JPH09277162A - 半導体研磨装置 - Google Patents
半導体研磨装置Info
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- JPH09277162A JPH09277162A JP11579496A JP11579496A JPH09277162A JP H09277162 A JPH09277162 A JP H09277162A JP 11579496 A JP11579496 A JP 11579496A JP 11579496 A JP11579496 A JP 11579496A JP H09277162 A JPH09277162 A JP H09277162A
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- semiconductor
- polishing
- polisher
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- 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
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/11—Lapping tools
- B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
- B24B37/205—Lapping pads for working plane surfaces provided with a window for inspecting the surface of the work being lapped
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 縁だれが小さく、面精度の高い平坦化された
半導体表面を得ることができ、さらに研磨中の半導体表
面の研磨量を容易に観察又は計測できる半導体研磨装置
を提供する。 【解決手段】 定盤１０と、この定盤１０の上面に形成
され、半導体３０表面を研磨する研磨ポリシャ２０とを
備えた半導体研磨装置において、グリセリン並びにグラ
ファイト粉及びカーボンウイスカーの少なくとも一方を
加えたエポキシ樹脂で研磨ポリシャ２０を形成した。こ
の研磨ポリシャ２０には、厚さ方向へ貫通する透光部３
２が形成され、このポリシャ２０と定盤との間には透明
なエポキシ層４０が挟まれている。さらに、透明なエポ
キシ層４０に向けて光を出射する光源２３と、透明なエ
ポキシ層４０を介して取り出された光量を検出する光検
出部２４と、この光検出部２４で検出された光量の変化
に基づいて半導体３０表面の研磨状態を判断する判断部
２５とを備える。
半導体表面を得ることができ、さらに研磨中の半導体表
面の研磨量を容易に観察又は計測できる半導体研磨装置
を提供する。 【解決手段】 定盤１０と、この定盤１０の上面に形成
され、半導体３０表面を研磨する研磨ポリシャ２０とを
備えた半導体研磨装置において、グリセリン並びにグラ
ファイト粉及びカーボンウイスカーの少なくとも一方を
加えたエポキシ樹脂で研磨ポリシャ２０を形成した。こ
の研磨ポリシャ２０には、厚さ方向へ貫通する透光部３
２が形成され、このポリシャ２０と定盤との間には透明
なエポキシ層４０が挟まれている。さらに、透明なエポ
キシ層４０に向けて光を出射する光源２３と、透明なエ
ポキシ層４０を介して取り出された光量を検出する光検
出部２４と、この光検出部２４で検出された光量の変化
に基づいて半導体３０表面の研磨状態を判断する判断部
２５とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体表面の平滑
化を図る半導体研磨装置に関する。
化を図る半導体研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は平坦化技術を説明する半導体の断
面図である。
面図である。
【０００３】近年、半導体製造技術の分野では、多層配
線が取入れられるようになり、半導体３００の表面の形
状が複雑化し、半導体３００の表面は必ずしも平坦では
なくなり、図７に示すように凸部を持つものも存在して
いる。この半導体３００の表面は微細加工が行われるた
め、使用する光源波長が短くなり、光学レンズの開口数
（ＮＡ）も大きくなり、高解像度を得るための焦点深度
が減少する。また、表面に於ける段差の存在は配線の段
切れ、局所的な抵抗値の増大などを招き、断線や電流容
量の低下等をもたらす。又、絶縁膜では耐圧劣化やリー
クの発生にもつながる。言い換えると歩留まりと信頼性
の向上と高解像化のために焦点深度のマージンが減少す
るためにデバイスの平坦化が必要になってきた。具体的
に表すと、半導体プロセスに於いては図７に示すような
平坦化技術が必須になってきたと考えられてきている。
この観点から半導体表面を研磨する平坦化技術が重要に
なってきている。
線が取入れられるようになり、半導体３００の表面の形
状が複雑化し、半導体３００の表面は必ずしも平坦では
なくなり、図７に示すように凸部を持つものも存在して
いる。この半導体３００の表面は微細加工が行われるた
め、使用する光源波長が短くなり、光学レンズの開口数
（ＮＡ）も大きくなり、高解像度を得るための焦点深度
が減少する。また、表面に於ける段差の存在は配線の段
