JP2009148867A - Grinding pad, its manufacturing method, grinding device, and grinding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研磨液を用いて研磨対象物を研磨するための研磨パッド及びその製造方法、その研磨パッドを備えた研磨装置、並びに研磨方法に関する。 The present invention relates to a polishing pad for polishing a polishing object using a polishing liquid, a method for manufacturing the same, a polishing apparatus including the polishing pad, and a polishing method.
近年、半導体装置のより一層の微細化に伴って、絶縁膜又は導電体膜を成膜したウェハ(半導体基板)の表面を高精度で平坦化することが要求されるようになった。このような要求を満たすために、現在、CMP(Chemical Mechanical Polishing:化学的機械研磨)装置が広く使用されている。CMP装置は、基板となるシリコンウェハの研磨、ダマシン法による配線形成及び絶縁膜の平坦化など、半導体装置を製造するための種々の工程で使用されている。また、CMP装置は、ハードディスク(磁気記録装置)の製造、MCM(マルチチップモジュール:ハイブリッド集積回路)の製造及びレンズの研磨等にも使用されている。 In recent years, with the further miniaturization of semiconductor devices, it has been required to planarize the surface of a wafer (semiconductor substrate) on which an insulating film or a conductor film is formed with high accuracy. In order to satisfy such requirements, CMP (Chemical Mechanical Polishing) apparatuses are widely used at present. The CMP apparatus is used in various processes for manufacturing a semiconductor device, such as polishing a silicon wafer serving as a substrate, forming a wiring by a damascene method, and planarizing an insulating film. The CMP apparatus is also used for manufacturing a hard disk (magnetic recording device), manufacturing an MCM (multichip module: hybrid integrated circuit), and polishing a lens.
図1は半導体装置の製造に使用されるCMP装置の概要を示す図である。この図1に示すように、CMP装置は、プラテン(研磨定盤)10と、研磨ヘッド14と、スラリ供給ノズル15と、コンディショニングディスク12とを有している。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a CMP apparatus used for manufacturing a semiconductor device. As shown in FIG. 1, the CMP apparatus includes a platen (polishing surface plate) 10, a
プラテン10は回転軸10aに固定されていて、回転軸10aの回転に伴って回転する。このプラテン10の上には研磨パッド11が装着される。研磨パッド11としては、発泡ポリウレタンのような発泡性の樹脂からなるものが多く用いられている。
The
研磨ヘッド14はプラテン10の上方に配置される。研磨ヘッド14は下面側でウェハ13を吸着保持する。研磨ヘッド14は回転軸14aに固定されていて、回転軸14aの回転に伴って回転する。
The polishing
コンディショニングディスク12もプラテン10の上方に配置されている。コンディショニングディスク12は回転軸12aに固定されていて、回転軸12aの回転に伴って回転する。このコンディショニングディスク12は、研磨パッド11の表面を研磨に最適な状態(コンディショニングされた状態)に保つために使用される。コンディショニングディスク12は、コンディショナー又はドレッサーとも呼ばれ、通常ダイヤモンド砥石からなる。
A
スラリ供給ノズル15はチューブ15aを介してスラリ供給装置(図示せず)に接続されていて、このスラリ供給ノズル15から研磨パッド11上にスラリ(研磨液)16が滴下される。
The
研磨パッド11上に滴下されたスラリ16は、プラテン10の回転により研磨パッド11とウェハ13との間に供給される。そして、研磨パッド11とスラリ16に含まれる研磨剤(研磨粒子)及び薬液とにより、ウェハ13の表面が機械的及び化学的に研磨される。
The
図2(a)は図1に示すCMP装置の研磨パッドの一例を示す平面図であり、図2(b)はその研磨パッドのI-I線の部分を示す断面図である。 2A is a plan view showing an example of a polishing pad of the CMP apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view showing a portion of the polishing pad taken along the line I-I.
図2(a)に示すように、研磨パッド11の上側の面(研磨面)には複数の溝11aが同心円状に設けられている。また図2(b)に示すように、研磨パッド11の溝11aの断面は矩形状となっている。このような溝11aは、パッド11上の所定の領域(例えば、図1に示すCMP装置においては、パッド11の中心領域)に滴下されたスラリ16をパッド11全体に均一に供給したり、パッド11とウェハ13との間にスラリ16が介在する状態にするためにスラリ16を保持したり、研磨処理で生じたウェハ13やパッド11の成分からなる研磨屑や、凝集したスラリ16の研磨粒子などの異物を余分なスラリ16と共にパッド11とウェハ13との間から排出するなどの種々の機能を有している。
As shown in FIG. 2A, a plurality of
下記の特許文献1〜4には、上記の研磨パッドの溝の構造に関する技術が開示されている。
ところで、CMP装置においてウェハ13の研磨処理を続けていくと、研磨パッド11の上側の面に研磨屑等の異物が詰まることがある。このため、図1に示すコンディショニングディスク12を用いてパッド11の上側の面を削り取るという処理(コンディショニング処理)を定期的に行い、パッド11の上側の面を研磨に最適な状態にすることが必要となる。
By the way, if the polishing process of the
しかし、コンディショニング処理を行うことにより、研磨パッド11が摩耗し、これに伴ってパッド11の溝11aも浅くなる。溝11aが浅くなることにより、ウェハ13に対する研磨レートの面内均一性が悪化したり、溝11aから異物が排出されにくくなり、溝11aに残った異物によってウェハ13に研磨傷(スクラッチ)を生じさせたりするなどの問題が発生する。従って、このような研磨処理における問題が発生する前にパッド11を交換することが好ましい。
However, by performing the conditioning process, the
研磨パッド11を交換する周期は、過去の問題発生状況等に基づき、経験的に研磨処理における問題が発生しないと想定される処理枚数で規定されていることが多い。
The period for exchanging the
しかし、研磨パッド11の摩耗速度はCMP装置を構成する部材の種類、研磨対象物の種類、研磨処理及びコンディショニング処理の条件等によって異なることから、上述したように規定されたウェハ13の処理枚数に達していなくても、研磨処理における問題が発生するレベルまで溝11aが浅くなっていることがあり、スクラッチ等の問題が発生することがある。
However, since the wear rate of the
一方、製造現場においては、研磨パッド11の交換(及びパッド11交換後に行うプロセス確認)に要する時間が比較的長いことから、CMP装置の稼働率を落とさないようにするために、パッド11の交換周期を少しでも長くしたいという要求がある。
On the other hand, at the manufacturing site, since the time required for replacing the polishing pad 11 (and the process confirmation performed after the
本発明は、スクラッチが生じるなどの研磨処理における問題の発生を回避しつつ、研磨パッドの交換周期を従来よりも長くすることができる研磨パッド及びその製造方法、研磨装置、並びに研磨方法を提供することを目的とする。 The present invention provides a polishing pad, a method for manufacturing the polishing pad, a polishing apparatus, and a polishing method that can make the replacement period of the polishing pad longer than before while avoiding the occurrence of problems in the polishing process such as generation of scratches. For the purpose.
本発明の一観点によれば、ベース層と、前記ベース層の上に設けられ、研磨液が供給される研磨層とを有し、前記研磨層が、前記ベース層とは反対側の第1面に形成された第1溝と、前記ベース層側の第2面に形成され、前記第1面が一定量摩耗したときに現れる第2溝とを備えることを特徴とする研磨パッドが提供される。 According to one aspect of the present invention, a base layer and a polishing layer provided on the base layer and supplied with a polishing liquid are provided, and the polishing layer is a first side opposite to the base layer. There is provided a polishing pad comprising: a first groove formed on a surface; and a second groove formed on a second surface on the base layer side and appearing when the first surface is worn by a certain amount. The
本発明によれば、研磨パッドがベース層及び研磨層よりなる積層構造を有していて、上部層となる研磨層の上側の面(第1面)には第1溝が形成され、下側の面(第2面)には第2溝が形成されている。そして、研磨層が一定量摩耗したときに、研磨層の上側の面に第2溝が現れるという構造を有している。つまり、本発明においては、このような第1溝及び第2溝を有することにより、研磨パッドが深い溝を有していることと実質的に同じになる。 According to the present invention, the polishing pad has a laminated structure including the base layer and the polishing layer, and the first groove is formed on the upper surface (first surface) of the polishing layer serving as the upper layer, and the lower side A second groove is formed on this surface (second surface). And when the polishing layer is worn out by a certain amount, the second groove appears on the upper surface of the polishing layer. In other words, in the present invention, having such a first groove and a second groove is substantially the same as that the polishing pad has a deep groove.
