JP2004172296A - Polishing method for semiconductor wafer, and polishing pad therefor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する分野】
本発明は、半導体ウェーハの研磨方法及び研磨パッドに関し、特に半導体ウェーハに対する化学的機械的研磨装置に用いる複数の溝部を有する研磨パッド及びそれを用いた半導体ウェーハの研磨方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体装置の微細化は著しく、この微細化を実現するために、半導体装置の製造方法についても種々の新しい技術が開発されている。特に、金属配線材料と絶縁材料とからなる配線層を幾層にも積層する多層配線技術は、半導体装置の微細化及び高機能化に大きく貢献できる反面、同時に数多くの技術的な課題を有している。
【0003】
その課題の1つに、各配線層における平坦性の確保が上げられる。例えば、各配線層の表面に平坦性が確保されずに凹凸が残った状態では、微細化の鍵となるフォトリソグラフィ工程においてフォーカスずれが発生し、配線パターンの形成が不可能となる。この課題を解決するために、近年、半導体ウェーハの表面を化学的機械的に研磨して平坦化するケミカルメカニカルポリッシュ(CMP)法が多用されるようになってきている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
以下、従来のターンテーブル方式ではなく、いわゆるベルト研磨方式のCMP装置について図面を参照しながら説明する。
【0005】
図8(a)は従来のベルト研磨方式のCMP装置における研磨機構部の構成を概略的に示している。
【0006】
図8(a)に示すように、基材が発泡ポリウレタンからなる複数のシート状の研磨パッド101がベルト状の定盤102に貼り付けられており、ノズル103から研磨パッド101上にスラリ104を供給しながら定盤102を走行させ、、キャリア105に吸着した半導体ウェーハ106の表面をキャリア105に回転を加えながら押し当てることにより、半導体ウェーハ103を研磨する。また、研磨パッド101の表面を活性化させる(毛羽立たせる)ために、シリンダ107の下面に装着したドレッサ108を研磨パッド101に押し当てて、定盤102の走行方向に対して垂直な方向に随時移動させる。
【0007】
図8(b)は定盤102に貼り付ける前の状態の1枚の研磨パッド101を示している。図8(b)に示すように、研磨パッド101の表面(研磨面)には直線状で且つ平行に並ぶ複数の溝部101aが形成されている。これらの溝部101aは、半導体ウェーハ106を研磨する際に、スラリ104を半導体ウェーハ101の表面(被研磨面)上に効率良く供給するために設けられており、定盤102の走行方向に対して平行に且つ直線状に形成されている。
【0008】
複数の研磨パッド101を定盤102の表面に貼り付ける際には、定盤102の進行方向に隣接するパッド同士の間にわずかに間隔を空けるようにする。
【0009】
【特許文献1】
特開平11−58219号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明者らは、従来のベルト研磨方式のCMP装置において以下のような2つの問題点を認めている。
【0011】
第1の問題点は、図9(a)に示すように、それぞれが複数の溝部101aを有する複数の研磨パッド101をベルト状の定盤102の表面に、進行方向に隣接する研磨パッド101同士の溝部101aの位置を一致させるように貼り付ける場合に生じる。
【0012】
図8(a)に示したCMP装置においては、半導体ウェーハ103の研磨を行なう際に、研磨パッド101を貼り付けた定盤102は、ノズル103から遠ざかる方向に所定の速度で走行する。すなわち、研磨パッド101の溝部101aは、半導体ウェーハ106に対して一定の位置を保ちながら移動する。
【0013】
一方、半導体ウェーハ106を吸着するキャリア105は所定の位置で自転するため、半導体ウェーハ106の中央部と研磨パッド101の中央部分の溝部101aとの位置が一致した場合には、図9(b)に示すように、半導体ウェーハ106の被研磨面の中央部に研磨パッド101の研磨面と触れない部分が発生する。
【0014】
