JPH11204467A - 半導体製造装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】微細パターンが形成された凹凸を有する基板表
面に対し、化学的機械研磨（ＣＭＰ）技術によりグロー
バル平坦化を行うための半導体製造装置および前記半導
体製造装置を用いた半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】研磨パッド１２内に被処理基板１４より硬
度の高い粒子（シリカ粒子２０）を配合させ、回転可能
である研磨プレート回転軸１１に支持された研磨プレー
ト１３上に前記研磨パッド１２を固定する。キャリア１
５ａにより保持された被処理基板１４表面を、研磨パッ
ド１２中のシリカ粒子２０により破砕して粗面化してか
ら、ノズル１９よりフッ酸溶液１０を供給し、粗面化さ
れた基板１４表面と反応させて研磨を行う化学的機械研
磨装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置お
よび半導体装置の製造方法に関し、特に、微細パターン
が形成された、凹凸を有するウェハ表面に対し、化学的
機械研磨技術によりグローバル平坦化を行うための半導
体製造装置、および前記半導体製造装置を用いた半導体
装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年における半導体装置の設計ルールの
微細化に伴って、より解像度の高いリソグラフィー技術
が要求されている。半導体装置の設計ルールが０．３５
μｍから０．２５μｍ、さらに０．１８μｍに微細化さ
れると、それに対応してステッパの高性能化も必要とな
り、レンズ開口数の増大と光の短波長化が進むため、Ｄ
ＯＦ（Ｄｅｐｔｈ ｏｆ Ｆｏｃｕｓ；焦点深度）が浅
くなる。これにより、デバイス表面に段差が存在する
と、十分な解像度が得られなくなる。

【０００３】そこで、ＤＯＦ不足となる微細パターンの
加工においても、高い解像度を得るために、デバイス表
面の凹凸や段差を解消する方法として、化学的機械研磨
（ＣＭＰ）技術が重要視されている。ＣＭＰ技術は、従
来、シリコンウェハの鏡面加工に用いられてきた技術で
あるが、上記の目的でデバイス表面のグローバル平坦化
に応用されたものである。

【０００４】図９に、従来のＣＭＰ装置の概略図を示
す。この装置においては、回転可能である研磨プレート
回転軸９１に、表面に研磨パッド９２が接着された研磨
プレート９３が支持されている。研磨パッド９２の上部
には、研磨される被処理基板（ウェハ）９４、および被
処理基板９４を保持するためのキャリア９５ａが設置さ
れている。また、研磨パッド９２上部には、研磨パッド
９２を目立てするためのドレッサ９６が形成されてお
り、ドレッサ９６の金属板にはダイヤ９７等が電着され
ている。

【０００５】研磨パッド９２は通常、合成樹脂を素材と
して形成され、乾式発泡系（独立発泡体）と湿式発泡系
（連続発泡体）に大別される。独立発泡系の研磨パッド
の場合は、研磨スラリが研磨パッド内部に浸透しないた
め、研磨スラリは研磨パッドと被処理基板との接触界面
のみに局在する。独立発泡系の研磨パッド中には、ほぼ
真球状の発泡ポアが形成されており、発泡ポアは発泡過
程で生成するガスにより充填されている。独立発泡系の
研磨パッドは、応力や歪みに対して遅延の少ない弾性変
形を示すため、高度な平坦性が要求されるウェハ表面の
ＣＭＰプロセスに用いることが一般化されつつある。

【０００６】一方、連続発泡体の研磨パッドは、押圧に
対する歪み応答に遅延があり、弾性回復も１００％起こ
らないため、使用により常に永久変形が蓄積される。し
かしながら、独立発泡系研磨パッドは、研磨スラリの内
部への浸透がないため、研磨屑や研磨時の反応生成物の
排除が困難であるのに対し、連続発泡体の研磨パッドは
表面での目詰まりが起こりにくいという利点もある。

【０００７】また、研磨パッドは独立発泡系、連続発泡
系のいずれかのパッドを２層貼り合わせたり、下地とし
てウレタンフォーム層を貼り合わせたりすることによ
り、複層で形成されることもある。

