JP2000301455A - 研磨装置のドレッシング方法 - Google Patents
研磨装置のドレッシング方法Info
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- JP2000301455A JP2000301455A JP11115685A JP11568599A JP2000301455A JP 2000301455 A JP2000301455 A JP 2000301455A JP 11115685 A JP11115685 A JP 11115685A JP 11568599 A JP11568599 A JP 11568599A JP 2000301455 A JP2000301455 A JP 2000301455A
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- polishing
- film
- copper
- polishing pad
- dressing
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 銅を化学的機械研磨して目詰まりを起こした
研磨パッドを、研磨パッドの寿命を大幅に短縮すること
なく、目詰まりの原因となっている銅の酸化物を除去す
るドレッシング方法を提供する。 【解決手段】 金属を主成分とする膜を研磨する研磨装
置の研磨パッド３１をドレッサー２１によりドレッシン
グする際に、研磨パッド３１とドレッサー２１との間に
金属を主成分とする膜およびその酸化物（例えば銅の酸
化物６１）を溶解する薬液を供給するドレッシング方法
である。
研磨パッドを、研磨パッドの寿命を大幅に短縮すること
なく、目詰まりの原因となっている銅の酸化物を除去す
るドレッシング方法を提供する。 【解決手段】 金属を主成分とする膜を研磨する研磨装
置の研磨パッド３１をドレッサー２１によりドレッシン
グする際に、研磨パッド３１とドレッサー２１との間に
金属を主成分とする膜およびその酸化物（例えば銅の酸
化物６１）を溶解する薬液を供給するドレッシング方法
である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、研磨装置のドレッ
シング方法に関し、詳しくは金属を主成分とする膜とそ
の酸化物とを溶解する薬液を用いて研磨パッドのドレッ
シングを行う研磨装置のドレッシング方法に関する。
シング方法に関し、詳しくは金属を主成分とする膜とそ
の酸化物とを溶解する薬液を用いて研磨パッドのドレッ
シングを行う研磨装置のドレッシング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩの高集積化によりその内部配線の
微細化、多層化が進んでおり、これにともない配線形成
時における平坦化技術や微細配線の加工技術および信頼
性の確保が重要な課題となっている。これらの問題点の
解決手段の一つとして、埋め込み配線技術が検討されて
いる。特に高速動作、低消費電力化を目指した銅埋め込
み配線技術が注目されている。
微細化、多層化が進んでおり、これにともない配線形成
時における平坦化技術や微細配線の加工技術および信頼
性の確保が重要な課題となっている。これらの問題点の
解決手段の一つとして、埋め込み配線技術が検討されて
いる。特に高速動作、低消費電力化を目指した銅埋め込
み配線技術が注目されている。
【０００３】最近、銅の埋め込み方法として電解メッキ
法による銅の成膜が注目されている。すなわち、溝また
は接続孔にバリアメタル膜を形成した後、硫酸銅溶液を
用いた電解メッキ法で銅を成膜する。その際、バリアメ
タル膜上にスパッタリングまたは化学的気相成長法によ
って銅膜を成膜し、それを密着膜として用いる場合が多
い。この電解メッキ法では、室温で高アスペクト比を有
する溝、接続孔等に金属の埋め込みが可能となる。
法による銅の成膜が注目されている。すなわち、溝また
は接続孔にバリアメタル膜を形成した後、硫酸銅溶液を
用いた電解メッキ法で銅を成膜する。その際、バリアメ
タル膜上にスパッタリングまたは化学的気相成長法によ
って銅膜を成膜し、それを密着膜として用いる場合が多
い。この電解メッキ法では、室温で高アスペクト比を有
する溝、接続孔等に金属の埋め込みが可能となる。
【０００４】電解メッキ法で溝および接続孔を銅で埋め
込んだ後、余剰の銅を化学的機械研磨法（以下ＣＭＰと
いう、ＣＭＰはChemical Mechanical Polishing の略）
により除去し、溝配線を形成するダマシン（damascene
）法の一部量産化がＩＥＤＭ（Internatinal Electron
Devices Meeting ）(USA),(1997) D.Edelstein,et a
l.,p.773-776 に開示されている。
込んだ後、余剰の銅を化学的機械研磨法（以下ＣＭＰと
いう、ＣＭＰはChemical Mechanical Polishing の略）
により除去し、溝配線を形成するダマシン（damascene
）法の一部量産化がＩＥＤＭ（Internatinal Electron