また、半導体ウェーハ106の研磨パッド101による研磨速度は、半導体ウェーハ106の被研磨面の中心に近づくにつれて遅くなるため、図10(a)のウェーハポジションと膜厚との関係を示すグラフから分かるように、半導体ウェーハ106における被研磨面の中央部の膜厚が周縁部の膜厚よりも大きくなるという、複数の研磨パッド101の隔溝部が101aが直線状に連続して配置されたことに起因する膜厚のばらつきが発生する。すなわち、研磨後の半導体ウェーハ106の被研磨面には、図10(b)に示すように、半導体ウェーハ106の中心に向かって同心円状にその周囲よりも膜厚が大きい部分が発生するため、半導体ウェーハ106の被研磨面に所望の平坦性を得ることができない。この膜厚のばらつきは、前述したように、半導体装置の微細化の鍵となるフォトリソグラフィ工程において、フォーカスずれを発生させるため、配線パターンの形成が不可能となる。
【0015】
次に、第2の問題点を説明する。
【0016】
第2の問題点は、図8(b)に示すように、研磨パッド101の研磨面に設けられた複数の溝部101aが、研磨パッド101の端部にまで設けられていないことにより生じる。このように、溝部101aが研磨パッド101の研磨面の端部にまで設けられていないことから、図11(a)の断面図に示すように、ドレッサ108の接触面積は、研磨パッド101の内側部分Aがその端部Bと比べて小さくなる。これにより、研磨パッド101の内側部分Aにおいては、ドレッサ108による単位面積当たりの圧力が端部Bと比べて大きくなるため、ドレッサ108の圧力差によって、研磨パッド101の内側部分Aの研磨面はその端部Bよりも多く削られてしまうので、研磨パッド101の内側部分Aの厚さは端部Bと比べて薄くなる。その結果、図12(a)に示すように、研磨パッド101はドレッサ108によって活性化されるたびにその端部Bよりも内側部分Aが薄くなってしまい、その進行方向に対して垂直な方向の断面形状は凹状となる。このような断面凹状となった研磨パッド101を用いて研磨された半導体ウェーハ106は、図12(b)のウェーハポジションと膜厚との関係を示すグラフから分かるように、その周縁部が中央部よりも大きく削られてしまうことになり、所望の平坦性を得ることができない。
【0017】
前記従来の問題を解決するため、本発明は、ベルト研磨方式の研磨装置を用いて所望の平坦性を得られるようにすることを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明は、半導体ウェーハの研磨方法を、複数の研磨パッドを定盤に貼り付ける際に、進行方向に互いに隣接する研磨パッドにおける溝部同士を揃えない構成とする。また、本発明は、半導体ウェーハの研磨パッドの複数の溝部をその進行方向に対して垂直な方向の端部にまで設ける構成とする。
【0019】
具体的に、本発明に係る半導体ウェーハの研磨方法は、それぞれがその表面に進行方向に延びる複数の溝部を有する複数の研磨パッドを貼り付けた定盤を連続的に走行させることにより半導体ウェーハを研磨し、定盤の表面に複数の研磨パッドを貼り付ける工程と、定盤を走行させると共に半導体ウェーハを研磨パッドの表面に押し当てながら研磨する工程とを備え、研磨パッドを貼り付ける工程は、各研磨パッドを定盤の走行方向に隣接する研磨パッドの溝部同士が揃わないように貼り付ける。
【0020】
本発明の半導体ウェーハの研磨方法によると、各研磨パッドを定盤の表面に貼り付ける際に、該定盤の走行方向に隣接する研磨パッドの溝部同士が揃わないように貼り付けるため、研磨中に半導体ウェーハを自転させたとしても、半導体ウェーハの被研磨面と接触する溝部の位置が、貼り付けられた一の研磨パッドから他の研磨パッドに移動するたびに変化する。従って、半導体ウェーハの被研磨面には、同心円状にその周囲よりも膜厚が大きくなるという第1の問題点が解消されるので、所望の平坦性を得ることができる。
【0021】
本発明の半導体ウェーハの研磨方法において、研磨パッドを貼り付ける工程は、進行方向に隣接する各研磨パッドにおける溝部同士を所定の間隔でずらせて貼り付けることが好ましい。
【0022】
本発明の半導体ウェーハの研磨方法において、半導体ウェーハの研磨工程は、研磨パッドの表面に研磨材を含むスラリを流しながら半導体ウェーハを研磨することが好ましい。
【0023】
本発明に係る第1の半導体ウェーハの研磨パッドは、ベルト状の定盤の表面に貼り付ける半導体ウェーハの研磨パッドを対象とし、研磨パッドの表面には、研磨パッドの進行方向に延びる複数の溝部がその進行方向に対して垂直な方向側の端部にまで形成されている。
【0024】