【０００８】上記のＣＭＰ装置において、研磨スラリ９
０は、研磨スラリ供給装置９８からノズル９９を介し
て、研磨パッド９２上に供給される。研磨スラリ９０に
は、通常、水酸化カリウム（ＫＯＨ）や水酸化アンモニ
ウム（ＮＨ₄ ＯＨ）が含有され、研磨粒子としてシリカ
（ＳｉＯ₂ ）、セリア（ＣｅＯ₂ ）、アルミナ（Ａｌ₂
Ｏ₃ ）や二酸化マンガン（ＭｎＯ₂ ）等が用いられる。

【０００９】この装置で被処理基板９４の研磨を行うに
は、まず、研磨パッド９２をドレッサ９６により研削
（ドレッシング）し、研磨パッド９２の表面に無数の傷
をつけて、いわゆる目立て層を形成する。その後、研磨
プレート回転軸９１およびキャリア回転軸９５ｃを回転
させ、ノズル９９から研磨パッド９２中央部に研磨スラ
リ９０を供給する。これにより、目立て層に研磨スラリ
９０が入り込み、研磨スラリ９０が目立て層に保持され
た状態で、研磨圧力調整機構９５ｄにより被処理基板９
４を研磨パッド９２に押圧する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のＣＭＰ装置による研磨においては、被処理基板上
に形成された絶縁膜の研磨速度や研磨量が、面内で一定
とならないという問題がある。この問題は、被処理基板
の被研磨面に保持される研磨スラリ量が、面内で一定と
ならないことに起因している。

【００１１】被処理基板９４の被研磨面に研磨スラリ９
０を均一に供給するためには、ドレッサ９６による研磨
パッド９２の目立てを行う際、擦傷の深さおよび密度を
適切に調節し、研磨スラリ９０を十分に供給する必要が
ある。しかしながら、研磨パッド９２の目立てを十分に
行っても、研磨プレート回転軸９１を中心とする回転運
動により、被処理基板４中心部で研磨スラリ９０が不足
する等の原因により、被処理基板９４面内の研磨スラリ
量を均一にすることはできない。

【００１２】また、ＣＭＰ技術においては、研磨スラリ
や研磨パッド等の消耗品コストの削減も課題となってい
る。研磨スラリのリサイクルについて開発がなされてい
るが、現在、ＣＭＰプロセスコストの２５〜４０％を研
磨スラリが占めるともいわれている。したがって、被処
理基板上へ研磨スラリを均一に供給する目的で、被研磨
面へ過度の研磨スラリを供給することはプロセスコスト
上、好ましくない。

【００１３】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、したがって本発明は、ウェハのＣＭＰ技術に
おいて、研磨パッドを研削して研磨スラリを保持させる
従来の方法を用いずに、ウェハ中央部の研磨速度の低下
を防ぎ、ウェハ全面の均一性を改善する半導体製造装置
および半導体装置の製造方法を提供することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の半導体製造装置は、表面段差を有する半導
体基板表面に対して機械的研磨を行う研磨パッドと、前
記半導体基板表面に対して化学的研磨を行う溶液を供給
する装置とを少なくとも有する半導体製造装置におい
て、前記研磨パッドは、前記半導体基板より硬度の高い
粒子が配合されていることを特徴とする。

【００１５】これにより、研磨パッドにあらかじめ配合
されている硬度の高い粒子が、酸化膜などが形成されて
いる被処理基板の極表面に、微細な擦傷（スクラッチ）
をつけるため、被処理基板の実効的な表面積が増大し、
溶液との反応が速やかに進行する。さらに、研磨パッド
による機械的研磨を行うことにより、被処理基板表面を
平坦化することができる。

【００１６】本発明の半導体製造装置は、好適には、前
記半導体基板に供給される前記溶液は、フッ酸溶液であ
ることを特徴とする。これにより、通常、被処理基板の
表面に形成されているシリコン酸化物からなる絶縁膜
を、効率よく溶解して平坦化を行うことができる。ま
た、フッ酸溶液を用いることにより金属シリサイドに対
しても研磨による平坦化を行うことができる。また、フ
ッ酸溶液をフッ酸硝酸混合溶液とすることにより、多結
晶シリコンやタングステンに対しても本発明の化学的機
械研磨を適用することができる。

