JPH10315119A - 研磨布 - Google Patents
研磨布Info
- Publication number
- JPH10315119A JPH10315119A JP12870397A JP12870397A JPH10315119A JP H10315119 A JPH10315119 A JP H10315119A JP 12870397 A JP12870397 A JP 12870397A JP 12870397 A JP12870397 A JP 12870397A JP H10315119 A JPH10315119 A JP H10315119A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- polishing
- polishing cloth
- grooves
- turntable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- B24B37/26—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the shape of the lapping pad surface, e.g. grooved
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウエハを研磨布に押し付けた際にウエハの周
縁部で生ずる変形が小さく、従って、所定の平坦度を備
えた有効領域の部分の面積が広いウエハを得ることが可
能な研磨布を提供することにある。 【解決手段】 本発明の研磨布２１は、ターンテーブル
の表面に装着されて、平板状の被研磨材の平坦化加工に
使用される研磨布であって、その表面の少なくとも被研
磨材と接触する範囲の全面及びその隣接部分に、溝２３
が格子状に形成されていることを特徴とする。好ましく
は、格子状の溝２３を、互いに隣接する溝の間隔が２ｍ
ｍ以上、１５ｍｍ以下となる様に形成する。
縁部で生ずる変形が小さく、従って、所定の平坦度を備
えた有効領域の部分の面積が広いウエハを得ることが可
能な研磨布を提供することにある。 【解決手段】 本発明の研磨布２１は、ターンテーブル
の表面に装着されて、平板状の被研磨材の平坦化加工に
使用される研磨布であって、その表面の少なくとも被研
磨材と接触する範囲の全面及びその隣接部分に、溝２３
が格子状に形成されていることを特徴とする。好ましく
は、格子状の溝２３を、互いに隣接する溝の間隔が２ｍ
ｍ以上、１５ｍｍ以下となる様に形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウエハな
どの平板状の被研磨材の表面を平坦化する研磨装置にお
いて使用される研磨布に係り、特に、表面の平坦性を向
上させるための改良に関する。
どの平板状の被研磨材の表面を平坦化する研磨装置にお
いて使用される研磨布に係り、特に、表面の平坦性を向
上させるための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に、従来のシリコンウエハ用の平面
研磨装置の概要を示す。平面研磨装置は、ターンテーブ
ル３、ターンテーブル３の上方にターンテーブルと対向
して配置され回転駆動される研磨ヘッド５、ターンテー
ブル３上に研磨剤を供給する研磨剤供給ノズル１１など
から構成される。
研磨装置の概要を示す。平面研磨装置は、ターンテーブ
ル３、ターンテーブル３の上方にターンテーブルと対向
して配置され回転駆動される研磨ヘッド５、ターンテー
ブル３上に研磨剤を供給する研磨剤供給ノズル１１など
から構成される。
【０００３】ターンテーブル３は、その下側に設けられ
た回転駆動機構４によって駆動され、その上面に研磨布
２が貼り付けられる。研磨ヘッド５は、回転兼加圧機構
６、回転兼加圧機構６から下方に延びるシャフト７、シ
ャフト７の下端に取付けられた保持プレート８、保持プ
レート８の下面周縁部に取付けられたリテーナリング９
などから構成される。被研磨材であるウエハ１は、保持
プレート８の下面に弾塑性体であるバッキング・パッド
１０を介して吸着されて保持される。
た回転駆動機構４によって駆動され、その上面に研磨布
２が貼り付けられる。研磨ヘッド５は、回転兼加圧機構
