JP3702023B2 - 研磨パッドのためのプリコンディショナおよびその使用方法 - Google Patents
研磨パッドのためのプリコンディショナおよびその使用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3702023B2 JP3702023B2 JP02994596A JP2994596A JP3702023B2 JP 3702023 B2 JP3702023 B2 JP 3702023B2 JP 02994596 A JP02994596 A JP 02994596A JP 2994596 A JP2994596 A JP 2994596A JP 3702023 B2 JP3702023 B2 JP 3702023B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing
- polishing pad
- preconditioner
- plate
- preconditioning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims description 129
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 51
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 23
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 5
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 5
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 4
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 3
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 23
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 22
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 241001366032 Melamphaes suborbitalis Species 0.000 description 2
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 241000217377 Amblema plicata Species 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
- B24B53/017—Devices or means for dressing, cleaning or otherwise conditioning lapping tools
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/959—Mechanical polishing of wafer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は一般的には半導体処理に関し、かつより特定的には機械的研磨のための構造および半導体基板を平坦化するために該構造を使用する方法の分野に関する。
【0002】
【従来の技術】
今日の半導体処理は一般的に半導体基板上に製作された種々の装置を結合するために精巧に作られたメタリゼイション相互接続のシステムを使用する。通常、アルミニウムまたは何らかの他の金属が被着されかつ次にパターニングされてシリコン基板の表面に沿った相互接続経路を形成する。大部分の処理においては、誘電体または絶縁層が次にこの第1の金属層の上に被着される。ビア開口が前記誘電体層を通ってエッチングされかつ第2の金属層が次に被着される。第2の金属層は前記誘電体層を覆いかつ前記ビアを充填して下に横たわる第1の金属層と電気的コンタクトを形成する。誘電体層の目的は金属層の間の絶縁を提供することである。従って、もし第3の金属層が必要であれば、電気的絶縁を提供するために前記第2の金属層の上に第2の誘電体層が被着されなければならない。
【0003】
前記異なる被着誘電体層はしばしば高さが下に横たわる金属ラインに対応する適合(conformal)層である。従って、おのおのの誘電体層の上面は望ましくないものと思われる一連の平坦でない高さの変動によって特徴付けられる。前記誘電体層の表面を平坦化するために技術的に種々の方法が提供されている。1つのそのような方法は誘電体層の表面に沿って突出する段差部を除去するために研磨仕上げを使用する。この方法では、シリコン基板がスラリ(slurry)または研磨剤(abrasive)で被覆された研磨パッドで覆われたテーブル上に表面を下にして置かれる。基板およびテーブルは次にお互いに対して相対的に回転され基板上の突出部を除去する。基板表面を平坦化するこのプロセスは一般に化学機械研磨(CMP)と称される。
【0004】
CMPのために高いかつ安定な研磨速度または研磨率を達成しかつ維持する上での1つの要因は、引き続く研磨作業のためにパッド表面が適切な状態に準備される技術であるパッドの調節またはコンディショニング(conditioning)である。研磨パッドを調節するために種々の方法が利用できる。1つの方法はスラリを基板表面とパッドとの間に導くために研磨パッド表面に円周方向のみぞを切り込む。これらのみぞは研磨するに先立ちフライス盤(millingmachine)、旋盤(lathe)、または圧搾機(press)によって形成される。この方法に伴う問題はみぞを形成する尾根部分(ridges)が研磨サイクルの反復の後にすりへることである。平滑化された研磨面は基板表面の下のスラリの放出の低減を招く。パッド荒さのこの時間による低下により、低い不安定なかつ予測できない研磨速度を生じる。
【0005】
関連する方法では、単に研磨パッドに前もって形成した、円周方向の三角形のみぞを設ける。そして研磨工程の間に、振動するスタイラス上のダイヤモンドチップが研磨パッドに付加的な放射状のみぞを切り込みさらにパッドおよび基板表面の間にスラリを導く。この方法は前に述べた方法と同じ欠点を有し、それは円周方向のみぞが最終的に磨損し、かつパッドに切り込まれている放射状のみぞが研磨の間にパッドの寿命を低下させるからである。
【0006】
