JP3355668B2 - 基板の研磨方法および基板保持台 - Google Patents
基板の研磨方法および基板保持台Info
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- JP3355668B2 JP3355668B2 JP29436492A JP29436492A JP3355668B2 JP 3355668 B2 JP3355668 B2 JP 3355668B2 JP 29436492 A JP29436492 A JP 29436492A JP 29436492 A JP29436492 A JP 29436492A JP 3355668 B2 JP3355668 B2 JP 3355668B2
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- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板の研磨方法および
基板保持台に係り、特にトレンチアイソレーションに用
いられて好適な半導体装置の埋め込み材料を平坦化する
基板の研磨方法およびその方法に用いる基板保持台に関
する。
基板保持台に係り、特にトレンチアイソレーションに用
いられて好適な半導体装置の埋め込み材料を平坦化する
基板の研磨方法およびその方法に用いる基板保持台に関
する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造において、半導体基板
等の基板上に生じた凹凸を平坦化するための研磨技術
は、重要な技術の一つである。
等の基板上に生じた凹凸を平坦化するための研磨技術
は、重要な技術の一つである。
【０００３】近年、半導体装置の分野ではデバイスの大
容量化が進んでいるが、チップ面積をなるべく小さくし
て大容量化を図るためには多層配線技術が必要である。
この多層配線技術においては、多層配線の段切れを防止
するため、下地の平坦化が重要である。下地に凹凸があ
ると、これにより段差が生じ、この段差上に形成される
配線が切れる、いわゆる段切れ等の不具合が発生するか
らである。この平坦化を良好に行うには、初期工程から
の平坦化が重要となる。
容量化が進んでいるが、チップ面積をなるべく小さくし
て大容量化を図るためには多層配線技術が必要である。
この多層配線技術においては、多層配線の段切れを防止
するため、下地の平坦化が重要である。下地に凹凸があ
ると、これにより段差が生じ、この段差上に形成される
配線が切れる、いわゆる段切れ等の不具合が発生するか
らである。この平坦化を良好に行うには、初期工程から
の平坦化が重要となる。
【０００４】このため、例えばトレンチアイソレーショ
ン等が考えられている。トレンチアイソレーションとは
半導体基板に形成した溝（トレンチ）に絶縁材を埋め込
んで、素子分離を行うものであり、これは寸法変換差を
小さくして素子分離領域を形成することができるので有
利であるが、絶縁材の埋め込み後は、溝以外に形成した
絶縁材からなる凸部を除去して平坦化する必要がある。
ン等が考えられている。トレンチアイソレーションとは
半導体基板に形成した溝（トレンチ）に絶縁材を埋め込
んで、素子分離を行うものであり、これは寸法変換差を
小さくして素子分離領域を形成することができるので有
利であるが、絶縁材の埋め込み後は、溝以外に形成した
絶縁材からなる凸部を除去して平坦化する必要がある。
【０００５】図７は従来のウェハー保持装置および研磨
装置断面図である。図７に示すように、ウェハーを研磨
するための装置はウェハー２５を保持するためのウェハ
ー保持装置と、ウェハー２５表面を研磨する研磨装置と
から構成されている。ウェハー保持装置はウェハー２５
を吸着保持するための金属からなるウェハー保持台１２
６とウェハー２５を回転するためのウェハー保持台回転
軸２７とから構成されている。研磨装置は研磨材として
のスラリー２２を載置するためのパッド２８とこのパッ
ド２８を支持するための研磨プレート２３と研磨プレー
ト２３を回転するための研磨プレート回転軸２４とスラ
リー２２をパッド２８上に供給するためのスラリー導入
管２１とから構成されている。
装置断面図である。図７に示すように、ウェハーを研磨
するための装置はウェハー２５を保持するためのウェハ
ー保持装置と、ウェハー２５表面を研磨する研磨装置と
から構成されている。ウェハー保持装置はウェハー２５
