JP3076540U - ケミカルマシンポリッシャの研磨盤用研磨ドレッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＭＰの研磨盤用研磨ドレッサにおいて、研
磨面に固着されるダイヤモンドグリッドの固着状態を強
化して、対衝撃性を強くすると共に対酸性を増す。 【解決手段】 平坦で回転可能な研磨盤の盤面に化学研
磨剤を供給して該研磨盤上で被研磨物の表面を研磨する
ケミカルマシンポリッシャの上記研磨盤を研磨するもの
であって、平盤状のベース部材９の表面にダイヤモンド
グリッド１０を略均一に分布させて固着し研磨面２９を
形成して成る研磨ドレッサ１５において、上記研磨面２
９は、微粉状のダイヤモンドグリッド１０の個々の表面
に無電解めっき法により金属１１′をめっきし、この金
属めっきしたダイヤモンドグリッド１０をベース部材９
の表面に金属電着（１１）により固着させ、この固着し
たダイヤモンドグリッド１０の上面の金属めっき１１′
を除去しダイヤモンドグリッド１０の面を露出して形成
したものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、平坦で回転可能な研磨盤の盤面に化学研磨剤を供給して該研磨盤上 でウェハ等の被研磨物の表面を研磨するケミカルマシンポリッシャの上記研磨盤 を研磨する研磨ドレッサに関し、特に、研磨面に固着されるダイヤモンドグリッ ドの固着状態を強化して、対衝撃性を強くすると共に対酸性を増すことができる ケミカルマシンポリッシャの研磨盤用研磨ドレッサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、集積回路等の半導体製品の製造において、集積回路の容量の増大化の要 求に応じて回路の集積度が高まりつつあるが、それに伴って回路の層間の絶縁膜 も薄くなりつつある。このような要求に応じて、図７に示すように、シリコン基 板１上に配線パターンに従って配線溝２を形成し、この状態でシリコン基板１の 全表面にアルミニウム等の金属層３を形成し、この金属層３を研磨して上記配線 溝２内にのみ金属層３を残して平坦な配線パターンを形成し、これを多層に積層 することにより集積回路を製造する技術が採用されつつある。

【０００３】 図８は、上記集積回路の製造においてシリコン基板１の全表面に形成された配 線用の金属層３を研磨する際に用いられるケミカルマシンポリッシャ（以下「Ｃ ＭＰ」と略称する）の研磨盤４を示す断面図である。図８に示すように、この研 磨盤４は、平盤状の基台５上に平坦な研磨パッド６を張り付けて構成されている 。そして、例えば酸等の化学研磨剤に微細な研磨材を混ぜ、これを上記研磨盤４ の研磨パッド６の表面に供給し、該研磨盤４を回転させて保持具７に保持された シリコン基板１の金属層３を上記研磨パッド６の表面に接触させることにより、 上記金属層３を化学研磨剤及び研磨材で研磨する。

【０００４】 一方、上記研磨盤４の研磨パッド６も上記金属層３の研磨時に摩耗し、研磨パ ッド６の平坦度を維持できなくなるため、上記ＣＭＰには、該研磨パッド６を研 磨する研磨装置が備えられている。そして、この研磨装置に備えられた研磨ドレ ッサで上記研磨パッド６を研磨するようになっている。

【０００５】 図９は従来の研磨ドレッサ８を示す中央横断面図である。この研磨ドレッサ８ は、例えば円形の平盤状のベース部材９の表面にダイヤモンドグリッド１０を略 均一に分布させ、このダイヤモンドグリッド１０をニッケル等の金属１１で金属 電着して固着し、研磨面１２を形成して成っていた。