第3の別の方法はウェーハを研磨する前に研磨パッドを調節するためダイヤモンドのコンディショニングディスクを使用する。この方法は最終的にダイヤモンドが前記コンディショニングディスクから失われかつスラリと混合されるという欠点を有する。スラリの解き放たれたダイヤモンド微粒はウェーハの研磨された面にかき傷を付けることがある。また、ダイヤモンドのコンディショニングディスクはいったん表面からダイヤモンドが失われると、最終的に捨てられなければならない。他の不都合は、この方法はまた研磨パッド面の層を除去することによって研磨パッドの面をすりへらすことである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上に述べたこれらすべての方法は誘電体層を研磨するための知られた方法である。金属層を研磨する必要がある場合には異なるチャレンジが存在する。金属層は、例えば、ビアを満たすために1つの層が被着された場合に研磨する必要がある。いったんビアが充填されれば、次の装置の製造処理工程の前に余分の金属が研磨除去される。前に述べた方法は金属の研磨に対してはうまく機能しない。1つの理由はそれらすべてが金属研磨の要件と適合しない方法で研磨パッドをすりへらすことである。パッド表面は研磨パッドの絶えざる再調節(reconditioning)なしには一様な研磨面を生成しない。さらに、研磨面を劇的にすりへらすことはパッドの有用な寿命を低減し、かつしばしば交換されなければならず、研磨サイクルの遅延を生じさせかつ処理のコストを追加する。さらに、前記ダイヤモンドディスクの方法は基板上の金属がスラリ中のダイヤモンドにより研磨スラリと反応するため腐食の問題を引き起こす。
【0008】
金属の研磨のために検討された1つの方法はプリコンディショニング工程として研磨パッドの表面を粗くするためブラシを使用することを含む。この方法はいくつかの欠点を有する。第1に、ブラシを形成する毛(bristles)に累積した残留物は洗浄するのが困難である。第2に、ブラシの毛は処理中に折れる傾向があり、スラリにおける望ましくない事態に通じる。さらに、ブラシは前記毛が折れない場合でも急速にすりへり、この解決方法を極めて実際的でないものにする。
【0009】
金属を首尾よく研磨する1つの方法は研磨パッドのためのプリコンディショニング工程としてダミーまたはブランケットのウェーハを使用することである。この方法は研磨装置においてタングステンの頭部面層を有するブランクのシリコンウェーハを使用して引き続く実際の研磨作業のための研磨パッドの面を準備する。研磨速度および研磨面の一様性は安定した研磨速度が達成されるまでおのおののブランケットのウェーハの後に監視される。その次にのみ研磨される必要がある実際のウェーハが処理されるべき研磨装置の上に置かれる。この方法は時間を浪費し、それは研磨パット面が金属研磨のために用意ができるまでにほぼ10のブランケットウェーハが必要なためである。このプリコンディショニング工程は完了するのにほぼ40〜50分必要であり、かつ新しい研磨パットが導入されたときかつまた研磨パッドが短い時間の間、ほぼ15分間の間、アイドル状態に留まった場合には常に反復されなければならない。
【0010】
従って、不均一な研磨面を生じさせるスラリのポケットを避けるために研磨のための飽和した(saturated)かつ安定な面を迅速に達成する方法が望まれる。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、1つの実施形態では、半導体ウェーハの引き続く研磨のためにパッドの表面を準備するため研磨パッドのためのプリコンディショニング用プレートを提供する。本発明は金属研磨に使用するのに十分適しており、それは前記プリコンディショニング用プレートの材料はスラリと反応してウェーハ上に腐食の問題を生じることはないためである。前記プリコンディショニング用プレートはその表面上に少なくとも3つの交差する放射状の尾根部(ridges)を有しかつ堅いプラスチック材料から作られる。前記プリコンディショニング用プレートは実際の研磨の前に研磨パッドの面に対して回転され一様かつ安定な研磨面を提供する。前記プリコンディショニング用プレートは研磨パッドをすりへらしあるいは磨損することはなく、かつそれは研磨パッドにみぞを形成することもない。さらに、前記プリコンディショニング用プレートは再使用可能である。プリコンディショニング用プレートを使用することによってパッドの調節時間(conditioning time)をほぼ90%低減し、これは実質的にサイクルタイムを低減する。これらおよび他の特徴、および利点は、図面とともに以下の詳細な説明を参照することによってより明瞭に理解できるであろう。
【0012】
また、各図面は必ずしも一定の比率で描かれておらず、かつ特に示されていない本発明の他の実施形態もあり得ることを指摘するのが重要である。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1においては、本発明の第1の実施形態としてプリコンディショニング用プレート10の平面図が示されている。該プリコンディショニング用プレート10はその頭部面上に3つの交差する放射状の尾根部14を有する円形のディスクとして示されている。円周方向の尾根部に対して、放射状の尾根部が使用される1つの理由はプリコンディショニング工程の間に(この図には示されていない)研磨パッドの面にわたり一様にスラリを分配するためである。一様な分配が望まれるから、交差する放射状尾根部14はディスク12の面をほぼ等しいセクタに分割することが好ましい。引き続く研磨作業のために研磨パッドを効率的にコンディショニングするために少なくとも3つの尾根部が必要であるものと考えられる。しかしながら、プリコンディショニング用プレート10は決してたった3つの交差する尾根部を持つことに限定されるものではなく、より多くの数の尾根部も使用することができる。後により詳細に説明する、実際の実施化は3つより多くの放射状交差尾根部を使用した。図1の2−2線に沿った図2の断面図は尾根部14をより詳細に示している。
【0014】
図2に示されるように、尾根部14は「三角形の」形状を有する。おのおのの尾根部は頭部において平らにされておりプリコンディショニング工程の間に研磨パッド面(図示せず)の磨損を防止するために鋭いエッジを除去している。さらに、尾根部の頭部はプリコンディショニング工程の間に尾根部の一部が壊れまたは欠ける機会を低減するために平坦にされている。尾根部の頭部において正確にある量の材料を除去することは重要ではない。重要なことは頭部が実質的に平坦化されて鋭いエッジを除去するが研磨パッド面を準備する上でプリコンディショニング用プレートの効率を低下させるほど先端があまりにも多く鈍らないことである。図2から分かるように、三角形の尾根部14は交差する傾斜面によって形成される。これらの尾根の面または側壁はほぼ30°〜60°の範囲の傾斜角を有する。尾根部はプレート12の厚さが3〜12mmである場合1.5〜5mmの範囲の推奨される高さを有する。プレートの厚さは実際には使用される材料の剛性(stiffness)の関数であり、その理由は加工処理の間プレートを平坦にかつ堅く固定して保持する必要があるためである。実際的な観点から、より薄いプレート上では低い高さの尾根部が良好に機能し、一方より高い尾根部はより厚いプレートとの組合わせで良好に機能することができる。
【0015】