を吸着保持するための金属からなるウェハー保持台１２
６とウェハー２５を回転するためのウェハー保持台回転
軸２７とから構成されている。研磨装置は研磨材として
のスラリー２２を載置するためのパッド２８とこのパッ
ド２８を支持するための研磨プレート２３と研磨プレー
ト２３を回転するための研磨プレート回転軸２４とスラ
リー２２をパッド２８上に供給するためのスラリー導入
管２１とから構成されている。
【０００６】図５は、上述した平坦化を行うためのトレ
ンチアイソレーション工程断面図である。
ンチアイソレーション工程断面図である。
【０００７】まず図５（ａ）に示すように、シリコン等
からなる半導体基板１１上に薄いパッド酸化膜１２およ
び薄いシリコン窒化膜１３を形成した後フォトリソグラ
フィーおよびＲＩＥ（反応性イオンエッチング）により
溝１５を形成し、その後熱酸化により溝１５の表面およ
び側面に酸化膜を形成する。
からなる半導体基板１１上に薄いパッド酸化膜１２およ
び薄いシリコン窒化膜１３を形成した後フォトリソグラ
フィーおよびＲＩＥ（反応性イオンエッチング）により
溝１５を形成し、その後熱酸化により溝１５の表面およ
び側面に酸化膜を形成する。
【０００８】次に図５（ｂ）に示すように、基板１１の
上方全面に有機金属化合物のプラズマ反応により層間膜
１６を形成する。次に図７に示した研磨装置を用いて溝
１５以外の領域の層間膜１６をシリコン窒化膜１３をス
トッパーとして研磨除去して、図５（ｃ）に示すように
層間膜１６ａを平坦化する。
上方全面に有機金属化合物のプラズマ反応により層間膜
１６を形成する。次に図７に示した研磨装置を用いて溝
１５以外の領域の層間膜１６をシリコン窒化膜１３をス
トッパーとして研磨除去して、図５（ｃ）に示すように
層間膜１６ａを平坦化する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図７に示したウェハー
保持装置によりウェハー２５は一定の回転数で回転する
ので、ウェハー２５の内周よりも外周の方が回転速度が
速くなり、しかも、スラリー２２がウェハー２５の中央
部に行き渡り難いので周辺部の研磨レートが速くなる。
従って図７に示した研磨装置では層間膜１６ａの平坦化
の均一性が保たれず、半導体装置の特性上問題となる。
保持装置によりウェハー２５は一定の回転数で回転する
ので、ウェハー２５の内周よりも外周の方が回転速度が
速くなり、しかも、スラリー２２がウェハー２５の中央
部に行き渡り難いので周辺部の研磨レートが速くなる。
従って図７に示した研磨装置では層間膜１６ａの平坦化
の均一性が保たれず、半導体装置の特性上問題となる。
【００１０】そこで本発明は、研磨レートの均一性を向
上させる基板の研磨方法および基板保持台を提供するこ
とを目的とする。
上させる基板の研磨方法および基板保持台を提供するこ
とを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述した課題は、基板表
面または基板上方に形成された溝を埋め込み材料で埋め
た後、該埋め込み材料の表面を研磨して平坦化する方法
であって、中央部と周辺部とを同心円状に備え、中央部
の硬度よりも周辺部の硬度を低下する硬度勾配を有した
基板保持台を予め用意しておき、この基板保持台で基板
を保持し、埋め込み材料を研磨することを特徴とする基
板の研磨方法によって解決される。
面または基板上方に形成された溝を埋め込み材料で埋め
た後、該埋め込み材料の表面を研磨して平坦化する方法
であって、中央部と周辺部とを同心円状に備え、中央部
の硬度よりも周辺部の硬度を低下する硬度勾配を有した
基板保持台を予め用意しておき、この基板保持台で基板
を保持し、埋め込み材料を研磨することを特徴とする基
板の研磨方法によって解決される。
【００１２】本発明に係る基板保持台は、被研磨材とし
ての基板を保持する基板保持台であって、この基板を保
持する面に、中央部と周辺部とを同心円状に備え、中央
部の硬度よりも周辺部の硬度を低下する硬度勾配を有し
たことを特徴とするものである。さらに、周辺部に熱を
供給するため熱供給手段または中央部を冷却するための
冷却手段を備えた基板保持台、または基板を取り付ける
表面が熱硬化型、紫外線もしくは電子線硬化型の樹脂で
構成される基板保持台が好適である。
ての基板を保持する基板保持台であって、この基板を保
持する面に、中央部と周辺部とを同心円状に備え、中央
部の硬度よりも周辺部の硬度を低下する硬度勾配を有し
