JPH07221058A - 平坦化方法および研磨装置 - Google Patents
平坦化方法および研磨装置Info
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- JPH07221058A JPH07221058A JP2745694A JP2745694A JPH07221058A JP H07221058 A JPH07221058 A JP H07221058A JP 2745694 A JP2745694 A JP 2745694A JP 2745694 A JP2745694 A JP 2745694A JP H07221058 A JPH07221058 A JP H07221058A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 一つの研磨装置で金属膜の化学的機械研磨お
よび絶縁膜の化学的機械研磨を行う。また、研磨寸法の
精度を上げる。 【構成】 塩基性雰囲気下で金属膜の化学的機械研磨お
よび絶縁膜の化学的機械研磨を行う。また、物理的パラ
メータに加えて化学的パラメータをも制御して研磨を行
う。このため、化学的機械研磨に用いる薬液の濃度をモ
ニターし、そのモニター結果に基づいて薬液の供給量を
制御する。
よび絶縁膜の化学的機械研磨を行う。また、研磨寸法の
精度を上げる。 【構成】 塩基性雰囲気下で金属膜の化学的機械研磨お
よび絶縁膜の化学的機械研磨を行う。また、物理的パラ
メータに加えて化学的パラメータをも制御して研磨を行
う。このため、化学的機械研磨に用いる薬液の濃度をモ
ニターし、そのモニター結果に基づいて薬液の供給量を
制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、平坦化方法および研
磨装置に関し、例えば、高度に微細化および集積化した
半導体メモリー素子等の半導体集積回路の製造において
層間絶縁膜などのグローバル平坦化を行う工程に適用し
て好適なものである。
磨装置に関し、例えば、高度に微細化および集積化した
半導体メモリー素子等の半導体集積回路の製造において
層間絶縁膜などのグローバル平坦化を行う工程に適用し
て好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の高集積化に伴って、その配
線は、益々微細化、多層化の方向に進んでいる。しかし
ながら、配線の高集積化は、一方では半導体装置の信頼
性を低下させる要因になる場合がある。なぜなら、配線
の微細化および多層化の進展に伴い、層間絶縁膜の段差
は大きく、かつ急峻となり、その上に形成される配線の
加工精度や信頼性を低下させているからである。
線は、益々微細化、多層化の方向に進んでいる。しかし
ながら、配線の高集積化は、一方では半導体装置の信頼
性を低下させる要因になる場合がある。なぜなら、配線
の微細化および多層化の進展に伴い、層間絶縁膜の段差
は大きく、かつ急峻となり、その上に形成される配線の
加工精度や信頼性を低下させているからである。
【０００３】このため、特にＡｌによる配線の段差被覆
性の大幅な改善が困難な現在では、層間絶縁膜の平坦性
を向上させる必要がある。これは、リソグラフィーに用
いられる露光用の光の短波長化に伴う焦点深度の低下と
いう観点からも重要になりつつある。
性の大幅な改善が困難な現在では、層間絶縁膜の平坦性
を向上させる必要がある。これは、リソグラフィーに用
いられる露光用の光の短波長化に伴う焦点深度の低下と
いう観点からも重要になりつつある。
【０００４】これまでに、表１に示すような各種の絶縁
膜の形成技術および平坦化技術が開発されてきている
が、微細化、多層化した配線の層間絶縁膜にこれらの技
術を適用した場合、配線間隔が大きい場合の平坦化の不
足や配線間の部分における層間絶縁膜での鬆の発生によ
る配線間の接続不良等が問題となっている。
膜の形成技術および平坦化技術が開発されてきている
が、微細化、多層化した配線の層間絶縁膜にこれらの技
術を適用した場合、配線間隔が大きい場合の平坦化の不
足や配線間の部分における層間絶縁膜での鬆の発生によ
る配線間の接続不良等が問題となっている。
【表１】
【０００５】そこで、この問題を解決する手段として最
近、従来のシリコンウェハーの鏡面研磨法を応用した化
学的機械研磨法と呼ばれる方法を層間絶縁膜の平坦化に
用いることが提案されている。この方法を簡単に説明す
ると以下のようになる。
近、従来のシリコンウェハーの鏡面研磨法を応用した化
学的機械研磨法と呼ばれる方法を層間絶縁膜の平坦化に
用いることが提案されている。この方法を簡単に説明す
ると以下のようになる。
【０００６】図６はこの方法に用いられる研磨装置を示
す。この研磨装置においては、ウェハー５１をセットし
たキャリア５２をウェハー５１がプラテンと呼ばれる研
磨プレート５３に対向するようにセットし、スラリー供
給系５４のスラリー供給口５５から研磨プレート５３上
のパッドと呼ばれる研磨布５６の上にスラリー５７を供
給し、研磨プレート回転軸５８の回転数、キャリア回転
軸５９の回転数および研磨圧力調整器６０の圧力を調整
してウェハー５１の研磨を行う装置である。このとき、
絶縁膜のエッチングを行う意味でＫＯＨ等を添加して塩
基性雰囲気で研磨を行う。
す。この研磨装置においては、ウェハー５１をセットし
たキャリア５２をウェハー５１がプラテンと呼ばれる研
磨プレート５３に対向するようにセットし、スラリー供
給系５４のスラリー供給口５５から研磨プレート５３上
のパッドと呼ばれる研磨布５６の上にスラリー５７を供
給し、研磨プレート回転軸５８の回転数、キャリア回転
軸５９の回転数および研磨圧力調整器６０の圧力を調整
してウェハー５１の研磨を行う装置である。このとき、
絶縁膜のエッチングを行う意味でＫＯＨ等を添加して塩
基性雰囲気で研磨を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法にも解決すべき問題点がいくつかある。すなわち、上
述のように今後の多層配線を考えると、絶縁膜と金属膜
との両方を研磨平坦化する必要があるが、これを一つの
研磨装置で行おうとすると、金属膜は塩基性雰囲気下で
は研磨されにくいため酸性雰囲気下で研磨を行う必要が
ある。
法にも解決すべき問題点がいくつかある。すなわち、上
述のように今後の多層配線を考えると、絶縁膜と金属膜
