JP2004243428A

JP2004243428A - Polishing pad

Info

Publication number: JP2004243428A
Application number: JP2003033515A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Itai; 康行板井; Yoshitaka Morioka; 善隆森岡; Takashi Hanamoto; 崇志花本
Original assignee: Rodel Nitta Inc
Current assignee: Nitta DuPont Inc
Priority date: 2003-02-12
Filing date: 2003-02-12
Publication date: 2004-09-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing pad avoiding the occurrence of dishing, erosion and the like to polish a material to be polished such as a wafer with good planarity as expected. <P>SOLUTION: This polishing pad 1 includes two layers of a support layer 2 and a polishing layer 3. The support layer 2 has required flexibility, and on the other hand, the polishing layer 3 is composed of two or more separate polishing layers 5 separated from each other to separately and independently polish the material 8 to be polished. A groove 4 for a polishing slurry flow is formed between the separate polishing layers 5, and at least two separate polishing layers 5 adjacent to each other in an arbitrary direction have sizes to simultaneously come into contact with the material 8 to be polished, whereby the surface to be polished of the material 8 to be polished is followed to absorb surface pressure received separately from the surface to be polished. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、半導体製造装置による半導体ウェハの製造工程において、化学的機械的研磨加工（ＣＭＰプロセス）等によりウェハ等の被加工物を平坦化処理するときなどに用いられる研磨パッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
化学的機械的研磨加工では、デバイスの微細化や多層配線化に伴い、配線密度の高いところと低いところとで同じ研磨圧力がかかると圧力に弱い高密度配線箇所などでディシングやエロージョンなどの削れ過ぎが生じるという局所的な不具合が発生しやすく、ウェハ等の被研磨物の平坦性を出しにくくなっていた。このような化学的機械的研磨加工に用いる研磨パッドは、一方の面をウェハ等の被研磨物に対する研磨面としている。このような研磨面では、前記削れ過ぎを無くすため、被研磨物の被研磨面における局所的な研磨圧力の変化や被研磨面の反り、うねりなどの非平坦性に対して追随性が要求される。ところで、研磨パッドのこの研磨面は、例えば発泡ウレタンを用いたものでは研削により目立てすることにより形成されている。ウェハなどの被研磨物は、研磨パッドの研磨面上を摺動させられて研磨される。研磨スラリーは、この研磨中に研磨パッド表面に供給される。研磨屑等は、研磨パッドの表面に設けられている溝を通じ余剰の研磨スラリーと共に外部へ排出される。このような研磨パッドには、軟質な支持層上に支持層よりも硬質な研磨層を設けた２層構造としたものがある（特許文献１参照）。このような研磨パッドでは、研磨層の全体が一体型であるから、被研磨物であるウェハ表面の高精度な微細パターン形状、反りや、うねりなどに追随しにくくディシングやエロージョンの発生を回避しにくい。一方、研磨層が複数に分離した研磨パッドも提案されている（特許文献２参照）。この研磨パッドの場合では分離した研磨層それぞれのサイズがウェハのサイズよりも大きいから、前記特許文献１と同様の理由によりウェハ表面の微細なパターン形状に追随しにくく、やはりディシングやエロージョン等の発生を回避しにくい。
【０００３】
【特許文献１】
特許３０４２５９３号
【特許文献２】
