JPH09306879A - 化学的／機械的プレーナ化方法 - Google Patents
化学的／機械的プレーナ化方法Info
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- JPH09306879A JPH09306879A JP25143596A JP25143596A JPH09306879A JP H09306879 A JPH09306879 A JP H09306879A JP 25143596 A JP25143596 A JP 25143596A JP 25143596 A JP25143596 A JP 25143596A JP H09306879 A JPH09306879 A JP H09306879A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 化学的／機械的プレーナ化方法を提供するこ
と。 【解決手段】 種々な物質の層を含む半導体基板の化学
的／機械的プレーナ化（ＣＭＰ）方法であって、半導体
基板を、研磨スラリーの存在下で、回転定盤上に回転研
磨パッドに押し付けて保持することによって、半導体基
板をプレーナ化する工程と；研磨スラリーの温度を約１
０〜３０℃の温度範囲内に制御する工程と；前記温度制
御済みスラリーを前記回転研磨パッド上に分配する工程
と；前記半導体基板の表面を摩耗する特定の研磨パッド
位置における前記回転研磨パッドの温度を赤外検出手段
によって測定する工程と；第１物質の除去と、前記回転
研磨パッドによる第２物質への接触とのために前記回転
研磨パッドの温度の変化が生ずるときに終点を検出する
工程とを含む前記方法。
と。 【解決手段】 種々な物質の層を含む半導体基板の化学
的／機械的プレーナ化（ＣＭＰ）方法であって、半導体
基板を、研磨スラリーの存在下で、回転定盤上に回転研
磨パッドに押し付けて保持することによって、半導体基
板をプレーナ化する工程と；研磨スラリーの温度を約１
０〜３０℃の温度範囲内に制御する工程と；前記温度制
御済みスラリーを前記回転研磨パッド上に分配する工程
と；前記半導体基板の表面を摩耗する特定の研磨パッド
位置における前記回転研磨パッドの温度を赤外検出手段
によって測定する工程と；第１物質の除去と、前記回転
研磨パッドによる第２物質への接触とのために前記回転
研磨パッドの温度の変化が生ずるときに終点を検出する
工程とを含む前記方法。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は半導体ウェファの表
面を研磨するための化学−機械的プロセスの終点を決定
する方法と装置とに関する。さらに詳しくは、本発明
は、第１層物質を除去し、第２層物質が露出される時に
除去プロセスを停止するための研磨時の終点決定方法に
関する。
面を研磨するための化学−機械的プロセスの終点を決定
する方法と装置とに関する。さらに詳しくは、本発明
は、第１層物質を除去し、第２層物質が露出される時に
除去プロセスを停止するための研磨時の終点決定方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体要素の製作において、デバイス回
路要素を含む基板上に金属導体ラインが形成される。こ
の金属導体ラインは不連続のデバイスを相互連結するの
に役立ち、このようにして集積回路を形成する。これら
の金属導体ラインは、例えば、酸化物のＣＶＤ（化学的
蒸着）又はＳＯＧ（スピンオンガラス(Spin On Glas
s)）層の施用とその後のリフロー(reflow)プロセスによ
って付着された絶縁材の薄フィルムによって、次の相互
連結レベルから絶縁される。絶縁層を貫通して形成され
る孔は、連続する導電性相互連結層の間の電気的アクセ
スを可能にする。このようなワイヤーリング(wiring)プ
ロセスでは、粗面に適用された層に平面印刷術によって
(lithographically)像を描く又はパターンを付けること
は困難であるので、絶縁層が平滑な表面トポグラフィー
(topography)を有することが望ましい。
路要素を含む基板上に金属導体ラインが形成される。こ
の金属導体ラインは不連続のデバイスを相互連結するの
に役立ち、このようにして集積回路を形成する。これら
の金属導体ラインは、例えば、酸化物のＣＶＤ（化学的
蒸着）又はＳＯＧ（スピンオンガラス(Spin On Glas
s)）層の施用とその後のリフロー(reflow)プロセスによ
って付着された絶縁材の薄フィルムによって、次の相互
連結レベルから絶縁される。絶縁層を貫通して形成され
る孔は、連続する導電性相互連結層の間の電気的アクセ
スを可能にする。このようなワイヤーリング(wiring)プ
ロセスでは、粗面に適用された層に平面印刷術によって
(lithographically)像を描く又はパターンを付けること
は困難であるので、絶縁層が平滑な表面トポグラフィー
(topography)を有することが望ましい。
【０００３】最近、平滑な表面トポグラフィーを与える
ために化学−機械的研磨（ＣＭＰ）が開発されている。
ＣＭＰは半導体ウェファの表面から異なる物質層を除去
するためにも用いることができる。例えば、誘電性物質
層中のバイアホール(via hole)形成後に、金属化層をブ
ランケット付着させ、次に、ＣＭＰを用いて、プレーナ
(planar)金属スタッドを製造する。簡単に説明すると、
ＣＭＰプロセスは半導体物質の薄い平らなウェファを、
制御された化学、圧力及び温度条件下で、湿った研磨面
に対して保持し、回転させることを含む。例えばアルミ
ナ又はシリカのような磨き材(polishing agent)を含む
化学的スラリーを研磨材として用いる。さらに、この化
学的スラリーは、加工中にウェファの種々な表面をエッ
チングする特定(selected)化学物質を含む。研磨中の物
質の機械的及び化学的除去の組合せは研磨される面の優
れたプレーナ化を生じる。このプロセスでは、下方の物
質の過剰量を除去することなく、平滑な面を形成するた
めに充分な量の物質を除去することが重要である。それ
故、正確な研磨終点の検出方法が必要である。
ために化学−機械的研磨（ＣＭＰ）が開発されている。
ＣＭＰは半導体ウェファの表面から異なる物質層を除去
するためにも用いることができる。例えば、誘電性物質
層中のバイアホール(via hole)形成後に、金属化層をブ
ランケット付着させ、次に、ＣＭＰを用いて、プレーナ
