JP2010080494A - 化学的機械研磨装置、化学的機械研磨方法及び制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】このCMP装置では、研磨パッド12を貼り付けた回転ヘッド10の回転中心軸と、半導体ウエハ100をフェイスアップで装着する回転テーブル14の回転中心軸とを同一の鉛直線N上に揃え、回転ヘッド10および回転テーブル14を同方向にスピン回転させながら、回転ヘッド10を降下させて研磨パッド12を回転テーブル14上の半導体ウエハ100に当接させ、半導体ウエハ100表面の全域で研磨パッド12が逆方向に擦らないようにする。
【選択図】 図1
Description
12 研磨パッド
14 回転テーブル(下部定盤)
16 上部モータ
18 下部モータ
20 上部定盤制御部
22 下部定盤制御部
24 主制御部
28 昇降/加圧アクチエータ
30 昇降/加圧制御部
32 スラリ供給部
32 スラリ供給管
36 ロータリジョイント
40 水平移動機構
100 半導体ウエハ
104,108 low-k膜(層間絶縁膜)
106 銅
Claims (22)
- 半導体基板上の層間絶縁膜に誘電率の低い有機膜を用いる銅配線のダマシンプロセスにおいて前記有機膜上に堆積された銅を研磨するための化学的機械研磨方法であって、
半導体基板と研磨パッドとを同方向に回転させながら、前記半導体基板の被処理面の略全域で前記研磨パッドが逆方向に擦らないようにして両者を当接させる第1の工程と、
前記半導体基板と前記研磨パッドとの間の接触界面にスラリを供給し、前記半導体基板と前記研磨パッドとの間の圧力および相対回転速度を制御して前記半導体基板上の銅を化学的機械的に研磨する第2の工程と
を有する銅配線形成用の化学的機械研磨方法。 - 半導体基板上の層間絶縁膜に誘電率の低い有機膜を用いる銅配線のダマシンプロセスにおいて前記有機膜上に堆積された銅を研磨するための化学的機械研磨方法であって、
半導体基板と研磨パッドとを同方向に回転させながら、それぞれの回転中心軸を一直線上に揃えて、両者を当接させる第1の工程と、
前記半導体基板と前記研磨パッドとの間の接触界面にスラリを供給し、前記半導体基板と前記研磨パッドとの間の相対回転速度および圧力を制御して前記半導体基板上の銅を化学的機械的に研磨する第2の工程と
を有する銅配線形成用の化学的機械研磨方法。 - 前記第1の工程において、前記半導体基板および前記研磨パッドのそれぞれの回転速度を50rpm〜300rpmの範囲内で設定する請求項1または請求項2に記載の化学的機械研磨方法。
- 前記第1の工程において、前記半導体基板および前記研磨パッドのそれぞれの回転速度を80rpm〜90rpmに設定する請求項3に記載の化学的機械研磨方法。
- 前記第1の工程において、前記半導体基板の回転速度と前記研磨パッドの回転速度との差を実質的に零にする請求項1〜4のいずれか一項に記載の化学的機械研磨方法。
- 前記第2の工程において、前記半導体基板と前記研磨パッドとを同方向に回転させる請求項1〜5のいずれか一項に記載の化学的機械研磨方法。
- 前記第2の工程において、前記半導体基板の被処理面の略全域で前記研磨パッドが逆方向に擦らないようにする請求項6に記載の化学的機械研磨方法。
- 前記第2の工程において、前記半導体基板の回転中心軸と前記研磨パッドの回転中心軸とを一直線上に揃える請求項6に記載の化学的機械研磨方法。
- 前記第2の工程において、前記半導体基板の回転中心軸と前記研磨パッドの回転中心軸とをオフセットさせる請求項6に記載の化学的機械研磨方法。
- 前記第2の工程において、前記研磨パッドに対する前記半導体基板のオフセット位置を可変する請求項9に記載の化学的機械研磨方法。
- 前記第2の工程において、前記研磨パッドの回転速度を一定に維持し、前記半導体基板の回転速度を前記第1の工程における回転速度よりも低くする請求項1〜10のいずれか一項に記載の化学的機械研磨方法。
