JPH0811050A - 研磨布及びこれを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents
研磨布及びこれを用いた半導体装置の製造方法Info
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- JPH0811050A JPH0811050A JP14621894A JP14621894A JPH0811050A JP H0811050 A JPH0811050 A JP H0811050A JP 14621894 A JP14621894 A JP 14621894A JP 14621894 A JP14621894 A JP 14621894A JP H0811050 A JPH0811050 A JP H0811050A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体ウエーハ等の平坦化のための研磨につ
いて、被研磨材の局所的な膜厚変動に追従し、しかも段
差上部のみを研磨できるとともに、そのような構造を容
易に形成できる研磨布に関する技術を提供する。 【構成】 段差を有する半導体基板ウエーハ等の被平坦
化材３１を平坦化するために用いる研磨布であって、研
磨面が部分的に表面硬度の異なる部分（軟質部分１７、
硬質部分１８）を有し、該部分的に表面硬度の異なる部
分は、表面部を構成する樹脂の相分離により形成され
る。
いて、被研磨材の局所的な膜厚変動に追従し、しかも段
差上部のみを研磨できるとともに、そのような構造を容
易に形成できる研磨布に関する技術を提供する。 【構成】 段差を有する半導体基板ウエーハ等の被平坦
化材３１を平坦化するために用いる研磨布であって、研
磨面が部分的に表面硬度の異なる部分（軟質部分１７、
硬質部分１８）を有し、該部分的に表面硬度の異なる部
分は、表面部を構成する樹脂の相分離により形成され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、研磨布及びこれを用い
た半導体装置の製造方法に関する。本発明は、例えば、
半導体装置の製造分野に適用される層間絶縁膜の形成に
用いることができ、特にいわゆる研磨による平坦化絶縁
膜の形成を良好に行うことに利用できる。
た半導体装置の製造方法に関する。本発明は、例えば、
半導体装置の製造分野に適用される層間絶縁膜の形成に
用いることができ、特にいわゆる研磨による平坦化絶縁
膜の形成を良好に行うことに利用できる。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】研磨技術の適用分野は広
く、例えば半導体装置製造の際に半導体基板等の基体上
に生じた凹凸を平坦化するために利用することができる
（例えば、特開昭６０−３９８３５号参照）。
く、例えば半導体装置製造の際に半導体基板等の基体上
に生じた凹凸を平坦化するために利用することができる
（例えば、特開昭６０−３９８３５号参照）。
【０００３】一方、半導体装置の分野ではデバイス大容
量化が進んでいるが、チップ面積をなるべく小さくして
大容量化を図るためには、多層配線技術が必要である。
そして、この多層配線の技術においては、多層配線の段
切れを防止するため下地の平坦化が重要である。
量化が進んでいるが、チップ面積をなるべく小さくして
大容量化を図るためには、多層配線技術が必要である。
そして、この多層配線の技術においては、多層配線の段
切れを防止するため下地の平坦化が重要である。
【０００４】平坦化技術として研磨技術が知られてい
る。この種のものとして、近年、塩基性溶液中でシリコ
ン酸化物の微粒子を用いたメカノケミカル研磨技術が報
告されている。
る。この種のものとして、近年、塩基性溶液中でシリコ
ン酸化物の微粒子を用いたメカノケミカル研磨技術が報
告されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来より、研磨
時に使用する研磨布は一般にポリウレタン製の樹脂を用
いて形成されており、この樹脂の硬度により研磨後の形
状が大きく異なることが知られている。例えば、図２に
示すように、シリコン酸化膜等から成る層間絶縁膜が形
成して成る半導体基板１１上にＡｌ配線層１２を形成し
たウェハー上に第２の層間絶縁膜１３を形成した段差を
有するウェーハを研磨する場合について考えてみる。
時に使用する研磨布は一般にポリウレタン製の樹脂を用
いて形成されており、この樹脂の硬度により研磨後の形
状が大きく異なることが知られている。例えば、図２に
