(57)【要約】【課題】電解研磨のためのシステムと方法を提供する。【解決手段】本発明は、半導体ウェハの導電性表面を電解研磨する処理を提供する。この処理中、コンタクト溶液中のコンタクト電極は、導電層の表面上のコンタクト領域にコンタクト溶液を接触させる。さらに、この処理中、処理溶液中の処理電極は、導電性表面上の処理領域に処理溶液を接触させ、同時に、コンタクト電極と処理電極との間に電位差を与えて、処理領域の導電層の表面を電解研磨する。
2006505697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物上の導電層の表面を電解研磨する方法であって、この方法は、
コンタクト電極をコンタクト溶液中に浸漬させる工程と、
前記導電層の表面の一部に前記コンタクト溶液を接触させて、コンタクト領域を規定する工程と、
処理電極を処理溶液中に浸漬させる工程と、
前記導電層の表面の一部に前記処理溶液を接触させて、処理領域を規定する工程と、
前記処理領域の導電層の表面を電解研磨するように、前記コンタクト電極と前記処理電極との間に電位差を与える工程と、
を具備している方法。
【請求項２】
前記両領域との内の少なくとも一方を、前記導電層の表面上の第１の位置から第２の位置に移動させる工程をさらに具備している請求項１に記載の処理。
【請求項３】
前記導電層の表面上の各ポイントが、少なくとも１回はコンタクト領域となり、また、前記導電層の表面上の各ポイントが、少なくとも１回は処理領域となり、この結果、前記導電層の実質的に全ての表面が電解研磨されるように、前記導電層と前記領域との間の相対的な移動を維持させる工程をさらに具備している請求項１又は２に記載の処理。
【請求項４】
前記コンタクト溶液と前記処理溶液とは、同じ導電性溶液である前記全ての請求項のいずれか１項に記載の処理。
【請求項５】
前記導電性溶液は、前記導電層の表面に接触する請求項４に記載の処理。
【請求項６】
第２のコンタクト電極をさらに具備し、
この第２のコンタクト電極を前記コンタクト溶液中に浸漬させる工程と、
前記導電層の表面の一部に前記コンタクト溶液を接触させて第２のコンタクト領域を規定する工程とを具備し、前記電位差を与える工程は、前記コンタクト電極と前記処理電極との間に電位差を与えることを含くんでいる前記全ての請求項のいずれか１項に記載の処理。
【請求項７】
前記導電層の表面の一部に前記処理溶液を接触させて、第２の処理領域を規定する工程をさらに具備している前記全ての請求項のいずれか１項に記載の処理。
【請求項８】
第２の処理電極をさらに具備し、
この第２の処理電極を前記処理溶液中に浸漬させる工程と、
前記導電層の表面の一部に前記処理溶液を接触させて、第２の処理領域を規定する工程とを具備し、前記電位差を与える工程は、前記コンタクト電極と前記処理電極との間に電位差を与えることを含んでいる請求項６又は７に記載の処理。
【請求項９】
前記コンタクト領域と前記処理領域との内の少なくとも一方を、前記導電層の表面に対して移動させる工程をさらに具備している請求項８に記載の処理。
【請求項１０】
前記導電層の表面の不均一性を平面化させるように、前記導電層の表面をパッドの頂部表面と接触させる工程をさらに具備している前記全ての請求項のいずれか１項に記載の処理。
【請求項１１】
前記接触させる工程は、前記導電層の表面を前記パッドの頂部表面と断続的に接触させることを含んでいる請求項１０に記載の処理。
【請求項１２】
前記パッドの前記頂部表面は、研磨剤を含んでいる請求項１０に記載の処理。
【請求項１３】
前記導電層の表面を平面化させる工程をさらに具備している請求項１２に記載の処理。
【請求項１４】
前記全ての請求項のいずれか１項に記載の方法を含んでいる集積回路を製造する方法。
【請求項１５】
被加工物上の導電層の表面を電解研磨する装置であって、この装置は、
コンタクト溶液を収容し、コンタクト電極がコンタクト溶液の中に浸漬され、また開口部を有し、この開口部を介して前記コンタクト溶液が、前記導電層の表面の一部と接触してコンタクト領域を規定するコンタクトユニットと、
処理溶液を収容し、処理電極が処理溶液の中に浸漬され、また開口部を有し、この開口部を介して前記処理溶液が、前記導電層の表面の一部と接触して処理領域を規定し、この処理領域は、前記コンタクト電極と前記処理電極との間に与えられた電位差に応じて、前記処理領域によって規定される前記導電層の表面を電解研磨するように構成されているコンタクトユニットと、
を具備している装置。
【請求項１６】
前記コンタクト電極は、前記導電層の表面に近接している請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記処理電極は、前記導電層の表面に近接している請求項１５又は１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記電位差は、直流電圧を含んでいる請求項１５ないし１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
前記電位差は、可変電圧を含んでいる請求項１５ないし１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
前記コンタクト溶液と前記処理溶液とは、前記導電層の表面と接触する同じ導電性溶液である請求項１５ないし１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
前記処理領域と前記導電層の表面との間に相対的な移動を発生させて、前記被加工物の前記導電層の実質的に全ての表面を電解研磨するメカニズムをさらに具備している請求項１５ないし２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
前記メカニズムは、前記コンタクト領域と前記導電層の表面との間に相対的な移動を発生させる請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記処理ユニットは、第２の処理開口部を有し、この第２の処理開口部を介して前記処理溶液が前記導電層の表面の部分と接触して第２の処理領域を規定し、また、前記コンタクト電極と前記処理電極との間に与えられた前記電位差によって、前記第２の処理領域によって規定される前記導電層の表面を電解研磨する請求項１５ないし２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記処理ユニットは、複数の処理開口部を有し、これら複数の処理開口部を介して前記処理溶液が前記導電層の表面の部分と接触して複数の処理領域を規定し、また、前記コンタクト電極と前記処理電極との間に与えられる前記電位差によって、前記複数の処理領域によって規定される前記導電層の表面を電解研磨する請求項１５ないし２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
前記コンタクトユニットは、複数のコンタクト開口部を有し、これら複数のコンタクト開口部を介して前記コンタクト溶液が前記導電層の表面の部分と接触し、また、前記コンタクト開口部の各々は、中に配置されたコンタクト電極を含み、また、前記コンタクト電極と前記処理電極との間に与えられる前記電位差によって、前記複数の処理領域によって規定される前記導電層の表面を電解研磨する請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記各処理開口部は、処理電極を含み、この処理電極は、前記コンタクト電極と前記処理電極との間に与えられた電位差に応じて、前記複数の処理領域によって規定される前記導電層の表面を電解研磨するように構成されている請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記コンタクト電極と前記処理電極とは前記導電層の表面に近接している請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記導電層の表面の部分と接触するように構成された第１のセットのコンタクトユニットをさらに具備し、この第１のセットのコンタクトユニットのコンタクト電極と前記処理電極との間に与えられる電位差によって、第１のセットの処理領域によって規定される前記導電層の表面が電解研磨される請求項２５ないし２７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２９】
前記導電層の表面の部分と接触するように構成された第２のセットのコンタクトユニットを具備し、この第２のセットのコンタクトユニットのコンタクト電極と前記処理電極との間に与えられる第２の電位差によって、第２のセットの処理領域によって規定される前記導電層の表面が電解研磨される請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記第１のセットのコンタクトユニットと前記第２のセットのコンタクトユニットとが同じセットのコンタクトユニットである請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
電位差を与えるように、前記第１のコンタクトゾーン又は前記第２のコンタクトゾーンを選択するように構成されているゾーンスイッチをさらに具備している請求項２９又は３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記電位差と前記第２の電位差が互いに異なった電圧である請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記第１のセットを成す複数のコンタクトユニットの前記コンタクト電極と前記処理電極との間に与えられる前記電位差と、前記第２のセットを成す複数のコンタクトユニットの前記コンタクト電極と前記処理電極との間に与えられる前記第２の電位差とが、連続的に与えられる請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記導電層の表面の部分と接触するように構成された第１のセットのコンタクトユニットと第１のセットの処理ユニットとを具備し、前記第１のセットのコンタクトユニットのコンタクト電極と前記第１のセットの処理ユニットの処理電極との間に与えられる電位差によって、第１のセットの処理領域によって規定される前記導電層の表面が電解研磨される請求項２６ないし３３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３５】