【００１７】また、本発明の半導体製造装置は、好適に
は、前記研磨パッドに配合される硬度の高い粒子は、シ
リカ系粒子、セリア系粒子、アルミナ系粒子、マンガン
系粒子またはダイヤ粒子であることを特徴とする。さら
に、本発明の半導体製造装置は、好適には、前記研磨パ
ッドは、発泡性材料からなり、前記研磨パッドに配合さ
れる粒子よりも相対的に硬度が低いことを特徴とする。

【００１８】これにより、被処理基板を研磨パッドで研
磨する際に、上記の各粒子により被処理基板に擦傷を与
えることが可能となり、被処理基板の極表面に破砕層が
形成される。したがって、フッ酸等の溶液が破砕層に浸
透し、研磨を速やかに行うことが可能となる。

【００１９】本発明の半導体製造装置は、好適には、前
記研磨パッドに配合される硬度の高い粒子は、前記研磨
パッドの中央部において最も高濃度に配合され、外周部
分では低濃度で配合されていることを特徴とする。これ
により、従来のＣＭＰ装置で生じる、被処理基板上の研
磨スラリ量が面内で均一にならない問題が改善される。

【００２０】従来のＣＭＰ装置においては、研磨プレー
ト回転軸を中心とする回転運動により、供給された研磨
スラリが外周部分に移行するため、被処理基板中央部に
おいて研磨スラリが不足し、十分な平坦化を行うことが
できない。一方、本発明の研磨パッドは、研磨パッドに
配合される粒子の濃度勾配があるため、研磨プレート回
転軸を中心とする回転運動によっても、面内のエッチン
グレートを均一にすることができる。

【００２１】本発明の半導体製造装置は、表面段差を有
する半導体基板表面に対して機械的研磨を行う研磨パッ
ドと、前記半導体基板表面に対して化学的研磨を行う溶
液を供給する装置とを少なくとも有する半導体製造装置
において、前記研磨パッドは、前記半導体基板より硬度
の高い材質からなり、表面に粗面化処理が施されている
ことを特徴とする。

【００２２】これにより、従来のＣＭＰ装置で生じる、
被処理基板上の研磨スラリ量が面内で均一にならない問
題が改善される。従来のＣＭＰ装置においては、研磨プ
レート回転軸を中心とする回転運動により、被処理基板
中央部において研磨スラリが不足し、十分な平坦化を行
うことができない。一方、本発明の研磨パッドは、あら
かじめ表面が粗面化された研磨パッドを用いて研磨を行
うため、研磨プレート回転軸を中心とする回転運動によ
っても、面内のエッチングレートを均一にすることがで
きる。

【００２３】本発明の半導体製造装置は、好適には、前
記半導体基板に供給される前記溶液は、フッ酸溶液であ
ることを特徴とする。これにより、通常、被処理基板の
表面に形成されているシリコン酸化物からなる絶縁膜
を、効率よく溶解して平坦化を行うことができる。ま
た、フッ酸溶液を用いることにより金属シリサイドに対
しても研磨による平坦化を行うことができる。また、フ
ッ酸溶液をフッ酸硝酸混合溶液とすることにより、多結
晶シリコンやタングステンに対しても本発明の化学的機
械研磨を適用することができる。

【００２４】上記の目的を達成するため、本発明の半導
体装置の製造方法は、表面段差を有する半導体基板表面
に、前記半導体基板より硬度の高い粒子が配合された研
磨パッドを押圧する工程と、前記半導体基板表面と化学
的に反応する溶液を供給して、前記半導体基板を可溶化
する工程と、前記研磨パッドによる機械的研磨により前
記半導体基板表面の平坦化を行う工程とを少なくとも有
することを特徴とする。

【００２５】本発明の半導体装置の製造方法は、好適に
は、前記半導体基板に供給される前記溶液は、フッ酸溶
液であることを特徴とする。本発明の半導体装置の製造
方法は、好適には、前記半導体基板表面と化学的に反応
する溶液を供給して、前記半導体基板を可溶化する工程
は、前記研磨パッドによる機械的研磨工程の前もしくは
後、または前後に行うことを特徴とする。

【００２６】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記研磨パッドに配合される硬度の高い粒子
は、シリカ系粒子、セリア系粒子、アルミナ系粒子、マ
ンガン系粒子またはダイヤ粒子であることを特徴とす
る。

