JPH06342778A - Polishing method, polishing device, and body to be polished therefor - Google Patents

Polishing method, polishing device, and body to be polished therefor

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JPH06342778A
JPH06342778A JP13154293A JP13154293A JPH06342778A JP H06342778 A JPH06342778 A JP H06342778A JP 13154293 A JP13154293 A JP 13154293A JP 13154293 A JP13154293 A JP 13154293A JP H06342778 A JPH06342778 A JP H06342778A
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polished
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Yoshihiro Arimoto
Hiroshi Horie
Masahiko Imai
Sadahiro Kishii
Akira Oishi
Fumitoshi Sugimoto
雅彦 今井
博 堀江
明良 大石
貞浩 岸井
由弘 有本
文利 杉本
Original Assignee
Fujitsu Ltd
富士通株式会社
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Abstract

PURPOSE:To enable a work to be accurately controlled in amount of polish by a method wherein a polishing process is controlled based on changes in mechanical vibrations produced due to friction between the work and a polishing body. CONSTITUTION:A ceramic sheet 7 which sucks and supports a wafer 4 by a suction pad 5 and a guide 6 is placed on a polishing cloth 3 which is pasted on the polishing body 2 containing abrasive agent. A piezoelectric device 8 is brought into contact with the ceramic sheet 7, and the piezoelectric device 8 and its vicinity are covered with a rubber member 9 which shuts off adventitious mechanical vibrations. A holding pierce 10 provided with a projection where an opening is bored at its center is placed on the rubber member 9, a weight 11 provided with an opening at its center is placed thereon to control a pressure applied between the wafer 4 and the polishing cloth 3, and electrical signals converted by the piezoelectric device 8 are transmitted to a frequency analyzer 12 through a signal line. The wafer 4 is controlled in thickness of polish on the basis of the frequency intensity distribution of mechanical vibration analyzed by the frequency analyzer 12, whereby an amount of polish can be controlled to an accuracy of the order of 1/10mum.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、集積回路装置等の製造工程中の配線層の平坦化方法等に適する研磨方法と研磨装置に関する。 The present invention relates to a polishing apparatus and a polishing method suitable for planarizing process such as a wiring layer in the manufacturing process, such as an integrated circuit device. 半導体装置、集積回路装置等の性能を向上し、集積度を高めるために、その配線層を多層化および微細化することが要求されている。 Semiconductor device, and improves the performance of such integrated circuit device, in order to increase the degree of integration, it is required that the multilayer and miniaturization thereof interconnection layer. しかし、半導体装置、集積回路装置等の集積度を高めるために、基板上に多種の素子を高密度で形成すると、その表面の凹凸が大きくなり、配線の多層化および微細化を達成するための障害になる。 However, a semiconductor device, in order to increase the degree of integration of such an integrated circuit device, when the various elements forming a high density on a substrate, the surface roughness is increased, to achieve a multi-layer and miniaturization of wirings It becomes an obstacle. 従来から、SOGとエッチバックを組み合わせた平坦化技術が知られていたが、この平坦化技術によって充分な配線層(層間絶縁膜)の平坦化が実現できないため、近時、研磨による平坦化技術が検討されている。 Conventionally, although flattening technique that combines SOG and etchback has been known, since the flattening of sufficient wiring layer by the planarization technique (interlayer insulating film) can not be realized, in recent years, planarization technique by polishing There has been studied.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来の研磨による平坦化法を2つ説明する。 BACKGROUND OF THE INVENTION two planarization method described by conventional polishing. 図12、図13は、従来の研磨による平坦化法の工程説明図(1),(2)であり、(A)〜(F)は各工程を示している。 12 and 13, step illustration of flattening method by conventional polishing (1), a (2) shows the (A) ~ (F) are respective steps. この図において101はシリコンウェーハ、102はバルク表面の凸部、103は層間絶縁膜、104は配線、105は層間絶縁膜である。 101 silicon wafers in this figure, 102 is a convex portion of the bulk surface, 103 denotes an interlayer insulating film, 104 a wiring, 105 denotes an interlayer insulating film.

【0003】第1工程(図12(A)参照) シリコンウェーハ101の上に、集積回路の一部を形成するトランジスタ等の能動素子、抵抗、容量等の受動素子、電極配線等を形成する。 [0003] On the first step (see FIG. 12 (A)) silicon wafer 101, active elements such as transistors forming part of an integrated circuit, resistor, a passive element of volume or the like to form an electrode wiring and the like. その結果、バルク表面の凸部102が形成される。 As a result, the convex portion 102 of the bulk surface.

【0004】第2工程(図12(B)参照) シリコンウェーハ101の上に形成したバルク表面の凸部102の上に、CVD法等によってSiO 2等の層間絶縁膜103を堆積する。 [0004] On the second step (FIG. 12 (B) refer) protrusions 102 of the formed bulk surface on the silicon wafer 101 is deposited an interlayer insulating film 103 of SiO 2 or the like by the CVD method or the like. 層間絶縁膜103の表面には、バルク表面の凸部102が存在している部分と存在しない部分の間に凹凸が生じる。 On the surface of the interlayer insulating film 103, unevenness occurs between the portion where no a portion where the convex portion 102 of the bulk surface is present.

【0005】第3工程(図12(C)参照) SiO 2等の層間絶縁膜103の表面を、従来から知られている研磨方法によって研磨して平坦化する。 [0005] The third step (FIG. 12 (C) see) the surface of the SiO 2 or the like of the interlayer insulating film 103 is polished and planarized by the polishing method conventionally known.

【0006】第4工程(図12(D)参照) 平坦化したSiO 2等の層間絶縁膜103の上の全面に導電体膜を堆積し、パターニングすることによって配線104を形成する。 [0006] entirely deposited a conductive film on the fourth step (FIG. 12 (D) refer) flattened SiO 2 or the like of the interlayer insulating film 103, wirings 104 by patterning.

【0007】第5工程(図13(E)参照) 配線104の上に、BPSG等の層間絶縁膜105を堆積する、この層間絶縁膜105は、その下地に配線10 [0007] On the fifth step (see FIG. 13 (E)) wiring 104, an interlayer insulating film 105 such as BPSG, the interlayer insulating film 105, the wiring 10 on the base
4があるため、表面に凹凸を生じる。 Because 4 is caused an uneven surface.

【0008】第6工程(図13(F)参照) 表面に凹凸を生じた層間絶縁膜105を研磨して平坦化する。 [0008] polishing and flattening the sixth step (FIG. 13 (F) refer) interlayer insulating film 105 produced an uneven surface.

【0009】第7工程(図13(G)参照) 第6工程で平坦化した層間絶縁膜105の上に、必要に応じて新たな層間絶縁膜106を形成する。 [0009] On of the seventh step (FIG. 13 (G) see) interlayer insulating film 105 is planarized in the sixth step, to form a new interlayer insulating film 106 as necessary. この工程を繰り返して、さらに、多層化することができる。 Repeat this process can be further multilayered.

【0010】図14、図15は、従来の研磨による平坦化法の工程説明図(3),(4)であり、(A)〜 [0010] Figure 14, Figure 15, step illustration of flattening method by conventional polishing (3), a (4), (A) ~
(G)は各工程を示している。 (G) denotes the various steps. この図において111はシリコンウェーハ、112はバルク表面の凸部、113 The convex portion of the 111 silicon wafers in the figure, 112 is a bulk surface 113
は層間絶縁膜、114は配線用溝、115は導電体膜、 The interlayer insulating film, the wiring groove 114, 115 conductive film,
115 1は配線、116は層間絶縁膜である。 115 1 wiring, 116 denotes an interlayer insulating film.

【0011】第1工程(図14(A)参照) シリコンウェーハ111の上に、集積回路の一部を形成するトランジスタ等の能動素子、抵抗、容量等の受動素子、電極配線等を形成する。 [0011] On the first step (FIG. 14 (A) refer) silicon wafer 111, active elements such as transistors forming part of an integrated circuit, resistor, a passive element of volume or the like to form an electrode wiring and the like. その結果、バルク表面の凸部112が形成される。 As a result, the convex portion 112 of the bulk surface.

【0012】第2工程(図14(B)参照) シリコンウェーハ111の上に形成したバルク表面の凸部112の上に、CVD等によってBPSG等の層間絶縁膜113を形成する。 [0012] On the second step (FIG. 14 (B) refer) protrusions 112 of the formed bulk surface on the silicon wafer 111, an interlayer insulating film 113 such as BPSG by the CVD method or the like. 層間絶縁膜113の表面には、 On the surface of the interlayer insulating film 113,
バルク表面の凸部112が存在する部分と存在しない部分の間に凹凸が生じる。 Irregularity occurs between the portion where the convex portion 112 is not present to be present part of the bulk surface.

【0013】第3工程(図14(C)参照) BPSG等の層間絶縁膜113の表面を従来から知られている方法によって研磨して平坦化する。 [0013] is polished and planarized by a third step how a surface (FIG. 14 (C) see) interlayer insulating film 113 such as BPSG conventionally known.

