WO2007061064A1 - デバイスウエハ用の研磨パッド - Google Patents

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WO2007061064A1
WO2007061064A1 PCT/JP2006/323467 JP2006323467W WO2007061064A1 WO 2007061064 A1 WO2007061064 A1 WO 2007061064A1 JP 2006323467 W JP2006323467 W JP 2006323467W WO 2007061064 A1 WO2007061064 A1 WO 2007061064A1
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WO
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polishing pad
layer
polishing
device wafer
conductor
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/323467
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English (en)
French (fr)
Inventor
Shigeru Tominaga
Seiichi Kondo
Daisuke Abe
Original Assignee
Roki Techno Co., Ltd.
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Filing date
Publication date
Application filed by Roki Techno Co., Ltd. filed Critical Roki Techno Co., Ltd.
Publication of WO2007061064A1 publication Critical patent/WO2007061064A1/ja

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    • 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
    • B24B37/22—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
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/046—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces using electric current

Definitions

  • the present invention relates to a polishing pad for a device wafer for electrochemically polishing a conductor layer formed on a semiconductor wafer.
  • Semiconductor devices are layered with wirings with higher integration and miniaturization. That is, a process is adopted in which a wiring material is patterned on the surface of a semiconductor wafer, and the wiring material is covered with an insulating material such as silicon oxide, and the next wiring material is patterned.
  • the hole for the plug and the wiring groove are formed in an insulator such as silicon oxide (hereinafter referred to as an interlayer insulating film) by reactive ion etching or the like, and the copper wiring is formed thereon by copper plating
  • the conductor layer is formed by embedding the material, and the excess copper on the surface of the conductor layer is removed by chemical mechanical polishing (CMP) and flattened to form the wiring!
  • CMP chemical mechanical polishing
  • low dielectric constant material for an interlayer insulating film
  • This low dielectric constant material has poor mechanical strength and mechanical stability.
  • the copper wiring material may peel from the interlayer insulation film due to frictional force that depends on the rotational speed and polishing pressure in CMP.
  • An ultra-low pressure polishing method has been studied in which the pressure is reduced extremely.
  • This ultra-low pressure CMP has the problems of lowering the polishing rate and degradation of uniformity in the wafer surface. Therefore, the following three methods (electrochemical polishing method and electrochemical mechanical polishing) are used instead of CMP. Method) is proposed.
  • a rotating platen with a polishing member is installed in a container (begin) filled with electrolyte, and the anode electrode is brought into contact with the device wafer by facing the rotating platen and the force sword installed at the bottom of the container.
  • This is a method of performing electrochemical mechanical polishing by pressing (pressing) the polishing member against the polishing member (for example, Patent Document 2).
  • the Cu-CMP equipment is mainly the multi-platen Z multi-head type for performing Cu-CMP (which may be two steps of rough polishing and final polishing) and Noria metal CMP. It is.
  • this method uses an electropolishing apparatus to remove the excess conductor layer (rough polishing) in the first step, and uses a conventional Cu-CMP apparatus in the second and third steps.
  • the problem was that the equipment would be expensive to use and polish.
  • the electrolyte solution is supplied so as to cover the surface of the polishing pad. Therefore, if the rotation speed of the platen is increased, the electrolyte solution is scattered by the action of centrifugal force. There was a defect that stable polishing was not possible, such as deterioration of
  • Patent Document 4 In order to solve the problems in the above three methods, one of the inventors of the present invention described in Patent Document 4 that the copper wiring material of the device wafer is an anode and the platen is a force sword.
  • a method is disclosed in which an electrolytic cell is formed by filling and electrochemically polishing using a platen rotary type polishing apparatus or the like.
  • This electrochemical polishing method uses a platen 'rotary type polishing machine, etc., and the user can attach the polishing pad to one platen Z head of the multi-platen Z multi-head for electrochemical polishing freely. Therefore, multi-step polishing combining electrochemical mechanical polishing and barrier metal CMP can be performed using conventional CMP equipment. As a result, the cost of the apparatus can be reduced.
  • Another problem of ultra-low pressure CMP is that the electrolytic cell is formed to be movable relative to the device wafer, and the excess copper wiring material on the surface of the device wafer is dissolved and removed electrochemically. An improvement in the polishing rate can be achieved.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-193300
  • Patent Document 2 Japanese Translation of Special Publication 2004-531885
  • Patent Document 3 Pub. No. US2004Z0214510A1 Publication
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-139480
  • An object of the present invention is to polish a device layer for a device wafer in which the conductor layer of the device wafer can be polished electrochemically and mechanically using an electrolytic cell with improved flatness and uniformity within the wafer surface. Is to provide a pad.
  • the first invention has a plurality of electrolyte solution storage portions for storing an electrolyte solution
  • the conductor layer of the device wafer is an anode
  • a force sword of a counter electrode of the anode In the polishing pad for electrochemically polishing the conductor layer, the conductor layer is pressed against the conductor layer by forming an electrolytic cell by bringing the electrolyte solution into contact with each other and applying a voltage.
  • a polishing pad for a device wafer comprising: a power transmission unit that transmits power to the contact conductor; and an insulating layer that insulates the power transmission unit from the cathode.
  • the surface of the contact conductor is provided so as to protrude with respect to the surface of the mechanical polishing layer, and contacts the conductor layer.
  • a polishing pad for a device wafer, wherein the polishing pad can be displaced until the conductor layer and the mechanical polishing layer come into contact with each other.
  • 3rd invention is the polishing pad for device wafers of Claim 2
  • the said displacement of the surface of the said contact conductor is based on the elastic deformation of the said contact conductor itself, Polishing for device wafers characterized by the above-mentioned It is a pad.
  • the contact conductor is supported by an elastic member, and the displacement of the contact conductor is due to elastic deformation of the elastic member. It is the polishing pad for device wafers characterized by these.
  • a fifth invention is the polishing pad for device wafer according to claim 4, wherein the insulating layer also serves as the elastic member.
  • the 6th invention is the polishing pad of the device wafer of Claim 4,
  • the said contact conductor is arrange
  • the said power transmission part is the said displacement of the surface of the said contact conductor.
  • polishing the device wafer, wherein the elastic member is capable of displacing the surface of the contact conductor by supporting the power transmission portion from the lower surface side. It is a pad.
  • the insulating layer is provided in a first layer in which an elastic material force is also formed and in a lower layer than the first layer,
  • the first layer is also formed of an elastomer material, and the second layer is formed of a synthetic resin. It is the polishing pad for device wafers characterized by these.
  • a ninth invention is the polishing pad for device wafer according to claim 1, wherein the contact conductor is in surface contact with the conductor layer.
  • a tenth aspect of the invention is the device wafer polishing pad according to claim 1, wherein the contact conductor is formed of gold, platinum, copper, titanium alloy, or stainless steel.
  • a polishing pad for a wafer is the device wafer polishing pad according to claim 1, wherein the contact conductor is formed of gold, platinum, copper, titanium alloy, or stainless steel.
  • An eleventh aspect of the invention is the polishing pad for device wafer according to claim 1, wherein the contact conductor has a mirror surface.
  • a twelfth aspect of the invention is the device wafer polishing pad according to the first aspect, wherein the contact conductor is carbon fiber containing carbon as a main component, graphite fiber, graphite, composite carbon material with synthetic resin, elastomer.
  • a polishing pad for a device wafer characterized in that it is formed of any one of a composite carbon material with a material and a composite graphite with a synthetic resin, or a combination thereof.
  • a thirteenth aspect of the present invention is the polishing pad for a device wafer according to claim 1, further comprising an insulating portion that insulates between the power transmission portion and the electrolytic solution. It is.
  • a fourteenth aspect of the present invention is the polishing pad for a device wafer according to claim 1, wherein the diameter of the electrolytic cell is 10 to 100 mm.
  • a fifteenth invention is characterized in that, in the polishing pad of the device wafer according to claim 1, the total area of the openings of the electrolyte solution storage portion is a ratio of 20 to 80% of the total pad area.
  • the polishing pad in the device wafer polishing pad according to the first aspect of the present invention, is provided so as to connect the electrolyte solution storage units, and the electrolyte solution moves between the electrolyte solution storage units. It is a polishing pad for device wafers characterized by having a connection way.
  • a seventeenth aspect of the present invention is the polishing pad for a device wafer according to claim 1, wherein the contact conductor has a hardness lower than that of the conductor layer.
  • the power transmission portion is formed of gold, copper, platinum, titanium alloy, stainless steel, or carbon force. It is a polishing pad for device wafers.
  • the power transmission unit is a composite carbon material composed of amorphous carbon, carbon fiber, graphite fiber, graphite, and synthetic resin mainly containing carbon.
  • a polishing pad for a device wafer characterized by being formed from a composite carbon material with a synthetic resin.
  • a twentieth aspect of the invention is the polishing pad for device wafer according to claim 1, wherein the mechanical polishing layer has a groove on a surface thereof.
  • a polishing pad for a device wafer according to claim 1 wherein the mechanical polishing layer is formed of a polyurethane or foamed polyurethane force.
  • the mechanical polishing layer is formed of a fixed abrasive polishing member having an oxide silicon abrasive fixed thereto. These are polishing pads for device wafers.
  • the conductive material mounted on the surface plate of the polishing device and electrically connected to the surface plate to form the force sword. It is a polishing pad for device wafers provided with a property sheet layer.
  • the mechanical polishing layer presses the conductive layer and moves relative to the conductive layer to electrochemically polish the conductive layer.
  • the contact conductor is disposed in a portion of the mechanical polishing layer other than the electrolysis cell, and is in contact with the conductor layer so as to be electrically conductive. This allows excess portions of the conductor layer of the device wafer to be removed by mechanical polishing and electrochemical polishing, ie, electrochemical mechanical polishing (ECMP).
  • ECMP electrochemical mechanical polishing
  • the polishing pad can remove only the passive film other than the recesses by mechanical polishing.
  • an anticorrosive agent such as BTA (benzotriazole) and additives such as glycine and surfactant (hereinafter referred to as a protective film forming agent)
  • a protective film forming agent an anticorrosive agent such as BTA (benzotriazole) and additives such as glycine and surfactant (hereinafter referred to as a protective film forming agent
  • the surface of the conductor layer Is formed with an electrochemical protective film (passive film)
  • the polishing pad can remove only the passive film other than the recesses by mechanical polishing.
  • the polishing pad mechanically removes the passive film on the surface of the conductor layer while the passive film is formed on the recess on the surface of the conductor layer, only the protrusion on the surface of the conductor layer is electrochemically removed.
  • the excess conductor layer can be removed by dissolution and removal in the substrate, the flatness can be improved, and the conductor layer can be efficiently left in the wiring groove to form the wiring of the device wafer. Furthermore, since the power transmission part is provided below the mechanical polishing layer and transmits power to the contact conductor, the power transmission part can be prevented from coming into contact with the conductor layer. Power can be supplied well.
  • the surface of the contact conductor is provided so as to protrude from the surface of the mechanical polishing layer, and is pressed down by contacting the conductor layer. Therefore, the contact conductor and the conductor layer can be electrically and stably conducted.
  • the contact conductor is supported by the elastic member, and the surface of the contact conductor is displaced by the elastic deformation of the elastic member, so that the same effect as in (3) can be obtained. it can. Further, the degree of conduction between the conductor layer and the contact conductor can be easily adjusted by changing the elastic member and changing the elastic coefficient.
  • the insulating layer also serves as an elastic member. That is, the structure of the polishing pad can be simplified by combining the structure in which the insulating layer can displace the surface of the contact conductor.
  • the contact conductor is disposed on the upper surface of the power transmission unit, and the power transmission unit can bend following the displacement of the surface of the contact conductor.
  • the elastic member supports the contact conductor so that the surface thereof can be displaced via the power transmission portion by supporting the power transmission portion from the lower surface side.
  • the present invention has a plurality of electrolytic solution storage portions for storing an electrolytic solution, and a connection path is provided between the electrolytic solution storage portions for moving the electrolytic solution. Even when the conductor layer closes the opening of the electrolytic solution housing portion to form the electrolytic solution, the electrolytic solution can flow. That is, since the electrolytic cell is connected by the connecting path, the electrolytic solution can be moved efficiently.
  • the insulating layer includes a first layer formed of an elastic material, and a second layer that is provided below the first layer and is more rigid than the first layer. It has.
  • the contact conductor can be supported so as to be movable in the vertical direction, and the rigidity of the entire polishing pad can be improved.
  • the present invention provides a carbon fiber mainly composed of carbon, graphite fiber, black lead, a composite carbon material with a synthetic resin, a composite carbon material of an elastomer material, and a composite with a synthetic resin as a contact conductor. It is possible to prevent damage to the polished surface by forming any one of graphite or a combination thereof. Carbon fiber, graphite fiber, and graphite are characterized by low electrical resistance. Graphite is most effective in suppressing damage to the polished surface among these. A composite carbon material with a synthetic resin, a composite carbon material with an elastomer material, and a composite graphite with a synthetic resin have higher electrical resistance than the former, but are also effective in preventing damage to the polished surface. Alternatively, the contact resistance at the electrode can be reduced by using gold, copper, platinum, titanium alloy, or stainless steel as the contact conductor.