切れ、局所的な抵抗値の増大などを招き、断線や電流容
量の低下等をもたらす。又、絶縁膜では耐圧劣化やリー
クの発生にもつながる。言い換えると歩留まりと信頼性
の向上と高解像化のために焦点深度のマージンが減少す
るためにデバイスの平坦化が必要になってきた。具体的
に表すと、半導体プロセスに於いては図７に示すような
平坦化技術が必須になってきたと考えられてきている。
この観点から半導体表面を研磨する平坦化技術が重要に
なってきている。
【０００４】図７（ａ）はＢＰＳＧ，ＴＥＯＳ−ＳｉＯ
2 等からなる絶縁膜の場合の層間膜平坦化の例を示して
いる。
2 等からなる絶縁膜の場合の層間膜平坦化の例を示して
いる。
【０００５】図７（ｂ）はＷ，Ａｌ，Ｃｕ等からなる金
属膜の場合の接続孔平坦化の例を示している。
属膜の場合の接続孔平坦化の例を示している。
【０００６】図７（ｃ）は同じくＷ，Ａｌ，Ｃｕ等から
なる金属膜の場合の埋め込み配線を平坦化する例を示し
ている。
なる金属膜の場合の埋め込み配線を平坦化する例を示し
ている。
【０００７】従来、上記平坦化を行うための研磨方法と
しては、化学的機械的研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃ
ｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ又は Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｌａｎａｒｉｚａｔ
ｉｏｎ）（以下ＣＭＰと称する）技術が知られている。
しては、化学的機械的研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃ
ｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ又は Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｌａｎａｒｉｚａｔ
ｉｏｎ）（以下ＣＭＰと称する）技術が知られている。
【０００８】図８はＣＭＰ技術を用いた従来の半導体研
磨装置の説明図であり、図８（ａ）は半導体研磨装置の
側面図、図８（ｂ）は半導体研磨装置の平面図である。
磨装置の説明図であり、図８（ａ）は半導体研磨装置の
側面図、図８（ｂ）は半導体研磨装置の平面図である。
【０００９】定盤１００上に研磨布（１層又は２層）２
００を貼り付けてポリシャとし、この研磨布２００の上
面にウェハキャリア３０１で半導体（シリコンウェハ）
３００を搬送し、半導体３００の表面を圧力機構（図示
せず）で研磨布２００に押し付け、研磨剤供給機構２０
１から研磨剤２０２を滴下しながら定盤１００を回転さ
せて半導体３００の表面を研磨する。研磨布２００とし
ては、下側が不織布、上側が微細孔の発泡ポリウレタン
よりなる２層構造のフェルト状シートが多く用いられ
る。
００を貼り付けてポリシャとし、この研磨布２００の上
面にウェハキャリア３０１で半導体（シリコンウェハ）
３００を搬送し、半導体３００の表面を圧力機構（図示
せず）で研磨布２００に押し付け、研磨剤供給機構２０
１から研磨剤２０２を滴下しながら定盤１００を回転さ
せて半導体３００の表面を研磨する。研磨布２００とし
ては、下側が不織布、上側が微細孔の発泡ポリウレタン
よりなる２層構造のフェルト状シートが多く用いられ
る。
【００１０】また、研磨時に半導体３００の研磨量（研
磨の終点）を検知する方法としては、研磨時間を管理し
たり、研磨する材料が変ることによって変化するウェハ
キャリア３０１の回転トルクを電流値として検出した
り、研磨されている表面からの摩擦による音の変化をと
らえたり、定盤１００及び研磨布２００に孔をあけ、こ
の孔を通してレーザ光をシリコンウェハに照射し、その
反射光を利用して計測する方法がある。
磨の終点）を検知する方法としては、研磨時間を管理し
たり、研磨する材料が変ることによって変化するウェハ
キャリア３０１の回転トルクを電流値として検出した
り、研磨されている表面からの摩擦による音の変化をと
らえたり、定盤１００及び研磨布２００に孔をあけ、こ
の孔を通してレーザ光をシリコンウェハに照射し、その
反射光を利用して計測する方法がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ＣＭＰ技
術を用いた方法には、研磨による半導体表面の縁だれが
大きく、荷重がかかると圧縮変形を起こし易く、研磨布
２００を定盤１００に貼り付けるとき、接着層にムラが
生じ易く、高い平坦度を得難いという問題がある。
術を用いた方法には、研磨による半導体表面の縁だれが
大きく、荷重がかかると圧縮変形を起こし易く、研磨布
２００を定盤１００に貼り付けるとき、接着層にムラが
生じ易く、高い平坦度を得難いという問題がある。
【００１２】また、研磨中に半導体３００の研磨量を観
察したり、計測したりすることは手間がかかる。
察したり、計測したりすることは手間がかかる。
【００１３】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は縁だれが小さく、面精度の高い平
坦化された半導体表面を得ることができ、更に研磨中の
半導体表面の研磨量を容易に観察又は計測できる半導体
研磨装置を提供することである。
たもので、その課題は縁だれが小さく、面精度の高い平
坦化された半導体表面を得ることができ、更に研磨中の
