JP5186738B2 - 研磨パッドの製造方法及び被研磨体の研磨方法 - Google Patents
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Description
化学的機械研磨(化学機械的研磨、CMP)用研磨パッドに於いて、その製造時に取り込
まれる異物などの欠陥部位の影響を除去して、被研磨体に於ける損傷の発生が防止される
研磨パッド、当該研磨パッドの製造方法、並びに当該研磨パッドを用いての被研磨体の研
磨方法に関する。
ハ)の一方の主面にMISトランジスタなどの能動素子、容量素子などの受動素子、及び
これらの機能素子を相互に接続して電子回路を形成するための配線層が形成される。
磨パッド(研磨布)の表面に研磨剤(スラリー)を供給しつつ、当該研磨テーブルを回転
させると共に、回転する被研磨体即ち前記半導体基板の被研磨面を研磨パッドに接触させ
て、当該被研磨面を研磨する。
を高めると共に当該研磨レートの均一化を図る為に、その表面(研磨面)に供給される研
磨剤の保持力が高く、且つ当該研磨剤が当該研磨パッドの全面に効率的に移動可能であり、更に研磨時に生じた生成物を効率的に排出することが可能な構造とされる必要がある。
処理により当該表面が荒らされて、研磨剤の保持力を高めることがなされている。
如く、例えばイソシアネート基含有化合物、活性水素含有化合物及び発泡剤を混合・攪拌
し、これを整形型に注入し、加熱・硬化させて整形体を得、当該整形体を所定の厚さに裁
断することにより形成されるものがある。(特許文献1、2)
また、連続発泡構造を有する研磨パッドとして、例えばフェルト状ポリエステル繊維に
ウレタンを含浸させ、溶媒を除去し、更にウレタンを加熱・硬化させる方法によって形成
されるものがある。
化性樹脂からなる研磨パッドが提案されている。かかる無発泡構造の研磨パッドは、その
表面部にドレッシング処理が施されて当該表面が荒らされ、 研磨剤の保持が可能とされる。
配設して、研磨剤の保持することが提案されている。(特許文献3、5)
当該凹部(孔)は、研磨パッドの研磨面に於いて、所定の開口寸法(孔径)、並びに所定の間隔をもって配設される。この為、かかる凹部(孔)は、シート状研磨パッドに対し、プレス加工等により一括して形成される。
時に生じた生成物を効率的に排出する構成が提案されている。(特許文献4、5)
当該溝は、研磨パッドの研磨面に於いて、単一リング状、同心円状、スパイラル状、円
弧状、平行する直線状、或いは交差する直線状(碁盤目状)に配設され、更にはこれらの
形状の組み合わせパターンをもって配設される場合もある。 また、その形成方法としては、一般的には切削加工が適用される。
いる。(特許文献6、7)
る。
えばイソシアネート基含有化合物、活性水素含有化合物及び発泡剤などを攪拌・混合し、
これを整形型に注入し、加熱・硬化させて整形体を得て、当該整形体を所定の厚さに裁断
することにより形成する工程が執られる。
ドを形成できない場合がある。(特許文献8、9)
また、攪拌・混合、或いは整形等処理の際に、異物が混入してしまう場合がある。
き、また異物の存在は研磨パッドの硬度に局部的な変化を生じてしまう。
CMP工程に適用すると、研磨レートの不均一化を招き、また被研磨体に対し損傷(スク
ラッチ)を与えてしまう。
磨パッドの内部或いは表面部に内包された状態で、研磨パッドの特定されない位置に不特
定の数発生する。
に対してCMP処理を施す工程にあっては、研磨パッド自体もより大きな面積が必要とさ
れる。
に配置した状態に於いて、当該研磨パッドの表面状態を光学的に検査し、その検査結果に
基づいて作業者が欠陥部位を除去することが提案されている。(特許文献10)
しかしながら、かかるCMP処理に於いて作業者が除去することができる欠陥は、その
殆どが研磨パッドの表面に付着した異物である場合に限られる。
率化・高コスト化を招来していた。
また、本発明によれば、シート状研磨パッド部材に、所定の間隔をもって規則的に複数個の凹部或いは少なくとも一つの溝を配設する工程、前記シート状研磨パッド部材に当該シート状研磨パッド部材を透過する放射線を照射して、当該研磨パッド部材を検査する工程、前記検査により検出された当該シート状研磨パッド部材に於ける欠陥部位を選択的に除去する工程を具備することを特徴とする研磨パッドの製造方法が提供される。
