JPH08203861A - 化学的機械研磨方法及び化学的機械研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 平坦な研磨面を得ることができる化学的機械
研磨方法及び化学的機械研磨装置を提供する。 【構成】 ウエハ１０の研磨面１０ａとこれに対向する
状態で配置される研磨クロス１１のクロス面１１ａとの
間の研磨領域１５に反応イオン種１３と研磨砥粒１４と
を含む研磨液１２を供給しながら、研磨面１０ａに対し
てクロス面１１ａを平行に移動させて研磨面１０ａを研
磨する際、研磨領域１５に電界１６を形成する。電界１
６は、研磨面１０ａ側からクロス面１１ａ側に向かう電
気力線１６ａを研磨面１０ａの中心付近で密度が高くな
るように配置した構成にする。これによって、研磨の際
に反応イオン種１３が供給され難い研磨面１０ａの中央
付近に反応イオン種１３が集められ、研磨の際にウエハ
１０の研磨面１０ａにおける反応イオン種１３の濃度分
布が均一化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造工程
でウエハ表面を平坦化する際に行われる化学的機械研磨
方法及びその際に用いる化学的機械研磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程では、例えば化学
的機械研磨法によってシリコンからなるウエハの表面を
平坦化している。図１１に示すように、上記化学的機械
研磨方法に用いる化学的機械研磨装置は、ウエハ９１を
保持するホルダー９２と、ウエハ９１の研磨面９１ａと
対向する状態で表面９３ａが配置される研磨定盤９３
と、研磨定盤９３の表面９３ａを覆う研磨クロス９４と
を備えている。上記の化学的機械研磨装置は、ウエハ９
１に対して研磨定盤９３を移動させることで、研磨面９
１ａに対して研磨定盤９３の表面９３ａが移動するよう
に構成されている。

【０００３】上記化学的機械研磨装置を用いたウエハ９
１の化学的機械研磨は、例えば研磨面９１ａと対向する
研磨クロス９４のクロス面９４ａに反応イオン種９５と
研磨砥粒９６とを含む研磨液９７を供給しながら、研磨
面９１ａに対して研磨定盤９３の表面９３ａを移動させ
る。これによって、ウエハ９１の研磨面９１ａとこれと
対向する研磨クロス９４のクロス面９４ａとの間の研磨
領域９８に研磨液９７を供給してウエハ９１の研磨面９
１ａの化学的機械研磨を行う。

【０００４】上記化学的機械研磨方法では、上記研磨液
９７中の反応イオン種９５の濃度によって研磨速度が律
速される。この反応イオン種９５は、研磨の進行に伴っ
て消費されていく。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の化学的
機械研磨方法及び装置には、以下のような課題があっ
た。すなわち、研磨面に供給される研磨液は、研磨クロ
スの上面に供給されることによって研磨面の外周から研
磨面の中心方向に向かって供給されていく。このため、
研磨面の中心部には、研磨面の外周付近で反応イオン種
が消費された研磨液が供給されることになる。したがっ
て、上記図１１に示したように、上記研磨領域９８にお
ける研磨面９１ａの中心付近に対応する部分ではその外
側の部分よりも研磨液９７中の反応イオン種９５の濃度
が低くなる。

【０００６】以上から、図１２に示すように、上記化学
的機械研磨方法及び装置では、ウエハ９１の研磨面９１
ａにおける中心付近の研磨速度がその外側の部分よりも
遅くなり、ウエハ９１の研磨面９１ａにおける研磨厚ｔ
₁₁，ｔ₁₂を均一に保つことが出来ない。これは、ウエハ
９１が大口径化する程顕著になる。

【０００７】また、上記化学的機械研磨方法及び装置で
は、研磨面と接する上記研磨液の表層部分における反応
イオン種の濃度を制御しながら研磨を進行させることが
出来ない。このため、研磨の途中で研磨速度及び研磨面
の研磨粗さを変化させることができない。

