JP2000288912A - 研磨ポリシャ及びその製造方法 - Google Patents
研磨ポリシャ及びその製造方法Info
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- JP2000288912A JP2000288912A JP2000081158A JP2000081158A JP2000288912A JP 2000288912 A JP2000288912 A JP 2000288912A JP 2000081158 A JP2000081158 A JP 2000081158A JP 2000081158 A JP2000081158 A JP 2000081158A JP 2000288912 A JP2000288912 A JP 2000288912A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 1.研磨による被研磨物(例えば半導体)表
面の縁だれを防止または抑制できる、2.荷重がかかっ
てもポリシャが圧縮変形を起こしにくい、3.ポリシャ
と研磨定盤の接合にかかる平坦度不良が発生しにくい、
4、ポリシャのドレッシング(目立て)が不要である、
5.λ以下の高い被研磨物(例えば半導体)の面精度を
得ることができる、6.研磨ポリシャが低コストであ
る、7.研磨ポリシャが高寿命である、という特徴の一
部または全てを有する研磨ポリシャを提供すること。 【解決手段】 少なくとも定盤100を備えて被研磨物
300の表面を研磨するCMP研磨装置に用いる研磨ポ
リシャであって、前記研磨ポリシャは、弾性体層101
と前記弾性体層よりも硬度が大きい硬質層102との2
層構造を有し、且つ、定盤100上に前記弾性体層10
1が形成され、さらに前記弾性体層101上に前記硬質
層102が形成されてなることを特徴とする研磨ポリシ
ャ。
面の縁だれを防止または抑制できる、2.荷重がかかっ
てもポリシャが圧縮変形を起こしにくい、3.ポリシャ
と研磨定盤の接合にかかる平坦度不良が発生しにくい、
4、ポリシャのドレッシング(目立て)が不要である、
5.λ以下の高い被研磨物(例えば半導体)の面精度を
得ることができる、6.研磨ポリシャが低コストであ
る、7.研磨ポリシャが高寿命である、という特徴の一
部または全てを有する研磨ポリシャを提供すること。 【解決手段】 少なくとも定盤100を備えて被研磨物
300の表面を研磨するCMP研磨装置に用いる研磨ポ
リシャであって、前記研磨ポリシャは、弾性体層101
と前記弾性体層よりも硬度が大きい硬質層102との2
層構造を有し、且つ、定盤100上に前記弾性体層10
1が形成され、さらに前記弾性体層101上に前記硬質
層102が形成されてなることを特徴とする研磨ポリシ
ャ。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばULSI等
の半導体を製造するプロセスに於いて実施される半導体
デバイスの平坦化研磨に用いて好適なCMP用研磨装置
に用いる研磨ポリシャ及びその製造方法に関するもので
ある。
の半導体を製造するプロセスに於いて実施される半導体
デバイスの平坦化研磨に用いて好適なCMP用研磨装置
に用いる研磨ポリシャ及びその製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年の半導体デバイス製造においては、
製造プロセスの工程数が増加し、しかもプロセスが複雑
になり(一例、多層配線)、そのため半導体デバイス表
面の形状が必ずしも平坦ではなくなっており、例えば図
6(a)、(c)に示すように凸部(段差)を有する場
合もある。
製造プロセスの工程数が増加し、しかもプロセスが複雑
になり(一例、多層配線)、そのため半導体デバイス表
面の形状が必ずしも平坦ではなくなっており、例えば図
6(a)、(c)に示すように凸部(段差)を有する場
合もある。
【0003】また、半導体デバイスの製造に於いて、微
細加工の線幅が細くなるにつれて光リソグラフィの光源
波長が短くなり、開口数(所謂NA)も大きくなって、
高解像度を得るための焦点深度が減少する。
細加工の線幅が細くなるにつれて光リソグラフィの光源
波長が短くなり、開口数(所謂NA)も大きくなって、
高解像度を得るための焦点深度が減少する。
【0004】そのため、半導体デバイスの製造に於ける
微細加工の線幅が細く、複雑になるにつれて、半導体デ
バイスの表面状態が必ずしも平坦ではなく、段差が存在
するようになってきている。
微細加工の線幅が細く、複雑になるにつれて、半導体デ
バイスの表面状態が必ずしも平坦ではなく、段差が存在
するようになってきている。
【0005】半導体デバイス表面に於ける段差の存在
は、配線の段切れや局所的な抵抗値の増大などを招くの
で、断線や電流容量の低下等をもたらす。また、絶縁膜
における段差の存在は、耐圧劣化やリークの発生にもつ
ながる。
は、配線の段切れや局所的な抵抗値の増大などを招くの
で、断線や電流容量の低下等をもたらす。また、絶縁膜
における段差の存在は、耐圧劣化やリークの発生にもつ
ながる。
【0006】このような段差の存在は、半導体露光装置
の焦点深度が実質的に浅くなってきていることを示して
いる。即ち、歩留まり及び信頼性を向上させ、また解像
度を増大させると、焦点深度のマージンが減少するの
で、半導体デバイスの平坦化が必要となる。
の焦点深度が実質的に浅くなってきていることを示して
いる。即ち、歩留まり及び信頼性を向上させ、また解像
度を増大させると、焦点深度のマージンが減少するの
で、半導体デバイスの平坦化が必要となる。
【0007】具体的に示すと、半導体製造プロセスに於
いて、例えば図6に示すような平坦化技術が必要とされ
ている。
いて、例えば図6に示すような平坦化技術が必要とされ
ている。
【0008】ここで、図6(a)は半導体デバイス30
0上に形成された絶縁膜(例えば、BPSG, TEOS-SiO2 な
どの膜) を平坦化して層間膜平坦化を行う例であり、図
6(b)は半導体デバイス300上に形成された金属
(W,Al,Cuなど)膜を平坦化して接続孔平坦化を
行う例であり、図6(c)は半導体デバイス300上に
形成された金属(W,Al,Cuなど)膜を平坦化して
埋め込み配線(ダマシン)を形成する例である。
0上に形成された絶縁膜(例えば、BPSG, TEOS-SiO2 な
どの膜) を平坦化して層間膜平坦化を行う例であり、図
6(b)は半導体デバイス300上に形成された金属
(W,Al,Cuなど)膜を平坦化して接続孔平坦化を
行う例であり、図6(c)は半導体デバイス300上に
形成された金属(W,Al,Cuなど)膜を平坦化して
埋め込み配線(ダマシン)を形成する例である。
【0009】かかる半導体表面を平坦化する方法として
は、化学的機械的研磨(ChemicalMechanical Polishing
またはChemical Mechanical Planarization 、以下CM
Pと略称する)技術を用いた平坦化方法が有望視されて
いる。
は、化学的機械的研磨(ChemicalMechanical Polishing
またはChemical Mechanical Planarization 、以下CM
Pと略称する)技術を用いた平坦化方法が有望視されて
いる。
【0010】図8はCMP技術を用いた従来の半導体研
磨装置の説明図であり、図8(a)は該装置の側面図、
図8(b)は該装置の平面図である。
磨装置の説明図であり、図8(a)は該装置の側面図、
図8(b)は該装置の平面図である。
【0011】この半導体研磨装置おいては、定盤100
上に研磨布(2層)200を貼り付けてポリシャとし、
この研磨布200の上面にウェハキャリア(ウェハホル
ダ)302により半導体基板(シリコンウェハ)300
を搬送する。 そして、半導体基板(シリコンウェハ)
300の表面を圧力機構301により研磨布200に押
しつけ、研磨剤供給機構201から研磨剤202を滴下
しながら定盤100を回転させた状態でウェハキャリア
(ウェハホルダ)302を回転及び揺動させて、即ち半
導体基板(シリコンウェハ)300に回転運動と揺動運
動をさせて、半導体表面を研磨する。
上に研磨布(2層)200を貼り付けてポリシャとし、
この研磨布200の上面にウェハキャリア(ウェハホル
ダ)302により半導体基板(シリコンウェハ)300
を搬送する。 そして、半導体基板(シリコンウェハ)
300の表面を圧力機構301により研磨布200に押
