JP2004174658A - 研磨パッドの目立て装置及び目立て方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、研磨時のスクラッチの発生を抑制することのできる研磨パッドの目立て装置を提供することを課題とする。
【解決手段】目立て装置は、ダイヤモンドディスク７を回転しながら研磨パッド４に押し付けて研磨パッドの目立てを行なう。ダイヤモンドディスク７は台金８の表面に多数のダイヤモンド粒９を固定して製作される。ダイヤモンド粒９の各々を２次元投影して得られる多角形において、同一粒子の多角形の複数の対角線のうち最も長い対角線の長さを、最も短い対角線の長さで除した値として定義される対角線比の平均値を、１．１７から１．２３の範囲内とする。
【選択図】 図３
【解決手段】目立て装置は、ダイヤモンドディスク７を回転しながら研磨パッド４に押し付けて研磨パッドの目立てを行なう。ダイヤモンドディスク７は台金８の表面に多数のダイヤモンド粒９を固定して製作される。ダイヤモンド粒９の各々を２次元投影して得られる多角形において、同一粒子の多角形の複数の対角線のうち最も長い対角線の長さを、最も短い対角線の長さで除した値として定義される対角線比の平均値を、１．１７から１．２３の範囲内とする。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は研磨パッドの目立て装置に係わり、特に半導体装置を製造する際に基板を研磨するために使用する研磨パッドの目立て装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置の製造において、フォトの露光マージンを確保するためにＣＭＰ（化学的機械的研磨）を行って半導体装置の平坦化を行うことが必須になってきている。ＣＭＰによる半導体装置の平坦化方法について、図１を参照しながら説明する。
【０００３】
図１は半導体用ウェハを研磨するための一般的なＣＭＰ装置の概略平面図である。一般的にはＣＭＰ装置（研磨装置）は、複数の研磨テーブルと、複数の研磨ヘッドを有する。図１に示すＣＭＰ装置には、３個の研磨テーブル１−１，１−２，１−３と、４個の研磨ヘッド２−１，２−２，２−３，２−４とが設けられている。研磨ヘッド２−１，２−２，２−３，２−４の各々に半導体用ウェハが取り付けられ、各ウェハは研磨テーブル１−１，１−２，１−３上で研磨される。
【０００４】
研磨ヘッド２−１，２−２，２−３，２−４は、３個の研磨テーブル１−１，１−２，１−３に対して半時計回りに回転し、各研磨ヘッドは研磨テーブル１−１，１−２，１−３の順に移動することができる。したがって、一つの研磨ヘッドに取り付けられたウェハに対して、それぞれの研磨テーブルにおいて研磨を行うことができる。
【０００５】
ここで、３個の研磨テーブル１−１，１−２，１−３には、それぞれ研磨パッドの目立て装置３−１，３−２，３−２が設けられており、研磨テーブル毎にパッドの目立てを行えるようになっている。
【０００６】
３個ある研磨テーブル、および４個ある研磨ヘッドの個々の構成は同じであるため、以下では１個の研磨テーブル１−１（以下、研磨テーブル１と称する）及び、１個の研磨ヘッド２−１（以下、研磨ヘッド２と称する）について説明する。
【０００７】
図２は、図１に示すＣＭＰ装置において、一つの研磨テーブルと研磨パッドによる研磨を示す側面図である。
【０００８】
研磨テーブル１の表面には、例えば厚さ約２ｍｍ程度の発泡ウレタンシートよりなる研磨パッド４が貼り付けられる。研磨パッド４が貼り付けられた研磨テーブル１を回転させ、ウェハ５が取り付けられた研磨ヘッド２を回転させながら研磨パッド１１に押し付け、且つ、スラリー供給ノズル６からスラリーを研磨パッド４に供給することでウェハ５の研磨を行う。ウェハ研磨用のスラリーは、例えばＰＨ１１程度に調整されたＳｉＯ２粒子を含んだＫＯＨの溶液である。
【０００９】
研磨ヘッド２の近傍には、研磨パッド４の目立てを行う目立て装置３が設けられており、研磨と研磨の間、もしくは研磨中に研磨パッド４の目立てを行うことが出来る。研磨パッド４の目立ては、被研磨面にスクラッチと呼ばれる引っかき傷の発生を防いで研磨を効率的に行うために定期的に行われる（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
図３は目立て装置３の側面図である。目立て装置３の先端にはダイヤモンドディスク７が取り付けられている。ダイヤモンドディスク７は、基材としてのステンレス製の台金８上に、１５０μｍ程度の粒径を有する硬質粒子としてダイヤモンド粒９を１ｃｍ２当り数個配置して、ニッケルめっき８Ａにて固定したディスクである。目立ての際には、ダイヤモンドディスク７は回転しながら研磨パッド４に押し付けられる。
【００１１】
半導体装置の製造過程において形成される絶縁膜を研磨する際の一般的な研磨条件として、以下のような条件が挙げられる。
【００１２】
研磨ヘッド圧力：１００〜５００ｇ重／ｃｍ２
研磨ヘッド回転数：７０〜１２０回転／分
研磨テーブル回転数：７０〜１２０回転／分
スラリー供給量：０．１〜０．３リットル／分
また、目立て条件としては、以下の条件が挙げられる。
【００１３】
ダイヤモンドディスク荷重：１００〜２００ｇ重／ｃｍ２
ダイヤモンドディスク回転数：７０〜１２０回転／分
上記条件でプラズマ法によって生成した酸化膜を研磨すると、１分間当り２０００〜４０００Å程度の研磨量を得ることができ、これは半導体装置の製造に用いることのできる条件である。また、スラリーに関しては、例えばキャボット社製ＳＳ２５を純水で２倍に希釈したものを用い、パッドに関しては、例えばロデールニッタ社製のＩＣ１０１０を使用することにより、絶縁膜の研磨を効率的に行なうことができる。
【００１４】
ここで、絶縁膜の研磨とは、シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）のために生成した絶縁膜の研磨、あるいは、配線上や素子上に生成した酸化膜等の研磨のことを指す。
【００１５】
次に、上述のＳＴＩ用の絶縁膜の形成方法について、図４を参照しながら説明する。まず、半導体基板１０上に厚さ１００Åの酸化膜１１を形成し、その上に厚さ１０００Åのシリコン窒化膜１２を形成する。酸化膜１１及びシリコン窒化膜１２を、リソグラフィとドライエッチングによりパターニングする。パターニングにより、酸化膜１１及びシリコン窒化膜１２が除去され、シリコン基板２１が露出した素子分離領域において、さらに異方性エッチングを行い、図４（ａ）に示すように、深さ０．３μｍ程度の溝（トレンチ）１３を形成する。
【００１６】
