(57)【要約】【課題】エロージョンやリセスの発生を抑制することができる研磨装置、およびエロージョンやリセスの発生を抑制することができる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】研磨装置は、研磨液ＳＬｐが供給された研磨布ＣＬに基板ＳＢの表面を押付けながら基板ＳＢと研磨布ＣＬとを相対運動させることにより、基板ＳＢの表面を研磨する研磨装置であって、研磨ヘッドＨＤと、金属供給部ＭＳ１とを有している。研磨ヘッドＨＤは、基板ＳＢの裏面側に圧力をかけることによって基板ＳＢの表面を研磨液ＳＬｐが供給された研磨布ＣＬに押付ける。金属供給部ＭＳ１は、研磨布ＣＬに供給された研磨液ＳＬｐに、研磨液ＳＬｐと化学反応する金属を、基板ＳＢと研磨布ＣＬとが接触する領域の外部で供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨液が供給された研磨布に基板の表面を押付けながら前記基板と前記研磨布とを相対運動させることにより、前記基板の表面を研磨する研磨装置であって、
前記基板の裏面側に圧力をかけることによって前記基板の表面を前記研磨液が供給された前記研磨布に押付けるための研磨ヘッドと、
前記研磨布に供給された前記研磨液に、前記研磨液と化学反応する金属を、前記基板と前記研磨布とが接触する領域の外部で供給するための金属供給部とを備えた、研磨装置。
【請求項２】
前記金属供給部は、前記研磨液への前記金属の単位時間当たりの供給量を制御するための制御部を有する、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記金属供給部は、前記金属を含有し、かつ前記研磨布に押付けられるように設けられた金属部を有する、請求項１または２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記金属供給部は、前記金属を含有する粉体の懸濁液を吐出するための吐出部を有する、請求項１または２に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記金属供給部は、前記金属を含有する粉体を吐出するための吐出部を有する、請求項１または２に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記金属供給部は、前記研磨ヘッドに取り付けられている、請求項１〜５のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項７】
前記金属供給部は、前記研磨ヘッドから離れて位置している、請求項１〜５のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項８】
前記研磨ヘッドを回転させるための駆動部をさらに備え、
前記金属供給部は、前記駆動部に取り付けられている、請求項１〜５のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項９】
絶縁層および金属層を備えた半導体装置の製造方法であって、
基板上に前記絶縁層および前記金属層を形成する工程と、
前記研磨液が供給された前記研磨布に前記絶縁層および前記金属層を押付けながら前記基板と前記研磨布とを相対運動させることにより、前記絶縁層および前記金属層を研磨する研磨工程とを備え、
前記研磨工程において、前記研磨布に供給された前記研磨液に、前記研磨液と化学反応する金属を、前記基板と前記研磨布とが接触する領域の外部で供給する、半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
溝部を有する絶縁層と、前記溝部に埋め込まれた金属層とを備えた半導体装置の製造方法であって、
基板上に前記溝部を有する前記絶縁層を形成する工程と、
前記溝部を埋め、かつ前記絶縁層を覆うように、前記金属層を堆積する工程と、
研磨液が供給された研磨布に前記金属層を押付けながら前記基板と前記研磨布とを相対運動させることにより、前記金属層のうち前記溝部の外側の部分の少なくとも一部を削り取る研削工程と、
前記研削工程の後に、前記研磨液が供給された前記研磨布に前記絶縁層および前記金属層を押付けながら前記基板と前記研磨布とを相対運動させることにより、前記絶縁層および前記金属層を研磨する研磨工程とを備え、
少なくとも前記研磨工程において、前記基板と前記研磨布とが接触する領域の外部で、前記研磨布に供給された前記研磨液に、前記研磨液と化学反応する金属の供給を行ない、
