JPH10138123A - 半導体装置の研磨装置及び研磨方法 - Google Patents
半導体装置の研磨装置及び研磨方法Info
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- JPH10138123A JPH10138123A JP29242096A JP29242096A JPH10138123A JP H10138123 A JPH10138123 A JP H10138123A JP 29242096 A JP29242096 A JP 29242096A JP 29242096 A JP29242096 A JP 29242096A JP H10138123 A JPH10138123 A JP H10138123A
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体ウェハ外周部分における研磨レートの
低下を抑え、半導体素子を半導体ウェハ外周近くまで作
製可能とすると共に、半導体ウェハ１枚当たりの有効な
半導体チップ数を増加させる。 【解決手段】 開示される研磨装置は、硬度が相異する
上層の硬質材料７及び下層の軟質材料８を積層してなる
研磨パッド９を備え、研磨パッド９の上層側の硬質材料
７の硬度がＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した９５程度に設
定されていると共に、研磨パッド９の下層側の軟質材料
８の硬度がＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した７５以上８５
以下に設定されている。
低下を抑え、半導体素子を半導体ウェハ外周近くまで作
製可能とすると共に、半導体ウェハ１枚当たりの有効な
半導体チップ数を増加させる。 【解決手段】 開示される研磨装置は、硬度が相異する
上層の硬質材料７及び下層の軟質材料８を積層してなる
研磨パッド９を備え、研磨パッド９の上層側の硬質材料
７の硬度がＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した９５程度に設
定されていると共に、研磨パッド９の下層側の軟質材料
８の硬度がＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した７５以上８５
以下に設定されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置の研
磨装置及び研磨方法に係り、詳しくは、研磨パッドや裏
面パッドの硬度に特徴を有する半導体装置の研磨装置及
び研磨方法に関する。
磨装置及び研磨方法に係り、詳しくは、研磨パッドや裏
面パッドの硬度に特徴を有する半導体装置の研磨装置及
び研磨方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体装置の製造過程において
は、例えばＭＯＳトランジスタ等の能動素子やＡｌ配線
等のパターニングによって半導体基板表面に凹凸が生ず
る。すなわち、素子領域の表面の凹凸とＡｌ配線の形状
に沿う凹凸とが、半導体基板における層間絶縁膜の表面
に凹凸となってあらわれる。このような半導体基板表面
の凹凸は、半導体基板における上層配線の形成工程、特
にリソグラフィ工程における加工寸法の精度に影響を及
ぼす原因となっている。
は、例えばＭＯＳトランジスタ等の能動素子やＡｌ配線
等のパターニングによって半導体基板表面に凹凸が生ず
る。すなわち、素子領域の表面の凹凸とＡｌ配線の形状
に沿う凹凸とが、半導体基板における層間絶縁膜の表面
に凹凸となってあらわれる。このような半導体基板表面
の凹凸は、半導体基板における上層配線の形成工程、特
にリソグラフィ工程における加工寸法の精度に影響を及
ぼす原因となっている。
【０００３】ところで、近年、半導体基板における配線
ピッチの縮小化や多層配線化が進展しているが、これに
伴い、半導体基板表面を平坦化することが不可欠となっ
てきている。例えば、従来のようなスピンオングラス等
の流動性塗布膜を用いて層間絶縁膜表面の凹部を埋めて
平坦化する方法では、半導体装置製造工程における平坦
性の要求値を満足することができなくなってきている。
そこで、最近では、層間絶縁膜等を化学機械的に研磨し
て平坦化する、いわゆる化学機械研磨法（以下、ＣＭＰ
（chemical and mechanical polishing）法という）が
主流となってきている。
ピッチの縮小化や多層配線化が進展しているが、これに
伴い、半導体基板表面を平坦化することが不可欠となっ
てきている。例えば、従来のようなスピンオングラス等
の流動性塗布膜を用いて層間絶縁膜表面の凹部を埋めて
平坦化する方法では、半導体装置製造工程における平坦
性の要求値を満足することができなくなってきている。
そこで、最近では、層間絶縁膜等を化学機械的に研磨し
て平坦化する、いわゆる化学機械研磨法（以下、ＣＭＰ
（chemical and mechanical polishing）法という）が
主流となってきている。
【０００４】図６は、従来例における研磨装置により半
導体ウェハの研磨方法を説明するための図である。回転
体であるプラテン５０の上面には、軟質材料５１及び硬
質材料５２が積層状態で貼り付けられており、これら軟
質材料５１及び硬質材料５２が硬質パッド（研磨パッ
ド）を構成している。半導体ウェハ５３の研磨時には、
上述の硬質パッド上に研磨材５４を供給しながら、スピ
ンドル５５の下面に固定されると共に被研磨面を露出さ
せた半導体ウェハ５３を硬質パッド上に所定圧力で押さ
え付け、同時にプラテン５０とスピンドル５５とを同一
方向へ回転させることにより、半導体ウェハ５３表面の
研磨を行う。研磨対象としては、層間絶縁膜、素子分離
膜、金属膜等多岐にわたっている。
導体ウェハの研磨方法を説明するための図である。回転
体であるプラテン５０の上面には、軟質材料５１及び硬
質材料５２が積層状態で貼り付けられており、これら軟
質材料５１及び硬質材料５２が硬質パッド（研磨パッ
ド）を構成している。半導体ウェハ５３の研磨時には、
上述の硬質パッド上に研磨材５４を供給しながら、スピ
ンドル５５の下面に固定されると共に被研磨面を露出さ
せた半導体ウェハ５３を硬質パッド上に所定圧力で押さ
え付け、同時にプラテン５０とスピンドル５５とを同一
方向へ回転させることにより、半導体ウェハ５３表面の
研磨を行う。研磨対象としては、層間絶縁膜、素子分離
膜、金属膜等多岐にわたっている。
【０００５】ここで、半導体ウェハの平坦化を目的とす
る場合において、研磨パッドが軟質材料及び硬質材料か
らなる２層構造となっている理由について説明する。図
７は、従来例における半導体ウェハの研磨方法を説明す
るための図である。同図において、半導体ウェハの絶縁
膜６０が、硬質材料６１及び軟質材料６２からなる研磨
パッド上に所定圧力で押さえ付けられている状態を示し
ている。図中６３は配線である。
る場合において、研磨パッドが軟質材料及び硬質材料か
らなる２層構造となっている理由について説明する。図
７は、従来例における半導体ウェハの研磨方法を説明す
るための図である。同図において、半導体ウェハの絶縁
膜６０が、硬質材料６１及び軟質材料６２からなる研磨