示すように、シリコン酸化膜等から成る層間絶縁膜が形
成して成る半導体基板１１上にＡｌ配線層１２を形成し
たウェハー上に第２の層間絶縁膜１３を形成した段差を
有するウェーハを研磨する場合について考えてみる。
【０００６】比較的軟質の研磨布を用いた場合、例えば
図２に示すように研磨プレート１４上に軟質の研磨布１
５ａを配してソフトパッドとした場合には、図の如く半
導体基体１１の局所的な膜厚変動には追従するものの、
研磨布１５ａは、押し付け圧力により変形し、段差上部
ばかりでなく段差底部までに進入するため、両者の研磨
が進行し平坦性に段差形状の依存性が発生する。
図２に示すように研磨プレート１４上に軟質の研磨布１
５ａを配してソフトパッドとした場合には、図の如く半
導体基体１１の局所的な膜厚変動には追従するものの、
研磨布１５ａは、押し付け圧力により変形し、段差上部
ばかりでなく段差底部までに進入するため、両者の研磨
が進行し平坦性に段差形状の依存性が発生する。
【０００７】一方、硬質の研磨布１５ｂを用いてハード
パッドとした場合には、図３に示したように研磨布１５
ｂが変形することがないため、段差底部が研磨されるこ
とがないが、半導体基体１１の局所的な膜厚の変動には
追従できないために、研磨後の平坦性が劣化する。
パッドとした場合には、図３に示したように研磨布１５
ｂが変形することがないため、段差底部が研磨されるこ
とがないが、半導体基体１１の局所的な膜厚の変動には
追従できないために、研磨後の平坦性が劣化する。
【０００８】更に前述の問題を回避するために図４に示
したように下層に軟質の材料１５ｃ例えば軟質ポリウレ
タン等のエラスティックな物質を用い、上層に硬質材料
１５ｄである硬質ポリウレタン等を用いた研磨布が提案
されているが、両層の硬度の最適化が困難であり、最適
化したとしても段差上部の研磨速度が著しく速く、良好
な平坦性が得られない等の問題がある。
したように下層に軟質の材料１５ｃ例えば軟質ポリウレ
タン等のエラスティックな物質を用い、上層に硬質材料
１５ｄである硬質ポリウレタン等を用いた研磨布が提案
されているが、両層の硬度の最適化が困難であり、最適
化したとしても段差上部の研磨速度が著しく速く、良好
な平坦性が得られない等の問題がある。
【０００９】そこで、半導体基体の局所的な膜厚変動に
追従し、しかも段差上部のみを研磨するために図５に示
したように、下層にはエラスティックな軟質材料１５ｃ
である軟質ポリウレタン等を使用し、この上層に硬質材
料１５ｄから成る研磨層を島状に形成することにより、
上述の問題点を改善する方法が提案された。本方法によ
り上記問題を解決することが可能となった。
追従し、しかも段差上部のみを研磨するために図５に示
したように、下層にはエラスティックな軟質材料１５ｃ
である軟質ポリウレタン等を使用し、この上層に硬質材
料１５ｄから成る研磨層を島状に形成することにより、
上述の問題点を改善する方法が提案された。本方法によ
り上記問題を解決することが可能となった。
【００１０】しかし、この技術では、例えば軟質のポリ
ウレタン上に硬質のポリウレタンを形成した後、島状に
加工するため、研磨布の形成工程が非常に複雑である。
従って上記構造の研磨布を容易に形成する技術が切望さ
れている。
ウレタン上に硬質のポリウレタンを形成した後、島状に
加工するため、研磨布の形成工程が非常に複雑である。
従って上記構造の研磨布を容易に形成する技術が切望さ
れている。
【００１１】
【目的を達成するための手段】本出願の請求項１の発明
は、段差を有する被平坦化材を平坦化するために用いる
研磨布であって、研磨面が部分的に表面硬度の異なる部
分を有し、該部分的に表面硬度の異なる部分は、表面部
を構成する樹脂の相分離により形成されるものであるこ
とを特徴とする研磨布であって、これにより上記目的を
達成するものである。
は、段差を有する被平坦化材を平坦化するために用いる
研磨布であって、研磨面が部分的に表面硬度の異なる部
分を有し、該部分的に表面硬度の異なる部分は、表面部
を構成する樹脂の相分離により形成されるものであるこ
とを特徴とする研磨布であって、これにより上記目的を
達成するものである。
【００１２】本出願の請求項２の発明は、表面部を構成
する樹脂としてグラフト樹脂を用いることを特徴とする
請求項１に記載の研磨布であって、これにより上記目的
を達成するものである。
する樹脂としてグラフト樹脂を用いることを特徴とする
請求項１に記載の研磨布であって、これにより上記目的
を達成するものである。
【００１３】本出願の請求項３の発明は、表面部を構成
する樹脂として非相溶樹脂を用いることを特徴とする請
