JPH11354477A - 半導体基板を研磨するための装置及び方法 - Google Patents

半導体基板を研磨するための装置及び方法

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JPH11354477A
JPH11354477A JP13815699A JP13815699A JPH11354477A JP H11354477 A JPH11354477 A JP H11354477A JP 13815699 A JP13815699 A JP 13815699A JP 13815699 A JP13815699 A JP 13815699A JP H11354477 A JPH11354477 A JP H11354477A
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polishing
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マウリー アルヴァロ
K Nanda Alan
ケー． ナンダ アラン
Rodriguez Omar
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、半導体基板を研磨するための装置
及び方法を提供する。 【解決手段】 本発明により、異なる材料の第２の層上
に形成された材料の第１の層を有する半導体基板を研磨
する方法が、明らかになる。一実施例において、本方法
は半導体基板を研磨表面に対して置き、半導体基板を研
磨し、第１の層を研磨及び除去することにより、第１の
振動を発生させ、第２の層の少くとも一部を研磨するこ
とにより、第２の振動を発生させ、振動センサで第１の
振動から第２の振動への変化を検知することを含む。本
発明で検知される振動は、物理的又は機械的振動で、そ
れは温度の変化に伴う振動ではない。振動センサは様々
な型でよい。たとえば、振動センサは音響センサ又は超
音波センサでよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【本発明の技術分野】本発明は一般に半導体基板の化学
機械研磨プロセスにおける終了点を決る装置及び方法、
より具体的には振動センサを用いた終了点の決定装置及
び方法に係る。
【０００２】
【本発明の背景】半導体要素の作製において、金属導電
体線がデバイス回路を含む基板上に形成される。金属導
電体線は個別デバイスを相互接続し、従って集積回路を
形成する働きをする。金属導電体線は更に絶縁性材料の
薄膜により、次の相互接続レベルから絶縁される。絶縁
性材料の薄膜はたとえば、酸化物のＣＶＤ（化学気相堆
積）により堆積させるかあるいはＳＯＧ層（スピン・オ
ン・ガラス）を形成し、その後同様のプロセスが続く。
絶縁層を貫いて形成される孔又は貫通路は、積み重なる
相互接続層間の電気的接続をする。そのようなワイヤ形
成プロセスにおいて、絶縁層は平滑な表面形状をもつこ
とが望ましい。なぜなら、荒い表面に形成された層をリ
ソグラフィで像を形成したり、パターンを作ることが、
困難だからである。
【０００３】また、（３μｍ以上）深くかつ狭い（２μ
ｍ以下）溝構造は３つの主な目的のために、先進的な半
導体設計で用いられてきた。（１）ＣＭＯＳ回路中での
ラッチアップを防止し、かつｐ−チャネルデバイスから
ｎ−チャネルデバイスを分離する。（２）バイポーラ回
路のトランジスタを分離する。（３）ＤＲＡＭ中で蓄積
容量構造として働かす。しかし、この技術において、接
続金属が不必要に減少しないように、材料を区切る終了
点を精密に決ることは非常に難しい。
【０００４】化学機械研磨（ＣＭＰ）は平滑な絶縁体形
状を得るために開発されてきた。ＣＭＰはまた半導体ウ
エハの表面から、材料の異なる層をとり除くためにも用
いられる。たとえば、誘電体材料層中に貫通路を形成し
た後、金属層を全面に堆積させ、次に平坦な金属スタッ
ドを形成させるために、ＣＭＰが用いられる。簡単に言
うと、ＣＭＰプロセスは制御された化学的、圧力及び温
度条件下で、湿った研磨表面に対して、薄い平坦な半導
体ウエハを保持し、回転することを含む。アルミナ又は
