JP2001225259A - 化学機械研磨方法 - Google Patents
化学機械研磨方法Info
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- JP2001225259A JP2001225259A JP2000033472A JP2000033472A JP2001225259A JP 2001225259 A JP2001225259 A JP 2001225259A JP 2000033472 A JP2000033472 A JP 2000033472A JP 2000033472 A JP2000033472 A JP 2000033472A JP 2001225259 A JP2001225259 A JP 2001225259A
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- polishing
- pressure
- mpa
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体ウェハの上に形成された絶縁層または金
属配線の表面を研磨により平滑にする化学機械研磨方法
において、より速くグローバル平坦性が得られる化学機
械研磨方法を提供するものである。 【解決手段】半導体ウェハを化学機械的に研磨する装置
にマイクロゴムA硬度が80度以上であり、研磨レート
が研磨圧力の2次関数で表される特性を有する研磨パッ
ドを該装置の研磨定盤に取り付けて、半導体ウェハを研
磨する事を特徴とする化学機械研磨方法。
属配線の表面を研磨により平滑にする化学機械研磨方法
において、より速くグローバル平坦性が得られる化学機
械研磨方法を提供するものである。 【解決手段】半導体ウェハを化学機械的に研磨する装置
にマイクロゴムA硬度が80度以上であり、研磨レート
が研磨圧力の2次関数で表される特性を有する研磨パッ
ドを該装置の研磨定盤に取り付けて、半導体ウェハを研
磨する事を特徴とする化学機械研磨方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、研磨用パッドおよ
びそれを用いた半導体基板を研磨する方法に関するもの
であり、さらに、シリコンなど半導体基板上に形成され
る絶縁層の表面や金属配線の表面を機械的に平坦化する
工程での化学機械研磨に関する。
びそれを用いた半導体基板を研磨する方法に関するもの
であり、さらに、シリコンなど半導体基板上に形成され
る絶縁層の表面や金属配線の表面を機械的に平坦化する
工程での化学機械研磨に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体メモリに代表される大規模集積回
路(LSI)は、年々集積化が進んでおり、それに伴い
大規模集積回路の製造技術も高密度化が進んでいる。さ
らに、この高密度化に伴い、半導体デバイス製造箇所の
積層数も増加している。その積層数の増加により、従来
は問題とならなかった積層にすることによって生ずる半
導体ウェハー主面の凹凸が問題となっている。その結
果、例えば日経マイクロデバイス1994年7月号50
〜57頁記載のように、積層することによって生じる凹
凸に起因する露光時の焦点深度不足を補う目的で、ある
いはスルーホール部の平坦化による配線密度を向上させ
る目的で、化学機械研磨技術を用いた半導体ウェハの平
坦化が検討されている。
路(LSI)は、年々集積化が進んでおり、それに伴い
大規模集積回路の製造技術も高密度化が進んでいる。さ
らに、この高密度化に伴い、半導体デバイス製造箇所の
積層数も増加している。その積層数の増加により、従来
は問題とならなかった積層にすることによって生ずる半
導体ウェハー主面の凹凸が問題となっている。その結
果、例えば日経マイクロデバイス1994年7月号50
〜57頁記載のように、積層することによって生じる凹
凸に起因する露光時の焦点深度不足を補う目的で、ある
いはスルーホール部の平坦化による配線密度を向上させ
る目的で、化学機械研磨技術を用いた半導体ウェハの平
坦化が検討されている。
【0003】一般に化学機械研磨装置は、被処理物であ
る半導体ウェハを保持する研磨ヘッド、被処理物の研磨
処理をおこなうための研磨パッド、前記研磨パッドを保
持する研磨定盤から構成されている。そして、半導体ウ
ェハの研磨処理は研磨剤と薬液からなるスラリーを用い
て、半導体ウェハと研磨パッドを相対運動させることに
より、半導体ウェハ表面の層の突出した部分が除去され
てウェハ表面の層を滑らかにするものである。現状で
は、使用されている研磨パッドは硬質ポリウレタンの発
泡体であり、本研磨パッドは、研磨レートの圧力依存性
が圧力の一次関数で表される特性を有しておりグローバ
ル平坦性について若干不良であるという問題点を有して
いた。
る半導体ウェハを保持する研磨ヘッド、被処理物の研磨
処理をおこなうための研磨パッド、前記研磨パッドを保
持する研磨定盤から構成されている。そして、半導体ウ
ェハの研磨処理は研磨剤と薬液からなるスラリーを用い
て、半導体ウェハと研磨パッドを相対運動させることに
より、半導体ウェハ表面の層の突出した部分が除去され
てウェハ表面の層を滑らかにするものである。現状で
は、使用されている研磨パッドは硬質ポリウレタンの発
泡体であり、本研磨パッドは、研磨レートの圧力依存性
が圧力の一次関数で表される特性を有しておりグローバ
ル平坦性について若干不良であるという問題点を有して
いた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、半導
体ウェハの上に形成された絶縁層または金属配線の表面
を研磨により平滑にする化学機械研磨方法において、よ
り速くグローバル平坦性が得られる化学機械研磨方法を
提供するものである。
体ウェハの上に形成された絶縁層または金属配線の表面
を研磨により平滑にする化学機械研磨方法において、よ
り速くグローバル平坦性が得られる化学機械研磨方法を
提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】課題を解決するための手
段として、本発明は以下の構成からなる。「半導体ウェ
ハを化学機械的に研磨する装置にマイクロゴムA硬度が
80度以上であり、研磨レートが研磨圧力の2次関数で
表される特性を有する研磨パッドを該装置の研磨定盤に
取り付けて、半導体ウェハを研磨することを特徴とする
化学機械研磨方法。」である。
段として、本発明は以下の構成からなる。「半導体ウェ
ハを化学機械的に研磨する装置にマイクロゴムA硬度が
80度以上であり、研磨レートが研磨圧力の2次関数で
表される特性を有する研磨パッドを該装置の研磨定盤に
取り付けて、半導体ウェハを研磨することを特徴とする
化学機械研磨方法。」である。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態について
説明する。
説明する。
【0007】まず本発明でいうマイクロゴムA硬度につ