【００２７】本発明の半導体装置の製造方法は、好適に
は、前記研磨パッドは、発泡性材料からなり、前記研磨
パッドに配合される粒子よりも相対的に硬度が低いこと
を特徴とする。前記研磨パッドに配合される硬度の高い
粒子は、前記研磨パッドの中央部において最も高濃度に
配合され、外周部分では低濃度で配合されていることを
特徴とする。

【００２８】これにより、研磨パッドにあらかじめ配合
されている硬度の高い粒子が、酸化膜などが形成されて
いる被処理基板の極表面に、微細な擦傷（スクラッチ）
をつけるため、被処理基板の実効的な表面積が増大し、
溶液との反応が速やかに進行する。さらに、研磨パッド
による機械的研磨を行うことにより、表面が平坦化され
た半導体装置を製造することができる。

【００２９】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記研磨パッドを用いた機械的研磨工程の
後、前記半導体基板表面と化学的に反応する溶液を供給
して、粒子を含有しない研磨パッドを用いた機械的研磨
により、前記半導体基板表面にさらに平坦化を行うこと
を特徴とする。

【００３０】本発明のＣＭＰ装置を用いた研磨と、従来
のＣＭＰ装置を用いた研磨を組み合わせることにより、
研磨効果を向上させることができる。従来のＣＭＰ装置
による研磨は、被処理基板面内のエッチングレートを均
一に保つのが困難であるが、この場合、僅かに研磨を行
うため、面内における研磨の不均一を回避できる。

【００３１】本発明の半導体装置の製造方法は、表面段
差を有する半導体基板表面に、前記半導体基板より十分
に硬度の高い材質からなり、表面に粗面化処理が施され
た研磨パッドを押圧する工程と、前記半導体基板表面と
化学的に反応する溶液を供給して、前記半導体基板を可
溶化する工程と、前記研磨パッドによる機械的研磨によ
り前記半導体基板表面の平坦化を行う工程とを少なくと
も有することを特徴とする。

【００３２】本発明の半導体装置の製造方法は、好適に
は、前記半導体基板に供給される前記溶液は、フッ酸溶
液であることを特徴とする。本発明の半導体装置の製造
方法は、好適には、前記半導体基板表面と化学的に反応
する溶液を供給して、前記半導体基板を可溶化する工程
は、前記研磨パッドによる機械的研磨工程の前もしくは
後、または前後に行うことを特徴とする。

【００３３】これにより、あらかじめ表面が粗面化され
た研磨パッドが、酸化膜などが形成されている被処理基
板の極表面に、微細な擦傷（スクラッチ）をつけるた
め、被処理基板の実効的な表面積が増大し、溶液との反
応が速やかに進行する。さらに、研磨パッドによる機械
的研磨を行うことにより、表面が平坦化された半導体装
置を製造することができる。

【００３４】本発明の半導体装置の製造方法は、好適に
は、前記研磨パッドを用いた機械的研磨工程の後、前記
半導体基板表面と化学的に反応する溶液を供給して、粒
子を含有しない研磨パッドを用いた機械的研磨により、
前記半導体基板表面にさらに平坦化を行うことを特徴と
する。

【００３５】これにより、本発明のＣＭＰ装置を用いた
研磨と、従来のＣＭＰ装置を用いた研磨が組み合わさ
れ、研磨効果を向上させることができる。従来のＣＭＰ
装置による研磨は、被処理基板面内のエッチングレート
を均一に保つのが困難であるが、この場合、僅かに研磨
を行うため、面内における研磨の不均一を回避すること
ができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の半導体製造装置
および半導体装置の製造方法の実施の形態について、図
面を参照して下記に説明する。 （実施形態１）本実施形態は、本発明の、研磨パッド内
に研磨パッドより硬度の高い粒子を混在させたＣＭＰ装
置の例である。図１に、本発明の半導体製造装置を用い
た半導体の製造方法を表す概略図を示す。

【００３７】この装置においては、回転可能である研磨
プレート回転軸１１に、表面に研磨パッド１２が接着さ
れた研磨プレート１３が支持されている。研磨パッド１
２中には、研磨パッド１２より硬度の高いシリカ粒子２
０が含有されている。研磨パッド１２の上部には、研磨
される被処理基板１４、および被処理基板１４を保持す
るためのキャリア１５ａが設置されている。