【0014】第4工程(図14(D)参照) 平坦化したBPSG等の層間絶縁膜113の表面に配線に相当する形状の配線用溝114をフォトエッチングによって形成する。 [0014] The fourth step (FIG. 14 (D) refer) wiring groove 114 having a shape corresponding to the wiring on the surface of the interlayer insulating film 113 such as a flattened BPSG formed by photoetching.

【0015】第5工程(図15(E)参照) 配線に相当する形状の配線用溝114を形成した層間絶縁膜113の上の全面に導電体膜115を堆積する。 [0015] depositing a conductor film 115 on the entire surface of the fifth step (FIG. 15 (E) refer) interlayer was formed a wiring trench 114 having a shape corresponding to the wiring insulating film 113. この導電体膜115の表面には、配線用溝114の影響で凹凸を生じる。 On the surface of the conductive film 115, resulting in irregularities in the influence of the wiring grooves 114.

【0016】第6工程(図15(F)参照) 導電体膜115の表面を研磨することによって、導電体膜115の配線用溝114からはみ出した部分を研磨によって除去して配線115 1を形成し、全体的に表面を平坦化する。 [0016] The sixth step (see FIG. 15 (F)) by polishing the surface of the conductive film 115, forming a to the wiring 115 1 removes a portion protruding from the wiring groove 114 of the conductive film 115 by the polishing and, to flatten the overall surface.

【0017】第7工程(図15(G)参照) 平坦化された層間絶縁膜113と配線115 1の上に、 [0017] Seventh Step (Fig. 15 (G) see) planarized interlayer insulating film 113 on the wiring 115 1,
必要に応じて新たな層間絶縁膜116を形成する。 To form a new interlayer insulating film 116 as necessary. この工程を繰り返すことによって、さらに、多層化することができる。 By repeating this process, it is possible to further multilayered.

【0018】上記の従来の2つの平坦化法において、その研磨速度は、使用する研磨剤や研磨布、研磨圧力等によって異なるが、いずれにしても、研磨時間によって研磨量を制御する方法を採用している。 [0018] In the conventional two flattening methods described above, the polishing rate, abrasive or polishing cloth used may vary depending polishing pressure, etc., in any event, employ a method of controlling the amount of polishing by polishing time doing. すなわち、研磨条件における研磨速度を予め求めておき、所望の研磨量になるように研磨時間によって研磨量を制御する方法を採用している。 That is, to previously obtain a polishing rate in the polishing conditions in advance, adopts the method of controlling the amount of polishing by polishing time to the desired amount of polishing.

【0019】 [0019]

【発明が解決しようとする課題】この方法においては、 In the INVENTION Problems to be Solved by this method,
前記の研磨条件を厳しく制御することによって、研磨時間と研磨量の関係を一定にすることを目的としているが、研磨量を精度よく制御することは極めて困難である。 By tightly controlling the polishing conditions described above, but are intended to the relationship of the polishing time and the polishing amount constant, it is extremely difficult to control the amount of polishing accurately. 本発明は、1/10μm程度の高い精度で研磨量を制御する手段を提供することを目的とする。 The present invention aims at providing a means for controlling the amount of polishing at high as 1/10 [mu] m accuracy.

【0020】 [0020]

【課題を解決するための手段】本発明にかかる研磨方法においては、表面に凹凸を有する被研磨体を研磨する際、研磨体と被研磨体との摩擦によって生じる機械的振動の変化を検知し、該機械的振動の変化に基づいて研磨工程を制御する工程を採用した。 In the polishing method according to the present invention, in order to solve the problems] When polishing objects having an uneven surface, detects a change in the mechanical vibrations caused by friction between the polishing body and the object to be polished adopted a process of controlling the polishing process based on a change of the mechanical vibration.

【0021】また、異なる材質の部分からなる被研磨体を研磨する際、研磨体と被研磨体との摩擦によって生じる機械的振動の変化を検知し、該機械的振動の変化に基づいて研磨工程を制御する工程を採用した。 Further, different time of polishing objects comprising a portion of the material, the polishing body and detects a change in the mechanical vibrations caused by friction between the object to be polished, the polishing process based on a change of the mechanical vibration It adopted the step of controlling.

【0022】この場合、上記の異なる材質の部分を、シリコン酸化物、シリコン窒化物、PSG、BSG、BP [0022] The portion of the case, the different materials, silicon oxide, silicon nitride, PSG, BSG, BP
SG、金属から選ばれた材質の組合せによって構成することができ、被研磨体を集積回路装置を形成するウェーハとすることができる。 SG, it can be configured by a combination of material selected from metal, may be a wafer to form an integrated circuit device to be polished body.

【0023】本発明にかかる研磨装置においては、研磨体と被研磨体を摺動状態に保持した状態で相対的に移動する手段と、該研磨体と被研磨体の摩擦によって生じる機械的振動を検知する手段と、該機械的振動の変化に基づいて研磨量を制御する手段を有する構成を採用した。 [0023] In the polishing apparatus according to the invention comprises means for relatively moving while holding the polishing body and the object to be polished body sliding state, the mechanical vibrations caused by friction of the polishing body and the object to be polished It means for sensing and employs a configuration having a means for controlling the amount of polishing based on a change of the mechanical vibration.

【0024】この場合、被研磨体をその背後から研磨材、または、ガスを介して研磨布に押圧し、被研磨体の背面から一定の距離に機械的振動を検知する手段を設けることができる。 [0024] In this case, abrasive and polished body from behind, or can be pressed against the polishing cloth through the gas, providing means for detecting a mechanical vibration at a certain distance from the back of the object to be polished .

【0025】またこの場合、合成樹脂製の支持具によって、被研磨体の背面から一定の距離に機械的振動を検知する手段を支持することができ、被研磨体の背面から一定の距離に機械的振動を検知する手段を支持する容器の内側に合成樹脂コーティングすることができ、さらに、 [0025] In this case, the synthetic resin support, it is possible to support the means for sensing the mechanical vibrations at a constant distance from the back of the object to be polished, the machine at a distance from the back of the object to be polished vibration can be inside a synthetic resin coating of the container for supporting the means for sensing, further,
研磨剤を収容する容器の研磨体と接する部分を合成樹脂によって形成することができる。 The portion in contact with the polishing body of the container for accommodating the abrasive can be formed by synthetic resin. また、被研磨体を支持する吸着パッド、または、被研磨体をワックスによって貼りつける治具を設けることができる。 Also, the suction pad supports the object to be polished, or can be provided a jig for attaching the object to be polished by the wax.

【0026】また、本発明にかかる被研磨体においては、所定の厚さまで研磨されたとき、研磨体と被研磨体との摩擦によって生じる機械的振動に変化を生じさせるための異なる材質の部分が埋設されている構成を採用した。 Further, in the object to be polished according to the present invention, when polished to a predetermined thickness, different material of parts to produce a change in the mechanical vibrations caused by friction between the polishing body and the object to be polished employing the configuration is embedded. この場合、異なる材質の部分を、シリコン酸化物、 In this case, a portion of different material, silicon oxide,
シリコン窒化物、PSG、BSG、BPSG、金属から選ばれた材質の組合せによって構成することができる。 Silicon nitride, can be configured PSG, BSG, BPSG, by a combination of material selected from a metal.

【0027】 [0027]

【作用】本発明の原理を説明する。 [Action] to explain the principles of the present invention. 半導体ウェーハ上の絶縁膜等の被研磨体を、研磨布等の研磨体によって研磨する際、被研磨体と研磨体の摩擦によって機械的振動を生じることは知られているが、本発明の発明者らは、被研磨体と研磨体の摩擦による機械的振動の関係を詳細に検討した結果、この機械的振動、特に、その周波数特性が、研磨条件により顕著に異なることを見出した。 The object to be polished of an insulating film or the like on a semiconductor wafer, when polishing by the polishing member such as abrasive cloth, but is known to cause mechanical vibrations by friction of the polishing body and object to be polished, the invention of the present invention mono a result of studying the relationship between the mechanical vibrations caused by friction of the polishing body and object to be polished in detail, the mechanical vibration, in particular, the frequency characteristics, it was found significantly different from the polishing conditions.

【0028】すなわち、被研磨体の材質が、例えば、S [0028] That is, the material of the object to be polished, for example, S
iN、SiO 2 、BPSG、BSG、PSG等の絶縁体、タングステン、銅等の金属のときの機械的振動が特性的に定まることを見出した。 iN, SiO 2, BPSG, BSG, insulator such as PSG, tungsten, mechanical vibration when a metal such as copper found that determined the characteristic. 研磨中には、大きいレベルの機械的振動が生じるが、この機械的振動とは異なる波長をもつ機械的振動の変化を測定することにより、予め調査しておいた被研磨体の材質を推定することができる。 During polishing, the mechanical vibrations of large level occurs, by measuring the change in mechanical vibration having a wavelength different from this mechanical vibration, to estimate the material of the polishing body that has been investigated in advance be able to.

