JP2008062367A - Polishing device, polishing pad, and polishing method - Google Patents

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Shoji Fujitani
尚司 藤谷
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    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/26—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the shape of the lapping pad surface, e.g. grooved

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing device, a polishing pad, and a polishing method, which polish a semiconductor substrate while discharging slurry used to polish the semiconductor substrate in a satisfactory condition by a CMP process. <P>SOLUTION: The polishing device is provided with: the disc-like polishing pad 30 constituted by arranging a plurality of grooves 32 on its surface; a rotatable polishing table provided with the polishing pad on it; a holding mechanism provided above the polishing pad and having a function for pressing the substrate against the polishing pad while holding the substrate to rotate the substrate; and a feeding mechanism for feeding abrasive onto an upper face of the polishing pad. In this polishing pad, depth of the plurality of grooves is increased as approaching an outer fringe from the center of the polishing pad, and spaces that the plurality of grooves have respectively are mutually connected. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体基板の表面をＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法により研磨する研磨装置及び、その研磨装置に用いる研磨パッド、その研磨パッドを用いた研磨方法に関する。   The present invention relates to a polishing apparatus for polishing a surface of a semiconductor substrate by a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method, a polishing pad used in the polishing apparatus, and a polishing method using the polishing pad.

半導体基板の製造工程や半導体装置の製造工程における半導体基板表面凹凸の平坦化方法として、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法を用いた研磨が行われている。ＣＭＰ法による研磨は、図１及び図２に示すようなＣＭＰ装置２が用いられる。ＣＭＰ装置２は、研磨テーブル４、スピンドルキャリア８、スピンドル１０、スラリーノズル１４で構成されている。研磨テーブル４の上面には研磨パッド６が貼り付けられている。スピンドルキャリア８は、半導体基板であるウエハ１２を保持し、ウエハ１２を研磨パッド６に一定の荷重で押し付けている。スラリーノズル１４は、研磨剤を含んだ泥状のスラリー１６を研磨パッド６の上面に滴下する。研磨テーブル４及びスピンドル１０は、図示しない回転機構によって回転する。ＣＭＰ装置２は、同時に２枚のウエハ１２を研磨することができるように、２セットのスピンドルキャリア８及びスピンドル１０を備え、２つのスピンドル１０は、ブリッジ１８と呼ばれる構造体に接続されている。   Polishing using a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method is performed as a method for flattening a semiconductor substrate surface unevenness in a semiconductor substrate manufacturing process or a semiconductor device manufacturing process. For polishing by the CMP method, a CMP apparatus 2 as shown in FIGS. 1 and 2 is used. The CMP apparatus 2 includes a polishing table 4, a spindle carrier 8, a spindle 10, and a slurry nozzle 14. A polishing pad 6 is attached to the upper surface of the polishing table 4. The spindle carrier 8 holds a wafer 12 that is a semiconductor substrate, and presses the wafer 12 against the polishing pad 6 with a constant load. The slurry nozzle 14 drops a muddy slurry 16 containing an abrasive on the upper surface of the polishing pad 6. The polishing table 4 and the spindle 10 are rotated by a rotation mechanism (not shown). The CMP apparatus 2 includes two sets of spindle carriers 8 and 10 so that two wafers 12 can be polished simultaneously. The two spindles 10 are connected to a structure called a bridge 18.

ウエハ１２の表面の研磨のプロセスは、研磨パッド６の表面にある直径１０〜５０μｍの微孔にスラリー１６の研磨剤が入り込み保持され、その研磨剤によってウエハ１２の表面の凹凸が平滑になるというものである。   The process of polishing the surface of the wafer 12 is that the abrasive of the slurry 16 enters and is held in micropores having a diameter of 10 to 50 μm on the surface of the polishing pad 6, and the surface of the wafer 12 is smoothed by the abrasive. Is.

図３に研磨パッド６の上面図を示し、図４に研磨パッド６の断面図を示す。研磨パッド６は、円板形状で、ポリウレタンなどの合成樹脂で作られている。研磨パッド６には、パッド溝２０が格子状に形成されている。図４は図３のＡ−Ａ’断面図である。パッド溝２０の断面形状は、コの字形状であり、パッド溝底２０ａは平面で、パッド溝壁２０ｂはパッド溝底２０ａに垂直な壁である。   FIG. 3 shows a top view of the polishing pad 6, and FIG. 4 shows a cross-sectional view of the polishing pad 6. The polishing pad 6 has a disk shape and is made of a synthetic resin such as polyurethane. In the polishing pad 6, pad grooves 20 are formed in a lattice shape. 4 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG. The cross-sectional shape of the pad groove 20 is a U-shape, the pad groove bottom 20a is a flat surface, and the pad groove wall 20b is a wall perpendicular to the pad groove bottom 20a.

パッド溝２０の溝幅Ｗ１及びパッド溝２０の溝深さＤ１は、どの場所のパッド溝２０においても同じ寸法である。また、パッド溝２０の溝ピッチＰ１は一定であり、パッド溝２０が格子状に形成されているのである。   The groove width W1 of the pad groove 20 and the groove depth D1 of the pad groove 20 have the same dimensions in the pad groove 20 at any location. Further, the groove pitch P1 of the pad groove 20 is constant, and the pad groove 20 is formed in a lattice shape.

なお、研磨パッド６は、上層研磨パッド６ａと下層研磨パッド６ｂの２層に分かれており、上層研磨パッド６ａにパッド溝２０が形成されている。   The polishing pad 6 is divided into two layers, an upper polishing pad 6a and a lower polishing pad 6b, and a pad groove 20 is formed in the upper polishing pad 6a.

