JP2002520850A - 半導体デバイス上の金属相互接続を電解研磨する方法及び装置 - Google Patents

半導体デバイス上の金属相互接続を電解研磨する方法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 電解液（３４）と、研磨レセプタクル（１００）と、ウエハチャック（２９）と、液体の入口（５，７，９）と、少なくとも１つのカソード（１，２，３）とを備え、ウエハ（３１）上に形成されたメタル層を電解研磨する装置である。ウエハチャック（２９）は、研磨レセプタクル（１００）内でウエハ（３１）を保持及び位置させる。電解液（３４）は、液体の入口（５，７，９）を通して研磨レセプタクル（１００）に供給される。カソード（１，２，３）は、ウエハ（３１）を電解研磨するように、電解研磨電流を電解液に印加する。本発明の１つの態様によれば、ウエハ（３１）の個別の部分は、電解研磨されたウエハの一様性を向上するように電解研磨できるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （関連出願の参照） 本出願は、ウエハをメッキ及び平坦化する方法及び装置の名称で、１９９８年
７月９日付けで出願された連番号６０／０９２，３１６の前の暫定出願（Ｐｒｏ
ｖｉｓｉｏｎａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）の特典を請求する。 （発明の背景） １．発明の分野 本発明は、一般的には半導体ウエハ上のメタル層を電解研磨する方法及び装置
に関する。特に、本発明は、半導体ウエハ上に形成された半導体デバイスにおけ
る相互接続を電解研磨するシステムに関する。
【０００２】 ２．関連技術の説明 一般的に、半導体デバイスはウエハ又はスライス（ｓｌｉｃｅ）と呼ばれる半
導体材料のディスク上に製造又は作り上げられる。特に、ウエハは最初にシリコ
ンのインゴットからスライス（薄切り）される。次に、ウエハは、半導体デバイ
スの電子回路を形成するために、多重のマスキング、エッチング及び蒸着プロセ
スが行われる。
【０００３】 これまでの１０年間、半導体産業は、半導体デバイスのパワーは１８ヵ月で２
倍になると予測したムーアの法則に従って、半導体デバイスのパワーを増加させ
てきた。半導体デバイスのパワーにおけるこの増加は、部分的にはこれらの半導
体デバイスの特徴的なサイズ（すなわち、デバイス上にあるもっとも小さな寸法
）を減少させることにより達成された。実際、半導体デバイスの特徴的なサイズ
は、素早く０．３５μｍから０．２５μｍになり、今では０．１８μｍになって
いる。より小さな半導体デバイスに向かってのこの傾向は、まちがいなく０．１
８μｍ以下の段階を超えて良好に進んでいくであろう。
【０００４】 しかし、より以上のパワーの半導体デバイスの開発を制限する可能性のある１
つの要因は、（単一半導体デバイスの要素を接続する及び／又はいくつかの半導
体デバイスを一緒に接続する導体の線（ライン）である）相互接続において増加
する信号遅延である。半導体デバイスの特徴的なサイズが減少すると、デバイス
上の相互接続の密度は増加する。しかし、相互接続のより近い近接具合は、相互
接続のライン間の容量を増加させ、相互接続におけるより大きな信号遅延をもた
らす。一般的に、相互接続の遅延は、特徴的なサイズの減少の２乗で増加するこ
とが分かっている。逆に、ゲート遅延（すなわち、半導体デバイスのゲート又は
メサにおける遅延）は、特徴的なサイズの減少に比例して増加することが分かっ
ている。
【０００５】 相互接続遅延のこの増加を相殺する１つの従来の対処方法（アプローチ）は、
より多くのメタル層を加えることであった。しかし、このアプローチは、付加す
るメタル層を形成するのに関係する製造コストの増加という欠点を有する。更に
、これらの付加するメタル層は、チップ性能と信頼性の両方に反する余分な熱を
発生する。 従って、半導体産業は、金属相互接続を形成するのにアルミニウムより銅を使
用し始めている。銅の利点の１つは、アルミニウムより大きな導電性を有するこ
とである。更に、銅は、（銅から形成されたラインは電流負荷のもとで薄くなる
傾向が少ないことを意味する）電気的移動に対する抵抗がアルミニウムより少な
い。しかし、銅を使用する１つの大きな欠点は、シリコン基板中に流れ出し、シ
リコン基板を汚染することがあることである。
【０００６】 更に、銅が相互接続に広く使用できるには、新しい処理技術が必要である。特
に、従来のダマシーン処理では、金属はキャナル状のトレンチ及び又はビア内に
パターン化される。蒸着された金属は、次に化学的機械的研磨（ＣＭＰ）を使用
して背面研磨される。一般に、相互接続構造の設計によって、０．５μｍから１
．５ｍｍの金属をどこでも研磨する必要がある。従来のＣＭＰを使用した多量の
金属の研磨は、長い研磨時間が必要で、多量のスラリーを消費し、製造コストを
増加させる。
【０００７】 （発明の概要） 本発明の例示の実施例では、ウエハ上に形成されたメタル層を研磨する電解研
磨装置は、電解液、研磨レセプタクル、ウエハチャック、流体入口、及び少なく
とも１つのカソードを有する。ウエハチャックは、ウエハを研磨レセプタクル内
に保持及び位置決めする。電解液は流体入口から研磨レセプタクル内供給される
。カソードは、電解研磨電流を電解液に印加してウエハを電解研磨する。本発明
の１つの態様によれば、ウエハの個別の区域は、電解研磨されるウエハの一様性
を高めるように電解研磨される。
【０００８】 本発明の主題は、明細書の終わりの部分で特に指摘され且つ明瞭に請求されて
いる。しかし、動作の構造及び方法の両方に関する本発明は、クレーム及び付属
の図面と結合して行われる以下の説明を参照して理解するのが一番である。図面
では、同じ部分には同じ参照番号を付している。 （例示の実施例の詳細な説明） 本発明の更に完全に理解できるように、以下の記載は、特定の材料、パラメー
タなどのような多くの特定の細部を記載している。しかし、このような記載は、
本発明の範囲を制限することを意図しておらず、例示の実施例の十分で且つ完全
な記載を可能にするために提供される。
【０００９】 図１Ａを参照すると、本発明の１つの態様に基づく半導体ウエハ３１は、基板
層１２４を有している。特に、本発明の例示の実施例では、基板層１２４はシリ
コンを含むことが望ましい。しかし、基板層１２４は、特定の応用に応じて、ガ
リウムひ素のような各種の半導体材料であってもよいことが理解できる。 本発明の１つの態様に基づく半導体ウエハ３１は、基板層１２４の上に形成さ
れた誘電体層１２３を有することが望ましい。この例示の実施例では、誘電体層
１２３は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を有することが望ましい。誘電体層１２３
は、化学蒸着法、蒸着、スパッタリングなどの適当な蒸着方法を使用して、基板
層１２４の上に形成することができる。
【００１０】 更に、誘電体層１２３は、誘電率（“Ｋ”）がＳｉＯ２より低い各種の材料を
含むことができ、これらの各種の材料は、水素−シルセスキオクサン（ＨＳＱ）
、キセロゲル、ポリマー、エアロゲルなどの低Ｋ材料と一般に言われる。約４．
２の誘電率を有するＳｉＯ２に比べて、ＨＳＱは約３．０から２．５の誘電率を
有し、キセロゲルは約２．０の誘電率を有する。一般に、低Ｋ材料はより良好な
電気的分離を提供する。従って、誘電体層１２３として低Ｋ材料を使用すると、
より小さな特徴的サイズの半導体デバイスを形成するのが容易になる。
【００１１】 誘電体層１２３を基板層１２４上に適当に形成した後、半導体デバイスの回路
はいずれかの適当なプロセスを使用して適切に形成される。この例示の実施例で
は、ダマシーンプロセスを使用するのが適当である。従って、（ギャップとも言
われる）トレンチ１２５及び（メサとも言われる）ゲート１２６が、フォトマス
キング、フォトリソグラフィ、マイクロリソグラフィなどのようないずれかの適
当なパターン化方法を使用して、誘電体層１２３に形成される。
【００１２】 次に、本発明の更に別の態様によれば、バリヤ層１２２が誘電体層１２３の上
に適切に形成される。図１Ａに示すように、バリヤ層１２２は更にトレンチ１２
５の壁を適切に画する。以下に説明するように、銅を有するメタル層１２１が誘
電体層１２３の上に形成される時、バリヤ層１２２はメタル層１２１内の銅が誘
電体層１２３内に拡散するのを適切に防止する。従って、この例示の実施例では
、バリヤ層１２２は、チタン、タンタル、タングステン、窒化チタン、窒化タン
タル、窒化タングステンなどのような銅の拡散を妨害する材料を含むことが望ま
しい。バリヤ層１２２は、物理蒸着（ＰＶＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）などのよう
ないずれかの適当な蒸着方法を使用して蒸着することができる。しかしながら、
バリヤ層１２２は、いくつかの応用では、省くことができる。例えば、誘電体層
１２３を銅の拡散を妨害する材料から形成する時、又は誘電体層１２３への銅の
拡散が半導体デバイスの性能に逆方向には影響しない時である。
【００１３】 上記でほのめかしたように、特定の応用に応じて、本発明の更に別の態様によ
れば、メタル層１２１は、バリヤ層１２２の上又は誘電体層１２３の上に適切に
形成できる。更に、メタル層１２１はトレンチ１２５内に適切に蒸着される。こ
の例示の実施例では、メタル層１２１は銅を含むことが望ましい。従って、メタ
ル層１２１はバリヤ層１２２の上に形成され、メタル層１２１から誘電体層１２
３への銅の拡散を適切に防止する。本発明は、銅を含むメタル層１２１を使用す
る場合に特に適しているが、メタル層１２１は、ニッケル、クロム、亜鉛、カド
ミウム、銀、金、ロジウム、パラジウム、プラチナ、すず、鉛、鉄、インジウム
などのような各種の電気的に導電性の材料を含むことが可能である。
【００１４】 メタル層１２１は、ＰＶＤ、ＣＶＤなどのような適当な方法を使用してバリヤ
層１２２の上又は誘電体層１２３の上に形成することができる。更に、メタル層
１２１は、１９９９年１月１５日付けで出願された「メッキ装置及び方法」（“
ＰＬＡＴＩＮＧ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ”）の名称の審査
中の出願Ｎｏ．０９／２３２，８６４で説明された電気メッキ処理を使用して形
成することができ、ここではその出願の全内容を参照のために使用する。 図１Ｂを参照すると、本発明の他の態様に基づく、メサ１２６の上に形成され
たメタル層１２１は、適切に電解研磨される。本発明は、半導体デバイスの回路
がトレンチ又はギャップにパターン化されるダマシーンプロセスで有効に使用で
きる。しかし、各種の他のプロセスと組み合わせて使用することは本発明の趣旨
及び／又は範囲から逸脱しない。
【００１５】 図７Ａと図７Ｂを参照すると、本発明の各種の態様に基づくウエハ電解研磨機
５０が示されている。本発明の例示の実施例では、ウエハ電解研磨機５０は研磨
レセプタクル１００を有することが望ましく、研磨レセプタクル１００は、区域
壁１０９、１０７、１０５、１０３及び１０１により、６個の区域１１１、１１
２、１１３、１１４、１１５及び１１６に分割される。以下に詳細を説明するよ
うに、研磨レセプタクル１００は、適当な個数の区域壁によりどのような個数の
区域にも分割することができる。
【００１６】 研磨レセプタクル１００、及び区域壁１０９、１０７、１０５、１０３及び１
０１は、ポリ四フッ化エチレン（商業的にはＴＥＦＬＯＮとして知られている。
）、塩化ポリビニール（ＰＶＣ）、ポリふっ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリプ
ロピレンなどのような電気的に絶縁性で酸及び腐食に耐性のある適当な材料から
適切に形成される。この例示の実施例では、研磨レセプタクル１００、及び区域
壁１０９、１０７、１０５、１０３及び１０１は、ＰＶＤＦで形成されることが
望ましい。しかし、研磨レセプタクル１００、及び区域壁１０９、１０７、１０
５、１０３及び１０１は、特定の応用に応じて、異なる材料から形成できる。
【００１７】 この例示の実施例では、図７Ｂに示すように、電解液３４は、区域１１１、１
１３及び１１５にそれぞれ適切に形成された入口４、６及び８を通して研磨レセ
プタクル１００内に流れ込む。特に、ポンプ３３は、電解液３４を電解液タンク
３６から通過フィルタ３２を通して液体流量コントローラ（ＬＭＦＣｓ）２１、
２２及び２３に適切に送り出す。通過フィルタ３２は、電解液３４から汚れを適
切に漉す（フィルタする）。この方法で、汚れが研磨レセプタクル１００に入る
のが、及びＬＭＦＣ２１、２２及び２３が詰まるのが防止される。この例示の実
施例では、通過フィルタ３２は、約０．０５μｍより大きいが約０．１μｍより
小さい粒子を適切に除去する。しかし、各種のフィルタリングシステムが特定の
応用に応じて使用できる。更に、汚れのフィルタリングが効果的であるが、本発
明の趣旨及び／又は範囲から逸脱しないで、通過フィルタ３２はウエハ研磨機５
０から除くことができる。
【００１８】 電解液３４は、リン酸などのような適当な電気メッキ液を含むことができる。
この例示の実施例では、電解液３４は重量パーセントで６０％と８５％の間の濃
度、更にいえば重量パーセントで約７６％のオルトリン酸（Ｈ２ＰＯ４）を有す
ることが望ましい。更に、電解液３４は、（酸の重量に対して）約１％のアルミ
ニウム金属を有するオルトリン酸を有することが望ましい。しかし、電解液３４
の濃度と組成は特定の応用に応じて変えることができる。
【００１９】 ポンプ３３は、うず巻きポンプ、ダイヤフラムポンプ、ベローポンプなどのよ
うな適当な液圧ポンプにすることができる。更に、ポンプ３は、酸、腐食及び汚
染に対して耐性があるのが望ましい。この例示の実施例では、ポンプ３３はダイ
ヤフラムポンプである。他の実施例を参照して以下に示され及び説明されるよう
に、本発明の趣旨及び／範囲を逸脱しないで、２個以上のポンプ３３を使用する
ことが可能である。更に、電解液３４は、ポンプ３４無しで、入口４、６及び８
を通して研磨レセプタクル１００に適切に供給できる。例えば、電解液３４は、
電解液タンク３６内に圧力を加えて保持できる。いずれにしろ、電解液タンク３
６と入口４、６及び８の間の供給ラインは、圧力を加えた状況に保持できる。
【００２０】 ＬＭＦＣ２１、２２及び２３は、適当な流量コントローラを有することができ
、酸、腐食及び汚染に対して耐性のあることが望ましい。更に、ＬＭＦＣ２１、
２２及び２３は、電解液３４を設定された流量レートで区域１１５、１１３及び
１１１にそれぞれ送る。更に、ＬＭＦＣ２１、２２及び２３は、電解液３４を区
域１１５、１１３及び１１１の体積に比例した流量レートで適切に送ることがで
きる。例えば、もし区域１１５の体積が区域１１３より大きい時には、ＬＭＦＣ
２１は、ＬＭＦＣ２２より大きな流量レートで電解液３４を送りことが望ましい
。この例示の実施例では、ＬＭＦＣ２１、２２及び２３は、約０．５リットル／
