JP2001110762A - Polishing pad - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハ表面の凹凸
をケミカルメカニカル研磨で平坦化する際に使用される
研磨パッドに関し、詳しくは、研磨状況等を光学的手段
により検知するための窓を有する研磨パッド、それを用
いた研磨の終点検知方法、およびそれを備えた研磨装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing pad used for flattening irregularities on the surface of a wafer by chemical mechanical polishing, and more particularly to a polishing pad having a window for detecting a polishing state or the like by optical means. The present invention relates to a polishing pad, a method of detecting an end point of polishing using the same, and a polishing apparatus having the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体装置を製造する際には、ウエハ表
面に導電性膜を形成し、フォトリソグラフィー、エッチ
ング等をすることにより配線層を形成する形成する工程
や、配線層の上に層間絶縁膜を形成する工程等が行わ
れ、これらの工程によってウエハ表面に金属等の導電体
や絶縁体からなる凹凸が生じる。近年、半導体集積回路
の高密度化を目的として配線の微細化や多層配線化が進
んでいるが、これに伴い、ウエハ表面の凹凸を平坦化す
る技術が重要となってきた。2. Description of the Related Art When a semiconductor device is manufactured, a conductive film is formed on a wafer surface, and a wiring layer is formed by photolithography, etching, or the like, or an interlayer insulating film is formed on the wiring layer. Steps for forming a film and the like are performed, and these steps cause irregularities made of a conductor or an insulator such as a metal on the wafer surface. In recent years, miniaturization of wiring and multi-layer wiring have been promoted for the purpose of increasing the density of semiconductor integrated circuits. With this, technology for flattening unevenness on the surface of a wafer has become important.
【0003】ウエハ表面の凹凸を平坦化する方法として
は、従来、ケミカルメカニカル研磨(Chemical
Mechanical Polishing:以下C
MPという)法が採用されている。CMP法は、ウエハ
の被研磨面を研磨パッドの研磨面に押し付けた状態で、
砥粒が分散されたスラリー状の研磨剤(以下スラリとい
う)を用いて研磨する技術である。CMP法で使用する
研磨装置は、例えば、図1に示すように、研磨パッド1
を支持する研磨定盤2と、被研磨材(ウエハ)5を支持
する支持台(ポリシングヘッド)6と、研磨剤の供給機
構を備えている。研磨パッド1は、例えば、両面テープ
(図示せず)で貼り付けることにより、研磨定盤2に装
着される。研磨定盤2と支持台6とは、それぞれに支持
された研磨パッド1と被研磨材5が対向するように配置
され、それぞれに回転軸8、9を備えている。また、支
持台6側には、被研磨材5を研磨パッド1に押し付ける
ための加圧機構が設けてある。Conventionally, as a method of flattening unevenness on the surface of a wafer, chemical mechanical polishing (Chemical polishing) has been used.
Mechanical Polishing: C
MP method). In the CMP method, a surface to be polished of a wafer is pressed against a polishing surface of a polishing pad,
This is a technique for polishing using a slurry-type abrasive (hereinafter, referred to as slurry) in which abrasive grains are dispersed. The polishing apparatus used in the CMP method includes, for example, a polishing pad 1 as shown in FIG.
A polishing table 2, which supports a workpiece (wafer) 5; and a polishing agent supply mechanism. The polishing pad 1 is attached to the polishing platen 2 by, for example, attaching it with a double-sided tape (not shown). The polishing platen 2 and the support base 6 are arranged so that the polishing pad 1 and the workpiece 5 respectively supported are opposed to each other, and are provided with rotating shafts 8 and 9 respectively. Further, a pressure mechanism for pressing the workpiece 5 against the polishing pad 1 is provided on the support base 6 side.
【0004】このようなCMPプロセスを行う上で、ウ
エハ表面の平坦度の判定の問題がある。すなわち、希望
の表面特性や平面状態に到達した時点を検知する必要が
ある。このような検知については、様々な方法が用いら
れているが、CMPプロセス時に、その場で、希望の表
面特性や厚さが得られた時点を検出できる方法が望まれ
ている。その中で代表的なものとしては、光学的検知手
段、具体的には、光ビームを研磨パッド越しにウエハに
照射して、その反射によって発生する干渉信号をモニタ
することによる研磨の終点を検知する方法が挙げられ
る。In performing such a CMP process, there is a problem of determining the flatness of the wafer surface. That is, it is necessary to detect a desired surface characteristic or a point in time when the plane state is reached. Various methods are used for such detection, but a method capable of detecting a point at which a desired surface characteristic or thickness is obtained on the spot during a CMP process is desired. A typical example is an optical detecting means, specifically, detecting an end point of polishing by irradiating a wafer with a light beam through a polishing pad and monitoring an interference signal generated by its reflection. Method.
