JPH1133897A - 化学的機械研磨装置及び化学的機械研磨方法 - Google Patents
化学的機械研磨装置及び化学的機械研磨方法Info
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- JPH1133897A JPH1133897A JP19849997A JP19849997A JPH1133897A JP H1133897 A JPH1133897 A JP H1133897A JP 19849997 A JP19849997 A JP 19849997A JP 19849997 A JP19849997 A JP 19849997A JP H1133897 A JPH1133897 A JP H1133897A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 研磨速度の低下を招くことなく、被研磨膜を
面内において均一に研磨できるようにする。 【解決手段】 回転可能に設けられた研磨定盤101の
上には研磨パッド102が貼着され、研磨パッド102
の上には研磨剤供給管103から研磨剤104が滴下さ
れる。研磨パッド102の上方には半導体基板108を
保持する基板保持板105が設けられている。半導体基
板108の温度を検出する複数の温度センサ110が分
散して設けられていると共に、基板保持板105の内部
における温度センサ110の上側には複数のヒーター1
11が分散して設けられている。温度制御手段112
は、各温度センサ110により検出された半導体基板1
08の温度分布に基づき各ヒーター111を制御して半
導体基板108の面内温度を均一にする。
面内において均一に研磨できるようにする。 【解決手段】 回転可能に設けられた研磨定盤101の
上には研磨パッド102が貼着され、研磨パッド102
の上には研磨剤供給管103から研磨剤104が滴下さ
れる。研磨パッド102の上方には半導体基板108を
保持する基板保持板105が設けられている。半導体基
板108の温度を検出する複数の温度センサ110が分
散して設けられていると共に、基板保持板105の内部
における温度センサ110の上側には複数のヒーター1
11が分散して設けられている。温度制御手段112
は、各温度センサ110により検出された半導体基板1
08の温度分布に基づき各ヒーター111を制御して半
導体基板108の面内温度を均一にする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置の多層配線工程や素子分離工程における堆積膜の平坦
化技術として用いられる化学的機械研磨装置及び化学的
機械研磨方法に関するものである。
置の多層配線工程や素子分離工程における堆積膜の平坦
化技術として用いられる化学的機械研磨装置及び化学的
機械研磨方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、化学的機械研磨技術は、他の平坦
化技術、例えばレジストエッチバック法では実現できな
かった堆積膜の基板全面に亘る平坦化が可能になるの
で、微細化が進む半導体集積回路装置の製造工程におけ
る平坦化技術として注目されている。また、化学的機械
研磨技術を用いると、リソグラフィー工程における焦点
深度のずれによる露光ミスや、凹凸面に形成された配線
の信頼性の低下等の問題を解決することができる。
化技術、例えばレジストエッチバック法では実現できな
かった堆積膜の基板全面に亘る平坦化が可能になるの
で、微細化が進む半導体集積回路装置の製造工程におけ
る平坦化技術として注目されている。また、化学的機械
研磨技術を用いると、リソグラフィー工程における焦点
深度のずれによる露光ミスや、凹凸面に形成された配線
の信頼性の低下等の問題を解決することができる。
【0003】以下、従来の化学的機械研磨装置について
図面を参照しながら説明する。図7は従来の化学的機械
研磨装置の概略構成を示している。図7に示すように、
回転可能に設けられた研磨定盤1の上には研磨パッド2
が貼着されており、該研磨パッド2の上には研磨剤供給
管3から研磨剤4が滴下される。また、研磨パッド2の
上方には基板保持板5が回転可能に設けられており、該
基板保持板5は被研磨基板としての半導体基板6を保持
している。
図面を参照しながら説明する。図7は従来の化学的機械
研磨装置の概略構成を示している。図7に示すように、
回転可能に設けられた研磨定盤1の上には研磨パッド2
が貼着されており、該研磨パッド2の上には研磨剤供給
管3から研磨剤4が滴下される。また、研磨パッド2の
上方には基板保持板5が回転可能に設けられており、該
基板保持板5は被研磨基板としての半導体基板6を保持
している。
【0004】図8は基板保持板5の概略断面構造を示し
ており、図8に示すように、基板保持板5の下面周縁部
に設けられた外周リング7の内周面にはバッキングパッ
ド8が固定されている。半導体基板6は外周リング7及
びバッキングパッド8により保持されており、該半導体
基板6の表面には被研磨膜9が堆積されている。
ており、図8に示すように、基板保持板5の下面周縁部
に設けられた外周リング7の内周面にはバッキングパッ
ド8が固定されている。半導体基板6は外周リング7及
びバッキングパッド8により保持されており、該半導体
基板6の表面には被研磨膜9が堆積されている。
【0005】以下、従来の化学的機械研磨装置を用いて
行なう化学的機械研磨方法について説明する。
行なう化学的機械研磨方法について説明する。
【0006】研磨定盤1を回転することにより研磨パッ
ド2を回転させながら、研磨剤供給管3から研磨剤4を
研磨パッド2上に滴下すると共に、基板保持板5を研磨
定盤1と同方向に回転しながら降下させることにより、
基板保持板5に保持された半導体基板6の被研磨膜9を
研磨パッド2に押し付ける。このようにすると、被研磨
膜9は研磨剤4の存在下で研磨パッド2と摺接するた
め、被研磨膜9の表面の凹凸が緩和されて被研磨膜9の
表面は平坦になる。化学的機械研磨は、研磨剤4との化
学反応により変質した被研磨膜9を、研磨パッド2や研
磨剤4に含まれている研磨砥粒により機械的に除去する
ことによって進行する。つまり、化学的機械研磨におい
ては、被研磨膜9は化学的要因と機械的要因とによって
研磨されるのである。この場合、被研磨膜9の研磨速度
の面内均一性は化学的機械研磨において重要な研磨特性
の一つである。
ド2を回転させながら、研磨剤供給管3から研磨剤4を
研磨パッド2上に滴下すると共に、基板保持板5を研磨
定盤1と同方向に回転しながら降下させることにより、
基板保持板5に保持された半導体基板6の被研磨膜9を
研磨パッド2に押し付ける。このようにすると、被研磨
膜9は研磨剤4の存在下で研磨パッド2と摺接するた
め、被研磨膜9の表面の凹凸が緩和されて被研磨膜9の
表面は平坦になる。化学的機械研磨は、研磨剤4との化
学反応により変質した被研磨膜9を、研磨パッド2や研
磨剤4に含まれている研磨砥粒により機械的に除去する
ことによって進行する。つまり、化学的機械研磨におい
ては、被研磨膜9は化学的要因と機械的要因とによって
研磨されるのである。この場合、被研磨膜9の研磨速度
の面内均一性は化学的機械研磨において重要な研磨特性
の一つである。
【0007】そこで、前記従来の化学的機械研磨装置に
おいては、被研磨膜9の研磨速度の面内均一性を向上さ
せるために、半導体基板6の外周リング7からの突出量
を最適値に調整したり、バッキングパッド8により半導
体基板6を均一に加圧したりする等の工夫が講じられて
いる。
おいては、被研磨膜9の研磨速度の面内均一性を向上さ
せるために、半導体基板6の外周リング7からの突出量
を最適値に調整したり、バッキングパッド8により半導
体基板6を均一に加圧したりする等の工夫が講じられて
いる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の化学
的機械研磨装置を用いて行なう研磨方法においては、被
研磨膜に対する研磨速度が面内において均一でないため
に、被研磨膜を面内において均一に平坦化できないとい
う問題、及び、被研磨膜に対する研磨速度が基板毎に異
なるために、異なる基板の上に形成された被研磨膜を同
程度に平坦化できないという問題がある。
的機械研磨装置を用いて行なう研磨方法においては、被
研磨膜に対する研磨速度が面内において均一でないため
に、被研磨膜を面内において均一に平坦化できないとい
う問題、及び、被研磨膜に対する研磨速度が基板毎に異
なるために、異なる基板の上に形成された被研磨膜を同
程度に平坦化できないという問題がある。
【0009】これに対して、研磨時に、研磨パッドが研
磨剤に含まれる研磨砥粒を確実に保持するように、研磨
パッドの表面を荒らすドレッシングによって、研磨速度
の均一化を図る提案がなされている。
磨剤に含まれる研磨砥粒を確実に保持するように、研磨
パッドの表面を荒らすドレッシングによって、研磨速度
の均一化を図る提案がなされている。
【0010】ところが、研磨パッドに対するドレッシン
グは通常研磨工程の前又は研磨工程中に行われるが、研
磨パッドの全面に亘って均一にドレッシングを行なうこ
とは困難であるため、研磨パッドに対するドレッシング
によって研磨速度の基板面内における均一化を図ること
は困難である。また、ドレッシング後に研磨処理を繰り
返し行なうと、研磨砥粒が研磨パッドに十分に保持され
なくなるため、研磨速度は研磨処理枚数の増加に伴って
低下してしまう。一方、ドレッシングが過剰に行なわれ
る場合には、ドレッシング後に研磨処理を繰り返し行な
うと、ドレッシング効果が研磨パッドに徐々に蓄積され
ていくので、研磨速度は研磨処理枚数の増加に伴って増
加してしまう。以上の理由により、研磨パッドに対する
ドレッシングによって、異なる基板上に形成された被研
磨膜を同程度に平坦化することは困難である。
グは通常研磨工程の前又は研磨工程中に行われるが、研
磨パッドの全面に亘って均一にドレッシングを行なうこ
とは困難であるため、研磨パッドに対するドレッシング
によって研磨速度の基板面内における均一化を図ること
は困難である。また、ドレッシング後に研磨処理を繰り
返し行なうと、研磨砥粒が研磨パッドに十分に保持され
なくなるため、研磨速度は研磨処理枚数の増加に伴って
低下してしまう。一方、ドレッシングが過剰に行なわれ
る場合には、ドレッシング後に研磨処理を繰り返し行な
うと、ドレッシング効果が研磨パッドに徐々に蓄積され
ていくので、研磨速度は研磨処理枚数の増加に伴って増
加してしまう。以上の理由により、研磨パッドに対する
ドレッシングによって、異なる基板上に形成された被研
磨膜を同程度に平坦化することは困難である。
【0011】また、研磨速度がパターン密度(パターン
における凸部が占める割合)に依存するので、研磨速度
のパターン密度依存性を低減する工夫も提案されてい
る。研磨速度のパターン密度依存性とは、パターン密度
