(57)【要約】【課題】被研磨物の被研磨面を極めて平坦に研磨することができるとともに、その直径を大きくしても反りや歪が殆ど発生することがないため、薄く、軽量化を図ることができる研磨用テーブルを提供すること。【解決手段】研磨装置の陰極を構成し、その表面と対向するように電解液を介して配設された被研磨物の被研磨面の電解研磨を行う研磨用テーブルであって、前記研磨用テーブルは、導電性セラミックからなることを特徴とする研磨用テーブル。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨装置の陰極を構成し、その表面と対向するように電解液を介して配設された被研磨物の被研磨面の電解研磨を行う研磨用テーブルであって、前記研磨用テーブルは、導電性セラミックからなることを特徴とする研磨用テーブル。
【請求項２】
緻密質セラミックからなる請求項１記載の研磨用テーブル。
【請求項３】
多孔質セラミックからなる請求項１記載の研磨用テーブル。
【請求項４】
抵抗率が１０−３〜１０７Ω・ｃｍである請求項１〜３のいずれか１記載の研磨用テーブル。
【請求項５】
気孔径が０．１〜５０μｍである請求項３又は４記載の研磨用テーブル。
【請求項６】
気孔率が１０〜６０％である請求項３〜５のいずれか１記載の研磨用テーブル。
【請求項７】
導電性セラミックは、導電性とともに耐腐食性を有するＳｉＣにより構成される請求項１〜６のいずれか１記載の研磨用テーブル。
【請求項８】
研磨装置を構成し、その表面と対向するように電解液を介して配設された被研磨物の被研磨面の電解研磨を行う研磨用テーブルであって、
前記研磨用テーブルは、セラミックからなる基板と前記基板の表面に形成され、研磨装置の陰極として機能する導体層とからなることを特徴とする研磨用テーブル。
【請求項９】
基板は、緻密質セラミックからなる請求項８記載の研磨用テーブル。
【請求項１０】
基板は、多孔質セラミックからなる請求項８記載の研磨用テーブル。
【請求項１１】
基板の抵抗率が１０−３〜１０７Ω・ｃｍである請求項８〜１０のいずれか１記載の研磨用テーブル。
【請求項１２】
基板の気孔径が０．１〜５０μｍである請求項１０又は１１記載の研磨用テーブル。
【請求項１３】
基板の気孔率が１０〜６０％である請求項１０〜１２のいずれか１記載の研磨用テーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被研磨物の被研磨面を電解研磨により研磨する際に用いられる研磨装置を構成する研磨用テーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２００２−２５９５６号公報
【０００３】
近年、ＩＣやＬＳＩ等に代表される半導体素子の高密度化・小型化に伴い、配線の微細化等とともに、配線の多層化が進められており、多層配線構造の半導体素子の研究が盛んに行われている。
【０００４】
通常、上記多層配線構造の半導体素子は、所定パターンの銅等の金属配線回路が埋め込まれた絶縁層が複数積層され、上下の層間の金属配線回路がビア等により接続された構造となっている。
【０００５】
このような多層配線構造の半導体素子を製造する際、金属配線回路の断線を防止するとともに絶縁層の絶縁性を確保し、さらに、配線パターンを確実に形成するために、絶縁層に金属配線回路を形成した後、絶縁層の表面よりも高く形成された余分な金属層を除去し、その表面を平坦化する必要がある。特に近年の積層される絶縁層の層数の増加に伴い上記平坦化工程は、重要な工程となっている。
【０００６】
そこで、上記多層配線構造の半導体素子の製造においては、絶縁層にフォトリソグラフィー工程等により所定の回路パターンの溝を形成し、該溝に配線材料となる銅等の金属をメッキ等により埋め込み、余分な金属層を薬剤による化学的研磨作用と、砥粒による機械的研磨作用とを利用したＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学機械研磨）によって除去する、所謂ダマシン法が主流となっている。
【０００７】
ところが、上記ＣＭＰ法により余分な金属層の研磨を行う際には、所定の圧力をかけながら行う必要があるため、絶縁層等へのダメージが大きくクラックが発生することがあった。また、砥粒を用い、このような圧力をかけた状態で機械的に磨耗を行うと、研磨後の金属配線回路の表面に傷が残るのを避けることができないという問題があった。
【０００８】
そこで、上記ＣＭＰ法に代えて、電解研磨法により絶縁層上に形成された余分な金属層を研磨し除去する方法が提案されている。
上記電解研磨法は、被研磨物である金属配線回路（陽極）と電極（陰極）との間に電解液を供給し、金属配線回路と電極との間に電圧を印加することで、余分な金属層部分（凸部）を優先的に酸化（陽極酸化）、溶解させることにより、その表面を平坦化する方法である。
このような電解研磨法は、上記ＣＭＰ法のように金属配線回路の表面に圧力をかけながら砥粒により機械的に削る方法とは異なるため、絶縁層にクラックが生じたり、研磨後の金属配線回路の表面に傷が生じたりするのを防止することができる。
このように、電解研磨法による金属配線回路表面の研磨は、上述したようなＣＭＰ法が抱えていた問題点を解決することができるものであった。
【０００９】
