JP5635957B2 - 被研磨物の研磨方法、及び研磨パッド - Google Patents
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Description
本発明の研磨方法は、半導体ウェハなどの被研磨物の表面を研磨する化学機械研磨(chemical mechanical polishing:CMP)において用いられる研磨方法であり、図1にCMP装置1の模式図を示す。CMP装置1は、定盤2、研磨ヘッド3、スラリー供給装置4を備える。定盤2には、研磨パッド10が取り付けられている。スラリー供給装置4からは、スラリーが研磨パッド10上に供給され、定盤2が回転するとともに、研磨ヘッド3が、研磨パッド10上に配置された被研磨物20を研磨パッド10に対して押しつけつつ定盤2と同方向に回転することにより、被研磨物20の表面を化学的及び機械的に研磨する。
図5を用いて、本発明の実施形態2の被研磨物の研磨方法を説明する。本発明の実施形態2の被研磨物の研磨方法は、表面上に溝15が形成された研磨パッド10に被研磨物20を配し、研磨パッド10及び被研磨物20を異なる回転数で回転させることにより、被研磨物20の面内において、研磨速度に分布をもたせて被研磨物20を研磨する。これにより、被研磨物20の表面を凹面または凸面に形成することができる。
本発明の被研磨物の研磨方法は、表面上に溝15が形成された研磨パッド10に被研磨物20を配し、研磨パッド10の径方向において、被研磨物20の中心部20cよりも研磨パッド10の中心側の領域と、被研磨物20の中心部20cよりも研磨パッド10の外側の領域とで、異なるスラリーを供給しつつ、研磨パッド10及び被研磨物20を回転させて被研磨物20を研磨する研磨方法である。これにより、被研磨物20の表面を凹面または凸面に形成することができる。
CMP装置1(図1参照)に、中心側の領域に第一研磨領域11が形成され、第一研磨領域11には、同心円状の溝15が形成された研磨パッド10(図2A)を取り付けて、被研磨物20を研磨した。スラリーは、研磨材としてコロイダルシリカを含むものを用いた。研磨パッド10は、直径300mmで、溝15が形成された第一研磨領域11が中心側の直径150mmの領域、その外側の直径150〜300mmの領域は溝15が形成されていない第二研磨領域12であるものを用いた。第一研磨領域11の溝15の幅は、0.5mm、溝15のピッチは、1.5mmであった。研磨パッド10は、発泡硬質ウレタンで形成されたものを用いた。被研磨物20としては、図7Aに示すように、厚み10000ÅのSiO2膜20aが形成された直径100mmのSiウェハ20bを用いた。被研磨物20は、図2Aに示すように、第一研磨領域11と第二研磨領域12との境界に配置し研磨した。そして図8に示す各位置において、研磨後のウェハのSiO2膜20aの厚みを膜厚計で調べた。図9に結果を示す。図9の横軸の測定位置の−40〜40mmの範囲の9点が、図8の測定位置1〜9に対応する。図9に示すように、中心側の領域に第一研磨領域11が形成された研磨パッド10を用いることにより、図7Bに示すように、被研磨物20の表面を凹面とすることができた。図9では、曲率半径は、R3600万mmであった。
表面の全面に格子状の溝15が形成された直径300mmの研磨パッド10を用いて、研磨パッド10と被研磨物20を異なる回転数で回転させて、被研磨物20を研磨した(図5参照)。研磨パッド10の第一研磨領域11の溝15の幅は、0.5mm、溝15のピッチは、1.5mmであった。研磨パッド10は、発泡硬質ウレタンで形成されたものを用いた。被研磨物20としては、厚み10000ÅのSiO2膜20aが形成された直径100mmのSiウェハ20bを用いた。研磨パッド10を80rpm、被研磨物20を40rpmで同方向に回転させた。図10に結果を示す。図10の横軸の測定位置の−40〜40mmの範囲の9点が、図8の測定位置1〜9に対応する。図10に示すように、中心領域のSiO2の厚みが薄くなり、図7Bに示すように、凹面を形成することができた。図10では、曲率半径は、R1300万mmであった。
