JP3843933B2 - Polishing pad, polishing apparatus and polishing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨パッド、研磨装置および研磨方法に関し、詳しくは複数の長孔が設けられた研磨パッド、その研磨パッドを用いた研磨装置およびその研磨パッドを用いた研磨方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術1として、表面に溝が設けられている研磨パッドが市販されている。例えばロデールニッタ社製の研磨パッドIC1000−A22がある。図6に示すように、この研磨パッド61は、研磨パッド表面61Sに幅2mmの溝62が約2cmピッチで格子状に形成されているものである。なお、平面図では溝62の図示を省略した。
【0003】
従来技術2として、表面に複数の小孔(例えば直径が1.8mmの小孔)が設けられている市販の研磨パッドがある。一例としてロデールニッタ社製の研磨パッドIC1000(p)が知られている。
【0004】
従来技術3として、図7に示すように、複数の孔72と表面71Sに複数の溝73とが設けられている研磨パッド71が開示されている。なお、平面図では孔72と溝73の図示を省略した。特許第3042593号には孔径について記載は無いが、一般的には直径1.8mmの孔が3〜5個/cm2 程度の密度で形成されている研磨パッドがよく用いられている。なお、特許第3042593号には、溝幅は孔径以下でよい、また溝深さは0.3mm程度でよいとの記載あり、さらに溝深さは0.5mmまでのもが記載されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
上記従来技術3の研磨パッドでは、孔が設けられていることによって、研磨抵抗の上昇が抑えられる。また研磨パッド表面に溝が形成されていることによって半導体ウエハとの間の密閉性が低下し、負圧を生じにくくしている。このため、研磨終了後に研磨パッド表面より半導体ウエハを取り除くことが容易になっている。また従来技術3の研磨パッドは、通常の溝を有した研磨パッドと比べ、硬質層の強度の低下が抑制されることにより、軟質層の負荷が低減され、時間を経た場合の劣化が低減されるという特徴を有する。
【0006】
また、化学的機械研磨(以下CMPという、CMPはChemical Mechanical Polishingの略)は、半導体装置の製造プロセスにおいて絶縁膜表面を平坦化するとき、銅配線、タングステンプラグ等を形成する際の余剰な材料を除去するとき等に用いられている。
【0007】
従来から広く使われているCMP装置は、研磨パッドの研磨面は平面状であり、ウエハの被研磨面と研磨パッドの研磨面とが平行に配置されて、お互いが回転しながら接触することにより研磨を行うものである(例えば、特許文献2参照。)。
【0008】
また、ベルト式のCMP装置(例えば、特許文献3参照。)(例えば、特許文献4参照。)、直線揺動式のCMP装置(例えば、特許文献5参照。)、リング状研磨パッドを有するCMP装置(例えば、特許文献6参照。)、ローラ式のCMP装置が知られている(例えば、特許文献7参照。)。上記いずれの研磨装置も被研磨面に接触する研磨パッドの研磨面は平面状となっている。
【0009】
【特許文献1】
特開平9−117855号公報(第4頁、図1、図5)
【特許文献2】
特開2000−218514号公報(第4頁、図5)
【特許文献3】
特開2000−218514号公報(第4頁、図6)
【特許文献4】
特開平8−52652号公報公報(第5−6頁、図1)
【特許文献5】
特開平8−52652号公報(第8頁、図10)
【特許文献6】
特開平11−31671号公報(第5頁、図1)
【特許文献7】
特開平2−139172号公報(第3−5頁、図1−3)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術1の研磨パッドは、研磨中に研磨液が溝を通って流れ出してしまうため、多くの研磨液が必要になる。また、溝の形成は切削加工で行うので、パンチングで孔を形成した研磨パッドと比較して、研磨パッドの製造コストが高くなる。
【0011】
上記従来技術2の研磨パッドは、孔の部分で、被研磨物との間に負圧を生じるため、研磨抵抗が上昇する。さらに、研磨終了後に被研磨物を取り除くことが困難である。この現象の詳細な説明は、特開平9−117855号公報にも記載されている。
【0012】
従来技術3の研磨パッドは、それを製造する際に、パンチングで孔を形成した後に、切削加工にて溝を形成する必要があるため、製造コストがかかる。
【0013】
上記従来の技術で説明したような研磨パッドを用いた研磨装置および研磨方法では、上記研磨パッドの課題が解決されない。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされた研磨パッド、研磨装置および研磨方法である。
【0015】
本発明の第1研磨パッドは、被研磨物を研磨する研磨パッドにおいて、前記研磨パッドを厚さ方向に貫通する複数の長孔が設けられていて、前記長孔は、その長手方向の長さが20mm以上のものからなり、前記長孔の短手方向のピッチは、前記長孔の短手方向の長さの2倍以上100mm未満に形成されているものである。
【0016】
上記第1研磨パッドでは、研磨パッドを厚さ方向に貫通する複数の長孔が設けられていることから、被研磨面と研磨パッド表面との間の密閉性が低下するので負圧が生じにくくなる。このため、研磨終了後に研磨パッド表面より被研磨物を取り除くことが容易になる。また、本発明の研磨パッドに形成される長孔はパンチング加工で形成することができるので、切削加工により形成される溝を有する研磨パッドよりも製造コストが安価になる。
【0017】
本発明の第2研磨パッドは、被研磨物を研磨する研磨パッドにおいて、前記研磨パッドを厚さ方向に貫通する複数の孔が設けられていて、前記複数の孔のうちの一部は長孔からなり、前記長孔は、その長手方向の長さが20mm以上のものからなり、前記長孔の短手方向のピッチは、前記長孔の短手方向の長さの2倍以上100mm未満に形成されているものである。
【0018】
上記第2研磨パッドでは、研磨パッドを厚さ方向に貫通する複数の孔が設けられていて、この複数の孔のうちの一部は長孔で形成されていることから、第1研磨パッドと同様に、長孔によって被研磨面と研磨パッド表面との間の密閉性が低下して負圧が生じにくくなる。このため、研磨終了後に研磨パッド表面より被研磨物を取り除くことが容易になる。さらに、長孔以外の複数の孔が設けられていることから、研磨抵抗の上昇が抑えられる。さらに、従来の研磨パッドのように溝が形成されていないため、研磨液が溝を通って研磨パッド外に流出することがない。本発明の研磨パッドに形成された長孔は、その内部に研磨液を留めるので、使用する研磨液の量を減らすことができる。また、本発明の研磨パッドに形成される長孔を含む複数の孔は1回のパンチング加工で形成することが可能であるので、切削加工により形成される溝を有する研磨パッドよりも製造コストが安価になる。さらに、長孔は研磨パッドの厚さ方向に貫通するように形成されているため、研磨が進行して研磨パッドが磨耗した際にも、長孔が無くなることはない。このため、溝を有する研磨パッドよりもパッド寿命を延ばすことができる。