【0005】このような方法では、ウエハの表面層の厚
さの変化をモニターして、表面凹凸の近似的な深さを知
ることによって、終点が決定される。このような厚さの
変化が凹凸の深さに等しくなった時点で、CMPプロセ
スを終了させる。また、このような光学的手段による研
磨の終点検知法およびその方法に用いられる研磨パッド
については、USP5,605,760号、及びUSP
5,893,796号に記載されたものが提案されてき
た。In such a method, the end point is determined by monitoring the change in the thickness of the surface layer of the wafer and knowing the approximate depth of the surface irregularities. When such a change in thickness becomes equal to the depth of the unevenness, the CMP process is terminated. Further, a method of detecting the end point of polishing by such an optical means and a polishing pad used in the method are disclosed in US Pat. No. 5,605,760 and US Pat.
No. 5,893,796 has been proposed.
【0006】USP5,605,760号では、固体で
均質な190nmから3900nmの光を透過する透明
なポリマーシートを少なくとも一部分に有する研磨パッ
ドが、また、USP5,893,796号では段付の透
明プラグが挿入された研磨パッドが開示されている。い
ずれも終点検知用の窓として用いることが開示されてお
り、研磨中のスラリーによる光の散乱を抑制するため、
透明シート、及びプラグの表面の位置(高さ)は研磨面
とほぼ同じ位置(高さ)になるように構成されている。US Pat. No. 5,605,760 discloses a polishing pad having at least a portion of a solid, uniform, transparent polymer sheet which transmits light of 190 to 3900 nm, and US Pat. No. 5,893,796 discloses a stepped transparent plug. Is disclosed. Both are disclosed to be used as windows for end point detection, and to suppress scattering of light by slurry during polishing,
The position (height) of the surface of the transparent sheet and the plug is configured to be substantially the same position (height) as the polished surface.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
窓付き研磨パッドは、本質的に窓部と研磨領域の構造が
異なるため、窓部と研磨領域では研磨性能が異なり、研
磨の均一性が損なわれる恐れもある。また、窓部が硬質
材料で有れば、スクラッチ発生の原因にもなりかねな
い。本発明は、光学的に研磨の終点検知が可能で、か
つ、研磨の均一性が良好な研磨パッド、それを用いた研
磨の終点検知方法、およびそれを備えた研磨装置を提供
することを目的とする。However, in the above-mentioned polishing pad with a window, since the structure of the window and the polishing region is essentially different, the polishing performance differs between the window and the polishing region, and the uniformity of polishing is impaired. There is also a risk of being caught. Further, if the window is made of a hard material, it may cause scratches. An object of the present invention is to provide a polishing pad capable of optically detecting an end point of polishing and having good polishing uniformity, a method of detecting an end point of polishing using the same, and a polishing apparatus having the same. And
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願は以下の発明を提供する。 (1) ケミカルメカニカル研磨装置に用いられる研磨
パッドにおいて、該研磨パッドの研磨層が気泡を有する
研磨領域と気泡を有する光透過領域を有し、かつ、研磨
領域の垂直方向に存在する気泡数(n1)と光透過領域
の垂直方向に存在する気泡数(n2)の関係が、n1>
n2>0である事を特徴とする研磨パッド。 (2) 光透過領域が光透過型支持層により支持されて
いることを特徴とする(1)記載の研磨パッド。In order to solve the above-mentioned problems, the present application provides the following inventions. (1) In a polishing pad used for a chemical mechanical polishing apparatus, a polishing layer of the polishing pad has a polishing region having bubbles and a light transmitting region having bubbles, and the number of bubbles existing in a direction perpendicular to the polishing region ( n1) and the number of bubbles (n2) present in the vertical direction of the light transmission region are n1>
A polishing pad, wherein n2> 0. (2) The polishing pad according to (1), wherein the light transmission region is supported by a light transmission type support layer.