第1の半導体ウェーハの研磨パッドによると、研磨パッドの表面には、研磨パッドの進行方向に延びる複数の溝部がその進行方向に対して垂直な方向側の端部にまで形成されているため、研磨中にドレッサによる研磨パッドの活性化を行なったとしても、ドレッサと研磨パッドとの接触面積が研磨パッドの端部と内側部分とで異ならなくなる。このため、ドレッサによる単位面積当たりの圧力が端部と内側部分とで同等となるので、活性化を続行したとしても、研磨パッドの進行方向に対して垂直な方向の断面形状が凹状とはならなくなる。その結果、半導体ウェーハの被研磨面の端部のみがより大きく削られるという第2の問題点が解消されるので、所望の平坦性を得ることができる。
【0025】
本発明に係る第2の半導体ウェーハの研磨パッドは、ベルト状の定盤の表面に貼り付ける半導体ウェーハの研磨パッドを対象とし、研磨パッドの表面には、研磨パッドの進行方向に延びる複数の溝部がその進行方向に対して斜めとなるように形成されている。
【0026】
第2の半導体ウェーハの研磨パッドによると、研磨パッドの表面には、研磨パッドの進行方向に延びる複数の溝部がその進行方向に対して斜めとなるように形成されているため、研磨中に半導体ウェーハを自転させたとしても、半導体ウェーハの被研磨面と接触する溝部の位置が、一の研磨パッドにおいてもそれが進行するたびに移動して変化する。従って、半導体ウェーハの被研磨面には、同心円状にその周囲よりも膜厚が大きくなるという第1の問題点が解消されるので、所望の平坦性を得ることができる。
【0027】
本発明の第1又は第2の半導体ウェーハの研磨パッドにおいて、複数の溝部は互いの間隔が均等となるように形成されていることが好ましい。このようにすると、研磨時における半導体ウェーハの被研磨面と研磨パッドの研磨面との接触時間を均一にすることができるため、研磨後の半導体ウェーハの被研磨面はより一層平坦化される。
【0028】
また、本発明の第1又は第2の半導体ウェーハの研磨パッドにおいて、研磨パッドは発泡ポリウレタンからなることが好ましい。
【0029】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0030】
図1(a)は本発明の第1の実施形態に係るベルト研磨方式のCMP装置における研磨機構部の構成を概略的に示している。
【0031】
図1(a)に示すように、互いの回転軸が平行に配置された2つのローラ(プーリ)10に懸けられたベルト状の定盤11の表面上には、例えば基材がポリウレタンからなる4枚のシート状の研磨パッド12が貼り付けられている。ここで、研磨パッド12の基材として用いるポリウレタンは独立発泡ポリウレタンが好ましい。
【0032】
キャリア13に吸着された半導体ウェーハ20を研磨するには、定盤11を所定の方向に走行させ、研磨パッド12の表面(研磨面)上にノズル14から研磨材を含むスラリ15を供給し、半導体ウェーハ20の表面(被研磨面)を研磨パッド12の表面に回転を加えながら押し当てる。また、研磨パッド12の表面を活性化させるために、シリンダ16の下面に装着したドレッサ17を研磨パッド12に押し当てて、定盤11の走行方向に対して垂直な方向に随時移動させる。
【0033】
図1(b)の拡大平面図に示すように、第1の実施形態に係る研磨パッド12は、そのいずれもが溝部12aの延伸方向を定盤11の走行方向と合わせると共に、該定盤11の走行方向に隣接する研磨パッド12同士は、互いに間隔をおき且つ互いの溝部12aが揃わないように貼り付けられている。なお、この溝部12aは、スラリ15を半導体ウェーハ20の表面上に効率良く供給するために設けられている。
【0034】
このように、進行方向に互いに隣接する各研磨パッド12は、互いの溝部12a同士が揃わないように貼り付けられているため、図2(a)に示すように、研磨開始直後において半導体ウェーハ20の中心位置が、一の研磨パッド12に形成された実線で示す溝部12aによって研磨されない状態となったとしても、該一の研磨パッド12に続く他の研磨パッド12に形成された破線で示す溝部12aの位置は一の研磨パッド12の溝部12aとずれているため、半導体ウェーハ20が自転していても、研磨パッド12の研磨面は、半導体ウェーハ20の被研磨面と確実に接触するので、半導体ウェーハ20の被研磨面の中央部の未研磨部分をなくすことがができる。
【0035】
なお、ベルト状の定盤11に貼り付ける研磨パッド12の枚数には制限はないが、第1の実施形態においては、4枚の研磨パッド12のそれぞれの隣接間で各溝部12aの幅の2分の1のピッチでずらせながら貼り付けている。このようにすると、半導体ウェーハ20における研磨パッド12の溝部12aによって研磨されない時間をも均等化できるため、図2(b)に示すように、半導体ウェーハ20の中央部の未研磨部分がなくなって、半導体ウェーハ20の被研磨面を全面にわたって均一に研磨することができる。
【0036】
(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0037】
