JPH11238712A

JPH11238712A - 化学的機械研磨方法および装置

Info

Publication number: JPH11238712A
Application number: JP5747798A
Authority: JP
Inventors: Kensuke Nakada; 健介中田; Takeshi Kimura; 剛木村; Hiroki Nezu; 広樹根津; Hiroyuki Kojima; 弘之小島; Osamu Hirai; 修平井; Hidefumi Ito; 秀文伊藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-02-23
Filing date: 1998-02-23
Publication date: 1999-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】終点を自動的かつ正確に判定する。【解決手段】化学的機械研磨装置のヘッド３１に一対
の電極４１、４１を配置し両電極間に並列電気抵抗値を
計測する抵抗計４２を接続する。化学的機械研磨中に、
抵抗計４２によって金属膜１０の抵抗と研磨液２６の抵
抗との並列電気抵抗値を計測する。金属膜１０が研磨さ
れてダマシン配線が形成されると、並列電気抵抗値が大
きく増加するので、当該抵抗値の増加点を終点判定装置
４３によって終点と判定する。【効果】並列電気抵抗値の計測によってダマシン配線
を形成するための化学的機械研磨の終点を自動的かつ正
確に判定できるため、研磨過多や研磨不足による弊害を
防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
技術、特に、半導体ウエハ（以下、ウエハという。）の
主面に形成された不特定多数の凹凸群を研磨工具によっ
て研磨してウエハの主面を均一に平坦化する研磨技術に
関し、さらに詳しくは、その研磨の終点判定技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の高集積化に伴って配線の多
層化が進んだため、ウエハ主面に形成される凹凸の段差
は１〜数μｍの大きさになる。このため、パターン形成
時にはリソグラフィーの焦点深度が段差に対応すること
ができなくなり、加工精度が低下する。また、従来のス
パッタリング法によるメタル成膜ではカバレッジが悪く
なる。この解決策として、ウエハ主面の凹凸を化学的機
械研磨（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰ
ｏｌｉｓｈｉｎｇ。以下、ＣＭＰという。）により研磨
してウエハ主面を平坦化することが提案されている。

【０００３】このウエハ主面に形成された凹凸をＣＭＰ
によって研磨してウエハ主面を平坦化する平坦化技術に
おいては、ウエハ主面に形成された凹凸の段差は高々２
μｍ程度と極小であるため、制御すべき研磨量の精度は
０．１μｍ以下が要求される。この研磨量の制御方法と
しては、研磨時間と研磨量との関係を予め実測してお
き、この関係を使用して研磨時間を管理することによっ
て研磨量を制御する制御方法が一般的に採用されること
になる。

【０００４】なお、化学的機械研磨技術を述べてある例
としては、株式会社工業調査会１９９６年１１月２２日
発行「電子材料１９９６年１１月号別冊」Ｐ７３〜Ｐ８
０、がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記したＣＭＰによっ
てウエハ主面を平坦化するに際して研磨量を研磨時間の
管理によって制御する研磨量制御方法においては、研磨
時間と研磨量との関係が経時的に変動するため、研磨時
間と研磨量との関係を常に校正する必要があり、平坦化
工程が煩雑になるという問題点がある。すなわち、ＣＭ
Ｐによる研磨速度は研磨工具の表面状態がきわめて敏感
に影響する。そして、ＣＭＰが繰り返されるのに追従し
て研磨工具の表面状態が摩耗等によって劣化するため、
研磨速度は研磨作業時間の経過に伴って低下し、しか
も、その低下量は一律ではない。そのため、定期または
不定期に測定用のウエハを使用して研磨時間と研磨量と
の関係を実測し、その関係を補正する必要がある。ま
た、劣化した研磨工具はダイヤモンド砥石が使用されて
ドレッシングされる。このドレッシングされた研磨工具
による研磨速度は未知の状態になるため、ドレッシング
された都度、測定用のウエハを使用してドレッシングさ
れた研磨工具による研磨時間と研磨量との関係を実測
し、その関係を補正する必要がある。

【０００６】以上のような研磨量管理の煩雑さを回避す
るために、ＣＭＰによるウエハ主面の平坦化技術の採用
に際しての研磨の終点を自動的に判定する（ＥｎｄＰ
ｏｉｎｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎ）技術の開発が要望され
ている。

