JP2001244223A - 研磨パッド - Google Patents
研磨パッドInfo
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- JP2001244223A JP2001244223A JP2000053489A JP2000053489A JP2001244223A JP 2001244223 A JP2001244223 A JP 2001244223A JP 2000053489 A JP2000053489 A JP 2000053489A JP 2000053489 A JP2000053489 A JP 2000053489A JP 2001244223 A JP2001244223 A JP 2001244223A
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- Japan
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- polishing
- polishing pad
- closed cells
- average pore
- pad
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- Pending
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ドレッシングによって研磨パッドの厚さが減少
しても研磨速度や研磨精度のバラツキの少ない研磨パッ
ドを提供すること。 【解決手段】表面研磨、特に半導体ウェハーの平坦化や
配線形成に用いる研磨パッドであって、高分子多孔質体
よりなり、その研磨面が0.3mm以上の平均孔径の独
立気泡を1個/cm2以上、0.1mm以下の平均孔径
の独立気泡を100個/cm2以上有してなることを特徴
とする。
しても研磨速度や研磨精度のバラツキの少ない研磨パッ
ドを提供すること。 【解決手段】表面研磨、特に半導体ウェハーの平坦化や
配線形成に用いる研磨パッドであって、高分子多孔質体
よりなり、その研磨面が0.3mm以上の平均孔径の独
立気泡を1個/cm2以上、0.1mm以下の平均孔径
の独立気泡を100個/cm2以上有してなることを特徴
とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面研磨、特に半
導体ウェハーの平坦化や配線形成に用いる機械的な作用
と化学的な作用との組み合わせにより研磨する方法(以
下、CMP法という)に用いられる研磨パッドに関す
る。
導体ウェハーの平坦化や配線形成に用いる機械的な作用
と化学的な作用との組み合わせにより研磨する方法(以
下、CMP法という)に用いられる研磨パッドに関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体ウェハーは、その集積密度の高密
度化による多層化に伴い、表面を平坦に仕上げすること
が重要になってきており、その為に半導体ウェハーの表
面をCMP法で研磨することが行われるようになってき
ている。この方法は、半導体ウェハーの表面に研磨剤と
化学成分からなるスラリーを供給しながら研磨パッドに
より研磨を行うものである。
度化による多層化に伴い、表面を平坦に仕上げすること
が重要になってきており、その為に半導体ウェハーの表
面をCMP法で研磨することが行われるようになってき
ている。この方法は、半導体ウェハーの表面に研磨剤と
化学成分からなるスラリーを供給しながら研磨パッドに
より研磨を行うものである。
【0003】この研磨に用いられる研磨パッドとして
は、不織布にポリウレタン樹脂を含浸させたものや、発
泡ポリウレタン樹脂等からなるものが一般的である。こ
れら研磨パッドの半導体ウェハーを研磨する側の面は一
般に硬質であり、硬度としてはショアD規格で55前後
のものが使用されている。
は、不織布にポリウレタン樹脂を含浸させたものや、発
泡ポリウレタン樹脂等からなるものが一般的である。こ
れら研磨パッドの半導体ウェハーを研磨する側の面は一
般に硬質であり、硬度としてはショアD規格で55前後
のものが使用されている。
【0004】また、研磨プロセスでは通常微粒子状シリ