図3は本発明の第2の実施形態に係るベルト研磨方式のCMP装置に用いる研磨パッドを示している。
【0038】
図3に示すように、第2の実施形態に係る研磨パッド12には、その研磨面に設けられ、進行方向に互いに平行に延びる複数の溝部12aが、研磨パッド12の進行方向に対して垂直な方向の端部にまで形成されている。
【0039】
これにより、半導体ウェーハを研磨する際には、図4(a)の断面図に示すように、研磨パッド12の研磨面におけるドレッサ17との接触面積が、研磨パッド12の内側部分Aとその端部Bとで均一化されるため、ドレッサ17による活性化が研磨パッド12の研磨面の全面にわたって均一に行なえる。その結果、活性化時に研磨パッド12の内側部分Aのみがドレッサ17によって大きく削られることがなくなるので、図2(b)に示すように、半導体ウェーハの周縁部の膜厚が中央部よりも薄くなることがなく、半導体ウェーハの被研磨面の全面にわたって均一に研磨を行なうことができる。
【0040】
なお、図4(b)に示すように、その進行方向に隣接する研磨パッド12を、その溝部12a同士が揃わないように貼り付けることにより、第1の実施形態と同様に、半導体ウェーハの中央部の膜厚がその周囲よりも厚くなることをも防止することができる。
【0041】
(第3の実施形態)
以下、本発明の第3の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0042】
図5(a)は本発明の第3の実施形態に係るベルト研磨方式のCMP装置に用いる研磨パッドを示している。
【0043】
図5(a)に示すように、第3の実施形態に係る研磨パッド12は、その進行方向に互いに平行に延びる複数の溝部12bに、研磨パッド12の進行方向に対して所定の角度θを持たせている。所定の角度θは、ノズルから研磨パッド12上に吐出されるスラリを半導体ウェーハにまで効率良く供給するという溝部本来の機能を損なわない程度とし、例えば1°〜15°程度が好ましい。研磨パッド12における複数の溝部12bを形成する範囲は、該研磨パッド12の進行方向に対して垂直な方向の端部にまで形成する。また、複数の研磨パッド12を定盤11の表面に貼り付ける場合には、図5(b)の拡大平面図に示すように、進行方向に互いに隣接する研磨パッド12同士の間に隙間を設けるようにする。
【0044】
このように、第3の実施形態に係る研磨パッド12を用いて半導体ウェーハの研磨を行なうと、図6のウェーハ中央部のポジションと膜厚との関係を示すグラフから分かるように、半導体ウェーハの中央部分に研磨されていない部分がなくなると共に、半導体ウェーハに周縁部が薄くなることもなくなり、従って、半導体ウェーハにはその被研磨の全面にわたって均一な膜厚を得ることができる。
【0045】
(第3の実施形態の一変形例)
図7に示すように、複数の研磨パッド12を定盤11の表面に貼り付ける場合には、一の研磨パッド12における溝部12bの進行方向からずれる方向と、それと隣接する他の研磨パッド12における溝部12bの進行方向からずれる方向とを交互に入れ換えて、溝部12bを千鳥状に配置すると、半導体ウェーハの被研磨面の平坦性がより向上する。
【0046】
【発明の効果】
本発明に係る半導体ウェーハの研磨方法によると、研磨中に半導体ウェーハを自転させたとしても、半導体ウェーハの被研磨面と接触する溝部の位置が、貼り付けられた一の研磨パッドから他の研磨パッドに移動するたびに変化するため、半導体ウェーハの被研磨面に同心円状にその周囲よりも膜厚が大きくなるという膜厚のばらつきが解消されるので、所望の平坦性を得ることができる。
【0047】
本発明に係る半導体ウェーハの研磨パッドによると、研磨中にドレッサによる研磨パッドの活性化を行なったとしても、ドレッサと研磨パッドとの接触面積が研磨パッドの端部と内側部分とで異ならなくなるため、研磨パッドの進行方向に対して垂直な方向の断面形状が凹状にならなくなる。その結果、半導体ウェーハの被研磨面の端部のみがより大きく削られるという膜厚のばらつきがなくなるので、所望の平坦性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)及び(b)は本発明の第1の実施形態に係る半導体ウェーハの研磨方法を実現するベルト研磨方式のCMP装置を示し、(a)は研磨機構部を示す概略的な斜視図であり、(b)は研磨パッドの定盤に貼り付けられた状態を示す部分的な平面図である。
【図2】(a)は本発明の第1の実施形態に係る半導体ウェーハの研磨方法であって、研磨パッドが半導体ウェーハと接触する様子を示す断面図である。