との両方を研磨平坦化する必要があるが、これを一つの
研磨装置で行おうとすると、金属膜は塩基性雰囲気下で
は研磨されにくいため酸性雰囲気下で研磨を行う必要が
ある。
【０００８】ところが、一つの研磨装置で酸性雰囲気下
および塩基性雰囲気下での研磨を行うには装置的な制約
がかなり多くなり、現実的ではない。また、今後の多層
配線を考えると、研磨寸法の精度が高い研磨平坦化方法
が求められるが、実際の研磨寸法の制御は上述のように
物理的なパラメータの制御により行っているに過ぎない
のが現状であり、高い研磨寸法を得ることは困難であっ
た。
および塩基性雰囲気下での研磨を行うには装置的な制約
がかなり多くなり、現実的ではない。また、今後の多層
配線を考えると、研磨寸法の精度が高い研磨平坦化方法
が求められるが、実際の研磨寸法の制御は上述のように
物理的なパラメータの制御により行っているに過ぎない
のが現状であり、高い研磨寸法を得ることは困難であっ
た。
【０００９】従って、この発明の目的は、一つの装置で
金属膜の化学的機械研磨および絶縁膜の化学的機械研磨
を行い、平坦化することができる平坦化方法を提供する
ことにある。この発明の他の目的は、高い研磨寸法精度
で化学的機械研磨を行い、良好な平坦化形状を得ること
ができる平坦化方法および研磨装置を提供することにあ
る。
金属膜の化学的機械研磨および絶縁膜の化学的機械研磨
を行い、平坦化することができる平坦化方法を提供する
ことにある。この発明の他の目的は、高い研磨寸法精度
で化学的機械研磨を行い、良好な平坦化形状を得ること
ができる平坦化方法および研磨装置を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明者は、上記課題
を解決すべく鋭意考察した結果、金属膜の化学的機械研
磨および絶縁膜の化学的機械研磨を同一の研磨装置で行
うにはこれらの化学的機械研磨を塩基性雰囲気下で行え
ばよく、また、高い研磨寸法精度で化学的機械研磨を行
うには物理的パラメータに加えて化学的パラメータをも
制御すればよいことを見い出してこの発明を案出するに
到った。
を解決すべく鋭意考察した結果、金属膜の化学的機械研
磨および絶縁膜の化学的機械研磨を同一の研磨装置で行
うにはこれらの化学的機械研磨を塩基性雰囲気下で行え
ばよく、また、高い研磨寸法精度で化学的機械研磨を行
うには物理的パラメータに加えて化学的パラメータをも
制御すればよいことを見い出してこの発明を案出するに
到った。
【００１１】すなわち、上記目的を達成するために、こ
の発明の第１の発明による平坦化方法は、化学的機械研
磨を用いて段差を有する基体を平坦化する工程を少なく
とも１回以上有する平坦化方法において、金属膜の化学
的機械研磨および絶縁膜の化学的機械研磨を塩基性雰囲
気下で行うようにしたことを特徴とするものである。
の発明の第１の発明による平坦化方法は、化学的機械研
磨を用いて段差を有する基体を平坦化する工程を少なく
とも１回以上有する平坦化方法において、金属膜の化学
的機械研磨および絶縁膜の化学的機械研磨を塩基性雰囲
気下で行うようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】この発明の第１の発明による平坦化方法に
おいて、金属膜の化学的機械研磨および絶縁膜の化学的
機械研磨は同一の研磨装置で行われる。ここで、金属膜
は、Ａｌに代表される両性金属からなる。この発明の第
２の発明による平坦化方法は、化学的機械研磨を用いて
段差を有する基体を平坦化する工程を少なくとも１回以
上有する平坦化方法において、化学的機械研磨に用いら
れる薬液の濃度をモニターし、そのモニター結果に基づ
いて薬液の供給量を制御するようにしたことを特徴とす
るものである。
おいて、金属膜の化学的機械研磨および絶縁膜の化学的
機械研磨は同一の研磨装置で行われる。ここで、金属膜
は、Ａｌに代表される両性金属からなる。この発明の第
２の発明による平坦化方法は、化学的機械研磨を用いて
段差を有する基体を平坦化する工程を少なくとも１回以
上有する平坦化方法において、化学的機械研磨に用いら
れる薬液の濃度をモニターし、そのモニター結果に基づ
いて薬液の供給量を制御するようにしたことを特徴とす
るものである。
【００１３】この発明の第２の発明による平坦化方法に
おいては、好適には、薬液の濃度を平坦化用の研磨パッ
ド直前で常時モニターする。
おいては、好適には、薬液の濃度を平坦化用の研磨パッ
ド直前で常時モニターする。
【００１４】この発明の第２の発明による平坦化方法に
おいては、さらに好適には、薬液の濃度を平坦化用の研
磨パッド直前および研磨後の廃液回収部で常時モニター
する。
おいては、さらに好適には、薬液の濃度を平坦化用の研
磨パッド直前および研磨後の廃液回収部で常時モニター
する。
【００１５】この発明の第２の発明による平坦化方法に
おいては、研磨パッド直前でモニターされた薬液の濃度
と廃液回収部でモニターされた薬液の濃度との差を求
め、その差に基づいて薬液の供給量を制御する。
おいては、研磨パッド直前でモニターされた薬液の濃度
と廃液回収部でモニターされた薬液の濃度との差を求
め、その差に基づいて薬液の供給量を制御する。
【００１６】この発明の第３の発明による研磨装置は、
化学的機械研磨に用いられる薬液の濃度をモニターする
ための濃度モニターと、濃度モニターによりモニターさ
れた薬液の濃度に基づいて薬液の供給量を制御する制御
手段とを有することを特徴とするものである。
化学的機械研磨に用いられる薬液の濃度をモニターする
ための濃度モニターと、濃度モニターによりモニターさ
れた薬液の濃度に基づいて薬液の供給量を制御する制御
手段とを有することを特徴とするものである。
【００１７】この発明の第３の発明による研磨装置にお
いては、好適には、濃度モニターは平坦化用の研磨パッ
ド直前に設けられる。この発明の第３の発明による研磨
装置においては、さらに好適には、濃度モニターは平坦
化用の研磨パッド直前および研磨後の廃液回収部にそれ
ぞれ設けられる。
いては、好適には、濃度モニターは平坦化用の研磨パッ
ド直前に設けられる。この発明の第３の発明による研磨
装置においては、さらに好適には、濃度モニターは平坦
化用の研磨パッド直前および研磨後の廃液回収部にそれ
ぞれ設けられる。
【００１８】この発明の第３の発明による研磨装置にお