【０００７】本発明の目的は、この要望に応えることが
できるＣＭＰ技術を提供することにある。

【０００８】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。

【０００９】

【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説明すれば、次の通り
である。

【００１０】すなわち、半導体ウエハの表面を化学的機
械研磨する化学的機械研磨方法において、前記半導体ウ
エハ側の導体材料と前記化学的研磨に使用される研磨液
とによって形成される並列合成電気抵抗値を計測するこ
とにより、前記化学的機械研磨の終点を判定することを
特徴とする。

【００１１】前記した手段において、半導体ウエハが化
学的機械研磨されて行き半導体ウエハの表面における導
体材料の研磨液に対する割合が急激に変化すると、並列
合成電気抵抗値が急激に変化するため、当該並列合成電
気抵抗値の変化点に基づいて化学的機械研磨の終点を判
定することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態である
化学的機械研磨装置を示しており、（ａ）は正面断面
図、（ｂ）は平面断面図である。図２以降は本発明の一
実施形態である化学的機械研磨方法を説明する各説明図
である。

【００１３】本実施形態において、本発明に係る化学的
機械研磨装置は、半導体素子を含む集積回路が作り込ま
れる半導体ウエハの表側面に被着された金属膜や絶縁膜
をＣＭＰすることによって金属膜や絶縁膜の表面に形成
された凹凸を平坦化するのに使用可能な平坦化用研磨装
置（以下、単に研磨装置という。）として構成されてい
る。

【００１４】本実施形態における研磨装置のワークであ
る半導体ウエハ（以下、ワークという。）１は、外周の
一部にオリエンテーションフラット（以下、オリフラと
いう。）３が図２に示されているように直線形状に切設
されたウエハ２を備えており、このウエハ２のサブスト
レートの表層領域には半導体素子を含む集積回路（図示
せず）が作り込まれている。

【００１５】図２（ｂ）において、ウエハ２の上には第
１層間絶縁膜４が形成されており、第１層間絶縁膜４の
上には第１層配線５および第２層間絶縁膜６が形成され
ている。第２層間絶縁膜６にはビアホール７が複数個、
第１層配線５に貫通するように開設されているととも
に、第２層配線溝８が各ビアホール７に重なるようにそ
れぞれ形成されている。ビアホール７および第２層配線
溝８の表面にはバリア層９が薄く形成されており、バリ
ア層９の上には第２層配線になる金属膜１０が被着され
ている。金属膜１０は第２層配線溝８の内部に充填され
た状態になっているため、金属膜１０の表側面には凹凸
部１１が第２層配線溝８の凹凸に倣って形成されてい
る。

【００１６】そして、金属膜１０の凹凸部１１が除去さ
れるように化学的機械研磨されることにより、第２層配
線溝８の内部にダマシン（埋め込み）配線としての第２
層配線１３が図２（ｃ）に示されているように形成され
る。すなわち、本実施形態においては、金属膜１０にお
ける表側面の凹凸部１１が研磨装置によって平坦化され
るとともに、金属膜１０の表層部が除去されることにな
る。したがって、金属膜１０の表面が被研磨面１２を構
成していることになる。

【００１７】図１に示されているように、研磨装置２０
は研磨工具とヘッドとを備えている。研磨工具２１はワ
ーク１の直径よりも充分に大きい半径を有する円盤形状
に形成されたベースプレート２２を備えており、ベース
プレート２２は水平面内において回転自在に支持されて
いる。ベースプレート２２の下面の中心には垂直方向に
配された回転軸２３が固定されており、ベースプレート
２２はこの回転軸２３によって回転駆動されるようにな
っている。ベースプレート２２の上面には研磨クロス２
４が全体にわたって均一に貼着されている。研磨クロス
２４は表面上にポア構造を有する合成樹脂のクロスにコ
ロイダルシリカ等の微細な砥粒が抱え込まれた研磨材で
あり、その表側面によって研磨材面２５が形成されてい
る。この研磨クロス２４による研磨に際しては、スラリ
ーと指称される研磨液２６が研磨液供給ノズル（図示せ
ず）によって供給されており、この研磨液２６によって
機械的な研磨（ポリシング）に加えてそのポリシング効
果を化学的に高めるＣＭＰが実施されるようになってい
る。

【００１８】一方、ヘッド３１はワーク１をその被研磨
面１２である金属膜１０側を下向きにして露出させた状
態で保持し得るように構成されている。ヘッド３１はワ
ーク１の直径よりも若干大きい直径を有する円盤形状に
形成された本体３２を備えており、本体３２の下面には
円形で一定深さの保持穴３３が同心円に配されて没設さ
れている。保持穴３３の大きさはワーク１の大きさより
も若干大きめに形成されている。保持穴３３の中心には
流体流通口としての通気口３４が開設されており、通気
口３４には負圧供給路３５が接続されている。負圧供給
路３５は他端が真空ポンプ（図示せず）されることによ
って通気口３４に負圧を供給する負圧供給路を構成する
ようになっている。

