(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板及び研摩パッドの少なくとも一方を他方に対して反対方向又は同一方向に回転させることにより、半導体基板の上部表面上から導電性材料の少なくとも幾らかを電気化学・機械的に除去する半導体処理方法であり、該方法は、
カソードとアノードを有する電源を提供する過程と、
前記電源のカソードとアノードのうちの一方を前記研摩パッドに接続する過程と、
前記電源のカソードとアノードのうちの他方を前記半導体基板の周辺部に接続する過程と、
前記基板の中央領域から前記基板の周辺部に向けて前記基板の上部表面を横切って研摩作用位置を移動させるが、前記研摩作用位置を前記周辺部から前記中央領域には移動させない過程と、
を具備することを特徴とする半導体処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記研摩作用位置は前記基板の表面に対する研摩パッドの位置によって画定され、さらに、前記移動とは別に、前記研摩パッドを回転させる過程を有することを特徴とする半導体処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、前記除去の間、前記研摩パッドと周辺部との間に延在する電気回路が前記導電性材料の少なくとも一部を通して形成されることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項４】
請求項２に記載の方法において、前記移動は、前記研摩パッドに対する前記基板の移動であることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項５】
請求項２に記載の方法において、前記移動は、前記基板に対する前記研摩パッドの移動であることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項６】
請求項２に記載の方法において、前記移動は、前記研摩パッドと基板の両方の移動であることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、更に、前記電気化学・機械的除去過程の後に、電気化学・機械的研摩ではない処理を用いて、前記基板を化学・機械研摩する過程を具備することを特徴とする半導体処理方法。
【請求項８】
円形状半導体基板及び研摩パッドの少なくとも一方を他方に対して反対方向又は同一方向に回転させることにより、半導体基板の上部表面上から導電性材料の少なくとも幾らかを電気化学・機械的に除去する半導体処理方法であり、該方法は、
カソードとアノードを有する電源を提供する過程と、
前記電源のカソードとアノードのうちの一方を前記研摩パッドに接続する過程と、
前記電源のカソードとアノードのうちの他方を前記円形状半導体基板の周辺部に接続する過程と、
前記基板の表面上を横切って研摩パッドを半径方法に移動させる過程であり、該半径方向の移動は、基板の中央領域から外側方向に向かってだけで、前記中央領域に向かって内側方向には行われない過程と、
を具備することを特徴とする半導体処理方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、前記研摩パッドは、ウェーハの外側周辺部に向かって直径が大きくなる複数の同心円リングの通過パスを形成するように、中央領域の周囲に環状に移動されることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、更に、前記移動とは別に前記研摩パッドを回転させる過程を有することを特徴とする半導体処理方法。
【請求項１１】
半導体基板及び研摩パッドの少なくとも一方を他方に対して反対方向又は同一方向に回転させることにより、半導体基板の上部表面上から導電性材料の少なくとも幾らかを電気化学・機械的に除去する半導体処理方法であり、該方法は、
その上に導電性材料を有した基板を提供する過程と、
アノードとカソードを有する電源を提供する過程と、
前記基板の第１位置に前記カソードを提供する過程と、
前記基板の前記第１位置とは離れた第２位置に、研摩パッド研摩表面に接続された前記アノードを提供する過程と、
前記研摩パッド研摩表面により、研摩が活発に生じる研摩作用位置と定義される導電性材料の一部の領域で研摩が生じ他の領域では研摩が生じないように、前記導電性材料を研摩する過程と、
