JP2000026841A - 半導体基板の研磨方法および半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体基板の研磨方法および半導体装置の製造方法Info
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- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
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- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体基板上に発生する欠陥を低減し、且つ、
生産性を損わない程度の研磨速度を維持し、安定した研
磨処理が可能になる研磨方法を提供する。 【解決手段】半導体装置の研磨工程に使用される研磨粒
子を含む研磨剤として、研磨粒子中に含まれるコランダ
ム型結晶であるアルミナが４％以上１６％以下であるよ
うに管理されたものを用いる。
生産性を損わない程度の研磨速度を維持し、安定した研
磨処理が可能になる研磨方法を提供する。 【解決手段】半導体装置の研磨工程に使用される研磨粒
子を含む研磨剤として、研磨粒子中に含まれるコランダ
ム型結晶であるアルミナが４％以上１６％以下であるよ
うに管理されたものを用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の研磨
方法および製造方法に係り、特に化学・機械的研磨（Ｃ
ＭＰ）技術を用いた半導体ウエハの研磨方法およびそれ
を用いた半導体装置の製造方法に関する。
方法および製造方法に係り、特に化学・機械的研磨（Ｃ
ＭＰ）技術を用いた半導体ウエハの研磨方法およびそれ
を用いた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在の超々大規模集積回路（ＵＬＳＩ）
では、トランジスタおよび他の半導体素子を縮小して実
装密度を高める傾向にある。このため、種々の微細加工
技術が研究・開発されており、デザインルールにおいて
は既にサブミクロンのオーダーとなっている。
では、トランジスタおよび他の半導体素子を縮小して実
装密度を高める傾向にある。このため、種々の微細加工
技術が研究・開発されており、デザインルールにおいて
は既にサブミクロンのオーダーとなっている。
【０００３】そのような厳しい微細化の要求を満たすた
めに開発されている技術の一つにＣＭＰがある。このＣ
ＭＰは、半導体装置の製造工程において、例えば埋め込
み金属配線形成、層間絶縁膜の平坦化、プラグ形成、埋
め込み素子分離、埋め込みキャパシタ形成等を行う際に
必須となる技術である。
めに開発されている技術の一つにＣＭＰがある。このＣ
ＭＰは、半導体装置の製造工程において、例えば埋め込
み金属配線形成、層間絶縁膜の平坦化、プラグ形成、埋
め込み素子分離、埋め込みキャパシタ形成等を行う際に
必須となる技術である。
【０００４】このＣＭＰ技術は、研磨粒子を含む研磨剤
（研磨液）を研磨面の上に供給し、被研磨面を有する基
板を研磨面に押圧しながら摺動させることにより、基板
上の被研磨膜を化学・機械的に研磨するものである。こ
の時の研磨粒子には種々の材料が用いられるが、金属配
線形成およびプラグ形成等にはアルミナを主成分とする
ものが使われることが多い。
（研磨液）を研磨面の上に供給し、被研磨面を有する基
板を研磨面に押圧しながら摺動させることにより、基板
上の被研磨膜を化学・機械的に研磨するものである。こ
の時の研磨粒子には種々の材料が用いられるが、金属配
線形成およびプラグ形成等にはアルミナを主成分とする
ものが使われることが多い。
【０００５】図７（ａ）〜（ｃ）は、ＣＭＰ技術を用い
た埋め込み金属配線形成工程を示す断面図である。ま
ず、図７（ａ）に示すように、半導体基板上に絶縁膜１
１を形成し、その上に通常のフォトリソグラフィー法お
よびエッチング法を用いて配線溝を形成する。次いで、
ＰＶＤ（物理的堆積）法もしくはＣＶＤ（化学気相成
長）法により金属膜１２を形成した後、研磨処理を行
い、埋め込み金属配線を形成する。
た埋め込み金属配線形成工程を示す断面図である。ま
ず、図７（ａ）に示すように、半導体基板上に絶縁膜１
１を形成し、その上に通常のフォトリソグラフィー法お
よびエッチング法を用いて配線溝を形成する。次いで、
ＰＶＤ（物理的堆積）法もしくはＣＶＤ（化学気相成
長）法により金属膜１２を形成した後、研磨処理を行
い、埋め込み金属配線を形成する。
【０００６】ここで、絶縁膜上まで研磨処理が行われた
場合の断面形状を図７（ｂ）に示しており、研磨後の表
面状態の一例を図７（ｃ）に示している。被研磨膜の研
磨量および被研磨面の表面状態は、研磨中の押圧力、基
板と研磨面との摺動速度、研磨剤の種類および供給量、
研磨時間、研磨面の状態等に依存するが、その変数の多