  • the present invention since the surface of the contact conductor is a mirror surface, damage (damage) of the conductor layer can be prevented. [0022] (12) Since the present invention includes an insulating portion that insulates between the power transmission portion and the electrolytic solution, the supplied power can be efficiently transmitted to the conductor layer. In addition, since the electrolysis of the electrolytic solution due to the contact between the power transmission unit and the electrolytic solution can be prevented, the supplied power can be efficiently used for the electrochemical polishing of the conductor layer.
  • the mechanical polishing layer has grooves on the surface, the flatness performance can be improved and the efficiency of mechanical polishing can be improved.
  • the electrolytic solution can be efficiently supplied and discharged using this groove.
  • FIG. 1 is a perspective view of a polishing apparatus to which Example 1 of a polishing pad to which the present invention is applied is attached.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a polishing pad of Example 1.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view and a longitudinal sectional view showing a part of the polishing pad of Example 1.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a state of the polishing pad of Example 1 during polishing.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a polishing step of the polishing pad of Example 1.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view and a transverse sectional view showing Example 2 of a polishing pad to which the present invention is applied.
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a state of the polishing pad of Example 2 during polishing.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a support structure of a contact conductor in Example 2.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing Example 3 of a polishing pad to which the present invention is applied.
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing Example 4 of a polishing pad to which the present invention is applied.
  • the present invention provides a polishing pad for a device wafer that can be electrochemically and mechanically polished using an electrolytic cell by improving the flatness and in-plane uniformity of the conductor layer of the device wafer.
  • the purpose of this is to form an electrolytic cell from the conductive layer of the polishing pad, the conductive sheet layer and the electrolytic solution, and to dissolve and remove the conductive layer electrochemically. This was realized by making it possible to mechanically remove the electrochemical protective film G (passive film) by moving the member layer and the conductor layer in contact with each other.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the polishing apparatus 50.
  • the polishing apparatus 50 is a polishing apparatus that performs platen 'rotary type chemical mechanical polishing (CMP).
  • the polishing apparatus 50 includes a platen 51 (a surface plate), a polishing head 52, a power source 53, an apparatus ⁇ J electrode 55, and a nose and nore 56.
  • the platen 51 is a disk-like member on which the polishing pad 60 is placed and rotates about the vertical axis Z1 (in the direction of the arrow ⁇ 1).
  • the polishing head 52 is a disk-shaped member that has the device wafer D mounted on the lower surface thereof and rotates about the vertical axis Z2 (in the direction of the arrow ⁇ 2).
  • the device wafer D is mounted on the polishing head 52 so that the conductor layer D1 is on the lower side.
  • the power supply 53 is a device that supplies electric power for forming an electrolytic cell that performs electrochemical polishing (ECP). As will be described later, the power source 53 forms an anode on the conductive layer D1 of the device wafer D and forms a force sword on the conductive sheet layer 66 (described later) of the polishing pad 60.
  • the power to be supplied is generally DC power.
  • the power waveform may be pulsed, or AC power that fluctuates positively and negatively if a DC component is present.
  • the device side electrode 55 is a member for transmitting electric power to the conductive member layer 63.
  • the device-side electrode 55 is electrically connected to the positive terminal of the power source 53 through a wiring, and also comes into contact with a conductive member layer 63 (described later) of the polishing pad 60 to thereby form a conductive member layer. Is electrically connected to 63.
  • the device-side electrode 55 is preferably made of the same material as that of the conductive member layer 63 in contact with the conductive member layer 63. However, the device-side electrode 55 is in contact with the rotating conductive member layer 63. For stable electrical contact, it is desirable to have wear resistance.
  • the nozzle 56 is a member that is disposed above the polishing pad 60 and supplies the electrolytic solution E.
  • the electrolytic solution E can contain a protective film forming agent, abrasive grains, an oxidizing agent, and the like.
  • the polishing apparatus 50 brings the device wafer D and the polishing pad 60 into contact with each other and moves them relative to each other while supplying the electrolytic solution E, thereby causing the conductor layer of the device wafer D to move.
  • the conductive layer D1 is dissolved and removed electrochemically. That is, the polishing apparatus 50 can perform the electrochemical mechanical polishing (EC MP) of the conductor layer D1 by attaching the polishing pad 60.
  • EC MP electrochemical mechanical polishing
  • FIG. 2 is a perspective view showing the polishing pad 60.
  • 3 is an enlarged view of a part of the polishing pad 60.
  • FIG. 3 (a) is a plan view (shown from the direction of arrow A shown in FIG. 2), and FIG. 3 (b) is a longitudinal section. It is a figure (BB section arrow sectional drawing shown to Fig.3 (a)). In each drawing, the thickness of the polishing pad 60 is shown with emphasis in order to make it easier to apply a component.
  • the polishing pad 60 is a disk-shaped pad provided with a plurality of electrolytic solution storage portions F for storing the electrolytic solution E.
  • the polishing pad 60 is provided with four contact conductors 61, a polishing member layer 62 (mechanical polishing layer), a conductive member layer 63 (power transmission unit), a first insulating layer 64, and a second insulating layer 64.
  • the insulating layer 65, the conductive sheet layer 66, the conductive adhesive tape 67, and the force are laminated in this order from the upper side.
  • the contact conductor 61 is a member that is electrically connected by contacting the conductor layer D1 of the device wafer D and forms an anode in the conductor layer D1 (see FIG. 3B). .
  • the contact conductor 61 is made of a material having a hardness lower than that of the copper forming the conductor layer D1, so that the conductor layer D1 is not damaged when it comes into contact with the conductor layer D1.
  • the four contact conductors 61 are substantially equiangular (90 degrees in this embodiment) at a position approximately equidistant from the center of the polishing pad surface of the polishing member layer 62 in the plan view. An example of the arrangement at the position is shown.
  • the contact conductor 61 is disposed in a portion other than the through hole 62a forming the electrolytic cell.
  • the contact conductor 61 is provided such that its surface protrudes by a predetermined amount (for example, 0.5 mm or less) from the surface of the polishing member layer 62, and its lower surface is in contact with a conductive member layer 63 described later.
  • the contact conductor 61 is supported by a first insulating layer 64 formed of an elastic material, as will be described later, so as to be movable in the vertical direction (direction in contact with the conductor layer D1). As a result, the surface 61a of the contact conductor 61 can be displaced in this direction when contacting the conductor layer D1.
  • Materials for the contact conductor 61 include metals (gold, platinum, titanium alloys, copper, stainless steel, etc.) and carbon materials (carbon fibers based on carbon, graphite fibers, graphite, amorphous force) 1 carbon, a composite carbon material with a synthetic resin, a composite carbon material with an elastomer material, a composite graphite with a synthetic resin, or a combination thereof).
  • Contact between the contact conductor 61 and the conductor layer D1 may be any of point contact, line contact, and surface contact.
  • continuity due to point contact or line contact increases the current density at the contact portion because the total contact area is small even if the number of contact points is increased.
  • problems such as heat generation and voltage drop, as well as problems such as damage to the conductor layer D1 due to the contact area being small! Therefore, a contact method by surface contact (diameter of about 5 to 20 mm) is appropriate for the contact conductor 61.
  • the contact conductor 61 is made of a material such as metal or carbon having a higher hardness than the conductor layer D1
  • the surface of the contact conductor needs to be a mirror surface so as not to damage the conductor layer D1.
  • natural graphite a composite carbon material with a synthetic resin or an elastomer material is suitable as a material that does not damage, and natural graphite has a relatively large conductivity. It is most suitable as a material that does not damage the conductive layer D1.
  • the polishing member layer 62 (mechanical polishing layer) is moved relative to the conductive layer D1 of the device wafer D in a pressed state, whereby a protective film (described later) is formed on the surface of the conductive layer D1. ) Is a member for removing mechanically.
  • the polishing member layer 62 can be moved relative to the device wafer D by the rotational movement of the platen 51 and the polishing head 52 (see FIG. 1) of the polishing apparatus 50.
  • the polishing member layer 62 is a disk-shaped member, and as shown in FIG. 3, a through hole 62a for providing the contact conductor 61 and a through hole 62b for forming the electrolyte container F are provided. ing.
  • the polishing member layer 62 is a non-metallic and insulating urethane-based material (polyurethane material having a foam structure, polyurethane material having a grooved foam structure, a polyurethane structure material having a foam structure having a cushion layer), Alternatively, the polishing member is formed of a fixed abrasive polishing member to which silica (acid silicon) abrasive is fixed.
  • a material obtained by impregnating the above-described non-metallic material with a thermosetting resin or an elastomer material can also be used. In this case, it is preferable to use a thermosetting resin or an elastomer material in which abrasive particles are dispersed because the surface roughness of the conductor layer D1 can be reduced and polished to a mirror surface.
  • the polishing member layer 62 polishes the above-described non-metallic material and a sheet containing abrasive grains. Alternatively, they may be alternately arranged perpendicular to the surface. These can be used alone or in combination of silicon oxide, aluminum oxide, iron oxide, zinc oxide, silicon carbide, boron carbide and synthetic diamond powder.
  • the polishing member layer 62 may be provided with concentric circular grooves or xy grooves (not shown) provided with a recessed surface. As a result, the contact pressure between the polishing member layer 62 and the conductor layer D1 increases, so that the frictional force with the conductor layer D1 increases, so that the efficiency of mechanical polishing can be improved. Electrolyte E can be supplied and discharged using these grooves.
  • the conductive member layer 63 (power transmission portion) is a member for conducting power by connecting the device-side electrode 55 (see Fig. 1) of the polishing device 50 and the contact conductor 61, and is in a disk shape. And is laminated under the polishing member layer 62. As shown in FIG. 3, the conductive member layer 63 has a planar outer shape larger than that of the polishing member layer 62, and the exposed portion 63a on the upper surface comes into contact with the device-side electrode 55. Is transmitted to the contact conductor 61. Further, the conductive member layer 63 is arranged so that the upper surface thereof is electrically connected to the contact conductor 61 and supports the contact conductor 61 from the lower surface. The conductive member layer 63 is provided with a through hole 63b for forming the electrolyte solution storage portion F.
  • the conductive member layer 63 is made of a low-resistance material such as metal (gold, copper, platinum, titanium alloy, stainless steel, carbon, etc.) or a carbon material (amorphous carbon containing carbon as a main component, carbon fiber, Graphite fiber, graphite, composite carbon material with synthetic resin, composite carbon material with synthetic resin, etc.).
  • metal gold, copper, platinum, titanium alloy, stainless steel, carbon, etc.
  • carbon material amorphous carbon containing carbon as a main component, carbon fiber, Graphite fiber, graphite, composite carbon material with synthetic resin, composite carbon material with synthetic resin, etc.
  • the insulating layer composed of the first insulating layer 64 and the second insulating layer 65 electrically insulates between the contact conductor 61, the conductive member layer 63, and a conductive sheet layer 66 described later. These members are formed in a disk shape and are laminated below the conductive member layer 63.
  • the total thickness of the first insulating layer 64 and the second insulating layer 65 is about 0.5 to 5 mm.
  • the first insulating layer 64 and the second insulating layer 65 are provided with through-holes 64b and 65b for forming the electrolyte container F.
  • the first insulating layer 64 is formed of an elastic material such as an elastomer material in order to support the contact conductor 61 so as to be movable in the vertical direction. That is, the first insulating layer 64 can simplify the configuration of the polishing pad 60 by also using an elastic member for enabling the surface 61a of the contact conductor 61 to be displaced.
  • the second insulating layer 65 is made of a synthetic resin or the like (for example, polycarbonate or the like) that has electrical insulation and is more rigid than the first insulating layer 64.
  • the first insulating layer 64 and the second insulating layer 65 may be formed integrally with the elastic material cover, but it is preferable because the rigidity of the polishing pad 60 having the above-described configuration can be improved. is there.
  • the pressing value of the contact conductor 61 is substantially equal to the polishing pressure.
  • the polishing pressure is used in the range of 6.9 X 10 " 4 to 6.9 X 10 _3 N / m 2 (7 to 70 gf / cm 2 , 0.1 to Lpsi).
  • the insulating layer immediately below the contact conductor 61 is compressed, the contact conductor 61 moves in the vertical direction, and the conductor layer D1 needs to be pressed against the polishing member layer 62.
  • the polishing pressure is 6.9.
  • the insulating layer 64 has a longitudinal elastic modulus of 6. It is necessary to select one that is 9 X 10 " 3 N / m 2 (70 gf / cm 2) or less. Further, in order to bring the contact conductor 61 and the conductor layer D1 into stable contact with each other and make them electrically conductive, the longitudinal elastic modulus of the insulating layer 64 is set to 4.9 X 10 _3 to 6.9 X 10. It is preferable to set it to about _3 NZm 2 (50 to 70 gfZcm 2 ).
  • the conductive sheet layer 66 is a sheet member for forming a force sword of an electrolysis cell, is formed in a disk shape, and is laminated below the second insulating layer 65. As shown in FIG. 3 (b), the conductive sheet layer 66 closes the bottom of the electrolyte container F for storing the electrolyte E by closing the through-hole 65b of the second insulating layer 65 with a lower force. Form.
  • the conductive sheet layer 66 is electrically connected to a DC power source 53 (see FIG. 1) via a conductive adhesive tape 67 and a platen 51, which will be described later. With the above configuration, the conductive sheet layer 66 forms a force sword on the counter electrode of the conductive layer D1 of the device wafer D when the electrolytic solution is stored in the electrolytic solution storage portion F.
  • the conductive sheet layer 66 can be used regardless of whether it is a metal or a non-metal as long as it is conductive and insoluble in the electrolyte solution E.
  • a material carbon, graphite, stainless steel, copper and the like are preferable from the viewpoint of power and economy in which gold, platinum, titanium alloy and the like can be used.
  • the conductive adhesive tape 67 is an adhesive tape for affixing the polishing pad 60 to the platen 51, and has conductivity to make the polishing pad 60 and the platen 51 conductive. The However, it can be omitted if the platen is made of a non-conductive material such as alumina ceramic.
  • FIG. 4 is an enlarged longitudinal sectional view showing a state in which the polishing pad 60, the device wafer D, and the force electrolysis cell C are formed at the time of polishing.
  • the surface 61a of the contact conductor 61 is pushed down by contacting the conductor layer D1 of the device wafer D, and is displaced until the conductor layer D1 and the polishing member layer 62 contact each other. This is because the first insulating layer 64 is compressed and elastically deformed.