【００３８】キャリア１５ａの被処理基板１４と接する
部分には、被処理基板１４をキャリア１５ａに密着させ
るため、バッキングフィルム１５ｂが貼付してある。バ
ッキングフィルム１５ｂは、通常、シリコン系または合
成ゴム系ラテックスや発泡ポリウレタンからなり、反り
や平坦度のばらつきのある被処理基板１４を裏面で保持
する。

【００３９】キャリア１５ａは、キャリア１５ａに装着
されたキャリア回転軸１５ｃにより回転可能であり、キ
ャリア回転軸１５ｃ上部の研磨圧力調整機構１５ｄによ
り押圧を調整されている。

【００４０】次に、上記の本実施形態の半導体製造装置
の製造方法について説明する。図２〜図５に、本発明の
半導体製造装置に用いる研磨パッドの製造工程を示す。
図６に、本発明の半導体装置の製造方法による、研磨処
理が行われた半導体基板の断面図を示す。

【００４１】図２は、本実施形態のＣＭＰ装置の研磨パ
ッド１２中に分散される、被研磨基板１４の材料よりも
硬度が高い粒子を作製する工程を示す。本実施形態で
は、分散される粒子をシリカ粒子２０とする。密閉され
た内部温度８０℃のシリカ粒子形成用チャンバー２１内
に、酸素供給装置２２から酸素２３が供給される。その
状態で、例えば、モノシラン供給装置２４からシリカ粒
子形成用チャンバー２１内に、モノシランガス２５を噴
射させる。これにより、モノシランが酸素と反応し、粉
末状態のシリカ粒子２０が生成する。

【００４２】次に、図３に示すように、研磨パッドの原
材料として、例えば、ウレタン３０をヒーター３１によ
り、９０℃に維持された容器３２に流し込みながら、上
記のシリカ粒子２０を混ぜ合わせる。ウレタン３０は発
泡されていてもよい。連続発泡体の研磨パッドは、押圧
に対する歪み応答に遅延があり、弾性回復も１００％起
こらないため、本発明の研磨粒子を含有する研磨パッド
には、好適には、独立発泡系研磨パッドを用いる。ウレ
タン３０とシリカ粒子２０との混和には、例えば、混ぜ
合わせ棒３３を用いることもできる。この工程により、
研磨パッド材料３４が作製される。

【００４３】次に、図４に示すように、研磨パッド型４
１に、シリカ粒子２０を配合させた上記の研磨パッド材
料３４を、容器３２から注入する。注入後、放置して室
温まで冷却することにより、図５に示す研磨パッド１２
が成形される。研磨パッド１２は、ＣＭＰ装置で使用す
る時の厚さで成形しても、また、厚く成形してから剪断
して使用時の厚さとしてもよい。

【００４４】上記の研磨パッド１２には、被処理基板１
４よりも硬度の高い粒子（本実施形態においてはシリカ
粒子２０）が含有されているため、図１に示すようなＣ
ＭＰ装置の研磨パッド１２として使用することができ
る。シリカ粒子２０と被処理基板１４との摩擦により、
図６に断面図を示すように、被処理基板１４の極表面領
域にスクラッチ６１がつけられ、微視的に表面が破砕さ
れる（破砕層６２）。

【００４５】ここで、研磨パッド１２と被処理基板１４
との摩擦面に、フッ酸供給装置１８からフッ酸溶液１０
を、ノズル１９を用いて供給する。これにより、被処理
基板１４は、上記の粗面化処理により表面積が増大して
いるため、フッ酸溶液１０と速やかに反応して除去され
る。

【００４６】このフッ酸処理は、研磨パッド１２を回転
させながら行っても、あるいは、回転を停止させて研磨
パッド１２の押圧を解放してから、被処理基板１４のみ
をフッ酸槽に入れて行ってもよい。このフッ酸処理によ
り、被処理基板１４表面につけられた傷（スクラッチ）
は、ほぼ完全に除去することができる。なお、このフッ
酸処理の後、従来のＣＭＰ法等により、仕上げ研磨とし
てわずかに研磨を行うことにより、被処理基板１４表面
の鏡面処理を改善することもできる。

