WO2010035404A1 - 化学的機械研磨装置、化学的機械研磨方法及び制御プログラム - Google Patents

化学的機械研磨装置、化学的機械研磨方法及び制御プログラム Download PDF

Info

Publication number
WO2010035404A1
WO2010035404A1 PCT/JP2009/004114 JP2009004114W WO2010035404A1 WO 2010035404 A1 WO2010035404 A1 WO 2010035404A1 JP 2009004114 W JP2009004114 W JP 2009004114W WO 2010035404 A1 WO2010035404 A1 WO 2010035404A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
semiconductor substrate
polishing pad
chemical mechanical
mechanical polishing
polishing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2009/004114
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
松岡孝明
大見忠弘
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.)
Tohoku University NUC
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tohoku University NUC
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tohoku University NUC, Tokyo Electron Ltd filed Critical Tohoku University NUC
Priority to KR1020117006061A priority Critical patent/KR101215939B1/ko
Priority to US13/120,554 priority patent/US20110189857A1/en
Priority to DE112009002253T priority patent/DE112009002253T5/de
Priority to CN2009801372047A priority patent/CN102160152A/zh
Publication of WO2010035404A1 publication Critical patent/WO2010035404A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P52/00—Grinding, lapping or polishing of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P52/40—Chemomechanical polishing [CMP]
    • H10P52/403—Chemomechanical polishing [CMP] of conductive or resistive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P52/00—Grinding, lapping or polishing of wafers, substrates or parts of devices
    • 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
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/01—Manufacture or treatment
    • H10D64/011—Manufacture or treatment of electrodes ohmically coupled to a semiconductor

