(57)【要約】【課題】例えば６５ｎｍ乃至それ以降のより微細な配線構造であっても、絶縁膜や配線金属膜のダメージを回避して、高い信頼性の高速デバイスを製造できるようにする。【解決手段】配線用凹部以外に形成された配線金属膜及びバリア膜を研磨で除去する研磨工程を有し、研磨工程は、基板の表面を研磨する第１の研磨処理と、該第１の研磨処理後の基板の表面を洗浄する洗浄処理と、該洗浄後の基板の表面を更に研磨する第２の研磨処理を有し、研磨処理の少なくとも一方を電解研磨で行う。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線用凹部以外に形成された配線金属膜及びバリア膜を研磨で除去する研磨工程を有し、
前記研磨工程は、
基板の表面を研磨する第１の研磨処理と、該第１の研磨処理後の基板の表面を洗浄する洗浄処理と、該洗浄後の基板の表面を更に研磨する第２の研磨処理を有し、
前記研磨処理の少なくとも一方を電解研磨で行うことを特徴とする研磨方法。
【請求項２】
前記電解研磨を、導電率が５０ｍＳ／ｃｍ以上の電解液を用いて行うことを特徴とする請求項１記載の研磨方法。
【請求項３】
前記研磨処理の少なくとも一方をＣＭＰで行うことを特徴とする請求項１または２記載の研磨方法。
【請求項４】
前記洗浄処理は、洗浄ユニットで基板を洗浄リンスする処理であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の研磨方法。
【請求項５】
前記洗浄処理は、研磨テーブル上で基板を水ポリッシングする処理であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の研磨方法。
【請求項６】
前記洗浄処理は、研磨テーブルの周囲で基板をリンスする処理であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の研磨方法。
【請求項７】
前記洗浄処理を、該洗浄処理によって排出される洗浄排水の導電率が前記第２の研磨処理で用いられる研磨液の導電率の少なくとも１／３以下となるまで行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の研磨方法。
【請求項８】
前記洗浄処理によって排出される洗浄排水の導電率を、導電率計でモニタリングすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の研磨方法。
【請求項９】
前記電解研磨の前または後に、研磨部の研磨面をコンディショニングすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の研磨方法。
【請求項１０】
電解研磨装置からなる第１の研磨ユニットと、
少なくとも１つ以上の洗浄ユニットと、
前記電解研磨装置で研磨し、前記洗浄ユニットで洗浄及びリンスされた基板の表面を更に研磨する第２の研磨ユニットと、
少なくとも１つ以上の乾燥ユニットを有することを特徴とする研磨装置。
【請求項１１】
前記第２の研磨ユニットは、ＣＭＰ装置からなることを特徴とする請求項１０記載の研磨装置。
【請求項１２】
前記電解研磨装置は、研磨面のコンディショニングを行うコンディショニング部材を有し、前記ＣＭＰ装置を兼用することを特徴とする請求項１１記載の研磨装置。
【請求項１３】
前記洗浄ユニットの排水経路の途中に、該排水経路に沿って流れるリンス排水の導電率を計測する導電率計を設置したことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項１４】
電源の一方の極に接続された第１の電極に電気的に接続され、上面に研磨パッドを有する研磨テーブルと、
基板を保持し該基板を前記研磨パッドの研磨面に７ｋＰａ以下の圧力にて押圧するトップリングと、
電源の他方の極に接続されて前記基板に通電する第２の電極と、
前記研磨パッドの前記研磨面に液体を供給する液体供給部と、
前記研磨パッドの前記研磨面をコンディショニングするコンディショニング部材と、
前記トップリングで保持された基板と前記研磨パッドとを相対移動させる相対移動機構を有することを特徴とする電解研磨装置。
【請求項１５】
前記コンディショニング部材は、ダイヤモンド電着粒子またはブラシを有するドレッサからなることを特徴とする請求項１４記載の電解研磨装置。
【請求項１６】
前記第１の電極に対向して、第１の電極を電解研磨時とは逆の極性とした電圧を印加して該第１の電極をコンディショニングするカウンタ電極を更に有することを特徴とする請求項１４または１５記載の電解研磨装置。
【請求項１７】
前記研磨パッドの前記研磨面に、純水または薬液を供給するアトマイザを更に有することを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれかに記載の電解研磨装置。
【請求項１８】
前記研磨パッドは、その内部に肉厚方向に貫通する貫通孔が設けられているか、または研磨パッド自体が通液性を有することを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれかに記載の電解研磨装置。
【請求項１９】
前記第２の電極をコンディショニングする電極コンディショナを更に有することを特徴とする請求項１４乃至１８のいずれかに記載の電解研磨装置。
【請求項２０】
前記電極コンディショナの洗浄を行う電極コンディショナ洗浄装置を更に有することを特徴とする請求項１９記載の電解研磨装置。
【請求項２１】
前記カウンタ電極のコンディショニングするカウンタ電極用コンディショナを更に有することを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれかに記載の電解研磨装置。
【請求項２２】
電源の一方の極に接続された第１の電極に電気的に接続され、上面に研磨パッドを有する研磨テーブルと、
基板を保持し該基板を前記研磨パッドの研磨面に押圧するトップリングと、
電源の他方の極に接続されて前記基板に通電する第２の電極と、
前記研磨パッドの前記研磨面に液体を供給する液体供給部と、
前記研磨パッドの前記研磨面をコンディショニングするコンディショニング部材と、
前記トップリングで保持された基板と前記研磨パッドとを相対移動させる相対移動機構を有し、
前記液体供給部は、研磨液供給ライン及び電解液供給ラインに接続されていることを特徴とする電解研磨装置。
【請求項２３】
電源の一方の極に接続された第１の電極に電気的に接続され、上面に研磨パッドを有する研磨テーブルと、
基板を保持し該基板を前記研磨パッドの研磨面に押圧するトップリングと、
電源の他方の極に接続されて前記基板に通電する第２の電極と、
前記研磨パッドの前記研磨面に液体を供給する液体供給部と、
前記研磨パッドの前記研磨面をコンディショニングするコンディショニング部材と、
前記トップリングで保持された基板と前記研磨パッドとを相対移動させる相対移動機構を有し、
前記液体供給部は、研磨液供給ライン及び支持電解質供給ラインに接続されていることを特徴とする電解研磨装置。
【請求項２４】
前記液体供給部は、さらに添加剤供給ラインに接続されていることを特徴とする請求項２３記載の電解研磨装置。
【請求項２５】
研磨液供給ライン及び支持電解質供給ラインは、液体混合用のバッファを介して、前記流体供給部に接続されていることを特徴とする請求項２３または２４記載の電解研磨装置。
【請求項２６】
前記液体供給部は、さらに純水供給ラインに接続されていることを特徴とする請求項２２乃至２５のいずれかに記載の電解研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨方法及び研磨装置に関し、特に半導体ウェハ等の基板に形成した絶縁膜（層間絶縁膜）内に設けた微細な配線用凹部の内部に埋込んだ銅等の配線材料（金属）を研磨して配線を形成するのに使用される研磨方法及び研磨装置に関する。また、本発明は、この研磨装置に使用して最適な電解研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の配線形成プロセスとして、絶縁膜内に設けたトレンチやビアホール等の配線用凹部内に配線金属を埋込むようにした、いわゆるダマシンプロセスが使用されつつある。このダマシンプロセスは、基板上のＳｉＯ２，ＳｉＯＦ，ＳｉＯＣまたはいわゆるＬｏｗ−ｋ材等からなる絶縁膜（層間絶縁膜）内に配線用凹部を形成し、次いで配線用凹部を含む絶縁膜全表面にチタン、タンタル、タングステン、ルテニウム及び／またはそれらの合金等からなるバリア膜を形成し、バリア膜の表面にアルミニウム、銅、銀、金またはそれらの合金からなる配線金属膜を形成して配線用凹部内に配線金属を埋込み、その後、配線用凹部以外に形成された余分な配線金属膜及びバリア膜を除去することにより一般に行われる。現状の高速デバイスでは、配線金属として銅または銅合金を採用することが一般的であり、また絶縁膜としてはいわゆるＬｏｗ−ｋ材を採用する方向にある。
【０００３】
ダマシンプロセスにおける配線用凹部の形成はドライエッチング等により、バリア膜の形成はＰＶＤ、ＣＶＤまたはＡＬＤ等のドライプロセスにより行われることが多い。配線金属膜の形成方法としては、電解めっきまたは無電解めっき等のウェットプロセス、ＰＶＤ、ＣＶＤまたはＡＬＤ等のドライプロセスが挙げられるが、電解めっきで形成することが広く行われている。バリア膜の導電性が低い場合に電解めっきで配線金属膜を形成する際には、バリア膜の成膜に連続して該バリア膜の表面に給電用のシード膜を事前に形成しておくことが広く行われている。余分な配線金属膜及びバリア膜の除去は、一般に、化学機械的研磨（ＣＭＰ）、電解研磨（複合電解研磨）等のいわゆる平坦化法で行われる。
【０００４】
