(57)【要約】【目的】研磨する際における初期段階で生じるディフェクトを抑制する研磨方法を提供することを目的とする。【構成】本発明の一態様の研磨方法は、所定の供給液を用いた研磨開始時の所定の期間、所定の流量より多い流量で前記所定の供給液を研磨布上に供給しながら被研磨基板を研磨する工程（Ｓ２０２）と、前記所定の期間が経過後、前記所定の供給液の流量を前記所定の流量に減らして引き続き前記被研磨基板を研磨する工程（Ｓ２０４）と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の供給液を用いた研磨開始時の所定の期間、所定の流量より多い流量で前記所定の供給液を研磨布上に供給しながら被研磨基板を研磨する工程と、
前記所定の期間が経過後、前記所定の供給液の流量を前記所定の流量に減らして引き続き前記被研磨基板を研磨する工程と、
を備えたことを特徴とする研磨方法。
【請求項２】
供給ポンプの供給能力を超える流量の前記供給液が、前記所定の期間供給されることを特徴とする請求項１記載の研磨方法。
【請求項３】
前記所定の期間内に前記研磨布の近傍に設けられたバッファから前記供給液が供給されることを特徴とする請求項１又は２いずれか記載の研磨方法。
【請求項４】
第１の供給液を研磨布上に供給しながら被研磨基板を研磨する工程と、
前記第１の供給液を第２の供給液に切り替えて引き続き前記被研磨基板を研磨する工程と、
を備え、
前記第１の供給液と前記第２の供給液とを切り替える際の所定の期間、前記第２の供給液の流量を前記所定の期間の経過後の流量よりも多くすることを特徴とする研磨方法。
【請求項５】
基板上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜に開口部を形成する工程と、
前記開口部内と前記絶縁膜上に導電性材料膜を形成する工程と、
所定の供給液を用いた研磨開始時の所定の期間、所定の流量より多い流量で前記所定の供給液を研磨布上に供給しながら前記導電性材料膜を研磨する工程と、
前記所定の期間が経過後、前記所定の供給液の流量を前記所定の流量に減らして引き続き前記導電性材料膜を研磨する工程と、
を備えた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、研磨方法及び半導体装置の製造方法に係り、例えば、銅（Ｃｕ）膜或いはバリアメタル膜を研磨する工程を有する半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路（ＬＳＩ）の高集積化、及び高性能化に伴って新たな微細加工技術が開発されている。特に、最近はＬＳＩの高速化を達成するために、配線材料を従来のアルミ（Ａｌ）合金から低抵抗の銅（Ｃｕ）或いはＣｕ合金（以下、まとめてＣｕと称する。）に代える動きが進んでいる。Ｃｕは、Ａｌ合金配線の形成において頻繁に用いられたドライエッチング法による微細加工が困難であるので、溝加工が施された絶縁膜上にＣｕ膜を堆積し、溝内に埋め込まれた部分以外のＣｕ膜を化学機械研磨（ＣＭＰ）により除去して埋め込み配線を形成する、いわゆるダマシン（ｄａｍａｓｃｅｎｅ）法が主に採用されている。Ｃｕ膜はスパッタ法などで薄いシード層を形成した後に電解めっき法により数１００ｎｍ程度の厚さの積層膜を形成することが一般的である。さらに、多層Ｃｕ配線を形成する場合は、特に、デュアルダマシン構造と呼ばれる配線形成方法を用いることもできる。かかる方法では、下層配線上に絶縁膜を堆積し、所定のヴィアホール（孔）及び上層配線用のトレンチ（配線溝）を形成した後に、ヴィアホールとトレンチに配線材料となるＣｕを同時に埋め込み、さらに、上層の不要なＣｕをＣＭＰにより除去し平坦化することにより埋め込み配線を形成する。
【０００３】
そして、最近は層間絶縁膜として比誘電率の低い低誘電率材料膜（ｌｏｗ−ｋ膜）を用いることが検討されている。すなわち、比誘電率ｋが、約４．２のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）から比誘電率ｋが２．６以下の低誘電率材料膜（ｌｏｗ−ｋ膜）を用いることにより、配線間の寄生容量を低減することが試みられている。特に、低誘電率化のために絶縁膜中に微細な空孔を有する、いわゆる多孔性絶縁膜を用いたプロセスが開発されている。そして、上述したダマシン法によりＣｕ配線を形成する際に、Ｃｕがｌｏｗ−ｋ膜中へと拡散することを防止するためにバリアメタル膜がＣｕとｌｏｗ−ｋ膜との間に形成される。
【０００４】
ここで、上述したＣＭＰ法は、高性能ＬＳＩ、或いはメモリを製造する際に広く使用される技術である。そして、昨今の微細化が進むに伴い、ＣＭＰ法を用いる場合に特に問題となるのがエロージョン、コロージョン、或いはスクラッチなどの各種ディフェクトである。これらのディフェクトの中には、研磨開始直後からの数秒間の研磨初期段階における不安定性によって引き起こされるものがある。
【０００５】
また、ＣＭＰ法を用いる場合のコストの中で、スラリの占める割合は非常に高く、スラリの流量削減に対する要求は大きい。しかし、スラリの流量を減らすと研磨初期段階での不安定性が増し、ディフェクトの増大だけでなく、研磨速度低下、ディッシング増大、研磨温度上昇による異常研磨など様々な問題が生じる。また、スラリでの研磨後に行なわれる純水洗浄研磨や薬液洗浄研磨で使用される純水や薬液の使用量を削減してもコスト低減につながるが、純水や薬液の使用量を削減すると、洗浄能力の低下だけでなく、上述したエロージョン、コロージョン、或いはスクラッチなどの各種ディフェクトやメタル部の腐食など様々な問題が生じる。
【０００６】
ここで、ＣＭＰ法に関して、同一研磨布上で複数のスラリの一方のスラリでＣｕを研磨した後、引き続き、他方のスラリでバリア層を研磨するマルチステップ（例えば、特許文献１参照）が提案されている。しかし、複数のスラリを使用するマルチステップでも、各スラリでの研磨ステップの初期段階において上述した不安定性が存在するため、同様に、ディフェクトが引き起こされることになり得る。
【特許文献１】特表２００２−５４１６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述した問題点を克服し、研磨する際における初期段階で生じるディフェクトを抑制する研磨方法、或いは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】
【０００８】
本発明の一態様の研磨方法は、所定の供給液を用いた研磨開始時の所定の期間、所定の流量より多い流量で前記所定の供給液を研磨布上に供給しながら被研磨基板を研磨する工程と、前記所定の期間が経過後、前記所定の供給液の流量を前記所定の流量に減らして引き続き前記被研磨基板を研磨する工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の他の態様の研磨方法は、第１の供給液を研磨布上に供給しながら被研磨基板を研磨する工程と、前記第１の供給液を第２の供給液に切り替えて引き続き前記被研磨基板を研磨する工程と、を備え、前記第１の供給液と前記第２の供給液とを切り替える際の所定の期間、前記第２の供給液の流量を前記所定の期間の経過後の流量よりも多くすることを特徴とする。