Definitions

  • the present invention relates to a chemical mechanical polishing apparatus, a chemical mechanical polishing method, and a control program used in a damascene process for forming a buried copper wiring in an interlayer insulating film made of an organic low-k film.
  • a metal film such as Al deposited on the insulating film is processed by lithography and dry etching to form a metal wiring pattern, but the electromigration resistance of the Al wiring is low.
  • the electrical resistance is relatively high and wiring delay occurs. For this reason, recently, a damascene process for copper wiring has been adopted for the multilayer wiring forming process.
  • a low dielectric constant ( Employing low-k) membranes is essential.
  • inorganic materials such as SiOF films and porous films have been studied, but organic materials such as fluororesins and amorphous fluorocarbons that can obtain a relative dielectric constant of 2.5 or less are also greatly used. Promising.
  • an etch stop film 102, 106 made of, for example, SiCN, and an organic system made of, for example, amorphous fluorocarbon, are formed on the semiconductor wafer 100 formed up to the lower layer wiring (not shown).
  • the low-k films 104 and 108 are laminated from the bottom in the order of 102 ⁇ 104 ⁇ 106 ⁇ 108 by the CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
  • the wiring groove 110 is formed in the upper low-k organic film 108, and the lower low-k organic film 102 has a via. Hole 112 is formed.
  • irregularities corresponding to the wiring grooves 110 and the via holes 112 are formed on the surface of the semiconductor substrate 100.
  • a barrier metal 114 made of, for example, TaN is formed on the surface of the semiconductor substrate 100 including the inside of the via hole 112 and the wiring groove 110 by the CVD method. Further, a copper seed layer (not shown) may be formed on the barrier metal 114 by sputtering.
  • copper 116 is deposited on the surface of the semiconductor wafer 100 by electroplating so that the via hole 112 and the wiring groove 110 are filled.
  • the uneven shape corresponding to the wiring groove 110 and the via hole 112 is reflected on the surface of the copper 116.
  • the copper 116 on the semiconductor substrate 100 is flatly polished by chemical mechanical polishing (CMP), and as shown in FIG. 10E, the copper is only in the via hole 112 and the wiring groove 110. A buried copper wiring is formed leaving 116.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • the damascene process described above is a dual damascene method in which the via hole 112 and the wiring groove 110 are simultaneously filled with a film of copper 116 to form a copper plug and a copper wiring at a time.
  • the via hole 112 and the wiring groove 110 are separately filled with a film of copper 116 to form a copper plug and a copper wiring separately.
  • a CMP process similar to the dual damascene method is performed.
  • FIG. 11 shows a conventional typical CMP apparatus.
  • This CMP apparatus presses a rotary head (upper surface plate) 124 that fixes and holds the semiconductor wafer 100 against a rotary table (lower surface plate) 122 to which a polishing cloth or a polishing pad 120 is attached, thereby rotating the rotary head 120 and the rotating table 120.
  • a slurry (abrasive) is supplied from the nozzle 126 onto the polishing pad 120, and the film on the lower surface (surface to be processed) of the semiconductor wafer 100 is shaved and planarized by chemical action and mechanical polishing.
  • the present inventor has investigated the generation mechanism of scratches and dishing as described above.
  • the surface of the semiconductor wafer 100 surface to be processed
  • FIG. 13 since the polishing pad 12 rubs in the opposite direction to a part, a large shear stress is applied to the copper 116 as the material to be polished, particularly to the convex portion 116a. It was found that small scratches were likely to occur, and when the slurry entered the small scratches, the portions were excessively shaved and developed into scratches and dishing.
  • the copper to be polished is a relatively soft metal, and the low-k organic film that forms the interlayer insulation film is vulnerable to external stress and tends to accumulate shear stress, which can cause scratches during touchdown. This is thought to be the cause.
  • the present invention has been made on the basis of the above-mentioned problems of the prior art and the investigation of the cause thereof, and is a copper deposited on an interlayer insulating film composed of an organic low-k film in a damascene process.
  • a chemical mechanical polishing apparatus, a chemical mechanical polishing method and a control program that prevent formation of scratches and dishing during polishing and enable formation of embedded copper wiring with excellent flatness accuracy and electrical property stability. provide.
  • a chemical mechanical polishing method for forming a copper wiring in a copper wiring damascene process using an organic film having a low dielectric constant (low-k organic film) as an interlayer insulating film on a semiconductor substrate A chemical mechanical polishing method for polishing copper deposited on an organic film, wherein the polishing is performed over substantially the entire surface to be processed of the semiconductor substrate while spinning the semiconductor substrate and the polishing pad in the same direction.
  • the polishing pad in the first step, is prevented from rubbing in the reverse direction over substantially the entire surface to be processed of the semiconductor substrate while rotating the semiconductor substrate and the polishing pad in the same direction. Since both are brought into contact with each other, the shear stress applied to the surface copper is small at any part of the surface to be treated, and the degree of the shear stress accumulating in the underlying low-k organic film is also small. As a result, it is possible to start polishing copper without causing scratches that become seeds for scratching or dishing over substantially the entire surface to be processed on the substrate.
  • a chemical mechanical polishing method for forming a copper wiring according to a second aspect of the present invention is deposited on the organic film in a damascene process of a copper wiring using an organic film having a low dielectric constant as an interlayer insulating film on a semiconductor substrate.
  • a chemical mechanical polishing method for polishing copper wherein the semiconductor substrate and the polishing pad are rotated in the same direction, the respective rotation center axes are aligned on a straight line, and both are brought into contact with each other. And supplying a slurry to a contact interface between the semiconductor substrate and the polishing pad, and chemically controlling copper on the semiconductor substrate by controlling a relative rotation speed and pressure between the semiconductor substrate and the polishing pad.
  • a second step of mechanically polishing is deposited on the organic film in a damascene process of a copper wiring using an organic film having a low dielectric constant as an interlayer insulating film on a semiconductor substrate.
  • the respective rotation center axes are brought into contact with each other while rotating the semiconductor substrate and the polishing pad in the same direction.
  • the shear stress applied to the surface copper is small everywhere, and the degree of shear stress accumulation in the underlying low-k organic film is also small. As a result, it is possible to start polishing copper without causing scratches that become seeds for scratching or dishing over substantially the entire surface to be processed on the substrate.
  • the rotational speed of each of the semiconductor substrate and the polishing pad in the first step may be appropriately set according to the diameter of the substrate, the uneven state of the copper surface, the material of the low-k organic film and the polishing pad, etc. You may set in the range of 50 rpm-300 rpm, for example, 80 rpm-90 rpm. Although the rotational speeds of the two may be different, the speed difference is preferably as small as possible in order to reduce the impact or stress at the time of contact, and the speed difference is most preferably made substantially zero.
  • the semiconductor substrate and the polishing pad are the same. It is preferable that the polishing pad is not rubbed in the reverse direction over almost the entire surface of the semiconductor substrate to be processed, or the rotation center axis of the semiconductor substrate and the rotation center axis of the polishing pad are More preferably, they are aligned on a straight line.
  • the axis and the rotation center axis of the polishing pad can be offset, and the offset position of the semiconductor substrate relative to the polishing pad can be varied. In this case, it is possible to increase the polishing efficiency by using a polishing pad having a sufficiently larger diameter than the semiconductor substrate.
  • the relative rotational speed between the semiconductor substrate and the polishing pad may be appropriately set according to the diameter of the substrate, the uneven state of the copper surface, the material of the low-k organic film and the polishing pad, and the like.
  • the relative rotational speed may be controlled by a method in which the rotational speed of the polishing pad is kept constant and the rotational speed of the semiconductor substrate is lower than the rotational speed in the first step, and the relative rotational speed is made variable. Also good. Further, the pressure applied to the contact interface is gradually increased.
  • the pressure applied to the contact interface between the semiconductor substrate and the polishing pad may be arbitrarily controlled according to the above-mentioned conditions, but usually a method of gradually increasing is adopted. It's okay.
  • the chemical mechanical polishing method of the present invention is a third aspect in which a semiconductor substrate and a polishing pad are rotated in the same direction while being separated in order to finish polishing copper on the semiconductor substrate.
  • the process is further included.
  • the polishing pad is not rubbed in the reverse direction over almost the entire surface of the semiconductor substrate, or the rotation center axis of the semiconductor substrate and the rotation center axis of the polishing pad are aligned. It is more preferable to arrange them in the same manner.
  • a method of offsetting the rotation center axis of the semiconductor substrate and the rotation center axis of the polishing pad is also possible.
  • the chemical mechanical polishing apparatus is for polishing copper deposited on an organic film in a damascene process of copper wiring using an organic film having a low dielectric constant as an interlayer insulating film on a semiconductor substrate.
  • a first chemical mechanical polishing apparatus for holding a semiconductor substrate in a detachable manner and rotating the first surface plate, and a first surface plate for rotating the first surface plate at a desired rotational speed.
  • a rotation driving unit a first surface plate configured to be rotatable with a polishing pad attached thereto, a second rotation driving unit for rotating the second surface plate at a desired rotation speed, and the first A first actuator for relatively separating or pressingly contacting the first surface plate and the second surface plate, and rotating the first surface plate and the second surface plate in the same direction.
  • the polishing pad is reversed over substantially the entire surface to be processed of the semiconductor substrate.
  • the first rotation drive unit, the second rotation drive unit, and the first rotation unit are brought into contact with each other without rubbing in the direction, and then the copper on the semiconductor substrate is chemically and mechanically polished.
  • a slurry supply unit for supplying slurry to a contact interface between the semiconductor substrate and the polishing pad.
  • a chemical mechanical polishing apparatus is for polishing copper deposited on an organic film in a damascene process of a copper wiring using an organic film having a low dielectric constant as an interlayer insulating film on a semiconductor substrate.
  • a first chemical mechanical polishing apparatus for holding a semiconductor substrate in a detachable manner and rotating the first surface plate, and a first surface plate for rotating the first surface plate at a desired rotational speed.
  • a rotation driving unit a first surface plate configured to be rotatable with a polishing pad attached thereto, a second rotation driving unit for rotating the second surface plate at a desired rotation speed, and the first
  • a first actuator for relatively separating or pressingly contacting the first surface plate and the second surface plate, and rotating the first surface plate and the second surface plate in the same direction. While aligning each rotation center axis on a straight line, a controller for controlling the first rotation drive unit, the second rotation drive unit, and the first actuator so as to chemically and mechanically polish copper on the semiconductor substrate, and the semiconductor substrate
  • a slurry supply unit for supplying the slurry to a contact interface with the polishing pad.
  • a second actuator for moving the second platen relative to the first platen in a direction perpendicular to the rotation center axis is provided.
  • a second actuator for moving the second platen relative to the first platen in a direction perpendicular to the rotation center axis is provided.
  • control program of the present invention operates on a computer and, when executed, causes the computer to control the chemical mechanical polishing apparatus so that the chemical mechanical polishing method of the present invention is performed.
  • the chemical mechanical polishing method or the control program of the present invention it is deposited on the interlayer insulating film made of an organic low-k film in the damascene process by the configuration and operation as described above. It is possible to prevent the occurrence of scratches and dishing during the polishing of copper and to form a buried copper wiring excellent in flatness accuracy and electrical property stability.
  • FIG. 1 shows a main configuration of a CMP (Chemical Mechanical Polishing) apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • This CMP apparatus can be suitably used in a damascene process for forming a buried copper wiring.
  • the CMP apparatus is deposited on the low-k organic film (interlayer insulating film) 108 of the semiconductor wafer 100 in the damascene process of FIG. It can be used in a CMP process (FIG. 10 (d) ⁇ (e)) for polishing the copper 116 flatly.
  • a polishing pad 12 is attached to a rotating head (upper surface plate) 10 that can be rotated and moved up and down, and the semiconductor wafer 100 is faced up on a stationary rotating table (lower surface plate) 14 that can be rotated. Attach with.
  • the rotary table 14 is provided with holding means, for example, a vacuum chuck (not shown) for detachably fixing the semiconductor wafer 100.
  • the rotary head 10 is coupled to the rotary shaft 16 a of the upper motor 16, and the rotary table 14 is coupled to the rotary shaft 18 a of the lower motor 18.
  • the rotation center axis of the rotary head 10 that is, the rotation axis 16a of the upper motor 16, and the rotation center axis of the rotary table 14, that is, the rotation axis 18a of the lower motor 18, are aligned on the same vertical line N.
  • the head 10 and the rotary table 14 face each other directly in front.
  • the upper surface plate control unit 20 and the lower surface plate control unit 22 have motor drive circuits that supply drive currents to the upper motor 16 and the lower motor 18, respectively, and the rotary head according to a control signal from the main control unit 24. 10 and the rotation operation (rotation start / stop, rotation speed, etc.) of the rotary table 14 are controlled.