Devices Meeting ）(USA),(1997) D.Edelstein,et a
l.,p.773-776 に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、銅を化
学的機械研磨する場合、研磨パッド上に銅の酸化物（Ｃ
ｕＯx ）によって研磨パッドが目詰まりを起こすという
問題が生じる。図４の（１）に示すように、通常、研磨
パッド１１１の表面には、素材形成上の理由（発泡工
程）で孔１１２が形成されており、図４の（２）に示す
ように、この孔１１２の内部に銅の酸化物１２１が堆積
してしまう。
学的機械研磨する場合、研磨パッド上に銅の酸化物（Ｃ
ｕＯx ）によって研磨パッドが目詰まりを起こすという
問題が生じる。図４の（１）に示すように、通常、研磨
パッド１１１の表面には、素材形成上の理由（発泡工
程）で孔１１２が形成されており、図４の（２）に示す
ように、この孔１１２の内部に銅の酸化物１２１が堆積
してしまう。
【０００６】そこで図４の（３）に示すように、ダイヤ
モンド砥石（図示省略）により研磨パッド１１１の表層
１１１Ｓを研磨して除去すること（一般にパッドドレッ
シングと呼ばれている）により目詰まりを解消している
が、研磨パッド１１１自体も研磨されるため、研磨パッ
ド１１１の寿命が短くなるという問題を引き起こしてい
る。
モンド砥石（図示省略）により研磨パッド１１１の表層
１１１Ｓを研磨して除去すること（一般にパッドドレッ
シングと呼ばれている）により目詰まりを解消している
が、研磨パッド１１１自体も研磨されるため、研磨パッ
ド１１１の寿命が短くなるという問題を引き起こしてい
る。
【０００７】また、前記図４の（２）に示すように、研
磨パッド１１１の表面の孔１１２内部に堆積した銅の酸
化物１２１を除去しない状態で研磨を行った場合には、
パーティクルの発生、スクラッチの発生、研磨レートの
ばらつき等の不具合を生じる。
磨パッド１１１の表面の孔１１２内部に堆積した銅の酸
化物１２１を除去しない状態で研磨を行った場合には、
パーティクルの発生、スクラッチの発生、研磨レートの
ばらつき等の不具合を生じる。
【０００８】上記課題は、銅の研磨だけに生じるのでは
なく、アルミニウム、タングステン等の金属の研磨工程
でも生じる問題である。
なく、アルミニウム、タングステン等の金属の研磨工程
でも生じる問題である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた研磨装置のドレッシング方法であ
り、その方法は、金属を主成分とする膜を研磨する研磨
装置の研磨パッドをドレッサーによりドレッシングする
際に、研磨パッドとドレッサーとの間に金属を主成分と
する膜およびその酸化物を溶解する薬液を供給すること
を特徴としている。
決するためになされた研磨装置のドレッシング方法であ
り、その方法は、金属を主成分とする膜を研磨する研磨
装置の研磨パッドをドレッサーによりドレッシングする
際に、研磨パッドとドレッサーとの間に金属を主成分と
する膜およびその酸化物を溶解する薬液を供給すること
を特徴としている。
【００１０】上記研磨装置のドレッシング方法では、研
磨パッドとドレッサーとの間に金属を主成分とする膜お
よびその酸化物を溶解する薬液を供給することから、研
磨パッドを削ることなく研磨パッド上に生成された金属
を主成分とする膜の金属屑や酸化物が除去される。その
ため、研磨パッドの表面に形成された酸化物等が原因と
なって発生していたパーティクルやスクラッチの発生が
低減され、研磨レートが安定化する。
磨パッドとドレッサーとの間に金属を主成分とする膜お
よびその酸化物を溶解する薬液を供給することから、研
磨パッドを削ることなく研磨パッド上に生成された金属
を主成分とする膜の金属屑や酸化物が除去される。その
ため、研磨パッドの表面に形成された酸化物等が原因と
なって発生していたパーティクルやスクラッチの発生が
低減され、研磨レートが安定化する。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の研磨装置のドレッシング
方法に係わる第１の実施の形態を、図１の工程図によっ
て説明する。第１の実施の形態では、銅膜を研磨した後
のドレッシング方法を説明する。
方法に係わる第１の実施の形態を、図１の工程図によっ
て説明する。第１の実施の形態では、銅膜を研磨した後
のドレッシング方法を説明する。
【００１２】図１の（１）に示すように、１枚の被研磨
体（例えば銅膜）（図示省略）を研磨した後、ドレッサ
ー２１を用いて研磨パッド３１の表面をドレッシングす
ることにより研磨パッド３１の表面を整える。このと
き、研磨パッド３１の孔３２内に詰まっていた銅の酸化
物（ＣｕＯx ）６１を溶解することが可能な薬液４１と
してアンモニア水溶液を研磨パッド３１の表面に供給す
る。
体（例えば銅膜）（図示省略）を研磨した後、ドレッサ
ー２１を用いて研磨パッド３１の表面をドレッシングす
ることにより研磨パッド３１の表面を整える。このと
き、研磨パッド３１の孔３２内に詰まっていた銅の酸化
物（ＣｕＯx ）６１を溶解することが可能な薬液４１と
してアンモニア水溶液を研磨パッド３１の表面に供給す
