JPH1071571A - 研磨布、研磨布の表面処理方法、及び研磨布の洗浄方法 - Google Patents

研磨布、研磨布の表面処理方法、及び研磨布の洗浄方法

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JPH1071571A JP34791896A JP34791896A JPH1071571A JP H1071571 A JPH1071571 A JP H1071571A JP 34791896 A JP34791896 A JP 34791896A JP 34791896 A JP34791896 A JP 34791896A JP H1071571 A JPH1071571 A JP H1071571A
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亘 中村
Sadahiro Kishii
貞浩 岸井
Yoshihiro Arimoto
由弘 有本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 化学的機械研磨技術に関し、特に、高い研磨
速度で安定して研磨できる研磨布、研磨布の表面処理方
法、及び研磨布の洗浄方法を提供する。 【解決手段】 凸部の高さが約３０μｍ以下であり、凸
部のピッチが約５５μｍ以下である凹凸を研磨布の研磨
面に形成する。研磨布の研磨面を研磨剤によって研磨す
る表面処理を行い、凸部の高さが約３０μｍ以下であ
り、凸部のピッチが約５５μｍ以下である凹凸を研磨面
に形成する。研磨布に付着した研磨砥粒を化学薬品を用
いた化学反応によって除去することにより研磨布を洗浄
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板の平坦化等に
用いる化学的機械研磨技術に係り、特に、化学的機械研
磨に用いる研磨布、研磨布の表面処理方法、及び研磨布
の洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年における半導体装置の大規模化とと
もに回路の配線数は大幅に増大しており、半導体装置の
高集積化を図るためには配線層を多層化することが不可
欠となっている。
【０００３】配線層を多層化することにより配線数を増
加することは可能であるが、配線層数を増やす毎に配線
部の段差が増大する。このため、この段差部において配
線が段切れしたり、露光装置の焦点深度以上の段差があ
るとリソグラフィー工程において所望のパターンが形成
できないことがあった。
【０００４】この段差を如何に少なくして多層配線を実
現するかが半導体装置の高集積化に向けての一つの技術
的課題であり、多層配線を達成する手段が種々検討され
ている。素子を形成した基板上を平坦化する技術として
は、有機溶剤で溶解した絶縁物質をスピンコートするこ
とにより表面平坦性に優れた絶縁膜を形成するＳＯＧ
（Spin On Glass)法や、Ｂ（ボロン）やＰ（リン）を高
濃度に添加して融点を低くしたシリコン酸化膜を堆積し
た後、高温のリフローによって平坦性に優れた絶縁膜を
形成する方法が用いられてきた。しかしながら、これら
の平坦化技術は、更にグローバルな平坦性を要求される
０．３５μｍ以下のＣＭＯＳデバイスにおいては適用が
困難となっている。
【０００５】そこで、グローバルな平坦化が可能な技術
として、機械的な研磨と同時に化学反応による研磨を行
う化学的機械研磨（Chemical Mechanical Polishing ：
以下、ＣＭＰと呼ぶ）技術が注目されている。ＣＭＰ法
によっで素子を形成した半導体基板上を平坦化すれば、
基板上の平坦化をほぼ完全に行え、段差をなくすること
が可能となる。
【０００６】ＣＭＰ法を用いた半導体基板の研磨装置に
ついて図１０を用いて説明する。図１０を参照するに、
研磨装置には、回転可能な研磨定盤１０が設けられてい