前記第１と第２位置の間で、前記研摩作用位置を、前記基板の表面を横切って、前記基板の第２位置から前記基板の第１位置へ移動させるが、前記研摩作用位置を前記第１位置から前記第２位置に向けては移動させない過程と、
を具備することを特徴とする半導体処理方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、前記第２位置は、前記基板上で、前記第１位置よりより中央に位置していることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法であって、更に、前記移動とは別に、前記研摩パッド及び前記基板の内の少なくとも一つを回転させる過程を有することを特徴とする半導体処理方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の方法において、前記研摩パッドは構造体と前記基板との間で押圧され、前記研摩作用位置の移動は、前記構造体を前記研摩パッドに対して移動させることであることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の方法において、前記研摩パッドは、前記導電性材料の一部分のみを覆い、前記研摩作用位置の移動は、前記基板に対して前記研摩パッドを移動させることであることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法において、前記移動は、前記研摩パッドに対する前記基板の移動であることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法において、前記移動は、前記基板に対する前記研摩パッドの移動であることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載の方法において、前記移動は、前記研摩パッドと前記基板の両方の移動であることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項１９】
研摩パッドにより導電性材料を除去する半導体処理方法であって、該方法は、
その上に導電性材料を有する半導体ウェーハを提供する過程であり、該ウェーハは、上部表面と該上部表面の周りの外側周囲部とを有し、前記導電性材料は前記ウェーハの上部表面を横切ってほぼ前記周辺部のところまで延在している過程と、
カソードとアノードを有する電源を提供する過程と、
前記電源のカソードとアノードのうちの一方を前記半導体ウェーハの外側周囲部に接続する過程と、
前記電源のカソードとアノードのうちの他方を前記研摩パッドに接続する過程と、
前記導電性材料の一部分だけと研摩接触状態の表面を有する前記研摩パッドにより、前記導電性材料の少なくとも幾らかを電気化学的に除去する過程と、
前記除去の間、前記研摩パッドを前記基板の上部表面を横切って移動させる過程であって、該移動は前記ウェーハ表面の中央領域からウェーハの周辺部に向かってだけ行われる過程と、
を具備することを特徴とする半導体処理方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法において、前記研摩パッドは、前記ウェーハの外側周辺部に向かって直径が大きくなる複数の同心円リングの通過パスを形成するように、中央領域の周囲に環状に移動されることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項２１】
請求項１９に記載の方法であって、更に、前記移動とは別に前記研摩パッドを回転させる過程を有することを特徴とする半導体処理方法。
【請求項２２】
請求項１９に記載の方法において、前記除去の間、前記研摩パッドと周辺部との間に延在する電気回路が前記導電性材料の少なくとも一部を通して形成されることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項２３】
研摩パッドにより導電性材料を除去する半導体処理方法であって、該方法は、
その上に導電性材料を有する半導体ウェーハを提供する過程であり、該ウェーハは、上部表面と該上部表面の周りの外側周囲部とを有し、前記導電性材料は前記ウェーハの上部表面を横切ってほぼ前記周辺部のところまで延在している過程と、