特開２００２−１００５９２号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実状に着目してなされたものであって、その目的とするところは、ディシングやエロージョン等の発生を回避可能にしてウェハ等の被研磨物を所期通り平坦性の良い研磨加工できる研磨パッドを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の研磨パッドは、支持層と研磨層との２つの層を備えた研磨パッドにおいて、前記支持層は、所要の柔軟性を有する一方、前記研磨層は、前記支持層上において互いに被研磨物を独立研磨可能なように分離された複数の分離研磨層により構成され、前記各分離研磨層間に研磨スラリー流動用の溝を設けるとともに、任意の方向で隣り合う少なくとも２つの前記分離研磨層それぞれが、前記被研磨物に対して互いに同時に接触可能なサイズを有することにより、該被研磨物の被研磨面に追随して前記被研磨面から個別に受けた面圧を吸収できるように構成されている。溝は、隣合う分離研磨層の上面よりも下方に凹む凹部であって、隣り合う分離研磨層同士を分離する状態に形成された凹部を含む。したがって、平面視直線状や曲線状の溝だけに必ずしも限定されない。
【０００６】
本発明の作用は次の通りである。
【０００７】
各分離研磨層は互いに独立した位置に設けられているから、各分離研磨層は被研磨物の表面に追随して互いに独立して変形することができる。そして、この場合、前記被研磨物に対して少なくとも２つの分離研磨層がその研磨動作に関与するから、この研磨パッドは、ウェハ表面の高精度な微細パターン形状やうねりなどに容易に追随できるようになり、ディシングやエロージョン等の発生を確実に抑制できる。
【０００８】
溝が支持層に入り込む深さになっていると、支持層における溝の底より上側の部分では、その横側に溝による空間が生じていることにより、比較的自由に横方向へ変形し易く、また各分離研磨層を設けた支持層箇所ごと個別に圧縮変形し易くなって、その支持層の柔軟性が高まるから、各分離研磨層ごとに研磨面に対して適正な所定研磨圧力に調整されることになる。これにより、各分離研磨層はウェハ表面の高精度な微細パターン形状にさらに容易に追随できて、ディシングやエロージョン等の発生を確実性高く抑制できる。
【０００９】
また、各分離研磨層のうち少なくとも１つには、その研磨面に研磨スラリーを保持できるスラリー保持用溝を形成しておけば、そのスラリー保持用溝に保持された研磨スラリーが研磨に寄与する度合いが高まるので研磨レートを向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
図１および図２を参照して、本発明の研磨パッド１は、所要の柔軟性を備えた支持層２と、この支持層２に対して互いに独立した位置に設けられた複数の分離研磨層５とを備え、各分離研磨層５間に研磨スラリー流動用の溝４を形成し、ウェハなどの被研磨物に対して少なくとも２つの分離研磨層５がその研磨動作に同時に関与することを特徴とする。
【００１２】
詳しく説明すると、研磨パッド１は、円板状の支持層２の上面に研磨層３が接着されて構成されている。研磨層３には多数の溝４が平面視で縦横にそれぞれ等間隔に形成されている。各溝４は、研磨層３の上下全幅にわたって形成されているとともに、さらに支持層２の一部に入り込む状態で形成されている。したがって、研磨層３は、各溝４によって平面視矩形好ましくは正方形に互いに分離された多数の分離研磨層５がブロック状に形成されたものとなっている。各分離研磨層５それぞれは、支持層２よりも硬い樹脂材により構成されている。この場合、各溝４により各分離研磨層５が平面視で網目状に配置された構成となっている。各溝４は、好ましくは深さ方向すべてにわたりほぼ一定の溝幅に設定されている。各分離研磨層５は、好ましくは平面視で０．５ｃｍ〜１．５ｃｍ、より好ましくは０．８ｃｍ〜１．２ｃｍの辺を有する正方形、この実施形態では１つの適用例として１ｃｍの辺を有する正方形となっており、例えば８インチウェハのように比較的サイズの小さい被研磨物に対しても数個ないし数十個の分離研磨層５が同時に研磨動作に寄与できるものとなっている。ここで、溝４の深さは、分離研磨層５の厚みおよび支持層２の厚みに応じた深さを有している。この実施の形態の場合、好ましい溝５の幅は０．５〜１０ｍｍであり、好ましい溝５の深さは２〜４ｍｍである。
【００１３】
次に、図１に示した研磨パッド１の製法について説明する。円板状に成形した支持層２と、この支持層２と平面視同形の円板状の研磨層３とを用意し、その研磨層３を、支持層２上に汎用の両面テープを用いて貼り合わせる。その支持層２に研磨層３が貼り合わされた状態で不図示の基盤上に設置し、ダイヤモンドカッタなどの溝形成用器具を用いて溝４を形成する。このように溝４を形成することによって、一体物の研磨層３は互いに分離された分離研磨層５になる。このとき、溝４は予め設定された位置、幅、深さとなるように制御されて形成される。
【００１４】
研磨パッド１の上記とは別の製法としては、円板状に成形した支持層２を、予めダイヤモンドカッタなどの溝形成用器具を用いて支持層２側の溝４を形成しておく。その後、支持層２上に、予め矩形状のブロック片として製作されている分離研磨層５を、支持層２の溝４で区画された所定の貼り付け位置に、個別に両面テープを用いて所定の貼り付け位置に貼り付けていく。この貼り付けの際、隣り合う分離研磨層５間には、所定幅の溝４が形成される。なお、支持層２の外周縁においては、分離研磨層５の形状も外周形状に合わせたものとなっている。
【００１５】
本実施形態の研磨パッド１において、研磨層３は、ポリウレタンなどの発泡性樹脂を発泡硬化させて得られる硬質層であり、支持層２は、ウレタンを含浸した不織布タイプまたはフォームタイプの軟質層である。
【００１６】
上記研磨層３のポリウレタンとしては、ポリエーテル系ウレタン樹脂、ポリエステル系ウレタン樹脂、ポリエステルエーテル系ウレタン樹脂、ポリカーボネート系ウレタン樹脂のいずれも使用することができる。各ウレタン樹脂の製造に使用されるポリオール系成分としては、例えば、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリエチレンアジペート、ポリプロピレンアジペート、ポリオキシテトラメチレンアジペート等が挙げられる。また、イソシアネート成分としては、例えば、４，４’−ジフェインルメタンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート等が挙げられる。