これにより、研磨パッドの交換周期を長くすることができる。あるいは、スクラッチが生じるなどの研磨処理における問題を発生しにくくすることができる。すなわち、このような問題の発生を回避しつつ、研磨パッドの交換周期を長くすることが可能となる。 Thereby, the exchange period of a polishing pad can be lengthened. Or it can make it difficult to generate | occur | produce the problem in grinding | polishing processing, such as the generation | occurrence | production of a scratch. That is, it is possible to lengthen the polishing pad replacement period while avoiding such problems.
このような本発明において、研磨層の第1面と第2溝との距離は、第1溝の深さよりも小さいことが好ましい。すなわち、研磨層が摩耗して第1溝が完全になくなる前に、研磨層の上側の面に第2溝が現れるという構造にすることが好ましい。 In the present invention, the distance between the first surface of the polishing layer and the second groove is preferably smaller than the depth of the first groove. That is, it is preferable to have a structure in which the second groove appears on the upper surface of the polishing layer before the polishing layer is worn and the first groove is completely eliminated.
このような構造においては個々の溝(第1溝,第2溝)を深くしなくても済む。単に研磨パッドの溝を深くすると、パッド表面を覆うスラリの量が低下するので、研磨レートが低下する。つまり、研磨パッドをこのような構造とすることにより、パッド表面を覆うスラリの量の低下に起因する研磨レートの低下を回避することができる。 In such a structure, it is not necessary to deepen individual grooves (first groove and second groove). If the groove of the polishing pad is simply deepened, the amount of slurry covering the pad surface is reduced, so that the polishing rate is reduced. That is, by making the polishing pad such a structure, it is possible to avoid a decrease in polishing rate due to a decrease in the amount of slurry covering the pad surface.
また、本発明の他の観点によれば、研磨パッドのベース層を用意する工程と、前記研磨パッドの研磨層を用意する工程と、前記研磨層の第1面に第1溝を形成する工程と、前記研磨層の前記第1面とは反対側の第2面に第2溝を形成する工程と、少なくとも前記第2溝を形成した前記研磨層の前記第2面を前記ベース層に張り合わせる工程とを有することを特徴とする研磨パッドの製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a step of preparing a base layer of the polishing pad, a step of preparing a polishing layer of the polishing pad, and a step of forming a first groove on the first surface of the polishing layer And a step of forming a second groove on a second surface of the polishing layer opposite to the first surface, and affixing the second surface of the polishing layer having at least the second groove to the base layer There is provided a method of manufacturing a polishing pad comprising the steps of:
更に、本発明の他の観点によれば、研磨対象物が取り付けられる研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドの下方に配置される研磨定盤と、前記研磨定盤の上に設けられ、前記研磨ヘッドに取り付けられた研磨対象物を研磨する研磨パッドと、前記研磨パッドの表面に研磨液を供給する研磨液供給部とを有し、前記研磨パッドは、前記研磨定盤の上に設けられたベース層と、該ベース層の上に設けられ、研磨液が供給される研磨層とを有し、前記研磨層が、前記ベース層とは反対側の第1面に形成された第1溝と、前記ベース層側の第2面に形成され、前記第1面が一定量摩耗したときに現れる第2溝とを備えることを特徴とする研磨装置が提供される。 Furthermore, according to another aspect of the present invention, a polishing head to which an object to be polished is attached, a polishing platen disposed below the polishing head, and a polishing platen provided on the polishing platen, A polishing pad for polishing the attached polishing object; and a polishing liquid supply unit for supplying a polishing liquid to the surface of the polishing pad, wherein the polishing pad is a base layer provided on the polishing surface plate And a polishing layer provided on the base layer and supplied with a polishing liquid, wherein the polishing layer is formed on a first surface opposite to the base layer, and the first groove, There is provided a polishing apparatus comprising: a second groove formed on the second surface on the base layer side and appearing when the first surface is worn by a certain amount.
更にまた、本発明の他の観点によれば、ベース層と研磨層とが積層された研磨パッドにより研磨対象物を研磨する研磨方法であって、前記研磨層として、前記ベース層とは反対側の第1面に形成された第1溝と、前記ベース層側の第2面に形成され、前記第1面が一定量摩耗したときに現れる第2溝とを備えた層を用いることを特徴とする研磨方法が提供される。 Furthermore, according to another aspect of the present invention, there is provided a polishing method for polishing an object to be polished with a polishing pad in which a base layer and a polishing layer are laminated, wherein the polishing layer is opposite to the base layer. A layer having a first groove formed on the first surface and a second groove formed on the second surface on the base layer side and appearing when the first surface is worn by a certain amount. A polishing method is provided.
本発明においては、研磨パッドがベース層及び研磨層よりなる積層構造を有していて、上部層となる研磨層の上側の面には第1溝が形成され、下側の面には第2溝が形成されている。そして、研磨層が一定量摩耗したときに、研磨層の上側の面に第2溝が現れるという構造を有している。 In the present invention, the polishing pad has a laminated structure composed of a base layer and a polishing layer, the first groove is formed on the upper surface of the polishing layer as the upper layer, and the second groove is formed on the lower surface. Grooves are formed. And when the polishing layer is worn out by a certain amount, the second groove appears on the upper surface of the polishing layer.
これにより、スクラッチが生じるなどの研磨処理における問題の発生を回避しつつ、研磨パッドの交換周期を長くすることができ、研磨装置の稼働率を向上させることができる。 Accordingly, it is possible to lengthen the replacement cycle of the polishing pad while avoiding the occurrence of problems in the polishing process such as generation of scratches, and to improve the operating rate of the polishing apparatus.
(1)予備的事項の説明
本発明の実施の形態に先立ち、本発明に至る予備的事項について説明する。
(1) Description of Preliminary Items Prior to the embodiment of the present invention, preliminary items leading to the present invention will be described.
本願発明者は、スクラッチが生じるなどの研磨処理における問題の発生を回避しつつ、研磨パッドの交換周期を従来よりも長くするために、まず、従来の研磨パッドよりも深い溝を有する研磨パッドを考案した。 In order to lengthen the replacement period of the polishing pad while avoiding the occurrence of problems in the polishing process such as the occurrence of scratches, the inventor of the present application first has a polishing pad having a groove deeper than the conventional polishing pad. Devised.
図3は本例の研磨パッド及び従来の研磨パッド(図2に示した研磨パッド)を示す断面図である。この図3において、左側に示した構造物が本例の研磨パッドであり、右側に示した構造物が従来の研磨パッドである。また、この図3においては、本例の研磨パッド及び従来の研磨パッドともに摩耗する前の状態を示している。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing the polishing pad of this example and a conventional polishing pad (the polishing pad shown in FIG. 2). In FIG. 3, the structure shown on the left is the polishing pad of this example, and the structure shown on the right is a conventional polishing pad. FIG. 3 shows a state before the polishing pad of this example and the conventional polishing pad are worn out.
図3に示すように、従来の研磨パッド11の溝11aにおいては、深さを任意単位で「1.0」と規定したときに幅が「0.6」の矩形状を有している。これに対して、本例の研磨パッド21の溝21aは、従来の研磨パッド11の溝11aの深さを任意単位で「1.0」と規定したときに、幅が「0.6」で深さが「1.3」の矩形状を有している。なお、本例のパッド21の厚さは従来のパッド11と同じとしている。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、同じ厚さを有する研磨パッド11,21において、本例の研磨パッド21におけるスクラッチが生じるなどの問題が発生すると想定される表面位置(あるいは、そのような問題が発生すると想定される溝の深さDとなるときの研磨パッドの表面位置:図3で一点鎖線で示す位置)は、溝21aが深くなった分だけ従来の研磨パッド11の当該表面位置よりも下方にシフトし、本例の研磨パッド21における研磨処理で使用可能な部分Eは、従来の研磨パッド11における当該部分E’よりも増える。このため、本例の研磨パッド21は、従来の研磨パッド11よりもウェハの処理枚数を増やすことができ、パッドの交換周期を長くすることができる。
As shown in FIG. 3, in the
一方、別な見方をすると、本例の研磨パッド21では、同じ処理枚数を研磨処理したときに残っている溝の深さが従来の研磨パッド11よりも大きくなっているので、スクラッチが生じるなどの問題の発生に対するマージンを大きくすることができるともいえる。つまり、本例のパッド21は、従来のパッド11よりもそのような問題を発生しにくくすることができる。
On the other hand, in the
しかしながら、図3に示すように、本例の研磨パッド21及び従来の研磨パッド11において、研磨パッド上に供給されるスラリの量が同じ場合、本例の研磨パッド21の表面を覆うスラリの液面位置(図3で二点鎖線で示す位置)は、溝21aが深くなったことにより排出されるスラリの量が増えた分だけ従来の研磨パッド11の当該液面位置よりも下がる。すなわち、本例のパッド21では、従来のパッド11よりもパッド表面を覆うスラリの量が少なくなる。
However, as shown in FIG. 3, in the
図4は、図3に示す研磨パッドにおける溝の深さと研磨レートとの関係を示す図である。この図4において、破線はパッド上に供給されるスラリの量(所定量)を示し、実線は所定の研磨レートを得るために最低限必要なスラリの供給量(以下、このような量を単に「必要なスラリ供給量」という)を示し、一点鎖線は所定量における研磨レートを示している。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the groove depth and the polishing rate in the polishing pad shown in FIG. In FIG. 4, the broken line indicates the amount of slurry supplied on the pad (predetermined amount), and the solid line indicates the minimum amount of slurry supplied to obtain a predetermined polishing rate (hereinafter simply referred to as such amount). "A required amount of slurry supply"), and a one-dot chain line indicates a polishing rate at a predetermined amount.
図4に示すように、研磨パッドの溝を深くすると、必要なスラリ供給量も増える。 As shown in FIG. 4, if the groove of the polishing pad is deepened, the necessary amount of slurry supply also increases.
一方、研磨パッド上に供給されるスラリの量が多くなるほど、研磨レートは大きくなる。但し、パッド上に供給されるスラリの量が一定量以上になると、研磨レートは大きくならなくなり、所定の値のままとなる(以下、このような値のことを「飽和値」という)。このため、図4に示すように、必要なスラリ供給量が所定量よりも少なくなるパッドの溝の深さ(パッドの溝の深さがFよりも小さい深さ)では、研磨レートは所定の値(飽和値)となる。しかし、必要なスラリ供給量が所定量よりも多くなるパッドの溝の深さ(パッドの溝の深さがFよりも大きい深さ)では、研磨レートは飽和値を維持することができなくなり、溝が深くなるにつれて研磨レートが低下する。 On the other hand, the polishing rate increases as the amount of slurry supplied onto the polishing pad increases. However, when the amount of slurry supplied onto the pad exceeds a certain level, the polishing rate does not increase and remains at a predetermined value (hereinafter, this value is referred to as “saturation value”). For this reason, as shown in FIG. 4, at the depth of the pad groove where the required amount of slurry supply is less than the predetermined amount (the depth of the pad groove is smaller than F), the polishing rate is a predetermined amount. Value (saturated value). However, at the pad groove depth at which the required amount of slurry supply is greater than the predetermined amount (the depth of the pad groove is greater than F), the polishing rate cannot maintain a saturation value, The polishing rate decreases as the groove becomes deeper.
このため、本例の研磨パッド21において、溝21aが深くなったことにより、必要なスラリ供給量が所定量よりも多くなる場合には、研磨レートが飽和値から低下するという問題が発生する。図4に示す例では、従来の研磨パッド11の溝11aの深さ(「1.0」)では研磨レートが飽和値であるものの、本例の研磨パッド21の溝21aの深さ(「1.3」)では研磨レートが約10%低下している。
For this reason, in the
従って、本例の研磨パッド21において、低下した研磨レートを飽和値まで戻すためには、パッド21上に供給するスラリの量を、研磨レートが低下した分だけ増やすこと、すなわち10%増やすことが必要であると考えられる。余裕を考慮すれば、パッド21上に供給するスラリの量を、溝が深くなった分だけ増やすこと、すなわち30%増やすことが必要であると考えられる。
Therefore, in the
このことから、研磨パッドの溝を深くすると研磨レートが低下してしまうという問題に対し、パッド上に供給するスラリの量を増やすことによって解決することが考えられる。しかし、スラリの量を増やすことにより、当然ながら研磨処理で使用されるスラリの量が増えて、コストが増えてしまう。一方、この問題に対して研磨時間を長くすることによって解決することも考えられる。しかし、研磨時間を長くすることにより、研磨対象物を用いた製品の生産効率が低下して、結果的にコストが増えてしまう。 From this, it can be considered that the problem that the polishing rate decreases when the groove of the polishing pad is deepened is solved by increasing the amount of slurry supplied onto the pad. However, increasing the amount of slurry naturally increases the amount of slurry used in the polishing process and increases the cost. On the other hand, it is conceivable to solve this problem by increasing the polishing time. However, if the polishing time is lengthened, the production efficiency of the product using the object to be polished is lowered, resulting in an increase in cost.
これらの問題点に鑑み、本願発明者は、以下に説明するような本発明の実施の形態に想到した。 In view of these problems, the present inventor has come up with an embodiment of the present invention as described below.
(2)本発明の実施の形態
(第1の実施の形態)
図5は、本発明の実施の形態に係るCMP装置(研磨装置)の概要を示す図である。この図5に示すように、本発明の実施の形態に係るCMP装置は、プラテン(研磨定盤)100と、研磨ヘッド140と、スラリ供給ノズル150と、コンディショニングディスク120とを有している。
(2) Embodiment of the present invention (First embodiment)
FIG. 5 is a diagram showing an outline of the CMP apparatus (polishing apparatus) according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the CMP apparatus according to the embodiment of the present invention includes a platen (polishing surface plate) 100, a polishing
プラテン100は回転軸100aに固定されていて、回転軸100aの回転に伴って回転する。このプラテン100の上には研磨パッド110が装着される。この研磨パッド110の詳細については後で説明する。
The
研磨ヘッド140はプラテン100の上方に配置されている。研磨ヘッド140は下面側でウェハ130を吸着保持する。また、研磨ヘッド140は回転軸140aに固定されていて、回転軸140aの回転に伴って回転する。
The polishing
コンディショニングディスク120もプラテン100の上方に配置されている。コンディショニングディスク120は回転軸120aに固定されていて、回転軸120aの回転に伴って回転する。このコンディショニングディスク120は、ダイヤモンド砥石よりなり、研磨パッド110の表面をコンディショニングされた状態に保つために使用される。
A
スラリ供給ノズル150はチューブ150aを介してスラリ供給装置(図示せず)に接続されていて、このスラリ供給ノズル150から研磨パッド110上にスラリ(研磨液)160が滴下される。
The
図6はCMP装置の斜視図である。この図6に示すように、ベース200上に複数個(図6では3個)のプラテン100と1つのロードカップ210とが設けられている。各プラテン100の周囲には、先端にスラリ供給ノズルが設けれらたスラリ供給アーム220と、コンディショニングディスク120が取り付けられたコンディショニングディスク駆動アーム230とがそれぞれ設けられている。ロードカップ210の内側には、研磨前及び研磨終了後のウェハを一時的に保持するためのペデスタル(図示せず)が設けられている。また、研磨ヘッド140は、回転軸300aに支持されるヘッドユニット300に取り付けられている。この図6に示すCMP装置では、3つのプラテン100と1つのロードカップ210とが回転軸300aの周囲に配置されていて、ヘッドユニット300にはプラテン100及びロードカップ210に対応して4つの研磨ヘッド140が設けられている。研磨ヘッド140にウェハを吸着保持した状態でヘッドユニット300が回転することにより、各プラテン100にウェハが搬送される。なお、研磨ヘッド140の回転軸140aは、図6に矢印で示すようにヘッドユニット300の回転半径方向に往復運動するようになっている。
FIG. 6 is a perspective view of the CMP apparatus. As shown in FIG. 6, a plurality of (three in FIG. 6)
以下、本発明の第1の実施の形態に係る研磨パッドの構成について説明する。 The configuration of the polishing pad according to the first embodiment of the present invention will be described below.
図7は、本発明の第1の実施の形態に係る研磨パッドの一部分を示す断面図である。なお、図7(a)は摩耗する前の研磨パッドの状態を示し、図7(b)は摩耗した研磨パッドの状態を示し、図7(c)は図7(b)に示す状態よりも摩耗した研磨パッドの状態を示している。 FIG. 7 is a cross-sectional view showing a part of the polishing pad according to the first embodiment of the present invention. 7A shows the state of the polishing pad before it is worn out, FIG. 7B shows the state of the worn polishing pad, and FIG. 7C is more than the state shown in FIG. 7B. The state of the worn polishing pad is shown.
この図7に示すように、本実施形態の研磨パッド110aは、ベース層(下部層)111と、ベース層111の上に設けられた研磨層(上部層)112とにより構成されている。図5,図6に示すCMP装置においては、研磨パッド110(110a)を構成するベース層111及び研磨層112のうちベース層111がプラテン100の上に接着される。また、スラリ160は研磨層112の上に供給される。このため、研磨層112の上側の面が研磨面となる。ベース層111はポリウレタンのような樹脂よりなり、研磨層112は発泡性ポリウレタンのような発泡性樹脂よりなる。なお、ベース層111及び研磨層112を構成する材料は樹脂に限定されるものではなく、ベース層111及び研磨層112を構成する材料を繊維材料や無機材料などその他の材料にしてもよい。
As shown in FIG. 7, the
摩耗する前の研磨層112には、図7(a)に示すように上側の面(研磨面、あるいはベース層111とは反対側の面:「第1面」ともいう)に第1溝112aが形成され、下側の面(ベース層111側の面:「第2面」ともいう)に第2溝112bが形成されている。この第1溝112aは、研磨パッド110aを上方から見たときに研磨層112の面方向において同心円状に複数配置されている(図2参照)。第2溝112bは、研磨層112の面方向において第1溝112aと間隔d1離れて、同心円状に複数配置されている。なお、第1溝112a,第2溝112bは上述したような配置態様に限定されるものではなく、例えば第1溝112a,第2溝112bを研磨層112の面方向において放射状に複数配置されたり、螺旋状に1つ配置されたりするなどその他の配置態様にしてもよい。
As shown in FIG. 7A, the
また、図7(a)に示すように、第1溝112aの断面は略五角形状を有していて、下側に凹となっている。第1溝112aは、幅を任意単位で「0.6」と規定したときに「1.3」の深さを有していて、第1溝112aのうち上側の略四角形状の部分の深さが「0.7」であり、下側の略三角形状の部分(あるいは、V字形状の部分)の深さが「0.6」である。また、第2溝112bの断面は略五角形状を有していて、上側に凸となっている。第2溝112bは、幅を任意単位で「0.6」と規定したときに「1.0」の深さを有していて、第2溝112bのうち下側の略四角形状の部分の深さが「0.4」であり、上側の略三角形状の部分(あるいは、V字形状の部分)の深さが「0.6」である。なお、本実施形態において第1溝112a及び第2溝112bの幅は、例えば450μmである。
Moreover, as shown to Fig.7 (a), the cross section of the 1st groove |
本実施形態の研磨パッド110aにおいては、第1溝112a,第2溝112bは上述した幅と深さとの大きさの関係に限定されるものではなく、第1溝112a,第2溝112bをその他の幅と深さとの大きさの関係にしてもよい。
In the
但し、本実施形態の研磨パッド110aにおいては、図7(a)に示すように、第2溝112bの端部(上側の端部:図7(a)において太い点線で囲んだ部分)B1が、第1溝112aの端部(下側の端部:図7(a)において細い点線で囲んだ部分)A1よりも高い位置にあるという構造を有している。あるいは、研磨層112の上側の面と第2溝112bとの距離(0.7)が、第1溝112aの深さ(1.3)よりも小さいという構造を有しているともいえる。すなわち、コンディショニング処理等により研磨層112が摩耗して第1溝112aが浅くなって完全になくなる前に、研磨層112の上側の面に第2溝112bが現れるという構造を有している。
However, in the
また、本実施形態の研磨パッド110aにおいては、研磨層112が摩耗して研磨層112の上側の面に第2溝112bが現れたときに残っている第1溝112aの容積とそのときの第2溝112bの容積との和が、研磨層112が摩耗する前の第1溝112aの容積と同じか、それよりも小さいという構造を有している。
Further, in the
更に、本実施形態の研磨パッド110aにおいては、摩耗した研磨層112の上側の面の面積が、摩耗する前の研磨層112の上側の面の面積と同じという構造を有している。言い換えると、研磨層112が摩耗している間、研磨層112の上側の面積が一定であるという構造を有している。
Further, the
上述した構造の本実施形態の研磨パッド110aの製造方法の一例について、図8を参照しながら説明する。
An example of a method for manufacturing the
まず、図8(a)に示すように、研磨層112となる円盤状の部材を用意する。このような部材として、発泡ポリウレタンのような発泡性樹脂材料を用いる。
First, as shown in FIG. 8A, a disk-shaped member to be the
次に、図8(b)に示すように、研磨層112となる部材の一方の面に切削により第1溝112aを形成する。次に、図8(c)に示すように、研磨層112となる部材の他方の面(第1溝112aを形成した面と反対側の面)に切削により第2溝112bを形成する。このようにして、研磨層112が形成される。
Next, as shown in FIG. 8B, the
次に、図8(d)に示すように、円盤状の部材よりなるベース層111を用意する。このような部材として、ポリウレタンのような樹脂材料を用いる。そして、ベース層111の上に、第1溝112a及び第2溝112bを形成した研磨層112を、第2溝112bを下側にして接着する。このようにして、本実施形態の研磨パッド110aが完成する。
Next, as shown in FIG. 8D, a
なお、研磨層112となる部材における第1溝112a,第2溝112bの形成順序を逆にしてよい。第1溝112a,第2溝112bの形成順序を逆にした場合には、他方の面に第1溝112aを形成する前に、ベース層111の上に研磨層112となる部材を張り合わせてもよい。また、切削により第1溝112a及び第2溝112bを研磨層112となる部材に形成したが、切削のみに限定されないことはもちろんである。例えば、第1溝112a及び第2溝112bの逆形状を有する金型を用いた成形により研磨層112を形成してもよい。
Note that the order of forming the
次に、本実施形態に係るCMP装置において行うウェハ130の研磨に係る処理について、その処理フローの一例を示す図9を参照しながら説明する。
Next, processing related to polishing of the
前提条件として、図5,図6に示すCMP装置において、プラテン100の上に、研磨パッド110aをベース層111を下側にして装着しているものとする。また、ロードカップ210のペデスタル(図示せず)の上に研磨前のウェハ130が置かれているものとする。このような状態のときに、最初のステップS11では、研磨ヘッド140をペデスタル(図示せず)の上方に移動させ、研磨ヘッド140を駆動してウェハ130を研磨ヘッド140に吸着させる。
As a precondition, in the CMP apparatus shown in FIGS. 5 and 6, it is assumed that the
ステップS12では、ヘッドユニット300を回転させ、ウェハ130を研磨パッド110aの上方に移動させる。
In step S12, the
ステップS13では、スラリ供給アーム220の先端(スラリ供給ノズル150)から研磨パッド110a(研磨層112)の上にスラリ160を供給し、次のステップS14では、プラテン100を回転させる。
In step S13, the
ステップS15では、研磨ヘッド140を回転させ、次のステップS16では、研磨ヘッド140を駆動してウェハ130を研磨パッド110a(研磨層112)に押し当てる。
In step S15, the polishing
このようにして、研磨パッド110a上に供給されたスラリ160は、プラテン100の回転により研磨パッド110aとウェハ130との間に供給される。そして、研磨パッド110とスラリ160に含まれる研磨剤(研磨粒子)及び薬液とにより、ウェハ130の表面が機械的及び化学的に研磨される。
Thus, the
ウェハ130の研磨が終了すると、再び研磨ヘッド140を駆動してウェハ130を研磨ヘッド140に吸着させる。そして、ヘッドユニット300を回転させてウェハ130をロードカップ210の上方に戻し、研磨ヘッド140を駆動して研磨ヘッド140からウェハ130を離脱させて、ウェハ130をペデスタル(図示せず)上に置く。このようにして、本処理フローは「終了」となる。
When the polishing of the
一方、図5,図6に示すCMP装置においては、コンディショニングディスク120を用いて研磨パッド110a(研磨層112)の上側の面を削り取るというコンディショニング処理を定期的(例えば、ウェハ130の研磨が終了したとき)に行う。コンディショニング処理を行うことにより、研磨パッド110aの研磨層112は摩耗する。
On the other hand, in the CMP apparatus shown in FIGS. 5 and 6, the conditioning process of scraping the upper surface of the
図10は、本実施形態の研磨パッド110aにおいて、研磨処理を行ったウェハ130の枚数(ウェハ130の処理枚数)と、必要なスラリ供給量、及び、研磨層112の上側の面に現れている溝の容積との関係を示す図である。この図10において、破線は研磨層112上に供給されるスラリ160の量(所定量)を示し、実線は必要なスラリ供給量を示し、二点鎖線は研磨層112の上側の面に現れている溝の容積を示している。
FIG. 10 appears on the upper surface of the
交換した直後の研磨パッド110a(摩耗する前の研磨パッド110a)においては、研磨層112の上側の面には第1溝112aのみが現れている。図10に示すように、この状態からウェハ130の研磨処理を行っていき、ウェハ130の処理枚数が増えると、研磨パッド110aに対して行うコンディショニング処理の回数も増える。これにより、研磨層112が摩耗して第1溝112aが浅くなる。すなわち、研磨層112の上側の面に現れている溝(第1溝112a)の容積が小さくなる。これに伴って、必要なスラリ供給量も少なくなる。このため、摩耗する前のパッド110aにおける必要なスラリ供給量が所定量よりも少ない場合には、研磨レートは飽和値のまま維持される。
In the
ウェハ130の処理枚数が所定の値Sとなるとき、本実施形態の研磨パッド110aにおいては、研磨層112の摩耗によって第1溝112aが完全になくなる前に、研磨層112の上側の面に第2溝112bが現れる。このとき、研磨層112の上側の面に現れている溝(第1溝112a及び第2溝112b)の容積は一時的に大きくなり、これに伴って必要なスラリ供給量も一時的に多くなる。但し、本実施形態の研磨パッド110aにおいては、研磨層112の上側の面に第2溝112bが現れたときに残っている第1溝112aの容積と第2溝112bの容積との和が、研磨層112が摩耗する前の第1溝112aの容積と同じか、それよりも小さいという構造を有している。このため、摩耗する前のパッド110aにおける必要なスラリ供給量が所定量よりも少ない場合には、研磨レートは飽和値のままとなる。
When the number of processed
その後、ウェハ130の処理枚数が所定の値Sを越えると、研磨パッド110aにおいては、研磨層112の上側の面に第1溝112a及び第2溝112bが現れている状態を経て、第1溝112aが完全になくなり、研磨層112の上側の面に第2溝112bのみが現れている状態となる。この期間においても、ウェハ130の処理枚数が増えると、研磨層112の上側の面に現れている溝の容積は小さくなる。これに伴って、必要なスラリ供給量も少なくなる。このため、摩耗する前のパッド110aにおける必要なスラリ供給量が所定量よりも少ない場合には、研磨レートは飽和値のまま維持される。
Thereafter, when the number of processed
一方、研磨レートは、研磨パッド上に供給されるスラリの量だけでなく、パッドの研磨面の面積にも関係し、研磨レートは当該面積にほぼ比例する。本実施形態の研磨パッド110aにおいては、摩耗した研磨層112の上側の面(研磨面)の面積が、摩耗する前の研磨層112の上側の面(研磨面)の面積と同じという構造を有している。すなわち、摩耗する前の研磨層112の上側の面の面積(図7(a)に示す研磨層112の当該面積)、摩耗した研磨層112において、研磨層112の上側の面に第2溝112bが現れる前の状態(あるいは、研磨層112の上側の面に第1溝112aのみが現れている状態)の研磨層112の当該面積、研磨層112の上側の面に第2溝112bが現れてから第1溝112aがなくなるまでの間の状態(あるいは、研磨層112の上側の面に第1溝112a及び第2溝112bの両方が現れている状態)の研磨層112の当該面積(図7(b)に示す研磨層112の当該面積)、及び、研磨層112の上側の面から第1溝112aがなくなった後の状態(あるいは、研磨層112の上側の面に第2溝112bのみが現れている状態)の研磨層112の当該面積(図7(c)に示す研磨層112の当該面積)が全て同じという構造を有している。このため、研磨層112が摩耗しても研磨レートを一定値(例えば、飽和値)に維持することができる。なお、このような構造は、第1溝112aが研磨層112の下側に凹となるV字形状を有していると共に、第2溝112bが研磨層112の上側に凸となるV字形状を有しているという構造にすることにより、容易に実現することができる。
On the other hand, the polishing rate is related not only to the amount of slurry supplied onto the polishing pad, but also to the area of the polishing surface of the pad, and the polishing rate is substantially proportional to the area. The
以上説明したように、本実施形態の研磨パッド110aにおいては、ベース層111及び研磨層112よりなる積層構造を有していて、上部層となる研磨層112の上側の面には第1溝112aが形成され、下側の面には第2溝112bが形成されている。そして、研磨層112が一定量摩耗したときに、研磨層112の上側の面に第2溝112bが現れるという構造を有している。つまり、本実施形態の研磨パッド110aにおいては、このような第1溝112a及び第2溝112bを有することにより、図3に示す研磨パッド21のように深い溝を有していることと実質的に同じになる。このため、本実施形態の研磨パッド110aは交換周期を延ばすことができる。一方、別な見方をすると、本実施形態のパッド110aは、スクラッチが生じるなどの研磨処理における問題を発生しにくくすることができるともいえる。なお、図10において、Rは本実施形態の研磨パッド110aの交換周期(処理枚数)を示し、R’は従来の研磨パッド(図3に示す従来の研磨パッド11)の交換周期(処理枚数)を示している。本実施形態のパッド110a及び従来のパッド11上に供給されるスラリの量を同じにして、研磨処理における問題が発生しないと想定されるウェハの処理枚数(すなわち、研磨パッドの交換周期)を調べた結果、本実施形態のパッド110aの処理枚数Rは従来のパッド11の処理枚数R’の約1.7倍となることが判明した。
As described above, the
しかも、本実施形態の研磨パッド110aにおいては、研磨層112とプラテン100との間にベース層111が介在している。このため、研磨層112の上側の面に第2溝112bが現れて、第2溝112bにスラリ160が流れ込んでも、スラリ160はプラテン100に接触しない。これにより、スラリ160に含まれる薬液によるプラテン100の腐食を回避することができる。
Moreover, in the
また、本実施形態の研磨パッド110aにおいては、研磨層112が摩耗して第1溝112aが完全になくなる前に、研磨層112の上側の面に第2溝112bが現れるという構造を有しているので、個々の溝(第1溝112a,第2溝112b)を図3に示す研磨パッド21の溝21aのように深くしなくても済む。このため、パッド表面を覆うスラリの量の低下に起因する研磨レートの低下を回避することができる。
Further, the
更に、本実施形態の研磨パッド110aにおいては、研磨層112の上側の面に第2溝112bが現れたときに残っている第1溝112aの容積と第2溝112bの容積との和が、研磨層112が摩耗する前の第1溝112aの容積と同じか、それよりも小さいという構造、及び、摩耗した研磨層112の上側の面の面積が、摩耗する前の研磨層112の上側の面の面積と同じという構造を有している。これらの構造を有することにより、新しい研磨パッド110aを使用してから摩耗した研磨パッド110aを交換するまでの間、研磨レートを一定値(例えば、飽和値)に維持することができる。
Furthermore, in the
(第2の実施の形態)
以下、本発明の第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態が第1の実施の形態と異なる点は、研磨パッド(研磨層)の溝の構造が異なることにあり、その他の構成は第1の実施の形態と同じであるので、ここでは重複する部分の説明は省略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment differs from the first embodiment in that the groove structure of the polishing pad (polishing layer) is different, and the other configurations are the same as those in the first embodiment. Here, the description of the overlapping parts is omitted.
図11は、本発明の第2の実施の形態に係る研磨パッドの一部分を示す断面図である。なお、図11(a)は摩耗する前の研磨パッドの状態を示し、図11(b)は摩耗した研磨パッドの状態を示し、図11(c)は図11(b)に示す状態よりも摩耗した研磨パッドの状態を示している。 FIG. 11 is a sectional view showing a part of a polishing pad according to the second embodiment of the present invention. 11A shows the state of the polishing pad before being worn, FIG. 11B shows the state of the worn polishing pad, and FIG. 11C is more than the state shown in FIG. 11B. The state of the worn polishing pad is shown.
この図11に示すように、本実施形態の研磨パッド110bは、ベース層111と、ベース層111の上に設けられた研磨層113とにより構成されている。
As shown in FIG. 11, the
摩耗する前の研磨層113には、図11(a)に示すように上側の面に第1溝113aが形成され、下側の面に第2溝113bが形成されている。第2溝113bは、研磨層113の面方向において第1溝113aと間隔d2離れて配置されている。第1溝113aの断面は矩形状を有していて、第2溝113bの断面は略五角形状を有していて、上側に凸となっている。
As shown in FIG. 11A, the
また、本実施形態の研磨パッド110bにおいては、図11(a)に示すように、第2溝113bの端部(上側の端部:図11(a)において太い点線で囲んだ部分)B2が、第1溝113aの端部(下側の端部:図11(a)において細い点線で囲んだ部分)A2よりも高い位置にあるという構造(あるいは、研磨層113の上側の面と第2溝113bとの距離が、第1溝113aの深さよりも小さいという構造)を有している。すなわち、研磨層113が摩耗して第1溝113aが完全になくなる前に、研磨層113の上側の面に第2溝113bが現れるという構造を有している。
Further, in the
更に、本実施形態の研磨パッド110bにおいては、研磨層113が摩耗して研磨層113の上側の面に第2溝113bが現れたときに残っている第1溝113aの容積とそのときの第2溝113bの容積との和が、研磨層113が摩耗する前の第1溝113aの容積と同じか、それよりも小さいという構造を有している。
Further, in the
このため、本実施形態の研磨パッド110bにおいては、第1の実施形態の研磨パッド110aと同様に、交換周期を長くすることができる(あるいは、スクラッチが生じるなどの研磨処理における問題を発生しにくくすることができる)。また、パッド上に存在するスラリの量の低下に起因する研磨レートの低下を回避することができる。更に、スラリ160に含まれる薬液によるプラテン100の腐食を回避することができる。
For this reason, in the
また、本実施形態の研磨パッド110bにおいては、第1の実施形態の研磨パッド110aと異なり、研磨層113の上側の面に第2溝113bが現れてから第1溝113aがなくなるまでの期間(あるいは、研磨層113の上側の面に第1溝113a及び第2溝113bの両方が現れている期間)中に、研磨層113の上側の面積が変化して研磨レートが変化する。しかし、新しい研磨パッド110bを使用してから摩耗した研磨パッド110bを交換するまでの間のうち上述した期間以外の期間については、研磨レートを一定値(例えば、飽和値)に維持することができる。なお、第2溝113bが研磨層113の上側に凸となるV字形状を有していることにより、上述した期間中に研磨層113の上側の面の面積が変化しても、その変化を緩やかにすることができる。つまり、研磨レートの変化を緩やかにすることができる。
Further, in the
(第3の実施の形態)
以下、本発明の第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態が第1の実施の形態と異なる点は、研磨パッド(研磨層)の溝の構造が異なることにあり、その他の構成は第1の実施の形態と同じであるので、ここでは重複する部分の説明は省略する。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment is different from the first embodiment in that the structure of the groove of the polishing pad (polishing layer) is different, and the other configuration is the same as the first embodiment. Here, the description of the overlapping parts is omitted.
図12は、本発明の第3の実施の形態に係る研磨パッドの一部分を示す断面図である。なお、図12(a)は摩耗する前の研磨パッドの状態を示し、図12(b)は摩耗した研磨パッドの状態を示し、図12(c)は図12(b)に示す状態よりも摩耗した研磨パッドの状態を示している。 FIG. 12 is a sectional view showing a part of a polishing pad according to the third embodiment of the present invention. 12 (a) shows the state of the polishing pad before it is worn, FIG. 12 (b) shows the state of the worn polishing pad, and FIG. 12 (c) is more than the state shown in FIG. 12 (b). The state of the worn polishing pad is shown.
この図12に示すように、本実施形態の研磨パッド110cは、ベース層111と、ベース層111の上に設けられた研磨層114とにより構成されている。
As shown in FIG. 12, the
摩耗する前の研磨層114には、図12(a)に示すように上側の面に第1溝114aが形成され、下側の面に第2溝114bが形成されている。第2溝114bは、研磨層114の面方向において第1溝114aと間隔d3離れて配置されている。第1溝114aの断面は略五角形状を有していて、下側に凹となっている。また、第2溝114bの断面は矩形状を有している。
As shown in FIG. 12A, the
また、本実施形態の研磨パッド110cにおいては、図12(a)に示すように、第2溝114bの端部(上側の端部:図12(a)において太い点線で囲んだ部分)B3が、第1溝114aの端部(下側の端部:図12(a)において細い点線で囲んだ部分)A3よりも高い位置にあるという構造(あるいは、研磨層114の上側の面と第2溝114bとの距離が、第1溝114aの深さよりも小さいという構造)を有している。すなわち、研磨層114が摩耗して第1溝114aが完全になくなる前に、研磨層114の上側の面に第2溝114bが現れるという構造を有している。
Further, in the
更に、本実施形態の研磨パッド110cにおいては、研磨層114が摩耗して研磨層114の上側の面に第2溝114bが現れたときに残っている第1溝114aの容積とそのときの第2溝114bの容積との和が、研磨層114が摩耗する前の第1溝114aの容積と同じか、それよりも小さいという構造を有している。
Furthermore, in the
このため、本実施形態の研磨パッド110cにおいては、第1の実施形態の研磨パッド110aと同様に、交換周期を長くすることができる(あるいは、スクラッチが生じるなどの研磨処理における問題を発生しにくくすることができる)。また、パッド表面を覆うスラリの量の低下に起因する研磨レートの低下を回避することができる。更に、スラリ160に含まれる薬液によるプラテン100の腐食を回避することができる。
For this reason, in the
また、本実施形態の研磨パッド110cにおいては、第1の実施形態の研磨パッド110aと異なり、研磨層114の上側の面に第2溝114bが現れてから第1溝114aがなくなるまでの期間(あるいは、研磨層114の上側の面に第1溝114a及び第2溝114bの両方が現れている期間)中に、研磨層114の上側の面積が変化して研磨レートが変化する。しかし、新しい研磨パッド110cを使用してから摩耗した研磨パッド110cを交換するまでの間のうち上述した期間以外の期間については、研磨レートを一定値(例えば、飽和値)に維持することができる。なお、第1溝114aが研磨層114の下側に凹となるV字形状を有していることにより、上述した期間中に研磨層113の上側の面の面積が変化しても、その変化を緩やかにすることができる。つまり、研磨レートの変化を緩やかにすることができる。
Further, in the
(第4の実施の形態)
以下、本発明の第4の実施の形態について説明する。第4の実施の形態が第1の実施の形態と異なる点は、研磨パッド(研磨層)の溝の構成が異なることにあり、その他の構成は第1の実施の形態と同じであるので、ここでは重複する部分の説明は省略する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described. The fourth embodiment is different from the first embodiment in that the configuration of the grooves of the polishing pad (polishing layer) is different, and other configurations are the same as those in the first embodiment. Here, the description of the overlapping parts is omitted.
図13は、本発明の第4の実施の形態に係る研磨パッドの一部分を示す断面図である。なお、図13(a)は摩耗する前の研磨パッドの状態を示し、図13(b)は摩耗した研磨パッドの状態を示し、図13(c)は図13(b)に示す状態よりも摩耗した研磨パッドの状態を示している。 FIG. 13 is a sectional view showing a part of a polishing pad according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 13 (a) shows the state of the polishing pad before being worn, FIG. 13 (b) shows the state of the worn polishing pad, and FIG. 13 (c) is more than the state shown in FIG. 13 (b). The state of the worn polishing pad is shown.
この図13に示すように、本実施形態の研磨パッド110dは、ベース層111と、ベース層111の上に設けられた研磨層115とにより構成されている。
As shown in FIG. 13, the
摩耗する前の研磨層115には、図13(a)に示すように上側の面に第1溝115aが形成され、下側の面に第2溝115bが形成されている。第2溝115bは、研磨層115の面方向において第1溝115aと間隔d4離れて配置されている。第1溝115a及び第2溝115bの断面は矩形状を有している。
As shown in FIG. 13A, the
また、本実施形態の研磨パッド110dにおいては、図13(a)に示すように、第2溝115bの端部(上側の端部:図13(a)において太い点線で囲んだ部分)B4が、第1溝115aの端部(下側の端部:図13(a)において細い点線で囲んだ部分)A4よりも高い位置にあるという構造(あるいは、研磨層115の上側の面と第2溝115bとの距離が、第1溝115aの深さよりも小さいという構造)を有している。すなわち、研磨層115が摩耗して第1溝115aが完全になくなる前に、研磨層115の上側の面に第2溝115bが現れるという構造を有している。
Further, in the
更に、本実施形態の研磨パッド110dにおいては、研磨層115が摩耗して研磨層115の上側の面に第2溝115bが現れたときに残っている第1溝115aの容積とそのときの第2溝115bの容積との和が、研磨層115が摩耗する前の第1溝115aの容積と同じか、それよりも小さいという構造を有している。
Further, in the
このため、本実施形態の研磨パッド110dにおいては、第1の実施形態の研磨パッド110aと同様に、交換周期を長くすることができる(あるいは、スクラッチが生じるなどの研磨処理における問題を発生しにくくすることができる)。また、パッド表面を覆うスラリの量の低下に起因する研磨レートの低下を回避することができる。更に、スラリ160に含まれる薬液によるプラテン100の腐食を回避することができる。
For this reason, in the
また、本実施形態の研磨パッド110dにおいては、第1の実施形態の研磨パッド110aと異なり、研磨層115の上側の面に第2溝115bが現れてから第1溝115aがなくなるまでの期間(あるいは、研磨層115の上側の面に第1溝115a及び第2溝115bの両方が現れている期間)中に、研磨層115の上側の面積が変化して研磨レートが変化する。しかし、新しい研磨パッド110dを使用してから摩耗した研磨パッド110dを交換するまでの間のうち上述した期間以外の期間については、研磨レートを一定値(例えば、飽和値)に維持することができる。なお、本実施形態の研磨パッド110dにおいては、第2及び第3の実施形態の研磨パッド110b,110cよりも上述した期間における研磨層115の上側の面の面積の変化が急となる。しかし、本実施形態の研磨パッド110dは、第1溝115a及び第2溝115bの両方が矩形状を有しているので、第2及び第3の実施形態の研磨パッド110b,110c(及び第1の実施形態の研磨パッド110a)よりも容易に形成することができる。
Further, in the
以下、本実施形態の様態を付記としてまとめる。 Hereinafter, aspects of the present embodiment will be summarized as additional notes.
(付記1)ベース層と、
前記ベース層の上に設けられ、研磨液が供給される研磨層とを有し、
前記研磨層が、前記ベース層とは反対側の第1面に形成された第1溝と、前記ベース層側の第2面に形成され、前記第1面が一定量摩耗したときに現れる第2溝とを備えることを特徴とする研磨パッド。
(Appendix 1) a base layer;
A polishing layer provided on the base layer and supplied with a polishing liquid;
The polishing layer is formed on a first groove formed on the first surface opposite to the base layer and on a second surface on the base layer side, and appears when the first surface is worn by a certain amount. A polishing pad comprising two grooves.
(付記2)前記第1面と前記第2溝との距離は、前記第1溝の深さよりも小さいことを特徴とする付記1に記載の研磨パッド。 (Supplementary note 2) The polishing pad according to supplementary note 1, wherein a distance between the first surface and the second groove is smaller than a depth of the first groove.
(付記3)前記第2溝は、前記研磨層の面方向に前記第1溝と離れて配置されていることを特徴とする付記1に記載の研磨パッド。 (Additional remark 3) The said 2nd groove | channel is spaced apart from the said 1st groove | channel in the surface direction of the said polishing layer, The polishing pad of Additional remark 1 characterized by the above-mentioned.
(付記4)前記研磨層が摩耗して前記第2溝が前記第1面に現れたときの前記第1溝の容積とそのときの前記第2溝の容積との和は、前記研磨層が摩耗する前の前記第1溝の容積以下であることを特徴とする付記1に記載の研磨パッド。 (Supplementary Note 4) The sum of the volume of the first groove when the polishing layer is worn and the second groove appears on the first surface and the volume of the second groove at that time are determined by the polishing layer. The polishing pad according to appendix 1, wherein the polishing pad has a volume equal to or less than the volume of the first groove before being worn.
(付記5)摩耗した前記研磨層の前記第1面の面積は、摩耗する前の前記研磨層の前記第1面の面積と同じであることを特徴とする付記1に記載の研磨パッド。 (Appendix 5) The polishing pad according to appendix 1, wherein an area of the first surface of the worn polishing layer is the same as an area of the first surface of the polishing layer before being worn.
(付記6)前記第1溝は、前記第2面側に凹となるV字形状を有していることを特徴とする付記1に記載の研磨パッド。 (Supplementary note 6) The polishing pad according to supplementary note 1, wherein the first groove has a V-shape that is concave on the second surface side.
(付記7)前記第2溝は、前記第1面側に凸となるV字形状を有していることを特徴とする付記1に記載の研磨パッド。 (Additional remark 7) The said 2nd groove | channel has the V shape which becomes convex at the said 1st surface side, The polishing pad of Additional remark 1 characterized by the above-mentioned.
(付記8)前記第1溝は前記第2面側に凹となるV字形状を有し、且つ前記第2溝は前記第1面側に凸となるV字形状を有していることを特徴とする付記1に記載の研磨パッド。 (Supplementary Note 8) The first groove has a V-shape that is concave on the second surface side, and the second groove has a V-shape that is convex on the first surface side. 2. The polishing pad according to appendix 1, which is characterized.
(付記9)研磨パッドのベース層を用意する工程と、
前記研磨パッドの研磨層を用意する工程と、
前記研磨層の第1面に第1溝を形成する工程と、
前記研磨層の前記第1面とは反対側の第2面に第2溝を形成する工程と、
少なくとも前記第2溝を形成した前記研磨層の前記第2面を前記ベース層に張り合わせる工程と
を有することを特徴とする研磨パッドの製造方法。
(Appendix 9) A step of preparing a base layer of the polishing pad;
Preparing a polishing layer of the polishing pad;
Forming a first groove on the first surface of the polishing layer;
Forming a second groove on a second surface opposite to the first surface of the polishing layer;
And a step of bonding the second surface of the polishing layer having at least the second groove to the base layer.
(付記10)前記第2溝を形成する工程では、前記第1面と前記第2溝との距離を、前記第1溝の深さよりも小さくすることを特徴とする付記9に記載の研磨パッドの製造方法。 (Supplementary note 10) The polishing pad according to supplementary note 9, wherein in the step of forming the second groove, a distance between the first surface and the second groove is made smaller than a depth of the first groove. Manufacturing method.
(付記11)前記第2溝を形成する工程では、前記第2溝を、前記研磨層の面方向に前記第1溝と離して形成することを特徴とする付記9に記載の研磨パッドの製造方法。 (Appendix 11) In the step of forming the second groove, the second groove is formed away from the first groove in the surface direction of the polishing layer. Method.
(付記12)研磨対象物が取り付けられる研磨ヘッドと、
前記研磨ヘッドの下方に配置される研磨定盤と、
前記研磨定盤の上に設けられ、前記研磨ヘッドに取り付けられた研磨対象物を研磨する研磨パッドと、
前記研磨パッドの表面に研磨液を供給する研磨液供給部とを備え、
前記研磨パッドは、前記研磨定盤の上に設けられたベース層と、該ベース層の上に設けられ、研磨液が供給される研磨層とを有し、
前記研磨層が、前記ベース層とは反対側の第1面に形成された第1溝と、前記ベース層側の第2面に形成され、前記第1面が一定量摩耗したときに現れる第2溝とを備えることを特徴とする研磨装置。
(Appendix 12) A polishing head to which an object to be polished is attached;
A polishing surface plate disposed below the polishing head;
A polishing pad provided on the polishing surface plate and polishing a polishing object attached to the polishing head;
A polishing liquid supply unit that supplies a polishing liquid to the surface of the polishing pad;
The polishing pad includes a base layer provided on the polishing surface plate, and a polishing layer provided on the base layer and supplied with a polishing liquid.
The polishing layer is formed on a first groove formed on the first surface opposite to the base layer and on a second surface on the base layer side, and appears when the first surface is worn by a certain amount. A polishing apparatus comprising two grooves.
(付記13)前記第1面と前記第2溝との距離は、前記第1溝の深さよりも小さいことを特徴とする付記12に記載の研磨装置。
(Supplementary note 13) The polishing apparatus according to
(付記14)前記第2溝は、前記研磨層の面方向に前記第1溝と離れて配置されていることを特徴とする付記12に記載の研磨装置。
(Supplementary note 14) The polishing apparatus according to
(付記15)前記研磨層が摩耗して前記第2溝が前記第1面に現れたときの前記第1溝の容積とそのときの前記第2溝の容積との和は、前記研磨層が摩耗する前の前記第1溝の容積以下であることを特徴とする付記12に記載の研磨装置。
(Supplementary Note 15) The sum of the volume of the first groove when the polishing layer is worn and the second groove appears on the first surface and the volume of the second groove at that time are determined by the polishing layer The polishing apparatus according to
(付記16)摩耗した前記研磨層の前記第1面の面積は、摩耗する前の前記研磨層の前記第1面の面積と同じであることを特徴とする付記12に記載の研磨装置。
(Supplementary note 16) The polishing apparatus according to
(付記17)ベース層と研磨層とが積層された研磨パッドにより研磨対象物を研磨する方法であって、
前記研磨層として、前記ベース層とは反対側の第1面に形成された第1溝と、前記ベース層側の第2の面に形成され、前記第1面が一定量摩耗したときに現れる第2溝を備えた層を用いることを特徴とする研磨方法。
(Supplementary note 17) A method for polishing an object to be polished with a polishing pad in which a base layer and a polishing layer are laminated,
The polishing layer is formed in a first groove formed on the first surface opposite to the base layer and a second surface on the base layer side, and appears when the first surface is worn by a certain amount. A polishing method using a layer having a second groove.
10,100…プラテン(研磨定盤)、
11、21、110(110a〜110d)…研磨パッド、
11a、21a…溝、
13、130…ウェハ(研磨対象物)、
14、140…研磨ヘッド、
15、150…スラリ供給ノズル(研磨液供給部)、
16、160…スラリ(研磨液)、
111…ベース層、
112、113、114、115…研磨層、
112a、113a、114a、115a…第1溝、
112b、113b、114b、115b…第2溝。
10, 100 ... Platen (polishing surface plate),
11, 21, 110 (110a to 110d) ... polishing pad,
11a, 21a ... groove,
13, 130 ... wafer (object to be polished),
14, 140 ... polishing head,
15, 150 ... Slurry supply nozzle (polishing liquid supply part),
16, 160 ... slurry (polishing liquid),
111 ... Base layer,
112, 113, 114, 115 ... polishing layer,
112a, 113a, 114a, 115a ... first groove,
112b, 113b, 114b, 115b ... second groove.
Claims (8)
前記ベース層の上に設けられ、研磨液が供給される研磨層とを有し、
前記研磨層が、前記ベース層とは反対側の第1面に形成された第1溝と、前記ベース層側の第2面に形成され、前記第1面が一定量摩耗したときに現れる第2溝とを備えることを特徴とする研磨パッド。 The base layer,
A polishing layer provided on the base layer and supplied with a polishing liquid;
The polishing layer is formed on a first groove formed on the first surface opposite to the base layer and on a second surface on the base layer side, and appears when the first surface is worn by a certain amount. A polishing pad comprising two grooves.
前記研磨パッドの研磨層を用意する工程と、
前記研磨層の第1面に第1溝を形成する工程と、
前記研磨層の前記第1面とは反対側の第2面に第2溝を形成する工程と、
少なくとも前記第2溝を形成した前記研磨層の前記第2面を前記ベース層に張り合わせる工程と
を有することを特徴とする研磨パッドの製造方法。 A step of preparing a base layer of the polishing pad;
Preparing a polishing layer of the polishing pad;
Forming a first groove on the first surface of the polishing layer;
Forming a second groove on a second surface opposite to the first surface of the polishing layer;
And a step of bonding the second surface of the polishing layer having at least the second groove to the base layer.
前記研磨ヘッドの下方に配置される研磨定盤と、
前記研磨定盤の上に設けられ、前記研磨ヘッドに取り付けられた研磨対象物を研磨する研磨パッドと、
前記研磨パッドの表面に研磨液を供給する研磨液供給部とを有し、
前記研磨パッドは、前記研磨定盤の上に設けられたベース層と、該ベース層の上に設けられ、研磨液が供給される研磨層とを有し、
前記研磨層が、前記ベース層とは反対側の第1面に形成された第1溝と、前記ベース層側の第2面に形成され、前記第1面が一定量摩耗したときに現れる第2溝とを備えることを特徴とする研磨装置。 A polishing head to which an object to be polished is attached;
A polishing surface plate disposed below the polishing head;
A polishing pad provided on the polishing surface plate and polishing a polishing object attached to the polishing head;
A polishing liquid supply unit for supplying a polishing liquid to the surface of the polishing pad;
The polishing pad includes a base layer provided on the polishing surface plate, and a polishing layer provided on the base layer and supplied with a polishing liquid.
The polishing layer is formed on a first groove formed on the first surface opposite to the base layer and on a second surface on the base layer side, and appears when the first surface is worn by a certain amount. A polishing apparatus comprising two grooves.
前記研磨層として、前記ベース層とは反対側の第1面に形成された第1溝と、前記ベース層側の第2面に形成され、前記第1面が一定量摩耗したときに現れる第2溝とを備えた層を用いることを特徴とする研磨方法。 A polishing method for polishing an object to be polished with a polishing pad in which a base layer and a polishing layer are laminated,
As the polishing layer, a first groove formed on the first surface opposite to the base layer and a second surface on the base layer side, which appears when the first surface is worn by a certain amount. A polishing method comprising using a layer having two grooves.
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