Cmp調節器、用於cmp調節器的硬質磨粒的排列方法以及cmp調節器的製造方法
2023-05-22 06:35:31
專利名稱：Cmp調節器、用於cmp調節器的硬質磨粒的排列方法以及cmp調節器的製造方法
技術領域：
本發明涉及用於消除半導體電路板用的研磨布的堵塞、除去異物的CMP調節器、用於CMP調節器的硬質磨粒的排列方法及CMP調節器的製造方法。此外，CMP調節器在業界也被稱作CMP修整器。
背景技術：
在晶片的拋光中，提出了稱作CMP(Chemical Mechanical Polishing)的研磨方法。CMP是通過使化學研磨作用疊加在機械的研磨作用上來加工，能夠做到確保研磨速度與被研磨部件無缺陷二者兼備的方法，在矽片的精加工拋光工藝中被廣泛使用。
另外，近年來，隨著器件的高度集成化，在製造集成電路的規定階段，對晶片表面或在晶片表面上形成了導電體·電介質層的半導體基板表面進行研磨已變得很必要。半導體基板通過研磨除去高的隆起、劃痕、粗糙等表面缺陷。通常，該工序是在於晶片上形成各種元件及集成電路的期間進行。在該研磨工序中，與矽片的精加工拋光工序同樣，有必要使研磨速度及無缺陷二者兼備。通過導入化學研漿(slurry)，進行對半導體表面施加更大的研磨去除速度及無缺陷性的化學的且機械的平坦化。
作為CMP工序的一例，如圖8所示，例如應用使具有5～300nm左右粒徑的二氧化矽顆粒懸濁在氫氧化鈉、氨及胺等鹼溶液中且PH9～12左右的化學研漿101，及由聚氨酯樹脂等構成的研磨布102。在研磨時，通過一邊流布化學研漿101，一邊使半導體基板103以適當的壓力觸接研磨布102，並通過如該圖中箭頭所示地使其相對旋轉來進行研磨。
並且，作為前述研磨布102的調節方法(修整方法)，一邊在研磨布102上流過水或化學研漿101，一邊進行使用了CMP調節器的調節，消除研磨布的堵塞，並除去異物。使用CMP調節器進行的調節，可通過在半導體基板103的研磨結束後，使CMP調節器觸接研磨布102，或者在半導體基板103研磨的同時，在與半導體基板103的觸接位置不同的位置處使CMP調節器觸接在研磨布102上而進行。
在以往的用於研磨布的調節(洗刷)的CMP調節器中，如圖9所示，在圓板狀的支撐部件201的表面上，作為硬質磨粒，用人手撒等方法使金剛石顆粒202適當均勻地分布，然後使這些金剛石顆粒202固著。
但是，這種情況下，無論如何仔細地撒布金剛石顆粒202，其分布都會疏密不均。當使用這種金剛石顆粒202的分布疏密不均的修整器時，在金剛石顆粒202的集中部分(密集部分)，化學研漿中的磨粒容易凝集。並且，該磨粒的凝集附著在研磨布(圖8中的102)上，會引起在半導體基板(圖8中的103)上產生微小劃痕這樣的嚴重問題。另外，金剛石顆粒202的不均勻分布，成為在修整器固體間的差異的原因，妨礙穩定的修整器特性的發現。
另外，在以往的CMP調節器中，因為研漿的排放不良，導致微小劃痕很多。此外，為了改良研漿的排放，如圖14所示，預先在支撐部件201上形成用於使化學研漿排放的排放槽203等，在研磨時，可藉助該排放槽203使化學研漿101排放。但是，在支撐部件201上形成有排放槽203的中，恐怕會對CMP調節器的特性帶來不良影響，另外，對該排放槽的加工需要費功夫，結果成了成本增加的主要原因。
發明內容
本發明是鑑於前述的問題所完成的，在本發明的第一形態中，其目的在於在抑制半導體基板表面的微小劃痕的同時，能夠得到穩定的CMP調節器特性。