カソードとアノードを有する電源を提供する過程と、
前記電源のカソードとアノードのうちの一方を前記半導体ウェーハの外側周囲部に接続する過程と、
前記電源のカソードとアノードのうちの他方を前記研摩パッドに接続する過程と、
前記導電性材料の一部分だけと研摩接触状態の表面を有する研摩パッドにより、前記導電性材料の少なくとも幾らかを電気化学的に除去する過程であり、前記表面と研摩接触状態の導電性材料の部分は研摩作用位置として定義され、前記研摩パッドは、前記研摩作用位置よりも広く導電性材料を覆って前記導電性材料上に延在する過程と、
前記除去の間、前記研摩作用位置を前記ウェーハの表面上を横切って移動させる過程であり、該移動は前記ウェーハ表面の中央領域からウェーハの周辺部に向かってだけ行われる過程と、
を具備することを特徴とする半導体処理方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法において、前記研摩作用位置は、前記研摩パッドを移動させることなく、前記ウェーハの上部表面を横切って移動されることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項２５】
請求項２３に記載の方法において、前記研摩作用位置は、前記ウェーハの外側周辺部に向かって直径が大きくなる複数の同心円リングの通過パスを形成するように、中央領域の周囲に環状に移動されることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項２６】
請求項２３に記載の方法であって、更に、前記移動とは別に前記ウェーハを回転させる過程を具備することを特徴とする半導体処理方法。
【請求項２７】
請求項２３に記載の方法において、前記除去の間、前記研摩パッドと周辺部との間に延在する電気回路が前記導電性材料の少なくとも一部を通して形成されることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項２８】
半導体基板及び研摩パッドの少なくとも一方を他方に対して反対方向又は同一方向に回転させることにより、半導体基板の上部表面上から導電性材料を電気化学・機械的に除去する半導体処理方法であって、該方法は、
その上に導電性材料を有する半導体ウェーハを提供する過程であり、前記導電性材料は表面領域を画定し、該表面領域は第２部分によって包囲される第１部分を有する過程と、
アノードとカソードを有する電源を提供する過程と、
前記導電性材料表面領域の前記第１部分と研摩接触状態であるが、前記導電性材料表面領域の前記電源のカソードに接続された第２部分とは研摩接触状態ではない前記電源のアノードに接続された研摩パッド表面を提供する過程と、
前記導電性材料表面領域の前記第１部分の少なくともある一部分を横切って前記第２部分まで延在する回路を提供する過程と、
前記回路に電流を流しつつ、前記研摩パッドにより、前記第１部分を研摩することにより、前記表面領域の前記第１部分から少なくとも幾らかの導電性材料を電気化学的に除去する過程と、
前記第１部分から少なくとも幾らかの導電性材料を電気化学的に除去した後、前記ウェーハに対して前記研摩パッドを前記第２部分方向に移動させることにより、前記第１部分からの導電性材料の電気化学的除去を終わらせると共に、前記第１部分を包囲する前記第２部分から少なくとも幾らかの導電性材料の電気化学的除去を開始する過程と、
を具備することを特徴とする半導体処理方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載の方法において、前記導電性材料表面領域の前記第１部分は、前記導電性材料表面領域の前記第２部分よりも、前記基板表面上、より中央に位置していることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項３０】
請求項２８に記載の方法であって、更に、前記移動とは別に、前記研摩パッド及び基板の少なくとも一方を回転させる過程を具備することを特徴とする半導体処理方法。
【請求項３１】
請求項２８に記載の方法において、前記移動は、前記研摩パッドに対する前記ウェーハの移動であることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項３２】