実施例2と同様の研磨パッド10を用いて、研磨パッド10と被研磨物20を異なる回転数で回転させて、被研磨物20を研磨した(図5参照)。被研磨物20も実施例2と同じ、厚み10000ÅのSiO2膜20aが形成された直径100mmのSiウェハ20bを用いた。研磨パッド10を40rpm、被研磨物20を80rpmで同方向に回転させた。図11に結果を示す。図11に示すように、中心領域のSiO2の厚みが厚くなり、図7Cに示すように、凸面を形成することができた。図11では、曲率半径は、R890万mmであった。
表面の全面に同心円状の溝15が形成された直径300mmの研磨パッド10を用いて、被研磨物20を研磨した(図6A及び図6B参照)。研磨パッド10の第一研磨領域11の溝15の幅は、0.5mm、溝15のピッチは、1.5mmであった。研磨パッド10は、発泡硬質ウレタンで形成されたものを用いた。被研磨物20としては、厚み10000ÅのSiO2膜20aが形成された直径100mmのSiウェハ20bを用いた。研磨パッド10の径方向において、被研磨物20の中心部20cよりも研磨パッド10の中心側の領域と、被研磨物20の中心部20cよりも研磨パッドの外側の領域とで、異なるスラリーを供給しつつ、研磨した。スラリーは、砥粒としてコロイダルシリカを含み、中心側の領域に供給したスラリーは、pH9〜10、外側の領域に供給したスラリーは、pH13であった。図12に結果を示す。図12に示すように、中心領域のSiO2の厚みが薄くなり、図7Bに示すように、凹面を形成することができた。
Claims (9)
- 表面上に径方向の中心側の領域と外側の領域とで異なる溝状態が形成され、前記中心側または前記外側のいずれか一方の領域が溝が形成された第一研磨領域、他方の領域が前記第一研磨領域と異なる溝状態とされた第二研磨領域である研磨パッドに、前記第一研磨領域と前記第二研磨領域との境界をまたいだ状態で被研磨物を配し、前記研磨パッド及び前記被研磨物を回転させて前記被研磨物を研磨し、前記被研磨物の表面を凹面または凸面に形成する被研磨物の研磨方法。
- 前記研磨パッドの前記中心側の領域に前記第一研磨領域が形成され、前記被研磨物の表面を凹面に形成する請求項1に記載の被研磨物の研磨方法。
- 前記研磨パッドの前記外側の領域に前記第一研磨領域が形成され、前記被研磨物の表面を凸面に形成する請求項1に記載の被研磨物の研磨方法。
- 前記研磨パッドの前記第一研磨領域には、同心円状の前記溝が形成された請求項1〜3のいずれか1項に記載の被研磨物の研磨方法。
- 表面上に溝が形成された研磨パッドに、研磨前に表面が凹面または凸面ではない被研磨物を配し、前記研磨パッド及び前記被研磨物を異なる回転数で回転させることにより、前記被研磨物の面内において、研磨速度に分布をもたせて前記被研磨物を研磨し、前記被研磨物の表面を凹面または凸面に形成する被研磨物の研磨方法。
- 前記研磨パッドの回転数を前記被研磨物の回転数よりも大きくして、前記被研磨物の表面を凹面に形成する請求項5に記載の被研磨物の研磨方法。
- 前記研磨パッドの回転数を前記被研磨物の回転数よりも小さくして、前記被研磨物の表面を凸面に形成する請求項5に記載の被研磨物の研磨方法。
- 表面上に溝が形成された研磨パッドに被研磨物を配し、前記研磨パッドの径方向において、前記被研磨物の中心部よりも前記研磨パッドの中心側の領域と、前記被研磨物の中心部よりも前記研磨パッドの外側の領域とで、異なるスラリーを供給しつつ、または一方の領域のみにスラリーを供給しつつ、前記研磨パッド及び前記被研磨物を回転させて前記被研磨物を研磨し、前記被研磨物の表面を凹面または凸面に形成する被研磨物の研磨方法。
- 前記研磨パッドの中心側の領域と、前記被研磨物の中心部よりも前記研磨パッドの外側の領域とで、異なるpHのスラリーを供給しつつ前記被研磨物の表面を凹面または凸面に形成する請求項8に記載の被研磨物の研磨方法。
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