前記プリコンディショニング用プレートはスラリとの何らかの反応を防止するため化学的に中性かつ不活性の材料から形成されるべきである。研磨に使用されるスラリは、1〜2のpHを有し、非常に腐食的であり、従って前記材料はこれらのタイプの条件に耐えることができるべきである。さらに、前記材料は取扱いのためにおよび前記プレート上の尾根部が引き続く研磨作業のために研磨パッドの面を粗くするプリコンディショニング工程のために十分に堅いプレートを形成するため、機械加工に適し、耐久性があり、かつ堅くすべきである。プリコンディショニング用プレートに適した材料はポリフッ化ビニリデン(polyvinylidine fluoride:PVDF)およびポリメチルメタクリレート(polymethyl methacrylate:PMMA)である。ポリビニルクロライド(polyvinyl chlorides)およびポリカーボネイト(polycarbonates)のような、他のプラスチック材料も適切である。さらに、プリコンディショニング用プレートの上の尾根部はプレートそれ自体のバルクと同じ材料であるという要件はないが、多分プリコンディショニング用ディスク全体を同じ材料で形成するのが最も好ましいであろう。その場合、尾根部は機械加工され、レーザエッチングされあるいはさもなければバルクのディスクから他の方法で形成してプリコンディショニング用プレート10を作成することができる。
【0016】
図3は、本発明のプリコンディショニング用プレートの他の実施形態を示す。前に述べたように、尾根部の数は3つの交差する放射状の尾根部に限定されるものではなく、より大きな数とすることができる。実際の実施化においては、ディスクを8つのセクタに分割する8つの交差する放射状尾根部14′がPVDFから作成された。偶数個の尾根部によって形成される対称のパターンは決して制限的なものと考えるべきではなく、奇数個の尾根部も使用できる。実施化においては、前記プレートは直径が9インチ(229mm)および厚さが0.125インチ(3.18mm)であった。前記尾根部はほぼ3.18mmの厚さであった。パッドの表面にわたりスラリを均等に導くために十分に高い尾根部を持つことが望ましい。さらに、尾根部の間の一様に平坦な面はスラリがディスク面上のポケットに捕捉されることを防止する。尾根部は45°の側壁角度を持つよう形成され、かつ尾根部の頭部は研磨パッドにみぞを形成することを防止しかつ尾根部の頭部の壊れ/欠けを防止するために鋭いエッジを除去するため面取りされた。PVDFから作成されたプリコンディショニング用プレート10′は研磨パッドそれ自体に何らかの形式のみぞを形成または切り込まないことに注目することが重要である。プレート上の尾根部は単に一様なかつ安定な研磨速度を達成するため研磨パッド面を調整する働きをなすにすぎない。
【0017】
図4は、頭部面図で、本発明のプリコンディショニング用プレート10のための使用方法を示す研磨装置20の概略図である。プリコンディショニング用プレート10はエンドイフェクタ(end effector)駆動装置22のフェース面に取り付けられている。この駆動装置22はプリコンディショニング用プレート10を、プリコンディショニングを必要とする研磨パッドである、1次研磨パッド24の表面の一部の上に位置させる。実際には、プリコンディショニング工程はハーモニック・コンディショニングとして説明され、この場合研磨パッド24上の同じポイントが再発生の予測可能性(reoccurring predictability)をもってプリコンディショニング用プレート10上の同じポイントを通過し、これはプリコンディショニング用プレート10が研磨パッド24より小さくするのが望ましい理由である。プリコンディショニング用プレート10の使用方法においては、該プレート10はウェーハを研磨する前にほぼ5分間研磨パッド24に対して回転される。回転速度は機器に応じて制御可能である。実施化に際しての実際の速度は5分間に対し28rpmであった。プリコンディショニング工程の回転速度はこれらに制限されるものではなく、その理由はそれは容易に変更できるからである。この単純かつ迅速なプリコンディショニング工程の後に、研磨パッド24は準備されかつ実際の半導体ウェーハの研磨の用意ができる。もしパッドの磨損が生じなければ1つの研磨パッドは多数のウェーハのために使用できる。本方法は研磨パッドをすりへらすことはないから、ほぼ200のウェーハを単一の研磨パッドごとに研磨することができる。おのおのの新しい研磨パッドについて、5分間のプリコンディショニング走行が必要とされる。
【0018】
5分間のプリコンディショニング工程の後に、研磨されるべき半導体基板27を担持する研磨アーム26がコンディショニングされた研磨パッド24の上に配置される。半導体基板27は次に、典型的にはタングステン層に対して3〜5分間である、特定量の時間の間、基板の表面から余分の金属が除去されるまで、研磨パッドに対して回転される。最初の研磨工程の後に、基板27は最終研磨パッド28によって最終研磨が行われるのが普通である。この最終研磨パッド28は今日の処理技術においてはプリコンディショニングを必要としないことが見いだされている。いったん1次研磨パッドが、実際の研磨作業の前に、初期的にプリコンディショニングされると、半導体ウェーハの研磨の間に再びコンディショニングする必要はない。しかしながら、処理を監視しかつ研磨の除去レートが安定になっていることを保証するため製造プロセスの間に、それぞれのシフトごとに一度のように、周期的に研磨パッドをコンディショニングするのが望ましいかもしれない。この方法でも技術的に現在存在する方法に対して実質的に低減されたサイクルタイムの処理を可能にする。
【0019】
本発明に対する主要な利点はプリコンディショニングにおけるサイクルタイムの低減である。図5は本発明のプリコンディショニング用プレートで達成される除去速度34および研磨パッドをコンディショニングするためにブランケットウェーハが使用されている従来技術の方法で達成される除去速度36を比較したグラフ32である。研磨パッドの除去速度は研磨作業のためのパッドの用意ができていることの尺度であり、ウェーハの実際の研磨が行われる前に一様な速度が必要とされる。図から明らかなように、除去速度34は本発明を使用することによって達成されている。最初の走行シーケンスは研磨パッドを準備するためにプリコンディショニング用プレートを使用する。すべてのその後の走行シーケンスは除去速度が一様でありかつ安定であり、従って実際上、第2の走行シーケンスから研磨パッドが置き換えられるまで、実際のウェーハが研磨できることを示している。ブランケットまたはダミーのウェーハがパッドをコンディショニングするために使用される従来技術の方法の尺度である除去速度36と比較されたい。安定な研磨速度が達成される前にほぼ10個のブランケットウェーハが使用されなければならない。従って、本発明を使用することにより、使用されるそれぞれの研磨パッドに対してほぼ40〜45分節約できる。
【0020】
【発明の効果】
以上の説明および図示は本発明に関連する数多くの利点を示している。特に、本発明は従来技術に対して数多くの利点を有することが明らかになった。それは単純でありしかも非常に効率的である。プレートのために使用されるプラスチック材料は金属スラリまたは半導体ウェーハ上のいずれの金属とも反応しないから腐食がなくなる。実際の実施化によりプリコンディショニング用プレートの磨損または汚染が生じないことが示され、それはプラスチック材料が非反応性でありかつ安定であるためである。さらに、ダイヤモンド粒子が使用されないから、ダイヤモンドが取れてかつスラリと反応することがなく、あるいは研磨パッドまたはプリコンディショニング用プレートの表面上に残留物を残すこともない。さらに、ブランケットウェーハからの残留物の集積もなくなり、それは研磨のための一様な面を得るためにブランケットウェーハが必要とされないからである。本発明の他の主要な利点はそれが極めてコスト効率がよいことである。前記プリコンディショニング用プレートは低価格の材料を使用して機械工場で容易に製作され、かつ単一のプレートが長い期間にわたる研磨のために再使用できる。同じプレートをそれぞれのプリコンディショニングサイクルの後に洗浄しかつ次に次の新しい研磨パッドのために再使用することができる。