  • the rotary head 10 and the upper motor 16 are coupled to a drive shaft 28a of a lifting / pressurizing actuator 28 fixedly attached to a support base or frame 26.
  • the elevating / pressurizing actuator 28 is composed of, for example, an air cylinder or a linear actuator with a built-in motor, and the drive shaft 28a is aligned on the vertical line N.
  • the elevating / pressurizing control unit 30 has a pneumatic circuit or a driving circuit for supplying compressed air or driving current to the actuator 28, and controls the elevating and pressing force of the rotary head 10 according to instructions from the main control unit 24. To do.
  • the slurry supply unit 32 has a tank for storing a slurry (abrasive) made of a polishing liquid containing, for example, alumina abrasive grains, and a pump for pumping and discharging the slurry from the tank. It is connected to one end of the slurry supply pipe 34. The other end of the slurry supply pipe 34 is connected to a slurry introducing portion (not shown) in the rotary head 10 via a rotary joint 36 attached to the rotary shaft 16 a of the upper motor 16. A slurry flow path (not shown) that leads from the slurry introduction portion to the polishing pad is also provided in the rotary head 10.
  • a slurry (abrasive) made of a polishing liquid containing, for example, alumina abrasive grains
  • the slurry sent from the slurry supply unit 32 is sent to the polishing pad 12 through the slurry supply pipe 34, the rotary joint 36, the slurry introduction unit in the rotary head 10, and the slurry flow path, and oozes out from the entire surface of the polishing pad 12. It is like that.
  • the main control unit 24 includes a microcomputer, and according to software (program) stored in the external memory or the internal memory, each part in the apparatus, particularly the rotary head 10, the rotary table 14, the elevating / pressurizing actuator 28, and the slurry supply The individual operations of the unit 32 and the operation (sequence) of the entire apparatus are controlled.
  • FIG. 2 shows a main procedure of a control program executed by the main control unit 24 for the CPM process in the damascene process for forming the embedded copper wiring.
  • FIG. 3 shows a temporal change (waveform) of the state or physical quantity of each part in this CMP process.
  • the rotary head 10 In the initial state, as shown in FIG. 1, the rotary head 10 is located at the original position set above the rotary table 14, and the polishing pad 12 is separated from the semiconductor wafer 100 on the rotary table 14.
  • the main control unit 24 first starts the upper motor 16 and the lower motor 18 through the upper surface plate control unit 20 and the lower surface plate control unit 22, respectively, and rotates the head (upper surface plate) 10 and the rotation table (lower surface plate) 14. Are raised to touch-down (contact) speeds V 10a and V 14a , respectively (steps S 1 and S 2 ).
  • the upper surface plate control unit 20 and the lower surface plate control unit 22 use, for example, a rotation speed detector such as a rotary encoder (not shown) to control the rotation speeds of the polishing pad 12 and the rotary table 14 by a footback method. It is also possible to notify the main controller 24 of the state by a status signal or the like when the respective rotation speeds reach or become the set values V 10a and V 14a .
  • a rotation speed detector such as a rotary encoder (not shown) to control the rotation speeds of the polishing pad 12 and the rotary table 14 by a footback method. It is also possible to notify the main controller 24 of the state by a status signal or the like when the respective rotation speeds reach or become the set values V 10a and V 14a .
  • the main control unit 24 lowers the rotary head 10 by the lift / pressurization actuator 28 through the lift / pressurization control unit 30 (step S 3 ), and predetermined based on the descending distance or height position of the rotary head 10.
  • the slurry supply unit 32 starts to send the slurry (step S 4 ).
  • the slurry sent from the slurry supply unit 32 is sent to the polishing pad 12 through the slurry supply pipe 34, the rotary joint 36, the slurry introduction unit in the rotary head 10, and the slurry flow path, and is supplied to the polishing pad 12. It exudes from the entire surface.
  • the main controller 24 checks the touch-down of the polishing pad 12 with respect to the semiconductor wafer 100 (Step S 5, time t 2).
  • This touch-down confirmation may be based on, for example, the descending distance or height position of the rotary head 10, but usually a method of detecting a change in the rotational torque of the upper motor 16 is certain.
  • FIG. 4 shows a state where the polishing pad 12 is in contact with or in contact with the semiconductor wafer 100.
  • the main control unit 24 controls the relative rotational speed between the rotary head 10 and the rotary table 14 to a predetermined value suitable for polishing (step S 6 ).
  • a predetermined value suitable for polishing For example, as shown in FIG. 3, the rotational speed of the rotary table 14 is set to be lower than the touch-down setting value V 14a while maintaining the rotational speed of the rotary head 10 at the touch-down setting value V 10a. The speed is linearly reduced to the value V 14b , and the relative rotational speed is linearly raised to the setting value V S for polishing (time t 3 to time t 4 ).
  • the relative rotational speed setting value V S for polishing may be selected to an appropriate value, for example, 3 to 30 rpm according to the diameter of the semiconductor wafer 100, the surface irregularity state, the material of the polishing pad 12, etc., and is variable during polishing. It is also possible to control.
  • the main control unit 24, the lifting / by the pressurization control unit 30 through the elevation / pressurizing actuator 28 controls the pressing force i.e. the polishing pressure of the polishing pad 12 with respect to the semiconductor wafer 100 (Step S 7), the normal processing time It gradually increases (for example, linearly) over time.
  • the semiconductor wafer 100 and the polishing pad 12 are rotated in the same direction with their rotation centers aligned on the same straight line N as shown in FIG.
  • the shear stress applied to the copper 116 is small at any part of the surface to be processed, and the degree of the shear stress accumulating in the underlying low-k organic films 108 and 104 is also small. For this reason, the polishing of the copper 116 can be started without causing scratches or dishing seeds on the entire surface of the semiconductor wafer 100.
  • the relative rotation speed and the polishing are performed while the semiconductor wafer 100 and the polishing pad 12 are rotated in the same direction with the rotation center aligned on the same straight line N as shown in FIG. Since the pressure is gradually changed or adjusted, the polishing of the copper 116 can proceed stably without giving any sudden change of the shear stress to any part of the surface of the semiconductor wafer 100.
  • step S 8 the time t 5
  • the main controller 24 to terminate the polishing, the upper surface plate switching the rotary head 10 via the control unit 20 and the lower platen control section 22 of the relative rotational speed between the rotary table 14 to the rotational speed V E for separation (step S 9, S 10).
  • V 10b V 14b
  • the main controller 24 raises the rotary head 10 by the elevator / pressurization actuator 28 through the elevator / pressurization controller 30 to separate or separate the semiconductor wafer 100 and the polishing pad 12 (step S 11 , time point). t 7).
  • the slurry supply unit 32 stops supplying the slurry (step S 12 ).
  • the rotation of the rotary head 10 and the rotary table 14 is stopped through the upper surface plate control unit 20 and the lower surface plate control unit 22 (step S 13 ).
  • both of them are rotated in the same direction with the rotation centers aligned on the same straight line N as shown in FIG. Since the semiconductor wafer 100 and the polishing pad 12 are smoothly separated by reducing (preferably 0), the surface of the semiconductor wafer 100 (the surface of the copper 116 and the surface of the low-k organic film 108) is damaged. The possibility can be reduced as much as possible.
  • FIG. 7 shows a main configuration of the CMP apparatus according to the second embodiment. Parts having the same configuration or function as those of the CMP apparatus (FIG. 1) of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals.
  • a semiconductor wafer 100 is mounted face-down on a rotary head (upper surface plate) 10, and a rotary table (lower surface plate) 14 whose diameter (diameter) is much larger than that of the rotary head 10, for example, about twice.
  • a polishing pad 12 is affixed, and the rotation center axis of the rotary head 10 and the rotation center axis of the rotary table 14 are aligned on the same axis or can be arbitrarily offset.
  • the elevating / pressurizing actuator 28 coupled to the rotary head 10 via the upper motor 16 can be moved in one horizontal direction (X direction), and is moved up and down by a horizontal moving mechanism 40 installed thereabove. / The pressure actuator 28 and thus the position of the rotary head 10 can be varied in the horizontal direction.
  • the rotary head 10 is provided with holding means for detachably mounting the semiconductor wafer 100, such as a vacuum chuck (not shown).
  • the slurry supply pipe 34 is connected to a slurry introducing portion (not shown) in the rotary table 14 via a rotary joint 36 attached to the rotary shaft 18 a of the lower motor 18.
  • a slurry flow path (not shown) that leads from the slurry introduction portion to the polishing pad is provided in the rotary table 14.
  • the slurry sent from the slurry supply unit 32 is sent to the polishing pad 12 through the slurry supply pipe 34, the rotary joint 36, the slurry introduction unit in the rotary table 14, and the slurry flow path, and oozes out from the entire surface of the polishing pad 12. It is like that.
  • the respective rotation center axes are aligned and touched down. It can be performed.
  • the polishing pad 12 is pressed against the surface (surface to be processed) of the semiconductor wafer 100 as shown in FIG. Since the pad 12 does not rub in the reverse direction, the shear stress applied to the surface copper 116 (particularly the convex portion 116a) is small, and the degree of the shear stress accumulating in the underlying low-k organic films 108 and 104 is also small. For this reason, the polishing of the copper 116 can be started without generating scratches that can cause scratches or dishing over the entire surface of the semiconductor wafer 100.
  • the relative rotational speed between the rotary head 10 and the rotary table 14 is adjusted to the set value V S , and if a predetermined time has elapsed, preferably the convex portion 116a of the copper 116 on the semiconductor wafer 100 corresponds.
  • the horizontal movement mechanism 40 is operated to shift the rotation center axis of the semiconductor wafer 100 from the rotation center axis of the polishing pad 12 as shown in FIG. 8, and the polishing process is performed at the offset position.
  • the offset position of the rotary head 10 may be linearly moved in the direction of the arrow X with respect to the rotary table 14 (polishing pad 12), or the arrow ⁇ It may be moved in a ring shape in the direction.
  • a portion where the polishing pad 12 rubs in the reverse direction and a portion where the polishing pad 12 rubs in the opposite direction are mixed in the surface (surface to be processed) of the semiconductor wafer 100.
  • the convex portion 116a (FIG. 6) of the copper 116 of the film to be processed is considerably shaved and there is no scratch on the surface, there is little possibility that scratches or dishing will occur even if a certain amount of shear stress is applied thereto.
  • the semiconductor wafer 100 When polishing is finished, the semiconductor wafer 100 can be separated from the polishing pad 12 at the offset position, but the rotary head 10 is returned to the center of the rotary table 14 and the relative rotational speed is reduced (preferably It is preferred to separate them from each other. As a result, the possibility of scratching the surface of the semiconductor wafer 100 (the surface of the copper 116 and the surface of the low-k organic film 108) at the end of polishing can be reduced as much as possible.
  • FIG. 9 shows a configuration example of the main control unit 24 that controls each part of the CMP apparatus (FIGS. 1 and 7) and controls the entire sequence in order to perform the CMP processing method in the embodiment.
  • the main control unit 24 of this configuration example includes a processor (CPU) 52, an internal memory (RAM) 54, a program storage device (HDD) 56, an external memory drive (DRV) such as a flash memory or an optical disk connected via a bus 50. 58, an input device (KEY) 60 such as a keyboard and a mouse, a display device (DIS) 62, a network interface (COM) 64, and a peripheral interface (I / F) 66.
  • CPU central processing unit
  • RAM random access memory
  • HDD program storage device
  • DVR external memory drive
  • 58 an input device (KEY) 60 such as a keyboard and a mouse
  • DIS display device
  • COM network interface
  • I / F peripheral interface
  • the processor (CPU) 52 reads a code of a required program from a storage medium 68 such as a flash memory or an optical disk loaded in the external memory drive (DRV) 58 and stores it in the HDD 56. Alternatively, a required program can be downloaded from the network via the network interface 64. Then, the processor (CPU) 52 develops the code of a program necessary for each stage or each scene from the HDD 156 onto the working memory (RAM) 54, executes each step, performs necessary arithmetic processing, and performs a peripheral interface 66. Each part in the apparatus is controlled via All the programs for implementing the CMP method described in the above embodiment are executed by this computer system.
  • a storage medium 68 such as a flash memory or an optical disk loaded in the external memory drive (DRV) 58
  • a required program can be downloaded from the network via the network interface 64.
  • the processor (CPU) 52 develops the code of a program necessary for each stage or each scene from the HDD 156 onto the working memory (RAM)
  • FIG. 1 It is a figure which shows the main structures of the CMP apparatus in one Embodiment of this invention. It is a flowchart figure which shows the main procedures of the control program for the CPM process in embodiment. It is a wave form diagram which shows the time change of the state or physical quantity of each part in the CMP process of an embodiment. It is a figure which shows the state which has contacted or contacted the polishing pad with the semiconductor wafer in the CMP apparatus of embodiment. It is a top view which shows the rotation direction and relative positional relationship of a semiconductor wafer and a polishing pad in CMP of embodiment. It is a schematic sectional drawing which shows typically the mode of a contact interface just after a polishing pad contacted with a semiconductor wafer in CMP of an embodiment.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the main structures of the CMP apparatus in 2nd Embodiment. It is a top view which shows the rotation direction and relative positional relationship of the semiconductor wafer and polishing pad in 2nd Embodiment. It is a block diagram which shows the structural example of the main control part in the CMP apparatus of embodiment. It is a figure which shows the process of the damascene process of copper wiring which uses an organic-type low-k film
  • Rotating head (upper surface plate) 12 Polishing pad 14 Rotary table (lower surface plate) DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 Upper motor 18 Lower motor 20 Upper surface plate control part 22 Lower surface plate control part 24 Main control part 28 Lift / pressurization actuator 30 Lift / pressurization control part 32 Slurry supply part 32 Slurry supply pipe 36 Rotary joint 40 Horizontal movement mechanism 100 Semiconductor wafer 104, 108 low-k film (interlayer insulating film) 106 copper