次に、図４（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法によって酸化膜１４を形成し、溝１３を酸化膜１４の材料（埋め込み材料）により埋め込む。このとき埋め込み材料２５の厚さは５０００Å程度である。その後、ＣＭＰを行うことによりシリコン窒化膜１２上が研磨ストッパーとなり、図４（ｃ）に示すように、素子分離部１５を形成する。
【００１７】
また、配線上の絶縁膜研磨は以下のような工程により行う。まず、図５（ａ）に示すように、酸化膜１６上に、Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉ／ＴｉＮよりなる膜を下から順に形成し、配線層１７を形成する。（このときの膜厚はそれぞれ５０Å／５００Å／３０００Å／５０Å／８００Å程度でよい）。そして、図５（ｂ）に示すように、リソグラフィとドライエッチングによりパターニングし、配線１８を形成する。
【００１８】
次に、図５（ｃ）に示すように、高密度プラズマ法により、厚さ１．５μｍ程度の酸化膜１９を配線１８を覆うように形成する。その後、図５（ｄ）に示すように、配線１８上の酸化膜１９の膜厚が７０００Å程度になるまで、ＣＭＰにより研磨を行い、酸化膜１９の表面を平坦化する。
【００１９】
【特許文献１】
特開２００１−２６０００１号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上述のＳＴＩにおける研磨や金属配線上の酸化膜の研磨においては、研磨で発生するスクラッチのような欠陥が特に問題となる。研磨工程において、スラリー中の大きな粒子やパッドの屑がウェハの研磨面（絶縁膜）と研磨パッドの間に入り込むと、ウェハの研磨面にスクラッチが発生する（図５（ｄ））参照）。絶縁膜に発生するスクラッチ（引っかき傷）の深さは、例えば０．２μｍ〜０．３μｍであり、スクラッチの中に導電材料が充填されるとその部分の絶縁が弱くなり、最悪の場合、絶縁膜上の導電膜とスクラッチ中の導電材料との間で短絡が生じてしまう。
【００２１】
例えば、最小配線幅が０．３５μｍ程度の半導体装置ではスクラッチが配線の近傍に発生する確率は低く、それほど問題とはならなかったが、最小配線幅が１００ｎｍ程度になると、スクラッチが配線の近傍に発生する確立が非常に高くなり、絶縁不良を起す確率が大きくなる。
【００２２】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、研磨時のスクラッチの発生を抑制することのできる研磨パッドの目立て装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明によれば、研磨剤を用いて研磨を行なうための研磨パッドの目立て装置であって、基材の表面に固定された状態で該研磨パッドに対して押圧されることにより、該研磨パッドの目立てを行なう多数の硬質粒子を有し、該硬質粒子の各々を２次元投影して得られる多角形において、同一粒子の多角形の複数の対角線のうち最も長い対角線の長さを、最も短い対角線の長さで除した値として定義される対角線比の平均値が１．１７から１．２３の範囲内である目立て装置が提供される。
【００２４】
上述の目立て装置において、対角線比の平均値を１．１７以上とすることにより、研磨パッドの研削速度（一分間当たりの研削量）が０．７μｍ／ｍｉｎ以上となり、被研磨面に生じるスクラッチを抑制することができる。加えて、対角線比の平均値を１．２３以下とすることにより、研磨パッドの研削速度（一分間当たりの研削量）が１μｍ／ｍｉｎ以下となり、研磨パッドの寿命を実用上差し支えない値に維持することができる。
【００２５】
また、上述の目立て装置において、前記対角線比の平均値が１．１７から１．２３の範囲内である硬質粒子の数は、前記基材に固定された前記硬質粒子の全数の６８％以上であることが好ましい。
【００２６】
また、前記硬質粒子はダイヤモンド粒であることが好ましい。さらに、前記硬質粒子は固定材により前記基材に固定され、固定材はニッケルめっきであることが好ましい。また、前記硬質粒子の２次元投影像における対角線の長さは、１００μｍ〜３００μｍであることが好ましい。
【００２７】
また、本発明によれば、研磨剤を用いて研磨を行なうための研磨パッドの目立て方法であって、基材の表面に固定された硬質粒子を、回転している該研磨パッドに対して押圧しながら該研磨パッドの表面を研削し、該研磨パッドの研削速度を０．７μｍ／ｍｉｎ〜１．０μｍ／ｍｉｎの範囲内となるように調整することを特徴とする研磨パッドの目立て方法が提供される。
【００２８】
上述の研磨パッドの目立て方法において、前記硬質粒子の各々を２次元投影して得られる多角形において、同一粒子の多角形の複数の対角線のうち最も長い対角線の長さを、最も短い対角線の長さで除した値として定義される対角線比の平均値が１．１７から１．２３の範囲内となるように、前記硬質粒子の粒子径を選択することが好ましい。
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００２９】
本発明者は、研磨パッドの目立て量と酸化膜表面に発生するスクラッチとの関係を調べるために実験を行なった。
【００３０】
まず、シリコン基板上にプラズマ法により厚さ４０００Åの酸化膜を形成したサンプルを作成し、酸化膜の膜厚が２５００Å程度になるまで研磨を行った。使用した研磨装置は図１に示されるＣＭＰ研磨装置と同様の構成であった。
【００３１】
一般的な酸化膜の研磨条件は以下のとおりである。
【００３２】
研磨ヘッド圧力：１００〜５００ｇ重／ｃｍ２
研磨ヘッド回転数：７０〜１２０回転／分
研磨テーブル回転数：７０〜１２０回転／分
スラリー供給量：０．１〜０．３リットル／分
（研磨パッドはロデールニッタ社製ＩＣ１４００を使用）
そこで、この実験では、上記条件のうち、以下の条件を選択して研磨を行なった。
【００３３】
研磨ヘッド圧力：２８０ｇ重／ｃｍ２
研磨ヘッド回転数：１００回転／分
研磨テーブル回転数：１０５回転／分
スラリー供給量：０．２リットル／分
（キャボット社製ＳＳ２５を純水で２倍希釈したスラリーを使用）
すなわち、上記条件により、プラズマ法によって作成した酸化膜の研磨レートが３０００Å／ｍｉｎ程度になるように調整した。なお、目立ては基板（ウェハ）の研磨と同時に行う、いわゆるｉｎ−ｓｉｔｕドレスを採用した。
【００３４】
実験においては、目立て装置による研磨パッドの研削レート（研削速度）を異ならせるために、以下の６種類のダイヤモンドディスクを準備した。ここで、研削レートは、単位時間当たりにパッドが研削される量を表し、例えば、一分間当たりにパッドの厚みが減少する量で表される。