カを水に分散させたシリカスラリーを使用するが、スラ
リーをパッド表面に均一に供給するためにパッド表面に
は加工がされている。たとえば、一般的には図3、図4
に示すように、発泡ポリウレタンの表面に孔2を形成し
スラリ−を保持するようにしている。この孔2として
は、例えば、径1.5mmの孔2が5mm間隔で研磨パ
ッドの全面に亘って形成されている。この孔2は発泡ポ
リウレタンを成形後、パンチング加工等によって設けら
れる。また、研磨剤の供給をスムーズにするために、図
5、図6に示すように発泡ポリウレタンの表面に格子状
あるいは放射状、同心円状、渦巻き状等の溝3を設ける
ことも行われている。この溝3は発泡ウレタンを成形
後、切削加工等によって設けるのが一般的である。
カを水に分散させたシリカスラリーを使用するが、スラ
リーをパッド表面に均一に供給するためにパッド表面に
は加工がされている。たとえば、一般的には図3、図4
に示すように、発泡ポリウレタンの表面に孔2を形成し
スラリ−を保持するようにしている。この孔2として
は、例えば、径1.5mmの孔2が5mm間隔で研磨パ
ッドの全面に亘って形成されている。この孔2は発泡ポ
リウレタンを成形後、パンチング加工等によって設けら
れる。また、研磨剤の供給をスムーズにするために、図
5、図6に示すように発泡ポリウレタンの表面に格子状
あるいは放射状、同心円状、渦巻き状等の溝3を設ける
ことも行われている。この溝3は発泡ウレタンを成形
後、切削加工等によって設けるのが一般的である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】孔2あるいは溝3はパ
ンチング加工あるいは切削加工等によって、発泡ウレタ
ンの成形後に後加工によって設けられる。例えば前述例
のように径1.5mmの孔を5mm間隔で設けるとする
と、仮に研磨パッドの大きさを600mmΦとすると孔
数は数百ケ所以上にのぼり、加工作業は大きな費用と時
間を必要としている。また、研磨パッドは、研磨に伴う
目づまりによる研磨速度の低下やパッド表面の非均一な
摩耗による研磨精度低下の対策として、ドレッシングと
呼ばれる目立てが行われる。そのドレッシングによって
研磨パッド表面に新たな研磨面が現れ、研磨精度、研磨
速度を取り戻すことができる効果がある反面、ドレッシ
ングにつれて研磨パッドの厚さは減少し、従って孔2や
溝3の深さは減少する。深さが減少すると、その孔2や
溝3に保持される研磨剤の量が変化するため、半導体ウ
ェハーの研磨速度、研磨精度は変化し、研磨品質のバラ
ツキの原因となる。本発明はかかる実状に鑑みなされた
もので、ドレッシングによって研磨パッドの厚さが減少
しても研磨速度や研磨精度のバラツキの少ない研磨パッ
ドを提供することを目的とする。
ンチング加工あるいは切削加工等によって、発泡ウレタ
ンの成形後に後加工によって設けられる。例えば前述例
のように径1.5mmの孔を5mm間隔で設けるとする
と、仮に研磨パッドの大きさを600mmΦとすると孔
数は数百ケ所以上にのぼり、加工作業は大きな費用と時
間を必要としている。また、研磨パッドは、研磨に伴う
目づまりによる研磨速度の低下やパッド表面の非均一な
摩耗による研磨精度低下の対策として、ドレッシングと
呼ばれる目立てが行われる。そのドレッシングによって
研磨パッド表面に新たな研磨面が現れ、研磨精度、研磨
速度を取り戻すことができる効果がある反面、ドレッシ
ングにつれて研磨パッドの厚さは減少し、従って孔2や
溝3の深さは減少する。深さが減少すると、その孔2や
溝3に保持される研磨剤の量が変化するため、半導体ウ
ェハーの研磨速度、研磨精度は変化し、研磨品質のバラ
ツキの原因となる。本発明はかかる実状に鑑みなされた
もので、ドレッシングによって研磨パッドの厚さが減少
しても研磨速度や研磨精度のバラツキの少ない研磨パッ
ドを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、表面研
磨、特に半導体ウェハーの平坦化や配線形成に用いる研
磨パッドであって、高分子多孔質体よりなり、その研磨
面が0.3mm以上の平均孔径の独立気泡を1個/cm
2以上、0.1mm以下の平均孔径の独立気泡を100
