JP2001047360A5

JP2001047360A5 -

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Publication number: JP2001047360A5
Application number: JP1999224926A
Authority: JP
Filing date: 1999-08-09
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2019-08-09

Description

【発明の名称】半導体装置の製造方法及び半導体装置の平坦化加工装置

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板の研磨加工方法及び研磨加工装置に係り、特に半導体集積回路の製造工程における平坦化加工に好適な半導体装置の製造方法及び半導体装置の平坦化加工装置に関する。

【００１２】
上記固定砥粒盤６は、砥粒と樹脂と気孔とで構成されている。このような固定砥粒盤６を用いて平坦化加工する場合、固定砥粒盤６の表面はダイヤモンドドレサ等を用いて平坦化し、固定化された砥粒の活性面を露出するドレッシング工程が必要である。このような工程を行なわずに平坦化加工を行なうと、ウェハ面内に局所的な応力集中が起こり、ウェハ面内の均一性の劣化やスクラッチ発生等の悪影響が生じる。
また、特開昭６２−１１４８７０号公報にはセグメント状の固定砥石を貼り付けた研磨盤を用いて金属、硝子、セラミックなどをラッピングするための研磨盤の表面の保湿をおこないいつでも使用できる状態にするためにポリビニールアセタール系多孔質弾性体を用いて湿潤する開示がある。
また、特開平２−１８５３７４号公報には磁気ディスクようのアルミニウム合金製原盤の表面の研磨に用いる合成砥石をポリビニールアセタール系樹脂と熱硬化性樹脂の硬化体と珪酸塩の非晶体と砥粒微細粒子と多価アルコールを含ませて形成した砥石を使用前に１２時間以上湿潤させて膨潤安定化する開示がある。
また、特開平１１−３３３７０５号公報（特願平１１−７４１２７）には半導体ウエハ表面の平坦化をするにあたり砥石を湿潤した状態で砥石台座に固定して研磨を行うことにより砥石にそり等の問題を生じることなく安定にポリッシングできる開示がある。

【００３３】
この湿潤保管手段の構成は、水槽９０と液体供給手段２と排水手段（ドレン１０、バルブ１４）とからなる。図１に示した平坦化装置に固定砥粒盤６を装着する前に、湿潤処理工程として本湿潤保管手段により所定時間（好ましくは60〜100分）、湿潤処理しておけば良い。また、例えば純水につけ置きすると不純物の生成（カビ等）が発生する問題があるため、バルブ１４を開けて加工液３をかけ流しても良い。この加工液３は純水の他、アルコールなどでも良いが、その場合には、固定砥粒盤６を使用する前に純水に置換する必要がある。

【００３５】
圧力容器１１に固定砥粒盤６を挿入し、加工液１２を入れた後に加圧して固定砥粒盤６内部に加工液１２がしみ込む速度を加速する。このような手段を用いることにより、湿潤時間を短縮することができるため、装置稼働率が向上し望ましい。

【００５０】
〈実施例２〉
実施例１の平坦化研磨加工工程を、図２による湿潤保管手段により予め湿潤処
理した固定砥粒盤６を用いて行った。水槽９０に湿潤処理液として純水を満たし、
その中に固定砥粒盤６を約100分間放置してから、これを図１の平坦化装置のプ
ラテン７に装着して実施例１と同様の平坦化研磨加工を行った。この場合も実施
例１と同様の効果が得られた。

【符号の説明】
１…湿潤時間管理手段、２…加工液供給手段、
３…加工液、４…ウェハホルダ、
５…ウェハ、６…固定砥粒盤、
７…プラテン、８…回転駆動手段、
９…ドレッサ、１１…圧力容器、
１２…加工液、１３…加圧手段、
１４…バルブ、１５…ウェハ基板、
１６…絶縁膜、１７…配線層、
１８…絶縁層、１９…金属アルミ層、
１９ａ…第２配線層、２０…ホトレジスト層、
２０ａ…マスクパターン、２１…ステッパ、
１０…ドレン、９０…水槽。