更に、本発明によれば、シート状研磨パッド部材に、所定の間隔をもって規則的に複数個の凹部或いは少なくとも一つの溝を配設する工程と、前記シート状研磨パッド部材に当該シート状研磨パッド部材を透過する放射線を照射して、当該研磨パッド部材を検査する工程と、前記検査により検出された当該シート状研磨パッド部材に於ける欠陥部位を選択的に除去して研磨パッドを形成する工程と、前記研磨パッドを研磨テーブル上に配設する工程と、前記研磨パッド上に研磨剤を供給しつつ、当該研磨パッドに被研磨体を接触せしめる工程とを具備することを特徴とする被研磨体の研磨方法が提供される。
陥部位が除去された研磨パッドが提供される。
研磨パッドが適用される。
P工程に適用可能な研磨パッドの数を増加させることができる。
当該CMP処理の信頼性を高めると共に、製造コストを大きく低減することができる。
磨パッドに於ける欠陥部位の有無を検出して、欠陥部位が存在した場合には当該欠陥部位
を除去し、これにより当該研磨パッドのCMP処理工程への適用を可能とする。
生した欠陥部位が存在した場合であっても、前記先行例の如く当該研磨パッドを廃棄する
のではなく、当該欠陥部位を選択的に除去することによりCMP処理工程への適用を可能
とする。
〔研磨パッド〕
本発明による研磨パッドの構成を、二つの実施例をもって示す。
(実施例1)
本発明による研磨パッドの第1の実施形態を、図1に示す。
基材1の一方の主面上に接着剤2を介して配置された発泡ポリウレタンシートからなる研磨パッド層3を具備している。
紙5は、当該研磨パッド100を研磨テーブル上に配置する際には剥離・除去される。
ッド層3は、被研磨体に接する面に、所定の間隔をもって規則的に配設された複数個の凹
部51と、当該凹部51の規則的な配設に対応することなく配設された凹部71を具備し
ている。
とにより、研磨レートの効率化・均一化を図るために配設される。
ろの、不均質な部位或いは混入した異物が存在する部位からなる欠陥部位が選択的に除去
された結果形成されたものである。
深さも、当該欠陥部位を除去することができる深さであれば良く、当該研磨パッドを貫通
するものでなくても良い。
(実施例2)
本発明による研磨パッドの第2の実施形態を、図2に示す。
基材1の一方の主面上に接着剤2を介して配置された発泡ポリウレタンシートからなる研
磨パッド層3を具備している。
紙5は、当該研磨パッド100を研磨テーブル上に配置する際には剥離・除去される。
ッド層3は、被研磨体に接する面に、同心円状に配設された溝61と、当該溝61の配設
に対応することなく配設された凹部71を具備している。
とにより、研磨レートの均一化を図るために配設される。
ろの、不均質一な部位或いは混入した異物が存在する部位からなる欠陥部位が選択的に除
去された結果形成されたものである。
深さも、当該欠陥部位を除去することができる深さであれば良く、当該研磨パッドを貫通
するものでなくても良い。
び溝61を、一枚の研磨パッドに於いて組み合わせて配設する場合(図示せず)にも、本
発明思想による欠陥部位の除去にかかる凹部71は、当該凹部51、溝61に対応するこ
となく配設される。
及び溝61の配置数、配置位置、形状、組み合わせは必要に応じて任意に選択される。
が、本発明は勿論この様な独立発泡構造を有する研磨パッドに限られるものではなく、前
記連続発泡構造を有する研磨パッド、或いは無発泡構造を有する研磨パッドに於いても適
用することができる。
〔研磨パッドの製造方法〕
本発明による研磨パッドの製造方法を以下に記す。
を整形型に注入して、加熱・硬化させて整形体を形成し、更に当該整形体を所定の厚さに
裁断することによってシート状の発泡ポリウレタンを形成する。(ステップ S1)
これは、先に掲げた先行例などに開示される周知技術を適用することができる。
た凹部(前記凹部51)或いは溝(前記溝61)を配設する。(ステップ S2)
当該凹部51或いは溝61は、プレスによる打ち抜き、切削加工、レーザー加工、或い
は選択的溶融処理を適用して形成することができる。
射線を照射し、当該発泡ポリウレタンシートに於ける欠陥部位を検出する。(ステップ S3)
放射線としては、可視光、紫外線、赤外線、レーザー光、電子線、或いはX線などから
適宜選択して適用することができる。(特許文献11)
例えば、被検査発泡ポリウレタンシートの一方の面に沿って可視光源ランプを走査し、
他方の面に於いてその透過光の状況(強度)を検出することにより、欠陥部位を検出する。
