(57)【要約】【課題】化学機械研磨装置の装置寸法を縮小できるリテーナリングを提供する。【解決手段】研磨パッドを保持する回転定盤と、前記研磨パッドの表面に研磨材を滴下する研磨材滴下ノズルと、被処理基板を保持し、保持した前記被処理基板を回転させながら前記研磨パッドに付勢する研磨ヘッドとを備えた化学機械研磨装置において使われ、前記被処理基板外周に当接し前記被処理基板を前記研磨ヘッドに保持するリテーナリングであって、前記リテーナリングの前記研磨パッドに当接する当接面の少なくとも一部には、前記研磨パッドをドレスするドレス部が形成されており、さらに前記当接面の一部には、凹部が形成されていることを特徴。【選択図】図４
2009224680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨パッドを保持する回転定盤と、前記研磨パッドの表面に研磨材を滴下する研磨材滴下ノズルと、被処理基板を保持し、保持した前記被処理基板を回転させながら前記研磨パッドに接触させる研磨ヘッドとを備えた化学機械研磨装置において使われ、前記被処理基板外周に当接し前記被処理基板を前記研磨ヘッドに保持するリテーナリングであって、
前記リテーナリングの前記研磨パッドに当接する当接面の少なくとも一部には、前記研磨パッドをドレスするドレス部が形成されており、
さらに前記当接面の一部には、凹部が形成されていることを特徴とするリテーナリング。
【請求項２】
前記凹部は前記リテーナリングの前記当接面に沿って連続的に延在する環状溝であることを特徴とする請求項１記載のリテーナリング。
【請求項３】
前記リテーナリングの当接面は、前記被処理基板と当接する内縁と、前記内縁に対向する外縁とにより画成されており、前記凹部は、前記内縁と外縁との間に形成された複数の孤立パターンよりなることを特徴とする請求項１または２記載のリテーナリング。
【請求項４】
前記孤立パターンの各々は、各々前記当接面の内縁および外縁に平行に配列された孤立した穴であることを特徴とする請求項３記載のリテーナリング。
【請求項５】
基板表面を、前記請求項１〜４のうちいずれか一項記載のリテーナリングを備えた化学機械研磨装置で化学機械研磨する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に半導体装置の製造に係り、特に化学機械研磨装置および化学機械研磨方法、さらにかかる化学機械研磨方法を使った半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学機械研磨技術は、半導体装置の製造工程において層の平坦化や、ダマシン構造、デュアルダマシン構造の配線層の形成などにおいて重要な技術である。
【０００３】
図１は、従来の化学機械研磨装置１０の概要を示す。
【０００４】
図１を参照するに、化学機械研磨装置１０は研磨パッド１１Ａを担持し図示を省略したモータにより回転軸Ｘ１の回りで回転する定盤１１を備え、前記定盤１１上にはノズル１２より研磨剤が滴下される。
【０００５】
さらに前記定盤１１上にはシリコンウェハなどの被処理基板Ｗを保持した研磨ヘッド１３が設けられ、前記研磨ヘッド１３は、図示を省略したモータにより軸Ｘ２の回りで回転されながら、前記被処理基板Ｗを、回転している前記定盤１１上の研磨パッド１１Ａに押圧する。また同時に前記研磨ヘッド１３は前記被処理基板Ｗを前記研磨パッド１１Ａの径方向にも往復運動させ、これにより前記研磨パッド１１Ａの略全面を使って、前記被処理基板Ｗに対し所望の化学機械研磨が施される。前記被処理基板Ｗは、前記研磨ヘッド１３に、リテーナリング１３Ｒにより保持される。
【０００６】
さらに前記化学機械研磨装置１０では、前記定盤１１上の前記研磨ヘッド１３とは別の位置に、軸Ｘ３の回りで回転するドレスツール１４が設けられ、前記ドレスツール１４には、前記研磨パッド１４の表面を研削（ドレス）し研磨剤が保持される凹凸部を形成するためのダイヤモンドディスクなどの研削ディスク１４Ａが保持されている。前記ドレスツール１４も、前記定盤１１上を径方向に往復運動するように設けられており、前記研磨パッド１４の表面を一様にドレスする。
【０００７】
かかる化学機械研磨装置１０では、前記ドレスツール１４による前記研磨パッド１１Ａのドレスと前記被処理基板Ｗの研磨が同時に行われる場合もあれば、交互に行われる場合もある。化学機械研磨処理のスループットの観点からは、前記被処理基板Ｗの研磨と同時にドレスツール１４によるドレスを行うのが好ましい。