(planar)金属スタッドを製造する。簡単に説明すると、
ＣＭＰプロセスは半導体物質の薄い平らなウェファを、
制御された化学、圧力及び温度条件下で、湿った研磨面
に対して保持し、回転させることを含む。例えばアルミ
ナ又はシリカのような磨き材(polishing agent)を含む
化学的スラリーを研磨材として用いる。さらに、この化
学的スラリーは、加工中にウェファの種々な表面をエッ
チングする特定(selected)化学物質を含む。研磨中の物
質の機械的及び化学的除去の組合せは研磨される面の優
れたプレーナ化を生じる。このプロセスでは、下方の物
質の過剰量を除去することなく、平滑な面を形成するた
めに充分な量の物質を除去することが重要である。それ
故、正確な研磨終点の検出方法が必要である。
【０００４】今までは、ＣＭＰプロセスを中断し、研磨
装置からウェファを取り出し、フィルム厚さ及び／又は
表面トポグラフィーを確認する方法によってウェファ表
面を物理的に検査することによって、終点が検出されて
きた。ウェファが規格(specification)を満たさない場
合には、さらにプレーナ化するために研磨装置にこのウ
ェファを再び入れなければならない。過剰な物質が除去
された場合には、このウェファは規格を満たすことがで
きず、標準以下になる。この終点検出方法は時間がかか
り、確実ではなく、しかも費用がかかる。それ故、以下
の特許に示されるように、ＣＭＰ中の終点検出の無数の
改良が発明されている。
装置からウェファを取り出し、フィルム厚さ及び／又は
表面トポグラフィーを確認する方法によってウェファ表
面を物理的に検査することによって、終点が検出されて
きた。ウェファが規格(specification)を満たさない場
合には、さらにプレーナ化するために研磨装置にこのウ
ェファを再び入れなければならない。過剰な物質が除去
された場合には、このウェファは規格を満たすことがで
きず、標準以下になる。この終点検出方法は時間がかか
り、確実ではなく、しかも費用がかかる。それ故、以下
の特許に示されるように、ＣＭＰ中の終点検出の無数の
改良が発明されている。
【０００５】Ｗｉｌｌｉａｍ Ｊ．Ｃｏｔｅに１９９３
年８月１０日付与された“化学−機械的研磨中のプレー
ナ化終点の検出方法”なる名称の米国特許第５，２３
４，８６８号は、モート(moat)に囲まれたモニター構造
体を開示する。このモートはモニター構造体における研
磨除去を、モートに囲まれない領域におけるよりも迅速
に進行させる。研磨はモニター構造体の頂部が暴露され
るまで進行し、モートによって囲まれない金属パターン
上のプレーナ化絶縁材の層を生じる。目視検査を用い
て、モニター構造体の頂部の暴露を確認する。或いは、
金属モニター構造体と研磨パッドとの間の電気的接続を
検出することによって、モニターリングを電気的に実施
する。
年８月１０日付与された“化学−機械的研磨中のプレー
ナ化終点の検出方法”なる名称の米国特許第５，２３
４，８６８号は、モート(moat)に囲まれたモニター構造
体を開示する。このモートはモニター構造体における研
磨除去を、モートに囲まれない領域におけるよりも迅速
に進行させる。研磨はモニター構造体の頂部が暴露され
るまで進行し、モートによって囲まれない金属パターン
上のプレーナ化絶縁材の層を生じる。目視検査を用い
て、モニター構造体の頂部の暴露を確認する。或いは、
金属モニター構造体と研磨パッドとの間の電気的接続を
検出することによって、モニターリングを電気的に実施
する。
【０００６】Ｃｈｒｉｓ Ｃ．Ｙｕ等に１９９３年８月
３１日付与された“Ｉｎ−ｓｉｔｕ終点検出に音波を用
いる半導体ウェファの化学−機械的プレーナ化（ＣＭ
Ｐ）”なる名称の米国特許第５，２４０，５５２号は、
ＣＭＰ中にウェファに音波を向け、反射される波形の分
析によってプレーナ化プロセスを制御する。
３１日付与された“Ｉｎ−ｓｉｔｕ終点検出に音波を用
いる半導体ウェファの化学−機械的プレーナ化（ＣＭ
Ｐ）”なる名称の米国特許第５，２４０，５５２号は、
ＣＭＰ中にウェファに音波を向け、反射される波形の分
析によってプレーナ化プロセスを制御する。
【０００７】Ｗｉｌｌｉａｍ Ｊ．Ｃｏｔｅ等に１９９
４年５月３日付与された“化学−機械的研磨のための終
点検出の方法と装置”なる名称の米国特許第５，３０
８，４３８号は、基板を回転させるモーターに所定の回
転速度を維持させるために必要な電力をモニターする。
基板を回転させるモーターに所定の回転速度を維持させ
るために必要な電力は、層を研磨するための困難さが除
去されると、明白に低下するので、終点が検出可能であ
る。
４年５月３日付与された“化学−機械的研磨のための終
点検出の方法と装置”なる名称の米国特許第５，３０
８，４３８号は、基板を回転させるモーターに所定の回
転速度を維持させるために必要な電力をモニターする。
基板を回転させるモーターに所定の回転速度を維持させ
るために必要な電力は、層を研磨するための困難さが除
去されると、明白に低下するので、終点が検出可能であ
る。
【０００８】Ｎａｆｔａｌｉ Ｅ．Ｌｕｓｔｉｇ等に１
９９４年８月９日付与された“低振幅インプット電圧を
用いる化学−機械的研磨のためのＩｎ−ｓｉｔｕ終点検
出の方法と装置”なる名称の米国特許第５，３３７，０
１５号は、研磨パッドに組み入れた電極と、高周波低電
圧シグナルと、研磨すべき誘電体層の厚さを測定する方
法としての検出手段とを用いる。
９９４年８月９日付与された“低振幅インプット電圧を
用いる化学−機械的研磨のためのＩｎ−ｓｉｔｕ終点検
出の方法と装置”なる名称の米国特許第５，３３７，０
１５号は、研磨パッドに組み入れた電極と、高周波低電
圧シグナルと、研磨すべき誘電体層の厚さを測定する方
法としての検出手段とを用いる。
【０００９】Ｄａｎｉｅｌ Ａ．Ｋｏｏｓ等に１９９５
年５月９日付与された“半導体プレーナ化研磨プロセス
における光学的終点検出方法”なる名称の米国特許第
５，４１３，９４１号は、研磨すべき基板上にレーザー
光線を衝突させ、反射光線を測定することによる研磨の
終点検出方法を開示する。反射光線の強度は研磨済み面
のプレーナ性(planarity)の尺度である。
年５月９日付与された“半導体プレーナ化研磨プロセス
における光学的終点検出方法”なる名称の米国特許第
５，４１３，９４１号は、研磨すべき基板上にレーザー
光線を衝突させ、反射光線を測定することによる研磨の
