JP3229986B2

JP3229986B2 - Ｃｍｐ用研磨パッド及びそれを用いた研磨装置

Info

Publication number: JP3229986B2
Application number: JP30588597A
Authority: JP
Inventors: 彰石川
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1997-11-07
Filing date: 1997-11-07
Publication date: 2001-11-19
Anticipated expiration: 2017-11-07
Also published as: JPH11138421A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨パッド及び研
磨装置に関し、例えば高密度半導体集積回路素子（ＵＬ
ＳＩ）等を製造するプロセスにおける、半導体ウエハ上
に堆積した絶縁膜又は金属膜表面の平坦化加工（凹凸の
研磨）に用いて好適なＣＭＰ用研磨パッド及びそれを用
いた研磨装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路の高集積化、微細化に伴
って半導体製造プロセスの工程が複雑となってきてい
る。これに伴い、半導体デバイスの表面状態が必ずしも
平坦ではなくなってきている。表面における段差の存在
は配線の段切れ、局所的な抵抗値の増大などを招き、断
線や電流容量の低下等をもたらす。また、絶縁膜では耐
圧劣化やリークの発生にもつながる。

【０００３】一方、半導体集積回路の高集積化、微細化
に伴って、光リソグラフィの光源波長は短くなり、開口
数いわゆるＮＡも大きくなってきていることに伴い、半
導体露光装置の焦点深度が実質的に浅くなってきてい
る。焦点深度が浅くなることに対応するためには、今ま
で以上にデバイス表面の平坦化が要求される。具体的に
は、半導体プロセスに於いては、図７に示すような平坦
化技術が必須になってきたと考えられてきている。図７
において、４１はシリコンウエハ、４２はＳｉＯ２から
なる層間絶縁膜、４３はＡｌからなる金属膜である。

【０００４】図７（ａ）は表面に凹凸を有する層間絶縁
膜４２の凸部分を研磨して、層間絶縁膜４２を平坦化す
るプロセスの例であり、図７（ｂ）は全面に積層された
金属４３を研磨し、金属層のある部分とない部分を出現
させることにより、電極層の埋め込み（象嵌）パターン
を形成するプロセスの例である。このような半導体表面
を平坦化する方法としては、化学的機械的研磨（Chemic
al Mechanical Polishing 又はChemical Mechanical Pl
anarization）（以下、ＣＭＰという）技術が有望な方
法と考えられている。

【０００５】ＣＭＰはシリコンウェハの鏡面研磨法を基
に発展しており、図６に示す装置を用いて行われてい
る。従来の研磨装置３７は、回転駆動する定盤３１上に
研磨パッド３２が設けられる（以下、全体を研磨体とい
う）一方、研磨ヘッド３３にウエハ３４が保持され、こ
のウエハ３４が研磨パッド３２上に接触している。この
状態で定盤３１を回転駆動し、研磨ヘッド３３に上方か
ら荷重をかけ、回転させながら定盤３１の半径方向に揺
動運動させる。

【０００６】かかる動作とともに、研磨剤供給ノズル３
５から研磨剤３６を研磨パッド３２上に吐出させて、こ
の研磨剤３６をウエハ３４の研磨面に供給して、ウエハ
３４の最表面を平坦に研磨している。即ち、研磨剤３６
は、研磨パッド３２上で拡散し、研磨パッドとウエハ３
４の相対運動に伴って、両者の間に入り込み、ウエハ３
４の表面を研磨する。このとき、研磨パッド３２とウエ
ハ３４の相対運動による機械的研磨と研磨剤３６の化学
的作用が相乗的に作用して良好な研磨が行われる。

【０００７】研磨パッド（研磨パッド）３２としては、
発泡ポリウレタンからなるシート状のものが多く用いら
れてきた。しかしながら、発泡ポリウレタンからなるシ
ート状の研磨パッドを用いて、ウエハを研磨した場合、
ウエハの縁だれが大きい、という問題点があり、またこ
の研磨パッドは、一般に、（１）荷重がかかると圧縮変
形を起こしやすい（３）研磨定盤に貼り付けたとき、研
磨パッド（シート）に設けられた接着層のムラにより所
望の平面度が得られない、具体的には、λ以下の面精度
を得るのは困難である（４）目づまりを起こし易いの
で、ドレッシング（目立て）が必要である等の問題点が
ある。