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

【課題】ダマシンプロセスにおいて有機系のlow-k膜からなる層間絶縁膜上に堆積された銅の研磨に際してスクラッチやディッシングの発生を防止する。 【解決手段】このＣＭＰ装置では、研磨パッド１２を貼り付けた回転ヘッド１０の回転中心軸と、半導体ウエハ１００をフェイスアップで装着する回転テーブル１４の回転中心軸とを同一の鉛直線Ｎ上に揃え、回転ヘッド１０および回転テーブル１４を同方向にスピン回転させながら、回転ヘッド１０を降下させて研磨パッド１２を回転テーブル１４上の半導体ウエハ１００に当接させ、半導体ウエハ１００表面の全域で研磨パッド１２が逆方向に擦らないようにする。

Description

化学的機械研磨装置、化学的機械研磨方法及び制御プログラム
　本発明は、有機系のlow-k膜からなる層間絶縁膜に埋め込み銅配線を形成するためのダマシンプロセスに用いる化学的機械研磨装置、化学的機械研磨方法および制御プログラムに関する。
　今日の半導体集積回路、特にＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）は、微細化・高集積化のため複数の配線層を重ねた多層配線構造を有している。多層配線構造における従来の配線形成プロセスは、絶縁膜上に堆積したＡｌなどの金属膜をリソグラフィおよびドライエッチングにより加工して金属配線パターンを形成するものであるが、Ａｌ配線のエレクトロマイグレーション耐性が低いことや、電気抵抗が比較的高く、配線遅延を起こすことなどが問題となっている。このことから、最近は、多層配線形成プロセスに銅配線のダマシンプロセスが採用されてきている。
　一方で、ＬＳＩの高速化・低消費電力化のためには多層配線間の容量を低減する必要があり、配線容量を下げるためには配線間、配線層間を埋める層間絶縁膜に低誘電率（low-k）膜を採用することが不可欠になっている。この種のlow-k膜としては、ＳiＯＦ膜などの無機系材料やポーラス膜も検討されているが、２．５以下の比誘電率が得られるフッ素樹脂やアモルファスフロロカーボンなどの有機系材料も大いに有望視されている。
　ここで、図１０を参照して、有機系のlow-k膜を層間絶縁膜に用いる銅配線のダマシンプロセスを説明する。
　先ず、下層配線（図示せず）まで形成されている半導体ウエハ１００上に、図１０の（ａ）に示すように、たとえばＳｉＣＮからなるエッチストップ膜１０２，１０６と、たとえばアモルファスフロロカーボンからなる有機系のlow-k膜１０４，１０８とを下から１０２→１０４→１０６→１０８の順にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法で積層形成する。
　次に、リソグラフィ工程およびエッチング工程を繰り返して、図１０の（ｂ）に示すように、上層のlow-k有機膜１０８に配線溝１１０を形成し、下層のlow-k有機膜１０２にはビア孔１１２を形成する。ここで、半導体基板１００の表面には配線溝１１０およびビア孔１１２に応じた凹凸が形成される。
　次に、図１０の（ｃ）に示すように、ビア孔１１２および配線溝１１０の中を含む半導体基板１００の表面にたとえばＴaＮからなるバリアメタル１１４をＣＶＤ法で成膜する。さらに、バリアメタル１１４の上に重ねて銅のシード層（図示せず）をスパッタ法で形成してよい。
　次いで、図１０の（ｄ）に示すように、ビア孔１１２および配線溝１１０の中が埋まるように半導体ウエハ１００の表面に銅１１６を電界メッキ法で堆積させる。ここで、銅１１６の表面には、配線溝１１０やビア孔１１２に応じた凹凸形状が反映される。
　そして、化学的機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）により半導体基板１００上の銅１１６を平坦に研磨し、図１０の（ｅ）に示すように、ビア孔１１２および配線溝１１０の中にのみ銅１１６を残して、埋め込み銅配線を形成する。
　上述したダマシンプロセスは、ビア孔１１２および配線溝１１０を同時に銅１１６の膜で埋め込んで一度に銅プラグと銅配線を形成するデュアルダマシン法である。これに対して、シングルダマシン法は、ビア孔１１２と配線溝１１０を別々に銅１１６の膜で埋め込んで銅プラグと銅配線を別々に形成するものであるが、孔または溝以外の不要な銅を除去する工程ではデュアルダマシン法と同様のＣＭＰ処理を行う。
　図１１に、従来の代表的なＣＭＰ装置を示す。このＣＭＰ装置は、研磨布または研磨パッド１２０を貼った回転テーブル（下部定盤）１２２に対して、半導体ウエハ１００を固定保持する回転ヘッド（上部定盤）１２４を押し付けて、回転ヘッド１２０および回転テーブル１２２を回転させながら、ノズル１２６より研磨パッド１２０上にスラリ（研磨剤）を供給して、化学的作用と機械的研磨により半導体ウエハ１００の下面（被処理面）の膜を削って平坦化する。
特開平２００７－１２９３６
　しかしながら、有機系のlow-k膜を層間絶縁膜に用いる銅配線のダマシンプロセスにおいて銅の研磨に上記のような従来のＣＭＰ装置を用いると、ＣＭＰ後の銅１１６の表面に、たとえば図１２に示すような溝状のスクラッチ１３０、あるいは図示省略するが、銅配線の中央部が窪むディッシングなどが発生しやすいことが課題となっている。ダマシンの埋め込み配線にこのようなスクラッチやディッシングが発生すると、配線表面を流れる高周波電流（信号）に大きな影響を与え、ＬＳＩが欠陥品になることがある。
　本発明者は、上記のようなスクラッチやディッシングの発生メカニズムを究明したところ、研磨パッド１２０に半導体ウエハ１００がタッチ・ダウン（当接）する際に、半導体ウエハ１００の表面（被処理面）の一部に対して、図１３に示すように、研磨パッド１２が逆方向に擦ることにより、被研磨材の銅１１６に、特にその凸部１１６ａに大きなせん断応力が加わるために、銅１１６の表面に小さな傷が発生しやすく、この小さな傷にスラリが入り込むことによってその箇所が過分に削られて、スクラッチやディッシングに発展することがわかった。被研磨材の銅が比較的軟らかい金属であるうえ、層間絶縁膜を構成するlow-k有機膜が外部からのストレスに弱くてせん断応力を溜めやすく、これがタッチ・ダウン時の傷を発生させる一因になっていると考えられる。
　本発明は、上記のような従来技術の問題点およびその原因究明の考察に基づいてなされたものであって、ダマシンプロセスにおいて有機系のlow-k膜からなる層間絶縁膜上に堆積された銅の研磨に際してスクラッチやディッシングの発生を防止し、平坦性の精度および電気的特性の安定性に優れた埋め込み銅配線の形成を可能とする化学的機械研磨装置、化学的機械研磨方法および制御プログラムを提供する。
　本発明の第１の観点における銅配線形成用の化学的機械研磨方法は、半導体基板上の層間絶縁膜に誘電率の低い有機膜（low-k有機膜）を用いる銅配線のダマシンプロセスにおいて前記有機膜上に堆積された銅を研磨するための化学的機械研磨方法であって、半導体基板と研磨パッドとを同方向にスピン回転させながら、前記半導体基板の被処理面の略全域で前記研磨パッドが逆方向に擦らないようにして両者を当接させる第１の工程と、前記半導体基板と前記研磨パッドとの間の接触界面にスラリを供給し、前記半導体基板と前記研磨パッドとの間の圧力および相対回転速度を制御して前記半導体基板上の銅を化学的機械的に研磨する第２の工程とを有する。
　上記第１の観点の方法によれば、第１の工程において、半導体基板と研磨パッドとを同方向に回転させながら、半導体基板の被処理面の略全域で研磨パッドが逆方向に擦らないようにして両者を当接させるので、被処理面の何処の箇所でも表層の銅に加わるせん断応力が小さく、下地のlow-k有機膜にせん断応力が溜まる度合いも小さい。これによって、基板上の被処理面の略全域でスクラッチあるいはディッシングの種になるような傷を発生させずに銅の研磨を開始することができる。
　本発明の第２の観点における銅配線形成用の化学的機械研磨方法は、半導体基板上の層間絶縁膜に誘電率の低い有機膜を用いる銅配線のダマシンプロセスにおいて前記有機膜上に堆積された銅を研磨するための化学的機械研磨方法であって、半導体基板と研磨パッドとを同方向に回転させながら、それぞれの回転中心軸を一直線上に揃えて、両者を当接させる第１の工程と、前記半導体基板と前記研磨パッドとの間の接触界面にスラリを供給し、前記半導体基板と前記研磨パッドとの間の相対回転速度および圧力を制御して前記半導体基板上の銅を化学的機械的に研磨する第２の工程とを有する。
　上記第２の観点の方法によれば、第１の工程において、半導体基板と研磨パッドとを同方向に回転させながらそれぞれの回転中心軸を一直線上に揃えて当接させるので、被処理面の何処の箇所でも表層の銅に加わるせん断応力が小さく、下地のlow-k有機膜にせん断応力が溜まる度合いも小さい。これによって、基板上の被処理面の略全域でスクラッチあるいはディッシングの種になるような傷を発生させずに銅の研磨を開始することができる。
　第１の工程における半導体基板および研磨パッドのそれぞれの回転速度は、基板の口径、銅表面の凹凸状態、low-k有機膜および研磨パッドの材質等に応じて適度に設定してよく、通常は５０rpm～３００rpmの範囲内、たとえば８０rpm～９０rpmに設定してよい。また、両者の回転速度が違っていてもよいが、当接時の衝撃または応力を少なくするうえでは速度差ができるだけ小さいほど好ましく、速度差を実質的に零にするのが最も好ましい。
　ここで、半導体基板と研磨パットの速度差を実質的に零にするために、両者の回転を止めて速度差を零にするのは好ましくない。なぜなら、回転を止めて速度差を零にして当接させた場合、第２の工程へ移る際に半導体基板と研磨パッドとの間には動摩擦力よりも大きい静止摩擦力が働くので、半導体基板の被処理面により大きなダメージを与えてしまうからである。
　本発明の化学的機械研磨方法においては、第２の工程でも、半導体基板上の銅およびlow-k有機膜にせん断応力の急激な変化を加えないためには、半導体基板と研磨パッドとを同方向に回転させるのが好ましく、さらには、半導体基板の被処理面の略全域で研磨パッドが逆方向に擦らないようにするか、あるいは半導体基板の回転中心軸と研磨パッドの回転中心軸とを一直線上に揃えるのがより好ましい。
　もっとも、第２の工程の初期段階で銅（被処理膜）の凸部がある程度または相当削られた後は、研磨圧力またはせん断応力を大きくしても傷が付き難いので、半導体基板の回転中心軸と研磨パッドの回転中心軸とをオフセットさせることも、さらに研磨パッドに対する半導体基板のオフセット位置を可変することも可能である。この場合、半導体基板よりも十分大きな口径の研磨パッドを使用し、研磨効率を高めることができる。
