JPH0936071A - 平面研磨方法および平面研磨装置 - Google Patents
平面研磨方法および平面研磨装置Info
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- JPH0936071A JPH0936071A JP18518695A JP18518695A JPH0936071A JP H0936071 A JPH0936071 A JP H0936071A JP 18518695 A JP18518695 A JP 18518695A JP 18518695 A JP18518695 A JP 18518695A JP H0936071 A JPH0936071 A JP H0936071A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 平面研磨方法および平面研磨装置に関し、被
加工物の表面を一定の研磨速度で、大きい研磨速度で研
磨する手段を提供する。 【解決手段】 回転テーブル１の上面に設けた研磨シー
ト２に、被加工物９である半導体酸化膜や半導体窒化膜
等の絶縁膜と、シリコン等の半導体基板１１1 ，１
１2 ，・・・、またはアルミニウム、銅、鉄等の金属基
板を押圧し、研磨シートに研磨液８を供給しながら回転
テーブル１を回転して被加工物９を研磨する。酸素の量
が化学量論値より少い酸化シリコン、酸化アルミニウ
ム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム等の研磨粒子を含
む研磨液を用い、これらの研磨粒子の少なくとも表面
に、窒素等の酸素より電気陰性度が低い成分、または、
フッ素等の酸素より電気陰性度の高い成分を含ませた研
磨粒子を含む研磨液を用いる。研磨シートの表面に電磁
波を生起させ、あるいは、研磨シートと被加工物の間に
電位をかけた状態で研磨する。
加工物の表面を一定の研磨速度で、大きい研磨速度で研
磨する手段を提供する。 【解決手段】 回転テーブル１の上面に設けた研磨シー
ト２に、被加工物９である半導体酸化膜や半導体窒化膜
等の絶縁膜と、シリコン等の半導体基板１１1 ，１
１2 ，・・・、またはアルミニウム、銅、鉄等の金属基
板を押圧し、研磨シートに研磨液８を供給しながら回転
テーブル１を回転して被加工物９を研磨する。酸素の量
が化学量論値より少い酸化シリコン、酸化アルミニウ
ム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム等の研磨粒子を含
む研磨液を用い、これらの研磨粒子の少なくとも表面
に、窒素等の酸素より電気陰性度が低い成分、または、
フッ素等の酸素より電気陰性度の高い成分を含ませた研
磨粒子を含む研磨液を用いる。研磨シートの表面に電磁
波を生起させ、あるいは、研磨シートと被加工物の間に
電位をかけた状態で研磨する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面に半導体酸化
膜や半導体窒化膜等の層間絶縁膜を有する基板を加工す
るための平面研磨方法および平面研磨装置に関するもの
である。半導体集積回路装置の高集積化の要求に応える
ため、配線を微細化し多層化するために層間絶縁膜の表
面を平坦化する技術が要求されている。
膜や半導体窒化膜等の層間絶縁膜を有する基板を加工す
るための平面研磨方法および平面研磨装置に関するもの
である。半導体集積回路装置の高集積化の要求に応える
ため、配線を微細化し多層化するために層間絶縁膜の表
面を平坦化する技術が要求されている。
【０００２】配線の多層化とは、一層の配線を形成した
後、その上に絶縁膜を形成し、その絶縁膜の上にさらに
配線を形成する工程を繰り返して行うことを意味する。
例えば、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）と駆動
集積回路を一体にした集積回路装置では、各集積回路の
場所により配線密度が異なるため、層間絶縁膜を形成し
た後に段差が生じる。
後、その上に絶縁膜を形成し、その絶縁膜の上にさらに
配線を形成する工程を繰り返して行うことを意味する。
例えば、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）と駆動
集積回路を一体にした集積回路装置では、各集積回路の
場所により配線密度が異なるため、層間絶縁膜を形成し
た後に段差が生じる。
【０００３】図４は、集積回路装置の層間絶縁膜の平坦
化説明図であり、（Ａ）は平坦化処理前の断面を示し、
（Ｂ）は平坦化処理後の断面を示している。この図にお
いて、６１は半導体基板、６２1 は平板状電極、６２2
は高密度配線、６２3 は低密度配線、６３は層間絶縁膜
である。
化説明図であり、（Ａ）は平坦化処理前の断面を示し、
（Ｂ）は平坦化処理後の断面を示している。この図にお
いて、６１は半導体基板、６２1 は平板状電極、６２2
は高密度配線、６２3 は低密度配線、６３は層間絶縁膜
である。
【０００４】この集積回路装置においては、ウェハプロ
セスによって必要な素子が形成された半導体基板６１の
上に、必要に応じて絶縁膜を介して、第１層の平板状電
極６２1 、高密度配線６２2 、低密度配線６２3 が形成
され、その上に第１の層間絶縁膜６３が形成されてい
る。これに続いて、第１の層間絶縁膜６３の上に第２層
の配線が形成され、必要に応じて、さらに、その上に第
２の層間絶縁膜が形成され、その上に第３層の配線が形
成される。
セスによって必要な素子が形成された半導体基板６１の
上に、必要に応じて絶縁膜を介して、第１層の平板状電
極６２1 、高密度配線６２2 、低密度配線６２3 が形成
され、その上に第１の層間絶縁膜６３が形成されてい
る。これに続いて、第１の層間絶縁膜６３の上に第２層
の配線が形成され、必要に応じて、さらに、その上に第
２の層間絶縁膜が形成され、その上に第３層の配線が形
成される。
【０００５】この際、層間絶縁膜６３は、通常ＣＶＤ
（化学的気相成長法）によって堆積するが、平板状電極
６２1 や高密度配線６２2 の上では層間絶縁膜６３が厚
くなり、低密度配線６２3 の上で層間絶縁膜６３が薄く
なる傾向があるため、図４（Ａ）に示されているよう
に、平板状電極６２1 と高密度配線６２2 と低密度配線
６２3 の間で段差が生じる。
（化学的気相成長法）によって堆積するが、平板状電極
６２1 や高密度配線６２2 の上では層間絶縁膜６３が厚
くなり、低密度配線６２3 の上で層間絶縁膜６３が薄く
なる傾向があるため、図４（Ａ）に示されているよう
に、平板状電極６２1 と高密度配線６２2 と低密度配線
６２3 の間で段差が生じる。
【０００６】したがって、層間絶縁膜６３の上に、さら
に配線を形成するためには、この段差を平坦化すること
が必要になる。層間絶縁膜６３の表面の平坦化を行わな
いで、第２層の配線を形成すると、段差の部分で断線が
生じやすくなり、半導体集積回路装置の製造歩留りが低
下することになる。
に配線を形成するためには、この段差を平坦化すること
が必要になる。層間絶縁膜６３の表面の平坦化を行わな
いで、第２層の配線を形成すると、段差の部分で断線が
生じやすくなり、半導体集積回路装置の製造歩留りが低
下することになる。