ところで、近年、１枚のシリコンウエハからより多くの半導体チップを得るために、シリコンウエハの大口径化が図られている。このようなシリコンウエハの大口径化に伴い、該シリコンウエハの表面の電解研磨を行う際に用いられる研磨用テーブルもその直径を大きくする必要があった。
【００１０】
ところが、従来の電解研磨法に用いられていた研磨用テーブルは、銅等の金属からなるものであった（例えば、特許文献１の段落番号［００１６］参照。）。そのため、その直径を大きくすると自重による反りや歪が発生し、厚さを厚くしなければ大口径のシリコンウエハの被研磨面を均一に電解研磨することができなかった。しかしながら、このように研磨用テーブルの厚みを厚くすると、重量が重くなり、また、嵩張ってしまうという問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、被研磨物の被研磨面を極めて平坦に研磨することができるとともに、その直径を大きくしても反りや歪が殆ど発生することがないため、薄く、軽量化を図ることができる研磨用テーブルを提供することを目的とする
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第一の本発明の研磨用テーブルは、研磨装置の陰極を構成し、その表面と対向するように電解液を介して配設された被研磨物の被研磨面の電解研磨を行う研磨用テーブルであって、上記研磨用テーブルは、導電性セラミックからなることを特徴とする。
【００１３】
また、第二の本発明の研磨用テーブルは、研磨装置を構成し、その表面と対向するように電解液を介して配設された被研磨物の被研磨面の電解研磨を行う研磨用テーブルであって、上記研磨用テーブルは、セラミックからなる基板と上記基板の表面に形成され、研磨装置の陰極として機能する導体層とからなることを特徴とする。
なお、以下において、第一の本発明の研磨用テーブルと第二の本発明の研磨用テーブルとを区別する必要がない場合には、単に本発明の研磨用テーブルという。
【００１４】
【発明の実施の形態】
まず、第一の本発明の研磨用テーブルについて説明する。
第一の本発明の研磨用テーブルは、研磨装置を構成し、その表面と対向するように電解液を介して配設された被研磨物の被研磨面の電解研磨を行う研磨用テーブルであって、上記研磨用テーブルは、導電性セラミックからなることを特徴とする。
【００１５】
図１は、第一の本発明の研磨用テーブルの一例を模式的に示した斜視図であり、図２は、電解研磨を行う際の研磨用テーブルと被研磨物との関係を模式的に示した断面図である。
【００１６】
図１に示すように第一の本発明の研磨用テーブル１０は、円板状である。
この研磨用テーブル１０は、電解研磨を行う研磨装置の陰極を構成しており、図２に示したように、研磨装置では、研磨用テーブルの最上面と対向するように電解液１４を介して被研磨物１５を配設し、研磨用テーブル１０と被研磨物１５との間に電圧を印加することにより、この被研磨物１５の研磨用テーブル１０と対向する面の電解研磨を行う。なお、電解研磨の具体的な方法については、後述する。
【００１７】
上記電解研磨装置では、研磨用テーブルと被研磨物とを電極とし、これらの間に電圧を印加するため、研磨用テーブルは導電体である必要がある。
第一の本発明の研磨用テーブルを構成する材料は、導電性セラミックである。上記導電性セラミックからなる第一の本発明の研磨用テーブルは、機械的強度が高いため、上記基板を薄くしても反りや歪み等が発生しにくい。
【００１８】
上記導電性セラミックとしては特に限定されず、例えば、ＳｉＣ、ＷＣ、ＭｏＣ、ＺｒＢ２、ＴｉＢ２、ＺｒＮ、ＴｉＮ、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＴｉＣ、ＴａＣ等の導電性を有するとともに、耐腐食性を有する非酸化物系セラミック等が挙げられる。これらの中ではＳｉＣが好ましい。化学的にも安定で、塩酸、硝酸、硫酸、フッ酸、フッ硝酸及び水酸化ナトリウム等に対する耐薬品性に優れ、電解液による溶解や腐食等が発生しにくいからである。
第一の本発明の研磨用テーブルにおいて、上記導電性セラミックからなる基板は、緻密質セラミックからなるものであってもよく、多孔質セラミックからなるものであってもよい。
【００１９】
第一の本発明の研磨用テーブルが緻密質セラミックからなる場合、第一の本発明の研磨用テーブルは、その剛性が非常に優れたものとなる。従って、例えば、非常に大きな被研磨面を有する被研磨物の研磨を行うときに、第一の本発明の研磨用テーブルの厚さを余り厚くする必要がない。従って、比較的軽量となり、容易に作製することができ、取扱い性にも優れたものとなる。
【００２０】
上記緻密質セラミックは、原料となる粉末の粒径を均一化すること、顆粒等を用いて高密度の成形体を作製すること等により製造することができる。以下においては、緻密質炭化珪素焼結体を例にとって説明する。
【００２１】
上記緻密質炭化珪素焼結体を構成する炭化珪素粒子の平均粒径は１〜１００μｍであることが望ましい。上記基板を曲げ強度に優れた緻密質炭化珪素焼結体とすることができる範囲だからである。
上記緻密質炭化珪素焼結体の気孔率は、５％以下であることが望ましく、１％以下であることがより望ましい。また、そのヤング率は、１００〜６００ＧＰａであることが望ましい。
【００２２】
