JPH11165266A - 研磨パッド - Google Patents
研磨パッドInfo
- Publication number
- JPH11165266A JPH11165266A JP33590097A JP33590097A JPH11165266A JP H11165266 A JPH11165266 A JP H11165266A JP 33590097 A JP33590097 A JP 33590097A JP 33590097 A JP33590097 A JP 33590097A JP H11165266 A JPH11165266 A JP H11165266A
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- JP
- Japan
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- polishing
- polishing pad
- pad
- bristle
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- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、目詰まりを抑制し、研磨の均一性
の向上を図る。 【解決手段】 先端に球状部１１を有する複数の毛状部
材１２を表面に備えた構造により、研磨中に毛が動いて
最表面の研磨剤を逃がすために目詰まりを抑制でき、ま
た、毛先の球状部分を一様に揃えることにより、研磨パ
ッドの表面状態を均一にでき、もって、研磨の均一性を
向上できる研磨パッド。
の向上を図る。 【解決手段】 先端に球状部１１を有する複数の毛状部
材１２を表面に備えた構造により、研磨中に毛が動いて
最表面の研磨剤を逃がすために目詰まりを抑制でき、ま
た、毛先の球状部分を一様に揃えることにより、研磨パ
ッドの表面状態を均一にでき、もって、研磨の均一性を
向上できる研磨パッド。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウェ
ハを研磨するための研磨パッド（研磨布）に係わり、特
に、目詰まりを抑制し、研磨の均一性を向上し得る研磨
パッドに関する。
ハを研磨するための研磨パッド（研磨布）に係わり、特
に、目詰まりを抑制し、研磨の均一性を向上し得る研磨
パッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造工程においては、例え
ば層間絶縁膜を含む多層配線を平坦化するためのＣＭＰ
（化学的機械的研磨）が広く知られている。このＣＭＰ
は、例えば図３に示すように、研磨パッド１が表面に貼
着された回転可能な定盤２と、研磨パッド１に対向配置
された回転可能なヘッド（ウェハ支持具）３とを備えた
研磨装置４が用いられる。すなわち、ＣＭＰは、ウェハ
５と研磨パッド１との間に研磨粒子及び加工液からなる
スラリ６を供給しながらウェハ５と研磨パッド１とを夫
々回転させ、ウェハ５を化学・機械の複合作用によって
研磨する方式である。なお、研磨粒子としては、例えば
シリカ（ＳｉＯ2 ）系、酸化セリウム（ＣｅＯ2 ）系又
はアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）系などの粒子が適宜使用され
ており、加工液としては、例えば無機アルカリのＫＯＨ
ベース又はＮＨ4 ＯＨベースの水溶液や、有機アルカリ
ベースの水溶液が適宜使用されている。
ば層間絶縁膜を含む多層配線を平坦化するためのＣＭＰ
（化学的機械的研磨）が広く知られている。このＣＭＰ
は、例えば図３に示すように、研磨パッド１が表面に貼
着された回転可能な定盤２と、研磨パッド１に対向配置
された回転可能なヘッド（ウェハ支持具）３とを備えた
研磨装置４が用いられる。すなわち、ＣＭＰは、ウェハ
５と研磨パッド１との間に研磨粒子及び加工液からなる
スラリ６を供給しながらウェハ５と研磨パッド１とを夫
々回転させ、ウェハ５を化学・機械の複合作用によって
研磨する方式である。なお、研磨粒子としては、例えば
シリカ（ＳｉＯ2 ）系、酸化セリウム（ＣｅＯ2 ）系又
はアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）系などの粒子が適宜使用され
ており、加工液としては、例えば無機アルカリのＫＯＨ
ベース又はＮＨ4 ＯＨベースの水溶液や、有機アルカリ
ベースの水溶液が適宜使用されている。
【０００３】このようなＣＭＰでは、研磨パッド１が例
えばポリウレタン等の樹脂発泡体から作成される。具体
的には図４に示すように、研磨パッド１は、ポリウレタ
ン等の樹脂発泡体７が円柱状に形成され、約１ｍｍ厚に
スライスされて作成される。
えばポリウレタン等の樹脂発泡体から作成される。具体
的には図４に示すように、研磨パッド１は、ポリウレタ
ン等の樹脂発泡体７が円柱状に形成され、約１ｍｍ厚に
スライスされて作成される。
【０００４】ここで、研磨パッド１の表面及び内部に
は、図５の断面図に示すように、発泡による微小な穴８
が多数形成されている。この穴８は、発泡時に球状に形