【０００８】そこで本発明は、上記課題を解決する化学
的機械研磨方法と、この方法に用いる化学的機械研磨装
置とを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１の化学的機械研磨方法は、ウエハの研磨
面と研磨クロスのクロス面との間の研磨領域における研
磨液中の反応イオン種の濃度分布を、当該研磨領域に電
界を形成することによって制御しながら上記研磨面を研
磨する方法である。

【００１０】上記第１の化学的機械研磨方法では、上記
研磨面の中央付近に上記反応イオン種を集める状態で、
上記電界を形成しても良い。

【００１１】この他、上記第１の化学的機械研磨方法で
は、上記研磨面において相対的に隆起している部分に上
記反応イオン種を集める状態で上記電界を形成しても良
い。

【００１２】一方、本発明の第２の化学的機械研磨方法
は、ウエハの研磨面と接する研磨液の表層部分における
反応イオン種の濃度を、上記研磨領域に電界を形成する
ことによって制御しながら当該ウエハの研磨面を研磨す
る方法である。

【００１３】この際、先ず研磨の初期の段階では、上記
表層部分に上記反応イオン種を集める状態で上記電界を
形成して当該研磨面を研磨する。次いで、研磨の後期の
段階では、上記表層部分から上記反応イオン種を遠ざけ
る状態で上記電界を形成して当該研磨面を研磨する。

【００１４】また、本発明の第１の化学的機械研磨装置
は、ウエハを保持するホルダー及び当該ホルダーに保持
した状態のウエハの研磨面と対向する状態で配置される
研磨定盤のうちの、少なくとも何方か一方に形成される
電極を設けたものである。

【００１５】上記電極が設けられる上記ホルダー及び上
記研磨定盤は、絶縁性材料からなるものでも良い。この
場合、上記電極は、上記研磨面または当該研磨面と対向
する研磨クロスのクロス面を分割した各部分毎にそれぞ
れ絶縁状態で配置される複数の電極部分からなるもので
も良い。

【００１６】

【作用】上記第１の化学的機械研磨方法では、上記ウエ
ハの研磨面と上記研磨クロスのクロス面との間の研磨領
域に電界が形成されることから、当該領域の研磨剤中の
反応イオン種は当該電界を構成する電気力線の向きと密
度とに対応して当該研磨剤中を移動する。このことか
ら、上記電界を構成する電気力線の向きと密度とを制御
することによって、上記研磨領域における上記研磨液中
の反応イオン種の分布状態が制御される。このため、研
磨の際にはウエハの研磨面に供給される反応イオン種の
濃度及び濃度分布が制御される。したがって、ウエハの
研磨面における研磨の速度分布を制御しながら研磨が行
われる。

【００１７】上記第１の化学的機械研磨方法において、
上記研磨面の中央付近に上記反応イオン種が集まる状態
で上記電界が形成される場合には、研磨の際に反応イオ
ン種が供給され難い研磨面の中央付近に当該反応イオン
種が集められる。このため、上記電界の強さを制御する
ことで、ウエハの研磨面における反応イオン種の濃度分
布が均一化される。したがって、ウエハの研磨面におけ
る研磨の速度分布が均一に保たれる。

【００１８】一方、上記第１の化学的機械研磨方法で、
ウエハの研磨面において相対的に隆起している部分に上
記反応イオン種を集める状態で上記電界が形成される場
合には、上記隆起している研磨面部分に供給される上記
反応イオン種の濃度がその他の研磨面部分よりも高くな
る。したがって、上記研磨面部分の研磨速度がその他の
部分よりも早くなる。

【００１９】また、上記第２の化学的機械研磨方法で
は、上記研磨領域に電界を形成することによって上記研
磨面と接する上記研磨液の表層部分における反応イオン
種の濃度を制御しながら当該ウエハの研磨面を研磨する
ことから、研磨速度と研磨面粗さとを制御しながら化学
的機械研磨が行われる。