  • the conductive member layer 63 since the conductive member layer 63 is provided below the polishing member layer 62, the conductive member layer 63 does not contact the conductive layer D1, so that power can be efficiently supplied to the contact conductor 61.
  • the electrolytic solution container F of the polishing pad 60 is filled with the electrolytic solution E, and the opening is covered with the conductor layer D1 of the device wafer D. It becomes a state.
  • the conductor layer D1 is electrically connected to the positive electrode of the power source 53 (see FIG. 1) via the device-side electrode 55, the conductive member layer 63, and the contact conductor 61 (see FIG. 3). Therefore, it becomes the anode.
  • the conductive sheet layer 66 becomes a cathode because it is electrically connected to the negative electrode of the power source 53 via the platen 51 and the conductive adhesive tape 67.
  • the copper forming the conductor layer D1 is dissolved and removed by an electrochemical reaction by “Cu ⁇ Cu 2 + + 2e ⁇ ”.
  • the diameter of the electrolyte container F must be formed smaller than the diameter of the device wafer D. If the cross section is circular, the diameter should be 10 to: LOOmm. preferable. Further, the thickness of 15 to 30 mm is also desirable for improving the uniformity of the polished wafer surface. The reason for this diameter is that if the diameter is 10 mm or less, the depth of the electrolyte container increases with respect to the diameter, so that the electrolyte E can be stably brought into contact with the conductor layer D1. This is to prevent this because it becomes difficult.
  • the ratio of the total area of the opening of the electrolytic solution container 14 to the total area of the polishing pad 60 is 20 to 80%. Preferably there is. Furthermore, 40-60% is desirable for improving the uniformity of the polished wafer surface. The reason for this is that if this ratio is too small, the electrochemical polishing efficiency will decrease and it will be too much. This is because the electrical resistance of the conductive member layer 63 becomes too large, and the mechanical polishing efficiency is lowered to deteriorate the flatness.
  • the electrolyte container F is not limited to a circular shape as long as a plurality of openings are formed in the polishing pad 60, and may be polygonal.
  • the electrolytic solution housing part F may be formed in a ring-shaped or linear opening, instead of a circular or polygonal hole.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a polishing process of the device wafer D with the polishing pad 60.
  • FIG. 5 (a) shows a state before polishing
  • FIGS. 5 (b) to 5 (e) show a state during polishing
  • FIG. 5 (f) shows a state after polishing.
  • the polishing surface lower surface in the figure
  • the opposite surface is referred to as the upper surface (upper surface in the drawing).
  • the device wafer D before polishing, has a conductor layer D1, a noria metal D2, and an interlayer insulating film D3 laminated from the lower layer side. (In the figure, the transistor portion is omitted.)
  • the conductor layer D1 is a layer for configuring the wiring of the device wafer D, and is formed by laminating using a technique such as copper bonding.
  • the conductor layer D1 is polished so as to leave a partial force stacked in the wiring groove D3a provided by recessing the lower surface of the interlayer insulating film D3 (see FIG. 5 (f)). Wiring inside.
  • a depression concave portion Dla
  • the polishing pad 60 of this embodiment can uniformly polish the conductor layer D1 as described later.
  • the barrier metal D2 is provided to prevent the metal atoms of the conductor layer D1 from migrating to the interlayer insulating film D3.
  • a conductive material having a high melting point for example, a metal nitride such as tantalum nitride or titanium nitride can be used.
  • the interlayer insulating film D3 is an insulating layer (film) for insulating between the layers of the device wafer D.
  • the protective film G is mechanically removed. At this time, since the protective film G formed in the concave portion Dla does not contact the polishing pad 60, only the protective film G formed in the convex portions Die and Did of the conductive layer D1 is removed.
  • the polishing pad 60 can electrochemically and mechanically polish the conductive layer D1, and can remove the convex portions Die and Did faster than the concave portion Dla. . Then, the polishing pad 60 can make the surface of the conductor layer D1 flat as shown in FIG. 5 (d).
  • the lower surface of the conductor layer D1 is a flat surface, so the portion up to the lower surface of the barrier metal D2 (the portion of the range HI shown in FIG. 5 (d)) is the same polished. It is removed electrochemically and mechanically at the rate, resulting in the state of Fig. 5 (e).
  • the device wafer D is exposed to the conductor layer D1, the barrier metal D2, and the force lower surface.
  • the interlayer insulating film D3 is exposed (the state shown in FIG. 5 (f)), and an interlayer insulating film is further deposited thereon.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • the interlayer insulating film D3 is chemically and mechanically polished as a third step.
  • the electrochemical mechanical polishing is performed by polishing the conductive layer D1 of the device wafer D from the state shown in FIG. 5 (a) to the state shown in FIG. 5 (e). A good balance between the formation of the film and the mechanical removal of the protective film and the dissolution and removal of copper (electrochemical removal) can be achieved while maintaining a high polishing rate and in-plane uniformity. .
  • the polishing pad 60 of the present embodiment is attached to the platen rotary type polishing apparatus 50. Then, the polishing member layer 62 (mechanical polishing layer) is relatively moved while the conductor layer D1 is pressed, and the contact conductor 61 is disposed in a portion other than the electrolytic cell C of the polishing member layer 62, It is provided so as to protrude from the surface of the polishing member layer 62, and comes into contact with the conductive layer D1 to be electrically conductive. As a result, the conductive layer D1 is passivated by an electrochemical action, and at the same time, the convex portions Die and Did of the conductive layer D1 can be selectively mechanically removed and further electrochemically removed. That is, an excess portion of the conductor layer D1 of the device wafer D can be mechanically and electrochemically removed in a balanced manner, and high V and flatness can be realized.
  • the polishing member layer 62 mechanical polishing layer
  • Example 2 of the polishing pad to which the present invention is applied will be described.
  • the polishing pad of Example 2 is obtained by changing the method of holding the contact conductor 61 of Example 1 and providing a connection path between the electrolyte solution storage portions. It should be noted that redundant explanations are appropriately omitted for portions that perform the same functions as those of the first embodiment described above, and changes are mainly described.
  • 6 to 8 are diagrams showing the polishing pad 160 of the second embodiment.
  • Fig. 6 (b) is a longitudinal sectional view
  • Fig. 6 (a) is a transverse sectional view (sectional view taken along arrow II shown in Fig. 6 (b))
  • Fig. 7 is a longitudinal sectional view showing a state during polishing.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a contact conductor support structure.
  • the polishing pad 160 includes a conductive member layer 163, a first insulating layer 164, a second insulating layer 165, and an elastic member 168.
  • the conductive member layer 163 has an annular portion 163a, an arm portion 163b, and an electrode support portion 163c.
  • the annular portion 163 a is an outer portion of the conductive member layer 163.
  • the arm portion 163b is an arm-shaped portion that connects the annular portion 163a and the electrode support portion 163c, bends with the annular portion 163a side as a fulcrum, and can move the electrode support portion 163c in the vertical direction.
  • Electrode support 163c The planar shape is a member that is substantially the same shape as the contact conductor 61, the contact conductor 61 is disposed on the upper side thereof, and electric power is transmitted to the contact conductor 61.
  • the insulating layer composed of the first insulating layer 164 and the second insulating layer 165 is a member for electrically insulating the conductive member layer 163 and the conductive sheet layer 66, and has high rigidity. It is formed from a resin or the like (for example, polycarbonate).
  • the first insulating layer 164 and the second insulating layer 165 are provided with through holes 164a and 165a communicating with the through holes 62a of the polishing member layer 62 in order to accommodate the electrode support portion 163c and the elastic member 168 (described later). Being! /
  • the first insulating layer 164 is provided with a groove 164c for accommodating the conductive member layer 163 so as to insulate between the electrolytic solution E accommodated in the electrolyte accommodating portion F and the conductive member layer 163. Being That is, the portion 164d (insulating portion) of the first insulating layer 164 prevents the conductive member layer 163 from being exposed to the electrolyte solution storage portion F. Then, as shown in FIG. 7, the first insulating layer 164 isolates the electrolytic solution E and the conductive member layer 1 63 when the conductive layer D1 of the device wafer D is electrolyzed and dissolved, so that the electrolytic solution E Current flow consumed for water electrolysis can be prevented (see arrow J in Fig. 7). As a result, the polishing pad 160 can efficiently use the supplied power for electrolysis and dissolution of the conductor layer D1.
  • the second insulating layer 165 is provided with an opening 165c, and a connecting path (through-hole) that connects between the electrolytic solution containing portions F forming the electrolytic cell C (see Fig. 4). ).
  • the electrolytic solution E can move between the electrolytic solution storage portions F. That is, the electrolytic solution E entering from the upper opening of the electrolytic solution storage part F can prevent the electrolytic solution from deteriorating by preventing the electrolytic solution storage part F from staying through this connecting path.
  • the polishing pad 160 is provided with a discharge port (not shown) in the electrolyte container F so that the electrolyte E can be discharged from other than the upper opening. Can be kept.
  • the first insulating layer 164 and the second insulating layer 165 may be integrally formed to simplify the configuration. However, when the connection path between the electrolyte solution storage portions F is formed, separate members are used. However, workability is good.
  • the elastic member 168 is a member for supporting the contact conductor 61 so as to be movable up and down.
  • the elastic member 168 is, for example, a cylindrical shape formed from a fluorine rubber material or an elastomer resin. Or a coil panel, a plate panel, etc. formed from stainless steel or the like. Elastic member
  • the amount of deformation can be increased by setting the rubber hardness to JIS A hardness 10 or less and making the inside of the circular column hollow.
  • the elastic member 168 supports the contact conductor 61 via the electrode support portion 163c of the conductive member layer 163.
  • the elastic member 168 is accommodated in the through holes 164a and 165a of the first insulating layer 164 and the second insulating layer 165.
  • the elastic member 168 has a panel constant of 9.8 X 10 2 to 6.9 X 10 3 NZm (l in order to bring the contact conductor 61 and the device wafer D into stable contact and make them electrically conductive.
  • the panel constant can be easily adjusted by exchanging the elastic member 168. Therefore, the contact pressure between the conductor layer D1 and the contact conductor 61 is adjusted to adjust the degree of electrical conduction! The cocoon can be adjusted easily.
  • the contact conductor 61 is pressed downward in the vertical direction (arrow Z3 direction) by the device wafer D, as shown in FIG.
  • the electrode support portion 163c can be moved in the vertical direction (arrow ⁇ 3 direction) by the arm portion 163b, so that the electrode support portion 163c is in contact with the contact conductor 61 and vertically downward.
  • the elastic member 168 can support the contact conductor 61 by compressing in the vertical direction (arrow Z4 direction) according to the movement of the contact conductor 61 and the electrode support portion 163c. Thereby, the surface 61a of the contact conductor 61 can be displaced in the vertical direction.
  • the first insulating layer 164 has the portion 164d (insulating) that insulates the conductive material layer 163 (power transmission unit) and the electrolyte E from each other. Part), the supplied power can be efficiently transmitted to the conductor layer. In addition, since electrolysis due to contact between the conductive member layer 163 and the electrolytic solution E can be prevented, the supplied power can be efficiently used for electrochemical polishing of the conductor layer.
  • the second insulating layer 165 forms a connection path (through hole) for circulating the electrolytic solution E.
  • the electrolytic solution E can be moved even when the conductor layer D1 closes the upper opening of the electrolytic solution storage portion F (concave portion).
  • the orbital type polishing apparatus is in a state where the upper opening of the electrolyte container F (recess) is always closed.
  • the effect of using the polishing pad 160 is great.
  • the contact conductor 61 is supported by the elastic member 168, and the surface 61a can be displaced by elastic deformation of the elastic member 168.
  • the polishing pad 160 can bring the conductor layer D1 into contact with the polishing member layer 62 (mechanical polishing layer) while maintaining conduction between the conductor layer D1 and the contact conductor 61.
  • the panel constant of the elastic member 168 the contact pressure between the conductor layer D1 and the contact conductor 61 can be easily adjusted, so that the electrical contact between the conductor layer D1 and the contact conductor 61 The degree of continuity! / ⁇ ⁇ can be adjusted easily.
  • Example 3 of a polishing pad to which the present invention is applied will be described.
  • the polishing pad 260 of Example 3 includes the contact conductor 61 of Example 1 as the contact conductor 261 having low rigidity, and the first insulating layer 64 of Example 1. With the second insulating layer 65
  • the insulating layer 264 is integrally formed.
  • the surface of the contact conductor 261 is in contact with the polishing pad 260.
  • the contact conductor 261 itself is displaced downward in the vertical direction (arrow Z5 direction) by elastic deformation.
  • the polishing pad 260 is in a state where the conductive layer D1 and the contact conductor 261 are kept conductive, and the conductive layer D1 and the polishing member layer 62. (Mechanical polishing layer) can be brought into contact with each other, and electrochemical mechanical polishing is possible.
  • the polishing pad 260 can be configured in a simpler manner.
  • the polishing pad 260 may be configured such that when the contact conductor 261 is pressed by the device wafer D, the conductive member layer 63 is elastically deformed to support the contact conductor 261.
  • Example 4 of a polishing pad to which the present invention is applied will be described.
  • the polishing pad 360 of Example 4 has a contact conductor 361, a polishing member layer 362, and a noise 368.
  • the contact conductor 361 is accommodated in a recess 362 c provided by recessing the surface of the polishing member layer 362.
  • the abrasive member layer 362 is formed of an insulating material and is directly laminated on the conductive sheet layer 66.
  • the harness 368 is a wiring that electrically connects the DC power source 53 of the polishing apparatus 50 and the contact conductor 361.
  • the polishing pad 360 can contact the conductor layer D1 and the polishing member layer 62 in a state where the conductor layer D1 and the contact conductor 361 are in contact with each other. Electrochemical mechanical polishing of D1 is possible. Further, the polishing pad 360 can be further simplified.
  • Example 2 an example in which a groove is provided in the first insulating layer 164 in order to insulate between the electrolytic solution E and the conductive member layer 163 is shown, but the present invention is not limited to this. Since it is only necessary to insulate between the electrolytic solution E and the conductive member layer 163, for example, an insulating member formed in an annular shape may be provided along the inner wall of the electrolytic solution storage portion F.