上記緻密質炭化珪素焼結体は、カーボン等の導電性物質を含有していることが望ましい。不純物を含有させることにより、炭化珪素結晶をある程度導電性とすることはできるが、粒界にカーボン等の導電性物質を含有させることにより、より導電性に優れた物質とすることができるからである。
上記緻密質炭化珪素焼結体の抵抗率の下限値は、１０−３Ω・ｃｍであることが望ましく、その上限値は、１０７Ω・ｃｍであることが望ましい。また、上記緻密質炭化珪素焼結体の抵抗率のより望ましい下限値は、１０−２Ω・ｃｍであり、より望ましい上限値は、１０３Ω・ｃｍである。
上記炭化珪素焼結体の具体例としては、例えば、イビデン株式会社製のＳＣ８５０、ＳＣＲ−３０２、ＳＣＲ−０２、ＳＣＨ−０７等が挙げられる。また、ＣＶＤ法により製造したＣＶＤ−ＳｉＣ等も挙げられる。
【００２３】
一方、第一の本発明の研磨用テーブルが開孔を有する多孔質セラミックからなる場合、第一の本発明の研磨用テーブルを用いて被研磨物の被研磨面の研磨を行う際に、第一の本発明の研磨用テーブルと上記被研磨面との間に供給する電解液を、開孔を介して供給することができ、被研磨物の被研磨面の全体に均一に、一定速度で供給することができる。
【００２４】
上記多孔質セラミックは、２種類の粒径の異なる粉末を混合した粉末を用いること、その働きが余り大きくないものを焼結助剤として使用して焼成を行うこと、焼成時に圧力をかけず、穏やかな条件で焼成すること等により製造することができる。以下においては、多孔質炭化珪素焼結体を例にとって説明する。
【００２５】
上記多孔質炭化珪素焼結体からなる第一の本発明の研磨用テーブルの気孔率は、１０〜６０％であることが望ましい。気孔率が１０％未満であると、第一の本発明の研磨用テーブルの内部に電解液をスムーズに通過させるのが難しくなり、一方、気孔率が６０％を超えると、その機械的な強度が低下してしまうことがある。また、第一の本発明の研磨用テーブルの強度が低下することにより熱衝撃や振動等により容易に破壊されることがある。
【００２６】
上記多孔質炭化珪素焼結体からなる第一の本発明の研磨用テーブルのヤング率は、２０〜３５０ＧＰａであることが望ましい。２０ＧＰａ未満であると、機械的な強度が低すぎて電解研磨用テーブルとして使用中に破損等が発生するおそれがあり、一方、所定の気孔率を確保しつつ、３５０ＧＰａを超える強度することは難しい。
【００２７】
上記多孔質炭化珪素焼結体からなる基板の気孔径は、０．１〜５０μｍが望ましい。気孔径が０．１μｍ未満であると、第一の本発明の研磨用テーブルの内部に電解液をスムーズに通過させるのが難しくなり、一方、５０μｍを超えると、第一の本発明の研磨用テーブルのヤング率等の機械的特性を上述の値に保つのが困難となる。
【００２８】
上記多孔質炭化珪素焼結体の抵抗率の下限値は、１０−３Ω・ｃｍであることが望ましく、その上限値は、１０７Ω・ｃｍであることが望ましい。また、上記多孔質炭化珪素焼結体の抵抗率のより望ましい下限値は、１０Ω・ｃｍであり、より望ましい上限値は、１０６Ω・ｃｍである。
上記多孔質炭化珪素焼結体の具体例としては、例えば、イビデン株式会社製のＳＣＰ−５、ＳＣＰ−０２、ＳＣＰ−７、ＳＣ５５０、ＳＣＰ−３０２、ＳＣＦ−０３０等が挙げられる。
【００２９】
第一の本発明の研磨用テーブルの形状は、円板形状であるが、その直径は、４００ｍｍ以上が望ましく、５００ｍｍ以上がより望ましい。このような大きな直径を持つ基板は、被研磨物が半導体ウエハである場合、複数個の半導体ウエハを電解研磨処理することができるとともに、近年の半導体ウエハの大口径化にも充分対応することができるからである。
【００３０】
また、第一の本発明の研磨用テーブルが緻密質セラミックからなるものである場合、その厚さの望ましい上限値は、５０ｍｍであり、その下限値は１０ｍｍである。一方、第一の本発明の研磨用テーブルが多孔質セラミックからなる場合、その厚さの望ましい上限値は、１００ｍｍであり、その下限値は１０ｍｍである。
【００３１】
第一の本発明の研磨用テーブル上又はその上方には、遮蔽板が形成されていることが望ましい。第一の本発明の研磨用テーブルを電解研磨装置に取り付け、半導体ウエハ等の被研磨物の被研磨面の電解研磨を行うと、上記被研磨面全体に均一な電圧（電界）を印加することは難しく、その中心付近の電圧（電界）が外縁部付近の電圧に比べて高くなりやすい。そのため、上記被研磨面の中心付近が優先的に研磨され上記被研磨面を均一に研磨することが困難な場合がある。そこで、第一の本発明の研磨用テーブル上に遮蔽板を設けることで、上記被研磨面と第一の本発明の研磨用テーブルとの間に印加される電圧（電界）又は電解液の流れ等を意図的に乱し、上記被研磨面全体に均一な電圧が印加され、上記被研磨面の全体を均一に研磨することができる。
【００３２】
上記遮蔽板を構成する材料としては特に限定されず、例えば、セラミック等の無機材料、樹脂等が挙げられる。
【００３３】
上記セラミックとしては特に限定されず、例えば、窒化物セラミック、炭化物セラミック、酸化物セラミック等が挙げられる。
【００３４】
上記窒化物セラミックとしては特に限定されず、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３５】