【００２０】そして、上記第２の化学的機械研磨方法に
おいて、上記研磨の初期の段階で、上記表層部分に当該
研磨液中の反応イオン種を集める状態で上記電界を形成
して上記研磨面の研磨を行った場合には、当該反応イオ
ン種による化学的な研磨が主体となって速い速度で研磨
が行われる。また研磨の後期の段階で、上記表層部分か
ら上記反応イオン種を遠ざける状態で上記電界を形成し
て上記研磨面の研磨を行った場合には、上記反応イオン
種による化学的な研磨が進み難くなり研磨面粗さの小さ
い研磨が行われる。したがって、研磨速度と研磨面粗さ
とを確保した研磨が行われる。

【００２１】また、本発明の化学的機械研磨装置では、
ウエハを保持するホルダー及び研磨定盤のうちの少なく
とも何方か一方に形成される電極が備えられていること
から、上記電極に電圧を印加することによって、上記ウ
エハの研磨面と研磨クロスのクロス面との間の研磨領域
に電界が形成される。

【００２２】そして、上記化学的機械研磨装置におい
て、上記電極が設けられる上記ホルダー及び上記研磨定
盤が絶縁性材料からなるものである場合には、上記電極
の配置位置によって上記電界の分布状態が制御される。

【００２３】さらに、上記化学的機械研磨装置におい
て、上記電極が上記研磨面またはクロス面を分割した各
部分毎にそれぞれ絶縁状態で配置される複数の電極部分
からなる場合には、各電極に印加する電圧を制御するこ
とによって、上記電界の分布状態が制御される。

【００２４】

【実施例】以下に、本発明の化学的機械研磨方法の実施
例を図面に基づいて説明する。ここでは、シリコンから
なるウエハを、反応イオン種として水酸基を含む研磨液
を用いて化学的機械研磨を行う方法を例に取って説明を
行う。先ず、第１実施例の化学的機械研磨方法を、図１
に基づいて説明する。化学的機械研磨を行うウエハ１０
は、その研磨面１０ａがほぼ平坦に形成されているもの
であり、ここでは上記ウエハ１０の研磨面１０ａを平坦
に保った状態で所定量だけ研磨する方法を説明する。

【００２５】先ず、図１に示すように、研磨クロス１１
のクロス面１１ａに研磨液１２を供給する。この研磨液
１２は、反応イオン種１３と研磨砥粒１４とが混入され
たものである。上記反応イオン種１３と研磨砥粒１４と
は、研磨を行うウエハ１０の材質によって適切なものを
選択する。次に、クロス面１１ａに対してウエハ１０の
研磨面１０ａを対向させて配置し、当該クロス面１１ａ
上にウエハ１０を載置する。

【００２６】次いで、研磨面１０ａとクロス面１１ａと
の間の研磨領域１５に、研磨面１０ａ側からクロス面１
１ａ側に向かう電気力線１６ａを、研磨面１０ａの中心
付近での密度がその外の部分での密度よりも高くなるよ
うに発生させる。これによって、研磨領域１５における
研磨面１０ａの中央付近に対応する部分に水酸基からな
る反応イオン種１３が集まる状態の電界１６を、当該研
磨領域１５に形成する。尚、反応イオン種１３が陽イオ
ンである場合には、上記電気力線の向きが逆の電界を研
磨領域１５に形成する。

【００２７】また、上記電界１６を構成する電気力線１
６ａの密度分布は、研磨の際に反応イオン種１３が供給
され難い研磨面１０ａの中央付近に電界１６の形成によ
って当該反応イオン種１３が集められることで、研磨領
域１５における研磨液１２中の反応イオン種１３の分布
状態が研磨面１０ａに対して均一になるように設定す
る。

【００２８】上記のような電界１６を形成した状態で、
研磨面１０ａに対してクロス面１１ａを移動させて、研
磨面１０ａの化学的機械研磨を行う。この際、定期的に
クロス面１１ａ上に上記研磨液１２を滴下する。