【0009】(3) 光透過型支持層が、お互いに異な
る少なくとも2種の材料から構成される複合シートから
形成されており、その複合シートの水平断面が、海部に
複数の光透過性を有し、光伝送路を担う島部が配置され
た構造であって、パッドの下面から光透過領域下面にわ
たって海部と島部の境界面が垂直に形成されており、島
部の材料の屈折率(n1)と、海部と島部の境界部分の
屈折率(n2)の関係がn1>n2であることを特徴と
する(1)または(2)に記載の研磨パッド。 (4) (1)ないし(3)のいずれかに記載の研磨パ
ッドの光透過領域を研磨終点の検知用窓に用いることを
特徴とする、ケミカルメカニカル研磨における研磨終点
の検知方法。 (5) (1)ないし(3)のいずれかに記載の研磨パ
ッドを備えたケミカルメカニカル研磨装置以下、本発明
を詳細に説明する。(3) The light-transmitting support layer is formed of a composite sheet composed of at least two different materials, and the horizontal cross section of the composite sheet has a plurality of light-transmitting portions in the sea. In this structure, an island portion that serves as an optical transmission path is disposed, and a boundary surface between the sea portion and the island portion is formed vertically from the lower surface of the pad to the lower surface of the light transmission region, and the refractive index of the material of the island portion ( The polishing pad according to (1) or (2), wherein the relationship between n1) and the refractive index (n2) at the boundary between the sea part and the island part is n1> n2. (4) A method for detecting the polishing end point in chemical mechanical polishing, wherein the light transmitting region of the polishing pad according to any one of (1) to (3) is used as a window for detecting the polishing end point. (5) Chemical mechanical polishing apparatus provided with the polishing pad according to any one of (1) to (3). Hereinafter, the present invention will be described in detail.
【0010】本発明の研磨パッドは、レーザ光が透過可
能な気泡含有光透過領域を有している。光透過領域は研
磨領域と同様に気泡を有するため、表面にスラリーを保
持し、研磨面として作用する機能を有する。このため、
気泡の存在しない透明シートの窓と比べて、研磨領域と
光透過領域の研磨性能の差が小さくなり、研磨均一性が
向上する。また、光透過領域が研磨領域と同様に多孔性
で有れば、気泡の存在しない透明シートの窓と比べて、
スクラッチの発生も抑制可能である。The polishing pad of the present invention has a bubble-containing light transmitting region through which laser light can pass. Since the light transmitting region has bubbles like the polishing region, it has a function of holding the slurry on the surface and acting as a polishing surface. For this reason,
The difference in polishing performance between the polishing region and the light transmitting region is smaller than that of a window of a transparent sheet in which no bubbles exist, and polishing uniformity is improved. Also, if the light transmitting area is porous like the polishing area, compared to a transparent sheet window without bubbles,
The occurrence of scratches can also be suppressed.
【0011】本来、研磨層として用いられるような多孔
性(気泡含有)シートは、その中に存在する気泡によっ
て光の散乱が生じるために、白色化している、すなわ
ち、透明性において透明シートよりも劣るのが通常であ
る。そのため、光透過領域において、研磨の均一性の要
求と光の透過性の要求は相反するものとなっている。し
かしながら、本発明者らは、上記で述べた本発明の構成
を採用することにより、気泡を有する光透過領域を用い
たとしても、レーザ光を透過させることができることを
見出した。[0011] A porous (bubble-containing) sheet originally used as a polishing layer is whitened, that is, has a higher transparency than a transparent sheet, because light scattering is caused by bubbles present therein. Usually inferior. Therefore, in the light transmitting region, the demand for uniformity of polishing and the demand for light transmittance are in conflict. However, the present inventors have found that by employing the above-described configuration of the present invention, laser light can be transmitted even when a light transmitting region having bubbles is used.