半導体表面の研磨量を容易に観察又は計測できる半導体
研磨装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】ところで、エポキシ樹脂
は、硬化時の収縮が少なく、型との転写性がよく、機械
及び化学薬品に対する耐性力に優れた特性を有し、グリ
セリンは、乾燥剤及び潤滑剤として優れた特性を有し、
グラファイトやカーボンウイスカーは耐熱性、耐熱衝撃
性及び滑性等に優れた特性を有する。本発明者はこの特
性に着目し、この発明を案出するに致った。
は、硬化時の収縮が少なく、型との転写性がよく、機械
及び化学薬品に対する耐性力に優れた特性を有し、グリ
セリンは、乾燥剤及び潤滑剤として優れた特性を有し、
グラファイトやカーボンウイスカーは耐熱性、耐熱衝撃
性及び滑性等に優れた特性を有する。本発明者はこの特
性に着目し、この発明を案出するに致った。
【００１５】上記課題を解決するため請求項１記載の発
明の半導体研磨装置は、定盤と、この定盤の上面に形成
され、半導体表面を研磨する研磨ポリシャとを備えた半
導体研磨装置において、グリセリン並びにグラファイト
粉及びカーボンウイスカーの少なくとも一方を加えたエ
ポキシ樹脂で前記研磨ポリシャを形成したことを特徴と
する。
明の半導体研磨装置は、定盤と、この定盤の上面に形成
され、半導体表面を研磨する研磨ポリシャとを備えた半
導体研磨装置において、グリセリン並びにグラファイト
粉及びカーボンウイスカーの少なくとも一方を加えたエ
ポキシ樹脂で前記研磨ポリシャを形成したことを特徴と
する。
【００１６】ポリシャは、エポキシ樹脂にグリセリン並
びにグラファイト粉及びカーボンウイスカーの少なくと
も一方を加えて形成されたので、グリセリンによってエ
ポキシ樹脂の硬化収縮を抑制し、硬度を長時間に亘って
安定して持続させることができる。
びにグラファイト粉及びカーボンウイスカーの少なくと
も一方を加えて形成されたので、グリセリンによってエ
ポキシ樹脂の硬化収縮を抑制し、硬度を長時間に亘って
安定して持続させることができる。
【００１７】請求項２記載の発明の半導体研磨装置は、
請求項１記載の半導体研磨装置において、前記研磨ポリ
シャには、厚さ方向へ貫通する透光部が形成されている
ことを特徴とする。
請求項１記載の半導体研磨装置において、前記研磨ポリ
シャには、厚さ方向へ貫通する透光部が形成されている
ことを特徴とする。
【００１８】研磨ポリシャには、厚さ方向へ貫通する透
光部が形成されているので、この透光部を通して光を半
導体表面に照射させることができる。
光部が形成されているので、この透光部を通して光を半
導体表面に照射させることができる。
【００１９】請求項３の発明は、請求項１又は２記載の
半導体研磨装置において、請求項１記載の半導体研磨装
置において、前記定盤は不透明物質で形成され、前記研
磨ポリシャと前記定盤との間には透明物質が挟まれてい
ることを特徴とする。
半導体研磨装置において、請求項１記載の半導体研磨装
置において、前記定盤は不透明物質で形成され、前記研
磨ポリシャと前記定盤との間には透明物質が挟まれてい
ることを特徴とする。
【００２０】研磨ポリシャと定盤との間には透明物質が
挟まれているので、この透明物質を介して光を半導体表
面へ導くことができる。
挟まれているので、この透明物質を介して光を半導体表
面へ導くことができる。
【００２１】請求項４の発明は、請求項１又は２記載の
半導体研磨装置において、前記定盤は、透明物質で形成
されていることを特徴とする。
半導体研磨装置において、前記定盤は、透明物質で形成
されていることを特徴とする。
【００２２】定盤が透明物質で形成されているので、定
盤を介して光を半導体表面へ導くことができる。
盤を介して光を半導体表面へ導くことができる。
【００２３】請求項５の発明は、請求項３又は４記載の
半導体研磨装置において、前記透明物質に向けて光を出
射する光源と、前記透明物質を介して取り出された光量
を検出する光検出部と、この光検出部で検出された光量
の変化に基づいて前記半導体表面の研磨状態を判断する
判断部とを備えることを特徴とする。
半導体研磨装置において、前記透明物質に向けて光を出
射する光源と、前記透明物質を介して取り出された光量
を検出する光検出部と、この光検出部で検出された光量
の変化に基づいて前記半導体表面の研磨状態を判断する
判断部とを備えることを特徴とする。
【００２４】透明物質を通して光を研磨中の半導体表面
に照射し、半導体表面からの反射光の変化に基づいて半
導体表面の研磨状態を判断することができる。
に照射し、半導体表面からの反射光の変化に基づいて半
導体表面の研磨状態を判断することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。
付図面に基づいて説明する。
【００２６】図１はこの発明の実施形態に係る半導体研
磨装置の構成を説明する概略図である。
磨装置の構成を説明する概略図である。
【００２７】半導体研磨装置１は、定盤１０と、定盤１
０の上面に形成されたエポキシポリシャ（研磨ポリシ
ャ）２０と、ウェハ（半導体）３０と、ウェハ３０のウ
ェハキャリア３１と、研磨剤２２を供給する研磨剤供給
機構２１とから構成される。
０の上面に形成されたエポキシポリシャ（研磨ポリシ
ャ）２０と、ウェハ（半導体）３０と、ウェハ３０のウ
ェハキャリア３１と、研磨剤２２を供給する研磨剤供給
