(57)【要約】【課題】Ｃｕ等より成る配線等の腐食を抑制し得る研磨装置及びその研磨装置を用いた半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】回転する研磨テーブル１０２と、回転する研磨ヘッド１０８とを有し、被研磨膜が形成された半導体基板１０を研磨ヘッドにより支持し、研磨テーブル上に設けられた研磨パッド１０４上にスラリーを供給しながら、被研磨膜を研磨パッドに押しつけることにより、被研磨膜を研磨する研磨装置であって、研磨ヘッドの周囲に設けられ、半導体基板を洗浄する洗浄液を噴射する複数のノズル１２０を更に有している。【選択図】  図６
2009231450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する研磨テーブルと、回転する研磨ヘッドとを有し、被研磨膜が形成された半導体基板を前記研磨ヘッドにより支持し、前記研磨テーブル上に設けられた研磨パッド上にスラリーを供給しながら、前記被研磨膜を前記研磨パッドに押しつけることにより、前記被研磨膜を研磨する研磨装置であって、
前記研磨ヘッドの周囲に設けられ、前記半導体基板を洗浄する洗浄液を噴射する複数のノズルを更に有する
ことを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
請求項１記載の研磨装置において、
前記ノズルを前記研磨ヘッドに対して昇降させる第１のアクチュエータを更に有し、
前記第１のアクチュエータにより前記ノズルを昇降させながら、前記半導体基板に前記洗浄液を噴射することにより、前記半導体基板を洗浄する
ことを特徴とする研磨装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の研磨装置において、
前記ノズルの向きを調整する第２のアクチュエータを更に有し、
前記第２のアクチュエータにより前記ノズルの向きを変化させながら、前記半導体基板に前記洗浄液を噴射することにより、前記半導体基板を洗浄する
ことを特徴とする研磨装置。
【請求項４】
回転する研磨テーブルと、回転する研磨ヘッドとを有し、被研磨膜が形成された半導体基板を前記研磨ヘッドにより支持し、前記研磨テーブル上に設けられた研磨パッド上にスラリーを供給しながら、前記被研磨膜を前記研磨パッドに押しつけることにより、前記被研磨膜を研磨する研磨装置であって、
前記研磨ヘッドの周囲に設けられ、前記半導体基板の径方向の移動を規制するリテーナを更に有し、
前記リテーナの内側に、前記半導体基板を洗浄する洗浄液を噴射する複数の噴射口が形成されている
ことを特徴とする研磨装置。
【請求項５】
請求項４記載の研磨装置において、
前記リテーナを前記研磨ヘッドに対して昇降させるアクチュエータを更に有し、
前記アクチュエータにより前記噴出口を昇降させながら、前記半導体基板に前記洗浄液を噴射することにより、前記半導体基板を洗浄する
ことを特徴とする研磨装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の研磨装置において、
前記研磨ヘッドを上昇させながら、前記洗浄液の噴射を開始する
ことを特徴とする研磨装置。
【請求項７】
被研磨膜が形成された半導体基板を研磨ヘッドに固定し、前記研磨ヘッド及び研磨テーブルをそれぞれ回転させ、前記研磨テーブル上に設けられた研磨パッド上にスラリーを供給しながら、前記被研磨膜を前記研磨パッドに押しつけることにより、前記被研磨膜を研磨する工程と、
前記研磨ヘッドを上昇させながら、前記研磨ヘッドの周囲に設けられた複数のノズルからの洗浄液の噴射を開始し、前記洗浄液により前記半導体基板を洗浄する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
被研磨膜が形成された半導体基板を研磨ヘッドに固定し、前記研磨ヘッド及び研磨テーブルをそれぞれ回転させ、前記研磨テーブル上に設けられた研磨パッド上にスラリーを供給しながら、前記被研磨膜を前記研磨パッドに押しつけることにより、前記被研磨膜を研磨する工程と、
前記研磨ヘッドを上昇させながら、前記半導体基板の径方向の移動を規制するリテーナの内側に形成された複数の噴射口からの洗浄液の噴射を開始し、前記洗浄液により前記半導体基板を洗浄する工程と
を有する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、研磨装置及び半導体装置の製造方法に係り、特に、化学的機械的研磨法により半導体基板を研磨する研磨装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、配線抵抗の低減を実現すべく、Ｃｕを配線の材料として用いることが提案されている。
【０００３】
Ｃｕより成る配線を形成する際には、半導体基板上に形成された層間絶縁膜に溝を形成し、かかる溝内及び層間絶縁膜上にＣｕ膜を電気めっき法により形成し、この後、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing、化学的機械的研磨）法により層間絶縁膜の表面が露出するまでＣｕ膜を研磨することにより、溝内にＣｕより成る配線を埋め込む。
