(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上の被処理膜を一定方向に回転する研磨布に当接させて前記被処理膜を研磨し、
前記被処理膜を研磨する際、
前記被処理膜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を４０℃以上５０℃以下に調整し、かつ前記被処理膜に対して前記回転方向の下流側の前記研磨布の出口温度を前記入口温度に対して＋５℃以上に調整する第１研磨をし、
前記被処理膜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を３０℃以下に調整し、かつ前記被処理膜に対して前記回転方向の下流側の前記研磨布の出口温度を前記入口温度に対して＋５℃以上に調整する第２研磨をする
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研磨から前記第２研磨への切り換えは、前記被処理膜の膜厚が５０ｎｍ以上のときに行われ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３】
前記第１研磨および前記第２研磨の際、
前記被処理膜を複数の領域に区画して、前記被処理膜の膜厚を前記複数の領域毎に測定し、
前記複数の領域毎に測定された前記被処理膜の膜厚に基づいて、前記被処理膜への研磨荷重を前記複数の領域毎に調整する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
半導体基板上の被処理膜を一定方向に回転する研磨布に当接させて前記被処理膜を研磨し、
前記被処理膜を研磨する際、
前記被処理膜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を３０℃以下に調整し、かつ前記被処理膜に対して前記回転方向の下流側の前記研磨布の出口温度を前記入口温度に対して＋５℃以上に調整する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記被処理膜を研磨する際、
前記被処理膜を複数の領域に区画して、前記被処理膜の膜厚を前記複数の領域毎に測定し、
前記複数の領域毎に測定された前記被処理膜の膜厚に基づいて、前記被処理膜への研磨荷重を前記複数の領域毎に調整する
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】
半導体基板上の被処理膜を一定方向に回転する研磨布に当接させて前記被処理膜を研磨し、
前記被処理膜を研磨する際、
前記被処理膜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を４０℃以上５０℃以下に調整し、かつ前記被処理膜に対して前記回転方向の下流側の前記研磨布の出口温度を前記入口温度に対して＋５℃以上に調整する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記被処理膜を研磨する際、
前記被処理膜を複数の領域に区画して、前記被処理膜の膜厚を前記複数の領域毎に測定し、
前記複数の領域毎に測定された前記被処理膜の膜厚に基づいて、前記被処理膜への研磨荷重を前記複数の領域毎に調整する
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】
前記被処理膜を研磨する前に、
前記半導体基板上に、絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜に、溝を形成し、
前記溝内および前記溝外の前記絶縁膜上に、金属膜を形成し、
前記被処理膜は、前記溝外に形成された前記金属膜である
ことを特徴とする請求項１、請求項４および請求項６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記被処理膜を研磨する前に、
前記半導体基板に、ＳＴＩパターンを形成し、
前記ＳＴＩパターン内および前記ＳＴＩパターン外の前記半導体基板上に、絶縁膜を形成し、
前記被処理膜は、前記ＳＴＩパターン外に形成された前記絶縁膜である
ことを特徴とする請求項１、請求項４および請求項６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記入口温度および前記出口温度は、前記半導体基板の中心を通り、前記研磨布の回転軸を中心として一定距離を有する円軌道上における前記研磨布の温度であることを特徴とする請求項１、請求項４および請求項６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記入口温度および前記出口温度は、前記半導体基板から所定距離離れた地点における前記研磨布の温度であることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記出口温度は、前記被処理膜への研磨加重を制御することにより調整されることを特徴とする請求項１、請求項４および請求項６のいずれか１項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】
近年、Ｃｕを主成分とする微細ダマシン配線およびコンタクトプラグは、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）を用いて形成される。しかし、ＣＭＰ工程は、他の半導体製造工程と比較して高価である。このため、ＣＭＰ工程において、コストの低減が重要な課題となっている。
【０００３】
特に、ＣＭＰ工程において、スラリー（研磨液）がコストの大部分を占めている。スラリーのコストを下げるために、スラリーの供給量を少なくする方法が挙げられる。しかし、スラリーの供給量を少なくすると、ＣＭＰ特性が劣化する。すなわち、コストの低減とＣＭＰ特性の向上とは、トレードオフの関係にある。
【０００４】
具体的には、スラリーの供給量を低減したＣＭＰを行う場合、以下の問題が生じる。
【０００５】
薄膜Ｃｕ（例えば、４００ｎｍ）にＣＭＰを行うことにより例えば微細ダマシン配線を形成する場合、Ｃｕディッシング（dishing）、コロージョン（Corrosion）、ダスト（dust）、スクラッチ（scratch）、およびＣｕ残りなどが増加する。すなわち、ＣＭＰ特性が劣化してしまう。
【０００６】
また、厚膜Ｃｕ（例えば、１〜３μｍ）にＣＭＰを行うことにより例えばコンタクトプラグ（ＴＳＶ：Through silicon via）を形成する場合、研磨時間が長くなる。すなわち、スラリーの供給量を低減しても結果としてスラリーの使用量が増加し、コストが増加してしまう。
【０００７】
ＣＭＰ工程において、高価なスラリーを効率よく使用してコストを低減し、かつＣＭＰ特性の向上を図る方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−９５９４５号公報
【特許文献２】特開２００８−１６６４４８号公報
【特許文献３】特開２００８−６０４６０号公報
【特許文献４】特開２００５−１１９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＣＭＰ工程において、コストを低減し、かつＣＭＰ特性の向上を図る半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本実施形態による半導体装置の製造方法は、半導体基板上の被処理膜を一定方向に回転する研磨布に当接させて前記被処理膜を研磨し、前記被処理膜を研磨する際、前記被処理膜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を４０℃以上５０℃以下に調整し、かつ前記被処理膜に対して前記回転方向の下流側の前記研磨布の出口温度を前記入口温度に対して＋５℃以上に調整する第１研磨をし、前記被処理膜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を３０℃以下に調整し、かつ前記被処理膜に対して前記回転方向の下流側の前記研磨布の出口温度を前記入口温度に対して＋５℃以上に調整する第２研磨をする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１（ａ）は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）に続く第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図、図１（ｃ）は、図１（ｂ）に続く第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図。
【図２】図２（ａ）は、第１の実施形態に係るＣＭＰ装置を示す構成図、図２（ｂ）は、第１の実施形態に係るＣＭＰ装置を示す上面図。
