研磨布及其加工方法及使用该研磨布的基板的制造方法技术

一种研磨布及其加工方法及使用该研磨布的基板的制造方法，该研磨布用以研磨半导体基板，其特征为，该布表面至少形成具有放射状图案的沟，该沟位于基板正下方部位的沟体积总和的平均值／基板面积为０．０６以上且０．２３以下，而且，该沟的形成是位于比前述基板更中心侧的沟部分的沟深度此位于前述基板正下方的沟部分的沟深度浅，在前述沟的放射状图案的中央部，沟与沟重叠一起的交点未存在于前述基板的正下方。借此，可以提供一种在半导体基板研磨时通过将必要量的研磨剂供应至基板中心部而可以高平坦度地进行研磨、而且不会发生剥离、扭曲、毛边、不会使半导体基板表面发生伤痕的研磨布及其加工方法以及基板的制造方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种研磨布及该研磨布的加工方法及使用该研磨布的基板的 制造方法，该研磨布用以研磨基板、特别是半导体基板主表面。
技术介绍
半导体基板为了在其主表面形成半导体装置，而要求具有高表面平坦 度。这是因为构成半导体装置的配线的最小线宽非常小、为0.2微米以下， 有必要使半导体基板主表面平坦来减少断线等的不良情况产生。因为增大半 导体装置的集成度，该配线的最小线宽有更小的倾向，随着这倾向而要求进 一步提高半导体基板的表面平坦度。提高半导体基板的表面平坦度，用以研磨该表面的研磨材料是重要的。 在CMP(化学机械剖光)等的单片研磨时，如图3所示，被固定于研磨头10 上的半导体基板11，以所希望压力在压住贴在研磨机平台12上的研磨布13 上面。而且，在研磨机平台12与半导体基板11依规定旋转数旋转的同时， 从平台中央附近，喷出由喷嘴14供应的研磨剂(浆体)15，该研磨剂15进入 半导体基板11与研磨布13之间进行研磨。前述研磨方法无论半导体基板多大也大致相同，为了降低半导体装置的 成本，半导体基板的大小正朝向大型化进展。在研磨时半导体基板与平台的旋转有必要维持半导体基板面内的研磨均匀性，半导体基板的大口径化使通 过半导体基板的旋转在半导体基板外周部形成的离心力随着半导体基板外 周部至中心部的距离而增加。因此，造成研磨剂难以进入半导体基板中心部 的现象，因而使半导体基板面无法均匀地进行研磨，该结果成为使半导体基 板平坦度恶化的主要原因。因此，为了使研磨到达半导体基板的中心部来均4匀地进行研磨半导体基板面内，已专利技术形成有各式各样图案形状的沟的研磨 布。沟的形状有格子状(例如参照日本专利特开2002-100592号公报、特开 2000-286218号公报、特开2000-354952号公报、特开2002-367937号公报)、 三角格子状(例如参照特开2000-354952号公报)、龟甲状、放射状(例如参照 特开平7-321076号公报、特开2002-100592号公报)、同心圆状(例如参照特 开2002-100592号公报)、组合放射状沟与同心圆或螺旋状沟(例如参照特开 2000-286218号公报、特开2000-354952号、特开2002-367937号公报)等， 其目的都是通过提高研磨剂的保持性及流动性、使研磨剂到达半导体基板的 中心部，使在半导体基板面内的研磨量均匀化。在研磨布上形成具有格子状、龟甲状、三角格子状的图案的沟时，虽然 也有沟与平台的直径方向平行的情况，但是几乎所有的沟都非平行。当沟与平台的直径方向平行时，因为通过平台旋转离心力可以直接传导至研磨剂， 所以可以大程度地保持其流动性，研磨剂可以通过沟而到达与紧贴研磨布的 半导体基板表面中心部。但是，沟与直径方向非平行时，离心力分开成为沟 方向的力和与垂直交叉的方向的力，能够对研磨剂有作用的只有沟方向的 力，所以研磨剂的流动性变小。而且，因为进入基板正下方的沟的研磨剂， 在朝向平台外周方向前进期间在沟的分歧点被分流，所以通过1条沟的研磨 剂的量本身一直减少。接着，当通过沟到达半导体基板表面中心部的研磨剂 减少时，进入研磨布与半导体基板间的研磨剂也减少。其结果，因为在半导 体基板表面外周部，研磨剂可以容易地从沟以外的部分进入研磨布与半导体 基板之间，比较研磨速度时，会有半导体基板表面中心部的研磨速度较小而 使半导体基板的主表面的平坦度恶化的情形。另一方面，在研磨布上形成同心圆状、或是螺旋状的沟时，使用这种研 磨布所研磨而成的半导体基板的表面，会形成被称为所谓研磨环的微小同心 圆状凹凸。这是因为研磨布经常接触半导体基板表面中心的某半径区域表 面，由沟所形成的研磨布凹凸转印在该半径区域而发生。因此使用形成有同 心圆状、或是螺旋状的沟的研磨布来研磨半导体基板时，会有半导体基板表 面平坦度恶化的情况。研磨布中有复合放射状的沟和同心圆状或是螺旋状的 沟来形成研磨布表面，但只要在研磨布上存在有同心圆状或是螺旋状的沟，一定会发生研磨环的问题，而对基板的表面平坦度带来不良的影响。在研磨布上形成放射状的沟时，因为不会发生因离心力的分散所造成的 研磨剂流动性降低、基板正下方的沟部的研磨剂的分流、以及研磨剂环，和 上述的沟形状比较时可以期待具有较好的研磨。在前述的日本专利特开平7-321076号公报、特开2002-100592号公报、以及特开2000-354952号公报， 有公开形成这种放射状的沟的研磨布。其中，特开平7-321076号公报的半导体装置的制造方法，公开一种研磨 布，该研磨布的放射布的放射状的沟是直线、或是相对于研磨布的旋转方向 为朝相反方向弯由的研磨布。该文献的实施，虽然形成的放射状的沟的条数、 沟的形成间隔等可以有种种的变形，但是当基板的直径是200mm以上的大 口径化时，若未规定由放射状的沟所形成、在被研磨基板正下方的沟部体积 时，即使进行研磨平台或基板的旋转速度、推压基板的负荷、研磨的种类、 以及浓度等各式各样的变更，也有研磨剂难以进入到达基板主表面的中心部 而导致基板表面的平坦度恶化的可能性。而且，特开2002-100592号公报，公开一种将扇状的研磨布片贴在研磨 平台表面而制成的具有放射状沟的研磨布，但是，和上述特开平7-321076 号公报同样，由于并未规定由放射状的沟所形成、在被研磨基板正下方的沟 部体积而有同样的问题存在。而且，特开2002-367937号公报是由无发泡树脂所构成的研磨布，有规定在该研磨布所形成沟与沟之间所形成凸部的上边、底边、及沟底部的宽度。 确实地，在由无发泡树脂所构成的研磨布上形成的沟，若是格子状、三角格 子状、同心圆状、螺旋状时，因为沟的间距可以一定，所以可以形成规定尺 寸的沟。但是，当在研磨布上只有形成放射状的沟时，即使要应用该文献所 规定的沟尺寸于放射状沟，是否应用于研磨布的最外周就可以，或是应用于 放射状沟的中心附近就可以，或是在所形成的沟整体都必须有这样的规定尺 寸就可以并不清楚，而有以下的问题存在，也就是说无法提供一种研磨布其 具有最适合的放射沟的沟间隔，用以供应研磨剂至研磨中的基板的中心部， 与上述特开平7-321076号公报及特开2002-100592号公报具有相同的问题存在。而且，如上所述的半导体基板中，SOI晶片(S卩，绝缘层上覆硅晶片)的重要性正在提高。这是因为在具有电绝缘性的硅氧化膜上形成有硅活性层的 SOI晶片，在支撑晶片与硅晶片活性层之间具有绝缘体的氧化膜(以下称为BOX氧化膜)，在硅活性层上所形成的电子元件具有耐电压高、a线的软错 误(soft error)率低等重大优点，具有优良的元件高速性、低耗电性、高耐压性、 耐环境性等。而且，在硅活性为l微米以下厚度的薄膜SOI晶片，在硅活性层上所形 成的MOS(金属氧化物半导体)型半导体装置，因为使其以完全耗尽型工作 时，可以减少源极及漏极的PN接合面积，所以可以谋求元件驱动的高速化。 而且，因为绝缘层的BOX氧化膜的电容与在栅极氧化膜正下方所形成的耗 尽层电容串联，实质上耗尽层电容减少、可以实现低耗电化。这样的SOI晶片，例如在至少单面具有平坦化及镜面化主面的第1晶片 (以下称为黏着晶片)及第2晶片(以下称为基片晶片)中至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以研磨基板的研磨布，其特征为，在该研磨布的表面形成具有放射状图案的沟，该沟是形成其位于比该基板更中心侧位置的沟部分的沟深度，比位于该基板正下方的沟部分的沟深度浅，在该沟的放射状图案的中央部，沟与沟重叠一起的交点未存在于该基板的正下方。