請求項２８に記載の方法において、前記移動は、前記基板に対する前記研摩パッドの移動であることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項３３】
請求項２８に記載の方法において、前記移動は、前記研摩パッドと前記基板の両方の移動であることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項３４】
導電性材料を電気化学的に除去する半導体処理方法であって、該方法は、
その上に導電性材料を有する半導体ウェーハを提供する過程であり、前記導電性材料は第１表面領域を画定し、該第１表面領域は中央部分と該中央領域を包囲する外側周辺部分を有し、該外側周辺部分は最外側エッジ部分を有する過程と、
前記導電性材料の外側周辺部分の最外側エッジ部分と電気的接続をなす、少なくとも一つの第１電気接触部を提供する過程と、
前記導電性材料の中央部分の近傍に研摩パッドを提供する過程であり、該研摩パッドは研摩表面を有し、該研摩表面は第２表面領域を画定し、該第２表面領域は前記第１表面領域よりも狭い過程と、
前記研摩パッドの研摩表面と電気的接続をなす少なくとも一つの第２電気接触部を提供する過程であり、前記第１及び第２接触部は電源を通して電気的に接続され、且つ前記導電性材料を通して延在する回路を画定する過程と、
前記回路に電流を流しつつ、前記研摩パッドで前記ウェーハを研摩することにより、前記中央部分から少なくとも幾らかの導電性材料を電気化学的に除去する過程と、
前記中央部分から少なくとも幾らかの導電性材料を電気化学的に除去した後でのみ、前記研摩パッドを前記導電性材料の外側周辺部分の近傍に提供するために、前記研摩パッドを前記基板に対して移動させ、そして、前記研摩パッドを、前記周辺部分から少なくとも幾らかの導電性材料を電気化学的に除去するために利用するが、前記研摩パッドを外側周辺部分から中央部分へは移動させない過程と、
を具備することを特徴とする半導体処理方法。
【請求項３５】
請求項３４に記載の方法において、前記移動は、前記ウェーハの周辺部分に向かって直径が大きくなる複数の同心円リングの通過パスを形成するように、中央領域の周囲に環状に前記研摩パッドを移動されることであることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項３６】
請求項３４に記載の方法において、前記移動は、前記研摩パッドに対する前記ウェーハの移動であることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項３７】
請求項３４に記載の方法において、前記移動は、前記ウェーハに対する前記研摩パッドの移動であることを特徴とする半導体処理方法。
【請求項３８】
請求項３４に記載の方法において、前記移動は、前記研摩パッドとウェーハの両方の移動であることを特徴とする半導体処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性材料を除去するための半導体処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体チップの製造過程において、導電性材料はしばしば半導体材料上に形成される。典型的処理では、半導体材料の円形ウェーハは、その上に一つ又はそれ以上の数の薄い導電層を有するように処理される。導電層は、例えば、金属（例えば、銅、アルミニウム、チタン、タンタル、鉄、銀、金など）、又はその他の導電性材料（例えば、導電性ドープトポリシリコンなど）からなる。導電性材料は、例えば電気化学・機械平坦化装置によって順次平坦化することができる。電気化学・機械平坦化においては、導電性材料は、その一部を電気化学的に除去する電気回路に晒され、そしてその材料は同時に研摩条件に晒される。研摩条件は、導電性材料の除去を増強し、残っている如何なる導電性材料の表面を平坦化する。この研摩は、研摩パッドと研摩スラリを用いて、導電性材料を研摩的に除去することによって行うことができる。
【０００３】