前記導電層の表面の部分と接触するように構成された、第２のコンタクトゾーンを規定する第２のセットのコンタクトユニットと、第２のセットの処理ユニットとを具備し、前記第２のセットのコンタクトユニットのコンタクト電極と前記第２のセットの処理ユニットの処理電極との間に与えられる第２の電位差によって、第２のセットの処理領域によって規定される前記導電層の表面が電解研磨される請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記第１のセットのコンタクトユニットと前記第２のセットのコンタクトユニットとは、同じセットのコンタクトユニットである請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
前記導電層の表面と接触して前記導電層の表面を平面化させるように構成された頂部表面を有しているパッドをさらに具備している請求項１５ないし３６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３８】
前記パッドの前記頂部表面は、研磨剤を含んでいる請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
前記コンタクト電極と前記処理電極とを保持するように構成されたホルダ構造体をさらに具備し、前記パッドが前記ホルダ構造体と前記導電層の表面との間に配置される請求項３７又は３８に記載の装置。
【請求項４０】
電解研磨システムを用いて被加工物上の導電層の表面を電解研磨する方法であって、この方法は、
前記導電層の表面に近接して複数の電解研磨セルを位置付けし、前記セルの各々が、前記導電層の表面と接触している導電性溶液と連通しているコンタクト電極と、処理領域を規定するように前記導電層の表面の一部と前記導電性溶液が連通するようにさせる開口部とを有している、工程と、
処理電極に前記導電性溶液を接触させる工程と、
前記処理領域によって規定される前記導電層の表面を電解研磨するように、前記複数の電解研磨セルの前記コンタクト電極と前記処理電極との間に電位差を与える工程と、
を具備している方法。
【請求項４１】
前記複数の電解研磨セルに対して前記導電層の表面を移動させて、前記被加工物を電解研磨する工程をさらに具備している請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
第１の処理エリアを規定する第１のセットの電解研磨セルを有している第１の電解研磨ゾーンと、第２の処理エリアを規定する第２のセットの電解研磨セルを有している第２の電解研磨ゾーンとをさらに具備し、前記電位差を与える工程は、
前記第１のセットの電解研磨セルのコンタクト電極と前記処理電極との間に電位差を与えて、前記第１の処理エリアを電解研磨することと、
前記第２のセットの電解研磨セルのコンタクト電極と前記処理電極との間に電位差を与えて、前記第２の処理エリアを電解研磨することと、
を含んでいる請求項４０又は４１に記載の方法。
【請求項４３】
ゾーンスイッチをさらに具備し、
前記第１の処理エリアを電解研磨するために前記第１のセットの電解研磨セルを選択する工程と、
前記第２の処理エリアを電解研磨するために前記第２のセットの電解研磨セルを選択する工程と、
を含んでいる請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記第１のセットの電解研磨セルに与えられる前記電位差が、前記第２のセットの電解研磨セルに与えられる前記電位差とは異なる請求項４２又は４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記電位差は、直流電圧である請求項４０ないし４４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４６】
前記電位差は、可変電圧である請求項４０ないし４４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４７】
前記処理電極は、複数の処理電極を含み、これら処理電極の各々は、前記導電性溶液と連通している前記複数の電解研磨セルの各開口部の内部に配置されており、また、前記電位差を与える工程は、複数のコンタクト電極と前記複数の処理電極との間に前記電位差を与える工程を含んでいる請求項４０ないし４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４８】
前記処理電極の各々は、前記開口部の各々を実質的に占有している請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記複数の電解研磨セルと前記導電層の表面との間に配置されたパッドをさらに具備し、前記導電層の表面を前記パッドで平面化する工程を含んでいる請求項４０ないし４８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５０】
前記パッドは、研磨剤である請求項４９に記載の処理。
【請求項５１】
請求項４０ないし５０のいずれか１項に記載の方法によって製造された集積回路。
【請求項５２】
被加工物上の導電層の表面を電解研磨するシステムであって、このシステムは、
各々がコンタクトユニットとプロセスユニットとを有する複数の電解研磨セル前記電解研磨セルを具備し、各コンタクトユニットは、コンタクト電極が中に浸漬されコンタクト溶液を収容し、また開口部を有し、この記開口部を介して前記コンタクト溶液が前記導電層の表面の一部と連通しており、また、
前記プロセスユニットは、処理溶液中にある処理電極と開口部とを有し、この開口部を介して、前記処理溶液が前記導電層の表面の一部と連通して処理領域を規定し、前記コンタクト電極と前記処理電極との間に与えられる電位差によって、前記導電層の表面の前記処理領域が電解研磨される、システム。
【請求項５３】
前記複数の電解研磨セルと前記導電層の表面との間に相対的な移動を生じさせて、前記被加工物の前記導電層の表面を電解研磨するメカニズムをさらに具備している請求項５２に記載のシステム。
【請求項５４】
前記複数の電解研磨セルを保持するように構成されたホルダ構造体をさらに具備している請求項５３に記載のシステム。
【請求項５５】
前記ホルダ構造体は、前記導電層の表面と接触して前記導電層の表面を平面化させるように構成された頂部表面を備えたパッドを有している請求項５４に記載のシステム。
【請求項５６】
前記コンタクト電極は、前記導電層の表面に近接している請求項５２ないし５５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５７】
前記処理電極は、前記導電層の表面に近接している請求項５２ないし５６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５８】
前記コンタクト溶液と前記処理溶液とは、同じ導電性溶液である請求項５２ないし５７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５９】
前記コンタクト電極は、前記コンタクトユニットを実質的に占有している請求項５２ないし５８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６０】
前記処理電極は、前記処理ユニットを実質的に占有している請求項５２ないし５９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６１】
前記コンタクト電極と前記処理電極とは、前記導電層の表面と近接しており、また、前記コンタクト溶液と前記処理溶液とは同じ導電性溶液である請求項５２ないし６０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６２】
前記与えられる電位差は、直流電圧を含んでいる請求項５２ないし６１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６３】
前記与えられる電位差は、可変電圧を含んでいる請求項５２ないし６１のいずれか１項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に半導体集積回路技術に関し、より詳しくは、電解エッチング又は電解研磨のための方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体デバイスは、一般的に、通常はシリコン基板である半導体基板と、複数の連続的に形成された二酸化シリコンなどの誘電体層と、導電材料から成る導電性の経路もしくは相互接続部とを含んでいる。相互接続部は、通常は、誘電体層にエッチングで掘られた溝に導電性材料を充填させることによって形成される。集積回路では、複数のレベルを成す相互接続ネットワークが、基板表面に対して横方向に延在している。様々な層に形成された相互接続部は、ビア又はコンタクトを用いて電気的に接続される。
【０００３】
導電性材料をビア、溝、パッド又はコンタクトなどの外形物中に充填させる動作は、電着によって実行される。電着法又は電気メッキ法では、銅などの導電性材料は、このような外形物内部を含んでいる基板表面上に堆積される。次に、材料除去技法を用いて平面化して、余分の金属を頂部表面から除去し、これで、外形物又は空洞中にだけ導体を残すようにする。この目的のために最も一般的に用いられる標準的な材料除去技法としては、化学機械研磨法（ＣＭＰ）がある。電解エッチング又は電気化学エッチングとも呼ばれる化学エッチング及び電解研磨はまた、この応用分野にためになると評価されている魅力的な処理オプションである。銅は、その低い抵抗率と良好なエレクトロマイグレーション特性によって、現時点では相互接続という応用分野では最適な材料である。したがって、本発明は、例として銅と銅合金の層の電解研磨について述べるが、Ｐｔ、Ｃｏ、Ｎｉなどの他の材料の電解研磨もまた、本発明の方法と装置を用いて達成することが可能である。
