JP4193096B2

JP4193096B2 - 研磨パッド

Info

Publication number: JP4193096B2
Application number: JP2001366003A
Authority: JP
Inventors: 博久平木
Original assignee: Nitta Haas Inc
Current assignee: Nitta DuPont Inc
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2021-11-30
Also published as: JP2003165049A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ウエハ等の被研磨物の平坦化処理を行うときなどに使用される研磨パッド（研磨布）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、化学的機械的研磨加工（ＣＭＰプロセス）等によりウエハ等の被研磨物の平坦化処理を行うため研磨パッドが使用されている。
【０００３】
図５及び図６に示すように、この研磨パッド21には、新たに供給されたスラリーが被研磨物（図示せず）との間の研磨作業面に浸入し易くするための複数本の同心円状で断面矩形状の溝加工が施されており、この溝22から浸入したスラリーにより研磨効率が向上するという利点がある。
【０００４】
しかし、研磨効率が向上する分、削られた研磨屑などがパッドや被研磨物の表面に残り易くなり、被研磨物の加工面の傷付きの発生の原因と成り易いという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこでこの発明は、従来よりも研磨効率が向上し且つ被研磨物の加工面の傷付きが発生し難い研磨パッドを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。
（１）この発明の研磨パッドは、研磨作業面に、外周壁と内周壁と底部とから構成された略同心円状の複数本の溝部を有し、前記溝部の外周側に位置する外周壁は円周方向に傾斜させて形成し、前記溝部の内周側に位置する内周壁は略垂直方向に形成すると共に、前記溝部の外周壁及び内周壁につながる底部は断面アール状に形成し、研磨回転時の遠心力により前記溝部の傾斜からスラリーが流出し易いようにしたことを特徴とする。
【０００７】
この研磨パッドは、その研磨作業面の溝部の外周側は円周方向に傾斜されて研磨回転時の遠心力によりスラリーが流出し易いようにしたので、スラリーと一緒にパッド表面や被研磨物表面に付着した研磨屑が洗い出され易い。
【０００８】
またスラリーが溝部からパッド表面に容易に排出され、砥粒や液が多く存在するため研磨能力が高まり研磨レートが向上する。さらにスラリーが多く排出され、パッドや被研磨物に付着した研磨屑を洗い流す効果が高くなるので被研磨物にキズが付き難くなる。また溝部の底部を断面アール状の略角状とすることで溝加工が容易となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（実施形態１）
この実施形態の研磨パッドは、化学的機械的研磨加工（ＣＭＰプロセス）によりウエハ等の被研磨物の平坦化処理を行うためのものである。
【００１２】
図１及び図２に示すように、この研磨パッド１は、新たに供給されたスラリーが被研磨物（図示せず）との間の研磨作業面に浸入し易くするため、研磨作業面に複数本の略同心円状の溝部２を有する。よって、被研磨物との間にスラリーを円滑に供給することができ、溝部２に浸入したスラリーにより研磨効率が向上する。
【００１３】
また図２に示すように、前記各溝部２の外周側３は円周方向に傾斜され、研磨回転時の遠心力により前記溝部２の傾斜からスラリーが流出し易いようにしている。尚、前記各溝部２の内周側４は垂直方向に形成している。更に前記溝部２の底部５は、略角状としている。
【００１４】
次に、この実施形態の研磨パッドの使用状態を説明する。
【００１５】
研磨パッド１と被研磨物との間に順次スラリーが供給されて広がり、研磨作業面には十分な量のスラリーが保持される。
【００１６】
この研磨パッド１は、その研磨作業面の溝部２の外周側３は円周方向に傾斜されて研磨回転時の遠心力によりスラリーが流出し易いようにしたので、スラリーと一緒にパッド表面や被研磨物表面に付着した研磨屑が洗い出され易い。
【００１７】
またスラリーが溝部２からパッド表面に容易に排出され、砥粒や液が多く存在するため研磨能力が高まり研磨レートが向上するという利点がある。さらにスラリーが多く排出され、パッドや被研磨物に付着した研磨屑を洗い流す効果が高くなるので被研磨物にキズが付き難くなるという利点がある。
【００１８】
すなわち従来の研磨パッドのような断面矩形状の溝部２の形状よりスラリーの排出が容易なため、パッドや被研磨物表面に付着している研磨屑を洗い流す機能が高いので被研磨物にキズが入り難いという利点がある。特に、銅をＣＭＰ研磨する場合はキズが付き易いのでこの研磨パッド１は非常に有効である。
【００１９】
また溝部２の底部５は略角状としているので、溝加工が容易である。
（実施形態２）
次に、実施形態２を実施形態１との相違点を中心に説明する。
【００２０】
