JPH10193252A - Chemical machine polishing device and manufacture of semiconductor integrated circuit device using the chemical machine polishing device - Google Patents

Chemical machine polishing device and manufacture of semiconductor integrated circuit device using the chemical machine polishing device

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JPH10193252A
JPH10193252A JP40197A JP40197A JPH10193252A JP H10193252 A JPH10193252 A JP H10193252A JP 40197 A JP40197 A JP 40197A JP 40197 A JP40197 A JP 40197A JP H10193252 A JPH10193252 A JP H10193252A
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JP
Japan
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polishing
wafer
dresser
polishing pad
chemical mechanical
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Application number
JP40197A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuichiro Taguma
祐一郎 田熊
Nobuhiro Konishi
信博 小西
Hidefumi Ito
秀文 伊藤
Shinichiro Mitani
真一郎 三谷
Takeshi Kimura
剛 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve flatness of a polishing objective film on a semiconductor wafer in a chemical machine polishing method. SOLUTION: A polishing pad 1 provided in a chemical machine polishing device, in the case of dressing, all includes a wafer polishing region 4 in a swivel range of a dresser 2, it is swiveled at a fixed speed between one swivel end and the other swivel end on a radius of the polishing pad 1, and stopped in one swivel end or the other swivel end. In this way, a dress amount of the wafer polishing region 4 of the polishing pad 1 is almost averaged, good uniformity of a polishing amount is ensured by the wafer polishing region 4 of the polishing pad 1.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ上に
堆積された薄膜の表面を平坦に加工する化学的機械研磨
(Chemical Mechanical Polishing ;CMP)法に適用
して有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique effective when applied to a chemical mechanical polishing (CMP) method for flattening a surface of a thin film deposited on a semiconductor wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】CMP法に用いられる研磨パッドは、弾
性率が0.2〜10kgf/mm2 の多孔質ポリウレタン
によって構成されている。上記研磨パッドの表面は半導
体ウエハを研磨することによって、例えば多孔質ポリウ
レタンが潰れるなどのダメージを受ける。このため、研
磨した半導体ウエハの枚数が多くなると半導体ウエハの
研磨速度にバラツキが生じてしまう。そこで、半導体ウ
エハの研磨速度を常に一定に保つために、ダメージを受
けた研磨パッドの表面層を除去する処理(ドレス)が行
われている。
2. Description of the Related Art A polishing pad used in a CMP method is made of a porous polyurethane having an elastic modulus of 0.2 to 10 kgf / mm 2 . The surface of the polishing pad is damaged by polishing the semiconductor wafer, for example, by crushing the porous polyurethane. For this reason, if the number of polished semiconductor wafers increases, the polishing rate of the semiconductor wafer will vary. Therefore, in order to keep the polishing rate of the semiconductor wafer constant, a process (dressing) for removing the surface layer of the damaged polishing pad is performed.

【0003】図5に、従来の基本的なドレス方法を示
す。従来のドレッサ2のサイズおよび揺動幅3は、ダメ
ージを受けた研磨パッド1の表面層を短時間で除去する
ことを目的として決められる。そこで、通常、ドレッサ
2のサイズはなるべく大きくして研磨パッド2全体にド
レスを施している。
FIG. 5 shows a conventional basic dressing method. The size and swing width 3 of the conventional dresser 2 are determined for the purpose of removing the damaged surface layer of the polishing pad 1 in a short time. Therefore, usually, the dresser 2 is made as large as possible to dress the entire polishing pad 2.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のドレス方法では、以下の問題があることを本発明者
は見い出した。
However, the present inventor has found that the conventional dressing method has the following problems.

【0005】図6に、前記図5に示した従来のドレス方
法で研磨パッドの表面層を除去した際の除去量(ドレス
量)分布のシミュレーション結果を示す。研磨パッド1
の半径は35cm、ドレッサの半径は14cmであり、
図には、研磨パッド1の半径上のドレス量分布を示して
いる。なお、このシミュレーション結果は実測値とほぼ
一致している。
FIG. 6 shows a simulation result of the distribution of the removal amount (dress amount) when the surface layer of the polishing pad is removed by the conventional dressing method shown in FIG. Polishing pad 1
The radius of the dresser is 35cm, the radius of the dresser is 14cm,
The figure shows a dress amount distribution on the radius of the polishing pad 1. It should be noted that the result of the simulation is almost the same as the measured value.