【0012】この場合重要なことは、光透過領域の垂直
方向(厚み方向)に存在する気泡の数である。研磨領域
と光透過領域が同一の気泡径であっても、垂直方向に存
在する気泡の数が少なければ、気泡によるレーザ光の散
乱を抑制できる。本発明では、研磨の終点検知が十分透
過できるような気泡含有光透過領域を、垂直方向に存在
する気泡数によって規定している。本発明において、光
透過領域の垂直方向に存在する気泡数の好ましい範囲
は、1個以上30個以下であり、より好ましくは2個以
上20個以下であり、さらに好ましくは、3個以上10
個である。In this case, what is important is the number of bubbles existing in the vertical direction (thickness direction) of the light transmitting region. Even if the polishing area and the light transmitting area have the same bubble diameter, scattering of laser light by the bubbles can be suppressed if the number of bubbles existing in the vertical direction is small. In the present invention, the bubble-containing light transmission region that allows sufficient detection of the end point of polishing is defined by the number of bubbles existing in the vertical direction. In the present invention, the preferable range of the number of bubbles existing in the vertical direction of the light transmitting region is 1 to 30 pieces, more preferably 2 to 20 pieces, still more preferably 3 to 10 pieces.
Individual.
【0013】本発明に用いられる気泡を有する光透過領
域の作成方法としては、種々の方法が考えられるが、具
体的な例を以下に説明する。まず一つの例は、図2に示
すように、同一の両面テープ74上に、研磨領域71に
用いられる発泡体よりは気泡の大きい発泡体を光透過領
域72として貼り合わせることである。また別の具体例
としては、図3に示すように、該研磨パッドの裏面の所
望の位置に、所望のサイズで、切削加工を行うことで、
垂直方向に存在する気泡の数を減少させた光透過領域7
2を作成する事ができる。この場合、研磨パッドの研磨
面には、研磨領域71と光透過領域72が同一材料で、
同一面に、切れ目無く形成されているため、研磨中にス
ラリーが研磨パッド裏面に浸透することはなく、両面テ
ープの劣化や研磨の均一性の低下を抑制することが可能
となる。更に、光透過領域の気泡径は研磨領域のものと
同等となるため、さらなる研磨の均一性の向上が図れ
る。前述の切削加工方法の具体例としては、旋盤やフラ
イスによる一般的な加工方法を用いることができる。Various methods are conceivable as a method for forming the light transmitting region having bubbles used in the present invention, and specific examples will be described below. First, as shown in FIG. 2, as shown in FIG. 2, a foam having larger bubbles than the foam used for the polishing area 71 is bonded as the light transmitting area 72 on the same double-sided tape 74. As another specific example, as shown in FIG. 3, by performing a cutting process at a desired position on a back surface of the polishing pad with a desired size,
Light transmission region 7 with reduced number of bubbles existing in the vertical direction
2 can be created. In this case, on the polishing surface of the polishing pad, the polishing region 71 and the light transmitting region 72 are made of the same material,
Since the slurry is formed on the same surface without a break, the slurry does not penetrate into the back surface of the polishing pad during polishing, and thus it is possible to suppress the deterioration of the double-sided tape and the decrease in polishing uniformity. Further, since the bubble diameter in the light transmitting region is equal to that in the polishing region, the polishing uniformity can be further improved. As a specific example of the above-described cutting method, a general processing method using a lathe or a milling machine can be used.
【0014】また、図3に示すように、両面テープと光
透過領域の間で中空部分が形成されるため、必要に応じ
て、図4のように光透過領域の下層に光透過型の材料
で、所望の圧縮特性を持つ支持層を形成させることがで
きる。本発明の研磨パッドの光透過領域、研磨領域に用
いられる材料の例としては、熱可塑性、熱硬化性どちら
の樹脂でも作成可能である。また、熱可塑性樹脂の場
合、架橋体も含まれる。中でも、オレフィン系樹脂、フ
ッ素系樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ナ
イロン樹脂、ポリウレタン樹脂、エチレン−酢酸ビニル
共重合体、フェノール樹脂等から選ばれた1種または2
種以上の混合物を母材とした発泡体が挙げられる。Since a hollow portion is formed between the double-sided tape and the light transmitting region as shown in FIG. 3, if necessary, a light transmitting type material may be provided below the light transmitting region as shown in FIG. Thus, a support layer having desired compression characteristics can be formed. As an example of the material used for the light transmitting region and the polishing region of the polishing pad of the present invention, either a thermoplastic resin or a thermosetting resin can be used. In the case of a thermoplastic resin, a crosslinked body is also included. Among them, one or two selected from olefin resins, fluorine resins, polycarbonate resins, acrylic resins, nylon resins, polyurethane resins, ethylene-vinyl acetate copolymers, phenol resins, and the like.