【０００７】層間絶縁膜６３を平坦化する方法として
は、層間絶縁膜６３を溶融して段差を緩和する方法等が
あるが、これらの方法によっては、図４（Ｂ）に示され
ているように、段差を充分に平坦化することはできず、
工程の整合性やコスト等の点から研磨技術が最も適して
いる。
は、層間絶縁膜６３を溶融して段差を緩和する方法等が
あるが、これらの方法によっては、図４（Ｂ）に示され
ているように、段差を充分に平坦化することはできず、
工程の整合性やコスト等の点から研磨技術が最も適して
いる。
【０００８】
【従来の技術】図５は、従来の平面研磨装置の構成説明
図である。この図において、７１は回転テーブル、７２
は研磨シート、７３は機枠、７４はヘッド押圧杆、７５
はヘッド、７６はテンプレート、７７は研磨剤供給管、
７８は研磨液、７９は被加工物、８０は層間絶縁膜であ
る。
図である。この図において、７１は回転テーブル、７２
は研磨シート、７３は機枠、７４はヘッド押圧杆、７５
はヘッド、７６はテンプレート、７７は研磨剤供給管、
７８は研磨液、７９は被加工物、８０は層間絶縁膜であ
る。
【０００９】従来の平面研磨装置においては、上面に研
磨シート７２が貼着された回転テーブル７１と、回転テ
ーブル７１に対向させたヘッド７５を有し、回転テーブ
ル７１の上方のヘッド７５は装置の機枠７３によって、
上下方向に移動可能で、かつ、回転されるように支持さ
れている。
磨シート７２が貼着された回転テーブル７１と、回転テ
ーブル７１に対向させたヘッド７５を有し、回転テーブ
ル７１の上方のヘッド７５は装置の機枠７３によって、
上下方向に移動可能で、かつ、回転されるように支持さ
れている。
【００１０】そして、ヘッド７５は回転テーブル７１に
対向し、下面に層間絶縁膜８０を有する被加工物７９を
装着する面に、被加工物７９を取り囲むテンプレート７
６が固着されており、被加工物７９はテンプレート７６
によって取り囲まれた領域に嵌め込まれ、ヘッド７５に
吸着固定される。
対向し、下面に層間絶縁膜８０を有する被加工物７９を
装着する面に、被加工物７９を取り囲むテンプレート７
６が固着されており、被加工物７９はテンプレート７６
によって取り囲まれた領域に嵌め込まれ、ヘッド７５に
吸着固定される。
【００１１】この平面研磨装置において、コロイダルシ
リカ等の遊離研磨剤を含む研磨液７８を回転テーブル７
１の上の研磨シート７２の上に散布して被加工物７９を
研磨シート７２に押し付け、回転テーブル７１を駆動し
て研磨シート７２を回転するとともにヘッド７５も回転
して、被加工物７９を研磨する。
リカ等の遊離研磨剤を含む研磨液７８を回転テーブル７
１の上の研磨シート７２の上に散布して被加工物７９を
研磨シート７２に押し付け、回転テーブル７１を駆動し
て研磨シート７２を回転するとともにヘッド７５も回転
して、被加工物７９を研磨する。
【００１２】なお、被加工物７９を研磨シート７２に押
し付ける力、すなわち、加工圧を得る手段として被加工
物７９の材質や研磨条件により、例えば、ヘッド７５の
自重、ヘッド７５の上に置かれる重錘、機枠７３に固定
したエアシリンダの推力等が利用される。
し付ける力、すなわち、加工圧を得る手段として被加工
物７９の材質や研磨条件により、例えば、ヘッド７５の
自重、ヘッド７５の上に置かれる重錘、機枠７３に固定
したエアシリンダの推力等が利用される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来用いられていた平面研磨方法によって、層間絶縁膜８
０を研磨すると、単位時間当たりの研磨速度が一定でな
いため、例えば、研磨の初期段階と終期での研磨速度を
比べると終期の方が遅いため、工程の制御性が悪いとい
う問題があった。本発明は、被加工物の表面を一定の研
磨速度で、大きい研磨速度で研磨することができる平面
研磨方法および平面研磨装置を提供することを目的とす
る。
来用いられていた平面研磨方法によって、層間絶縁膜８
０を研磨すると、単位時間当たりの研磨速度が一定でな
いため、例えば、研磨の初期段階と終期での研磨速度を
比べると終期の方が遅いため、工程の制御性が悪いとい
う問題があった。本発明は、被加工物の表面を一定の研
磨速度で、大きい研磨速度で研磨することができる平面
研磨方法および平面研磨装置を提供することを目的とす
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる平面研磨
方法においては、回転テーブルの上面に設けられた研磨
シートに、被加工物上に形成された絶縁膜と半導体基板
または金属基板を押圧し、該研磨シートに研磨液を供給
しながら該回転テーブルを回転して被加工物の表面を研
磨する工程を採用した。
方法においては、回転テーブルの上面に設けられた研磨
シートに、被加工物上に形成された絶縁膜と半導体基板
または金属基板を押圧し、該研磨シートに研磨液を供給
しながら該回転テーブルを回転して被加工物の表面を研
磨する工程を採用した。
【００１５】この場合、被加工物と、半導体基板または
金属基板を相互に独立したタイミングで研磨シートに押
圧することができる。
金属基板を相互に独立したタイミングで研磨シートに押
圧することができる。
【００１６】また、本発明にかかる平面研磨装置におい
ては、上面に研磨シートを設けた回転テーブルと、該回
転テーブルを回転させる手段と、該回転テーブルの上面
に、被加工物上に形成された絶縁膜と半導体基板または
金属基板を押圧するヘッドと、該研磨シートに研磨液を
供給する手段を備える構成を採用した。
ては、上面に研磨シートを設けた回転テーブルと、該回
転テーブルを回転させる手段と、該回転テーブルの上面
に、被加工物上に形成された絶縁膜と半導体基板または
金属基板を押圧するヘッドと、該研磨シートに研磨液を
供給する手段を備える構成を採用した。
【００１７】この場合、被加工物に形成された絶縁膜を
回転テーブルに設けられた研磨シートに押圧するヘッド
の、被加工物を収容する開口の周囲に半導体基板または
金属基板を収容する開口を有するテンプレートを設けた
構成とすることができる。
回転テーブルに設けられた研磨シートに押圧するヘッド
の、被加工物を収容する開口の周囲に半導体基板または
金属基板を収容する開口を有するテンプレートを設けた
構成とすることができる。
【００１８】また、本発明にかかる他の平面研磨装置に
おいては、上面に研磨シートを設けた回転テーブルと、
該回転テーブルを回転させる手段と、該回転テーブルの
上面に、被加工物上に形成された絶縁膜を押圧するヘッ
ドと、該回転テーブルの上面に半導体基板または金属基
板を押圧するヘッドと、該研磨シートに研磨液を供給す
る手段を備えた構成を採用した。
おいては、上面に研磨シートを設けた回転テーブルと、
該回転テーブルを回転させる手段と、該回転テーブルの
上面に、被加工物上に形成された絶縁膜を押圧するヘッ
ドと、該回転テーブルの上面に半導体基板または金属基
板を押圧するヘッドと、該研磨シートに研磨液を供給す
る手段を備えた構成を採用した。
【００１９】この場合、被加工物上に形成された絶縁膜
を押圧するヘッドと、半導体基板または金属基板を押圧
するヘッドを、相互に独立したタイミングで研磨シート
に押圧するようにした構成とすることができる。
を押圧するヘッドと、半導体基板または金属基板を押圧