成され、表面からの深さが最大でも穴の直径程度となっ
ている。具体的には穴８の直径と深さは、硬度等の関係
から３０〜６０μｍ程度となっている。
は、図５の断面図に示すように、発泡による微小な穴８
が多数形成されている。この穴８は、発泡時に球状に形
成され、表面からの深さが最大でも穴の直径程度となっ
ている。具体的には穴８の直径と深さは、硬度等の関係
から３０〜６０μｍ程度となっている。
【０００５】研磨中、研磨パッド１表面の穴８には反応
生成物や研磨粒子、研磨屑９が取込まれるが、穴８は微
小であるために研磨屑９やスラリーによって目詰まりし
易くなっている。また、穴８は発泡時に形成されるた
め、各々直径が不均一である。このように、微小で不均
一に形成された穴８は、各穴８毎に不均一にウェハ５を
研磨すると共に、目詰まりすると研磨しなくなるので、
研磨の均一性や研磨速度を低下させる一因となってい
る。
生成物や研磨粒子、研磨屑９が取込まれるが、穴８は微
小であるために研磨屑９やスラリーによって目詰まりし
易くなっている。また、穴８は発泡時に形成されるた
め、各々直径が不均一である。このように、微小で不均
一に形成された穴８は、各穴８毎に不均一にウェハ５を
研磨すると共に、目詰まりすると研磨しなくなるので、
研磨の均一性や研磨速度を低下させる一因となってい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように従
来の研磨パッドでは、微小で不均一に形成された穴８
が、不均一にウェハ５を研磨すると共に、目詰まりする
と研磨しなくなるので、研磨の均一性や研磨速度を低下
させる一因となっている問題がある。本発明は上記実情
を考慮してなされたもので、目詰まりを抑制し、研磨の
均一性を向上し得る研磨パッドを提供することを目的と
する。
来の研磨パッドでは、微小で不均一に形成された穴８
が、不均一にウェハ５を研磨すると共に、目詰まりする
と研磨しなくなるので、研磨の均一性や研磨速度を低下
させる一因となっている問題がある。本発明は上記実情
を考慮してなされたもので、目詰まりを抑制し、研磨の
均一性を向上し得る研磨パッドを提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、先端を
球状にした微小な毛を表面に有する研磨パッドを用いる
ことにある。この研磨パッドの構造によれば、従来の穴
の構造とは異なり、研磨中に毛が動いて最表面の研磨剤
を逃がすために目詰まりを抑制でき、また、毛先の球状
部分を一様に揃えることにより、研磨パッドの表面状態
を均一にでき、よって、研磨の均一性を向上させること
ができる。
球状にした微小な毛を表面に有する研磨パッドを用いる
ことにある。この研磨パッドの構造によれば、従来の穴
の構造とは異なり、研磨中に毛が動いて最表面の研磨剤
を逃がすために目詰まりを抑制でき、また、毛先の球状
部分を一様に揃えることにより、研磨パッドの表面状態
を均一にでき、よって、研磨の均一性を向上させること
ができる。
【０００８】また、先端を球状にした微小な毛を密集さ
せた構造であるため、従来に比べ、研磨剤を保持する能
力を飛躍的に向上できる。また、毛の長さや球の大きさ
は任意に設定可能である。例えば、毛の長さを変化させ
ることにより、研磨パッドの硬度や弾性回復率を制御可
能としている。
せた構造であるため、従来に比べ、研磨剤を保持する能
力を飛躍的に向上できる。また、毛の長さや球の大きさ
は任意に設定可能である。例えば、毛の長さを変化させ
ることにより、研磨パッドの硬度や弾性回復率を制御可
能としている。
【０００９】以上のような本発明の骨子に基づいて具体
的には以下のような手段が講じられる。すなわち、本発
明は、先端に球状部を有する複数の毛状部材を表面に備
えた研磨パッドである。 （作用）従って、本発明は以上のような手段を講じたこ
とにより、研磨中に毛が動いて最表面の研磨剤を逃がす
ために目詰まりを抑制でき、また、毛先の球状部分を一
様に揃えることにより、研磨パッドの表面状態を均一に
でき、よって、研磨の均一性を向上させることができ
る。
的には以下のような手段が講じられる。すなわち、本発
明は、先端に球状部を有する複数の毛状部材を表面に備
えた研磨パッドである。 （作用）従って、本発明は以上のような手段を講じたこ
とにより、研磨中に毛が動いて最表面の研磨剤を逃がす
ために目詰まりを抑制でき、また、毛先の球状部分を一
様に揃えることにより、研磨パッドの表面状態を均一に
でき、よって、研磨の均一性を向上させることができ
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施形態に
係る研磨パッドを用いた研磨装置の構成を示す模式図で
あり、図２はその研磨パッドの構成を示す模式図であっ
て、図３と同一部分には同一符号を付してその詳しい説
明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
係る研磨パッドを用いた研磨装置の構成を示す模式図で
あり、図２はその研磨パッドの構成を示す模式図であっ
て、図３と同一部分には同一符号を付してその詳しい説