A foam having a mixture of at least two or more species as a base material may be used.
【0015】上記のオレフィン系樹脂としては、例え
ば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、及び線
状低密度ポリエチレンなどのポリエチレン、エチレンプ
ロピレン共重合体、ポリプロピレン、ポリ−4−メチル
−ペンテン、アイオノマー樹脂が挙げられる。上記のフ
ッ素樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニル、ポリフ
ッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエ
チレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプ
ロピレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン
共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプ
ロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフル
オロメチル−パーフルオロビニルエーテル共重合体、テ
トラフルオロエチレン−パーフルオロエチル−パーフル
オロビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン
−パーフルオロプロピル−パーフルオロビニルエーテル
共重合体等が挙げられる。Examples of the olefin resin include polyethylene such as high-density polyethylene, low-density polyethylene, and linear low-density polyethylene, ethylene-propylene copolymer, polypropylene, poly-4-methyl-pentene, and ionomer resin. No. Examples of the fluororesin include polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene Ethylene-hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene-perfluoromethyl-perfluorovinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene-perfluoroethyl-perfluorovinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene-perfluoropropyl-perfluorovinyl ether And copolymers.
【0016】これらの中でも、研磨性能、耐久性の観点
からフッ素系樹脂の発泡体を用いることが好ましい。前
述の光透過領域の下層に用いられる支持層としては、レ
ーザ光の散乱を抑制できる透明なシートが用いられる。
これらの材料としては、無機系、有機系どちらの材料
も、レーザ光の散乱に影響がない範囲で用いることが可
能である。無機系では石英やガラスを用いることができ
るし、有機系の樹脂材料では研磨領域、光透過領域の発
泡体に用いる材料の他、研磨の均一性を考慮して、適度
な弾性を持つ透明ゴムシートとして、例えば、フッ素ゴ
ム、シリコンゴム、ポリウレタンエラストマー等も用い
ることができる。Of these, it is preferable to use a fluororesin foam from the viewpoint of polishing performance and durability. As a support layer used as a lower layer of the above-mentioned light transmission region, a transparent sheet capable of suppressing scattering of laser light is used.
As these materials, both inorganic and organic materials can be used as long as they do not affect the scattering of laser light. For inorganic materials, quartz or glass can be used.For organic resin materials, in addition to the material used for the foam in the polishing area and light transmission area, transparent rubber with appropriate elasticity in consideration of polishing uniformity As the sheet, for example, fluorine rubber, silicone rubber, polyurethane elastomer or the like can be used.
【0017】また、光透過型支持層として、お互いに異
なる少なくとも2種の材料から構成される複合シートか
ら形成されており、その複合シートの水平断面が、海部
に複数の光透過性を有し、光伝送路を担う島部が配置さ
れた構造であって、パッドの下面から光透過量域下面に
わたって海部と島部の境界面が垂直に形成されており、
島部の材料の屈折率(n1)と、海部と島部の境界部分
の屈折率(n2)の関係がn1>n2である複合材料を
用いることもできる。The light-transmitting support layer is formed of a composite sheet composed of at least two different materials, and the horizontal cross section of the composite sheet has a plurality of light-transmitting portions in the sea. A structure in which island portions that carry an optical transmission path are arranged, and a boundary surface between the sea portion and the island portion is formed vertically from the lower surface of the pad to the lower surface of the light transmission amount region,
A composite material in which the relationship between the refractive index (n1) of the material of the island portion and the refractive index (n2) of the boundary portion between the sea portion and the island portion is n1> n2 can also be used.