(b)は本発明の第1の実施形態に係る半導体ウェーハの研磨方法によるウェーハのポジションと膜厚との関係を示すグラフである。
【図3】本発明の第2の実施形態に係るベルト研磨方式のCMP装置に用いる研磨パッドを示す斜視図である。
【図4】(a)は本発明の第2の実施形態に係る半導体ウェーハの研磨パッドがドレッサと接触する様子を示す断面図である。
(b)は本発明の第2の実施形態に係る半導体ウェーハの研磨パッドを示す部分的な平面図である。
【図5】(a)は本発明の第3の実施形態に係る半導体ウェーハの研磨パッドの定盤上に貼り付けられた状態を示す部分的な斜視図である。
(b)は本発明の第3の実施形態に係る半導体ウェーハの研磨パッドの定盤上に貼り付けられた状態を示す部分的な平面図である。
【図6】本発明の第3の実施形態に係る半導体ウェーハの研磨方法によるウェーハのポジションと膜厚との関係を示すグラフである。
【図7】本発明の第3の実施形態の一変形例に係る半導体ウェーハの研磨パッドの定盤上に貼り付けられた状態を示す部分的な平面図である。
【図8】(a)及び(b)は従来のベルト研磨方式のCMP装置を示し、(a)は研磨機構部を示す概略的な斜視図であり、(b)は研磨パッドを示す斜視図である。
【図9】(a)は従来のベルト研磨方式のCMP装置における研磨パッドの定盤上に貼り付けられた状態を示す部分的な平面図である。
(b)は従来のベルト研磨方式のCMP装置における研磨パッドの半導体ウェーハと接触する様子を示す断面図である。
【図10】(a)は従来のベルト研磨方式のCMP装置における研磨パッドを用いた場合のウェーハのポジションと膜厚との関係を示すグラフである。
(b)は従来のベルト研磨方式のCMP装置における研磨パッドを用いた場合の半導体ウェーハの被研磨面を示す平面図である。
【図11】(a)は従来のベルト研磨方式のCMP装置における研磨パッドのドレッサと接触する様子を示す断面図であり、(b)はドレッサによる活性化処理を継続して行なった場合を示す断面図である。
【図12】(a)は従来のベルト研磨方式のCMP装置における研磨パッドにドレッサによる活性化を継続して行なった場合の研磨パッドと半導体ウェーハとの断面図である。
(b)は従来のベルト研磨方式のCMP装置における研磨パッドにドレッサによる活性化を継続して行なった場合のウェーハのポジションと膜厚との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
10 ローラ(プーリ)
11 定盤
12 研磨パッド
12a 溝部
12b 溝部
13 キャリア
14 ノズル
15 スラリ
16 シリンダ
17 ドレッサ
20 半導体ウェーハ[0001]
[Field of the Invention]
The present invention relates to a polishing method and a polishing pad for a semiconductor wafer, and more particularly to a polishing pad having a plurality of grooves used in a chemical mechanical polishing apparatus for a semiconductor wafer and a method for polishing a semiconductor wafer using the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the miniaturization of semiconductor devices has been remarkable, and in order to realize the miniaturization, various new techniques have also been developed for semiconductor device manufacturing methods. In particular, the multilayer wiring technology of laminating wiring layers composed of a metal wiring material and an insulating material as many as possible can greatly contribute to miniaturization and high performance of a semiconductor device, but also has many technical problems at the same time. ing.