【００４７】研磨パッド１２に配合させる研磨粒子の形
状については、本実施形態のシリカ粒子２０の場合は球
状で成形されるが、シリカを破砕して粒子を形成する場
合には、不定形となる。また、チューブから押し出して
焼結する場合は細長い柱状もしくは楕円状となるが、本
発明の研磨パッドにおいては、いずれの形状の粒子も配
合させることができる。また、研磨パッドに配合させる
研磨粒子材料は、本実施形態のシリカに限らず、セリウ
ム等の金属やダイヤ等に変更することもできる。

【００４８】（実施形態２）本実施形態は、本発明の、
十分に硬度の高い材質からなり、表面に粗面化処理が施
された研磨パッド形成方法の例である。図７に、本発明
の半導体製造装置を用いた半導体の製造方法を表す概略
図を示す。

【００４９】この装置においては、回転可能である研磨
プレート回転軸７１に、表面に研磨パッド７２が接着さ
れた研磨プレート７３が支持されている。研磨パッド７
２は、被処理基板７４に比較して十分に硬度の高い材質
からなり、研磨パッド表面８０には、粗面化処理が施さ
れている。研磨パッド７２の上部には、被処理基板７４
および被処理基板７４を保持するためのキャリア７５ａ
が設置されている。キャリア７５ａの被処理基板７４と
接する部分には、被処理基板７４をキャリア７５ａに密
着させるため、バッキングフィルム７５ｂが貼付してあ
る。

【００５０】キャリア７５ａは、キャリア７５ａに装着
されたキャリア回転軸７５ｃにより回転可能であり、キ
ャリア回転軸７５ｃ上部の研磨圧力調整機構７５ｄによ
り押圧を調整されている。

【００５１】図８に、本実施形態のＣＭＰ装置に用いら
れる研磨パッドの断面図を示す。ステンレススチール等
の、被処理基板７４よりも十分に硬度の高い材料を用い
て平面板を形成し、鏡面仕上げをした後、例えば、砂粒
８１を用いたサンドブラスト処理により、上記平面板表
面８０を粗面化する。上記の平面板を研磨パッド７２と
して用い、図７に示すように研磨パッド７２と被処理基
板７４とをそれぞれ回転させ、被処理基板７４の表面を
スクラッチする。

【００５２】被処理基板７４の極表面に破砕層を形成し
た後、実施形態１と同様に、フッ酸処理による鏡面処理
を行う。研磨パッド７２と被処理基板７４との摩擦面
に、フッ酸供給装置７６からフッ酸溶液７０を、ノズル
７７を用いて供給する。これにより、被処理基板７４
は、上記の粗面化処理により表面積が増大しているた
め、フッ酸溶液７０と速やかに反応して除去される。フ
ッ酸処理の後、実施形態１と同様に、従来の化学的機械
研磨または機械研磨をわずかに行うことにより、鏡面処
理を改善することもできる。

【００５３】上記の本発明の実施形態の半導体製造装置
によれば、微細パターンが形成された、凹凸を有するウ
ェハ表面に対し、化学的機械研磨技術によりグローバル
平坦化を行うことができる。本発明の半導体製造装置お
よび半導体装置の製造方法は、上記の実施の形態に限定
されない。例えば、研磨パッド中に配合されるシリカ粒
子をセリア粒子に変更することもできる。その他、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能であ
る。

【００５４】

【発明の効果】本発明の半導体製造装置によれば、被処
理基板上に形成された絶縁膜の研磨速度や研磨量を、被
処理基板全面で均一にすることができるため、研磨パッ
ドを研削して研磨スラリを保持させる従来の研磨方法で
みられるような、被処理基板中央部における研磨速度の
低下を防ぐことができる。したがって、被処理基板全面
の平坦性が向上する。また、本発明の半導体装置の製造
方法によれば、被処理基板上へ研磨スラリを均一に供給
するための、過度な研磨スラリの供給は不要となり、プ
ロセスコスト上も有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体製造装置を用いた半導体の製造
方法を表す概略図である。