研磨を行うことにより、研磨パッド６の表面の微孔はつぶれる。したがって、定期的にダイヤモンド粒子を電着させたディスク板などで研磨パッド６の表面を削ることで、新たな微孔を有する表面を創出することが行われる。これは、研磨パッド６の表面の目詰まりを解消するために行う作業である。したがって、この作業を行えば、安定して精度よくウエハ１２を研磨することができる。   By polishing, the micropores on the surface of the polishing pad 6 are crushed. Therefore, a surface having new micropores is created by scraping the surface of the polishing pad 6 with a disk plate or the like on which diamond particles are periodically electrodeposited. This is an operation performed to eliminate clogging of the surface of the polishing pad 6. Therefore, if this operation is performed, the wafer 12 can be polished stably and accurately.

また、供給されるスラリー１６が、常に新鮮であれば、安定してウエハ１２を研磨することができる。つまり、供給されたスラリー１６が、いつまでも研磨パッド６の表面に滞留し、後から供給されるスラリー１６と入れ替わることがなければ、ウエハ１２を研磨することができない。また、研磨中に発生する研磨パッド６の削り屑が、研磨パッド６の上面からスムーズに研磨パッド６の外縁から外に排出されることも、精度よくウエハ１２を研磨するうえで重要である。   If the supplied slurry 16 is always fresh, the wafer 12 can be stably polished. That is, the wafer 12 cannot be polished unless the supplied slurry 16 stays on the surface of the polishing pad 6 indefinitely and is not replaced with the slurry 16 supplied later. It is also important for polishing the wafer 12 with high accuracy that the shavings of the polishing pad 6 generated during polishing are smoothly discharged from the outer edge of the polishing pad 6 from the upper surface of the polishing pad 6.

特許文献１に、被加工物を研磨剤を用いて研磨する研磨パッドであって、研磨パッドの研磨面において、研磨面の中央部付近を始点とし、研磨面の外縁を終点とする溝が形成され、当該溝の断面積が、始点と終点との間で最大となる部分を有するように、始点と終点との間で変化していることを特徴とする研磨パッドが開示されている（特許文献１参照）。   Patent Document 1 discloses a polishing pad for polishing a workpiece using an abrasive, and a groove is formed on the polishing surface of the polishing pad, starting from the vicinity of the center of the polishing surface and starting from the outer edge of the polishing surface. A polishing pad is disclosed in which the cross-sectional area of the groove changes between the start point and the end point so that the groove has a maximum portion between the start point and the end point (patent) Reference 1).

特許文献２に、研磨面内に互いに平行であるほぼ直線の溝からなる複数の平行溝群を有する研磨パッドであって、少なくとも前記溝の一つが、同一溝内で異なる溝深度を有する異深度溝であることを特徴とする複数の平行溝群を有する研磨パッドが開示されている（特許文献２参照）。   Patent Document 2 discloses a polishing pad having a plurality of parallel groove groups composed of substantially straight grooves parallel to each other in a polishing surface, wherein at least one of the grooves has different groove depths in the same groove. A polishing pad having a plurality of parallel groove groups characterized by being grooves is disclosed (see Patent Document 2).

特開２００１−１２１４０５号公報JP 2001-121405 A 特開２００５−１８３７１１号公報JP 2005-183711 A

研磨パッド６の表面を中心６ｃから外縁にむかって、中心部分、中間部分、外縁部分と大別し、上記のように定期的にディスク板で研磨パッド６を削る作業や通常のウエハ１２を研磨する作業を行うと、中間部分が最も磨耗し、その中間部分に相当する研磨パッド６の表面がくぼんでしまう。特にディスク板で研磨パッド６を削る作業の方が、研磨パッド６の表面の中間部分の磨耗が激しい。   The surface of the polishing pad 6 is separated from the center 6c to the outer edge, and is roughly divided into a central part, an intermediate part, and an outer edge part. When the operation is performed, the middle portion is most worn, and the surface of the polishing pad 6 corresponding to the middle portion is recessed. In particular, when the polishing pad 6 is shaved with a disk plate, the middle portion of the surface of the polishing pad 6 is more worn.

研磨パッド６の中間部分が磨耗すると、そこにスラリー１６や研磨パッド６の削り屑が排出されずに、その中間部分に滞留してしまう。その結果、当該削り屑が、ウエハ１２の表面に細かなキズ（マイクロスクラッチ）をつけてしまう。また、排出されずに滞留したスラリー１６があると、そのスラリー１６が乾燥し、スラリー１６に含まれる研磨剤が粗大化し、粗大化した研磨剤が、やはりウエハ１２の表面を傷付け、マイクロスクラッチを与えてしまうこともある。したがって、ウエハ１２の研磨面の精度が確保され、ウエハ１２が均一な研磨面を得る為に、スラリー１６の排出性を良くすることは重要である。   When the intermediate portion of the polishing pad 6 is worn, the slurry 16 and the shavings of the polishing pad 6 are not discharged there and stay in the intermediate portion. As a result, the shavings will give fine scratches (micro scratches) to the surface of the wafer 12. Further, if there is the slurry 16 that remains without being discharged, the slurry 16 dries, the abrasive contained in the slurry 16 becomes coarse, and the coarse abrasive also damages the surface of the wafer 12 and causes micro scratches. Sometimes it gives. Therefore, it is important to improve the discharge property of the slurry 16 in order to ensure the accuracy of the polished surface of the wafer 12 and to obtain a uniform polished surface of the wafer 12.