【００２９】上記第１実施例の化学的機械研磨方法によ
れば、研磨の際にウエハ１０の研磨面１０ａには反応イ
オン種１３が均等に供給される。図２のグラフ２１に
は、研磨液中の水酸基からなる反応イオン種の濃度と研
磨速度との関係を示す。グラフ２２には、比較としてエ
ッチング液中の水酸基の濃度とエッチング速度との関係
を示す。尚、研磨液及びエッチング液の溶媒としてはエ
チレンジアミンを用い、シリコンを研磨またはエッチン
グした結果である。このグラフに示すように、水酸基の
濃度が高い程、研磨速度及びエッチング速度が早いこと
がわかる。

【００３０】以上から、上記研磨では、ウエハの研磨面
に対して均等に反応イオン種が供給されることによっ
て、研磨面における研磨速度の分布が均一に保たれる。
したがって、図３に示すように、ウエハ１０の研磨面１
０ａにおける周辺付近の研磨厚ｔ₁ と、研磨面１０ａに
おける中心付近の研磨厚ｔ₂ とが均一化され、平坦な状
態を保って研磨面１０ａの化学的機械研磨が行われる。

【００３１】次に、第２実施例の化学的機械研磨方法を
図４に基づいて説明する。ここでは、上記ウエハ１０の
研磨面１０ａが平坦になるように研磨を行う方法を説明
する。

【００３２】先ず、図４（１）に示すように、ウエハ１
０の研磨面１０ａの平坦度を測定し、あらかじめ研磨面
１０ａにおいて相対的に隆起している部分を把握してお
く。ここでは、例えば、研磨面１０ａの中央付近がその
他の部分よりも隆起していることとする。

【００３３】次に、図４（２）に示すように、上記第１
実施例と同様に、研磨クロス１１のクロス面１１ａに研
磨液１２を供給して当該クロス面１１ａ上にウエハ１０
を載置する。

【００３４】その後、研磨面１０ａとクロス面１１ａと
の間の研磨領域１５に、研磨面１０ａ側からクロス面１
１ａ側に向かう電気力線１６ａを、研磨面１０ａの中心
付近での密度がその外の部分での密度よりも高くなるよ
うに発生させる。ここでは、上記第１実施例よりもさら
に研磨面１０ａの中心付近での電気力線１７ａの密度が
高くなるようにする。これによって、研磨領域１５にお
ける研磨面１０ａの隆起部分に水酸基からなる反応イオ
ン種１３が集まる状態の電界１７を、当該研磨領域１５
に形成する。

【００３５】上記のように電界を形成した状態で、上記
第１実施例と同様に研磨面１０ａの化学的機械研磨を行
う。

【００３６】上記第２実施例の化学的機械研磨方法によ
れば、ウエハ１０の研磨面１０ａに供給される反応イオ
ン種１３の濃度分布は、研磨面１０ａの隆起している部
分で高くなる。このため、研磨面１０ａにおいて隆起し
ている部分の研磨速度がその他の部分よりも速くなる。
したがって、図５に示すように、ウエハ１０の研磨面１
０ａにおける上記隆起部分の研磨厚ｔ₃ が、その外の部
分の研磨厚ｔ₄ よりも大きくなり、研磨面１０ａが平坦
になるように化学的機械研磨が進行する。

【００３７】次に、第３実施例の化学的機械研磨方法を
図６に基づいて説明する。ここで、化学的機械研磨を行
うウエハ１０は、その研磨面１０ａがほぼ平坦に形成さ
れているものであり、ここでは上記ウエハ１０の研磨面
１０ａを平坦に保った状態で所定の研磨厚さだけ研磨す
る方法を説明する。

【００３８】先ず、図６（１）に示すように、上記第１
及び第２実施例と同様に、研磨クロス１１のクロス面１
１ａに研磨液１２を供給し、クロス面１１ａ上にウエハ
１０を載置する。