【００１０】
本発明の一態様の半導体装置の製造方法は、基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に開口部を形成する工程と、前記開口部内と前記絶縁膜上に導電性材料膜を形成する工程と、所定の供給液を用いた研磨開始時の所定の期間、所定の流量より多い流量で前記所定の供給液を研磨布上に供給しながら前記導電性材料膜を研磨する工程と、前記所定の期間が経過後、前記所定の供給液の流量を前記所定の流量に減らして引き続き前記導電性材料膜を研磨する工程と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、供給液の使用量を抑制しながら研磨する際における初期段階で生じるディフェクトを抑制することができる。その結果、半導体装置の歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
実施の形態１では、複数の工程が連続して実施される研磨工程におけるＣｕ研磨工程に特に重点をおいて説明する。以下、図面を用いて、実施の形態１について説明する。
【００１３】
図１は、実施の形態１における半導体装置の製造方法の要部を表すフローチャートである。
図１において、本実施の形態では、ＳｉＯ２膜を形成するＳｉＯ２膜形成工程（Ｓ１０２）、タングステン（Ｗ）膜を形成するＷ膜形成工程（Ｓ１０４）、低誘電率の絶縁性材料からなるｌｏｗ−ｋ膜を形成するｌｏｗ−ｋ膜形成工程（Ｓ１０６）、キャップ膜を形成するキャップ膜形成工程（Ｓ１０８）、開口部を形成する開口部形成工程（Ｓ１１０）、導電性材料を用いた導電性材料膜を形成する導電性材料膜形成工程として、バリアメタル（ＢＭ）膜形成工程（Ｓ１１２）、シード膜形成工程（Ｓ１１４）、Ｃｕ膜を形成するめっき及びアニール工程（Ｓ１１６）と、Ｃｕ研磨工程（Ｓ１１８）と、純水研磨工程（Ｓ１２０）と、ＢＭ研磨工程（Ｓ１２２）と、純水研磨工程（Ｓ１２４）と、薬液研磨工程（Ｓ１２６）と、純水研磨工程（Ｓ１２８）という一連の工程を実施する。
【００１４】
図２は、図１のフローチャートに対応して実施される工程を表す工程断面図である。
図２では、図１のＳｉＯ２膜形成工程（Ｓ１０２）からｌｏｗ−ｋ膜形成工程（Ｓ１０６）までを示している。それ以降の工程は後述する。
【００１５】
図２（ａ）において、ＳｉＯ２膜形成工程（Ｓ１０２）として、基板２００の表面にＣＶＤ（化学気相成長）法によって、例えば、膜厚５００ｎｍの絶縁膜となるＳｉＯ２膜２１０を形成する。また、基板２００として、例えば、直径３００ミリのシリコンウェハを用いる。ここでは、デバイス部分の形成を省略している。
【００１６】
図２（ｂ）において、Ｗ膜形成工程（Ｓ１０４）として、ＳｉＯ２膜２１０に選択的にデバイス部分に到達する開口部となるホール（孔）を形成し、バリアメタルとして例えば窒化チタン（ＴｉＮ）膜２１４の薄膜をホールの側面および底面に堆積させた後、タングステン（Ｗ）膜２１６の薄膜でホールを埋め込み、プラグを形成する。例えば、開口部の形成はエッチングにより形成し、ＴｉＮ膜２１４やＷ膜２１６はＣＶＤ法によって成膜した後、ＣＭＰにより開口部以外に堆積したＴｉＮ膜２１４やＷ膜２１６を除去すればよい。
【００１７】
図２（ｃ）において、ｌｏｗ−ｋ膜形成工程（Ｓ１０６）として、基板２００の上に形成されたＳｉＯ２膜２１０の上に多孔質の低誘電率絶縁性材料を用いたｌｏｗ−ｋ膜２２０を例えば８０ｎｍの厚さで形成する。ｌｏｗ−ｋ膜２２０を形成することで、比誘電率ｋが３．５よりも低い層間絶縁膜を得ることができる。ここでは、一例として、比誘電率が２．５未満の低誘電率絶縁材料となるポリメチルシロキサンを成分としたＬＫＤ（Ｌｏｗ−Ｋ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｍａｔｅｒｉａｌ：ＪＳＲ製）を用いてｌｏｗ−ｋ膜２２０を形成する。ｌｏｗ−ｋ膜２２０の材料としては、ポリメチルシロキサンの他に、例えば、ポリシロキサン、ハイドロジェンシロセスキオキサン、メチルシロセスキオキサンなどのシロキサン骨格を有する膜、ポリアリーレンエーテル、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾシクロブテンなどの有機樹脂を主成分とする膜、および多孔質シリカ膜などのポーラス膜からなる群から選択される少なくとも一種を用いて形成しても構わない。かかるｌｏｗ−ｋ膜２２０の材料では、比誘電率が２．５未満の低誘電率を得ることができる。形成方法としては、例えば、溶液をスピンコートし熱処理して薄膜を形成するＳＯＤ（ｓｐｉｎ  ｏｎ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｏａｔｉｎｇ）法を用いることができる。例えば、スピナーで成膜し、このウエハをホットプレート上で窒素雰囲気中でのベークを行った後、最終的にホットプレート上で窒素雰囲気中ベーク温度よりも高温でキュアを行なうことにより形成することができる。ｌｏｗ−ｋ材料や形成条件などを適宜調節することにより、所定の物性値を有する多孔質の絶縁膜が得られる。
【００１８】
図３は、図１のフローチャートに対応して実施される工程を表す工程断面図である。
図３では、図１のキャップ膜形成工程（Ｓ１０８）からバリアメタル膜形成工程（Ｓ１１２）までを示している。それ以降の工程は後述する。
【００１９】
図３（ａ）において、キャップ膜形成工程（Ｓ１０８）として、ｌｏｗ−ｋ膜２２０上にＣＶＤ法によってキャップ絶縁膜として炭酸化シリコン（ＳｉＯＣ）を例えば膜厚１６０ｎｍ堆積することで、ＳｉＯＣ膜２２２を形成する。ＳｉＯＣ膜２２２を形成することで、直接リソグラフィーを行うことが困難なｌｏｗ−ｋ膜２２０を保護し、ｌｏｗ−ｋ膜２２０にパターンを形成することができる。キャップ絶縁膜の材料として、ＳｉＯＣの他に、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、ＳｉＣ、炭水化シリコン（ＳｉＣＨ）、炭窒化シリコン（ＳｉＣＮ）、ＳｉＯＣＨからなる群から選択される少なくとも一種の比誘電率２．５以上の絶縁材料を用いて形成しても構わない。ここでは、ＣＶＤ法によって成膜しているが、その他の方法を用いても構わない。
【００２０】
図３（ｂ）において、開口部形成工程（Ｓ１１０）として、リソグラフィー工程とドライエッチング工程でダマシン配線を作製するための配線溝構造である開口部１５０をＳｉＯＣ膜２２２とｌｏｗ−ｋ膜２２０内に形成する。開口部は、ＳｉＯＣ膜２２２とｌｏｗ−ｋ膜２２０との膜厚合計の例えば２４０ｎｍの深さで形成する。図示していないレジスト塗布工程、露光工程等のリソグラフィー工程を経てＳｉＯＣ膜２２２の上にレジスト膜が形成された基板２００に対し、露出したＳｉＯＣ膜２２２とその下層に位置するｌｏｗ−ｋ膜２２０をＳｉＯ２膜２１０をエッチングストッパとして異方性エッチング法により除去して開口部１５０を形成すればよい。異方性エッチング法を用いることで、基板２００の表面に対し、略垂直に開口部１５０を形成することができる。例えば、一例として、反応性イオンエッチング法により開口部１５０を形成すればよい。