終点検出方法を開示する。反射光線の強度は研磨済み面
のプレーナ性(planarity)の尺度である。
【００１０】Ｇｕｒｔｅｊ Ｓ．Ｓａｎｄｈｕ等に１９
９３年３月２３日付与された“表面温度を測定し、ウェ
ファのサーマルイメージを発現させることによる半導体
（ＣＭＰ）プロセスの制御方法”なる名称の米国特許第
５，１９６，３５３号は、研磨プロセス中の半導体ウェ
ファの表面温度を測定するための赤外線検出の使用を開
示する。研磨プロセス中のウェファ表面の温度の突然の
変化を用いて、終点を検出することができる。
９３年３月２３日付与された“表面温度を測定し、ウェ
ファのサーマルイメージを発現させることによる半導体
（ＣＭＰ）プロセスの制御方法”なる名称の米国特許第
５，１９６，３５３号は、研磨プロセス中の半導体ウェ
ファの表面温度を測定するための赤外線検出の使用を開
示する。研磨プロセス中のウェファ表面の温度の突然の
変化を用いて、終点を検出することができる。
【００１１】本発明は、研磨パッドの温度の赤外モニタ
ーリングを用いる、化学／機械的プレーナ化（ＣＭＰ）
中のｉｎ−ｓｉｔｕ終点検出のための新規な方法に関す
る。研磨パッドの温度の突然の変化は、例えば１層が除
去され、別の層が研磨パッドに接触するときの、パッド
と研磨される表面との間の摩擦の変化の結果である。こ
の方法はＣＭＰ中の終点を検出するための新規な、費用
のかからない手段を提供し、最新式の研磨装置において
容易に実施される。
ーリングを用いる、化学／機械的プレーナ化（ＣＭＰ）
中のｉｎ−ｓｉｔｕ終点検出のための新規な方法に関す
る。研磨パッドの温度の突然の変化は、例えば１層が除
去され、別の層が研磨パッドに接触するときの、パッド
と研磨される表面との間の摩擦の変化の結果である。こ
の方法はＣＭＰ中の終点を検出するための新規な、費用
のかからない手段を提供し、最新式の研磨装置において
容易に実施される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の１つの目的
は、基板表面の化学／機械的プレーナ化（ＣＭＰ）の新
規な改良された方法を提供することであり、この方法で
はプレーナ化プロセスの終点を研磨パッドの温度を赤外
温度測定デバイスによってモニターすることによって検
出する。
は、基板表面の化学／機械的プレーナ化（ＣＭＰ）の新
規な改良された方法を提供することであり、この方法で
はプレーナ化プロセスの終点を研磨パッドの温度を赤外
温度測定デバイスによってモニターすることによって検
出する。
【００１３】本発明の他の目的は、目視検査又は時間が
かかり、費用がかかる厚さ／表面トポグラフィーの専門
的な測定のために基板を取り出す必要なく、終点を研磨
装置においてｉｎ−ｓｉｔｕで検出する、化学／機械的
プレーナ化（ＣＭＰ）の新規な改良された方法を提供す
ることである。
かかり、費用がかかる厚さ／表面トポグラフィーの専門
的な測定のために基板を取り出す必要なく、終点を研磨
装置においてｉｎ−ｓｉｔｕで検出する、化学／機械的
プレーナ化（ＣＭＰ）の新規な改良された方法を提供す
ることである。
【００１４】本発明の他の目的は、例えば１層が除去さ
れ、別の層が研磨パッドに接触するときの、パッドと研
磨される表面との間の摩擦の変化から生じる研磨パッド
温度変化を検出するために、研磨パッド温度の赤外モニ
ターリングを用いる、化学／機械的プレーナ化（ＣＭ
Ｐ）中のｉｎ−ｓｉｔｕ終点検出のための新規な改良さ
れた方法を提供することである。本発明の１実施態様で
は、研磨プロセスが軟質の容易に研磨される物質、例え
ばＰＥ−ＴＥＯＳ（テトラエチルオルトシリケートから
のプラズマ強化酸化物付着）から、硬質の研磨が困難な
物質、例えばＳＯＧ（Ｓｐｉｎ−Ｏｎ−Ｇｌａｓｓ）ま
で進行するにつれて、研磨パッド温度が上昇するときに
終点が検出される。本発明の第２実施態様では、研磨プ
ロセスが研磨が困難な物質、例えばタングステンから、
より容易に研磨される物質、例えば窒化チタンまで進行
するにつれて、研磨パッド温度が低下するときに終点が
検出される。
れ、別の層が研磨パッドに接触するときの、パッドと研
磨される表面との間の摩擦の変化から生じる研磨パッド
温度変化を検出するために、研磨パッド温度の赤外モニ
ターリングを用いる、化学／機械的プレーナ化（ＣＭ
Ｐ）中のｉｎ−ｓｉｔｕ終点検出のための新規な改良さ
れた方法を提供することである。本発明の１実施態様で
は、研磨プロセスが軟質の容易に研磨される物質、例え
ばＰＥ−ＴＥＯＳ（テトラエチルオルトシリケートから
のプラズマ強化酸化物付着）から、硬質の研磨が困難な
物質、例えばＳＯＧ（Ｓｐｉｎ−Ｏｎ−Ｇｌａｓｓ）ま
で進行するにつれて、研磨パッド温度が上昇するときに
終点が検出される。本発明の第２実施態様では、研磨プ
ロセスが研磨が困難な物質、例えばタングステンから、
より容易に研磨される物質、例えば窒化チタンまで進行
するにつれて、研磨パッド温度が低下するときに終点が
検出される。
【００１５】
【課題を解決するための手段】具体的な実施態様では、
本発明の方法を実施するための装置は、半導体ウェファ
を化学／機械的プレーナ化（ＣＭＰ）するためのウェフ
ァキャリヤーと回転研磨定盤と；化学／機械的研磨スラ
リーの温度を制御する手段と；化学／機械的研磨スラリ
ーを研磨パッド上に分配する手段と；研磨パッド温度を
モニターし、第１物質の除去と第２物質との回転研磨パ
ッドの接触とによって回転研磨パッドの温度変化が生ず
るときに終点を検出するための赤外温度検出デバイスと
を含む。
本発明の方法を実施するための装置は、半導体ウェファ
を化学／機械的プレーナ化（ＣＭＰ）するためのウェフ
ァキャリヤーと回転研磨定盤と；化学／機械的研磨スラ
リーの温度を制御する手段と；化学／機械的研磨スラリ
ーを研磨パッド上に分配する手段と；研磨パッド温度を
モニターし、第１物質の除去と第２物質との回転研磨パ
ッドの接触とによって回転研磨パッドの温度変化が生ず
るときに終点を検出するための赤外温度検出デバイスと
を含む。
【００１６】本発明の目的及び他の利点は、以下の好ま
しい実施態様を添付図面を参照しながら検討するなら
ば、さらに良く理解されるであろう。
しい実施態様を添付図面を参照しながら検討するなら
ば、さらに良く理解されるであろう。
【００１７】化学／機械的研磨を用いる半導体基板の表
面のプレーナ化（ＣＭＰ）方法と、終点検出の新規な、
改良された方法とをさらに詳しく説明する。この方法
は、半導体デバイス及び／又は導体相互連結ワイヤーリ
ングパターン上に、化学的蒸着によって付着した、例え
ば酸化ケイ素若しくは窒化ケイ素のような絶縁体表面、
又はスピンーオン及びリフロー付着手段によって付着し
た、例えばガラスのような絶縁体層のプレーナ化に用い
ることができる。
面のプレーナ化（ＣＭＰ）方法と、終点検出の新規な、
改良された方法とをさらに詳しく説明する。この方法
は、半導体デバイス及び／又は導体相互連結ワイヤーリ
ングパターン上に、化学的蒸着によって付着した、例え
ば酸化ケイ素若しくは窒化ケイ素のような絶縁体表面、
又はスピンーオン及びリフロー付着手段によって付着し
た、例えばガラスのような絶縁体層のプレーナ化に用い
ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１と２は、本発明の方法によっ
て用いるための化学／機械的プレーナ化（ＣＭＰ）装置
の概略図である。図１では、ＣＭＰ装置（全体的に、１
０と表示）を横断面図として概略的に示す。ＣＭＰ装置
１０は半導体ウェファ１２を保持するためのウェファキ
ャリヤー１１を含む。ウェファキャリヤー１１は矢印１
３によって示した方向での、駆動モーター１４による、
軸Ａ１を中心とした連続回転のために取り付けられる。
ウェファキャリヤー１１は、矢印１５によって示される
力が半導体ウェファ１２に及ぼされるように、調節され
る。ＣＭＰ装置１０は、矢印１７によって示した方向で
の、駆動モーター１８による、軸Ａ２を中心とした連続
回転のために取り付けられた研磨定盤１６を含む。例え
ばブロー成形(blown)ポリウレタンのような物質から形
成された研磨パッド１９が研磨定盤に取り付けられる。
例えば、塩基性又は酸性溶液に懸濁されたシリカ又はア
ルミナ研磨粒子のような、研磨流体を含む研磨スラリー
を、温度制御された溜め２１から流路２０を介して研磨
パッド１９上に分配する。Ｘで表示する領域２３から放
出される赤外線を検出するために、赤外線検出デバイス
２２を取り付ける。領域２３は、研磨パッド１９の連続
回転のために、図２に示すように、研磨パッド１９上に
環状リング２４をトレースする(trace)。領域２３の位
置は、研磨パッド１９の回転中に半導体ウェファ１２を
摩耗する研磨パッド１９の部分の範囲内である。
て用いるための化学／機械的プレーナ化（ＣＭＰ）装置
の概略図である。図１では、ＣＭＰ装置（全体的に、１
０と表示）を横断面図として概略的に示す。ＣＭＰ装置
１０は半導体ウェファ１２を保持するためのウェファキ
ャリヤー１１を含む。ウェファキャリヤー１１は矢印１
３によって示した方向での、駆動モーター１４による、
軸Ａ１を中心とした連続回転のために取り付けられる。
ウェファキャリヤー１１は、矢印１５によって示される
力が半導体ウェファ１２に及ぼされるように、調節され
る。ＣＭＰ装置１０は、矢印１７によって示した方向で
の、駆動モーター１８による、軸Ａ２を中心とした連続
回転のために取り付けられた研磨定盤１６を含む。例え
ばブロー成形(blown)ポリウレタンのような物質から形
成された研磨パッド１９が研磨定盤に取り付けられる。
例えば、塩基性又は酸性溶液に懸濁されたシリカ又はア
ルミナ研磨粒子のような、研磨流体を含む研磨スラリー
を、温度制御された溜め２１から流路２０を介して研磨
パッド１９上に分配する。Ｘで表示する領域２３から放
出される赤外線を検出するために、赤外線検出デバイス
２２を取り付ける。領域２３は、研磨パッド１９の連続
回転のために、図２に示すように、研磨パッド１９上に
環状リング２４をトレースする(trace)。領域２３の位
置は、研磨パッド１９の回転中に半導体ウェファ１２を
摩耗する研磨パッド１９の部分の範囲内である。
【００１９】図１に示すＣＭＰ装置１０の概略平面図で
ある図２では、重要な要素を示す。ウェファキャリヤー
１１は矢印２５によって示した方向で、軸Ａ１を中心と
して回転するように示される。研磨定盤１６は矢印２６
によって示した方向で、軸Ａ２を中心として回転するよ
うに示される。研磨スラリーは、温度制御された溜め２
１から流路２０を介して研磨パッド１９上に分配され
る。赤外検出デバイス（図１に示す）は領域２３（Ｘで
表示）から放出される赤外線を受容する。領域２３は環
状リング２４の範囲内の研磨パッド１９の領域の一部を
表す。
ある図２では、重要な要素を示す。ウェファキャリヤー
１１は矢印２５によって示した方向で、軸Ａ１を中心と
して回転するように示される。研磨定盤１６は矢印２６
によって示した方向で、軸Ａ２を中心として回転するよ
うに示される。研磨スラリーは、温度制御された溜め２
１から流路２０を介して研磨パッド１９上に分配され
る。赤外検出デバイス（図１に示す）は領域２３（Ｘで
表示）から放出される赤外線を受容する。領域２３は環
状リング２４の範囲内の研磨パッド１９の領域の一部を
表す。
【００２０】概略断面図である図３と４は、その上にＰ
Ｅ−ＴＥＯＳ／ＳＯＧ／ＰＥ−ＴＥＯＳの複合誘電性オ
ーバーレイヤー(overlayer)が付着している金属化ＭＯ
ＳＦＥＴデバイスを含む半導体ウェファの化学／機械的
プレーナ化（ＣＭＰ）を示す。図３に示す、典型的なＮ
ＦＥＴ（Ｎ型電界効果形トランジスター）デバイスは、
＜１００＞配向を有するＰ型単結晶シリコンから構成さ
れる半導体ウェファ１２と；厚いフィールド(field)酸
化物領域３０（ＦＯＸ）と；ポリシリコンゲート３１
と；ゲート酸化物３２と；ソース領域とドレン領域３３
と；側壁スペーサー３４と；酸化ケイ素３５と窒化ケイ
素３６のＬＰＣＶＤ付着層と；インターレベル(interle
vel)接続プラグ３７と；導電性相互連結パターン３８
と；第１ＰＥ−ＴＥＯＳ層３９と；ＳＯＧ層４０と；第
２ＰＥ−ＴＥＯＳ層４１とからなる。第１ＰＥ−ＴＥＯ
Ｓ層３９は、テトラエチルオルトシリケートから約２０
０〜４００℃の温度において、約２，０００〜５，００
０Åの厚さまでにプラズマ強化蒸着によって付着され
る。ＳＯＧ層４０は、スピンーオンーガラスの約２〜４
層の施用と、その後の約２５０〜４５０℃の温度におけ
るリフローとによって、約４，０００〜８，０００Åの
厚さを生じる。第２ＰＥ−ＴＥＯＳ層４１は、テトラエ
チルオルトシリケートから約２００〜４００℃の温度に
おいて、約２，０００〜５，０００Åの厚さまでにプラ
ズマ強化蒸着によって付着される。図３に示す表面トポ
グラフィー４２のプレーナ化は図１と２に一般的に示す
ような装置において化学／機械的プレーナ化（ＣＭＰ）
を用いて実施されて、図４に示すような実質的にプレー
ナなＳＯＧ表面４３を生じる。
Ｅ−ＴＥＯＳ／ＳＯＧ／ＰＥ−ＴＥＯＳの複合誘電性オ
ーバーレイヤー(overlayer)が付着している金属化ＭＯ
ＳＦＥＴデバイスを含む半導体ウェファの化学／機械的
プレーナ化（ＣＭＰ）を示す。図３に示す、典型的なＮ
ＦＥＴ（Ｎ型電界効果形トランジスター）デバイスは、
＜１００＞配向を有するＰ型単結晶シリコンから構成さ
れる半導体ウェファ１２と；厚いフィールド(field)酸
化物領域３０（ＦＯＸ）と；ポリシリコンゲート３１
と；ゲート酸化物３２と；ソース領域とドレン領域３３
と；側壁スペーサー３４と；酸化ケイ素３５と窒化ケイ
素３６のＬＰＣＶＤ付着層と；インターレベル(interle
vel)接続プラグ３７と；導電性相互連結パターン３８
と；第１ＰＥ−ＴＥＯＳ層３９と；ＳＯＧ層４０と；第
２ＰＥ−ＴＥＯＳ層４１とからなる。第１ＰＥ−ＴＥＯ
Ｓ層３９は、テトラエチルオルトシリケートから約２０
０〜４００℃の温度において、約２，０００〜５，００
０Åの厚さまでにプラズマ強化蒸着によって付着され
る。ＳＯＧ層４０は、スピンーオンーガラスの約２〜４
層の施用と、その後の約２５０〜４５０℃の温度におけ
るリフローとによって、約４，０００〜８，０００Åの
厚さを生じる。第２ＰＥ−ＴＥＯＳ層４１は、テトラエ
チルオルトシリケートから約２００〜４００℃の温度に
おいて、約２，０００〜５，０００Åの厚さまでにプラ
ズマ強化蒸着によって付着される。図３に示す表面トポ
グラフィー４２のプレーナ化は図１と２に一般的に示す
ような装置において化学／機械的プレーナ化（ＣＭＰ）
を用いて実施されて、図４に示すような実質的にプレー
ナなＳＯＧ表面４３を生じる。
【００２１】図３に示す、表面トポグラフィー４２の化
学／機械的プレーナ化（ＣＭＰ）中の終点検出方法を詳
細に説明する。図１と２に関しては、溜め２１に含まれ
る、例えば商業的に入手可能なＣａｂｏｔ ＳＣ−１
［ｐＨ １０．０〜１０．３；比重１．１９８±０．０
１２ｃｐ；研磨粒子ＳｉＯ2；化学物質ＫＯＨ］のよう
な研磨スラリーを約１０〜３０℃の温度範囲内に調節し
て、研磨パッド１９を飽和させるように、流路２０を介
して分配する。赤外線検出デバイス２２は研磨パッド１
９上の領域２３の温度を測定する。第２ＰＥ−ＴＥＯＳ
層４１を研磨パッド１９に対して下方に向けて、半導体
ウェファ１２を研磨装置１０に入れる。研磨定盤モータ
ー１８は約１０〜７０ｒｐｍに設定されたその速度を有
し、ウェファキャリヤー駆動モーター１４は約１０〜７
０ｒｐｍの速度で回転するように設定される。ウェファ
キャリヤー１１はウェファと研磨パッドとの間に圧力１
５の適用によって約１〜１０ｐｓｉの圧力を及ぼすよう
に設定される。
学／機械的プレーナ化（ＣＭＰ）中の終点検出方法を詳
細に説明する。図１と２に関しては、溜め２１に含まれ
る、例えば商業的に入手可能なＣａｂｏｔ ＳＣ−１
［ｐＨ １０．０〜１０．３；比重１．１９８±０．０
１２ｃｐ；研磨粒子ＳｉＯ2；化学物質ＫＯＨ］のよう
な研磨スラリーを約１０〜３０℃の温度範囲内に調節し
て、研磨パッド１９を飽和させるように、流路２０を介
して分配する。赤外線検出デバイス２２は研磨パッド１
９上の領域２３の温度を測定する。第２ＰＥ−ＴＥＯＳ
層４１を研磨パッド１９に対して下方に向けて、半導体
ウェファ１２を研磨装置１０に入れる。研磨定盤モータ
ー１８は約１０〜７０ｒｐｍに設定されたその速度を有
し、ウェファキャリヤー駆動モーター１４は約１０〜７
０ｒｐｍの速度で回転するように設定される。ウェファ
キャリヤー１１はウェファと研磨パッドとの間に圧力１
５の適用によって約１〜１０ｐｓｉの圧力を及ぼすよう
に設定される。
【００２２】終点を検出するために研磨パッドの測定さ
れた温度を用いる方法を図５に示す、図５は半導体ウェ
ファの表面をプレーナ化するために化学／機械的研磨を
用いる場合の赤外検出される研磨パッド温度対時間の挙
動を示す。第２ＰＥ−ＴＥＯＳ層４１が最初に研磨され
始めると、パッドの繊維と、研磨スラリーの研磨粒子
と、ＰＥ−ＴＥＯＳ層との間の摩擦のために、５０によ
って示されるように、研磨パッドの温度は上昇する。研
磨パッドの温度は、５１によって示されるように、ＰＥ
−ＴＥＯＳ層の研磨中に実質的に定常なレベルに留ま
る。研磨パッドが、研磨がより困難な物質であるＳＯＧ
層４０に接触すると、パッドの繊維と、研磨スラリーの
研磨粒子と、研磨される面との間の摩擦が上昇し、研磨
パッドの温度も、５３によって示されるように、上昇す
る。最後に、研磨パッドの温度は、５４によって示され
るように、高い値において平らになり、これはパッドの
繊維と、研磨スラリーの研磨粒子と、ＳＯＧ層４０との
間の大きい摩擦の結果である。終点（Ｅ．Ｐ．）は、研
磨パッド温度が第２ＰＥ−ＴＥＯＳ層４１が除去された
ことを実証する時間として選択される。得られるＳＯＧ
面４３は実質的にプレーナである。
れた温度を用いる方法を図５に示す、図５は半導体ウェ
ファの表面をプレーナ化するために化学／機械的研磨を
用いる場合の赤外検出される研磨パッド温度対時間の挙
動を示す。第２ＰＥ−ＴＥＯＳ層４１が最初に研磨され
始めると、パッドの繊維と、研磨スラリーの研磨粒子
と、ＰＥ−ＴＥＯＳ層との間の摩擦のために、５０によ
って示されるように、研磨パッドの温度は上昇する。研
磨パッドの温度は、５１によって示されるように、ＰＥ
−ＴＥＯＳ層の研磨中に実質的に定常なレベルに留ま
る。研磨パッドが、研磨がより困難な物質であるＳＯＧ
層４０に接触すると、パッドの繊維と、研磨スラリーの
研磨粒子と、研磨される面との間の摩擦が上昇し、研磨
パッドの温度も、５３によって示されるように、上昇す
る。最後に、研磨パッドの温度は、５４によって示され
るように、高い値において平らになり、これはパッドの
繊維と、研磨スラリーの研磨粒子と、ＳＯＧ層４０との
間の大きい摩擦の結果である。終点（Ｅ．Ｐ．）は、研
磨パッド温度が第２ＰＥ−ＴＥＯＳ層４１が除去された
ことを実証する時間として選択される。得られるＳＯＧ
面４３は実質的にプレーナである。
【００２３】本発明の第２実施態様を次に説明する。概
略的な横断面図である、図６と７は開口６１と６２を含
む酸化ケイ素層６０で被覆された、半導体基板１２の化
学／機械的プレーナ化（ＣＭＰ）を示す。開口６１と６
２は能動デバイス又は金属相互連結レベルに接触する。
能動デバイス又は金属相互連結レベルは本発明に関係し
ないので、本明細書に示さない。酸化物６０上には、チ
タン層６３と窒化チタン層６４とを含むバリヤー物質の
複合層を付着させる。このようなバリヤー層の形成はこ
の産業界で一般的であり、チタンターゲット(titanium
target)からのスパッターリングによって付着させるこ
とができる。これらの層は、最初に不活性雰囲気（例え
ばアルゴン）中でのチタンターゲットからのスパッター
リングによって、次に窒素雰囲気中でのチタンターゲッ
トからのスパッターリングによって窒化チタンを形成す
ることによって別々に付着させることができる；又はチ
タン層を最初に付着させる、これは窒素雰囲気に暴露さ
せると、その上に窒化チタン層を形成する。バリヤー層
の厚さはチタン層６３が約１００〜５００Åであり、窒
化チタン層６４が約５００〜２，０００Åである。窒化
チタン層６４上には、約３００〜５００℃の温度におけ
る約４０〜１００ｓｃｃｍのフロー(flow)で、ＷＦ6を
用いるＬＰＣＶＤによって約２，０００〜１０，０００
Åの厚さまで、タングステン６５を付着させる。開口６
１と６２を完全に充填するために充分な厚さであるタン
グステン層を付着させることが重要である。これに関し
て、ＬＰＣＶＤプロセスは、このプロセスでは垂直面と
水平面の両方上でタングステンフィルム成長が生ずるの
で、効果的である。
略的な横断面図である、図６と７は開口６１と６２を含
む酸化ケイ素層６０で被覆された、半導体基板１２の化
学／機械的プレーナ化（ＣＭＰ）を示す。開口６１と６
２は能動デバイス又は金属相互連結レベルに接触する。
能動デバイス又は金属相互連結レベルは本発明に関係し
ないので、本明細書に示さない。酸化物６０上には、チ
タン層６３と窒化チタン層６４とを含むバリヤー物質の
複合層を付着させる。このようなバリヤー層の形成はこ
の産業界で一般的であり、チタンターゲット(titanium
target)からのスパッターリングによって付着させるこ
とができる。これらの層は、最初に不活性雰囲気（例え
ばアルゴン）中でのチタンターゲットからのスパッター
リングによって、次に窒素雰囲気中でのチタンターゲッ
トからのスパッターリングによって窒化チタンを形成す
ることによって別々に付着させることができる；又はチ
タン層を最初に付着させる、これは窒素雰囲気に暴露さ
せると、その上に窒化チタン層を形成する。バリヤー層
の厚さはチタン層６３が約１００〜５００Åであり、窒
化チタン層６４が約５００〜２，０００Åである。窒化
チタン層６４上には、約３００〜５００℃の温度におけ
る約４０〜１００ｓｃｃｍのフロー(flow)で、ＷＦ6を
用いるＬＰＣＶＤによって約２，０００〜１０，０００
Åの厚さまで、タングステン６５を付着させる。開口６
１と６２を完全に充填するために充分な厚さであるタン
グステン層を付着させることが重要である。これに関し
て、ＬＰＣＶＤプロセスは、このプロセスでは垂直面と
水平面の両方上でタングステンフィルム成長が生ずるの
で、効果的である。
【００２４】図１と２に概略的に説明するように、タン
グステン層６５を研磨パッド１９に対して下方に向け
て、半導体基板１２を研磨装置に入れる。図１と２に関
して、溜め２１に含まれるＡｌ2Ｏ3と化学物質［硝酸第
２鉄の水溶液］とから成る研磨スラリーを約１０〜３０
℃の温度範囲内で調節して、研磨パッド１９を飽和する
ように、流路２０から分配する。赤外線検出デバイス２
２は研磨パッド１９上の領域２３の温度を測定する。研
磨定盤モーター１８は約１０〜７０ｒｐｍに設定された
その速度を有し、ウェファキャリヤー駆動モーター１４
は約１０〜７０ｒｐｍの速度で回転するように設定され
る。ウェファキャリヤー１１はウェファと研磨パッドと
の間に圧力１５の適用によって約１〜１０ｐｓｉの圧力
を及ぼすように設定される。開口６１と６２中に残留す
るタングステン以外の全てのタングステン６５が除去さ
れるまで、化学／機械的研磨（ＣＭＰ）が進行する。
グステン層６５を研磨パッド１９に対して下方に向け
て、半導体基板１２を研磨装置に入れる。図１と２に関
して、溜め２１に含まれるＡｌ2Ｏ3と化学物質［硝酸第
２鉄の水溶液］とから成る研磨スラリーを約１０〜３０
℃の温度範囲内で調節して、研磨パッド１９を飽和する
ように、流路２０から分配する。赤外線検出デバイス２
２は研磨パッド１９上の領域２３の温度を測定する。研
磨定盤モーター１８は約１０〜７０ｒｐｍに設定された
その速度を有し、ウェファキャリヤー駆動モーター１４
は約１０〜７０ｒｐｍの速度で回転するように設定され
る。ウェファキャリヤー１１はウェファと研磨パッドと
の間に圧力１５の適用によって約１〜１０ｐｓｉの圧力
を及ぼすように設定される。開口６１と６２中に残留す
るタングステン以外の全てのタングステン６５が除去さ
れるまで、化学／機械的研磨（ＣＭＰ）が進行する。
【００２５】本発明のこの第２実施態様において終点を
検出するために研磨パッドの測定された温度を用いる方
法を図８に示す、図８は開口６１と６２以外のあらゆる
箇所でタングステン６５を除去するために化学／機械的
研磨を用いる場合の赤外検出される研磨パッド温度対時
間の挙動を示す。タングステン６５が最初に研磨され始
めると、パッドの繊維と、研磨スラリーの研磨粒子と、
タングステン層との間の摩擦のために、７０によって示
されるように、研磨パッドの温度は上昇する。研磨パッ
ドの温度は、７１によって示されるように、タングステ
ン層の研磨中に実質的に定常なレベルに留まる。研磨パ
ッドが研磨がより困難でない物質である窒化チタン層６
４に接触すると、パッドの繊維と、研磨スラリーの研磨
粒子と、研磨される面との間の摩擦が低下し、研磨パッ
ドの温度も、７２によって示されるように、低下する。
最後に、研磨パッドの温度は、７３によって示されるよ
うに、低い値において平らになり、これはパッドの繊維
と、研磨スラリーの研磨粒子と、窒化チタン層６４との
間の低い摩擦の結果である。終点（Ｅ．Ｐ．）は、研磨
パッド温度がタングステン層６５が除去されたことを実
証する時間として選択される。検出される終点を越える
やや過剰な研磨が次に、容易に研磨される窒化チタン６
４とチタン６３とを除去して、生ずるプレーナ構造体
は、図７に示すように、酸化物中に埋封されるスタッド
を連結するタングステンを有する。
検出するために研磨パッドの測定された温度を用いる方
法を図８に示す、図８は開口６１と６２以外のあらゆる
箇所でタングステン６５を除去するために化学／機械的
研磨を用いる場合の赤外検出される研磨パッド温度対時
間の挙動を示す。タングステン６５が最初に研磨され始
めると、パッドの繊維と、研磨スラリーの研磨粒子と、
タングステン層との間の摩擦のために、７０によって示
されるように、研磨パッドの温度は上昇する。研磨パッ
ドの温度は、７１によって示されるように、タングステ
ン層の研磨中に実質的に定常なレベルに留まる。研磨パ
ッドが研磨がより困難でない物質である窒化チタン層６
４に接触すると、パッドの繊維と、研磨スラリーの研磨
粒子と、研磨される面との間の摩擦が低下し、研磨パッ
ドの温度も、７２によって示されるように、低下する。
最後に、研磨パッドの温度は、７３によって示されるよ
うに、低い値において平らになり、これはパッドの繊維
と、研磨スラリーの研磨粒子と、窒化チタン層６４との
間の低い摩擦の結果である。終点（Ｅ．Ｐ．）は、研磨
パッド温度がタングステン層６５が除去されたことを実
証する時間として選択される。検出される終点を越える
やや過剰な研磨が次に、容易に研磨される窒化チタン６
４とチタン６３とを除去して、生ずるプレーナ構造体
は、図７に示すように、酸化物中に埋封されるスタッド
を連結するタングステンを有する。
【００２６】本発明をその好ましい実施態様に関して特
に示し、説明したが、形態及び細部の種々な変化が本発
明の要旨及び範囲から逸脱することなくなされうること
は当業者によって理解されるであろう。
に示し、説明したが、形態及び細部の種々な変化が本発
明の要旨及び範囲から逸脱することなくなされうること
は当業者によって理解されるであろう。
【図１】本発明の方法によって用いられる研磨装置を説
明する概略断面図。
明する概略断面図。
【図２】図１に説明した装置の平面図。
【図３】半導体基板上の複合誘電体層の表面のプレーナ
化を説明する概略断面図。
化を説明する概略断面図。
【図４】半導体基板上の複合誘電体層の表面のプレーナ
化を説明する概略断面図。
化を説明する概略断面図。
【図５】半導体基板上の複合誘電体層の表面のプレーナ
化に化学／機械的研磨を用いる場合の、赤外検出される
研磨パッド温度対時間の挙動を示し、好ましい終点を表
示する図。
化に化学／機械的研磨を用いる場合の、赤外検出される
研磨パッド温度対時間の挙動を示し、好ましい終点を表
示する図。
【図６】酸化ケイ素中に埋封されたタングステン接点ス
タッドの化学／機械的研磨による形成を説明する概略断
面図。
タッドの化学／機械的研磨による形成を説明する概略断
面図。
【図７】酸化ケイ素中に埋封されたタングステン接点ス
タッドの化学／機械的研磨による形成を説明する概略断
面図。
タッドの化学／機械的研磨による形成を説明する概略断
面図。
【図８】酸化ケイ素中に埋封されたプレーナタングステ
ン接点スタッドを形成するために化学／機械的研磨を用
いる場合の、赤外検出される研磨パッド温度対時間の挙
動を示し、好ましい終点を表示する図。
ン接点スタッドを形成するために化学／機械的研磨を用
いる場合の、赤外検出される研磨パッド温度対時間の挙
動を示し、好ましい終点を表示する図。
１０． 化学／機械的プレーナ化（ＣＭＰ）装置 １１． ウェファキャリヤー １２． 半導体ウェファ １４． 駆動モーター １６． 研磨定盤 １８． 駆動モーター １９． 研磨パッド ２０． 流路 ２１． 温度制御される溜め ２２． 赤外線検出デバイス ２３． 赤外線放出領域 ２４． 環状リング ３０． 厚いフィールド酸化物領域 ３１． ポリシリコンゲート ３２． ゲート酸化物 ３３． ソース領域とドレン領域 ３５． 酸化ケイ素のＬＰＣＶＤ付着層 ３６． 窒化ケイ素 ３７． インターレベル接続プラグ ３８． 導電性相互連結パターン ３９． 第１ＰＥ−ＴＥＯＳ層 ４０． ＳＯＧ層 ４１． 第２ＰＥ−ＴＥＯＳ層 ４２． 表面トポグラフィー
Claims (28)
- 【請求項１】 種々な物質の層を含む半導体基板の化学
的／機械的プレーナ化（ＣＭＰ）方法であって、次の工
程：半導体基板を、研磨スラリーの存在下で、回転定盤
上に回転研磨パッドに押し付けて保持することによっ
て、半導体基板をプレーナ化する工程と；研磨スラリー
の温度を約１０〜３０℃の温度範囲内に制御する工程
と；前記温度制御済みスラリーを前記回転研磨パッド上
に分配する工程と；前記半導体基板の表面を摩耗する特
定の研磨パッド位置における前記回転研磨パッドの温度
を赤外検出手段によって測定する工程と；第１物質の除
去と、前記回転研磨パッドによる第２物質への接触との
ために前記回転研磨パッドの温度の変化が生ずるときに
終点を検出する工程とを含む前記方法。 - 【請求項２】 前記研磨スラリーがＳｉＯ2又はＣｅＯ2
及びＮＨ3又はＫＯＨを含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記回転研磨パッドの前記温度が約１０
〜８０℃の温度範囲内で測定される、請求項１記載の方
法。 - 【請求項４】 前記第１物質が硬質で研磨が困難な物質
であり、前記第２物質が軟質で研磨が容易な物質であ
る、請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 前記硬質で研磨が困難な物質の除去と、
前記回転研磨パッドによる前記軟質で研磨が容易な物質
への接触とによる前記回転研磨パッドの温度の低下とし
て、終点が検出される、請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 前記第１物質が軟質で研磨が容易な物質
であり、前記第２物質が硬質で研磨が困難な物質であ
る、請求項１記載の方法。 - 【請求項７】 前記軟質で研磨が容易な物質の除去と、
前記回転研磨パッドによる前記硬質で研磨が困難な物質
との接触とによる前記回転研磨パッドの温度の上昇とし
て、終点が検出される、請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 構造体を含む半導体基板上の誘電性物質
のプレーナー化層の形成方法であって、下記工程：前記
半導体基板上に前記構造体を形成する工程と；前記構造
体を含む前記半導体基板上に誘電性物質の第１層を付着
させる工程と；誘電性物質の前記第１層上に、誘電性物
質の前記第１層よりも研磨が容易である誘電性物質の第
２層を付着させる工程と；前記半導体基板を、研磨スラ