- 前記第2の工程において、前記半導体基板と前記研磨パッドとの相対回転速度を可変する請求項1〜10のいずれか一項に記載の化学的機械研磨方法。
- 前記第2の工程において、前記接触界面に印加する圧力を次第に上げていく請求項1〜12のいずれか一項に記載の化学的機械研磨方法。
- 前記半導体基板上の銅の研磨を終了させるために、前記半導体基板と前記研磨パッドとを同方向に回転させながら両者を離間させる第3の工程を更に有する請求項1〜13のいずれか一項に記載の化学的機械研磨方法。
- 前記第3の工程において、前記半導体基板の被処理面の略全域で前記研磨パッドが逆方向に擦らないようにする請求項14に記載の化学的機械研磨方法。
- 前記第3の工程において、前記半導体基板の回転中心軸と前記研磨パッドの回転中心軸とを一直線上に揃える請求項14に記載の化学的機械研磨方法。
- 前記第3の工程において、前記半導体基板の回転中心軸と前記研磨パッドの回転中心軸とをオフセットさせる請求項14に記載の化学的機械研磨方法。
- 前記第3の工程において、前記半導体基板の回転速度と前記研磨パッドの回転速度との差を実質的に零にする請求項14〜17のいずれか一項に記載の化学的機械研磨方法。
- コンピュータ上で動作し、実行時に、請求項1〜18のいずれか一項に記載の化学的機械研磨方法が行われるように、コンピュータに化学的機械研磨装置を制御させることを特徴とする制御プログラム。
- 半導体基板上の層間絶縁膜に誘電率の低い有機膜を用いる銅配線のダマシンプロセスにおいて前記有機膜上に堆積された銅を研磨するための化学的機械研磨装置であって、
半導体基板を着脱可能に保持し、回転可能に構成された第1の定盤と、
前記第1の定盤を所望の回転速度で回転させるための第1の回転駆動部と、
研磨パッドを取り付け、回転可能に構成された第1の定盤と、
前記第2の定盤を所望の回転速度で回転させるための第2の回転駆動部と、
前記第1の定盤と前記第2の定盤とを相対的に離間または加圧接触させるための第1のアクチュエータと、
前記第1の定盤と前記第2の定盤とを同方向に回転させながら、前記半導体基板の被処理面の略全域で前記研磨パッドが逆方向に擦らないようにして両者を当接させ、次いで前記半導体基板上の銅を化学的機械的に研磨するように、前記第1の回転駆動部、前記第2の回転駆動部および前記第1のアクチュエータを制御する制御部と、
前記半導体基板と前記研磨パッドとの間の接触界面にスラリを供給するためのスラリ供給部と
を有する銅配線形成用の化学的機械研磨装置。 - 半導体基板上の層間絶縁膜に誘電率の低い有機膜を用いる銅配線のダマシンプロセスにおいて前記有機膜上に堆積された銅を研磨するための化学的機械研磨装置であって、
半導体基板を着脱可能に保持し、回転可能に構成された第1の定盤と、
前記第1の定盤を所望の回転速度で回転させるための第1の回転駆動部と、
研磨パッドを取り付け、回転可能に構成された第1の定盤と、
前記第2の定盤を所望の回転速度で回転させるための第2の回転駆動部と、
前記第1の定盤と前記第2の定盤とを相対的に離間または加圧接触させるための第1のアクチュエータと、
前記第1の定盤と前記第2の定盤とを同方向に回転させながら、それぞれの回転中心軸を一直線上に揃えて両者を当接させ、次いで前記半導体基板上の銅を化学的機械的に研磨するように、前記第1の回転駆動部、前記第2の回転駆動部および前記第1のアクチュエータを制御する制御部と、
前記半導体基板と前記研磨パッドとの間の接触界面にスラリを供給するためのスラリ供給部と
を有する銅配線形成用の化学的機械研磨装置。 - 前記第1の定盤に対して前記第2の定盤を回転中心軸と直交する方向で相対的に移動させるための第2のアクチュエータを有する請求項20または請求項21に記載の化学的機械研磨装置。
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