根據本發明的第一形態的CMP調節器，是具備支撐部件、及設置於前述支撐部件的面上的多個硬質磨粒的CMP調節器，其特徵在於前述多個硬質磨粒被規則地排列在前述支撐部件的面上。
另外，作為根據本發明的第一形態的CMP調節器的其他的特徵在於，前述硬質磨粒被配置於在前述支撐部件的面上以正方形製成的單位格子的各頂點處。
再有，作為根據本發明的第一形態的CMP調節器的其他的特徵在於，前述硬質磨粒被配置於在前述支撐部件的面上以三角形製成的單位格子的各頂點處。
又，根據本發明的第一形態的另一CMP調節器，是具備支撐部件、及設置於前述支撐部件的面上的多個硬質磨粒的CMP調節器，其特徵在於，在存在前述硬質磨粒的一定面積的區域間，前述硬質磨粒的密度的偏差在±50％以內。
另外，作為根據本發明的第一形態的CMP調節器的其他的特徵在於，前述硬質磨粒是金剛石顆粒。
此外，作為根據本發明的第一形態的CMP調節器的其他的特徵在於，通過使用含有0.5～20wt％的選自鈦、鉻或鋯中的1種或以上的熔點為650℃～1200℃的合金，將前述金剛石顆粒單層釺焊在由金屬及/或合金構成的前述支撐部件上，在前述金剛石顆粒和前述合金的界面上，形成選自鈦、鉻或鋯中的金屬的碳化物層。
根據本發明的第一形態的CMP調節器的硬質磨粒的排列方法，其特徵在於包括將形成有被規則地排列的多個貫通孔的薄板狀的排列部件定位於被排列面上的工序，以及將硬質磨粒放入上述排列部件的各貫通孔中的工序。
另外，作為用於根據本發明的第一形態的CMP調節器的硬質磨粒的排列方法的其他的特徵在於，前述被排列面是構成CMP調節器的支撐部件的表面。
另外，用於根據本發明的第一形態的另一CMP調節器的硬質磨粒的排列方法，其特徵在於包括將多個硬質磨粒以使其規則地排列的狀態保持在保持部件上的工序，以及將由前述保持部件所保持的硬質磨粒轉印在構成CMP調節器的支撐部件的表面上的工序。
另外，作為用於根據本發明的第一形態的CMP調節器的硬質磨粒的排列方法的其他的特徵在於，在前述保持部件上設用於保持前述硬質磨粒的第1粘著手段，在前述支撐部件的表面上設第2粘著手段，並使這些第1粘著手段及第2粘著手段的性質保持有差異。
根據本發明的第一形態的CMP調節器的製造方法，其特徵在於利用上述用於CMP調節器的硬質磨粒的排列方法，使前述硬質磨粒排列在前述支撐部件的表面上，然後將前述硬質磨粒固著在前述支撐部件上。
在如上述形成的本發明的第一形態中，因為硬質磨粒的分布不會疏密不均，所以，即使使用該CMP調節器，在硬質磨粒的密集部分研漿中的磨粒凝集的現象也不會發生。
另一方面，在本發明的第二形態中，其目的在於在能夠得到穩定的CMP調節器特性的同時，不用形成排放槽等也能夠在研磨時使研漿等排放，以減少微小劃痕。
根據本發明的第二形態的CMP調節器，是具備支撐部件、以及設置於前述支撐部件的面上的多個硬質磨粒的CMP調節器，其特徵在於前述多個硬質磨粒被規則地、且以自前述支撐部件的內側至外側密度逐漸減小的方式被排列在前述支撐部件的面上。
根據本發明的第二形態的另一種CMP調節器，是具備支撐部件、及設置於前述支撐部件的面上的多個硬質磨粒的CMP調節器，其特徵在於在前述支撐部件的面上，使不存在前述多個硬質磨粒的區域確保呈略放射狀。
用於根據本發明的第二形態的CMP調節器的硬質磨粒的排列方法，其特徵在於包括將形成有規則地、且以自內側至外側密度逐漸減小的方式使其排列的多個貫通孔的薄板狀的排列部件定位於被排列面上的工序，以及將硬質磨粒放入前述排列部件的各貫通孔中的工序。
