JPH08330261A - 研磨方法及びその装置 - Google Patents
研磨方法及びその装置Info
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- JPH08330261A JPH08330261A JP15540395A JP15540395A JPH08330261A JP H08330261 A JPH08330261 A JP H08330261A JP 15540395 A JP15540395 A JP 15540395A JP 15540395 A JP15540395 A JP 15540395A JP H08330261 A JPH08330261 A JP H08330261A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
- B24B49/14—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the temperature during grinding
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体ウエハの製造工程で例えば金属膜を削
るエッチバック工程を研磨して行う場合に、研磨の終点
を容易にかつ高い精度で検出すること。 【構成】 コンタクトホールが形成されたシリコン酸化
膜の表面に薄いバリヤ層（ＴｉＮ膜）を介して金属膜を
形成したウエハ１０を保持部３に保持し、この保持部３
を回転させながら、回転している研磨布にウエハ１０を
押圧し、研磨液を供給しながら研磨を行う。このとき赤
外温度センサ５で研磨布の表面温度を検出する。摩擦熱
及び研磨液の成分と金属層との化学反応により研磨布の
表面温度が上昇するが、シリコン酸化膜が露出すると化
学反応が実質起こらなくなって温度が低下するので、表
面温度を監視することにより研磨の終点が検出できる。
るエッチバック工程を研磨して行う場合に、研磨の終点
を容易にかつ高い精度で検出すること。 【構成】 コンタクトホールが形成されたシリコン酸化
膜の表面に薄いバリヤ層（ＴｉＮ膜）を介して金属膜を
形成したウエハ１０を保持部３に保持し、この保持部３
を回転させながら、回転している研磨布にウエハ１０を
押圧し、研磨液を供給しながら研磨を行う。このとき赤
外温度センサ５で研磨布の表面温度を検出する。摩擦熱
及び研磨液の成分と金属層との化学反応により研磨布の
表面温度が上昇するが、シリコン酸化膜が露出すると化
学反応が実質起こらなくなって温度が低下するので、表
面温度を監視することにより研磨の終点が検出できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、研磨方法およびその装
置に関する。
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）
の製造プロセスの中に、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍ
ｅｃａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）と呼ばれる研
磨プロセスがある。このＣＭＰは、回転テーブルにポリ
ウレタンなどの研磨布を貼り付け、この研磨布の表面
に、シリカ（ＳｉＯ2 ）を主成分とする研磨材を用いて
半導体ウエハの研磨対象物を研磨する方法であり、その
メカニズムは明確ではないが、化学的、機械的メカニズ
ムの複合効果が研磨メカニズムに大きく関係していると
考えられる。
の製造プロセスの中に、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍ
ｅｃａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）と呼ばれる研
磨プロセスがある。このＣＭＰは、回転テーブルにポリ
ウレタンなどの研磨布を貼り付け、この研磨布の表面
に、シリカ（ＳｉＯ2 ）を主成分とする研磨材を用いて
半導体ウエハの研磨対象物を研磨する方法であり、その
メカニズムは明確ではないが、化学的、機械的メカニズ
ムの複合効果が研磨メカニズムに大きく関係していると
考えられる。
