专利名称：研磨垫、研磨装置及晶片的研磨方法
技术领域：
本发明涉及一种晶片的研磨方法、研磨装置及采用该研磨垫的研磨装置，特别涉及半导体晶片的化学性机械研磨(CMP)用装置、用于该装置的研磨垫及半导体晶片的研磨方法。
背景技术：
近年来，半导体装置的微细化显著。为实现半导体装置的微细化，就半导体装置的制造方法，开发了多种新技术。在这些新技术中，将由金属配线材料和绝缘材料构成的配线层叠层成几层的多层配线技术，大大促进了半导体装置的微细化及高性能化，但也在技术上存在多种课题。该课题之一是，确保各配线层中的平整性。例如，在不能确保该平整性的情况下，在各配线层的上面残留凹凸的状态下，在微细化的关键的光蚀刻工序，产生聚焦偏移，不能形成配线图形。为解决该课题，近年来，多采用化学性机械研磨半导体晶片的表面的化学性机械研磨(CMP)法。
以下，参照附图，说明不是以往的转台方式的所谓带研磨方式的CMP装置。
图15概略表示以往的带研磨方式的CMP装置中的研磨机构部的构成。
在该图所示的CMP装置中，基材由泡沫聚氨酯构成的多个片状的研磨垫101，相隔一定间隔地粘贴在带状的定盘102上。然后，通过一边向研磨垫101上供给研磨剂即粉浆，一边使定盘102行走，一边对保持器103施加旋转，一边推压吸附在保持器103上的半导体晶片104的表面，研磨半导体晶片104。此外，为了使研磨垫101的上面活性化(起毛刺)，将装在圆柱体105的下面的修整器106推碰到研磨垫101，相对于定盘102的行走方向，使其随时向垂直方向移动。通过使研磨垫101的上面活性化，研磨垫101能够维持研磨力。
此外，以往的CMP装置，例如具有围住配置在带状的定盘102的终点检测装置(未图示)。在各研磨垫101，形成终点检测用的贯通孔110。终点检测装置，通过贯通孔110，例如对半导体晶片104照射激光，通过接收从半导体晶片104的反射光，检测研磨的终点。
图16是表示图15所示的以往的CMP装置中的D部的放大图。该图表示相隔一定间隔地在定盘102上粘贴研磨垫101的部分。此外，图17是表示图15所示的以往的CMP装置中的E部的放大图，表示研磨终点检测用的贯通孔110。此处，如果定盘102的前进方向，称为研磨垫101的长度方向，与研磨垫面内的定盘102的垂直方向，称为研磨垫的宽度方向，贯通孔110，在研磨垫101中，在宽度方向看，在中央附近开口。
另外，如图15及图16所示，在前进方向，在相邻的研磨垫101的之间，相隔一定的间隔，由此，能够迅速排出研磨屑或粉浆。
通过采用以上说明的CMP装置，半导体装置的上面能够高精度平坦化，能够形成微细的配线图形。
专利文献1特开2001-176828号公报在以往的CMP装置中，在连续使用时，如图16所示，在研磨垫101的端部中，面对相邻的研磨垫101的部分，产生损伤107。与此同样，在图17所示的贯通孔110的周边部，在研磨时也产生损伤107。该损伤107，是在相对于定盘102的行走方向，向垂直方向随时移动时，因修整器106冲撞研磨垫101而产生的。
此外，如图16所示，无论在研磨垫101的端部、当中，还是在角部108，都容易引起剥离。产生如此的剥离的原因如下。
具有研磨垫101或定盘102、保持器103等的研磨机构，在研磨装置在空载的状态下时，在湿的保护性气氛下待机。此外，在粘贴研磨垫101的定盘102，在被施加非常强的张力的状态下，以传送带状继续转动运动。此外，研磨时的研磨垫101，在暴露在粉浆中的同时，接收对半导体晶片的押紧力或来自修整器的接触·压紧力。如果长时间继续此种状态，与其他部分相比，在与定盘的接合面积窄的研磨垫101的端部，浸入水或粉浆，因与拉伸应力的相互作用产生剥离。
如果在研磨垫101产生损伤107或剥离，在半导体工艺中也会产生异常。
首先，当在研磨垫101的端部及终点检测用的贯通孔的圆周边缘部出现损伤107时，由于向研磨垫101压紧半导体晶片104的表面侧(主面侧)，进行研磨，所以在晶片的主面侧产生损伤。如此的晶片的主面侧的损伤，是显著劣化半导体装置的可靠性，最终导致诱发成品不良的原因。因此，在CMP后，必须检查半导体晶片的损伤，因此需要大量的人力。
然后，如果剥离研磨垫101，在研磨途中，有时研磨垫101的剥离部分卡住半导体晶片104，半导体晶片104从保持器103脱落，损坏半导体晶片104。
此外，如果因剥离在研磨垫101端部产生浮起部分，该浮起部分和修整器106冲撞时，损坏修整器106及安装其的圆柱体，不得不停止设备。其修复需要长大量的时间和费用。
如此，关于研磨垫的角部的剥离，进行能提高接合定盘102和研磨垫101的粘合剂的接合强度等的组装。但是，在提高定盘102和研磨垫101的接合强度的情况下，虽然在粘贴后能以充分的强度接合，但由于一边施加张力一边转动，处在湿的、化学性保护性气氛下，粘合剂迅速劣化。此外，需要根据使用的粉浆，个别研究粘合剂，不适合小批量的生产。
发明内容
本发明的目的是，提供一种不引起损伤或破损的研磨半导体晶片的研磨方法、研磨垫及研磨装置。
本发明的第1研磨垫，是用于化学性机械研磨的、上面为研磨面的研磨垫，至少对上端部的一部分实施斜形加工或磨圆加工。
