JP2001226666A

JP2001226666A - 研磨砥粒と研磨液及びその研磨方法並びに半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JP2001226666A
Application number: JP2000041366A
Authority: JP
Inventors: Nobuhito Katsumura; 宣仁勝村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-02-15
Filing date: 2000-02-15
Publication date: 2001-08-21

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】半導体素子の高集積化にはウエーハ上に形成し
た薄膜の平坦化が不可欠であるが、その研磨時に発生す
るスクラッチの低減が望まれていた。【解決手段】無機物と分子量が５００以上である非電解
質の有機物とからなる複合粒子を研磨砥粒として溶媒に
分散し、さらに研磨促進剤を添加して研磨液としたもの
を用いることにより被研磨体表面を化学機械的に予担化
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，化学機械研磨方法
に関し、特に薄膜を形成した半導体基板を化学機械研的
に研磨する際に用いる研磨砥粒、研磨液、研磨方法及び
これらを用いた半導体装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の高集積化に伴い、配線の多
層化やメモリＬＳＩにおけるキャパシタセルの立体化等
によって、素子構造の３次元化が進みつつある。しかし
ながら、何層にも薄膜を積み上げる構造の３次元化技術
は、その結果として半導体素子の内部に段差を生じるた
め、この段差が配線パターン切れやホトリソグラフィ工
程における焦点深度マージン不足による露光不良等を発
生させる。

【０００３】上記したプロセス上の不具合を解消させる
ためには、半導体基板上に形成した段差を有する薄膜の
表面を平坦化させることが不可欠である。そのために
は、ミクロンオーダーの段差を有する半導体薄膜につい
て、ミリメートルオーダの領域内を極めて平坦な状態に
するためには、特開平８−２１６０２３号公報に開示さ
れているような所謂、化学機械研磨法（Chemical Mecha
nical Polishing、略してＣＭＰ）と呼ばれる方法を用
いる必要がある。

【０００４】上記した化学機械研磨を行うためには、研
磨砥粒（微粒子）を含む研磨液を用いる必要があり、こ
れらについて開示されている技術を以下に説明する。

【０００５】（１）特開平９−２９６１６１号公報また
は特開平１０−４４０４７号公報には研磨液が開示され
ており、これらの研磨液中に分散している砥粒として、
ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２等が用いられている。

【０００６】（２）また、特開平７−８６２１６号公報
には、有機高分子を研磨砥粒として用いることが開示さ
れている。

【０００７】（３）更に、特開平１０−１６８４３１号
公報には、ポリイオンをＡｌ_２Ｏ_３等の研磨砥粒に吸着
させた複合的な研磨液が開示されている。そして、研磨
剤粒子の表面に高度に吸引されたポリイオンは、ラング
ミュア型の吸着挙動を示し、その重合体は単分子層によ
る被覆が達成されるまで、研磨剤粒子の表面上に平滑に
付着するように作用することが記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記した特開平９−２
９６１６１号公報または特開平１０−４４０４７号公報
に記載された研磨液を用いて、半導体基板上に成膜され
た酸化膜等を化学機械研磨する場合、研磨液中の凝集砥
粒の数が多いため、研磨面にスクラッチ（傷）が発生し
易い。その結果として、形成されたスクラッチが半導体
装置の電気的ショートを誘発させる原因となり、半導体
装置の歩留まりを低下させてしまう等の問題があった。

【０００９】また、特開平７−８６２１６号公報に記
載された研磨砥粒を用いた場合、砥粒自体が軟らかく、
また、研磨レートが遅いという欠点がある。従って、Ｃ
ＭＰ技術を要する工程のスループットが低下するので、
実際の量産プロセスにこの研磨砥粒を適用することは甚
だ困難であると言わざるを得ない。

