JPH10329033A - Ｌｓｉ金属配線研磨用砥石およびｌｓｉ金属配線研磨方法 - Google Patents
Ｌｓｉ金属配線研磨用砥石およびｌｓｉ金属配線研磨方法Info
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- JPH10329033A JPH10329033A JP13970097A JP13970097A JPH10329033A JP H10329033 A JPH10329033 A JP H10329033A JP 13970097 A JP13970097 A JP 13970097A JP 13970097 A JP13970097 A JP 13970097A JP H10329033 A JPH10329033 A JP H10329033A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＬＳＩのグローバルプラナリゼーションに用
いられるＬＳＩ金属配線研磨用砥石およびＬＳＩ金属配
線研磨方法に関し、優れた研磨性能を有する特殊な材質
の砥粒を含有した砥石を使用して研磨することによりＬ
ＳＩ金属配線のグローバル平坦化を達成させるようにす
ることを課題とする。 【解決手段】 平均粒径が１μｍ未満かつ 0.01 μｍ以
上のＭｎＯ2 粉末を砥粒として含有するか、あるいは平
均粒径が１μｍ未満かつ 0.01 μｍ以上のＡｌ 2 Ｏ3 粉
末、ＳｉＣ粉末のうち少なくとも一種以上を砥粒として
含有するような砥石を構成し、この砥石を使用して研磨
する。
いられるＬＳＩ金属配線研磨用砥石およびＬＳＩ金属配
線研磨方法に関し、優れた研磨性能を有する特殊な材質
の砥粒を含有した砥石を使用して研磨することによりＬ
ＳＩ金属配線のグローバル平坦化を達成させるようにす
ることを課題とする。 【解決手段】 平均粒径が１μｍ未満かつ 0.01 μｍ以
上のＭｎＯ2 粉末を砥粒として含有するか、あるいは平
均粒径が１μｍ未満かつ 0.01 μｍ以上のＡｌ 2 Ｏ3 粉
末、ＳｉＣ粉末のうち少なくとも一種以上を砥粒として
含有するような砥石を構成し、この砥石を使用して研磨
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩのグローバ
ルプラナリゼーションに用いられるＬＳＩ金属配線研磨
用砥石およびＬＳＩ金属配線研磨方法に関するものであ
る。
ルプラナリゼーションに用いられるＬＳＩ金属配線研磨
用砥石およびＬＳＩ金属配線研磨方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＬＳＩ技術の急速な進展により、
ＬＳＩ（以下、ＬＳＩとは、ＶＬＳＩ，ＵＬＳＩを含
む）の高集積化、微細化、高密度化が行われており、そ
れに伴ってＬＳＩ表面の段差や凹凸が極めて大きくな
り、接続不良や金属配線の断線、ショートなどを引き起
こして歩留りの低下をきたす原因となっている。このた
め、ＬＳＩ表面の段差や凹凸を解消し、歩留りや信頼性
の向上を目的としたＬＳＩのグローバルプラナリゼーシ
ョン（以下、グローバル平坦化という）が達成される優
れた研磨性能を有する研磨用具、研磨資材および研磨方
法が求められている。
ＬＳＩ（以下、ＬＳＩとは、ＶＬＳＩ，ＵＬＳＩを含
む）の高集積化、微細化、高密度化が行われており、そ
れに伴ってＬＳＩ表面の段差や凹凸が極めて大きくな
り、接続不良や金属配線の断線、ショートなどを引き起
こして歩留りの低下をきたす原因となっている。このた
め、ＬＳＩ表面の段差や凹凸を解消し、歩留りや信頼性
の向上を目的としたＬＳＩのグローバルプラナリゼーシ
ョン（以下、グローバル平坦化という）が達成される優
れた研磨性能を有する研磨用具、研磨資材および研磨方
法が求められている。
【０００３】従来、シリコンウエハ上に形成されたＬＳ
Ｉ金属配線の研磨方法としては、砥石を用いた研磨装置
を使用して研磨する方法はなく、研磨パッドを用いた研
磨装置を使用して研磨するパッド使用研磨方法が採用さ
れていた。このパッド使用研磨方法では、研磨装置に備
えられた研磨パッドの表面をＬＳＩ金属配線表面に接触
させ、この接触させた両表面間に、研磨砥粒を含有する
研磨液を供給しながら、接触させた両表面を擦り合わせ
ることにより、ＬＳＩ金属配線の研磨を行っているが、
ＬＳＩ金属配線のグローバル平坦化を充分に達成でき
ず、歩留りが悪く、信頼性が低いという問題点があっ
た。
Ｉ金属配線の研磨方法としては、砥石を用いた研磨装置
を使用して研磨する方法はなく、研磨パッドを用いた研
磨装置を使用して研磨するパッド使用研磨方法が採用さ
れていた。このパッド使用研磨方法では、研磨装置に備