【０００３】ＣＭＰは、例えば配線形成工程中のエッチ
バックと呼ばれる工程に適用される。エッチバックは、
絶縁膜にコンタクトホールを形成しＷ（タングステン）
やＡｌ（アルミニウム）などの金属膜をウエハ表面全体
に成膜した後、不要な部分を削り取って絶縁膜例えばシ
リコン酸化膜を露出させる工程である。ただしコンタク
トホール内の金属膜とその下のｎ形あるいはｐ形の拡散
層との間の相互拡散を防止するために、金属膜の下には
例えばＴｉＮ（チタンナイトライド）よりなる薄いバリ
ヤ層が介在する。
バックと呼ばれる工程に適用される。エッチバックは、
絶縁膜にコンタクトホールを形成しＷ（タングステン）
やＡｌ（アルミニウム）などの金属膜をウエハ表面全体
に成膜した後、不要な部分を削り取って絶縁膜例えばシ
リコン酸化膜を露出させる工程である。ただしコンタク
トホール内の金属膜とその下のｎ形あるいはｐ形の拡散
層との間の相互拡散を防止するために、金属膜の下には
例えばＴｉＮ（チタンナイトライド）よりなる薄いバリ
ヤ層が介在する。
【０００４】ここでＣＭＰは、従来図５に示すように表
面に研磨布１１が形成された回転テーブル１２に、キャ
リアなどと呼ばれているウエハ保持機構１３に保持した
ウエハ１０を所定の圧力で圧接し、ノズル１４から研磨
液を研磨布１１の表面に供給しながら、回転テーブル１
２を回転させると共にウエハ保持機構１３をモータ１５
により回転させて、こうしてウエハ１０を回転テーブル
１２上で自転させかつ相対的に公転させることによって
ウエハ１０の表面を研磨していた。
面に研磨布１１が形成された回転テーブル１２に、キャ
リアなどと呼ばれているウエハ保持機構１３に保持した
ウエハ１０を所定の圧力で圧接し、ノズル１４から研磨
液を研磨布１１の表面に供給しながら、回転テーブル１
２を回転させると共にウエハ保持機構１３をモータ１５
により回転させて、こうしてウエハ１０を回転テーブル
１２上で自転させかつ相対的に公転させることによって
ウエハ１０の表面を研磨していた。
【０００５】そして金属膜を削り取り、更に絶縁膜例え
ばシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）の上に形成された薄いＴ
ｉＮ（バリヤ層）を削り取ってシリコン酸化膜の表面が
露出した時点（研磨の終点）を検出するためには、ウエ
ハ保持機構１３を回転させているモータ１５のトルク電
流を検出し、被研磨物と研磨布との間の摩擦力が被研磨
物の材質により異なること、即ち金属膜の研磨時のトル
クとシリコン酸化の研磨時のトルクとに差があることを
利用して、電流の変化を感知して、金属膜→バリヤ層→
絶縁膜のように研磨対象が移行するときの電流の変化パ
ターンに基づいて終点を検出するようにしていた。
ばシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）の上に形成された薄いＴ
ｉＮ（バリヤ層）を削り取ってシリコン酸化膜の表面が
露出した時点（研磨の終点）を検出するためには、ウエ
ハ保持機構１３を回転させているモータ１５のトルク電
流を検出し、被研磨物と研磨布との間の摩擦力が被研磨
物の材質により異なること、即ち金属膜の研磨時のトル
クとシリコン酸化の研磨時のトルクとに差があることを
利用して、電流の変化を感知して、金属膜→バリヤ層→
絶縁膜のように研磨対象が移行するときの電流の変化パ
ターンに基づいて終点を検出するようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の終
点検出方法では、トルク電流の変化が僅かであり、しか
もノイズが多いので、高い精度で終点を検出することが
できず、このため電流が変化しているときに、例えば終
点と予測される時点よりも若干前にモータ１５を止めて
ウエハ保持機構１３を回転テーブル１２から上昇させ、
作業者がウエハＷの表面を目視で確認してシリコン酸化
膜が完全に露出しているかどうかを観察し、更に研磨す
る必要がある場合には残りの研磨量を経験的に予測する
など、実際にはトルク電流の変化を終点の概ねの目安と
し、作業者の目視に頼るところが大きかった。この結果
精度の高い終点検出を行うことができず、また作業者の
負担が大きいという問題があった。
点検出方法では、トルク電流の変化が僅かであり、しか