【００１０】そしてまた、特開平１０−１６８４３１号
公報に記載の研磨液を用いた場合、ポリイオンが吸着
した砥粒が凹部へ入り込みこんで、凹部を保護するよう
に作用し、非吸着の砥粒が凸部を研磨することになる。
従って、被研磨体の表面を研磨するのはポリイオンが非
吸着の砥粒であるため、この砥粒が表面にスクラッチを
発生させることになる。また、一部のポリイオンが吸着
した砥粒が研磨に関与するとしても、ポリイオンの吸着
層は単分子層であるため、スクラッチ低減の効果は不十
分である。

【００１１】本発明の目的は，被研磨体の表面に形成さ
れるスクラッチ数の低減に寄与するばかりでなく、実際
の量産プロセスに適用しても十分な研磨レートを確保す
ることが可能で、かつ被研磨体の表面に対して優れた平
坦化性能を有する研磨砥粒と研磨液及びその研磨方法並
びにこれを用いた半導体装置の製造方法を提供すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは被
研磨体と研磨砥粒や研磨液、研磨方法等について鋭意検
討した結果、被研磨体の表面へのスクラッチ形成が少な
く、そしてその平坦化性能に優れた研磨砥粒、研磨液及
び研磨方法を見出した。

【００１３】具体的には、本発明の研磨砥粒が無機物と
有機物とを備えたものであって、この有機物が非電解質
であるようにした。

【００１４】また、この無機物が粒子であって、この粒
子の表面に有機物の層を形成する、あるいは有機物が粒
子であって、この粒子の表面に無機物の層を形成するよ
うにした。

【００１５】更に、本発明の研磨砥粒が無機物と有機物
とを備えたものであって、これらの無機物と有機物とが
少なくとも化学結合しているようにした。

【００１６】そして、上記した有機物の層が、分子量５
００以上を有する高分子からなるようにした。

【００１７】本発明では、無機物と非電解質である有機
物とを備えた研磨砥粒を溶媒に分散し、更にこの溶媒に
研磨促進剤を添加して研磨液を構成し、上記の媒体が水
であるようにした。

【００１８】また、本発明は、少なくとも被研磨体の表
面に、無機物と非電解質である有機物とからなる研磨砥
粒を水に分散させ、かつ研磨促進剤を添加させた研磨液
を供給して、上記の被研磨体の表面を化学機械的に平坦
化する研磨方法である。

【００１９】更に本発明は、半導体基板の上方に薄膜を
形成する成膜工程と、該薄膜を研磨する研磨工程と、前
記半導体基板を洗浄する洗浄工程とを備え、上記の研磨
工程において、無機物と非電解質である有機物とをから
なる研磨砥粒を水に分散させ、かつ研磨促進剤を添加さ
せた研磨液を少なくとも上記の薄膜の表面に供給して、
該薄膜の表面を化学機械的に平坦化させるようにした半
導体装置の製造方法であって、この薄膜が、段差を有す
る半導体基板の上方に形成されているものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図面を
用いて詳細を説明する。

【００２１】図１は、第１の実施例を説明する研磨砥粒
の断面構造を概念的に表わした図である。先ず、上記の
研磨砥粒の形成方法を説明する。

【００２２】一般に良く使用される撹拌機、温度計、Ｎ
_２ガス導入管、そして冷却管を備えたフラスコ（容積１
０リットル）の中に、平均粒径０．１μｍのＳｉＯ_２粒
子の２０％水分散液５ｋｇ、重合開始剤として２，２’
−アゾビス（２−アミノジプロパン）二塩酸塩２ｇ、モ
ノマとしてメトキシポリエチレングリコールアクリレー
ト６０ｇ、メチルメタクリレート６０ｇ、γ−メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン２０ｇを量り入れ、
十分にフラスコの反応系内をＮ_２置換した。

【００２３】次に、このフラスコ全体を８０℃に加熱
し、３時間撹拌した後、室温まで冷却する。

【００２４】続いて、３０％ＮＨ_３水溶液を用いてフラ
スコ内の溶媒をｐＨ１１に調整し、無機物の粒子の表面
にグラフト重合等によって有機物の層を形成した。

【００２５】以上で説明した工程を経て、図１に示され
る２層構造であって、芯物質１がＳｉＯ_２からなり、そ
の外側に形成された外殻物質２が有機高分子である研磨
砥粒を分散させた研磨液が出来上がる。この研磨液の砥
粒濃度は１３．５％である。

【００２６】本実施例で説明した無機物の粒子は、Ｓ
ｉＯ_２に限定されるものではなく、他にＡｌ_２Ｏ_３、Ｃ
ｅＯ_２、ＳｉＣ、ＺｒＯ_２、ダイヤモンド、ＭｎＯ_２、
Ｍｎ_２Ｏ_３等から選ばれた粒子であって、その形状が球
状、あるいは粉砕状等であっても良い。

【００２７】また、本実施例に用いられる重合開始剤と
しては、２，２’−アゾビス（２−アミノジプロパン）
二塩酸塩、４，４’−アゾビス（４−シアノペンタン
酸）等の極性基を持つアゾ化合物を用いても良い。更に
は、粉体表面を２，４−トリレンジイソシアナート等の
イソシアナート化合物で処理した後に、極性基を持つア
ゾ化合物や過酸化物を付加しても良い。

【００２８】本実施例に用いられる単量体としては、ビ
ニル系単量体が使用される。例えば、（メタ）アクリル
酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アク
リレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプ
ロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アク
リレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｎ−アミ
ル（メタ）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレ
ート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、イソヘキシ
ル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリ
レート、イソオクチル（メタ）アクリレート、デシル
（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレー
ト、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メ
タ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレー
ト、イソボルニル（メタ）アクリレート、フェニル（メ
タ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フ
ェノキシエチル（メタ）アクリレート、メトキシエチル
（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコー
ル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メ
タ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）ア
クリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレー
ト、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート四級化
合物、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルコハク
酸、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルフタル酸、
グリシジル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレ
ート系単量体、エチレングリコールジ（メタ）アクリレ
ート、ジチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポ
リエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペ
ンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピ
レングリコールジ（メタ）アクリレート、２，２−ビス
〔４−（メタクリロキシ・ジエトキシ）フェニル〕プロ
パン等のジ（メタ）アクリレート系単量体、トリメチロ
ールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロー
ルメタントリ（メタ）アクリレート等のトリ（メタ）ア
クリレート系単量体、テトラメチロールメタンテトラ
（メタ）アクリレート等のテトラ（メタ）アクリレート
系単量体、ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−
ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、（メ
タ）アクリロイルモルホリン、Ｎ−ビニルピロリドン、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸等
の（メタ）アクリルアミド系単量体、スチレン、アルキ
ル置換スチレン、ジビニルベンゼン等のスチレン系単量
体、γ−（メタ）アクリロイルアルキルトリアルコキシ
シラン、γ−（メタ）アクリロイルアルキルジアルコキ
シシラン、トリアルコキシビニルシラン、ジアルコキシ
アルキルビニルシラン等のシリコン系単量体、エチレ
ン、イソブチレン、メタクリロニトリル等のエチレン系
単量体、マレイン酸、マレイン酸ジエステル、フマル
酸、フマル酸ジエステル、イタコン酸、イタコン酸ジエ
ステル、シトラコン酸、シトラコン酸ジエステル等の不
飽和ジカルボン酸、ジエステル系単量体、γ−メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキ
シプロピルメチルジメトキシシラン等の重合性金属アル
コキサイドが挙げられるが、これらに限定されるもので
はない。

【００２９】また、上記した少なくとも１種類以上の単
量体から選ばれ、有機物の層を共重合体としても良い。

【００３０】さらに、必要が有れば、分散剤等の界面活
性剤を上記の研磨液に添加しても良い。

【００３１】次に、本実施例の研磨液の性能を確認する
ため、上記で説明した工程を経て得られた研磨液を用い
て、下記に示す研磨条件を用いて被研磨体の化学機械研
磨を行った。そして、研磨後の被研磨体の表面における
スクラッチの数を計測した。

【００３２】（１）研磨条件被研磨体：表面に厚さ約１．２μｍの酸化物層を形成し
た厚さ約０．５ｍｍのシリコンウェハ（８インチ）研磨装置：自作装置研磨布：Ｒｏｄｅｌ社ＩＣ１４００研磨液の供給量：２００ｍｌ／分研磨時間：３分（２）スクラッチ数の評価被研磨体の研磨終了後、良く知られた外観検査装置を用
いて研磨表面の欠陥を検出し、続いてその場所を良く知
られた電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて詳細に観察し、表
面に形成されたスクラッチの数を計測した。

【００３３】被研磨体の研磨レートを変えて行なったと
きのスクラッチの発生状況を表１に示す。尚、比較例と
して、研磨液に一般に使用されているもの、例えば、シ
リカ砥粒を約１０％含み、これにアンモニア水を加えて
ｐＨ１１に調整された市販品を用いて、本実施例と同一
条件にて行なった結果(比較例)を表１中に併記した。

【００３４】表１研磨条件とスクラッチ発生数との関係￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣本実施例スクラッチ数（個／ｃｍ²）研磨レート（ｎｍ／ｍｉｎ）￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣Ｎｏ．１０．１２３０Ｎｏ．２０．３２５０Ｎｏ．３０．２２４０Ｎｏ．４０．２２４０Ｎｏ．５０．１２３５比較例１０．８２５０比較例２０．８２３５￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣上記の結果から明らかのように、本実施例の研磨液を用
いてシリコンウエーハの表面を研磨した場合、表面に形
成されるスクラッチの数は従来の方法に比較して低減さ
せることが可能であり、また、研磨レートを低下させる
ことによって、更にスクラッチの発生数を抑制すること
が可能である。

【００３５】次に、第２の実施例について説明する。

【００３６】先ず、撹拌機、温度計、滴下ロート、冷却
管を備えたフラスコ（容積１０リットル）を用いるの
は、上記した第１の実施例の場合と同様である。このフ
ラスコの中に、テトラエトキシシランのエタノール溶液
５リットルに平均粒径０．１μｍのポリメチルメタクリ
レート粒子を分散させ、更にエタノールを添加して希釈
溶液とした。

【００３７】次に、このフラスコ全体を６０〜６５℃に
加熱し、撹拌しながら加水分解触媒である３０％ＮＨ_３
水溶液を徐々に滴下することにより、有機高分子からな
る粒子の表面に無機物の層を形成し、図１に示されるよ
うな２層構造であって、芯物質１が有機高分子であり、
その外側の外殻物質２がＳｉＯ２である研磨砥粒の分散
液を作製した。

【００３８】更に、これを撹拌しながら水を滴下し、加
熱温度を上昇させることによって反応系内のエタノール
を水に溶媒置換する。そして、３０％ＮＨ_３水溶液を
用いてｐＨ１１に調整することにより、砥粒濃度１３．
５％の研磨液を得た。

【００３９】無機物の層としては、例えばＳｉＯ_２、Ａ
ｌ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＺｒＯ_２等のゾルゲル法にて合
成されるものが使用される。

【００４０】本実施例に用いられる有機高分子の粒子と
しては、非水溶性のものが使用される。例えば、第１の
実施例にて示したビニル系単量体から少なくとも１種以
上のものを用いて合成した重合体からなる有機高分子の
粒子等が使用されるが、これに限定されるものではな
い。

【００４１】加水分解触媒としては、酸及びアルカリで
有ればよいが、例えば、除去が容易な塩酸またはアンモ
ニア水溶液が好ましい。

【００４２】また、必要で有れば、分散剤等の界面活性
剤を研磨液に添加しても良い。

【００４３】このようにして得られた研磨液を用いて、
第１の実施例で行なった研磨条件にて被研磨体の化学機
械研磨を行い、研磨後の表面に形成されたスクラッチ数
を計測した。

【００４４】その結果、第１の実施例で示したように、
従来の方法に比較して、被研磨体の表面に形成されるス
クラッチの数を低減させることが明らかになった。

【００４５】次に、第３の実施例について説明する。

【００４６】第１の実施例で説明した撹拌機、温度計、
滴下ロート、冷却管を備えたフラスコ（容積１０リット
ル）の中に、テトラエトキシシランのエタノール溶液５
リットルにポリビニルピロリドン２００ｇを溶解し、こ
れにエタノールを添加して希釈溶液とした。

【００４７】次に、このフラスコ全体を６０〜６５℃に
加熱し、撹拌しながら３０％ＮＨ_３水溶液徐々に滴下す
ることにより、図２に示されるような有機物と無機物と
がハイブリッドされた粒子からなる研磨砥粒の分散液を
作製した。

【００４８】更に、これを撹拌しながら水を滴下し、加
熱温度を上昇させ、反応系内のエタノールを水に溶媒置
換し、３０％ＮＨ_３水溶液を用いてｐＨ１１に調整する
ことにより、砥粒濃度１３．５％の研磨液を得た。

【００４９】無機成分としては、例えばＳｉＯ_２、Ａｌ
_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＺｒＯ_２等のゾルゲル法にて合成
されるものが使用される。

【００５０】また、有機成分としては、第１の実施例に
て示したビニル系単量体から少なくとも１種以上のもの
を用いて合成した重合体からなる有機高分子またはポリ
（２−エチル）オキサゾリジン、ポリエチレンオキサイ
ド、ポリアルキレンオキサイド等の高分子の有機溶剤ま
たは水に溶解する高分子であればよく、これに限定され
るものではない。

【００５１】加水分解触媒としては、酸及びアルカリで
有ればよいが、例えば除去が容易な塩酸またはアンモニ
ア水溶液が好ましい。

【００５２】また、必要で有れば、分散剤等の界面活性
剤を研磨液に添加しても良い。

【００５３】このようにして得られた研磨液を用いて、
第１の実施例で説明した場合と同様の実験を行なった。
その結果、第１の実施例で示した場合と同様に、従来の
方法に比較して、被研磨体の表面に形成されるスクラッ
チの数を低減させることが明らかになった。

【００５４】次に、第４の実施例を説明する。

【００５５】第１の実施例で説明した場合と同様に、撹
拌機、温度計、滴下ロート、Ｎ_２導入管、冷却管を備え
たフラスコ（容積１０リットル）の中に、テトラエトキ
シシランのエタノール溶液５リットルにビニルピロリド
ン２００ｇと重合開始剤として２，２’−アゾビス（２
−アミノジプロパン）二塩酸塩２ｇを溶解し、エタノー
ルを添加して希釈溶液とした。

【００５６】次に、反応系内を十分にＮ_２置換した後、
これを６０〜６５℃に加熱し、撹拌を行なう。そして、
有機高分子を生成させながら３０％ＮＨ_３水溶液を徐々
に滴下することにより、図２に示されるような有機物と
無機物とのハイブリッドされた粒子からなる研磨砥粒の
分散液を作製した。

【００５７】更に、これを撹拌しながら水を滴下し、加
熱温度を上昇させ、反応系内のエタノールを水に溶媒置
換し、３０％ＮＨ_３水溶液にてｐＨ１１に調整すること
により、砥粒濃度１３．５％の研磨液を得た。

【００５８】無機成分としては、例えばＳｉＯ_２、Ａｌ
_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＺｒＯ_２等のゾルゲル法にて合成
されるものが使用される。

【００５９】有機物の成分としては、第１の実施例にて
示したビニル系単量体、重合開始剤から少なくとも１種
以上のものが使用される。

【００６０】加水分解触媒としては、酸及びアルカリで
有ればよいが、例えば除去が容易な塩酸またはアンモニ
ア水溶液が好ましい。

【００６１】また、必要で有れば、分散剤等の界面活性
剤を研磨液に添加しても良い。

【００６２】このようにして得られた研磨液を用いて、
第１の実施例と同様に、被研磨体の化学機械研磨の実験
を試みた。その結果、第１の実施例で示した場合と同様
に、従来の方法に比較して、被研磨体の表面に形成され
るスクラッチの数を低減させることが明らかになった。
以上の第１の実施例から第４の実施例において、研磨砥
粒及び研磨液に関して説明したが、実施例はこれらに限
定されるものではない。

【００６３】ところで、上記した実施例において、有機
高分子の分子量を５００以上としたが、５００以下の分
子量を有する有機低分子を用いて上記した実施例の研磨
砥粒及び研磨液とを作製し、上述と同様の化学機械研磨
を行なっても、被研磨体の表面に形成されるスクラッチ
の数は、従来の方法と比較して改善の効果が得られなか
った。また、本実施例で述べた有機物の砥粒と無機物の
砥粒とを単純混合した研磨液を用いても、従来の方法と
比較して改善の効果が得られなかった。

【００６４】また、第１の実施例及び第２の実施例にお
いて、外側に存在する物質の外殻の厚さが芯物質の粒子
半径の約１０％程度である研磨砥粒について例示した
が、これに限定されるものではない。

【００６５】次に、第５の実施例である半導体装置の製
造方法を説明する。

【００６６】図３は、半導体装置の製造工程の一例を説
明するための図であって、下層配線層の上に配線層を形
成する場合を示している。

【００６７】具体的には、下層配線層上に例えば良く知
られたスパッタリング法を用いて酸化膜５を形成後、良
く知られたホトリソグラフィ法及びドライエッチング法
を用いて、上記の酸化膜５にコンタクトホール６を形成
する。

【００６８】次に、良く知られた方法、例えばＣＶＤ法
を用いてタングステン膜７を形成し、コンタクトホール
６の埋め込みを行う。タングステン膜７の成膜後、この
タングステン膜７を良く知られたドライエッチング法を
用いて、コンタクトホール６の内部にだけタングステン
膜７が残るようにエッチングを行なう。この工程によっ
て、タングステン埋め込み層８が形成される。

【００６９】次に、上記のタングステン埋め込み層８の
上に、例えばスパッタリング法を用いてアルミ膜９を成
膜し、更に、ホトリソグラフィ法及びドライエッチング
法を用いてパターン化されたアルミ配線１０を形成す
る。

【００７０】次に、アルミ配線１０の上に、先程と同様
の方法を用いて酸化膜５を形成する。この時、アルミ配
線１０はパターン化されているので、この上に形成した
酸化膜５の表面は、パターンの段差の影響を受けて凹凸
が形成されている。

【００７１】そこで、第１の実施例から第４の実施例で
説明した研磨液を用いて、この凹凸部分が十分に平坦化
されるまで化学機械的に研磨を施す。そして、平坦化さ
れた酸化膜５の上に、新たな配線を形成する。

【００７２】尚、平坦化された表面のスクラッチの数
は、第１の実施例の場合と同様に従来の方法に比較して
遥かに少ないことが確認された。

【００７３】上記で説明したように、被研磨体の表面に
対して化学機械研磨法を適用することによって、常に平
坦な表面の上に例えば配線を断線等のトラブルなくして
形成することが可能となり、その結果として、配線の多
層化された高集積度半導体素子や３次元構造のデバイス
の作製を実現することが出来る。

【００７４】

【発明の効果】本発明によれば、製造プロセスの途中段
階において、形成膜の表面に対して化学機械研磨を施す
ことによって、表面へのスクラッチの発生を低減させる
ことができ、それが半導体製品の製造歩留まりの向上や
コスト低減に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１及び第２の実施例を説明するための研磨砥
粒の断面図である。

【図２】第３及び第４の実施例を説明するための研磨砥
粒の断面図である。

【図３】第５の実施例を説明するための半導体装置の製
造工程を表わす図である。

【符号の説明】

１…芯物質、２…外殻物質、３…有機高分子、４…無機
分子、５…酸化膜（層間絶縁膜）、６…コンタクトホー
ル、７…タングステン膜、８…タングステン埋め込み
層、９…アルミ膜、１０…アルミ配線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２４Ｄ 3/00 ３３０Ｂ２４Ｄ 3/00 ３３０Ｄ３５０３５０Ｃ０９Ｋ 13/00 Ｃ０９Ｋ 13/00 Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２Ｂ 21/306 21/306 ＭＦターム(参考） 3C047 GG15 3C058 AA07 AC04 CA01 CB01 CB05 DA02 DA12 3C063 AA10 BB14 BB15 BB30 CC30 EE10 5F043 BB27 BB30 DD16 DD30 FF07 GG10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機物と有機物とを備え、該有機物が非電
解質であることを特徴とする研磨砥粒。
【請求項２】前記無機物が粒子であって、該粒子の表面
に有機物の層が形成されていることを特徴とする請求項
１記載の研磨砥粒。
【請求項３】前記有機物が粒子であって、該粒子の表面
に無機物の層が形成されていることを特徴とする請求項
１記載の研磨砥粒。
【請求項４】無機物と有機物とを備え、前記無機物と前
記有機物とが少なくとも化学結合していることを特徴と
する研磨砥粒。
【請求項５】前記有機物の層が、分子量５００以上を有
する高分子であることを特徴とする請求項１または４記
載の研磨砥粒。
【請求項６】無機物と非電解質である有機物とを備えた
研磨砥粒を溶媒に分散され、該溶媒に研磨促進剤が添加
されてなることを特徴とする研磨液。
【請求項７】前記溶媒が、水であることを特徴とする請
求項６記載の研磨液。
【請求項８】少なくとも被研磨体の表面に、無機物と非
電解質である有機物とからなる研磨砥粒を水に分散さ
せ、かつ研磨促進剤を添加させた研磨液を供給して、前
記被研磨体の表面を化学機械的に平坦化することを特徴
とする研磨方法。
【請求項９】無機物と非電解質である有機物とからなる
研磨砥粒を水に分散させ、かつ研磨促進剤を添加させた
研磨液を少なくとも被研磨体の表面に接触するようにし
て、該被研磨体の表面を化学機械的に平坦化することを
特徴とする研磨方法。
【請求項１０】半導体基板の上方に薄膜を形成する成膜
工程と、該薄膜を研磨する研磨工程と、前記半導体基板
を洗浄する洗浄工程とを備え、前記研磨工程において、
無機物と非電解質である有機物とをからなる研磨砥粒を
水に分散させ、かつ研磨促進剤を添加させた研磨液を少
なくとも前記薄膜の表面に供給して、該薄膜の表面を化
学機械的に平坦化させることを特徴とする半導体装置の
製造方法。
【請求項１１】半導体基板の上方に薄膜を形成する成膜
工程と、該薄膜を研磨する研磨工程と、前記半導体基板
を洗浄する洗浄工程とを備え、前記研磨工程において、
無機物と非電解質である有機物とをからなる研磨砥粒を
水に分散させ、かつ研磨促進剤を添加させた研磨液を少
なくとも前記薄膜の表面に供給して、該薄膜の表面を化
学機械的に平坦化させた後、前記成膜工程を繰り返すこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】前記薄膜が、段差を有する半導体基板の
上方に形成されていることを特徴とする請求項１０また
は１１に記載の半導体装置の製造方法。