分と約４０リットル／分の間の流量レートで電解液３４を送るように構成するこ
とが望ましい。
【００２１】 更に、この例示の実施例では、別々のＬＭＦＣが各区域１１５、１１３及び１
１１に電解液を送る。以下に詳細に説明するように、この構成はウエハ３１の個
別の区域の電解研磨を容易にする。しかし、特定の応用に応じていかなる個数の
ＬＭＦＣを使用することも可能である。更に、他の実施例と関連して以下に説明
及び示すように、電解液３４はＬＭＦＣ２１、２２及び２３を使用すること無し
にポンプ３３から研磨レセプタクル１００に送ることができる。
【００２２】 本発明の各種の態様によれば、ウエハ研磨機５０は区域１１１、１１３及び１
１５にそれぞれ配置されるカソード１、２、及び３を有するのが適当である。以
下に詳細に説明するように、この例示の実施例は３つのカソードを有するが、３
より少ない個数又は多い個数のどのような個数のカソードを使用することも、本
発明から逸脱しない。一般に、より多くのカソードを使用すると、フィルムの一
様性は向上することが期待できる。しかし、使用するカソードの個数が増加する
と、コストも増加する。従って、性能とコストのトレードオフを考慮して、カソ
ードの好ましい個数は、２００ｍｍウエハの電解研磨であれば約７から約２０の
間であり、３００ｍｍウエハの電解研磨であれば約１０から約３０の間である。
【００２３】 更に、カソード１、２、及び３は、銅、鉛、プラチナなどのような適当な電気
的に導電性の材料を含む。電気メッキの間、メタル層１２１から移動する金属イ
オンのいくらかは、カソード１、２、及び３上に蓄積することがある。従って、
カソード１、２、及び３は、適当な時間で交換されるのが好ましい。例えば、カ
ソード１、２、及び３は約１００枚のウエハを処理した後に交換されるのが好ま
しい。
【００２４】 いずれにしろ、カソード１、２、及び３の逆メッキプロセスは、適切に実行す
ることができる。例えば、以下に詳細に説明するように、本発明の各種の態様に
よれば、カソード１、２、及び３が正に荷電され、ウエハ３１が負に荷電される
時、ウエハ３１は電解研磨されるよりむしろ電気メッキされるというのが適当で
ある。この方法で、ウエハ３１は、カソード１、２、及び３を適切に逆メッキす
るように、カソード１、２、及び３上の金属で電気メッキされる。上記の条件で
は、カソード１、２、及び３はアノードとして作用するが、一貫性と簡単にする
ために、これらはこのままカソードと呼ぶ。
【００２５】 この例示の実施例では、メタル層１２１は銅を含む。従って、上記のように、
電解研磨プロセスの間、メタル層１２１の銅イオンのいくらかは、電解メッキの
カソード１、２及び３に移動する。上記の逆メッキプロセスでは、ウエハ３１は
カソード１、２及び３上の銅で電気メッキされる。しかし、カソード１、２及び
３が銅から作られる時、カソード１、２及び３は逆メッキプロセスの間分解する
。この方法では、カソード１、２及び３は逆メッキプロセスの間変形されること
になる。従って、本発明の各種の態様によれば、カソード１、２及び３は逆メッ
キプロセスの間分解されるのに抗する材料から形成することが望ましい。例えば
、カソード１、２及び３はプラチナから形成するのが適当である。又は、カソー
ド１、２及び３は、できれば約５０μｍから約４００μｍのコーティング厚さで
プラチナの層を適切にコートしたチタンから形成するのが望ましい。
【００２６】 この例示の実施例では、ウエハチャック２９は、ウエハ３１を研磨レセプタク
ル１００内に適切に保持及び位置決めする。特に、ウエハ３１は、区域壁１０１
、１０３、１０５、１０７及び１０９の上面上に適切に位置し、ウエハ３１の底
面と区域壁１０１、１０３、１０５、１０７及び１０９の上面の間に電解液３４
の流れを促進するギャップを形成する。この例示の実施例では、ウエハ３１は区
域壁１０１、１０３、１０５、１０７及び１０９の上面上に適切に位置して、約
２ｍｍから約２０ｍｍのギャップを形成する。
【００２７】 ウエハ３１が研磨レセプタクル１００内で適切に配置された後、カソード１、
２及び３は電源１３、１２及び１１に電気的にそれぞれ接続される。更に、ウエ
ハ３１は電源１３、１２及び１１に電気的に接続される。このように、電解液３
４がウエハ３１の底面と区域壁１０１、１０３、１０５、１０７及び１０９の上
面の間に流れる時、電気回路が形成される。特に、カソード１、２及び３はウエ
ハ３１に比べて負の電位を有するように電気的にチャージされる。このカソード
１、２及び３における負の電位に応答して、金属イオンがウエハ３１から移動し
、ウエハ３１を電解研磨する。しかし、回路の極性が逆の時（すなわちカソード
１、２及び３がアノードになる時）、金属イオンはウエハ３１の方へ移動し、ウ
エハ３１を電気メッキする。
【００２８】 この方法で、ウエハ３１の選択区域は、カソード１、２及び３の極性を制御し
且つ電解液３４が接触するウエハ３１の区域を制御することにより、適切に電解
研磨及び電気メッキされる。図３３は、本発明の各種の態様に基づくウエハ３１
の選択的電解研磨を示す。図３３を参照して、ウエハエリア２８０は電解研磨さ
れた状態で、エリア２８４は電解研磨されており、ウエハエリア２８２は研磨さ
れていない。
【００２９】 再び図７Ａと図７Ｂを参照すると、一般に研磨電流密度は、金属イオンがウエ
ハ３１へ又はウエハ３１から移動するレートを決定する。従って、研磨電流密度
が高くなると、電解研磨又は電気メッキレートが増加する。この例示の実施例で
は、デシメータの２乗当り約０．１アンペアの電流密度（Ａ／ｄｍ２）からデシ
メータの２乗当り約４０アンペアの電流密度（Ａ／ｄｍ２）を使用した。しかし
、特定の応用に応じて各種の電流密度が使用できる。
【００３０】 更に、電源１３、１２及び１１はカソード１、２及び３に異なる電流密度を適
用できる。例えば、電源１３、１２及び１１により供給される電流は、対応する
カソードにより覆われるウエハ３１の表面積に比例して設定される。従って、カ
ソード３により覆われるウエハ３１の表面積がカソード２により覆われる表面積
より大きければ、電源１１は電源１２より大きな電流を供給するように設定する
。このように、電解研磨のレートは、ウエハ３１の表面のより一様なエッチング
を容易にするように制御される。同一の原理をウエハ３１の表面のより一様な電
気メッキを容易にするようにも使用できる。
【００３１】 本発明の別の態様によれば、電源１３、１２及び１１はＤＣ（すなわち直流）
モードで動作できる。または、電源１３、１２及び１１は各種のパルスモードで
動作できる。例えば、図８を参照して、電源１３、１２及び１１は２極性のパル
ス、変形された正弦波、単極性のパルス、逆パルス、パルス上のパルス、２重パ
ルスなどを使用して動作できる。電源１３、１２及び１１は、定電流モード、定
電圧モード、及び定電流モードと定電圧モードの組み合わせで動作できる。
【００３２】 図７Ｂを参照して、駆動機構３０はウエハ３１をｚ軸の回りに適切に回転させ
る。この方法で、より一様な電解研磨がウエハ３１の表面に渡って達成できる。
この例示の実施例では、駆動機構３０はウエハ３１をｚ軸の回りに、１分当り約
１０回転から１分当り約１００回転で、望ましくは１分当り約２０回転で回転す
る。
【００３３】 図７Ａで示したように、カソード１、２及び３は実質的に円形の形である。従
って、図７Ｂを参照して区域１１２と１１４上のウエハ３１の部分は、区域１１
１、１１３及び１１５上のウエハ３１の部分（すなわち、カソードを含むそれら
の部分）より、低い電流密度にさらされるようにする。補償をするために、駆動
機構３０はｘとｙの方向にウエハ３１を適切に振動させる。ウエハ３１の振動と
は別に又はそれに加えて、図９Ａから図９Ｄに示すように、研磨レセプタクル１
００、区域壁１０９、１０７、１０５、１０３及び１０１、及びカソード１、２
及び３は、三角形、正方形、長方形、六角形、多角形、楕円などのような非円形
の形にできる。この方法では、研磨電流の分布は、ウエハ３１がｚ軸の回りを回
転するに従ってウエハ３１の表面に渡って平均化できる。
【００３４】 電解液３４は区域１１２、１１４及び１１６にそれぞれ適切に形成された出口
５、７及び９を通って電解液タンク３６に戻る。圧力リークバルブ３８は、ポン
プ３３の出口と電解液タンク３６の間に配置され、ＬＭＦＣ２１、２２及び２３
が閉じた時に電解液３４が電解液タンク３６に戻るように漏れるのを可能にする
。更に、ヒータ４２、温度センサ４０、及びヒータコントローラ４４は、電解液
タンク３６内の電解液３４の温度を適切に制御する。この例示の実施例では、ウ
エハ研磨機５０と電解液３４は、約１５°Ｃから約６０°Ｃ、好ましくは約４５
°Ｃの動作温度で動作するのが望ましい。
【００３５】 図１Ａを参照して、ウエハ３１は、（図１Ｂに示すように）メタル層１２１は
トレンチ１２５内に残っているが、メタル層１２１はバリア層１２２から除去さ
れるまで、ある時間周期（すなわち、電解研磨時間周期）の間適切に電解研磨さ
れる。図７Ｂを参照して、必要な電解研磨時間周期は、電源１１、１２及び１３
の出力電圧及び電流を測定することにより決定できる。特に、バリヤ層１２２の
抵抗は、典型的にはメタル層１２１より非常に大きい。例えば、バリヤ層１２２
がチタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、タングステン、窒化タングス
テンなどを含み、メタル層１２１が銅を含む時、バリヤ層１２２の抵抗は、メタ
ル層１２１の抵抗より典型的には約５０から１００倍大きい。従って、ウエハ３
１の非トレンチ部からメタル層１２１を研磨して取り去った後のウエハ３１のエ
ッジから中心に測定した電位は、研磨前より大きい。そのように、図７Ａ、図７
Ｂ及び図１０を参照して、電源１１、１２及び１３の出力電圧と比較することに
より、以下の表に詳細に示すように、除去されたウエハ３１上のメタル層１２１
の区域は適切に決定できる。
【００３６】
【表１】
【００３７】 上記の表では、Ｖ１１、Ｖ１２及びＶ１３は大きい及び／又は小さいとして説
明した。しかし、大きいとか小さいとかの語句は相対的で、特定の電圧に関係す
ることを意味しない。例えば、Ｖ１１とＶ１２が上記のように小さいと説明され
た時、Ｖ１１とＶ１２はＶ１３に比べて小さい。上記でほのめかしたように、Ｖ
１１とＶ１２はＶ１３より５０から１００倍程度小さい。
【００３８】 このように、上記の表を参照することにより、付加的な電解研磨を必要とする
ウエハ３１の領域が決定できる。本発明の他の実施例を参照して後述するように
、モニタが電源１１、１２及び１３のそれぞれにより提供される電圧と電流を測
定するように適切に構成される。このデータは電子的なフォーマットに上記の論
理表を含む制御システムに適切に移すことができる。例えば、上記の表は、磁気
テープ、磁気ディスク、コンパクトディスク上などの適当な電子記憶媒体、又は
集積回路、メモリチップ上などの適当な電子デバイスにコード化して記憶するこ
とができる。制御システムは、適当なコマンドを実行してウエハ３１の特定の部
分を電解研磨の続行又は停止を行う。上記の制御システムは、適当なコンピュー
タシステムに組み込むことができ、それはウエハ電解研磨器具の１つの部品であ
り、その例を以下に説明する。
【００３９】 更に、各種の技術が適当な電解研磨時間周期を決定するために使用できること
を認識するのが適当である。例えば、他の実施例と関連して以下に詳細を説明す
るように、（図１Ａと図７Ｂの）ウエハ３１上の（図１Ａの）メタル層１２１の
厚さを測定するのにセンサが使用できる。
【００４０】 いずれにしろ、図５３を参照して、適当な電解研磨時間周期を決定するために
終点検出システムを採用する。例示の実施例によれば、（図１Ａの）ウエハ３１
のエッジからエッジまでの測定した電気的な抵抗は、適当な測定器具を使用して
モニタされる。図５３に示すように、（図１Ａの）ウエハ３１上の（図１Ａの）
メタル層１２１の表面部分が電解研磨に従って減少すると、（図１Ａの）ウエハ
３１のエッジからエッジまでの測定した電気的な抵抗は増加する。従って、電解
研磨を停止するのに適当な時間は、測定したウエハ３１のエッジからエッジまで
の電気的な抵抗が急激に変化する時間の付近であることが望ましい。特に図５３
を参照すると、これはｔ０とｔ１又はその付近である。ｔ１を超える領域はオー
バー研磨領域と呼ばれ、（図１Ｂの）トレンチ１２５内の（図１Ｂの）メタル層
１２１のレベルが（図１Ｂの）バリア層１２２のレベル以下に伸びたようにウエ
ハ３１が研磨されたことを意味する。ｔ０の前の領域はアンダー研磨領域と呼ば
れ、（図１Ａの）メタル層１２１が（図１Ａの）ゲート１２６上の（図１Ａの）
誘電体層１２２から完全に除去されていないことを意味する。抵抗信号はコンピ
ュータに送られ、コンピュータは次に研磨プロセスを停止する適当な信号を送る
ことができる。
【００４１】 図７Ａと図７Ｂを参照して、上記の本発明の例示の実施例を使用して、次のプ
ロセスステップを採用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨することがで
きる。 ステップ１：電源１３をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ２３だけをオンし、電解液３４をカソード１上のウエハ
３１の部分にだけ接触させ、カソード１上の（図１Ａの）メタル層１２１を電解
研磨する。 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は設定厚さに到達した時
に、電源１３をオフし、ＬＭＦＣ２３をオフする。 ステップ４：ＬＭＦＣ２２と電源１２を使用して、カソード２についてステッ
プ１から３を繰り返す。そして、 ステップ５：ＬＭＦＣ２１と電源１１を使用して、カソード３についてステッ
プ１から３を繰り返す。
【００４２】 上記のカソード１、次にカソード２、次にカソード３の電解研磨シーケンスに
加えて、電解研磨シーケンスは次のようにもできる： （１）カソード３、次にカソード２、次にカソード１； （２）カソード２、次にカソード１、次にカソード３； （３）カソード２、次にカソード３、次にカソード１； （４）カソード３、次にカソード１、次にカソード２；又は （５）カソード１、次にカソード３、次にカソード２。
【００４３】 ウエハ３１の部分を選択的に研磨することにより、ウエハ３１が大きな直径の
ウエハであっても、（図１Ａの）メタル層１２１はウエハ３１からより一様に電
解研磨できる。例えば、本発明は、直径が３００ｍｍ又はそれ以上であるウエハ
３１で使用することができる。この続きで、一様な電解研磨は、メタル層１２１
がウエハ３１の表面部分の実質的にすべてに渡ってほぼ等しい厚さまで除去でき
るようにウエハ３１を電解研磨することである。一般に、従来の電気研磨システ
ムでは、ウエハ３１の直径が大きくなるに従って、電解研磨の非一様性が大きく
なる。例えば、ウエハ３１の中心に近い部分はオーバー研磨されるが、ウエハ３
１のエッジに近い部分はアンダー研磨される。これは、従来の電解研磨システム
によりウエハ３１を横切って印加されるチャージ密度を部分的に変化させること