【0018】このような複合材料の具体例として、無機
やプラスチック系の光ファイバを接着剤、もしくはクラ
ッド層を利用して束ねて、スライスした物を用いること
も可能である。この場合、マルチコア型プラスチック光
ファイバを用いることは本発明の好ましい実施形態の一
つである。また、支持層として、多孔体中の気泡に、屈
折率が同等の液体を充填させた透明の多孔体シート、例
えば、セルロースアセテート多孔膜にグリセリンを含浸
させたものや、非常に微細な気泡を持つ透明の多孔体シ
ートを用いても可能である。As a specific example of such a composite material, an inorganic or plastic optical fiber can be bundled by using an adhesive or a cladding layer and then sliced. In this case, the use of a multi-core plastic optical fiber is one of the preferred embodiments of the present invention. Further, as a support layer, a bubble in the porous body, a transparent porous sheet filled with a liquid having the same refractive index, for example, a cellulose acetate porous membrane impregnated with glycerin, or very fine bubbles. It is also possible to use a transparent porous sheet having the same.
【0019】光透過領域の研磨パッドへの固定方法とし
ては、光透過領域と研磨パッドの接合面を接着剤で固定
する方法や、定盤に研磨パッドを貼り付ける両面テープ
を利用する方法、具体的には、研磨パッドに設けた開口
部に相対する両面テープ上に、光透過領域をそのまま貼
り付ける方法や、両面テープに研磨パッド開口部より小
さい開口部を形成し、その部分にシートを固着させる方
法が挙げられる。もちろん、パッド裏面の一部を切削加
工によって光透過領域を作成した場合は、研磨領域と一
体物であるので、特別の固定作業を行う必要はない。As a method of fixing the light transmitting area to the polishing pad, a method of fixing the bonding surface between the light transmitting area and the polishing pad with an adhesive, a method of using a double-sided tape for attaching the polishing pad to a surface plate, Specifically, a method of sticking the light transmission area on the double-sided tape opposite to the opening provided in the polishing pad, or forming an opening smaller than the polishing pad opening on the double-sided tape and fixing the sheet to that part There is a method to make it. Of course, when a light transmitting area is created by cutting a part of the back surface of the pad, it is not necessary to perform a special fixing operation because the light transmitting area is integrated with the polishing area.
【0020】次に、本発明の研磨パッドを用いた研磨の
終点検知方法を図5、図6を参照して説明する。図5
は、本発明の終点検出装置を有するCMP研磨装置の一
例を示す概略側面図である。光透過領域72が定盤の孔
と相対する位置にセットされ、ポリシングヘッド6の並
進運動に関わらず、研磨中にウエハ5が見える様に位置
決めされている。レーザー干渉計3は定盤の窓の下に設
置され、レーザー干渉計3から発振されたレーザー光4
が定盤の孔及び、光透過領域72を通り、スラリー(図
示せず)を介してウエハ5の表面に当たる。Next, a method of detecting the end point of polishing using the polishing pad of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG.
1 is a schematic side view showing an example of a CMP polishing apparatus having an end point detection device according to the present invention. The light transmitting area 72 is set at a position facing the hole of the surface plate, and is positioned so that the wafer 5 can be seen during polishing regardless of the translational movement of the polishing head 6. The laser interferometer 3 is installed below the window of the surface plate, and the laser light 4 oscillated from the laser interferometer 3
Passes through the holes of the platen and the light transmitting region 72 and hits the surface of the wafer 5 via slurry (not shown).
【0021】例えば、ウエハはシリコン基板の上に酸化
物層が形成されたものである場合は、ウエハ5の表面に
当たったレーザー光は一部酸化物層表面で反射し、第1
の反射レーザー光を形成する。入射光の一部は酸化物層
を透過し、酸化物層とシリコン基板の界面で反射し、第
2の反射レーザー光を形成する。第1と第2の反射光が
合成される際、位相関係が酸化物層の厚みの関数として
表される。この干渉光が干渉計3に入射し研磨状態が解
析できる。図6はビームスプリッターを用い干渉計の位
置を変えた例である。For example, when the wafer has an oxide layer formed on a silicon substrate, a part of the laser light hitting the surface of the wafer 5 is reflected on the surface of the oxide layer, and
To form a reflected laser beam. Part of the incident light passes through the oxide layer and is reflected at the interface between the oxide layer and the silicon substrate, forming a second reflected laser beam. When the first and second reflected lights are combined, the phase relationship is expressed as a function of the thickness of the oxide layer. This interference light enters the interferometer 3 and the polishing state can be analyzed. FIG. 6 shows an example in which the position of the interferometer is changed using a beam splitter.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
の例を示す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.