【0019】
本発明の研磨装置は、研磨パッドの製造コストを安価にできる本発明の研磨パッドを用いたものである。このように本発明の研磨パッドを用いたことから、研磨装置の運用費用が低減される。さらに、本発明の研磨パッドは従来の溝を有する研磨パッドよりもパッド寿命が長いので、研磨パッドの交換頻度が低減される。
【0020】
本発明の研磨方法は、研磨パッドの製造コストを安価にできる本発明の研磨パッドを用いたものである。このように本発明の研磨パッドを用いたことから、研磨コストが低減される。さらに、本発明の研磨パッドは従来の溝を有する研磨パッドよりもパッド寿命が長いので、研磨パッドの交換頻度が低減される。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の第1研磨パッドに係る第1実施の形態を、図1の平面図および部分拡大図によって説明する。
【0022】
図1に示すように、第1研磨パッド1は、この第1研磨パッド1を厚さ方向に貫通する複数の長孔11が、行方向および列方向にそろえて設けられているものである。上記研磨パッド1は、例えば、発泡ポリウレタンやウレタンのような樹脂からなる。その厚さは一般敵な研磨パッドの厚さと同程度であり、例えば0.5mm〜3.0mm程度の厚さを有している。上記長孔11は、その長手方向の長さLが20mm以上を有し、また上記長孔11は、その短手方向の長さ(以下幅という)Wの2倍以上100mm未満になるピッチpで形成されている。なお、長孔11の長手方向の間隔dは適宜設定されるがここでは一例として10mmとした。また、上記長孔11は、行方向および列方向のいずれか一方もしくは両方にずらして形成されていてもよい。
【0023】
上記第1研磨パッド1では、第1研磨パッド1を厚さ方向に貫通する複数の長孔11が設けられていることから、被研磨面と研磨パッド1の表面との間の密閉性が低下して負圧が生じにくくなるため、研磨終了後に研磨パッド1の表面より被研磨物を取り除くことが容易になる。また、本発明の第1研磨パッド1に形成される長孔11はパンチング加工で形成することができるので、切削加工により形成される溝を有する研磨パッドよりも製造コストが安価になる。さらに、長孔11は第1研磨パッド1の厚さ方向に貫通するように形成されているので、第1研磨パッド1が磨耗しても長孔11が無くなることはない。このため、溝を有する従来の研磨パッドよりもパッド寿命を延ばすことができる。
【0024】
次に、本発明の第2研磨パッドに係る第1実施の形態を、図2の平面図および部分拡大図によって説明する。なお、平面図では小孔の図示を省略した。
【0025】
図2に示すように、第2研磨パッド2は、前記第1研磨パッド1のように第2研磨パッド2を厚さ方向に貫通する長孔11が、例えば行方向および列方向にそろえて形成され、かつ第2研磨パッド2を厚さ方向に貫通するもので直径Dが10mm以下、好ましくは5mm以下の複数の孔(以下小孔という)21を設けたものである。すなわち、上記長孔11は、その長さLが20mm以上を有し、また上記長孔11は、その幅Wの2倍以上100mm未満になるピッチp1で形成されている。なお、長孔11の長手方向の間隔dは適宜設定されるがここでは一例として10mmとした。また、上記長孔11は、行方向および列方向のいずれか一方もしくは両方にずらして形成されていてもよい。
【0026】
さらに上記小孔21は、例えば直径D=1.8mmの孔で構成され、格子点状にピッチp2x=p2y=5mmにて一様に配置されている。なお、小孔21は上記長孔11と重ならないように形成されていることが好ましい。また、小孔21の配置は格子点状に限定されることはなく、所定のピッチで研磨パッドの全面に形成されるものであればよい。
【0027】
上記第2研磨パッド2では、第2研磨パッド2を厚さ方向に貫通する複数の長孔11と小孔21とが設けられていることから、前記第1研磨パッド1と同様に、長孔11によって被研磨面と第2研磨パッド2の表面との間の密閉性が低下して負圧が生じにくくなる。このため、研磨終了後に第2研磨パッド2の表面より被研磨物を取り除くことが容易になる。また長孔11は、その内部に研磨液を留めるので、使用する研磨液の量を減らすことができる。
【0028】
さらに、長孔11以外に複数の小孔21が設けられていることから、研磨抵抗の上昇が抑えられる。さらに、従来の研磨パッドのように溝が形成されていないため、研磨液が溝を通って研磨パッド外に流出することがない。
【0029】
また、本発明の第2研磨パッド2に形成される長孔11および小孔21は1回のパンチング加工で形成することが可能であるので、切削加工により形成される溝を有する研磨パッドよりも製造コストが安価になる。
【0030】
さらに、長孔11および小孔21は第2研磨パッド2の厚さ方向に貫通するように形成されているため、研磨が進行して第2研磨パッド2が磨耗した際にも、長孔11および小孔21が無くなることはない。このため、溝を有する研磨パッドよりもパッド寿命を延ばすことができる。
【0031】
次に、上記第1、第2研磨パッド1、2を用いて、長孔の長さ、長孔の幅、長孔の幅方向のピッチを変えて搬送時のトラブルが発生する確率を調査した。前記図1、図2中に示した長孔11の長手方向の間隔dは10mmに固定した。各研磨では、シリコンウエハ表面に酸化シリコンのベタ膜を形成したものを被研磨物とし、その酸化シリコン膜を被研磨面として1分間研磨して、そのシリコンウエハを搬送できるかどうかを、10回調べた。その結果を表1にまとめる。
【0032】
【表1】
【0033】
上記調査において、第1、第2研磨パッド1、2には、発泡ポリウレタン製のもの(例えば、ロデール社製の厚さ1.2mmのIC1000単層品)、および上層が発泡ポリウレタン製で下層がPET(ポリエチレンテレフタレート)製よりなる積層されたもの(例えば、上層がロデール社製の厚さ1.2mmのIC1000で下層が同社製の厚さ1.2mmのSUBA400よりなる積層された研磨パッド)を用いた。
【0034】
第1、第2研磨パッド1、2を研磨定盤(図示せず)に接着するには、単層品の研磨パッドの場合には両面粘着テープを用いた。上記調査では、研磨定盤にスラリーが直接触れ無いようにするために、第1、第2研磨パッド1、2をパンチング加工して長孔11、小孔21等を形成した後、両面粘着テープを用いて研磨定盤に接着した。なお、第1、第2研磨パッド1、2に両面粘着テープを貼った後に、両面粘着テープとともに第1、第2研磨パッド1、2をパンチング加工して長孔11、小孔21等を形成すれば、両面粘着テープにも孔が形成されたものが得られる。このように両面粘着テープにも長孔11、小孔21が形成されていても、本発明の効果には影響は無い。
【0035】
