JP2006517737A - 集積回路の金属層の研磨装置および2段階研磨方法 - Google Patents
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Abstract
本発明による集積回路(IC)の製造方法は、電気デバイス(2)を備え、誘電体材料(12)および金属(15)で被覆された表面(11)を有する事前製作集積回路(10)を提供することから出発する。誘電体材料(12)は、バリア層(14)によって金属15から分離されてもよく、金属(15)で満たされた開口(13)を有する。開口(13)の外部の金属(15)の部分は第1期間の間、研磨によって除去され、その後エッチング剤(25)が研磨液(24)に加えられ、開口(13)の外部に残る金属(15)の一部分を除去するために第2期間の間、研磨が継続される。研磨装置(20)は、この方法を実行可能である。
Description
本発明は、集積回路(IC)の製造方法に関する。この方法は、電気デバイスを備え、誘電体材料および金属でこの順に被覆された表面を有する事前製作(プレファブリケイテド)ICを提供する段階であって、この誘電体材料が開口を有し、金属がこの開口の中に延在しそれによって電気デバイスを電気的に接触させる段階と、この開口の外部の金属の部分を研磨液を用いる研磨によって除去する段階とを含む方法である。
本発明は、さらに、この方法を実行するための研磨装置に関する。
近藤等の文献「Abrasive-free polishing for copper damascene interconnection」、Journal of the Electrochemical Society、147、p.3907〜3913、2000年、に冒頭の段落に記載した方法の実施形態が開示されている。
通常、ICは、少なくとも1つの電気デバイスを備え、さらに、この電気デバイスを、ICの外表面の端子に接続すると共に、前記他の電気デバイス(存在するときは)に接続する、埋込み金属構造を、備えている。これらの端子は、ICに電気的入力信号および出力信号を与えるために使用することができる。複数の電気デバイスが存在する場合、埋込み金属構造の形状によって、ICがどんな機能を実行できるかが決まる。
埋込み金属構造は、例えば隣接する複数のレベル(高さ)の金属線を接続する様々なレベルの金属線およびビアを備えることができる。金属線は、誘電体材料によって相互に電気的に絶縁されている。
ICの埋込み金属構造を製造する場合、まず誘電体材料の層が堆積され、1つまたは複数の開口がこの誘電体材料中に形成される。開口は、埋込み金属構造のまたは電気デバイスのいくつかの位置に、例えばリソグラフィおよびエッチングによって形成されてよい。続いて、金属が、開口内に堆積され、それによって少なくとも1つの電気デバイスに接触する。電気デバイスは、直接接触させてもよいし、あるいは電気デバイスに接触する相互接続構造に接触させることによって接触させてもよい。堆積後、この金属は、開口の外部にも存在する。これらの段階で得られたICは事前製作ICと呼ばれる。
開口の外部の金属は、金属線の間の短絡を引き起こすことがあるので、埋込み金属構造の新しい部分が作製可能になる前に除去される必要がある。この目的で、この金属を設けた事前製作ICは、金属堆積の後、研磨される。更なる加工のために、通常は、研磨後、誘電体材料および開口内の金属が、埋込み金属構造の次のレベルをその上に堆積できる比較的平坦な表面を形成することも必要となる。
研磨中、特に次の2つの影響(結果)は避けなければならない。すなわち、しばしばエロージョン(erosion)と呼ばれるパターン化金属の周囲の誘電体材料の一部を除去してしまう影響、および/または、しばしばディッシング(dishing)
と呼ばれる開口内の金属の一部を除去してしまう影響である。この知られている方法では、これらの2つの望ましくない影響は、研磨液の化学的組成、研磨面の機械的構造、研磨面の回転速度および事前製作ICが研磨面に押し付けられる圧力などの研磨パラメータを最適化することによって最小限に抑えられている。
と呼ばれる開口内の金属の一部を除去してしまう影響である。この知られている方法では、これらの2つの望ましくない影響は、研磨液の化学的組成、研磨面の機械的構造、研磨面の回転速度および事前製作ICが研磨面に押し付けられる圧力などの研磨パラメータを最適化することによって最小限に抑えられている。