る。
【００１３】上記ドレッシング条件を以下に説明する。
一例として、研磨パッドに発泡ポリウレタン樹脂と不織
布との積層構造のものを用いている場合、薬液４１に１
％のアンモニア水溶液を用い、研磨圧力を１００ｇ／ｃ
ｍ2 、定盤の回転数を３０ｒｐｍ、ドレッサー２１の回
転数を３０ｒｐｍ、薬液４１の流量を１００ｃｍ3 ／
分、ドレッシング雰囲気の温度を２５℃〜３０℃とし
た。
一例として、研磨パッドに発泡ポリウレタン樹脂と不織
布との積層構造のものを用いている場合、薬液４１に１
％のアンモニア水溶液を用い、研磨圧力を１００ｇ／ｃ
ｍ2 、定盤の回転数を３０ｒｐｍ、ドレッサー２１の回
転数を３０ｒｐｍ、薬液４１の流量を１００ｃｍ3 ／
分、ドレッシング雰囲気の温度を２５℃〜３０℃とし
た。
【００１４】上記ドレッシングの結果、図１の（２）に
示すように、研磨パッド３１をほとんど研磨することな
く、研磨パッド３１の孔３２内から銅の酸化物６１〔前
記図１の（１）参照〕や銅の研磨屑を溶解して除去し、
良好な研磨パッド面３１Ｓを創出することができる。
示すように、研磨パッド３１をほとんど研磨することな
く、研磨パッド３１の孔３２内から銅の酸化物６１〔前
記図１の（１）参照〕や銅の研磨屑を溶解して除去し、
良好な研磨パッド面３１Ｓを創出することができる。
【００１５】上記ドレッシング方法では、研磨パッド３
１とドレッサー２１との間に銅や銅の酸化物６１を溶解
する薬液４１として、１％のアンモニア水溶液を供給す
ることから、研磨パッド２１を過剰に削ることなく研磨
パッド面３１Ｓ上に生成された銅の酸化物６１や銅の研
磨屑が溶解されて除去される。すなわち、研磨パッド３
１の孔３２内に詰まっていた銅の酸化物６１や銅の研磨
屑は薬液４１により溶解され除去されるので、研磨パッ
ド３１の目詰まりが解消される。そのため、研磨パッド
２１の表面に形成された銅の酸化物６１等が原因となっ
て被研磨体の被研磨面に発生していたパーティクルやス
クラッチが低減され、また研磨レートが安定化する。
１とドレッサー２１との間に銅や銅の酸化物６１を溶解
する薬液４１として、１％のアンモニア水溶液を供給す
ることから、研磨パッド２１を過剰に削ることなく研磨
パッド面３１Ｓ上に生成された銅の酸化物６１や銅の研
磨屑が溶解されて除去される。すなわち、研磨パッド３
１の孔３２内に詰まっていた銅の酸化物６１や銅の研磨
屑は薬液４１により溶解され除去されるので、研磨パッ
ド３１の目詰まりが解消される。そのため、研磨パッド
２１の表面に形成された銅の酸化物６１等が原因となっ
て被研磨体の被研磨面に発生していたパーティクルやス
クラッチが低減され、また研磨レートが安定化する。
【００１６】上記第１の実施の形態では、薬液４１にア
ンモニア水溶液を用いたが、クエン酸水溶液を用いて
も、同様の効果が得られる。クエン酸水溶液を用いた場
合のドレッシング条件は、一例として、研磨パッドに発
泡ポリウレタン樹脂と不織布との積層構造のものを用い
ている場合、薬液４１に１％のクエン酸水溶液を用い、
研磨圧力を１００ｇ／ｃｍ2 、定盤の回転数を３０ｒｐ
ｍ、ドレッサー２１の回転数を３０ｒｐｍ、薬液４１の
流量を１００ｃｍ3 ／分、ドレッシング雰囲気の温度を
２５℃〜３０℃とした。
ンモニア水溶液を用いたが、クエン酸水溶液を用いて
も、同様の効果が得られる。クエン酸水溶液を用いた場
合のドレッシング条件は、一例として、研磨パッドに発
泡ポリウレタン樹脂と不織布との積層構造のものを用い
ている場合、薬液４１に１％のクエン酸水溶液を用い、
研磨圧力を１００ｇ／ｃｍ2 、定盤の回転数を３０ｒｐ
ｍ、ドレッサー２１の回転数を３０ｒｐｍ、薬液４１の
流量を１００ｃｍ3 ／分、ドレッシング雰囲気の温度を
２５℃〜３０℃とした。
【００１７】上記第１の実施の形態では、薬液４１にア
ンモニア水溶液を用いたが、シュウ酸水溶液を用いて
も、同様の効果が得られる。シュウ酸水溶液を用いた場
合のドレッシング条件は、一例として、研磨パッドに発
泡ポリウレタン樹脂と不織布との積層構造のものを用い
ている場合、薬液４１に１％のシュウ酸水溶液を用い、
研磨圧力を１００ｇ／ｃｍ2 、定盤の回転数を３０ｒｐ
ｍ、ドレッサー２１の回転数を３０ｒｐｍ、薬液４１の
流量を１００ｃｍ3 ／分、ドレッシング雰囲気の温度を
２５℃〜３０℃とした。
ンモニア水溶液を用いたが、シュウ酸水溶液を用いて
も、同様の効果が得られる。シュウ酸水溶液を用いた場
合のドレッシング条件は、一例として、研磨パッドに発
泡ポリウレタン樹脂と不織布との積層構造のものを用い
ている場合、薬液４１に１％のシュウ酸水溶液を用い、
研磨圧力を１００ｇ／ｃｍ2 、定盤の回転数を３０ｒｐ
ｍ、ドレッサー２１の回転数を３０ｒｐｍ、薬液４１の
流量を１００ｃｍ3 ／分、ドレッシング雰囲気の温度を
２５℃〜３０℃とした。
【００１８】次に、第２の実施の形態として、タングス
テン膜を研磨した後のドレッシング方法を以下に説明す
る。以下の説明においては前記図１を用いる。
テン膜を研磨した後のドレッシング方法を以下に説明す
る。以下の説明においては前記図１を用いる。
【００１９】前記図１によって説明したのと同様に、タ
ングステン膜を研磨した後、ドレッサー２１を用いて研
