(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の表面をスラリーを用いて研磨する研磨面と、
前記研磨面に第１深度、第１幅及び第１相互間隔で形成されて前記研磨面の単位面積に対する第１容積比で前記スラリーを収容する複数の第１手段を有する第１研磨面領域と、  前記第１研磨面領域に接し、前記研磨面に第２深度、第２幅及び第２相互間隔で形成されて、前記第１容積比とは異なる前記研磨面の単位面積に対する第２容積比で前記スラリーを収容する複数の第２手段を有する第２研磨面領域を含み、
前記第１手段は第１深度、第１幅及び第１相互間隔を有して前記第１研磨面領域内に形成され、前記第２手段は第２深度、第２幅及び第２相互間隔を有して前記第２研磨面領域内に形成され、
前記第１手段の前記第１深度、前記第１幅及び前記第１相互間隔の各々は、前記第１研磨面領域及び前記第２研磨面領域の境界部位で前記第２手段の前記第２深度、前記第２幅及び前記第２相互間隔の大きさに段階的かつ漸進的に近づくように変化することを特徴とする半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項２】
前記第１研磨面領域は前記研磨面の中心からの第１半径から第２半径まで設定され、前記第２研磨面領域は第２半径から第３半径まで設定されることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項３】
前記第３半径は前記研磨面の中心から縁部までの距離であり、前記第２半径は前記第３半径より小さくて、前記第１半径より大きいことを特徴とする請求項２に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項４】
前記スラリーを収容する第１手段及び第２手段の各々は、前記研磨面に形成された第１ホール及び第２ホールであることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項５】
前記第２ホールの前記研磨面の単位面積当り数は、前記第１ホールの前記研磨面の単位面積当り数より大きいことを特徴とする請求項４に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項６】
前記第２ホールの前記研磨面の単位面積当り数は、前記第１ホールの前記研磨面の単位面積当り数より小さいことを特徴とする請求項４に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項７】
前記スラリーを収容する第１手段及び第２手段の各々は、前記研磨面に形成された第１溝及び第２溝であることを特徴とする請求項１に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項８】
前記第２溝の前記研磨面の単位面積当り数は、前記第１溝の前記研磨面の単位面積当り数より大きいことを特徴とする請求項７に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項９】
前記第２溝の前記研磨面の単位面積当り数は、前記第１溝の前記研磨面の単位面積当り数より小さいことを特徴とする請求項７に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項１０】
前記第２深度は前記第１深度に比べて深いことを特徴とする請求項１に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項１１】
前記第２幅は前記第１幅に比べて広いことを特徴とする請求項１に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項１２】
前記第２相互間隔は第１相互間隔に比べて小さいことを特徴とする請求項１１に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項１３】
前記第２深度は前記第１深度に比べて浅いことを特徴とする請求項１に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項１４】
前記第２幅は前記第１幅に比べて狭いことを特徴とする請求項１に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項１５】
前記第２相互間隔は前記第１相互間隔に比べて広いことを特徴とする請求項１に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項１６】
前記第１研磨面領域に隣接し、第３深度、第３幅及び第３相互間隔で形成されて、前記第１容積比とは異なる前記研磨面の単位面積に対する第３容積比で前記スラリーを受容する複数の第３手段を有する第３研磨面領域を含み、
前記第３手段は、前記第３研磨面領域内に形成され、
前記第３手段の前記第３深度、前記第３幅及び前記第３相互間隔の各々は、前記第３研磨面領域及び前記第３研磨面領域の境界部位で前記第１手段の前記第１深度、前記第１幅及び前記第１相互間隔の大きさに段階的かつ漸進的に近づくように変化することを特徴とする請求項１に記載の半導体基板の化学的機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項１７】
前記第１研磨面領域は前記研磨面の中心からの第１半径から第２半径まで設定され、前記第２研磨面領域は第１半径から第４半径まで設定され、前記第３研磨面領域は第２半径から第３半径まで設定されることを特徴とする請求項１６に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項１８】
前記第４半径は前記研磨面の中心から縁部までの距離であり、前記第１半径は前記第４半径より小さくて、前記第２半径よりは大きいし、第３半径は前記第２半径より小さいことを特徴とする請求項１７に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項１９】
前記スラリーを収容する第１手段及び第２手段の各々は、前記研磨面に形成された第１ホール及び第２ホールであり、前記スラリーを受容する第３手段は、前記研磨面に形成された第３ホールであることを特徴とする請求項１６に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項２０】
前記第３ホールの前記研磨面の単位面積当り数は、前記第１ホールの前記研磨面の単位面積当り数より大きいことを特徴とする請求項１９に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項２１】
前記第３ホールの前記研磨面の単位面積当り数は、前記第１ホールの前記研磨面の単位面積当り数より小さいことを特徴とする請求項１９に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項２２】
前記スラリーを収容する第１手段及び第２手段の各々は、前記研磨面に形成された第１溝及び第２溝であり、前記スラリーを収容する第３手段は、前記研磨面に形成された第３溝であることを特徴とする請求項１６に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項２３】