電気化学・機械平坦化処理に関連した困難性は、電気化学除去と研摩処理が同時に実施される間、導電性材料を通して、回路を如何に維持するかである。電気化学除去の間、導電性材料のある部分を、他の部分に対して電流を流すのに用いることが典型的には行われている。例えば、導電性材料の周辺端は電源のカソード端子に、また研摩パッドは電源のアノード端子に接続することができ、そうすることにより、その導電性材料は、アノード端子とカソード端子の間に閉回路を形成するのに利用することができる。導電性材料の一部分が除去されることで生じる問題は、そのような除去が、導電性材料の他の部分への電気的接続を断ってしまうことである。電気的接続が断たれると、導電性材料の他の部分の電気化学除去を遅らせるか又は停止させてしまうことになる。
【０００４】
特に問題ある例としては、導電性材料のある部分が、導電性材料の他の部分から、そのような他の部分を電気的に絶縁材料によって包囲された島状に残して、完全に除去されてしまうことである。そのような島状部分は、アノードとカソードの間に電気的接続を持たないものであるので、電気化学除去条件には晒されないこととなる。したがって、島状部分の除去は、全て、機械的研摩を通して行われることになり、電気化学除去及び機械研摩の両方に晒されて行われる導電性材料の除去に対して、その除去が遅れることになる。したがって、ウェーハの表面上からは、導電性材料が均一均質的な除去とならないことになる。
【０００５】
そこで、上で述べた問題の幾つか又は全てを防ぐことができる電気化学除去の方法の開発が望まれる。
【０００６】
【発明の概要】
一つの態様として、本発明は、半導体基板の表面上から、少なくとも幾らかの導電性材料を電気化学・機械的に除去する方法に関する。カソードはウェーハの第１位置に設けられ、アノードはウェーハの第２位置に設けられる。導電性材料は、研摩パッドの研摩面によって研摩される。研摩は、導電性材料の領域で起こり、他の領域では起こらない。研摩が起こる領域は、研摩作用位置として定義される。研摩作用位置は、基板の表面を横切って、基板の前記第２位置から基板の第１位置に向かって、ずらされる。研摩作用位置は、該研摩作用位置が第１及び第２位置の間にあるときは、前記第１位置から前記第２位置に向けてはずらされない。
【０００７】
他の態様として、本発明は、半導体材料ウェーハの表面上から、少なくとも幾らかの半導体材料を除去する半導体処理方法を含む。研摩パッドは、ウェーハの上部表面を横切り、ウェーハの中央領域からウェーハ周辺領域に向けてずらされるが、周辺領域から中央領域に向けてはずらされない。
【０００８】
更に他の態様として、本発明は、円形状半導体材料ウェーハの表面上から、少なくとも幾らかの導電性材料を電気化学的に除去するための方法であって、研摩パッドをウェーハの表面を横切って半径方向にずらすことからなる方法を含むものである。半径方向にずらすことは、ウェーハの中心領域から外側に向かって行われるが、中心領域に向かう内側方向には行われない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適実施例を説明する。本発明の処理を、図１の装置１０を参照しながら説明する。装置１０は、それによって支持された半導体基板１４を有する支持構造体１２を有する。基板１４は、例えば、単結晶シリコンウェーハからなる。添付の特許請求の範囲の理解のために、用語“半導電性基板”及び“半導体基板”は、これに限定されるわけではないが、半導電性ウェーハ（単体又はそれに他の材料が組合わさったものの何れか）等のバルク半導電性材料、半導電性材料層（単体又は他の材料との組合せの何れか）を含む半導電性材料からなる如何なる構成を意味するものである。用語“基板”は、これに限定されるわけではないが、上で説明した半導体基板を含む如何なる支持構造体を意味する。
【００１０】
基板１４は上部表面１５を有する。そのような面は、例えば、半導体材料ウェーハの表面、又は、半導体材料ウェーハ上に形成される材料の表面からなることができる。例えば、表面１５は、半導体材料ウェーハに関連した回路デバイスのスタック上に形成された絶縁材料の表面からなることができる。
【００１１】
導電性材料１６が、基板１４の上部表面１５上に形成される。導電性材料１６は、例えば、金属及び／又は導電性ドープトシリコンからなることができる。
【００１２】
基板１４は、外側周辺エッジ１８と中央内側領域２０とを有する。研摩パッド２２は、基板１４の中央領域２０上に提供される。研摩パッド２２は、導電性材料１６の中央部分上だけに延在し、その周辺部分を覆わないまま残すような大きさとなっている。研摩パッド２２は、軸“Ｙ”を中心にしてパッド２２を回転させるように構成された支持構造体２４によって支持される。