いては、好適には、制御手段により、研磨パッド直前に
設けられた濃度モニターによりモニターされた薬液の濃
度と廃液回収部に設けられた濃度モニターによりモニタ
ーされた薬液の濃度との差を求め、その差に基づいて薬
液の供給量を制御する。
いては、好適には、制御手段により、研磨パッド直前に
設けられた濃度モニターによりモニターされた薬液の濃
度と廃液回収部に設けられた濃度モニターによりモニタ
ーされた薬液の濃度との差を求め、その差に基づいて薬
液の供給量を制御する。
【００１９】
【作用】この発明の第１の発明による平坦化方法によれ
ば、絶縁膜は塩基性雰囲気下で化学的機械研磨により容
易に研磨され、金属膜もＡｌに代表される両性金属から
なる場合には塩基性雰囲気下で化学的機械研磨により研
磨されるので、一つの研磨装置で金属膜の化学的機械研
磨および絶縁膜の化学的機械研磨を行うことができる。
なお、両性金属以外の金属からなる金属膜は機械的研磨
を行うことにより平坦化することができ、この場合にも
これらの絶縁膜の化学的機械研磨および金属膜の機械研
磨を一つの研磨装置で行うことができる。
ば、絶縁膜は塩基性雰囲気下で化学的機械研磨により容
易に研磨され、金属膜もＡｌに代表される両性金属から
なる場合には塩基性雰囲気下で化学的機械研磨により研
磨されるので、一つの研磨装置で金属膜の化学的機械研
磨および絶縁膜の化学的機械研磨を行うことができる。
なお、両性金属以外の金属からなる金属膜は機械的研磨
を行うことにより平坦化することができ、この場合にも
これらの絶縁膜の化学的機械研磨および金属膜の機械研
磨を一つの研磨装置で行うことができる。
【００２０】この発明の第２の発明による平坦化方法に
よれば、化学的機械研磨に用いられる薬液の濃度、すな
わち化学的パラメータを制御することができることによ
り、研磨速度を制御することができる。このため、高い
研磨寸法精度を得ることができ、良好な平坦化形状を得
ることができる。
よれば、化学的機械研磨に用いられる薬液の濃度、すな
わち化学的パラメータを制御することができることによ
り、研磨速度を制御することができる。このため、高い
研磨寸法精度を得ることができ、良好な平坦化形状を得
ることができる。
【００２１】特に、研磨パッド直前でモニターされた薬
液の濃度と廃液回収部でモニターされた薬液の濃度との
差を求め、その差に基づいて薬液の供給量を制御するこ
とにより、研磨速度をより正確に制御することができ、
より高い研磨寸法精度を得ることができる。
液の濃度と廃液回収部でモニターされた薬液の濃度との
差を求め、その差に基づいて薬液の供給量を制御するこ
とにより、研磨速度をより正確に制御することができ、
より高い研磨寸法精度を得ることができる。
【００２２】この発明の第３の発明による研磨装置によ
れば、制御手段により、化学的機械研磨に用いられる薬
液の濃度、すなわち化学的パラメータを制御することが
できることにより、研磨速度を制御することができる。
このため、高い研磨寸法精度を得ることができ、良好な
平坦化形状を得ることができる。
れば、制御手段により、化学的機械研磨に用いられる薬
液の濃度、すなわち化学的パラメータを制御することが
できることにより、研磨速度を制御することができる。
このため、高い研磨寸法精度を得ることができ、良好な
平坦化形状を得ることができる。
【００２３】
【実施例】以下、図面を参照しながらこの発明の実施例
について説明する。
について説明する。
【００２４】まず、この発明の第１実施例について説明
する。この第１実施例においては、図６に示す研磨装置
を用いる。図６に示すように、この研磨装置において
は、ウェハー５１をセットしたキャリア５２をウェハー
５１がプラテンと呼ばれる研磨プレート５３に対向する
ようにセットし、スラリー供給系５４のスラリー供給口
５５から研磨プレート５３上のパッドと呼ばれる研磨布
５６の上にスラリー５７を供給し、研磨プレート回転軸
５８の回転数、キャリア回転軸５９の回転数および研磨
圧力調整器６０の圧力を調整してウェハー５１の研磨を
行う。スラリー５７としては例えばコロイダルシリカス
ラリーが用いられる。
する。この第１実施例においては、図６に示す研磨装置
を用いる。図６に示すように、この研磨装置において
は、ウェハー５１をセットしたキャリア５２をウェハー
５１がプラテンと呼ばれる研磨プレート５３に対向する
ようにセットし、スラリー供給系５４のスラリー供給口
５５から研磨プレート５３上のパッドと呼ばれる研磨布
５６の上にスラリー５７を供給し、研磨プレート回転軸
５８の回転数、キャリア回転軸５９の回転数および研磨
圧力調整器６０の圧力を調整してウェハー５１の研磨を
行う。スラリー５７としては例えばコロイダルシリカス
ラリーが用いられる。
【００２５】なお、上述の研磨装置の構成はあくまでも
一例であり、ウェハー載置の方法などやプラテン、キャ
リアの数や構成およびパッド、スラリーの種類について
は、特に限定されるものではない。
一例であり、ウェハー載置の方法などやプラテン、キャ
リアの数や構成およびパッド、スラリーの種類について
は、特に限定されるものではない。
【００２６】図１はこの発明の第１実施例を示す。この
第１実施例は、Ａｌ配線層間における金属膜と絶縁膜と
の両方を化学的機械研磨により平坦化する場合である。
図１Ａに示すように、まず、シリコン等から成る半導体
基板１上に酸化シリコン等から成る第１の層間絶縁膜２
および第１のＡｌ配線層３が順次形成されたウェハーを
用意する。
第１実施例は、Ａｌ配線層間における金属膜と絶縁膜と
の両方を化学的機械研磨により平坦化する場合である。
図１Ａに示すように、まず、シリコン等から成る半導体
基板１上に酸化シリコン等から成る第１の層間絶縁膜２
および第１のＡｌ配線層３が順次形成されたウェハーを
用意する。
【００２７】次に、図１Ｂに示すように、Ａｌ配線層３
上に第２の層間絶縁膜４を形成した後、図６に示す研磨
装置を用いてこの層間絶縁膜４の化学的機械研磨を以下
の条件で行う。 研磨プレート回転数 ： ５０ｒｐｍ キャリア回転数 ： １７ｒｐｍ 研磨圧力 ： ８ｐｓｉ 研磨パッド温度 ： ３０〜４０°Ｃ スラリー流量 ： ２２５ｍｌ／ｍｉｎ
上に第２の層間絶縁膜４を形成した後、図６に示す研磨
装置を用いてこの層間絶縁膜４の化学的機械研磨を以下