しかし、図３あるいは図４に示すような研磨パッド６を用いた場合、スラリー１６の排出性は良好とは言えず、スラリー１６の排出性が、より良好な研磨パッド６及びＣＭＰ装置２、研磨方法が求められる。   However, when the polishing pad 6 as shown in FIG. 3 or FIG. 4 is used, it cannot be said that the discharge property of the slurry 16 is good, and the polishing pad 6 and the CMP apparatus 2 that have a better discharge property of the slurry 16 A method is required.

本発明は、ＣＭＰ法により半導体基板を研磨する際に用いるスラリーが、良好に排出されながら半導体基板を研磨することができる研磨装置、研磨パッド、研磨方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a polishing apparatus, a polishing pad, and a polishing method capable of polishing a semiconductor substrate while the slurry used when polishing the semiconductor substrate by CMP is discharged well.

以下に、（発明を実施するための最良の形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための最良の形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。   Hereinafter, means for solving the problem will be described using the numbers used in (Best Mode for Carrying Out the Invention). These numbers are added to clarify the correspondence between the description of (Claims) and (Best Mode for Carrying Out the Invention). However, these numbers should not be used to interpret the technical scope of the invention described in (Claims).

本発明による研磨装置（２）は、複数の溝（２０）が表面に配置された円板状の研磨パッド（３０）と、研磨パッド（３０）が載置されて回転可能な研磨テーブル（４）と、研磨パッド（３０）の上方にあって、基板（１２）を保持しながら基板（１２）を研磨パッド（３０）に押し付け、基板（１２）を回転させる機能を備える保持機構（８）と、研磨パッド（３０）の上面に研磨剤（１６）を供給する供給機構（１４）とを具備し、複数の溝（３２）の深さが、研磨パッド（３０）の中心から外縁に行くに従って深くなり、複数の溝（３２）の各々が有する空間は、つながっている。   A polishing apparatus (2) according to the present invention includes a disc-shaped polishing pad (30) having a plurality of grooves (20) disposed on a surface thereof, and a polishing table (4) on which the polishing pad (30) is mounted and rotatable. ), And a holding mechanism (8) having a function of rotating the substrate (12) by pressing the substrate (12) against the polishing pad (30) while holding the substrate (12) above the polishing pad (30). And a supply mechanism (14) for supplying the polishing agent (16) to the upper surface of the polishing pad (30), and the depth of the plurality of grooves (32) goes from the center of the polishing pad (30) to the outer edge. The space of each of the plurality of grooves (32) is connected.

本発明による研磨パッド（３０）は、円板の形状である研磨パッド（３０）であって、円板の表面に配置された複数の溝（３２）を具備し、複数の溝（３２）の深さが、研磨パッドの中心から外縁に行くに従って深くなり、複数の溝（３２）の各々が有する空間は、つながっている。   The polishing pad (30) according to the present invention is a polishing pad (30) in the shape of a disc, and includes a plurality of grooves (32) disposed on the surface of the disc, and the plurality of grooves (32). The depth increases from the center of the polishing pad to the outer edge, and the spaces of each of the plurality of grooves (32) are connected.

本発明による研磨方法は、上記研磨パッド（３０）を用い、研磨パッド（３０）を研磨テーブル（４）に載置するステップと、保持機構（８）に基板（１２）を保持するステップと、保持機構（８）が、基板（１２）を研磨パッド（３０）に押し付けるステップと、供給装置（１４）が、研磨剤（１６）を研磨パッド（３０）の上面に供給するステップと、研磨テーブル（４）が回転するステップと、保持機構（８）が、基板（１２）を回転するステップとを具備する。   The polishing method according to the present invention uses the polishing pad (30), places the polishing pad (30) on the polishing table (4), holds the substrate (12) on the holding mechanism (8), and The holding mechanism (8) presses the substrate (12) against the polishing pad (30), the supply device (14) supplies the polishing agent (16) to the upper surface of the polishing pad (30), and the polishing table. The step (4) rotates and the holding mechanism (8) rotates the substrate (12).

本発明によれば、ＣＭＰ法により半導体基板を研磨する際に用いるスラリーが、良好に排出されながら半導体基板を研磨することができる研磨装置、研磨パッド、研磨方法が提供される。   According to the present invention, there are provided a polishing apparatus, a polishing pad, and a polishing method capable of polishing a semiconductor substrate while the slurry used for polishing the semiconductor substrate by CMP is discharged well.

添付図面を参照して、本発明による研磨装置、研磨パッド、研磨方法を実施するための最良の形態を以下に説明する。   The best mode for carrying out a polishing apparatus, a polishing pad, and a polishing method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

（第１の実施形態）
図５Ａ及び図５Ｂに、本発明に係る第１の実施形態の研磨パッド３０の断面図を示す。研磨パッド３０は、ポリウレタンなどの合成樹脂で作られている。また、研磨パッド３０は、図３に示した研磨パッド６と同様に格子状にパッド溝３２が形成されている。パッド溝３２は、機械加工によって形成する。また、図５Ａは、図３のＡ−Ａ’断面図であり、図５Ｂは、図３のＢ−Ｂ’断面図である。さらに、パッド溝３２の断面形状は、コの字形状であり、パッド溝底３２ａは平面で、パッド溝壁３２ｂはパッド溝底３２ａに垂直な壁である。 (First embodiment)
5A and 5B are sectional views of the polishing pad 30 according to the first embodiment of the present invention. The polishing pad 30 is made of a synthetic resin such as polyurethane. Further, the polishing pad 30 is formed with a pad groove 32 in a lattice shape like the polishing pad 6 shown in FIG. The pad groove 32 is formed by machining. 5A is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 3, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. Further, the cross-sectional shape of the pad groove 32 is a U-shape, the pad groove bottom 32a is a flat surface, and the pad groove wall 32b is a wall perpendicular to the pad groove bottom 32a.

