JPH0621029A - 半導体ウェハの化学的−機械的研磨装置およびそれを用いた方法 - Google Patents

半導体ウェハの化学的−機械的研磨装置およびそれを用いた方法

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JPH0621029A
JPH0621029A JP4450093A JP4450093A JPH0621029A JP H0621029 A JPH0621029 A JP H0621029A JP 4450093 A JP4450093 A JP 4450093A JP 4450093 A JP4450093 A JP 4450093A JP H0621029 A JPH0621029 A JP H0621029A
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pad
semiconductor wafer
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Chris Jerbic
ジャービック クリス
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 半導体ウェハの表面を平坦化するため、化学
的−機械的研磨を施すにあたって、研磨の速度および繰
返し使用性を向上させ、併せてオフラインでの研磨パッ
ドの整備の必要性を少なくする。 【構成】 研磨パッド２０２と半導体ウェハ２２０との
間に相対的な振動を生じさせるために、研磨パッドが搭
載される回転基盤２０６と、半導体ウェハが搭載される
キャリヤ２２２とのいずれかに振動発生装置、例えば超
音波振動発生装置２５０が取付けられる。また振動発生
装置は、回転基盤２０６、キャリヤ２２２、研磨スラリ
ーが収容される容器内に取付けることもでき、この場合
は研磨スラリー自体が撹拌される。研磨パッド２０２と
ウェハ２２２を相対的に振動させることによって、研磨
の速度および繰返し使用性が向上し、また研磨パッドの
使用履歴に対する感受性が低くなるとともに、研磨パッ
ドが研磨中に自己ドレスされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体装置を研磨する
技術に関するものであり、より詳しくは、半導体ウェハ
を化学的−機械的に研磨（化学−機械研磨）する技術に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェハの化学−機械研磨は、半導
体装置の製造における種々の段階において、不規則な表
面形状を平坦化するために有用である。例えば、最近の
半導体集積回路の製造過程中において、先行して形成さ
れた構造の上に導電部分やその他の構造を形成する必要
があるが、先行して形成された構造には、突起部や不均
等に隆起した領域、凹部や溝、その他の表面不規則部分
を伴なう、著しく不規則なシリコンウェハ表面形状が残
されていることが多い。これらの不規則性の結果とし
て、それに続いて他の材料の層を堆積させるにあたって
は、その堆積を前述のような著しく不規則な表面に直接
行なった場合には、堆積が不完全となったり、堆積材料
が破れたり、ボイドが生じたりし易い。もし半導体装置
の製造中において、重要な各プロセス段階で不規則性が
軽減されていなければ、表面の不規則性は益々著しくな
って、その後の半導体構造の製造プロセスにおいて積上
げられる各層に大きな問題を生じさせる。
【０００３】このような堆積（被覆）の不規則性が生じ
れば、使用される材料のタイプや目的によっても異なる
が、種々の望ましくない特性劣化を招く。絶縁酸化物層
が不完全に堆積された場合には、金属層間における回路
の短絡を招くことがある。またボイドが空気や処理ガス
をトラップして、その後の製造過程でコンタミネーショ
ンを引起したり、あるいは半導体装置の信頼性を低下さ
せたりする。導電部分上の鋭い点は、異常な望ましくな
い電界効果をもたらす。一般に不規則性の高い構造の上
に高密度の回路を形成するプロセスは、歩留りや装置特
性に悪い影響を及ぼす。
【０００４】結局、複数の層が積層された集積回路の製
造プロセスを容易化するとともにその集積回路の歩留
り、特性、信頼性を改善するためには、集積回路に対し
てある種の表面平滑化すなわち平坦化のための処理を施
すことが望まれる。実際、現在の集積回路製造技術にお
いては、製造プロセス中のいくつかの臨界的なポイント