に当然結びつく。
【００４４】 上記の本発明の例示の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に研磨す
るのに加えて、次のプロセスステップが実質的に同時にウエハ３１の全表面を電
解研磨するのに採用される。 ステップ１：すべての電源１１、１２及び１３をオンする。上記のように、電
源１１、１２及び１３のそれぞれの電流は、対応するカソードにより覆われるウ
エハ３１の表面積に比例して適切に設定される。
【００４５】 ステップ２：ＬＭＦＣ２１、２２及び２３をオンする。上記のように、それぞ
れのＬＭＦＣ２１、２２及び２３からの電解液３４の流量レートは、対応するカ
ソードにより覆われるウエハ３１の表面積に比例して適切に設定される。 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１の一様な厚さが設定値又は厚さに到
達すると同時に電源１１、１２及び１３をオフする。更に、電源１１、１２及び
１３は、（図１Ａの）メタル層１２１の厚さの一様性を調整するように、異なる
時間にオフされる。
【００４６】 この方法で、ウエハ３１の異なる部分からのメタル層１２１の除去レートは、
ウエハ３１上のメタル層１２１をより一様に電解研磨するように適宜制御される
。 これまで説明した例示の実施例の構造と作用を有する場合に、ダマシーンプロ
セスの文脈での本発明の適用を、以下に説明する。しかし、この記載は本発明の
使用又は適用性における制限を意図したものでなく、この例示の実施例の十分で
完全な記載を可能にするためである。
【００４７】 再び図１Ａを参照すると、一般にメタル層１２１をウエハ３１上に適切に形成
すると、リセス（窪み）１２７がトレンチ１２５上に形成される。図１Ａに示す
ように、電解研磨の後でも、リセス１２７はトレンチ１２５内に形成されたメタ
ル層１２１内に残る。これは、部分的には図１Ａに示すメタル層１２１の固有の
一様でない形状に帰結する。更に、オーバー研磨はトレンチ１２５内のリセス１
２７の形成に寄与する。リセス１２７の存在は、半導体デバイスの性能に逆に影
響する。従って、約５０ｎｍ（５００オングストローム）より大きなリセスの深
さ１２８を有するリセス１２７は、特に望ましくないと考えられる。しかし、許
容できるリセスの深さ１２８は、特定の応用に応じて変化する。例えば、高精度
の半導体デバイスに対しては、数１／１０ｎｍ（数オングストローム）よりも大
きくないリセスの深さ１２８であれば許容できる。しかし、低コストの半導体デ
バイスについては、５０ｎｍ（５００オングストローム）よりも大きいリセスの
深さ１２８でも許容できる。
【００４８】 本発明の第１の態様によれば、電解研磨時間周期は、約５０ｎｍ（５００オン
グストローム）よりも大きいリセスの深さ１２８を有するリセス１２７の形成を
防止するように適切に制御される。しかし、これは処理コストを増加させ、処理
のスループットを低下させる。従って、本発明の他の態様によれば、電解研磨及
び電気メッキプロセスは、リセス１２７を除去する化学的機械的研磨（ＣＭＰ）
と組み合わせるのが適切である。一般に、ＣＭＰプロセスは約１０ｎｍ（１００
オングストローム）から約５０ｎｍ（５００オングストローム）の間のリセスの
深さ１２８を有するリセス１２７を有するウエハ３１上に平表面を適切に生成す
る。
【００４９】 図１Ｂを参照して、上記のように、メタル層１２１はメサ１２６上に形成され
たバリヤ層１２２から適切に電解研磨される。図１Ｃを参照して、次にウエハ３
１は、十分な量の金属を（図１Ｂの）リセス１２７に固定するように再メッキさ
れる。すなわち、メサ１２６上にバリヤ層１２２を超えて再メッキすること無し
に、金属が（図１Ｂの）トレンチ１２５に形成されたメタル層１２１上にメッキ
される。図７Ｂを参照して、既に述べたように、ウエハ３１は電源１１、１２及
び１３の極性を反転することにより適切に再メッキされる。この方法では、以下
に詳細に説明するように、ウエハ３１は、かならずしもウエハ３１を他の装置に
移動すること無しに、適切に再メッキされる。
【００５０】 次に、本発明の他の態様によれば、再メッキされたトレンチ１２５内のメタル
層１２３は適切に平坦化され、バリヤ層１２２は適切に除去される。この例示の
実施例では、ウエハ３１はＣＭＰプロセスを使用して平坦化されることが望まし
い。上記の電解研磨プロセスを使用してメタル層１２３の大部分を除去すること
により、メタル層１２３の少しの量だけをＣＭＰを使用して除去すればよいので
、全体のプロセス時間とコストが低減される。
【００５１】 図３Ａから図３Ｃを参照して、本発明の各種の態様によるウエハ処理器具（ツ
ール）３０１を示す。本発明の例示の実施例では、ウエハ処理ツール３０１は、
電気メッキ／電解研磨セル３００、３０２、３０４、３０６及び３０８と、クリ
ーニングセル３１０、３１２、３１４、３１６及び３１８と、ＣＭＰセル３２４
と、カセット３２０と、ロボット３２２とを有する。
【００５２】 ロボット３２２は、ウエハをウエハカセット３２０から電気メッキ／電解研磨
セル３００、３０２、３０４、３０６及び３０８のいずれかに搬送することによ
り動作を開始する。ウエハは、（図１Ａの）メタル層１２１が適切に電気メッキ
される。次に、ウエハは、（図１Ｂの）バリヤ層１２２からメタル層１２１を除
去するように適切に電解研磨される。次に、ウエハは、（図１Ｂと図１Ｃの）リ
セス１２７を固着するように適切に再メッキされる。ロボット３２２は、ウエハ
をクリーニングセル３１０、３１２、３１４、３１６及び３１８のいずれかに搬
送する。ウエハがクリーニングされた後、ロボット３２２は、ウエハをＣＭＰセ
ル３２４に搬送し、そこでメタル層１２１が平坦化され、バリヤ層１２２が除去
される（図１Ｄ）。ロボット３２２は、ウエハをクリーニングセル３１０、３１
２、３１４、３１６及び３１８のいずれかに搬送し、ウエハはそこでクリーニン
グされて乾燥される。最後に、ロボット３２２は、ウエハをウエハカセット３２
０に搬送し、他のウエハについての処理を開始する。
【００５３】 しかし、本発明の趣旨及び／又は範囲を逸脱しないでウエハ処理ツール３０１
の構成に関する各種の変形例が可能である。例えば、ウエハの最初の電気メッキ
及び電解研磨は別々のセルで実行可能である。一般に、電気メッキと電解研磨で
は異なる電解液が使用される。電気メッキについては、典型的には硫酸が使用さ
れる。電解研磨については、典型的にはリン酸が使用される。リン酸は電解研磨
にも使用できるが、得られる表面は一様ではない。同様に、硫酸は電気メッキに
も使用できるが、得られる表面は一様ではない。一様でない表面は、上記の再メ
ッキプロセスでは許容できる。しかし、一様でない表面は、メタル層１２１の最
初のメッキでは許容されない。従って、一様な表面が望ましければ、ウエハの電
気メッキと電解研磨は異なる化学材料を有する別々のセルで行う。いずれにしろ
、電気メッキと電解研磨を同じセルで実行する時には、セル内の電解溶液の化学
成分を変えることができる。例えば、上記の再メッキプロセスでは、よりよい電
気メッキプロセスを容易にするために硫酸溶液が加えられる。
【００５４】 図２を参照して、ウエハ処理ツール３０１で実行される処理ステップは、フロ
ーチャートフォーマットに記載される。しかし、図２のフローチャートに示した
ステップを行うには各種の変形例がある。例えば、ウエハは再メッキステップの
後にまとめられ、バッチ処理でリンスとクリーニングがされる。 図４Ａから図４Ｄを参照して、ウエハ３１を再メッキした後にＣＭＰを使用し
てウエハ３１を研磨する代わりの１つの方法は、適当なエッチングプロセスを使
用してウエハ３１からメタル層１２１とバリヤ層１２２をエッチングすることで
ある。従って、図６Ａから図６Ｃを参照して、ウエハ処理ツール３０１は、エッ
チングセル３２６を含むように変形できる。同様に、図５を参照して、ウエハ処
理ツール３０１により実行される処理ステップは、エッチングステップを含むよ
うに変形できる。
【００５５】 以下の説明と関係する図面で、本発明の各種の態様の各種の別の実施例を説明
及び示す。しかし、これらの別の実施例は、本発明を実施できる各種の変形例の
すべてを示すものではない。むしろ、これらの別の実施例は、本発明の趣旨及び
／又は範囲から逸脱せずに可能である多くの変形例のいくつかだけを示すもので
ある。
【００５６】 図１１Ａと図１１Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の別の
実施例を示す。図１１Ａと図１１Ｂの実施例は、（図７Ａと図７Ｂの）ＬＭＦＣ
２１、２２及び２３がＬＭＦＣ５５とバルブ５１、５２及び５３で置き換えられ
ている点以外は、図７Ａと図７Ｂの実施例と同じである。この別の実施例では、
バルブ５１、５２及び５３は、オン／オフバルブであることが望ましい。ＬＭＦ
Ｃ５５の流量レートは、各バルブの状態に基づいて、次のように決定することが
望ましい。
【００５７】 ＬＭＦＣ５５の流量レート＝Ｆ．Ｒ．３×ｆ（バルブ５１）＋ Ｆ．Ｒ．２×ｆ（バルブ５２）＋ Ｆ．Ｒ．１×ｆ（バルブ５３） ここで、Ｆ．Ｒ．３は入口４への流量レートの設定ポイントであり、Ｆ．Ｒ．
２は入口６への流量レートの設定ポイントであり、Ｆ．Ｒ．３は入口８への流量
レートの設定ポイントであり、ｆ（バルブ＃）は以下に定義されるバルブ状態関
数である。 ｆ（バルブ＃）＝１，バルブ＃がオンの時 ０，バルブ＃がオフの時 上記のように、流量レートは、区域１５、１１３及び１１１の体積に比例する
ように設定されている。
【００５８】 図１２Ａと図１２Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく本発明の各種の
別の実施例を示す。図１２Ａと図１２Ｂの実施例は、（図７Ａと図７Ｂの）ＬＭ
ＦＣ２１、２２及び２３が３個のポンプ３３とオン／オフバルブ５１、５２及び
５３で置き換えられている点以外は、図７Ａと図７Ｂの実施例と同じである。こ
の別の実施例では、入口４、６及び８を通した電解液３４の研磨レセプタクル１
００への供給は、３個のポンプ３３の１つとオン／オフバルブ５１、５２及び５
３の１つにより独立に制御されることが望ましい。
【００５９】 図１３Ａと図１３Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく本発明の各種の
別の実施例を示す。図７Ａと図７Ｂのに示した例示の実施例に対して、この別の
実施例では、区域１３２を除く研磨レセプタクル１００の各部分にカソードが配
置されている。例えば、区域壁１０３と１０５の間に付加カソード１５４が適切
に配置されている。更に、電解液タンク３６とＬＭＦＣ２１、２２、２３及び２
４の出口の間にオン／オフバルブ８１、８２、８３及び８４が適切に配置されて
いる。従って、オン／オフバルブ８１、８２、８３及び８４が開放状態にある時
には、電解液３４は研磨レセプタクル１００から開放されたバルブを通って電解
液タンク３６に戻るように適切に流れる。
【００６０】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１４をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ２４をオンし、バルブ８１、８２及び８３を開放する。
ＬＭＦＣ２１、２２、２３をオフし、バルブ８４を閉じ、電解液３４がカソード
１上のウエハ３１の部分に接触する。電解液３４は区域１３０に適切に形成され
た出口１３２を通して電解液タンク３６に戻る。電解液３４は更に開放されたバ
ルブ８１、８２及び８３を通して電解液タンク３４に戻る。
【００６１】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１の厚さが設定値又は厚さに到達した
時に、電源１４をオフし、ＬＭＦＣ２４をオフする。 ステップ４：カソード２についてステップ１から３を繰り返す。（ＬＭＦＣ２
３をオンする。バルブ８１、８２及び８４を開放する。電源１３をオンする。Ｌ
ＭＦＣ２１、２２及び２４をオフし、バルブ８３を閉じ、電源１１、１２及び１
４をオフする。）
【００６２】 ステップ５：カソード３についてステップ１から３を繰り返す。（ＬＭＦＣ２
２をオンする。バルブ８１、８３及び８４を開放する。電源１２をオンする。Ｌ
ＭＦＣ２１、２３及び２４をオフし、バルブ８２を閉じ、電源１１、１３及び１
４をオフする。） ステップ６：カソード４についてステップ１から３を繰り返す。（ＬＭＦＣ２
１をオンする。バルブ８２、８３及び８４を開放する。電源１１をオンする。Ｌ
ＭＦＣ２２、２３及び２４をオフし、バルブ８１を閉じ、電源１２、１３及び１
４をオフする。）
【００６３】 ウエハの周辺から中心へ研磨するだけでなく、ウエハの中心から周辺へ研磨し
たり、カソードシーケンスをランダムに選択して行うことができる。 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに加えて、ウエハ３１の全表面を同時に電解研磨するために以下のプロセスス
テップを採用するのが望ましい。
【００６４】 ステップ１：電源１１、１２、１３及び１４をオンする。既に説明したように
、各電源１１、１２、１３及び１４の電流は、対応するカソードにより覆われる
ウエハ３１の表面積に比例して適切に設定される。 ステップ２：ＬＭＦＣ２１、２２、２３及び２４をオンし、バルブ８１、８２
、８３、８４をオフする。既に説明したように、ＬＭＦＣ２１、２２、２３及び
２４からの電解液３４の流量レートは、対応するカソードにより覆われるウエハ
３１の表面積に比例して適切に設定されている。 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達すると同時
に電源１１、１２、１３及び１４をオフする。更に、電源１１、１２、１３及び
１４は、（図１Ａの）メタル層１２１の厚さの一様性を調整するように、異なる
時間にオフされる。
【００６５】 図１４Ａと図１４Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図１４Ａと図１４Ｂの実施例は、（図１３Ａと図１３Ｂの）
オン／オフバルブ８１、８２及び８３が除かれている点以外は、図１３Ａと図１
３Ｂの実施例と同じである。従って、電解液３４は区域１３０だけを通って電解
液タンク３６に戻る。 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。
【００６６】 ステップ１：電源１４をオンして、電極１（カソード１）に負の電位を出力す
る。電源１１、１２及び１３をオンして、電極４、３及び２（アノード４、３及
び２）にそれぞれ正の電位を出力する。 ステップ２：ＬＭＦＣ２４だけをオンし、ＬＭＦＣ２１、２２、２３をオフす
る。ウエハ３１は、電解液３４に浸されるが、カソード１上のウエハ３１の部分
だけがＬＭＦＣ２４からの電解液３４及びカソード１からの負の電位に接触する
。従って、カソード１上のウエハ３１上の（図１Ａの）メタル層１２１の部分だ
けが適切に研磨される。