パッド上に所定圧力で押さえ付けられている状態を示し
ている。図中６３は配線である。
【０００６】半導体ウェハは、同図に示すように、製造
過程において種々の絶縁膜や金属膜が成膜されるため、
数十μｍの反りが発生する。したがって、絶縁膜や金属
膜の凸部を選択的に研磨するためには、研磨パッド表面
の変形を抑制することが必要であり、研磨パッドには高
い硬度が要求される。ところが、半導体ウェハ全域にわ
たって一様な研磨を行うためには、研磨パッドには反り
形状に倣う程度の柔軟性が要求される。このような理由
から、平坦性と均一性との両立を図るべく、研磨パッド
としては、硬質材料の下層に軟質材料を配設している。
過程において種々の絶縁膜や金属膜が成膜されるため、
数十μｍの反りが発生する。したがって、絶縁膜や金属
膜の凸部を選択的に研磨するためには、研磨パッド表面
の変形を抑制することが必要であり、研磨パッドには高
い硬度が要求される。ところが、半導体ウェハ全域にわ
たって一様な研磨を行うためには、研磨パッドには反り
形状に倣う程度の柔軟性が要求される。このような理由
から、平坦性と均一性との両立を図るべく、研磨パッド
としては、硬質材料の下層に軟質材料を配設している。
【０００７】半導体装置の研磨に関する従来技術として
は、例えば特開平７−２９７１９５号公報に記載の技術
が提案されている。同公報記載の技術は、定盤上にポリ
ウレタン不織布と硬質の発泡ポリウレタンからなる２層
研磨布を貼り付け、研磨布の表面を毛羽立ち及び表面全
体の形状を創成するために、下面にダイヤモンドを被覆
した工具を設けたものである。
は、例えば特開平７−２９７１９５号公報に記載の技術
が提案されている。同公報記載の技術は、定盤上にポリ
ウレタン不織布と硬質の発泡ポリウレタンからなる２層
研磨布を貼り付け、研磨布の表面を毛羽立ち及び表面全
体の形状を創成するために、下面にダイヤモンドを被覆
した工具を設けたものである。
【０００８】研磨パッドにおいて、硬質材料の下層に設
けられる軟質材料（軟質パッド）としては、一般的に
は、ポリウレタン含浸不織布であるロデール・ニッタ社
製のＳＵＢＡ ４００（硬度：５５〜６６、ＪＩＳ−Ｋ
６３０１（加硫ゴム物理試験方法）に準拠）、もしくは
米国ロデール社製のＳＵＢＡ ＩＶ（硬度：５４〜６
８、ＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠）が使用される（同公報
参照）。また、上層の硬質材料としては、発泡ポリウレ
タンで構成された米国ロデール社製のＩＣ １０００
（硬度：９５、ＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠）が使用され
る。
けられる軟質材料（軟質パッド）としては、一般的に
は、ポリウレタン含浸不織布であるロデール・ニッタ社
製のＳＵＢＡ ４００（硬度：５５〜６６、ＪＩＳ−Ｋ
６３０１（加硫ゴム物理試験方法）に準拠）、もしくは
米国ロデール社製のＳＵＢＡ ＩＶ（硬度：５４〜６
８、ＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠）が使用される（同公報
参照）。また、上層の硬質材料としては、発泡ポリウレ
タンで構成された米国ロデール社製のＩＣ １０００
（硬度：９５、ＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠）が使用され
る。
【０００９】上記公報に記載の技術では、上述の材料を
組み合わせた研磨パッドを使用して半導体ウェハの研磨
を行うと、半導体ウェハの中央近傍で研磨レートが低下
したり、半導体ウェハの最外周から所定距離（例えば６
ｍｍ）以内の領域で極端に研磨レートが低下したりする
が、これらの研磨レート低下現象は、研磨パッドの下層
の軟質材料（下層パッド）の硬度が低いために発生す
る。
組み合わせた研磨パッドを使用して半導体ウェハの研磨
を行うと、半導体ウェハの中央近傍で研磨レートが低下
したり、半導体ウェハの最外周から所定距離（例えば６
ｍｍ）以内の領域で極端に研磨レートが低下したりする
が、これらの研磨レート低下現象は、研磨パッドの下層
の軟質材料（下層パッド）の硬度が低いために発生す
る。
【００１０】図８は、従来例における半導体ウェハから
受ける荷重により研磨パッドが変形している状態を示す
図である。同図に示すように、研磨時、半導体ウェハ７
０は、ガイドリング７１により保持されると共に、ベー
スプレート７２により荷重が付加され、裏面パッド７３
により当該半導体ウェハ７０の形状を制御されながら、
硬質材料７４及び軟質材料７５からなる研磨パッドに押
し付けられる。
受ける荷重により研磨パッドが変形している状態を示す
図である。同図に示すように、研磨時、半導体ウェハ７
０は、ガイドリング７１により保持されると共に、ベー
スプレート７２により荷重が付加され、裏面パッド７３
により当該半導体ウェハ７０の形状を制御されながら、
硬質材料７４及び軟質材料７５からなる研磨パッドに押
し付けられる。
【００１１】この研磨方法では、研磨パッドにおける上
層パッド（硬質材料７４）は硬質であるため、下方に変
形すると、半導体ウェハ７０の端部の曲率に追従するこ
とができないため、半導体ウェハ７０の端部に最も負荷
がかかることになる。この結果、半導体ウェハ７０の端
部近傍が局所的に変形し、端部から所定距離（例えば２
〜３ｍｍ）の領域における接触圧が極端に低下すると共
に、半導体ウェハ７０の中央部と研磨パッドとの間にお
ける接触圧も低下する。上述の現象は、研磨パッドの下
層材料（軟質材料７５）として必要以上に軟かい材料を
使用しているために発生する。
層パッド（硬質材料７４）は硬質であるため、下方に変
形すると、半導体ウェハ７０の端部の曲率に追従するこ
とができないため、半導体ウェハ７０の端部に最も負荷
がかかることになる。この結果、半導体ウェハ７０の端
部近傍が局所的に変形し、端部から所定距離（例えば２
〜３ｍｍ）の領域における接触圧が極端に低下すると共
に、半導体ウェハ７０の中央部と研磨パッドとの間にお
ける接触圧も低下する。上述の現象は、研磨パッドの下
層材料（軟質材料７５）として必要以上に軟かい材料を
使用しているために発生する。
【００１２】そこで、最近では、図９に示すような研磨
方法が試みられている。図９は、従来例における半導体
ウェハの研磨方法を説明するための図である。すなわ
ち、研磨中において半導体ウェハ８０を保持するための
ガイドリング８１を、硬質材料８２及び軟質材料８３か
らなる研磨パッドに押し付け、研磨パッドが局所的に歪
む領域をガイドリング８１の領域、換言すれば半導体ウ
ェハ８０の外側に逃がすことにより、半導体ウェハ８０
の最外周近傍における研磨レートの変動を抑制するよう
にしている。図中８４はベースプレート、８５は裏面パ
ッドである。
方法が試みられている。図９は、従来例における半導体
ウェハの研磨方法を説明するための図である。すなわ
ち、研磨中において半導体ウェハ８０を保持するための
ガイドリング８１を、硬質材料８２及び軟質材料８３か
らなる研磨パッドに押し付け、研磨パッドが局所的に歪
む領域をガイドリング８１の領域、換言すれば半導体ウ
ェハ８０の外側に逃がすことにより、半導体ウェハ８０