【００１７】
上記支持層２の不織布パッドとしては、例えば、ポリウレタンと、ジメチルホルムアミドとを含有する組成物を用いることにより発泡体組成物を湿式凝固法により形成することができる。もしくは、ポリウレタンと塩化ビニル重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール三元共重合体等のビニル重合体と、ジメチルホルムアミドとを含有する組成物を用いることにより発泡体組成物を、湿式凝固法により形成することができる。この発泡体の表面部、特にその表面に形成されたスキン層はバフされて、表面に発泡構造が現れる構造にするのが好ましい。これらの発泡体は、上層および下層の両方に使用することができる。
【００１８】
鎖伸張剤としては、例えば、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、プロピレングリコール、３，３’ジクロロ−４，４−ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。上記ポリウレタンは、例えば、ポリオール成分としてポリオキシプロピレングリコール、イソシアネート成分としてエタノール、溶媒としてジメチルホルムアミドを用いて重合したポリウレタンのジメチルホルムアミド溶液が使用される。上記発泡体組成物には、カーボンブラック等の充填剤、界面活性剤等の分散安定剤、湿式凝固助剤が添加されてもよい。
【００１９】
図３を参照して、６は半導体研磨装置を示す。本実施形態の研磨パッド１は、その半導体研磨装置６の下部定盤７上に設置される一方、被研磨物としてのウェハ８は、上部定盤９のホルダ１０に装着される。上部定盤９は、荷重が加えられて下部定盤７に押圧される。上部定盤９と下部定盤７とが上下に対向する状態で互いに逆方向に回転することにより、ウェハ８は研磨パッド１により研磨される。研磨パッド１とウェハ８との間には、研磨スラリー１１がノズル１２を介して導入される。
【００２０】
図１に戻って仮想線で示されるウェハ８においてその被研磨面のサイズと比較して研磨パッド１における研磨層３における各分離研磨層５それぞれの個別の幅寸法は数分の１ないし数十分の１程度のサイズであるので、縦横それぞれ数個ないし数十個の分離研磨層５が同時にウェハ８に摺接することになる。
【００２１】
このとき、各分離研磨層５はそれぞれ分離されて支持層２に個別に設けられているから、図４（ａ）（ｂ）で示すようにウェハ８のうねりや反り（図４ではうねりなどを実際よりもかなり強調して示している）に各分離研磨層５…が追従し易くなっている。ここで図４（ａ）は研磨パッド１がウエハ８から離れている状態を示し、図４（ｂ）は研磨パッド１がウエハ８に摺接している状態を示す。そして、図４（ａ）ではウエハ８の被研磨面はうねりまたは反りがある状態、研磨パッド１はそのようなうねりや反りが無い状態で示され、図４（ｂ）では研磨パッド１の各分離研磨層５それぞれがウエハ８の被研磨面のうねりまたは反りに対応して変形している状態で示されている。
【００２２】
このような研磨パッド１においては、各分離研磨層５それぞれはその研磨性能を確保するうえで硬質とされていてもそれぞれの下側に軟質な支持層２があるため、ウエハ８の被研磨面にうねりまたは反りに対応して支持層２が変形し、この変形に各分離研磨層５それぞれが追随することができる。しかも、この場合、各分離研磨層５それぞれのサイズは、ウエハ８のそれより十分に小さいから、ウエハ８の被研磨面のうねりまたは反りに対応して研磨できる結果、ウェハ表面の高精度な微細パターン形状のうねりなどに容易に追随して研磨してディシングやエロージョン等の発生を確実に抑制できる。
【００２３】
さらに、本実施形態の研磨パッド１においては、溝４が支持層２の内部にまで入り込んだ状態に形成されているから、支持層２における分離研磨層５を支持する凸部分２ａは分離研磨層５がウェハ８の被研磨面から受ける圧力を横方向や圧縮方向で柔軟性高く吸収できる。また、配線密度の高い軟弱研磨個所に対しても、各分離研磨層５ごとに研磨圧力を与える状態で研磨することになるので、予めエロージョンなどの発生しやすい軟弱研磨箇所に合わせて研磨圧力を設定しておくことにより、そのような軟弱研磨箇所に対する強い研磨作用が抑制できる。
【００２４】
本発明の研磨パッドは、上述の実施形態に限定されものではなく以下に示す変形や応用がある。
【００２５】
（１）図５（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る研磨パッドを示し、図５（ａ）はその平面図、図５（ｂ）はその側面図を示す。図５（ａ）（ｂ）を参照して、研磨パッド１の円板状の支持層２上に、平面視環状の分離研磨層５が同心に互いに分離されて複数配置された研磨層３としているとともに、各分離研磨層５の径方向幅を被研磨物８の研磨面の幅よりも小さく設定している。径方向で隣り合う各分離研磨層５の間には、研磨スラリー流動用の溝４が環状に形成されている。各分離研磨層５は、支持層２よりも硬い樹脂となっている。したがって、図５（ａ）（ｂ）に示すように、被研磨物８を研磨するときには、その被研磨物８の研磨面に少なくとも２つ以上の分離研磨層が同士に摺接することになる。また、各溝４は、分離研磨層５を分離するように形成されているのみならず、上述実施の形態と同様に支持層２にも一部入り込んだ状態に形成されている。これにより、各分離研磨層５の被研磨物８の研磨面への追従性が高くなる。