で、その段階の表面の平坦化を行なうことが行なわれて
いる。
【０００５】平坦化の技術は、一般にいくつかの技術カ
テゴリーのうちの一つ、例えば、化学的−機械的研磨技
術、あるいは充填材料を用いてレベリングしてから制御
された雰囲気によってエッチングする技術、さらには種
々のリフロー技術などのうちの一つに属する。エッチン
グ技術は、湿式エッチング、乾式エッチングもしくはプ
ラズマエッチング、電解研磨、イオンミーリングを含
む。そのほか、余り一般的ではない平坦化技術も存在
し、例えばレーザ光の照射下においてガス相から濃縮さ
れた材料を、溝部分に直接堆積させる技術もある。平坦
化技術としてどのような技術を用いるかは、どのような
材料あるいは製造方法が適用されているか、また種々の
技術を用いて半導体装置が製造されるプロセス中のうち
のいずれの段階であるかによって異なる。
【０００６】この発明は、化学的−機械的研磨処理につ
いてのものであり、これは、一般に研磨剤および化学薬
剤の両者を含むスラリーの存在下で、研磨パッドにより
ウェハを“擦る”ことを含んでいる。典型的なスラリー
の化学薬剤としては、ｐＨが約１１のＫＯＨ（水酸化カ
リウム）がある。一般に、研磨スラリーは、高価であっ
てしかも再生や再使用が不可能である。典型的なシリカ
ベースのスラリーは、キャボットインダストリーズ（Ｃ
ａｂｏｔ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）から販売されている
“ＳＣ−１”のスラリーである。そのほか、より高価な
シリカおよびセリウム（酸化物）ベースのスラリーとし
て、ロデル（Ｒｏｄｅｌ）“ＷＳ−２０００”がある。
【０００７】化学的−機械的研磨は、米国特許第４，６
７１，８５１号、第４，９１０，１５５号、第４，９４
４，８３６号に開示されており、これらの米国特許明細
書をここで従来技術として引用する。以下に述べる化学
的−機械的研磨技術については、適切なスラリー、例え
ばキャボットＳＣ−１が用いられると理解されたい。
【０００８】シリコンウェハについての絶縁体フィルム
化学的−機械的研磨についての現在の技術としては、典
型的には、２以上の研磨パツドを用いた技術を含んでい
る。例えば、２つの研磨パッドを“複合研磨パッド”と
称される１つの“積層体”として用いる。研磨を行なう
上側のパッドは、回転基盤上に搭載される相対的に軟質
な下側のパッドよりも、剛性が高いのが通常である。圧
力感応型（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）の
接着剤が、パッド同士を接着しかつ下側のパッドを回転
基盤に接着するために用いられるのが通常である。
【０００９】図１には、典型的な化学的−機械的研磨の
技術を示す。圧力感応型接着剤１０４を背面側に有する
第１の円盤状のパッド１０２（パッドＡ）が、回転基盤
（プラテン）１０６の表側の面に接着（すなわち搭載；
但し図１では分離した状態で示す）される。また圧力感
応型接着剤１１０を背面側に有する第２の円盤状のパッ
ド１０８（パッドＢ）が、第１のパッド１０２の表側の
面に接着（すなわち搭載；但し図１では分離した状態で
示す）される。基盤１０６は回転せしめられ（典型的に
は１分間に１０回転）、またスラリー供給装置１１４か
らのスラリー１１２（図１では黒点として示す）の計測
された流れが、スラリー供給管１１６を経てパッドＢの
表側の面に分配される。
【００１０】シリコンウェハ１２０は、キャリヤ（担
体；搬送支持体）１２２に搭載されており、このシリコ
ンウェハは、パッドＢの表面側の面に対して軽く押圧
（平面的に押圧）されて、そのウェハの研磨しようとす
る不規則な表面形状の面に、パッドＢおよびスラリーに
よる研磨作用が働く。典型的には、パッド１０２，１０
８および基盤１０６の直径は２０〜３０インチのオーダ
ーであり、またウェハの直径は４〜６インチのオーダー
であり、さらに研磨はパッドＢの中心から２／３の位置
において実行される。
【００１１】回転基盤、パッド、キャリヤ、ウェハおよ
び研磨スラリーは、容器（リザーバ）１３０内に収容さ
れている。
【００１２】典型的なパッド材料としては；（１）パッ
ドＡについてはポリウレタンからなるもの；（２）パッ
ドＢには、ポリエステルフェルトのようなフェルト状繊
維体（繊維集合体）をポリウレタン樹脂等によって強化
したもの；が用いられる。パッドＢとしては、そのほか
ガラス強化プラスチックを用いることもできる。各パッ