の条件で行う。 研磨プレート回転数 ： ５０ｒｐｍ キャリア回転数 ： １７ｒｐｍ 研磨圧力 ： ８ｐｓｉ 研磨パッド温度 ： ３０〜４０°Ｃ スラリー流量 ： ２２５ｍｌ／ｍｉｎ
【００２８】この研磨条件は絶縁膜の研磨条件としては
一般的なものである。ここでは、塩基性の雰囲気下で化
学的機械研磨を行うために、スラリーをＫＯＨ／水／ア
ルコールに懸濁させたものが用いられる。
一般的なものである。ここでは、塩基性の雰囲気下で化
学的機械研磨を行うために、スラリーをＫＯＨ／水／ア
ルコールに懸濁させたものが用いられる。
【００２９】図１Ｃは層間絶縁膜４の研磨後の状態を示
す。次に、リソグラフィーにより層間絶縁膜４上に所定
形状のレジストパターン（図示せず）を形成した後、こ
のレジストパターンをマスクとして層間絶縁膜４をドラ
イエッチングすることによって開口部５を形成する。こ
れらの工程は全て通常の条件で行われる。
す。次に、リソグラフィーにより層間絶縁膜４上に所定
形状のレジストパターン（図示せず）を形成した後、こ
のレジストパターンをマスクとして層間絶縁膜４をドラ
イエッチングすることによって開口部５を形成する。こ
れらの工程は全て通常の条件で行われる。
【００３０】次に、図１Ｄに示すように、開口部５を埋
めるように第２の層間絶縁膜４上にＡｌ膜６を高温スパ
ッタ法により以下の条件で形成する。このＡｌ膜６の膜
厚は例えば、５００ｎｍである。 Ａｒガス流量 ： １００ＳＣＣＭ 圧力 ： ０．２７〜０．４０Ｐａ 温度 ： ５００〜５５０°Ｃ ＤＣ出力 ： １０ｋＷ ここでは、高温スパッタ法を用いているため、セルフフ
ロー形状が得られ、開口部５にＡｌ膜６を埋め込むこと
ができる。
めるように第２の層間絶縁膜４上にＡｌ膜６を高温スパ
ッタ法により以下の条件で形成する。このＡｌ膜６の膜
厚は例えば、５００ｎｍである。 Ａｒガス流量 ： １００ＳＣＣＭ 圧力 ： ０．２７〜０．４０Ｐａ 温度 ： ５００〜５５０°Ｃ ＤＣ出力 ： １０ｋＷ ここでは、高温スパッタ法を用いているため、セルフフ
ロー形状が得られ、開口部５にＡｌ膜６を埋め込むこと
ができる。
【００３１】次に、図６に示す化学的機械研磨装置によ
ってＡｌ膜６の化学的機械研磨を以下の条件で行う。 研磨プレート回転数 ： ５０ｒｐｍ キャリア回転数 ： １７ｒｐｍ 研磨圧力 ： ６ｐｓｉ 研磨パッド温度 ： ３０〜４０°Ｃ スラリー流量 ： ２２５ｍｌ／ｍｉｎ
ってＡｌ膜６の化学的機械研磨を以下の条件で行う。 研磨プレート回転数 ： ５０ｒｐｍ キャリア回転数 ： １７ｒｐｍ 研磨圧力 ： ６ｐｓｉ 研磨パッド温度 ： ３０〜４０°Ｃ スラリー流量 ： ２２５ｍｌ／ｍｉｎ
【００３２】ここでは、弱塩基性の雰囲気下で化学的機
械研磨を行うため、スラリーをＫＯＨ／水／アルコール
に懸濁させたものが用いられる。また、Ａｌ膜６は柔ら
かいので研磨圧力を多少低くし、ＫＯＨの濃度は絶縁膜
の場合の１０分の１の値にする。このようにして化学的
機械研磨を行うことにより、図１Ｅに示すように、Ａｌ
膜６の表面は完全に平坦化される。次に、このＡｌ膜６
をパターニングして第２の配線層を形成する。
械研磨を行うため、スラリーをＫＯＨ／水／アルコール
に懸濁させたものが用いられる。また、Ａｌ膜６は柔ら
かいので研磨圧力を多少低くし、ＫＯＨの濃度は絶縁膜
の場合の１０分の１の値にする。このようにして化学的
機械研磨を行うことにより、図１Ｅに示すように、Ａｌ
膜６の表面は完全に平坦化される。次に、このＡｌ膜６
をパターニングして第２の配線層を形成する。
【００３３】この第１実施例では、塩基性物質としてＫ
ＯＨを添加したが、これに限定されるものではない。例
えば、有機塩基としてメチルアミンやエチルアミン、イ
ソプロピルアミン等を用いることも可能であり、研磨速
度とＡｌ膜の成膜条件とを勘案して添加量とともに決定
される。
ＯＨを添加したが、これに限定されるものではない。例
えば、有機塩基としてメチルアミンやエチルアミン、イ
ソプロピルアミン等を用いることも可能であり、研磨速
度とＡｌ膜の成膜条件とを勘案して添加量とともに決定
される。
【００３４】この後、第３の層間絶縁膜（図示せず）を
通常の条件で形成し、以下同様の方法で多層配線を形成
する。以上のように、この第１実施例によれば、層間絶
縁膜４の化学的機械研磨およびＡｌ膜６の化学的機械研
磨をいずれも塩基性雰囲気下で行っているので、同一の
研磨装置でこれらの層間絶縁膜４およびＡｌ膜６の化学
的機械研磨を行うことができる。そして、これらの化学
的機械研磨により、層間絶縁膜４およびＡｌ膜６の平坦
化を行うことができる。
通常の条件で形成し、以下同様の方法で多層配線を形成
する。以上のように、この第１実施例によれば、層間絶
縁膜４の化学的機械研磨およびＡｌ膜６の化学的機械研
磨をいずれも塩基性雰囲気下で行っているので、同一の
研磨装置でこれらの層間絶縁膜４およびＡｌ膜６の化学
的機械研磨を行うことができる。そして、これらの化学
的機械研磨により、層間絶縁膜４およびＡｌ膜６の平坦
化を行うことができる。
【００３５】次に、この発明の第２実施例について説明
する。この第２実施例もＡｌ配線を例に採り、金属膜と
絶縁膜との両方を平坦化する場合である。但し、Ａｌ膜
に対しては機械的研磨を用いる。
する。この第２実施例もＡｌ配線を例に採り、金属膜と
絶縁膜との両方を平坦化する場合である。但し、Ａｌ膜
に対しては機械的研磨を用いる。
【００３６】この第２実施例においては、第１実施例と
同様に、図１Ａに示すような、シリコン等から成る半導
体基板１上に酸化シリコン等から成る第１の層間絶縁膜
２およびＡｌ配線層３が形成されたウェハーを用意す
る。
同様に、図１Ａに示すような、シリコン等から成る半導
体基板１上に酸化シリコン等から成る第１の層間絶縁膜
２およびＡｌ配線層３が形成されたウェハーを用意す
る。
【００３７】次に、図１Ｂに示すように、Ａｌ配線層３
上に第２の層間絶縁膜４を形成した後、図６に示す研磨
装置を用いてこの層間絶縁膜４の化学的機械研磨を以下
の条件で行う。 研磨プレート回転数 ： ５０ｒｐｍ キャリア回転数 ： １７ｒｐｍ 研磨圧力 ： ８ｐｓｉ 研磨パッド温度 ： ３０〜４０°Ｃ スラリー流量 ： ２２５ｍｌ／ｍｉｎ
上に第２の層間絶縁膜４を形成した後、図６に示す研磨
装置を用いてこの層間絶縁膜４の化学的機械研磨を以下
の条件で行う。 研磨プレート回転数 ： ５０ｒｐｍ キャリア回転数 ： １７ｒｐｍ 研磨圧力 ： ８ｐｓｉ 研磨パッド温度 ： ３０〜４０°Ｃ スラリー流量 ： ２２５ｍｌ／ｍｉｎ