たことを特徴とするものである。さらに、周辺部に熱を
供給するため熱供給手段または中央部を冷却するための
冷却手段を備えた基板保持台、または基板を取り付ける
表面が熱硬化型、紫外線もしくは電子線硬化型の樹脂で
構成される基板保持台が好適である。
【００１３】また上記課題は本発明によれば、前記基板
保持台の前記基板保持表面が、ガラス転移温度の異なる
２種類以上の樹脂から構成され、且つ同心円状に且つ中
心部から周辺部にかけて、温度が高くなった温度勾配を
有することを特徴とする基板保持台によって解決され
る。
保持台の前記基板保持表面が、ガラス転移温度の異なる
２種類以上の樹脂から構成され、且つ同心円状に且つ中
心部から周辺部にかけて、温度が高くなった温度勾配を
有することを特徴とする基板保持台によって解決され
る。
【００１４】
【作用】本発明によれば、図５（ｂ）に示すように基板
１１表面または上方に形成された溝１５を、溝周辺部を
含めて埋め込み材料１６で埋め込んだ後、同心円状に且
つ中心部（中央部）から周辺部にかけて、硬度が低下し
た基板保持台に基板を取り付け、埋め込み材料１６を研
磨するので、基板１１の中心部（基板中央部）の方が周
辺部（基板周辺部）よりも力がかかる。従って、従来方
式と比べて、周辺部の研磨レートを低下させることがで
きる。これにより、基板１１の研磨レートの均一性を向
上させることができる。
１１表面または上方に形成された溝１５を、溝周辺部を
含めて埋め込み材料１６で埋め込んだ後、同心円状に且
つ中心部（中央部）から周辺部にかけて、硬度が低下し
た基板保持台に基板を取り付け、埋め込み材料１６を研
磨するので、基板１１の中心部（基板中央部）の方が周
辺部（基板周辺部）よりも力がかかる。従って、従来方
式と比べて、周辺部の研磨レートを低下させることがで
きる。これにより、基板１１の研磨レートの均一性を向
上させることができる。
【００１５】また、基板保持台の表面が同心円状に且つ
中心部から周辺部にかけて、硬度が低下しているので、
この基板保持台に基板１１を取り付けて、研磨する時、
基板１１の周辺部の研磨レートを低下させることができ
る。この中心部から周辺部にかけて、硬度が低下する基
板保持台は、図１または図２に示すようにガラス転移温
度の異なる２種類の樹脂を混合し、周辺部へ熱を供給す
る熱供給手段２９または中央部を冷却する冷却手段３０
により形成することができる。更に、図３に示すように
基板保持台の中心部をガラス転移温度の高い樹脂、周辺
部をガラス転移温度の低い樹脂で構成することにより硬
度勾配をもつ基板保持台を作成することができる。
中心部から周辺部にかけて、硬度が低下しているので、
この基板保持台に基板１１を取り付けて、研磨する時、
基板１１の周辺部の研磨レートを低下させることができ
る。この中心部から周辺部にかけて、硬度が低下する基
板保持台は、図１または図２に示すようにガラス転移温
度の異なる２種類の樹脂を混合し、周辺部へ熱を供給す
る熱供給手段２９または中央部を冷却する冷却手段３０
により形成することができる。更に、図３に示すように
基板保持台の中心部をガラス転移温度の高い樹脂、周辺
部をガラス転移温度の低い樹脂で構成することにより硬
度勾配をもつ基板保持台を作成することができる。
【００１６】また、熱硬化樹脂を使用し、中央部のみを
加熱・架橋し硬化すること、および紫外線または電子線
硬化樹脂を使用し、中央部のみを紫外線または電子線を
照射することにより硬度勾配をもつ基板保持台を作成す
ることができる。
加熱・架橋し硬化すること、および紫外線または電子線
硬化樹脂を使用し、中央部のみを紫外線または電子線を
照射することにより硬度勾配をもつ基板保持台を作成す
ることができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１８】図１は本発明に係るウェハー保持装置の第
１実施例を示す断面図である。
１実施例を示す断面図である。
【００１９】図１に示すように、ウェハー保持装置はウ
ェハー（基板）２５を保持するためのウェハー保持台
（基板保持台）１２６ａと、ウェハー２５を回転するた
めのウェハー保持台回転軸２７とから構成されている。
ウェハー保持台１２６ａにおいて、ウェハー２５を取り
付ける表面（基板を保持する面）は樹脂２６ａからな
り、ウェハー保持台回転軸２７を取り付ける部分は金属
３１からなっており、金属３１には樹脂２６ａの周辺部