機構２１とから構成される。
【００２８】図２はエポキシポリシャの製造工程を説明
する図、図３は図２の撹拌工程、滴下工程及び圧縮工程
を説明する図である。
する図、図３は図２の撹拌工程、滴下工程及び圧縮工程
を説明する図である。
【００２９】
【実施例１】一般的なエポキシ樹脂接着剤であるボンド
クイック５（エポキシ樹脂ポリチオール、コニシ製）と
グリセリン、グラファイトからなる半導体平坦化用研磨
ポリシャの製造行程を説明する。
クイック５（エポキシ樹脂ポリチオール、コニシ製）と
グリセリン、グラファイトからなる半導体平坦化用研磨
ポリシャの製造行程を説明する。
【００３０】ボンドクイック５の主剤、硬化剤、グリセ
リン及びグラファイトの混合比が、３：１：１：０．０
５の割合で容器８に取り、撹拌棒９を用いて十分に撹拌
し、混合エポキシ樹脂２を得る（工程ａ、図３（ａ）参
照）。なお、ポリシャ２０の硬度は対象とする半導体材
料により調整されるが、この調整はグリセリンの添加量
によって行う。
リン及びグラファイトの混合比が、３：１：１：０．０
５の割合で容器８に取り、撹拌棒９を用いて十分に撹拌
し、混合エポキシ樹脂２を得る（工程ａ、図３（ａ）参
照）。なお、ポリシャ２０の硬度は対象とする半導体材
料により調整されるが、この調整はグリセリンの添加量
によって行う。
【００３１】上記混合エポキシ樹脂２を、ポリシャ製作
工具３に固定した、直径３００ｍｍの平板状の定盤（鋳
鉄等の不透明な材料）１０上に滴下する（工程ｂ、図３
（ｂ）参照）。
工具３に固定した、直径３００ｍｍの平板状の定盤（鋳
鉄等の不透明な材料）１０上に滴下する（工程ｂ、図３
（ｂ）参照）。
【００３２】離型剤を塗布した、定盤１０と同じ直径の
平板状合わせ皿（鋳鉄製）４の位置を調整して、混合エ
ポキシ樹脂２を所定の厚さ（３ｍｍ）に圧縮する（工程
ｃ、図３（ｃ）参照）。
平板状合わせ皿（鋳鉄製）４の位置を調整して、混合エ
ポキシ樹脂２を所定の厚さ（３ｍｍ）に圧縮する（工程
ｃ、図３（ｃ）参照）。
【００３３】この状態で恒温槽（図示せず）に入れ、７
０℃で１時間加熱し、混合エポキシ樹脂２を硬化させ、
ポリシャ２０とする（工程ｄ）。
０℃で１時間加熱し、混合エポキシ樹脂２を硬化させ、
ポリシャ２０とする（工程ｄ）。
【００３４】十分に温度が下がった後、合わせ皿４をポ
リシャ２０から剥離させる（工程ｅ）。
リシャ２０から剥離させる（工程ｅ）。
【００３５】その後、ポリシャ２０の表面に研磨液２２
を通すための放射状の溝を切削により形成する（工程
ｆ）。
を通すための放射状の溝を切削により形成する（工程
ｆ）。
【００３６】その後、オスカー型研磨機を使用し、直径
３００ｍｍの平板状合わせ皿と５重量％の酸化セリウム
研磨液とによりポリシャ２０の面出しを行ない、ポリシ
ャ２０の仕上がり面の表面あらさを約１μｍとした。こ
のポリシャ２０の面出しは、試料（ウェハ３０）の研磨
精度に直接関係するため、最終製品の信頼性を保証する
非常に重要なものである。
３００ｍｍの平板状合わせ皿と５重量％の酸化セリウム
研磨液とによりポリシャ２０の面出しを行ない、ポリシ
ャ２０の仕上がり面の表面あらさを約１μｍとした。こ
のポリシャ２０の面出しは、試料（ウェハ３０）の研磨
精度に直接関係するため、最終製品の信頼性を保証する
非常に重要なものである。
【００３７】次に上記のようにして製造されたポリシャ
２０を用いたウェハ（半導体）３０表面の研磨加工を説
明する。この実施例では、研磨加工を図１に示される装
置を用いて行うものとする。
２０を用いたウェハ（半導体）３０表面の研磨加工を説
明する。この実施例では、研磨加工を図１に示される装
置を用いて行うものとする。
【００３８】研磨加工されるウェハ３０は、直径３イン
チ（７６．２ｍｍ）、厚さ２５μｍのシリコンウェハで
ある。ウェハ３０の表面に１μｍの気相成長技術（ＣＶ
Ｄ）による酸化珪素膜（ＳｉＯ2 ) が作られ、フォトエ
ッチングによって必要なパターンが形成され、その上に
１μｍのアルミニウム層が被覆されている。このウェハ
３０は、図７（ｂ）の構造を有する。
チ（７６．２ｍｍ）、厚さ２５μｍのシリコンウェハで
ある。ウェハ３０の表面に１μｍの気相成長技術（ＣＶ
Ｄ）による酸化珪素膜（ＳｉＯ2 ) が作られ、フォトエ
ッチングによって必要なパターンが形成され、その上に
１μｍのアルミニウム層が被覆されている。このウェハ
３０は、図７（ｂ）の構造を有する。
【００３９】上記ウェハ３０を１３０枚連続して研磨加
工したとき、ニュートン縞２〜４本の平面が得られた。
また、パターンの密度による平面度、縁だれの影響は見
られなかった。研磨後のポリシャ表面を検査したとこ
ろ、初期状態と変っていなかった。すなわち、ドレッシ
ングは不要であった。
工したとき、ニュートン縞２〜４本の平面が得られた。
また、パターンの密度による平面度、縁だれの影響は見
られなかった。研磨後のポリシャ表面を検査したとこ
ろ、初期状態と変っていなかった。すなわち、ドレッシ
ングは不要であった。
【００４０】なお、上記加工時の条件は、定盤の回転
数：２５０ｒｐｍ、揺動距離：１５ｍｍ、揺動回数：４
５往復／分、荷重：１９０ｇ／ｃｍ2 、研磨液：濃度６
％の酸化セリウム、研磨時間：１分である。
数：２５０ｒｐｍ、揺動距離：１５ｍｍ、揺動回数：４
５往復／分、荷重：１９０ｇ／ｃｍ2 、研磨液：濃度６
％の酸化セリウム、研磨時間：１分である。
【００４１】
【実施例２】実施例１で使用したボンドクイック５の主