いて説明する。この硬度は高分子計器(株)製マイクロ
ゴム硬度計“MD−1”で評価した値をさす。マイクロ
ゴム硬度計MD−1は、従来の硬度計では測定が困難で
あった薄物・小物の試料の硬さ測定を実現するもので、
スプリング式ゴム硬度計(デュロメータ)A型の約1/
5の縮小モデルとして、設計・製作されているためその
測定値は、スプリング式ゴム硬度計A型の硬度と一致し
た値が得られる。マイクロゴム硬度計“MD−1”は、
押針寸法が直径0.16mm円柱形で高さが0.5mm
の大きさのものである。荷重方式は、片持ばり形板バネ
で、ばね荷重は、0ポイントで2.24mN、100ポ
イントで33.85mNである。針の降下速度は10〜
30mm/secの範囲をステッピングモータで制御し
て測定する。通常の研磨パッドは、研磨層または硬質層
の厚みが5mmを切るので、スプリング式ゴム硬度計A
型では薄すぎる為に評価できないので、該マイクロゴム
硬度計“MD−1”で評価できる。
いて説明する。この硬度は高分子計器(株)製マイクロ
ゴム硬度計“MD−1”で評価した値をさす。マイクロ
ゴム硬度計MD−1は、従来の硬度計では測定が困難で
あった薄物・小物の試料の硬さ測定を実現するもので、
スプリング式ゴム硬度計(デュロメータ)A型の約1/
5の縮小モデルとして、設計・製作されているためその
測定値は、スプリング式ゴム硬度計A型の硬度と一致し
た値が得られる。マイクロゴム硬度計“MD−1”は、
押針寸法が直径0.16mm円柱形で高さが0.5mm
の大きさのものである。荷重方式は、片持ばり形板バネ
で、ばね荷重は、0ポイントで2.24mN、100ポ
イントで33.85mNである。針の降下速度は10〜
30mm/secの範囲をステッピングモータで制御し
て測定する。通常の研磨パッドは、研磨層または硬質層
の厚みが5mmを切るので、スプリング式ゴム硬度計A
型では薄すぎる為に評価できないので、該マイクロゴム
硬度計“MD−1”で評価できる。
【0008】本発明の研磨パッドは、マイクロゴムA硬
度で80度以上、好ましくは90度以上が必要である。
マイクロゴムA硬度が80度を満たない場合は、半導体
基板の局所的凹凸の平坦性が不良となるので好ましくな
い。本発明の研磨パッドは、研磨レートが研磨圧力の二
次関数で表される特性を有している。従来の研磨パッド
は、研磨レートの圧力依存性が研磨圧力の一次関数で表
される様な特性を有しているが、本発明の研磨パッドで
あれば、半導体ウェハ表面の層の突出した部分が他の部
分に比べてより研磨されやすい。研磨レートが研磨圧力
の二次関数で表される特性として、研磨圧力が0.01
MPaから0.05MPaの範囲で、研磨レート(オン
グストローム/分)=A×研磨圧力(MPa)×研磨圧
力(MPa)+B×研磨圧力(MPa)+Cで表される
二次関数でAは300000以上400000以下の係
数、Bは13000以上20000以下の係数、Cは0
以上10以下が平坦化特性が高いので好ましい。
度で80度以上、好ましくは90度以上が必要である。
マイクロゴムA硬度が80度を満たない場合は、半導体
基板の局所的凹凸の平坦性が不良となるので好ましくな
い。本発明の研磨パッドは、研磨レートが研磨圧力の二
次関数で表される特性を有している。従来の研磨パッド
は、研磨レートの圧力依存性が研磨圧力の一次関数で表
される様な特性を有しているが、本発明の研磨パッドで
あれば、半導体ウェハ表面の層の突出した部分が他の部
分に比べてより研磨されやすい。研磨レートが研磨圧力
の二次関数で表される特性として、研磨圧力が0.01
MPaから0.05MPaの範囲で、研磨レート(オン
グストローム/分)=A×研磨圧力(MPa)×研磨圧
力(MPa)+B×研磨圧力(MPa)+Cで表される
二次関数でAは300000以上400000以下の係
数、Bは13000以上20000以下の係数、Cは0
以上10以下が平坦化特性が高いので好ましい。
【0009】本発明の研磨レートの圧力依存性が研磨圧
力の二次関数で表される様な特性を有している研磨パッ
ドとして、発泡ポリウレタンにビニル化合物を含浸した
後、重合して得られる研磨パッドを挙げることができ
る。この研磨パッドの密度は0.4〜1.1g/cm3
の範囲にあることが好ましい。密度が0.4g/cm3
に満たない場合、局所的な凹凸の平坦性が不良となり、
グローバル段差が大きくなるので好ましくない。密度が
1.1g/cm3を越える場合は、スクラッチが発生し
やすくなるので好ましくない。さらに好ましい密度は、
0.6〜0.9g/cm3の範囲である。また、さらに
好ましい密度は0.65〜0.85g/cm3の範囲で
ある。
力の二次関数で表される様な特性を有している研磨パッ
ドとして、発泡ポリウレタンにビニル化合物を含浸した
後、重合して得られる研磨パッドを挙げることができ
る。この研磨パッドの密度は0.4〜1.1g/cm3
の範囲にあることが好ましい。密度が0.4g/cm3
に満たない場合、局所的な凹凸の平坦性が不良となり、
グローバル段差が大きくなるので好ましくない。密度が
1.1g/cm3を越える場合は、スクラッチが発生し
やすくなるので好ましくない。さらに好ましい密度は、
0.6〜0.9g/cm3の範囲である。また、さらに
好ましい密度は0.65〜0.85g/cm3の範囲で
ある。
【0010】この研磨パッドでのポリウレタンとは、ポ
リイソシアネートの重付加反応または重合反応に基づき
合成される高分子である。ポリイソシアネートの対象と
して用いられる化合物は、含活性水素化合物、すなわ
ち、二つ以上のポリヒドロキシ、あるいはアミノ基含有
化合物である。ポリイソシアネートとして、トリレンジ
イソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、
ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネー
ト、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイ
ソシアネートなど挙げることができるがこれに限定され
るわけではない。ポリヒドロキシとしてポリオールが代
表的であるが、ポリオールとしてポリエーテルポリオー
ル、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエ
ーテルグリコール、エポキシ樹脂変性ポリオール、ポリ
エステルポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジ
エンポリオール、シリコーンポリオール等が挙げられ
る。この中で、ポリイソシアネートとしてトリレンジイ
ソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポ
リオールとして、ポリプロピレングリコール、ポリテト
ラメチレンエーテルグリコールとの組み合わせで得られ
るポリウレタンが成形性に優れ、汎用的に使用されてい
るので好ましい。