一方、積層品には、IC1000のみ孔を貫通させたものと、IC1000およびSUBA400の両方に孔を貫通させたものとを作製した。IC1000とSUBA400は両面テープで接着するので、接着前にIC1000にパンチングで孔を形成した後に接着すれば、IC1000のみ孔を貫通させたものが得られ、接着後にパンチングで孔を形成すれば、両方に孔を貫通させたものが容易に作製できる。
【0036】
IC1000をSUBA400に接着するには両面粘着テープを用いた。その際、IC1000のみ孔を貫通させたものでは、IC1000に両面粘着テープを貼る前にパンチング加工を行えば両面粘着テープに孔が無いものが得られ、両面テープを貼った後にパンチング加工すれば両面粘着テープに孔が形成されたものが得られる。両面粘着テープの孔に関しては、あっても無くても本発明の効果に影響は無いが、今回は、下層SUBA400へのスラリー浸透が無いということから両面粘着テープに孔を形成しないものを作製して用いた。
【0037】
IC1000とSUBA400との両方に孔を貫通させたものでは、研磨定盤への接着用として両面粘着テープを用いた。両面粘着テープを貼る前にパンチング加工を行えば両面粘着テープに孔が形成されないものが得られ、両面粘着テープを貼った後にパンチング加工を行えば両面粘着テープにも孔が形成されたものが得られる。両面粘着テープの孔に関しては、あっても無くても本発明の効果に影響は無いが、今回は、研磨定盤へスラリーが直接触れ無いことから両面粘着テープに孔を形成しないものを作製して用いた。
【0038】
上記表1より、IC1000の単層品からなる第1研磨パッド1では、長さ20mm以上の長孔11が形成された場合に、ウエハの搬送エラーが0であった。ただし、長孔11とともに小孔21が形成された第2研磨パッド2の場合には長孔11のピッチpが100mm以上となると搬送エラーが生じた。
【0039】
また、IC1000とSUBA400との積層品からなるからなりIC1000のみに長孔11が形成された第1研磨パッド1では、長さ20mm以上の長孔11が形成された場合に、ウエハの搬送エラーが0であった。ただし、長孔11とともに小孔21が形成された第2研磨パッド2の場合には長孔11のピッチpが100mm以上となると搬送エラーが生じた。
【0040】
また、IC1000とSUBA400との積層品からなるからなりIC1000とSUBA400とを貫通する長孔11が形成された第1研磨パッド1では、長さ20mm以上の長孔11が形成された場合に、ウエハの搬送エラーが0であった。ただし、長孔11とともに小孔21が形成された第2研磨パッド2の場合には長孔11のピッチpが100mm以上となると搬送エラーが生じた。
【0041】
また、表1の最下段には、比較例として、長孔11を形成しない研磨パッドによる結果を示した。その結果、単層品、積層品を問わず、また小孔の有無を問わず、いずれの研磨パッド構成であっても、ウエハの搬送エラーが生じた。これによって、ウエハの搬送エラーの防止に対して長孔11が有効であることがわかる。
【0042】
したがって、長孔11は20mm以上の長さが必要であることがわかった。さらに長孔の幅方向のピッチpは100mm未満とする必要があることがわかった。また、長孔11の幅の下限は、長孔11間の研磨パッドの剛性を考慮して長孔11の幅の2倍以上とした。
【0043】
次に、本発明の第1、第2研磨パッドに形成される長孔に係る実施の形態を、図3の平面図によって説明する。
【0044】
図3に示すように、第1研磨パッド1(第2研磨パッド2)に長孔11が放射状に配置されて形成されていてもよい。図面では放射状方向に一つの長孔11が形成されたものを示したが、放射状方向に複数の長孔が形成されていてもよい。図3では小孔21の記載を省略したが、前記図2で説明したように小孔21が形成されていてもよい。なお、小孔21の配置は格子点状に限定されることはなく、所定のピッチで研磨パッドの全面に形成されるものであればよい。
【0045】
上記構成の研磨パッドでは、長孔11の長さを十分に、例えば被研磨物(例えばウエハ)の半径より大きくとり、放射状に配置することで、ウエハへの負圧がより生じにくい構造とすることができる。このような長孔11をパンチング加工で形成することで、溝に比べて比較的自由な形状に形成できることは本構成の利点の一つである。
【0046】
次に、本発明の第1、第2研磨パッドに形成される長孔に係る実施の形態を、図4の平面図によって説明する。
【0047】
図4に示すように、第1研磨パッド1(第2研磨パッド2)に円弧状の長孔11が例えば同心円状に配置されて形成されていてもよい。図面では同心円状に2列の長孔11が形成されている場合を示したが、3列以上に形成されていてもよい。図4では小孔21の記載を省略したが、前記図2で説明したように小孔21が形成されていてもよい。なお、小孔21の配置は格子点状に限定されることはなく、所定のピッチで研磨パッドの全面に形成されるものであればよい。
【0048】
上記構成の研磨パッドでは、上記長孔11の長さを例えば被研磨物(例えばウエハ)の半径よりも十分に大きくとり、この長孔11を円弧状に形成することで、ウエハへの負圧がより生じにくい構造とすることができ、かつ、平行へ放射状の配置に比べてスラリーの保持性が向上するのでスラリーの使用量を削減することができる。このように長孔11および小孔21をパンチング加工で形成することで、溝に比べて比較的自由な形状に形成できることはこの構成の利点の一つである。
【0049】
上記説明した実施の形態では、長孔11と小孔21とを一回のパンチング加工で形成することを説明したが、長孔11と小孔21とをそれぞれ独立にパンチング加工により形成してもよい。この方法により研磨パッドの作製が容易になる場合としては、例えば、小孔21のピッチに比べて、長孔11の幅を広くしたい場合がある。具体的には、一例として、小孔21のピッチが5mmで7mm幅の長孔11を形成したい場合がある。または長孔11が小孔21に重なる部分がある場合がある。具体的には、小孔21が格子点状に配置され、長孔11が放射状または円弧状に配置される場合などがある。
【0050】
また、研磨パッドに光学式終点検出用の窓が形成される場合には、窓部には孔が形成されない方がウエハへの入射光を遮らないため有利であるが、窓に孔を形成したとしても、本発明の有効性は変わらない。
【0051】
上記実施の形態では、研磨パッドの一例としてIC1000を用いたが、市販の不織布からなる研磨パッド、スエード状研磨パッド、その他樹脂材料からなる研磨パッドなど、研磨パッドの材質に係わりなく、上記説明したのと同様の効果が得られる。また、固定砥粒が含有されている研磨パッドであっても、本発明の有効性は変わらないので、上記説明したのと同様なる効果が得られる。
【0052】
次に、本発明の研磨装置について、図5に示す概略構成斜視図により説明する。
【0053】
研磨装置は、被研磨材料の被研磨面に研磨パッドが接触し、相対的に摩擦運動することにより被研磨面を研磨する前記研磨パッド1〜4のうちの一つを備えるものである。
【0054】