の最外周近傍における研磨レートの変動を抑制するよう
にしている。図中８４はベースプレート、８５は裏面パ
ッドである。
【００１３】上述の研磨方法では、ガイドリング８１を
研磨パッドに押し付ける圧力としては、半導体ウェハ８
０に加える研磨荷重と同程度以上の圧力に設定する必要
があるため、ガイドリング８１が摩耗したり、研磨パッ
ド上に供給する研磨材がガイドリング８１によって抑制
されたり、研磨パッドの経時変化に伴う不安定挙動が生
ずる。さらには、研磨装置に改良を施す必要も生ずる。
研磨パッドに押し付ける圧力としては、半導体ウェハ８
０に加える研磨荷重と同程度以上の圧力に設定する必要
があるため、ガイドリング８１が摩耗したり、研磨パッ
ド上に供給する研磨材がガイドリング８１によって抑制
されたり、研磨パッドの経時変化に伴う不安定挙動が生
ずる。さらには、研磨装置に改良を施す必要も生ずる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術におい
ては下記のような問題があった。すなわち、上述の特開
平７−２９７１９５号公報等に記載の従来技術において
は、半導体ウェハの研磨に使用する研磨パッドにおける
下層の軟質材料の硬度が低過ぎるため、半導体ウェハの
最外周近傍における研磨レートが低下する。このため、
半導体素子を半導体ウェハの最外周から所定距離（例え
ば６ｍｍ）以内に作製することが困難であるという不具
合があった。
ては下記のような問題があった。すなわち、上述の特開
平７−２９７１９５号公報等に記載の従来技術において
は、半導体ウェハの研磨に使用する研磨パッドにおける
下層の軟質材料の硬度が低過ぎるため、半導体ウェハの
最外周近傍における研磨レートが低下する。このため、
半導体素子を半導体ウェハの最外周から所定距離（例え
ば６ｍｍ）以内に作製することが困難であるという不具
合があった。
【００１５】また、上述の半導体ウェハ保持用のガイド
リングを研磨パッドに接触させて半導体ウェハ外周近傍
における研磨レートを一定化させる従来技術では、ガイ
ドリングは研磨中に研磨パッドに押し付けられるため、
ガイドリングに摩耗が生じたり、研磨パッド上に供給さ
れる研磨材がガイドリングによって阻害されたり、研磨
パッドの経時変化によってガイドリングに付与する最適
圧力が変動する。このため、研磨が不安定となったり、
研磨装置に改良を施さなければならない等設備投資が必
要となる不具合があった。
リングを研磨パッドに接触させて半導体ウェハ外周近傍
における研磨レートを一定化させる従来技術では、ガイ
ドリングは研磨中に研磨パッドに押し付けられるため、
ガイドリングに摩耗が生じたり、研磨パッド上に供給さ
れる研磨材がガイドリングによって阻害されたり、研磨
パッドの経時変化によってガイドリングに付与する最適
圧力が変動する。このため、研磨が不安定となったり、
研磨装置に改良を施さなければならない等設備投資が必
要となる不具合があった。
【００１６】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、半導体ウェハ外周部分における研磨レートの低
下を抑制することにより、従来は半導体素子を半導体ウ
ェハの外周部（例えば、最外周から６ｍｍ以内の領域）
では作製できなかったものを、半導体ウェハの外周部
（最外周から２ｍｍ程度の距離）まで作製可能とすると
共に、半導体ウェハ１枚当たりの有効な半導体チップ数
を増加させた半導体装置の研磨装置及び研磨方法を提供
することを目的としている。
もので、半導体ウェハ外周部分における研磨レートの低
下を抑制することにより、従来は半導体素子を半導体ウ
ェハの外周部（例えば、最外周から６ｍｍ以内の領域）
では作製できなかったものを、半導体ウェハの外周部
（最外周から２ｍｍ程度の距離）まで作製可能とすると
共に、半導体ウェハ１枚当たりの有効な半導体チップ数
を増加させた半導体装置の研磨装置及び研磨方法を提供
することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、硬度が相異する上層材料及
び下層材料を積層してなる研磨パッドを備え、該研磨パ
ッドに半導体ウェハを押し付けながら該半導体ウェハを
研磨する半導体装置の研磨装置であって、上記研磨パッ
ドの上層材料の硬度がＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した９
５程度に設定されていると共に、上記研磨パッドの下層
材料の硬度がＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した７５以上８
５以下に設定されていることを特徴としている。
に、請求項１記載の発明は、硬度が相異する上層材料及
び下層材料を積層してなる研磨パッドを備え、該研磨パ
ッドに半導体ウェハを押し付けながら該半導体ウェハを
研磨する半導体装置の研磨装置であって、上記研磨パッ
ドの上層材料の硬度がＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した９
５程度に設定されていると共に、上記研磨パッドの下層
材料の硬度がＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した７５以上８
５以下に設定されていることを特徴としている。
【００１８】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の半導体装置の研磨装置に係り、上記半導体ウェハに
荷重を加える荷重印加手段と上記半導体ウェハとの間
に、ＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した硬度６５以下の緩衝
材が配設されていることを特徴としている。
載の半導体装置の研磨装置に係り、上記半導体ウェハに
荷重を加える荷重印加手段と上記半導体ウェハとの間
に、ＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した硬度６５以下の緩衝
材が配設されていることを特徴としている。
【００１９】また、請求項３記載の発明は、硬度が相異
する上層材料及び下層材料を積層してなる研磨パッドに
半導体ウェハを押し付けながら該半導体ウェハを研磨す
る半導体装置の研磨方法であって、上記研磨パッドの上
層材料の硬度をＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した９５程度
に設定すると共に、上記研磨パッドの下層材料の硬度を
ＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した７５以上８５以下に設定
して研磨を行うことを特徴としている。
する上層材料及び下層材料を積層してなる研磨パッドに
半導体ウェハを押し付けながら該半導体ウェハを研磨す
る半導体装置の研磨方法であって、上記研磨パッドの上
層材料の硬度をＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した９５程度
に設定すると共に、上記研磨パッドの下層材料の硬度を
ＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した７５以上８５以下に設定
して研磨を行うことを特徴としている。
【００２０】また、請求項４記載の発明は、請求項３記
載の半導体装置の研磨方法に係り、上記半導体ウェハに
荷重を加える荷重印加手段と上記半導体ウェハとの間
に、ＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した硬度６５以下の緩衝
材を配設して研磨を行うことを特徴としている。
載の半導体装置の研磨方法に係り、上記半導体ウェハに
荷重を加える荷重印加手段と上記半導体ウェハとの間
に、ＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した硬度６５以下の緩衝
材を配設して研磨を行うことを特徴としている。
【００２１】
【作用】この発明の構成によれば、研磨パッドの下層材
料の硬度をＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した７５以上８５
以下に設定することにより、すなわち、下層材料の硬度
を従来よりも高く設定することにより、半導体ウェハ最
外周部分から受ける局所的な圧力に伴う、研磨パッドの
上層材料の局所的な変形量が抑制される。この結果、半
導体ウェハの最外周近傍における研磨レートが局所的に
変動する現象が防止される。この場合、上述のように、
研磨パッドの下層材料の硬度を従来よりも高く設定する
ことによって面内均一性が劣化することはない。逆に、
従来技術では半導体ウェハの中央付近の研磨レートが低
くなりやすい傾向にあったが、研磨パッドの下層材料の
硬度を従来よりも高くすることにより、研磨パッドの全
体的な変形量が低減し、半導体ウェハの中央付近の有効
圧力が高まる。これにより、半導体ウェハ全面にわたっ
て均一な研磨レートが得られる。
料の硬度をＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した７５以上８５
以下に設定することにより、すなわち、下層材料の硬度
を従来よりも高く設定することにより、半導体ウェハ最
外周部分から受ける局所的な圧力に伴う、研磨パッドの
上層材料の局所的な変形量が抑制される。この結果、半
導体ウェハの最外周近傍における研磨レートが局所的に
変動する現象が防止される。この場合、上述のように、
研磨パッドの下層材料の硬度を従来よりも高く設定する
ことによって面内均一性が劣化することはない。逆に、
従来技術では半導体ウェハの中央付近の研磨レートが低
くなりやすい傾向にあったが、研磨パッドの下層材料の
硬度を従来よりも高くすることにより、研磨パッドの全
体的な変形量が低減し、半導体ウェハの中央付近の有効
圧力が高まる。これにより、半導体ウェハ全面にわたっ
て均一な研磨レートが得られる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。 ◇第１実施例 図１は、この発明の第１実施例である半導体ウェハの研
磨装置の要部の構成を示す縦断面図である。図１におい
て、研磨装置により研磨される半導体ウェハ１は、スピ
ンドル２を構成するガイドリング３により保持されてお
り、スピンドル２を構成するベースプレート４により荷
重が付加されると共に裏面パッド５により半導体ウェハ
形状が制御されるようになっている。半導体ウェハ１
は、上述のベースプレート４によって付加された荷重に
より、プラテン６の上面に積層状態で貼り付けられた硬
質材料７及び軟質材料８からなる研磨パッド９に押し付
けられることにより、研磨が行われる構成となってい
る。
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。 ◇第１実施例 図１は、この発明の第１実施例である半導体ウェハの研
磨装置の要部の構成を示す縦断面図である。図１におい
て、研磨装置により研磨される半導体ウェハ１は、スピ
ンドル２を構成するガイドリング３により保持されてお
り、スピンドル２を構成するベースプレート４により荷
重が付加されると共に裏面パッド５により半導体ウェハ
形状が制御されるようになっている。半導体ウェハ１
は、上述のベースプレート４によって付加された荷重に
より、プラテン６の上面に積層状態で貼り付けられた硬
質材料７及び軟質材料８からなる研磨パッド９に押し付
けられることにより、研磨が行われる構成となってい
る。
【００２３】研磨装置各部の構成を詳述すると、研磨パ
ッド９の上層を構成する硬質材料７は、その硬度がＪＩ
Ｓ−Ｋ６３０１に準拠した数値（例えば９５以上）に設
定されており、また、研磨パッド９の下層を構成する軟
質材料８は、その硬度がＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した
数値（例えば７５以上８５以下）に設定されている。硬
質材料７としては、例えば１.３ｍｍ程度の厚さを有す
る発泡ポリウレタンを使用し、軟質材料８としては、ポ
リウレタンが含浸硬化された例えば１.２ｍｍ程度の厚
さを有する不織布を使用している。
ッド９の上層を構成する硬質材料７は、その硬度がＪＩ
Ｓ−Ｋ６３０１に準拠した数値（例えば９５以上）に設
定されており、また、研磨パッド９の下層を構成する軟
質材料８は、その硬度がＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した
数値（例えば７５以上８５以下）に設定されている。硬
質材料７としては、例えば１.３ｍｍ程度の厚さを有す
る発泡ポリウレタンを使用し、軟質材料８としては、ポ
リウレタンが含浸硬化された例えば１.２ｍｍ程度の厚
さを有する不織布を使用している。
【００２４】スピンドル２は、半導体ウェハ１を保持す
ると共に半導体ウェハ１に回転運動を付与するための機
構であり、半導体ウェハ１を研磨中に保持するためのガ
イドリング３と、半導体ウェハ１に対し荷重を付加する
ためのベースプレート４と、半導体ウェハ１の形状を制
御するための緩衝材としての裏面パッド５とを装備して
いる。ガイドリング３は、例えば硬質プラスチックによ
り形成されており、その下端面は研磨パッド９の上面に
接しないように設定されている。また、裏面パッド５
は、例えば０.６ｍｍ程度の厚さを有するポリウレタン
により形成されており、その硬度はＪＩＳ−Ｋ６３０１
に準拠した数値（例えば７０程度）に設定されている。
研磨装置の基本的な構成は、研磨パッド９の硬質材料７
及び軟質材料８の硬度等以外は従来と同様であるが、ス
ピンドル２やプラテン６は研磨対象となる半導体ウェハ
の形状に適合したものを使用している。
ると共に半導体ウェハ１に回転運動を付与するための機
構であり、半導体ウェハ１を研磨中に保持するためのガ
イドリング３と、半導体ウェハ１に対し荷重を付加する
ためのベースプレート４と、半導体ウェハ１の形状を制
御するための緩衝材としての裏面パッド５とを装備して
いる。ガイドリング３は、例えば硬質プラスチックによ
り形成されており、その下端面は研磨パッド９の上面に
接しないように設定されている。また、裏面パッド５
は、例えば０.６ｍｍ程度の厚さを有するポリウレタン
により形成されており、その硬度はＪＩＳ−Ｋ６３０１
に準拠した数値（例えば７０程度）に設定されている。