また、上記炭化物セラミックとしては特に限定されず、例えば、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３６】
さらに、上記酸化物セラミックとしては特に限定されず、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア、コージュライト、ムライト等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３７】
上記樹脂としては特に限定されず、例えば、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリフェニレン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＥＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリエーテルイミド（ＰＩ）等の熱可塑性樹脂や加熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００３８】
上記遮蔽板の形状としては特に限定されず、第一の本発明の研磨用テーブル及び被研磨物の大きさ、印加する電圧の強度等に合わせて適宜決定される。
また、上記遮蔽板は、第一の本発明の研磨用テーブルの上に直接形成されていてもよく、第一の本発明の研磨用テーブルの表面と被研磨物の被研磨面との間に介装してもよい。研磨用テーブルの表面と被研磨物の被研磨面との間に介装する場合には、被研磨物の近傍に配置してもよく、研磨テーブルの近傍に配置してもよく、さらには、両者の中間に配置してもよい。
【００３９】
遮蔽板を研磨用テーブルの上に直接形成する際には、研磨テーブルを製造する際に、遮蔽板を形成することとなる。この場合には、その外形が研磨用テーブルとほぼ同様の様々なパターンからなる遮蔽板を形成すればよい。上記遮蔽板のパターンとしては、メッシュ状、様々な形状の多数の孔が形成されたパターン等が挙げられ、これらの遮蔽板には凹凸があってもよい。遮蔽板がセラミックからなる場合には、研磨テーブルを製造する際、所定パターンのグリーンシートを積層し、焼成すればよく、樹脂からなる遮蔽板を形成する際には、製造された研磨用テーブル上に樹脂を含む液の塗布、加熱等を行うことにより形成することができる。所定のパターンを形成するため、スクリーン印刷等を行ってもよい。
【００４０】
次に、第一の本発明の研磨用テーブルの製造方法について説明する。
なお、以下においては、緻密質炭化珪素や多孔質炭化珪素からなる研磨用テーブルを製造する方法を中心に説明する。
【００４１】
導電性セラミックからなる第一の本発明の研磨用テーブルを製造する際には、炭化物セラミック等のセラミックの粉末をバインダ、溶剤等と混合してスラリーを調製し、このスラリーのスプレードライを行うことにより、顆粒状の粉末を作製する。そして、上記顆粒状の粉末を用いてラバープレス成形、射出成形、押出成形、鋳込み成形等を施すことにより、円板形状又は多角体形状の成形体（生成形体）を成形する。
上記成形体を成形する際には、冷間静水圧（ＣＩＰ）法を用いてもよく、このときの成形圧力は、下限が９６ＭＰａ、上限が１４４ＭＰａであることが望ましく、下限が１０６ＭＰａ、上限が１３４ＭＰａであることがより望ましい。成形する成形体の曲げ強度及び密度が高くなるからである。
【００４２】
緻密質炭化珪素を製造する際には、まず、炭化珪素粉末にボロン化合物を添加するとともに、バインダを添加して顆粒を製造した後、成形を行って生成形体を作製する。また、多孔質炭化珪素を製造する際には、まず、炭化珪素粉末にバインダを添加して顆粒を製造した後、成形を行って生成形体を作製する。
【００４３】
次に、生成形体の脱脂を行った後、窒素、アルゴン等の非酸化性雰囲気中、１７００〜２４００℃で焼成することにより、緻密質炭化珪素や多孔質炭化珪素からなる板状体を製造する。
通常は、得られた板状体の加工処理を行い、所定直径、所定厚さの第一の本発明の研磨用テーブルを作製する。このとき、被研磨物と対向する側の面の研磨等を行うことにより、均一な面としたり、所定の表面粗度としたりしてもよい。
【００４４】
第一の本発明の研磨用テーブルは、導電性セラミックからなるものであり、機械的強度が高いため、上記基板を薄くしても反りや歪み等が発生しにくい。
また、第一の本発明の研磨用テーブルが緻密質セラミックからなるものであると、その剛性が非常に優れたものとなり、非常に大きな被研磨面を有する被研磨物の研磨を行う際に、その厚さを余り厚くしなくても、反りや歪が発生することがない。また、比較的軽量となり、容易に作製することができ、取扱い性にも優れたものとなる。
【００４５】
また、第一の本発明の研磨用テーブルが開孔を有する多孔質セラミックからなるものであると、第一の本発明の研磨用テーブルを用いて被研磨物の被研磨面の研磨を行う際に、第一の本発明の研磨用テーブルと上記被研磨面との間に供給する電解液を、上記開孔を介して供給することができ、被研磨物の被研磨面全体に均一に、一定速度で供給することができる。
第一の本発明の研磨用テーブルを用いた研磨装置を用いて、半導体ウエハ等の被研磨物の電解研磨を行うと、被研磨物の被研磨面を極めて平坦に研磨することができる。
【００４６】