化する。
光の強度が局所的に低下する。
混入した異物が存在する部位からなる欠陥部位と見做すことができる。
施す。
選択的溶融処理を適用して、これを選択的に除去する。(ステップS4)
この結果、当該除去部には凹部(凹部71)が形成される。
動化することもできる。
位の存在箇所に対応することから、前記所定の間隔をもって規則的に配設された凹部(凹
部51)或いは溝(溝61)に対応するものではない。
る。
も欠陥部位の除去に必要な面積とされる。
レタンシートを貫通するものとする必要はない。
定の間隔をもって規則的に配設された凹部(凹部51)或いは溝(溝61)に重複してし
まう場合も生ずる。
1)が形成され、前記構成材料に於ける不均質な部位、或いは混入した異物が存在する部
位等の欠陥部位が除去された発泡ポリウレタンシートを、接着材(接着材2)を介してウ
レタンシート或いは不織布からなる基材(基材1)に貼り付け一体化する。(ステップ S5)
この結果、形成された研磨パッドには、その表面に於ける発泡ポリウレタン部に、不均
質な部位、或いは混入した異物が存在する部位などの欠陥部位が存在しない。
を生ずることなく、均一な研磨処理を行うことができる。
配置される凹部(凹部51)及び/或いは溝(溝61)の配設工程(ステップ S2)と、欠陥部位を除去する工程(ステップ S4)を、入れ換えても良い。
1)への貼り付け・一体化を行わず、その裏面に直接接着層を配設することにより、単体
でCMP処理に適用することもできる。
〔CMP処理方法〕
前記本発明による研磨パッドを用いてのCMP処理方法について説明する。
02が、回転軸303を介して回転可能に支持されている。
及び/又は溝(溝61)と共に、本発明思想に従って欠陥部位(研磨パッド304の製造
時に生じていた不均質部位、或いは混入した異物が存在する部位)を除去した結果形成さ
れた凹部(凹部71)を具備する研磨パッド304が準備される。
付けられ、固定される。
ヘッド306を支持する回転軸307を介して回転可能に支持されている。
が供給される。
8から研磨剤309を供給すると共に、ノズル310から純水311を供給する。
研磨パッド304に対して、研磨ヘッド306に保持され回転する被研磨半導体基板30
5の被研磨部を押し付け、当該被研磨部を研磨する。
層が、その工程に応じて対象とされる。
れていることから、被研磨体の被研磨部には、当該欠陥部位の存在を原因とするところの
研磨レートの不均一化、或いは損傷(スクラッチ)は生じない。
よりその有効性を確認することができた。
(実施例3)
研磨パッドとして、市販されている発泡ポリウレタン製研磨パッド(試料A。厚さ2.
03mm、直径約760mmであって、その表面に幅0.45mm、深さ0.75mmの
溝が3.0mmのピッチで多重リング状に配設されている。)と、前記市販の研磨パッドの表面にその中心から60mmの領域に、直径3.5mmφの貫通孔を20mmの間隔で円弧状に4個配設し、更に中心から320mmの領域に直径3.5mmφの貫通孔を20mmの間隔で円弧状に10個配設した研磨パッド(試料B)を準備した。
去して形成される凹部(凹部71)を想定して配設されたものである。
(SiO2)膜に対してCMP処理を行い、その研磨レート、研磨の均一性を比較した。
研磨レート、均一性に殆ど差が無く、本発明による研磨パッドの如く特徴的凹部を具備し
た研磨パッドも実際のCMP処理工程に適用できるレベルを有していた。
に適用することができることが確認された。
(付記1)被研磨体に接触する面に、所定の間隔をもって規則的に配設された複数個の凹
部、及び当該規則的に配設された複数個の凹部に一致することなく配設された凹部を具備
してなることを特徴とする研磨パッド。(1)
(付記2)付記1記載の研磨パッドに於いて、規則的に配設された複数個の凹部に対応す
ることなく配設された凹部は、欠陥部位が除去されて形成されたものであることを特徴と
する研磨パッド。
(付記3)被研磨体に接触する面に、少なくとも一つの連続する溝、及び当該溝の配設さ
れた位置に対応することなく配設された凹部を具備してなることを特徴とする研磨パッド。(2)
(付記4)付記3記載の研磨パッドに於いて、溝の配設された位置に対応することなく配
設された凹部は、欠陥部位が除去されて形成されたものであることを特徴とする研磨パッ
ド。
