JP2006068853A

JP2006068853A - 研磨パッド

Info

Publication number: JP2006068853A
Application number: JP2004255363A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Ikuoka; 正彦幾岡; Sukenori Tanaka; 佑典田中
Original assignee: Nitta Haas Inc
Current assignee: Nitta DuPont Inc
Priority date: 2004-09-02
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】半導体製造装置の製造工程において被加工物の平坦化処理等を行うときに用いる研磨パッドに関し、研磨特性を悪化させることなく、研磨スラリーの使用量を低減することができる。
【解決手段】表面に半導体ウェハ１３を研磨する研磨面１８を有した研磨パッド１０であって、研磨面１８において、半導体ウェハ１３が当接する研磨範囲のみに研磨スラリーを保持するスラリー保持溝１９を形成したものである。研磨面１８は円形であり、その中心から外周に向かって順に内側領域２０、中間領域２１、外側領域２２を構成し、内側領２０には研磨スラリーが供給され、中間領域２１は半導体ウェハ１３が当接する研磨範囲となり、研磨時に半導体ウェハ１３が揺動し、研磨範囲が当該揺動範囲を含むものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体製造装置の製造工程において被加工物の平坦化処理等を行うときに用いる研磨パッドに関する。

近年、半導体製造分野における平坦化技術は、高集積化に伴い必要不可欠な技術となっている。その代表的な技術である化学的機械研磨装置（ＣＭＰ装置）は、表面に研磨パッドが接着された研磨プレートと、研磨パッドの表面を目立てするためのドレッサと、被加工物を保持するキャリアと、研磨スラリーを研磨パッド上に供給する研磨スラリー供給装置とを備えている。そして、研磨パッドをドレッサによりドレッシング（研削）した後に、研磨プレートおよびキャリアを回転させるとともに、研磨スラリー供給装置のノズルから研磨パッドの中央部に研磨スラリーを供給し、被加工物を研磨パッド上に押圧することで被加工物表面の研磨を行う。

このような化学的機械研磨方法では、研磨パッドの中央部に供給された研磨スラリーが、研磨プレートの回転に伴う遠心力によって研磨面を流れて外部へ排出されることから、研磨スラリーを絶えず供給する。このように、絶えず供給される研磨スラリーによって、被加工物が研磨されるとともに、研磨パッドのドレッシング時に発生する削り屑や被加工物の研磨屑を研磨パッドの外へ排出するようにしている。

ところで、被加工物を効率良く研磨できるように、研磨パッドの研磨面に外部へ排出される研磨スラリーを保持するための溝加工を施したものが提案されている（特許文献１参照）。
特開２００２−１６０１５３

しかし、溝加工を施した研磨パッドは、溝のない研磨パッドに比べ、より多くの研磨スラリーを必要とする。これは、研磨パッドに供給された研磨スラリーの一部が溝を流れる分、研磨パッドの研磨面を流れて研磨に使用される研磨スラリーが少なくなるためである。このように、研磨スラリーの使用量が多くなると、研磨コストが高くなるという問題が生じる。

したがって、本発明においては、研磨特性を悪化させることなく、研磨スラリーの使用量を低減することを解決しようとする課題とする。

本発明は、表面に被加工物を研磨する研磨面を有した研磨パッドであって、研磨面において、被加工物が当接する研磨範囲のみに研磨スラリーを保持するスラリー保持溝を形成したものである。

具体的には、研磨面が円形であり、その中心から外周に向かって順に内側領域、中間領域、外側領域を構成し、内側領域には研磨スラリーが供給され、中間領域は前記被加工物が当接する研磨範囲となり、研磨時に被加工物が揺動し、研磨範囲が当該揺動範囲を含むものである。

スラリー保持溝は、研磨面に、例えば格子状に形成されている。

なお、スラリー保持溝は、研磨範囲の全面に形成されているものに限らず、研磨範囲内の一部に形成されているものであってもよい。

本発明の研磨パッドによると、研磨スラリーを保持するスラリー保持溝を、被加工物が当接する研磨範囲のみに形成したので、研磨範囲外の余分な箇所にて研磨スラリーが保持されることはなく、研磨スラリーの使用量を削減でき、かつ、研磨スラリーを保持するスラリー保持溝を形成したことで被加工物を効果的に研磨できる。

本発明によれば、研磨特性を悪化させることなく、研磨スラリーの使用量を低減することができる。

本発明の最良の実施形態を図１および図２に基づいて説明する。

図１はＣＭＰ装置の概略構成図、図２は研磨パッドの平面図である。

ＣＭＰ装置は、表面に研磨パッド１０が接着された研磨プレート１１と、研磨パッド１０の表面を目立てするためのドレッサ１２と、被加工物１３を保持するキャリア１４と、研磨スラリー１５を研磨パッド１０上に供給する研磨スラリー供給装置１６とからなる。そして、研磨パッド１０をドレッサ１２によりドレッシングした後に、研磨プレート１１およびキャリア１４をそれぞれ矢印Ａ，Ｂ方向に回転させるとともに、研磨スラリー供給装置１６のノズルから研磨パッド１０の中央部に研磨スラリー１５を供給し、被加工物となる半導体ウェハ１３を研磨パッド１０上に押圧（矢印Ｃ方向）することで半導体ウェハ表面の研磨を行う。

図１に示したＣＭＰ装置は単一回転型ＣＭＰ装置であって、研磨プレート１１とキャリア１４の２つの回転機構を有する。両者の回転数が同じであれば、原理的には均一に加工できるが、実際上、微妙なポリシングマークが発生し易く、研磨プレート１１もしくはキャリア１４に揺動（矢印Ｄ方向）を与えて研磨している。