【００３９】このような状態で、初期の段階の研磨を行
う。ここでは先ず、研磨面１０ａとクロス面１１ａとの
間の研磨領域１５に、研磨面１０ａからクロス面１１ａ
に向かう電気力線１８ａを発生させる。また、ここで
は、上記第１実施例と同様に、研磨面１０ａの中心付近
での電気力線１８ａの密度をその他の部分よりも高くす
ることによって、研磨領域１５における研磨液１２中の
反応イオン種１３の分布状態が研磨面１０ａに対して均
一になるようにしても良い。これによって、研磨面１０
ａと接する研磨液１２の表層部分に反応イオン種１３を
集める状態の電界１８を、上記研磨領域１５に形成す
る。

【００４０】そして、上記のように電界１８を形成した
状態で、上記第１及び第２実施例と同様に研磨面１０ａ
の化学的機械研磨い、主として反応イオン種１３の作用
による速い研磨速度の研磨を行う。

【００４１】次いで、上記研磨によってほぼ所定の研磨
厚に達するまで研磨面１０ａを研磨した後、後期の段階
の研磨を行う。ここでは、図６（２）に示すように、上
記研磨領域１５に、クロス面１１ａから研磨面１０ａに
向かう状態の電気力線１９ａを発生させる。これによっ
て、研磨面１０ａと接する研磨液１２の表層部分から反
応イオン種１３を遠ざける状態の電界を、上記研磨領域
１５に形成する。上記のように電界１９を形成した状態
で、上記初期の段階と同様に研磨面１０ａの化学的機械
研磨を行い、主として研磨砥粒１４の作用による研磨面
粗さの小さい研磨を行う。

【００４２】上記第３実施例の化学的機械研磨方法によ
れば、研磨の初期の段階で研磨速度を保って研磨を行
い、研磨の後期の段階で研磨面粗さの小さい研磨を行う
ことで、研磨速度を落とさずに研磨面粗さの小さい化学
的機械研磨が行われる。また、上記第２実施例は、研磨
の途中で研磨液その他の研磨条件を変更することなく連
続して研磨が行われる。

【００４３】尚、上記各実施例の化学的機械研磨方法
は、上記で示した研磨液１２に限定されるものではな
く、どのような反応イオン種１３を含む研磨液１２を用
いた研磨に対しても有効である。

【００４４】以下に、本発明の化学的機械研磨装置の実
施例を図面に基づいて説明する。第４実施例の化学的機
械研磨装置を、図７の構成図に基づいて説明する。化学
的機械研磨装置は、ウエハ１０の研磨面１０ａに対する
裏面側から当該ウエハ１０を保持するホルダー７１を備
えている。そして、ホルダー７１に保持された状態のウ
エハ１０の研磨面１０ａに、研磨クロス１１で覆われた
表面７２ａを対向させる状態で研磨定盤７２が配置され
ている。

【００４５】上記ホルダー７１は、導電性材料からなる
ものであり、これ自体が第１の電極７３として形成され
ている。また、上記研磨定盤７２は、導電性材料からな
るものであり、これ自体が第２の電極７４として形成さ
れている。そして、上記第１の電極７３と第２の電極７
４とには、例えば異なる極性の電圧が印加されるように
構成されている。

【００４６】また、研磨定盤７２の表面７２ａは、ウエ
ハ１０の研磨面１０ａに対して充分に広い面を有してい
る。そして、上記ホルダー７１と上記研磨定盤７２と
は、例えばホルダー７１に保持したウエハ１０の研磨面
１０ａと研磨クロス１１のクロス面１１ａとを平行に保
った状態で互いに回転するように構成されている。そし
て、定位置で回転するクロス面１１ａ上で、研磨面１０
ａが回転しながら移動するようになっている。

【００４７】上記のように構成された化学的機械研磨装
置では、例えば第１の電極７３にプラス，第２の電極７
４にマイナスの電圧を印加することによって、図中矢印
に示すようにホルダー７１側から研磨定盤７２側に向か
う電気力線が発生する。第１の電極７３及び第２の電極
７４に、それぞれ逆の電圧を印加した場合には、上記と
逆方向に向かう電気力線が発生する。これによって、ウ
エハ１０の研磨面１０ａと研磨クロス１１のクロス面１
１ａとの間の研磨領域１５に電界が形成され、当該研磨
領域１５に供給される研磨液１２に電界の影響が及ぼさ
れる。