[0003]
One of the problems is to ensure the flatness of each wiring layer. For example, when unevenness remains without ensuring flatness on the surface of each wiring layer, a focus shift occurs in a photolithography process that is a key to miniaturization, and a wiring pattern cannot be formed. In order to solve this problem, in recent years, a chemical mechanical polishing (CMP) method for polishing and flattening the surface of a semiconductor wafer chemically and mechanically has been widely used (for example, see Patent Document 1). ).
[0004]
Hereinafter, a so-called belt polishing type CMP apparatus, not a conventional turntable type, will be described with reference to the drawings.
[0005]
FIG. 8A schematically shows the configuration of a polishing mechanism in a conventional belt polishing type CMP apparatus.
[0006]
As shown in FIG. 8A, a plurality of sheet-
[0007]
FIG. 8B shows one
[0008]
When a plurality of
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-11-58219
[Problems to be solved by the invention]
The present inventors have recognized the following two problems in a conventional belt polishing type CMP apparatus.
[0011]
A first problem is that, as shown in FIG. 9A, a plurality of
[0012]
In the CMP apparatus shown in FIG. 8A, when polishing the semiconductor wafer 103, the
[0013]
On the other hand, since the
[0014]
Also, the polishing rate of the
[0015]
Next, a second problem will be described.
[0016]
The second problem arises because the plurality of
[0017]
In order to solve the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to obtain a desired flatness using a polishing apparatus of a belt polishing type.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for polishing a semiconductor wafer, in which, when a plurality of polishing pads are attached to a surface plate, grooves in polishing pads adjacent to each other in a traveling direction are not aligned. In addition, the present invention has a configuration in which a plurality of grooves of a polishing pad of a semiconductor wafer are provided up to an end in a direction perpendicular to the traveling direction.
[0019]
Specifically, the method of polishing a semiconductor wafer according to the present invention, the semiconductor wafer by continuously running a platen having a plurality of polishing pads each having a plurality of grooves extending in the traveling direction on the surface thereof. Polishing, a step of pasting a plurality of polishing pads on the surface of the surface plate, and a step of polishing while pressing the semiconductor wafer against the surface of the polishing pad while running the surface plate, the step of pasting the polishing pad, The polishing pads are attached so that the grooves of the polishing pads adjacent to each other in the running direction of the surface plate are not aligned.
[0020]
According to the method for polishing a semiconductor wafer of the present invention, when each polishing pad is attached to the surface of the surface plate, because the grooves of the polishing pads adjacent to each other in the running direction of the surface plate are not aligned, during polishing. Even if the semiconductor wafer is rotated on its own, the position of the groove in contact with the surface to be polished of the semiconductor wafer changes each time it moves from one attached polishing pad to another. Therefore, the first problem that the thickness of the surface to be polished of the semiconductor wafer becomes concentrically larger than that of the periphery thereof is eliminated, and desired flatness can be obtained.
[0021]
In the semiconductor wafer polishing method of the present invention, in the step of attaching the polishing pad, it is preferable that the grooves of the adjacent polishing pads in the advancing direction are shifted from each other at a predetermined interval.
[0022]
In the method of polishing a semiconductor wafer according to the present invention, in the polishing step of the semiconductor wafer, it is preferable that the semiconductor wafer is polished while flowing a slurry containing an abrasive on the surface of the polishing pad.
[0023]
The polishing pad of the first semiconductor wafer according to the present invention is intended for a polishing pad of a semiconductor wafer to be attached to a surface of a belt-like surface plate, and has a plurality of grooves extending in the direction of movement of the polishing pad on the surface of the polishing pad. Is formed up to the end on the side perpendicular to the traveling direction.