【特許文献１】特開平１０−１７５１５５号公報
【特許文献２】特開２００２−３４６９１０号公報
【特許文献３】特開２００４−１１９４９５号公報
【特許文献４】特開平９−１３９３６６号公報
【特許文献５】特開２０００−２６３４２４号公報
【特許文献６】特開２００５−１５３１４１号公報
【特許文献７】特開平９−２５４０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１の化学機械研磨装置１０は、このように研磨ヘッド１３とドレスツール１４が定盤１１上の別々の位置に設けられているため、装置寸法が大きい問題点を有している。
【０００９】
これに対し、特許文献１〜３には、研磨ヘッドに隣接してドレスツールを設け、化学機械研磨装置の装置寸法を縮小する技術が記載されている。
【００１０】
しかし、これらの従来技術では、ドレスツールが研磨ヘッドに別部材として取り付けられるため、装置構成が複雑で、また所望のドレスを行うためには面倒な調整を必要とする問題点を有していた。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、研磨パッドを保持する回転定盤と、前記研磨パッドの表面に研磨材を滴下する研磨材滴下ノズルと、被処理基板を保持し、保持した前記被処理基板を回転させながら前記研磨パッドに接触させる研磨ヘッドとを備えた化学機械研磨装置において使われ、前記被処理基板外周に当接し前記被処理基板を前記研磨ヘッドに保持するリテーナリングであって、前記リテーナリングの前記研磨パッドに当接する当接面の少なくとも一部には、前記研磨パッドをドレスするドレス部が形成されており、さらに前記当接面の一部には、凹部が形成されていることを特徴とするリテーナリング、およびかかるリテーナリングを有する化学機械研磨装置を使った化学機械研磨工程を含む半導体装置の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、リテーナリングとドレス部を一体化することにより、化学機械研磨装置の構成を小型化および簡素化することができる。また本発明によれば、前記リテーナリングの当接部に凹部を形成することにより、スクラッチの原因となる異物を、化学機械研磨工程を行っている間に前記凹部に捕獲することができ、スクラッチによる半導体装置の製造歩留まりの低下を回避することが可能となる。特にこのような凹部を、前記当接面に沿って延在する環状溝の形、あるいは複数の孤立溝ないし孤立穴の形に形成することにより、前記凹部に捕獲された異物が再び研磨パッド表面に脱出することがなく、脱出した異物によるスクラッチの発生を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［第１の実施形態］
図２は、本発明の一実施形態による化学機械研磨装置２０の構成を示す。
【００１４】
図２を参照するに、化学機械研磨装置２０は研磨パッド２１Ａを担持し図示を省略したモータにより回転軸Ｒ１の回りで回転する定盤２１を備え、前記定盤２１上にはノズル２２より研磨剤が滴下される。
【００１５】
さらに前記定盤２１上にはシリコンウェハなどの被処理基板Ｗを保持した研磨ヘッド２３が設けられ、前記研磨ヘッド２３は、図示を省略したモータにより軸Ｒ２の回りで回転されながら、前記被処理基板Ｗを、回転している前記定盤２１上の研磨パッド２１Ａに押圧する。また同時に前記研磨ヘッド２３は前記被処理基板Ｗを前記研磨パッド２１Ａの径方向にも往復運動させ、これにより前記研磨パッド２１Ａの略全面を使って、前記被処理基板Ｗに対し所望の化学機械研磨が施される。前記被処理基板Ｗは、前記研磨ヘッド２３に、リテーナリング２３Ｒにより保持される。
【００１６】
図２の化学機械研磨装置２０では、図１の化学機械研磨装置１０におけるような、研磨ヘッドとは別体のドレスツールは設けられておらず、その代わり、前記リテーナリング２３Ｒの下面、すなわち前記研磨パッド２１Ａに当接する当接面に、例えば＃７０〜＃９０（１インチ当たりの粒子数が７０〜９０個の表面粗さに対応）の凹凸が形成され、前記ドレスツール１４に相当する機能が付与されている。すなわち、図２の化学機械研磨装置２０では、被処理基板Ｗの研磨と同時に並行して、研磨パッド２１Ａのドレスが行われる。このため、化学機械研磨装置２０は構成が簡素化され、装置サイズが縮小される。前記化学機械研磨装置２０は、研磨パッド２１Ａとして、勿論不織布や連続発泡型樹脂よりなる研磨パッドを使う場合にも好適であるが、独立発泡型樹脂よりなる研磨パッドや無発泡型の研磨パッドを使う場合にも好適である。
