JP2001237205A5 - - Google Patents

Claims (10)

1. 半導体基板上に形成された金属膜の表面を平坦化する化学機械的研磨装置において、
   前記半導体基板を真空吸着によって保持する基板保持台と；
   前記半導体基板と接触する研磨パッドと；
   前記研磨パッドを保持するプラテンと；
   前記研磨パッドと前記プラテンとの間に配置された弾性部材とを備え、
   前記弾性部材は、ＪＩＳ規格Ｋ６３０１（Ａ型）で規定される硬度が１０〜４０であり且つ、厚さが５〜３０ｍｍであることを特徴とする化学機械的研磨装置。
2. 半導体基板上に絶縁膜を形成し、当該絶縁膜の所定領域に凹部を形成し、当該凹部を含む絶縁膜表面にバリヤメタル膜を形成し、少なくとも前記凹部が完全に埋まるように前記バリヤメタル膜上に金属配線膜を形成した後に、前記凹部以外の領域で前記絶縁膜が露出するまで前記金属膜及びバリヤメタル膜を研磨するダマシン配線形成装置において、
   前記凹部以外の領域で前記バリヤメタル膜が露出するまで前記金属配線膜を研磨する第１の研磨工程を実施する第１の研磨手段と；
   前記凹部以外の領域で前記絶縁膜が露出するまで前記バリヤメタル膜を研磨する第２の研磨工程を実施する第２の研磨手段とを備え、
   前記第１の研磨手段が、前記半導体基板を真空吸着によって保持する基板保持台と；前記半導体基板と接触する研磨パッドと；前記研磨パッドを保持するプラテンと；ＪＩＳ規格Ｋ６３０１（Ａ型）で規定される硬度が１０〜４０、厚さが５〜３０ｍｍであり、前記研磨パッドと前記プラテンとの間に配置された弾性部材とを備え、
   前記第２の研磨手段が、前記半導体基板を真空吸着によって保持する基板保持台と；前記半導体基板と接触する研磨パッドと；前記研磨パッドを保持するプラテンと；ＪＩＳ規格Ｋ６３０１（Ａ型）で規定される硬度が５０以上であり、前記研磨パッドと前記プラテンとの間に配置された弾性部材とを備えたことを特徴とするダマシン配線形成装置。
3. 前記第１の研磨手段と第２の研磨手段は単一の化学機械的研磨装置に含まれ、当該研磨装置は、
   前記半導体基板を真空吸着によって保持する基板保持台と；研磨作業時に前記基板保持台と対向する位置に各々配置される第１及び第２のプラテンと；前記第１のプラテン上に配置された第１の研磨パッドと；前記第２のプラテン上に配置された第２の研磨パッドと；前記第１のプラテンと前記第１の研磨パッドとの間に配置され、ＪＩＳ規格Ｋ６３０１（Ａ型）で規定される硬度が１０〜４０、厚さが５〜３０ｍｍの第１の弾性部材と；前記第２のプラテンと前記第２の研磨パッドとの間に配置され、ＪＩＳ規格Ｋ６３０１（Ａ型）で規定される硬度が５０以上の第２の弾性部材とを備え、
   前記第１の研磨工程を実施する際には、前記基板保持台を前記第１のプラテンと対向する位置に配置して前記第１の研磨パッドを用いて研磨を行い、前記第２の研磨工程を実施する際には、前記基板保持台を前記第２のプラテンと対向する位置に配置して前記第２の研磨パッドを用いて研磨を行うことを特徴とする請求項２に記載のダマシン配線形成装置。
4. 前記化学機械的研磨装置は、前記第１プラテンを１つ備え、前記第２プラテンを複数備え、前記基板保持台を前記第２プラテンと同数備えていることを特徴とする請求項３に記載のダマシン配線形成装置。
5. 半導体基板上に絶縁膜を形成し、当該絶縁膜の所定領域に凹部を形成し、当該凹部を含む絶縁膜表面にバリヤメタル膜を形成し、少なくとも前記凹部が完全に埋まるように前記バリヤメタル膜上に金属配線膜を形成した後に、前記凹部以外の領域で前記絶縁膜が露出するまで前記金属膜及びバリヤメタル膜を研磨するダマシン配線形成方法において、
   第１の研磨手段を用い、前記凹部以外の領域で前記バリヤメタル膜が露出するまで前記金属配線膜を研磨する第１の研磨工程と；
   第２の研磨手段を用い、前記凹部以外の領域で前記絶縁膜が露出するまで前記バリヤメタル膜を研磨する第２の研磨工程とを含み、
   前記第１の研磨手段が、前記半導体基板を真空吸着によって保持する基板保持台と；前記半導体基板と接触する研磨パッドと；前記研磨パッドを保持するプラテンと；ＪＩＳ規格Ｋ６３０１（Ａ型）で規定される硬度が１０〜４０、厚さが５〜３０ｍｍであり、前記研磨パッドと前記プラテンとの間に配置された弾性部材とを備え、
