(57)【要約】【課題】Ｃｕ-ＣＭＰ工程においては、ウエハの大口径化に伴い、ウエハ内の研磨特性の均一化のためマルチ・ゾーン型加圧室を有する研磨ヘッドが主流となっている。ところが、本願発明者らが検討したところによると、このような構造の研磨ヘッドで、ダマシン配線等のメタルＣＭＰを実施すると、複数の加圧室（各ゾーン）間で、圧力の立ち上がりが不均一となるため、研磨時間の主要部に至っても、各ゾーン間の不均一が解消しない場合があり、それによって、配線間ショート等の不良が発生することが明らかとなった。【解決手段】本願発明は、マルチ・ゾーン型加圧室を有する研磨ヘッドを用いて、ダマシン配線等のメタルＣＭＰ処理を行う際に、各ゾーンの気圧の立ち上げを非同時的に行うことによって、全ゾーンの加圧状態の速やかな収束を図るものである。【選択図】図２
2010003808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ウエハの第１の主面上の第１の絶縁膜に配線溝を形成する工程；
（ｂ）前記第１の絶縁膜の表面および前記配線溝の内面に、バリア・メタル膜を形成する工程；
（ｃ）前記配線溝の外部及び内部の前記バリア・メタル膜上に、前記配線溝を埋めるように、配線金属部材層を形成する工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記ウエハを、ＣＭＰ装置内に導入する工程；
（ｅ）前記ＣＭＰ装置内の第１の研磨テーブル上に前記ウエハが置かれた状態で、前記ウエハの第２の主面を第１の研磨ヘッドに保持して、前記ウエハの前記第１の主面に対して第１のＣＭＰ処理を実行する工程；
（ｆ）前記工程（ｅ）の後、前記ＣＭＰ装置内の第２の研磨テーブル上または前記第１の研磨テーブル上に前記ウエハが置かれた状態で、前記ウエハの前記第２の主面を第２の研磨ヘッドまたは前記第１の研磨ヘッドに保持して、前記ウエハの前記第１の主面に対して第２のＣＭＰ処理を実行する工程、
ここで、前記第１の研磨ヘッドおよび前記第２の研磨ヘッドは、ほぼ同心円状に区画された第１、第２および第３の加圧室を有し、前記第２の加圧室は前記第１の加圧室よりも外側にあり、前記第３の加圧室は前記第２の加圧室よりも外側にあり、
更に、ここで、前記工程（ｆ）は以下の下位工程を含む：
（ｆ１）前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の一つの加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｆ２）前記下位工程（ｆ１）の後、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の他の二つの加圧室の圧力をそれぞれの研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｆ３）前記下位工程（ｆ２）の後、前記ウエハを回転させながら前記第２のＣＭＰ処理を実行する工程。
【請求項２】
前記１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｆ１）および（ｆ２）において、前記第１の研磨テーブルまたは前記第２の研磨テーブルは、停止しているか、または前記下位工程（ｆ３）と比較して遅い回転速度で回転している。
【請求項３】
前記１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｅ）は以下の下位工程を含む：
（ｅ１）前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の一つの加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｅ２）前記下位工程（ｅ１）の後、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の他の二つの加圧室の圧力をそれぞれの研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｅ３）前記下位工程（ｅ２）の後、前記第１のＣＭＰ処理を実行する工程。
【請求項４】
前記３項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｅ１）および（ｅ２）において、前記第１の研磨テーブルは、停止しているか、または前記下位工程（ｅ３）と比較して遅い回転速度で回転している。
【請求項５】
前記１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１のＣＭＰ処理は主に前記配線溝外の前記配線金属部材層を除去する工程であり、前記第２のＣＭＰ処理は主に前記配線溝外の前記バリア・メタル膜を除去する工程である。
【請求項６】
前記１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１の加圧室および前記第２の加圧室の下部には、前記ウエハを真空吸着するための開口が設けられている。
【請求項７】
前記１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｆ２）は、以下の下位工程を含む：
（ｆ２．１）前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記他の二つの内の一方の加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｆ２．２）前記下位工程（ｆ２．１）の後、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記他の二つの内の他方の加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程。
【請求項８】
前記３項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｅ２）は、以下の下位工程を含む：
（ｅ２．１）前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記他の二つの加圧室の内の一方の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｅ２．２）前記下位工程（ｅ２．１）の後、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記他の二つの内の他方の加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程。
【請求項９】
前記７項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｆ）において、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記一つの加圧室は前記第１の加圧室であり、前記他の二つの内の前記一方の加圧室は前記第３の加圧室であり、前記他の二つの内の前記他方の加圧室は前記第２の加圧室である。
【請求項１０】
前記８項の半導体集積回路装置の製造方法において、（ｅ）において、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記一つの加圧室は前記第１の加圧室であり、前記他の二つの内の前記一方の加圧室は前記第３の加圧室であり、前記他の二つの内の前記他方の加圧室は前記第２の加圧室である。
【請求項１１】
以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ウエハの第１の主面上の第１の絶縁膜に配線溝を形成する工程；
（ｂ）前記第１の絶縁膜の表面および前記配線溝の内面に、バリア・メタル膜を形成する工程；
（ｃ）前記配線溝の外部及び内部の前記バリア・メタル膜上に、前記配線溝を埋めるように、配線金属部材層を形成する工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記ウエハを、ＣＭＰ装置内に導入する工程；
（ｅ）前記ＣＭＰ装置内の第１の研磨テーブル上に前記ウエハが置かれた状態で、前記ウエハの第２の主面を第１の研磨ヘッドに保持して、前記ウエハの前記第１の主面に対して第１のＣＭＰ処理を実行する工程；
（ｆ）前記工程（ｅ）の後、前記ＣＭＰ装置内の第２の研磨テーブル上に前記ウエハが置かれた状態で、前記第１の研磨ヘッドに保持して、前記ウエハの前記第１の主面に対して第２のＣＭＰ処理を実行する工程；
（ｇ）前記工程（ｆ）の後、前記ＣＭＰ装置内の第３の研磨テーブル上に前記ウエハが置かれた状態で、前記第１の研磨ヘッドに保持して、前記ウエハの前記第１の主面に対して第３のＣＭＰ処理を実行する工程
ここで、前記第１の研磨ヘッドは、ほぼ同心円状に区画された第１、第２および第３の加圧室を有し、前記第２の加圧室は前記第１の加圧室よりも外側にあり、前記第３の加圧室は前記第２の加圧室よりも外側にあり、
更に、ここで、前記工程（ｇ）は以下の下位工程を含む：
（ｇ１）前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の一つの加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｇ２）前記下位工程（ｇ１）の後、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の他の二つの加圧室の圧力をそれぞれの研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｇ３）前記下位工程（ｇ２）の後、前記ウエハを回転させながら前記第３のＣＭＰ処理を実行する工程。
【請求項１２】
前記１１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｇ１）および（ｇ２）において、前記第１の研磨テーブルまたは前記第３の研磨テーブルは、停止しているか、または前記下位工程（ｇ３）と比較して遅い回転速度で回転している。
【請求項１３】
前記１１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｆ）は以下の下位工程を含む：
（ｆ１）前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の一つの加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｆ２）前記下位工程（ｆ１）の後、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の他の二つの加圧室の圧力をそれぞれの研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｆ３）前記下位工程（ｆ２）の後、前記第２のＣＭＰ処理を実行する工程。
【請求項１４】
前記１３項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｆ１）および（ｆ２）において、前記第１の研磨テーブルまたは前記第３の研磨テーブルは、停止しているか、または前記下位工程（ｆ３）と比較して遅い回転速度で回転している。
【請求項１５】
前記１１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｅ）は以下の下位工程を含む：
（ｅ１）前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の圧力をほぼ同時に、それぞれの研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｅ２）前記下位工程（ｅ１）の後、前記ウエハを回転させながら前記第１のＣＭＰ処理を実行する工程。
【請求項１６】
前記１１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１のＣＭＰ処理は前記配線溝外の前記配線金属部材層のラフ研磨工程であり、前記第２のＣＭＰ処理は主に前記配線溝外の前記配線金属部材層の仕上げ研磨工程であり、前記第３のＣＭＰ処理は主に前記配線溝外の前記バリア・メタル膜を除去する工程である。
【請求項１７】
前記１１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｇ２）は、以下の下位工程を含む：
（ｇ２．１）前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記他の二つの内の一方の加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｇ２．２）前記下位工程（ｇ２．１）の後、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記他の二つの内の他方の加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程。
【請求項１８】
前記１３項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｆ２）は、以下の下位工程を含む：
（ｆ２．１）前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記他の二つの内の一方の加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｆ２．２）前記下位工程（ｆ２．１）の後、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記他の二つの内の他方の加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程。
【請求項１９】