【００１７】
図３は、前記研磨ヘッド２３の拡大図、図４は前記研磨ヘッド２３中のリテーナリング２３Ｒ近傍の様子を示す。
【００１８】
図３を参照するに、研磨ヘッド２３はシャフト２３Ａの先端で回転されるが、前記シャフト２３Ａ中には前記研磨ヘッド２３内に設けられた空間２３Ｓに連通する空気通路２３ａが形成されている。また前記空間２３Ｓは前記被処理基板Ｗと接する部分にメンブレン２３Ｍが形成されており、前記空間２３Ｓの圧力を、前記空気通路２３ａを介して制御することにより、前記被処理基板Ｗの前記研磨パッド１１Ａへの押圧力を、前記シャフト２３Ａを介した前記研磨ヘッド２３の押圧力とは独立に制御することができる。
【００１９】
さらに前記研磨ヘッド２３は、前記リテーナリング２３Ｒを介して前記研磨パッド２１Ａに押圧されるが、前記リテーナリング２３Ｒのうち、前記研磨パッド２１Ａに当接する当接面２３Ｔの一部には、例えば前記＃７０〜＃９０の表面粗さに対応した径が２７０〜３５０μｍのダイヤモンド砥粒２３ｄを担持するリング状ドレス部材２３Ｄが接着され、さらに前記当接面２３Ｔの他の部分２３ｅには溝部２３Ｖが形成されている。前記リテーナリング２３Ｒは、樹脂材料、例えばＰＰＳ（ポリフェニレン・サルファイド）樹脂などにより形成することができる。このように前記リング状ドレス部材２３Ｄは前記リテーナリング２３Ｒの一部を構成し、また前記リテーナリング２３Ｒの当接面２３Ｔの一部を構成する。
【００２０】
図５は、前記リテーナリング２３Ｒの当接面２３Ｔの様子を示す平面図である。
【００２１】
図５を参照するに、前記リテーナリング２３Ｒの当接面２３Ｔには、前記ダイヤモンド砥粒２３ｄを担持するリング状ドレス部材２３Ｄが一周にわたり環状に連続して形成されており、その内側に環状に、前記リテーナリング２３Ｒを構成する樹脂部分２３ｅが露出している。また前記リング状ドレス部材２３Ｄのすぐ内側には環状の溝部２３Ｖが連続的に形成されている。
【００２２】
図２の化学機械研磨装置２０において前記研磨ヘッド２３とじて図３〜５に説明したものを使って被処理基板Ｗの化学機械研磨を行った場合、研磨パッド２１Ａのドレスが平行して行われ、研磨条件を最適化することができる。
【００２３】
例えば前記研磨パッド２１Ａとしてポリウレタン独立発泡型の単層パッドを使い、研磨材としてヒュームドシリカ系スラリを１：１に希釈したものを使い、酸化膜系の層間絶縁膜を化学機械研磨する場合、前記定盤２１を前記軸Ｒ１の回りに８０〜１００ｒｐｍの回転速度で回転させ、研磨ヘッド２３を前記軸Ｒ２の回りに７０〜１００ｒｐｍの回転速度で回転させ、前記ドレスリング２３Ｒの押圧力を３．０〜７．０ｂｆ（重量ポンド）とすることで、前記図２の化学機械研磨装置２０を使って効率的な化学機械研磨を行うことが可能である。
【００２４】
その際、図３〜５に示すように前記リテーナリング２３Ｒの当接面２３Ｔに前記溝部２３Ｖが形成されているため、ドレスを行っている間に、前記研磨パッド２１Ａ上の異物、例えば脱落した砥粒２３ｄなどは、前記溝２３Ｖに捕獲され、その結果、異物による被処理基板Ｗ表面でのスクラッチの発生が効果的に抑制される。図５に示すように溝部２３Ｖは環状溝であり、前記当接面２３Ｔにおいて閉じた形状を有しているため、前記溝部２３Ｖに捕獲された異物は、再び研磨パッド２１Ａの表面に脱出することがない。このため、前記図２の化学機械研磨装置２０では、前記溝部２３Ｖから脱出した異物によるスクラッチの発生も効果的に抑制される。
【００２５】
前記溝部２３Ｖの幅ｗ２は、小さすぎると異物の捕獲効果が減少するので、前記リテーナリング２３Ｒの幅ｗ１が２〜３ｃｍの場合、５ｍｍを下回らないのが好ましく、一方、前記幅ｗ２が大きすぎるとドレスリング部材２３Ｄの有効な面積が減少するため、１０ｍｍを超えないのが好ましい。一方前記溝部２３Ｖの深さは任意であるが、例えば５ｍｍ程度に設定することができる。
【００２６】
図４，５の例では、前記リング状ドレス部材２３Ｄは溝部２３Ｖの外側だけに形成されているが、前記リング状ドレス部材２３Ｄを前記溝部２３Ｖの内側だけに形成してもよい。
【００２７】
図４，５の例では、前記リング状ドレス部材２３Ｄは溝２３Ｖの外側だけに形成されているが、図６，７に示すように、溝部２３Ｖを除く前記リテーナリング２３Ｒの当接面２３Ｔの全面に形成してもよい。この場合前記リング状ドレス部材２３Ｄは、前記溝部２３Ｖを除くリテーナリング２３Ｒの当接面２３Ｔの全面を構成し、またダイヤモンド砥粒２３ｄは、前記溝部２３Ｖを除く当接面２３Ｔの全面に形成されることになる。