するヘッドを、相互に独立したタイミングで研磨シート
に押圧するようにした構成とすることができる。
【００２０】また、本発明にかかる他の平面研磨方法に
おいては、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化セリ
ウム、酸化ジルコニウムのうち少なくともいずれか１つ
の研磨粒子に、酸素の量を化学量論値より少なくした研
磨液、酸素より電気陰性度が低い成分を含ませた研磨
液、または、酸素より電気陰性度が高い成分を含ませた
研磨液を用いて被加工物を研磨する工程を採用した。
おいては、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化セリ
ウム、酸化ジルコニウムのうち少なくともいずれか１つ
の研磨粒子に、酸素の量を化学量論値より少なくした研
磨液、酸素より電気陰性度が低い成分を含ませた研磨
液、または、酸素より電気陰性度が高い成分を含ませた
研磨液を用いて被加工物を研磨する工程を採用した。
【００２１】また、本発明にかかる他の平面研磨方法に
おいては、研磨液が供給される研磨シートの表面近傍に
電磁界を生起させた状態で、該研磨シートに被加工物を
押圧して摺動することによって被加工物を研磨する工程
を採用した。
おいては、研磨液が供給される研磨シートの表面近傍に
電磁界を生起させた状態で、該研磨シートに被加工物を
押圧して摺動することによって被加工物を研磨する工程
を採用した。
【００２２】また、本発明にかかる他の平面研磨方法に
おいては、研磨液が供給される研磨シートと被加工物の
間に電位差を与えた状態で、該研磨シートに被加工物を
押圧して摺動することによって被加工物を研磨する工程
を採用した。
おいては、研磨液が供給される研磨シートと被加工物の
間に電位差を与えた状態で、該研磨シートに被加工物を
押圧して摺動することによって被加工物を研磨する工程
を採用した。
【００２３】また、本発明にかかる他の平面研磨装置に
おいては、研磨シートを設けた回転テーブルと、該研磨
シートの上面に被加工物を押圧するヘッドと、該回転テ
ーブルを回転させる手段と、該研磨シートに研磨液を供
給する手段と、該研磨シートの表面に電磁場を生起させ
るソレノイドコイルを備える構成を採用した。
おいては、研磨シートを設けた回転テーブルと、該研磨
シートの上面に被加工物を押圧するヘッドと、該回転テ
ーブルを回転させる手段と、該研磨シートに研磨液を供
給する手段と、該研磨シートの表面に電磁場を生起させ
るソレノイドコイルを備える構成を採用した。
【００２４】また、本発明にかかる他の平面研磨装置に
おいては、研磨シートを設けた回転テーブルと、該研磨
シートの上面に被加工物を押圧するヘッドと、該回転テ
ーブルを回転させる手段と、該研磨シートに研磨液を供
給する手段と、該被加工物を押圧するヘッドと該研磨シ
ートの間に電位差を与える手段を備える構成を採用し
た。
おいては、研磨シートを設けた回転テーブルと、該研磨
シートの上面に被加工物を押圧するヘッドと、該回転テ
ーブルを回転させる手段と、該研磨シートに研磨液を供
給する手段と、該被加工物を押圧するヘッドと該研磨シ
ートの間に電位差を与える手段を備える構成を採用し
た。
【００２５】従来の平面研磨方法が有していた、単位時
間当たりの加工量が一定にならないという欠点は、主に
研磨シートの研磨能力の劣化が原因である。通常、研磨
シートの表面には微小な孔が形成されており、この孔に
研磨剤を保持し、保持された研磨剤が回転テーブルの回
転とともに移動し、被加工物の表面に効率よく供給され
る。
間当たりの加工量が一定にならないという欠点は、主に
研磨シートの研磨能力の劣化が原因である。通常、研磨
シートの表面には微小な孔が形成されており、この孔に
研磨剤を保持し、保持された研磨剤が回転テーブルの回
転とともに移動し、被加工物の表面に効率よく供給され
る。
【００２６】ところが、研磨を継続すると、削り取られ
た研磨屑が研磨シートの表面の孔に溜まり、孔が目詰ま
りして、研磨剤を保持することができなくなり、研磨剤
を被加工物の表面に効率よく供給することができなくな
るため、単位時間当たりの研磨速度が研磨を続けるにつ
れて減少する。
た研磨屑が研磨シートの表面の孔に溜まり、孔が目詰ま
りして、研磨剤を保持することができなくなり、研磨剤
を被加工物の表面に効率よく供給することができなくな
るため、単位時間当たりの研磨速度が研磨を続けるにつ
れて減少する。
【００２７】したがって、研磨屑による研磨シートの目
詰まりを無くすることができれば、単位時間当たりの研
磨速度を常に一定にすることができる。この、目詰まり
を無くすために、層間絶縁膜を１回研磨する毎に、ナイ
ロンブラシで研磨シートの表面をドレスする方法が知ら
れているが、スループットが低下するため、実用的でな
い。
詰まりを無くすることができれば、単位時間当たりの研
磨速度を常に一定にすることができる。この、目詰まり
を無くすために、層間絶縁膜を１回研磨する毎に、ナイ
ロンブラシで研磨シートの表面をドレスする方法が知ら
れているが、スループットが低下するため、実用的でな
い。
【００２８】また、スループットの低下を防ぐために、
研磨とドレスを同時に行う方法も考えられるが、実際に
これを行うと、ドレスの効果が弱いため、徐々に目詰ま
りが起こり、研磨速度が徐々に低下する。そこで、本発
明の平面研磨方法および平面研磨装置においては、被加
工物を研磨する際、この被加工物とともに、研磨シート
の研磨屑による目詰まりを発生させない半導体基板また
は金属基板を研磨することによって、研磨シートの目詰
まりを防ぐことを原理とする。
研磨とドレスを同時に行う方法も考えられるが、実際に
これを行うと、ドレスの効果が弱いため、徐々に目詰ま
りが起こり、研磨速度が徐々に低下する。そこで、本発
明の平面研磨方法および平面研磨装置においては、被加
工物を研磨する際、この被加工物とともに、研磨シート
の研磨屑による目詰まりを発生させない半導体基板また
は金属基板を研磨することによって、研磨シートの目詰
まりを防ぐことを原理とする。
【００２９】
（第１実施例）図１は、第１実施例の平面研磨装置の構
成説明図である。この図において、１は回転テーブル、
２は研磨シート、３は機枠、４はヘッド押圧杆、５はヘ
ッド、６はテンプレート、６1 ，６2 ，・・・は開口、
７は研磨剤供給管、８は研磨液、９は被加工物、１０は
層間絶縁膜、１１1 ，１１2 ，・・・は半導体基板であ
る。
成説明図である。この図において、１は回転テーブル、
２は研磨シート、３は機枠、４はヘッド押圧杆、５はヘ
ッド、６はテンプレート、６1 ，６2 ，・・・は開口、
７は研磨剤供給管、８は研磨液、９は被加工物、１０は
層間絶縁膜、１１1 ，１１2 ，・・・は半導体基板であ
る。
【００３０】この実施例の平面研磨装置においては、上
面に研磨シート２が貼着された回転テーブル１と、回転
テーブル１に対向させたヘッド５を有し、回転テーブル
１の上方のヘッド５は装置の機枠３によって、上下方向
に移動可能で、かつ、回転自在に支持されている。
面に研磨シート２が貼着された回転テーブル１と、回転
テーブル１に対向させたヘッド５を有し、回転テーブル
１の上方のヘッド５は装置の機枠３によって、上下方向