研磨装置の基本的な構成は、研磨パッド９の硬質材料７
及び軟質材料８の硬度等以外は従来と同様であるが、ス
ピンドル２やプラテン６は研磨対象となる半導体ウェハ
の形状に適合したものを使用している。
【００２５】次に、上記のごとく構成してなる研磨装置
を用いた半導体ウェハの研磨方法について、図１乃至図
４を参照して詳細に説明する。まず、半導体ウェハ１
を、半導体素子が形成された面を研磨パッド９の上面に
対向させた状態で、スピンドル２の裏面パッド５の下面
に密着するように装着する。次いで、上述したごとくＪ
ＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した硬度９５を有する硬質材料
７と硬度７５〜８５を有する軟質材料８とを積層した研
磨パッド９の上面に、研磨材供給機構から研磨材（図示
略）を供給する。ここで、上述の研磨材としては、例え
ばフュームドシリカを１２％程度含有するＫＯＨによっ
てｐＨを１０〜１１に調整された一般的な研磨材で良
い。また、研磨材の流量としては、研磨装置の構成や研
磨条件等によって変わるが、例えば１００〜３００ｃｃ
／ｍｉｎ程度とする。
を用いた半導体ウェハの研磨方法について、図１乃至図
４を参照して詳細に説明する。まず、半導体ウェハ１
を、半導体素子が形成された面を研磨パッド９の上面に
対向させた状態で、スピンドル２の裏面パッド５の下面
に密着するように装着する。次いで、上述したごとくＪ
ＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した硬度９５を有する硬質材料
７と硬度７５〜８５を有する軟質材料８とを積層した研
磨パッド９の上面に、研磨材供給機構から研磨材（図示
略）を供給する。ここで、上述の研磨材としては、例え
ばフュームドシリカを１２％程度含有するＫＯＨによっ
てｐＨを１０〜１１に調整された一般的な研磨材で良
い。また、研磨材の流量としては、研磨装置の構成や研
磨条件等によって変わるが、例えば１００〜３００ｃｃ
／ｍｉｎ程度とする。
【００２６】次に、半導体ウェハ１を、スピンドル２の
ベースプレート４によって研磨パッド９の上面に所定圧
力で押さえ付けると共に、スピンドル２とプラテン６と
を同一方向へ回転させる。ここで、半導体ウェハ１に加
える荷重としては、例えば２５０〜７５０ｇ／ｃｍ2程
度に設定する。また、スピンドル２及びプラテン６の回
転数としては、例えば１０〜５０ｒｐｍ程度とする。な
お、スピンドル２及びプラテン６の回転数は略同様な回
転数とすることが望ましいが、スピンドル２及びプラテ
ン６の回転数が完全に一致する場合には、スピンドル２
を何れかの方向へ揺動させる。上述の条件下で半導体ウ
ェハ１の研磨を行うと、図１に示すように、半導体ウェ
ハ１の端部から受ける応力によって研磨パッド９の硬質
材料７が局所的に変形することが防止される。
ベースプレート４によって研磨パッド９の上面に所定圧
力で押さえ付けると共に、スピンドル２とプラテン６と
を同一方向へ回転させる。ここで、半導体ウェハ１に加
える荷重としては、例えば２５０〜７５０ｇ／ｃｍ2程
度に設定する。また、スピンドル２及びプラテン６の回
転数としては、例えば１０〜５０ｒｐｍ程度とする。な
お、スピンドル２及びプラテン６の回転数は略同様な回
転数とすることが望ましいが、スピンドル２及びプラテ
ン６の回転数が完全に一致する場合には、スピンドル２
を何れかの方向へ揺動させる。上述の条件下で半導体ウ
ェハ１の研磨を行うと、図１に示すように、半導体ウェ
ハ１の端部から受ける応力によって研磨パッド９の硬質
材料７が局所的に変形することが防止される。
【００２７】図２は、研磨パッドにおける軟質材料の硬
度と研磨終了後における半導体ウェハの最外周から１５
ｍｍにかけての残留膜厚の分布状態との関係を示す特性
図である。軟質材料の硬度として、従来の硬度６５を用
いた場合には、半導体ウェハ最外周から２〜３ｍｍの領
域がピークとなり、半導体ウェハのより内側の領域より
も２００ｎｍ程度以上厚くなる。例えば０.２μｍルー
ル以降の半導体装置では、リソグラフィ法における焦点
深度が２００ｎｍ以下となり、量産化のためにＣＭＰ法
（化学機械研磨法）を適用する場合には、半導体ウェハ
最外周から５〜６ｍｍ以内の領域には半導体素子を形成
することは困難となる。
度と研磨終了後における半導体ウェハの最外周から１５
ｍｍにかけての残留膜厚の分布状態との関係を示す特性
図である。軟質材料の硬度として、従来の硬度６５を用
いた場合には、半導体ウェハ最外周から２〜３ｍｍの領
域がピークとなり、半導体ウェハのより内側の領域より
も２００ｎｍ程度以上厚くなる。例えば０.２μｍルー
ル以降の半導体装置では、リソグラフィ法における焦点
深度が２００ｎｍ以下となり、量産化のためにＣＭＰ法
（化学機械研磨法）を適用する場合には、半導体ウェハ
最外周から５〜６ｍｍ以内の領域には半導体素子を形成
することは困難となる。
【００２８】これに対し、軟質材料の硬度として、この
例による上述の硬度７５を用いた場合には、半導体ウェ
ハ１の最外周近傍のピークは半減し、半導体ウェハ１の
最外周から２ｍｍ程度の領域にまで半導体素子を形成す
ることが可能となる。また、軟質材料の硬度として、さ
らに硬度を上げてこの例による上述の硬度８５を用いた
場合には、半導体ウェハ１の最外周近傍のピークはさら
に半減し、半導体ウェハ１の最外周から５０ｎｍ程度の
領域にまで半導体素子を形成することが可能となり、さ
らにマージンが拡大する。
例による上述の硬度７５を用いた場合には、半導体ウェ
ハ１の最外周近傍のピークは半減し、半導体ウェハ１の
最外周から２ｍｍ程度の領域にまで半導体素子を形成す
ることが可能となる。また、軟質材料の硬度として、さ
らに硬度を上げてこの例による上述の硬度８５を用いた
場合には、半導体ウェハ１の最外周近傍のピークはさら
に半減し、半導体ウェハ１の最外周から５０ｎｍ程度の
領域にまで半導体素子を形成することが可能となり、さ
らにマージンが拡大する。
【００２９】図３は、研磨パッドにおける軟質材料の硬
度と研磨レートの面内ばらつきとの関係を示す特性図で
ある。図３によれば、研磨パッドにおける軟質材料の硬
度が、従来のように硬度５５〜６５程度の場合よりも硬
度７５〜８５にかけての領域の方が研磨レートの面内ば
らつきが少ないことが分かる。なお、研磨パッドにおけ
る軟質材料の硬度を８５以上に上げると、研磨パッドに
おける硬質材料の硬度と同程度となり、研磨パッドの必
要最小限の柔軟性が損なわれる結果、研磨レートの面内
均一性が著しく劣化する。
度と研磨レートの面内ばらつきとの関係を示す特性図で
ある。図３によれば、研磨パッドにおける軟質材料の硬
度が、従来のように硬度５５〜６５程度の場合よりも硬
度７５〜８５にかけての領域の方が研磨レートの面内ば
らつきが少ないことが分かる。なお、研磨パッドにおけ
る軟質材料の硬度を８５以上に上げると、研磨パッドに
おける硬質材料の硬度と同程度となり、研磨パッドの必
要最小限の柔軟性が損なわれる結果、研磨レートの面内
均一性が著しく劣化する。
【００３０】図４は、研磨パッドにおける軟質材料の硬
度と平坦化特性との関係を示す特性図である。平坦化特
性とは、半導体ウェハにおける所定の大きさの凸型パタ