明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００１１】すなわち、本実施形態は、研磨の均一性の
向上を図る観点から、研磨装置４ａに用いる研磨パッド
１０の構造を改善したものであり、図２に示すように、
研磨パッド１０には、先端に球状部１１を有する複数の
毛状部材１２が表面全面に形成されている。
向上を図る観点から、研磨装置４ａに用いる研磨パッド
１０の構造を改善したものであり、図２に示すように、
研磨パッド１０には、先端に球状部１１を有する複数の
毛状部材１２が表面全面に形成されている。
【００１２】ここで、毛状部材１２の材質としては、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、テフロン系、ポリウレタ
ンなどが使用可能である。また、毛状部材１２の長さと
しては、例えば１０μｍ以下の範囲内にあることがパッ
ド硬度や弾性回復率の観点から好ましい。また、このよ
うな研磨パッド１０は、実際には、研磨定盤２に接着す
るための構成として、接着層、剥離層及び支持層を研磨
パッド１０の片面上に順次備えているが、周知技術なの
で記載を省略する。
リエチレン、ポリプロピレン、テフロン系、ポリウレタ
ンなどが使用可能である。また、毛状部材１２の長さと
しては、例えば１０μｍ以下の範囲内にあることがパッ
ド硬度や弾性回復率の観点から好ましい。また、このよ
うな研磨パッド１０は、実際には、研磨定盤２に接着す
るための構成として、接着層、剥離層及び支持層を研磨
パッド１０の片面上に順次備えているが、周知技術なの
で記載を省略する。
【００１３】次に、以上のような研磨パッドの製造方法
及び作用について説明する。まず、多数の毛状部材１２
の一部（研磨パッドの基端部になる）を接着しながら束
ね、これら各毛状部材１２の束が所定の研磨パッド１０
の直径になると、接着工程を終了する。続いて、この毛
状部材１２の束をレーザ等により１ｍｍ〜２ｍｍ厚の円
板状にスライスして研磨パッド１０本体が作成される。
しかる後、表面の毛状部材１２の先端をレーザ等により
局所的に加熱して丸めることにより、毛状部材１２の先
端に球状部１１が形成される。なお、前述した通り、こ
の研磨パッド１０は、接着層、剥離層及び支持層からな
る積層構造（図示せず）が裏面に形成され、製造が完了
する。
及び作用について説明する。まず、多数の毛状部材１２
の一部（研磨パッドの基端部になる）を接着しながら束
ね、これら各毛状部材１２の束が所定の研磨パッド１０
の直径になると、接着工程を終了する。続いて、この毛
状部材１２の束をレーザ等により１ｍｍ〜２ｍｍ厚の円
板状にスライスして研磨パッド１０本体が作成される。
しかる後、表面の毛状部材１２の先端をレーザ等により
局所的に加熱して丸めることにより、毛状部材１２の先
端に球状部１１が形成される。なお、前述した通り、こ
の研磨パッド１０は、接着層、剥離層及び支持層からな
る積層構造（図示せず）が裏面に形成され、製造が完了
する。
【００１４】また使用時には、研磨パッド１０は、裏面
の図示しない支持層が剥離され、露出された接着層を介
して研磨装置４ａの研磨定盤２上に接着される。このよ
うな研磨パッド１０及び研磨装置４ａは、研磨中に毛が
動いて最表面の研磨剤を逃がすために目詰まりを抑制で
き、また、毛先の球状部１１を一様に揃えることによ
り、研磨パッドの表面状態を均一にでき、もって、研磨
の均一性を向上させることができる。
の図示しない支持層が剥離され、露出された接着層を介
して研磨装置４ａの研磨定盤２上に接着される。このよ
うな研磨パッド１０及び研磨装置４ａは、研磨中に毛が
動いて最表面の研磨剤を逃がすために目詰まりを抑制で
き、また、毛先の球状部１１を一様に揃えることによ
り、研磨パッドの表面状態を均一にでき、もって、研磨
の均一性を向上させることができる。
【００１５】上述したように本実施形態によれば、先端
に球状部１１を有する複数の毛状部材１２が表面全面に
形成された研磨パッドの構造により、目詰まりを抑制
し、研磨の均一性を向上させることができる。
に球状部１１を有する複数の毛状部材１２が表面全面に
形成された研磨パッドの構造により、目詰まりを抑制
し、研磨の均一性を向上させることができる。
【００１６】この効果は、毛状部材１２の長さや球状部
１１の寸法や材料を規定することにより、より一層、容
易且つ確実に奏することができる。例えば研磨速度の面
内均一性の向上を図るため、研磨速度の面内分布に対応
し、例えば毛状部材１２の太さ等を面内で変える等の変
形を施してもよい。 （他の実施形態）なお、上記実施形態では、毛状部材１
２を有する表層のみからなる研磨パッドについて説明し
たが、この研磨パッドが硬い場合（例えば毛状部材１２
が短い又は太い等の場合）、これに限らず、研磨パッド
本体を、毛状部材１２を有する硬い表層としての研磨パ
ッド１０と、表層よりも柔軟な材質からなり、表層の片
面に形成された弾性層との二層構造としても、本発明を
同様に実施して同様の効果を得ることができ、さらに、
硬い表層により平坦性を確保し、柔軟な弾性層により研
磨対象全面への均一な接触を確保するので、より一層、
研磨の均一性を向上させることができる。