磨パッド３１の表面をドレッシングすることによりその
表面を整える。このとき、タングステンの酸化物やタン
グステンの研磨屑を溶解することが可能な薬液４１とし
て、例えば過酸化水素水を研磨パッド３１の表面に供給
する。
ングステン膜を研磨した後、ドレッサー２１を用いて研
磨パッド３１の表面をドレッシングすることによりその
表面を整える。このとき、タングステンの酸化物やタン
グステンの研磨屑を溶解することが可能な薬液４１とし
て、例えば過酸化水素水を研磨パッド３１の表面に供給
する。
【００２０】上記ドレッシング条件を以下に説明する。
一例として、研磨パッドに発泡ポリウレタン樹脂単層の
ものを用いている場合、薬液４１に５％の過酸化水素水
を用い、研磨圧力を１００ｇ／ｃｍ2 、定盤の回転数を
３０ｒｐｍ、ドレッサー２１の回転数を３０ｒｐｍ、薬
液４１の流量を１００ｃｍ3 ／分、ドレッシング雰囲気
の温度を２５℃〜３０℃とした。
一例として、研磨パッドに発泡ポリウレタン樹脂単層の
ものを用いている場合、薬液４１に５％の過酸化水素水
を用い、研磨圧力を１００ｇ／ｃｍ2 、定盤の回転数を
３０ｒｐｍ、ドレッサー２１の回転数を３０ｒｐｍ、薬
液４１の流量を１００ｃｍ3 ／分、ドレッシング雰囲気
の温度を２５℃〜３０℃とした。
【００２１】上記ドレッシングの結果、研磨パッド３１
をほとんど研磨することなく、タングステンの酸化物や
タングステンの研磨屑等を溶解して除去し、良好な研磨
パッド面を創出することができる。
をほとんど研磨することなく、タングステンの酸化物や
タングステンの研磨屑等を溶解して除去し、良好な研磨
パッド面を創出することができる。
【００２２】次に、第３の実施の形態として、アルミニ
ウム膜を研磨した後のドレッシング方法を以下に説明す
る。
ウム膜を研磨した後のドレッシング方法を以下に説明す
る。
【００２３】前記図１によって説明したのと同様に、ア
ルミニウム膜を研磨した後、ドレッサー２１を用いて研
磨パッド３１の表面をドレッシングすることによりその
表面を整える。このとき、アルミニウムの酸化物やアル
ミニウムの研磨屑を溶解することが可能な薬液４１とし
て、例えばリン酸と硝酸との混合液を研磨パッド３１の
表面に供給する。
ルミニウム膜を研磨した後、ドレッサー２１を用いて研
磨パッド３１の表面をドレッシングすることによりその
表面を整える。このとき、アルミニウムの酸化物やアル
ミニウムの研磨屑を溶解することが可能な薬液４１とし
て、例えばリン酸と硝酸との混合液を研磨パッド３１の
表面に供給する。
【００２４】上記ドレッシング条件を以下に説明する。
一例として、研磨パッドに発泡ポリウレタン樹脂と不織
布との積層構造のものを用いている場合、薬液４１にリ
ン酸と硝酸との混合液を用い、研磨圧力を１００ｇ／ｃ
ｍ2 、定盤の回転数を３０ｒｐｍ、ドレッサー２１の回
転数を３０ｒｐｍ、薬液４１の流量を１００ｃｍ3 ／
分、ドレッシング雰囲気の温度を２５℃〜３０℃とし
た。
一例として、研磨パッドに発泡ポリウレタン樹脂と不織
布との積層構造のものを用いている場合、薬液４１にリ
ン酸と硝酸との混合液を用い、研磨圧力を１００ｇ／ｃ
ｍ2 、定盤の回転数を３０ｒｐｍ、ドレッサー２１の回
転数を３０ｒｐｍ、薬液４１の流量を１００ｃｍ3 ／
分、ドレッシング雰囲気の温度を２５℃〜３０℃とし
た。
【００２５】上記ドレッシングの結果、研磨パッド３１
をほとんど研磨することなく、アルミニウムの酸化物や
アルミニウムの研磨屑を溶解して除去し、良好な研磨パ
ッド面を創出することができる。
をほとんど研磨することなく、アルミニウムの酸化物や
アルミニウムの研磨屑を溶解して除去し、良好な研磨パ
ッド面を創出することができる。
【００２６】上記ドレッシング方法は、一例として、以
下に説明する構成の研磨装置に適用することができる。
その研磨装置の一例を、図２の概略構成図によって説明
する。図２では、いわゆる、ウエットインウエットアウ
ト（wet in wet out）方式の研磨装置を示す。
下に説明する構成の研磨装置に適用することができる。
その研磨装置の一例を、図２の概略構成図によって説明
する。図２では、いわゆる、ウエットインウエットアウ
ト（wet in wet out）方式の研磨装置を示す。
【００２７】図２に示すように、研磨装置１は、被研磨
体（例えばウエハ）５１の研磨を行う第１の研磨部１１
と、上記被研磨体５１の研磨を行う第２の研磨部１２
と、上記第１の研磨部１１と上記第２の研磨部１２とが
設置されている研磨室１３と、研磨室に隣接して設けた
もので被研磨体５１を搬出入する手段となる搬送部１４
が備えられた搬送室１５と、この搬送室１５に隣接して
設けた水槽１６と、水槽１６内に格納されるもので被研
磨体５１を収納しておく複数の収納部１７と、上記第
１，第２の研磨部１１，１２の研磨パッドをドレッシン
グするドレッサー２１とから構成されている。なお、水
槽１６は仕切り板１８によって例えば二つの水槽に分離
されている。
体（例えばウエハ）５１の研磨を行う第１の研磨部１１
と、上記被研磨体５１の研磨を行う第２の研磨部１２
と、上記第１の研磨部１１と上記第２の研磨部１２とが