【０００６】 そして、上記研磨ドレッサ８を図示外の保持具で保持し、図８に示す研磨盤４ を回転させて該保持具に保持された研磨ドレッサ８の研磨面１２を研磨パッド６ の表面に上方から接触させることにより、上記研磨盤４の研磨パッド６の表面を 研磨していた。この研磨パッド６の研磨により、該研磨パッド６の表面の平坦度 を維持するとともに、パッド表面のクリーニングも行っていた。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、このような従来の研磨ドレッサ８においては、図９に示すように、ベ ース部材９の表面に直接ダイヤモンドグリッド１０をニッケル等の金属１１で金 属電着していたので、該ダイヤモンドグリッド１０の非金属表面にはニッケル等 の金属が十分な密着性を有して電着されず、ダイヤモンドグリッド１０が強固に 固着されないことがあった。これに対し、ダイヤモンドグリッド１０の周りに金 属電着により金属１１を盛り上げる形にして保持していたが、上記のように密着 性が十分でないことから、ダイヤモンドグリッド１０の固着状態を十分に強化す ることはできないことがあった。したがって、上記ダイヤモンドグリッド１０の 固着の対衝撃性が強いとは言えず、前記研磨パッド６の表面を研磨すると、ダイ ヤモンドグリッド１０がベース部材９から剥がれ落ちることがあった。このこと から、研磨ドレッサ８の寿命が低下することがあった。

【０００８】 また、上記研磨パッド６の表面を研磨するときは、酸等の化学研磨剤に微細な 研磨材を混ぜたスラリーを流しながら行うが、密着性が十分でないダイヤモンド グリッド１０とニッケル等の金属１１との間の微小な隙間から上記酸性スラリー が侵入することがあり、ベース部材９の腐食の原因となることがあった。したが って、対酸性が強いとは言えず、研磨ドレッサ８の寿命が低下することがあった 。

【０００９】 そこで、本考案は、このような問題点に対処し、研磨面に固着されるダイヤモ ンドグリッドの固着状態を強化して、対衝撃性を強くすると共に対酸性を増すこ とができるケミカルマシンポリッシャの研磨盤用研磨ドレッサを提供することを 目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案によるケミカルマシンポリッシャの研磨盤 用研磨ドレッサは、平坦で回転可能な研磨盤の盤面に化学研磨剤を供給して該研 磨盤上で被研磨物の表面を研磨するケミカルマシンポリッシャの上記研磨盤を研 磨するものであって、平盤状のベース部材の表面にダイヤモンドグリッドを略均 一に分布させて固着し研磨面を形成して成る研磨ドレッサにおいて、上記研磨面 は、微粉状のダイヤモンドグリッドの個々の表面に無電解めっき法により金属を めっきし、この金属めっきしたダイヤモンドグリッドをベース部材の表面に金属 電着により固着させ、この固着したダイヤモンドグリッドの上面の金属めっきを 除去しダイヤモンドグリッドの面を露出して形成したものである。

【００１１】 また、上記金属電着は、ニッケル電着としたものである。

【００１２】

【考案の実施の形態】

以下、本考案の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。 図１は本考案によるケミカルマシンポリッシャの研磨盤用研磨ドレッサを示す 中央横断面図である。この研磨ドレッサ１５は、平坦で回転可能な研磨盤の盤面 に化学研磨剤を供給して該研磨盤上でウェハ等の被研磨物の表面を研磨するケミ カルマシンポリッシャ（以下「ＣＭＰ」と略称する）において上記研磨盤を研磨 するものである。

【００１３】 まず、上記ＣＭＰ１６の概要について図４及び図５を参照して説明する。図４ において、ロードステーション１７は、ウェハカセット（図示せず）を載置する ために設けられた場所である。このウェハカセットには、図７に示すようなシリ コン基板１上に金属層３が形成された処理前のウェハ１３が収納されている。ク リーンステーション１８は、搬送アーム１９に上記ウェハ１３を渡すために設け られた場所である。上記搬送アーム１９は、クリーンステーション１８でウェハ １３を吸着等して支持し、図中、矢印方向に回転して後述の各位置に搬送する。

【００１４】 プライマリプラテン２０は、上記ウェハ１３の金属層３を実際に研磨する場所 であり、図８に示すように、平坦で回転可能な研磨盤４が設けられており、その 表面には平坦な研磨パッド６が張り付けられている。また、温度上昇を抑えるた めの冷却装置等（図示せず）が配設されている。