【００２１】
図３（ｃ）において、バリアメタル膜形成工程（Ｓ１１２）として、開口部形成工程により形成された開口部１５０及びＳｉＯＣ膜２２２表面にバリアメタル材料を用いたバリアメタル膜２４０を形成する。物理気相成長法（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＶＤ）法の１つであるスパッタ法を用いるスパッタリング装置内でチタン（Ｔｉ）膜を例えば膜厚１０ｎｍ堆積し、バリアメタル膜２４０を形成する。バリアメタル材料の堆積方法としては、ＰＶＤ法に限らず、原子層気相成長（ａｔｏｍｉｃ  ｌａｙｅｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＡＬＤ、あるいは、ａｔｏｍｉｃ  ｌａｙｅｒ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＡＬＣＶＤ）法やＣＶＤ法などを用いることができる。ＰＶＤ法を用いる場合より被覆率を良くすることができる。また、バリアメタル膜の材料としては、Ｔｉの他、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、タングステン（Ｗ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化タングステン（ＷＮ）もしくはＴａとＴａＮ等これらを組合せて用いた積層膜であっても構わない。
【００２２】
図４は、図１のフローチャートに対応して実施される工程を表す工程断面図である。
図４では、図１のシード膜形成工程（Ｓ１１４）からめっき及びアニール工程（Ｓ１１６）までを示している。
【００２３】
図４（ａ）において、シード膜形成工程（Ｓ１１４）として、スパッタ等の物理気相成長（ＰＶＤ）法により、次の工程である電解めっき工程のカソード極となるＣｕ薄膜をシード膜２５０としてバリアメタル膜２４０が形成された開口部１５０内壁及び基板２００表面に堆積（形成）させる。ここでは、シード膜２５０を例えば膜厚５０ｎｍ堆積させる。
【００２４】
図４（ｂ）において、めっき及びアニール工程（Ｓ１１６）として、シード膜２５０をカソード極として、電解めっき等の電気化学成長法によりＣｕ膜２６０の薄膜を開口部１５０及び基板２００表面に堆積させる。ここでは、膜厚１２００ｎｍのＣｕ膜２６０を堆積させ、堆積させた後にアニール処理を例えば２５０℃の温度で３０分間行なう。
【００２５】
図５は、図１のフローチャートに対応して実施される工程を表す工程断面図である。
図５では、図１のＣｕ研磨工程（Ｓ１１８）から純水研磨工程（Ｓ１２８）までを示している。
【００２６】
図５（ａ）において、Ｃｕ研磨工程（Ｓ１１８）として、ＣＭＰ法によって、基板２００の表面を研磨して、開口部以外に表面に堆積した配線層となるシード膜２５０を含むＣｕ膜２６０を研磨除去する。
【００２７】
図６は、実施の形態１における研磨装置の構成を示す概念図である。
図６において、研磨装置の一例となるロータリ型のＣＭＰ装置１００では、ターンテーブル５２０上に配置された研磨布５２５上に、研磨面を下に向けて基板３００をキャリア５１０が保持する。また、研磨布５２５上には、供給ノズル５３０，５３２，５３４，５３６が配置されている。そして、供給ノズル５３０には、途中にバッファ５６０が配置され、バッファ５６０の供給口側にはバルブ５５０が配置される。バッファ５６０は、研磨布５２５上の近傍に設置されると好適である。そして、供給ノズル５３０及びバッファ５６０には、ポンプ５７０からＣｕ用研磨液が供給される。同様に、供給ノズル５３２には、途中にバッファ５６２が配置され、バッファ５６２の供給口側にはバルブ５５２が配置される。バッファ５６２は、研磨布５２５上の近傍に設置されると好適である。そして、供給ノズル５３２及びバッファ５６２には、ポンプ５７２から純水が供給される。同様に、供給ノズル５３４には、途中にバッファ５６４が配置され、バッファ５６４の供給口側にはバルブ５５４が配置される。バッファ５６４は、研磨布５２５上の近傍に設置されると好適である。そして、供給ノズル５３４及びバッファ５６４には、ポンプ５７４からＢＭ用研磨液が供給される。同様に、供給ノズル５３６には、途中にバッファ５６６が配置され、バッファ５６６の供給口側にはバルブ５５６が配置される。バッファ５６６は、研磨布５２５上の近傍に設置されると好適である。そして、供給ノズル５３６及びバッファ５６６には、ポンプ５７６から洗浄液が供給される。その他、研磨布５２５のコンディショニングを行なう図示しないドレッサが配置される。基板３００として、上述しためっき及びアニール工程（Ｓ１１６）までが実施されたものを用いる。
【００２８】
以上のように構成されたＣＭＰ装置１００で基板３００の研磨を行なうにあたって、まず、研磨布５２５の目立てをするためのコンディショニング工程を実施する。
図７は、実施の形態１におけるコンディショニングの様子を説明するための概念図である。
コンディショニング工程として、ＣＭＰ装置１００のドレッサ３１０を回転させながら、回転する研磨布５２５上に押し当てて、目が詰まった研磨布５２５の目立てを行なうことでコンディショニングを行なう。
【００２９】
その後、供給ノズル５３２から供給される純水にて研磨布５２５上を流した後、Ｃｕ膜２６０の研磨を行なうことになる。
【００３０】
図８は、実施の形態１におけるＣｕ研磨の内部工程を示す図である。
図８において、Ｃｕ研磨工程（Ｓ１１８）は、その内部工程として、初期研磨工程（Ｓ２０２）と通常研磨工程（Ｓ２０４）とを実施する。
【００３１】
図９は、実施の形態１におけるＣｕ研磨と研磨液の供給量Ｑとの関係を示す図である。
まず、初期研磨工程（Ｓ２０２）として、研磨開始時の初期段階について以下のように研磨液５４０を調整して基板３００の表面のＣｕ膜２６０を研磨する。具体的には、キャリア５１０を回転することで基板３００を回転させ、ターンテーブル５２０も回転させる。ターンテーブル５２０の回転方向先に位置する基板３００の手前に供給ノズル５３０から研磨液５４０を供給することで、研磨液５４０が基板３００面内に供給される。ここで、供給液となる研磨液５４０を用いた研磨開始時からの期間ｔ１の間、通常の研磨に使用する流量より多い流量で研磨液５４０を回転する研磨布５２５上に供給する。期間ｔ１としては、例えば、２〜５秒程度が望ましい。そして、この供給量を多くした研磨液５４０を供給しながら基板３００（被研磨基板）を研磨布５２５に押圧して基板３００の表面のＣｕ膜２６０を研磨する。例えば、通常のＣｕ研磨に使用する流量の２倍以上の研磨液５４０を供給する。
【００３２】
すなわち、Ｃｕ研磨を開始する時点では、研磨布５２５には、大量の水分が含まれている。そのため、そのまま、通常のＣｕ研磨に使用する流量の研磨液５４０を流して研磨を開始してしまうと、研磨液５４０の濃度が薄くなった状態で研磨することになる。その結果、上述したディフェクトが生じてしまうことになる。そこで、研磨開始の初期段階だけ研磨液５４０の流量を増やすことでディフェクト発生の問題を回避することができる。
【００３３】