前記１７項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｇ）において、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記一つの加圧室は前記第１の加圧室であり、前記他の二つの内の前記一方の加圧室は前記第２の加圧室であり、前記他の二つの内の前記他方の加圧室は前記第３の加圧室である。
【請求項２０】
前記１８項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｆ）において、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記一つの加圧室は前記第１の加圧室であり、前記他の二つの内の前記一方の加圧室は前記第２の加圧室であり、前記他の二つの内の前記他方の加圧室は前記第３の加圧室である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路装置（または半導体装置）の製造方法における埋め込み配線技術、特にメタルＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）技術に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本特開２００７−３３１１０８号公報（特許文献１）、日本特開２００７−４８８６２号公報（特許文献２）、日本特開２００６−３３２５２０号公報（特許文献３）、日本特開２００５−３４７７５２号公報（特許文献４）または、その対応米国特許第７３０３４６６号公報（特許文献５）には、半導体装置の製造工程における絶縁膜やメタル膜の平坦化に使用するＣＭＰ装置のヘッド構造に関して、加圧室を同心円状に分割して、ウエハ内での研磨特性の平坦化を図る技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３３１１０８号公報
【特許文献２】特開２００７−４８８６２号公報
【特許文献３】特開２００６−３３２５２０号公報
【特許文献４】特開２００５−３４７７５２号公報
【特許文献５】米国特許第７３０３４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
１３０ｎｍ、９０ｎｍおよび６５ｎｍテクニカル・ノードのプロセス等に適用されるＣｕ-ＣＭＰ工程においては、ウエハの大口径化（現在３００φ、今後、４５０φ）に伴い、ウエハ内の研磨特性の均一化のためマルチ・ゾーン（Ｍｕｌｔｉ−Ｚｏｎｅ）型加圧室を有する研磨ヘッドが主流となっている。ところが、本願発明者らが検討したところによると、このような構造の研磨ヘッドで、ダマシン配線等のメタルＣＭＰを実施すると、複数の加圧室（各ゾーン）間で、圧力の立ち上がりが不均一となるため、研磨時間の主要部に至っても、各ゾーン間の不均一が解消しない場合があり、それによって、配線間ショート等の不良が発生することが明らかとなった。
【０００５】
本願発明は、このような問題を解決するためになされたものである。
【０００６】
本発明の目的は、信頼性の高い半導体集積回路装置の製造プロセスを提供することにある。
【０００７】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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下記の通りである。
【０００９】
すなわち、本願発明は、マルチ・ゾーン型加圧室（マルチ・ゾーン・エアバック）を有する研磨ヘッドを用いて、ダマシン配線等のメタルＣＭＰ処理を行う際に、各ゾーンの気圧の立ち上げを非同時的に行うことによって、全ゾーンの加圧状態の速やかな収束を図るものである。
【発明の効果】
【００１０】
本願におい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下記のとおりである。
【００１１】
すなわち、マルチ・ゾーン型加圧室を有する研磨ヘッドを用いて、ダマシン配線等のメタルＣＭＰ処理を行う際に、各ゾーンの気圧の立ち上げを非同時的に行うことによって、全ゾーンの加圧状態の速やかな収束を図ることによって、大口径ウエハ内の研磨特性分布の均一化を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
〔実施の形態の概要〕
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。
【００１３】
１．以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ウエハの第１の主面上の第１の絶縁膜に配線溝を形成する工程；
（ｂ）前記第１の絶縁膜の表面および前記配線溝の内面に、バリア・メタル膜を形成する工程；
（ｃ）前記配線溝の外部及び内部の前記バリア・メタル膜上に、前記配線溝を埋めるように、配線金属部材層を形成する工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記ウエハを、ＣＭＰ装置内に導入する工程；
（ｅ）前記ＣＭＰ装置内の第１の研磨テーブル上に前記ウエハが置かれた状態で、前記ウエハの第２の主面を第１の研磨ヘッドに保持して、前記ウエハの前記第１の主面に対して第１のＣＭＰ処理を実行する工程；
（ｆ）前記工程（ｅ）の後、前記ＣＭＰ装置内の第２の研磨テーブル上または前記第１の研磨テーブル上に前記ウエハが置かれた状態で、前記ウエハの前記第２の主面を第２の研磨ヘッドまたは前記第１の研磨ヘッドに保持して、前記ウエハの前記第１の主面に対して第２のＣＭＰ処理を実行する工程、
ここで、前記第１の研磨ヘッドおよび前記第２の研磨ヘッドは、ほぼ同心円状に区画された第１、第２および第３の加圧室を有し、前記第２の加圧室は前記第１の加圧室よりも外側にあり、前記第３の加圧室は前記第２の加圧室よりも外側にあり、
更に、ここで、前記工程（ｆ）は以下の下位工程を含む：
（ｆ１）前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の一つの加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｆ２）前記下位工程（ｆ１）の後、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の他の二つの加圧室の圧力をそれぞれの研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｆ３）前記下位工程（ｆ２）の後、前記ウエハを回転させながら前記第２のＣＭＰ処理を実行する工程。
【００１４】
２．前記１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｆ１）および（ｆ２）において、前記第１の研磨テーブルまたは前記第２の研磨テーブルは、停止しているか、または前記下位工程（ｆ３）と比較して遅い回転速度で回転している。
【００１５】
３．前記１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｆ１）および（ｆ２）において、前記第１の研磨テーブルまたは前記第２の研磨テーブルは、停止している。
【００１６】
４．前記１から３項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｅ）は以下の下位工程を含む：
（ｅ１）前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の一つの加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｅ２）前記下位工程（ｅ１）の後、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の他の二つの加圧室の圧力をそれぞれの研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｅ３）前記下位工程（ｅ２）の後、前記第１のＣＭＰ処理を実行する工程。
【００１７】
５．前記４項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｅ１）および（ｅ２）において、前記第１の研磨テーブルは、停止しているか、または前記下位工程（ｅ３）と比較して遅い回転速度で回転している。
【００１８】
６．前記４項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｅ１）および（ｅ２）において、前記第１の研磨テーブルは、停止している。
【００１９】
７．前記１から３項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｅ）は以下の下位工程を含む：
（ｅ１）前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の圧力をほぼ同時に、それぞれの研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｅ３）前記下位工程（ｅ１）の後、前記ウエハを回転させながら前記第１のＣＭＰ処理を実行する工程。
【００２０】
８．前記７項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｅ１）において、前記第１の研磨テーブルは、停止しているか、または前記下位工程（ｅ３）と比較して遅い回転速度で回転している。
【００２１】
９．前記７項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｅ１）において、前記第１の研磨テーブルは、停止している。
【００２２】
１０．前記１から９項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１のＣＭＰ処理は主に前記配線溝外の前記配線金属部材層を除去する工程であり、前記第２のＣＭＰ処理は主に前記配線溝外の前記バリア・メタル膜を除去する工程である。
【００２３】
１１．前記１から１０項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１の加圧室および前記第２の加圧室の下部には、前記ウエハを真空吸着するための開口が設けられている。
【００２４】
１２．前記１から１１項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｆ２）は、以下の下位工程を含む：
（ｆ２．１）前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記他の二つの内の一方の加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｆ２．２）前記下位工程（ｆ２．１）の後、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記他の二つの内の他方の加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程。
【００２５】
１３．前記４から６および１０から１２項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｅ２）は、以下の下位工程を含む：
（ｅ２．１）前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記他の二つの加圧室の内の一方の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｅ２．２）前記下位工程（ｅ２．１）の後、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記他の二つの内の他方の加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程。
【００２６】
１４．前記１２項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｆ）において、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記一つの加圧室は前記第１の加圧室であり、前記他の二つの内の前記一方の加圧室は前記第３の加圧室であり、前記他の二つの内の前記他方の加圧室は前記第２の加圧室である。
【００２７】
１５．前記１３項の半導体集積回路装置の製造方法において、（ｅ）において、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記一つの加圧室は前記第１の加圧室であり、前記他の二つの内の前記一方の加圧室は前記第３の加圧室であり、前記他の二つの内の前記他方の加圧室は前記第２の加圧室である。
【００２８】
１６．以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ウエハの第１の主面上の第１の絶縁膜に配線溝を形成する工程；
（ｂ）前記第１の絶縁膜の表面および前記配線溝の内面に、バリア・メタル膜を形成する工程；
（ｃ）前記配線溝の外部及び内部の前記バリア・メタル膜上に、前記配線溝を埋めるように、配線金属部材層を形成する工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記ウエハを、ＣＭＰ装置内に導入する工程；
（ｅ）前記ＣＭＰ装置内の第１の研磨テーブル上に前記ウエハが置かれた状態で、前記ウエハの第２の主面を第１の研磨ヘッドに保持して、前記ウエハの前記第１の主面に対して第１のＣＭＰ処理を実行する工程；
（ｆ）前記工程（ｅ）の後、前記ＣＭＰ装置内の第２の研磨テーブル上に前記ウエハが置かれた状態で、前記第１の研磨ヘッドに保持して、前記ウエハの前記第１の主面に対して第２のＣＭＰ処理を実行する工程；