前記スラリーを収容する第１手段及び第２手段の各々は、前記研磨面に形成された第１溝及び第２溝であり、
前記第３溝の前記研磨面の単位面積当り数は、前記第１溝の前記研磨面の単位面積当り数より大きいことを特徴とする請求項２２に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項２４】
前記スラリーを収容する第１手段及び第２手段の各々は、前記研磨面に形成された第１溝及び第２溝であり、
前記第３溝の前記研磨面の単位面積当り数は、前記第１溝の前記研磨面の単位面積当り数より小さいことを特徴とする請求項２２に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項２５】
前記第３深度は前記第１深度に比べて深いことを特徴とする請求項１６に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項２６】
前記第３幅は前記第１幅に比べて広いことを特徴とする請求項１６に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項２７】
前記第３相互間隔は第１相互間隔に比べて小さいことを特徴とする請求項１６に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項２８】
前記第３深度は前記第１深度に比べて浅いことを特徴とする請求項１６に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項２９】
前記第３幅は前記第１幅に比べて狭いことを特徴とする請求項１６に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【請求項３０】
前記第３相互間隔は前記第１相互間隔に比べて広いことを特徴とする請求項１に記載の半導体基板の化学機械的研磨に用いられる研磨パッド。
【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に係り、特に半導体基板を化学機械的研磨(以下、"CMP"という)する時に用いられる研磨パッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置が高集積化されることによって平坦化工程が重要になっている。このような平坦化工程を具現するための設備の中でCMP装置がある。CMP装置は半導体装置のグローバル平坦化を具現する時に用いられる。CMP装置は半導体基板と研磨パッドの接触に起因する機械的要素とスラリーの使用に起因する化学的要素よりなる作用によって半導体基板の表面を研磨する。
【０００３】
CMP平坦化工程は、高コストがかかるが半導体基板の全面に亙って一定の厚さで均一に研磨すべきである。しかし、その際、一定の厚さで研磨されない研磨の不均一性を伴う。このような不均一な研磨の原因になる要素としては、半導体基板に印加される荷重分布の不均一性が挙げられる。このような荷重の不均一な分布は、半導体基板の全面に荷重を効果的に分散させるのに際し大きな影響を及ぼす。これにより、荷重分布が精密に制御できる調節装置などが要求される。
【０００４】
しかし、一般に１５０ｍｍの直径と１μｍ以下の膜厚とを有する薄膜を表面上に備えた半導体基板のその薄膜を数百Åの厚さに研磨すべき場合には、前記の調節装置の改善に限界が現れる。さらに、CMP工程での研磨の均一性は、荷重分布だけでなく半導体基板を固定するキャリアの回転数、研磨パッドが接着固定された研磨テーブルの回転数及び研磨パッドの表面状態等によっても影響を受ける。従って、前記調節装置の改善による研磨の均一性の確保には限界が現れうる。これにより、約１０％程度の研磨不均一性が示されている。
【０００５】
これを越すためには、調節装置の改善だけでなく研磨パッドなどの改善も要求されている。研磨パッドは一般に研磨面に複数のホールまたは溝（溝）などが全面に亙ってその形状、大きさ及び分布などが均一に形成される。このようなホールまたは溝等は研磨パッドに供給されるスラリーを受容して半導体基板面と研磨面との界面にスラリーを供給する手段として作用する。また、前記ホールまたは溝等によって半導体基板面と接触する研磨パッドの実効的な研磨面、即ち、実効接触面積が決定される。従って、前記ホールまたは溝の大きさまたは形状は研磨に大きな影響を及ぼす。
【０００６】
CMP工程が進行される時、半導体基板面と接触する研磨パッドの領域、即ち、研磨パッド表面のトラック部分だけでなく中間部分及び縁部などに亙って前記ホールまたはグルーブが均一に形成されている。これにより、不均一な研磨、例えば半導体基板の中間部分と縁部との研磨量の差が出るなど不均一な研磨が発生する場合、前記不均一な研磨を補償し難い。即ち、半導体基板面が接触する研磨パッド領域を移しても同じ研磨パッド内でのグルーブまたはホールなどが形成された条件は均一であるので、不均一な研磨が防止できなくなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が達成しようとする技術的課題は、半導体基板の均一な化学機械的研磨が具現できる研磨パッドを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の技術的課題を達成するための本発明の一観点は、半導体基板の表面をスラリーを用いて研磨する研磨面と、前記研磨面に第１深度、第１幅及び第１相互間隔で形成されて前記研磨面の単位面積に対する第１容積比で前記スラリーを収容する複数の第１手段を有する第１研磨面領域と、前記第１研磨面領域に接し、前記研磨面に第２深度、第２幅及び第２相互間隔で形成されて、前記第１容積比とは異なる前記研磨面の単位面積に対する第２容積比で前記スラリーを収容する複数の第２手段を有する第２研磨面領域を含み、前記第１手段は第１深度、第１幅及び第１相互間隔を有して前記第１研磨面領域内に形成され、前記第２手段は第２深度、第２幅及び第２相互間隔を有して前記第２研磨面領域内に形成され、前記第１手段の前記第１深度、前記第１幅及び前記第１相互間隔の各々は、前記第１研磨面領域及び前記第２研磨面領域の境界部位で前記第２手段の前記第２深度、前記第２幅及び前記第２相互間隔の大きさに段階的かつ漸進的に近づくように変化する。
【０００９】
この時、前記第１手段及び第２手段は前記研磨面に形成されたホールまたはグルーブでありうる。また、前記第１深度は前記第２深度と異なり、前記第１幅は前記第２幅と異なり、前記第１相互間隔は前記第２相互間隔と異なりうる。
【００１０】
そして、前記第１研磨面領域に対向隣接し、第３深度、第３幅及び第３相互間隔で形成されて、前記第１容積比とは異なる前記研磨面の単位面積に対する第３容積比で前記スラリーを受容する複数の第３手段を有する第３研磨面領域をさらに備えられる。
【００１１】