ーンを、平面部をいかに研磨せずに選択的に平坦化する
ことができるか否かを示す指標である。図４によれば、
半導体ウェハにおける平坦部の研磨量が同じである場合
に、段差が低いほど平坦化特性が優れていることが分か
る。研磨パッドにおける軟質材料の硬度が高い方が平坦
化特性に優れているため、軟質材料の高硬度化に伴い平
坦化特性も改善されることとなる。
度と平坦化特性との関係を示す特性図である。平坦化特
性とは、半導体ウェハにおける所定の大きさの凸型パタ
ーンを、平面部をいかに研磨せずに選択的に平坦化する
ことができるか否かを示す指標である。図４によれば、
半導体ウェハにおける平坦部の研磨量が同じである場合
に、段差が低いほど平坦化特性が優れていることが分か
る。研磨パッドにおける軟質材料の硬度が高い方が平坦
化特性に優れているため、軟質材料の高硬度化に伴い平
坦化特性も改善されることとなる。
【００３１】上述したことから総合的に判断すると、研
磨パッド９における軟質材料８の硬度が７５〜８５の領
域では、従来のごとく研磨パッドにおける軟質材料の硬
度が５５〜６５の場合と比較して、半導体ウェハ１の最
外周近傍における膜厚分布や、研磨レートの面内均一
性、平坦化特性に優れていることが判明する。すなわ
ち、半導体ウェハ１の最外周近傍における膜厚分布を改
善することができ、これにより、半導体ウェハ１のより
外周側に半導体素子を作製することができると共に、研
磨レートの面内均一性や平坦化特性を改善することがで
きる。
磨パッド９における軟質材料８の硬度が７５〜８５の領
域では、従来のごとく研磨パッドにおける軟質材料の硬
度が５５〜６５の場合と比較して、半導体ウェハ１の最
外周近傍における膜厚分布や、研磨レートの面内均一
性、平坦化特性に優れていることが判明する。すなわ
ち、半導体ウェハ１の最外周近傍における膜厚分布を改
善することができ、これにより、半導体ウェハ１のより
外周側に半導体素子を作製することができると共に、研
磨レートの面内均一性や平坦化特性を改善することがで
きる。
【００３２】このように、この例の構成によれば、積層
構造を有する研磨パッド９における下層側の軟質材料８
を従来よりも高い硬度（７５以上８５以下）に設定して
いるため、研磨パッド９における上層側の硬質材料７が
半導体ウェハ１の最外周部分から受ける荷重により局所
的に変形する現象を抑制することができる。したがっ
て、半導体ウェハ１の最外周近傍における研磨レートを
半導体ウェハ１の中央付近における研磨レートと同等に
することができる。これにより、半導体ウェハ１のより
外周近傍まで半導体素子を作製することが可能となるた
め、従来は半導体素子を半導体ウェハの外周部（例え
ば、最外周から６ｍｍ以内の領域）では作製できなかっ
たものを、半導体ウェハの外周部（最外周から２ｍｍ程
度の距離）まで作製可能とすると共に、半導体ウェハ１
枚当たりの有効な半導体チップ数を増加させることがで
き、生産性の向上を図ることができる。
構造を有する研磨パッド９における下層側の軟質材料８
を従来よりも高い硬度（７５以上８５以下）に設定して
いるため、研磨パッド９における上層側の硬質材料７が
半導体ウェハ１の最外周部分から受ける荷重により局所
的に変形する現象を抑制することができる。したがっ
て、半導体ウェハ１の最外周近傍における研磨レートを
半導体ウェハ１の中央付近における研磨レートと同等に
することができる。これにより、半導体ウェハ１のより
外周近傍まで半導体素子を作製することが可能となるた
め、従来は半導体素子を半導体ウェハの外周部（例え
ば、最外周から６ｍｍ以内の領域）では作製できなかっ
たものを、半導体ウェハの外周部（最外周から２ｍｍ程
度の距離）まで作製可能とすると共に、半導体ウェハ１
枚当たりの有効な半導体チップ数を増加させることがで
き、生産性の向上を図ることができる。
【００３３】また、上述のように、研磨パッド９におけ
る下層側の軟質材料８を従来よりも高い硬度（７５以上
８５以下）に設定し、上層側の硬質材料７が半導体ウェ
ハ１のパターンあるいは凸部から受ける荷重により局所
的に変形する現象を抑制しているため、半導体ウェハ１
の平坦化特性を向上させることができる。これにより、
半導体ウェハ１における研磨量を削減することが可能と
なるため、生産性のさらなる向上を図ることができる。
る下層側の軟質材料８を従来よりも高い硬度（７５以上
８５以下）に設定し、上層側の硬質材料７が半導体ウェ
ハ１のパターンあるいは凸部から受ける荷重により局所
的に変形する現象を抑制しているため、半導体ウェハ１
の平坦化特性を向上させることができる。これにより、
半導体ウェハ１における研磨量を削減することが可能と
なるため、生産性のさらなる向上を図ることができる。
【００３４】◇第２実施例 次に、この発明の第２実施例について説明する。この例
の半導体ウェハの研磨装置は、上述の第１実施例と同様
に、半導体ウェハ１を保持すると共に半導体ウェハ１に
回転運動を付与するためのスピンドル２と、プラテン６
の上面に積層状態で貼り付けられた硬質材料７及び軟質
材料８からなる研磨パッド９とを備える構成となってい
る。スピンドル２は、半導体ウェハ１を研磨中に保持す
るためのガイドリング３と、半導体ウェハ１に荷重を付
加するためのベースプレート４と、半導体ウェハ１の形
状を制御するための裏面パッド５とを装備している（図
１参照）。
の半導体ウェハの研磨装置は、上述の第１実施例と同様
に、半導体ウェハ１を保持すると共に半導体ウェハ１に
回転運動を付与するためのスピンドル２と、プラテン６
の上面に積層状態で貼り付けられた硬質材料７及び軟質
材料８からなる研磨パッド９とを備える構成となってい
る。スピンドル２は、半導体ウェハ１を研磨中に保持す
るためのガイドリング３と、半導体ウェハ１に荷重を付
加するためのベースプレート４と、半導体ウェハ１の形
状を制御するための裏面パッド５とを装備している（図
１参照）。
【００３５】この第２実施例の特徴は、上述の第１実施
例において使用した従来と同様の裏面パッドに代えて、
従来よりも軟質な裏面パッド５を使用している点であ
る。すなわち、第２実施例の裏面パッド５としては、Ｊ
ＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した硬度６５以下の材質を使用
している。上述のように、裏面パッド５として従来より
も軟質な材質を使用することにより、半導体ウェハ１の
エッジが研磨パッド９から受ける反力を的確に吸収する
ことができるため、上述の第１実施例と比較してさら
に、半導体ウェハ１の最外周近傍における平坦な膜厚分
布を得ることができる。
例において使用した従来と同様の裏面パッドに代えて、
従来よりも軟質な裏面パッド５を使用している点であ
る。すなわち、第２実施例の裏面パッド５としては、Ｊ
ＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した硬度６５以下の材質を使用
している。上述のように、裏面パッド５として従来より
も軟質な材質を使用することにより、半導体ウェハ１の
エッジが研磨パッド９から受ける反力を的確に吸収する
ことができるため、上述の第１実施例と比較してさら
に、半導体ウェハ１の最外周近傍における平坦な膜厚分