開口の外部の金属が、下にある材料層が剥き出しになる程度に除去される時点は、一般に研磨工程の終点と呼ばれる。この知られた方法では、終点に達したときに開口の外部に存在する金属残留物は、オーバポリッシュと呼ばれるプロセスによって除去される。すなわち終点到達後、いわゆるオーバポリッシュ時間の間、金属残留物を除去するために研磨が継続される。
IC製造のこの知られた方法の不都合な点は、オーバポリッシュ時間が、表面上に残る金属残留物を除去するには余りに短く、あるいは金属残留物を除去するには十分長いが、エロージョンおよび/またはディッシングを避けるには長すぎるので、歩留りが相対的に低いことである。これら2つの影響のために、得られる埋込み金属構造は、所定の仕様に適合しない電気抵抗を有することがある。このICは棄却されなければならず、その結果、低歩留りになってしまう。
本発明の目的は、冒頭の段落に記載した種類の方法を提供することである。この方法は、比較的高い歩留りでICを製造することを可能とする。
本発明による目的は、第1期間の間、事前製作ICを研磨した後に、開口の外部に残留する金属の一部分を除去するために第2期間の間、研磨を継続しながら、エッチング剤がこの研磨液に加えられることにおいて実現される。
事前製作ICは、まず第1期間の間、この知られた方法と類似した、開口の外部の金属の部分を除去するために研磨される。その後にエッチング剤が研磨液に加えられ第2期間の間、研磨が継続される。
この知られた方法において使用される研磨液もエッチング剤を含む。さらに、この知られた研磨液は、金属を酸化するための酸化剤および金属の除去速度を制御する腐食防止剤を含む。この知られた方法の研磨液中の、エッチング剤、酸化剤および腐食防止剤のそれぞれの濃度は、エロージョンおよび/またはディッシングを避けながら効果的に金属が除去されるように選択される。ディッシングおよびエロージョンに関して少なくとも最適に近い結果を得るには、このエッチング剤、酸化剤および腐食防止剤のそれぞれの濃度が、慎重に調整されなければならない。本発明による方法においてそのような研磨液を使用する場合、第1期間後このエッチング剤を追加することによって、このエッチング剤の濃度が故意に増加される。本発明による、第1期間の間にこの研磨液中に含まれるエッチング剤は、第1期間後に追加されるエッチング剤と異なってもよい。
このエッチング剤追加後、研磨液は、腐食が進み、したがって金属がより効果的に除去される。研磨液が酸化剤を含む場合、エッチング剤の追加により、酸化された金属の厚さが減少し、その結果、金属の除去速度が高まる。したがって、金属残留物は、比較的短いオーバポリッシュ時間後にかなり減少する。研磨作業開始前にエッチング剤が、研磨液に追加されれば、激しいエロージョンおよび/またはディッシングの発生があり、低歩留りになってしまう。第1期間後にエッチング剤を追加することによって、第1期間の間のエロージョンおよび/またはディッシングは、増加しない。しかしいくらかのエロージョンおよび/またはディッシングが、第2期間、つまりエッチング剤追加後に発生することがある。本発明は、第2期間のエロージョンおよび/またはディッシングが、知られた方法の比較的長いオーバポリッシュ時間によるエロージョンおよび/またはディッシングより激しくないという観察に基づいている。
本発明による方法のさらなる利点は、オーバポリッシュ時間が減少することであり、その結果、全加工時間が短縮し、したがってスループットが向上し、相当するコストの低減になる。
本発明による方法の他の利点は、得られた埋込み金属構造の電気抵抗が比較的均一なことである。つまり、この事前製作IC内の様々な場所の電気抵抗が、ほぼ同じになることである。この事前製作ICが、これらの数枚の事前製作ICを含む半導体ウェハの一部分である場合、これらの事前製作ICの埋込み金属構造の電気抵抗も同様に比較的均一である。
好ましくは、第3期間の間この事前製作ICからエッチング剤を除去するために研磨を継続しながら、第2期間の後さらに研磨液が加えられる。このようにエッチング剤は、主に第2期間の継続時間によって決まる比較的短い時間だけ、研磨される事前製作ICの表面に接触している。理想的には、エッチング剤は、第3期間の間にできるだけ速やかに表面から除去される。この追加の研磨液は、元の研磨液とぼぼ一致するものでよい。あるいは、脱イオン水でもよい。これに腐食防止剤を追加することもできる。