Landscapes

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Abstract

　デバイスウエハの導電体層を、平坦性とウエハ面内均一性とを改善して、電解セルを用いて電気化学的機械的に研磨できるデバイスウエハ用の研磨パッドを提供する。 　研磨パッド６０を研磨装置５０に取り付け、研磨部材層６２を、導電体層Ｄ１に押圧させながら相対移動させることにより、導電体層Ｄ１に形成された電気化学的な保護膜（不働態皮膜）を機械的に除去可能とし、また、導電体層Ｄ１、導電性シート層６６、電解液Ｅにより電解セルを形成し、導電体層Ｄ１を電気化学的に、溶解、除去可能とした。

Description

明 細 書
デバイスウェハ用の研磨パッド
技術分野
[0001] 本発明は、半導体ウェハ上に形成された導電体層を電気化学的機械的に研磨す るデバイスウェハ用の研磨パッドに関するものである。
背景技術
[0002] 半導体装置 (半導体デバイス)は、高集積化、微細化に伴って、配線の積層化が行 われている。すなわち、半導体ウェハの表面に配線材をパターン形成し、この上を酸 化シリコン等の絶縁物で覆い、次の配線材をパターン形成し、これを順次繰り返すプ 口セスが採用されている。
配線をパターン形成するプロセスは、反応性イオンエッチング等によってプラグ用 ホールと配線溝とを酸ィ匕シリコン等の絶縁物（以下、層間絶縁膜）に形成し、この上に 銅めつきによって銅配線材を埋め込んで導電体層を形成し、導電体層表面の余分な 銅を化学的機械的研磨 (CMP)によって除去し平坦化して配線を形成する!ヽゎゆる ダマシン方法が採用されて 、る。
[0003] 近年、デバイスの低消費電力化および高速化の目的で、層間絶縁膜に低誘電率 材料 (いわゆる Low— k材料)の導入が検討されている。この低誘電率材料は、機械 的強度やィ匕学的安定性に乏しぐ CMPにおける回転数や研磨圧力に依存する摩擦 力によって、銅配線材が層間絶縁膜から剥離することがあるため、研磨圧力を極端 に低下させて研磨する超低圧研磨方法が検討されてきた。
[0004] この超低圧 CMPは、研磨レートの低下とウェハ面内均一性の劣化の問題があるた め、 CMPに代わって、以下 3つの方法 (電気化学的研磨方法及び電気化学的機械 的研磨方法)が提案されて ヽる。
[0005] (1)デバイスウェハにアノード電極を接触させ、力ソードに曲率を持たせて電解液中 で対畤させて、導電体層を溶解、除去する電気化学的研磨方法である (例えば、特 許文献 1)。
しかし、この方法は、ウェハ表面を機械的に研磨していないので平坦ィ匕性能が十 分でなぐ配線形成するために、電気化学的研磨の後に Cu— CMPを実施する必要 かあつた。
(2)電解液で満たされた容器 (ベジン）に研磨部材を有する回転定盤を設置し、回転 定盤と、容器底部に設置した力ソードを対畤させて、デバイスウェハにアノード電極を 接触させながら研磨部材に押し付けて (押圧して)電気化学的機械的研磨を行う方 法である（例えば、特許文献 2)。
し力し、一般に、 Cu—CMP装置は、 Cu—CMP (粗研磨と仕上げ研磨の 2ステップ になることもある）と、ノリアメタル CMPとを行うために、マルチプラテン Zマルチへッ ド型が主流である。そのため、この方法は、第 1ステップにおいて、電解研磨装置を 用いて余分な導電体層の除去加工 (粗研磨)を行い、第 2ステップと第 3ステップにお いて、従来の Cu— CMP装置を用いて研磨するため、装置が高価になるという問題 かあつた。
(3)プラテンに搭載し、アノードと力ソードとを有する研磨パッドを用いる電気化学的 機械的研磨方法である (例えば、特許文献 3)。
しかし、この方法では、電解液が研磨パッドの表面を覆うように供給されるため、プ ラテンの回転数を上げると遠心力の作用で電解液が飛散してしま 、、ウェハ面内均 一性が劣化するなど、安定した研磨ができな 、欠点があった。
以上の 3つの方法における問題を解決するために、本件発明者の一人によって、 特許文献 4には、デバイスウェハの銅配線材をアノードとし、プラテンを力ソードとして 複数の電解液収容部に電解液を充填して電解セルを形成させ、プラテン 'ロータリー 型研磨装置等を用 、て電気化学的に研磨する方法が開示されている。
この電気化学的研磨方法は、プラテン 'ロータリー型研磨装置等を使用し、マルチ プラテン Zマルチヘッドの一つのプラテン Zヘッドにユーザーが研磨パッドを貼るだ けで自由に電気化学的研磨用とすることができるので、電気化学的機械的研磨とバ リアメタル CMPを組み合わせたマルチステップ研磨を従来の CMP装置を使って行う ことができる。そのため、装置のコストダウンを達成することができる。また、電解セル をデバイスウェハに対して相対移動可能に形成して、デバイスウェハの表面の余分 な銅配線材を電気化学的に溶解、除去することによって、超低圧 CMPの課題である 研磨レートの改善を達成することができる。
[0007] この方法を用いて、さらなる平坦性、ウェハ面内均一性の改善をする場合、銅配線 材に対する研磨パッドの研磨圧力を大きくすること、相対速度を速くすることが考えら れる。
しかし、研磨圧力を大きくすると、銅配線材がデバイスウェハから剥離する等の問 題が生じるという問題がある。
また、相対速度を速くするためには、プラテン 'ロータリー型の研磨装置の場合、プ ラテンの回転速度を速くする必要がある。ところが、プラテン上の周速度の違い（電解 セルパッドの中心が遅ぐ外周部が速い）によって各電解セルの電解液に生じる遠心 力が異なるので、各電解セル間で電解液の液面に差が生じる。このため、ウェハ面 内均一性が劣化する可能性があった。
さらに、配線溝に形成された導電体層を、ウェハ表面の導電体層と同程度のレート で溶解、除去してしまうという問題があった。
特許文献 1 :特開 2003— 193300号公報
特許文献 2 :特表 2004— 531885号公報
特許文献 3 : Pub. No. US2004Z0214510A1号公報
特許文献 4：特開 2005 - 139480号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] 本発明の課題は、デバイスウェハの導電体層を、平坦性とウェハ面内均一性とを 改善して、電解セルを用いて電気化学的機械的に研磨できるデバイスウェハ用の研 磨パッドを提供することである。
課題を解決するための手段
[0009] 前記課題を解決するために、第 1の発明は、電解液を収容する複数の電解液収容 部を有し、デバイスウェハの導電体層をアノードとし、前記アノードの対極の力ソード との間に前記電解液を接触させて電解セルを形成し、電圧を印加することにより、導 電体層を電気化学的に研磨する研磨パッドにおいて、導電体層を押圧し、導電体層 に対して相対移動することにより、導電体層を電気化学的機械的に研磨する機械的 研磨層と、前記機械的研磨層の前記電解セル以外の部分に配置され、導電体層に 当接して電気的に導通可能な接触導電体と、前記機械的研磨層よりも下側に設けら れ、前記接触導電体に電力を伝達する電力伝達部と、前記電力伝達部と前記カソー ドとの間を絶縁する絶縁層と、を備えるデバイスウェハ用の研磨パッドである。
第 2の発明は、請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、前記接触 導電体の表面は、前記機械的研磨層の表面に対して突出するように設けられ、導電 体層を当接することにより押下げられ、導電体層と前記機械的研磨層とが当接するま で変位可能であること、を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッドである。
第 3の発明は、請求項 2に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、前記接触 導電体の表面の前記変位は、前記接触導電体自身の弾性変形によること、を特徴と するデバイスウェハ用の研磨パッドである。
第 4の発明は、請求項 2に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、前記接触 導電体は、弾性部材により支持され、前記接触導電体の前記変位は、前記弾性部 材の弾性変形によること、を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッドである。
第 5の発明は、請求項 4に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、前記絶縁 層は、前記弾性部材を兼用すること、を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッドで ある。
第 6の発明は、請求項 4に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、前記接触 導電体は、前記電力伝達部の上面に配置され、前記電力伝達部は、前記接触導電 体の表面の前記変位に追従して、屈曲可能であり、前記弾性部材は、前記電力伝達 部を下面側から支持することにより、前記接触導電体の表面を変位可能にすること、 を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッドである。
第 7の発明は、請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、前記絶縁 層は、弾性材料力も形成された第 1の層と、前記第 1の層よりも下層に設けられ、前記 第 1の層よりも剛性のある第 2の層と、を備えることを特徴とするデバイスウェハ用の研 磨ノ ッドである。
第 8の発明は、請求項 7に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、前記第 1 の層は、エラストマ材カも形成され、前記第 2の層は、合成樹脂から形成されること、 を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッドである。
第 9の発明は、請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、前記接触 導電体は、導電体層に対して面接触すること、を特徴とするデバイスウェハ用の研磨 パッドである。
第 10の発明は、請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、前記接 触導電体は、金、白金、銅、チタン合金、又はステンレス鋼から形成されること、を特 徴とするデバイスウェハ用の研磨パッドである。
第 11の発明は、請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、前記接 触導電体は、表面が鏡面であること、を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッドで ある。
第 12の発明は、請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、前記接 触導電体は、カーボンを主成分とした炭素繊維、黒鉛繊維、黒鉛、合成樹脂との複 合炭素素材、エラストマ材との複合炭素素材、合成樹脂との複合黒鉛の内いずれか 1つ、又はそれらの組み合わせ力 形成されること、を特徴とするデバイスウェハ用の 研磨パッドである。
第 13の発明は、請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、前記電 力伝達部と前記電解液との間を絶縁する絶縁部を備えること、を特徴とするデバイス ウェハ用の研磨パッドである。
第 14の発明は、請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、前記電 解セルの直径は、 10〜 100mmであること、を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パ ッドである。
第 15の発明は、請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、前記電 解液収容部の開口部の総面積は、パッド総面積の 20〜80%の割合であること、を特 徴とするデバイスウェハ用の研磨パッドである。
第 16の発明は、請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、前記電 解液収容部間を連結するように設けられ、前記電解液が前記電解液収容部間を移 動するための連結路を有すること、を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッドであ る。 第 17の発明は、請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、前記接 触導電体は、導電体層よりも硬度が低いこと、を特徴とするデバイスウェハ用の研磨 パッドである。
第 18の発明は、請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、前記電 力伝達部は、金、銅、白金、チタン合金、ステンレス鋼又はカーボン力 形成されるこ と、を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッドである。