【技术特征摘要】
JP 2003-9-26 2003-3359391. 一种用以研磨基板的研磨布，其特征为，在该研磨布的表面形成具有放射状图案的沟，该沟是形成其位于比该基板更中心侧位置的沟部分的沟深度，比位于该基板正下方的沟部分的沟深度浅，在该沟的放射状图案的中央部，沟与沟重叠一起的交点未存在于该基板的正下方。2. 如权利要求1所述的研磨布，其中该沟的沟宽一定，沟与沟所夹的角度大于下述数学式1所得到的数值 数学式1沟与沟所夹的角度2Xsin(沟宽/(2x(从研磨布中心至基板中心的距离一基板半径)))。3. 如权利要求1所述的研磨布，其中该沟的沟宽为2.0mm以下。4. 如权利要求2所述的研磨布，其中该沟的沟宽为2.0mm以下。5. 如权利要求1所述的研磨布，其中该研磨布为不织布型或是绒面型。6. 如权利要求2所述的研磨布，其中该研磨布为不织布型或是绒面型。7. —种基板的制造方法，其特征为，使用权利要求1至6任一项所述 的研磨布研磨基板。8. 如权利要求7所述的基板的制造方法，其中该要进行研磨的基板是 单晶硅芯片或是绝缘层上覆硅芯片。9. 一种研...

【专利技术属性】
技术研发人员：添田康嗣，
申请(专利权)人：信越半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]