JP2004243518A - 研摩装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】研磨パッドが取り付けられる研磨定盤と、被研磨体の被研磨面を前記研磨パッドに対面させるように前記被研磨体を保持する被研磨体保持手段とを具備し、前記研磨定盤と前記被研磨体保持手段を相対的に動かして前記被研磨体に研磨処理を施す研磨装置であって、前記研磨パッド中もしくは前記研磨パッドと前記研磨定盤との間に流体を通流させる流体通流手段を有し、前記流体により前記研磨パッドの温度を制御することを特徴とする。
【選択図】 図13
Description
図2(A)は本発明の参考例に係る研磨装置のトップリングを示す断面図であり、図2(B)は図2(A)のトップリングの被研磨体保持面側から見た平面図である。図中11はSUS製のトップリングを示す。トップリング11は、トップリングを昇降させる駆動機構、トップリング11に荷重を加えるエアシリンダ機構と連結した回転軸部11aと、被研磨体を保持する保持部11bとから主に構成されている。なお、回転軸部11aと保持部11bは一体的に形成されている。保持部11bの内部には、空隙部12が設けられており、冷却水や冷却ガスを供給する冷媒供給管13およびトップリング内を流れた流体を排出する冷媒排出管14と連通している。保持部11bには、被研磨体を収容する収容部15が設けられており、収容部の底面には、空隙部12と連通する連通孔16が形成されている。この連通孔16は、図2(B)に示すように、収容部15の底面の中央部において3方に延出した形状である被研磨体加圧用の長孔16aと、長孔16aを取り囲むように形成された冷媒循環用の複数の丸孔16bとから構成されている。また、図3に示すように、収容部15と被研磨体17との間から冷媒が漏洩しないようにゴム製のシールリング18を設けてもよい。
実施例1および2は、本発明の第2の発明にかかる実施例である。
上記関係をCu膜の研磨の際に利用してCu膜に対する研磨の終点を検出する場合について説明する。なお、本実施例におけるCu膜の研磨条件は実施例1における条件と同じである。
実施例3および4は、本発明の第1の発明にかかる実施例である。
図18は、本発明の第1の発明に係る研磨装置の研磨定盤部分を示す概略図である。この回転可能なSUS製の研磨定盤71においては、研磨剤を収容する部分が設けられており、その収容部の底面上に研磨面に深さ1mm、幅2mmの複数の溝部73を有する研磨パッド72が載置されている。研磨パッド72は、硬質プラスチック(ポリ塩化ビニル:熱伝導率0.08〜0.34)からなり、直径約60cmの円盤状である。また、研磨パッド72の少なくとも研磨面には、研磨剤78により特性が劣化しないようにテフロンコーティングが施されている。さらに収容部には、被研磨体が研磨の際に研磨剤に浸漬されるように研磨剤78が貯留されている。また、研磨剤供給管76が収容部の研磨パッド72近傍まで延出しており、研磨剤排出管77が収容部中央の上方に延出している。この研磨剤供給管76および研磨剤排出管77により研磨剤78を循環する構成となっている。この研磨定盤71に対して、被研磨体を保持したトップリングを下降させることにより被研磨体が研磨剤78に浸漬され、さらに研磨パッド72上に押圧される。
実施例5〜9、比較例1〜3は、本発明の第3の発明にかかるものである。
図20に示す研磨パッドの代わりに、幅1mm、深さ1mmの断面矩形状の溝をピッチ1cmで形成した塩化ビニル製研磨パッドを用いること以外は実施例5と同様にしてCu埋め込み配線におけるCMPを行った。その結果、Cu配線の被研磨面には、深さ1μm以上の傷が確認された。
研磨パッドとして、粒径0.7μm以上の不純物をほとんど含まないポリ塩化ビニル製研磨パッドを用いて、TEOSガスを原料としたプラズマCVD法により形成したシリコン酸化膜における平坦化CMPを行った。研磨剤としては、平均粒径0.7μmの酸化セリウム粒子を1重量%含む水溶液を用いた。その結果、シリコン酸化膜上には、深さあるいは幅0.1μm以上の傷はまったく確認されなかった。
実施例6で使用したポリ塩化ビニル製研磨パッドの代わりに、粒径0.7μm以上の不純物を含む研磨パッドを用いること以外は実施例6と同様にしてシリコン酸化膜における平坦化CMPを行った。その結果、シリコン酸化膜上に研磨粒子の平均粒径以上の深さあるいは幅の傷が多数確認された。
研磨パッドとして、塩酸/過酸化水素混合水溶液処理による金属除去処理を施したポリ塩化ビニル製研磨パッドを用いて、TEOSガスを原料としたプラズマCVD法により形成したシリコン酸化膜における平坦化CMPを行った。研磨剤としては、平均粒径0.7μmの酸化セリウム粒子を1重量%含む水溶液を用いた。その結果、シリコン酸化膜上には、深さ0.1μm以上の傷は確認されなかった。
実施例7で使用したポリ塩化ビニル製研磨パッドの代わりに、金属除去処理を施さない研磨パッドを用いること以外は実施例7と同様にしてシリコン酸化膜における平坦化CMPを行った。その結果、シリコン酸化膜上に研磨粒子の平均粒径以上の深さあるいは幅の傷が多数確認された。