もノイズが多いので、高い精度で終点を検出することが
できず、このため電流が変化しているときに、例えば終
点と予測される時点よりも若干前にモータ１５を止めて
ウエハ保持機構１３を回転テーブル１２から上昇させ、
作業者がウエハＷの表面を目視で確認してシリコン酸化
膜が完全に露出しているかどうかを観察し、更に研磨す
る必要がある場合には残りの研磨量を経験的に予測する
など、実際にはトルク電流の変化を終点の概ねの目安と
し、作業者の目視に頼るところが大きかった。この結果
精度の高い終点検出を行うことができず、また作業者の
負担が大きいという問題があった。
【０００７】本発明は、このような事情の下になされた
ものであり、その目的は、研磨の終点を容易かつ高い精
度で検出することのできる研磨方法及びその装置を提供
することにある。
ものであり、その目的は、研磨の終点を容易かつ高い精
度で検出することのできる研磨方法及びその装置を提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、第１
の層の上に、第１の層とは材質が異なる第２の層が形成
された被研磨体を研磨体により研磨すると共に、研磨液
を前記研磨体の研磨面に供給して前記第１の層を研磨
し、これにより第２の層を露出させる研磨方法におい
て、予め前記第１の層及び前記第２の層の研磨時におけ
る研磨面の温度を測定した測定データに基づいて、第１
の層から第２の層へ研磨する温度の変化点を検出する工
程と、この変化点の検出により第１の層の研磨の終点を
検出する工程と、を含むことを特徴とする。
の層の上に、第１の層とは材質が異なる第２の層が形成
された被研磨体を研磨体により研磨すると共に、研磨液
を前記研磨体の研磨面に供給して前記第１の層を研磨
し、これにより第２の層を露出させる研磨方法におい
て、予め前記第１の層及び前記第２の層の研磨時におけ
る研磨面の温度を測定した測定データに基づいて、第１
の層から第２の層へ研磨する温度の変化点を検出する工
程と、この変化点の検出により第１の層の研磨の終点を
検出する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】請求項２の発明は、第１の層の上に第２の
層が形成された被研磨体と研磨体との少なくとも一方を
回転させると共に、研磨液を前記研磨体の研磨面に供給
して前記第１の層を研磨し、これにより第２の層を露出
させる装置において、前記研磨体の研磨面の温度を検出
する温度検出部と、予め定めた設定値と前記温度検出部
における検出温度とに基づいて第１の層の研磨の終点を
検出する終点検出部と、を備えることを特徴とする。
層が形成された被研磨体と研磨体との少なくとも一方を
回転させると共に、研磨液を前記研磨体の研磨面に供給
して前記第１の層を研磨し、これにより第２の層を露出
させる装置において、前記研磨体の研磨面の温度を検出
する温度検出部と、予め定めた設定値と前記温度検出部
における検出温度とに基づいて第１の層の研磨の終点を
検出する終点検出部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
【作用】研磨対象物である第１の層を研磨すると第１の
層と研磨体との摩擦及び、第１の層と研磨液との化学反
応により研磨体の表面温度が上昇する。そして第１の層
が研磨され、第２の層が露出すると、機械的、化学的な
状態が変わるため研磨体の表面温度が変化例えば下降す
る。研磨液として例えば第２の層の研磨よりも第１の層
の研磨に選択性のあるものを用いた場合、研磨液と第１
の層の成分との化学反応がなくなるので前記表面温度が
下降する。従って研磨体の表面温度を検出し、例えば検
出温度が、予め求めた表面温度の測定データに基づいて
定めた設定値よりも低くなったときを捉えれば、研磨の
終点を検出できる。
層と研磨体との摩擦及び、第１の層と研磨液との化学反
応により研磨体の表面温度が上昇する。そして第１の層
が研磨され、第２の層が露出すると、機械的、化学的な
状態が変わるため研磨体の表面温度が変化例えば下降す
る。研磨液として例えば第２の層の研磨よりも第１の層
の研磨に選択性のあるものを用いた場合、研磨液と第１
の層の成分との化学反応がなくなるので前記表面温度が
下降する。従って研磨体の表面温度を検出し、例えば検
