(57)【要約】【課題】ＣＭＰ特性を向上させることができる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】実施形態の半導体装置の製造方法は、基板上に被研磨膜を形成する工程と、前記被研磨膜に対してＣＭＰ法を行う工程と、を具備する。前記ＣＭＰ法は、前記被研磨膜の表面を負のＲｓｋ値を有する研磨布の表面に当接させ、かつ、前記被研磨膜と前記研磨布との摩擦の速度依存性をスティックスリップの発生が抑制される値に調整して前記被研磨膜を研磨する工程を含む。【選択図】図３
2015012192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、被研磨膜を形成する工程と、
前記被研磨膜に対してＣＭＰ法を行う工程と、
を具備し、
前記ＣＭＰ法は、
前記被研磨膜の表面を負のＲｓｋ値を有する研磨布の表面に当接させ、かつ、前記被研磨膜と前記研磨布との摩擦の速度依存性をスティックスリップの発生が抑制される値に調整して前記被研磨膜を研磨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】
基板上に、被研磨膜を形成する工程と、
前記被研磨膜に対してＣＭＰ法を行う工程と、
を具備し、
前記ＣＭＰ法は、
前記被研磨膜の表面を負のＲｓｋ値を有する研磨布の表面に当接させ、かつ、前記被研磨膜と前記研磨布との摩擦の速度依存性が−０．２Ｎｍ／ｒｐｍを上回る状態で前記被研磨膜を研磨する工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記摩擦の速度依存性は、−０．２Ｎｍ／ｒｐｍを上回ることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記Ｒｓｋ値は、−０．５以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記Ｒｓｋ値は、−１．０以下であることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記ＣＭＰ法は、前記被研磨膜を研磨する工程の前に、前記研磨布の表面にドレッサーを当接させて前記研磨布の表面に純水を供給しつつ前記研磨布をコンディショニングする工程をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記研磨布をコンディショニングする工程において、前記研磨布の表面温度は２３℃以上であることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記研磨布をコンディショニングする工程において前記研磨布を回転させ、
前記研磨布の表面温度は、前記ドレッサーに対して前記回転方向の上流側の前記研磨布の入口温度であることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、ＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）−ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）やＰＭＤ（Ｐｒｅ  Ｍｅｔａｌ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）−ＣＭＰ等がある。これらのＣＭＰでは、基板上に形成された例えばシリコン酸化膜等を被研磨膜とし、その平坦化が行われる。
【０００３】
しかしながら、研磨装置の研磨布表面の状態に応じて、ＣＭＰ後の被研磨膜（シリコン酸化膜）の表面にスクラッチが生じることがあり、その結果、歩留まりや信頼性を低下させてしまう場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４７５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、ＣＭＰ特性を向上させることができる半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の半導体装置の製造方法は、基板上に被研磨膜を形成する工程と、前記被研磨膜に対してＣＭＰ法を行う工程と、を具備する。前記ＣＭＰ法は、前記被研磨膜の表面を負のＲｓｋ値を有する研磨布の表面に当接させ、かつ、前記被研磨膜と前記研磨布との摩擦の速度依存性をスティックスリップの発生が抑制される値に調整して前記被研磨膜を研磨する工程を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の一形態に係るＣＭＰ装置を示す構成図。