用於根據本發明的第二形態的另一CMP調節器的硬質磨粒的排列方法，其特徵在於包括將使不存在多個貫通孔的區域確保呈略放射狀的薄板狀的排列部件定位於被排列面上的工序，以及將硬質磨粒放入前述排列部件的各貫通孔中的工序。
用根據本發明的第二形態的另一於CMP調節器的硬質磨粒的排列方法，其特徵在於包括將多個硬質磨粒以使其規則地、且以自內側至外側密度逐漸減小的方式排列的狀態保持在保持部件上的工序，以及將由前述保持部件保持的硬質磨粒轉印到構成CMP調節器的支撐部件的表面上的工序。
用於根據本發明的第二形態的另一CMP調節器的硬質磨粒的排列方法，其特徵在於包括以使不存在多個硬質磨粒的區域確保呈略放射狀的狀態將前述多個硬質磨粒保持在保持部件上的工序，以及將由前述保持部件所保持的硬質磨粒轉印到構成CMP調節器的支撐部件的表面上的工序。
根據本發明的第二形態的CMP調節器的製造方法，其特徵在於利用前述用於CMP調節器的硬質磨粒的排列方法，使前述硬質磨粒排列在前述支撐部件的表面上，然後將前述硬質磨粒固著在前述支撐部件的表面上。
圖1是關於本發明的第一形態的CMP調節器的說明圖。
圖2是表示本發明的第一形態的金剛石顆粒2的排列的一例的圖。
圖3是表示本發明的第一形態的金剛石顆粒2的排列的另一例的圖。
圖4是本發明的第一形態中根據第1個方法進行的金剛石顆粒2的排列方法的說明圖。
圖5是本發明的第一形態的排列板5的說明圖。
圖6A及圖6B是本發明的第一形態中根據第2個方法進行的金剛石排列方法的說明圖，圖6A表示在前述排列板7上散布金剛石顆粒2的樣態，圖6B表示從排列板7上剝離粘合片10時的狀態。
圖7是本發明的第一形態中根據第2個方法進行的金剛石顆粒2的排列方法的說明圖。
圖8是CMP工藝的說明圖。
圖9是關於以往的CMP調節器的說明圖。
圖10是關於本發明的第二形態的CMP調節器的說明圖。
圖11是表示本發明的第二形態的金剛石顆粒12的排列的一例的圖。
圖12是表示本發明的第二形態的金剛石顆粒12的排列的另一例的圖。
圖13是本發明的第二形態的排列板15的說明圖。
圖14是表示形成有排放槽203的CMP調節器的示意圖。
具體實施例方式
基於第一形態的CMP調節器以下，參照附圖，對根據本發明第一形態的半導體基板用研磨布的CMP調節器、用於半導體基板用研磨布的CMP調節器的硬質磨粒的排列方法、以及CMP調節器製造方法的實施形式進行說明。
利用圖1，對CMP調節器進行說明。如該圖中所示，在由不鏽鋼等構成的圓板狀的支撐部件1的表面上，作為硬質磨粒固著有金剛石顆粒2。另外，在圖1中所示的外觀是一例，但也可以不在支撐部件1的全部表面上都存在金剛石顆粒2，例如，可以在支撐部件1的表面上形成用於化學研漿排放的排放槽。
圖2、3是支撐部件1的表面的放大圖，表示金剛石顆粒2的排列。在圖2中所示的是將金剛石顆粒2排列成圍棋盤狀的情況，在支撐部件1的表面上，在以正方形製成的單位格子A的各個頂點配置金剛石顆粒2。換句話說，如該圖中的單點劃線所示，可以認為是以一定間隔平行地並列的第1直線組L1，以及以一定間隔平行地並列、且與前述第1直線組L1成90度角度相交的第2直線組L2，在這些直線組L1、L2的交點處配置金剛石顆粒2。