【0029】図16は、研磨による機械的振動を調査するための被研磨体の構成説明図である。 FIG. 16 is a diagram showing the construction of a polishing target for investigating the mechanical vibration due to polishing. この図において、121はシリコン基板、122はSiO 2膜、12 In this figure, the silicon substrate 121, 122 SiO 2 film, 12
3は配線、124はSiN膜、125はSiO 2膜である。 3 wire, 124 SiN film, is 125 a SiO 2 film. この被研磨体は、シリコン基板121の上に、CV The object to be polished is on top of the silicon substrate 121, CV
D法によってSiO 2膜122が形成され、その上にラインアンドスペース状の配線123が形成され、その上の全面にCVD法によってSiN膜124が形成され、 SiO 2 film 122 is formed by Method D, the above line-and-space-shaped wiring 123 is formed on, SiN film 124 is formed by CVD on the entire surface thereon
その上にCVD法によってSiO 2膜125が形成されている。 SiO 2 film 125 is formed by CVD thereon.

【0030】SiO 2の粒子を含む研磨材を用いて図1 [0030] with a polishing material containing a SiO 2 particles 1
6に示された被研磨体を研磨する場合、研磨の開始直後は、研磨体が被研磨体のSiO 2膜125の表面の微細な凹凸を研磨するため、被研磨体から発生する機械的振動の周波数強度分布は不安定であるが、30秒程度後にはその凹凸が研磨されて安定する。 If polishing objects shown in 6, immediately after the start of polishing, the polishing body is polished fine irregularities on the surface of the SiO 2 film 125 of the object to be polished, mechanical vibration generated from the object to be polished frequency intensity distribution is unstable, after about 30 seconds the unevenness becomes stable is polished. そして、2分30秒程度後には、その前に安定して発生していた周波数強度分布とは異なる周波数の強度が顕著に増大する。 Then, after about 2 minutes 30 seconds, the intensity of different frequency increases significantly the before that stably generated to have a frequency intensity distribution. このとき、研磨を停止して被研磨体の表面の膜厚を測定すると、SiN膜124の上面が僅かに露出して研磨されていた。 In this case, when measuring the thickness of the surface of the stop abrasive material to be polished, the upper surface of the SiN film 124 has been polished slightly exposed.

【0031】研磨中に生じる機械的振動の周波数強度分布の変化は、SiO 2膜125だけの研磨からSiN膜124の研磨に変わるときに発生することが確認された。 The change of the frequency intensity distribution of the mechanical vibrations generated during polishing, it was confirmed that occurs when changing from the polishing of only the SiO 2 film 125 on the polishing of the SiN film 124. すなわち、SiO 2膜125を研磨している時に発する機械的振動と、SiN膜124を研磨している時に発生する機械的振動とが異なる。 That is, the mechanical vibrations emanating when you are polished SiO 2 film 125, and the mechanical vibration generated when polishing the SiN film 124 is different. したがって、この機械的振動の周波数強度分布の変化を利用して、研磨当初の材質の材料の研磨から、これと異なる材質の材料の研磨に変わった時点を検出することができる。 Thus, by utilizing the change of the frequency intensity distribution of the mechanical vibration, the polishing of the original material of the material, it is possible to detect when changes to polishing and different materials of the material.

【0032】シリコン酸化物、シリコン窒化物、PS The silicon oxide, silicon nitride, PS
G、BSG、BPSG、種々の金属等の被研磨体を研磨した場合の測定結果によると、この機械的振動の周波数強度分布には、研磨体の材質に固有な振動数を含んでいることが観察された。 G, BSG, BPSG, according to measurement results in the case of polishing objects, such as various metals, the frequency intensity distribution of the mechanical vibrations, to contain a specific frequency to the material of the polishing body It was observed. この知見を用いると、被研磨体の材質を推定することができる。 With this knowledge, it is possible to estimate the material of the polishing body. この研磨方法は、集積回路装置の、多層配線層の表面を平坦化するための研磨に適用することができる。 The polishing method of the integrated circuit device can be applied to polishing for flattening the surface of the multilayer wiring layer.

【0033】また、前記のように、試料の研磨の開始した直後は、研磨体が試料の表面の微細な凹凸を研磨するため、試料から発生する機械的振動の周波数強度分布は不安定であるが、その凹凸が研磨されて平坦化した後は機械的振動が安定する性質を利用して、試料の表面の凹凸が研磨されて平坦化されたことを検知し、研磨工程を制御することができる。 Further, as described above, immediately after the start of polishing of the sample, since the polishing body is polished fine irregularities of the surface of the sample, the frequency intensity distribution of the mechanical vibration generated from the sample are unstable but it is after the unevenness is planarized is polished to utilizing the property of mechanical vibration is stable, detects that the unevenness of the surface of the sample has been flattened it is polished, to control the polishing process it can.

【0034】この研磨方法は、研磨体と被研磨体を摺動状態に保持した状態で相対的に移動する手段と、この研磨体と被研磨体の摩擦によって生じる機械的振動を検知する手段と、この機械的振動の変化に基づいて研磨工程を制御する手段を具える研磨装置によって実施することができる。 [0034] The polishing method, means for relatively moving while holding the polishing body and the object to be polished body sliding state, means for sensing the mechanical vibrations caused by friction of the polishing body and the object to be polished it can be carried out by a polishing apparatus comprising a means for controlling the polishing process based on the change of the mechanical vibration. また、この研磨方法は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、PSG、BSG、BPSG、金属等の、 Further, the polishing method, silicon oxide, silicon nitride, PSG, BSG, BPSG, such as metal,
所定の厚さまで研磨されたとき、研磨体と被研磨体との摩擦によって生じる機械的振動に変化を生じさせるための異なる材質の部分が埋設されている被研磨体を用いることによって実施することができる。 When polished to a predetermined thickness, be carried out by using a polishing target different material portions to produce a change in the mechanical vibrations caused by friction between the polishing body and the object to be polished is embedded it can.

【0035】 [0035]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 EXAMPLES Hereinafter, an embodiment of the present invention. (第1実施例)図1は、第1実施例の研磨装置の構成説明図である。 (First Embodiment) FIG. 1 is a diagram showing the construction of a polishing apparatus in the first embodiment. この図において、1は回転軸、2は研磨体、3は研磨布、4はウェーハ、5は吸着パッド、6はガイド、7はセラミックプレート、8は圧電素子、9はゴム部材、10は保持具、11は重錘、12は周波数分析装置である。 In this figure, 1 is the rotation axis, 2 polishing body, 3 polishing cloth, the wafer 4, 5 suction pad, the guide 6, 7 ceramic plate, the piezoelectric element 8, 9 is a rubber member, 10 is held ingredients, 11 is a weight, 12 a frequency analyzer. この研磨装置を、先に図16に示した被研磨体を用いて集積回路装置を製造する工程における研磨工程を想定して説明する。 The polishing apparatus will be described assuming a polishing step in the process of manufacturing an integrated circuit device using the polishing target shown in FIG. 16 above.

【0036】この実施例の研磨装置は、回転軸1に支持された研磨体2の表面上に貼り付けられ研磨剤を含む研磨布3の上に、吸着パッド5とガイド6によって被研磨体であるウェーハ4を吸着して支持したセラミックプレート7を載置し、そして、このセラミックプレート7上に、セラミックプレート7が発生する機械的振動を検知する手段である圧電素子8を接触し、この圧電素子8の周囲を外来機械的振動を遮断するゴム部材9で覆い、その上に、中心に開口を有する突起を具えた保持具10を置き、その上に中心に開口を有する重錘11を置いてウェーハ4と研磨布3の間の圧力を調節し、圧電素子8によって変換された電気信号を信号線を通して周波数分析装置12に伝送するようになっている。 The polishing apparatus of this embodiment, on the polishing pad 3 adhered on the support surface of the polishing body 2 to the rotating shaft 1 comprising an abrasive, at work to be polished by suction pad 5 and the guide 6 placing the ceramic plates 7 supported by adsorbing certain wafer 4, and, on the ceramic plate 7, contact the piezoelectric element 8 is a means for detecting the mechanical vibrations ceramic plates 7 are generated, the piezoelectric the periphery of the element 8 is covered with a rubber member 9 for blocking extraneous mechanical vibrations, on which placed the retainer 10 having the projections having an opening at the center, at a weight 11 having an opening at the center thereon adjusting the pressure between the wafer 4 and the polishing pad 3 Te, so as to transmit the electrical signal converted by the piezoelectric element 8 through the signal line to a frequency analyzer 12.

【0037】(第2実施例)図2は、第2実施例の研磨装置の構成説明図である。 [0037] (Second Embodiment) FIG 2 is a diagram showing the construction of a polishing apparatus in the second embodiment. この図において21は研磨体、22は研磨布、23はウェーハ、24は容器、25 21 abrasive member in this figure, 22 is the polishing pad, 23 wafers, 24 container, 25
は圧電素子、26は圧電素子支持具、27は研磨剤、2 Piezoelectric element 26 is a piezoelectric element support, the 27 abrasive, 2
8はガス、29は伝送ケーブル、30は周波数分析器である。 8 gas, 29 transmission cable, 30 is a frequency analyzer.