【００１３】
電気接続部２６が、基板１４の外側周囲に沿って設けられ、また、導電性材料１６と電気的に接続する。電気接続部２６は電源２８に接続される。電源２８は研摩パッド２２にも接続される。電源２８は、導電性材料１６を通して研摩パッド２２と電気接続部２６との間を延びる閉回路を形成する。該回路は、研摩パッド２２をアノードとして、また電気接続部２６をカソードとして利用する。電解槽３０が導電性材料１６上、及び研摩パッド２２と電気接続部２６との間に設けられ、これにより電気回路が完成する。電解槽３０は、例えば、その中に塩が溶解した水溶液からなる。電解槽３０は、研摩パッド２２によって導電性材料１６を研摩する間、研摩スラリとして利用できる研摩粒子をその中に有することもできる。
【００１４】
図１の実施例は、電解質が槽３０によって提供されるものを示すが、電解質は表面１６上に提供されれば良く、例えば、表面１６上に電解質を流すことによっても良いことは理解すべきである。そのような電解質の流れは、例えば、孔の開いた研摩パッド２２を通して、又は表面１６上に設けた管を通して、電解質を表面１６を横切って、且つ研摩パッド２２の下を流れるようにすることができる。また、研摩スラリは、漕内の材料物質としてではなく、表面１６にスラリの流れを設けることによっても提供できる。
【００１５】
支持体１２は軸“Ｚ”を中心に回転するように構成され、その結果、基板１４及び導電性材料１６を研摩パッド２２と相対的に回転する。研摩パッド２２は、面が材料１６に対して相対的に動かされたとき、材料１６を研摩除去するように構成された面３２を有する。ある特定の実施例では、面３２の研摩作用は、研摩面３２上のスラリ上との相互作用から生ずる。他の実施例では、研摩作用は、面３２が材料１６に対して直接接触することによって生じる。面３２が材料１６に直接的に及び／又は研摩スラリを通して接触するか否かに関わらず、研摩パッド２２に対して材料１６を回転させることは、材料１６の少なくとも幾らかを除去させる研摩作用を材料１６上に提供する。研摩パッド２２は、導電性材料１６の一部分上だけに延在するような大きさとなっているので、研摩表面３２の表面領域は、材料１６の表面領域よりも狭い。
【００１６】
パッド２２と基板１４の両方が回転されるように示されているが、パッド２２及び基板１４の何れか一方が回転させられるようになった他の実施例も本発明に含まれるものである。また、パッド２２が基板１４の回転方向とは反対方向になるように示されているが、パッドと基板が互いに同じ回転方向に回転するようになった他の実施例も本発明に含まれるものである。
【００１７】
パッド２２で材料１６を研摩中は、材料１６には、電源２８から電流が提供される。そのような電流は、導電性材料１６の電気化学除去を生じさせ、その結果、研摩作用だけによって生じる除去に比して、材料１６の除去を増強することになる。
【００１８】
基板１４の中心領域２０上から導電性材料の少なくとも幾らかが除去された後、パッド２２は、基板１４に対して、“Ｗ”の方向に外側に向けてずらされる。カソード２６は基板１４の第１位置として、また、中央領域２０は基板１４の第２位置として考えることができる。したがって、“Ｗ”の方向に沿ったパッド２２のずれ又は移動は、基板１４の第２位置から第１位置に向かった研摩表面３２の移動と考えることができる。好ましくは、研摩パッド２２は、第２位置から第１位置に向かってずらされるだけであり、その逆の方向にはずらされない。そのような好適実施例では、導電性材料１６は、基板１４の外側の領域上から導電性材料が除去されるよりも前に、基板１４の中央領域上から除去される。したがって、導電性材料１６を通してカソード２６とパッド２２のアノードとの間に延在する閉回路は、導電性材料１６の除去の間は、断たれることなく完全な閉回路の状態を維持することができる。より具体的には、導電性材料１６の内側（即ち、より中心に近い）部分は導電性材料１６の外側部分の除去よりも先に除去され、且つパッド２２は、導電性材料の外側領域の除去の後は、導電性材料１６のより中央部分に近い部分に戻るようには移動されないため、導電性材料１６の除去の間、カソード２６とパッド表面３２との間の電気的導電性を維持するために、導電性材料１６のブリッジを常にパッド表面３２とカソード３２の間に維持することができる。そのようなことは、本明細書の“従来の技術”の項目内で説明した従来技術における問題点を解消するものである。