　また、第２の工程において、半導体基板および研磨パッド間の相対回転速度は、基板の口径、銅表面の凹凸状態、low-k有機膜および研磨パッドの材質等に応じて適度に設定されてよい。好適には、研磨パッドの回転速度を一定に維持し、半導体基板の回転速度を第１の工程における回転速度よりも低くする方法で相対回転速度を制御してよく、相対回転速度を可変してもよい。また、接触界面に印加する圧力を次第に上げていく。
　また、第２の工程において、半導体基板および研磨パッド間の接触界面に印加する圧力も、上記のような諸条件に応じて任意に制御されてよいが、通常は次第に上げていく手法が採られてよい。
　また、本発明の化学的機械研磨方法は、好適な一態様として、半導体基板上の銅の研磨を終了させるために、半導体基板と研磨パッドとを同方向に回転させながら両者を離間させる第３の工程を更に含む。このように、半導体基板および研磨パッド間の接触界面にせん断応力の急激な変化を最後まで与えないのが好ましい。したがって、この第３の工程でも、半導体基板の被処理面の略全域で研磨パッドが逆方向に擦らないようにするか、あるいは半導体基板の回転中心軸と研磨パッドの回転中心軸とを一直線上に揃えるのがさらに好ましい。もっとも、第３の工程において、半導体基板の回転中心軸と研磨パッドの回転中心軸とをオフセットさせる方法も可能である。
　本発明の第１の観点における化学的機械研磨装置は、半導体基板上の層間絶縁膜に誘電率の低い有機膜を用いる銅配線のダマシンプロセスにおいて前記有機膜上に堆積された銅を研磨するための化学的機械研磨装置であって、半導体基板を着脱可能に保持し、回転可能に構成された第１の定盤と、前記第１の定盤を所望の回転速度で回転させるための第１の回転駆動部と、研磨パッドを取り付け、回転可能に構成された第１の定盤と、前記第２の定盤を所望の回転速度で回転させるための第２の回転駆動部と、前記第１の定盤と前記第２の定盤とを相対的に離間または加圧接触させるための第１のアクチュエータと、前記第１の定盤と前記第２の定盤とを同方向に回転させながら、前記半導体基板の被処理面の略全域で前記研磨パッドが逆方向に擦らないようにして両者を当接させ、次いで前記半導体基板上の銅を化学的機械的に研磨するように、前記第１の回転駆動部、前記第２の回転駆動部および前記第１のアクチュエータを制御する制御部と、前記半導体基板と前記研磨パッドとの間の接触界面にスラリを供給するためのスラリ供給部とを有する。
　上記の装置構成によれば、上述した本発明の第１の観点における化学的機械研磨方法を好適に実施することができる。
　本発明の第２の観点における化学的機械研磨装置は、半導体基板上の層間絶縁膜に誘電率の低い有機膜を用いる銅配線のダマシンプロセスにおいて前記有機膜上に堆積された銅を研磨するための化学的機械研磨装置であって、半導体基板を着脱可能に保持し、回転可能に構成された第１の定盤と、前記第１の定盤を所望の回転速度で回転させるための第１の回転駆動部と、研磨パッドを取り付け、回転可能に構成された第１の定盤と、前記第２の定盤を所望の回転速度で回転させるための第２の回転駆動部と、前記第１の定盤と前記第２の定盤とを相対的に離間または加圧接触させるための第１のアクチュエータと、前記第１の定盤と前記第２の定盤とを同方向に回転させながら、それぞれの回転中心軸を一直線上に揃えて両者を当接させ、次いで前記半導体基板上の銅を化学的機械的に研磨するように、前記第１の回転駆動部、前記第２の回転駆動部および前記第１のアクチュエータを制御する制御部と、前記半導体基板と前記研磨パッドとの間の接触界面にスラリを供給するためのスラリ供給部とを有する。
　上記の装置構成によれば、上述した本発明の第２の観点における化学的機械研磨方法を好適に実施することができる。
　本発明の化学的機械研磨装置は、好適な一態様として、第１の定盤に対して第２の定盤を回転中心軸と直交する方向で相対的に移動させるための第２のアクチュエータを有する。これにより、第２の工程および第３の工程において、半導体基板の回転中心軸と研磨パッドの回転中心軸とをオフセットさせる形態を好適に実施することができる。
　また、本発明の制御プログラムは、コンピュータ上で動作し、実行時に、本発明の化学的機械研磨方法が行われるように、コンピュータに化学的機械研磨装置を制御させる。
　本発明の化学的機械研磨装置、化学的機械研磨方法または制御プログラムによれば、上記のような構成および作用により、ダマシンプロセスにおいて有機系のlow-k膜からなる層間絶縁膜上に堆積された銅の研磨に際してスクラッチやディッシングの発生を防止し、平坦性の精度および電気的特性の安定性に優れた埋め込み銅配線の形成を可能とすることができる。
　以下、図１～図９を参照して、本発明の好適な実施の形態を説明する。
　図１に、本発明の一実施形態におけるＣＭＰ（化学的機械研磨）装置の主要な構成を示す。このＣＭＰ装置は、埋め込み銅配線を形成するためのダマシンプロセスで好適に使用可能であり、たとえば図１０のダマシンプロセスにおいて半導体ウエハ１００のlow-k有機膜（層間絶縁膜）１０８上に堆積された銅１１６を平坦に研磨するためのＣＭＰ工程（図１０の（ｄ）→（ｅ））に使用できる。
　このＣＭＰ装置は、スピン回転可能かつ昇降可能な回転ヘッド（上部定盤）１０に研磨パッド１２を貼り付け、スピン回転可能な定置の回転テーブル（下部定盤）１４上に半導体ウエハ１００をフェイスアップで装着する。回転テーブル１４には、半導体ウエハ１００を着脱自在に固定するための保持手段たとえばバキュームチャック（図示せず）が備わっている。回転ヘッド１０は上部モータ１６の回転軸１６ａに結合され、回転テーブル１４は下部モータ１８の回転軸１８ａに結合されている。図示のように、回転ヘッド１０の回転中心軸つまり上部モータ１６の回転軸１６ａと回転テーブル１４の回転中心軸つまり下部モータ１８の回転軸１８ａとが同一の鉛直線Ｎ上に揃っており、回転ヘッド１０および回転テーブル１４は真正面に向かい合っている。
　上部定盤制御部２０および下部定盤制御部２２は、上部モータ１６および下部モータ１８にそれぞれ駆動電流を供給するモータ駆動回路を有しており、主制御部２４からの制御信号にしたがって回転ヘッド１０および回転テーブル１４の回転動作（回転開始／停止、回転速度等）をそれぞれ制御する。
　回転ヘッド１０および上部モータ１６は、支持台またはフレーム２６に固定して取り付けられた昇降／加圧アクチュエータ２８の駆動軸２８ａに結合されている。この昇降／加圧アクチュエータ２８は、たとえばエアシリンダまたはモータ内蔵のリニアアクチュエータからなり、駆動軸２８ａを上記鉛直線Ｎ上に揃えている。昇降／加圧制御部３０は、アクチュエータ２８に圧縮空気または駆動電流を供給する空気圧回路または駆動回路を有しており、主制御部２４からの指示にしたがって回転ヘッド１０の昇降および押圧力を制御する。
　スラリ供給部３２は、たとえばアルミナの砥粒を含む研磨液からなるスラリ（研磨剤）を貯留するタンクと、このタンクからスラリを汲んで吐出するポンプとを有しており、ポンプの出側をスラリ供給管３４の一端に接続している。スラリ供給管３４の他端は、上部モータ１６の回転軸１６ａに取り付けられたロータリジョイント３６を介して回転ヘッド１０内のスラリ導入部（図示せず）に接続されている。回転ヘッド１０内には、該スラリ導入部から研磨パッドに通じるスラリ流路（図示せず）も設けられている。スラリ供給部３２より送出されたスラリは、スラリ供給管３４、ロータリジョイント３６および回転ヘッド１０内のスラリ導入部、スラリ流路を通って研磨パッド１２に送られ、研磨パッド１２の全面から滲み出るようになっている。
　主制御部２４は、マイクロコンピュータを含み、外部メモリまたは内部メモリに格納されるソフトウェア（プログラム）にしたがって、装置内の各部、特に回転ヘッド１０、回転テーブル１４、昇降／加圧アクチュエータ２８およびスラリ供給部３２の個々の動作および装置全体の動作（シーケンス）を制御する。
　次に、図２～図６つき、この実施形態のＣＭＰ装置における作用を説明する。　図２に、埋め込み銅配線形成用のダマシンプロセスにおいてＣＰＭ工程のために主制御部２４で実行される制御プログラムの主要な手順を示す。図３に、このＣＭＰ工程における各部の状態または物理量の時間的変化（波形）を示す。
　初期状態では、図１に示すように、回転ヘッド１０が回転テーブル１４の上方に設定された原位置に位置しており、研磨パッド１２が回転テーブル１４上の半導体ウエハ１００から離間している。
　主制御部２４は、先ず上部定盤制御部２０および下部定盤制御部２２を通じて上部モータ１６および下部モータ１８をそれぞれ始動させ、回転ヘッド（上部定盤）１０および回転テーブル（下部定盤）１４の回転速度をタッチ・ダウン（当接）用の速度Ｖ１０ａ，Ｖ１４ａまでそれぞれ立ち上げる（ステップＳ１，Ｓ２）。
　ここで、回転ヘッド１０および回転テーブル１４のタッチ・ダウン用の回転速度Ｖ１０ａ，Ｖ１４ａは、半導体ウエハ１００の口径、表面の凹凸状態、研磨パッド１２の材質等に応じて適宜の値に設定されてよいが、通常は５０rpmから３００rpmの範囲内でよく、たとえば８０rpm～９０rpmに設定されてよい。また、Ｖ１０ａ＞Ｖ１４ａもしくはＶ１０ａ＜Ｖ１４ａでも構わないが、好ましくはＶ１０ａ＝Ｖ１４ａとしてよい。
　上部定盤制御部２０および下部定盤制御部２２は、たとえばロータリエンコーダ（図示せず）等の回転速度検出器を用いて、研磨パッド１２および回転テーブル１４の回転速度をフィートバック方式で制御することが可能であり、それぞれの回転速度が設定値Ｖ１０ａ，Ｖ１４ａに到達または安定した時点で、その状態をステータス信号等によって主制御部２４に知らせることも可能である。
　次に、主制御部２４は、昇降／加圧制御部３０を通じて昇降／加圧アクチュエータ２８により回転ヘッド１０を降下させ（ステップＳ３）、回転ヘッド１０の降下距離または高さ位置に基づいた所定のタイミングで、好ましくは研磨パッド１２が回転テーブル１４上の半導体ウエハ１００にタッチ・ダウンする直前（時点ｔ１）に、スラリ供給部３２にスラリの送出を開始させる（ステップＳ４）。上述したように、スラリ供給部３２より送出されたスラリは、スラリ供給管３４、ロータリジョイント３６および回転ヘッド１０内のスラリ導入部、スラリ流路を通って研磨パッド１２に送られ、研磨パッド１２の全面から滲み出る。
　そして、主制御部２４は、半導体ウエハ１００に対する研磨パッド１２のタッチ・ダウンを確認する（ステップＳ５，時点ｔ２）。このタッチ・ダウンの確認は、たとえば回転ヘッド１０の降下距離または高さ位置に基づいてもよいが、通常は上部モータ１６の回転トルクの変化を検出する方法が確実である。図４に、半導体ウエハ１００に研磨パッド１２が当接または接触している状態を示す。