第 19の発明は、請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、前記電 力伝達部は、カーボンを主成分としたアモルファスカーボン、炭素繊維、黒鉛繊維、 黒鉛、合成樹脂との複合炭素材、又は合成樹脂との複合炭素材から形成されること、 を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッドである。
第 20の発明は、請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、前記機 械的研磨層は、表面に溝を有すること、を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド である。
第 21の発明は、請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、前記機 械的研磨層は、ポリウレタン又は発泡ポリウレタン力 形成されること、を特徴とするデ バイスウェハ用の研磨パッドである。
第 22の発明は、請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、前記機 械的研磨層は、酸ィ匕シリコン砥粒が固定された固定砥粒研磨部材カゝら形成されるこ と、を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッドである。
第 23の発明は、請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、研磨装 置の定盤に載置され、前記定盤に対して電気的に接続され、前記力ソードを形成す る導電性シート層を備えること、を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッドである。 発明の効果
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)本発明は、機械的研磨層が、導電体層を押圧し、導電体層に対して相対移動す ることにより導電体層を電気化学的機械的に研磨する。また、接触導電体は、機械的 研磨層の電解セル以外の部分に配置され、導電体層に当接して電気的に導通可能 である。 これにより、デバイスウェハの導電体層の余分な部分を、機械的研磨と電気化学的 研磨とによって、すなわち、電気化学的機械的研磨 (ECMP)によって除去すること ができる。
このため、 BTA (ベンゾトリァゾール)などの防食剤や、グリシン及び界面活性剤な どの添加剤 (以下、保護膜形成剤)を含んだ電解液を用いることにより、導電体層表 面 (凹凸面)は、電気化学的な保護膜 (不働態皮膜)が形成されるので、研磨パッドは 、凹部以外の不働態皮膜のみを機械的研磨によって除去することができる。すなわ ち、研磨パッドは、導電体層表面の凹部に不働態皮膜を形成したまま、凸部の不働 態皮膜を機械的に除去するため、導電体層表面の凸部のみを電気化学的に溶解、 除去して余分な導電体層を除去することができるので、平坦性が改善でき、配線溝 に導電体層を効率よく残存させ、デバイスウェハの配線形成をすることができる。 さらに、電力伝達部が、機械的研磨層よりも下側に設けられ、接触導電体に電力を 伝達するため、電力伝達部が導電体層に接することを防止できるので、接触導電体 に、効率よく電力を供給することができる。
[0012] (2)本発明は、接触導電体の表面が、機械的研磨層の表面に対して突出するように 設けられ、導電体層を当接することにより押下げられ、導電体層と機械的研磨層とが 当接するまで変位可能であるので、接触導電体と導電体層とを電気的に安定して導 通させることができる。
[0013] (3)本発明は、接触導電体の表面が、接触導電体自身の弾性変形によって変位す るので、導電体層と接触導電体との導通を維持したまま、導電体層を機械的研磨層 とを当接させることができる。
[0014] (4)本発明は、接触導電体が、弾性部材により支持され、接触導電体の表面が、弾 性部材の弾性変形によって変位するので、（3)と同様な効果を得ることができる。ま た、弾性部材を変更し、弾性係数を変更することにより、導電体層と接触導電体の導 通の度合 、を容易に調整することができる。
[0015] (5)本発明は、絶縁層が、弾性部材を兼用する。すなわち、絶縁層が接触導電体の 表面を変位可能にする構造を兼用することにより、研磨パッドの構成をシンプルにす ることがでさる。 [0016] (6)本発明は、接触導電体が電力伝達部の上面に配置され、電力伝達部が接触導 電体の表面の変位に追従して屈曲可能である。弾性部材は、電力伝達部をその下 面側から支持することにより、電力伝達部を介して、接触導電体をその表面が変位可 能に支持する。
これにより、（4)と同様な効果を得ることができる。
[0017] (7)本発明は、電解液を収容する複数の電解液収容部を有し、また、電解液を移動 させるために電解液収容部間に連結路が設けられるので、電解セルを形成するため に導電体層が電解液収容部の開口部を塞いだときにも、電解液を流動させることが できる。すなわち、電解セルが連結路によって接続されている構造になっていること から、効率よく電解液を移動させることができる。
[0018] (8)本発明は、絶縁層が、弾性材料から形成された第 1の層と、第 1の層よりも下層に 設けられ、第 1の層よりも剛性のある第 2の層を備えている。これにより、接触導電体 を上下方向に移動可能に支持するとともに、研磨パッド全体の剛性を向上することが できる。
[0019] (9)本発明は、接触導電体として、カーボンを主成分とした炭素繊維、黒鉛繊維、黒 鉛、合成樹脂との複合炭素素材、エラストマ材の複合炭素素材、合成樹脂との複合 黒鉛の内いずれか 1つ、又はそれらの組み合わせ力 形成することによって研磨面 の損傷を防ぐことが可能となる。炭素繊維、黒鉛繊維、黒鉛は、電気抵抗が低いこと が特長である。また、黒鉛はこれらの中でも最も研磨面の損傷を抑制する効果がある 。合成樹脂との複合炭素素材、エラストマ材との複合炭素素材、合成樹脂との複合 黒鉛は前者と比較して電気抵抗が高いものの、研磨面の損傷を同様に防ぐ効果があ る。もしくは、接触導電体として、金、銅、白金、チタン合金、又はステンレス鋼を用い ることによって電極での接触抵抗を低減することが可能となる。
[0020] (10)本発明は、接触導電体が導電体層に対して面接触するので、接触面の電流密 度を適切にすることができ、また、導電体層の損傷 (ダメージ)を防止することができる
[0021] (11)本発明は、接触導電体の表面が鏡面であるので、導電体層の損傷 (ダメージ） を防止することができる。 [0022] (12)本発明は、電力伝達部と電解液との間を絶縁する絶縁部を備えるので、供給し た電力を、効率よく導電体層に伝達することができる。また、電力伝達部と電解液とが 接することによる電解液の電気分解を防止することができるので、供給した電力を、 効率よく導電体層の電気化学研磨に利用することができる。
[0023] (13)本発明は、接触導電体が導電体層よりも硬度が低いので、導電体層の損傷 (ダ メージ)を防止することができる。
[0024] (14)本発明は、機械的研磨層が表面に溝を有するので、平坦ィ匕性能を改善して機 械的研磨の効率を向上することができる。また、この溝を用いて、電解液を効率よく供 給、排出することができる。
図面の簡単な説明
[0025] [図 1]本発明を適用した研磨パッドの実施例 1を取り付ける研磨装置の斜視図である [図 2]実施例 1の研磨パッドを示す斜視図である。
[図 3]実施例 1の研磨パッドの一部を拡大して示す平面図、縦断面図である。
[図 4]実施例 1の研磨パッドの研磨時における状態を示す縦断面図である。
[図 5]実施例 1の研磨パッドの研磨工程を示す縦断面図である。
[図 6]本発明を適用した研磨パッドの実施例 2を示す縦断面図、横断面図である。
[図 7]実施例 2の研磨パッドの研磨時における状態を示す縦断面図である。
[図 8]実施例 2の接触導電体の支持構造を示す斜視図である。
[図 9]本発明を適用した研磨パッドの実施例 3を示す縦断面図である。
[図 10]本発明を適用した研磨パッドの実施例 4を示す縦断面図である。
符号の説明
[0026] 50 研磨装置
51 プラテン
52 研磨ヘッド
53 電源
55 装置側電極
56 ノズル 60, 160, 260, 360 研磨ノッド、
61, 261 接触導電体
62, 362 研磨部材層
63, 163 導電性部材層
64, 164 第 1絶縁層
65, 165 第 2絶縁層
66 導電性シート層
67 導電性粘着テープ
163c 電極支持部
168 弾性部材
264 絶縁層
C 電解セル
D デバイスウェハ
D1 導電体層
D2 ノ リアメタル
D3 層間絶縁膜
E 電解液
F 電解液収容部
発明を実施するための形態
[0027] 本発明は、デバイスウェハの導電体層を、平坦性とウェハ面内均一性とを改善して 、電解セルを用いて電気化学的機械的に研磨できるデバイスウェハ用の研磨パッド を提供するという目的を、研磨パッドの導電体層、導電性シート層と電解液とから電 解セルを形成し、導電体層を電気化学的に、溶解、除去して研磨可能とし、また、研 磨部材層と導電体層とを当接させながら相対移動させることにより、電気化学的な保 護膜 G (不働体皮膜)を機械的に除去可能とすることにより実現した。
実施例 1
[0028] 次に、図面等を参照しながら、本発明による研磨パッドの実施例を説明する。
最初に、本実施例の研磨パッド 60が取り付けられた研磨装置 50の概略について 説明する。
図 1は、研磨装置 50を示す斜視図である。
研磨装置 50は、プラテン'ロータリー型の化学的機械的研磨 (CMP)を行なう研磨 装置である。研磨装置 50は、プラテン 51 (定盤）と、研磨ヘッド 52と、電源 53と、装置 佃 J電極 55と、ノス、ノレ 56とを備えて!/ヽる。
[0029] プラテン 51は、研磨パッド 60を載置して、鉛直方向の軸 Z1回り（矢印 θ 1方向）に 回転する円盤状の部材である。
研磨ヘッド 52は、その下面に、デバイスウェハ Dを装着し、鉛直方向の軸 Z2回り（ 矢印 Θ 2方向）に回転する円盤状の部材である。研磨ヘッド 52には、デバイスウェハ Dを導電体層 D1が下側になるように装着される。
[0030] 電源 53は、電気化学的研磨（ECP)を行なう電解セル（electrolytic— cell)を形成 するための電力を供給する装置である。電源 53は、後述するように、デバイスウェハ Dの導電体層 D1にアノードを形成し、また、研磨パッド 60の導電性シート層 66 (後 述する）に力ソードを形成する。供給する電力は、一般的には直流電力である力 電 力波形は、パルス状であっても、直流成分があればプラスとマイナスに変動する交流 電力であってもよい。
装置側電極 55は、導電性部材層 63に電力を伝達するための部材である。装置側 電極 55は、配線を介して電源 53のプラス端子に電気的に接続されており、また、研 磨パッド 60の導電性部材層 63 (後述する）に接触することにより、導電性部材層 63 に対して電気的に導通される。装置側電極 55は、導電性部材層 63に対して接触す る接触面が、導電性部材層 63と同一の材料であることが望ましいが、回転している導 電性部材層 63に対して安定して電気的に接触するためには、耐磨耗性を有すること が望ましい。
ノズル 56は、研磨パッド 60の上方に配置され、電解液 Eを供給する部材である。電 解液 Eには、保護膜形成剤や研磨砥粒、酸化剤などを含ませることができる。
[0031] 上述のような構成によって、研磨装置 50は、電解液 Eを供給しながら、デバイスゥェ ハ Dと研磨パッド 60とを接触させ、これらを相対移動させることにより、デバイスウェハ Dの導電体層 D1の表層に電気化学的な保護膜を形成すると同時に、保護膜を機械 的に除去し、導電体層 D1を電気化学的に溶解除去する。すなわち、研磨装置 50は 、研磨パッド 60を取り付けることにより、導電体層 D1の電気化学的機械的研磨 (EC MP)を行なうことができる。
[0032] 次に、研磨パッド 60の構成等について説明する。
図 2は、研磨パッド 60を示す斜視図である。図 3は、研磨パッド 60の一部を拡大し て示す図であり、図 3 (a)は、平面図（図 2に示す矢印 A方向から示す図）、図 3 (b)は 、縦断面図（図 3 (a)に示す B—B部矢視断面図）である。なお、各図は、研磨パッド 6 0の各層の構成を分力りやすくするために、厚みを強調して示す。
図 2、図 3に示すように、研磨パッド 60は、電解液 Eを収容するための複数の電解液 収容部 Fが設けられた円盤状のパッドである。研磨パッド 60は、 4つの接触導電体 61 が設けられ、また、研磨部材層 62 (機械的研磨層）と、導電性部材層 63 (電力伝達 部）と、第 1絶縁層 64と、第 2絶縁層 65と、導電性シート層 66と、導電性粘着テープ 6 7と力 上側からこの順に積層されている。
[0033] 接触導電体 61は、デバイスウェハ Dの導電体層 D1に当接することにより電気的に 導通し、導電体層 D1にアノードを形成するための部材である（図 3 (b)参照)。接触 導電体 61は、導電体層 D1に当接したときに、導電体層 D1を損傷しないように、導 電体層 D1を形成する銅よりも硬度が低い材料から形成される。本実施例では、 4つ の接触導電体 61を、平面図において、研磨部材層 62の研磨パッド面の中心から略 等距離の位置で、略等角度 (本実施例では、 90度）になる位置に配置した例を示す 。また、接触導電体 61は、電解セルを形成する貫通孔 62a以外の部分に配置されて いる。接触導電体 61は、その表面が研磨部材層 62の表面よりも所定量 (例えば、 0. 5mm以下)突出するように設けられ、また、その下面が後述する導電性部材層 63に 接している。接触導電体 61は、後述するように弾性材料カゝら形成された第 1絶縁層 6 4により、鉛直方向（導電体層 D1に当接する方向）に移動可能に支持される。これに より、接触導電体 61の表面 61aは、導電体層 D1に当接したときに、この方向に変位 することができる。