すなわち、図5に示すように、研磨装置101は、例えば矢印ア方向に回動自在な研磨定盤111を備えている。この研磨定盤111は図示しない回動駆動装置に接続された回転軸112を介して回動される。また、研磨定盤111上には、前記図1〜図4によって説明した研磨パッド1〜4のうちの一つが装着されている。ここでは研磨パッド1を装着した。以下、研磨パッド1で説明する。装着方法は、一般的な研磨パッドの装着方法、例えば粘着シート(粘着テープも含む)もしくは粘着剤を用いる方法による。具体的には、前記説明した方法による。
【0055】
上記研磨パッド1が装着される研磨定盤111に対向する位置、通常は研磨定盤111の回転中心を外した位置に対向するように、研磨ヘッド115が備えられている。この研磨ヘッド115は昇降自在に構成されている。さらに、この研磨ヘッド115は図示しない回動駆動装置に接続された回転軸116を介して例えば矢印イ方向に回動される。また、この研磨ヘッド115の研磨定盤111に対向する面は、被研磨物301が装着されるようになっている。被研磨物の装着方法は、真空吸着、静電吸着、接着剤を用いた接着、粘着シートを用いた接着等、種々の方法を採用することができる。さらに、研磨定盤111の上方で研磨ヘッド115の近傍には、研磨パッド1上に研磨スラリー131(便宜上、矢印で示す)を供給するためのノズル121が備えられている。そしてこの研磨スラリー131は、研磨定盤111の回動とともに研磨パッド1と被加工物301との間に入り込むように供給される。
【0056】
本発明の研磨方法を以下に説明する。一例として、上記研磨装置101を用いて研磨を行う方法を説明する。まず、研磨パッド1〜4のうちの所望の研磨パッドを研磨定盤111に装着する。また研磨ヘッド115には被研磨物301を装着する。その後、ノズル121より研磨スラリー131を研磨パッド1上に供給するとともに、研磨定盤111を回動させる。また、研磨ヘッド115も回動させる。そして、所望の加工圧力となるように、研磨パッド1に被研磨物301を接触させて、被研磨物301の被研磨面を研磨する。研磨条件の一例としては、研磨スラリー131には、例えば水酸化カリウム(KOH)ベースのフュームドシリカ系スラリーを用い、加工圧力を300g/cm2 、回転数を被研磨物(例えばウエハ)に対する研磨パッドの周速度が60m/minになるように設定した。研磨が終了した後は、被加工物301を研磨パッド1より引き離し、研磨スラリー131の供給を停止するとともに、研磨定盤111および研磨ヘッド115の回動を停止する。その後、研磨ヘッド115より被加工物301を脱着すればよい。なお、脱着前に被研磨物301の被研磨面を洗浄してもよい。
【0057】
上記説明した研磨方法は一例であって、研磨条件は、研磨対象に応じて適宜変更することができる。また、従来から用いられている研磨条件を用いることもできる。
【0058】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の第1研磨パッドによれば、研磨パッドを厚さ方向に貫通する複数の長孔が設けられているので、被研磨面と研磨パッド表面との間の密閉性を低下させて負圧が生じにくくすることができる。このため、研磨終了後に研磨パッド表面より被研磨物を容易に取り除くことができる。また、長孔をパンチング加工で形成することができるので、従来の切削加工により形成される溝を有する研磨パッドを用いる従来の研磨パッドよりも製造コストが安価になる。さらに、長孔は研磨パッドの厚さ方向に貫通するように形成されているので研磨パッドが磨耗しても長孔が無くなることはないため、溝を有する研磨パッドよりもパッド寿命を延ばすことができる。
【0059】
本発明の第2研磨パッドによれば、研磨パッドを厚さ方向に貫通する複数の孔が設けられていて、この複数の孔のうちの一部は長孔で形成されているので、第1研磨パッドと同様の効果が得られる。さらに、長孔以外の複数の孔が設けられているので、研磨抵抗の上昇を抑えることができる。さらに、長孔内に研磨液を留めることができるので、従来の溝を形成した研磨パッドと比較して研磨液量を減らすことができる。また、長孔を含む複数の孔は1回のパンチング加工で形成することができるので、切削加工により形成される溝を有する従来の研磨パッドを使用するよりも製造コストが安価になる。さらに、長孔は研磨パッドの厚さ方向に貫通するように形成されているので研磨パッドが磨耗しても長孔が無くなることはないため、溝を有する研磨パッドよりもパッド寿命を延ばすことができる。
【0060】
本発明の研磨装置によれば、研磨パッドの製造コストを安価にできる本発明の研磨パッドが装着されていることから、研磨装置の運用費用を低減することができる。さらに、本発明の研磨パッドは従来の溝を有する研磨パッドよりもパッド寿命が長いので、研磨パッドの交換頻度を低減することができる。その結果、研磨装置の運用費用を低減することができる。それとともに、本発明の研磨パッドの作用効果を得ることができる。
【0061】
本発明の研磨方法は、研磨パッドの製造コストを安価にできる本発明の研磨パッドを用いることから、研磨コストを低減することができる。さらに、本発明の研磨パッドは従来の溝を有する研磨パッドよりもパッド寿命が長いので、研磨パッドの交換頻度を低減することができる。その結果、研磨コストを低減することができる。それとともに、本発明の研磨パッドの作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1研磨パッドに係る一実施の形態を示す平面図および部分拡大図である。
【図2】 本発明の第2研磨パッドに係る一実施の形態を示す平面図および部分拡大図である。
【図3】 本発明の第1、第2研磨パッドに形成される長孔に係る一実施の形態を示す平面図である。
【図4】 本発明の第1、第2研磨パッドに形成される長孔に係る一実施の形態を示す平面図である。
【図5】 本発明の第1の研磨装置に係る実施の形態を示す概略構成斜視図である。
【図6】 従来技術1の研磨パッドを示す平面図、部分拡大図およびA−A’線断面図である。
【図7】 従来技術3の研磨パッドを示す平面図、部分拡大図およびB−B’線断面図である。
【符号の説明】
1…第1研磨パッド、11…長孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a polishing pad, a polishing apparatus, and a polishing method, and more particularly to a polishing pad provided with a plurality of long holes, a polishing apparatus using the polishing pad, and a polishing method using the polishing pad.
[0002]
[Prior art]