【0021】
従って、本発明によれば、前に述べた必要性および利点に完全に適合する研磨パッドのためのプリコンディショニング用プレートおよび該プレートを使用する方法が提供されたことが明らかである。本発明はその特定の実施形態に関して説明されかつ図示されたが、本発明はこれらの示された実施形態に限定されるものではない。当業者は本発明の精神から離れることなく修正および変更を行うことができることを認識するであろう。例えば、前記プレートは円形でない形状とすることもできる。さらに、プリコンディショニング用プレート上の尾根部の数および寸法、ならびにプレートそれ自体の寸法は説明されたものから変えることができる。さらに、スラリの種類は本発明を使用して達成できる所望の除去速度を変更するために変えることができる。また、プリコンディショニング工程の回転速度も変えることができる。従って、本発明は添付の特許請求の範囲に入るすべてのそのような変形および修正を含むものと考える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係わるプリコンディショニング用プレートを示す頭部面図である。
【図2】図1のプリコンディショニング用プレートを2−2線に沿って見た断面図である。
【図3】本発明の別の実施形態を示す頭部面図である。
【図4】本発明のプリコンディショニング用プレートの使用方法を示すための研磨装置の概略的頭部面図である。
【図5】本発明のプリコンディショニング用プレートおよび従来技術の方法で達成される除去速度を比較するグラフである。
【符号の説明】
10,10′ プリコンディショニング用プレート
12,12′ 円形ディスク
14,14′ 尾根部
20 研磨装置
22 エンドイフェクタ駆動装置
24 1次研磨パッド
26 研磨アーム
27 半導体基板
28 最終研磨パッド
Claims (5)
- 研磨システム上の機械的な研磨パッドのためのプリコンディショナ(10)であって、
表面上に少なくとも3つの交差する尾根部(14)を有するプレート(12)であって、前記少なくとも3つの交差する尾根部は前記プレートの中心から外側に放射状に延び、前記プレートは堅いかつ化学的に中性のポリマから構成されるもの、
を具備することを特徴とする研磨システム上の機械的な研磨パッドのためのプリコンディショナ(10)。 - 前記プレートはポリフッ化ビニリデンおよびポリメチルメタクリレートからなるグループから選択された材料で形成されることを特徴とする請求項1に記載のプリコンディショナ。
- 半導体ウェーハを研磨する方法であって、
研磨パッド(24)を準備する段階、
表面上に少なくとも3つの交差する尾根部(14)を有するプリコンディショナ(10)を準備する段階であって、前記少なくとも3つの交差する尾根部は前記プリコンディショナの中心から外側に半径方向に延びており、前記プリコンディショナは堅いかつ化学的に中性なポリマで構成されている、段階、
前記プリコンディショナを使用して前記研磨パッドをコンディショニングする段階、
半導体ウェーハ(27)を準備する段階、そして
前記研磨パッドが前記プリコンディショナによってコンディショニングされた後、前記研磨パッドによって前記半導体ウェーハを研磨する段階、
を具備することを特徴とする半導体ウェーハを研磨する方法。 - 半導体ウェーハを研磨する方法であって、
研磨パッド(24)を準備する段階、
表面上に少なくとも3つの交差する放射状の尾根部(14)を有するプリコンディショナ(10)を提供する段階であって、前記少なくとも3つの交差する放射状の尾根部は前記プリコンディショナの面を複数のセクタに対称に分割し、前記プリコンディショナは堅いかつ化学的に中性のポリマから構成されている、段階、
前記プリコンディショナを、前記プリコンディショナの前記表面を前記研磨パッド隣接させて、前記研磨パッド(24)の上に整列させる段階、
前記研磨パッドに対して、前記研磨パッドの表面上に前記プリコンディショナを回転させて、プリコンディショニングされた研磨パッドを形成する段階、
半導体ウェーハ(27)を該半導体ウェーハ(27)の表面が前記プリコンディショニングされた研磨パッドに隣接するよう、前記プリコンディショニングされた研磨パッドの上に、配置する段階、そして
前記プリコンディショニングされた研磨パッドに対して、前記半導体ウェーハを回転させて前記半導体ウェーハの表面を平坦化する段階、
を具備することを特徴とする半導体ウェーハを研磨する方法。 - 前記半導体ウェーハの表面はその表面上に形成された金属層を有することを特徴とする請求項4に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/380,770 | 1995-01-30 | ||
US08/380,770 US5527424A (en) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | Preconditioner for a polishing pad and method for using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08243914A JPH08243914A (ja) | 1996-09-24 |
JP3702023B2 true JP3702023B2 (ja) | 2005-10-05 |
Family
ID=23502374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02994596A Expired - Fee Related JP3702023B2 (ja) | 1995-01-30 | 1996-01-24 | 研磨パッドのためのプリコンディショナおよびその使用方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5527424A (ja) |
JP (1) | JP3702023B2 (ja) |
KR (1) | KR100456649B1 (ja) |
IE (1) | IE73638B1 (ja) |
Families Citing this family (74)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5665201A (en) * | 1995-06-06 | 1997-09-09 | Advanced Micro Devices, Inc. | High removal rate chemical-mechanical polishing |
US5702563A (en) * | 1995-06-07 | 1997-12-30 | Advanced Micro Devices, Inc. | Reduced chemical-mechanical polishing particulate contamination |