求項１に記載の研磨布であって、これにより上記目的を
達成するものである。
する樹脂として非相溶樹脂を用いることを特徴とする請
求項１に記載の研磨布であって、これにより上記目的を
達成するものである。
【００１４】本出願の請求項４の発明は、少なくとも下
層に軟質材料を用い、上層に下層と比較して硬度の高い
層を部分的に有する樹脂を用いたことを特徴とする請求
項１ないし３のいずれかに記載の研磨布であって、これ
により上記目的を達成するものである。
層に軟質材料を用い、上層に下層と比較して硬度の高い
層を部分的に有する樹脂を用いたことを特徴とする請求
項１ないし３のいずれかに記載の研磨布であって、これ
により上記目的を達成するものである。
【００１５】本出願の請求項５の発明は、段差を有する
基体上に平坦化絶縁膜を形成する平坦化絶縁膜形成工程
を備えた半導体装置の製造方法において、研磨面が部分
的に表面硬度の異なる部分を有し、該部分的に表面硬度
の異なる部分は、表面部を構成する樹脂の相分離により
形成されるものである研磨布を用いて研磨を行い、平坦
化することを特徴とする半導体装置の製造方法であっ
て、これにより上記目的を達成するものである。
基体上に平坦化絶縁膜を形成する平坦化絶縁膜形成工程
を備えた半導体装置の製造方法において、研磨面が部分
的に表面硬度の異なる部分を有し、該部分的に表面硬度
の異なる部分は、表面部を構成する樹脂の相分離により
形成されるものである研磨布を用いて研磨を行い、平坦
化することを特徴とする半導体装置の製造方法であっ
て、これにより上記目的を達成するものである。
【００１６】本出願の請求項６の発明は、表面部を構成
する樹脂として、グラフト樹脂を用いる研磨布を用いた
ことを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方
法であって、これにより上記目的を達成するものであ
る。
する樹脂として、グラフト樹脂を用いる研磨布を用いた
ことを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方
法であって、これにより上記目的を達成するものであ
る。
【００１７】本出願の請求項７の発明は、表面部を構成
する樹脂として非相溶樹脂を用いる研磨布を用いたこと
を特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法で
あって、これにより上記目的を達成するものである。
する樹脂として非相溶樹脂を用いる研磨布を用いたこと
を特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法で
あって、これにより上記目的を達成するものである。
【００１８】本出願の請求項８の発明は、少なくとも下
層に軟質材料を用い、上層に下層と比較して硬度の高い
層を部分的に有する樹脂を用いた研磨布を用いることを
特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の半導体
装置の製造方法であって、これにより上記目的を達成す
るものである。
層に軟質材料を用い、上層に下層と比較して硬度の高い
層を部分的に有する樹脂を用いた研磨布を用いることを
特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の半導体
装置の製造方法であって、これにより上記目的を達成す
るものである。
【００１９】本発明者は、上述の目的を達成するため、
鋭意検討を行う過程で軟質樹脂上に硬質樹脂層を部分的
に形成する方法を見いだし、本発明をなすに至ったもの
である。この方法とは、相分離により部分的に硬度の異
なる部分（例えば硬質部分）を形成する方法である。
鋭意検討を行う過程で軟質樹脂上に硬質樹脂層を部分的
に形成する方法を見いだし、本発明をなすに至ったもの
である。この方法とは、相分離により部分的に硬度の異
なる部分（例えば硬質部分）を形成する方法である。
【００２０】本発明は例えば、Ａｌ配線層間絶縁膜の研
磨工程において、下層軟質ポリウレタン樹脂上にグラフ
ト・ブロックポリマー例えばスチレン−ブタジエン系ブ
ロックポリマーを用いて上層樹脂層を形成した２層構造
の樹脂研磨布を用いる態様で実施することにより、半導
体基板の膜厚変動及び下地段差の凸部のみの研磨を行う
ことができる。
磨工程において、下層軟質ポリウレタン樹脂上にグラフ
ト・ブロックポリマー例えばスチレン−ブタジエン系ブ
ロックポリマーを用いて上層樹脂層を形成した２層構造
の樹脂研磨布を用いる態様で実施することにより、半導