由此，在将本发明的研磨垫用于研磨装置时，由于能够防止修整器和研磨垫的上端部冲撞，所以能够防止在端部附近发生损伤。因此，能够对晶片无损伤地进行研磨。
通过从上方看，具有大致四边形的形状，至少对相当于上述大致四边形的1个边的部分的上端，实施斜形加工或磨圆加工，在用于带研磨方式的研磨装置的时候，能够防止在端部附近发生损伤。因此，能够对晶片无损伤地进行研磨，制造高可靠性的晶片。
通过从上方看，具有扇形的形状，至少对上端部的一部分实施斜形加工或磨圆加工，在用于将研磨垫分割成多枚的转台方式的研磨装置的时候，能够对晶片无损伤地进行研磨。
例如，如果至少对上述上端部中的一部分实施斜形加工，上述上端部的角度为钝角，由于能够有效地防止与修整器的冲撞，能够降低与修整器的摩擦，所以，能够防止在端部附近发生损伤。
通过在圆周边缘部的上端，再设置实施斜形加工或磨圆加工的贯通孔，在用于研磨装置时，由于能够在贯通孔附近防止发生修整器造成的损伤，所以，能够不损伤晶片地进行研磨。因此，能够制造可靠性更高的晶片。
本发明的第2研磨垫，是用于化学性机械研磨的、上面为研磨面的研磨垫，至少在端部的一部分形成第1凹凸部，至少在另一端部的一部分形成可与上述第1凹凸部咬合的第2凹凸部。
由此，如果用第1凹凸部和第2凹凸部接合研磨垫，用于研磨装置，由于能够有效分散定盘或晶片的应力，所以能够防止在研磨中产生剥离。结果，不易引起研磨装置紧急停止等不良现象，还能够降低半导体装置的制造成本。
由于从上面看，具有在第1边形成上述第1凹凸部，在上述第1边的对边形成上述第2凹凸部的大致四边形的形状，所以能够优选用于带研磨方式的研磨装置。
通过在圆周边缘部的上端，再设置实施斜形加工或磨圆加工的贯通孔，在研磨时，能够抑制在贯通孔的周边产生损伤。
通过对从上方看时的角部分，实施斜形加工或磨圆加工，与以往的研磨垫相比，由于能够不使研磨液或水轻易进入角部分，所以在将本发明的研磨垫用于研磨装置时，在研磨中不易产生剥离。
特别优选，从上方看，具有切去四角或磨圆四角，形成曲线的大致四边形的形状。
本发明的第3研磨垫，是用于化学性机械研磨的、上面为研磨面的研磨垫，其中，通过突出上述端部的上部形成的第1突出部，至少形成在端部的一部分上；可与上述第1突出部重合地，通过突出上述端部的下部形成的第2突出部，至少形成在其它端部的一部分上。
由此，在将多枚本发明的研磨垫用于研磨装置时，相对于定盘的行走方向，通过在上游侧配置第1突出部，并且，通过重合第1突出部和第2突出部，能够抑制产生修整器造成的损伤。此外，由于能够防止研磨液或水侵入研磨垫的下面，所以，在研磨中，能够防止产生剥离。
由于从上方看，具有大致四边形的形状，在第1边形成上述第1突出部，在上述第1边的对边形成上述第2突出部，所以能够优选用于带研磨方式的研磨装置。
本发明的第4研磨垫，是用于化学性机械研磨的、上面为研磨面的研磨垫，其中，设置圆周边缘部的上端被实施斜形加工或磨圆加工的贯通孔。
由此，如果将本发明的研磨垫用于研磨装置，在研磨时，能够从贯通孔监视研磨的终点，同时，能够防止在贯通孔附近产生损伤。
本发明的第1研磨装置，具有定盘、相互间隔地粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫、研磨时保持晶片的保持器、活性化上述多个研磨垫的上面的修整器，是用于化学性机械研磨的研磨装置；在上述多个研磨垫的各自的上端部中，对面对相邻的上述研磨垫的部分，实施斜形加工或磨圆加工。
由此，在研磨时，由于能够防止修整器和研磨垫的上端部冲撞，所以，能够防止在端部附近产生损伤。因此，能够不损伤晶片地进行研磨。
此外，还包括相互平行的具有转动轴的至少2个辊，上述定盘为悬挂在上述辊上的带状的定盘；上述研磨垫，也可以具有至少1个边的上端部被斜形加工或磨圆加工的大致四边形的形状。
本发明的第2研磨装置，具有定盘、粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫、研磨时保持晶片的保持器、活性化上述多个研磨垫的上面的修整器，是用于化学性机械研磨的研磨装置；至少在上述各研磨垫的部分端部，形成第1凹凸部；在上述各研磨垫的另一端部的一部分，形成与相邻的上述研磨垫的上述第1凹凸部咬合的第2凹凸部。
由此，如果用第1凹凸部和第2凹凸部接合该研磨垫，用于研磨装置，由于能够有效分散从定盘或晶片施加给研磨垫的端部的应力，所以能够防止在研磨中剥离研磨垫。结果，不易引起研磨装置紧急停止等不良现象，还能够抑制因故障增加的制造成本。
上述多个研磨垫的各自，从上面看也可以具有，在第1边形成上述第1凹凸部，在上述第1边的对边形成上述第2凹凸部的大致四边形的形状。
本发明的第3研磨装置，具有定盘、相互间隔地粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的研磨垫、研磨时保持晶片的保持器、活性化上述多个研磨垫的上面的修整器，是用于化学性机械研磨的研磨装置；上述多个研磨垫的各自，对从上面看时的角部分，实施斜形加工或磨圆加工。
由此，由于能够有效分散从定盘或晶片施加给研磨垫的端部的应力，所以能够防止在研磨中剥离研磨垫。结果，不易引起研磨装置紧急停止等不良现象，还能够降低半导体装置的制造成本。