設置されている研磨室１３と、研磨室に隣接して設けた
もので被研磨体５１を搬出入する手段となる搬送部１４
が備えられた搬送室１５と、この搬送室１５に隣接して
設けた水槽１６と、水槽１６内に格納されるもので被研
磨体５１を収納しておく複数の収納部１７と、上記第
１，第２の研磨部１１，１２の研磨パッドをドレッシン
グするドレッサー２１とから構成されている。なお、水
槽１６は仕切り板１８によって例えば二つの水槽に分離
されている。
【００２８】上記ドレッサー２１は、例えばダイヤモン
ド砥石で構成されていて、その研磨面を上記研磨パッド
側に対向させて例えば矢印方向に回動自在に設置されて
いる。すなわち、上記ドレッサー２１の上部には回動軸
２２の一端側に設けられていて、その回動軸の他端側に
は回動駆動部（図示省略）が接続されている。また、ド
レッサー２１の研磨面の高さとその位置決めができるよ
うに、ドレッサー２１には移動手段（図示省略）が設置
されている。
ド砥石で構成されていて、その研磨面を上記研磨パッド
側に対向させて例えば矢印方向に回動自在に設置されて
いる。すなわち、上記ドレッサー２１の上部には回動軸
２２の一端側に設けられていて、その回動軸の他端側に
は回動駆動部（図示省略）が接続されている。また、ド
レッサー２１の研磨面の高さとその位置決めができるよ
うに、ドレッサー２１には移動手段（図示省略）が設置
されている。
【００２９】上記第１の研磨部１１は、例えば、研磨パ
ッド３１を設置したもので回動自在に設置された研磨定
盤３２と、この研磨定盤３２に対向する位置に回動自在
に設けたもので被研磨体５１を保持する保持部（図示省
略）とを備えている。通常、被研磨体５１は、上記保持
部に接着シートを介して固定される。
ッド３１を設置したもので回動自在に設置された研磨定
盤３２と、この研磨定盤３２に対向する位置に回動自在
に設けたもので被研磨体５１を保持する保持部（図示省
略）とを備えている。通常、被研磨体５１は、上記保持
部に接着シートを介して固定される。
【００３０】上記研磨パッドの上方には、その研磨パッ
ド上にスラリーを供給するスラリー供給ノズル（図示省
略）が設置されている。このスラリー供給ノズルは、研
磨時にスラリーを供給するとともに、ドレッシング時に
は金属を主成分とする膜およびその金属酸化物を溶解す
る薬液を研磨パッド上に供給する。または上記薬液を供
給する専用のノズルを設けて、そのノズルから上記薬液
を供給するようにしてもよい。
ド上にスラリーを供給するスラリー供給ノズル（図示省
略）が設置されている。このスラリー供給ノズルは、研
磨時にスラリーを供給するとともに、ドレッシング時に
は金属を主成分とする膜およびその金属酸化物を溶解す
る薬液を研磨パッド上に供給する。または上記薬液を供
給する専用のノズルを設けて、そのノズルから上記薬液
を供給するようにしてもよい。
【００３１】また上記第２の研磨部１２も、上記第１の
研磨部１１と同様に、研磨パッド３３を設置したもので
回動自在に設置された研磨定盤３４と、この研磨定盤３
４に対向する位置に回動自在に設けたもので被研磨体５
１を保持する保持部（図示省略）とを備えている。通
常、被研磨体５１は、上記保持部に接着シートを介して
固定される。
研磨部１１と同様に、研磨パッド３３を設置したもので
回動自在に設置された研磨定盤３４と、この研磨定盤３
４に対向する位置に回動自在に設けたもので被研磨体５
１を保持する保持部（図示省略）とを備えている。通
常、被研磨体５１は、上記保持部に接着シートを介して
固定される。
【００３２】上記研磨パッドの上方には、その研磨パッ
ド上にスラリーを供給するスラリー供給ノズル（図示省
略）が設置されている。このスラリー供給ノズルは、研
磨時にスラリーを供給するとともに、ドレッシング時に
は金属を主成分とする膜およびその酸化物を溶解する薬
液を研磨パッド上に供給する。または上記薬液を供給す
る専用のノズルを設けて、そのノズルから上記薬液を供
給するようにしてもよい。
ド上にスラリーを供給するスラリー供給ノズル（図示省
略）が設置されている。このスラリー供給ノズルは、研
磨時にスラリーを供給するとともに、ドレッシング時に
は金属を主成分とする膜およびその酸化物を溶解する薬
液を研磨パッド上に供給する。または上記薬液を供給す
る専用のノズルを設けて、そのノズルから上記薬液を供
給するようにしてもよい。
【００３３】上記搬送部１４は、一例として、収納部１
７と第１の研磨部１１、第２の研磨部１２との間、およ
び第１の研磨部１１と第２の研磨部１２との間におい
て、被研磨体５１を搬送するロボットからなる。この搬
送ロボットは矢印方向に移動可能に構成されている。
７と第１の研磨部１１、第２の研磨部１２との間、およ
び第１の研磨部１１と第２の研磨部１２との間におい
て、被研磨体５１を搬送するロボットからなる。この搬
送ロボットは矢印方向に移動可能に構成されている。
【００３４】上記研磨装置１の動作の概略を以下に説明
する。
する。
【００３５】まず、搬送部１４によって、未処理の被研
磨体５１が収納されている収納部１７（１７Ａ）から被
研磨体５１を取り出し、第１の研磨部１１へ搬送する。
この非研磨体５１は、一例として、図示はしないが、基