体基板の膜厚変動及び下地段差の凸部のみの研磨を行う
ことができる。
【００２１】
【作用】本発明で提案される研磨布は下層軟質層により
段差基体の膜厚変動に追従し、しかも上層に形成した樹
脂層が硬質の部分を有し、これにより段差上部のみを研
磨できるとともに、このように硬度の異なる部分（軟質
材料中の硬質部分）は、表面部（研磨部）樹脂の相分離
により形成されるので、容易にこの構造を得ることがで
きる。例えば、上層に形成したグラフト・ブロックポリ
マーは２種類以上のモノマーがそれぞれの構造単位の長
い連鎖長を形成し、それが化学結合によって結び付けら
れた構造を有するとともにそれぞれのポリマー成分が独
立的に凝集、相分離して多層構造を形成して、それ自体
で部分的に表面硬度の異なる部分が形成される。
段差基体の膜厚変動に追従し、しかも上層に形成した樹
脂層が硬質の部分を有し、これにより段差上部のみを研
磨できるとともに、このように硬度の異なる部分（軟質
材料中の硬質部分）は、表面部（研磨部）樹脂の相分離
により形成されるので、容易にこの構造を得ることがで
きる。例えば、上層に形成したグラフト・ブロックポリ
マーは２種類以上のモノマーがそれぞれの構造単位の長
い連鎖長を形成し、それが化学結合によって結び付けら
れた構造を有するとともにそれぞれのポリマー成分が独
立的に凝集、相分離して多層構造を形成して、それ自体
で部分的に表面硬度の異なる部分が形成される。
【００２２】このため、例えばスチレン−ブタジエン系
樹脂を上層樹脂に用いて選択した場合には、混合割合を
最適化することにより軟質層のブタジエン相中に硬度の
高いスチレン相を形成することが可能となり、このスチ
レン相により段差上部のみを研磨することが可能とな
り、よってこれを用いることによって良好な層間絶縁膜
の研磨プロセスを提供することが可能である。
樹脂を上層樹脂に用いて選択した場合には、混合割合を
最適化することにより軟質層のブタジエン相中に硬度の
高いスチレン相を形成することが可能となり、このスチ
レン相により段差上部のみを研磨することが可能とな
り、よってこれを用いることによって良好な層間絶縁膜
の研磨プロセスを提供することが可能である。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。但
し、当然のことではあるが、本発明は以下の実施例によ
り限定されるものではない。
し、当然のことではあるが、本発明は以下の実施例によ
り限定されるものではない。
【００２４】ここで、具体的な研磨工程の説明に先立
ち、まず本発明を実施するために以下の各例で使用した
研磨装置の構成例を図６を参照しながら説明する。
ち、まず本発明を実施するために以下の各例で使用した
研磨装置の構成例を図６を参照しながら説明する。
【００２５】なお、ここでは上記研磨装置として、枚葉
式の研磨装置を取り上げるが、ウェーハ載置の構成や使
用方法の工夫については、特に限定されるものではな
い。図６において、ウェーハ２５はウエーハ保持試料台
（キャリアー）２６に真空チャック方式により固定され
る。一方、研磨プレート（プラテン）２３上にはパッド
２８が固定されており、ここにスラリー導入管２１から
スラリー２２が供給される。ポリッシュ（研磨）処理中
は上部のウエーハ保持試料台回転軸２７、及び研磨プレ
ート回転軸２４を回転することにより、ウエーハ面内の
ポリッシュの均一性を確保している。
式の研磨装置を取り上げるが、ウェーハ載置の構成や使
用方法の工夫については、特に限定されるものではな
い。図６において、ウェーハ２５はウエーハ保持試料台
（キャリアー）２６に真空チャック方式により固定され
る。一方、研磨プレート（プラテン）２３上にはパッド
２８が固定されており、ここにスラリー導入管２１から
スラリー２２が供給される。ポリッシュ（研磨）処理中
は上部のウエーハ保持試料台回転軸２７、及び研磨プレ
ート回転軸２４を回転することにより、ウエーハ面内の
ポリッシュの均一性を確保している。
【００２６】なお、研磨時のウエーハの押しつけ圧力に
ついては、ウエーハ保持試料台（キャリアー）２６に加
える力を制御することにより行う。
ついては、ウエーハ保持試料台（キャリアー）２６に加
える力を制御することにより行う。
【００２７】次に各実施例において、本発明を実施する
ために使用する研磨布の形成方法について説明する。例
えば、下層樹脂層として、ジオール成分としてエチレン
グリコール、ジカルボン酸としてアジピン酸を用いて形
成したポリオールを、４，４−メチレンジフェニルジイ
ソシアネートと鎖長延長剤としてのエチレングリコール