剤と硬化剤としてテトラエチレンペンタミン及びグリセ
リン、グラファイトからなる研磨ポリシャ２０を図２に
示した各工程に準じて製造した。ボンドクイックの主
剤、テトラエチレンペンタミン及びグリセリン、グラフ
ァイトの混合比（重量比）は、３：１：０．５：０．５
とした。各工程は実施例１と同様であるので省略する。
なお、溝は螺旋状とした。
剤と硬化剤としてテトラエチレンペンタミン及びグリセ
リン、グラファイトからなる研磨ポリシャ２０を図２に
示した各工程に準じて製造した。ボンドクイックの主
剤、テトラエチレンペンタミン及びグリセリン、グラフ
ァイトの混合比（重量比）は、３：１：０．５：０．５
とした。各工程は実施例１と同様であるので省略する。
なお、溝は螺旋状とした。
【００４２】以上の工程により製造したポリシャ２０を
用いて、実施例１と同じウェハ３０及び同じ条件により
１３０枚を連続的に研磨加工したとき、ニュートン縞２
〜４本、平面度λ（ｒｍｓ）の精度が得られた。また、
表面あらさはＲＭＳで３〜７Ａであった。研磨後のポリ
シャ表面を検査したところ、初期状態と変っていなかっ
た。
用いて、実施例１と同じウェハ３０及び同じ条件により
１３０枚を連続的に研磨加工したとき、ニュートン縞２
〜４本、平面度λ（ｒｍｓ）の精度が得られた。また、
表面あらさはＲＭＳで３〜７Ａであった。研磨後のポリ
シャ表面を検査したところ、初期状態と変っていなかっ
た。
【００４３】
【実施例３】図４は定盤上に形成されたポリシャの斜視
図、図５は図４に示すポリシャを用いた試料の研磨状態
を観察する観察系を説明する図である。
図、図５は図４に示すポリシャを用いた試料の研磨状態
を観察する観察系を説明する図である。
【００４４】実施例１で使用したボンドクイック５の主
剤と硬化剤を鋳鉄製の定盤１０の上に予め滴下し、１０
ｍｍ厚の透明なエポキシ層（透明物質）４０を上記実施
例と同様の合わせ皿方法で形成した。
剤と硬化剤を鋳鉄製の定盤１０の上に予め滴下し、１０
ｍｍ厚の透明なエポキシ層（透明物質）４０を上記実施
例と同様の合わせ皿方法で形成した。
【００４５】この透明なエポキシ層４０を硬化させた
後、このエポキシ層４０の上部に実施例１と同様の割合
でエポキシの主剤及び硬化剤、グリセリン、グラファイ
トが混ざった混合エポキシを用い、実施例１と同様の方
法によりポリシャ２０を形成した。この際、ポリシャ２
０には硬化させたポリシャ２０の厚さ方向に貫通させて
透光部３２を複数形成している。
後、このエポキシ層４０の上部に実施例１と同様の割合
でエポキシの主剤及び硬化剤、グリセリン、グラファイ
トが混ざった混合エポキシを用い、実施例１と同様の方
法によりポリシャ２０を形成した。この際、ポリシャ２
０には硬化させたポリシャ２０の厚さ方向に貫通させて
透光部３２を複数形成している。
【００４６】この透光部３２は、ポリシャ２０の硬化
後、予め決定したサイズと分布パターンで厚さ方向に貫
通させて孔をあけ、この孔にグリセリンやグラファイト
粉等が加わらないエポキシ樹脂を流し込み、硬化させる
ことで形成される。
後、予め決定したサイズと分布パターンで厚さ方向に貫
通させて孔をあけ、この孔にグリセリンやグラファイト
粉等が加わらないエポキシ樹脂を流し込み、硬化させる
ことで形成される。
【００４７】その後、余分なエポキシを研削するととも
に研磨剤を導入する溝を切削して形成し表面を平滑化す
るために研磨を行った。
に研磨剤を導入する溝を切削して形成し表面を平滑化す
るために研磨を行った。
【００４８】上記のようにして製造したポリシャ２０を
用いて、実施例１と同じウェハ３０及び同じ条件により
１３０枚を連続的に研磨加工したとき、ニュートン縞２
〜４本、平面度λ（ｒｍｓ）の精度が得られた。また、
表面あらさはＲＭＳで３〜７Ａであった。研磨後のポリ
シャ２０表面を検査したところ、初期状態と変っていな
かった。
用いて、実施例１と同じウェハ３０及び同じ条件により
１３０枚を連続的に研磨加工したとき、ニュートン縞２
〜４本、平面度λ（ｒｍｓ）の精度が得られた。また、
表面あらさはＲＭＳで３〜７Ａであった。研磨後のポリ
シャ２０表面を検査したところ、初期状態と変っていな
かった。
【００４９】なお、透明なエポキシ層の代わりにガラス
等を用いて透光部３２を構成してもよい。
等を用いて透光部３２を構成してもよい。
【００５０】図５に示す観察系は、定盤１０にレーザ
（光源）２３と、このレーザ２３と透明なエポキシ層４
０を挟んで対向配置されたディテクタ（光検出部）２４
と、ディテクタ２４で検出された光量の変化に基づいて
ウェハ３０の研磨状態を判断する判断部２５とを備え
る。なお、レーザ２３とディテクタ２４とは、定盤１０
とともに回転する構成となっている。
（光源）２３と、このレーザ２３と透明なエポキシ層４
０を挟んで対向配置されたディテクタ（光検出部）２４
と、ディテクタ２４で検出された光量の変化に基づいて
ウェハ３０の研磨状態を判断する判断部２５とを備え
る。なお、レーザ２３とディテクタ２４とは、定盤１０
とともに回転する構成となっている。
【００５１】ウェハ３０の研磨状態は次のように判断さ
れる。
れる。
【００５２】レーザ光は、図５に示すように定盤１０の
平坦面１０ａに対して斜めから照射され、定盤１０とポ
リシャ２０との間で反射を繰り返してディテクタ２４で
検出される。この際、光はポリシャ２０の透光部３２を
通してウェハ３０表面のアルミニウム層をも照射する。