上記の技術的課題を達成するための本発明の他の観点は、半導体基板の表面をスラリーを用いて研磨する研磨面と、前記研磨面に第１深度、第１幅及び第１相互間隔で形成されて前記研磨面の単位面積に対する第１容積比で前記スラリーを収容する複数の第１手段を有する第１研磨面領域と、  前記第１研磨面領域に接し、前記研磨面に第２深度、第２幅及び第２相互間隔で形成されて、前記第１容積比とは異なる前記研磨面の単位面積に対する第２容積比で前記スラリーを収容する複数の第２手段を有する第２研磨面領域を含み、前記第１手段は第１深度、第１幅及び第１相互間隔を有して前記第１研磨面領域内に形成され、前記第２手段は第２深度、第２幅及び第２相互間隔を有して前記第２研磨面領域内に形成され、前記第１手段の前記第１深度、前記第１幅及び前記第１相互間隔の各々は、前記第１研磨面領域及び前記第２研磨面領域の境界部位で前記第２手段の前記第２深度、前記第２幅及び前記第２相互間隔の大きさに段階的かつ漸進的に近づくように変化し、さらに、前記第１研磨面領域に隣接し、第３深度、第３幅及び第３相互間隔で形成されて、前記第１容積比とは異なる前記研磨面の単位面積に対する第３容積比で前記スラリーを受容する複数の第３手段を有する第３研磨面領域を含み、前記第３手段は、前記第３研磨面領域内に形成され、前記第３手段の前記第３深度、前記第３幅及び前記第３相互間隔の各々は、前記第３研磨面領域及び前記第３研磨面領域の境界部位で前記第１手段の前記第１深度、前記第１幅及び前記第１相互間隔の大きさに段階的かつ漸進的に近づくように変化する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明の実施形態は色々な他の形態に変形でき、本発明の範囲が後述する実施形態によって限定されることと解釈されてはならない。本発明の実施形態は当業界で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。従って、図面の形状などはより明確な説明を強調するために誇張されたものであり、図面上で同じ符号で示された要素は同じ要素を意味する。
【００１３】
本発明の実施形態は、半導体基板の表面をスラリーを用いて研磨する研磨パッドの研磨面に研磨量が相異なる条件を提供する領域を具現する。例えば、研磨面にスラリーが収容できる多数の第１手段、例えば、第１ホールまたは第１グルーブを有する第１研磨面領域を具備し、前記第１研磨面領域に隣接する前記研磨面の一部にスラリーが収容できる多数の第２手段、例えば、第２ホールまたは第２グルーブを有する第２研磨面領域を具備する。
【００１４】
この時、前記第１研磨面領域は研磨面の中心からの第１半径から第２半径まで設定され、前記第２研磨面領域は第２半径から第３半径まで設定される。例えば、第１半径は前記研磨面の中心から縁部までの距離であり、前記第２半径は第１半径より小さくて第３半径より大きく設定できる。こうすれば、前記第１研磨面領域は前記研磨パッドの縁部に隣接し、前記第２研磨面領域は前記研磨パッドの研磨面の中心をその領域内に含む。
【００１５】
また、前記第１手段、例えば、第１ホールまたは第１グルーブは第１深度、第１幅または/及び第１相互間隔を有するように形成される。そして前記第２手段、例えば、第２ホールまたは第２グルーブは第２深度、第２幅または/及び第２相互間隔を有するように形成される。この時、前記第１深度、第１幅または/及び第１相互間隔は前記第２深度、第２幅または/及び第２相互間隔とは異に形成される。これに従って、前記第１研磨面領域の研磨面の単位面積に対する前記第１手段、即ち、第１ホールまたは第１グルーブの容積比、即ち、スラリーが収容できる比は、前記第２研磨面領域の研磨面の単位面積に対する前記第２手段、即ち、第２ホールまたは第２グルーブの容積比とは異なる。
【００１６】
こうすれば、第１研磨面領域及び第２研磨面領域の各々で単位面積当り供給されるスラリーの量が異なるので、研磨量、特に化学的要素に起因する研磨量が相異なりうる。また、第１研磨面領域及び第２研磨面領域の各々の研磨面のトポロジーが異になる。このようなトポロジーの違いは、前記半導体基板の表面が第１研磨面領域に接触する場合と第２研磨面領域に接触する場合の各々における研磨量、特に機械的な要素に起因する研磨量を異なるようにすることができる。
【００１７】
即ち、研磨面が半導体基板の表面に接触される時の分圧も変わりうる。このように供給されるスラリーの量、接触面積または接触分圧が異なるということは、第１研磨面領域と第２研磨面領域の各々における前記半導体基板の表面が研磨される研磨量が異なることを意味する。
【００１８】
このように第１研磨面領域及び第２研磨面領域における研磨量または研磨条件が異なることを用いて半導体基板表面の不均一な研磨が補償できる。これに対して次の図１を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１に示したように、CMP装置は研磨テーブル１５０とキャリア５５０よりなる。研磨テーブル１５０の全面には、半導体基板３００の表面に研磨面が対向するように研磨パッド１００が付着される。研磨テーブル１５０は一定の回転数で回転して研磨パッド１００が回転する効果を具現する。
【００２０】
キャリア５５０はキャリアベース５１０を通じて半導体基板３００の研磨される表面、例えば鏡面を下向きに半導体基板３００を固定する。また、キャリア５５０は回転及び水平移動または水平揺れができて実質的に半導体基板３００が回転したり動く効果を具現する。また、キャリア５５０には荷重が印加されて半導体基板３００の表面と研磨面が接触するようにする。
【００２１】
半導体基板３００の研磨は、キャリア５５０及び研磨テーブル１５０の回転及び移動と、研磨剤供給手段(図示せず)から供給された化学的研磨剤、即ち、スラリー４００によって化学的及び機械的な研磨で遂行される。
【００２２】
このようなCMP装置の研磨テーブル１５０に本発明の実施例と同じような研磨パッド１００を装着する。次に、半導体基板３００を、キャリア５５０を移動して前記研磨パッド１００の研磨面に接触させる。この時、前記半導体基板３００は、前記研磨パッド１００のいずれか一領域、例えば第１研磨面領域に接触させる。以後、前記研磨テーブルを回転させ、前記キャリア５５０を回転させて研磨を遂行する。この時、前記半導体基板３００には圧力が加わって前記研磨パッド３００の表面の研磨面に接触される。
【００２３】
このように半導体基板３００の表面が研磨されれば、半導体基板３００に印加される圧力分布の不均一または半導体基板３００の表面状態などによって半導体基板３００の表面がある程度不均一に研磨される現象が発生しうる。例えば、半導体基板３００の表面の縁部が中間部位よりたくさん研磨されたり反対に小さく研磨される不均一な研磨が発生しうる。
【００２４】
このように不均一な研磨が発生すれば、前記キャリア５５０を揺ったりまたは研磨面に対した位置を水平移動させて、前記半導体基板３００の表面の縁部が前記第１研磨面領域から離脱して第２研磨面領域に接触するようにする。このように半導体基板３００の表面が接触する研磨面の領域を異なるようにすることによって、研磨量または研磨条件を変えることができて前記不均一な研磨が補償できる。
【００２５】
例えば、半導体基板３００の表面が酸化膜で覆われた状態であれば、主に縁部の研磨量が多い不均一研磨が発生しうる。この場合に第１研磨面領域に前記のような第１手段を研磨量の多い条件を具現するように形成し、第２研磨面領域に前記のような第２手段を研磨量の少ない条件を具現するように形成する。
【００２６】
例えば、前記第１研磨面領域に前記第１手段、即ち、第１ホールまたは第１グルーブを第２ホールまたは第２グルーブの第２深度に比べて深い第１深度で形成したり、第２幅より大きい第１幅で形成したり第２相互間隔より狭く第１相互間隔を具備する。このような場合に、前記第１研磨面領域で前記研磨される接触面に供給されるスラリーの量は、前記第２研磨面領域で供給されるスラリーの量より多くなる。