えられた研磨パッドの表面をＬＳＩ金属配線表面に接触
させ、この接触させた両表面間に、研磨砥粒を含有する
研磨液を供給しながら、接触させた両表面を擦り合わせ
ることにより、ＬＳＩ金属配線の研磨を行っているが、
ＬＳＩ金属配線のグローバル平坦化を充分に達成でき
ず、歩留りが悪く、信頼性が低いという問題点があっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
おける前記問題点を解消するものであり、優れた研磨性
能を有する特殊な材質の砥粒を含有した砥石を使用して
研磨することにより、ＬＳＩ金属配線のグローバル平坦
化を達成させるＬＳＩ金属配線研磨用砥石およびそれを
用いたＬＳＩ金属配線の研磨方法を提供することにあ
る。
おける前記問題点を解消するものであり、優れた研磨性
能を有する特殊な材質の砥粒を含有した砥石を使用して
研磨することにより、ＬＳＩ金属配線のグローバル平坦
化を達成させるＬＳＩ金属配線研磨用砥石およびそれを
用いたＬＳＩ金属配線の研磨方法を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明における請求項１
に係るＬＳＩ金属配線研磨用砥石は、平均粒径が１μｍ
未満かつ 0.01 μｍ以上のＭｎＯ2 粉末を砥粒として含
有することを特徴とするものである。
に係るＬＳＩ金属配線研磨用砥石は、平均粒径が１μｍ
未満かつ 0.01 μｍ以上のＭｎＯ2 粉末を砥粒として含
有することを特徴とするものである。
【０００６】請求項２に係るＬＳＩ金属配線研磨用砥石
は、前記砥粒の充填率が 50 〜 95体積％であることを
特徴とする。
は、前記砥粒の充填率が 50 〜 95体積％であることを
特徴とする。
【０００７】請求項３に係るＬＳＩ金属配線研磨用砥石
は、前記砥粒とレジノイドボンドとを混合して成形した
後に固化させたレジノイドボンド砥石としたことを特徴
とする。
は、前記砥粒とレジノイドボンドとを混合して成形した
後に固化させたレジノイドボンド砥石としたことを特徴
とする。
【０００８】請求項４に係るＬＳＩ金属配線研磨用砥石
は、前記砥粒を固化して成形させたボンドレス砥石とし
たことを特徴とする。
は、前記砥粒を固化して成形させたボンドレス砥石とし
たことを特徴とする。
【０００９】請求項５に係るＬＳＩ金属配線の研磨方法
は、請求項１乃至４のいずれかに記載のＬＳＩ金属配線
研磨用砥石を研磨装置に装着して研磨を行なうことを特
徴とするものである。
は、請求項１乃至４のいずれかに記載のＬＳＩ金属配線
研磨用砥石を研磨装置に装着して研磨を行なうことを特
徴とするものである。
【００１０】また、請求項６に係るＬＳＩ金属配線研磨
用砥石は、平均粒径が１μｍ未満かつ 0.01 μｍ以上の
Ａｌ2 Ｏ3 粉末、ＳｉＣ粉末のうち少なくとも一種以上
を砥粒として含有することを特徴とするものである。
用砥石は、平均粒径が１μｍ未満かつ 0.01 μｍ以上の
Ａｌ2 Ｏ3 粉末、ＳｉＣ粉末のうち少なくとも一種以上
を砥粒として含有することを特徴とするものである。
【００１１】請求項７に係るＬＳＩ金属配線研磨用砥石
は、請求項６記載の砥粒の充填率が50 〜 95 体積％で
あることを特徴とする。
は、請求項６記載の砥粒の充填率が50 〜 95 体積％で
あることを特徴とする。
【００１２】請求項８に係るＬＳＩ金属配線研磨用砥石
は、請求項６記載の砥粒とレジノイドボンドとを混合し
て成形した後に固化させたレジノイドボンド砥石とした
ことを特徴とする。
は、請求項６記載の砥粒とレジノイドボンドとを混合し
て成形した後に固化させたレジノイドボンド砥石とした
ことを特徴とする。
【００１３】請求項９に係るＬＳＩ金属配線の研磨砥石
は、請求項６記載の砥粒を固化して成形させたボンドレ
ス砥石としたことを特徴とする。
は、請求項６記載の砥粒を固化して成形させたボンドレ
ス砥石としたことを特徴とする。
【００１４】請求項１０に係るＬＳＩ金属配線研磨用方
法は、請求項６乃至９のいずれかに記載のＬＳＩ金属配
線研磨用砥石を研磨装置に装着して研磨を行なうことを
特徴とするものである。
法は、請求項６乃至９のいずれかに記載のＬＳＩ金属配
線研磨用砥石を研磨装置に装着して研磨を行なうことを
特徴とするものである。
【００１５】請求項１１に係るＬＳＩ金属配線の研磨方
法は、請求項６乃至９のいずれかに記載のＬＳＩ金属配
線研磨用砥石を研磨装置に装着し、過酸化物を供給しな
がら研磨を行なうことを特徴とするものである。
法は、請求項６乃至９のいずれかに記載のＬＳＩ金属配
線研磨用砥石を研磨装置に装着し、過酸化物を供給しな
