JP2894209B2 - シリコンウェーハ研磨用パッド及び研磨方法 - Google Patents
シリコンウェーハ研磨用パッド及び研磨方法Info
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- polishing
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- silicon wafer
- pad
- polishing pad
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/11—Lapping tools
- B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
- B24B37/24—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the composition or properties of the pad materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウェーハ（以
下単にウェーハということがある）研磨用パッド及びシ
リコンウェーハの研磨方法の改良に関する。
下単にウェーハということがある）研磨用パッド及びシ
リコンウェーハの研磨方法の改良に関する。
【０００２】
【関連技術】シリコンウェーハ研磨用パッドとしては、
ポリエステルの不織布にウレタン樹脂を含浸させたベロ
アタイプと単一のウレタン樹脂を発泡させたものがあ
る。近年、半導体デバイスの高集積化が進み、研磨ウェ
ーハの高平坦化が望まれており、硬質な研磨パッドを使
用する傾向になっている。しかしながら、硬質な研磨パ
ッドを用いるとウェーハの表面粗さが悪化してしまう。
その悪化した表面粗さを改善する為に、軟質なパッドを
用いて表面粗さを改善することが必要である。このた
め、硬質研磨パッドによる研磨終了後、軟質研磨パッド
による２〜３段の仕上げ研磨加工が新たに必要となり、
その分コスト高になるという難点があった。また、硬質
の研磨パッドで高平坦化加工を行っても、その後の仕上
げ研磨加工で形状を悪化させる恐れもあった。さらに、
硬質のウレタンパッドを使用した場合、高荷重の研磨条
件では形状がウェーハ中央部が薄い中凹になり、平坦度
が悪化するという問題があった。低荷重の研磨条件で
は、この中凹形状となる問題は硬質のウレタンパッドを
使用した場合でも発生しないが、この場合は研磨速度が
遅く生産性が悪化するという問題があった。
ポリエステルの不織布にウレタン樹脂を含浸させたベロ
アタイプと単一のウレタン樹脂を発泡させたものがあ
る。近年、半導体デバイスの高集積化が進み、研磨ウェ
ーハの高平坦化が望まれており、硬質な研磨パッドを使
用する傾向になっている。しかしながら、硬質な研磨パ
ッドを用いるとウェーハの表面粗さが悪化してしまう。
その悪化した表面粗さを改善する為に、軟質なパッドを
用いて表面粗さを改善することが必要である。このた
め、硬質研磨パッドによる研磨終了後、軟質研磨パッド
による２〜３段の仕上げ研磨加工が新たに必要となり、
その分コスト高になるという難点があった。また、硬質
の研磨パッドで高平坦化加工を行っても、その後の仕上
げ研磨加工で形状を悪化させる恐れもあった。さらに、
硬質のウレタンパッドを使用した場合、高荷重の研磨条
件では形状がウェーハ中央部が薄い中凹になり、平坦度
が悪化するという問題があった。低荷重の研磨条件で
は、この中凹形状となる問題は硬質のウレタンパッドを
使用した場合でも発生しないが、この場合は研磨速度が
遅く生産性が悪化するという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記した
問題点を解決すべく研究を重ねた結果、驚くべきことに
硬質のウレタンパッドにＣａＣＯ3 粒子を添加すること
によって、上記した問題がいずれも解決されることを見
出し、本発明を完成したものである。本発明は、硬質の
研磨パッドを用いて研磨しても、研磨後のウェーハが仕
上げ加工面と同等の表面粗さを有し、かつ生産性を上げ
るために高荷重の研磨を行った場合でも中凹形状となら
ず、良好な平坦度を有するウェーハ研磨が可能な新規な
シリコンウェーハ研磨用パッドを提供し、かつこの新規
な研磨用バッドを用いて一段研磨加工を可能としたシリ
コンウェーハの研磨方法を提供することを目的とする。
問題点を解決すべく研究を重ねた結果、驚くべきことに
硬質のウレタンパッドにＣａＣＯ3 粒子を添加すること
によって、上記した問題がいずれも解決されることを見
出し、本発明を完成したものである。本発明は、硬質の
研磨パッドを用いて研磨しても、研磨後のウェーハが仕
上げ加工面と同等の表面粗さを有し、かつ生産性を上げ
るために高荷重の研磨を行った場合でも中凹形状となら
ず、良好な平坦度を有するウェーハ研磨が可能な新規な
シリコンウェーハ研磨用パッドを提供し、かつこの新規
な研磨用バッドを用いて一段研磨加工を可能としたシリ
コンウェーハの研磨方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のシリコンウェーハ研磨用パッドにおいて
は、硬質のウレタンパッドにＣａＣＯ3 粒子を添加して
なるものである。
に、本発明のシリコンウェーハ研磨用パッドにおいて
は、硬質のウレタンパッドにＣａＣＯ3 粒子を添加して
なるものである。
【０００５】上記ウレタンパッドの硬度としては、ＪＩ