に熱を供給するためのヒータ２９が同心円状に埋設され
ている。
ェハー（基板）２５を保持するためのウェハー保持台
（基板保持台）１２６ａと、ウェハー２５を回転するた
めのウェハー保持台回転軸２７とから構成されている。
ウェハー保持台１２６ａにおいて、ウェハー２５を取り
付ける表面（基板を保持する面）は樹脂２６ａからな
り、ウェハー保持台回転軸２７を取り付ける部分は金属
３１からなっており、金属３１には樹脂２６ａの周辺部
に熱を供給するためのヒータ２９が同心円状に埋設され
ている。
【００２０】樹脂２６ａとして、共には溶解しないポリ
酢酸ビニルとポリメタクリル酸メチルを１：１の体積比
で混合した樹脂を使用した。ポリ酢酸ビニルのガラス転
移温度（Ｔｇ）が２８°Ｃであり、ポリメタクリル酸メ
チルのガラス転移温度（Ｔｇ）が１１５°Ｃである。
酢酸ビニルとポリメタクリル酸メチルを１：１の体積比
で混合した樹脂を使用した。ポリ酢酸ビニルのガラス転
移温度（Ｔｇ）が２８°Ｃであり、ポリメタクリル酸メ
チルのガラス転移温度（Ｔｇ）が１１５°Ｃである。
【００２１】本発明の一実施例として、上記ウェハー保
持装置および図６に示す研磨装置を用いた基板の研磨方
法について説明する。
持装置および図６に示す研磨装置を用いた基板の研磨方
法について説明する。
【００２２】本実施例では、トレンチアイソレーション
工程において上記ウェハー保持台１２６ａを使用した。
工程において上記ウェハー保持台１２６ａを使用した。
【００２３】図５に示したトレンチアイソレーション工
程を以下に詳細に説明する。
程を以下に詳細に説明する。
【００２４】図５（ａ）に示すように、シリコン等から
なる半導体基板１１全面上に薄いパッド酸化膜１２およ
びシリコン窒化膜１３を形成した後、素子分離領域以外
の領域にレジストパターン（図示せず）を形成し、この
レジストパターンをマスクとしてＲＩＥ（反応性イオン
エッチング）により素子分離領域上方のシリコン窒化膜
１３、パッド酸化膜１２および半導体基板１１の一部を
除去し、溝１５を形成する。次にレジストパターンを除
去した後、熱酸化を行い、溝１５の表面に熱酸化膜１４
を形成する。
なる半導体基板１１全面上に薄いパッド酸化膜１２およ
びシリコン窒化膜１３を形成した後、素子分離領域以外
の領域にレジストパターン（図示せず）を形成し、この
レジストパターンをマスクとしてＲＩＥ（反応性イオン
エッチング）により素子分離領域上方のシリコン窒化膜
１３、パッド酸化膜１２および半導体基板１１の一部を
除去し、溝１５を形成する。次にレジストパターンを除
去した後、熱酸化を行い、溝１５の表面に熱酸化膜１４
を形成する。
【００２５】次に、図５（ｂ）に示すように、層間絶縁
膜１６を半導体基板１１の上方全面に形成する。層間絶
縁膜１６は有機シリコン化合物（ＴＥＯＳを使用）とオ
ゾン（Ｏ3）との反応により酸化シリコンを形成した。
酸化シリコンの形成条件は以下の条件で行った。
膜１６を半導体基板１１の上方全面に形成する。層間絶
縁膜１６は有機シリコン化合物（ＴＥＯＳを使用）とオ
ゾン（Ｏ3）との反応により酸化シリコンを形成した。
酸化シリコンの形成条件は以下の条件で行った。
【００２６】 酸化シリコンの形成条件 ＴＥＯＳガス流量 １０００ｓｃｃｍ （Ｈｅバブリンク） Ｏ3ガス流量 ２０００ｓｃｃｍ 圧力 ７９８００Ｐａ （６００Ｔｏｒｒ） 温度 ３９０°Ｃ 次に図５（ｃ）に示すように、上述のウェハー保持装置
および図６に示す研磨装置を用いて、余分な層間膜１６
を除去して平坦化する。そのためにまず図１に示すよう
に、半導体基板１１上方に層間膜１６の形成されたウェ
ハー２５をウェハー保持台１２６ａに真空吸着し、図１
に示す研磨装置の研磨プレート２３上に固定されたパッ
ド２８上に、研磨材としてのスラリー２２をスラリー供
給管２１を介して供給し、研磨プレート回転軸２４およ
びウェハー保持台回転軸２７を回転し研磨を、以下の条
件で行う。
および図６に示す研磨装置を用いて、余分な層間膜１６
を除去して平坦化する。そのためにまず図１に示すよう
に、半導体基板１１上方に層間膜１６の形成されたウェ
ハー２５をウェハー保持台１２６ａに真空吸着し、図１
に示す研磨装置の研磨プレート２３上に固定されたパッ
ド２８上に、研磨材としてのスラリー２２をスラリー供
給管２１を介して供給し、研磨プレート回転軸２４およ
びウェハー保持台回転軸２７を回転し研磨を、以下の条
件で行う。