ドの背面側の接着剤１０４，１１０としては、典型的に
はポリウレタンベースのものを用いることができる。一
般にパッドＢは、パッドＡよりも剛性が高いものである
ことが望ましい。両方のパッドとして、ポリウレタン樹
脂を含浸させたものを用いる場合には、両方のパッドの
剛性の差は、パッドＡよりもパッドＢへの樹脂の含浸量
を多くすることによって達成することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】現状の化学的−機械的
研磨技術には、研磨速度が低いこと、研磨パッドの繰返
し使用性（反復使用性）が低いこと、さらにパッドの使
用履歴に影響されやすいという欠点がある。パッドは、
使用前に“整備（コンディショニング）”されなければ
ならないが、使用中にパッドは摩耗しまたその特性が変
化する。パッドは使用後には再整備されなければならな
いが、これは単に最低限研磨の繰返し使用性を改善する
だけに過ぎない。
【００１４】パッドの整備とは、パッド（例えばパッド
Ｂ）の表側の面を、例えば研磨ホイールのドレッシング
と同様にして“ドレス”する技術である。この技術の一
般的な目的は、パッドの使用の前に、整備されるべきパ
ッドのウェハ対向面を平坦にすることである。一般に
は、このような整備は“オフ−ライン”で行なわれる。
すなわち研磨プロセスとは別に独立して行なわれる。
【００１５】研磨パッドの整備を繰返すにもかかわら
ず、最も優れた整備技術を用いてもバッドの寿命のうち
で研磨速度は２０〜５０％変化してしまう。このような
変化は、研磨プロセスに望ましくない変化を与える。
【００１６】この発明の目的は、化学的−機械的研磨に
ついて改善された技術を提供することにある。
【００１７】この発明の他の目的は、研磨の速度および
反復使用性（研磨パッドの繰返し使用寿命）を改善する
技術を提供することにある。
【００１８】またこの発明の他の目的は、研磨パッドの
使用履歴による影響を少なくする技術を提供することに
ある。
【００１９】さらにこの発明の他の目的は、研磨パッド
の整備（ドレス）をオンラインで行なう技術を提供する
ことにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の半導体
ウェハの化学的機械的研磨装置は、基本的には、平坦な
表側の面を有する回転基盤と；前記基盤の表側の面に設
けられ、かつ基盤とともに回転する少なくとも１つの研
磨パッドであって、かつ半導体ウェハを研磨するための
表側の面を有する研磨パッドと；前記研磨パッドの表側
の面にスラリーを供給する手段と；研磨パッドに対向す
る表側の面を有し、かつ研磨パッドに対し反対側に向く
背面を有するキャリヤと；前記キャリヤにおける研磨パ
ッドに対向する面に半導体ウェハを搭載する手段と；研
磨パッドと半導体ウェハとの間に相対的な振動を生起さ
せる振動発生手段；とを有してなることを特徴とするも
のである。
【００２１】ここで、前記振動発生手段としては、超音
波振動発生装置を用いることができる。そしてその超音
波振動発生装置は、研磨パッドが搭載される回転基盤に
設けることができる。また研磨されるべきウェハが搭載
されるキャリヤに超音波振動発生装置を設けても良い。
【００２２】さらに、研磨されるべきウェハが搭載され
るキャリヤに超音波振動発生装置を搭載しておき、しか
もそのキャリヤを、研磨パッドの表面と平行な面内での
制限された動きが許容されるように弾性的に支持した構
成としても良い。
【００２３】そしてまた、単純に、研磨のための各装置
を収容する容器（リザーバ）の内側に振動発生装置を設
けておき、研磨スラリー自体を撹拌させることもでき
る。
【００２４】一方、請求項１１の発明は、上述のような
研磨装置を用いた半導体ウェハの化学的−機械的研磨方
法についてのものであって、研磨パッドを回転させるこ
とと；化学的−機械的研磨スラリーの存在下において、
研磨パッドの表面に半導体ウェハを押付けることと；研
磨パッドと半導体ウェハとの間に相対的な振動運動を生
じさせること；とからなることを特徴とするものであ
る。
【００２５】さらに請求項１２の発明は、上述のような
化学的−機械的研磨装置を用いた研磨処理中において、
オンラインで研磨パッドの整備（ドレス）を行なう方法
についてのもので、研磨パッドを回転させることと；化
学的−機械的研磨スラリーの存在下において、研磨パッ
ドの表面に半導体ウェハを押付けることと；研磨パッド
と半導体ウェハとの間に相対的な振動運動を生じさせる
こと；とからなることを特徴とするものである。