【図２】実施の一形態に係るＣＭＰ装置を示す上面図。
【図３】実施の一形態に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャート。
【図４】Ｒｓｋ値について説明するための図。
【図５】研磨実験による研磨布表面のＲｓｋ値と被研磨膜表面のスクラッチ数との関 係を示すグラフ。
【図６】コンディショニング実験による研磨布の表面温度と研磨布のＲｓｋ値との関係を示すグラフ。
【図７】摩擦の速度依存性を説明するグラフ。
【図８】スティックスリップによるスクラッチの一例を示す図。
【図９】摩擦の速度依存性とスティックスリップとの関係を説明する図。
【図１０】本実施形態に係る半導体装置におけるＳＴＩの製造工程を示す断面図。
【図１１】図１０に続く、本実施形態に係る半導体装置におけるＳＴＩの製造工程を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態のいくつかについて図面を参照しながら説明する。図面において、同一の部分には同一の参照番号を付し、その重複説明は適宜省略する。なお、本願明細書において、「摩擦の速度依存性」を表す指標として、研磨布を回転させるモータのトルクの回転数異存（Ｎｍ／ｒｐｍ）を使用する。
【０００９】
＜実施形態＞
図１乃至図１１を用いて、実施の一形態について説明する。本実施形態では、半導体装置の製造方法におけるＣＭＰ法において、Ｒｓｋ値が負になるように研磨布１１の表面をコンディショニングし、かつ、被研磨膜と研磨布１１との摩擦の速度依存性をスティックスリップの発生が抑制される値に調整した後、回転する研磨布１１に被研磨膜を当接（摺動）させる。これにより、ＣＭＰ後の被研磨膜表面のスクラッチを低減することができる。以下に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について詳説する。
【００１０】
［ＣＭＰ装置］
以下に、図１および図２を用いて、本実施形態に係るＣＭＰ装置について説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係るＣＭＰ装置を示す構成図である。図２は、本実施形態に係るＣＭＰ装置を示す上面図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態に係るＣＭＰ装置は、ターンテーブル１０、研磨布１１、トップリング１２、スラリー供給ノズル１３、ドレッシング液供給ノズル１４、ドレッサー１５、および入口温度測定器１６を備える。
【００１３】
半導体基板２０が保持されたトップリング１２は、ターンテーブル１０上に貼付された研磨布１１上に当接される。半導体基板２０上には、被処理膜としての例えばシリコン酸化膜が形成されている。ターンテーブル１０は１〜２００ｒｐｍで回転可能であり、トップリング１２は１〜２００ｒｐｍで回転可能である。これらターンテーブル１０およびトップリング１２は、それぞれ同じ方向に回転し、例えば反時計回りに回転する。また、ＣＭＰ中、ターンテーブル１０およびトップリング１２は、一定方向に回転する。これらの研磨荷重は、通常５０〜５００ｈＰａ程度である。半導体基板２０は、本実施形態において例えば基板に対応する。基板としては、半導体基板に限ることなく、例えばガラス基板やセラミック基板を用いることもできる。
【００１４】
また、研磨布１１上には、スラリー供給ノズル１３が配置されている。このスラリー供給ノズル１３からは、スラリーとして所定の薬液を５０〜１０００ｃｃ／ｍｉｎの流量で供給することができる。なお、スラリー供給ノズル１３は、ターンテーブル１０の中心付近に設けられているが、これに限らず、スラリーが研磨布１１の全面に供給されるように適宜設けられてもよい。
【００１５】
ドレッサー１５は、研磨布１１に当接されることにより、研磨布１１の表面のコンディショニングを行なう。ドレッサー１５は１〜２００ｒｐｍで回転可能である。これらドレッサー１５は、例えば反時計回りに回転する。また、コンディショニング中、ターンテーブル１０およびドレッサー１５は、一定方向に回転する。これらのドレッシング荷重は、通常５０〜５００ｈＰａ程度である。また、ドレッサー１５に接続される柱部分（ドレッサー駆動軸）には、赤外放射温度計である入口温度測定器１６が設置されている。この入口温度測定器１６の詳細については、後述する。
【００１６】
さらに、研磨布１１上には、ドレッシング液供給ノズル１４が配置されている。このドレッシング液供給ノズル１４からは、ドレッシング液として所定の薬液を５０〜１０００ｃｃ／ｍｉｎの流量で供給することができる。なお、ドレッシング液供給ノズル１４は、ターンテーブル１０の中心付近に設けられているが、これに限らず、ドレッシング液が研磨布１１の全面に供給されるように適宜設けられてもよい。
【００１７】
ドレッシング液は、例えば純水であり、その供給温度は適宜設定される。このドレッシング液の供給温度を制御することで、入口温度測定器１６により測定される入口温度を調整することができる。
【００１８】
図２に示すように、入口温度測定器１６は、ドレッサー１５に対して、ターンテーブル１０の回転方向の上流側に配置されている。このため、入口温度測定器１６は、ドレッサー１５に対して、ターンテーブル１０の回転方向の上流側の研磨布１１の表面温度（入口温度）を測定する。
【００１９】
また、入口温度測定器１６は、ドレッサー１５の中心Ｏ’を通り、ターンテーブル１０の中心Ｏを中心とした一定距離を有する円軌道Ｘ上において、研磨布１１の温度を測定する。これは、円軌道Ｘ上において、ドレッサー１５と研磨布１１とが接触している時間が長く、最高温度を測定することができるためである。
【００２０】
また、ドレッサー１５の端部付近において、ドレッシング液は、ドレッサー１５にぶつかって盛り上がる。このため、ドレッサー１５の端部付近で温度測定を行った場合、入口温度測定器１６は、研磨布１１の表面温度ではなく、誤ってドレッシング液の温度を測定する可能性がある。研磨布１１の表面温度を測定するために、入口温度測定器１６は、円軌道Ｘ上でかつドレッシング液から距離ｄ（例えば１０ｍｍ）離れた入口温度測定点Ａにおける温度を測定することが望ましい。
【００２１】
なお、ドレッシング液が研磨布１１の全面に供給されている場合、研磨布１１の表面温度としての入口温度測定点Ａに限らず、研磨布１１の表面のいずれを測定してもよい。すなわち、入口温度測定器１６は研磨布１１の表面のいずれかを測定できれば、いずれの位置に設置されてもよい。
【００２２】
［製造方法］
以下に、図３を用いて、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
【００２３】
図３は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【００２４】
図３に示すように、まず、ステップＳ１において、半導体基板２０上に被研磨膜が形成される。この被研磨膜は、例えば、ＳＴＩ構造やＰＭＤ構造を形成する際のシリコン酸化膜であるが、これに限らない。
【００２５】
次に、ステップＳ２において、被研磨膜に対してＣＭＰ法が行われる。ここで、本実施形態におけるＣＭＰ法は、以下の条件で行われる。
【００２６】
まず、ステップＳ２１において、研磨布１１のコンディショニングが行われる。より具体的には、ドレッサー１５が研磨布１１の表面に当接され、ドレッサー１５と研磨布１１とを摺動させる。また、ドレッシング液供給ノズル１４により、ドレッシング液、例えば純水が研磨布１１の表面に供給される。
【００２７】
ここで、例えば、研磨布１１として、ポリウレタンを主材料とし、ＳｈｏｒｅＤ硬度が５０以上８０以下、弾性率が２００ＭＰａ以上７００ＭＰａ以下であるものをターンテーブル１０に貼付する。また、例えば、ターンテーブル１０の回転数を１０ｒｐｍ以上１１０ｒｐｍ以下とする。また、例えば、ドレッサー１５として、ダイヤモンド粗さ♯１００以上♯２００以下（旭ダイヤモンド社製）であるものを用いる。また、例えば、ドレッサー１５の回転数を１０ｒｐｍ以上１１０ｒｐｍ以下とし、ドレッシング荷重を５０ｈＰａ以上３００ｈＰａ以下とする。また、例えば、コンディショニング時間は６０秒とする。
【００２８】
このとき、純水を供給する場合、研磨布１１の表面温度（入口温度測定器１６による入口温度測定点Ａの温度）が２３℃以上になるように、純水の供給温度および供給流量を制御する。これにより、研磨布１１のＲｓｋ値を−０．５以下にすることができる。
【００２９】
次に、ステップＳ２２において、被研磨膜と研磨布１１との摩擦の速度依存性が調整される。この摩擦の速度依存性は、スティックスリップの発生が抑制される値に調整される。
【００３０】
次に、ステップＳ２３において、被研磨膜が研磨される。より具体的には、トップリング１２に保持された被研磨膜がコンディショニングされた研磨布１１に当接され、被研磨膜と研磨布１１とを摺動させる。ここで、例えば、トップリング１２の回転数を１２０ｒｐｍとし、研磨荷重を３００ｇｆ／ｃｍ２とする。また、スラリー供給ノズル１２から１００ｃｃ／ｍｉｎの流量でスラリーが供給される。スラリーは、例えば、砥粒として酸化セリウム（日立化成工業株式会社製ＤＬＳ２）とポリカルボン酸アンモニウム（花王株式会社製ＴＫ７５）とを含有している。
【００３１】
このように、被研磨膜と研磨布１１との摩擦の速度依存性をスティックスリップの発生が抑制される値に調整し、かつ、被研磨膜の表面を−０．５以下のＲｓｋ値を有して回転する研磨布１１の表面に当接させて研磨することで、研磨後の被研磨膜の表面のスクラッチ数を減少させることができる。この根拠については後述する。
【００３２】
なお、上記摩擦の速度依存性は、−０．２Ｎｍ／ｒｐｍを上回る値であればよい。また、研磨布１１表面におけるＲｓｋ値は、−０．５以下であることが望ましく、また−１．０以下であることがより望ましい。しかし、これに限らず、研磨布１１表面におけるＲｓｋ値は、少なくとも負であればよい。後述するように、例えばコンディショニングにおいて、研磨布１１の表面温度を高くすると、研磨布１１のＲｓｋ値が小さくなる（絶対値の大きな負になる）。すなわち、コンディショニングにおいて、研磨布１１の表面温度を高くすることでＲｓｋ値を小さくすることが望ましいが、研磨布１１の表面温度が２３℃以下であっても研磨布１１のＲｓｋ値を負にできればよい。しかしながら、加熱コンディショニングに限るものでは決して無く、コンディショナーの形状（構造、材料等）や研磨布の材質、構造（ポアサイズ、密度等）を変更することによってもＲｓｋ値を小さくすることは可能である。
【００３３】
図４は、Ｒｓｋ値について説明するための図である。
【００３４】
Ｒｓｋ値（粗さ曲線スキューネス値）とは、表面粗さプロファイルの平均線に対する確率密度分布の相対性を示すものである。
【００３５】
図４（ａ）に示すように、確率密度分布が表面粗さプロファイルの平均線より下に偏った場合、Ｒｓｋ値は正であるという。このとき、凸に突き出した部分が多く、平坦な部分が少なくなる。
【００３６】
一方、図４（ｂ）に示すように、確率密度分布が表面粗さプロファイルの平均線より上に偏った場合、Ｒｓｋ値は負であるという。このとき、凸に突き出した部分が少なく、平坦な部分が多くなる。
【００３７】
すなわち、Ｒｓｋ値が負であるということは、Ｒｓｋ値が正であることよりも、その表面が滑らかであることを意味する。
【００３８】
［ＣＭＰ条件の根拠］
以下に、図５および図６を用いて、本実施形態におけるＣＭＰ条件の根拠について説明する。
【００３９】
まず、研磨布１１表面のＲｓｋ値と被研磨膜表面のスクラッチ数との関係を調べる研磨実験を行った。
【００４０】
図５は、研磨実験による研磨布１１表面のＲｓｋ値と被研磨膜表面のスクラッチ数との関係を示すグラフである。ここで、Ｒｓｋ値は、高視野のレーザー顕微鏡、例えばＨＤ１００Ｄ（レーザーテック社製）で測定した粗さから計算したものである。スクラッチ数は、ＣＭＰ後に一旦、被研磨膜表面を希フッ酸でライトエッチングした後に、ＫＬＡ２８１５（ＫＬＡテンコール社製、ＳＥＭ  Ｒｅｖｉｅｗ）でカウントしたものである。
【００４１】
図５に示すように、被研磨膜表面を研磨布１１表面に当接させて研磨する場合、研磨時における研磨布１１表面のＲｓｋ値と、その結果生じる被研磨膜表面のスクラッチ数との間に正の相関関係（相関係数０．７１）がある。言い換えると、研磨布１１のＲｓｋ値が大きくなると被研磨膜表面のスクラッチ数が多くなり、小さくなると少なくなる。
【００４２】
また、研磨布１１表面のＲｓｋ値が負側に大きくなる（絶対値の大きな負になる）ほど被研磨膜表面のスクラッチ数が少なくなるとともに、そのばらつきが小さくなる。特に、研磨布１１表面のＲｓｋ値が−０．５以下、より望ましくは−１．０以下になると、さらに被研磨膜表面のスクラッチ数が少なくなり、かつ、そのばらつきが小さくなる。
【００４３】
以上のように、研磨布１１表面のＲｓｋ値をより絶対値が大きな負の状態にして被研磨膜の研磨を行うことで、被研磨膜表面のスクラッチ数を少なくすることができる。このため、コンディショニングによって研磨布１１表面のＲｓｋ値をより絶対値が大きな負にすることが望まれる。
【００４４】
次に、研磨布１１の表面温度と研磨布１１のＲｓｋ値との関係を調べるコンディショニング実験を行った。ここでは、上述したＣＭＰ装置におけるドレッシング液供給ノズル１４から供給されるドレッシング液を制御することで、入口温度測定器１６によって測定される研磨布１１の表面温度を調整している。また、コンディショニング実験は、以下の条件によって行われた。  
研磨布：ポリウレタン（ＳｈｏｒｅＤ硬度が６０、弾性率が４００ＭＰａ）
ターンテーブル回転数：２０ｒｐｍ
ドレッサー：ダイヤモンド粗さ＃１００（旭ダイヤモンド社製）
ドレッサー荷重：２００ｈＰａ
ドレッサー回転数：２０ｒｐｍ
【００４５】
ここで、ドレッシング液を純水とし、その供給温度を５℃、２３℃（室温）、６５℃として、それぞれ６０秒間のコンディショニング実験を行った。それぞれのコンディショニング実験において、入口温度測定器１６で計測された研磨布１１の表面温度は、９℃、２３℃、４１℃であった。
【００４６】
図６は、コンディショニング実験による研磨布１１の表面温度と研磨布１１のＲｓｋ値との関係を示すグラフである。
【００４７】
図６に示すように、ドレッサー１５により研磨布１１表面をコンディショニングする場合、コンディショニング時における研磨布１１の表面温度と、その結果生じる研磨布１１のＲｓｋ値との間に負の相関関係がある。言い換えると、研磨布１１の表面温度が高くなると研磨布１１のＲｓｋ値が小さくなり、低くなると大きくなる。より具体的には、研磨布１１の表面温度が９℃、２３℃、４１℃のそれぞれの場合において、研磨布１１のＲｓｋ値は−０．４３、−０．５６、−０．７８である。
【００４８】
上述したように、コンディショニングによって研磨布１１表面のＲｓｋ値をより絶対値が大きな負にすることが望ましい。コンディショニングにおける研磨布１１の表面温度をより大きくすることで、研磨布１１表面のＲｓｋ値をより絶対値が大きな負にすることができる。例えば、コンディショニングにおいて純水を供給する場合、研磨布１１の表面温度を２３℃以上にすることで、研磨布１１表面のＲｓｋ値を十分に−０．５以下にすることができる。
【００４９】
一方、コンディショニングにおける研磨布１１の研削速度は、研磨布１１の表面温度に依存する。研磨布１１の表面温度が高くなると研削速度が小さくなり、低くなると大きくなる。より具体的には、研磨布１１の表面温度が９℃、２３℃、４１℃のそれぞれの場合において、コンディショニングにおける研磨布１１の研削速度は０．９μｍ／ｍｉｎ、０．５μｍ／ｍｉｎ、０．０５μｍ／ｍｉｎである。これは、研磨布１１の表面温度が高くなることで研磨布１１が柔らかくなり（弾性率が低下し）、研削しにくくなったためであると考えられる。すなわち、研磨布１１の表面温度を高くすることにより、研磨布１１の使用寿命を延ばすことができる。
【００５０】
以上のように、研磨布１１の表面温度をより高くしてコンディショニングを行うことで、研磨布１１のＲｓｋ値をより絶対値が大きな負にすることができ、かつ、研磨布１１の研削速度を小さくすることができる。
【００５１】
なお、研磨布１１の表面温度は入口温度測定器１６で計測された研磨布１１の入口温度であるが、ドレッシング液が研磨布１１の全面に供給されている場合、研磨布１１の表面のいずれを測定してもよい。
【００５２】
上記実施形態によれば、半導体装置の製造方法におけるＣＭＰ法において、まず、研磨布１１の表面をより高い温度でコンディショニングした後、その研磨布１１の表面に被研磨膜の表面を当接させて被研磨膜を研磨する。これにより、以下の効果を得ることができる。
【００５３】
研磨布１１表面をより高い温度でコンディショニングすることにより、研磨布１１表面のＲｓｋ値をより絶対値の大きな負の値にすることができる。例えば、コンディショニングにおいて純水を供給する場合、研磨布１１の表面温度を２３℃以上にすることで、研磨布１１表面のＲｓｋ値を−０．５以下にすることができる。この負のＲｓｋ値を有する研磨布１１の表面に被研磨膜の表面を当接させて被研磨膜を研磨することで、ＣＭＰ後の被研磨膜表面のスクラッチ数を低減することができる。その結果、デバイスの歩留まりや信頼性の低下を抑制することができる。
【００５４】
また、研磨布１１表面をより高い温度でコンディショニングすることにより、研磨布１１の研削速度を小さくすることができる。これにより、研磨布１１の使用寿命を延ばすことができ、ＣＭＰ工程におけるコストの低減が可能になる。
【００５５】
一方、研磨布１１表面のＲｓｋ値を絶対値の大きな負の値に設定しても、研磨布１１と被研磨面との摩擦の速度依存性によってはスクラッチ数が増えてしまう場合がある。  
図７は、摩擦の速度依存性を説明するためのグラフである。同図の破線ｌ１においては、摩擦の速度依存性が約−０．０８２Ａ／ｒｐｍと負の状態になっており、この状態でＣＭＰ工程を実施すると、自励振動（スティックスリップ現象）が発生し、ＣＭＰ時に異音および振動が発生する。このとき、図８に示すような周期的な損傷であるキャタピラ型のスクラッチが多く発生しやすくなる。
【００５６】
この一方、図７の実線ｌ２においては、約０．０２８Ａ／ｒｐｍと、正の状態となっている。この状態でＣＭＰ工程を実施すると、自励振動（スティックスリップ現象）の発生が抑制され、ＣＭＰ時の異音および振動が発生することがない。これにより、図８に示したようなキャタピラ型のスクラッチの発生も約１／５以下に抑制される。
【００５７】
図９は、スラリーの種類に応じた摩擦の速度依存性と異音・振動の発生との関係を例示的に示すグラフである。ケース１および２は、タングステン（Ｗ）の被研磨面にシリカスラリーを使用して研磨した場合であり、ケース３および４は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）の被研磨面にセリアスラリーを使用して研磨した場合であり、ケース５は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）の被研磨面にシリカスラリーを使用して研磨した場合であり、さらに、ケース６は、シリコン（Ｓｉ）の被研磨面にスラリーを用いることなく純水で研磨した場合である。いずれも以下の条件で実験を行った。  
トップリング荷重：３００ｈＰａ
ターンテーブル回転数：３０〜１１０ｒｐｍ
スラリー流量：２００ｃｃ／ｍｉｎ
【００５８】
ケース１乃至６のいずれの場合についても、摩擦の速度依存性が−０．２Ｎｍ／ｒｐｍを超えた範囲で異音・振動が発生しない。この点は、図９の例に限ることなく、既存のスラリーおよび被研磨膜の様々な組み合わせを用い、所定範囲の刻みで回転数を振って実験を繰り返した結果確認されたものである。
【００５９】
このように、本実施形態によれば、Ｒｓｋが負で、かつ、摩擦の速度依存性が−０．２Ｎｍ／ｒｐｍを超える状態で研磨を行うことにより、研磨布表面からの応力集中を緩和するとともに、摩擦に起因する自励振動の発生を抑制し、スクラッチを大幅に抑制することができる。また、自励振動の発生を抑制することにより、研磨時の異音・振動が抑制され、プロセスの安定性が向上する。
【００６０】
［適用例］
以下に、図１０および図１１を用いて、本実施形態に係る半導体装置の製造方法の適用例について説明する。ここでは、半導体装置におけるＳＴＩ構造の製造方法について説明する。
【００６１】
図１０および図１１は、本実施形態に係る半導体装置におけるＳＴＩの製造工程を示す断面図である。
【００６２】
まず、図１０に示すように、半導体基板２０上に、ストッパー膜となるシリコン窒化膜２１が形成される。その後、シリコン酸化膜等をエッチングマスクとして、半導体基板２０に、ＳＴＩパターン２２が形成される。なお、半導体基板２０とシリコン窒化膜２１との間に、例えばシリコン酸化膜等を設けてもよい。
【００６３】
次に、全面に、例えば高密度プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等によりシリコン酸化膜２３が形成される。このとき、シリコン酸化膜２３は、ＳＴＩパターン２２外にも形成される。
【００６４】
次に、図１１に示すように、シリコン酸化膜２３を被処理膜としてＣＭＰが行われ、表面が研磨される。このＣＭＰ工程において、本実施形態が適用される。すなわち、研磨布１１の表面のＲｓｋ値を負になるようにコンディショニングし、かつ、被研磨膜と研磨布１１との摩擦の速度依存性を、−０．２Ｎｍ／ｒｐｍを上回る値に調整した後、その研磨布１１の表面にシリコン酸化膜２３の表面を当接させてシリコン酸化膜２３を研磨する。これにより、ＳＴＩパターン２２外のシリコン酸化膜２３が除去されＳＴＩ構造が形成される。
【００６５】
しかし、これに限らず、本実施形態におけるＣＭＰ法は、種々の金属材料、絶縁材料を被処理膜として行うＣＭＰに対して適用可能である。
【００６６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６７】
１１…研磨布、１５…ドレッサー、２０…半導体基板、２３…シリコン酸化膜（被研磨膜）
【図１】
2015012192.tif 000003
【図２】
2015012192.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015012192.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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