US5895270A (en) * | 1995-06-26 | 1999-04-20 | Texas Instruments Incorporated | Chemical mechanical polishing method and apparatus |
KR970018240A (ko) * | 1995-09-08 | 1997-04-30 | 모리시다 요이치 | 반도체 기판의 연마방법 및 그 장치 |
US5785585A (en) * | 1995-09-18 | 1998-07-28 | International Business Machines Corporation | Polish pad conditioner with radial compensation |
US5839947A (en) * | 1996-02-05 | 1998-11-24 | Ebara Corporation | Polishing apparatus |
US5916011A (en) * | 1996-12-26 | 1999-06-29 | Motorola, Inc. | Process for polishing a semiconductor device substrate |
JP3679882B2 (ja) * | 1997-02-07 | 2005-08-03 | 株式会社荏原製作所 | 研磨用クロスのドレッサー及びその製造方法 |
US9238207B2 (en) | 1997-04-04 | 2016-01-19 | Chien-Min Sung | Brazed diamond tools and methods for making the same |
US9221154B2 (en) | 1997-04-04 | 2015-12-29 | Chien-Min Sung | Diamond tools and methods for making the same |
US7124753B2 (en) * | 1997-04-04 | 2006-10-24 | Chien-Min Sung | Brazed diamond tools and methods for making the same |
US6679243B2 (en) | 1997-04-04 | 2004-01-20 | Chien-Min Sung | Brazed diamond tools and methods for making |
US9409280B2 (en) | 1997-04-04 | 2016-08-09 | Chien-Min Sung | Brazed diamond tools and methods for making the same |
US9868100B2 (en) | 1997-04-04 | 2018-01-16 | Chien-Min Sung | Brazed diamond tools and methods for making the same |
US7368013B2 (en) * | 1997-04-04 | 2008-05-06 | Chien-Min Sung | Superabrasive particle synthesis with controlled placement of crystalline seeds |
US6884155B2 (en) | 1999-11-22 | 2005-04-26 | Kinik | Diamond grid CMP pad dresser |
US7323049B2 (en) * | 1997-04-04 | 2008-01-29 | Chien-Min Sung | High pressure superabrasive particle synthesis |
US9463552B2 (en) | 1997-04-04 | 2016-10-11 | Chien-Min Sung | Superbrasvie tools containing uniformly leveled superabrasive particles and associated methods |
US6368198B1 (en) | 1999-11-22 | 2002-04-09 | Kinik Company | Diamond grid CMP pad dresser |
US9199357B2 (en) | 1997-04-04 | 2015-12-01 | Chien-Min Sung | Brazed diamond tools and methods for making the same |
US5990010A (en) * | 1997-04-08 | 1999-11-23 | Lsi Logic Corporation | Pre-conditioning polishing pads for chemical-mechanical polishing |
US5961373A (en) * | 1997-06-16 | 1999-10-05 | Motorola, Inc. | Process for forming a semiconductor device |
US5919082A (en) | 1997-08-22 | 1999-07-06 | Micron Technology, Inc. | Fixed abrasive polishing pad |
US6106371A (en) * | 1997-10-30 | 2000-08-22 | Lsi Logic Corporation | Effective pad conditioning |
US6027659A (en) * | 1997-12-03 | 2000-02-22 | Intel Corporation | Polishing pad conditioning surface having integral conditioning points |
US6123612A (en) * | 1998-04-15 | 2000-09-26 | 3M Innovative Properties Company | Corrosion resistant abrasive article and method of making |
US6050879A (en) * | 1998-06-30 | 2000-04-18 | Ibm | Process for lapping air bearing surfaces |
US6491570B1 (en) | 1999-02-25 | 2002-12-10 | Applied Materials, Inc. | Polishing media stabilizer |
US6300247B2 (en) | 1999-03-29 | 2001-10-09 | Applied Materials, Inc. | Preconditioning polishing pads for chemical-mechanical polishing |