【００６７】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に、
電源１４をオフし、ＬＭＦＣ２４をオフする。 ステップ４：カソード２についてステップ１から３を繰り返す。（電源１３を
オンして、カソード２に負の電位を出力し、電源１１、１２及び１４をオンして
、アノード４、３及び１にそれぞれ正の電位を出力する。ＬＭＦＣ２３をオンし
、ＬＭＦＣ２１、２２及び２４をオフする。）
【００６８】 ステップ５：カソード３についてステップ１から３を繰り返す。（電源１２を
オンして、カソード３に負の電位を出力する。電源１１、１３及び１４をオンし
て、アノード４、２及び１にそれぞれ正の電位を出力する。ＬＭＦＣ２２をオン
し、ＬＭＦＣ２１、２３及び２４をオフする。）、そして、 ステップ６：カソード４についてステップ１から３を繰り返す。（電源１１を
オンして、カソード４に負の電位を出力する。電源１２、１３及び１４をオンし
て、アノード１、２及び３にそれぞれ正の電位を出力する。ＬＭＦＣ２１をオン
し、ＬＭＦＣ２２、２３及び２４をオフする。）
【００６９】 上記の選択的に研磨するプロセスにおいて、ウエハ３１の中心から周辺へ研磨
する代わりに、ウエハの周辺から中心へ研磨したり、カソードシーケンスに応じ
てランダムに実行することができる。 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに加えて、ウエハ３１の全表面を同時に電解研磨するために以下のプロセスス
テップを採用することができる。
【００７０】 ステップ１：電源１１、１２、１３及び１４をオンする。既に説明したように
、各電源１１、１２、１３及び１４の電流は、対応するカソードにより覆われる
ウエハ３１の表面積に比例して適切に設定される。 ステップ２：ＬＭＦＣ２１、２２、２３及び２４をオンする。既に説明したよ
うに、ＬＭＦＣ２１、２２、２３及び２４からの電解液３４の流量レートは、対
応するカソードにより覆われるウエハ３１の表面積に比例して適切に設定されて
いる。
【００７１】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達すると同時
に電源１１、１２、１３及び１４をオフする。更に、電源１１、１２、１３及び
１４は、（図１Ａの）メタル層１２１の厚さの一様性を調整するように、異なる
時間にオフされる。
【００７２】 図１５を参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に別の実施例を
示す。図１５の実施例は、各カソード上に拡散リング１１２が加えられている以
外は、図７Ａと図７Ｂの実施例と同じである。本発明の１つの態様によれば、拡
散リング１１２は区域壁１０９、１０７、１０５及び１０３に沿った電解液３４
のより一様な流れを容易に実現する。従って、（図１Ａの）メタル層１２１は、
ウエハ３１からより一様に適切に電解研磨される。
【００７３】 更に、拡散リング１１２は、適当などのような方法を使用して形成してもよい
。例えば、拡散リング１１２は複数個の穴を有するように加工される。また、拡
散リング１１２は、好ましくは約１０％から約９０％の範囲の多孔を有するどの
ような適当な多孔質材料で形成してもよい。更に、この別の実施例では、拡散リ
ング１１２は耐酸性、耐腐食性、粒子及び汚染のない材料から形成することが望
ましい。
【００７４】 図１６Ａと図１６Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図１６Ａと図１６Ｂの実施例は、電源１１、１２及び１３に
チャージ蓄積メータ１４１、１４２及び１４３がそれぞれ加えられている以外は
、図７Ａと図７Ｂの実施例と同じである。本発明の１つの態様によれば、チャー
ジ蓄積メータ１４１、１４２及び１４３は、電解研磨プロセスの間各電源１１、
１２及び１３が提供するチャージを測定する。除去される銅原子の全個数は、２
つにより蓄積されたチャージを分割することにより演算される。除去される銅原
子の全個数は、銅がどのぐらい電解研磨により残るかを決定するのに使用される
。
【００７５】 図１７Ａと図１７Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図１７Ａと図１７Ｂの実施例は、研磨レセプタクル１００が
、電解液３４の供給のために区域１１３と１１５に適切に配置された複数の入口
１７１、１７２、１７４及び１７５を有する以外は、図７Ａと図７Ｂの実施例と
同じである。特に、この別の実施例では、電解液３４は送りライン１７０と入口
１７１及び１７２を通して区域１１３内に送られる。電解液３４は電解液送りラ
イン１７３と入口１７４及び１７５を通して区域１１５内に送られる。複数の入
口１７１、１７２、１７４及び１７５を使用してメッキレセプタクル１０内に電
解液３４を送ることにより、より一様な流れの分布が得られる。更に、区域１１
３と１１５はある個数の付加された入口を有する。
【００７６】 図１８Ａと図１８Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の２つ
の更に別の実施例を示す。図１８Ａの実施例は、区域壁１０９、１０７、１０５
及び１０３の高さが放射方向に沿って外側にいくに従って増加する点を除けば、
図１３Ａと図１３Ｂ及び図１４Ａと図１４Ｂの実施例と同じである。これに対し
て、図１８Ｂの実施例では、区域壁１０９、１０７、１０５及び１０３の高さが
放射方向に沿って外側にいくに従って減少する。この方法では、電解液３４の流
れパターンは電解研磨プロセスを高めるように更に制御される。
【００７７】 図１９Ａと図１９Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の２つ
の更に別の実施例を示す。図１９Ａの実施例は、区域壁１０９、１０７、１０５
、１０３及び１０１の高さが放射方向に沿って外側にいくに従って増加する点を
除けば、図７Ａと図７Ｂの実施例と同じである。これに対して、図１９Ｂの実施
例では、区域壁１０９、１０７、１０５、１０３及び１０１の高さが放射方向に
沿って外側にいくに従って減少する。この方法では、電解液３４の流れパターン
は電解研磨プロセスを高めるように更に制御される。
【００７８】 図２０Ａと図２０Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図２０Ａと図２０Ｂの実施例は、区域壁１０９、１０７、１
０５、１０３及び１０１が電解液３４の流れパターンを調整するように上下に移
動するように構成されている点を除けば、図７Ａと図７Ｂの実施例と同じである
。図２０Ｂに示すように、区域壁１０５と１０７は上に移動し、区域壁１０５と
１０７上のウエハ３１の部分に電解液が流れるようにしている。
【００７９】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１３をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ２３だけをオンし、区域壁１０９をウエハ３１に近づけ
るように移動し、電解液３４が区域壁１０９上のウエハ３１の部分にだけ接触す
る。この方法では、区域壁１０９上のウエハ３１の部分の上の（図１Ａの）メタ
ル層１２１が適切に電解研磨される。
【００８０】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１の厚さが設定値又は厚さに到達した
時に、電源１３をオフし、ＬＭＦＣ２３をオフし、区域壁１０９をより低い位置
に移動する。 ステップ４：ＬＭＦＣ２２、区域壁１０５と１０７、及び電源１２を使用して
区域壁１０５と１０７についてステップ１から３を繰り返す。 ステップ５：ＬＭＦＣ２１、区域壁１０１と１０３、及び電源１１を使用して
区域壁１０１と１０３についてステップ１から３を繰り返す。
【００８１】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに加えて、ウエハ３１の全表面を同時に電解研磨するために以下のプロセスス
テップを採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１、１２及び１３をオンする。既に説明したように、各電
源１１、１２及び１３の電流は、対応するカソードにより覆われるウエハ３１の
表面積に比例して適切に設定される。
【００８２】 ステップ２：ＬＭＦＣ２１、２２及び２３をオンし、区域壁１０１、１０３、
１０５、１０７及び１０９をウエハ３１に近づけるように移動する。既に説明し
たように、ＬＭＦＣ２１、２２及び２３からの電解液３４の流量レートは、対応
するカソードにより覆われるウエハ３１の表面積に比例して適切に設定されてい
る。 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達すると同時
に電源１１、１２及び１３をオフする。更に、電源１１、１２及び１３は、（図
１Ａの）メタル層１２１の厚さの一様性を調整するように、異なる時間にオフさ
れる。
【００８３】 図２１Ａと図２１Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の２つ
の更に別の実施例を示す。図２１Ａの実施例は、この実施例ではカソード１、２
、３及び４と区域壁１０９、１０７、１０５及び１０３が６個の部分に分けられ
ている点を除けば、図７Ａと図７Ｂの実施例と同じである。図２１Ｂの実施例は
、この実施例ではカソード１、２及び３と区域壁１０９、１０７、１０５、１０
３及び１０１が６個の部分に分けられている点を除けば、図１３Ａと図１３Ｂの
実施例と同じである。しかし、図２１Ａと図２１Ｂの両方の実施例に関して、本
発明の趣旨及び／又は範囲から逸脱しないで、どのような個数の区域を使用して
もよい。
【００８４】 更に、以下の表で説明するように、各種の組み合わせで、カソードは１個以上
の電源に接続され、区域は１個以上のＬＭＦＣに接続されることが可能である。
【００８５】
【表２】
【００８６】 上記の表では、組み合わせ番号１、２、４及び５の動作は、各種の別の実施例
に関連して既に説明したのと同一である。組み合わせ番号３、６、８及び９の動
作は、各種の他の別の実施例に関連して以下に詳細を説明する。 図２２Ａと図２２Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図２２Ａと図２２Ｂの実施例は、（図７Ａと図７Ｂの）カソ
ード１、２及び３と（図７Ａと図７Ｂの）区域壁１０９、１０７、１０５、１０
３及び１０１が、複数のチューブ５０３内に適切に配置された複数の棒型（ロッ
ド型）カソード５０１により置き換えられた以外は、図７Ａと図７Ｂの実施例と
同じである。この別の実施例では、電解液３４は複数のチューブ５０３を通って
電解研磨レセプタクル１００に供給され、ウエハ３１の表面に接触し、そして複
数の排出穴（ドレイン穴）５００を通って電解研磨レセプタクル１００の外に排
出される。図２２Ａに示すように、この別の実施例では、カソード５０１、複数
のチューブ５０３及び複数の排出穴５００は円形パターンに配列されるのが望ま
しい。しかし、図２３Ａから図２３Ｃを参照すると、カソード５０１、複数のチ
ューブ５０３及び複数の排出穴５００は、三角形（図２３Ａ）、四角形（図２３
Ｂ）、楕円（図２３Ｃ）などのような各種の他のパターンにも構成できる。
【００８７】 更に、以下の表で説明するように、カソード５０１と複数のチューブ５０３は
、それぞれ各種の組み合わせで（図７Ｂの）電源１１、１２及び１３と（図７Ｂ
の）ＬＭＦＣ２１、２２及び２３に接続することが可能である。
【００８８】
【表３】
【００８９】 上記の表では、組み合わせ番号１、２、４及び５の動作は、各種の別の実施例
に関連して既に説明したのと同一である。組み合わせ番号３、６、８及び９の動
作は、各種の他の別の実施例に関連して以下に詳細を説明する。 図２４Ａと図２４Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図２４Ａと図２４Ｂの実施例は、（図７Ａと図７Ｂの）カソ
ード１、２及び３と（図７Ａと図７Ｂの）区域壁１０９、１０７、１０５、１０
３及び１０１が、カソード２４０、バー２４２、及びバルブ２０２、２０４、２
０６、２０８、２１０、２１２、２１４、２１６及び２１８で置き換えられた以
外は、図７Ａと図７Ｂの実施例と同じである。この別の実施例では、電源の個数
は電源２００に低減されている。更に、バルブ２０２、２０４、２０６、２０８
、２１０、２１２、２１４、２１６及び２１８は、より一様な電解研磨プロセス
を可能にするため、バー２４２上で対称に配置されている。
【００９０】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。 ステップ１：電源２００をオンする。 ステップ２：ポンプ３３、ＬＭＦＣ５５及び駆動機構３０をオンする。バルブ
２０２と２１８をオンし、電解液３４がバルブ２０２と２１８上のウエハ３１の
部分にだけ接触する。この方法で、バルブ２０２と２１８上のウエハ３１の部分
上の（図１Ａの）メタル層１２１が電解研磨される。
【００９１】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に、
電源２００、ＬＭＦＣ５５及びバルブ２０２と２１８をオフする。 ステップ４：バルブ２０４と２１６についてステップ１から３を繰り返す。 ステップ５：バルブ２０６と２１４についてステップ１から３を繰り返す。 ステップ６：バルブ２０８と２１２についてステップ１から３を繰り返す。 ステップ７：バルブ２１０についてステップ１から３を繰り返す。
【００９２】 上記の研磨プロセスの間、図８に示したように、電源２００はＤＣモードで動
作するか、各種のパルスモードで動作する。更に、ポンプ３３とバルブ２０２及
び２１６、又は２０４及び２１４、又は２０６と２１２、又は２１０をオンした
後、電源をオンする。
【００９３】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに加えて、ウエハ３１の全表面を同時に研磨するのに以下のプロセスステップ
を採用するのが望ましい。 ステップ１：電源２００をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ５５及びすべてのバルブ２０２、２０４、２０６、２０
８、２１０、２１２、２１４、２１６及び２１８をオンし、電解液３４がウエハ
３１の全表面部分に実質的に接触する。そして、
【００９４】 ステップ３：フィルム厚が設定値に到達した時に電源２００とすべてのバルブ
をオフする。更に、バルブ２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、
２１４、２１６及び２１８は、ウエハ３１上の（図１Ａの）メタル層１２１の厚
さの一様性を調整するため、異なる時間にオフできる。 図２５を参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に別の実施例を