ＳＡ硬度で６０〜１００であることが好ましく、さらに
好ましくは、７０〜１００であり、最も好ましいのは、
８５〜９５である。
ＳＡ硬度で６０〜１００であることが好ましく、さらに
好ましくは、７０〜１００であり、最も好ましいのは、
８５〜９５である。
【０００６】ＣａＣＯ3 粒子のウレタンパッドに対する
添加量は、１〜１０ｗｔ％であることが好ましく、さら
に好ましくは、２〜８ｗｔ％であり、最も好ましいの
は、３〜６ｗｔ％である。
添加量は、１〜１０ｗｔ％であることが好ましく、さら
に好ましくは、２〜８ｗｔ％であり、最も好ましいの
は、３〜６ｗｔ％である。
【０００７】ＣａＣＯ3 粒子の平均粒径は、０．０１〜
１０μｍであることが好ましく、さらに好ましくは、
０．０１〜１μｍであり、最も好ましいのは、０．１〜
１μｍである。
１０μｍであることが好ましく、さらに好ましくは、
０．０１〜１μｍであり、最も好ましいのは、０．１〜
１μｍである。
【０００８】また、本発明のシリコンウェーハの研磨方
法においては、上記シリコンウェーハ研磨用パッドを用
いてウェーハを研磨するようにしたものである。
法においては、上記シリコンウェーハ研磨用パッドを用
いてウェーハを研磨するようにしたものである。
【０００９】
【実施例】以下実施例にもとづいて説明する。
【００１０】（実施例１） 試料ウェーハ：ＣＺｐ型、結晶方位＜１００＞、１５０
ｍｍφ、シリコンウェーハ 研磨パッド：発泡ウレタン樹脂（ＪＩＳＡ硬度８６） 研磨パッドに添加されるＣａＣＯ3 粒子：添加量３．５
ｗｔ％、平均粒径０．１μｍ（直接観察法による長径と
短径の算術平均径） 研磨剤：ＡＪ−１３２５〔コロイダルシリカ研磨剤の商
品名、日産化学工業（株）製〕 研磨荷重：４００ｇ／ｃｍ2 研磨時間：１０分
ｍｍφ、シリコンウェーハ 研磨パッド：発泡ウレタン樹脂（ＪＩＳＡ硬度８６） 研磨パッドに添加されるＣａＣＯ3 粒子：添加量３．５
ｗｔ％、平均粒径０．１μｍ（直接観察法による長径と
短径の算術平均径） 研磨剤：ＡＪ−１３２５〔コロイダルシリカ研磨剤の商
品名、日産化学工業（株）製〕 研磨荷重：４００ｇ／ｃｍ2 研磨時間：１０分
【００１１】上記条件にて試料ウェーハを研磨加工し
た。得られた研磨ウェーハの表面の平坦度（ＴＴＶ）を
ＡＤＥマイクロスキャン８３００（ＡＤＥ社製）により
測定し、その結果を図１に示した。なお、平坦度（ＴＴ
Ｖ）とは１枚のウェーハにおいて最大厚さから最小厚さ
を差し引いたものである。また、得られた研磨ウェーハ
の表面粗さを、光学干渉式粗さ計（ＷＹＫＯ社製、ＷＹ
ＫＯＴＯＰＯ−３Ｄ、２５０μｍ□）で測定し、その結
果を図２に示した。さらに、研磨ウェーハの断面形状を
ＡＤＥマイクロスキャン８３００（ＡＤＥ社製）により
計測し、その結果を図３に示した。なお、この図３にお
いて、縦軸はウェーハの厚さを示し、横軸はウェーハ中
心線上で両端３ｍｍを除外したウェーハ上の位置を示
す。
た。得られた研磨ウェーハの表面の平坦度（ＴＴＶ）を
ＡＤＥマイクロスキャン８３００（ＡＤＥ社製）により
測定し、その結果を図１に示した。なお、平坦度（ＴＴ
Ｖ）とは１枚のウェーハにおいて最大厚さから最小厚さ
を差し引いたものである。また、得られた研磨ウェーハ
の表面粗さを、光学干渉式粗さ計（ＷＹＫＯ社製、ＷＹ
ＫＯＴＯＰＯ−３Ｄ、２５０μｍ□）で測定し、その結
果を図２に示した。さらに、研磨ウェーハの断面形状を
ＡＤＥマイクロスキャン８３００（ＡＤＥ社製）により
計測し、その結果を図３に示した。なお、この図３にお
いて、縦軸はウェーハの厚さを示し、横軸はウェーハ中
心線上で両端３ｍｍを除外したウェーハ上の位置を示
す。
【００１２】（実施例２） 研磨荷重：２５０ｇ／ｃｍ2 実施例１の研磨荷重のかわりに上記研磨荷重を用いた以
外は、実施例１と同様にして試料ウェーハを研磨加工
し、その平坦度（ＴＴＶ）を測定し、その結果を図１に
示した。又、研磨ウェーハの断面形状を計測し、その結
果を図４に示した。図４の縦軸、横軸の意味は図３と同
じある。
外は、実施例１と同様にして試料ウェーハを研磨加工
し、その平坦度（ＴＴＶ）を測定し、その結果を図１に
示した。又、研磨ウェーハの断面形状を計測し、その結
果を図４に示した。図４の縦軸、横軸の意味は図３と同
じある。
【００１３】（比較例１） 研磨パッドに添加されるＣａＣＯ3 粒子：添加せず ＣａＣＯ3 粒子の添加を行なわない研磨パッドを用いた
以外は、実施例１と同様にして試料ウェーハを研磨し、
その平坦度及び表面粗さを計測し、その結果を図１及び
図２にそれぞれ示した。又、研磨ウェーハの断面形状を
計測してその結果を図５に示した。図５も図３と縦軸、
横軸の意味は同じである。
以外は、実施例１と同様にして試料ウェーハを研磨し、
その平坦度及び表面粗さを計測し、その結果を図１及び
図２にそれぞれ示した。又、研磨ウェーハの断面形状を
計測してその結果を図５に示した。図５も図３と縦軸、
横軸の意味は同じである。
【００１４】（比較例２） 研磨パッドに対するＣａＣＯ3 粒子：添加せず ＣａＣＯ3 粒子の添加を行なわなかった以外は、実施例
２と同様に試料ウェーハを研磨し、その平坦度を測定
し、その結果を図１に示した。又、研磨ウェーハの断面
形状を計測してその結果を図６に示した。図６も図３と
縦軸、横軸の意味は同じである。
２と同様に試料ウェーハを研磨し、その平坦度を測定
し、その結果を図１に示した。又、研磨ウェーハの断面
形状を計測してその結果を図６に示した。図６も図３と
縦軸、横軸の意味は同じである。
【００１５】（比較例３）比較例１の条件で研磨した試