US6120350A (en) * | 1999-03-31 | 2000-09-19 | Memc Electronic Materials, Inc. | Process for reconditioning polishing pads |
US6135863A (en) * | 1999-04-20 | 2000-10-24 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method of conditioning wafer polishing pads |
KR20010020807A (ko) * | 1999-05-03 | 2001-03-15 | 조셉 제이. 스위니 | 고정 연마재 제품을 사전-조절하는 방법 |
US20020077037A1 (en) * | 1999-05-03 | 2002-06-20 | Tietz James V. | Fixed abrasive articles |
KR20010002467A (ko) * | 1999-06-15 | 2001-01-15 | 고석태 | 화학적 기계적 폴리싱 장치용 폴리싱 패드의 그루브 패턴 |
US6196899B1 (en) * | 1999-06-21 | 2001-03-06 | Micron Technology, Inc. | Polishing apparatus |
JP2001129755A (ja) * | 1999-08-20 | 2001-05-15 | Ebara Corp | 研磨装置及びドレッシング方法 |
US7201645B2 (en) * | 1999-11-22 | 2007-04-10 | Chien-Min Sung | Contoured CMP pad dresser and associated methods |
US6616513B1 (en) * | 2000-04-07 | 2003-09-09 | Applied Materials, Inc. | Grid relief in CMP polishing pad to accurately measure pad wear, pad profile and pad wear profile |
US6500054B1 (en) | 2000-06-08 | 2002-12-31 | International Business Machines Corporation | Chemical-mechanical polishing pad conditioner |
US6343974B1 (en) | 2000-06-26 | 2002-02-05 | International Business Machines Corporation | Real-time method for profiling and conditioning chemical-mechanical polishing pads |
US6561884B1 (en) | 2000-08-29 | 2003-05-13 | Applied Materials, Inc. | Web lift system for chemical mechanical planarization |
US20020042200A1 (en) * | 2000-10-02 | 2002-04-11 | Clyde Fawcett | Method for conditioning polishing pads |
US6592439B1 (en) | 2000-11-10 | 2003-07-15 | Applied Materials, Inc. | Platen for retaining polishing material |
US6752698B1 (en) | 2001-03-19 | 2004-06-22 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for conditioning fixed-abrasive polishing pads |
US6503131B1 (en) | 2001-08-16 | 2003-01-07 | Applied Materials, Inc. | Integrated platen assembly for a chemical mechanical planarization system |
US6659846B2 (en) * | 2001-09-17 | 2003-12-09 | Agere Systems, Inc. | Pad for chemical mechanical polishing |
US6645052B2 (en) * | 2001-10-26 | 2003-11-11 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for controlling CMP pad surface finish |
US7040957B2 (en) * | 2002-08-14 | 2006-05-09 | Novellus Systems Inc. | Platen and manifold for polishing workpieces |
KR100851505B1 (ko) * | 2003-12-29 | 2008-08-08 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 화학적 기계적 연마 장비의 패드 컨디셔너 |
US7089925B1 (en) | 2004-08-18 | 2006-08-15 | Kinik Company | Reciprocating wire saw for cutting hard materials |
US20060258276A1 (en) * | 2005-05-16 | 2006-11-16 | Chien-Min Sung | Superhard cutters and associated methods |
US7658666B2 (en) * | 2004-08-24 | 2010-02-09 | Chien-Min Sung | Superhard cutters and associated methods |
US7762872B2 (en) * | 2004-08-24 | 2010-07-27 | Chien-Min Sung | Superhard cutters and associated methods |
US20070060026A1 (en) * | 2005-09-09 | 2007-03-15 | Chien-Min Sung | Methods of bonding superabrasive particles in an organic matrix |
US8622787B2 (en) * | 2006-11-16 | 2014-01-07 | Chien-Min Sung | CMP pad dressers with hybridized abrasive surface and related methods |
US9724802B2 (en) | 2005-05-16 | 2017-08-08 | Chien-Min Sung | CMP pad dressers having leveled tips and associated methods |