[0024]
According to the polishing pad of the first semiconductor wafer, on the surface of the polishing pad, a plurality of grooves extending in the traveling direction of the polishing pad are formed up to the end in the direction perpendicular to the traveling direction, Even if the polishing pad is activated by the dresser during polishing, the contact area between the dresser and the polishing pad does not differ between the end portion and the inside portion of the polishing pad. For this reason, the pressure per unit area by the dresser becomes equal between the end portion and the inside portion, so that even if activation is continued, the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the direction of travel of the polishing pad is not concave. Disappears. As a result, the second problem that only the end portion of the polished surface of the semiconductor wafer is sharpened is solved, and desired flatness can be obtained.
[0025]
The polishing pad of the second semiconductor wafer according to the present invention is intended for a polishing pad of a semiconductor wafer to be attached to a surface of a belt-like surface plate, and a plurality of grooves extending in the direction of movement of the polishing pad on the surface of the polishing pad. Are formed so as to be oblique to the traveling direction.
[0026]
According to the polishing pad of the second semiconductor wafer, a plurality of grooves extending in the traveling direction of the polishing pad are formed on the surface of the polishing pad so as to be inclined with respect to the traveling direction. Even if the wafer is rotated, the position of the groove in contact with the surface to be polished of the semiconductor wafer moves and changes as one polishing pad advances. Therefore, the first problem that the thickness of the surface to be polished of the semiconductor wafer becomes concentrically larger than that of the periphery thereof is eliminated, and desired flatness can be obtained.
[0027]
In the polishing pad of the first or second semiconductor wafer of the present invention, it is preferable that the plurality of grooves are formed so that the intervals between them are equal. By doing so, the contact time between the polished surface of the semiconductor wafer and the polished surface of the polishing pad during polishing can be made uniform, so that the polished surface of the polished semiconductor wafer is further flattened.
[0028]
Further, in the polishing pad for the first or second semiconductor wafer of the present invention, the polishing pad is preferably made of foamed polyurethane.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0030]
FIG. 1A schematically shows a configuration of a polishing mechanism in a belt polishing type CMP apparatus according to a first embodiment of the present invention.
[0031]
As shown in FIG. 1A, on a surface of a belt-
[0032]
To polish the
[0033]
As shown in the enlarged plan view of FIG. 1B, the
[0034]
As described above, the
[0035]
The number of the
[0036]
(Second embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0037]
FIG. 3 shows a polishing pad used in a belt polishing type CMP apparatus according to a second embodiment of the present invention.
[0038]
As shown in FIG. 3, the
[0039]
Thereby, when polishing the semiconductor wafer, as shown in the cross-sectional view of FIG. 4A, the contact area between the polishing surface of the
[0040]
As shown in FIG. 4 (b), the
[0041]
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0042]
FIG. 5A shows a polishing pad used in a belt polishing type CMP apparatus according to a third embodiment of the present invention.
[0043]
As shown in FIG. 5A, the
[0044]
As described above, when the semiconductor wafer is polished using the
[0045]
(Modification of Third Embodiment)
As shown in FIG. 7, when a plurality of polishing
[0046]
【The invention's effect】
According to the method for polishing a semiconductor wafer according to the present invention, even if the semiconductor wafer is rotated during polishing, the position of the groove portion in contact with the surface to be polished of the semiconductor wafer is changed from one bonded polishing pad to another. Since the thickness changes each time the semiconductor wafer moves to the pad, the variation in the film thickness, that is, the film thickness increases concentrically with the surface to be polished of the semiconductor wafer and its surroundings is eliminated, so that desired flatness can be obtained.
[0047]
According to the polishing pad of the semiconductor wafer according to the present invention, even if the polishing pad is activated by the dresser during polishing, the contact area between the dresser and the polishing pad does not differ between the end portion and the inner portion of the polishing pad. In addition, the cross section in the direction perpendicular to the direction of travel of the polishing pad does not become concave. As a result, there is no variation in the film thickness such that only the end of the polished surface of the semiconductor wafer is sharpened, so that desired flatness can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B show a belt polishing type CMP apparatus for realizing a semiconductor wafer polishing method according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1A is a schematic view showing a polishing mechanism; FIG. 2B is a partial perspective view showing a state in which the polishing pad is attached to a surface plate of a polishing pad.
FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating a method of polishing a semiconductor wafer according to a first embodiment of the present invention, showing a state in which a polishing pad contacts a semiconductor wafer.