板上に層間絶縁膜が形成され、その層間絶縁膜に配線溝
が形成され、バリアメタル膜を介してその配線溝の内部
を埋め込む状態に銅膜が形成されているものである。
磨体５１が収納されている収納部１７（１７Ａ）から被
研磨体５１を取り出し、第１の研磨部１１へ搬送する。
この非研磨体５１は、一例として、図示はしないが、基
板上に層間絶縁膜が形成され、その層間絶縁膜に配線溝
が形成され、バリアメタル膜を介してその配線溝の内部
を埋め込む状態に銅膜が形成されているものである。
【００３６】そして、第１の研磨部１１で被研磨体５１
の例えば銅膜を研磨する。銅膜の研磨が終了した後、搬
送部１４により第１の研磨部１１から第２の研磨部１２
に被研磨体５１を搬送する。そして第２の研磨部１２で
被研磨体５１の例えばバリアメタル膜を主に研磨する。
バリアメタル膜の研磨が終了した後、搬送部１４により
第２の研磨部１２から処理後の被研磨体５１を収納する
収納部１７（１７Ｃ）に研磨した被研磨体５１を搬送し
て収納する。被研磨体の研磨を終えた後、研磨パッドの
ドレッシングを上記図１によって説明した方法により行
う。
の例えば銅膜を研磨する。銅膜の研磨が終了した後、搬
送部１４により第１の研磨部１１から第２の研磨部１２
に被研磨体５１を搬送する。そして第２の研磨部１２で
被研磨体５１の例えばバリアメタル膜を主に研磨する。
バリアメタル膜の研磨が終了した後、搬送部１４により
第２の研磨部１２から処理後の被研磨体５１を収納する
収納部１７（１７Ｃ）に研磨した被研磨体５１を搬送し
て収納する。被研磨体の研磨を終えた後、研磨パッドの
ドレッシングを上記図１によって説明した方法により行
う。
【００３７】上記研磨装置１はウエットインウエットア
ウト（wet in wet out）方式のものであったが、ドライ
インドライアウト（dry in dry out）方式の研磨装置で
あっても、同様に本発明のドレッシング方法を適用する
ことが可能である。
ウト（wet in wet out）方式のものであったが、ドライ
インドライアウト（dry in dry out）方式の研磨装置で
あっても、同様に本発明のドレッシング方法を適用する
ことが可能である。
【００３８】次に、銅を用いた溝配線を形成する一例
を、図３の製造工程図によって説明する。
を、図３の製造工程図によって説明する。
【００３９】図３の（１）に示すように、通常のＬＳＩ
製造プロセスにより、基板（例えばシリコン基板）７１
上に半導体素子（図示省略）等の形成を行った後、基板
７１上に層間絶縁膜７２を成膜する。そしてリソグラフ
ィー技術とエッチング技術とにより凹部７３を形成す
る。ここでは、一例として、凹部７３を、溝幅が例えば
０．４μｍ、その深さが例えば０．５μｍの配線溝とし
て形成した。なお、凹部７３は接続孔であってもよく、
配線溝とそれに連続して形成された接続孔であってもよ
い。その後、上記リソグラフィー技術で用いたレジスト
マスク（図示省略）を除去する。
製造プロセスにより、基板（例えばシリコン基板）７１
上に半導体素子（図示省略）等の形成を行った後、基板
７１上に層間絶縁膜７２を成膜する。そしてリソグラフ
ィー技術とエッチング技術とにより凹部７３を形成す
る。ここでは、一例として、凹部７３を、溝幅が例えば
０．４μｍ、その深さが例えば０．５μｍの配線溝とし
て形成した。なお、凹部７３は接続孔であってもよく、
配線溝とそれに連続して形成された接続孔であってもよ
い。その後、上記リソグラフィー技術で用いたレジスト
マスク（図示省略）を除去する。
【００４０】続いて図３の（２）に示すように、一例と
して、マグネトロンスパッタ法により、上記凹部７３の
内壁および上記層間絶縁膜７２上にバリアメタル膜７４
を、例えば窒化タンタルを堆積して形成する。その成膜
条件としては、一例として、プロセスガスにアルゴン
（Ａｒ）〔流量：３０ｓｃｃｍ〕と窒素（Ｎ2 ）〔流
量：８０ｓｃｃｍ〕とを用い、マグネトロンスパッタ装
置のＤＣパワーを５ｋＷ、成膜雰囲気の圧力を０．４Ｐ
ａ、基板温度を１５０℃に設定して、５０ｎｍの厚さに
成膜した。
して、マグネトロンスパッタ法により、上記凹部７３の
内壁および上記層間絶縁膜７２上にバリアメタル膜７４
を、例えば窒化タンタルを堆積して形成する。その成膜
条件としては、一例として、プロセスガスにアルゴン
（Ａｒ）〔流量：３０ｓｃｃｍ〕と窒素（Ｎ2 ）〔流
量：８０ｓｃｃｍ〕とを用い、マグネトロンスパッタ装
置のＤＣパワーを５ｋＷ、成膜雰囲気の圧力を０．４Ｐ
ａ、基板温度を１５０℃に設定して、５０ｎｍの厚さに
成膜した。
【００４１】続いて、上記成膜に連続して、マグネトロ
ンスパッタ法により、バリアメタル膜７４の表面に密着
膜７５として、銅膜を成膜する。この銅膜は電解メッキ
時の密着膜として作用する。その成膜条件としては、一
例として、プロセスガスにアルゴン（Ａｒ）〔流量：１
００ｓｃｃｍ〕を用い、マグネトロンスパッタ装置のＤ
Ｃパワーを５ｋＷ、成膜雰囲気の圧力を０．４Ｐａ、基
板温度を２０℃に設定して、１００ｎｍ〜２００ｎｍの
厚さに成膜した。
ンスパッタ法により、バリアメタル膜７４の表面に密着
膜７５として、銅膜を成膜する。この銅膜は電解メッキ