【図３】ＣＭＰ後の第１の実施形態に係る半導体装置を示す断面図。
【図４】第１の実施形態に係る研磨実験の結果を示す図。
【図５】第２の実施形態に係る研磨実験の結果を示す図。
【図６】第３の実施形態に係る研磨実験の結果を示す図。
【図７】第４の実施形態に係る研磨実験の結果を示す図。
【図８】図８（ａ）は、第５の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）に続く第５の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図
【図９】第５の実施形態に係る研磨実験の結果を示す図。
【図１０】第６の実施形態に係るＣＭＰ装置を示す構成図
【図１１】第６の実施形態に係るＣＭＰ装置を示す上面図
【図１２】図１２（ａ）は、第６の実施形態に係るトップリングを示す断面図、図１２（ｂ）は、第６の実施形態に係るトップリングを示す平面図。
【図１３】第６の実施形態に係るＣＭＰ方法を示すフローチャート。
【図１４】図１４（ａ）は、第６の実施形態に係る半導体基板（被処理膜）の各領域を示す上面図、図１４（ｂ）は、第６の実施形態に係る半導体基板（被処理膜）の各領域を示す平面図。
【図１５】図１５（ａ）は、第６の実施形態に係る被処理膜の各領域のＣＭＰにおける膜厚と研磨時間の関係の比較例を示すグラフであり、図１５（ｂ）は、第６の実施形態に係る被処理膜の各領域のＣＭＰにおける膜厚と研磨時間の関係を示すグラフ。
【図１６】図１６（ａ）は、第６の実施形態に係るＷ膜のＣＭＰにおける研磨速度と研磨荷重の関係およびその比較例を示すグラフであり、図１６（ｂ）は、第６の実施形態に係るＣｕ膜のＣＭＰにおける研磨速度と研磨荷重の関係およびその比較例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本実施形態を以下に図面を参照して説明する。図面において、同一部分には同一の参照符号を付す。
【００１３】
＜第１の実施形態＞
図１乃至図４を用いて、第１の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。
【００１４】
［配線構造の製造方法］
図１（ａ）乃至図１（ｃ）は、本実施形態に係る半導体装置の配線構造の製造工程を示している。
【００１５】
まず、図１（ａ）に示すように、半導体素子（図示せず）が形成された半導体基板１０上に、絶縁膜１１が形成される。絶縁膜１１は、例えばＳｉＯ２で構成される。この絶縁膜１１にコンタクトホールが形成され、このコンタクトホール内にバリアメタル１２を介してコンタクトプラグ１３が形成される。バリアメタル１２は例えばＴｉＮで構成され、コンタクトプラグ１３は例えばＷで構成される。これにより、絶縁膜１１、バリアメタル１２およびコンタクトプラグ１３を含むコンタクト層が形成される。
【００１６】
次に、コンタクト層上に、絶縁膜１４が形成される。絶縁膜１４は、例えばＳｉＯ２で構成される。この絶縁膜１４に、凹部としての配線溝Ａが形成される。配線溝Ａは、例えば、幅が２０ｎｍ、被覆率５０％の微細配線となるように形成される。次に、全面に、常法（例えば、ＣＶＤ法）によりバリアメタル１５が形成される。バリアメタル１５は、例えば、Ｔｉで構成され、その膜厚は５ｎｍである。次に、全面に、常法（例えば、ＣＶＤ法）により配線となるＣｕ膜１６が形成される。このとき、Ｃｕ膜１６は、配線溝Ａ外にも形成され、その膜厚は４００ｎｍである。
【００１７】
次に、全面に、ＣＭＰが行われる。このＣＭＰにおいて、１回目研磨および２回目研磨が行われる。
【００１８】
具体的には、図１（ｂ）に示すように、１回目研磨において、配線溝Ａ外に形成された余分なＣｕ膜１６が除去される。これにより、配線溝Ａ内に、Ｃｕ膜１６が埋め込まれる。また、配線溝Ａ外において、バリアメタル１５の表面が露出される。
【００１９】
その後、図１（ｃ）に示すように、２回目研磨（タッチアップ）において、配線溝Ａ外に形成されたバリアメタル１５が除去される。これにより、配線溝Ａ外において、絶縁膜１４の表面が露出される。このとき、絶縁膜１４の表面の一部も除去される。また、配線溝Ａ外の絶縁膜１４上において、後述するＣｕ残りを完全に除去する必要がある。これにより、絶縁膜１４、バリアメタル１５およびＣｕ膜１６を含む配線層が形成される。ＣＭＰの詳細については、後述する。
【００２０】
［ＣＭＰ装置］
図２（ａ）は、本実施形態に係るＣＭＰ装置の構成図を示している。図２（ｂ）は、本実施形態に係るＣＭＰ装置の上面図を示している。
【００２１】
図２（ａ）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２０、研磨布２１、トップリング２３、スラリー供給ノズル２５、冷却ノズル２８、およびドレッサー２９を備えている。
【００２２】
ターンテーブル２０上に貼付された研磨布２１上には、半導体基板１０が保持されたトップリング２３が当接される。半導体基板１０上には、被処理膜としての金属膜（図１（ａ）に示すＣｕ膜１６）が形成されている。ターンテーブル２０は１〜２００ｒｐｍで回転可能であり、トップリング２３は１〜２００ｒｐｍで回転可能である。これらターンテーブル２０およびトップリング２３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２０およびトップリング２３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。また、トップリング２３に接続される柱部分（トップリング駆動軸）には、赤外放射温度計である入口温度測定器２６および出口温度測定器２７が設置されている。この入口温度測定器２６および出口温度測定器２７の詳細については、後述する。
【００２３】
また、研磨布２１上には、スラリー供給ノズル２５が配置されている。このスラリー供給ノズル２５からは、スラリー２４として所定の薬液を５０〜５００ｃｃ／ｍｉｎの流量で供給することができる。また、スラリー供給ノズル２５は、例えば図２Ｂに示すターンテーブル２０の中心Ｏ付近に設けられているが、これに限らず、スラリー２４が研磨布２１の全面に供給されるように適宜配置されてもよい。
【００２４】
さらに、研磨布２１上には、圧縮空気、あるいは窒素ガスなどを研磨布５に向けて噴出する冷却ノズル２８が配置されている。冷却ノズル２８は、スラリー供給ノズル２５（ターンテーブル２０の回転軸）を中心にして研磨布２１の半径上に配置されているので、研磨布２１が回転することによって、その全面に圧縮空気等を噴出することができる。この冷却ノズル２８は、０〜１０００ｌ／ｍｉｎ程度の範囲で圧縮空気を研磨布２１に噴出する。また、冷却ノズル２８は、入口温度測定器２６よりもターンテーブル２０の回転方向の上流側に配置されている。これにより、冷却ノズル２８を制御することで入口温度測定器２６により測定される入口温度を調整することができる。
【００２５】
図２（ｂ）に示すように、入口温度測定器２６は、トップリング２３（半導体基板１０）に対して、ターンテーブル２０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２６は、トップリング２３に対して、ターンテーブル２０の回転方向の上流側の研磨布２１の表面温度（入口温度）を測定する。すなわち、入口温度測定器２６は、トップリング２３と接触前の研磨布２１の表面温度を測定する。
【００２６】
一方、出口温度測定器２７は、トップリング２３に対して、ターンテーブル２０の回転方向の下流側に配置されている。このため、出口温度測定器２７は、トップリング２３に対して、ターンテーブル２０の回転方向の下流側の研磨布２１の表面温度（出口温度）を測定する。すなわち、出口温度測定器２７は、トップリング２３と接触後の研磨布２１の表面温度（出口温度）を測定する。
【００２７】
また、入口温度測定器２６および出口温度測定器２７は、トップリング２３の中心Ｏ’を通り、ターンテーブル２０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２１の温度を測定する。これは、円軌道Ｘ上において、半導体基板１０と研磨布２１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。
【００２８】
また、トップリング２３の端部付近において、スラリー２４は、トップリング２３にぶつかりその液が盛り上がる。このため、トップリング２３の端部付近で温度測定を行った場合、入口温度測定器２６および出口温度測定器２７は、研磨布２１の表面温度ではなく、誤ってスラリーの温度を測定する可能性がある。研磨布２１の表面温度を測定するために、入口温度測定器２６は、円軌道Ｘ上でかつトップリング２３から距離２６Ｂ（例えば１０ｍｍ）離れた入口温度測定点２６Ａにおける温度を測定することが望ましい。同様に、出口温度測定器２７は、円軌道Ｘ上でかつトップリング２３から距離２７Ｂ（例えば１０ｍｍ）離れた出口温度測定点２７Ａにおける温度を測定することが望ましい。