１１の寸法や材料を規定することにより、より一層、容
易且つ確実に奏することができる。例えば研磨速度の面
内均一性の向上を図るため、研磨速度の面内分布に対応
し、例えば毛状部材１２の太さ等を面内で変える等の変
形を施してもよい。 （他の実施形態）なお、上記実施形態では、毛状部材１
２を有する表層のみからなる研磨パッドについて説明し
たが、この研磨パッドが硬い場合（例えば毛状部材１２
が短い又は太い等の場合）、これに限らず、研磨パッド
本体を、毛状部材１２を有する硬い表層としての研磨パ
ッド１０と、表層よりも柔軟な材質からなり、表層の片
面に形成された弾性層との二層構造としても、本発明を
同様に実施して同様の効果を得ることができ、さらに、
硬い表層により平坦性を確保し、柔軟な弾性層により研
磨対象全面への均一な接触を確保するので、より一層、
研磨の均一性を向上させることができる。
【００１７】また、この二層構造の研磨パッドは、例え
ばＳｉＯ2 からなる層間絶縁層の研磨に好適である。一
方、各実施形態の単層構造の研磨パッドは、Ａｌ等の金
属電極や多結晶シリコン層の研磨に好適である。なお、
この二層構造の研磨パッドにおいても、実際には、接着
層、剥離層及び支持層の構成を順次、研磨パッドの片面
上（弾性層上）に備えていることは言うまでもない。
ばＳｉＯ2 からなる層間絶縁層の研磨に好適である。一
方、各実施形態の単層構造の研磨パッドは、Ａｌ等の金
属電極や多結晶シリコン層の研磨に好適である。なお、
この二層構造の研磨パッドにおいても、実際には、接着
層、剥離層及び支持層の構成を順次、研磨パッドの片面
上（弾性層上）に備えていることは言うまでもない。
【００１８】また、上記実施形態では、単に毛状部材１
２を集積して接着する場合を説明したが、これに限ら
ず、所定本数の毛状部材１２を円形状の複数の小管に挿
入して接着し、各小管を六角形状（円形状等でもよい）
の大管に入れて接着し、各大管を互いに集積して接着す
るという入れ子構造を用いて毛状部材１２を束ねた構成
としても、本発明を同様に実施して同様の効果を得るこ
とができる。
２を集積して接着する場合を説明したが、これに限ら
ず、所定本数の毛状部材１２を円形状の複数の小管に挿
入して接着し、各小管を六角形状（円形状等でもよい）
の大管に入れて接着し、各大管を互いに集積して接着す
るという入れ子構造を用いて毛状部材１２を束ねた構成
としても、本発明を同様に実施して同様の効果を得るこ
とができる。
【００１９】また、上記実施形態では、レーザ加熱によ
り、球状部１１を形成した場合を説明したが、これに限
らず、毛状部材１２の先端を下に向けて液状樹脂に浸し
て引き上げ、毛状部材１２の先端を下に向けた状態でそ
の液状樹脂を固化させる、あるいは、毛状部材１２の先
端に液状樹脂を噴霧してその液状樹脂を固化させる等に
より球状部１１を形成しても、本発明を同様に実施して
同様の効果を得ることができる。
り、球状部１１を形成した場合を説明したが、これに限
らず、毛状部材１２の先端を下に向けて液状樹脂に浸し
て引き上げ、毛状部材１２の先端を下に向けた状態でそ
の液状樹脂を固化させる、あるいは、毛状部材１２の先
端に液状樹脂を噴霧してその液状樹脂を固化させる等に
より球状部１１を形成しても、本発明を同様に実施して
同様の効果を得ることができる。
【００２０】また、上記実施形態では、毛状部材１２を
束ねてから球状部１１を形成した場合を説明したが、こ
れに限らず、毛状部材１２の先端に球状部１１を形成
し、その後毛状部材１２を束ねて研磨パッドを形成して
も、本発明を同様に実施して同様の効果を得ることがで
きる。
束ねてから球状部１１を形成した場合を説明したが、こ
れに限らず、毛状部材１２の先端に球状部１１を形成
し、その後毛状部材１２を束ねて研磨パッドを形成して
も、本発明を同様に実施して同様の効果を得ることがで
きる。
【００２１】また、上記実施形態では、毛状部材１２を
束ねる構造の場合を説明したが、これに限らず、布部材
の表面を毛羽立たせて毛状部材１２を形成し、その後、
レーザ加熱等により球状部１１を形成する構成として
も、本発明を同様に実施して同様の効果を得ることがで
きる。
束ねる構造の場合を説明したが、これに限らず、布部材
の表面を毛羽立たせて毛状部材１２を形成し、その後、
レーザ加熱等により球状部１１を形成する構成として
も、本発明を同様に実施して同様の効果を得ることがで
きる。
【００２２】また、上記実施形態では、毛状部材１２を
束ねる構造の場合を説明したが、これに限らず、基材の
表面に毛状部材１２を植毛にて形成し、その後、レーザ
加熱等により球状部１１を形成する構成としても、本発
明を同様に実施して同様の効果を得ることができる。
束ねる構造の場合を説明したが、これに限らず、基材の
表面に毛状部材１２を植毛にて形成し、その後、レーザ
加熱等により球状部１１を形成する構成としても、本発
明を同様に実施して同様の効果を得ることができる。
【００２３】すなわち、本発明は前述した構成により、
目詰まり抑制や研磨の均一性向上等の上述した利点を奏
するので、どのような製造方法により製造しても、本発
明を同様に実施して同様の効果を得ることができる。そ