の大小により、同じ初期段差をもつパターンでも研磨後
の残存段差が異なってしまう現象である。一般的に、パ
ターン密度が小さいほど、研磨速度が大きくなって残存
段差は小さくなる。
における凸部が占める割合)に依存するので、研磨速度
のパターン密度依存性を低減する工夫も提案されてい
る。研磨速度のパターン密度依存性とは、パターン密度
の大小により、同じ初期段差をもつパターンでも研磨後
の残存段差が異なってしまう現象である。一般的に、パ
ターン密度が小さいほど、研磨速度が大きくなって残存
段差は小さくなる。
【0012】研磨速度のパターン密度依存性は、研磨速
度の向上を図るべく基板への荷重を増加させることに起
因して、研磨パッドの弾性変形が大きくなる場合に顕著
に現われるので、基板への荷重を減少させて研磨パッド
の弾性変形を小さくすることにより、研磨速度のパター
ン密度依存性の低減を図ろうとするものである。
度の向上を図るべく基板への荷重を増加させることに起
因して、研磨パッドの弾性変形が大きくなる場合に顕著
に現われるので、基板への荷重を減少させて研磨パッド
の弾性変形を小さくすることにより、研磨速度のパター
ン密度依存性の低減を図ろうとするものである。
【0013】ところが、基板への荷重を小さくすると、
研磨速度のパターン密度依存性の低減を図ることはでき
るが、研磨速度が低下して研磨処理能力が低減してしま
うという新たな問題が発生する。
研磨速度のパターン密度依存性の低減を図ることはでき
るが、研磨速度が低下して研磨処理能力が低減してしま
うという新たな問題が発生する。
【0014】前記に鑑み、本発明は、研磨速度の低下を
招くことなく、被研磨膜を基板面内において均一に研磨
できるようにすることを第1の目的とし、異なる基板上
に形成された被研磨膜に対する研磨速度を均一化できる
ようにすることを第2の目的とする。
招くことなく、被研磨膜を基板面内において均一に研磨
できるようにすることを第1の目的とし、異なる基板上
に形成された被研磨膜に対する研磨速度を均一化できる
ようにすることを第2の目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本件発明者等は、被研磨
膜に対する研磨速度が基板面内において均一でない理由
について検討を加えた結果、以下のことを見出した。す
なわち、被研磨膜は研磨剤の存在下で研磨パッドと摺接
するので被研磨膜の温度は上昇するが、被研磨膜の基板
面内の温度分布は中央部に比べて周辺部が低下してい
る。この理由については、研磨温度よりも低い温度であ
る周囲の環境の影響を受けて被研磨膜の周縁部は中央部
に比べて温度が低下したり、研磨温度よりも低い温度の
フレッシュな研磨剤に先に接するので被研磨膜の周縁部
は中央部に比べて温度が低下したりするためであると考
えられる。前述したように、化学的機械研磨は、研磨剤
との化学反応により変質した被研磨膜を機械的に除去す
るものであり、被研磨膜と研磨剤との化学反応における
活性化エネルギーをもって化学反応は進行するので、化
学反応の進み具合は研磨速度に大きく影響する。
膜に対する研磨速度が基板面内において均一でない理由
について検討を加えた結果、以下のことを見出した。す
なわち、被研磨膜は研磨剤の存在下で研磨パッドと摺接
するので被研磨膜の温度は上昇するが、被研磨膜の基板
面内の温度分布は中央部に比べて周辺部が低下してい
る。この理由については、研磨温度よりも低い温度であ
る周囲の環境の影響を受けて被研磨膜の周縁部は中央部
に比べて温度が低下したり、研磨温度よりも低い温度の
フレッシュな研磨剤に先に接するので被研磨膜の周縁部
は中央部に比べて温度が低下したりするためであると考
えられる。前述したように、化学的機械研磨は、研磨剤
との化学反応により変質した被研磨膜を機械的に除去す
るものであり、被研磨膜と研磨剤との化学反応における
活性化エネルギーをもって化学反応は進行するので、化
学反応の進み具合は研磨速度に大きく影響する。
【0016】図9は化学的機械研磨における研磨温度と
研磨速度との関係を示しており、図9からも分かるよう
に、研磨温度が高いほど研磨速度は大きくなる。
研磨速度との関係を示しており、図9からも分かるよう
に、研磨温度が高いほど研磨速度は大きくなる。
【0017】図10は、ウェハ上の中心部からの位置と
研磨温度及び研磨速度との関係を示しており、ウェハ上
の周縁部は中央部に比べて研磨温度及び研磨速度が低下
していることが分かる。
研磨温度及び研磨速度との関係を示しており、ウェハ上
の周縁部は中央部に比べて研磨温度及び研磨速度が低下
していることが分かる。
【0018】以上の現象から、研磨温度が基板面内にお
いて均一でないために、被研磨膜に対する研磨速度が面
内において均一でないと考えられる。
いて均一でないために、被研磨膜に対する研磨速度が面
内において均一でないと考えられる。
【0019】また、本件発明者等は、異なる基板上に形
成された複数の被研磨膜に対する研磨速度が異なる理由
について検討を加えた結果、以下のことを見出した。す
なわち、被研磨膜の研磨に供せられた研磨剤は回収さ
れ、フレッシュな研磨剤と混合されて再び研磨パッドの
上に供給されるが、回収された研磨剤とフレッシュな研
磨剤とは温度及び濃度が異なっている。このため、異な
る基板上に形成された複数の被研磨膜に対する研磨速度
が異なってくるというものである。また、前述したよう
に、研磨温度が高いほど研磨速度は速くなるので、基板
毎に研磨温度が異なると、異なる基板上に形成された複
数の被研磨膜に対する研磨速度が異なってくる。
成された複数の被研磨膜に対する研磨速度が異なる理由
について検討を加えた結果、以下のことを見出した。す
なわち、被研磨膜の研磨に供せられた研磨剤は回収さ
れ、フレッシュな研磨剤と混合されて再び研磨パッドの
上に供給されるが、回収された研磨剤とフレッシュな研
磨剤とは温度及び濃度が異なっている。このため、異な
る基板上に形成された複数の被研磨膜に対する研磨速度
が異なってくるというものである。また、前述したよう
に、研磨温度が高いほど研磨速度は速くなるので、基板
毎に研磨温度が異なると、異なる基板上に形成された複
数の被研磨膜に対する研磨速度が異なってくる。
【0020】本発明は、前記の知見に基づいてなされた
ものであり、被研磨面の面内における研磨温度、基板毎
の研磨温度又は基板毎の研磨剤の濃度を均一化すること
により、研磨速度の低下を招くことなく、被研磨面の面
内における研磨速度又は基板毎の研磨速度を均一化する
ものである。
ものであり、被研磨面の面内における研磨温度、基板毎
の研磨温度又は基板毎の研磨剤の濃度を均一化すること
により、研磨速度の低下を招くことなく、被研磨面の面
内における研磨速度又は基板毎の研磨速度を均一化する
ものである。
【0021】本発明に係る第1の化学的機械研磨装置
は、平面運動をする研磨定盤と、研磨定盤の上に設けら
れた研磨パッドと、研磨パッドの上に研磨剤を供給する
研磨剤供給手段と、表面に被研磨膜が堆積された基板を
保持して該基板の被研磨膜を研磨パッドに押し付ける基
板保持手段と、基板保持手段に保持されている基板の温
度又は基板保持手段に保持されている基板と研磨パッド
との間に存在する研磨剤の温度を検出する温度検出手段
と、温度検出手段が検出した温度に基づいて、基板保持
手段に保持されている基板の面内温度が均一になるよう
に該基板を加熱する基板加熱手段とを備えている。
は、平面運動をする研磨定盤と、研磨定盤の上に設けら
れた研磨パッドと、研磨パッドの上に研磨剤を供給する
研磨剤供給手段と、表面に被研磨膜が堆積された基板を
保持して該基板の被研磨膜を研磨パッドに押し付ける基
板保持手段と、基板保持手段に保持されている基板の温
度又は基板保持手段に保持されている基板と研磨パッド
との間に存在する研磨剤の温度を検出する温度検出手段
と、温度検出手段が検出した温度に基づいて、基板保持
手段に保持されている基板の面内温度が均一になるよう
に該基板を加熱する基板加熱手段とを備えている。
【0022】第1の化学的機械研磨装置によると、温度
検出手段が検出した基板又は研磨剤の温度に基づいて、
基板の面内温度が均一になるように該基板を加熱する基
板加熱手段を備えているため、基板の面内温度ひいては
該基板に形成されている被研磨膜の面内温度を均一にす
ることができる。また、基板を加熱しながら被研磨膜に
対して研磨できるため、被研磨膜に対する研磨速度が向
上するので、被研磨膜を研磨パッドに押し付ける押圧力
を低減することができる。
検出手段が検出した基板又は研磨剤の温度に基づいて、
基板の面内温度が均一になるように該基板を加熱する基
板加熱手段を備えているため、基板の面内温度ひいては
該基板に形成されている被研磨膜の面内温度を均一にす
ることができる。また、基板を加熱しながら被研磨膜に
対して研磨できるため、被研磨膜に対する研磨速度が向
上するので、被研磨膜を研磨パッドに押し付ける押圧力
を低減することができる。
【0023】本発明に係る第2の化学的機械研磨装置
は、平面運動をする研磨定盤と、研磨定盤の上に設けら
れた研磨パッドと、研磨パッドの上に研磨剤を供給する
研磨剤供給手段と、表面に被研磨膜が堆積された基板を
保持して該基板の被研磨膜を研磨パッドに押し付ける基
板保持手段と、基板保持手段に保持されている基板の温
度又は基板保持手段に保持されている基板と研磨パッド
との間に存在する研磨剤の温度を検出する温度検出手段
と、温度検出手段が検出した温度に基づいて、基板保持
手段に保持されている基板の温度が所定値になるように
該基板を加熱する基板加熱手段とを備えている。
は、平面運動をする研磨定盤と、研磨定盤の上に設けら
れた研磨パッドと、研磨パッドの上に研磨剤を供給する
研磨剤供給手段と、表面に被研磨膜が堆積された基板を
保持して該基板の被研磨膜を研磨パッドに押し付ける基
板保持手段と、基板保持手段に保持されている基板の温
度又は基板保持手段に保持されている基板と研磨パッド
との間に存在する研磨剤の温度を検出する温度検出手段
と、温度検出手段が検出した温度に基づいて、基板保持
手段に保持されている基板の温度が所定値になるように
該基板を加熱する基板加熱手段とを備えている。
【0024】第2の化学的機械研磨装置によると、温度
検出手段が検出した基板又は研磨剤の温度に基づいて、
基板の温度が所定値になるように該基板を加熱する基板
加熱手段を備えているため、複数の基板の温度ひいては
複数の基板に形成されている各被研磨膜の温度を均一に
することができる。また、基板を加熱しながら被研磨膜
に対して研磨できるため、被研磨膜に対する研磨速度が
向上するので、被研磨膜を研磨パッドに押し付ける押圧
力を低減することができる。
検出手段が検出した基板又は研磨剤の温度に基づいて、
基板の温度が所定値になるように該基板を加熱する基板
加熱手段を備えているため、複数の基板の温度ひいては
複数の基板に形成されている各被研磨膜の温度を均一に