【００２６】
【作用】この発明の化学的−機械的研磨装置において
は、回転基盤に取付けられた研磨パッドと、半導体ウェ
ハとの間に相対的な機械的振動（通常は超音波振動）が
導入される。一方、研磨パッド上に研磨スラリーが供給
されながら、研磨パッドにウェハが軽く押付けられつつ
研磨パッドが基盤とともに回転せしめられて、化学的−
機械的研磨が行なわれる点は、従来の一般的な化学的−
機械的研磨装置と同様である。したがってこの発明の場
合は、従来と同様な研磨パッドの回転運動のほか、研磨
パッドとウェハとの間の相対的な機械的振動による機械
的エネルギがシステムに付加されることになる。
【００２７】そして前述のような機械的振動エネルギに
よって、研磨パッドがウェハに対して相対的に振動し、
しかもスラリー自体も撹拌され、これらが相俟って研磨
速度が高くなるとともに、研磨パッドの繰返し使用性が
向上する。また、上述の機械的振動によって研磨処理中
に研磨パッド表面が自己整備（セルフドレッシング）さ
れる。すなわち研磨処理中にオンラインで研磨パッド表
面が自己整備されることになるから、オフラインでの研
磨パッドのドレスの必要性が少なくなり、オフラインで
の研磨パッドの整備の頻度が少なくて済む。
【００２８】
【実施例】図１には、従来技術による化学的−機械的研
磨装置を示す。これについては既に説明した。
【００２９】既に述べたように、従来の一般的な化学的
−機械的研磨は、研磨速度が遅く、繰返し使用性が低
く、かつパッド使用履歴に敏感であり、さらにはパッド
に対する“オフ−ライン”での頻繁な整備（ドレス）が
必要とされるという欠点を有している。
【００３０】化学的−機械的研磨のメカニズムについて
は、現在研究中の課題であるが、いくつかの適用され得
る原理を含んでいる。実務専門家によれば、化学的−機
械的研磨が、事実上、ウェハ上の隆起した形状の部分を
研磨スラリー中の粒子が単純に叩き取るだけの機械的な
作用（機械的研摩作用）のみに依るものでないことで、
意見が一致している。一方、化学的−機械的研磨が、事
実上、湿式エッチングモデルに従った化学的作用のみに
依るものでないことも、意見が一致している。そのほ
か、協働的なメカニズムが作用しているのである。
【００３１】化学的−機械的研磨についての有用な理論
として、研磨スラリーの化学的作用によって、研磨され
るウェハ表面に“ゾル”が生成されるという理論があ
る。ゾルは、溶解してしまう直前の状態において高度に
水和された物質である。この理論によれば、研磨の機械
的作用（パッドの回転）によってシステムに与えられる
機械的なエネルギにより、ゾルの生成が促進されると考
えられ、そしてまたその研磨の機械的作用が、ウェハ表
面からのゾルの除去をほぼ確実に促進していると考えら
れる。確かにスラリー中に浮遊する粒子（シリカあるい
はシリカ／セシウム）がウェハ表面に衝突するという機
械的な作用は、一つの効果を有している。化学的−機械
的研磨の真のメカニズムがどのようであれ、この発明
は、化学的−機械的研磨についてそれを改善することが
できる。
【００３２】［図２］図２には、この発明による化学的
−機械的研磨装置２００の一例を示す。
【００３３】従来技術の場合と同様に、円盤状の研磨パ
ッド２０２が回転基盤（プラテン）２０６に搭載されて
いる。この研磨パッド２０２は、既に述べたような複合
パッド（すなわち図１のバッドＡおよびパッドＢからな
るもの）であっても良い。基盤２０６は、平坦な表側の
面２０６ａを有している。パッド２０２は、研磨される
べきウェハ２２０を向く表側の面２０２ａと、それに対
し反対側の面（背面側の面）２０２ｂとを有している。
パッド２０２は、その背面側の面２０２ｂにおいて回転
基盤２０６の表側の面２０６ａに取付けられて（典型的
には、接着されて）いる。
【００３４】従来技術と同様に、シリコンウェハ２２０
はキャリヤ２２２に搭載されている。ウェハは、製造中
のもしくは完成された、回路構造（すなわち複数の層と
回路要素）を含む表側の面２２０ａを有している。ウェ
ハのその表側の面２２０ａは、パッド２０２の表側の面
２０２ａに対向している。基盤の表面２０６ａ、パッド
の表面２０２ａ、およびウェハの表面２２０ａは、同一
面に平行な面（但し離れた面）となっている。
【００３５】化学的−機械的研磨のプロセスにおいて
は、スラリーがパッドの表側の面に導かれ（図１参
照）、またウェハはパッドに対して（軽い圧力で）押し
付けられる。このようにして、ウェハの表側の面の不規