次に、本発明の研磨用テーブル１０を用いた電解研磨を方法について説明する。図２に示したように、本発明の研磨用テーブル１０を含んで構成される研磨装置では、研磨用テーブル１０と対向するように濃リン酸や濃硫酸等からなる電解液１４を介して被研磨物１５が配設されている。
【００４７】
上記研磨装置において、研磨用テーブル１０が開孔を有する多孔質セラミックからなる場合、電解液１４は、研磨用テーブル１０の下方から上記開孔を通って、研磨用テーブル１０の上面から流れ出し、研磨用テーブル１０と被研磨物１５との間に供給されるようになっている。一方、研磨用テーブル１０が緻密質セラミックからなる場合、基板の内部に電解液を通過させることができないため、研磨用テーブルと被研磨物との間等に電解液を供給できる供給管を取り付け、該供給管から電解液が供給されるようになっている。
【００４８】
実際に、被研磨物１５の被研磨面の電解研磨を行う際には、研磨用テーブル１０と被研磨物１５とを上述のように配置した後、研磨用テーブル１０と被研磨物１５との間を研磨液１４で満たすとともに、シリコンウエハ等の被研磨物１５と研磨用テーブル１０との間に電圧を印加する。研磨用テーブル１０と被研磨物１５との間隔は、極めて狭く設定されており、この被研磨物１５と研磨用テーブル１０との間の電位差に起因して、被研磨物１５の被研磨面では、酸化反応が進行し、上記被研磨面が電解研磨され、極めて平坦な面となる。この際、電解研磨処理が面全体で均一に進行させるように、被研磨物１５及び／又は研磨用テーブル１０は、回転させていてもよい。
【００４９】
また、被研磨物と研磨用テーブルとの間に遮蔽板を介装してもよい。この遮蔽板は、研磨装置又は研磨装置を構成する研磨テーブルに支持部材を設け、この支持部材により支持すればよい。
上記電解研磨により表面の平坦化が行われているため、被研磨面に傷等が残ることはない。また、遮蔽板を設けることにより、全体的に均一に電解研磨を行うことができる。
【００５０】
次に、第二の本発明の研磨用テーブルについて説明する。
第二の本発明の研磨用テーブルは、研磨装置を構成し、その表面と対向するように電解液を介して配設された被研磨物の被研磨面の電解研磨を行う研磨用テーブルであって、上記研磨用テーブルは、セラミックからなる基板と上記基板の表面に形成され、研磨装置の陰極として機能する導体層とからなることを特徴とする。
【００５１】
図３は、第二の本発明の研磨用テーブルの一例を模式的に示した斜視図であり、図４は、電解研磨を行う際の研磨用テーブルと被研磨物との関係を模式的に示した断面図である。
【００５２】
図３に示すように第二の本発明の研磨用テーブル２０は、円板状の基板２１の一方の面に、ほぼ同一の大きさの導体層２２が積層形成されており、この導体層２２には、導体層２２を貫通し、その底面に基板２１の表面が露出した多数の有底孔２３が形成されている。
【００５３】
上記導体層の材質としては良好な導電性を示すものであれは特に限定されず、例えば、金属が挙げられる。
上記金属としては特に限定されず、例えば、銅、銀、金、白金、タンタル、チタン等が挙げられる。また、これらの金属は、銅よりも貴なるものであることが好ましい。電解液による溶解や腐食等が発生しにくいからである。
【００５４】
上記導体層の厚さの望ましい上限値は、５００μｍであり、その下限値は、０．１μｍである。上記導体層の厚さのより望ましい上限値は、５０μｍであり、より望ましい下限値は、０．２μｍである。
【００５５】
上記導体層の抵抗率の下限値は、１０−８Ω・ｃｍであることが望ましく、その上限値は、１０−４Ω・ｃｍであることが望ましい。また、上記導体層の抵抗率のより望ましい下限値は、１０−７Ω・ｃｍであり、より望ましい上限値は、１０−５Ω・ｃｍである。
【００５６】
この有底孔２３の直径の上限値は、２ｍｍ、下限値は、１μｍが望ましい。また、有底孔２３の直径のより望ましい上限値は、２００μｍであり、より望ましい下限値は、１０μｍである。
また、この有底孔２３は、１００ｍｍ２中に存在することが望ましい個数の上限値は、５００００個であり、下限値は、２個である。また、１００ｍｍ２中に存在することがより望ましい個数の上限値は、１０００個であり、より望ましい下限値は、５個である。
さらに、有底孔２３は、研磨用テーブル１０の外縁を除いた部分に略均等に形成されているが、例えば、研磨用テーブル１０の表面に不均一に形成されていてもよい。
【００５７】
上記導体層の被研磨物側の角部は、面取りされていることが望ましい。
導体層の被研磨物側の角部とは、言いかえると、研磨用テーブルに設けられた有底孔の最上部の縁部のことをいう。
上記角部は、電解研磨が行われている間に消耗したり、欠けが発生しやすい部分であり、このように電解研磨中に角部の形状が異なると、電解液中のイオン等の流れが異なることとなり、電解研磨条件が変化してしまうが、角部が面取りされていると、電解研磨条件が変化しにくいため、安定した条件のもとで電解研磨を行うことができる。
【００５８】
また、基板が緻密体からなるものである場合には、有底孔の直径が１μｍ〜２ｍｍと小さいことに起因して、気泡が有底孔内部に残留しやすい。上記有底孔内部に気泡が残留していると、上記気泡が存在する部分とそれ以外の部分とで抵抗値が異なることとなり、電解研磨条件が変化してしまうが、上記角部が面取りされていると、気泡が抜けやすく、気泡等が有底孔内部に残留しにくい。