【０００４】
Ｃｕ膜より成る被研磨膜を研磨する際には、被研磨膜が形成された半導体基板を回転可能な研磨ヘッドにより支持し、回転可能な研磨テーブル上に形成された研磨パッド上にスラリー（研磨剤）を供給しながら、被研磨膜を研磨パッドに押しつけることにより、被研磨膜を研磨する。
【特許文献１】特開２００７−１１００６６号公報
【特許文献２】特開２０００−２１８２６号公報
【特許文献３】特開平７−２０１７８６号公報
【特許文献４】特開２００２−２３１６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、提案されている技術では、Ｃｕより成る配線がスラリーにより腐食してしまう場合があった。
【０００６】
本発明の目的は、Ｃｕ等より成る配線等の腐食を抑制し得る研磨装置及びその研磨装置を用いた半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一観点によれば、回転する研磨テーブルと、回転する研磨ヘッドとを有し、被研磨膜が形成された半導体基板を前記研磨ヘッドにより支持し、前記研磨テーブル上に設けられた研磨パッド上にスラリーを供給しながら、前記被研磨膜を前記研磨パッドに押しつけることにより、前記被研磨膜を研磨する研磨装置であって、前記研磨ヘッドの周囲に設けられ、前記半導体基板を洗浄する洗浄液を噴射する複数のノズルを更に有することを特徴とする研磨装置が提供される。
【０００８】
また、本発明の他の観点によれば、回転する研磨テーブルと、回転する研磨ヘッドとを有し、被研磨膜が形成された半導体基板を前記研磨ヘッドにより支持し、前記研磨テーブル上に設けられた研磨パッド上にスラリーを供給しながら、前記被研磨膜を前記研磨パッドに押しつけることにより、前記被研磨膜を研磨する研磨装置であって、前記研磨ヘッドの周囲に設けられ、前記半導体基板の径方向の移動を規制するリテーナを更に有し、前記リテーナの内側に、前記半導体基板を洗浄する洗浄液を噴射する複数の噴射口が形成されていることを特徴とする研磨装置が提供される。
【０００９】
また、本発明の更に他の観点によれば、被研磨膜が形成された半導体基板を研磨ヘッドに固定し、前記研磨ヘッド及び研磨テーブルをそれぞれ回転させ、前記研磨テーブル上に設けられた研磨パッド上にスラリーを供給しながら、前記被研磨膜を前記研磨パッドに押しつけることにより、前記被研磨膜を研磨する工程と、前記研磨ヘッドを上昇させながら、前記研磨ヘッドの周囲に設けられた複数のノズルからの洗浄液の噴射を開始し、前記洗浄液により前記半導体基板を洗浄する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【００１０】
また、本発明の更に他の観点によれば、被研磨膜が形成された半導体基板を研磨ヘッドに固定し、前記研磨ヘッド及び研磨テーブルをそれぞれ回転させ、前記研磨テーブル上に設けられた研磨パッド上にスラリーを供給しながら、前記被研磨膜を前記研磨パッドに押しつけることにより、前記被研磨膜を研磨する工程と、前記研磨ヘッドを上昇させながら、前記半導体基板の径方向の移動を規制するリテーナの内側に形成された複数の噴射口からの洗浄液の噴射を開始し、前記洗浄液により前記半導体基板を洗浄する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、半導体基板上に形成された被研磨膜の研磨が終了した直後に、半導体基板の被研磨面の全体に洗浄液が満遍なく供給される。本発明によれば、半導体基板上に形成された被研磨膜を研磨した直後に、スラリーが速やかに除去されるため、Ｃｕ等より成る配線等がスラリーにより腐食するのを確実に抑制することが可能となる。従って、本発明によれば、信頼性の高い半導体装置を高い製造歩留まりで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】
【００１２】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による研磨装置及びその研磨装置を用いた半導体装置の製造方法を図１乃至図７を用いて説明する。図１は、本実施形態による研磨装置を示す平面図である。図２は、本実施形態による研磨装置の一部を示す側面図である。
【００１３】
図１に示すように、基台１００上には、回転可能な研磨テーブル１０２が複数設けられている。
【００１４】
研磨テーブル１０２上には、それぞれ研磨パッド１０４が設けられている。研磨パッド１０４は、例えば発泡ウレタンにより形成されている。
【００１５】
基台１００上には、アーム１０６が複数設けられている。
【００１６】
アーム１０６には、回転可能な研磨ヘッド１０８がそれぞれ設けられている。アーム１０６を適宜動かすことにより、研磨ヘッド１０８を移動させることが可能である。
【００１７】