シリカのような研磨剤を含む化学的スラリーが、研磨材
として用いられる。加えて、化学的スラリーはプロセス
中、ウエハの各種表面をエッチング又は酸化する選択さ
れた化学物質を含む。研磨中材料の機械的除去及び化学
的除去の組合せにより、研磨表面は優れた平坦面とな
る。このプロセスにおいて、下の材料を過度に除去する
ことなく、十分な量の材料を除去し、平滑な表面を作る
ことが重要である。デバイスと金属レベル間の層が常に
薄くなりつつある現在のサブミクロン技術において、正
確に材料を除去することは、特に重要である。従って、
精密に研磨終了点を検知する技術は、非常に望ましい。
【０００５】従来、終了点はＣＭＰプロセスを中断し、
研磨装置からウエハをとりはずし、薄膜の厚さ又は表面
形状を確認する技術により、物理的にウエハ表面を調べ
ることによって、検知されてきた。これらのプロセスに
おいて、もしウエハが指定にあわなかったら、それは更
に平坦化するため、研磨装置に再度とりつけられる。も
し多くの材料を除去してしまったら、ウエハはしばしば
指定にあわず、ともに廃棄される。経験により、ＣＭＰ
経過時間は与えられたＣＭＰプロセスに対し、ある程度
の正確さで開発されてきた。しかし、この終了点検知法
は時間を要し、信頼性がなく、費用がかかる。
【０００６】この具体的な終了点検知法に伴う問題を回
避するため、様々な能動的なプロセスが開発されてき
た。しかし、この能動的なプロセスにはそれら自身の欠
点と不正確さがある。
【０００７】従って、この技術に必要なものは、１つの
半導体ウエハ層の終了点と次の層の始りをより正確に決
る改善された受動的な方法である。
【０００８】
【本発明の要約】従来技術の上述の欠点を解決するた
め、本発明は異なる材料の第２の層上に形成された第１
の層をもつ半導体基板を研磨する方法を供する。一実施
例において、本方法は半導体基板を研磨表面に対して置
き、半導体基板を研磨し、第１の層を研磨及び除去する
ことにより、第１の振動を発生させ、第２の層の少くと
も一部を研磨することにより、第２の振動を発生させ、
第１の振動から第２の振動への変化を、振動センサで検
出することを含む。本発明で観測される振動は、物理的
又は機械的な振動で、温度の変化に伴う振動ではない。
振動センサは各種のものでよい。たとえば、振動センサ
は音響センサ又は超音波センサでよい。
【０００９】このように、本発明の広い視野により、１
つの材料が除去され、下の層の研磨が始った時起る振動
の変化を検知するため、振動センサの使用により、異な
る材料の終了点が決められる方法が実現される。従っ
て、この方法により、タングステン又は積層された金属
層のような材料が研磨され、誘電体材料まで平坦化され
た時を、短時間で決るプロセスが実現される。より精密
な集積回路を形成する上で、溝エッチングが重要な部分
になっている現在の技術において、これは特に有用であ
る。そのようなプロセスにおいて、誘電体材料を過度に
エッチングしないことが、より重要になっている。
【００１０】一実施例において、検知は回転する研磨ヘ
ッド及び研磨面に対して、半導体基板を保持することを
含み、その場合回転する研磨ヘッドはそれに結合された
振動センサをもつ。この具体的な実施例において、振動
センサは研磨ヘッドそれ自身に、集積化して組込んでも
よい。このように、研磨により１つの層が除去され、別
の層に接触するとともに、材料の変化に伴う振動は、振
動の変化により明らかになり、振動は振動センサに伝え
られる。
【００１１】別の実施例において、研磨表面はその上に
研磨スラリーをもち、第１の振動を発生することと、第
２の振動を発生することは、研磨スラリーで第１層及び
第２層を研磨することを含む。第１及び第２の層は典型
的な場合、異なる材料であるが、両方が金属から成って
もよい。たとえば、第１層はタングステン又は多層積層
金属でよく、第２層はチタン／チタン窒化物障壁層でよ
い。そのような実施例において、ある種の材料は典型的
な場合、同じスラリーで研磨又は除去できるから、同じ
スラリーを用いてよい。研磨スラリーは研磨剤と酸化剤
を含んでよい。この具体的な実施例の別の視点におい
て、本方法は更に、第２の振動の検知に続いて、研磨ス
ラリーを別のスラリーに変えることを含む。そのような