【0006】図示のように、従来のドレス方法における
ドレス量は研磨パッドの半径上で不均一となり、局所的
にドレス量が著しく増加する領域が存在する。
[0006] As shown in the figure, the dress amount in the conventional dressing method becomes non-uniform on the radius of the polishing pad, and there is a region where the dress amount significantly increases locally.

【0007】この結果、研磨パッドの表面に凹凸が存在
し、この研磨パッドを用いて半導体ウエハ上の研磨対象
膜を研磨すると、研磨対象膜の研磨量の半導体ウエハ面
内での均一性が確保できない。研磨パッドの寿命がドレ
ス量が最大となる局所領域で決まり、研磨パッドが処理
できる半導体ウエハの枚数が少なくなる、などの問題が
生ずる。
As a result, there are irregularities on the surface of the polishing pad, and when the polishing target film on the semiconductor wafer is polished using this polishing pad, the uniformity of the polishing amount of the polishing target film in the semiconductor wafer surface is ensured. Can not. The life of the polishing pad is determined by the local region where the dress amount is maximum, and the number of semiconductor wafers that can be processed by the polishing pad is reduced.

【0008】本発明の目的は、CMP法における半導体
ウエハ上の研磨対象膜の研磨量均一性を向上することの
できる技術を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a technique capable of improving the uniformity of a polishing amount of a film to be polished on a semiconductor wafer in a CMP method.

【0009】本発明の他の目的は、CMP装置の有する
研磨パッドの長寿命化を実現することのできる技術を提
供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of extending the life of a polishing pad of a CMP apparatus.

【0010】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0012】すなわち、本発明の化学的機械研磨装置
は、ウエハ研磨領域およびウエハ非研磨領域を有する研
磨パッドが搭載された円形状の研磨用定盤を有してお
り、この研磨パッドのウエハ研磨領域でほぼ均一なドレ
ス量を得るために、研磨用定盤のサイズに対してドレッ
サの形状、サイズおよび揺動条件を最適化して研磨パッ
ドはドレスされる。
That is, the chemical mechanical polishing apparatus of the present invention has a circular polishing platen on which a polishing pad having a wafer polishing area and a wafer non-polishing area is mounted. The polishing pad is dressed by optimizing the shape, size and swing conditions of the dresser with respect to the size of the polishing platen in order to obtain a substantially uniform dressing amount in the region.

【0013】上記した手段によれば、局所的なドレス量
の著しい増加を防ぎ、研磨パッドのウエハ研磨領域でほ
ぼ均一のドレス量を実現することができる。
According to the above-mentioned means, it is possible to prevent a significant increase in the local dress amount, and to realize a substantially uniform dress amount in the wafer polishing area of the polishing pad.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一機能を有するものは同一の符
号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

【0015】(実施の形態1)本発明の一実施の形態で
あるCMP装置が有する研磨パッドのドレス方法を図1
を用いて説明する。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a dressing method of a polishing pad included in a CMP apparatus according to an embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG.

【0016】ドレッサ2の形状は円形状であり、その表
面にはダイヤモンドの微粉末が接着されている。円形状
の研磨用定盤上に搭載された研磨パッド1の表面には半
導体ウエハが接触する領域(ウエハ研磨領域(Rw1≦R
≦Rw2))4と半導体ウエハが接触しない領域(ウエハ非
研磨領域(0≦R<Rw1,Rw2<R≦Rp ))5a,5b
が存在する。ここで、Rw1は研磨パッド1の中心からウ
エハ研磨領域4までの最短距離、Rw2は研磨パッド1の
中心からウエハ研磨領域4までの最長距離、Rp は研磨
パッド1の半径である。
The shape of the dresser 2 is circular, and a fine powder of diamond is adhered to its surface. The surface of the polishing pad 1 mounted on the circular polishing platen has a region where the semiconductor wafer is in contact (wafer polishing region (R w1 ≦ R
≦ R w2 )) 4 (a region where the semiconductor wafer is not in contact (wafer non-polishing region (0 ≦ R <R w1 , R w2 <R ≦ R p ))
Exists. Here, R w1 is the shortest distance from the center of the polishing pad 1 to the wafer polishing area 4, R w2 is the longest distance from the center of the polishing pad 1 to the wafer polishing area 4, and R p is the radius of the polishing pad 1.