る。研磨定盤１０の表面には研磨布１２が貼り付けられ
ている。研磨布１２が貼り付けられた研磨定盤１０上に
は回転自在な研磨ヘッド１４が設けられている。研磨ヘ
ッド１４の端部には研磨すべき基板１６が吸着されてい
る。研磨定盤１０上には、研磨布１２上に研磨剤１８を
滴下する研磨剤供給口２０が設けられている。
【０００７】このような研磨装置を用いて基板１６を研
磨する際には、研磨剤１８を研磨布１２上に滴下しなが
ら研磨定盤１０と研磨ヘッド１４を所定の速度で回転
し、研磨ヘッド１４と研磨布１２との間の基板１６に圧
力をかけながら研磨を行う。ここで、研磨剤１８として
はシリカやアルミナ等の砥粒を含んだアルカリ水溶液等
を用い、研磨布１２としてはポリウレタンなどの発泡高
分子体を用いていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】研磨布１２の表面状態
は、研磨剤１８の保持、研磨のメカニズムに大きく関わ
るため、安定した研磨速度、研磨状態を得るためには表
面状態をコントロールすることが望ましい。
【０００９】しかしながら、上記従来の研磨布では、研
磨布の製造過程における発泡によって微細な凹凸を形成
するのみであり、表面の状態は偶然性に支配されてい
た。このため、研磨布の表面状態を制御することはでき
ず、安定した研磨速度で安定した研磨表面を得ることが
困難であった。
【００１０】また、研磨剤を保持しやすくするために溝
を掘ったり小孔を開けた研磨布もあるが、現在用いられ
ている溝や小孔のパターンはｍｍ（ミリメートル）単位
の大きさであり、研磨の特性を向上するには不十分であ
った。研磨に有効に作用させるためには研磨布にμｍ
（ミクロン）単位の溝を形成することが望ましいが、こ
のような微細な溝を形成する有効な手段は見いだされて
いなかった。例えば、ダイヤモンドを電着した治具等で
研磨布の表面を削って荒らすことにより研磨布の表面状
態を制御する方法も行われているが、この方法ではミク
ロン単位の溝が形成できるものの、どの程度の処理で最
適な表面状態が得られるかは知られておらず、安定して
表面処理を行うことはできなかった。
【００１１】また、長時間研磨布を使用すると研磨布上
に研磨粒子が付着するが、このように付着した砥粒を研
磨布に影響を与えることなく効果的に除去することは困
難であった。本発明の目的は、高い研磨速度で安定して
研磨できる研磨布、研磨布の表面処理方法、及び研磨布
の洗浄方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的は、化学的機械
研磨に用いる研磨布であって、凸部の高さが約３０μｍ
以下であり、前記凸部のピッチが約５５μｍ以下である
凹凸を研磨面に有することを特徴とする研磨布によって
達成される。この研磨布を用いて基板を研磨すれば、研
磨布と基板との接触面積を高めることができ、結果とし
て研磨速度を上昇することができる。
【００１３】また、化学的機械研磨に用いる研磨布の表
面処理方法であって、前記研磨布の研磨面を研磨剤によ
って研磨し、凸部の高さが約３０μｍ以下であり、前記
凸部のピッチが約５５μｍ以下である凹凸を前記研磨面
に形成することを特徴とする研磨布の表面処理方法によ
っても達成される。このようにして研磨布の表面を処理
すれば、凸部の高さが約３０μｍ以下であり、凸部のピ
ッチが約５５μｍ以下である凹凸を研磨面に形成するこ
とができる。また、この研磨布を用いて基板を研磨すれ
ば研磨布と基板との接触面積を高めることができ、結果
として研磨速度を上昇することができる。
【００１４】また、上記の研磨布の表面処理方法におい
て、前記研磨剤は、カリウムの含有量が９００ｐｐｍ以
下であることが望ましい。このようにして研磨布の表面
処理を行えば、研磨剤による研磨布表面の状態が化学的
に変化しないので高い研磨速度で安定した基板を研磨す
