(57)【要約】  【課題】  本発明は、ガラス、半導体、誘電／金属複合体及び集積回路等に平坦面を形成するのに使用される研磨用材料のスライスにおいて、研磨レートと研磨されたウエハの面内均一性の低下を改善する方法を提供せんとするものである。  【解決手段】  本発明の研磨パッドは、研磨層に面積が０．０１ｍｍ２〜７ｍｍ２のディンプル孔を有し、かつ該ディンプル孔の総面積が研磨層の全体の面積の０．０１％〜５．００％であること特徴とするものである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨層に面積が０．０１ｍｍ２〜７ｍｍ２のディンプル孔を有し、かつ該ディンプル孔の総面積が研磨層の全体の面積の０．０１％〜５．００％であること特徴とする研磨パッド。
【請求項２】
ディンプル孔が一定のスパンで加工された請求項１記載の研磨パッド。
【請求項３】
研磨層のスパンが１０〜３５ｍｍであることを特徴とする請求項２記載の研磨パッド。
【請求項４】
研磨層がポリウレタンであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の研磨パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体、誘電／金属複合体及び集積回路等において平坦面を形成するのに使用される研磨パッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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主面の凹凸が問題となっている。その結果、例えば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（非特許文献１参照）ことが知られている。
【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。半導体ウェハと研磨パッドの相対速度及び荷重にほぼ比例している。そのため、半導体ウェハの各部分を均一に研磨加工するためには、半導体ウェハにかかる荷重を均一にする必要がある。
【０００４】
半導体ウェハの主面に形成された絶縁層等を研磨加工する場合、現在はショアＡ硬度で９０度以上の発泡ポリウレタンシート（特許文献１、２参照）が使用されている。
【０００５】
通常、このような研磨パッドの表面には研磨特性を安定させるためディンプル加工を施すが、ディンプル加工を施したパッドは寿命が短く研磨レートや研磨されたウエハの面内均一性が低下しやすいという問題があった。
【非特許文献１】日経マイクロデバイス、１９９４年、７月号、５０〜５７頁
【特許文献１】特表平８−５００６２２号公報
【特許文献２】国際公開第００／１２２６２号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、ガラス、半導体、誘電／金属複合体及び集積回路等に平坦面を形成するのに使用される研磨パッド用において、研磨レートと研磨されたウエハの面内均一性の低下を改善する方法を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、
本発明の研磨パッドは、研磨層に面積が０．０１ｍｍ２〜７ｍｍ２のディンプル孔を有し、かつ該ディンプル孔の総面積が研磨層の全体の面積の０．０１％〜５．００％であること特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、ガラス、半導体、誘電／金属複合体及び集積回路等に平坦面を形成するのに使用される研磨パッドを用いて研磨することで、研磨レートと研磨されたウエハの面内均一性の低下を改善する方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の研磨パッドにおいて、研磨層は面積が０．０１ｍｍ２〜７ｍｍ２のディンプル孔を有する。本発明のディンプル孔とは、研磨層に加工された貫通孔のことである。ディンプル孔は円形であることが生産性の観点から好ましい。ディンプル孔の面積が７ｍｍ２より大きくなると、研磨層の消耗が早くなり寿命が短くなる。ディンプル径が０．０１ｍｍ２より小さいとスラリーの保持性が悪くなり研磨レートが低下する。本発明のディンプル孔の総面積とは、研磨層に加工した全ての孔の面積の和のことである。
【００１０】
本発明の研磨パッドは、ディンプル加工した孔の総面積が研磨層の総面積の０．１％〜５．０％であった場合に、優れたカットレートと研磨特性を両立することができる。ディンプル加工した孔の総面積が５．０％より大きい場合は、寿命が短くなる。逆に０．１％より小さいとスラリーの保持性が悪くなり研磨レートが低下する。
【００１１】
本発明のディンプル孔は一定のスパンで加工されていることが好ましい。本発明のスパンとは隣接するディンプル孔の重心間の距離のことである。ディンプル孔が円形の場合は中心間の距離となる。本発明のディンプルは１０〜３５ｍｍのスパンがより好ましい。
【００１２】
本発明のディンプル加工を形成する方法としては、特に限定されないが、例えば一定スパンで加工できる金型で打ち抜き加工する方法や、一つまたは複数のドリルで加工する方法があげられる。
【００１３】
本発明のディンプル加工をするタイミングは、特に限定されないが、研削で厚み精度を出した後にディンプル加工を施し、もう一度軽い研削を行うと良い。厚み精度を出す研削の前にディンプル加工を行うと、厚み精度を出す研削を行った時に発生する削り屑がディンプル孔に詰まりやすい。またディンプル加工時には抜きバリが生じるので、軽い研削でバリを削るとよい。