パッド溝３０の溝幅Ｗ３０は、どの場所のパッド溝３２においても同じ寸法である。また、パッド溝３２の溝ピッチＰ３０も一定である。   The groove width W30 of the pad groove 30 has the same dimension in the pad groove 32 at any location. Further, the groove pitch P30 of the pad groove 32 is also constant.

研磨パッド３０の中心３０ｃから外縁に行くにしたがって、パッド溝３２の溝深さが深くなっている。つまり、研磨パッド３０の中心３０ｃ付近では、パッド溝３２の溝深さは、Ｄ２であるが、中心３０ｃと外縁の中間付近ではＤ３となり、外縁ではＤ４となっている。図５Ｂに示すように、任意のパッド溝３２の断面をみれば、研磨パッド３０の中心３０ｃを最高点として、研磨パッド３０の外縁に向かって斜面３２ａ’を有している。   The depth of the pad groove 32 increases from the center 30c of the polishing pad 30 to the outer edge. That is, the groove depth of the pad groove 32 is D2 near the center 30c of the polishing pad 30, but is D3 near the center between the center 30c and the outer edge, and D4 at the outer edge. As shown in FIG. 5B, when a cross section of an arbitrary pad groove 32 is seen, a slope 32 a ′ is formed toward the outer edge of the polishing pad 30 with the center 30 c of the polishing pad 30 as the highest point.

なお、研磨パッド３０は、上層研磨パッド３０ａと下層研磨パッド３０ｂの２層に分かれており、上層研磨パッド３０ａにパッド溝３２が形成されている。   The polishing pad 30 is divided into two layers, an upper polishing pad 30a and a lower polishing pad 30b, and a pad groove 32 is formed in the upper polishing pad 30a.

このように、研磨パッド３０は、中心３０ｃから外縁に行くに従って、パッド溝３２の溝深さが深くなる構造である。したがって、研磨テーブル４が回転することによる遠心力に、パッド溝底３２の斜面３２ａ’の作用が加わり、スラリー１６や研磨パッド３２の削り屑が容易に排出することになる。研磨パッド６の外縁が、斜面３２ａ’の低いほうに相当するため、外縁に向かってスラリー１６や削り屑は流れるのである。スラリー１６や削り屑が容易に排出されれば、スラリーノズル１４から供給される新たなスラリー１６が、ウエハ１２の研磨面に供給され、マイクロスクラッチの発生を防止することが可能となる。なお、研磨パッド３０に対してパッド溝３２を形成することに加えて、さらに穴を形成しても良い。   Thus, the polishing pad 30 has a structure in which the groove depth of the pad groove 32 becomes deeper from the center 30c toward the outer edge. Accordingly, the action of the inclined surface 32a 'of the pad groove bottom 32 is added to the centrifugal force generated by the rotation of the polishing table 4, and the scraps of the slurry 16 and the polishing pad 32 are easily discharged. Since the outer edge of the polishing pad 6 corresponds to the lower side of the inclined surface 32a ', the slurry 16 and shavings flow toward the outer edge. If the slurry 16 and the shavings are easily discharged, the new slurry 16 supplied from the slurry nozzle 14 is supplied to the polishing surface of the wafer 12, and the generation of micro scratches can be prevented. In addition to forming the pad grooves 32 in the polishing pad 30, further holes may be formed.

このような、研磨パッド３０を備えた研磨装置２を用い、以下のようにしてウエハ１２が研磨される。まず、研磨パッド３０を研磨テーブル４の上面に接着する。スピンドルキャリア８がウエハ１２を保持し、スピンドルキャリア８は、ウエハ１２を研磨パッド３０に一定の荷重で押し付ける。スラリーノズル１４からは、図示しないスラリー１６の貯蔵容器から、スラリー１６が、連続的あるいは間欠的に研磨パッド３０の上面に供給される。研磨テーブル４は、一定の回転速度で回転し、スピンドルキャリア８も一定の回転速度で回転する。   Using such a polishing apparatus 2 having the polishing pad 30, the wafer 12 is polished as follows. First, the polishing pad 30 is bonded to the upper surface of the polishing table 4. The spindle carrier 8 holds the wafer 12, and the spindle carrier 8 presses the wafer 12 against the polishing pad 30 with a constant load. From the slurry nozzle 14, the slurry 16 is supplied to the upper surface of the polishing pad 30 continuously or intermittently from a storage container for the slurry 16 (not shown). The polishing table 4 rotates at a constant rotational speed, and the spindle carrier 8 also rotates at a constant rotational speed.

図６に、本発明に係る研磨パッド３０のパッド溝壁の一形態を説明する図を示す。図６は、パッド溝４１が、浅溝パッド溝４４と深溝パッド溝４６の場合を示している。これは、上記において図５Ａ及び図５Ｂを参照して説明したことに対応して、溝深さＤ２’を有する浅溝パッド溝４４は、研磨パッド３２の中心３０ｃ付近のパッド溝４１を示し、溝深さＤ４’を有する深溝パッド溝４６は、研磨パッド３０の外縁付近のパッド溝４１を示している。浅溝パッド溝４４の底部の幅Ｗ３よりも上部の幅Ｗ２のほうが広くなり、パッド溝壁４４ａは斜面となっている。また、深溝パッド溝４６の底部の幅Ｗ５よりも上部の幅Ｗ４のほうが広くなり、パッド溝壁４６ａは斜面となっている。この場合、上部の幅Ｗ２とＷ４は同一寸法である。パッド溝４１は、機械加工によって形成される。   FIG. 6 is a view illustrating one embodiment of the pad groove wall of the polishing pad 30 according to the present invention. FIG. 6 shows a case where the pad groove 41 is a shallow groove pad groove 44 and a deep groove pad groove 46. This corresponds to what has been described above with reference to FIGS. 5A and 5B, and the shallow groove pad groove 44 having the groove depth D2 ′ indicates the pad groove 41 near the center 30c of the polishing pad 32; A deep groove pad groove 46 having a groove depth D 4 ′ indicates a pad groove 41 near the outer edge of the polishing pad 30. The width W2 of the upper part is wider than the width W3 of the bottom part of the shallow groove pad groove 44, and the pad groove wall 44a is a slope. Further, the width W4 at the top is wider than the width W5 at the bottom of the deep groove pad groove 46, and the pad groove wall 46a is an inclined surface. In this case, the upper widths W2 and W4 have the same dimensions. The pad groove 41 is formed by machining.