本发明的第4研磨装置，具有定盘、粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫、研磨时保持晶片的保持器、活性化上述多个研磨垫的上面的修整器，是用于化学性机械研磨的研磨装置；在上述各研磨垫中，从研磨时的动作方向看，在上游侧的端部形成使上部突出而成的第1突出部，在上述各研磨垫中，从研磨时的动作方向看，在下游侧的端部，突出下部，形成与相邻的上述研磨垫的上述第1突出部重合的第2突出部。
由此，能够抑制因修整器对研磨垫的端部产生损伤。此外，由于能够防止研磨液或水侵入研磨垫的下面，所以，在研磨中，能够防止产生研磨垫的剥离。
上述多个研磨垫的各自，从上面看，具有大致四边形的形状，在第1边形成上述第1突出部，在上述第1边的对边形成上述第2突出部本发明的第5研磨装置，具有定盘、相互间隔地粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫、研磨时保持晶片的保持器、活性化上述多个研磨垫的上面的修整器，是用于化学性机械研磨的研磨装置；在上述多个研磨垫相互之间埋入粘合剂。
由此，由于能够防止研磨液或水从研磨垫的端部侵入，所以，在研磨时，研磨垫不容易剥离。因此，不引起不适合，能够顺利地研磨晶片。
本发明的第6研磨装置，具有定盘、相互间隔地粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫、研磨时保持晶片的保持器、活性化上述多个研磨垫的上面的修整器，是用于化学性机械研磨的研磨装置；在上述多个研磨垫的各自上，设置圆周边缘部的上端被斜形加工或磨圆加工的贯通孔。
由此，在研磨时，由于不易在贯通孔的圆周边缘部产生损伤，所以能够不对晶片产生损伤地进行研磨。
本发明的第1晶片研磨方法，是采用具有定盘及相互间隔地粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫的研磨装置的研磨方法，包括利用修整器使上述多个研磨垫的上面活性化的工序(a)和在使上述定盘行走的同时，向上述研磨垫的上面推压上述晶片，进行研磨的工序(b)；上述工序(a)及工序(b)所用的上述研磨垫，在上端部中，对与相邻的上述研磨垫对置的部分实施斜形加工或磨圆加工。
采用本方法，由于在工序(a)，不易损伤研磨垫，所以在工序(b)，能够不损伤晶片地进行研磨。
本发明的第2晶片研磨方法，是采用具有定盘及粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫的研磨装置的研磨方法，包括利用修整器使上述多个研磨垫的上面活性化的工序(a)和在使上述定盘行走的同时，向上述研磨垫的上面推压上述晶片，进行研磨的工序(b)；在上述工序(a)及工序(b)所用的上述研磨垫的端部，形成第1凹凸部及与相邻的上述研磨垫的上述第1凹凸部咬合的第2凹凸部。
如果采用本方法，由于在研磨中能够防止剥离研磨垫，所以，能够抑制研磨装置的紧急停止或在工序(a)中修整器和研磨垫剥离部分的冲撞等不良现象的发生。
本发明的第3晶片研磨方法，是采用具有定盘及粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫的研磨装置的研磨方法，包括利用修整器使上述多个研磨垫的上面活性化的工序(a)和在使上述定盘行走的同时，向上述研磨垫的上面推压上述晶片，进行研磨的工序(b)；在上述工序(a)及工序(b)所用的上述研磨垫的端部，对从上面看时的角部分，实施斜形加工或磨圆加工。
由此，由于能够有效分散从定盘或晶片施加给研磨垫的端部的应力，所以，在研磨中，不易剥离研磨垫。
本发明的第4晶片研磨方法，是采用具有定盘及粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫的研磨装置的研磨方法，包括利用修整器使上述多个研磨垫的上面活性化的工序(a)和在使上述定盘行走的同时，向上述研磨垫的上面推压上述晶片，进行研磨的工序(b)；在上述工序(a)及工序(b)所用的上述研磨垫中，从上述定盘的行走方向看，在上游侧的端部，形成使上部突出的第1突出部，在下游侧的端部，形成使下部突出的、与相邻的上述研磨垫的上述第1凹凸部重合的第2突出部。
采用本方法，在工序(a)能够抑制因修整器对研磨垫的端部产生损伤。此外，由于能够防止研磨液或水侵入研磨垫的下面，所以还能够防止在研磨中剥离研磨垫。
本发明的第5晶片研磨方法，是采用具有定盘及相互间隔地粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫的研磨装置的研磨方法，包括利用修整器使上述多个研磨垫的上面活性化的工序(a)和在使上述定盘行走的同时，向上述研磨垫的上面推压上述晶片，进行研磨的工序(b)；在上述工序(a)及工序(b)所用的上述多个研磨垫的相互间，埋入粘合剂。
采用本方法，由于能够防止研磨液或水从研磨垫的端部侵入，所以，在研磨中，能够抑制研磨垫的剥离。因此，不引起不良现象而能够顺利地研磨晶片。