６、回転兼加圧機構６から下方に延びるシャフト７、シ
ャフト７の下端に取付けられた保持プレート８、保持プ
レート８の下面周縁部に取付けられたリテーナリング９
などから構成される。被研磨材であるウエハ１は、保持
プレート８の下面に弾塑性体であるバッキング・パッド
１０を介して吸着されて保持される。
【０００４】ウエハ１の研磨加工は以下の様に行われ
る。ターンテーブル３上に研磨布２を貼り付け、保持プ
レート８にバッキング・パッド１０を介してウエハ１を
吸着する。次に、ターンテーブル３を回転するととも
に、研磨布２の表面に、研磨剤供給ノズル１１から研磨
剤を供給する。最後に、回転兼加圧機構６を起動して、
保持プレート８を回転するとともに、ウエハ１を研磨布
２の表面に押し付ける。
る。ターンテーブル３上に研磨布２を貼り付け、保持プ
レート８にバッキング・パッド１０を介してウエハ１を
吸着する。次に、ターンテーブル３を回転するととも
に、研磨布２の表面に、研磨剤供給ノズル１１から研磨
剤を供給する。最後に、回転兼加圧機構６を起動して、
保持プレート８を回転するとともに、ウエハ１を研磨布
２の表面に押し付ける。
【０００５】上記の様な平面研磨装置を用いてウエハ１
の研磨を行うと、ウエハ１の縁に沿って加工量が少ない
領域が発生する。この加工量の少ない領域からはＩＣチ
ップの良品を得ることは困難なので、周縁部の一定幅を
除いた部分にＩＣチップのパターンが配置されることに
なる。この様に、ウエハ１の表面の内、ＩＣチップを採
ることができる有効面積が、周縁部の一定幅を除いた部
分に狭められることは、ＩＣチップの生産性を低下させ
る要因の一つとなっている。
の研磨を行うと、ウエハ１の縁に沿って加工量が少ない
領域が発生する。この加工量の少ない領域からはＩＣチ
ップの良品を得ることは困難なので、周縁部の一定幅を
除いた部分にＩＣチップのパターンが配置されることに
なる。この様に、ウエハ１の表面の内、ＩＣチップを採
ることができる有効面積が、周縁部の一定幅を除いた部
分に狭められることは、ＩＣチップの生産性を低下させ
る要因の一つとなっている。
【０００６】図４に、バッキング・パッド１０を使用し
てウエハ１を研磨布２の表面に押し付けたときに、ウエ
ハ１の断面に生ずるウエハ１の板厚方向の変形状態を、
有限要素法を用いて静的に解析した結果を示す。図４に
示す様に、ウエハ１は、その周縁部がバッキング・パッ
ド１０側に反る様に大きく変形する。
てウエハ１を研磨布２の表面に押し付けたときに、ウエ
ハ１の断面に生ずるウエハ１の板厚方向の変形状態を、
有限要素法を用いて静的に解析した結果を示す。図４に
示す様に、ウエハ１は、その周縁部がバッキング・パッ
ド１０側に反る様に大きく変形する。
【０００７】これは、次の様な理由によるものと考えら
れる。即ち、バッキング・パッド１０の弾性率が研磨布
２の弾性率と比較して相当小さいので、バッキング・パ
ッド１０側がより多く圧縮変形する。ウエハ１の周縁部
では、ウエハ１の縁に沿ってウエハ１の外側に位置する
研磨布２及びバッキング・パッド１０の弾性変形の影響
を受けるので、上記の傾向が拡大して現れる、このた
め、ウエハ１の周縁部がバッキング・パッド１０側に大
きく変形する。この様なウエハ１の変形のために、ウエ
ハ１の縁に沿って加工量が少ない領域が発生する。
れる。即ち、バッキング・パッド１０の弾性率が研磨布
２の弾性率と比較して相当小さいので、バッキング・パ
ッド１０側がより多く圧縮変形する。ウエハ１の周縁部
では、ウエハ１の縁に沿ってウエハ１の外側に位置する
研磨布２及びバッキング・パッド１０の弾性変形の影響
を受けるので、上記の傾向が拡大して現れる、このた
め、ウエハ１の周縁部がバッキング・パッド１０側に大
きく変形する。この様なウエハ１の変形のために、ウエ
ハ１の縁に沿って加工量が少ない領域が発生する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の様な
従来の研磨布を用いた平面研磨の際の問題点に鑑みなさ
れたものであり、本発明の目的は、ウエハをバッキング
・パッドを用いて吸着して研磨布に押し付けた際に、ウ
エハの周縁部の変形が小さく、従って、所定の平坦度を
備えた有効領域の部分の面積が広いウエハを得ることが
可能な研磨布を提供することにある。
従来の研磨布を用いた平面研磨の際の問題点に鑑みなさ