この第3期間がエッチング剤を効果的に除去するには十分長いが、ディッシングおよび/またはエロージョンを避けるには長すぎなければ有利である。この第3期間の継続時間は、好ましくは15〜120秒の間、さらに好ましくは30〜60秒の間であることが実験的に見出されている。
第2期間は1〜15秒の間であれば有利である。第2期間がより長い場合、エロージョンおよび/またはディッシングにより歩留りが悪化することがある。理想的には、第2期間はできるだけ短く、それでも金属残留物を効果的に除去するのになお十分である。好ましくは、第2期間は、5秒より短く、例えば1〜3秒の間である。
一実施形態においては、事前製作ICの誘電体材料と金属は、バリア層によって分離されている。金属が誘電体材料中に拡散する危険があるので、多くの場合、金属は直接誘電体材料上に堆積できない。したがって、このバリア層が、拡散を抑えるためにこれら2つの材料間にしばしば構成される。
バリア層としてタンタルを含む材料を使用されるのが有利である。この材料は、優れて金属、特に銅の拡散を防ぐ能力があり、金属が誘電材料中に自己拡散することはほとんどない。バリア層は、しばしば窒化タンタルおよびタンタルの2層で提供される。というのは窒化タンタルは誘電体材料に良く固着し、金属、特に銅は後者のタンタルに良く固着するからである。さらにタンタルは、窒化タンタルに良く固着する。
バリア層が存在する場合、第1期間の間にバリア層が局部的に剥き出しになるのが有利である。本発明者達は、多くの場合、バリア層が剥き出しになるまで金属が一定速度で効果的に除去されるという洞察を得た。バリア層が剥き出しになると、除去速度は、ゼロ近くまで低下し、開口の外部の金属残留物のそれ以上の除去は非常に遅くなる。したがってバリア層が剥き出しになる前にエッチング剤を追加すると、エロージョン/ディッシング性能が低減されるが、金属残留物はより効果的に低減されない。好ましくは、バリア層が剥き出しになると、第1期間が終わり、バリア層が剥き出しになった後、エッチング剤が直接追加される。
実質的に研磨剤を含まない研磨液が、第1研磨液として使用されるのが有利である。この種の研磨液は、研磨粒子を含まないか、または少量しか含まないので、比較的軟質の金属の除去に非常に適しており、その結果滑らかな面が得られる。特にディッシングが減少する。
本発明による方法は、誘電体材料が、二酸化シリコンの誘電率より小さい誘電率をもつ場合に特に魅力がある。このような誘電体材料を備えたICは好都合な高周波特性を有するので魅力的であるが、これらの材料はしばしば機械的に比較的弱い。したがって、これらの材料は、特に、知られた方法におけるオーバポリッシュの間の損傷の影響を受けやすい。本発明による方法の利点は、特にこれらの材料に対して明らかである。
一実施形態において、金属は銅を含む。この金属は、銅を備えたICが好都合な高周波特性をもつので特に魅力がある。しかし、銅の残留物は、特に知られた方法によるオーバポリッシュによって除去するのは難しいが、それに対し本発明による方法は、特に銅の残留物を除去するのに効果的である。
事前製作ICは、研磨面を有する研磨部材を使用して研磨され、研磨面に研磨液が供給され、エッチング剤がこの研磨面に供給されることによって研磨液中に加えられるならば有利である。エッチング剤を直接研磨面に加えることによって、研磨液の組成を比較的速く変化させることが可能である。エッチング剤が、研磨面に研磨液を計量供給する前に研磨液中に加えられる場合、エッチング剤追加後、定常状態にまで高まるのは、研磨面上の研磨液の最終的な滞留時間のゆえに比較的遅い。この定常状態にできるだけ速く到達したときに、金属残留物の除去がうまくいき、エロージョン/ディッシングが比較的小さくなる。理想的には、エッチング剤を加えると、エッチショック(etch shock)が生じる。
本発明による研磨装置は、研磨面にエッチング剤を供給するためのエッチング剤供給手段と、第1期間の間、事前製作ICを研磨した後に、このエッチング剤供給手段が研磨液にエッチング剤を加えることを可能にするシステム制御手段とを含む。
この方法を高い信頼性で実行するために、システム制御手段によって制御されるエッチング剤供給手段によってエッチング剤を供給するのが有利である。
好ましくは、研磨装置は、さらに終点を検出し、システム制御手段に終点信号を提供するための終点検出器を含む。このシステム制御手段は、エッチング剤供給手段が、終点信号を与えられたとき、研磨液にエッチング剤を加えることを可能とするように構成される。