本发明的第6晶片的研磨方法，是采用具有定盘及相互间隔地粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫的研磨装置的研磨方法，包括利用修整器使上述多个研磨垫的上面活性化的工序(a)和在使上述定盘行走的同时，向上述研磨垫的上面推压上述晶片，进行研磨的工序(b)；在上述工序(a)及工序(b)所用的上述研磨垫的各自上，设置圆周边缘部的上端被斜形加工或磨圆加工的贯通孔。
如果采用本方法，在研磨时，由于在贯通孔的圆周边缘部不易产生损伤，所以能够不损伤晶片地进行研磨。
图1是概略表示本发明的实施方式1的带研磨方式的CMP装置中的研磨机构部的构成图。
图2是放大表示图1所示的实施方式1的CMP装置中的A部的立体图。
图3是放大表示实施方式1的CMP装置中的A部的长度方向的剖面图。
图4是放大表示实施方式1的CMP装置中的图1所示的A部的一变形例的剖面图。
图5是放大表示实施方式1的CMP装置中的图1所示A部的一变形例的剖面图。
图6是放大表示实施方式1的CMP装置中研磨垫中的B部的立体图。
图7是放大表示图1所示的CMP装置的研磨垫中的B部的剖面图。
图8是表示用于本发明的实施方式2的CMP装置的研磨垫的立体图。
图9是表示用于本发明的实施方式3的CMP装置的研磨垫的立体图。
图10是表示用于本发明的实施方式4的CMP装置的研磨垫的立体图。
图11是实施方式4的研磨垫的图10所示C部的放大剖面图。
图12是本发明的实施方式5的CMP装置中，表示研磨垫间的结构的立体图。
图13是在实施方式5的CMP装置中，研磨垫的端部及定盘的在长度方向切断时的剖面图。
图14(a)表示本发明的实施方式6的CMP装置的侧面图，(b)是从上方看该CMP装置的研磨垫时的俯视图。
图15是概略表示以往的带研磨方式的CMP装置中的研磨机构部的构成的图。
图16是表示图15所示的以往CMP装置中的D部的放大图。
图17是表示图15所示的以往CMP装置中的E部的放大图。
图中1辊2、21定盘3、22研磨垫4端部5、23半导体晶片6圆柱体7、26修整器
8贯通孔9圆周边缘部10 凹凸11 角部12 切口部13 粘合剂16、24 保持器25 粉浆具体实施方式
本申请的发明者们，首先，在带研磨方式的研磨装置中，为了防止损伤研磨垫，试验了多个片状的研磨垫的配置间隔的适当化或修整器的改进等。但是，在现有的研磨机构中，不能显著降低发生在研磨垫的损伤。此外，还研究了变换研磨垫的材质，但难于选择在适当研磨晶片的同时又不产生损伤的材料。因此，本申请的发明者们，注重研磨垫的带有角部的端部，在变更片状的研磨垫的端部形状的时候，发现能够防止修整器和研磨垫的冲撞，能够抑制在研磨垫上发生损伤。
即，在研磨装置中，通过对研磨垫的上端部中的与相邻的研磨垫对置的部分，实施斜形加工(倒角加工)或磨圆加工，使修整器和研磨垫的上端部不冲撞，能够抑制损伤的发生。此外，在对研磨垫的贯通孔实施与此相同的加工时，与以往相比，显著降低在贯通孔圆周边缘部产生损伤的发生率。另外，在本说明书中，所谓的“磨圆加工”，指的是使角部分或上端部等的角圆形化的加工法。
另外，通过将研磨垫的角部或端部的形状，加工成不易集中来自定盘的张力或修整器及晶片的应力的形状，发现也能够抑制从研磨垫的定盘的剥离。此外，通过形成在研磨垫和定盘的之间不易进入粉浆或水等液体的形状，也能够抑制研磨垫的剥离。
下面，采用附图对本发明的实施方式进行说明。
实施方式1图1是概略表示本发明的实施方式1的带研磨方式的CMP装置中的研磨机构部的构成图。
如该图所示，本实施方式的CMP装置中的研磨机构部，具有具有旋转轴相互平行配置的2个辊(滑轮)1、悬挂在辊1上的带状的定盘2、用粘贴片材等粘贴在定盘2的外表面上的例如4枚片状的研磨垫3、研磨时保持半导体晶片5的保持器16、圆柱体6、装在圆柱体6上的使研磨垫3的上面活性化(起毛刺)的修整器7、检测研磨终点的检测装置(未图示)。研磨垫3，由例如聚氨酯，特别是独立发泡的聚氨酯构成，形成矩形。
此外，在定盘2及研磨垫3，形成检测研磨的终点的贯通孔8。该贯通孔8，是用于透过从设在定盘2的下方的检测装置照射的激光等光线而设置的。检测装置，通过检测半导体晶片反射的激光，检测研磨的终点。
采用本实施方式的CMP装置(研磨装置)的半导体晶片的研磨方法，与以往相同。
即，半导体晶片5，在研磨时，以主面侧搭接在研磨垫上方式保持在保持器16。研磨中的保持器16，以通过与研磨面对置的垂线中的半导体晶片5的中心的线为轴旋转。
带状的定盘2，即以传送带的方式转动。
设在圆柱体6下面上的修整器7，在研磨时，以与研磨垫3的上面接触的状态，一边相对于研磨垫3的前进方向，向垂直方向移动，以便进行研磨垫3的修整，使研磨垫3的上面起毛刺。另外，在研磨垫3的研磨面，相对于前进方向的垂直方向称为“宽度方向”，与前进方向平行的方向称为“长度方向”。
如此，通过研磨垫3一边向前进方向移动，一边旋转半导体晶片5，进行研磨。此时，向研磨垫3供应含有研磨粒子的粉浆下面，说明本实施方式的研磨垫3的特征，即研磨垫端部及贯通孔8圆周边缘部的形状。
图2是放大表示图1所示的本实施方式的CMP装置中的A部的立体图，图3是放大表示本实施方式的CMP装置中的A部的长度方向的剖面图。另外，图1的A部是多枚研磨垫3的向定盘2的粘结部。