【００２７】層間膜１６研磨条件 研磨プレート２３回転数 ３７ｒｐｍ ウェハー保持台１２６ａ回転数 １７ｒｐｍ 研磨圧力 ５．５×１０Ｐａ スラリー流量 ２２５ｍｌ／ｍｉｎ スラリー主成分 シリカ 粒径２０〜３５ｎｍ ＫＯＨ 水 また、図１に示したウェハー保持台の中央部をポリ酢酸
ビニルのガラス転移温度以下の２５°Ｃに保持し、周辺
部をヒータ２９で加熱することによりガラス転移温度以
上の５０°Ｃに保持することにより硬度勾配をつけた。
ビニルのガラス転移温度以下の２５°Ｃに保持し、周辺
部をヒータ２９で加熱することによりガラス転移温度以
上の５０°Ｃに保持することにより硬度勾配をつけた。
【００２８】上記研磨により、ウェハー２５の周辺部
（基板周辺部）にかかる圧力を、中央部（基板中央部）
にかかる圧力よりも小さくすることができるので、層間
膜１６ａの平坦化の均一性を向上させることができた。
（基板周辺部）にかかる圧力を、中央部（基板中央部）
にかかる圧力よりも小さくすることができるので、層間
膜１６ａの平坦化の均一性を向上させることができた。
【００２９】本第１実施例では、共には溶解しない樹脂
としてポリ酢酸ビニル、ポリメタクリル酸メチルを用い
たが、ポリエチレン（Ｔｇ＝−２１〜２４°Ｃ）−スチ
レン（Ｔｇ＝８０〜１００°Ｃ）−ブタジエン共重合体
およびポリエチレン（Ｔｇ＝−２１〜２４°Ｃ）−ポリ
塩化ビニル（Ｔｇ＝７０〜８０°Ｃ）を所定比で混合す
ることによりガラス転移の異なる樹脂を形成することが
できる。
としてポリ酢酸ビニル、ポリメタクリル酸メチルを用い
たが、ポリエチレン（Ｔｇ＝−２１〜２４°Ｃ）−スチ
レン（Ｔｇ＝８０〜１００°Ｃ）−ブタジエン共重合体
およびポリエチレン（Ｔｇ＝−２１〜２４°Ｃ）−ポリ
塩化ビニル（Ｔｇ＝７０〜８０°Ｃ）を所定比で混合す
ることによりガラス転移の異なる樹脂を形成することが
できる。
【００３０】図２は、本発明に係るウェハー保持装置の
第２実施例を示す断面図である。
第２実施例を示す断面図である。
【００３１】本第２実施例は、冷却することによりウェ
ハー保持台１２６ｂに硬度勾配をつけたものである。
ハー保持台１２６ｂに硬度勾配をつけたものである。
【００３２】図２に示すウェハー保持台１２６ｂの樹脂
２６ｂは、室温より低いガラス転移温度１０°Ｃを持つ
ポリウレタン樹脂Ａと、室温より高いガラス転移温度５
０°Ｃを持つポリウレタン樹脂Ｂとを使用し、どちらか
一方の樹脂を予め架橋した後に、他方の樹脂を架橋する
ことにより２つ以上のガラス転移温度を有する樹脂から
なる。
２６ｂは、室温より低いガラス転移温度１０°Ｃを持つ
ポリウレタン樹脂Ａと、室温より高いガラス転移温度５
０°Ｃを持つポリウレタン樹脂Ｂとを使用し、どちらか
一方の樹脂を予め架橋した後に、他方の樹脂を架橋する
ことにより２つ以上のガラス転移温度を有する樹脂から
なる。
【００３３】ポリウレタン樹脂Ａは、ジオール成分とし
て１．４ブタンジオール、ジカルボン酸としてテレフタ
ル酸により作成したポリオールに、４．４−メチレンジ
フェニルジイソシアネートと鎖長延長剤としての１．４
−ブタンジオールを添加して作成した。
て１．４ブタンジオール、ジカルボン酸としてテレフタ
ル酸により作成したポリオールに、４．４−メチレンジ
フェニルジイソシアネートと鎖長延長剤としての１．４
−ブタンジオールを添加して作成した。
【００３４】ポリウレタン樹脂Ｂは、ジオール成分とし
て１．４−ブタンジオール、ジカルボン酸としてアジピ
ン酸により作成したポリオールに、４．４−メチレンジ
フェニルジイソシアネートと鎖長延長剤としてのエチレ
ングリコールを添加して作成したポリウレタンに、グリ
セリンとヘキサメチレンジイソシアネートを添加して作
成した。
て１．４−ブタンジオール、ジカルボン酸としてアジピ
ン酸により作成したポリオールに、４．４−メチレンジ
フェニルジイソシアネートと鎖長延長剤としてのエチレ
ングリコールを添加して作成したポリウレタンに、グリ
セリンとヘキサメチレンジイソシアネートを添加して作
成した。
【００３５】図２に示すように、ウェハー保持台１２６
ｂは中央部に冷却管３０が配設されており、図５（ｃ）
に示した層間膜１６ａの平坦化工程において、冷却管３
０に水等の冷媒を循環させて、中央部を１５°Ｃに冷却
し、周辺部は樹脂Ａのガラス転移温度以上の室温に保持
し、中央部を硬く、周辺部を柔らかくして硬度勾配をつ
けることにより、周辺部の研磨レートを低下させ、平坦
化の均一性を向上させることができた。