【００１９】また、保持穴３３には剛性板３６が同軸的
に敷設されており、剛性板３６はアルミナ等の剛性が高
く熱膨張が少ないセラミックが使用されて円盤形状に形
成されている。したがって、剛性板３６は多孔質かつそ
の多孔群によって互いに連通する微細な通気路３７を無
数にかつ全体にわたって均一に構成するように成形され
ている。さらに、剛性板３６の下面にはパッド３８が敷
設されている。パッド３８は適度な弾力性を有する弾性
材料の一例であるゴムまたは樹脂が使用されて円板形状
に形成されている。パッド３８には剛性板３６側の空間
と反対側の空間とを連通させる連通路としての貫通孔３
９が多数本、全面にわたって均等に配されてパッド３８
の厚さ方向に貫通するようにそれぞれ開設されている。

【００２０】ヘッド本体３２の下端面には円形リング形
状に形成されたガイドリング４０が、保持穴３３の開口
縁辺を取り囲むように取り付けられており、ガイドリン
グ４０は被研磨面１２よりも研磨され易い材料によって
形成されている。このガイドリング４０はワーク１をそ
の被研磨面１２を下端から下方に露出させた状態で、研
磨作業中にワーク１が外側に飛び出すのを阻止しつつ保
持するように構成されている。

【００２１】以上のように構成されたヘッド３１は通気
口３４を中心にして水平面内において回転自在に支持さ
れているとともに、回転駆動装置（図示せず）によって
回転駆動されるように構成されている。また、ヘッド３
１は研磨工具２１が設備されたステーションとワーク１
が１枚ずつ払い出されるローディングステーション（図
示せず）との間を移送装置（図示せず）によって往復移
動されるように構成されている。さらに、ヘッド３１は
研磨作業に際して下方向に送られるように構成されてい
る。

【００２２】本実施形態において、ヘッド３１にはワー
ク１側の金属膜１０と研磨液２６とによって形成される
並列合成電気抵抗値を計測するための電極４１が一対、
研磨液２６に接触するようにそれぞれ取り付けられてい
る。両電極４１、４１は略半円形の円弧柱形状に形成さ
れており、ヘッド３１の中心を挟んで互いに対称形に配
置されている。両電極４１、４１は研磨液２６との界面
に発生する電気化学的な分極抵抗を小さくするために、
貴金属であるプラチナによって被覆されている。ちなみ
に、同様の目的で、研磨液２６には界面活性剤が添加さ
れている。

【００２３】両電極４１、４１には並列合成電気抵抗値
を計測する抵抗計４２が電気的に接続されている。抵抗
計４２としてはホイーストンブリッジ等の抵抗をブリッ
ジに組んだものを使用することができる。抵抗計４２に
は終点判定装置４３が電気的に接続されており、この終
点判定装置４３は後述する作用によってＣＭＰの終点を
自動的に判定し、その判定信号を研磨装置２０のコント
ローラ４４に指令するように構成されている。

【００２４】次に、本発明の一実施形態である化学的機
械研磨方法を、前記構成に係る研磨装置２０を使用して
金属膜１０に形成された凹凸部１１を除去することによ
り第２層配線１３を形成する場合について説明する。

【００２５】図２（ｂ）に示されているワーク１は被研
磨面１２側を下向きに配された状態でヘッド３１のガイ
ドリング４０内に挿入されると、負圧供給路３５を通じ
て負圧が通気口３４に供給される。この負圧は剛性板３
６の微細な通気路３７およびパッド３８の貫通孔３９群
を通じてワーク１のウエハ２の主面に印加されるため、
ワーク１はヘッド３１に真空吸着保持された状態にな
る。このようにしてワーク１を保持したヘッド３１は移
送装置によって研磨工具２１の真上に移送された後に下
降される。

【００２６】続いて、研磨工具２１およびヘッド３１が
それぞれ回転されるとともに、ヘッド３１が下方に送ら
れワーク１に一定の機械的な押接力を加える。さらに、
押接力の均一化を狙って、負圧供給路３５を通してワー
ク１のウエハ２に気体による加圧力が重畳される。これ
により、ヘッド３１に保持されたワーク１の被研磨面１
２が研磨工具２１の研磨材面２５に押接されながら擦ら
れるため、ワーク１の被研磨面１２は研磨材面２５によ
って研磨される。この研磨作業中、エッチング液である
研磨液２６が研磨材面２５に供給されることにより、機
械的な研磨（ポリシング）に加えてそのポリシング効果
を化学的に高めるＣＭＰが実施される。