【００２７】
このような研磨面の条件で、前記のようなキャリア５５０の水平移動または揺れによって半導体基板３００の縁部の表面が前述した第２研磨面領域に接触すれば、第２研磨面領域に接触する半導体基板３００の縁部の表面は、スラリーと前記第１研磨面領域に接触する半導体基板３００の中間部位の表面より化学反応が小さい。これにより、半導体基板３００の表面の縁部の研磨量は中間部位のより小さくなる。このように研磨量を部分的に抑制することによってさらにたくさん研磨された縁部の研磨量を補償する。これにより、半導体基板３００の全体表面に亙った研磨の均一性が具現できる。
【００２８】
このような説明は、酸化膜の場合、スラリーの供給量が増加すれば他の諸般の研磨条件が一定な時研磨量が増えるという仮定に基づく。しかし、スラリーの供給量が増加しても他の諸般条件が変化すれば研磨量は減る場合もある。しかし、第１手段または第２手段、即ち、第１ホールまたは第２ホールの形態が変わることによって分圧または接触面積も共に変化することは明らかである。従って、本発明の実施形態がスラリーの供給量を異なる領域を具現すると解釈されてはならないし、研磨量が異なる領域を具現するという意味と解釈されることが望ましい。
【００２９】
一方、中間部分が小さく研磨される不均一研磨の場合にも前記とは反対条件の研磨パッド３００、即ち、より大きい研磨量を提供するように第２研磨面領域を具備し、第１研磨面領域で研磨し始める。以後に、前述したようにキャリア５５０の水平移動または揺れ運動によって前記半導体基板３００の縁部の表面を前記第２研磨面領域に接触させて、縁部の研磨されきらなかったことを補償するようにできる。
【００３０】
前述したように研磨パッド３００の研磨面にスラリーを収容する単位面積当り容積比が異なる領域、即ち、第１研磨面領域及び第２研磨面領域を具備することによって、キャリア５５０の揺れ運動または水平移動によって不均一な研磨を補償して研磨の均一性を上げられる。このような本発明の実施形態に係る研磨パッドを図面を参照して具体的に説明する。
【００３１】
図２及び図３は本発明の第１実施形態に係る研磨パッドの平面及び断面形状を概略的に示す。
【００３２】
第１実施形態では、研磨パッド１００は円柱形構造物であって、上部表面、即ち、研磨面に各々の領域が設定される。例えば、第１研磨面領域１０３を研磨面の中間部分に研磨面の中心を含むように形成し、第１研磨面領域１０３に接するように第２研磨面領域１０５を形成する。即ち、研磨面の中心から縁部までの第３半径から前記第３半径より小さな第２半径で第２研磨面領域１０５を形成する。そして、第２半径から前記第２半径より小さな第１半径で第１研磨面領域１０３を形成する。第１半径は０であることが望ましい。
【００３３】
第１研磨面領域１０３には半導体基板(図１の３００)の表面が接触されるように形成されることが望ましい。即ち、第１研磨面領域１０３の幅は少なくとも半導体基板の直径程度であることが望ましい。第１研磨面領域１０３には第１手段として多数の第１ホール１４７が形成されうる。第１ホール１４７は第１幅、第１深度１６７または/及び第１相互間隔１５７を有する。そして、第２研磨面領域１０５には第２手段として多数の第２ホール１１７が形成されうる。第２ホール１１７は第２幅、第１深度１３７または/及び第２相互間隔１２７を有する。
【００３４】
図２及び図３を参照すれば、前記第１ホール１４７は前記第２ホール１１７とは異に形成されることが分かる。例えば、前記第１ホール１４７は第２ホール１１７の第２深度１３７に比べて浅く形成される。または前記第１ホール１４７は第２ホール１１７の第２幅に比べて狭いかまたは同じ幅で形成される。または前記第１ホール１４７は第２ホール１１７の第２相互間隔１２７に比べて大きい第１相互間隔１５７で形成される。または第１ホール１４７の単位面積当り数は第２ホール１１７の単位面積当り数に比べて少なくなる。
【００３５】
これにより、第１ホール１４７の研磨面の単位面積に対する第１容積比は、第２ホール１１７の研磨面の単位面積に対する第２容積比に比べて小さくなる。これは多数の第１ホール１４７に受容されるスラリーの量が多数の第２ホール１１７に受容されるスラリーの量に比べて小さいことを意味する。これにより、第１研磨面領域１０３に接触する半導体基板３００の表面には、第２研磨面領域１０５でより相対的に少量のスラリーが供給される。
【００３６】
これにより第１研磨面領域１０３で具現される化学的研磨要素は、第２研磨面領域１０５で具現される化学的要素に比べて相対的に小さくなる。これは研磨の他の諸般条件が均一だと仮定する時、第２研磨面領域１０５で具現される研磨量は、第１研磨面領域１０３で具現される研磨量に比べて大きいことを意味する。
【００３７】
従って、図１を参照して説明したように、第１研磨面領域１０３に接触するように半導体基板３００の位置を設定して研磨を行った後、第２研磨面領域１０５にキャリア５５０を水平移動または揺れ運動して半導体基板３００の縁部の過小研磨が補償できる。即ち、前記揺れ運動などによって第２研磨面領域１０５に半導体基板３００の縁部がまたがると、前記縁部での研磨量が増加する効果が具現できる。これにより、第１研磨面領域１０３で縁部の研磨が少なくなったならば、これが補償できて均一な研磨が具現できる。
【００３８】
一方、前記のような第１ホール１４７の第１相互間隔１５７が第２ホール１１７の第２相互間隔１２７に比べて大きければ、半導体基板３００の表面に接触する研磨面の面積、即ち、接触面積は大きくなる。これにより、研磨の機械的要素は、第１研磨面領域１０３で相対的に大きくなりうる。従って、各々の領域での研磨量の設定は、前記スラリーの供給量の差に起因する化学的研磨要素と機械的研磨要素を共に考慮して決定できる。
【００３９】
また、第１深度１６７が第２深度１３７に比べて浅く形成されるので、接触される半導体基板３００に印加される荷重による分圧が変わる。即ち、第２深度１３７が第１深度１４７に比べて深いので、同じ幅または相互間隔を有する場合に第２研磨面領域１０５で接触面に対する分圧が高くなる。従って、研磨量が第２研磨面領域１０５で相対的に高くなりうる。
【００４０】
図４及び図５は本発明の第２実施形態に係る研磨パッドの平面及び断面形状を概略的に示す。
【００４１】
第２実施例では、第１実施形態と同じように第１研磨面領域１０３を設定した後、第２研磨面領域２０５をホールの大きさを異にして設定する。第２実施形態で第１実施形態と同じ参照符号は同じ要素を意味する。
【００４２】
具体的に、第２実施形態では第２手段として第２深度１３９、第２幅及び第２相互間隔１５９を有する第２ホール１１９を形成する。第２深度１３９は第１深度１６９に比べて深く設定できる。または同一に設定できる。そして、第２ホール１１９の単位面積当り数は第１ホールの単位面積当り数に比べて大きいかまたは小さい場合がある。同じ場合に、前記第２ホール１１９の第２幅が第１ホール１４９の第１幅に比べて大きいので、第２相互間隔１２９は第１相互間隔１５９に比べて相対的に小さくなる。
【００４３】
このように設定される第２研磨面領域１０５は、第１研磨面領域１０３とは異なる研磨量の条件が提供できる。例えば、前述したように第２研磨面領域１０５でのスラリーの容積量が相対的に多くて、化学的研磨要素などの向上が具現できる。