リイソシアネートの重付加反応または重合反応に基づき
合成される高分子である。ポリイソシアネートの対象と
して用いられる化合物は、含活性水素化合物、すなわ
ち、二つ以上のポリヒドロキシ、あるいはアミノ基含有
化合物である。ポリイソシアネートとして、トリレンジ
イソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、
ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネー
ト、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイ
ソシアネートなど挙げることができるがこれに限定され
るわけではない。ポリヒドロキシとしてポリオールが代
表的であるが、ポリオールとしてポリエーテルポリオー
ル、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエ
ーテルグリコール、エポキシ樹脂変性ポリオール、ポリ
エステルポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジ
エンポリオール、シリコーンポリオール等が挙げられ
る。この中で、ポリイソシアネートとしてトリレンジイ
ソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポ
リオールとして、ポリプロピレングリコール、ポリテト
ラメチレンエーテルグリコールとの組み合わせで得られ
るポリウレタンが成形性に優れ、汎用的に使用されてい
るので好ましい。
【0011】この研磨パッドでのビニル化合物とは、炭
素炭素二重結合のビニル基を有する化合物である。具体
的にはメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、
プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、
イソブチルメタクリレート、メチル(α−エチル)アク
リレート、エチル(α−エチル)アクリレート、プロピ
ル(α−エチル)アクリレート、ブチル(α−エチル)
アクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、イ
ソデシルメタクリレート、n−ラウリルメタクリレー
ト、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロ
キシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルア
クリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2
−ヒドロキシブチルメタクリレート、ジメチルアミノエ
チルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレ
ート、メタクリル酸、グリシジルメタクリレート、エチ
レングリコールジメタクリレート、フマル酸、フマル酸
ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジプロピル、マ
レイン酸、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、
マレイン酸ジプロピル、アクリロニトリル、アクリルア
ミド、塩化ビニル、スチレン、α−メチルスチレン等が
挙げられる。その中で好ましいビニル化合物は、メチル
メタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタ
クリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメ
タクリレート、メチル(α−エチル)アクリレート、エ
チル(α−エチル)アクリレート、プロピル(α−エチ
ル)アクリレート、ブチル(α−エチル)アクリレート
である。
素炭素二重結合のビニル基を有する化合物である。具体
的にはメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、
プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、
イソブチルメタクリレート、メチル(α−エチル)アク
リレート、エチル(α−エチル)アクリレート、プロピ
ル(α−エチル)アクリレート、ブチル(α−エチル)
アクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、イ
ソデシルメタクリレート、n−ラウリルメタクリレー
ト、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロ
キシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルア
クリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2
−ヒドロキシブチルメタクリレート、ジメチルアミノエ
チルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレ
ート、メタクリル酸、グリシジルメタクリレート、エチ
レングリコールジメタクリレート、フマル酸、フマル酸
ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジプロピル、マ
レイン酸、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、
マレイン酸ジプロピル、アクリロニトリル、アクリルア
ミド、塩化ビニル、スチレン、α−メチルスチレン等が
挙げられる。その中で好ましいビニル化合物は、メチル
メタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタ
クリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメ
タクリレート、メチル(α−エチル)アクリレート、エ
チル(α−エチル)アクリレート、プロピル(α−エチ
ル)アクリレート、ブチル(α−エチル)アクリレート
である。
【0012】本発明でのビニル化合物から重合される重
合体とは、上記ビニル化合物を重合して得られる重合体
であり、具体的にはポリメチルメタクリレート、ポリエ
チルメタクリレート、ポリプロピルメタクリレート、ポ
リ(n−ブチルメタクリレート)、ポリイソブチルメタ
クリレート、ポリメチル(α−エチル)アクリレート、
ポリエチル(α−エチル)アクリレート、ポリプロピル
(α−エチル)アクリレート、ポリブチル(α−エチ
ル)アクリレート、ポリ(2−エチルヘキシルメタクリ
レート)、ポリイソデシルメタクリレート、ポリ(n−
ラウリルメタクリレート)、ポリ(2−ヒドロキシエチ
ルメタクリレート)、ポリ(2−ヒドロキシプロピルメ
タクリレート)、ポリ(2−ヒドロキシエチルアクリレ