[0034] 接触導電体 61の材料としては、金属 (金、白金、チタン合金、銅、ステンレス鋼等） や、炭素素材 (カーボンを主成分とした炭素繊維、黒鉛繊維、黒鉛、アモルファス力 一ボン、合成樹脂との複合炭素素材、エラストマ材との複合炭素素材、合成樹脂との 複合黒鉛の内いずれか 1つ、又はそれらの組み合わせ等)等が挙げられる。
接触導電体 61と導電体層 D1との接触は、点接触、線接触、面接触のいずれの方 法でもよい。しかし、点接触や線接触による導通は、接触点数を多くしても、合計の 接触面積が小さいため、接触部分の電流密度が過大となる。これによつて、発熱や 電圧降下等の問題があるばかりか、接触面積が小さ!/、ことによる圧力の集中によって 、導電体層 D1にダメージを与える等の問題がある。このため、接触導電体 61は、面 接触 (直径が 5〜20mm程度）による接触方法が適切である。また、接触導電体 61は 、前記金属やカーボン等の硬度が導電体層 D1より高い材料の場合、導電体層 D1 にダメージを与えないために、接触導電体の表面を鏡面とする必要がある。導電体 層 D1よりも硬度が低い材料の場合、天然黒鉛、合成樹脂やエラストマ材との複合炭 素材が、ダメージを与えない材料として適しており、中でも天然黒鉛が、導電性が比 較的大きぐ導電体層 D1へのダメージを与えない材料として最も適している。
[0035] 研磨部材層 62 (機械的研磨層）は、デバイスウェハ Dの導電体層 D1に押圧した状 態で相対移動することにより、導電体層 D1の表面に形成された保護膜 (後述する)を 機械的に除去するための部材である。研磨部材層 62は、研磨装置 50のプラテン 51 と研磨ヘッド 52 (図 1参照）とが回転運動することにより、デバイスウェハ Dに対して相 対移動することができる。研磨部材層 62は、円盤状の部材であり、図 3に示すように、 接触導電体 61を設けるための貫通孔 62aと、電解液収容部 Fを形成するための貫通 孔 62bとが設けられている。
[0036] 研磨部材層 62は、非金属であり絶縁性のあるウレタン系の材料 (発泡構造のポリウ レタン材、溝付発泡構造のポリウレタン材、クッション層を有する発泡構造のポリウレタ ン材等）、又は研磨部材がシリカ（酸ィ匕シリコン)砥粒が固定された固定砥粒研磨部 材等から形成される。研磨部材層 62の材料は、前述した非金属材料に熱硬化性榭 脂又はエラストマ材を含浸させたものを使用することもできる。この場合、熱硬化性榭 脂又はエラストマ材は、研磨砲粒を分散させて使用するのが、導電体層 D1の表面粗 さを減少させ、鏡面に研磨できることから好ましい。
また、研磨部材層 62は、前述した非金属材と研磨砥粒を含有するシートとを、研磨 面に垂直に交互に配列するようにしてもよい。この砲粒は、酸ィ匕シリコン、酸化アルミ 二ゥム、酸化鉄、酸化亜鉛、炭化ケィ素、炭化ホウ素及び合成ダイヤモンド粉体の単 独若しくは二種類以上を使用することができる。
さらに、研磨部材層 62は、表面を窪ませて設けた同心円溝や xy溝 (図示せず)を 設けてもよい。これにより、研磨部材層 62は、導電体層 D1との接触圧が大きくなるの で、導電体層 D1との摩擦力が増大するため機械的研磨の効率を向上することがで き、また、これらの溝を用いて電解液 Eの供給、排出をすることができる。
[0037] 導電性部材層 63 (電力伝達部）は、研磨装置 50の装置側電極 55 (図 1参照）と接 触導電体 61とを導通させ電力を伝達するための部材であり、円盤状に形成され、研 磨部材層 62の下層に積層されている。導電性部材層 63は、図 3に示すように、平面 における外形が研磨部材層 62よりも大きく形成されており、上面の露出部分 63aが 装置側電極 55に接触することにより、電源 53の電力を接触導電体 61に伝達する。 また、導電性部材層 63は、その上面が、接触導電体 61に対して電気的に接続され 、接触導電体 61を下面から支持するよう配置される。導電性部材層 63は、電解液収 容部 Fを形成するための貫通孔 63bが設けられている。
[0038] 導電性部材層 63は、金属等の低抵抗材料 (金、銅、白金、チタン合金、ステンレス 鋼、カーボン等）、又は炭素素材 (カーボンを主成分としたアモルファスカーボン、炭 素繊維、黒鉛繊維、黒鉛、合成樹脂との複合炭素材、合成樹脂との複合炭素材等） 等から形成される。
[0039] 第 1絶縁層 64、第 2絶縁層 65からなる絶縁層は、接触導電体 61、導電性部材層 6 3と、後述する導電性シート層 66との間を電気的に絶縁するための部材であり、円盤 状に形成され、導電性部材層 63の下層に積層されている。第 1絶縁層 64、第 2絶縁 層 65の全体の厚さは、 0. 5〜5mm程度である。第 1絶縁層 64、第 2絶縁層 65は、 電解液収容部 Fを形成するための貫通孔 64b, 65bが設けられて 、る。
第 1絶縁層 64は、接触導電体 61を鉛直方向に移動可能に支持するために、エラス トマ材等の弾性材料カゝら形成される。すなわち、第 1絶縁層 64は、接触導電体 61の 表面 61 aを変位可能にするための弾性部材を兼用することにより、研磨パッド 60の構 成をシンプルにすることができる。 第 2絶縁層 65は、電気絶縁性を有し、第 1絶縁層 64よりも剛性のある合成樹脂等（ 例えば、ポリカーボネート等)から形成される。
なお、第 1絶縁層 64、第 2絶縁層 65は、弾性材料カゝら一体で形成してもよいが、前 述の構成とした方力 研磨パッド 60全体の剛性を向上できるので、好適である。
[0040] 接触導電体 61は、デバイスウェハ Dによって直接加圧されるため、接触導電体 61 の押圧の値は、研磨圧力とほぼ等しい。超低圧研磨では、研磨圧力が 6. 9 X 10"4 〜6. 9 X 10_3N/m2 (7〜70gf/cm2、 0. 1〜： Lpsi)の範囲で使用されるため、接 触導電体 61の直下部の絶縁層が圧縮されて接触導電体 61が鉛直方向に移動し、 導電体層 D1が研磨部材層 62に押圧される必要がある。例えば、研磨圧が 6. 9 X 1 0_2N/m2 (7gf/cm2、0. lpsi)で接触導電体 61が研磨部材層 62表面より 0. 3m m突き出している場合、絶縁層 64は、縦弾性係数が 6. 9 X 10"3N/m2 (70gf/cm 2)以下であるものを選択する必要がある。また、接触導電体 61と導電体層 D1とを安 定して接触させて、電気的に導通させるために、絶縁層 64の縦弾性係数を 4. 9 X 1 0_3〜6. 9 X 10_3NZm2 (50〜70gfZcm2)程度に設定するのが好適である。
[0041] 導電性シート層 66は、電解セルの力ソードを形成するためのシート部材であり、円 盤状に形成され、第 2絶縁層 65の下層に積層されている。導電性シート層 66は、図 3 (b)に示すように、第 2絶縁層 65の貫通孔 65bを下側力も塞ぐことにより、電解液 E を収容するための電解液収容部 Fの底部を形成する。導電性シート層 66は、後述す る導電性粘着テープ 67とプラテン 51とを介して、直流電源 53 (図 1参照）に対して電 気的に接続されている。以上の構成により、導電性シート層 66は、電解液収容部 F に電解液が収容されたときに、デバイスウェハ Dの導電体層 D1の対極に、力ソードを 形成する。
導電性シート層 66は、導電性を有し、電解液 Eに対して不溶性のある材料であれ ば金属、非金属を問わず使用することができる。このような材料としては、金、白金、 チタン合金なども使用できる力 経済的見地から、カーボン、黒鉛、ステンレス、銅等 が好ましい。
導電性粘着テープ 67は、研磨パッド 60をプラテン 51に貼付するための粘着テー プであり、研磨パッド 60とプラテン 51とを導通させるために、導電性を有している。た だし、プラテンがアルミナセラミックなどの非導電材料で形成される場合は、省略する ことができる。
[0042] 図 4は、研磨時において、研磨パッド 60とデバイスウェハ Dと力 電解セル Cを形成 する状態を拡大して示す縦断面図である。
図 4の状態において、接触導電体 61の表面 61aは、デバイスウェハ Dの導電体層 D1に当接することにより押し下げられ、導電体層 D1と研磨部材層 62とが当接するま で変位する。これは、第 1絶縁層 64が圧縮され、弾性変形するためである。
また、導電性部材層 63は、研磨部材層 62よりも下側に設けられているので、導電 体層 D1に接することがないので、接触導電体 61に、効率よく電力を供給できる。
[0043] 研磨時において、研磨パッド 60の電解液収容部 Fは、その内部が電解液 Eによつ て満たされ、また、その開口部が、デバイスウェハ Dの導電体層 D1によって蓋をされ た状態になる。導電体層 D1は、電源 53 (図 1参照）のプラス電極に対して、装置側電 極 55、導電性部材層 63、接触導電体 61 (図 3参照)を介して、電気的に接続されて いるためアノードとなる。一方、導電性シート層 66は、電源 53のマイナス電極に対し て、プラテン 51、導電性粘着テープ 67、を介して、電気的に接続されているためカソ ードとなる。
導電体層 D1がアノードとなることにより、導電体層 D1を形成する銅は、「Cu→Cu2 + + 2e―」による電気化学反応によって、溶解、除法される。
[0044] なお、電解液収容部 Fの径は、デバイスウェハ Dの径よりも小さく形成する必要があ り、その横断面が円形の場合には、直径 10〜： LOOmmの大きさとするのが好ましい。 さらに、 15〜30mmであることが研磨のウェハ面内の均一性を改善する上でも望まし い。直径をこの大きさにする理由は、直径が 10mm以下であると、直径に対して電解 液収容部の深さが大きくなるため、電解液 Eを安定して導電体層 D1に接触させること が困難になるので、これを防止するためである。
また、研磨パッド 60の総面積 (研磨部材層 62の上面の面積 (電解液収容部 Fの開 口を含む)）に対する電解液収容部 14の開口の総面積の割合は、 20〜80%である のが好ましい。さらに、 40〜60%が研磨のウェハ面内均一性を改善する上でも望ま しい。この理由は、この割合が少なすぎると電気化学的研磨能率が低下し、多すぎる と導電性部材層 63の電気抵抗が大きくなりすぎ、かつ機械的研磨能率が低下して平 坦性が劣化するからである。また、電解液収容部 Fは、研磨パッド 60に複数の開口が 形成されていればよぐその横断面は、円形に限定されず、多角形でもよい。さらに、 電解液収容部 Fは、円形又は多角形のような孔でなくとも、リング状又は直線状の開 口に形成してもよい。
[0045] 図 5は、研磨パッド 60によるデバイスウェハ Dの研磨工程を示す縦断面図である。
図 5 (a)は、研磨前の状態、図 5 (b)〜図 5 (e)は、研磨中の状態、図 5 (f)は、研磨後 の状態をそれぞれ示す図である。なお、以下の説明において、研磨面（図中下側の 面)を下面、その反対側の面を上面（図中上側の面)として説明する。
最初に、デバイスウェハ Dの構成について説明する。
図 5 (a)に示すように、研磨前には、デバイスウェハ Dは、下層側から、導電体層 D1 、 ノリアメタル D2、層間絶縁膜 D3が積層されている。（図中、トランジスタ部分は、省 略して示す。 )
[0046] 導電体層 D1は、デバイスウェハ Dの配線を構成するための層であり、銅をめつき等 の手法を用いて積層させて形成される。導電体層 D1は、層間絶縁膜 D3の下面を窪 ませて設けられた配線溝 D3aに積層された部分力 残存するように研磨されることに より（図 5 (f)参照）、デバイスウェハ D内を配線する。導電体層 D1は、層間絶縁膜 D 3の配線溝 D3aの範囲に積層された部分に、窪み（凹部 Dla)が形成される場合が ある。ただし、導電体層 D1に凹部 Dlaが形成されていても、本実施例の研磨パッド 6 0は、後述するように、均一に導電体層 D1を研磨することができる。
[0047] バリアメタル D2は、導電体層 D1の金属原子が層間絶縁膜 D3に移動（migration) することを防ぐために設けられている。このノリアメタル D2は、融点が高ぐ導電性が ある材料、例えば、窒化タンタルゃ窒化チタンなどの金属窒化物を使用することがで きる。
層間絶縁膜 D3は、デバイスウェハ Dの各層の間を絶縁するための絶縁層（膜)で ある。
[0048] 次に、デバイスウェハ Dの研磨工程を説明する。
図 5 (a)に示す状態において、デバイスウェハ Dの導電体層 D1と研磨パッド 60の 導電性シート層 66とが当接し、電解セル C (図 4参照）によって、導電体層 D1の下面 の表層は、溶解、除去される。導電体層 D1の溶解、除去が進行すると、図 5 (b)に示 すように、電解液 Eの保護膜形成剤 (防食剤や界面活性剤)の作用により、導電体層 D1の下面表面に電気化学的な保護膜 G (銅の錯体層）が形成され、これが不働態 皮膜 (passive film)となり、導電体層 Dlの溶解が停止する。