時の密着膜として作用する。その成膜条件としては、一
例として、プロセスガスにアルゴン（Ａｒ）〔流量：１
００ｓｃｃｍ〕を用い、マグネトロンスパッタ装置のＤ
Ｃパワーを５ｋＷ、成膜雰囲気の圧力を０．４Ｐａ、基
板温度を２０℃に設定して、１００ｎｍ〜２００ｎｍの
厚さに成膜した。
【００４２】次いで図３の（３）に示すように、電解銅
メッキを行って、上記密着膜７５〔前記図１の（４）参
照〕の表面に銅を堆積し銅メッキ膜７６を形成する。な
お、銅メッキ膜７６と前記密着膜７５とは同一材料で形
成されるため、図面では銅メッキ膜７６に密着膜７５を
含むように描いた。この電解銅メッキ条件は、一例とし
て、メッキ液に、硫酸銅（６７ｇ／ｄｍ3 ）と硫酸（１
７０ｇ／ｄｍ3 ）と塩酸（７０ｐｐｍ）との混合液を用
い、メッキ液の温度を２０℃、供給電流を９Ａ（８イン
チウエハの場合）に設定した。
メッキを行って、上記密着膜７５〔前記図１の（４）参
照〕の表面に銅を堆積し銅メッキ膜７６を形成する。な
お、銅メッキ膜７６と前記密着膜７５とは同一材料で形
成されるため、図面では銅メッキ膜７６に密着膜７５を
含むように描いた。この電解銅メッキ条件は、一例とし
て、メッキ液に、硫酸銅（６７ｇ／ｄｍ3 ）と硫酸（１
７０ｇ／ｄｍ3 ）と塩酸（７０ｐｐｍ）との混合液を用
い、メッキ液の温度を２０℃、供給電流を９Ａ（８イン
チウエハの場合）に設定した。
【００４３】その後、図３の（４）に示すように、例え
ば前記図１によって説明した構成の研磨装置により、第
１の研磨部（１１）で層間絶縁膜７２上の余分な銅メッ
キ膜７６、を研磨し、次いで第２の研磨部（１２）で層
間絶縁膜７２上の余分なバリアメタル膜７４を研磨して
除去し、凹部７３の内部にバリアメタル膜７４を介して
銅メッキ膜７６からなる配線７７を形成する。この研磨
の際に、研磨雰囲気を非酸化性雰囲気とする。
ば前記図１によって説明した構成の研磨装置により、第
１の研磨部（１１）で層間絶縁膜７２上の余分な銅メッ
キ膜７６、を研磨し、次いで第２の研磨部（１２）で層
間絶縁膜７２上の余分なバリアメタル膜７４を研磨して
除去し、凹部７３の内部にバリアメタル膜７４を介して
銅メッキ膜７６からなる配線７７を形成する。この研磨
の際に、研磨雰囲気を非酸化性雰囲気とする。
【００４４】上記銅メッキ膜７６の研磨条件は、一例と
して、研磨パッドに発泡ポリウレタン樹脂と不織布との
積層構造のものを用い、スラリーに過酸化水素を添加し
たアルミナ含有スラリーを用い、研磨圧力を１００ｇ／
ｃｍ2 、定盤の回転数を３０ｒｐｍ、研磨ヘッドの回転
数を３０ｒｐｍ、研磨液の流量を１００ｃｍ3 ／分、研
磨雰囲気の温度を２５℃〜３０℃とした。
して、研磨パッドに発泡ポリウレタン樹脂と不織布との
積層構造のものを用い、スラリーに過酸化水素を添加し
たアルミナ含有スラリーを用い、研磨圧力を１００ｇ／
ｃｍ2 、定盤の回転数を３０ｒｐｍ、研磨ヘッドの回転
数を３０ｒｐｍ、研磨液の流量を１００ｃｍ3 ／分、研
磨雰囲気の温度を２５℃〜３０℃とした。
【００４５】また上記バリアメタル膜７４の研磨条件
は、一例として、研磨パッドに発泡ポリウレタン樹脂の
単層構造のものを用い、スラリーに過酸化水素を添加し
たアルミナ含有スラリーを用い、研磨圧力を１００ｇ／
ｃｍ2 、定盤の回転数を３０ｒｐｍ、研磨ヘッドの回転
数を３０ｒｐｍ、研磨液の流量を１００ｃｍ3 ／分、研
磨雰囲気の温度を２５℃〜３０℃とした。
は、一例として、研磨パッドに発泡ポリウレタン樹脂の
単層構造のものを用い、スラリーに過酸化水素を添加し
たアルミナ含有スラリーを用い、研磨圧力を１００ｇ／
ｃｍ2 、定盤の回転数を３０ｒｐｍ、研磨ヘッドの回転
数を３０ｒｐｍ、研磨液の流量を１００ｃｍ3 ／分、研
磨雰囲気の温度を２５℃〜３０℃とした。
【００４６】上記研磨を行った後、または少なくとも上
記研磨パッド２１が目詰まりを起こす前に、上記図１に
よって説明したドレッシングを行えば、常に良好なる条
件で銅膜の研磨およびバリアメタル膜の研磨を行うこと
が可能になる。
記研磨パッド２１が目詰まりを起こす前に、上記図１に
よって説明したドレッシングを行えば、常に良好なる条
件で銅膜の研磨およびバリアメタル膜の研磨を行うこと
が可能になる。
【００４７】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
金属を主成分とする膜を研磨する研磨装置の研磨パッド
をドレッサーによりドレッシングする際に、研磨パッド
とドレッサーとの間に金属を主成分とする膜およびその
金属酸化物を溶解する薬液を供給するので、研磨パッド
を削ることなく研磨パッド表面から金属を主成分とする
膜の研磨屑やその酸化物を除去することがかできる。よ
って、研磨におけるパーティクルの発生、スクラッチの
発生が低減できるとともに研磨レートの安定化が図れ
る。
金属を主成分とする膜を研磨する研磨装置の研磨パッド
をドレッサーによりドレッシングする際に、研磨パッド
とドレッサーとの間に金属を主成分とする膜およびその
金属酸化物を溶解する薬液を供給するので、研磨パッド
を削ることなく研磨パッド表面から金属を主成分とする
膜の研磨屑やその酸化物を除去することがかできる。よ