【００４４】
図６及び図７は本発明の第３実施形態に係る研磨パッドの平面及び断面形状を概略的に示す。
【００４５】
第３実施形態で、第１実施形態におけるホールに代えてグルーブを研磨面に形成する点が違う。第３実施形態で、第１実施形態及び第２実施形態と同じ参照符号は同じ要素を示す。
【００４６】
具体的に、第１研磨面領域１０３は第１深度１６７′、第１幅及び第１相互間隔１５７′で形成される多数の第１グルーブ１４７′を表面に有する。第２研磨面領域１０５は、第２深度１３７′、第２幅及び第２相互間隔１２７′よりなる多数の第２グルーブ１１７′を有する。前記第１グルーブ１４７′は前記第２グルーブ１１７′とは異に形成される。例えば、前記第１グルーブ１４７′は第２グルーブ１１７′の第２深度１３７′に比べて浅く形成される。または前記第１グルーブ１４７′は第２グルーブ１１７′の第２幅に比べて狭いかまたは同じ幅で形成される。または前記第１グルーブ１４７′は第２グルーブ１１７′の第２相互間隔１２７′に比べて大きい第１相互間隔１５７′で形成される。または第１グルーブ１４７′の単位面積当り数は、第２グルーブ１１７′の単位面積当り数に比べて小さく形成される。
【００４７】
これにより、第１実施形態で説明したように、第１グルーブ１４７′の研磨面の単位面積に対する第１容積比は、第２グルーブ１１７′の研磨面の単位面積に対する第２容積比に比べて小さくなる。従って、第１実施形態で説明したように第１研磨面領域１０３で具現される化学的研磨要素は、第２研磨面領域１０５で具現される化学的要素に比べて相対的に小さくなる。これは研磨の他の諸般条件が均一だと仮定する時、第２研磨面領域１０５で具現される研磨量は、第１研磨面領域１０３で具現される研磨量に比べて多いということを意味する。
【００４８】
従って、第１実施例で説明したようにキャリア(図１の５５０)の揺れ運動または水平移動などによって、縁部の過小研磨のような不均一な研磨が補償できる。即ち、均一な研磨が具現できる。
【００４９】
図８及び図９は本発明の第４実施形態に係る研磨パッドの平面及び断面形状を概略的に示す。
【００５０】
第４実施形態では、第３実施形態のようにホールの代りにグルーブを形成して第１研磨面領域１０３及び第２研磨面領域１０５を設定するという点が違う。第２実施形態で、第１実施形態と同じ参照符号は同じ要素を意味する。
【００５１】
具体的に、第４実施形態では、第３実施形態または第４実施形態とは違って第２手段として第２深度１３９′、第２幅及び第２相互間隔を有する第２グルーブ１１９′を形成する。第２深度１３９′は第１深度１６７′に比べて大きく設定されうる。または同一に設定されうる。そして、第２グルーブ１１９′の単位面積当り数は、第１グルーブ１４７′の単位面積当り数に比べて大きいかまたは小さい場合がある。または同一でありうるが、同一である場合に、前記第２グルーブ１１９′の第２幅が第１グルーブ１４７′の第１幅に比べて大きいので、第２相互間隔は第１相互間隔１５７′に比べて相対的に小さくなる。
【００５２】
このように設定される第２研磨面領域１０５は、第１研磨面領域１０３とは異なる研磨量条件が提供できる。例えば、前述したように第２研磨面に受容されるスラリーの量が相対的に多くて化学的研磨要素の向上が具現できる。
【００５３】
図１０及び図１１は本発明の第５実施形態に係る研磨パッドの平面及び断面形状を概略的に示す。
【００５４】
第５実施形態は、第１研磨面領域１０３に、第２研磨面領域１０１に比べて相対的に浅い深度、小さな幅または/及び大きい相互間隔を有するホールが形成される点で、第１実施形態と対照的に対比される。第５実施形態で、第１実施形態と同じ参照符号は同じ要素を示す。
【００５５】
具体的に、第１研磨面領域１０３を研磨面の縁部に形成し、第１研磨面領域１０３に接するように第２研磨面領域１０１を中間部分に研磨面の中心を含むように形成する。即ち、研磨面の中心から縁部までの第１半径から前記第１半径より小さな第２半径で第１研磨面領域１０３を形成する。そして、第２半径から前記第２半径より小さな第３半径で第２研磨面領域１０１を形成する。第３半径は０であることが望ましい。一方、図１０で半導体基板(図１の３００)は、第１研磨面領域１０３に接触するように初期に設定することが望ましい。
【００５６】
第５実施形態で、第１研磨面領域１０３に形成される第１ホール１４８の第１深度１６８は、第２ホール１７８の第２深度１９８に比べて浅く形成される。または第１ホール１４８の第１幅は、第２ホール１７８の第２幅に比べて小さいかまたは同一に形成される。または、第１相互間隔１５８が第２相互間隔１８８に比べて大きく形成される。または、前記第１ホール１４８の前記研磨面の単位面積当り数が前記第２ホール１７８の前記研磨面の単位面積当り数より小さく形成される。
【００５７】
即ち、第１実施形態と比較すれば、第２研磨面領域１０１が第１研磨面領域１０３に接する位置が反対でありうることが分かる。即ち、第１実施例では第２研磨面領域(図２の１０５)が縁部に位置するが、第５実施例では第２研磨面領域(図１０の１０１)が中間部分に位置して第１研磨面領域１０３に接している。その他第１ホール１４８及び第２ホール１９８の相互関係などは第１実施例で説明したことと同一であり、具現される効果も同一である。
【００５８】
一方、第１実施形態乃至第５実施形態で、第１研磨面領域１０３で具現される単位面積当り第１容積比が第２研磨面領域１０５または１０１で具現される第２容積比より低く具現されるように、ホールまたはグルーブが形成された例を説明した。しかし、反対に第１研磨面領域１０３で具現される単位面積当り第１容積比が第２研磨面領域１０５または１０１で具現される第２容積比より高く具現されるようにホールまたはグルーブが形成された実施例は、前述した第１実施例乃至第５実施例の各々に対称に第１ホール及び第２ホールまたは第１グルーブ及び第２グルーブを具現することによって容易に得られることは明らかである。
【００５９】
例えば、図１０の第１ホール１４８が形成される条件で第２研磨面領域１０１にホールを形成し、第２ホール１７８が形成される条件で第１研磨面領域１０３を形成すれば、前述したように第１研磨面領域１０３の第１容積比が第２研磨面領域１０１の第２容積比より大きくなる研磨パッドが具現できる。即ち、第２研磨面領域１０１における研磨量が相対的に少ない研磨パッドが具現できる。
【００６０】
このような研磨パッドは、半導体基板３００の縁部の表面で過多研磨が発生する不均一な研磨を補償する時に有効である。即ち、第１研磨面領域に半導体基板３００を接触して研磨させる時、縁部から過多研磨が発生すれば、半導体基板３００の縁部が第２研磨面領域にまたがるように移動させる。こうすれば、前記第２研磨面領域における研磨量が少ないので縁部の過多研磨を補償して研磨を進行し続けることができる。これにより、均一な研磨が具現される。
【００６１】
図１２及び図１３は本発明の第６実施形態に係る研磨パッドの平面及び断面形状を概略的に示す。
【００６２】
第６実施形態では、第１実施形態乃至第５実施形態とは違って、半導体基板３００が初期に接触する第１研磨面領域１０３に第２研磨面領域１０５が研磨面の縁部で接し、第３研磨面領域１０１が研磨面の中間部位で前記第１研磨面領域１０３に接する。即ち、第１実施例乃至第５実施例とは違って第３研磨面領域１０１が追加で導入される。このような第３研磨面領域１０１の導入は、第１実施形態と第３実施形態を同時に具体化したような効果を示す。従って、第３研磨面領域１０１は、第２研磨面領域１０５と同じ条件で形成されることが望ましい。そして、第６実施形態で、第１実施形態乃至第５実施形態と同じ参照符号は同じ要素を示す。