As the prior art 1, a polishing pad having a groove on the surface is commercially available. For example, there is a polishing pad IC1000-A22 manufactured by Rodel Nitta. Figure6As shown in FIG. 2, the
[0003]
As the prior art 2, there is a commercially available polishing pad having a plurality of small holes (for example, small holes having a diameter of 1.8 mm) on the surface. As an example, a polishing pad IC1000 (p) manufactured by Rodel Nitta is known.
[0004]
As prior art 3, figure7As shown, a
[0005]
In the polishing pad of the above-mentioned prior art 3, the increase in polishing resistance is suppressed by providing the holes. Further, since the groove is formed on the surface of the polishing pad, the sealing property with the semiconductor wafer is lowered, and negative pressure is hardly generated. For this reason, it is easy to remove the semiconductor wafer from the surface of the polishing pad after completion of polishing. Moreover, the polishing pad of the prior art 3 has a reduced hard layer load, and the deterioration over time is reduced by suppressing a decrease in the strength of the hard layer as compared with a polishing pad having a normal groove. It has the feature that.
[0006]
Chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as CMP, CMP is an abbreviation for Chemical Mechanical Polishing) is a surplus material for forming copper wiring, tungsten plugs, and the like when planarizing the surface of an insulating film in a semiconductor device manufacturing process. It is used when removing
[0007]
In a CMP apparatus that has been widely used in the past, the polishing surface of the polishing pad is flat, and the surface to be polished of the wafer and the polishing surface of the polishing pad are arranged in parallel, and contact each other while rotating. Polishing is performed (for example, refer to Patent Document 2).
[0008]
Also, a belt-type CMP apparatus (see, for example, Patent Document 3) (see, for example, Patent Document 4), a linear rocking-type CMP apparatus (see, for example, Patent Document 5), and a CMP having a ring-shaped polishing pad. An apparatus (for example, see Patent Document 6) and a roller type CMP apparatus are known (for example, see Patent Document 7). In any of the above polishing apparatuses, the polishing surface of the polishing pad that contacts the surface to be polished is flat.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-9-117855 (
[Patent Document 2]
JP 2000-218514 A (
[Patent Document 3]
JP 2000-218514 A (
[Patent Document 4]
JP-A-8-52652 (page 5-6, FIG. 1)
[Patent Document 5]
JP-A-8-52652 (page 8, FIG. 10)
[Patent Document 6]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-31671 (5th page, FIG. 1)
[Patent Document 7]
JP-A-2-139172 (page 3-5, FIG. 1-3)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the polishing pad of the above prior art 1 requires a large amount of polishing liquid because the polishing liquid flows out through the grooves during polishing. Moreover, since the groove is formed by cutting, the manufacturing cost of the polishing pad is higher than that of a polishing pad in which holes are formed by punching.