を添加し作製したポリウレタンについて、これにグリセ
ルンとヘキサメチレンジイソシアネート等とを反応させ
た３官能以上のトリイソシアネートを添加し架橋反応を
行い、所望の樹脂を作製することができる。
ために使用する研磨布の形成方法について説明する。例
えば、下層樹脂層として、ジオール成分としてエチレン
グリコール、ジカルボン酸としてアジピン酸を用いて形
成したポリオールを、４，４−メチレンジフェニルジイ
ソシアネートと鎖長延長剤としてのエチレングリコール
を添加し作製したポリウレタンについて、これにグリセ
ルンとヘキサメチレンジイソシアネート等とを反応させ
た３官能以上のトリイソシアネートを添加し架橋反応を
行い、所望の樹脂を作製することができる。
【００２８】その後、スチレン−ブタジエン系樹脂を上
層樹脂に用いた。混合割合を２：８に最適化することに
より、上層樹脂は下層樹脂に対して非相溶樹脂であるの
で、相分離によって軟質層のブタジエン相中に硬度の高
いスチレン相を形成することが可能となり、所望の研磨
布を作成することができる。
層樹脂に用いた。混合割合を２：８に最適化することに
より、上層樹脂は下層樹脂に対して非相溶樹脂であるの
で、相分離によって軟質層のブタジエン相中に硬度の高
いスチレン相を形成することが可能となり、所望の研磨
布を作成することができる。
【００２９】実施例１ 本実施例は本出願の請求項１、特に請求項２の発明を具
体化して実施したものである。この実施例は、相分離樹
脂としてグラフト樹脂を用いることにより研磨布を作製
し、これをＡｌ配線層間絶縁膜の研磨工程に応用した場
合である。
体化して実施したものである。この実施例は、相分離樹
脂としてグラフト樹脂を用いることにより研磨布を作製
し、これをＡｌ配線層間絶縁膜の研磨工程に応用した場
合である。
【００３０】図７（ａ）に示したようにシリコン等から
なる半導体基板３１上に層間絶縁膜３２及びＡｌ配線層
３３を形成した後、レジストプロセスを用いてエッチン
グによりＡｌ配線層３３を加工する。その後、更に層間
絶縁膜３４を形成したウエーハを用意した。
なる半導体基板３１上に層間絶縁膜３２及びＡｌ配線層
３３を形成した後、レジストプロセスを用いてエッチン
グによりＡｌ配線層３３を加工する。その後、更に層間
絶縁膜３４を形成したウエーハを用意した。
【００３１】次いで図７（ｂ）に示したように層間絶縁
膜３４であるＳｉＯ2 等の段差上部の余分なシリコン酸
化膜を、研磨により除去する。研磨条件については以上
の条件で行った。
膜３４であるＳｉＯ2 等の段差上部の余分なシリコン酸
化膜を、研磨により除去する。研磨条件については以上
の条件で行った。
【００３２】本実施例に用いた研磨布は、次にように形
成した。下層樹脂層としてジオール成分としてエチレン
グリコール、ジカルボン酸としてアジピン酸を用いて形
成したポリオールを、４，４−メチレンジフェニルジイ
ソシアネートを鎖長延長剤としてエチレングリコールを
添加し作製したポリウレタンを、グリセリンとヘキサメ
チレンジイソシアネート等を反応させた３官能以上のト
リイソシアネートを添加することによってその架橋反応
を行い、所望の下層樹脂を作製した。
成した。下層樹脂層としてジオール成分としてエチレン
グリコール、ジカルボン酸としてアジピン酸を用いて形
成したポリオールを、４，４−メチレンジフェニルジイ
ソシアネートを鎖長延長剤としてエチレングリコールを
添加し作製したポリウレタンを、グリセリンとヘキサメ
チレンジイソシアネート等を反応させた３官能以上のト
リイソシアネートを添加することによってその架橋反応
を行い、所望の下層樹脂を作製した。
【００３３】その後、スチレン−ブタジエン系樹脂を上
層樹脂に用いた。スチレン相は、ブタジエン相を非相溶
にできるので、混合割合を最適化、例えば２：８に最適
化することにより軟質層のブタジエン相中に硬度の高い
スチレン相を形成することが可能となり、所望の研磨布
を作成することができる。即ち、図１に模式的に示すよ
うに、下層樹脂１６であるウレタン系樹脂上に、相分離
した軟質部分１７であるブタジエン相と相分離した硬質
部分１８とが形成された形の研磨布が得られる。
層樹脂に用いた。スチレン相は、ブタジエン相を非相溶
にできるので、混合割合を最適化、例えば２：８に最適
化することにより軟質層のブタジエン相中に硬度の高い
スチレン相を形成することが可能となり、所望の研磨布
を作成することができる。即ち、図１に模式的に示すよ
うに、下層樹脂１６であるウレタン系樹脂上に、相分離
した軟質部分１７であるブタジエン相と相分離した硬質
部分１８とが形成された形の研磨布が得られる。