【００３５】
▲１▼パッドの研削レートが０．４μｍ／ｍｉｎとなるダイヤモンドディスク
▲２▼パッドの研削レートが０．５μｍ／ｍｉｎとなるダイヤモンドディスク
▲３▼パッドの研削レートが０．６９μｍ／ｍｉｎとなるダイヤモンドディスク
▲４▼パッドの研削レートが１．０μｍ／ｍｉｎとなるダイヤモンドディスク
▲５▼パッドの研削レートが１．２μｍ／ｍｉｎとなるダイヤモンドディスク
▲６▼パッドの研削レートが１．５μｍ／ｍｉｎとなるダイヤモンドディスク
以上のダイヤモンドディスクのパッド研削レートの調整は、ディスクに固定されるダイヤモンドの粒子形状を選択することで行った。ダイヤモンドの粒子形状は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、ダイヤモンド粒子を二次元投影することで得られる像の対角線のうち、同一粒子内の対角線のうち最も長い対角線Ｌの長さを最も短い対角線Ｓの長さで除して得られる値（以下、対角線比と称する）により定義した。すなわち、対角線比が大きいものはダイヤモンド粒自体が鋭い角部を含む形状となり、それに比例して研削レートが大きくなるということを利用して定義付けを行なったものである。測定はダイヤモンドディスクに使用されるダイヤモンドを３０個程度選んで実施した。
【００３６】
パッドの研削レートが▲１▼０．４μｍ／ｍｉｎ、及び▲２▼０．５μｍ／ｍｉｎのダイヤモンドディスクで使用したダイヤモンド粒の二次元投影像対角線比の平均値は１．０６、標準偏差は０．０５６であった。パッドの研削レートが▲３▼０．６９μｍ／ｍｉｎ、及び▲４▼０．９μｍ／ｍｉｎのダイヤモンドディスクで使用したダイヤモンド粒の二次元投影像対角線比の平均値は１．１７、標準偏差は０．０６４であった。パッドの研削レートが▲５▼１．２μｍ／ｍｉｎ、及び▲６▼１．５μｍ／ｍｉｎのダイヤモンドディスクで使用したダイヤモンド粒の二次元投影像対角線比の平均値は１．３０、標準偏差は０．１２３であった。
【００３７】
尚、一つのサンプル基板を一つの研磨テーブル上で研磨する研磨時間は約３０秒であり、研磨中の研磨パッドの目立て時間は約２５秒であった。
【００３８】
図７は、上述の実験により得られた、目立て量（研磨パッド研削レート）とスクラッチ数の関係を示すグラフである。尚、スクラッチ数の測定は、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製の光学式欠陥検査装置を使用して行なった。
【００３９】
図７からわかるように、研削レートが０．７μｍ／ｍｉｎを下回ると、スクラッチ数が著しく増加することが明らかになった。よってスクラッチ数を減らすためには、すなわちスクラッチの発生を抑制するためには、上記条件下においてはパッドの研削レートを０．７μｍ／ｍｉｎより速くする必要があることがわかった。ここで、上述のように、パッドの研削レートが０．７μｍ／ｍｉｎとなるようなダイヤモンド粒の二次元投影像対角線比の平均値は１．１７、標準偏差は０．０６４である。したがって、ダイヤンド粒の二次元投影像における対角線比の平均値が１．１７以上であれば、パッドの研削レートが０．７μｍ／ｍｉｎ以上となることが分かった。
【００４０】
ただし、研削レートを必要以上に速くすると、研磨パッドの寿命が極端に短くなってしまい、研磨パッドを頻繁に交換しなくてはならない。研磨パッドを交換するには、研磨装置の運転を停止しなければならず、研磨工程時間がその分長くなってしまうという問題が生じる。したがって、上述のように研削レートの下限を０．７μｍ／ｍｉｎとし、且つ、実用上差し支えないような研削レートの上限を規定する必要がある。
【００４１】
そこで、本発明者は、パッド研削レートと研磨パッドの寿命との関係について実験により調査した。実験では、ロデールニッタ社製のＩＣ１４００という研磨パッドを用いた。ＩＣ１４００は発泡ウレタンからなるパッドでる。実験では、パッド表面に、深さが．３８ｍｍ、幅が０．３８ｍｍの複数の溝が、溝ピッチ０．７６ｍｍで同心円状に形成されているパッドを用いた。
【００４２】
上述の研削レートを調べる実験で使用した▲１▼〜▲６▼の６種類のダイヤモンドディスクを用いてパッドの表面の目立てを行い、パッド表面の溝が無くなるまでの時間を計測した。目立て条件は以下の通りであった。
【００４３】
ダイヤモンドディスク荷重：１６０重／ｃｍ２
ダイヤモンドディスク回転数：９７回転／分
研磨テーブル回転数：１００回転／分
また、目立て中、常に純水を０．２Ｌ／ｍｉｎの割合で研磨パッド上に供給した。
【００４４】
図８は、この実験で得られた研磨パッドの研削レートとパッド寿命との関係を示すグラフである。パッド寿命は、ほぼ研削レートに比例しており、０．４μｍ／ｍｉｎの研削レートのダイヤモンドディスクにより目立てを行なった場合の研磨パッド寿命は約９時間、０．５μｍ／ｍｉｎの研削レートのダイヤモンドディスクにより目立てを行なった場合の研磨パッド寿命は約８時間、０．６９μｍ／ｍｉｎの研削レートのダイヤモンドディスクにより目立てを行なった場合の研磨パッド寿命は約６．５時間、０．９μｍ／ｍｉｎの研削レートのダイヤモンドディスクにより目立てを行なった場合の研磨パッド寿命は約６時間、１．２μｍ／ｍｉｎの研削レートのダイヤモンドディスクにより目立てを行なった場合の研磨パッド寿命は約５時間、１．５μｍ／ｍｉｎの研削レートのダイヤモンドディスクにより目立てを行なった場合の研磨パッド寿命は約３．５時間であった。
【００４５】
ここで、一般的にパッド寿命が６時間程度あれば、パッドの交換頻度を１日１回程度とすることができる。すなわち、一日の研磨作業において、研磨装置の運転を停止することなく、連続して一日の研磨作業を続けることができる。パッド寿命を６時間確保できるような研削レートは、図８のグラフから判断すると１μｍ／ｍｉｎである。すなわち、パッド研削レートの上限を１μｍ／ｍｉｎ程度に設定すれば、パッドの交換頻度を１日１回程度とすることができるといことがわかった。ここで、パッド研削レートが１μｍ／ｍｉｎのダイヤモンドディスクは上述の▲４▼と▲５▼の間のディスクである。計算により求めると、ダイヤンド粒の二次元投影像における対角線比の平均値が１．２３以下であればパッド研削レートが１μｍ／ｍｉｎ以下となることがわかった。
【００４６】
上述の二つの実験により、基板（ウェハ）の被研磨面に発生するスクラッチ数を低減し、且つ研磨パッドの寿命を著しく低減させないためには、研磨パッドの単位時間当りの研削量（研削レート）をある範囲に限定すればよい事がわかる。
【００４７】