がら研磨を行なうことを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を具体
的に説明する。ただし、この実施の形態は、本発明をよ
り良く理解させるため、具体的に述べるものであり、特
に指定のない限り、発明内容を限定するものではない。
的に説明する。ただし、この実施の形態は、本発明をよ
り良く理解させるため、具体的に述べるものであり、特
に指定のない限り、発明内容を限定するものではない。
【００１７】ＬＳＩ金属配線の研磨性能について種々検
討した結果、平均粒径が１μｍ未満かつ 0.01 μｍ以上
のＭｎＯ2 粉末を砥粒として含有するＬＳＩ金属配線研
磨用砥石、あるいは、平均粒径が１μｍ未満かつ 0.01
μｍ以上のＡｌ2 Ｏ3 粉末、ＳｉＣ粉末のうち少なくと
も一種以上を砥粒として含有するＬＳＩ金属配線研磨用
砥石を、シリコンウエハ上に形成されたＬＳＩ金属配線
表面に直接接触させ、接触させた両表面を擦り合わせる
ことにより、従来にない極めて良好な研磨性能が得ら
れ、ＬＳＩ金属配線のグローバル平坦化が達成されるこ
とを見出した。
討した結果、平均粒径が１μｍ未満かつ 0.01 μｍ以上
のＭｎＯ2 粉末を砥粒として含有するＬＳＩ金属配線研
磨用砥石、あるいは、平均粒径が１μｍ未満かつ 0.01
μｍ以上のＡｌ2 Ｏ3 粉末、ＳｉＣ粉末のうち少なくと
も一種以上を砥粒として含有するＬＳＩ金属配線研磨用
砥石を、シリコンウエハ上に形成されたＬＳＩ金属配線
表面に直接接触させ、接触させた両表面を擦り合わせる
ことにより、従来にない極めて良好な研磨性能が得ら
れ、ＬＳＩ金属配線のグローバル平坦化が達成されるこ
とを見出した。
【００１８】平均粒径が１μｍ未満かつ 0.01 μｍ以上
のＭｎＯ2 粉末を砥粒として含有するＬＳＩ金属配線研
磨用砥石は、硬いＬＳＩ金属配線との接触面において化
学反応が起こり、ケミカルメカニカル効果によって良好
な研磨性能が得られ、また、エッチングダメージが少な
く、洗浄性にも優れているため、歩留りや信頼性を向上
させることができる。
のＭｎＯ2 粉末を砥粒として含有するＬＳＩ金属配線研
磨用砥石は、硬いＬＳＩ金属配線との接触面において化
学反応が起こり、ケミカルメカニカル効果によって良好
な研磨性能が得られ、また、エッチングダメージが少な
く、洗浄性にも優れているため、歩留りや信頼性を向上
させることができる。
【００１９】平均粒径が１μｍ未満かつ 0.01 μｍ以上
のＡｌ2 Ｏ3 粉末、ＳｉＣ粉末のうち少なくとも一種以
上を砥粒として含有するＬＳＩ金属配線研磨用砥石は、
エッチングダメージが少なく、洗浄性にも優れているた
め、歩留りや信頼性を向上させることができる。さら
に、研磨時に、過酸化水素等の過酸化物を供給しながら
研磨すると、ケミカル効果を付与され、硬いＬＳＩ金属
配線との接触面において化学反応が起こり、ケミカルメ
カニカル効果によって研磨性能を高めることができ、よ
り好ましいものとなる。
のＡｌ2 Ｏ3 粉末、ＳｉＣ粉末のうち少なくとも一種以
上を砥粒として含有するＬＳＩ金属配線研磨用砥石は、
エッチングダメージが少なく、洗浄性にも優れているた
め、歩留りや信頼性を向上させることができる。さら
に、研磨時に、過酸化水素等の過酸化物を供給しながら
研磨すると、ケミカル効果を付与され、硬いＬＳＩ金属
配線との接触面において化学反応が起こり、ケミカルメ
カニカル効果によって研磨性能を高めることができ、よ
り好ましいものとなる。
【００２０】以下、プレインカップホイール型砥石とし
た場合を例にとり説明する。図１に示すように、台金１
の突出側の端面に成形したＬＳＩ金属配線研磨用砥石と
しての砥石単体２を固着し、台金中央部に駆動軸取付孔
（図示せず）を穿設して駆動軸３に固定できるようにし
て、ＬＳＩ金属配線表面を研磨できるプレインカップホ
イール型砥石１０を形成する。この砥石単体２を固着さ
せたプレインカップホイール型砥石１０を（図示しな
い）研磨装置に装着して研磨を行なう。
た場合を例にとり説明する。図１に示すように、台金１
の突出側の端面に成形したＬＳＩ金属配線研磨用砥石と
しての砥石単体２を固着し、台金中央部に駆動軸取付孔
（図示せず）を穿設して駆動軸３に固定できるようにし
て、ＬＳＩ金属配線表面を研磨できるプレインカップホ
イール型砥石１０を形成する。この砥石単体２を固着さ
せたプレインカップホイール型砥石１０を（図示しな
い）研磨装置に装着して研磨を行なう。
【００２１】プレインカップホイール型砥石１０の台金
１に固着する砥石単体２は、図２に示すような、直径が
台金１の突出側の端面の幅を超えない寸法の小円板２ａ
か、または、図３に示すように、矩形断面を有し、台金