【００６３】
具体的に、中心部分に第３研磨面領域１０１、縁部部分に第２研磨面領域１０５及び半導体基板(図１の３００)の表面が接触するトラック部分に第１研磨面領域１０３が設定される。第１研磨面領域１０３に半導体基板３００の表面が接触して研磨作用がなされる。
【００６４】
研磨パッド１００の研磨面には多数のスラリーを受容する手段、例えばホールまたはグルーブが形成されて研磨作用に要求されるスラリー(図１の４００)を接触面に供給する。例えば、研磨パッド１００の研磨面に研磨剤供給装置などによってスラリーが供給されれば、前記手段、例えば、ホールまたはグルーブにスラリーが受容され、半導体基板３００の表面と接触される。接触されるスラリーは半導体基板３００の表面と化学的反応をして表面の化学的特性を変える。このような化学的特性が変わった部分を、研磨面の接触面を半導体基板３００の表面と接触させて機械的に除去する。こうして半導体基板３００の表面が研磨される。
【００６５】
第６実施形態では、前記スラリーを受容する手段としてホールを形成する場合を説明する。具体的に、多数のホールは前記の第２研磨面領域１０５、第１研磨面領域１０３及び第３研磨面領域１０１に相異なる形状または数字より形成される。即ち、相異なる条件のホールが各々の領域に形成される。このように各々の領域に形成されるホールの条件を異にすることによって各々の領域での研磨量が異に具現できる。
【００６６】
より詳細に説明すれば、第２研磨面領域１０５は、研磨面の縁部の近くに形成され、第２深度１３１、第２幅及び第２相互間隔１２１で形成される多数の第２ホール１１１が表面に形成されている。このように形成される第２ホール１１１は、第１研磨面領域１０３または/及び第３研磨面領域１０１とは異なる条件で形成される。即ち、深度や相互間隔または幅が異なるように形成できる。
例えば、同じ深度で形成されれば、相互間隔が異なるように形成されたり、幅が異に形成されうる。また、幅または相互間隔が同一に形成され、深度が異なるように形成されうる。または、研磨面の単位面積当り形成されるホールの数を異にすることができる。
【００６７】
第１研磨面領域１０３は前記第２研磨面領域１０５に接し、前記研磨面に第１深度１６１、第１幅及び第１相互間隔１５１で形成される多数の第１ホール１４１を有する。このように形成される第１ホール１４１は、第２ホール１１１または/及び第３研磨面領域１０１に形成されるホールとは異に形成される。または第２ホール１１１の研磨面の単位面積当り数または/及び第３研磨面領域１０１に形成されるホールの単位面積当り数とは異に形成される。これにより、研磨面の単位面積に対する第１容積比は、第２研磨面領域１０５の第２容積比または/及び第３研磨面領域１０１の第３容積比とは異なる。
【００６８】
第３研磨面領域１０１は前記第１研磨面領域１０３に接し、前記研磨面の中間部位の前記研磨面に第３深度１９１、第３幅及び第３相互間隔１８１で形成される多数の第３ホール１７１を有する。このように形成される第３ホール１７１は第２ホール１１１または/及び第１ホール１４１とは異に形成される。または第２ホール１１１の研磨面の単位面積当りまたは/及び第１ホール１４１の単位面積当り数と異に形成される。
【００６９】
図１２を参照すれば、第１深度１６１が前記第２深度１３１または/及び前記第３深度１９１に比べて深いように第２ホール１１１、第１ホール１４１及び第３ホール１７１を形成する。これにより、前記第２ホール１１１、第１ホール１４１及び第３ホール１７１の容積が変わって受容されるスラリー４００量が変わる。従って、第１実施形態等で説明したように、研磨工程時半導体基板３００の表面または接触面に供給されるスラリー量が変わり、これによって化学的研磨要素が異に作用する。また、研磨パッド１００に印加される荷重に起因する分圧が各々の領域に従って変わる。これにより、接触面積が変化し、機械的要素も変化する。従って、各々の領域における研磨量が相異するように設定される。
【００７０】
また、第１幅は前記第２幅及び前記第３幅に比べて大きいかまたは同一に形成できる。またはこのような各々の領域における研磨量の変化は、次のようなホール形成条件を変えることによっても具現される。即ち、第１相互間隔１５１を、前記第２相互間隔１２１及び前記第３相互間隔１８１に比べて小さく形成する。または、前記第１ホール１４１の前記研磨面の単位面積当り数を、前記第２ホール１１１の前記研磨面の単位面積当り数または/及び前記第３ホール１７１の前記研磨面の単位面積当り数より大きく形成する。
【００７１】
この時、前記第２ホール１１１、第１ホール１４１及び第３ホール１７１の各々を、前記第２研磨面領域１０５、第１研磨面領域１０３及び第３研磨面領域１０５内で各々均一に形成する。また、前記第２ホール１１１の前記第２深度１３１及び前記第２相互間隔１２１の各々を、前記第２研磨面領域１０５及び前記第１研磨面領域１０３の境界部位で前記第１ホール１４１の前記第１深度１６１及び前記第１相互間隔１５１で連続的に変化するように形成する。そして、前記第３ホール１７１の前記第３深度１９１及び前記第３相互間隔１８１の各々を、前記第１研磨面領域１０３及び前記第３研磨面領域１０１の境界部位で前記第１ホール１４１の前記第１深度１６１及び前記第１相互間隔１５１で連続的に変化するように形成する。これにより、各々の領域間の境界部位における急激な研磨面条件、即ち、ホールの数または形状の変化を防止する。これにより、境界部位における急激な研磨量変化を抑制して、第１実施例で説明したように半導体基板３００を他領域に移動させて研磨することによって、均一な研磨を具現する時さらに均一性が向上できる。
【００７２】
図１２及び図１３に示したように、第１研磨面領域１０３における第１容積比は、第２研磨面領域１０５の第２容積比及び第３研磨面領域１０１の第３容積比に比べて高く設定される。従って、半導体基板３００の接触面に相対的に多量のスラリーが第１研磨面領域１０３で供給される。これにより、第１研磨面領域１０３で化学的研磨要素が相対的に優れ、他の研磨条件が各々の領域で同一である時相対的に速い研磨速度が具現できる。
【００７３】
一方、第２研磨面領域１０５及び第３研磨面領域１０１では相対的に劣る化学的研磨要素が具現されて相対的に遅い研磨速度を具現する。従って、このような研磨パッドを用いて第１実施形態のように研磨すれば、縁部で速い研磨速度が具現されて不均一な研磨が発生する場合に有効に作用する。
【００７４】
即ち、第１研磨面領域１０３に半導体基板３００を接触させて研磨を遂行する時、縁部が相対的に多く研磨されれば、半導体基板３００を第２研磨面領域１０５または/及び第１研磨面領域１０１に水平移動または揺って縁部の過多研磨が補償できる。これにより、さらに均一な研磨が具現できる。即ち、前記第１研磨面領域１０３にまたがる半導体基板３００の一部分と、前記第２研磨面領域１０５または第３研磨面領域１０１にまたがる部分の研磨量とを異ににすることによって前記不均一を相殺することができる。従って、均一な研磨が具現される。
【００７５】
図１４及び図１５は本発明の第７実施形態に係る研磨パッドの平面及び断面形状を概略的に示す。