したがって、本発明の一実施例としての目立て装置は、図３に示す構成と同様にダイヤモンドディスクを用い、上述の実験で求めた研磨パッドの研削レートの下限である０．７μｍ／ｍｉｎを採用し、同じく実験により求めた上限である１μｍ／ｍｉｎを採用した。この条件を満たすためのダイヤモンド粒の形状は、二次元投影像の対角線比の平均値が１．１７〜１．２３の範囲にあればよいこととなる。実用上、全てのダイヤモンド粒の二次元投影像の対角線比の平均値を１．１７〜１．２３の範囲とするのは難しく、平均値の分布の一シグマ（σ）シグマをとって、目立て装置のダイヤモンドディスクに使用するダイヤモンド粒の６８％にあたるものの二次元投影像の対角線比が１．１０〜１．２３の範囲にあればよい。
【００４８】
尚、本発明の実施例によるパッド用目立て装置は、ダイヤモンド粒を目立用の硬質粒子として用いたが、ダイヤモンド粒の代わりに、ボロンと窒素を含む焼結体（窒化ボロン（ＢＮ））、あるいはタングステンと炭素を含む焼結体（タングステンカーバド（ＷＣ））の粒子とすることもできる。また、ダイヤモンド粒の代わりに、アルミと酸素を含むセラミックス（アルミナ（Ａｌ２Ｏ３））、あるいはジルコニウムと酸素を含むセラミックス（ジルコニア（ＺｒＯ２））等の粒子も用いることもできる。
【００４９】
また、本発明の実施例では、硬質粒子（ダイヤモンド粒）の粒子径を１５０μｍ程度としたが、１００μｍ〜３００μｍの粒子径を有する硬質粒子としても、本発明の効果を十分に得ることができる。
【００５０】
また、本発明の実施例ではダイヤモンド粒をステンレス鋼製の台金に固定するための固定材としてニッケルめっきを用いたが（図３参照）、ニッケルめっきの代わりに、ニッケル又はクロムを含むロウ材を用いてダイヤモンド粒等の硬質粒子を台金に固定することもできる。また、ロウ材は、銀又はチタンを含む合金よりなるロウ材としてもよい。
【００５１】
以上のように本明細書は以下の発明を開示する。
【００５２】
（付記１） 研磨剤を用いて研磨を行なうための研磨パッドの目立て装置であって、
基材の表面に固定された状態で該研磨パッドに対して押圧されることにより、該研磨パッドの目立てを行なう多数の硬質粒子を有し、
該硬質粒子の各々を２次元投影して得られる多角形において、同一粒子の多角形の複数の対角線のうち最も長い対角線の長さを、最も短い対角線の長さで除した値として定義される対角線比の平均値が１．１７から１．２３の範囲内であることを特徴とする目立て装置。
【００５３】
（付記２） 付記１記載の目立て装置であって、
前期対角線比の平均値が１．１７から１．２３の範囲内である硬質粒子の数は、前記基材に固定された前記硬質粒子の全数の６８％以上であることを特徴とする目立て装置。
【００５４】
（付記３） 付記１又は２記載の目立て装置であって、
前記硬質粒子はダイヤモンド粒であることを特徴とする目立て装置。
【００５５】
（付記４） 付記１又は２記載の目立て装置であって、
前記硬質粒子はセラミックスの粒子であることを特徴とする目立て装置。
【００５６】
（付記５） 付記１乃至４のうちいずれか一項記載の目立て装置であって、
前記硬質粒子は固定材により前記基材に固定されることを特徴とする目立て装置。
【００５７】
（付記６） 付記５記載の目立て装置であって、
前記固定材はニッケルめっきであることを特徴とする目立て装置。
【００５８】
（付記７） 付記５記載の目立て装置であって、
前記固定材はニッケル又はクロムを含むロウ材であることを特徴とする目立て装置。
【００５９】
（付記８） 付記５記載の目立て装置であって、
前記固定材は銀又はチタンを含むロウ材であることを特徴とする目立て装置。
【００６０】
（付記９） 付記１乃至８のうちいずれか一項記載の目立て装置であって、
前記硬質粒子の２次元投影像における対角線の長さは、１００μｍ〜３００μｍであることを特徴とする目立て装置。
【００６１】
（付記１０） 研磨剤を用いて研磨を行なうための研磨パッドの目立て方法であって、
基材の表面に固定された硬質粒子を、回転している該研磨パッドに対して押圧しながら該研磨パッドの表面を研削し、
該研磨パッドの研削速度を０．７μｍ／ｍｉｎ〜１．０の範囲内となるように調整することを特徴とする研磨パッドの目立て方法。
【００６２】
（付記１１） 付記１０記載の研磨パッドの目立て方法であって、
前記硬質粒子の各々を２次元投影して得られる多角形において、同一粒子の多角形の複数の対角線のうち最も長い対角線の長さを、最も短い対角線の長さで除した値として定義される対角線比の平均値が１．１７から１．２３の範囲内となるように、前記硬質粒子の粒子径を選択することを特徴とする研磨パッドの目立て方法。
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、研磨パッドの目立て時における研磨パッドの研削レートを規定することにより、半導体装置等の被研磨面に発生するスクラッチの発生を抑制すると同時に、研磨パッドの著しい寿命低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体用ウェハを研磨するための一般的なＣＭＰ装置の概略平面図である。
【図２】図１に示すＣＭＰ装置において、一つの研磨テーブルと研磨パッドによる研磨を示す側面図である。
【図３】図２に示す目立て装置の側面図である。
【図４】シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）用絶縁膜の形成方法を説明するための図である。
【図５】配線上や素子上に生成した酸化膜等の平坦化研磨を説明するための図である。
【図６】ダイヤモンド粒の二次元投影像を示す図である。
【図７】研磨パッド研削レートとスクラッチ数の関係を示すグラフである。
【図８】研磨パッド研削レートとパッド寿命の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 研磨テーブル
２ 研磨ヘッド
３ 目立て装置
４ 研磨パッド
５ ウェハ
６ スラリー供給ノズル
７ ダイヤモンドディスク
８ 台金
８Ａ ニッケルめっき
９ ダイヤモンド粒
１０ 半導体基板
１１ 酸化膜
１２ シリコン窒化膜
１３ 溝
１４ 酸化膜
１５ 素子分離部
１６ 酸化膜
１７ 配線層
１８ 配線
１９ 酸化膜
【発明の属する技術分野】
本発明は研磨パッドの目立て装置に係わり、特に半導体装置を製造する際に基板を研磨するために使用する研磨パッドの目立て装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置の製造において、フォトの露光マージンを確保するためにＣＭＰ（化学的機械的研磨）を行って半導体装置の平坦化を行うことが必須になってきている。ＣＭＰによる半導体装置の平坦化方法について、図１を参照しながら説明する。