【０００８】このような問題を解決するために、近年、
エポキシ樹脂を主成分とする研磨パッドが提案されてい
る（特願平８−１１５７９４号）。前述したように、Ｃ
ＭＰの対象となるものとして、ＳｉＯ₂などの層間絶縁
膜や、Ａｌ、Ｗなどの配線膜の２種類が挙げられるが
（以下、研磨対象物という）、これらの硬度は大きく異
なるので、研磨対象物の硬度に比べ研磨パッドの硬度が
小さい場合、研磨対象物より研磨パッドの摩耗が激し
く、研磨パッドの研磨面の形状（精度）が維持できな
い。これに対して、研磨対象物に比べ研磨パッドの硬度
が大きい場合、研磨対象物と研磨パッドの間に混入した
わずかな不純物によっても、スクラッチと呼ばれる傷の
発生が容易となる。従って、研磨パッドの硬度は研磨対
象物の硬度に対応した適切な硬度に調整する必要があ
る。

【０００９】このような要求に対して、従来のエポキシ
樹脂を主成分とする研磨パッドでは、エポキシ樹脂と硬
化剤の混合比を変えて硬度を調整する方法、エポキシ樹
脂や硬化剤中に分散させる微粒子の種類、分散量を変え
て硬度を調整する方法、又はその両方の方法により硬度
の調整を行っていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、主成分である
エポキシ樹脂と硬化剤との混合比を変えて硬度を調整す
る方法の場合、主成分であるエポキシ樹脂と硬化剤の反
応の化学量論比が最適な化学量論比からズレるため、熱
転移温度が低下する、未反応樹脂により耐薬品性（耐ア
ルカリ性、耐酸性）が低下するという問題点が生じる。

【００１１】また、エポキシ樹脂や硬化剤中に分散させ
る微粒子の種類、分散量を変えて硬度を調整する方法の
場合、硬度の調整範囲が限られるという問題点が生じ
る。また、微粒子の種類や分散量によっては、エポキシ
樹脂中への均一分散が困難となり、研磨パッド面内での
硬度の分布が生じるという問題点が生じる。そこで、本
発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、
研磨パッドの特性を低減することなく、研磨対象物の硬
度に対応した最適の硬度を有する研磨パッド及びそれを
用いた研磨装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意研究の結
果、本発明をするに至った。本発明は第一に「下記Ａ成
分、Ｂ成分及びＣ成分を主成分として含み、表面硬度が
ビッカース硬度で２．５〜４０であることを特徴とする
ＣＭＰ用研磨パッド。

【００１３】Ａ．ビスフェノ−ルＡ型エポキシ樹脂、ノ
ボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ
樹脂、またはこれらの重合体、これらを変成させたエポ
キシ樹脂Ｂ．芳香族アミン類、芳香族酸無水物類、イミダゾール
類、またはこれらの重合体、これらを変成した硬化剤Ｃ．モノエポキサイド、ポリエポキサイド、ポリチオー
ル、ポリオール、ポリカルボキシル化合物、ウレタンプ
レポリマー、ブロックウレタンプレポリマーの可撓性付
与剤（請求項１）」を提供する。

【００１４】請求項１記載の研磨パットは、モノエポキ
サイド、ポリエポキサイド、ポリチオール、ポリオー
ル、ポリカルボキシル化合物、ウレタンプレポリマー、
ブロックウレタンプレポリマーの可撓性付与剤を添加し
たので、表面硬度をビッカース硬度で２．５〜４０の範
囲で調整することができ、エポキシ樹脂、硬化剤、可撓
性付与剤は、反応の化学量論比を満たすように混合され
るので、未反応樹脂がなく、耐薬品性（耐アルカリ性、
耐酸性）に優れ、ＣＭＰに特に有効である。

【００１５】また、硬化剤として、芳香族アミン、芳香
族酸無水物、イミダゾール類、またはこれらの重合体、
これらを変成した硬化剤を用いたので、耐アルカリ性、
耐酸性に優れている。また、本発明は第二に「前記主成
分中に粒径が０．０１〜３００μｍの無機微粒子を１種
類以上分散させてなり、その分散量が前記主成分と前記
無機微粒子との全重量の０．１〜８０％の間であること
を特徴とする請求項１記載のＣＭＰ用研磨パッド（請求
項２）」を提供する。