【００３８】この研磨条件は絶縁膜の研磨条件としては
一般的なものである。ここでは、塩基性の雰囲気下で化
学的機械研磨を行うために、スラリーをＫＯＨ／水／ア
ルコールに懸濁させたものが用いられる。図１Ｃは層間
絶縁膜４の研磨後の状態を示す。
一般的なものである。ここでは、塩基性の雰囲気下で化
学的機械研磨を行うために、スラリーをＫＯＨ／水／ア
ルコールに懸濁させたものが用いられる。図１Ｃは層間
絶縁膜４の研磨後の状態を示す。
【００３９】次に、リソグラフィーにより層間絶縁膜４
上に所定形状のレジストパターン（図示せず）を形成し
た後、このレジストパターンをマスクとして層間絶縁膜
４をドライエッチングすることによって開口部５を形成
する。これらの工程は全て通常の条件で行われる。
上に所定形状のレジストパターン（図示せず）を形成し
た後、このレジストパターンをマスクとして層間絶縁膜
４をドライエッチングすることによって開口部５を形成
する。これらの工程は全て通常の条件で行われる。
【００４０】次に、図１Ｄに示すように、開口部５を埋
めるように第２の層間絶縁膜４上にＡｌ膜６を高温スパ
ッタ法により以下の条件で形成する。このＡｌ膜６の膜
厚は例えば、５００ｎｍである。 Ａｒガス流量 ： １００ＳＣＣＭ 圧力 ： ０．２７〜０．４０Ｐａ 温度 ： ５００〜５５０°Ｃ ＤＣ出力 ： １０ｋＷ ここでは、高温スパッタ法を用いているため、セルフフ
ロー形状が得られ、開口部１０５にＡｌ膜１０６を埋め
込むことができる。
めるように第２の層間絶縁膜４上にＡｌ膜６を高温スパ
ッタ法により以下の条件で形成する。このＡｌ膜６の膜
厚は例えば、５００ｎｍである。 Ａｒガス流量 ： １００ＳＣＣＭ 圧力 ： ０．２７〜０．４０Ｐａ 温度 ： ５００〜５５０°Ｃ ＤＣ出力 ： １０ｋＷ ここでは、高温スパッタ法を用いているため、セルフフ
ロー形状が得られ、開口部１０５にＡｌ膜１０６を埋め
込むことができる。
【００４１】次に、図６に示す化学的機械研磨装置によ
ってＡｌ膜６の機械的研磨を以下の条件で行う。 研磨プレート回転数 ： ５０ｒｐｍ キャリア回転数 ： １７ｒｐｍ 研磨圧力 ： ８ｐｓｉ 研磨パッド温度 ： ３０〜４０°Ｃ スラリー流量 ： ２２５ｍｌ／ｍｉｎ
ってＡｌ膜６の機械的研磨を以下の条件で行う。 研磨プレート回転数 ： ５０ｒｐｍ キャリア回転数 ： １７ｒｐｍ 研磨圧力 ： ８ｐｓｉ 研磨パッド温度 ： ３０〜４０°Ｃ スラリー流量 ： ２２５ｍｌ／ｍｉｎ
【００４２】ここでは、中性の雰囲気下で機械的研磨を
行うため、スラリーを水／アルコールのみに懸濁させた
ものが用いられる。また、その分、研磨圧力を多少高く
する。このようにして工程の一部分において機械的研磨
法を用いてもウェハー上のＡｌ膜６を完全平坦化するこ
とができ、このＡｌ膜６をパターニングすることにより
第２の配線層を形成することができる。この後、第３の
層間絶縁膜（図示せず）を通常の条件で形成し、以下同
様の方法で多層配線を形成する。この第２実施例によれ
ば、層間絶縁膜４の化学的機械研磨およびＡｌ膜６の機
械的研磨を同一の研磨装置で行うことができる。そし
て、これの層間絶縁膜４およびＡｌ膜６の平坦化を行う
ことができる。
行うため、スラリーを水／アルコールのみに懸濁させた
ものが用いられる。また、その分、研磨圧力を多少高く
する。このようにして工程の一部分において機械的研磨
法を用いてもウェハー上のＡｌ膜６を完全平坦化するこ
とができ、このＡｌ膜６をパターニングすることにより
第２の配線層を形成することができる。この後、第３の
層間絶縁膜（図示せず）を通常の条件で形成し、以下同
様の方法で多層配線を形成する。この第２実施例によれ
ば、層間絶縁膜４の化学的機械研磨およびＡｌ膜６の機
械的研磨を同一の研磨装置で行うことができる。そし
て、これの層間絶縁膜４およびＡｌ膜６の平坦化を行う
ことができる。
【００４３】次に、この発明の第３実施例について説明
する。この第３実施例は、配線間の電気的接続を取るた
め、所謂プラグを形成した場合を例に採り、金属膜と絶
縁膜との両方を平坦化した場合である。この第３実施例
においては、第１実施例と同様に、図２Ａに示すよう
な、シリコン等から成る半導体基板１上に酸化シリコン
等から成る第１の層間絶縁膜２およびＡｌ配線層３が形
成されたウェハーを用意する。
する。この第３実施例は、配線間の電気的接続を取るた
め、所謂プラグを形成した場合を例に採り、金属膜と絶
縁膜との両方を平坦化した場合である。この第３実施例
においては、第１実施例と同様に、図２Ａに示すよう
な、シリコン等から成る半導体基板１上に酸化シリコン
等から成る第１の層間絶縁膜２およびＡｌ配線層３が形
成されたウェハーを用意する。
【００４４】次に、図２Ｂに示すように、Ａｌ配線層３
上に第２の層間絶縁膜４を形成した後、図６に示す研磨
装置を用いて、第１実施例および第２実施例と同様に化
学的機械研磨によって層間絶縁膜４の平坦化を行う。図
２Ｃは層間絶縁膜４の研磨後の状態を示す。
上に第２の層間絶縁膜４を形成した後、図６に示す研磨
装置を用いて、第１実施例および第２実施例と同様に化
学的機械研磨によって層間絶縁膜４の平坦化を行う。図
２Ｃは層間絶縁膜４の研磨後の状態を示す。
【００４５】次に、第１実施例および第２実施例と同様
にして層間絶縁膜にドライエッチングによって開口部５
を形成する。これらの工程は全て通常の条件で行われ
る。
にして層間絶縁膜にドライエッチングによって開口部５
を形成する。これらの工程は全て通常の条件で行われ
る。
【００４６】次に、図２Ｄに示すように、開口部５を埋
めるように第２の層間絶縁膜４上にブランケットＷ膜７
を以下の条件で形成する。このブランケットＷ膜７の膜
厚は例えば、５００ｎｍである。 ガス流量： ＷＦ6 ／ＳｉＨ4 ／Ｈ2 ＝５０／３５／５
００ＳＣＣＭ 圧力 ： ６７Ｐａ 温度 ： ４５０°Ｃ ここでは、ブランケットＷ法を用いているため、コンフ
ォーマル形状が得られ、開口部５にブランケットＷ膜７
を埋め込むことができる。
めるように第２の層間絶縁膜４上にブランケットＷ膜７
を以下の条件で形成する。このブランケットＷ膜７の膜
厚は例えば、５００ｎｍである。 ガス流量： ＷＦ6 ／ＳｉＨ4 ／Ｈ2 ＝５０／３５／５
