(57)【要約】【課題】本発明は、ウェーハの研磨精度に悪影響を与えない、使用寿命の長い研磨パッドを提供する。【解決手段】溝深さ１．０ｍｍの研磨パッド２０では、溝２２が深すぎるため、スラリーが適切にウェーハ表面に供給されず、充分な研磨特性が得られない。そこで、溝２２の底部に厚さ０．４ｍｍ、幅２．０ｍｍの、研磨パッド２０と同一部材からなるスペーサ２４を敷設し、見かけ上の溝深さを０．６ｍｍとする。この状態で数百枚のウェーハＷを研磨すると、研磨パッド２０の厚さが０．４ｍｍ程度磨耗し、それに伴い溝深さも０．２ｍｍ程度となる。この溝深さでは、従来は使用に適さないものとして交換せざるを得なかったが、スペーサ２４を溝２２から剥離除去することで、０．６ｍｍの溝深さの研磨パッド２０を確保できる。こうすることで、さらに数百枚のウェーハＷを研磨できる。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハ研磨用の研磨パッドであって、該研磨パッドの表面に溝が形成された研磨パッドにおいて、
前記溝には、該溝の深さを調整する調整部材が設けられていることを特徴とする研磨パッド。
【請求項２】
前記調整部材は、溝に対して剥離可能な部材であることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記調整部材は、溶解可能な部材であることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記調整部材は、切削可能な部材であることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項５】
前記調整部材は、圧縮変形可能な部材であることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造に際してパターニングされた能動素子を有するウェーハを化学的機械研磨法（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  ）によって研磨する研磨パッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＭＰによるウェーハの研磨は、回転する研磨パッドにウェーハを回転させながら所定の圧力で押し付け、その研磨パッドとウェーハとの間にメカノケミカル研磨剤（スラリー）を供給することによって行われる。このＣＭＰの主な目的は、ウェーハ上のＩＣ回路の表面に形成される段差を除去し、ＩＣ回路の高密度化の達成を容易にすること、及び不要な膜厚の層を除去することにある。
【０００３】
ところで、図４（ａ）の如く、表面に溝１が形成された研磨パッド２は、図４（ｂ）の如く研磨パッド２の磨耗によりその溝１が一定の深さ以下になると、研磨速度の低下や研磨速度の均一性悪化といった研磨特性の劣化が起こるため、研磨パッド２の寿命として新たな研磨パッド２に交換される。そこで、研磨パッド２の寿命を延ばすために、溝１の深さを深くすることが試行されているが、極端に溝１を深くすると、スラリーが溝１に入り込み過ぎてウェーハ表面に適切に供給されなくなり、研磨特性の劣化が起こる。以上の理由から安定した研磨特性を維持するためには、研磨パッド２の溝１の深さは、ある上下限の範囲内に規定されるので、研磨パッド２の寿命も限定されていた。
【０００４】
そこで、このような不具合を防止する研磨パッドが提案されている（例えば、特許文献１）。この研磨パッドは、溝を有する剥離可能な多数の薄層を積層して構成され、磨耗や溝に目詰まり等が生じた薄層を剥がすことにより、新しい層を露出させ、研磨速度の低下を防止している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２８８４９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１の研磨パッドは、使用寿命が延びる点では有利なものであるが、多数の薄層を積層して構成されているため、その表面にうねりが生じることは否めず、このうねりがウェーハの研磨精度に悪影響を与えるという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ウェーハの研磨精度に悪影響を与えない、使用寿命の長い研磨パッドを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、ウェーハ研磨用の研磨パッドであって、該研磨パッドの表面に溝が形成された研磨パッドにおいて、前記溝には、該溝の深さを調整する調整部材が設けられていることを特徴とする研磨パッドを提供する。
【０００９】
本発明の研磨パッドによれば、溝に調整部材を設けたことにより、溝の深さを適正範囲に調整できるので、溝深さが使用に適さない範囲に達しても、再度適正な深さに調整できる。よって、従来は寿命とみなされたパッドを、さらに継続して使用することができる。また、本発明の研磨パッドは、特許文献１のように多数の薄層を積層して構成されたものではないため、その表面の平坦度は研磨パッドの製造時に保障される。よって、本発明によれば、ウェーハの研磨精度に悪影響を与えない、使用寿命の長い研磨パッドを提供できる。
【００１０】
調整部材としては、溝に対して剥離可能な部材、溶解可能な部材、切削可能な部材、及び圧縮変形可能な部材を例示できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る研磨パッドの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１２】
図１は、機械化学的研磨装置１０の全体構成を示す斜視図である。同図に示す機械化学的研磨装置１０は、主として研磨定盤１２とウェーハ保持ヘッド１４とから構成されている。
【００１３】
研磨定盤１２は円盤状に形成され、その下面中央には回転軸１６が連結されている。研磨定盤１２は、この回転軸１６に連結されたモータ１８を駆動することにより回転する。また、この研磨定盤１２の上面には研磨パッド２０が貼り付けられており、この研磨パッド２０上に図示しないノズルからメカノケミカル研磨剤（スラリー）が供給される。