【００１９】
カソード２６が基板１４の外側周囲部にあり、そしてアノードが基板１４の中央領域から移動開始するように示されているが、カソードとアノードの相対的位置は、これとは逆にすることができる。また、カソード２６は、基板１４の周縁部を完全に一周するように延びた単一の電極とすることもできる。また、基板１４の周縁１８を等間隔に区分した複数の電極とすることもできる。さらに、研摩パッド２２は基板１４の中央位置から移動開始するように示されているが、好適実施例では、パッドが開始位置からカソードに向かって動き、且つそれが一旦開始位置から離れたら開始位置に向かって再び戻るような動きをしない限り、研摩パッド２２は基板１４の異なる位置から移動開始するようになっていても構わない。
【００２０】
図２は基板１４の上面を示し、また電極２６が基板１４の外周縁を一周して延在する連続状の電極であることを示す。図２はまた、研摩パッド２２（図１参照）の例示的通過パス４０を示す。研摩パッド２２はほぼ中央領域２０から移動開始し、基板１４の周縁部１８に向かって中央領域２０から外側方向に螺旋状に移動する。図示の基板１４は円形状であり、中心位置から外側に向かって半径４２を有する。研摩パッドの螺旋状通過パスは、半径４２に沿い外側方向にだけパッドを移動させ、内側方向には移動させない。換言すれば、研摩パッド２２は、中央位置２０から外側方向周縁１８に向かってのみ移動され、中央位置２０に向かって内側方向には戻されない。本明細書において、用語“研摩作用位置”は、研摩が活発に生じている場所のことを示すものとして用いられている。研摩パッド２２の移動は、研摩作用位置を、基板１４を横切って螺旋形状４０に移動させる。
【００２１】
図１の方向“Ｗ”は、図２に、研摩パッドが中央位置２０と周縁１８上のポイント４４の間に存在するときはいつでも、螺旋状通過パス４０が、研摩パッドを常にポイント４４に向けて中央位置２０から方向“Ｗ”に沿って移動させることを示すために描かれている。研摩パッド２２が位置２０とポイント４４の間にないときは、パッドは、方向“Ｗ”に沿っては移動せず、その代わり、パッドを中央位置２０から周縁部１８に向かって外側方向に移動する他の方向で移動する。さらに、通過パス４０の螺旋状軌跡は研摩パッドの移動の同心円リングを画定するものであり、そのような同心円リングは、中央位置２０から外側に向かって延在する。
【００２２】
図２の螺旋状パターンは、基板表面を横切る研摩作用位置を進行させるのに利用できる一つのパターン例に過ぎない。利用することができる他のパターンは、図３に別々のリング６０，６２，６４として示されている。より中央部に生じるリング６０が最初に形成され、その次にリング６２が形成され、そして最後に最も外側のリング６４が形成されることが好ましい。研摩パッドは、該パッドがある一つのリングから次のリングに移動するとき、導電性材料１６の表面と研摩接触を保ったままでも良く、又は、これに代えて、パッドがある一つのリングから次のリングに移動するとき、パッドは、導電性材料１６から一旦引き上げられても構わない。
【００２３】
図１に関連して既に説明した通り、研摩パッドとウェーハ基板の一方又は両方を、ウェーハ基板に対するパッドの移動の間、回転させることができる。パッド又はウェーハ基板の何れかを回転させることは、本発明では、“移動”と同じことではない。具体的には、用語“移動”は、研摩作用位置がウェーハ基板を横切って移動させられる状態のことを意味するものであり、パッドが回転させられつつ又は機械的運動がなされつつ、ウェーハ基板上で研摩作用位置が同一位置に止まっている状態のことは意味しない。また、移動は、基板、研摩パッド又は基板と研摩パッドの両方の何れかを動かすことによって生じるものである。さらに、仮に研摩作用の位置が基板に対して移動されれば、移動は、以下に説明する通り、基板に対して研摩パッドそのものを動かすことなく達成することもできる。
【００２４】
研摩パッドを移動させることなく、研摩作用位置が動かされる例示的装置を、図４を参照しながら説明する。図４を参照すると、図１の装置の説明で用いた参照符号と類似の参照符号が用いられているが、図４ではその構造を示すために、“ａ”が付加されている。