【００１４】
本発明の研磨パッド用材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリウレア、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ネオプレン（登録商標）ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴムおよびこれらを主成分とした樹脂等が挙げられるが、高い研磨特性を達成するためにこれらの材料は発泡体であることが望ましい。特に研磨層に使用する材料については独立気泡を有する発泡体であることが必要である。このような樹脂においても、独立気泡径が比較的容易にコントロールできる点でポリウレタンを主成分とする素材材料がより好ましい。
【００１５】
本発明の発泡倍率とは、発泡体を無発泡にした場合の真比重を発泡後の見かけ比重で割った値のことであり、好ましくは１．１以上１００以下であり、より好ましくは１．２以上１０未満である。発泡倍率が１．１未満では硬すぎてスライスができなくなる場合がある。また発泡倍率が１００より大きくなると研磨パッドとしての特性が損なわれる場合がある。
【００１６】
本発明でいうポリウレタンとは、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称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基、あるいはアミノ基含有化合物である。
【００１７】
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、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ものではない。
【００１８】
ポリヒドロキシ基含有化合物としてはポリオールが代表的であり、ポリエーテルポリオール、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。硬度，気泡径および発泡倍率によって、ポリイソシアネートとポリオール、および触媒、発泡剤、整泡剤の組み合わせや最適量を決めることが好ましい。
【００１９】
かかるポリウレタン中への独立気泡の形成方法としては、ポリウレタン製造時における樹脂中への各種発泡剤の配合による化学発泡法が一般的であるが、機械的な撹拌により樹脂を発泡させたのち硬化させる方法も好ましく使用することができる。
【００２０】
本発明の研磨層貼り合わせる手段として、一般的な両面テープや各種接着剤を使用することができる。
【００２１】
本発明のパッドは、不織布や、ポリウレタンやポリエチレンなどの発泡フォーム、各種無発泡のゴムシートをクッション層に用いても良い。
【００２２】
本発明の研磨パッド用は、ガラス、半導体、誘電／金属複合体及び集積回路等に平坦面を形成するのに好適に使用される。
【実施例】
【００２３】
研磨層にマイクロビーズを使用した硬質発泡ポリウレタン（Ｄ硬度６２、密度０．８０ｇ／ｃｍ３）を、クッション層に１．３ｍｍ厚みの軟質発泡ポリウレタンシート（Ａ硬度３９、密度０．５６ｇ／ｃｍ３）を用意した。
【００２４】
〔研磨評価〕
作成した研磨パッドを研磨機（アプライドマテリアルズ製”ＭＩＲＲＡ（登録商標）”）に取り付け、スラリー（キャボット社製、Ｗ２０００）を用いてタングステンのウェハを研磨した。
【００２５】
実施例１
ドリルを用いて研磨層に孔径１．７ｍｍφ、スパン２５ｍｍのディンプル加工を施した。次いで、裏面テープをラミネートしてから、外径５０８ｍｍとしてパッドを作成した。パッドのディンプル径の総面積は研磨層の０．４１％であった。
【００２６】
得られた研磨パッドを用いてＣＭＰ研磨を行った。研磨結果は表１と表２のとおり。ウエハを１５００枚削ったが特に研磨レートや面内均一性の低下は見られなかった。
【００２７】
実施例２
ドリルを用いて研磨層に孔径１．０ｍｍφ、スパン２５ｍｍのディンプル加工を施した。次いで、裏面テープをラミネートしてから、外径５０８ｍｍとしてパッドを作成した。パッドのディンプル径の総面積は研磨層の０．１４％であった。
【００２８】
得られた研磨パッドを用いてＣＭＰ研磨を行った。研磨結果は表１と表２のとおり。ウエハを１５００枚削ったが特に研磨レートや面内均一性の低下は見られなかった。
【００２９】
【表１】
2008254124.tif 000002
【００３０】
【表２】
2008254124.tif 000003
【００３１】
比較例１
ドリルを用いて研磨層に孔径１．７ｍｍφ、スパン５．５ｍｍのディンプル加工を施した。
次いで、裏面テープをラミネートしてから、外径５０８ｍｍとしてパッドを作成した。パッドのディンプル径の総面積は研磨層の７．９０％であった。
【００３２】
得られた研磨パッドを用いてＣＭＰ研磨を行った。研磨結果は表１と表２のとおり。ウエハを５００枚削った時点で研磨レートと面内均一性の低下が見られた。
【００３３】
比較例２
ドリルを用いて研磨層に孔径０．０５ｍｍφ、スパン２５ｍｍのディンプル加工を施した。次いで、裏面テープをラミネートしてから、外径５０８ｍｍとしてパッドを作成した。パッドのディンプル径の総面積は研磨層の０．０００４％であった。
【００３４】
得られた研磨パッドを用いてＣＭＰ研磨を行った。研磨結果は表１と表２のとおり。研磨レートと面内均一性が悪かった。