【0023】[0023]
【実施例1】(1)パッドの作成 ポリフッ化ビニリデン(融点168℃、MFR2.9
(230℃、12.5kg))を、加熱押し出し成形に
よって、1.1mm厚みのシートを成形する。該シート
を500KVの電子線照射機を用いて、15Mradで
電子線を照射して、架橋させる。該架橋済シートを圧力
容器に入れ、発泡剤としてテトラフルオロエタンを圧入
し、70℃で30時間保持する。該発泡剤含浸済シート
を、遠赤外線ヒーターを備えた温度200℃の加熱炉中
に保持して、該シートを発泡させる。該発泡シートを#
240のベルトサンダーで、両面バフ研磨し、所望の大
きさに切り出し、該研磨パッドに同心円形状の溝(溝幅
0.2mm、溝深さ0.5mm、溝ピッチ1.5mm)
を切削加工によって、厚み1.4mmの溝付研磨パッド
を作成する。この研磨パッド(研磨領域)の垂直方向に
存在する気泡数は、33個である。Example 1 (1) Preparation of Pad Polyvinylidene fluoride (melting point 168 ° C., MFR 2.9)
(230 ° C., 12.5 kg)) by heating and extruding to form a 1.1 mm thick sheet. The sheet is irradiated with an electron beam at 15 Mrad using an electron beam irradiation machine of 500 KV to crosslink. The crosslinked sheet is placed in a pressure vessel, and tetrafluoroethane is injected as a foaming agent and kept at 70 ° C. for 30 hours. The sheet impregnated with the foaming agent is held in a heating furnace equipped with a far-infrared heater at a temperature of 200 ° C. to foam the sheet. #
Both sides are buff-polished with a 240 belt sander, cut out to a desired size, and concentric grooves (groove width 0.2 mm, groove depth 0.5 mm, groove pitch 1.5 mm) are formed on the polishing pad.
To form a grooved polishing pad having a thickness of 1.4 mm. The number of bubbles existing in the vertical direction of the polishing pad (polishing region) is 33.
【0024】(2)光透過領域の作成 上記(1)で得られる研磨パッド裏面の所望の位置に、
横5.1cm、縦1.2cm、深さ0.7mmでフライ
スによる切削加工を行い、光透過領域を作成する。この
光透過領域の垂直方向に存在する気泡数は、15個であ
る。(2) Creation of light transmitting region At a desired position on the back surface of the polishing pad obtained in the above (1),
A light-transmissive area is created by performing milling with a width of 5.1 cm, a length of 1.2 cm and a depth of 0.7 mm by milling. The number of bubbles existing in the vertical direction of the light transmitting region is fifteen.
【0025】(3)ウエハ研磨,終点検知 上記(2)で得られる光透過領域を有する研磨パッドを
アプライドマテリアルズ社製Mirraに、定盤の孔と
光透過領域の位置が合うように研磨パッドの両面テープ
を用いて定盤に貼り付ける。スラリーにはロデール社製
ILD−1200を用いて、TEOS(テトラエチルオ
ルソシリケート)膜が最表面にあるウエハーを研磨する
と、研磨中に膜厚の測定が可能であり、それによって終
点検知が可能である。(3) Wafer polishing and end point detection The polishing pad having the light transmitting region obtained in the above (2) is placed on a Mira made by Applied Materials Co., Ltd. so that the hole of the surface plate and the position of the light transmitting region match. Affix to the surface plate using double sided tape. When a wafer having a TEOS (tetraethylorthosilicate) film on the outermost surface is polished using the ILD-1200 manufactured by Rodale as the slurry, the film thickness can be measured during the polishing, and thereby the end point can be detected. .
【0026】[0026]
【発明の効果】本発明の研磨パッドを用いてCMP研磨
を行うと、終点検知が可能で、光透過領域でもスラリー
を表面に保持して、ウエハの研磨を行う事ができる。従
って、研磨の均一性が十分に維持されるという効果があ
る。また、本発明の研磨パッドを用いれば、スクラッチ
の発生も抑制できる。When CMP polishing is performed using the polishing pad of the present invention, the end point can be detected, and the wafer can be polished while holding the slurry on the surface even in the light transmitting region. Therefore, there is an effect that uniformity of polishing is sufficiently maintained. Further, the use of the polishing pad of the present invention can also suppress the occurrence of scratches.