に移動可能で、かつ、回転自在に支持されている。
【００３１】そして、ヘッド５は回転テーブル１に対向
し、被加工物９を装着する面に、シリコン等の半導体基
板１１1 ，１１2 ，・・・を収容する開口６1 ，６2 ，
６3，・・・を有し、被加工物９を取り囲むテンプレー
ト６が固着されており、被加工物９はテンプレート６に
よって取り囲まれた領域に嵌め込まれ、半導体基板１１
1 ，１１2 ，・・・がテンプレート６の開口６1 ，
６2 ，・・・中に収容されることによってヘッド５に固
着される。
し、被加工物９を装着する面に、シリコン等の半導体基
板１１1 ，１１2 ，・・・を収容する開口６1 ，６2 ，
６3，・・・を有し、被加工物９を取り囲むテンプレー
ト６が固着されており、被加工物９はテンプレート６に
よって取り囲まれた領域に嵌め込まれ、半導体基板１１
1 ，１１2 ，・・・がテンプレート６の開口６1 ，
６2 ，・・・中に収容されることによってヘッド５に固
着される。
【００３２】この平面研磨装置において、研磨剤供給管
７によってコロイダルシリカ等の遊離研磨剤を含む研磨
液８を回転テーブル１の上の研磨シート２の上に散布し
て被加工物９と半導体基板１１1 ，１１2 ，・・・を研
磨シート２に押し付け、回転テーブル１を駆動し、研磨
シート２の回転とともにヘッド５も回転して、被加工物
９を研磨する。
７によってコロイダルシリカ等の遊離研磨剤を含む研磨
液８を回転テーブル１の上の研磨シート２の上に散布し
て被加工物９と半導体基板１１1 ，１１2 ，・・・を研
磨シート２に押し付け、回転テーブル１を駆動し、研磨
シート２の回転とともにヘッド５も回転して、被加工物
９を研磨する。
【００３３】なお、被加工物９を研磨シート２に押し付
ける力、すなわち、加工圧を得る手段として被加工物９
の材質や研磨条件により、例えば、ヘッド５の自重、ヘ
ッド５の上に置かれたの重錘、機枠３に固定したエアシ
リンダの推力等を利用することができる。
ける力、すなわち、加工圧を得る手段として被加工物９
の材質や研磨条件により、例えば、ヘッド５の自重、ヘ
ッド５の上に置かれたの重錘、機枠３に固定したエアシ
リンダの推力等を利用することができる。
【００３４】このように、コロイダルシリカ等の遊離研
磨剤を含む液体を用いて、被加工物の層間絶縁膜１０を
研磨する場合、主として、遊離研磨剤が機械的に層間絶
縁膜を削り取る研磨が進行するため、削り取られた研磨
屑が研磨シート２の表面に吸着されて、研磨シート２の
目詰まりを起こす。
磨剤を含む液体を用いて、被加工物の層間絶縁膜１０を
研磨する場合、主として、遊離研磨剤が機械的に層間絶
縁膜を削り取る研磨が進行するため、削り取られた研磨
屑が研磨シート２の表面に吸着されて、研磨シート２の
目詰まりを起こす。
【００３５】しかしながら、コロイダルシリカ等の遊離
研磨剤を含む研磨剤を用いて半導体基板１１1 ，１
１2 ，・・・を研磨すると、主として研磨液８自身が半
導体基板１１1 ，１１2 ，・・・と化学的に反応してエ
ッチングが進行するため、研磨シート２を目詰まりさせ
るような研磨屑が発生しにくい。また、半導体基板１１
1 ，１１2 ，・・・と研磨シート２は強い相互作用を起
こすため、目詰まりを起こした研磨屑が研磨液によって
効果的に洗い流され、容易に取り除かれる。
研磨剤を含む研磨剤を用いて半導体基板１１1 ，１
１2 ，・・・を研磨すると、主として研磨液８自身が半
導体基板１１1 ，１１2 ，・・・と化学的に反応してエ
ッチングが進行するため、研磨シート２を目詰まりさせ
るような研磨屑が発生しにくい。また、半導体基板１１
1 ，１１2 ，・・・と研磨シート２は強い相互作用を起
こすため、目詰まりを起こした研磨屑が研磨液によって
効果的に洗い流され、容易に取り除かれる。
【００３６】この実施例の研磨条件は下記のとおりであ
る。 研磨シートの材質・・・ポリウレタン 研磨剤・・・・・・・・コロイダルシリカ 研磨圧力・・・・・・・３００ｇ／ｃｍ2 回転数・・・・・・・・６０ｒｐｍ
る。 研磨シートの材質・・・ポリウレタン 研磨剤・・・・・・・・コロイダルシリカ 研磨圧力・・・・・・・３００ｇ／ｃｍ2 回転数・・・・・・・・６０ｒｐｍ
【００３７】上記の研磨条件で半導体基板としてシリコ
ン基板を用いることなく、シリコン酸化膜を研磨する
と、初期の研磨速度が４００Å／ｍｉｎであるが、連続
して研磨を続けると、４０分後には、３００Å／ｍｉｎ
に低下する。次に、同じ研磨剤を用い、上記条件で、半
導体基板であるシリコン基板を２０分間研磨すると研磨
速度は４００Å／ｍｉｎに回復した。
ン基板を用いることなく、シリコン酸化膜を研磨する
と、初期の研磨速度が４００Å／ｍｉｎであるが、連続
して研磨を続けると、４０分後には、３００Å／ｍｉｎ
に低下する。次に、同じ研磨剤を用い、上記条件で、半
導体基板であるシリコン基板を２０分間研磨すると研磨
速度は４００Å／ｍｉｎに回復した。
【００３８】この実施例では、半導体基板としてシリコ
ン基板を用いたが、酸化等の金属酸化物からなる研磨粒
子との反応性を有するＧａＡｓ等、他の半導体基板でも
有効に用いることができる。一般に、半導体基板を用い
ると、確立されている被加工物にとって有害な不純物を
低減する技術を用いて作製することができ、好都合であ
る。また、半導体基板に代えて、酸化等の反応性を有す
るＡｌ，Ｃｕ，Ｆｅ等の金属製の基板を用いることもで
きる。
ン基板を用いたが、酸化等の金属酸化物からなる研磨粒
子との反応性を有するＧａＡｓ等、他の半導体基板でも
有効に用いることができる。一般に、半導体基板を用い
ると、確立されている被加工物にとって有害な不純物を
低減する技術を用いて作製することができ、好都合であ
る。また、半導体基板に代えて、酸化等の反応性を有す
るＡｌ，Ｃｕ，Ｆｅ等の金属製の基板を用いることもで
きる。
【００３９】（第２実施例）図２は、第２実施例の平面
研磨装置の構成説明図である。この図において、２１は
回転テーブル、２２は研磨シート、２３1 ，２３2 は機
枠、２４1 ，２４2 はヘッド押圧杆、２５1 ，２５2 は
ヘッド、２６1 ，２６ 2 はテンプレート、２７は研磨剤
供給管、２８は研磨液、２９は被加工物、３０は層間絶
縁膜、３１は半導体基板である。
研磨装置の構成説明図である。この図において、２１は
回転テーブル、２２は研磨シート、２３1 ，２３2 は機
枠、２４1 ，２４2 はヘッド押圧杆、２５1 ，２５2 は
ヘッド、２６1 ，２６ 2 はテンプレート、２７は研磨剤
供給管、２８は研磨液、２９は被加工物、３０は層間絶
縁膜、３１は半導体基板である。
【００４０】この実施例の平面研磨装置においては、上
面に研磨シート２２が貼着された回転テーブル２１と、
回転テーブル２１に対向させたヘッド２５1 ，２５2 を
有し、回転テーブル２１の上方のヘッド２５1 ，２５2
は装置の機枠２３1 ，２３2によって、上下方向に移動
可能で、かつ、回転自在に支持されている。
面に研磨シート２２が貼着された回転テーブル２１と、
回転テーブル２１に対向させたヘッド２５1 ，２５2 を
有し、回転テーブル２１の上方のヘッド２５1 ，２５2
は装置の機枠２３1 ，２３2によって、上下方向に移動
可能で、かつ、回転自在に支持されている。
【００４１】そして、ヘッド２５1 は回転テーブル２１