００ＳＣＣＭ 圧力 ： ６７Ｐａ 温度 ： ４５０°Ｃ ここでは、ブランケットＷ法を用いているため、コンフ
ォーマル形状が得られ、開口部５にブランケットＷ膜７
を埋め込むことができる。
【００４７】次に、図６に示す研磨装置によってブラン
ケットＷ膜７の機械的研磨を以下の条件で行う。 研磨プレート回転数 ： ５０ｒｐｍ キャリア回転数 ： １７ｒｐｍ 研磨圧力 ： ８ｐｓｉ 研磨パッド温度 ： ３０〜４０°Ｃ スラリー流量 ： ２２５ｍｌ／ｍｉｎ
ケットＷ膜７の機械的研磨を以下の条件で行う。 研磨プレート回転数 ： ５０ｒｐｍ キャリア回転数 ： １７ｒｐｍ 研磨圧力 ： ８ｐｓｉ 研磨パッド温度 ： ３０〜４０°Ｃ スラリー流量 ： ２２５ｍｌ／ｍｉｎ
【００４８】ここでも、第２実施例と同様に、中性の雰
囲気下で機械的研磨を行うため、スラリーを水／アルコ
ールのみに懸濁させたものが用いられる。また、その
分、研磨圧力を多少高くする。このようにして工程の一
部分において機械的研磨法を用いて、ウェハー上のブラ
ンケットＷ膜７を完全平坦化することができる。次に、
このＷ膜７をパターニングすることにより第２の配線層
を形成する。
囲気下で機械的研磨を行うため、スラリーを水／アルコ
ールのみに懸濁させたものが用いられる。また、その
分、研磨圧力を多少高くする。このようにして工程の一
部分において機械的研磨法を用いて、ウェハー上のブラ
ンケットＷ膜７を完全平坦化することができる。次に、
このＷ膜７をパターニングすることにより第２の配線層
を形成する。
【００４９】この後、第３の層間絶縁膜（図示せず）を
通常の条件で形成し、以下同様の方法で多層配線を形成
する。この第３実施例によれば、層間絶縁膜４の化学的
機械研磨およびＷ膜７の機械的研磨を同一の研磨装置で
行うことができる。そして、これらの層間絶縁膜４およ
びＷ膜７の平坦化を行うことができる。
通常の条件で形成し、以下同様の方法で多層配線を形成
する。この第３実施例によれば、層間絶縁膜４の化学的
機械研磨およびＷ膜７の機械的研磨を同一の研磨装置で
行うことができる。そして、これらの層間絶縁膜４およ
びＷ膜７の平坦化を行うことができる。
【００５０】図３はこの発明の第４実施例において用い
る研磨装置を示す。図３に示すように、この研磨装置に
おいては、ウェハー１１をセットしたキャリア１２をウ
ェハー１１がプラテンと呼ばれる研磨プレート１３に対
向するようにセットし、スラリー供給系１４のスラリー
供給口１５から研磨プレート１３上のパッドと呼ばれる
研磨布１６の上にスラリー１７を供給し、研磨プレート
回転軸１８の回転数、キャリア回転軸１９の回転数およ
び研磨圧力調整器２０の圧力を調整してウェハー１１の
研磨を行う。
る研磨装置を示す。図３に示すように、この研磨装置に
おいては、ウェハー１１をセットしたキャリア１２をウ
ェハー１１がプラテンと呼ばれる研磨プレート１３に対
向するようにセットし、スラリー供給系１４のスラリー
供給口１５から研磨プレート１３上のパッドと呼ばれる
研磨布１６の上にスラリー１７を供給し、研磨プレート
回転軸１８の回転数、キャリア回転軸１９の回転数およ
び研磨圧力調整器２０の圧力を調整してウェハー１１の
研磨を行う。
【００５１】図３に示すように、この研磨装置において
は、図６に示す研磨装置と同様な上述の構成に加えて、
スラリー供給口１５の直前に薬液濃度モニター２１が設
けられ、この薬液濃度モニター２１により薬液の濃度を
研磨パッド直前でモニターすることができるようになっ
ている。この濃度モニターの方法は種々考えられるが、
ここでは単純に薬液の比抵抗をモニターする。ここでモ
ニターされた濃度は制御系２２を介してスラリー供給系
１４にフィードバックされ、モニター結果に応じてその
供給量が制御される。
は、図６に示す研磨装置と同様な上述の構成に加えて、
スラリー供給口１５の直前に薬液濃度モニター２１が設
けられ、この薬液濃度モニター２１により薬液の濃度を
研磨パッド直前でモニターすることができるようになっ
ている。この濃度モニターの方法は種々考えられるが、
ここでは単純に薬液の比抵抗をモニターする。ここでモ
ニターされた濃度は制御系２２を介してスラリー供給系
１４にフィードバックされ、モニター結果に応じてその
供給量が制御される。
【００５２】これによって、研磨に用いられる薬液の濃
度を一定に保つことができ、研磨速度を一定に保つこと
ができる。あるいは、場合によっては、薬液の濃度が所
望の変化をするように制御することにより、それに応じ
て研磨速度が所望の変化をするように制御することがで
きる。なお、ウェハー載置の方法などやプラテン、キャ
リアの数や構成およびパッド、スラリーの種類について
は、上記の例に限定されるものではない。
度を一定に保つことができ、研磨速度を一定に保つこと
ができる。あるいは、場合によっては、薬液の濃度が所
望の変化をするように制御することにより、それに応じ
て研磨速度が所望の変化をするように制御することがで
きる。なお、ウェハー載置の方法などやプラテン、キャ
リアの数や構成およびパッド、スラリーの種類について
は、上記の例に限定されるものではない。
【００５３】図４はこの発明の第４実施例を示す。この
第４実施例は、Ａｌ配線上の層間絶縁膜を平坦化する場
合である。
第４実施例は、Ａｌ配線上の層間絶縁膜を平坦化する場
合である。
【００５４】この第４実施例においては、図５Ａに示す
ように、シリコン等からなる半導体基板１上に酸化シリ
コン等からなる第１の層間絶縁膜２およびＡｌ配線層３
が形成されたウェハーを用意する。
ように、シリコン等からなる半導体基板１上に酸化シリ
コン等からなる第１の層間絶縁膜２およびＡｌ配線層３
が形成されたウェハーを用意する。
【００５５】次に、図４Ｂに示すように、第２の層間絶
縁膜４を形成した後、図３に示す研磨装置を用いてこの
層間絶縁膜４の化学的機械研磨を以下の条件で行う。こ
の場合、スラリー供給口１５の直前に設けられた薬液濃
度モニター１２によって常時、薬液の濃度をモニターし
て薬液の供給量を制御しながら以下の条件で化学的機械
研磨を行う。 研磨プレート回転数 ： ５０ｒｐｍ キャリア回転数 ： １７ｒｐｍ 研磨圧力 ： ８ｐｓｉ 研磨パッド温度 ： ３０〜４０°Ｃ スラリー流量 ： ２２５ｍｌ／ｍｉｎ
縁膜４を形成した後、図３に示す研磨装置を用いてこの
層間絶縁膜４の化学的機械研磨を以下の条件で行う。こ
の場合、スラリー供給口１５の直前に設けられた薬液濃