【０００３】
図１は半導体用ウェハを研磨するための一般的なＣＭＰ装置の概略平面図である。一般的にはＣＭＰ装置（研磨装置）は、複数の研磨テーブルと、複数の研磨ヘッドを有する。図１に示すＣＭＰ装置には、３個の研磨テーブル１−１，１−２，１−３と、４個の研磨ヘッド２−１，２−２，２−３，２−４とが設けられている。研磨ヘッド２−１，２−２，２−３，２−４の各々に半導体用ウェハが取り付けられ、各ウェハは研磨テーブル１−１，１−２，１−３上で研磨される。
【０００４】
研磨ヘッド２−１，２−２，２−３，２−４は、３個の研磨テーブル１−１，１−２，１−３に対して半時計回りに回転し、各研磨ヘッドは研磨テーブル１−１，１−２，１−３の順に移動することができる。したがって、一つの研磨ヘッドに取り付けられたウェハに対して、それぞれの研磨テーブルにおいて研磨を行うことができる。
【０００５】
ここで、３個の研磨テーブル１−１，１−２，１−３には、それぞれ研磨パッドの目立て装置３−１，３−２，３−２が設けられており、研磨テーブル毎にパッドの目立てを行えるようになっている。
【０００６】
３個ある研磨テーブル、および４個ある研磨ヘッドの個々の構成は同じであるため、以下では１個の研磨テーブル１−１（以下、研磨テーブル１と称する）及び、１個の研磨ヘッド２−１（以下、研磨ヘッド２と称する）について説明する。
【０００７】
図２は、図１に示すＣＭＰ装置において、一つの研磨テーブルと研磨パッドによる研磨を示す側面図である。
【０００８】
研磨テーブル１の表面には、例えば厚さ約２ｍｍ程度の発泡ウレタンシートよりなる研磨パッド４が貼り付けられる。研磨パッド４が貼り付けられた研磨テーブル１を回転させ、ウェハ５が取り付けられた研磨ヘッド２を回転させながら研磨パッド１１に押し付け、且つ、スラリー供給ノズル６からスラリーを研磨パッド４に供給することでウェハ５の研磨を行う。ウェハ研磨用のスラリーは、例えばＰＨ１１程度に調整されたＳｉＯ２粒子を含んだＫＯＨの溶液である。
【０００９】
研磨ヘッド２の近傍には、研磨パッド４の目立てを行う目立て装置３が設けられており、研磨と研磨の間、もしくは研磨中に研磨パッド４の目立てを行うことが出来る。研磨パッド４の目立ては、被研磨面にスクラッチと呼ばれる引っかき傷の発生を防いで研磨を効率的に行うために定期的に行われる（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
図３は目立て装置３の側面図である。目立て装置３の先端にはダイヤモンドディスク７が取り付けられている。ダイヤモンドディスク７は、基材としてのステンレス製の台金８上に、１５０μｍ程度の粒径を有する硬質粒子としてダイヤモンド粒９を１ｃｍ２当り数個配置して、ニッケルめっき８Ａにて固定したディスクである。目立ての際には、ダイヤモンドディスク７は回転しながら研磨パッド４に押し付けられる。
【００１１】
半導体装置の製造過程において形成される絶縁膜を研磨する際の一般的な研磨条件として、以下のような条件が挙げられる。
【００１２】
研磨ヘッド圧力：１００〜５００ｇ重／ｃｍ２
研磨ヘッド回転数：７０〜１２０回転／分
研磨テーブル回転数：７０〜１２０回転／分
スラリー供給量：０．１〜０．３リットル／分
また、目立て条件としては、以下の条件が挙げられる。
【００１３】
ダイヤモンドディスク荷重：１００〜２００ｇ重／ｃｍ２
ダイヤモンドディスク回転数：７０〜１２０回転／分
上記条件でプラズマ法によって生成した酸化膜を研磨すると、１分間当り２０００〜４０００Å程度の研磨量を得ることができ、これは半導体装置の製造に用いることのできる条件である。また、スラリーに関しては、例えばキャボット社製ＳＳ２５を純水で２倍に希釈したものを用い、パッドに関しては、例えばロデールニッタ社製のＩＣ１０１０を使用することにより、絶縁膜の研磨を効率的に行なうことができる。
【００１４】
ここで、絶縁膜の研磨とは、シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）のために生成した絶縁膜の研磨、あるいは、配線上や素子上に生成した酸化膜等の研磨のことを指す。
【００１５】
次に、上述のＳＴＩ用の絶縁膜の形成方法について、図４を参照しながら説明する。まず、半導体基板１０上に厚さ１００Åの酸化膜１１を形成し、その上に厚さ１０００Åのシリコン窒化膜１２を形成する。酸化膜１１及びシリコン窒化膜１２を、リソグラフィとドライエッチングによりパターニングする。パターニングにより、酸化膜１１及びシリコン窒化膜１２が除去され、シリコン基板２１が露出した素子分離領域において、さらに異方性エッチングを行い、図４（ａ）に示すように、深さ０．３μｍ程度の溝（トレンチ）１３を形成する。
【００１６】
次に、図４（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法によって酸化膜１４を形成し、溝１３を酸化膜１４の材料（埋め込み材料）により埋め込む。このとき埋め込み材料２５の厚さは５０００Å程度である。その後、ＣＭＰを行うことによりシリコン窒化膜１２上が研磨ストッパーとなり、図４（ｃ）に示すように、素子分離部１５を形成する。
【００１７】
また、配線上の絶縁膜研磨は以下のような工程により行う。まず、図５（ａ）に示すように、酸化膜１６上に、Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ／Ｔｉ／ＴｉＮよりなる膜を下から順に形成し、配線層１７を形成する。（このときの膜厚はそれぞれ５０Å／５００Å／３０００Å／５０Å／８００Å程度でよい）。そして、図５（ｂ）に示すように、リソグラフィとドライエッチングによりパターニングし、配線１８を形成する。
【００１８】
次に、図５（ｃ）に示すように、高密度プラズマ法により、厚さ１．５μｍ程度の酸化膜１９を配線１８を覆うように形成する。その後、図５（ｄ）に示すように、配線１８上の酸化膜１９の膜厚が７０００Å程度になるまで、ＣＭＰにより研磨を行い、酸化膜１９の表面を平坦化する。
【００１９】
【特許文献１】
特開２００１−２６０００１号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上述のＳＴＩにおける研磨や金属配線上の酸化膜の研磨においては、研磨で発生するスクラッチのような欠陥が特に問題となる。研磨工程において、スラリー中の大きな粒子やパッドの屑がウェハの研磨面（絶縁膜）と研磨パッドの間に入り込むと、ウェハの研磨面にスクラッチが発生する（図５（ｄ））参照）。絶縁膜に発生するスクラッチ（引っかき傷）の深さは、例えば０．２μｍ〜０．３μｍであり、スクラッチの中に導電材料が充填されるとその部分の絶縁が弱くなり、最悪の場合、絶縁膜上の導電膜とスクラッチ中の導電材料との間で短絡が生じてしまう。