【0038】この実施例の研磨装置においては、研磨布22を貼り付けた研磨体21の上に被研磨体であるウェーハ23を載置し、このウェーハ23を容器24で覆い、この容器24内に、ウェーハ23から一定の距離だけ離して多孔質の合成樹脂からなる圧電素子支持具26 [0038] In the polishing apparatus of this embodiment, the wafer 23 is polished body on the polishing body 21 with which a polishing cloth 22 is placed to cover the wafer 23 in the container 24, the container 24 within the the piezoelectric element support 26 made of a synthetic resin porous away from the wafer 23 by a predetermined distance
によって圧電素子25を支持し、容器24内に充填された研磨剤27の上面を加圧されたガス28によって押して、ウェーハ23と研磨布22の間の圧力を調整し、この研磨剤27を圧電素子支持具26を通して研磨面に供給するようにし、圧電素子25によって変換された電気信号を伝送ケーブル29によって周波数分析器30に導き周波数分布を分析する。 The piezoelectric element 25 is supported by press upper surface of the polishing agent 27 filled in the container 24 by the pressurized gas 28 to adjust the pressure between the wafer 23 and the polishing pad 22, the piezoelectric this abrasive 27 be supplied to the polishing surface through the element support 26, to analyze the frequency distribution leads to a frequency analyzer 30 via a transmission cable 29 an electrical signal converted by the piezoelectric element 25.

【0039】(第3実施例)図3は、第3実施例の研磨装置の構成説明図である。 [0039] (Third Embodiment) FIG 3 is a diagram showing the construction of a polishing apparatus according to the third embodiment. この図において31は研磨体、32は研磨布、33はウェーハ、34は容器、34 31 abrasive member in this figure, 32 is the polishing pad, 33 wafers, 34 container, 34
1は合成樹脂被覆、35は圧電素子、36は圧電素子支持具、37は研磨剤、38はガス、39は伝送ケーブル、40は周波数分析器である。 1 synthetic resin coating, 35 is a piezoelectric element, 36 is a piezoelectric element support 37 is abrasive, 38 gas, 39 transmission cable, 40 is a frequency analyzer.

【0040】この実施例の研磨装置においては、研磨布32を貼り付けた研磨体31の上に被研磨体であるウェーハ33を載置し、このウェーハ33を、内壁にテフロン、塩化ビニル等の合成樹脂被覆34 1を有する容器3 [0040] In the polishing apparatus of this embodiment, the wafer 33 is polished body is placed on the polishing body 31 with which a polishing cloth 32, the wafer 33, Teflon inner wall, such as vinyl chloride container 3 having a synthetic resin coating 34 1
4で覆い、この容器34内に、ウェーハ33から一定の距離だけ離して多孔質の合成樹脂からなる圧電素子支持具36によって圧電素子35を支持し、容器34内に充填された研磨剤37の上面を加圧されたガス38によって押して、ウェーハ33と研磨布32の間の圧力を調整し、この研磨剤37を圧電素子支持具36を通して研磨面に供給するようにし、圧電素子35によって変換された電気信号を伝送ケーブル39によって周波数分析器4 Covered with 4, in the vessel 34, away from the wafer 33 by a predetermined distance piezoelectric element 35 is supported by the piezoelectric element support 36 made of synthetic resin porous abrasive 37 which is filled in the container 34 press top by a gas 38 pressurized to adjust the pressure between the wafer 33 and the polishing pad 32, and the abrasive 37 is supplied to the polishing surface through the piezoelectric element support 36, is converted by the piezoelectric element 35 frequency analyzer 4 the electrical signal by the transmission cable 39
0に導き周波数分布を分析する。 Analyzing the frequency distribution lead to 0. この、容器34の内壁に形成された合成樹脂被覆34 1は、外からの機械的振動を遮断する効果を有している。 The synthetic resin coating 34 1 formed on the inner wall of the container 34 has the effect of blocking the mechanical vibrations from the outside.

【0041】(第4実施例)図4は、第4実施例の研磨装置の構成説明図である。 [0041] (Fourth Embodiment) FIG. 4 is a diagram showing the construction of a polishing apparatus according to the fourth embodiment. この図において41は研磨体、42は研磨布、43はウェーハ、44は容器、44 41 abrasive member in this figure, 42 is the polishing pad, 43 wafers, 44 container, 44
1は合成樹脂被覆、45は圧電素子、46は圧電素子支持具、47は研磨剤、48はガス、49は伝送ケーブル、50は周波数分析器である。 1 synthetic resin coating, 45 is a piezoelectric element, 46 is a piezoelectric element support 47 is abrasive, 48 gas, 49 transmission cable, 50 is a frequency analyzer.

【0042】この実施例の研磨装置においては、研磨布42を貼り付けた研磨体41の上に被研磨体であるウェーハ43を載置し、このウェーハ43を、研磨布42と接触する端部にテフロン、塩化ビニル等の合成樹脂被覆44 1を有する容器44で覆い、この容器44内に、ウェーハ43から一定の距離だけ離して多孔質の合成樹脂からなる圧電素子支持具46によって圧電素子45を支持し、容器44内に充填された研磨剤47の上面を加圧されたガス48によって押して、ウェーハ43と研磨布42の間の圧力を調整し、この研磨剤47を圧電素子支持具46を通して研磨面に供給するようにし、圧電素子45によって変換された電気信号を伝送ケーブル49によって周波数分析器50に導き周波数分布を分析する。 The end in the polishing apparatus of this embodiment, the wafer 43 is polished body is placed on the polishing body 41 with which a polishing cloth 42, the wafer 43, which contacts the polishing cloth 42 Teflon, covered with a container 44 having a synthetic resin coating 44 1 such as vinyl chloride, into the container 44, the piezoelectric element 45 by the piezoelectric element support 46 away from the wafer 43 by a predetermined distance of a synthetic resin porous supporting or pressing the gas 48 the top pressurized abrasive 47 which is filled in the container 44, to adjust the pressure between the wafer 43 and the polishing pad 42, the abrasive 47 piezoelectric element support 46 be supplied to the polishing surface through analyzes the frequency distribution leads to a frequency analyzer 50 via a transmission cable 49 an electrical signal converted by the piezoelectric element 45.
この、容器44の研磨布42と接触する端部に形成された合成樹脂被覆44 1は、容器44の研磨布42と接触する端部と研磨布42との摩擦によって高レベルの機械的振動が発生するのを防止する効果を有している。 The synthetic resin coating 44 1 formed at an end portion in contact with the polishing cloth 42 of the container 44, the mechanical vibration friction by a high level of the end portion in contact with the polishing cloth 42 of the container 44 and the polishing pad 42 It has the effect of preventing the occurrence.

【0043】(第5実施例)図5は、第5実施例の研磨装置の構成説明図である。 [0043] (Fifth Embodiment) FIG. 5 is a diagram showing the construction of a polishing apparatus of the fifth embodiment. この図において51は研磨体、52は研磨布、53はウェーハ、54は容器、54 51 abrasive member in this figure, the polishing cloth 52, 53 is a wafer, 54 container, 54
2はプレート、55は圧電素子、56は圧電素子支持具、57は研磨剤、58はガス、59は伝送ケーブル、 2 plates, 55 piezoelectric element, 56 is a piezoelectric element support 57 is abrasive, 58 gas, 59 transmission cable,
60は周波数分析器である。 60 is a frequency analyzer.

【0044】この実施例の研磨装置においては、研磨布52を貼り付けた研磨体51の上に被研磨体であるウェーハ53を載置し、このウェーハ53を、プレート54 [0044] In the polishing apparatus of this embodiment, by placing the wafer 53 is polished body on the polishing body 51 with which a polishing cloth 52, the wafer 53, plate 54
2によって押さえ、このウェーハ53とプレート54 2 Pressed by 2, the wafer 53 and the plate 54 2
を容器54で覆い、この容器54内に、ウェーハ53から一定の距離だけ離して多孔質の合成樹脂からなる圧電素子支持具56によって圧電素子55を支持し、容器5 Covered with container 54, in the vessel 54, the piezoelectric element 55 is supported by the piezoelectric element support 56 made of synthetic resin porous away from the wafer 53 by a predetermined distance, the container 5
4内に充填された研磨剤57の上面を加圧されたガス5 4 gas upper surface of the polishing agent 57 filled pressurized within 5
8によって押して、ウェーハ53と研磨布52の間の圧力を調整し、この研磨剤57を圧電素子支持具56を通して研磨面に供給するようにし、圧電素子55によって変換された電気信号を伝送ケーブル59によって周波数分析器60に導き周波数分布を分析する。 Press the 8 to adjust the pressure between the wafer 53 and the polishing pad 52, and the abrasive 57 is supplied to the polishing surface through the piezoelectric element support 56, transmitting the electrical signal converted by the piezoelectric element 55 Cable 59 analyzing the frequency distribution leads to a frequency analyzer 60 by. この、プレート54 2は、ウェーハ53を平坦性を維持したまま、研磨布52に押圧する効果を有している。 This, plate 542 is a wafer 53 while maintaining the flatness, and has the effect of pressing the polishing cloth 52.