研磨パッド 60の研磨部材層 62 (図 4参照）は、研磨装置 50 (図 1参照）によって、デ バイスウェハ Dに対して相対移動しているので、保護膜 Gは、機械的に除去される。 このとき、凹部 Dlaに形成された保護膜 Gは、研磨パッド 60に接しないので、導電体 層 D1の凸部 Die, Didに形成された保護膜 Gのみが除去される。
[0049] そして、図 5 (c)に示すように、導電体層 D1の凸部 Die, Didの銅が露出したなら ば、この露出した部分のみ力 電解セル Cによって、溶解、除去され、再び形成され た保護膜 Gが機械的に除去される。
以上のような工程が瞬時に繰り返され、研磨パッド 60は、導電体層 D1を電気化学 的機械的に研磨し、凸部 Die, Didの除去速度を、凹部 Dlaよりも速くすることがで きる。そして、研磨パッド 60は、導電体層 D1の表面を、図 5 (d)に示すように、平面に することができる。
[0050] 図 5 (d)の状態では、導電体層 D1は、下面が平面であるので、バリアメタル D2下面 までの部分 (図 5 (d)に示す範囲 HIの部分)は、同一の研磨レートで電気化学的機 械的に除去され、図 5 (e)の状態となる。
[0051] 図 5 (e)の状態では、デバイスウェハ Dは、導電体層 D1とバリアメタル D2と力 下面 に露出した状態となる。多層積層配線化をする場合には、層間絶縁膜 D3を露出さ せ (図 5 (f)の状態)、この上にさらに層間絶縁膜を堆積する。このため、導電体層 D1 と、導電体層 D1と材質の異なるノリアメタル D2の下面の表層（図 5 (e)に示す範囲 H 2の部分)を同時に層間絶縁膜 D3の表面まで除去する必要がある。これらの除去は 、前述したマルチプラテンマルチヘッド型の研磨装置を用いて、第 2ステップとして、 従来の化学的機械的研磨 (CMP)により行われる。さらにデッシング (導電体層 D1が 余分に研磨除去された状態)の修正が必要な場合、第 3ステップとして、層間絶縁膜 D3を化学的機械的に研磨する。 [0052] 以上のように、電気化学的機械的研磨は、デバイスウェハ Dの導電体層 D1を、図 5 (a)から図 5 (e)の状態に研磨するものであり、電気的な保護膜の形成と保護膜の機 械的除去及び銅の溶解除去 (電気化学的除去)をバランスよく行!ヽ、高 ヽ研磨レート と面内均一性を維持したまま、平坦ィ匕することができる。
[0053] 以上説明したように、本実施例の研磨パッド 60は、プラテン 'ロータリー型の研磨装 置 50に取り付けられる。そして、研磨部材層 62 (機械的研磨層）は、導電体層 D1を 押圧した状態で相対移動させ、また、接触導電体 61は、研磨部材層 62の電解セル C以外の部分に配置され、研磨部材層 62の表面よりも突出するように設けられ、導電 体層 D1に当接して電気的に導通する。これにより、導電体層 D1を電気化学的作用 により不働態化すると同時に、導電体層 D1の凸部 Die, Didを選択的に機械的に 除去し、さらに電気化学的に除去することができる。すなわち、デバイスウェハ Dの導 電体層 D1の余分な部分を、機械的除去と電気化学的除去とをバランスよく行い、高 V、平坦性を実現することができる。
実施例 2
[0054] 次に、本発明を適用した研磨パッドの実施例 2について説明する。
実施例 2の研磨パッドは、実施例 1の接触導電体 61の保持方法を変更し、また、電 解液収容部間に連結路を設けたものである。なお、前述した実施例 1と同様な機能を 果たす部分には、重複する説明を適宣省略し、主に変更箇所について説明する。 図 6〜図 8は、実施例 2の研磨パッド 160を示す図である。図 6 (b)は、縦断面図、 図 6 (a)は、横断面図（図 6 (b)に示す I-I部矢視断面図）であり、図 7は、研磨時の 状態を示す縦断面図、図 8は、接触導電体の支持構造を示す斜視図である。
図 6に示すように、研磨パッド 160は、導電性部材層 163と、第 1絶縁層 164と、第 2 絶縁層 165と、弾性部材 168とを備えている。
[0055] 導電性部材層 163は、図 6 (a)に示すように、円環部 163aと、腕部 163bと、電極支 持部 163cとを有している。
円環部 163aは、導電性部材層 163の外郭の部分である。腕部 163bは、円環部 1 63aと電極支持部 163cとを接続する腕状の部分であり、円環部 163a側を支点として 屈曲し、電極支持部 163cを上下方向に移動することができる。電極支持部 163cは 、平面形状が、接触導電体 61と略同形の部材であり、その上側に接触導電体 61を 配置し、接触導電体 61に電力を伝達する。
[0056] 第 1絶縁層 164、第 2絶縁層 165からなる絶縁層は、導電性部材層 163と、導電性 シート層 66との間を電気的に絶縁するための部材であり、剛性の高い榭脂等 (例え ば、ポリカーボネート等)から形成される。第 1絶縁層 164、第 2絶縁層 165は、電極 支持部 163cと弾性部材 168 (後述する）とを収容するために、研磨部材層 62の貫通 孔 62aに連通した貫通孔 164a, 165aが設けられて!/、る。
[0057] 第 1絶縁層 164は、電解液収容部 Fに収容された電解液 Eと、導電性部材層 163と の間を絶縁できるように、導電性部材層 163を収容する溝 164cが設けられて 、る。 すなわち、第 1絶縁層 164の部分 164d (絶縁部）は、導電性部材層 163が電解液収 容部 Fに露出することを防止している。そして、第 1絶縁層 164は、図 7に示すように、 デバイスウェハ Dの導電体層 D1を電解、溶解するときに、電解液 Eと導電性部材層 1 63とが隔離され、電解液 Eの水の電気分解に消費される電流の流れを防止すること ができる（図 7に示す矢印 J参照)。これにより、研磨パッド 160は、供給された電力を、 導電体層 D1の電解、溶解に、効率よく用いることができる。
[0058] 第 2絶縁層 165は、図 6に示すように、開口 165cが設けられており、電解セル C (図 4参照)を形成する電解液収容部 F間を連結する連結路 (貫通孔)を形成する。この ため、電解液 Eは、電解液収容部 F間を移動することができる。すなわち、電解液収 容部 Fの上部開口部から入った電解液 Eは、この連結路を介して電解液収容部 Fの 滞留を防止することにより、電解液の劣化を防止することができる。また、研磨パッド 1 60は、電解液収容部 Fに排出口（図示せず)を設けることにより、上部開口部以外か ら電解液 Eを排出することができるので、電解液 Eをより新しい状態に保つことができ る。
なお、第 1絶縁層 164、第 2絶縁層 165は、構成を簡略にするために一体で形成し てもよいが、電解液収容部 F間の連結路を形成する場合、別部材とした方が、加工性 が良好である。
[0059] 弾性部材 168は、接触導電体 61を上下に移動可能に支持するための部材である 。弾性部材 168は、例えば、フッ素系ゴム材、エラストマ樹脂から形成された円柱状 の部材、又はステンレス鋼等カゝら形成されたコイルパネ、板パネ等である。弾性部材
168にゴム系の材料を用いるときは、例えば、ゴム硬度を JIS A硬度 10以下とし、円 柱内部を空洞にすることにより、変形量を大きくすることができる。弾性部材 168は、 図 8に示すように、導電性部材層 163の電極支持部 163cを介して、接触導電体 61 を支持している。弾性部材 168は、第 1絶縁層 164、第 2絶縁層 165の貫通孔 164a 、 165aに収容される。弾性部材 168は、接触導電体 61とデバイスウェハ Dとを安定 して接触させて、電気的に導通させるために、パネ定数を、 9. 8 X 102〜6. 9 X 103 NZm(l〜7kgfZcm)程度に設定するのが好適である。また、パネ定数の調整は、 弾性部材 168を交換することにより、容易に行なうことができるので、導電体層 D1と 接触導電体 61との接触圧を調整して、電気的な導通の度合!ヽを容易に調整すること ができる。
[0060] 弾性部材 168が、接触導電体 61を支持する動作を説明する。
接触導電体 61は、研磨時において、図 7に示すように、デバイスウェハ Dによって、 鉛直方向下側 (矢印 Z3方向）に押圧される。このとき、図 8に示すように、電極支持部 163cは、腕部 163bによって上下方向（矢印 Θ 3方向）に移動可能であるので、接触 導電体 61に接した状態で、鉛直方向下側に移動する。そして、弾性部材 168は、接 触導電体 61、電極支持部 163cの移動に応じて、鉛直方向（矢印 Z4方向）に圧縮す ることにより、接触導電体 61を支持することができる。これにより、接触導電体 61の表 面 61aは、鉛直方向に変位することができる。
[0061] 以上説明したように、本実施例の研磨パッド 160は、第 1絶縁層 164が、導電性部 材層 163 (電力伝達部）と電解液 Eとの間を絶縁する部分 164d (絶縁部）を備えるの で、供給された電力を、効率よく導電体層に伝達することができる。また、導電性部材 層 163と電解液 Eとが接することによる電気分解を防止することができるので、供給し た電力を、効率よく導電体層の電気化学研磨に利用することができる。
[0062] また、第 2絶縁層 165は、電解液 Eを循環するための連結路（貫通孔）を形成する。
これにより、電解セル Cを形成するために、導電体層 D1が電解液収容部 F (凹部）の 上部開口部を塞いだときにも、電解液 Eを移動することができる。特に、ォービタル型 の研磨装置は、電解液収容部 F (凹部）の上部開口部が常に塞がれた状態になるの で、研磨パッド 160を用いる効果が大きい。なお、ォービタル型の研磨装置では、電 解研磨パッドの下力も電解液を供給することが望ましい。
[0063] さらに、接触導電体 61は、弾性部材 168により支持され、表面 61aが弾性部材 168 の弾性変形によって変位することができる。これにより、研磨パッド 160は、導電体層 D1と接触導電体 61との導通を維持したまま、導電体層 D1と研磨部材層 62 (機械的 研磨層）とを当接させることができる。また、弾性部材 168のパネ定数を調整すること により、導電体層 D1と接触導電体 61との接触圧を容易に調整することができるので 、導電体層 D1と接触導電体 61との電気的な導通の度合!/ヽを容易に調整することが できる。
実施例 3
[0064] 次に、本発明を適用した研磨パッドの実施例 3について説明する。
図 9 (a)に示すように、実施例 3の研磨パッド 260は、実施例 1の接触導電体 61を、 剛性が低い接触導電体 261に、また、実施例 1の第 1絶縁層 64と第 2絶縁層 65とを
、一体で形成した絶縁層 264に変更したものである。
図 9 (b)に示すように、接触導電体 261の表面は、研磨パッド 260に当接したときに
、接触導電体 261自身の弾性変形によって鉛直方向下側 (矢印 Z5方向）に変位す る。
[0065] 以上のような構成によっても、実施例 1と同様に、研磨パッド 260は、導電体層 D1と 接触導電体 261との導通を維持した状態で、導電体層 D1と研磨部材層 62 (機械的 研磨層）とを当接させることができ、電気化学的機械的研磨が可能である。また、研 磨パッド 260を、よりシンプルな構成にすることができる。
なお、前述した効果は、接触導電体 261を、剛性の高い材料力 形成し、かつ、導 電性部材層 63を、弾性変形可能な材料カゝら形成することによつても、同様に得ること ができる。すなわち、研磨パッド 260は、接触導電体 261がデバイスウェハ Dによって 押圧されたときに、導電性部材層 63が弾性変形して接触導電体 261を支持するよう に構成してもよい。
実施例 4
[0066] 次に、本発明を適用した研磨パッドの実施例 4について説明する。 図 10に示すように、実施例 4の研磨パッド 360は、接触導電体 361と、研磨部材層 362と、ノヽーネス 368とを有して! /、る。
接触導電体 361は、研磨部材層 362の表面を窪ませて設けられた凹部 362cに収 容されている。研磨部材層 362は、絶縁性を有する材料から形成され、導電性シート 層 66の上に直接積層されている。ハーネス 368は、研磨装置 50の直流電源 53と接 触導電体 361とを、電気的に接続する配線である。
[0067] 研磨時において、接触導電体 361の表面 361aは、デバイスウェハ Dの導電体層 D 1に押圧されたときに、接触導電体 361自身の弾性変形、又は研磨部材層 362の弾 性変形により、上下方向に変位する。
以上のような構成によっても、研磨パッド 360は、導電体層 D1と接触導電体 361と が接した状態で、導電体層 D1と研磨部材層 62とを当接させることができ、導電体層 D1の電気化学的機械的研磨が可能である。また、研磨パッド 360を、さらにシンプル な構成にすることができる。
[0068] (変形例）
以上説明した実施例に限定されることなぐ種々の変形や変更が可能であって、そ れらも本発明の均等の範囲内である。
(1)実施例 2において、電解液 Eと、導電性部材層 163との間を絶縁するために、 第 1絶縁層 164に溝を設けた例を示したが、これに限定されない。電解液 Eと、導電 性部材層 163との間を絶縁できればよいので、例えば、電解液収容部 Fの内壁に沿 つて、円環状に形成した絶縁部材を設けてもよい。