【0017】なお、研磨パッド1のウエハ研磨領域4で
は、半導体ウエハの直径をDw とすると次の式(1)を
満足するように、上記距離Rw1および上記距離Rw2は設
定される。
In the polishing area 4 of the polishing pad 1, the distance R w1 and the distance R w2 are set so as to satisfy the following equation (1), where D w is the diameter of the semiconductor wafer.

【0018】Rw2−Rw1≧Dw (1) 次に、ドレッサ2の揺動条件を説明する。ドレッサ2の
外周の半径Rd は次の式(2)および式(3)を満足
し、 Rd ≦Rw1 (2) Rd ≦0.5(Rp −Rw2) (3) ドレッサ2は研磨パッド1の半径上の一方の揺動端と他
方の揺動端との間を揺動する。一方の揺動端は研磨パッ
ド1の中心から(Rw1−0.5Rd )の間のウエハ非研磨
領域5aに設けられ、他方の揺動端は(Rw2+0.5
d )から(Rp −0.5Rd )の間のウエハ非研磨領域
5bに設けられる。
R w2 −R w1 ≧ D w (1) Next, the swing condition of the dresser 2 will be described. Radius R d of the outer periphery of the dresser 2 satisfy the following equation (2) and (3), R d ≦ R w1 (2) R d ≦ 0.5 (R p -R w2) (3) dresser 2 Swings between one swing end and the other swing end on the radius of the polishing pad 1. One swing end is provided in the wafer non-polishing region 5a between the center of the polishing pad 1 and (R w1 -0.5 R d ), and the other swing end is (R w2 +0.5).
Provided from R d) in the wafer non-abrasive regions 5b between (R p -0.5R d).

【0019】ドレッサ2は一方の揺動端と他方の揺動端
との間を一定速度で揺動し、さらに、ドレッサ2は研磨
パッド1の一方の揺動端または他方の揺動端で開始及び
停止を行い、ウエハ研磨領域4上で開始及び停止をしな
い。なお、ドレッサ2は回転させてもよく、また回転を
止めてもかまわない。
The dresser 2 swings at a constant speed between one swing end and the other swing end, and the dresser 2 starts at one swing end or the other swing end of the polishing pad 1. And stop, and do not start and stop on the wafer polishing area 4. Note that the dresser 2 may be rotated, or the rotation may be stopped.

【0020】図2に、前記ドレス方法で研磨パッド1の
表面層を除去した際のドレス量分布のシミュレーション
結果を示す。なお、研磨パッド1の半径Rp は35c
m、ドレッサ2の外周の半径Rd は2cm、その内周の
半径は1.5cmである。また、研磨パッド1の回転速度
を20rpm、ドレッサ2の回転速度を20rpm、ド
レッサ2の移動速度を31cm/minとして2分間の
ドレスを施した際の研磨パッド1の半径上のドレス量分
布を図に示している。
FIG. 2 shows a simulation result of a dress amount distribution when the surface layer of the polishing pad 1 is removed by the dressing method. The radius R p of the polishing pad 1 is 35c
m, the radius R d of the outer periphery of the dresser 2 2 cm, the inner circumference of the radius is 1.5 cm. Also, a dress amount distribution on the radius of the polishing pad 1 when the dressing is performed for 2 minutes at a rotation speed of the polishing pad 1 of 20 rpm, a rotation speed of the dresser 2 of 20 rpm, and a moving speed of the dresser 2 of 31 cm / min is shown. Is shown in

【0021】図示するように、局所的なドレス量の著し
い増加は生じておらず、ドレス量は研磨パッド1の半径
上のウエハ研磨領域4でほぼ均一となる。また、ウエハ
研磨領域4のドレス量はウエハ非研磨領域5a,5bの
ドレス量よりも多くなり、研磨パッド1の寿命はウエハ
研磨領域4によって決定される。
As shown, no significant increase in the local dress amount has occurred, and the dress amount is substantially uniform in the wafer polishing area 4 on the radius of the polishing pad 1. Further, the dress amount of the wafer polishing region 4 is larger than the dress amounts of the non-wafer non-polishing regions 5a and 5b, and the life of the polishing pad 1 is determined by the wafer polishing region 4.

【0022】次に、前記ドレス方法によって処理された
研磨パッド1を有するCMP装置を用いた多層配線の製
造方法を図3を用いて説明する。
Next, a method of manufacturing a multilayer wiring using a CMP apparatus having the polishing pad 1 processed by the dressing method will be described with reference to FIG.