【００１６】請求項２記載の研磨パッドは、主成分中
に、少なくとも１種類以上の無機微粒子を分散させるこ
とにより、さらに耐薬品性（耐アルカリ性、耐酸性）を
向上し、かつ、表面硬度の調整の自由度が上がる。ま
た、微粒子の粒径は０．０１〜３００μｍであるので、
研磨をおこなっても、ウエハの傷の原因になることがな
い。

【００１７】また、本発明は第三に「前記主成分中に粒
径が０．０１〜３００μｍの高分子微粒子を１種類以上
分散させてなり、その分散量が前記主成分と前記高分子
微粒子との全重量の０．１〜８０％の間であることを特
徴とする請求項１記載のＣＭＰ用研磨パッド（請求項
３）」を提供する。請求項３記載の研磨パッドは、主成
分中に、少なくとも１種類以上の高分子微粒子を分散さ
せることにより、さらに耐薬品性（耐アルカリ性、耐酸
性）を向上し、かつ、表面硬度の調整の自由度が上が
る。また、微粒子の粒径は０．０１〜３００μｍである
ので、研磨をおこなっても、ウエハの傷の原因になるこ
とがない。

【００１８】また、本発明は第四に「研磨体と研磨対象
物との間に研磨剤を介在させた状態で、この研磨体と研
磨対象物とを相対移動させることにより、この研磨対象
物を研磨する研磨装置において、前記研磨体が定盤と研
磨パッドからなり、該研磨パッドに請求項１から３のい
ずれかに記載の研磨パッドを用いたことを特徴とする研
磨装置（請求項４）」を提供する。

【００１９】請求項４記載の研磨装置は請求項１から３
のいずれかに記載の研磨パッドを用いたので、研磨対象
物の硬度に対応しており、研磨パッドの面精度を維持し
つつ、研磨対象物に傷などをつけることなく、良好な研
磨をすることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明にかかる実施形態
の研磨パッドを定盤上に形成した研磨体の概略断面図で
ある。研磨パッドの主成分はエポキシ樹脂であり、エポ
キシ樹脂の特徴である接着性を利用して定盤上に直接形
成されている。

【００２１】従って、従来の研磨パッドのように研磨パ
ッドを定盤に貼り付けたときに所望の平面度を得ること
ができないという問題が生じない。このエポキシ樹脂に
は、硬化剤、可撓性付与剤が添加され（以下、これらを
まとめて混合物という）、可撓性付与剤により硬度を調
整しつつ、硬化剤は化学量論的添加量の０．７〜１．２
となるように混合されている。

【００２２】また、硬度調整の役割を補完するために、
無機微粒子又は高分子微粒子を添加してもよい。エポキ
シ樹脂としては、ビスフェノ−ルＡ型エポキシ樹脂、ノ
ボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ
樹脂、またはこれらの重合体、これらを変成させたエポ
キシ樹脂が用いられる。

【００２３】ビスフェノ−ルＡ型エポキシ樹脂は、化１
で表され、ノボラック型エポキシ樹脂は、化２で表さ
れ、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂は、化３で表され
る。

【００２４】

【化１】

【００２５】

【化２】

【００２６】

【化３】

【００２７】硬化剤として、芳香族アミン類、芳香族酸
無水物類、イミダゾール類、またはこれらの重合体、こ
れらを変成したものが用いられる。芳香族アミン類とし
ては、ｍ−フェニレンジアミン、ｏ−フェニレンジアミ
ン、ｐ−フェニレンジアミン、２，４−ジアミノアニゾ
ール、２，４−トルエンジアミン、２，４−ジアミノジ
フェニルアミン、４，４’−メチレンジアニリン、４，
４−ジアミノジフェニルスルフォン、ジアミノジキシリ
ルスルフォン、ｍ−キシレンジアミン、１，３−ジアミ
ノシクロヘキサンが挙げられる。