【0045】(第6実施例)図6は、第6実施例の研磨装置の構成説明図である。 [0045] (Sixth Embodiment) FIG. 6 is a diagram showing the construction of a polishing apparatus of the sixth embodiment. この図において61は研磨体、62は研磨布、63はウェーハ、64は容器、64 61 abrasive member in this figure, the polishing cloth 62, 63 is a wafer, 64 is a container, 64
1は合成樹脂被覆、65は圧電素子、66は圧電素子支持具、67は研磨剤、68はガス、69は伝送ケーブル、70は周波数分析器である。 1 synthetic resin coating, 65 is a piezoelectric element, 66 is a piezoelectric element support 67 is abrasive, 68 gas, 69 transmission cable, 70 is a frequency analyzer.

【0046】この実施例の研磨装置においては、研磨布62を貼り付けた研磨体61の上に被研磨体であるウェーハ63を載置し、このウェーハ63を、内壁と研磨布62と接触する端部にテフロン、塩化ビニル等の合成樹脂被覆64 1を有する容器64で覆い、この容器64内に、ウェーハ63から一定の距離だけ離して多孔質の合成樹脂からなる圧電素子支持具66によって圧電素子6 [0046] In the polishing apparatus of this embodiment, the wafer 63 is polished body on the polishing body 61 with which a polishing cloth 62 is placed, the wafer 63, contact the inner wall and the polishing cloth 62 Teflon end, covered with a container 64 having a synthetic resin coating 64 1 such as vinyl chloride, into the container 64, the piezoelectric by the piezoelectric element support 66 away from the wafer 63 by a predetermined distance of a synthetic resin porous element 6
5を支持し、容器64内に充填された研磨剤67の上面を加圧されたガス68によって押して、ウェーハ63と研磨布62の間の圧力を調整し、この研磨剤67を圧電素子支持具66を通して研磨面に供給するようにし、圧電素子65によって変換された電気信号を伝送ケーブル69によって周波数分析器70に導き周波数分布を分析する。 5 the support, by pressing the gas 68 a top pressurized abrasive 67 filled in the container 64, to adjust the pressure between the wafer 63 and the polishing pad 62, the abrasive 67 piezoelectric element support be supplied to the polishing surface through 66, analyzes the frequency distribution leads to a frequency analyzer 70 via a transmission cable 69 an electrical signal converted by the piezoelectric element 65. この、容器64の内壁と研磨布62と接触する端部に形成されたテフロン、塩化ビニル等の合成樹脂被覆64 1は、外からの機械的振動を遮断する効果と、容器64の研磨布62と接触する端部と研磨布62との摩擦によって高レベルの機械的振動が発生するのを防止する効果を有している。 The Teflon formed in the end portion contacting the inner wall of the container 64 and the polishing cloth 62, the synthetic resin coating 64 1 vinyl chloride or the like, the effect of blocking the mechanical vibrations from the outside, the polishing cloth 62 of the container 64 mechanical vibration of high level has the effect of preventing the occurrence of the friction between the abrasive cloth 62 with an end portion in contact with.

【0047】(第7実施例)図7は、第7実施例の研磨装置の構成説明図である。 [0047] (Seventh Embodiment) FIG 7 is a diagram showing the construction of a polishing apparatus of the seventh embodiment. この図において71は研磨体、72は研磨布、73はウェーハ、74は容器、74 71 abrasive member in this figure, 72 is the polishing pad, 73 wafers, 74 container, 74
1は合成樹脂被覆、74 2はプレート、75は圧電素子、78はガス、79は伝送ケーブル、80は周波数分析器である。 1 synthetic resin coating, 74 2 plate, 75 is a piezoelectric element, 78 is a gas, the 79 transmission cable, 80 is a frequency analyzer.

【0048】この実施例の研磨装置においては、研磨布72を貼り付けた研磨体71の上に被研磨体であるウェーハ73を載置し、このウェーハ73をプレート74 2 [0048] In the polishing apparatus of this embodiment, polishing the wafer 73 is polished body is placed on the fabric 72 polishing body 71 pasted to the plate 74 2 The wafer 73
によって押圧し、このウェーハ73とプレート74 Pressed by the wafer 73 and the plate 74
2を、内壁と研磨布72と接触する端部にテフロン、塩化ビニル等の合成樹脂被覆74 1を有する容器74で覆い、このプレート74 2の上面に圧電素子75を固定し、このプレート74 2を容器74内に供給されるガス78によって押して、ウェーハ73と研磨布72の間の圧力を調整し、研磨剤を容器74の外周から研磨面に供給するようにし、圧電素子75によって変換された電気信号を伝送ケーブル79によって周波数分析器80に導き周波数分布を分析する。 2, Teflon end portion contacting the inner wall and the polishing cloth 72, is covered with a container 74 having a synthetic resin coating 74 1 such as vinyl chloride, a piezoelectric element 75 fixed to the upper surface of the plate 74 2, the plate 74 2 press the gas 78 supplied into the container 74, to adjust the pressure between the wafer 73 and the polishing pad 72, and is supplied to the polishing surface of the abrasive from the outer periphery of the container 74, it is converted by the piezoelectric element 75 analyzing the frequency distribution leads to a frequency analyzer 80 via a transmission cable 79 to electrical signals.

【0049】この、容器74の内壁と研磨布72と接触する端部に形成されたテフロン、塩化ビニル等の合成樹脂被覆74 1は、外からの機械的振動を遮断する効果と、容器64の研磨布62と接触する端部と研磨布62 [0049] The Teflon formed in the end portion in contact with the inner wall and the polishing pad 72 of the container 74, the synthetic resin coating 74 1 vinyl chloride or the like, the effect of blocking the mechanical vibrations from the outside, the container 64 polishing an end in contact with the polishing cloth 62 cloth 62
との摩擦によって高レベルの機械的振動が発生するのを防止する効果を有し、また、プレート74 2を容器74 Has the effect of preventing the mechanical vibrations of the high level is generated by friction and, also, the plate 74 2 vessel 74
内に供給されるガス78によって押して、ウェーハ73 Press the gas 78 to be supplied within the wafer 73
と研磨布72の間の圧力を空気圧調整装置を用いて微細に調整することができる。 It can be adjusted finely by using the air pressure adjusting device the pressure between the polishing cloth 72 with.

【0050】(第8実施例)図8は、第8実施例の被研磨体の構成説明図である。 [0050] (Eighth Embodiment) FIG. 8 is a diagram showing the construction of the object to be polished of the eighth embodiment. この図において81は基板、 81 substrate in this figure,
82は絶縁膜、83は配線、84は層間絶縁膜である。 82 insulating film, 83 is the wiring, 84 denotes an interlayer insulating film.
本発明の研磨方法が適用できるこの実施例の被研磨体は、基板81の上に絶縁膜82が形成され、その上に配線83が形成され、その上に、シリコン酸化物、シリコン窒化物、PSG、BSG、BPSG等からなり表面に凹凸を有する層間絶縁膜84が形成されている。 Polished body of this embodiment can be applied polishing method of the present invention, the insulating film 82 is formed on the substrate 81, the wiring 83 on are formed, thereon, silicon oxide, silicon nitride, PSG, BSG, an interlayer insulating film 84 having an uneven surface made of BPSG or the like is formed. この実施例の被研磨体を本発明の研磨方法によって、研磨工程によって生じる機械的振動をモニターしながら研磨すると、表面の凹凸が研磨されている時の機械的振動と、表面の凹凸が研磨されて平坦化されたときの機械的振動の差から、平坦化された時点を検出することができる。 By the polishing method of the present invention the object to be polished in this example, when polished while monitoring the mechanical vibrations caused by the polishing step, a mechanical vibration when the unevenness of the surface is polished, surface irregularities are polished from the difference between the mechanical vibration of when flattened Te, can be detected when it is flattened.

【0051】(第9実施例)図9は、第9実施例の被研磨体の構成説明図であり、(A)と(B)は各態様を示している。 [0051] (Ninth Embodiment) FIG. 9 is a diagram illustrating the configuration of the object to be polished of the ninth embodiment, and (A) (B) shows the respective embodiments. この図において、91は基板、92 1は第1 In this figure, 91 is a substrate, 92 1 first
の絶縁膜、93 1は第1の配線、94 1は第2の絶縁膜、95 1は第3の絶縁膜、96 1は第4の絶縁膜、9 Insulating film, 93 1 the first wiring 94 1 and the second insulating film, 95 1 and the third insulating film 96 1 is the fourth insulating film, 9
2は第5の絶縁膜、93 2は第2の配線、94 2は第6の絶縁膜、95 2は第7の絶縁膜、96 2は第8の絶縁膜、97は第9の絶縁膜である。 2 2 a fifth insulating film, 93 2 and the second wiring 94 2 the sixth insulating film 95 2 is the seventh insulating film 96 2 is the eighth insulating film, 97 insulation ninth it is a membrane.