【００５９】
上記基板が開孔を有する多孔質セラミックからなる場合には、第二の本発明の研磨用テーブルを用いて被研磨物の被研磨面の研磨を行う際、上記研磨用テーブルと上記被研磨面との間に供給する電解液を、基板の開孔及び導体層に形成された有底孔を介して供給することができ、被研磨物の被研磨面の全体に均一に、一定速度で電解液を供給することができる。
【００６０】
一方、基板が緻密質セラミックからなる場合には、導体層に有底孔を形成する必要はなく、従って、上記導体層には、有底孔が形成されておらず、単なる円板状のものであってもよい。また、導体層に有底孔等を形成することにより、導体層を遮蔽板として機能させるようにしてもよい。
【００６１】
上記基板が緻密質セラミックからなる場合、本発明の研磨用テーブルは、その剛性が非常に優れたものとなる。従って、例えば、非常に大きな被研磨面を有する被研磨物の研磨を行うときに、本発明の研磨用テーブルの厚さを余り厚くする必要がない。従って、比較的軽量となり、容易に作製することができ、取扱い性にも優れたものとなる。
【００６２】
上記基板は、セラミックからなるが、導電性セラミックであってもよく、絶縁性のセラミックであってもよい。
基板が導電性セラミックからなる場合に関しては、第一の本発明において説明したので、ここでは、その説明を省略する。
【００６３】
上記絶縁性セラミックとしては特に限定されず、例えば、窒化物セラミック、炭化物セラミック、酸化物セラミック等が挙げられる。
なお、上記セラミック材料の中には、所定の条件下等において導電性を有するものとして知られているものも存在するが、本発明の研磨用テーブルにおいて、上記絶縁層を構成する材料として用いられるセラミック材料は、いずれも電解研磨を行う条件下において絶縁性を示すものか、その抵抗値が非常に高く殆ど絶縁性物質として機能するものをいう。
【００６４】
上記窒化物セラミックとしては特に限定されず、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００６５】
また、上記炭化物セラミックとしては特に限定されず、例えば、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００６６】
さらに、上記酸化物セラミックとしては特に限定されず、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア、コージュライト、ムライト等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００６７】
上記基板が緻密質セラミックからなるものである場合、その厚さの望ましい上限値は、５０ｍｍであり、その下限値は１０ｍｍである。一方、上記基板が多孔質セラミックからなる場合、その厚さの望ましい上限値は、１００ｍｍであり、その下限値は、１０ｍｍである。
【００６８】
上記緻密質セラミックは、原料となる粉末の粒径を均一化すること、顆粒等を用いて高密度の成形体を作製すること、焼成時に圧力をかけながら焼成すること等により製造することができる。以下においては、緻密質炭化珪素焼結体を例にとって説明する。
【００６９】
上記緻密質炭化珪素焼結体を構成する炭化珪素粒子の平均粒径は１〜１００μｍであることが望ましい。上記基板を曲げ強度に優れた緻密質炭化珪素焼結体とすることができる範囲だからである。
上記緻密質炭化珪素焼結体の気孔率は、５％以下であることが望ましく、１％以下であることがより望ましい。また、そのヤング率は、１００〜６００ＧＰａであることが望ましい。
【００７０】
上記多孔質セラミックは、２種類の粒径の異なる粉末を混合した粉末を用いること、その働きが余り大きくないものを焼結助剤として使用して焼成を行うこと、焼成時に圧力をかけず、穏やかな条件で焼成すること等により製造することができる。以下においては、多孔質炭化珪素焼結体を例にとって説明する。
【００７１】
上記多孔質炭化珪素焼結体からなる基板の気孔率は、１０〜６０％であることが望ましい。気孔率が１０％未満であると、基板の内部に電解液をスムーズに通過させるのが難しくなり、一方、気孔率が６０％を超えると、その機械的な強度が低下してしまうことがある。また、基板の強度が低下することにより熱衝撃や振動等により容易に破壊されることがある。
【００７２】
上記多孔質炭化珪素焼結体からなる基板のヤング率は、２０〜３５０ＧＰａであることが望ましい。２０ＧＰａ未満であると、機械的な強度が低すぎて電解研磨用テーブルとして使用中に破損等が発生するおそれがあり、一方、所定の気孔率を確保しつつ、３５０ＧＰａを超える強度することは難しい。
【００７３】
上記多孔質炭化珪素焼結体からなる基板の気孔径は、０．１〜５０μｍが望ましい。気孔径が０．１μｍ未満であると、基板の内部に電解液をスムーズに通過させるのが難しくなり、一方、５０μｍを超えると、基板のヤング率等の機械的特性を上述の値に保つのが困難となる。
【００７４】
第二の本発明の研磨用テーブル上又はその上方には、第一の本発明の場合と同様に、遮蔽板が形成されていることが望ましい。遮蔽板の材質等については、第一の本発明で説明したので、ここでは、その説明を省略する。遮蔽板の配置方法については、第一の本発明の場合とほぼ同様であるが、導体層に有底孔が形成されている場合に、導体層上に遮蔽板を形成する際には、有底孔を避けるように形成する必要がある。