【００１５】 パッドコンディショナ２１は、上記プライマリプラテン２０の研磨パッド６の 表面を研磨するものであり、ドレッサアーム２２の先端には、図５に示すように 位置調節具２３を介して本考案の研磨ドレッサ１５が回転自在に取り付けられて いる。そして、上記パッドコンディショナ２１は、ドレッサアーム２２の基端部 を支点として矢印Ｂ−Ｂ’方向に回動するようになっている。尚、パッドコンデ ィショナ２１は、上記のように矢印Ｂ−Ｂ’方向に回動するのではなく、ドレッ サアーム２２を横方向に平行移動させるような構成であってもよい。

【００１６】 スラリー供給ノズル２４は、ＰＨの高い硝酸等の酸の化学研磨剤に研磨材を混 合させたスラリーをプライマリプラテン２０上の研磨パッド６に供給するノズル である。

【００１７】 ファイナルプラテン２５は、回転可能な平坦な定盤であり、上記プライマリプ ラテン２０上での研磨により処理対象のウェハ１３の表面に付着した研磨剤等を 洗い落とすために設けられたものである。そして、純水供給ノズル２６は、この ファイナルプラテン２５の表面に純水を供給するノズルである。

【００１８】 エンドステーション２７は、上記ファイナルプラテン２５で洗滌後のウェハ１ ３を搬送アーム１９から受け取って一旦置くための場所である。アンロードステ ーション２８は、以上の処理済みのウェハ１３を収納するウェハカセットを載置 するために設けられた場所である。なお、上記クリーンステーション１８とエン ドステーション２７は、ロードステーション１７からアンロードステーション２ ８に向かうウェハ１３の搬送経路の途中に設けられている。

【００１９】 次に、上記のような構成のＣＭＰ１６において、プライマリプラテン２０に設 けられた研磨盤４の研磨パッド６（図５及び図８参照）を研磨する研磨ドレッサ １５について、図１を参照して説明する。この研磨ドレッサ１５の全体構成は、 例えば円形の平盤状のベース部材９の表面にダイヤモンドグリッド１０を略均一 に分布させて固着し、研磨面２９を形成して成る。

【００２０】 上記ベース部材９は、ステンレス鋼又はシリコンで形成され、或いは化学研磨 剤に対する耐性に優れたベークライト等のジュラコン樹脂で形成されている。

【００２１】 そして、本考案においては、上記研磨面２９は、微粉状のダイヤモンドグリッ ド１０の個々の表面に無電解めっき法により金属１１′をめっきし、この金属め っきしたダイヤモンドグリッド１０をベース部材９の表面に金属電着（１１）に より固着させ、この固着したダイヤモンドグリッド１０の上面の金属めっき１１ ′を除去し個々のダイヤモンドグリッド１０の面を露出して形成されている。

【００２２】 例えば、ダイヤモンドグリッド１０は、直径１〜100μｍの微粉状のダイヤモ ンド粉の個々の表面に無電解めっき法により、ニッケル、コバルト、銅、金、銀 等の金属１１′がめっきされている。ここでは、金属１１′として例えばニッケ ルを無電解めっきする。すると、上記個々のダイヤモンド粉の全表面にニッケル の皮膜がめっきされる。

【００２３】 上記金属（ニッケル）１１′が無電解めっきされたダイヤモンドグリッド１０ は、ベース部材９の表面に金属電着、例えば金属１１としてニッケルを用いた電 着により、略均一に分布させて固着されている。このとき、ダイヤモンドグリッ ド１０の表面に無電解めっきされた金属１１′と、上記ベース部材９の表面への 金属電着の金属（ニッケル）１１とが強固に密着し、ダイヤモンドグリッド１０ がベース部材９の表面に強固に固着される。

【００２４】 上記のようにベース部材９の表面に固着されたダイヤモンドグリッド１０の全 表面に形成された金属１１′の皮膜のうち、該ダイヤモンドグリッド１０の上面 、例えば頂部を覆っている金属めっき１１′だけは除去し、個々のダイヤモンド グリッド１０の面が露出されている。すなわち、図８において、研磨盤４の研磨 パッド６の表面に接触する部分は、ダイヤモンドグリッド１０が直接上記研磨パ ッド６の表面に接触するようにされている。