（ｇ）前記工程（ｆ）の後、前記ＣＭＰ装置内の第３の研磨テーブル上に前記ウエハが置かれた状態で、前記第１の研磨ヘッドに保持して、前記ウエハの前記第１の主面に対して第３のＣＭＰ処理を実行する工程
ここで、前記第１の研磨ヘッドは、ほぼ同心円状に区画された第１、第２および第３の加圧室を有し、前記第２の加圧室は前記第１の加圧室よりも外側にあり、前記第３の加圧室は前記第２の加圧室よりも外側にあり、
更に、ここで、前記工程（ｇ）は以下の下位工程を含む：
（ｇ１）前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の一つの加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｇ２）前記下位工程（ｇ１）の後、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の他の二つの加圧室の圧力をそれぞれの研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｇ３）前記下位工程（ｇ２）の後、前記ウエハを回転させながら前記第３のＣＭＰ処理を実行する工程。
【００２９】
１７．前記１６項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｇ１）および（ｇ２）において、前記第３の研磨テーブルは、停止しているか、または前記下位工程（ｇ３）と比較して遅い回転速度で回転している。
【００３０】
１８．前記１６項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｇ１）および（ｇ２）において、前記第３の研磨テーブルは、停止している。
【００３１】
１９．前記１６から１８項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｆ）は以下の下位工程を含む：
（ｆ１）前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の一つの加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｆ２）前記下位工程（ｆ１）の後、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の他の二つの加圧室の圧力をそれぞれの研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｆ３）前記下位工程（ｆ２）の後、前記第２のＣＭＰ処理を実行する工程。
【００３２】
２０．前記１９項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｆ１）および（ｆ２）において、前記第２の研磨テーブルは、停止しているか、または前記下位工程（ｆ３）と比較して遅い回転速度で回転している。
【００３３】
２１．前記１９項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｆ１）および（ｆ２）において、前記第２の研磨テーブルは、停止している。
【００３４】
２２．前記１６から１８項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｆ）は以下の下位工程を含む：
（ｆ１）前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の圧力をほぼ同時に、それぞれの研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｆ３）前記下位工程（ｆ１）の後、前記ウエハを回転させながら前記第２のＣＭＰ処理を実行する工程。
【００３５】
２３．前記２２項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｆ１）において、前記第２の研磨テーブルは、停止しているか、または前記下位工程（ｆ３）と比較して遅い回転速度で回転している。
【００３６】
２４．前記２２項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｆ１）において、前記第２の研磨テーブルは、停止している。
【００３７】
２５．前記１６から２４項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｅ）は以下の下位工程を含む：
（ｅ１）前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の一つの加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｅ２）前記下位工程（ｅ１）の後、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の他の二つの加圧室の圧力をそれぞれの研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｅ３）前記下位工程（ｅ２）の後、前記第１のＣＭＰ処理を実行する工程。
【００３８】
２６．前記２５項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｅ１）および（ｅ２）において、前記第１の研磨テーブルは、停止しているか、または前記下位工程（ｅ３）と比較して遅い回転速度で回転している。
【００３９】
２７．前記２５項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｅ１）および（ｅ２）において、前記第１の研磨テーブルは、停止している。
【００４０】
２８．前記１６から２４項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｅ）は以下の下位工程を含む：
（ｅ１）前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の圧力をほぼ同時に、それぞれの研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｅ３）前記下位工程（ｅ１）の後、前記ウエハを回転させながら前記第１のＣＭＰ処理を実行する工程。
【００４１】
２９．前記２８項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｅ１）において、前記第１の研磨テーブルは、停止しているか、または前記下位工程（ｅ３）と比較して遅い回転速度で回転している。
【００４２】
３０．前記２８項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｅ１）において、前記第１の研磨テーブルは、停止している。
【００４３】
３１．前記１６から３０項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１のＣＭＰ処理は前記配線溝外の前記配線金属部材層のラフ研磨工程であり、前記第２のＣＭＰ処理は主に前記配線溝外の前記配線金属部材層の仕上げ研磨工程であり、前記第３のＣＭＰ処理は主に前記配線溝外の前記バリア・メタル膜を除去する工程である。
【００４４】
３２．前記１６から３１項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｇ２）は、以下の下位工程を含む：
（ｇ２．１）前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記他の二つの内の一方の加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｇ２．２）前記下位工程（ｇ２．１）の後、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記他の二つの内の他方の加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程。
【００４５】
３３．前記１９から３２項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｆ２）は、以下の下位工程を含む：
（ｆ２．１）前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記他の二つの内の一方の加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程；
（ｆ２．２）前記下位工程（ｆ２．１）の後、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記他の二つの内の他方の加圧室の圧力をその研磨時圧力まで上昇させる工程。
【００４６】
３４．前記３２項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｇ）において、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記一つの加圧室は前記第１の加圧室であり、前記他の二つの内の前記一方の加圧室は前記第２の加圧室であり、前記他の二つの内の前記他方の加圧室は前記第３の加圧室である。
【００４７】
３５．前記３３項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｆ）において、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の内の前記一つの加圧室は前記第１の加圧室であり、前記他の二つの内の前記一方の加圧室は前記第２の加圧室であり、前記他の二つの内の前記他方の加圧室は前記第３の加圧室である。
【００４８】
３６．前記１６から３５項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１の加圧室、前記第２の加圧室、および前記第３の加圧室の各下部には、前記ウエハを真空吸着するための開口が設けられていない。
【００４９】
３７．以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ウエハの第１の主面上の第１の絶縁膜に配線溝を形成する工程；
（ｂ）前記第１の絶縁膜の表面および前記配線溝の内面に、バリア・メタル膜を形成する工程；
（ｃ）前記配線溝の外部及び内部の前記バリア・メタル膜上に、前記配線溝を埋めるように、配線金属部材層を形成する工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記ウエハを、ＣＭＰ装置内に導入する工程；
（ｅ）前記ＣＭＰ装置内の第１の研磨テーブル上に前記ウエハが置かれた状態で、前記ウエハの第２の主面を第１の研磨ヘッドに保持して、前記ウエハの前記第１の主面に対して第１のＣＭＰ処理を実行する工程；
（ｆ）前記工程（ｅ）の後、前記ＣＭＰ装置内の第２の研磨テーブル上に前記ウエハが置かれた状態で、前記ウエハの前記第２の主面を第２の研磨ヘッドまたは前記第１の研磨ヘッドに保持して、前記ウエハの前記第１の主面に対して第２のＣＭＰ処理を実行する工程、
ここで、前記工程（ｆ）は、以下の下位工程を含む：
（ｆ１）前記ウエハを保持した前記第１の研磨ヘッドまたは前記第２の研磨ヘッドが、ほぼ停止状態の前記第１の研磨テーブルまたは前記第２の研磨テーブル上に、着地する工程；
（ｆ２）前記工程（ｆ１）の後、前記第１の研磨テーブルまたは前記第２の研磨テーブル上への研磨スラリの供給を開始する工程；
（ｆ３）前記工程（ｆ１）の後、前記第１の研磨テーブルまたは前記第２の研磨テーブルの回転を開始して、一定期間回転を維持することによって、前記第２のＣＭＰ処理を実行する工程。
【００５０】
３８．前記３７項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１のＣＭＰ処理は主に前記配線溝外の前記配線金属部材層を全部又は一部除去する工程であり、前記第２のＣＭＰ処理は主に前記配線溝外の前記バリア・メタル膜を除去する工程である。
【００５１】
３９．前記３７または３８項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｆ２）および（ｆ３）は、ほぼ同時に開始される。
【００５２】
４０．前記３７から３９項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｆ）において、前記第１の研磨ヘッドまたは前記第２の研磨ヘッドは、マルチ・ゾーン型の加圧室を有し、その昇圧は順次昇圧によって行われる。
【００５３】
４１．前記３７から３９項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｆ）において、前記第１の研磨ヘッドまたは前記第２の研磨ヘッドは、マルチ・ゾーン型の加圧室を有し、その昇圧は順次昇圧によって行われる。
【００５４】
４２．以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ウエハの第１の主面上の第１の絶縁膜に配線溝を形成する工程；
（ｂ）前記第１の絶縁膜の表面および前記配線溝の内面に、バリア・メタル膜を形成する工程；
（ｃ）前記配線溝の外部及び内部の前記バリア・メタル膜上に、前記配線溝を埋めるように、配線金属部材層を形成する工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記ウエハを、ＣＭＰ装置内に導入する工程；
（ｅ）前記ＣＭＰ装置内の第１の研磨テーブル上に前記ウエハが置かれた状態で、前記ウエハの第２の主面を第１の研磨ヘッドに保持して、前記ウエハの前記第１の主面に対して第１のＣＭＰ処理を実行する工程、
ここで、前記工程（ｅ）は、以下の下位工程を含む：
（ｅ１）前記ウエハを保持した前記第１の研磨ヘッドが、ほぼ停止状態の前記第１の研磨テーブル上に、着地する工程；
（ｅ２）前記工程（ｅ１）の後、前記第１の研磨テーブル上へのＣＭＰ処理液の供給を開始する工程；