【００２７】このＣＭＰによって、ワーク１の被研磨面
１２である金属膜１０に形成された凹凸部１１の凸部が
先に除去されて行くため、金属膜１０の表面は次第に平
坦化されて行く。そして、凹凸部１１群が除去されて金
属膜１０およびバリア層９が第２層配線溝８の開口縁ま
でＣＭＰされると、図２（ｃ）に示されているように第
２層配線１３が形成された状態になる。

【００２８】ここで、金属膜１０の凹凸部１１およびバ
リア層９が除去された後もＣＭＰが過度に続行される
と、第２層配線１３がＣＭＰされるため、ディッシング
（配線表面の窪み）や腐食が発生してしまう。逆に、金
属膜１０のＣＭＰを早めに終了させると、金属膜１０お
よびバリア層９が残された状態になるため、隣合う第２
層配線１３、１３同士が短絡した状態になってしまう。
したがって、被研磨面１２に対するＣＭＰの終点を正確
に判定することが、ＣＭＰによるダマシン配線技術を確
立する上で非常に重要である。

【００２９】本実施形態においては、後述する通り、Ｃ
ＭＰ中にワーク１の金属膜１０と研磨液２６とによって
形成される並列合成電気抵抗値を一対の電極４１、４１
および抵抗計４２によって計測することにより、ＣＭＰ
の終点が自動的かつ正確に判定される。

【００３０】そして、ＣＭＰの終点が判定されると、コ
ントローラ４４からの指令により、ヘッド３１はワーク
１の被研磨面１２の研磨材面２５への押接を停止して、
ワーク１を所定のアンローディング装置（図示せず）に
排出する。以上のようにしてＣＭＰが終了した状態で、
図２（ｃ）に示されているように、ワーク１には第２層
配線１３が丁度形成された状態になっている。

【００３１】次に、前述したダマシン配線である第２層
配線１３の形成方法におけるＣＭＰの終点判定方法を説
明する。

【００３２】図３（ａ）に示されているように、抵抗計
４２の計測のための微弱の電流Ｉは一方の電極４１から
研磨液２６を通って他方の電極４１に流れる。この際、
電流Ｉは研磨液２６を流れる電流（以下、研磨液電流と
いう。）Ｉｓと、金属膜１０を流れる電流（以下、金属
膜電流という。）Ｉｍとに分流するため、抵抗計４２に
おいては並列合成抵抗値が計測されることになる。

【００３３】ここで、電気抵抗値Ｒ（Ω）は、比抵抗ρ
（Ω・ｃｍ）、長さをｌ、断面積をＳとすると、Ｒ＝ρ
×ｌ／Ｓ、によって求められる。そして、金属膜１０が
銅（Ｃｕ）によって形成されていると、銅の比抵抗は、
１．７×１０^-6Ω・ｃｍ、金属膜１０のシート抵抗は、
３×１０^-2Ωである。そして、ＣＭＰによって第２層配
線１３が形成されると、ｌ／Ｓの値が大きくなるため、
第２層配線１３における電気抵抗は約３Ωに増大するこ
とになる。

【００３４】他方、研磨液２６が過酸化水素水（Ｈ₂Ｏ
₂）であると、その比抵抗ρは、５×１０⁵Ω・ｃｍ、
そのシート抵抗は、５×１０⁶Ωである。研磨液２６が
塩化カリウム（ＫＣｌ）であると、その比抵抗は、９Ω
・ｃｍ、そのシート抵抗は９０Ωである。研磨液２６の
ｌ／Ｓの値は、ＣＭＰによって第２層配線１３が形成さ
れた前後で殆ど変化しないため、研磨液の抵抗は第２層
配線１３の形成前後で略一定である。

【００３５】抵抗計４２は並列合成抵抗値を計測してお
り、金属膜１０の抵抗は研磨液２６の抵抗に比べて３桁
〜８桁も小さいため、抵抗計４２の計測値は金属膜１０
の抵抗を殆ど示していることになる。そして、金属膜１
０の凹凸部１１がＣＭＰされて第２層配線１３が形成さ
れると、金属膜１０の抵抗値は約１００倍に増大するた
め、抵抗値４２の計測値は図３（ｂ）に示すように増大
する。ここで、第２層配線１３が形成される迄は、金属
膜１０は極薄い状態であってもワーク１の全表面を覆っ
た状態になっているため、抵抗計４２の計測値は図３
（ｂ）に示されているように第２層配線１３が形成され
たと同時に急激に増大することになる。したがって、終
点判定装置４３は第２層配線１３が形成された時点すな
わち終点を正確かつ自動的に判定することができる。