このようにパッド溝４１のパッド溝壁４４ａ・４６ａが斜面を形成することで、スラリー１６や研磨パッド３０の削り屑がパッド溝４１に滞留し難く、排出し易くなる。つまり、パッド溝壁４４ａ・４６ａの斜面は、ウエハ１２にマイクロスクラッチが発生することを防止する効果を有する。   As described above, the pad groove walls 44a and 46a of the pad groove 41 form a slope, so that the slurry 16 and the shavings of the polishing pad 30 do not easily stay in the pad groove 41 and are easily discharged. That is, the inclined surfaces of the pad groove walls 44a and 46a have an effect of preventing micro scratches from occurring on the wafer 12.

（第２の実施形態）
図７に、本発明に係る第２の実施形態の研磨パッド４０の断面図を示す。研磨パッド４０は、ポリウレタンなどの合成樹脂で作られている。また、研磨パッド４０は、図３に示した研磨パッド６と同様に格子状にパッド溝４２が形成されている。パッド溝４２は、機械加工によって形成する。また、図７は、図３のＡ−Ａ’断面図である。さらに、パッド溝４２の断面形状は、コの字形状であり、パッド溝底４２ａは平面で、パッド溝壁４２ｂはパッド溝底４２ａに垂直な壁である。なお、図６に示すように、パッド溝４２の断面形状において、パッド溝壁４２ｂが斜面を形成していてもよい。 (Second Embodiment)
FIG. 7 shows a cross-sectional view of the polishing pad 40 of the second embodiment according to the present invention. The polishing pad 40 is made of a synthetic resin such as polyurethane. Further, the polishing pad 40 has a pad groove 42 formed in a lattice shape like the polishing pad 6 shown in FIG. The pad groove 42 is formed by machining. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. Further, the cross-sectional shape of the pad groove 42 is a U-shape, the pad groove bottom 42a is a flat surface, and the pad groove wall 42b is a wall perpendicular to the pad groove bottom 42a. As shown in FIG. 6, in the cross-sectional shape of the pad groove 42, the pad groove wall 42b may form a slope.

パッド溝４０の溝幅Ｗ４０は、どの場所のパッド溝４２においても同じ寸法である。また、パッド溝４２の溝ピッチＰ４０も一定である。   The groove width W40 of the pad groove 40 has the same dimension in the pad groove 42 in any place. Further, the groove pitch P40 of the pad groove 42 is also constant.

研磨パッド４０は、外縁の側から、第１パッド溝４０ｄ、第２パッド溝４０ｅ、第３パッド溝４０ｆ、第４パッド溝４０ｇ、第５パッド溝４０ｈの各グループにパッド溝４２を分けて、各々の溝深さを設定している。第１パッド溝４０ｄの溝深さＤ５が最も深く、中心４０ｃに近いグループになればなるほど溝深さは浅くなる。例えば、第３パッド溝４０ｆは、溝深さＤ６で、最も溝深さが浅いのは第５パッド溝４０ｈの溝深さＤ７である。   The polishing pad 40 divides the pad grooves 42 into groups of a first pad groove 40d, a second pad groove 40e, a third pad groove 40f, a fourth pad groove 40g, and a fifth pad groove 40h from the outer edge side, Each groove depth is set. The groove depth D5 of the first pad groove 40d is the deepest and the groove depth becomes shallower as the group becomes closer to the center 40c. For example, the third pad groove 40f has a groove depth D6, and the shallowest groove depth is the groove depth D7 of the fifth pad groove 40h.

なお、研磨パッド４０は、上層研磨パッド４０ａと下層研磨パッド４０ｂの２層に分かれており、上層研磨パッド４０ａにパッド溝４２が形成されている。上層研磨パッド４０ａ及び下層研磨パッド４０ｂは各々、厚さが１〜２ｍｍ程度である。第１パッド溝４０ｄの溝深さＤ５は、上層研磨パッド４０ａの厚さの８０％であり、第３パッド溝４０ｆの溝深さＤ６は、上層研磨パッド４０ａの厚さの６０％であり、第５パッド溝４０ｈの溝深さＤ７は、上層研磨パッド４０ａの厚さの４０％である。   The polishing pad 40 is divided into two layers, an upper polishing pad 40a and a lower polishing pad 40b, and a pad groove 42 is formed in the upper polishing pad 40a. Each of the upper layer polishing pad 40a and the lower layer polishing pad 40b has a thickness of about 1 to 2 mm. The groove depth D5 of the first pad groove 40d is 80% of the thickness of the upper polishing pad 40a, and the groove depth D6 of the third pad groove 40f is 60% of the thickness of the upper polishing pad 40a. The groove depth D7 of the fifth pad groove 40h is 40% of the thickness of the upper polishing pad 40a.