（ｅ３）前記工程（ｅ１）の後、前記第１の研磨テーブルの回転を開始して、一定期間回転を維持することによって、前記第１のＣＭＰ処理を実行する工程。
【００５５】
４３．前記４２項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１のＣＭＰ処理は主に前記配線溝外の前記配線金属部材層を全部又は一部除去する工程である。
【００５６】
４４．前記４２または４１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｅ２）および（ｅ３）は、ほぼ同時に開始される。
【００５７】
４５．前記４２または４４項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１のＣＭＰ処理は主に前記配線溝外の前記バリア・メタル膜を除去する工程である。
【００５８】
４６．前記４２から４５項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｅ）において、前記第１の研磨ヘッドは、マルチ・ゾーン型の加圧室を有し、その昇圧は順次昇圧によって行われる。
【００５９】
４７．以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ウエハの第１の主面上の第１の絶縁膜に配線溝を形成する工程；
（ｂ）前記第１の絶縁膜の表面および前記配線溝の内面に、バリア・メタル膜を形成する工程；
（ｃ）前記配線溝の外部及び内部の前記バリア・メタル膜上に、前記配線溝を埋めるように、配線金属部材層を形成する工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記ウエハを、ＣＭＰ装置内に導入する工程；
（ｅ）前記ＣＭＰ装置内の第１の研磨テーブル上に前記ウエハが置かれた状態で、前記ウエハの第２の主面を第１の研磨ヘッドに保持して、前記ウエハの前記第１の主面に対して第１のＣＭＰ処理を実行する工程；
（ｆ）前記工程（ｅ）の後、前記ＣＭＰ装置内の第２の研磨テーブル上に前記ウエハが置かれた状態で、前記ウエハの前記第２の主面を第２の研磨ヘッドまたは前記第１の研磨ヘッドに保持して、前記ウエハの前記第１の主面に対して第２のＣＭＰ処理を実行する工程、
ここで、前記工程（ｆ）は、以下の下位工程を含む：
（ｆ１）前記ウエハを保持した前記第１の研磨ヘッドまたは前記第２の研磨ヘッドが、回転状態の前記第１の研磨テーブルまたは前記第２の研磨テーブル上に、着地する工程；
（ｆ２）前記工程（ｆ１）の後、前記第１の研磨テーブルまたは前記第２の研磨テーブル上への研磨スラリの供給を開始する工程；
（ｆ３）前記工程（ｆ１）の後、前記第１の研磨テーブルまたは前記第２の研磨テーブル上の前記ウエハに対する加圧を研磨時圧力まで昇圧して、一定期間、前記加圧および回転を維持することによって、前記第２のＣＭＰ処理を実行する工程。
【００６０】
４８．前記４７項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１のＣＭＰ処理は主に前記配線溝外の前記配線金属部材層を全部又は一部除去する工程であり、前記第２のＣＭＰ処理は主に前記配線溝外の前記バリア・メタル膜を除去する工程である。
【００６１】
４９．前記４７または４８項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｆ２）および（ｆ３）は、ほぼ同時に開始される。
【００６２】
５０．前記４７から４９項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｆ）において、前記第１の研磨ヘッドまたは前記第２の研磨ヘッドは、マルチ・ゾーン型の加圧室を有し、その昇圧は順次昇圧によって行われる。
【００６３】
５１．前記４７から４９項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｆ）において、前記第１の研磨ヘッドまたは前記第２の研磨ヘッドは、マルチ・ゾーン型の加圧室を有し、その昇圧は順次昇圧によって行われる。
【００６４】
５２．以下の工程を含む半導体集積回路装置の製造方法：
（ａ）ウエハの第１の主面上の第１の絶縁膜に配線溝を形成する工程；
（ｂ）前記第１の絶縁膜の表面および前記配線溝の内面に、バリア・メタル膜を形成する工程；
（ｃ）前記配線溝の外部及び内部の前記バリア・メタル膜上に、前記配線溝を埋めるように、配線金属部材層を形成する工程；
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、前記ウエハを、ＣＭＰ装置内に導入する工程；
（ｅ）前記ＣＭＰ装置内の第１の研磨テーブル上に前記ウエハが置かれた状態で、前記ウエハの第２の主面を第１の研磨ヘッドに保持して、前記ウエハの前記第１の主面に対して第１のＣＭＰ処理を実行する工程、
ここで、前記工程（ｅ）は、以下の下位工程を含む：
（ｅ１）前記ウエハを保持した前記第１の研磨ヘッドが、回転状態の前記第１の研磨テーブル上に、着地する工程；
（ｅ２）前記工程（ｅ１）の後、前記第１の研磨テーブル上へのＣＭＰ処理液の供給を開始する工程；
（ｅ３）前記工程（ｅ１）の後、前記第１の研磨テーブル上の前記ウエハに対する加圧を研磨時圧力まで昇圧して、一定期間、前記加圧および回転を維持することによって、前記第１のＣＭＰ処理を実行する工程。
【００６５】
５３．前記５２項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１のＣＭＰ処理は主に前記配線溝外の前記配線金属部材層を全部又は一部除去する工程である。
【００６６】
５４．前記５２または５１項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記下位工程（ｅ２）および（ｅ３）は、ほぼ同時に開始される。
【００６７】
５５．前記５２または５４項の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１のＣＭＰ処理は主に前記配線溝外の前記バリア・メタル膜を除去する工程である。
【００６８】
５６．前記５２から５５項のいずれか一つの半導体集積回路装置の製造方法において、前記工程（ｅ）において、前記第１の研磨ヘッドは、マルチ・ゾーン型の加圧室を有し、その昇圧は順次昇圧によって行われる。
【００６９】
〔本願における記載形式・基本的用語・用法の説明〕
１．本願において、実施の態様の記載は、必要に応じて、便宜上複数のセクションに分けて記載するが、特にそうでない旨明示した場合を除き、これらは相互に独立別個のものではなく、単一の例の各部分、一方が他方の一部詳細または一部または全部の変形例等である。また、原則として、同様の部分は繰り返しを省略する。また、実施の態様における各構成要素は、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、必須のものではない。
【００７０】
２．同様に実施の態様等の記載において、材料、組成等について、「ＡからなるＸ」等といっても、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、Ａ以外の要素を主要な構成要素のひとつとするものを排除するものではない。たとえば、成分についていえば、「Ａを主要な成分として含むＸ」等の意味である。たとえば、「シリコン部材」等といっても、純粋なシリコンに限定されるものではなく、SiGe合金やその他シリコンを主要な成分とする多元合金、その他の添加物等を含む部材も含むものであることはいうまでもない。同様に、「酸化シリコン膜」と言っても、比較的純粋な非ドープ酸化シリコンすなわちＵＳＧ(Undoped Silicate Glass)だけでなく、FSG（Fluorosilicate Glass）、TEOSベース酸化シリコン(TEOS-based silicon oxide)、SiOC(Silicon Oxicarbide)またはカーボンドープ酸化シリコン(Carbon-doped Silicon oxide)またはOSG(Organosilicate glass)、PSG(Phosphorus Silicate Glass)、BPSG(Borophosphosilicate Glass)等の熱酸化膜、CVD酸化膜、SOG(Spin ON Glass)、ナノ・クラスタリング・シリカ（Nano-Clustering Silica:NSC）等の塗布系酸化シリコン、これらと同様な部材に空孔を導入したシリカ系Low-k絶縁膜（ポーラス系絶縁膜）、およびこれらを主要な構成要素とする他のシリコン系絶縁膜との複合膜等を含むことは言うまでもない。
【００７１】
また、「銅配線」といっても、一般に、純粋な銅ばかりではなく、銅を主要な成分とする銅合金から主に構成されており、その他の構成要素として、たとえば、バリア・メタル膜等を含む。このことは「アルミニウム配線」についても当てはまる。通常、アルミニウム配線材料は、アルミニウムを主要な成分として、数パーセント以下程度の銅やシリコンその他の添加物を含むアルミニウム合金である場合が多い。また、アルミニウム配線層は単独の膜ではなく、上下にＴｉＮ等の付加的な膜を伴うことが多い。
【００７２】
３．同様に、図形、位置、属性等に関して、好適な例示をするが、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、厳密にそれに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００７３】
４．さらに、特定の数値、数量に言及したときも、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、その特定の数値を超える数値であってもよいし、その特定の数値未満の数値でもよい。
【００７４】
５．「ウエハ」というときは、通常は半導体集積回路装置（半導体装置、電子装置も同じ）をその上に形成する単結晶シリコンウエハを指すが、エピタキシャルウエハ、ＳＯＩウエハ等の絶縁基板と半導体層等の複合ウエハ等も含むことは言うまでもない。
【００７５】
６．「ＣＭＰ処理」というときは、通常の浮遊砥粒を用いるＣＭＰ処理（通常ＣＭＰ処理）だけでなく、固定砥粒を用いる固定砥粒ＣＭＰ（Ｆｉｘｅｄ  Ａｂｒａｓｉｖｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）処理や、電解作用を利用したＥＣＭＰ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）、ＥＣＰ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）およびそれらの複合処理等も含む。なお、複合処理は、たとえば、銅のラフ研磨にＥＣＭＰを適用して、残りに通常ＣＭＰ処理を適用したり、銅のラフ研磨と銅の仕上げ研磨にフル・シークエンス（Ｆｕｌｌ−Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）型のＥＣＭＰを適用して、残りに通常ＣＭＰ処理を適用することが考えられる。なお、ＥＣＭＰやＥＣＰを総称して、「電解ＣＭＰ」と呼び、それ以外を「非電解ＣＭＰ」と呼ぶ。なお、フル・シークエンス型でない通常のＥＣＭＰを「通常ＥＣＭＰ」という。
【００７６】
従って、「研磨テーブル」というときは、通常の浮遊砥粒用の研磨パッドを搭載した円形の回転研磨テーブルのみでなく（いわゆるリニア型等のエンドレスまたは巻取りベルト・タイプ等を含む）、被処理ウエハの被処理主面と対向する板状またはシート状の部材（又は、それを保持した部材、以下同じ）、固定砥粒を保持した板状またはシート状の部材、ＥＣＭＰ等の電解ＣＭＰ用の導電性研磨パッド、および電極の集合体を含む。
【００７７】
また、一般には非電解ＣＭＰに用いる研磨液のことをスラリと呼び、電解ＣＭＰに用いる処理液のことを電解液と呼んで区別する場合もあるが、本願においては、特に区別する必要のないときは、総称して、「ＣＭＰ処理液」という。
【００７８】
７．本願において、「同時」、「ほぼ同時」というときは、時間的に完全に同時だけでなく、前後関係が実質的に影響を与えない範囲のずれを許容する。たとえば、研磨の際の各加圧室の主研磨時間に比較して充分に短い立ち上がりタイミングのずれは、特に相でない旨、明記した場合または明らかにそうでない場合を除き、相互に「同時」または「ほぼ同時」である。以下の説明する研磨ヘッドの各加圧室（全体に加圧する背面加圧室等を除く）の加圧状態を順次昇圧するものを「順次昇圧」と呼び、各加圧室の加圧状態をほぼ同時に昇圧させるものを「同時昇圧」と呼ぶ。
【００７９】
〔実施の形態の詳細〕
実施の形態について更に詳述する。各図中において、同一または同様の部分は同一または類似の記号または参照番号で示し、説明は原則として繰り返さない。
【００８０】
１．本願の一実施形態の半導体集積回路装置の製造方法におけるメタルＣＭＰおよびポストＣＭＰ洗浄プロセスの説明（主に図１から図３、図２１から図２３、および図２７）