出温度が、予め求めた表面温度の測定データに基づいて
定めた設定値よりも低くなったときを捉えれば、研磨の
終点を検出できる。
【００１１】
【実施例】本発明をウエハの表面を研磨する装置に適用
した実施例について述べると、この実施例に係る研磨装
置は、図１及び図２に示すようにモータ２１によって鉛
直な回転軸２２を介して水平に回転する回転テーブル２
と、この回転テーブル２の表面に貼着された例えばポリ
ウレタンよりなる研磨布２３と、被研磨体であるウエハ
１０を保持して前記研磨布２３に所定の圧力で接触させ
るウエハ保持部３と、前記研磨布２３の表面に研磨液を
供給する研磨液供給部例えばノズル４と、前記研磨布２
３の表面温度を検出する温度検出部例えば赤外温度セン
サ５とを備えている。
した実施例について述べると、この実施例に係る研磨装
置は、図１及び図２に示すようにモータ２１によって鉛
直な回転軸２２を介して水平に回転する回転テーブル２
と、この回転テーブル２の表面に貼着された例えばポリ
ウレタンよりなる研磨布２３と、被研磨体であるウエハ
１０を保持して前記研磨布２３に所定の圧力で接触させ
るウエハ保持部３と、前記研磨布２３の表面に研磨液を
供給する研磨液供給部例えばノズル４と、前記研磨布２
３の表面温度を検出する温度検出部例えば赤外温度セン
サ５とを備えている。
【００１２】ウエハ保持部３は例えば真空チャック機構
を備え、回転テーブル２の中心部から変位した位置にて
ウエハ１０を吸着保持し研磨布２３に接触させるように
構成されると共に、モータ３１により鉛直な回転軸３２
を介して水平に回転するようになっている。このモータ
３１は、昇降体６１に取り付けられており、この昇降体
６１は固定板６２に取り付けられたエアシリンダやボー
ルネジ機構などの昇降部６３により昇降軸６４を介して
昇降するようになっている。
を備え、回転テーブル２の中心部から変位した位置にて
ウエハ１０を吸着保持し研磨布２３に接触させるように
構成されると共に、モータ３１により鉛直な回転軸３２
を介して水平に回転するようになっている。このモータ
３１は、昇降体６１に取り付けられており、この昇降体
６１は固定板６２に取り付けられたエアシリンダやボー
ルネジ機構などの昇降部６３により昇降軸６４を介して
昇降するようになっている。
【００１３】前記研磨液供給用ノズル４は、研磨液供給
源４１よりの研磨液例えばコロイダルシリカなどと呼ば
れている、シリカを主成分とし弱アルカリ性のスラリー
状の研磨液を例えば研磨布２３の回転中心付近に供給す
るように構成されている。
源４１よりの研磨液例えばコロイダルシリカなどと呼ば
れている、シリカを主成分とし弱アルカリ性のスラリー
状の研磨液を例えば研磨布２３の回転中心付近に供給す
るように構成されている。
【００１４】前記赤外温度センサ５は、検出対象物から
放射される赤外線を感知してその表面温度を検出するも
のであり、図２に示すように例えば研磨布２３の表面領
域であって、研磨布２３の回転方向においてウエハ１０
の直ぐ下流側の領域（ウエハＷの近傍位置）４０を検出
するように設けられている。この赤外温度センサ５は、
ここからの温度信号が取り込まれる終点検出部５１に接
続されており、終点検出部は、取り込んだ検出温度と予
め設定した設定温度とを比較して、検出温度が設定温度
よりも低くなったときに終点検出信号を制御部５２に出
力するように構成されている。
放射される赤外線を感知してその表面温度を検出するも
のであり、図２に示すように例えば研磨布２３の表面領
域であって、研磨布２３の回転方向においてウエハ１０
の直ぐ下流側の領域（ウエハＷの近傍位置）４０を検出
するように設けられている。この赤外温度センサ５は、
ここからの温度信号が取り込まれる終点検出部５１に接
続されており、終点検出部は、取り込んだ検出温度と予
め設定した設定温度とを比較して、検出温度が設定温度
よりも低くなったときに終点検出信号を制御部５２に出
力するように構成されている。
【００１５】前記制御部５２は、前記各モータ２１、３
１及び昇降部６３の駆動制御や研磨液供給部４１に対す
る給断制御を行う機能を有し、また前記終点検出信号の
入力により、モータ２１、３１を停止させ昇降部６３に
対してウエハ保持部３を上昇させるための信号を出力す
るように構成されている。