Claims

請求の範囲
[1] 電解液を収容する複数の電解液収容部を有し、デバイスウェハの導電体層をァノ ードとし、前記アノードの対極の力ソードとの間に前記電解液を接触させて電解セル を形成し、電圧を印加することにより、前記導電体層を電気化学的機械的に研磨す る研磨パッドにおいて、
前記導電体層を押圧し、前記導電体層に対して相対移動することにより、前記導電 体層を電気化学的機械的に研磨する機械的研磨層と、
前記機械的研磨層の前記電解セル以外の部分に配置され、前記導電体層に当接 して電気的に導通可能な接触導電体と、
前記機械的研磨層よりも下側に設けられ、前記接触導電体に電力を伝達する電力 伝達部と、
前記電力伝達部と前記力ソードとの間を絶縁する絶縁層と、
を備えるデバイスウェハ用の研磨パッド。
[2] 請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにぉ 、て、
前記接触導電体の表面は、前記機械的研磨層の表面に対して突出するように設け られ、前記導電体層を当接することにより押下げられ、前記導電体層と前記機械的 研磨層とが当接するまで変位可能であること、
を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
[3] 請求項 2に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、
前記接触導電体の表面の前記変位は、前記接触導電体自身の弾性変形によるこ と、
を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
[4] 請求項 2に記載のデバイスウェハの研磨パッドにぉ 、て、
前記接触導電体は、弾性部材により支持され、
前記接触導電体の前記変位は、前記弾性部材の弾性変形によること、 を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
[5] 請求項 4に記載のデバイスウェハの研磨パッドにぉ 、て、
前記絶縁層は、前記弾性部材を兼用すること、 を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
[6] 請求項 4に記載のデバイスウェハの研磨パッドにぉ ヽて、
前記接触導電体は、前記電力伝達部の上面に配置され、
前記電力伝達部は、前記接触導電体の表面の前記変位に追従して、屈曲可能で あり、
前記弾性部材は、前記電力伝達部を下面側から支持することにより、前記接触導 電体の表面を変位可能にすること、
を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
[7] 請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにぉ 、て、
前記絶縁層は、
弾性材料から形成された第 1の層と、
前記第 1の層よりも下層に設けられ、前記第 1の層よりも剛性のある第 2の層と、 を備えることを特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
[8] 請求項 7に記載のデバイスウェハの研磨パッドにぉ 、て、
前記第 1の層は、エラストマ材力 形成され、
前記第 2の層は、合成樹脂から形成されること、
を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
[9] 請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにぉ 、て、
前記接触導電体は、前記導電体層に対して面接触すること、
を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
[10] 請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、
前記接触導電体は、金、白金、銅、チタン合金、又はステンレス鋼力 形成されるこ と、
を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
[11] 請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、
前記接触導電体は、表面が鏡面であること、
を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
[12] 請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、 前記接触導電体は、カーボンを主成分とした炭素繊維、黒鉛繊維、黒鉛、合成榭 脂との複合炭素素材、エラストマ材との複合炭素素材、合成樹脂との複合黒鉛の内 いずれか 1つ、又はそれらの組み合わせ力 形成されること、
を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
[13] 請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、
前記電力伝達部と前記電解液との間を絶縁する絶縁部を備えること、
を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
[14] 請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、
前記電解セルの直径は、 10〜： LOOmmであること、
を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
[15] 請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、
前記電解収容部の開口部の総面積は、パッド総面積の 20〜80%の割合であるこ と、
を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
[16] 請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、
前記電解液収容部間を連結するように設けられ、前記電解液が前記電解液収容部 間を移動するための連結路を有すること、
を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
[17] 請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、
前記接触導電体は、前記導電体層よりも硬度が低いこと、
を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
[18] 請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、
前記電力伝達部は、金、銅、白金、チタン合金、ステンレス鋼又はカーボン力 形 成されること、
を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
[19] 請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、
前記電力伝達部は、カーボンを主成分としたアモルファスカーボン、炭素繊維、黒 鉛繊維、黒鉛、合成樹脂との複合炭素材、又は合成樹脂との複合炭素材から形成さ れること、
を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
[20] 請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにぉ ヽて、
前記機械的研磨層は、表面に溝を有すること、
を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
[21] 請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにおいて、
前記機械的研磨層は、ポリウレタン又は発泡ポリウレタン力 形成されること、 を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
[22] 請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにぉ 、て、
前記機械的研磨層は、酸ィ匕シリコン砥粒が固定された固定砥粒研磨部材カゝら形成 されること、
を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
[23] 請求項 1に記載のデバイスウェハの研磨パッドにぉ 、て、
研磨装置の定盤に載置され、前記定盤に対して電気的に接続され、前記力ソード を形成する導電性シート層を備えること、
を特徴とするデバイスウェハ用の研磨パッド。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008149937A1 (ja) * 2007-06-05 2008-12-11 Roki Techno Co., Ltd. デバイスウエハ用の研磨パッド及び研磨方法
US20220324080A1 (en) * 2020-03-12 2022-10-13 Bruker Nano Inc. Chemical-mechanical polishing system with a potentiostat and pulsed-force applied to a workpiece

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009094205A (ja) * 2007-10-05 2009-04-30 Renesas Technology Corp デバイスウエハの研磨パッド及び研磨装置
US20110048963A1 (en) * 2008-01-18 2011-03-03 Toyo Trie & Rubber Co., Ltd. Method of manufacturing electropolishing pad
JP2015128161A (ja) * 2014-12-25 2015-07-09 国立大学法人大阪大学 研磨方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005005661A (ja) * 2002-08-02 2005-01-06 Applied Materials Inc 電気化学的機械研磨のための導電性研磨用品
US20050092621A1 (en) * 2000-02-17 2005-05-05 Yongqi Hu Composite pad assembly for electrochemical mechanical processing (ECMP)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100551623C (zh) * 2003-01-10 2009-10-21 3M创新有限公司 应用于化学机械平面化的垫结构
JP2004319584A (ja) * 2003-04-11 2004-11-11 Nihon Micro Coating Co Ltd 研磨パッド及びその製造方法
JP4142554B2 (ja) * 2003-11-04 2008-09-03 株式会社ロキテクノ 導電性研磨パッド及び該研磨パッドを使用する電解研磨方法
JP2005271172A (ja) * 2004-03-26 2005-10-06 Nitta Haas Inc 研磨パッド

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050092621A1 (en) * 2000-02-17 2005-05-05 Yongqi Hu Composite pad assembly for electrochemical mechanical processing (ECMP)
JP2005005661A (ja) * 2002-08-02 2005-01-06 Applied Materials Inc 電気化学的機械研磨のための導電性研磨用品

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008149937A1 (ja) * 2007-06-05 2008-12-11 Roki Techno Co., Ltd. デバイスウエハ用の研磨パッド及び研磨方法
JPWO2008149937A1 (ja) * 2007-06-05 2010-08-26 株式会社ロキテクノ デバイスウエハ用の研磨パッド及び研磨方法
US20220324080A1 (en) * 2020-03-12 2022-10-13 Bruker Nano Inc. Chemical-mechanical polishing system with a potentiostat and pulsed-force applied to a workpiece
US12011800B2 (en) * 2020-03-12 2024-06-18 Bruker Nano Inc. Chemical-mechanical polishing system with a potentiostat and pulsed-force applied to a workpiece

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