(57)【要約】本発明は、第１の三次元固定研磨要素（１６）と、第１の固定研磨要素（１６）と略共延在する第１のサブパッド（１０）とを含む第１の研磨物品（６）を提供することと、第１の三次元固定研磨要素（１６）の表面をウェーハ表面と接触させることと、第１の研磨物品（６）とウェーハとを相対移動させることとを含むウェーハ表面の改質方法に関する。本方法は、第２の三次元固定研磨要素（１６）と、第２の固定研磨要素（１６）と略共延在する第２のサブパッド（１０）とを含む第２の研磨物品（６）を提供することと、第２の三次元固定研磨要素（１６）の表面をウェーハ表面と接触させることと、第２の研磨物品（６）とウェーハとを相対移動させることとを追加的に含む。本方法において、第１のサブパッド（１０）は、直径１．９ｃｍの接触面積を有する１ｋｇの錘の縁から１．５ｃｍの位置で測定したときに第２のサブパッド（１０）の撓みよりも小さい撓みを有する。
2006513571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハ表面の改質方法であって、
第１の三次元固定研磨要素と、前記第１の固定研磨要素と略共延在する第１のサブパッドとを含む第１の研磨物品を提供することと、
前記第１の三次元固定研磨要素の表面をウェーハ表面と接触させることと、
前記第１の研磨物品と前記ウェーハとを相対移動させることと、
第２の三次元固定研磨要素と、前記第２の固定研磨要素と略共延在する第２のサブパッドとを含む第２の研磨物品を提供することと、
前記第２の三次元固定研磨要素の表面を前記ウェーハ表面と接触させることと、
前記第２の研磨物品と前記ウェーハとを相対移動させることと、
を含み、かつ
前記第１のサブパッドが、直径１．９ｃｍの接触領域を有する１ｋｇの錘の縁から１．５ｃｍの位置で測定したときに前記第２のサブパッドの撓みよりも小さい撓みを有する、ウェーハ表面の改質方法。
【請求項２】
前記第１のサブパッドが第１の弾性要素を有し、前記第１の弾性要素が、ＡＳＴＭ−２２４０に準拠して試験したときに６０未満のショアＡ硬度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の弾性要素が３０以下のショアＡ硬度を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の弾性要素が２０以下のショアＡ硬度を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の弾性要素が１０以下のショアＡ硬度を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の弾性要素が４以下のショアＡ硬度を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の弾性要素が２を上回るショアＡ硬度を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の弾性要素が１を上回るショアＡ硬度を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記第２のサブパッドの撓みが、前記第１のサブパッドの撓みの１０倍である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のサブパッドが、前記固定研磨要素と前記弾性要素との間に第１の剛性要素を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の剛性要素が約０．１８ｍｍの厚さを有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２のサブパッドが剛性要素を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２のサブパッド中の弾性要素が、約１．５２ｍｍの厚さを有する、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨物品と該物品の使用方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハは、半導体の基材（ベース）を有する。半導体ベースは、任意の適切な材料、たとえば、単結晶シリコン、ヒ化ガリウム、および当技術分野で公知の他の半導体材料から作製することができる。半導体ベースの表面上には誘電体層が存在する。誘電体層は、典型的には二酸化ケイ素を含有するが、他の好適な誘電体層もまた当該技術の対象となりうる。