【００４８】以上のことから、上記化学的機械研磨装置
を用いた場合には、第１及び第２の電極７３，７４に印
加する電圧を制御することで、上記第３実施例で示した
化学的機械研磨方法を行うことが可能になる。

【００４９】次に、第５実施例の化学的機械研磨装置
を、図８の構成図に基づいて説明する。化学的機械研磨
装置は、上記第４実施例と同様のホルダー７１と研磨定
盤７２とを備えている。そして、上記ホルダー７１は、
絶縁性材料で形成され、ウエハ１０を保持する面に対す
る裏面側にはウエハ１０の研磨面１０ａの中央付近に対
応する位置に第３の電極７５が接続されている。また、
研磨定盤７２は上記第４実施例と同様に導電性材料で形
成され、それ自体が第４の電極７６になっている。上記
第３の電極７５と第４の電極７６とには、例えば異なる
極性の電圧が印加されるように構成されている。

【００５０】上記のように構成された化学的機械研磨装
置では、例えば第３の電極７５にプラス，第４の電極７
６にマイナスの電圧を印加することによって、図中矢印
に示すようにウエハ１０の中央付近から研磨定盤７２側
に向かう電気力線が発生する。また、第３の電極７５及
び第４の電極７６に、それぞれ逆の電圧を印加した場合
には、上記と逆方向に向かう電気力線が発生する。これ
によって、ウエハ１０の研磨面１０ａと研磨クロス１１
のクロス面１１ａとの間の研磨領域１５に、研磨面１０
ａの中央付近に対応する部分で電気力線の分布密度が高
い電界が形成される。

【００５１】以上のことから、上記化学的機械研磨装置
を用いた場合には、上記第１実施例で示した化学的機械
研磨方法を行うことが可能になる。

【００５２】尚、上記第５実施例の化学的機械研磨装置
においては、ウエハ１０の研磨面１０ａに対する上記第
３の電極７５の配置位置を変えることによって、研磨領
域における電界の分布状態を変化させることが可能にな
る。また、上記第５実施例で上記ホルダー７１を導電性
材料で構成した場合には、第４実施例と同様の電界が上
記研磨領域１５に形成される。さらに、図９に示すよう
に、上記ホルダー７１に配置する第３の電極７５は、ホ
ルダー７１の内部に埋め込む状態で配置されるものでも
良い。

【００５３】次に、第６実施例の化学的機械研磨装置を
図１０の構成図に基づいて説明する。化学的機械研磨装
置は、上記第４及び第５実施例と同様のホルダー７１及
び研磨定盤７２を備えている。そして、上記ホルダー７
１は、絶縁性材料で形成され、ウエハ１０を保持する面
に対する裏面側には第５の電極７７が配置されてる。ま
た、研磨定盤７２は導電性材料で形成され、それ自体が
第６の電極７８になっている。

【００５４】上記第５の電極７７は、複数の電極部分７
７ａ，７７ｂからなり、各電極部分７７ａ，７７ｂはウ
エハ１０の研磨面１０ａを分割した各部分毎に対応する
位置に、それぞれ絶縁された状態で配置される。例えば
電極部分７７ａは、研磨面１０ａの外周付近に平面ドー
ナッツ形状で配置されている。また、電極部分７７ｂ
は、研磨面１０ａの中心付近に対応する位置に平面円形
で配置されている。各電極部分７７ａ，７７ｂには、そ
れぞれ個別に電圧が印加されるように構成されている。

【００５５】上記のように構成された化学的機械研磨装
置では、各電極部分７７ａ，７７ｂに及び第６の電極７
８にそれぞれ所定の電圧を印加することによって、ウエ
ハ１０の研磨面１０ａと研磨クロス１１のクロス面１１
ａとの間の研磨領域１５に形成される電界の分布状態を
制御することが可能になる。