そのため、ディテクタ２４では、定盤１０とポリシャ２
０との間で反射された光にこのアルミニウム層で反射さ
れた光が加わった光量が検出される。
平坦面１０ａに対して斜めから照射され、定盤１０とポ
リシャ２０との間で反射を繰り返してディテクタ２４で
検出される。この際、光はポリシャ２０の透光部３２を
通してウェハ３０表面のアルミニウム層をも照射する。
そのため、ディテクタ２４では、定盤１０とポリシャ２
０との間で反射された光にこのアルミニウム層で反射さ
れた光が加わった光量が検出される。
【００５３】アルミニウム層が研磨されると、アルミニ
ウム層からの反射光がなくなるため、ディテクタ２４で
検出される光量が急激に少なくなる。したがって、判断
部２５では、この光量の変化を検出することで光学的に
研磨状態を判断することができる。
ウム層からの反射光がなくなるため、ディテクタ２４で
検出される光量が急激に少なくなる。したがって、判断
部２５では、この光量の変化を検出することで光学的に
研磨状態を判断することができる。
【００５４】
【実施例４】上記各実施例では、定盤１０を不透明な材
料（鋳鉄等）で作成したのに対し、この実施例４では、
透明な溶融石英（透明物質）で作成した。定盤１０の上
部には、実施例１と同様のエポキシ、グリセリン及びグ
ラファイトを混合した混合エポキシを用いて、実施例３
と同様に、ポリシャ２０を形成する。ポリシャ２０に
は、上記実施例と同様に厚さ方向に貫通する透光部３２
が複数形成される。更に、ポリシャ２０の表面の研削と
溝入れとが行われ、その後表面を平滑化するための研磨
が行われる。
料（鋳鉄等）で作成したのに対し、この実施例４では、
透明な溶融石英（透明物質）で作成した。定盤１０の上
部には、実施例１と同様のエポキシ、グリセリン及びグ
ラファイトを混合した混合エポキシを用いて、実施例３
と同様に、ポリシャ２０を形成する。ポリシャ２０に
は、上記実施例と同様に厚さ方向に貫通する透光部３２
が複数形成される。更に、ポリシャ２０の表面の研削と
溝入れとが行われ、その後表面を平滑化するための研磨
が行われる。
【００５５】上記のようにして製造したポリシャ２０を
用いて、実施例１と同じウェハ３０について、同じ条件
により１３０枚を連続的に研磨加工したとき、ニュート
ン縞２〜４本、平面度λ（ｒｍｓ）の精度が得られた。
また、表面あらさはＲＭＳで３〜７Ａであった。研磨後
のポリシャ表面を検査したところ、初期状態と変ってい
なかった。
用いて、実施例１と同じウェハ３０について、同じ条件
により１３０枚を連続的に研磨加工したとき、ニュート
ン縞２〜４本、平面度λ（ｒｍｓ）の精度が得られた。
また、表面あらさはＲＭＳで３〜７Ａであった。研磨後
のポリシャ表面を検査したところ、初期状態と変ってい
なかった。
【００５６】図６は実施例４における試料の研磨状態を
観察する観察系を説明する図であり、図５と同一部分に
は同一符号を付して説明を省略する。
観察する観察系を説明する図であり、図５と同一部分に
は同一符号を付して説明を省略する。
【００５７】観察系は、定盤１０にレーザ（光源）２３
と、このレーザ２３と定盤１０との間に配置された部分
反射ミラー２６と、この部分反射ミラー２６を介してポ
リシャ２０からの反射光を検出するディテクタ（光検出
部）２４と、ディテクタ２４で検出された光量の変化に
基づいてウェハ３０の研磨状態を判断する判断部２５と
を備える。
と、このレーザ２３と定盤１０との間に配置された部分
反射ミラー２６と、この部分反射ミラー２６を介してポ
リシャ２０からの反射光を検出するディテクタ（光検出
部）２４と、ディテクタ２４で検出された光量の変化に
基づいてウェハ３０の研磨状態を判断する判断部２５と
を備える。
【００５８】ウェハ３０の研磨状態は次のように判断さ
れる。
れる。
【００５９】レーザ光は、図６に示すように透明な定盤
１０の下方（又は斜め下方）から照射され、ポリシャ２
０及びポリシャ２０の透光部３２を通してウェハ３０表
面のアルミニウム層を照射する。そのため、ポリシャ２
０とアルミニウム層とで反射された光が、部分反射ミラ
ー２６を介してディテクタ２５で検出される。
１０の下方（又は斜め下方）から照射され、ポリシャ２
０及びポリシャ２０の透光部３２を通してウェハ３０表
面のアルミニウム層を照射する。そのため、ポリシャ２
０とアルミニウム層とで反射された光が、部分反射ミラ
ー２６を介してディテクタ２５で検出される。
【００６０】アルミニウム層が研磨されると、アルミニ
ウム層からの反射光がなくなるため、ディテクタ２４で
検出される光量が急激に少なくなる。したがって、判断
部２５では、この光量の変化を検出することで光学的に
研磨状態を判断することができる。
ウム層からの反射光がなくなるため、ディテクタ２４で
検出される光量が急激に少なくなる。したがって、判断
部２５では、この光量の変化を検出することで光学的に
研磨状態を判断することができる。
【００６１】なお、ポリシャ２０の面精度を高める方法
として、前述した合わせ皿を高精度加工し、このレプリ
カを用いる方法の他に、研磨機により合わせ皿と摺り合
わせを行う方法及び超精密ＮＣ工作機械等の超精密旋盤
による高精度切削を行う方法等を用いることができる。
として、前述した合わせ皿を高精度加工し、このレプリ
カを用いる方法の他に、研磨機により合わせ皿と摺り合
わせを行う方法及び超精密ＮＣ工作機械等の超精密旋盤
による高精度切削を行う方法等を用いることができる。