研磨パッド１０は、一般に、ポリウレタン等の発泡性樹脂を発泡硬化させて得られる発泡体の表面をバフすることにより形成されている。研磨面１８には多数の空孔を有しており、半導体ウェハ１３と研磨パッド１０との間に供給された研磨スラリー１５が均一分散され、均一研磨が行えるようにされている。

また、研磨面１８は円形であり、その中心から外周に向かって順に内側領域２０、中間領域２１、外側領域２２を構成している。内側領域２０には研磨スラリー１５が供給される。中間領域２１は半導体ウェハ１３が当接し研磨される研磨範囲となる。研磨範囲は、半導体ウェハ１３が揺動する揺動範囲（矢印Ｄ参照）を含んでいる。外側領域２２は研磨面１８の外周の非研磨範囲に相当する。

また、研磨面１８の中間領域２１には、スラリー保持溝１９が格子状に形成されている。なお、スラリー保持溝１９の形状は格子状に限らず、例えば、同心円状、螺旋状、放射状等であってもよい。また、溝の断面形状は、矩形状、Ｕ字状、台形状等に形成されている。

そして、研磨スラリー供給装置１６のノズルから研磨パッド１０の内側領域２０に供給された研磨スラリー１５は、研磨パッド１０の回転による遠心力で研磨面１８を外向きに流れるとともに、一部はスラリー保持溝１９に保持される。回転かつ揺動しながら研磨面１８に押圧された半導体ウェハ１３は、研磨面１８を流れる研磨スラリー１５によって研磨されるとともに、スラリー保持溝１９に保持された研磨スラリー１５によって効率良く研磨される。

このように構成された研磨パッド１０によると、研磨スラリー１５を保持するスラリー保持溝１９を、半導体ウェハ１が当接する研磨範囲のみに形成したので、研磨範囲外の余分な箇所にて研磨スラリー１５が保持されることはなく、研磨スラリー１５の使用量を削減でき、かつ、研磨スラリー１５を保持するスラリー保持溝１９を形成したことで半導体ウェハ１３を効率良く研磨できる。よって、研磨特性を悪化させることなく、研磨スラリー１５の使用量を低減でき、研磨コストの低減が図れる。

なお、本発明の研磨パッド１０は、半導体製造プロセスにおいてＣＭＰプロセスにより半導体ウェハ等の被加工物の平坦化処理を行うときに用いる以外に、シリコンウェハに対する一次研磨（特にＳｕｂａパッド、ＭＨパッド）、二次研磨（特にＳｕｂａパッド、ＭＨパッド）、ファイナル研磨用パッド、アルミ磁気ディスク研磨用パッド、液晶用ガラス研磨用パッド（特にＭＨパッド）等の用途にも用いることができる。

また、被研磨物としては、シリコン、化合物、酸化物、ガラス、磁気ディスク等が挙げられる。

シリコンとしては、ポリッシュドウェハ、拡散ウェハ、エピウェハがあり、これらの主用途としては、ＩＣ基板、ディスクリートがある。また、ダミーまたはモニターウェハ、再生ウェハ、バックサイドポリッシュドウェハがあり、これらの主用途としては、テスト用ウェハ、パターン付きＩＣあがる。さらに、ＳｉＯ₂、ポリシリコン、金属層間膜があり、これらの主用途としては、上述したＣＭＰがある。

化合物としては、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、ガリウム燐（ＧａＰ）、インジウム燐（ＩｎＰ）があり、これらの主用途としては、可視ＬＥＤ、赤外ＬＥＤ、ＦＥＴ、ＩＣがある。

酸化物としては、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ＧＧＧがあり、これらの主用途としてはＳＡＷフィルターがある。

ガラスとしては、ＴＦＴ、ＳＴＮ、ＳＯＧ、フォトマスク、オプチカルフラットガラス、ＴＶフェイス（テレビフラウン管）があり、これらの主用途としては、カラー液晶基板、液晶基板、半導体基板、ステッパー用プリズム、カラーテレビがある。

磁気ディスクとしては、アルミニウム、強化ガラス、カーボンがあり、これらの主用途としては、ハードディスクがある。

その他に、サファイヤ、セラミックス、フェライト、ステンレス、水晶、カラーフィルタがあり、これらの主用途としては、半導体基板、電子基板、振動子、カラー液晶がある。

本発明は、化学的機械的研磨加工により半導体ウェハ等の被加工物の平坦化処理等を行うときに用いる研磨パッドとして有用である。

ＣＭＰ装置の概略構成図本発明の実施の形態における研磨パッドの平面図

符号の説明

１０研磨パッド
１３半導体ウェハ（被加工物）
１８研磨面
１９スラリー保持溝
２０内側領域
２１中間領域
２２外側領域

Claims

表面に被加工物を研磨する研磨面を有した研磨パッドであって、
前記研磨面において、前記被加工物が当接する研磨範囲のみに研磨スラリーを保持するスラリー保持溝を形成した、ことを特徴とする研磨パッド。
前記研磨面が円形であり、その中心から外周に向かって順に内側領域、中間領域、外側領域を構成し、前記内側領域には研磨スラリーが供給され、前記中間領域は前記被加工物が当接する前記研磨範囲となる、ことを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
前記被加工物の研磨時に前記被加工物が揺動し、前記研磨範囲が当該揺動範囲を含む、ことを特徴とする請求項２に記載の研磨パッド。
前記スラリー保持溝は、前記研磨面に格子状に形成されている、ことを特徴とする請求項１ないし３に記載の研磨パッド。