【００２６】
（２）図６（ａ）（ｂ）は本発明のさらに他の実施形態に係る研磨パッドを示し、図６（ａ）はその平面図、図６（ｂ）はその側面図を示す。図６（ａ）（ｂ）を参照して、研磨パッド１は、円板状の支持層２上の研磨層３に、同一方向にのみ沿った研磨スラリー流動用の溝４が複数本幅方向で所定間隔をおいて形成されている。各溝４は、研磨層３を幅方向で分離する状態で、さらに支持層２にまで入り込む状態に形成されている。これらの溝４により研磨層３は複数の細長状の分離研磨層５に分離されている。各分離研磨層５は、支持層２よりも硬い樹脂となっている。各分離研磨層５の幅は被研磨物８の幅より小さく設定されており、このため、その被研磨物８の研磨面に少なくとも２つ以上の分離研磨層５が同士に摺接することになる。
【００２７】
（３）図７（ａ）（ｂ）は本発明のさらに他の実施形態に係る研磨パッドを示し、図７（ａ）はその平面図、図７（ｂ）はその側面図を示す。図７（ａ）（ｂ）を参照して、研磨パッド１は、円板状の支持層２が所定位置に分散配置された状態で、平面視円形の上方に突出する複数の凸部２ａを形成している。そして、各凸部２ａには、凸部２ａと同じ直径の円柱状の分離研磨層５を積層させた状態で接着させている。各分離研磨層５の研磨面は同じ高さに位置するものとなっているとともに、各分離研磨層５間の支持層２が上方に露出して臨む部分は研磨面より下方に凹んだ研磨スラリー流動用の溝部４を成している。各分離研磨層５は、支持層２よりも硬い樹脂となっている。また、各分離研磨層５の配置密度やそのサイズは、被研磨物の被研磨面のサイズより小さく設定されており、このため、その被研磨物８の研磨面に少なくとも２つ以上の分離研磨層が同士に摺接することになる。
【００２８】
（４）図８は、本発明のさらに他の実施形態に係る研磨パッドの要部の側面を拡大して示す。図８を参照して、上記各実施の形態に共通する構成として、それぞれ分離された分離研磨層５の研磨面には、分離研磨層５間を分離する研磨スラリー流動用の溝４とは別の溝１３が形成されている。この溝１３は、比較的浅い溝に構成されているが、研磨スラリー流動用のものとして機能する。
【００２９】
（５）図９は、本発明のさらに他の実施形態に係る研磨パッドの要部の側面を拡大して示す。図９を参照して、上記各実施の形態に共通する構成として、分離研磨層間５を分離する研磨スラリー流動用の溝４の側面が傾斜面に構成されていてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各分離研磨層は互いに独立した位置に設けられているから、各分離研磨層は被研磨物の表面に追随して互いに独立して変形することができる。そして、この場合、前記被研磨物に対して少なくとも２つの分離研磨層がその研磨動作に関与するから、この研磨パッドは、ウェハ表面の高精度な微細パターン形状やうねりなどに容易に追随できるようになり、ディシングやエロージョン等の発生を確実に抑制できる。
【００３１】
溝が支持層に入り込む深さになっていると、支持層における溝の底より上側の部分では、その横側に溝による空間が生じていることにより、比較的自由に横方向への変形し易く、また各分離研磨層を設けた支持層箇所ごと個別に圧縮変形し易くなって、その支持層の柔軟性が高まるから、各分離研磨層ごとに研磨面に対して適正な所定研磨圧力に調整されることになる。これにより、各分離研磨層はウェハ表面の高精度な微細パターン形状にさらに容易に追随できて、ディシングやエロージョン等の発生を確実性高く抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る研磨パッドの平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図２】図１の研磨パッドの側面図の拡大図である。
【図３】図１の研磨パッドによる研磨の様子を示す側面図である。
【図４】（ａ）図１の研磨パッドによるウェハの研磨の様子を示す縦断面図であって研磨する前の状態を示し、（ｂ）は研磨している状態を図である。
【図５】（ａ）は本発明の他の実施形態に係る研磨パッドの平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図６】（ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係る研磨パッドの平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図７】（ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係る研磨パッドの平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態に係る研磨パッドの拡大縦断面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施形態に係る研磨パッドの拡大縦断面図である。
【符号の説明】
１研磨パッド
２支持層
３研磨層
４溝
５分離研磨層
８被研磨物[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a polishing pad used when, for example, a workpiece such as a wafer is planarized by chemical mechanical polishing (CMP process) in a semiconductor wafer manufacturing process by a semiconductor manufacturing apparatus.