最適な結果は、直接金属の下のこの層が剥き出しになったときにエッチング剤を加えた場合に得られた。研磨技術において、特に化学機械研磨(CMP)技術において終点検出器は良く知られている。終点検出器は、しばしば、研磨されている事前製作ICの表面の反射率を測定する光学系である。材料の下の層が、例えばバリア層がある場合はそれが剥き出しになとき、表面の反射率が変化し、終点検出器によって終点信号が生成される。終点信号は、システム制御手段に提供される。システム制御手段は、その信号が与えられたとき、エッチング剤供給手段が研磨液へエッチング剤を加えることを可能にする。このようにしてエッチング剤が、特に良い結果が得られる時点で加えられることが確実になる。
一実施形態において、研磨装置はさらに事前製作ICを保持し、研磨面に事前製作ICを押圧する加工物保持具を含む。この研磨部材は研磨面にほぼ垂直な軸の周りに回転可能である。この研磨面は加工の間、事前製作ICが接触する領域を有している。エッチング剤供給手段は少なくともこの領域の少なくとも一部分にエッチング剤を供給するように構成されている。
回転可能な研磨部材を用い、研磨の間、事前製作ICが接触している領域の少なくとも一部分にエッチング剤を供給することによって、エッチング剤が事前製作ICに接触する時点がうまく制御される。この接触時点は、エッチング剤が研磨面に供給される位置と事前製作ICの位置の距離および研磨部材の回転速度によって決まる。
好ましくは、加工物保持具はやはり研磨面にほぼ垂直なもう1つの軸の周りに回転可能である。事前製作ICを回転することによって、事前製作ICが接触する研磨面全体にエッチング剤が効果的に分配され、エッチング剤が研磨される表面全体に空間的に均一に作用することになる。
研磨装置のこの実施形態において、この領域が径方向に外縁を有するならばさらに有利である。この場合、エッチング剤供給手段は外縁の近傍にエッチング剤を供給するように構成される。
一般にエッチング剤は研磨面上のどこで研磨液に加えることもできる。実験的に、エッチング剤を径方向の外縁の近傍に加えると、最も良い結果が得られることが観察された。この結果は、エッチング剤が、この場合、研磨部材の回転によって迅速に除去されることに帰せられる。エッチング剤を供給するのに好ましい位置は、できるだけ研磨面の縁部の近傍で、しかし、事前製作ICが研磨の間接触する領域のなお内部である。
本発明による集積回路の製造方法および研磨装置の上記その他の態様を、以下の図面を参照してさらに説明し記述する。
図面は原寸に比例して描かれていない。図面において同じ参照番号は同じ部分を示す。
ICの製造方法は、図1Aに示した事前製作IC10を準備する段階を含む。事前製作IC10は、1つまたは複数の電気デバイス2を有する基板4を備える。基板4は、例えばシリコン、シリコンオンインシュレータ(SOI)または任意基板上のシリコン(silicon on anything)(SOA)またはヒ化ガリウムウェハでもよい。電気デバイス2は、例えば、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)のようなトランジスタ、あるいはIC内に集積化できるどんな種類のダイオードまたは他のどんな電気デバイスでもよい。
事前製作IC10は、誘電体材料12および金属15でこの順に被覆された表面11を有する。誘電体材料12は、開口13を有し、金属15が開口13の中に延在しそれによって電気的に電気デバイス2に接触する。図1A〜Dに示したこの実施形態において、表面11は、基板4の一表面である。別の実施形態では、図示していないが誘電体材料12および金属15で被覆された表面は、例えば図1Dに示した表面11’のような金属埋込み構造部分を作製した後に得られる表面である。
金属15は、例えば、アルミニウム、タングステン、または、好ましくは銅を含むことができる。誘電体材料12は、二酸化ケイ素、または好ましくは、二酸化ケイ素より小さな誘電率を有する誘電体材料、例えば多孔性SiLK(商標)のような低誘電率(low−K)材料と呼ばれる誘電体材料でもよい。この材料は、Waeterloos, J.J. 等の文献「Integration feasibility of porous SiLK semiconductor dielectric」、 Proceedings of the IEEE 2001 International Interconnect Technology Conference, Burlingame、California、USA、2001年6月4〜6日、 p.253〜4に記載されている。この材料は、ダウケミカル(アメリカ合衆国、ミシガン州ミッドランド)から販売されている。あるいは米国特許第6,352,945号および/または米国特許第6,383,955号に記載されている材料が使用できる。この材料の一実施形態はAurora(商標)という名称でASMインターナショナル(オランダ、ビルトーベン)から市販されている。