【図1】CMP研磨で使用する従来の研磨装置の一例を
示す概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional polishing apparatus used in CMP polishing.
【図2】本発明の気泡を有する光透過領域の一例を示す
概略断面図FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a light transmitting region having bubbles according to the present invention.
【図3】本発明の気泡を有する光透過領域の一例を示す
概略断面図FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a light transmitting region having bubbles according to the present invention.
【図4】本発明の気泡を有する光透過領域の一例を示す
概略断面図FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a light transmitting region having bubbles according to the present invention.
【図5】本発明の終点検出装置を有するCMP研磨装置
の一例を示す概略側面図。FIG. 5 is a schematic side view showing an example of a CMP polishing apparatus having an end point detection device of the present invention.
【図6】図5の装置の窓部分の断面略図であって、レー
ザ干渉計がレーザービームを照射して反射干渉ビームを
検出する状態を示す図。6 is a schematic cross-sectional view of a window portion of the apparatus in FIG. 5, showing a state where a laser interferometer irradiates a laser beam and detects a reflected interference beam.
1 研磨パッド 2 定盤 3 レーザ干渉計 4 レーザビーム 5 被研磨材(ウエハ) 6 被研磨材(ウエハ)支持台[ポリシングヘッド] 71 研磨領域 72 光透過領域 73 気泡 74 両面テープ 75 支持層 8,9 回転軸 10 検出器 11 研磨剤(スラリー) 12 ビームスプリッター DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polishing pad 2 Surface plate 3 Laser interferometer 4 Laser beam 5 Material to be polished (wafer) 6 Material to be polished (wafer) support base [polishing head] 71 Polishing area 72 Light transmission area 73 Bubbles 74 Double-sided tape 75 Support layer 8, Reference Signs 9 Rotating shaft 10 Detector 11 Abrasive (slurry) 12 Beam splitter
Claims (5)
る研磨パッドにおいて、該研磨パッドの研磨層が気泡を
有する研磨領域と気泡を有する光透過領域を有し、か
つ、研磨領域の垂直方向に存在する気泡数(n1)と光
透過領域の垂直方向に存在する気泡数(n2)の関係
が、n1>n2>0である事を特徴とする研磨パッド。1. A polishing pad used in a chemical mechanical polishing apparatus, wherein a polishing layer of the polishing pad has a polishing region having bubbles and a light transmitting region having bubbles, and bubbles present in a direction perpendicular to the polishing region. A polishing pad, wherein the relationship between the number (n1) and the number of bubbles (n2) existing in the vertical direction of the light transmitting region is n1>n2> 0.
されていることを特徴とする請求項1記載の研磨パッ
ド。2. The polishing pad according to claim 1, wherein the light transmitting region is supported by a light transmitting type support layer.
くとも2種の材料から構成される複合シートから形成さ
れており、その複合シートの水平断面が、海部に複数の
光透過性を有し、光伝送路を担う島部が配置された構造
であって、パッドの下面から光透過領域下面にわたって
海部と島部の境界面が垂直に形成されており、島部の材
料の屈折率(n1)と、海部と島部の境界部分の屈折率
(n2)の関係がn1>n2であることを特徴とする請
求項1または2に記載の研磨パッド。3. The light-transmitting support layer is formed of a composite sheet composed of at least two different materials, and a horizontal section of the composite sheet has a plurality of light-transmitting portions in the sea. , An island portion serving as an optical transmission path is arranged, the boundary surface between the sea portion and the island portion is formed vertically from the lower surface of the pad to the lower surface of the light transmission region, and the refractive index of the material of the island portion (n1 The polishing pad according to claim 1, wherein a relationship between the refractive index (n2) of the boundary portion between the sea portion and the island portion is n1> n2.
磨パッドの光透過領域を研磨終点の検知用窓に用いるこ
とを特徴とする、ケミカルメカニカル研磨における研磨
終点の検知方法。4. A method for detecting a polishing end point in chemical mechanical polishing, comprising using a light transmitting region of the polishing pad according to claim 1 as a window for detecting a polishing end point.
磨パッドを備えたケミカルメカニカル研磨装置5. A chemical mechanical polishing apparatus comprising the polishing pad according to claim 1.
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- 1999-10-04 JP JP28247799A patent/JP2001110762A/en not_active Withdrawn
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