【0023】まず、半導体基板6上に半導体素子(図示
せず)および絶縁膜7を形成した後、半導体素子に接続
される第1層目の配線8が形成される。この第1層目の
配線8は、例えばタングステン膜によって構成されてい
る。次に、半導体基板6上にプラズマCVD(Chemical
Vapor Deposition)法+SOG(Spin On Glass)エッチ
バック+プラズマCVD法によって3層構造の第1の層
間絶縁膜9を形成した後、後に形成される第2層目の配
線11と第1層目の配線8とを接続するためのスルーホ
ール10を第1の層間絶縁膜9に形成する。
First, after a semiconductor element (not shown) and an insulating film 7 are formed on a semiconductor substrate 6, a first-layer wiring 8 connected to the semiconductor element is formed. The first layer wiring 8 is made of, for example, a tungsten film. Next, plasma CVD (Chemical Chemical) is performed on the semiconductor substrate 6.
After forming the first interlayer insulating film 9 having a three-layer structure by a Vapor Deposition method + SOG (Spin On Glass) etch back + plasma CVD method, a second-layer wiring 11 and a first-layer wiring formed later are formed. A through hole 10 for connecting to the wiring 8 is formed in the first interlayer insulating film 9.

【0024】次いで、半導体基板6上に下層タングステ
ン膜11a、アルミニウム合金膜11bおよび上層タン
グステン膜11cを順次堆積し、積層膜によって構成さ
れる第2層目の配線11を形成する。下層タングステン
膜11aはスパッタリング法およびCVD法によって順
次堆積され、アルニミウム合金膜11bおよび上層タン
グステン膜11cは、それぞれスパッタリング法によっ
て堆積される。この後、半導体基板6上にTEOS(Te
tra Ethyl Ortho Silicate;Si(OC2 5)4)をソー
スとしたプラズマCVD法によって、酸化シリコン膜か
らなる第2の層間絶縁膜12を堆積する。この際、図3
に示すように、第2層目の配線11の形状の影響で、第
2の層間絶縁膜12の表面は凸形状をなしている。
Next, a lower tungsten film 11a, an aluminum alloy film 11b, and an upper tungsten film 11c are sequentially deposited on the semiconductor substrate 6 to form a second-layer wiring 11 composed of a laminated film. The lower tungsten film 11a is sequentially deposited by a sputtering method and a CVD method, and the aluminum alloy film 11b and the upper tungsten film 11c are respectively deposited by a sputtering method. Thereafter, TEOS (Te
A second interlayer insulating film 12 made of a silicon oxide film is deposited by a plasma CVD method using tra Ethyl Ortho Silicate (Si (OC 2 H 5 ) 4 ) as a source. At this time, FIG.
As shown in the figure, the surface of the second interlayer insulating film 12 has a convex shape due to the influence of the shape of the second-layer wiring 11.

【0025】ここで、前記ドレス方法によって処理され
た研磨パッド1が備わったCMP装置を用いて、第2の
層間絶縁膜12の表面を研磨して平坦に加工する。その
後、図示はしないが、半導体基板6上に第3層目の配線
およびパッシベーション膜を順次形成することによっ
て、多層配線は形成される。
Here, the surface of the second interlayer insulating film 12 is polished and flattened using a CMP apparatus provided with the polishing pad 1 processed by the dressing method. Thereafter, although not shown, a third-layer wiring and a passivation film are sequentially formed on the semiconductor substrate 6 to form a multilayer wiring.

【0026】このように、本実施の形態1では、局所的
なドレス量の著しい増加を防いで、研磨パッド1のウエ
ハ研磨領域4でほぼ均一なドレス量を実現することがで
きるので、研磨パッド1のウエハ研磨領域4の良好な平
坦性が確保できる。これによって、研磨パッド1で研磨
される上記第2の層間絶縁膜12の表面の基板面内で平
坦性が向上し、また、研磨パッド1の寿命を長くするこ
とができる。
As described above, in the first embodiment, a substantially uniform dress amount can be realized in the wafer polishing area 4 of the polishing pad 1 while preventing a significant increase in the local dress amount. Good flatness of the wafer polishing area 4 can be ensured. Thereby, the flatness of the surface of the second interlayer insulating film 12 polished by the polishing pad 1 in the substrate surface is improved, and the life of the polishing pad 1 can be extended.