【００３６】前記実施形態によれば、次の効果が得られ
る。

【００３７】金属膜をＣＭＰしてダマシン配線を形
成するに際して、ＣＭＰの終点を自動的かつ正確に判定
することにより、研磨過多によるデッシングや腐食の発
生や、研磨不足による短絡不良の発生を防止することが
できるため、半導体装置の製造方法においてＣＭＰによ
るダマシン配線技術を実現させることができ、しいては
半導体装置の微細化を促進させることができる。

【００３８】研磨時間と研磨量との関係に依存せず
に終点判定することができるため、研磨時間と研磨量と
の関係を常に校正する作業を廃止することができ、ＣＭ
Ｐ工程を簡略化することができる。

【００３９】研磨抵抗に依存せずに終点判定するこ
とができるため、研磨工具の表面状態や研磨される凹凸
の形状や配列密度等の研磨される側の条件に影響されず
に全ての被研磨面についての終点判定を自動的かつ正確
に実行することができる。

【００４０】図４および図５は本発明の他の実施形態で
あるＣＭＰによる平坦化方法を説明するための説明図で
ある。

【００４１】本実施形態が前記実施形態と異なる点は、
絶縁膜の凹凸部を平坦化する際の終点を判定するように
した点である。すなわち、図４（ａ）および（ｂ）に示
されているように、平坦化しようとする絶縁膜１４の終
点に対応する厚さ位置に金属膜１６が、ワーク１Ａにお
けるウエハ２のスクライビイングラインに対応されて予
め敷設されている。

【００４２】前記実施形態に係る研磨装置が使用されて
ワーク１Ａの絶縁膜１４の凹凸部１１がＣＭＰされて図
５（ａ）に示されているように平坦化され、予め埋設さ
れた金属膜１６が露出した状態になると、合成電気抵抗
値を計測している抵抗計の計測値が図５（ｂ）に示され
ているように急激に低下するため、研磨装置の終点判定
装置はその変化点を絶縁膜１４が平坦化した終点と判定
することができる。ちなみに、スクライビイング上に予
め敷設された金属膜１６は後にダイシング工程において
切断除去されるため、半導体装置の電気的特性には悪影
響を及ぼすことはない。

【００４３】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形
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。

【００４４】例えば、抵抗計の計測用電流は直流を使用
するに限らず、交流を使用してもよいし、高周波電流を
使用してもよい。交番電流とした場合には、電流の方向
が交互に入れ替わるため、電極における電気化学的反応
を抑制することができる。また、断続的電流を使用する
と、計測電流によるワークに与えるダメージを防止する
ことができる。

【００４５】電極および抵抗計は一対一組だけ配設する
に限らず、一対複数組または複数個配設してもよい。一
対複数組または複数個配設した場合には、それらに接続
された各抵抗計の計測値を比較することにより、ワーク
全面における研磨量の不均一を判定することができる。

【００４６】並列電気抵抗値の計測手段としては、抵抗
計を使用するに限らず、電流計や電圧計を使用すること
ができる。また、電流計や電圧計の計測値に基づいて終
点判定を実行してもよい。

【００４７】ヘッドを上側に研磨工具を下側に配置する
に限らず、ヘッドを下側に研磨工具を上側に配置しても
よい。また、ヘッド側を動かすように構成するに限ら
ず、研磨工具側を動かすように構成してもよい。さら
に、ヘッドと研磨工具とはワークの被研磨面と研磨工具
の研磨材面とを相対的に移動させて擦り合わせるように
構成すればよい。要するに、研磨装置の具体的構成は前
記実施形態に限定されない。

【００４８】

【発明の効果】本願におい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、次
の通りである。

【００４９】半導体ウエハの表面を化学的機械研磨する
際に、半導体ウエハ側の導体材料と化学的研磨に使用さ
れる研磨液とによって形成される並列合成電気抵抗値を
計測して化学的機械研磨の終点を判定することにより、
研磨過多および研磨不足による弊害の発生を未然に防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である研磨装置を示してお
り、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は平面断面図である。

【図２】ワークを示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）
はＣＭＰ前の拡大部分断面図、（ｃ）はＣＭＰ後の拡大
部分断面図である。