れたものであり、本発明の目的は、ウエハをバッキング
・パッドを用いて吸着して研磨布に押し付けた際に、ウ
エハの周縁部の変形が小さく、従って、所定の平坦度を
備えた有効領域の部分の面積が広いウエハを得ることが
可能な研磨布を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の研磨布は、ター
ンテーブルの表面に装着されて平板状の被研磨材の平坦
化加工に使用される研磨布であって、その表面の少なく
とも被研磨材と接触する範囲の全面及びその隣接部分
に、溝が格子状に形成されていることを特徴とする。
ンテーブルの表面に装着されて平板状の被研磨材の平坦
化加工に使用される研磨布であって、その表面の少なく
とも被研磨材と接触する範囲の全面及びその隣接部分
に、溝が格子状に形成されていることを特徴とする。
【００１０】好ましくは、前記格子状の溝を、互いに隣
接する溝の間隔を２ｍｍ以上、１５ｍｍ以下に形成す
る。研磨の際のウエハ（被研磨材）の周縁部の変形は、
研磨布と比較して弾性率が低いバッキング・パッドが、
ウエハの周縁部において中央部よりも大きく変形するこ
とに起因している。図２に、ウエハの周縁部の近傍にお
けるウエハと研磨布との接触面圧の分布の状況を示す。
従来の研磨布の場合、図２（ｂ）に示す様に、ウエハ１
の中央部では、接触面圧は研磨布２の一次元的な圧縮に
対する反力Ｆ１に相当する値となるが、ウエハ１の周縁
部では、ウエハ１の縁に沿ってウエハ１の外側に位置す
る研磨布２及びバッキング・パッド（図示せず）の二次
元的な変形の影響を受けて、より大きな反力Ｆ２が発生
するので、接触面圧が増大する。反力Ｆ２は、前記反力
Ｆ１とウエハ１の外側に位置する研磨布２を引きずり込
む力Ｆ３の合力である。
接する溝の間隔を２ｍｍ以上、１５ｍｍ以下に形成す
る。研磨の際のウエハ（被研磨材）の周縁部の変形は、
研磨布と比較して弾性率が低いバッキング・パッドが、
ウエハの周縁部において中央部よりも大きく変形するこ
とに起因している。図２に、ウエハの周縁部の近傍にお
けるウエハと研磨布との接触面圧の分布の状況を示す。
従来の研磨布の場合、図２（ｂ）に示す様に、ウエハ１
の中央部では、接触面圧は研磨布２の一次元的な圧縮に
対する反力Ｆ１に相当する値となるが、ウエハ１の周縁
部では、ウエハ１の縁に沿ってウエハ１の外側に位置す
る研磨布２及びバッキング・パッド（図示せず）の二次
元的な変形の影響を受けて、より大きな反力Ｆ２が発生
するので、接触面圧が増大する。反力Ｆ２は、前記反力
Ｆ１とウエハ１の外側に位置する研磨布２を引きずり込
む力Ｆ３の合力である。
【００１１】従って、ウエハ１の周縁部における接触面
圧の増大を緩和するためには、ウエハ１の周縁部の近傍
で、研磨布２を引きずり込む力Ｆ３を緩和させる。つま
り、研磨布２の剛性を減らせばよい。即ち、本発明の研
磨布の場合、図２（ａ）に示す様に、研磨布２の表面に
格子状に溝を加工して、ウエハ１の周縁部の外側に位置
する研磨布２の面積を実質的に小さくすれば、ウエハ１
の周縁部の外側において二次元的な変形が引き起こされ
る範囲が減少し、その結果、Ｆ３の力が減少し、この部
分の接触面圧が緩和されることになる。
圧の増大を緩和するためには、ウエハ１の周縁部の近傍
で、研磨布２を引きずり込む力Ｆ３を緩和させる。つま
り、研磨布２の剛性を減らせばよい。即ち、本発明の研
磨布の場合、図２（ａ）に示す様に、研磨布２の表面に
格子状に溝を加工して、ウエハ１の周縁部の外側に位置
する研磨布２の面積を実質的に小さくすれば、ウエハ１
の周縁部の外側において二次元的な変形が引き起こされ
る範囲が減少し、その結果、Ｆ３の力が減少し、この部
分の接触面圧が緩和されることになる。
【００１２】有限要素法を用いて、互いに隣接する溝の
間隔の最適値を求めたところ、溝の間隔を１４ｍｍとし
た場合に、ウエハ１は端部から３ｍｍの幅の部分までが
変形する。平面研磨装置によってウエハ１を研磨する場
合、ウエハ１の縁から内側３ｍｍ程度の領域は、研磨剤
の濃度が高いために加工速度が速く、また、表面粗さも
不十分なのでＩＣチップのパターンを配置することがで
きない。従って、溝の最長間隔は１４ｍｍ〜１５ｍｍと
なる。一方、最小間隔については、研磨布の種類、溝の
深さなどにもよるが、研磨布２への溝加工の制約から２