[0002]
[Prior art]
In the chemical mechanical polishing process, when the same polishing pressure is applied to high and low wiring densities due to device miniaturization and multi-layer wiring, dishing and erosion are cut off at high-density wiring locations that are weak to pressure. Local defects such as overheating are likely to occur, and it has been difficult to obtain the flatness of an object to be polished such as a wafer. One surface of a polishing pad used for such a chemical mechanical polishing process is a polishing surface for an object to be polished such as a wafer. In such a polished surface, in order to eliminate the excessive shaving, a follow-up property is required for non-flatness such as local change in polishing pressure or warpage of the polished surface on the polished surface of the object to be polished or undulation. You. By the way, this polishing surface of the polishing pad is formed by sharpening by grinding in the case of using, for example, urethane foam. An object to be polished such as a wafer is polished by sliding on a polishing surface of a polishing pad. The polishing slurry is supplied to the polishing pad surface during this polishing. The polishing debris and the like are discharged to the outside together with the surplus polishing slurry through a groove provided on the surface of the polishing pad. As such a polishing pad, there is one having a two-layer structure in which a polishing layer harder than the support layer is provided on a soft support layer (see Patent Document 1). In such a polishing pad, since the entire polishing layer is of an integral type, it is difficult to follow a high-precision fine pattern shape, warpage, undulation, etc. on the surface of the wafer to be polished, thereby avoiding the occurrence of dishing and erosion. Hateful. On the other hand, a polishing pad in which a polishing layer is separated into a plurality of pieces has been proposed (see Patent Document 2). In the case of this polishing pad, since the size of each of the separated polishing layers is larger than the size of the wafer, it is difficult to follow the fine pattern shape on the wafer surface for the same reason as in Patent Document 1, and the occurrence of dishing, erosion, etc. Is difficult to avoid.
[0003]
[Patent Document 1]
Patent No. 3042593 [Patent document 2]
JP-A-2002-100592 [0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made by paying attention to the above situation, and an object thereof is to polish an object to be polished, such as a wafer, with good flatness as expected by making it possible to avoid occurrence of dishing and erosion. An object of the present invention is to provide a polishing pad that can be processed.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The polishing pad of the present invention is a polishing pad having two layers, a support layer and a polishing layer, wherein the support layer has a required flexibility, and the polishing layer is polished on the support layer with each other. A plurality of separated polishing layers separated so as to be able to independently polish the object, and a groove for flowing a polishing slurry is provided between the separated polishing layers, and at least two of the separated polishing layers adjacent to each other in an arbitrary direction However, by having a size that can be simultaneously contacted with the object to be polished, it is configured to be able to absorb the surface pressure individually received from the surface to be polished following the surface to be polished of the object to be polished. ing. The groove is a concave portion that is recessed below the upper surface of an adjacent separated polishing layer, and includes a concave portion formed to separate adjacent separated polishing layers. Therefore, the present invention is not necessarily limited to only linear or curved grooves in plan view.
[0006]
The operation of the present invention is as follows.
[0007]
Since each of the separate polishing layers is provided at an independent position, each of the separate polishing layers can deform independently of each other following the surface of the object to be polished. In this case, since at least two separate polishing layers are involved in the polishing operation on the object to be polished, the polishing pad can easily follow a highly precise fine pattern shape or undulation on the wafer surface. And the occurrence of dishing, erosion and the like can be reliably suppressed.
[0008]
When the groove is deep enough to penetrate the support layer, the space above the bottom of the groove in the support layer is relatively freely deformed in the lateral direction due to the space formed by the groove on the side. In addition, since the support layer portion provided with each separation polishing layer is easily compressed and deformed individually, and the flexibility of the support layer is increased, an appropriate predetermined polishing pressure for the polishing surface is adjusted for each separation polishing layer. Will be done. Accordingly, each of the separated polishing layers can more easily follow the highly precise fine pattern shape on the wafer surface, and the occurrence of dishing, erosion, and the like can be suppressed with high reliability.
[0009]
If at least one of the separate polishing layers is formed with a slurry holding groove capable of holding a polishing slurry on its polishing surface, the polishing slurry held in the slurry holding groove contributes to polishing. Since the degree increases, the polishing rate can be improved.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[0011]
Referring to FIG. 1 and FIG. 2, a polishing pad 1 of the present invention comprises a support layer 2 having a required flexibility, and a plurality of separated polishing layers provided at positions independent of each other with respect to the support layer 2. Wherein a groove 4 for flowing a polishing slurry is formed between each of the separate polishing layers 5, and at least two separate polishing layers 5 simultaneously participate in the polishing operation on an object to be polished such as a wafer. And
[0012]
More specifically, the polishing pad 1 is configured such that a polishing layer 3 is adhered to an upper surface of a disk-shaped support layer 2. A large number of grooves 4 are formed in the polishing layer 3 at equal intervals in the vertical and horizontal directions in plan view. Each groove 4 is formed over the entire upper and lower widths of the polishing layer 3 and is formed so as to penetrate a part of the support layer 2. Accordingly, the polishing layer 3 is formed by forming a large number of separated polishing layers 5 which are separated from each other into a rectangle, preferably a square in a plan view, by each groove 4 in a block shape. Each of the separate polishing layers 5 is made of a resin material that is harder than the support layer 2. In this case, each separation polishing layer 5 is arranged in a mesh shape in plan view by each groove 4. Each groove 4 is preferably set to have a substantially constant groove width over the entire depth direction. Each separation polishing layer 5 preferably has a square shape having a side of 0.5 cm to 1.5 cm, more preferably 0.8 cm to 1.2 cm in plan view, and has a side of 1 cm as one application example in this embodiment. It has a square shape, and several to several tens of separate polishing layers 5 can simultaneously contribute to the polishing operation even for an object to be polished having a relatively small size such as an 8-inch wafer. Here, the depth of the groove 4 has a depth corresponding to the thickness of the separation polishing layer 5 and the thickness of the support layer 2. In the case of this embodiment, the preferable width of the groove 5 is 0.5 to 10 mm, and the preferable depth of the groove 5 is 2 to 4 mm.