１及び昇降部６３の駆動制御や研磨液供給部４１に対す
る給断制御を行う機能を有し、また前記終点検出信号の
入力により、モータ２１、３１を停止させ昇降部６３に
対してウエハ保持部３を上昇させるための信号を出力す
るように構成されている。
【００１６】次に上述実施例の装置を用いて、コンタク
トホールが形成されたシリコン酸化膜の全面に形成され
た金属膜を研磨する方法について述べる。この方法は金
属膜を研磨するときとシリコン酸化膜を研磨するときで
は、研磨に伴う発生熱が異なることを利用してシリコン
酸化膜が露出した時点を検出するものであるため、予め
研磨すべきウエハと同種の膜が積層されたウエハについ
て研磨を行い、そのときの研磨布２３の表面温度を測定
して測定データを得る工程が行われる。
トホールが形成されたシリコン酸化膜の全面に形成され
た金属膜を研磨する方法について述べる。この方法は金
属膜を研磨するときとシリコン酸化膜を研磨するときで
は、研磨に伴う発生熱が異なることを利用してシリコン
酸化膜が露出した時点を検出するものであるため、予め
研磨すべきウエハと同種の膜が積層されたウエハについ
て研磨を行い、そのときの研磨布２３の表面温度を測定
して測定データを得る工程が行われる。
【００１７】先ず研磨すべきウエハの表面構造の一例を
図３（ａ）に示すと、ｎ形（Ｐ形）シリコン層７の上
に、例えば溝幅０．８μｍのコンタクトホール８１が形
成されたシリコン酸化膜８が形成され、その表面全体に
例えば厚さ５００オングストロームのＴｉＮよりなるバ
リヤ層８２を介して、金属膜例えばＷ（タングステン）
膜８３が形成されている。このウエハを研磨装置に装着
して次のように研磨を行う。
図３（ａ）に示すと、ｎ形（Ｐ形）シリコン層７の上
に、例えば溝幅０．８μｍのコンタクトホール８１が形
成されたシリコン酸化膜８が形成され、その表面全体に
例えば厚さ５００オングストロームのＴｉＮよりなるバ
リヤ層８２を介して、金属膜例えばＷ（タングステン）
膜８３が形成されている。このウエハを研磨装置に装着
して次のように研磨を行う。
【００１８】即ち昇降部６３によりウエハ保持部３を上
昇位置に置き、被研磨面を下側に向けてウエハ１０をウ
エハ保持部３に真空吸着させる。そしてウエハ保持部３
及び回転テーブル２を回転させながらウエハ保持部３を
下降させてウエハ１０を研磨布２３に所定の圧力で接触
させ、かつ研磨液供給ノズル４から研磨液を研磨布２３
の表面供給する。こうしてウエハ１０は自転しかつ回転
テーブル１２に対して相対的に公転しながら、ウエハ１
０のＷ膜、研磨布２３及び研磨液との摩擦、及びその摩
擦熱による研磨液の成分とＷ（タングステン）との化学
反応などによってタングステン膜が研磨されていく。
昇位置に置き、被研磨面を下側に向けてウエハ１０をウ
エハ保持部３に真空吸着させる。そしてウエハ保持部３
及び回転テーブル２を回転させながらウエハ保持部３を
下降させてウエハ１０を研磨布２３に所定の圧力で接触
させ、かつ研磨液供給ノズル４から研磨液を研磨布２３
の表面供給する。こうしてウエハ１０は自転しかつ回転
テーブル１２に対して相対的に公転しながら、ウエハ１
０のＷ膜、研磨布２３及び研磨液との摩擦、及びその摩
擦熱による研磨液の成分とＷ（タングステン）との化学
反応などによってタングステン膜が研磨されていく。
【００１９】このとき摩擦熱、及び化学反応に伴う反応
熱によって研磨布２３の表面温度が上昇し所定の温度に
なる。そしてＷ膜が削り取られた後は例えばＴｉＮ膜
（バリヤ層）が研磨されるがＴｉＮ膜は非常に薄いので
直ぐに研磨が終了し、次いで図３（ｂ）に示すようにシ
リコン酸化膜が研磨されることになる。
熱によって研磨布２３の表面温度が上昇し所定の温度に
なる。そしてＷ膜が削り取られた後は例えばＴｉＮ膜
（バリヤ層）が研磨されるがＴｉＮ膜は非常に薄いので
直ぐに研磨が終了し、次いで図３（ｂ）に示すようにシ
リコン酸化膜が研磨されることになる。
【００２０】ここで図４は上述の研磨を行ったときの赤
外温度センサ５による温度測定データを示す図であり、
時刻ｔ0 は研磨を開始した時点である。この図からわか
るように摩擦熱と、Ｗ及び研磨液の成分との化学反応熱
により研磨布２３の温度が約４６℃（ＴＡ）まで上昇
し、その後この温度で安定しており、時刻Ｔ1 から急激