ート)、ポリ(2−ヒドロキシプロピルアクリレー
ト)、ポリ(2−ヒドロキシブチルメタクリレート)、
ポリジメチルアミノエチルメタクリレート、ポリジエチ
ルアミノエチルメタクリレート、ポリメタクリル酸、ポ
リグリシジルメタクリレート、ポリエチレングリコール
ジメタクリレート、ポリフマル酸、ポリフマル酸ジメチ
ル、ポリフマル酸ジエチル、ポリフマル酸ジプロピル、
ポリマレイン酸、ポリマレイン酸ジメチル、ポリマレイ
ン酸ジエチル、ポリマレイン酸ジプロピル、ポリアクリ
ロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリ塩化ビニル、ポ
リスチレン、ポリ(α−メチルスチレン)等が挙げられ
る。この中で、好ましい重合体としてポリメチルメタク
リレート、ポリエチルメタクリレート、ポリプロピルメ
タクリレート、ポリ(n−ブチルメタクリレート)、ポ
リイソブチルメタクリレート、ポリメチル(α−エチ
ル)アクリレート、ポリエチル(α−エチル)アクリレ
ート、ポリプロピル(α−エチル)アクリレート、ポリ
ブチル(α−エチル)アクリレートが研磨パッドの硬度
を高くでき、平坦化特性を良好にできる。
合体とは、上記ビニル化合物を重合して得られる重合体
であり、具体的にはポリメチルメタクリレート、ポリエ
チルメタクリレート、ポリプロピルメタクリレート、ポ
リ(n−ブチルメタクリレート)、ポリイソブチルメタ
クリレート、ポリメチル(α−エチル)アクリレート、
ポリエチル(α−エチル)アクリレート、ポリプロピル
(α−エチル)アクリレート、ポリブチル(α−エチ
ル)アクリレート、ポリ(2−エチルヘキシルメタクリ
レート)、ポリイソデシルメタクリレート、ポリ(n−
ラウリルメタクリレート)、ポリ(2−ヒドロキシエチ
ルメタクリレート)、ポリ(2−ヒドロキシプロピルメ
タクリレート)、ポリ(2−ヒドロキシエチルアクリレ
ート)、ポリ(2−ヒドロキシプロピルアクリレー
ト)、ポリ(2−ヒドロキシブチルメタクリレート)、
ポリジメチルアミノエチルメタクリレート、ポリジエチ
ルアミノエチルメタクリレート、ポリメタクリル酸、ポ
リグリシジルメタクリレート、ポリエチレングリコール
ジメタクリレート、ポリフマル酸、ポリフマル酸ジメチ
ル、ポリフマル酸ジエチル、ポリフマル酸ジプロピル、
ポリマレイン酸、ポリマレイン酸ジメチル、ポリマレイ
ン酸ジエチル、ポリマレイン酸ジプロピル、ポリアクリ
ロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリ塩化ビニル、ポ
リスチレン、ポリ(α−メチルスチレン)等が挙げられ
る。この中で、好ましい重合体としてポリメチルメタク
リレート、ポリエチルメタクリレート、ポリプロピルメ
タクリレート、ポリ(n−ブチルメタクリレート)、ポ
リイソブチルメタクリレート、ポリメチル(α−エチ
ル)アクリレート、ポリエチル(α−エチル)アクリレ
ート、ポリプロピル(α−エチル)アクリレート、ポリ
ブチル(α−エチル)アクリレートが研磨パッドの硬度
を高くでき、平坦化特性を良好にできる。
【0013】本発明でのビニル化合物から重合される重
合体の含有率が50重量%以上90重量%以下であるこ
とが好ましい。含有率が50重量%を満たない場合は、
研磨パッドの硬度が低くなるので好ましくない。含有率
が90重量%を越える場合は、パッドの有している弾力
性が損なわれるので好ましくない。研磨パッド中のポリ
ウレタンまたはビニル化合物から重合される重合体の含
有率は、研磨パッドを熱分解ガスクロマトグラフィー/
質量分析手法で測定することが可能である。本手法で使
用できる装置は、熱分解装置としてダブルショットパイ
ロライザー“PY−2010D”(フロンティア・ラボ
社製)を、ガスクロマトグラフ/質量分析装置として
“TRIO−1”(VG社製)を挙げることができる。
合体の含有率が50重量%以上90重量%以下であるこ
とが好ましい。含有率が50重量%を満たない場合は、
研磨パッドの硬度が低くなるので好ましくない。含有率
が90重量%を越える場合は、パッドの有している弾力
性が損なわれるので好ましくない。研磨パッド中のポリ
ウレタンまたはビニル化合物から重合される重合体の含
有率は、研磨パッドを熱分解ガスクロマトグラフィー/
質量分析手法で測定することが可能である。本手法で使
用できる装置は、熱分解装置としてダブルショットパイ
ロライザー“PY−2010D”(フロンティア・ラボ
社製)を、ガスクロマトグラフ/質量分析装置として
“TRIO−1”(VG社製)を挙げることができる。
【0014】この研磨パッドの作成方法として、好まし
い方法は、あらかじめ平均気泡径が1000μm以下の
独立気泡を有し、かつ密度が0.1〜1.0g/cm3
の範囲にある発泡ポリウレタンシートにビニル化合物を
膨潤させた後、発泡ポリウレタンシート内でビニル化合
物を重合させる方法である。この方法だと独立気泡を有
した構造でポリウレタンとビニル化合物から重合される
重合体が一体化して含有される研磨パッドを作成でき
る。さらに好ましい方法は、あらかじめ平均気泡径が5
00μm以下の独立気泡を有し、かつ密度が0.4〜
0.9g/cm3の範囲にある発泡ポリウレタンシート
にビニル化合物を膨潤させた後、発泡ポリウレタンシー
ト内でビニル化合物を重合させる方法である。
い方法は、あらかじめ平均気泡径が1000μm以下の
独立気泡を有し、かつ密度が0.1〜1.0g/cm3
の範囲にある発泡ポリウレタンシートにビニル化合物を
膨潤させた後、発泡ポリウレタンシート内でビニル化合
物を重合させる方法である。この方法だと独立気泡を有
した構造でポリウレタンとビニル化合物から重合される
重合体が一体化して含有される研磨パッドを作成でき
る。さらに好ましい方法は、あらかじめ平均気泡径が5
00μm以下の独立気泡を有し、かつ密度が0.4〜
0.9g/cm3の範囲にある発泡ポリウレタンシート
にビニル化合物を膨潤させた後、発泡ポリウレタンシー
ト内でビニル化合物を重合させる方法である。
【0015】本発明で得られた研磨パッドは、クッショ
ン性を有するクッションシートと積層して複合研磨パッ
ドとして使用することも可能である。半導体基板は局所
的な凹凸とは別にもう少し大きなうねりが存在してお
り、このうねりを吸収する層として硬い研磨パッドの下
(研磨定盤側)にクッションシートをおいて研磨する場
合が多い。
ン性を有するクッションシートと積層して複合研磨パッ
ドとして使用することも可能である。半導体基板は局所
的な凹凸とは別にもう少し大きなうねりが存在してお
り、このうねりを吸収する層として硬い研磨パッドの下
(研磨定盤側)にクッションシートをおいて研磨する場
合が多い。
【0016】本発明の研磨パッドを研磨機の研磨定盤
(プラテン)に固着させる。ウェハーはウェハー保持試
料台(キャリアー)に真空チャック方式により固定され
る。研磨定盤を回転させ、同方向でウェハー保持試料台
を回転させて、研磨パッドに押しつける。この時に、研