することができる。また、基板を加熱しながら被研磨膜
に対して研磨できるため、被研磨膜に対する研磨速度が
向上するので、被研磨膜を研磨パッドに押し付ける押圧
力を低減することができる。
【0025】第1又は第2の化学的機械研磨装置におい
て、基板加熱手段は、基板保持手段に設けられたヒータ
ーであることが好ましい。
て、基板加熱手段は、基板保持手段に設けられたヒータ
ーであることが好ましい。
【0026】また、第1又は第2の化学的機械研磨装置
は、研磨定盤、研磨パッド、基板保持手段及び温度検出
手段を収納しているチャンバーをさらに備えており、基
板加熱手段は、チャンバーの内壁面に設けられているこ
とが好ましい。
は、研磨定盤、研磨パッド、基板保持手段及び温度検出
手段を収納しているチャンバーをさらに備えており、基
板加熱手段は、チャンバーの内壁面に設けられているこ
とが好ましい。
【0027】また、第1又は第2の化学的機械研磨装置
において、基板加熱手段は、基板保持手段に設けられた
流体循環路と、流体循環路に高温の流体を供給する高温
流体供給手段とからなることが好ましい。
において、基板加熱手段は、基板保持手段に設けられた
流体循環路と、流体循環路に高温の流体を供給する高温
流体供給手段とからなることが好ましい。
【0028】本発明に係る第3の化学的機械研磨装置
は、平面運動をする研磨定盤と、研磨定盤の上に設けら
れた研磨パッドと、研磨パッドの上に研磨剤を供給する
研磨剤供給手段と、表面に被研磨膜が堆積された基板を
保持して該基板の被研磨膜を研磨パッドに押し付ける基
板保持手段と、基板保持手段に保持されている基板の温
度又は基板保持手段に保持されている基板と研磨パッド
との間に存在する研磨剤の温度を検出する温度検出手段
と、温度検出手段が検出した温度に基づいて、研磨剤供
給手段から研磨パッドの上に供給される研磨剤の温度が
所定値になるように該研磨剤を加熱する研磨剤加熱手段
とを備えている。
は、平面運動をする研磨定盤と、研磨定盤の上に設けら
れた研磨パッドと、研磨パッドの上に研磨剤を供給する
研磨剤供給手段と、表面に被研磨膜が堆積された基板を
保持して該基板の被研磨膜を研磨パッドに押し付ける基
板保持手段と、基板保持手段に保持されている基板の温
度又は基板保持手段に保持されている基板と研磨パッド
との間に存在する研磨剤の温度を検出する温度検出手段
と、温度検出手段が検出した温度に基づいて、研磨剤供
給手段から研磨パッドの上に供給される研磨剤の温度が
所定値になるように該研磨剤を加熱する研磨剤加熱手段
とを備えている。
【0029】第3の化学的機械研磨装置によると、温度
検出手段が検出した基板又は研磨剤の温度に基づいて、
研磨パッド上に供給される研磨剤の温度が所定値になる
ように該研磨剤を加熱する研磨剤加熱手段を備えている
ため、複数の基板に形成されている被研磨膜対する研磨
温度を均一にすることができる。また、研磨剤を加熱し
ながら被研磨膜に対して研磨できるため、被研磨膜に対
する研磨速度が向上するので、被研磨膜を研磨パッドに
押し付ける押圧力を低減することができる。
検出手段が検出した基板又は研磨剤の温度に基づいて、
研磨パッド上に供給される研磨剤の温度が所定値になる
ように該研磨剤を加熱する研磨剤加熱手段を備えている
ため、複数の基板に形成されている被研磨膜対する研磨
温度を均一にすることができる。また、研磨剤を加熱し
ながら被研磨膜に対して研磨できるため、被研磨膜に対
する研磨速度が向上するので、被研磨膜を研磨パッドに
押し付ける押圧力を低減することができる。
【0030】本発明に係る第4の化学的機械研磨装置
は、平面運動をする研磨定盤と、研磨定盤の上に設けら
れた研磨パッドと、研磨パッドの上に研磨剤を供給する
研磨剤供給手段と、表面に被研磨膜が堆積された基板を
保持して該基板の被研磨膜を研磨パッドに押し付ける基
板保持手段と、研磨剤供給手段から研磨パッド上に供給
される研磨剤の濃度又はpHを検出する検出手段と、検
出手段が検出した研磨剤の濃度又はpHに基づいて、研
磨剤供給手段から研磨パッド上に供給される研磨剤の濃
度又はpHを所定値に制御する制御手段とを備えてい
る。
は、平面運動をする研磨定盤と、研磨定盤の上に設けら
れた研磨パッドと、研磨パッドの上に研磨剤を供給する
研磨剤供給手段と、表面に被研磨膜が堆積された基板を
保持して該基板の被研磨膜を研磨パッドに押し付ける基
板保持手段と、研磨剤供給手段から研磨パッド上に供給
される研磨剤の濃度又はpHを検出する検出手段と、検
出手段が検出した研磨剤の濃度又はpHに基づいて、研
磨剤供給手段から研磨パッド上に供給される研磨剤の濃
度又はpHを所定値に制御する制御手段とを備えてい
る。
【0031】第4の化学的機械研磨装置によると、検出
手段が検出した研磨剤の濃度又はpHに基づいて、研磨
剤供給手段から研磨パッド上に供給される研磨剤の濃度
又はpHを所定値に制御する制御手段を備えているた
め、研磨パッド上に供給される研磨剤の濃度又はpHを
所定値に制御することができる。
手段が検出した研磨剤の濃度又はpHに基づいて、研磨
剤供給手段から研磨パッド上に供給される研磨剤の濃度
又はpHを所定値に制御する制御手段を備えているた
め、研磨パッド上に供給される研磨剤の濃度又はpHを
所定値に制御することができる。
【0032】本発明に係る第1の化学的機械研磨方法
は、平面運動をする研磨パッドの上に研磨剤を供給しな
がら、基板の表面に形成された被研磨膜を研磨パッドに
押し付けることにより、被研磨面を研磨する化学的機械
研磨方法を対象とし、基板の温度又は基板と研磨パッド
との間に存在する研磨剤の温度を検出する工程と、検出
された温度に基づいて、基板の面内温度が均一になるよ
うに基板を加熱する工程とを備えている。
は、平面運動をする研磨パッドの上に研磨剤を供給しな
がら、基板の表面に形成された被研磨膜を研磨パッドに
押し付けることにより、被研磨面を研磨する化学的機械
研磨方法を対象とし、基板の温度又は基板と研磨パッド
との間に存在する研磨剤の温度を検出する工程と、検出
された温度に基づいて、基板の面内温度が均一になるよ
うに基板を加熱する工程とを備えている。
【0033】第1の化学的機械研磨方法によると、検出
された温度に基づいて基板の面内温度が均一になるよう
に基板を加熱するため、基板の面内温度ひいては該基板
に形成されている被研磨膜の面内温度を均一にすること
ができると共に、被研磨膜に対する研磨速度が向上する
ので被研磨膜を研磨パッドに押し付ける押圧力を低減す
ることができる。
された温度に基づいて基板の面内温度が均一になるよう
に基板を加熱するため、基板の面内温度ひいては該基板
に形成されている被研磨膜の面内温度を均一にすること
ができると共に、被研磨膜に対する研磨速度が向上する
ので被研磨膜を研磨パッドに押し付ける押圧力を低減す
ることができる。
【0034】本発明に係る第2の化学的機械研磨方法
は、平面運動をする研磨パッドの上に研磨剤を供給しな
がら、基板の表面に形成された被研磨膜を研磨パッドに
押し付けることにより、被研磨面を研磨する化学的機械
研磨方法を対象とし、基板の温度又は基板と研磨パッド
との間に存在する研磨剤の温度を検出する工程と、検出
された温度に基づいて、基板の温度が所定値になるよう
に基板を加熱する工程とを備えている。
は、平面運動をする研磨パッドの上に研磨剤を供給しな
がら、基板の表面に形成された被研磨膜を研磨パッドに
押し付けることにより、被研磨面を研磨する化学的機械
研磨方法を対象とし、基板の温度又は基板と研磨パッド
との間に存在する研磨剤の温度を検出する工程と、検出
された温度に基づいて、基板の温度が所定値になるよう
に基板を加熱する工程とを備えている。
【0035】第2の化学的機械研磨方法によると、検出
された温度に基づいて基板の温度が所定値になるように
基板を加熱するため、基板の温度ひいては基板に形成さ
れている被研磨膜の温度が所定値になった状態で被研磨
膜を研磨できるので、複数の基板のそれぞれに形成され
ている被研磨膜に対する研磨速度を均一にすることがで
きると共に、被研磨膜に対する研磨速度が向上するので
被研磨膜を研磨パッドに押し付ける力を低減することが
できる。
された温度に基づいて基板の温度が所定値になるように
基板を加熱するため、基板の温度ひいては基板に形成さ
れている被研磨膜の温度が所定値になった状態で被研磨
膜を研磨できるので、複数の基板のそれぞれに形成され
ている被研磨膜に対する研磨速度を均一にすることがで
きると共に、被研磨膜に対する研磨速度が向上するので
被研磨膜を研磨パッドに押し付ける力を低減することが
できる。
【0036】本発明に係る第3の化学的機械研磨方法
は、平面運動をする研磨パッドの上に研磨剤を供給しな
がら、基板の表面に形成された被研磨膜を研磨パッドに
押し付けることにより、被研磨面を研磨する化学的機械
研磨方法を対象とし、基板の温度又は基板と研磨パッド
との間に存在する研磨剤の温度を検出する工程と、検出
された温度に基づいて、研磨パッドの上に供給される研
磨剤の温度が所定値になるように研磨剤を加熱する工程
とを備えている。
は、平面運動をする研磨パッドの上に研磨剤を供給しな
がら、基板の表面に形成された被研磨膜を研磨パッドに
押し付けることにより、被研磨面を研磨する化学的機械
研磨方法を対象とし、基板の温度又は基板と研磨パッド
との間に存在する研磨剤の温度を検出する工程と、検出
された温度に基づいて、研磨パッドの上に供給される研
磨剤の温度が所定値になるように研磨剤を加熱する工程
とを備えている。
【0037】第3の化学的機械研磨方法によると、検出
された温度に基づいて研磨剤の温度が所定値になるよう
に研磨剤を加熱するため、所定の研磨温度の下で被研磨
膜を研磨できるので、複数の基板に形成されている各被
研磨膜に対する研磨速度を均一にすることができると共
に、被研磨膜に対する研磨速度が向上するので被研磨膜
を研磨パッドに押し付ける押圧力を低減することができ
る。
された温度に基づいて研磨剤の温度が所定値になるよう
に研磨剤を加熱するため、所定の研磨温度の下で被研磨
膜を研磨できるので、複数の基板に形成されている各被
研磨膜に対する研磨速度を均一にすることができると共
に、被研磨膜に対する研磨速度が向上するので被研磨膜
を研磨パッドに押し付ける押圧力を低減することができ
る。
【0038】本発明に係る第4の化学的機械研磨方法
は、平面運動をする研磨パッドの上に研磨剤を供給しな
がら、基板の表面に形成された被研磨膜を研磨パッドに
押し付けることにより、被研磨面を研磨する化学的機械
研磨方法を対象とし、研磨パッド上に供給される研磨剤
の濃度又はpHを検出する工程と、検出された研磨剤の
濃度又はpHに基づいて、研磨パッド上に供給される研
磨剤の濃度又はpHを所定値に制御する工程とを備えて
いる。
は、平面運動をする研磨パッドの上に研磨剤を供給しな
がら、基板の表面に形成された被研磨膜を研磨パッドに
押し付けることにより、被研磨面を研磨する化学的機械