【0052】第1の態様 本発明の研磨方法が適用できるこの実施例の第1の態様の被研磨体は、図9(A)示されているように、基板9 [0052] object to be polished of the first aspect of this embodiment the polishing method can be applied in the first aspect the present invention is, as shown FIG. 9 (A), the substrate 9
1の上に第1の絶縁膜92 1が形成され、その上に第1 The first insulating film 92 1 is formed on the 1, first on the
の配線93 1が形成され、その上の全面に第2の絶縁膜94 1が形成され、その上に、第3の絶縁膜95 1が形成され、その上の全面に第4の絶縁膜96 1が形成され、この第4の絶縁膜96 1の表面が本発明の研磨方法によって平坦化された後、第5の絶縁膜92 2が形成され、その上に第2の配線93 2が形成され、その上の全面に第6の絶縁膜94 2が形成され、その上に、第7の絶縁膜95 2が形成され、その上の全面に第8の絶縁膜96 2が形成され、この第8の絶縁膜96 2の表面が本発明の研磨方法によって平坦化された後、第9の絶縁膜97が形成される。 The wiring 93 1 is formed and the second insulating film 94 1 on the entire surface of is formed, thereon, the third insulating film 95 1 is formed, the fourth insulating film 96 on the entire surface of the 1 is formed, after being flattened by the polishing method of the fourth insulating film 96 1 of the surface present invention, the insulating film 92 2 of the 5 is formed, on its second wirings 93 2 formed is, the insulating film 94 2 of the 6 is formed on the entire surface thereon, on which the insulating film 95 2 of the 7 are formed, the insulating film 96 2 of the 8 is formed on the entire surface thereon, the after the insulating film 96 2 of the surface of the eighth is planarized by the polishing method of the present invention, the ninth insulating film 97 is formed.

【0053】なお、この態様において、第1の配線93 [0053] Incidentally, in this embodiment, the first wiring 93
1と第2の配線93 2の上に形成された第2の絶縁膜9 The second insulating film 9 formed on first and the second wiring 93 2
1と第6の絶縁膜94 2は、第1の配線93 1と第2 4 1 and the insulating film 94 2 of the sixth, first wiring 93 1 and the second
の配線93 2と、第3の絶縁膜95 1と第7の絶縁膜9 And the wiring 93 2, the third insulating film 95 1 and the seventh insulating film 9
2の間に反応が生じて特性が劣化するのを防ぐため、 For 5 characteristic reaction occurs between the two to prevent the deterioration,
あるいは、第3の絶縁膜95 1と第7の絶縁膜95 2の成長速度が小さい材料である場合に、全体としての成長速度を稼ぐために挿入されている。 Alternatively, when the third insulating film 95 1 and the seventh growth rate of the insulating film 95 2 of a small material, is inserted to make the growth rate as a whole.

【0054】この構成において、第4の絶縁膜96 1 [0054] In this configuration, the fourth insulating film 96 1,
第8の絶縁膜96 2 (以下「第4の絶縁膜96 1等」という)と、第3の絶縁膜95 1 、第7の絶縁膜95 8 and the insulating film 96 2 (hereinafter referred to as "the fourth insulating film 96 1, etc."), a third insulating film 95 1, the seventh insulating film 95
2 (以下「第3の絶縁膜95 1等」という)の材料の組合せを次のようにして、機械的振動の差を大きくすることができる。 2 (hereinafter "third insulating film 95 1, etc." hereinafter) the combination of materials in the following manner, it is possible to increase the difference in mechanical vibration. (1)第4の絶縁膜96 1等がドーパントのないシリコン酸化膜で、第3の絶縁膜95 1等がSiN膜または、 (1) a silicon oxide film fourth insulating film 96 1 and the like without dopant, the third insulating film 95 1 and the like or a SiN film,
第4の絶縁膜96 1等がSiN膜で、第3の絶縁膜95 In the fourth insulating film 96 1 and the like SiN film, a third insulating film 95
1等がドーパントのないシリコン酸化膜 (2)第4の絶縁膜96 1等がドーパントのないシリコン酸化膜で、第3の絶縁膜95 1等がBSG膜または、 1, etc. In the silicon oxide film is a silicon oxide film (2) without dopant fourth insulating film 96 1 and the like without dopant, the third insulating film 95 1 and the like BSG film or,
第4の絶縁膜96 1等がBSG膜で、第3の絶縁膜95 In the fourth insulating film 96 1 and the like BSG film, a third insulating film 95
1等がドーパントのないシリコン酸化膜 (3)第4の絶縁膜96 1等がドーパントのないシリコン酸化膜で、第3の絶縁膜95 1等がPSG膜または、 Silicon oxide film without dopants such as 1 (3) fourth insulating film 96 1 and the like in the silicon oxide film without dopants, the third insulating film 95 1 and the like PSG film or,
第4の絶縁膜96 1等がPSG膜で、第3の絶縁膜95 In the fourth insulating film 96 1 and the like PSG film, a third insulating film 95
1等がドーパントのないシリコン酸化膜 (4)第4の絶縁膜96 1等がドーパントのないシリコン酸化膜で、第3の絶縁膜95 1等がBPSG膜または、第4の絶縁膜96 1等がBPSG膜で、第3の絶縁膜95 1等がドーパントのないシリコン酸化膜 1 like silicon oxide film (4) without dopant in the silicon oxide film fourth insulating film 96 1 and the like without dopant, the third insulating film 95 1 and the like BPSG film or the fourth insulating film 96 1, etc. There in the BPSG film, a silicon oxide film third insulating film 95 1 and the like without dopant

【0055】第2の態様 なお、この態様の説明における符号等は、第1の態様と整合させたため欠番を生じている。 [0055] The second aspect Incidentally, code or the like in the description of this embodiment is produced missing number for which is matched to the first aspect. 本発明の研磨方法が適用できるこの実施例の第2の態様の被研磨体は、図9 A second aspect of the object to be polished in this embodiment the polishing method can be applied to the present invention, FIG. 9
(B)示されているように、基板91の上に第1の絶縁膜92 1が形成され、その上に第1の配線93 1が形成され、その上の全面に第3の絶縁膜95 1が形成され、 (B) As shown, the first insulating film 92 1 is formed on a substrate 91, a first wiring 93 1 is formed thereon, the third insulating film 95 on the entire surface of the 1 is formed,
その上の全面に第4の絶縁膜96 1が形成され、この第4の絶縁膜96 1の表面が本発明の研磨方法によって平坦化された後、その上に第2の配線93 2が形成され、 Fourth insulating film 96 1 is formed on the entire surface thereon, after the fourth insulating film 96 1 on the surface is flattened by the polishing method of the present invention, on the second wiring 93 2 is formed It is,
その上に第7の絶縁膜95 2が形成され、その上の全面に第8の絶縁膜96 2が形成され、この第8の絶縁膜9 Insulating film 95 2 of the 7 is formed thereon, the insulating film 96 2 of the 8 is formed on the entire surface of the insulating film 9 of the eighth
2の表面が本発明の研磨方法によって平坦化される。 6 second surface is planarized by the polishing method of the present invention.

【0056】この構成において、第4の絶縁膜96 1 [0056] In this configuration, the fourth insulating film 96 1,
第8の絶縁膜96 2 (以下「第4の絶縁膜96 1等」という)と、第3の絶縁膜95 1 、第7の絶縁膜95 8 and the insulating film 96 2 (hereinafter referred to as "the fourth insulating film 96 1, etc."), a third insulating film 95 1, the seventh insulating film 95
2 (以下「第3の絶縁膜95 1等」という)の材料の組合せを次のようにして、機械的振動の差を大きくすることができる。 2 (hereinafter "third insulating film 95 1, etc." hereinafter) the combination of materials in the following manner, it is possible to increase the difference in mechanical vibration. (1)第4の絶縁膜96 1等がドーパントのないシリコン酸化膜で、第3の絶縁膜95 1等がSiN膜または、 (1) a silicon oxide film fourth insulating film 96 1 and the like without dopant, the third insulating film 95 1 and the like or a SiN film,
第4の絶縁膜96 1等がSiN膜で、第3の絶縁膜95 In the fourth insulating film 96 1 and the like SiN film, a third insulating film 95
1等がドーパントのないシリコン酸化膜 (2)第4の絶縁膜96 1等がドーパントのないシリコン酸化膜で、第3の絶縁膜95 1等がBSG膜または、 1, etc. In the silicon oxide film is a silicon oxide film (2) without dopant fourth insulating film 96 1 and the like without dopant, the third insulating film 95 1 and the like BSG film or,
第4の絶縁膜96 1等がBSG膜で、第3の絶縁膜95 In the fourth insulating film 96 1 and the like BSG film, a third insulating film 95
1等がドーパントのないシリコン酸化膜 (3)第4の絶縁膜96 1等がドーパントのないシリコン酸化膜で、第3の絶縁膜95 1等がPSG膜または、 Silicon oxide film without dopants such as 1 (3) fourth insulating film 96 1 and the like in the silicon oxide film without dopants, the third insulating film 95 1 and the like PSG film or,
第4の絶縁膜96 1等がPSG膜で、第3の絶縁膜95 In the fourth insulating film 96 1 and the like PSG film, a third insulating film 95
1等がドーパントのないシリコン酸化膜 (4)第4の絶縁膜96 1等がドーパントのないシリコン酸化膜で、第3の絶縁膜95 1等がBPSG膜または、第4の絶縁膜96 1等がBPSG膜で、第3の絶縁膜95 1等がドーパントのないシリコン酸化膜 1 like silicon oxide film (4) without dopant in the silicon oxide film fourth insulating film 96 1 and the like without dopant, the third insulating film 95 1 and the like BPSG film or the fourth insulating film 96 1, etc. There in the BPSG film, a silicon oxide film third insulating film 95 1 and the like without dopant