の他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施できる。
目詰まり抑制や研磨の均一性向上等の上述した利点を奏
するので、どのような製造方法により製造しても、本発
明を同様に実施して同様の効果を得ることができる。そ
の他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施できる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、目
詰まりを抑制し、研磨の均一性を向上できる研磨パッド
を提供できる。
詰まりを抑制し、研磨の均一性を向上できる研磨パッド
を提供できる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る研磨パッドを用
いた研磨装置の構成を示す模式図
いた研磨装置の構成を示す模式図
【図２】同実施形態における研磨パッドの構成を示す模
式図
式図
【図３】従来の研磨装置の構成を示す模式図
【図４】従来の研磨パッドの製造工程図
【図５】従来の研磨パッドの構成を示す部分断面図
４ａ…研磨装置 １０…研磨パッド １１…球状部 １２…毛状部材
フロントページの続き (72)発明者 間瀬 康一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝多摩川工場内 (72)発明者 安部 正泰 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝多摩川工場内
Claims (1)
- 【請求項１】 先端に球状部を有する複数の毛状部材を
表面に備えたことを特徴とする研磨パッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33590097A JPH11165266A (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 研磨パッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33590097A JPH11165266A (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 研磨パッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11165266A true JPH11165266A (ja) | 1999-06-22 |
Family
ID=18293633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33590097A Pending JPH11165266A (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 研磨パッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11165266A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000059681A1 (en) * | 1999-04-01 | 2000-10-12 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Cmp pad conditioner arrangement and method therefor |
| US7121937B2 (en) | 2003-03-17 | 2006-10-17 | 3M Innovative Properties Company | Abrasive brush elements and segments |
| JP2012024902A (ja) * | 2010-07-27 | 2012-02-09 | Toray Ind Inc | 研磨布およびその製造方法 |
-
1997
- 1997-12-05 JP JP33590097A patent/JPH11165266A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000059681A1 (en) * | 1999-04-01 | 2000-10-12 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Cmp pad conditioner arrangement and method therefor |
| US7121937B2 (en) | 2003-03-17 | 2006-10-17 | 3M Innovative Properties Company | Abrasive brush elements and segments |
| JP2012024902A (ja) * | 2010-07-27 | 2012-02-09 | Toray Ind Inc | 研磨布およびその製造方法 |
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