則な立体形状が除去されて、ウェハの表側の面が平坦化
される。
【００３６】特にこの発明の一つの実施例によれば、機
械的な振動発生手段、望ましくは超音波振動（例えば１
５〜３０kHz ）を発生する超音波振動発生装置２５０が
回転基盤２０６の背面２０６ｂに取付けられている。こ
の超音波振動発生装置（超音波変換器）２５０は、研磨
中に、したがって“オンライン”で駆動される。これ
は、固定位置にある電気的エネルギ源から電気的エネル
ギを適当なスリップリングやそれに類する部材を用いて
回転基盤へ導くことによって達成される。この発明に最
も近い分野の当業者であれば、超音波振動発生装置を如
何に駆動すれば良いかは容易に理解できるであろう。
【００３７】基盤は１０rpm （回転数／分）で回転する
から、基盤と超音波振動発生装置との組合せは、力学的
にバランスさせておくことが望ましい。これは、超音波
振動発生装置を設ける領域において基盤の材料を適切な
量だけ除去しておくこと、あるいは（図示するように）
超音波振動発生装置２５０に対し軸対称な側の位置にお
いて基盤２０６の背面２０６ｂにカウンターウェイト２
５２を取付けておくことよって達成される。
【００３８】超音波振動発生装置２５０は、望ましく
は、双方向矢印Ｖで示すように、基盤の面内である制限
された範囲内でのパッドの動き（振動、オッシレーショ
ン）を生起させるように配向される。あるいはまた、超
音波振動発生装置は、基盤の面に対し直角な方向にパッ
ドに制限された範囲内での動き（振動）を生起させるよ
うに配向されていても良い。いずれの場合においても、
スラリーそれ自体、特にスラリー中の粒子は、撹拌され
る。これらのパッドの動き、およびスラリーの撹拌は、
いずれの場合も、システムに（基盤の回転運動にさらに
付加されるような）機械的エネルギが与えられることを
意味し、これによって研磨速度が改善される。また、あ
る程度パッドが“セルフ−コンディショニング（自己整
備；自己ドレッシング）”されて、バッドに要求される
オフラインでの整備の頻度が少なくなることも明らかで
あろう。そのためには、振動発生装置の振動周波数を、
基盤の回転周波数と比較して約２桁高い周波数あるいは
それ以上の桁（１０進法の桁として）の周波数に選ぶこ
とが望ましい。前述の例では、基盤の回転周波数は１０
Hzのオーダーであるのに対し、振動発生装置の周波数は
１０kHz のオーダーとされる。
【００３９】以上述べたような化学的−機械的研磨装置
２００による研磨は、スラリーの適切な供給下におい
て、適切な容器内で遂行される。これらについては図１
を参照されたい。
【００４０】［図３］図３には、この発明の他の実施例
の装置３００を示す。この場合には、（図２の超音波振
動発生装置２５０に対応する）超音波振動発生装置３５
０は、ウェハキャリヤ２２２に搭載されている。ウェハ
キャリヤ２２２は回転しないから、振動発生装置３５０
を駆動することは簡単である。この場合も、振動発生装
置３５０がシステム内に付加的な別の機械的振動エネル
ギを導入させて、エッチングの速度および繰返し使用性
を改善し、また研磨パッドの自己整備を可能にする。こ
の場合、ウェハ２２０それ自体が振動する。振動発生装
置３５０は、望ましくは、図３中の双方向矢印Ｖで示す
ように回転基盤２０６の表面と平行な面内でウェハ２２
０が振動するように配向させておく。しかしながら、回
転基盤２０６の表面に対し直角をなす方向にウェハ２２
０を振動させるべく振動発生装置が配向されていても良
い。
【００４１】以上のような化学的−機械的研磨装置３０
０による研磨は、適切なスラリーの供給下において適切
な容器内で遂行される。この点は図１を参照されたい。
【００４２】［図４］図４には、この発明のさらに別の
実施例４００を示す。図３に示した実施例と同様に、パ
ッド２０２ではなくウェハ２２０が超音波振動発生装置
４５０によってオッシレート（振動）せしめられる。但
し、この図４の例の場合には、ウェハ２２０はサブキャ
リヤ４２４に間接的に搭載され、その代りに、ウェハ２
２０を直接支持するキャリヤ４２２が、サブキャリヤ４
２４に弾性的に搭載されている。適切な弾性的搭載は、
キャリヤ４２２とサブキャリヤ４２４との間に介在する
弾性層４２２によって達成される。このようなウェハの
弾性的搭載は、一般的な弾性材料の比較的低い面内剪断
弾性係数によって回転基盤２０６の面と平行な面内での
ウェハ２２０の動き（振動）が好適に許容されるという
点で有利である。