また、実施の形態１においては、ポンプ５７０として、例えば、５０〜３００ｍｌ／ｍｉｎの供給能力のものを用いる。そして、期間ｔ１の間だけ、例えば、６００ｍｌ／ｍｉｎに相当する量の研磨液５４０を供給する。この供給量は、ポンプ５７０の供給能力を超えているため、ポンプ５７０によっては供給できない。そこで、バルブ５５０を閉じた状態で予めバッファ５６０内に研磨液５４０を溜めておき、バルブ５５０を開くことで、期間ｔ１内に研磨布５２５の近傍に設けられたバッファ５６０から予め溜めておいた研磨液５４０を供給する。供給の仕方は、研磨開始時に、一斉にバッファ５６０内の研磨液５４０を研磨布５２５上に落下させてもよいし、期間ｔ１の間、一定の流量で供給し続けてもよい。このように、供給ポンプ５７０の供給能力を超える流量の前記研磨液５４０が、期間ｔ１の間、供給される。なお、ポンプ５７０の供給能力を大きくすることで供給量を増やすことも考えられるが、ポンプ５７０は少量の流量制御も必要である。供給能力を大きくしてしまうと少量の流量制御が精度良くできなくなってしまう。そのため、実施の形態１のように、別途、バッファ５６０を設けることで、ポンプ５７０の少量の流量制御も可能とすることができる。
【００３４】
続いて、通常研磨工程（Ｓ２０４）として、期間ｔ１が経過後、研磨液５４０の流量を通常の研磨に使用する流量（５０〜３００ｍｌ／ｍｉｎ）に減らして引き続き基板３００の表面のＣｕ膜２６０を研磨する。
【００３５】
ここで、Ｃｕ−ＣＭＰ用の研磨液５４０としては、酸化剤として過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過水を用いることができる。また、錯体形成剤としてキナルジン酸、キノリン酸、ベンゾトリアゾール、アラニン、グリシンを用いることができる。有機酸としてマレイン酸、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸を用いることができる。粒子としてコロイダルシリカ、フュームドシリカ、コロイダルアルミナ、フュームドアルミナ、セリア、チタニア、有機粒子、無機と有機の一体化した複合型粒子を用いることができる。界面活性剤として、ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウム、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸カリウム、ポリアクリル酸アンモニウム、ポリビニルピロリドン、アセチレングリコール系の非イオン系界面活性剤を用いることができる。
【００３６】
次に、純水研磨工程（Ｓ１２０）として、Ｃｕ研磨工程（Ｓ１１８）の終了後、研磨液５４０の供給を停止して、供給ノズル５３２から純水を供給しながら基板３００を回転する研磨布５２５に押圧して基板３００の表面を研磨する。
【００３７】
図５（ｂ）において、ＢＭ研磨工程（Ｓ１２２）として、ＣＭＰ法によって、基板２００の表面を研磨して、開口部以外に表面に堆積した配線層となるバリアメタル膜２４０と開口部上部の不要なシード膜２５０を含むＣｕ膜２６０を研磨除去する。具体的には、純水研磨工程（Ｓ１２０）により研磨液５４０が純水に置換された状態で、今度は、供給ノズル５３４からＢＭ用の研磨液を供給しながら基板３００を回転する研磨布５２５に押圧して基板３００の表面を研磨する。ＢＭ用の研磨液としては、酸化剤に過酸化水素水、錯体形成剤にキナルジン酸、キノリン酸、ベンゾトリアゾール、アラニン、グリシンを用いることができる。有機酸としてマレイン酸、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸を用いることができる。粒子としてコロイダルシリカ、フュームドシリカ、コロイダルアルミナ、フュームドアルミナ、セリア、チタニア、有機粒子、無機と有機の一体化した複合型粒子を用いることができる。界面活性剤として、ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウム、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸カリウム、ポリアクリル酸アンモニウム、ポリビニルピロリドン、アセチレングリコール系の非イオン系界面活性剤を用いることができる。
【００３８】
次に、純水研磨工程（Ｓ１２４）として、ＢＭ研磨工程（Ｓ１２２）の終了後、ＢＭ用の研磨液の供給を停止して、供給ノズル５３２から純水を供給しながら基板３００を回転する研磨布５２５に押圧して基板３００の表面を研磨する。
【００３９】
次に、薬液研磨工程（Ｓ１２６）として、純水研磨工程（Ｓ１２４）によりＢＭ用の研磨液が純水に置換された状態で、今度は、供給ノズル５３６から薬液洗浄用の洗浄液を供給しながら基板３００を回転する研磨布５２５に押圧して基板３００の表面を研磨する。洗浄液としては、有機酸であるシュウ酸、クエン酸、ギ酸を用いることができる。
【００４０】
そして、最後に純水研磨工程（Ｓ１２８）として、薬液研磨工程（Ｓ１２６）の終了後、薬液洗浄用の洗浄液の供給を停止して、供給ノズル５３２から純水を供給しながら基板３００を回転する研磨布５２５に押圧して基板３００の表面を研磨する。
【００４１】
以上のように、研磨布５２５に基板３００を接触させたままで、Ｃｕ研磨工程（Ｓ１１８）から純水研磨工程（Ｓ１２８）までの各工程を実施することで、図５（ｂ）に示すように平坦化されたＣｕ配線を形成することができる。
【００４２】
ここで、Ｃｕ研磨工程（Ｓ１１８）における研磨液５４０の流量を調整した試験結果を以下に示す。図６に示すＣＭＰ装置１００のキャリア５１０に、めっき及びアニール工程（Ｓ１１６）までの加工を施した基板を設置する。そして、供給ノズル５３０から、酸化剤として、過硫酸アンモニウム（１．５ｗｔ％）を、錯体形成剤として、キナルジン酸（０．３ｗｔ％）とドデシルベンゼンスルホン酸カリウム（０．０６ｗｔ％）を、有機酸として、シュウ酸（０．１ｗｔ％）を、粒子として、コロイダルシリカ（０．６ｗｔ％）を、界面活性剤として、ポリオキシエチレンアルキルエーテル（０．０５ｗｔ％）を純水に配合し、水酸化カリウムにてｐＨを９に調整した研磨液５４０を研磨布５２５上に供給した。そのときの供給方法を各種検討し、好適な条件を見出した。詳細条件は以下の表１の通りである。
【００４３】
【表１】
2009246228.tif 000003
【００４４】
ここで、研磨条件として、研磨荷重を３００ｇｆ／ｃｍ２、キャリア回転スピードを６２ｍｉｎ−１（ｒｐｍ）、テーブル回転スピードを６０ｍｉｎ−１（ｒｐｍ）とした。研磨布としてＩＣ１０００（ニッタハース製）を用いた。また、研磨時間は、基板表面の余分なＣｕ膜２６０を研磨除去（オールクリア）した時間に＋３０％のオーバーポリッシュをおこなった。ここでは、Ｃｕ研磨工程（Ｓ１１８）における研磨液５４０の流量を調整しただけで、その他の研磨工程である純水研磨工程（Ｓ１２０）から純水研磨工程（Ｓ１２８）までは従来と同様とした。
【００４５】
まず、比較例１．２は従来条件であり、初期研磨工程（Ｓ２０２）を行なわずに、通常研磨工程（Ｓ２０４）として、流量が３００ｍｌ／ｍｉｎの研磨液５４０を供給し続け、２００秒間の研磨を行なった。研磨液５４０の総使用量は１０００ｍｌであった。比較例１．２のＣｕ研磨では、研磨速度が７００ｎｍ／ｍｉｎで、Ｃｕディッシング（Ｄｉｓｈｉｎｇ）が２０ｎｍであり、研磨中の温度も５０℃以下で安定しているが、高感度の欠陥評価による微小スクラッチや微小ディフェクト（Ｄｅｆｅｃｔ  Ｄｅｎｓｉｔｙ：０．０１〜０．５０）が存在した。結果として、不良であった。