ｂは中央部に冷却管３０が配設されており、図５（ｃ）
に示した層間膜１６ａの平坦化工程において、冷却管３
０に水等の冷媒を循環させて、中央部を１５°Ｃに冷却
し、周辺部は樹脂Ａのガラス転移温度以上の室温に保持
し、中央部を硬く、周辺部を柔らかくして硬度勾配をつ
けることにより、周辺部の研磨レートを低下させ、平坦
化の均一性を向上させることができた。
【００３６】図３は本発明に係るウェハー保持台の第３
実施例を示す断面図である。
実施例を示す断面図である。
【００３７】図３に示すように、ウェハー保持台の中央
部はガラス転移温度が約６０°Ｃ程度の樹脂Ｃを用い、
周辺部にはガラス転移温度が約２０°Ｃ程度の樹脂Ｄを
用いた。
部はガラス転移温度が約６０°Ｃ程度の樹脂Ｃを用い、
周辺部にはガラス転移温度が約２０°Ｃ程度の樹脂Ｄを
用いた。
【００３８】樹脂Ｃはジオール成分として１．４−ブタ
ンジオール、ジカルボン酸としてテレフタル酸を用いて
作成したポリオールに、４．４−メチレンジフェニルジ
イソシアネートと鎖長延長剤として１．４−ブタンジオ
ールを添加して作成したポリウレタンに、グリセリンと
トリレンジイソシアネート等を反応させ３官能以上のト
リイソシアネートを添加し作成した。
ンジオール、ジカルボン酸としてテレフタル酸を用いて
作成したポリオールに、４．４−メチレンジフェニルジ
イソシアネートと鎖長延長剤として１．４−ブタンジオ
ールを添加して作成したポリウレタンに、グリセリンと
トリレンジイソシアネート等を反応させ３官能以上のト
リイソシアネートを添加し作成した。
【００３９】樹脂Ｄはジオール成分としてエチレングリ
コール、ジカルボン酸としてアジピン酸を用いて作成し
たポリオールに、４．４−メチレンジフェニルジイソシ
アネートと鎖長延長剤としてエチレングリコールを添加
し作成したポリウレタンに、グリセリンとへキサメチレ
ンジイソシアネートを添加し作成した。
コール、ジカルボン酸としてアジピン酸を用いて作成し
たポリオールに、４．４−メチレンジフェニルジイソシ
アネートと鎖長延長剤としてエチレングリコールを添加
し作成したポリウレタンに、グリセリンとへキサメチレ
ンジイソシアネートを添加し作成した。
【００４０】本ウェハー保持台を用いて、図５（ｃ）に
示した層間膜１６ａの平坦化工程を室温で行うことによ
り中央部を硬く、周辺部を柔らかくして硬度勾配をつけ
ることにより周辺部の研磨レートを低下させ、平坦化の
均一性を向上させることができた。
示した層間膜１６ａの平坦化工程を室温で行うことによ
り中央部を硬く、周辺部を柔らかくして硬度勾配をつけ
ることにより周辺部の研磨レートを低下させ、平坦化の
均一性を向上させることができた。
【００４１】次に第４実施例について説明する。
【００４２】本第４実施例では、同心円状に樹脂の架橋
度を変えることにより硬度勾配を有する樹脂を実現した
ものである。
度を変えることにより硬度勾配を有する樹脂を実現した
ものである。
【００４３】樹脂は、まずジオール成分として１．４−
ブタンジオール、ジカルボン酸としてテレフタル酸を用
いて作成したポリオールに、４．４−メチレンジフェニ
ルジイソシアネートと鎖長延長剤として１．４−ブタン
ジオールを添加して作成したポリウレタンに、グリセリ
ンとトリレンジイソシアネート等を反応させた３官能以
上のトリイソシアネートを添加して図４に示す熱硬化型
樹脂２６ｃを作成した。その後、図４に示すように、研
磨装置の研磨プレート２３に埋設されているヒータ２９
ａにより６０°Ｃの温度で熱硬化型樹脂２６ｃを２４時
間加熱することにより、中央部のみを架橋反応を起こさ
せガラス転移温度を周辺部に比べ３０°Ｃ程度上昇さ
せ、ウェハー保持台１２６ｃの熱硬化型樹脂２６ｃの硬
度を同心円状に変えたものである。中央部が硬く、周辺
部が柔らかいので平坦化の均一性を向上させることがで
きた。
ブタンジオール、ジカルボン酸としてテレフタル酸を用
いて作成したポリオールに、４．４−メチレンジフェニ
ルジイソシアネートと鎖長延長剤として１．４−ブタン
ジオールを添加して作成したポリウレタンに、グリセリ
ンとトリレンジイソシアネート等を反応させた３官能以
上のトリイソシアネートを添加して図４に示す熱硬化型
樹脂２６ｃを作成した。その後、図４に示すように、研
磨装置の研磨プレート２３に埋設されているヒータ２９
ａにより６０°Ｃの温度で熱硬化型樹脂２６ｃを２４時
間加熱することにより、中央部のみを架橋反応を起こさ
