[发明专利]层叠研磨垫

说明书

技术领域

本发明涉及能够稳定且以高研磨效率进行透镜、反射镜等光学材料、硅晶片、硬盘用玻璃衬底、铝衬底以及一般的金属研磨加工等要求高度表面平坦性的材料的平坦化加工的层叠研磨垫。本发明的层叠研磨垫特别适合用于将硅晶片以及在该晶片上形成有氧化物层、金属层等的器件在进一步层叠和形成上述氧化物层或金属层之前进行平坦化的工序。

背景技术

在制造半导体装置时，进行在晶片表面上形成导电膜并通过实施光刻、蚀刻等而形成布线层的工序、在布线层上形成层间绝缘膜的工序等，经过上述工序而在晶片表面上产生由金属等导体或绝缘体构成的凹凸。近年来，为了实现半导体集成电路的高密度化，正在推进布线的微细化和多层布线化，使晶片表面的凹凸平坦化的技术也随之变得日益重要。

作为使晶片表面的凹凸平坦化的方法，一般采用化学机械研磨(以下称为CMP)。CMP是在将晶片的被研磨面按压到研磨垫的研磨面上的状态下使用分散有磨粒的浆料进行研磨的技术。关于CMP中普遍使用的研磨装置，例如，如图1所示，具备：支撑研磨垫1的研磨平台2、支撑被研磨材料(半导体晶片)4的支撑台(研磨头)5、用于对晶片进行均匀加压的背衬材料以及研磨剂的供给机构。研磨垫1例如通过利用双面胶带进行粘贴而安装在研磨平台2上。研磨平台2和支撑台5以使其各自支撑的研磨垫1与被研磨材料4相向的方式进行配置，并分别具备旋转轴6、7。此外，在支撑台5侧设置有用于将被研磨材料4按压到研磨垫1上的加压机构。

以往，作为用于高精度研磨的研磨垫，一般使用聚氨酯发泡体片。但是，聚氨酯发泡体片虽然局部平坦化能力优良，但缓冲性不足，因此，难以对整个晶片表面施加均匀的压力。因此，通常在聚氨酯发泡体片的背面另行设置柔软的缓冲层，制成层叠研磨垫而用于研磨加工。

但是，由于现有的层叠研磨垫利用胶粘剂或粘合剂将各层贴合，因此，存在研磨时容易在各层之间产生剥离和滑移的问题。

例如，为了使上层的中央区域即使在通过沿直径方向往复移动的修整器等作用有应力的情况下也不会从中间层剥离，提出了一种CMP垫，其具有：上层，利用可研磨的材料形成为均匀的一层；中间层，在其上面利用胶粘剂接合有上述上层以阻断上述浆料的渗透；和下层，在其上面利用胶粘剂接合有上述中间层而具有缓冲性，并且上述中间层与上述下层在外周区域被固定而在中央区域未被固定(专利文献1)。

此外，由于在胶带与研磨层之间存在剪切力，因而会发生横向滑移，在研磨层的中心部分横向滑移没有藏身之处，从而因褶皱而产生凹凸，为了防止上述情况，提出了一种研磨垫，其特征在于，在研磨层中具有直径为研磨垫直径的3~30%且与研磨垫形成同心圆的圆形的刻痕和/或空穴(专利文献2)。

此外，为了防止研磨层与基底层产生剥离，提出了一种研磨垫，其特征在于，具有研磨层、支撑上述研磨层的基底层、使上述研磨层与上述基底层粘合的粘合层，上述研磨层的中央部形成有贯通孔，上述粘合层配置在由上述研磨层的外周围成的整个区域上(专利文献3)。

此外，为了防止研磨层与基底层产生剥离，提出了一种研磨垫，其特征在于，具有研磨层、支撑上述研磨层的基底层、使上述研磨层与上述基底层粘合的粘合层，在上述研磨层的中央部形成有第一贯通孔，在上述基底层的中央部形成有第二贯通孔，上述粘合层配置在由上述研磨层的外周围成的整个区域上(专利文献4)。

此外，为了防止浆料作用于胶粘层而使研磨层从支撑板上剥离，提出了一种研磨垫，其具有：从表面至背面形成有多个贯通孔的圆盘形的研磨层、仅施加在上述研磨层的背面中未形成上述贯通孔的位置的胶粘层、由平面构成的表面借助上述胶粘层与上述研磨层的背面接合的圆盘形的支撑板(专利文献5)。

此外，为了防止研磨层因浆料与粘合层的化学反应中产生的气体而从基底层上剥离、从而使研磨层的终点检测用窗口的周围凸起，提出了一种研磨垫，其具有由粘合在平台上的基底层和贴合在该基底层上面的研磨层形成的双层结构，其特征在于，在上述基底层设置有一部分与外部连通的排气通路(专利文献6)。

此外，为了解决因浆料滞留于光学检测用贯通孔而使光难以充分通过的问题以及研磨屑滞留而导致划痕的问题，提出了一种研磨垫，其具有研磨层，并且设置有使研磨面与背面连通的贯通孔，其特征在于，具有使上述贯通孔与研磨垫的侧面连通的路径(专利文献7)。

此外，为了在研磨结束后容易将半导体晶片取下、同时抑制研磨剂的需要量并且减少经时劣化，提出了一种研磨垫，其具有多个用于保持研磨剂的孔，并且在与用于研磨被研磨物的面相反的面上具有槽(专利文献8)。