【００２５】 このように構成された研磨ドレッサ１５を用いて図４及び図５に示すプライマ リプラテン２０に設けられた研磨盤４の研磨パッド６を研磨するには、上記研磨 ドレッサ１５を図５に示すドレッサアーム２２の先端に設けられた位置調節具２ ３の保持具で保持し、上記研磨盤４を回転させて該保持具に保持された研磨ドレ ッサ１５の研磨面２９を研磨パッド６の表面に上方から接触させることにより、 該研磨パッド６の表面を研磨すればよい。

【００２６】 図２は、研磨ドレッサ１５の他の実施形態を示す中央横断面図である。この実 施形態は、例えば円形の平盤状のベース部材９の中心部に所定の内径の孔３０を 明け、外周部を所定幅で盛り上げて盛上げ部３１を形成し、その盛上げ部３１の 表面に上記のように構成されたダイヤモンドグリッド１０を略均一に分布させて 固着し研磨面２９を形成したものである。なお、上記孔３０は、ベース部材９の 全体が変形して歪んだりしないようにするためのものである。

【００２７】 図３は、研磨ドレッサ１５の更に他の実施形態を示す中央横断面図である。こ の実施形態は、例えば円形の平盤状のベース部材９の中心部に所定の内径の孔３ ０を明け、外周部を所定幅で盛り上げて盛上げ部３１′を形成し、この盛上げ部 ３１′の断面形状を所定の半径を有する凸形の円弧状曲面に形成し、この凸形の 円弧状曲面の盛上げ部３１′の表面に、上記のように構成されたダイヤモンドグ リッド１０を略均一に分布させて固着し研磨面２９を形成したものである。

【００２８】 次に、上記のような構成の研磨ドレッサ１５の製造工程について、図６を参照 して説明する。図６においては、図面を簡単にするため、１個のダイヤモンドグ リッド１０をベース部材９の表面に固着し研磨面２９を形成する場合で示してい る。まず、図６（ａ）に示すように、ダイヤモンドグリッド１０となる微粉とし て例えば直径１〜100μｍの微粉状のダイヤモンド粉を用意する。

【００２９】 次に、図６（ｂ）に示すように、上記ダイヤモンドグリッド１０となる微粉状 のダイヤモンド粉の個々の表面に無電解めっき法により、ニッケル、コバルト、 銅、金、銀等の金属１１′をめっきする。ここでは、金属１１′として例えばニ ッケルを無電解めっきする。すると、上記個々のダイヤモンド粉の全表面にニッ ケルの皮膜がめっきされる。

【００３０】 次に、図６（ｃ）に示すように、上記金属（ニッケル）１１′が無電解めっき されたダイヤモンドグリッド１０を、ベース部材９の表面に金属電着、例えば金 属１１としてニッケルを用いた電着により、略均一に分布させて固着する。この とき、ダイヤモンドグリッド１０の表面に無電解めっきされた金属１１′と、上 記ベース部材９の表面への金属電着の金属（ニッケル）１１とが強固に密着し、 ダイヤモンドグリッド１０がベース部材９の表面に強固に固着される。

【００３１】 次に、図６（ｄ）に示すように、上記のようにベース部材９の表面に固着され たダイヤモンドグリッド１０の全表面に形成された金属１１′の皮膜のうち、該 ダイヤモンドグリッド１０の上面、例えば頂部を覆っている金属めっき１１′だ けは除去し、個々のダイヤモンドグリッド１０の面を露出させる。このとき、上 記ダイヤモンドグリッド１０の上面の金属めっき１１′だけを除去するには、機 械的研削により除去するか、或いはエッチング技術により除去すればよい。これ により、図８において、研磨盤４の研磨パッド６の表面に接触する部分は、ダイ ヤモンドグリッド１０が直接上記研磨パッド６の表面に接触するようにされる。