実施例において、第１層は最も多くの場合、金属又は金
属堆積層から成り、第２の層は誘電体材料でよい。更
に、研磨スラリーは研磨剤としてアルミニウム酸化物
を、酸化剤として硝酸鉄又は過酸化水素を含み、異なる
スラリーは研磨剤としてシリカを、酸化剤として水酸化
カリウムを含む。
【００１２】上述のように、第１層は単一層として様々
な型の金属を含み、あるいは各種の積層金属でよい。こ
のように、一実施例において、第１層はチタン、チタン
窒化物、タングステン、アルミニウム及び銅から成るグ
ループから選択された異なる金属の層を含み、第２の層
は誘電体材料である。
【００１３】本発明の別の視点は、研磨装置を含み、そ
れは上に研磨布をもつターンテーブル、研磨すべき表面
をもつ対象物を保持する形態の研磨ヘッドを持ち、研磨
ヘッドには研磨ヘッドに対して力を伝える形態の支持シ
ャフトが結合されている。対象物を研磨ヘッドに固定す
るため、研磨ヘッドに結合された固定リング及び研磨装
置に結合された振動センサが含まれ、振動センサは対象
物の表面が研磨された時発生する振動を、検知すること
ができる。有利な一実施例において、振動センサは研磨
ヘッドに集積的に結合され、音響センサ又は超音波セン
サでよい。装置は更に、ターンテーブル上に研磨スラリ
ーを分配するためのスラリー分配器を含んでよい。
【００１４】以上は本発明の好ましい特徴と様々な形の
概略を、大ざっぱに述べたものであり、当業者が以下の
本発明の詳細な記述を、より理解しやすいようにしたも
のである。本発明のつけ加えるべき特徴については、以
下で述べるが、それらは本発明の特許請求の範囲の主題
となるものである。当業者は、ここで述べた概念及び具
体例を基本として用いて、本発明の同じ目的を実行する
ために、他の構造を容易に設計又は修正できることを、
認識するはずである。当業者はまた、そのような等価な
構成は、最も広義にみて、本発明の精神及び視野から離
れないことを、認識する必要がある。
【００１５】詳細な記述 化学／機械研磨（ＣＭＰ）を用いて半導体ウエハの表面
を平坦化する方法及び終了点検知の新しい改善された方
法について、詳細に述べる。本方法は（ａ）化学気相堆
積により堆積させたシリコン酸化物又はシリコン窒化物
のような絶縁体表面；（ｂ）半導体ウエハ上にスピンオ
ン又はリフロー堆積手段により堆積させたガラスのよう
な絶縁層又は（ｃ）金属導電体相互接続ワイヤ層の平坦
化に使用できる。
【００１６】最初に図１Ａを参照すると、本発明の方法
に従って用いる化学／機械研磨平坦化（ＣＭＰ）装置の
実施例の概略断面図が示されている。ＣＭＰ装置１００
は半導体ウエハ１２０を保持するためのウエハキャリヤ
又は研磨ヘッド１１０を含む。ウエハキャリヤ１１０は
固定リング１１３及び振動センサ１１５を含む。ウエハ
キャリヤ１１０は矢印１３３により示された方向に、軸
（Ａ１）の周囲で連続して回転させるために、駆動モー
ター１３０にマウントされている。ウエハキャリヤ１１
０は矢印１３５で示された力が、半導体ウエハ１２０上
にかかるように、適応している。別の実施例において、
振動センサ１１５は音響センサでよい。なお別の実施例
において、振動センサ１１５は超音波センサでよい。Ｃ
ＭＰ装置１００はまた、矢印１５３により示される方向
に、軸（Ａ２）の周囲で連続して回転させるための駆動
モーター１５０にマウントされた研磨圧盤１４０を含
む。吹込みポリウレタンのような材料で形成された研磨
パッド１６０が、研磨圧盤１４０上にマウントされてお
り、それはプロセスの研磨面をなす。塩基又は酸溶液中
に懸濁されたシリカ又はアルミナ研磨剤粒子のような研
磨液体を含む研磨スラリーが、温度制御された容器１７
０から導管１７３を通して、研磨パッド上に分配され
る。
【００１７】図１Ｂを参照すると、図１ＡのＣＭＰ装置
の概略平面図が描かれており、鍵となる要素が示されて
いる。ウエハキャリヤ１１０は軸（Ａ１）の周囲に、矢
印１３３で示された方向に回転するように、示されてい
る。研磨圧盤１６０は軸（Ａ２）のまわりに、矢印１５
３で示された方向に回転するように、示されている。研
磨スラリーは温度制御された容器１７０から、導管１７
３を適して研磨パッド１６０上に分配される。