(B) is a graph showing the relationship between the wafer position and the film thickness by the semiconductor wafer polishing method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing a polishing pad used in a belt polishing type CMP apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4A is a cross-sectional view showing a state where a polishing pad of a semiconductor wafer contacts a dresser according to a second embodiment of the present invention.
(B) is a partial plan view showing a polishing pad for a semiconductor wafer according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 5A is a partial perspective view showing a state in which a semiconductor wafer according to a third embodiment of the present invention is attached to a polishing pad surface plate.
(B) is a partial plan view showing a semiconductor wafer according to a third embodiment of the present invention attached to a polishing pad surface plate.
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a wafer position and a film thickness by a semiconductor wafer polishing method according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a partial plan view showing a state in which a semiconductor wafer is attached on a surface plate of a polishing pad according to a modification of the third embodiment of the present invention.
8A and 8B show a conventional belt polishing type CMP apparatus, FIG. 8A is a schematic perspective view showing a polishing mechanism, and FIG. 8B is a perspective view showing a polishing pad. It is.
FIG. 9A is a partial plan view showing a state in which a polishing pad is pasted on a surface plate of a conventional belt polishing type CMP apparatus.
FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating a state in which a polishing pad contacts a semiconductor wafer in a conventional belt polishing type CMP apparatus.
FIG. 10A is a graph showing a relationship between a wafer position and a film thickness when a polishing pad is used in a conventional belt polishing type CMP apparatus.
(B) is a plan view showing a polished surface of a semiconductor wafer when a polishing pad is used in a conventional belt polishing type CMP apparatus.
FIG. 11A is a cross-sectional view showing a state in which a polishing pad comes into contact with a dresser in a conventional belt polishing type CMP apparatus, and FIG. 11B shows a case where activation processing by the dresser is continuously performed. It is sectional drawing.
FIG. 12A is a cross-sectional view of a polishing pad and a semiconductor wafer when a polishing pad in a conventional belt polishing type CMP apparatus is continuously activated by a dresser.
(B) is a graph showing a relationship between a wafer position and a film thickness when a polishing pad in a conventional belt polishing type CMP apparatus is continuously activated by a dresser.
[Explanation of symbols]
10 Rollers (Pulley)
11
Claims (7)
前記定盤の表面に前記複数の研磨パッドを貼り付ける工程と、
前記定盤を走行させると共に前記半導体ウェーハを前記研磨パッドの表面に押し当てながら研磨する工程とを備え、
前記研磨パッドを貼り付ける工程は、前記各研磨パッドを前記定盤の走行方向に隣接する研磨パッドの溝部同士が揃わないように貼り付けることを特徴とする半導体ウェーハの研磨方法。A semiconductor wafer polishing method for polishing a semiconductor wafer by continuously running a platen having a plurality of polishing pads each having a plurality of grooves extending in a traveling direction on the surface thereof,
Affixing the plurality of polishing pads on the surface of the surface plate,
Polishing the semiconductor wafer while pressing the semiconductor wafer against the surface of the polishing pad while running the surface plate,
The method of polishing a semiconductor wafer according to claim 1, wherein the step of attaching the polishing pad includes attaching the polishing pads such that grooves of the polishing pads adjacent to each other in the traveling direction of the surface plate are not aligned.
前記研磨パッドの表面には、前記研磨パッドの進行方向に延びる複数の溝部が、前記進行方向に対して垂直な方向側の端部にまで形成されていることを特徴とする半導体ウェーハの研磨パッド。A polishing pad for a semiconductor wafer to be attached to a surface of a belt-like surface plate,
A plurality of grooves extending in a direction in which the polishing pad travels are formed on a surface of the polishing pad up to an end portion in a direction perpendicular to the traveling direction, and the polishing pad for a semiconductor wafer is provided. .
前記研磨パッドの表面には、前記研磨パッドの進行方向に延びる複数の溝部が、前記進行方向に対して斜めとなるように形成されていることを特徴とする半導体ウェーハの研磨パッド。A polishing pad for a semiconductor wafer to be attached to a surface of a belt-like surface plate,
A polishing pad for a semiconductor wafer, wherein a plurality of grooves extending in a traveling direction of the polishing pad are formed on a surface of the polishing pad so as to be oblique to the traveling direction.
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