図１は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法におけるＣＭＰ処理に使用するＣＭＰ装置の研磨ヘッドの模式断面図である。図２は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法におけるＣＭＰ処理に使用するＣＭＰ装置の研磨ヘッド内のマルチ・ゾーン型加圧室すなわちマルチ・ゾーン・メンブレン（Ｍｕｌｔｉ−Ｚｏｎｅ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ）加圧室の加圧の時間変化の一例（順次上昇方式）を示すプロット図（図２（ａ））、真空吸着孔付のメンブレン（エアバック）用の加圧シークエンスを例示するブロック・フロー図（第２図（ｂ））、および真空吸着孔がないメンブレン（エアバック）用の加圧シークエンスを例示するブロック・フロー図（第２図（ｃ））である。図３は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の要部プロセス・ブロック・フロー図である。図２１は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法におけるＣＭＰ処理に使用するＣＭＰ装置の研磨ヘッドの各加圧室の加圧制御機構の詳細を示す加圧空電回路図である。図２２は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法におけるＣＭＰ処理に使用するＣＭＰ装置の研磨ヘッド（図１に対応）のメンブレン（エアバック）部分を中心とした断面構造と下面から見た平面行動の関係を示す簡略断面図（図２２（ａ））および下面図（図２２（ｂ））である。図２３は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のＣＭＰ処理（研磨テーブルへのウエハのロードからアンロードまで）におけるＣＭＰ装置の各部の動きを示すプロセス・タイム・チャートである（図２の（ａ）および(ｂ)に対応）。図２７は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法におけるＣＭＰ処理に使用するＣＭＰ装置の研磨ヘッド内のマルチ・ゾーン型加圧室（メンブレン）の加圧の時間変化の一例（同時上昇方式）を示すプロット図（図２７（ａ））、および各種のＣＭＰ工程におけるウエハ処理の流れを示すＣＭＰプロセス処理比較図表（第２７図（ｂ））である。これらに基づいて、本願の一実施形態の半導体集積回路装置の製造方法におけるメタルＣＭＰおよびポストＣＭＰ洗浄プロセスを説明する。
【００８１】
図３は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の要部プロセス・ブロック・フロー図である。これらに基づいて、まず、本願の一実施形態の半導体集積回路装置の製造方法におけるメタルＣＭＰおよびポストＣＭＰ洗浄プロセスのアウトラインを説明する。
【００８２】
図３に示すように、標準的な銅埋め込み配線プロセスであるデュアル・ダマシン・プロセス（Ｄｕａｌ  Ｄａｍａｓｃｅｎｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）では、最初に層間絶縁膜にビア及び配線溝を形成する（配線溝形成ステップ１７３）。その後、ビア及び配線溝を銅を主要な成分とする配線金属で埋め込むように、ウエハの第１の主面（デバイス面）の全面に金属部材層を成膜する（金属部材層形成ステップ１７４）。その後は、ＣＭＰ＆後洗浄一貫装置１３５にウエハを移送して処理する。ＣＭＰ＆後洗浄一貫装置１３５内では、先ず、金属部材層の内、不要な部分をＣＭＰ処理により、除去する(メタルＣＭＰ処理ステップ１７５)。次に、残存スラリ成分等を除去するために、ウエハの洗浄処理１７６が行われ、スピン乾燥して（ウエハ乾燥ステップ１７７）、ＣＭＰ＆後洗浄一貫装置１３５の外部に放出される。
【００８３】
次に、図１および図２２によって、メタルＣＭＰ処理に用いるＣＭＰ装置のマルチ・ゾーン型メンブレン（エアバック）加圧室を有する研磨ヘッド１２５（ウエハ・チャック部を含む）の構造を説明する。図１および図２２に示すように、ウエハ・チャック部の基体であるトップリング２５３は、ＣＭＰ装置１３５（図４）の基台に設置された研磨アームに取り付けられたスピンドル・モータに連結されたスピンドル２５１によって、コンプライアンス機構２５２を介して、ウエハ吸着面を下向きにして保持されている。下面が開放された浅い円筒状のトップ・リング２５３の下端部にはウエハ１が水平方向にずれないように保持するためのリテーナ・リング２５４が固定されている。トップ・リング２５３の内部にはウエハ１の裏面１ｂを真空吸着してウエハ１のデバイス面１ウエハ１ａを下に向けて保持するためのチャッキング・プレート２５７が弾性を有するシール・リング２５５を介して固定されている。これによりチャッキング・プレート２５７の上方に、チャッキング・プレート２５７全体を下方に押し下げるための背面加圧室２６３が形成されている。チャッキング・プレート２５７の上方の周辺部、下部、および側方にはメンブレン（エアバック）、すなわち弾性膜２５６（可撓性膜）が設置されている。メンブレンは、通常、エチレン・プロピレン・ゴム、ポリ・ウレタン・ゴム、シリコン・ゴム等のゴム系材料から作られている。
【００８４】
メンブレン（エアバック）２５６には真空吸着孔２７１，２７２が設けられている。このメンブレン（エアバック）２５６とチャッキング・プレート２５７によって、各加圧室すなわち中央加圧室２５８、中間加圧室２５９、外側加圧室２６１、および外端加圧室２６２が形成されている。ガス供給路２６４，２６５，２６６，２６７，２６８は、それぞれ中央加圧室２５８、中間加圧室２５９、外側加圧室２６１、外端加圧室２６２、および背面加圧室２６３に対する加圧ガス供給経路である。また、このうち、中央加圧室２５８および中間加圧室２５９はウエハ１の真空吸着にための真空供給経路でもある。
【００８５】
次に、各加圧室すなわち中央加圧室２５８、中間加圧室２５９、外側加圧室２６１、および外端加圧室２６２の昇圧タイミング・チャートすなわち昇圧プロファイルを説明する。図２（ａ）に図１の研磨ヘッド１２５を用いた図３で説明したダマシンＣＭＰプロセス（いわゆる「２段研磨プロセス」である）の初段ＣＭＰ処理（銅ＣＭＰ処理）および次段ＣＭＰ処理（バリア・メタルＣＭＰ処理）に対応する昇圧プロファイルを示す。これに対応するブロック・フローを図２（ｂ）に示す。このような順次昇圧が必要なのは、各加圧室（エアバック）の容積が相互に異なるため、同時昇圧では相互に昇圧の不均等やそれに起因する不所望な相互干渉を生じるからである。
【００８６】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、ドレス等の所定の準備期間の後、研磨テーブル１２２ａ，１２２ｂ（図４）および研磨ヘッド１２５ａ，１２５ｂ（図４）の回転が停止した状態でウエハ１を保持した研磨ヘッド１２５ａ，１２５ｂが研磨テーブル１２２ａ，１２２ｂ上の研磨パッドに着地して、リテーナ・リング２５４（図１）等が下方に加圧されている状態で、各加圧室２５８、２５９，２６１，２６２は大気開放の状態にある。この後、まず、中央加圧室２５８が所定の研磨時圧力（気圧の基準点は大気圧である）まで昇圧される（図２（ｂ）の中央圧力上昇ステップ４０１）。中央加圧室２５８の内部圧力の安定を待って、次の外側加圧室２６１の所定の研磨時圧力（一般に各加圧室の研磨時圧力は最適な研磨プロファイルを得るために、相互に異なる値に設定されている。なお、偶然同一になることもある）への昇圧が開始される（図２（ｂ）の外側圧力上昇ステップ４０２）。中央加圧室２５８および外側加圧室２６１の内部圧力の安定を待って、次の中間加圧室２５９および外端加圧室２６２の各所定の研磨時圧力へのほぼ同時の昇圧が開始される（図２（ｂ）の中間圧力上昇ステップ４０３および外端圧力上昇ステップ４０４）。このようにして、各加圧室の内部圧力の安定を待って、研磨が開始される（図２（ｂ）の研磨開始ステップ４０５）。
【００８７】
なお、より精密な加圧安定性が必要な場合は、外端圧力上昇ステップ４０４は中間圧力上昇ステップ４０３の後にしてもよい。ただし、それだけ所要時間は長くなる。
【００８８】
また、セクション５で説明するような真空吸着用の開口のないメンブレイン（加圧室）を有する研磨ヘッドを用いる場合には、中間加圧室２５９と外側加圧室２６１の昇圧のタイミングを置換すればよい。このように、真空吸着用の開口のないマルチ・ゾーン・メンブレイン加圧室（マルチ・エアバック）では、内側の加圧室から順に加圧する方が常に外方はフリーになるので、スムースな昇圧が可能となるものと考えられる。一方、真空吸着用の開口があるものでは、中央部を昇圧後、開口を有する隣接ゾーン（円環状有開口加圧室）の外部に隣接する非開口加圧室を先に昇圧して、間の隣接ゾーン（円環状有開口加圧室）からの空気のリーク路を絶ってから、昇圧する方が全体の加圧状態の収束が短時間で達成されるためである。
【００８９】
この昇圧タイミングの選択は、真空吸着開口の存否のみに依存し、研磨テーブルの数が２の倍数か３の倍数かにも、プロセスが２段ＣＭＰか３段ＣＭＰかにも依存しない。
【００９０】
次に、図２１によって、ゾーン分割に関する各加圧室すなわち中央加圧室２５８、中間加圧室２５９、外側加圧室２６１、および外端加圧室２６２への加圧ガスおよび真空供給システム３０１を説明する。なお、背面加圧室２６３もこのシステムによって制御されているが、むしろリテーナ・リング２５４（図１）等の加圧と連動している。なお、セクション５に説明する例は、外端加圧室２６２と背面加圧室２６３がないだけで、他は、ほぼ同一である。
【００９１】
図２１に示すように、各ガス供給路２６４，２６５，２６６，２６７，２６８は、それぞれ中央加圧室２５８、中間加圧室２５９、外側加圧室２６１、外端加圧室２６２、および背面加圧室２６３に対する加圧ガス供給経路（このうち、中央加圧室２５８および中間加圧室２５９はウエハ１の真空吸着にための真空供給経路でもある）である。各ガス供給路２６４，２６５，２６６，２６７，２６８は、それぞれの加圧ガス・ソース（圧縮空気源）に、それぞれの圧力制御弁３１１，３１２，３１３，３１４を介して、連結されている。また、各ガス供給路２６４，２６５，２６６，２６７，２６８と圧力制御弁３１１，３１２，３１３，３１４の間には、それぞれフロー・メータ（流量計）３１５，３１６，３１７，３１８が挿入されている。これらの圧力制御弁３１１，３１２，３１３，３１４は制御用電子情報システム３０２（たとえば制御用ＰＣ）によって制御されている。同様に、フロー・メータ３１５，３１６，３１７，３１８の出力は、モニタ系３０３で集積され、そこから制御用電子情報システム３０２に報告される。また、中央加圧室２５８および中間加圧室２５９のフロー・メータ（流量計）３１５，３１６と圧力制御弁３１１，３１２のそれぞれの間には、三方切り替えバルブ３０５，３０６が設けられており、それぞれの分岐は真空源に連結されている。この三方切り替えバルブ３０５，３０６は、制御用電子情報システム３０２によって、制御されている。なお、圧力制御弁３１１，３１２，３１３，３１４は、たとえばソレノイド等に流す電流を所望の圧力に対応して設定し、出力側の圧力を基準である大気圧と入力側の加圧空気源との間の所望の気圧に制御するもので、併せて、大気への開放機能を有する。
【００９２】
次に、図４に示したＣＭＰ処理装置１３５（図２４のＣＭＰ処理装置１３５を用いる場合も、ほぼ同様である）を用いて、ＣＭＰ処理を実行する場合の具体的シークエンスをバリア・メタルＣＭＰを例にとり、具体的に説明する（２段ＣＭＰプロセスにおける銅ＣＭＰプロセス、３段ＣＭＰプロセスにおける銅ラフＣＭＰプロセス、および銅仕上げＣＭＰプロセスもほぼ同様である）。
【００９３】
図２３に示すように、時間ｔ１において、研磨テーブル１２２ｂが回転している状態で、ドレス機構１２６ｂが研磨テーブル１２２ｂ上の研磨パッドのドレスを開始する。このとき、純水が研磨テーブル１２２ｂ上に供給されているが、スラリは停止されている。同時進行的にウエハ・ロードが進行しており、研磨ヘッド１２５ｂがウエハ１を搬送ロボット１３９ｂから受け取り、ウエハ１を真空吸着して上空を移動している。時間ｔ２において、純水の供給が停止され、ドレスが終了する。時間ｔ３において、研磨テーブル１２２ｂの回転が停止される（回転状態を維持させてもよい）。続いて、時間ｔ４において、上空で待機していたウエハ１を吸着した研磨ヘッド１２５ｂは研磨テーブル１２２ｂ上（研磨パッド上）に着地する（着地前に研磨テーブル１２２ｂおよび研磨ヘッド１２５ｂの一方又は両方の回転を開始してもよい。すなわち、回転させながら着地させる。セクション５の例では、そのようにするのが好適である。このときの回転速度は、研磨時と同じでもよいし、研磨時よりも遅い速度にしてもよい。）。着地すると、リテーナ・リング等の加圧が開始され（ＣＭＰ処理開始準備およびリテーナ・リング＆背面加圧室加圧期間に入る）、時間ｔ５において、真空吸着が解除される。次に、時間ｔ６において、中央加圧室２５８の昇圧される。続いて、時間ｔ７において、外側加圧室２６１の昇圧される（ｔ６−ｔ７間の時間は、たとえば、８秒程度）。次に時間ｔ８において（ｔ７−ｔ８間の時間は、たとえば、８秒程度）、中間加圧室２５９および外端加圧室２６２が、ほぼ同時に昇圧される（たとえば、外端加圧室２６２の昇圧を若干遅らせてもよい）。各加圧室の内部気圧が安定すると、時間ｔ９において、スラリの供給、研磨テーブル１２２ｂの回転、および研磨ヘッド１２５ｂの回転が、ほぼ同時に開始される（装置によっては、相互に開始時間を若干ずらせてもよい。セクション５の例でも、スラリの供給開始はこのタイミングが好適である。）。ここで、時間ｔ２において、純水の供給が停止された時点で、すぐに、スラリの供給を開始しないのは、このプロセスでは研磨開始までに比較的長時間、ウエハ１がスラリに浸されている間に腐食が進行する可能性があるからである。純水からスラリへの同時切り替えの時期を遅らせるという選択も可能である。しかし、研磨が進行していない状態（研磨時に対応する加圧と研磨ヘッドおよび研磨テーブルの回転の両方がない状態）で、ウエハ１が各種濃度のスラリや純水に浸されることは、銅腐食の原因になり易いという問題があるので、そのようにする場合は、その点に配慮が必要である。
【００９４】