個/cm2以上有してなることを特徴とする研磨パッド
に関する。
磨、特に半導体ウェハーの平坦化や配線形成に用いる研
磨パッドであって、高分子多孔質体よりなり、その研磨
面が0.3mm以上の平均孔径の独立気泡を1個/cm
2以上、0.1mm以下の平均孔径の独立気泡を100
個/cm2以上有してなることを特徴とする研磨パッド
に関する。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明にかかる高分子多孔質体
は、図1及び図2に示すように孔径の大きな独立気泡5
群と孔径の小さな独立気泡6群を均質に含んでおり(図
1、図2参照)、その切断面を観測したとき、孔径の大
きな独立気泡は0.3mm以上好ましくは0.5〜2m
mの平均孔径のものが1個/cm2以上、好ましくは2
〜5個/cm2、孔径の小さな独立気泡は0.1mm以
下好ましくは0.01〜0.08mmの平均孔径のもの
が100個/cm2以上、好ましくは300〜800個
/cm2有してなる。孔径の大きな独立気泡径が0.3
mm未満では、研磨剤の面全体への供給機能が低下し研
磨速度が遅くなる。また、孔径の小さな独立気泡径が
0.1mmを超えると、研磨剤の局所的な保持能力が低
下し研磨速度が遅くなるので好ましくない。
は、図1及び図2に示すように孔径の大きな独立気泡5
群と孔径の小さな独立気泡6群を均質に含んでおり(図
1、図2参照)、その切断面を観測したとき、孔径の大
きな独立気泡は0.3mm以上好ましくは0.5〜2m
mの平均孔径のものが1個/cm2以上、好ましくは2
〜5個/cm2、孔径の小さな独立気泡は0.1mm以
下好ましくは0.01〜0.08mmの平均孔径のもの
が100個/cm2以上、好ましくは300〜800個
/cm2有してなる。孔径の大きな独立気泡径が0.3
mm未満では、研磨剤の面全体への供給機能が低下し研
磨速度が遅くなる。また、孔径の小さな独立気泡径が
0.1mmを超えると、研磨剤の局所的な保持能力が低
下し研磨速度が遅くなるので好ましくない。
【0008】本発明にかかる高分子多孔質体の材質とし
ては、特に制限はないがクリ−プ特性が小さい熱硬化性
樹脂が好ましい。それらを例示すればエポキシ樹脂、ポ
リエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ジシクロぺンタジ
エン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂
等が挙げられる。これらの中でもポリウレタン樹脂が耐
摩耗性に優れており好ましい。孔径の異なる独立気泡体
とする手段としては、粒径の異なる発泡剤を用いること
によっても可能であるが、発泡剤を配合した熱硬化性樹
脂に、小径のプラスチック中空粒子を混合し発泡させる
ことにより、孔径の大きな独立気泡と孔径の小さな独立
気泡が均一に分散した高分子多孔質体とすることができ
る。
ては、特に制限はないがクリ−プ特性が小さい熱硬化性
樹脂が好ましい。それらを例示すればエポキシ樹脂、ポ
リエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ジシクロぺンタジ
エン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂
等が挙げられる。これらの中でもポリウレタン樹脂が耐
摩耗性に優れており好ましい。孔径の異なる独立気泡体
とする手段としては、粒径の異なる発泡剤を用いること
によっても可能であるが、発泡剤を配合した熱硬化性樹
脂に、小径のプラスチック中空粒子を混合し発泡させる
ことにより、孔径の大きな独立気泡と孔径の小さな独立
気泡が均一に分散した高分子多孔質体とすることができ
る。
【0009】発泡剤としては、重炭酸塩、アゾ系化合
物、ヒドラジン化合物、セミカルバゾジド化合物、アジ
ド化合物、トリアゾール化合物、ニトロソ化合物等の化
学発泡剤や水等を用いることができ、これらはベース樹
脂100重量部に対し0.1〜2重量部用いることによ
って1.5〜2倍程度の発泡倍率を有する多孔質体が得
られる。プラスチック中空粒子としては、アクリル樹
脂、アクリルニトリル−塩化ビニリデン共重合体、フェ
ノール樹脂等からなる粒子を用いることができる。これ