くは研磨装置により制御されている。
場合の断面形状を図７（ｂ）に示しており、研磨後の表
面状態の一例を図７（ｃ）に示している。被研磨膜の研
磨量および被研磨面の表面状態は、研磨中の押圧力、基
板と研磨面との摺動速度、研磨剤の種類および供給量、
研磨時間、研磨面の状態等に依存するが、その変数の多
くは研磨装置により制御されている。
【０００７】また、研磨剤中の研磨粒子や化学薬品等の
含有量を一定に保つためには、正確な秤量および化学成
分の定量分析等により制御されているが、実際には研磨
により、図７（ｃ）中に示すようなスクラッチ（欠陥）
１３が基板に発生してしまう。
含有量を一定に保つためには、正確な秤量および化学成
分の定量分析等により制御されているが、実際には研磨
により、図７（ｃ）中に示すようなスクラッチ（欠陥）
１３が基板に発生してしまう。
【０００８】ここで生じる欠陥１３は、基板内部にダメ
ージを与える他に、研磨工程の後に続く半導体製造工程
との組合せにより、例えば図８（ａ）、（ｂ）に示すよ
うな製品不良を引き起こす原因となる。
ージを与える他に、研磨工程の後に続く半導体製造工程
との組合せにより、例えば図８（ａ）、（ｂ）に示すよ
うな製品不良を引き起こす原因となる。
【０００９】即ち、図８（ａ）に示すように、前記金属
配線１２の形成後に層間絶縁膜１４を形成し、その上に
通常のフォトリソグラフィー法およびエッチング法を用
いて下層の金属配線膜までの貫通穴を形成する。
配線１２の形成後に層間絶縁膜１４を形成し、その上に
通常のフォトリソグラフィー法およびエッチング法を用
いて下層の金属配線膜までの貫通穴を形成する。
【００１０】次いで、ＰＶＤ法もしくはＣＶＤ法により
プラグ形成用の金属膜を形成した後、研磨処理を行いプ
ラグ１５を形成する。この際、プラグ形成用の金属膜の
うちで前記金属配線の形成工程にて発生したスクラッチ
箇所の上方に対応する一部１５ａが研磨処理にて除去さ
れずに残留してしまう。
プラグ形成用の金属膜を形成した後、研磨処理を行いプ
ラグ１５を形成する。この際、プラグ形成用の金属膜の
うちで前記金属配線の形成工程にて発生したスクラッチ
箇所の上方に対応する一部１５ａが研磨処理にて除去さ
れずに残留してしまう。
【００１１】従って、図８（ｂ）に示すように、前記プ
ラグ１５の形成後に上層の金属配線１７を形成すると、
配線間ショートが発生する。因みに、従来の研磨方法で
用いた研磨剤のロットと製品不良（欠陥数）との関係は
例えば図９に示すようになり、研磨剤のロットにより欠
陥数が変動してしまうこと、製品不良を多く引き起こし
ていることが分かる。
ラグ１５の形成後に上層の金属配線１７を形成すると、
配線間ショートが発生する。因みに、従来の研磨方法で
用いた研磨剤のロットと製品不良（欠陥数）との関係は
例えば図９に示すようになり、研磨剤のロットにより欠
陥数が変動してしまうこと、製品不良を多く引き起こし
ていることが分かる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
半導体装置の研磨方法および製造方法は、安定した研磨
処理ができず、研磨剤のロットにより欠陥数が変動し、
製品不良を多く引き起こすという問題があった。
半導体装置の研磨方法および製造方法は、安定した研磨
処理ができず、研磨剤のロットにより欠陥数が変動し、
製品不良を多く引き起こすという問題があった。
【００１３】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、半導体基板上に発生する欠陥を低減し、且
つ、生産性を損わない程度の研磨速度を維持し、安定し
た研磨処理が可能になる半導体装置の研磨方法を提供す
ることを目的とする。また、本発明の他の目的は、生産
性を損なわない程度に研磨速度を維持しつつ欠陥の発生
を抑制し得る半導体装置の製造方法製造方法を提供する
ことにある。
たもので、半導体基板上に発生する欠陥を低減し、且
つ、生産性を損わない程度の研磨速度を維持し、安定し
た研磨処理が可能になる半導体装置の研磨方法を提供す
ることを目的とする。また、本発明の他の目的は、生産
性を損なわない程度に研磨速度を維持しつつ欠陥の発生
を抑制し得る半導体装置の製造方法製造方法を提供する
ことにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体基板の研
磨方法は、半導体基板の研磨工程に使用される研磨粒子
を含む研磨剤として、前記研磨粒子中に含まれるコラン
ダム型結晶であるアルミナが４％以上１６％以下である
ように管理されたものを用いることを特徴とする。
磨方法は、半導体基板の研磨工程に使用される研磨粒子
を含む研磨剤として、前記研磨粒子中に含まれるコラン
ダム型結晶であるアルミナが４％以上１６％以下である
ように管理されたものを用いることを特徴とする。
【００１５】本発明の半導体基板の研磨方法は、研磨定
盤上に研磨面を設け、この研磨面と対向した位置に設け