図２に示すように、研磨ヘッド１０８は、半導体基板１０を支持する。半導体基板１０を研磨ヘッド１０８により支持する際には、半導体基板１０に形成された被研磨膜３６（図３参照）が半導体基板１０の下側に位置するようにする。研磨ヘッド１０８は、半導体基板１０を回転させながら、半導体基板１０を研磨パッド１０４に押し付ける。
【００１８】
研磨テーブル１０２上には、それぞれノズル１１０が設けられている。ノズル１１０は、スラリー（研磨剤）や純水等を研磨パッド１０４上に供給するためのものである。
【００１９】
研磨テーブル１０２の側部には、研磨パッド１０４の目立てを行うための目立て装置（ドレッサー）１１２がそれぞれ設けられている。
【００２０】
目立て装置１１２は、ダイヤモンドディスク１１４を有している。ダイヤモンドディスク１１４は、例えばステンレスより成る台金に、例えば１５０μｍ程度の粒状のダイヤモンドを固定することにより構成されている。
【００２１】
研磨ヘッド１０８の周囲には、リテーナ１１６が設けられている。リテーナ１１６は、半導体基板１０の径方向の移動を規制する保持器である。本実施形態では、環状のリテーナ１１６が用いられている。環状のリテーナ１１６は、リテーナリングと称される。半導体基板１０上に形成された被研磨膜３６を研磨する際には、研磨ヘッド１０８は回転するが、リテーナ１１６は回転しない。リテーナ１１６が研磨ヘッド１０８の回転を阻害することがないよう、リテーナ１１６の内径は研磨ヘッド１０８の外径より若干大きく設定されている。
【００２２】
研磨ヘッド１０８及びリテーナ１１６の周囲には、伸縮可能な洗浄液供給管１１８が複数設けられている。かかる洗浄液供給管１１８は、洗浄液を半導体基板１０上に供給するためのものである。洗浄液供給管１１８の本数は、例えば６本とする。
【００２３】
洗浄液供給管１１８の先端部には、それぞれノズル１２０が設けられている。ノズル１２０は、筒状に形成されている。洗浄液は、ノズル１２０の先端に形成された孔から噴射される。
【００２４】
なお、ノズル１２０の先端には、一つの孔のみが形成されていてもよいし、複数の孔が形成されていてもよい。ノズル１２０の先端に複数の孔が形成されている場合には、比較的広い範囲に洗浄液を飛散させることが可能となるため、洗浄の迅速化に寄与し得る。
【００２５】
リテーナ１１６の側部には、洗浄液供給管１１８を伸縮させる第１のアクチュエータ１１２が設けられている。第１のアクチュエータ１１２を用いて洗浄液供給管１１８を伸縮させることにより、洗浄液供給管１１８の先端に設けられたノズル１２０を昇降させることができる。換言すれば、リテーナ１１６の側部には、ノズル１２０を上下させる上下位置調整機構１１２が設けられている。
【００２６】
また、洗浄液供給管１１８には、ノズル１２０の向きを調整する第２のアクチュエータ１１４が設けられている。第２のアクチュエータ１１４を用いてノズル１２０の向きを適宜調整することにより、ノズル１２０から噴射される洗浄液の噴射方向を適宜調整することができる。換言すれば、リテーナ１１６の側部には、ノズル１２０の角度を調整する角度調整機構１１４が設けられている。
【００２７】
こうして本実施形態による研磨装置が構成されている。
【００２８】
次に、本実施形態による研磨装置を用いた半導体装置の製造方法を図３乃至図６を用いて説明する。図３は、本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。図４乃至図６は、本実施形態による半導体装置の製造方法を示す側面図及び平面図である。図４（ａ）、図５（ａ）及び図６（ａ）は側面図であり、図４（ｂ）、図５（ｂ）及び図６（ｂ）は研磨ヘッドの下面側から見たときの平面図である。
【００２９】
まず、図３（ａ）に示すように、トランジスタ（図示せず）等が形成された半導体基板１０上に層間絶縁膜３４を形成する。
【００３０】
次に、全面に、スピンコート法により、フォトレジスト膜（図示せず）を形成する。
【００３１】
次に、フォトリソグラフィ技術を用い、フォトレジスト膜をパターニングする。
【００３２】
次に、フォトレジスト膜をマスクとして層間絶縁膜３４をエッチングする。こうして、配線４０（図３（ｃ）参照）を埋め込むための溝３８又は導体プラグ（図示せず）を埋め込むためのコンタクトホール（図示せず）が形成される。
【００３３】
次に、全面に、例えばスパッタリング法により、膜厚１０ｎｍのＴａ膜（図示せず）と、膜厚５ｎｍのＴｉＮ膜（図示せず）より成るバリアメタル膜（図示せず）を形成する。
【００３４】
次に、全面に、例えばスパッタリング法により、膜厚６０ｎｍのＣｕ膜より成るシード膜（図示せず）を形成する。
【００３５】
次に、電気めっき法により、例えば膜厚１μｍのＣｕ膜を形成する。
【００３６】
こうして、バリアメタル膜とＣｕ膜とから成る被研磨膜３６が形成される（図３（ｂ）参照）。
【００３７】