らの中でもアクリルニトリル−塩化ビニリデン共重合体
からなる中空粒子は形状が真球に近く粒径を調整できる
点から好ましく用いることができる。かかる中空粒子の
配合量としてはベース樹脂100重量部に対し0.5〜
5重量部、好ましくは1〜3重量部配合する。
物、ヒドラジン化合物、セミカルバゾジド化合物、アジ
ド化合物、トリアゾール化合物、ニトロソ化合物等の化
学発泡剤や水等を用いることができ、これらはベース樹
脂100重量部に対し0.1〜2重量部用いることによ
って1.5〜2倍程度の発泡倍率を有する多孔質体が得
られる。プラスチック中空粒子としては、アクリル樹
脂、アクリルニトリル−塩化ビニリデン共重合体、フェ
ノール樹脂等からなる粒子を用いることができる。これ
らの中でもアクリルニトリル−塩化ビニリデン共重合体
からなる中空粒子は形状が真球に近く粒径を調整できる
点から好ましく用いることができる。かかる中空粒子の
配合量としてはベース樹脂100重量部に対し0.5〜
5重量部、好ましくは1〜3重量部配合する。
【0010】本発明にかかる研磨パッドは、孔径の異な
る独立気泡群を有する高分子多孔質体であり、孔径の大
きな独立気泡及び孔径の小さな独立気泡が均一に分布し
ているので、研磨パッドの厚さが磨耗によって減少して
も、次々と新たな大径の孔が現れるので、従来の研磨パ
ッドのように孔や溝をわざわざ設ける必要がなく半導体
ウェハーの研磨速度、研磨精度のバラツキが改善され
る。
る独立気泡群を有する高分子多孔質体であり、孔径の大
きな独立気泡及び孔径の小さな独立気泡が均一に分布し
ているので、研磨パッドの厚さが磨耗によって減少して
も、次々と新たな大径の孔が現れるので、従来の研磨パ
ッドのように孔や溝をわざわざ設ける必要がなく半導体
ウェハーの研磨速度、研磨精度のバラツキが改善され
る。
【0011】
【実施例】以下実施例に基づき本発明の実施の態様を説
明する。 実施例1 表1に示す材料を真空容器中で10分間脱気混合し、金
型温度60℃の金型に充填し、厚さ10mmの成形品を
得た後、80℃で60分間高温槽中で加熱処理し完全に
硬化させた。その後2mm厚みにスライスし研磨パッド
とした。表2に得られた研磨パッドの仕様を示す。ま
た、比較の為に、従来技術の製品としてポリウレタン樹
脂に発泡剤として水を用いた発泡ウレタンを材料とし、
図5、図6に示すような溝3の有る場合と、溝3の無い
場合についても併せ実施した。表2に示す研磨パッドを
日本エンギス(株)製ラッピングマシーン(商品名:I
MPTEC 10DVT)に装着し、荷重0.45MP
a、回転数60rpm、2分間研磨、2分間ドレッシン
グの条件で、ヒュームドシリカを12重量%含有し、p
H11のシリカスラリーを使ってシリコンウエハに形成
したシリコン熱酸化膜の研磨試験をおこなった。得られ
た結果を表3に示す。
明する。 実施例1 表1に示す材料を真空容器中で10分間脱気混合し、金
型温度60℃の金型に充填し、厚さ10mmの成形品を
得た後、80℃で60分間高温槽中で加熱処理し完全に
硬化させた。その後2mm厚みにスライスし研磨パッド
とした。表2に得られた研磨パッドの仕様を示す。ま
た、比較の為に、従来技術の製品としてポリウレタン樹
脂に発泡剤として水を用いた発泡ウレタンを材料とし、
図5、図6に示すような溝3の有る場合と、溝3の無い
場合についても併せ実施した。表2に示す研磨パッドを
日本エンギス(株)製ラッピングマシーン(商品名:I
MPTEC 10DVT)に装着し、荷重0.45MP
a、回転数60rpm、2分間研磨、2分間ドレッシン
グの条件で、ヒュームドシリカを12重量%含有し、p
H11のシリカスラリーを使ってシリコンウエハに形成
したシリコン熱酸化膜の研磨試験をおこなった。得られ
た結果を表3に示す。
【0012】
【表1】 ポリオール:ハイキャストN4014A(商品名) ポリイソソアネ−ト:ハイキャストN4014B(商品
名) 中空粒子:マイクロスフェアF−80(商品名)
名) 中空粒子:マイクロスフェアF−80(商品名)
【0013】
【表2】
【0014】
【表3】
【0015】
【発明の効果】表3に示す結果から明らかなように、本
発明によれば、ドレッシングによって研磨パッドの厚さ