料ウェーハに対し、以下の条件で仕上げ研磨を行った。 研磨パッド：軟質ウレタンパッド（ＪＩＳＡ硬度６６） 研磨パッドに添加されるＣａＣＯ3 粒子：添加せず 研磨剤：ＡＪ−１３２５〔コロイダルシリカ研磨剤の商
品名、日産化学工業（株）製〕 研磨荷重：１５０ｇ／ｃｍ2 研磨時間：１０分 この研磨ウェーハの表面粗さの結果を比較例１、実施例
１の結果と合わせて図２に示した。
料ウェーハに対し、以下の条件で仕上げ研磨を行った。 研磨パッド：軟質ウレタンパッド（ＪＩＳＡ硬度６６） 研磨パッドに添加されるＣａＣＯ3 粒子：添加せず 研磨剤：ＡＪ−１３２５〔コロイダルシリカ研磨剤の商
品名、日産化学工業（株）製〕 研磨荷重：１５０ｇ／ｃｍ2 研磨時間：１０分 この研磨ウェーハの表面粗さの結果を比較例１、実施例
１の結果と合わせて図２に示した。
【００１６】上記した各実施例の結果から、本発明の研
磨パッドを用いて研磨したウェーハの研磨面は、高荷重
研磨条件（４００ｇ／ｃｍ2 ）においても、従来法にお
ける低荷重研磨条件（２５０ｇ／ｃｍ2 ）と同等の平坦
度を示し、しかも表面粗さも従来法における硬質研磨パ
ッドによる１段目の研磨に比較して小さく、２段目の軟
質研磨パッドを用いた仕上げ研磨を行ったウェーハとほ
ぼ等しく、十分に仕上げ加工面レベルに達していること
が分かる。さらに、高荷重研磨条件（４００ｇ／ｃ
ｍ2 ）においては、ウェーハ断面形状が中央部が薄くな
る中凹形状となるのが従来法における傾向であったが、
これがまったく改善されているのが、図３、図４より分
かる。
磨パッドを用いて研磨したウェーハの研磨面は、高荷重
研磨条件（４００ｇ／ｃｍ2 ）においても、従来法にお
ける低荷重研磨条件（２５０ｇ／ｃｍ2 ）と同等の平坦
度を示し、しかも表面粗さも従来法における硬質研磨パ
ッドによる１段目の研磨に比較して小さく、２段目の軟
質研磨パッドを用いた仕上げ研磨を行ったウェーハとほ
ぼ等しく、十分に仕上げ加工面レベルに達していること
が分かる。さらに、高荷重研磨条件（４００ｇ／ｃ
ｍ2 ）においては、ウェーハ断面形状が中央部が薄くな
る中凹形状となるのが従来法における傾向であったが、
これがまったく改善されているのが、図３、図４より分
かる。
【００１７】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、研
磨ウェーハの表面粗さ及び平坦度を仕上げ加工レベルと
することができるので、仕上げ研磨加工が不要となり、
研磨加工プロセスの簡略化を図ることが可能となるとい
う大きな効果が達成される。
磨ウェーハの表面粗さ及び平坦度を仕上げ加工レベルと
することができるので、仕上げ研磨加工が不要となり、
研磨加工プロセスの簡略化を図ることが可能となるとい
う大きな効果が達成される。
【図１】実施例１、２及び比較例１、２において研磨さ
れたウェーハの平坦度を示すグラフである。
れたウェーハの平坦度を示すグラフである。
【図２】実施例１、比較例１及び比較例３において研磨
されたウェーハの表面粗さを示すグラフである。
されたウェーハの表面粗さを示すグラフである。
【図３】実施例１における研磨ウェーハの断面形状を示
すグラフである。
すグラフである。
【図４】実施例２における研磨ウェーハの断面形状を示
すグラフである。
すグラフである。
【図５】比較例１における研磨ウェーハの断面形状を示
すグラフである。
すグラフである。
【図６】比較例２における研磨ウェーハの断面形状を示
すグラフである。
すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 工藤 秀雄 福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150 信越半導体株式会社 半導体白河 研究所内 (56)参考文献 欧州特許出願公開685299（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/304 B24B 37/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (5)
- 【請求項１】 硬質のウレタンパッドにＣａＣＯ3 粒子
を添加してなることを特徴とするシリコンウェーハ研磨
用パッド。 - 【請求項２】 上記硬質のウレタンパッドの硬度がＪＩ
ＳＡ硬度で６０〜１００であることを特徴とする請求項
１記載のシリコンウェーハ研磨用パッド。 - 【請求項３】 上記ＣａＣＯ3 粒子の添加量が１〜１０
ｗｔ％であることを特徴とする請求項１又は２記載のシ
リコンウェーハ研磨用パッド。 - 【請求項４】 上記ＣａＣＯ3 粒子の平均粒径が０．０
１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１〜３のい
づれか１項記載のシリコンウェーハ研磨用パッド。 - 【請求項５】 シリコンウェーハを研磨するに際し、請
求項１〜４のいづれか１項記載のシリコンウェーハ研磨
用パッドを用いることを特徴とするシリコンウェーハの
研磨方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12241594A JP2894209B2 (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | シリコンウェーハ研磨用パッド及び研磨方法 |
| US08/455,519 US5827395A (en) | 1994-06-03 | 1995-05-31 | Polishing pad used for polishing silicon wafers and polishing method using the same |