られた保持部に被研磨面を有する被研磨物を保持する工
程と、前記研磨面の上に研磨粒子を含む研磨剤を供給
し、前記保持部と前記研磨定盤との間に圧力をかけて前
記研磨面と前記被研磨面とを摺動させることにより前記
被研磨物を研磨する工程とを具備し、前記研磨剤とし
て、前記研磨粒子中に含まれるコランダム型結晶である
アルミナが４％以上１６％以下であるように管理された
ものを用いることを特徴とする。
盤上に研磨面を設け、この研磨面と対向した位置に設け
られた保持部に被研磨面を有する被研磨物を保持する工
程と、前記研磨面の上に研磨粒子を含む研磨剤を供給
し、前記保持部と前記研磨定盤との間に圧力をかけて前
記研磨面と前記被研磨面とを摺動させることにより前記
被研磨物を研磨する工程とを具備し、前記研磨剤とし
て、前記研磨粒子中に含まれるコランダム型結晶である
アルミナが４％以上１６％以下であるように管理された
ものを用いることを特徴とする。
【００１６】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
基板上に被研磨膜を形成する工程と、前記被研磨膜の少
なくとも一部を、研磨粒子中に含まれるコランダム型結
晶であるアルミナが４％以上１６％以下であるように管
理された研磨剤により研磨する工程とを具備することを
特徴とする。
基板上に被研磨膜を形成する工程と、前記被研磨膜の少
なくとも一部を、研磨粒子中に含まれるコランダム型結
晶であるアルミナが４％以上１６％以下であるように管
理された研磨剤により研磨する工程とを具備することを
特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明者らは、研磨粒子中に含ま
れるコランダム型結晶であるアルミナ（α−アルミナ）
の含有量に対する基板上の欠陥と被研磨膜の研磨速度と
の関係から、生産性を損わない程度の研磨速度を維持し
つつ欠陥の発生を抑制し、安定した研磨を行えることを
見出し、この知見に基づいて本発明をするに至った。
れるコランダム型結晶であるアルミナ（α−アルミナ）
の含有量に対する基板上の欠陥と被研磨膜の研磨速度と
の関係から、生産性を損わない程度の研磨速度を維持し
つつ欠陥の発生を抑制し、安定した研磨を行えることを
見出し、この知見に基づいて本発明をするに至った。
【００１８】以下、図面を参照して本発明の実施の形態
を詳細に説明する。 ＜半導体装置の研磨方法の第１実施例＞研磨方法の第１
実施例では、研磨剤として、研磨粒子、酸化剤、純水を
混合した研磨液を用いた。酸化剤としては硝酸第二鉄
を、研磨粒子としてはアルミナを使用し、アルミナ粒子
中に含まれるコランダム型結晶であるアルミナの含有量
を変えることで数種類の研磨剤を作成した。
を詳細に説明する。 ＜半導体装置の研磨方法の第１実施例＞研磨方法の第１
実施例では、研磨剤として、研磨粒子、酸化剤、純水を
混合した研磨液を用いた。酸化剤としては硝酸第二鉄
を、研磨粒子としてはアルミナを使用し、アルミナ粒子
中に含まれるコランダム型結晶であるアルミナの含有量
を変えることで数種類の研磨剤を作成した。
【００１９】また、被研磨膜としては二種類用意した。
図１（ａ）は、第１の被研磨膜を示しており、シリコン
基板３１上にＣＶＤ法により酸化珪素膜３２を形成した
ものである。
図１（ａ）は、第１の被研磨膜を示しており、シリコン
基板３１上にＣＶＤ法により酸化珪素膜３２を形成した
ものである。
【００２０】図１（ｂ）は、第２の被研磨膜を示してお
り、シリコン基板４１上にＣＶＤ法により酸化珪素膜４
２を形成した後、さらにＰＶＤ法によりバリアメタル
（Barrier Metal ）４３を形成し、その上にＣＶＤ法に
よりタングステン膜４４を形成したものである。
り、シリコン基板４１上にＣＶＤ法により酸化珪素膜４
２を形成した後、さらにＰＶＤ法によりバリアメタル
（Barrier Metal ）４３を形成し、その上にＣＶＤ法に
よりタングステン膜４４を形成したものである。
【００２１】また、研磨装置としては、例えば図２に示
すような通常の研磨装置を用いた。図２に示す研磨装置
は、回転可能な研磨定盤５１と、研磨定盤５１上に貼付
された研磨布５２と、研磨定盤５１の上方に配置されて
いる回転可能な真空チャックホルダ５３と、研磨定盤５
１の上方に配置されているダイヤモンド粒子が電着され
た回転可能なプレート５４と、研磨剤撹拌機能を有する
研磨剤タンク（図示せず）に接続され、研磨剤吐出部が
研磨布５２近傍まで延出した研磨剤供給用配管５５とか
ら構成されている。
すような通常の研磨装置を用いた。図２に示す研磨装置
は、回転可能な研磨定盤５１と、研磨定盤５１上に貼付
された研磨布５２と、研磨定盤５１の上方に配置されて
いる回転可能な真空チャックホルダ５３と、研磨定盤５
１の上方に配置されているダイヤモンド粒子が電着され
た回転可能なプレート５４と、研磨剤撹拌機能を有する
研磨剤タンク（図示せず）に接続され、研磨剤吐出部が
研磨布５２近傍まで延出した研磨剤供給用配管５５とか
ら構成されている。
【００２２】上記研磨剤供給用配管５５は、研磨剤の供
給量を制御する手段を備えている。被研磨膜５０は、前
記研磨布５２に被研磨面が対向するように前記真空チャ
ックホルダ５３に真空チャックされる。被研磨膜５０が
研磨布５２に当接するときの圧力は、圧縮空気により任
意に制御できるようになっている。
給量を制御する手段を備えている。被研磨膜５０は、前
記研磨布５２に被研磨面が対向するように前記真空チャ
ックホルダ５３に真空チャックされる。被研磨膜５０が
研磨布５２に当接するときの圧力は、圧縮空気により任
意に制御できるようになっている。
【００２３】前記各研磨剤毎に、それを用いて前記酸化
珪素膜３２の研磨、前記タングステン膜４４の研磨を行
った。この場合、前記研磨装置の研磨布５２としては通
常使用されているもの（例えばポリウレタン）を用い
た。そして、研磨布５２の再生は研磨後に行い、ダイヤ
モンドが電着されているプレート５４により行った。
珪素膜３２の研磨、前記タングステン膜４４の研磨を行
った。この場合、前記研磨装置の研磨布５２としては通
常使用されているもの（例えばポリウレタン）を用い
た。そして、研磨布５２の再生は研磨後に行い、ダイヤ
モンドが電着されているプレート５４により行った。
【００２４】また、研磨の際の押圧力や研磨剤の供給
量、基板５０と研磨定盤５１の相対回転速度について
は、通常の条件（例えば、研磨圧力２００ｇｆ／ｃｍ
2 、研磨定盤５１および真空チャックホルダ５３の回転
数５０ｒｐｍ、研磨剤供給量２００ｍｌ／ｍｉｎ）を採
用した。
量、基板５０と研磨定盤５１の相対回転速度について
は、通常の条件（例えば、研磨圧力２００ｇｆ／ｃｍ
2 、研磨定盤５１および真空チャックホルダ５３の回転
数５０ｒｐｍ、研磨剤供給量２００ｍｌ／ｍｉｎ）を採
用した。
【００２５】なお、研磨粒子の平均粒径は、０．０１〜
５．０μｍであることが望ましい。この理由は、研磨粒
子の平均粒径が０．０１μｍ未満であると研磨速度が低
くなりすぎ、５．０μｍを超えると被研磨膜の欠陥の原
因になるからである。
５．０μｍであることが望ましい。この理由は、研磨粒
子の平均粒径が０．０１μｍ未満であると研磨速度が低
くなりすぎ、５．０μｍを超えると被研磨膜の欠陥の原
因になるからである。
【００２６】上記したような研磨条件で一定時間研磨を
行った後、酸化珪素膜３２上およびタングステン膜４４
上の欠陥数、酸化珪素膜３２およびタングステン膜４４
の残膜量を測定し、研磨前後の膜厚差から酸化珪素膜３
２およびタングステン膜４４の研磨速度を算出した。
行った後、酸化珪素膜３２上およびタングステン膜４４
上の欠陥数、酸化珪素膜３２およびタングステン膜４４
の残膜量を測定し、研磨前後の膜厚差から酸化珪素膜３
２およびタングステン膜４４の研磨速度を算出した。
【００２７】この場合、欠陥数の測定には画像処理方式
の測定器を用い、酸化珪素膜３２の膜厚の測定には光干
渉式膜厚測定器を用い、タングステン膜４４の膜厚の算
出にはシート抵抗測定器を用いた。
の測定器を用い、酸化珪素膜３２の膜厚の測定には光干
渉式膜厚測定器を用い、タングステン膜４４の膜厚の算
出にはシート抵抗測定器を用いた。
【００２８】図３（ａ）は、研磨方法の第１実施例に係
わる研磨粒子中に含まれるコランダム型結晶であるアル
ミナ( α−アルミナ) の含有量に対する基板上の欠陥数
の関係を示した。
わる研磨粒子中に含まれるコランダム型結晶であるアル
ミナ( α−アルミナ) の含有量に対する基板上の欠陥数
の関係を示した。
【００２９】図３（ｂ）は、研磨方法の第１実施例に係
わる研磨粒子中に含まれるコランダム型結晶であるアル
ミナ( α−アルミナ) の含有量に対する被研磨膜の研磨
速度の関係を示した。
わる研磨粒子中に含まれるコランダム型結晶であるアル
ミナ( α−アルミナ) の含有量に対する被研磨膜の研磨
速度の関係を示した。
【００３０】図３（ａ）に示すように、α―アルミナの
含有量が高いほど欠陥数が多くなる傾向にあり、４％〜
１６％では少ない数で安定していることが分かる。ま
た、図３（ｂ）に示すように、α―アルミナの含有量が
高いほど酸化珪素膜３２およびタングステン膜４４の研
磨速度も速くなる傾向にあるが、４％〜１６％では酸化
珪素膜３２に対するタングステン膜４４の研磨速度比は
十分に大きく、且つ、安定していることが分かる。
含有量が高いほど欠陥数が多くなる傾向にあり、４％〜
１６％では少ない数で安定していることが分かる。ま
た、図３（ｂ）に示すように、α―アルミナの含有量が
高いほど酸化珪素膜３２およびタングステン膜４４の研
磨速度も速くなる傾向にあるが、４％〜１６％では酸化
珪素膜３２に対するタングステン膜４４の研磨速度比は
十分に大きく、且つ、安定していることが分かる。
【００３１】これらのことから、研磨粒子中のα―アル
ミナの含有量を４％〜１６％に管理することにより、生
産性を損わない程度のタングステン膜Ｗの研磨速度を維
持しつつ欠陥の発生を抑制できることが分かる。
ミナの含有量を４％〜１６％に管理することにより、生
産性を損わない程度のタングステン膜Ｗの研磨速度を維
持しつつ欠陥の発生を抑制できることが分かる。
【００３２】＜半導体装置の製造方法の第１実施例＞次
に、実際に埋め込み金属配線を形成する時の研磨工程に
前記研磨方法の第１実施例を適用した結果について、図
４（ａ）、（ｂ）および図５を参照しながら詳細に説明
する。
に、実際に埋め込み金属配線を形成する時の研磨工程に
前記研磨方法の第１実施例を適用した結果について、図
４（ａ）、（ｂ）および図５を参照しながら詳細に説明
する。
【００３３】図４（ａ）は、被研磨膜を示しており、シ
リコン基板７１上に酸化珪素膜７２を形成し、その上に
通常のフォトリソグラフィー法およびエッチング法を用
いて配線溝を形成した後、ＰＶＤ法によりバリアメタル
７３を形成し、さらにＣＶＤ法によりタングステン膜７
４を形成したものである。
リコン基板７１上に酸化珪素膜７２を形成し、その上に
通常のフォトリソグラフィー法およびエッチング法を用
いて配線溝を形成した後、ＰＶＤ法によりバリアメタル
７３を形成し、さらにＣＶＤ法によりタングステン膜７
４を形成したものである。
【００３４】このような被研磨膜に対して、図２に示し
た研磨装置を用いて、図４（ｂ）に示すように、酸化珪
素膜７２上まで研磨を行った。この時の研磨処理は、前
記研磨方法の第１実施例と同様の研磨条件を用いた。ま
た、研磨後の欠陥測定は画像処理方式の測定器を用い
た。
た研磨装置を用いて、図４（ｂ）に示すように、酸化珪
素膜７２上まで研磨を行った。この時の研磨処理は、前
記研磨方法の第１実施例と同様の研磨条件を用いた。ま
た、研磨後の欠陥測定は画像処理方式の測定器を用い
た。
【００３５】図５は、半導体装置の製造に際して、前記
研磨方法の第１実施例を適用する前（従来）と適用後
（本実施例）における研磨剤ロットと製品欠陥数との関
係を示した。
研磨方法の第１実施例を適用する前（従来）と適用後
（本実施例）における研磨剤ロットと製品欠陥数との関
係を示した。
【００３６】この図５から、研磨粒子に含まれるα―ア
ルミナの含有量を管理することにより、欠陥の発生を抑
制できることが分かる。即ち、半導体装置の製造方法の
第１実施例によれば、アルミナ粒子を含む研磨剤を用い
て半導体基板上に成膜した膜を研磨する際、研磨粒子中
に含まれるコランダム型結晶であるアルミナの含有量を
４％以上１６％以下に管理した研磨剤を使用することに
より、基板への欠陥数の発生を抑制（低減）できるとと
もに、生産性を損なわない程度に被研磨膜の研磨速度を
維持することができる。
ルミナの含有量を管理することにより、欠陥の発生を抑
制できることが分かる。即ち、半導体装置の製造方法の
第１実施例によれば、アルミナ粒子を含む研磨剤を用い
て半導体基板上に成膜した膜を研磨する際、研磨粒子中
に含まれるコランダム型結晶であるアルミナの含有量を
４％以上１６％以下に管理した研磨剤を使用することに
より、基板への欠陥数の発生を抑制（低減）できるとと
もに、生産性を損なわない程度に被研磨膜の研磨速度を
維持することができる。
【００３７】しかも、金属配線形成およびプラグ形成等
の金属膜を研磨し、絶縁膜で研磨を停止させる研磨工程
では、絶縁膜に対する金属膜の研磨速度比が十分に大き
く、且つ安定であることが望まれるが、本発明によれ
ば、速度比の十分大きい安定な研磨が行える。
の金属膜を研磨し、絶縁膜で研磨を停止させる研磨工程
では、絶縁膜に対する金属膜の研磨速度比が十分に大き
く、且つ安定であることが望まれるが、本発明によれ
ば、速度比の十分大きい安定な研磨が行える。
【００３８】図６は、上記各実施例で使用されるα―ア
ルミナ（α―Ａｌ2 Ｏ3 ）（コランダム型）の結晶構造
を示している。図中、白丸は酸素原子であり、黒丸はア
ルミニウム原子である。
ルミナ（α―Ａｌ2 Ｏ3 ）（コランダム型）の結晶構造
を示している。図中、白丸は酸素原子であり、黒丸はア
ルミニウム原子である。
【００３９】アルミナの中ではα―アルミナが一番の硬
いので、このα―アルミナの量を少なくすることで基板
表面に発生する傷を少なくすることができる。また、γ
―アルミナが成長していきα―アルミナとなるので、α
―アルミナは粒径が大きく、α―アルミナの量を少なく
することで基板表面に大きな傷が入り難くなる。この結
果、α―アルミナの量を少なくすることで欠陥の発生を
抑制することができる。
いので、このα―アルミナの量を少なくすることで基板
表面に発生する傷を少なくすることができる。また、γ
―アルミナが成長していきα―アルミナとなるので、α
―アルミナは粒径が大きく、α―アルミナの量を少なく
することで基板表面に大きな傷が入り難くなる。この結
果、α―アルミナの量を少なくすることで欠陥の発生を
抑制することができる。
【００４０】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。例えば、基板の材料としては、シリコ
ン、石英、サファイア、Ａｌ2 Ｏ3 、III〜Ｖ族化合物
等を用いることができる。
るものではない。例えば、基板の材料としては、シリコ
ン、石英、サファイア、Ａｌ2 Ｏ3 、III〜Ｖ族化合物
等を用いることができる。
【００４１】研磨剤中の酸化剤としては、上記実施例の
硝酸第二鉄に限らず、他の酸化剤を用いた研磨にも応用
できる。また、被研磨膜としては、上記実施例では酸化
珪素膜およびタングステン膜を用いた場合について説明
したが、ＳｉＯ2 、α−Ｓｉ、ポリＳｉ、ＳｉＯＮ、Ｓ
ｉＯＦ、ＢＰＳＧ（Boron-Phospho-Silicata Glass）、
ＰＳＧ（Phospho-Silicata Glass）、ＳｉＮ、Ｓｉ3 Ｎ
4 、Ｓｉ、Ａｌ、Ｗ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ａ
ｕ、Ｐｔ、Ｒｕ、ＡｌＣｕ、ＡｌＳｉＣｕ等を主として
含む膜を用いることができる。また、研磨装置も上述し
た実施例に限定されない。
硝酸第二鉄に限らず、他の酸化剤を用いた研磨にも応用
できる。また、被研磨膜としては、上記実施例では酸化
珪素膜およびタングステン膜を用いた場合について説明
したが、ＳｉＯ2 、α−Ｓｉ、ポリＳｉ、ＳｉＯＮ、Ｓ
ｉＯＦ、ＢＰＳＧ（Boron-Phospho-Silicata Glass）、
ＰＳＧ（Phospho-Silicata Glass）、ＳｉＮ、Ｓｉ3 Ｎ
4 、Ｓｉ、Ａｌ、Ｗ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ａ
ｕ、Ｐｔ、Ｒｕ、ＡｌＣｕ、ＡｌＳｉＣｕ等を主として
含む膜を用いることができる。また、研磨装置も上述し
た実施例に限定されない。
【００４２】
【発明の効果】上述したように本発明によれば、研磨粒
子中に含まれるコランダム型結晶であるアルミナ含有量
を管理した研磨剤を使用することにより、半導体基板上
に発生する欠陥を低減し、且つ、生産性を損わない程度
の研磨速度を維持し、安定した研磨処理が可能になる半
導体装置の研磨方法および生産性を損なわない程度に研
磨速度を維持しつつ欠陥の発生を抑制し得る半導体装置
の製造方法を提供することができる。
子中に含まれるコランダム型結晶であるアルミナ含有量
を管理した研磨剤を使用することにより、半導体基板上
に発生する欠陥を低減し、且つ、生産性を損わない程度
の研磨速度を維持し、安定した研磨処理が可能になる半
導体装置の研磨方法および生産性を損なわない程度に研
磨速度を維持しつつ欠陥の発生を抑制し得る半導体装置
の製造方法を提供することができる。
【００４３】即ち、請求項１記載の研磨方法では、半導
体基板の研磨工程において使用される研磨粒子を含む研
磨剤として、研磨粒子中に含まれるコランダム型結晶で
あるアルミナが４％以上１６％以下であるものを用いる
ことを特徴とする。
体基板の研磨工程において使用される研磨粒子を含む研
磨剤として、研磨粒子中に含まれるコランダム型結晶で
あるアルミナが４％以上１６％以下であるものを用いる
ことを特徴とする。
【００４４】このように研磨粒子中に含まれるコランダ
ム型結晶であるアルミナ含有量を管理した研磨剤を使用
することにより、安定した研磨処理が可能になる。請求
項２記載の研磨方法では、研磨定盤上に研磨面を設け、
この研磨面と対向した位置に設けられた保持部に被研磨
面を有する被研磨物を保持する工程と、前記研磨面の上
に研磨粒子を含む研磨剤を供給し、前記保持部と前記研
磨定盤との間に圧力をかけて前記研磨面と前記被研磨面
とを摺動させることにより前記被研磨物を研磨する工程
とを具備し、前記研磨粒子中に含まれるコランダム型結
晶であるアルミナが４％以上１６％以下である前記研磨
剤を使用することを特徴とする。
ム型結晶であるアルミナ含有量を管理した研磨剤を使用
することにより、安定した研磨処理が可能になる。請求
項２記載の研磨方法では、研磨定盤上に研磨面を設け、
この研磨面と対向した位置に設けられた保持部に被研磨
面を有する被研磨物を保持する工程と、前記研磨面の上
に研磨粒子を含む研磨剤を供給し、前記保持部と前記研
磨定盤との間に圧力をかけて前記研磨面と前記被研磨面
とを摺動させることにより前記被研磨物を研磨する工程
とを具備し、前記研磨粒子中に含まれるコランダム型結
晶であるアルミナが４％以上１６％以下である前記研磨
剤を使用することを特徴とする。
【００４５】このように研磨粒子中に含まれるコランダ
ム型結晶であるアルミナ含有量を管理した研磨剤を使用
することにより、安定した研磨処理が可能になる。請求
項４記載の製造方法では、半導体基板上に被研磨膜を形
成する工程と、前記被研磨膜の少なくとも一部を、研磨
粒子中に含まれるコランダム型結晶であるアルミナが４
％以上１６％以下である研磨剤により研磨する工程とを
具備することを特徴とする。
ム型結晶であるアルミナ含有量を管理した研磨剤を使用
することにより、安定した研磨処理が可能になる。請求
項４記載の製造方法では、半導体基板上に被研磨膜を形
成する工程と、前記被研磨膜の少なくとも一部を、研磨
粒子中に含まれるコランダム型結晶であるアルミナが４
％以上１６％以下である研磨剤により研磨する工程とを
具備することを特徴とする。
【００４６】このように研磨粒子中に含まれるコランダ
ム型結晶であるアルミナ含有量を管理した研磨剤を使用
することにより、生産性を損なわない程度に研磨速度を
維持しつつ欠陥の発生を抑制し得る半導体装置を製造す
ることが可能になる。
ム型結晶であるアルミナ含有量を管理した研磨剤を使用
することにより、生産性を損なわない程度に研磨速度を
維持しつつ欠陥の発生を抑制し得る半導体装置を製造す
ることが可能になる。
【００４７】請求項５記載の製造方法では、表面に凹凸
を有する半導体基板に被研磨膜を形成する工程と、前記
被研磨膜を研磨粒子中に含まれるコランダム型結晶であ
るアルミナが４％以上１６％以下である研磨剤により研
磨して平坦化する工程とを具備することを特徴とする。
を有する半導体基板に被研磨膜を形成する工程と、前記
被研磨膜を研磨粒子中に含まれるコランダム型結晶であ
るアルミナが４％以上１６％以下である研磨剤により研
磨して平坦化する工程とを具備することを特徴とする。
【００４８】このように研磨粒子中に含まれるコランダ
ム型結晶であるアルミナ含有量を管理した研磨剤を使用
することにより、生産性を損なわない程度に研磨速度を
維持しつつ欠陥の発生を抑制し得る半導体装置を製造す
ることが可能になる。
ム型結晶であるアルミナ含有量を管理した研磨剤を使用
することにより、生産性を損なわない程度に研磨速度を
維持しつつ欠陥の発生を抑制し得る半導体装置を製造す
ることが可能になる。
【図１】本発明の半導体装置の研磨方法の第１実施例で
使用された二種類の被研磨膜を示す断面図。
使用された二種類の被研磨膜を示す断面図。
【図２】本発明の半導体装置の研磨方法の第１実施例で
使用された研磨装置を概略的に示す構成説明図。
使用された研磨装置を概略的に示す構成説明図。
【図３】本発明の半導体装置の研磨方法の第１実施例で
係わる研磨粒子中に含まれるコランダム型結晶であるア
ルミナ( α−アルミナ) の含有量に対する基板上の欠陥
数、被研磨膜の研磨速度との関係を示す図。
係わる研磨粒子中に含まれるコランダム型結晶であるア
ルミナ( α−アルミナ) の含有量に対する基板上の欠陥
数、被研磨膜の研磨速度との関係を示す図。
【図４】本発明の半導体装置の製造方法の第１実施例で
使用された被研磨膜を示す断面図。
使用された被研磨膜を示す断面図。
【図５】本発明の半導体装置の製造方法の第１実施例お
よび従来例の製造方法における研磨剤ロットと製品欠陥
数との関係を対比して示す図。
よび従来例の製造方法における研磨剤ロットと製品欠陥
数との関係を対比して示す図。
【図６】本発明の各実施例で使用されるα―アルミナの
結晶構造を示す図。
結晶構造を示す図。
【図７】ＣＭＰ技術を用いた埋め込み金属配線形成工程
を示す断面図および斜視図。
を示す断面図および斜視図。
【図８】従来の半導体装置の研磨方法を用いた製造方法
における製品不良の一例を説明するために示す断面図。
における製品不良の一例を説明するために示す断面図。
【図９】従来の半導体装置の研磨方法で用いた研磨剤の
ロットと製品不良（欠陥数）との関係を示す図。
ロットと製品不良（欠陥数）との関係を示す図。
５０…被研磨膜、 ５１…研磨定盤、 ５２…研磨布、 ５３…真空チャックホルダ、 ５４…プレート、 ５５…研磨剤供給用配管。
フロントページの続き (72)発明者 加藤 信広 三重県四日市市山之一色町800番地 株式 会社東芝四日市工場内 (72)発明者 柏原 洋史 三重県四日市市山之一色町800番地 株式 会社東芝四日市工場内
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体基板の研磨工程に使用される研磨
粒子を含む研磨剤として、前記研磨粒子中に含まれるコ
ランダム型結晶であるアルミナが４％以上１６％以下で
あるように管理されたものを用いることを特徴とする半
導体基板の研磨方法。 - 【請求項２】 研磨定盤上に研磨面を設け、この研磨面
と対向した位置に設けられた保持部に被研磨面を有する
被研磨物を保持する工程と、 前記研磨面の上に研磨粒子を含む研磨剤を供給し、前記
保持部と前記研磨定盤との間に圧力をかけて前記研磨面
と前記被研磨面とを摺動させることにより前記被研磨物
を研磨する工程とを具備し、 前記研磨剤として、前記研磨粒子中に含まれるコランダ
ム型結晶であるアルミナが４％以上１６％以下であるよ
うに管理されたものを用いることを特徴とする半導体基
板の研磨方法。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の半導体基板の研
磨方法において、 前記研磨剤中の前記研磨粒子はアルミナを主成分とする
ことを特徴とする半導体基板の研磨方法。 - 【請求項４】 半導体基板上に被研磨膜を形成する工程
と、 前記被研磨膜の少なくとも一部を、研磨粒子中に含まれ
るコランダム型結晶であるアルミナが４％以上１６％以
下であるように管理された研磨剤により研磨する工程と
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 表面に凹凸を有する半導体基板に被研磨
膜を形成する工程と、 前記被研磨膜を、研磨粒子中に含まれるコランダム型結
晶であるアルミナが４％以上１６％以下であるように管
理された研磨剤により研磨して平坦化する工程とを具備
することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 請求項５記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記被研磨膜は金属積層膜および珪素含有膜であること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 請求項４乃至６のいずれか１項に記載の
半導体装置の製造方法において、 前記研磨剤中の前記研磨粒子はアルミナを主成分とする
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10200581A JP2000026841A (ja) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | 半導体基板の研磨方法および半導体装置の製造方法 |
| KR1019990028520A KR20000011718A (ko) | 1998-07-15 | 1999-07-14 | 반도체기판의연마방법및반도체장치의제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10200581A JP2000026841A (ja) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | 半導体基板の研磨方法および半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000026841A true JP2000026841A (ja) | 2000-01-25 |
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ID=16426729
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10200581A Pending JP2000026841A (ja) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | 半導体基板の研磨方法および半導体装置の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000026841A (ja) |
| KR (1) | KR20000011718A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005205542A (ja) * | 2004-01-22 | 2005-08-04 | Noritake Co Ltd | サファイア研磨用砥石およびサファイア研磨方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100525076B1 (ko) * | 2002-12-10 | 2005-11-02 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 화학적 기계적 연마용 슬러리 |
-
1998
- 1998-07-15 JP JP10200581A patent/JP2000026841A/ja active Pending
-
1999
- 1999-07-14 KR KR1019990028520A patent/KR20000011718A/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005205542A (ja) * | 2004-01-22 | 2005-08-04 | Noritake Co Ltd | サファイア研磨用砥石およびサファイア研磨方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20000011718A (ko) | 2000-02-25 |
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