度モニター１２によって常時、薬液の濃度をモニターし
て薬液の供給量を制御しながら以下の条件で化学的機械
研磨を行う。 研磨プレート回転数 ： ５０ｒｐｍ キャリア回転数 ： １７ｒｐｍ 研磨圧力 ： ８ｐｓｉ 研磨パッド温度 ： ３０〜４０°Ｃ スラリー流量 ： ２２５ｍｌ／ｍｉｎ
【００５６】この研磨条件は絶縁膜の研磨条件としては
一般的なものである。ここでは、塩基性の雰囲気で化学
的機械研磨を行うためスラリーをＫＯＨ／水／アルコー
ルに懸濁させたものを用いる。図４Ｃは層間絶縁膜４の
研磨後の状態を示す。
一般的なものである。ここでは、塩基性の雰囲気で化学
的機械研磨を行うためスラリーをＫＯＨ／水／アルコー
ルに懸濁させたものを用いる。図４Ｃは層間絶縁膜４の
研磨後の状態を示す。
【００５７】この第４実施例では、１０-3規定のＫＯＨ
を用いるが、上述のように化学的機械研磨を行う際に常
時その濃度をモニターして薬液の供給量を制御すること
によって、従来の方法に比べて研磨寸法精度を例えば約
２０％向上させることができる。なお、この第４実施例
では、塩基性物質としてＫＯＨを添加したが、これに限
定されるものではない。例えば、有機塩基であるメチル
アミンやエチルアミン、イソプロピルアミン等を用いる
ことも可能であり、研磨速度と層間絶縁膜４の成膜条件
とを勘案して添加量とともに決めればよい。
を用いるが、上述のように化学的機械研磨を行う際に常
時その濃度をモニターして薬液の供給量を制御すること
によって、従来の方法に比べて研磨寸法精度を例えば約
２０％向上させることができる。なお、この第４実施例
では、塩基性物質としてＫＯＨを添加したが、これに限
定されるものではない。例えば、有機塩基であるメチル
アミンやエチルアミン、イソプロピルアミン等を用いる
ことも可能であり、研磨速度と層間絶縁膜４の成膜条件
とを勘案して添加量とともに決めればよい。
【００５８】図５はこの発明の第５実施例において用い
る研磨装置を示す。図５に示すように、この研磨装置に
おいては、第４実施例において用いた図３に示す研磨装
置と同様な構成に加えて、廃液回収口２３の部分にもう
一つの薬液濃度モニター２４が設けられている。すなわ
ち、この研磨装置においては、スラリー供給口２１の直
前に設けられた薬液濃度モニター２１により研磨パッド
直前の薬液の濃度をモニターすることができるととも
に、廃液回収部に設けられた薬液濃度モニター２４によ
り薬液の濃度をモニターすることができるようになって
いる。これらの薬液濃度モニター２１、２４によりモニ
ターされた濃度はともに制御系２２に送られる。そし
て、制御系２２でこれらの濃度の差が演算処理され、そ
の濃度差に応じてスラリー供給系１４が制御され、供給
量が制御される。
る研磨装置を示す。図５に示すように、この研磨装置に
おいては、第４実施例において用いた図３に示す研磨装
置と同様な構成に加えて、廃液回収口２３の部分にもう
一つの薬液濃度モニター２４が設けられている。すなわ
ち、この研磨装置においては、スラリー供給口２１の直
前に設けられた薬液濃度モニター２１により研磨パッド
直前の薬液の濃度をモニターすることができるととも
に、廃液回収部に設けられた薬液濃度モニター２４によ
り薬液の濃度をモニターすることができるようになって
いる。これらの薬液濃度モニター２１、２４によりモニ
ターされた濃度はともに制御系２２に送られる。そし
て、制御系２２でこれらの濃度の差が演算処理され、そ
の濃度差に応じてスラリー供給系１４が制御され、供給
量が制御される。
【００５９】図５はこの発明の第５実施例を示す。この
第５実施例も、Ａｌ配線層上の層間絶縁膜を平坦化する
場合である。この第５実施例においては、第４実施例と
同様に、図４Ａに示すように、シリコン等からなる半導
体基板１上に酸化シリコン等からなる第１の層間絶縁膜
２およびＡｌ配線層３が形成されたウェハーを用意す
る。
第５実施例も、Ａｌ配線層上の層間絶縁膜を平坦化する
場合である。この第５実施例においては、第４実施例と
同様に、図４Ａに示すように、シリコン等からなる半導
体基板１上に酸化シリコン等からなる第１の層間絶縁膜
２およびＡｌ配線層３が形成されたウェハーを用意す
る。
【００６０】次に、図４Ｂに示すように、第２の層間絶
縁膜４を形成した後、図５に示す研磨装置を用いてこの
層間絶縁膜４の化学的機械研磨を以下の条件で行う。こ
の場合、スラリー供給口１５の直前に設けられた薬液濃
度モニター１２および廃液回収口２３の所に設けられた
薬液濃度モニター２４によってＫＯＨの濃度を供給直前
および廃液の２箇所で常時モニターし、制御系２２によ
ってそれらの濃度の差を演算処理してＫＯＨの供給量を
制御しながら化学的機械研磨を行う。 研磨プレート回転数 ： ５０ｒｐｍ キャリア回転数 ： １７ｒｐｍ 研磨圧力 ： ８ｐｓｉ 研磨パッド温度 ： ３０〜４０°Ｃ スラリー流量 ： ２２５ｍｌ／ｍｉｎ この研磨条件は絶縁膜の研磨条件としては一般的なもの
である。ここでも、塩基性の雰囲気下で化学的機械研磨
を行うためスラリーをＫＯＨ／水／アルコールに懸濁さ
せたものを用いる。また、ＫＯＨの濃度は第４実施例と
同様に１０-3規定のものを用いる。図４Ｃは層間絶縁膜
４の研磨後の状態を示す。
縁膜４を形成した後、図５に示す研磨装置を用いてこの
層間絶縁膜４の化学的機械研磨を以下の条件で行う。こ
の場合、スラリー供給口１５の直前に設けられた薬液濃
度モニター１２および廃液回収口２３の所に設けられた
薬液濃度モニター２４によってＫＯＨの濃度を供給直前
および廃液の２箇所で常時モニターし、制御系２２によ
ってそれらの濃度の差を演算処理してＫＯＨの供給量を
制御しながら化学的機械研磨を行う。 研磨プレート回転数 ： ５０ｒｐｍ キャリア回転数 ： １７ｒｐｍ 研磨圧力 ： ８ｐｓｉ 研磨パッド温度 ： ３０〜４０°Ｃ スラリー流量 ： ２２５ｍｌ／ｍｉｎ この研磨条件は絶縁膜の研磨条件としては一般的なもの
である。ここでも、塩基性の雰囲気下で化学的機械研磨
を行うためスラリーをＫＯＨ／水／アルコールに懸濁さ
せたものを用いる。また、ＫＯＨの濃度は第４実施例と
同様に１０-3規定のものを用いる。図４Ｃは層間絶縁膜
４の研磨後の状態を示す。
【００６１】この第５実施例では、上述のようにＫＯＨ
の濃度を供給直前と廃液回収後の２点でモニターし、そ
の差を制御系２２によって演算処理してＫＯＨの供給量