【図３】本発明の一実施形態である化学的機械研磨方法
を示しており、（ａ）は電極部の拡大部分断面図、
（ｂ）は特性線図である。

【図４】本発明の他の実施形態である化学的機械研磨方
法を説明するためのワークを示しており、（ａ）は平面
図、（ｂ）はＣＭＰ前の拡大部分断面図である。

【図５】同じく（ａ）はＣＭＰ後の拡大部分断面図、
（ｂ）は特性線図である。

【符号の説明】

１…ワーク、２…ウエハ、３…オリエンテーションフラ
ット（オリフラ）、４…第１層間絶縁膜、５…第１層配
線、６…第２層間絶縁膜、７…ビアホール、８…第２層
配線溝、９…バリア層、１０…金属膜、１１…凹凸部、
１２…被研磨面、１３…第２層配線、１４…絶縁膜、１
５…凹凸群、１６…金属膜、２０……研磨装置（平坦化
用化学的機械研磨装置）、２１…研磨工具、２２…ベー
スプレート、２３…回転軸、２４…研磨クロス、２５…
研磨材面、２６…研磨液、３１…ヘッド、３２…ヘッド
本体、３３…保持穴、３４…通気口、３５…負圧供給
路、３６…剛性板、３７…微細な通気路、３８…パッ
ド、３９…貫通孔（連通路）、４０…ガイドリング、４
１…電極、４２…抵抗計、４３…終点判定装置、４４…
コントローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小島弘之神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者平井修東京都青梅市新町六丁目16番地の３株式会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者伊藤秀文東京都青梅市新町六丁目16番地の３株式会社日立製作所デバイス開発センタ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体ウエハの表面を化学的機械研磨す
る化学的機械研磨方法において、前記半導体ウエハ側の導体材料と前記化学的研磨に使用
される研磨液とによって形成される並列合成電気抵抗値
を計測することにより、前記化学的機械研磨の終点を判
定することを特徴とする化学的機械研磨方法。
【請求項２】前記導体材料が前記半導体ウエハの表面
に形成された被研磨面の材料であることを特徴とする請
求項１に記載の化学的機械研磨方法。
【請求項３】前記導体材料が前記半導体ウエハの被研
磨面の下に形成された材料であることを特徴とする請求
項１に記載の化学的機械研磨方法。
【請求項４】前記並列合成電気抵抗を計測する電極が
前記研磨液に接触されることを特徴とする請求項１、２
または３に記載の化学的機械研磨方法。
【請求項５】前記研磨液と前記半導体ウエハの表面と
が接触した界面に発生する電気化学的な分極抵抗を小さ
くさせることを特徴とする請求項１、２、３または４に
記載の化学的機械研磨方法。
【請求項６】前記並列合成電気抵抗値を連続または間
欠的に計測することを特徴とする請求項１、２、３、４
または５に記載の化学的機械研磨方法。
【請求項７】前記並列合成電気抵抗値を直流または交
流または高周波電流によって計測することを特徴とする
請求項１、２、３、４、５または６に記載の化学的機械
研磨方法。
【請求項８】前記並列合成電気抵抗値を間接的に計測
することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６ま
たは７に記載の化学的機械研磨方法。
【請求項９】半導体ウエハの表面を化学的機械研磨す
る化学的機械研磨装置において、前記半導体ウエハ側の導体材料と前記化学的研磨に使用
される研磨液とによって形成される並列合成電気抵抗値
を計測することにより、前記化学的機械研磨の終点を判
定することを特徴とする化学的機械研磨装置。
【請求項１０】前記研磨液に接触して前記並列合成電
気抵抗を計測する電極を備えていることを特徴とする請
求項９に記載の化学的機械研磨装置。
【請求項１１】前記電極が前記半導体ウエハを保持し
た研磨ヘッドに配置されていることを特徴とする請求項
１０に記載の化学的機械研磨装置。
【請求項１２】前記電極が二以上配置されており、こ
れら電極は前記半導体ウエハ内の前記化学的機械研磨の
不均一性を検出するように構成されていることを特徴と
する請求項１０または１１に記載の化学的機械研磨装
置。
【請求項１３】前記電極が貴金属によって形成されて
いることを特徴とする請求項９、１０、１１または１２
に記載の化学的機械研磨装置。
【請求項１４】前記研磨液に界面活性剤が添加されて
いることを特徴とする請求項９、１０、１１、１２また
は１３に記載の化学的機械研磨装置。