US8974270B2 (en) | 2011-05-23 | 2015-03-10 | Chien-Min Sung | CMP pad dresser having leveled tips and associated methods |
US8393934B2 (en) * | 2006-11-16 | 2013-03-12 | Chien-Min Sung | CMP pad dressers with hybridized abrasive surface and related methods |
US8398466B2 (en) | 2006-11-16 | 2013-03-19 | Chien-Min Sung | CMP pad conditioners with mosaic abrasive segments and associated methods |
US9138862B2 (en) | 2011-05-23 | 2015-09-22 | Chien-Min Sung | CMP pad dresser having leveled tips and associated methods |
US8678878B2 (en) | 2009-09-29 | 2014-03-25 | Chien-Min Sung | System for evaluating and/or improving performance of a CMP pad dresser |
US20080153398A1 (en) * | 2006-11-16 | 2008-06-26 | Chien-Min Sung | Cmp pad conditioners and associated methods |
JP2008229820A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Elpida Memory Inc | Cmp加工用のドレッサ及びcmp加工装置並びにcmp加工用の研磨パッドのドレッシング処理方法 |
CN101903131B (zh) * | 2007-11-13 | 2013-01-02 | 宋健民 | Cmp垫修整器 |
TWI388402B (en) * | 2007-12-06 | 2013-03-11 | Methods for orienting superabrasive particles on a surface and associated tools | |
TWI473685B (zh) * | 2008-01-15 | 2015-02-21 | Iv Technologies Co Ltd | 研磨墊及其製造方法 |
US8252263B2 (en) * | 2008-04-14 | 2012-08-28 | Chien-Min Sung | Device and method for growing diamond in a liquid phase |
CN103221180A (zh) | 2010-09-21 | 2013-07-24 | 铼钻科技股份有限公司 | 具有基本平坦颗粒尖端的超研磨工具及其相关方法 |
US9108293B2 (en) * | 2012-07-30 | 2015-08-18 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Method for chemical mechanical polishing layer pretexturing |
KR102304574B1 (ko) * | 2014-03-21 | 2021-09-27 | 엔테그리스, 아이엔씨. | 세장형 절삭 에지를 갖는 화학 기계 평탄화 패드 컨디셔너 |
JP6020973B2 (ja) * | 2015-06-24 | 2016-11-02 | 株式会社Sumco | ドレスプレート |
KR102644395B1 (ko) * | 2018-05-02 | 2024-03-08 | 주식회사 케이씨텍 | 패드 어셈블리 및 이를 포함하는 컨디셔너 장치 |
JP7315332B2 (ja) * | 2019-01-31 | 2023-07-26 | 株式会社荏原製作所 | ダミーディスクおよびダミーディスクを用いた表面高さ測定方法 |
US11331767B2 (en) * | 2019-02-01 | 2022-05-17 | Micron Technology, Inc. | Pads for chemical mechanical planarization tools, chemical mechanical planarization tools, and related methods |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH669138A5 (de) * | 1982-11-22 | 1989-02-28 | Schweizer Schmirgel Schleif | Schleifmittel auf dehnbarer und flexibler unterlage. |
JPS63185568A (ja) * | 1987-01-28 | 1988-08-01 | Toshiba Corp | 研磨装置 |
JPH0493174A (ja) * | 1990-08-02 | 1992-03-25 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ドレッシング用基板 |
US5081051A (en) * | 1990-09-12 | 1992-01-14 | Intel Corporation | Method for conditioning the surface of a polishing pad |
US5216843A (en) * | 1992-09-24 | 1993-06-08 | Intel Corporation | Polishing pad conditioning apparatus for wafer planarization process |
US5456627A (en) * | 1993-12-20 | 1995-10-10 | Westech Systems, Inc. | Conditioner for a polishing pad and method therefor |
JPH0911136A (ja) * | 1995-06-28 | 1997-01-14 | Kawada Eng:Kk | 湿式研磨砥石 |
-
1995
- 1995-01-30 US US08/380,770 patent/US5527424A/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-01-24 JP JP02994596A patent/JP3702023B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1996-01-29 KR KR1019960001850A patent/KR100456649B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1996-01-29 IE IE960095A patent/IE73638B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IE73638B1 (en) | 1997-06-18 |