【００４６】
比較例１．１は、初期研磨工程（Ｓ２０２）を行なわずに、通常研磨工程（Ｓ２０４）として、流量が従来よりも多い１０００ｍｌ／ｍｉｎの研磨液５４０を供給し続け、１５０秒間の研磨を行なった。研磨液５４０の総使用量は２５００ｍｌであった。比較例１．１のＣｕ研磨では、研磨液５４０の流量をあげることで、研磨速度が１０００ｎｍ／ｍｉｎ程度に上昇し、研磨速度が向上するとともに、高感度の欠陥評価による微小スクラッチや微小ディフェクト（Ｄｅｆｅｃｔ  Ｄｅｎｓｉｔｙ：０．０１〜０．１０）が安定し、結果として良好であった。
【００４７】
しかし、このような大流量による供給では、研磨液５４０の総使用量がウェハ一枚あたり、１０００ｍｌから２５００ｍｌと大幅に上昇してしまう。これではコストが大幅に上昇してしまう。
【００４８】
そこで、比較例１．３は、初期研磨工程（Ｓ２０２）を行なわずに、通常研磨工程（Ｓ２０４）として、流量が比較例１．１よりは少ないが従来よりも多い５００ｍｌ／ｍｉｎの研磨液５４０を供給し続け、１９５秒間の研磨を行なった。研磨液５４０の総使用量は１６２５ｍｌであった。比較例１．３のＣｕ研磨では、総使用量は１６２５ｍｌに抑えられるもののＤｅｆｅｃｔ  Ｄｅｎｓｉｔｙが０．０１〜０．２５となり、使用可能であるが安定性に課題が残る結果となった。
【００４９】
発明者等は、試行錯誤の結果、このような微小ディフェクトのバラツキが研磨初期段階におけるスラリの供給不安定性によるものであることを見出した。そして、実施例１．１〜１．４のような供給方法を用いることで効率よく安定性を確保できることが実験結果から確認された。
【００５０】
実施例１．１は、初期研磨工程（Ｓ２０２）として、流量が６００ｍｌ／ｍｉｎの研磨液５４０を２秒間供給し、引き続き、通常研磨工程（Ｓ２０４）として、流量が従来と同じ３００ｍｌ／ｍｉｎの研磨液５４０を供給し続け、１９８秒間の研磨を行なった。研磨液５４０の総使用量は１０１０ｍｌであった。実施例１．１のＣｕ研磨では、微小スクラッチや微小ディフェクトにおいて、比較例１．３と大差はなかった。よって、使用可能であるが安定性に課題が残る結果となった。しかし、総使用量は従来と同等な１０１０ｍｌに抑えることができた。
【００５１】
実施例１．２は、初期研磨工程（Ｓ２０２）として、流量が６００ｍｌ／ｍｉｎの研磨液５４０を５秒間供給し、引き続き、通常研磨工程（Ｓ２０４）として、流量が従来と同じ３００ｍｌ／ｍｉｎの研磨液５４０を供給し続け、１９６秒間の研磨を行なった。研磨液５４０の総使用量は１０３０ｍｌであった。実施例１．２のＣｕ研磨では、微小スクラッチや微小ディフェクトにおいてＤｅｆｅｃｔ  Ｄｅｎｓｉｔｙが０．１０以下を維持することができ、十分な安定性を確保できた。よって、結果として良好であった。さらに、総使用量は従来と同等な１０３０ｍｌに抑えることができた。
【００５２】
実施例１．３は、初期研磨工程（Ｓ２０２）として、流量が１０００ｍｌ／ｍｉｎの研磨液５４０を２秒間供給し、引き続き、通常研磨工程（Ｓ２０４）として、流量が従来と同じ３００ｍｌ／ｍｉｎの研磨液５４０を供給し続け、１９６秒間の研磨を行なった。研磨液５４０の総使用量は１０１３ｍｌであった。実施例１．３のＣｕ研磨では、微小スクラッチや微小ディフェクトにおいてＤｅｆｅｃｔ  Ｄｅｎｓｉｔｙが０．１０以下を維持することができ、十分な安定性を確保できた。よって、結果として良好であった。さらに、総使用量は従来と同等な１０１３ｍｌに抑えることができた。
【００５３】
実施例１．４は、初期研磨工程（Ｓ２０２）として、流量が１０００ｍｌ／ｍｉｎの研磨液５４０を５秒間供給し、引き続き、通常研磨工程（Ｓ２０４）として、流量が従来と同じ３００ｍｌ／ｍｉｎの研磨液５４０を供給し続け、１９２秒間の研磨を行なった。研磨液５４０の総使用量は１０４３ｍｌであった。実施例１．４のＣｕ研磨では、微小スクラッチや微小ディフェクトにおいてＤｅｆｅｃｔ  Ｄｅｎｓｉｔｙが０．１０以下を維持することができ、十分な安定性を確保できた。よって、結果として良好であった。さらに、総使用量は従来と同等な１０４３ｍｌに抑えることができた。
【００５４】
以上のようにいずれも研磨液５４０の総使用量を抑えながら、実施例１．１では使用可能な程度の安定性を、実施例１．２〜１．４では十分な安定性を確保できた。
【００５５】
また、上述したように研磨の初期（２〜５秒）段階のみ供給量を増やすのであれば、上述したように研磨液５４０の供給口付近に必要最小限のバッファ５６０を設け、供給のタイミングを制御するだけで、必要な供給量を確保することが可能である。バッファ５６０を設けることで、ＣＭＰ装置１００では不必要な付帯設備を設けることなく、研磨時の安定性を確保することが可能となる。
【００５６】
以上のように、実施の形態１によれば、Ｃｕ研磨用の研磨液５４０の使用量を抑制しながらＣｕ研磨する際における初期段階で生じるディフェクトを抑制することができる。その結果、半導体装置の歩留まりを向上させることができる。
【００５７】
実施の形態２．
実施の形態１では、Ｃｕ研磨工程（Ｓ１１８）における研磨液５４０の流量を調整したが、微小スクラッチや微小ディフェクトを引き起こす場面はＣｕ研磨工程（Ｓ１１８）における研磨液５４０の供給時だけに限るものではない。発明者等は、液種が切り替わる際にも、微小スクラッチや微小ディフェクトを引き起こす原因があることを見出した。そこで、実施の形態２では、Ｃｕ研磨工程（Ｓ１１８）における研磨液５４０から次の純水研磨工程（Ｓ１２０）における純水に切り替わる際の純水の流量を調整する構成について説明する。半導体装置の製造方法については、図１と同様である。そして、ＳｉＯ２膜形成工程（Ｓ１０２）からめっき及びアニール工程（Ｓ１１６）までの各工程は実施の形態１と同様である。
【００５８】
図５（ａ）において、Ｃｕ研磨工程（Ｓ１１８）として、図４（ｃ）に示す状態からＣＭＰ法によって、基板２００の表面を研磨して、開口部以外に表面に堆積した配線層となるシード膜２５０を含むＣｕ膜２６０を研磨除去する。実施の形態２では、実施の形態１で説明した初期研磨工程（Ｓ２０２）を絶対条件とはせず、実施しない場合を含む。Ｃｕ研磨工程（Ｓ１１８）におけるその他の内容は実施の形態１と同様である。
【００５９】
次に、純水研磨工程（Ｓ１２０）として、Ｃｕ研磨工程（Ｓ１１８）の終了後、研磨液５４０の供給を停止して、供給ノズル５３２から純水を供給しながら基板３００を回転する研磨布５２５に押圧して基板３００の表面を研磨する。
【００６０】
図１０は、実施の形態２における純水研磨の内部工程を示す図である。
図１０において、純水研磨工程（Ｓ１２０）は、その内部工程として、初期研磨工程（Ｓ２１２）と通常研磨工程（Ｓ２１４）とを実施する。
【００６１】
図１１は、実施の形態２における純水研磨と純水の供給量Ｑとの関係を示す図である。