【００２９】
なお、図２（ａ）において、研磨布２１の表面のコンディショニングを行なうドレッサー２９も、併せて示してある。このドレッサー２９は、通常、１〜２００ｒｐｍで回転させつつ、５０〜５００ｈＰａの荷重で研磨布２１に当接される。
【００３０】
［ＣＭＰ条件］
本実施形態におけるＣＭＰ条件は、配線構造を形成する際に、例えばＴｉで構成されるバリアメタルが５ｎｍ程度堆積され、配線としてのＣｕ膜が４００ｎｍ程度堆積された場合に適用され得る。具体的には、例えばメモリ等における微細ダマシン配線の形成の際に適用される。なお、バリアメタルとしては、Ｔｉに限らず、Ｔａ、Ｖ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｗあるいはこれらの化合物、または多層膜でもよい。また、配線としては、Ｃｕ膜に限らず、Ｃｕを主成分とする合金でもよい。
【００３１】
本実施形態におけるＣＭＰにおいて、研磨布２１が貼付されたターンテーブル２０を１００ｒｐｍで回転させつつ、研磨布２１に直径３００ｍｍの半導体基板１０が保持されたトップリング２３を３２０ｇｆ/ｃｍ２の研磨荷重で当接させる。このとき、トップリング２３を１０２ｒｐｍで回転させる。また、研磨布２１上には、スラリー供給ノズル２５から１５０ｃｃ/ｍｉｎの流量でスラリー２４が供給される。
【００３２】
なお、本実施形態における研磨荷重３２０ｇｆ/ｃｍ２は、通常のＣＭＰ条件の研磨荷重（１８０ｇｆ/ｃｍ２）より大きい。また、本実施形態におけるスラリー２４の流量１５０ｃｃ/ｍｉｎは、通常のＣＭＰ条件の流量（３００ｃｃ/ｍｉｎ）より少ない。この流量１５０ｃｃ/ｍｉｎは、ＣＭＰ特性が劣化する流量条件である。
【００３３】
ここで、本実施形態では、入口温度測定器２６および出口温度測定器２７により測定される研磨布２１の入口温度および出口温度を調整しながらＣＭＰが行われる。具体的には、入口温度が３０℃以下で、かつ出口温度が入口温度に対して＋５℃以上になるように調整される。入口温度は、冷却ノズル２８を制御することにより調整される。すなわち、ＣＭＰ中、摩擦等によって研磨布２１の温度は上昇傾向にあるが、冷却ノズル２８を用いて冷却することで、入口温度を一定に保つことができる。また、出口温度は、研磨荷重および流量を制御することにより調整される。例えば、研磨荷重を大きくすることで、出口温度は高くなる。
【００３４】
すなわち、本実施形態では、冷却ノズル２８を制御することにより入口温度を３０℃以下に調整し、研磨荷重を３２０ｇｆ/ｃｍ２および流量を１５０ｃｃ/ｍｉｎに制御することにより出口温度を入口温度に対して＋５℃以上になるように調整する。なお、生産性の観点からできる限り高研磨荷重で行われることが望ましく、出口温度を入口温度に対して＋１０℃以上になるように調整することが望ましい。
【００３５】
本実施形態におけるＣＭＰ条件は、ＣＭＰにおける１回目研磨に適用され得る。
【００３６】
１回目研磨におけるスラリー２４は、過硫酸アンモニウム（２ｗｔ％）と、Ｃｕ膜表面に化学的に被研磨膜を形成する成分を含むＣＭＳ７５０１および被研磨膜を機械的に除去するシリカを含むＣＭＳ７５５２（ＪＳＲ社製）の混合液により得られる。
【００３７】
なお、本実施形態におけるＣＭＰ条件は、１回目研磨に限らず、２回目研磨にも適用され得る。
【００３８】
［研磨実験］
本実施形態におけるＣＭＰ条件の根拠となる研磨実験について、以下に示す。
【００３９】
Ｃｕ膜１６が４００ｎｍ程度形成された場合において、スラリー２４の流量を１５０ｃｃ/ｍｉｎとして、入口温度および出口温度を変更して研磨実験を行った。具体的には、入口温度を２１℃、３０℃、４０℃、５０℃、６０℃に調整し、かつそれぞれの入口温度に対して出口温度を＋５℃以上または＋５℃未満に調整した研磨実験を行った。
【００４０】
図３は、ＣＭＰ後（タッチアップ後）の配線構造の断面図である。図３に示すように、ＣＭＰ後のＣｕ膜１６に、Ｃｕディッシング３１、コロージョン３２、ダスト３３、スクラッチ３３が生じる。これらは、配線の特性を劣化させる。
【００４１】
また、図示はしないが、１回目研磨後に絶縁膜１４上にＣｕ残りが生じる。このＣｕ残りを除去するためにタッチアップが行われるが、タッチアップ量はできる限り少なくすることが望ましい。また、タッチアップ後にもＣｕ残りが生じることがあり、このＣｕ残りは配線をショートさせる恐れがある。
【００４２】
研磨実験において、タッチアップにおけるスラリー２４は、過水（０．２ｗｔ％）と、アルカリ性で化学的にＣｕ膜表面に被研磨膜を形成する成分を含むＣＭＳ８４２１および被研磨膜を機械的に除去するシリカを含むＣＭＳ８４７２（ＪＳＲ社製）の混合液により得られる。また、タッチアップ量は、２０ｎｍである。
【００４３】
上述したそれぞれの研磨実験において、Ｃｕディッシング３１、コロージョン３２、ダスト３３、スクラッチ３４、およびＣｕ残りの評価を行った。
【００４４】
図４は、それぞれのＣＭＰ条件における研磨実験の結果、および通常のＣＭＰ条件（研磨荷重：１８０ｇｆ/ｃｍ２、流量：３００ｃｃ/ｍｉｎ）における研磨実験の結果を示している。ここで、それぞれのＣＭＰ条件における研磨実験を実験１〜実験１０とし、通常のＣＭＰ条件における研磨実験を実験１１とした。
【００４５】
実験２，４，６，８，１０は、流量１５０ｃｃ/ｍｉｎ、研磨荷重を３２０ｇｆ/ｃｍ２の条件で行われ、入口温度に対して出口温度を＋５℃以上に調整した研磨実験である（実験２は入口温度に対して出口温度が＋４℃）。
【００４６】
実験３，５，７，９は、流量１５０ｃｃ/ｍｉｎの条件で行われ、入口温度に対して出口温度を＋５℃未満に調整した研磨実験である。このとき、研磨荷重を制御することにより、出口温度を調整している。具体的には、例えば３２０ｇｆ/ｃｍ２より研磨荷重を小さくすることで、入口温度に対して出口温度を＋５℃未満に調整している。
【００４７】
実験１１は、流量３００ｃｃ/ｍｉｎ、研磨荷重１８０ｇｆ/ｃｍ２の通常の条件で行われる研磨実験（リファレンス）である。ここで、実験１１における入口温度は４０℃と示されているが、実験１１において冷却ノズル２７による制御はないため、入口温度は一定に保たれた値ではない。
【００４８】
実験１は実験１１で研磨布２１表面に熱交換体を接触させ、あらかじめ６０℃に上昇させて行われる研磨実験である。
【００４９】
実験１〜１０におけるそれぞれの入口温度は、冷却ノズル２８からの圧縮空気を０〜１０００ｌ／ｍｉｎの範囲で変量することで調整され、一定に保たれている。
【００５０】
また、Ｃｕディッシング３１、コロージョン３２、ダスト３３、スクラッチ３４、およびＣｕ残りについては、以下の基準で評価した。いずれも○が許容範囲内である。
【００５１】
Ｃｕディッシング…○：３０ｎｍ以下、×：３０ｎｍを超える
コロージョン…○：１００個以下、×：１００個を超える
ダスト…○：１００個以下、×：１００個を超える
スクラッチ…：○：１００個以下、×：１００個を超える
Ｃｕ残り…○：タッチアップ量２０ｎｍで除去可：、×：タッチアップ量２０ｎｍで除去不可
図４に示すように、実験１１の通常のＣＭＰ条件において、Ｃｕディッシングおよびコロージョンは許容範囲内にあるが、ダスト、スクラッチおよびＣｕ残りは許容範囲内にない。
【００５２】
流量１５０ｃｃ/ｍｉｎのＣＭＰ条件において、入口温度が４０℃〜６０℃の場合（実験１〜６）、実験１１の通常のＣＭＰ条件よりも評価が下がっている。また、入口温度が３０℃以下で、かつ入口温度に対して出口温度が＋５℃未満の場合（実験７，９）も、評価が下がっている。すなわち、実験１〜６，７，９のＣＭＰ条件において、Ｃｕディッシング３１、コロージョン３２、ダスト３３、スクラッチ３４、およびＣｕ残りは全て、許容範囲内にない。
【００５３】
一方、流量１５０ｃｃ/ｍｉｎのＣＭＰ条件において、入口温度が３０℃以下で、かつ入口温度に対して出口温度が＋５℃以上の場合（実験８，１０）、実験１１の通常のＣＭＰ条件によりも評価が上がっている。具体的には、Ｃｕディッシング３１、コロージョン３２、ダスト３３、スクラッチ３４、およびＣｕ残りは全て、許容範囲内にある。
【００５４】
これは、以下の理由によるものだと推測される。
【００５５】
３０℃における研磨布の硬度は、４０℃〜５０℃と比較して、約５０％以上高い。これにより、Ｃｕディッシング３１が小さく、ダスト３３も少なくなる。
【００５６】
一方、一般的に化学反応は、低温であるほど活性が低い。例えば、過硫酸アンモニウムによる、Ｃｕの酸化（Ｃｕ２＋と保護膜形成剤とが反応し、ＣＭＰ保護膜を形成する反応）およびスラリー成分の酸化（Ｃｕ２＋と保護膜を形成する有機成分（保護膜形成剤）が酸化され、モノマーがポリマー化する反応）は、低温であるほど遅い。すなわち、Ｃｕ２＋と保護膜形成剤とが反応する際、モノマー主体の緻密な保護膜が形成される。このため、仕上がりのよい（緻密な）ＣＭＰ保護膜がＣｕ表面に形成され、Ｃｕ残り、Ｃｕコロージョン３２、Ｃｕスクラッチ３４が生じにくいと考えられる。