【図２】本発明の半導体製造装置の製造工程を示す概略
図である。

【図３】本発明の半導体製造装置の製造工程を示す概略
図である。

【図４】本発明の半導体製造装置の製造工程を示す概略
図である。

【図５】本発明の半導体製造装置の製造工程を示す概略
図である。

【図６】本発明の半導体装置の製造方法による、研磨処
理が行われた半導体基板の断面図である。

【図７】本発明の半導体製造装置を用いた半導体の製造
方法を表す概略図である。

【図８】本発明の半導体製造装置の製造工程を示す概略
図である。

【図９】従来の半導体製造装置を用いた半導体の製造方
法を表す概略図である。

【符号の説明】

１０、７０…フッ酸溶液、１１、７１、９１…研磨プレ
ート回転軸、１２、７２、９２…研磨パッド、１３、７
３、９３…研磨プレート、１４、７４、９４…被処理基
板（ウェハ）、１５ａ、７５ａ、９５ａ…キャリア、１
５ｂ、７５ｂ、９５ｂ…バッキングフィルム、１５ｃ、
７５ｃ、９５ｃ…キャリア回転軸、１５ｄ、７５ｄ、９
５ｄ…研磨圧力調整機構、１６、７６…フッ酸供給装
置、１７、７７、９９…ノズル、２０…シリカ粒子、２
１…シリカ粒子形成用チャンバー、２２…酸素供給装
置、２３…酸素、２４…モノシラン供給装置、２５…モ
ノシランガス、３０…ウレタン、３１…ヒーター、３２
…容器、３３…混ぜ合わせ棒、３４…研磨パッド材料、
４１…研磨パッド型、６１…（被処理基板表面の極表面
領域の）スクラッチ、６２…破砕層、８０…研磨パッド
表面（粗面領域）、８１…砂粒、９０…研磨スラリ、９
６…ドレッサ、９７…ダイヤ、９８…研磨スラリ供給装
置。