ることができる。
【００１５】また、上記の研磨布の表面処理方法におい
て、前記研磨剤は、研磨砥粒が組成式ＭｎＯx （１≦Ｘ
≦２）で表される酸化マンガンであることが望ましい。
また、化学的機械研磨に用いる研磨布の表面処理方法で
あって、前記研磨布の研磨面を、粒径が約３０μｍ以下
のダイヤモンド砥粒を電着した治具を用いて荒らすこと
により、前記研磨面に凹凸を形成することを特徴とする
研磨布の表面処理方法によっても達成される。このよう
にして研磨布の表面を処理することによっても凸部の高
さが約３０μｍ以下であり、凸部のピッチが約５５μｍ
以下である凹凸を研磨面に形成することができる。この
研磨布を用いて基板を研磨すれば研磨布と基板との接触
面積を高めることができ、結果として研磨速度を上昇す
ることができる。
【００１６】また、研磨布に付着した研磨砥粒を、化学
薬品を用いた化学反応によって除去することを特徴とす
る研磨布の洗浄方法によっても達成される。このように
して研磨布の表面を洗浄すれば、研磨布の表面状態を初
期の状態に回復することができる。これにより、高い研
磨速度で安定して基板を研磨することが可能となる。ま
た、研磨布の寿命を延ばすことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態による研磨
布について図１乃至図４を用いて説明する。図１は市販
されている研磨布の表面状態を示すグラフ、図２は研磨
のメカニズムを説明する概略図、図３は研磨布表面の凸
部のピッチと研磨速度との関係を示すグラフ、図４は研
磨布表面の凸部の高さと研磨速度との関係を示すグラフ
である。
【００１８】始めに、一般に市販され、従来より用いら
れている研磨布の表面状態について説明する。図１は市
販されている発泡ポリウレタンタイプの研磨布における
表面ラフネスを示すグラフである。前述のように、従来
の研磨布では製造過程における発泡によって微細な凹凸
を形成していた。このように形成した凹凸は、図１に示
すように溝のピッチと深さが研磨布全体にわたって不規
則であり、周期性や特定周波数成分をもたない。凹部に
対する凸部の高さは３０μｍを越える深いものからごく
低いものまで様々で、凸部のピッチもごく狭いものから
５５μｍを越える極めて広いものまで存在している。ま
た、凸部の高さが一様ではないため、他に比べて高さの
低い凸部は研磨中に基板とは接しないことになる。
【００１９】一般に、研磨速度と、基板と研磨布との接
触面積とは比例関係にあり、接触面積が大きいほどに研
磨速度が速くなる。つまり、高い研磨速度を得るために
は基板と研磨布との接触面積を増やすことが重要であ
り、基板と接しない凸部が存在することは望ましくな
い。
【００２０】本願発明者が研磨速度と接触面積との関係
を調査した結果、図２（ａ）に示すように研磨布の凸部
の高さがほぼ均一の場合には約７０ｎｍ／ｍｉｎの研磨
速度が得られたが、図２（ｂ）に示すように凸部の高さ
にばらつきがある場合には研磨速度は約２６ｎｍ／ｍｉ
ｎと大幅に遅くなった。このように、研磨布先端の位置
が揃っていると基板と接触する凸部先端の数が増え、研
磨速度を高くできる。
【００２１】また、図２（ｃ）に示すように凸部のピッ
チを増加し、基板と研磨布との接触点を図２（ａ）に示
す研磨布の約２倍にした結果、約１４０ｎｍ／ｍｉｎの
研磨速度が得られた。このように、研磨速度を増加する
ためには凸部のピッチを狭めることも重要な要素であ
る。
【００２２】次に、良好な研磨速度を得ることできる研
磨布表面の状態について図３及び図４を用いて説明す
る。図３は研磨布表面の凸部のピッチと研磨速度との関
係を示したグラフ、図４は研磨布表面の凸部の高さと研
磨速度との関係を示したグラフである。横軸の凸部ピッ
チ及び凸部高さは面内での最大値を表している。研磨に
あたっては、研磨布としてＩＣ−１０００／Ｓｕｂａ４
００を、研磨砥粒として平均粒径約０．３μｍの二酸化