が減少しても研磨速度や研磨精度のバラツキの少ない研
磨パッドを提供することが可能となった。
発明によれば、ドレッシングによって研磨パッドの厚さ
が減少しても研磨速度や研磨精度のバラツキの少ない研
磨パッドを提供することが可能となった。
【図1】本発明の一実施例を示す平面図。
【図2】図2におけるA-A断面図。
【図3】従来の研磨パッドの一例を示す平面図。
【図4】図3におけるB-B断面図。
【図5】従来の研磨パッドの他の一例を示す平面図。
【図6】図5におけるC-C断面図 (図3〜6におい
て、発泡ウレタンの場合生じる微細空孔の形状は省略)
て、発泡ウレタンの場合生じる微細空孔の形状は省略)
1 研磨パッド 2 孔 3 溝 4 研磨面 5 大径孔 6 小径孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小瀬 良治 茨城県下館市大字五所宮1150番地 日立化 成工業株式会社五所宮事業所内 Fターム(参考) 3C058 AA07 AA09 CA01 CB01 DA02 DA12 4F071 AA25X AA33 AA34X AA39 AA41 AA42 AA43 AA53 AA76 AE01 AF22 AH16 DA13 DA20 4F074 AA37 AA48 AA49 AA59 AA63 AA64 AA65 AA78 BA03 BA13 BA14 BA15 BA16 BA17 BA18 BA20 CA23 DA02 DA03 DA12 DA56
Claims (4)
- 【請求項1】物体表面の表面研磨に用いる研磨パッドで
あって、高分子多孔質体よりなり、その研磨面が0.3
mm以上の平均孔径の独立気泡を1個/cm2以上、
0.1mm以下の平均孔径の独立気泡を100個/cm
2以上有してなることを特徴とする研磨パッド。 - 【請求項2】高分子多孔質体が0.3mm以上の平均孔
径の独立気泡を1個/cm2以上有する熱硬化性樹脂の
発泡体と、平均粒径が0.1mm以下のプラスチック中
空粒子とからなる請求項1記載の研磨パッド。 - 【請求項3】熱硬化性樹脂の発泡体が化学発泡剤または
水を発泡剤として発泡させたポリウレタン樹脂であり、
プラスチック中空粒子がアクリロニトリル−塩化ビニリ
デン共重合体である請求項1又は2記載の研磨パッド。 - 【請求項4】研磨パッドが半導体ウェハー表面の平坦化
に用いるものである請求項1乃至3のいずれかに記載の
研磨パッド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000053489A JP2001244223A (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | 研磨パッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000053489A JP2001244223A (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | 研磨パッド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001244223A true JP2001244223A (ja) | 2001-09-07 |
Family
ID=18574867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000053489A Pending JP2001244223A (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | 研磨パッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001244223A (ja) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2000
- 2000-02-29 JP JP2000053489A patent/JP2001244223A/ja active Pending
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