【０００３】
誘電体層の上部表面上には、多くの個別の金属インターコネクト（たとえば金属導体ブロック）が存在する。各金属インターコネクトは、たとえば、アルミニウム、銅、アルミニウム銅合金、タングステンなどから作製することができる。これらの金属インターコネクトは、典型的には、最初に誘電体層上に金属の連続層を堆積させることにより作製される。次に、金属をエッチングして余分な金属を除去することにより、金属インターコネクトの所望のパターンを形成する。その後、各金属インターコネクト上で、金属インターコネクト間の誘電体層の表面上に絶縁層を適用する。絶縁層は、典型的には、二酸化ケイ素、ＢＰＳＧ（ボロホスホシリケートガラス）、ＰＳＧ（ホスホシリケートガラス）、またはそれらの組合せのような金属酸化物である。得られる絶縁層は、望まれるような「平坦性」および／または「均一性」を備えていない可能性のある上部表面を有していることが多い。
【０００４】
任意の追加の回路層がフォトリソグラフィープロセスにより適用可能な状態になる前に、「平坦性」および／または「均一性」が所望の度合で達成されるように絶縁層の上部表面を処理することが望ましい。特定の度合は、個々のウェーハおよび対象となる用途ならびにウェーハが加工対象となりうる任意の後続の加工工程の特質をはじめとする多くの因子に依存するであろう。簡潔にするために、本出願の残りの部分全体にわたり、このプロセスを「平坦化」と呼ぶことにする。平坦化の結果として、絶縁層の上部表面が十分に平坦になり、それにより、後続のフォトリソグラフィープロセスを用いて新しい回路設計を実装する際にクリティカルディメンション（臨界寸法）特徴部が解像可能になるようにしなければならない。これらのクリティカルディメンション特徴部は回路設計を構成する。
【０００５】
他の層もまた、ウェーハ製造プロセスの過程で平坦化しうる。実際には、絶縁材料の各追加層を金属インターコネクト上に適用した後、平坦化が必要になる可能性がある。同様にブランクウェーハを平坦化することが必要になることもある。このほか、ウェーハには、同様に平坦化が必要とされる銅のような導電層が含まれることもある。そのようなプロセスの特定例は金属ダマシンプロセスである。
【０００６】
ダマシンプロセスでは、パターンは、酸化物誘電体（たとえば二酸化ケイ素）層中にエッチングされる。エッチング後、オプションの接着層／バリヤー層が全表面上に堆積される。典型的なバリヤー層は、たとえば、タンタル、窒化タンタル、チタン、または窒化チタンを含みうる。次に、金属（たとえば銅）を誘電体層および任意の接着層／バリヤー層の上に堆積させる。次に、堆積された金属および場合により接着層／バリヤー層の一部分を誘電体の表面から除去することにより、堆積された金属層の改質、改善、または仕上げ処理を行う。典型的には、ウェーハの外側露出表面が金属と酸化物誘電体材料との両方を含むように、十分な表面金属が除去される。露出ウェーハ表面を上側から見れば、エッチングパターンに対応する金属と、金属に隣接する誘電体材料と、を有する平坦表面が確認されるであろう。ウェーハの改質表面上に位置する金属および酸化物誘電体材料は、本質的に、異なる物理的特性たとえば異なる硬度値を有する。ダマシンプロセスにより作製されるウェーハを改質するために使用される研磨処理は、いずれの材料の表面にも引掻傷をつけることなく金属および誘電体材料を同時に改質するように設計しなければならない。研磨処理により、金属の露出領域と誘電体材料の露出領域とを有する平坦な外側露出表面がウェーハ上に形成される。
【０００７】
構造化ウェーハの露出表面を改質または改善する従来の一方法では、液体中に分散された複数の遊離研磨粒子を含有するスラリーでウェーハ表面を処理する。典型的には、このスラリーを研磨パッドに適用し、次に、ウェーハ表面を研磨してすなわちパッドに対して移動させてウェーハ表面から材料を除去する。スラリーはまた、除去速度を向上させるべくウェーハ表面と反応する化学薬剤または加工液を含有しうる。上記のプロセスは、一般に、化学的機械的平坦化（ＣＭＰ）プロセスと呼ばれる。
【０００８】