【００５６】例えば、電極部分７７ｂにプラスの電圧を
印加し、第６の電極７８にマイナスの電圧を印加するこ
とによって、上記第５実施例と同様の電界が上記研磨領
域１５に形成される。また、電極部分７７ｂにプラス，
電極部分７７ａにマイナスの電圧を印加することによっ
て、電極部分７７ｂから電極部分７７ａに向かう電気力
線から構成される電界が形成される。このような電界を
形成した場合には、例えば電極部分７７ｂが配置されて
いる部分に陰イオンからなる上記反応イオン種が集まり
易くなる。

【００５７】以上のように、上記化学的機械研磨装置を
用いた場合には、上記第１〜第３実施例で示した化学的
機械研磨方法を行うことが可能になる。

【００５８】また、上記第５実施例と同様に、上記ホル
ダー７１に配置する第５の電極７７は、ホルダー７１の
内部に埋め込む状態で配置しても良い。

【００５９】上記第４〜第６実施例で示した化学的機械
研磨装置は、研磨定盤７２の表面７２ａが、ウエハ１０
の研磨面１０ａに対して充分に広く形成されている場合
を例に取って説明を行った。しかし、本発明の化学的機
械研磨装置は、ウエハ１０の研磨面１０ａが、研磨定盤
７２の表面７２ａに対して充分に広い場合にも適用可能
である。この場合、上記ホルダー７１及び研磨定盤７２
の材質，上記各電極の構成を、ホルダー７１側と研磨定
盤７２側とで逆にすることで、研磨領域１５に上記各実
施例と同様の電界を形成することが可能になる。

【００６０】また、上記第４〜第６実施例では、ホルダ
ー７１と研磨定盤７２との両方に電極を設けた場合を説
明した。しかし、電極は、ホルダー７１または研磨定盤
７２の何方か一方のみに設けても良い。

【００６１】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の第１の化
学的機械研磨方法によれば、ウエハの研磨面と研磨クロ
スのクロス面との間の研磨領域に電界を形成し、当該領
域の研磨剤中の反応イオン種を当該電界を構成する電気
力線の向きと密度とに対応して移動させることで、上記
研磨領域における上記研磨液中の反応イオン種の分布状
態を変化させることが可能になる。このため、研磨の際
には上記電界によってウエハの研磨面に供給される反応
イオン種の濃度及び濃度分布を制御し、研磨面における
研磨の速度分布を制御することができる。したがって、
研磨面を平坦な状態に研磨することが可能になる。

【００６２】また、本発明の第２の化学的機械研磨方法
によれば、研磨面と接する上記研磨液の表層部分におけ
る反応イオン種の濃度を電界によって制御しながら研磨
を行うことによって、同一の研磨液での研磨において研
磨速度を変化させることが可能になる。したがって、研
磨速度と研磨面粗さとを制御しながら化学的機械研磨を
行うことが可能になる。

【００６３】そして、本発明の化学的機械研磨装置によ
れば、ウエハを保持するホルダー及び研磨定盤のうちの
少なくとも何方か一方に形成される電極を備えることに
よって、当該電極に電圧を印加して上記ウエハの研磨面
と研磨クロスのクロス面との間にの研磨領域に電界を形
成することが可能になる。したがって、上記第２の化学
的機械研磨方法を行うことが可能になる。

【００６４】また、上記化学的機械研磨装置において、
上記電極が設けられる上記ホルダー及び上記研磨定盤を
絶縁性材料からなるもので形成した場合には、上記電極
の配置位置によって上記研磨領域における上記電界の分
布状態を制御することが可能になる。そして、上記研磨
面または上記クロス面を分割した各部分毎にそれぞれ絶
縁状態で配置される複数の電極部分で上記電極を構成し
た場合には、各電極部分に印加する電圧を制御すること
によって、上記研磨領域における上記電界の分布状態を
制御することが可能になる。したがって、上記第１の化
学的機械研磨方法を行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を説明する第１図である。