前記研磨工程における単位時間当たりの前記金属の供給の量は、前記研削工程における単位時間当たりの前記金属の供給の量よりも大きくされる、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、研磨装置および半導体装置の製造方法に関し、特に、基板の表面を研磨布に押付けながら基板と研磨布とを相対運動させることにより基板の表面を研磨する研磨装置、および基板と基板上に設けられた絶縁層および金属層とを備えた半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置などの製造工程において、基板表面を平滑化したり平坦化したりするためのＣＭＰ(Chemical Mechanical Polishing)技術による研磨が広く行なわれている。この研磨を研磨不足が生じないように行なうために、一般に、理想的な最低限の研磨よりも若干過度の研磨（オーバーポリッシュ）が行なわれる（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
たとえばダマシン(Damascene)法により絶縁層の溝部に埋め込まれたパターン状の金属層が形成される場合、まず絶縁層を覆うように形成された金属層の研磨が行なわれる。よって研磨の初期段階における被研磨面は金属層である。この金属層の研磨が進行すると、やがて絶縁層の少なくとも一部が露出してくる。続いてこの露出した絶縁層と金属層との研磨（オーバーポリッシュ）が行なわれることで仕上げがなされる。よってオーバーポリッシュの段階における被研磨面には金属層と絶縁層との両方が存在する。
【特許文献１】特表２００１−５２２１３９号公報（第１４頁、図４Ｄ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のオーバーポリッシュの段階では、初期段階に比して、被研磨面における金属層の面積が減少している。このため、研磨液中の金属層と化学反応する成分（酸化剤など）が被研磨面における面積の減少した金属層に対して集中的に作用するので、研磨液と金属層との化学反応が過度に生じやすい。この結果、エロージョン(金属層のパターンの密集部の研磨が局所的に進行すること)やリセス（金属層が溶けて凹みが生じること）が生じやすくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、エロージョンやリセスの発生を抑制することができる研磨装置、およびエロージョンやリセスの発生を抑制することができる半導体装置の製造方法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】
【０００６】
本発明の一実施の形態に係る研磨装置は、研磨液が供給された研磨布に基板の表面を押付けながら基板と研磨布とを相対運動させることにより、基板の表面を研磨する研磨装置であって、研磨ヘッドと、金属供給部とを有している。研磨ヘッドは、基板の裏面側に圧力をかけることによって基板の表面を研磨液が供給された研磨布に押付ける。金属供給部は、研磨布に供給された研磨液に、研磨液と化学反応する金属を、基板と研磨布とが接触する領域の外部で供給する。
【０００７】
本発明の一実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、絶縁層および金属層を備えた半導体装置の製造方法であって、以下の工程を有している。
【０００８】
まず基板上に絶縁層および金属層が形成される。研磨液が供給された研磨布に絶縁層および金属層を押付けながら基板と研磨布とを相対運動させることにより、絶縁層および金属層を研磨する研磨工程が行なわれる。研磨工程において、研磨布に供給された研磨液に、研磨液と化学反応する金属が、基板と研磨布とが接触する領域の外部で供給される。
【発明の効果】
【０００９】
この実施の形態によれば、研磨布に供給された研磨液に、研磨液と化学反応する金属が、基板と研磨布とが接触する領域の外部で供給される。よって、基板上に形成された金属層が研磨される際に、研磨液が金属層と集中的に化学反応することが抑制される。このため、金属層にエロージョンやリセスが生じることを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
はじめに、本実施の形態の研磨装置の構成について、図１〜図４を用いて説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態１における研磨装置の構成を概略的に示す斜視図である。