図1A〜Dに示した実施形態において、誘電体材料12は低誘電体材料であり金属15は銅である。この場合、誘電体材料12および事前製作集積回路10の金属15は、銅が誘電体材料12中へ、および/または誘電体材料12を通して拡散するのを低減するためにバリア層14によって分離されていることが好ましい。バリア層14は、導電性であるが、その電気伝導度が比較的低いので、バリア層14の厚さに対応する比較的小さな抵抗として以外には、導体としてその層を使うことができない。バリア層14は、例えば、タンタルおよび窒化タンタルを含むことができる。この方法の終了後、開口内のバリア層14および金属15は、埋込み構造の一部分となる。
図示していないが、他の実施形態では、バリア層14は省略され、誘電体材料12および金属15が直接接触する。
この方法の次の段階において、開口13の外部の金属15の部分が、研磨液24を用いた第1期間の間の研磨によって除去される。研磨工程は、化学機械研磨(CMP)および/または研磨剤を含まない研磨(AFP)を含むことができる。CMPを用いる場合、研磨液24は、例えば2〜5重量%など比較的少量の研磨粒子を含むことができる。その代わりにまたはそれに加えて、研磨粒子は、図2に示し以下に説明する研磨部材27の研磨面22に固定されてもよい。比較的軟質な例えば銅などの金属15では、研磨液24は0.5重量%未満の研磨粒子を含むことが好ましい。この場合、研磨液24が実質的に研磨粒子を含まないことがなお一層好ましい。
好ましくは、研磨液24は金属15の塊状材料が除去されるように最適化される。すなわち、金属15と下にある材料の相互作用は、研磨剤24の組成を調整する際に考慮されない。したがって、金属15ができるだけ多く除去されつつも、金属15と下にある材料、例えばバリア層14がある場合はバリア層との相互作用が、この材料の除去がまだ決定的ではない程度に、第1期間中に金属15が除去されるのがよい。この最適条件にほぼ到達するのは、下にある材料、図1A〜Dの実施形態においてはバリア層14が、図1Bに示したように局部的に剥き出しになり始めたときである。あるいは、金属15の部分は、下にある材料が完全には剥き出しにならないが、開口13の外部のかなりの量の金属15が第1期間中に除去されるような程度だけ、第1期間中に除去することができる。
下にある材料が剥き出しになると、研磨液24は、上述した金属15と下の層の相互作用のためもはや開口13の外部の金属15が効率的に除去されるようには最大限に利用されることはない。下にある層、図1A〜Dの実施形態においてはバリア層14が剥き出しになると、金属の除去速度が低下することが実験的に見出された。この影響は、金属15が銅を含む場合でかつバリア層14が存在する場合に特に激しくなることが見出されている。しかしこの効果(影響)は、バリア層14を省略した場合でも生じることがある。この場合、金属層15と例えば誘電体材料12など下にある材料との相互作用がやはりこの金属材料の除去速度を低下させることがある。
本発明によれば、第2期間の間、開口13の外部に残留する金属15の一部分を除去するために研磨が継続されながら、エッチング剤25が研磨液24に加えられる。エッチング剤25を加えることによって金属の除去速度が増加し、歩留りを悪化させるはなはだしいオーバポリッシュが回避される。次いで開口13の外部の金属15が第2期間の間除去されて、図1Cに示した事前製作ICになる。好ましくは、エッチング剤は酸であり、酸化物の形成を推進する傾向が比較的小さいものである。エッチング剤は、例えば0.05〜1モル濃度のHClを含むことができる。好ましくは、第2期間は、約1〜5秒である。
事前製作集積回路10からエッチング剤を除去するために第3期間の間研磨が継続されながら、第2期間後さらなる研磨液240が加えられる。この追加の研磨液240は、研磨液24とほぼ同じでよい。あるいは、脱イオン水でもよく、それに腐食防止剤を加えてもよい。好ましくは、第3期間は、約30〜60秒である。