【００１８】次に図２を参照すると、化学／機械平坦化
を待つ金属−酸化物−半導体（ＭＯＳ）ウエハの例の断
面図が示されている。半導体ウエハ１２０は基板２１０
を含み、それはシリコン、ゲルマニウム、ガリウムひ素
又は当業者には周知の他の材料から形成してよい。基板
２１０は典型的な場合、フィールド酸化物領域２１２
ａ，２１２ｂ及びドープされたソース及びドレイン領域
２１４ａ，２１４ｂを含み、その両方とも従来のプロセ
スにより形成される。ゲート酸化物２１８上に配置され
たゲート２１６も、基板２１０上に形成してよい。ゲー
ト２１６及びゲート酸化物２１８の両方を、従来のプロ
セスで形成してよい。ゲート２１６及び基板２１０上
に、誘電体層２２０が堆積されている。有利な実施例に
おいて、誘電体層２２０はテトラエチル・オルトシリケ
ート（ＴＥＯＳ）のような周知の材料を用いて、従来の
プロセスにより堆積される。別の実施例において、誘電
体層２２０はリン又はホウ素ドープしてよい。
【００１９】一実施例において、フォトレジスト層（図
示されていない）を誘電体層２２０上に形成し、選択的
に露出してよい。フォトレジスト層は複数の接触開口２
４０を形成するために用いられ、開口は当業者には周知
の従来のプロセスにより、誘電体２２０中に形成された
貫通路でよい。接触開口２２０のエッチングに続き、当
業者には周知の従来のプロセスによって、フォトレジス
ト層は除去される。
【００２０】接触開口２４０が完成した後、障壁層２５
０を接触開口２４０中及び誘電体層２２０上に堆積させ
てよい。有利な実施例において、障壁層２５０はチタン
（Ｔｉ）層とチタン窒化物（ＴｉＮ）層から成る。別の
実施例において、障壁層２５０はタンタル（Ｔａ）及び
タンタル窒化物（ＴａＮ）から成ってよい。障壁層２５
０は最初、物理的な気相堆積のような従来のプロセスを
用いて、Ｔｉ層を堆積させることにより、堆積させる。
Ｔｉ層の堆積に続いて、第１のＴｉ層上に、当業者には
周知の従来のプロセスを用いて、ＴｉＮの第２の層を堆
積させる。障壁層２５０の形成後、従来のプロセスを用
いて、障壁層２５０上及び接触開口２４０中に、導電性
材料２６０を堆積させる。有利な実施例において、導電
性材料はタングステン（Ｗ）である。しかし、別の実施
例において、導電性材料２６０はソース及びドレイン領
域２１４ａ，２１４ｂ及びゲート２１６から、後に形成
される金属相互接続層への導電路を作るため、接触開口
２４０を詰める目的で用いられる。金属相互接続層（図
示されていない）の堆積の準備において、接触開口２４
０中に存在しない導電性材料２６０と障壁層２５０の部
分は、化学／機械平坦化により除去される。
【００２１】図１Ａ，１Ｂ及び２を参照したのに続い
て、図３を参照すると、図１Ａ及び１Ｂの研磨パッドに
近接して置かれた図２のＭＯＳウエハの拡大された反転
断面図が示されている。図３は図２の断面を続いて容易
に参照できるように、図１Ａに示された通常の方向に対
し、反転されている。ＣＭＰプロセスは導電性材料層２
６０の除去から始る。ウエハ１２０はウエハキャリヤ１
１０中に挿入され、固定リング１１３により、所定の位
置に保たれ、導電性材料２６０表面がスラリーの層３１
０により、研磨パッド１６０から分離される。ＣＭＰは
圧盤１４０及びウエハキャリヤ１１０が、それぞれ矢印
１５３及び１３３で示されるように、軸（Ａ２）及び
（Ａ１）の周囲に回転するとともに、スラリー３１０が
研磨パッド１６０の表面上に放出され、従来の方式で進
む。典型的な場合タングステンである導電性材料を研磨
するために、スラリー３１０は研磨剤と酸化成分を含
む。有利な実施例において、アルミニウム酸化物と硝酸
鉄が、スラリー中で研磨剤及び酸化剤として用いられ
る。別の実施例において、過酸化水素が、スラリー中の
酸化剤として用いられる。ＣＭＰプロセスにおいて、導
電性材料２６０は化学的プロセス、すなわちエッチング
及び物理的プロセス、すなわち機械的研磨の組合せによ
り除去される。ウエハキャリヤ１１０及び半導体ウエハ
１２０を回転圧盤１６０上のスラリー３１０に、典型的
な場合約６ないし８ｓｐｉの圧力で押しつけた時、スラ
リー３１０の酸化成分は導電性材料２６０を酸化し、金