ＣＭＰスラリー法の代替法では、半導体表面を改質または改善するために研磨物品を使用することにより、上述のスラリーの必要性がなくなる。研磨物品は、一般に、サブパッド構成体を含む。そのような研磨物品の例は、米国特許第５，９５８，７９４号明細書；同第６，１９４，３１７号明細書；同第６，２３４，８７５号明細書；同第５，６９２，９５０号明細書；および同第６，００７，４０７号明細書に見いだすことができる。研磨物品は、バインダー中に分散された研磨粒子を含むテクスチャー化研磨表面を有する。使用時、しばしば加工液の存在下で、ウェーハ上の材料の単一の層を改質するように適合化された動作を行いながら、研磨物品を半導体ウェーハ表面に接触させ、平坦で均一なウェーハ表面を提供する。加工液は、材料を化学修飾したりまたは研磨物品の作用下におけるウェーハの表面からの材料の除去を促進したりするために、ウェーハの表面に適用される。
【０００９】
平坦化プロセスは、２段階以上で達成することができる。２段階で半導体ウェーハを平坦化することは公知になっている。一般に、２段階プロセスではサブパッドを有する固定研磨物品を使用することが公知になっている。そのような固定研磨材製品については、たとえば、米国特許第５，６９２，９５０号明細書に記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ウェーハ平坦化時にサブパッドを有する固定研磨物品を使用すると、いくつかの望ましくない影響が現れる可能性がある。たとえば、いくつかのウェーハでは、ウェーハを横切ってまたはダイ内で不均一な厚さを呈する可能性がある。本出願は、固定研磨物品を用いてウェーハを平坦化する新しい方法に関する。固定研磨物品を使用するこの新しい方法を用いれば、望ましい研磨を保持しつつウェーハの横断方向でより良好な均一性が得られる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、第１の三次元固定研磨要素と、第１の固定研磨要素と略共延在する第１のサブパッドとを含む第１の研磨物品を提供することと、第１の三次元固定研磨要素の表面をウェーハ表面と接触させることと、第１の研磨物品とウェーハとを相対移動させることとを含むウェーハ表面の改質方法に関する。本方法は、第２の三次元固定研磨要素と、第２の固定研磨要素と略共延在する第２のサブパッドとを含む第２の研磨物品を提供することと、第２の三次元固定研磨要素の表面をウェーハ表面と接触させることと、第２の研磨物品とウェーハとを相対移動させることとを追加的に包含する。本方法で、第１のサブパッドは、直径１．９ｃｍの接触面積を有する１ｋｇの錘の縁から１．５ｃｍの位置で測定したときに第２のサブパッドの撓みよりも小さい撓みを有する。
【００１２】
本出願全体にわたり、以下の定義を適用する。
「表面改質」は、研磨や平坦化のようなウェーハ表面処理プロセスに関連付けられる。
「固定研磨要素」は、被加工品の表面の改質（たとえば平坦化）時に生成される可能性のあるものを除いて非固定研磨粒子を実質的に含まない研磨物品に関連付けられる。そのような固定研磨要素は、個別研磨粒子を含んでいてもよいし含んでいなくてもよい。
「三次元」は、固定研磨要素を記述するために使用する場合、平坦化時に表面の粒子のいくつかが除去されて平坦化機能を行いうるさらなる研磨粒子が露出されるように、その厚さの少なくとも一部分にわたって延在する多くの研磨粒子を有する固定研磨要素とくに固定研磨物品に関連付けられる。
「テクスチャー化」は、固定研磨要素を記述するために使用する場合、凸部および凹部を有する固定研磨要素とくに固定研磨物品に関連付けられる。
「研磨複合体」は、研磨粒子とバインダーとを含むテクスチャー化三次元研磨要素を集合的に構成する複数の造形体のうちの１つに関連付けられ、そして
「精密造形研磨複合体」は、複合体を成形型から取り出した後に保持される成形型キャビティーの逆形状である成形形状を有する研磨複合体に関連付けられる。好ましくは、複合体は、米国特許第５，１５２，９１７号明細書（ピーパー（Ｐｉｅｐｅｒ）ら）に記載されているように、研磨物品を使用する前の形状の露出表面を越えて突出する研磨粒子を実質的に含まない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、２段階プロセスを用いて半導体ウェーハを研磨する方法に関する。図１は、本発明のプロセスに使用される固定研磨物品６の一実施形態の例の断面図であり、サブパッド１０と固定研磨要素１６とが含まれる。図１の実施形態に示されるように、サブパッド１０は、少なくとも１つの剛性要素１２と少なくとも１つの弾性要素１４とを含む。これは固定研磨要素１６に接合されているかまたはそれに接触した状態にある。しかしながら、特定の実施形態では、サブパッドは、弾性要素１４もしくは剛性要素１２だけを有するかまたは弾性要素の層と剛性要素の層との任意の組合せを有する。図１に示される実施形態では、剛性要素１２は、弾性要素１４と固定研磨要素１６との間に挟置される。固定研磨要素１６は、半導体ウェーハのような被加工品に接触する表面１７を有する。したがって、本発明で使用される研磨構成体では、剛性要素１２および弾性要素１４は、一般に、固定研磨要素１６と共連続かつ平行になるので、３つの要素は実質的に共延在する。図１には示されていないが、弾性要素１４の表面１８は、典型的には、半導体ウェーハ改質用の機械のプラテンに接合され、固定研磨要素１６の表面１７は半導体ウェーハに接触する。