に対向し、このヘッド２５1 には被加工物２９を装着す
る面に、被加工物２９を取り囲むテンプレート２６1 が
固着されており、層間絶縁膜３０を有する被加工物２９
はテンプレート２６1 によって取り囲まれた領域に嵌め
込まれてヘッド２５1 に固定される。
に対向し、このヘッド２５1 には被加工物２９を装着す
る面に、被加工物２９を取り囲むテンプレート２６1 が
固着されており、層間絶縁膜３０を有する被加工物２９
はテンプレート２６1 によって取り囲まれた領域に嵌め
込まれてヘッド２５1 に固定される。
【００４２】また、ヘッド２５2 は回転テーブル２１に
対向し、このヘッド２５2 には半導体基板３１を装着す
る面に、半導体基板３１を取り囲むテンプレート２６2
が固着されており、半導体基板３１はテンプレート２６
2 によって取り囲まれた領域に嵌め込まれヘッド２５2
に固定される。
対向し、このヘッド２５2 には半導体基板３１を装着す
る面に、半導体基板３１を取り囲むテンプレート２６2
が固着されており、半導体基板３１はテンプレート２６
2 によって取り囲まれた領域に嵌め込まれヘッド２５2
に固定される。
【００４３】この平面研磨装置において、コロイダルシ
リカ等の遊離研磨剤を含む研磨液２８を回転テーブル２
１の上の研磨シート２２の上に散布して被加工物２９の
層間絶縁膜３０を研磨シート２２に押し付け、回転テー
ブル２１を駆動し、研磨シート２２の回転とともにヘッ
ド２５1 も回転して、被加工物２９の層間絶縁膜３０を
研磨する。
リカ等の遊離研磨剤を含む研磨液２８を回転テーブル２
１の上の研磨シート２２の上に散布して被加工物２９の
層間絶縁膜３０を研磨シート２２に押し付け、回転テー
ブル２１を駆動し、研磨シート２２の回転とともにヘッ
ド２５1 も回転して、被加工物２９の層間絶縁膜３０を
研磨する。
【００４４】このように、コロイダルシリカ等の遊離研
磨剤を含む液体を用いて、絶縁膜を加工する場合、主と
して、遊離研磨剤が機械的に絶縁膜を削り取る研磨が進
行するため、削り取られた研磨屑が研磨シート２２の表
面に吸着されて、研磨シート２２の目詰まりを起こす。
磨剤を含む液体を用いて、絶縁膜を加工する場合、主と
して、遊離研磨剤が機械的に絶縁膜を削り取る研磨が進
行するため、削り取られた研磨屑が研磨シート２２の表
面に吸着されて、研磨シート２２の目詰まりを起こす。
【００４５】しかし、コロイダルシリカ等の遊離研磨剤
を含む研磨剤を用いて半導体基板３１を研磨する場合
は、主として研磨液自身が半導体基板３１と化学的に反
応してエッチング進行するため、研磨シート２２を目詰
まりさせるような研磨屑は発生しにくく、かつ、半導体
基板３１と研磨シート２２は強い相互作用を起こすた
め、目詰まりを起こした研磨屑が研磨液によって効果的
に洗い流され、容易に取り除かれる。この実施例の研磨
条件を第１実施例の研磨条件と同様にすると、被加工物
の研磨によって低下した研磨速度を、半導体基板を研磨
することによって回復させることができる。
を含む研磨剤を用いて半導体基板３１を研磨する場合
は、主として研磨液自身が半導体基板３１と化学的に反
応してエッチング進行するため、研磨シート２２を目詰
まりさせるような研磨屑は発生しにくく、かつ、半導体
基板３１と研磨シート２２は強い相互作用を起こすた
め、目詰まりを起こした研磨屑が研磨液によって効果的
に洗い流され、容易に取り除かれる。この実施例の研磨
条件を第１実施例の研磨条件と同様にすると、被加工物
の研磨によって低下した研磨速度を、半導体基板を研磨
することによって回復させることができる。
【００４６】（第３実施例）前記の第１実施例、第２実
施例において説明した、回転する回転テーブルの上面に
貼着した研磨シートに被加工物を押し付け、この研磨シ
ートの上にコロイダルシリカ等の遊離研磨剤を含む研磨
液を散布して一様な条件で研磨する平面研磨装置および
それを用いた平面研磨方法には、その研磨速度に限界が
あり、ある程度の加工時間が必要である。
施例において説明した、回転する回転テーブルの上面に
貼着した研磨シートに被加工物を押し付け、この研磨シ
ートの上にコロイダルシリカ等の遊離研磨剤を含む研磨
液を散布して一様な条件で研磨する平面研磨装置および
それを用いた平面研磨方法には、その研磨速度に限界が
あり、ある程度の加工時間が必要である。
【００４７】例えば、層間絶縁膜を平坦化する場合等に
は、１時間当たり十数枚の半導体ウェハしか処理できな
いとうい問題があった。このように、通常の平面研磨方
法において、研磨速度にある程度の時間がかかる原因
は、シリカ（二酸化シリコン）等の遊離研磨剤を含む液
と被加工物の表面との反応性が比較的弱いためである。
は、１時間当たり十数枚の半導体ウェハしか処理できな
いとうい問題があった。このように、通常の平面研磨方
法において、研磨速度にある程度の時間がかかる原因
は、シリカ（二酸化シリコン）等の遊離研磨剤を含む液
と被加工物の表面との反応性が比較的弱いためである。
【００４８】例えば、層間絶縁膜として、一般的なＣＶ
Ｄシリコン酸化膜をシリカ（二酸化シリコン）等の遊離
研磨剤で研磨する場合、被加工物表面と遊離研磨剤表面
はともに電気的に負であるため、お互いに反発しあい、
その結果、反応性が低下し、研磨速度が低下する。この
実施例の平面研磨装置および平面研磨方法は、被加工物
を効率よく研磨することができる手段を提供することを
目的とする。
Ｄシリコン酸化膜をシリカ（二酸化シリコン）等の遊離
研磨剤で研磨する場合、被加工物表面と遊離研磨剤表面
はともに電気的に負であるため、お互いに反発しあい、
その結果、反応性が低下し、研磨速度が低下する。この
実施例の平面研磨装置および平面研磨方法は、被加工物
を効率よく研磨することができる手段を提供することを
目的とする。
【００４９】図３は、第３実施例の平面研磨装置の構成
説明図である。この図において、４１は回転テーブル、
４２は研磨シート、４３は機枠、４４はヘッド押圧杆、
４５はヘッド、４６はテンプレート、４７は研磨剤供給
管、４８は研磨液、４９は被加工物、５０は層間絶縁
膜、５１はソレノイドコイルである。
説明図である。この図において、４１は回転テーブル、
４２は研磨シート、４３は機枠、４４はヘッド押圧杆、
４５はヘッド、４６はテンプレート、４７は研磨剤供給
管、４８は研磨液、４９は被加工物、５０は層間絶縁
膜、５１はソレノイドコイルである。
【００５０】この実施例の平面研磨装置においては、上
面に研磨シート４２が貼着された回転テーブル４１と、
回転テーブル４１に対向させたヘッド４５を有し、回転
テーブル４１の上方のヘッド４５は装置の機枠４３によ
って、上下方向に移動可能で、かつ、回転自在に支持さ
れている。
面に研磨シート４２が貼着された回転テーブル４１と、
回転テーブル４１に対向させたヘッド４５を有し、回転
テーブル４１の上方のヘッド４５は装置の機枠４３によ
って、上下方向に移動可能で、かつ、回転自在に支持さ
れている。
【００５１】そして、ヘッド４５は回転テーブル４１に
対向し、このヘッド４５には被加工物４９を装着する面
に、被加工物４９を取り囲むテンプレート４６が固着さ
れており、層間絶縁膜５０を有する被加工物４９はテン
プレート４６によって取り囲まれた領域に嵌め込まれて
ヘッド４５に固定される。