如图2及图3所示，在本实施方式的CMP装置中，倾斜切断研磨垫3的上端部中的与相邻的研磨垫3的对置部分(端部4)。因此，如图3所示，A部上的定盘2与研磨垫3的侧端面形成锐角，研磨垫3的上端部形成钝角。
由此，在研磨时，研磨垫3的上端部不会卡住修整器7，能够使研磨垫3活性化，能够防止发生以往在研磨垫3端部发生的损伤。所以，如果采用本实施方式的CMP装置，能够不损伤半导体晶片的主面地进行CMP。
特别是在本实施方式的CMP装置中，由于研磨垫3的下端面部形成锐角，所以，修整器7和研磨垫3更不容易卡住。另外，如此的形状，通过一般的斜形加工，能够容易形成。
此外，在图1～图3中，示出了相互间相隔规定间隔地，在定盘2上粘贴研磨垫3的例子，但也可以无间隔地排列各研磨垫。本实施方式的研磨垫3，即使在无间隔地配置在定盘2的状态下，由于也能够确保排出粉浆或研磨屑的空间，所以在防止粉浆或水进入研磨垫3的里面的同时，还能够继续良好的研磨。
此外，图4、图5都是放大表示本实施方式的CMP装置中的图1所示A部的一变形例的剖面图。
研磨垫3的端部4，如图4所示，即使是对上端部实施倒角(斜形)加工的形状，也具有上述的效果。即，通过斜形加工，研磨垫3的上端部中的与相邻的研磨垫对置的部分的角度，也可以形成超过90度的钝角。此时，由于研磨垫3的上端部4不易与修整器7冲撞，所以也不易在研磨垫3的端部4产生损伤。
此外，在研磨垫3的端部4，如图5所示，也可以实施磨圆加工。如此，通过用刀片或锉刀等磨圆加工研磨垫3的上端部，研磨垫3的上端部也不容易卡住修整器7。
此外，如以上说明，对贯通孔8的圆周边缘部实施与研磨垫3的端部的加工相同的加工，也具有效果。
图6是放大表示图1所示的CMP装置中的B部的立体图，图7是放大表示图1所示的CMP装置的研磨垫中的B部的剖面图。另外，在图1中，B部表示贯通孔8。此外，图7表示定盘2及研磨垫3的长度方向的截面。
如图6及图7所示，在用于本实施方式的CMP装置的研磨垫3中，贯通孔8的圆周边缘部9的上端的角度，在长度方向的截面看成钝角。
因此，即使在贯通孔8的圆周边缘部9，研磨垫3的上端部也不容易与修整器7冲撞，也能够抑制产生在以往的半导体晶片的上面产生的损伤。此外，能够利用修整器7，稳定且顺利地进行研磨垫3的活性化。
另外，与如图3所示的端部4同样，也可以是倾斜切断贯通孔8的圆周边缘部9的形状，与如图5所示的端部4同样，也可以磨圆加工贯通孔8的圆周边缘部9。在上述情况下，由于也能够抑制修整器7和圆周边缘部9的冲撞，所以不易在圆周边缘部9发生损伤。
如上所述，在本实施方式的CMP装置中，通过以不易卡住修整器7或减小磨擦的方式，形成研磨垫3的端部4及贯通孔8的圆周边缘部9的形状，抑制在研磨垫3上产生损伤。
另外，在用于本实施方式的CMP装置的研磨垫3上，在图2～图5中，对长度方向的两端部，即从前进方向看，在上游侧和下游侧的端部，实施上述加工，但只对下游侧的端部实施上述加工，也能够得到与前面列举例相同的效果。但是，在加工研磨垫3的上游侧和下游侧双方的端部时，由于容易进行在定盘2上粘贴时的位置对合，同时还能够不注意方向性地在装置上安装，所以优选。
此外，在本实施方式中，就CMP装置，举例了在带状的定盘2上粘贴4枚研磨垫3，但也不特别限定研磨垫3的枚数。关于研磨垫3的宽度，优选至少大于半导体晶片5的直径，具有适当的余量。
实施方式2图8是表示用于本发明的实施方式2的CMP装置的研磨垫的立体图。另外，在该图中，与实施方式1相同的部件，附加相同的符号。此外，本实施方式的CMP装置，除研磨垫的形状及粘贴方法以外，由于与实施方式1相同，所以，以下只说明研磨垫的形状及粘贴方法。
如图8所示，在本实施方式的研磨垫3上，在从前进方向看，在上游侧和下游侧的端部，形成凹凸10。该凹凸10，形成能够与相邻的研磨垫的凹凸10咬合的形状。
此外，在本实施方式的CMP装置中，多枚研磨垫3，通过咬合各自相邻的研磨垫3和凹凸，能够以无间隙的状态粘贴在定盘2上。
该凹凸10的形状，只要是能够与相邻的研磨垫咬合的形状，无特别限制。此外，关于形成的凹部或凸部的个数，也无限制。
通过在研磨垫3上设置如此的凹凸10，由于能够增加与相邻的研磨垫3的接触面积，所以，根据施加给定盘2的张力(拉伸应力)，能够分散施加给研磨垫3的应力。此外，由于能够避免定盘2和研磨垫3的接合面与湿性·化学保护性气氛直接接触，所以，能够抑制从研磨垫3的端部，特别是从角部的剥离。因此，在采用本实施方式的研磨垫的CMP装置中，不易引起因研磨垫剥离而紧急停止等造成的不适合。此外，由于还能够延长研磨垫3的寿命，所以还能够降低半导体装置的制造成本。
实施方式3图9是表示用于本发明的实施方式3的CMP装置的研磨垫的立体图。
如该图所示，本实施方式的用于CMP装置的研磨垫3，从上方看，利用倒角加工等，切去角部11的角。通过如此的加工，从上方看，能够将所有的角部的角切成90度以下。另外，除倒角加工外，也可以利用磨圆加工等，将角部的侧端面加工成圆状等曲面。