磨パッドと半導体ウェハの間にスラリーが入り込む様な
位置からスラリーを供給する。スラリーの供給量は、研
磨パッドの単位面積あたり0.005〜0.05(cc
/分)が最適な範囲である。スラリーの供給量が0.0
05(cc/分)を下回る場合は、スラリーの潤滑効果
が十分得られない為、半導体ウェハ表面にスクラッチが
発生したり、半導体ウェハが研磨パッド上で円滑に回転
が起きにくいので面内均一性が損なわれるので好ましく
ない。スラリーの供給量が0.05(cc/分)を越え
る場合は、半導体ウェハと研磨パッド表面との間にスラ
リーの液膜が生じやすくなり、平坦化特性が悪くなるの
で好ましくない。
(プラテン)に固着させる。ウェハーはウェハー保持試
料台(キャリアー)に真空チャック方式により固定され
る。研磨定盤を回転させ、同方向でウェハー保持試料台
を回転させて、研磨パッドに押しつける。この時に、研
磨パッドと半導体ウェハの間にスラリーが入り込む様な
位置からスラリーを供給する。スラリーの供給量は、研
磨パッドの単位面積あたり0.005〜0.05(cc
/分)が最適な範囲である。スラリーの供給量が0.0
05(cc/分)を下回る場合は、スラリーの潤滑効果
が十分得られない為、半導体ウェハ表面にスクラッチが
発生したり、半導体ウェハが研磨パッド上で円滑に回転
が起きにくいので面内均一性が損なわれるので好ましく
ない。スラリーの供給量が0.05(cc/分)を越え
る場合は、半導体ウェハと研磨パッド表面との間にスラ
リーの液膜が生じやすくなり、平坦化特性が悪くなるの
で好ましくない。
【0017】研磨定盤の回転速度は半導体ウェハの中心
位置での研磨定盤の線速度が2000〜5000(cm
/分)の範囲にあることが好ましい。研磨定盤の線速度
が2000(cm/分)を下回る場合は、平坦化速度が
遅くなるので好ましくない。研磨定盤の線速度が500
0(cm/分)を越える場合はスクラッチが発生しやす
いので好ましくない。押し付け圧は、ウェーハ保持試料
台に加える力を制御することによりおこなう。押し付圧
として0.01〜0.07MPaが局所的平坦性を得ら
れるので好ましい。
位置での研磨定盤の線速度が2000〜5000(cm
/分)の範囲にあることが好ましい。研磨定盤の線速度
が2000(cm/分)を下回る場合は、平坦化速度が
遅くなるので好ましくない。研磨定盤の線速度が500
0(cm/分)を越える場合はスクラッチが発生しやす
いので好ましくない。押し付け圧は、ウェーハ保持試料
台に加える力を制御することによりおこなう。押し付圧
として0.01〜0.07MPaが局所的平坦性を得ら
れるので好ましい。
【0018】
【実施例】以下、実施例にそってさらに本発明の詳細を
説明する。本実施例において各特性は以下の方法で測定
した。
説明する。本実施例において各特性は以下の方法で測定
した。
【0019】1.マイクロゴムA硬度:高分子計器
(株)のマイクロゴム硬度計“MD−1”で測定する。 マイクロゴム硬度計“MD−1”の構成は下記のとおり
である。 1.1センサ部 (1)荷重方式:片持ばり形板バネ (2)ばね荷重:0ポイント 2.24gf 100ポイント 33.85gf (3)ばね荷重誤差:±0.32gf (4)押針寸法:直径:0.16mm円柱形 高さ
0.5mm (5)変位検出方式:歪ゲージ式 (6)加圧脚寸法:外径4mm 内径1.5mm 1.2センサ駆動部 (1)駆動方式:ステッピングモータによる上下駆動 エアダンパによる降下速度制御 (2)上下動ストローク:12mm (3)降下速度:10〜30mm/sec (4)高さ調整範囲:0〜67mm(試料テーブルとセ
ンサ加圧面の距離) 1.3試料台 (1)試料台寸法:直径 80mm (2)微動機構:XYテーブルおよびマイクロメータヘ
ッドによる微動 ストローク X軸、Y軸とも15mm (3)レベル調整器:レベル調整用本体脚および丸型水
準器。
(株)のマイクロゴム硬度計“MD−1”で測定する。 マイクロゴム硬度計“MD−1”の構成は下記のとおり
である。 1.1センサ部 (1)荷重方式:片持ばり形板バネ (2)ばね荷重:0ポイント 2.24gf 100ポイント 33.85gf (3)ばね荷重誤差:±0.32gf (4)押針寸法:直径:0.16mm円柱形 高さ
0.5mm (5)変位検出方式:歪ゲージ式 (6)加圧脚寸法:外径4mm 内径1.5mm 1.2センサ駆動部 (1)駆動方式:ステッピングモータによる上下駆動 エアダンパによる降下速度制御 (2)上下動ストローク:12mm (3)降下速度:10〜30mm/sec (4)高さ調整範囲:0〜67mm(試料テーブルとセ
ンサ加圧面の距離) 1.3試料台 (1)試料台寸法:直径 80mm (2)微動機構:XYテーブルおよびマイクロメータヘ
ッドによる微動 ストローク X軸、Y軸とも15mm (3)レベル調整器:レベル調整用本体脚および丸型水
準器。
【0020】2.グローバル段差評価用テストウェハ:
酸化膜付き4インチシリコンウェハ(酸化膜厚:2μ
m)に10mm角のダイを配置する。フォトレジストを
使用してマスク露光をおこない、RIEによって10m
m角のダイの中に20μm幅、高さ0.7μmのライン
と230μmのスペースで左半分にラインアンドスペー
スで配置し、230μm幅、高さ0.7μmのラインを
20μのスペースで右半分にラインアンドスペースで配
置する。この様にしてグローバル段差評価用テストウェ
ハを用意した。
酸化膜付き4インチシリコンウェハ(酸化膜厚:2μ
m)に10mm角のダイを配置する。フォトレジストを
使用してマスク露光をおこない、RIEによって10m
m角のダイの中に20μm幅、高さ0.7μmのライン
と230μmのスペースで左半分にラインアンドスペー
スで配置し、230μm幅、高さ0.7μmのラインを
20μのスペースで右半分にラインアンドスペースで配
置する。この様にしてグローバル段差評価用テストウェ
ハを用意した。
【0021】3.研磨パッドと研磨機:厚み1.2m
m、直径38cmの円形の研磨層を作製し、表面に幅
2.0mm、深さ0.5mm、ピッチ15mmのいわゆ
るX−Yグルーブ加工(格子状溝加工)を施した。この
研磨パッドを研磨機(ラップマスターSFT社製、L/
M―15E)の定盤にクッッション層として、ロデール
社製“Suba400”を貼り、その上に両面接着テー
プ(3M社製、“442J”)で貼り付けた。旭ダイヤ
モンド工業(株)のコンディショナー(“CMP−
M”、直径14.2cm)を用い、押しつけ圧力0.0
4MPa、定盤回転数25rpm、コンディショナー回
転数25rpmで同方向に回転させ、純水を10cc/
分で供給しながら5分間研磨パッドのコンディショニン
グを行った。研磨機に純水を100cc/分流しながら
研磨パッド上を2分間洗浄し次に、酸化膜付き4インチ
ウェハを研磨機に設置し、説明書記載使用濃度のキャボ
ット社製スラリー(“SC−1”)を所定供給量で研磨
パッド上に供給しながら、押しつけ圧力0.01MP
a、0.02MPa、0.03MPa、0.04MPa