【００４３】この実施例では、超音波振動発生装置４５
０（図２の２５０、図３の３５０に対応する。）は、ウ
ェハキャリヤ４２２の側面に取付けられる。
【００４４】以上のような装置４００による化学的−機
械的研磨プロセスは、適切なスラリーの供給下において
適切な容器内で遂行される。その点は図１を参照された
い。
【００４５】［図５］図５には、この発明のさらに他の
実施例５００を示す。この場合には、超音波振動発生装
置５５０は、スラリーそれ自体を撹拌させるべく、シス
テム内の適切な箇所に配置される。超音波振動発生装置
５５０（図２の２５０、図３の３５０、図４の４５０に
対応する）は、回転基盤２０６もしくはキャリヤ２２２
には搭載されていない。図示のように、超音波振動発生
装置５５０は、容器（リザーバ）５３０の内壁面に取付
けられている。
【００４６】これは、おそらくはこの発明に含まれる種
々の態様のうちでも最も単純な実施例である。しかしな
がらこの実施例では、容器５３０がスラリーによって満
たされていることを必要とし、このことは、一般的な化
学的−機械的研磨のモードとは異なる。一般的な化学的
−機械的研磨では、図１により明確に示しているよう
に、スラリー１１２を研磨パッドの表面上に供給し、そ
のスラリーを、蓄積させるのではなく、流出させるので
ある。
【００４７】スラリー自体が撹拌される図５の実施例で
は、研磨速度は高くなるが、（パッドの）自己整備の程
度は他の実施例と同程度には望めない。
【００４８】
【発明の効果】研磨パッドと半導体ウェハとの間に相対
的な機械的振動を導入させるようにしたこの発明の化学
的−機械的研磨装置によれば、その相対的な機械的振動
によって研磨の速度および繰返し使用の耐久性が従来よ
りも高くなり、また研磨パッドの使用履歴に研磨が影響
されることも少なくなり、さらには研磨中における研磨
スラリーの消費も少なくなる。そしてまた、特に図２、
図３、図４に示される実施例においては、ウェハに対す
る研磨パッドの相対的な振動（あるいはパッドに対する
ウェハの振動）が、研磨中のその場で、すなわち“オン
ライン”で研磨パッドそれ自体が整備（コンディショニ
ング；ドレス）されるため、オフラインでの研磨パッド
の整備の頻度が少なくて済む。
【００４９】なお化学的−機械的研磨に機械的振動エネ
ルギを導入したこの発明の技術は、シリコンウェハ上の
酸化物およびガラス層を研磨するに有用であり、またタ
ングステン薄膜やその他の半導体構造を研磨するにも有
用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の化学的−機械的研磨装置を分解してかつ
模式的に示す、縦断面位置での略解図である。
【図２】この発明の一実施例の化学的−機械的研磨装置
について、その縦断面位置で模式的に示す略解図であ
る。
【図３】この発明の他の実施例の化学的−機械的研磨装
置について、縦断面位置で模式的に示す略解図である。
【図４】この発明のさらに他の実施例の化学的−機械的
研磨装置について、縦断面位置で模式的に示す略解図で
ある。
【図５】この発明のさらに別の実施例の化学的−機械的
研磨装置について、縦断面位置で模式的に示す略解図で
ある。
【符号の説明】
２００ 化学的−機械的研磨装置 ２０２ 研磨パッド ２０６ 回転基盤 ２２０ ウェハ ２２２ キャリヤ ２５０ 超音波振動発生装置 ３００ 化学的−機械的研磨装置 ３５０ 超音波振動発生装置 ４００ 化学的−機械的研磨装置 ４２２ キャリヤ ４２４ サブキャリヤ ４２６ 弾性層 ４５０ 超音波振動発生装置 ５００ 化学的−機械的研磨装置 ５３０ 容器 ５５０ 超音波振動発生装置

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 平坦な表側の面を有する回転基盤と；前
    記基盤の表側の面に設けられ、かつ基盤とともに回転す
    る少なくとも１つの研磨パッドであって、かつ半導体ウ
    ェハを研磨するための表側の面を有する研磨パッドと；
    前記研磨パッドの表側の面にスラリーを供給する手段
    と；研磨パッドに対向する表側の面を有し、かつ研磨パ
    ッドに対し反対側に向く背面を有するキャリヤと；前記
    キャリヤにおける研磨パッドに対向する面に半導体ウェ
    ハを搭載する手段と；研磨パッドと半導体ウェハとの間
    に相対的な振動を生起させる振動発生手段；とを有して
    なることを特徴とする、半導体ウェハの化学的−機械的