まず、初期研磨工程（Ｓ２１２）として、研磨開始時の初期段階について以下のように純水５４２を調整して基板３００の表面を研磨する。ＣＭＰ装置１００の装置構成は、図６と同様である。具体的には、基板３００とターンテーブル５２０を引き続き回転させた状態で、ターンテーブル５２０の回転方向先に位置する基板３００の手前に供給ノズル５３２から純水５４２を供給することで、純水５４２が基板３００面内に供給される。ここで、供給液となる純水５４２を用いた研磨開始時からの期間ｔ２の間、通常の研磨に使用する流量より多い流量で純水５４２を回転する研磨布５２５上に供給する。期間ｔ２としては、例えば、１〜４秒程度が好ましい。そして、この供給量を多くした純水５４２を供給しながら基板３００（被研磨基板）を研磨布５２５に押圧して基板３００の表面を研磨する。例えば、通常の純水研磨に使用する流量の２倍以上の純水５４２を供給する。
【００６２】
すなわち、純水研磨を開始する時点では、研磨布５２５上には、大量の研磨液５４０が含まれている。そのため、そのまま、通常の純水研磨に使用する流量の純水５４２を流して研磨を開始してしまうと、研磨液５４０が置換されていない状態で研磨することになる。その結果、上述したディフェクトが生じてしまうことになる。そこで、研磨液５４０と純水５４２とを切り替える際、研磨開始の初期段階だけ純水５４２の流量を増やし研磨液５４０を純水５４２に速やかに置換することで、ディフェクト発生の問題を回避することができる。
【００６３】
また、実施の形態２においては、ポンプ５７２として、例えば、１００〜１０００ｍｌ／ｍｉｎの供給能力のものを用いる。そして、期間ｔ２の間だけ、例えば、３０００ｍｌ／ｍｉｎに相当する量の純水５４２を供給する。この供給量は、ポンプ５７２の供給能力を超えているため、ポンプ５７２によっては供給できない。そこで、バルブ５５２を閉じた状態で予めバッファ５６２内に純水５４２を溜めておき、バルブ５５２を開くことで、期間ｔ２内に研磨布５２５の近傍に設けられたバッファ５６２から予め溜めておいた純水５４２を供給する。供給の仕方は、研磨開始時に、一斉にバッファ５６２内の純水５４２を研磨布５２５上に落下させてもよいし、期間ｔ２の間、一定の流量で供給し続けてもよい。このように、供給ポンプ５７２の供給能力を超える流量の純水５４２が、期間ｔ２の間、供給される。なお、ポンプ５７２の供給能力を大きくすることで供給量を増やすことも考えられるが、ポンプ５７２は少量の流量制御も必要である。供給能力を大きくしてしまうと少量の流量制御が精度良くできなくなってしまう。そのため、実施の形態１と同様、別途、バッファ５６２を設けることで、ポンプ５７２の少量の流量制御も可能とすることができる。
【００６４】
続いて、通常研磨工程（Ｓ２１４）として、期間ｔ２が経過後、純水５４２の流量を通常の研磨に使用する流量（１００〜１０００ｍｌ／ｍｉｎ）に減らして引き続き基板３００の表面を研磨する。
【００６５】
以降のＢＭ研磨工程（Ｓ１２２）から純水研磨工程（Ｓ１２８）までの各工程は、実施の形態１と同様である。
【００６６】
ここで、純水研磨工程（Ｓ１２０）における純水５４２の流量を調整した試験結果を以下に示す。図６に示すＣＭＰ装置１００のキャリア５１０に、めっき及びアニール工程（Ｓ１１６）までの加工を施した基板を設置する。そして、供給ノズル５３０から、酸化剤として、過硫酸アンモニウム（１．５ｗｔ％）を、錯体形成剤として、キナルジン酸（０．３ｗｔ％）とドデシルベンゼンスルホン酸カリウム（０．０６ｗｔ％）を、有機酸として、シュウ酸（０．１ｗｔ％）を、粒子として、コロイダルシリカ（０．６ｗｔ％）を、界面活性剤として、ポリオキシエチレンアルキルエーテル（０．０５ｗｔ％）を純水に配合し、水酸化カリウムにてｐＨを９に調整した研磨液５４０を研磨布５２５上に供給して、Ｃｕ研磨を行なった。その後の純水５４２の供給方法を各種検討し、好適な条件を見出した。詳細条件は以下の表２の通りである。
【００６７】
【表２】
2009246228.tif 000004
【００６８】
ここでは、Ｃｕ研磨工程（Ｓ１１８）において初期研磨工程（Ｓ２０２）を行なわずに通常研磨工程（Ｓ２０４）のみ行なった。そして、Ｃｕ研磨工程（Ｓ１１８）後の純水研磨工程（Ｓ１２０）における純水５４２の流量を調整しただけで、その他の研磨工程であるＢＭ研磨工程（Ｓ１２２）から純水研磨工程（Ｓ１２８）までは従来と同様とした。
【００６９】
まず、比較例２．１は従来条件であり、初期研磨工程（Ｓ２１２）を行なわずに、通常研磨工程（Ｓ２１４）として、流量が１０００ｍｌ／ｍｉｎの純水５４２を供給し続け、１０秒間の研磨を行なった。比較例２．１の純水研磨では、高感度の欠陥評価による微小スクラッチが生じ、不良であった。ここでは、コロージョンは生じず良好であった。
【００７０】
比較例２．２は、初期研磨工程（Ｓ２１２）を行なわずに、通常研磨工程（Ｓ２１４）として、流量が２０００ｍｌ／ｍｉｎの純水５４２を供給し続け、１０秒間の研磨を行なった。比較例２．２の純水研磨では、使用可能な範囲ではあるが微小スクラッチやコロージョンがともに発生しており、安定性に課題が残る結果となった。
【００７１】
比較例２．３は、初期研磨工程（Ｓ２１２）を行なわずに、通常研磨工程（Ｓ２１４）として、流量が４０００ｍｌ／ｍｉｎの純水５４２を供給し続け、１０秒間の研磨を行なった。比較例２．３の純水研磨では、微小スクラッチの発生が無かったが、逆にコロージョンが使用不可な範囲まで生じた。
【００７２】
このように、比較例２．２や比較例２．３のような大流量による供給では、コロージョンの発生が引き起こされ、しかもウェハ一枚あたりの純水５４２の総使用量が大幅に増大し、ひいてはコスト上昇を招いてしまう。
【００７３】
そこで、発明者等は、ここでも、このような微小ディフェクトのバラツキが研磨初期段階における純水の供給不安定性によるものであることを見出した。そして、実施例２．１〜２．３のような供給方法を用いることで効率よく安定性を確保できることが実験結果から確認された。
【００７４】
実施例２．１は、初期研磨工程（Ｓ２１２）として、流量が３０００ｍｌ／ｍｉｎの純水５４２を１秒間供給し、引き続き、通常研磨工程（Ｓ２１４）として、流量が従来と同じ１０００ｍｌ／ｍｉｎの純水５４２を供給し続け、１０秒間の研磨を行なった。実施例２．１の純水研磨では、微小スクラッチの発生が使用可能な範囲でわずかにあったが、コロージョンの発生が無く効果があることがわかった。
【００７５】
実施例２．２は、初期研磨工程（Ｓ２１２）として、流量が３０００ｍｌ／ｍｉｎの純水５４２を２秒間供給し、引き続き、通常研磨工程（Ｓ２１４）として、流量が従来と同じ１０００ｍｌ／ｍｉｎの純水５４２を供給し続け、１０秒間の研磨を行なった。実施例２．２の純水研磨では、微小スクラッチやコロージョンの発生が無く、結果として良好であった。
【００７６】
実施例２．３は、初期研磨工程（Ｓ２１２）として、流量が３０００ｍｌ／ｍｉｎの純水５４２を４秒間供給し、引き続き、通常研磨工程（Ｓ２１４）として、流量が従来と同じ１０００ｍｌ／ｍｉｎの純水５４２を供給し続け、１０秒間の研磨を行なった。実施例２．３の純水研磨では、コロージョンの発生が使用可能な範囲でわずかにあったが、微小スクラッチの発生が無く効果があることがわかった。
【００７７】
参考例２．１は、初期研磨工程（Ｓ２１２）として、流量が３０００ｍｌ／ｍｉｎの純水５４２を６秒間供給し、引き続き、通常研磨工程（Ｓ２１４）として、流量が従来と同じ１０００ｍｌ／ｍｉｎの純水５４２を供給し続け、１０秒間の研磨を行なった。参考例２．１の純水研磨では、微小スクラッチの発生が無く効果があったが、逆に、コロージョンが使用不可な範囲まで生じた。
【００７８】
以上のように、参考例２．１では、十分な安定性を確保できなかったが、実施例２．１〜２．３では十分な安定性、あるいは使用可能な程度の安定性を確保できた。
【００７９】
また、上述したように研磨の初期（１〜４秒）段階のみ供給量を増やすのであれば、上述したように純水５４２の供給口付近に必要最小限のバッファ５６２を設け、供給のタイミングを制御するだけで、必要な供給量を確保することが可能である。バッファ５６２を設けることで、ＣＭＰ装置１００では不必要な付帯設備を設けることなく、研磨時の安定性を確保することが可能となる。
【００８０】
以上のように、実施の形態２によれば、Ｃｕ研磨後の純水研磨の際における初期段階で生じるディフェクトを抑制することができる。その結果、半導体装置の歩留まりを向上させることができる。
【００８１】
実施の形態３．
発明者等は、液種が切り替わる場合として、ＢＭ研磨工程（Ｓ１２２）から純水研磨工程（Ｓ１２４）に移行する際にも、微小スクラッチや微小ディフェクトを引き起こす原因があることを見出した。そこで、実施の形態３では、ＢＭ研磨工程（Ｓ１２２）における研磨液から次の純水研磨工程（Ｓ１２４）における純水に切り替わる際の純水の流量を調整する構成について説明する。半導体装置の製造方法については、図１と同様である。そして、ＳｉＯ２膜形成工程（Ｓ１０２）からめっき及びアニール工程（Ｓ１１６）までの各工程は実施の形態１と同様である。
【００８２】
図５（ａ）において、Ｃｕ研磨工程（Ｓ１１８）として、図４（ｃ）に示す状態からＣＭＰ法によって、基板２００の表面を研磨して、開口部以外に表面に堆積した配線層となるシード膜２５０を含むＣｕ膜２６０を研磨除去する。実施の形態３では、実施の形態２と同様、実施の形態１で説明した初期研磨工程（Ｓ２０２）を絶対条件とはせず、実施しない場合を含む。Ｃｕ研磨工程（Ｓ１１８）におけるその他の内容は実施の形態１と同様である。
【００８３】
次に、純水研磨工程（Ｓ１２０）として、Ｃｕ研磨工程（Ｓ１１８）の終了後、研磨液５４０の供給を停止して、供給ノズル５３２から純水を供給しながら基板３００を回転する研磨布５２５に押圧して基板３００の表面を研磨する。実施の形態３では、実施の形態２で説明した初期研磨工程（Ｓ２１２）を絶対条件とはせず、実施しない場合を含む。純水研磨工程（Ｓ１２０）におけるその他の内容は実施の形態１或いは実施の形態２と同様である。
【００８４】
図５（ｂ）において、ＢＭ研磨工程（Ｓ１２２）として、ＣＭＰ法によって、基板２００の表面を研磨して、開口部以外に表面に堆積した配線層となるバリアメタル膜２４０と開口部上部の不要なシード膜２５０を含むＣｕ膜２６０を研磨除去する。ＢＭ研磨工程（Ｓ１２２）の内容は、実施の形態１或いは実施の形態２と同様である。
【００８５】
次に、純水研磨工程（Ｓ１２４）として、ＢＭ研磨工程（Ｓ１２２）の終了後、ＢＭ用の研磨液の供給を停止して、供給ノズル５３２から純水を供給しながら基板３００を回転する研磨布５２５に押圧して基板３００の表面を研磨する。
【００８６】
図１２は、実施の形態３における純水研磨の内部工程を示す図である。
図１２において、純水研磨工程（Ｓ１２４）は、その内部工程として、初期研磨工程（Ｓ２２２）と通常研磨工程（Ｓ２２４）とを実施する。
【００８７】
図１３は、実施の形態３における純水研磨と純水の供給量Ｑとの関係を示す図である。
まず、初期研磨工程（Ｓ２２２）として、研磨開始時の初期段階について以下のように純水５４２を調整して基板３００の表面を研磨する。ＣＭＰ装置１００の装置構成は、図６と同様である。具体的には、基板３００とターンテーブル５２０を引き続き回転させた状態で、ターンテーブル５２０の回転方向先に位置する基板３００の手前に供給ノズル５３２から純水５４２を供給することで、純水５４２が基板３００面内に供給される。ここで、供給液となる純水５４２を用いた研磨開始時からの期間ｔ３の間、通常の研磨に使用する流量より多い流量で純水５４２を回転する研磨布５２５上に供給する。期間ｔ３として、例えば、２秒程度が望ましい。そして、この供給量を多くした純水５４２を供給しながら基板３００（被研磨基板）を研磨布５２５に押圧して基板３００の表面を研磨する。例えば、通常の純水研磨に使用する流量の１．５倍以上の純水５４２を供給する。
【００８８】
すなわち、純水研磨を開始する時点では、研磨布５２５上には、大量のＢＭ用の研磨液５４４が含まれている。そのため、そのまま、通常の純水研磨に使用する流量の純水５４２を流して研磨を開始してしまうと、研磨液５４４が置換されていない状態で研磨することになる。その結果、上述したディフェクトが生じてしまうことになる。そこで、研磨液５４４と純水５４２とを切り替える際、研磨開始の初期段階だけ純水５４２の流量を増やし、研磨液５４４を純水５４２に速やかに置換することで、ディフェクト発生の問題を回避することができる。
【００８９】
また、実施の形態３においては、ポンプ５７２として、例えば、１００〜１０００ｍｌ／ｍｉｎの供給能力のものを用いる。そして、期間ｔ３の間だけ、例えば、１５００ｍｌ／ｍｉｎに相当する量の純水５４２を供給する。この供給量は、ポンプ５７２の供給能力を超えているため、ポンプ５７２によっては供給できない。そこで、バルブ５５２を閉じた状態で予めバッファ５６２内に純水５４２を溜めておき、バルブ５５２を開くことで、期間ｔ３内に研磨布５２５の近傍に設けられたバッファ５６２から予め溜めておいた純水５４２を供給する。供給の仕方は、研磨開始時に、一斉にバッファ５６２内の純水５４２を研磨布５２５上に落下させてもよいし、期間ｔ３の間、一定の流量で供給し続けてもよい。このように、供給ポンプ５７２の供給能力を超える流量の純水５４２が、期間ｔ３の間、供給される。なお、ポンプ５７２の供給能力を大きくすることで供給量を増やすことも考えられるが、ポンプ５７２は少量の流量制御も必要である。供給能力を大きくしてしまうと少量の流量制御が精度良くできなくなってしまう。そのため、実施の形態１と同様、別途、バッファ５６２を設けることで、ポンプ５７２の少量の流量制御も可能とすることができる。
【００９０】
続いて、通常研磨工程（Ｓ２２４）として、期間ｔ３が経過後、純水５４２の流量を通常の研磨に使用する流量（１００〜１０００ｍｌ／ｍｉｎ）に減らして引き続き基板３００の表面を研磨する。
【００９１】
以降の薬液研磨工程（Ｓ１２６）から純水研磨工程（Ｓ１２８）までの各工程は、実施の形態１と同様である。
【００９２】
ここで、純水研磨工程（Ｓ１２４）における純水５４２の流量を調整した試験結果を以下に示す。図６に示すＣＭＰ装置１００のキャリア５１０に、めっき及びアニール工程（Ｓ１１６）までの加工を施した基板を設置する。そして、Ｃｕ研磨工程（Ｓ１１８）からＢＭ研磨工程（Ｓ１２２）までを実施する。そして、その後の純水５４２の供給方法を各種検討し、好適な条件を見出した。詳細条件は以下の表３の通りである。