圖3中所示的是將金剛石顆粒2排列成蜂窩狀的情況，在支撐部件1的表面上，在以正三角形製成的單位格子B的各個頂點配置金剛石顆粒2。換句話說，如該圖中的單點劃線所示，可以認為是以一定間隔平行地並列的第3直線組L3，以及以一定間隔平行地並列、且與前述第3直線組L3成120度角度相交的第4直線組L4，在這些直線組L3、L4的交點處配置金剛石顆粒2。
在圖2中所示的排列中，對應某一金剛石顆粒2，距與其在上下左右方向鄰近的4個金剛石顆粒2的距離為r，另外，距與其在斜方向相鄰近的4個金剛石顆粒2的距離為 r。
在圖3中所示的排列中，對應某一金剛石顆粒2，距與其鄰近的6個金剛石顆粒2的距離全部為r。因此，圖3中所示的排列中，金剛石顆粒2的分布更緊密而變得均勻，並能夠得到更優良的CMP調節器特性。
下面，參照圖4～7，對根據本發明第二形態的金剛石顆粒2的排列方法進行說明。在本實施形態中，根據如下面的2個方法，排列金剛石顆粒2。
在第1個方法中，如圖4所示，在設置有釺焊焊料3的支撐部件1的表面上預先塗布粘結劑4。然後在塗布有粘結劑4的支撐部件1的表面上載置排列板5，進行掩膜。
在排列板5上，又如圖5所示，形成有用於使金剛石顆粒2排列的貫通孔6。即，在排列板5上，與圖2、3所示的排列同樣地排列有貫通孔6。貫通孔6的口徑X，與金剛石顆粒2的尺寸D相對應，為1.0D＜X＜2.0D，以使得在1個貫通孔6中不會同時進入1個以上的金剛石顆粒2。另外，在排列板5的周圍，設置散落防止壁5a。
如圖4所示，在已將前述排列板5載置在支撐部件1的表面上的情況下，將金剛石顆粒2散布在排列板5上。這時，通過對排列板5施加適當的振動等，使金剛石顆粒2進入到所有的貫通孔6中。如果在所有的貫通孔6中都有金剛石顆粒2進入，則利用刷子等將排列板5上的多餘的金剛石顆粒2除去。之後，若將排列板5從支撐部件1的表面上取下，則金剛石顆粒2能夠以如圖2、3所示的排列狀態殘留在支撐部件1的表面上。
如上所述，若已使金剛石顆粒2排列在支撐部件1的表面上，則通過進行單層釺焊，將金剛石顆粒2固著。在進行該釺焊的時候，被塗布在支撐部件1的表面上的粘結劑4因對釺焊焊料的加熱而升華，不會殘留在支撐部件1的表面上。
另外，在第1個方法中，代替排列板5，也可以使用由金屬絲編織的網。即，將網的各開口部分作為排列板5中所說的貫通孔6來使用，使金剛石顆粒2進入該開口部分，從而排列在支撐部件1的表面上。
在第2個方法中，如同前述第1個方法那樣並不是將金剛石顆粒2直接排列在支撐部件1的表面上，而是使其暫且排列在粘貼片等保持部件上，然後在轉印在支撐部件1的表面上。
如圖6(a)所示，在排列板7上，形成有用於使金剛石排列的凹部8。即，在排列板7上，與圖2、3所示的排列同樣地排列有凹部8。另外，將凹部8的口徑X，相對於金剛石顆粒2的尺寸D，設為1.0D＜X＜2.0D，這與前述第1個方法中所述的貫通孔6是同樣的。
在前述排列板7上散布金剛石顆粒2。這時，也如同前述第1個方法中說明的那樣，通過對排列板7施加適當的振動等，使得金剛石顆粒2進入到所有的凹部8中。若在所有的凹部8中都有金剛石顆粒2進入，則利用刷子9等將排列板7上的多餘的金剛石顆粒2除去。
接著，在排列板7的凹部8的開口的一面上貼附粘貼片10。然後，如圖6(b)所示，當通過將排列板7上下翻轉等，將粘貼片10剝離時，則能夠將金剛石顆粒2以所排列的狀態保持在粘貼片10上。
使前述粘貼片10的保持有金剛石顆粒2的粘貼面貼合在塗布有粘結劑4的支撐部件1的表面上。從而，如圖7所示，金剛石顆粒2形成為一端被支撐在粘貼片10側，另一端被支撐在支撐部件1的表面側的狀態。然後，若將金剛石顆粒2保留在支撐部件1的表面上，僅將粘貼片10除去，則可使金剛石顆粒2排列在支撐部件1的表面上。