[0011]
The polishing pad of the above prior art 2 generates a negative pressure with the object to be polished at the hole portion, so that the polishing resistance increases. Furthermore, it is difficult to remove the object to be polished after polishing. A detailed explanation of this phenomenon is also described in JP-A-9-117855.
[0012]
Since the polishing pad of the prior art 3 needs to form a groove | channel by cutting after forming a hole by punching, when manufacturing it, manufacturing cost starts.
[0013]
In the polishing apparatus and the polishing method using the polishing pad as described in the prior art, the problem of the polishing pad is not solved.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a polishing pad, a polishing apparatus, and a polishing method that have been made to solve the above problems.
[0015]
The first polishing pad of the present invention is a polishing pad for polishing an object to be polished, and is provided with a plurality of long holes penetrating the polishing pad in the thickness direction.SoThe length of the long holes is 20 mm or more, and the pitch of the long holes in the short direction is not less than twice the length of the long holes in the short direction and less than 100 mm.
[0016]
In the first polishing pad, since a plurality of long holes penetrating the polishing pad in the thickness direction are provided, the sealing property between the surface to be polished and the surface of the polishing pad is reduced, so that negative pressure is hardly generated. Become. For this reason, it becomes easy to remove an object to be polished from the surface of the polishing pad after polishing. In addition, since the long hole formed in the polishing pad of the present invention can be formed by punching, the manufacturing cost is lower than that of the polishing pad having a groove formed by cutting.
[0017]
The second polishing pad of the present invention is a polishing pad for polishing an object to be polished, wherein a plurality of holes penetrating the polishing pad in the thickness direction are provided, and some of the plurality of holes are elongated holes. And the slot isSoThe length of the long holes is 20 mm or more, and the pitch of the long holes in the short direction is not less than twice the length of the long holes in the short direction and less than 100 mm.
[0018]
In the second polishing pad, a plurality of holes penetrating the polishing pad in the thickness direction are provided, and some of the plurality of holes are formed as long holes. Similarly, due to the long hole, the sealing property between the surface to be polished and the surface of the polishing pad is lowered, and it is difficult to generate a negative pressure. For this reason, it becomes easy to remove an object to be polished from the surface of the polishing pad after polishing. Furthermore, since a plurality of holes other than the long holes are provided, an increase in polishing resistance can be suppressed. Further, since the groove is not formed unlike the conventional polishing pad, the polishing liquid does not flow out of the polishing pad through the groove. The long hole formed in the polishing pad of the present invention retains the polishing liquid therein, so that the amount of the polishing liquid used can be reduced. In addition, since the plurality of holes including the long holes formed in the polishing pad of the present invention can be formed by a single punching process, the manufacturing cost is higher than that of a polishing pad having grooves formed by a cutting process. It will be cheaper. Furthermore, since the long hole is formed so as to penetrate in the thickness direction of the polishing pad, the long hole will not be lost even when polishing progresses and the polishing pad is worn. For this reason, pad life can be extended rather than the polishing pad which has a groove | channel.
[0019]
The polishing apparatus of the present invention uses the polishing pad of the present invention that can reduce the manufacturing cost of the polishing pad. Thus, since the polishing pad of the present invention is used, the operating cost of the polishing apparatus is reduced. Furthermore, since the polishing pad of the present invention has a longer pad life than a polishing pad having a conventional groove, the frequency of replacement of the polishing pad is reduced.
[0020]
The polishing method of the present invention uses the polishing pad of the present invention that can reduce the manufacturing cost of the polishing pad. Thus, since the polishing pad of this invention was used, polishing cost is reduced. Furthermore, since the polishing pad of the present invention has a longer pad life than a polishing pad having a conventional groove, the frequency of replacement of the polishing pad is reduced.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the first polishing pad of the present invention will be described with reference to a plan view and a partially enlarged view of FIG.
[0022]
As shown in FIG. 1, the first polishing pad 1 is provided with a plurality of
[0023]
In the first polishing pad 1, since a plurality of
[0024]
Next, a first embodiment of the second polishing pad of the present invention will be described with reference to a plan view and a partially enlarged view of FIG. In addition, illustration of a small hole was abbreviate | omitted in the top view.
[0025]
As shown in FIG. 2, the second polishing pad 2 is formed with
[0026]
Further, the
[0027]
In the second polishing pad 2, a plurality of
[0028]
Further, since a plurality of
[0029]
Moreover, since the
[0030]
Furthermore, since the
[0031]
Next, using the first and second polishing pads 1 and 2, the probability of occurrence of a trouble during transportation was investigated by changing the length of the long hole, the width of the long hole, and the pitch in the width direction of the long hole. . The distance d in the longitudinal direction of the
[0032]
[Table 1]
[0033]
In the above investigation, the first and second polishing pads 1 and 2 are made of foamed polyurethane (for example, an IC1000 single-layer product having a thickness of 1.2 mm manufactured by Rodel), and the upper layer is made of foamed polyurethane and the lower layer is made of A laminated product made of PET (polyethylene terephthalate) (for example, a laminated polishing pad made of 1.2 mm thick IC1000 made by Rodel and the lower layer made of SUBA400 made by the company 1.2 mm thick). Using.
[0034]
In order to adhere the first and second polishing pads 1 and 2 to a polishing surface plate (not shown), a double-sided adhesive tape was used in the case of a single-layer polishing pad. In the above investigation, in order to prevent the slurry from directly touching the polishing surface plate, the first and second polishing pads 1 and 2 are punched to form the
[0035]
On the other hand, in the laminated product, a product in which only the IC1000 has a hole penetrated and a product in which both the IC1000 and the SUBA400 have a hole penetrated were produced. Since IC1000 and SUBA400 are bonded with double-sided tape, if IC1000 and SUBA400 are bonded after punching holes in IC1000 before bonding, only IC1000 will be penetrated, and if holes are formed by punching after bonding, both Can be easily produced.