１の突出側の端面の形状に合わせた寸法の環状体２ｂに
成形する。そして、小円板２ａの場合には、多数個につ
き、各小円板２ａの一端面を台金１の突出側の端面に接
着する。また、環状体２ｂの場合には、環状体２ｂの一
面を台金１の突出側の端面に接着する。砥石単体２に用
いられる砥粒としては、ＭｎＯ2 粉末、あるいは、Ａｌ
2 Ｏ3粉末、ＳｉＣ粉末のうち少なくとも一種以上を用
いることができる。
１に固着する砥石単体２は、図２に示すような、直径が
台金１の突出側の端面の幅を超えない寸法の小円板２ａ
か、または、図３に示すように、矩形断面を有し、台金
１の突出側の端面の形状に合わせた寸法の環状体２ｂに
成形する。そして、小円板２ａの場合には、多数個につ
き、各小円板２ａの一端面を台金１の突出側の端面に接
着する。また、環状体２ｂの場合には、環状体２ｂの一
面を台金１の突出側の端面に接着する。砥石単体２に用
いられる砥粒としては、ＭｎＯ2 粉末、あるいは、Ａｌ
2 Ｏ3粉末、ＳｉＣ粉末のうち少なくとも一種以上を用
いることができる。
【００２２】用いられる砥粒の粒径は、研磨面に接触す
る砥粒数が増加し充分な加工速度が得られる平均粒径１
μｍ未満の砥粒を用いる必要があり、また、砥粒の粒径
が被研磨物の加工面粗さに比べ相対的に小さい場合に
は、梨地加工になり充分な平坦化が達成できないため、
平均粒径 0.01 μｍ以上の砥粒を用いることが必要であ
る。
る砥粒数が増加し充分な加工速度が得られる平均粒径１
μｍ未満の砥粒を用いる必要があり、また、砥粒の粒径
が被研磨物の加工面粗さに比べ相対的に小さい場合に
は、梨地加工になり充分な平坦化が達成できないため、
平均粒径 0.01 μｍ以上の砥粒を用いることが必要であ
る。
【００２３】砥石単体２における砥粒率（砥石単体中に
占める砥粒の容積比率）は、 50 体積％未満では充分な
加工速度が得られず、また、砥粒率が 95 体積％を超え
る場合には空孔が少ないため、研磨クズにより被研磨物
表面にスクラッチ傷や加工マークを生じさせるので、砥
粒率は 50 〜 95 体積％とする。また、砥粒率が 60 〜
80 体積％の場合には、加工速度が最大値を示すため、
特に、ＬＳＩ金属配線研磨用砥石としては、砥粒率を 6
0 〜 80 体積％の砥石単体を用いることが好ましい。
占める砥粒の容積比率）は、 50 体積％未満では充分な
加工速度が得られず、また、砥粒率が 95 体積％を超え
る場合には空孔が少ないため、研磨クズにより被研磨物
表面にスクラッチ傷や加工マークを生じさせるので、砥
粒率は 50 〜 95 体積％とする。また、砥粒率が 60 〜
80 体積％の場合には、加工速度が最大値を示すため、
特に、ＬＳＩ金属配線研磨用砥石としては、砥粒率を 6
0 〜 80 体積％の砥石単体を用いることが好ましい。
【００２４】砥石単体２は、レジノイドボンド砥石、メ
タルボンド砥石、電着メタルボンド砥石、ビトリファイ
ド砥石、ボンドレス砥石等として用いることができる
が、特に不純物となりうる金属イオンの有無および砥石
の硬度等を考慮すると、レジノイドボンド砥石またはボ
ンドレス砥石として用いることが好ましい。
タルボンド砥石、電着メタルボンド砥石、ビトリファイ
ド砥石、ボンドレス砥石等として用いることができる
が、特に不純物となりうる金属イオンの有無および砥石
の硬度等を考慮すると、レジノイドボンド砥石またはボ
ンドレス砥石として用いることが好ましい。
【００２５】レジノイドボンド砥石は砥粒とレジノイド
ボンドを混合し成形後に固化させたものであり、ボンド
レス砥石は砥粒をレジノイドボンド等の結合剤を用いず
に固化させて成形したものである。このうち、ボンドレ
ス砥石は、レジノイドボンド砥石に比べて加工速度が大
きいため、より好ましく用いられる。
ボンドを混合し成形後に固化させたものであり、ボンド
レス砥石は砥粒をレジノイドボンド等の結合剤を用いず
に固化させて成形したものである。このうち、ボンドレ
ス砥石は、レジノイドボンド砥石に比べて加工速度が大
きいため、より好ましく用いられる。
【００２６】レジノイドボンド砥石の形成に用いるレジ
ノイドボンドは、特に限定せず、熱硬化性樹脂，熱可塑
性樹脂、水溶性樹脂、非水溶性樹脂、高弾性樹脂、低弾
性樹脂などの単体もしくは混合物を用いることができ
る。レジノイドボンド砥石またはボンドレス砥石の成形
は、一般に用いられる公知の成形技術を用いて形成する
ことができる。
ノイドボンドは、特に限定せず、熱硬化性樹脂，熱可塑
性樹脂、水溶性樹脂、非水溶性樹脂、高弾性樹脂、低弾
性樹脂などの単体もしくは混合物を用いることができ
る。レジノイドボンド砥石またはボンドレス砥石の成形
は、一般に用いられる公知の成形技術を用いて形成する
