JPH10256202A - Polishing method, polishing device and manufacturing method for semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Polishing method, polishing device and manufacturing method for semiconductor integrated circuit device

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JPH10256202A
JPH10256202A JP5467297A JP5467297A JPH10256202A JP H10256202 A JPH10256202 A JP H10256202A JP 5467297 A JP5467297 A JP 5467297A JP 5467297 A JP5467297 A JP 5467297A JP H10256202 A JPH10256202 A JP H10256202A
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polished
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pad
fluid
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秀文 伊藤
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茂樹 平澤
Nobuhiro Konishi
信博 小西
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祐一郎 田熊
Shinichiro Mitani
真一郎 三谷
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve polishing uniformity in the surface of a substance to be polished at the time of polish treatment which uses a CMP(chemical- mechanical polishing) polishing technology. SOLUTION: A surface to be polished of a semiconductor wafer 2 which is held by a film 8f of a wafer carrier 8 via a back pad is chemically and mechanically polished under the condition of press to a polishing pad 5 by a fluid-pressing mechanical part provided in the wafer carrier 8. During the time the polishing treatment is performed by setting a deforming condition of a bending part of the periphery of the film, as that a pressing distribution in the surface of the semiconductor wafer 2 is uniform overall.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨方法、研磨装
置および半導体集積回路装置の製造技術に関し、特に、
半導体集積回路装置の製造工程における化学的機械研磨
(Chemical Mechanical Polishing ;以下、CMPとい
う)技術に適用して有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing method, a polishing apparatus, and a technique for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
The present invention relates to a technique that is effective when applied to a chemical mechanical polishing (CMP) technique in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置の製造工程で用いる
CMP技術は、層間絶縁膜の平坦化およびプラグ等の形
成時に埋込み導体膜の過剰な部分を選択的に除去する際
等に用いられる技術である。
2. Description of the Related Art A CMP technique used in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device is a technique used when an excessive portion of a buried conductor film is selectively removed at the time of flattening an interlayer insulating film and forming a plug or the like. is there.

【0003】このCMPによる平坦化は、半導体チップ
全体で数nmオーダーの平坦性を実現でき、表面モフォ
ロジー(形状)も欠陥もなく鏡面状態になり優れた表面
状態を形成することができる。
The flattening by CMP can realize flatness on the order of several nanometers over the entire semiconductor chip, and can be formed into a mirror-like state without any surface morphology (shape) and defects, thereby forming an excellent surface state.

【0004】CMPの具体的な方法は、例えば次の通り
である。まず、半導体ウエハの裏面をCMP研磨装置の
ウエハ保持部にパッド(バックパッド)を介して張り付
ける。半導体ウエハの外周には、研磨処理中に半導体ウ
エハが外れてしまうのを防止する等を主な目的としてガ
イドリングが設置されている。
A specific method of CMP is, for example, as follows. First, the back surface of a semiconductor wafer is attached to a wafer holding portion of a CMP polishing apparatus via a pad (back pad). A guide ring is provided on the outer periphery of the semiconductor wafer for the main purpose of preventing the semiconductor wafer from coming off during the polishing process.

【0005】続いて、半導体ウエハの主面に対向して配
置された研磨パッドに研磨剤を滴下した後、ウエハ保持
部を研磨パッドの方向に移動させることにより、半導体
ウエハを研磨パッドに押しつける。
[0005] Subsequently, after the abrasive is dropped on the polishing pad arranged opposite to the main surface of the semiconductor wafer, the semiconductor wafer is pressed against the polishing pad by moving the wafer holding portion toward the polishing pad.

【0006】そして、所定の圧力を半導体ウエハの面内
に対して均一に加えた状態で半導体ウエハと研磨パッド
とを互いの主面に水平な方向に相対運動させることによ
り、半導体ウエハの主面を研磨する。
Then, the semiconductor wafer and the polishing pad are moved relative to each other in the horizontal direction with respect to the main surface of the semiconductor wafer while a predetermined pressure is uniformly applied to the surface of the semiconductor wafer. Polish.

【0007】研磨パッドには、例えば軟質研磨パッド
と、硬質研磨パッドと、その2種類のパッドを張り合わ
せた2層パッドとがある。軟質研磨パッドは、研磨パッ
ドが半導体ウエハ主面の形状に追従するため半導体ウエ
ハの主面内の研磨量均一性が良いが、段差の解消度を表
す段差平坦性が充分とは言えない。また、硬質研磨パッ
ドは、その逆であり、研磨パッドが半導体ウエハ主面の
形状に追従しないため研磨量均一性が充分とは言えず、
段差平坦性が良好である。さらに、2層パッドは、軟質
研磨パッドと硬質研磨パッドとの両方のパッドの中間的
な性質を持っている。
The polishing pad includes, for example, a soft polishing pad, a hard polishing pad, and a two-layer pad in which the two types of pads are bonded. Although the soft polishing pad follows the shape of the main surface of the semiconductor wafer because the polishing pad follows the shape of the main surface of the semiconductor wafer, the uniformity of the polishing amount within the main surface of the semiconductor wafer is good, but the flatness representing the degree of elimination of the level difference is not sufficient. In addition, the hard polishing pad is the opposite, the polishing pad does not follow the shape of the main surface of the semiconductor wafer, the polishing amount uniformity can not be said to be sufficient,
Good step flatness. Further, the two-layer pad has properties intermediate to both soft and hard polishing pads.

【0008】なお、研磨パッドは、半導体ウエハ等を研
磨するとダメージを受ける。そのダメージを受けた層を
取り除くために研磨パッドをダイヤモンド等で削るドレ
ッシング処理を行う。研磨パッドは、その厚さが一定の
厚さまで擦り減って研磨均一性が劣化したところで交換
するようになっている。
The polishing pad is damaged when polishing a semiconductor wafer or the like. In order to remove the damaged layer, a dressing process for polishing the polishing pad with diamond or the like is performed. The polishing pad is replaced when the polishing pad is worn down to a certain thickness and polishing uniformity is deteriorated.

【0009】ところで、上記したように、硬質の研磨パ
ッドを用いると段差の平坦化には優れているが、研磨量
の均一性が悪い。これは、半導体ウエハに対する加圧が
機械的な剛体加圧であると、半導体ウエハ全面が均一に
加圧されるためである。
As described above, when a hard polishing pad is used, the flattening of the steps is excellent, but the uniformity of the polishing amount is poor. This is because if the pressure applied to the semiconductor wafer is a mechanical rigid pressure, the entire surface of the semiconductor wafer is uniformly pressed.

【0010】すなわち、粘弾性体からなる研磨パッドを
これに均一な圧力を加えて板状体の半導体ウエハ等に押
しつけ、研磨パッドおよび半導体ウエハを互いの主面に
水平な方向に相対運動させると、研磨パッドは圧力によ
って圧縮するが、研磨パッドのうち、半導体ウエハの外
周に位置し圧縮されない部分が相対運動によって半導体
ウエハの裏面に潜り込もうとする結果、半導体ウエハの
端面に応力が集中してしまう。
That is, a polishing pad made of a viscoelastic body is pressed against a plate-like semiconductor wafer or the like by applying a uniform pressure to the polishing pad and the polishing pad and the semiconductor wafer are relatively moved in a direction horizontal to each other's main surfaces. However, the polishing pad is compressed by pressure, but the portion of the polishing pad that is located on the outer periphery of the semiconductor wafer and is not compressed attempts to dive into the back surface of the semiconductor wafer by relative motion, so that stress concentrates on the end face of the semiconductor wafer. Would.