[0013]
Next, a method of manufacturing the polishing pad 1 shown in FIG. 1 will be described. A disk-shaped support layer 2 and a disk-shaped polishing layer 3 having the same shape as the support layer 2 in plan view are prepared, and the polishing layer 3 is formed on the support layer 2 by using a general-purpose double-sided tape. And stick them together. The polishing layer 3 is attached to the support layer 2 and placed on a base (not shown), and a groove 4 is formed using a groove forming tool such as a diamond cutter. By forming the groove 4 in this way, the integrated polishing layer 3 becomes a separated polishing layer 5 separated from each other. At this time, the groove 4 is formed so as to be controlled to have a preset position, width, and depth.
[0014]
As another manufacturing method of the polishing pad 1, a groove 4 on the side of the support layer 2 is previously formed in a disk-shaped support layer 2 by using a groove forming tool such as a diamond cutter. After that, the separation polishing layer 5 previously manufactured as a rectangular block piece is separately placed on the support layer 2 at a predetermined bonding position defined by the groove 4 of the support layer 2 by using a double-sided tape. Paste at the paste position. At this time, a groove 4 having a predetermined width is formed between adjacent separated polishing layers 5. At the outer peripheral edge of the support layer 2, the shape of the separation polishing layer 5 is also adapted to the outer peripheral shape.
[0015]
In the polishing pad 1 of the present embodiment, the polishing layer 3 is a hard layer obtained by foaming and hardening a foamable resin such as polyurethane, and the support layer 2 is a nonwoven fabric type or foam type soft layer impregnated with urethane. is there.
[0016]
As the polyurethane for the polishing layer 3, any of a polyether-based urethane resin, a polyester-based urethane resin, a polyester-ether-based urethane resin, and a polycarbonate-based urethane resin can be used. Examples of the polyol component used for producing each urethane resin include polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, polyoxytetramethylene glycol, polyethylene adipate, polypropylene adipate, and polyoxytetramethylene adipate. Examples of the isocyanate component include 4,4′-diphenylmethane diisocyanate and 2,4-tolylene diisocyanate.
[0017]
As the nonwoven fabric pad of the support layer 2, for example, a foam composition can be formed by a wet coagulation method by using a composition containing polyurethane and dimethylformamide. Alternatively, by using a composition containing a polyurethane and a vinyl chloride polymer such as a vinyl chloride polymer, a vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, a vinyl chloride-vinyl acetate-vinyl alcohol terpolymer, and dimethylformamide. The foam composition can be formed by a wet coagulation method. It is preferable that a surface portion of the foam, particularly a skin layer formed on the surface thereof is buffed to have a structure in which a foamed structure appears on the surface. These foams can be used for both the upper and lower layers.
[0018]
Examples of the chain extender include ethylene glycol, 1,4-butanediol, propylene glycol, 3,3′dichloro-4,4-diaminodiphenylmethane and the like. As the polyurethane, for example, a dimethylformamide solution of polyurethane polymerized using polyoxypropylene glycol as a polyol component, ethanol as an isocyanate component, and dimethylformamide as a solvent is used. A filler such as carbon black, a dispersion stabilizer such as a surfactant, and a wet coagulation aid may be added to the foam composition.
[0019]
Referring to FIG. 3, reference numeral 6 denotes a semiconductor polishing apparatus. The polishing pad 1 of the present embodiment is installed on a lower surface plate 7 of a semiconductor polishing apparatus 6, while a wafer 8 as an object to be polished is mounted on a holder 10 of an upper surface plate 9. The upper surface plate 9 is pressed against the lower surface plate 7 by applying a load. The wafer 8 is polished by the polishing pad 1 by rotating the upper surface plate 9 and the lower surface plate 7 in opposite directions while facing up and down. A polishing slurry 11 is introduced between the polishing pad 1 and the wafer 8 via a nozzle 12.
[0020]
Referring back to FIG. 1, the individual width dimension of each of the separated polishing layers 5 in the polishing layer 3 of the polishing pad 1 is smaller than a fraction of several tens to several tens of Since it is about one-half the size, several to several tens of separated and polished layers 5 each in vertical and horizontal directions come into sliding contact with the wafer 8 at the same time.