図21は、本発明の第3の発明に係る研磨装置の研磨定盤部分を示す概略図である。図中91は回転可能なSUS製の研磨定盤を示す。研磨定盤71上には硬質プラスチック(ポリ塩化ビニル:熱伝導率0.08〜0.34)からなる直径約60cmの円盤状の研磨パッド92が取り付けられている。研磨パッド92の研磨面には、深さ1mm、幅2mmの複数の溝93が格子状に形成されている。また、研磨定盤91および研磨パッド92の界面には、冷媒循環路94が内挿されており、冷却水等の冷媒(流体)を循環させることにより、研磨パッドの温度調節(温度維持)が可能となっている。また、研磨定盤91および研磨パッド92には互いに連通する排出口93aが設けられており、研磨パッド92の排出口93aは外部に開口している。この排出口93aにより、冷媒循環路94を通流する冷媒の一部を循環させ、一部を研磨パッド92上に排出することができるように構成されている。
研磨パッドとして、研磨面としてポリ塩化ビニルからなる層と、その研磨定盤側にゴム、織布、不織布等からなる弾性材料からなる層とを積層してなる複数の独立した部分からなる研磨パッドを用いて、Cu埋め込み配線におけるCMPを行った。研磨剤としては、グリシン、過酸化水素、ベンゾトリアゾール水溶液、および平均粒径70μmのコロイダルシリカを混合してなるものを用いた。その結果、研磨速度は約50nm/分でCMPとして充分な速度であった。また、研磨面の突起部分に起因する被研磨面の局部的な異常研磨は確認されなかった。
実施例10は、本発明の第4の発明にかかる実施例である。
Claims (6)
- 研磨パッドが取り付けられる研磨定盤と、被研磨体の被研磨面を前記研磨パッドに対面させるように前記被研磨体を保持する被研磨体保持手段とを具備し、前記研磨定盤と前記被研磨体保持手段を相対的に動かして前記被研磨体に研磨処理を施す研磨装置であって、
前記研磨パッド中もしくは前記研磨パッドと前記研磨定盤との間に流体を通流させる流体通流手段を有し、前記流体により前記研磨パッドの温度を制御することを特徴とする研磨装置。 - 研磨パッドが取り付けられる研磨定盤と、被研磨体の被研磨面を前記研磨パッドに対面させるように前記被研磨体を保持する被研磨体保持手段とを備え、前記研磨定盤と前記被研磨体保持手段を相対的に動かして前記被研磨体に研磨処理を施す研磨装置であって、
前記研磨パッドに押圧されて接触するダミー被研磨体と、
前記研磨パッドと前記ダミー被研磨体を相対的に動かすように前記ダミー被研磨体を支持する支持手段と、
前記支持手段に加わる負荷もしくは前記支持手段に通電される電流を監視する監視手段と
を具備することを特徴とする研磨装置。 - 研磨パッドが取り付けられる研磨定盤と、被研磨体の被研磨面を前記研磨パッドに対面させるように前記被研磨体を保持する被研磨体保持手段とを備え、前記研磨定盤と前記被研磨体保持手段を相対的に動かして研磨剤により前記被研磨体に研磨処理を施す研磨装置であって、
前記研磨パッドの劣化状況を監視する手段と、
前記研磨剤の温度、前記研磨剤のpH、前記被研磨体を前記研磨パッド上に押圧する際の押圧力、または前記研磨定盤もしくは前記被研磨体保持手段の相対的運動における負荷を監視する手段と、
前記研磨パッドの劣化状況に対応する研磨速度の情報と、監視された前記研磨剤の温度、前記研磨剤のpH、前記被研磨体を前記研磨パッド上に押圧する際の押圧力、または前記研磨定盤もしくは前記被研磨体保持手段の相対的運動における負荷の情報とを用いて演算を行う演算手段と、
前記演算手段により得られた情報に基づいて研磨処理を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする研磨装置。 - 研磨パッドが取り付けられる研磨定盤と、被研磨体の被研磨面を前記研磨パッドに対面させるように前記被研磨体を保持する被研磨体保持手段とを具備し、前記研磨定盤と前記被研磨体保持手段を相対的に動かして前記被研磨体に研磨処理を施す研磨装置であって、
前記研磨パッドの研磨面には凹凸が加工形成されており、そのエッジ部が曲面で構成されることを特徴とする研磨装置。 - 研磨パッドが取り付けられる研磨定盤と、被研磨体の被研磨面を前記研磨パッドに対面させるように前記被研磨体を保持する被研磨体保持手段とを備え、前記研磨定盤と前記被研磨体保持手段を相対的に動かして研磨剤を供給することにより前記被研磨体に研磨処理を施す研磨装置であって、
少なくとも前記被研磨体の前記被研磨面が前記研磨剤により被覆された状態に保持されるように前記研磨剤を収容する研磨剤収容手段を具備することを特徴とする研磨装置。 - 研磨パッドが取り付けられる研磨定盤と、被研磨体の被研磨面を前記研磨パッドに対面させるように前記被研磨体を保持する被研磨体保持手段とを具備し、前記研磨定盤と前記被研磨体保持手段を相対的に動かして前記被研磨体に研磨処理を施す研磨装置であって、
前記研磨パッドは、前記被研磨体あるいは前記被研磨体保持手段を収容する溝部を有することを特徴とする研磨装置。
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070724 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070925 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071120 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080116 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080212 |