作為僅將粘貼片10除去的方法，例如，使粘貼片10的粘結材料的溶解性與支撐部件1側的粘結劑4的溶解性保持差異即可。這種情況下，在圖7所示的狀態下，如果設成可使粘貼片10的粘結劑溶解的環境，則能夠使支撐部件1側的粘結劑4維持其保持力不變，使粘貼片10的粘結劑溶解，僅將粘貼片10除去。
如果已經使金剛石顆粒2如上所述地排列在支撐部件1的表面上，則進行單層釺焊，將金剛石顆粒2固著。在進行該釺焊的時候，塗布在支撐部件1的表面上的粘結劑4因對釺焊焊料的加熱而升華，不會殘留在支撐部件1的表面上。
另外，在第2個方法中，是在排列板7上形成凹部8，但形成貫通孔也可以。在這種情況下，因為如果將圖4中所示的支撐部件1替換成粘貼片10，則能夠使金剛石顆粒排列在粘貼片10上，所以只要將其轉印到支撐部件1的表面上即可。
如上所述，根據本實施形態，由於使金剛石顆粒規則地排列，所以，金剛石顆粒的分布不會疏密不均，即便使用該CMP調節器，在金剛石顆粒的密集部分研漿中的磨粒凝集的現象也不會發生，能夠最小限度地抑制半導體基板表面的微小劃痕。另外，在CMP調節器之間的固體差消失，能夠得到穩定的CMP調節器特性。
另外，在本實施形態中，是如圖2、3所示地使金剛石顆粒排列，但若從在金剛石顆粒的分布方面不能疏密不均這樣的觀點來看，即便是圖2、3中所示以外的排列，對金剛石顆粒的密度只要有一定的規則即可。例如，在支撐部件1的表面內的存在金剛石顆粒的區域中，在存在有平均數個～數十個、例如存在20個金剛石顆粒2的某一定面積的區域間，只要金剛石顆粒2的密度的偏差控制在±50％以內即可。
另外，在本實施形態中，作為本發明中所稱的硬質磨粒使用了金剛石顆粒2，但使用其他材質，例如使用由立方晶系氮化硼、碳化硼、碳化矽或氧化鋁等構成的材質也可以。
另外，作為使金剛石顆粒2向支撐部件1上固著方法，使用釺焊以外的方法，例如通過鎳電鍍等使其固著也可以。
在此，作為較佳的一個例子，對通過釺焊金剛石顆粒來固著的方法進行說明，作為釺焊焊料，通過使用含有0.5～20wt％的選自鈦、鉻或鋯中的1種或以上的熔點為650℃～1200℃的合金，在金剛石顆粒和釺焊合金的界面上形成該金屬的碳化物層。之所以將包含於釺焊焊料中的選自鈦、鉻或鋯中的1種或以上的材料設為0.5～20wt％，是因為假如是比0.5wt％還少的含有量，則在金剛石與釺焊合金的界面上不會形成該金屬的碳化物層，而若添加20wt％，則能夠形成表現出充分的接合強度的碳化物層。
之所以將釺焊合金設為熔點650℃～1200℃的合金，是因為在不到650℃的釺焊溫度下，得不到接合強度，而在超過1200℃的釺焊溫度下，則會因引起金剛石的劣化而不夠理想。
釺焊合金的厚度，以金剛石顆粒的0.2～1.5倍的厚度為宜。這是因為若過薄，金剛石與釺焊合金的接合強度降低，若過厚，則容易引起釺焊焊料與支撐部件的剝離。
金剛石顆粒的粒徑，優選為50μm～300μm。若為不足50μm的微粒的金剛石顆粒，得不到充分的研磨速度，此外，有容易凝集的傾向。另外，若為超過300μm的粗粒的金剛石顆粒，則研磨時的應力集中變大，變得容易脫落。