研磨方法を対象とし、研磨パッド上に供給される研磨剤
の濃度又はpHを検出する工程と、検出された研磨剤の
濃度又はpHに基づいて、研磨パッド上に供給される研
磨剤の濃度又はpHを所定値に制御する工程とを備えて
いる。
【0039】第4の化学的機械研磨方法によると、検出
された研磨剤の濃度又はpHに基づいて研磨剤の濃度又
はpHを所定値に制御するため、所定の濃度又はpHを
持つ研磨剤により被研磨膜を研磨できるので、複数の基
板に形成されている各被研磨膜に対する研磨速度を均一
にすることができる。
された研磨剤の濃度又はpHに基づいて研磨剤の濃度又
はpHを所定値に制御するため、所定の濃度又はpHを
持つ研磨剤により被研磨膜を研磨できるので、複数の基
板に形成されている各被研磨膜に対する研磨速度を均一
にすることができる。
【0040】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態に係る
化学的機械研磨装置について、図面を参照しながら説明
する。
化学的機械研磨装置について、図面を参照しながら説明
する。
【0041】(第1の実施形態)図1は第1の実施形態
に係る化学的機械研磨装置の基板保持具の断面構造を示
しており、図1に示すように、回転可能に設けられた研
磨定盤101の上には研磨パッド102が貼着されてお
り、該研磨パッド102の上には研磨剤供給管103か
ら研磨剤104が滴下される。
に係る化学的機械研磨装置の基板保持具の断面構造を示
しており、図1に示すように、回転可能に設けられた研
磨定盤101の上には研磨パッド102が貼着されてお
り、該研磨パッド102の上には研磨剤供給管103か
ら研磨剤104が滴下される。
【0042】研磨パッド102の上方には、基板保持板
105が回転可能に設けられており、該基板保持板10
5の周縁部の下面にはリング状部材106が固定されて
いる。リング状部材106の内周面にはバッキングパッ
ド107が設けられており、半導体基板108は、リン
グ状部材106及びバッキングパッド107により基板
保持板105に保持されている。尚、半導体基板108
の表面には被研磨膜109が堆積されている。
105が回転可能に設けられており、該基板保持板10
5の周縁部の下面にはリング状部材106が固定されて
いる。リング状部材106の内周面にはバッキングパッ
ド107が設けられており、半導体基板108は、リン
グ状部材106及びバッキングパッド107により基板
保持板105に保持されている。尚、半導体基板108
の表面には被研磨膜109が堆積されている。
【0043】第1の実施形態の特徴として、基板保持板
105の内部におけるバッキングパッド107の上側に
は、半導体基板108の温度を検出する複数の温度セン
サ110が分散して設けられていると共に、基板保持板
105の内部における温度センサ110の上側には複数
のヒーター111が分散して設けられている。また、基
板保持板105の回転軸105aには温度制御手段11
2が設けられており、該温度制御手段112は、各温度
センサ110により検出された半導体基板108の温度
分布に基づき各ヒーター111を制御して半導体基板1
08の面内温度を均一にする。
105の内部におけるバッキングパッド107の上側に
は、半導体基板108の温度を検出する複数の温度セン
サ110が分散して設けられていると共に、基板保持板
105の内部における温度センサ110の上側には複数
のヒーター111が分散して設けられている。また、基
板保持板105の回転軸105aには温度制御手段11
2が設けられており、該温度制御手段112は、各温度
センサ110により検出された半導体基板108の温度
分布に基づき各ヒーター111を制御して半導体基板1
08の面内温度を均一にする。
【0044】以下、第1の実施形態に係る化学的機械研
磨装置を用いて行なう化学的機械研磨方法について説明
する。
磨装置を用いて行なう化学的機械研磨方法について説明
する。
【0045】まず、研磨定盤101を回転することによ
り研磨パッド102を回転させながら、研磨剤供給管1
03から研磨剤104を研磨パッド102上に滴下する
と共に、基板保持板105を研磨定盤101と同方向に
回転しながら降下させることにより、基板保持板105
に保持された半導体基板108の被研磨膜109を研磨
パッド102に押し付ける。このようにすると、被研磨
膜109は研磨剤104の存在下で研磨パッド102と
摺接するため、被研磨膜109の表面の凹凸が緩和され
て被研磨膜109の表面が平坦になる。
り研磨パッド102を回転させながら、研磨剤供給管1
03から研磨剤104を研磨パッド102上に滴下する
と共に、基板保持板105を研磨定盤101と同方向に
回転しながら降下させることにより、基板保持板105
に保持された半導体基板108の被研磨膜109を研磨
パッド102に押し付ける。このようにすると、被研磨
膜109は研磨剤104の存在下で研磨パッド102と
摺接するため、被研磨膜109の表面の凹凸が緩和され
て被研磨膜109の表面が平坦になる。
【0046】ところで、研磨時には、被研磨膜109と
研磨パッド102との摩擦によって半導体基板108の
温度は上昇するが、前述したように、半導体基板108
の周縁部は中央部に比べて放熱されやすいので、従来に
おいては、半導体基板108の面内において、中央部か
ら周縁部に架けて低下していくような温度分布となる。
この温度分布は各温度センサ110により検出されるの
で、温度制御手段112は各ヒーター111を制御し
て、半導体基板108の面内温度を均一にする。具体的
には、半導体基板108の各部位の温度が、各温度セン
サ110により検出された半導体基板108の温度のう
ち最も高い温度である研磨温度になるように、各ヒータ
ー111を制御する。これによって、被研磨膜109の
研磨速度が面内において均一になるので、被研磨膜10
9の表面は極めて平坦になる。
研磨パッド102との摩擦によって半導体基板108の
温度は上昇するが、前述したように、半導体基板108
の周縁部は中央部に比べて放熱されやすいので、従来に
おいては、半導体基板108の面内において、中央部か
ら周縁部に架けて低下していくような温度分布となる。
この温度分布は各温度センサ110により検出されるの
で、温度制御手段112は各ヒーター111を制御し
て、半導体基板108の面内温度を均一にする。具体的
には、半導体基板108の各部位の温度が、各温度セン
サ110により検出された半導体基板108の温度のう
ち最も高い温度である研磨温度になるように、各ヒータ
ー111を制御する。これによって、被研磨膜109の
研磨速度が面内において均一になるので、被研磨膜10
9の表面は極めて平坦になる。
【0047】尚、第1の実施形態においては、基板保持
台105に設けられた複数の温度センサ110により半
導体基板108の温度分布を検出したが、これに代え
て、研磨パッド102の上における半導体基板108と
摺接する研磨領域の研磨剤104の温度分布を検出し、
検出した研磨剤104の温度分布に基づき各ヒーター1
11を制御して半導体基板108の面内温度を均一にし
てもよい。
台105に設けられた複数の温度センサ110により半
導体基板108の温度分布を検出したが、これに代え
て、研磨パッド102の上における半導体基板108と
摺接する研磨領域の研磨剤104の温度分布を検出し、
検出した研磨剤104の温度分布に基づき各ヒーター1
11を制御して半導体基板108の面内温度を均一にし
てもよい。
【0048】(第2の実施形態)図2は第2の実施形態
に係る化学的機械研磨装置の概略構成を示しており、図
2に示すように、チャンバー200の内部には研磨定盤
201が回転可能に設けられている。研磨定盤201の
上には研磨パッド202が貼着されており、該研磨パッ
ド202の上には研磨剤供給管203から研磨剤204
が滴下される。
に係る化学的機械研磨装置の概略構成を示しており、図
2に示すように、チャンバー200の内部には研磨定盤
201が回転可能に設けられている。研磨定盤201の
上には研磨パッド202が貼着されており、該研磨パッ
ド202の上には研磨剤供給管203から研磨剤204
が滴下される。
【0049】研磨パッド202の上方には基板保持板2
05が回転可能に設けられており、該基板保持板205
は半導体基板208を保持している。尚、図示は省略し
ているが、第1の実施形態と同様、半導体基板208の
表面には被研磨膜が堆積されている。
05が回転可能に設けられており、該基板保持板205
は半導体基板208を保持している。尚、図示は省略し
ているが、第1の実施形態と同様、半導体基板208の
表面には被研磨膜が堆積されている。
【0050】第2の実施形態においても、図示は省略し
たが、第1の実施形態と同様、基板保持板205の内部
には、半導体基板208の温度を検出する複数の温度セ
ンサが分散して設けられている。
たが、第1の実施形態と同様、基板保持板205の内部
には、半導体基板208の温度を検出する複数の温度セ
ンサが分散して設けられている。
【0051】また、第2の実施形態においては、チャン
バー200の側壁に複数のヒーター211が分散して設
けられていると共に、チャンバー200の内部には温度
制御手段212が設けられており、該温度制御手段21
2は、基板保持板205に設けられた温度センサにより
検出された半導体基板208の温度分布に基づき各ヒー
ター211を制御して半導体基板208の面内温度を均
一にする。具体的には、半導体基板208の各部位の温
度が、所定の温度、例えば、基板保持板205の内部に
設けられた各センサにより検出された半導体基板208
の温度のうち最も高い温度である研磨温度になるよう
に、各ヒーター211を制御する。これによって、被研
磨膜の研磨速度が面内において均一になるので、被研磨
膜の表面は極めて平坦になる。
バー200の側壁に複数のヒーター211が分散して設
けられていると共に、チャンバー200の内部には温度
制御手段212が設けられており、該温度制御手段21
2は、基板保持板205に設けられた温度センサにより
検出された半導体基板208の温度分布に基づき各ヒー
ター211を制御して半導体基板208の面内温度を均
一にする。具体的には、半導体基板208の各部位の温
度が、所定の温度、例えば、基板保持板205の内部に
設けられた各センサにより検出された半導体基板208
の温度のうち最も高い温度である研磨温度になるよう
に、各ヒーター211を制御する。これによって、被研
磨膜の研磨速度が面内において均一になるので、被研磨
膜の表面は極めて平坦になる。
【0052】以下、第2の実施形態に係る化学的機械研
磨装置を用いて行なう化学的機械研磨方法について説明
する。
磨装置を用いて行なう化学的機械研磨方法について説明
する。
【0053】まず、研磨定盤201を回転することによ
り研磨パッド202を回転させながら、研磨剤供給管2
03から研磨剤204を研磨パッド202上に滴下する