に下降し、時刻ｔ2 にて約３７℃（ＴＢ）となって以後
この温度で安定している。
外温度センサ５による温度測定データを示す図であり、
時刻ｔ0 は研磨を開始した時点である。この図からわか
るように摩擦熱と、Ｗ及び研磨液の成分との化学反応熱
により研磨布２３の温度が約４６℃（ＴＡ）まで上昇
し、その後この温度で安定しており、時刻Ｔ1 から急激
に下降し、時刻ｔ2 にて約３７℃（ＴＢ）となって以後
この温度で安定している。
【００２１】図４の温度測定データとウエハ１０の表面
状態との関係について考察すると、この実施例ではシリ
コン酸化膜に比べてＷ膜の選択性が大きい研磨液、即ち
シリコン酸化膜とはほとんど反応しないが、Ｗとの反応
性が大きい成分を含む研磨液を用いているため、Ｗ膜を
研磨しているときにはその摩擦熱によって発熱し、この
発熱で研磨液の成分とＷとが化学反応を起こし、両者の
熱によって研磨布２３の温度が上昇すると考えられる。
状態との関係について考察すると、この実施例ではシリ
コン酸化膜に比べてＷ膜の選択性が大きい研磨液、即ち
シリコン酸化膜とはほとんど反応しないが、Ｗとの反応
性が大きい成分を含む研磨液を用いているため、Ｗ膜を
研磨しているときにはその摩擦熱によって発熱し、この
発熱で研磨液の成分とＷとが化学反応を起こし、両者の
熱によって研磨布２３の温度が上昇すると考えられる。
【００２２】そしてＷ膜が削り取られてその下のＴｉＮ
膜（バリヤ層）を研磨するときには、反応熱がＷ膜の場
合よりも少なく、またこのＴｉＮ膜は非常に薄いので図
４のグラフからわかるように温度が段状に下降している
領域が見られる。更にＴｉＮ膜が削り取られてシリコン
酸化膜が露出すると化学反応は全くあるいはほとんど全
く起こらなくなるため摩擦熱による発熱のみとなって温
度が低下し、その温度で安定すると考えられる。
膜（バリヤ層）を研磨するときには、反応熱がＷ膜の場
合よりも少なく、またこのＴｉＮ膜は非常に薄いので図
４のグラフからわかるように温度が段状に下降している
領域が見られる。更にＴｉＮ膜が削り取られてシリコン
酸化膜が露出すると化学反応は全くあるいはほとんど全
く起こらなくなるため摩擦熱による発熱のみとなって温
度が低下し、その温度で安定すると考えられる。
【００２３】従ってＴＢよりも若干高い例えば５℃を設
定値とし、検出温度が設定値以下になったときを終点と
すればよく、その設定値については、予め試験をして検
出温度がどのくらいなったときにウエハ保持部３を上昇
させて研磨布２３から離せばシリコン酸化膜が完全に露
出するかということを把握して決定すればよい。
定値とし、検出温度が設定値以下になったときを終点と
すればよく、その設定値については、予め試験をして検
出温度がどのくらいなったときにウエハ保持部３を上昇
させて研磨布２３から離せばシリコン酸化膜が完全に露
出するかということを把握して決定すればよい。
【００２４】実際のウエハ１０の研磨工程においては、
こうして決定した温度設定値をメモリに記憶しておき、
被研磨体であるウエハ１０をウエハ保持部３に保持し
て、既述のように研磨を行いながら赤外温度センサ５に
て研磨布２３の表面温度を測定し、検出温度が設定値以
下になったときに終点検出部５１から終点検出信号が発
せられる。
こうして決定した温度設定値をメモリに記憶しておき、
被研磨体であるウエハ１０をウエハ保持部３に保持し
て、既述のように研磨を行いながら赤外温度センサ５に
て研磨布２３の表面温度を測定し、検出温度が設定値以
下になったときに終点検出部５１から終点検出信号が発
せられる。
【００２５】ただし終点検出部５１では、具体的には例
えば検出温度が一旦ＴＡまで上昇したことを確認した上
で前記設定値以下になったときに終点検出信号が出力さ
れるように構成される。そして制御部５２は終点検出信
号が入力されると昇降部６３に上昇指令を出力すると共
にモータ３１に停止指令を出力し、こうしてウエハ１０
が研磨布２３から離れてその回転が停止する。
えば検出温度が一旦ＴＡまで上昇したことを確認した上
で前記設定値以下になったときに終点検出信号が出力さ
れるように構成される。そして制御部５２は終点検出信
号が入力されると昇降部６３に上昇指令を出力すると共
にモータ３１に停止指令を出力し、こうしてウエハ１０
が研磨布２３から離れてその回転が停止する。