[0036]
A double-sided adhesive tape was used to adhere the IC1000 to the SUBA400. At that time, in the case where only the IC1000 has a hole penetrated, if the punching process is performed before the double-sided adhesive tape is applied to the IC1000, the double-sided adhesive tape has no holes. An adhesive tape with holes formed is obtained. With regard to the holes in the double-sided adhesive tape, there is no effect on the effect of the present invention. However, this time, a product that does not form a hole in the double-sided adhesive tape is prepared because there is no slurry penetration into the lower layer SUBA400. Used.
[0037]
In the case where both the IC1000 and the SUBA400 have holes penetrated, a double-sided adhesive tape was used for adhesion to the polishing surface plate. If the punching process is performed before the double-sided adhesive tape is applied, the double-sided adhesive tape will have no holes. If the punching process is performed after the double-sided adhesive tape has been applied, the double-sided adhesive tape will have holes. It is done. With regard to the holes in the double-sided adhesive tape, there is no effect on the effect of the present invention, but this time, a slurry that does not form a hole in the double-sided adhesive tape is prepared because the slurry does not directly touch the polishing surface plate. Used.
[0038]
From Table 1 above, in the first polishing pad 1 made of a single-layer product of IC1000, the wafer transport error was 0 when the
[0039]
Further, in the first polishing pad 1 which is composed of a laminated product of IC1000 and SUBA400 and the
[0040]
Further, in the first polishing pad 1 formed of a laminated product of IC1000 and SUBA400 and having the
[0041]
In addition, the lowermost part of Table 1 shows the result of a polishing pad in which the
[0042]
Therefore, it was found that the
[0043]
Next, an embodiment of the long hole formed in the first and second polishing pads of the present invention will be described with reference to the plan view of FIG.
[0044]
As shown in FIG. 3, the
[0045]
In the polishing pad having the above-described configuration, the
[0046]
Next, an embodiment of the long hole formed in the first and second polishing pads of the present invention will be described with reference to the plan view of FIG.
[0047]
As shown in FIG. 4, arc-shaped
[0048]
In the polishing pad having the above configuration, the length of the
[0049]
In the embodiment described above, it has been described that the
[0050]
In addition, when an optical end point detection window is formed on the polishing pad, it is advantageous not to form a hole in the window part because it does not block incident light on the wafer, but a hole is formed in the window. Even so, the effectiveness of the present invention remains unchanged.
[0051]
In the above embodiment, the IC 1000 is used as an example of the polishing pad. However, the above description is applicable regardless of the material of the polishing pad, such as a polishing pad made of a commercially available non-woven fabric, a suede polishing pad, or a polishing pad made of other resin material. The same effect as can be obtained. Moreover, even if the polishing pad contains fixed abrasive grains, the effectiveness of the present invention does not change, so the same effect as described above can be obtained.
[0052]
Next, regarding the polishing apparatus of the present invention,FIG.Will be described with reference to the schematic configuration perspective view shown in FIG.
[0053]
PolishingThe apparatus includes one of the polishing pads 1 to 4 for polishing the surface to be polished by bringing the polishing pad into contact with the surface to be polished of the material to be polished and performing a relative frictional motion.
[0054]
That is,FIG.As shown inPolishingThe apparatus 101 includes a polishing
[0055]
A polishing
[0056]
Of the present inventionPolishingThe method will be described below. As an example, the abovePolishingA method for polishing using the apparatus 101 will be described. First, a desired polishing pad among the polishing pads 1 to 4 is mounted on the polishing
[0057]
The polishing method described above is an example, and the polishing conditions can be changed as appropriate according to the object to be polished. Also, conventionally used polishing conditions can be used.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the first polishing pad of the present invention, since a plurality of long holes penetrating the polishing pad in the thickness direction are provided, the sealing property between the surface to be polished and the surface of the polishing pad is provided. The negative pressure can be made difficult to occur by reducing the pressure. For this reason, the object to be polished can be easily removed from the surface of the polishing pad after completion of polishing. In addition, since the long hole can be formed by punching, the manufacturing cost is lower than that of a conventional polishing pad using a polishing pad having a groove formed by conventional cutting. Furthermore, since the long hole is formed so as to penetrate in the thickness direction of the polishing pad, the long hole will not be lost even if the polishing pad is worn, so that the pad life can be extended as compared with the polishing pad having a groove. it can.
[0059]
According to the second polishing pad of the present invention, the plurality of holes penetrating the polishing pad in the thickness direction are provided, and some of the plurality of holes are formed as long holes. The same effect as the polishing pad can be obtained. Furthermore, since a plurality of holes other than the long holes are provided, an increase in polishing resistance can be suppressed. Furthermore, since the polishing liquid can be retained in the long hole, the amount of the polishing liquid can be reduced as compared with a polishing pad having a conventional groove. In addition, since a plurality of holes including long holes can be formed by a single punching process, the manufacturing cost is lower than when a conventional polishing pad having a groove formed by a cutting process is used. Furthermore, since the long hole is formed so as to penetrate in the thickness direction of the polishing pad, the long hole will not be lost even if the polishing pad is worn, so that the pad life can be extended as compared with the polishing pad having a groove. it can.
[0060]
According to the polishing apparatus of the present invention, since the polishing pad of the present invention that can reduce the manufacturing cost of the polishing pad is mounted, the operating cost of the polishing apparatus can be reduced. Furthermore, since the polishing pad of the present invention has a longer pad life than a polishing pad having a conventional groove, the replacement frequency of the polishing pad can be reduced. As a result, the operating cost of the polishing apparatus can be reduced. At the same time, the effects of the polishing pad of the present invention can be obtained.