上述の方法は、図2に示した研磨装置20を使用して実行することができる。研磨装置20は、研磨面22を有する研磨部材27を備える。研磨部材27は、矢印28によって示した軸の周りに回転可能なほぼ平坦な円盤である。研磨軸は、研磨面22にほぼ垂直である。研磨面22は、研磨面22に固定された研磨粒子を備えることができる。あるいは、研磨面22は、研磨面22に固定されないが、研磨液供給ユニット23によって研磨液24の一部として研磨面22に供給される研磨粒子を備えてもよい。好ましくは、研磨面22および研磨液24は、特に金属15が銅を含む場合、研磨粒子を含まない。
研磨装置20は、第1期間の間に、研磨液24を、また第3期間の間に、追加の研磨液240を研磨面22に供給するための研磨液供給ユニット23を備える。第1期間の間、研磨面22の少なくとも事前製作IC10と接触している部分が、研磨液24によって形成された薄膜によってほぼ覆われている。第3期間の間、研磨面22の少なくとも事前製作IC10と接触している部分が、追加の研磨液240によってほぼ洗い流される。図2の実施形態においては、研磨液24および追加の研磨液240は同じノズルによって供給される。図示していないが他の実施形態では、追加の研磨液240は、もう1つのノズルによって供給される。これは、特に研磨液24および追加の研磨液240が同一の化学組成をもたない場合に有利である。
研磨ステーション21は、事前製作ICを保持し、事前製作ICを研磨面22に押圧するための加工物保持具40を有する。図2に示した実施形態においては、加工物保持具40は、電動機によって矢印42で示したもう1つの軸の周りに回転可能である。
研磨装置20は、さらに研磨面22にエッチング剤25を供給するためのエッチング剤供給ユニット33を備える。エッチング剤25は、少量の、例えば1〜20mlのエッチング剤を計量供給するように設計されたノズル31によって計量供給される。エッチング剤25を計量供給する量とその瞬間(時期)は、システム制御ユニット26によって制御される。つまりシステム制御ユニット26は、第1期間の間、事前製作IC10を研磨した後に、エッチング剤供給ユニット33が、研磨面22上の研磨液24にエッチング剤25を加えることを可能にする。システム制御ユニット26は、コンピュータプログラムを含む情報担体28を備えたコンピュータである。コンピュータプログラムは、本発明による方法を実行するための命令を含む。
研磨機20の一実施形態は、さらに終点を検出し、システム制御ユニット26に終点信号を供給するための終点検出器35を備える。システム制御ユニットは、終点信号を与えられたときに、エッチング剤供給ユニット33が研磨液24にエッチング剤25を加えることを可能にするように構成されている。好ましくは、エッチング剤25は、終点信号の検出直後に供給される。終点信号検出器はしばしば、研磨されている事前製作ICの表面の反射率を測定する光学系である。下の材料の層、例えばバリア層がある場合にはその層が剥き出しになったとき表面の反射率が変化し、終点検出器によって終点信号が生成される。終点検出器35は、研磨装置20内に一体化されている。この検出器は、研磨面22内の小さな窓を介して研磨される面に向けられるレーザを備えている。
あるいは、エッチング剤が加えられる瞬間、すなわちいつ第1期間が終了し第2期間を開始するかは、終点検出器35なしで、研磨されている事前製作IC表面の目視検査によって決めることもできる。この目的のために研磨が時々中断され表面が検査される。金属15の下の材料が剥き出しになるときにこの表面の反射率が変わる。この状態に達するのに必要な全研磨時間を出すことによって、第1期間の継続時間が得られる。第1期間の継続時間が、例えばこの基準を用いて決まると、この継続時間研磨された後に、エッチング剤が、手動かあるいは、好ましくは自動で、研磨液24に加えられる。
図2に示す実施形態においては、研磨面22は、事前製作IC10が研磨の間接触する領域45を有し、エッチング剤供給ユニット33は、その領域45にエッチング剤25を供給するように構成される。領域45が径方向に外縁46を有し、エッチング剤供給ユニット33は、外縁46の近傍にエッチング剤25を供給するように構成されている。好ましくは、エッチング剤25は外縁46から5cm以内に供給される。