【００１４】
図１に示されるように、固定研磨要素１６のこの実施形態は、バインダー３０中に分散された研磨粒子２８を含むあらかじめ決められたパターンの複数の精密造形研磨複合体２６を含む研磨コーティング２４が接合される表面を有するバッキング２２を含む。しかしながら、先に述べたように、固定研磨要素したがって研磨層は、研磨粒子を含んでいなくてもよい。他の実施形態では、固定研磨要素は、たとえば、商品名ＩＣ−１０００およびＩＣ−１０１０（デラウェア州ニューアークのローデル・インコーポレーテッド（Ｒｏｄｅｌ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗａｒｋ，ＤＥ）から入手可能）として販売されているようなテクスチャー化固定研磨要素および他の状態の固定研磨要素の場合にように、ランダムである。研磨コーティング２４は、バッキング上で連続であっても不連続であってもよい。しかしながら、特定の実施形態では、固定研磨物品はバッキングを必要としない。
【００１５】
図１には精密造形研磨複合体を有するテクスチャー化三次元固定研磨要素が示されているが、本発明の研磨組成物は精密造形複合体に限定されるものではない。すなわち、米国特許第５，９５８，７９４号明細書に開示されているような他のテクスチャー化三次元固定研磨要素も可能である。
【００１６】
研磨構成体の種々のコンポーネント間に、接着剤または他の接合手段の介在層が存在していてもよい。たとえば、図１の実施形態に示されるように、オプションの接着剤層２０は、剛性要素１２と固定研磨要素１６のバッキング２２との間に挟置されるが、感圧接着剤層が必要というわけではない。図１には示されていないが、剛性要素１２と弾性要素１４との間に挟置された接着剤層および弾性要素１４の表面１８上の接着剤層が存在していてもよい。
【００１７】
本発明方法は、２段階プロセスで実施される。第１の段階では、第１のサブパッドを含む固定研磨物品を使用する。第２のステップでは、第２のサブパッドを含む固定研磨物品を使用する。
【００１８】
第１のサブパッドは、一般に第１の弾性要素を有する。第１の弾性要素は、一般に約６０以下のショアＡ硬度（ＡＳＴＭ−Ｄ２２４０を用いて測定したとき）を有する。他の実施形態では、ショアＡ硬度は、約３０以下、たとえば約２０以下である。いくつかの実施形態では、第１の弾性要素のショアＡ硬度は約１０以下であり、特定の実施形態では、第１の弾性要素は約４以下のショアＡ硬度を有する。いくつかの実施形態では、第１の弾性要素のショアＡ硬度は約１超であり、特定の実施形態では、第１の弾性要素は約２超のショアＡ硬度を有する。
【００１９】
第１のサブパッド全体は、直径１．９ｃｍの接触面積を有する１ｋｇの錘の縁から１．５ｃｍの位置で測定される撓み測定値を有する。撓みが少ないほど、サブパッドは可撓性が大きい。第１のサブパッドは、０．０８ｍｍ以下の撓みを有する。特定の実施形態では、第１のサブパッドの撓みは０．０４ｍｍ以下である。一般に、第１のサブパッドの撓みは０．００５ｍｍ超たとえば０．０１ｍｍ超である。
【００２０】
第２のサブパッドは、第１のサブパッドよりも高い撓み値を有する。いくつかの実施形態では、第２のサブパッドは、第１のサブパッドの撓み値の１０倍の撓み値を有する。
【００２１】
研磨構成体に使用するための弾性材料は、多種多様な材料から選択することができる。典型的には、弾性材料は、熱可塑性であっても熱硬化性であってもよい有機ポリマーであり、エラストマー性であってもなくてもよい。有用な弾性材料であることが一般に判明している材料は、フォーミングまたはブローイングによりポーラス有機構造体（典型的にはフォームと呼ばれる）を生成する有機ポリマーである。そのようなフォームは、天然もしくは合成のゴムまたは他の熱可塑性エラストマー、たとえば、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、およびそれらのコポリマーから作製可能である。好適な合成熱可塑性エラストマーとしては、クロロプレンゴム、エチレン／プロピレンゴム、ブチルゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ＥＰＤＭポリマー、ポリビニルクロリド、ポリクロロプレン、またはスチレン／ブタジエンコポリマーが挙げられるが、これらに限定されるものではない。有用な弾性材料の特定例は、フォームの形態であるポリエチレンとエチルビニルアセテートとのコポリマーである。