【００７６】
具体的に、第７実施形態では第２手段及び第３手段として、第２深度１３３、第２幅及び第２相互間隔１５３を有する第２ホール１１３及び、第３深度１９３、第３幅及び第３相互間隔１８３を有する第３ホール１７３を形成する。第２深度１３３または/及び第３深度１９３は第１深度１６３に比べて浅く設定できる。または同一に設定できる。そして、第２ホール１１３及び第３ホール１７３の単位面積当り数は第１ホール１４３の単位面積当り数に比べて大きいかまたは小さい場合がある。または同一でありうるが、同一である場合に前記第２ホール１１３の第２幅または/及び第３ホール１７３の第３幅が第１ホール１４３の第１幅に比べて小さいので、第２相互間隔１２３または/及び第３相互間隔１８３は第１相互間隔１５３に比べて相対的に大きくなる。
【００７７】
このように設定される第２研磨面領域１０５または/及び第３研磨面領域１０１は、第１研磨面領域１０３とは異なる研磨量条件が提供できる。例えば、前述したようにスラリーの容積量が相対的に少なくて化学的研磨要素が抑制されるので、相対的に少ない研磨量が具現できる。これにより、第６実施例で説明したような、縁部で過多研磨が発生する場合に前記過多研磨を補償する時に有用である。
【００７８】
図１６及び図１７は本発明の第８実施形態に係る研磨パッドの平面及び断面形状を概略的に示す。
【００７９】
具体的に、第８実施形態では、第６実施形態におけるホールに代えてグルーブを研磨面に形成する点が異なる。即ち、第２研磨面領域１０５は、第２深度１３１′、第２幅及び第２相互間隔１２１′で形成される多数の第２グルーブ１１１′を表面に有する。第１研磨面領域１０３は、第１深度１６１′、第１幅及び第１相互間隔１５１′で形成される多数の第１グルーブ１４１′を有する。第３研磨面領域１０５は、第３深度１９１′、第３幅及び第３相互間隔１８１′で形成される多数の第３グルーブ１７１′を有する。
【００８０】
このように形成される第１グルーブ１４１′は、第２グルーブ１１１′または/及び第３グルーブ１７１′とは異に形成される。または第１グルーブ１４１′の単位面積当り数は、第２グルーブ１１１′の研磨面の単位面積当り数または/及び第３グルーブ１７１′の単位面積当り数とは異に形成される。
【００８１】
例えば、第１深度１６１′は前記第２深度１３１′または/及び前記第３深度１９１′に比べて深いように、第２グルーブ１１１′、第１グルーブ１４１′及び第３グルーブ１７１′を形成する。または第１幅を前記第２幅及び前記第３幅に比べて大きく形成する。または、第１相互間隔１５１′を前記第２相互間隔１２１′及び前記第３相互間隔１８１′に比べて小さく形成する。または、前記第１グルーブ１４１′の前記研磨面の単位面積当り数を、前記第２グルーブ１１１′の前記研磨面の単位面積当り数または/及び前記第３グルーブ１７１′の前記研磨面の単位面積当り数より大きく形成する。
【００８２】
これにより、第６実施形態及び第７実施形態で前述したような各々の領域に係る研磨量の変化が具現できる。これにより、不均一な研磨を補償して均一な研磨が具現できる。
【００８３】
図１８及び図１９は本発明の第９実施形態に係る研磨パッドの平面及び断面形状を概略的に示す。
【００８４】
具体的に、第９実施形態では、第８実施形態におけるホールに代えてグルーブを研磨面に形成する点が異なる。即ち、第２研磨面領域１０５は、第２深度１３３′、第２幅及び第２相互間隔１２３′で形成される多数の第２グルーブ１１３′が表面に形成されているし、第１研磨面領域１０３は、第１深度１６３′、第１幅及び第１相互間隔１５３′で形成される多数の第１グルーブ１４３′を有する。第３研磨面領域１０５は、第３深度１９３′、第３幅及び第３相互間隔１８３′で形成される多数の第３グルーブ１７３′を有する。このように形成される第２グルーブ１１３′は、第１研磨面領域１０３または/及び第３研磨面領域１０１とは異なる条件で形成される。
【００８５】
このように形成される第１グルーブ１４３′は、第２グルーブ１１３′または/及び第３研磨面領域１０３′に形成されるグルーブとは異に形成される。または第１グルーブ１４３′の単位面積当り数は、第２グルーブ１１３′の研磨面の単位面積当り数または/及び第３研磨面領域１０１に形成されるグルーブの単位面積当り数とは異なるように形成される。
【００８６】
例えば、第１深度１６１′が前記第２深度１３１′または/及び前記第３深度１９１′に比べて深く、第２グルーブ１１３′、第１グルーブ１４３′及び第３グルーブ１７３′を形成する。または第１幅を前記第２幅及び前記第３幅に比べて大きく形成する。または、第１相互間隔１５３′を前記第２相互間隔１２３′及び前記第３相互間隔１８３′に比べて小さく形成する。または、前記第１グルーブ１４３′の前記研磨面の単位面積当り数を、前記第２グルーブ１１３′の前記研磨面の単位面積当り数または/及び前記第３グルーブ１７３′の前記研磨面の単位面積当り数より大きく形成する。
【００８７】
図２０及び図２１は本発明の第１０実施形態に係る研磨パッドの平面及び断面形状を概略的に示す。
【００８８】
具体的に、第１０実施形態は、第１研磨面領域１０３に相対的に浅い深度、狭い幅または/及び大きい相互間隔を有するホールが形成される点で第６実施例と対照される。例えば、第１０実施形態で第１研磨面領域１０３に形成される第１ホール１４５を、第２ホール１１５の第２深度１３５または/及び第３ホール１７５の第３深度１９５に比べて浅く形成する。または第１ホール１４５の第１幅を、第２ホール１１５の第２幅及び第３ホール１７５の第３幅に比べて小さく形成する。または第１相互間隔１５５を、前記第２相互間隔１２５及び前記第３相互間隔１８５に比べて大きく形成する。または、前記第１ホール１４５の前記研磨面の単位面積当り数を、前記第２ホール１１５の前記研磨面の単位面積当り数または/及び前記第３ホール１７５の前記研磨面の単位面積当り数より小さく形成する。
【００８９】
即ち、第１研磨面領域１０３で形成される第１ホールの諸般条件と、第３ホール及び第２ホールの諸般条件との関係を第６実施形態と比較すれば、対照に置換されるように対比されることが分かる。第５実施形態で説明したように、第１研磨面領域１０３と第２研磨面領域１０５及び第３研磨面領域１０１におけるホールまたはグルーブなどのスラリーを収容する手段を形成する条件を置換して変えることによって新たな実施例が具現できる。
例えば、第６実施形態と対比されるように第１研磨面領域１０３の第１ホールが、第２研磨面領域１０５または/及び第３研磨面領域１０１に形成される第２ホールまたは第３ホールに比べて小さな幅で形成される。これにより、第１ホールの第１相互間隔は、第２ホールの第２相互間隔または第３ホールの第３相互間隔に比べて大きくなりうる。
【００９０】
また、第８実施形態及び第９実施形態と対比されるようにホールの代りにグルーブが形成できる。即ち、第１研磨面領域１０３に形成される第１グルーブを、第２グルーブの第２深度または/及び第３グルーブの第３深度に比べて浅く形成する。または第１グルーブの第１幅を、第２グルーブの第２幅及び第３グルーブの第３幅に比べて小さく形成する。または、第１相互間隔を、前記第２相互間隔及び前記第３相互間隔に比べて大きく形成する。または、前記第１グルーブの前記研磨面の単位面積当り数を、前記第２グルーブの前記研磨面の単位面積当り数または/及び前記第３グルーブの前記研磨面の単位面積当り数より小さく形成する。