要約すると、本発明は、事前製作集積回路10を準備することから出発するICの製造方法に関する。この事前製作ICは、電気デバイス2を備え、誘電体材料12および金属15で被覆された表面11を有する。誘電体材料12は、バリア層14によって金属15から分離されてもよく、金属15によって満たされた開口13を有する。開口13の外部の金属15の部分は、第1期間の間研磨によって除去される。その研磨の後、エッチング剤25が研磨液24に加えられ、開口13の外部の残留金属15の一部分を除去するために第2期間の間研磨が継続される。研磨装置20は、この方法を実施することができる。
前述の実施形態は本発明を限定するものではなく例示するものであり、添付の特許請求範囲の範囲から逸脱することなく多くの代替実施形態が当業者には設計可能であろうことに留意すべきである。特許請求の範囲において、括弧内に配置したどんな参照符号も、特許請求の範囲を限定するものと解釈すべきでない。用語「comprising」は、請求項に列挙されたもの以外の要素あるいは段階の存在を排除しない。要素に先行する用語「a」または「an」は、複数のかかる要素の存在を排除しない。
Claims (11)
- 電気デバイス(2)を備え、誘電体材料(12)および金属(15)でこの順に被覆された表面(11)を有する事前製作集積回路(10)を準備する段階であって、前記誘電体材料(12)が開口(13)を有し、前記金属(15)が、前記開口(13)内に延在し、それによって前記電気デバイス(2)を電気的に接触させる段階と、
前記開口(13)の外部の前記金属(15)の部分を第1期間の間、研磨液(24)を用いる研磨によって除去する段階と、
前記開口(13)の外部に残留する金属(15)の一部分を除去するために第2期間の間、研磨を継続しながら、前記研磨液(24)にエッチング剤(25)を加える段階とを含む集積回路の製造方法。 - 前記事前製作集積回路(10)から前記エッチング剤(25)を除去するために第3期間の間研磨を継続しながら、前記第2期間の後さらに研磨液(240)が加えられる、請求項1に記載の方法。
- 前記第3期間が、15秒〜120秒の間である、請求項2に記載の方法。
- 前記第2期間が、15秒より短い、請求項1に記載の方法。
- 前記第2期間が、5秒より短い、請求項4に記載の方法。
- 前記誘電体材料(12)と前記事前製作集積回路の前記金属(15)がバリア層(14)によって分離され、前記第1期間の間に前記バリア層(14)が局部的に剥き出しになる、請求項1に記載の方法。
- 前記事前製作集積回路(10)が、研磨面(22)を有する研磨部材(27)を用いて研磨され、前記研磨面が前記研磨液(24)を備え、前記エッチング剤(25)が、前記研磨面(22)に前記エッチング剤(25)を供給することによって、前記研磨液(24)に加えられる、請求項1に記載の方法。
- 研磨面(22)を有する研磨部材(27)と、
研磨面(22)に研磨液(24)を供給するための研磨液供給手段(23)と、
前記研磨面(22)にエッチング剤(25)を供給するためのエッチング剤供給手段(33)と、
研磨装置(20)が請求項1に記載の集積回路の製造方法を実行するのを可能にするためのシステム制御手段(26)であって、第1期間の間、事前製作IC(10)を研磨した後に、前記エッチング剤供給手段(33)が前記研磨液(24)に前記エッチング剤(25)を加えることを可能にする、手段(26)と
を備える研磨装置(20)。 - 終点を検出し、前記システム制御手段(26)に終点信号を提供するための終点検出器(35)をさらに備え、
前記システム制御手段(26)は、前記エッチング剤供給手段(33)が、前記終点信号に呼応して前記研磨液(24)に前記エッチング剤(25)を加えることを可能にするように構成されている、請求項8に記載の研磨装置(20)。 - 前記事前製作IC(10)を保持し、かつ前記研磨面(22)に事前製作ICを押圧するための加工物保持具(40)をさらに備え、
前記研磨部材(27)が、前記研磨面(22)にほぼ垂直な軸(28)の周りに回転可能であり、前記研磨面(22)が、研磨の間、事前製作IC(10)が接触する領域(45)を有し、前記エッチング剤供給手段(33)が、前記領域(45)に前記エッチング剤(25)を供給するように構成されている、請求項8に記載の研磨装置(20)。 - 前記領域(45)は、径方向に外縁(46)を有し、
前記エッチング剤供給手段(33)が、前記外縁(46)の近傍に前記エッチング剤(25)を供給するように構成されている、請求項10に記載の研磨装置(20)。
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