【００２８】芳香族酸無水物類としては、無水フタル
酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、３，
３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水
物、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテー
ト、グリセロールトリスアンヒドロトリメリテートが挙
げられる。イミダゾール類としては、２−メチルイミダ
ゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−ウ
ンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾー
ル、２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−メチル
イミダゾール、１−シアノエチル−メチルイミダゾー
ル、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダ
ゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾー
ル、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾリウム
・トリメリテート、１−シアノエチル−２−フェニルイ
ミダゾリウム・トリメリテート、２−メチルイミダゾリ
ウム・イソシアヌレート、２−フェニルイミダゾリウム
・イソシアヌレート、２，４−ジアミノ−６−［２−メ
チルイミダゾリル−（１）］−エチルＳ−トリアジン、
２，４−ジアミノ−６−［２−エチル−４−メチルイミ
ダゾリル−（１）］−エチルＳ−トリアジン、２，４−
ジアミノ−６−［２−ウンデシルイミダゾリル−
（１）］−エチルＳ−トリアジン、２−フェニル−４，
５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−
４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、１−
シアノエチル−２−フェニル−４，５−ジ（シアノエト
キシメチルイミダゾール、１−ドデシル−２−メチル−
３−ベンジルイミダゾリウム・クロライド、１，３−ジ
ベンジル−２−メチルイミダゾリウム・クロライドが挙
げられる。

【００２９】可撓性付与剤として、モノエポキサイド、
ポリエポキサイド、ポリチオール、ポリオール、ポリカ
ルボキシル化合物、ウレタンプレポリマー、ブロックウ
レタンプレポリマーが挙げられる。モノエポキサイドと
しては、カルダノールのエポキシ化物等が挙げられる。
ポリエポキサイドとしては、ポリグリシジルエーテル系
のポリプロピレングリコールのエポキシ化物、ビスフェ
ノールＡにプロピレンオキサイドを付加した含核ポリオ
ールをエポキシ化物、ビスフェノールＡ型液状エポキシ
樹脂と重合脂肪酸の部分付加物、ポリグリシジルエステ
ル系の重合脂肪酸のポリグリシジルエステル等が挙げら
れる。

【００３０】ポリオールとしては、ポリプロピレングリ
コール、ポリテトラメチレングリコール、水酸基末端ポ
リエステル等が挙げられる。可撓性付与剤は、エポキシ
樹脂と可撓性付与剤との全重量に対して０．１〜８０％
の間で、硬度がビッカース硬度で２．５〜４０となるよ
うに添加することが好ましい。

【００３１】混合物中に分散させる無機微粒子として
は、粒径が０．０１〜３００μｍのアスベスト、炭素、
酸化珪素、酸化セリウム、酸化アルミ、酸化チタン、酸
化ジルコニウム、酸化マグネシウム、炭化珪素、窒化ボ
ロンが挙げられる。また、混合物中に分散させる高分子
微粒子としては、粒径が０．０１〜３００μｍのアクリ
ル樹脂、ポリエチレン樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹
脂、珪素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポ
リイプロピレン樹脂のビーズ、粉末が挙げられる。

【００３２】混合物中への上記微粒子の分散量は、混合
物と微粒子との全重量に対して０．１〜８０％の間で、
硬度がビッカース硬度で２．５〜４０となるように添加
することが好ましい。また、微粒子を混入させることに
より、研磨パッドの機械的強度が増大する、熱変形温度
が高温側にシフトする、研磨加工時に発生する摩擦熱が
低減する等の効果がある。

【００３３】以下、本発明にかかる研磨パッドの製造方
法を以下に示す。図２、３は本発明にかかる研磨パッド
の製造工程である。まず、前述したエポキシ樹脂、可撓
性付与剤、硬化剤（以下、混合物２２という）を所定の
重量比で容器２１に取り、十分に攪袢棒２３で撹拌を行
う（図２（ａ））。

【００３４】次に、これを研磨パッド製作工具２４に配
置した、直径φ３００ｍｍ〜１０００の平板の定盤１１
（鋳鉄、又は溶融石英製等）上に、混合物２２が２ｍｍ
〜１０ｍｍ厚になるよう滴下する（図２（ｂ））。さら
に、その状態で恒温槽２５に入れ、１２０℃〜２００℃
で５〜１２時間加熱し、混合物２２を十分に硬化させる
（図２（ｃ））。

【００３５】最後に、十分に温度が下がってから取り出
し、機械加工で研磨剤が通る溝を切削および研磨パッド
の粗い面出しを行い、研磨体２６を製作する（図２
（ｄ））。研磨体２６の研磨パッドの平面度出しは、オ
スカー型の研磨機２９を使用し、直径φ３００ｍｍ〜１
２００ｍｍの平板の合わせ皿２７と５％（重量％）の酸
化セリウム研磨剤２８により行い、研磨パッド面の平面
度を、１μｍ以下にした研磨体３０を製作する（図３
（ａ）、（ｂ））。

【００３６】

【実施例】［実施例１］ビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂（油化シェル製商品名：エピコート８２８）と、可
撓性付与剤として重合脂肪酸ポリグリシジルエステル
（油化シェル製商品名：エピコート７８１）とを、重合
脂肪酸ポリグリシジルエステルの割合がビスフェノール
Ａ型エポキシ樹脂と重合脂肪酸ポリグリシジルエステル
との全重量に対して０、１０、２０、４０、６０％と
なる様にそれぞれ容器に取り、十分に攪袢棒で撹拌混合
した。

【００３７】次に、前記各混合物のエポキシ当量と同当
量のジアミノジフェニルメタン（芳香族アミン類）を加
え、さらに十分に攪袢棒で撹拌混合を行った。これらを
φ３６×３０ｔのポリエチレン製の容器にそれぞれ滴下
した。さらに、これらを恒温槽に入れ、１２０℃で５時
間加熱して、十分に硬化させた。

【００３８】次に、十分に温度が下がってからこれらを
取り出し、機械加工によりφ３０×２ｔのディスク形状
に加工し、その表面を＃４００、＃６００の耐水サンド
ペーパー、及び５μｍアルミナ研磨により、光沢面を形
成し、硬度測定用サンプルを製作した。上記サンプルの
ビッカース硬度を図４に示す。

【００３９】耐薬品性評価を行ったところ、ビスフェノ
ールＡ型エポキシ樹脂と、重合脂肪酸ポリグリシジルエ
ステルと、ジアミノジフェニルメタンとの混合比は、反
応の化学量論比を満たすので、未反応樹脂がなく、耐薬
品性に優れていた。［実施例２］ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シ
ェル製商品名：エピコート８２８）と、可撓性付与剤
として重合脂肪酸ポリグリシジルエステル（油化シェル
製商品名：エピコート７８１）とを、重合脂肪酸ポリグ
リシジルエステルの割合がビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂と重合脂肪酸ポリグリシジルエステルとの全重量に
対して０、１０、２０、４０、８０％となる様にそれ
ぞれ容器に取り、十分に攪袢棒で撹拌混合した。

【００４０】次に、各混合物のエポキシ当量と同当量の
ジアミノジフェニルメタン（芳香族アミン類）を加え、
さらに十分に攪袢棒で撹拌混合を行った。さらに、各混
合物とＳｉＯ₂との全重量に対して分散量が５％になる
ように粒径１μｍのＳｉＯ₂を混合し、十分に攪袢棒で
撹拌混合を行った。実施例１と同様な工程で硬度測定用
のサンプルを製作した。

【００４１】上記サンプルをのビッカース硬度を図４に
示す。耐薬品性評価を行ったところ、ビスフェノールＡ
型エポキシ樹脂と、重合脂肪酸ポリグリシジルエステル
と、ジアミノジフェニルメタンとの混合比は、反応の化
学量論比を満たすので、未反応樹脂がなく、耐薬品性に
優れていた。［実施例３］ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シ
ェル製商品名：エピコート８２８）と、可撓性付与剤
として重合脂肪酸ポリグリシジルエステル（油化シェル
製商品名：エピコート７８１）とを、重合脂肪酸ポリグ
リシジルエステルの割合がビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂と重合脂肪酸ポリグリシジルエステルとの全重量に
対して０、１０、２０、４０％となる様にそれぞれ容
器に取り、十分に攪袢棒で撹拌混合した。

【００４２】次に、各混合物のエポキシ当量と同当量の
ジアミノジフェニルメタン（芳香族アミン類）を加え、
さらに十分に攪袢棒で撹拌混合を行った。さらに、各混
合物とポリスチレンビーズとの全重量に対して分散量が
５％になるように粒径１μｍのポリスチレンビーズを混
合し、十分に攪拌棒で撹拌混合を行った。

【００４３】実施例１と同様にして硬度測定用のサンプ
ルを作製した。上記サンプルのビッカース硬度を図４に
示す。耐薬品性評価を行ったところ、ビスフェノールＡ
型エポキシ樹脂と、重合脂肪酸ポリグリシジルエステル
と、ジアミノジフェニルメタンとの混合比は、反応の化
学量論比を満たすので、未反応樹脂がなく、耐薬品性に
優れていた。［比較例１］ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シ
ェル製商品名：エピコート８２８）とジアミノジフェ
ニルメタン（芳香族アミン類）とを１００：２６になる
ように、容器４１に取り、次いでこの混合物とポリスチ
レンビースの全重量に対して分散量が０、１０、２０％
となるように粒径１μｍのポリスチレンビーズをそれぞ
れ容器にとり、十分に攪拌棒で撹拌混合を行った。

【００４４】また、前記分散量が２５％以上になるよう
にポリスチレンビーズを混合することは、粘度上昇によ
り困難であった。実施例１と同様の工程で、硬度測定用
のサンプルを製作した。上記サンプルのビッカース硬度
を図５に示す。これより、ビッカース硬度のコントロー
ル範囲は、可撓性付与剤によるコントロール範囲より狭
いことがわかる。［実施例４］本発明にかかる研磨パ
ッドを図２、３の製造工程に従って製作した。

【００４５】まず、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
（油化シェル製商品名：エピコート８２８）と、重合
脂肪酸ポリグリシジルエステル（油化シェル製商品
名：エピコート７８１）と、ジアミノジフェニルメタン
とを重量比で１００：３２：１００になるように、容器
２１に取り（以下、これらをまとめて混合物という）、
十分に攪袢棒２３で撹拌を行った（図２（ａ））。

【００４６】次に、これを研磨パッド製作工具２４に配
置した、直径φ３００ｍｍの平板の定盤１１（鋳鉄、又
は溶融石英製等）上に、混合物が５ｍｍ厚になるよう滴
下した（図２（ｂ））。さらに、その状態で恒温槽２５
に入れ、１２０℃で５時間加熱し、混合物を十分に硬化
させた（図２（ｃ））。

【００４７】最後に、十分に温度が下がってから取り出
し、機械加工で研磨液が通る溝を切削および研磨パッド
の粗い面出しを行い、研磨体２６を得た。また、この研
磨パッドの硬度は、ビッカース硬度で約９であった。研
磨体２６の研磨パッドの平面度出しは、オスカー型の研
磨機２９を使用し、直径φ３００ｍｍの平板の合わせ皿
２７と５％（重量％）の酸化セリウム研磨剤２８により
行い、研磨パッド面の平面度を、１μｍ以下にした研磨
体３０を製作した（図３（ａ）、（ｂ））。

【００４８】従来の研磨装置の研磨パッドと定盤の替わ
りに実施例５で製作した研磨体３０を用いて、半導体平
坦化の研磨加工について説明する。平坦化研磨加工に使
用したウェハは３インチのＳｉウェハで表面に１μｍ厚
のアルミ層が適当なパターンで形成されている。その上
にプラズマＣＶＤによる酸化珪素膜（ＳｉＯ₂）が形成
され、図７（ａ）で示す様な凹凸を有する試料を作成し
た。このパターンが形成されたウェハの最表面を次の条
件により平坦化研磨加工した。

【００４９】加工条件・ウエハ回転数：２０〜１００ｒｐｍ・研磨ヘッド回転数：２０〜１００ｒｐｍ・揺動距離：３５ｍｍ・揺動回数：５往復／分・荷重：５０〜４００ｇ／ｃｍ² ・研磨剤：ＳｉＯ₂アルカリ水溶液・研磨時間：２分この研磨条件により、同一ウェハを２００枚連続で研磨
加工したところ、いずれもニュートン縞２〜４本の平面
が得られた。また、ウェハにスクラッチの発生、パター
ンの密度による平面度、縁だれへの影響は見られなかっ
た。研磨後の研磨パッド表面を検査したところ初期状態
と変化はなかった。［比較例２］ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シ
ェル製商品名：エピコート８２８）とジアミノジフェ
ニルメタン（芳香族アミン類）とを重量比で１００：２
６になるように、容器に取り、次いで混合物全量に対し
重量比で５％の粒径１μｍのポリスチレンビーズを容器
に取り、実施例４と同様の工程で研磨パッドを製作し
た。

