(57)【要約】【課題】  化学機械研磨工程の際、研磨剤中の砥粒濃度が低い場合、あるいは無発泡型研磨パッドを使う場合においても、充分な研磨速度を実現でき、かつ研磨パッドの寿命が短縮されない方法を提供する。【解決手段】  化学機械研磨工程の際、研磨パッドの表面を表面状態の異なる少なくとも第1および第２のコンディショニングディスクによりコンディショニングする。【選択図】  図１６
2006278977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の研磨工程を含む半導体装置の製造方法であって、
前記研磨工程は、
前記基板を研磨パッド上で、研磨剤を使って化学機械研磨する工程と、
前記研磨パッドの表面をコンディショニングする工程と、
を含み、
前記コンディショニング工程は、前記研磨パッドの表面を、表面状態の異なる少なくとも第１および第２のコンディショニングディスクにより研削する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１および第２のコンディショニングディスクは、前記研磨パッド表面に、それぞれ第１および第２の表面粗さを形成し、前記第１の表面粗さは、前記第２の表面粗さよりも大きいことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１および第２のコンディショニングディスクは、前記パッド表面を、第１および第２の研削速度で研削し、前記第１の研削速度は前記第２の研削速度よりも大きいことを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記第２のコンディショニングディスクは、前記基板を研磨する毎に前記研磨パッドの表面を研削し、前記第１のコンディショニングディスクは、前記研磨パッドの表面を間欠的に研削することを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１のコンディショニングディスクは、前記第２のコンディショニングディスクと同時に、前記研磨パッドの表面を研削することを特徴とする請求項４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１および第２のコンディショニングディスクは、前記研磨パッドの表面を、交互に研削することを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第２のコンディショニングディスクは、前記物体の化学機械研磨工程と同時に、前記研磨パッドの表面を研削することを特徴とする請求項１〜６のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記研磨パッドは、無発泡型研磨パッドであることを特徴とする請求項１〜７のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記研磨剤は砥粒を１０ｗｔ％以下の濃度で含むことを特徴とする請求項１〜８のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
物体を研磨パッド上で、研磨剤を使って化学機械研磨する工程と、
前記研磨パッドの表面をコンディショニングする工程と、を含む研磨方法であって、
前記コンディショニング工程は、前記研磨パッドの表面を、表面状態の異なる少なくとも第１および第２のコンディショニングディスクにより研削する工程を含むことを特徴とする研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般にＣＭＰ(化学的機械研磨)法に係り、特にＣＭＰ法による研磨工程を含む半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造では、基板を平坦化し、あるいは絶縁膜や導電膜を除去するのに、ＣＭＰ(Chemical  Mechanical  Polishing)法が使われる。ＣＭＰ技術は、特にＣｕなどの低抵抗金属を配線層として使った多層配線構造において重要である。またＣＭＰ法はシリコンウェハの表面処理や、磁気ディスクの表面処理、さらにはレンズなど、光学要素の研磨においても重要である。
【特許文献１】特開２００３−１６５０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１は、典型的なＣＭＰ装置１０の構成を示す。
【０００４】
図１を参照するに、ＣＭＰ装置１０は、図示しない駆動源により回動されるプラテン１１を有し、前記プラテン１１上には研磨パッド１２が固定されている。一方、半導体基板１４は別の駆動源により回動されるキャリア１３上に保持され、前記プラテン１１と共に回動する研磨パッド１２に、所定の研磨圧力で押圧される。その際、前記研磨パッド１２上には研磨剤１６が滴下され、前記研磨パッド１２上に保持された研磨剤の作用により、前記半導体基板表面が化学機械研磨される。このような化学機械研磨により、基板上の絶縁膜や導電膜が、個別に、あるいは同時に研磨される。
【０００５】
このようなＣＭＰ装置１０では、一様で効率的な研磨がなされるように、研磨パッド１２の表面は、ダイヤモンドやセラミックス等の硬質砥粒が固定され図示しない別の駆動源により回動されるコンディショニングディスク１５により、研削すなわちコンディショニングされる。一般に、このような研磨パッド１２のコンディショニングは、半導体ウェハの研磨中、あるいは研磨が終了した段階で行われ、ドレッシング、あるいは目立てとも称される。このようなコンディショニングにより、研磨パッドの表面が削除され、新しいパッド面が露出される。
【０００６】
図２は、ＣＭＰ法で一般的に使われている独立発泡型研磨パッドの断面図を示す。
【０００７】
図２を参照するに、独立発泡型研磨パッドは、パッド表面および内部に、径が数μｍから数十μｍの微細な発泡部(ポアと呼ぶ)１２Ｐが、互いに独立して形成されており、研磨剤は、このような発泡部がパッド表面に形成した凹部１２Ｕに保持される。その際、発泡部が互いに独立しているため、研磨剤は研磨パッド内部に浸透することがなく、このため、研磨剤が研磨パッド内部に浸透する連続発泡型の研磨パッドと比較して、研磨剤の消費量を減少させることが可能である。
【０００８】
一方、このような独立発泡型の研磨パッドでは、研磨に伴って発生する加工屑や反応性生物が発泡部に残留し、研磨パッド表層での目詰まりが発生する問題が生じる。このような目詰まりが生じると、研磨速度は低下し、また研磨も不安定になり、さらに研磨の均一性も悪化すると考えられる。
【０００９】
そこで従来、研磨パッドを所定の時間使用する度に、例えば図１に示したコンディショニングディスク１５により研磨パッド表面にコンディショニングを行い、研磨パッド表面を、図３に示すように符号１２Ｘで示す加工屑ごと削り取ることがなされている。
【００１０】
従来、微細化された半導体装置の製造に使われている研磨パッドでは、図２のような独立発泡型研磨パッドが主流であるが、この型の研磨パッドは発泡体１２Ｐを含むため、製造工程に起因して、ある程度のばらつきが生じるのが避けられない。このような研磨パッドの製造ばらつきは、最近の超微細化半導体装置の製造においては、研磨速度の変化、研磨の均一性の劣化、研磨時間の増加など、無視できない問題を生じる可能性がある。また、このような内部に発泡体１２Ｐを有する研磨パッドはフレキシブルで、このため表面に段差を有する構造を化学機械研磨で平坦化しようとしても、研磨パッドが被研磨面の段差構造に追従して変形してしまうため、特に微細化された構造を研磨する場合、段差を充分に解消することができない、あるいは平坦構造を研磨した場合にディッシングを生じてしまうなどの課題を有している。
【００１１】
そこでこれらの課題を解決するため、最近では図４に示す無発泡型の研磨パッドの使用が提案されている。
【００１２】
図４を参照するに、無発泡型の研磨パッドは、従来の連続発泡型研磨パッドと同様に、主にポリウレタンなどの材料より形成されるが、内部に発泡体を含まない。無発泡型の研磨パッドは内部に発泡体を含まないことから、個体間差が小さく、製造バラツキを抑えることが可能である。また、研磨の際、力学的緩衝材として作用する発泡体を含まないため、無発泡型研磨パッドは発泡型研磨パッドよりも大きな剛性を有し、このため段差を有する構造を研磨した場合でも、段差に対して効果的に作用し、ディッシングを抑制し、基板面の平坦化を促進することができる。
【００１３】
一方、無発泡型研磨パッドは、図２のような発泡部１２Ｐを含まないため、発泡型研磨パッドと比較すると、研磨剤の保持能力が劣り、所望の研磨速度が得られない場合がある。
【００１４】
図５に、シリコンウェハ上に形成されたプラズマ酸化膜を、図１のＣＭＰ装置において連続発泡型研磨パッドおよび無発泡型研磨パッドを使って研磨した場合の、研磨速度を比較して示す。ただし図５の実験においては、研磨圧力を４ｐｓｉ、研磨キャリア１３の回転数および研磨プラテン１１の回転数をそれぞれ９０ｒｐｍおよび８０ｒｐｍに設定し、スラリを２００ｍｌ／ｍｉｎの流量で供給しながら研磨を行っている。
【００１５】
図５よりわかるように、無発泡型研磨パッドを使った場合の研磨速度は、発泡型研磨パッド使った場合と比較して、約１６％低下している。図５の実験では、用いた研磨剤中の砥粒濃度が１５ｗｔ％と比較的高く、このため無発泡型研磨パッドを使った場合における研磨速度の低下が、１６％程度で収まったものと考えられる。
【００１６】
一方、ＣＭＰ工程においては、このプロセスで特徴的に発生するスクラッチが大きな問題となっているが、従来、このようなスクラッチを減少させるのに、研磨剤中の砥粒濃度を減少させるのが有効であることが知られている。スクラッチは、研磨剤中に分散された砥粒が凝集して粗大粒子を形成したような場合など、様々な理由で発生するが、このようなスクラッチは半導体装置の製造歩留まりを低下させるため、スクラッチの抑制は、ＣＭＰ技術においては常に重要な課題となっている。また、このように研磨剤中の砥粒濃度を減少させれば、スクラッチと共に、砥粒の消費量も減少するため、半導体装置の製造費用を低減させる効果も期待できる。しかしながら、このような無発泡型研磨パッドを使ったＣＭＰ工程で砥粒濃度を減少させると、深刻な研磨速度の低下を招いてしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は一の側面において、基板を研磨パッド上で化学機械研磨する工程を含む半導体装置の製造方法であって、前記化学機械研磨工程は、前記研磨パッドの表面を、表面状態の異なる少なくとも第１および第２のコンディショニングディスクによりコンディショニングする工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
【００１８】
本発明は他の側面において、物体を研磨パッド上で化学機械研磨する工程と、前記研磨パッドの表面を、表面状態の異なる少なくとも第１および第２のコンディショニングディスクによりコンディショニングする工程を含むことを特徴とする化学機械研磨方法を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、研磨パッドとして無発泡型研磨パッドを使う場合や、研磨剤中の砥粒濃度が低い場合など、化学機械研磨の際に充分な研磨速度を確保するのが困難な場合においても、前記研磨パッドの表面を、表面状態の異なる少なくとも第１および第２のコンディショニングディスクによりコンディショニングすることで、研磨パッド上に充分な量の研磨剤を保持することが可能となり、充分な研磨速度が確保される。さらに、前記研磨パッド表面により大きな表面粗さを形成する第１のコンディショニングディスクを間欠的に使用することで、あるいは前記第１のコンディショニングディスクと前記第２のコンディショニングディスクを交互に使うことで、前記研磨パッドの過剰な磨耗を抑制し、寿命を延長することが可能となる。
【００２０】
本発明によれば、無発泡型研磨パッドを使うことで、充分な研磨速度を確保しつつ、被処理基板表面に優れた平坦性を実現でき、さらに砥粒濃度を減少させることにより、充分な研磨速度を確保しつつ、被処理基板表面におけるスクラッチの発生を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［原理］
最初に、本発明者が本発明の基礎となる研究において発見した、本発明の原理について説明する。
【００２２】
図６は、図２の発泡型研磨パッドを使った場合の、研磨剤中の砥粒濃度と研磨速度の関係を示す。
【００２３】
この実験では、シリカ粒子を純水中に分散させた研磨剤において、シリカ粒子の濃度を５，１０，１５ｗｔ％にそれぞれ調製し、シリコンウェハ上に形成されたプラズマ酸化膜の研磨速度を調査している。その際、研磨は図１のＣＭＰ装置１０を使い、研磨圧力を３ｐｓｉに設定し、研磨キャリア１３および研磨プラテン１１をそれぞれ９０ｒｐｍおよび８０ｒｐｍの回転数で回転させ、上記研磨剤を２００ｍｌ／ｍｉｎの流量で供給しながら行った。
【００２４】
図６を参照するに、研磨速度と砥粒濃度は、ほぼ比例する結果が得られた。また図６の結果から、砥粒の粒径にも左右はされるが、研磨剤中の砥粒濃度が５ｗｔ％以下に減少すると、急激に研磨速度が低下することが見出された。
【００２５】
図６の結果は、研磨剤の成分や砥粒の特性(形状、粒子径等)によっては、研磨剤中の砥粒濃度がある一定以下になると、急激に研磨速度が低下する場合が生じることが予想される。
【００２６】
図７は、同様の実験を、シリコン基板上にシリコン酸化膜を介して形成されたＣｕ膜に対して行った場合の結果を示す。
【００２７】
図７を参照するに、この実験ではＣｕ膜の研磨を、研磨圧力を３ｐｓｉに、また研磨キャリア１３の回転数を８０ｒｐｍ、研磨プラテン１１の回転数を７０ｒｐｍに設定し、研磨剤を２００ｍｌ／ｍｉｎの流量で供給しながら行った。図７の実験では、研磨剤中の砥粒濃度を３．５ｗｔ％に設定している。Ｃｕ膜の研磨の場合も、酸化膜の研磨と同様に、研磨に関する条件を、独立発泡型研磨パッドと無発泡型研磨パッドで統一している。
【００２８】
図７より、無発泡型研磨パッドの研磨速度は発泡型パッド使用時と比較して、３３．５％と大きく低下するのがわかる。これは、研磨剤中の砥粒濃度が低いため、研磨速度の低下がより顕著に表れたものと考えられる。
【００２９】
このように、研磨パッドに無発泡型研磨パッドを用いた場合や、研磨剤中の砥粒濃度が低い場合などでは、研磨速度が低下することがあり、所望の高い研磨速度を得るのが困難になる。
【００３０】
先に説明した、無発泡型研磨パッドを使用する場合や、無発泡型研磨パッドに砥粒濃度の低い研磨剤を組み合わせて使う場合における研磨速度低下を解決する方策の一つとして、図１のコンディショニングディスク１５によって研磨パッド表面に溝を形成することが考えられる。
【００３１】
図８（Ａ）に示すように、無発泡型の研磨パッドでは研磨パッドは発泡体(ポア)を有さないため、研磨パッド１２の表面に保持される研磨剤１６の量は、図８（Ｂ）に示す発泡型の研磨パッドと比較して少なくなる。すなわち、無発泡型研磨パッドを使った場合、研磨される半導体ウェハ表面に供給される研磨剤の量が発泡型研磨パッドを使った場合と比較して少なくなり、その結果、先に図５で説明したような研磨速度の低下が生じるものと考えられる。
【００３２】
そこで、無発泡型の研磨パッドにおいて発泡型研磨パッドと同様に研磨剤を保持するためには、先述したようにコンディショニングディスク１５により、研磨パッド１２の表面に微細な溝を形成し、前記発泡体の代替とすることが考えられる。
【００３３】
図９は、従来使われているコンディショニングディスク１５の断面を模式的に示す図である。
【００３４】
図９を参照するに、コンディショニングディスク５は、座金１５Ａと、前記座金１５Ａ上に合金層１５Ｂにより固定された、例えばダイヤモンドよりなる硬質砥粒１５Ｃより構成されており、前記座金１５Ａとしては、一般にステンレス鋼等が用いられ、砥粒１５Ｃとしては、ダイヤモンドが使われる。また前記砥粒１５Ｃを前記座金１５Ａに固定する合金層１５Ｂとしては、Ｎｉ系合金が使われることが多い。このような砥粒１５Ｃの座金１５Ａ上への固着は、前記合金層１５Ｂを電着法やメッキ法、拡散法などにより形成することでなされる。
【００３５】
このようなコンディショニングディスク１５の特性は、主に硬質砥粒とその配置方法で決定される。
【００３６】
以下、コンディショニングディスク１５を、硬質砥粒１５Ｃとしてダイヤモンドを用いた場合について、説明する。
【００３７】
このようなコンディショニングディスク１５では、コンディショニングディスクに用いられるダイヤモンドのサイズ、形状によって、研磨パッドの研削特性が大きく変化する。
【００３８】
例えばダイヤモンド砥粒１５Ｃの粒径が小さく、また粒状、ないし等方的形状である場合、研磨パッドを研削する能力、すなわちパッド研削速度およびパッド研削量は減少する。その結果、研磨パッド１２の寿命は伸びるが、一方で、十分なコンディショニングを行えない場合が生じる。
【００３９】
逆に形が不規則で、尖った形状の粗いダイヤモンド粒子を前記砥粒１５Ｃとして用いた場合には、研磨パッド１２の研削速度は増大し、効率良く研磨パッドのコンディショニングを行うことが可能となるが、その反面、研磨パッド１２の寿命が減少し、半導体装置の製造コストの上昇につながる。また、鋭く尖ったダイヤモンド砥粒は、割れたり欠けたりしやすく、スクラッチを生じやすい。スクラッチが生じると、半導体基盤表面には深い傷が生じ、歩留まりが低下する。
【００４０】
いずれのタイプのコンディショニングパッドとも、市販品が入手可能であるが、一般的には、粒状の略等方的形状のダイヤモンド砥粒が、前記砥粒１５Ｃとして用いられることが多い。この場合、状況に応じて、粗いダイヤモンド砥粒が配置されたコンディショニングディスクが使用される。粗いダイヤモンド砥粒を担持したコンディショニングディスクを使ってコンディショニングを行うと、粒状のダイヤモンド砥粒を担持したコンディショニングディスクよりも深い溝を、前記研磨パッド１２の表面に形成することができる。
【００４１】
一般に、図２に示す発泡型研磨パッドにおける発泡体の大きさは、数μｍから数十μｍ程度であるのに対し、図９のダイヤモンド砥粒１５Ｃの大きさは、小さくとも５０μｍ程度で、通常は１００μｍから数百μｍの大きさを有するため、かかるコンディショニングディスクを使うことにより、研磨パッド表面に溝を、発泡体よりも深く形成できる。すなわち、図９のコンディショニングディスク１５によるコンディショニングは、発泡型の研磨パッドにおいても有効で、研磨パッド表面に、より多量の研磨剤を保持することが可能になる。
【００４２】
すなわち、図１のＣＭＰ装置において、粗いダイヤモンド砥粒を配置したコンディショニングディスクをコンディショニングディスク１５として使用することにより、前記研磨パッド１２として、先に図２で説明した発泡型研磨パッドを使った場合でも、図４で説明した無発泡型の研磨パッドを使った場合でも、研磨速度の上昇を期待することができる。
また、研磨パッド１２中に深い溝が形成される結果、研磨パッド１２の表面に研磨剤中に含まれる砥粒をより多量に、かつより長時間保持することが可能となる。
【００４３】
図１１（Ａ）は、無発泡型研磨パッド１２の表面に溝を形成しなかった場合に半導体基板２１の研磨を行った場合の、半導体基板２１と研磨剤１６中の砥粒、及び研磨パッド１２の関係を概略的に示す図、図１１（Ｂ）は、同じ無発泡型研磨パッド１２の表面に、前記コンディショニングディスク１５により深い溝を形成した場合の、半導体基板２１と研磨剤１６中の砥粒、及び研磨パッド１２の関係を概略的に示す図である。
【００４４】
図１１（Ａ）を参照するに、前記研磨パッド１２上に溝が形成されていない場合、研磨剤が供給されている研磨パッド１２の表面に半導体基板２１が、前記研磨剤１６中の砥粒の薄い層を介して接触するが、研磨が進行するにつれて、研磨剤１６中の砥粒は圧力や摩擦によって徐々に粉砕されていく。ここで新しい砥粒が、上記消耗された砥粒を置き換えるように研磨パッド１２の表面に沿って供給されれば良いが、研磨パッド１２の表面に沿った研磨剤の流れは制御が困難で、研磨パッド１２上の特定の領域で砥粒が枯渇する場合が生じうる。このような場合、化学機械研磨の研磨速度は、時間が長くなって砥粒が消耗するにつれて低下する。
【００４５】
一方、図１１（Ｂ）に示すように研磨パッド表面にコンディショニングディスク１５により溝を形成した場合には、この溝の内部に研磨剤１６中の砥粒が多量に保持されるため、研磨中に砥粒が消耗しても、新たな砥粒がその場で安定に供給されるため、研磨速度が低下することなく、長時間、安定した化学機械研磨を行うことが可能となる。
【００４６】
このように、半導体ウェハの研磨速度は、使われる研磨パッド１２の表面状態によって変化し、研磨パッド１２の表面状態は、使われるコンディショニングディスク１５の表面状態に左右されるが、研磨パッド１２の表面状態は、同じ形状のダイヤモンドを配置したコンディショニングディスクであっても、ディスク上のダイヤモンド砥粒１５Ｃの配列が異なると変化することがある。
【００４７】
図１１（Ａ）〜（Ｄ）は、このような、ダイヤモンド砥粒１５Ｃの配列を変化させたコンディショニングディスクの例を示す。ただし図１１（Ａ）〜（Ｄ）中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００４８】
図１１（Ａ）を参照するに、この例では、前記砥粒１５Ｃとしてダイヤモンド結晶が、平らな結晶面が上方に向くように配向されている。これに対し、図１１（Ｂ）の例では、ダイヤモンド結晶の角が上方を向くように配向されている。図１１（Ｂ）の構成では、ダイヤモンド砥粒１５Cの角が上方を向くことにより、より効果的に研磨パッドを荒らすことが可能となる。
【００４９】
図１１（Ｃ）は、コンディショニングディスク１５上に形成するダイヤモンド砥粒１５８Ｃの密度を増大させており、一方図１１（Ｄ）は、ダイヤモンド砥粒１５Ｃを固定する固定層１５Ｂの厚さを減少させ、砥粒１５Ｃの露出量を増大させている。これらいずれの構成においても、図１１（Ａ）の構成と比較して、より効果的に研磨パッド１２の表面を研削することが可能になる。また図１１（Ｂ）および１１（Ｄ）では、研磨パッド１２の表面に形成される溝の深さも増大する。図１２（Ａ）は、前記図１１（Ａ）のコンディショニングディスクを使って無発泡型研磨パッド１２の表面を研削した場合の、研磨パッド表面の状態を、一方図１２（Ｂ）は、図１１（Ｂ）あるいは図１１（Ｄ）のコンディショニングディスクを使って、同じ無発泡型研磨パッド１２の表面を研削した場合の、研磨パッド表面の状態を、概略的に示す。
【００５０】
このように、コンディショニングディスク１５においてダイヤモンド砥粒１５Ｃを座金１５Ａ上に配置する方法が異なると、このようなコンディショニングディスクによりコンディショニングされた研磨パッド上で半導体ウェハを研磨した場合、その研磨速度が変動する。また、ダイヤモンド砥粒１５Ｃを規則的に座金１５Ａ上に配置した場合とランダムに配置する場合を比較すると、同一ダイヤモンドを使用しているにも関わらずランダムに配置した方が、研磨速度が高い結果が出る場合もある。
【００５１】
コンディショニングディスク上にダイヤモンドを配置する方法については、例えば特開２００２−１８７０６５に記載されている。
【００５２】
図１３は、市販の発泡型研磨パッドを、図１４（Ａ），（Ｂ）に示す二種類のコンディショニングディスクＡ，Ｂを使ってコンディショニングし、さらにこのようにコンディショニングされた研磨パッドを図１のＣＭＰ装置において研磨パッド１２として使い、プラズマ酸化膜の研磨を行った場合の研磨速度の時間変化を示す図である。ただし図１３の実験において、研磨は研磨圧力を４ｐｓｉに、研磨キャリア１３の回転数および研磨プラテン１１の回転数をそれぞれ９０ｒｐｍおよび８０ｒｐｍに設定し、研磨剤中の砥粒濃度を１８ｗｔ％に設定し、研磨剤を２００ｍｌ／ｍｉｎの流量で供給しながら行っている。また、研磨パッド１２のコンディショニングは、コンディショニングディスク１５の圧力を５ｐｓｉに設定し、コンディショニングを毎回行いながらシリコン酸化膜を研磨している。
【００５３】
図１４（Ａ）を参照するに、コンディショニングディスクＡは図１１（Ａ）のディスクに対応し、粒状の略等方的なダイヤモンド結晶を砥粒１５Ｃとして使い、砥粒１５Ｃは固定層１５Ｂから、５０〜１００μｍ程度の距離だけ突出している。これに対し、コンディショニングディスクＢは図１１（Ｂ）あるいは（Ｄ）のディスクに対応し、粗いタイプ不規則な形状のダイヤモンド結晶を砥粒１５Ｃとして使っている。その際、前記砥粒１５Ｃは、前記固定層１５Ｂから１００−２００μｍ程度の距離だけ突出している。また図１４（Ｂ）のコンディショニングディスクＢでは、座金１５Ａ上において前記ダイヤモンド砥粒１５Ｃはランダムに配置されており、研磨パッド１４に対して大きな研削速度を実現している。
【００５４】
これに対し、図１４（Ａ）のコンディショニングディスクＡでは、ダイヤモンド砥粒１５Ｃは規則的に、格子状に配置されている。その結果、コンディショニングディスクＢによりコンディショニングした研磨パッド１２を使った場合、研磨パッド１２に対する研削速度が、コンディショニングディスクＡを使った場合と比べて、約２倍となる。
【００５５】
図１３を参照するに、コンディショニング直後の研磨速度は、研磨パッド１２をコンディショニングディスクＢでコンディショニングした場合の方が大きいが、これは、コンディショニングにディスクＢを使った方が、ディスクＡを使った場合よりも、使われた研磨パッド１２の表面がラフになっているためと考えられる。一方、研磨剤中の砥粒濃度が高く、約１８ｗｔ%であるため、研磨速度は約１０％程度しか上昇していない。
【００５６】
一方、図１３よりわかるように、コンディショニングディスクＢで研磨パッド１２のコンディショニングを続けると、コンディショニング積算時間が５時間を過ぎたあたりで、シリコン酸化膜の研磨速度が急激に低下する現象が見出された。一方、コンディショニングディスクＡでコンディショニングした研磨パッドを研磨パッド１２として使った場合、積算コンディショニング時間が９時間に達しても、安定した研磨速度が得られているのがわかる。
【００５７】
これは、コンディショニングディスクＢによる研磨パッドの研削速度が非常に大きいため、研磨パッド１２は急速に消耗し、このため、研磨パッド表面に加工されている溝も浅くなってしまい、研磨剤を十分半導体ウェハに供給できなくなるためであると考えられる。これに対し、研磨パッド１２のコンディショニングに前記ディスクＡを使った場合、研磨パッドの研削速度が小さいため、長時間コンディショニングを行っても研磨パッドの消耗はわずかで、このため、研磨パッド表面の溝は、長時間にわたり、有効な深さを維持する。その結果、研磨剤が安定して半導体ウェハ表面に供給され、安定な研磨が実現することがわかる。
【００５８】
次に同様の実験を、Ｃｕ膜を用いて行った。
【００５９】
この実験では、研磨パッド１２として、無発泡型の研磨パッドを用い、研磨は、研磨圧力を３ｐｓｉに設定し、研磨キャリア１３を８０ｒｐｍの回転数で、研磨プラテン１１を７０ｒｐｍの回転数で回転させ、砥粒を２ｗｔ％の濃度で含む研磨剤を、２００ｍｌ／ｍｉｎの流量で供給しながら行っている。さらに、研磨パッド１２のコンディショニングを、コンディショニングディスク１５としてディスクＡ，Ｂを使い、いずれのディスクを使う場合とも、５ｐｓｉの圧力で行っている。
【００６０】
図１５は、このようにして得られた研磨速度と積算コンディショニング時間との関係を示す。
【００６１】
図１５を参照するに、無発泡型の研磨パッドと砥粒濃度の低い研磨剤を使ってＣｕ膜を研磨した場合、発泡型の研磨パッドを砥粒を高濃度で含む研磨剤と組み合わせて酸化膜を研磨した場合よりもコンディショニングディスクＢの効果は顕著で、研磨速度は最大で約７０%も向上するのがわかる。
【００６２】
しかし、このように研磨速度は非常に大きくなるものの、研磨パッドの寿命は逆に非常に短くなり、積算コンディショニング時間が６時間を過ぎたところで、研磨パッド表面に加工された溝が完全に消失するのが確認された。一方、コンディショニングディスクＡを使った場合、１６時間近くコンディショニングを行っても研磨パッドの溝は十分残っており、推定すると研磨パッド１２の寿命において約４倍以上の差が出る結果となった。
【００６３】
このように、本発明の基礎となる研究によれば、コンディショニングディスクＢを用いることで、低砥粒濃度の研磨剤や無発泡型の研磨パッドの使用に伴う研磨速度の低下は回避可能であることが見出されたが、一方で、研磨パッドの寿命が短縮されることが見出された。また、コンディショニングＢを用いた場合、半導体ウェハの均一性の悪化が生じる場合も観察された。
【００６４】
そこで、本発明では、これら新たに発生した問題を解決するため、研磨パッドをコンディショニングする際、二つの、表面状態の異なったコンディショニングを組み合わせて使うことを提案する。
［第１実施例］
以下、本発明の第１実施例を図１６および表１を参照しながら説明する。ただし表１は、コンディショニング条件を、図１６は、本発明第１実施例による化学機械研磨フローチャートを示す。本実施例においても図１のＣＭＰ装置１０を使ってＣｕ膜を研磨する。
【００６５】
【表１】
2006278977.tif 000003
図１６を参照するに、新品の研磨パッドを研磨プラテン１１上に、前記研磨パッド１２として設置し、さらに先の図１４（Ｂ）のコンディショニングディスクＢを、前記コンディショニングディスク１５とＣＭＰ装置１０に装着し、研磨パッド１２のブレイクインを行う。この工程では、表１に示すように、研磨プラテン１１を７０ｒｐｍの回転数で回転させながら、８７ｒｐｍの回転数で回転させたコンディショニングディスク１５を、前記研磨パッド１２に、９ｌｂｓ（ポンド）の押圧力で押圧する。この条件で前記研磨パッド１２のブレイクインを、１８００秒間にわたり実施する。表１の「ブレイクイン時」を参照。
【００６６】
次に図１６のステップ２において、前記コンディショニングディスク１５を、図１４（Ｂ）のディスクＢから図１４（Ａ）のディスクＡに交換し、Ｃｕ膜の研磨を、研磨圧力を３ｐｓｉ、研磨キャリア１３の回転数を８０ｒｐｍ、研磨プラテン１１の回転数を７０ｒｐｍに設定し、砥粒濃度が２ｗｔ％の研磨剤を、２００ｍｌ／ｍｉｎの流量で供給しながら行う。またその際に、研磨速度の測定を行う。前記ステップ２では、前記コンディショニングを、コンディショニングディスク１５の回転数を８７ｒｐｍに設定し、５ｌｂのコンディショニング圧力の下、２４秒間実行している。表２の「ウェハ研磨時」を参照。
【００６７】
次に、前記ステップ２におけるウェハ研磨および研磨速度取得の後、図１５の実験では、コンディショニング積算時間を稼ぐために加速コンディショニングを行う。加速コンディショニングは純水を流しながらコンディショニングを一定時間行う手法で行う。表１の「加速時」を参照。
【００６８】
さらに図１６の実施例では、前記ステップ３における加速処理の結果、積算コンディショニング時間が一定に達した段階で、ステップ４においてウェハ研磨を行い、研磨速度を取得している。
【００６９】
さらにステップ５において、研磨速度が低下してきた段階でコンディショニングディスク１５を前記ディスクＡからディスクＢに変更し、再び研磨パッド１２のブレイクインを、表１の「再ブレイクイン」の条件で、６００秒間実施する。
【００７０】
さらに、図１６のステップ６以降において、前記ステップ１〜ステップ５の処理を繰り返し、研磨速度のデータを取得した。
【００７１】
図１７は、図１６の実験により取得されたＣｕ膜の研磨速度を示す。ただし図中、「ディスクＡ」は、前記コンディショニング１５としてディスクＡのみを使った場合、「ディスクＢ」は、前記コンディショニングディスク１５として、ディスクＢのみを使用した場合、さらに「ディスクＡ＋Ｂ」は、前記コンディショニングディスク１５として、ディスクＡとディスクＢを併用した場合のＣｕ膜の研磨速度を示す。
【００７２】
図１７を参照するに、「ディスクＡ＋Ｂ」の実験では、先の図１５のフローチャートに従い、矢印のタイミングで再ブレイクインを実施しているが、この場合、ブレイクイン直後の研磨速度は高いが、その後コンディショニングディスク１５をディスクＡに変更し、継続使用し続けると徐々に研磨速度が低下するのがわかる。そこで、前記「ディスクＡ＋Ｂ」の実験では、研磨速度がある程度低下した段階で、コンディショニングディスク１５としてディスクＢを使い、再度研磨パッドのブレイクインを一定時間行うことにより、研磨速度を、初期値に近い値に回復させている。このように、コンディショニングディスク１５としてディスクＡとディスクＢとを併用した場合、コンディショニングをディスクＡだけで行った場合とほぼ同等の研磨パッドの寿命が得られることも確認された。
【００７３】
これに対し、コンディショニングをディスクＢだけで行った場合には、積算コンディショニング時間が６時間を過ぎたあたりで、研磨パッド１２が磨耗してしまう。またコンディショニングをディスクＡだけで行った場合には、低い研磨速度しか得られない。
【００７４】
このように、研磨パッド１２のコンディショニングを、ディスクＡとＢを組み合わせて行うことで、大きな研磨速度を実現すると同時に、研磨パッドの長寿命化も実現することが可能になる。
【００７５】
なお、図１６のフローチャートの実験では、先の図１のＣＭＰ装置１０を使い、コンディショニングディスク１５としてディスクＡとディスクＢを交換しながら研磨を行っているが、ＣＭＰ装置によっては、コンディショニングディスクを同時に二個以上装着できる形式のものもある。このような場合には、コンディショニングディスクを交換することなく、先の図１５と同等の研磨プロセスを実行することが可能である。また、二つのコンディショニングディスクを同時に稼動させて、同時にコンディショニングを行うことも可能である。
［第２実施例］
次に、Ｃｕダマシンプロセスを含む、本発明の第２実施例による半導体装置の製造工程を、図１８（Ａ）〜１８（Ｅ）を参照しながら説明する。
【００７６】
図１８（Ａ）を参照するに、半導体基板（図示せず）上にＳｉＯ2，ＳｉOＣ，ＳｉＣ，ＳｉＯＮ，ＳｉＮ，ＢＰＳＧなどよりなる絶縁膜２１が、前記半導体基板上形成されたトランジスタなどの活性素子（図示せず）を覆うように形成される。前記絶縁膜２１は、また前記半導体基板上に直接に形成される場合もあれば、半導体基板上に形成されている絶縁膜を覆うように形成される場合もある。
【００７７】
次に図１８（Ｂ）の工程において、前記絶縁膜２１中に、所望の配線パターンに対応した配線溝２１Ｇを、エッチングにより形成する。なお、デュアルダマシン法の場合には、前記絶縁膜２１下層の導電層を露出するように、前記配線溝２１Ｇ中にビアホールが形成される。
【００７８】
さらに図１８（Ｃ）の工程において、前記絶縁膜２１の表面を、前記配線溝２１Ｇの側壁面および底面を含むように、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）あるいはこれらの窒化膜(ＴａＮ、ＴｉＮ)よりなるバリアメタル膜２２により覆う。
【００７９】
次に、図１８（Ｄ）の工程において、前記バリアメタル膜２３上にＣｕ膜２３を、前記Ｃｕ膜２３が前記配線溝２１Ｇを充填するように形成する。このようなＣｕ膜２３の形成は、スパッタリング法やめっき法、あるいはこれらを組み合わせることにより実行される。
【００８０】
さらに図１８（Ｅ）の工程において、前記Ｃｕ膜２３を図１のＣＭＰ装置１０を使って前記絶縁膜２１の表面から、前記バリアメタル膜２３ともども研磨・除去し、Ｃｕパターン２３Ｇが配線溝２１Ｇに、バリアメタル膜２２を介して埋め込まれた配線構造が得られる。
【００８１】
本実施例においては、図１８（Ｅ）のＣＭＰ工程を、無発泡型研磨パッドを使い、1.5ｗｔ％の濃度でコロイダルシリカを砥粒として溶媒中に分散させた研磨剤を使って実行する。ここで、前記溶媒としては、Ｃｕと錯体を形成する有機酸と、Ｃｕを酸化する酸化剤と、Ｃｕ表面に保護膜を形成する防食剤とを超純水に添加したもの、あるいは超純水に過酸化水素と有機酸を天下したものが使われ、またコンディショニングディスク１５として、前記研磨パッド１２のブレイクインを行う場合には１４（Ｂ）のディスクＢを使い、通常の研磨時は、図１４（Ａ）のディスクＡを使用する。
【００８２】
図１９（Ａ）は、本実施例に対応する実験を示すフローチャートである。
【００８３】
図１９（Ａ）を参照するに、ステップ１１において無発泡型研磨パッドが研磨パッド１２として図１のＣＭＰ装置１０に装着され、これを図１４（Ｂ）のディスクＢを前記コンディショニングディスク１５に使い、前記研磨パッド１２のブレイクインを、先に説明した表１の条件（「ブレイクイン時」で行う。
【００８４】
次に、ステップ１２において、図１４（Ａ）のディスクＡをコンディショニングディスク１５に使い、研磨パッド１２をコンディショニングしながら、前記図１８（Ｅ）のＣｕ膜２３の研磨を、先に説明した研磨条件（研磨圧力＝３ｐｓｉ；キャリア回転数＝８０ｒｐｍ；プラテン回転数＝７０ｒｐｍ；研磨剤流量＝２００ｍｌ／ｍｉｎ）で行う。また研磨パッド１２のコンディショニングは、先の表１の条件（「ウェハ研磨時」）にて行う。
【００８５】
さらにステップ１３において研磨パッド１２の加速コンディショニングを、前記ディスクＡをコンディショニングディスク１５として使いながら、先の表１の条件（「加速時」）で行い、ステップ１４において、研磨パッド１２の再ブレイクインを、先の表１の条件（再ブレイクイン時）で行う。
【００８６】
さらにステップ１５において、前記ステップ１２と同一条件で、前記Ｃｕ膜２３の研磨をもう一度行った。
【００８７】
本実施例では、さらに上記図１９（Ａ）のプロセスの効果を検証するため、図１９（Ｂ）および図１９（Ｃ）の比較実験を行った。
【００８８】
図１９（Ｂ）の実験では、無発泡型研磨パッドとディスクＢを使い、図１９（Ａ）のステップ１４（再ブレイクイン）を省略した他は同様な研磨を行った。
【００８９】
すなわち、ステップ２１ではステップ１１と同様なブレイクインを行い、ステップ２２では、ディスクＢをコンディショニングディスク１５として装着したまま、ステップ１２と同様なＣｕ膜２３の研磨を行っている。
【００９０】
さらにステップ２３では、前記ディスクＢをコンディショニングディスク１５として装着したまま、前記表１の条件にしたがって加速コンディショニングを行い、ステップ２４では、図１９（Ａ）のステップ１４を飛ばし、ステップ１５に対応して、Ｃｕ膜１３の研磨を、前記ステップ２２と同一の条件で行っている。
【００９１】
また図１９（Ｃ）の実験では、発泡型研磨パッドとディスクＡを使い、図１９（Ａ）のステップ１４（再ブレイクイン）を省略した他は同様な研磨を行った。
【００９２】
すなわち、ステップ３１ではステップ１１と同様なブレイクインを、ディスクＡをコンディショニングディスク１５として使って行い、ステップ３２では、ディスクＡをコンディショニングディスク１５として装着したまま、ステップ１２と同様なＣｕ膜２３の研磨を行っている。
【００９３】
さらにステップ３３では、前記ディスクＡをコンディショニングディスク１５として装着したまま、前記表１の条件にしたがって加速コンディショニングを行い、ステップ３４では、図１９（Ａ）のステップ１４を飛ばし、ステップ１５に対応して、Ｃｕ膜２３の研磨を、前記ステップ３２と同一の条件で行っている。
【００９４】
図２０は、このようにして研磨されたダマシン構造の評価を示す。
【００９５】
一般にＣＭＰ法で処理されたＣｕダマシン構造では、Ｃｕ膜の研磨速度が層間絶縁膜を構成する絶縁膜の研磨速度よりも大きいため、ダマシン配線が形成された領域において段差（ディッシング）が生じやすい。一方、半導体装置の高い信頼性を実現するためには、このような段差は可能な限り抑制するのが好ましい。
【００９６】
そこで、本実施例では、図１９（Ａ）〜（Ｃ）の研磨プロセスの評価を、図２０に示すように、配線パターンが形成されない領域と配線パターンが形成されたダマシン配線領域との間の段差を測定することにより行った。測定は、基板中心部と外周部において行っている。
【００９７】
図２１は、上記測定結果を示す。
【００９８】
図２１を参照するに、（Ａ）は、図１９（Ａ）のプロセス、すなわち本実施例のプロセスに対応するが、測定された段差は非常に小さく、また加速コンディショニング後も、段差が増大することはないのがわかる。
【００９９】
これに対し図２１中、（Ｂ）は、図１９（Ｂ）の、無発泡型研磨パッドにおいてディスクをＢのみを使用した場合に対応するが、ステップ２２の１回目の研磨により生じる段差は小さく、良好な結果が得られている。ところが、この場合には、ステップ２３で加速コンディショニングを行った後は、半導体基板外周部において、段差が非常に大きくなっているのがわかる。これは、半導体基板外周部が接触する研磨パッド１２が外周部において磨耗してしまっており、溝がほとんど消失している為と考えられる。すなわち、ディスクＢにおいては研磨パッドの研削量が大きいため、短時間で研磨パッドの溝が消失し、研磨剤が研磨パッド表面に十分に供給されず、研磨がなされていない事情を表しているものと考えられる。
【０１００】
一方、図２１中、（Ｃ）は、発泡型研磨パッドを、ディスクＡと組み合わせて使った場合を示しているが、ステップ３２とステップ３４で大きな差はなく、研磨は図１９（Ｂ）のプロセスよりは安定している。しかし、図１９（Ａ）のプロセスに比べると、段差ははるかに増大しているのがわかる。
【０１０１】
このように、本実施例によれば、コンディショニングディスク１５として、研磨パッドのブレイクイン時にディスクＢを使い、研磨時にディスクＢを使うことにより、無発泡型の剛性の大きい研磨パッドを使い、さらに砥粒濃度の低い研磨剤を使っても、研磨パッドの寿命を短縮することなく、大きな研磨速度を安定に実現することが可能になり、段差を抑制し、またスクラッチの少ない優れた化学機械研磨が可能となる。
【０１０２】
なお、本発明において、前記絶縁膜２１はＳｉ，ＳｉＯ，ＳｉＯ2，ＳｉOＣ，ＳｉＣ，ＳｉＯＮ，ＳｉＮ，ＢＰＳＧおよびこれらの複合膜であってもよい。さらに前記Ｃｕ膜２３の代わりに、Ｗ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｔａ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｒｕ，ポリシリコン，アモルファスシリコン、およびこれらの酸化膜あるいは窒化膜を使うことも可能である。
【０１０３】
また以上の発明では、化学機械研磨工程をダマシン構造の形成に関連して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばＳＴＩ（シャロートレンチアイソレーション）構造の形成などにも適用可能である。
【０１０４】
さらに本発明は、半導体装置の製造に限定されるものではなく、レンズなどの光学部品や磁気ディスクなどの研磨においても適用可能である。
【０１０５】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において、様々な変形・変更が可能になる。
【０１０６】
（付記１）
基板の研磨工程を含む半導体装置の製造方法であって、
前記研磨工程は、
前記基板を研磨パッド上で、研磨剤を使って化学機械研磨する工程と、
前記研磨パッドの表面をコンディショニングする工程と、
を含み、
前記コンディショニング工程は、前記研磨パッドの表面を、表面状態の異なる少なくとも第１および第２のコンディショニングディスクにより研削する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１０７】
（付記２）
前記第１および第２のコンディショニングディスクは、前記研磨パッド表面に、それぞれ第１および第２の表面粗さを形成し、前記第１の表面粗さは、前記第２の表面粗さよりも大きいことを特徴とする付記１記載の半導体装置の製造方法。
【０１０８】
（付記３）
前記第１および第２のコンディショニングディスクは、前記パッド表面を、第１および第２の研削速度で研削し、前記第１の研削速度は前記第２の研削速度よりも大きいことを特徴とする付記１または２記載の半導体装置の製造方法。
【０１０９】
（付記４）
前記第２のコンディショニングディスクは、前記基板を研磨する毎に前記研磨パッドの表面を研削し、前記第１のコンディショニングディスクは、前記研磨パッドの表面を間欠的に研削することを特徴とする付記１〜３のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【０１１０】
（付記５）
前記第１のコンディショニングディスクは、前記第２のコンディショニングディスクと同時に、前記研磨パッドの表面を研削することを特徴とする付記４記載の半導体装置の製造方法。
【０１１１】
（付記６）
前記第１および第２のコンディショニングディスクは、前記研磨パッドの表面を、交互に研削することを特徴とする付記１〜３のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【０１１２】
（付記７）
前記第２のコンディショニングディスクは、前記物体の化学機械研磨工程と同時に、前記研磨パッドの表面を研削することを特徴とする付記１〜６のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【０１１３】
（付記８）
前記第１および第２のコンディショニングディスクの各々は、座金と、前記座金上に固定層により固定された砥粒とよりなり、前記砥粒の形状が、前記第１のコンディショニングディスクと前記第２のコンディショニングディスクとで、全体的に異なっていることを特徴とする付記１〜７のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【０１１４】
（付記９）
前記第１および第２のコンディショニングディスクの各々は、座金と、前記座金上に固定層により固定された砥粒とよりなり、前記砥粒の粒径が、前記第１のコンディショニングディスクと前記第２のコンディショニングディスクとで、全体的に異なっていることを特徴とする付記１〜７のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【０１１５】
（付記１０）
前記第１および第２のコンディショニングディスクの各々は、座金と、前記座金上に固定層により固定され砥粒を構成する結晶とよりなり、前記結晶の方位が、前記第１のコンディショニングディスクと前記第２のコンディショニングディスクとで、全体的に異なっていることを特徴とする付記１〜７のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【０１１６】
（付記１１）
前記第１および第２のコンディショニングディスクの各々は、座金と、前記座金上に固定層により固定された砥粒とよりなり、前記砥粒の密度が、前記第１のコンディショニングディスクと前記第２のコンディショニングディスクとで異なっていることを特徴とする付記１〜７のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【０１１７】
（付記１２）
前記第１および第２のコンディショニングディスクの各々は、座金と、前記座金上に固定層により固定された砥粒とよりなり、前記砥粒の前記固定層からの突出量が、前記第１のコンディショニングディスクと前記第２のコンディショニングディスクとで、全体的に異なっていることを特徴とする付記１〜７のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【０１１８】
（付記１３）
前記突出量は、前記第１のコンディショニングディスクでは１００μｍ以上であり、前記第２のコンディショニングディスクでは１００μｍ以下であることを特徴とする付記１２記載の半導体装置の製造方法。
【０１１９】
（付記１４）
前記研磨パッドは、無発泡型研磨パッドであることを特徴とする付記１〜１３のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【０１２０】
（付記１５）
前記研磨剤は砥粒を１０ｗｔ％以下の濃度で含むことを特徴とする付記１〜１４のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【０１２１】
（付記１６）
前記基板は半導体ウェハであり、前記化学機械研磨工程では、前記半導体ウェハ表面が研磨されることを特徴とする付記１〜１５のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【０１２２】
（付記１７）
前記基板は絶縁膜を担持しており、前記化学機械研磨工程では、前記絶縁膜が研磨されることを特徴とする付記１〜１５のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【０１２３】
（付記１８）
前記基板は導電膜を担持しており、前記化学機械研磨工程では、前記導電膜が研磨されることを特徴とする付記１〜１５のうち、いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【０１２４】
（付記１９）
物体を研磨パッド上で、研磨剤を使って化学機械研磨する工程と、
前記研磨パッドの表面をコンディショニングする工程と、を含む研磨方法であって、
前記コンディショニング工程は、前記研磨パッドの表面を、表面状態の異なる少なくとも第１および第２のコンディショニングディスクにより研削する工程を含むことを特徴とする研磨方法。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明で使われるＣＭＰ装置の構成を示す図である。
【図２】従来の発泡型研磨パッドの断面構造を示す図である。
【図３】発泡型研磨パッドにおけるコンディショニングを示す図である。
【図４】無発泡型研磨パッドの断面構造を示す図である。
【図５】発泡型研磨パッドと無発泡型研磨パッドの研磨特性を比較して示す図である。
【図６】研磨剤中の砥粒濃度と研磨速度の関係を示す図である。
【図７】発泡型研磨パッドと無発泡型研磨パッドの研磨特性を比較して示す図である。
【図８】（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ無発泡型研磨パッドおよび発泡型研磨パッド上に保持された研磨剤の状態を示す図である。
【図９】一般的なコンディショニングディスクの構成を示す断面図である。
【図１０】（Ａ），（Ｂ）は、表面状態の異なる研磨パッド上における基板の研磨を概略的に示す図である。
【図１１】（Ａ）〜（Ｄ）は、様々なコンディショニングディスクを示す図である。
【図１２】（Ａ），（Ｂ）は、表面状態の異なるコンディショニングディスクで研削された研磨パッドの表面状態を示す図である。
【図１３】異なったコンディショニングディスクで研削された研磨パッドによる研磨特性を示す図である。
【図１４】（Ａ），（Ｂ）は、図１３に対応した二つの異なったコンディショニングディスクを示す図である。
【図１５】図１４に示された二つの異なったコンディショニングディスクで研削された研磨パッド上における研磨特性を示す図である。
【図１６】本発明の第１実施例による化学機械研磨工程を示すフローチャートである。
【図１７】本発明第１実施例によるＣｕ膜の研磨特性を示す図である。
【図１８】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の第２実施例による半導体装置の製造工程を示す図である。
【図１９】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第３実施例による化学機械研磨工程および比較例による化学機械研磨工程を示すフローチャートである。
【図２０】本発明第３実施例における研磨の評価方法を説明する図である。
【図２１】本発明第３実施例における研磨の評価結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１０  ＣＭＰ装置
１１  プラテン
１２  研磨パッド
１３  基板キャリア
１４  基板
１５  コンディショニングディスク
１５Ａ  座金
１５Ｂ  合金層
１５Ｃ  砥粒
１６  研磨剤
２１  絶縁膜
２１Ｇ  配線溝
２２  バリアメタル
２３  Ｃｕ膜
２３Ｇ  Ｃｕパターン
【図１】
2006278977.tif 000004
【図２】
2006278977.tif 000005
【図３】
2006278977.tif 000006
【図４】
2006278977.tif 000007
【図５】
2006278977.tif 000008
【図６】
2006278977.tif 000009
【図７】
2006278977.tif 000010
【図８】
2006278977.tif 000011
【図９】
2006278977.tif 000012
【図１０】
2006278977.tif 000013
【図１１】
2006278977.tif 000014
【図１２】
2006278977.tif 000015
【図１３】
2006278977.tif 000016
【図１４】
2006278977.tif 000017
【図１５】
2006278977.tif 000018
【図１６】
2006278977.tif 000019
【図１７】
2006278977.tif 000020
【図１８】
2006278977.tif 000021
【図１９】
2006278977.tif 000022
【図２０】
2006278977.tif 000023
【図２１】
2006278977.tif 000024