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面段差を有する半導体基板表面に対して
   機械的研磨を行う研磨パッドと、前記半導体基板表面に
   対して化学的研磨を行う溶液を供給する装置とを少なく
   とも有する半導体製造装置において、 前記研磨パッドは、前記半導体基板より硬度の高い粒子
   が配合されている半導体製造装置。
2. 【請求項２】前記半導体基板に供給される前記溶液は、
   フッ酸溶液である請求項１記載の半導体製造装置。
3. 【請求項３】前記研磨パッドに配合される硬度の高い粒
   子は、シリカ系粒子である請求項１記載の半導体製造装
   置。
4. 【請求項４】前記研磨パッドに配合される硬度の高い粒
   子は、セリア系粒子である請求項１記載の半導体製造装
   置。
5. 【請求項５】前記研磨パッドに配合される硬度の高い粒
   子は、アルミナ系粒子である請求項１記載の半導体製造
   装置。
6. 【請求項６】前記研磨パッドに配合される硬度の高い粒
   子は、マンガン系粒子である請求項１記載の半導体製造
   装置。
7. 【請求項７】前記研磨パッドに配合される硬度の高い粒
   子は、ダイヤ粒子である請求項１記載の半導体製造装
   置。
8. 【請求項８】前記研磨パッドは、発泡性材料からなり、
   前記研磨パッドに配合される粒子よりも相対的に硬度が
   低い請求項１記載の半導体製造装置。
9. 【請求項９】前記研磨パッドに配合される硬度の高い粒
   子は、前記研磨パッドの中央部において最も高濃度に配
   合され、外周部分では低濃度で配合されている請求項１
   記載の半導体製造装置。
10. 【請求項１０】表面段差を有する半導体基板表面に対し
    て機械的研磨を行う研磨パッドと、前記半導体基板表面
    に対して化学的研磨を行う溶液を供給する装置とを少な
    くとも有する半導体製造装置において、 前記研磨パッドは、前記半導体基板より硬度の高い材質
    からなり、表面に粗面化処理が施されている半導体製造
    装置。
11. 【請求項１１】前記半導体基板に供給される前記溶液
    は、フッ酸溶液である請求項１０記載の半導体製造装
    置。
12. 【請求項１２】表面段差を有する半導体基板表面に、前
    記半導体基板より硬度の高い粒子が配合された研磨パッ
    ドを押圧する工程と、 前記半導体基板表面と化学的に反応する溶液を供給し
    て、前記半導体基板を可溶化する工程と、 前記研磨パッドによる機械的研磨により前記半導体基板
    表面の平坦化を行う工程とを少なくとも有する半導体装
    置の製造方法。
13. 【請求項１３】前記半導体基板に供給される前記溶液
    は、フッ酸溶液である請求項１２記載の半導体装置の製
    造方法。
14. 【請求項１４】前記半導体基板表面と化学的に反応する
    溶液を供給して、前記半導体基板を可溶化する工程は、
    前記研磨パッドによる機械的研磨工程の前に行う請求項
    １２記載の半導体装置の製造方法。
15. 【請求項１５】前記半導体基板表面と化学的に反応する
    溶液を供給して、前記半導体基板を可溶化する工程は、
    前記研磨パッドによる機械的研磨工程の後に行う請求項
    １２記載の半導体装置の製造方法。
16. 【請求項１６】前記半導体基板表面と化学的に反応する
    溶液を供給して、前記半導体基板を可溶化する工程は、
    前記研磨パッドによる機械的研磨工程の前および後に行
    う請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
17. 【請求項１７】前記研磨パッドに配合される硬度の高い
    粒子は、シリカ系粒子である請求項１２記載の半導体装
    置の製造方法。
18. 【請求項１８】前記研磨パッドに配合される硬度の高い
    粒子は、セリア系粒子である請求項１２記載の半導体装
    置の製造方法。
19. 【請求項１９】前記研磨パッドに配合される硬度の高い
    粒子は、アルミナ系粒子である請求項１２記載の半導体
    装置の製造方法。
20. 【請求項２０】前記研磨パッドに配合される硬度の高い
    粒子は、マンガン系粒子である請求項１２記載の半導体
    装置の製造方法。
21. 【請求項２１】前記研磨パッドに配合される硬度の高い
    粒子は、ダイヤ粒子である請求項１２記載の半導体装置
    の製造方法。
22. 【請求項２２】前記研磨パッドは、発泡性材料からな
    り、前記研磨パッドに配合される粒子よりも相対的に硬
    度が低い請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
23. 【請求項２３】前記研磨パッドに配合される硬度の高い
    粒子は、前記研磨パッドの中央部において最も高濃度に
    配合され、外周部分では低濃度で配合されている請求項
    １２記載の半導体装置の製造方法。
24. 【請求項２４】前記研磨パッドを用いた機械的研磨工程
    の後、前記半導体基板表面と化学的に反応する溶液を供
    給して、粒子を含有しない研磨パッドを用いた機械的研
    磨により、前記半導体基板表面にさらに平坦化を行う請
    求項１２記載の半導体装置の製造方法。
25. 【請求項２５】表面段差を有する半導体基板表面に、前
    記半導体基板より硬度の高い材質からなり、表面に粗面
    化処理が施された研磨パッドを押圧する工程と、 前記半導体基板表面と化学的に反応する溶液を供給し
    て、前記半導体基板を可溶化する工程と、 前記研磨パッドによる機械的研磨により前記半導体基板
    表面の平坦化を行う工程とを少なくとも有する半導体装
    置の製造方法。
26. 【請求項２６】前記半導体基板に供給される前記溶液
    は、フッ酸溶液である請求項２５記載の半導体装置の製
    造方法。
27. 【請求項２７】前記半導体基板表面と化学的に反応する
    溶液を供給して、前記半導体基板を可溶化する工程は、
    前記研磨パッドによる機械的研磨工程の前に行う請求項
    ２５記載の半導体装置の製造方法。
28. 【請求項２８】前記半導体基板表面と化学的に反応する
    溶液を供給して、前記半導体基板を可溶化する工程は、
    前記研磨パッドによる機械的研磨工程の後に行う請求項
    ２５記載の半導体装置の製造方法。
29. 【請求項２９】前記半導体基板表面と化学的に反応する
    溶液を供給して、前記半導体基板を可溶化する工程は、
    前記研磨パッドによる機械的研磨工程の前および後に行
    う請求項２５記載の半導体装置の製造方法。
30. 【請求項３０】前記研磨パッドを用いた機械的研磨工程
    の後、前記半導体基板表面と化学的に反応する溶液を供
    給して、粒子を含有しない研磨パッドを用いた機械的研
    磨により、前記半導体基板表面にさらに平坦化を行う請
    求項２５記載の半導体装置の製造方法。