【００１４】
この機械化学的研磨装置１０によれば、まず、ウェーハＷをウェーハ保持ヘッド１４で保持して研磨パッド２０上に載置する。次に、研磨定盤１２を図１上で矢印Ａ方向に回転させるとともに、ウェーハ保持ヘッド１４を図１上で矢印Ｂ方向に回転させる。そして、その回転する研磨パッド２０上に図示しないノズルからスラリーを供給する。これにより、ウェーハＷの被研磨面が研磨パッド２０により研磨される。
【００１５】
研磨パッド２０の表面には、図２の如く格子状の溝２２が形成される。この溝２２には、溝２２の深さを調整する調整部材が設けられ、以下、この調整部材の実施例について説明する。
【００１６】
【実施例】
▲１▼調整部材が溝２２に対して剥離可能な部材である実施例（請求項２の調整部材に相当）
厚み１．５ｍｍ、溝幅２．０ｍｍ、溝深さ１．０ｍｍ、溝ピッチ１５．０ｍｍの矩形断面の溝２２を有した研磨パッド２０を用意する。一般的な研磨条件では、溝２２が深すぎるため、スラリーが適切にウェーハ表面に供給されず、充分な研磨特性が得られない。そこで、図３（ａ）の如く、溝２２の底部に厚さ０．４ｍｍ、幅２．０ｍｍの、研磨パッド２０と同一部材（例えば、発泡ポリウレタン樹脂）からなるスペーサ（調整部材）２４を敷設し、見かけ上の溝深さを０．６ｍｍとする。この状態で数百枚のウェーハＷを研磨すると、研磨条件にも依存するが、図３（ｂ）の如く研磨パッド２０の厚さが０．４ｍｍ程度磨耗し、それに伴い溝深さも０．２ｍｍ程度となる。
【００１７】
このレベルの溝深さになると、従来は使用に適さないものとして交換されていたが、スペーサ２４を図３（ｃ）の如く溝２２から剥離除去することで、図３（ｄ）の如く０．６ｍｍの溝深さの研磨パッド２０を確保できる。こうすることにより、さらに数百枚のウェーハＷを研磨することができる。なお、この実施例は一例であり、適正な溝深さや研磨パッド２０に形成できる最大溝深さは、研磨条件や研磨パッド２０の厚み等を考慮して決定される。
【００１８】
▲２▼調整部材が溶解可能な部材である実施例（請求項３の調整部材に相当）
研磨パッド２０の表面に形成された溝２２の態様は、実施例▲１▼で使用したものと同一のものとする。
【００１９】
溝２２に埋め込む調整部材の材質としては、例えば酸化膜ＣＭＰのように、アルカリ性雰囲気下で行なわれる場合には、二酸化マンガン等が使用される。二酸化マンガンは弱酸性溶液に溶解するため、安全な環境下で溶解除去できる。なお、調整部材の材質は二酸化マンガンに限定されるものではなく、安全な環境下で溶解可能なものであればよい。
【００２０】
▲３▼調整部材が切削可能な部材である実施例（請求項４の調整部材に相当）
研磨パッド２０の表面に形成された溝２２の態様は、実施例▲１▼で使用したものと同一のものとする。
【００２１】
溝２２に埋め込む調整部材の材質としては、シール材として広く用いられているシリコーンシーラント等が使用される。シリコーンシーラントは乾燥後にもゴム状弾性を有するので、弾性が大きく研磨中の弾性変形が大きいパッドに対しても好適である。また、乾燥後の硬度は研磨パッド２０よりも低いため、研磨パッド２０の溝幅に合わせた治具（スクレイパー）を使用すれば、容易に切削除去できる。なお、調整部材はシリコーンシーラントに限定されるものではなく、容易に切削除去できるものであれば適用できる。
【００２２】
▲４▼調整部材が圧縮変形可能な部材である実施例（請求項５の調整部材に相当）
研磨パッド２０の表面に形成された溝２２の態様は、実施例▲１▼で使用したものと同一のものとする。
【００２３】
溝２２に埋め込む調整部材の材質としては、卓球用ラケットのラバー接着剤としても広く用いられている、溶剤により発泡性のある接着剤や、発泡形成されたポリマー等が使用される。研磨パッド２０の溝幅に合わせた治具（ローラーやへら状のもの）を使用して、溝部分を圧縮することで、材料中の空隙分を圧縮変形させる。なお、調整部材は前記接着剤やポリマーに限定されるものではなく、容易に圧縮変形するものであれば適用できる。
【００２４】
▲１▼〜▲４▼の実施例では、一層の調整部材について説明したが、一層に限定されず、複数の層を形成してもよい。その際、実施例▲１▼のように、単一部材を用いることも可能であるが、▲１▼〜▲４▼の調整部材のうち複数の調整部材を選択し、これらを組み合わせて使用することもできる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る研磨パッドによれば、溝の深さを適正範囲に調整する調整部材を溝に設けたので、溝深さが使用に適さない範囲に達した場合には、再度適正な深さに溝深さを調整できる。また、本発明の研磨パッドは、多数の薄層を積層して構成されたものではないため、その表面の平坦度は研磨パッドの製造時に保障される。よって、本発明によれば、ウェーハの研磨精度に悪影響を与えない、使用寿命の長い研磨パッドを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の研磨パッドが適用されたウェーハ研磨装置の全体構成図
【図２】図１に示した研磨パッドの平面図
【図３】研磨パッドの溝から剥離可能な調整部材を剥離して溝深さを適正な深さにする説明図
【図４】従来の研磨パッドの磨耗状態を示す説明図
【符号の説明】
１０…機械化学的研磨装置、１２…研磨定盤、１４…ウェーハ保持ヘッド、２０…研磨パッド、２２…溝、２４…調整部材
【図１】
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【図２】
2004335766.tif 000004
【図３】
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【図４】
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