このように、研磨パッド４０は、中心４０ｃから外縁に行くに従って、段階的にパッド溝４２の溝深さが深くなる構造である。したがって、研磨テーブル４が回転することによる遠心力に、段階的にパッド溝４２の深さが深くなる作用が加わり、スラリー１６や研磨パッド４０の削り屑が容易に排出することになる。スラリー１６や削り屑が容易に排出されれば、スラリーノズル１４から供給される新たなスラリー１６が、ウエハ１２の研磨面に供給され、マイクロスクラッチの発生を防止することが可能となる。なお、研磨パッド４０に対してパッド溝４２を形成することに加えて、さらに穴を形成しても良い。   As described above, the polishing pad 40 has a structure in which the groove depth of the pad groove 42 is gradually increased from the center 40c toward the outer edge. Therefore, the centrifugal force generated by the rotation of the polishing table 4 has an effect of increasing the depth of the pad groove 42 stepwise, and the slurry 16 and the polishing pad 40 are easily discharged. If the slurry 16 and the shavings are easily discharged, the new slurry 16 supplied from the slurry nozzle 14 is supplied to the polishing surface of the wafer 12, and the generation of micro scratches can be prevented. In addition to forming the pad groove 42 in the polishing pad 40, a hole may be further formed.

（第３の実施形態）
図８に、本発明に係る第３の実施形態の研磨パッド５０の上面図を示す。研磨パッド５０は、ポリウレタンなどの合成樹脂で作られている。パッド溝５２が、研磨パッド５０の中心から放射状に配置されている。パッド溝５２は、機械加工によって形成する。また、パッド溝５２は、図示しない断面がコの字形状であるが、図６に示すように、パッド溝壁が斜面を形成していてもよい。 (Third embodiment)
FIG. 8 shows a top view of a polishing pad 50 according to a third embodiment of the present invention. The polishing pad 50 is made of a synthetic resin such as polyurethane. Pad grooves 52 are arranged radially from the center of the polishing pad 50. The pad groove 52 is formed by machining. The pad groove 52 has a U-shaped cross section (not shown), but the pad groove wall may form a slope as shown in FIG.

図９に、本発明に係る第３の実施形態の研磨パッド５０の断面図を示す。図９は、図８のＣ−Ｃ’断面図である。研磨パッド５０の中心５０ｃから研磨パッド５０の外縁に向かって、パッド溝底５２ａは斜面となっている。なお、研磨パッド５０は、上層研磨パッド５０ａと下層研磨パッド５０ｂの２層に分かれており、上層研磨パッド５０ａにパッド溝５２が形成されている。   FIG. 9 shows a cross-sectional view of a polishing pad 50 according to a third embodiment of the present invention. 9 is a cross-sectional view taken along the line C-C ′ of FIG. 8. The pad groove bottom 52a is inclined from the center 50c of the polishing pad 50 toward the outer edge of the polishing pad 50. The polishing pad 50 is divided into two layers, an upper polishing pad 50a and a lower polishing pad 50b, and a pad groove 52 is formed in the upper polishing pad 50a.

このように、研磨パッド５０は、中心５０ｃから外縁に行くに従って、パッド溝５２の溝深さが深くなる構造である。したがって、研磨テーブル４が回転することによる遠心力に、パッド溝５２の溝深さが深くなる作用が加わり、スラリー１６や研磨パッド５０の削り屑が容易に排出することになる。スラリー１６や削り屑が容易に排出されれば、スラリーノズル１４から供給される新たなスラリー１６が、ウエハ１２の研磨面に供給され、マイクロスクラッチの発生を防止することが可能となる。なお、研磨パッド５０に対してパッド溝５２を形成することに加えて、さらに穴を形成しても良い。   Thus, the polishing pad 50 has a structure in which the groove depth of the pad groove 52 becomes deeper from the center 50c to the outer edge. Therefore, the effect of increasing the groove depth of the pad groove 52 is added to the centrifugal force generated by the rotation of the polishing table 4, and the scraps of the slurry 16 and the polishing pad 50 are easily discharged. If the slurry 16 and the shavings are easily discharged, the new slurry 16 supplied from the slurry nozzle 14 is supplied to the polishing surface of the wafer 12, and the generation of micro scratches can be prevented. In addition to forming the pad groove 52 in the polishing pad 50, a hole may be further formed.

（第４の実施形態）
図１０に、本発明に係る第４の実施形態の研磨パッド６０の上面図を示す。研磨パッド６０は、ポリウレタンなどの合成樹脂で作られている。パッド溝６２が、研磨パッド６０の中心から螺旋状に配置されている。パッド溝６２は、機械加工によって形成する。また、パッド溝６２は、図示しない断面がコの字形状であるが、図６に示すように、パッド溝壁が斜面を形成していてもよい。 (Fourth embodiment)
FIG. 10 shows a top view of a polishing pad 60 according to a fourth embodiment of the present invention. The polishing pad 60 is made of a synthetic resin such as polyurethane. The pad groove 62 is spirally arranged from the center of the polishing pad 60. The pad groove 62 is formed by machining. The pad groove 62 has a U-shaped cross section (not shown), but the pad groove wall may form a slope as shown in FIG.

図１１に、本発明に係る第４の実施形態の研磨パッド６０の断面図を示す。図１１は、図１０のＤ−Ｄ’断面図である。研磨パッド６０の中心６０ｃから研磨パッド６０の外縁に向かって、パッド溝底６２ａは斜面となっている。なお、研磨パッド６０は、上層研磨パッド６０ａと下層研磨パッド６０ｂの２層に分かれており、上層研磨パッド６０ａにパッド溝６２が形成されている。   FIG. 11 shows a cross-sectional view of a polishing pad 60 of a fourth embodiment according to the present invention. 11 is a cross-sectional view taken along the line D-D ′ of FIG. 10. The pad groove bottom 62a is an inclined surface from the center 60c of the polishing pad 60 toward the outer edge of the polishing pad 60. The polishing pad 60 is divided into two layers, an upper layer polishing pad 60a and a lower layer polishing pad 60b, and a pad groove 62 is formed in the upper layer polishing pad 60a.