属酸化物の薄い層を形成する。次にこの金属酸化物は、
スラリーの研磨成分により、容易に除去される。各金属
酸化物が除去されるにつれ、スラリー中の酸化剤の反応
により、新しい層が形成される。タングステン層２６０
を除去するプロセスにより、その除去に伴う固有振動が
発生し、それは振動センサ１１５により検出及びモニタ
ーされる。
【００２２】図３を参照したのに続き、図４を参照する
と、導電層が除去された図２のＭＯＳウエハへの拡大し
た反転断面図が示されている。導電性材料２６０がチタ
ン／チタン窒化物レベル２５０まで、化学的及び物理的
に削り落された時、材料の違いにより、物理的な条件が
変る。半導体ウエハ１２０の露出された表面の最大の割
合は、今やチタン／チタン窒化物で、表面の割合の小さ
い方は、タングステンプラグ４３０の露出された部分で
ある。もらろん、タングステン層２６０及びチタン／チ
タン窒化物層２５０は異なる硬さと摩擦係数をもつ。硬
さと摩擦係数のこの変化により、音響センサ１１５が感
じる振動の周波数に変化が生じる。従って、振動周波数
の変化により、表面が平坦化され、この場合タングステ
ンからチタン／チタン窒化物への変化である材料の変化
が生じた時が、決められる。同様に、プロセスはチタン
／チタン窒化物層２５０を通り、誘電体層２２０中へと
続く。このように、実在する層のそれぞれが除去される
と、具体的な実在する層に付随した固有振動周波数に、
検出しうる変化が生じる。
【００２３】図４を参照したのに続いて、図５を参照す
ると、チタン／チタン窒化物層が除去された図２のＭＯ
Ｓウエハの拡大した反転断面図が示されている。研磨パ
ッド１６０及びスラリー３１０がチタン／チタン窒化物
層２５０の除去を完了した時、振動センサ１１５により
検出される振動は、再び変化し、露出された表面の最大
の割合は、今や誘電体２２０になる。チタン／チタン窒
化物層２５０から誘電体層２２０への振動の変化を検知
すると、新しいスラリー５１０組成が用いられる。誘電
体層２２０を形成するために用いられるシリコンは、硝
酸鉄又は過酸化水素中で容易に酸化されないため、新し
いスラリー５１０が必要である。新しいスラリーはシリ
カと塩基から成ってよい。有利な実施例において、スラ
リーは約７ないし約１１の範囲のｐＨをもち、塩基はた
とえばアンモニア又は水酸化カリウムでよい。図示され
るように、もし、研磨をこの時点で停止すると、半導体
ウエハ１２０の表面にあるチタン／チタン窒化物層の部
分は、チタン／チタン窒化物層２５０が接触開口２４０
を出るとき、丸み５２０をもつ。これにより、タングス
テンプラグ４３０の接触面積は、不必要に大きくなる。
新しいスラリー５１０でＣＭＰプロセスを続け、丸み５
２０が除去されるまで、誘電体層２２０のわずかな部分
を除去する。
【００２４】図５を参照したのに続いて、次に図６を参
照すると、チタン／チタン窒化物層の丸みの部分が除去
された図２のＭＯＳウエハの拡大された断面図が示され
ている。誘電体層２２０の一部と、チタン／チタン窒化
物層２５０の丸み部分５２０は、除去されている。この
除去により、タングステンプラグ４３０はすべて、それ
らが誘電体層２２０の表面上に現われるとき、鋭く規定
される。タングステンプラグ４３０ａ，４３０ｂ，４３
０ｃは残った障壁層２５０により、誘電体２２０から分
離され、一方それぞれドレイン領域２１４ａ，２１４ｂ
及びゲート２１６に接続される。ＣＭＰプロセスは完了
し、タングステンプラグ４３０は露出され、金属相互接
続層を堆積する準備ができる。
【００２５】上の説明では、タングステン、チタン、チ
タン窒化物及び誘電体の層について述べた。当業者は半
導体ウエハ中で用いるのに一般的なたとえば銅、アルミ
ニウム、タンタル、タンタル窒化物等の材料にも、本方
法があてはまることが、容易に認識できるであろう。
【００２６】以上のことから、本発明により異なる材料
の第２の層上に形成された第１の材料層をもつ半導体基
板を研磨する方法が実現されることが、容易に明らかで
ある。一実施例において、本方法は研磨面に対し、半導
体基板を置き、半導体基板を研磨し、研磨により第１の
振動を発生させ、第２の層の少くとも一部を研磨するこ
とにより、第２の振動を発生させ、振動センサで第１の