【0057】(第10実施例)図10は、第10実施例の被研磨体の構成説明図である。 [0057] (Tenth Embodiment) FIG. 10 is a diagram showing the construction of the object to be polished of the tenth embodiment. この図において用いた符号は第9実施例と同様に、91は基板、92 1は第1 Like reference numerals in the ninth embodiment using in this figure, 91 is a substrate, 92 1 first
の絶縁膜、93 1は第1の配線、96 1は第4の絶縁膜、92 2は第5の絶縁膜、93 2は第2の配線、96 Insulating film, 93 1 the first wiring 96 1 and the fourth insulating film, 92 2 the fifth insulating film, 93 2 and the second wire, 96
2は第8の絶縁膜、97は第9の絶縁膜、98 1は第1 2 eighth insulating film, 97 is the ninth insulating film, the 98 1 first
の金属柱、98 2は第2の金属柱である。 Pillars of metal, 98 2, which is the second metal pillar. なお、この態様の説明における符号等は、第1の態様と整合させたため欠番を生じている。 Incidentally, code, etc. in the description of this embodiment is produced missing number for which is matched to the first aspect.

【0058】本発明の研磨方法が適用できるこの実施例の被研磨体は、図10に示されているように、基板91 [0058] The polishing method of the present invention is applicable to be polished of this embodiment, as shown in FIG. 10, the substrate 91
の上に第1の絶縁膜92 1が形成され、その上に第1の配線93 1と第1の金属柱98 1が形成され、その上の全面に第4の絶縁膜96 1が形成され、この第4の絶縁膜96 1の表面が、第1の金属柱98 1の上端の機械的振動を検出することによって平坦化された後、第5の絶縁膜92 2が形成され、その上に第2の配線93 2と第2の金属柱98 2が形成され、その上の全面に第8の絶縁膜96 2が形成され、この第8の絶縁膜96 2の表面が第2の金属柱98 2の上端の機械的振動を検出することによって平坦化された後、第9の絶縁膜97が形成される。 The first insulating film 92 1 is formed on, its upper first wiring 93 1 and the first metal pillar 98 1 is formed on the fourth insulating film 96 1 is formed on the entire surface of the and the fourth insulating film 96 1 on the surface, after being flattened by detecting mechanical vibrations of the first metal pillar 98 1 of the upper end, the insulating film 92 2 of the 5 is formed, on its the second wiring 93 2 and the second metal pillar 98 2 is formed, the insulating film 96 2 over the entire surface of the eighth on are formed, this eighth insulating film 96 2 of the surface of the second metal after being flattened by detecting mechanical vibrations of the upper end of the column 98 2, the ninth insulating film 97 is formed.

【0059】この実施例において、第4の絶縁膜96 1 [0059] In this embodiment, the fourth insulating film 96 1
と第8の絶縁膜96 2としては、ドーパントのないシリコン酸化膜、SiN膜、BSG膜、PSG膜、BPSG When the insulating film 96 2 of the eighth, the dopant-free silicon oxide film, SiN film, BSG film, PSG film, BPSG
膜が用いられ、第1の金属柱98 1と第2の金属柱98 Film is used, the first metal pillar 98 1 and the second metal pillar 98
2としては、タングステン等の硬質金属、あるいは、銅等の軟質金属が用いられる。 The 2, hard metal such as tungsten, or a soft metal such as copper is used. 第1の金属柱98 1と第2 The first metal pillar 98 1 and the second
の金属柱98 2が硬質金属であっても、軟質金属であっても、前記の無機絶縁膜とは発生する機械的振動の周波数特性は異なっているため、研磨量の制御が有効に行われる。 Even the metal pillar 98 2 hard metal, even soft metal, because it differs from the frequency characteristics of the mechanical vibration generated from said inorganic insulating film is effectively performed to control the polishing amount .

【0060】 [0060]

【発明の効果】図11は、本発明の研磨方法による平坦性説明図であり、(A)は本発明による場合、(B)は従来技術による場合を示している。 Figure 11 Effect of the Invention is a flatness illustration by the polishing method of the present invention, shows the case of (A) in the case according to the invention, (B) the prior art. 従来技術による場合は、被研磨体を4回、3分ずつ研磨して平均研磨速度を求め、この平均研磨速度に基づいて、表面上に凹凸を有する基板の上にSiN膜とSiO 2膜を形成した被研磨体を2分10秒間研磨し、研磨した後に、凸部の上のS If according to the prior art, four times the object to be polished, an average removal rate polished to every 3 minutes, on the basis of the average polishing rate, the SiN film and the SiO 2 film on a substrate having irregularities on the surface the formed material to be polished was polished for 2 minutes 10 seconds, after polishing, S on the convex portion
iN膜の厚さ、あるいは、SiN膜の上に存在するSi The thickness of iN film or, Si present on the SiN film
2膜の厚さを測定した。 The thickness of the O 2 film was measured.

【0061】そして、SiN膜の厚さが研磨前と同じである場合を0μm、SiN膜の厚さが薄くなっている場合を「−」、SiN膜の上にSiO 2が残っている場合は「+」として評価した。 [0061] and, 0μm the case where the thickness of the SiN film is the same as before polishing, a case where the thickness of the SiN film is thin "-", if you are SiO 2 remains on top of the SiN film It was evaluated as "+". 評価したウェーハは50枚で、中心付近の断面をSEMで観察して各膜の厚さを数量化した。 Evaluated wafer is 50 sheets, the thickness of each membrane section in the vicinity of the center was observed by SEM was quantified. この従来の研磨方法によった場合は、図8 If by this conventional polishing method, FIG. 8
(B)に示されているように、測定結果は、−0.3μ As shown (B), the measurement result, -0.3Myu
mから+0.3μmの間にばらついている。 And it varies between + 0.3μm from m.

【0062】これに反して、被研磨体を研磨する工程において、機械的振動の周波数特性をモニターしながら研磨量を制御する本発明による場合は、測定結果が−0. [0062] Contrary to this, in the step of polishing objects, if according to the invention for controlling the amount of polishing while monitoring the frequency characteristic of the mechanical vibrations, the measurement result is -0.
1μmから0μmの間に100%入っている。 It contains 100% between 0μm from 1μm. したがって、本発明は、集積回路装置等の表面を平坦化する研磨技術分野において、研磨量の制御性の向上と、研磨の自動化に寄与するところが大きい。 Accordingly, the present invention provides a polishing art to planarize the surface, such as an integrated circuit device, and improve the controllability of the amount of polishing, which greatly contributes to automation of polishing.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】第1実施例の研磨装置の構成説明図である。 1 is a configuration explanatory view of a polishing apparatus in the first embodiment.

【図2】第2実施例の研磨装置の構成説明図である。 2 is a configuration explanatory view of a polishing apparatus in the second embodiment.

【図3】第3実施例の研磨装置の構成説明図である。 3 is a configuration explanatory view of a polishing apparatus according to the third embodiment.

【図4】第4実施例の研磨装置の構成説明図である。 4 is a configuration explanatory view of a polishing apparatus according to the fourth embodiment.

【図5】第5実施例の研磨装置の構成説明図である。 5 is a diagram illustrating the configuration of a polishing apparatus of the fifth embodiment.

【図6】第6実施例の研磨装置の構成説明図である。 6 is a diagram illustrating the configuration of a polishing apparatus of the sixth embodiment.

【図7】第7実施例の研磨装置の構成説明図である。 7 is a configuration explanatory view of a polishing apparatus of the seventh embodiment.

【図8】第8実施例の被研磨体の構成説明図である。 8 is a configuration explanatory diagram of the object to be polished of the eighth embodiment.

【図9】第9実施例の被研磨体の構成説明図であり、 9 is a diagram illustrating the configuration of the object to be polished of the ninth embodiment,
(A)と(B)は各態様を示している。 (A) and (B) show the respective embodiments.

【図10】第10実施例の被研磨体の構成説明図である。 10 is a diagram illustrating the configuration of the object to be polished of the tenth embodiment.

【図11】本発明の研磨方法による平坦性説明図であり、(A)は本発明による場合、(B)は従来技術による場合を示している。 [11] a flatness illustration by the polishing method of the present invention, shows the case of (A) in the case according to the invention, (B) the prior art.

【図12】従来の研磨による平坦化法の工程説明図(1)であり、(A)〜(D)は各工程を示している。 [Figure 12] is a process explanatory view of flattening method by conventional polishing (1) shows the (A) ~ (D) are respective steps.