ことができる。
【００２７】このＬＳＩ金属配線研磨用のプレインカッ
プホイール型砥石１０を用いた研磨では、従来の粘弾性
的に変形する樹脂よりなる研磨パッドを用いた研磨と異
なり、弾性変形のない台金１に固着されたＬＳＩ金属配
線研磨用の砥石単体２を用いるため、ＬＳＩ金属配線の
単位時間当りの研磨量が一定となり、研磨量の制御や研
磨精度の確保が容易になり、また、ＬＳＩ金属配線表面
の高平坦化が可能になり、充分にグロバールな平坦化が
達成できる。また、グロバールな平坦化ができるため、
縁だれ等のＬＳＩの歩留りの低下を招く問題点が解消さ
れる。
プホイール型砥石１０を用いた研磨では、従来の粘弾性
的に変形する樹脂よりなる研磨パッドを用いた研磨と異
なり、弾性変形のない台金１に固着されたＬＳＩ金属配
線研磨用の砥石単体２を用いるため、ＬＳＩ金属配線の
単位時間当りの研磨量が一定となり、研磨量の制御や研
磨精度の確保が容易になり、また、ＬＳＩ金属配線表面
の高平坦化が可能になり、充分にグロバールな平坦化が
達成できる。また、グロバールな平坦化ができるため、
縁だれ等のＬＳＩの歩留りの低下を招く問題点が解消さ
れる。
【００２８】またＬＳＩ金属配線研磨用に形成した砥石
単体２を用いた研磨であるため、研磨液を使用しないで
研磨でき、研磨液中に合まれる不純物イオンがＬＳＩ金
属配線中に拡散するような問題点を回避することができ
る。さらにまた、この砥石単体２を固着したプレインカ
ップホイール型砥石１０を用いる研磨方法では、従来に
おける常に新しい砥粒を供給する必要がある研磨液を用
いた研磨方法と異なり、研磨と同時に砥石が摩耗するこ
とによって常に新しい砥粒面が露出し、この露出面がＬ
ＳＩ金属配線に接するため、無駄な砥粒の使用が抑えら
れ研磨コストを下げることができる。
単体２を用いた研磨であるため、研磨液を使用しないで
研磨でき、研磨液中に合まれる不純物イオンがＬＳＩ金
属配線中に拡散するような問題点を回避することができ
る。さらにまた、この砥石単体２を固着したプレインカ
ップホイール型砥石１０を用いる研磨方法では、従来に
おける常に新しい砥粒を供給する必要がある研磨液を用
いた研磨方法と異なり、研磨と同時に砥石が摩耗するこ
とによって常に新しい砥粒面が露出し、この露出面がＬ
ＳＩ金属配線に接するため、無駄な砥粒の使用が抑えら
れ研磨コストを下げることができる。
【００２９】この実施の形態では、発明をより良く理解
させるために一実施形態をもって説明したものであっ
て、他の実施形態を制限するものではない。例えば、プ
レインカップホイール型砥石１０の代わりにストレート
ホイール、ハンドストーン、あるいはフレアリングカッ
プホイール等の平形砥石やカップ形砥石、その他の砥石
形状およびその砥石を使用した研磨方法としても良い。
また、砥石と被研磨物を載置させるテーブルとの動作は
任意であって、いずれか一方のみを動作させても良く、
また両方を動作させても良い。
させるために一実施形態をもって説明したものであっ
て、他の実施形態を制限するものではない。例えば、プ
レインカップホイール型砥石１０の代わりにストレート
ホイール、ハンドストーン、あるいはフレアリングカッ
プホイール等の平形砥石やカップ形砥石、その他の砥石
形状およびその砥石を使用した研磨方法としても良い。
また、砥石と被研磨物を載置させるテーブルとの動作は
任意であって、いずれか一方のみを動作させても良く、
また両方を動作させても良い。
【００３０】
〔実施例１〕表１〜表４に示されるとおり、数種類の砥
石単体を製造した後、研磨装置の台金に装着させ、以下
の条件で研磨を行った。なお、レジノイドボンド砥石に
用いた結合剤はフェノール樹脂であり、ボンドレス砥石
は焼結法によるものである。 研磨時間 ： １分間 ホイールの周速度 ： 314 ｍ／分 テーブル回転数 ： 10 ｒｐｍ 切れ込み量 ： １μｍ／分 砥石寸法 ： 外形 200ｍｍ，作用面幅 5
ｍｍ， 研磨方法 ： 湿式
石単体を製造した後、研磨装置の台金に装着させ、以下
の条件で研磨を行った。なお、レジノイドボンド砥石に
用いた結合剤はフェノール樹脂であり、ボンドレス砥石
は焼結法によるものである。 研磨時間 ： １分間 ホイールの周速度 ： 314 ｍ／分 テーブル回転数 ： 10 ｒｐｍ 切れ込み量 ： １μｍ／分 砥石寸法 ： 外形 200ｍｍ，作用面幅 5
ｍｍ， 研磨方法 ： 湿式
【００３１】被研磨物として、厚さ 1500 ｎｍの超高純
度タングステン（ 99.999 ％）膜を成膜した５インチウ
エハを使用し、表中には加工速度、表面粗さ（Ｒｔ：凹
凸の最小値と最大値との差で表す表面粗さ）、ＴＴＶ値