【００９１】
図２２は本発明の実施形態に係る研磨パッドの領域別特性変化を概略的に示す。
【００９２】
具体的に、設定された研磨面の各々の領域に従ってホールまたはグルーブの諸般条件が相異なることを示している。例えば、第６実施例乃至第９実施例で説明したように、第１研磨面領域１０３に形成される第１ホールまたは第１グルーブは、第２研磨面領域１０５または/及び第３研磨面領域１０１に比べて深い深度、大きい幅または/及び狭い相互間隔を有することが分かる。これにより、前記ホールにより供給されるスラリーの量または接触面積などは各々の領域に従って変わる。
【００９３】
即ち、第６実施形態乃至第９実施形態の場合には、スラリー量は各々の研磨面領域に参照符号９５０のような分布を有する。また接触面積は参照符号９１０のような分布を有することが分かる。
【００９４】
このように各々の領域に供給されるスラリー量と接触面積が変わるため、各々の領域で作用される研磨量も変わる。即ち、研磨量も各々の研磨面領域に従って、参照符号９１０のような分布または参照符号９５０のような分布を有することができる。
【００９５】
例えば、第２研磨面領域１０５及び第３研磨面領域１０１にさらに少ない研磨量を有し、第１研磨面領域１０３に更に多い研磨量条件を有する場合を有するようにホールまたはグルーブの諸般条件を異に設定できる。即ち、第１研磨面領域１０３にさらに深い深度、さらに大きい相互間隔または/及びさらに少ない単位面積当り数でホールまたはグルーブを形成する。
【００９６】
このように第２研磨面領域１０５及び第３研磨面領域１０１に多い研磨量を提供する研磨パッドは、半導体基板表面の縁部の研磨量が少ない場合に有用である。反対の場合、即ち、第１研磨面領域１０３での研磨量が相対的に多い場合の研磨パッドは、半導体基板表面の縁部の研磨量が多い場合に有用である。
【００９７】
例えば、第１研磨面領域１０３に接触して研磨される半導体基板の表面の研磨分布が、縁部で多い研磨量が導出されれば、第１実施例で示したようにキャリア(図１の５５０)を水平移動または水平に揺って、半導体基板の表面の縁部が第２研磨面領域１０５または/及び第３研磨面領域１０１にまたがるように形成する。この時、第１研磨面領域１０３には、第２研磨面領域１０５または/及び第３研磨面領域１０１に比べて少ない研磨量が誘導されるように、前述したようにホールまたはグルーブの諸般条件を調節する。これにより、半導体基板の表面の縁部の研磨量が相対的に減るので、半導体基板の表面の全般に亙って均一な研磨が具現できる。
【００９８】
反対に、半導体基板の縁部で少ない研磨量を示す場合には、第１研磨面領域１０３が第２研磨面領域１０５または第３研磨面領域１０１に比べて多い研磨量が誘導されるように、前述したようにホールまたはグルーブの諸般条件を調節する。これにより、キャリア５５０の水平移動などによって縁部の過小研磨を補償または相殺して均一な研磨が具現できる。
【００９９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る研磨パッドによれば、半導体基板の均一な化学機械的研磨が具現できる。
【０１００】
以上、本発明を具体的な実施例を通じて詳細に説明したが、本発明はこれに限られず、本発明の技術的思想内で当分野の通常の知識を有する者によりその変形や改良ができることは明らかである。例えば、実施例でホールまたはグルーブを研磨面に形成する場合を示したが、研磨面に隆起のような構造物を形成する場合にも本発明が適用できる。即ち、隆起が形成されることによって隆起の周囲研磨面は前記隆起の上面より低くなるのでホールまたはグルーブを形成する場合と実質的に均等になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  化学機械的研磨装置を概略的に図式化した図面である。
【図２】  本発明の第１実施形態に係る研磨パッドを概略的に示す平面図である。
【図３】  本発明の第１実施形態に係る研磨パッドを概略的に示す断面図である。
【図４】  本発明の第２実施形態に係る研磨パッドを概略的に示す平面図である。
【図５】  本発明の第２実施形態に係る研磨パッドを概略的に示す断面図である。
【図６】  本発明の第３実施形態に係る研磨パッドを概略的に示す平面図である。
【図７】  本発明の第３実施形態に係る研磨パッドを概略的に示す断面図である。
【図８】  本発明の第４実施形態に係る研磨パッドを概略的に示す平面図である。
【図９】  本発明の第４実施形態に係る研磨パッドを概略的に示す断面図である。
【図１０】  本発明の第５実施形態に係る研磨パッドを概略的に示す平面図である。
【図１１】  本発明の第５実施形態に係る研磨パッドを概略的に示す断面図である。
【図１２】  本発明の第６実施形態に係る研磨パッドを概略的に示す平面図である。
【図１３】  本発明の第６実施形態に係る研磨パッドを概略的に示す断面図である。
【図１４】  本発明の第７実施形態に係る研磨パッドを概略的に示す平面図である。
【図１５】  本発明の第７実施形態に係る研磨パッドを概略的に示す断面図である。
【図１６】  本発明の第８実施形態に係る研磨パッドを概略的に示す平面図である。
【図１７】  本発明の第８実施形態に係る研磨パッドを概略的に示す断面図である。
【図１８】  本発明の第９実施形態に係る研磨パッドを概略的に示す平面図である。
【図１９】  本発明の第９実施形態に係る研磨パッドを概略的に示す断面図である。
【図２０】  本発明の第１０実施形態に係る研磨パッドを概略的に示す平面図である。
【図２１】  本発明の第１０実施形態に係る研磨パッドを概略的に示す断面図である。
【図２２】  本発明の実施形態に係る研磨パッドの領域別特性変化を概略的に示すグラフである。
【符号の説明】
１００  研磨パッド
１５０  研磨テーブル
３００  半導体基板
４００  スラリー
５１０  キャリアベース
５５０  キャリア
【図１】
0003761372.tif 000002
【図２】
0003761372.tif 000003
【図３】
0003761372.tif 000004
【図４】
0003761372.tif 000005
【図５】
0003761372.tif 000006
【図６】
0003761372.tif 000007
【図７】
0003761372.tif 000008
【図８】
0003761372.tif 000009
【図９】
0003761372.tif 000010
【図１０】
0003761372.tif 000011
【図１１】
0003761372.tif 000012
【図１２】
0003761372.tif 000013
【図１３】
0003761372.tif 000014
【図１４】
0003761372.tif 000015
【図１５】
0003761372.tif 000016
【図１６】
0003761372.tif 000017
【図１７】
0003761372.tif 000018
【図１８】
0003761372.tif 000019
【図１９】
0003761372.tif 000020
【図２０】
0003761372.tif 000021
【図２１】
0003761372.tif 000022
【図２２】
0003761372.tif 000023