と共に、基板保持板205を研磨定盤201と同方向に
回転しながら降下させることにより、基板保持板205
に保持された半導体基板208の被研磨膜を研磨パッド
202に押し付ける。このようにすると、被研磨膜は研
磨剤204の存在下で研磨パッド202と摺接するた
め、被研磨膜の表面の凹凸が緩和されて被研磨膜の表面
が平坦になる。
り研磨パッド202を回転させながら、研磨剤供給管2
03から研磨剤204を研磨パッド202上に滴下する
と共に、基板保持板205を研磨定盤201と同方向に
回転しながら降下させることにより、基板保持板205
に保持された半導体基板208の被研磨膜を研磨パッド
202に押し付ける。このようにすると、被研磨膜は研
磨剤204の存在下で研磨パッド202と摺接するた
め、被研磨膜の表面の凹凸が緩和されて被研磨膜の表面
が平坦になる。
【0054】ところで、前述したように、従来において
は、研磨時には、半導体基板208の面内においては、
中央部から周縁部に架けて低下していくような温度分布
になるが、第2の実施形態においては、温度制御手段2
12は各ヒーター211を制御して、半導体基板208
の面内温度を均一にするため、被研磨膜の研磨速度が面
内において均一になるので、被研磨膜の表面は極めて平
坦になる。
は、研磨時には、半導体基板208の面内においては、
中央部から周縁部に架けて低下していくような温度分布
になるが、第2の実施形態においては、温度制御手段2
12は各ヒーター211を制御して、半導体基板208
の面内温度を均一にするため、被研磨膜の研磨速度が面
内において均一になるので、被研磨膜の表面は極めて平
坦になる。
【0055】また、温度制御手段212は、基板保持板
205の内部に設けられた各センサにより検出された半
導体基板208の温度に基づいて、複数の半導体基板2
08に対する研磨温度が所定温度例えば研磨温度になる
ように各ヒーター211を制御してもよい。このように
すると、複数の半導体基板208に対して同一の研磨温
度で研磨できるため、複数の半導体基板208に形成さ
れている被研磨膜に対する研磨速度を均一化できるの
で、異なる半導体基板208に堆積されている被研磨膜
を同程度に平坦化することができる。
205の内部に設けられた各センサにより検出された半
導体基板208の温度に基づいて、複数の半導体基板2
08に対する研磨温度が所定温度例えば研磨温度になる
ように各ヒーター211を制御してもよい。このように
すると、複数の半導体基板208に対して同一の研磨温
度で研磨できるため、複数の半導体基板208に形成さ
れている被研磨膜に対する研磨速度を均一化できるの
で、異なる半導体基板208に堆積されている被研磨膜
を同程度に平坦化することができる。
【0056】尚、第2の実施形態においては、基板保持
台205に設けられた複数の温度センサにより半導体基
板208の温度分布を検出したが、これに代えて、研磨
パッド202の上における半導体基板208と摺接する
研磨領域の研磨剤204の温度分布を検出し、検出した
研磨剤204の温度分布に基づき各ヒーター211を制
御して半導体基板208の面内温度を均一にしてもよ
い。
台205に設けられた複数の温度センサにより半導体基
板208の温度分布を検出したが、これに代えて、研磨
パッド202の上における半導体基板208と摺接する
研磨領域の研磨剤204の温度分布を検出し、検出した
研磨剤204の温度分布に基づき各ヒーター211を制
御して半導体基板208の面内温度を均一にしてもよ
い。
【0057】(第3の実施形態)図3は第3の実施形態
に係る化学的機械研磨装置の概略構成を示しており、図
3に示すように、回転可能に設けられた研磨定盤301
の上には研磨パッド302が貼着されており、該研磨パ
ッド302の上には研磨剤供給管303の一端部から研
磨剤304が滴下される。
に係る化学的機械研磨装置の概略構成を示しており、図
3に示すように、回転可能に設けられた研磨定盤301
の上には研磨パッド302が貼着されており、該研磨パ
ッド302の上には研磨剤供給管303の一端部から研
磨剤304が滴下される。
【0058】研磨パッド302の上方には基板保持板3
05が回転可能に設けられており、該基板保持板305
は半導体基板308を保持している。尚、図示は省略し
たが、第1の実施形態と同様、半導体基板308の表面
には被研磨膜が堆積されている。
05が回転可能に設けられており、該基板保持板305
は半導体基板308を保持している。尚、図示は省略し
たが、第1の実施形態と同様、半導体基板308の表面
には被研磨膜が堆積されている。
【0059】第3の実施形態においても、図示は省略し
たが、第1の実施形態と同様、基板保持板305の内部
には、半導体基板308の温度を検出する複数の温度セ
ンサが分散して設けられている。
たが、第1の実施形態と同様、基板保持板305の内部
には、半導体基板308の温度を検出する複数の温度セ
ンサが分散して設けられている。
【0060】また、第3の実施形態においては、研磨剤
304を貯留しており研磨剤供給管303の他端部が挿
入されている研磨剤貯留槽313の側壁内にヒーター3
11が設けられていると共に、研磨剤貯留槽313の外
部に温度制御手段312が設けられており、該温度制御
手段312は、基板保持板305に設けられた温度セン
サにより検出された半導体基板308の温度に基づい
て、研磨剤貯留槽313に貯留されている研磨剤304
の温度が所定温度例えば研磨温度になるようにヒーター
311を制御する。
304を貯留しており研磨剤供給管303の他端部が挿
入されている研磨剤貯留槽313の側壁内にヒーター3
11が設けられていると共に、研磨剤貯留槽313の外
部に温度制御手段312が設けられており、該温度制御
手段312は、基板保持板305に設けられた温度セン
サにより検出された半導体基板308の温度に基づい
て、研磨剤貯留槽313に貯留されている研磨剤304
の温度が所定温度例えば研磨温度になるようにヒーター
311を制御する。
【0061】以下、第3の実施形態に係る化学的機械研
磨装置を用いて行なう化学的機械研磨方法について説明
する。
磨装置を用いて行なう化学的機械研磨方法について説明
する。
【0062】まず、研磨定盤301を回転することによ
り研磨パッド302を回転させながら、研磨剤供給管3
03から研磨剤304を研磨パッド302上に滴下する
と共に、基板保持板305を研磨定盤301と同方向に
回転しながら降下させることにより、基板保持板305
に保持された半導体基板308の被研磨膜を研磨パッド
302に押し付ける。このようにすると、被研磨膜は研
磨剤304の存在下で研磨パッド302と摺接するた
め、被研磨膜の表面の凹凸が緩和されて被研磨膜の表面
が平坦になる。
り研磨パッド302を回転させながら、研磨剤供給管3
03から研磨剤304を研磨パッド302上に滴下する
と共に、基板保持板305を研磨定盤301と同方向に
回転しながら降下させることにより、基板保持板305
に保持された半導体基板308の被研磨膜を研磨パッド
302に押し付ける。このようにすると、被研磨膜は研
磨剤304の存在下で研磨パッド302と摺接するた
め、被研磨膜の表面の凹凸が緩和されて被研磨膜の表面
が平坦になる。
【0063】この場合、温度制御手段312は、研磨剤
貯留槽313に貯留されている研磨剤304の温度が所
定温度例えば研磨温度になるようにヒーター311を制
御するため、複数の半導体基板308に形成されている
被研磨膜に対して同一の研磨温度で研磨できるため、各
被研磨膜に対する研磨速度を均一化できるので、異なる
半導体基板308に堆積されている被研磨膜を同程度に
平坦化することができる。
貯留槽313に貯留されている研磨剤304の温度が所
定温度例えば研磨温度になるようにヒーター311を制
御するため、複数の半導体基板308に形成されている
被研磨膜に対して同一の研磨温度で研磨できるため、各
被研磨膜に対する研磨速度を均一化できるので、異なる
半導体基板308に堆積されている被研磨膜を同程度に
平坦化することができる。
【0064】尚、第3の実施形態においては、基板保持
台305に設けられた複数の温度センサにより半導体基
板308の温度分布を検出したが、これに代えて、研磨
パッド302の上における半導体基板308と摺接する
研磨領域の研磨剤304の温度分布を検出し、検出した
研磨剤304の温度分布に基づいてヒーター311を制
御してもよい。
台305に設けられた複数の温度センサにより半導体基
板308の温度分布を検出したが、これに代えて、研磨
パッド302の上における半導体基板308と摺接する
研磨領域の研磨剤304の温度分布を検出し、検出した
研磨剤304の温度分布に基づいてヒーター311を制
御してもよい。
【0065】(第4の実施形態)図4は第4の実施形態
に係る化学的機械研磨装置の概略構成を示しており、図
4に示すように、回転可能に設けられた研磨定盤401
の上には研磨パッド402が貼着されており、該研磨パ
ッド402の上には研磨剤供給管403から研磨剤40
4が滴下される。
に係る化学的機械研磨装置の概略構成を示しており、図
4に示すように、回転可能に設けられた研磨定盤401
の上には研磨パッド402が貼着されており、該研磨パ
ッド402の上には研磨剤供給管403から研磨剤40
4が滴下される。
【0066】研磨パッド402の上方には基板保持板4
05が回転可能に設けられており、、該基板保持板40
5の周縁部の下面にはリング状部材406が固定されて
いる。リング状部材406の内周面にはバッキングパッ
ド407が設けられており、半導体基板408は、リン
グ状部材406及びバッキングパッド407により基板
保持板405に保持されており、該半導体基板408の
表面には被研磨膜409が堆積されている。
05が回転可能に設けられており、、該基板保持板40
5の周縁部の下面にはリング状部材406が固定されて
いる。リング状部材406の内周面にはバッキングパッ
ド407が設けられており、半導体基板408は、リン
グ状部材406及びバッキングパッド407により基板
保持板405に保持されており、該半導体基板408の
表面には被研磨膜409が堆積されている。
【0067】第4の実施形態においても、第1の実施形
態と同様、基板保持板405の内部には、半導体基板4
08の温度を検出する複数の温度センサ410が分散し
て設けられている。
態と同様、基板保持板405の内部には、半導体基板4
08の温度を検出する複数の温度センサ410が分散し
て設けられている。
【0068】また、第4の実施形態においては、基板保
持板405の回転軸405aの内部には、中心部を上下
方向に延びる内側の流体流通路415と周縁部を上下方
向に延びる外側の流体流通路416とからなる内外2重
の流体流通路が設けられている。外側の流体流通路41
6の下端部は基板保持板405の内部を水平方向へ分岐
して放射状に拡がる基板流体流通路417に連通してお