【００９３】
【表３】
2009246228.tif 000005
【００９４】
ここでは、Ｃｕ研磨工程（Ｓ１１８）において初期研磨工程（Ｓ２０２）を行なわずに通常研磨工程（Ｓ２０４）のみ行なった。同様に、純水研磨工程（Ｓ１２０）において初期研磨工程（Ｓ２１２）を行なわずに通常研磨工程（Ｓ２１４）のみ行なった。そして、ＢＭ研磨工程（Ｓ１２２）後の純水研磨工程（Ｓ１２４）における純水５４２の流量を調整しただけで、その他の研磨工程である薬液研磨工程（Ｓ１２６）から純水研磨工程（Ｓ１２８）までは従来と同様とした。
【００９５】
まず、比較例３．１は従来条件であり、初期研磨工程（Ｓ２２２）を行なわずに、通常研磨工程（Ｓ２２４）として、流量が１０００ｍｌ／ｍｉｎの純水５４２を供給し続け、５秒間の研磨を行なった。比較例３．１の純水研磨では、高感度の欠陥評価による微小スクラッチは生じず良好であったが、エロージョンが生じ、不良であった。
【００９６】
比較例３．２は、初期研磨工程（Ｓ２２２）を行なわずに、通常研磨工程（Ｓ２２４）として、流量が１０００ｍｌ／ｍｉｎの純水５４２を供給し続け、１０秒間の研磨を行なった。比較例３．２の純水研磨では、使用可能な範囲ではあるが微小スクラッチやエロージョンが発生しており、安定性に課題が残る結果となった。
【００９７】
比較例３．３は、初期研磨工程（Ｓ２２２）を行なわずに、通常研磨工程（Ｓ２２４）として、流量が１０００ｍｌ／ｍｉｎの純水５４２を供給し続け、２０秒間の研磨を行なった。比較例３．３の純水研磨では、エロージョンは生じず良好であったが、微小スクラッチが生じ、不良であった。
【００９８】
このように、比較例３．２や比較例３．３のような研磨時間を長くする手法では、スループットが低下してしまうばかりでなく、微小スクラッチが増加する傾向があった。
【００９９】
そこで、発明者等は、ここでも、このような微小ディフェクトのバラツキが研磨初期段階における純水の供給不安定性によるものであることを見出した。そして、実施例３．１〜３．２のような供給方法を用いることで効率よく安定性を確保できることが実験結果から確認された。
【０１００】
実施例３．１は、初期研磨工程（Ｓ２２２）として、流量が１５００ｍｌ／ｍｉｎの純水５４２を２秒間供給し、引き続き、通常研磨工程（Ｓ２２４）として、流量が従来と同じ１０００ｍｌ／ｍｉｎの純水５４２を供給し続け、５秒間の研磨を行なった。実施例３．１の純水研磨では、エロージョンの発生が使用可能な範囲でわずかにあったが、微小スクラッチの発生が無く効果があることがわかった。
【０１０１】
実施例３．２は、初期研磨工程（Ｓ２２２）として、流量が２０００ｍｌ／ｍｉｎの純水５４２を２秒間供給し、引き続き、通常研磨工程（Ｓ２２４）として、流量が従来と同じ１０００ｍｌ／ｍｉｎの純水５４２を供給し続け、５秒間の研磨を行なった。実施例３．２の純水研磨では、微小スクラッチやエロージョンの発生が無く、結果として良好であった。
【０１０２】
以上のように、実施例３．１〜３．２ではいずれも十分な安定性、あるいは使用可能な程度の安定性を確保できた。すなわち、実施の形態３によれば、ＢＭ研磨後の純水研磨の際における初期段階で生じるディフェクトを抑制することができる。その結果、半導体装置の歩留まりを向上させることができる。
【０１０３】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、上述した例では、Ｃｕ研磨時の研磨液５４０の供給量の制御と、Ｃｕ研磨直後の純水５４２の供給量の制御と、ＢＭ研磨直後の純水５４２の供給量の制御とについて説明した。しかし、これらに限定されるものではない。その他の液種が切り替わる場合でも効果を発揮することができる。その他の液種が切り替わる場合として、純水研磨工程（Ｓ１２０）における純水５４２からＢＭ研磨工程（Ｓ１２２）における研磨液５４４に切り替わる場合が挙げられる。また、純水研磨工程（Ｓ１２４）における純水５４２から薬液研磨工程（Ｓ１２６）における洗浄液に切り替わる場合が挙げられる。また、薬液研磨工程（Ｓ１２６）における洗浄液から純水研磨工程（Ｓ１２８）における純水５４２に切り替わる場合が挙げられる。また、上述した研磨初期段階における好適な供給量は一義的に決まるものではなく、適宜プロセス条件に依存する。よって、上述した具体例に限定されるものではなく、各種プロセス条件に好適な研磨初期段階における供給量を適宜用いる場合も含むものである。
【０１０４】
また、層間絶縁膜の膜厚や、開口部のサイズ、形状、数などについても、半導体集積回路や各種の半導体素子において必要とされるものを適宜選択して用いることができる。
【０１０５】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての半導体装置の製造方法は、本発明の範囲に包含される。
【０１０６】
また、説明の簡便化のために、半導体産業で通常用いられる手法、例えば、フォトリソグラフィプロセス、処理前後のクリーニング等は省略しているが、それらの手法が含まれ得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】実施の形態１における半導体装置の製造方法の要部を表すフローチャートである。
【図２】図１のフローチャートに対応して実施される工程を表す工程断面図である。
【図３】図１のフローチャートに対応して実施される工程を表す工程断面図である。
【図４】図１のフローチャートに対応して実施される工程を表す工程断面図である。
【図５】図１のフローチャートに対応して実施される工程を表す工程断面図である。
【図６】実施の形態１における研磨装置の構成を示す概念図である。
【図７】実施の形態１におけるコンディショニングの様子を説明するための概念図である。
【図８】実施の形態１におけるＣｕ研磨の内部工程を示す図である。
【図９】実施の形態１におけるＣｕ研磨と研磨液の供給量との関係を示す図である。
【図１０】実施の形態２における純水研磨の内部工程を示す図である。
【図１１】実施の形態２における純水研磨と純水の供給量との関係を示す図である。
【図１２】実施の形態３における純水研磨の内部工程を示す図である。
【図１３】実施の形態３における純水研磨と純水の供給量との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１５０  開口部、２００，３００  基板、２１０  ＳｉＯ２膜、２２０  ｌｏｗ−ｋ膜、２２２  ＳｉＯＣ膜、２４０  バリアメタル膜、２５０  シード膜、２６０  Ｃｕ膜、１００  ＣＭＰ装置、５２５  研磨布、５４０，５４４  研磨液、５４２  純水
【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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【図１２】
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【図１３】
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