[0021]
At this time, since each of the separated polishing layers 5 is separately provided on the support layer 2 individually, as shown in FIGS. 4A and 4B, the undulation and warpage of the wafer 8 (the undulation and the like in FIG. Each of the separated polishing layers 5 is easy to follow. Here, FIG. 4A shows a state in which the polishing pad 1 is separated from the wafer 8, and FIG. 4B shows a state in which the polishing pad 1 is in sliding contact with the wafer 8. 4A, the polished surface of the wafer 8 is shown with undulations or warpages, and the polishing pad 1 is shown without such undulations or warpages. FIG. Each of the separated polishing layers 5 is shown deformed corresponding to the undulation or warpage of the polished surface of the wafer 8.
[0022]
In such a polishing pad 1, even though each of the separated polishing layers 5 is hard to secure its polishing performance, the soft support layer 2 is provided below each of the separated polishing layers 5. The support layer 2 is deformed in response to the undulation or warpage, and each of the separate polishing layers 5 can follow this deformation. In addition, in this case, since the size of each of the separated polishing layers 5 is sufficiently smaller than that of the wafer 8, the polishing can be performed in accordance with the undulation or warpage of the surface to be polished of the wafer 8, and as a result, the highly accurate fine Polishing can easily follow the undulation of the pattern shape, and the occurrence of dishing or erosion can be reliably suppressed.
[0023]
Furthermore, in the polishing pad 1 of the present embodiment, since the groove 4 is formed so as to enter the inside of the support layer 2, the convex portion 2 a of the support layer 2 that supports the separation polishing layer 5 is formed of the separation polishing layer. The pressure received by the wafer 5 from the surface to be polished of the wafer 8 can be absorbed with high flexibility in the lateral direction and the compression direction. In addition, since polishing is performed with a polishing pressure applied to each of the separated polishing layers 5 even at a soft polishing portion having a high wiring density, the polishing pressure is previously adjusted to a soft polishing portion where erosion or the like is likely to occur. By setting, a strong polishing action on such a soft polishing portion can be suppressed.
[0024]
The polishing pad of the present invention is not limited to the above embodiment, but has the following modifications and applications.
[0025]
(1) FIGS. 5A and 5B show a polishing pad according to another embodiment of the present invention, FIG. 5A is a plan view thereof, and FIG. 5B is a side view thereof. Referring to FIGS. 5A and 5B, a plurality of separated polishing layers 5 each having an annular shape in plan view are concentrically separated from each other and arranged on a disk-shaped support layer 2 of polishing pad 1 as polishing layer 3. In addition, the radial width of each separation polishing layer 5 is set smaller than the width of the polished surface of the workpiece 8. A groove 4 for flowing the polishing slurry is formed in an annular shape between the separated polishing layers 5 adjacent in the radial direction. Each separation polishing layer 5 is a resin harder than the support layer 2. Therefore, as shown in FIGS. 5A and 5B, when the object to be polished 8 is polished, at least two or more separate polishing layers come into sliding contact with the polishing surface of the object to be polished 8. Each groove 4 is formed not only so as to separate the separation polishing layer 5 but also partially into the support layer 2 as in the above-described embodiment. Accordingly, the ability of each of the separated polishing layers 5 to follow the polished surface of the workpiece 8 is enhanced.
[0026]
(2) FIGS. 6A and 6B show a polishing pad according to still another embodiment of the present invention, FIG. 6A is a plan view thereof, and FIG. 6B is a side view thereof. 6 (a) and 6 (b), the polishing pad 1 has a plurality of polishing slurry flow grooves 4 extending in the same direction only in the polishing layer 3 on the disc-shaped support layer 2 in the same direction. Are formed at predetermined intervals. Each groove 4 is formed so as to separate the polishing layer 3 in the width direction and further penetrate into the support layer 2. The polishing layer 3 is separated into a plurality of elongated separated polishing layers 5 by these grooves 4. Each separation polishing layer 5 is a resin harder than the support layer 2. The width of each separation polishing layer 5 is set to be smaller than the width of the object 8 to be polished. Therefore, at least two or more separation polishing layers 5 come into sliding contact with the polishing surface of the object 8 to be polished. .
[0027]
(3) FIGS. 7A and 7B show a polishing pad according to still another embodiment of the present invention, wherein FIG. 7A is a plan view thereof, and FIG. 7B is a side view thereof. Referring to FIGS. 7A and 7B, polishing pad 1 has a plurality of convex portions 2a projecting upward in a circular shape in a plan view in a state where disk-shaped support layers 2 are dispersedly arranged at predetermined positions. Has formed. Then, a columnar separation polishing layer 5 having the same diameter as that of the convex portion 2a is laminated and adhered to each convex portion 2a. The polishing surface of each separation polishing layer 5 is located at the same height, and the portion where the support layer 2 between each separation polishing layer 5 is exposed upward and faces downward is a polishing slurry recessed below the polishing surface. The flow groove 4 is formed. Each separation polishing layer 5 is a resin harder than the support layer 2. Further, the arrangement density and the size of each separation polishing layer 5 are set to be smaller than the size of the surface to be polished of the object to be polished. The layers will be in sliding contact with each other.