このように、研磨パッド６０は、中心６０ｃから外縁に行くに従って、パッド溝６２の溝深さが深くなる構造である。したがって、研磨テーブル４が回転することによる遠心力に、パッド溝６２の溝深さが深くなる作用が加わり、スラリー１６や研磨パッド６０の削り屑が容易に排出することになる。スラリー１６や削り屑が容易に排出されれば、スラリーノズル１４から供給される新たなスラリー１６が、ウエハ１２の研磨面に供給され、マイクロスクラッチの発生を防止することが可能となる。なお、研磨パッド６０に対してパッド溝６２を形成することに加えて、さらに穴を形成しても良い。   Thus, the polishing pad 60 has a structure in which the groove depth of the pad groove 62 increases from the center 60c to the outer edge. Therefore, the effect of increasing the groove depth of the pad groove 62 is added to the centrifugal force generated by the rotation of the polishing table 4, and the scraps of the slurry 16 and the polishing pad 60 are easily discharged. If the slurry 16 and the shavings are easily discharged, the new slurry 16 supplied from the slurry nozzle 14 is supplied to the polishing surface of the wafer 12, and the generation of micro scratches can be prevented. In addition to forming the pad groove 62 in the polishing pad 60, a hole may be further formed.

以上、実施形態１〜４を示したが、実施形態１〜４のいずれの態様の組み合わせもありうる。   As mentioned above, although Embodiment 1-4 was shown, the combination of any aspect of Embodiment 1-4 may also exist.

図１は、ＣＭＰ装置の概略を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing a CMP apparatus. 図２は、ＣＭＰ装置の概略を示す側面図である。FIG. 2 is a side view schematically showing the CMP apparatus. 図３は、従来技術の研磨パッドの上面図を示す。FIG. 3 shows a top view of a prior art polishing pad. 図４は、従来技術の研磨パッドの断面図を示す。FIG. 4 shows a cross-sectional view of a prior art polishing pad. 図５Ａは、本発明に係る第１の実施形態の研磨パッドの断面図を示す。FIG. 5A shows a cross-sectional view of the polishing pad of the first embodiment according to the present invention. 図５Ｂは、本発明に係る第１の実施形態の研磨パッドの断面図を示す。FIG. 5B shows a cross-sectional view of the polishing pad of the first embodiment according to the present invention. 図６は、本発明に係る研磨パッドのパッド溝壁の一形態を説明する図である。FIG. 6 is a view for explaining one form of the pad groove wall of the polishing pad according to the present invention. 図７は、本発明に係る第２の実施形態の研磨パッドの断面図を示す。FIG. 7 shows a cross-sectional view of a polishing pad according to a second embodiment of the present invention. 図８は、本発明に係る第３の実施形態の研磨パッドの上面図を示す。FIG. 8 shows a top view of a polishing pad according to a third embodiment of the present invention. 図９は、本発明に係る第３の実施形態の研磨パッドの断面図を示す。FIG. 9 is a sectional view of a polishing pad according to a third embodiment of the present invention. 図１０は、本発明に係る第４の実施形態の研磨パッドの上面図を示す。FIG. 10 shows a top view of a polishing pad according to a fourth embodiment of the present invention. 図１１は、本発明に係る第４の実施形態の研磨パッドの断面図を示す。FIG. 11 is a sectional view of a polishing pad according to a fourth embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

２ ：ＣＭＰ装置
４ ：研磨テーブル
６ ：研磨パッド
６ａ ：上層研磨パッド
６ｂ ：下層研磨パッド
６ｂ ：中心
８ ：スピンドルキャリア
１０ ：スピンドル
１２ ：ウエハ
１４ ：スラリーノズル
１６ ：スラリー
１８ ：ブリッジ
２０ ：パッド溝
２０ａ：パッド溝底
２０ｂ：パッド溝壁
３０ ：研磨パッド
３０ａ：上層研磨パッド
３０ｂ：下層研磨パッド
３０ｃ：中心
３２ ：パッド溝
３２ａ：パッド溝底
３２ａ’：斜面
３２ｂ：パッド溝壁
４０ ：研磨パッド
４０ａ：上層研磨パッド
４０ｂ：下層研磨パッド
４０ｃ：中心
４０ｄ：第１パッド溝
４０ｅ：第２パッド溝
４０ｆ：第３パッド溝
４０ｇ：第４パッド溝
４０ｈ：第５パッド溝
４１ ：パッド溝
４２ ：パッド溝
４２ａ：パッド溝底
４２ｂ：パッド溝壁
４４ ：浅溝パッド溝
４４ａ：パッド溝壁
４６ ：深溝パッド溝
４６ａ：パッド溝壁
５０ ：研磨パッド
５０ａ：上層研磨パッド
５０ｂ：下層研磨パッド
５０ｃ：中心
５２ ：パッド溝
５２ａ：パッド溝底
６０ ：研磨パッド
６０ａ：上層研磨パッド
６０ｂ：下層研磨パッド
６０ｃ：中心
６２ ：パッド溝
６２ａ：パッド溝底 2: CMP apparatus 4: Polishing table 6: Polishing pad 6a: Upper layer polishing pad 6b: Lower layer polishing pad 6b: Center 8: Spindle carrier 10: Spindle 12: Wafer 14: Slurry nozzle 16: Slurry 18: Bridge 20: Pad groove 20a : Pad groove bottom 20b: pad groove wall 30: polishing pad 30a: upper layer polishing pad 30b: lower layer polishing pad 30c: center 32: pad groove 32a: pad groove bottom 32a ': slope 32b: pad groove wall 40: polishing pad 40a: Upper layer polishing pad 40b: Lower layer polishing pad 40c: Center 40d: First pad groove 40e: Second pad groove 40f: Third pad groove 40g: Fourth pad groove 40h: Fifth pad groove 41: Pad groove 42: Pad groove 42a : Pad groove bottom 42b: pad groove wall 44: shallow groove pad groove 44a: pad groove wall 46 Deep groove pad groove 46a: Pad groove wall 50: Polishing pad 50a: Upper layer polishing pad 50b: Lower layer polishing pad 50c: Center 52: Pad groove 52a: Pad groove bottom 60: Polishing pad 60a: Upper layer polishing pad 60b: Lower layer polishing pad 60c: Center 62: Pad groove 62a: Pad groove bottom