Claims

半導体基板上に形成された凹凸を有する表面を平坦化する半導体装置の製造方法において、平均粒径０．２〜０．３μ m の砥粒を結合材で固定化し気孔を有する多孔質の固定砥粒盤を予め湿潤処理液で前処理して前記固定砥粒盤を膨潤させた状態にしておき、その後加工液を前記固定砥粒盤に供給しながら前記半導体基板表面を固定砥粒盤に押しつけながら研磨を行い平坦化処理することを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記砥粒はシリカ、ＣｅＯ _２、Ａｌ _２Ｏ _３、ＴｉＯ _２、酸化マンガン、酸化鉄のいずれか１つからなり、前記結合材はポリウレタン、ポリエチレン、ポリビニルアルコールのいずれか１つからなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
前記予め固定砥粒盤を湿潤処理液で前処理工程においては、回転する前記固定砥粒盤に湿潤処理液を供給しながら湿潤時間を管理する湿潤時間工程を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
前記予め固定砥粒盤を湿潤処理液で前処理工程においては、湿潤処理液を充填した処理槽内に前記砥粒盤を所定時間浸漬する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
前記湿潤処理液が、水、アルコールもしくは研磨加工液であることを特徴とする請求項１または４に記載の半導体装置の製造方法。
前記予め固定砥粒盤を湿潤する湿潤前処理工程においては、前記固定砥粒盤を水もしくは研磨加工液で６０〜１００分間湿潤処理する工程を含むことを特徴とする請求項１または４または５のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
前記処理槽内に前記固定砥粒盤を所定時間浸漬する工程においては、前記水もしくは研磨加工液を不活性ガスにて加圧した状態で前記固定砥粒盤を所定時間浸漬する工程とすることを特徴とする請求項４もしくは５記載の半導体装置の製造方法。
半導体基板上に形成された凹凸を有する表面を平坦化する半導体装置の平坦化加工装置において、平均粒径０．２〜０．３μ m の砥粒を結合材で固定化し気孔を有する多孔質の固定砥粒盤と、前記固定砥粒盤を固定する回転定盤と、前記固定砥粒盤に加工液を供給する加工液供給手段とを少なくとも備えて、前記平坦化加工装置はさらに前記固定砥粒盤を予め湿潤処理液で一定時間湿潤処理して前記固定砥粒研磨盤に膨潤処理を施すために、前記固定砥粒盤を固定する回転定盤の回転時間及び前記加工液供給手段の供給時間の制御を行う湿潤時間管理手段を備えたことを特徴とする半導体装置の平坦化加工装置。
前記湿潤時間管理手段の代わりに、前記固定砥粒盤を予め湿潤処理する処理槽と、液体供給手段と、排水手段とを少なくとも有する湿潤保管手段を備え、前記湿潤保管手段の前記液体供給手段から湿潤処理液を前記処理槽に供給すると共に、この湿潤処理液で前記固定砥粒盤を予め一定時間湿潤処理し前記固定砥粒研磨盤に膨潤処理を施した後に前記回転定盤に前記固定砥粒研磨盤を固定するように構成したことを特徴とする請求項８記載の半導体装置の平坦化加工装置。
前記処理槽を圧力容器で構成すると共に、バルブを介して前記圧力容器に加圧手段を設け、圧力容器内に収容した湿潤処理液に所定の圧力を不活性ガスにより印加した状態で前記固定砥粒盤を予め一定時間湿潤処理するように構成したことを特徴とする請求項９記載の半導体装置の平坦化加工装置。
半導体基板に半導体素子を形成する工程と、前記半導体素子上に第１の絶縁膜と前記第１の絶縁膜上に第１の配線層と前記第１の配線層上に第２の絶縁膜を形成する工程と、前記第２の絶縁膜表面の凹凸を平坦化する半導体装置の製造方法において、平均粒径０．２〜０．３μ m の砥粒を樹脂で固定化し気孔を有する多孔質の固定砥粒盤を予め湿潤処理液で前処理して前記固定砥粒盤を膨潤させた状態にしておき、その後加工液を前記固定砥粒盤に供給しながら前記半導体基板表面を固定砥粒盤に押しつけながら研磨を行い平坦化処理することを特徴とする半導体装置の製造方法。
平坦化された半導体基板上に第１の配線層と前記第１の配線層上に第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜表面の凹凸を平坦化する半導体装置の製造方法において、平均粒径０．２〜０．３μ m の砥粒を樹脂で固定化し気孔を有する多孔質の固定砥粒盤を予め湿潤処理液で前処理して前記固定砥粒盤を膨潤させた状態にしておき、その後加工液を前記固定砥粒盤に供給しながら前記半導体基板表面を固定砥粒盤に押しつけながら研磨を行い平坦化処理することを特徴とする半導体装置の製造方法。