[0028]
(4) FIG. 8 shows an enlarged side view of a main part of a polishing pad according to still another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, as a configuration common to each of the above-described embodiments, the polishing surface of each separated polishing layer 5 is different from grooves 4 for flowing the polishing slurry for separating between polishing layers 5. Groove 13 is formed. Although the groove 13 is formed as a relatively shallow groove, it functions as a flow for polishing slurry flow.
[0029]
(5) FIG. 9 is an enlarged side view of a main part of a polishing pad according to still another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, as a configuration common to each of the above embodiments, the side surface of polishing slurry flow groove 4 separating separation polishing layer 5 may be formed as an inclined surface.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since each of the separated polishing layers is provided at a position independent of each other, each of the separated polishing layers can deform independently of each other following the surface of the object to be polished. it can. In this case, since at least two separate polishing layers are involved in the polishing operation on the object to be polished, the polishing pad can easily follow a highly precise fine pattern shape or undulation on the wafer surface. And the occurrence of dishing, erosion and the like can be reliably suppressed.
[0031]
When the groove is deep enough to penetrate the support layer, the portion of the support layer above the groove bottom is relatively freely deformed in the lateral direction due to the space created by the groove on the side. It is easy to compress and deform each support layer portion provided with each separation polishing layer, and the flexibility of the support layer is increased, so that each polishing layer has an appropriate predetermined polishing pressure with respect to the polishing surface. Will be adjusted. Accordingly, each of the separated polishing layers can more easily follow the highly precise fine pattern shape on the wafer surface, and the occurrence of dishing, erosion, and the like can be suppressed with high reliability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a plan view of a polishing pad according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a side view thereof.
FIG. 2 is an enlarged view of a side view of the polishing pad of FIG. 1;
FIG. 3 is a side view showing a state of polishing by the polishing pad of FIG. 1;
4A is a longitudinal sectional view showing a state of polishing a wafer by the polishing pad of FIG. 1, showing a state before polishing, and FIG. 4B is a view showing a state of polishing.
FIG. 5A is a plan view of a polishing pad according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a side view thereof.
FIG. 6A is a plan view of a polishing pad according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a side view thereof.
FIG. 7A is a plan view of a polishing pad according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a side view thereof.
FIG. 8 is an enlarged vertical sectional view of a polishing pad according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an enlarged vertical sectional view of a polishing pad according to still another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polishing pad 2 Support layer 3 Polishing layer 4 Groove 5 Separate polishing layer 8 Polished object

Claims

支持層と研磨層との２つの層を備えた研磨パッドにおいて、前記支持層は、所要の柔軟性を有する一方、前記研磨層は、前記支持層上において互いに被研磨物を独立研磨可能なように分離された複数の分離研磨層により構成され、前記各分離研磨層間に研磨スラリー流動用の溝を設けるとともに、任意の方向で隣り合う少なくとも２つの前記分離研磨層それぞれが、前記被研磨物に対して互いに同時に接触可能なサイズを有している、ことを特徴とする研磨パッド。In a polishing pad having two layers, a support layer and a polishing layer, the support layer has a required flexibility, and the polishing layer can independently polish objects to be polished on the support layer. A plurality of separated polishing layers separated into a plurality of separated polishing layers, while providing a groove for polishing slurry flow between each of the separated polishing layers, at least two separated polishing layers adjacent in an arbitrary direction, respectively, the polishing object A polishing pad having a size that allows the polishing pad to be in contact with each other at the same time.

前記各分離研磨層間の前記溝は、研磨面に対して縦横にそれぞれ複数本交差した網目状に形成され、各網目のサイズは前記被研磨物のサイズより小さく形成されている、請求項１に記載の研磨パッド。The groove between each of the separated polishing layers is formed in a mesh shape crossing a plurality of lines vertically and horizontally with respect to the polishing surface, and the size of each mesh is formed smaller than the size of the object to be polished, according to claim 1, The polishing pad as described.

前記各分離研磨層は、環状幅が被研磨物より小さい環状に形成されている請求項１に記載の研磨パッド。The polishing pad according to claim 1, wherein each of the separated polishing layers is formed in an annular shape having an annular width smaller than that of the object to be polished.

前記溝が前記分離研磨層から前記支持層の一部にまで入り込む深さに形成されている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の研磨パッド。4. The polishing pad according to claim 1, wherein the groove is formed to a depth that penetrates from the separation polishing layer to a part of the support layer. 5.

前記各分離研磨層のうち少なくとも１つには、その研磨面に研磨スラリーを保持できるスラリー保持用溝を形成している、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の研磨パッド。5. The polishing pad according to claim 1, wherein at least one of the separated polishing layers has a slurry holding groove formed on a polishing surface thereof for holding a polishing slurry. 6.