図１を参照して、研磨装置は、研磨ヘッドＨＤと、研磨ヘッド支持部１２と、研磨布ＣＬと、研磨布テーブル１３と、研磨液供給部１１と、金属供給部ＭＳ１とを有している。研磨ヘッドＨＤは、基板（図１において図示せず）を保持しながら研磨布ＣＬに力ＦＡで押付ける機能を有している。また研磨ヘッドＨＤは、研磨ヘッド支持部１２を軸として駆動部（図１において図示せず）により図中矢印ＳＨのように回転することができる。研磨布ＣＬは、研磨布テーブル１３の回転により、図中矢印ＳＣのように回転することができる。また研磨液供給部１１は研磨布ＣＬに研磨液（研磨用のスラリー）ＳＬｐを供給する機能を有している。
【００１２】
この構成により、研磨液ＳＬｐが供給された研磨布ＣＬに基板の表面を押付けながら基板と研磨布ＣＬとを相対運動させることができる。これにより基板の表面が研磨される。研磨される基板としては、たとえば、半導体装置などの製造に用いられる半導体基板、液晶表示装置などの製造に用いられるガラス基板、磁気ヘッドなどの製造に用いられるセラミック基板がある。
【００１３】
図２および図３のそれぞれは、本発明の実施の形態１における研磨装置の研磨ヘッド近傍の詳細な構成を示す概略断面図である。図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った概略断面図である。
【００１４】
図２〜図４を参照して、研磨ヘッドＨＤは、プレート２２と、基板加圧部ＷＰと、第１リテーナリングＲＲ１と、第１アクチュエータＡＣ１とを有している。プレート２２は研磨ヘッド支持部１２に支持されている。基板加圧部ＷＰはプレート２２に支持されている。基板加圧部ＷＰは、研磨ヘッドＨＤにおける基板ＳＢの裏面に接触する部分である。具体的な基板加圧部ＷＰの構成としては、セラミック部材にバッキングフィルム材を貼った構成や、マルチエアバック式、エア加圧式などの構成を用いる事ができる。
【００１５】
第１リテーナリングＲＲ１は第１アクチュエータＡＣ１を介してプレート２２に取り付けられている。第１リテーナリングＲＲ１は、基板ＳＢを囲むように位置しており、研磨中に基板ＳＢが研磨ヘッドＨＤから外れないようにする機能と、基板ＳＢの外周部分の研磨特性の調整を行なう機能とを有している。この調整は第１アクチュエータＡＣ１により第１リテーナリングＲＲ１が研磨布ＣＬを押付ける圧力が調整されることにより行なわれる。なお第１リテーナリングＲＲ１の材質は、たとえば磨耗しにくい樹脂とされる。
【００１６】
金属供給部ＭＳ１は、第２リテーナリングＲＲ２（金属部）と、第２アクチュエータＡＣ２（制御部）とを有している。
【００１７】
第２リテーナリングＲＲ２は、基板ＳＢと研磨布ＣＬとが接触する領域の外部において第１リテーナリングＲＲ１を囲むように研磨ヘッドＨＤに取り付けられている。第２リテーナリングＲＲ２の材質は、研磨液ＳＬｐと化学反応する金属を含んでいる。好ましくは、研磨装置が研磨する基板ＳＢ上に形成された金属層（図２〜図４において図示せず）と同じ素材からなる。
【００１８】
第２アクチュエータＡＣ２は、図２に示すように、収縮して第２リテーナリングＲＲ２を研磨布ＣＬから離す機能と、図３に示すように、伸長して第２リテーナリングＲＲ２を研磨布ＣＬに接触させる機能とを有している。この接触の際に第２リテーナリングＲＲ２が研磨布ＣＬを押付ける力は、第２アクチュエータＡＣ２の伸長の程度により制御することができる。
【００１９】
研磨液ＳＬｐが供給された研磨布ＣＬに第２リテーナリングＲＲ２が接触することで、研磨液ＳＬｐと化学反応する金属が研磨液ＳＬｐに供給される。また第２アクチュエータＡＣ２により第２リテーナリングＲＲ２が研磨布ＣＬを押付ける力が大きくされることにより、研磨液ＳＬｐに単位時間当たりに供給されるこの金属の量が増加する。また第２アクチュエータＡＣ２が収縮することにより第２リテーナリングＲＲ２が研磨布ＣＬから離れると、上記の金属の供給は停止される。このように第２アクチュエータＡＣ２により、研磨布ＣＬに供給された研磨液ＳＬｐに供給される上記金属の供給の量を制御することができる。
【００２０】
次に、本実施の形態の研磨装置を用いた半導体装置の製造方法について、主に図５および図６を用いて説明する。
【００２１】
図５は、本発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法により得られる半導体装置の概略的な部分断面図である。
【００２２】
図５を参照して、半導体装置は、基板ＳＢと、配線パターンＷＲ（金属層）と、絶縁層ＩＬと、保護層ＩＬ２とを有している。基板ＳＢは、たとえばトランジスタなどの半導体素子が形成された半導体基板である。この基板ＳＢの上に絶縁層ＩＬに埋め込まれた配線パターンＷＲが形成されている。そして配線パターンＷＲと絶縁層ＩＬとを覆うように保護層ＩＬ２が形成されている。
【００２３】
図６は、本発明の実施の形態１における半導体装置の製造工程を概略的に示す部分断面図である。
【００２４】
主に図６を参照して、まず基板ＳＢ上に絶縁層ＩＬが堆積される。次にこの堆積された絶縁層ＩＬの配線パターンＷＲ（図５）が形成される位置に溝部ＣＳが形成される。次に溝部ＣＳが充填されるように絶縁層ＩＬを覆う金属層ＭＬが堆積される。金属層ＭＬは銅（Ｃｕ）からなる。
【００２５】
次に、図中矢印Ｐ１で示すように金属層ＭＬの一部である金属領域Ｍａの研磨による除去（研削工程）が、上述した研磨装置（図１〜図４）により行なわれる。具体的には、酸化剤として過酸化水素(Ｈ2Ｏ2)を含有している酸性の研磨液ＳＬｐが供給された研磨布ＣＬに金属層ＭＬを押付けながら基板ＳＢと研磨布ＣＬとを相対運動させることにより金属領域Ｍａの研磨が行なわれる。
【００２６】
金属領域Ｍａの研磨の際は、第２アクチュエータＡＣ２が図２に示すように収縮されることで、リテーナリングＲＲ２が研磨布ＣＬから離れた状態とされる。これにより、第２リテーナリングＲＲ２から研磨液ＳＬｐへの銅（Ｃｕ）の単位時間当たりの供給量はゼロとされる。
【００２７】
この研磨において、金属層ＭＬ中の銅（Ｃｕ）と研磨液ＳＬｐとの間で、以下の化学反応式により表される反応が生じ、金属領域Ｍａの銅（Ｃｕ）がイオン化されて研磨液ＳＬｐ中に溶解する。これにより、金属領域Ｍａの研磨が促進される。
【００２８】
Ｃｕ ＋ ２Ｈ+ ＋ Ｈ2Ｏ2→ Ｃｕ2+ ＋ ２Ｈ2Ｏ      （１）
金属領域Ｍａの除去が完了した時点で、第２アクチュエータＡＣ２が伸長されることにより、図３に示すように、銅（Ｃｕ）からなる第２リテーナリングＲＲ２が研磨液ＳＬｐが供給された研磨布ＣＬに接触させられる。すなわち金属層ＭＬと同じ素材からなる金属部が研磨布ＣＬに接触させられる。
【００２９】
リテーナリングＲＲ２が研磨布ＣＬと接触した状態とされことにより、第２リテーナリングＲＲ２から研磨液ＳＬｐへの銅（Ｃｕ）の供給が開始される。銅（Ｃｕ）の単位時間当たりの供給量は、第２アクチュエータＡＣ２の伸縮の程度により調整される。
【００３０】
上記のように第２リテーナリングＲＲ２から銅（Ｃｕ）が供給されながら、図中矢印Ｐ２で示すように金属層ＭＬの一部と絶縁層ＩＬの一部との除去が開始される。まず金属層ＭＬの一部である金属領域Ｍｂの除去が行なわれる。次に金属層ＭＬの一部と絶縁層ＩＬの一部とからなる混合領域ＭＩの研磨（オーバーポリッシュ）が行なわれる。混合領域ＭＩの研磨の際にも、上述した反応式（１）で示される化学反応が生じる。その際の左辺のＣｕは、基板ＳＢの被研磨面における金属層ＭＬの銅（Ｃｕ）と、第２リテーナリングＲＲ２から研磨液ＳＬｐに供給された銅（Ｃｕ）との両方である。
【００３１】
混合領域ＭＩの研磨の完了後、基板ＳＢ上に保護層ＩＬ２が堆積されることにより、金属層ＭＬから形成された配線パターンＷＲを有する半導体装置（図５）が得られる。
【００３２】
なお上記の半導体装置の製造方法における金属領域Ｍａの研磨による除去（研削工程）において、第２リテーナリングＲＲ２から研磨液ＳＬｐへの銅（Ｃｕ）の単位時間当たりの供給量はゼロとされたが、本発明はこれに限定されるものではない。研削工程においては第２リテーナリングＲＲ２から単位時間当たり第１の供給量で銅（Ｃｕ）が供給され、研磨工程（混合領域ＭＩの研磨工程）においては第２リテーナリングＲＲ２から単位時間当たり第１の供給量よりも多い第２の供給量で銅（Ｃｕ）を供給するようにすることも可能である。
【００３３】
本実施の形態によれば、金属供給部ＭＳ１により、研磨布ＣＬに供給された研磨液ＳＬｐに、研磨液ＳＬｐと化学反応する銅（Ｃｕ）が、基板ＳＢと研磨布ＣＬとが接触する領域の外部で供給される。よって、基板ＳＢ上の混合領域ＭＩ（図６）がオーバーポリッシュされる際に、研磨液ＳＬｐ中の酸化剤である過酸化水素(Ｈ2Ｏ2）の反応式（１）で示す化学反応が、金属層ＭＬの銅（Ｃｕ）に対して集中的に生じることが抑制される。このため、金属層ＭＬから形成される配線パターンＷＲ（図５）にエロージョンやリセスが生じることを抑制することができる。
【００３４】
上記のようにオーバーポリッシュにおいて生じやすいエロージョンやリセスが抑制されるので、より長時間のオーバーポリッシュを行なうことができる。これにより、金属層ＭＬの不要な部分が基板ＳＢ上の局所的な凹部に位置している場合に、十分なオーバーポリッシュを行なって、この不要な部分を除去することができる。
【００３５】
また金属供給部ＭＳ１は、銅（Ｃｕ）を含有し、かつ研磨布ＣＬに押付けられるように設けられた第２リテーナリングＲＲ２を有している。これにより第２リテーナリングＲＲ２から上記の銅（Ｃｕ）の供給を行なうことができる。
【００３６】
また第２リテーナリングＲＲ２は、金属層ＭＬと同じ材質である銅（Ｃｕ）からなる。これにより、金属層ＭＬと異なる元素により基板ＳＢが汚染されることを防止することができる。また第２リテーナリングＲＲ２の材質が金属層ＭＬの材質と同じ化学反応を行なうので、第２リテーナリングＲＲ２と金属層ＭＬとのそれぞれによる化学反応の比率を容易に調整することができる。
【００３７】
またリテーナリングＲＲ２は、第２アクチュエータＡＣ２の伸縮が制御されることにより、研磨布ＣＬから離れたり接触したりすることができる。また第２リテーナリングＲＲ２が研磨布ＣＬに接触する場合に、第２リテーナリングＲＲ２が研磨布ＣＬを押付ける強さは、第２アクチュエータＡＣ２の伸縮により調整することができる。これにより、第２リテーナリングＲＲ２から研磨液ＳＬｐへの銅（Ｃｕ）の単位時間当たりの供給量を制御することができる。よって被研磨面における金属層ＭＬの面積の変化による反応式（１）の左辺のＣｕの量の変動を打ち消すための相当量の銅（Ｃｕ）を第２リテーナリングＲＲ２から供給することができる。
【００３８】
たとえば、矢印Ｐ１（図６）で示される金属領域Ｍａの研磨の段階においては第２リテーナリングからは金属を供給せずに研磨を行ない、被研磨面における金属層ＭＬの面積が小さくなるオーバーポリッシュの段階では第２リテーナリングＲＲ２から銅（Ｃｕ）を供給して研磨を行なうことができる。これにより、オーバーポリッシュにおけるエロージョンやリセスの発生を抑制することができる。
【００３９】
また第２リテーナリングＲＲ２は研磨ヘッドＨＤに取り付けられているので、第２リテーナリングＲＲ２と基板ＳＢとを近づけて配置することができる。これにより、第２リテーナリングＲＲ２からの金属の供給が基板ＳＢの研磨特性に及ぼす効果を高めることができる。
【００４０】
なお上記の説明においては、研磨液ＳＬｐが酸性の場合について説明したが、研磨液ＳＬｐはこれに限定されるものではない。研磨液ＳＬｐは、第２リテーナリングＲＲ２からの金属の供給により化学反応することができればよく、たとえば中性やアルカリ性の研磨液を用いることもできる。
【００４１】
また研磨液ＳＬｐの化学反応は反応式（１）に示すような金属のイオン化に限定されるものではなく、たとえば、金属を酸化させる反応であってもよい。
【００４２】
また、第１リテーナリングＲＲ１および第１アクチュエータＡＣ１は省略することができる。この場合、基板ＳＢが研磨ヘッドＨＤから外れないようにするガイド部材を設けることが好ましい。
【００４３】
また第２リテーナリングＲＲ２（図４）の代わりに、第２リテーナリングＲＲ２の変形例である第２リテーナリングＲＲ２Ｖを用いることもできる。第２リテーナリングＲＲ２Ｖは、第１および第２の部分ＲＲ２ａ、ＲＲ２ｂを有している。第１および第２の部分ＲＲ２ａ、ＲＲ２ｂのそれぞれは独立して駆動することができるように設けられている。また第１および第２の部分ＲＲ２ａ、ＲＲ２ｂのそれぞれの材料が異なるものとされている。これにより、基板ＳＢ上に異なる種類の金属層ＭＬが形成されている場合に、金属層ＭＬの種類に応じて第１および第２の部分ＲＲ２ａ、ＲＲ２ｂのいずれかを選択的に研磨布ＣＬに接触させることができる。
【００４４】
また第１および第２の部分ＲＲ２ａ、ＲＲ２ｂが接触することで腐食が生じる場合には、図７に示すように第１および第２の部分ＲＲ２ａ、ＲＲ２ｂの間に溝を設けて両者が接触しないようにすればよい。
【００４５】
また第２リテーナリングＲＲ２（図４）の周りに、第２リテーナリングと異なる材料からなり、かつ第２リテーナリングＲＲ２と独立して駆動することができる第３リテーナリングをさらに設けて、第２リテーナリングＲＲ２と第３リテーナリングとを選択的に研磨布ＣＬに接触させることもできる。これにより、上記のように第２リテーナリングＲＲ２Ｖと同様の効果が得られる。
【００４６】
また研磨の終点検出機構を備えた研磨装置が用いられる場合、終点検出機構の検出結果に基づいた第２アクチュエータＡＣ２による制御を行なうことができる。これにより実際の研磨の進行状況に応じて第２リテーナリングＲＲ２から金属の供給を行なうことができる。
【００４７】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２における研磨装置の研磨ヘッド近傍の詳細な構成を示す概略断面図である。
【００４８】
図８を参照して、本実施の形態の研磨装置は、実施の形態１の研磨装置の金属供給部ＭＳ１の代わりに、金属供給部ＭＳ２を有している。金属供給部ＭＳ２は、モーターボックスＭＴに取り付けられている。金属供給部ＭＳ２は、第３アクチュエータＡＣ３と、金属ブロックＭＢ（金属部）と、接続部材１４とを有している。
【００４９】
金属ブロックＭＢは、第２リテーナリングＲＲ２（実施の形態１）と同様の材質からなる。また金属ブロックＭＢは、基板ＳＢと研磨布ＣＬとが接触する領域の外部の、研磨布ＣＬが矢印ＳＣで示すように進行してくる側に設けられている。
【００５０】
第３アクチュエータＡＣ３は、接続部材１４を研磨布ＣＬの表面と垂直な方向に変位させる機能を有している。これにより、金属ブロックＭＢを研磨布ＣＬから離したり、金属ブロックＭＢを研磨布ＣＬに接触させたりすることができる。この接触の際に金属ブロックＭＢが研磨布ＣＬを押付ける力は、第３アクチュエータＡＣ３が接続部材１４を変位させる程度により制御することができる。これにより、第２アクチュエータＡＣ２（実施の形態１）と同様に、研磨液ＳＬｐに供給される単位時間当たりの金属の量を制御することができる。
【００５１】
モーターボックスＭＴは、研磨ヘッドＨＤに回転ＳＨを付与するための駆動部であり、モーターボックスＭＴ自体は回転ＳＨを行なわない。
【００５２】
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００５３】
本実施の形態によれば、第２リテーナリングＲＲ２（図２）に代わって金属ブロックＭＢから研磨液ＳＬｐに金属を供給することで、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
また金属供給部ＭＳ２は、研磨ヘッドＨＤに直接取り付けられていない。このため金属供給部ＭＳ２が研磨ヘッドＨＤの重量バランスを崩すことがない。よって、研磨ヘッドＨＤが回転ＳＨを行なう際に、研磨ヘッドＨＤの重量バランスが悪いことで異常振動することを防止することができる。
【００５５】
また金属ブロックＭＢは研磨布ＣＬが矢印ＳＣで示すように進行してくる側に設けられているので、金属ブロックＭＢから供給された金属は、供給された直後に基板ＳＢと研磨布ＣＬとの間に侵入してくる。よって金属ブロックＭＢからの金属の供給が基板ＳＢの研磨特性に及ぼす効果を高めることができる。
【００５６】
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３における研磨装置の研磨ヘッド近傍の詳細な構成を示す概略断面図である。
【００５７】
図９を参照して、本実施の形態の研磨装置は、実施の形態２の研磨装置の金属供給部ＭＳ２の代わりに、金属供給部ＭＳ３を有している。金属供給部ＭＳ３は、第３アクチュエータＡＣ３と、金属リングＭＲ（金属部）と、ベアリングＢＲと、接続部材１４と、フレーム１５とを有している。
【００５８】
金属リングＭＲは、金属ブロックＭＢ（図８）と同様の材質からなり、基板ＳＢと研磨布ＣＬとが接触する領域の外部において、この領域を囲むように位置している。また金属リングＭＲは、ベアリングＢＲを介してフレーム１５に取り付けられている。これにより金属リングＭＲはフレーム１５に対して回転変位できる。
【００５９】
またフレーム１５は接続部材１４に取り付けられている。これにより第３アクチュエータＡＣ３により金属リングＭＲを変位させることができる。よって、金属リングＭＲを研磨布ＣＬから離したり、金属リングＭＲを研磨布ＣＬに接触させたりすることができる。この接触の際に金属リングＭＲが研磨布ＣＬを押付ける力は、第３アクチュエータＡＣ３が接続部材１４を変位させる程度により制御することができる。これにより、実施の形態２と同様に、研磨液ＳＬｐに供給される単位時間当たりの金属の量を制御することができる。
【００６０】
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態２の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００６１】
本実施の形態によれば、金属ブロックＭＢ（図８）に代わって金属リングＭＲから研磨液ＳＬｐに金属を供給することで、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
また金属リングＭＲは、ベアリングＢＲを介してフレーム１５に取り付けられているので、研磨布ＣＬの矢印ＳＣに示す動きにともなって回転される。これにより、金属リングＭＲが偏磨耗することを防ぐことができる。
【００６３】
（実施の形態４）
図１０は、本発明の実施の形態４における研磨装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【００６４】
主に図１０を参照して、本実施の形態の研磨装置は、実施の形態１の研磨装置（図１）の金属供給部ＭＳ１の代わりに、金属供給部ＭＳ４を有している。金属供給部ＭＳ４は、研磨ヘッドＨＤおよび研磨ヘッド支持部１２の駆動部であるモーターボックスＭＴ（図１０において図示せず）とは独立して設けられている。金属供給部ＭＳ４は、金属板ＭＰ（金属部）と、金属板支持部１６とを有している。
【００６５】
金属板ＭＰは、第２リテーナリングＲＲ２（図２）と同様の材質からなる板状の部材である。金属板ＭＰは、金属板支持部１６に取り付けられていることにより、図中矢印ＵＤで示すように、研磨布ＣＬの表面に対して垂直に変位することができる。これにより金属板ＭＰを研磨布ＣＬから離したり、金属板ＭＰを研磨布ＣＬに接触させたりすることができる。この接触の際に金属板ＭＰが研磨布ＣＬを押付ける力は、アクチュエータ（図１０において図示せず）が金属板支持部１６を変位させる程度により制御することができる。これにより、実施の形態１と同様に、研磨液ＳＬｐに供給される単位時間当たりの金属の量を制御することができる。
【００６６】
好ましくは、金属板ＭＰは、図中矢印ＳＭで示すように回転を行なうことができるように構成されている。この回転は、矢印ＳＣで示す回転を行なう研磨布ＣＬとの接触により受動的に発生させることができる。さらに好ましくは、金属板ＭＰが図中矢印ＳＭで示すように能動的に回転駆動される。
【００６７】
また好ましくは、複数の金属供給部ＭＳ４が設けられる。複数の金属供給部ＭＳ４のそれぞれが有する金属板ＭＰの材質は互いに異なるものとされる。
【００６８】
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００６９】
本実施の形態によれば、第２リテーナリングＲＲ２（図２）に代わって金属板ＭＰから研磨液ＳＬｐに金属を供給することで、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００７０】
また、金属供給部ＭＳ４は研磨ヘッドＨＤや研磨ヘッドＨＤの駆動部であるモーターボックスＭＴ（図１０において図示せず）と独立して設けられているので、金属供給部ＭＳ４のメインテナンスを容易に行なうことができる。
【００７１】
また、金属板ＭＰは矢印ＳＭで示すように回転することができるので、金属板ＭＰが偏磨耗することを防止することができる。またこの回転が能動的に行なわれるように構成されている場合は、回転数の調整により、金属板ＭＰから供給される単位時間当たりの金属の量を調整することができる。
【００７２】
また複数の金属供給部ＭＳ４が設けられている場合、複数の金属供給部ＭＳ４のいずれかを選択的に用いることで、基板ＳＢ上の研磨される金属層ＭＬの金属の種類に合わせた金属の供給を行なうことができる。
【００７３】
（実施の形態５）
図１１は、本発明の実施の形態５における研磨装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【００７４】
主に図１１を参照して、本実施の形態の研磨装置は、実施の形態１の研磨装置（図１）の金属供給部ＭＳ１の代わりに、金属供給部ＭＳ５を有している。金属供給部ＭＳ５は研磨ヘッドＨＤや研磨ヘッドＨＤの駆動部であるモーターボックスＭＴ（図１１において図示せず）と独立して設けられている。金属供給部ＭＳ５は、ノズルＮＺと、流量制御部ＦＣとを有している。ノズルＮＺは、研磨液ＳＬｐが供給された研磨布ＣＬの上方に吐出部ＯＬｍを有している。
【００７５】
流量制御部ＦＣは設定された流量の金属懸濁液ＳＬｍをノズルＮＺに通す機能を有している。これにより、吐出部ＯＬｍから研磨布ＣＬに金属懸濁液ＳＬｍを所望の流量で供給することができる。金属懸濁液ＳＬｍは、第２リテーナリングＲＲ２（図２）と同様の材質からなる金属の懸濁液である。これにより、実施の形態１と同様に、研磨液ＳＬｐに供給される単位時間当たりの金属の量を制御することができる。
【００７６】
好ましくは、ノズルＮＺの吐出部ＯＬｍと、研磨液ＳＬｐの吐出部ＯＬｐとを別個に設ける代わりに、吐出部ＯＬｍと吐出部ＯＬｐとを兼ねる１つの吐出部が設けられる。
【００７７】
また、複数の金属供給部ＭＳ５が設けられる。複数の金属供給部ＭＳ５のそれぞれから供給される金属懸濁液ＳＬｍに含まれる金属の材質は互いに異なるものとされる。
【００７８】
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００７９】
本実施の形態によれば、第２リテーナリングＲＲ２（図２）からの金属の供給に代わって、金属懸濁液ＳＬｍの金属が、研磨布ＣＬに供給された研磨液ＳＬｐに供給される。これにより実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００８０】
また、金属供給部ＭＳ５は研磨ヘッドＨＤや研磨ヘッドＨＤの駆動部であるモーターボックスＭＴ（図１０において図示せず）と独立して設けられているので、金属供給部ＭＳ４のメインテナンスを容易に行なうことができる。
【００８１】
また吐出部ＯＬｍと吐出部ＯＬｐとが近接して設けられるか、あるいは吐出部ＯＬｍと吐出部ＯＬｐとを兼ねる１つの吐出部が設けられる場合、金属懸濁液ＳＬｍ中の金属と研磨液ＳＬｐとの化学反応が速やかに生じ、研磨布ＣＬ上での位置の相違による化学反応の進行のむらが小さくなる。これにより、研磨される基板ＳＢ上の金属層ＭＬ（図１１において図示せず）に生じる化学反応を、安定的に抑制することができる。
【００８２】
なお、金属懸濁液ＳＬｍにより研磨液ＳＬｐの濃度が薄まることが問題となる場合は、なるべく金属成分の濃度の高い金属懸濁液ＳＬｍを用いることが好ましい。
【００８３】
また、金属懸濁液ＳＬｍが吐出される構成の代わりに、第２リテーナリングＲＲ２（図２）と同様の材質からなる粉体が輸送されて吐出部ＯＬｍから吐出される構成を用いることもできる。この場合は金属懸濁液ＳＬｍにより研磨液ＳＬｐの濃度が薄まる問題が解消される。
【００８４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、基板の表面を研磨布に押付けながら基板と研磨布とを相対運動させることにより基板の表面を研磨する研磨装置、および基板と基板上に設けられた絶縁層および金属層とを備えた半導体装置の製造方法に関するものである。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態１における研磨装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１における研磨装置の研磨ヘッド近傍の詳細な構成を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における研磨装置の研磨ヘッド近傍の詳細な構成を示す概略断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法により得られる半導体装置の概略的な部分断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１における半導体装置の製造工程を概略的に示す部分断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１の変形例における研磨装置の第２リテーナリングの構成を示す概略断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２における研磨装置の研磨ヘッド近傍の詳細な構成を示す概略断面図である。
【図９】本発明の実施の形態３における研磨装置の研磨ヘッド近傍の詳細な構成を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４における研磨装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態５における研磨装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８７】
ＡＣ１  第１アクチュエータ、ＡＣ２  第２アクチュエータ、ＡＣ３  第３アクチュエータ、ＢＲ  ベアリング、ＣＬ  研磨布、ＦＣ  流量制御部、ＨＤ  研磨ヘッド、ＭＢ  金属ブロック、ＭＰ  金属板、ＭＲ  金属リング、ＭＳ１〜ＭＳ５  金属供給部、ＯＬｍ  吐出部、ＲＲ１  第１リテーナリング、ＲＲ２，ＲＲ２Ｖ  第２リテーナリング、ＳＢ  基板、ＳＬｐ  研磨液、ＳＬｍ  金属懸濁液。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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