如上所述，根據本發明的第一形態，即便使用相關的CMP調節器，在硬質磨粒的密集部分研漿中的磨粒也不會凝集，能夠最小限度地抑制半導體基板表面的微小劃痕。另外，在CMP調節器間的固體差消失，能夠得到穩定的CMP調節器性能，所以，能夠實現穩定的量產的CMP工藝。根據第二形態的CMP調節器下面，參照附圖，對本發明的第二形態的半導體基板用研磨布的CMP調節器的實施形態進行說明。另外，關於在本形態中的用於半導體基板用研磨布的CMP調節器的硬質磨粒的排列方法、以及CMP調節器製造方法，除了使用圖13中所示的排列板15來代替圖5中所示的排列板5以外，因為能夠與前述第一形態中的第1及第2個方法同樣地進行，所以在此援用在第一形態中的說明。
利用圖10，對CMP調節器進行說明。如該圖所示，在由不鏽鋼等構成的圓板狀的支撐部件11的表面上，作為硬質磨粒固著有金剛石顆粒12。
在圖11、12中表示在支撐部件11的表面上的金剛石顆粒12的排列的概要。圖11中所示的例子，是設計成從圓板狀的支撐部件11的中心呈放射狀延伸的多個直線(單點劃線L)，在這些直線上排列金剛石顆粒12。在這樣形成的CMP調節器中，金剛石顆粒12是以從支撐部件11的內側至外側密度逐漸變小的方式被排列的，在支撐部件11的表面上，不存在金剛石顆粒12的區域也被確保呈放射狀。
另外，圖12中所示的例子，是設計成從圓板狀的支撐部件11的中心呈放射狀延伸的多個曲線(單點劃線L)，在這些曲線上配置金剛石顆粒12。在這樣形成的CMP調節器中，金剛石顆粒12是以從支撐部件11的內側至外側密度逐漸變小的方式被排列的，在支撐部件11的表面上，不存在金剛石顆粒12的區域也被確保呈放射狀。在本發明中所謂的略放射狀，不僅是指如圖11所示的呈直線地放射的情況，也包括如圖12所示的呈曲線地放射的情況。
此外，實際的金剛石顆粒12，與支撐部件11相比是非常小的，但在圖10或後述的圖11、12中，為了簡單地進行說明而將金剛石顆粒12放大示意。另外，關於直線或曲線的數量也同樣，是以更密的狀態使其放射的，不過在圖11、12中簡單地進行示意。
在本發明的第二形態中的金剛石顆粒12的排列方法以及CMP調節器的製造方法，除了使用圖13中所示的排列板15來代替圖5中所示的排列板5以外，能夠以與前述第一形態中所說明的第1個方法及第2個方法同樣的方法進行。在該排列板15上，又如圖13所示，形成有用於使金剛石顆粒2排列的貫通孔16。即，在排列板15上，與圖11、12所示的排列同樣地排列有貫通孔16。貫通孔16的口徑X，與金剛石顆粒12的尺寸D相對應，為1.0D＜X＜2.0D，以使得在1個貫通孔16中不會同時進入1個以上的金剛石顆粒12。另外，在排列板15的周圍，設置散落防止壁15a。
如上所述，根據本實施形態，因為能夠使金剛石顆粒12規則地排列，所以，在CMP調節器之間的固體差消失，能夠得到穩定的CMP調節器特性。另外，通過使金剛石顆粒12從支撐部件11的中心呈放射狀地排列，能夠使其以自支撐部件11的內側至外側密度逐漸變小的方式進行排列，另外，能夠呈放射狀地確保不存在金剛石顆粒12的區域，所以，在研磨時能夠使研漿向支撐部件11的外側排放，減少微小劃痕。並且，因為沒有必要為了使研漿排放而對支撐部件11進行特別的研究，所以，能夠使加工的功夫或成本減輕。
如上所述，根據本發明的第二實施形態，在CMP調節器間的固體差消失，能夠得到穩定的CMP調節器性能，所以，能夠實現穩定的量產的CMP工藝。另外，因為在研磨時能夠使研漿排放，能夠減輕微小劃痕，並且，沒有必要為此而對支撐部件進行特別的研究，所以，能夠使加工的功夫或成本減輕。
下面，根據實施例對本發明的第一形態進行詳細說明，但本發明並不限於這些實施例。