って、研磨におけるパーティクルの発生、スクラッチの
発生が低減できるとともに研磨レートの安定化が図れ
る。
【図１】本発明の研磨装置のドレッシング方法に係わる
第１の実施の形態を説明する工程図である。
第１の実施の形態を説明する工程図である。
【図２】研磨装置の一例を説明する概略構成図である。
【図３】銅を用いた溝配線を形成する一例を説明する製
造工程図である。
造工程図である。
【図４】課題の説明図である。
２１…ドレッサー、３１…研磨パッド、４１…薬液、６
１…銅の酸化物
１…銅の酸化物
Claims (4)
- 【請求項１】 金属を主成分とする膜を研磨する研磨装
置の研磨パッドをドレッサーによりドレッシングする際
に、 前記研磨パッドと前記ドレッサーとの間に前記金属を主
成分とする膜およびその酸化物を溶解する薬液を供給す
ることを特徴とする研磨装置のドレッシング方法。 - 【請求項２】 前記薬液に、銅膜もしくは銅合金膜およ
び銅の酸化物を溶解するものを用いることを特徴とする
請求項１記載の研磨装置のドレッシング方法。 - 【請求項３】 前記薬液に、アルミニウム膜もしくはア
ルミニウム合金膜およびアルミニウムの酸化物を溶解す
るものを用いることを特徴とする請求項１記載の研磨装
置のドレッシング方法。 - 【請求項４】 前記薬液に、タングステン膜もしくはタ
ングステン合金膜およびタングステンの酸化物を溶解す
るものを用いることを特徴とする請求項１記載の研磨装
置のドレッシング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11115685A JP2000301455A (ja) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | 研磨装置のドレッシング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11115685A JP2000301455A (ja) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | 研磨装置のドレッシング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000301455A true JP2000301455A (ja) | 2000-10-31 |
Family
ID=14668740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11115685A Pending JP2000301455A (ja) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | 研磨装置のドレッシング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000301455A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002371300A (ja) * | 2001-06-13 | 2002-12-26 | Jsr Corp | 研磨パッド洗浄用組成物及び研磨パッド洗浄方法 |
| JP2003500864A (ja) * | 1999-05-28 | 2003-01-07 | ラム リサーチ コーポレーション | 化学機械研磨パッドを洗浄するための方法およびシステム |
| CN115816218A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-03-21 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 用于硅片边缘抛光的设备及方法 |
-
1999
- 1999-04-23 JP JP11115685A patent/JP2000301455A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003500864A (ja) * | 1999-05-28 | 2003-01-07 | ラム リサーチ コーポレーション | 化学機械研磨パッドを洗浄するための方法およびシステム |
| JP4721523B2 (ja) * | 1999-05-28 | 2011-07-13 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 化学機械研磨パッドを洗浄するための方法およびシステム |
| JP2002371300A (ja) * | 2001-06-13 | 2002-12-26 | Jsr Corp | 研磨パッド洗浄用組成物及び研磨パッド洗浄方法 |
| CN115816218A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-03-21 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 用于硅片边缘抛光的设备及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |