JP3356126B2 - 半導体装置の製造方法及び化学的機械研磨装置 - Google Patents
半導体装置の製造方法及び化学的機械研磨装置Info
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Description
造方法及び化学的機械研磨(CMP;Chemical Mechani
cal Polishing)装置に係り、詳しくは、CMP法を利
用して埋め込み配線を形成する半導体装置の製造方法及
び化学的機械研磨装置に関する。
イクロプロセッサやメモリ等のLSI(大規模集積回
路)は、集積度の向上につれて個々の素子の寸法は益々
微細化されてきており、これに伴って各素子を構成する
半導体領域の寸法も微細化されてきている。また、各半
導体領域に対して配線を接続する場合、絶縁膜に形成す
る配線用溝、又は配線用孔の幅も微細化されてきてい
る。さらに、配線密度が高くなってきているので、配線
を半導体基板の厚さ方向に多層にわたって積層するよう
にした多層配線技術が発展してきている。
抵抗値が動作速度等の特性に影響を与えるので、低い抵
抗値の配線が望まれている。従来からLSIを含めた半
導体装置の配線材料として、電気的特性、加工性等の点
で優れているアルミニウム(Al)又はアルミニウムを
主成分とするアルミニウム系金属が用いられている。し
かしながら、このアルミニウム系金属は、エレクトロマ
イグレーション耐性、ストレスマイグレーション耐性等
に弱いという欠点がある。このため、アルミニウム系金
属に代ってこれよりも抵抗値が小さくて、エレクトロマ
イグレーション耐性、ストレスマイグレーション耐性等
に優れている銅(Cu)又は銅を主成分とする銅系金属
が用いられる傾向にある。
絶縁膜に配線用溝を設けて、この配線用溝に金属を埋め
込んで埋め込み配線を形成するようにしたダマシン(Da
mascene)配線構造が知られている。図7は、同ダマシ
ン配線構造の概略構成を示す断面図である。例えばシリ
コン基板51上にシリコン酸化膜から成る絶縁膜52が
形成され、この絶縁膜52には予め配線溝53が形成さ
れて、この配線溝53内には例えばタンタル(Ta)か
ら成るバリア金属膜54を介して銅膜55が形成され
て、両膜54、55から成る埋め込み配線56が形成さ
れている。埋め込み配線56の表面はCMP法により平
坦化されている。ここで、バリア金属膜54は拡散防止
膜として作用して、銅膜55から銅が絶縁膜52又は絶
縁膜52を通じてシリコン基板51に拡散するのを防止
している。
造方法について工程順に説明する。まず、図8(a)に
示すように、例えばシリコン基板51を用いて、CVD
(Chemical Vapor Deposition)法等により、全面にシリ
コン酸化膜等から成る絶縁膜52を形成する。次に、周
知のフォトリソグラフィ法を利用して、絶縁膜52に膜
厚の途中位置まで至るように配線用溝53を形成する。
次に、図8(b)に示すように、スパッタ法等により、
配線用溝53を含めた全面に例えばタンタルから成るバ
リア金属膜54及び銅膜55を順次に形成する。次に、
図8(c)に示すように、シリコン基板51をCMP装
置に移送して、配線用溝53の表面より上部に露出され
ているバリア金属膜54及び銅膜55をCMP法により
順次研磨して、図7に示すように、埋め込み配線56を
形成して、半導体装置を完成させる。
P装置の概略構成を示す断面図である。同図に示すよう
に、CMP装置60には、表面に研磨パッド62が取り
付けられた研磨定盤61が設けられ、研磨パッド62に
半導体基板51の研磨面である表面が接触されて、研磨
定盤61は回転軸63により回転駆動されるように構成
されている。ノズル64からは研磨液が供給される。一
方、研磨定盤61の上方には、研磨すべき半導体基板5
1を保持して押圧するための加圧ユニット65が設けら
れ、金属ヘッド66及びリテーナ67により形成される
空間内に備えられたエアバッグ68により半導体基板5
1の裏面が押圧されて、加圧ユニット65は回転軸69
により回転駆動されるように構成されている。エアバッ
グ68は弾性変形の大きい弾性体として作用して、半導
体基板51を裏面から研磨定盤61の研磨パッド62に
押圧している。
には、図8(b)に示した段階のシリコン基板51を用
いて、この表面を研磨パッド62に接触させた後、ノズ
ル64から研磨液を供給した状態で、研磨定盤61及び
加圧ユニット65をそれぞれ回転させて、図8(c)に
示したように、銅膜55を研磨する。この場合、エアバ
ッグ68による弾性変形の大きい弾性体でもってシリコ
ン基板51を裏面から研磨定盤61の研磨パッド62に
押圧した状態で研磨を行うので、銅膜55の表面は図8
(c)に示すように、均一性良く研磨される。次に、同
様なCMP法による研磨を繰り返えすことにより、バリ
ア金属膜54を研磨して埋め込み配線56を形成するこ
とにより、図7の半導体装置を完成させる。
では、配線用溝53の表面より上部に露出されているバ
リア金属膜54及び銅膜55をCMP法により研磨して
埋め込み配線56を形成する場合、銅膜55を研磨する
工程と、バリア金属膜54を研磨する工程とで、いずれ
も共通の加圧ユニット65を用いて、エアバッグ68に
よる弾性変形の大きい弾性体でもってシリコン基板51
を裏面から研磨定盤61の研磨パッド62に押圧した状
態で、研磨を行っている。
体装置の製造方法では、銅膜及びバリア金属膜をCMP
法により研磨する場合、共通の加圧ユニットにより半導
体基板を押圧した状態で研磨を行っているので、バリア
金属膜を研磨するとき銅膜の表面も研磨されてしまう、
という問題がある。 すなわち、上述したように共通の
加圧ユニット65を用いて銅膜55及びバリア金属膜5
4をCMP法により研磨すると、銅膜55とバリア金属
膜54との相対的な研磨速度の比が小さくなるので、バ
リア金属膜54の研磨時に銅膜55の研磨も進行してし
まうため、図11に示すように、銅膜55の表面が皿状
に研磨される、いわゆるデイッシング57が生ずるよう
になる。あるいは、図12に示すように、銅膜55を微
細幅に形成した場合には、銅膜形成面の全体が皿状に研
磨される、いわゆるエロージョン58が生ずるようにな
る。
4との相対的な研磨速度の比が小さくなる現象は、前記
したような弾性変形の大きい弾性体を備えた加圧ユニッ
ト65を用いる場合に限らずに、図10に示すように、
例えばステンレスなどの金属板70から成る弾性変形の
小さい弾性体を備えた加圧ユニット75を用いる場合で
も、共通の加圧ユニットとして用いると同様に生ずる。
もので、CMP法により研磨して埋め込み配線を形成す
る場合、バリア金属膜の研磨時に銅膜の研磨の進行を抑
制することができるようにした半導体装置の製造方法及
び化学的機械研磨装置を提供することを目的としてい
る。
に、請求項1記載の発明は、半導体基板の表面を覆う絶
縁膜に配線用凹部を形成した後、該配線用凹部を含む全
面に第1の金属膜及び第2の金属膜を順次に形成し、上
記配線用凹部の表面より上部に露出されている上記第2
及び第1の金属膜を順次に化学的機械研磨法により研磨
して埋め込み配線を形成する半導体装置の製造方法に係
り、上記半導体基板の表面を研磨液が供給される研磨定
盤に接触させて、上記半導体基板を弾性変形の大きい弾
性体により押圧した状態で上記第2の金属膜を研磨する
第1の研磨工程と、上記半導体基板の表面を研磨液が供
給される研磨定盤に接触させて、上記半導体基板を弾性
変形の小さい弾性体により押圧した状態で上記第1の金
属膜を研磨する第2の研磨工程とを含むことを特徴とし
ている。
を覆う絶縁膜に配線用凹部を形成した後、該配線用凹部
を含む全面に第1の金属膜及び第2の金属膜を順次に形
成し、上記配線用凹部の表面より上部に露出されている
上記第2及び第1の金属膜を順次に化学的機械研磨法に
より研磨して埋め込み配線を形成する半導体装置の製造
方法に係り、上記半導体基板の表面を研磨液が供給され
る研磨定盤に接触させて、上記半導体基板の裏面を弾性
変形の大きい弾性体を備えた第1の加圧ユニットにより
押圧した状態で上記第2の金属膜を研磨する第1の研磨
工程と、上記半導体基板の表面を研磨液が供給される研
磨定盤に接触させて、上記半導体基板の裏面を弾性変形
の小さい弾性体を備えた第2の加圧ユニットにより押圧
した状態で上記第1の金属膜を研磨する第2の研磨工程
とを含むことを特徴としている。
を覆う絶縁膜に配線用凹部を形成した後、該配線用凹部
を含む全面に第1の金属膜及び第2の金属膜を順次に形
成し、前記配線用凹部の表面より上部に露出されている
前記第2及び第1の金属膜を順次に化学的機械研磨法に
より研磨して埋め込み配線を形成する半導体装置の製造
方法に係り、前記半導体基板の表面を研磨液が供給され
る第1の研磨定盤に接触させて、該第1の研磨定盤に備
えられる弾性変形の大きい弾性体によって前記半導体基
板の表面を押圧した状態で前記第2の金属膜を研磨する
第1の研磨工程と、前記半導体基板の表面を研磨液が供
給される第2の研磨定盤に接触させて、前記半導体基板
の裏面を弾性変形の小さい弾性体を備えた第2の加圧ユ
ニットにより押圧した状態で前記第1の金属膜を研磨す
る第2の研磨工程とを含むことを特徴としている。
3記載の半導体装置の製造方法に係り、前記第1の研磨
工程を、前記配線用凹部の表面より上部に露出されてい
る第2の金属膜の膜厚の一部を残すように行うことを特
徴としている。
至4のいずれか1に記載の半導体装置の製造方法に係
り、前記配線用凹部が、前記絶縁膜の膜厚の途中位置ま
で至るように形成された配線用溝、又は前記絶縁膜の膜
厚を貫通するように形成された配線用孔から成ることを
特徴としている。
3記載の半導体装置の製造方法に係り、前記第1の金属
膜としてバリア金属を用いる一方、前記第2の金属膜と
して銅又は銅を主成分とする金属を用いることを特徴と
している。
載の半導体装置の製造方法に係り、前記バリア金属とし
てタンタル又はタンタルナイトライドを用いることを特
徴としている。
に形成された配線用凹部を含む全面に第1の金属膜及び
第2の金属膜が順次に形成され、前記配線用凹部の表面
より上部に露出されている前記第2及び第1の金属膜を
順次に研磨する化学的機械研磨装置に係り、前記第2の
金属膜の研磨時に、前記半導体基板の裏面を押圧する弾
性変形の大きい弾性体を備えた第1の加圧ユニットと、
前記第2の金属膜の研磨時に、前記半導体基板の裏面を
押圧する弾性変形の小さい弾性体を備えた第2の加圧ユ
ニットとを具備してなることを特徴としている。
に形成された配線用凹部を含む全面に第1の金属膜及び
第2の金属膜が順次に形成され、前記配線用凹部の表面
より上部に露出されている前記第2及び第1の金属膜を
順次に研磨する化学的機械研磨装置に係り、前記第2の
金属膜の研磨時に用いられ、研磨中の前記半導体基板の
表面を押圧するための弾性変形の大きい弾性体を備えた
研磨定磐と、前記第2の金属膜の研磨時に用いられ、研
磨中の前記半導体基板の裏面を押圧する弾性変形の小さ
い弾性体を備えた第2の加圧ユニットとを具備してなる
ことを特徴としている。
記載の化学的機械研磨装置に係り、前記弾性変形の大き
い弾性体として、内部に圧力流体を密封したバッグを用
いることを特徴としている。
記載の化学的機械研磨装置に係り、前記弾性変形の大き
い弾性体として、ゴムを用いることを特徴としている。
又は9記載の化学的機械研磨装置に係り、前記弾性変形
の小さい弾性体として、金属板を用いることを特徴とし
ている。
の実施の形態について説明する。説明は実施例を用いて
具体的に行う。 ◇第1実施例 図1及び図2は、この発明の第1実施例である半導体装
置の製造方法を工程順に示す工程図である。以下、図1
及び図2を参照して、同半導体装置の製造方法について
工程順に説明する。まず、図1(a)に示すように、例
えば膜厚が600〜800μmのシリコン基板1を用い
て、CVD法等により、全面に膜厚が1.0〜3.0μ
mのシリコン酸化膜等から成る絶縁膜2を形成する。次
に、周知のフォトリソグラフィ法を利用して、絶縁膜2
に深さが0.2〜2.5μm、幅が0.15〜100μ
mのに配線用溝3を形成する。
法等により、配線用溝3を含めた全面に、例えば膜厚が
10〜80nmのタンタルから成るバリア金属膜4を形
成する。次に、図1(c)に示すように、スパッタ法及
びめっき法の組み合わせにより、バリア金属膜4の全面
に、膜厚が0.5〜3.0μmの銅膜5を形成する。
基板1をCMP装置に移送して、配線用溝3の表面より
上部に露出されている銅膜5をCMP法により研磨した
後、バリア金属膜5を上述したCMP法と略同様な方法
により研磨して埋め込み配線6を形成することにより、
図2(e)に示すように、図7と略同様な構造の半導体
装置を完成させる。この例においては、後述するよう
に、CMP法による研磨は2つの段階で行うようにす
る。
のCMP装置の概略構成を示す断面図である。同図に示
すように、第1のCMP装置10には、表面に研磨パッ
ド12が取り付けられた研磨定盤11が設けられ、研磨
パッド11にシリコン基板1の研磨面である表面が接触
されて、研磨定盤11は回転軸13により回転駆動され
るように構成されている。ノズル14からは研磨液が供
給される。一方、研磨定盤11の上方には、研磨すべき
シリコン基板1を保持して押圧するための第1の加圧ユ
ニット15が設けられ、金属ヘッド16及びリテーナ1
7により形成される空間内に備えられたエアバッグ18
によりシリコン基板1の裏面が押圧されて、第1の加圧
ユニット15は回転軸19により回転駆動されるように
構成されている。エアバッグ18は弾性変形の大きい弾
性体として作用して、シリコン基板1を裏面から研磨定
盤11の研磨パッド12に押圧している。
のCMP装置の概略構成を示す断面図である。同図に示
すように、第2のCMP装置30には、研磨定盤11の
上方に、研磨すべきシリコン基板1を保持して押圧する
ための第2の加圧ユニット25が設けられて、この第2
の加圧ユニット25は、弾性変形の小さい弾性体として
作用する金属板20が、フィルムキャリア21を介して
シリコン基板1を裏面から研磨定盤11の研磨パッド1
2に押圧するように構成されている。なお、図5におい
て、図4の構成部分と対応する各部には、同一の番号を
付してその説明を省略する。
10及び図5の第2のCMP装置30を用いて、CMP
法により研磨を行う方法を説明する。まず、図1(b)
に示した段階のシリコン基板1を用いて第1のCMP装
置10に移送して、シリコン基板1の表面を研磨パッド
12に接触させると共に、シリコン基板1の裏面を弾性
変形の大きい弾性体であるエアバッグ18を備えた第1
の加圧ユニット15により押圧した状態で、ノズル14
から研磨液を供給する。この研磨液としては、例えば米
国のRodel社から市販されている商品名QCTT−
1010を用いる。この状態で、研磨定盤11及び第1
の加圧ユニット15をそれぞれ回転させて、図2(d)
に示したように、配線用溝3の表面より上部に露出され
ている銅膜5を略完全に研磨する。
30に移送して、シリコン基板1の表面を研磨パッド1
2に接触させると共に、シリコン基板1の裏面を弾性変
形の小さい弾性体である金属板20を備えた第2の加圧
ユニット25により押圧した状態で、ノズル14から研
磨液を供給する。研磨液としては、上述の研磨液と略同
様なものを用いる。そして、この状態で、研磨定盤11
及び第2の加圧ユニット25をそれぞれ回転させて、図
2(e)に示したように、配線用溝3の表面より上部に
露出されているバリア金属膜4を研磨する。
ば、銅膜55の研磨を第1のCMP装置10による弾性
変形の大きい弾性体であるエアバッグ18を備えた第1
の加圧ユニット15によりシリコン基板1の裏面を押圧
した状態で行った後、バリア金属膜4の研磨を第2のC
MP装置30による弾性変形の小さい弾性体である金属
板20を備えた第2の加圧ユニット25によりシリコン
基板1の裏面を押圧した状態で行うようにしたので、銅
膜55とバリア金属膜4との相対的な研磨速度の比を大
きくすることができる。それゆえ、バリア金属膜4の研
磨時に銅膜55の研磨が進行するのを抑制することがで
きるので、図11に示したような、銅膜55の表面にお
けるデイッシング57の発生、又は図12に示したよう
な、銅膜55の表面におけるエロージョン58の発生を
防止することができる。この結果、微細化配線をダマシ
ン構造で構成する際に、形状劣化の少ないダマシン配線
を形成することができる。
コン基板1の表面を研磨液が供給される研磨定盤11に
接触させて、シリコン基板1の裏面を弾性変形の大きい
弾性体を備えた第1の加圧ユニット15により押圧した
状態で銅膜5を研磨した後、シリコン基板1の表面を研
磨液が供給される研磨定盤11に接触させて、シリコン
基板1の裏面を弾性変形の小さい弾性体を備えた第2の
加圧ユニット25により押圧した状態でバリア金属膜4
を研磨するようにしたので、銅膜5とバリア金属膜4と
の相対的な研磨速度の比を大きくすることができる。し
たがって、CMP法により研磨して埋め込み配線を形成
する場合、バリア金属膜の研磨時に銅膜の研磨の進行を
抑制することができる。
方法を工程順に示す工程図である。この第2実施例の半
導体装置の製造方法の構成が、上述の第1実施例のそれ
と大きく異なるところは、配線用溝の表面より上部に露
出されている銅膜の膜厚の一部を残すように銅膜の研磨
を行うようにした点である。以下、同図を参照して、同
半導体装置の製造方法を工程順に説明する。まず、第1
実施例の図1(c)までの工程と略同じ工程を繰り返し
た後、図3(a)に示すように、シリコン基板1を第1
のCMP装置10に移送して、シリコン基板1の表面を
研磨パッド12に接触させると共に、シリコン基板1の
裏面を弾性変形の大きい弾性体であるエアバッグ18を
備えた第1の加圧ユニット15により押圧した状態で、
ノズル14から研磨液を供給して、配線用溝3の表面よ
り上部に露出されている銅膜5を研磨する。但し、この
場合には、配線用溝3の表面より上部に露出されている
銅膜5を略完全に研磨することなく、銅膜5の膜厚の一
部を残すように研磨を行う。
基板1を第2のCMP装置30に移送して、シリコン基
板1の表面を研磨パッド12に接触させると共に、シリ
コン基板1の裏面を弾性変形の小さい弾性体である金属
板20を備えた加圧ユニット25により押圧した状態
で、ノズル14から研磨液を供給して、配線用溝3の表
面より上部に露出されている銅膜5の残りの膜及びバリ
ア金属膜4を研磨する。図3(b)に示すように、シリ
コン基板1の研磨面の対向面に終点検出装置26を設け
ておいて、上述の銅膜5の残り膜厚を検出するようにす
る。このような終点検出装置26としては、例えば光の
反射率の違いを利用して残り膜厚を検出するようにした
光学式装置を用いることができる。
膜厚を略完全に除去することなく一部を残すことによ
り、次にバリア金属膜4を研磨するときに、研磨量の調
整が可能になるので、全体の研磨作業に自由度を持たせ
ることができる。
1実施例において述べたのと略同様の効果を得ることが
できる。加えて、この構成によれば、研磨作業に自由度
を持たせることができる。
方法に用いられるCMP装置の概略構成を示す断面図で
ある。この第3実施例の半導体装置の製造方法の構成
が、上述の第1実施例のそれと大きく異なるところは、
銅膜の研磨に用いられる第1のCMP装置の加圧ユニッ
トの構成を変更するようにした点である。以下、同図を
参照して、同CMP装置について説明する。
10がシリコン基板1の裏面をエアバッグ18からなる
弾性変形の大きい弾性体で押圧する構成になっているの
に対して、この例の第1のCMP装置32は、シリコン
基板1の表面から弾性変形の大きい弾性体で押圧する構
成になっている。すなわち、同CMP装置32は、研磨
定盤11の表面に弾性変形の大きい弾性体としてゴム薄
膜33が取り付けられて、このゴム薄膜33に取り付け
られた研磨パッド12によりシリコン基板1の表面を押
圧する構成になっている。このように、シリコン基板1
の裏面を押圧する加圧ユニットに限らず、研磨定盤11
側から、シリコン基板1の表面を押圧する構成とするこ
ともできる。
第1実施例と同様に図5の第2のCPM装置30を用い
て行うようにする。この例の構成によれば、研磨定盤1
1の一部の構成を変更するのみで弾性変形の大きい弾性
体で、シリコン基板1の表面を押圧することができるの
で、、研磨装置の構成を簡単にすることができる。
1実施例において述べたのと略同様の効果を得ることが
できる。加えて、この構成によれば、加圧ユニットの構
成を簡単にすることができる。
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更などがあってもこの発明に含まれる。例えば、第1実
施例で弾性変形の大きい弾性体として用いたエアバック
は、その膨張の度合いを小さくすることにより、弾性変
形の小さい弾性体としても作用させることができる。こ
の場合は、銅膜を研磨する工程と、バリア金属膜を研磨
する工程とに共通の研磨定盤を用いることができるの
で、CMP装置の構成を簡単にすることができる。ま
た、エアバッグに限らずに、内部に圧力流体を密封した
バッグであれば、エアバッグと同様に用いることができ
る。
研磨する工程と、バリア金属膜を研磨する工程とに共通
の研磨液を用いても、各工程に別々な研磨液を用いるよ
うにしても良い。これらの選択は、目的、用途等に応じ
て任意に選ぶことができる。また、この発明はダマシン
配線構造に限らずに、最近の多層配線で採用されている
デュアルダマシン配線構造に適用しても、効果的であ
る。
タンタルナイトライドが特性、成膜度等で優れている
が、これに限らず、タングステンナイトライド(W
N)、タングステンシリコンナイトライド(WSi
N)、タンタルシリコンナイトライド(TaSiN)等
の他の高融点材料も同様に用いることができる。また、
各絶縁膜の材料の種類、膜厚、成膜方法等の条件は一例
を示したものであり、目的、用途等に応じて変更するこ
とができる。
装置の製造方法によれば、半導体基板の表面を研磨液が
供給される研磨定盤に接触させて、半導体基板を弾性変
形の大きい弾性体により押圧した状態で銅膜を研磨する
第1の研磨工程と、半導体基板の表面を研磨液が供給さ
れる研磨定盤に接触させて、半導体基板を弾性変形の小
さい弾性体により押圧した状態でバリア金属膜を研磨す
る第2の研磨工程とを含むように構成したので、銅膜と
バリア金属膜との相対的な研磨速度の比を大きくするこ
とができる。また、この発明のCMP装置によれば、銅
膜の研磨時に、半導体基板の裏面を押圧する弾性変形の
大きい弾性体を備えた第1の加圧ユニットと、バリア金
属膜の研磨時に、半導体基板の裏面を押圧する弾性変形
の小さい弾性体を備えた第2の加圧ユニットとを有する
ように構成したので、比較的簡単な構成で銅膜とバリア
金属膜との相対的な研磨速度の比を大きくするように半
導体装置を製造することができる。したがって、CMP
法により研磨して埋め込み配線を形成する場合、バリア
金属膜の研磨時に銅膜の研磨の進行を抑制することがで
きる。
方法を工程順に示す工程図である。
である。
方法を工程順に示す工程図である。
械研磨装置の概略構成を示す断面図である。
械研磨装置の概略構成を示す断面図である。
械研磨装置の概略構成を示す断面図である。
体装置の概略構成を示す断面図である。
程図である。
械研磨装置の概略構成を示す断面図である。
機械研磨装置の概略構成を示す断面図である。
る図である。
る図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 半導体基板の表面を覆う絶縁膜に配線用
凹部を形成した後、該配線用凹部を含む全面に第1の金
属膜及び第2の金属膜を順次に形成し、前記配線用凹部
の表面より上部に露出されている前記第2及び第1の金
属膜を順次に化学的機械研磨法により研磨して埋め込み
配線を形成する半導体装置の製造方法であって、 前記半導体基板の表面を研磨液が供給される研磨定盤に
接触させて、前記半導体基板を弾性変形の大きい弾性体
により押圧した状態で前記第2の金属膜を研磨する第1
の研磨工程と、 前記半導体基板の表面を研磨液が供給される研磨定盤に
接触させて、前記半導体基板を弾性変形の小さい弾性体
により押圧した状態で前記第1の金属膜を研磨する第2
の研磨工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - 【請求項2】 半導体基板の表面を覆う絶縁膜に配線用
凹部を形成した後、該配線用凹部を含む全面に第1の金
属膜及び第2の金属膜を順次に形成し、前記配線用凹部
の表面より上部に露出されている前記第2及び第1の金
属膜を順次に化学的機械研磨法により研磨して埋め込み
配線を形成する半導体装置の製造方法であって、 前記半導体基板の表面を研磨液が供給される研磨定盤に
接触させて、前記半導体基板の裏面を弾性変形の大きい
弾性体を備えた第1の加圧ユニットにより押圧した状態
で前記第2の金属膜を研磨する第1の研磨工程と、 前記半導体基板の表面を研磨液が供給される研磨定盤に
接触させて、前記半導体基板の裏面を弾性変形の小さい