【図２】反応イオン種の濃度と研磨速度との関係を示す
グラフである。

【図３】第１実施例を説明する第２図である。

【図４】第２実施例を説明する第１図である。

【図５】第２実施例を説明する第２図である。

【図６】第３実施例を説明する図である。

【図７】第４実施例の構成図である。

【図８】第５実施例の構成図である。

【図９】第５実施例の他の構成を示す図である。

【図１０】第６実施例の構成図である。

【図１１】従来例を示す第１図である。

【図１２】従来例を示す第２図である。

【符号の説明】

１０ ウエハ １０ａ 研磨面 １１ 研磨クロス １１ａ クロス面 １２ 研磨液 １３ 反応イオン種 １４ 研磨砥粒 １５ 研磨領域 １６，１７，１８，１９ 電界 ７１ ホルダー ７２ 研磨定盤 ７２ａ 表面 ７３ 第１の電極 ７４ 第２の電極 ７５ 第３の電極 ７６ 第４の電極 ７７ 第５の電極 ７７ａ，７７ｂ 電極部分 ７８ 第６の電極

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハの研磨面と当該研磨面と対向する
   状態で配置される研磨クロスのクロス面との間の研磨領
   域に反応イオン種と研磨砥粒とを含む研磨液を供給しな
   がら、前記研磨面に対して前記クロス面を平行に移動さ
   せて当該研磨面を研磨する化学的機械的研磨方法におい
   て、 前記研磨領域における前記研磨液中の反応イオン種の濃
   度分布を当該研磨領域に電界を形成することによって制
   御しながら、当該ウエハの研磨面を研磨することを特徴
   とする化学的機械研磨方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の化学的機械研磨方法にお
   いて、 前記電界は、前記研磨面の中央付近に前記反応イオン種
   を集める状態で形成されることを特徴とする化学的機械
   研磨方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の化学的機械研磨方法にお
   いて、 前記電界は、前記研磨面において相対的に隆起している
   部分に前記反応イオン種を集める状態で形成されること
   を特徴とする化学的機械研磨方法。
4. 【請求項４】 ウエハの研磨面と当該研磨面と対向する
   状態で配置される研磨クロスのクロス面との間の研磨領
   域に反応イオン種と研磨砥粒とを含む研磨液を供給しな
   がら、前記研磨面に対して前記クロス面を平行に移動さ
   せて当該研磨面を研磨する化学的機械的研磨方法におい
   て、 前記研磨面と接する前記研磨液の表層部分における前記
   反応イオン種の濃度を前記研磨領域に電界を形成するこ
   とによって制御しながら、当該ウエハの研磨面を研磨す
   ることを特徴とする化学的機械研磨方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載の化学的機械研磨方法にお
   いて、 前記研磨の初期の段階では、前記表層部分に前記反応イ
   オン種を集める状態で前記電界を形成して前記研磨面の
   研磨を行い、 前記研磨の後期の段階では、前記表層部分から前記反応
   イオン種を遠ざける状態で前記電界を形成して前記研磨
   面の研磨を行うことを特徴とする化学的機械研磨方法。
6. 【請求項６】 ウエハの研磨面に対する裏面側から当該
   ウエハを保持するホルダーと、 研磨クロスで覆われた表面が前記ウエハの研磨面に対向
   する状態で配置され、当該表面が前記ウエハの研磨面に
   対して移動する研磨定盤と、 前記ホルダー及び前記研磨定盤のうちの少なくとも何方
   か一方に形成される電極とを備えたことを特徴とする化
   学的機械研磨装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の化学的機械研磨装置にお
   いて、 前記電極が設けられる前記ホルダー及び前記研磨定盤
   は、絶縁性材料からなるものであることを特徴とする化
   学的機械研磨装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の化学的機械研磨装置にお
   いて、 前記電極は、前記研磨面または当該研磨面と対向する前
   記研磨クロスのクロス面を分割した各部分毎にそれぞれ
   絶縁状態で配置される複数の電極部分からなることを特
   徴とする化学的機械研磨装置。