しつけ、研磨剤供給機構201から研磨剤202を滴下
しながら定盤100を回転させた状態でウェハキャリア
(ウェハホルダ)302を回転及び揺動させて、即ち半
導体基板(シリコンウェハ)300に回転運動と揺動運
動をさせて、半導体表面を研磨する。
【0012】前記研磨布200としては、下側が不織
布、上側が微細孔の発泡ポリウレタンからなる2層構造
のフェルト状シートが多く用いられる。
布、上側が微細孔の発泡ポリウレタンからなる2層構造
のフェルト状シートが多く用いられる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記フ
ェルト状のポリシャを用いた従来の半導体研磨装置によ
るCMP研磨には、(1) 研磨による半導体表面の縁だれ
が大きい、(2) 荷重がかかるとポリシャが圧縮変形を起
こしやすい、(3) 研磨布を研磨定盤に貼り付けるとき、
接着層にムラが発生しやすく、高い平坦度を得難い、
(4) ポリシャが目づまりを起こし易いので、ドレッシン
グ(目立て)が必要である、(5) λ以下の被研磨物の面
精度を得るのは困難である、という問題点があった。
ェルト状のポリシャを用いた従来の半導体研磨装置によ
るCMP研磨には、(1) 研磨による半導体表面の縁だれ
が大きい、(2) 荷重がかかるとポリシャが圧縮変形を起
こしやすい、(3) 研磨布を研磨定盤に貼り付けるとき、
接着層にムラが発生しやすく、高い平坦度を得難い、
(4) ポリシャが目づまりを起こし易いので、ドレッシン
グ(目立て)が必要である、(5) λ以下の被研磨物の面
精度を得るのは困難である、という問題点があった。
【0014】また、図7に示すように、半導体デバイス
300には、ウェハ全体にわたるうねりとデバイスの構
造・プロセスがもたらす段差構造が一般にある。
300には、ウェハ全体にわたるうねりとデバイスの構
造・プロセスがもたらす段差構造が一般にある。
【0015】そこで、このうねりと段差構造に対応すべ
く、研磨ポリシャとしては、うねりに関しては軟質構造
がうねりに追随できるという点で適しており、また段差
(特に細かい段差)に関しては硬質構造が段差を平坦化
できるという点で適していると言われている。
く、研磨ポリシャとしては、うねりに関しては軟質構造
がうねりに追随できるという点で適しており、また段差
(特に細かい段差)に関しては硬質構造が段差を平坦化
できるという点で適していると言われている。
【0016】そのため、研磨ポリシャとしては、軟質及
び硬質の2層構造を有する前記研磨布(下側が不織布、
上側が微細孔の発泡ポリウレタンからなる2層構造のフ
ェルト状シート)が多く採用されているが、高価格であ
るという問題点がある。
び硬質の2層構造を有する前記研磨布(下側が不織布、
上側が微細孔の発泡ポリウレタンからなる2層構造のフ
ェルト状シート)が多く採用されているが、高価格であ
るという問題点がある。
【0017】また、2層構造のフェルト状シートは軟質
層が被研磨物と接触してへたりやすいので、寿命が比較
的短く、研磨ポリシャ交換の頻度が高いという問題点が
あった。
層が被研磨物と接触してへたりやすいので、寿命が比較
的短く、研磨ポリシャ交換の頻度が高いという問題点が
あった。
【0018】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、1.研磨による被研磨物(例えば半導体)
表面の縁だれを防止または抑制できる、2.荷重がかか
ってもポリシャが圧縮変形を起こしにくい、3.ポリシ
ャと研磨定盤の接合にかかる平坦度不良が発生しにく
い、4、ポリシャのドレッシング(目立て)が不要であ
る、5.λ以下の高い被研磨物(例えば半導体)の面精
度を得ることができる、6.研磨ポリシャが低コストで
ある、7.研磨ポリシャが高寿命である、という特徴の
一部または全てを有する研磨ポリシャを提供することを
目的とする。
ものであり、1.研磨による被研磨物(例えば半導体)
表面の縁だれを防止または抑制できる、2.荷重がかか
ってもポリシャが圧縮変形を起こしにくい、3.ポリシ
ャと研磨定盤の接合にかかる平坦度不良が発生しにく
い、4、ポリシャのドレッシング(目立て)が不要であ
る、5.λ以下の高い被研磨物(例えば半導体)の面精
度を得ることができる、6.研磨ポリシャが低コストで
ある、7.研磨ポリシャが高寿命である、という特徴の
一部または全てを有する研磨ポリシャを提供することを
目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は第一
に「少なくとも定盤を備えて被研磨物の表面を研磨する
CMP研磨装置に用いる研磨ポリシャであって、前記研
磨ポリシャは、弾性体層と前記弾性体層よりも硬度が大
きい硬質層との2層構造を有し、且つ、定盤上に前記弾
性体層が形成され、さらに前記弾性体層上に前記硬質層
が形成されてなることを特徴とする研磨ポリシャ(請求
項1)」を提供する。
に「少なくとも定盤を備えて被研磨物の表面を研磨する
CMP研磨装置に用いる研磨ポリシャであって、前記研
磨ポリシャは、弾性体層と前記弾性体層よりも硬度が大
きい硬質層との2層構造を有し、且つ、定盤上に前記弾
性体層が形成され、さらに前記弾性体層上に前記硬質層
が形成されてなることを特徴とする研磨ポリシャ(請求
項1)」を提供する。
【0020】また、本発明は第二に「前記弾性体層の硬
度が、Asker−C基準で60〜90であることを特
徴とする請求項1記載の研磨ポリシャ(請求項2)」を
提供する。
度が、Asker−C基準で60〜90であることを特
徴とする請求項1記載の研磨ポリシャ(請求項2)」を
提供する。
【0021】また、本発明は第三に「前記弾性体層が、
エポキシ樹脂の硬化物により形成されてなることを特徴
とする請求項1または2記載の研磨ポリシャ(請求項
3)」を提供する。
エポキシ樹脂の硬化物により形成されてなることを特徴
とする請求項1または2記載の研磨ポリシャ(請求項
3)」を提供する。
【0022】また、本発明は第四に「前記硬質層が、A
sker−C硬度が60以上の研磨布により形成されて
なることを特徴とする請求項1〜3記載の研磨ポリシャ
(請求項4)」を提供する。
sker−C硬度が60以上の研磨布により形成されて
なることを特徴とする請求項1〜3記載の研磨ポリシャ
(請求項4)」を提供する。
【0023】また、本発明は第五に「前記硬質層が、A
sker−C硬度が60以上の樹脂硬化物であり、カー
ボンパウダー、カーボンファイバーまたはナイロンパウ
ダーを添加したエポキシ樹脂の硬化物により形成されて
なることを特徴とする請求項1〜4記載の研磨ポリシャ
(請求項5)」を提供する。
sker−C硬度が60以上の樹脂硬化物であり、カー
ボンパウダー、カーボンファイバーまたはナイロンパウ
ダーを添加したエポキシ樹脂の硬化物により形成されて
なることを特徴とする請求項1〜4記載の研磨ポリシャ
(請求項5)」を提供する。
【0024】また、本発明は第六に「前記カーボンパウ
ダー、カーボンファイバーまたはナイロンパウダーを添
加したエポキシ樹脂に、さらにグリセリンを添加した混
合エポキシ樹脂の硬化物により前記硬質層が形成されて
なることを特徴とする請求項5記載の研磨ポリシャ(請
求項6)」を提供する。
ダー、カーボンファイバーまたはナイロンパウダーを添
加したエポキシ樹脂に、さらにグリセリンを添加した混
合エポキシ樹脂の硬化物により前記硬質層が形成されて
なることを特徴とする請求項5記載の研磨ポリシャ(請
求項6)」を提供する。
【0025】また、本発明は第七に「少なくとも定盤を
備えて被研磨物の表面を研磨するCMP研磨装置に用い
る研磨ポリシャの製造方法であって、前記定盤上に弾性
体層を形成する段階と、前記弾性体層上に硬質層を形成
する段階とを備えることを特徴とする研磨ポリシャの製
造方法(請求項7)」を提供する。
備えて被研磨物の表面を研磨するCMP研磨装置に用い
る研磨ポリシャの製造方法であって、前記定盤上に弾性
体層を形成する段階と、前記弾性体層上に硬質層を形成
する段階とを備えることを特徴とする研磨ポリシャの製
造方法(請求項7)」を提供する。
【0026】
【発明の実施の形態】本発明(請求項1〜6)にかか
る、少なくとも、定盤と、該定盤上に設けられ被研磨物
の表面を研磨する研磨ポリシャにおいては、前記研磨ポ
リシャは、弾性体層と該弾性体層よりも硬度が大きい硬
質層との2層構造を有し、かつ、前記定盤上に前記弾性
体層が形成され、さらに該弾性体層上に前記硬質層が形
成されてなる。
る、少なくとも、定盤と、該定盤上に設けられ被研磨物
の表面を研磨する研磨ポリシャにおいては、前記研磨ポ
リシャは、弾性体層と該弾性体層よりも硬度が大きい硬
質層との2層構造を有し、かつ、前記定盤上に前記弾性
体層が形成され、さらに該弾性体層上に前記硬質層が形
成されてなる。
【0027】そのため、本発明(請求項1〜7)にかか
る研磨ポリシャは、 1.研磨による被研磨物(例えば半導体)表面の縁だれ
を防止または抑制できる、2.荷重がかかってもポリシ
ャが圧縮変形を起こしにくい、という効果を奏する。
る研磨ポリシャは、 1.研磨による被研磨物(例えば半導体)表面の縁だれ
を防止または抑制できる、2.荷重がかかってもポリシ
ャが圧縮変形を起こしにくい、という効果を奏する。
【0028】まず、本発明(請求項1〜6)にかかる研
磨ポリシャは、弾性体層と該弾性体層よりも硬度が大き
い硬質層との2層構造を有するので、被研磨物(例えば
半導体)のうねりに対しては弾性体層により追随可能で
あり、また被研磨物(例えば半導体)表面の段差(特に
細かい段差)に対しては硬質層により平坦化が可能であ
る。
磨ポリシャは、弾性体層と該弾性体層よりも硬度が大き
い硬質層との2層構造を有するので、被研磨物(例えば
半導体)のうねりに対しては弾性体層により追随可能で
あり、また被研磨物(例えば半導体)表面の段差(特に
細かい段差)に対しては硬質層により平坦化が可能であ
る。
【0029】しかも、本発明(請求項1〜6)にかかる
研磨ポリシャは、定盤上に弾性体層が形成され、さらに
該弾性体層上に前記硬質層が形成されているので、被研
磨物(例えば半導体)研磨に必要な研磨ポリシャの硬度
(や粘弾性度)を十分に確保することが可能であり、ま
た該研磨ポリシャの硬度(や粘弾性度)を長時間にわた
って安定して保持できる。
研磨ポリシャは、定盤上に弾性体層が形成され、さらに
該弾性体層上に前記硬質層が形成されているので、被研
磨物(例えば半導体)研磨に必要な研磨ポリシャの硬度
(や粘弾性度)を十分に確保することが可能であり、ま
た該研磨ポリシャの硬度(や粘弾性度)を長時間にわた
って安定して保持できる。
【0030】そのため、本発明(請求項1〜6)にかか
る研磨ポリシャによれば、縁だれの少ない高精度の被研
磨物(例えば半導体)表面を長期間にわたって安定して
得ることができる。
る研磨ポリシャによれば、縁だれの少ない高精度の被研
磨物(例えば半導体)表面を長期間にわたって安定して
得ることができる。
【0031】即ち、本発明(請求項1〜6)にかかる研
磨ポリシャは、1.研磨による被研磨物(例えば半導
体)表面の縁だれを防止または抑制できる、2.荷重が
かかってもポリシャが圧縮変形を起こしにくい、という
効果を奏する。
磨ポリシャは、1.研磨による被研磨物(例えば半導
体)表面の縁だれを防止または抑制できる、2.荷重が
かかってもポリシャが圧縮変形を起こしにくい、という
効果を奏する。
【0032】また、本発明(請求項1〜6)にかかる研
磨ポリシャは、前記定盤上に形成された弾性体層が研磨
剤や被研磨物に直接触れることはなく、研磨装置を長期
間稼働させても弾性体層が消耗することがないので、研
磨装置の長期間稼働により消耗する硬質層のみを交換す
ればよいことになる。
磨ポリシャは、前記定盤上に形成された弾性体層が研磨
剤や被研磨物に直接触れることはなく、研磨装置を長期
間稼働させても弾性体層が消耗することがないので、研
磨装置の長期間稼働により消耗する硬質層のみを交換す
ればよいことになる。
【0033】そのため、硬質層として研磨布を使用する
場合には、従来の高価な2層構造の研磨布とする必要が
なく、単層の研磨布とすることができる。
場合には、従来の高価な2層構造の研磨布とする必要が
なく、単層の研磨布とすることができる。
【0034】即ち、本発明(請求項1〜6)にかかる研
磨ポリシャは、6.研磨ポリシャが低コストである、
7.研磨ポリシャが高寿命である、という効果を奏す
る。 本発明の研磨ポリシャにおいては、研磨ポリシャ
を構成する弾性体層の硬度をAsker−C基準で60
〜90とすることが好ましい(請求項2)。
磨ポリシャは、6.研磨ポリシャが低コストである、
7.研磨ポリシャが高寿命である、という効果を奏す
る。 本発明の研磨ポリシャにおいては、研磨ポリシャ
を構成する弾性体層の硬度をAsker−C基準で60
〜90とすることが好ましい(請求項2)。
【0035】かかる構成にすることにより、被研磨物
(例えば半導体)のうねりに対する追随性を確保した上
で、前記効果1及び2をさらに増大することができる。
(例えば半導体)のうねりに対する追随性を確保した上
で、前記効果1及び2をさらに増大することができる。
【0036】また、本発明の研磨ポリシャは、定盤上の
弾性体層がエポキシ樹脂の硬化物により形成されてなる
ことが好ましい(請求項3)。
弾性体層がエポキシ樹脂の硬化物により形成されてなる
ことが好ましい(請求項3)。
【0037】かかる構成にすると、弾性体層のエポキシ
樹脂が接着性を有するので、定盤上にエポキシ樹脂の硬
化物からなる弾性体層を形成することで、定盤と弾性体
層とを直接接合することができる。
樹脂が接着性を有するので、定盤上にエポキシ樹脂の硬
化物からなる弾性体層を形成することで、定盤と弾性体
層とを直接接合することができる。
【0038】そのため、本発明(請求項3)にかかる研
磨ポリシャは、研磨ポリシャと定盤を接着剤を介して接
合する場合における接合層の厚さムラに起因するポリシ
ャ表面の平坦度不良の問題が発生しにくい。
磨ポリシャは、研磨ポリシャと定盤を接着剤を介して接
合する場合における接合層の厚さムラに起因するポリシ
ャ表面の平坦度不良の問題が発生しにくい。
【0039】即ち、本発明(請求項3)にかかる研磨ポ
リシャは、3.ポリシャと研磨定盤の接合にかかる平坦
度不良が発生しにくい、という効果を奏する。
リシャは、3.ポリシャと研磨定盤の接合にかかる平坦
度不良が発生しにくい、という効果を奏する。
【0040】なお、定盤上に弾性体層を接合材を用いて
接合してもよい。かかる接合材としては例えば、ゴム系
接着剤、シアノアクリレート系接着剤などの各種接着剤
や両面テープ等のテープ状接合部材を使用することがで
きる。
接合してもよい。かかる接合材としては例えば、ゴム系
接着剤、シアノアクリレート系接着剤などの各種接着剤
や両面テープ等のテープ状接合部材を使用することがで
きる。
【0041】定盤上に弾性体層を接合部材を用いて接合
した場合には、さらに硬質層を形成して作製した研磨ポ
リシャに精度出し加工を施すことにより、接合層の厚さ
ムラに起因するポリシャ表面の平坦度不良を改善して良
好な平坦度とすることができる。
した場合には、さらに硬質層を形成して作製した研磨ポ
リシャに精度出し加工を施すことにより、接合層の厚さ
ムラに起因するポリシャ表面の平坦度不良を改善して良
好な平坦度とすることができる。
【0042】本発明の研磨ポリシャにおいては、研磨ポ
リシャを構成する硬質層がAsker−C硬度が60以
上であることが好ましい(請求項4〜6)。
リシャを構成する硬質層がAsker−C硬度が60以
上であることが好ましい(請求項4〜6)。
【0043】かかる構成にすることにより、縁だれの少
ない高精度の被研磨物(例えば半導体)表面を長期間に
わたって安定して得ることができるという前記効果を増
大することができる。
ない高精度の被研磨物(例えば半導体)表面を長期間に
わたって安定して得ることができるという前記効果を増
大することができる。
【0044】Asker−C硬度が60以上の硬質層と
しては、研磨布(請求項4)、カーボンパウダー、カー
ボンファイバーまたはナイロンパウダーを添加したエポ
キシ樹脂の硬化物(請求項5)、またはグリセリンと、
カーボンパウダー、カーボンファイバーまたはナイロン
パウダーを添加したエポキシ樹脂の硬化物(請求項6)
が適用できる。
しては、研磨布(請求項4)、カーボンパウダー、カー
ボンファイバーまたはナイロンパウダーを添加したエポ
キシ樹脂の硬化物(請求項5)、またはグリセリンと、
カーボンパウダー、カーボンファイバーまたはナイロン
パウダーを添加したエポキシ樹脂の硬化物(請求項6)
が適用できる。
【0045】Asker−C硬度が60以上の硬質層
(研磨ポリシャの研磨面となる)をカーボンパウダー、
カーボンファイバーまたはナイロンパウダーを添加した
エポキシ樹脂の硬化物(請求項5)、またはグリセリン
と、カーボンパウダー、カーボンファイバーまたはナイ
ロンパウダーを添加したエポキシ樹脂の硬化物(請求項