対向し、このヘッド４５には被加工物４９を装着する面
に、被加工物４９を取り囲むテンプレート４６が固着さ
れており、層間絶縁膜５０を有する被加工物４９はテン
プレート４６によって取り囲まれた領域に嵌め込まれて
ヘッド４５に固定される。
【００５２】この平面研磨装置において、コロイダルシ
リカ等の遊離研磨剤を含む研磨液４８を回転テーブル４
１の上の研磨シート４２の上に散布して被加工物４９の
層間絶縁膜５０を研磨シート４２に押し付け、回転テー
ブル４１を駆動し、研磨シート４２の回転とともにヘッ
ド４５も回転して、被加工物４９の層間絶縁膜５０を研
磨する。
リカ等の遊離研磨剤を含む研磨液４８を回転テーブル４
１の上の研磨シート４２の上に散布して被加工物４９の
層間絶縁膜５０を研磨シート４２に押し付け、回転テー
ブル４１を駆動し、研磨シート４２の回転とともにヘッ
ド４５も回転して、被加工物４９の層間絶縁膜５０を研
磨する。
【００５３】そして、この実施例の平面研磨装置おいて
は、回転テーブル４１を駆動して被加工物４９を研磨す
る際、ヘッド４５の近傍にソレノイドコイル５１を設
け、このソレノイドコイル５１に高周波の電流を供給す
ることによって、ソレノイドコイル５１の内側すなわ
ち、ヘッド４５の近くの研磨シート４２に強い電磁場を
発生させる。
は、回転テーブル４１を駆動して被加工物４９を研磨す
る際、ヘッド４５の近傍にソレノイドコイル５１を設
け、このソレノイドコイル５１に高周波の電流を供給す
ることによって、ソレノイドコイル５１の内側すなわ
ち、ヘッド４５の近くの研磨シート４２に強い電磁場を
発生させる。
【００５４】このように強い電磁場を発生させると、シ
リカ等の遊離研磨剤を含んだ研磨液４８の中には、負あ
るいは正の電荷をもった粒子が存在するため、この強い
電磁場によって研磨液４８が激しく攪拌される。そのた
め、シリカ等の遊離研磨剤が強く被加工物４９の層間絶
縁膜５０と接触するため、反応性が向上し、加工速度が
著しく向上する。
リカ等の遊離研磨剤を含んだ研磨液４８の中には、負あ
るいは正の電荷をもった粒子が存在するため、この強い
電磁場によって研磨液４８が激しく攪拌される。そのた
め、シリカ等の遊離研磨剤が強く被加工物４９の層間絶
縁膜５０と接触するため、反応性が向上し、加工速度が
著しく向上する。
【００５５】なお、この実施例においては、被加工物４
９の層間絶縁膜５０を研磨するとして説明したが、層間
絶縁膜５０を有しない被加工物４９の表面を研磨する場
合も、研磨速度を向上させることができる。
９の層間絶縁膜５０を研磨するとして説明したが、層間
絶縁膜５０を有しない被加工物４９の表面を研磨する場
合も、研磨速度を向上させることができる。
【００５６】（第４実施例）第３実施例においては、ヘ
ッド４５の近くの研磨シート４２に強い電磁場を発生さ
せることによって、研磨液４８を激しく攪拌して、加工
速度を向上したが、この実施例においては、回転テーブ
ル４１とヘッド４５間に電位差を与え、シリカ等の遊離
研磨剤を含んだ研磨液４８中に存在する負あるいは正の
電荷をもった粒子を研磨シート４２の表面に引き出し、
あるいは、回転テーブル４１とヘッド４５間に交番電位
差を与え、シリカ等の遊離研磨剤を含んだ研磨液４８中
に存在する負あるいは正の電荷をもった粒子を激しく攪
拌して、シリカ等の遊離研磨剤を強く被加工物４９の層
間絶縁膜５０に強く接触させて、反応性を向上し、加工
速度を向上する。
ッド４５の近くの研磨シート４２に強い電磁場を発生さ
せることによって、研磨液４８を激しく攪拌して、加工
速度を向上したが、この実施例においては、回転テーブ
ル４１とヘッド４５間に電位差を与え、シリカ等の遊離
研磨剤を含んだ研磨液４８中に存在する負あるいは正の
電荷をもった粒子を研磨シート４２の表面に引き出し、
あるいは、回転テーブル４１とヘッド４５間に交番電位
差を与え、シリカ等の遊離研磨剤を含んだ研磨液４８中
に存在する負あるいは正の電荷をもった粒子を激しく攪
拌して、シリカ等の遊離研磨剤を強く被加工物４９の層
間絶縁膜５０に強く接触させて、反応性を向上し、加工
速度を向上する。
【００５７】なお、この実施例においては、被加工物４
９の層間絶縁膜５０を研磨するとして説明したが、層間
絶縁膜５０を有しない被加工物４９の表面を研磨する場
合も、研磨速度を向上させることができる。
９の層間絶縁膜５０を研磨するとして説明したが、層間
絶縁膜５０を有しない被加工物４９の表面を研磨する場
合も、研磨速度を向上させることができる。
【００５８】（第５実施例）この実施例の平面研磨方法
においては、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化セ
リウム、酸化ジルコニウム等の研磨粒子を含んだ研磨液
（ラッピング液を含む）を用いて被研磨物を平面研磨す
る場合、例えば、リアクティブスパッタ成長によって形
成し、通常の化学量論比を有する酸化物よりも酸素の化
学量論比が少ない研磨粒子を含むラッピング液を使用す
る。
においては、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化セ
リウム、酸化ジルコニウム等の研磨粒子を含んだ研磨液
（ラッピング液を含む）を用いて被研磨物を平面研磨す
る場合、例えば、リアクティブスパッタ成長によって形
成し、通常の化学量論比を有する酸化物よりも酸素の化
学量論比が少ない研磨粒子を含むラッピング液を使用す
る。
【００５９】化学量論比は金属の原子価と酸素の原子価
との比で表され、例えば、化学量論比を有する酸化シリ
コンはＳｉＯ2 であるが、この実施例ではＳｉＯx （ｘ
＜２）の微粒子を用いる。また、化学量論比を有する酸
化アルミニウムはＡｌ2 Ｏ3 であるが、この実施例では
Ａｌ2 Ｏx （ｘ＜３）の微粒子を用いる。
との比で表され、例えば、化学量論比を有する酸化シリ
コンはＳｉＯ2 であるが、この実施例ではＳｉＯx （ｘ
＜２）の微粒子を用いる。また、化学量論比を有する酸
化アルミニウムはＡｌ2 Ｏ3 であるが、この実施例では
Ａｌ2 Ｏx （ｘ＜３）の微粒子を用いる。
【００６０】このように、研磨粒子の酸素の量を化学量
論値より少なくすると、金属酸化物である研磨粒子の表
面の負の電荷が低減され、研磨粒子同士の反発が抑制さ
れ、被加工物の表面に研磨粒子が高密度で供給され、研
磨速度が向上する。
論値より少なくすると、金属酸化物である研磨粒子の表
面の負の電荷が低減され、研磨粒子同士の反発が抑制さ
れ、被加工物の表面に研磨粒子が高密度で供給され、研
磨速度が向上する。
【００６１】（第６実施例）この実施例の平面研磨方法
においては、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化セ
リウム、酸化ジルコニウム等の研磨粒子を含んだ研磨液
（ラッピング液を含む）を用いて被加工物を平面研磨す
る場合、窒素等の酸素より電気陰性度が低い成分を含ま
せた研磨粒子を含む研磨液を用いる。
においては、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化セ
リウム、酸化ジルコニウム等の研磨粒子を含んだ研磨液
（ラッピング液を含む）を用いて被加工物を平面研磨す
る場合、窒素等の酸素より電気陰性度が低い成分を含ま