【０００４】
標準的な電気メッキ法によって生じる銅の層は、数マイクロメートルより大きい幅を有している外形物などの大きい外形物上に等角に堆積される。その結果、メッキされたウェハ表面のトポグラフィが平面でなくなってしまう。図１Ａに、標準の電気メッキ技法を用いて導体１０６にコーティングされた例示のビア１０２と例示の溝１０４とを有している被加工物表面１００を示している。この図からわかるように、導体１０６の表面は小さいビア１０２上では平面であるが、大きい溝１０４上の導体１０６の表面は段差「Ｓ」を有している。ＣＭＰや、エッチングや電解エッチングを用いて余分の導体、即ち過重物を除去する処理工程の間に、余分の導体を表面から除去して、導体を外形物内にだけ残して、この非平面表面トポグラフィを平面化させる必要がある。平面化が達成されないと、導体の厚さが減少するにつれて、段差Ｓが存在するため、大きい溝の内部から導体が失われることになる。点線１１０と１１２は、表面上における余分の導体の厚さが「ｔ」からほぼゼロに減少するにつれて、溝から失われていく導体の量がそれぞれ分量「ｄ」から大きい分量「Ｄ」に増加していく様子を示している。外形物内部から導体がこのように失われていくことは容認しがたいことであることが理解されよう。
【０００５】
ＣＭＰ技法は、平面化しながらも、同時に余分の導体層を除去する能力を提供するために開発されたものである。これを図１Ｂに、点線１２０と１２２として示している。余分の導体が除去されると、その結果、表面が点線１２２に示しているように理想的に平面なものとなり、ビア１０２と溝１０４の双方が導体によって完全に充填されることになる。余分の導体のうち少しでも残っている部分は、他のあらゆる導体層（バリア層など）と一緒に全て除去され、これで、外形物１０２と１０４内の導体の間が確実に電気的に遮断されることに留意されたい。
【０００６】
標準の電解エッチング技法の平面化能力は、ＣＭＰほど良好ではない。したがって、このような処理の結果、図１Ａと図１Ｂに示している場合の間に幾分差が発生することになる。被加工物表面から導体を除去する際にウェハ表面上に機械的作用を導入する平面化パッド又は被加工物表面に影響するデバイス（ＷＳＩＤ）を用いることによって、電解エッチングの平面化能力が増し、図１Ｂの点線１２２で示しているような理想的な結果に近づく。このようにして、余分の銅を除去しながら非平面又は非平坦な銅表面を平面化させることが可能である。このような処理は、機械的な作用が伴うため、電気化学機械エッチング法（ＥＣＭＥ）又は電気化学機械研磨法と呼ばれている。その名前が示唆するように、このような方式では、ウェハ表面に平面化パッドを接触させ、また、ウェハ表面と平面化パッドを相対的に移動させながら、電解エッチングを実行する。
【０００７】
上述したように、標準の電気メッキ技法によって生じる等角な堆積物と非平面被加工物の表面は、余分の材料を除去する工程中に平面化する必要がある。新たに開発された様々な電着技法は、まとめて電気化学機械堆積法（ＥＣＭＤ）と呼ばれ、導体を堆積させている間にウェハ表面の近傍でパッド又はＷＳＩＤを利用するものである。メッキしている最中にＷＳＩＤが作用することによって、被加工物表面上に存在する最も大きい外形物の上でさえも、平面堆積物が平面の表面トポグラフィを有するようになる。このような平面堆積物を図１Ｃの層１３０として示している。銅などの余分の導電性材料をこのような平面堆積物から除去する際にも、材料除去工程でさらに平面化する必要はない。したがって、ＣＭＰや、電解エッチングや、化学エッチングや、電気化学機械エッチングや、化学機械エッチングなどの技法は全て、この場合に平面状にそして均一に過重物を除去するために用いても問題はない。
【０００８】
パッドやＷＳＩＤによる機械的作用を支援として実行される電解エッチング処理を記載している特許や特許出願がいくつか存在する。このような処理の詳細が、全てが本発明の譲受人によって共通して所有されている以下の特許と特許出願に記載されている。米国特許第６，４０２，９２５号と、２００２年９月２０日に提出された「電気メッキと電解研磨のための方法と装置（Method and apparatus for electroplating and electropolishing）」という題名の米国特許出願第１０／２３８，６６５号、２０００年９月２８日に提出された「パターニングされた基板と層の構造体の頂部表面上の金属コーティングを最小化／解消する方法（Method to minimize / eliminate metal coating over the top surface of a patterned substrate and layer structure made thereby）」という題名の米国特許出願第０９／６７１，８００号、２００１年４月２３日に提出された「電解エッチングのためのシステムと方法（Electroetching system and method）」という題名の米国特許出願第０９／８４１，６２２号、２００２年７月２２日に提出された「多段差電着処理（Multi-step electrodeposition process）」という題名の米国特許出願第１０／２０１，６０４号、２００２年３月６日に提出された「マルチフェーズ処理環境を用いた平面材料除去技法のための方法と装置（Method and Apparatus for Planar Material Removal technique using multi phase process environment）」という題名の米国仮出願第６０／３６２，５１３号、２００２年９月２０日に提出された「電気メッキと電解研磨のための方法と装置（Method and apparatus for electroplating and electropolishing）」という題名の米国出願第１０／２３８，６６５号。
【０００９】
標準の電着処理と電解エッチング処理中では、被加工物、即ちウェハは、一般的にはそのエッジの近傍のそのおもての表面上で、その周辺全体にわたって接触される。ウェハを接触させる従来の方法では、締め付けリングを設計し、これで、バネ仕掛けの金属製フィンガなどの電気的コンタクトをウェハの周囲に沿った表面エッジに対して圧接する。コンタクトは、Ｏリングやリップシールなどのシールをウェハ表面のエッジに対して押圧して、処理溶液から保護される。しかしながら、ウェハの処理において低誘電率材料を用いることを推進すると、このようなコンタクトの使用に対して新たな制限を課すことになる。低誘電率材料は比較的やわらかく機械的に弱い。金属製のコンタクトとシールを、低誘電率材料上に堆積されている導電性薄膜に対して押圧すると、このような材料が損傷を受け、さらに、電気的コンタクトが失われることさえあるが、それは損傷を受けた低誘電率層の上の導電性薄膜自身が不連続になるからである。この難問に対処するために、ウェハエッジに対して電気的コンタクトを形成する新しい方法が、本発明の譲受人によって共通して所有されている米国特許第６，４７１，８４７号と第６，２５１，２３５号に開示されている。この方式では、ウェハに接触するような金属製コンタクトは何もない。電気的コンタクトは、チャンバ内に閉じ込められている液体導体を用いて達成される。
【００１０】
電気化学機械エッチング技法と電気化学機械堆積技法に関連する上記の技術を見直すと、このような方法は、締め付けリング設計の電気的コンタクトを用いる装置中で締め付けリングの下方にあるエッジ表面領域などの処理溶液から保護された「コンタクト領域」を除外する必要なく、ウェハの表面全体を電気処理、即ち、電着や電解研磨する能力を有していることが分かる。
【００１１】
全面電着又は全面電解エッチングを可能とするコンタクト設計が、全て本発明の譲受人によって共通して所有されている以下の米国特許出願に記載されている。２０００年１０月１１日に提出された「金属メッキしている間に被加工物の表面に電気的に接触する方法（Making electrical contact to the surface of a workpiece during metal plating）」という題名の米国特許出願第０９／６８５，９３４号、２０００年１２月１４日に提出された「電気化学メッキのためのウェハのおもて側に電気的に接触する方法（Method of electrical contact to wafer frontal side for electrochemical plating）」という題名の米国特許出願第０９／７３５，５４６号、２００１年１月１７日に提出された「基板上に均一な薄膜を電着させる方法と装置（Method and apparatus for electrodeposition of uniform film on substrate）」という題名の米国特許出願第０９／７６０，７５７号。これらの出願に記載されているように、被加工物表面に電気的に接触する１つの方法では、被加工物の導電性表面に対してワイヤ、フィンガ、バネ、ローラ、ブラシなどの導電性コンタクトエレメントを物理的に接触させ、また、コンタクトエレメントとウェハ表面とを互いに対して移動させ、これでウェハ表面の互いに異なった部分が互いに異なった時点で物理的そして電気的に接触するようにする動作が伴う。別の方法では、被加工物表面に対する電気的接触は、導電性コンタクトエレメントをウェハに対して物理的に接触させることなく達成される。どちらの方法でも、電気的接触は、実質的にウェハの表面全体にわたって又はウェハのエッジ領域に対してだけなされる。
【００１２】
電解研磨中に被加工物に接触する手段を含め、電解研磨のための方式と装置に多くの進歩が達成されているが、それでもなお、特に低誘電率材料を有している最新のウェハに損傷や欠陥をもたらすことなく被加工物表面から余分の導電性薄膜を均一に除去する、代替の接触手段と電解エッチング技法とに対する必要性が存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、従来の電解研磨方式の確認済みの限界を克服し、被加工物表面から余分の導電性薄膜を均一に除去する代替の接触手段と電解エッチング方法とを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の１つもしくは複数の実施形態では、被加工物上の導電層の表面を電解研磨する装置と方法とが開示されている。本発明によるこの方法は、コンタクト電極をコンタクト溶液中に浸漬させる工程と、導電層の表面の一部に対してコンタクト溶液を接触させてコンタクト領域を規定する工程と、処理電極を処理溶液中に浸漬させる工程と、導電層の表面の一部に対して処理溶液を接触させて処理領域を規定する工程と、コンタクト電極と処理電極との間に電位差を与えて処理領域の導電層の表面を電解研磨する工程と、を含んでいる。