【0027】(実施の形態2)本発明の他の実施の形態
であるCMP装置が有する研磨パッドのドレス方法を図
4を用いて説明する。
(Embodiment 2) A dressing method of a polishing pad included in a CMP apparatus according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0028】ドレッサ2の形状は円形状であり、ドレッ
サ2の外周の半径Rd は前記式(3)を満足している。
ドレッサ2は研磨パッド1の直径上の一方の揺動端と他
方の揺動端との間を常に一定の速度で揺動する。一方の
揺動端と他方の揺動端は、研磨パッド1の(Rw2+0.5
d )から(Rp −0.5Rd )の間のウエハ非研磨領域
5bに設けられている。
The shape of the dresser 2 is circular, and the radius R d of the outer periphery of the dresser 2 satisfies the above equation (3).
The dresser 2 always swings at a constant speed between one swing end and the other swing end on the diameter of the polishing pad 1. One swing end and the other swing end correspond to (R w2 +0.5) of the polishing pad 1.
Provided from R d) in the wafer non-abrasive regions 5b between (R p -0.5R d).

【0029】さらに、前記実施の形態1と同様に、ドレ
ッサ2は研磨パッド1の一方の揺動端または他方の揺動
端で開始及び停止を行い、ウエハ研磨領域4上で開始及
び停止をしない。なお、研磨パッド1のウエハ研磨領域
4では、次の式(4)を満足するように、距離Rw2は設
定される。
Further, as in the first embodiment, the dresser 2 starts and stops at one swing end or the other swing end of the polishing pad 1 and does not start and stop on the wafer polishing area 4. . In the wafer polishing area 4 of the polishing pad 1, the distance R w2 is set so as to satisfy the following expression (4).

【0030】Rw2≧Dw (4) 以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形
態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
R w2 ≧ D w (4) The invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments of the invention. However, the invention is not limited to the embodiments. It goes without saying that various changes can be made without departing from the gist of the invention.

【0031】[0031]

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed by the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0032】本発明によれば、研磨パッドのウエハ研磨
領域の平坦性が確保できるので、この研磨パッドで研磨
される半導体ウエハ上の研磨対象膜の研磨量均一性を向
上することができ、また、研磨パッドの寿命を長くする
ことができる。
According to the present invention, since the flatness of the polishing region of the wafer of the polishing pad can be ensured, the uniformity of the polishing amount of the film to be polished on the semiconductor wafer polished by the polishing pad can be improved. Thus, the life of the polishing pad can be extended.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態であるCMP装置が有す
る研磨パッドのドレス方法を説明するための図である。
FIG. 1 is a view for explaining a dressing method of a polishing pad included in a CMP apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態であるCMP装置が有す
る研磨パッドのドレス量のシミュレーション結果を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a simulation result of a dress amount of a polishing pad included in a CMP apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施の形態であるCMP装置を用い
て平坦化される多層配線の要部断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of a multilayer wiring to be flattened by using a CMP apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の他の実施の形態であるCMP装置が有
する研磨パッドのドレス方法を説明するための図であ
る。
FIG. 4 is a view for explaining a dressing method of a polishing pad included in a CMP apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図5】従来の研磨パッドのドレス方法を説明するため
の図である。
FIG. 5 is a view for explaining a conventional polishing pad dressing method.

【図6】従来のドレス方法による研磨パッドのドレス量
のシミュレーション結果を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a simulation result of a dress amount of a polishing pad by a conventional dressing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 研磨パッド 2 ドレッサ 3 揺動幅 4 ウエハ研磨領域 5a ウエハ非研磨領域 5b ウエハ非研磨領域 6 半導体基板 7 絶縁膜 8 第1層目の配線 9 第1の層間絶縁膜 10 スルーホール 11 第2層目の配線 11a 下層タングステン膜 11b アルミニウム合金膜 11c 上層タングステン膜 12 第2の層間絶縁膜 Rw1 研磨パッドの中心からウエハ研磨領域までの最短
距離 Rw2 研磨パッドの中心からウエハ研磨領域までの最長
距離 Rp 研磨用定盤の半径
Reference Signs List 1 polishing pad 2 dresser 3 swing width 4 wafer polishing area 5a non-wafer non-polishing area 5b non-wafer non-polishing area 6 semiconductor substrate 7 insulating film 8 first layer wiring 9 first interlayer insulating film 10 through hole 11 second layer Eye wiring 11a Lower tungsten film 11b Aluminum alloy film 11c Upper tungsten film 12 Second interlayer insulating film R w1 Shortest distance from center of polishing pad to wafer polishing area R w2 Longest distance from center of polishing pad to wafer polishing area R p radius of polishing table