IE960095A1 (en) | 1996-08-07 |
US5527424A (en) | 1996-06-18 |
KR100456649B1 (ko) | 2005-02-02 |
KR960030347A (ko) | 1996-08-17 |
JPH08243914A (ja) | 1996-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3702023B2 (ja) | 研磨パッドのためのプリコンディショナおよびその使用方法 | |
US5851138A (en) | Polishing pad conditioning system and method | |
JP3605927B2 (ja) | ウエハーまたは基板材料の再生方法 | |
TW567109B (en) | Method and apparatus for polishing outer peripheral chamfered part of wafer | |
JP5208467B2 (ja) | 不均等に離間した溝を有するcmpパッド | |
US7189333B2 (en) | End effectors and methods for manufacturing end effectors with contact elements to condition polishing pads used in polishing micro-device workpieces | |
JP3811193B2 (ja) | 研磨装置及び研磨方法 | |
JP2008507855A (ja) | 研磨パッドをコンディショニングする方法及び装置 | |
US6620031B2 (en) | Method for optimizing the planarizing length of a polishing pad | |
US6497613B1 (en) | Methods and apparatus for chemical mechanical planarization using a microreplicated surface | |
US6949012B2 (en) | Polishing pad conditioning method and apparatus | |
JP2005529501A (ja) | 多方向使用のための仕上げパッドの新規な設計 | |
WO2018063242A1 (en) | Chemical-mechanical planarization (cmp) pad conditioner brush-and-abrasive hybrid for multi-step, preparation- and restoration-conditioning process of cmp pad | |
KR20010108423A (ko) | 연마패드의 재생을 위한 장치 및 방법 | |
KR100273960B1 (ko) | 반도체 웨이퍼 에지의 연마가공방법 | |
EP1046462B1 (en) | Wafer holding plate for wafer grinding apparatus and method for manufacturing the same. | |
CN112959212B (zh) | 一种带有优化沟槽的化学机械抛光垫及其应用 | |
JP2007061961A (ja) | ラッピング定盤の製作方法及びメカニカルラッピング方法 | |
JP2000094303A (ja) | 研磨方法およびその装置 | |
JPH11126755A (ja) | 半導体熱処理用ボートの製造方法 | |
JP2007067166A (ja) | SiC基板のケモメカニカル研磨方法 | |
JP3664691B2 (ja) | Cmp加工用ドレッサ | |
JPH08197400A (ja) | 半導体ウェーハの面取り部研磨方法 | |
WO1998012020A1 (en) | Methods and apparatus for uniform polishing of a workpiece | |
JPH06304860A (ja) | 薄膜磁気ヘッドのポリッシング法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041214 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20041217 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050314 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20050314 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050621 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050715 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080722 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090722 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090722 Year of fee payment: 4 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D03 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090722 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100722 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110722 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110722 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120722 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120722 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130722 Year of fee payment: 8 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |