JPH11347919A - 半導体素子の研磨平坦化装置及び研磨平坦化方法 - Google Patents
半導体素子の研磨平坦化装置及び研磨平坦化方法Info
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- JPH11347919A JPH11347919A JP16068598A JP16068598A JPH11347919A JP H11347919 A JPH11347919 A JP H11347919A JP 16068598 A JP16068598 A JP 16068598A JP 16068598 A JP16068598 A JP 16068598A JP H11347919 A JPH11347919 A JP H11347919A
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- 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
- B24B37/22—Lapping pads for working plane surfaces characterised by a multi-layered structure
-
- 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
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- B24B37/11—Lapping tools
- B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
- B24B37/24—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the composition or properties of the pad materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D7/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
- B24D7/14—Zonally-graded wheels; Composite wheels comprising different abrasives
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 第１の部分と第２の部分とを有し、第１
の部分は第１の硬度または弾性率である部分であり、第
２の部分は前記第１の硬度または弾性率とは異なる第２
の硬度または弾性率である部分である研磨パッドを用い
て半導体素子を研磨する。 【効果】 半導体素子表面の段差部を選択的に研磨で
き、良好な平坦性を得ることができるという硬い研磨パ
ッドの効果と、定盤に若干の歪みがあっても、半導体素
子面内の研磨量の均一性が確保できるという柔らかいパ
ッドの効果を同時に満たすことができる。
の部分は第１の硬度または弾性率である部分であり、第
２の部分は前記第１の硬度または弾性率とは異なる第２
の硬度または弾性率である部分である研磨パッドを用い
て半導体素子を研磨する。 【効果】 半導体素子表面の段差部を選択的に研磨で
き、良好な平坦性を得ることができるという硬い研磨パ
ッドの効果と、定盤に若干の歪みがあっても、半導体素
子面内の研磨量の均一性が確保できるという柔らかいパ
ッドの効果を同時に満たすことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体素子の製造に
於ける、絶縁膜等の研磨平坦化のための装置及び平坦化
の方法に関するものである。
於ける、絶縁膜等の研磨平坦化のための装置及び平坦化
の方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の研磨平坦化装置は、定盤と研磨パ
ッドと定盤回転用モータとウエハチャックとウエハチャ
ック回転用モータとウエハチャック支持アームとアーム
駆動用モータとスラリ供給用ノズルとを備えている。
ッドと定盤回転用モータとウエハチャックとウエハチャ
ック回転用モータとウエハチャック支持アームとアーム
駆動用モータとスラリ供給用ノズルとを備えている。
【０００３】定盤は研磨パッドを支持するものである。
定盤回転用モータは、定盤を回転させるためのモータで
ある。ウエハチャックは半導体素子を保持し、半導体素
子を研磨パッドに押し付けて、均一に半導体素子を研磨
するために回転するものである。ウエハチャック回転用
モータはウエハチャックを自転させるためのモータであ
る。ウエハチャック支持アームはウエハチャックとウエ
ハチャック回転用モータを定盤上に支持するものであ
る。アーム駆動用モータはウエハチャック支持アームを
介して、ウエハチャックを駆動させるモータである。ス
ラリ供給用ノズルは研磨用スラリ（研磨用の微粒子を含
む液）を研磨パッド上に供給するノズルである。
定盤回転用モータは、定盤を回転させるためのモータで
ある。ウエハチャックは半導体素子を保持し、半導体素
子を研磨パッドに押し付けて、均一に半導体素子を研磨
するために回転するものである。ウエハチャック回転用
モータはウエハチャックを自転させるためのモータであ
る。ウエハチャック支持アームはウエハチャックとウエ
ハチャック回転用モータを定盤上に支持するものであ
る。アーム駆動用モータはウエハチャック支持アームを
介して、ウエハチャックを駆動させるモータである。ス
ラリ供給用ノズルは研磨用スラリ（研磨用の微粒子を含
む液）を研磨パッド上に供給するノズルである。
【０００４】上記研磨平坦化装置を利用した半導体素子
の研磨平坦化方法について、以下に記載する。
の研磨平坦化方法について、以下に記載する。
【０００５】研磨平坦化装置に於いて、定盤には研磨パ
ッドが張り付けられ、定盤が回転し、研磨パッド上に純
水が供給される。ウエハチャックには、半導体素子が真
空又は水の表面張力を利用して研磨すべき面を下にして
張り付けられる。
ッドが張り付けられ、定盤が回転し、研磨パッド上に純
水が供給される。ウエハチャックには、半導体素子が真
空又は水の表面張力を利用して研磨すべき面を下にして
張り付けられる。
【０００６】ここで、ウエハチャックが回転し、定盤と
ともに回転する研磨パッド上に、純水に変わってスラリ
が供給される。ウエハチャックにより半導体素子の研磨
すべき面が研磨パッドに押し付けられる。半導体素子と
研磨パッドとの間に入り込むスラリと半導体素子との摩
擦力により半導体素子の表面の段差がなくなり、平坦に
なる。
ともに回転する研磨パッド上に、純水に変わってスラリ
が供給される。ウエハチャックにより半導体素子の研磨
すべき面が研磨パッドに押し付けられる。半導体素子と
研磨パッドとの間に入り込むスラリと半導体素子との摩
擦力により半導体素子の表面の段差がなくなり、平坦に
なる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ここで、硬い研磨パッ
ドを使用して、上記装置、方法を用いて半導体素子を研
磨する場合を考える。
ドを使用して、上記装置、方法を用いて半導体素子を研
磨する場合を考える。
【０００８】硬い研磨パッドは、半導体素子によって圧
力が加わっても、パッドの変形が少ない。このため半導
体素子の配線等に起因する絶縁膜等の段差部を選択的に
研磨でき、良好な平坦性を得ることができる。
力が加わっても、パッドの変形が少ない。このため半導
体素子の配線等に起因する絶縁膜等の段差部を選択的に
研磨でき、良好な平坦性を得ることができる。
【０００９】しかしながら、定盤に歪みがあり、定盤と
半導体素子が平行にならない場合、この歪みに起因し
て、ウエハ面内の研磨量に差が生じ、研磨後の絶縁膜の
膜厚にばらつきが生じてしまうという問題があった。
半導体素子が平行にならない場合、この歪みに起因し
て、ウエハ面内の研磨量に差が生じ、研磨後の絶縁膜の
膜厚にばらつきが生じてしまうという問題があった。
【００１０】柔らかい研磨パッドを使用して、半導体素
子を研磨する場合を考える。柔らかい研磨パッドは、半
導体素子によって圧力が加わったとき、硬いものに比較
してパッドの変形が大きい。すなわち柔らかい研磨パッ
ドは半導体素子の表面の形状に追随して変形するため、
定盤に若干の歪みがあっても、ウエハ面内の研磨量の均
一性はある程度、確保できる。しかしながら、半導体素
子の配線等に起因する絶縁膜等の段差部に対する研磨の
選択性が低下し、研磨おける平坦化の程度が劣化してし
まうという問題があった。
子を研磨する場合を考える。柔らかい研磨パッドは、半
導体素子によって圧力が加わったとき、硬いものに比較
してパッドの変形が大きい。すなわち柔らかい研磨パッ
ドは半導体素子の表面の形状に追随して変形するため、
定盤に若干の歪みがあっても、ウエハ面内の研磨量の均
一性はある程度、確保できる。しかしながら、半導体素
子の配線等に起因する絶縁膜等の段差部に対する研磨の
選択性が低下し、研磨おける平坦化の程度が劣化してし
まうという問題があった。
【００１１】以上のように研磨パッドの硬さによって、
平坦度、研磨量の均一性に差が生じてしまうので、研磨
対象である半導体素子の段差パターンに応じた研磨特性
を得るために、各々特性の異なった研磨パッドを張った
研磨装置を使い分けて使用しており、生産効率が低下し
てしまうという問題があった。
平坦度、研磨量の均一性に差が生じてしまうので、研磨
対象である半導体素子の段差パターンに応じた研磨特性
を得るために、各々特性の異なった研磨パッドを張った
研磨装置を使い分けて使用しており、生産効率が低下し
てしまうという問題があった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の研磨平坦化装置
は、定盤と、前記定盤上に支持される研磨パッドと、半
導体素子を保持するウエハチャックとを有する半導体素
子の研磨平坦化装置に於いて、前記研磨パッドの第１の
部分は第１の硬度または弾性率である部分であり、前記
研磨パッドの第２の部分は前記第１の硬度または弾性率
とは異なる第２の硬度または弾性率である部分であるこ
とを特徴とする。
は、定盤と、前記定盤上に支持される研磨パッドと、半
導体素子を保持するウエハチャックとを有する半導体素
子の研磨平坦化装置に於いて、前記研磨パッドの第１の
部分は第１の硬度または弾性率である部分であり、前記
研磨パッドの第２の部分は前記第１の硬度または弾性率
とは異なる第２の硬度または弾性率である部分であるこ
とを特徴とする。
【００１３】本発明の研磨平坦化方法は、定盤と、前記
定盤上に支持される研磨パッドと、半導体素子を保持す
るウエハチャックとを有する半導体素子の研磨平坦化装
置を用いて行う半導体素子の研磨平坦化方法に於いて、
第１の部分と第２の部分とを有し、前記第１の部分は第
１の硬度または弾性率である部分であり、前記第２の部
分は前記第１の硬度または弾性率とは異なる第２の硬度
または弾性率である部分である前記研磨パッドを用いて
半導体素子を研磨することを特徴とする。
定盤上に支持される研磨パッドと、半導体素子を保持す
るウエハチャックとを有する半導体素子の研磨平坦化装
置を用いて行う半導体素子の研磨平坦化方法に於いて、
第１の部分と第２の部分とを有し、前記第１の部分は第
１の硬度または弾性率である部分であり、前記第２の部
分は前記第１の硬度または弾性率とは異なる第２の硬度
または弾性率である部分である前記研磨パッドを用いて
半導体素子を研磨することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
の回転式研磨平坦化装置の概略構成図である。
の回転式研磨平坦化装置の概略構成図である。
【００１５】回転式研磨平坦化装置は、定盤１と研磨パ
ッド２と定盤回転用モータ３とウエハチャック４とウエ
ハチャック回転用モータ５とウエハチャック支持アーム
６とアーム駆動用モータ７とスラリ供給用ノズル８とを
備えている。
ッド２と定盤回転用モータ３とウエハチャック４とウエ
ハチャック回転用モータ５とウエハチャック支持アーム
６とアーム駆動用モータ７とスラリ供給用ノズル８とを
備えている。
【００１６】定盤１は研磨パッド２を支持するものであ
る。定盤回転用モータ３は、定盤１を回転させるための
モータである。ウエハチャック４は半導体素子を保持
し、半導体素子を研磨パッド２に押し付けて、均一に半
導体素子を研磨するために回転するものである。ウエハ
チャック回転用モータ５はウエハチャック４を回転させ
るためのモータである。ウエハチャック支持アーム６は
ウエハチャック４とウエハチャック回転用モータ５を定
盤１上に支持するものである。アーム駆動用モータ７は
ウエハチャック支持アーム６を介して、ウエハチャック
４を駆動させるモータである。スラリ供給用ノズル８は
研磨用スラリ（研磨用の微粒子を含む液）を研磨パッド
２上に供給するノズルである。
る。定盤回転用モータ３は、定盤１を回転させるための
モータである。ウエハチャック４は半導体素子を保持
し、半導体素子を研磨パッド２に押し付けて、均一に半
導体素子を研磨するために回転するものである。ウエハ
チャック回転用モータ５はウエハチャック４を回転させ
るためのモータである。ウエハチャック支持アーム６は
ウエハチャック４とウエハチャック回転用モータ５を定
盤１上に支持するものである。アーム駆動用モータ７は
ウエハチャック支持アーム６を介して、ウエハチャック
４を駆動させるモータである。スラリ供給用ノズル８は
研磨用スラリ（研磨用の微粒子を含む液）を研磨パッド
２上に供給するノズルである。
【００１７】図２は本発明の第１の実施の形態の研磨パ
ッドの平面構成図である。図２を用いて第１の実施の形
態の研磨パッドについて説明する。図２において、研磨
パッドは円盤状の定盤に応じて円形状に構成される。こ
の研磨パッドの一部である扇状の部分が、硬い研磨パッ
ドＡであり、その他の部分は柔らかい研磨パッドＢであ
る。図１では研磨パッドの面積の８０％を柔らかい研磨
パッド、２０％を硬い研磨パッドとしている。
ッドの平面構成図である。図２を用いて第１の実施の形
態の研磨パッドについて説明する。図２において、研磨
パッドは円盤状の定盤に応じて円形状に構成される。こ
の研磨パッドの一部である扇状の部分が、硬い研磨パッ
ドＡであり、その他の部分は柔らかい研磨パッドＢであ
る。図１では研磨パッドの面積の８０％を柔らかい研磨
パッド、２０％を硬い研磨パッドとしている。
【００１８】ここで硬い研磨パッドは、２枚のポリウレ
タンから構成されており、半導体素子と接する上層が９
５ショア−硬度であり、下層が８２ショア−硬度であ
る。
タンから構成されており、半導体素子と接する上層が９
５ショア−硬度であり、下層が８２ショア−硬度であ
る。
【００１９】柔らかい研磨パッドは、２枚のポリウレタ
ンから構成されており、半導体素子と接する上層が９５
ショア−硬度であり、下層が６１ショア−硬度である。
（ショアー硬度は数値の低いものほど柔らかいものであ
る。） この研磨パッドを用いた半導体素子の研磨平坦化方法に
ついて、以下に記載する。
ンから構成されており、半導体素子と接する上層が９５
ショア−硬度であり、下層が６１ショア−硬度である。
（ショアー硬度は数値の低いものほど柔らかいものであ
る。） この研磨パッドを用いた半導体素子の研磨平坦化方法に
ついて、以下に記載する。
【００２０】図１の研磨平坦化装置に於いて、定盤１に
は上記研磨パッド２が張り付けられ、定盤１が回転し、
研磨パッド２上に純水が供給される。ウエハチャック４
には、半導体素子が真空又は水の表面張力を利用して研
磨すべき面を下にして張り付けられる。
は上記研磨パッド２が張り付けられ、定盤１が回転し、
研磨パッド２上に純水が供給される。ウエハチャック４
には、半導体素子が真空又は水の表面張力を利用して研
磨すべき面を下にして張り付けられる。
【００２１】ここで、ウエハチャック４が回転し、定盤
１とともに回転する研磨パッド２上に純水に変わってス
ラリが供給される。ウエハチャック４により半導体素子
の研磨すべき面が研磨パッド２に押し付けられ、半導体
素子と研磨パッドとの間に入り込むスラリと半導体素子
との摩擦力により半導体素子の表面の段差がなくなり、
平坦になる。
１とともに回転する研磨パッド２上に純水に変わってス
ラリが供給される。ウエハチャック４により半導体素子
の研磨すべき面が研磨パッド２に押し付けられ、半導体
素子と研磨パッドとの間に入り込むスラリと半導体素子
との摩擦力により半導体素子の表面の段差がなくなり、
平坦になる。
【００２２】これにより、第１の実施例では、半導体素
子表面の段差部を選択的に研磨でき、良好な平坦性を得
ることができるという硬い研磨パッドの効果と、定盤に
若干の歪みがあっても、半導体素子面内の研磨量の均一
性が確保できるという柔らかいパッドの効果を同時に満
たすことができる。
子表面の段差部を選択的に研磨でき、良好な平坦性を得
ることができるという硬い研磨パッドの効果と、定盤に
若干の歪みがあっても、半導体素子面内の研磨量の均一
性が確保できるという柔らかいパッドの効果を同時に満
たすことができる。
【００２３】尚、研磨対象となる半導体素子の段差パタ
ーンに応じて、硬い研磨パッドと柔らかい研磨パッドの
比率を変えたい場合、例えば、予め研磨パッド全体をＸ
等分すなわちＸ枚に分割し、硬い研磨パッドをＹ枚、柔
らかい研磨パッドをＸ−Ｙ枚とすることも可能である。
ーンに応じて、硬い研磨パッドと柔らかい研磨パッドの
比率を変えたい場合、例えば、予め研磨パッド全体をＸ
等分すなわちＸ枚に分割し、硬い研磨パッドをＹ枚、柔
らかい研磨パッドをＸ−Ｙ枚とすることも可能である。
【００２４】図３は本発明の第１の実施の形態のその他
の研磨パッドの平面構成図である。
の研磨パッドの平面構成図である。
【００２５】図３を用いて第１の実施の形態のその他の
研磨パッドについて説明する。図３において、研磨パッ
ドは円盤状の定盤に応じて円形状に構成される。硬い研
磨パッドは、円形状に構成され、研磨パッドと同心円で
ある。柔らかい研磨パッドは硬い研磨パッドを囲むよう
にリング状に構成、配置される。
研磨パッドについて説明する。図３において、研磨パッ
ドは円盤状の定盤に応じて円形状に構成される。硬い研
磨パッドは、円形状に構成され、研磨パッドと同心円で
ある。柔らかい研磨パッドは硬い研磨パッドを囲むよう
にリング状に構成、配置される。
【００２６】ここで硬い研磨パッドは、２枚のポリウレ
タンから構成されており、半導体素子と接する上層が９
５ショア−硬度であり、下層が８２ショア−硬度であ
る。
タンから構成されており、半導体素子と接する上層が９
５ショア−硬度であり、下層が８２ショア−硬度であ
る。
【００２７】柔らかい研磨パッドは、２枚のポリウレタ
ンから構成されており、半導体素子と接する上層が９５
ショア−硬度であり、下層が６１ショア−硬度である。
ンから構成されており、半導体素子と接する上層が９５
ショア−硬度であり、下層が６１ショア−硬度である。
【００２８】この研磨パッドを用いた半導体素子の研磨
平坦化方法について、以下に記載する。
平坦化方法について、以下に記載する。
【００２９】図１の研磨平坦化装置に於いて、定盤１に
は上記研磨パッド２が張り付けられ、定盤１が回転し、
研磨パッド２上に純水が供給される。ウエハチャック４
には、半導体素子が真空又は水の表面張力を利用して研
磨すべき面を下にして張り付けられる。
は上記研磨パッド２が張り付けられ、定盤１が回転し、
研磨パッド２上に純水が供給される。ウエハチャック４
には、半導体素子が真空又は水の表面張力を利用して研
磨すべき面を下にして張り付けられる。
【００３０】ここで、ウエハチャック４が回転し、定盤
１とともに回転する研磨パッド２上に純水に変わってス
ラリが供給される。ウエハチャック４により半導体素子
の研磨すべき面が研磨パッド２に押し付けられる。ウエ
ハチャックが研磨パッドの半径方向に移動し、半導体素
子を硬い研磨パッド上及び柔らかい研磨パッド上に所望
の時間待機させる。例えば、ウエハチャックの直線運動
が２０秒周期の場合、硬い研磨パッド上に５秒、柔らか
い研磨パッド上に１５秒といったように待機させる。半
導体素子と研磨パッド２との間に入り込んだスラリと半
導体素子との摩擦力により半導体素子の表面の段差がな
くなり、平坦になる。
１とともに回転する研磨パッド２上に純水に変わってス
ラリが供給される。ウエハチャック４により半導体素子
の研磨すべき面が研磨パッド２に押し付けられる。ウエ
ハチャックが研磨パッドの半径方向に移動し、半導体素
子を硬い研磨パッド上及び柔らかい研磨パッド上に所望
の時間待機させる。例えば、ウエハチャックの直線運動
が２０秒周期の場合、硬い研磨パッド上に５秒、柔らか
い研磨パッド上に１５秒といったように待機させる。半
導体素子と研磨パッド２との間に入り込んだスラリと半
導体素子との摩擦力により半導体素子の表面の段差がな
くなり、平坦になる。
【００３１】図３の研磨パッドを用いる研磨平坦化方法
は、図２の研磨パッドを用いる研磨平坦化方法の効果に
加えて、各研磨パッド上でのウエハチャックの待機時間
を変えるだけで、柔らかい研磨パッドと硬い研磨パッド
での研磨の比率を任意に変えることができるので、半導
体素子の様々な段差に対応できるという効果がある。
は、図２の研磨パッドを用いる研磨平坦化方法の効果に
加えて、各研磨パッド上でのウエハチャックの待機時間
を変えるだけで、柔らかい研磨パッドと硬い研磨パッド
での研磨の比率を任意に変えることができるので、半導
体素子の様々な段差に対応できるという効果がある。
【００３２】図４は本発明の第２の実施の形態のベルト
式研磨平坦化装置の概略構成図である。図１の各構成要
素に相当する構成要素には同一番号が付与される。
式研磨平坦化装置の概略構成図である。図１の各構成要
素に相当する構成要素には同一番号が付与される。
【００３３】ベルト式研磨平坦化装置は、定盤１と研磨
パッド２と研磨パッド回転用モータ３とウエハチャック
４とウエハチャック回転用モータ５とウエハチャック支
持アーム６とアーム駆動用モータ７とスラリ供給用ノズ
ル８とギヤ機構９を備えている。
パッド２と研磨パッド回転用モータ３とウエハチャック
４とウエハチャック回転用モータ５とウエハチャック支
持アーム６とアーム駆動用モータ７とスラリ供給用ノズ
ル８とギヤ機構９を備えている。
【００３４】定盤１は研磨パッド２を支持するものであ
る。研磨パッド回転用モータ３は、ベルト状に構成され
た研磨パッドを回転させるためのモータである。ウエハ
チャック４は半導体素子を保持し、半導体素子を研磨パ
ッド２に押し付けて、均一に半導体素子を研磨するため
に自転するものである。ウエハチャック回転用モータ５
はウエハチャック４を自転させるためのモータである。
ウエハチャック支持アーム６はウエハチャック４とウエ
ハチャック回転用モータ５を研磨パッド２上に支持する
ものである。アーム駆動用モータ７はギヤ機構９を介し
てウエハチャック支持アーム６を研磨パッドが運動する
方向と直交する方向で往復運動させるモータである。ス
ラリ供給用ノズル８は研磨用スラリ（研磨用の微粒子を
含む液）を研磨パッド２上に供給するノズルである。
る。研磨パッド回転用モータ３は、ベルト状に構成され
た研磨パッドを回転させるためのモータである。ウエハ
チャック４は半導体素子を保持し、半導体素子を研磨パ
ッド２に押し付けて、均一に半導体素子を研磨するため
に自転するものである。ウエハチャック回転用モータ５
はウエハチャック４を自転させるためのモータである。
ウエハチャック支持アーム６はウエハチャック４とウエ
ハチャック回転用モータ５を研磨パッド２上に支持する
ものである。アーム駆動用モータ７はギヤ機構９を介し
てウエハチャック支持アーム６を研磨パッドが運動する
方向と直交する方向で往復運動させるモータである。ス
ラリ供給用ノズル８は研磨用スラリ（研磨用の微粒子を
含む液）を研磨パッド２上に供給するノズルである。
【００３５】図５は本発明の第２の実施の形態の研磨パ
ッドの平面構成図である。図５を用いて第２の実施の形
態の研磨パッドについて説明する。図５において、研磨
パッドはベルト状に構成される。この研磨パッドにおい
て、柔らかい研磨パッドと硬い研磨パッドとはベルトの
幅方向Ｃで接続されている。
ッドの平面構成図である。図５を用いて第２の実施の形
態の研磨パッドについて説明する。図５において、研磨
パッドはベルト状に構成される。この研磨パッドにおい
て、柔らかい研磨パッドと硬い研磨パッドとはベルトの
幅方向Ｃで接続されている。
【００３６】図５では研磨パッドの面積の８０％を柔ら
かい研磨パッド、２０％を硬い研磨パッドとしている。
かい研磨パッド、２０％を硬い研磨パッドとしている。
【００３７】ここで硬い研磨パッドは、２枚のポリウレ
タンから構成されており、半導体素子と接する上層が９
５ショア−硬度であり、下層が８２ショア−硬度であ
る。
タンから構成されており、半導体素子と接する上層が９
５ショア−硬度であり、下層が８２ショア−硬度であ
る。
【００３８】柔らかい研磨パッドは、２枚のポリウレタ
ンから構成されており、半導体素子と接する上層が９５
ショア−硬度であり、下層が６１ショア−硬度である。
ンから構成されており、半導体素子と接する上層が９５
ショア−硬度であり、下層が６１ショア−硬度である。
【００３９】この研磨パッドを用いた半導体素子の研磨
平坦化方法について、以下に記載する。
平坦化方法について、以下に記載する。
【００４０】図４のベルト式研磨平坦化装置に於いて、
研磨パッド２は研磨パッド回転用モータ３によって、定
盤１上を運動し、純水が供給される。ウエハチャック４
には、半導体素子が真空又は水の表面張力を利用して研
磨すべき面を下にして張り付けられる。また、ウエハチ
ャック４が回転し、研磨パッド２上に純水に変わってス
ラリが供給される。ウエハチャック４により半導体素子
の研磨すべき面が研磨パッド２に押し付けられる。ウエ
ハチャック４は回転すると共にアーム駆動用モータ７に
よって、研磨パッド２の運動方向と直交する方向、すな
わち研磨パッド２の幅方向Ｃに移動する。半導体素子と
研磨パッド２との間に入り込んだスラリと半導体素子と
の摩擦力により半導体素子の表面の段差がなくなり、平
坦になる。
研磨パッド２は研磨パッド回転用モータ３によって、定
盤１上を運動し、純水が供給される。ウエハチャック４
には、半導体素子が真空又は水の表面張力を利用して研
磨すべき面を下にして張り付けられる。また、ウエハチ
ャック４が回転し、研磨パッド２上に純水に変わってス
ラリが供給される。ウエハチャック４により半導体素子
の研磨すべき面が研磨パッド２に押し付けられる。ウエ
ハチャック４は回転すると共にアーム駆動用モータ７に
よって、研磨パッド２の運動方向と直交する方向、すな
わち研磨パッド２の幅方向Ｃに移動する。半導体素子と
研磨パッド２との間に入り込んだスラリと半導体素子と
の摩擦力により半導体素子の表面の段差がなくなり、平
坦になる。
【００４１】これにより、第２の実施例では、半導体素
子表面の段差部を選択的に研磨でき、良好な平坦性を得
ることができるという硬い研磨パッドの効果と、定盤に
若干の歪みがあっても、半導体素子面内の研磨量の均一
性が確保できるという柔らかいパッドの効果を同時に満
たすことができる。
子表面の段差部を選択的に研磨でき、良好な平坦性を得
ることができるという硬い研磨パッドの効果と、定盤に
若干の歪みがあっても、半導体素子面内の研磨量の均一
性が確保できるという柔らかいパッドの効果を同時に満
たすことができる。
【００４２】尚、研磨対象となる半導体素子の段差パタ
ーンに応じて、硬い研磨パッドと柔らかい研磨パッドの
比率を変えたい場合、例えば、予め研磨パッド全体をＸ
等分すなわちＸ枚に分割し、硬い研磨パッドをＹ枚、柔
らかい研磨パッドをＸ−Ｙ枚とすることも可能である。
ーンに応じて、硬い研磨パッドと柔らかい研磨パッドの
比率を変えたい場合、例えば、予め研磨パッド全体をＸ
等分すなわちＸ枚に分割し、硬い研磨パッドをＹ枚、柔
らかい研磨パッドをＸ−Ｙ枚とすることも可能である。
【００４３】図６は本発明の第２の実施の形態のその他
の研磨パッドの平面構成図である。
の研磨パッドの平面構成図である。
【００４４】図６を用いて第２の実施の形態のその他の
研磨パッドについて説明する。図６において、研磨パッ
ドは、ベルト状に構成される。硬い研磨パッドと柔らか
い研磨パッドとは、それぞれベルト状に構成され、ベル