示す。図２５の実施例は、すべてのバルブがより一様な電解研磨を可能にするた
めバー２４２上の異なる半径でバー２４２上に配置されている以外は、図２４Ａ
と図２４Ｂの実施例と同じである。
【００９５】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。 ステップ１：（図２４Ｂの）電源２００をオンする。 ステップ２：（図２４Ｂの）ポンプ３３、（図２４Ｂの）ＬＭＦＣ５５及び（
図２４Ｂの）駆動機構３０をオンする。バルブ２１８をオンし、電解液３４がバ
ルブ２１８上のウエハ３１の部分にだけ接触する。この方法では、バルブ２１８
上のウエハ３１の部分の上の（図１Ａの）メタル層１２１が電解研磨される。
【００９６】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に電
源２００、（図２４Ｂの）ＬＭＦＣ５５及びバルブ２１８をオフする。 ステップ４：バルブ２０４に対してステップ１から３を繰り返す。 ステップ５：バルブ２１６に対してステップ１から３を繰り返す。 ステップ６：バルブ２０６に対してステップ１から３を繰り返す。 ステップ７：バルブ２１４、２０８、２１２及び２１０に対してステップ１か
ら３を繰り返す。
【００９７】 上記の研磨プロセスの間、図８に示すように、（図２４Ｂの）電源２００はＤ
Ｃモードで動作するか、各種のパルスモードで動作する。更に、電解研磨シーケ
ンスは、本発明の趣旨及び／又は範囲を逸脱しないで、ウエハ３１の中心からウ
エハ３１のエッジに向かって開始できる。
【００９８】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに加えて、ウエハ３１の全表面を同時に電解研磨するには、以下のプロセスス
テップを採用するのが望ましい。 ステップ１：（図２４Ｂの）電源２００をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ５５及びすべてのバルブ２０４、２０６、２０８、２１
０、２１２、２１４、２１６及び２１８をオンし、電解液３４がウエハ３１の全
表面部分に実質的に接触する。そして、
【００９９】 ステップ３：フィルム厚が設定値に到達した時に（図２４Ｂの）電源２００と
すべてのバルブをオフする。更に、バルブ２０２、２０４、２０６、２０８、２
１０、２１２、２１４、２１６及び２１８は、（図２４Ｂの）ウエハ３１上の（
図１Ａの）メタル層１２１の厚さの一様性を調整するため、異なる時間にオフで
きる。
【０１００】 図２６を参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に別の実施例を
示す。図２６の実施例は、十字形のバー２４４を形成するように付加的なバーが
加えられている点以外は図２５の実施例と同じである。バルブ２０２、２１８、
２０４と２１６、２０６と２１４、２０８と２１２は、（図２６に示すように）
バー２４４の水平部分上に対称に配置されている。同様に、バルブ２２０と２３
６、２２２と２３４、２２４と２３２は、（図２６に示すように）バー２４４の
垂直部分上に対称に配置されている。
【０１０１】 更に、図２６に示すように、バー２４４の水平部分の上のバルブは、バー２４
４の上のバルブより異なる半径に配置されている。 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。
【０１０２】 ステップ１：（図２４Ｂの）電源２００をオンする。 ステップ２：（図２４Ｂの）ポンプ３３、（図２４Ｂの）ＬＭＦＣ５５及び（
図２４Ｂの）駆動機構３０をオンする。バルブ２１８と２０２をオンし、電解液
３４がバルブ２１８と２０２上のウエハ３１の部分にだけ接触する。この方法で
は、バルブ２１８と２０２上のウエハ３１の部分の上の（図１Ａの）メタル層１
２１が電解研磨される。
【０１０３】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に（
図２４Ｂの）電源２００、（図２４Ｂの）ＬＭＦＣ５５及びバルブ２１８と２０
２をオフする。 ステップ４：バルブ２２０と２３６に対してステップ１から３を繰り返す。 ステップ５：バルブ２０４と２１６に対してステップ１から３を繰り返す。 ステップ６：バルブ２２２と２３４に対してステップ１から３を繰り返す。 ステップ７：バルブ２０６と２１４、２２４と２３１、２０８と２１２及び２
１０だけに対してステップ１から３をそれぞれ繰り返す。
【０１０４】 上記の研磨プロセスの間、図８に示すように、（図２４Ｂの）電源２００はＤ
Ｃモードで動作するか、各種のパルスモードで動作する。 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに加えて、ウエハ３１の全表面を同時に研磨するのに以下のプロセスステップ
を採用するのが望ましい。 ステップ１：（図２４Ｂの）電源２００をオンする。 ステップ２：（図２４Ｂの）ポンプ３３、（図２４Ｂの）ＬＭＦＣ５５及びす
べてのバルブ２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２１４、２１６、２１
８、２２０、２２２、２２４、２３２、２３４及び２３６をオンし、電解液３４
がウエハ３１の全表面部分に実質的に接触する。そして、
【０１０５】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１の厚さが設定値に到達した時に（図
２４Ｂの）電源２００とすべてのバルブをオフする。すべてのバルブ２０４、２
０６、２０８、２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、２
２４、２３２、２３４及び２３６は、（図２４Ｂの）ウエハ３１上の（図１Ａの
）メタル層１２１の厚さの一様性を調整するため、異なる時間にオフできる。
【０１０６】 図２７Ａ、図２７Ｂ及び図２７Ｃを参照して、本発明の各種の態様に基づく、
本発明の３つの更に別の実施例を示す。図２７Ａの実施例は、この実施例では３
本のバーが使用されている点を除けば、図２４Ａと図２４Ｂの実施例と同じであ
る。２つの隣接するバーの間の角度は約６０度である。図２７Ｂの実施例は、４
本のバーが使用されている点を除けば、図２４Ａと図２４Ｂの実施例と同じであ
る。２つの隣接するバーの間の角度は約４５度である。図２７Ｃの実施例は、半
分のバーが使用されている点を除けば、図２４Ａと図２４Ｂの実施例と同じであ
る。しかし、どのような本数のバーを使用することも、本発明の趣旨及び／又は
範囲から逸脱しない。更に、隣接するバーのどのような角度も、本発明の趣旨及
び／又は範囲から逸脱しない。
【０１０７】 これまで説明した別の実施例では、電解研磨シーケンスは、ウエハ３１の周辺
に近いバルブから開始するか、ウエハ３１の中心から開始するか、ランダムに開
始する。（図１Ａの）（より大きな直径の）非研磨メタル層１２１は、（図１Ａ
の）（小さな直径の）メタル層１２１の次の部分を研磨するための電流を流すの
に使用できるので、ウエハ３１の中心から開始するのが好ましい。
【０１０８】 図２８Ａと図２８Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図２８Ａと図２８Ｂの実施例は、位置が固定されたバルブ２
０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２１４、２１６及び２１８が
２つの可動のジェット２５４で置き換えられている点を除けば、図２４Ａと図２
４Ｂの実施例と同じである。可動のジェット２５４は、ウエハ３１に隣接して配
置され、ウエハ３４の特定の部分に電解液３４を印加する。更に、可動のジェッ
ト２５４は、バー２５０の上にあり、図２８Ａと図２８Ｂに示すように、Ｘ方向
に沿って移動できる。更に、この例示の実施例では、新鮮な電解液が柔軟なパイ
プ２５８を通って供給される。
【０１０９】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。 ステップ１：電源２００をオンする。 ステップ２：ポンプ３３、及び駆動機構３０をオンする。バルブ３５６をオン
し、電解液３４がバルブ３５６上のウエハ３１の部分にだけ接触する。この方法
では、バルブ３５６上のウエハ３１の部分の上の（図１Ａの）メタル層１２１が
電解研磨される。
【０１１０】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に電
源２００、ＬＭＦＣ２００及びバルブ３５６をオフする。 ステップ４：カソードジェット２５４を次の位置に移動する。そして、 ステップ５：（図１Ａの）メタル層１２１がウエハ３１から電解研磨されるま
でステップ１から４を繰り返す。
【０１１１】 図２９Ａと図２９Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図２９Ａと図２９Ｂの実施例は、研磨速度を増加するために
、２個の付加的な可動カソードジェットがＹ方向に加えられている点を除けば、
図２８Ａと図２８Ｂの実施例と同じである。しかし、プロセスシーケンスは、図
２８Ａと図２８Ｂのそれに似ている。
【０１１２】 図３０Ａと図３０Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図３０Ａと図３０Ｂの実施例は、ウエハ３１が電解液３４内
に浸漬される点を除けば、図２８Ａと図２８Ｂの実施例と同じである。可動ジェ
ット２５４は、ウエハ３１に近接して配置され、ウエハ３１の特定の部分の上で
研磨電流を収束する。この別の実施例では、可動ジェット２５４とウエハ３１の
間のギャップは、約０．１ｍｍから約５ｍｍの範囲であり、約１ｍｍが望ましい
。更に、プロセスシーケンスは、図２８Ａと図２８Ｂのそれに似ている。
【０１１３】 図３１Ａと図３１Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図３１Ａと図３１Ｂの実施例は、新鮮な電解液２５４が、柔
軟なパイプ２５８を通して可動ジェット２５２と２５４から供給される代わりに
、パイプ２６０から供給される点を除けば、図３０Ａと図３０Ｂの実施例と同じ
である。ウエハ３１は電解液３４の中に浸漬することもでき、可動ジェット２５
２と２５４はウエハ３１に近接して配置されウエハ３１の特定の部分に研磨電流
を収束させる。この別の実施例では、可動ジェット２５２及び２５４とウエハ３
１の間のギャップは約０．１ｍｍから約５ｍｍの範囲であり、約１ｍｍであるこ
とが望ましい。更に、プロセスシーケンスは図２８Ａと図２８Ｂのそれに似てい
る。
【０１１４】 図３２Ａ、図３２Ｂ、図３２Ｃ及び図３２Ｄを参照して、本発明の各種の態様
に基づく、本発明の４つの更に別の実施例を示す。図３２Ａは、カソード２５２
とケース２６２を有する可動ジェットを示す。ケース２６２は、テフロン、ＣＰ
ＶＣ、ＰＶＤＦポリプロピレンなどのような絶縁材料から形成される。図３２Ｂ
は、カソード２６６とケース２６４からなる可動ジェットを示す。電解液３４は
、ケース２６４の底に形成された穴を通して供給される。図３２Ｃは、カソード
２６２、電極２７４と２７０、絶縁スペーサ２７２、ケース２６２、及び電源２
７６と２６８を有する可動ジェットを示す。電極２７４は電源２７６の負の出力
に接続され、電極２７０はウエハ３１に接続される。本発明の１つの態様によれ
ば、電極２７６はケース２６２から流れ出す金属イオンをトラップし、従ってケ
ース２６２の外側の部分にフィルムが増強されるのを低減する。更に、電極２７
０は、電極２７６からの電解漏れを防止し、エッチング効果を最小にする。図３
２Ｄの実施例は、ケース２６４が底に電解液３４用の穴を有する点を除けば、図
３２Ｃの実施例に類似している。
【０１１５】 図３４Ａ、図３４Ｂ、図３４Ｃ及び図３４Ｄを参照して、本発明の各種の態様
に基づく、本発明の４つの更に別の実施例を示す。図３４Ａの実施例は、３つの
バーが使用されている点を除けば図２８Ａと図２８Ｂの実施例に類似している。
隣接する２つのバーの角度は約６０度である。図３４Ｂの実施例は、４つのバー
が使用されている点を除けば図２８Ａと図２８Ｂの実施例に類似している。隣接
する２つのバーの角度は約４５度である。図３４Ｃの実施例は、バーの半分が使
用されている点を除けば図２８Ａと図２８Ｂの実施例に類似している。更に、ど
のような個数のバーを使用することも、本発明の趣旨及び／又は範囲から逸脱す
るものではない。更に、隣接する２つのバーをどのような角度で離すかも、本発
明の趣旨及び／又は範囲から逸脱するものではない。図３４Ｄの実施例は、直線
状のバーがらせん状のバーで置き換えられている点を除けば図２８Ａと図２８Ｂ
の実施例に類似している。
【０１１６】 図３５を参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の２つの更に別の実
施例を示す。図３５Ａと図３５Ｂの実施例は、ウエハ３１がそれぞれ上下逆に及
び垂直に配置されている点を除けば図２８Ａと図２８Ｂの実施例に類似している
。 図３６Ａと図３６Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図３６Ａと図３６Ｂの実施例は、すべてのカソードが一体の
カソード８で置き換えられている点を除けば図１４Ａと図１４Ｂの実施例に類似
している。この別の実施例では、カソード８は単一の電源１１に接続される。
【０１１７】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ２１とバルブ８２、８３及び８４をオンし、ＬＭＦＣ２
２、２３及び２４ととバルブ８１をオフし、電解液３４はサブ研磨槽６６の上の
ウエハ３１の部分にだけ接触し、区域壁１００と１０３、１０３と１０５、１０
５と１０７、１０７と１０９の間のスペースを通って電解液タンク３６に戻る。
この方法では、（図１Ａの）メタル層１２１は、サブ研磨槽６６の上のウエハ３
１の部分から電解研磨される。
【０１１８】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に電
源１１をオフし、ＬＭＦＣ２１をオフする。 ステップ４：ＬＭＦＣ２２についてステップ１から３を繰り返す。（ＬＭＦＣ
２２、バルブ８１、８３、８４、電源１１をオンし、ＬＭＦＣ２１、２３、２４
、バルブ８２をオフする。） ステップ５：ＬＭＦＣ２３についてステップ１から３を繰り返す。（ＬＭＦＣ
２３、バルブ８１、８２、８４、電源１１をオンし、ＬＭＦＣ２１、２２、２４
、バルブ８３をオフする。） ステップ６：ＬＭＦＣ２４についてステップ１から３を繰り返す。（ＬＭＦＣ
２４、バルブ８１、８２、８３、電源１１をオンし、ＬＭＦＣ２１、２２、２３
、バルブ８４をオフする。）
【０１１９】 上記の研磨プロセスで、ウエハ３１の周辺からウエハ３１の中心に研磨する代
わりに、研磨を中心から周辺に行うことも、各種のカソードシーケンスを選択し