ｍｍ程度が最小となる。
間隔の最適値を求めたところ、溝の間隔を１４ｍｍとし
た場合に、ウエハ１は端部から３ｍｍの幅の部分までが
変形する。平面研磨装置によってウエハ１を研磨する場
合、ウエハ１の縁から内側３ｍｍ程度の領域は、研磨剤
の濃度が高いために加工速度が速く、また、表面粗さも
不十分なのでＩＣチップのパターンを配置することがで
きない。従って、溝の最長間隔は１４ｍｍ〜１５ｍｍと
なる。一方、最小間隔については、研磨布の種類、溝の
深さなどにもよるが、研磨布２への溝加工の制約から２
ｍｍ程度が最小となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１に、本発明に基づく研磨布２
１の一例を示す。研磨布２１は、その表面に全面に渡っ
て溝２３を格子状に加工したもので。溝の幅は２ｍｍ、
溝のピッチは１２ｍｍ、溝の深さは２ｍｍである。
１の一例を示す。研磨布２１は、その表面に全面に渡っ
て溝２３を格子状に加工したもので。溝の幅は２ｍｍ、
溝のピッチは１２ｍｍ、溝の深さは２ｍｍである。
【００１４】この研磨布２１を、先に図３に示した平面
研磨装置のターンテーブル３に装着し、被研磨材として
表面に厚さ１μｍで熱酸化膜が形成された８インチのシ
リコンウエハ１を用い、これをウエハ保持プレート８に
バッキング・パッド１０を介して吸着し、研磨剤として
コロイダルシリカ粒子を混濁させたスラリを供給し、加
圧力５００ｇ／ｃｍ2 、研磨ヘッド５の回転数１００ｒ
ｐｍ、ターンテーブル３の回転数１００ｒｐｍの条件の
下で、３分間、研磨加工を行った。なお、この際に使用
したバッキング・パッド１０のヤング率は、０．４Ｍｐ
ａ（０．０４ｋｇ／ｍｍ2 ）、研磨布２１のヤング率
は、２９０Ｍｐａ（２９ｋｇ／ｍｍ2 ）であった。
研磨装置のターンテーブル３に装着し、被研磨材として
表面に厚さ１μｍで熱酸化膜が形成された８インチのシ
リコンウエハ１を用い、これをウエハ保持プレート８に
バッキング・パッド１０を介して吸着し、研磨剤として
コロイダルシリカ粒子を混濁させたスラリを供給し、加
圧力５００ｇ／ｃｍ2 、研磨ヘッド５の回転数１００ｒ
ｐｍ、ターンテーブル３の回転数１００ｒｐｍの条件の
下で、３分間、研磨加工を行った。なお、この際に使用
したバッキング・パッド１０のヤング率は、０．４Ｍｐ
ａ（０．０４ｋｇ／ｍｍ2 ）、研磨布２１のヤング率
は、２９０Ｍｐａ（２９ｋｇ／ｍｍ2 ）であった。
【００１５】その結果、ウエハ１の縁から幅３ｍｍの部
分では熱酸化膜が消失して下地のウエハ１が露出した
が、ウエハ１の縁に沿って加工量の少ない領域は発生し
なかった。なお、比較のため、上記と同一の条件で、従
来の形状による研磨布２を用いて研磨加工を行ったとこ
ろ、ウエハ１の縁から幅８ｍｍの部分に加工量の少ない
領域が認められた。
分では熱酸化膜が消失して下地のウエハ１が露出した
が、ウエハ１の縁に沿って加工量の少ない領域は発生し
なかった。なお、比較のため、上記と同一の条件で、従
来の形状による研磨布２を用いて研磨加工を行ったとこ
ろ、ウエハ１の縁から幅８ｍｍの部分に加工量の少ない
領域が認められた。
【００１６】
【発明の効果】本発明に基づく研磨布を平面研磨装置に
おいて使用することにより、ウエハの周縁部の加工残り
領域の幅を減少させることができる。これによって、１
枚のウエハ１から採れるＩＣチップの数が増加し、生産
性の向上に効果がある。
おいて使用することにより、ウエハの周縁部の加工残り
領域の幅を減少させることができる。これによって、１
枚のウエハ１から採れるＩＣチップの数が増加し、生産
性の向上に効果がある。
【図１】本発明の研磨布の概要を示す図、（ａ）は平面
図、（ｂ）は側面図。
図、（ｂ）は側面図。
【図２】ウエハの周縁部の近傍における研磨布の変形状
態を示す図、（ａ）は本発明に基づく研磨布の場合、
（ｂ）は従来の研磨布の場合の変形状態を表す。
態を示す図、（ａ）は本発明に基づく研磨布の場合、
（ｂ）は従来の研磨布の場合の変形状態を表す。
【図３】平面研磨装置の概要を示す図。
【図４】有限要素法を用いてウエハの断面の変位を解析
した結果を示す図。
した結果を示す図。