図１は、半導体装置における銅配線形成例を工程順に示す。図１（ａ）に示すように、半導体素子を形成した半導体基材３０１上の導電層３０１ａの上に、例えばＳｉＯ２やＬｏｗ−ｋ材からなる絶縁膜３０２を堆積し、この絶縁膜３０２の内部に、例えばリソグラフィ・エッチング技術によりビアホール３０３とトレンチ３０４を形成し、その上にＴａもしくはＴａＮ等からなるバリア膜３０５、更にその上に電解めっきの給電膜としてのシード膜３０６をスパッタリング等により形成する。
【０００５】
そして、図１（ｂ）に示すように、半導体基板Ｗの表面に銅めっきを施すことで、半導体基板Ｗのビアホール３０３及びトレンチ３０４内に銅を充填させるとともに、絶縁膜３０２上に配線金属膜としての銅膜３０７を堆積させる。その後、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）等により、絶縁膜３０２上の銅膜３０７、シード膜３０６及びバリア膜３０５を除去して、ビアホール３０３及びトレンチ３０４に充填させた銅膜３０７の表面と絶縁膜３０２の表面とをほぼ同一平面にする。これにより、図１（ｃ）に示すように、絶縁膜３０２の内部にシード膜３０６と銅膜３０７からなる配線３０８を形成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、６５ｎｍ乃至それ以降のより微細な配線構造の形成においては、絶縁膜としてＬｏｗ−ｋ材を採用することが想定されている。Ｌｏｗ−ｋ材は、その機械的強度が従来のＳｉＯ２，ＳｉＯＦ，ＳｉＯＣ膜等と比較して低い。このため、絶縁膜としてＬｏｗ−ｋ材を採用した場合に、過度の研磨圧力を掛けながら絶縁膜の表面に形成した配線金属膜を研磨することは、絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ材）へのダメージを防止する上で好ましくない。またＬｏｗ−ｋ材の機械強度が改善されたとしても、微細配線において研磨後の配線表面にダメージが残るようであると、配線抵抗の増加などの悪影響をもたらす恐れがある。この点からも研磨圧力を低下させることが望まれている。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、例えば６５ｎｍ乃至それ以降のより微細な配線構造であっても、絶縁膜や配線金属膜のダメージを回避して、高い信頼性の高速デバイスを製造できるようにした研磨方法及び研磨装置、並びに電解研磨装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、配線用凹部以外に形成された配線金属膜及びバリア膜を研磨で除去する研磨工程を有し、前記研磨工程は、基板の表面を研磨する第１の研磨処理と、該第１の研磨処理後の基板の表面を洗浄する洗浄処理と、該洗浄後の基板の表面を更に研磨する第２の研磨処理を有し、前記研磨処理の少なくとも一方を電解研磨で行うことを特徴とする研磨方法である。
【０００９】
第１の研磨処理と第２の研磨処理との間で基板の表面を洗浄することで、組成の極端に異なる研磨液を用いた研磨処理を連続して行うことができる。これによって、研磨処理に採用できる研磨手法の範囲を広げ、結果として目的とする低ダメージの配線を形成することができる。
【００１０】
また、配線等に与えるダメージが一般に少ない電解研磨を研磨処理の少なくとも一部に採用し、例えば、全体の研磨量の過半を占める配線用凹部以外に形成された配線金属膜の大部分の研磨除去を電解研磨で行うことで、研磨工程による配線構造に対するダメージを大きく低減することができる。電解研磨には、リン酸などを電解液（研磨液）として、配線金属側をアノード分極して溶解させる一般の電解研磨の他に、電解研磨に低圧な機械的研磨加工を伴う複合電解研磨が含まれる。電解研磨は、電解酸化・エッチングのみで加工が行われ、複合電解研磨は、電解酸化・エッチングと機械的な研磨作用との組み合わせで加工が進む。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記電解研磨を、導電率が５０ｍＳ／ｃｍ以上の電解液を用いて行うことを特徴とする請求項１記載の研磨方法である。
低電圧であっても、電解液中を高い電流が流れるようにすることで、効率よく電解研磨を行うことができる。高い電圧が必要になると、電力費が嵩むばかりでなく、高い容量の整流器が必要となり装置費も高くなる。導電率が５０ｍＳ／ｃｍ以上の電解液（研磨液）を使用することで、電解研磨に要する電圧が１０Ｖ未満となり、効率よく電解研磨を行うことができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記研磨処理の少なくとも一方をＣＭＰで行うことを特徴とする請求項１または２記載の研磨方法である。
電解研磨（複合電解研磨）は、配線等に与えるダメージを低く抑えつつ研磨を行うことができるものの、例えば配線金属膜の表面に生じる段差を解消する性能に劣っていることがある。また、一般にバリア膜の導電性は配線金属の導電性と比較して極端に低いため、電解研磨を続けようとしても、バリア膜が露出した途端に電気抵抗が高まり、配線金属膜が一部残った状態で研磨が停止してしまうことがある。このような場合に、配線金属膜の過半を電解研磨（複合電解研磨）で研磨除去し、次いで段差解消性の高い従来型のＣＭＰ法を適用して残余の配線金属膜を研磨除去することで、研磨後における基板表面の平坦性を高め、またバリア膜が露出した時点で電解研磨からＣＭＰに切り替えることで、残余の配線金属膜及びこの下のバリア膜を確実に研磨除去することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記洗浄処理は、洗浄ユニットで基板を洗浄リンスする処理であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の研磨方法である。
請求項５に記載の発明は、前記洗浄処理は、研磨テーブル上で基板を水ポリッシングする処理であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の研磨方法である。
請求項６に記載の発明は、前記洗浄処理は、研磨テーブルの周囲で基板をリンスする処理であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の研磨方法である。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、前記洗浄処理を、該洗浄処理によって排出される洗浄排水の導電率が前記第２の研磨処理で用いられる研磨液の導電率の少なくとも１／３以下となるまで行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の研磨方法である。
【００１５】
電解研磨には、導電率の高い濃厚な電解液（研磨液）が好ましく使用される。一方、ＣＭＰにあっては、研磨液の導電率を高くすると研磨剤が凝集するなどして研磨特性が悪化するので、例えば１〜１０ｍＳ／ｃｍ程度に導電率を抑えた、希薄な研磨液が一般に使用される。このため、例えば、第１の研磨処理で導電率の高い電解液（研磨液）を用いた電解研磨を行い、その電解液の付着した基板を洗浄することなく第２の研磨処理に持ち込んでＣＭＰを行うと、ＣＭＰで使用される研磨液の濃度が高くなって研磨特性が悪化する。このような場合に、洗浄排水の導電率が第２の研磨処理で用いられる研磨液の導電率の少なくとも１／３以下、好ましくは１／１０以下、更に好ましくはほぼ同等となるまで洗浄リンス処理を行うことで、研磨特性を悪化させることなく、第２の研磨を行うことができる。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、前記洗浄処理によって排出される洗浄排水の導電率を、導電率計でモニタリングすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の研磨方法である。
このように洗浄排水の導電率を導電率計でモニタリングすることにより、洗浄処理の効果を確認して、研磨を確実なものとすることができる。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、前記電解研磨の前または後に、研磨部の研磨面をコンディショニングすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の研磨方法である。
これにより、研磨液が互いに混合してしまうことを防止しつつ、第１の研磨処理と第２の研磨処理を同一の研磨部の研磨面を用いて行うことができる。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、電解研磨装置からなる第１の研磨ユニットと、少なくとも１つ以上の洗浄ユニットと、前記電解研磨装置で研磨し、前記洗浄ユニットで洗浄及びリンスした基板の表面を更に研磨する第２の研磨ユニットと、少なくとも１つ以上の乾燥ユニットを有することを特徴とする研磨装置である。
これにより、１つの装置に、第１の研磨ユニット、洗浄ユニット、第２の研磨ユニット及び乾燥ユニットを設けて一連の処理を行わせるとともに、乾燥状態で装置に投入された未処理基板を乾燥状態の処理済基板として取出すようにして、前後の工程との整合性を高くすることができる。
【００１９】
請求項１１に記載の発明は、前記第２の研磨ユニットがＣＭＰユニットであることを特徴とする請求項１０記載の研磨装置である。
【００２０】
請求項１２に記載の発明は、前記電解研磨装置は、研磨面のコンディショニングを行うコンディショニング部材を有し、前記ＣＭＰ装置を兼用することを特徴とする請求項１１記載の研磨装置である。
これにより、研磨液が互いに混合してしまうことを防止しつつ、第１の研磨処理と第２の研磨処理を同一の電解研磨装置で行うことができる。コンディショニング部材の例としては、アトマイザのように加圧された純水もしくは研磨液の除去を促進させる薬液を研磨面に供給するものが挙げられる。
【００２１】
