JP4454833B2

JP4454833B2 - 研磨パッド

Info

Publication number: JP4454833B2
Application number: JP2000360366A
Authority: JP
Inventors: 光敏西村; 忠士寺崎; 貞和森崎
Original assignee: Nitta Haas Inc
Current assignee: Nitta DuPont Inc
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2020-11-27
Also published as: JP2002160153A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置の製造工程において、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加工物の平坦化処理などを行うときに用いる研磨パッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の化学的機械研磨装置は、表面に研磨パッドが接着された研磨プレートと、研磨パッドの表面を目立てするためのドレッサーと、被加工物を保持するキャリアと、研磨スラリーを研磨パッド上に供給する研磨スラリー供給装置と、を備えている。そして、研磨パッドをドレッサーによりドレッシング（研削）した後に、研磨プレート及びキャリアを回転させると共に、該研磨スラリー供給装置のノズルから研磨パッドの中央部に研磨スラリーを供給し、被加工物を研磨パッド上に押圧することで被加工物表面の研磨を行う。
【０００３】
このような化学的機械研磨方法では、研磨パッドのドレッシング時に発生する研磨パッドの削り屑や、被加工物の研磨屑等を研磨パッドの外へ排出する必要があるので、研磨作業中に、研磨スラリーを研磨パッドの中央部に絶えず供給し、これらの不純物を研磨スラリーにより研磨パッドの外部へ排出するようにしている。
【０００４】
そして、ウエハを効果的に研磨できるように、パッド表面に格子状の溝を付けたものや、同心円状の複数の溝を設けた研磨パッドが提案されている（例えば、特開平１１−２１６６６３号公報、特開平１１−３３３６９９号公報）。
【０００５】
しかし、このような研磨パッドにおいても、研磨レートを増加する点、および均一にウエハ表面を研磨する点において、さらに改良の余地があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の実状に着目してなされたものであって、その目的とするところは、ウエハ面内の均一な平坦化と研磨レートのウエハ面内の均一性を向上させる研磨パッドを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の研磨パッドは、円板状の研磨パッド本体の略全面に多数の貫通孔が設けられ、被加工物が接触する研磨パッド本体の半径方向の略中央部付近にスラリーを保持する同心円状の複数の溝が形成された溝処理領域が設けられ、溝処理領域の各溝の溝幅が０．２ｍｍ以上で且つ５ｍｍ以下に設定されており、そのことにより上記目的が達成される。
【０００８】
一つの実施態様では、前記研磨パッド本体の中心部付近に設けられた中心部処理領域における貫通孔の内径が１〜３ｍｍ、該貫通孔の密度が２〜５個／ｃｍ²、該中心部処理領域の面積比率が研磨パッドに対して７〜２９％である。
【０００９】
一つの実施態様では、前記溝処理領域の半径方向における幅寸法が３０〜１５０ｍｍ、研磨パッドの非溝加工面に対する溝加工面の面積比率が１％〜１０％である。
【００１０】
一つの実施態様では、前記研磨パッド本体の外周部付近に設けられた外周部処理領域における貫通孔の内径が０．５〜３ｍｍ、該貫通孔の密度が２〜５個／ｃｍ²、該外周部処理領域の面積比率が研磨パッドに対して５０〜８０％である。
【００１１】
本発明の作用は次の通りである。
【００１２】
本発明の研磨パッドは、研磨パッド本体の略全面に貫通孔が形成され、研磨パッド本体の半径方向の略中央部付近にさらに溝が形成されていることにより、スラリーの保持性と排出性を適正にし、かつ被加工物の研磨面が最も摺接する研磨パッド本体の半径方向中央部付近に複数本の溝を形成することで、研磨レートを増加しながら研磨の均一性を向上することができる。特に、内周部処理領域、溝処理領域および外周部処理領域の３つの処理領域によってウエハ等の被加工物の中心部分を積極的に研磨することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。
【００１４】
本発明で使用する研磨パッド１は、一般に、ポリウレタン等の発泡性樹脂を発泡硬化させて得られる発泡体の表面をバフすることにより形成されている。研磨パッド１の表面には多数の空孔を有しており、ウエハ等の被加工物１０と研磨パッド１との間に供給された研磨スラリーが均一分散され、均一研磨が行えるようにされている。
【００１５】
図１に示すように、研磨パッド１は、円板状の研磨パッド本体２の略全面に貫通孔を形成し、さらに研磨パッド本体２の表面の半径方向の中央部付近に同心円状の溝を設けて構成され、研磨パッド本体２の表面に、中心位置から中心部処理領域３、溝処理領域４および外周部処理領域５がそれぞれ順に設けられている。
【００１６】
パッドの直径が６００ｍｍである場合、中心部処理領域３の直径は１６０〜３２０ｍｍが好ましい。溝処理領域４のパッド半径方向における幅寸法は３０〜１５０ｍｍが好ましい。さらに好ましくは５０〜１００ｍｍである。また、外周部処理領域５のパッド半径方向における幅寸法は７０〜１２０ｍｍが好ましい。
【００１７】
言い換えると、該中心部処理領域３の、パッド本体表面に対する面積比率は７〜２９％が好ましい。溝処理領域４のパッド本体表面に対する面積比率は１〜１０％が好ましい。さらに好ましくは２〜８％である。また、外周部処理領域５のパッド本体表面に対する面積比率は５０〜８０％が好ましい。
【００１８】
（中心部処理領域）
該中心部処理領域３に形成された貫通孔６の内径は１〜３ｍｍが好ましい。また、その貫通孔６の密度は２〜５個／ｃｍ²が好ましい。
【００１９】
（溝処理領域）