トの長さ方向Ｄで互いに接続されている。
研磨パッドについて説明する。図６において、研磨パッ
ドは、ベルト状に構成される。硬い研磨パッドと柔らか
い研磨パッドとは、それぞれベルト状に構成され、ベル
トの長さ方向Ｄで互いに接続されている。
【００４５】ここで硬い研磨パッドは、２枚のポリウレ
タンから構成されており、半導体素子と接する上層が９
５ショア−硬度であり、下層が８２ショア−硬度であ
る。
タンから構成されており、半導体素子と接する上層が９
５ショア−硬度であり、下層が８２ショア−硬度であ
る。
【００４６】この研磨パッドを用いた半導体素子の研磨
平坦化方法について、以下に記載する。
平坦化方法について、以下に記載する。
【００４７】図４のベルト式研磨平坦化装置に於いて、
研磨パッド２は研磨パッド回転用モータ３によって、定
盤１上を運動し、純水が供給される。ウエハチャック４
には、半導体素子が真空又は水の表面張力を利用して研
磨すべき面を下にして張り付けられる。また、ウエハチ
ャック４が回転し、研磨パッド２上に純水に変わってス
ラリが供給される。ウエハチャック４により半導体素子
の研磨すべき面が研磨パッドに押し付けられる。
研磨パッド２は研磨パッド回転用モータ３によって、定
盤１上を運動し、純水が供給される。ウエハチャック４
には、半導体素子が真空又は水の表面張力を利用して研
磨すべき面を下にして張り付けられる。また、ウエハチ
ャック４が回転し、研磨パッド２上に純水に変わってス
ラリが供給される。ウエハチャック４により半導体素子
の研磨すべき面が研磨パッドに押し付けられる。
【００４８】ここで、研磨パッド２とウエハチャック４
とが回転し、さらにウエハチャック４が研磨パッド２の
幅方向Ｃに移動する。
とが回転し、さらにウエハチャック４が研磨パッド２の
幅方向Ｃに移動する。
【００４９】研磨パッド２上にスラリが供給され、半導
体素子と研磨パッドとの間に入り込んだスラリと半導体
素子との摩擦力により半導体素子の表面の段差がなくな
り、平坦になる。
体素子と研磨パッドとの間に入り込んだスラリと半導体
素子との摩擦力により半導体素子の表面の段差がなくな
り、平坦になる。
【００５０】ここでウエハチャック４が研磨パッドの幅
方向に移動し、半導体素子を硬い研磨パッド上及び柔ら
かい研磨パッド上に所望の時間待機させる。例えば、ウ
エハチャックの直線運動が２０秒周期の場合、硬い研磨
パッド上に５秒、柔らかい研磨パッド上に１５秒といっ
たように待機させる。
方向に移動し、半導体素子を硬い研磨パッド上及び柔ら
かい研磨パッド上に所望の時間待機させる。例えば、ウ
エハチャックの直線運動が２０秒周期の場合、硬い研磨
パッド上に５秒、柔らかい研磨パッド上に１５秒といっ
たように待機させる。
【００５１】図６の研磨パッドを用いる研磨平坦化方法
は、図５の研磨パッドを用いる研磨平坦化方法の効果に
加えて、各研磨パッド上でのウエハチャックの待機時間
を変えるだけで、柔らかい研磨パッドと硬い研磨パッド
での研磨の比率を任意に変えることができるので、半導
体素子の様々な段差に対応できるという効果がある。
は、図５の研磨パッドを用いる研磨平坦化方法の効果に
加えて、各研磨パッド上でのウエハチャックの待機時間
を変えるだけで、柔らかい研磨パッドと硬い研磨パッド
での研磨の比率を任意に変えることができるので、半導
体素子の様々な段差に対応できるという効果がある。
【００５２】尚、上記各実施例及び各研磨パッドにおけ
る硬い研磨パッドと柔らかい研磨パッドの比率及び硬度
は、一例に過ぎず、研磨すべき半導体素子の段差形状に
応じて適宜設定できる。
る硬い研磨パッドと柔らかい研磨パッドの比率及び硬度
は、一例に過ぎず、研磨すべき半導体素子の段差形状に
応じて適宜設定できる。
【００５３】
【発明の効果】本発明では、半導体素子表面の段差部を
選択的に研磨でき、良好な平坦性を得ることができると
いう硬い研磨パッドの効果と、定盤に若干の歪みがあっ
ても、半導体素子面内の研磨量の均一性が確保できると
いう柔らかいパッドの効果を同時に満たすことができ
る。
選択的に研磨でき、良好な平坦性を得ることができると
いう硬い研磨パッドの効果と、定盤に若干の歪みがあっ
ても、半導体素子面内の研磨量の均一性が確保できると
いう柔らかいパッドの効果を同時に満たすことができ
る。
【図１】第１の実施の形態の回転式研磨平坦化装置の概
略構成図である。
略構成図である。
【図２】第１の実施の形態の研磨パッドの平面構成図で
ある。
ある。
【図３】第１の実施の形態のその他研磨パッドの平面構
成図である。
成図である。
【図４】第２の実施の形態のベルト式研磨平坦化装置の
概略構成図である。
概略構成図である。
【図５】第２の実施の形態の研磨パッドの平面構成図で
ある。
ある。
【図６】第２の実施の形態のその他研磨パッドの平面構
成図である。
成図である。
１ 定盤 ２ 研磨パッド ３ 定盤回転用モータ ４ ウエハチャック ５ ウエハチャック回転用モータ ６ ウエハチャック支持アーム ７ アーム駆動用モータ ８ スラリ供給ノズル ９ ギヤ機構
Claims (9)
- 【請求項１】 定盤と、前記定盤上に支持される研磨パ
ッドと、半導体素子を保持するウエハチャックとを有す
る半導体素子の研磨平坦化装置に於いて、前記研磨パッ
ドの第１の部分は第１の硬度または弾性率である部分で
あり、前記研磨パッドの第２の部分は前記第１の硬度ま
たは弾性率とは異なる第２の硬度または弾性率である部
分であることを特徴とする半導体素子の研磨平坦化装
置。 - 【請求項２】 定盤と、前記定盤上に支持される研磨パ
ッドと、半導体素子を保持するウエハチャックとを有す
る半導体素子の研磨平坦化装置を用いて行う半導体素子
の研磨平坦化方法に於いて、第１の部分と第２の部分と
を有し、前記第１の部分は第１の硬度または弾性率であ
る部分であり、前記第２の部分は前記第１の硬度または
弾性率とは異なる第２の硬度または弾性率である部分で
ある前記研磨パッドを用いて半導体素子を研磨すること
を特徴とする半導体素子の研磨平坦化方法。 - 【請求項３】 前記研磨パッドは、円形状に構成され、
前記第１の部分は扇状に構成されることを特徴とする請
求項１記載の半導体素子の研磨平坦化装置。 - 【請求項４】 前記研磨パッドは、円形状に構成され、
前記第１の部分は扇状に構成されることを特徴とする請
求項２記載の半導体素子の研磨平坦化方法。 - 【請求項５】 前記第１の部分は円形状に構成され、前
記第２の部分は前記第１の部分を囲むようにリング状に
構成されることを特徴とする請求項１記載の半導体素子
の研磨平坦化装置。 - 【請求項６】 前記第１の部分は円形状に構成され、前
記第２の部分は前記第１の部分を囲むようにリング状に
構成されることを特徴とする請求項２記載の半導体素子
の研磨平坦化方法。 - 【請求項７】 前記研磨パッドは、ベルト状に構成さ
れ、前記第１の部分と前記第２の部分とはベルトの幅方
向で互いに接続されることを特徴とする請求項１記載の
半導体素子の研磨平坦化装置。 - 【請求項８】 前記研磨パッドは、ベルト状に構成さ
れ、前記第１の部分と前記第２の部分とはベルトの幅方
向で互いに接続されることを特徴とする請求項２記載の
半導体素子の研磨平坦化方法。 - 【請求項９】 前記研磨パッドは、ベルト状に構成さ
れ、前記第１の部分と前記第２の部分とは、それぞれベ
ルト状に構成され、ベルトの長さ方向で互いに接続され
ることを特徴とする請求項１記載の半導体素子の研磨平
坦化装置。 【請求項９】 前記研磨パッドは、ベルト状に構成さ
れ、前記第１の部分と前記第２の部分とは、それぞれベ
ルト状に構成され、ベルトの長さ方向で互いに接続され
ることを特徴とする請求項２記載の半導体素子の研磨平
坦化方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16068598A JPH11347919A (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | 半導体素子の研磨平坦化装置及び研磨平坦化方法 |
| US09/317,948 US6197692B1 (en) | 1998-06-09 | 1999-05-25 | Semiconductor wafer planarizing device and method for planarizing a surface of semiconductor wafer by polishing it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16068598A JPH11347919A (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | 半導体素子の研磨平坦化装置及び研磨平坦化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11347919A true JPH11347919A (ja) | 1999-12-21 |
Family
ID=15720260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16068598A Pending JPH11347919A (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | 半導体素子の研磨平坦化装置及び研磨平坦化方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6197692B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11347919A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002217144A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-08-02 | Samsung Electronics Co Ltd | Ｃｍｐパッドの構造及びその製造方法 |
| JP2003059869A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-28 | Lsi Logic Corp | 円筒形のローラを用いる化学的機械的研磨装置及び方法 |
| KR20030056341A (ko) * | 2001-12-28 | 2003-07-04 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 폴리싱 패드 |
| JP2006324416A (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Sumco Corp | ウェーハ研磨装置及びウェーハ研磨方法 |
| JP2008546167A (ja) * | 2005-02-18 | 2008-12-18 | ネオパッド テクノロジーズ コーポレイション | Ｃｍｐ用のカスタマイズされた研磨パッド、ならびにその製造方法および使用 |
| JP2010135861A (ja) * | 2003-06-03 | 2010-06-17 | Nexplanar Corp | 化学機械的平坦化のための機能的に漸次的変化されたパッドの組み立て |