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三谷 真一郎 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 木村 剛 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Shinichiro Mitani 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Inside the Hitachi, Ltd.Device Development Center (72) Inventor Tsuyoshi Kimura 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Hitachi, Ltd. Inside

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体ウエハ上に堆積された薄膜の表面
を平坦に加工する化学的機械研磨装置であって、円形状
の研磨用定盤上にはウエハ研磨領域およびウエハ非研磨
領域を有する研磨パッドが搭載されており、前記ウエハ
研磨領域でほぼ均一なドレス量を確保するために、前記
研磨パッドは、ドレッサの形状、サイズおよび揺動条件
を前記研磨用定盤のサイズに対して最適化してドレスさ
れることを特徴とする化学的機械研磨装置。
1. A chemical mechanical polishing apparatus for flattening the surface of a thin film deposited on a semiconductor wafer, wherein the polishing has a wafer polishing area and a wafer non-polishing area on a circular polishing platen. A pad is mounted, and in order to ensure a substantially uniform dressing amount in the wafer polishing area, the polishing pad optimizes a dresser shape, size and swing conditions with respect to the size of the polishing platen. A chemical mechanical polishing device characterized by being dressed.
【請求項2】 請求項1記載の化学的機械研磨装置であ
って、前記ウエハ研磨領域のドレス量が前記ウエハ非研
磨領域のドレス量よりも多くなるように、前記研磨パッ
ドはドレスされることを特徴とする化学的機械研磨装
置。
2. The chemical mechanical polishing apparatus according to claim 1, wherein the polishing pad is dressed such that a dress amount in the wafer polishing region is larger than a dress amount in the non-wafer polishing region. A chemical mechanical polishing apparatus characterized in that:
【請求項3】 請求項1記載の化学的機械研磨装置であ
って、前記ドレッサの揺動範囲内に前記ウエハ研磨領域
を全て含み、前記ドレッサを前記研磨パッドの半径また
は直径上を一定の速度で揺動することによって、前記研
磨パッドはドレスされることを特徴とする化学的機械研
磨装置。
3. The chemical mechanical polishing apparatus according to claim 1, wherein the whole of the wafer polishing area is included in a swing range of the dresser, and the dresser is moved at a constant speed on a radius or a diameter of the polishing pad. The chemical mechanical polishing apparatus characterized in that the polishing pad is dressed by oscillating with.
【請求項4】 請求項1記載の化学的機械研磨装置であ
って、前記ドレッサは円形状であり、 前記ドレッサの半径Rd は前記研磨用定盤の半径を
p 、前記研磨パッドの中心から前記ウエハ研磨領域ま
での最短距離をRw1、前記研磨パッドの中心から前記ウ
エハ研磨領域までの最長距離をRw2とすると、Rd ≦R
w1およびRd ≦0.5(Rp −Rw2)の関係を満たし、 前記ドレッサの一方の揺動端は前記研磨パッドの中心か
ら(Rw1−0.5Rd )の間のウエハ非研磨領域に設けら
れ、前記ドレッサの他方の揺動端は前記研磨パッドの
(Rw2+0.5Rd )から(Rp −0.5Rd )の間のウエ
ハ非研磨領域に設けられており、前記ドレッサは前記研
磨パッドの半径上の前記一方の揺動端と前記他方の揺動
端との間を一定の速度で揺動し、ドレスの開始及び停止
は前記一方の揺動端または前記他方の揺動端で行うこと
により前記研磨パッドをドレスするようにしたことを特
徴とする化学的機械研磨装置。
4. The chemical mechanical polishing apparatus according to claim 1, wherein the dresser has a circular shape, a radius R d of the dresser is a radius of the polishing platen R p , and a center of the polishing pad. the shortest distance to the wafer polishing region when R w1, the longest distance from the center of the polishing pad to the wafer polishing region and R w2 from, R d ≦ R
w1 and satisfy the relationship R d ≦ 0.5 (R p -R w2), the wafer non-abrasive between the one swinging end of the dresser from the center of the polishing pad (R w1 -0.5R d) provided in the region, the other swinging end of the dresser is provided to the wafer non-abrasive regions between the polishing pad from (R w2 + 0.5R d) of (R p -0.5R d), wherein The dresser swings at a constant speed between the one swinging end and the other swinging end on the radius of the polishing pad, and the start and stop of the dressing is performed at the one swinging end or the other swinging end. A chemical mechanical polishing apparatus characterized in that the polishing pad is dressed by performing at a swing end.