【００３４】この研磨布を用いて、下記条件で絶縁膜３
４（ＳｉＯ2 ）のポリッシュを行った。
４（ＳｉＯ2 ）のポリッシュを行った。
【００３５】 ＳｉＯ2 ポリッシュ条件 研磨プレート２３の回転数 ：３７ｒｐｍ ウエーハ保持試料台２６の回転数 ：１７ｒｐｍ 研磨圧力 ：５．５×１０3 Ｐａ スラリー流量 ：２２５ｍｌ／ｌ スラリー成分 ：研磨微粒子 ＫＯＨ 水
【００３６】研磨終了後水洗することでスラリーを除去
し、層間絶縁膜の形成が完了する。
し、層間絶縁膜の形成が完了する。
【００３７】なお、層間膜の形成には、ここでは有機シ
リコン化合物をＳｉソースガスとして用いる手段を用
い、特にＳｉ原料としてはテトラエトキシシランを用い
て実施したが、こでは例えば他の有機金属アルコキシド
に適宜変更可能である。例えば、テトラメトキシシラ
ン、テトライソプロポキシシラン等が挙げられる。
リコン化合物をＳｉソースガスとして用いる手段を用
い、特にＳｉ原料としてはテトラエトキシシランを用い
て実施したが、こでは例えば他の有機金属アルコキシド
に適宜変更可能である。例えば、テトラメトキシシラ
ン、テトライソプロポキシシラン等が挙げられる。
【００３８】ここでは、グラフトポリマーにはスチレン
−ブタジエン系樹脂を用いたが、グラフト系ポリマーで
あればその他適宜変更可能である。例えば、スチレン−
イソプレン系、ポリブタジエン−アクリロニトリル系、
プロピレン−エチレン系及びエチレン−ナイロン系等が
挙げられる。
−ブタジエン系樹脂を用いたが、グラフト系ポリマーで
あればその他適宜変更可能である。例えば、スチレン−
イソプレン系、ポリブタジエン−アクリロニトリル系、
プロピレン−エチレン系及びエチレン−ナイロン系等が
挙げられる。
【００３９】本実施例によれば、上記研磨布を用いた層
間絶縁膜の研磨工程において、下層に軟質相を形成した
後、上層に相分離樹脂を用いることで、半導体基板の局
所的な膜厚変動に追従し、しかも段差上部のみの研磨を
良好に行うことができる研磨布を提供できた。またこれ
により、良好な層間絶縁膜の平坦化を行うことができる
半導体装置の製造方法を提供できた。
間絶縁膜の研磨工程において、下層に軟質相を形成した
後、上層に相分離樹脂を用いることで、半導体基板の局
所的な膜厚変動に追従し、しかも段差上部のみの研磨を
良好に行うことができる研磨布を提供できた。またこれ
により、良好な層間絶縁膜の平坦化を行うことができる
半導体装置の製造方法を提供できた。
【００４０】実施例２ 本実施例は、本出願の請求項１、特に請求項３の発明を
具体化して実施したものである。この実施例は、相分離
樹脂として非相溶樹脂により研磨布を作製し、Ａｌ配線
層間絶縁膜の研磨工程に応用した場合である。
具体化して実施したものである。この実施例は、相分離
樹脂として非相溶樹脂により研磨布を作製し、Ａｌ配線
層間絶縁膜の研磨工程に応用した場合である。
【００４１】図７（ａ）に示したようにシリコン等から
なる半導体基板３１上に層間絶縁膜３２及びＡｌ配線層
３３を形成した後、レジストプロセスを用いてエッチン
グによりＡｌ配線層３３を加工する。その後、更に層間
絶縁膜３４を形成したウエーハを用意した。
なる半導体基板３１上に層間絶縁膜３２及びＡｌ配線層
３３を形成した後、レジストプロセスを用いてエッチン
グによりＡｌ配線層３３を加工する。その後、更に層間
絶縁膜３４を形成したウエーハを用意した。
【００４２】次いで図７（ｂ）に示したように層間絶縁
膜３４であるＳｉＯ2 等の段差上部の余分なシリコン酸
化膜を、研磨により除去する。研磨条件については以上
の条件で行った。
膜３４であるＳｉＯ2 等の段差上部の余分なシリコン酸
化膜を、研磨により除去する。研磨条件については以上
の条件で行った。
【００４３】本実施例に用いた研磨布は、次のように形
成した。即ち、下層樹脂層としては、実施例１と同様、
ジオール成分としてエチレングリコール、ジカルボン酸
としてアジピン酸を用いて形成したポリオールを、４，
４−メチレンジフェニルジイソシアネートと鎖長延長剤
としてエチレングリコールを添加し作製したポリウレタ
ンについて、これにグリセリンとヘキサメチレンジイソ
シアネート等を反応させた３官能以上のトリイソシアネ
ートを添加し、これにより架橋反応を行い、所望の下層
樹脂を作製した。
成した。即ち、下層樹脂層としては、実施例１と同様、
ジオール成分としてエチレングリコール、ジカルボン酸
としてアジピン酸を用いて形成したポリオールを、４，
４−メチレンジフェニルジイソシアネートと鎖長延長剤
としてエチレングリコールを添加し作製したポリウレタ