請求項１３に記載の発明は、前記洗浄ユニットの排水経路の途中に、該排水経路に沿って流れるリンス排水の導電率を計測する導電率計を設置したことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載の研磨装置である。
【００２２】
請求項１４に記載の発明は、電源の一方の極に接続された第１の電極に電気的に接続され、上面に研磨パッドを有する研磨テーブルと、基板を保持し該基板を前記研磨パッドの研磨面に７ｋＰａ以下の圧力にて押圧するトップリングと、電源の他方の極に接続されて前記基板に通電する第２の電極と、前記研磨パッドの前記研磨面に液体を供給する液体供給部と、前記研磨パッドの前記研磨面をコンディショニングするコンディショニング部材と、前記トップリングで保持された基板と前記研磨パッドとを相対移動させる相対移動機構を有することを特徴とする電解研磨装置である。
【００２３】
この電解研磨装置によれば、研磨パッドの研磨面をコンディション部材でコンディショニングすることで、研磨パッド上の研磨生成物等を除去して研磨パッドの研磨特性を維持することができる。通常のドレッシングやアトマイジング等、水を用いたコンディショニングを行った場合には、コンディショニング後に研磨パッドがついた研磨テーブルを５０〜１００ｒｐｍの回転速度で数秒間回転させて水切りを行うことが好ましく、これにより、電解液の濃度変化を抑制することができる。
【００２４】
請求項１５に記載の発明は、前記コンディショニング部材は、ダイヤモンド電着粒子またはブラシを有するドレッサからなることを特徴とする請求項１４記載の電解研磨装置である。
【００２５】
請求項１６に記載の発明は、前記第１の電極に対向して、第１の電極を電解研磨時とは逆の極性とした電圧を印加して該第１の電極をコンディショニングするカウンタ電極を更に有することを特徴とする請求項１４または１５記載の電解研磨装置である。
第１の電極をコンディショニングすることで、電解研磨によって第１の電極へ析出した研磨生成物等を第１の電極から除去し、これによって、研磨特性に影響を与える電極電位や電極抵抗等が変化してしまうことを防止することができる。
【００２６】
請求項１７に記載の発明は、前記研磨パッドの前記研磨面に純水または薬液を供給するアトマイザを更に有することを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれかに記載の電解研磨装置である。
これにより、アドマイザから研磨パッドの研磨面に供給された純水または薬液によって、研磨パッド表面に付着した異物を除去したり、研磨パッドの開口部に露出した第１の電極の表面に付着した生成物を除去したりすることができる。
【００２７】
請求項１８に記載の発明は、前記研磨パッドは、その内部に肉厚方向に貫通する貫通孔が設けられているか、または研磨パッド自体が通液性を有することを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれかに記載の電解研磨装置である。
これにより、研磨パッドに接触する基板に、研磨パッドの内部を流通する電解液を通して通電させて、電解研磨を行うことができる。研磨パッドの全面に渡って貫通孔が設けられていれば、研磨パッド全体は、格子状または円環状の溝が形成されたものであってもよい。また、研磨パッド自体に通液性があれば、必ずしも研磨パッドに貫通孔が設けられていなくてもよい。
【００２８】
請求項１９に記載の発明は、前記第２の電極をコンディショニングする電極コンディショナを更に有することを特徴とする請求項１４乃至１８のいずれかに記載の電解研磨装置である。
これにより、研磨中に第２の電極の表面に付着した研磨生成物や酸化物等を第２の電極の表面から除去することができる。
【００２９】
請求項２０に記載の発明は、前記電極コンディショナの洗浄を行う電極コンディショナ洗浄装置を更に有することを特徴とする請求項１９記載の電解研磨装置である。
請求項２１に記載の発明は、前記カウンタ電極のコンディショニングするカウンタ電極用コンディショナを更に有することを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれかに記載の電解研磨装置である。
【００３０】
請求項２２に記載の発明は、電源の一方の極に接続された第１の電極に電気的に接続され、上面に研磨パッドを有する研磨テーブルと、基板を保持し該基板を前記研磨パッドの研磨面に押圧するトップリングと、電源の他方の極に接続されて前記基板に通電する第２の電極と、前記研磨パッドの前記研磨面に液体を供給する液体供給部と、前記研磨パッドの前記研磨面をコンディショニングするコンディショニング部材と、前記トップリングで保持された基板と前記研磨パッドとを相対移動させる相対移動機構を有し、前記液体供給部は、研磨液供給ライン及び電解液供給ラインに接続されていることを特徴とする電解研磨装置である。
【００３１】
これにより、電解液供給ラインを通して研磨パッドに電解液を供給しながら電解研磨を行い、研磨液供給ラインを通して研磨パッドに研磨液を供給しながらＣＭＰを行うことができる。しかも、電解研磨とＣＭＰとの間で研磨パッドの研磨面をコンディショニングすることで、電解液と研磨液が混合してしまうことを防止することができる。
【００３２】
請求項２３に記載の発明は、電源の一方の極に接続された第１の電極に電気的に接続され、上面に研磨パッドを有する研磨テーブルと、基板を保持し該基板を前記研磨パッドの研磨面に押圧するトップリングと、電源の他方の極に接続されて前記基板に通電する第２の電極と、前記研磨パッドの前記研磨面に液体を供給する液体供給部と、前記研磨パッドの前記研磨面をコンディショニングするコンディショニング部材と、前記トップリングで保持された基板と前記研磨パッドとを相対移動させる相対移動機構を有し、前記液体供給部は、研磨液供給ライン及び支持電解質供給ラインに接続されていることを特徴とする電解研磨装置である。
【００３３】
例えば、電解研磨に使用する電解液として、ＣＭＰで使用される研磨液に支持電解質を添加するタイプがある。電解研磨で銅等の配線金属の研磨を行った後、ＣＭＰでバリア膜上に残る銅等の金属配線の除去を行う場合、電解研磨で使用される電解液のベース液をＣＭＰの研磨液として使用できる場合もある。この電解研磨装置によれば、このような場合に、研磨液供給ラインから研磨液を研磨バッドの研磨面に供給しながらＣＭＰを行い、研磨液供給ラインから研磨液を、支持電解質供給ラインから支持電解質をそれぞれ研磨パッドの研磨面に供給しながら電解研磨を行うことができる。
【００３４】
請求項２４に記載の発明は、前記液体供給部は、さらに添加剤供給ラインに接続されていることを特徴とする請求項２３記載の電解研磨装置である。
これにより、研磨液供給ラインから研磨液を研磨バッドの研磨面に供給しながら、必要に応じて、添加剤供給ラインから研磨バッドの研磨面に酸化剤等の添加剤を供給することで、添加剤を添加した研磨液を用いたＣＭＰを行うことができる。
【００３５】
請求項２５に記載の発明は、研磨液供給ライン及び支持電解質供給ラインは、液体混合用のバッファを介して、前記流体供給部に接続されていることを特徴とする請求項２３または２４記載の電解研磨装置である。
これにより、研磨液供給ラインから供給される研磨液と支持電解質供給ラインから供給される支持電解質をバッファ内で予め混合して電解液を生成してバッファ内に貯めておき、このバッファ内の電解液を研磨パッドに供給することができる。
【００３６】
請求項２６に記載の発明は、前記液体供給部は、さらに純水供給ラインに接続されていることを特徴とする請求項２２乃至２５のいずれかに記載の電解研磨装置である。
これにより、研磨後に研磨パッドの研磨面に純水を供給しながら基板をポリッシングする水ポリッシングを行って、基板を洗浄することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、第１の研磨処理と第２の研磨処理との間で基板の表面を洗浄することで、研磨処理に採用できる研磨手法の範囲を広げ、しかも、研磨の際に配線等に与えるダメージが一般に少ない電解研磨を研磨処理の少なくとも一部に採用することで、例えば６５ｎｍ乃至それ以降のより微細な配線構造であっても、絶縁膜や配線金属膜のダメージを回避して、高い信頼性の高速デバイスを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図２は、本発明の実施の形態に係る研磨装置の配置構成を示す平面図である。この研磨装置は、例えば、図１（ｂ）に示すように、表面に銅めっきを施すことで、ビアホール３０３及びトレンチ３０４内に銅を充填させるとともに、絶縁膜３０２上に配線金属膜としての銅膜３０７を堆積させた基板Ｗを用意し、この基板の表面に研磨処理を施して絶縁膜３０２上の銅膜３０７、シード膜３０６及びバリア膜３０５を除去することで、これにより、図１（ｃ）に示すように、絶縁膜３０２の内部にシード膜３０６と銅膜３０７からなる配線３０８を形成するのに使用される。
【００３９】
この研磨装置は、配線金属膜としての銅膜３０７を有する多数の基板Ｗ（図１（ｂ））をストックする基板カセット１を載置するロードアンロードステージ２を４つ備えている。ロードアンロードステージ２上の各基板カセット１に到達可能となるように、走行機構３の上に２つのハンドを有した搬送ロボット４が配置されている。走行機構３にはリニアモータからなる走行機構が採用されている。リニアモータからなる走行機構を採用することにより、大口径化し重量が増した基板の高速且つ安定した搬送ができる。
【００４０】