【請求項5】 請求項1記載の化学的機械研磨装置であ
って、前記ドレッサは円形状であり、 前記ドレッサの半径Rd は前記研磨用定盤の半径を
p 、前記研磨パッドの中心から前記ウエハ研磨領域ま
での最長距離をRw2とすると、Rd ≦0.5(Rp
w2)の関係を満たし、 前記ドレッサの一方の揺動端と他方の揺動端が前記研磨
パッドの(Rw2+0.5Rd )から(Rp −0.5Rd )の
間のウエハ非研磨領域に設けられており、前記ドレッサ
は前記研磨パッドの直径上の前記一方の揺動端と前記他
方の揺動端との間を一定の速度で揺動し、ドレスの開始
及び停止は前記一方の揺動端または前記他方の揺動端で
行うことにより前記研磨パッドをドレスするようにした
ことを特徴とする化学的機械研磨装置。
5. The chemical mechanical polishing apparatus according to claim 1, wherein the dresser has a circular shape, a radius R d of the dresser is a radius of the polishing platen R P , and a center of the polishing pad. Assuming that the longest distance from the wafer polishing area to the wafer polishing area is R w2 , R d ≦ 0.5 (R p
Satisfy the relationship of R w2), the wafer non-between the one swinging end and the other swinging end of the dresser of the polishing pad from (R w2 + 0.5R d) of (R p -0.5R d) The dresser is provided in a polishing area, the dresser rocks at a constant speed between the one rocking end and the other rocking end on the diameter of the polishing pad, and the start and stop of the dress are A chemical mechanical polishing apparatus characterized in that the polishing pad is dressed by performing the operation at one of the swing ends or the other swing end.
【請求項6】 請求項4記載の化学的機械研磨装置であ
って、半導体ウエハの直径をDw とすると、前記ウエハ
研磨領域は、 Rw2−Rw1≧Dw (Rw2,Rw1は前記定義通り) の関係を満たすことを特徴とする化学的機械研磨装置。
6. The chemical mechanical polishing apparatus according to claim 4, wherein, assuming that the diameter of the semiconductor wafer is D w , the wafer polishing area is: R w2 −R w1 ≧ D w (R w2 , R w1 is A chemical mechanical polishing apparatus characterized by satisfying the following relationship:
【請求項7】 請求項5記載の化学的機械研磨装置であ
って、半導体ウエハの直径をDw とすると、前記ウエハ
研磨領域は、 Rw2≧Dw (Rw2は前記定義通り) の関係を満たすことを特徴とする化学的機械研磨装置。
7. The chemical mechanical polishing apparatus according to claim 5, wherein, when the diameter of the semiconductor wafer is D w , the wafer polishing area has a relationship of R w2 ≧ D w (R w2 is as defined above). A chemical mechanical polishing apparatus characterized by satisfying the following.
【請求項8】 請求項4または5記載の化学的機械研磨
装置であって、前記ドレッサを回転させずに前記研磨パ
ッドはドレスされることを特徴とする化学的機械研磨装
置。
8. The chemical mechanical polishing apparatus according to claim 4, wherein the polishing pad is dressed without rotating the dresser.
【請求項9】 請求項1記載の化学的機械研磨装置を用
いた半導体集積回路装置の製造方法であって、前記研磨
用定盤上のサイズに対してドレッサの形状、サイズおよ
び揺動条件を最適化してドレスされた前記研磨パッドに
よって、半導体ウエハ上に堆積された薄膜の表面を均一
に加工する工程を有することを特徴とする半導体集積回
路装置の製造方法。
9. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device using the chemical mechanical polishing apparatus according to claim 1, wherein a shape, a size, and a swing condition of a dresser are set with respect to a size on the polishing platen. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising a step of uniformly processing the surface of a thin film deposited on a semiconductor wafer by using the optimized dressing polishing pad.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015188975A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 株式会社ディスコ Dress mechanism, polishing device and dressing method for polishing pad
CN116460667A (en) * 2022-12-30 2023-07-21 北京创思工贸有限公司 Processing method of calcium fluoride optical part

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