マンガン（ＭｎＯ2)を用い、研磨圧力を０．２１ｋｇ／
ｃｍ2 、研磨ヘッド及び研磨定盤の回転数をともに８０
ｒｐｍとして、基板上に形成した熱酸化膜を研磨した。
【００２３】図３に示すように、凸部ピッチを狭めると
ともに研磨速度は増加する。特に、凸部ピッチが６０μ
ｍ以下になると研磨速度は急激に増加し、約５５μｍで
は約１２５ｎｍ／ｍｉｎの研磨速度を、約３５μｍでは
凸部ピッチが約１００μｍのときの約３倍である１５０
ｎｍ／ｍｉｎまで研磨速度を高めることができた。この
ように、研磨速度を高めるためには凸部ピッチを約５５
μｍ以下に設定することが望ましい。
【００２４】図４に示すように、凸部高さを低くするこ
とによっても研磨速度は増加する。特に、凸部高さが３
５μｍ以下になると研磨速度は急激に増加し、約３０μ
ｍでは約１４０ｎｍ／ｍｉｎの研磨速度を得ることがで
きた。このように、研磨速度を高めるためには凸部高さ
を約３０μｍ以下に設定することが望ましい。
【００２５】なお、凸部ピッチを狭め、凸部高さを低く
することにより研磨速度を向上することができるが、研
磨布表面の凹凸は研磨剤を保持する役割をも担っている
ので、研磨布表面を完全にフラットにすることは好まし
くない。このように、本実施形態によれば、研磨布表面
の凸部ピッチを５５μｍ以下に、凸部高さを３０μｍ以
下に設定したので、研磨布と基板との接触面積を高める
ことができ、研磨速度を上昇することができる。
【００２６】次に、本発明の第２実施形態による研磨布
の表面処理方法について図５を用いて説明する。図５は
本実施形態による研磨布の表面処理方法に用いた処理装
置を示す概略図である。
【００２７】第１実施形態では、研磨布表面の凸部ピッ
チを５５μｍ以下にし、凸部高さを３０μｍ以下にする
ことが研磨速度を向上する上で好ましいことを示した。
しかし、一般に市販されている研磨布はこのような特性
を有していない。従って、市販されている研磨布に対し
て、表面の凸部ピッチを５５μｍ以下にし、凸部高さを
３０μｍ以下にする何らかの手段を講ずる必要がある。
【００２８】本実施形態では、表面処理によりピッチが
５５μｍ以下で高さが３０μｍ以下の凸部を形成する研
磨布の表面処理方法について説明する。始めに、本実施
形態による研磨布の表面処理装置について図５を用いて
説明する。本明細書では、研磨布の表面処理を行う装置
を表面処理装置と呼ぶが、表面処理装置としては通常の
研磨装置を用いることができる。
【００２９】表面処理装置には、回転可能な研磨定盤１
０が設けられている。研磨定盤１０の表面には研磨布１
２が貼り付けられている。研磨布１２が貼り付けられた
研磨定盤１０上には回転自在な研磨ヘッド１４が設けら
れている。研磨ヘッド１４の端部には研磨布１２上に所
望の凹凸を形成するためのダイヤモンド砥粒電着治具２
２が設けられている。
【００３０】次に、本実施形態による研磨布の表面処理
方法について説明する。まず、研磨定盤１０上に、表面
処理をする研磨布１２を載置する。次いで、研磨布１２
表面を、ダイヤモンド砥粒電着治具２２が設けられた研
磨ヘッドによりトレースし、研磨布１２表面に凹凸を形
成する。
【００３１】ここで、研磨布１２表面に形成される凹凸
は、ダイヤモンド砥粒電着治具２２に電着されたダイヤ
モンド砥粒の径によって変化する。そこで、形成される
凸部の高さが３０μｍ以下となるようにダイヤモンド砥
粒径を選択する。例えば、１５μｍの高さを有する凸部
を形成するためには、３０μｍ程度の砥粒径を有するダ
イヤモンドが電着されたダイヤモンド砥粒電着治具２２
を用いればよい。本実施形態で用いる砥粒径は、従来用
いられていたもの（約６０μｍ）よりも小さいものであ
る。
【００３２】同時に、凸部のピッチが５５μｍ以下とな
るようにダイヤモンド砥粒電着治具２２のダイヤモンド
砥粒径を選択する。例えば、約３０μｍ程度の砥粒径を