布を得ることができる。
【００３６】図５は、裏面パッドの硬度と研磨後の半導
体ウェハの最外周から１５ｍｍにかけての残留膜厚分布
との関係を示す特性図である。なお、研磨パッドの硬質
材料（上層材料）がＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した硬度
９５の場合、軟質材料（下層材料）が硬度８５の場合の
データを示している。従来の裏面パッドの硬度は６５〜
７０程度であるため、硬度６５と硬度７０とで膜厚分布
に差異が生ずるが、この第２実施例では、裏面パッド５
としてより軟質な硬度６５の材質を使用しているため、
良好な膜厚分布を得られることが分かる。
体ウェハの最外周から１５ｍｍにかけての残留膜厚分布
との関係を示す特性図である。なお、研磨パッドの硬質
材料（上層材料）がＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した硬度
９５の場合、軟質材料（下層材料）が硬度８５の場合の
データを示している。従来の裏面パッドの硬度は６５〜
７０程度であるため、硬度６５と硬度７０とで膜厚分布
に差異が生ずるが、この第２実施例では、裏面パッド５
としてより軟質な硬度６５の材質を使用しているため、
良好な膜厚分布を得られることが分かる。
【００３７】このように、第２実施例の構成によれば、
第１実施例において述べたと略同様の効果を得ることが
できる。加えて、半導体ウェハ１の形状を制御するため
の裏面パッド５として、従来よりも軟質な材質を使用し
ているため、半導体ウェハ１のエッジが研磨パッド９か
ら受ける反力を的確に吸収することができる。これによ
り、上述の第１実施例と比較して、さらに半導体ウェハ
１の最外周近傍における平坦な膜厚分布を得ることがで
きる。
第１実施例において述べたと略同様の効果を得ることが
できる。加えて、半導体ウェハ１の形状を制御するため
の裏面パッド５として、従来よりも軟質な材質を使用し
ているため、半導体ウェハ１のエッジが研磨パッド９か
ら受ける反力を的確に吸収することができる。これによ
り、上述の第１実施例と比較して、さらに半導体ウェハ
１の最外周近傍における平坦な膜厚分布を得ることがで
きる。
【００３８】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。上述の第１及び第
２実施例では、硬質材料７として例えば１.３ｍｍ程度
の厚さの発泡ポリウレタンを使用し、軟質材料８として
ポリウレタンが含浸硬化された例えば１.２ｍｍ程度の
厚さの不織布を使用したが、これに限定されない。ま
た、裏面パッド５として例えば０.６ｍｍ程度の厚さの
ポリウレタンを使用したが、これに限定されない。研磨
材として例えばフュームドシリカを１２％程度含有する
ＫＯＨによってｐＨを１０〜１１に調整された一般的な
研磨材を使用し、研磨材の流量を例えば１００〜３００
ｃｃ／ｍｉｎとしたが、これに限定されない。
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。上述の第１及び第
２実施例では、硬質材料７として例えば１.３ｍｍ程度
の厚さの発泡ポリウレタンを使用し、軟質材料８として
ポリウレタンが含浸硬化された例えば１.２ｍｍ程度の
厚さの不織布を使用したが、これに限定されない。ま
た、裏面パッド５として例えば０.６ｍｍ程度の厚さの
ポリウレタンを使用したが、これに限定されない。研磨
材として例えばフュームドシリカを１２％程度含有する
ＫＯＨによってｐＨを１０〜１１に調整された一般的な
研磨材を使用し、研磨材の流量を例えば１００〜３００
ｃｃ／ｍｉｎとしたが、これに限定されない。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、研磨パッドの上層材料の硬度をＪＩＳ−Ｋ６３
０１に準拠した９５程度に設定すると共に、上記研磨パ
ッドの下層材料の硬度をＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した
７５以上８５以下に設定しているため、研磨パッドにお
ける上層材料が半導体ウェハの最外周部分から受ける荷
重により局所的に変形する現象を抑制することができ
る。したがって、半導体ウェハの最外周近傍における研
磨レートを半導体ウェハの中央付近における研磨レート
と同等にすることができる。これにより、半導体ウェハ
のより外周近傍まで半導体素子を作製することが可能と
なるため、半導体ウェハ１枚当たりの有効な半導体チッ
プ数を増加させることができ、生産性の向上を図ること
ができる。
よれば、研磨パッドの上層材料の硬度をＪＩＳ−Ｋ６３
０１に準拠した９５程度に設定すると共に、上記研磨パ
ッドの下層材料の硬度をＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した
７５以上８５以下に設定しているため、研磨パッドにお
ける上層材料が半導体ウェハの最外周部分から受ける荷
重により局所的に変形する現象を抑制することができ
る。したがって、半導体ウェハの最外周近傍における研
磨レートを半導体ウェハの中央付近における研磨レート
と同等にすることができる。これにより、半導体ウェハ
のより外周近傍まで半導体素子を作製することが可能と
なるため、半導体ウェハ１枚当たりの有効な半導体チッ
プ数を増加させることができ、生産性の向上を図ること
ができる。
【００４０】また、研磨パッドの下層材料を従来よりも
高い硬度（７５以上８５以下）に設定し、上層材料が半
導体ウェハのパターンあるいは凸部から受ける荷重によ
り局所的に変形する現象を抑制しているため、半導体ウ
ェハの平坦化特性を向上させることができる。これによ
り、半導体ウェハにおける研磨量を削減することが可能
となるため、生産性のさらなる向上を図ることができ
る。
高い硬度（７５以上８５以下）に設定し、上層材料が半
導体ウェハのパターンあるいは凸部から受ける荷重によ
り局所的に変形する現象を抑制しているため、半導体ウ
ェハの平坦化特性を向上させることができる。これによ
り、半導体ウェハにおける研磨量を削減することが可能
となるため、生産性のさらなる向上を図ることができ
る。
【００４１】また、半導体ウェハに荷重を加える荷重印
加手段と半導体ウェハとの間に、ＪＩＳ−Ｋ６３０１に
準拠した硬度６５以下の緩衝材を配設しているため、半
導体ウェハのエッジが研磨パッドから受ける反力を的確
に吸収することができる。これにより、さらに半導体ウ
ェハの最外周近傍における平坦な膜厚分布を得ることが
できる。
加手段と半導体ウェハとの間に、ＪＩＳ−Ｋ６３０１に
準拠した硬度６５以下の緩衝材を配設しているため、半
導体ウェハのエッジが研磨パッドから受ける反力を的確
に吸収することができる。これにより、さらに半導体ウ
ェハの最外周近傍における平坦な膜厚分布を得ることが
できる。
【図１】この発明の第１実施例である半導体ウェハの研
磨装置の要部の構成を示す縦断面図である。
磨装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図２】同実施例である研磨パッドにおける軟質材料の
硬度と研磨終了後における半導体ウェハの最外周近傍に
かけての残留膜厚の分布状態との関係を示す特性図であ