てランダムに行うこともできる。 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、ウエハ３１の全表面を同時に電解研磨するのに以下のプロセスステップを
採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１をオンする。
【０１２０】 ステップ２：ＬＭＦＣ２１、２２、２３及び２４とバルブ８１、８２、８３及
び８４をオンする。各ＬＭＦＣ２１、２２及び２３からの電解液３４の流量レー
トは、対応するカソードが覆うウエハ３１の表面積に比例して設定されている。
そして、 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に、
電源１１とＬＭＦＣ２１、２２、２３及び２４をオフする。更に、電源１１、１
２及び１３は、（図１Ａの）メタル層１２１の厚さの一様性を調整するために異
なる時間にオフできる。
【０１２１】 ＬＭＦＣは、図３７に示すように研磨するフィルム厚の一様性を調整するため
に異なる時間にオフできる。時間ｔ１に、ＬＭＦＣ２１、２３及び２４だけがオ
フされ、バルブ８１、８３及び８４もオフされる。従って、電解液３４はサブ研
磨槽６４の上のウエハ３１の部分以外には接触しない。電源１１がオンのままで
あるので、（図１Ａの）メタル層１２１はサブ研磨槽６４の上のウエハ３１の部
分から電解研磨される。時間ｔ２に、ＬＭＦＣ２２がオフされる。同様に、ＬＭ
ＦＣ２４が時間ｔ３にオンされ、時間ｔ４にオフされ、サブ研磨槽６０の上のウ
エハ３１の部分の余分の研磨が行われる。時間ｔ２とｔ４は、ウエハの厚さの一
様性を測定して精密に調整される。
【０１２２】 図３８Ａ及び図３８Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更
に別の実施例を示す。図３８Ａ及び図３８Ｂの実施例は、すべてのカソードが単
一の電源１１に接続されている点を除けば図７Ａと図７Ｂの実施例に類似してい
る。電解液３４は選択的に電解研磨されるウエハ３１の部分にだけ接触するので
、大部分の研磨電流は、カソードから来て、ウエハ３１のその部分に行く。研磨
プロセスステップは、電源１２及び１３を置き換える電源１１を有するが、図７
Ａと図７Ｂのそれに類似している。
【０１２３】 図３９Ａ及び図３９Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更
に別の実施例を示す。図３９Ａ及び図３９Ｂの実施例は、区域壁１０１、１０３
、１０５、１０７及び１０９が流れパターンを調整するために上下に移動する点
を除けば、図３８Ａ及び図３８Ｂの実施例に類似している。図４１に示すように
、区域壁１０５と１０７が上に移動し、電解液は区域壁１０５と１０７の上のウ
エハ３１の部分に流れる。
【０１２４】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ２１だけをオンし、区域壁１０１と１０３をウエハ３１
に近づけるように移動し、電解液３４は区域壁１０１と１０３の上のウエハ３１
の部分にだけ接触する。この方法では、区域壁１０１と１０３の上のウエハ３１
の部分の上の（図１Ａの）メタル層１２１が研磨される。
【０１２５】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に、
電源１１をオフし、ＬＭＦＣ２１をオフし、区域壁１０１と１０３を下の位置に
移動する。 ステップ４：ＬＭＦＣ２２と区域壁１０５と１０７を使用して、区域壁１０５
と１０７についてステップ１から３を繰り返す。そして、 ステップ５：ＬＭＦＣ２３と区域壁１０９を使用して、区域壁１０９について
ステップ１から３を繰り返す。 ステップ６：ＬＭＦＣ２４についてステップ１から３を繰り返す。
【０１２６】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
場合に、ウエハ３１の全表面を同時に電解研磨するのに以下のプロセスステップ
を採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ２１、２２及び２３をオンし、すべての区域壁１０１、
１０３、１０５、１０７とチューブ１０９をウエハ３１に近づけるように移動す
る。ＬＭＦＣ２１、２２、２３及び２４からの電解液３４の流量レートは、対応
するカソードにより覆われるウエハ３１の表面積に比例して設定されている。そ
して、
【０１２７】 ステップ３：すべての区域壁を低い位置に移動し、すべてのＬＭＦＣを同時に
オフし、電源１１をオフする。厚さの一様性を調整するために、電源１１をオン
した状態で、区域壁の各組は異なる時間に下に移動できる。例えば、図３９Ａと
図３９Ｂに示すように、区域壁１０５と１０７はＬＭＦＣ２２がオンした状態で
より高い位置を維持する。ウエハ３１は、区域壁１０５と１０７の間の部分で選
択的に電解研磨される。
【０１２８】 図４０Ａ及び図４０Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更
に別の実施例を示す。図４０Ａ及び図４０Ｂの実施例は、複数の電源と単一のＬ
ＭＦＣを有し、上側にバリヤ層を有する基板上の（図１Ａの）メタル層１２１を
直接研磨する実施例を示す。図４０Ａ及び図４０Ｂの実施例は、ＬＭＦＣ２１、
２２、２３及び２４が単一のＬＭＦＣ５５で置き換えられている点を除けば、図
１４Ａ及び図１４Ｂの実施例に類似している。
【０１２９】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１をオンして電極４に負の電位を出力し、電源１２、１３
及び１４をオンして電極３、２及び１に正又はゼロの電位をそれぞれ出力する。 ステップ２：ＬＭＦＣ５５をオンし、ウエハ全体を電解液３４に浸漬する。こ
の方法では、（図１Ａの）メタル層１２１はカソード４上のウエハ３１の部分か
らだけ研磨されて取り去られる。
【０１３０】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に、
電源１１をオフする。 ステップ４：カソード３についてステップ１から３を繰り返す。（電源１２を
オンしてカソード３に正の電位を出力し、電源１１、１３及び１４をオンして電
極４、２及び１に負の電位をそれぞれ出力する。）
【０１３１】 ステップ５：カソード２についてステップ１から３を繰り返す。（電源１３を
オンしてカソード２に正の電位を出力し、電源１１、１２及び１４をオンして電
極４、３及び１に負の電位をそれぞれ出力する。） ステップ６：カソード１についてステップ１から３を繰り返す。（電源１４を
オンしてカソード１に正の電位を出力し、電源１１、１２及び１３をオンして電
極４、３及び２に負の電位をそれぞれ出力する。）
【０１３２】 図４１は、（カソード４上の）ウエハ部分（エリア）４、３、２そして１を研
磨するための電源のオン／オフシーケンスを示す。電源出力波形は、図４２に示
したような変形された正弦波、単極性パルス、逆パルス、パルス上に重ねたパル
ス、又は２重パルスなどのような各種の波形から選択できる。 上記の研磨プロセスで、ウエハ３１の周辺からウエハ３１の中心に研磨する代
わりに、研磨を中心から周辺に行うことも、各種のカソードシーケンスを選択し
てランダムに行うこともできる。
【０１３３】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
場合に、ウエハ３１の全表面を同時に電解研磨するのに以下のプロセスステップ
を採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１、１２、１３及び１４をオンする。各電源１１、１２、
１３及び１４の電流は、対応するカソードにより覆われるウエハ３１の表面積に
比例して設定されている。
【０１３４】 ステップ２：ＬＭＦＣ５５をオンする。そして、 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に、
同時に電源１１、１２、１３及び１４をオフする。更に、電源１１、１２、１３
及び１４は、（図１Ａの）メタル層１２１の厚さの一様性を調整するために、異
なる時間にオフできる。
【０１３５】 図４３Ａ及び図４３Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更
に別の実施例を示す。図４３Ａ及び図４３Ｂの実施例は、複数の電源と単一のＬ
ＭＦＣを有し、上側に（図１Ａの）バリヤ層１２２を有する（図１Ａの）基板１
２３上の（図１Ａの）メタル層１２１を直接研磨する装置の実施例を示す。図４
３Ａ及び図４３Ｂの実施例は、区域壁が流れパターンを調整するように上下に移
動する点を除けば、図４０Ａ及び図４０Ｂの実施例に類似している。図４３Ａ及
び図４３Ｂに示すように、区域壁１０５と１０７が上に移動し、電解液が壁１０
５と１０７の上のウエハ３１の部分に流れる。
【０１３６】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ５５をオンし、区域壁１０１と１０３をウエハ３１に近
づけるように移動し、電解液３４が区域壁１０１と１０３の上のウエハ３１の部
分にのみ接触する。この方法では、区域壁１０１と１０３の上のウエハ３１の部
分の上の（図１Ａの）メタル層１２１が電解研磨される。
【０１３７】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に、
電源１１をオフし、区域壁１０１と１０３を下の位置に移動する。 ステップ４：区域壁１０５と１０７及び電源１２を使用して、区域壁１０５と
１０７についてステップ１から３を繰り返す。 ステップ５：区域壁１０９及び電源１３を使用して、区域壁１０９についてス
テップ１から３を繰り返す。
【０１３８】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
場合に、ウエハ３１の全表面を同時に電解研磨するのに以下のプロセスステップ
を採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１、１２、１３及び１４をオンする。各電源１１、１２、
１３及び１４の電流は、対応するカソードにより覆われるウエハ３１の表面積に
比例して設定されている。
【０１３９】 ステップ２：ＬＭＦＣ５５をオンし、区域壁１０１、１０３、１０５、１０７
及び１０９をウエハ３１に近づけるように移動する。そして、 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１の厚さの一様性が設定値又は厚さに
到達した時に、同時に電源１１、１２及び１３をオフする。更に、電源１１、１
２及び１３は、（図１Ａの）メタル層１２１の厚さの一様性を調整するために、
異なる時間にオフできる。
【０１４０】 図４４Ａ及び図４４Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更
に別の実施例を示す。図４４Ａ及び図４４Ｂの実施例は、単一の電源と単一のＬ
ＭＦＣを有し、上側に（図１Ａの）バリヤ層１２２を有する（図１Ａの）基板１
２３上の（図１Ａの）メタル層１２１を直接研磨する装置の実施例を示す。図４
４Ａ及び図４４Ｂの実施例は、１つの電源１１が使用され、すべてのカソードが
単一の電源１１に接続されている点を除けば、図４３Ａ及び図４３Ｂの実施例に
類似している。同様に、区域壁は流れパターンを調整するために上下に移動でき
る。図４４Ａ及び図４４Ｂに示すように、区域壁１０５と１０７が上に移動し、
電解液が壁１０５と１０７の上のウエハ３１の部分に流れる。
【０１４１】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ５５をオンし、区域壁１０１と１０３をウエハに近づけ
るように移動し、電解液３４が区域壁１０１と１０３の上のウエハ３１の部分に
のみ接触する。この方法では、区域壁１０１と１０３の上のウエハ３１の部分の
上の（図１Ａの）メタル層１２１が電解研磨される。
【０１４２】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に、
電源１１をオフし、区域壁１０１と１０３を下の位置に移動する。 ステップ４：区域壁１０５と１０７についてステップ１から３を繰り返す。（
区域壁１０５と１０７をウエハに近づけるように移動し、電源１１をオンする。
） ステップ５：区域壁１０９についてステップ１から３を繰り返す。（区域壁１
０９をウエハに近づけるように移動し、電源１１をオンする。）
【０１４３】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
場合に、ウエハ３１の全表面を同時に電解研磨するのに以下のプロセスステップ
を採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ５５をオンし、区域壁１０１、１０３、１０５、１０７
及び１０９をウエハに近づけるように移動する。そして、
【０１４４】 ステップ３：すべての区域壁を同時に下の位置に移動し、電源１１をオフする
。区域壁の各組は、厚さの一様性を調整するために、電源１１をオンした状態で
異なる時間に移動できる。例えば、図４４Ａと図４４Ｂに示すように、区域壁１
０５と１０７は、電源１１がオンの状態で高い位置を維持する。区域壁１０５と
１０７の上のウエハの部分では、その部分の上のフィルムが余分に研磨される。
余分な研磨時間長と位置は、後でウエハの厚さの一様性をフィルムの特性により
解析して決定される。
【０１４５】 図４５及び図４６を参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の２つの
更に別の実施例を示す。図４５及び図４６は、その場での（インサイチュ）フィ
ルム厚の一様性モニタを有するように構成した実施例を示す。センサ５００は、
超音波型の厚さ測定センサである。センサ５００からの検出信号は、コンピュー
タ５０２の送られる。インサイチュ厚さデータは研磨一様性及び最終の厚さを調
整又は制御するのに使用される。
【０１４６】 図４７を参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の４つの更に別の実
施例を示す。図４７は、スタンドアロン型で、自動ウエハ搬送機構を有する完全
コンピュータ制御のウエハ処理ツールで、ウエハが乾燥した状態で入って乾燥し
た状態で出る性能を有するクリーニングモジュールであるように構成された実施
例を示している。５個のスタック型の研磨レセプタクル３００、３０２、３０４
、３０６及び３０８と、５個のスタック型のクリーニング／乾燥チャンバ３１０
、３１２、３１４、３１６及び３１８と、ロボット３２２と、ウエハカセット３
２０及び３２１と、電解液タンク３６と、配置ボックス３３０とを有する。前述
のように、研磨槽３００は複数のカソード、複数の電源、複数の区域壁又はチュ
ーブ、ウエハチャック、及び電解研磨の間ウエハ３１を回転又は振動する駆動機