を制御することによって、従来の方法に比べて、研磨寸
法の精度を例えば２５％向上させることができる。
の濃度を供給直前と廃液回収後の２点でモニターし、そ
の差を制御系２２によって演算処理してＫＯＨの供給量
を制御することによって、従来の方法に比べて、研磨寸
法の精度を例えば２５％向上させることができる。
【００６２】以上のように、この第５実施例によれば、
層間絶縁膜４の研磨寸法精度をより一層向上させること
ができる。なお、この発明は、当然のことながら以上説
明した実施例に限定されるものではなく、この発明の主
旨を逸脱しない範囲内で構造、条件等は適宜変更可能で
ある。例えば、薬液の濃度モニターは、比抵抗以外にｐ
Ｈなどをモニターすることによって行うこともできる。
場合によっては、光学的方法などによって薬液の濃度を
モニターすることも可能である。
層間絶縁膜４の研磨寸法精度をより一層向上させること
ができる。なお、この発明は、当然のことながら以上説
明した実施例に限定されるものではなく、この発明の主
旨を逸脱しない範囲内で構造、条件等は適宜変更可能で
ある。例えば、薬液の濃度モニターは、比抵抗以外にｐ
Ｈなどをモニターすることによって行うこともできる。
場合によっては、光学的方法などによって薬液の濃度を
モニターすることも可能である。
【００６３】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
一つの研磨装置で金属膜の化学的機械研磨および絶縁膜
の化学的機械研磨を行い、平坦化することができる。ま
た、この発明によれば、高い研磨寸法精度で化学的機械
研磨を行い、良好な平坦化形状を得ることができる。
一つの研磨装置で金属膜の化学的機械研磨および絶縁膜
の化学的機械研磨を行い、平坦化することができる。ま
た、この発明によれば、高い研磨寸法精度で化学的機械
研磨を行い、良好な平坦化形状を得ることができる。
【図１】この発明の第１実施例を説明するための断面図
である。
である。
【図２】この発明の第２実施例を説明するための断面図
である。
である。
【図３】この発明の第４実施例において用いられる研磨
装置の構成を示す略線図である。
装置の構成を示す略線図である。
【図４】この発明の第４実施例を説明するための断面図
である。
である。
【図５】この発明の第５実施例において用いられる研磨
装置の構成を示す略線図である。
装置の構成を示す略線図である。
【図６】従来の研磨装置の構成を示す略線図である。
１ 半導体基板 ２、４ 層間絶縁膜 ３ Ａｌ配線層 ６ Ａｌ膜 ７ Ｗ膜 １１ ウェハー １３ 研磨プレート １４ スラリー供給系 １５ スラリー供給口 １７ スラリー ２１、２４ 薬液濃度モニター ２２ 制御系
Claims (10)
- 【請求項１】 化学的機械研磨法を用いて段差を有する
基体を平坦化する工程を少なくとも１回以上有する平坦
化方法において、 金属膜の化学的機械研磨および絶縁膜の化学的機械研磨
を塩基性雰囲気下で行うようにしたことを特徴とする平
坦化方法。 - 【請求項２】 上記金属膜の化学的機械研磨および上記
絶縁膜の化学的機械研磨を同一の研磨装置で行うように
したことを特徴とする請求項１記載の平坦化方法。 - 【請求項３】 化学的機械研磨法を用いて段差を有する
基体を平坦化する工程を少なくとも１回以上有する平坦
化方法において、 化学的機械研磨に用いられる薬液の濃度をモニターし、
そのモニター結果に基づいて上記薬液の供給量を制御す
るようにしたことを特徴とする平坦化方法。 - 【請求項４】 上記薬液の濃度を平坦化用の研磨パッド
直前で常時モニターするようにしたことを特徴とする請
求項３記載の平坦化方法。 - 【請求項５】 上記薬液の濃度を平坦化用の研磨パッド
直前および研磨後の廃液回収部で常時モニターするよう
にしたことを特徴とする請求項３記載の平坦化方法。 - 【請求項６】 上記研磨パッド直前でモニターされた上
記薬液の濃度と上記廃液回収部でモニターされた上記薬
液の濃度との差を求め、その差に基づいて上記薬液の供
給量を制御するようにしたことを特徴とする請求項３記
載の平坦化方法。 - 【請求項７】 化学的機械研磨に用いられる薬液の濃度
をモニターするための濃度モニターと、 上記濃度モニターによりモニターされた上記薬液の濃度
に基づいて上記薬液の供給量を制御する制御手段とを有
することを特徴とする研磨装置。 - 【請求項８】 上記濃度モニターは平坦化用の研磨パッ
ド直前に設けられていることを特徴とする請求項７記載
の研磨装置。 - 【請求項９】 上記濃度モニターは平坦化用の研磨パッ
ド直前および研磨後の廃液回収部にそれぞれ設けられて
いることを特徴とする請求項７記載の研磨装置。 - 【請求項１０】 上記制御手段により、上記研磨パッド
直前に設けられた上記濃度モニターによりモニターされ
た上記薬液の濃度と上記廃液回収部に設けられた上記濃
度モニターによりモニターされた上記薬液の濃度との差
を求め、その差に基づいて上記薬液の供給量を制御する
ようにしたことを特徴とする請求項９記載の研磨装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2745694A JP3277427B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 平坦化方法および研磨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2745694A JP3277427B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 平坦化方法および研磨装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07221058A true JPH07221058A (ja) | 1995-08-18 |
| JP3277427B2 JP3277427B2 (ja) | 2002-04-22 |
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ID=12221625
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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