図１〜図３に示すように、溝処理領域に形成された貫通孔の内径、および密度は上記中心部処理領域と同じにすることができる。
【００２０】
各溝７は同心円状に形成されている。溝７の断面形状は矩形状、Ｕ字状、台形等であってもよい。溝本数Ｎ（本）は多い方がより均一性、研磨レートを向上することができる。
【００２１】
溝７の深さは研磨パッド厚みの１０〜８０％が好ましく、溝幅は２００μm〜５ｍｍが好ましく、また溝本数は３〜１００本が好ましい。
【００２２】
さらに好ましくは、溝７の深さは、研磨パッドの厚みの４０〜６０％であり、溝幅は０．２５ｍｍ〜２ｍｍであり、溝本数は５〜３０本である。
【００２３】
溝幅が０．２ｍｍ未満であるとスラリーの保持性が期待できず、５ｍｍを超えるとスラリーが溝に滞留するだけで実施アセンブリの研磨の仕事に寄与しない。
【００２４】
また、研磨パッドの非溝加工面に対する溝加工面の面積比率は１％〜２０％が好ましい。ここで、研磨パッドの溝加工面の面積とは、研磨パッド表面に形成されている全ての溝の底面の合計面積をいい、非溝加工面の面積とは、その溝部分を除いた研磨パッド表面の面積をいう。さらに好ましい研磨パッドの非溝加工面に対する溝加工面の面積比率は２％〜６％である。
【００２５】
（外周部処理領域）
外周部処理領域５に形成された貫通孔の内径および密度は上記中心部処理領域と同じようにすることができる。
【００２６】
特に、該外周部処理領域５に形成された貫通孔８の内径は０．５〜３ｍｍが好ましい。また、その貫通孔８の密度は２〜５個／ｃｍ²が好ましい。
【００２７】
中心部処理領域３および外周部処理領域５に形成された貫通孔の内径、密度を、上記の範囲内とすることにより、研磨パッド上に供給される研磨スラリーの循環を良くし、研磨屑等の不純物の排出を良くすることができる。
【００２８】
本発明の研磨パッド１において、溝処理領域４を形成するには、従来より公知の方法で行うことができる。例えば、研磨パッド本体２を溝加工機の定盤表面に吸引固定し、定盤を回転させながらパッド本体２の表面に切削刃を押し付けることで同心円状の溝が形成される。
【００２９】
また、中心部処理領域３および外周部処理領域５に貫通孔６，８を形成するには、打ち抜き機によって行うことができる。
【００３０】
なお、本発明の研磨パッド１は、半導体製造プロセス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用いる以外に、以下の用途にも用いることができる。
【００３１】
シリコンウエハに対する一次研磨（特にＳｕｂａパッド、ＭＨパッド）、二次研磨（特にＳｕｂａパッド、ＭＨパッド）、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、液晶用ガラス研磨用パッド（特にＭＨパッド）等。
【００３２】
また、被研磨物としては以下があげられる。
（１）シリコン
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。
【００３３】
さらに、ダミーまたはモニターウエハ、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あがる。
【００３４】
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。
【００３５】
（２）化合物
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。
【００３６】
（３）酸化物
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。
【００３７】
（４）ガラス
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（テレビフラウン管）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。
【００３８】
（５）磁気ディスク
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。
【００３９】
（６）その他
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。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、前面に貫通孔を有する研磨パッド本体の、被加工物が摺接する部分に溝処理領域を有するので、研磨スラリーの分散性を良くし、研磨レートを増加し、研磨の均一性を向上することができる。時に、中心部処理領域、溝処理領域および外周部処理領域によってウエハの中心部分を積極的に研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の研磨パッドの一実施例の平面図である。
【図２】図１に示す研磨パッドの要部断面図である。
【図３】図２に示す研磨パッドの貫通孔部分の断面図である。
【図４】図１に示す研磨パッドの貫通孔部分の平面図である。
【符号の説明】
１研磨パッド
２パッド本体
３中心部処理領域
４溝処理領域
５外周部処理領域
６貫通孔
７溝
８貫通孔

Claims

円板状の研磨パッド本体の略全面に多数の貫通孔が設けられ、被加工物が接触する研磨パッド本体の半径方向の略中央部付近にスラリーを保持する同心円状の複数の溝が形成された溝処理領域が設けられ、溝処理領域の各溝の溝幅が０．２ｍｍ以上で且つ５ｍｍ以下に設定されている研磨パッド。
前記研磨パッド本体の中心部付近に設けられた中心部処理領域における貫通孔の内径が１〜３ｍｍ、該貫通孔の密度が２〜５個／ｃｍ²、該中心部処理領域の面積比率が研磨パッドに対して７〜２９％である請求項１に記載の研磨パッド。
前記溝処理領域の半径方向における幅寸法が３０〜１５０ｍｍ、研磨パッドの非溝加工面に対する溝加工面の面積比率が１％〜１０％である請求項１または２に記載の研磨パッド。
前記研磨パッド本体の外周部付近に設けられた外周部処理領域における貫通孔の内径が０．５〜３ｍｍ、該貫通孔の密度が２〜５個／ｃｍ²、該外周部処理領域の面積比率が研磨パッドに対して５０〜８０％である請求項１〜３のいずれかに記載の研磨パッド。