（表面段差）及びスクラッチ傷の有無を示した。これら
の結果、各表１〜表４に示すとおり、被研磨物の表面を
傷つけることなく所定段差以下に研磨することができ
た。
度タングステン（ 99.999 ％）膜を成膜した５インチウ
エハを使用し、表中には加工速度、表面粗さ（Ｒｔ：凹
凸の最小値と最大値との差で表す表面粗さ）、ＴＴＶ値
（表面段差）及びスクラッチ傷の有無を示した。これら
の結果、各表１〜表４に示すとおり、被研磨物の表面を
傷つけることなく所定段差以下に研磨することができ
た。
【００３２】〔実施例２〕砥粒として平均粒径 0.4μｍ
のＡｌ2 Ｏ3 粉末、平均粒径 0.4μｍのＳｉＣ粉末、お
よび平均粒径 0.4μｍのＡｌ2 Ｏ3 粉末と平均粒径 0.4
μｍのＳｉＣ粉末との混合粉末（混合重量比率１：１）
を用い、その他は実施例１に準じて研磨を行なったとこ
ろ、実施例１と略同一の結果が得られた。
のＡｌ2 Ｏ3 粉末、平均粒径 0.4μｍのＳｉＣ粉末、お
よび平均粒径 0.4μｍのＡｌ2 Ｏ3 粉末と平均粒径 0.4
μｍのＳｉＣ粉末との混合粉末（混合重量比率１：１）
を用い、その他は実施例１に準じて研磨を行なったとこ
ろ、実施例１と略同一の結果が得られた。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
【表３】
【００３６】
【表４】
【００３７】
【発明の効果】以上のように本発明では、請求項１記載
のＬＳＩ金属配線研磨用砥石は、平均粒径が１μｍ未満
かつ 0.01 μｍ以上のＭｎＯ2 粉末を砥粒として含有し
たので、ケミカルメカニカル効果を加味して高速かつ高
精度に研磨できるとともにＬＳＩ金属配線やＬＳＩ酸化
膜中へ不純物イオンが拡散することもなくなり、エッチ
ングダメージが少なく、良好な研磨性能が得られ、ＬＳ
Ｉ金属配線のグローバル平坦化が達成でき、歩留りや信
頼性を向上させ、研磨コストを低減させることができ
る。
のＬＳＩ金属配線研磨用砥石は、平均粒径が１μｍ未満
かつ 0.01 μｍ以上のＭｎＯ2 粉末を砥粒として含有し
たので、ケミカルメカニカル効果を加味して高速かつ高
精度に研磨できるとともにＬＳＩ金属配線やＬＳＩ酸化
膜中へ不純物イオンが拡散することもなくなり、エッチ
ングダメージが少なく、良好な研磨性能が得られ、ＬＳ
Ｉ金属配線のグローバル平坦化が達成でき、歩留りや信
頼性を向上させ、研磨コストを低減させることができ
る。
【００３８】請求項２記載の金属配線研磨用砥石は、前
記砥粒の充填率が 50 〜 95 体積％であるので、充分な
加工速度が得られ、更に空孔に研磨クズを取り込むの
で、スクラッチ傷や加工マークを生ずることがなく、従
来になく極めて良好な研磨性能を得ることができる。
記砥粒の充填率が 50 〜 95 体積％であるので、充分な
加工速度が得られ、更に空孔に研磨クズを取り込むの
で、スクラッチ傷や加工マークを生ずることがなく、従
来になく極めて良好な研磨性能を得ることができる。
【００３９】請求項３記載のＬＳＩ金属配線研磨用砥石
は、前記砥粒とレジノイドボンドを混合して成形した後
に固化させたレジノイドボンド砥石であるので、研磨装
置に装着させて研磨を行なうことができる。
は、前記砥粒とレジノイドボンドを混合して成形した後
に固化させたレジノイドボンド砥石であるので、研磨装
置に装着させて研磨を行なうことができる。
【００４０】請求項４記載のＬＳＩ金属配線研磨用砥石
は、結合剤を用いずに砥粒を固化させて成形したボンド
レス砥石であるので、研磨装置に装着させて研磨を行な
うことができる他、レジノイドボンド砥石に比べ加工速
度が大きく、良好な研磨を行なうことができる。
は、結合剤を用いずに砥粒を固化させて成形したボンド
レス砥石であるので、研磨装置に装着させて研磨を行な
うことができる他、レジノイドボンド砥石に比べ加工速
度が大きく、良好な研磨を行なうことができる。
【００４１】また、請求項５記載のＬＳＩ金属配線の研
磨方法では、請求項１乃至４のいずれかに記載のＬＳｌ
金属配線研磨用砥石を研磨装置に装着させ研磨を行なう
ことにより、効率良くＬＳＩのグローバル平坦化を達成
することができる。
磨方法では、請求項１乃至４のいずれかに記載のＬＳｌ
金属配線研磨用砥石を研磨装置に装着させ研磨を行なう
ことにより、効率良くＬＳＩのグローバル平坦化を達成
することができる。
【００４２】請求項６記載のＬＳＩ金属配線研磨用砥石
は、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＣ粉末のうち少なくとも一種以上
を砥粒としたので、エッチングダメージが少なく、洗浄
性にも優れ、歩留りや信頼性を向上させ、研磨コストを