【００６２】
【発明の効果】以上に説明したように請求項１記載の発
明の半導体研磨装置によれば、ポリシャは、エポキシ樹
脂にグリセリン並びにグラファイト粉及びカーボンウイ
スカーの少なくとも一方を加えて形成されたので、グリ
セリンによってエポキシ樹脂の硬化収縮が抑制され、硬
度が長時間に亘って安定して持続する。すなわち、ポリ
シャは比較的容易に高精度な面を長期に亘り持続でき、
研磨時の縁だれを小さくし、荷重による圧縮変形を少な
くし、接着層にムラを生じることがないため、高い平坦
度の半導体表面を得ることができる。
明の半導体研磨装置によれば、ポリシャは、エポキシ樹
脂にグリセリン並びにグラファイト粉及びカーボンウイ
スカーの少なくとも一方を加えて形成されたので、グリ
セリンによってエポキシ樹脂の硬化収縮が抑制され、硬
度が長時間に亘って安定して持続する。すなわち、ポリ
シャは比較的容易に高精度な面を長期に亘り持続でき、
研磨時の縁だれを小さくし、荷重による圧縮変形を少な
くし、接着層にムラを生じることがないため、高い平坦
度の半導体表面を得ることができる。
【００６３】請求項２記載の発明の半導体研磨装置によ
れば、研磨ポリシャは、厚さ方向へ貫通して少なくとも
１つの透光部が形成されているので、この透光部を通し
て光を半導体表面に照射させることができる。
れば、研磨ポリシャは、厚さ方向へ貫通して少なくとも
１つの透光部が形成されているので、この透光部を通し
て光を半導体表面に照射させることができる。
【００６４】請求項３記載の発明の半導体研磨装置によ
れば、研磨ポリシャと定盤との間には透明物質が挟まれ
ているので、この透明物質を介して光を導入し、半導体
表面を照射することができる。
れば、研磨ポリシャと定盤との間には透明物質が挟まれ
ているので、この透明物質を介して光を導入し、半導体
表面を照射することができる。
【００６５】請求項４記載の発明の半導体研磨装置によ
れば、定盤が透明物質で形成されているので、定盤を介
して光を導入し、半導体表面を照射することができる。
れば、定盤が透明物質で形成されているので、定盤を介
して光を導入し、半導体表面を照射することができる。
【００６６】請求項５記載の発明の半導体研磨装置によ
れば、透明物質を通して光を研磨中の半導体表面に照射
し、半導体表面からの反射光の変化に基づいて半導体表
面の研磨状態を判断できるので、研磨中における研磨条
件を変化させることなく半導体を観察したり研磨量を計
測することが容易にできる。
れば、透明物質を通して光を研磨中の半導体表面に照射
し、半導体表面からの反射光の変化に基づいて半導体表
面の研磨状態を判断できるので、研磨中における研磨条
件を変化させることなく半導体を観察したり研磨量を計
測することが容易にできる。
【図１】図１はこの発明の実施形態に係る半導体研磨装
置の構成を説明する概略図である。
置の構成を説明する概略図である。
【図２】図２はエポキシポリシャの製造工程を説明する
図である。
図である。
【図３】図３は撹拌工程、滴下工程及び圧縮工程を説明
する図である。
する図である。
【図４】図４は定盤上に形成されたポリシャの斜視図で
ある。
ある。
【図５】図５は図４に示すポリシャを用いた試料の研磨
状態を観察する観察系を説明する図である。
状態を観察する観察系を説明する図である。
【図６】図６は実施例４における試料の研磨状態を観察
する観察系を説明する図である。
する観察系を説明する図である。
【図７】図７は平坦化技術を説明する半導体の断面図で
ある。
ある。
【図８】図８はＣＭＰ技術を用いた従来の半導体研磨装
置の説明図である。
置の説明図である。
１ 半導体研磨装置 １０ 定盤 ２０ ポリシャ ３２ 透光部 ２３ 光源 ２４ 光検出部 ２５ 判断部 ３０ ウェハ（半導体）
Claims (5)
- 【請求項１】 定盤と、この定盤の上面に形成され、半
導体表面を研磨する研磨ポリシャとを備えた半導体研磨
装置において、 グリセリン並びにグラファイト粉及びカーボンウイスカ
ーの少なくとも一方を加えたエポキシ樹脂で前記研磨ポ
リシャを形成したことを特徴とする半導体研磨装置。 - 【請求項２】 前記研磨ポリシャには、厚さ方向へ貫通
する透光部が形成されていることを特徴とする請求項１
記載の半導体研磨装置。 - 【請求項３】 前記定盤は不透明物質で形成され、前記
研磨ポリシャと前記定盤との間には透明物質が挟まれて
いることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体研磨
装置。 - 【請求項４】 前記定盤は、透明物質で形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２記載の半導体研磨装
置。 - 【請求項５】 前記透明物質に向けて光を出射する光源
と、前記透明物質を介して取り出された光量を検出する
光検出部と、この光検出部で検出された光量の変化に基
づいて前記半導体表面の研磨状態を判断する判断部とを
備えることを特徴とする請求項３又は４記載の半導体研
磨装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11579496A JPH09277162A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 半導体研磨装置 |