【００３２】 この結果、図１に示すように、微粉状のダイヤモンドグリッド１０の個々の表 面に無電解めっき法により金属１１′をめっきし、この金属めっきしたダイヤモ ンドグリッド１０をベース部材９の表面に金属電着（１１）により固着させ、こ の固着したダイヤモンドグリッド１０の上面の金属めっき１１′を除去しダイヤ モンドグリッド１０の面を露出して研磨面２９が形成された研磨ドレッサ１５が 製造される。

【００３３】

【考案の効果】

本考案は以上のように構成されたので、研磨ドレッサにおいて、研磨面を、微 粉状のダイヤモンドグリッドの個々の表面に無電解めっき法により金属をめっき し、この金属めっきしたダイヤモンドグリッドをベース部材の表面に金属電着に より固着させ、この固着したダイヤモンドグリッドの上面の金属めっきを除去し ダイヤモンドグリッドの面を露出して形成したことにより、研磨面に固着される ダイヤモンドグリッドの固着状態を強化して、対衝撃性を強くすることができる 。したがって、ＣＭＰにおいて、研磨盤の研磨パッドの表面を研磨する際に、ダ イヤモンドグリッドがベース部材から剥がれ落ちるのを防止することができる。 また、ダイヤモンドグリッドと金属電着の金属との間の密着性が向上するので、 微小な隙間から酸性スラリーが侵入することを無くし、ベース部材の腐食を防止 して対酸性を増すことができる。これらのことから、研磨ドレッサの寿命を向上 することができる。さらに、ダイヤモンドグリッドは材質が硬いと共に化学研磨 剤にも強いので、前記研磨盤を研磨するのに最適である。

【００３４】 また、上記金属電着をニッケル電着としたものにおいては、ベース部材の表面 へのダイヤモンドグリッドの固着を容易且つ強固にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案によるケミカルマシンポリッシャの研
磨盤用研磨ドレッサを示す中央横断面図である。

【図２】 上記研磨ドレッサの他の実施形態を示す中央
横断面図である。

【図３】 上記研磨ドレッサの更に他の実施形態を示す
中央横断面図である。

【図４】 上記研磨ドレッサを備えたＣＭＰを示す平面
図である。

【図５】 上記ＣＭＰの要部を示す斜視図である。

【図６】 上記構成の研磨ドレッサの製造工程を示す説
明図である。

【図７】 ＣＭＰによって研磨されるシリコン基板を示
す断面図である。

【図８】 ＣＭＰによってシリコン基板を研磨する状態
を示す断面説明図である。

【図９】 従来の研磨ドレッサを示す中央横断面図であ
る。

【符号の説明】

４…研磨盤 ５…基台 ６…研磨パッド ９…ベース部材 １０…ダイヤモンドグリッド １１…金属電着の金属 １１′…無電解めっきの金属 １５…研磨ドレッサ １６…ＣＭＰ ２０…プライマリプラテン ２１…パッドコンディショナ ２２…ドレッサアーム ２９…研磨面 ３１，３１′…盛上げ部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】平坦で回転可能な研磨盤の盤面に化学研磨
   剤を供給して該研磨盤上で被研磨物の表面を研磨するケ
   ミカルマシンポリッシャの上記研磨盤を研磨するもので
   あって、平盤状のベース部材の表面にダイヤモンドグリ
   ッドを略均一に分布させて固着し研磨面を形成して成る
   研磨ドレッサにおいて、上記研磨面は、微粉状のダイヤ
   モンドグリッドの個々の表面に無電解めっき法により金
   属をめっきし、この金属めっきしたダイヤモンドグリッ
   ドをベース部材の表面に金属電着により固着させ、この
   固着したダイヤモンドグリッドの上面の金属めっきを除
   去しダイヤモンドグリッドの面を露出して形成したこと
   を特徴とするケミカルマシンポリッシャの研磨盤用研磨
   ドレッサ。
2. 【請求項２】上記金属電着は、ニッケル電着であること
   を特徴とする請求項１記載のケミカルマシンポリッシャ
   の研磨盤用研磨ドレッサ。