以往的研磨垫，由于是矩形，所以从定盘22施加给角部的应力集中，并且容易进入粉浆或水等。对此，在本实施方式的CMP装置中，由于形成切去研磨垫3的角部11的角的形状，所以，根据施加给定盘2的张力(拉伸应力)，能够分散研磨垫3承受的应力，能够不容易剥离研磨垫3。此外，由于粉浆或水等液体也难于进入定盘2和研磨垫3的接合部，所以不会从研磨垫3剥离。因此，如果采用本实施方式的CMP装置，在研磨中，能够抑制紧急停止等，抑制发生故障。
另外，为确保研磨半导体晶片的区域，在本实施方式的研磨垫3上，实施上述倒角加工或磨圆加工的范围，优选位于从宽度方向大约在40mm以内的区域。
实施方式4图10是表示用于本发明的实施方式4的CMP装置的研磨垫的立体图。此外，图11是本实施方式的研磨垫的图10所示的C部的放大剖面图。另外，在该图中，表示在定盘的前进方向(长度方向)的定盘2及研磨垫3的剖面。
如图11所示，在本实施方式的研磨垫3，从前进方向看，在上游侧和下游侧的端部，形成切口部12。该切口部12形成，从前进方向看，在上游侧的端部，形成上部比下部突出的形状，在下游侧的端部，形成可与上游侧的端部咬合的、下部突出的形状。只要是能够咬合，不特别限定上游侧的端部的突出部和下游侧的端部的突出部的形状，但如图11所示，是台阶状加工，还是倾斜切去上游侧和下游侧的端部的选择，例如要研究是否适合研磨垫的材质，在制作时决定。
在本实施方式的CMP装置中，上述研磨垫3，以多枚重合(咬合)在端部的切口部12的状态，粘贴在定盘2。此时，如图11所示，配置在上游侧的研磨垫3的下游侧的切口部12与配置在下游侧的研磨垫3的上游侧的切口部12重合。因此，半导体晶片5(参照图1)的研磨时，由于修整器7不易被研磨垫3的端部卡住，所以能够顺利地进行垫片的活性化。因此，能够不损伤半导体晶片5的主面地进行研磨。此外，通过在研磨垫3的端部形成切口部12，能够防止定盘2和研磨垫3的接合面与湿性·化学保护性气氛直接接触，能够抑制研磨垫3的剥离。因此，能够顺利进行半导体晶片的加工工序。
实施方式5图12是在本发明的实施方式5的CMP装置中，表示研磨垫间的结构的立体图。图13是在本实施方式的CMP装置中，研磨垫的端部及定盘的在长度方向切断时的剖面图。
如图12所示，在本实施方式的CMP装置中，在定盘2上粘贴多枚研磨垫3，在相互邻接的研磨垫3的之间，涂布粘合剂13。该粘合剂13，例如在将研磨垫3粘贴到定盘2上时涂布、固化。
此外，粘合剂13，以固化后不超过研磨垫3的高度，并且不从研磨垫间的间隙溢出的方式涂布。
由此，由于能够以定盘2和研磨垫3的接合面不与湿性·化学保护性气氛直接接触的方式，进行半导体晶片的研磨，所以能够防止在研磨时剥离研磨垫3的端部。此外，研磨垫3的端部，由于用粘合剂13物理接合，所以更难剥离研磨垫3。
作为此处使用的粘合剂，优选采用耐药剂性优良的、容易进行固化的，例如环氧系的固化型的粘合剂。特别是在采用环氧系树脂时，由于具有伸缩性，所以能够释放施加给研磨垫3的应力。在采用如此的粘合剂的情况下，在粘贴研磨垫3后，在研磨垫相互间的间隙涂布粘合剂，用干燥器等热源固化。然后，进行半导体晶片的研磨。
另外，在图13中，举例了磨圆加工研磨垫3的上端部，但研磨垫3，也可以形成与以往相同的形状，也可以具有在实施方式1及实施方式3中说明的形状。但是，在采用实施方式1的研磨垫的情况下，由于研磨时不容易产生损伤，并且研磨垫不容易剥离，所以，能够期待相乘效果。在采用实施方式3的研磨垫时，优选能够增强研磨垫的剥离抑制效果。
实施方式6在以上的实施方式中，说明了在带研磨方式的CMP装置中，加工研磨垫的端部的例子。对此，即使是转盘式的CMP装置，有时也需要加工研磨垫的端部。
在以往的转盘式的CMP装置中，在圆盘状的定盘上面粘贴圆形的研磨垫，通过在研磨垫上从上方按压研磨对象半导体芯片或修整器，进行研磨。在如此的以往的CMP装置中，作为研磨垫，由于只使用1枚圆形的垫片，所以不会产生作为本发明课题的在研磨垫的端部发生损伤及因剥离而停止装置带来的不良现象。然而，与带研磨方式相比，由于研磨垫大，所以难于在研磨垫和定盘间不进入气泡地粘贴研磨垫，有时因存在气泡，在研磨时产生不良现象。此外，在研磨垫，即使在一处进入气泡或产生破裂的情况下，也必须更换整个研磨垫，导致生产成本上升。
为解决上述不适合，提出了将研磨垫分割成多枚的转盘式的CMP装置。由此，由于当在研磨定盘上粘贴研磨垫时，不易进入气泡，所以研磨垫能够不弯曲地粘贴在研磨定盘上。此外，由于能够部分更换破损部分的研磨垫，所以能够降低研磨垫的成本。此外，由于分割研磨垫，所以容易进行研磨垫的粘贴、揭剥作业。
可是，通过将圆形的研磨垫分割成多枚，与带研磨方式的CMP装置同样，产生剥离研磨垫，或在研磨垫的端部出现损伤等不适合。
为此，本发明者们认为，在转盘式的CMP中也可应用在带研磨方式的CMO中有效的、加工研磨垫的端部的方法。
图14(a)表示本发明的实施方式6的CMP装置的侧面图，(b)是从上方看本实施方式的CMP装置的研磨垫时的俯视图。
如图14(a)所示，本实施方式的CMP装置，具有具有定盘21、粘贴在定盘21上面的研磨垫22、具有旋转机构及加压机构并保持半导体晶片23的保持器24、具有旋转机构及加压机构并使研磨垫22的上面起毛刺的修整器26。