【００５７】
［効果］
上記第１の実施形態によれば、配線としてのＣｕ膜１６を堆積してＣＭＰを行う際、スラリー２４の流量を通常より少ない１５０ｃｃ/ｍｉｎとすることで、スラリーの使用量を減少させることができ、ＣＭＰ工程におけるコストの低減が可能になる。
【００５８】
また、ＣＭＰ工程において、冷却ノズル２８を制御することにより研磨布２１の入口温度を３０℃以下に調整し、かつ研磨荷重を制御することにより入口温度に対して出口温度を＋５℃以上に調整する。これにより、スラリー２４の流量を通常より少ない１５０ｃｃ/ｍｉｎとしても、ＣＭＰ特性を向上させることができる。
【００５９】
すなわち、本実施形態において、研磨実験に示すように、ＣＭＰ工程におけるコストの低減と、それとトレードオフの関係にあるＣＭＰ特性の向上とを同時に達成することができる。
【００６０】
＜第２の実施形態＞
図５を用いて、第２の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。第２の実施形態において、上記第１の実施形態と同様の点については説明を省略し、異なる点について説明する。
【００６１】
［ＣＭＰ条件］
本実施形態におけるＣＭＰ条件は、配線構造を形成する際に、例えばバリアメタルが２０ｎｍ程度堆積され、配線としてのＣｕ膜１６が２μｍ程度堆積された場合に適用され得る。具体的には、例えばロジック等のダマシン配線またはコンタクトやビアの形成の際に適用される。
【００６２】
本実施形態におけるＣＭＰにおいて、研磨布２１が貼付されたターンテーブル２０を１００ｒｐｍで回転させつつ、研磨布２１に直径３００ｍｍの半導体基板１０が保持されたトップリング２３を３２０ｇｆ/ｃｍ２の研磨荷重で当接させる。このとき、トップリング２３を１０２ｒｐｍで回転させる。また、研磨布２１上には、スラリー供給ノズル２５から１５０ｃｃ/ｍｉｎの流量でスラリー２４が供給される。
【００６３】
ここで、本実施形態では、入口温度測定器２６および出口温度測定器２７により測定される研磨布２１の入口温度および出口温度を調整しながらＣＭＰが行われる。具体的には、入口温度が４０℃以上５０℃以下で、かつ出口温度が入口温度に対して＋５℃以上になるように調整される。入口温度は、冷却ノズル２８を制御することにより調整される。すなわち、ＣＭＰ中、摩擦等によって研磨布２１の温度は上昇傾向にあるが、冷却ノズル２８を用いて冷却することで、入口温度を一定に保つことができる。また、出口温度は、研磨荷重および流量を制御することにより調整される。例えば、研磨荷重を大きくすることで、出口温度は高くなる。
【００６４】
すなわち、本実施形態では、冷却ノズル２８を制御することにより入口温度を４０℃以上５０℃以下に調整し、研磨荷重を３２０ｇｆ/ｃｍ２および流量を１５０ｃｃ/ｍｉｎに制御することにより出口温度を入口温度に対して＋５℃以上になるように調整する。なお、生産性の観点からできる限り高研磨荷重で行われることが望ましく、出口温度を入口温度に対して＋７．５℃以上になるように調整することが望ましい。
【００６５】
［研磨実験］
本実施形態におけるＣＭＰ条件の根拠となる研磨実験について、以下に示す。
【００６６】
Ｃｕ膜１６が２μｍ程度形成された場合において、スラリー２４の流量を１５０ｃｃ/ｍｉｎとして、入口温度および出口温度を変更して研磨実験を行った。具体的には、入口温度を２１℃、３０℃、４０℃、５０℃、６０℃に調整し、かつそれぞれの入口温度に対して出口温度を＋５℃以上または＋５℃未満に調整した研磨実験を行った。
【００６７】
上述したそれぞれの研磨実験において、Ｃｕ除去時間（生産性）を評価した。
【００６８】
図５は、それぞれのＣＭＰ条件における研磨実験の結果、および通常のＣＭＰ条件（研磨荷重：１８０ｇｆ/ｃｍ２、流量：３００ｃｃ/ｍｉｎ）における研磨実験の結果を示している。ここで、それぞれのＣＭＰ条件における研磨実験を実験１２〜実験２１とし、通常のＣＭＰ条件における研磨実験を実験２２とした。
【００６９】
実験１３，１５，１７，１９，２１は、流量１５０ｃｃ/ｍｉｎ、研磨荷重を３２０ｇｆ/ｃｍ２の条件で行われ、入口温度に対して出口温度を＋５℃以上に調整した研磨実験である。
【００７０】
実験１２，１４，１６，１８，２０は、流量１５０ｃｃ/ｍｉｎの条件で行われ、入口温度に対して出口温度を＋５℃未満に調整した研磨実験である。このとき、研磨荷重を制御することにより、出口温度を調整している。具体的には、例えば３２０ｇｆ/ｃｍ２より研磨荷重を小さくすることで、入口温度に対して出口温度を＋５℃未満に調整することができる。
【００７１】
実験２２は、流量３００ｃｃ/ｍｉｎ、研磨荷重１８０ｇｆ/ｃｍ２の通常の条件で行われる研磨実験（リファレンス）である。ここで、実験１１における入口温度は５１℃と示されているが、実験１１において冷却ノズル２７による制御はないため、入口温度は一定に保たれた値ではない。
【００７２】
実験１２〜２１におけるそれぞれの入口温度は、冷却ノズル２８からの窒素ガスを０〜１０００ｌ／ｍｉｎの範囲で変量することで調整され、一定に保たれている。
【００７３】
また、Ｃｕ膜除去時間については、以下の基準で評価した。○が許容範囲内である。
【００７４】
Ｃｕ膜除去時間…○：１２０秒以内、×：１２０秒を超える
図５に示すように、実験２２の通常のＣＭＰ条件において、Ｃｕ膜除去時間は許容範囲内にない。
【００７５】
流量１５０ｃｃ/ｍｉｎのＣＭＰ条件において、入口温度が６０℃または３０℃以下の場合（実験１２，１３，１８〜２１）、実験２２の通常のＣＭＰ条件と同様にＣｕ膜除去時間は許容範囲内にない。また、入口温度が４０℃〜５０℃で、かつ入口温度に対して出口温度が＋５℃未満の場合（実験１４，１６）も、Ｃｕ膜除去時間は許容範囲内にない。
【００７６】
一方、流量１５０ｃｃ/ｍｉｎのＣＭＰ条件において、入口温度が４０℃〜５０℃で、かつ入口温度に対して出口温度が＋５℃以上の場合（実験１５，１７）、Ｃｕ膜除去時間は許容範囲内にある。
【００７７】
これは、４０℃〜５０℃における機械的研磨力および化学的研磨力によるものであると推測される。
【００７８】
具体的には、本実施形態において用いられるスラリー２４に含有されるシリカは、温度が上昇すると凝集し、特に４０℃を超えると平均粒子径が顕著に大きくなる。これにより、ＣＭＰにおいて機械的研磨力が増加する。
【００７９】
また、４０℃〜５０℃において、スラリー２４に含有される過硫酸アンモニウムの分解が促進される。すなわち、酸化力のあるＳＯ４ラジカルの生成が促進される。これにより、被処理膜（Ｃｕ膜）の酸化力（酸化のサイクルスピード）が増加する。これに伴い、スラリー中の成分も酸化され、モノマーがポリマー化するような変化が生じる。その結果、Ｃｕ膜表面がスラリー２４に含有されるシリカによって研磨されやすくなり、化学的にも研磨力が増加すると考えられる。
【００８０】
［効果］
上記第２の実施形態によれば、ＣＭＰ工程において、冷却ノズル２８を制御することにより研磨布２１の入口温度を４０℃以上５０℃以下に調整し、かつ研磨荷重を制御することにより入口温度に対して出口温度を＋５℃以上に調整する。これにより、スラリー２４の流量を通常より少ない１５０ｃｃ/ｍｉｎとしても、ＣＭＰの研磨速度を向上させることができ、研磨時間の短縮を図ることができる。
【００８１】
また、研磨時間の短縮を図ることにより、スラリーの使用量をさらに減少させることができ、ＣＭＰ工程におけるさらなるコストの低減が可能になる。
【００８２】
＜第３の実施形態＞
図６を用いて、第３の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。第３の実施形態において、上記各実施形態と同様の点については説明を省略し、異なる点について説明する。
【００８３】
［ＣＭＰ条件］
本実施形態におけるＣＭＰ条件は、配線構造を形成する際に、例えばバリアメタルが５ｎｍ程度堆積され、配線としてのＣｕ膜１６が４００ｎｍ程度堆積された場合、または例えばバリアメタルが２０ｎｍ程度堆積され、配線としてのＣｕ膜１６が２μｍ程度堆積された場合に適用され得る。
【００８４】
本実施形態におけるＣＭＰにおいて、研磨布２１が貼付されたターンテーブル２０を６０ｒｐｍで回転させつつ、研磨布２１に直径３００ｍｍの半導体基板１０が保持されたトップリング２３を３２０ｇｆ/ｃｍ２の研磨荷重で当接させる。このとき、トップリング２３を４０ｒｐｍで回転させる。また、研磨布２１上には、スラリー供給ノズル２５から１５０ｃｃ/ｍｉｎの流量でスラリー２４が供給される。
【００８５】