せた研磨粒子を含む研磨液を用いる。
【００６２】このように、窒素等の酸素より電気陰性度
が低い成分を含ませた研磨粒子を用いると、研磨粒子の
表面の負の電荷を低減し、研磨シートと研磨粒子の間、
および、研磨粒子同士の反発を抑制することができ、被
加工物の表面に研磨粒子を高密度で供給して、研磨速度
を向上することができる。
が低い成分を含ませた研磨粒子を用いると、研磨粒子の
表面の負の電荷を低減し、研磨シートと研磨粒子の間、
および、研磨粒子同士の反発を抑制することができ、被
加工物の表面に研磨粒子を高密度で供給して、研磨速度
を向上することができる。
【００６３】（第７実施例）この実施例の平面研磨方法
においては、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化セ
リウム、酸化ジルコニウム等の研磨粒子を含んだ研磨液
（ラッピング液を含む）を用いて被加工物を平面研磨す
る場合、フッ素等の酸素より電気陰性度が高い成分を含
ませた微粒子を用いる。
においては、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化セ
リウム、酸化ジルコニウム等の研磨粒子を含んだ研磨液
（ラッピング液を含む）を用いて被加工物を平面研磨す
る場合、フッ素等の酸素より電気陰性度が高い成分を含
ませた微粒子を用いる。
【００６４】このように、フッ素等の酸素より電気陰性
度が高い成分を含ませた微粒子を用いて、研磨粒子の表
面の負の電荷を増加させ、研磨シートと被加工物の間に
電界をかけて研磨粒子を被加工物の表面に向けて流動さ
せるとき、あるいは、交番電界をかけて研磨粒子を振動
させることによって研磨効率を向上する場合、研磨粒子
の運動量を大きくして、研磨速度を向上することができ
る。
度が高い成分を含ませた微粒子を用いて、研磨粒子の表
面の負の電荷を増加させ、研磨シートと被加工物の間に
電界をかけて研磨粒子を被加工物の表面に向けて流動さ
せるとき、あるいは、交番電界をかけて研磨粒子を振動
させることによって研磨効率を向上する場合、研磨粒子
の運動量を大きくして、研磨速度を向上することができ
る。
【００６５】（第８実施例）この実施例の平面研磨方法
においては、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化セ
リウム、酸化ジルコニウム等の研磨粒子を含んだ研磨液
（ラッピング液を含む）を用いて被加工物を研磨する場
合、研磨液中の研磨粒子の表面層のみに、通常の化学量
論比を有する酸化物よりも酸素の化学量論比が少ない層
を形成し、または、窒素等の酸素より電気陰性度が低い
成分を含ませた層を形成し、あるいは、フッ素等の酸素
より電気陰性度が高い成分を含ませた層を形成する。こ
のように研磨粒子に表面処理を施すだけで、第５実施
例、第６実施例、第７実施例に説明したように、研磨速
度を向上することができる。
においては、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化セ
リウム、酸化ジルコニウム等の研磨粒子を含んだ研磨液
（ラッピング液を含む）を用いて被加工物を研磨する場
合、研磨液中の研磨粒子の表面層のみに、通常の化学量
論比を有する酸化物よりも酸素の化学量論比が少ない層
を形成し、または、窒素等の酸素より電気陰性度が低い
成分を含ませた層を形成し、あるいは、フッ素等の酸素
より電気陰性度が高い成分を含ませた層を形成する。こ
のように研磨粒子に表面処理を施すだけで、第５実施
例、第６実施例、第７実施例に説明したように、研磨速
度を向上することができる。
【００６６】（第９実施例）この実施例においては、第
３実施例の、被加工物支持するヘッドの近傍にソレノイ
ドコイルを設けて、ヘッドの近くの研磨シートに強い電
磁場を発生させる平面研磨装置、あるいは、第４実施例
の、回転テーブルと被加工物支持するヘッドの間に電位
差を与える平面研磨装置に、第５実施例の、ＳｉＯ
x （ｘ＜２）、Ａｌ2 Ｏx （ｘ＜３）等の酸素の量が化
学量論値より少ない研磨粒子、第６実施例の、窒素等の
酸素より電気陰性度が低い成分を含ませた研磨粒子、ま
たは、第７実施例の、フッ素等の酸素より電気陰性度が
高い成分を含ませた研磨粒子、第８実施例の、表面のみ
に前記の層を形成した研磨粒子を用いる。
３実施例の、被加工物支持するヘッドの近傍にソレノイ
ドコイルを設けて、ヘッドの近くの研磨シートに強い電
磁場を発生させる平面研磨装置、あるいは、第４実施例
の、回転テーブルと被加工物支持するヘッドの間に電位
差を与える平面研磨装置に、第５実施例の、ＳｉＯ
x （ｘ＜２）、Ａｌ2 Ｏx （ｘ＜３）等の酸素の量が化
学量論値より少ない研磨粒子、第６実施例の、窒素等の
酸素より電気陰性度が低い成分を含ませた研磨粒子、ま
たは、第７実施例の、フッ素等の酸素より電気陰性度が
高い成分を含ませた研磨粒子、第８実施例の、表面のみ
に前記の層を形成した研磨粒子を用いる。
【００６７】このようにすると、研磨装置に最適の研磨
粒子を用いて、研磨条件を最適化することができる。
粒子を用いて、研磨条件を最適化することができる。
【００６８】この実施例において、Ｓｉ9.5 Ｏ0.5 から
なる微粒子を含んだ研磨剤を用いた場合の研磨速度を、
通常のＳｉＯ2 からなる微粒子を含んだ研磨剤を用いた
場合の研磨速度を比べたところ、数倍の研磨速度の向上
が見られた。
なる微粒子を含んだ研磨剤を用いた場合の研磨速度を、
通常のＳｉＯ2 からなる微粒子を含んだ研磨剤を用いた
場合の研磨速度を比べたところ、数倍の研磨速度の向上
が見られた。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
層間絶縁膜等の被加工物を一定で大きな研磨速度で研磨
することができる平面研磨方法と平面研磨装置を提供す
ることができ半導体集積回路装置の製造技術分野におい
て寄与するところが大きい。
層間絶縁膜等の被加工物を一定で大きな研磨速度で研磨
することができる平面研磨方法と平面研磨装置を提供す
ることができ半導体集積回路装置の製造技術分野におい
て寄与するところが大きい。
【図１】第１実施例の平面研磨装置の構成説明図であ
る。
る。
【図２】第２実施例の平面研磨装置の構成説明図であ
る。
る。
【図３】第３実施例の平面研磨装置の構成説明図であ
る。
る。
【図４】集積回路装置の層間絶縁膜の平坦化説明図であ
り、（Ａ）は平坦化処理前の断面を示し、（Ｂ）は平坦
化処理後の断面を示している。
り、（Ａ）は平坦化処理前の断面を示し、（Ｂ）は平坦
化処理後の断面を示している。
【図５】従来の平面研磨装置の構成説明図である。
１ 回転テーブル ２ 研磨シート ３ 機枠 ４ ヘッド押圧杆 ５ ヘッド ６ テンプレート ６1 ，６2 ，・・・ 開口 ７ 研磨剤供給管 ８ 研磨液 ９ 被加工物 １０ 層間絶縁膜 １１1 ，１１2 ，・・・ 半導体基板 ２１ 回転テーブル ２２ 研磨シート ２３1 ，２３2 機枠 ２４1 ，２４2 ヘッド押圧杆 ２５1 ，２５2 ヘッド ２６1 ，２６2 テンプレート ２７ 研磨剤供給管 ２８ 研磨液 ２９ 被加工物 ３０ 層間絶縁膜 ３１ 半導体基板 ４１ 回転テーブル ４２ 研磨シート ４３ 機枠 ４４ ヘッド押圧杆 ４５ ヘッド ４６ テンプレート ４７ 研磨剤供給管 ４８ 研磨液 ４９ 被加工物 ５０ 層間絶縁膜 ５１ ソレノイドコイル