構を有する。電解液タンク３６は、温度制御センサを有する。配置ボックス３３
０は、ポンプ、ＬＭＦＣ、バルブ、フィルタ及び配管を有する。研磨システムは
、コンピュータ制御ハードウエアと適当なオペレーティング・ソフトウエア・パ
ッケージとを更に有する。動作プロセスシーケンスは、次の通りである。
【０１４７】 ステップＡ：手動又はロボット３２２を使用して、ウエハカセット３２０及び
３２１をロードする。 ステップＢ：レシピを選択して動作ボタンを押す。 ステップＣ：システムの一部又はすべてをチェックし、システムに存在するア
ラームをモニタする制御ソフトウエアを使用してシステムを初期化する。 ステップＤ：初期化終了の後、ロボット３２２はカセット３２０又は３２１か
らウエハを取り出し、研磨レセプタクル３００、３０２、３０４、３０６又は３
０８の１つの送る。
【０１４８】 ステップＥ：ウエハ上の（図１Ａの）メタル層１２１は電解研磨される。 ステップＦ：電解研磨の後、ロボット３２２は研磨レセプタクルから研磨した
ウエハを取り出し、クリーニング／乾燥チャンバ３１０、３１２、３１４、３１
６及び３１８の１つに搬送する。 ステップＧ：研磨したウエハはクリーニングされる。 ステップＨ：電解研磨したウエハは、スピン乾燥及び／又はＮ２パージのよう
な適当な乾燥プロセスを使用して乾燥される。 ステップＩ：最後に、乾燥したウエハは手動又はロボット３２２を使用して、
ウエハカセット３２０及び３２１に運ばれる。
【０１４９】 図４８は、複数のウエハを同時に研磨するためのプロセスシーケンスを示す。
複数のウエハを同時に研磨するためのプロセスシーケンスは、プロセスＩの後に
カセット３２０又は３２１に残っている未処理のウエハをコンピュータがチェッ
クする以外、単一ウエハを電解研磨するのに類似している。カセット３２０又は
３２１に未処理のウエハが残っている時には、システムはステップＡに戻る（す
なわち、新しいカセットをロードするか、カセットを交換する。）。カセット３
２０又は３２１に未処理のウエハがまだ残っている時には、システムはステップ
Ｄに戻る（すなわち、ロボット３２２はカセットから未処理のウエハを取り出し
、研磨レセプタクルに運ぶ。）。
【０１５０】 プロセスステップＥは、２つのプロセス・ステップを有し、１番目はウエハ上
の（図１Ａの）メタル層を選択的に電解研磨し、２番目はウエハ全面の（図１Ａ
の）メタル層を選択的に電解研磨する。 １つのチャンバ内の１枚のウエハをクリーニングする代わりに、クリーニング
プロセスは異なるチャンバ内で行うこともできる。クリーニングプロセスは、い
くつかのステップで構成でき、各ステップは異なる溶液、異なる溶液濃度、又は
異なるハードウエアを使用してもよい。
【０１５１】 ５個の研磨レセプタクルと５個のクリーニング／乾燥チャンバを配置する代わ
りに、研磨レセプタクルとクリーニング／乾燥チャンバの個数を以下の表に示す
ように変化させることもできる。
【表４】 本発明の各種の態様に応じて、上記の表では形式４、５、６及び７が望ましい
。
【０１５２】 図４９を参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に別の実施例を
示す。図４９は、ウエハ研磨ツールとして構成された実施例を示している。図４
９の実施例は、カセット３２０がロボット３２３により上下に移動する点を除け
ば、図４７の実施例と類似している。カセット３２０の位置は、研磨レセプタク
ル又はクリーニング／乾燥チャンバの位置に合うように上下に移動する。従って
、ロボット３２２は、カセット３２０から未処理のウエハを取り出す時又はカセ
ット３２０に処理済のウエハを戻す時に、Ｚ方向に移動する必要がない。この方
法では、ロボット３２２の動作速度が増加する。
【０１５３】 図５０を参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に別の実施例を
示す。図５０に示す実施例は、ロボット３２３自体がＸ方向に移動する点以外は
、図４７の実施例と類似している。従って、ロボット３２２は、Ｚ軸の回りを回
転する必要はない。
【０１５４】 図５１を参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に別の実施例を
示す。図５１に示す実施例は、研磨レセプタクル又はクリーニング／乾燥チャン
バが１つのコラム内に配置されている点以外は、図４７の実施例と類似している
。図４７の実施例と比較して、システムの設置面積が低減されるが、ウエハのス
ループットは遅くなる。
【０１５５】 図５２を参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に別の実施例を
示す。図５２に示す実施例は、研磨レセプタクル又はクリーニング／乾燥チャン
バの３つのコラムと、リニアに移動可能なロボット３２２と、動作スクリーン３
４０と、互いに隣接して積み上げられた２つのカセットと、配置ボックスと、電
解液タンク３６とを有する。研磨プロセスステップは図４７で説明したのと類似
している。
【０１５６】 図５４を参照して、本発明に基づく、（図１Ａの）メタル層１２１を研磨する
ための装置の更に別の実施例を示す。図５４の実施例は、複数のジェットが単一
のジェット２５５で置き換えられている点以外は、図２８Ａと図２８Ｂの実施例
に類似している。更に、カソードジェット２５５は、ウエハ３１がＸ軸に沿って
（左右に）移動する間停止して留まる。特に、この例示の実施例では、ウエハ３
１が駆動手段３０とガイドバー３５により実質的に同時にＸ軸方向に回転及び移
動指せられる間、カソードジェット２５５は電解液をウエハ３１の選択された部
分に吹き付ける。ウエハ３１が左側に移動した時、カソードジェット２５５は電
解液をウエハ３１の中心部分に吹き付ける。ウエハ３１が右側に移動した時、カ
ソードジェット２５５は電解液をウエハ３１の周辺部分に吹き付ける。本発明の
１つの態様によれば、ウエハ３１の回転速度は、研磨プロセスの間一定のレート
に保持される。ウエハ３１がＸ軸に沿って移動する速度は、駆動手段３０がウエ
ハ３１の中心部分をカソードジェット２５５から遠ざけるように移動するに従っ
て、大から小に変化する。ウエハ３１のＸ軸に沿ったこの速度（Ｖｘ）は、次の
式で表される。 Ｖｘ＝Ｃ／（π（ｘ＋ｒ）２） ｘ＜ｒの時 Ｃ／（π（（ｘ＋ｒ）２−（ｘ−ｒ）２）） ｘ＞ｒの時 ここで、Ｃは定数で、ｘはウエハ３１の中心とカソードジェット２５５の間の
ｘ軸方向の距離であり、ｒはカソードジェット２５５により作られる液体コラム
の半径である。
【０１５７】 しかし、本発明の趣旨及び／又は範囲から逸脱することなく、ウエハ研磨セル
の構成に関する各種の変形例が可能である。例えば、ウエハ３１とカソードジェ
ット２５５の間の角度は一定に維持されるか、角度が研磨プロセスの間変化して
もよい。ウエハ自体は、研磨レセプタクル１００に対してどのような角度で位置
してもよい。図５４の実施例では、ウエハ３１が移動する代わりにジェット２５
５が移動しても、またジェット２５５とウエハ３１の両方が移動しても、同じ結
果が得られる。図５４の侍史例では、ウエハ３１は電解液のジェット流により接
触される代わりに、電解液に浸漬してもよい。
【０１５８】 以上述べたように、付属の図面に示した多数の別の実施例と関連させて本発明
を説明したが、本発明の趣旨及び／又は範囲を逸脱することなしに、各種の変形
例が可能である。従って、本発明は、図面に示し且つ上記の説明した特定の形式
に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 図１Ａは、本発明の各種の態様に従った半導体ウエハの断面図である。
【図１Ｂ】 図１Ｂは、本発明の各種の態様に従った半導体ウエハの断面図である。
【図１Ｃ】 図１Ｃは、本発明の各種の態様に従った半導体ウエハの断面図である。
【図１Ｄ】 図１Ｄは、本発明の各種の態様に従った半導体ウエハの断面図である。
【図２】 図２は、本発明の各種の態様に従ったウエハの処理を示すフローチャートであ
る。
【図３Ａ】 図３Ａは、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理器具の概略の上面図である
。
【図３Ｂ】 図３Ｂは、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理器具の概略の断面図である
。
【図３Ｃ】 図３Ｃは、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理器具の概略の側面図である
。
【図４Ａ】 図４Ａは、本発明の各種の態様に従った他のウエハの断面図である。
【図４Ｂ】 図４Ｂは、本発明の各種の態様に従った他のウエハの断面図である。
【図４Ｃ】 図４Ｃは、本発明の各種の態様に従った他のウエハの断面図である。
【図４Ｄ】 図４Ｄは、本発明の各種の態様に従った他のウエハの断面図である。
【図５】 図５は、本発明の各種の態様に従ったウエハの処理を示す他のフローチャート
である。
【図６Ａ】 図６Ａは、本発明の各種の態様に従った他のウエハ処理器具の概略の上面図で
ある。
【図６Ｂ】 図６Ｂは、本発明の各種の態様に従った他のウエハ処理器具の概略の断面図で
ある。
【図６Ｃ】 図６Ｃは、本発明の各種の態様に従った他のウエハ処理器具の概略の側面図で
ある。
【図７Ａ】 図７Ａは、本発明の各種の態様に従った電解研磨装置の一部の上面図である。
【図７Ｂ】 図７Ｂは、図７Ａに示した電解研磨装置を、図７Ａの線７Ｂ−７Ｂに沿った一
部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図８】 図８は、図７Ａに示した電解研磨装置と組み合わせて使用される各種の波形を
プロットした図である。
【図９Ａ】 図９Ａは、本発明の各種の態様に従った電解研磨装置の別の実施例の一部の上
面図である。
【図９Ｂ】 図９Ｂは、本発明の各種の態様に従った電解研磨装置の別の実施例の一部の上
面図である。
【図９Ｃ】 図９Ｃは、本発明の各種の態様に従った電解研磨装置の別の実施例の一部の上
面図である。
【図９Ｄ】 図９Ｄは、本発明の各種の態様に従った電解研磨装置の別の実施例の一部の上
面図である。
【図１０】 図１０は、本発明の各種の態様に従った電解研磨方法の一部を示す各種の波形
をプロットした図である。
【図１１Ａ】 図１１Ａは、本発明の各種の態様に従った他の実施例の一部の上面図である。
【図１１Ｂ】 図１１Ｂは、図１１Ａに示した他の実施例の、図１１Ａの線１１Ｂ−１１Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図１２Ａ】 図１２Ａは、本発明の各種の態様に従った第２の他の実施例の一部の上面図で
ある。
【図１２Ｂ】 図１２Ｂは、図１２Ａに示した他の実施例の、図１２Ａの線１２Ｂ−１２Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図１３Ａ】 図１３Ａは、本発明の各種の態様に従った第３の他の実施例の一部の上面図で
ある。
【図１３Ｂ】 図１３Ｂは、図１３Ａに示した他の実施例の、図１３Ａの線１３Ｂ−１３Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図１４Ａ】 図１４Ａは、本発明の各種の態様に従った第４の他の実施例の一部の上面図で
ある。
【図１４Ｂ】 図１４Ｂは、図１４Ａに示した他の実施例の、図１４Ａの線１４Ｂ−１４Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図１５】 図１５は、本発明の各種の態様に従った第５の他の実施例の断面図である。
【図１６Ａ】 図１６Ａは、本発明の各種の態様に従った第６の他の実施例の一部の上面図で
ある。
【図１６Ｂ】 図１６Ｂは、図１６Ａに示した他の実施例の、図１６Ａの線１６Ｂ−１６Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図１７Ａ】 図１７Ａは、本発明の各種の態様に従った第７の他の実施例の一部の上面図で
ある。
【図１７Ｂ】 図１７Ｂは、図１７Ａに示した他の実施例の、図１７Ａの線１７Ｂ−１７Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図１８Ａ】 図１８Ａは、本発明の各種の態様に従った第８の他の実施例の断面図である。
【図１８Ｂ】 図１８Ｂは、本発明の各種の態様に従った第９の他の実施例の断面図である。
【図１９Ａ】 図１９Ａは、本発明の各種の態様に従った第１０の他の実施例の断面図である
。
【図１９Ｂ】 図１９Ｂは、本発明の各種の態様に従った第１１の他の実施例の断面図である
。
【図２０Ａ】 図２０Ａは、本発明の各種の態様に従った第１２の他の実施例の一部の上面図
である。
【図２０Ｂ】 図２０Ｂは、図２０Ａに示した他の実施例の、図２０Ａの線２０Ｂ−２０Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図２１Ａ】 図２１Ａは、本発明の各種の態様に従った第１３の他の実施例の上面図である
。
【図２１Ｂ】 図２１Ｂは、本発明の各種の態様に従った第１４の他の実施例の上面図である
。
【図２２Ａ】 図２２Ａは、本発明の各種の態様に従った第１５の他の実施例の上面図である
。
【図２２Ｂ】 図２２Ｂは、図２２Ａに示した他の実施例の、図２２Ａの線２２Ｂ−２２Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図２３Ａ】 図２３Ａは、本発明の各種の態様に従った第１６の他の実施例の上面図である
。
【図２３Ｂ】 図２３Ｂは、本発明の各種の態様に従った第１７の他の実施例の上面図である
。
【図２３Ｃ】 図２３Ｃは、本発明の各種の態様に従った第１８の他の実施例の上面図である
。
【図２４Ａ】 図２４Ａは、本発明の各種の態様に従った第１９の他の実施例の上面図である
。
【図２４Ｂ】 図２４Ｂは、図２４Ａに示した他の実施例の、図２４Ａの線２４Ｂ−２４Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図２５】 図２５は、本発明の各種の態様に従った第２０の他の実施例の上面図である。
【図２６】 図２６は、本発明の各種の態様に従った第２１の他の実施例の上面図である。
【図２７Ａ】 図２７Ａは、本発明の各種の態様に従った第２２の他の実施例の上面図である
。
【図２７Ｂ】 図２７Ｂは、本発明の各種の態様に従った第２３の他の実施例の上面図である
。
【図２７Ｃ】 図２７Ｃは、本発明の各種の態様に従った第２４の他の実施例の上面図である
。
【図２８Ａ】 図２８Ａは、本発明の各種の態様に従った第２５の他の実施例の上面図である
。
【図２８Ｂ】 図２８Ｂは、図２８Ａに示した他の実施例の、図２８Ａの線２８Ｂ−２８Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図２９Ａ】 図２９Ａは、本発明の各種の態様に従った第２６の他の実施例の上面図である
。