次に、図４に示すように、被研磨膜３６が形成された半導体基板１０を研磨ヘッド１０８により支持する。半導体基板１０を研磨ヘッド１０８により支持する際には、洗浄液供給管１１８及びノズル１２０をリテーナ１１６の側部に予め収納しておく。本実施形態において、被研磨膜３６を研磨する際に洗浄液供給管１１８及びノズル１２０を予め収納しておくのは、半導体基板１０を研磨する際にリテーナ１１６や半導体基板１０の下方にノズル１２０が位置していると、被研磨膜３６を研磨パッド１０４に押しつけることができず、被研磨膜３６を研磨することができないためである。洗浄液供給管１１８及びノズル１２０の収納は、以下のようにして行われる。まず、第２のアクチュエータ１１４を用いて、ノズル１２０の向きを所定の方向に設定する。ノズル１２０の向きを設定する際には、リテーナ１１６の下方にノズル１２０が位置しないように、ノズル１２０の向きを設定する。ここでは、例えば、リテーナ１２０の外周に沿うようにノズル１２０の向きを設定する。リテーナ１２０の下方にノズル１２０が位置しないようにノズル１２０の向きを設定するのは、ノズル１２０を上昇させた際に、ノズル１２０がリテーナ１１６に衝突するのを防止するためである。この後、第１のアクチュエータ１１２を用いて、洗浄液供給管１１８を短縮させる。これにより、洗浄液供給管１１８の先端に設けられたノズル１２０が上昇する。こうして、洗浄液供給管１１８及びノズル１２０がリテーナ１２０の側部に収納されることとなる。なお、半導体基板１０を研磨ヘッド１０８により支持する際には、半導体基板１０に形成された被研磨膜３６（図３（ｂ）参照）が半導体基板１０の下側に位置するようにする。
【００３８】
次に、ＣＭＰ法により、層間絶縁膜３４の表面が露出するまで、被研磨膜３６を研磨する（図３（ｃ）及び図５参照）。被研磨膜３６を研磨する際には、研磨テーブル１０２及び研磨ヘッド１０８をそれぞれ回転させながら、半導体基板１０上に形成された被研磨膜３６を研磨パッド１０４に押しつける。被研磨膜３６の研磨を行う際には、ノズル１１０（図１参照）を介してスラリーが研磨パッド１０４上に供給される。研磨ヘッド１０８を研磨パッド１０４に押し付ける圧力は、例えば２８０ｇ重／ｃｍ２とする。研磨ヘッド１０８の回転数は、例えば５０回転／分とする。研磨テーブル１０４の回転数は、例えば６０回転／分とする。スラリーの供給量は、例えば０．２リットル／分とする。なお、被研磨膜３６の研磨を行う際の条件は、上記に限定されるものではなく、適宜設定すればよい。こうして、層間絶縁膜３４の表面が露出するまで被研磨膜３６が研磨され、Ｃｕ等より成る配線４０が溝３８内に埋め込まれることとなる（図３（ｃ）参照）。
【００３９】
被研磨膜３６の研磨が終了した後には、図６に示すように、半導体基板１０を支持する研磨ヘッド１０８を上昇させながら、半導体基板１０の被研磨面４２（図３（ｃ）参照）の洗浄を開始する。
【００４０】
半導体基板１０の被研磨面の洗浄は、以下のようにして行われる。
【００４１】
まず、半導体基板１０を支持する研磨ヘッド１０８を上昇させながら、第１のアクチュエータ１１２を用いて洗浄液供給管１１８を伸長させる。これにより、ノズル１２０が半導体基板１０の被研磨面４２より下方に位置することとなる。
【００４２】
次に、第２のアクチュエータ１１４を用いてノズル１２０の向きを調整する。ノズル１２０の噴射口の中心軸の方位角は、ノズル１２０から噴射される洗浄液１２２が半導体基板１０の中央に向かうように設定する。ノズル１２０の噴射口の中心軸の仰角は、例えば２０〜６０度程度とする。
【００４３】
スラリーによる配線４０等の腐食は急速に進行するため、被研磨膜３６の研磨が終了した後、できるだけ早く洗浄液１２２の噴射を開始することが重要である。このため、研磨ヘッド１０８の上昇を開始してから、例えば１〜５秒後に洗浄液１２２の噴射を開始することが望ましい。
【００４４】
洗浄液１２２としては、純水又は洗浄用薬液を用いる。洗浄液１２２の元圧は、例えば１．４〜１．８ｋｇ重／ｃｍ２とする。
【００４５】
半導体基板１０の被研磨面４２を洗浄する際には、半導体基板１０の被研磨面４２に残存しているスラリーを確実に除去すべく、半導体基板１０の被研磨面４２の全体に洗浄液１２２を満遍なく供給することが必要である。このため、半導体基板１０の被研磨面４２を洗浄する際には、第１のアクチュエータ１１２を用いてノズル１２０を適宜昇降させることが望ましい。また、半導体基板１０の被研磨膜４２を洗浄する際には、第２のアクチュエータ１１４を用いてノズル１２０の向きを適宜変化させることが望ましい。また、半導体基板１０の被研磨膜４２を洗浄する際には、研磨ヘッド１０８を回転させることにより、半導体基板１０を回転させることが好ましい。また、洗浄液１２２の元圧を適宜変化させるようにしてもよい。半導体基板１０の被研磨面４２の洗浄が完了していない段階で、研磨ヘッド１０８が所定の高さまで到達した場合には、研磨ヘッド１０８を所定の高さに維持した状態で、半導体基板１０の被研磨面４２の洗浄を継続する。
【００４６】
なお、ここでは、第１のアクチュエータ１１２を用いてノズル１２０を適宜昇降させ、第２のアクチュエータ１１４を用いてノズル１２０の向きを適宜変化させ、研磨ヘッド１０８により半導体基板１０を回転させながら、半導体基板１０の被研磨面４２を洗浄する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。
【００４７】
例えば、ノズル１２０の向きを固定した状態で、第１のアクチュエータ１１２によりノズル１２０を昇降させながら、研磨ヘッド１０８を回転させることにより、半導体基板１０の被研磨面４２の全体に洗浄液１２２を供給するようにしてもよい。
【００４８】
また、ノズル１２０を昇降させることなく、第２のアクチュエータ１１４によりノズル１２０の向きを変化させながら、研磨ヘッド１０８を回転させることにより、半導体基板１０の被研磨面４２の全体に洗浄液１２２を供給するようにしてもよい。
【００４９】
また、第１のアクチュエータ１１２によりノズル１２０を昇降させるとともに、第２のアクチュエータ１１４によりノズル１２０の向きを変化させ、研磨ヘッド１０８を回転させることなく、半導体基板１０の被研磨面４２の全体に洗浄液１２２を供給するようにしてもよい。
【００５０】
また、ノズル１２０の向きを固定した状態で、ノズル１２０を昇降させることなく、研磨ヘッド１０８を回転させることにより、半導体基板１０の被研磨面４２の全体に洗浄液を供給するようにしてもよい。
【００５１】
こうして、半導体基板１０の被研磨面４２の全体に洗浄液１２２が満遍なく供給され、半導体基板１０の被研磨面４２が洗浄液１２２により十分に洗浄されることとなる。
【００５２】
図７は、Ｃｕ膜の研磨が終了してから被研磨面の洗浄を開始するまでの時間と欠陥数との関係を示すグラフである。図７における横軸は、Ｃｕ膜の研磨が終了してから被研磨面に純水の供給を開始するまでの時間を示している。図７における縦軸は、腐食による欠陥の数を示している。図７に示す結果は、以下のような試料を用いて求めたものである。
【００５３】
まず、シリコンウェハ上にＣＶＤ法によりシリコン酸化膜を形成し、この後、ＰＶＤ法によりバリアメタル膜を形成し、この後、ＰＶＤ法によりＣｕより成るシード膜を形成し、この後、電気めっき法により膜厚１μｍのＣｕ膜を形成した。このようにして作成した試料に対して、ＣＭＰ法により、Ｃｕ膜を５００ｎｍだけ研磨した。
【００５４】
Ｃｕ膜の研磨が終了してから純水の供給を開始するまでの時間を変化させると、図７に示すような特性が得られた。
【００５５】
図７から分かるように、Ｃｕ膜の研磨が終了してから純水の供給が開始されるまでの時間を短くすることにより、腐食による欠陥を減少させることが可能となる。
【００５６】
このように、本実施形態によれば、半導体基板１０上に形成された被研磨膜３６の研磨が終了した直後に、半導体基板１０の被研磨面３４の全体に洗浄液１２２が満遍なく供給される。本実施形態によれば、半導体基板１０上に形成された被研磨膜３６を研磨した直後に、スラリー１２２が速やかに除去されるため、Ｃｕ等より成る配線４０等がスラリーにより腐食するのを確実に抑制することが可能となる。従って、本実施形態によれば、信頼性の高い半導体装置を高い製造歩留まりで製造することができる。
【００５７】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による研磨装置及び半導体装置の製造方法を図８乃至図１２を用いて説明する。図８は、本実施形態による研磨装置を示す側面図である。図１乃至図７に示す第１実施形態による研磨装置及び半導体装置の製造方法と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
【００５８】
本実施形態による研磨装置は、研磨液１２２を噴射するための噴射口１２４がリテーナ１１６ａの内側に形成されていることに主な特徴がある。
【００５９】
図８に示すように、研磨ヘッド１０８の周囲には、リテーナ１１６ａが設けられている。リテーナ１１６ａは、環状に形成されている。リテーナ１１６ａには、リテーナ１１６ａを貫通する孔１２６が形成されている。リテーナ１１６ａを貫通する孔１２６は、例えば６箇所に形成されている。孔１２６の一方の端部は、リテーナ１１６ａの上部に位置している。孔１２６の一方の端部には、伸縮可能な洗浄液供給管１１８が接続されている。孔１２６の他方の端部１２４は、洗浄液１２２を噴射する噴射口１２４である。噴射口１２４は、洗浄液１２２が若干上向きに噴射されるように形成されている。噴射口１２４の中心軸の仰角は、例えば２０〜６０度程度とする。噴射口１２４の中心軸の方位角は、噴射口１２４から噴射される洗浄液１２２が半導体基板１０の中央に達するように設定されている。
【００６０】
研磨ヘッド１０８には、リテーナ１１６ａを昇降させるアクチュエータ（図示せず）が設けられている。アクチュエータによりリテーナ１１６ａを昇降させることにより、半導体基板１０の被研磨面３４の様々な箇所に洗浄液１２２が到達させることが可能となる。換言すれば、研磨ヘッド１０８には、リテーナ１１６ａを上下させる上下位置調整機構（図示せず）が設けられている。
【００６１】
こうして本実施形態による研磨装置が構成されている。
【００６２】
次に、本実施形態による研磨装置を用いた半導体装置の製造方法を図９乃至図１２を用いて説明する。図９は、本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。図１０乃至図１２は、本実施形態による半導体装置の製造方法を示す側面図及び平面図である。図１０（ａ）、図１１（ａ）及び図１２（ａ）は側面図であり、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）及び図１２（ｂ）は研磨ヘッドの下面側から見たときの平面図である。
【００６３】
まず、トランジスタ（図示せず）等が形成された半導体基板１０上に層間絶縁膜３４を形成する工程から、被研磨膜３６を形成する工程までは、図３（ａ）及び図３（ｂ）を用いて上述した第１実施形態による半導体装置の製造方法と同様であるので説明を省略する（図９（ａ）及び図９（ｂ）参照）。
【００６４】
次に、図１０に示すように、被研磨膜３６が形成された半導体基板１０を研磨ヘッド１０８により支持する。半導体基板１０を研磨ヘッド１０８により支持する際には、リテーナ１１６ａの下面が半導体基板１０の下面とほぼ同じ高さになるように、研磨ヘッド１０８に対するリテーナ１１６ａの位置を設定する。研磨ヘッド１０８に対するリテーナ１１６ａの位置は、アクチュエータ（図示せず）により調整することが可能である。
【００６５】
次に、ＣＭＰ法により、層間絶縁膜３４の表面が露出するまで被研磨膜３６を研磨する（図９（ｃ）及び図１１参照）。被研磨膜３６を研磨する際には、研磨テーブル１０２及び研磨ヘッド１０８をそれぞれ回転させながら、半導体基板１０上に形成された被研磨膜３４を研磨パッド１０４に押しつける。被研磨膜３４の研磨を行う際には、ノズル１１０（図１参照）を介してスラリーが研磨パッド１０４上に供給される。研磨ヘッド１０８を研磨パッド１０４に押し付ける圧力は、例えば２８０ｇ重／ｃｍ２とする。研磨ヘッド１０８の回転数は、例えば５０回転／分とする。研磨テーブル１０２の回転数は、例えば６０回転／分とする。スラリーの供給量は、例えば０．２リットル／分とする。なお、被研磨膜３４の研磨を行う際の条件は、上記に限定されるものではなく、適宜設定すればよい。こうして、層間絶縁膜３４の表面が露出するまで被研磨膜３６が研磨され、Ｃｕ等より成る配線４０が溝３８内に埋め込まれることとなる。
【００６６】
被研磨膜３６の研磨が終了した後には、図１２に示すように、半導体基板１０を支持する研磨ヘッド１０８を上昇させながら、半導体基板１０の被研磨面４２の洗浄を開始する。
【００６７】
半導体基板１０の被研磨面４２の洗浄は、以下のようにして行われる。
【００６８】
まず、半導体基板１０を支持する研磨ヘッド１０８を上昇させながら、アクチュエータを用いてリテーナ１１６ａを降下させる。これにより、噴射口１２４が半導体基板１０の被研磨面４２より下方に位置することとなる。
【００６９】
スラリーによる配線４０等の腐食は急速に進行するため、被研磨膜３６に対する研磨が終了した後、できるだけ早く洗浄液１２２の噴射を開始することが重要である。このため、研磨ヘッド１０８の上昇を開始してから、例えば１〜５秒後に洗浄液１２２の噴射を開始することが望ましい。
【００７０】
洗浄液１２２としては、純水又は洗浄用薬液を用いる。洗浄液１２２の元圧は、例えば１．４〜１．８ｋｇ重／ｃｍ２とする。
【００７１】
半導体基板１０の被研磨面４２を洗浄する際には、半導体基板１０の被研磨面４２に残存しているスラリーを確実に除去すべく、半導体基板１０の被研磨面４２の全体に洗浄液１２２を満遍なく供給することが必要である。このため、半導体基板１０の被研磨面４２を洗浄する際には、アクチュエータを用いて噴射口１２４を適宜昇降させることが望ましい。また、半導体基板１０の被研磨膜３６を洗浄する際には、研磨ヘッド１０８を回転させることにより、半導体基板１０を回転させることが好ましい。また、洗浄液１２２の元圧を適宜変化させるようにしてもよい。半導体基板１０の被研磨面４２の洗浄が完了していない段階で、研磨ヘッド１０８が所定の高さまで達した場合には、研磨ヘッド１０８を所定の高さに維持した状態で、半導体基板１０の被研磨面４２の洗浄を継続する。
【００７２】
なお、ここでは、アクチュエータを用いて噴射口１２４を適宜昇降させ、研磨ヘッド１０８により半導体基板１０を回転させながら、半導体基板１０の被研磨面４２を洗浄する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。
【００７３】
例えば、噴射口１２４の高さを固定した状態で、研磨ヘッド１０８を回転させることにより、半導体基板１０の被研磨面４２の全体に洗浄液１２２を供給するようにしてもよい。
【００７４】
また、研磨ヘッド１０８を回転させることなく、アクチュエータによりリテーナ１１６ａを昇降させることにより、噴射口１２４を昇降させ、半導体基板１０の被研磨面４２の全体に洗浄液１２２を供給するようにしてもよい。
【００７５】
こうして、半導体基板１０の被研磨面４２の全体に洗浄液１２２が満遍なく供給され、半導体基板１０の被研磨面４２が洗浄液１２２により十分に洗浄されることとなる。
【００７６】
このように、本実施形態によれば、半導体基板１０上に形成された被研磨膜３６の研磨が終了した直後に、半導体基板１０の被研磨面４２の全体に洗浄液１２２が満遍なく供給される。本実施形態によれば、半導体基板１０上に形成された被研磨膜３６を研磨した直後に、スラリーが速やかに除去されるため、Ｃｕ等より成る配線４０等がスラリーにより腐食するのを確実に抑制することが可能となる。従って、本実施形態によっても、信頼性の高い半導体装置を高い製造歩留まりで製造することができる。
【００７７】
［変形実施形態］
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【００７８】
例えば、上記実施形態では、Ｃｕより成る被研磨膜３６を研磨する場合を例に説明したが、被研磨膜３６はＣｕ膜に限定されるものではない。本発明の原理は、あらゆる被研磨膜３６を研磨する際に適用することが可能である。
【００７９】
以上詳述した通り、本発明の特徴をまとめると以下のようになる。
【００８０】
（付記１）
回転する研磨テーブルと、回転する研磨ヘッドとを有し、被研磨膜が形成された半導体基板を前記研磨ヘッドにより支持し、前記研磨テーブル上に設けられた研磨パッド上にスラリーを供給しながら、前記被研磨膜を前記研磨パッドに押しつけることにより、前記被研磨膜を研磨する研磨装置であって、
前記研磨ヘッドの周囲に設けられ、前記半導体基板を洗浄する洗浄液を噴射する複数のノズルを更に有する
ことを特徴とする研磨装置。
【００８１】
（付記２）
付記１記載の研磨装置において、
前記ノズルを前記研磨ヘッドに対して昇降させる第１のアクチュエータを更に有し、
前記第１のアクチュエータにより前記ノズルを昇降させながら、前記半導体基板に前記洗浄液を噴射することにより、前記半導体基板を洗浄する
ことを特徴とする研磨装置。
【００８２】
（付記３）
付記１又は２記載の研磨装置において、
前記ノズルの向きを調整する第２のアクチュエータを更に有し、
前記第２のアクチュエータにより前記ノズルの向きを変化させながら、前記半導体基板に前記洗浄液を噴射することにより、前記半導体基板を洗浄する
ことを特徴とする研磨装置。
【００８３】
（付記４）
回転する研磨テーブルと、回転する研磨ヘッドとを有し、被研磨膜が形成された半導体基板を前記研磨ヘッドにより支持し、前記研磨テーブル上に設けられた研磨パッド上にスラリーを供給しながら、前記被研磨膜を前記研磨パッドに押しつけることにより、前記被研磨膜を研磨する研磨装置であって、
前記研磨ヘッドの周囲に設けられ、前記半導体基板の径方向の移動を規制するリテーナを更に有し、
前記リテーナの内側に、前記半導体基板を洗浄する洗浄液を噴射する複数の噴射口が形成されている
ことを特徴とする研磨装置。
【００８４】
（付記５）
付記４記載の研磨装置において、
前記リテーナを前記研磨ヘッドに対して昇降させるアクチュエータを更に有し、
前記アクチュエータにより前記噴出口を昇降させながら、前記半導体基板に前記洗浄液を噴射することにより、前記半導体基板を洗浄する
ことを特徴とする研磨装置。
【００８５】
（付記６）
付記１乃至５のいずれかに記載の研磨装置において、
前記研磨ヘッドを上昇させながら、前記洗浄液の噴射を開始する
ことを特徴とする研磨装置。
【００８６】
（付記７）
付記１乃至６のいずれかに記載の研磨装置において、
前記研磨ヘッドにより前記半導体基板を回転させながら、前記洗浄液を噴射させる
ことを特徴とする研磨装置。
【００８７】
（付記８）
付記１乃至７のいずれかに記載の研磨装置において、
前記洗浄液は、純水又は洗浄用薬液である
ことを特徴とする研磨装置。
【００８８】
（付記９）
被研磨膜が形成された半導体基板を研磨ヘッドに固定し、前記研磨ヘッド及び研磨テーブルをそれぞれ回転させ、前記研磨テーブル上に設けられた研磨パッド上にスラリーを供給しながら、前記被研磨膜を前記研磨パッドに押しつけることにより、前記被研磨膜を研磨する工程と、
前記研磨ヘッドを上昇させながら、前記研磨ヘッドの周囲に設けられた複数のノズルからの洗浄液の噴射を開始し、前記洗浄液により前記半導体基板を洗浄する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００８９】
（付記１０）
付記９記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体基板を洗浄する工程では、第１のアクチュエータにより前記ノズルを昇降させながら、前記半導体基板に前記洗浄液を噴射することにより、前記半導体基板を洗浄する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００９０】
（付記１１）
付記９又は１０記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体基板を洗浄する工程では、第２のアクチュエータにより前記ノズルの向きを変化させながら、前記半導体基板に前記洗浄液を噴射することにより、前記半導体基板を洗浄する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００９１】
（付記１２）
被研磨膜が形成された半導体基板を研磨ヘッドに固定し、前記研磨ヘッド及び研磨テーブルをそれぞれ回転させ、前記研磨テーブル上に設けられた研磨パッド上にスラリーを供給しながら、前記被研磨膜を前記研磨パッドに押しつけることにより、前記被研磨膜を研磨する工程と、
前記研磨ヘッドを上昇させながら、前記半導体基板の径方向の移動を規制するリテーナの内側に形成された複数の噴射口からの洗浄液の噴射を開始し、前記洗浄液により前記半導体基板を洗浄する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００９２】
（付記１３）
付記１２記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体基板を洗浄する工程では、アクチュエータにより前記リテーナを昇降させながら、前記半導体基板に前記洗浄液を噴射することにより、前記半導体基板を洗浄する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００９３】
（付記１４）
付記９乃至１３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記研磨ヘッドを上昇させながら、前記洗浄液の噴射を開始する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００９４】
（付記１５）
付記９乃至１４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体基板を洗浄する工程では、前記研磨ヘッドにより前記半導体基板を回転させながら、前記洗浄液を噴射させる
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】
【００９５】
【図１】本発明の第１実施形態による研磨装置を示す平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による研磨装置の一部を示す側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す側面図及び平面図（その１）である。
【図５】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す側面図及び平面図（その２）である。
【図６】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造方法を示す側面図及び平面図（その３）である。
【図７】Ｃｕ膜の研磨が終了してから被研磨面の洗浄を開始するまでの時間と欠陥数との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態による研磨装置を示す側面図である。
【図９】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を示す側面図及び平面図（その１）である。
【図１１】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を示す側面図及び平面図（その２）である。
【図１２】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を示す側面図及び平面図（その３）である。
【符号の説明】
【００９６】
１０…半導体基板
３４…層間絶縁膜
３６…被研磨膜
３８…溝
４０…配線
４２…被研磨面
１００…基台
１０２…研磨テーブル
１０４…研磨パッド
１０６…アーム
１０８…研磨ヘッド
１１０…ノズル
１１２…目立て装置
１１４…ダイヤモンドディスク
１１６、１１６ａ…リテーナ
１１８…洗浄液供給管
１２０…ノズル
１２２…洗浄液
１２４…噴射口
１２６…孔
【図１】
2009231450.tif 000003
【図２】
2009231450.tif 000004
【図３】
2009231450.tif 000005
【図４】
2009231450.tif 000006
【図５】
2009231450.tif 000007
【図６】
2009231450.tif 000008
【図７】
2009231450.tif 000009
【図８】
2009231450.tif 000010
【図９】
2009231450.tif 000011
【図１０】
2009231450.tif 000012
【図１１】
2009231450.tif 000013
【図１２】
2009231450.tif 000014