り、該基板流体流通路417の周端部はバッキングパッ
ド407の内部を水平方向へ放射状に拡がるパッド流体
流通路418の周端部に連通している。パッド流体流通
路418は中央部において集合しており、パッド流体流
通路418の中央部は内側の流体流通路415の下端部
と連通している。
持板405の回転軸405aの内部には、中心部を上下
方向に延びる内側の流体流通路415と周縁部を上下方
向に延びる外側の流体流通路416とからなる内外2重
の流体流通路が設けられている。外側の流体流通路41
6の下端部は基板保持板405の内部を水平方向へ分岐
して放射状に拡がる基板流体流通路417に連通してお
り、該基板流体流通路417の周端部はバッキングパッ
ド407の内部を水平方向へ放射状に拡がるパッド流体
流通路418の周端部に連通している。パッド流体流通
路418は中央部において集合しており、パッド流体流
通路418の中央部は内側の流体流通路415の下端部
と連通している。
【0069】内側の流体流通路415の上端部及び外側
の流体流通路416の上端部は、基板保持板405の回
転軸405aの上部に設けられ、流体を貯留している流
体供給槽419にそれぞれ連通している。流体供給槽4
19の側壁内には図示しないヒーターが設けられている
と共に、流体供給槽419の外部に温度制御手段412
が設けられており、該温度制御手段412は、温度セン
サ410により検出された半導体基板408の温度分布
に基づき流体供給槽419のヒーターを制御して半導体
基板408の面内温度を均一にする。具体的には、温度
制御手段412は、流体供給槽419内の流体の温度
が、所定の温度、例えば、温度センサ410により検出
された半導体基板408の温度のうち最も高い温度であ
る研磨温度に一致するように流体供給槽419のヒータ
ーを制御する。尚、流体供給槽419に貯留される流体
としては、例えば空気、純水又は研磨剤が挙げられる。
の流体流通路416の上端部は、基板保持板405の回
転軸405aの上部に設けられ、流体を貯留している流
体供給槽419にそれぞれ連通している。流体供給槽4
19の側壁内には図示しないヒーターが設けられている
と共に、流体供給槽419の外部に温度制御手段412
が設けられており、該温度制御手段412は、温度セン
サ410により検出された半導体基板408の温度分布
に基づき流体供給槽419のヒーターを制御して半導体
基板408の面内温度を均一にする。具体的には、温度
制御手段412は、流体供給槽419内の流体の温度
が、所定の温度、例えば、温度センサ410により検出
された半導体基板408の温度のうち最も高い温度であ
る研磨温度に一致するように流体供給槽419のヒータ
ーを制御する。尚、流体供給槽419に貯留される流体
としては、例えば空気、純水又は研磨剤が挙げられる。
【0070】以下、第4の実施形態に係る化学的機械研
磨装置を用いて行なう化学的機械研磨方法について説明
する。
磨装置を用いて行なう化学的機械研磨方法について説明
する。
【0071】まず、研磨定盤401を回転することによ
り研磨パッド402を回転させながら、研磨剤供給管4
03から研磨剤404を研磨パッド402上に滴下する
と共に、基板保持板405を研磨定盤401と同方向に
回転しながら降下させることにより、基板保持板405
に保持された半導体基板408の被研磨膜409を研磨
パッド402に押し付ける。このようにすると、被研磨
膜409は研磨剤404の存在下で研磨パッド402と
摺接するため、被研磨膜409の表面の凹凸が緩和され
て被研磨膜409の表面が平坦になる。
り研磨パッド402を回転させながら、研磨剤供給管4
03から研磨剤404を研磨パッド402上に滴下する
と共に、基板保持板405を研磨定盤401と同方向に
回転しながら降下させることにより、基板保持板405
に保持された半導体基板408の被研磨膜409を研磨
パッド402に押し付ける。このようにすると、被研磨
膜409は研磨剤404の存在下で研磨パッド402と
摺接するため、被研磨膜409の表面の凹凸が緩和され
て被研磨膜409の表面が平坦になる。
【0072】ところで、前述したように、従来において
は、研磨時には、半導体基板408の面内においては、
中央部から周縁部に架けて低下していくような温度分布
になるが、第4の実施形態においては、温度制御手段4
12は流体供給槽419のヒーターを制御して、流体供
給槽419内に貯留されており、基板流体流通路417
及びパッド流体流通路418を流通する流体の温度を研
磨温度と一致させるので、半導体基板408の面内温度
は均一になる。これによって、被研磨膜409の研磨速
度が面内において均一になるので、被研磨膜409の表
面は極めて平坦になる。
は、研磨時には、半導体基板408の面内においては、
中央部から周縁部に架けて低下していくような温度分布
になるが、第4の実施形態においては、温度制御手段4
12は流体供給槽419のヒーターを制御して、流体供
給槽419内に貯留されており、基板流体流通路417
及びパッド流体流通路418を流通する流体の温度を研
磨温度と一致させるので、半導体基板408の面内温度
は均一になる。これによって、被研磨膜409の研磨速
度が面内において均一になるので、被研磨膜409の表
面は極めて平坦になる。
【0073】さらに、第4の実施形態によると、流体供
給槽419内に貯留されている流体の温度を所定の温度
に制御するため、複数の半導体基板408に形成されて
いる被研磨膜409に対して同一の研磨温度で研磨でき
るので、異なる半導体基板408に堆積されている被研
磨膜409を同程度に平坦化することができる。
給槽419内に貯留されている流体の温度を所定の温度
に制御するため、複数の半導体基板408に形成されて
いる被研磨膜409に対して同一の研磨温度で研磨でき
るので、異なる半導体基板408に堆積されている被研
磨膜409を同程度に平坦化することができる。
【0074】尚、第4の実施形態においては、基板保持
台405に設けられた複数の温度センサにより半導体基
板408の温度分布を検出したが、これに代えて、研磨
パッド402の上における半導体基板408と摺接する
研磨領域の研磨剤404の温度分布を検出し、検出した
研磨剤404の温度分布に基づいて流体供給槽419に
設けられているヒーターを制御してもよい。
台405に設けられた複数の温度センサにより半導体基
板408の温度分布を検出したが、これに代えて、研磨
パッド402の上における半導体基板408と摺接する
研磨領域の研磨剤404の温度分布を検出し、検出した
研磨剤404の温度分布に基づいて流体供給槽419に
設けられているヒーターを制御してもよい。
【0075】(第5の実施形態)図5は第5の実施形態
に係る化学的機械研磨装置の概略構成を示しており、図
5に示すように、回転可能に設けられた研磨定盤501
の上には研磨パッド502が貼着されており、該研磨パ
ッド502の上には研磨剤供給管503の一端部から研
磨剤504が滴下される。また、研磨剤供給管503の
他端部は、研磨剤504を貯留している研磨剤貯留槽5
13に挿入されている。
に係る化学的機械研磨装置の概略構成を示しており、図
5に示すように、回転可能に設けられた研磨定盤501
の上には研磨パッド502が貼着されており、該研磨パ
ッド502の上には研磨剤供給管503の一端部から研
磨剤504が滴下される。また、研磨剤供給管503の
他端部は、研磨剤504を貯留している研磨剤貯留槽5
13に挿入されている。
【0076】研磨パッド502の上方には基板保持板5
05が回転可能に設けられており、該基板保持板505
は半導体基板508を保持している。尚、図示は省略し
ているが、第1の実施形態と同様、半導体基板508の
表面には被研磨膜が堆積されている。
05が回転可能に設けられており、該基板保持板505
は半導体基板508を保持している。尚、図示は省略し
ているが、第1の実施形態と同様、半導体基板508の
表面には被研磨膜が堆積されている。
【0077】第5の実施形態の特徴として、研磨剤の原
液を貯留しており、貯留している研磨剤の原液を原液流
量調節弁520を介して研磨剤貯留槽513に供給する
原液貯留槽521と、純水を貯留しており、貯留してい
る純水を純水流量調節弁522を介して研磨剤貯留槽5
13に供給する純水貯留槽523とを備えている。ま
た、研磨剤貯留槽513の内部に、貯留している研磨剤
504の濃度を測定する濃度センサ524を備えている
と共に、研磨剤貯留槽513の外部に濃度制御装置52
5を備えており、該濃度制御装置525は、濃度センサ
524により検出された研磨剤貯留槽513内の研磨剤
504の濃度に基づき、原液流量調節弁520及び純水
流量調節弁522の開度を制御して、研磨剤貯留槽51
3内の研磨剤504の濃度を所定値に制御する。
液を貯留しており、貯留している研磨剤の原液を原液流
量調節弁520を介して研磨剤貯留槽513に供給する
原液貯留槽521と、純水を貯留しており、貯留してい
る純水を純水流量調節弁522を介して研磨剤貯留槽5
13に供給する純水貯留槽523とを備えている。ま
た、研磨剤貯留槽513の内部に、貯留している研磨剤
504の濃度を測定する濃度センサ524を備えている
と共に、研磨剤貯留槽513の外部に濃度制御装置52
5を備えており、該濃度制御装置525は、濃度センサ
524により検出された研磨剤貯留槽513内の研磨剤
504の濃度に基づき、原液流量調節弁520及び純水
流量調節弁522の開度を制御して、研磨剤貯留槽51
3内の研磨剤504の濃度を所定値に制御する。
【0078】以下、第5の実施形態に係る化学的機械研
磨装置を用いて行なう化学的機械研磨方法について説明
する。
磨装置を用いて行なう化学的機械研磨方法について説明
する。
【0079】まず、研磨定盤501を回転することによ
り研磨パッド502を回転させながら、研磨剤供給管5
03から研磨剤504を研磨パッド502上に滴下する
と共に、基板保持板505を研磨定盤501と同方向に
回転しながら降下させることにより、基板保持板505
に保持された半導体基板508の被研磨膜を研磨パッド
502に押し付ける。このようにすると、被研磨膜は研
磨剤504の存在下で研磨パッド502と摺接するた
め、被研磨膜の表面の凹凸が緩和されて被研磨膜の表面
が平坦になる。
り研磨パッド502を回転させながら、研磨剤供給管5
03から研磨剤504を研磨パッド502上に滴下する
と共に、基板保持板505を研磨定盤501と同方向に
回転しながら降下させることにより、基板保持板505
に保持された半導体基板508の被研磨膜を研磨パッド
502に押し付ける。このようにすると、被研磨膜は研
磨剤504の存在下で研磨パッド502と摺接するた
め、被研磨膜の表面の凹凸が緩和されて被研磨膜の表面
が平坦になる。
【0080】ところで、前述したように、従来において
は、研磨パッド502の上に供給される研磨剤504の