低減させることができる。また、研磨時に過酸化水素等
の過酸化物を供給しながら研磨すると、硬いＬＳＩ金属
配線との接触面において化学反応が起こり、ケミカルメ
カニカル効果によって研磨性能を高め、高速かつ高精度
に研磨できるとともにＬＳＩ金属配線やＬＳＩ酸化膜中
へ不純物イオンが拡散することもなくなり、ＬＳＩ金属
配線の研磨量の制御や研磨精度の確保を容易にし、ＬＳ
Ｉ金属配線のグローバル平坦化が達成できる。
は、Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＣ粉末のうち少なくとも一種以上
を砥粒としたので、エッチングダメージが少なく、洗浄
性にも優れ、歩留りや信頼性を向上させ、研磨コストを
低減させることができる。また、研磨時に過酸化水素等
の過酸化物を供給しながら研磨すると、硬いＬＳＩ金属
配線との接触面において化学反応が起こり、ケミカルメ
カニカル効果によって研磨性能を高め、高速かつ高精度
に研磨できるとともにＬＳＩ金属配線やＬＳＩ酸化膜中
へ不純物イオンが拡散することもなくなり、ＬＳＩ金属
配線の研磨量の制御や研磨精度の確保を容易にし、ＬＳ
Ｉ金属配線のグローバル平坦化が達成できる。
【００４３】請求項７記載の金属配線研磨用砥石は、請
求項６記載の砥粒の充填率が 50 〜95 体積％であるの
で、金属配線研磨用砥石が充分に速い加工速度を得るこ
とができ、スクラッチ傷や加工マークを生ずることな
く、従来になく極めて良好な研磨性能を得ることができ
る。
求項６記載の砥粒の充填率が 50 〜95 体積％であるの
で、金属配線研磨用砥石が充分に速い加工速度を得るこ
とができ、スクラッチ傷や加工マークを生ずることな
く、従来になく極めて良好な研磨性能を得ることができ
る。
【００４４】請求項８記載のＬＳＩ金属配線研磨用砥石
は、請求項６記載の前記砥粒とレジノイドボンドを混合
して成形した後に固化させたレジノイドボンド砥石であ
るので、研磨装置に装着させて研磨を行なうことができ
る。
は、請求項６記載の前記砥粒とレジノイドボンドを混合
して成形した後に固化させたレジノイドボンド砥石であ
るので、研磨装置に装着させて研磨を行なうことができ
る。
【００４５】請求項９記載のＬＳＩ金属配線研磨用砥石
は、結合剤を用いずに砥粒を固化させて成形したボンド
レス砥石であるので、研磨装置に装着させて研磨を行な
うことができる他、レジノイドボンド砥石に比べ加工速
度が大きく、良好な研磨を行なうことができる。
は、結合剤を用いずに砥粒を固化させて成形したボンド
レス砥石であるので、研磨装置に装着させて研磨を行な
うことができる他、レジノイドボンド砥石に比べ加工速
度が大きく、良好な研磨を行なうことができる。
【００４６】請求項１０記載のＬＳＩ金属配線の研磨方
法では、請求項６乃至９のいずれかに記載のＬＳｌ金属
配線研磨用砥石を研磨装置に装着して研磨を行なうこと
により、効率良くＬＳＩのグローバル平坦化を達成する
ことができる。
法では、請求項６乃至９のいずれかに記載のＬＳｌ金属
配線研磨用砥石を研磨装置に装着して研磨を行なうこと
により、効率良くＬＳＩのグローバル平坦化を達成する
ことができる。
【００４７】請求項１１記載のＬＳＩ金属配線の研磨方
法では、請求項６乃至９のいずれかに記載のＬＳｌ金属
配線研磨用砥石を研磨装置に装着し、過酸化物を供給し
ながら研磨を行なうことにより、ケミカル効果が付与で
き、硬いＬＳＩ金属配線との接触面に化学反応を生じさ
せ、ケミカルメカニカル効果によって効率良くＬＳＩの
グローバル平坦化を達成することができる。
法では、請求項６乃至９のいずれかに記載のＬＳｌ金属
配線研磨用砥石を研磨装置に装着し、過酸化物を供給し
ながら研磨を行なうことにより、ケミカル効果が付与で
き、硬いＬＳＩ金属配線との接触面に化学反応を生じさ
せ、ケミカルメカニカル効果によって効率良くＬＳＩの
グローバル平坦化を達成することができる。
【図１】本発明の実施の形態におけるプレインカップホ
イール型砥石を示す側面断面図である。
イール型砥石を示す側面断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における小円板形の砥石単
体を固着したプレインカップホイール型砥石を示す斜視
図である。
体を固着したプレインカップホイール型砥石を示す斜視
図である。
【図３】本発明の実施の形態における環状体形の砥石単
体を固着したプレインカップホイール型砥石を示す斜視
図である。
体を固着したプレインカップホイール型砥石を示す斜視
図である。