最初は研磨テーブル１２２ｂおよび研磨ヘッド１２５ｂの回転は、低速であるが、時間ｔ１０において、高速回転（研磨時の回転速度）に移行し、主研磨期間が開始する。なお、ｔ８からｔ１０の過程は、ほぼ同時に実行してもよい。時間ｔ１１において、主研磨期間が終了して、スラリの供給が純水の供給に切り替わり、終了準備が開始される。時間ｔ１２において、各加圧室の気圧が、ほぼ同時に降下する。このとき、外側加圧室２６１および外端加圧室２６２は大気開放となるが、中央加圧室２５８と中間加圧室２５９では、真空引き状態となり、ウエハ１の吸着が開始する。時間ｔ１３において、終了準備が終了し、リテーナ・リング等の加圧が解除されるとともに、ウエハ１を吸着した研磨ヘッド１２５ｂが回転しながら離陸する（ウエハ・アンロード開始。このとき、スムースなリリースの観点から、研磨ヘッドおよび研磨テーブルは両方とも回転していることが好適である。一方又は両方を停止してもよいことは言うまでもない。）。その後、時間ｔ１４において、研磨ヘッド１２５ｂの回転が停止される。時間ｔ１５において、ウエハ１が研磨ヘッド１２５ｂから搬送ロボット１３９ｂに受け渡される（ウエハ・アンロード終了）。
【００９５】
ここで、各期間の大まかな処理時間は、たとえば、以下のごとくである。ドレス時間は２０秒程度、開始準備期間は３０秒程度、主研磨時間は６０秒程度、終了準備期間は１０秒程度が好適である。これは、２段研磨における銅研磨でもバリア・メタル研磨でも、ほぼ同様であり、３段研磨でも各要素研磨工程の時間は、これと同等の時間で、各要素工程が、ほぼ同一の時間となるように他の条件を設定することが、スループットの面から好適である。
【００９６】
なお、このタイム・チャート（図２３）では、昇圧を開始してから一定の時間で、目的とする加圧室内の気圧が安定すると仮定して、処理しているが、各ガス供給路２６４，２６５，２６６，２６７の途中に設けられた流量計の値が、ほぼ「０」となった時点で、昇圧が完了したと判断して、次のステップに移行してもよい。そうすることによって、時間ｔ６から時間ｔ８の間の時間をその時点における最小値にすることができる。
【００９７】
次に銅ダマシン・プロセスにおけるメタルＣＭＰ処理の各種の形態について、説明する。図２７（ａ）に示すように、各加圧室の気圧は、そのＣＭＰステップの固有の性質により、ほぼ同時に昇圧することができる。この場合は、順次昇圧に比較して、時間を短縮できるメリットがある。すなわち、時間ｔ６において、中央加圧室２５８、中間加圧室２５９、外側加圧室２６１および外端加圧室２６２をほぼ同時に昇圧することができるので時間ｔ６から時間ｔ８の間の時間を節約することができる。
【００９８】
図２７（ｂ）は本願の順次昇圧ＣＭＰ処理を適用した各種のプロセス（ＡからＥが３段ＣＭＰ，ＦからＨが２段ＣＭＰである）をまとめたものである。セクション１で主に説明した２段ＣＭＰプロセスは、図２７（ｂ）のプロセスＦに対応している。このプロセスは、研磨パッドが２の倍数個有するＣＭＰ装置を使用したプロセスに適合しており、両ＣＭＰステップを順次昇圧で実施するので、信頼性の高いものとなる。プロセスＧは、銅ＣＭＰ処理を銅同時昇圧で実施するものである。銅ＣＭＰ処理は、バリア・メタルＣＭＰ処理に比較して、不良につながる可能性が比較的低いと考えられるので、比較的微細でない場合には適用可能である。同時昇圧するので時間を短縮できるメリットがある。プロセスＨは、銅ＣＭＰ処理をフル・シークエンスＥＣＭＰ等の電解ＣＭＰ処理によって実行するものである。電解ＣＭＰ処理により研磨では、非電解研磨とことなり研磨レートが圧力に、あからさまに依存しないので、通常、マルチ・ゾーン・メンブレン（エアバック）のような複雑な加圧機構を必要としない（電流分布により、研磨プロファイルを制御する）。電解ＣＭＰ処理は、加圧が低い状態で使用できるのが最大のメリットである。しかし、その場合も、バリア・メタルＣＭＰ処理は非電解ＣＭＰを用いる必要があるので、その部分では、順次昇圧が有効である。
【００９９】
図２７（ｂ）に示すプロセスＡは、セクション５に説明する３段ＣＭＰの各段をすべて非電解ＣＭＰで処理するものである。これは、すべての処理に順次昇圧を適用するので、信頼性の高いプロセスとなっている。プロセスＢは、プロセスＡの銅ラフＣＭＰステップに同時昇圧を適用することによって、時間短縮を狙ったものである。銅ラフＣＭＰステップで不均一が残っても、後の銅仕上げＣＭＰステップで吸収できる可能性が高い。しかし、微細化に伴って、不均一残存の可能性は高くなる。プロセスＣは、プロセスＡの銅ラフＣＭＰステップを電解ＣＭＰに置き換えたものである。通常ＥＣＭＰを銅ラフＣＭＰステップに適用することは、比較的確立された技術であり、ＣＭＰによる機械的ダメージも小さいので、微細化により、適用するメリットは増加する。プロセスＥは、プロセスＣの銅仕上げＣＭＰステップに同時昇圧を適用したものである。これにより、スループットを向上させることができる。プロセスＤは、プロセスＡの銅ラフＣＭＰステップと銅仕上げＣＭＰステップに同時昇圧を適用したものである。これにより、スループットを向上させることができる。
【０１００】
２．本願の一実施形態の半導体集積回路装置の製造方法に使用するＣＭＰ装置およびその装置を用いた一貫処理の説明（主に図４から図９）
図４は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法に使用するダマシンＣＭＰおよびＣＭＰ後のウエット洗浄一貫装置の上面図である。図５は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法に使用するダマシンＣＭＰおよびＣＭＰ後のウエット洗浄一貫装置の研磨部の研磨プラテン周辺を示す装置斜視図である。図６は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法に使用するダマシンＣＭＰおよびＣＭＰ後のウエット洗浄一貫装置のポストＣＭＰ洗浄部のロール・ブラシ洗浄領域（洗浄ステージ１又は２）を示す装置斜視図である。図７は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法に使用するダマシンＣＭＰおよびＣＭＰ後のウエット洗浄一貫装置のポストＣＭＰ洗浄部のペン・ブラシ洗浄領域（洗浄ステージ３）を示す装置斜視図である。図８は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシンＣＭＰおよびＣＭＰ後のウエット洗浄の詳細プロセス・ブロック・フロー図である。図９は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシンＣＭＰ後のウエット洗浄（一部研磨プロセス中の洗浄類似処理を含む）の詳細プロセス・フローをまとめた図表である。これらに基づいて、本願の一実施形態の半導体集積回路装置の製造方法に使用するＣＭＰ装置およびその装置を用いた一貫処理を説明する。
【０１０１】
まず、ダマシンＣＭＰおよびＣＭＰ後のウエット洗浄一貫装置１３５におけるウエハ処理の流れのアウトラインを説明する。図４および図８に示すように、最初に、被処理ウエハ１を収容したウエハ搬送容器１３８、すなわちフープ（ＦＯＵＰ；Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）がロード・ポートにセットされる（通常、１２枚から２５枚の３００φウエハが収納されている）。ウエハ１はその後、ロード＆アンロード用ロボット１３９ａによって、ＣＭＰ処理部１３６の待機部１４０のウエハ・ロボット１３９ｂを経由して、まず、銅ＣＭＰ用プラテン上の研磨パッド１２２ａ上にセットされ（図８のウエハ・ロード・ステップ１６１）、銅ＣＭＰ用回転研磨ヘッド１２５ａによって、銅ＣＭＰ処理１６２が行われる。次に、再び待機部１４０のウエハ・ロボット１３９ｂを経由して、バリア・メタルＣＭＰ用プラテン上の研磨パッド１２２ｂ上にセットされ、バリア・メタルＣＭＰ用回転研磨ヘッド１２５ｂによって、バリア・メタルＣＭＰ処理１６３が行われる（銅ＣＭＰを実行した研磨ヘッド１２５ａ上で実行してもよい）。このバリア・メタルＣＭＰ処理１６３には、ＢＴＡ等の防食剤を含有する研磨スラリが用いられる。ここで、銅の防食剤は銅と錯体を形成する他の防食剤でもよい。
【０１０２】
終了後、そのまま、比較的短時間、水研磨処理１６４が施される（この水研磨は必須ではないが、実施すれば比較的簡単な操作で洗浄効果を向上させる効果がある）。以上がメタルＣＭＰ工程１７５（図８）である。以降、後洗浄工程１７６である。なお、図８に示すように、プラテンが３個ある装置（セクション５参照）では、主配線金属ＣＭＰ処理を２個のプラテンを用いて、銅ラフＣＭＰ処理１９２と銅完全除去処理１９３に分けてもよい。
【０１０３】
その後、図４に示すように、被処理ウエハ１は、待機部１４０のウエハ・ロボット１３９ｂおよび後洗浄部１３７の受け渡し用ウエハ・ロボット１３９ｃによって、後洗浄部１３７に移送される。その後、被処理ウエハ１はウエハ・ロード用ロボット１３９ｄによって、１次洗浄ステージ１４１（１次洗浄セクション）にロードされ、ロール・ブラシ１２７ａによって（ウエハの主面に接触した状態で自転する）、たとえば有機酸およびアミン系成分を含む酸性洗浄液（たとえば摂氏２５度、ｐＨ３．３程度、以下同じ）等の薬液を供給しながら１次ロール・ブラシ洗浄１６５が行われる。続いて、ロール・ブラシ１２７ａがウエハ１からはなれた状態で薬液がストップして純水を供給しながら（他の条件は同じ）、１次リンス処理１６６が行われる。ここで、薬液はアルカリ性洗浄液でもよい。
【０１０４】
次に、被処理ウエハ１は、２次洗浄ステージ１４２（２次洗浄セクション）に移され、ロール・ブラシ１２７ｂによって（ウエハの主面に接触した状態で自転する）、たとえば前記酸性洗浄液（異なるものでもよい）を供給しながら２次ロール・ブラシ洗浄１６７が行われる。続いて、ロール・ブラシ１２７ｂがウエハ１からはなれた状態で薬液がストップして純水を供給しながら（他の条件は同じ）、２次リンス処理１６８が行われる。ここで、１次及び２次のロール・ブラシ洗浄におけるロール・ブラシの回転速度は、１６０回／分以上で５００回／分が望ましい。また、洗浄効果を十分に上げるためには、１７０回／分以上で、４００回／分が更に望ましい。更に、１８０回／分以上で３００回／分未満が最も好適である。
【０１０５】
次に、被処理ウエハ１は、３次洗浄ステージ１４３（３次洗浄セクション）に移され、ペン・ブラシ１３１によって（ウエハの主面に接触した状態で自転する）、たとえば前記酸性洗浄液（異なるものでもよい）を供給しながらペン・ブラシ洗浄１７１が行われる。続いて、ペン・ブラシ１３１がウエハ１からはなれた状態で薬液がストップして純水を供給しながら（他の条件は同じ）、３次リンス処理１７２が行われる。
【０１０６】
次に、被処理ウエハ１は、ウエハ乾燥ステージ１４４上に真空吸着されて、高速回転して乾燥処理１８１が行われる。その後、被処理ウエハ１は、ロード＆アンロード用ロボット１３９ａによって、通常、もとのフープ１３８に戻される（図８のウエハ・アンロード・ステップ１８２）。
【０１０７】
ここで、図５から図７に基づいて、前記説明で出てきたＣＭＰ装置各部の詳細を説明する。図４の各ＣＭＰステージは両方とも図５に示すような構造をしている。回転プラテン１２１上に研磨パッド１２２が張られている。ウエハ１は回転研磨ヘッド１２５の下面に保持されている。研磨液体供給ノズル１２３からスラリ１２４等が供給される。研磨パッド１２２上では、パッド・ドレッサ１２６が回転している。
【０１０８】
次に、図４の１次又は２次洗浄ステージ１４１，１４２（薬液洗浄時）は、図６のようになっている。ウエハ１の表裏主面に、たとえば、スポンジ状のＰＶＡ（Ｐｏｌｙ-ｖｉｎｙｌ-ａｌｃｏｈｏｌ）製の円筒形の一対のブラシ１２７（他の樹脂製のブラシでもよい）がウエハを横断するようにその側面が接触して高速回転している。リンス時には、この一対のブラシ１２７が開いて、ウエハ１の表裏主面から離れる。
【０１０９】
次に、図４の３次洗浄ステージ１４３（薬液洗浄時）は、図７のようになっている。ウエハ１の表主面に、たとえば、スポンジ状のＰＶＡ（Ｐｏｌｙ-ｖｉｎｙｌ-ａｌｃｏｈｏｌ）製の円筒形のペン・ブラシ１３１（他の樹脂製のブラシでもよい）の底面がウエハに接触して高速回転している。リンス時には、このペン・ブラシ１３１が上昇して、ウエハ１の表主面から離れる。このペン・ブラシ１３１は薬液洗浄中、たとえば、一回ウエハの中央から周辺に向けて、ウエハを横断するように、揺動アームによって移動する。
【０１１０】
次に、図４の後洗浄工程１７６の詳細条件の一例を図９に基づいて説明する。このプロセスの特徴は、第１に、洗浄時（ペン・ブラシ薬液洗浄以外の薬液及び純水洗浄ステップ）のウエハ自転速度が１０回/分と比較的小さいことである（現在広く行われている標準的なプロセスでは、５０回/分から１００回/分とされている）。第２に、ブラシ回転速度は、２００回/分と若干高めに設定されている（現在広く行われている標準的なプロセスでは、１５０回/分程度とされている）。腐食の心配がないので、装置の上限まで回転速度を上げて、洗浄効果を高めている。第３に、最後にペン・ブラシ洗浄を追加している点である。これは、異物除去効果を更に高める効果があるからである。なお、ペン・ブラシ薬液洗浄時のウエハ回転速度が高いのは、そうでないと、ペン・ブラシがウエハ上を全面的にむらなくカバーできないからである。ペン・ブラシ薬液洗浄は、回転ブラシ薬液洗浄と異なり、酸素の巻き込みが比較的少ないからである。
【０１１１】
なお、ポストＣＭＰ洗浄については、以上に説明したスピン洗浄方式の枚葉洗浄以外に、浸漬方式の枚葉洗浄も適用可能である。また、両方式を混合して使用してもよい。なお、乾燥に関しては、スピン洗浄を具体的に説明したが、マラゴニ・タイプ（Ｍａｒａｎｇｏｎｉ  Ｔｙｐｅ）のＩＰＡ（Ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ  Ａｌｃｏｈｏｌ）洗浄を適用してもよい。また、これらに超音波を利用するメガソニック（Ｍｅｇａｓｏｎｉｃ）洗浄や純水（薬液）ジェット洗浄を併用してもよい。
【０１１２】
３．本願の一実施形態の半導体集積回路装置の製造方法による半導体集積回路装置デバイス構造の説明（主に図１０）
図１０は本願の一実施形態の半導体集積回路装置の製造方法による半導体集積回路装置デバイス構造を示すデバイス断面図である。図１０に基づいて、本願の一実施形態の半導体集積回路装置の製造方法による半導体集積回路装置デバイス構造の概要を説明する。
【０１１３】
図１０に示すように、たとえば、ＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）型の素子分離フィールド絶縁膜２で分離されたＰ型単結晶シリコン基板１のデバイス面上には、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴまたはＮチャネルＭＯＳＦＥＴのゲート電極８が形成されている。それらの上には、窒化シリコン・ライナー膜４（たとえば約３０ｎｍ）が形成されている。その上には、窒化シリコン・ライナー膜４よりもずっと厚く、下層のプラズマＣＶＤ法によるＰ−ＴＥＯＳ酸化シリコン膜（たとえば約５００ｎｍ）および上層のキャップＰ−ＴＥＯＳ酸化シリコン膜（たとえば約５０ｎｍ）等からなるプリ・メタル（Ｐｒｅｍｅｔａｌ）層間絶縁膜が形成されている。また、これらのプリ・メタル絶縁膜を貫通して、タングステン・プラグ３が形成されている。ここまでがプリ・メタル領域ＰＭである。
【０１１４】
その上の第１配線層Ｍ１は、下層のＳｉＣＮ膜（たとえば約５０ｎｍ）等の絶縁性バリア膜１４および主層間絶縁膜であるプラズマシリコン酸化膜１３（たとえば約１５０ｎｍ）等およびそれらに形成された配線溝に埋め込まれた銅配線１３等から構成されている。
【０１１５】
その上の第２配線層から第６配線層Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６は、相互にほぼ同様の構造をしている。各層は、下層のＳｉＣＯ膜（たとえば約３０ｎｍ）/ＳｉＣＮ膜（たとえば約３０ｎｍ）等からなる複合絶縁性バリア膜（ライナー膜）２４、３４，４４、５４，６４、および上層のほとんどの領域を占める主層間絶縁膜２５，３５，４５，５５，６５等から構成されている。この主層間絶縁膜２５，３５，４５，５５，６５は、下層よりカーボン・ドープ酸化シリコン膜、すなわち、ＳｉＯＣ膜（たとえば約３５０ｎｍ）とキャップ膜であるプラズマＴＥＯＳシリコン酸化膜（たとえば約８０ｎｍ）等からなる。これらの層間絶縁膜を貫通して、銅プラグおよび銅配線を含む銅埋め込み配線２３，３３，４３，５３，６３が形成されている。
【０１１６】
その上の第７配線層から第８配線層Ｍ７，Ｍ８は、相互にほぼ同様の構造をしている。各層は、下層のＳｉＣＮ膜（たとえば約７０ｎｍ）等の絶縁性バリア膜７４，８４および上層の主層間絶縁膜７５，８５等から構成されている。この主層間絶縁膜７５，８５は、下層よりプラズマＴＥＯＳシリコン酸化膜（たとえば約２５０ｎｍ）、ＦＳＧ膜（たとえば約３００ｎｍ）、およびキャップ膜であるＵＳＧ膜（たとえば約２００ｎｍ）等からなる。これらの層間絶縁膜を貫通して、銅プラグおよび銅配線を含む銅埋め込み配線７３，８３が形成されている。
【０１１７】
その上の第９配線層から第１０配線層Ｍ９，Ｍ１０は、相互にほぼ同様の構造をしている。各層は下層の層間と上層の層内に分かれている。層間絶縁膜は、下層のＳｉＣＮ膜（たとえば約７０ｎｍ）等の絶縁性バリア膜９４ｂ，１０４ｂおよび上層の主層間絶縁膜等から構成されている。主層間絶縁膜は下層のＦＳＧ膜９５ｂ，１０５ｂ（たとえば約８００ｎｍ）及び上層のキャップ膜であるＵＳＧ膜９６ｂ，１０６ｂ（たとえば約１００ｎｍ）等から構成されている。また、層内絶縁膜は、下層のＳｉＣＮ膜（たとえば約５０ｎｍ）等の絶縁性バリア膜９４ａ，１０４ａおよび上層の主層間絶縁膜等から構成されている。主層内絶縁膜は下層のＦＳＧ膜９５ａ，１０５ａ（たとえば約１２００ｎｍ）及び上層のキャップ膜であるＵＳＧ膜９６ａ，１０６ａ（たとえば約１００ｎｍ）等から構成されている。これらの層間絶縁膜および層内絶縁膜等を貫通して、銅プラグおよび銅配線を含む銅埋め込み配線９３，１０３が形成されている。
【０１１８】
その上の最上層配線層ＡＰは、下層のＳｉＣＮ膜１１４（たとえば約１００ｎｍ）等の絶縁性バリア膜、中間のＵＳＧ膜１１７（たとえば約９００ｎｍ）等の主層間絶縁膜、および、最外部のプラズマＳｉＮ１１９（たとえば約６００ｎｍ）等のファイナル・パッシベーション膜等から構成されている。また、これらの層間絶縁膜を貫通して、タングステン・プラグ１１３が設けられており、ＵＳＧ膜１１７上にはアルミニウム配線１１９（たとえば約１０００ｎｍ）およびボンディング・パッドが設けられている。
【０１１９】
４．本願の一実施形態の半導体集積回路装置の製造方法によるデバイス断面フローの説明（主に図１１から図２０）
図１１は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシン配線プロセスのデバイス断面フロー図（ビア開口工程）である。図１２は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシン配線プロセスのデバイス断面フロー図（レジスト・プラグ形成工程）である。図１３は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシン配線プロセスのデバイス断面フロー図（配線溝開口工程）である。図１４は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシン配線プロセスのデバイス断面フロー図（ライナー除去工程）である。図１５は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシン配線プロセスのデバイス断面フロー図（バリア・メタル＆銅シード形成工程）である。図１６は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシン配線プロセスのデバイス断面フロー図（銅シード埋め込み工程）である。図１７は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシン配線プロセスのデバイス断面フロー図（銅ＣＭＰ工程）である。図１８は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシン配線プロセスのデバイス断面フロー図（バリア・メタルＣＭＰ工程）である。図１９は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシン配線プロセスのデバイス断面フロー図（上層絶縁性バリア膜形成工程）である。図２０は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシン配線プロセス（銅ラフ研磨と銅仕上げ研磨を分けたとき）のデバイス断面フロー図（銅ラフＣＭＰ工程完了時、図１６と図１７の間に対応）である。これらに基づいて、本願の一実施形態の半導体集積回路装置の製造方法によるデバイス断面フロー（セクション１およびセクション５に示したＣＭＰプロセスに対応）をＭ４領域（図１０）を例にとり具体的に説明する。
【０１２０】
図１１に示すように、層間絶縁膜３５およびその中に埋め込まれた銅配線３３ａとバリアメタル膜３３ｂ等からなる銅埋め込み配線３３上に、ライナー膜４４をプラズマＣＶＤ法等により形成する。ここで、バリア・メタルとしては、下層からＴａＮ（たとえば５ｎｍ程度），Ｔａ（たとえば５ｎｍ程度）等の複合膜が用いられるが、下層からＴｉ，ＴｉＮ等の複合膜でもよい。また、Ｒｕ単層膜でもよい。なお、自己形成（ＳＥｌｆ−Ｆｏｒｍｉｎｇ）型の銅・マグネシウム系バリア・メタル構造とすることもできる。
【０１２１】
更に、その上に、主層間絶縁膜４５をプラズマＣＶＤ法等により形成する。主層間絶縁膜４５上に、通常のフォト・リソグラフィ等により、フォト・レジスト膜パターン４６ａ（ビア・マスク）を形成する。このフォト・レジスト膜パターン４６ａをマスクとして、たとえばフルオロ・カーボン系のエッチング・ガスを含む気相雰囲気中で、ドライ・エッチングにより、ビア４７を開口する。その後、フォト・レジスト膜パターン４６ａを除去する。
【０１２２】
次に、図１２に示すように、ウエハ１の主面１ａ（層間絶縁膜４５上）に、ＢＡＲＣ（Ｂｏｔｔｏｍ  Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  Ｃｏａｔｉｎｇ）等の塗布系ビア・フィル材４８を塗布し、全面エッチバックする。続いて、主層間絶縁膜４５上に、通常のフォト・リソグラフィ等により、フォト・レジスト膜パターン４６ｂ（トレンチ・マスク）を形成する。次に図１３に示すように、このフォト・レジスト膜パターン４６ｂをマスクとして、たとえばフルオロ・カーボン系のエッチング・ガスを含む気相雰囲気中で、ドライ・エッチングにより、トレンチ４９（配線溝）を開口するとともに、ビア・フィル材４８を除去する。
【０１２３】
次に、図１４に示すように、たとえばフルオロ・カーボン系のエッチング・ガスを含む気相雰囲気中で、ドライ・エッチングにより、ビア４７の底のライナー膜４４を除去する。その後、不要なこのフォト・レジスト膜パターン４６ｂを除去する。
【０１２４】
次に、図１５に示すように、ビア４７およびトレンチ４９内に、順次、バリア・メタル膜４３ｂおよび銅シード膜４３ｃ（たとえば５０ｎｍ程度）をスパッタリング法等（ＣＶＤ法でもよい）により形成する。続いて、図１６に示すように、ウエハ１の主面１ａのほぼ全面に、電気メッキ等により、銅膜４３ａを形成する（ビア４７およびトレンチ４９外部で、たとえばシード層を含めて６５０ｎｍ程度）。この銅膜４３ａ、バリア・メタル膜４３ｂおよび銅シード膜４３ｃで埋め込み銅配線の金属部材層４３（図１８）を構成する。
【０１２５】
次に、図１７に示すように、ビア４７およびトレンチ４９外の銅膜４３ａ、４３ｃを銅ＣＭＰ処理により、除去する。更に、図１８に示すように、バリア・メタルＣＭＰ処理により、ビア４７およびトレンチ４９外のバリア・メタル膜４３ｂを除去する。その後、ポストＣＭＰ洗浄を施し、乾燥した後、次の配線層Ｍ５の形成に移る。図１９に示すように、第５配線層Ｍ５は、ライナー膜５４のＣＶＤ法による形成から始まる。
【０１２６】
ここで、セクション５に示すような、銅ラフ研磨と銅仕上げ研磨を独立のステップとする場合は、図１６と図１７の間に図２０が挿入されることになる。ずなわち、図２０に示すように、最初、第１の研磨テーブル上で、配線溝４９の外の不要な銅膜４３ａを下部に若干残すように、上部主要部をラフＣＭＰ処理により高速で取り除く。その後、図１７に示すように、第２の研磨テーブルに移し、そこで、残存した配線溝４９の外の不要な銅膜４３ａの下部をファインＣＭＰ処理により比較的低速で取り除く。その後は、第３の研磨テーブルに移し、そこで、上記と同様にバリア・メタルの除去を行う。以降は、上記図１８および図１９と同じである。
【０１２７】
５．本願の一実施形態の半導体集積回路装置の製造方法における他のＣＭＰ工程の説明（主に図２，図８，図２０、及び図２４から図２７）
ここに説明するＣＭＰ処理プロセスは、これまでに説明した２段ＣＭＰプロセスと基本的に同じであるが、初段の銅ＣＭＰ工程が二つのステップに分割されたところが、異なっている（いわゆる「３段ＣＭＰプロセス」である）。これは、３個以上（より正確には２の倍数を除く３の倍数）の研磨テーブルをもつ装置による場合は、その方が、スループットが向上するからである。
【０１２８】
図２は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法におけるＣＭＰ処理に使用するＣＭＰ装置の研磨ヘッド内のマルチ・ゾーン型加圧室（メンブレン）の加圧の時間変化の一例（順次上昇方式）を示すプロット図（図２（ａ））、真空吸着孔付のメンブレン（エアバック）用の加圧シークエンスを例示するブロック・フロー図（第２図（ｂ））、および真空吸着孔がないメンブレン（エアバック）用の加圧シークエンスを例示するブロック・フロー図（第２図（ｃ））である。図８は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシンＣＭＰおよびＣＭＰ後のウエット洗浄の詳細プロセス・ブロック・フロー図である。図２０は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシン配線プロセス（銅ラフ研磨と銅仕上げ研磨を分けたとき）のデバイス断面フロー図（銅ラフＣＭＰ工程完了時、図１６と図１７の間に対応）である。図２４は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法に使用する他のダマシンＣＭＰおよびＣＭＰ後のウエット洗浄一貫装置（銅のラフ研磨と銅の仕上げ研磨を分けたもの）の上面図である（ポストＣＭＰ洗浄部は図４とほぼ同一であるため、省略する）。図２５は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法に使用する他のダマシンＣＭＰおよびＣＭＰ後のウエット洗浄一貫装置のＣＭＰ工程におけるウエハの流れを示す模式断面図である。図２６は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法に使用する他のダマシンＣＭＰおよびＣＭＰ後のウエット洗浄一貫装置の研磨ヘッドの模式断面図である。図２７は本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法に使用する他のダマシンＣＭＰおよびＣＭＰ後のウエット洗浄一貫装置の研磨ヘッドの模式断面図である。これらに基づいて、本願の一実施形態の半導体集積回路装置の製造方法における他のＣＭＰ工程を説明する。
【０１２９】
図２４は３段ＣＭＰプロセスに用いるCMP装置の全体上面図である。この装置では、先に説明した第１プラテン１２２a以外に第２プラテン１２２b、第３プラテン１２２cがあり、ロードポート２８２上のフープ（半導体ウエハ密封容器）１３８内のウエハ１はハンドリング・ロボット１３９ａにより第１主面を下向きにした状態で、インプット・ステーション２３２に受け入れられ、ロードカップ２３４で位置合わせされ、複数の研磨ヘッド１２５a、１２５b、１２５c、１２５dのいずれかに吸着される。そして、その研磨ヘッドに保持された状態で研磨ヘッド自転・公転機構２１２により、３個のプラテン１２２a、１２２b、１２２cを順に回って研磨処理される。最後にロードカップ２３４を経てアウトプット・ステーション２３３に移送され、そこからハンドリング・ロボット１３９ａにより、フープ１３８に戻される。なお、各プラテンごとにドレッサ１２６a、１２６b、１２６c、アーム２０７a、２０７b、２０７c等からなるドレッサ機構（または研磨パッド・コンディショニング機構）が設けられている。
【０１３０】
図２５は先に図２４のCMP装置全体図で示した複数のプラテン１２２a、１２２b、１２２c間での被処理ウエハ１ｘ、１ｙ、１ｚの動きを説明するための模式側断面図である。すなわち、ウエハ１ｘが第１プラテン１２２a上にあって、銅のラフ除去のためのＣＭＰ処理（第１のＣＭＰ処理）が行われる（このときウエハ1bは第２プラテン１２２b上にあり、ウエハ1ｚは第３プラテン１２２c上にある）。ウエハ1ｘは次に第２プラテン１２２bに移動して、銅除去仕上げＣＭＰ処理（第２のＣＭＰ処理）が行われる（このときウエハ1ｙは第３プラテン１２２c上にあり、ウエハ1ｚはすでにCMP処理が完了しており、第１プラテン１２２aには次のウエハが供給されている。以下同様）。その後、ウエハ1ｘは第３プラテン１２２cに移動して、バリア・メタル除去ＣＭＰ処理（第３のＣＭＰ処理）が行われる。従って、第１のＣＭＰ処理、第２のＣＭＰ処理、および第３のＣＭＰ処理の各処理時間が、ほぼ同一に調整すると好適なプロセスとなる。加圧室の昇圧プロファイルおよび研磨時の条件は、たとえば図２（ａ）のものが、ほぼ、そのまま適用できる（前記のような若干の時間調整は必要である）。ただし、第１のＣＭＰ処理時の加圧値は高速研磨を実現するため、１５０％から２００％程度高くする必要がある。
【０１３１】
次にここで用いる図１に説明したものと異なる形式のマルチ・ゾーン加圧室（外端加圧室がない）を持つ研磨ヘッド１２５の構造を説明する（もちろん、図１に説明したものを用いてもよい）。構造的な特徴は、メンブレン（エアバック）のウエハ１を真空吸着するための開口がないことである。このことによって、最適な昇圧プロファイルが図２（ｃ）に示したものとなる。
【０１３２】
図２６に示すように、ウエハ・チャック部の基体であるトップリング２５３は、ＣＭＰ装置１３５（図２４）の基台に設置された研磨アームに取り付けられたスピンドル・モータに連結されたスピンドル２５１によって、コンプライアンス機構２５２を介して、ウエハ吸着面を下向きにして保持されている。下面が開放された浅い円筒状のトップ・リング２５３の下端部にはウエハ１が水平方向にずれないように保持するためのリテーナ・リング２５４が固定されている。トップ・リング２５３の内部にはウエハ１の裏面１ｂを真空吸着してウエハ１のデバイス面１ウエハ１ａを下に向けて保持するためのチャッキング・プレート２５７が固定されている。チャッキング・プレート２５７の上方の周辺部、下部、および側方にはメンブレン（エアバック）、すなわち弾性膜２５６（可撓性膜）がシール・リング２７３，２７４（メンブレン・クランプ）とともに設置されている。この場合の真空吸着は、チャッキング・プレート２５７の下面に設けられた多数のリセス部２７５を減圧して、そこへメンブレン（エアバック）２５６を引き込むことによって実現されている。このメンブレン（エアバック）２５６とチャッキング・プレート２５７によって、各加圧室すなわち中央加圧室２５８、中間加圧室２５９、および外側加圧室２６１が形成されている。この場合、外側加圧室２６１は中間加圧室２５９の上方に設けられており、伝達部材２７６（クランプ・リング）を介して、圧力がメンブレン（エアバック）２５６に伝達される。ガス供給路２６４，２６５，２６６は、それぞれ中央加圧室２５８、中間加圧室２５９、外側加圧室２６１に対する加圧ガス供給経路である。
【０１３３】
６．サマリ
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１３４】
例えば、前記実施の形態では３００φウエハを例にとり具体的に説明したが、４５０φウエハ又は２００φウエハにもほぼ同様に適用できることは言うまでもない。また、前記実施の形態では銅のデュアル・ダマシン・プロセスを具体的に説明したが、銅シングル・ダマシン・プロセスおよび銀等によるデュアル・ダマシン・プロセスならびにシングル・ダマシン・プロセスにも適用できることは言うまでもない。更に、前記実施の形態では、主にＳｉＯＣ膜やＦＳＧ膜を主層間絶縁膜として収容した例を例示したが、本願発明はそれらを使用したものに限定されることなく、その他の主層間絶縁膜材料を用いたもの、多孔質系の主層間絶縁膜材料を用いたもの等へも適用できることは言うまでもない。なお、前記実施の形態では、配線層として、バリア・メタル層、銅シード層、および銅配線層本体を順次積層する工程を具体的に説明したが、バリア・メタル層を自立的に生成する工程を採用してもいことは、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法におけるＣＭＰ処理に使用するＣＭＰ装置の研磨ヘッドの模式断面図である。
【図２】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法におけるＣＭＰ処理に使用するＣＭＰ装置の研磨ヘッド内のマルチ・ゾーン型加圧室（メンブレン）の加圧の時間変化の一例（順次上昇方式）を示すプロット図（図２（ａ））、真空吸着孔付のメンブレン（エアバック）用の加圧シークエンスを例示するブロック・フロー図（第２図（ｂ））、および真空吸着孔がないメンブレン（エアバック）用の加圧シークエンスを例示するブロック・フロー図（第２図（ｃ））である。
【図３】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の要部プロセス・ブロック・フロー図である。
【図４】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法に使用するダマシンＣＭＰおよびＣＭＰ後のウエット洗浄一貫装置の上面図である。
【図５】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法に使用するダマシンＣＭＰおよびＣＭＰ後のウエット洗浄一貫装置の研磨部の研磨プラテン周辺を示す装置斜視図である。
【図６】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法に使用するダマシンＣＭＰおよびＣＭＰ後のウエット洗浄一貫装置のポストＣＭＰ洗浄部のロール・ブラシ洗浄領域（洗浄ステージ１又は２）を示す装置斜視図である。
【図７】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法に使用するダマシンＣＭＰおよびＣＭＰ後のウエット洗浄一貫装置のポストＣＭＰ洗浄部のペン・ブラシ洗浄領域（洗浄ステージ３）を示す装置斜視図である。
【図８】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシンＣＭＰおよびＣＭＰ後のウエット洗浄の詳細プロセス・ブロック・フロー図である。
【図９】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシンＣＭＰ後のウエット洗浄（一部研磨プロセス中の洗浄類似処理を含む）の詳細プロセス・フローをまとめた図表である。
【図１０】本願の一実施形態の半導体集積回路装置の製造方法による半導体集積回路装置デバイス構造を示すデバイス断面図である。
【図１１】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシン配線プロセスのデバイス断面フロー図（ビア開口工程）である。
【図１２】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシン配線プロセスのデバイス断面フロー図（レジスト・プラグ形成工程）である。
【図１３】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシン配線プロセスのデバイス断面フロー図（配線溝開口工程）である。
【図１４】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシン配線プロセスのデバイス断面フロー図（ライナー除去工程）である。
【図１５】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシン配線プロセスのデバイス断面フロー図（バリア・メタル＆銅シード形成工程）である。
【図１６】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシン配線プロセスのデバイス断面フロー図（銅埋め込み工程完了時）である。
【図１７】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシン配線プロセスのデバイス断面フロー図（銅ＣＭＰ工程完了時）である。
【図１８】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシン配線プロセスのデバイス断面フロー図（バリア・メタルＣＭＰ工程）である。
【図１９】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシン配線プロセスのデバイス断面フロー図（上層絶縁性バリア膜形成工程）である。
【図２０】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のダマシン配線プロセス（銅ラフ研磨と銅仕上げ研磨を分けたとき）のデバイス断面フロー図（銅ラフＣＭＰ工程完了時、図１６と図１７の間に対応）である。
【図２１】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法におけるＣＭＰ処理に使用するＣＭＰ装置の研磨ヘッドの各加圧室の加圧制御機構の詳細を示す加圧空電回路図である。
【図２２】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法におけるＣＭＰ処理に使用するＣＭＰ装置の研磨ヘッド（図１に対応）のメンブレン（エアバック）部分を中心とした断面構造と下面から見た平面行動の関係を示す簡略断面図（図２２（ａ））および下面図（図２２（ｂ））である。
【図２３】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法のＣＭＰ処理（研磨テーブルへのウエハのロードからアンロードまで）におけるＣＭＰ装置の各部の動きを示すプロセス・タイム・チャートである（図２の（ａ）および(ｂ)に対応）。
【図２４】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法に使用する他のダマシンＣＭＰおよびＣＭＰ後のウエット洗浄一貫装置（銅のラフ研磨と銅の仕上げ研磨を分けたもの）の上面図である（ポストＣＭＰ洗浄部は図４とほぼ同一であるため、省略する）。
【図２５】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法に使用する他のダマシンＣＭＰおよびＣＭＰ後のウエット洗浄一貫装置のＣＭＰ工程におけるウエハの流れを示す模式断面図である。
【図２６】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法に使用する他のダマシンＣＭＰおよびＣＭＰ後のウエット洗浄一貫装置の研磨ヘッドの模式断面図である。
【図２７】本願の一実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法におけるＣＭＰ処理に使用するＣＭＰ装置の研磨ヘッド内のマルチ・ゾーン型加圧室（メンブレン）の加圧の時間変化の一例（同時上昇方式）を示すプロット図（図２７（ａ））、および各種のＣＭＰ工程におけるウエハ処理の流れを示すＣＭＰプロセス処理比較図表（第２７図（ｂ））である。
【符号の説明】
【０１３６】
１  ウエハ（半導体基板）
１ａ  （ウエハ又は半導体基板の）第１の主面又はデバイス面
１ｂ  （ウエハ又は半導体基板の）第２の主面又は裏面
４３ａ  配線金属部材層
４３ｂ  バリア・メタル膜
４５  層内または層間絶縁膜（第１の絶縁膜）
４９  配線溝
１２２  研磨テーブル
１２２ａ  第１の研磨テーブル
１２２ｂ  第２の研磨テーブル
１２５  研磨ヘッド
１２５ａ  第１の研磨ヘッド
１２５ｂ  第２の研磨ヘッド
１３５  ＣＭＰ装置（ＣＭＰ処理＆ポストＣＭＰ洗浄一貫装置）
１６２  配線金属部材除去ＣＭＰ処理（第１のＣＭＰ処理）
１６３  バリア・メタル除去ＣＭＰ処理（第２のＣＭＰ処理）
２５８  第１の加圧室（中央加圧室または加圧用メンブレンの第１ゾーン）
２５９  第２の加圧室（中間加圧室または加圧用メンブレンの第２ゾーン）
２６１  第３の加圧室（外側加圧室または加圧用メンブレンの第３ゾーン）
【図１】
2010003808.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010003808.tif 000009
【図８】
2010003808.tif 000010
【図９】
2010003808.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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