リーと、定盤と研磨パッドとの間の加圧力との存在下
で、回転定盤上に回転研磨パッドに押し付けて保持する
ことによって、誘電性物質の前記第２層をプレーナ化す
る工程と；研磨スラリーの温度を約１０〜３０℃の温度
範囲内に制御する工程と；前記温度制御済みスラリーを
前記回転研磨パッド上に分配する工程と；誘電性物質の
前記第２層の表面を摩耗する位置における研磨パッドの
温度を赤外検出手段によって測定する工程と；研磨が容
易な第２層の物質の除去のために研磨パッドの温度が上
昇するときにプレーナ化プロセスの終点を検出する工程
とを含む前記方法。 - 【請求項９】 前記構造体が能動デバイスである、請求
項８記載の方法。 - 【請求項１０】 前記構造体が相互連結パターンの導電
性物質である、請求項８記載の方法。 - 【請求項１１】 前記構造体が能動デバイスと相互連結
パターンの導電性物質との両方を含む、請求項８記載の
方法。 - 【請求項１２】 前記能動デバイスがＮＦＥＴ又はＰＦ
ＥＴ ＭＯＳデバイスである、請求項８記載の方法。 - 【請求項１３】 前記相互連結パターンの導電性物質が
約４，０００〜１０，０００Åの厚さを有するアルミニ
ウムである、請求項１０記載の方法。 - 【請求項１４】 第１層が研磨が困難な誘電性物質であ
り、第２層（頂部上）が研磨が容易な誘電性物質である
べきであり、前記第２層の誘電性物質が、約２〜４層と
して適用され、その後に約２５０〜４５０℃の温度にお
いてリフローされ、約４，０００〜８，０００Åの厚さ
を生じたＳＯＧである、請求項８記載の方法。 - 【請求項１５】 第１層が研磨が困難な誘電性物質であ
り、第２層（頂部上）が研磨が容易な誘電性物質である
べきであり、前記第２層の誘電性物質が、テトラエチル
オルトシリケートから、約２００〜４００℃の温度にお
いて約２，０００〜５，０００Åの厚さまで付着させた
ＰＥ−ＴＥＯＳである、請求項８記載の方法。 - 【請求項１６】 前記研磨スラリーがＳｉＯ2又はＣｅ
Ｏ2とＮＨ3又はＫＯＨとを含み、約１０〜３０℃の温度
範囲内に制御される、請求項８記載の方法。 - 【請求項１７】 前記回転研磨パッドが約１０〜７０ｒ
ｐｍの範囲内で回転する、請求項８記載の方法。 - 【請求項１８】 前記回転定盤が約１０〜７０ｒｐｍの
範囲内で回転する、請求項８記載の方法。 - 【請求項１９】 定盤と研磨パッドとの間の前記加圧力
が約１〜１０ｐｓｉの範囲内である、請求項８記載の方
法。 - 【請求項２０】 前記研磨パッドの温度上昇が約１０〜
３０℃の範囲内である、請求項８記載の方法。 - 【請求項２１】 第２摩擦係数を有する第２層の物質上
に付着した第１摩擦係数を有する第１層の物質を含み、
前記第１摩擦係数が前記第２摩擦係数よりも大きい、半
導体基板上にプレーナ化層を形成する方法であって、下
記工程：半導体基板を、研磨スラリーと、定盤と研磨パ
ッドとの間の加圧力との存在下で、回転定盤上に回転研
磨パッドに押し付けて保持することによって、半導体基
板をプレーナ化する工程と；研磨スラリーの温度を約１
０〜３０℃の温度範囲内に制御する工程と；前記温度制
御済みスラリーを前記回転研磨パッド上に分配する工程
と；前記第１層の誘電性物質の表面を摩耗する位置にお
ける研磨パッドの温度を赤外検出手段によって測定する
工程と；前記第１層の物質の除去のために研磨パッドの
温度が低下するときにプレーナ化プロセスの終点を検出
する工程とを含む前記方法。 - 【請求項２２】 前記第１層の物質が約３５０〜５００
℃の温度においてＬＰＣＶＤを用いて約２，０００〜１
０，０００Åの厚さまで付着させたタングステンであ
る、請求項２１記載の方法。 - 【請求項２３】 前記第２層の物質が約２００〜７００
℃の温度においてＰＶＤ又はＣＶＤを用いて約５００〜
２，０００Åの厚さまで付着させた窒化チタンである、
請求項２１記載の方法。 - 【請求項２４】 前記研磨スラリーがＡｌ2Ｏ3とＮＨ3
又はＫＯＨを含み、約１０〜３０℃の温度範囲内に制御
される、請求項２４記載の方法。 - 【請求項２５】 前記回転研磨パッドを約１０〜７０ｒ
ｐｍの範囲内で回転する、請求項２１記載の方法。 - 【請求項２６】 前記回転定盤が約１０〜７０ｒｐｍの
範囲内で回転する、請求項２１記載の方法。 - 【請求項２７】 定盤と研磨パッドとの間の前記加圧力
が約１〜１０ｐｓｉの範囲内である、請求項２１記載の
方法。 - 【請求項２８】 前記研磨パッドの温度低下が約１０〜
３０℃の範囲内である、請求項２１記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW85105899A TW299462B (en) | 1996-05-18 | 1996-05-18 | The polishing endpoint detection method for CMP |
| TW85105899 | 1996-05-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09306879A true JPH09306879A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=21625247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25143596A Pending JPH09306879A (ja) | 1996-05-18 | 1996-09-24 | 化学的／機械的プレーナ化方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09306879A (ja) |
| TW (1) | TW299462B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6482732B1 (en) | 2001-06-29 | 2002-11-19 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Method and apparatus for polishing semiconductor wafer |
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1996
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