せガラス転移温度を周辺部に比べ３０°Ｃ程度上昇さ
せ、ウェハー保持台１２６ｃの熱硬化型樹脂２６ｃの硬
度を同心円状に変えたものである。中央部が硬く、周辺
部が柔らかいので平坦化の均一性を向上させることがで
きた。
【００４４】次に第５実施例について説明する。
【００４５】本第５実施例では、ウェハー保持台の樹脂
として紫外線または電子線で架橋できる樹脂を使用し
た。樹脂は、第４実施例で使用した熱硬化型樹脂の、末
端のイソシアネート基をアクリル酸で変性したものであ
り、この樹脂の中央部に紫外線または電子線を照射して
架橋し、硬度分布をつけたものである。中央部が架橋に
より硬く、周辺部が柔らかいので、周辺部の研磨レート
を低下させ、平坦化の均一性を向上させることができ
た。
として紫外線または電子線で架橋できる樹脂を使用し
た。樹脂は、第４実施例で使用した熱硬化型樹脂の、末
端のイソシアネート基をアクリル酸で変性したものであ
り、この樹脂の中央部に紫外線または電子線を照射して
架橋し、硬度分布をつけたものである。中央部が架橋に
より硬く、周辺部が柔らかいので、周辺部の研磨レート
を低下させ、平坦化の均一性を向上させることができ
た。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る基板
の研磨方法によれば、中央部と周辺部とを同心円状に備
え、中央部の硬度よりも周辺部の硬度を低下する硬度勾
配を有した基板保持台を予め用意しておき、この基板保
持台で基板を保持し、埋め込み材料を研磨するようにな
される。この構成によって、従来方式と比べて、基板周
辺部の研磨レートを低下させることができるので、該基
板の研磨レートの均一性を向上できる。従って、埋め込
み材料を均一性良く平坦化できるので、半導体装置の多
層配線等の信頼性を向上させることができる。本発明に
係る基板保持台によれば、基板を保持する面に、中央部
と周辺部とを同心円状に備え、中央部の硬度よりも周辺
部の硬度を低下する硬度勾配を有したものである。この
構成によって、基板を研磨するときに、基板周辺部にか
かる圧力を基板中央部にかかる圧力よりも小さくでき
る。従って、従来方式と比べて、基板周辺部の研磨レー
トを低下させることができるので、該基板の研磨レート
の均一性を向上できる。これにより、基板上に設けられ
た埋め込み材料の平坦化を良好に行うことができるの
で、半導体装置の多層配線等の信頼性を向上させること
ができる。
の研磨方法によれば、中央部と周辺部とを同心円状に備
え、中央部の硬度よりも周辺部の硬度を低下する硬度勾
配を有した基板保持台を予め用意しておき、この基板保
持台で基板を保持し、埋め込み材料を研磨するようにな
される。この構成によって、従来方式と比べて、基板周
辺部の研磨レートを低下させることができるので、該基
板の研磨レートの均一性を向上できる。従って、埋め込
み材料を均一性良く平坦化できるので、半導体装置の多
層配線等の信頼性を向上させることができる。本発明に
係る基板保持台によれば、基板を保持する面に、中央部
と周辺部とを同心円状に備え、中央部の硬度よりも周辺
部の硬度を低下する硬度勾配を有したものである。この
構成によって、基板を研磨するときに、基板周辺部にか
かる圧力を基板中央部にかかる圧力よりも小さくでき
る。従って、従来方式と比べて、基板周辺部の研磨レー
トを低下させることができるので、該基板の研磨レート
の均一性を向上できる。これにより、基板上に設けられ
た埋め込み材料の平坦化を良好に行うことができるの
で、半導体装置の多層配線等の信頼性を向上させること
ができる。
【図１】第１実施例を示すウェハー保持装置断面図であ
る。
る。
【図２】第２実施例を示すウェハー保持装置断面図であ
る。
る。
【図３】ウェハー保持台表面断面図である。
【図４】第４実施例を示すウェハー保持装置および研磨
装置断面図である。
装置断面図である。
【図５】トレンチアイソレーション工程断面図である。
【図６】ウェハー研磨装置断面図である。
【図７】従来例によるウェハー保持装置およびウェハー
研磨装置断面図である。
研磨装置断面図である。
１１ 半導体基板（基板） １２ パッド酸化膜 １３ シリコン窒化膜 １４ 熱酸化膜 １５ トレンチ（溝） １６，１６ａ 層間膜（埋め込み材料） ２１ スラリー供給管 ２２ スラリー ２３ 研磨プレート ２４ 研磨プレート回転軸 ２５ ウェハー ２６ａ 樹脂 ２６ｂ 樹脂 ２６ｃ 熱硬化型樹脂 ２７ ウェハー保持台回転軸 ２８ パッド ２９，２９ａ ヒータ ３１ 金属 １２６ａ〜１２６ｃ ウェハー保持台 ２２６ ウェハー保持台