| US08/834,665 US6074287A (en) | 1996-04-12 | 1997-04-11 | Semiconductor wafer polishing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11579496A JPH09277162A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 半導体研磨装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09277162A true JPH09277162A (ja) | 1997-10-28 |
Family
ID=14671245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11579496A Withdrawn JPH09277162A (ja) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | 半導体研磨装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09277162A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11221762A (ja) * | 1997-12-03 | 1999-08-17 | Siemens Ag | 構成素子の研磨時の終点制御用装置、構成素子の研磨時の終点制御方法及び該装置乃至方法の用途 |
| JP2003019658A (ja) * | 2001-07-03 | 2003-01-21 | Rodel Nitta Co | 研磨パッド |
| JP2003507199A (ja) * | 1999-08-17 | 2003-02-25 | ロデール ホールディングス インコーポレイテッド | 一体化した窓を有する成形された研磨パッド |
| JP2003510826A (ja) * | 1999-09-29 | 2003-03-18 | ロデール ホールディングス インコーポレイテッド | 研磨パッド |
| WO2003097298A1 (en) * | 2002-05-20 | 2003-11-27 | Nihon Micro Coating Co., Ltd. | Non-foamed polishing pad and polishing method therewith |
| JP2007044872A (ja) * | 1999-09-14 | 2007-02-22 | Applied Materials Inc | 窓漏れの少ない透明窓を有するケミカルメカニカルポリシング装置用ポリシングパッド |
-
1996
- 1996-04-12 JP JP11579496A patent/JPH09277162A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11221762A (ja) * | 1997-12-03 | 1999-08-17 | Siemens Ag | 構成素子の研磨時の終点制御用装置、構成素子の研磨時の終点制御方法及び該装置乃至方法の用途 |
| JP2003507199A (ja) * | 1999-08-17 | 2003-02-25 | ロデール ホールディングス インコーポレイテッド | 一体化した窓を有する成形された研磨パッド |
| JP2007044872A (ja) * | 1999-09-14 | 2007-02-22 | Applied Materials Inc | 窓漏れの少ない透明窓を有するケミカルメカニカルポリシング装置用ポリシングパッド |
| US7189141B2 (en) | 1999-09-14 | 2007-03-13 | Applied Materials, Inc. | Polishing pad with transparent window having reduced window leakage for a chemical mechanical polishing apparatus |
| US7677959B2 (en) | 1999-09-14 | 2010-03-16 | Applied Materials, Inc. | Multilayer polishing pad and method of making |
| JP2003510826A (ja) * | 1999-09-29 | 2003-03-18 | ロデール ホールディングス インコーポレイテッド | 研磨パッド |
| JP2003019658A (ja) * | 2001-07-03 | 2003-01-21 | Rodel Nitta Co | 研磨パッド |
| JP4570286B2 (ja) * | 2001-07-03 | 2010-10-27 | ニッタ・ハース株式会社 | 研磨パッド |
| WO2003097298A1 (en) * | 2002-05-20 | 2003-11-27 | Nihon Micro Coating Co., Ltd. | Non-foamed polishing pad and polishing method therewith |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030701 |