１ 台金 ２，２ａ，２ｂ 砥石単体（ＬＳＩ酸化膜研磨用砥石） ３ 駆動軸 １０ プレインカップホイール型砥石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 良貴 千葉県船橋市豊富町585番地 住友大阪セ メント株式会社中央研究所内
Claims (11)
- 【請求項１】平均粒径が１μｍ未満かつ 0.01 μｍ以上
のＭｎＯ2 粉末を砥粒として含有することを特徴とする
ＬＳＩ金属配線研磨用砥石。 - 【請求項２】前記砥粒の充填率が 50 〜 95 体積％であ
ることを特徴とする請求項１記載のＬＳＩ金属配線研磨
用砥石。 - 【請求項３】前記砥粒とレジノイドボンドとを混合して
成形した後に固化させたレジノイドボンド砥石としたこ
とを特徴とする請求項１または２記載のＬＳＩ金属配線
研磨用砥石。 - 【請求項４】前記砥粒を固化して成形させたボンドレス
砥石としたことを特徴とする請求項１または２記載のＬ
ＳＩ金属配線研磨用砥石。 - 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載のＬＳＩ
金属配線研磨用砥石を研磨装置に装着して研磨を行なう
ことを特徴とするＬＳＩ金属配線研磨方法。 - 【請求項６】平均粒径が１μｍ未満かつ 0.01 μｍ以上
のＡｌ2 Ｏ3 粉末、ＳｉＣ粉末のうち少なくとも一種以
上を砥粒として含有することを特徴とするＬＳＩ金属配
線研磨用砥石。 - 【請求項７】前記砥粒の充填率が 50 〜 95 体積％であ
ることを特徴とする請求項６記載のＬＳＩ金属配線研磨
用砥石。 - 【請求項８】前記砥粒とレジノイドボンドとを混合して
成形した後に固化させたレジノイドボンド砥石としたこ
とを特徴とする請求項６または７記載のＬＳＩ金属配線
研磨用砥石。 - 【請求項９】前記砥粒を固化して成形させたボンドレス
砥石としたことを特徴とする請求項６または７記載のＬ
ＳＩ金属配線研磨用砥石。 - 【請求項１０】請求項６乃至９のいずれかに記載のＬＳ
Ｉ金属配線研磨用砥石を研磨装置に装着して研磨を行な
うことを特徴とするＬＳＩ金属配線研磨方法。 - 【請求項１１】請求項６乃至９のいずれかに記載のＬＳ
Ｉ金属配線研磨用砥石を研磨装置に装着し、過酸化物を
供給しながら研磨を行なうことを特徴とするＬＳＩ金属
配線研磨方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13970097A JPH10329033A (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | Ｌｓｉ金属配線研磨用砥石およびｌｓｉ金属配線研磨方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13970097A JPH10329033A (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | Ｌｓｉ金属配線研磨用砥石およびｌｓｉ金属配線研磨方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10329033A true JPH10329033A (ja) | 1998-12-15 |
Family
ID=15251393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13970097A Pending JPH10329033A (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | Ｌｓｉ金属配線研磨用砥石およびｌｓｉ金属配線研磨方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10329033A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307395B6 (cs) * | 2015-10-10 | 2018-07-25 | Univerzita J. E. Purkyně V Ústí Nad Labem | Brousicí kotouč |
-
1997
- 1997-05-29 JP JP13970097A patent/JPH10329033A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307395B6 (cs) * | 2015-10-10 | 2018-07-25 | Univerzita J. E. Purkyně V Ústí Nad Labem | Brousicí kotouč |
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