【図13】従来の研磨による平坦化法の工程説明図(2)であり、(E)〜(G)は各工程を示している。 13 is a process explanatory view of flattening method by conventional polishing (2) shows the (E) ~ (G) each step.

【図14】従来の研磨による平坦化法の工程説明図(3)であり、(A)〜(D)は各工程を示している。 [Figure 14] is a process explanatory view of flattening method by conventional polishing (3), shows (A) ~ (D) are respective steps.

【図15】従来の研磨による平坦化法の工程説明図(4)であり、(E)〜(G)は各工程を示している。 [Figure 15] is a process explanatory view of flattening method by conventional polishing (4) shows the (E) ~ (G) each step.

【図16】研磨による機械的振動を調査するための被研磨体の構成説明図である。 16 is a diagram illustrating the configuration of a polishing target for investigating the mechanical vibration due to polishing.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 回転軸 2,21,31,41,51,61,71 研磨体 3,22,32,42,52,62,72 研磨布 4,23,33,43,53,63,73 ウェーハ 5 吸着パッド 6 ガイド 7 セラミックプレート 8,25,35,45,55,65,75 圧電素子 9 ゴム部材 10 保持具 11 重錘 12 周波数分析装置 24,34,44,54,64,74 容器 26,36,46,56,66 圧電素子支持具 27,37,47,57,67 研磨剤 28,38,48,58,68,78 ガス 29,39,49,59,69,79 伝送ケーブル 30,40,50,60,70,80 周波数分析器 34 1 ,44 1 ,64 1 ,74 1合成樹脂被覆 54 2 ,74 2プレート 81、91 基板 82 絶縁膜 83 配線 84 層間絶縁膜 92 1第1 3,22,32,42,52,62,72 abrasive cloth 1 rotary shaft 2,21,31,41,51,61,71 polishing body 4,23,33,43,53,63,73 wafer 5 suction pad 6 Guide 7 ceramic plate 8,25,35,45,55,65,75 piezoelectric element 9 rubber member 10 retainer 11 double weight 12 frequency analyzer 24,34,44,54,64,74 container 26, 36 and 46 , 56, 66 piezoelectric element support 27,37,47,57,67 abrasive 28,38,48,58,68,78 gas 29,39,49,59,69,79 transmission cable 30, 40, 60, 70, 80 the frequency analyzer 34 1, 44 1, 64 1, 74 1 synthetic resin coating 54 2, 74 2 plates 81 and 91 the substrate 82 insulating film 83 wirings 84 interlayer insulating film 92 1 first の絶縁膜 93 1第1の配線 94 1第2の絶縁膜 95 1第3の絶縁膜 96 1第4の絶縁膜 92 2第5の絶縁膜 93 2第2の配線 94 2第6の絶縁膜 95 2第7の絶縁膜 96 2第8の絶縁膜 97 第9の絶縁膜 98 1第1の金属柱 98 2第2の金属柱 Insulating film 93 1 first wiring 94 1 second insulating film 95 1 third insulating film 96 1 fourth insulating film 92 2 fifth insulating film 93 2 second wiring 94 2 sixth insulating film 95 2 seventh insulating film 96 2 eighth insulating film 97 a ninth insulating film 98 1 first metal pillar 98 2 second metal pillar

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大石 明良 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 有本 由弘 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 今井 雅彦 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Akira Oishi Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Nakahara-ku, Kamikodanaka 1015 address Fujitsu within Co., Ltd. (72) inventor Arimoto YukariHiroshi Kanagawa Prefecture, Nakahara-ku, Kawasaki, Kamikodanaka 1015 address Fujitsu within Co., Ltd. (72) inventor Masahiko Imai Kanagawa Prefecture, Nakahara-ku, Kawasaki, Kamikodanaka 1015 address Fujitsu within Co., Ltd.

Claims (13)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 表面に凹凸を有する被研磨体を研磨する際、研磨体と被研磨体との摩擦によって生じる機械的振動の変化を検知し、該機械的振動の変化に基づいて研磨工程を制御することを特徴とする研磨方法。 1. A time for polishing objects having an uneven surface, to detect the friction change in the mechanical vibrations caused by the polishing body and the object to be polished, the polishing process based on a change of the mechanical vibration polishing method and controlling.
  2. 【請求項2】 異なる材質の部分からなる被研磨体を研磨する際、研磨体と被研磨体との摩擦によって生じる機械的振動の変化を検知し、該機械的振動の変化に基づいて研磨工程を制御することを特徴とする研磨方法。 Wherein when polishing objects made of portions of different materials, polishing body and detects a change in the mechanical vibrations caused by friction between the object to be polished, the polishing process based on a change of the mechanical vibration polishing method characterized by controlling the.
  3. 【請求項3】 異なる材質の部分が、シリコン酸化物、 3. A different material portions, silicon oxide,
    シリコン窒化物、PSG、BSG、BPSG、金属から選ばれた材質の組合せによって構成されていることを特徴とする請求項2に記載された研磨方法。 Silicon nitride, PSG, BSG, BPSG, abrasive method according to claim 2, characterized in that it is constituted by a combination of material selected from a metal.
  4. 【請求項4】 被研磨体が集積回路装置を形成するウェーハであることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載された研磨方法。 4. abrasive method according to any one of up to claims 1 to 3 which the polishing body is characterized in that the wafer to form an integrated circuit device.
  5. 【請求項5】 研磨体と被研磨体を摺動状態に保持した状態で相対的に移動する手段と、該研磨体と被研磨体の摩擦によって生じる機械的振動を検知する手段と、該機械的振動の変化に基づいて研磨工程を制御する手段を有することを特徴とする研磨装置。 5. A polishing body and means for relatively moving while holding the polished body in the sliding state, means for sensing the mechanical vibrations caused by friction of the polishing body and the object to be polished, the machine polishing apparatus characterized by comprising means for controlling the polishing process based on the change in vibration.
  6. 【請求項6】 被研磨体をその背後から研磨材を介して研磨布に押圧し、被研磨体の背面から一定の距離に機械的振動を検知する手段を設けたことを特徴とする請求項5に記載された研磨装置。 6. presses the polishing cloth via an abrasive the polished body from behind, claims, characterized in that a means for detecting a mechanical vibration at a certain distance from the back of the object to be polished polishing apparatus according to 5.
  7. 【請求項7】 被研磨体をその背面からガスを介して研磨布に押圧し、被研磨体の背面から一定の距離に機械的振動を検知する手段を設けたことを特徴とする請求項5 7. presses the polishing cloth via a gas polished body from the rear, according to claim 5, characterized in that a means for detecting a mechanical vibration at a certain distance from the back of the object to be polished
    に記載された研磨装置。 Polishing apparatus according to.
  8. 【請求項8】 合成樹脂製の支持具によって、被研磨体の背面から一定の距離に機械的振動を検知する手段を支持したことを特徴とする請求項5から請求項7までのいずれか1項に記載された研磨装置。 By 8. synthetic resin support, claim 5, characterized in that the supporting means for sensing the mechanical vibrations at a constant distance from the back of the object to be polished to claim 7 1 polishing apparatus according to claim.
  9. 【請求項9】 被研磨体の背面から一定の距離に機械的振動を検知する手段を支持する容器の内側に合成樹脂コーティングが施されていることを特徴とする請求項5から請求項8までのいずれか1項に記載された研磨装置。 9. claim 5, characterized in that the inner synthetic resin coating of the container for supporting the means for sensing the mechanical vibrations at a constant distance from the back of the object to be polished is subjected to claim 8 polishing apparatus according to any one of.
  10. 【請求項10】 研磨剤を収容する容器の研磨体と接する部分が合成樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項5から請求項9までのいずれか1項に記載された研磨装置。 10. abrasive device according to any one of claims 5 to abrasive body portion that contacts the container housing the polishing agent is characterized in that it is formed of a synthetic resin to claim 9.
  11. 【請求項11】 被研磨体を支持する吸着パッド、または、被研磨体をワックスによって貼りつける治具を有することを特徴とする請求項5から請求項10までのいずれか1項に記載された研磨装置。 11. suction pads for supporting the object to be polished, or according to any one of claims 5, characterized in that it comprises a jig for attaching the object to be polished by the wax to claim 10 polishing apparatus.
  12. 【請求項12】 所定の厚さまで研磨されたとき、研磨体と被研磨体との摩擦によって生じる機械的振動に変化を生じさせるための異なる材質の部分が埋設されていることを特徴とする被研磨体。 12. When it is polished to a predetermined thickness, the characterized in that the different materials of the portions to produce a change in the mechanical vibrations caused by friction between the polishing body and the object to be polished is embedded polishing body.
  13. 【請求項13】 異なる材質の部分が、シリコン酸化物、シリコン窒化物、PSG、BSG、BPSG、金属から選ばれた材質の組合せによって構成されていることを特徴とする請求項12に記載された被研磨体。 13. Different material portions, silicon oxide, silicon nitride, PSG, BSG, BPSG, according to claim 12, characterized in that it is constituted by a combination of material selected from metal object to be polished.
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