【００２１】
例えば、最小配線幅が０．３５μｍ程度の半導体装置ではスクラッチが配線の近傍に発生する確率は低く、それほど問題とはならなかったが、最小配線幅が１００ｎｍ程度になると、スクラッチが配線の近傍に発生する確立が非常に高くなり、絶縁不良を起す確率が大きくなる。
【００２２】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、研磨時のスクラッチの発生を抑制することのできる研磨パッドの目立て装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明によれば、研磨剤を用いて研磨を行なうための研磨パッドの目立て装置であって、基材の表面に固定された状態で該研磨パッドに対して押圧されることにより、該研磨パッドの目立てを行なう多数の硬質粒子を有し、該硬質粒子の各々を２次元投影して得られる多角形において、同一粒子の多角形の複数の対角線のうち最も長い対角線の長さを、最も短い対角線の長さで除した値として定義される対角線比の平均値が１．１７から１．２３の範囲内である目立て装置が提供される。
【００２４】
上述の目立て装置において、対角線比の平均値を１．１７以上とすることにより、研磨パッドの研削速度（一分間当たりの研削量）が０．７μｍ／ｍｉｎ以上となり、被研磨面に生じるスクラッチを抑制することができる。加えて、対角線比の平均値を１．２３以下とすることにより、研磨パッドの研削速度（一分間当たりの研削量）が１μｍ／ｍｉｎ以下となり、研磨パッドの寿命を実用上差し支えない値に維持することができる。
【００２５】
また、上述の目立て装置において、前記対角線比の平均値が１．１７から１．２３の範囲内である硬質粒子の数は、前記基材に固定された前記硬質粒子の全数の６８％以上であることが好ましい。
【００２６】
また、前記硬質粒子はダイヤモンド粒であることが好ましい。さらに、前記硬質粒子は固定材により前記基材に固定され、固定材はニッケルめっきであることが好ましい。また、前記硬質粒子の２次元投影像における対角線の長さは、１００μｍ〜３００μｍであることが好ましい。
【００２７】
また、本発明によれば、研磨剤を用いて研磨を行なうための研磨パッドの目立て方法であって、基材の表面に固定された硬質粒子を、回転している該研磨パッドに対して押圧しながら該研磨パッドの表面を研削し、該研磨パッドの研削速度を０．７μｍ／ｍｉｎ〜１．０μｍ／ｍｉｎの範囲内となるように調整することを特徴とする研磨パッドの目立て方法が提供される。
【００２８】
上述の研磨パッドの目立て方法において、前記硬質粒子の各々を２次元投影して得られる多角形において、同一粒子の多角形の複数の対角線のうち最も長い対角線の長さを、最も短い対角線の長さで除した値として定義される対角線比の平均値が１．１７から１．２３の範囲内となるように、前記硬質粒子の粒子径を選択することが好ましい。
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００２９】
本発明者は、研磨パッドの目立て量と酸化膜表面に発生するスクラッチとの関係を調べるために実験を行なった。
【００３０】
まず、シリコン基板上にプラズマ法により厚さ４０００Åの酸化膜を形成したサンプルを作成し、酸化膜の膜厚が２５００Å程度になるまで研磨を行った。使用した研磨装置は図１に示されるＣＭＰ研磨装置と同様の構成であった。
【００３１】
一般的な酸化膜の研磨条件は以下のとおりである。
【００３２】
研磨ヘッド圧力：１００〜５００ｇ重／ｃｍ２
研磨ヘッド回転数：７０〜１２０回転／分
研磨テーブル回転数：７０〜１２０回転／分
スラリー供給量：０．１〜０．３リットル／分
（研磨パッドはロデールニッタ社製ＩＣ１４００を使用）
そこで、この実験では、上記条件のうち、以下の条件を選択して研磨を行なった。
【００３３】
研磨ヘッド圧力：２８０ｇ重／ｃｍ２
研磨ヘッド回転数：１００回転／分
研磨テーブル回転数：１０５回転／分
スラリー供給量：０．２リットル／分
（キャボット社製ＳＳ２５を純水で２倍希釈したスラリーを使用）
すなわち、上記条件により、プラズマ法によって作成した酸化膜の研磨レートが３０００Å／ｍｉｎ程度になるように調整した。なお、目立ては基板（ウェハ）の研磨と同時に行う、いわゆるｉｎ−ｓｉｔｕドレスを採用した。
【００３４】
実験においては、目立て装置による研磨パッドの研削レート（研削速度）を異ならせるために、以下の６種類のダイヤモンドディスクを準備した。ここで、研削レートは、単位時間当たりにパッドが研削される量を表し、例えば、一分間当たりにパッドの厚みが減少する量で表される。
【００３５】
▲１▼パッドの研削レートが０．４μｍ／ｍｉｎとなるダイヤモンドディスク
▲２▼パッドの研削レートが０．５μｍ／ｍｉｎとなるダイヤモンドディスク
▲３▼パッドの研削レートが０．６９μｍ／ｍｉｎとなるダイヤモンドディスク
▲４▼パッドの研削レートが１．０μｍ／ｍｉｎとなるダイヤモンドディスク
▲５▼パッドの研削レートが１．２μｍ／ｍｉｎとなるダイヤモンドディスク
▲６▼パッドの研削レートが１．５μｍ／ｍｉｎとなるダイヤモンドディスク
以上のダイヤモンドディスクのパッド研削レートの調整は、ディスクに固定されるダイヤモンドの粒子形状を選択することで行った。ダイヤモンドの粒子形状は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、ダイヤモンド粒子を二次元投影することで得られる像の対角線のうち、同一粒子内の対角線のうち最も長い対角線Ｌの長さを最も短い対角線Ｓの長さで除して得られる値（以下、対角線比と称する）により定義した。すなわち、対角線比が大きいものはダイヤモンド粒自体が鋭い角部を含む形状となり、それに比例して研削レートが大きくなるということを利用して定義付けを行なったものである。測定はダイヤモンドディスクに使用されるダイヤモンドを３０個程度選んで実施した。
【００３６】
パッドの研削レートが▲１▼０．４μｍ／ｍｉｎ、及び▲２▼０．５μｍ／ｍｉｎのダイヤモンドディスクで使用したダイヤモンド粒の二次元投影像対角線比の平均値は１．０６、標準偏差は０．０５６であった。パッドの研削レートが▲３▼０．６９μｍ／ｍｉｎ、及び▲４▼０．９μｍ／ｍｉｎのダイヤモンドディスクで使用したダイヤモンド粒の二次元投影像対角線比の平均値は１．１７、標準偏差は０．０６４であった。パッドの研削レートが▲５▼１．２μｍ／ｍｉｎ、及び▲６▼１．５μｍ／ｍｉｎのダイヤモンドディスクで使用したダイヤモンド粒の二次元投影像対角線比の平均値は１．３０、標準偏差は０．１２３であった。