(付記5)付記1及び付記3記載の研磨パッドに於いて、被研磨体に接する面が、発泡構
造を有することを特徴とする研磨パッド。
(付記6)付記1及び付記3記載の研磨パッドに於いて、被研磨体に接する面が、無発泡
構造を有することを特徴とする研磨パッド。
(付記7)シート状研磨パッド部材に、当該シート状研磨パッド部材を透過する放射線を
照射し、当該研磨パッドを検査する工程、前記検査により検出された当該シート状研磨パッド部材に於ける欠陥部位を選択的に除去する工程を具備することを特徴とする研磨パッドの製造方法。(3)
(付記8)シート状研磨パッド部材に、所定の間隔をもって規則的に複数個の凹部或いは
少なくとも一つの溝を配設する工程、前記シート状研磨パッド部材に当該シート状研磨パッド部材を透過する放射線を照射して、当該研磨パッド部材を検査する工程、前記検査により検出された、当該シート状研磨パッド部材に於ける欠陥部位を選択的に除去する工程を具備することを特徴とする研磨パッドの製造方法。(4)
(付記9)付記7及び付記8記載の研磨パッドの製造方法に於いて、前記放射線は、可視
光、紫外線、赤外線、レーザー光、電子線、或いはX線から選択されることを特徴とする
研磨パッドの製造方法。
(付記10)付記7及び付記8記載の研磨パッドの製造方法に於いて、前記欠陥部位は、
不均質な部位であることを特徴とする研磨パッドの製造方法。
(付記11)付記7及び付記8記載の研磨パッドの製造方法に於いて、前記欠陥部位は、
異物を含む部位であることを特徴とする研磨パッドの製造方法。
(付記12)被研磨体に接触する面に、所定の間隔をもって規則的に配設された複数個の
凹部或いは少なくとも一つの連続する溝、並びに前記規則的に配設された凹部或いは溝の
配設された位置に対応することなく配設された凹部を具備する研磨パッドを準備する段階、前記研磨パッドを研磨テーブル上に配設する段階、前記研磨パッド上に研磨剤を供給しつつ、当該研磨パッドに被研磨体を接触せしめる段階を具備することを特徴とする被研磨体の研磨方法。(5)
(付記13)付記12記載の被研磨体の研磨方法に於いて、被研磨体が、半導体基板、半
導体基板上に配設された絶縁物層、金属層、或いは半導体層の何れかであることを特徴と
する被研磨体の研磨方法。
1 基材
2 接着層
3 研磨パッド
4 接着層
5 離型紙
51 凹部
61 溝
71 凹部
301 基台
302 研磨テーブル(プラテン)
303 回転軸
304 研磨パッド
305 被研磨体
306 研磨ヘッド
Claims (4)
- シート状研磨パッド部材に、当該シート状研磨パッド部材を透過する放射線を照射し、当該研磨パッドを検査する工程、
前記検査により検出された当該シート状研磨パッド部材に於ける欠陥部位を選択的に除去する工程を具備することを特徴とする研磨パッドの製造方法。 - シート状研磨パッド部材に、所定の間隔をもって規則的に複数個の凹部或いは少なくとも一つの溝を配設する工程、
前記シート状研磨パッド部材に当該シート状研磨パッド部材を透過する放射線を照射して、当該研磨パッド部材を検査する工程、
前記検査により検出された当該シート状研磨パッド部材に於ける欠陥部位を選択的に除去する工程を具備することを特徴とする研磨パッドの製造方法。 - シート状研磨パッド部材に、当該シート状研磨パッド部材を透過する放射線を照射し、当該研磨パッドを検査する工程と、
前記検査により検出された当該シート状研磨パッド部材に於ける欠陥部位を選択的に除去して研磨パッドを形成する工程と、
前記研磨パッドを研磨テーブル上に配設する工程と、
前記研磨パッド上に研磨剤を供給しつつ、当該研磨パッドに被研磨体を接触せしめる工程と
を具備することを特徴とする被研磨体の研磨方法。 - シート状研磨パッド部材に、所定の間隔をもって規則的に複数個の凹部或いは少なくとも一つの溝を配設する工程と、
前記シート状研磨パッド部材に当該シート状研磨パッド部材を透過する放射線を照射して、当該研磨パッド部材を検査する工程と、
前記検査により検出された当該シート状研磨パッド部材に於ける欠陥部位を選択的に除去して研磨パッドを形成する工程と、
前記研磨パッドを研磨テーブル上に配設する工程と、
前記研磨パッド上に研磨剤を供給しつつ、当該研磨パッドに被研磨体を接触せしめる工程と
を具備することを特徴とする被研磨体の研磨方法。
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