【００７５】
第二の本発明の研磨用テーブルは、セラミックからなる基板と上記基板の表面に形成された上記陰極として機能する導体層とからなるものであり、機械的強度が高いため、上記基板を薄くしても反りや歪み等が発生しにくい。
また、第二の本発明の研磨用テーブルの基板が緻密質セラミックからなるものであると、その剛性が非常に優れたものとなり、非常に大きな被研磨面を有する被研磨物の研磨を行う際に、その厚さを余り厚くしなくても、反りや歪が発生することがない。また、比較的軽量となり、容易に作製することができ、取扱い性にも優れたものとなる。
【００７６】
また、第二の本発明の研磨用テーブルの基板が開孔を有する多孔質セラミックからなるものであると、第二の本発明の研磨用テーブルを用いて被研磨物の被研磨面の研磨を行う際に、第二の本発明の研磨用テーブルと上記被研磨面との間に供給する電解液を、上記開孔及び導体層に形成された有底孔を介して供給することができ、被研磨物の被研磨面全体に均一に、一定速度で供給することができる。従って、第二の本発明の研磨用テーブルを用いた研磨装置を用いて、半導体ウエハ等の被研磨物の電解研磨を行うと、被研磨物の被研磨面を極めて平坦に研磨することができる。
【００７７】
次に、第二の本発明の研磨用テーブルの製造方法について説明する。
まず、研磨用テーブルを構成する基板を製造する。緻密質炭化珪素や多孔質炭化珪素からなる基板を製造する方法については、第一の本発明とほぼ同様であるので、ここではその説明を省略することとするが、第二の本発明で製造する緻密質炭化珪素や多孔質炭化珪素は、絶縁体であってもよい。
絶縁体からなる基板を製造する際には、導電性を付与するための添加剤等を添加しないほかは、導電性セラミックを製造する方法とほぼ同様の方法により緻密質炭化珪素や多孔質炭化珪素を製造することができる。
【００７８】
基板を製造した後、この基板上に導体層を形成する。
上記導体層の形成方法としては特に限定されないが、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等のＰＶＤ法等が挙げられる。また、上記導体層は、単層からなるものであってもよく、種類の異なる導体層を複数層形成したものであってもよい。
【００７９】
このようにして、基板の全面に導体層を形成した後、必要により、複数の特定の箇所に特定直径の有底孔を形成する。なお、形成する有底孔の平面視形状としては特に限定されず、例えば、円形、楕円形、多角形等任意の形状が挙げられ、さらに、該有底孔の壁面は、上記導体層の上面に対して垂直であってもよく、傾斜を有していてもよい。
上記有底孔の形成方法としては特に限定されず、例えば、切削装置等を用いて有底孔を形成してもよく、レーザを用いて不用部分を分解等することにより有底孔を形成してもよい。さらに、サンドブラスト等のブラスト処理により有底孔を形成してもよい。
【００８０】
また、場合によっては、スクリーン印刷等を用い、基板の上に円形の非塗布部を含む所定パターンの絶縁層を形成し、その上にマスク等を用い、同じパターンの導体層を形成してもよい。
【００８１】
上記研磨用テーブルを用いた電解研磨方法は、第一の本発明の場合と同様であるので、その説明を省略する。
上記電解研磨により表面の平坦化が行われているため、被研磨面に傷等が残ることはない。また、遮蔽板を設けることにより、全体的に均一に電解研磨を行うことができる。
【００８２】
本発明の研磨用テーブルは、研磨装置を構成し、該研磨装置を用いて被研磨物の研磨面の電解研磨を行う際に使用されるものであるが、上記被研磨物としては特に限定されず、例えば、半導体素子に形成された銅等の金属配線回路や、半導体素子を形成する前のシリコンウエハ等従来から電解研磨の対象とされているものが挙げられる。
【００８３】
【実施例】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００８４】
実施例１
平均粒径５０μｍの炭化珪素粉末１００重量部に対して、フェノール樹脂６重量部、アクリル系樹脂（中央理化工業社製　リカボンド）５重量部、メタノール１２４重量部、Ｂ４Ｃ０．７重量部を配合した後、ボールミル中にて５時間混合することにより、均一な混合組成物を得た。この混合組成物を所定時間乾燥して水分をある程度除去した後、その乾燥混合組成物を適量採取し、スプレードライ法を用いて顆粒化した。このとき、顆粒の水分率を約０．８重量％になるように調製した。
【００８５】
なお、上記混合組成物をスプレードライ法により顆粒化する際、熱風を吹き付けて造粒する塔壁に過去に製造した顆粒が残留していないことを確認し、また、上記製造した顆粒中に不純物が混入することがないように特に注意を払って、上記混合組成物の顆粒化を行った。
【００８６】
次に、乾燥機を用いて、加熱温度８０℃、加熱時間５時間の条件で、上記顆粒を加熱処理した。
そして、上記混合組成物の顆粒を金型に入れた後、冷間静水圧（ＣＩＰ）を利用する成形機を用いて、９６ＭＰａの圧力で、５分間保持して円板状の炭化珪素成形体を形成した。
【００８７】
次に、炭化珪素成形体を２２００℃に加熱することで焼成し、緻密質炭化珪素焼結体を製造した後、直径６００ｍｍ、厚さ４０ｍｍの基板を切り出し、研磨処理を行うことにより導電性セラミックからなる研磨テーブルを製造した。