【0011】このため、半導体ウエハの端面近傍が異常
に研磨され、半導体ウエハの外周から1〜2cm程度の
領域に研磨量の多い領域が発生してしまう。また、剛体
加圧は、機械的な加工精度や半導体ウエハの厚さのばら
つき等の要因が多いことが本発明者らの研究によって明
らかにもなった。
For this reason, the vicinity of the end face of the semiconductor wafer is abnormally polished, and a region having a large amount of polishing occurs in a region of about 1 to 2 cm from the outer periphery of the semiconductor wafer. Further, the present inventors have found that rigid pressurization has many factors such as mechanical processing accuracy and variations in the thickness of semiconductor wafers.

【0012】そこで、このような問題を考慮した技術と
して、本発明者が検討した技術によれば、CMP研磨装
置のウエハ保持部とバックパッドとの間にエア等のよう
な流体を流入可能な空間をフィルム等によって形成し、
その空間に流体を流し、その際の流体圧によって半導体
ウエハを上記したフィルムを介して加圧する方法があ
る。
Therefore, as a technique considering such a problem, according to the technique studied by the present inventors, a fluid such as air can flow between the wafer holding portion and the back pad of the CMP polishing apparatus. The space is formed by a film etc.
There is a method in which a fluid is caused to flow in the space, and the semiconductor wafer is pressurized through the above-described film by the fluid pressure at that time.

【0013】この技術の場合、半導体ウエハに対する加
圧を流体等の圧力によって行うので、機械的なばらつき
が無く、半導体ウエハに対して均一に加圧することがで
きる。
In this technique, the semiconductor wafer is pressurized by the pressure of a fluid or the like, so that there is no mechanical variation and the semiconductor wafer can be uniformly pressed.

【0014】なお、CMP研磨技術については、例えば
株式会社プレスジャーナル、平成5年12月20日発
行、「月刊セミコンダクタワールド(Semiconductor Wo
rld)1994年1月号」P58〜P62に記載がある。
The CMP polishing technique is described in, for example, Press Journal Co., Ltd., published on December 20, 1993, “Semiconductor World (Monthly Semiconductor World)”.
rld) January 1994 ", pp. 58-62.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】ところが、流体加圧方
式を用いたCMP技術の場合、上記したフィルムの機械
的特性によって、半導体ウエハの外周に局部的に応力集
中が生じる結果、半導体ウエハの外周に研磨量の多い領
域が発生する問題があることを本発明者は見出した。
However, in the case of the CMP technique using the fluid pressurization method, stress concentration locally occurs on the outer periphery of the semiconductor wafer due to the mechanical characteristics of the film described above. The present inventor has found that there is a problem that a region having a large amount of polishing occurs.

【0016】本発明の目的は、CMP研磨技術を用いた
研磨処理に際して、被研磨物の面内の研磨均一性を向上
させることのできる技術を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a technique capable of improving in-plane polishing uniformity of an object to be polished in a polishing process using a CMP polishing technique.

【0017】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0019】本発明の研磨方法は、被研磨物保持部の低
剛性薄板にバックパッドを介して保持された被研磨物の
被研磨面を、前記被研磨保持部に備えられた流体加圧機
構部によって研磨パッドに押し付けた状態で化学的およ
び機械的に研磨する研磨方法であって、前記研磨処理に
際して、前記被研磨物の面内における加圧分布が全体的
に均一となるように、前記低剛性薄板の外周の撓み部分
の変形状態を設定して研磨処理を行うものである。
According to the polishing method of the present invention, there is provided a fluid pressurizing mechanism provided on the polished holding portion, the polished surface of the polished object held on a low rigid thin plate of the polished object holding portion via a back pad. A polishing method for chemically and mechanically polishing the pressing object against a polishing pad by a part, wherein, during the polishing treatment, the pressure distribution in the surface of the object to be polished is uniformly uniform. The polishing process is performed by setting the deformed state of the bent portion on the outer periphery of the low rigidity thin plate.

【0020】本発明の半導体集積回路装置の製造方法
は、半導体ウエハ上に絶縁膜を形成した後、その半導体
ウエハを、研磨装置におけるウエハ保持部の低剛性薄板
側にバックパッドを介して保持する工程と、前記ウエハ
保持部に保持された半導体ウエハの被研磨面を、前記ウ
エハ保持部に備えられた流体加圧機構部によって研磨パ
ッドに押し付けた状態で化学的および機械的に研磨する
際に、前記半導体ウエハの面内における加圧分布が全体
的に均一となるように、前記低剛性薄板の外周の撓み部
分の変形状態を設定して研磨処理を行い、前記絶縁膜の
上面を平坦にする工程とを有するものである。
According to the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present invention, after forming an insulating film on a semiconductor wafer, the semiconductor wafer is held on a low rigid thin plate side of a wafer holding portion of a polishing apparatus via a back pad. A step of chemically and mechanically polishing the surface to be polished of the semiconductor wafer held by the wafer holding portion against a polishing pad by a fluid pressure mechanism provided in the wafer holding portion; A polishing process is performed by setting a deformed state of a bent portion on an outer periphery of the low-rigidity thin plate so that a pressure distribution in a plane of the semiconductor wafer is entirely uniform, and a top surface of the insulating film is flattened. And a step of performing

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する(なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一機能を有するものは同一の符
号を付し、その繰り返しの説明は省略する)。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. (Note that components having the same functions in all drawings for describing the embodiments are denoted by the same reference numerals.) , And the repeated explanation is omitted).

【0022】(実施の形態1)図1は本発明の一実施の
形態である研磨装置の説明図、図2および図3は図1の
研磨装置における要部の拡大説明図、図4は図1の研磨
装置を用いて研磨処理をした際の半導体ウエハ面内にお
ける種々の加圧分布の説明図、図5〜図7は図1の研磨
装置を用いた場合の半導体集積回路装置の製造工程にお
ける要部断面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is an explanatory view of a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are enlarged explanatory views of main parts of the polishing apparatus of FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is an explanatory view of various pressure distributions in the surface of a semiconductor wafer when a polishing process is performed by using the polishing apparatus of FIG. 1; FIGS. 5 to 7 are manufacturing processes of a semiconductor integrated circuit device using the polishing apparatus of FIG. FIG.

【0023】図1および図2に示す本実施の形態1の研
磨装置1は、例えば半導体ウエハ(被研磨物)2等の主
面をCMP(Chemical Mechanical Polishing)によって
研磨する際に用いる研磨装置である。
The polishing apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is a polishing apparatus used for polishing a main surface of, for example, a semiconductor wafer (an object to be polished) 2 by CMP (Chemical Mechanical Polishing). is there.