ンについて、これにグリセリンとヘキサメチレンジイソ
シアネート等を反応させた３官能以上のトリイソシアネ
ートを添加し、これにより架橋反応を行い、所望の下層
樹脂を作製した。
【００４４】その後、本実施例では、ポリ塩化ビニルと
ポリブタジエン系樹脂を上層樹脂に用いた。ポリ塩化ビ
ニルとボリブタジエン系樹脂とは、互いに非相溶の樹脂
であるので、混合割合を最適化、例えばここでは８：２
に最適化することにより、軟質層のポリブタジエン相中
に硬度の高いポリ塩化ビニル相を形成することが可能と
なり、所望の研磨布を作成することができる。
ポリブタジエン系樹脂を上層樹脂に用いた。ポリ塩化ビ
ニルとボリブタジエン系樹脂とは、互いに非相溶の樹脂
であるので、混合割合を最適化、例えばここでは８：２
に最適化することにより、軟質層のポリブタジエン相中
に硬度の高いポリ塩化ビニル相を形成することが可能と
なり、所望の研磨布を作成することができる。
【００４５】この研磨布を用いて、下記条件で絶縁膜３
１（ＳｉＯ2 ）のポリッシュを行った。
１（ＳｉＯ2 ）のポリッシュを行った。
【００４６】 ＳｉＯ2 ポリッシュ条件 研磨プレート２３の回転数 ：３７ｒｐｍ ウエーハ保持試料台２６の回転数 ：１７ｒｐｍ 研磨圧力 ：５．５ｘ１０3 Ｐａ スラリー流量 ：２２５ｍｌ／ｌ スラリー成分 ：研磨微粒子 ＫＯＨ 水
【００４７】研磨終了後水洗することでスラリーを除去
し、層間絶縁膜の形成が完了する。
し、層間絶縁膜の形成が完了する。
【００４８】ここでは非相溶ポリマーにはポリ塩化ビニ
ル−ブタジエン系樹脂を用いたが、非相溶ポリマーであ
れば適宜変更可能である。例えば、ポリスチレン−ポリ
メチルメタクリレート及びポリスチレン−ポリエチレン
等が挙げられる。
ル−ブタジエン系樹脂を用いたが、非相溶ポリマーであ
れば適宜変更可能である。例えば、ポリスチレン−ポリ
メチルメタクリレート及びポリスチレン−ポリエチレン
等が挙げられる。
【図１】 本発明の実施例を示す図である。
【図２】 従来技術の概念図である（ａ）。
【図３】 従来技術の概念図である（ｂ）。
【図４】 従来技術の概念図である（ｃ）。
【図５】 従来技術の概念図である（ｄ）。
【図６】 実施例の実験装置の概念図である。
【図７】 実施例の被研磨剤の断面図である。
１０，３１ 半導体基体 １１，３２ シリコン酸化膜 １２，３３ Ａｌ配線層 １３，３４ シリコン酸化膜 ２１ スラリー導入管 ２２ スラリー ２３ 研磨プレート ２４ 研磨プレート回転軸 ２５ ウエーハ ２６ ウエーハ保持台 ２７ ウエーハ保持台回転軸 ２８ 研磨布（パッド）
Claims (8)
- 【請求項１】段差を有する被平坦化材を平坦化するため
に用いる研磨布であって、 研磨面が部分的に表面硬度の異なる部分を有し、該部分
的に表面硬度の異なる部分は、表面部を構成する樹脂の
相分離により形成されるものであることを特徴とする研
磨布。 - 【請求項２】表面部を構成する樹脂としてグラフト樹脂
を用いることを特徴とする請求項１に記載の研磨布。 - 【請求項３】表面部を構成する樹脂として非相溶樹脂を
用いることを特徴とする請求項１に記載の研磨布。 - 【請求項４】少なくとも下層に軟質材料を用い、上層に
下層と比較して硬度の高い層を部分的に有する樹脂を用
いたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記
載の研磨布。 - 【請求項５】段差を有する基体上に平坦化絶縁膜を形成
する平坦化絶縁膜形成工程を備えた半導体装置の製造方
法において、 研磨面が部分的に表面硬度の異なる部分を有し、該部分
的に表面硬度の異なる部分は、表面部を構成する樹脂の
相分離により形成されるものである研磨布を用いて研磨
を行い、平坦化することを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - 【請求項６】表面部を構成する樹脂として、グラフト樹
脂を用いる研磨布を用いたことを特徴とする請求項５に
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】表面部を構成する樹脂として非相溶樹脂を
用いる研磨布を用いたことを特徴とする請求項５に記載
の半導体装置の製造方法。 - 【請求項８】少なくとも下層に軟質材料を用い、上層に
下層と比較して硬度の高い層を部分的に有する樹脂を用
いた研磨布を用いたことを特徴とする請求項５ないし７
のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14621894A JPH0811050A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 研磨布及びこれを用いた半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14621894A JPH0811050A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 研磨布及びこれを用いた半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0811050A true JPH0811050A (ja) | 1996-01-16 |
Family
ID=15402788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14621894A Pending JPH0811050A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 研磨布及びこれを用いた半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0811050A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5973426A (en) * | 1995-11-16 | 1999-10-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motor |
| JP2000343413A (ja) * | 1999-06-09 | 2000-12-12 | Toray Ind Inc | 研磨パッド |
| US6234875B1 (en) | 1999-06-09 | 2001-05-22 | 3M Innovative Properties Company | Method of modifying a surface |
| JP2001512057A (ja) * | 1997-07-30 | 2001-08-21 | スキャッパ、グループ、ピー・エル・シー | 半導体ウエハーの研磨 |
| JP2012516247A (ja) * | 2009-01-27 | 2012-07-19 | イノパッド，インコーポレイテッド | パターン化された構造ドメインを含む化学機械平坦化パッド |
| US8939818B2 (en) | 2010-02-25 | 2015-01-27 | Toyo Tire & Rubber Co. Ltd. | Polishing pad |
-
1994
- 1994-06-28 JP JP14621894A patent/JPH0811050A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5973426A (en) * | 1995-11-16 | 1999-10-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motor |
| JP2001512057A (ja) * | 1997-07-30 | 2001-08-21 | スキャッパ、グループ、ピー・エル・シー | 半導体ウエハーの研磨 |
| JP2000343413A (ja) * | 1999-06-09 | 2000-12-12 | Toray Ind Inc | 研磨パッド |
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| JP2003501820A (ja) * | 1999-06-09 | 2003-01-14 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 構造化ウェハの表面修正方法 |
| JP4501175B2 (ja) * | 1999-06-09 | 2010-07-14 | 東レ株式会社 | 研磨パッドの製造方法 |
| JP2012516247A (ja) * | 2009-01-27 | 2012-07-19 | イノパッド，インコーポレイテッド | パターン化された構造ドメインを含む化学機械平坦化パッド |
| US8939818B2 (en) | 2010-02-25 | 2015-01-27 | Toyo Tire & Rubber Co. Ltd. | Polishing pad |
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