弾性体を備えた第2の加圧ユニットにより押圧した状態
で前記第1の金属膜を研磨する第2の研磨工程とを含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 半導体基板の表面を覆う絶縁膜に配線用
凹部を形成した後、該配線用凹部を含む全面に第1の金
属膜及び第2の金属膜を順次に形成し、前記配線用凹部
の表面より上部に露出されている前記第2及び第1の金
属膜を順次に化学的機械研磨法により研磨して埋め込み
配線を形成する半導体装置の製造方法であって、前記半導体基板の表面を研磨液が供給される第1の研磨
定盤に接触させて、該第1の研磨定盤に備えられる弾性
変形の大きい弾性体によって前記半導体基板の表面を押
圧した状態で前記第2の金属膜を研磨する第1の研磨工
程と、 前記半導体基板の表面を研磨液が供給される第2の研磨
定盤に接触させて、前記半導体基板の裏面を弾性変形の
小さい弾性体を備えた第2の加圧ユニットにより押圧し
た状態で前記第1の金属膜を研磨する第2の研磨工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】 前記第1の研磨工程を、前記配線用凹部
の表面より上部に露出されている第2の金属膜の膜厚の
一部を残すように行うことを特徴とする請求項1、2又
は3記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 前記配線用凹部は、前記絶縁膜の膜厚の
途中位置まで至るように形成された配線用溝、又は前記
絶縁膜の膜厚を貫通するように形成された配線用孔から
成ることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1に記
載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項6】 前記第1の金属膜としてバリア金属を用
いる一方、前記第2の金属膜として銅又は銅を主成分と
する金属を用いることを特徴とする請求項1、2又は3
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項7】 前記バリア金属としてタンタル又はタン
タルナイトライドを用いることを特徴とする請求項6記
載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項8】 半導体基板の表面に形成された配線用凹
部を含む全面に第1の金属膜及び第2の金属膜が順次に
形成され、前記配線用凹部の表面より上部に露出されて
いる前記第2及び第1の金属膜を順次に研磨する化学的
機械研磨装置であって、 前記第2の金属膜の研磨時に、前記半導体基板の裏面を
押圧する弾性変形の大きい弾性体を備えた第1の加圧ユ
ニットと、 前記第2の金属膜の研磨時に、前記半導体基板の裏面を
押圧する弾性変形の小さい弾性体を備えた第2の加圧ユ
ニットとを具備してなることを特徴とする化学的機械研
磨装置。 - 【請求項9】 半導体基板の表面に形成された配線用凹
部を含む全面に第1の金属膜及び第2の金属膜が順次に
形成され、前記配線用凹部の表面より上部に露出されて
いる前記第2及び第1の金属膜を順次に研磨する化学的
機械研磨装置であって、前記第2の金属膜の研磨時に用いられ、研磨中の前記半
導体基板の表面を押圧するための弾性変形の大きい弾性
体を備えた研磨定磐と、 前記第2の金属膜の研磨時に用いられ、研磨中の前記半
導体基板の裏面を押圧する弾性変形の小さい弾性体を備
えた第2の加圧ユニットとを具備してなることを特徴と
する化学的機械研磨装置。 - 【請求項10】 前記弾性変形の大きい弾性体として、
内部に圧力流体を密封したバッグを用いることを特徴と
する請求項8又は9記載の化学的機械研磨装置。 - 【請求項11】 前記弾性変形の大きい弾性体として、
ゴムを用いることを特徴とする請求項8又は9記載の化
学的機械研磨装置。 - 【請求項12】 前記弾性変形の小さい弾性体として、
金属板を用いることを特徴とする請求項8又は9記載の
化学的機械研磨装置。
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