振動から第２の振動への変化を検知することを含む。本
発明において検知される振動は、物理的又は機械的振動
で、温度の変化に伴う振動ではない。受動振動センサは
各種の型の中の１つである。たとえば、振動センサは音
響センサ又は超音波センサでよい。本発明について詳細
に述べてきたが、当業者は広義の本発明の精神及び視野
を離れることなく、ここで述べたものの様々な変形及び
置きかえが可能なことを、理解できるはずである。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】本発明の方法に従って用いるための化学／機
械平坦化（ＣＭＰ）装置の実施例の概略断面図及び平面
図である。
【図１Ｂ】本発明の方法に従って用いるための化学／機
械平坦化（ＣＭＰ）装置の実施例の概略断面図及び平面
図である。
【図２】化学／機械平坦化を持つ金属−酸化物−半導体
（ＭＯＳ）ウエハの例の断面図である。
【図３】図１Ａ及び１Ｂの研磨パッドに近接して置かれ
た図２のＭＯＳウエハの拡大反転断面図である。
【図４】導電体層を除去した図２のＭＯＳウエハの拡大
反転断面図である。
【図５】チタン／チタン窒化物層を除去した図２のＭＯ
Ｓウエハの拡大反転断面図である。
【図６】チタン／チタン窒化物層を除去した丸みをもつ
上部部分を有する図２のＭＯＳウエハの拡大断面図であ
る。
【符号の説明】
１００ ＣＭＰ装置 １１０ ウエハキャリヤ、研磨ヘッド １１３ 固定リング １１５ 振動センサ、音響センサ １２０ 半導体ウエハ １３０ 駆動モーター １３３，１３５ 矢印 １４０ 研磨圧盤 １５０ 駆動モーター １５３ 矢印 １６０ 研磨パッド、研磨圧盤、回転圧盤 １７０ 容器 １７３ 導管 ２１０ 基板 ２１２ａ，２１２ｂ フィールド酸化物領域 ２１４ａ ソース領域 ２１４ｂ ドレイン領域 ２１６ ゲート ２１８ ゲート酸化物 ２２０ 誘電体層、誘電体 ２４０ 接触開口 ２５０ 障壁層、チタン／チタン窒化物層 ２６０ 導電性材料、導電性材料層、タングステン層 ３１０ スラリー、スラリーの層 ４３０，４３０ａ，４３０ｂ，４３０ｃ タングステン
プラグ ５１０ スラリー ５２０ 丸み部分 Ａ１，Ａ２ 軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オマー ロッドリゲッツ アメリカ合衆国 32824 フロリダ，オー ランド，ゴールデン ポピー 1603

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体基板を研磨面に対して置き、前記
    半導体基板を研磨する工程；第１の層を研磨し、除去す
    ることにより、第１の振動を発生させる工程；第２の層
    の少くとも一部を研磨することにより、第２の振動を発
    生させる工程及び振動センサで前記第１の振動から前記
    第２の振動への変化を検知する工程を含む上に形成され
    た異なる材料の第２層上の材料の第１の層を有する半導
    体基板の研磨方法。
  2. 【請求項２】 検知は前記半導体基板を、回転研磨ヘッ
    ド及び前記研磨面に対して保持することを含み、前記回
    転研磨ヘッドはそれに結合された前記振動センサを有す
    る請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記研磨面は上に研磨スラリーを有し、
    前記第１の振動の発生及び前記第２の振動の発生は、前
    記研磨スラリーで前記第１層及び前記第２層を研磨する
    ことを含む請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記第１層及び第２層は異なる金属を含
    む請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記研磨スラリーは研磨剤及び酸化剤を
    含む請求項３記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記第２の振動を検知したのに続いて、
    前記研磨スラリーを異なる研磨スラリーに変えることを