【００１５】
本発明の別の態様によれば、本方法はコンタクト領域又は処理領域との内の少なくとも一方を、導電層の表面上の第１の位置から第２の位置に移動させる工程をさらに含んでいる。これらの領域との内の少なくとも一方を、処理全般にわたって第１の位置から別の位置に移動させる際に、導電層の表面全体を電解研磨することが可能である。
【００１６】
本発明の別の態様では、コンタクト溶液と処理溶液は同じ導電性溶液である。この導電性溶液が導電層の表面に接触する。
【００１７】
本発明の別に態様によれば、第２のコンタクト電極が提供されるが、本方法は、第２の電極をコンタクト溶液中に浸漬させる工程と、導電層の表面の一部に対してコンタクト溶液を接触させて第２のコンタクト領域を規定する工程と、コンタクト電極と処理電極との間に電位差を与えて第２のコンタクト領域を電解研磨する工程とをさらに含んでいる。
【００１８】
本発明の別の態様によれば、本方法は、導電層の表面に対してパッドの頂部表面を接触させ、これで、電解研磨の最中に導電層の表面の不均一性を平面化させる工程をさらに含んでいる。このパッドの頂部表面は研磨製の表面である。このパッドは導電層の表面に断続的に接触する。
【００１９】
本発明の別の実施形態では、被加工物上の導電層の表面を電解研磨する装置は、コンタクト溶液と、その中に浸漬され、コンタクト領域を規定するようにコンタクト溶液が導電層の表面の一部と接触する際に通過する開口部を有しているコンタクト電極とを含んでいるコンタクトユニットと、処理溶液と、その中に浸漬される処理電極と、コンタクト電極と処理電極との間に与えられる電位差に応じて、処理領域によって規定される導電層の表面を電解研磨するように構成された処理領域を規定するように、処理溶液が導電層の表面の一部に接触する際に通過する開口部を有している処理ユニットと、を含んでいる。
【００２０】
本発明の他の態様によれば、コンタクト電極及び／又は処理電極は、導電層の表面に近接している。上記の電位差は、直流電圧や可変電圧である。
【００２１】
本発明のさらに別の態様によれば、あるメカニズムによって、処理領域と導電層の表面とを相対移動させ、被加工物上の導電層の実質的に全ての表面を電解研磨する。このメカニズムはさらに、コンタクト領域と導電層の表面とを相対移動させる。
【００２２】
本発明のさらに別の態様によれば、処理ユニットは、複数の処理領域を規定するように導電層の表面の部分に処理溶液が接触する際に通過する複数の処理開口部を含んでおり、コンタクト電極と処理電極との間に与えられる電位差によって、前記複数の処理領域によって規定される導電層の表面を電解研磨する。さらに、コンタクトユニットは、導電層の表面の部分にコンタクト溶液が接触する際に通過する複数のコンタクト開口部を含んでおり、このコンタクト開口部は各々がその中に配置されたコンタクト電極を含んでおり、また、コンタクト電極と処理電極との間に与えられた電位差によって、複数の処理領域によって規定される導電層の表面が電解研磨される。
【００２３】
本発明のさらに別の態様では、コンタクトユニットの第１のセットが導電層の表面の部分に接触するように構成されており、ここで、コンタクトユニットの第１のセットのコンタクト電極と処理電極との間に与えられる電位差によって、処理領域の第１のセットによって規定される導電層の表面が電解研磨される。そのうえ、コンタクトユニットの第２のセットが導電層の表面の部分に接触するように構成されており、ここで、コンタクトユニットを含んでいる第２のセットからのコンタクト電極と処理電極との間に与えられる第２の電位差によって、処理領域を含んでいる第２のセットによって規定される導電層の表面が電解研磨される。
【００２４】
本発明のさらに別の態様では、ゾーンスイッチが、電位差を与えるべきゾーンとして第１のコンタクトゾーン又は第２のコンタクトゾーンを選択するように構成されている。上記の電位差と第２の電位差とは互いに電圧が異なっている。
【００２５】
本発明の上記の利点とさらなる利点は、添付図面を参照する以下の詳細な説明を読めば当業者には明らかであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に説明するように、本発明は、半導体の表面上に堆積された導電性材料の層を電解エッチング又は電解研磨する方法とシステムを提供する。本発明は、電気化学機械エッチング処理又は従来の電解エッチングシステムで用いることが可能である。本発明は、被加工物表面に物理的に接触しない処理溶液と電気的コンタクトエレメントとを組み合わせて用いることによって、導電性材料を電解エッチングするものである。
【００２７】
ここで、全般的に同様の符号が同様の部品を示している図面を参照する。図２Ａは、被加工物１００ａの一部分の断面図を示している。この被加工物は、前処理された半導体ウェハの例示の部分である。また、図２Ｂに詳細に示しているように、被加工物１００ａの頂部層１０２ａは、電気メッキされた銅などの導電性材料の層を含んでいる。被加工物の底部層１０４ａは、低誘電率の誘電性薄膜などの絶縁層１０６ａと、シリコンであることが好ましいウェハの基板１０８とを含んでいる。この実施形態では、導電層１０２ａは被加工物１００ａの一部であるが、それは、被加工物１００ａ全体が導電性材料からなっているとする本発明の範囲に含まれる。
【００２８】
絶縁層をパターニングして、ビア外形物１１０及び溝外形物１１２とする。絶縁層のこれらの外形物と表面１１４とは、Ｔａ、ＴａＮ、Ｔｉ、ＷＣＮ、ＷＮ、ＴｉＮ又はこれらの材料の複合物から成る層などのバリア層１１６で裏打ちされている。このバリア層もまた、明確にするために図２Ｂでは図示されていない銅シード層などの導電性シード層でコーティングされている。このようなシード層は一般的に、導電層を堆積させる前に半導体ウェハ上に堆積される。被加工物１００ａは、複数のビアと、溝と、他の外形物を備えている。図２Ｂに示しているように、本発明の一実施形態を例示しているために、導電層１０２ａの表面１０３ａは平面である、即ち、導電層１０２ａが堆積されている間に高い領域と低い領域が形成されるような表面トポグラフィを有していない。本発明はまた非平面のウェハ表面も処理可能であることを理解すべきである。
【００２９】
図３Ａは、ウェハ表面上の材料を、ウェハから遠隔にある電気的コンタクトを用いてどのようにして電解研磨するかを略図で説明するものである。図３Ａ中の断面部が、ウェハキャリア（図示せず）で保持されている被加工物１００ａの表面から離れて、銅層１０２ａの一部を電気化学的にエッチングする、例示の電解エッチング又は電解研磨システム２００の一部を示している。この例示の実施形態におけるこの電解エッチングシステムは、コンタクトユニット２０２と処理ユニット２０４を有している。以下により十分説明するように、コンタクトユニット２０２は、液体コンタクト溶液によって導電層１０２ａとの電気的コンタクトを確立することが可能である。
【００３０】
この点で、コンタクトユニット２０２は、コンタクト溶液２０８を含んでいるためのコンタクト容器２０６、即ちコンタクトノズルを備えている。コンタクト電極２０９はコンタクト容器２０６の内部に置かれ、これでコンタクト溶液２０８中に浸漬される。コンタクト電極は銅層１０２ａの表面１０３ａには物理的に接触しない。コンタクト電極２０９は電源２１０の正の端子に電気的に接続されている。コンタクト溶液２０８はコンタクト取入れ口２１２を介して容器を充填し、コンタクト開口部２１４を介して容器から出て行く。取り入れ口２１２はコンタクト溶液のリザーバ（図示せず）に接続されている。コンタクト開口部２１４は、導電層１０２ａの表面１０３ａのコンタクト領域２２０ａに近接して置かれている。コンタクト溶液２０８は、開口部２１４から流れ出るにつれて、コンタクト領域と物理的に接触して、電極２０９とコンタクト領域２２０ａ間を電気的に連通させるが、それはこの溶液が導電性の液体であるからである。電圧降下を最も低くするには、コンタクト電極２０９をコンタクト領域２２０ａにできる限り近づける。しかしながら、コンタクト溶液２０８の抵抗率が低く、したがって電圧降下が問題とならない場合、コンタクト電極２０９はコンタクト容器の外部に置かれたり、コンタクト溶液２０８と物理的に接触している限りどこに置かれてもよい。
【００３１】
処理ユニット２０４は、電解エッチング溶液又は電解研磨溶液である処理溶液２２４を含んでいるための処理容器２２２、即ち処理ノズルを備えている。処理電極２２６は処理容器２２２の内部に置かれ、これで処理溶液２２４中に浸漬された状態に置かれる。処理電極は処理容器中に閉じ込めておく必要はないことに留意されたい。それは処理溶液と物理的に接触し、したがって、それと電気的に接触している限り外部にあってもよい。処理電極２２６は電源２１０の負の端子に電気的に接続されている。処理溶液２２４は処理取入れ口２２８を介して容器を充填し、処理開口部２３０を介して容器から出て行く。処理溶液２２４は再循環させてもよいし攪拌されてもよい。取り入れ口２２８は処理溶液のリザーバ（図示せず）に接続されている。処理開口部２３０は導電層１０２ａの表面１０３ａの処理領域２２０ｂに近接して置かれている。この実施形態では、処理領域２２０ｂは処理開口部２３０の面積にほぼ等しい。処理溶液２２４は、開口部２３０から流れ出る際に、処理領域２２０ｂと接触して、処理電極２２６と処理領域２２０ｂ間を電気的にコンタクトさせる。図３Ａには具体的なコンタクト領域と処理領域とが図示されているが、これらの領域は被加工物上のどこに置いてもよいことが理解されるであろう。さらに、コンタクトユニットと処理ユニットは複数個用いてもよい。コンタクト溶液と処理溶液は、互いに異なった溶液でもよいし同じ溶液でもよい。同じ溶液である場合、この２つの溶液は、被加工物表面から除去されるべき材料にとって効果的な電解エッチング溶液又は電解研磨溶液である必要がある。
【００３２】
コンタクトユニットと処理ユニットは、互いに異なった様々な材料を用いて互いに異なった方法で構築してもよい。例えば、コンタクト電極２０９が容器２０６の壁にあったり、それが実際に容器２０６の壁であったりすることがあり得る。類似の方式を用いて、処理容器２２２を構築してもよい。コンタクトユニット又は処理ユニットは、絶縁性の海綿状材料を備えており、この材料で導電性電極を埋め込んでいる。図３Ｂに、コンタクト溶液２０８を保持し、またこの中を通過する絶縁性海綿状材料２５０を、コンタクトユニット２０２ａが備える場合を示している。コンタクト電極２０９は、海綿体２５０中のコンタクト溶液２０８に接触する。図３Ｂに示しているように、この海綿状材料は、電解研磨中に銅薄膜１０２ａの表面に物理的に接触するが、これはそれが柔軟な材料であり、表面を損傷しないためであることに留意されたい。同様に、処理中にウェハ表面に物理的に接触する絶縁性海綿状材料又は絶縁性柔軟パッドを処理ユニットの構造中で用いることは、本発明の範囲に含まれる。
【００３３】
図３Ａを参照すると、銅層１０２ａの電解エッチングは、陽極であるコンタクト電極２０９と陰極である処理電極２２６との間に電位が与えられると、処理領域２２０ｂのところで開始される。電流がコンタクト電極２０９からコンタクト溶液２０８に流れ、コンタクト溶液を通って銅層１０２ａのコンタクト領域２２０ａに入る。次に、この電流は銅層１０２ａ中を処理領域２２０ｂに向かって流れ、電解エッチング溶液２２４に入って処理電極２２６に流れる。この点で、コンタクト電極２０９は、コンタクト領域２２０ａのところでは銅薄膜より陽極的であり、処理領域２２０ｂのところでは銅薄膜は陰極２２６より陽極的である。処理領域のところで銅薄膜に与えられる陽極電圧のため、この特定の領域において銅が電解研磨又は電解エッチングされる。この領域で基板から除去された銅は、処理電極２２６上に堆積する。溶液が錯化剤を収容しているように配合されている場合、銅は、処理電極２２６上に堆積するのではなく、錯化して溶液中に留まる可能性がある。しかしながら、本発明者らは、溶液が、燐酸溶液などの標準の電解エッチング溶液である場合の例を引き続き提起する。コンタクト電極２０９は、ＰｔやＰｔコーティングした金属やステンレス鋼や、導電性のメッシュや泡などの不活性材料でできており、したがって、この不活性電極に陽極電圧を与えても、どの材料も除去されない。しかしながら、そうすると、気体のバブルが発生するが、これは前記の流れる溶液によって又はコンタクトユニット中に構築された他の設計によって除去することが可能である。このような設計の１つを図３Ｃに示しているが、それは、コンタクト電極２０９上に置かれた浸透性のバリア２６０を含んでいる。この浸透性バリア２６０は多孔性であって、コンタクト溶液２０８を通過させる。しかしながら、バブルをブリード開口部２６１に向けて誘導することによって、バブルを基板表面に到達させることは不可能であり、バブルは被加工物表面から離れる方向に行ってしまう。同様の構造体が処理ユニットでも用いられる。図３Ｄに示している別の設計は２チャンバ式のコンタクト容器２０６ａであり、これは一次容器２０６ａａと二次容器２０６ａａａを備えている。コンタクト電極２０９は一次容器２０６ａａ中に置かれており、したがって、発生するバブルは全てブリード開口部２６１ａを介して基板表面から逸れる。複数チャンバを利用したより複雑な設計のコンタクト容器と処理容器を用いると、バブルを最小化又は除去することが可能である。
【００３４】
図３Ａを参照すると、銅薄膜は、コンタクト領域２２０ａのところにおいては、コンタクト電極２０９と比較してより陰極的であるので、この領域においては銅が溶解する可能性はない。実際に、銅はこの陰極性電圧によって保護されている。この点で、コンタクト溶液が銅層の表面上に堆積し得る材料のイオンをまったく含有せず、また、コンタクト電極２０９がコンタクト溶液２０８によってエッチング又は電解エッチングされるような、いかなる材料も収容しないことが重要である。したがって、金属のイオン種を収容している堆積溶液は、コンタクト溶液として用いるには適していない。
【００３５】
処理中、処理ユニットは、被加工物が回転している又は移動しているときに、被加工物のエッジと被加工物の中心の間を移動させるのが好ましい。処理ユニットをウェハの半径に沿って移動させると、ウェハが回転している間にウェハの表面全体を電解エッチングさせることが可能である。他の移動も採用可能である。重要なことは、ウェハ上の全ての点をある時点で処理領域として、実質的に全ての表面から銅を除去することである。ウェハ表面を処理ユニットで走査する動作は、ウェハ、処理ユニット又は両方を、互いに対して移動させることによって実行可能である。
【００３６】
コンタクトユニットと処理ユニットを様々な形状と形態で設計することが可能である。このような設計には、これに限られないが、円形、楕円形、パイ形状、線形及びその他があり、これで、コンタクト領域と処理領域の形状が規定される。被加工物の表面とコンタクトユニットや処理ユニットの間に確立された相対的な移動の性質によって、最も均一に電解エッチングされるように、これらのユニットの最も適切な形状が選択される。このような例の内の３つを図３Ｅ、図３Ｆ、図３Ｇに示しているが、これらは処理ユニット２７０ａ、２７０ｂ及び２７０ｃ、並びにコンタクトユニット２８０ａ、２８０ｂ及び２８０ｃの上面図を示している。ウェハ２９０は処理ユニットとコンタクトユニットの近傍（用いられる溶液の導電率に応じて０．１ないし５ｍｍの範囲が好ましい）に置かれ、これの銅でコーティングされた表面（図示せず）が処理溶液とコンタクト溶液で濡れるようにする。前に説明したように、電解エッチング処理が開始されると、図３Ｅのウェハ２９０がコンタクトユニット２８０ａ上で平行移動され、処理ユニット２７０ａが線形方向２９１に平行移動される。ウェハもまたゆっくりと回転される。この線形の移動は双方向であってもなくてもよい。処理中、処理ユニット２７０ａは、ウェハの全表面を効果的に走査して、材料を均一に除去するようにする。複数のコンタクトユニットを用いることによって、ウェハに対する電気的コンタクトが常に保証される。さらに多くの処理ユニットとコンタクトユニットが上記の設計で用いられる（例えば、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ及び図９Ｂを参照）。ウェハ２９０を回転移動させるのに適している、コンタクトユニット２８０ｂと処理ユニット２７０ｂとの具体的な設計を、図３Ｆに示している。この場合、このパイ形状の処理領域がウェハ表面を走査して、おもて表面全体から材料を均一に除去するようにする。コンタクトユニット２８０ｂは、ウェハのエッジであればどこに置いてもよい。また、この設計でも、コンタクトユニットと処理ユニットを複数個利用してもよい。図３Ｇでは、リング形状のコンタクト領域が提供されている。材料が除去される処理領域は、ウェハ表面の残余を構成する。この場合、コンタクト領域に残された銅は、化学エッチング又は電気化学エッチングなどの別の処理を用いて、後で除去する必要がある。材料を最もよく均一に除去することを可能とするために最適化することが可能な、処理ユニットとコンタクトユニットの形状と形態が、他にも多く存在する。
【００３７】
図４Ａ、図４Ｂ及び図５に、コンタクトユニットと処理ユニットを複数個含んでいる２つの代替の電解エッチングシステムを示している。上記の実施形態におけるこれらのコンタクトユニットと処理ユニットは、様々なベース構造体によって保持されるが、これらの構造体によって、ユニットは、コンタクト溶液と処理溶液として、同じ電解エッチング溶液を使用することが可能となる。双方の実施形態において、ウェハ表面に対する電気的コンタクトは、コンタクトユニットに施された電解エッチング溶液を介して達成される。コンタクト電極はウェハ表面に対して物理的に接触することはないが、既述したように、柔軟な海綿体又はパッドのような材料をコンタクトユニット又は処理ユニット中に置いてもよく、この材料が被加工物表面のコンタクト領域と処理領域のところに接触してもよい。電解エッチング溶液が、コンタクト電極とウェハの導電性表面との間の導電性経路となる。
【００３８】
図４Ａの例示の電解エッチング又は電解研磨システム３００が、キャリア（図示せず）で保持されている基板１００ｂの銅層１０２ｂを処理するために用いられてよい。この実施形態における電解エッチングシステムもまた、コンタクトユニット３０２と処理ユニット３０４とを有している。前の実施形態とは異なって、これらユニット３０２、３０４は、ホルダ構造体３０１によって保持され、又はこれに形成される。この実施形態におけるホルダ構造体３０１は、頂部表面３０３と底部表面３０５を有しているプレートの形状をしている。前の実施形態で説明したように、コンタクトユニット３０２は、液体の電気的コンタクトを介して導電層１０２ｂと電気的コンタクトを達成することが可能である。処理中、ホルダ構造体３０１と被加工物は、互いに相対的に移動される。コンタクトユニット３０２、即ちコンタクトノズルは、ホルダ構造体３０１に形成されたコンタクトホール３０６を含んでもよい。コンタクトユニット３０６の内側にあるコンタクト電極３０９は、電解エッチング溶液３０８中に浸漬される。図４Ａに示しているコンタクト電極はコンタクトホール３０６を完全に充填し、この場合、電解エッチング溶液３０８は主として、コンタクト電極３０９の頂部表面を濡らすことを理解すべきである。コンタクト電極の頂部表面は、図４Ａに示しているようにホルダ構造体３０１の頂部表面３０３のレベルより低くてもよく、ホルダ構造体３０１の頂部表面３０３と同じレベルであってもよく、さらに、ウェハの表面に接触しない限りホルダ構造体３０１の頂部表面３０３より上にあってもよい。これらの実施形態は、本書の全ての例とそのあらゆる変形例に応用可能である。
【００３９】
この実施形態では、電解エッチング溶液３０８は、導電層１０２ｂのコンタクト確立と電解エッチングの双方のために用いられる。コンタクト電極３０９は電源３１０の正の端子に電気的に接続される。電解エッチング溶液３０８は、ユニットを充填して導電層に接触する。コンタクト開口部３１４は、ホルダ構造体３０１の頂部表面３０３の平面上にあるのが好ましい。取り入れ口３１２が共通の電解エッチング溶液リザーバ（図示せず）に接続されてもよく、又は構造体全体が、コンタクトユニットと処理ユニットを含んでいる全てのギャップを充填する電解エッチング溶液中に浸漬されてもよい。コンタクト開口部３１４は、導電層１０２ｂの表面１０３ｂのコンタクト領域３２０ａに近接して置かれる。ホルダ構造体３０１とウェハ１００ｂは、処理中互いに相対的に移動されるため、コンタクト領域３２０ａは、ウェハの表面上の適切な位置であればどこでも、また、所与の時点においてはどこにあってもよい。溶液３０８は、コンタクト領域を濡らすため、電極３０９とコンタクト領域３２０ａとを電気的にコンタクトさせるが、それは溶液３０８として導電性であるものを選択するからである。
【００４０】
前記処理ユニット３０４は、処理ホール３２２を含んでもよい。前記処理電極３２６は、溶液３０８と物理的に接触している。この処理電極３２６は、電源３１０の負の端子に電気的に接続することができる。ホルダ構造体の頂部表面３０３は、処理中、ウェハの表面の向こう側にこれとほぼ平行に置かれる。この点で、処理開口部３３０は導電層１０２ｂの表面１０３ｂの処理領域３２０ｂに近接している。この実施形態では、処理領域は開口部２３０の面積にほぼ等しい。ウェハとホルダ構造体３０１は互いに相対的に移動するので、処理領域３２０ｂは、処理中、時点が異なればウェハの表面１０３ｂ上に存在する位置も異なる。
【００４１】
図４Ｂの平面図は、例示のホルダ構造体３０１の頂部表面３０３を示している。この頂部表面３０３は、両ユニット３０２、３０４のコンタクト開口部３１４と処理開口部３３０を含んでいるが、これらは所定のパターンで分布している。図４Ｂに示している処理開口部とコンタクト開口部の形状は、単に例示のものであり、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄ、図３Ｅ、図３Ｆ、図３Ｇに関連して明確にしたように、様々な形状や形態の処理ユニット又はコンタクトユニットが用いられる。電解エッチング溶液中に浸漬されるコンタクト電極３０９と処理電極３２６もまた、任意の幾何学的形状と断面形状とを有してよい。これらの形態は、メッシュさらには導電性の泡であってもよい。
【００４２】
処理中、表面３０３は、均一に電解エッチングするようにウェハの導電性表面とほぼ平行である。電解エッチング溶液３０８は処理領域３２０ｂと接触して、電極３２６と処理領域３２０ｂを電気的にコンタクトさせる。銅層１０２ｂの電解エッチングは、陽極となるコンタクト電極と陰極となる処理電極との間に電位が与えられると開始される。電流がコンタクト電極３０９から電解エッチング溶液３０８中に流れ込んで、銅層１０２ｂのコンタクト領域３２０ａに入る。次に、電流は銅薄膜１０２ｂ中を処理領域３２０ｂに向かって流れ、電解エッチング溶液３０８に入って陰極３２６に向かって流れる。ウェハの表面１０３ｂとホルダ３０１の頂部表面３０３間には電解エッチング溶液が存在するが、この電解エッチング溶液の抵抗率は銅層の抵抗率よりはるかに高い。ホルダ構造体の表面とウェハの表面間の距離が、０．１ｍｍないし５ｍｍと十分小さければ、エッチング溶液のこの部分の全体の抵抗もまた高い。その結果、電流は実質的に銅層中の経路を流れて、処理領域３２０ｂを電解エッチングさせる。溶液中で電流が少しでもリークすると、それだけで、材料の除去の効率が減少するが、それはこのようにリーク電流が発生しても銅薄膜が電解研磨される結果とはならないからである。この実施形態では、電解エッチング溶液はコンタクトユニットと処理ユニットに対する一般的な溶液であり、これらのユニットは、ウェハ表面とホルダ構造体の頂部表面間に存在する電解エッチング溶液を介して流体連通状態にあることに留意されたい。上に述べたように、銅層の処理領域３２０ｂに与えられる陽極電圧によって、この領域にある銅が電解研磨又は電解エッチングされる。
【００４３】
処理中、ウェハはホルダ構造体３０１上を回転及び／又は線形移動されて、ウェハの全表面上を均一に電解エッチングするようにする。この処理は、ウェハ表面１０３ｂをホルダ３０１の表面３０３に近接させることによって、又は、表面１０３ｂをホルダ構造体３０１の頂部表面３０３に接触させることによって遂行される。ウェハ表面が頂部表面３０３に物理的に接触される場合、頂部表面はパッド材料を備えるのが好ましい。パッドとして適切なものを選ぶことによって、電気化学機械エッチング又は研磨の処理を実行することが可能となり、これで、上に述べたように、元来非平面の被加工物表面を平面化させることが可能となるが、これは、電気化学機械エッチング分野では、柔軟なパッドやそれ自身の表面上に研磨剤を含んだパッドが用いられるからである。
【００４４】
図３Ａと図４Ａに示している電源２１０、３１０は、電解研磨を遂行するために必要な電力を提供する。記載する様々な電極は、全てが１つの電源に接続されるか、又は複数の電源がグループを成す電極に接続されてゾーンを形成するが、これは互いに独立に制御されることを理解すべきである。例えば、第１のグループの処理電極は、ウェハのエッジ表面近傍から銅を除去するために用いられるが、第１の電源の負の端子に接続される。第２のグループの処理電極は、ウェハ表面の中心領域を走査して、この中心領域から銅を除去する。この第２のグループの処理電極は、第２の電源の負の端子に接続される。この場合、電解研磨処理は、第２の電源と第２のグループの処理電極を用いてウェハの中心領域で実行される。エッジ部分近傍から銅を除去する動作は、第１の電源によって第１のグループの処理電極に電力を供給して開始される。ウェハ上の互いに異なった複数のゾーンから材料を互いに独立に除去する能力によって、高度に均一に電解研磨する際におけるフレキシビリティを大きいものとすることが可能となる。ゾーンの数と１つのゾーン当たりの電極の数は、実用本位で少なくなったり多くなったりする。コンタクト電極は互いに異なったゾーンに分割しても分割しなくてもよい。
【００４５】
銅をウェハ上のあるゾーンから除去する場合、このゾーンを流れる電流は、電圧が一定であれば減少するものと予想される。逆に、定電流源を電源として用いると、銅が表面から除去されるにつれて、電圧降下は増加するものと予想される。この電流又は電圧の変化を利用すると、ウェハ表面から除去される材料の分量を監視することが可能である。ある時点におけるある処理エリアのウェハ表面上における位置と、電流及び電圧の値とを知ることによって、その処理領域に残された銅の分量を判定することが可能である。電源として定電圧電源を用いると、銅がある処理領域で電解エッチングによって除去されると、電流値は低下し、したがって電解エッチング速度も低下する。このようにして、銅が除去されるウェハの領域における電解エッチング処理の自主規制が達成される。これは、図１Ａに示しているように、外形物内から銅が失われるのを回避するためには重要なことである。
【００４６】
図５は、銅層１０２ｃを電気化学エッチングするために用いることが可能な、電解エッチング又は電解研磨のための別の例示のシステム４００を示している。このシステム４００は、複数のコンタクトユニットと処理ユニットを備えている。この実施形態では、電解エッチング溶液中に浸漬される共通陰極を用いて、処理ユニットを通じて層１０２ｃを電解エッチングし、コンタクトユニットを通じて層１０２ｃに電力を提供する。この設計は、材料がウェハ表面から除去されながら共通陰極上に堆積される場合には特に魅力的である。陰極は大きく、またウェハ表面から離れているため、数千枚というような多くのウェハを、陰極を清浄化又は交換しなければならなくなる以前にこの方式で処理することが可能である。図５を参照すると、複数のコンタクトユニット４０２と処理ユニット４０４が、ホルダ構造体４０１に形成されている。この実施形態でのホルダ構造体４０１もまた、頂部表面４０３と底部表面４０５を有しているプレートと同じ形状をしている。システム４００は、システム３００を前の実施形態で操作したように操作される。
【００４７】
図５に示している例では、コンタクトユニット４０２、即ちコンタクトノズルは、ホルダ４０１に形成されたコンタクトホール４０６を含んでいる。コンタクト電極４０９はコンタクトホール４０６の内部に置かれ、これで電解エッチング溶液４０８中に浸漬される。前に述べたように、この実施形態では、電解エッチング溶液４０８は、導電層１０２ｃとのコンタクトを確立することと、これを電解エッチングすることの、双方の目的のために用いられる。コンタクト電極４０９は電源４１０の正の端子に電気的に接続される。この実施形態では、処理ユニット４０４、即ちノズルは、ホルダ構造体４０１を貫通して形成された処理ホール４３０、即ち処理開口部を含んでいる。電解エッチング溶液４０８は、コンタクトホール４０６と処理ホール４３０を充填する。処理している間は、コンタクトホールはウェハ表面の近傍にあって、導電層１０２ｃの表面１０３ｃ上のコンタクト領域４２０ａを規定している。陰極である共通処理電極４２６はリザーバ中に置かれて、電解エッチング溶液４０８と物理的に接触している。この処理電極４２６は、電源４１０の負の端子に電気的に接続されている。電解エッチング溶液４０８は、処理ホール４３０を充填する。この実施形態では、コンタクト電極から電解エッチング溶液を介して処理電極にリークする電流を最小化するために、コンタクト電極は、ウェハ表面に非常に近接して置かれ、絶縁プラグ４５０をコンタクト電極の下方で用いる。これらの絶縁プラグはこの溶液に対して浸透性であってもなくてもよい。様々な電極を電源に接続するワイヤは溶液から隔離するのが好ましい。
【００４８】
処理している間は、ホルダ４０１の頂部表面４０３は、ウェハ表面と物理的に接触していてもよいし、していなくてもよい。物理的に接触する場合、頂部表面４０３はパッドを備えているのが好ましい。また、特に銅の電解研磨工程中に平面化を必要とする場合には、固定された研磨パッドを頂部表面のところで用いてウェハの表面を掃引して、材料除去処理を補助することが可能である。ホルダ４０１自体は、処理開口部４３０とコンタクト開口部４０６を切り込んだパッド材料からできている。これで、コンタクト電極４０９をこのパッド中に置く。コンタクト電極は、電圧降下を減少させるために頂部表面４０３の非常に近くに置かれるが、銅層１０２ｃの表面との物理的接触を避けるために表面４０３を越えて突出しないようにすべきである。前に説明したように、様々な設計の処理開口部４３０とコンタクト開口部４０６とを有しているホルダ構造体が用いられている。
【００４９】
図６Ａないし図９Ｂは、様々な設計のコンタクトユニットと処理ユニットを有している、これら様々なホルダ構造体の一部を示している。上記全ての実施形態でそうであったように、次の実施形態でも、コンタクトユニット中のコンタクト電極は、電解研磨されたウェハ表面とは物理的に接触しない。処理中のウェハの表面とコンタクト電極間の電気的伝導性は、コンタクト電極とこの表面とに接触する処理溶液によって提供される。
【００５０】
一実施形態で解説したように、図６Ａの斜視図と図６Ｂの平面図では、ホルダ構造体４６０は、頂部表面４６２と底部表面４６４とを有している。多くのコンタクトユニット４６６が、ホルダ構造体４６０の頂部表面４６２に形成されている。さらに、多くの処理ユニット４６８が、頂部表面４６２と底部表面４６４間で、ホルダ構造体４６０を貫通して形成されている。この実施形態では、コンタクトユニット４６６は、好ましくは断面形状が矩形に近いチャネルであり、底部壁４７０と側壁４７２とを有している。チャネルは、この実施形態では平行に分布されそして互いに等間隔で分離されているが、非平行に又は放射状になど、どのようにも分布され、チャネル間の距離は変動するようにしてもよい。コンタクト電極４７４はチャネル４６６中に、そして好ましくは底部壁４７０上に置かれる。この電極はチャネルに沿って延在する棒形状又はワイヤ形状をしている。必ずしも必要ではないが、電極４７４と底部壁４７０間にコンタクトベース４７６があってもよい。コンタクト電極は底部壁４７０上に直接置かれる。ベース４７６は、存在する場合、ホルダ構造体４６０の底部表面にまで下がって延在し、また、絶縁体で構成される。電極の高さは、表面４６２と同じレベルか又はチャネルの深さより少し小さく、これによって、処理中に、電極が電解研磨されるウェハ表面に接触し得ないように、また、同時に処理溶液中を電流が流れるようにする。絶縁されたワイヤ４７８は電極を電源（図示せず）の端子に接続する。この実施形態では、処理ユニット４６８は丸いホール形状をしており、このホールはホルダ構造体中を延在して、溶液が頂部表面まで流れるようにしている。ホール４６８は、矩形又はスリットを含んでいる他の何らかの幾何学的形状をしている。処理ユニットはまた、チャネル４６６同士間で連続的なスリットとなっている。
【００５１】
図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ及び図１０Ｂの設計は、図５に示している概念、即ち、１つの陰極と複数のコンタクト電極とを有している設計に応用されるものとして説明されることに留意されたい。しかしながら、これらの図中で与えられる設計と概念もまた、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄ、図３Ｅ、図３Ｆ、図３Ｇ、図４Ａに示している場合に直接に応用することが可能であることを理解すべきである。例えば、図６Ａの設計では、チャネル４６６は１つおきに、コンタクト電極４７４（図４Ａでは３０９と示されている）をその中に有しているコンタクトユニット（図４Ａでは３０２と示されている）となっている。これで、これらのコンタクトユニット同士間で、チャネル４６６は１つおきに処理ユニット（図４Ａでは３０４と示されている）となり、処理ユニット内の電極は処理電極（図４Ａでは３２６と示されている）となる。この場合、溶液は開口部（図６Ａでは４６８として示されている）を通って供給され、電力は図４Ａに示しているようにコンタクト電極と処理電極との間に与えられる。この場合、全てのコンタクト電極を一緒に接続し、全ての処理電極を一緒に接続すれば、用いられる電源は１つでよい。そうする代わりに、前に述べたように、複数の電源を用いると、コンタクト電極と処理電極の複数の対に電力を供給することが可能となったり、１つの電源をコンタクト電極と処理電極の様々な対の間で切り替えて供給したりする。
【００５２】
図７Ａには平面図で、また、図７Ｂには部分断面図で、前の実施形態で示したホルダ構造体４６０の変形例であるホルダ構造体４８０の別の実施形態を示している。このホルダ構造体４８０は、複数のチャネル４８６とホール４８８を備えている。この例では、これらチャネルは、斜めにそして互いに等間隔を置いて平行に置かれている。チャネル４８６は、図７Ｂに示しているように、矩形形状であって、底部壁４９０と側壁４９２によって規定されている。コンタクト電極４９４は、数珠球のような形状であり、この数珠球はチャネル４８６の底部に沿って整列しており、電源（図示せず）の端子に接続されている。上に述べたように、コンタクト電極４９４は、電極ベース４９６上に置かれていてもいなくてもよい。
【００５３】
図８Ａないし図８Ｂは、ホルダ構造体５００の別の実施形態を示している。図８Ａでは斜視図で、図８Ｂでは平面図で示しているように、ホルダ構造体５００は頂部表面５０２と底部表面５０４を有している。多くのコンタクトユニット５０６が、頂部表面５０２に形成されている。さらに、多くの処理ユニット５０８が、頂部表面５０２と底部表面５０４間で、ホルダ構造体５００を貫通して形成されている。この実施形態では、コンタクトユニット５０６は、好ましくは断面形状が矩形のチャネルであり、底部壁５１０と側壁５１２とを有している。前の実施形態の場合のように、このチャネルは、平行に分布されそして互いに等間隔で分離されているが、非平行に又は放射状になど、どのようにも分布され、チャネル間の距離は変動するようにしてもよい。この実施形態では、コンタクト電極５１４は、薄い導電性のワイヤ又はブリスルでできた導電性のブラシであるのが好ましい。これらコンタクト電極５１４は、チャネル５０６中に、好ましくは底部壁５１０上に置かれる。前の実施形態の場合のように、導電性ブラシ５１４と底部壁５１０との間にはコンタクトベース５１６が存在している。導電性ブラシ５１４の高さは、チャネル５０６の深さより少し小さくて、これによって、処理中に、ブラシ５１４が電解研磨されるウェハ表面に接触し得ないように、また、同時に処理溶液中を電流が流れるようにするのが好ましい。前の実施形態の場合のように、ベース５１６はホルダ構造体５００の底部表面にまで下がって延在してもよく、また、絶縁体でできていてもよい。絶縁された電線５１８は、導電性ブラシを電源（図示せず）の端子に接続する。この実施形態では、処理ユニット５０８は丸いホール形状をしており、このホールはホルダ構造体中に延在して、処理中に溶液が頂部表面まで流れるようにしている。ホールは、矩形又は他の何らかの幾何学的形態をしている。
【００５４】
図９Ａないし図９Ｂは、前の実施形態で用いられた導電性ブラシを用いるホルダ構造体の別の構造体を示している。導電性ブラシを用いる目的は、対象となる実施形態を例証するためであることは言うまでもない。他の何らかの形状と幾何学的形態を有しているコンタクト電極が、図９Ａないし図９Ｂに関連して説明した実施形態で用いられる。同様に、様々な形状、サイズ及び幾何形態を有している処理ユニットとコンタクトユニット、及びホルダ構造体上でのこれらの考えられる代替の分布を用いることは、本発明の範囲内にある。
【００５５】
図９Ａでは斜視図で図９Ｂでは部分斜視側面図で示しているように、ホルダ構造体５２０は前の実施形態で示したホルダ構造体５００の変形例である。このホルダ構造体５２０は、複数のコンタクトユニット５２６と処理ユニット５２８とを備えている。この例で、これら処理ユニット５２８は、斜めにそして互いに等間隔を置いて平行に置かれている。この実施形態における処理ユニットはスリット形状をしており、このスリットはホルダ構造体５２０の頂部表面５２２と底部表面５２４間に延在して、処理溶液が流れるようにしている。この実施形態におけるコンタクトユニットはホルダ構造体に開けられたホール形状をしている。コンタクトユニット５２６は、底部壁５３０と、この例では円筒形である側壁５３２とを含んでいる。導電性ブラシ５３４が。コンタクトユニット５２６の底部壁５３０上に置かれ、電源（図示せず）の端子に接続されている。上に説明したように、コンタクト電極５３４は電極ベース５３６上に置かれている。
【００５６】
本発明による埋め込み型電気的コンタクトという方式を用いる、他の２つの設計を図１０Ａと図１０Ｂに示している。図１０Ａに示しているように、コンタクト電極６００は支持体６０１の上方にあって銅層１０２ｃの表面１０３ｃに近接している。支持体６０１はホルダ構造体（図示せず）で保持されているが、この構造体はオープンフレームでできている。支持体６０１は絶縁性材料でできており、コンタクト電極を陽極とする電圧が電極とコンタクト電極の間に与えられると、コンタクト電極６００から電解研磨溶液６０８を介して電極６２６に流れるリーク電流を減少させる。動作中、コンタクト電極６００は表面１０３ｃには接触しない。しかしながら、これらの電極はこの表面に近接しているため、コンタクト電極６００が銅表面１０３ｃに電気的に結合する。前の例の場合のように、材料除去動作のほとんどが、コンタクト電極同士間のエリア、即ち、処理開口部中のウェハ表面上で発生する。この設計ではリーク電流の減少は重要である。このような減少は、ウェハに対面している表面を除くコンタクト電極の全ての表面を絶縁することによって、また、ウェハとコンタクト電極間の距離を減少させることによって達成される。接触処理のために用いることが可能な、図１０Ａに示しているあるバージョンの設計を図１０Ｂに示している。図１０Ｂでは、コンタクト電極６００ｂと構造体６０１ｂは、海綿状材料６２０、即ちパッド材料中に埋め込まれる。この海綿状材料は、多孔質の重合体のパッドであってよく、このパッドによって、電解エッチング溶液６０８ｂは、ウェハ表面とコンタクト電極６２６ｂを濡らすことが可能である。電解研磨中、銅層１０２ｃの表面はパッド材料に接触してもしなくてもよい。また、この実施形態でも、ほとんどの場合、材料はコンタクト電極同士間のエリア、即ち、図１０Ｂに示しているように海綿状材料を含んでいる処理開口部中のウェハ表面上で除去される、即ち海綿状材料がこれらの処理開口部から除去されて、この電解液の電気抵抗とその流れに対する抵抗性とを減少させる。パッド材料の表面は研磨剤を備えてもよく、これによって、特に電解研磨中に平面化が必要とされる場合、即ち開始時の銅表面が非平面である場合には、材料除去処理を補助する。
【００５７】
図１１Ａと図１１Ｂに、図１０Ａに示しているシステムを用いる電解研磨処理の例示の段階を模式的に示している。この例では、分かり易いように、システム７００は２つのコンタクト電極、即ち第１のコンタクト電極７０１ａと第２のコンタクト電極７０１ｂとを有している。これらの電極は支持体７０２上に置かれ、また、電源の正の端子に接続されている。この点で、陰極７０５はまた、この電源の負の端子に接続されている。この電解研磨処理は２つのコンタクト電極で例示されているため、陰極７０５の一部を図１１Ａないし図１１Ｂに示している。
【００５８】
電解研磨処理を、銅層７０６を有している例示の基板７０４に適用する。材料除去動作は、コンタクト電極同士間の処理開口部７０７中のウェハ表面で発生する。基板７０４は、銅層で充填された外形物７０８を含んでいる半導体基板である。外形物７０８と基板７０４の表面とは、銅の導電率より一般に小さい導電率を有しているバリア層７１０で裏打ちされている。前に述べたように、Ｔａ、Ｗ、ＷＮ、ＷＣＮ、ＷＮ又はＴａＮは、銅を堆積させるための一般的なバリア材料である。電解研磨溶液７１２などの銅除去溶液は、銅層７０６及び陰極７０５と接触している（図１０Ａも参照）。
【００５９】
図１１Ａに示しているように、電解研磨処理の間、コンタクト電極７０１ａと７０１ｂは銅層に近接して置かれる。電流がコンタクト電極７０１ａと７０１ｂから銅層７０６を通過して流れるにつれて、銅層７０６の表面部分７１４ａが除去又は電解研磨される。この表面部分は、処理ホール７０７とコンタクト電極との向こう側にある銅層の部分である。図１１Ａに示しているように、第１のコンタクト電極７０１ａと第２のコンタクト電極７０１ｂからの電流の流れる方向をそれぞれ矢印ＡとＢで示している。電解研磨によって、銅層の厚さが、バリア層のレベルにまで均一に減少して、さらに、導電性の銅がバリア層上に残っている限りこの電解研磨は続く。部分７１４が除去されている間、電流の流れに対する抵抗性が増して、電流の流れは最も抵抗の低い経路を選択するが、この場合、それでもこの経路には導電性の銅があり、表面部分７１４がほとんど完全に除去されるまで残余の銅をエッチングし続けることが理解されよう。これによって、図１１Ｂに示しているように隣の位置に移動する前に、銅層の電解研磨が表面のその位置で停止する、即ち、処理が自主規制する。図１１Ｂに、システム７００が銅層７０６の残りの部分上を移動する際の、電解研磨処理の間の別の瞬間を示している。コンタクト電極７０１ａが銅層７０６上を移動するにつれて、電流は残っている層を流れ、これで電解研磨処理が開始される。この瞬間、第２のコンタクト電極はまだ露出されたバリア層上にあるので、第２の電極からの電流の流れは抵抗に直面する。これによって、より大きい電流Ｉ１が第１の電極７０１ａと経路Ａとを流れるが、これに対して電流Ｉ２が第２の電極７０１ｂを流れる。第１のコンタクト電極から電流が流れることによって、残りの銅が電解研磨され、一方、電極７０１ｂを流れる電流が小さい又は不足していると、バリアが露出しているエリアからの銅のさらなる除去が阻止される。したがって、システム７００は、特定のコンタクト電極からの電流の流れを、処理が進行するにつれて、その特定の電極上の銅の残留物しだいで増減させることが可能であり、一旦バリアが露出したら、銅の除去は劇的に減少又は阻止され、これで、外形物７０８内部から銅が失われるのを回避する。
【００６０】
本特許出願中のある設計と関連して説明した、バブル除去手段などの様々な外形物もまた、他の所与の設計にも使用されることに留意されたい。電源の性質は定義されていないが、電源は直流電源又は、パルスジェネレータなどの可変電圧電源であることを理解すべきである。電解研磨用の電圧又は電流は、処理中に変更して、均一な材料除去と、結果として得られる被加工物表面の表面品質という点で、最良の処理結果が得られるようにする。例えば、平滑な表面を得るために、高い電流密度、即ち高い研磨電圧を処理の初期に用いるが、次に電流密度を減少させて、より正確に終点を検出するようにする。コンタクト領域と処理領域は、互いに異なった多くの形状とサイズを有している。コンタクト電極と被加工物表面間の距離は、全体にわたって均一であってよく、可変であってもよい。銅の除去のために用いることができる電解研磨溶液には、一般的に用いられる燐酸溶液が含まれる。
【００６１】
様々な好ましい実施形態と最良の形態とを上に詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規な教示と利点とから実質的に逸脱することなく、例示の実施形態の多くの修正例が可能であることを容易に理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１Ａ】従来の堆積処理を用いて堆積された非平面の銅過重物層を有している基板の略図である。
【図１Ｂ】平面化処理を非平面の銅過重物層に適用した図１Ａに示している基板の略図である。
【図１Ｃ】電気化学機械堆積処理を用いて堆積された平面の銅過重物層を有している基板の略図である。
【図２Ａ】銅の層を自身上に形成した半導体ウェハの一部の略断面図である。
【図２Ｂ】半導体ウェハを詳細に示している略断面図である。
【図３Ａ】本発明の電解研磨システムの実施形態の略図である。
【図３Ｂ】処理溶液によってウェハ表面との電気的コンタクトを確立するコンタクトユニットの様々な実施形態の略図である。
【図３Ｃ】処理溶液によってウェハ表面との電気的コンタクトを確立するコンタクトユニットの様々な実施形態の略図である。
【図３Ｄ】処理溶液によってウェハ表面との電気的コンタクトを確立するコンタクトユニットの様々な実施形態の略図である。
【図３Ｅ】ウェハ表面と電気的コンタクトを確立し、また、ウェハ表面を処理する、コンタクトユニットと処理ユニットの様々な設計の略図である。
【図３Ｆ】ウェハ表面と電気的コンタクトを確立し、また、ウェハ表面を処理する、コンタクトユニットと処理ユニットの様々な設計の略図である。
【図３Ｇ】ウェハ表面と電気的コンタクトを確立し、また、ウェハ表面を処理する、コンタクトユニットと処理ユニットの様々な設計の略図である。
【図４Ａ】複数のコンタクト電極と処理電極を含んでいる本発明の電解研磨システムの別の実施形態の略図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示している電解研磨システムの略平面図である。
【図５】１つの処理電極と共に複数のコンタクト電極を用いる本発明の電解研磨システムのさらに別の実施形態の略図である。
【図６Ａ】本発明の電解研磨システムで用いられるホルダ構造体の略図である。
【図６Ｂ】本発明の電解研磨システムで用いられるホルダ構造体の略図である。
【図７Ａ】本発明の電解研磨システムで用いられる別のホルダ構造体の平面図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示されているホルダ構造体の部分断面図である。
【図８Ａ】本発明の電解研磨システムで用いられる別のホルダ構造体の略図である。
【図８Ｂ】本発明の電解研磨システムで用いられる別のホルダ構造体の略図である。
【図９Ａ】本発明の電解研磨システムで用いられるさらに別のホルダ構造体の略図である。
【図９Ｂ】本発明の電解研磨システムで用いられるさらに別のホルダ構造体の略図である。
【図１０Ａ】１つの処理電極と共に複数のコンタクト電極を用いる本発明の電解研磨システムの他の実施形態の略図である。
【図１０Ｂ】１つの処理電極と共に複数のコンタクト電極を用いる本発明の電解研磨システムの他の実施形態の略図である。
【図１１Ａ】図１０Ａに示している電解研磨システムを用いる電解研磨処理の段階の略図である。
【図１１Ｂ】図１０Ａに示している電解研磨システムを用いる電解研磨処理の段階の略図である。
【図１Ａ】
2006505697.tif 000003
【図１Ｂ】
2006505697.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
2006505697.tif 000006
【図２Ｂ】
2006505697.tif 000007
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2006505697.tif 000009
【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
2006505697.tif 000011
【図３Ｅ】
2006505697.tif 000012
【図３Ｆ】
2006505697.tif 000013
【図３Ｇ】
2006505697.tif 000014
【図４Ａ】
2006505697.tif 000015
【図４Ｂ】
2006505697.tif 000016
【図５】
2006505697.tif 000017
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2006505697.tif 000019
【図７Ａ】
2006505697.tif 000020
【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
2006505697.tif 000022
【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
2006505697.tif 000024
【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
2006505697.tif 000026
【図１０Ｂ】
2006505697.tif 000027
【図１１Ａ】
2006505697.tif 000028
【図１１Ｂ】
2006505697.tif 000029
【国際調査報告】
2006505697.tif 000030
2006505697.tif 000031