【００５０】実施例４と同様の研磨条件により、同一ウ
ェハを２００枚連続で研磨加工したところいずれもニュ
ートン縞２〜４本の平面は得られたが、ウェハにスクラ
ッチの発生が確認された。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる研
磨パッドは、モノエポキサイド、ポリエポキサイド、ポ
リチオール、ポリオール、ポリカルボキシル化合物、ウ
レタンプレポリマー、ブロックウレタンプレポリマーの
可撓性付与剤を添加したので、表面硬度をビッカース硬
度で２．５〜４０の範囲で調整することができ、エポキ
シ樹脂、硬化剤、可撓性付与剤は、反応の化学量論比を
満たすように混合されるので、未反応樹脂がなく、耐薬
品性（耐アルカリ性、耐酸性）に優れ、ＣＭＰに特に有
効である。

【００５２】無機微粒子を混入させることにより、さら
に、耐薬品性（耐アルカリ性、耐酸性）が向上し、か
つ、表面硬度の調整の自由度が上がる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる実施形態の研磨パッドを定盤上
に形成した研磨体の概略断面図である。

【図２】本発明にかかる研磨パッドの製造工程を示す工
程図である。

【図３】本発明にかかる研磨パッドの平面度を出す工程
を示す工程図である。

【図４】実施例１、２、３で製作したサンプルの可撓性
付与剤の添加量と表面硬度の関係を示す図である。

【図５】比較例１で製作したサンプルの微粒子の分散量
と表面硬度の関係を示す図である。

【図６】従来のＣＭＰ装置の概略斜視図である。

【図７】半導体平坦化プロセスを示す概略断面図であ
る。

【符号の説明】１０・・・研磨体１１、３１・・・定盤１２・・・エポキシ樹脂、硬化剤、可撓性付与剤を主成
分とする研磨パッド１３・・・微粒子２１・・・混合容器２２・・・エポキシ樹脂、硬化剤、可撓性付与剤、（微
粒子）２３・・・攪拌棒２４・・・研磨パッド作製工具２５・・・硬化用恒温槽２６・・・溝入れ、粗面出し後の研磨パッド２７・・・合わせ皿２８・・・酸化セリウム研磨剤２９・・・オスカー型研磨機３０・・・面出し後の研磨体３２・・・発泡ポリウレタンからなる研磨パッド３３・・・研磨ヘッド３４・・・ウエハ３５・・・研磨剤供給ノズル３６・・・研磨剤３７・・・研磨装置４１・・・シリコンウェハ４２・・・層間絶縁膜（ＳｉＯ₂）４３・・・金属膜（Ａｌ）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】下記Ａ成分、Ｂ成分及びＣ成分を主成分と
して含み、表面硬度がビッカース硬度で２．５〜４０で
あることを特徴とするＣＭＰ用研磨パッド。Ａ．ビスフェノ−ルＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エ
ポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、または
これらの重合体、これらを変成させたエポキシ樹脂Ｂ．芳香族アミン類、芳香族酸無水物類、イミダゾール
類、またはこれらの重合体、これらを変成した硬化剤Ｃ．モノエポキサイド、ポリエポキサイド、ポリチオー
ル、ポリオール、ポリカルボキシル化合物、ウレタンプ
レポリマー、ブロックウレタンプレポリマーの可撓性付
与剤
【請求項２】前記主成分中に粒径が０．０１〜３００μ
ｍの無機微粒子を１種類以上分散させてなり、その分散
量が前記主成分と前記無機微粒子との全重量の０．１〜
８０％の間であることを特徴とする請求項１記載のＣＭ
Ｐ用研磨パッド。
【請求項３】前記主成分中に粒径が０．０１〜３００μ
ｍの高分子微粒子を１種類以上分散させてなり、その分
散量が前記主成分と前記高分子微粒子との全重量の０．
１〜８０％の間であることを特徴とする請求項１記載の
ＣＭＰ用研磨パッド。
【請求項４】研磨体と研磨対象物との間に研磨剤を介在
させた状態で、この研磨体と研磨対象物とを相対移動さ
せることにより、この研磨対象物を研磨する研磨装置に
おいて、前記研磨体が定盤と研磨パッドからなり、該研磨パッドに請求項１から３のいずれかに記載の研磨
パッドを用いたことを特徴とする研磨装置。