【００３７】
尚、一つのサンプル基板を一つの研磨テーブル上で研磨する研磨時間は約３０秒であり、研磨中の研磨パッドの目立て時間は約２５秒であった。
【００３８】
図７は、上述の実験により得られた、目立て量（研磨パッド研削レート）とスクラッチ数の関係を示すグラフである。尚、スクラッチ数の測定は、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製の光学式欠陥検査装置を使用して行なった。
【００３９】
図７からわかるように、研削レートが０．７μｍ／ｍｉｎを下回ると、スクラッチ数が著しく増加することが明らかになった。よってスクラッチ数を減らすためには、すなわちスクラッチの発生を抑制するためには、上記条件下においてはパッドの研削レートを０．７μｍ／ｍｉｎより速くする必要があることがわかった。ここで、上述のように、パッドの研削レートが０．７μｍ／ｍｉｎとなるようなダイヤモンド粒の二次元投影像対角線比の平均値は１．１７、標準偏差は０．０６４である。したがって、ダイヤンド粒の二次元投影像における対角線比の平均値が１．１７以上であれば、パッドの研削レートが０．７μｍ／ｍｉｎ以上となることが分かった。
【００４０】
ただし、研削レートを必要以上に速くすると、研磨パッドの寿命が極端に短くなってしまい、研磨パッドを頻繁に交換しなくてはならない。研磨パッドを交換するには、研磨装置の運転を停止しなければならず、研磨工程時間がその分長くなってしまうという問題が生じる。したがって、上述のように研削レートの下限を０．７μｍ／ｍｉｎとし、且つ、実用上差し支えないような研削レートの上限を規定する必要がある。
【００４１】
そこで、本発明者は、パッド研削レートと研磨パッドの寿命との関係について実験により調査した。実験では、ロデールニッタ社製のＩＣ１４００という研磨パッドを用いた。ＩＣ１４００は発泡ウレタンからなるパッドでる。実験では、パッド表面に、深さが．３８ｍｍ、幅が０．３８ｍｍの複数の溝が、溝ピッチ０．７６ｍｍで同心円状に形成されているパッドを用いた。
【００４２】
上述の研削レートを調べる実験で使用した▲１▼〜▲６▼の６種類のダイヤモンドディスクを用いてパッドの表面の目立てを行い、パッド表面の溝が無くなるまでの時間を計測した。目立て条件は以下の通りであった。
【００４３】
ダイヤモンドディスク荷重：１６０重／ｃｍ２
ダイヤモンドディスク回転数：９７回転／分
研磨テーブル回転数：１００回転／分
また、目立て中、常に純水を０．２Ｌ／ｍｉｎの割合で研磨パッド上に供給した。
【００４４】
図８は、この実験で得られた研磨パッドの研削レートとパッド寿命との関係を示すグラフである。パッド寿命は、ほぼ研削レートに比例しており、０．４μｍ／ｍｉｎの研削レートのダイヤモンドディスクにより目立てを行なった場合の研磨パッド寿命は約９時間、０．５μｍ／ｍｉｎの研削レートのダイヤモンドディスクにより目立てを行なった場合の研磨パッド寿命は約８時間、０．６９μｍ／ｍｉｎの研削レートのダイヤモンドディスクにより目立てを行なった場合の研磨パッド寿命は約６．５時間、０．９μｍ／ｍｉｎの研削レートのダイヤモンドディスクにより目立てを行なった場合の研磨パッド寿命は約６時間、１．２μｍ／ｍｉｎの研削レートのダイヤモンドディスクにより目立てを行なった場合の研磨パッド寿命は約５時間、１．５μｍ／ｍｉｎの研削レートのダイヤモンドディスクにより目立てを行なった場合の研磨パッド寿命は約３．５時間であった。
【００４５】
ここで、一般的にパッド寿命が６時間程度あれば、パッドの交換頻度を１日１回程度とすることができる。すなわち、一日の研磨作業において、研磨装置の運転を停止することなく、連続して一日の研磨作業を続けることができる。パッド寿命を６時間確保できるような研削レートは、図８のグラフから判断すると１μｍ／ｍｉｎである。すなわち、パッド研削レートの上限を１μｍ／ｍｉｎ程度に設定すれば、パッドの交換頻度を１日１回程度とすることができるといことがわかった。ここで、パッド研削レートが１μｍ／ｍｉｎのダイヤモンドディスクは上述の▲４▼と▲５▼の間のディスクである。計算により求めると、ダイヤンド粒の二次元投影像における対角線比の平均値が１．２３以下であればパッド研削レートが１μｍ／ｍｉｎ以下となることがわかった。
【００４６】
上述の二つの実験により、基板（ウェハ）の被研磨面に発生するスクラッチ数を低減し、且つ研磨パッドの寿命を著しく低減させないためには、研磨パッドの単位時間当りの研削量（研削レート）をある範囲に限定すればよい事がわかる。
【００４７】
したがって、本発明の一実施例としての目立て装置は、図３に示す構成と同様にダイヤモンドディスクを用い、上述の実験で求めた研磨パッドの研削レートの下限である０．７μｍ／ｍｉｎを採用し、同じく実験により求めた上限である１μｍ／ｍｉｎを採用した。この条件を満たすためのダイヤモンド粒の形状は、二次元投影像の対角線比の平均値が１．１７〜１．２３の範囲にあればよいこととなる。実用上、全てのダイヤモンド粒の二次元投影像の対角線比の平均値を１．１７〜１．２３の範囲とするのは難しく、平均値の分布の一シグマ（σ）シグマをとって、目立て装置のダイヤモンドディスクに使用するダイヤモンド粒の６８％にあたるものの二次元投影像の対角線比が１．１０〜１．２３の範囲にあればよい。
【００４８】
尚、本発明の実施例によるパッド用目立て装置は、ダイヤモンド粒を目立用の硬質粒子として用いたが、ダイヤモンド粒の代わりに、ボロンと窒素を含む焼結体（窒化ボロン（ＢＮ））、あるいはタングステンと炭素を含む焼結体（タングステンカーバド（ＷＣ））の粒子とすることもできる。また、ダイヤモンド粒の代わりに、アルミと酸素を含むセラミックス（アルミナ（Ａｌ２Ｏ３））、あるいはジルコニウムと酸素を含むセラミックス（ジルコニア（ＺｒＯ２））等の粒子も用いることもできる。
【００４９】
また、本発明の実施例では、硬質粒子（ダイヤモンド粒）の粒子径を１５０μｍ程度としたが、１００μｍ〜３００μｍの粒子径を有する硬質粒子としても、本発明の効果を十分に得ることができる。
【００５０】
また、本発明の実施例ではダイヤモンド粒をステンレス鋼製の台金に固定するための固定材としてニッケルめっきを用いたが（図３参照）、ニッケルめっきの代わりに、ニッケル又はクロムを含むロウ材を用いてダイヤモンド粒等の硬質粒子を台金に固定することもできる。また、ロウ材は、銀又はチタンを含む合金よりなるロウ材としてもよい。
【００５１】
以上のように本明細書は以下の発明を開示する。
【００５２】
（付記１） 研磨剤を用いて研磨を行なうための研磨パッドの目立て装置であって、