【００２８】
図８，９は、前記図３〜５の構成のさらなる変形例を示す。
【００２９】
図８，９を参照するに、本実施形態では前記リテーナリング２３Ｒが下面、すなわち当接面２３Ｔに凹凸部２３ｄｘを有するセラミック部材より構成される。
【００３０】
本実施形態によれば、前記化学機械研磨装置２０を使うことにより、被処理基板Ｗの化学機械研磨と同時に研磨パッド２１Ａのドレスが実行され、小さな装置サイズの化学機械研磨装置を使いながら、最適な条件下で、スクラッチのない安定した化学機械研磨が可能となる。これにより、基板処理のスループットと歩留まりを大きく向上させることができる。
［第２の実施形態］
図１０は、本発明の第２の実施形態によるリテーナリング４３Ｒの当接面４３Ｔを示す平面図である。
【００３１】
図１０を参照するに、リテーナリング４３Ｒは前記図２の化学機械研磨装置２０においてリテーナリング２３Ｒの代わりに使われるものであるが、リテーナリング４３Ｒの下面、すなわち前記当接面２３Ｔに対応する当接面４３Ｔは、前記リテーナリング４３Ｒの外縁４３ｏと前記外縁４３ｏに対向する内縁４３ｉにより画成されており、さらに前記当接面４３Ｔには、前記外縁４３ｏより外側の領域と内縁４３ｉより内側の領域を結ぶ溝部４３ｃｈが多数形成されている。前記溝部４３ｃｈは前記研磨パッド２１Ａ上において研磨材のチャネルとして作用し、前記研磨パッド２１Ａ上で前記リテーナリング４３Ｒの外側に存在する研磨材の、前記被処理基板Ｗ直下の領域への回り込みが促進される。
【００３２】
このように図１０の構成では前記リテーナリング４３Ｒの当接面４３Ｔが前記溝部４３ｃｈにより複数の領域に分割されるため、前記図７あるいは８における連続的な環状溝部２３Ｖは複数の、各々周方向に延在する孤立した溝部４３Ｖに分割されており、各々の溝部４３Ｖが前記研磨パッド２１Ａ上の異物を捕獲し保持する作用効果を奏する。
【００３３】
その際、前記各々の溝部４３Ｖは孤立パターンであるため、捕獲された異物が再び外部に逃げ出すのが効果的に抑制される。
【００３４】
本実施形態によれば、前記化学機械研磨装置２０において図１０のリテーナリング４３Ｒを使うことにより、被処理基板Ｗの化学機械研磨と同時に研磨パッド２１Ａのドレスが実行され、小さな装置サイズの化学機械研磨装置を使いながら、最適な条件下で、スクラッチのない安定した化学機械研磨が可能となる。これにより、基板処理のスループットと歩留まりを大きく向上させることができる。
【００３５】
図１１は、前記図１０のリテーナリング４３Ｒの一変形例によるリテーナリング６３Ｒの当接面６３Ｔの構成を示す。ただし図１０中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。前記当接面６３Ｔは先に説明した図１０の当接面４３Ｔに対応する。
【００３６】
図１１を参照するに、本実施形態では図１０の孤立した溝部４３Ｖの代わりに、前記リテーナリング６３Ｒの外周４３ｏおよび内周４３ｉに沿って配列した複数の穴６３Ｖが形成されている。
【００３７】
本実施形態においても、スクラッチの原因となる異物は前記穴６３Ｖに捕獲され、脱出することができない。
【００３８】
このため、図１１の構成においても、小さな装置サイズの化学機械研磨装置を使いながら、最適な条件下で、スクラッチのない安定した化学機械研磨が可能となる。これにより、基板処理のスループットと歩留まりを大きく向上させることができる。
［第３の実施形態］
次に、図１の化学機械研磨装置２０において、先に図３〜１１で説明したリテーナリングを使って行う化学機械研磨工程を含む半導体装置の製造工程を、図１２Ａ〜１２Ｕを参照しながら説明する。
【００３９】
図１２Ａを参照するに、シリコン基板１０１上には犠牲酸化膜１０２を介してＳｉＮエッチングストッパ膜１０３が形成されており、前記エッチングストッパ膜１０３および犠牲酸化膜１０２が図１２Ｂに示す工程においてパターニングされ、素子分離構造の形成領域に対応して開口部１０３Ａ，１０３Ｂが形成される。
【００４０】
次に図１２Ｃに示すように前記ＳｉＮ膜１０３をエッチングストッパにして前記シリコン基板１０１をエッチングし、前記開口部１０３Ａ，１０３Ｂにそれぞれ対応して素子分離溝１０１Ａ，１０１Ｂを形成する。素子分離溝１０１Ａ，１０１Ｂは実際には単一の連続した溝であるが、図１２Ｃでは説明の都合上、二つの異なった符号を付している。
【００４１】
次に図１２Ｄに示すように前記図１２Ｃの構造を、前記ＳｉＮ膜１０３をマスクに熱酸化し、前記素子分離溝１０１Ａ，１０１Ｂの表面に熱酸化膜１０１ｏｘを形成する。
【００４２】
次に図１２Ｅに示すように図１２Ｄの構造上にＣＶＤ酸化膜１０４を、前記素子分離溝１０１Ａ，１０１Ｂを前記熱酸化膜１０１ｏｘを介して充填するように形成し、得られた構造を図１の化学機械研磨装置２０に被処理基板Ｗとして装着し、前記ＳｉＮ膜１０３をストッパに、前記ＣＶＤ酸化膜１０４を化学機械研磨により除去する。これにより、前記素子分離溝１０１Ａおよび１０１Ｂをそれぞれ充填する素子分離絶縁膜１０４Ａ，１０４Ｂが形成される。素子分離絶縁膜１０４Ａ，１０４Ｂは実際には単一の連続した絶縁膜パターンであるが、図１２Ｆでは説明の都合上、二つの異なった符号を付している。
【００４３】
次に図１２Ｇに示すように前記ＳｉＮ膜１０３および犠牲酸化膜１０２がエッチングにより除去され、図１２Ｈに示すように前記シリコン基板１０１中、前記素子分離絶縁膜１０４を含む素子分離構造により画成された素子領域１０１Ｃに、ポリシリコンゲート電極１０３Ｇを有し、さらに前記シリコン基板１０１中、前記ポリシリコンゲート電極１０３Ｇの第１および第２の側にそれぞれソース領域１０１ａおよび１０１ｂを有するトランジスタＴｒが形成される。前記ポリシリコンゲート電極１０３Ｇは、前記素子領域１０１Ｃ中、前記シリコン基板１０１の表面に形成されたゲート絶縁膜１０２上に形成されており、前記ソース領域１０２ａ，ドレイン領域１０２ｂは、前記ゲート電極１０３Ｇの側壁面に形成された側壁絶縁膜ＳＷ１，ＳＷ２のそれぞれ外側に形成されている。
【００４４】
次に図１２Ｉに示すように前記シリコン基板１０１上に前記トランジスタＴｒを覆うように絶縁膜１０５を形成し、図１２Ｊに示すように、前記絶縁膜１０５中に前記トランジスタＴｒのソース領域１０１ａ，ドレイン領域１０１ｂを露出するコンタクトホール１０５Ａ，１０５Ｂをそれぞれ形成する。
【００４５】
図１２Ｊでは、さらに前記絶縁膜１０５上にＷ膜１０６が、ＣＶＤ法により、前記コンタクトホール１０５Ａ，１０５Ｂを充填するように形成されている。
【００４６】
次に図１２Ｊの構造が再び前記図２の化学機械研磨装置２０に被処理基板Ｗとして導入され、前記絶縁膜１０５上のＷ膜１０６が、前記絶縁膜１０５が露出するまで化学機械研磨され、その結果、図１２Ｋに示すように、前記コンタクトホール１０５Ａ，１０５Ｂにタングステンプラグ１０６Ａ，１０６Ｂがそれぞれ形成される。
【００４７】
次に図１２Ｌに示すように図１２Ｋの構造上に層間絶縁膜１０７が形成され、さらに前記層間絶縁膜１０７中に、前記タングステンプラグ１０６Ａ，１０６Ｂをそれぞれ露出する配線溝１０７Ａ，１０７Ｂが形成される。
【００４８】
次に図１２Ｍに示すように前記層間絶縁膜１０７上に前記配線溝１０７Ａ，１０７Ｂの表面を覆ってＴａやＴｉなどの高融点金属あるいはその導電性窒化物よりなるバリアメタル膜１０８が形成され、さらに前記層間絶縁膜１０７上に前記バリアメタル膜１０８を介してＣｕ層１０９が、前記配線溝１０７Ａ，１０７Ｂを充填するように、ＰＶＤ法によるシード層形成工程および電解メッキ工程を行うことにより形成される。
【００４９】
次に図１２Ｍの構造が前記図２の化学機械研磨装置２０中に被処理基板Ｗとして導入され、前記Ｃｕ層１０９およびその下のバリアメタル膜１０８が、前記層間絶縁膜１０７の表面が露出するまで化学機械研磨され、その結果、図１２Ｎに示すように、前記配線溝１０７ＡをＣｕ配線パターン１０９Ａが、バリアメタル膜１０８Ａを介して充填する構造が得られる。同様に、配線溝１０７Ｂでは、バリアメタル膜１０８Ｂを介してＣｕ配線パターン１０９Ｂが充填されている。
【００５０】
次に図１２Ｏに示すように前記図１２Ｎの構造上にＳｉＣ膜１１０を介して層間絶縁膜１１１が積層され、前記層間絶縁膜１１１上にＳｉＣ膜１１２を介して層間絶縁膜１１３が形成され、さらに層間絶縁膜１１３上にＳｉＣ膜１１４が形成される。
【００５１】
さらに図１２Ｐに示すように前記ＳｉＣ膜１１４をマスクに、またＳｉＣ膜１１２をエッチングストッパ膜として層間絶縁膜１１３がパターニングされ、配線溝１１３Ａ，１１３Ｂが形成される。図１２Ｐでは、エッチングストッパ膜１１４のパターニング工程の図示は省略しているが、これは通常のレジストプロセスにより行うことができる。
【００５２】
さらに図１２Ｑに示すように前記ＳｉＮ膜１１２をマスクに、またＳｉＣ膜１１０をエッチングストッパ膜として層間絶縁膜１１１がパターニングされ、前記配線溝１１３Ａ，１１３Ｂ中にビアホール１１１Ａ，１１１Ｂが、前記Ｃｕ配線パターン１０９Ａ，１０９Ｂにそれぞれ対応して形成される。
【００５３】
さらに図１２Ｒに示すように前記図１２Ｑの構造に対しドライエッチングが施され、前記層間絶縁膜１１３上のＳｉＣ膜１１４，前記配線溝１１３Ａ，１１３Ｂの底部に露出していたＳｉＣ膜１１２、およびビアホール１１１Ａ，１１１Ｂの底部に露出していたＳｉＣ膜１１１０が除去され、前記Ｃｕ配線パターン１０９Ａ，１０９Ｂが、ビアホール１１１Ａ，１１１Ｂの底部において露出する。
【００５４】
さらに図１２Ｓに示すように前記図１２Ｒの構造上に前記バリアメタル膜１０８と同様なバリアメタル膜１１５が、前記層間絶縁膜１１３の表面、前記配線溝１１３Ａ，１１３Ｂの側壁面および底面、さらに前記ビアホール１１１Ａ，１１１Ｂの側壁面および底面を連続して覆うように堆積され、さらに図１２Ｔに示すように前記層間絶縁膜１１５上に、前記配線溝１１３Ａ，１１３Ｂおよびビアホール１１１Ａ，１１１Ｂを、前記バリアメタル膜１１５を介して充填するように、Ｃｕ層１１６が、前記Ｃｕ層１０９と同様に、ＰＶＤ法によるシード層形成工程および電解メッキ工程により形成される。
【００５５】
さらに前記図１２Ｔの構造が前記図２の化学機械研磨装置２０に被処理基板Ｗとして装着され、前記Ｃｕ層１６を層間絶縁膜１１３の表面が露出するまで化学機械研磨することにより、図１２Ｕに示すようにＣｕ配線層１６Ａ，１６Ｂ、およびこれに一体的なＣｕビアプラグ１１６Ｃ，１１６Ｄを有する配線構造が形成される。
【００５６】
本実施形態においては、図１２Ｆ，図１２Ｋ，図１２Ｎ，図１２Ｕの化学機械研磨工程において前記図２の化学機械研磨装置２０を図３〜１１で説明したリテーナリング２３Ｒ，４３Ｒあるいは６３Ｒと組みあわせて使うことにより、スクラッチの発生を抑制でき、半導体装置の製造歩留まりを向上させることが可能となる。
【００５７】
以上、本発明を好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
（付記１）
研磨パッドを保持する回転定盤と、前記研磨パッドの表面に研磨材を滴下する研磨材滴下ノズルと、被処理基板を保持し、保持した前記被処理基板を回転させながら前記研磨パッドに接触させる研磨ヘッドとを備えた化学機械研磨装置において使われ、前記被処理基板外周に当接し前記被処理基板を前記研磨ヘッドに保持するリテーナリングであって、
前記リテーナリングの前記研磨パッドに当接する当接面の少なくとも一部には、前記研磨パッドをドレスするドレス部が形成されており、
さらに前記当接面の一部には、凹部が形成されていることを特徴とするリテーナリング。
（付記２）
前記ドレス部では、前記当接面にダイヤモンド砥粒が埋め込まれていることを特徴とする付記１記載のリテーナリング。
（付記３）
前記ドレス部では、前記当接面がセラミックあるいは立方晶系窒化ホウ素より構成されることを特徴とする付記１記載のリテーナリング
（付記４）
前記凹部は前記リテーナリングの前記当接面に沿って連続的に延在する環状溝であることを特徴とする付記１〜３のうち、いずれか一項記載のリテーナリング。
（付記５）
前記ドレス部は、前記当接面のうち、前記環状溝の外周側あるいは内周側の一方に形成されていることを特徴とする付記４記載のリテーナリング。
（付記６）
前記ドレス部は、前記当接面のうち、前記環状溝の外周側および内周側の両方に形成されていることを特徴とする付記４記載のリテーナリング。
（付記７）
前記リテーナリングの当接面は、前記被処理基板と当接する内縁と、前記内縁に対抗する外縁とにより画成されており、前記凹部は、前記内縁と外縁との間に形成された複数の孤立パターンよりなることを特徴とする付記１〜３のうち、いずれか一項記載のリテーナリング。
（付記８）
前記孤立パターンの各々は、各々前記当接面の内縁および外縁に平行に延在する孤立した溝であることを特徴とする付記７記載のリテーナリング。
（付記９）
前記孤立パターンの各々は、各々前記当接面の内縁および外縁に平行に配列された孤立した穴であることを特徴とする付記７記載のリテーナリング。
（付記１０）
基板表面を、前記付記１〜９のうちいずれか一項記載のリテーナリングを備えた化学機械研磨装置で化学機械研磨する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】従来の化学機械研磨装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態で使われる化学機械研磨装置の構成を示す図である。
【図３】図２の化学機械研磨装置で使われる研磨ヘッドの構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態によるリテーナリングの構成を説明する図である。
【図５】本発明の第１の実施形態によるリテーナリングの構成を説明する別の図である。
【図６】第１の実施形態のリテーナリングの一変形例を説明する図である。
【図７】図６のリテーナリングの一変形例を説明する別の図である。
【図８】第１の実施形態のリテーナリングの他の変形例を説明する図である。
【図９】図８のリテーナリングの他の変形例を説明する別の図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態によるリテーナリングの構成を示す図である。
【図１１】図１０のリテーナリングの一変形例を説明する図である。
【図１２Ａ】本発明の第３の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する図（その１）である。
【図１２Ｂ】本発明の第３の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する図（その２）である。
【図１２Ｃ】本発明の第３の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する図（その３）である。
【図１２Ｄ】本発明の第３の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する図（その４）である。
【図１２Ｅ】本発明の第３の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する図（その５）である。
【図１２Ｆ】本発明の第３の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する図（その６）である。
【図１２Ｇ】本発明の第３の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する図（その７）である。
【図１２Ｈ】本発明の第３の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する図（その８）である。
【図１２Ｉ】本発明の第３の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する図（その９）である。
【図１２Ｊ】本発明の第３の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する図（その１０）である。
【図１２Ｋ】本発明の第３の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する図（その１１）である。
【図１２Ｌ】本発明の第３の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する図（その１２）である。
【図１２Ｍ】本発明の第３の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する図（その１３）である。
【図１２Ｎ】本発明の第３の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する図（その１４）である。
【図１２Ｏ】本発明の第３の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する図（その１５）である。
【図１２Ｐ】本発明の第３の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する図（その１６）である。
【図１２Ｑ】本発明の第３の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する図（その１７）である。
【図１２Ｒ】本発明の第３の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する図（その１８）である。
【図１２Ｓ】本発明の第３の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する図（その１９）である。
【図１２Ｔ】本発明の第３の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する図（その２０）である。
【図１２Ｕ】本発明の第３の実施形態による半導体装置の製造方法を説明する図（その２１）である。
【符号の説明】
【００５９】
１０，２０  化学機械研磨装置
１１，２１  定盤
１１Ａ，２１Ａ  研磨パッド
１２，２２  ノズル
１３，２３  研磨ヘッド
１３Ｒ，２３Ｒ，４３Ｒ，６３Ｒ  リテーナリング
１４  ドレインスツール
１４Ａ  研削ディスク
２３Ａ  シャフト
２３ａ  空気通路
２３Ｄ  リング状ドレス部材
２３ｄ，４３ｄ  ダイヤモンド砥粒
２３ｄｘ  セラミック凹凸部
２３ｅ  樹脂部分
２３Ｍ  メンブレン
２３Ｒ，４３Ｒ，６３Ｒ  リテーナリング
２３Ｓ  スペース
２３Ｔ、４３Ｔ，６３Ｔ  当接面
２３Ｖ溝部
４３ｃｈ  溝部
４３ｉ  内周
４３ｏ  外周
４３Ｖ  孤立溝
６３Ｖ  孤立穴
１０１  シリコン基板
１０１Ａ，１０１Ｂ  素子分離溝
１０１ａ  ソース領域
１０１ｂ  ドレイン領域
１０１ｏｘ  熱酸化膜
１０２  犠牲酸化膜
１０２Ｇ  ゲート絶縁膜
１０３  ＳｉＮ膜
１０３Ｇ  ゲート電極
１０３Ａ，１０３Ｂ  開口部
１０４  ＣＶＤ酸化膜
１０４Ａ，１０４Ｂ  素子分離絶縁膜
１０５，１０７  絶縁膜
１０５Ａ，１０５Ｂ  コンタクトホール
１０６  Ｗ膜
１０６Ａ，１０６Ｂ  Ｗプラグ
１０７Ａ，１０７Ｂ，１１３Ａ，１１３Ｂ  配線溝
１０８，１１５  バリアメタル膜
１０９，１１６  Ｃｕ層
１０８Ａ，１０８Ｂ  バリアメタル膜パターン
１０９Ａ，１０９Ｂ，１１６Ａ，１１６Ｂ  Ｃｕ配線パターン
１１０，１１２，１１４  ＳｉＣ膜
１１１，１１３  層間絶縁膜
１１１Ａ，１１１Ｂ  ビアホール
【図５】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【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６】
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【図８】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１２Ｆ】
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【図１２Ｇ】
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【図１２Ｈ】
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【図１２Ｉ】
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【図１２Ｊ】
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【図１２Ｋ】
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【図１２Ｌ】
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【図１２Ｍ】
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【図１２Ｎ】
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【図１２Ｏ】
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【図１２Ｐ】
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【図１２Ｑ】
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【図１２Ｒ】
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【図１２Ｓ】
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【図１２Ｔ】
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【図１２Ｕ】
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