【００２２】
適切な機械的特性（たとえば、ヤング率および圧縮時の残留応力）が得られるのであれば、弾性材料はまた、他の構成をとることも可能である。たとえば、従来の研磨パッドで使用されるようなポリウレタン含浸フェルト系材料を使用することができる。弾性材料はまた、樹脂（たとえばポリウレタン）で含浸されたポリオレフィン、ポリエステル、またはポリアミドの繊維のような不織繊維または製織繊維のマットであってもよい。繊維は、有限の長さ（すなわち、ステープル）であってもよいし、繊維マット中で実質的に連続であってもよい。
【００２３】
本発明の研磨構成体に有用な特定の弾性材料としては、ボルテック・ボララ２ＥＯ（Ｖｏｌｔｅｋ  Ｖｏｌａｒａ  ２ＥＯ）およびボルテック１２ＥＯ（Ｖｏｌｔｅｋ  １２ＥＯ）白色フォーム（マサチューセッツ州ローレンスのセキスイ・アメリカ・コーポレーション（Ｓｅｋｉｓｕｉ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｃｏｒｐ．，Ｌａｗｒｅｎｃｅ，ＭＡ）の一部門であるボルテック（Ｖｏｌｔｅｋ）から入手可能）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２４】
以上に開示されかつ図１に示されるように、固定研磨物品のサブパッドは剛性要素を含みうる。研磨構成体に使用するための剛性材料は、有機ポリマー、無機ポリマー、セラミックス、金属、有機ポリマー複合体、およびそれらの組合せのような多種多様な材料から選択することができる。好適な有機ポリマーは、熱可塑性物質または熱硬化性物質でありうる。好適な熱可塑性材料としては、（メタ）アクリル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリペルフルオロオレフィン、ポリビニルクロリド、およびそれらのコポリマーが挙げられるが、これらに限定されるものではない。好適な熱硬化性ポリマーとしては、エポキシ、ポリイミド、ポリエステル、およびそれらのコポリマーが挙げられるが、これらに限定されるものではない。本明細書中で使用する場合、コポリマーは、２種以上の異なるモノマーを含有するポリマー（たとえば、ターポリマー、テトラポリマーなど）を包含する。
【００２５】
有機ポリマーは、強化されていてもされてなくてもよい。強化材は、繊維または微粒子状材料の形態をとることができる。強化材として使用するのに好適な材料としては、有機または無機の繊維（連続繊維またはステープル繊維）、雲母やタルクのようなシリケート、サンドや石英のようなシリカ系材料、金属微粒子、ガラス、金属酸化物、および炭酸カルシウムが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２６】
金属シートを剛性要素として使用することもできる。典型的には、金属は比較的高いヤング率を有するので（たとえば約５０ＧＰａ超）、非常に薄いシートが使用される（典型的には約０．０７５〜０．２５ｍｍ）。好適な金属としては、アルミニウム、ステンレス鋼、および銅が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２７】
本発明の研磨構成体に有用な特定の物質としては、（メタ）アクリル、ポリエチレン、ポリ（エチレンテレフタレート）、およびポリカーボネートが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２８】
本発明方法では、半導体ウェーハを平坦化するための多くのタイプの機械、たとえば、研磨パッドおよび遊離研磨剤スラリーと併用される当技術分野で周知の機械を使用することができる。好適な市販の機械の一例は、商品名レフレキソン・ウェブ・ポリッシャー（ＲＥＦＬＥＸＩＯＮ  ＷＥＢ  ｐｏｌｉｓｈｅｒ）（カリフォルニア州サンタクララのアプライド・マテリアルズ（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｏｆ  Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ，ＣＡ．）製）として販売される。