    研磨装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置において：前記振
    動発生手段が、基盤に搭載された超音波振動発生装置で
    ある、半導体ウェハの化学的−機械的研磨装置。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の装置において：前記超
    音波振動発生装置が、研磨パッドを基盤の表側の面と平
    行な面内で振動させるように配向されている、半導体ウ
    ェハの化学的−機械的研磨装置。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の装置において：前記振
    動発生手段が、前記キャリヤに搭載された超音波振動発
    生装置である、半導体ウェハの化学的−機械的研磨装
    置。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の装置において：前記超
    音波振動発生装置が、基盤の表側の面と平行な面内で半
    導体ウェハを振動させるように配向されている、半導体
    ウェハの化学的−機械的研磨装置。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の装置において、さら
    に：前記キャリヤの背面に対向する面を有するサブキャ
    リヤと；前記キャリヤの背面と、サブキャリヤにおける
    前記キャリヤに対向する面との間に介在され、キャリヤ
    の背面と平行な面内において半導体ウェハが動くことを
    許容するための弾性層；とを有し、前記振動発生手段が
    キャリヤに搭載された超音波振動発生装置である、半導
    体ウェハの化学的−機械的研磨装置。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載の装置において、さら
    に：前記基盤およびキャリヤを収容する容器と；その容
    器内に注入された研磨スラリーと；を有してなり、前記
    振動発生手段が、研磨スラリー自体を撹拌させるように
    前記容器に取付けられている、半導体ウェハの化学的−
    機械的研磨装置。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載の装置において：基盤の
    回転周波数を第１の周波数とし、また前記振動発生手段
    の振動周波数を第２の周波数として、前記第２の周波数
    が、第１の周波数よりも２桁以上高い周波数に設定され
    た、半導体ウェハの化学的−機械的研磨装置。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載の装置において：前記研
    磨パッドとして、二つの研磨パッドが設けられており、
    第１の研磨パッドは前記基盤に接着されており、第２の
    研磨パッドが第１の研磨パッドに接着されている、半導
    体ウェハの化学的−機械的研磨装置。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載の装置において：第２
    の研磨パッドの剛性が第１の研磨パッドより高い、半導
    体ウェハの化学的−機械的研磨装置。
  11. 【請求項１１】 研磨パッドを回転させることと；化学
    的−機械的研磨スラリーの存在下において、研磨パッド
    の表面に半導体ウェハを押付けることと；研磨パッドと
    半導体ウェハとの間に相対的な振動運動を生じさせるこ
    と；とからなることを特徴とする、半導体ウェハの化学
    的−機械的研磨方法。
  12. 【請求項１２】 研磨パッドを回転させることと；化学
    的−機械的研磨スラリーの存在下において、研磨パッド
    の表面に半導体ウェハを押付けることと；研磨パッドと
    半導体ウェハとの間に相対的な振動運動を生じさせるこ
    と；とからなることを特徴とする化学的−機械的研磨処
    理中においてオンラインで研磨パッドの自己ドレッシン
    グを行なう方法。
JP4450093A 1992-02-14 1993-02-09 半導体ウェハの化学的−機械的研磨装置およびそれを用いた方法 Withdrawn JPH0621029A (ja)

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