| EP95108480A EP0685299A1 (en) | 1994-06-03 | 1995-06-01 | Polishing pad used for polishing silicon wafers and polishing method using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12241594A JP2894209B2 (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | シリコンウェーハ研磨用パッド及び研磨方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07335598A JPH07335598A (ja) | 1995-12-22 |
| JP2894209B2 true JP2894209B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=14835260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12241594A Expired - Lifetime JP2894209B2 (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | シリコンウェーハ研磨用パッド及び研磨方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5827395A (ja) |
| EP (1) | EP0685299A1 (ja) |
| JP (1) | JP2894209B2 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6069080A (en) * | 1992-08-19 | 2000-05-30 | Rodel Holdings, Inc. | Fixed abrasive polishing system for the manufacture of semiconductor devices, memory disks and the like |
| US6478977B1 (en) | 1995-09-13 | 2002-11-12 | Hitachi, Ltd. | Polishing method and apparatus |
| US5692950A (en) * | 1996-08-08 | 1997-12-02 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive construction for semiconductor wafer modification |
| US5972792A (en) * | 1996-10-18 | 1999-10-26 | Micron Technology, Inc. | Method for chemical-mechanical planarization of a substrate on a fixed-abrasive polishing pad |
| TW374045B (en) * | 1997-02-03 | 1999-11-11 | Tokyo Electron Ltd | Polishing apparatus, polishing member and polishing method |
| US8092707B2 (en) | 1997-04-30 | 2012-01-10 | 3M Innovative Properties Company | Compositions and methods for modifying a surface suited for semiconductor fabrication |
| US6780095B1 (en) | 1997-12-30 | 2004-08-24 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for mechanical and chemical-mechanical planarization of microelectronic substrates |
| US6139402A (en) | 1997-12-30 | 2000-10-31 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for mechanical and chemical-mechanical planarization of microelectronic substrates |
| GB2334205B (en) * | 1998-02-12 | 2001-11-28 | Shinetsu Handotai Kk | Polishing method for semiconductor wafer and polishing pad used therein |
| US6220934B1 (en) | 1998-07-23 | 2001-04-24 | Micron Technology, Inc. | Method for controlling pH during planarization and cleaning of microelectronic substrates |