    更に含む請求項３記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記研磨スラリーはアルミニウム酸化物
    を研磨剤として、硝酸鉄又は過酸化水素を酸化剤として
    含み、前記異なるスラリーはシリカを研磨剤として、ア
    ンモニア又は水酸化カリウムを酸化剤として含む請求項
    ６記載の方法。
  8. 【請求項８】 振動センサで検知することは、音響セン
    サで検知することを含む請求項１記載の方法。
  9. 【請求項９】 振動センサで検知することは、超音波セ
    ンサで検知することを含む請求項１記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記第１の層はチタン、チタン窒化
    物、タングステン、アルミニウム及び銅から成るグルー
    プから選択された異なる金属の層を含み、前記第２の層
    の誘電体材料である請求項１記載の方法。
  11. 【請求項１１】 回転研磨ヘッド及び上に研磨スラリー
    をもつ研磨面に対し、半導体基板を置き、前記回転研磨
    ヘッドはそれに結合された振動センサを有する工程；前
    記半導体基板を研磨する工程；研磨し第１の層を除去す
    ることにより、第１の振動を発生させる工程；第２の層
    の少くとも一部を研磨することにより、第２の振動を発
    生させる工程；及び振動センサで前記第１の振動から前
    記第２の振動への変化を検知する工程を含む上に形成さ
    れた異なる材料の第２層上の材料の第１層を有する半導
    体基板を化学的／機械的に研磨する方法。
  12. 【請求項１２】 前記第１層は多層で、多層はチタン、
    チタン窒化物、タングステン、アルミニウム及び銅から
    成るグループから選択された異なる金属を含み、前記第
    ２層は誘電体材料である請求項１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記研磨スラリーは研磨剤及び酸化剤
    を含む請求項１１記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記第２の振動の検知に続いて、前記
    研磨スラリーを異なる研磨スラリーに変えることを更に
    含む請求項１１記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記研磨スラリーはアルミニウム酸化
    物を研磨剤として、硝酸鉄又は過酸化水素を酸化剤とし
    て含み、前記異なるスラリーはシリカを研磨剤として、
    アンモニア又は水酸化カリウムを酸化剤として含む請求
    項１４記載の方法。
  16. 【請求項１６】 振動センサで検知することは、音響セ
    ンサ及び超音波センサから成るグループから選択された
    振動センサで検知することを含む請求項１記載の方法。
  17. 【請求項１７】 研磨布をその上にもつターンテーブ
    ル；研磨すべき表面をもつ対象物を保持するための形態
    で、力を研磨ヘッドに対して伝えるような形態の支持シ
    ャフトに結合された研磨ヘッド；前記研磨ヘッド上に前
    記対象物を固定するため、前記研磨ヘッドに結合された
    固定リング；及び研磨装置に結合され、前記対象物の前
    記表面が研磨された時発生する振動を検知できる振動セ
    ンサを含む研磨装置。
  18. 【請求項１８】 前記ターンテーブル上に研磨スラリー
    を分配するためのスラリー分配器を更に含む請求項１７
    記載の研磨装置。
  19. 【請求項１９】 前記振動センサは前記研磨ヘッドに集
    積化され結合されている請求項１７記載の研磨装置。
  20. 【請求項２０】 前記振動センサは音響センサ及び超音
    波センサから成るグループから選択される請求項１７記
    載の研磨装置。
JP13815699A 1998-05-19 1999-05-19 半導体基板を研磨するための装置及び方法 Pending JPH11354477A (ja)

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