【００８８】
実施例２
まず、イビデン社製：ＳＣＰ−０２（気孔率２５％、気孔径８μｍ、ヤング率８０ＧＰａ）を直径６００ｍｍ、厚さ４０ｍｍに加工することで、多孔質炭化珪素焼結体からなる基板を作製した。
【００８９】
次に、エポキシ樹脂を溶解した溶液を基板上にスピンコートし、開口を塞いだ後、表面のエポキシ樹脂層を除去し、開孔部分のみにエポキシ樹脂が充填された基板を作製した。
【００９０】
次に、Ｔｉのスパッタリングを行い、厚さ０．５μｍの導体層を形成した。
次に、ＹＡＧレーザを用い、２００〜３００個／ｓｅｃの速度で、その中心を結んだ距離が１２０μｍの間隔となるように有底孔（直径６０μｍ）を多数形成し、研磨用テーブルの製造を終了した。なお、開孔に充填されたエポキシ樹脂は、基板を加熱することにより分解除去した。
【００９１】
実施例３
導電性の緻密質炭化珪素焼結体として、イビデン社製のＳＣＲ−３０２（ヤング率３４０ＧＰａ）を使用したほかは、実施例１と同様にして研磨用テーブルを製造した。
【００９２】
実施例４
導電性の多孔質多孔質焼結体として、イビデン社製：ＳＣＰ−５（気孔率４０％、ヤング率３４０ＧＰａ、気孔径２μｍ）を使用したほかは、実施例１と同様にして多孔質炭化珪素からなる研磨用テーブルを製造した。
【００９３】
比較例１
直径６００ｍｍ、厚さ４０ｍｍの銅からなる研磨用テーブルを製造した。
【００９４】
シリコンウエハの表面に絶縁層（酸化膜）を形成し、該絶縁層にフォトリソグラフィー工程により配線パターンの溝を形成し、該溝に銅をメッキすることで銅配線を形成した。
【００９５】
上記銅配線が形成されたシリコンウエハを被研磨物とし、該被研磨物と実施例１〜４及び比較例１で製造した研磨用テーブルとを図２に示したように配置し、上記実施の形態において説明した方法により上記銅配線の表面の電解研磨を行った。即ち、上記被研磨物の被研磨面は、絶縁層と銅配線とからなり、係る被研磨面において電解研磨されるのは銅配線部分となる。
【００９６】
なお、シリコンウエハと研磨用テーブルとの間に印加した電圧は１００Ｖであり、電解液として硫酸水溶液を用いた。また、実施例３に係る研磨用テーブルを用いて電解研磨を行った際には、研磨用テーブルとシリコンウエハとの中間にＳＵＳ製の金属網からなる遮蔽板を配置して電解研磨を行った。
そして、電解研磨後の絶縁層及び銅配線からなる被研磨面の平坦度、及び、傷の有無を以下の方法により調べた。
【００９７】
平坦度の測定
蛍光Ｘ線を用いて電解研磨後の被研磨面の平坦度を測定した。
なお、上記平坦度とは、電解研磨後の被研磨面において、最も飛び出た部分と最も窪んだ部分との差のことをいう。
また、蛍光Ｘ線を用いて電解研磨前における被研磨物の被研磨面の平坦度も測定しておいた。
【００９８】
傷の有無の観察
電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて電解研磨後の被研磨面を観察した。
それぞれの結果を下記表１に示す。
【００９９】
【表１】
2004074336.tif 000003
【０１００】
表１に示した結果から明らかなように、実施例１〜４に係る研磨用テーブルを用いて電解研磨を行った被研磨面の平坦度は、いずれも５０〜１００ｎｍであり、電解研磨前の被研磨面に比べて極めて平坦に研磨されていた。
また、いずれの実施例に係る被研磨面にも電解研磨による傷は観察されなかった。
さらに、実施例１〜４に係る研磨用テーブルは、反りや歪が殆ど発生しておらず、軽く、容易に交換等ができ取扱い性に優れていた。
【０１０１】
一方、比較例１に係る研磨用テーブルを用いて電解研磨を行った被研磨面には、電解研磨による傷は、発生していなかったが、その平坦度は、３００ｎｍであり、その平坦度は、実施例に比べて大きくなっていた。
また、比較例１に係る研磨用テーブルは、実施例に係る研磨用テーブルに比べて大きな反りや歪が発生しており、重く、交換作業が困難であり取扱い性に劣るものであった。
【０１０２】
【発明の効果】
本発明の研磨用テーブルは、上述した通りの構成であるので、該研磨用テーブルを用いてなる本発明の研磨装置を用いて被研磨物を電解研磨すると、被研磨物の被研磨面を極めて平坦に電解研磨することができ、その直径を大きくしても反りや歪が殆ど発生することがないため、薄く、軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の本発明の研磨用テーブルの一例を模式的に示した斜視図である。
【図２】第一の本発明の研磨用テーブルを用いて被研磨物の電解研磨を行う際の研磨用テーブルと被研磨物との関係を示した断面図である。
【図３】第二の本発明の研磨用テーブルの一例を模式的に示した斜視図である。
【図４】第二の本発明の研磨用テーブルを用いて被研磨物の電解研磨を行う際の研磨用テーブルと被研磨物との関係を示した断面図である。
【符号の説明】
１０、２０　研磨用テーブル
１４　電解液
１５　被研磨物
２１　基板
２２　導体層
２３　有底孔
【図１】
2004074336.tif 000004
【図２】
2004074336.tif 000005
【図３】
2004074336.tif 000006
【図４】
2004074336.tif 000007