【００２９】
典型的には、半導体ウェーハおよび研磨構成体はいずれも、好ましくは、同一方向に回転する。ウェーハホルダーは、円状、渦巻状、楕円状、不均一状、またはランダム状のいずれかの軌跡を描いて回転する。ウェーハホルダーの回転速度は、特定の装置、平坦化条件、研磨物品、および所望の平坦化基準に依存するであろう。しかしながら、一般的には、ウェーハホルダーは、毎分約２〜１０００回転（ｒｐｍ）の速度で回転する。
【００３０】
本発明の研磨物品は、典型的には約３２５〜１２，７００ｃｍ2、好ましくは約７３０〜８１００ｃｍ2、より好ましくは約１１４０〜６２００ｃｍ2の作業領域を有するであろう。それはまた、典型的には約５〜１０，０００ｒｐｍの速度で、好ましくは約１０〜１０００ｒｐｍ、より好ましくは約１０〜１００ｒｐｍの速度で回転するであろう。本発明の研磨構成体を利用する表面改質手順は、典型的には約６．９〜７０ｋＰａの圧力を必要とする。
【００３１】
一般的には、プロセスは加工液の存在下で行われるであろう。そのような加工液は、研磨粒子を含んでいてもよいし、研磨粒子を含んでいなくてもよい。好適な加工液は、米国特許第６，１９４，３１７号明細書および米国特許出願公開第２００２／０１５１２５３号明細書に記載されている。
【００３２】
本発明の種々の修正および変更は、本発明の範囲および精神から逸脱することなく当業者に自明なものとなろう。また、当然のことながら、本発明は、本明細書中に記載されている例示的な実施形態に過度に制限されるものではない。
【実施例】
【００３３】
研磨手順
オブシディアン５０１ポリッシャー（Ｏｂｓｉｄｉａｎ  ５０１  ｐｏｌｉｓｈｅｒ）（カリフォルニア州サンタクララのアプライド・マテリアルズ（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ，ＣＡ．））を用いて、直径２００ｍｍの０．１７μｍ  ＤＲＡＭ  ＳＴＩ（ＨＤＰコーテッド、３５００Åステップ、２００Åオーバーバーデン）ウェーハを２段階プロセスで研磨した。
【００３４】
研磨条件：
第１の段階
ウェーハ圧力  ２．０ｐｓｉ（１３．８ｋＰａ）
リング圧力  ２．５ｐｓｉ（１７．２ｋＰａ）
速度  ６００ｍｍ／秒
化学的特性  ＫＯＨでｐＨ＝１１．２に調整されたＤＩ水
研磨時間  ９０秒
ウェブ増分  ０．２５インチ（０．６３５ｃｍ）
【００３５】
第２の段階
ウェーハ圧力  ３．０ｐｓｉ（２０．７ｋＰａ）
リング圧力  ３．０ｐｓｉ（２０．７ｋＰａ）
速度  ６００ｍｍ／秒
化学的特性  ＫＯＨを含む１０．５のｐＨの２．５％Ｌ−プロリン溶液
研磨時間  ９０秒
ウェブ増分  ０．２５インチ（０．６３５ｃｍ）
【００３６】
実施例１
０．０６０インチ（１．５２ｍｍ）の厚さを有するポリカーボネート層（ノースカロライナ州ハンターヴィルのジーイー・ポリマーシェイプス（ＧＥ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓｈａｐｅｓ  ｏｆ  Ｈｕｎｔｅｒｓｖｉｌｌｅ，ＮＣ）製の８０１０ＭＣレキサン（Ｌｅｘａｎ）ポリカーボネートシート）を含むサブパッドを用いて、ＳＷＲ１５９−Ｒ２（ミネソタ州セントポールのスリーエム・カンパニー（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能）で研磨対照を研磨した。フォーム層は、０．０９０インチ（２．３ｍｍ）のボルテック１２ＥＯホワイト（Ｖｏｌｔｅｋ  １２ＥＯ  Ｗｈｉｔｅ）であった。サブパッドをオブシディアン５０１（Ｏｂｓｉｄｉａｎ  ５０１）のプラテンに取り付けた。上記の段階２用に設計された研磨段階を用いてウェーハの表面から目標値１００オングストロームの窒化物を除去した後、研磨を終了した。ただし、研磨時間は１５０秒間であった。研磨対照は、ウェーハ縁の窒化物上に残留アクティブ酸化物を有していた。ウェーハ上のアクティブ領域酸化物を表１に示す。
【００３７】
【表１】
2006513571.tif 000003
【００３８】