有する上記のダイヤモンド砥粒であれば、形成される凸
部のピッチは約３０μｍとすることができる。
【００３３】ダイヤモンド砥粒の径は、約３０μｍ以下
であれば、凸部のピッチが５５μｍ以下で、高さが３０
μｍ以下の凹凸を形成することができる。なお、研磨布
１２上をダイヤモンド砥粒電着治具２２によってトレー
スする場合、研磨布１２の表面に凹凸を形成するに十分
の圧力をかけておけば、研磨布１２上の同じ領域を２回
以上トレースする必要はない。つまり、均一な圧力で研
磨布１２上を一回トレースすれば、所望の凹凸を有する
研磨布１２を形成することができる。
【００３４】研磨布１２にかける圧力は、ダイヤモンド
砥粒が完全には研磨布１２にめり込まない圧力に設定す
ることが望ましい。このようにして、所望の砥粒径を有
するダイヤモンドを電着したダイヤモンド砥粒電着治具
２２を用いて研磨布１２表面をトレースすることによ
り、市販の研磨布の表面にピッチが５５μｍ以下で高さ
が３０μｍ以下の凸部を形成することができる。
【００３５】このように、本実施形態によれば、所定の
砥粒径を有するダイヤモンド砥粒が電着されたダイヤモ
ンド砥粒電着治具を用いて研磨布の表面を処理するの
で、研磨布の表面に所望のピッチと高さを有する凸部を
容易に形成することができる。従って、このように表面
処理した研磨布を用いて基板を研磨すれば、高い研磨速
度で安定して研磨をすることができる。
【００３６】次に、本発明の第３実施形態による研磨布
の表面処理方法について図６及び図７を用いて説明す
る。図６及び図７は本実施形態による研磨布の表面処理
方法により処理した研磨布の表面凹凸を示すグラフであ
る。
【００３７】第２実施形態では、研磨布の表面を予めダ
イヤモンド砥粒電着治具によってトレースすることによ
り研磨布表面に所望の凹凸を形成する方法を示したが、
基板の研磨と同時に研磨布の表面処理を行うことも可能
である。本実施形態では、研磨布の表面に所望の凹凸を
形成する他の表面処理方法について示す。
【００３８】始めに、本実施形態による研磨布の表面処
理装置について説明する。表面処理装置には図１０に示
した通常の研磨装置を用いる。次に、本実施形態による
研磨布の表面処理方法について図１０を参照しつつ説明
する。
【００３９】まず、研磨定盤１０上に表面処理すべき研
磨布１２を貼り付け、研磨ヘッド１４の端部には研磨す
べき基板１６を吸着させる。基板１６としては、その表
面にシリコン酸化膜が形成された半導体基板であっても
よいし、タングステンなどの金属が堆積されたものであ
ってもよい。また、その他の基板であってもよい。
【００４０】次いで、研磨剤１８を研磨布１２上に滴下
しながら研磨定盤１０と研磨ヘッド１４を所定の速度で
回転し、研磨ヘッド１４と研磨布１２との間の基板１６
に圧力をかけながら研磨を行う。この研磨において、研
磨布１２の表面に所望の凹凸を形成し、同時に基板１６
を研磨することができる。
【００４１】ここで、本実施形態による研磨布の表面処
理方法は、研磨剤１８として組成式ＭｎＯx （１≦Ｘ≦
２）で表される酸化マンガン、好ましくはＭｎＯ2 、Ｍ
ｎ3Ｏ4 、Ｍｎ2 Ｏ3 、あるいはこれらの二つ以上の混
合物を砥粒として含む研磨剤を用いることに特徴があ
る。
【００４２】通常、研磨剤１８としてはシリカやアルミ
ナを砥粒とする研磨剤が用いられるが、例えばシリカを
用いる研磨剤１８は、カリウム（Ｋ）を含むアルカリ系
の性質を有しているため望ましくない。シリカを用いる
研磨剤１８のようにアルカリ性の強い研磨剤１８を用い
て研磨をすると、研磨の際に研磨布１２表面が化学的に
平坦化され、所望の凹凸を研磨布表面に形成することは
できないからである。
【００４３】このため、シリカを用いて通常の研磨剤１
８は研磨布の表面処理には適しておらず、研磨布１２の
表面を化学的に平坦化しない組成式ＭｎＯx （１≦Ｘ≦
２）で表わされる酸化マンガンを砥粒として含む研磨剤