Claims (11)

複数の溝が表面に配置された円板状の研磨パッドと、
前記研磨パッドが載置されて回転可能な研磨テーブルと、
前記研磨パッドの上方にあって、基板を保持しながら前記基板を前記研磨パッドに押し付け、前記基板を回転させる機能を備える保持機構と、
前記研磨パッドの上面に研磨剤を供給する供給機構と
を具備し、
前記複数の溝の深さが、前記研磨パッドの中心から外縁に行くに従って深くなり、前記複数の溝の各々が有する空間は、つながっている
研磨装置。 A disc-shaped polishing pad having a plurality of grooves arranged on the surface;
A polishing table on which the polishing pad is mounted and rotatable;
A holding mechanism that is located above the polishing pad and has a function of pressing the substrate against the polishing pad while holding the substrate and rotating the substrate;
A supply mechanism for supplying an abrasive to the upper surface of the polishing pad;
The depth of the said some groove | channel becomes deeper as it goes to an outer edge from the center of the said polishing pad, and the space which each of these groove | channels has is connected. 前記複数の溝が、前記研磨パッドの表面に、格子状に配置されている
請求項１に記載の研磨装置。 The polishing apparatus according to claim 1, wherein the plurality of grooves are arranged in a lattice pattern on the surface of the polishing pad. 前記複数の溝が、前記研磨パッドの表面に、前記研磨パッドの中心から放射状に配置されている
請求項１に記載の研磨装置。 The polishing apparatus according to claim 1, wherein the plurality of grooves are radially arranged on the surface of the polishing pad from the center of the polishing pad. 前記複数の溝が、前記研磨パッドの表面に、前記研磨パッドの中心から外縁に向かって曲線状に配置されている
請求項１に記載の研磨装置。 The polishing apparatus according to claim 1, wherein the plurality of grooves are arranged on the surface of the polishing pad in a curved shape from the center of the polishing pad toward the outer edge. 前記複数の溝の側壁は、前記研磨パッドの表面に向かって広角な斜面である
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の研磨装置。 5. The polishing apparatus according to claim 1, wherein the sidewalls of the plurality of grooves are inclined surfaces having a wide angle toward the surface of the polishing pad. 円板の形状である研磨パッドであって、
前記円板の表面に配置された複数の溝を具備し、
前記複数の溝の深さが、前記研磨パッドの中心から外縁に行くに従って深くなり、前記複数の溝の各々が有する空間は、つながっている
研磨パッド。 A polishing pad in the shape of a disk,
Comprising a plurality of grooves arranged on the surface of the disc;
The depth of the plurality of grooves becomes deeper from the center of the polishing pad toward the outer edge, and the space of each of the plurality of grooves is connected to the polishing pad. 前記複数の溝が、前記研磨パッドの表面に、格子状に配置されている
請求項６に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 6, wherein the plurality of grooves are arranged in a lattice pattern on the surface of the polishing pad. 前記複数の溝が、前記研磨パッドの表面に、前記研磨パッドの中心から放射状に配置されている
請求項６に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 6, wherein the plurality of grooves are radially arranged on the surface of the polishing pad from the center of the polishing pad. 前記複数の溝が、前記研磨パッドの表面に、前記研磨パッドの中心から外縁に向かって曲線状に配置されている
請求項６に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 6, wherein the plurality of grooves are arranged on the surface of the polishing pad in a curved shape from the center of the polishing pad toward the outer edge. 前記複数の溝の側壁は、前記研磨パッドの表面に向かって広角な斜面である
請求項６乃至９のいずれか一項に記載の研磨パッド。 10. The polishing pad according to claim 6, wherein the sidewalls of the plurality of grooves are inclined surfaces having a wide angle toward the surface of the polishing pad. 11. 請求項６乃至１０のいずれか一項に記載の研磨パッドを用い、
前記研磨パッドを研磨テーブルに載置するステップと、
保持機構に基板を保持するステップと、
前記保持機構が、前記基板を前記研磨パッドに押し付けるステップと、
供給装置が、研磨剤を前記研磨パッドの上面に供給するステップと、
前記研磨テーブルが回転するステップと、
前記保持機構が、前記基板を回転するステップと
を具備する
前記基板の研磨方法。 Using the polishing pad according to any one of claims 6 to 10,
Placing the polishing pad on a polishing table;
Holding the substrate on a holding mechanism;
The holding mechanism pressing the substrate against the polishing pad;
Supplying a polishing agent to the upper surface of the polishing pad;
Rotating the polishing table;
The substrate polishing method, wherein the holding mechanism includes a step of rotating the substrate.
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