　タッチ・ダウンを確認したなら、主制御部２４は、回転ヘッド１０と回転テーブル１４間の相対回転速度を研磨に適した所定の値に制御する（ステップＳ６）。たとえば、図３に示すように、回転ヘッド１０の回転速度をタッチ・ダウン用の設定値Ｖ１０ａに保ったまま、回転テーブル１４の回転速度をタッチ・ダウン用の設定値Ｖ１４ａよりも低い設定値Ｖ１４ｂまでリニアに減速し、相対回転速度を研磨用の設定値ＶＳまでリニアに立ち上げる（時点ｔ３～時点ｔ４）。この研磨用の相対回転速度設定値ＶＳは、半導体ウエハ１００の口径、表面の凹凸状態、研磨パッド１２の材質等に応じて適度な値たとえば３～３０rpmに選定されてよく、研磨中に可変制御することも可能である。
　一方で、主制御部２４は、昇降／加圧制御部３０を通じて昇降／加圧アクチエータ２８により半導体ウエハ１００に対する研磨パッド１２の押圧力すなわち研磨圧力を制御し（ステップＳ７）、通常は処理時間の経過とともにだんだんと（たとえばリニアに）上げていく。
　この実施形態では、タッチ・ダウン時に、半導体ウエハ１００および研磨パッド１２を図５に示すように回転中心を同一直線Ｎ上に揃えて同方向にスピン回転させる。これにより、半導体ウエハ１００と研磨パッド１２との接触界面では、図６に示すように研磨パッド１２が半導体ウエハ１００の表面に圧接しても半導体ウエハ１００表面の全域で研磨パッド１２が逆方向に擦らないので、被処理面の何処の箇所でも銅１１６（特に凸部１１６ａ）に加わるせん断応力が小さく、下地のlow-k有機膜１０８，１０４にせん断応力が溜まる度合いも小さい。このため、半導体ウエハ１００表面の全域でスクラッチあるいはディッシングの種になるような傷を発生させずに銅１１６の研磨を開始することができる。
　さらに、この実施形態では、タッチ・ダウン後も、半導体ウエハ１００および研磨パッド１２を図５に示すように回転中心を同一直線Ｎ上に揃えて同方向にスピン回転させながら、相対回転速度および研磨圧力を漸次可変または調整するので、半導体ウエハ１００表面のいずれの部分にもせん断応力の急激な変化を与えずに、銅１１６の研磨を安定に進行させることができる。
　タッチ・ダウン時（時点ｔ２）から所定の研磨処理時間（設定時間）ＴＳが経過すると（ステップＳ８，時点ｔ５）、主制御部２４は、研磨を終了させるために、上部定盤制御部２０および下部定盤制御部２２を通じて回転ヘッド１０と回転テーブル１４間の相対回転速度を分離用の回転速度ＶＥに切り替える（ステップＳ９，Ｓ１０）。この分離用の回転速度ＶＥはなるべく小さい値が好ましく、最も好ましくは零（ＶＥ＝０）に設定されてよい。この例では、回転ヘッド１０の回転速度をそれまでの回転速度Ｖ１０ａから分離用の設定値Ｖ１０ｂ（Ｖ１０ｂ＝Ｖ１４ｂ）まで減速して（時点ｔ５～時点ｔ６）、相対回転速度を設定値ＶＥ（０）に合わせる。
　なお、研磨終了のタイミングを得るために、研磨パッド１２がlow-k有機膜１０８上のバリアメタル１１４を削る際の回転トルクの変化を上部定盤制御部２０または下部定盤制御部２２を通じて検出する方法も可能である。
　主制御部２４は、次に、昇降／加圧制御部３０を通じて昇降／加圧アクチュエータ２８により回転ヘッド１０を上昇させ、半導体ウエハ１００と研磨パッド１２とを分離または離間させる（ステップＳ１１，時点ｔ７）。また、これとほぼ同時に、スラリ供給部３２にスラリの供給を停止させる（ステップＳ１２）。そして、上部定盤制御部２０および下部定盤制御部２２を通じて回転ヘッド１０および回転テーブル１４の回転を止める（ステップＳ１３）。
　上記のように、この実施形態では、研磨処理を終了する際にも、両者を図５に示すように回転中心を同一直線Ｎ上に揃えて同方向にスピン回転させながら、しかも相対回転速度を小さくして（好ましくは０にして）、半導体ウエハ１００と研磨パッド１２とをスムースに離間させるので、半導体ウエハ１００の表面（銅１１６の表面およびlow-k有機膜１０８の表面）に傷が付く可能性を可及的に低減することができる。
　図７に、第２の実施形態におけるＣＭＰ装置の主要な構成を示す。上記した第１の実施形態のＣＭＰ装置（図１）と構成または機能が共通する部分には同一の参照符号を附してある。
　この実施形態では、回転ヘッド（上部定盤）１０に半導体ウエハ１００をフェイスダウンで装着し、回転ヘッド１０よりも口径（直径）が格段たとえば２倍程度に大きな回転テーブル（下部定盤）１４に研磨パッド１２を貼り付けており、回転ヘッド１０の回転中心軸と回転テーブル１４の回転中心軸とを同軸上に揃えることも、任意にオフセットすることも可能な装置構成としている。
　具体的には、回転ヘッド１０に上部モータ１６を介して結合されている昇降／加圧アクチュエータ２８を水平な一方向（Ｘ方向）で移動可能とし、その上方に設置した水平移動機構４０により昇降／加圧アクチュエータ２８ひいては回転ヘッド１０の位置を水平方向で可変できるようにしている。
　また、回転ヘッド１０には、半導体ウエハ１００を着脱自在に装着するための保持手段たとえばバキュームチャック（図示せず）が備わっている。スラリ供給管３４は、下部モータ１８の回転軸１８ａに取り付けられたロータリジョイント３６を介して回転テーブル１４内のスラリ導入部（図示せず）に接続されている。回転テーブル１４内には、該スラリ導入部から研磨パッドに通じるスラリ流路（図示せず）が設けられている。スラリ供給部３２より送出されたスラリは、スラリ供給管３４、ロータリジョイント３６および回転テーブル１４内のスラリ導入部、スラリ流路を通って研磨パッド１２に送られ、研磨パッド１２の全面から滲み出るようになっている。
　この実施形態において、ＣＰＭ処理を開始するときは、上記第１の実施形態と同様の仕方で、回転ヘッド１０および回転テーブル１４を同じ方向に回転させながらそれぞれの回転中心軸を揃えてタッチ・ダウンを行うことができる。これによって半導体ウエハ１００と研磨パッド１２との接触界面では、図６に示すように研磨パッド１２が半導体ウエハ１００の表面（被処理面）に圧接しても半導体ウエハ１００表面のいずれの部分でも研磨パッド１２が逆方向に擦らないので、表層の銅１１６（特に凸部１１６ａ）に加わるせん断応力が小さく、下地のlow-k有機膜１０８，１０４にせん断応力が溜まる度合いも小さい。このため、半導体ウエハ１００の全表面にわたってスクラッチあるいはディッシングの種になるような傷を発生させずに銅１１６の研磨を開始することができる。
　そして、タッチ・ダウン後に、回転ヘッド１０と回転テーブル１４間の相対回転速度を設定値ＶＳに調整し、所定時間を経過したなら、好ましくは半導体ウエハ１００上の銅１１６の凸部１１６ａが相当削れてから、水平移動機構４０を作動させて、図８に示すように半導体ウエハ１００の回転中心軸を研磨パッド１２の回転中心軸からずらし、そのオフセットした位置で研磨処理を行う。
　この場合、図８に示すように、回転テーブル１４（研磨パッド１２）に対して回転ヘッド１０（半導体ウエハ１００）のオフセット位置を矢印Ｘの方向に直線的に移動してもよく、あるいは矢印θの方向に環状に移動させてもよい。このようなオフセット関係においては、半導体ウエハ１００表面（被処理面）の中で研磨パッド１２が逆方向に擦る部分でそうでない部分とが混在する。しかし、被処理膜の銅１１６の凸部１１６ａ（図６）が相当削れて表面に傷は無いので、そこにある程度大きなせん断応力が加わっても、スクラッチやディッシングが発生するおそれは少ない。
　一方で、このオフセット方式においては、大口径の研磨パッド１２の広いエリアを半導体ウエハ１００の研磨に有効利用できるので、スラリの供給速度や研磨速度を高めることができる。
　研磨を終了させるときは、オフセット位置で半導体ウエハ１００を研磨パッド１２から分離させることも可能であるが、回転ヘッド１０を回転テーブル１４の中心に戻し、かつ相対回転速度を小さくして（好ましくは０にして）、両者を分離させるのが好ましい。これによって、研磨終了時に半導体ウエハ１００の表面（銅１１６の表面およびlow-k有機膜１０８の表面）に傷が付く可能性を可及的に低減することができる。
　図９に、上記実施形態におけるＣＭＰ処理方法を行うために上記ＣＭＰ装置（図１、図７）の各部の制御および全体のシーケンスを制御する主制御部２４の構成例を示す。
　この構成例の主制御部２４は、バス５０を介して接続されたプロセッサ（ＣＰＵ）５２、内部メモリ（ＲＡＭ）５４、プログラム格納装置（ＨＤＤ）５６、フラッシュメモリあるいは光ディスクなどの外部メモリドライブ（ＤＲＶ）５８、キーボードやマウスなどの入力デバイス（ＫＥＹ）６０、表示装置（ＤＩＳ）６２、ネットワーク・インタフェース（ＣＯＭ）６４、および周辺インタフェース（Ｉ／Ｆ）６６を有する。
　プロセッサ（ＣＰＵ）５２は、外部メモリドライブ（ＤＲＶ）５８に装填されたフラッシュメモリあるいは光ディスクなどの記憶媒体６８から所要のプログラムのコードを読み取って、ＨＤＤ５６に格納する。あるいは、所要のプログラムをネットワークからネットワーク・インタフェース６４を介してダウンロードすることも可能である。そして、プロセッサ（ＣＰＵ）５２は、各段階または各場面で必要なプログラムのコードをＨＤＤ１５６からワーキングメモリ（ＲＡＭ）５４上に展開して各ステップを実行し、所要の演算処理を行って周辺インタフェース６６を介して装置内の各部を制御する。上記実施形態で説明したＣＭＰ方法を実施するためのプログラムは全てこのコンピュータシステムで実行される。
本発明の一実施形態におけるＣＭＰ装置の主要な構成を示す図である。 実施形態におけるＣＰＭ工程のための制御プログラムの主要な手順を示すフローチャート図である。 実施形態のＣＭＰ工程における各部の状態または物理量の時間的変化を示す波形図である。 実施形態のＣＭＰ装置において半導体ウエハに研磨パッドを当接または接触させている状態を示す図である。 実施形態のＣＭＰにおいて半導体ウエハと研磨パッドとの回転方向および相対的位置関係を示す平面図である。 実施形態のＣＭＰにおいて半導体ウエハに研磨パッドが当接した直後の接触界面の様子を模式的に示す略断面図である。 第２の実施形態におけるＣＭＰ装置の主要な構成を示す図である。 第２の実施形態における半導体ウエハと研磨パッドとの回転方向および相対的位置関係を示す平面図である。 実施形態のＣＭＰ装置における主制御部の構成例を示すブロック図である。 有機系のlow-k膜を層間絶縁膜に用いる銅配線のダマシンプロセスの工程を示す図である。 従来の代表的なＣＭＰ装置の構成を示す図である。 従来のＣＭＰ装置で発生する欠陥の一例を示す略断面図である。 従来のＣＭＰ装置における半導体ウエハと研磨パッドとの回転方向および相対的位置関係を示す平面図である。
　　１０　　回転ヘッド（上部定盤）
　　１２　　研磨パッド
　　１４　　回転テーブル（下部定盤）
　　１６　　上部モータ
　　１８　　下部モータ
　　２０　　上部定盤制御部
　　２２　　下部定盤制御部
　　２４　　主制御部
　　２８　　昇降／加圧アクチエータ
　　３０　　昇降／加圧制御部
　　３２　　スラリ供給部
　　３２　　スラリ供給管
　　３６　　ロータリジョイント
　　４０　　水平移動機構
　１００　　半導体ウエハ
　１０４，１０８　　low-k膜（層間絶縁膜）
　１０６　　銅