が望ましい。研磨布１２の表面を化学的に平坦化せずに
研磨布１２の表面処理を行うためには、研磨剤１８中の
Ｋ含有量を９００ｐｐｍ以下に抑えることが望ましい。
但し、シリカを用いた研磨剤１８においてＫ含有量を減
少すると研磨速度が低下するため、Ｋ含有量を減少した
シリカ系の研磨剤を用いるよりは、酸化マンガン系の研
磨剤を用いる方が効果的である。
【００４４】図６及び図７は本実施形態による表面処理
方法により表面を処理した研磨布の表面凹凸を示すグラ
フであり、図６は研磨砥粒として平均粒径約０．３μｍ
のＭｎＯ2 を用いた場合を示し、図７は研磨砥粒として
平均粒径約０．３μｍのＭｎ 2 Ｏ3 を用いた場合を示
す。
【００４５】研磨にあたってはいずれの場合も、研磨布
としてはＩＣ−１０００／Ｓｕｂａ４００を用い、研磨
圧力を０．２１ｋｇ／ｃｍ2 、研磨ヘッド１４及び研磨
定盤１０の回転回数を８０ｒｐｍに設定して、基板上に
形成した熱酸化膜を研磨した。
【００４６】図示するように、本実施形態による研磨布
の表面処理方法により改質した研磨布１２の表面凹凸
は、凸部ピッチが５５μｍ以下であり、凸部高さが３０
μｍ以下であった。この結果は、研磨砥粒として平均粒
径約０．３μｍのＭｎ3 Ｏ4 を用いた場合も同様であっ
た。従って、このように表面処理した研磨布を用いて基
板を研磨すれば、高い研磨速度で安定した研磨をするこ
とが可能となる。
【００４７】ところで、長時間研磨布を使用すると研磨
布上に研磨粒子が付着し、又は固着する。これらが研磨
布上の凹部に入り込むと除去することは困難となる。ま
た、良好な研磨布表面凹凸を得るために、組成式ＭｎＯ
x （１≦Ｘ≦２）で表わされる酸化マンガン砥粒を含む
研磨剤を用いて表面処理をした場合には、研磨布表面の
形状を損なうことなく付着した該酸化マンガン砥粒を除
去する必要がある。
【００４８】付着した砥粒を除去するためには、化学薬
品を用いて化学反応で除去することが有効である。例え
ば、二酸化マンガン砥粒を含む研磨剤の場合には、過酸
化水素や塩酸過酸化水素水等で二酸化マンガン粒子を溶
かすことができる。二酸化マンガン砥粒等の組成式Ｍｎ
Ｏx （１≦Ｘ≦２）で表わされる酸化マンガン砥粒は、
研磨布１２の表面が変化するほどの強酸を用いなくても
除去できるので、研磨布表面の形状を損なうことなく砥
粒を除去することができる。
【００４９】また、シリカ系の研磨剤を用いた場合に
は、弗酸を用いることにより付着した砥粒を除去するこ
とができる。このように、本実施形態によれば、組成式
ＭｎＯx （１≦Ｘ≦２）で表される酸化マンガン、好ま
しくはＭｎＯ2 、Ｍｎ3 Ｏ4 、Ｍｎ2 Ｏ3 、あるいはこ
れらの二つ以上の混合物を砥粒として含む研磨剤を用い
て研磨布の表面処理を行なうので、凸部ピッチが５５μ
ｍ以下であり、凸部高さが３０μｍ以下である研磨布を
形成する事ができる。従って、このように表面処理した
研磨布を用いて基板を研磨すれば、高い研磨速度で安定
した研磨をすることが可能となる。
【００５０】また、研磨布１２の表面処理と同時に基板
１６の研磨を行うことも可能であるので、研磨布１２の
表面処理工程を別途設けることなく高い研磨速度で安定
して研磨をすることができる。また、研磨布１２の表面
状態を損なうことなく付着した砥粒を化学薬品により除
去するので、洗浄による研磨布の特性の劣化がなく、長
期にわたって安定して研磨を行なうことができる。ま
た、研磨布の寿命を延ばすことができる。
【００５１】なお、上記実施形態では基板１６の研磨と
同時に研磨布１２の表面処理を行う方法を示したが、基
板１６の研磨を同時に行わなくてもよい。すなわち、研
磨布１２の表面処理のみを目的として、組成式ＭｎＯx
（１≦Ｘ≦２）で表わされる酸化マンガン砥粒を含む研
磨剤により表面処理をすることもできる。
【００５２】
【実施例】酸化マンガン砥粒、特に、ＭｎＯ2 砥粒、Ｍ