る。
硬度と研磨終了後における半導体ウェハの最外周近傍に
かけての残留膜厚の分布状態との関係を示す特性図であ
る。
【図３】同実施例である研磨パッドにおける軟質材料の
硬度と研磨レートの面内ばらつきとの関係を示す特性図
である。
硬度と研磨レートの面内ばらつきとの関係を示す特性図
である。
【図４】同実施例である研磨パッドにおける軟質材料の
硬度と平坦化特性との関係を示す特性図である。
硬度と平坦化特性との関係を示す特性図である。
【図５】この発明の第２実施例である裏面パッドの硬度
と研磨後の半導体ウェハの最外周近傍にかけての残留膜
厚分布との関係を示す特性図である。
と研磨後の半導体ウェハの最外周近傍にかけての残留膜
厚分布との関係を示す特性図である。
【図６】従来例における半導体ウェハの研磨装置を示す
概略図である。
概略図である。
【図７】従来例における半導体ウェハの研磨方法を説明
するための説明図である。
するための説明図である。
【図８】従来例における半導体ウェハの研磨方法を説明
するための説明図である。
するための説明図である。
【図９】従来例における半導体ウェハの研磨方法を説明
するための説明図である。
するための説明図である。
１ 半導体ウェハ ２ スピンドル ３ ガイドリング ４ ベースプレート（荷重印加手段） ５ 裏面パッド（緩衝材） ６ プラテン ７ 硬質材料（上層材料） ８ 軟質材料（下層材料） ９ 研磨パッド
Claims (4)
- 【請求項１】 硬度が相異する上層材料及び下層材料を
積層してなる研磨パッドを備え、該研磨パッドに半導体
ウェハを押し付けながら該半導体ウェハを研磨する半導
体装置の研磨装置であって、 前記研磨パッドの上層材料の硬度がＪＩＳ−Ｋ６３０１
に準拠した９５程度に設定されていると共に、前記研磨
パッドの下層材料の硬度がＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠し
た７５以上８５以下に設定されていることを特徴とする
半導体装置の研磨装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体装置の研磨装置で
あって、前記半導体ウェハに荷重を加える荷重印加手段
と前記半導体ウェハとの間に、ＪＩＳ−Ｋ６３０１に準
拠した硬度６５以下の緩衝材が配設されていることを特
徴とする半導体装置の研磨装置。 - 【請求項３】 硬度が相異する上層材料及び下層材料を
積層してなる研磨パッドに半導体ウェハを押し付けなが
ら該半導体ウェハを研磨する半導体装置の研磨方法であ
って、 前記研磨パッドの上層材料の硬度をＪＩＳ−Ｋ６３０１
に準拠した９５程度に設定すると共に、前記研磨パッド
の下層材料の硬度をＪＩＳ−Ｋ６３０１に準拠した７５
以上８５以下に設定して研磨を行うことを特徴とする半
導体装置の研磨方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の半導体装置の研磨方法で
あって、前記半導体ウェハに荷重を加える荷重印加手段
と前記半導体ウェハとの間に、ＪＩＳ−Ｋ６３０１に準
拠した硬度６５以下の緩衝材を配設して研磨を行うこと
を特徴とする半導体装置の研磨方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29242096A JP2738392B1 (ja) | 1996-11-05 | 1996-11-05 | 半導体装置の研磨装置及び研磨方法 |
| KR1019970057313A KR100292902B1 (ko) | 1996-11-05 | 1997-10-31 | 반도체장치의연마장치및연마방법 |
| US08/964,988 US5876269A (en) | 1996-11-05 | 1997-11-05 | Apparatus and method for polishing semiconductor device |
| GB9723456A GB2318998B (en) | 1996-11-05 | 1997-11-05 | Apparatus and method for polishing semiconductor device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29242096A JP2738392B1 (ja) | 1996-11-05 | 1996-11-05 | 半導体装置の研磨装置及び研磨方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2738392B1 JP2738392B1 (ja) | 1998-04-08 |
| JPH10138123A true JPH10138123A (ja) | 1998-05-26 |
Family
ID=17781564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29242096A Expired - Fee Related JP2738392B1 (ja) | 1996-11-05 | 1996-11-05 | 半導体装置の研磨装置及び研磨方法 |
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| KR (1) | KR100292902B1 (ja) |
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| JP2001512057A (ja) * | 1997-07-30 | 2001-08-21 | スキャッパ、グループ、ピー・エル・シー | 半導体ウエハーの研磨 |
| US6749486B2 (en) | 2000-02-24 | 2004-06-15 | Tokyo Electron Limited | Chemical-mechanical polishing device, damascene wiring forming device, and damascene wiring forming method |
| JP2013016646A (ja) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Toyota Motor Corp | 研磨パッド、研磨装置、研磨方法 |
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1997
- 1997-10-31 KR KR1019970057313A patent/KR100292902B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-11-05 GB GB9723456A patent/GB2318998B/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-11-05 US US08/964,988 patent/US5876269A/en not_active Expired - Lifetime
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