【００２５】
図４は、基板ホルダ１２ａと該ホルダ１２ａによって支持された基板１４ａを具備する装置１０ａを示す。導電性材料１６ａが基板１４ａ上に形成され、基板１４の上部表面を横切って延在する。基板１４ａは中央領域２０ａと周辺領域１８ａを有する。基板１４ａは、周辺領域１８ａに沿って導電性材料１６ａに接続される少なくとも一つの電極２６ａを有する。可撓性材料研摩パッド２２ａが、導電性材料１６ａ上に提供される。構造体２４ａ（ポストとして示されている）がパッド２２ａの所定位置上に設けられ、パッド２２ａのある領域を、導電性材料１６ａに対して押し当てる。パッド２２ａは電源２８ａに電気的に接続される。電源はまた電極２６ａに接続される。
【００２６】
実際の動作では、ポスト２４ａは、広いパッド２２ａの一部分を導電性材料１６ａの一部領域に押し当てるために利用され、その後、パッド２２ａが押し当てられた位置の材料１６ａを研摩するために、基板１４ａがパッド２２ａに対して回転させられる。また、電源２８ａは、基板１４ａが回転している間、導電性材料１６ａを通る電流を提供するために用いられる。こうすることにより、機械的研摩と共に、導電性材料１６ａの電気化学除去をより容易にする。
【００２７】
パッド２２ａとポスト２４ａが導電性材料１６ａ上を、例えば図２に示されるのと同様な螺旋状パターンとなるように、パッド２２ａはポスト２４ａによって支持することができる。これに代えて、パッド２２ａは別に支持されてもよく、そうすれば、パッドは固定位置に止まるとともに、ポストは、パッド上を、パッドの異なる部分を回転している基板１４ａに押し当てるように、移動される。ポスト２４ａは、例えば、図２に示されるような螺旋状パターンに動かすことができる。ポスト２４ａの移動中、パッド２２ａが固定して止まる実施例では、研摩作用の位置は、ポスト２４ａの移動によって、パッド２２ａを移動させることなく、基板１４ａに対して移動される。パッド２２ａの周囲エッジ部分が、パッド２２ａの中央部分に対して持ち上がった状態で示されている。そのような構成は、中央領域に対してその周辺エッジ部分に可撓性を持つようなパッド材料を用いることにより達成される。または、パッドの周辺エッジ部分に、該エッジ部分を持ち上げるための一つ又はそれ以上の支持構造体（図示せず）を取り付けることによって達成される。これに代えて、導電性材料１６ａを横切って平坦に載置されるが、ポスト２４ａと導電性材料１６ａとの間で押し当てられていない領域の表面とは非研摩接触となるような、可撓性材料で形成することもできる。
【００２８】
上述した図１及び図４の実施例では、電気化学研摩処理が行われる何れの時点でも、導電性材料１６のある一部分のみが、機械的研摩に晒されるものである。したがって、導電性材料（１６又は１６ａ）のある領域は、研摩パッド（２２又は２２ａ）と研摩接触となるが、その他の部分は、電気化学研摩処理の間、研摩接触とならない。研摩処理が進行すると、今まで研摩接触となっていなかった部分が研摩接触の状態となり、他方、今まで研摩接触であった部分がもはや研摩パッドと研摩接触状態とはならなくなる。好ましくは、一旦、ある部分が、研摩パッドと研摩接触であった状態から研摩パッドと研摩接触でない状態に処理が進行したら、残りの電気化学研摩処理の間は、その部分は、もはや電気化学研摩環境に晒されることはない。
【００２９】
上で説明した電気化学研摩処理は、次に、その電気化学研摩の後に、基板をバフするために、従来の化学・機械研摩処理を実施することもできる。化学・機械研摩は、研摩パッドとスラリを用いた研摩であり、電気化学研摩ではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明による方法が用いられた装置の概略側面図である。
【図２】  図２は、本発明による方法により処理される半導体材料ウェーハの概略上面図である。
【図３】  図３は、本発明による方法により処理される半導体材料ウェーハの、図２に示すものに代わるものの概略上面図である。
【図４】  図４は、本発明による第２実施例の方法が用いられた装置の概略側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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