【0024】研磨装置1の筐体3内には、定盤4がその
主面に対して垂直に設置された回転軸4aを中心にして
回動可能なように軸支されている。この定盤4の主面上
には、研磨パッド5が張り付けられている。研磨パッド
5は、例えばポリウレタン等のような硬質材料からな
る。
A platen 4 is rotatably supported in a housing 3 of the polishing apparatus 1 so as to be rotatable about a rotation shaft 4a installed perpendicularly to the main surface thereof. A polishing pad 5 is attached on the main surface of the surface plate 4. The polishing pad 5 is made of a hard material such as polyurethane.

【0025】定盤4の上方には、図1の左から順に、ド
レッサ部6、研磨剤供給管7およびウエハキャリア(被
研磨物保持部、ウエハ保持部)8が設置されている。
A dresser section 6, an abrasive supply pipe 7, and a wafer carrier (a workpiece holding section, a wafer holding section) 8 are provided above the surface plate 4 in order from the left side in FIG.

【0026】ドレッサ部6は、研磨パッド5において研
磨処理によって消耗してしまった部分を除去するための
機構部であり、定盤4の主面に対して水平および垂直な
方向に直線的に移動可能な状態で設置されているととも
に、定盤4の主面に対して垂直な中心軸を中心にして回
動可能な状態で設置されている。
The dresser 6 is a mechanism for removing a portion of the polishing pad 5 that has been consumed by the polishing process, and moves linearly in the horizontal and vertical directions with respect to the main surface of the platen 4. It is installed so as to be capable of rotating, and is installed so as to be rotatable around a central axis perpendicular to the main surface of the surface plate 4.

【0027】研磨剤供給管7は、研磨処理に際して用い
る研磨剤9を研磨パッド5の主面上に供給するための構
成部であり、定盤4のほぼ中心の上方に設置されてい
る。
The polishing agent supply pipe 7 is a component for supplying the polishing agent 9 used in the polishing process onto the main surface of the polishing pad 5, and is installed substantially above the center of the platen 4.

【0028】ウエハキャリア8は、半導体ウエハ2を保
持するとともに、研磨処理に際して、流体圧を用いて半
導体ウエハ2の主面を研磨パッド5に押し付け加圧する
機構部であり、定盤4の主面に対して水平および垂直な
方向に直線的に移動可能な状態で設置されているととも
に、定盤4の主面に対して垂直な中心軸を中心にして回
動可能な状態で設置されている。
The wafer carrier 8 is a mechanism for holding the semiconductor wafer 2 and pressing the main surface of the semiconductor wafer 2 against the polishing pad 5 using a fluid pressure during the polishing process. And is installed so as to be able to move linearly in the horizontal and vertical directions with respect to the table, and to be rotatable about a central axis perpendicular to the main surface of the surface plate 4. .

【0029】このウエハキャリア8のキャリア本体8a
の内部には、流体流入室(流体室)8bが設けられてい
る。この流体流入室8b内には、流体供給管(流体流入
部)8cを通じてエア等のような流体が供給されるよう
になっている。
The carrier body 8a of the wafer carrier 8
Is provided with a fluid inflow chamber (fluid chamber) 8b. A fluid such as air or the like is supplied into the fluid inflow chamber 8b through a fluid supply pipe (fluid inflow portion) 8c.

【0030】流体流入室8bは、流体圧均一化板8dを
介して流体加圧室(流体室)8eと連通されている。流
体圧均一化板8dは、例えばポーラスセラミックからな
り、流体流入室8bに供給されたエアを流体加圧室8e
内に均一に供給し、半導体ウエハ2の面内に加わる圧力
が均一になるように調整する部材である。
The fluid inflow chamber 8b communicates with a fluid pressurizing chamber (fluid chamber) 8e via a fluid pressure equalizing plate 8d. The fluid pressure equalizing plate 8d is made of, for example, porous ceramic, and applies air supplied to the fluid inflow chamber 8b to the fluid pressurizing chamber 8e.
And a member for adjusting the pressure applied to the surface of the semiconductor wafer 2 to be uniform.

【0031】流体加圧室8eは、キャリア本体8aの下
面、すなわち、研磨パッド5に対向する面に設けられた
フィルム8fによって形成されている。
The fluid pressurizing chamber 8e is formed by a film 8f provided on the lower surface of the carrier body 8a, that is, on the surface facing the polishing pad 5.

【0032】このフィルム8fは、流体加圧室8e内に
供給されたエア等の流体によって変形可能なように、例
えばポリエチレン等のような可撓性を有する材料からな
り、その主面にはバックパッド8gを介して半導体ウエ
ハ2がその主面を研磨パッド5側に対向させて保持され
るようになっている。バックパッド8gは、例えばポリ
ウレタンまたはシリコーンゴム等からなる。
The film 8f is made of a flexible material such as polyethylene so that it can be deformed by a fluid such as air supplied into the fluid pressurizing chamber 8e. The semiconductor wafer 2 is held with its main surface facing the polishing pad 5 side via the pad 8g. The back pad 8g is made of, for example, polyurethane or silicone rubber.

【0033】このフィルム8fおよびバックパッド8g
には、半導体ウエハ2をウエハキャリア8で搬送する際
に、半導体ウエハ2をバックパッド8gに吸着させるた
めの吸着孔8h(図2参照)が穿孔されている。この吸
着孔8hは、流体加圧室8eと外界とを連通するように
穿孔されている。
This film 8f and back pad 8g
A suction hole 8h (see FIG. 2) for allowing the semiconductor wafer 2 to be sucked to the back pad 8g when the semiconductor wafer 2 is transferred by the wafer carrier 8 is formed. The suction hole 8h is formed so as to communicate the fluid pressurizing chamber 8e with the outside world.

【0034】フィルム8fの外周は、キャリア本体8a
と、その下面外周に半導体ウエハ2を取り囲むように設
置されたガイドリング8iとによって挟まれ固定されて
いる。このガイドリング8iは、研磨処理中に半導体ウ
エハ2がウエハキャリア8から外れてしまわないように
するための部材であり、例えば窒化アルミニウムまたは
炭化シリコン等のような研磨粒子よりも硬い材料からな
る。
The outer periphery of the film 8f is in contact with the carrier body 8a.
And a guide ring 8 i provided around the lower surface of the semiconductor wafer 2 so as to surround the semiconductor wafer 2. The guide ring 8i is a member for preventing the semiconductor wafer 2 from coming off the wafer carrier 8 during the polishing process, and is made of a material harder than abrasive particles such as aluminum nitride or silicon carbide.

【0035】すなわち、ガイドリング8iの厚さと、フ
ィルム8fの下面から半導体ウエハ2の主面までの厚さ
とを常に一定とすることができるようになっている。こ
れにより、半導体ウエハ2の主面を常に良好に研磨する
ことが可能となっている。
That is, the thickness of the guide ring 8i and the thickness from the lower surface of the film 8f to the main surface of the semiconductor wafer 2 can always be kept constant. Thereby, the main surface of the semiconductor wafer 2 can always be polished well.