Claims (22)

  1. 　半導体基板上の層間絶縁膜に誘電率の低い有機膜を用いる銅配線のダマシンプロセスにおいて前記有機膜上に堆積された銅を研磨するための化学的機械研磨方法であって、
    　半導体基板と研磨パッドとを同方向に回転させながら、前記半導体基板の被処理面の略全域で前記研磨パッドが逆方向に擦らないようにして両者を当接させる第１の工程と、
    　前記半導体基板と前記研磨パッドとの間の接触界面にスラリを供給し、前記半導体基板と前記研磨パッドとの間の圧力および相対回転速度を制御して前記半導体基板上の銅を化学的機械的に研磨する第２の工程と
    　を有する銅配線形成用の化学的機械研磨方法。
  2. 　半導体基板上の層間絶縁膜に誘電率の低い有機膜を用いる銅配線のダマシンプロセスにおいて前記有機膜上に堆積された銅を研磨するための化学的機械研磨方法であって、
    　半導体基板と研磨パッドとを同方向に回転させながら、それぞれの回転中心軸を一直線上に揃えて、両者を当接させる第１の工程と、
    　前記半導体基板と前記研磨パッドとの間の接触界面にスラリを供給し、前記半導体基板と前記研磨パッドとの間の相対回転速度および圧力を制御して前記半導体基板上の銅を化学的機械的に研磨する第２の工程と
    　を有する銅配線形成用の化学的機械研磨方法。
  3. 　前記第１の工程において、前記半導体基板および前記研磨パッドのそれぞれの回転速度を５０rpm～３００rpmの範囲内で設定する請求項１または請求項２に記載の化学的機械研磨方法。
  4. 　前記第１の工程において、前記半導体基板および前記研磨パッドのそれぞれの回転速度を８０rpm～９０rpmに設定する請求項３に記載の化学的機械研磨方法。
  5. 　前記第１の工程において、前記半導体基板の回転速度と前記研磨パッドの回転速度との差を実質的に零にする請求項１または請求項２に記載の化学的機械研磨方法。
  6. 　前記第２の工程において、前記半導体基板と前記研磨パッドとを同方向に回転させる請求項１または請求項２に記載の化学的機械研磨方法。
  7. 　前記第２の工程において、前記半導体基板の被処理面の略全域で前記研磨パッドが逆方向に擦らないようにする請求項６に記載の化学的機械研磨方法。
  8. 　前記第２の工程において、前記半導体基板の回転中心軸と前記研磨パッドの回転中心軸とを一直線上に揃える請求項６に記載の化学的機械研磨方法。
  9. 　前記第２の工程において、前記半導体基板の回転中心軸と前記研磨パッドの回転中心軸とをオフセットさせる請求項６に記載の化学的機械研磨方法。
  10. 　前記第２の工程において、前記研磨パッドに対する前記半導体基板のオフセット位置を可変する請求項９に記載の化学的機械研磨方法。
  11. 　前記第２の工程において、前記研磨パッドの回転速度を一定に維持し、前記半導体基板の回転速度を前記第１の工程における回転速度よりも低くする請求項１または請求項２に記載の化学的機械研磨方法。
  12. 　前記第２の工程において、前記半導体基板と前記研磨パッドとの相対回転速度を可変する請求項１または請求項２に記載の化学的機械研磨方法。
  13. 　前記第２の工程において、前記接触界面に印加する圧力を次第に上げていく請求項１または請求項２に記載の化学的機械研磨方法。
  14. 　前記半導体基板上の銅の研磨を終了させるために、前記半導体基板と前記研磨パッドとを同方向に回転させながら両者を離間させる第３の工程を更に有する請求項１または請求項２に記載の化学的機械研磨方法。
  15. 　前記第３の工程において、前記半導体基板の被処理面の略全域で前記研磨パッドが逆方向に擦らないようにする請求項１４に記載の化学的機械研磨方法。
  16. 　前記第３の工程において、前記半導体基板の回転中心軸と前記研磨パッドの回転中心軸とを一直線上に揃える請求項１４に記載の化学的機械研磨方法。
  17. 　前記第３の工程において、前記半導体基板の回転中心軸と前記研磨パッドの回転中心軸とをオフセットさせる請求項１４に記載の化学的機械研磨方法。
  18. 　前記第３の工程において、前記半導体基板の回転速度と前記研磨パッドの回転速度との差を実質的に零にする請求項１４に記載の化学的機械研磨方法。
  19. 　コンピュータ上で動作し、実行時に、請求項１または請求項２に記載の化学的機械研磨方法が行われるように、コンピュータに化学的機械研磨装置を制御させることを特徴とする制御プログラム。
  20. 　半導体基板上の層間絶縁膜に誘電率の低い有機膜を用いる銅配線のダマシンプロセスにおいて前記有機膜上に堆積された銅を研磨するための化学的機械研磨装置であって、
    　半導体基板を着脱可能に保持し、回転可能に構成された第１の定盤と、
    　前記第１の定盤を所望の回転速度で回転させるための第１の回転駆動部と、
    　研磨パッドを取り付け、回転可能に構成された第１の定盤と、
    　前記第２の定盤を所望の回転速度で回転させるための第２の回転駆動部と、
    　前記第１の定盤と前記第２の定盤とを相対的に離間または加圧接触させるための第１のアクチュエータと、
    　前記第１の定盤と前記第２の定盤とを同方向に回転させながら、前記半導体基板の被処理面の略全域で前記研磨パッドが逆方向に擦らないようにして両者を当接させ、次いで前記半導体基板上の銅を化学的機械的に研磨するように、前記第１の回転駆動部、前記第２の回転駆動部および前記第１のアクチュエータを制御する制御部と、
    　前記半導体基板と前記研磨パッドとの間の接触界面にスラリを供給するためのスラリ供給部と
    　を有する銅配線形成用の化学的機械研磨装置。
  21. 　半導体基板上の層間絶縁膜に誘電率の低い有機膜を用いる銅配線のダマシンプロセスにおいて前記有機膜上に堆積された銅を研磨するための化学的機械研磨装置であって、
    　半導体基板を着脱可能に保持し、回転可能に構成された第１の定盤と、
    　前記第１の定盤を所望の回転速度で回転させるための第１の回転駆動部と、
    　研磨パッドを取り付け、回転可能に構成された第１の定盤と、
    　前記第２の定盤を所望の回転速度で回転させるための第２の回転駆動部と、
    　前記第１の定盤と前記第２の定盤とを相対的に離間または加圧接触させるための第１のアクチュエータと、
    　前記第１の定盤と前記第２の定盤とを同方向に回転させながら、それぞれの回転中心軸を一直線上に揃えて両者を当接させ、次いで前記半導体基板上の銅を化学的機械的に研磨するように、前記第１の回転駆動部、前記第２の回転駆動部および前記第１のアクチュエータを制御する制御部と、
    　前記半導体基板と前記研磨パッドとの間の接触界面にスラリを供給するためのスラリ供給部と
    　を有する銅配線形成用の化学的機械研磨装置。
  22. 　前記第１の定盤に対して前記第２の定盤を回転中心軸と直交する方向で相対的に移動させるための第２のアクチュエータを有する請求項２０または請求項２１に記載の化学的機械研磨装置。
PCT/JP2009/004114 2008-09-24 2009-08-26 化学的機械研磨装置、化学的機械研磨方法及び制御プログラム Ceased WO2010035404A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020117006061A KR101215939B1 (ko) 2008-09-24 2009-08-26 화학적 기계 연마 장치, 화학적 기계 연마 방법 및 제어 프로그램이 기록된 기록매체
US13/120,554 US20110189857A1 (en) 2008-09-24 2009-08-26 Chemical mechanical polishing apparatus, chemical mechanical polishing method, and control program
DE112009002253T DE112009002253T5 (de) 2008-09-24 2009-08-26 Vorrichtung zum chemisch-mechanischen Polieren, Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren und Steuerprogramm
CN2009801372047A CN102160152A (zh) 2008-09-24 2009-08-26 化学机械研磨装置、化学机械研磨方法以及控制程序