Claims (8)
- 【請求項１】 基板表面または基板上方に形成された溝
を埋め込み材料で埋めた後、該埋め込み材料の表面を研
磨して平坦化する方法であって、 中央部と周辺部とを同心円状に備え、 前記中央部の硬度よりも前記周辺部の硬度を低下する硬
度勾配を有した基板保持台を予め用意しておき、 前記基板保持台で前記基板を保持し、 前記埋め込み材料を研磨することを特徴とする基板の研
磨方法。 - 【請求項２】 被研磨材としての基板を保持する基板保
持台であって、 前記基板を保持する面に、 中央部と周辺部とを同心円状に備え、 前記中央部の硬度よりも前記周辺部の硬度を低下する硬
度勾配を有したことを特徴とする基板保持台。 - 【請求項３】 前記基板を保持する面は、ガラス転移温
度の異なる２種類以上の樹脂から構成され、且つ同心円
状に且つ中央部から周辺部にかけて、温度が高くなった
温度勾配を有することを特徴とする請求項２記載の基板
保持台。 - 【請求項４】 前記基板保持台が前記樹脂の周辺部に熱
を供給するための熱供給手段を備えてなることを特徴と
する請求項３記載の基板保持台。 - 【請求項５】 前記基板保持台が前記樹脂の中央部を冷
却するための冷却手段を備えてなることを特徴とする請
求項３記載の基板保持台。 - 【請求項６】 前記基板保持台が２種類以上のガラス転
移温度をもち、同心円状に中央部が周辺部よりもガラス
転移温度の高い樹脂を備えてなることを特徴とする請求
項２記載の基板保持台。 - 【請求項７】 前記基板を保持する面は、熱硬化型樹脂
からなることを特徴とする請求項２記載の基板保持台。 - 【請求項８】 前記基板を保持する面は、紫外線または
電子線を照射することにより硬化する樹脂からなること
を特徴とする請求項２記載の基板保持台。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29436492A JP3355668B2 (ja) | 1992-11-02 | 1992-11-02 | 基板の研磨方法および基板保持台 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29436492A JP3355668B2 (ja) | 1992-11-02 | 1992-11-02 | 基板の研磨方法および基板保持台 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06151393A JPH06151393A (ja) | 1994-05-31 |
| JP3355668B2 true JP3355668B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=17806759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29436492A Expired - Fee Related JP3355668B2 (ja) | 1992-11-02 | 1992-11-02 | 基板の研磨方法および基板保持台 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3355668B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6241582B1 (en) | 1997-09-01 | 2001-06-05 | United Microelectronics Corp. | Chemical mechanical polish machines and fabrication process using the same |
| JP6584261B2 (ja) * | 2015-09-30 | 2019-10-02 | 富士紡ホールディングス株式会社 | 被研磨物保持材及び被研磨物保持具 |
-
1992
- 1992-11-02 JP JP29436492A patent/JP3355668B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06151393A (ja) | 1994-05-31 |
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