使金剛石顆粒粒徑為150～210μm，在鐵素體系不鏽鋼製的支撐部件上使用Ag-Cu-3Zr(熔點800℃)的釺焊金屬，在10-5乇的真空中，在釺焊溫度850℃下保持30分鐘，完成單層釺焊。對CMP調節器，就傳統類型A(以手撒金剛石顆粒的)、類型B(圖2中所示的圍棋盤狀排列)、類型C(圖3中所示的蜂窩狀排列)的3個類型，各自準備10枚。
然後，對各CMP調節器，對10枚貼附有TEOS膜的半導體晶片進行研磨實驗。即，對A、B、C的每一類型，各進行100枚研磨。每進行1次研磨進行2分鐘修整。
然後，從100枚已經研磨的晶片中，對每10枚中的1枚，共計10枚晶片測量微小劃痕的數量，若將使用了類型A的CMP調節器情況下的微小劃痕的數量設為100，則使用了類型B、C的修整器的情況下的微小傷痕的數量的相對值分別為26、17。
從該結果也可以清楚，B、C類型的CMP調節器，與A類型的以往的修整器相比，能夠使晶片表面的微小劃痕大幅度減少。另外，因為在CMP調節器間的CMP調節器特定的差異小，所以，能夠實現穩定的量產的CMP工藝。
權利要求
1.一種CMP調節器，該調節器是具備支撐部件和設置於前述支撐部件的面上的多個硬質磨粒的CMP調節器，其中前述多個硬質磨粒被規則地排列在前述支撐部件的面上。
2.如權利要求1所述的CMP調節器，其中前述硬質磨粒被配置於在前述支撐部件的面上以正方形製成的單位格子的各頂點處。
3.如權利要求1所述的CMP調節器，其中前述硬質磨粒被配置於在前述支撐部件的面上以三角形製成的單位格子的各頂點處。
4.一種CMP調節器，該調節器是具備支撐部件和設置於前述支撐部件的面上的多個硬質磨粒的CMP調節器，其中在存在前述硬質磨粒的一定面積的區域間，前述硬質磨粒的密度的偏差在±50％以內。
5.如權利要求1～4中任一項所述的CMP調節器，其中前述硬質磨粒是金剛石顆粒。
6.如權利要求5所述的CMP調節器，其中通過使用含有0.5～20wt％的選自鈦、鉻或鋯中的1種或以上的熔點為650℃～1200℃的合金，將前述金剛石顆粒單層釺焊在由金屬及/或合金構成的前述支撐部件上，在前述金剛石顆粒和前述合金的界面上，形成選自鈦、鉻或鋯中的金屬的碳化物層。
7.一種用於CMP調節器的硬質磨粒的排列方法，包括將形成有被規則地排列的多個貫通孔的薄板狀的排列部件定位於被排列面上的工序，以及將硬質磨粒放入前述排列部件的各貫通孔中的工序。
8.如權利要求7所述的用於CMP調節器的硬質磨粒的排列方法，其中前述被排列面是構成CMP調節器的支撐部件的表面。
9.一種用於CMP調節器的硬質磨粒的排列方法，包括將多個硬質磨粒以使其規則地排列的狀態保持在保持部件上的工序，以及將由前述保持部件所保持的硬質磨粒轉印在構成CMP調節器的支撐部件的表面上的工序。
10.如權利要求9所述的用於CMP調節器的硬質磨粒的排列方法，在前述保持部件上設用於保持前述硬質磨粒的第1粘著手段，在前述支撐部件的表面上設第2粘著手段，並使這些第1粘著手段及第2粘著手段的性質保持有差異。
11.一種CMP調節器的製造方法，利用記載於權利要求7～10的任意一項中的用於CMP調節器的硬質磨粒的排列方法，使前述硬質磨粒排列在前述支撐部件的表面上，然後將前述硬質磨粒固著在前述支撐部件上。
12.一種CMP調節器，該調節器是具備支撐部件和設置於前述支撐部件的面上的多個硬質磨粒的CMP調節器，其中前述多個硬質磨粒被規則地、且以自前述支撐部件的內側至外側密度逐漸減小的方式被排列在前述支撐部件的面上。