ｎ2 Ｏ3 砥粒若しくはＭｎ3 Ｏ4砥粒を含む研磨剤を用
いた表面処理方法により処理した研磨布と、ダイヤモン
ド砥粒を用いた従来の表面処理方法により処理した研磨
布とにおいて研磨速度の測定を行い、研磨速度の比較を
行った。 〔実施例〕図１０に示す研磨装置を用い、研磨布の表面
処理と同時に基板を研磨した。研磨においては、研磨砥
粒として平均粒径約０．３μｍのＭｎＯ2 、平均粒径約
０．３μｍのＭｎ2 Ｏ3 及び平均粒径約０．３μｍのＭ
ｎ3 Ｏ4 を用い、研磨布としてＩＣ−１０００／Ｓｕｂ
ａ４００を用い、研磨圧力を０．２１ｋｇ／ｃｍ2、研
磨ヘッド１４及び研磨定盤１０の回転回数を８０ｒｐｍ
に設定して、基板上に形成した熱酸化膜を研磨した。 〔比較例〕図５に示す表面処理装置において、従来より
用いられているダイヤモンド砥粒電着治具２２を用いて
研磨布１２に示されるＩＣ−１０００／Ｓｕｂａ４００
研磨布を表面処理をした。ダイヤモンド砥粒電着治具２
２には粒径約６０μｍのダイヤモンド砥粒が電着された
ものを用い、研磨定盤１０の回転数００ｒｐｍとして１
分間処理をした。
【００５３】この後、この表面処理済のＩＣ−１０００
／Ｓｕｂａ４００研磨布上で、平均粒径約０．３μｍの
ＭｎＯ2 を用い、研磨圧力を０．２１ｋｇ／ｃｍ2 、研
磨ヘッド１４及び研磨定盤１０の回転回数を８０ｒｐｍ
に設定して、基板上に形成した熱酸化膜を研磨した。
【００５４】図８及び図９に本実施例と比較例における
研磨速度の研磨時間依存性を示す。図８に示すように、
●で示すＭｎＯ2 を用いた実施例では研磨時間に対して
研磨速度が安定であることがわかる。このＭｎＯ2 を用
いた実施例における研磨速度のばらつき１σは約３．７
ｎｍ／ｍｉｎであった。また、図９に示すように、●で
示すＭｎ2 Ｏ3 及び▲で示すＭｎ3 Ｏ4 を用いた実施例
では研磨時間に対して研磨速度がＭｎＯ2 を用いた実施
例と同様に安定であることがわかる。このＭｎ2 Ｏ3 を
用いた実施例（●）における研磨速度のばらつき１σは
約３．８ｎｍ／ｍｉｎであり、Ｍｎ3 Ｏ4 を用いた実施
例（▲）における研磨速度のばらつき１σは約３．２ｎ
ｍ／ｍｉｎであった。
【００５５】一方、図８及び図９中に○で示される比較
例では研磨時間に対する研磨速度のばらつきがいずれの
実施例と比較しても大きく、研磨速度のばらつき１σは
約１２．５ｎｍ／ｍｉｎであった。
【００５６】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、化学的機
械研磨に用いる研磨布であって、凸部の高さが約３０μ
ｍ以下であり、凸部のピッチが約５５μｍ以下である凹
凸を研磨面に有する研磨布を構成するので、この研磨布
を用いて基板を研磨すれば研磨布と基板との接触面積を
高めることができ、結果として研磨速度を上昇すること
ができる。
【００５７】また、研磨布の研磨面を研磨剤によって研
磨することにより表面処理を行えば、凸部の高さが約３
０μｍ以下であり、凸部のピッチが約５５μｍ以下であ
る凹凸を研磨面に形成することができる。この研磨布を
用いて基板を研磨すれば研磨布と基板との接触面積を高
めることができ、結果として研磨速度を上昇することが
できる。
【００５８】また、上記の研磨布の表面処理方法におい
て、カリウムの含有量が９００ｐｐｍ以下である研磨剤
を用いれば、研磨剤による研磨布表面の状態が化学的に
変化しないので、高い研磨速度で安定して基板を研磨す
ることができる。また、上記の研磨布の表面処理方法に
は、研磨砥粒が組成式ＭｎＯx （１≦Ｘ≦２）で表わさ
れる酸化マンガンである研磨剤を適用することができ
る。
【００５９】また、研磨布の研磨面を、粒径が約３０μ
ｍ以下のダイヤモンド砥粒を電着した治具を用いて荒ら
すことによっても凸部の高さが約３０μｍ以下であり、
凸部のピッチが約５５μｍ以下である凹凸を研磨面に形
成することができる。この研磨布を用いて基板を研磨す