如图14(b)所示，本实施方式的研磨垫22，形成将以往的研磨垫分割成多枚的形状。例如，在本实施方式的CMP装置中，形成扇形的4枚研磨垫22，相互无间隔地粘贴在定盘21。此外，在研磨垫22中，向邻接的研磨垫间相互连接的部分，即各自的研磨垫22的端部被加工成斜形状。
如此，通过粘结切掉垫片相互间的粘结部角部分的角的加工形状或斜形状的垫片，能够防止研磨垫22的粘贴部卡住修整器。由此，能够防止因粘贴部卡住修整器而产生的损伤，能够向研磨垫22的外周方向高效率排出研磨后的粉浆或研磨屑。
除此之外，也可以在研磨垫22的边上形成凹凸，通过组合该凹凸，在定盘21上粘贴研磨垫22。此外，也可以用粘合剂填埋邻接的研磨垫间的间隙，防止水分或粉浆25进入研磨垫22和定盘21的结合部分。
另外，在图14(b)，在定盘21上粘贴4枚研磨垫22，但也不特别限定研磨垫22的数量。
如果采用本发明的CMP装置，通过在研磨垫的端部实施斜形加工或磨圆加工，研磨垫不容易卡住修整器，能够防止发生损伤。此外，通过在研磨垫的端部形成凹凸，由于能够从定盘分散承受的应力，所以能够抑制研磨垫的剥离。
此外，通过采用这些CMP装置进行研磨，能够不损伤半导体芯片主面地进行研磨。
权利要求
1.一种研磨垫，是用于化学性机械研磨的、上面为研磨面的研磨垫，其中，至少对上端部的一部分实施斜形加工或磨圆加工。
2.如权利要求1所述的研磨垫，其中，从上方看，具有大致四边形的形状，至少对相当于上述大致四边形的1个边的部分的上端，实施斜形加工或磨圆加工。
3.如权利要求1所述的研磨垫，其中，从上方看，具有扇形的形状，至少对上端部的一部分实施斜形加工或磨圆加工。
4.如权利要求1所述的研磨垫，其中，至少对上述上端部中的一部分实施斜形加工，上述上端部的角度为钝角。
5.如权利要求1～4中任何一项所述的研磨垫，其中，再设置在圆周边缘部的上端实施斜形加工或磨圆加工的贯通孔。
6.一种研磨垫，是用于化学性机械研磨的、上面为研磨面的研磨垫，其中，至少在端部的一部分形成第1凹凸部；至少在另一端部的一部分形成可与上述第1凹凸部咬合的第2凹凸部。
7.如权利要求6所述的研磨垫，其中，从上面看，具有在第1边形成上述第1凹凸部，在上述第1边的对边形成上述第2凹凸部的大致四边形的形状。
8.如权利要求6或7所述的研磨垫，其中，再设置在圆周边缘部的上端实施斜形加工或磨圆加工的贯通孔。
9.一种研磨垫，是用于化学性机械研磨的、上面为研磨面的研磨垫，其中，对从上方看时的角部分，实施斜形加工或磨圆加工。
10.如权利要求9所述的研磨垫，其中，从上方看，具有剪去四角或磨圆四角并且形成曲线的大致四边形的形状。
11.如权利要求9或10所述的研磨垫，其中，再设置在圆周边缘部的上端实施斜形加工或磨圆加工的贯通孔。
12.一种研磨垫，是用于化学性机械研磨的、上面为研磨面的研磨垫，其中，至少在端部的一部分上形成通过使上述端部的上部突出而形成的第1突出部；至少在其它端部的一部分上形成可与上述第1突出部重合并且通过使上述端部的下部突出形成的第2突出部。
13.如权利要求12所述的研磨垫，其中，从上方看，具有大致四边形的形状，在第1边形成上述第1突出部，在上述第1边的对边形成上述第2突出部。
14.如权利要求12或13所述的研磨垫，其中，再设置在圆周边缘部的上端实施斜形加工或磨圆加工的贯通孔。
15.一种研磨垫，是用于化学性机械研磨的、上面为研磨面的研磨垫，其中，设置圆周边缘部的上端被实施斜形加工或磨圆加工的贯通孔。
16.一种研磨装置，是用于上述晶片的化学性机械研磨的研磨装置，具有定盘、相互间隔地粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫、研磨时保持晶片的保持器、活性化上述多个研磨垫的上面的修整器，在上述多个研磨垫的各自的上端部中，对面对相邻的上述研磨垫的部分，实施斜形加工或磨圆加工。
17.如权利要求16所述的研磨装置，其中，还包括具有相互平行的转动轴的至少2个辊；上述定盘为悬挂在上述辊上的带状的定盘；上述研磨垫，具有至少1个边的上端部被斜形加工或磨圆加工的大致四边形的形状。
18.一种研磨装置，是用于上述晶片的化学性机械研磨的研磨装置，具有定盘、粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫、研磨时保持晶片的保持器、活性化上述多个研磨垫的上面的修整器，至少在上述各研磨垫的端部的一部分，形成第1凹凸部；在上述各研磨垫的其它端部的一部分，形成与相邻的上述研磨垫的上述第1凹凸部咬合的第2凹凸部。
19.如权利要求18所述的研磨装置，其中，上述多个研磨垫分别具有从上面看，在第1边形成上述第1凹凸部，在上述第1边的对边形成上述第2凹凸部的大致四边形的形状。
20.一种研磨装置，是用于上述晶片的化学性机械研磨的研磨装置，具有定盘、相互间隔地粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫、研磨时保持晶片的保持器、活性化上述多个研磨垫的上面的修整器，上述多个研磨垫的各个研磨垫，对从上面看时的角部分，实施斜形加工或磨圆加工。