Claims (11)
- 【請求項１】 回転テーブルの上面に設けられた研磨シ
ートに、被加工物上に形成された絶縁膜と半導体基板ま
たは金属基板を押圧し、該研磨シートに研磨液を供給し
ながら該回転テーブルを回転して被加工物の表面を研磨
することを特徴とする平面研磨方法。 - 【請求項２】 被加工物と、半導体基板または金属基板
を相互に独立したタイミングで研磨シートに押圧するこ
とを特徴とする請求項１に記載された平面研磨方法。 - 【請求項３】 上面に研磨シートを設けた回転テーブル
と、該回転テーブルを回転させる手段と、該回転テーブ
ルの上面に、被加工物上に形成された絶縁膜と半導体基
板または金属基板を押圧するヘッドと、該研磨シートに
研磨液を供給する手段を備えることを特徴とする平面研
磨装置。 - 【請求項４】 被加工物に形成された絶縁膜を回転テー
ブルに設けられた研磨シートに押圧するヘッドの、被加
工物を収容する開口の周囲に半導体基板または金属基板
を収容する開口を有するテンプレートを設けたことを特
徴とする請求項３に記載された平面研磨装置。 - 【請求項５】 上面に研磨シートを設けた回転テーブル
と、該回転テーブルを回転させる手段と、該回転テーブ
ルの上面に、被加工物上に形成された絶縁膜を押圧する
ヘッドと、該回転テーブルの上面に半導体基板または金
属基板を押圧するヘッドと、該研磨シートに研磨液を供
給する手段を備えたことを特徴とする平面研磨装置。 - 【請求項６】 被加工物上に形成された絶縁膜を押圧す
るヘッドと、半導体基板または金属基板を押圧するヘッ
ドを、相互に独立したタイミングで研磨シートに押圧す
るようにしたことを特徴とする請求項５に記載された平
面研磨装置。 - 【請求項７】 酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化
セリウム、酸化ジルコニウムのうち少なくともいずれか
１つの研磨粒子に、酸素の量を化学量論値より少なくし
た研磨液、酸素より電気陰性度が低い成分を含ませた研
磨液、または、酸素より電気陰性度が高い成分を含ませ
た研磨液を用いて被加工物を研磨することを特徴とする
平面研磨方法。 - 【請求項８】 研磨液が供給される研磨シートの表面近
傍に電磁界を生起させた状態で、該研磨シートに被加工
物を押圧して摺動することによって被加工物を研磨する
ことを特徴とする平面研磨方法。 - 【請求項９】 研磨液が供給される研磨シートと被加工
物の間に電位差を与えた状態で、該研磨シートに被加工
物を押圧して摺動することによって被加工物を研磨する
ことを特徴とする平面研磨方法。 - 【請求項１０】 研磨シートを設けた回転テーブルと、
該研磨シートの上面に被加工物を押圧するヘッドと、該
回転テーブルを回転させる手段と、該研磨シートに研磨
液を供給する手段と、該研磨シートの表面に電磁場を生
起させるソレノイドコイルを備えることを特徴とする平
面研磨装置。 - 【請求項１１】 研磨シートを設けた回転テーブルと、
該研磨シートの上面に被加工物を押圧するヘッドと、該
回転テーブルを回転させる手段と、該研磨シートに研磨
液を供給する手段と、該被加工物を押圧するヘッドと該
研磨シートの間に電位差を与える手段を備えることを特
徴とする平面研磨装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18518695A JP3582026B2 (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 平面研磨方法および平面研磨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18518695A JP3582026B2 (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 平面研磨方法および平面研磨装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0936071A true JPH0936071A (ja) | 1997-02-07 |
| JP3582026B2 JP3582026B2 (ja) | 2004-10-27 |
Family
ID=16166359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18518695A Expired - Lifetime JP3582026B2 (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 平面研磨方法および平面研磨装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3582026B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6062954A (en) * | 1998-01-09 | 2000-05-16 | Speedfam Co., Ltd. | Semiconductor wafer surface flattening apparatus |
| US6093088A (en) * | 1998-06-30 | 2000-07-25 | Nec Corporation | Surface polishing machine |
| JP2003105325A (ja) * | 2001-09-27 | 2003-04-09 | Fujimi Inc | ラッピング加工用微粉末 |
| CN116872076A (zh) * | 2023-08-16 | 2023-10-13 | 东科半导体(安徽)股份有限公司 | 一种氮化镓多基片研磨设备和方法 |
-
1995
- 1995-07-21 JP JP18518695A patent/JP3582026B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6062954A (en) * | 1998-01-09 | 2000-05-16 | Speedfam Co., Ltd. | Semiconductor wafer surface flattening apparatus |
| US6093088A (en) * | 1998-06-30 | 2000-07-25 | Nec Corporation | Surface polishing machine |
| JP2003105325A (ja) * | 2001-09-27 | 2003-04-09 | Fujimi Inc | ラッピング加工用微粉末 |
| CN116872076A (zh) * | 2023-08-16 | 2023-10-13 | 东科半导体(安徽)股份有限公司 | 一种氮化镓多基片研磨设备和方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3582026B2 (ja) | 2004-10-27 |
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