【００２６】上述のようにしてＷ膜の研磨を行って（詳
しくはＴｉＮ膜も研磨する）ウエハ１０の表面を観察し
たところシリコン酸化膜が完全に露出し、また削り過ぎ
ることもなく、研磨の終点を高い精度で検出できること
が確認できた。
しくはＴｉＮ膜も研磨する）ウエハ１０の表面を観察し
たところシリコン酸化膜が完全に露出し、また削り過ぎ
ることもなく、研磨の終点を高い精度で検出できること
が確認できた。
【００２７】以上において研磨の終点を検出するために
は、検出温度の微分値を取り、その微分値に基づいて、
例えば温度が下降してその後落ち着いた時点を捉えて終
点として判定するようにしてもよい。
は、検出温度の微分値を取り、その微分値に基づいて、
例えば温度が下降してその後落ち着いた時点を捉えて終
点として判定するようにしてもよい。
【００２８】また上述の実施例ではＷ膜とバリヤ層との
積層膜が第１の層に相当し、シリコン酸化膜が第２の層
に相当するものであるが、本発明ではバリヤ層が介在し
ていることに限定されないし、また金属膜としてもＷ膜
に限らずＡｌ（アルミニウム）膜やＣｕ（銅）膜などあ
ってもよく、あるいは第２の層はポリシリコン膜であっ
てもよい。更にまた本発明では、第１の層がシリコン酸
化膜やＳｉＮ（シリコンナイトライド）膜などの絶縁膜
であり、第２の層が金属膜やポリシリコン膜であっても
よく、研磨液としては第２の層に対して第１の層の選択
性の大きいものを使用すればよい。また被研磨体として
はウエハに限らず液晶パネルディスプレイ基板であって
もよい。
積層膜が第１の層に相当し、シリコン酸化膜が第２の層
に相当するものであるが、本発明ではバリヤ層が介在し
ていることに限定されないし、また金属膜としてもＷ膜
に限らずＡｌ（アルミニウム）膜やＣｕ（銅）膜などあ
ってもよく、あるいは第２の層はポリシリコン膜であっ
てもよい。更にまた本発明では、第１の層がシリコン酸
化膜やＳｉＮ（シリコンナイトライド）膜などの絶縁膜
であり、第２の層が金属膜やポリシリコン膜であっても
よく、研磨液としては第２の層に対して第１の層の選択
性の大きいものを使用すればよい。また被研磨体として
はウエハに限らず液晶パネルディスプレイ基板であって
もよい。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、研磨の終
点を容易にかつ高い精度で検出することができ研磨作業
が簡単になる。
点を容易にかつ高い精度で検出することができ研磨作業
が簡単になる。
【図１】本発明の実施例に係る研磨装置を示す構成図で
ある。
ある。
【図２】本発明の実施例に係る研磨装置の要部を示す斜
視図である。
視図である。
【図３】本発明の実施例で用いたウエハの表面の積層構
造を示す説明図である。
造を示す説明図である。
【図４】研磨時における研磨布の表面温度の測定データ
を示す特性図である。
を示す特性図である。
【図５】従来の研磨装置を示す概略側面図である。
１０ 半導体ウエハ ２ 回転テーブル ２３ 研磨布 ３ ウエハ保持部 ３１ モータ ４ 研磨液供給ノズル ５ 赤外温度センサ ５１ 終点検出部 ５２ 制御部 ６３ 昇降部
Claims (2)
- 【請求項１】 第１の層の上に、第１の層とは材質が異
なる第２の層が形成された被研磨体を研磨体により研磨
すると共に、研磨液を前記研磨体の研磨面に供給して前
記第１の層を研磨し、これにより第２の層を露出させる
研磨方法において、 予め前記第１の層及び前記第２の層の研磨時における研
磨面の温度を測定した測定データに基づいて、第１の層
から第２の層へ研磨する温度の変化点を検出する工程
と、 この変化点の検出により第１の層の研磨の終点を検出す
る工程と、を含むことを特徴とする研磨方法。 - 【請求項２】 第１の層の上に第２の層が形成された被
研磨体と研磨体との少なくとも一方を回転させると共
に、研磨液を前記研磨体の研磨面に供給して前記第１の
層を研磨し、これにより第２の層を露出させる装置にお
いて、 前記研磨体の研磨面の温度を検出する温度検出部と、 予め定めた設定値と前記温度検出部における検出温度と
に基づいて第１の層の研磨の終点を検出する終点検出部