この例では、基板カセット１を載置するロードアンロードステージ２として、ＳＭＩＦ(Standard  Manufacturing  Interface)ポッドまたはＦＯＵＰ（Front  Opening  Unified  Pod）を用い、ロードアンロードステージが外付けされている。ＳＭＩＦ及びＦＯＵＰは、中に基板カセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。ＳＭＩＦもしくはＦＯＵＰを、研磨装置のロードアンロードステージ２に設置した場合、ハウジング４６に設けられたシャッタ５２及びＳＭＩＦもしくはＦＯＵＰ側のシャッタが開くことにより、研磨装置と基板カセット１が一体化する。ＳＭＩＦもしくはＦＯＵＰは、研磨工程が終わるとシャッタを閉じ、研磨装置と分離し、別の処理工程へ自動もしくは手動で搬送されるため、その内部雰囲気を清浄に保っておく必要がある。
【００４１】
そのため、基板が基板カセットに戻る直前に通る領域Ａの上部には、ケミカルフィルタを通して清浄な空気のダウンフローが形成されている。また、搬送ロボット４の移動にリニアモータを用いているため、発塵が抑えられ、領域Ａの雰囲気をより正常に保つことができる。
なお、基板カセット１内の基板を清浄に保つために、ＳＭＩＦやＦＯＵＰの様な密閉容器にケミカルフィルタ、ファンを内蔵し、自らクリーン度を維持するクリーンボックスを用いるようにしてもよい。
【００４２】
搬送ロボット４の走行機構３を対称軸に、基板カセット１とは反対側に２台の乾燥ユニット５，６が配置されている。各乾燥ユニット５，６は、搬送ロボット４のハンドが到達可能な位置に配置されている。また２台の乾燥ユニット５，６の間で、搬送ロボット４が到達可能な位置に、４つの基板載置台７，８，９，１０を備えた基板ステーション５０が配置されている。
【００４３】
乾燥ユニット５，６と基板載置台７，８，９，１０が配置されている領域Ｂと、基板カセット１と搬送ロボット４が配置されている領域Ａのクリーン度を分けるために隔壁１４が配置され、互いの領域の間で基板を搬送するための隔壁の開口部にシャッタ１１が設けられている。乾燥ユニット５と３つの基板載置台７，９，１０に到達可能な位置に搬送ロボット２０が配置されており、乾燥ユニット６と３つの基板載置台８，９，１０に到達可能な位置に搬送ロボット２１が配置されている。
【００４４】
乾燥ユニット５と隣接するように搬送ロボット２０のハンドが到達可能な位置に洗浄ユニット２２が配置されている。また、乾燥ユニット６と隣接するように搬送ロボット２１のハンドが到達可能な位置に洗浄ユニット２３が配置されている。
乾燥ユニット５，６、洗浄ユニット２２，２３、基板ステーション５０の基板載置台７，８，９，１０及び搬送ロボット２０，２１は全て領域Ｂの中に配置されていて、領域Ａ内の気圧よりも低い気圧に調整されている。
【００４５】
この研磨装置は、各機器を囲むようにハウジング（図示せず）を有しており、前記ハウジング内は隔壁１４、隔壁２４Ａ，２４Ｂにより複数の部屋（領域Ａ、領域Ｂを含む）に区画されている。
隔壁２４Ａ，２４Ｂによって、領域Ｂと区分された２つの研磨室が形成される２つの領域Ｃ，Ｄに区分されている。そして、一方の領域Ｃには、電解研磨装置５４からなる第１の研磨ユニットが配置され、他方の領域Ｄには、ＣＭＰ装置５６からなる第２の研磨ユニットが配置されている。
【００４６】
即ち、領域Ｃ内に配置された電解研磨装置（第１の研磨ユニット）５４は、研磨テーブル３４，３６、トップリング３２、研磨テーブル３４に電解液（研磨液）を供給する液体供給部としての電解液供給ノズル４０、研磨テーブル３４のドレッシングを行うためのドレッサ３８及び研磨テーブル３６のドレッシングを行うためのドレッサ４８を有している。一方、領域Ｄ内に配置されたＣＭＰ装置（第２の研磨ユニット）５６は、研磨テーブル３５，３７、トップリング３３、研磨テーブル３５に研磨液を供給するための研磨液供給ノズル４１、研磨テーブル３５のドレッシングを行うためのドレッサ３９及び研磨テーブル３７のドレッシングを行うためのドレッサ４９とを有している。
【００４７】
なお、この例では、電解研磨装置５４及びＣＭＰ装置５６として、共に２つの研磨テーブルを備えたものを使用することで、更に多段に亘る研磨を行えるようにしているが、一方の研磨テーブル３６，３７を省略するようにしてもよい。
【００４８】
電解研磨装置（第１の研磨ユニット）５４は、機械的ドレッサ３８の他に、流体圧によるドレッサとしてのアトマイザ４４を備え、ＣＭＰ装置（第２の研磨ユニット）５６は、機械的にドレッサ３９の他に、流体圧によるドレッサとしてのアトマイザ４５を備えている。アトマイザとは、例えば液体（例えば純水）と気体（例えば窒素）の混合流体を霧状にして、複数のノズルから研磨面に噴射するものである。アトマイザの主な目的は、研磨面上に堆積、目詰まりした研磨カス、研磨粒子等を洗い流すことである。アトマイザの流体圧による研磨面の浄化（アトマイジング）と、機械的接触であるドレッサ３８，３９による研磨面の目立て（ドレッシング）作業により、より望ましいコンディショニング、即ち研磨面の再生を達成することができる。
【００４９】
図３及び図４は、電解研磨装置（第１の研磨ユニット）５４の要部を示す。なお、ＣＭＰ装置（第２の研磨ユニット）５６は、電極を有していない（つまり、ＣＭＰ装置５６には、図３及び図４に示す第１の電極６２及び第２の電極６４が備えられていない）点を除いて、基本的に電解研磨装置５４とほぼ同様な構成であり、ここではその詳細な説明を省略する。
【００５０】
電解研磨装置５４の研磨テーブル３４は、例えば白金等のイオン化傾向が低い材質、特に銅等の被研磨対象物よりもイオン化傾向が低い材質で構成されている。この研磨テーブル３４の上面には、電源６０の一方の極に接続された円板状の第１の電極（カソード）６２と、電源６０の他方の極に接続された棒状の第２の電極（アノード）６４が互いに電気的に絶縁されて配置されている。第１の電極６２上面は、その全域に亘って研磨パッド６６で覆われており、この研磨パッド６６の上面が研磨面６６ａとなっている。
【００５１】
第２の電極６４は、トップリング３２で保持した基板Ｗを下降させ、基板Ｗの表面（下面）を研磨パッド６６の研磨面６６ａに接触させた時、この上端面が基板Ｗの表面に接触して、基板Ｗの表面に形成した銅膜３０７（図１（ｂ）参照）等の導電体に給電できるようになっている。トップリング３２は、このトップリング３２で保持した基板を、研磨パッド６６の研磨面６６ａに、一般に２０〜５０ｋＰａ程度の押圧力で基板をＣＭＰ処理に比べてかなり小さく、例えば７ｋＰａ以下で押圧するように構成されている。
【００５２】
デバイスの性能向上（ＲＣ遅延の改善）のため、絶縁膜のＬｏｗ−ｋ化が行われているが、これに伴い絶縁膜自身の機械的強度が低下している。これにより、例えば研磨プロセスにおいては、Ｌｏｗ−ｋ材料の剥離等の問題が生じている。この問題の解決策として、研磨プロセスにおける研磨圧力の低圧力化が求められている。現状のＣＭＰでの研磨圧力は、２ｐｓｉ（約１４ｋＰａ）程度であり、今後更なるＬｏｗ−ｋ材料の機械的強度の低下に対応するには、更に低圧、例えば１ｐｓｉ（約７ｋＰａ）以下の研磨圧力での研磨プロセスが必要となっている。
【００５３】
研磨パッド６６は、この例では全面には多数の貫通する貫通孔を有するロデールニッタ社製のＩＣ１０００から構成されている。これにより、この貫通孔内に流入する電解液を介して、第２の電極６４に接続された基板Ｗの表面と第１の電極６２と間に電流が流れて電解研磨が行われる。なお、全面に渡って貫通孔があれば、研磨パッド６６全体は、格子状または円環状の溝が形成されたものであってもよい。また、研磨パッド６６自体に通液性があれば、必ずしも研磨パッド６６に貫通孔が開いていなくてもよい。
【００５４】
トップリング３２は、回転自在で、研磨テーブル３４上の所定の研磨位置と、プッシャー３０（図２参照）の上方位置との間を移動自在なトップリング駆動軸６８の下端に連結されている。ドレッサ３８は、コンディショニング部材としての役割を果たすもので、周縁部下面に複数の円状のブラシ３８ａをリング状に取付けて構成され、回転自在で、研磨テーブル３４上の所定のドレッシング位置と該ドレッシング位置の側方の退避位置との間を移動自在なドレッサ駆動軸７０の下端に連結されている。
【００５５】
液体供給部としての電解液供給ノズル４０は、長さ方向に沿って多数の電解液供給口４０ａを有し、研磨テーブル３４の上方を半径方向に沿って延びるように配置されている。アトマイザ４４もほぼ同様に、長さ方向に沿って多数の供給口を有し、研磨テーブル３４の上方を半径方向に沿って延びるように配置されている。
なお、図示しないが、研磨テーブル３４の上方には、研磨パッド６６に純水を供給する純水供給ノズル及びドレッシング液を供給するドレッシング液供給ノズルが必要に応じて配置される。
【００５６】
この電解研磨装置５４にあっては、基板Ｗを保持したトップリング３２を研磨テーブル３４上の所定の研磨位置まで移動させ、しかる後、トップリング３２を回転させながら下降させて、基板Ｗの表面（下面）を回転している研磨パッド６６の研磨面６６ａに所定の圧力で押圧する。この時の押圧力は、一般に２０〜５０ｋＰａ程度の押圧力で基板を研磨面に押し付けるＣＭＰ処理に比べてかなり小さく、例えば７ｋＰａ以下である。同時に、電解液供給ノズル４０から研磨パッド６６の研磨面６６ａに電解液を供給しつつ、第１の電極６２と第２の電極６４との間に、電源６０から所定の電圧を印加し、これによって、基板の表面に形成された銅膜３０７（図１（ｂ）参照）等の導電膜を研磨する。
【００５７】
低電圧であっても、電解液中を高い電流が流れるようにすることで、効率よく電解研磨を行うことができる。このため、電解研磨を、導電率が５０ｍＳ／ｃｍ以上の電解液を用いて行うことが好ましい。高い電圧が必要になると、電力費が嵩むばかりでなく、高い容量の整流器が必要となり装置費も高くなる。導電率が５０ｍＳ／ｃｍ以上の電解液（研磨液）を使用することで、電解研磨に要する電圧が１０Ｖ未満となり、効率よく電解研磨を行うことができる。
【００５８】
図６に示すように、電解研磨時に研磨パッド６６に供給する電解液の流量が大きいと、ハイドロプレーニングンによる面圧低下及び不均一が生じる。一方、電解液の流量が小さいと、研磨パッド６６の内部への電解液の供給が不十分となって、電解電流が低下する。そこで、電解研磨時の電流値と研磨トルク（例えば、トップリングトルク電流値）をモニタリングして、研磨トルクを維持しつつ最大の電流値が得られるように電解液流量を求めることが好ましい。
【００５９】
電解研磨終了後、研磨パッド６６への電解液の供給を停止するとともに、第１の電極６２と第２の電極６４を電源６０から切離す。そして、基板を研磨パッド６６の研磨面６６ａに低圧で押圧しながら回転させ、同時に研磨パッド６６に純水を供給する、いわゆる水ポリッシングを行って、基板の表面を洗浄する。そして、トップリング３２を上昇させて、洗浄後の基板を次工程に搬送する。
【００６０】
基板の洗浄後、研磨パッド６６の研磨面６６ａのドレッサ３８及びアトマイザ４４によるコンディショニングを行う。つまり、ドレッサ３８の下面（ドレッシング面）を所定の圧力で研磨パッド６６に押圧しながら、両者を相対的に移動させ、同時に研磨パッド６６の研磨面６６ａにドレッシング液を供給して、研磨パッド６６の研磨面６６ａの目立て（ドレッシング）を行う。また、アトマイザ４４から、加圧された純水もしくは電解液の除去を促進させる薬液を研磨パッド６６に供給して、研磨パッド６６の表面に付着した研磨生成物等の異物や残留電解液を除去（アトマイジング）する。この時、研磨パッドの開孔や溝開口部に露出した第１の電極６２の表面に付着した反応生成物等の異物も除去される。このドレッサ３８によるドレッシングと、アトマイザ４４によるアトマイジングは、同時もしくはアトマイジングを若干遅れて行うようにすることが好ましい。
【００６１】
そして、必要に応じて、研磨テーブル３４をコンディショニング時よりも高い５０〜１００ｒｐｍの回転速度で数秒間回転させて水切りを行うことが好ましく、これにより、電解液の濃度変化を抑制することができる。
この研磨パッド６６の研磨面６６ａのドレッサ３８及びアトマイザ４４によるコンディショニングを、トップリング３２を上昇させた状態で、基板の研磨前に行うようにしてもよい。
【００６２】
図２に示すように、隔壁２４Ａによって領域Ｂとは仕切られた領域Ｃの中にあって、搬送ロボット２０のハンドが到達可能な位置に基板を反転させる反転機２８が配置されている。隔壁２４Ｂによって領域Ｂとは仕切られた領域Ｄの中にあって、搬送ロボット２１のハンドが到達可能な位置に基板を反転させる反転機２８’が配置されている。また、領域Ｂと領域Ｃ，Ｄを仕切る隔壁２４Ａ，２４Ｂには、基板搬送用の開口部が設けられ、それぞれの反転機２８と反転機２８’専用のシャッタ２５，２６が開口部に設けられている。
【００６３】
反転機２８及び反転機２８’は、基板をチャックするチャック機構と、基板の表面と裏面を反転させる反転機構と、基板をチャック機構によりチャックしているかどうかを確認する基板有無検知センサを備えている。また、反転機２８には搬送ロボット２０によって基板が搬送され、反転機２８’には搬送ロボット２１によって基板が搬送される。
【００６４】
一方の研磨室を構成する領域Ｃ内には、反転機２８と電解研磨装置５４のトップリング３２との間で基板を移送するための搬送機構を構成するリニアトランスポータ２７Ａが配置されている。他方の研磨室を構成する領域Ｄ内には、反転機２８’とＣＭＰ装置５６のトップリング３３との間で基板を移送するための搬送機構を構成するリニアトランスポータ２７Ｂが配置されている。リニアトランスポータ２７Ａは、リフター２９とプッシャー３０との間を直線往復移動する２個のステージを備えている。リニアトランスポータ２７Ｂも同様には、リフター２９’とプッシャー３０’との間を直線往復移動する２個のステージを備えている。
【００６５】
洗浄ユニット２２，２３の一例を図５に示す。洗浄ユニット２２，２３は、被洗浄物である基板Ｗの周縁部をチャック機構１１３で把持して基板Ｗを着脱自在に保持する基板ホルダ１１０と、基板ホルダ１１０の周囲を囲ってリンス液等の飛散を防止する洗浄カップ１２０と、洗浄カップ１２０の周囲を囲う洗浄槽１３０を備えている。更に、洗浄ユニット２２，２３は、洗浄槽１３０内の所定位置に設置され基板Ｗの表面に薬液を供給する薬液供給ノズル１４０と、洗浄槽１３０内の所定位置に設置され基板Ｗの表面に純水等のリンス液を供給するリンス液供給ノズル１５０と、基板ホルダ１１０に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル１９０を有している。
【００６６】
基板ホルダ１１０は、駆動部１１５に連結され、この駆動部１１５の駆動に伴って回転するよう構成されている。更に、洗浄カップ１２０は、その底部において、排水経路１２２に接続され、この排水経路１２２に該排水経路１２２に沿って流れるリンス排水の導電率を計測する導電率計１２４が設けられている。
【００６７】
この洗浄ユニットにあっては、チャック機構１１３で基板Ｗを保持した基板ホルダ１１０を駆動部１１５によって回転駆動しながら、薬液供給ノズル１４０から薬液（ＤＨＦ溶液）を基板Ｗに向けて噴射して、基板Ｗの表面を薬液洗浄する。次に、薬液供給ノズル１４０からの薬液の供給を停止し、しかる後、リンス液供給ノズル１５０からリンス液（純水）を基板Ｗに向けて噴射して基板Ｗの表面をリンスする。この時、排水経路１２２に沿って流れるリンス排水の導電率を導電率計１２４で計測する。
【００６８】
そして、リンス排水の導電率の導電率が所定の値に達した時、または所定時間経過した時に、基板Ｗへのリンス液の供給を停止し、駆動部１５によって基板Ｗを高速回転させてスピン乾燥し、これによって洗浄リンス処理を終了する。
この洗浄リンス処理を、該洗浄リンス処理によって排出されるリンス排水の導電率がＣＭＰ処理で用いられる研磨液の導電率の少なくとも１／３以下、好ましくは１／１０以下となるまで行うことが好ましい。
【００６９】
電解研磨には、導電率の高い濃厚な電解液（研磨液）が好ましく使用される。一方、ＣＭＰにあっては、研磨液の導電率を高くすると研磨剤が凝集するなどして研磨特性が悪化するので、例えば１〜１０ｍＳ／ｃｍ程度に導電率を抑えた、希薄な研磨液が一般に使用される。このため、例えば、導電率の高い電解液（研磨液）を用いた電解研磨を行い、その電解液の付着した基板を洗浄リンスすることなくＣＭＰを行うと、ＣＭＰに使用される研磨液の濃度が高くなって研磨特性が悪化する。このような場合に、リンス排水の導電率がＣＭＰで用いられる研磨液の導電率の少なくとも１／３以下、好ましくは１／１０以下、更に好ましくはほぼ同等となるまで洗浄リンス処理を行うことで、研磨特性を悪化させることなく、ＣＭＰ（第２の研磨）を行うことができる。
【００７０】
次に、研磨装置の動作について説明する。
先ず、図１（ｂ）に示す、表面に銅膜３０７を形成した基板Ｗを多数収容した基板カセット１をロードアンロードステージ２に装着する。そして、１枚の基板を基板カセット１から搬送ロボット４で取り出して基板ステーション５０へ載置する。搬送ロボット２０は、基板ステーション５０から基板を受け取り、領域Ｃ内の反転機２８に搬送して、ここで基板を反転させる。リフター２９は、反転後の基板を反転機２８から受け取り、リニアトランスポータ２７Ａに渡す。リニアトランスポータ２７Ａは水平に移動して、基板をプッシャー３０上に載置する。この状態で、電解研磨装置（第１の研磨ユニット）５４のトップリング３２をプッシャー３０の上方に移動させる。
【００７１】
トップリング３２は、プッシャー３０から基板を受け取り、基板をガイドリング（図示せず）内に真空吸着により保持した状態で、プッシャー３０の上方から研磨テーブル３４の上方の研磨位置に移動させる。そして、下降して基板を研磨パッド６６の研磨面６６ａに７ｋＰａ以下の所定の圧力で押圧し、同時に研磨パッド６６に、例えば導電率が５０ｍＳ／ｃｍ以上の電解液を供給しながら、上記で説明したようにして、電解研磨時の電流値と研磨トルク（例えば、トップリングトルク電流値）をモニタリングして、研磨トルクを維持しつつ最大の電流値が得られるように電解液流量を求めながら、基板Ｗの表面の銅膜３０７（図１（ｂ）参照）等の導電膜を研磨する。なお、基板を研磨パッド６６で研磨している間は真空吸着を解除してもよい。
【００７２】
この電解研磨装置５４による研磨によって、例えば図１（ｂ）にＡ−Ａ線で示すように、バリア膜３０５の表面が露出するまで、銅膜３０７（及びシード膜３０６）の研磨を行う。このように、配線等に与えるダメージが一般に少ない電解研磨を研磨処理の少なくとも一部に採用し、例えば、全体の研磨量の過半を占める配線用凹部以外に形成された配線金属膜の大部分の研磨除去を電解研磨で行うことで、研磨工程による配線構造に対するダメージを大きく低減することができる。
【００７３】
そして、電解研磨装置５４による研磨を終了した後に、前述のように、研磨パッド６６の研磨面６６ａのドレッサ３８及びアトマイザ４４によるコンディショニングを行って、次の研磨に備える。
【００７４】
一方、電解研磨装置５４による研磨を終了した基板にあっては、再びプッシャー３０上に移動させてその上に載置する。プッシャー３０でトップリング３２から離脱された基板は、プッシャー３０に設けられた洗浄水ノズルでその被研磨面及び裏面が洗浄される。そして、基板をリニアトランスポータ２７Ａ及びリフター２９を経由させた後、反転機２８で反転させる。そして、反転後の基板を、搬送ロボット２０によって洗浄ユニット２２に搬送し、この洗浄ユニット２２で、前述のように、例えば該洗浄リンス処理によって排出されるリンス排水の導電率を導電率計１２４で計測して、リンス排水の導電率がＣＭＰ処理で用いられる研磨液の導電率の少なくとも１／３以下、好ましくは１／１０以下、更に好ましくはほぼ同程度となるまで基板の表面の洗浄リンス処理を行う。そして、洗浄リンス後の基板を搬送ロボット２０で基板ステーション５０に搬送して載置する。
【００７５】
このように、第１の研磨処理と第２の研磨処理との間で基板の表面を洗浄リンスすることで、組成の極端に異なる研磨液を用いた研磨処理を行うことができる。これによって、研磨処理に採用できる研磨手法の範囲を広げ、結果として目的とする低ダメージの配線を形成することができる。
【００７６】
搬送ロボット２１は、基板ステーション５０に置かれた基板を受け取り、領域Ｄ内の反転機２８’に搬送して、ここで基板を反転させる。リフター２９’は、反転後の基板を反転機２８’から受け取り、リニアトランスポータ２７Ｂに渡す。リニアトランスポータ２７Ｂは水平に移動して、基板をプッシャー３０’上に載置する。この状態で、ＣＭＰ装置（第１の研磨ユニット）５６のトップリング３３をプッシャー３０’の上方に移動させる。
【００７７】
トップリング３３は、プッシャー３０’から基板を受け取り、基板をガイドリング（図示せず）内に真空吸着により保持した状態で、プッシャー３０’の上方から研磨テーブル３５の上方の研磨位置に移動させる。そして、下降して、基板を研磨テーブル３５の上面に取付けた研磨パッドの研磨面に所定の圧力で押圧しながら、研磨パッドに研磨液供給ノズル４１から研磨液を供給し、同時にトップリング３３及び研磨テーブル３５を回転させることで、基板の表面を更に研磨する。基板を研磨パッドで研磨している間は真空吸着を解除してもよい。この研磨パッドは、前述と同様に、例えばロデールニッタ社製のＩＣ１０００から構成される。
【００７８】
このＣＭＰ装置５６による研磨によって、例えば電解研磨装置５４による研磨によってバリア膜３０５の表面が露出した基板の表面に残った銅膜３０７（及びシード膜３０６）を研磨して不要な銅膜３０７（及びシード膜３０６）を完全に除去し、更にバリア膜３０５を研磨する。これによって、図１（ｃ）に示すように、絶縁膜３０２の内部に配線３０８を形成する。
【００７９】
このように、配線金属膜の過半を電解研磨（複合電解研磨）で研磨除去し、次いで段差解消性の高い従来型のＣＭＰ法を適用して残余の配線金属膜を研磨除去することで、研磨後における基板表面の平坦性を高め、またバリア膜が露出した時点で電解研磨からＣＭＰに切り替えることで、残余の配線金属膜及びこの下のバリア膜を確実に研磨除去することができる。
そして、ＣＭＰ装置５６による研磨が終了した後、前述の電解研磨装置５４の場合と同様に、研磨パッドの研磨面のドレッサ３９及びアトマイザ４５によるコンディショニングを行って、次の研磨に備える。
【００８０】
半導体基板の研磨工程を、図１に従って、銅膜３０７の研磨（Ｂｕｌｋ  Ｃｕ）、銅膜３０７及びシード層３０６のバリア層３０５が露出するまでの研磨（Ｃｕ  Ｃｌｅａｒ）、バリア層３０５又はハードマスク（バリア層とＬｏｗ−ｋ材との間に形成される層）の研磨（ＢＭ／ＨＭ  Ｃｌｅａｒ）、Ｌｏｗ−ｋ絶縁層の仕上げ研磨（Ｌｏｗ−ｋ  Ｔ．Ｕ．）の工程に分けると、次表の研磨プロセスの組み合わせが考えられる。
【表１】
2007123523.tif 000002
表中、１platenは、全ての工程を同一研磨テーブルで行うことを示し、２platen、３platen、４platenは、それぞれ２，３，４つのテーブルを経由して研磨が行われることを示す。上記の各工程でプロセスを変えるが、同一テーブルでプロセス条件のみ変えるようにしてもよい。
【００８１】
一方、ＣＭＰ装置５６による研磨を修了した基板にあっては、再びプッシャー３０’上に移動させてその上に載置し、リニアトランスポータ２７Ｂ及びリフター２９’を経由させた後、反転機２８’で反転させる。そして、反転後の基板を、搬送ロボット２１によって洗浄ユニット２３に搬送し、この洗浄ユニット２３で、前述のように、基板の表面の洗浄リンス処理を行う。そして、洗浄リンス後の基板を搬送ロボット２１で基板ステーション５０に搬送して載置する。
【００８２】
搬送ロボット２０（または２１）は、洗浄された基板を基板ステーション５０から取り出し、例えば上面洗浄のペンスポンジとスピンドライ機能を有する乾燥ユニット５（または６）に搬送し、この乾燥ユニット５（または６）で基板を洗浄し乾燥させる。そして、洗浄乾燥後の基板を搬送ロボット４により元の基板カセット１に戻す。
【００８３】
この例では、研磨の対象となる基板として半導体ウェハを用いているが、研磨の対象となる基板は、半導体ウェハに限定されるものでないことは勿論である。電解研磨装置５４の研磨パッド６６及び／またはＣＭＰ装置５６の研磨パッドとして、研磨布の他に、比較的硬質の研磨面が崩壊しても自己再生可能であり、砥粒が含浸された固定砥粒パッド、あるいは砥粒を含まない研磨パッド等を用いることもできる。
【００８４】
洗浄ユニット２２，２３として、図７に示すように、基板Ｗの外周縁を支持して回転する複数本（図では６本）のスピンドル２１１と、ロール状であって基板Ｗの上下に配設された２本のロール型洗浄部材２１３，２１５と、基板Ｗの面に平行な回転シャフト２１３ｂ，２１５ｂを基板Ｗに対して接近又は離間させ且つ矢印Ｆ1，Ｆ2方向へそれぞれ回転される駆動機構２１７，２１８と、基板Ｗの表面に、例えば純水からなるリンス液を供給するリンス液供給ノズル２１９を有するものを使用してもよい。
【００８５】
リンス液供給ノズル２１９としては、例えばリンス液に超音波エネルギーを与えて噴出する超音波ノズル、リンス液にキャビテーションを発生させて噴出するキャビテーションノズル、リンス液に超音波エネルギーを与えると共にキャビテーションを発生させて噴出する超音波キャビテーションノズルを用いることができる。リンス液供給ノズル２１９は、揺動アーム２２０に取付けられ、揺動軸２２１により矢印Ａに示す方向に揺動しながら、リンス液を基板Ｗの表面に供給する。また、リンス液供給ノズル２１９は、基板Ｗの上方の所定位置に静止したり、待避位置に待避できる。また、図示は省略するが、基板Ｗの下面（裏面）にもリンス液を供給するノズルが設けられている。
【００８６】
ロール型洗浄部材２１３，２１５は、多孔質のＰＶＦ製スポンジによりなる円筒体２１３ａ，２１５ａにシャフト２１３ｂ，２１５ｂを通した構成である。円筒体２１３ａ、２１５ａを構成するスポンジに形成される孔の平均直径は、実験結果から、小さいほどロール型洗浄部材２１３，２１５のダスト（パーティクル）除去能力が高いことが解っており、最も好ましくは、１１０μｍ以下である。円筒体２１３ａ，２１５ａは、発泡ウレタン製のものでもよい。駆動機構２１７，２１８は、図示しない移動機構により矢印Ｂに示すように、それぞれ上下に移動して基板Ｗから離間するとともに、矢印Ｃに示すように移動し待避位置に待避することができる。
【００８７】
基板Ｗを洗浄リンスするには、先ず基板Ｗをその表面（洗浄面）を上にして外周をスピンドル２１１の上部のコマ２１２に設けた円周溝２１２ａ内に収納して押付け、各コマ２１２を同一回転速度で高速回転させることで、基板Ｗを矢印Ｅに示す方向に略一定の回転速度で回転させる。次に２本の回転するロール型洗浄部材２１３，２１５で基板Ｗを挟むように該基板Ｗの上下面にそれぞれ当接させ、同時にリンス液供給ノズル２１９から、超音波エネルギーを与えたリンス液を噴射するか、キャビテーションを発生させたリンス液を噴射するか、超音波エネルギーを与えると共にキャビテーションを発生させたリンス液を噴射する。この時、基板Ｗの下面にも図示しないリンス液供給ノズルから洗リンス液を供給する。これにより、基板Ｗの上下面に付着していたパーティクルは除去されリンス液と共に流される。
【００８８】
洗浄ユニット２２，２３として、図８に示すように、回転チャック機構２３１とペンシル型ブラシ洗浄機構２４１を備えたペンシル型のものを使用してもよい。回転チャック機構２３１は、その上部に円板状の基板Ｗの外周を挟持するチャック爪２３３を有し、また回転駆動軸２３５によって矢印Ｇに示す方向に回転駆動される。回転チャック機構２３１のチャック爪２３３は、基板Ｗをロボットのハンドにより搬入搬出できるように、図示しない開閉機構が設けられている。
【００８９】
この洗浄ユニットは、シャフト２４３に一端が支持された揺動アーム２４５を有し、この揺動アーム２４５の他端に基板Ｗの表面（洗浄面）に向かって鉛直下方に突出する回転駆動軸２４９を設け、この回転駆動軸２４９の下端に多孔質のＰＶＦ製スポンジで構成されたペンシル型洗浄部材２５１を取付けて構成される。このペンシル型洗浄部材２５１を構成する材料は、発泡ポリウレタンとすることも可能である。ペンシル型洗浄部材２５１は、基板Ｗとの接触面が水平となる底面を有する略円柱状に形成される。ペンシル型洗浄部材２５１の寸法は、例えば、高さ約５ｍｍ、外径約２０ｍｍである。また、スポンジに形成された微小孔の平均径は、約１１０μｍである。微小孔の平均直径が小さくなればなるほどスポンジの効果が大きくなるので、好ましい孔径は、８０μｍより小である。
【００９０】
シャフト２４３は、矢印Ｈに示すように上下に昇降でき、揺動アーム２４５は、シャフト２４３の回動により矢印Ｉに示す方向に揺動する。またペンシル型洗浄部材２５１は、回転駆動軸２４９の回転により矢印Ｊに示す方向に回転する。この洗浄ユニットは、リンス液を供給するリンス液供給ノズル２５５を有する。また、ペンシル型ブラシ洗浄機構２４１の停止時にペンシル型洗浄部材２５１を収納し洗浄するため、カップ状のブラシ収納部２５３を有する。
【００９１】
この洗浄ユニットでは、基板Ｗの外周をチャック爪２３３で把持し、この状態で駆動軸２３５を回転駆動することで、回転チャック機構２３１全体を高速で回転させ、これにより、基板Ｗを５００〜１５００ｒｐｍにおける所定回転速度で回転させる。回転チャック機構２３１による基板Ｗの処理時の回転速度は、回転駆動軸２３５に接続される図示しない駆動モータの回転制御装置により、数千ｒｐｍ程度の許容回転速度の範囲で選択することができる。基板Ｗの表面（上面）は、回転状態にあるペンシル型洗浄部材２５１の下面に当接し、リンス液供給ノズル２５５から基板Ｗの上面にリンス液を供給し、同時に揺動アーム２４５を揺動させることにより、洗浄リンスされる。
【００９２】
図９及び図１０は、本発明の他の実施の形態の電解研磨装置の要部を示す。この図９及び図１０に示す例の図３及び図４に示す例と異なる点は、図３及び図４における棒状の第２の電極（アノード）６４の代わりに、リング状の第２の電極６４ａを使用し、この第２の電極６４ａを第１の電極６２の周囲を囲繞するように電気的に絶縁させて配置した点にある。この例によれば、トップリング３２及び研磨テーブル３４を共に回転させながら、トップリング３２で保持した基板を研磨する時、第２の電極６４ａと基板の表面に形成した銅膜３０７（図１（ｂ）参照）等の導電膜とを常に接触させることができる。
【００９３】
図１１及び図１２は、本発明の更に他の実施の形態の電解研磨装置の要部を示す。この図１１及び図１２に示す例の図３及び図４に示す例と異なる点は、図３及び図４における棒状の第２の電極（アノード）６４の代わりに、小径で円板状の第２の電極６４ｂを使用して、この第２の電極６４ｂを第１の電極６２の中心部に該第１の電極６２と電気的に絶縁させて配置し、更に研磨パッド６６の該第２の電極６４ｂに対応する位置に中心孔を設けて、第２の電極６４ｂの表面を露出させた点にある。この例によっても、トップリング３２及び研磨テーブル３４を共に回転させながら、トップリング３２で保持した基板を研磨する時、第２の電極６４ｂと基板の表面に形成した銅膜３０７（図１（ｂ）参照）等の導電膜とを常に接触させることができる。
【００９４】
図１３は、本発明の更に他の実施の形態の電解研磨装置の要部を示す。この図１３に示す例の図３及び図４に示す例と異なる点は、図３及び図４におけるドレッサ３８の代わりに、小径で下面全面にダイヤモンドを電着させたダイヤモンド電着粒子を有する小径スキャンドレッサ７２をコンディショニング部材として使用し、この小径スキャンドレッサ７２で研磨パッド６６の研磨面６６ａのドレッシング（目立て）を行うようにした点にある。この小径スキャンドレッサ７２では、いわゆるｉｎ−ｓｉｔｕで研磨パッド６６の研磨面６６ａのドレッシング（目立て）を行うことができる。
【００９５】
図１４は、本発明の更に他の実施の形態の電解研磨装置の要部を示す。この例は、図３及び図４に示す例に、上下動自在で、研磨パッド６６上の所定位置と退避位置との間を移動自在なカウンタ電極７４を更に備えている。このカウンタ電極７４は、例えばＰｔバルクで構成されている。
【００９６】
電解研磨にあっては、第１の電極（カソード）６２の表面に研磨生成物が析出し、放置すると電極電位の変化や電極抵抗の変化等が生じ、研磨特性に影響する可能性がある。この例によれば、例えば基板交換等のインターバル時等に、定期的に、カウンタ電極７４を研磨パッド６６の研磨面６６ａに接触させ、両者を相対的に移動させながら、研磨パッド６６の研磨面６６ａに電解液を供給し、同時に第１の電極６２とカウンタ電極７４との間に、第１の電極６２が電解研磨時とは逆の極性となるよう電圧を印加することで、第１の電極６４をコンディショニングすることができる。
【００９７】
これにより、電解研磨によって第１の電極６２へ析出した研磨生成物等をカウンタ電極７４に移して第１の電極６２から除去し、研磨特性に影響を与える電極電位や電極抵抗等が変化してしまうことを防止することができる。
なお、ドレッサ３８を導電性のよいもので構成して、このドレッサ３８にカウンタ電極としての機能を持たせるようにしてもよい。
【００９８】
図１５は、本発明の更に他の実施の形態の電解研磨装置を示す。この例は、図３及び図４に示す例に、上下動自在かつ回転自在で、第２の電極６４上方の所定位置と退避位置との間を移動自在な電極コンディショナ７６を更に備えている。電極コンディショナ７６は、更に水平方向に往復動自在に構成されている。この電極コンディショナ７６は、例えばＰＶＡスポンジやポリエステル不織布で構成されており、例えば洗浄液、水または希薄酸（１ｗｔ％以下の硫酸、塩酸、硝酸またはクエン酸）を第２の電極６４の表面に供給しながら、第２の電極６４の表面（上面）をスクラブ洗浄する。例えば、第２の電極６４の付着物は、電極コンディショナ７６を第２の電極６４の表面（上面）に押当てながら回転及び往復動させ、同時に第２の電極６４の表面に水を供給することで除去され、第２の電極６４にこびりついた酸化物等は、水の代わりに希薄酸を供給することで除去される。
【００９９】
第２の電極６４は、外部に露出しているため、電解研磨中に、表面に研磨生成物や酸化物等が付着する。この例によれば、例えば基板交換等のインターバル時等に、定期的に、第２の電極６４を電極コンディショナ７６でコンディショニングすることで、研磨中に第２の電極６４の表面に付着した研磨生成物や酸化物等を第２の電極６４の表面から除去することができる。
なお、図示しないが、電極コンディショナ７６の洗浄を行う電極コンディショナ洗浄装置を備えて、電極コンディショナ７６を定期的に洗浄することが好ましい。
【０１００】
なお、上記の例では、電解研磨処理を電解研磨装置５４で、ＣＭＰ処理をＣＭＰ装置５６でそれぞれ独立して行うようにした例を示している。しかし、図３及び図４に示す電解研磨装置５４において、液体供給部としての電解液供給ノズル４０から研磨パッド６６に電解液または研磨液を選択的に供給できるようにすることで、電解研磨装置５４で電解研磨処理とＣＭＰ処理とを行えるようにすることができる。
【０１０１】
図１６は、本発明の更に他の実施の形態の電解研磨装置の要部を示す。この電解研磨装置は、電解研磨処理とＣＭＰ処理とを行えるようにしており、図３及び図４に示す例と異なる点は、流体供給部として、図３及び図４における電解液供給ノズル４０の代わりに、電解液供給ライン７８と研磨液供給ライン８０に接続して、電解液または研磨液を互いに混合させることなく選択的に供給できるように液体供給ノズル８２を使用した点にある。この液体供給ノズル８２には、研磨パッド６６に電解液を供給する電解液供給口８２ａと研磨液を供給する研磨液供給口８２ｂが交互に設けられている。
【０１０２】
この例においては、トップリング３２で保持した基板を研磨パッド６６の研磨面６６ａに所定の圧力で押圧しつつ、トップリング３２及び研磨テーブル３４を共に回転させる。同時に、液体供給ノズル８２の電解液供給口８２ａから研磨パッド６６の研磨面６６ａに電解液を供給し、第１の電極６２と第２の電極６４との間に電源６０から所定の電圧を印加することで電解研磨を行うことができる。また、トップリング３２で保持した基板を研磨パッド６６の研磨面６６ａに所定の圧力で押圧しつつ、トップリング３２及び研磨テーブル３４を共に回転させる。同時に、第１の電極６２と第２の電極６４との間に電源６０から所定の電圧を印加することなく、液体供給ノズル８２の研磨液供給口８２ｂから研磨パッド６６の研磨面６６ａに研磨液を供給してＣＭＰ処理を行うことができる。
【０１０３】
この電解処理装置で電解研磨処理を行った基板を、前述と同様に、洗浄ユニット２２に搬送し、ここで基板の洗浄リンスを行う。そして、洗浄リンス後の基板を電解処理装のトップリング３２で基板を再度保持して、ＣＭＰ処理を行う。
この電解液の付着した基板の洗浄リンス処理を、該洗浄リンス処理によって排出されるリンス排水の導電率がＣＭＰ処理で用いられる研磨液の導電率の少なくとも１０倍以下となるまで行うことが好ましいことは前述と同様であり、洗浄リンス処理によって排水経路１２２に沿って流れて排出されるリンス排水の導電率を、導電率計１２４でモニタリングすることにより、洗浄リンス処理の効果を確認して、研磨を確実なものとすることができる。
【０１０４】
更に、電解研磨処理とＣＭＰ処理との間に、研磨パッド６６の研磨面６６ａのドレッサ３８及びアトマイザ４４によるコンディショニングを行った後、研磨テーブル３４を５０〜１００ｒｐｍの回転速度で数秒間回転させて研磨パッド６６の水切りを行うことが好ましい。
【０１０５】
電解液（研磨液）の種類によっては、わずかな濃度変化（特に水分の混入によるもの）により、液の物性、ひいては研磨特性が変化するものもある。ここで、通常のドレッシング及びアトマイジング等のコンディショニングでは水を用いるため、コンディショニング後の水分が濃度変化を及ぼす可能性があり、その除去（水切り）が必要となる。そこで、コンディショニング後に研磨パッド６６がついた研磨テーブル３４を５０〜１００ｒｐｍの範囲で数秒間回転させて水切りを行うことにより、電解液（研磨液）の濃度変化を抑制することができる。
【０１０６】
この図１６に示す例では、研磨テーブル３４の側方に位置して、純水等のリンス液を上方に向けて噴射して供給するリンス液供給ノズル８４が配置されている。これにより、トップリング３２で保持し、電解研磨処理後に上昇させた基板Ｗを、研磨テーブル３４の端部までオーバーハングさせてリンス液供給ノズル８４の上方位置まで移動させ、しかる後、基板Ｗを回転させながら、リンス液供給ノズル８４から基板Ｗの下面（表面）に向けて、領域Ｆに亘ってリンス液を供給することで、基板Ｗの下面を洗浄リンスできるようになっている。
これにより、トップリング３２で基板Ｗを保持したまま、この基板Ｗに対する電解研磨処理、洗浄リンス処理及びＣＭＰ処理を連続して行うことができる。
【０１０７】
ここで、例えば電解研磨で銅を研磨した後、ＣＭＰでバリア膜の表面に残った銅を完全に研磨除去する時、電解研磨処理で使用する電解液として、ＣＭＰ処理で使用する研磨液に支持電解質を添加した電解液を電解研磨処理で使用する場合がある。図１７は、このように、電解液として、ＣＭＰ処理で使用する研磨液に支持電解質を添加したものを用いて、電解研磨とＣＭＰとを行うことができるようにした、本発明の更に他の実施の形態の電解研磨装置の要部を示す。
【０１０８】
つまり、この電解研磨装置には、研磨パッド６６の上方に位置して、液体供給部としての液体供給ノズル８６が備えられ、この液体供給ノズル８６は、純水のみを供給する純水供給ライン８８、支持電解質のみを含む液体を供給する支持電解質供給ライン９０、研磨液（錯化剤、防食剤、砥粒）のみを供給する研磨液供給ライン９２及び添加剤（酸化剤）のみを含む液体を供給する添加剤供給ライン９４にそれぞれ接続されている。これらの各供給ライン８８，９０，９２，９４は、例えば、０．０１〜０．５Ｌ／ｍｉｎの範囲で供給流量を調整できるようになっている。
【０１０９】
更に、液体供給ノズル８６には、純水供給ライン８８から供給される純水を研磨パッド６６に供給する純水供給口９６ａ、支持電解質供給ライン９０から供給される支持電解質のみを含む液体を研磨パッド６６に供給する支持電解質供給口９６ｂ、研磨液供給ライン９２から供給される研磨液を研磨パッド６６に供給する研磨液供給口９６ｃ及び添加剤供給ライン９４から供給される添加剤のみを含む液体を研磨パッド６６に供給する添加剤供給口９６ｄが設けられている。これらの供給口９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄは、複数であってもよい。
【０１１０】
この例によれば、支持電解質供給口９６ｂから支持電解質のみを含む液体を、研磨液供給口９６ｃから研磨液を研磨パッド６６にそれぞれ供給しながら電解研磨を行い、しかる後、研磨液供給口９６ｃから研磨液を、必要に応じて添加剤供給口９６ｄから添加剤のみを含む液体を研磨パッド６６にそれぞれ供給しながらＣＭＰを行うことができる。更に、純水供給口９６ａから研磨パッド６６に純水を供給しながら、研磨（電解研磨及びＣＭＰ）後の水ポリッシングを行って、研磨後の基板を洗浄することができる。
【０１１１】
図１８は、本発明の更に他の実施の形態の電解研磨装置の要部を示す。この例の図１７に示す例と異なる点は、支持電解質供給ライン９０と研磨液供給ライン９２とを第１バッファ９８ａに、研磨液供給ライン９２と添加剤供給ライン９４とを第２バッファ９８ｂにそれぞれ接続し、更に、第１バッファ９８ａと液体供給ノズル８６との電解液供給ライン１００で、第２バッファ９８ｂと液体供給ノズル８６との添加剤含有研磨剤供給ライン１０２でそれぞれ結んでいる。そして、液体供給ノズル８６には、電解液供給ライン１００から供給される電解液を研磨パッド６６に供給する電解液供給口９６ｅと、添加剤含有研磨剤供給ライン１０２から供給される添加剤含有研磨液を研磨パッド６６に供給する添加剤含有研磨液供給口９６ｆが設けられている。
【０１１２】
電解液供給ライン１００及び添加剤含有研磨剤供給ライン１０２は、例えば、０．１〜１．０Ｌ／ｍｉｎの範囲で供給流量を調整できるようになっている。また、電解液供給口９６ｅ及び添加剤含有研磨液供給口９６ｆは、複数であってもよい。
【０１１３】
この例によれば、支持電解質のみを含む液体と研磨液を第１バッファ９８ａに供給し、ここで両者を混合することで、電解液を予め生成して第１バッファ９８ａ内に貯めておき、この第１バッファ９８ａ内の電解液を研磨パッド６６に供給しながら電解研磨を行うことができる。また研磨液と必要に応じて添加剤とを第２バッファ９８ｂに供給し、ここで両者を混合することで、必要に応じて添加剤を添加した添加剤含有研磨液を予め生成して第２バッファ９８ｂ内に貯めておき、この第２バッファ９８ｂ内の添加剤含有研磨剤を研磨パッド６６に供給しながらＣＭＰを行うことができる。
【０１１４】
図１９乃至図２１は、本発明の更に他の実施の形態の電解研磨装置の要部を示す。この例の図１７に示す例と異なる点は、液体供給部として、複数の供給口を有する液体供給ノズル８６の代わりに、下端に設けた長尺状に延びるスリット状の開口部を供給口としたスリットノズル１０４を使用している点にある。このスリットノズル１０４の内部は、図２０に示すように、混合を目的としたバッフル板１０５によって、混合槽１０６とバッファ槽１０７に区分され、下端のスリット状の開口部には、メッシュまたは多孔質材からなる分散層１０８が取付けられている。この分散層１０８は、研磨の際に、研磨パッド６６の研磨面６６ａに接触させても非接触でもよい。
【０１１５】
この例によれば、支持電解質供給ライン９０から支持電解質のみを含む液体を、研磨液供給ライン９２から研磨液をスリットノズル１０４にそれぞれ供給することで、このスリットノズル１０４で支持電解質を含む液体と研磨液を研磨直前に混合させて電解液を生成し、この電解液を研磨パッド６６に供給して電解研磨を行うことができる。また、研磨液供給ライン９２から研磨液を、必要に応じて添加剤供給ライン９４から添加剤それぞれスリットノズル１０４にそれぞれ供給することで、このスリットノズル１０４で研磨液に必要に応じて添加剤を添加した添加剤含有研磨液を研磨直前に生成し、この添加剤含有研磨液を研磨パッド６６に供給してＣＭＰを行うことができる。しかも、電解液や添加剤含有研磨液を一様に分布させた状態で、スリットノズル１０４の下端から研磨パッド６６に供給することができる。
【０１１６】
なお、上記の例では、基板Ｗの表面に形成したバリア膜と銅膜（及びシード膜）を２段で研磨するようにした例を示しているが、例えば銅膜（及びシード膜）を電解研磨とＣＭＰの２段で研磨したり、銅膜（及びシード膜）の最終研磨とバリア膜の研磨を異なる２段のＣＭＰで研磨したりして、３段以上の多段で基板の表面を研磨するようにしてもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】半導体装置における銅配線形成例を工程順に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る研磨装置の配置構成を示す平面図である。
【図３】図２に示す研磨装置に備えられている、本発明の実施の形態の電解研磨装置の要部を示す平面図である。
【図４】図２に示す研磨装置に備えられている、本発明の実施の形態の電解研磨装置の要部を示す断面図である。
【図５】図２に示す研磨装置に備えられている洗浄ユニットの一例を示す断面時である。
【図６】電解研磨における電解液流量と、電解電流及び研磨トルクとの関係を示すグラフである。
【図７】洗浄ユニットの他の例を示すである。
【図８】洗浄ユニットの更に他の例を示す斜視図である。
【図９】本発明の他の実施の形態の電解研磨装置の要部を示す平面図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態の電解研磨装置の要部を示す断面図である。
【図１１】本発明の更に他の実施の形態の電解研磨装置の要部を示す平面図である。
【図１２】本発明の更に他の実施の形態の電解研磨装置の要部を示す断面図である。
【図１３】本発明の更に他の実施の形態の電解研磨装置の要部を示す平面図である。
【図１４】本発明の更に他の実施の形態の電解研磨装置の要部を示す平面図である。
【図１５】本発明の更に他の実施の形態の電解研磨装置の要部を示す平面図である。
【図１６】本発明の更に他の実施の形態の電解研磨装置の要部を示す平面図である。
【図１７】本発明の更に他の実施の形態の電解研磨装置の要部を示す平面図である。
【図１８】本発明の更に他の実施の形態の電解研磨装置の要部を示す平面図である。
【図１９】本発明の更に他の実施の形態の電解研磨装置の要部を示す平面図である。
【図２０】図１９に示すスリットノズルの断面図である。
【図２１】図１９に示すスリットノズルの斜視図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１  基板カセット
２  ロードアンロードステージ
２２，２３  洗浄ユニット
２７Ａ，２７Ｂ  リニアトランスポータ
２８  反転機
３２，３３  トップリング
３４，３５  研磨テーブル
３８，３９  ドレッサ（コンディショニング部材）
４０  電解液供給ノズル（液体供給部）
４１  研磨液供給ノズル
４４，４５  アトマイザ（コンディショニング部材）
５０  基板ステーション
５４  電解研磨装置（第１の研磨ユニット）
５６  ＣＭＰ装置（第２の研磨ユニット）
６０  電源
６２  第１の電極
６４，６４ａ，６４ｂ  第２の電極
６６  研磨パッド
６６ａ  研磨面
７２  小径スキャンドレッサ
７４  カウンタ電極
７６  電極コンディショナ
７８  電解液供給ライン
８０  研磨液供給ライン
８２，８６  液体供給ノズル（液体供給部）
８４  リンス液供給ノズル
８８  純水供給ライン
９０  支持電解質供給ライン
９２  研磨液供給ライン
９４  添加剤供給ライン
９８ａ，９８ｂ  バッファ
１００  電解液供給ライン
１０２  添加剤含有研磨剤供給ライン
１０４  スリットノズル
１０６  混合槽
１０７  バッファ槽
１０８  分散層
１１０  基板ホルダ
１１３  チャック機構
１２２  排水経路
１２４  導電率計
１３０  洗浄槽
１４０  薬液供給ノズル
１５０  リンス液供給ノズル
１９０  洗浄液供給ノズル
２１１  スピンドル
２１３，２１５  ロール型洗浄部材
２１９  リンス液供給ノズル
２３１  回転チャック機構
２３３  チャック爪
２４１  ペンシル型ブラシ洗浄機構
２５１  ペンシル型洗浄部材
２５５  リンス液供給ノズル
３０２  絶縁膜
３０３  ビアホール（配線用凹部）
３０４  トレンチ（配線用凹部）
３０５  バリア膜
３０６  シード膜
３０７  銅膜（配線金属膜）
３０８  配線
【図１】
2007123523.tif 000003
【図２】
2007123523.tif 000004
【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】
2007123523.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2007123523.tif 000017
【図１６】
2007123523.tif 000018
【図１７】
2007123523.tif 000019
【図１８】
2007123523.tif 000020
【図１９】
2007123523.tif 000021
【図２０】
2007123523.tif 000022
【図２１】
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