図３及び図４に示すように、この研磨パッド１は、新たに供給されたスラリーが被研磨物（図示せず）との間の研磨作業面に浸入し易くするため、研磨作業面に複数本の略同心円状の溝部２を有する。
【００２１】
また前記各溝部２の外周側３は円周方向に傾斜され、研磨回転時の遠心力により前記溝部２の傾斜からスラリーが流出し易いようにしている。尚、前記各溝部２の内周側４は垂直方向に形成している。
【００２２】
そして前記溝部２の底面６を、略平面状としている。したがって、溝部２の幅をそれ程大きくしなくても十分な量のスラリーをパッド表面に排出することができるという利点がある。
【００２３】
この研磨パッド１は、半導体製造において化学的機械的研磨加工（ＣＭＰプロセス）によりウエハ等の被加工物の平坦化処理を行うときに以外に、シリコンウエハに対する一次研磨、二次研磨、ファイナル研磨用パッド、アルミ磁気ディスク研磨用パッド、液晶研磨用パッド等の場合にも用いることができる。被研磨物としては以下のものが例示できる。
（１）シリコンとして、具体的にはポリッシュドウエハ、拡散ウエハ、エピウエハがあり、これらの主用途としてはＩＣ基板、ディスクリートがある。またダミー又はモニターウエハ、再生ウエハ、バックサイドポリッシュドウエハがあり、これらの主用途としてはテスト用ウエハ、パターン付きＩＣがある。さらに、ＳｉＯ₂、ポリシリコン、金属層間膜があり、これらの主用途としては上述したＣＭＰがある。
（２）化合物として、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、ガリウム燐（ＧａＰ）、インジウム燐（ＩｎＰ）があり、これらの主用途としては可視ＬＥＤ、赤外ＬＥＤ、ＦＥＴ、ＩＣがある。
（３）酸化物として、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ＧＧＧがあり、これらの主用途としてはＳＡＷフィルターがある。
（４）ガラスとして、ＴＦＴ、ＳＴＮ、ＳＯＧ、フォトマスク、オプチカルフラットガラス、ＴＶフェイス（テレビブラウン管）があり、これらの主用途としてはカラー液晶基板、液晶基板、半導体基板、ステッパー用プリズム、カラーテレビがある。
（５）磁気ディスクとして、アルミニウム、強化ガラス、カーボンがあり、これらの主用途としてはハードディスクがある。
（６）その他に、サファイヤ、セラミックス、フェライト、ステンレス、水晶、カラーフィルタがあり、これらの主用途としては半導体基板、電子基板、振動子、カラー液晶がある。
【００２４】
【実施例】
次に、この発明の構成をより具体的に説明する。
（実施例１）
図１及び図２に示すように、厚さ１．２７ｍｍの研磨パッド１に、溝深さは０．７６ｍｍ、溝幅は０．５１ｍｍ、溝ピッチは３．０５ｍｍの溝加工を研磨パッド１の中心から同心円状に多数本（約７０本程度）施した。また、溝部２の底部５の角度Ｒは４５度とした。
（実施例２）
図３及び図４に示すように、厚さ１．２７ｍｍの研磨パッド１に、溝深さは０．７６ｍｍ、溝幅は０．７ｍｍ、溝ピッチは３．０５ｍｍの溝加工を研磨パッド１の中心から同心円状に多数本（約７０本程度）施した。
【００２５】
また前記溝部２の底面６を略平面状にカットしているが、カットしなかった場合の溝部２の底の角度Ｒは４５度とした。
（比較例）
図５及び図６に示すように、厚さ１．２７ｍｍの研磨パッド１に、溝深さは０．７６ｍｍ、溝幅は０．５１ｍｍ、溝ピッチは３．０５ｍｍの断面矩形状の溝加工を研磨パッド１の中心から同心円状に多数本（約７０本程度）施した。
【００２６】
そして前記各研磨パッドを用いて研磨時のスラリー流量を１００ｍｌ／ｍｉｎ、定盤回転数を６０ｒｐｍとし、シリコンのウエハ表面の熱酸化膜を加工圧が７．０ｐｓｉ（ｐｅｒｓｑｕａｒｅｉｎｃｈ）、定盤回転速度が８０ｒｐｍ、被研磨物回転速度が４０ｒｐｍ、研磨時間が６０ｓｅｃの条件で研磨した。
【００２７】
その結果、研磨速度については実施例１、２の研磨パッドの研磨レートは比較例の研磨パッドの約１．５倍であった。
【００２８】
また、仕上がり加工面の平坦性については、実施例１、２の加工面の傷付きの度合いは比較例の研磨パッドの約４０％であった。
【００２９】
【発明の効果】
この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。
【００３０】
スラリーと一緒にパッド表面や被研磨物表面に付着した研磨屑が洗い出され易いので、従来よりも研磨効率が向上し且つ被研磨物の加工面の傷付きが発生し難い研磨パッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の研磨パッドの実施形態１を説明する平面図。
【図２】図１の研磨パッドの溝部を説明する要部拡大断面斜視図。
【図３】この発明の研磨パッドの実施形態２を説明する平面図。
【図４】図３の研磨パッドの溝部を説明する要部拡大断面斜視図。
【図５】従来の研磨パッドを説明する平面図。
【図６】図５の研磨パッドの溝部を説明する要部拡大断面斜視図。

Claims

研磨作業面に、外周壁と内周壁と底部とから構成された略同心円状の複数本の溝部を有し、前記溝部の外周側に位置する外周壁は円周方向に傾斜させて形成し、前記溝部の内周側に位置する内周壁は略垂直方向に形成すると共に、前記溝部の外周壁及び内周壁につながる底部は断面アール状に形成し、研磨回転時の遠心力により前記溝部の傾斜からスラリーが流出し易いようにしたことを特徴とする研磨用パッド。