[0061]
Since the polishing method of the present invention uses the polishing pad of the present invention that can reduce the manufacturing cost of the polishing pad, the polishing cost can be reduced. Furthermore, since the polishing pad of the present invention has a longer pad life than a polishing pad having a conventional groove, the replacement frequency of the polishing pad can be reduced. As a result, the polishing cost can be reduced. At the same time, the effects of the polishing pad of the present invention can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 relates to a first polishing pad of the present invention.oneIt is the top view and partial enlarged view which show embodiment.
FIG. 2 relates to a second polishing pad of the present invention.oneIt is the top view and partial enlarged view which show embodiment.
FIG. 3 relates to a slot formed in the first and second polishing pads of the present invention.oneIt is a top view which shows embodiment.
FIG. 4 relates to a long hole formed in the first and second polishing pads of the present invention.oneIt is a top view which shows embodiment.
[Figure5FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the first polishing apparatus of the present invention.
[Figure6FIG. 10 is a plan view, a partially enlarged view, and a cross-sectional view taken along line A-A 'showing a polishing pad of prior art 1;
[Figure7FIG. 11 is a plan view, a partially enlarged view, and a cross-sectional view taken along line B-B 'showing a polishing pad according to prior art 3.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st polishing pad, 11 ... Long hole
Claims (6)
前記研磨パッドを厚さ方向に貫通する複数の長孔が設けられていて、
前記長孔は、その長手方向の長さが20mm以上のものからなり、
前記長孔の短手方向のピッチは、前記長孔の短手方向の長さの2倍以上100mm未満に形成されている
ことを特徴とする研磨パッド。In a polishing pad for polishing an object to be polished,
A plurality of long holes penetrating the polishing pad in the thickness direction are provided,
The long holes, the longitudinal length of their consists more than 20 mm,
The pitch of the long holes in the short direction is formed to be not less than twice the length of the long holes in the short direction and less than 100 mm.
前記研磨パッドを厚さ方向に貫通する複数の孔が設けられていて、前記複数の孔のうちの一部は長孔からなり、
前記長孔は、その長手方向の長さが20mm以上のものからなり、
前記長孔の短手方向のピッチは、前記長孔の短手方向の長さの2倍以上100mm未満に形成されている
ことを特徴とする研磨パッド。In a polishing pad for polishing an object to be polished,
A plurality of holes penetrating the polishing pad in the thickness direction are provided, and a part of the plurality of holes is a long hole,
The long holes, the longitudinal length of their consists more than 20 mm,
The pitch of the long holes in the short direction is formed to be not less than twice the length of the long holes in the short direction and less than 100 mm.
相対的に摩擦運動することにより被研磨面を研磨する研磨装置において、
前記研磨パッドは、前記研磨パッドを厚さ方向に貫通する複数の長孔が設けられていて、
前記長孔は、その長手方向の長さが20mm以上のものからなり、
前記長孔の短手方向のピッチは、前記長孔の短手方向の長さの2倍以上100mm未満に形成されている
ことを特徴とする研磨装置。The polishing pad contacts the surface to be polished of the material to be polished,
In a polishing apparatus for polishing a surface to be polished by relatively frictional movement,
The polishing pad is provided with a plurality of elongated holes penetrating the polishing pad in the thickness direction,
The long holes, the longitudinal length of their consists more than 20 mm,
The pitch of the long hole in the short direction is formed to be not less than twice the length of the long hole in the short direction and less than 100 mm.
相対的に摩擦運動することにより被研磨面を研磨する研磨装置において、
前記研磨パッドは、前記研磨パッドを厚さ方向に貫通する複数の孔が設けられていて、前記複数の孔のうち一部は長孔からなり、
前記長孔は、その長手方向の長さが20mm以上のものからなり、
前記長孔の短手方向のピッチは、前記長孔の短手方向の長さの2倍以上100mm未満に形成されている
ことを特徴とする研磨装置。The polishing pad contacts the surface to be polished of the material to be polished,
In a polishing apparatus for polishing a surface to be polished by relatively frictional movement,
The polishing pad is provided with a plurality of holes penetrating the polishing pad in the thickness direction, and some of the plurality of holes are elongated holes,
The long holes, the longitudinal length of their consists more than 20 mm,
The pitch of the long hole in the short direction is formed to be not less than twice the length of the long hole in the short direction and less than 100 mm.
被研磨面と研磨パッドとが相対的に摩擦運動することにより被研磨面を研磨する研磨方法において、
前記研磨パッドは、前記研磨パッドを厚さ方向に貫通する複数の長孔が設けられていて、
前記長孔は、その長手方向の長さが20mm以上のものからなり、
前記長孔の短手方向のピッチは、前記長孔の短手方向の長さの2倍以上100mm未満に形成されている
ことを特徴とする研磨方法。The polishing pad contacts the surface to be polished of the material to be polished,
In the polishing method for polishing the surface to be polished by the relative friction movement of the surface to be polished and the polishing pad,
The polishing pad is provided with a plurality of elongated holes penetrating the polishing pad in the thickness direction,
The long holes, the longitudinal length of their consists more than 20 mm,
The pitch of the long holes in the short direction is formed to be not less than twice the length of the long holes in the short direction and less than 100 mm.
被研磨面と研磨パッドとが相対的に摩擦運動することにより被研磨面を研磨する研磨方法において、
前記研磨パッドは、前記研磨パッドを厚さ方向に貫通する複数の孔が設けられていて、前記複数の孔のうち一部は長孔からなり、
前記長孔は、その長手方向の長さが20mm以上のものからなり、
前記長孔の短手方向のピッチは、前記長孔の短手方向の長さの2倍以上100mm未満に形成されている
ことを特徴とする研磨方法。The polishing pad contacts the surface to be polished of the material to be polished,
In the polishing method for polishing the surface to be polished by the relative friction movement of the surface to be polished and the polishing pad,
The polishing pad is provided with a plurality of holes penetrating the polishing pad in the thickness direction, and some of the plurality of holes are elongated holes,
The long holes, the longitudinal length of their consists more than 20 mm,
The pitch of the long holes in the short direction is formed to be not less than twice the length of the long holes in the short direction and less than 100 mm.
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