ここで、本実施形態では、入口温度測定器２６および出口温度測定器２７により測定される研磨布２１の入口温度および出口温度を調整しながらＣＭＰが行われる。
【００８６】
具体的には、まず、入口温度が４０℃以上５０℃以下で、かつ出口温度が入口温度に対して＋５℃以上になるように調整される（第１研磨工程）。これは、第２の実施形態と同様のＣＭＰ条件であり、研磨速度（生産性）に優れている。なお、生産性の観点からできる限り高研磨荷重で行われることが望ましく、出口温度を入口温度に対して＋７．５℃以上になるように調整することが望ましい。
【００８７】
次に、入口温度が３０℃以下で、かつ出口温度が入口温度に対して＋５℃以上になるように調整される（第２研磨工程）。これは、第１の実施形態と同様のＣＭＰ条件であり、ＣＭＰ特性（加工性）に優れている。なお、生産性の観点からできる限り高研磨荷重で行われることが望ましく、出口温度を入口温度に対して＋１０℃以上になるように調整することが望ましい。
【００８８】
すなわち、ＣＭＰの途中で、入口温度が４０℃以上５０℃以下の第１研磨工程から入口温度が３０℃以下の第２研磨工程に連続的に切り換えられる。この切り換えは、冷却ノズル２８を制御することにより行われる。また、切り換えは、堆積されたＣｕ膜１６の残り（Ｃｕ残膜）が５０ｎｍ以上のときに行われる。このＣｕ残膜は、ターンテーブル２０に埋め込まれた図示せぬ渦電流コイルセンサ上を半導体基板１０が通過したときの電気信号をモニタすることにより、測定される。この測定は、Ｉｎ−ｓｉｔｕで行える一般的な方法である。
【００８９】
すなわち、本実施形態では、Ｃｕ残膜が多い状態のとき生産性に優れた第１研磨工程が行われ、Ｃｕ残膜が少ない状態のとき加工性に優れた第２研磨工程が行われる。
【００９０】
なお、切り換えは、生産性が許容されるようであれば、Ｃｕ残膜が１００ｎｍ以上で行われることが望ましい。
【００９１】
［研磨実験］
本実施形態におけるＣＭＰ条件の根拠となる研磨実験について、以下に示す。
【００９２】
Ｃｕ膜１６が４００ｎｍ程度形成された場合において、スラリー２４の流量を１５０ｃｃ/ｍｉｎとして、第１研磨工程から第２研磨工程の切り換えのタイミングを変更して研磨実験を行った。具体的には、Ｃｕ残膜が７０ｎｍ、５０ｎｍ、３０ｎｍのときに第１研磨工程から第２研磨工程の切り換えられる研磨実験を行った。
【００９３】
上述したそれぞれの研磨実験において、Ｃｕディッシング３１、コロージョン３２、ダスト３３、スクラッチ３４、Ｃｕ残り、およびＣｕ除去時間（生産性）を評価した。
【００９４】
図６は、それぞれのＣＭＰ条件における研磨実験の結果、および第２研磨工程のＣＭＰ条件（第１の実施形態のＣＭＰ条件）における研磨実験の結果を示している。ここで、それぞれのＣＭＰ条件における研磨実験を実験２３〜実験２５とし、第２研磨工程のＣＭＰ条件における研磨実験を実験８とした。
【００９５】
実験２３は、Ｃｕ残膜が７０ｎｍのときに第１研磨工程から第２研磨工程の切り換えられる研磨実験である。実験２４は、Ｃｕ残膜が５０ｎｍのときに第１研磨工程から第２研磨工程の切り換えられる研磨実験である。実験２５は、Ｃｕ残膜が３０ｎｍのときに第１研磨工程から第２研磨工程の切り換えられる研磨実験である。
【００９６】
また、Ｃｕディッシング３１、コロージョン３２、ダスト３３、スクラッチ３４、およびＣｕ残りについては、第１の実施形態と同様の基準で評価し、Ｃｕ膜除去時間については、以下の基準で評価した。○が許容範囲内である。
【００９７】
Ｃｕ膜除去時間…○：６０秒以内、×：６０秒を超える
図６に示すように、実験８の第１の実施形態のＣＭＰ条件において、Ｃｕ膜除去時間は許容範囲内にない。すなわち、実験８のＣＭＰ条件は、加工性は優れているが、Ｃｕ膜除去時間が７５秒と長いことが問題であった。生産性の観点から６０秒以内に短縮することが望ましい。
【００９８】
Ｃｕ残膜が３０ｎｍのときに第１研磨工程から第２研磨工程の切り換えられる場合（実験２５）、実験８のＣＭＰ条件よりも生産性は優れているが、加工性は劣化している。これは、Ｃｕ残膜が３０ｎｍになった後に加工性に優れた第２研磨工程が行われても、第１工程において生じた劣化要素を処理しきれないためである。より具体的には、第１研磨工程によって深さ３０ｎｍ以上のＣｕディッシング３１やスクラッチ３４が生じた場合、その後に第２研磨工程が行われても、Ｃｕディッシング３１やスクラッチ３４は残存してしまう。
【００９９】
一方、Ｃｕ残膜が５０ｎｍ以上のときに第１研磨工程から第２研磨工程の切り換えられる場合（実験２３，２４）、上記問題を回避できるため、実験８のＣＭＰ条件と同様に加工性は優れ、実験８のＣＭＰ条件よりも生産性が優れている。
【０１００】
［効果］
上記第３の実施形態によれば、ＣＭＰ工程において、研磨布２１の入口温度が４０℃以上５０℃以下でかつ出口温度が入口温度に対して＋５℃以上の第１研磨工程を行った後、入口温度が３０℃以下でかつ出口温度が入口温度に対して＋５℃以上の第２研磨工程を行う。このように、はじめに第１研磨工程を行い、その後の仕上げに第２研磨工程を行うことにより、研磨時間の短縮を図りつつ、ＣＭＰ特性を向上させることができる。すなわち、生産性と加工性の向上を図ることができる。
【０１０１】
また、第１研磨工程から第２研磨工程への切り換えの際、できる限り早く入口温度を３０℃以下に移行することが望ましい。例えば、仕上がりに影響しないＣｕ残膜が５０ｎｍ以上のときに、安価な純水を例えば、１０００ｃｃ／ｍｉｎの流量で５秒間供給する、または瞬間的に研磨荷重をフリー（０ｈＰａ）にするなど、摩擦熱を低下させるステップを行うことが効果的である。
【０１０２】
なお、仕上げを最も重視するタッチアップにおいて、第１の実施形態のＣＭＰ条件である入口温度が３０℃以下で、かつ出口温度が入口温度に対して＋５℃以上になるように調整した第２研磨工程を実施しても、Ｃｕディッシング３１、コロージョン３２、ダスト３３、スクラッチ３４、を改善し、かつ研磨速度を向上させることができる。
【０１０３】
＜第４の実施形態＞
図７を用いて、第４の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。第４の実施形態において、上記各実施形態と同様の点については説明を省略し、異なる点について説明する。
【０１０４】
［ＣＭＰ条件］
本実施形態におけるＣＭＰ条件は、配線構造を形成する際に、例えばバリアメタル（例えば、ＴｉＮ）が５ｎｍ程度堆積され、配線としてＣｕ膜１６の代わりにＷ膜１６’が４００ｎｍ程度堆積された場合に適用され得る。
【０１０５】
本実施形態におけるＣＭＰにおいて、研磨布２１が貼付されたターンテーブル２０を８０ｒｐｍで回転させつつ、研磨布２１に直径３００ｍｍの半導体基板１０が保持されたトップリング２３を２５０ｇｆ/ｃｍ２の研磨荷重で当接させる。このとき、トップリング２３を８２ｒｐｍで回転させる。また、研磨布２１上には、スラリー供給ノズル２５から１００ｃｃ/ｍｉｎの流量でスラリー２４が供給される。
【０１０６】
スラリー原液は、過酸化水素（２ｗｔ％）と、酸性で化学的にＷ膜表面に被研磨膜を形成し、かつ被研磨膜を機械的に除去するシリカを含むＷ７５７３Ｂ（Ｃａｂｏｔ社製）とを用いることで得られる。
【０１０７】
ここで、本実施形態では、入口温度測定器２６および出口温度測定器２７により測定される研磨布２１の入口温度および出口温度を調整しながらＣＭＰが行われる。
【０１０８】
具体的には、まず、入口温度が４０℃以上５０℃以下で、かつ出口温度が入口温度に対して＋５℃以上になるように調整される（第１研磨工程）。これは、配線としてＣｕ膜１６を用いた第２の実施形態と同様のＣＭＰ条件であり、Ｗ膜１６’を用いた場合においても研磨速度（生産性）に優れている。
【０１０９】
次に、入口温度が３０℃以下で、かつ出口温度が入口温度に対して＋５℃以上になるように調整される（第２研磨工程）。これは、配線としてＣｕ膜１６を用いた第１の実施形態と同様のＣＭＰ条件であり、Ｗ膜１６’を用いた場合においてもＣＭＰ特性（加工性）に優れている。
【０１１０】
すなわち、ＣＭＰの途中で、入口温度が４０℃以上５０℃以下の第１研磨工程から入口温度が３０℃以下の第２研磨工程に連続的に切り換えられる。この切り換えは、冷却ノズル２８を制御することにより行われる。また、切り換えは、堆積されたＷ膜１６’の残り（Ｗ残膜）が５０ｎｍ以上のときに行われる。
【０１１１】
すなわち、本実施形態では、Ｗ残膜が多い状態のとき生産性に優れた第１研磨工程が行われ、Ｗ残膜が少ない状態のとき加工性に優れた第２研磨工程が行われる。
【０１１２】
なお、切り換えは、生産性が許容されるようであれば、Ｗ残膜が１００ｎｍ以上で行われることが望ましい。
【０１１３】
［研磨実験］
本実施形態におけるＣＭＰ条件の根拠となる研磨実験について、以下に示す。
【０１１４】
Ｗ膜１６’が４００ｎｍ程度形成された場合において、スラリー２４の流量を１００ｃｃ/ｍｉｎとして、第１研磨工程から第２研磨工程の切り換えのタイミングを変更して研磨実験を行った。具体的には、Ｗ残膜が７０ｎｍ、５０ｎｍ、３０ｎｍのときに第１研磨工程から第２研磨工程の切り換えられる研磨実験を行った。
【０１１５】
上述したそれぞれの研磨実験において、図３に示すＷディッシング３１’、コロージョン３２’、ダスト３３’、スクラッチ３４’、Ｗ残り、およびＷ除去時間（生産性）を評価した。
【０１１６】
図７は、それぞれのＣＭＰ条件における研磨実験の結果、および第２研磨工程のＣＭＰ条件（第１の実施形態のＣＭＰ条件）における研磨実験の結果を示している。ここで、それぞれのＣＭＰ条件における研磨実験を実験２３’〜実験２５’とし、第２研磨工程のＣＭＰ条件における研磨実験を実験８’とした。
【０１１７】
実験２３’は、Ｗ残膜が７０ｎｍのときに第１研磨工程から第２研磨工程の切り換えられる研磨実験である。実験２４’は、Ｗ残膜が５０ｎｍのときに第１研磨工程から第２研磨工程の切り換えられる研磨実験である。実験２５’は、Ｗ残膜が３０ｎｍのときに第１研磨工程から第２研磨工程の切り換えられる研磨実験である。
【０１１８】
実験８’は、第１の実施形態において配線としてＷ膜１６’を適用した研磨実験である。
【０１１９】
また、Ｗディッシング３１’、コロージョン３２’、ダスト３３’、スクラッチ３４’、Ｗ残り、およびＷ膜除去時間については、第４の実施形態と同様の基準で評価した。
【０１２０】
図７に示すように、実験８’の第１の実施形態のＣＭＰ条件において、Ｗ膜除去時間は許容範囲内にない。
【０１２１】
Ｗ残膜が３０ｎｍのときに第１研磨工程から第２研磨工程の切り換えられる場合（実験２５’）、 実験８’のＣＭＰ条件よりも生産性は優れているが、加工性は劣化している。これは、Ｗ残膜が３０ｎｍになった後に加工性に優れた第２研磨工程が行われても、第１工程において生じた劣化要素を処理しきれないためである。より具体的には、第１研磨工程によって深さ３０ｎｍ以上のＷディッシング３１’やスクラッチ３４’が生じた場合、その後に第２研磨工程が行われても、Ｗディッシング３１’やスクラッチ３４’は残存してしまう。
【０１２２】
一方、Ｗ残膜が５０ｎｍ以上のときに第１研磨工程から第２研磨工程の切り換えられる場合（実験２３，２４）、上記問題を回避できるため、実験８’のＣＭＰ条件と同様に加工性は優れ、実験８’のＣＭＰ条件よりも生産性が優れている。
【０１２３】
［効果］
上記第４の実施形態によれば、配線としてのＷ膜１６’を堆積してＣＭＰを行う際、スラリー２４の流量を通常より少ない１００ｃｃ/ｍｉｎとすることで、スラリーの使用量を減少させることができ、ＣＭＰ工程におけるコストの低減が可能になる。
【０１２４】
また、Ｗ膜１６’のＣＭＰ工程において、研磨布２１の入口温度が４０℃以上５０℃以下でかつ出口温度が入口温度に対して＋５℃以上の第１研磨工程を行った後、入口温度が３０℃以下でかつ出口温度が入口温度に対して＋５℃以上の第２研磨工程を行う。このように、はじめに第１研磨工程を行い、その後の仕上げに第２研磨工程を行うことにより、研磨時間の短縮を図りつつ、ＣＭＰ特性を向上させることができる。すなわち、生産性と加工性の向上を図ることができる。
【０１２５】
さらに、研磨時間の短縮を図ることにより、スラリーの使用量をさらに減少させることができ、Ｗ膜１６’のＣＭＰ工程におけるさらなるコストの低減が可能になる。
【０１２６】
＜第５の実施形態＞
図８および図９を用いて、第５の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。第５の実施形態において、上記各実施形態と同様の点については説明を省略し、異なる点について説明する。
【０１２７】
［ＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）の製造方法］
図８（ａ）乃至図８（ｂ）は、本実施形態に係る半導体装置の配線構造の製造工程を示している。
【０１２８】
まず、図８（ａ）に示すように、半導体基板１０上に、ストッパー膜となるシリコン窒化膜９０が形成される。このシリコン窒化膜９０の膜厚は、例えば７０ｎｍである。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１０に、ＳＴＩパターンＢが形成される。このＳＴＩパターンＢの深さは、例えば２５０ｎｍである。なお、半導体基板１０とシリコン窒化膜９０との間に、例えばシリコン酸化膜等を設けてもよい。
【０１２９】
次に、全面に、例えば高密度プラズマＣＶＤ法（ＨＤＰ−ＣＶＤ）等によりシリコン酸化膜９１が形成される。このとき、シリコン酸化膜９１は、ＳＴＩパターンＢ外にも形成され、その膜厚は４００ｎｍである。また、ＳＴＩは、ライン/スペース：１/１μｍのパターンで形成される。
【０１３０】
次に、図８（ｂ）に示すように、全面にＣＭＰが行われ、ＳＴＩパターンＢ外に形成された余分なシリコン酸化膜９１が除去される。これにより、ＳＴＩパターンＢ内に、シリコン酸化膜９１が埋め込まれる。また、ＳＴＩパターンＢ外において、シリコン窒化膜９０の表面が露出される。ＣＭＰの詳細については、後述する。
【０１３１】
［ＣＭＰ条件］
本実施形態におけるＣＭＰ条件は、ＳＴＩを形成する際に、例えばシリコン酸化膜（Ｏｘｉｄｅ）が４００ｎｍ程度堆積された場合に適用され得る。
【０１３２】
本実施形態におけるＣＭＰにおいて、研磨布２１が貼付されたターンテーブル２０を１１０ｒｐｍで回転させつつ、研磨布２１に直径３００ｍｍの半導体基板１０が保持されたトップリング２３を３００ｇｆ/ｃｍ２の研磨荷重で当接させる。このとき、トップリング２３を１２０ｒｐｍで回転させる。また、研磨布２１上には、スラリー供給ノズル２５から１００ｃｃ/ｍｉｎの流量でスラリー２４が供給される。
【０１３３】
スラリー２４は、砥粒としての酸化セリウム（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。
【０１３４】
ここで、本実施形態では、入口温度測定器２６および出口温度測定器２７により測定される研磨布２１の入口温度および出口温度を調整しながらＣＭＰが行われる。
【０１３５】
具体的には、まず、入口温度が４０℃以上５０℃以下で、かつ出口温度が入口温度に対して＋５℃以上になるように調整される（第１研磨工程）。これは、配線としてＣｕ膜１６を用いた第２の実施形態と同様のＣＭＰ条件であり、ＳＴＩとしてシリコン酸化膜９１を用いた場合においても研磨速度（生産性）に優れている。
【０１３６】
次に、入口温度が３０℃以下で、かつ出口温度が入口温度に対して＋５℃以上になるように調整される（第２研磨工程）。これは、配線としてＣｕ膜１６を用いた第１の実施形態と同様のＣＭＰ条件であり、ＳＴＩとしてシリコン酸化膜９１を用いた場合においてもＣＭＰ特性（加工性）に優れている。
【０１３７】
すなわち、ＣＭＰの途中で、入口温度が４０℃以上５０℃以下の第１研磨工程から入口温度が３０℃以下の第２研磨工程に連続的に切り換えられる。この切り換えは、冷却ノズル２８を制御することにより行われる。また、切り換えは、堆積されたシリコン酸化膜９１の残り（Ｏｘｉｄｅ残膜）が７０ｎｍ以上のときに行われる。
【０１３８】
［研磨実験］
本実施形態におけるＣＭＰ条件の根拠となる研磨実験について、以下に示す。
【０１３９】
シリコン酸化膜９１が４００ｎｍ程度形成された場合において、スラリー２４の流量を１００ｃｃ/ｍｉｎとして、Ｏｘｉｄｅ残膜が７０ｎｍのときに第１研磨工程から第２研磨工程の切り換えられる研磨実験を行った。
【０１４０】
上述したそれぞれの研磨実験において、Ｏｘｉｄｅディッシング、ダスト、スクラッチ、およびＯｘｉｄｅ除去時間（生産性）を評価した。
【０１４１】
図９は、本実施形態のＣＭＰ条件における研磨実験の結果、および第２研磨工程のＣＭＰ条件（第１の実施形態のＣＭＰ条件）における研磨実験の結果を示している。ここで、それぞれのＣＭＰ条件における研磨実験を実験２７とし、第２研磨工程のＣＭＰ条件における研磨実験を実験２６とした。
【０１４２】
実験２７は、Ｏｘｉｄｅ残膜が７０ｎｍのときに第１研磨工程から第２研磨工程の切り換えられる研磨実験である。
【０１４３】
実験２６は、第１の実施形態においてシリコン酸化膜９１を適用した研磨実験である。
【０１４４】
また、Ｏｘｉｄｅディッシング、ダスト、スクラッチ、およびＯｘｉｄｅ膜除去時間については、第４の実施形態と同様の基準で評価した。
【０１４５】
図９に示すように、実験２６の第１の実施形態のＣＭＰ条件において、ＯｘｉｄｅディッシングおよびＯｘｉｄｅ膜除去時間は、許容範囲内にない。
【０１４６】
一方、Ｏｘｉｄｅ残膜が７０ｎｍのときに第１研磨工程から第２研磨工程の切り換えられる場合（実験２７）、実験２６のＣＭＰ条件よりも、加工性および生産性が優れている。
【０１４７】
［効果］
上記第５の実施形態によれば、ＳＴＩとしてのシリコン酸化膜９１を堆積してＣＭＰを行う際、スラリー２４の流量を通常より少ない１００ｃｃ/ｍｉｎとすることで、スラリーの使用量を減少させることができ、ＣＭＰ工程におけるコストの低減が可能になる。
【０１４８】
また、シリコン酸化膜９１のＣＭＰ工程において、研磨布２１の入口温度が４０℃以上５０℃以下でかつ出口温度が入口温度に対して＋５℃以上の第１研磨工程を行った後、入口温度が３０℃以下でかつ出口温度が入口温度に対して＋５℃以上の第２研磨工程を行う。このように、はじめに第１研磨工程を行い、その後の仕上げに第２研磨工程を行うことにより、研磨時間の短縮を図りつつ、ＣＭＰ特性を向上させることができる。すなわち、生産性と加工性の向上を図ることができる。
【０１４９】
さらに、研磨時間の短縮を図ることにより、スラリーの使用量をさらに減少させることができ、シリコン酸化膜９１のＣＭＰ工程におけるさらなるコストの低減が可能になる。
【０１５０】
＜第６の実施形態＞
図１０乃至図１６を用いて、第６の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。第６の実施形態は、上記各実施形態の応用例であり、被処理膜の膜厚に応じて、領域毎に研磨荷重をフィードバックして制御することにより、膜厚の均一性を図るものである。これにより、ＣＭＰ時間の短縮およびＣＭＰ特性の向上を図ることが可能になる。第６の実施形態において、上記各実施形態と同様の点については説明を省略し、異なる点について説明する。
【０１５１】
［ＣＭＰ装置］
図１０は、本実施形態に係るＣＭＰ装置の構成図を示している。図１１は、本実施形態に係るＣＭＰ装置の上面図を示している。
【０１５２】
図１０に示すように、本実施形態において、上記各実施形態と異なる点は、ＣＭＰ装置が渦電流センサコイル１１３、膜厚測定部（マルチプロセスモニタ）１１４、およびコントローラ１１５を備え、ＣＭＰ工程においてこれらを用いてトップリング２３を制御することにより半導体基板１０（被処理膜）への研磨荷重を領域毎に可変にする点である。以下に、本実施形態に係る各構成部について説明する。
【０１５３】
渦電流センサコイル１１３は、ターンテーブル２０に埋め込まれ、導電性の被処理膜（Ｃｕ膜、Ｗ膜）に渦電流を形成するためのコイル１１１と、被処理膜の渦電流を検出するためのコイル１１２とで構成されている。すなわち、渦電流センサコイル１１３は、その上部を被処理膜が形成された半導体基板１０が通過した際に、コイル１１１により被処理膜に電界をかけることで渦電流を発生させ、コイル１１２により被処理膜に発生した渦電流を検出する。また、図１１に示すように、渦電流センサコイル１１３は、トップリング２３の中心Ｏ’を通り、ターンテーブル２０の中心Ｏを中心とした一定距離を有する円軌道Ｘ上のターンテーブル２０に埋め込まれている。
【０１５４】
膜厚測定部１１４は、渦電流センサコイル１１３により発生、検出された被処理膜の渦電流に基づいて、被処理膜の膜厚を領域毎に測定してモニタする。より具体的には、被処理膜の渦電流と膜厚とは比例関係にあり、渦電流が大きいと膜厚も大きく、渦電流が小さいと膜厚も小さくなるように膜厚測定が行われる。
【０１５５】
コントローラ１１５は、膜厚測定部１１４により測定された被処理膜の領域毎の膜厚に基づいて、トップリング２３に取り付けられた半導体基板１０（被処理膜）への研磨荷重をその領域毎に制御する。
【０１５６】
以下に、本実施形態に係るトップリング２３について説明する。
【０１５７】
図１２（ａ）は、本実施形態に係るトップリング２３の断面図を示している。図１２（ｂ）は、本実施形態に係るトップリング２３の平面図を示している。
【０１５８】
図１２（ａ）に示すように、半導体基板１０を保持するトップリング２３は、トップリング駆動軸１２１に接続され、ガイドリング１２２、チャッキングプレート１２３、センターバッグ１２４、ミドルチューブ１２５、エッジチューブ１２６、および流体路１２７〜１２９で構成されている。
【０１５９】
ガイドリング１２２は、リング状で周縁に配置され、その内部にトップリング２３全体および半導体基板１０を保持している。ガイドリング１２２は、金属やセラミックス等の強度および剛性が高い材料で形成されている。
【０１６０】
チャッキングプレート１２３は、ガイドリング１２２の内部に配置されている。このチャッキングプレート１２３は、半導体基板１０と同様の円盤状であり、センターバッグ１２４、ミドルチューブ１２５、およびエッジチューブ１２６を支持している。また、チャッキングプレート１２３は、磁性を持たない材料、例えば、四フッ化エチレン樹脂などのフッ素系樹脂、またはＳｉＣ（炭化ケイ素）、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）などの絶縁性の材料で形成されていることが望ましい。しかし、これらに限らず、渦電流を用いない膜厚の測定方法を行う場合、金属材料で形成されてもよい。
【０１６１】
センターバッグ１２４、ミドルチューブ１２５、およびエッジチューブ１２６は、チャッキングプレート１２３の下部に配置され、チャッキングプレート１２３に支持されている。より具体的には、図１２（ｂ）に示すように、センターバッグ１２４は、チャッキングプレート１２３の中央部（センター領域）に配置されている。また、ミドルチューブ１２５は、リング状であり、センターバッグ１２４の周縁（ミドル領域）に配置されている。また、エッジチューブ１２６は、リング状であり、ミドルチューブ１２５の周縁（エッジ領域）に配置されている。これらセンターバッグ１２４、ミドルチューブ１２５、およびエッジチューブ１２６の下部側に半導体基板１０の裏面側（被処理膜が形成されていない面側）が当接されている。
【０１６２】
また、センターバッグ１２４、ミドルチューブ１２５、およびエッジチューブ１２６は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ポリウレタンゴム、またはシリコンゴム等の強度及び耐久性に優れたゴム材で形成されている。
【０１６３】
また、センターバッグ１２４、ミドルチューブ１２５、およびエッジチューブ１２６はそれぞれ、その内部に圧力室１２４’，１２５’，１２６’となる空間を有している。これら、圧力室１２４’，１２５’，１２６’のそれぞれには、流体路１２７，１２８，１２９が連通されている。これら流体路１２７，１２８，１２９を介して、圧力室１２４’，１２５’，１２６’に加圧空気等の加圧流体または大気圧や真空が供給される。
【０１６４】
すなわち、弾性材で形成されたセンターバッグ１２４、ミドルチューブ１２５、およびエッジチューブ１２６に加圧空気等の加圧流体または大気圧や真空を供給して圧力室１２４’，１２５’，１２６’内の圧力を制御することにより、ＣＭＰ工程における研磨荷重を調整することができる。本実施形態において、圧力室１２４’，１２５’，１２６’の圧力は、コントローラ１１５によって独立して制御され得る。すなわち、半導体基板１０におけるセンター領域、ミドル領域、およびエッジ領域の領域毎にＣＭＰ工程における研磨荷重を調整することができる。
【０１６５】
［ＣＭＰ方法］
以下に、本実施形態におけるＣＭＰ方法について説明する。
【０１６６】
図１３は、本実施形態におけるＣＭＰ方法のフローチャートを示している。
【０１６７】
図１３に示すように、まず、ステップＳ１において、半導体基板１０上の被処理膜（Ｃｕ膜、Ｗ膜）に対するＣＭＰが開始される。このときの温度条件は、冷却ノズル２８を制御することにより、入口温度が４０℃以上５０℃以下で、かつ出口温度が入口温度に対して＋５℃以上になるように調整される。すなわち、第２の実施形態における温度条件が適用される。
【０１６８】
次に、ステップＳ２において、渦電流センサコイル１１３により、被処理膜に対して渦電流が発生された後、その渦電流が検知される。この際、渦電流センサコイル１１３による渦電流の検知は、半導体基板１０（被処理膜）の区画された各領域で行われる。より具体的には、図１４（ａ）に示すように、半導体基板１０の中心Ｏ’を通過する渦電流センサコイル１１３の軌道Ｘを、半導体基板１０の中央部のセンター領域、センター領域の周縁（両側）のミドル領域、およびミドル領域の周縁（両側）のエッジ領域の３つの領域に区画する。これら各領域で、渦電流が検知される。これは、トップリング２３のセンターバッグ１２４、ミドルチューブ１２５、およびエッジチューブ１２６の配置に起因するものである。
【０１６９】
次に、ステップＳ３において、膜厚測定部１１４により、渦電流センサコイル１１３によって発生、検出された被処理膜の渦電流に基づいて、被処理膜の膜厚が領域毎に測定される。この際、図１４（ｂ）に示すように、測定された被処理膜の膜厚は、領域毎に平均化されてモニタされる。
【０１７０】
次に、ステップＳ４において、被処理膜のＣＭＰが終了か否か判断される。より具体的には、被処理膜の各領域における膜厚が所望の膜厚まで研磨されたか否か判断される。
【０１７１】
ステップＳ４において、被処理膜が所望の膜厚に達していない場合、次にステップＳ５において、コントローラ１１５により、膜厚測定部１１４によって測定された被処理膜の領域毎の膜厚に基づいて、トップリング２３に取り付けられた半導体基板１０（被処理膜）への研磨荷重をその領域毎に調整する。
【０１７２】
より具体的には、コントローラ１１５は、膜厚が大きい領域の研磨荷重を大きくする、または、膜厚が小さい領域の研磨荷重を小さくする。すなわち、コントローラ１１５は、被処理膜の部分的な研磨遅れを修正することで、全領域（本実施形態では３つの領域）における被処理膜の膜厚を均等に研磨するように、各領域の研磨荷重を制御している。言い換えると、被処理膜を除去するタイミングを揃えるように各領域の研磨荷重を制御する。このように、領域毎に測定された膜厚に基づいて、領域毎に研磨荷重をフィードバックしながらＣＭＰ工程が行われる。その後、ステップＳ２において、渦電流センサコイル１１３により、被処理膜に対して渦電流が発生された後、その渦電流が検知される。すなわち、再度、膜厚が測定される。
【０１７３】
一方、ステップＳ５において、被処理膜が所望の膜厚に達した場合、ＣＭＰ工程は終了する。
【０１７４】
［効果］
上記第６の実施形態によれば、冷却ノズル２８を制御することにより、入口温度を４０℃以上５０℃以下で、かつ出口温度を入口温度に対して＋５℃以上になるように調整したうえで、半導体基板１０上の被処理膜を領域毎に膜厚を測定し、その膜厚に応じて領域毎に研磨荷重を調整している。すなわち、ＣＭＰ中において、コントローラ１１５は、被処理膜の膜厚が均等に研磨されるように、研磨荷重をフィードバックして制御している。これにより、以下の効果を得ることができる。
【０１７５】
まず、図１５（ａ）および図１５（ｂ）を用いて、本実施形態における研磨荷重をフィードバックするシステムによる効果について説明する。
【０１７６】
図１５（ａ）は、本実施形態に係る被処理膜の各領域（センター領域、ミドル領域およびエッジ領域）のＣＭＰにおける膜厚と研磨時間の関係の比較例を示すグラフであり、図１５（ｂ）は、本実施形態に係る被処理膜の各領域のＣＭＰにおける膜厚と研磨時間の関係を示すグラフである。より具体的には、図１５（ａ）に示す比較例は、各領域の研磨荷重を調整せず、一定にした例である。
【０１７７】
図１５（ａ）に示すように、比較例によれば、被処理膜の研磨時間は、領域毎に異なる。より具体的には、エッジ領域、ミドル領域、センター領域の順に研磨時間が長くなる。このため、研磨時間は、最も研磨速度の遅いセンター領域の終了までの時間となり、第２の実施形態における実験１５および１７の場合、それぞれ１１０秒および１１８秒であった。
【０１７８】
これに対し、図１５（ｂ）に示すように、本実施形態によれば、被処理膜の膜厚が均等に研磨されるように研磨荷重を調整しているため、被処理膜の研磨時間は全領域で同程度である。このように、研磨速度の遅い領域の研磨荷重を大きくし、膜厚の均等化を図ることで、研磨時間の短縮を図ることができる。より具体的には、研磨時間は、第２の実施形態における実験１５および１７の場合、それぞれ１０４秒および１０９秒であり、研磨荷重の制御を行わない場合（比較例）と比べて、約５％の時間を短縮することができる。また、被処理膜の膜厚の均等化を図ることで、仕上がりばらつきを抑制することができ、ＣＭＰ特性の向上も図ることができる。
【０１７９】
次に、図１６（ａ）および図１６（ｂ）を用いて、上記システムを利用するに当たり、冷却ノズル２８による温度制御（第２の実施形態の条件制御）の効果について説明する。
【０１８０】
図１６（ａ）は、本実施形態に係るＷ膜のＣＭＰにおける研磨速度と研磨荷重の関係およびその比較例を示すグラフであり、図１６（ｂ）は、本実施形態に係るＣｕ膜のＣＭＰにおける研磨速度と研磨荷重の関係およびその比較例を示すグラフである。より具体的には、図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示す比較例は、冷却ノズル２８による温度制御なしで研磨荷重を変化させた例である。
【０１８１】
図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示すように、比較例によれば、研磨荷重を大きくしていくと、３００［ｈＰａ］近傍において被処理膜の研磨速度（除去レート）の上昇率が変化する。より具体的には、図１６（ａ）に示すように、Ｗ膜のＣＭＰの場合、３００［ｈＰａ］近傍から研磨速度の上昇率が低下し、傾きが小さくなる。また、図１６（ｂ）に示すように、Ｃｕ膜のＣＭＰの場合、３００［ｈＰａ］近傍から研磨速度の上昇率が低下し、かつ研磨速度自体も低下する。
【０１８２】
これは、以下の理由によるものだと推測される。
【０１８３】
冷却ノズル２８による温度制御がない場合、研磨荷重を大きくしていくと、研磨布２１および被処理膜の表面温度が上昇していく。これにより、被処理膜の酸化力（酸化のサイクルスピード）が増加する。これに伴い、スラリー中の成分も酸化され、モノマーがポリマー化するような変化が生じる。この際、上述したように、第２の実施形態のように研磨布２１の表面が４０℃〜５０℃であれば、保護膜形成剤のポリマー化が適度であり、被処理膜表面がスラリー２４に含有されるシリカによって研磨されやすくなり、研磨速度は大きくなる。しかし、さらに温度が上昇した場合（図１６（ａ）および図１６（ｂ）の比較例の場合）、保護膜形成剤のポリマー化がより進行して緻密な膜となり、スラリー２４による研磨力が低下し、研磨速度が小さくなってしまう。
【０１８４】
これに対し、本実施形態によれば、冷却ノズル２８により研磨布２１の表面が４０℃〜５０℃に制御されている。このため、研磨荷重を大きくしても上記問題を生じない。すなわち、比較例と比べて、研磨速度と研磨荷重の関係が比例傾向にあり、また傾きが大きくなる。このように、研磨速度と研磨荷重を傾きが大きく直線的な比例関係にすることで、上記システムにおいて、研磨荷重に対する研磨速度の応答をより良くすることができる。
【０１８５】
すなわち、研磨速度と研磨荷重との関係において傾きを大きくすることにより、小さな研磨荷重の変化で研磨速度を大きくすることができる。また、研磨速度と研磨荷重との関係を比例傾向にすることで、研磨荷重による研磨速度の制御を容易に行うことができる。これらの結果、さらなる研磨時間の短縮およびＣＭＰ特性の向上を図ることができる。
【０１８６】
なお、本実施形態において、研磨荷重をフィードバックするシステムを第２の実施形態の温度条件に適用する例について述べたが、これに限らない。第１の実施形態の温度条件（入口温度が３０℃以下で、かつ出口温度が入口温度に対して＋５℃以上）に適用することで、被処理膜表面の均一性を図ることによる研磨時間の短縮およびＣＭＰ特性の向上を図ることができる。
【０１８７】
また、本実施形態において、Ｃｕ膜またはＷ膜の膜厚を測定する際、渦電流センサを用いて渦電流を検知することで膜厚を測定したが、これに限らない。渦電流が発生しない金属膜以外の絶縁膜（例えば、第５の実施形態のシリコン酸化膜）のＣＭＰを行う際、渦電流センサの代わりに、光学式センサやマイクロ波センサを用いることで膜厚を測定することが可能である。
【０１８８】
すなわち、本実施形態における研磨荷重をフィードバックするシステムは、第１および第２の実施形態のＣＭＰ、第３乃至第５の実施形態のＣＭＰの第１および第２研磨工程に適用可能である。
【０１８９】
その他、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で、種々に変形することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【０１９０】
１０…半導体基板、１４…絶縁膜、１６…Ｃｕ膜、１６’…Ｗ膜、２１…研磨布、２４…スラリー、９１…シリコン酸化膜、Ａ…配線溝、Ｂ…ＳＴＩパターン。
【図１】
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【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】
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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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【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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