| US20030199238A1 (en) * | 2000-01-18 | 2003-10-23 | Shigeo Moriyama | Polishing apparatus and method for producing semiconductors using the apparatus |
| US6135863A (en) * | 1999-04-20 | 2000-10-24 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method of conditioning wafer polishing pads |
| KR100341850B1 (ko) * | 1999-06-25 | 2002-06-26 | 박종섭 | 연마 패드의 제조 방법 |
| DE10004578C1 (de) * | 2000-02-03 | 2001-07-26 | Wacker Siltronic Halbleitermat | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe mit polierter Kante |
| EP1327496B1 (en) | 2002-01-09 | 2009-06-17 | Hoya Corporation | Polishing apparatus |
| JP2004358584A (ja) * | 2003-06-03 | 2004-12-24 | Fuji Spinning Co Ltd | 研磨布及び研磨加工方法 |
| US20050176251A1 (en) * | 2004-02-05 | 2005-08-11 | Duong Chau H. | Polishing pad with releasable slick particles |
| CN114536212B (zh) * | 2022-01-29 | 2024-02-09 | 浙江环龙新材料科技有限公司 | 一种微孔热塑性聚氨酯抛光垫及其半连续制备方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB952762A (en) * | 1960-03-02 | 1964-03-18 | Osborn Mfg Co | Method for making grinding wheels and the like |
| US4382803A (en) * | 1980-07-31 | 1983-05-10 | Rowland, Incorporated | Tools for optical lenses |
| US4466218A (en) * | 1981-05-04 | 1984-08-21 | International Business Machines Corporation | Fixed abrasive polishing media |
| JPH0632905B2 (ja) * | 1986-12-08 | 1994-05-02 | 住友電気工業株式会社 | ▲ｉｉｉ▼―ｖ族化合物半導体ウエハ薄層化処理方法 |
| US4893439A (en) * | 1987-04-14 | 1990-01-16 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive article containing helically crimped fibers |
| CA2039998A1 (en) * | 1990-10-09 | 1992-04-10 | Donald C. Zipperian | Mechanochemical polishing abrasive |
| US5282900A (en) * | 1992-03-19 | 1994-02-01 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Nonwoven surface treating articles, system including same, and method of treating calcium carbonate-containing surfaces with said system |
| MY114512A (en) * | 1992-08-19 | 2002-11-30 | Rodel Inc | Polymeric substrate with polymeric microelements |
-
1994
- 1994-06-03 JP JP12241594A patent/JP2894209B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-05-31 US US08/455,519 patent/US5827395A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-06-01 EP EP95108480A patent/EP0685299A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5827395A (en) | 1998-10-27 |
| EP0685299A1 (en) | 1995-12-06 |
| JPH07335598A (ja) | 1995-12-22 |
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