| JP2012157936A (ja) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 研磨パッド及び半導体装置の製造方法 |
| KR20130092625A (ko) * | 2005-02-18 | 2013-08-20 | 넥스플래너 코퍼레이션 | 화학적 기계적인 평탄화를 위해 적합화된 연마 패드와 그 연마 패드의 제조 및 사용 방법 |
Families Citing this family (8)
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|---|---|---|---|---|
| US20040072518A1 (en) * | 1999-04-02 | 2004-04-15 | Applied Materials, Inc. | Platen with patterned surface for chemical mechanical polishing |
| US20020077037A1 (en) * | 1999-05-03 | 2002-06-20 | Tietz James V. | Fixed abrasive articles |
| US6520843B1 (en) * | 1999-10-27 | 2003-02-18 | Strasbaugh | High planarity chemical mechanical planarization |
| US6616513B1 (en) | 2000-04-07 | 2003-09-09 | Applied Materials, Inc. | Grid relief in CMP polishing pad to accurately measure pad wear, pad profile and pad wear profile |
| US6439981B1 (en) * | 2000-12-28 | 2002-08-27 | Lsi Logic Corporation | Arrangement and method for polishing a surface of a semiconductor wafer |
| US6857941B2 (en) * | 2001-06-01 | 2005-02-22 | Applied Materials, Inc. | Multi-phase polishing pad |
| TWI254354B (en) * | 2004-06-29 | 2006-05-01 | Iv Technologies Co Ltd | An inlaid polishing pad and a method of producing the same |
| US9089943B2 (en) * | 2010-01-29 | 2015-07-28 | Ronald Lipson | Composite pads for buffing and polishing painted vehicle body surfaces and other applications |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5534106A (en) * | 1994-07-26 | 1996-07-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Apparatus for processing semiconductor wafers |
| JP3708167B2 (ja) * | 1995-05-17 | 2005-10-19 | 株式会社荏原製作所 | 研磨布及び該研磨布を備えたポリッシング装置 |
| US5899745A (en) * | 1997-07-03 | 1999-05-04 | Motorola, Inc. | Method of chemical mechanical polishing (CMP) using an underpad with different compression regions and polishing pad therefor |
-
1998
- 1998-06-09 JP JP16068598A patent/JPH11347919A/ja active Pending
-
1999
- 1999-05-25 US US09/317,948 patent/US6197692B1/en not_active Expired - Fee Related
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| KR20130092625A (ko) * | 2005-02-18 | 2013-08-20 | 넥스플래너 코퍼레이션 | 화학적 기계적인 평탄화를 위해 적합화된 연마 패드와 그 연마 패드의 제조 및 사용 방법 |
| KR20150065914A (ko) * | 2005-02-18 | 2015-06-15 | 넥스플래너 코퍼레이션 | 화학적 기계적인 평탄화를 위해 적합화된 연마 패드와 그 연마 패드의 제조 및 사용 방법 |
| JP2006324416A (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Sumco Corp | ウェーハ研磨装置及びウェーハ研磨方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6197692B1 (en) | 2001-03-06 |
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