基材の表面に固定された状態で該研磨パッドに対して押圧されることにより、該研磨パッドの目立てを行なう多数の硬質粒子を有し、
該硬質粒子の各々を２次元投影して得られる多角形において、同一粒子の多角形の複数の対角線のうち最も長い対角線の長さを、最も短い対角線の長さで除した値として定義される対角線比の平均値が１．１７から１．２３の範囲内であることを特徴とする目立て装置。
【００５３】
（付記２） 付記１記載の目立て装置であって、
前期対角線比の平均値が１．１７から１．２３の範囲内である硬質粒子の数は、前記基材に固定された前記硬質粒子の全数の６８％以上であることを特徴とする目立て装置。
【００５４】
（付記３） 付記１又は２記載の目立て装置であって、
前記硬質粒子はダイヤモンド粒であることを特徴とする目立て装置。
【００５５】
（付記４） 付記１又は２記載の目立て装置であって、
前記硬質粒子はセラミックスの粒子であることを特徴とする目立て装置。
【００５６】
（付記５） 付記１乃至４のうちいずれか一項記載の目立て装置であって、
前記硬質粒子は固定材により前記基材に固定されることを特徴とする目立て装置。
【００５７】
（付記６） 付記５記載の目立て装置であって、
前記固定材はニッケルめっきであることを特徴とする目立て装置。
【００５８】
（付記７） 付記５記載の目立て装置であって、
前記固定材はニッケル又はクロムを含むロウ材であることを特徴とする目立て装置。
【００５９】
（付記８） 付記５記載の目立て装置であって、
前記固定材は銀又はチタンを含むロウ材であることを特徴とする目立て装置。
【００６０】
（付記９） 付記１乃至８のうちいずれか一項記載の目立て装置であって、
前記硬質粒子の２次元投影像における対角線の長さは、１００μｍ〜３００μｍであることを特徴とする目立て装置。
【００６１】
（付記１０） 研磨剤を用いて研磨を行なうための研磨パッドの目立て方法であって、
基材の表面に固定された硬質粒子を、回転している該研磨パッドに対して押圧しながら該研磨パッドの表面を研削し、
該研磨パッドの研削速度を０．７μｍ／ｍｉｎ〜１．０の範囲内となるように調整することを特徴とする研磨パッドの目立て方法。
【００６２】
（付記１１） 付記１０記載の研磨パッドの目立て方法であって、
前記硬質粒子の各々を２次元投影して得られる多角形において、同一粒子の多角形の複数の対角線のうち最も長い対角線の長さを、最も短い対角線の長さで除した値として定義される対角線比の平均値が１．１７から１．２３の範囲内となるように、前記硬質粒子の粒子径を選択することを特徴とする研磨パッドの目立て方法。
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、研磨パッドの目立て時における研磨パッドの研削レートを規定することにより、半導体装置等の被研磨面に発生するスクラッチの発生を抑制すると同時に、研磨パッドの著しい寿命低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体用ウェハを研磨するための一般的なＣＭＰ装置の概略平面図である。
【図２】図１に示すＣＭＰ装置において、一つの研磨テーブルと研磨パッドによる研磨を示す側面図である。
【図３】図２に示す目立て装置の側面図である。
【図４】シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）用絶縁膜の形成方法を説明するための図である。
【図５】配線上や素子上に生成した酸化膜等の平坦化研磨を説明するための図である。
【図６】ダイヤモンド粒の二次元投影像を示す図である。
【図７】研磨パッド研削レートとスクラッチ数の関係を示すグラフである。
【図８】研磨パッド研削レートとパッド寿命の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 研磨テーブル
２ 研磨ヘッド
３ 目立て装置
４ 研磨パッド
５ ウェハ
６ スラリー供給ノズル
７ ダイヤモンドディスク
８ 台金
８Ａ ニッケルめっき
９ ダイヤモンド粒
１０ 半導体基板
１１ 酸化膜
１２ シリコン窒化膜
１３ 溝
１４ 酸化膜
１５ 素子分離部
１６ 酸化膜
１７ 配線層
１８ 配線
１９ 酸化膜
Claims (5)
- 研磨剤を用いて研磨を行なうための研磨パッドの目立て装置であって、
基材の表面に固定された状態で該研磨パッドに対して押圧されることにより、該研磨パッドの目立てを行なう多数の硬質粒子を有し、
該硬質粒子の各々を２次元投影して得られる多角形において、同一粒子の多角形の複数の対角線のうち最も長い対角線の長さを、最も短い対角線の長さで除した値として定義される対角線比の平均値が１．１７から１．２３の範囲内であることを特徴とする研磨パッドの目立て装置。 - 請求項１記載の目立て装置であって、
前記対角線比の平均値が１．１７から１．２３の範囲内である硬質粒子の数は、前記基材に固定された前記硬質粒子の全数の６８％以上であることを特徴とする目立て装置。 - 請求項１又は２記載の目立て装置であって、
前記硬質粒子はダイヤモンド粒であることを特徴とする目立て装置。 - 研磨剤を用いて研磨を行なうための研磨パッドの目立て方法であって、
基材の表面に固定された硬質粒子を、回転している該研磨パッドに対して押圧しながら該研磨パッドの表面を研削し、
該研磨パッドの研削速度を０．７μｍ／ｍｉｎ〜１．０μｍ／ｍｉｎの範囲内となるように調整することを特徴とする研磨パッドの目立て方法。 - 請求項４記載の研磨パッドの目立て方法であって、
前記硬質粒子の各々を２次元投影して得られる多角形において、同一粒子の多角形の複数の対角線のうち最も長い対角線の長さを、最も短い対角線の長さで除した値として定義される対角線比の平均値が１．１７から１．２３の範囲内となるように、前記硬質粒子の粒子径を選択することを特徴とする研磨パッドの目立て方法。
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| CN100546770C (zh) * | 2007-11-20 | 2009-10-07 | 浙江工业大学 | 抛光垫修整装置 |
| CN103481174A (zh) * | 2013-09-03 | 2014-01-01 | 宇环数控机床股份有限公司 | 一种多边形或曲面工件的抛光方法 |
| CN103481174B (zh) * | 2013-09-03 | 2015-09-23 | 宇环数控机床股份有限公司 | 一种多边形或曲面工件的抛光方法 |
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