   前記第２の研磨手段が、前記半導体基板を真空吸着によって保持する基板保持台と；前記半導体基板と接触する研磨パッドと；前記研磨パッドを保持するプラテンと；ＪＩＳ規格Ｋ６３０１（Ａ型）で規定される硬度が５０以上であり、前記研磨パッドと前記プラテンとの間に配置された弾性部材とを備えていることを特徴とするダマシン配線形成方法。
6. 前記第１の研磨手段と第２の研磨手段は単一の化学機械的研磨装置に含まれ、当該研磨装置は、
   前記半導体基板を真空吸着によって保持する基板保持台と；研磨作業時に前記基板保持台と対向する位置に配置される第１及び第２のプラテンと；前記第１のプラテン上に配置された第１の研磨パッドと；前記第２のプラテン上に配置された第２の研磨パッドと；前記第１のプラテンと前記第１の研磨パッドとの間に配置され、ＪＩＳ規格Ｋ６３０１（Ａ型）で規定される硬度が１０〜４０、厚さが５〜３０ｍｍの第１の弾性部材と；前記第２のプラテンと前記第２の研磨パッドとの間に配置され、ＪＩＳ規格Ｋ６３０１（Ａ型）で規定される硬度が５０以上の第２の弾性部材とを備え、
   前記第１の研磨工程を実施する際には、前記基板保持台を前記第１のプラテンと対向する位置に配置して前記第１の研磨パッドを用いて研磨を行い、前記第２の研磨工程を実施する際には、前記基板保持台を前記第２のプラテンと対向する位置に配置して前記第２の研磨パッドを用いて研磨を行うことを特徴とする請求項５に記載のダマシン配線形成方法。
7. 前記化学機械的研磨装置は、前記第１プラテンを１つ備え、前記第２プラテンを複数備え、前記基板保持台を前記第２プラテンと同数備えていることを特徴とする請求項６に記載のダマシン配線形成方法。
8. 半導体基板上に絶縁膜を形成し、当該絶縁膜の所定領域に凹部を形成し、当該凹部を含む絶縁膜表面にバリヤメタル膜を形成し、少なくとも前記凹部が完全に埋まるように前記バリヤメタル膜上に金属配線膜を形成した後に、前記凹部以外の領域で前記絶縁膜が露出するまで前記金属膜及びバリヤメタル膜を研磨するダマシン配線形成装置において、
   第１の研磨手段を用い、前記凹部以外の領域で前記バリヤメタル膜が露出するまで前記金属配線膜を研磨する第１の研磨工程と；
   第２の研磨手段を用い、前記凹部以外の領域で前記絶縁膜が露出するまで前記バリヤメタル膜を研磨する第２の研磨工程とを実施し、
   前記第１の研磨手段が、前記半導体基板を真空吸着によって保持する基板保持台と；前記半導体基板と接触する研磨パッドと；前記研磨パッドを保持するプラテンと；ＪＩＳ規格Ｋ６３０１（Ａ型）で規定される硬度が１０〜４０、厚さが５〜３０ｍｍであり、前記研磨パッドと前記プラテンとの間に配置された弾性部材とを備え、
   前記第２の研磨手段が、前記半導体基板を真空吸着によって保持する基板保持台と；前記半導体基板と接触する研磨パッドと；前記研磨パッドを保持するプラテンと；ＪＩＳ規格Ｋ６３０１（Ａ型）で規定される硬度が５０以上であり、前記研磨パッドと前記プラテンとの間に配置された弾性部材とを備えていることを特徴とするダマシン配線形成装置。
9. 前記第１の研磨手段と第２の研磨手段は単一の化学機械的研磨装置に含まれ、当該研磨装置は、
   前記半導体基板を真空吸着によって保持する基板保持台と；研磨作業時に前記基板保持台と対向する位置に配置される第１及び第２のプラテンと；前記第１のプラテン上に配置された第１の研磨パッドと；前記第２のプラテン上に配置された第２の研磨パッドと；前記第１のプラテンと前記第１の研磨パッドとの間に配置され、ＪＩＳ規格Ｋ６３０１（Ａ型）で規定される硬度が１０〜４０、厚さが５〜３０ｍｍの第１の弾性部材と；前記第２のプラテンと前記第２の研磨パッドとの間に配置され、ＪＩＳ規格Ｋ６３０１（Ａ型）で規定される硬度が５０以上の第２の弾性部材とを備え、
   前記第１の研磨工程を実施する際には、前記基板保持台を前記第１のプラテンと対向する位置に配置して前記第１の研磨パッドを用いて研磨を行い、前記第２の研磨工程を実施する際には、前記基板保持台を前記第２のプラテンと対向する位置に配置して前記第２の研磨パッドを用いて研磨を行うことを特徴とする請求項８に記載のダマシン配線形成装置。
10. 前記化学機械的研磨装置は、前記第１プラテンを１つ備え、前記第２プラテンを複数備え、前記基板保持台を前記第２プラテンと同数備えていることを特徴とする請求項９に記載のダマシン配線形成装置。