で定盤回転数45rpm(ウェハの中心での線速度は3
000(cm/分))、半導体ウェハ保持試料台を回転
数45rpmで同方向に回転させ、それぞれの圧力に対
する研磨レートを評価する。
m、直径38cmの円形の研磨層を作製し、表面に幅
2.0mm、深さ0.5mm、ピッチ15mmのいわゆ
るX−Yグルーブ加工(格子状溝加工)を施した。この
研磨パッドを研磨機(ラップマスターSFT社製、L/
M―15E)の定盤にクッッション層として、ロデール
社製“Suba400”を貼り、その上に両面接着テー
プ(3M社製、“442J”)で貼り付けた。旭ダイヤ
モンド工業(株)のコンディショナー(“CMP−
M”、直径14.2cm)を用い、押しつけ圧力0.0
4MPa、定盤回転数25rpm、コンディショナー回
転数25rpmで同方向に回転させ、純水を10cc/
分で供給しながら5分間研磨パッドのコンディショニン
グを行った。研磨機に純水を100cc/分流しながら
研磨パッド上を2分間洗浄し次に、酸化膜付き4インチ
ウェハを研磨機に設置し、説明書記載使用濃度のキャボ
ット社製スラリー(“SC−1”)を所定供給量で研磨
パッド上に供給しながら、押しつけ圧力0.01MP
a、0.02MPa、0.03MPa、0.04MPa
で定盤回転数45rpm(ウェハの中心での線速度は3
000(cm/分))、半導体ウェハ保持試料台を回転
数45rpmで同方向に回転させ、それぞれの圧力に対
する研磨レートを評価する。
【0022】上記と同じコンディショニングを行い、グ
ローバル段差評価用テストウェハを研磨機に設置し、説
明書記載使用濃度のキャボット社製スラリー(“SC―
1”)を所定供給量で研磨パッド上に供給しながら、押
しつけ圧力0.04MPa、定盤回転数45rpm(ウ
ェハの中心での線速度は3000(cm/分))、半導
体ウェハ保持試料台を回転数45rpmで同方向に回転
させ、所定時間研磨を実施し、20μmラインと230
μmライン上の酸化膜厚を測定して、その差をグローバ
ル段差とした。
ローバル段差評価用テストウェハを研磨機に設置し、説
明書記載使用濃度のキャボット社製スラリー(“SC―
1”)を所定供給量で研磨パッド上に供給しながら、押
しつけ圧力0.04MPa、定盤回転数45rpm(ウ
ェハの中心での線速度は3000(cm/分))、半導
体ウェハ保持試料台を回転数45rpmで同方向に回転
させ、所定時間研磨を実施し、20μmラインと230
μmライン上の酸化膜厚を測定して、その差をグローバ
ル段差とした。
【0023】実施例1 ポリプロピレングリコール30重量部とジフェニルメタ
ンジイソシアネート40重量部と水0.5重量部とトリ
エチルアミン0.3重量部とシリコン整泡剤1.7重量
部とオクチル酸スズ0.09重量部をRIM成形機で混
合して、金型に吐出して加圧成型をおこない厚み2.2
mmの発泡ポリウレタンシート(マイクロゴムA硬度=
39度、密度:0.71、独立気泡平均径:37μm)
を作成した。該発泡ポリウレタンシートをアゾビスイソ
ブチルニトリル0.1重量部を添加したメチルメタアク
リレートに65分間浸漬する。メチルメタアクリレート
が膨潤した発泡ポリウレタンシートをガラス板に挟み込
んで65℃で6時間加熱後、100℃で3時間加熱す
る。加熱後ガラス板から取り外して、50℃で真空乾燥
をおこなう。得られた硬質発泡シートを両面研削して厚
みが1.2mmの研磨パッドを作成する。得られた研磨
パッドのマイクロゴムA硬度は98度、密度:0.67
g/cm3、独立気泡平均径:75μm、研磨パッドの
中のポリメチルメタアクリレート含有率は66重量%で
あった。クッション層“Suba400”を該研磨パッ
ドと貼り合わせして複合研磨パッドを作成した。酸化膜
付き4インチウェハを研磨機の研磨ヘッドに取り付けて
45rpm(ウェハの中心での線速度は3000(cm
/分))で回転させ、該複合研磨パッドを研磨機のプラ
テンに固着させ45rpmで研磨ヘッドの回転方向と同
じ方向に回転させ、説明書記載使用濃度のキャボット社
製スラリー(“SC−1”)を25cc/分で研磨パッ
ド上に供給しながら、押しつけ圧力0.01MPa、
0.02MPa、0.03MPa、0.04MPa、そ
れぞれの圧力に対する研磨レートを評価した。圧力0.
01MPaの時の酸化膜研磨レートは196(オングス
トローム/分)、圧力0.02MPaの時の酸化膜研磨
レートは465(オングストローム/分)、圧力0.0
3MPaの時の酸化膜研磨レートは809(オングスト
ローム/分)、圧力0.04MPaの時の酸化膜研磨レ
ートは1227(オングストローム/分)であり、研磨
レート(オングストローム/分)=370714×研磨
圧力(MPa)×研磨圧力(MPa)+15841×研
磨圧力(MPa)+0.1429という二次関数で表さ
れる特性を有している。グローバル段差評価用テストウ
ェハを研磨機の研磨ヘッドに取り付けて45rpmで回
転させ、該複合研磨パッドを研磨機のプラテンに固着さ
せ45rpmで研磨ヘッドの回転方向と同じ方向に回転
させ、スラリー“SC−1”を25cc/分(研磨パッ
ド1cm2面積あたり0.022cc/分)で供給しな
がら研磨圧力0.04MPaで研磨を実施した。グロー
バル段差評価用テストウェハの20μm幅配線領域と2
30μm幅配線領域のグローバル段差は0.2μmにな
った研磨時間は1.8分であった。
ンジイソシアネート40重量部と水0.5重量部とトリ
エチルアミン0.3重量部とシリコン整泡剤1.7重量
部とオクチル酸スズ0.09重量部をRIM成形機で混
合して、金型に吐出して加圧成型をおこない厚み2.2
mmの発泡ポリウレタンシート(マイクロゴムA硬度=
39度、密度:0.71、独立気泡平均径:37μm)
を作成した。該発泡ポリウレタンシートをアゾビスイソ
ブチルニトリル0.1重量部を添加したメチルメタアク
リレートに65分間浸漬する。メチルメタアクリレート
が膨潤した発泡ポリウレタンシートをガラス板に挟み込
んで65℃で6時間加熱後、100℃で3時間加熱す
る。加熱後ガラス板から取り外して、50℃で真空乾燥
をおこなう。得られた硬質発泡シートを両面研削して厚
みが1.2mmの研磨パッドを作成する。得られた研磨
パッドのマイクロゴムA硬度は98度、密度:0.67
g/cm3、独立気泡平均径:75μm、研磨パッドの
中のポリメチルメタアクリレート含有率は66重量%で
あった。クッション層“Suba400”を該研磨パッ
ドと貼り合わせして複合研磨パッドを作成した。酸化膜
付き4インチウェハを研磨機の研磨ヘッドに取り付けて
45rpm(ウェハの中心での線速度は3000(cm
/分))で回転させ、該複合研磨パッドを研磨機のプラ
テンに固着させ45rpmで研磨ヘッドの回転方向と同
じ方向に回転させ、説明書記載使用濃度のキャボット社
製スラリー(“SC−1”)を25cc/分で研磨パッ
ド上に供給しながら、押しつけ圧力0.01MPa、
0.02MPa、0.03MPa、0.04MPa、そ
れぞれの圧力に対する研磨レートを評価した。圧力0.