21.一种研磨装置，是用于上述晶片的化学性机械研磨的研磨装置，具有定盘、粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫、研磨时保持晶片的保持器、活性化上述多个研磨垫的上面的修整器，在上述各研磨垫中，从研磨时的动作方向看，在上游侧的端部，形成使上部突出而形成的第1突出部，在上述各研磨垫中，从研磨时的动作方向看，在下游侧的端部，形成使下部突出而形成的、与相邻的上述研磨垫的上述第1突出部重合的第2突出部。
22.如权利要求21所述的研磨装置，其中，上述多个研磨垫的各个研磨垫，从上面看，具有大致四边形的形状，在第1边形成上述第1突出部，在上述第1边的对边形成上述第2突出部。
23.一种研磨装置，是用于上述晶片的化学性机械研磨的研磨装置，具有定盘、相互间隔粘地粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫、研磨时保持晶片的保持器、活性化上述多个研磨垫的上面的修整器，在上述多个研磨垫相互之间埋入粘合剂。
24.一种研磨装置，是用于上述晶片的化学性机械研磨的研磨装置，具有定盘、相互间隔地粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫、研磨时保持晶片的保持器、活性化上述多个研磨垫的上面的修整器，在上述多个研磨垫的各个研磨垫上，设置圆周边缘部的上端被斜形加工或磨圆加工的贯通孔。
25.一种晶片的研磨方法，是采用具有定盘及粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫的研磨装置的晶片研磨方法，其特征在于，包括利用修整器使上述多个研磨垫的上面活性化的工序(a)、在使上述定盘行走的同时，向上述研磨垫的上面推压上述晶片，进行研磨的工序(b)；上述工序(a)及工序(b)中所用的上述研磨垫，对上端部中的与相邻的上述研磨垫对置的部分实施斜形加工或磨圆加工。
26.一种晶片的研磨方法，是采用具有定盘及粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫的研磨装置的晶片研磨方法，其特征在于，包括利用修整器使上述多个研磨垫的上面活性化的工序(a)、在使上述定盘行走的同时，向上述研磨垫的上面推压上述晶片，进行研磨的工序(b)；在上述工序(a)及工序(b)所用的上述研磨垫的端部，形成第1凹凸部及与相邻的上述研磨垫的上述第1凹凸部咬合的第2凹凸部。
27.一种晶片的研磨方法，是采用具有定盘及粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫的研磨装置的晶片研磨方法，其特征在于，包括利用修整器使上述多个研磨垫的上面活性化的工序(a)、在使上述定盘行走的同时，向上述研磨垫的上面推压上述晶片，进行研磨的工序(b)；在上述工序(a)及工序(b)所用的上述研磨垫，对从上面看时的角部一部分，实施斜形加工或磨圆加工。
28.一种晶片的研磨方法，是采用具有定盘及粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫的研磨装置的晶片研磨方法，其特征在于，包括利用修整器使上述多个研磨垫的上面活性化的工序(a)、在使上述定盘行走的同时，向上述研磨垫的上面推压上述晶片，进行研磨的工序(b)；在上述工序(a)及工序(b)所用的上述研磨垫中，从上述定盘的行走方向看，在上游侧的端部，形成使上部突出的第1突出部，在下游侧的端部，形成使下部突出的、与相邻的上述研磨垫的上述第1突出部重合的第2突出部。
29.一种晶片的研磨方法，是采用具有定盘及相互间隔地粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫的研磨装置的晶片研磨方法，其特征在于，包括利用修整器使上述多个研磨垫的上面活性化的工序(a)、在使上述定盘行走的同时，向上述研磨垫的上面推压上述晶片，进行研磨的工序(b)；在上述工序(a)及工序(b)所用的上述多个研磨垫的相互间，埋入粘合剂。
30.一种晶片的研磨方法，是采用具有定盘及相互间隔地粘贴在上述定盘上并以上面为研磨面的多个研磨垫的研磨装置的晶片研磨方法，其特征在于，包括利用修整器使上述多个研磨垫的上面活性化的工序(a)、在使上述定盘行走的同时，向上述研磨垫的上面推压上述晶片，进行研磨的工序(b)；在上述工序(a)及工序(b)所用的上述研磨垫的各个研磨垫上，设置圆周边缘部的上端被斜形加工或磨圆加工的贯通孔。
全文摘要
本发明提供一种不引起损伤或破损的研磨半导体晶片的研磨方法、研磨垫及研磨装置，所述研磨装置，具有悬挂在旋转轴平行配置的2个辊(1)上的带状的定盘(2)、粘贴在定盘(2)上的多枚片状的研磨垫(3)、使研磨垫(3)活性化的修整器(7)，在研磨垫(3)的上端部中，与相邻的研磨垫对置的部分的角度成钝角。由此，由于研磨垫(3)不卡住修整器(7)，所以能够抑制研磨垫(3)产生损伤，能够无损伤地研磨半导体晶片。
文档编号B24B37/20GK1577758SQ20041005921
公开日2005年2月9日 申请日期2004年6月9日 优先权日2003年6月26日
发明者白樫卫吾, 松本宗之, 佐竹光成, 小林健司 申请人:松下电器产业株式会社