【0036】次に、本実施の形態1のウエハキャリア8
の要部を図3によって説明する。
Next, the wafer carrier 8 of the first embodiment
3 will be described with reference to FIG.

【0037】本実施の形態1においては、研磨処理中に
半導体ウエハ2の面内に加わる加圧分布が全体的に均一
になるように、半導体ウエハ2の外周近傍にあたるフィ
ルム8fの撓み部分の変形状態が設定されている。これ
により、半導体ウエハ2の外周に応力集中が生じるのを
低減することができるので、半導体ウエハ2の外周が異
常に研磨されてしまうのを抑制することが可能となって
いる。
In the first embodiment, the deformation of the bent portion of the film 8f near the outer periphery of the semiconductor wafer 2 is adjusted so that the distribution of the pressure applied to the surface of the semiconductor wafer 2 during the polishing process becomes uniform as a whole. State is set. Accordingly, it is possible to reduce the occurrence of stress concentration on the outer periphery of the semiconductor wafer 2, so that it is possible to suppress the outer periphery of the semiconductor wafer 2 from being abnormally polished.

【0038】また、本実施の形態1においては、フィル
ム8fがバックパッド8gに接触する領域と接触しない
領域との境界部が、半導体ウエハ2上において必要領域
と不必要領域との境界部にあたるように設定されてい
る。この必要領域とは、製品を製造するのに必要な領域
のことである。
In the first embodiment, the boundary between the region where the film 8f contacts the back pad 8g and the region where the film 8f does not contact the back pad 8g corresponds to the boundary between the necessary region and the unnecessary region on the semiconductor wafer 2. Is set to The necessary area is an area necessary for manufacturing a product.

【0039】これは上記した応力集中のピークが集中す
るのは、フィルム8fがバックパッド8gに接する領域
と接しない領域との境界部およびその近傍に当たること
が本発明者の研究によって見出されたためである。
The reason why the peak of the above-mentioned stress concentration concentrates on the boundary between the region where the film 8f is in contact with the back pad 8g and the region where the film 8f is not in contact with the film and the vicinity thereof is found by the research of the present inventors. It is.

【0040】すなわち、フィルム8fがバックパッド8
gに接する領域と接しない領域との境界部を半導体ウエ
ハ2の外周の不必要領域に配置することにより、半導体
ウエハ2の外周がその応力集中のピークに起因して異常
に研磨される現象が生じても、その異常に研磨される領
域が製品の製造に不必要な領域で生じるようにすること
ができるので、製品の信頼性および歩留りを低下させる
ことなく、研磨処理を行うことが可能となる。
That is, the film 8f is
By arranging the boundary between the region in contact with g and the region not in contact with the unnecessary region on the outer periphery of the semiconductor wafer 2, the phenomenon that the outer periphery of the semiconductor wafer 2 is abnormally polished due to the peak of the stress concentration is prevented. Even if it occurs, the abnormally polished area can be generated in an area unnecessary for the manufacture of the product, so that the polishing process can be performed without lowering the reliability and yield of the product. Become.

【0041】なお、図3において、Aはフィルム8fの
厚さ、Bはガイドリング8iの厚さ、Cはバックパッド
8gの厚さ、Dは半導体ウエハ2の厚さ、Eはガイドリ
ング8iの内壁面からフィルム8fがバックパッド8g
に接触した箇所までの隙間、Fはフィルム8fの撓み
量、Gは半導体ウエハ2の端部からフィルム8fがバッ
クパッド8gに接触した箇所までの距離、θはフィルム
8fの撓み角を示している。
In FIG. 3, A is the thickness of the film 8f, B is the thickness of the guide ring 8i, C is the thickness of the back pad 8g, D is the thickness of the semiconductor wafer 2, and E is the thickness of the guide ring 8i. Film 8f is back pad 8g from inner wall
, F represents the amount of bending of the film 8f, G represents the distance from the end of the semiconductor wafer 2 to the point where the film 8f contacts the back pad 8g, and θ represents the bending angle of the film 8f. .

【0042】本実施の形態1においては、上記したよう
なフィルム8fの状態にするために、例えば以下のよう
な種々の条件を設定している。
In the first embodiment, for example, the following various conditions are set in order to make the film 8f as described above.

【0043】フィルム8fは、例えばポリエチレン等か
らなり、そのヤング率は、例えば400kg/mm2 程度、
厚さAは、例えば0.25mm程度である。隙間Eは半導
体ウエハ2の搬送精度の関係により、例えば0〜2mm
程度とし、本実施の形態1においては1mm程度とし
た。
The film 8f is made of, for example, polyethylene, and has a Young's modulus of, for example, about 400 kg / mm 2 .
The thickness A is, for example, about 0.25 mm. The gap E is, for example, 0 to 2 mm depending on the transfer accuracy of the semiconductor wafer 2.
In the first embodiment, the distance is about 1 mm.

【0044】フィルム8fの撓み量Fは、半導体ウエハ
2の搬送時(真空吸着時)において、例えば0〜1mm
程度とし、本実施の形態1においては、例えば0.125
mm程度とした。この場合の撓み量Fが0mmに関して
は、半導体ウエハ2を保持するバックパッド8gの圧縮
量を考慮したものである。
The amount of deflection F of the film 8f is, for example, 0 to 1 mm when the semiconductor wafer 2 is transferred (during vacuum suction).
In the first embodiment, for example, 0.125
mm. In this case, the amount of deflection F of 0 mm is based on the amount of compression of the back pad 8g that holds the semiconductor wafer 2.

【0045】なお、フィルム8fの撓み量Fは、曲げ剛
性がある場合、F=0.8813(pl4 /YA)1/2で表す
ことができ、曲げ剛性が無い場合、F=12pl4 /(3
84YA3)で表すことができる。pは圧力、lはフィルム
8fの半径、Yはヤング率である。
[0045] Incidentally, the deflection amount F of the film 8f, if there is bending stiffness, can be represented by F = 0.881 3 (pl 4 / YA) 1/2, if the bending rigidity is not, F = 12 pl 4 / (3
84YA 3 ). p is pressure, l is the radius of the film 8f, and Y is Young's modulus.

【0046】また、半導体ウエハ2の端部からフィルム
8fがバックパッド8gに接触する箇所までの距離G
は、例えば10mm程度とした。これは、本実施の形態
1で用いたポリウレタンの研磨パッド5(ヤング率;1
0kg/mm2)による半導体ウエハ2の外周への応力集
中が実験的に10mm程度までであったことによるもの
である。その際のフィルム8fの撓み角θは、例えば0.
65°であった。
The distance G from the edge of the semiconductor wafer 2 to the point where the film 8f contacts the back pad 8g.
Was, for example, about 10 mm. This is because the polyurethane polishing pad 5 used in the first embodiment (Young's modulus; 1)
This is because the stress concentration on the outer periphery of the semiconductor wafer 2 at 0 kg / mm 2 ) was experimentally up to about 10 mm. The deflection angle θ of the film 8f at that time is, for example, 0.
65 °.

【0047】このように、半導体ウエハ2とガイドリン
グ8iとの隙間Eが、例えば2mm以下の場合、ガイド
リング8iの厚さBから、半導体ウエハ2の厚さDとバ
ックパッド8gの厚さCとの差が、例えば0.5mm〜1
mm程度となるように調節して加圧する。
As described above, when the gap E between the semiconductor wafer 2 and the guide ring 8i is, for example, 2 mm or less, the thickness D of the semiconductor wafer 2 and the thickness C of the back pad 8g are calculated from the thickness B of the guide ring 8i. Is, for example, 0.5 mm to 1
The pressure is adjusted to about mm.

【0048】また、フィルム8fのヤング率Yとフィル
ム8fの厚さAとの関係をY・Ax=一定(X=1〜
3)とする。この際、撓み角θ=0〜63°とし、tan
θ=(B−C+D)/(E+G)=一定とする。
The relationship between the Young's modulus Y of the film 8f and the thickness A of the film 8f is expressed as Y · A x = constant (X = 1 to
3). At this time, the deflection angle θ is set to 0 to 63 °, and tan
θ = (B−C + D) / (E + G) = constant.

【0049】撓み角の範囲としては、半導体ウェハ2を
流体加圧を行うための最小角として0°とした。また最
大角は、半導体ウェハ2の搬送(真空吸着)の制約から
63°とした。
The range of the bending angle was set to 0 ° as the minimum angle for applying fluid pressure to the semiconductor wafer 2. In addition, the maximum angle was set to 63 ° due to restrictions on the transfer (vacuum suction) of the semiconductor wafer 2.

【0050】このような研磨装置1によって半導体ウエ
ハ2の主面を研磨した際の研磨処理結果を図4に示す。
この図4において、横軸は、半導体ウエハ2の位置座標
を示し、縦軸は加圧量を示している。
FIG. 4 shows the result of the polishing process when the main surface of the semiconductor wafer 2 is polished by such a polishing apparatus 1.
4, the horizontal axis indicates the position coordinates of the semiconductor wafer 2, and the vertical axis indicates the amount of pressure.

【0051】また、Jは、半導体ウエハ2の面内を均一
に加圧して研磨した時の研磨パッド5の反力によって生
じる加圧分布を示し、Kは本発明を用いたフィルム8f
の半導体ウエハ2に及ぼす加圧分布を示し、Lは本発明
によって半導体ウエハ2に加わる加圧分布を示す。
J indicates the distribution of pressure generated by the reaction force of the polishing pad 5 when the semiconductor wafer 2 is uniformly pressurized and polished in the plane of the semiconductor wafer 2, and K indicates the film 8f using the present invention.
And L indicates the distribution of pressure applied to the semiconductor wafer 2 according to the present invention.

【0052】本実施の形態1によれば、研磨パッド5の
反力とフィルム8fの加圧力によって半導体ウエハ2に
加わる加圧を一定にすることができる。これにより、半
導体ウエハ2の主面内を均一に研磨することが可能とな
っている。
According to the first embodiment, the pressure applied to the semiconductor wafer 2 by the reaction force of the polishing pad 5 and the pressing force of the film 8f can be kept constant. Thereby, it is possible to uniformly polish the main surface of the semiconductor wafer 2.

【0053】このような研磨装置1の動作を図1〜図3
により説明する。まず、定盤4を回転軸4aを中心にし
て回転させた後、その定盤4の主面上に研磨剤供給管7
を通じて研磨剤9を滴下する。この際、研磨剤9は定盤
4を回転させたことにより遠心力によって定盤4の主面
上に均一に広がる。
The operation of the polishing apparatus 1 will be described with reference to FIGS.
This will be described below. First, after the platen 4 is rotated about the rotation shaft 4a, the abrasive supply pipe 7 is placed on the main surface of the platen 4.
Abrasive 9 is dropped through. At this time, the abrasive 9 is uniformly spread on the main surface of the platen 4 by the centrifugal force by rotating the platen 4.

【0054】続いて、半導体ウエハ2をその主面を研磨
パッド5側に向けた状態でウエハキャリア8によって保
持した後、そのウエハキャリア8を定盤4側に下降させ
る。この際、ウエハキャリア8が下降するまでの間、半
導体ウエハ2は真空吸引によって保持されている。
Subsequently, the semiconductor wafer 2 is held by the wafer carrier 8 with its main surface facing the polishing pad 5, and then the wafer carrier 8 is lowered to the surface plate 4. At this time, the semiconductor wafer 2 is held by vacuum suction until the wafer carrier 8 descends.

【0055】定盤4上に下降したウエハキャリア8は、
定盤4と同様の回転運動をする。また、回転と同時に揺
動運動をしている。この際、ウエハキャリア8において
は、流体供給管8cを通じて流体流入室8bに供給され
たエアを、流体圧均一化板8dを介して流体加圧室8e
に供給することにより、フィルム8fを変形させ、半導
体ウエハ2を所定の圧力で研磨パッド5に押し付ける。
これにより、半導体ウエハ2の主面を研磨する。
The wafer carrier 8 descending on the surface plate 4 is
The same rotary motion as the surface plate 4 is performed. In addition, it is oscillating at the same time as the rotation. At this time, in the wafer carrier 8, the air supplied to the fluid inflow chamber 8b through the fluid supply pipe 8c is converted into the fluid pressurized chamber 8e through the fluid pressure equalizing plate 8d.
The semiconductor wafer 2 is pressed against the polishing pad 5 with a predetermined pressure by deforming the film 8f.
Thus, the main surface of the semiconductor wafer 2 is polished.

【0056】研磨処理終了後、ウエハキャリア8を上昇
させ、代わりにドレッサ部6を下降させた後、研磨パッ
ド5を定盤4の回転運動および揺動運動によって慣ら
す。
After the polishing process is completed, the wafer carrier 8 is raised, and the dresser unit 6 is lowered instead. Then, the polishing pad 5 is conditioned by the rotation and swinging motions of the platen 4.

【0057】次に、本実施の形態1の研磨装置1を用い
た場合の半導体集積回路装置の製造方法を図5〜図7に
よって説明する。
Next, a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device using the polishing apparatus 1 of the first embodiment will be described with reference to FIGS.

【0058】図5は、本実施の形態1の半導体集積回路
装置の製造工程中における半導体ウエハ2の要部断面図
である。半導体ウエハ2を構成する半導体基板2sは、
例えばシリコン(Si)単結晶からなり、その上面に
は、例えば二酸化シリコン(SiO2)等からなるフィー
ルド絶縁膜10が形成されている。そして、そのフィー
ルド絶縁膜10上には、例えばアルミニウム(Al)ま
たはAl合金からなる配線11が形成されている。
FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor wafer 2 during the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment. The semiconductor substrate 2s constituting the semiconductor wafer 2 includes:
For example, a field insulating film 10 made of, for example, silicon (Si) single crystal, and made of, for example, silicon dioxide (SiO 2 ) is formed on the upper surface thereof. On the field insulating film 10, a wiring 11 made of, for example, aluminum (Al) or an Al alloy is formed.

【0059】まず、このような半導体基板2s上に、図
6に示すように、例えばSiO2 等からなる層間絶縁膜
12をCVD法等によって堆積する。この段階において
は、層間絶縁膜12の上面に凹凸が形成されている。
First, as shown in FIG. 6, an interlayer insulating film 12 made of, for example, SiO 2 is deposited on such a semiconductor substrate 2s by a CVD method or the like. At this stage, irregularities are formed on the upper surface of the interlayer insulating film 12.

【0060】続いて、前記した研磨装置1のウエハキャ
リア8によって半導体ウエハ2を保持した後、研磨装置
1によって半導体ウエハ2の主面の層間絶縁膜12の上
面を平坦化する。これにより、図7に示すように、半導
体ウエハ2上の層間絶縁膜12の上面を平坦にする。
Subsequently, after the semiconductor wafer 2 is held by the wafer carrier 8 of the polishing apparatus 1, the upper surface of the interlayer insulating film 12 on the main surface of the semiconductor wafer 2 is flattened by the polishing apparatus 1. Thereby, as shown in FIG. 7, the upper surface of the interlayer insulating film 12 on the semiconductor wafer 2 is flattened.

【0061】本実施の形態1によれば、上記したよう
に、半導体ウエハ2の主面内を均一に平坦化することが
可能となっている。
According to the first embodiment, as described above, the inside of the main surface of the semiconductor wafer 2 can be uniformly flattened.

【0062】このような本実施の形態1によれば、以下
の効果を得ることが可能となる。
According to the first embodiment, the following effects can be obtained.

【0063】(1).研磨処理中に半導体ウエハ2の面内に
加わる加圧分布が全体的に均一になるように、半導体ウ
エハ2の外周近傍にあたるフィルム8fの撓み部分の変
形状態を変えることにより、半導体ウエハ2の外周に生
じる応力集中を低減することができるので、その応力集
中に起因して半導体ウエハ2の外周が異常に研磨されて
しまうのを抑制することが可能となる。すなわち、半導
体ウエハ2の面内の研磨量の均一性を向上させることが
可能となる。したがって、半導体集積回路装置の信頼性
および歩留りを向上させることが可能となる。
(1) Changing the deformation state of the bent portion of the film 8f near the outer periphery of the semiconductor wafer 2 so that the distribution of the pressure applied to the surface of the semiconductor wafer 2 during the polishing process becomes uniform as a whole. As a result, the concentration of stress occurring on the outer periphery of the semiconductor wafer 2 can be reduced, so that the outer periphery of the semiconductor wafer 2 can be suppressed from being abnormally polished due to the concentration of stress. That is, it is possible to improve the uniformity of the in-plane polishing amount of the semiconductor wafer 2. Therefore, it is possible to improve the reliability and yield of the semiconductor integrated circuit device.

【0064】(2).フィルム8fがバックパッド8gに接
触する領域と接触しない領域との境界部が、半導体ウエ
ハ2上において必要領域と不必要領域との境界部にあた
るように設定したことにより、半導体ウエハ2の外周が
その応力集中のピークに起因して異常に研磨される現象
が生じても、その異常に研磨される領域が製品の製造に
不必要な領域で生じるようにすることができるので、半
導体集積回路装置の信頼性および歩留りを低下させるこ
となく、研磨処理を行うことが可能となる。
(2) By setting the boundary between the area where the film 8f contacts the back pad 8g and the area where the film 8f does not contact the boundary between the necessary area and the unnecessary area on the semiconductor wafer 2, Even if a phenomenon occurs in which the outer periphery of the semiconductor wafer 2 is abnormally polished due to the peak of the stress concentration, the abnormally polished region can be generated in a region unnecessary for manufacturing a product. Therefore, the polishing process can be performed without lowering the reliability and the yield of the semiconductor integrated circuit device.

【0065】(実施の形態2)図8は本発明の他の実施
の形態である研磨装置の要部拡大断面図である。
(Embodiment 2) FIG. 8 is an enlarged sectional view of a main part of a polishing apparatus according to another embodiment of the present invention.

【0066】本実施の形態2においては、図8に示すよ
うに、研磨装置1のバックパッド8gが、例えばシリコ
ーンゴムまたはポリウレタン等のような粘弾性体によっ
て構成されている。
In the second embodiment, as shown in FIG. 8, the back pad 8g of the polishing apparatus 1 is made of a viscoelastic material such as silicone rubber or polyurethane.

【0067】これにより、研磨処理前においてバックパ
ッド8gに接触していないフィルム8fが研磨処理時に
撓みバックパッド8gに接触することにより、バックパ
ッド8gの接触領域(図8の距離Gの領域)に圧力が集
中したとしても、その圧力を分散させることができるの
で、半導体ウエハ2の主面内に加わる圧力を全体的に均
一にすることが可能となっている。
As a result, the film 8f that is not in contact with the back pad 8g before the polishing process is bent during the polishing process and comes into contact with the back pad 8g, so that the film 8f comes into contact with the back pad 8g (the region of the distance G in FIG. 8). Even if the pressure is concentrated, the pressure can be dispersed, so that the pressure applied in the main surface of the semiconductor wafer 2 can be made uniform as a whole.

【0068】したがって、本実施の形態2においては、
前記実施の形態1と同様の効果を得ることが可能とな
る。
Therefore, in the second embodiment,
The same effects as in the first embodiment can be obtained.

【0069】(実施の形態3)図9は本発明の他の実施
の形態である研磨装置の要部拡大断面図である。
(Embodiment 3) FIG. 9 is an enlarged sectional view of a main part of a polishing apparatus according to another embodiment of the present invention.

【0070】本実施の形態3においては、図9に示すよ
うに、研磨装置1のガイドリング8iの断面形状が、例
えばL字状に形成されている。このガイドリング8iの
下部の段部分の厚さは、半導体ウエハ2の厚さDと等し
くなっている。
In the third embodiment, as shown in FIG. 9, the cross-sectional shape of the guide ring 8i of the polishing apparatus 1 is formed, for example, in an L-shape. The thickness of the lower step portion of the guide ring 8 i is equal to the thickness D of the semiconductor wafer 2.

【0071】そして、バックパッド8gは、その径が半
導体ウエハ2の径よりも大径となっており、その端部が
ガイドリング8iの段部上にかかるように形成され保持
されている。
The diameter of the back pad 8g is larger than the diameter of the semiconductor wafer 2, and the back pad 8g is formed and held so that the end of the back pad 8g covers the step of the guide ring 8i.

【0072】これにより、バックパッド8gから半導体
ウエハ2の外周にかかっていた荷重をガイドリング8i
にもかかるようにすることができ、その荷重を分散させ
ることができるので、半導体ウエハ2の外周に生じる応
力集中を低減することができ、半導体ウエハ2の外周が
異常に削れてしまうのを抑制することが可能となってい
る。
As a result, the load applied from the back pad 8g to the outer periphery of the semiconductor wafer 2 is reduced by the guide ring 8i.
And the load can be dispersed, so that stress concentration occurring on the outer periphery of the semiconductor wafer 2 can be reduced, and the outer periphery of the semiconductor wafer 2 can be prevented from being abnormally shaved. It is possible to do.

【0073】また、本実施の形態3においては、フィル
ム8fがバックパッド8gに接触する領域と接触しない
領域との境界部が、半導体ウエハ2の外周よりもさらに
外周の位置になるように設定されている。
In the third embodiment, the boundary between the region where the film 8f contacts the back pad 8g and the region where the film 8f does not contact the back pad 8g is set so as to be located further outside the outer periphery of the semiconductor wafer 2. ing.

【0074】これにより、半導体ウエハ2の外周がその
応力集中のピークに起因して異常に研磨される現象が生
じても、その異常に研磨される領域が製品の製造に不必
要な領域で生じるようにすることが可能となっている。
As a result, even if the outer periphery of the semiconductor wafer 2 is abnormally polished due to the peak of the stress concentration, the abnormally polished region is generated in a region unnecessary for manufacturing a product. It is possible to do so.

【0075】したがって、本実施の形態3においては、
前記実施の形態1と同様の効果を得ることが可能となっ
ている。
Therefore, in the third embodiment,
The same effect as in the first embodiment can be obtained.

【0076】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態1〜3に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the first to third embodiments, and the present invention is not limited thereto. It goes without saying that various changes can be made.

【0077】例えば前記実施の形態においては、層間絶
縁膜の平坦化にCMP技術を用いた場合について説明し
たが、これに限定されるものではなく種々適用可能であ
り、例えば接続孔内に埋め込まれた導体膜上面の平坦化
処理等にも適用できる。
For example, in the above-described embodiment, the case where the CMP technique is used for flattening the interlayer insulating film has been described. However, the present invention is not limited to this, and various applications are possible. It can also be applied to the flattening treatment of the upper surface of the conductive film.

【0078】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である半導体
集積回路装置の製造工程で用いるCMP技術に適用した
場合について説明したが、それに限定されるものではな
く、例えば液晶基板等の製造工程で用いるCMP技術等
に適用できる。本発明は、少なくともCMP技術を用い
るものに適用できる。
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to the CMP technique used in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device, which is the background of the application, has been described. However, the present invention can be applied to, for example, a CMP technique used in a manufacturing process of a liquid crystal substrate or the like. The present invention is at least applicable to those using the CMP technique.

【0079】[0079]

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed by the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0080】(1).本発明の研磨方法によれば、研磨処理
に際して、被研磨物の面内における加圧分布が全体的に
均一となるように、低剛性薄板の外周の撓み部分の変形
状態を設定して研磨処理を行うことにより、CMP研磨
技術を用いた研磨処理に際して、被研磨物の外周に生じ
る応力集中を低減することができるので、被研磨物の面
内の研磨均一性を向上させることが可能となる。
(1) According to the polishing method of the present invention, the deformation of the bent portion on the outer periphery of the low-rigidity thin plate during the polishing process is performed so that the pressure distribution in the surface of the object to be polished becomes uniform as a whole. By setting the state and performing the polishing process, during the polishing process using the CMP polishing technique, it is possible to reduce the stress concentration generated on the outer periphery of the object to be polished. It can be improved.

【0081】(2).本発明の半導体集積回路装置の製造方
法によれば、半導体ウエハの面内における加圧分布が全
体的に均一となるように、低剛性薄板の外周の撓み部分
の変形状態を設定して研磨処理を行い、半導体ウエハ上
に形成された絶縁膜の上面を平坦にすることにより、C
MP研磨技術を用いた研磨処理に際して、半導体ウエハ
の外周に生じる応力集中を低減することができるので、
半導体ウエハの面内の絶縁膜の研磨均一性を向上させる
ことが可能となる。したがって、半導体集積回路装置の
歩留りおよび信頼性を向上させることが可能となる。
(2) According to the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present invention, the deformation of the bent portion on the outer periphery of the low-rigidity thin plate is performed so that the pressure distribution in the plane of the semiconductor wafer becomes uniform as a whole. By setting the state and performing a polishing process to flatten the upper surface of the insulating film formed on the semiconductor wafer, C
During the polishing process using the MP polishing technology, since the concentration of stress generated on the outer periphery of the semiconductor wafer can be reduced,
It becomes possible to improve the polishing uniformity of the insulating film in the plane of the semiconductor wafer. Therefore, the yield and reliability of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態である研磨装置の説明図
である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の研磨装置の要部の拡大説明図である。FIG. 2 is an enlarged explanatory view of a main part of the polishing apparatus of FIG. 1;

【図3】図1の研磨装置の要部の拡大説明図である。FIG. 3 is an enlarged explanatory view of a main part of the polishing apparatus of FIG. 1;

【図4】図1の研磨装置を用いて研磨処理をした際の半
導体ウエハ面内における種々の加圧分布の説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram of various pressure distributions in a semiconductor wafer surface when a polishing process is performed using the polishing apparatus of FIG. 1;

【図5】図1の研磨装置を用いた場合の半導体集積回路
装置の製造工程における要部断面図である。
5 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device in a manufacturing step using the polishing apparatus of FIG. 1;

【図6】図1の研磨装置を用いた場合の図5に続く半導
体集積回路装置の製造工程における要部断面図である。
6 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device in a manufacturing step following that of FIG. 5 when the polishing apparatus of FIG. 1 is used;

【図7】図1の研磨装置を用いた場合の図6に続く半導
体集積回路装置の製造工程における要部断面図である。
7 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device in a manufacturing step following that of FIG. 6 when the polishing apparatus of FIG. 1 is used;

【図8】本発明の他の実施の形態である研磨装置の要部
断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of a principal part of a polishing apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図9】本発明の他の実施の形態である研磨装置の要部
断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a principal part of a polishing apparatus according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 研磨装置 2 半導体ウエハ(被研磨物) 2s 半導体基板 3 筐体 4 定盤 4a 回転軸 5 研磨パッド 6 ドレッサ部 7 研磨剤供給管 8 ウエハキャリア(被研磨物保持部、ウエハ保持部) 8a キャリア本体 8b 流体流入室(流体室) 8c 流体供給管(流体流入部) 8d 流体圧均一化板 8e 流体加圧室(流体室) 8f フィルム(低剛性薄板) 8g バックパッド 8h 吸着孔 8i ガイドリング 9 研磨剤 10 フィールド絶縁膜 11 配線 12 層間絶縁膜(絶縁膜) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polishing apparatus 2 Semiconductor wafer (substrate to be polished) 2s Semiconductor substrate 3 Case 4 Surface plate 4a Rotating shaft 5 Polishing pad 6 Dresser part 7 Abrasive supply pipe 8 Wafer carrier (substrate to be polished, wafer holder) 8a Carrier Body 8b Fluid inflow chamber (fluid chamber) 8c Fluid supply pipe (fluid inflow section) 8d Fluid pressure equalizing plate 8e Fluid pressurization chamber (fluid chamber) 8f Film (low rigid thin plate) 8g Back pad 8h Suction hole 8i Guide ring 9 Abrasive 10 Field insulating film 11 Wiring 12 Interlayer insulating film (insulating film)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田熊 祐一郎 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 三谷 真一郎 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 木村 剛 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Yuichiro Taguma 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Inside the Device Development Center, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Shinichiro Mitani 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Device Development Center, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Tsuyoshi Kimura 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Inside the Device Development Center, Hitachi, Ltd.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被研磨物保持部の低剛性薄板にバックパ
ッドを介して保持された被研磨物の被研磨面を、前記被
研磨保持部に備えられた流体加圧機構部によって研磨パ
ッドに押し付けた状態で化学的および機械的に研磨する
研磨方法であって、前記研磨処理に際して、前記被研磨
物の面内における加圧分布が全体的に均一となるよう
に、前記低剛性薄板の外周の撓み部分の変形状態を設定
して研磨処理を行うことを特徴とする研磨方法。
An object to be polished, which is held on a low rigid thin plate of the object to be polished via a back pad via a back pad, is connected to the polishing pad by a fluid pressure mechanism provided in the object to be polished. A polishing method of chemically and mechanically polishing in a pressed state, wherein an outer periphery of the low-rigidity thin plate is so formed that a pressure distribution in a surface of the object to be polished is uniform throughout the polishing process. A polishing method characterized in that a polishing process is performed by setting a deformed state of a bent portion of the substrate.
【請求項2】 請求項1記載の研磨方法において、前記
低剛性薄板がバックパッドに接する領域と接しない領域
との境界部を、前記被研磨物の不必要領域に配置したこ
とを特徴とする研磨方法。
2. The polishing method according to claim 1, wherein a boundary between a region where the low-rigidity thin plate contacts a back pad and a region where the low-rigidity thin plate does not contact the back pad is disposed in an unnecessary region of the object to be polished. Polishing method.
【請求項3】 請求項1または2記載の研磨方法におい
て、前記低剛性薄板の厚さ、ヤング率、撓み量または被
研磨物周辺のガイドリングと被研磨物との間隔のいずれ
かを変えることにより、前記被研磨物の加圧分布を均一
に変えることを特徴とする研磨方法。
3. The polishing method according to claim 1, wherein one of a thickness, a Young's modulus, an amount of bending, and a distance between a guide ring around the object to be polished and the object to be polished is changed. Wherein the pressure distribution of the object to be polished is changed uniformly.
【請求項4】 請求項1、2または3記載の研磨方法に
おいて、前記被研磨物とその外周のガイドリングとの間
隔および低剛性薄板の撓み量の正接関係を一定としたこ
とを特徴とする研磨方法。
4. The polishing method according to claim 1, wherein the tangent relationship between the distance between the object to be polished and a guide ring on the outer periphery thereof and the amount of deflection of the low-rigidity thin plate is constant. Polishing method.
【請求項5】 被研磨物保持部に保持された被研磨物の
研磨面を、前記被研磨物保持部に設けられた流体加圧機
構部によって研磨パッドに押し付けた状態で化学的およ
び機械的に研磨する研磨装置であって、 前記流体加圧機構部は、前記被研磨物保持部に設けられ
た流体室と、前記流体室に流体を流入する流体流入部
と、前記被研磨物保持部において前記研磨パッド側に設
けられて前記流体室を形成するとともに、前記流体室に
流入された流体の圧力によって変形する低剛性薄板とを
有し、 前記低剛性薄板の下面にバックパッドを介して配置され
た被研磨物を、研磨処理に際して、前記流体室に流入さ
れる流体の圧力によって生じる前記低剛性薄板の変形に
よって、前記研磨パッドに押し付ける構造を備え、 前記研磨処理に際して、前記被研磨物の面内における加
圧分布が全体的に均一となるように、前記低剛性薄板の
外周の撓み部分の変形状態を設定したことを特徴とする
研磨装置。
5. A chemical and mechanical method in which a polishing surface of an object to be polished held by an object to be polished is pressed against a polishing pad by a fluid pressure mechanism provided in said object to be polished. A polishing apparatus, wherein the fluid pressurizing mechanism comprises: a fluid chamber provided in the workpiece holding part; a fluid inflow part for flowing fluid into the fluid chamber; and the workpiece holding part. And a low-rigid thin plate that is provided on the polishing pad side to form the fluid chamber, and that is deformed by the pressure of the fluid that has flowed into the fluid chamber. In the polishing process, the object to be polished is provided with a structure for pressing the polishing pad against the polishing pad by deformation of the low-rigidity thin plate caused by the pressure of the fluid flowing into the fluid chamber. A polishing apparatus, wherein a deformed state of a bent portion on an outer periphery of the low-rigidity thin plate is set so that a pressure distribution in a plane of the polished material is entirely uniform.
【請求項6】 請求項5記載の研磨装置において、前記
バックパッドを粘弾性体によって構成したことを特徴と
する研磨装置。
6. The polishing apparatus according to claim 5, wherein said back pad is made of a viscoelastic body.
【請求項7】 請求項5または6記載の研磨装置におい
て、前記被研磨物保持部において、前記研磨パッドに対
向する面に、前記被研磨物を囲むようなガイドリングを
設け、かつ、前記バックパッドの外周端を前記ガイドリ
ングにかかる構造としたことを特徴とする研磨装置。
7. The polishing apparatus according to claim 5, wherein a guide ring surrounding the object to be polished is provided on a surface facing the polishing pad in the object to be polished holding part, and the back is provided. A polishing apparatus, wherein an outer peripheral end of a pad is structured to hang on the guide ring.
【請求項8】 半導体ウエハ上に絶縁膜を形成した後、
その半導体ウエハを、研磨装置におけるウエハ保持部の
低剛性薄板側にバックパッドを介して保持する工程と、 前記ウエハ保持部に保持された半導体ウエハの被研磨面
を、前記ウエハ保持部に備えられた流体加圧機構部によ
って研磨パッドに押し付けた状態で化学的および機械的
に研磨する際に、 前記半導体ウエハの面内における加圧分布が全体的に均
一となるように、前記低剛性薄板の外周の撓み部分の変
形状態を設定して研磨処理を行い、前記絶縁膜の上面を
平坦にする工程とを有することを特徴とする半導体集積
回路装置の製造方法。
8. After forming an insulating film on a semiconductor wafer,
A step of holding the semiconductor wafer on a low-rigidity thin plate side of a wafer holding unit in a polishing apparatus via a back pad; and a polished surface of the semiconductor wafer held by the wafer holding unit, provided in the wafer holding unit. When chemically and mechanically polishing in a state pressed against the polishing pad by the fluid pressurizing mechanism, the low-rigidity thin plate is so formed that the pressure distribution in the plane of the semiconductor wafer is entirely uniform. Setting a deformed state of a bent portion on the outer periphery and performing a polishing process to flatten an upper surface of the insulating film.
【請求項9】 請求項4記載の研磨方法において、前記
ガイドリングと被研磨物との隙間および低剛性薄板の撓
み量の正接関係が0°から63°以下であることを特徴
とする研磨方法。
9. The polishing method according to claim 4, wherein a tangent relationship between a gap between the guide ring and the object to be polished and a deflection amount of the low-rigidity thin plate is from 0 ° to 63 ° or less. .
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