れば研磨布と基板との接触面積を高めることができ、結
果として研磨速度を上昇することができる。
【００６０】また、研磨布に付着した研磨砥粒を化学薬
品を用いた化学反応によって除去すれば、研磨布の表面
状態を初期の状態に回復することができる。これによ
り、高い研磨速度で安定して基板を研磨することが可能
となる。また、研磨布の寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】市販されている研磨布の表面状態を示すグラフ
である。
【図２】研磨のメカニズムを説明する概略図である。
【図３】研磨布表面の凸部のピッチと研磨速度との関係
を示すグラフである。
【図４】研磨布表面の凸部の高さと研磨速度との関係を
示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態による研磨布の表面処理
方法に用いた表面処理装置を示す概略図である。
【図６】本発明の第３実施形態による研磨布のＭｎＯ2
砥粒を用いた表面処理方法により処理した研磨布の表面
凹凸を示すグラフである。
【図７】本発明の第３実施形態による研磨布のＭｎ2 Ｏ
3 砥粒を用いた表面処理方法により処理した研磨布の表
面凹凸を示すグラフである。
【図８】本実施例（ＭｎＯ2 ）及び比較例における研磨
速度と研磨時間との関係を示すグラフである。
【図９】本実施例（Ｍｎ2 Ｏ3 とＭｎ3 Ｏ4 ）及び比較
例における研磨速度と研磨時間との関係を示すグラフで
ある。
【図１０】研磨装置の構造を示す概略図である。
【符号の説明】
１０ 研磨定盤 １２ 研磨布 １４ 研磨ヘッド １６ 基板 １８ 研磨剤 ２０ 研磨剤供給口 ２２ ダイヤモンド砥粒電着治具

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 化学的機械研磨に用いる研磨布であっ
    て、 凸部の高さが約３０μｍ以下であり、前記凸部のピッチ
    が約５５μｍ以下である凹凸を研磨面に有することを特
    徴とする研磨布。
  2. 【請求項２】 化学的機械研磨に用いる研磨布の表面処
    理方法であって、 前記研磨布の研磨面を研磨剤によって研磨し、凸部の高
    さが約３０μｍ以下であり、前記凸部のピッチが約５５
    μｍ以下である凹凸を前記研磨面に形成することを特徴
    とする研磨布の表面処理方法。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の研磨布の表面処理方法に
    おいて、 前記研磨剤は、カリウムの含有量が９００ｐｐｍ以下で
    あることを特徴とする研磨布の表面処理方法。
  4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３記載の研磨布の表
    面処理方法において、 前記研磨剤は、研磨砥粒が組成式ＭｎＯx （１≦Ｘ≦
    ２）で表される酸化マンガンであることを特徴とする研
    磨布の表面処理方法。
  5. 【請求項５】 請求項４記載の酸化マンガンはＭｎ
    Ｏ2 、Ｍｎ3 Ｏ4 、Ｍｎ 2 Ｏ3 、あるいはこれらの二つ
    以上の混合物であることを特徴とする研磨布の表面処理
    方法。
  6. 【請求項６】 化学的機械研磨に用いる研磨布の表面処
    理方法であって、 前記研磨布の研磨面を、粒径が約３０μｍ以下のダイヤ
    モンド砥粒を電着した治具を用いて荒らすことにより、
    前記研磨面に凹凸を形成することを特徴とする研磨布の
    表面処理方法。
  7. 【請求項７】 研磨布に付着した研磨砥粒を、化学薬品
    を用いた化学反応によって除去することを特徴とする研
    磨布の洗浄方法。
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