01MPaの時の酸化膜研磨レートは196(オングス
トローム/分)、圧力0.02MPaの時の酸化膜研磨
レートは465(オングストローム/分)、圧力0.0
3MPaの時の酸化膜研磨レートは809(オングスト
ローム/分)、圧力0.04MPaの時の酸化膜研磨レ
ートは1227(オングストローム/分)であり、研磨
レート(オングストローム/分)=370714×研磨
圧力(MPa)×研磨圧力(MPa)+15841×研
磨圧力(MPa)+0.1429という二次関数で表さ
れる特性を有している。グローバル段差評価用テストウ
ェハを研磨機の研磨ヘッドに取り付けて45rpmで回
転させ、該複合研磨パッドを研磨機のプラテンに固着さ
せ45rpmで研磨ヘッドの回転方向と同じ方向に回転
させ、スラリー“SC−1”を25cc/分(研磨パッ
ド1cm2面積あたり0.022cc/分)で供給しな
がら研磨圧力0.04MPaで研磨を実施した。グロー
バル段差評価用テストウェハの20μm幅配線領域と2
30μm幅配線領域のグローバル段差は0.2μmにな
った研磨時間は1.8分であった。
【0024】実施例2 ポリプロピレングリコール30重量部とジフェニルメタ
ンジイソシアネート40重量部と水0.5重量部とトリ
エチルアミン0.3重量部とシリコン整泡剤1.7重量
部とオクチル酸スズ0.09重量部をRIM成形機で混
合して、金型に吐出して加圧成型をおこない厚み2.2
mmの発泡ポリウレタンシート(マイクロゴムA硬度=
34度、密度:0.51、独立気泡平均径:80μm)
を作成した。該発泡ポリウレタンシートをアゾビスイソ
ブチルニトリル0.1重量部を添加したメチルメタアク
リレートに1時間浸漬する。メチルメタアクリレートが
膨潤した発泡ポリウレタンシートをガラス板に挟み込ん
で65℃で24時間加熱する。加熱後ガラス板から取り
外して、50℃で真空乾燥をおこなう。得られた硬質発
泡シートを両面研削して厚みが1.2mmの研磨パッド
を作成する。得られた研磨パッドのマイクロゴムA硬度
は98度、密度:0.65g/cm3、独立気泡平均
径:120μm、研磨パッドの中のポリメチルメタアク
リレート含有率は79重量%であった。クッション層
“Suba400”を該研磨パッドと貼り合わせして複
合研磨パッドを作成した。酸化膜付き4インチウェハを
研磨機の研磨ヘッドに取り付けて45rpmで回転さ
せ、該複合研磨パッドを研磨機のプラテンに固着させ4
5rpm(ウェハの中心での線速度は3000(cm/
分))で研磨ヘッドの回転方向と同じ方向に回転させ、
説明書記載使用濃度のキャボット社製スラリー(“SC
−1”)を40cc/分で研磨パッド上に供給しなが
ら、押しつけ圧力0.01MPa、0.02MPa、
0.03MPa、0.04MPaで、それぞれの圧力に
対する研磨レートを評価した。圧力0.01MPaの時
の酸化膜研磨レートは226(オングストローム/
分)、圧力0.02MPaの時の酸化膜研磨レートは4
95(オングストローム/分)、圧力0.03MPaの
時の酸化膜研磨レートは839(オングストローム/
分)、圧力0.04MPaの時の酸化膜研磨レートは1
257(オングストローム/分)であり、研磨レート
(オングストローム/分)=327857×研磨圧力
(MPa)×研磨圧力(MPa)+18156×研磨圧
力(MPa)+3.5714という二次関数で表される
特性を有している。グローバル段差評価用テストウェハ
を研磨機の研磨ヘッドに取り付けて45rpmで回転さ
せ、該複合研磨パッドを研磨機のプラテンに固着させ4
5rpmで研磨ヘッドの回転方向と同じ方向に回転さ
せ、スラリー“SC−1”を40cc/分(研磨パッド
1cm2面積あたり0.035cc/分)で供給しなが
ら研磨圧力0.04MPaで研磨を実施した。グローバ
ル段差評価用テストウェハの20μm幅配線領域と23
0μm幅配線領域のグローバル段差は0.2μmになっ
た研磨時間は2分であった。
ンジイソシアネート40重量部と水0.5重量部とトリ
エチルアミン0.3重量部とシリコン整泡剤1.7重量
部とオクチル酸スズ0.09重量部をRIM成形機で混
合して、金型に吐出して加圧成型をおこない厚み2.2
mmの発泡ポリウレタンシート(マイクロゴムA硬度=
34度、密度:0.51、独立気泡平均径:80μm)
を作成した。該発泡ポリウレタンシートをアゾビスイソ
ブチルニトリル0.1重量部を添加したメチルメタアク
リレートに1時間浸漬する。メチルメタアクリレートが
膨潤した発泡ポリウレタンシートをガラス板に挟み込ん
で65℃で24時間加熱する。加熱後ガラス板から取り
外して、50℃で真空乾燥をおこなう。得られた硬質発
泡シートを両面研削して厚みが1.2mmの研磨パッド
を作成する。得られた研磨パッドのマイクロゴムA硬度
は98度、密度:0.65g/cm3、独立気泡平均
径:120μm、研磨パッドの中のポリメチルメタアク
リレート含有率は79重量%であった。クッション層
“Suba400”を該研磨パッドと貼り合わせして複
合研磨パッドを作成した。酸化膜付き4インチウェハを
研磨機の研磨ヘッドに取り付けて45rpmで回転さ
せ、該複合研磨パッドを研磨機のプラテンに固着させ4
5rpm(ウェハの中心での線速度は3000(cm/
分))で研磨ヘッドの回転方向と同じ方向に回転させ、
説明書記載使用濃度のキャボット社製スラリー(“SC
−1”)を40cc/分で研磨パッド上に供給しなが
ら、押しつけ圧力0.01MPa、0.02MPa、
0.03MPa、0.04MPaで、それぞれの圧力に
対する研磨レートを評価した。圧力0.01MPaの時
の酸化膜研磨レートは226(オングストローム/
分)、圧力0.02MPaの時の酸化膜研磨レートは4
95(オングストローム/分)、圧力0.03MPaの
時の酸化膜研磨レートは839(オングストローム/
分)、圧力0.04MPaの時の酸化膜研磨レートは1
257(オングストローム/分)であり、研磨レート
(オングストローム/分)=327857×研磨圧力
(MPa)×研磨圧力(MPa)+18156×研磨圧
力(MPa)+3.5714という二次関数で表される
特性を有している。グローバル段差評価用テストウェハ
を研磨機の研磨ヘッドに取り付けて45rpmで回転さ
せ、該複合研磨パッドを研磨機のプラテンに固着させ4
5rpmで研磨ヘッドの回転方向と同じ方向に回転さ
せ、スラリー“SC−1”を40cc/分(研磨パッド
1cm2面積あたり0.035cc/分)で供給しなが
ら研磨圧力0.04MPaで研磨を実施した。グローバ
ル段差評価用テストウェハの20μm幅配線領域と23
0μm幅配線領域のグローバル段差は0.2μmになっ
た研磨時間は2分であった。
【0025】比較例1 ポリエーテル系ウレタンポリマ(ユニローヤル社製アジ
プレンL−325)78重量部と4,4'−メチレン−
ビス2−クロロアニリン20重量部をRIM成形機で混
合しさらに中空高分子微小球体(エクスパンセル551
DE)1.8重量部を混合して厚み12mmの硬質発
泡ポリウレタンシート(マイクロゴムA硬度=92度、
密度=0.78、独立気泡平均径:30μm)を作成し
た。この硬質発泡ポリウレタンシートをスライスして厚
み1.2mmの研磨パッドを作成した。クッション層
“Suba400”を該研磨パッドと貼り合わせして複
合研磨パッドを作成した。酸化膜付き4インチウェハを