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-244095 2008-09-24
JP2008244095A JP5336799B2 (ja) 2008-09-24 2008-09-24 化学的機械研磨装置、化学的機械研磨方法及び制御プログラム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010035404A1 true WO2010035404A1 (ja) 2010-04-01

Family

ID=42059418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/004114 Ceased WO2010035404A1 (ja) 2008-09-24 2009-08-26 化学的機械研磨装置、化学的機械研磨方法及び制御プログラム

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20110189857A1 (ja)
JP (1) JP5336799B2 (ja)
KR (1) KR101215939B1 (ja)
CN (1) CN102160152A (ja)
DE (1) DE112009002253T5 (ja)
WO (1) WO2010035404A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102229093A (zh) * 2011-07-01 2011-11-02 中国电子科技集团公司第四十五研究所 一种应用在晶片抛光设备上的升降加压机构

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5407748B2 (ja) 2009-10-26 2014-02-05 株式会社Ｓｕｍｃｏ 半導体ウェーハの研磨方法
RU2447196C2 (ru) * 2010-04-19 2012-04-10 Открытое акционерное общество "НИИ молекулярной электроники и завод "Микрон" Способ химико-динамической полировки
JP5750877B2 (ja) * 2010-12-09 2015-07-22 株式会社Sumco ウェーハの片面研磨方法、ウェーハの製造方法およびウェーハの片面研磨装置
JP6297308B2 (ja) * 2012-12-06 2018-03-20 株式会社荏原製作所 基板洗浄装置及び基板洗浄方法
CN103219233B (zh) * 2013-03-27 2017-02-08 上海华虹宏力半导体制造有限公司 晶圆的平坦化方法
JP6327958B2 (ja) * 2014-06-03 2018-05-23 株式会社荏原製作所 研磨装置
CN106914826B (zh) * 2017-03-21 2023-08-01 东旭集团有限公司 一种用于大尺寸陶瓷盘的修复装置
CN109664162B (zh) * 2017-10-17 2020-02-07 长鑫存储技术有限公司 在金属栓塞的化学机械研磨中的制程动态优化方法及系统
CN108466131A (zh) * 2018-05-30 2018-08-31 四川欧瑞特光电科技有限公司 一种光学元件加工设备
US10800004B2 (en) * 2018-09-28 2020-10-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. System and method of chemical mechanical polishing
KR20200043214A (ko) * 2018-10-17 2020-04-27 주식회사 케이씨텍 화학 기계적 연마 장치의 컨디셔너
JP7178662B2 (ja) * 2019-04-10 2022-11-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 研磨装置および研磨方法
JP7431589B2 (ja) * 2020-01-17 2024-02-15 株式会社ディスコ 加工装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003068688A (ja) * 2001-08-22 2003-03-07 Nikon Corp シミュレーション方法及び装置、並びに、これを用いた研磨方法及び装置
JP2004193289A (ja) * 2002-12-10 2004-07-08 Ebara Corp ポリッシング方法
JP2007005482A (ja) * 2005-06-22 2007-01-11 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5599423A (en) * 1995-06-30 1997-02-04 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for simulating and optimizing a chemical mechanical polishing system
JP4028911B2 (ja) * 1996-05-31 2008-01-09 東京エレクトロン株式会社 半導体基板の研磨方法および研磨装置
US6790768B2 (en) * 2001-07-11 2004-09-14 Applied Materials Inc. Methods and apparatus for polishing substrates comprising conductive and dielectric materials with reduced topographical defects
US6660637B2 (en) * 2001-09-28 2003-12-09 Infineon Technologies Ag Process for chemical mechanical polishing
US7435165B2 (en) * 2002-10-28 2008-10-14 Cabot Microelectronics Corporation Transparent microporous materials for CMP
JP4768335B2 (ja) 2005-06-30 2011-09-07 株式会社東芝 有機膜の化学的機械的研磨方法、半導体装置の製造方法、およびプログラム
JP4712485B2 (ja) * 2005-08-23 2011-06-29 山陽特殊製鋼株式会社 棒鋼のための誘導装置
CN100467219C (zh) * 2006-07-10 2009-03-11 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 化学机械研磨方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003068688A (ja) * 2001-08-22 2003-03-07 Nikon Corp シミュレーション方法及び装置、並びに、これを用いた研磨方法及び装置
JP2004193289A (ja) * 2002-12-10 2004-07-08 Ebara Corp ポリッシング方法
JP2007005482A (ja) * 2005-06-22 2007-01-11 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102229093A (zh) * 2011-07-01 2011-11-02 中国电子科技集团公司第四十五研究所 一种应用在晶片抛光设备上的升降加压机构

Also Published As

Publication number Publication date
US20110189857A1 (en) 2011-08-04
JP2010080494A (ja) 2010-04-08
DE112009002253T5 (de) 2011-07-21
JP5336799B2 (ja) 2013-11-06
KR20110055654A (ko) 2011-05-25
CN102160152A (zh) 2011-08-17
KR101215939B1 (ko) 2012-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5336799B2 (ja) 化学的機械研磨装置、化学的機械研磨方法及び制御プログラム
US6960521B2 (en) Method and apparatus for polishing metal and dielectric substrates
US8257143B2 (en) Method and apparatus for polishing object
JP7374710B2 (ja) 研磨方法および研磨装置
US20070224918A1 (en) Planarization apparatus
JPH0955362A (ja) スクラッチを減少する集積回路の製造方法
KR20010091952A (ko) 반도체 소자의 제조 및 연마 방법, 및 연마 장치
JP2000301454A (ja) 化学的機械研磨プロセス及びその構成要素
JP2011530423A (ja) 改良された化学的機械的研磨システムのための方法
US7012025B2 (en) Tantalum removal during chemical mechanical polishing
KR20100105823A (ko) 화학적 기계적 연마방법
CN101140857B (zh) 制造半导体器件的方法和设备
JP2001322036A (ja) 研磨装置
JP2001326204A (ja) 半導体装置の製造方法および研磨方法
JP2001053038A (ja) 半導体装置の製造方法及び化学的機械研磨装置
JP2003311539A (ja) 研磨方法および研磨装置、並びに半導体装置の製造方法
CN104139331A (zh) 芯片平坦化方法
JP2003266300A (ja) 研磨装置及び半導体デバイスの製造方法
US7344987B2 (en) Method for CMP with variable down-force adjustment
JP2002118084A (ja) 基板研磨方法
JPH10100063A (ja) 研磨装置
KR100595141B1 (ko) 화학적 기계적 연마 공정에서 유발된 표면 긁힘을제거하기 위한 반도체 소자의 제조 방법
KR20250155466A (ko) 웨이퍼의 세정 방법 및 세정 장치
KR100778859B1 (ko) 화학적 기계적 연마 장치
US20040147116A1 (en) Novel method to reduce stress for copper CMP

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980137204.7

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09815826

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20117006061

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13120554

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09815826

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1