ミネソタ州セントポールのスリーエム（３Ｍ  ｏｆ  Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能な４４２ＤＬ転写接着剤を用いて０．００７インチ（０．１８ｍｍ）ポリカーボネート（ノースカロライナ州ハンターヴィルのジーイー・ポリマーシェイプス（ＧＥ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓｈａｐｅｓ  ｏｆ  Ｈｕｎｔｅｒｓｖｉｌｌｅ，ＮＣ）製の８０１０ＭＣレキサン（Ｌｅｘａｎ）ポリカーボネートシート）のサブパッド構成体に接合されたＳＷＲ１５９−Ｒ２研磨材（ミネソタ州セントポールのスリーエム（３Ｍ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能な）を用いて、研磨手順の段階１に準拠してウェーハ１および２を研磨した。同一の転写接着剤を用いてポリカーボネートシートの反対側の面にボルテック・ボララ２ＥＯホワイト（Ｖｏｌｔｅｋ  Ｖｏｌａｒａ  ２ＥＯ  Ｗｈｉｔｅ）フォーム（マサチューセッツ州ローレンスのセキスイ・アメリカ・コーポレーション（Ｓｅｋｉｓｕｉ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｃｏｒｐ．，ｏｆ  Ｌａｗｒｅｎｃｅ，ＭＡ）の一部門であるボルテック（Ｖｏｌｔｅｋ））の０．１２５インチ（３．１７５ｍｍ）層をラミネートし、さらにオブシディアン５０１（Ｏｂｓｉｄｉａｎ  ５０１）のプラテンに取り付けた。目標値３４００オングストロームのアクティブ酸化物をウェーハの表面から除去した後、研磨を終了した。
【００３９】
次に、サブパッドのポリカーボネート層が厚さ０．０６０インチ（１．５２ｍｍ）のポリカーボネートであったことおよびフォーム層が０．０９０インチ（２．３ｍｍ）のボルテック１２ＥＯホワイト（Ｖｏｌｔｅｋ  １２ＥＯ  Ｗｈｉｔｅ）であったこと以外は段階１に使用したのと類似のサブパッドを用いてＳＷＲ５２１−１２５／１０研磨材（３Ｍから入手可能）により第２の段階としてウェーハ１および２を研磨した。ダイ内（ＷＩＤ）については、ウェーハ半径の１／２の位置の１つのダイで測定を行った。このダイ内で２５箇所（支持領域９箇所およびアレイを横切って１５箇所）を測定した。アクティブ領域酸化物および窒化物膜厚さを含むウェーハ特性を表２および表３にまとめる。ウェーハ内（ＷＩＷ）については、ウェーハ上の１３３個の各ダイの主要支持領域で不均一性を測定した。得られた結果を等高線プロットとして図２〜図４に示す。
【００４０】
【表２】
2006513571.tif 000004
【００４１】
【表３】
2006513571.tif 000005
【００４２】
実施例２
ＫＯＨでｐＨ１０．５に調整された２．５％Ｌ−プロリン溶液の代わりにｐＨ１１．２に調整された脱イオン水を用いたこと以外は実施例１を反復した。Ｌ−プロリンは、酸化物の研磨速度を向上させると同時に窒化物が露出されるときの速度停止を提供するように除去の選択性を向上させると考えられている。２段階プロセスを用いることにより、選択的化学的特性に頼ることなくダイ内（ＷＩＤ）均一性の許容しうる制御が保持された。ウェーハ内（ＷＩＷ）不均一性を図５に示す。
【００４３】
【表４】
2006513571.tif 000006
【００４４】
静的局所荷重下におけるサブパッドの撓み
１ｋｇの錘を直径１．９ｃｍの接触領域で配置することにより、試験を行った。
錘の縁から１．５ｃｍの位置で撓みを測定した。
パッド１は、上記の段階１で使用したサブパッドであった。
パッド２は、上記の段階２で使用したサブパッドであった。
パッド３は、ポリカーボネート層が０．０２０インチ（０．５１ｍｍ）であったこと以外は段階２のサブパッドであった。
【００４５】
【表５】
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【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態に使用されるような固定研磨物品の一部分の断面図である。
【図２】対照実施例の研磨物上に残存する窒化物膜の厚さの値を示す等高線プロットである。
【図３】段階２の後のウェーハ１上に残存する窒化物膜の厚さの値を示す等高線プロットである。
【図４】段階２の後のウェーハ２上に残存する窒化物膜の厚さの値を示す等高線プロットである。
【図５】段階２の後の実施例２上に残存する窒化物膜の厚さの値を示す等高線プロットである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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