と、を備えたことを特徴とする研磨装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15540395A JP3568632B2 (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | 研磨方法及びその装置 |
| KR1019960018732A KR100281723B1 (ko) | 1995-05-30 | 1996-05-30 | 연마방법및그장치 |
| US08/655,672 US5722875A (en) | 1995-05-30 | 1996-05-30 | Method and apparatus for polishing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15540395A JP3568632B2 (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | 研磨方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08330261A true JPH08330261A (ja) | 1996-12-13 |
| JP3568632B2 JP3568632B2 (ja) | 2004-09-22 |
Family
ID=15605218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15540395A Expired - Lifetime JP3568632B2 (ja) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | 研磨方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3568632B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6165056A (en) * | 1997-12-02 | 2000-12-26 | Nec Corporation | Polishing machine for flattening substrate surface |
| KR100448250B1 (ko) * | 2001-10-08 | 2004-09-10 | 대한민국(부산대학교 총장) | 웨이퍼의 연마율을 제어하는 방법 및 이 방법을 수행하는화학기계적 연마장치 |
| CN100392754C (zh) * | 2005-11-23 | 2008-06-04 | 深圳易拓科技有限公司 | 磨胶机 |
| CN109397071A (zh) * | 2017-08-15 | 2019-03-01 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 化学机械抛光装置 |
-
1995
- 1995-05-30 JP JP15540395A patent/JP3568632B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6165056A (en) * | 1997-12-02 | 2000-12-26 | Nec Corporation | Polishing machine for flattening substrate surface |
| KR100448250B1 (ko) * | 2001-10-08 | 2004-09-10 | 대한민국(부산대학교 총장) | 웨이퍼의 연마율을 제어하는 방법 및 이 방법을 수행하는화학기계적 연마장치 |
| CN100392754C (zh) * | 2005-11-23 | 2008-06-04 | 深圳易拓科技有限公司 | 磨胶机 |
| CN109397071A (zh) * | 2017-08-15 | 2019-03-01 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 化学机械抛光装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3568632B2 (ja) | 2004-09-22 |
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