濃度は時間の経過と共に変化するため、複数の半導体基
板508の上に堆積されている被研磨膜に対する研磨速
度は同一ではないが、第5の実施形態によると、濃度制
御装置523は研磨剤貯留槽513内の研磨剤504の
濃度を所定値に制御するため、研磨パッド502の上に
供給される研磨剤504の濃度は一定になる。このた
め、複数の半導体基板508に形成されている被研磨膜
に対して同一の濃度の研磨剤504により研磨できるの
で、異なる半導体基板508に堆積されている被研磨膜
を同程度に平坦化することができる。
は、研磨パッド502の上に供給される研磨剤504の
濃度は時間の経過と共に変化するため、複数の半導体基
板508の上に堆積されている被研磨膜に対する研磨速
度は同一ではないが、第5の実施形態によると、濃度制
御装置523は研磨剤貯留槽513内の研磨剤504の
濃度を所定値に制御するため、研磨パッド502の上に
供給される研磨剤504の濃度は一定になる。このた
め、複数の半導体基板508に形成されている被研磨膜
に対して同一の濃度の研磨剤504により研磨できるの
で、異なる半導体基板508に堆積されている被研磨膜
を同程度に平坦化することができる。
【0081】尚、濃度センサ524に代えて、研磨剤5
04のpHを検出するpHセンサを設けると共に、濃度
制御装置525に代えて、研磨剤貯留槽513内の研磨
剤504のpHを所定値に制御するpH制御装置を設け
ても、第5の実施形態と同様の効果が得られる。
04のpHを検出するpHセンサを設けると共に、濃度
制御装置525に代えて、研磨剤貯留槽513内の研磨
剤504のpHを所定値に制御するpH制御装置を設け
ても、第5の実施形態と同様の効果が得られる。
【0082】また、第1〜第4の実施形態と第5の実施
形態とを組み合わせて、半導体基板又は研磨剤の温度を
制御すると共に、研磨剤の濃度又はpHを制御してもよ
い。このようにすると、半導体基板の上に堆積された被
研磨膜に対する研磨速度の面内均一性及び複数の半導体
基板の上に堆積されている各被研磨膜に対する研磨速度
の均一性を同時に且つ確実に実現することができる。
形態とを組み合わせて、半導体基板又は研磨剤の温度を
制御すると共に、研磨剤の濃度又はpHを制御してもよ
い。このようにすると、半導体基板の上に堆積された被
研磨膜に対する研磨速度の面内均一性及び複数の半導体
基板の上に堆積されている各被研磨膜に対する研磨速度
の均一性を同時に且つ確実に実現することができる。
【0083】さらに、第1〜第5の実施形態において
は、化学的機械研磨装置は、シングルキャリア機であっ
たが、これに代えて、マルチキャリア機であってもよ
い。
は、化学的機械研磨装置は、シングルキャリア機であっ
たが、これに代えて、マルチキャリア機であってもよ
い。
【0084】(第6の実施形態)以下、前記の第1〜第
4の実施形態に係る化学的機械研磨装置を用いて行なう
化学機械研磨方法について図6(a)〜(d)を参照し
ながら説明する。
4の実施形態に係る化学的機械研磨装置を用いて行なう
化学機械研磨方法について図6(a)〜(d)を参照し
ながら説明する。
【0085】まず、図6(a)において上下逆に示すよ
うに、半導体基板10の上に金属配線パターン11を形
成した後、金属配線パターン11を含む半導体基板10
の上に全面に亘って被研磨膜としての層間絶縁膜12を
堆積する。
うに、半導体基板10の上に金属配線パターン11を形
成した後、金属配線パターン11を含む半導体基板10
の上に全面に亘って被研磨膜としての層間絶縁膜12を
堆積する。
【0086】次に、図6(b)に示すように、研磨パッ
ド13を回転させながら該研磨パッド13の上に研磨剤
を滴下すると共に、半導体基板10を研磨パッド13と
同方向に回転しながら降下させることにより、半導体基
板10の上に堆積された層間絶縁膜12を研磨パッド1
3に押し付ける。この場合、第1〜第4の実施形態にお
いて説明したように、半導体基板10又は研磨剤を所定
温度に加熱しながら層間絶縁膜12を研磨するため、層
間絶縁膜12を研磨パッド13に押し付ける押圧力を従
来よりも低減することができる。
ド13を回転させながら該研磨パッド13の上に研磨剤
を滴下すると共に、半導体基板10を研磨パッド13と
同方向に回転しながら降下させることにより、半導体基
板10の上に堆積された層間絶縁膜12を研磨パッド1
3に押し付ける。この場合、第1〜第4の実施形態にお
いて説明したように、半導体基板10又は研磨剤を所定
温度に加熱しながら層間絶縁膜12を研磨するため、層
間絶縁膜12を研磨パッド13に押し付ける押圧力を従
来よりも低減することができる。
【0087】このようにすると、層間絶縁膜12は研磨
剤の存在下で研磨パッド13と摺接するため、図6
(c)に示すように、層間絶縁膜12の表面の凹凸が緩
和されて層間絶縁膜12の表面は平坦になる。
剤の存在下で研磨パッド13と摺接するため、図6
(c)に示すように、層間絶縁膜12の表面の凹凸が緩
和されて層間絶縁膜12の表面は平坦になる。
【0088】層間絶縁膜12の表面が平坦になると、図
6(d)に示すように、半導体基板10を上方に移動さ
せて平坦化工程を完了する。
6(d)に示すように、半導体基板10を上方に移動さ
せて平坦化工程を完了する。
【0089】前記のように、従来よりも小さい押圧力で
層間絶縁膜12を研磨パッド13に押し付けても、半導
体基板10又は研磨剤を所定温度に加熱しているため、
層間絶縁膜12の研磨速度は低下しない。
層間絶縁膜12を研磨パッド13に押し付けても、半導
体基板10又は研磨剤を所定温度に加熱しているため、
層間絶縁膜12の研磨速度は低下しない。
【0090】また、従来よりも小さい押圧力で層間絶縁
膜12を研磨パッド13に押し付けているため、研磨パ
ッド13の弾性変形量が小さくなるので、密な配線パタ
ーンの上に堆積されている層間絶縁膜12と疎な配線パ
ターンの上に堆積されている層間絶縁膜12とは同程度
の研磨速度で研磨されることになり、研磨速度のパター
ン密度依存性は低減する。従って、第6の実施形態によ
ると、研磨速度を低下させることなく研磨速度のパター
ン密度依存性を低減することが可能になる。
膜12を研磨パッド13に押し付けているため、研磨パ
ッド13の弾性変形量が小さくなるので、密な配線パタ
ーンの上に堆積されている層間絶縁膜12と疎な配線パ
ターンの上に堆積されている層間絶縁膜12とは同程度
の研磨速度で研磨されることになり、研磨速度のパター
ン密度依存性は低減する。従って、第6の実施形態によ
ると、研磨速度を低下させることなく研磨速度のパター
ン密度依存性を低減することが可能になる。
【0091】
【発明の効果】第1の化学的機械研磨装置によると、基
板の面内温度ひいては該基板に形成されている被研磨膜
の面内温度を均一にできると共に、被研磨膜を研磨パッ
ドに押し付ける押圧力を低減できるので、研磨速度の低
下を招くことなく、被研磨膜を面内において均一に研磨
することができる。
板の面内温度ひいては該基板に形成されている被研磨膜
の面内温度を均一にできると共に、被研磨膜を研磨パッ
ドに押し付ける押圧力を低減できるので、研磨速度の低
下を招くことなく、被研磨膜を面内において均一に研磨
することができる。
【0092】第2の化学的機械研磨装置によると、複数
の基板の温度ひいては複数の基板に形成されている各被
研磨膜の温度を均一にできると共に、各被研磨膜を研磨
パッドに押し付ける押圧力を低減できるので、研磨速度
の低下を招くことなく、複数の基板の上に堆積されてい
る各被研磨膜を均一に研磨することができる。
の基板の温度ひいては複数の基板に形成されている各被
研磨膜の温度を均一にできると共に、各被研磨膜を研磨
パッドに押し付ける押圧力を低減できるので、研磨速度
の低下を招くことなく、複数の基板の上に堆積されてい
る各被研磨膜を均一に研磨することができる。
【0093】第1又は第2の化学的機械研磨装置におい
て、基板加熱手段が基板保持手段に設けられたヒーター
であると、基板ひいては被研磨膜を簡易且つ確実に加熱
することができる。
て、基板加熱手段が基板保持手段に設けられたヒーター
であると、基板ひいては被研磨膜を簡易且つ確実に加熱
することができる。
【0094】また、第1又は第2の化学的機械研磨装置
がチャンバーを備え、基板加熱手段がチャンバーの内壁
面に設けられていると、基板の周縁部ひいては被研磨膜
の周縁部を確実に加熱することができる。
がチャンバーを備え、基板加熱手段がチャンバーの内壁
面に設けられていると、基板の周縁部ひいては被研磨膜
の周縁部を確実に加熱することができる。
【0095】また、第1又は第2の化学的機械研磨装置
において、基板加熱手段が基板保持手段に設けられた流
体循環路に高温の流体を供給する手段であると、基板ひ
いては被研磨膜を簡易且つ確実に加熱することができ
る。
において、基板加熱手段が基板保持手段に設けられた流
体循環路に高温の流体を供給する手段であると、基板ひ
いては被研磨膜を簡易且つ確実に加熱することができ
る。
【0096】第3の化学的機械研磨装置によると、複数
の基板に形成されている各被研磨膜に対する研磨温度を
均一にできると共に、各被研磨膜を研磨パッドに押し付
ける押圧力を低減できるので、研磨速度の低下を招くこ
となく、各被研磨膜を均一に研磨することができる。
の基板に形成されている各被研磨膜に対する研磨温度を
均一にできると共に、各被研磨膜を研磨パッドに押し付
ける押圧力を低減できるので、研磨速度の低下を招くこ
となく、各被研磨膜を均一に研磨することができる。
【0097】第4の化学的機械研磨装置によると、研磨
パッド上に供給される研磨剤の濃度又はpHを所定値に
制御できるため、複数の基板に形成されている各被研磨
膜に対する研磨剤の濃度又はpHを均一にできるので、
各被研磨膜を均一に研磨することができる。
パッド上に供給される研磨剤の濃度又はpHを所定値に
制御できるため、複数の基板に形成されている各被研磨
膜に対する研磨剤の濃度又はpHを均一にできるので、
各被研磨膜を均一に研磨することができる。
【0098】第1の化学的機械研磨方法によると、基板
の面内温度ひいては被研磨膜の面内温度を均一にできる
と共に、被研磨膜を研磨パッドに押し付ける押圧力を低
減できるので、研磨速度の低下を招くことなく、被研磨
膜を基板面内において均一に研磨することができる。
の面内温度ひいては被研磨膜の面内温度を均一にできる
と共に、被研磨膜を研磨パッドに押し付ける押圧力を低
減できるので、研磨速度の低下を招くことなく、被研磨
膜を基板面内において均一に研磨することができる。
【0099】第2の化学的機械研磨方法によると、複数
の基板に形成されている各被研磨膜に対する研磨速度を
均一にできると共に被研磨膜を研磨パッドに押し付ける
押圧力を低減できるので、研磨速度の低下を招くことな
く、各被研磨膜を均一に研磨することができる。
の基板に形成されている各被研磨膜に対する研磨速度を