研磨機の研磨ヘッドに取り付けて45rpmで回転さ
せ、該複合研磨パッドを研磨機のプラテンに固着させ4
5rpm(ウェハの中心での線速度は3000(cm/
分))で研磨ヘッドの回転方向と同じ方向に回転させ、
説明書記載使用濃度のキャボット社製スラリー(“SC
−1”)を40cc/分で研磨パッド上に供給しなが
ら、押しつけ圧力0.01MPa、0.02MPa、
0.03MPa、0.04MPaで、それぞれの圧力に
対する研磨レートを評価した。圧力0.01MPaの時
の酸化膜研磨レートは274(オングストローム/
分)、圧力0.02MPaの時の酸化膜研磨レートは5
49(オングストローム/分)、圧力0.03MPaの
時の酸化膜研磨レートは823(オングストローム/
分)、圧力0.04MPaの時の酸化膜研磨レートは1
097(オングストローム/分)であり、研磨レート
(オングストローム/分)=27430×研磨圧力(M
Pa)という一次関数で表される特性を有している。グ
ローバル段差評価用テストウェハを研磨機の研磨ヘッド
に取り付けて45rpmで回転させ、該複合研磨パッド
を研磨機のプラテンに固着させ45rpmで研磨ヘッド
の回転方向と同じ方向に回転させ、スラリー“SC−
1”を40cc/分(研磨パッド1cm2面積あたり
0.035cc/分)で供給しながら研磨圧力0.04
MPaで研磨を実施した。グローバル段差評価用テスト
ウェハの20μm幅配線領域と230μm幅配線領域の
グローバル段差は0.2μmになった研磨時間は4分で
あり実施例と比較して2倍以上の時間がかかった。
プレンL−325)78重量部と4,4'−メチレン−
ビス2−クロロアニリン20重量部をRIM成形機で混
合しさらに中空高分子微小球体(エクスパンセル551
DE)1.8重量部を混合して厚み12mmの硬質発
泡ポリウレタンシート(マイクロゴムA硬度=92度、
密度=0.78、独立気泡平均径:30μm)を作成し
た。この硬質発泡ポリウレタンシートをスライスして厚
み1.2mmの研磨パッドを作成した。クッション層
“Suba400”を該研磨パッドと貼り合わせして複
合研磨パッドを作成した。酸化膜付き4インチウェハを
研磨機の研磨ヘッドに取り付けて45rpmで回転さ
せ、該複合研磨パッドを研磨機のプラテンに固着させ4
5rpm(ウェハの中心での線速度は3000(cm/
分))で研磨ヘッドの回転方向と同じ方向に回転させ、
説明書記載使用濃度のキャボット社製スラリー(“SC
−1”)を40cc/分で研磨パッド上に供給しなが
ら、押しつけ圧力0.01MPa、0.02MPa、
0.03MPa、0.04MPaで、それぞれの圧力に
対する研磨レートを評価した。圧力0.01MPaの時
の酸化膜研磨レートは274(オングストローム/
分)、圧力0.02MPaの時の酸化膜研磨レートは5
49(オングストローム/分)、圧力0.03MPaの
時の酸化膜研磨レートは823(オングストローム/
分)、圧力0.04MPaの時の酸化膜研磨レートは1
097(オングストローム/分)であり、研磨レート
(オングストローム/分)=27430×研磨圧力(M
Pa)という一次関数で表される特性を有している。グ
ローバル段差評価用テストウェハを研磨機の研磨ヘッド
に取り付けて45rpmで回転させ、該複合研磨パッド
を研磨機のプラテンに固着させ45rpmで研磨ヘッド
の回転方向と同じ方向に回転させ、スラリー“SC−
1”を40cc/分(研磨パッド1cm2面積あたり
0.035cc/分)で供給しながら研磨圧力0.04
MPaで研磨を実施した。グローバル段差評価用テスト
ウェハの20μm幅配線領域と230μm幅配線領域の
グローバル段差は0.2μmになった研磨時間は4分で
あり実施例と比較して2倍以上の時間がかかった。
【0026】
【発明の効果】本発明では、半導体ウェハの上に形成さ
れた絶縁層または金属配線の表面を研磨により平滑にす
る化学機械研磨方法において、より速くグローバル平坦
性が得られる化学機械研磨方法を提供できた。
れた絶縁層または金属配線の表面を研磨により平滑にす
る化学機械研磨方法において、より速くグローバル平坦
性が得られる化学機械研磨方法を提供できた。
Claims (3)
- 【請求項1】 半導体ウェハを化学機械的に研磨する装
置にマイクロゴムA硬度が80度以上であり、研磨レー
トが研磨圧力の2次関数で表される特性を有する研磨パ
ッドを該装置の研磨定盤に取り付けて、半導体ウェハを
研磨することを特徴とする化学機械研磨方法。 - 【請求項2】 研磨圧力が0.01〜0.07MPaの
範囲であることを特徴とする請求項1記載の化学機械研
磨方法。 - 【請求項3】 半導体ウェハの中心点での研磨定盤線速
度が2000〜5000(cm/分)である事を特徴と
する請求項1〜2いずれかに記載の化学機械研磨方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000033472A JP2001225259A (ja) | 2000-02-10 | 2000-02-10 | 化学機械研磨方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000033472A JP2001225259A (ja) | 2000-02-10 | 2000-02-10 | 化学機械研磨方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001225259A true JP2001225259A (ja) | 2001-08-21 |
Family
ID=18557950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000033472A Pending JP2001225259A (ja) | 2000-02-10 | 2000-02-10 | 化学機械研磨方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001225259A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005322926A (ja) * | 2004-05-07 | 2005-11-17 | Soc Europeenne De Systemes Optiques | 表面研磨方法および研磨材 |
CN1314517C (zh) * | 2002-12-04 | 2007-05-09 | 智胜科技股份有限公司 | 一体成型pu研磨垫的制造方法 |
-
2000
- 2000-02-10 JP JP2000033472A patent/JP2001225259A/ja active Pending
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CN1314517C (zh) * | 2002-12-04 | 2007-05-09 | 智胜科技股份有限公司 | 一体成型pu研磨垫的制造方法 |
JP2005322926A (ja) * | 2004-05-07 | 2005-11-17 | Soc Europeenne De Systemes Optiques | 表面研磨方法および研磨材 |
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