13.如權利要求12所述的CMP調節器，其中前述硬質磨粒自前述支撐部件的中心呈略放射狀地被排列。
14.一種CMP調節器，該調節器是具備支撐部件和設置於前述支撐部件的面上的多個硬質磨粒的CMP調節器，其中，在前述支撐部件的面上，使不存在前述多個硬質磨粒的區域確保呈略放射狀。
15.如權利要求12～14中任意一項所述的CMP調節器，其中前述硬質磨粒是金剛石顆粒。
16.如權利要求15所述的CMP調節器，其中通過使用含有0.5～20wt％的選自鈦、鉻或鋯中的1種或以上的熔點為650℃～1200℃的合金，將前述金剛石顆粒單層釺焊在由金屬及/或合金構成的前述支撐部件上，在前述金剛石顆粒和前述合金的界面上，形成選自鈦、鉻或鋯中的金屬的碳化物層。
17.如權利要求16所述的CMP調節器，其中前述熔點為650℃～1200℃的合金是鎳基合金。
18.一種用於CMP調節器的硬質磨粒的排列方法，包括將形成有規則地、且以自內側至外側密度逐漸減小的方式使其排列的多個貫通孔的薄板狀的排列部件定位於被排列面上的工序，以及將硬質磨粒放入前述排列部件的各貫通孔中的工序。
19.一種用於CMP調節器的硬質磨粒的排列方法，其包括將使不存在多個貫通孔的區域確保呈略放射狀的薄板狀的排列部件定位於被排列面上的工序，以及將硬質磨粒放入前述排列部件的各貫通孔中的工序。
20.如權利要求18或19所述的用於CMP調節器的硬質磨粒的排列方法，其中前述被排列面是構成CMP調節器的支撐部件的表面。
21.一種用於CMP調節器的硬質磨粒的排列方法，其包括將多個硬質磨粒以使其規則地、且以自內側至外側密度逐漸減小的方式排列的狀態保持在保持部件上的工序，以及將由前述保持部件保持的硬質磨粒轉印到構成CMP調節器的支撐部件的表面上的工序。
22.一種用於CMP調節器的硬質磨粒的排列方法，其包括以使不存在多個硬質磨粒的區域確保呈略放射狀的狀態將前述多個硬質磨粒保持在保持部件上的工序，以及將由前述保持部件所保持的硬質磨粒轉印到構成CMP調節器的支撐部件的表面上的工序。
23.如權利要求21或22所述的用於CMP調節器的硬質磨粒的排列方法，在前述保持部件上設用於保持前述硬質磨粒的第1粘著手段，在前述支撐部件的表面上設第2粘著手段，並使這些第1粘著手段及第2粘著手段的性質保持有差異。
24.一種CMP調節器的製造方法，利用使用在記載於權利要求18～23中任意一項中的CMP調節器上的硬質磨粒的排列方法，使前述硬質磨粒排列在前述支撐部件的表面上，然後將前述硬質磨粒固著在前述支撐部件的表面上。
全文摘要
本發明揭示一種能夠在抑制半導體基板表面的劃痕的同時，得到穩定的CMP調節器特性的CMP調節器。第1形態的CMP調節器是通過具備支撐部件、及設置於前述支撐部件的面上的多個硬質磨粒，且前述多個硬質磨粒被規則地排列在前述支撐部件的面上而形成的。第二形態的CMP調節器是通過具備支撐部件、及設置於前述支撐部件的面上的多個硬質磨粒，且前述多個硬質磨粒被規則地、且以自前述支撐部件的內側至外側密度逐漸減小的方式被排列在前述支撐部件的面上而形成的。
文檔編號B24D18/00GK1482959SQ01821022
公開日2004年3月17日 申請日期2001年12月20日 優先權日2000年12月21日
發明者木下俊哉, 兒, 橋野英兒, 佐藤節雄, 雄, 一, 荒木隆一 申請人:新日本制鐵株式會社