均一にできると共に被研磨膜を研磨パッドに押し付ける
押圧力を低減できるので、研磨速度の低下を招くことな
く、各被研磨膜を均一に研磨することができる。
【0100】第3の化学的機械研磨方法によると、複数
の基板に形成されている各被研磨膜に対する研磨速度を
均一にできると共に被研磨膜を研磨パッドに押し付ける
押圧力を低減できるので、研磨速度の低下を招くことな
く、各被研磨膜を均一に研磨することができる。
の基板に形成されている各被研磨膜に対する研磨速度を
均一にできると共に被研磨膜を研磨パッドに押し付ける
押圧力を低減できるので、研磨速度の低下を招くことな
く、各被研磨膜を均一に研磨することができる。
【0101】第4の化学的機械研磨方法によると、複数
の基板に形成されている各被研磨膜に対する研磨速度を
均一にできるので、各被研磨膜を均一に研磨することが
できる。
の基板に形成されている各被研磨膜に対する研磨速度を
均一にできるので、各被研磨膜を均一に研磨することが
できる。
【図1】本発明の第1の実施形態に係る化学的機械研磨
装置の基板保持板の断面図である。
装置の基板保持板の断面図である。
【図2】本発明の第2の実施形態に係る化学的機械研磨
装置の概略斜視図である。
装置の概略斜視図である。
【図3】本発明の第3の実施形態に係る化学的機械研磨
装置の概略断面図である。
装置の概略断面図である。
【図4】本発明の第4の実施形態に係る化学的機械研磨
装置の概略断面図である。
装置の概略断面図である。
【図5】本発明の第5の実施形態に係る化学的機械研磨
装置の概略断面図である。
装置の概略断面図である。
【図6】(a)〜(d)は、本発明の第6の実施形態に
係る化学機械研磨方法の各工程を示す断面図である。
係る化学機械研磨方法の各工程を示す断面図である。
【図7】従来の化学的機械研磨装置の概略構成図であ
る。
る。
【図8】従来の化学的機械研磨装置における基板保持板
の概略断面図である。
の概略断面図である。
【図9】化学的機械研磨における研磨速度と研磨温度と
の関係を示す特性図である。
の関係を示す特性図である。
【図10】ウェハ上の中心部からの位置と研磨温度及び
研磨速度との関係を示す特性図である。
研磨速度との関係を示す特性図である。
101 研磨定盤 102 研磨パッド 103 研磨剤供給管 104 研磨剤 105 基板保持板 105a 回転軸 106 リング状部材 107 バッキングパッド 108 半導体基板 109 被研磨膜 110 温度センサ 111 ヒーター 112 温度制御手段 200 チャンバー 201 研磨定盤 202 研磨パッド 203 研磨剤供給管 204 研磨剤 205 基板保持板 208 半導体基板 211 ヒーター 212 温度制御手段 301 研磨定盤 302 研磨パッド 303 研磨剤供給管 304 研磨剤 305 基板保持板 308 半導体基板 311 ヒーター 312 温度制御手段 313 研磨剤貯留槽 401 研磨定盤 402 研磨パッド 403 研磨剤供給管 404 研磨剤 405 基板保持板 405a 回転軸 406 リング状部材 407 バッキングパッド 408 半導体基板 409 被研磨膜 410 温度センサ 412 温度制御手段 415 内側の流体流通路 416 外側の流体流通路 417 基板流体流通路 418 パッド流体流通路 419 流体供給槽 501 研磨定盤 502 研磨パッド 503 研磨剤供給管 504 研磨剤 505 基板保持板 508 半導体基板 513 研磨剤貯留槽 520 原液流量調節弁 521 原液貯留槽 522 純水流量調節弁 523 純水貯留槽 524 濃度センサ 525 濃度制御装置
Claims (11)
- 【請求項1】 平面運動をする研磨定盤と、 前記研磨定盤の上に設けられた研磨パッドと、 前記研磨パッドの上に研磨剤を供給する研磨剤供給手段
と、 表面に被研磨膜が堆積された基板を保持して該基板の被
研磨膜を前記研磨パッドに押し付ける基板保持手段と、 前記基板保持手段に保持されている基板の温度又は前記
基板保持手段に保持されている基板と前記研磨パッドと
の間に存在する研磨剤の温度を検出する温度検出手段
と、 前記温度検出手段が検出した温度に基づいて、前記基板
保持手段に保持されている基板の面内温度が均一になる
ように該基板を加熱する基板加熱手段とを備えているこ
とを特徴とする化学的機械研磨装置。 - 【請求項2】 平面運動をする研磨定盤と、 前記研磨定盤の上に設けられた研磨パッドと、 前記研磨パッドの上に研磨剤を供給する研磨剤供給手段
と、 表面に被研磨膜が堆積された基板を保持して該基板の被
研磨膜を前記研磨パッドに押し付ける基板保持手段と、 前記基板保持手段に保持されている基板の温度又は前記
基板保持手段に保持されている基板と前記研磨パッドと
の間に存在する研磨剤の温度を検出する温度検出手段
と、 前記温度検出手段が検出した温度に基づいて、前記基板
保持手段に保持されている基板の温度が所定値になるよ
うに該基板を加熱する基板加熱手段とを備えていること
を特徴とする化学的機械研磨装置。 - 【請求項3】 前記基板加熱手段は、前記基板保持手段
に設けられたヒーターであることを特徴とする請求項1
又は2に記載の化学的機械研磨装置。 - 【請求項4】 前記研磨定盤、研磨パッド、基板保持手
段及び温度検出手段を収納しているチャンバーをさらに
備えており、 前記基板加熱手段は、前記チャンバーの内壁面に設けら
れていることを特徴とする請求項1又は2に記載の化学
的機械研磨装置。 - 【請求項5】 前記基板加熱手段は、前記基板保持手段
に設けられた流体循環路と、前記流体循環路に高温の流
体を供給する高温流体供給手段とからなることを特徴と
する請求項1又は2に記載の化学的機械研磨装置。 - 【請求項6】 平面運動をする研磨定盤と、 前記研磨定盤の上に設けられた研磨パッドと、 前記研磨パッドの上に研磨剤を供給する研磨剤供給手段
と、 表面に被研磨膜が堆積された基板を保持して該基板の被
研磨膜を前記研磨パッドに押し付ける基板保持手段と、 前記基板保持手段に保持されている基板の温度又は前記
基板保持手段に保持されている基板と前記研磨パッドと
の間に存在する研磨剤の温度を検出する温度検出手段
と、 前記温度検出手段が検出した温度に基づいて、前記研磨
剤供給手段から前記研磨パッドの上に供給される研磨剤
の温度が所定値になるように該研磨剤を加熱する研磨剤
加熱手段とを備えていることを特徴とする化学的機械研
磨装置。 - 【請求項7】 平面運動をする研磨定盤と、 前記研磨定盤の上に設けられた研磨パッドと、 前記研磨パッドの上に研磨剤を供給する研磨剤供給手段
と、 表面に被研磨膜が堆積された基板を保持して該基板の被
研磨膜を前記研磨パッドに押し付ける基板保持手段と、 前記研磨剤供給手段から前記研磨パッド上に供給される
研磨剤の濃度又はpHを検出する検出手段と、 前記検出手段が検出した研磨剤の濃度又はpHに基づい
て、前記研磨剤供給手段から前記研磨パッド上に供給さ
れる研磨剤の濃度又はpHを所定値に制御する制御手段
とを備えていることを特徴とする化学的機械研磨装置。 - 【請求項8】 平面運動をする研磨パッドの上に研磨剤
を供給しながら、基板の表面に形成された被研磨膜を前
記研磨パッドに押し付けることにより、前記被研磨面を
研磨する化学的機械研磨方法であって、 前記基板の温度又は前記基板と前記研磨パッドとの間に
存在する研磨剤の温度を検出する工程と、 検出された温度に基づいて、前記基板の面内温度が均一
になるように基板を加熱する工程とを備えていることを
特徴とする化学的機械研磨方法。 - 【請求項9】 平面運動をする研磨パッドの上に研磨剤
を供給しながら、基板の表面に形成された被研磨膜を前
記研磨パッドに押し付けることにより、前記被研磨面を
研磨する化学的機械研磨方法であって、 前記基板の温度又は前記基板と前記研磨パッドとの間に
存在する研磨剤の温度を検出する工程と、 検出された温度に基づいて、前記基板の温度が所定値に
なるように前記基板を加熱する工程とを備えていること
を特徴とする化学的機械研磨方法。 - 【請求項10】 平面運動をする研磨パッドの上に研磨
剤を供給しながら、基板の表面に形成された被研磨膜を
前記研磨パッドに押し付けることにより、前記被研磨面
を研磨する化学的機械研磨方法であって、 前記基板の温度又は前記基板と前記研磨パッドとの間に
存在する研磨剤の温度を検出する工程と、 検出された温度に基づいて、前記研磨パッドの上に供給
される研磨剤の温度が所定値になるように前記研磨剤を
加熱する工程とを備えていることを特徴とする化学的機
械研磨方法。 - 【請求項11】 平面運動をする研磨パッドの上に研磨
剤を供給しながら、基板の表面に形成された被研磨膜を
前記研磨パッドに押し付けることにより、前記被研磨面
を研磨する化学的機械研磨方法であって、 前記研磨パッド上に供給される研磨剤の濃度又はpHを
検出する工程と、 検出された研磨剤の濃度又はpHに基づいて、前記研磨
パッド上に供給される研磨剤の濃度又はpHを所定値に
制御する工程とを備えていることを特徴とする化学的機
械研磨方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19849997A JPH1133897A (ja) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | 化学的機械研磨装置及び化学的機械研磨方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19849997A JPH1133897A (ja) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | 化学的機械研磨装置及び化学的機械研磨方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1133897A true JPH1133897A (ja) | 1999-02-09 |
Family
ID=16392155
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19849997A Pending JPH1133897A (ja) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | 化学的機械研磨装置及び化学的機械研磨方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1133897A (ja) |
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-
1997
- 1997-07-24 JP JP19849997A patent/JPH1133897A/ja active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040406 |