6)により構成すると、4、ポリシャのドレッシング
(目立て)が不要である、という効果を得ることができ
る。
(研磨ポリシャの研磨面となる)をカーボンパウダー、
カーボンファイバーまたはナイロンパウダーを添加した
エポキシ樹脂の硬化物(請求項5)、またはグリセリン
と、カーボンパウダー、カーボンファイバーまたはナイ
ロンパウダーを添加したエポキシ樹脂の硬化物(請求項
6)により構成すると、4、ポリシャのドレッシング
(目立て)が不要である、という効果を得ることができ
る。
【0046】また、エポキシ樹脂は硬化収縮が少なく、
硬化成形用の型との転写性に優れ、また硬化物の切削性
が優れているので、エポキシ樹脂硬化物により構成され
る研磨ポリシャの研磨面を高精度に形成することができ
る。
硬化成形用の型との転写性に優れ、また硬化物の切削性
が優れているので、エポキシ樹脂硬化物により構成され
る研磨ポリシャの研磨面を高精度に形成することができ
る。
【0047】なお、研磨ポリシャの研磨面精度は、研磨
対象試料(例えば半導体基板)の研磨精度に直接関係す
るため、できる限り高精度であることが好ましい。
対象試料(例えば半導体基板)の研磨精度に直接関係す
るため、できる限り高精度であることが好ましい。
【0048】そのため、かかる高精度に形成された研磨
面(エポキシ樹脂面)を有する研磨ポリシャを用いた本
発明(請求項5、6)の研磨ポリシャは、5.λ以下の
被研磨物の高い面精度を得ることができる、という効果
を奏する。
面(エポキシ樹脂面)を有する研磨ポリシャを用いた本
発明(請求項5、6)の研磨ポリシャは、5.λ以下の
被研磨物の高い面精度を得ることができる、という効果
を奏する。
【0049】さらに、前記研磨ポリシャを構成する硬化
物は透明であるため、本発明(請求項5、6)の研磨ポ
リシャは、8.研磨量検知や研磨の終点検知を光学的に
行う場合にポリシャに孔をあける必要がなく、研磨条件
を変化させずに研磨状態を検知することが可能であり、
また検知の対象位置が特定領域に限定されない、という
効果を奏する。
物は透明であるため、本発明(請求項5、6)の研磨ポ
リシャは、8.研磨量検知や研磨の終点検知を光学的に
行う場合にポリシャに孔をあける必要がなく、研磨条件
を変化させずに研磨状態を検知することが可能であり、
また検知の対象位置が特定領域に限定されない、という
効果を奏する。
【0050】また、本発明(請求項5、6)にかかる研
磨ポリシャは、研磨ポリシャがカーボンパウダー、カー
ボンファイバーまたはナイロンパウダー(耐熱性、耐熱
衝撃性、滑性などにおいて優れた特性を有する)を添加
したエポキシ樹脂の硬化物により形成されており、9.
研磨ポリシャの熱変形温度が増加する、10.被研磨物
(例えば半導体)の研磨加工中における摩擦熱の発生を
抑制できる、という効果も奏する。
磨ポリシャは、研磨ポリシャがカーボンパウダー、カー
ボンファイバーまたはナイロンパウダー(耐熱性、耐熱
衝撃性、滑性などにおいて優れた特性を有する)を添加
したエポキシ樹脂の硬化物により形成されており、9.
研磨ポリシャの熱変形温度が増加する、10.被研磨物
(例えば半導体)の研磨加工中における摩擦熱の発生を
抑制できる、という効果も奏する。
【0051】また、エポキシ樹脂は、機械的強度特性、
化学薬品に対する耐性力において優れた特性を有するの
で、このエポキシ樹脂を用いて形成した研磨ポリシャも
同じ優れた特性を有する。
化学薬品に対する耐性力において優れた特性を有するの
で、このエポキシ樹脂を用いて形成した研磨ポリシャも
同じ優れた特性を有する。
【0052】本発明の研磨ポリシャは、カーボンパウダ
ー、カーボンファイバーまたはナイロンパウダーだけで
なく、さらにグリセリンを添加したエポキシ樹脂の硬化
物により形成されていることが好ましい(請求項6)。
ー、カーボンファイバーまたはナイロンパウダーだけで
なく、さらにグリセリンを添加したエポキシ樹脂の硬化
物により形成されていることが好ましい(請求項6)。
【0053】エポキシ樹脂にさらにグリセリン(乾燥剤
及び潤滑剤として優れた特性を示す)を添加すると、エ
ポキシ樹脂の硬化収縮がさらに低減されて硬化成形用の
型との転写性が向上するとともに、硬化物の硬度(や粘
弾性度)を長時間にわたって安定して保持できるという
特性や硬化物の切削性がさらに向上する、10.被研磨
物(例えば半導体)の研磨加工中における摩擦熱の発生
を抑制できる、という効果を奏する。
及び潤滑剤として優れた特性を示す)を添加すると、エ
ポキシ樹脂の硬化収縮がさらに低減されて硬化成形用の
型との転写性が向上するとともに、硬化物の硬度(や粘
弾性度)を長時間にわたって安定して保持できるという
特性や硬化物の切削性がさらに向上する、10.被研磨
物(例えば半導体)の研磨加工中における摩擦熱の発生
を抑制できる、という効果を奏する。
【0054】CMP用研磨装置の前記定盤が不透明材料
により、前記研磨ポリシャが透明材料(エポキシ樹脂硬
化物)によりそれぞれ形成されている場合には、透明な
研磨ポリシャの端面側から該研磨ポリシャの端面に向け
て光を出射する発光部と、該研磨ポリシャを介して取り
出された被研磨物(例えば半導体)表面からの反射光を
検出する受光部と、該受光部により検出された反射光の
変化に基づいて前記被研磨物(例えば半導体)表面の研
磨状態を確認し、また研磨終点を検知する研磨モニター
部が設けられていることが好ましい。
により、前記研磨ポリシャが透明材料(エポキシ樹脂硬
化物)によりそれぞれ形成されている場合には、透明な
研磨ポリシャの端面側から該研磨ポリシャの端面に向け
て光を出射する発光部と、該研磨ポリシャを介して取り
出された被研磨物(例えば半導体)表面からの反射光を
検出する受光部と、該受光部により検出された反射光の
変化に基づいて前記被研磨物(例えば半導体)表面の研
磨状態を確認し、また研磨終点を検知する研磨モニター
部が設けられていることが好ましい。
【0055】また、CMP用研磨装置の定盤が透明材料
(例えば、溶融石英など)により、前記研磨ポリシャが
透明材料(エポキシ樹脂硬化物)により、それぞれ形成
されている(透明な弾性体層が定盤上に接合材を用いて
接合されているときには、該接合材も透明材料により形
成されている)場合には、透明な定盤の一方の表面側か
ら該定盤及び前記研磨ポリシャに向けて光を出射する発
光部と、該研磨ポリシャ及び該定盤を介して取り出され
た前記被研磨物の表面からの反射光を検出する受光部
と、該受光部により検出された反射光の変化に基づいて
前記被研磨物表面の研磨状態を確認し、また研磨終点を
検知する研磨モニター部が設けられていることが好まし
い。
(例えば、溶融石英など)により、前記研磨ポリシャが
透明材料(エポキシ樹脂硬化物)により、それぞれ形成
されている(透明な弾性体層が定盤上に接合材を用いて
接合されているときには、該接合材も透明材料により形
成されている)場合には、透明な定盤の一方の表面側か
ら該定盤及び前記研磨ポリシャに向けて光を出射する発
光部と、該研磨ポリシャ及び該定盤を介して取り出され
た前記被研磨物の表面からの反射光を検出する受光部
と、該受光部により検出された反射光の変化に基づいて
前記被研磨物表面の研磨状態を確認し、また研磨終点を
検知する研磨モニター部が設けられていることが好まし
い。
【0056】かかる構成にすることにより、CMP用研
磨装置は、11.研磨中に被研磨物(例えば半導体)表
面の研磨量や研磨の終点を高精度にて検知できる、とい
う効果を奏する。また、定盤及び研磨ポリシャが透明材
料により形成されている(透明な弾性体層が定盤上に接
合材を用いて接合されているときには、該接合材も透明
材料により形成されている)場合には、研磨中における
被研磨物(例えば半導体)表面全体の光による直接観察
及び計測が可能となる。
磨装置は、11.研磨中に被研磨物(例えば半導体)表
面の研磨量や研磨の終点を高精度にて検知できる、とい
う効果を奏する。また、定盤及び研磨ポリシャが透明材
料により形成されている(透明な弾性体層が定盤上に接
合材を用いて接合されているときには、該接合材も透明
材料により形成されている)場合には、研磨中における
被研磨物(例えば半導体)表面全体の光による直接観察
及び計測が可能となる。
【0057】即ち、以上のようなCMP用研磨装置によ
れば、研磨中に容易にポリシャ側から被研磨物(例えば
半導体)の表面状態を観察或いは計測可能となり、研磨
すべき量を光学的に容易に管理することができる。
れば、研磨中に容易にポリシャ側から被研磨物(例えば
半導体)の表面状態を観察或いは計測可能となり、研磨
すべき量を光学的に容易に管理することができる。
【0058】図1は、本発明の研磨ポリシャを説明する
CMP用研磨装置(一例)の一部構成を示す概略図であ
り、図1(a)が側面図、図1(b)が平面図である。
CMP用研磨装置(一例)の一部構成を示す概略図であ
り、図1(a)が側面図、図1(b)が平面図である。
【0059】図1のCMP用研磨装置は、定盤100、
定盤100の上面に直接形成されたエポキシ樹脂の硬化
物からなる弾性体層101(研磨ポリシャの第1層)、
弾性体層101の上面に形成されたグリセリン及びナイ
ロンパウダーを添加したエポキシ樹脂の硬化物からなる
硬質層(研磨ポリシャの第2層)102、被研磨物(ウ
ェハ)300のキャリア(ホルダ)302、研磨剤20
2を供給する研磨剤供給機構201、被研磨物(ウェ
ハ)への圧力付加機構301を備えている。
定盤100の上面に直接形成されたエポキシ樹脂の硬化
物からなる弾性体層101(研磨ポリシャの第1層)、
弾性体層101の上面に形成されたグリセリン及びナイ
ロンパウダーを添加したエポキシ樹脂の硬化物からなる
硬質層(研磨ポリシャの第2層)102、被研磨物(ウ
ェハ)300のキャリア(ホルダ)302、研磨剤20
2を供給する研磨剤供給機構201、被研磨物(ウェ
ハ)への圧力付加機構301を備えている。
【0060】図3は、定盤100上にエポキシ樹脂の硬
化物からなる弾性体層101を形成する方法を示す工程
図である。
化物からなる弾性体層101を形成する方法を示す工程
図である。
【0061】先ず、エポキシ樹脂の主剤及び硬化剤を容
器8に適量採取し、攪拌棒9などを用いて充分に攪拌し
てから(図3(a))、エポキシ樹脂の主剤、硬化剤か
らなる樹脂混合物101’を製作工具3に保持された定
盤100上に滴下する。
器8に適量採取し、攪拌棒9などを用いて充分に攪拌し
てから(図3(a))、エポキシ樹脂の主剤、硬化剤か
らなる樹脂混合物101’を製作工具3に保持された定
盤100上に滴下する。
【0062】次に、離形剤を塗布した平面状の合わせ皿
4を製作工具3に取り付けて、上から樹脂混合物10
1’に押し当てる(図2(c))。形成する弾性体層1
01の厚さは、この時の合わせ皿の位置(付加圧力)を
調整することにより所定の値に設定する。
4を製作工具3に取り付けて、上から樹脂混合物10
1’に押し当てる(図2(c))。形成する弾性体層1
01の厚さは、この時の合わせ皿の位置(付加圧力)を
調整することにより所定の値に設定する。
【0063】ここで、製作工具3と、圧力付加機構を備
えた合わせ皿4が樹脂混合物101’の硬化成形用の型
に相当する。
えた合わせ皿4が樹脂混合物101’の硬化成形用の型
に相当する。
【0064】最後に、これらを恒温槽に入れて一定温度
で加熱硬化させ、室温まで温度を降下させた後、合わせ
皿4から樹脂混合物101’の硬化物(弾性体層10
1)及び定盤100を剥離することにより、定盤100
上に形成された弾性体層101が得られる。
で加熱硬化させ、室温まで温度を降下させた後、合わせ
皿4から樹脂混合物101’の硬化物(弾性体層10
1)及び定盤100を剥離することにより、定盤100
上に形成された弾性体層101が得られる。
【0065】そして、定盤100上に形成された弾性体
層101上に、さらに硬質層(単層の研磨布または混合
エポキシ樹脂の硬化物)を形成すると、例えば図2に示
すような、定盤100上に形成された、エポキシ樹脂弾
性体層101/混合エポキシ樹脂(エポキシ樹脂、グリ
セリン及びナイロンパウダーの混合物)硬化物の硬質層
102からなる研磨ポリシャと、エポキシ樹脂弾性体層
101/混合エポキシ樹脂(エポキシ樹脂、グリセリン
及びカーボンパウダーの混合物)硬化物の硬質層103
からなる研磨ポリシャと、エポキシ樹脂弾性体層101
/単層研磨布の硬質層104からなる研磨ポリシャと、
がそれぞれ得られる。
層101上に、さらに硬質層(単層の研磨布または混合
エポキシ樹脂の硬化物)を形成すると、例えば図2に示
すような、定盤100上に形成された、エポキシ樹脂弾
性体層101/混合エポキシ樹脂(エポキシ樹脂、グリ
セリン及びナイロンパウダーの混合物)硬化物の硬質層
102からなる研磨ポリシャと、エポキシ樹脂弾性体層
101/混合エポキシ樹脂(エポキシ樹脂、グリセリン
及びカーボンパウダーの混合物)硬化物の硬質層103
からなる研磨ポリシャと、エポキシ樹脂弾性体層101
/単層研磨布の硬質層104からなる研磨ポリシャと、
がそれぞれ得られる。
【0066】ここで、硬質層が混合エポキシ樹脂(例え
ば、エポキシ樹脂、グリセリン、ナイロンパウダーまた
はカーボンパウダーの混合物)の硬化物である場合に
は、図3の工程に準じて、前記定盤100上に形成され
た弾性体層101上に混合エポキシ樹脂の硬化物を所望
の厚さに形成すればよい(図4a〜e参照)。
ば、エポキシ樹脂、グリセリン、ナイロンパウダーまた
はカーボンパウダーの混合物)の硬化物である場合に
は、図3の工程に準じて、前記定盤100上に形成され
た弾性体層101上に混合エポキシ樹脂の硬化物を所望
の厚さに形成すればよい(図4a〜e参照)。
【0067】また、硬質層が混合エポキシ樹脂の硬化物
である場合には、硬質層の表面に研磨液(剤)が通る溝
を網目状、放射状または螺旋状などの形状(図5参照)
にて形成することにより、研磨ポリシャが完成する(図
4f参照)。
である場合には、硬質層の表面に研磨液(剤)が通る溝
を網目状、放射状または螺旋状などの形状(図5参照)
にて形成することにより、研磨ポリシャが完成する(図
4f参照)。
【0068】なお、硬質層が研磨布である場合には、目
立て機構を設けて頻繁に研磨布の研磨面をリフレシュす
る必要があるが、硬質層が混合エポキシ樹脂の硬化物で
ある場合には、目立て機構は不要である。
立て機構を設けて頻繁に研磨布の研磨面をリフレシュす
る必要があるが、硬質層が混合エポキシ樹脂の硬化物で
ある場合には、目立て機構は不要である。
【0069】また、研磨ポリシャの硬度は、研磨対象と
する被研磨物の材料に合わせて、弾性体層及び硬質層の
硬度を調整することで設定することができるが、硬質層
の硬度を弾性体層の硬度よりも大きくする。
する被研磨物の材料に合わせて、弾性体層及び硬質層の
硬度を調整することで設定することができるが、硬質層
の硬度を弾性体層の硬度よりも大きくする。
【0070】ワークの研磨精度に直接関係する研磨ポリ
シャの面精度出しは、合わせ皿を高精度加工してこれら
のレプリカを取る方法、研磨機により合わせ皿と摺り合
わせを行う方法、超精密旋盤を用いた高精度切削による
方法、のいずれかにより行えばよい。
シャの面精度出しは、合わせ皿を高精度加工してこれら
のレプリカを取る方法、研磨機により合わせ皿と摺り合
わせを行う方法、超精密旋盤を用いた高精度切削による
方法、のいずれかにより行えばよい。
【0071】以下、本発明を実施例により更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではな
い。
明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではな
い。
【0072】
【実施例】前述した製造工程に従ってCMP用研磨ポリ
シャを製作し、この研磨ポリシャを高精度高速のCMP
平坦化加工機(CMP用研磨装置)に適用した例を説明
する。
シャを製作し、この研磨ポリシャを高精度高速のCMP
平坦化加工機(CMP用研磨装置)に適用した例を説明
する。
【0073】弾性体層101は、横浜ゴム製のFEX−
0101(エポキシ樹脂の主剤)と、テトラエチレンペ
ンタミン(硬化剤)をそれぞれ10:1の割合で混合し
たものを定盤100上に硬化(硬化条件:50℃、3時
間)させることにより形成した。
0101(エポキシ樹脂の主剤)と、テトラエチレンペ
ンタミン(硬化剤)をそれぞれ10:1の割合で混合し
たものを定盤100上に硬化(硬化条件:50℃、3時
間)させることにより形成した。
【0074】なお、弾性体層101は厚さが10mmで
あり、硬度はAsker−Cで65であった。 「実施例1」前記定盤100上に形成された弾性体層1
01上に、図4に示す工程に従って、エポキシ樹脂接着
剤であるボンドクイック#5(エポキシ樹脂ポリチオー
ル、コニシ製)とグリセリン、ナイロンパウダーからな
る樹脂混合物を加熱硬化させてCMP用研磨ポリシャを
製作した。
あり、硬度はAsker−Cで65であった。 「実施例1」前記定盤100上に形成された弾性体層1
01上に、図4に示す工程に従って、エポキシ樹脂接着
剤であるボンドクイック#5(エポキシ樹脂ポリチオー
ル、コニシ製)とグリセリン、ナイロンパウダーからな
る樹脂混合物を加熱硬化させてCMP用研磨ポリシャを
製作した。
【0075】まず、ボンドクイック#5の主剤及び硬化
剤とグリセリン、ナイロンパウダー(東レナイロンパウ
ダーSP−500)からなる樹脂混合物の混合比(重量
比)が3:1:1:0.05になるように、容器に採取し撹
袢棒を用いて十分に攪拌を行った(図4(a))。
剤とグリセリン、ナイロンパウダー(東レナイロンパウ
ダーSP−500)からなる樹脂混合物の混合比(重量
比)が3:1:1:0.05になるように、容器に採取し撹
袢棒を用いて十分に攪拌を行った(図4(a))。
【0076】この樹脂混合物をポリシャ製作工具に保持
された直径φ:300mmの平板の定盤100(鋳鉄、
又は溶融石英製等)上の弾性体層101上に滴下した
(図4(b))。
された直径φ:300mmの平板の定盤100(鋳鉄、
又は溶融石英製等)上の弾性体層101上に滴下した
(図4(b))。
【0077】次に、離形剤を塗布した平面状の合わせ皿
(鋳鉄製、定盤と同じ直径)を製作工具に取り付けて、
これを上方から弾性体層101上の樹脂混合物に押し当
てながら位置調整をして樹脂混合物の層厚さが3mmに
なるようにした(図4(c))。
(鋳鉄製、定盤と同じ直径)を製作工具に取り付けて、
これを上方から弾性体層101上の樹脂混合物に押し当
てながら位置調整をして樹脂混合物の層厚さが3mmに
なるようにした(図4(c))。
【0078】続いて、樹脂混合物の層厚さが3mmにな
るように保持した状態のまま恒温槽に入れ、50°Cで
3時間加熱することにより樹脂混合物を硬化させた(図
4(d))。そして、十分に温度が下がった後、合わせ
皿を樹脂混合物の硬化物102から剥離し(図4
(e))、この硬化物に研磨液が通る溝を切削により形
成して(図4(f))研磨ポリシャとした。
るように保持した状態のまま恒温槽に入れ、50°Cで
3時間加熱することにより樹脂混合物を硬化させた(図
4(d))。そして、十分に温度が下がった後、合わせ
皿を樹脂混合物の硬化物102から剥離し(図4
(e))、この硬化物に研磨液が通る溝を切削により形
成して(図4(f))研磨ポリシャとした。
【0079】なお、溝は図5(a)に示す形状に形成し
た。また、研磨ポリシャの硬度は、Asker−Cで9
5であった。
た。また、研磨ポリシャの硬度は、Asker−Cで9
5であった。
【0080】研磨ポリシャの面出しは、オスカー型の研
磨機を用いて直径φ300mmの平板状合わせ皿と5%
(重量%)の酸化セリウム研磨液により行った。研磨ポ
リシャの仕上がり面の表面あらさは約1μmとした。
磨機を用いて直径φ300mmの平板状合わせ皿と5%
(重量%)の酸化セリウム研磨液により行った。研磨ポ
リシャの仕上がり面の表面あらさは約1μmとした。
【0081】次に、以上により製作した研磨ポリシャを
使用したCMP用研磨装置(図1参照)による半導体平
坦化の研磨加工について説明する。
使用したCMP用研磨装置(図1参照)による半導体平
坦化の研磨加工について説明する。
【0082】研磨加工されるウェハは直径3インチ、厚
さ25μmのSiウェハであり、その表面に1μm厚の
アルミニウム層が所定のパターンにて形成されている。
その上にプラズマCVDによる酸化珪素膜(SiO2 )
を成膜して図6(a)の構造を有する試料を作成した。
さ25μmのSiウェハであり、その表面に1μm厚の
アルミニウム層が所定のパターンにて形成されている。
その上にプラズマCVDによる酸化珪素膜(SiO2 )
を成膜して図6(a)の構造を有する試料を作成した。
【0083】この試料(ウェハ)のパターン面を次の条
件により研磨加工した。
件により研磨加工した。
【0084】加工条件 ・定盤(ワーク)回転数:45rpm ・ウェハキャリアの揺動距離:35mm ・ウェハキャリアの揺動回数:25往復/分 ・ウェハへの付加荷重:190g/cm2 ・研磨液(剤):濃度6%の酸化セリウム(自動供給) ・研磨時間:1分 この研磨条件により、前記試料(ウェハ)を200枚連
続で研磨加工したところ、いずれもニュートン縞2〜4
本の平面が得られた。また、パターンの密度による平面
度、縁だれの影響は見られなかった。
続で研磨加工したところ、いずれもニュートン縞2〜4
本の平面が得られた。また、パターンの密度による平面
度、縁だれの影響は見られなかった。
【0085】研磨後のポリシャ表面を検査したところ、
初期状態と変わっていなかったのでドレッシングは不要
であった。従来の研磨布による方法では、ドレッシング
が必要であったが、特に今回のポリシャでは問題はなか
った。 「実施例2」前記定盤100上に形成された弾性体層1
01上に、図4に示す工程に従って、実施例1で使用し
たボンドクイック#5の主剤と、硬化剤としてテトラエ
チレンペンタミン、及びグリセリン、カーボンパウダー
からなる樹脂混合物を加熱硬化させてCMP用研磨ポリ
シャを製作した。
初期状態と変わっていなかったのでドレッシングは不要
であった。従来の研磨布による方法では、ドレッシング
が必要であったが、特に今回のポリシャでは問題はなか
った。 「実施例2」前記定盤100上に形成された弾性体層1
01上に、図4に示す工程に従って、実施例1で使用し
たボンドクイック#5の主剤と、硬化剤としてテトラエ
チレンペンタミン、及びグリセリン、カーボンパウダー
からなる樹脂混合物を加熱硬化させてCMP用研磨ポリ
シャを製作した。
【0086】ボンドクイックの主剤、テトラエチレンペ
ンタミン及びグリセリン、カーボンパウダーからなる樹
脂混合物の混合比(重量比)は、3:1:0.5 :0.05と
した他は、実施例1と同様な工程により研磨ポリシャを
作製した。
ンタミン及びグリセリン、カーボンパウダーからなる樹
脂混合物の混合比(重量比)は、3:1:0.5 :0.05と
した他は、実施例1と同様な工程により研磨ポリシャを
作製した。
【0087】但し、研磨ポリシャの溝は図5(b)に示
す螺旋状に形成した。また、研磨ポリシャの硬度は、A
sker−Cで95であった。
す螺旋状に形成した。また、研磨ポリシャの硬度は、A
sker−Cで95であった。
【0088】以上により製作した研磨ポリシャを使用し
たCMP用研磨装置により、実施例1と同じ試料を20
0枚、実施例1と同じ条件により連続加工したところ、
ニュートン縞2〜4本、平面度λ(rms )の精度が得ら
れた。また表面粗さはRMSで3〜7Åであった。
たCMP用研磨装置により、実施例1と同じ試料を20
0枚、実施例1と同じ条件により連続加工したところ、
ニュートン縞2〜4本、平面度λ(rms )の精度が得ら
れた。また表面粗さはRMSで3〜7Åであった。
【0089】研磨後のポリシャ表面を検査したところ、
初期状態と変わっていなかったのでドレッシングは不要
であった。 「実施例3」前記定盤100上に形成された弾性体層1
01上に硬質層としてロデールニッタ製の研磨布(IC
−1000)104を貼り付けて研磨ポリシャを作製し
た。この研磨ポリシャの硬度はAsker−Cで95で
あった。
初期状態と変わっていなかったのでドレッシングは不要
であった。 「実施例3」前記定盤100上に形成された弾性体層1
01上に硬質層としてロデールニッタ製の研磨布(IC
−1000)104を貼り付けて研磨ポリシャを作製し
た。この研磨ポリシャの硬度はAsker−Cで95で
あった。
【0090】以上により製作した研磨ポリシャを使用し
たCMP用研磨装置により、実施例1と同じ試料を20
0枚、実施例1と同じ条件により連続加工したところ、
ニュートン縞2〜4本、平面度λ(rms )の精度が得ら
れた。また表面粗さはRMSで3〜9Åであった。
たCMP用研磨装置により、実施例1と同じ試料を20
0枚、実施例1と同じ条件により連続加工したところ、
ニュートン縞2〜4本、平面度λ(rms )の精度が得ら
れた。また表面粗さはRMSで3〜9Åであった。
【0091】なお、本実施例では、研磨(一枚)ごとに
ダイアモンドによるドレッシング(目立て)処理を行っ
た。
ダイアモンドによるドレッシング(目立て)処理を行っ
た。
【0092】
【発明の効果】以上説明したように、本発明(請求項1
〜6)の研磨ポリシャによれば、1.研磨による被研磨
物(例えば半導体)表面の縁だれを防止または抑制でき
る、2.荷重がかかってもポリシャが圧縮変形を起こし
にくい、3.ポリシャと研磨定盤の接合にかかる平坦度
不良が発生しにくい、4、ポリシャのドレッシング(目
立て)が不要である、5.λ以下の高い被研磨物(例え
ば半導体)の面精度を得ることができる、6.研磨ポリ
シャが低コストである、7.研磨ポリシャが高寿命であ
る、8.研磨量検知や研磨の終点検知を光学的に行う場
合にポリシャに孔をあける必要がないので、研磨条件を
変化させずに研磨状態を検知することが可能であり、ま
た検知の対象位置が特定領域に限定されない(被研磨物
表面の光による直接観察または計測が可能)、9.研磨
ポリシャの熱変形温度が増加する、10.被研磨物(例
えば半導体)の研磨加工中における摩擦熱の発生を抑制
できる、11.研磨中に被研磨物(例えば半導体)表面
の研磨量や研磨の終点を高精度にて検知できる、という
効果の一部または全てを奏する。
〜6)の研磨ポリシャによれば、1.研磨による被研磨
物(例えば半導体)表面の縁だれを防止または抑制でき
る、2.荷重がかかってもポリシャが圧縮変形を起こし
にくい、3.ポリシャと研磨定盤の接合にかかる平坦度
不良が発生しにくい、4、ポリシャのドレッシング(目
立て)が不要である、5.λ以下の高い被研磨物(例え
ば半導体)の面精度を得ることができる、6.研磨ポリ
シャが低コストである、7.研磨ポリシャが高寿命であ
る、8.研磨量検知や研磨の終点検知を光学的に行う場
合にポリシャに孔をあける必要がないので、研磨条件を
変化させずに研磨状態を検知することが可能であり、ま
た検知の対象位置が特定領域に限定されない(被研磨物
表面の光による直接観察または計測が可能)、9.研磨
ポリシャの熱変形温度が増加する、10.被研磨物(例
えば半導体)の研磨加工中における摩擦熱の発生を抑制
できる、11.研磨中に被研磨物(例えば半導体)表面
の研磨量や研磨の終点を高精度にて検知できる、という
効果の一部または全てを奏する。
【0093】本発明(請求項1〜7)の研磨ポリシャ及
び研磨ポリシャの製造方法によれば、弾性体層を定盤の
上に形成し、その上に弾性体層よりも硬度が大きい硬質
層を形成して研磨ポリシャとしているので、被研磨物
(例えば半導体)のそりによる大きなうねりや段差構造
による凹凸面の様な構造に対して追従性が良くなり、し
かも十分な研磨ポリシャとしての硬度を確保できるの
で、均一な平坦化研磨が可能である。
び研磨ポリシャの製造方法によれば、弾性体層を定盤の
上に形成し、その上に弾性体層よりも硬度が大きい硬質
層を形成して研磨ポリシャとしているので、被研磨物
(例えば半導体)のそりによる大きなうねりや段差構造
による凹凸面の様な構造に対して追従性が良くなり、し
かも十分な研磨ポリシャとしての硬度を確保できるの
で、均一な平坦化研磨が可能である。
【0094】さらに、硬質層に研磨布を用いる場合に
は、研磨布が1層構造のため従来の2層構造研磨布と比
較してコスト削減となり、また従来の2層構造研磨布の
寿命が短い原因が軟質樹脂層の劣化にあったことを考慮
すると、長寿命化によるコスト削減に効果がある。
は、研磨布が1層構造のため従来の2層構造研磨布と比
較してコスト削減となり、また従来の2層構造研磨布の
寿命が短い原因が軟質樹脂層の劣化にあったことを考慮
すると、長寿命化によるコスト削減に効果がある。
【0095】研磨布の代わりに硬質の混合エポキシ樹脂
の硬化物を採用した場合には、従来の研磨布の様にドレ
ッシングが不要であり、長期間ポリシャ硬度(や粘弾性
度)を一定に保つことができるので、一度研磨ポリシャ
の面精度を出しておけば、その後の面精度調整は不要で
あり、同一種類の被研磨物(例えば半導体)表面の平坦
化であれば、研磨ポリシャを交換または調整することな
く何回も研磨加工を行うことができる。
の硬化物を採用した場合には、従来の研磨布の様にドレ
ッシングが不要であり、長期間ポリシャ硬度(や粘弾性
度)を一定に保つことができるので、一度研磨ポリシャ
の面精度を出しておけば、その後の面精度調整は不要で
あり、同一種類の被研磨物(例えば半導体)表面の平坦
化であれば、研磨ポリシャを交換または調整することな
く何回も研磨加工を行うことができる。
【0096】そのため、研磨ポリシャの交換作業に要す
る時間を削減でき、装置のダウンタイムを減少できる。
加えて、研磨の熟練を不要とするとともに、面精度が高
く、縁だれの少ない高精度の被研磨物(例えば半導体)
表面の平坦化を短時間に連続して行うことができること
は言うまでもない。
る時間を削減でき、装置のダウンタイムを減少できる。
加えて、研磨の熟練を不要とするとともに、面精度が高
く、縁だれの少ない高精度の被研磨物(例えば半導体)
表面の平坦化を短時間に連続して行うことができること
は言うまでもない。
【図1】は本発明の研磨ポリシャを説明するCMP用研
磨装置(一例)の一部構成を示す概略図であり、図1
(a)が側面図、図1(b)が平面図である。
磨装置(一例)の一部構成を示す概略図であり、図1
(a)が側面図、図1(b)が平面図である。
【図2】は研磨ポリシャの構造例を示す断面図である。
【図3】は定盤上に弾性体(エポキシ樹脂硬化)層を形
成する方法を示す工程図である。
成する方法を示す工程図である。
【図4】は定盤上の弾性体(エポキシ樹脂硬化)層上に
硬質(混合エポキシ樹脂硬化)層を形成して研磨ポリシ
ャを作製する方法を示す工程図である。
硬質(混合エポキシ樹脂硬化)層を形成して研磨ポリシ
ャを作製する方法を示す工程図である。
【図5】は研磨ポリシャの硬質層に設ける溝の形状例を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図6】は本発明にかかる研磨ポリシャの研磨対象物の
一つである半導体デバイスの断面構造の例を示す図であ
る。
一つである半導体デバイスの断面構造の例を示す図であ
る。
【図7】は半導体表面のうねりを示す概念図である。
【図8】は従来の研磨ポリシャを説明するCMP用研磨
装置(一例)の一部構成を示す概略図であり、図1
(a)が側面図、図1(b)が平面図である。
装置(一例)の一部構成を示す概略図であり、図1
(a)が側面図、図1(b)が平面図である。
3・・・・・製作工具 4・・・・・平面状の合わせ皿 8・・・・・容器 9・・・・・攪拌棒 100・・・定盤 101・・・弾性体層(例えば、エポキシ樹脂硬化層) 101’・・エポキシ樹脂混合物(主剤、硬化剤) 102・・・硬質層(例えば、エポキシ樹脂の主剤及び
硬化剤、グリセリン、ナイロンパウダーの混合樹脂硬化
層) 103・・・硬質層(例えば、エポキシ樹脂の主剤及び
硬化剤、グリセリン、カーボンパウダーの混合樹脂硬化
層) 104・・・硬質層(例えば、単層の研磨布) 200・・・研磨布(2層) 201・・・研磨剤供給機構 202・・・研磨剤 300・・・被研磨物(例えば、ウェハ上の半導体デバ
イス) 301・・・圧力機構 302・・・被研磨物のキャリアまたはホルダー(例え
ば、ウェハキャリアまたはホルダー) 305・・・配線層 306・・・絶縁膜(層)
硬化剤、グリセリン、ナイロンパウダーの混合樹脂硬化
層) 103・・・硬質層(例えば、エポキシ樹脂の主剤及び
硬化剤、グリセリン、カーボンパウダーの混合樹脂硬化
層) 104・・・硬質層(例えば、単層の研磨布) 200・・・研磨布(2層) 201・・・研磨剤供給機構 202・・・研磨剤 300・・・被研磨物(例えば、ウェハ上の半導体デバ
イス) 301・・・圧力機構 302・・・被研磨物のキャリアまたはホルダー(例え
ば、ウェハキャリアまたはホルダー) 305・・・配線層 306・・・絶縁膜(層)
Claims (7)
- 【請求項1】少なくとも定盤を備えて被研磨物の表面を
研磨するCMP研磨装置に用いる研磨ポリシャであっ
て、前記研磨ポリシャは、弾性体層と前記弾性体層より
も硬度が大きい硬質層との2層構造を有し、且つ、定盤
上に前記弾性体層が形成され、さらに前記弾性体層上に
前記硬質層が形成されてなることを特徴とする研磨ポリ
シャ。 - 【請求項2】 前記弾性体層の硬度が、Asker−C
基準で60〜90であることを特徴とする請求項1記載
の研磨ポリシャ。 - 【請求項3】 前記弾性体層が、エポキシ樹脂の硬化物
により形成されてなることを特徴とする請求項1または
2記載の研磨ポリシャ。 - 【請求項4】 前記硬質層が、Asker−C硬度が6
0以上の研磨布により形成されてなることを特徴とする
請求項1〜3記載の研磨ポリシャ。 - 【請求項5】 前記硬質層が、Asker−C硬度が6
