、
前記スラリー通路用溝部の表面に、耐水性に優れたコーティング剤を配設したことを特徴とする研磨パッド。
【0091】
(付記11) 付記1乃至12のいずれか一項に記載の研磨パッドと、
前記研磨パッドが配設された回転自在なプラテンと、
前記研磨パッド上に前記基板を押圧させて研磨を行うための回転自在な研磨ヘッドとを設けてなる研磨装置。
【0092】
(付記12) 請求項1乃至12のいずれか一項に記載の研磨パッドを用いた研磨方法であって、
前記第一の貫通孔から前記スラリーを流入し、該スラリーが前記スラリー通路用溝部を流れて前記第二の貫通孔に至り、前記第二の貫通孔を介して前記第一の研磨パッド表面に供給して前記基板の研磨を行うことを特徴とする研磨方法。
【0093】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、第一の貫通孔から導入したスラリーを、第二の研磨パッド部に形成されたスラリー通路用溝部に取り込むことができる。また、スラリー通路用溝部に取り込まれたスラリーを、第二の貫通孔から第一の研磨パッド部表面に供給して、基板の研磨処理を行うことができる。さらに、スラリー供給経路を研磨パッド内にのみ形成するため、CMP装置側にスラリーの供給経路を設ける必要がなくなり、装置構成の簡単化を図ることができる。
【0094】
また請求項2記載の発明によれば、第二の貫通孔を複数個形成することで基板の研磨される面に対して均等にスラリーを供給することができる。また、第二の貫通孔の大きさを第二の貫通孔が第一の研磨パッド部の中心から半径方向へ離間するに従い漸次直径が小さくなるように形成することで、中心から半径方向へのスラリーの供給量を調節することができる。
【0095】
また請求項3記載の発明によれば、複数個のスラリー通路用溝部を形成することで第一の研磨パッド部の表面に研磨に必要なスラリーを十分に供給することができる。また、スラリー通路用溝部の長さを異なる長さに形成することで、第一の研磨パッド部の半径方向に対して供給されるスラリーの量を調節することができる。
【0096】
また請求項4記載の発明によれば、研磨パッドが配設された回転自在なプラテンを用いて研磨を行うことで、プラテンの回転よる遠心力によりスラリー通路用溝部に導かれたスラリーを第二の貫通孔から供給して、研磨ヘッドの押圧及び回転により基板の研磨を行うことができる。
【0097】
また請求項5記載の発明によれば、スラリーを研磨パッドの上部表面から滴下することで、研磨パッドの配設されているプラテンの回転による遠心力により、自動的に研磨パッド表面にスラリーを供給することができる。そのため、CMP装置内にスラリー供給経路を設ける必要がないためCMP装置構成の簡単化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術のCMP装置の構成の断面図である。
【図2】本発明の第1の実施形態によるCMP装置の研磨部の断面図である。
【図3】本発明の第1の実施形態による上層研磨パッドの平面図である。
【図4】本発明の第1の実施形態による下層研磨パッドの平面図である。
【図5】本発明の第2の実施形態による上層研磨パッドの平面図である。
【図6】本発明の第2の実施形態による下層研磨パッドの平面図である。
【図7】本発明の第3の実施形態による上層研磨パッドの平面図である。
【図8】本発明の第4の実施形態によるCMP装置の研磨部の断面図である。
【図9】本発明の第5の実施形態によるCMP装置の研磨部の断面図である。
【図10】本実験に使用した評価用サンプルの断面図である。
【図11】本発明の研磨パッドを用いて実験を行った場合の面内均一性である。
【符号の説明】
3 プラテン
4 ウェーハ
5 キャリア
8 研磨ヘッド用回転軸
9 研磨圧力調整機構
10 スラリー
14、131 バッキングフィルム
20 研磨パッド
21 開口孔
22 スラリー副供給管
23 スラリー主供給管
30、31、32 上層研磨パッド部
41 スラリー導入用貫通孔
42 スラリー供給用貫通孔
43 スラリー導入部
51、52 ノッチ部
60、61、62、63 下層研磨パッド部
71、72、73 スラリー通路用溝部
81 スラリー供給部
91 ドレス用回転軸
92 ドレス用ヘッド
93 ドレッサー
101 研磨ヘッド
102 研磨ヘッド用回転軸
103 リテイナー
104 半導体基板
110 プラテン
111 プラテン用回転軸
121、122、125 研磨パッド
140 研磨ヘッド部
150 プラテン部
160 ドレス部
200 研磨部
210 Si基板
220 酸化膜
230 評価用サンプル

Claims (5)

  1. スラリーを用いて基板の研磨処理を行う、第一の研磨パッド部と、前記第一の研磨パッド部の下層に配設された第二の研磨パッド部とからなる積層構造を有した研磨パッドにおいて、
    前記第一の研磨パッド部に、前記第一の研磨パッド部の表面の上部から前記スラリーが導入される第一の貫通孔と、前記スラリーを前記第一の研磨パッド部の表面に供給させるための第二の貫通孔とを設けると共に、
    前記第二の研磨パッド部に、前記第一の貫通孔から導入した前記スラリーを前記第二の貫通孔へと導くスラリー通路用溝部を設けたことを特徴とする研磨パッド。
  2. 請求項1記載の研磨パッドにおいて、
    前記第二の貫通孔を複数個形成し、前記第一の研磨パッド部の中心側に位置する前記第二の貫通孔の直径に対し、半径方向へ離間するに従い前記第二の貫通孔の直径が漸次小さくなるように構成したことを特徴とする研磨パッド。
  3. 請求項1または2記載の研磨パッドにおいて、
    前記スラリー通路用溝部を半径方向に延在するように複数個形成し、かつ、前記スラリー通路用溝部の長さを異なる長さに形成することを特徴とする研磨パッド。
  4. 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の研磨パッドと、
    前記研磨パッドが配設された回転自在なプラテンと、
    前記研磨パッド上に前記基板を押圧させて研磨を行うための回転自在な研磨ヘッドとを設けてなる研磨装置。
  5. 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の研磨パッドを用いた研磨方法であって、
    前記第一の貫通孔から前記スラリーを導入し、該スラリーが前記スラリー通路用溝部を流れて前記第二の貫通孔に至り、前記第二の貫通孔を介して前記第一の研磨パッド表面に供給して前記基板の研磨を行うことを特徴とする研磨方法。
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