１・・・ウエハ、 ２・・・研磨布、 ３・・・ターンテーブル、 ４・・・回転駆動機構、 ５・・・研磨ヘッド、 ６・・・回転兼加圧機構、 ７・・・シャフト、 ８・・・ウエハ保持プレート、 ９・・・リテーナリング、 １０・・・バッキング・パッド、 １１・・・研磨剤供給ノズル、 ２１・・・研磨布、 ２３・・・溝。
Claims (2)
- 【請求項１】 ターンテーブルの表面に装着されて平板
状の被研磨材の平坦化加工に使用される研磨布であっ
て、その表面の少なくとも被研磨材と接触する範囲の全
面及びその隣接部分に、溝が格子状に形成されているこ
とを特徴とする研磨布。 - 【請求項２】 格子状に形成された前記溝は、互いに隣
接する溝の間隔が２ｍｍ以上、１５ｍｍ以下であること
を特徴とする請求項１に記載の研磨布。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12870397A JPH10315119A (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 研磨布 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12870397A JPH10315119A (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 研磨布 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10315119A true JPH10315119A (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=14991346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12870397A Pending JPH10315119A (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 研磨布 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10315119A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6099390A (en) * | 1997-10-06 | 2000-08-08 | Matsushita Electronics Corporation | Polishing pad for semiconductor wafer and method for polishing semiconductor wafer |
| US6428405B1 (en) | 1999-11-22 | 2002-08-06 | Nec Corporation | Abrasive pad and polishing method |
| JP2006513573A (ja) * | 2003-01-10 | 2006-04-20 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 化学的機械的平坦化用途向けのパッド構成体 |
-
1997
- 1997-05-19 JP JP12870397A patent/JPH10315119A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6099390A (en) * | 1997-10-06 | 2000-08-08 | Matsushita Electronics Corporation | Polishing pad for semiconductor wafer and method for polishing semiconductor wafer |
| US6428405B1 (en) | 1999-11-22 | 2002-08-06 | Nec Corporation | Abrasive pad and polishing method |
| JP2006513573A (ja) * | 2003-01-10 | 2006-04-20 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 化学的機械的平坦化用途向けのパッド構成体 |
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