0以上の樹脂硬化物であり、カーボンパウダー、カーボ
ンファイバーまたはナイロンパウダーを添加したエポキ
シ樹脂の硬化物により形成されてなることを特徴とする
請求項1〜4記載の研磨ポリシャ。 - 【請求項6】 前記カーボンパウダー、カーボンファイ
バーまたはナイロンパウダーを添加したエポキシ樹脂
に、さらにグリセリンを添加した混合エポキシ樹脂の硬
化物により前記硬質層が形成されてなることを特徴とす
る請求項5記載の研磨ポリシャ。 - 【請求項7】 少なくとも定盤を備えて被研磨物の表面
を研磨するCMP研磨装置に用いる研磨ポリシャの製造
方法であって、前記定盤上に弾性体層を形成する段階
と、前記弾性体層上に硬質層を形成する段階とを備える
ことを特徴とする研磨ポリシャの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000081158A JP2000288912A (ja) | 2000-01-01 | 2000-03-23 | 研磨ポリシャ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000081158A JP2000288912A (ja) | 2000-01-01 | 2000-03-23 | 研磨ポリシャ及びその製造方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18738096A Division JP3239764B2 (ja) | 1996-04-12 | 1996-07-17 | Cmp用研磨装置及び研磨ポリシャ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000288912A true JP2000288912A (ja) | 2000-10-17 |
Family
ID=18598128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000081158A Pending JP2000288912A (ja) | 2000-01-01 | 2000-03-23 | 研磨ポリシャ及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000288912A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002035593A1 (fr) * | 2000-10-26 | 2002-05-02 | Shin-Etsu Handotai Co.,Ltd. | Procede de production de plaquettes, appareil de polissage et plaquette |
JP2005131779A (ja) * | 2003-10-09 | 2005-05-26 | Yasuhiro Tani | 研磨用複合素材工具プレート |
JP2005138277A (ja) * | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Samsung Electronics Co Ltd | 不均一強度を有する研磨面を使用した化学的機械的研磨装置および方法 |
JP2007189196A (ja) * | 2005-12-14 | 2007-07-26 | Ebara Corp | 研磨パッド及び研磨装置 |
JP2010253581A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Nikon Corp | 研磨ポリシャ、研磨方法および製造方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6234689Y2 (ja) * | 1981-06-25 | 1987-09-03 | ||
JPH04340299A (ja) * | 1991-01-16 | 1992-11-26 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | ミリ波電波吸収体の製造方法 |
JPH0677186A (ja) * | 1991-09-11 | 1994-03-18 | Mitsubishi Materials Corp | ウェーハの研磨板及び研磨装置 |
JPH0857882A (ja) * | 1994-08-23 | 1996-03-05 | Toa Boshoku Kk | 成形複合材及びその製造方法 |
JPH08132342A (ja) * | 1994-11-08 | 1996-05-28 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置の製造装置 |
-
2000
- 2000-03-23 JP JP2000081158A patent/JP2000288912A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6234689Y2 (ja) * | 1981-06-25 | 1987-09-03 | ||
JPH04340299A (ja) * | 1991-01-16 | 1992-11-26 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | ミリ波電波吸収体の製造方法 |
JPH0677186A (ja) * | 1991-09-11 | 1994-03-18 | Mitsubishi Materials Corp | ウェーハの研磨板及び研磨装置 |
JPH0857882A (ja) * | 1994-08-23 | 1996-03-05 | Toa Boshoku Kk | 成形複合材及びその製造方法 |
JPH08132342A (ja) * | 1994-11-08 | 1996-05-28 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置の製造装置 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002035593A1 (fr) * | 2000-10-26 | 2002-05-02 | Shin-Etsu Handotai Co.,Ltd. | Procede de production de plaquettes, appareil de polissage et plaquette |
KR100832942B1 (ko) * | 2000-10-26 | 2008-05-27 | 신에츠 한도타이 가부시키가이샤 | 웨이퍼의 제조방법 및 연마장치 및 웨이퍼 |
KR100842473B1 (ko) * | 2000-10-26 | 2008-07-01 | 신에츠 한도타이 가부시키가이샤 | 웨이퍼의 제조방법 및 연마장치 및 웨이퍼 |
US7582221B2 (en) | 2000-10-26 | 2009-09-01 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Wafer manufacturing method, polishing apparatus, and wafer |
JP2005131779A (ja) * | 2003-10-09 | 2005-05-26 | Yasuhiro Tani | 研磨用複合素材工具プレート |
JP2005138277A (ja) * | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Samsung Electronics Co Ltd | 不均一強度を有する研磨面を使用した化学的機械的研磨装置および方法 |
JP4641781B2 (ja) * | 2003-11-04 | 2011-03-02 | 三星電子株式会社 | 不均一強度を有する研磨面を使用した化学的機械的研磨装置および方法 |
JP2007189196A (ja) * | 2005-12-14 | 2007-07-26 | Ebara Corp | 研磨パッド及び研磨装置 |
JP2010253581A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Nikon Corp | 研磨ポリシャ、研磨方法および製造方法 |
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