【図２９Ｂ】 図２９Ｂは、図２９Ａに示した他の実施例の、図２９Ａの線２９Ｂ−２９Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図３０Ａ】 図３０Ａは、本発明の各種の態様に従った第２７の他の実施例の上面図である
。
【図３０Ｂ】 図３０Ｂは、図３０Ａに示した他の実施例の、図３０Ａの線３０Ｂ−３０Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図３１Ａ】 図３０Ａは、本発明の各種の態様に従った第２８の他の実施例の上面図である
。
【図３１Ｂ】 図３１Ｂは、図３１Ａに示した他の実施例の、図３１Ａの線３１Ｂ−３１Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図３２Ａ】 図３２Ａは、本発明の各種の態様に従った第２９の他の実施例の一部の断面図
である。
【図３２Ｂ】 図３２Ｂは、本発明の各種の態様に従った第３０の他の実施例の一部の断面図
である。
【図３２Ｃ】 図３２Ｃは、本発明の各種の態様に従った第３１の他の実施例の一部の断面図
である。
【図３２Ｄ】 図３２Ｄは、本発明の各種の態様に従った第３２の他の実施例の一部の断面図
である。
【図３３】 図３３は、本発明の各種の態様に従ったウエハ電解研磨の上面図である。
【図３４Ａ】 図３４Ａは、本発明の各種の態様に従った第３３の他の実施例の上面図である
。
【図３４Ｂ】 図３４Ｂは、本発明の各種の態様に従った第３４の他の実施例の上面図である
。
【図３４Ｃ】 図３４Ｃは、本発明の各種の態様に従った第３５の他の実施例の上面図である
。
【図３４Ｄ】 図３４Ｄは、本発明の各種の態様に従った第３６の他の実施例の上面図である
。
【図３５Ａ】 図３５Ａは、本発明の各種の態様に従った第３７の他の実施例の一部断面図で
ある。
【図３５Ｂ】 図３５Ｂは、本発明の各種の態様に従った第３８の他の実施例の一部の断面図
である。
【図３６Ａ】 図３６Ａは、本発明の各種の態様に従った第３９の他の実施例の一部の上面図
である。
【図３６Ｂ】 図３６Ｂは、図３６Ａに示した他の実施例の、図３６Ａの線３６Ｂ−３６Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図３７】 図３７は、本発明の各種の態様に従った電解研磨方法の一部を示す波形の組で
ある。
【図３８Ａ】 図３８Ａは、本発明の各種の態様に従った第４０の他の実施例の一部の上面図
である。
【図３８Ｂ】 図３８Ｂは、図３８Ａに示した他の実施例の、図３８Ａの線３８Ｂ−３８Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図３９Ａ】 図３９Ａは、本発明の各種の態様に従った第４１の他の実施例の一部の上面図
である。
【図３９Ｂ】 図３９Ｂは、図３９Ａに示した他の実施例の、図３９Ａの線３９Ｂ−３９Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図４０Ａ】 図４０Ａは、本発明の各種の態様に従った第４２の他の実施例の一部の上面図
である。
【図４０Ｂ】 図４０Ｂは、図４０Ａに示した他の実施例の、図４０Ａの線４０Ｂ−４０Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図４１】 図４１は、本発明の各種の態様に従った電解研磨方法の一部を示す波形の組で
ある。
【図４２】 図４２は、本発明と組み合わせて使用される波形の付加的な組である。
【図４３Ａ】 図４３Ａは、本発明の各種の態様に従った第４３の他の実施例の一部の上面図
である。
【図４３Ｂ】 図４３Ｂは、図４３Ａに示した他の実施例の、図４３Ａの線４３Ｂ−４３Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図４４Ａ】 図４４Ａは、本発明の各種の態様に従った第４４の他の実施例の一部の上面図
である。
【図４４Ｂ】 図４４Ｂは、図４４Ａに示した他の実施例の、図４４Ａの線４４Ｂ−４４Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図４５】 図４５は、本発明の各種の態様に従った第４５の他の実施例の、一部が断面の
図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図４６】 図４６は、本発明の各種の態様に従った第４６の他の実施例の、一部が断面の
図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図４７Ａ】 図４７Ａは、本発明の各種の態様に従った他のウエハ処理器具の概略の上面図
である。
【図４７Ｂ】 図４７Ｂは、本発明の各種の態様に従った他のウエハ処理器具の概略の断面図
である。
【図４７Ｃ】 図４７Ｃは、本発明の各種の態様に従った他のウエハ処理器具の概略の側面図
である。
【図４８】 図４８は、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理器具を制御するソフトウエ
アの一部の動作を示すフローチャートである。
【図４９Ａ】 図４９Ａは、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理器具の他の実施例の概略
の上面図である。
【図４９Ｂ】 図４９Ｂは、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理器具の他の実施例の概略
の断面図である。
【図４９Ｃ】 図４９Ｃは、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理器具の他の実施例の概略
の側面図である。
【図５０】 図５０は、本発明の各種の態様に従った他のウエハ処理器具の他の実施例の一
部の概略の上面図である。
【図５１】 図５１は、本発明の各種の態様に従った他のウエハ処理器具の他の実施例の一
部の概略の上面図である。
【図５２Ａ】 図５２Ａは、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理器具の他の実施例の概略
の上面図である。
【図５２Ｂ】 図５２Ｂは、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理器具の他の実施例の概略
の断面図である。
【図５２Ｃ】 図５２Ｃは、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理器具の他の実施例の概略
の側面図である。
【図５３】 図５３は、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理動作の一部を示す波形であ
る。
【図５４Ａ】 図５４Ａは、本発明の各種の態様に従った第４７の他の実施例の一部の上面図
である。
【図５４Ｂ】 図５４Ｂは、図５４Ａに示した他の実施例の、図５４Ａの線５４Ｂ−５４Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１月１９日（２００１．１．１９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 半導体デバイス上の金属相互接続を電解研磨する方法及び装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】 （関連出願の参照） 本出願は、ウエハをメッキ及び平坦化する方法及び装置の名称で、１９９８年
７月９日付けで出願された連番号６０／０９２，３１６の前の暫定出願（Ｐｒｏ
ｖｉｓｉｏｎａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）の特典を請求する。 （発明の背景） １．発明の分野 本発明は、一般的には半導体ウエハ上のメタル層を電解研磨する方法及び装置
に関する。特に、本発明は、半導体ウエハ上に形成された半導体デバイスにおけ
る相互接続を電解研磨するシステムに関する。
【０００２】 ２．関連技術の説明 一般的に、半導体デバイスはウエハ又はスライス（ｓｌｉｃｅ）と呼ばれる半
導体材料のディスク上に製造又は作り上げられる。特に、ウエハは最初にシリコ
ンのインゴットからスライス（薄切り）される。次に、ウエハは、半導体デバイ
スの電子回路を形成するために、多重のマスキング、エッチング及び蒸着プロセ
スが行なわれる。
【０００３】 これまでの１０年間、半導体産業は、半導体デバイスのパワーは１８ヶ月で２
倍になると予測したムーアの法則に従って、半導体デバイスのパワーを増加させ
てきた。半導体デバイスのパワーにおけるこの増加は、部分的にはこれらの半導
体デバイスの特徴的なサイズ（すなわち、デバイス上にあるもっとも小さな寸法
）を減少させることにより達成された。実際、半導体デバイスの特徴的なサイズ
は、素早く０．３５μｍから０．２５μｍになり、今では０．１８μｍになって
いる。より小さな半導体デバイスに向かってのこの傾向は、まちがいなく０．１
８μｍ以下の段階を超えて良好に進んでいくであろう。
【０００４】 しかし、より以上のパワーの半導体デバイスの開発を制限する可能性のある１
つの要因は、（単一半導体デバイスの要素を接続する及び／又はいくつかの半導
体デバイスを一緒に接続する導体の線（ライン）である）相互接続において増加
する信号遅延である。半導体デバイスの特徴的なサイズが減少すると、デバイス
上の相互接続の密度は増加する。しかし、相互接続のより近い近接具合は、相互
接続のライン間の容量を増加させ、相互接続におけるより大きな信号遅延をもた
らす。一般的に、相互接続の遅延は、特徴的なサイズの減少の２乗で増加するこ
とが分かっている。逆に、ゲート遅延（すなわち、半導体デバイスのゲート又は
メサにおける遅延）は、特徴的なサイズの減少に比例して増加することが分かっ
ている。
【０００５】 相互接続遅延のこの増加を相殺する１つの従来の対処方法（アプローチ）は、
より多くのメタル層を加えることであった。しかし、このアプローチは、付加す
るメタル層を形成するのに関係する製造コストの増加という欠点を有する。更に
、これらの付加するメタル層は、チップ性能と信頼性の両方に反する余分な熱を
発生する。 従って、半導体産業は、金属相互接続を形成するのにアルミニウムより銅を使
用し始めている。銅の利点の１つは、アルミニウムより大きな導電性を有するこ
とである。更に、銅は、（銅から形成されたラインは電流負荷のもとで薄くなる
傾向が少ないことを意味する）電気的移動に対する抵抗がアルミニウムより少な
い。しかし、銅を使用する１つの大きな欠点は、シリコン基板中に流れ出し、シ
リコン基板を汚染することがあることである。
【０００６】 更に、銅が相互接続に広く使用できるには、新しい処理技術が必要である。特
に、従来のダマシーン処理では、金属はキャナル状のトレンチ及び又はビア内に
パターン化される。蒸着された金属は、次に化学的機械的研磨（ＣＭＰ）を使用
して背面研磨される。一般に、相互接続構造の設計によって、０．５μｍから１
．５mmの金属をどこでも研磨する必要がある。従来のＣＭＰを使用した多量の金
属の研磨は、長い研磨時間が必要で、多量のスラリーを消費し、製造コストを増
加させる。
【０００７】 （発明の概要） 本発明の例示の実施例では、ウエハ上に形成されたメタル層を研磨する電解研
磨装置は、電解液、研磨レセプタクル、ウエハチャック、流体入口、及び少なく
とも１つのカソードを有する。ウエハチャックは、ウエハを研磨レセプタクル内
に保持及び位置決めする。電解液は流体入口から研磨レセプタクル内供給される
。カソードは、電解研磨電流を電解液に印加してウエハを電解研磨する。本発明
の１つの態様によれば、ウエハの個別の区域は、電解研磨されるウエハの一様性
を高めるように電解研磨される。
【０００８】 本発明の主題は、明細書の終わりの部分で特に指摘され且つ明瞭に請求されて
いる。しかし、動作の構造及び方法の両方に関する本発明は、クレーム及び付属
の図面と結合して行われる以下の説明を参照して理解するのが一番である。図面
では、同じ部分には同じ参照番号を付している。 （例示の実施例の詳細な説明） 本発明の更に完全に理解できるように、以下の記載は、特定の材料、パラメー
タなどのような多くの特定の細部を記載している。しかし、このような記載は、
本発明の範囲を制限することを意図しておらず、例示の実施例の十分で且つ完全
な記載を可能にするために提供される。
【０００９】 図１Ａを参照すると、本発明の１つの態様に基づく半導体ウエハ３１は、基板
層１２４を有している。特に、本発明の例示の実施例では、基板層１２４はシリ
コンを含むことが望ましい。しかし、基板層１２４は、特定の応用に応じて、ガ
リウムひ素のような各種の半導体材料であってもよいことが理解できる。 本発明の１つの態様に基づく半導体ウエハ３１は、基板層１２４の上に形成さ
れた誘電体層１２３を有することが望ましい。この例示の実施例では、誘電体層
１２３は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を有することが望ましい。誘電体層１２３
は、化学蒸着法、蒸着、スパッタリングなどの適当な蒸着方法を使用して、基板
層１２４の上に形成することができる。
【００１０】 更に、誘電体層１２３は、誘電率（“Ｋ”）がＳｉＯ２より低い各種の材料を
含むことができ、これらの各種の材料は、水素−シルセスキオクサン（ＨＳＱ）
、キセロゲル、ポリマー、エアロゲルなどの低Ｋ材料と一般に言われる。約４．
２の誘電率を有するＳｉＯ２に比べて、ＨＳＱは約３．０から２．５の誘電率を
有し、キセロゲルは約２．０の誘電率を有する。一般に、低Ｋ材料はより良好な
電気的分離を提供する。従って、誘電体層１２３として低Ｋ材料を使用すると、
より小さな特徴的サイズの半導体デバイスを形成するのが容易になる。
【００１１】 誘電体層１２３を基板層１２４上に適当に形成した後、半導体デバイスの回路
はいずれかの適当なプロセスを使用して適切に形成される。この例示の実施例で
は、ダマシーンプロセスを使用するのが適当である。従って、（ギャップとも言
われる）トレンチ１２５及び（メサとも言われる）ゲート１２６が、フォトマス
キング、フォトリソグラフィ、マイクロリソグラフィなどのようないずれかの適
当なパターン化方法を使用して、誘電体層１２３に形成される。
【００１２】 次に、本発明の更に別の態様によれば、バリヤ層１２２が誘電体層１２３の上
に適切に形成される。図１Ａに示すように、バリヤ層１２２は更にトレンチ１２
５の壁を適切に画する。以下に説明するように、銅を有するメタル層１２１が誘
電体層１２３の上に形成される時、バリヤ層１２２はメタル層１２１内の銅が誘
電体層１２３内に拡散するのを適切に防止する。従って、この例示の実施例では
、バリヤ層１２２は、チタン、タンタル、タングステン、窒化チタン、窒化タン
タル、窒化タングステンなどのような銅の拡散を妨害する材料を含むことが望ま
しい。バリヤ層１２２は、物理蒸着（ＰＶＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）などのよう
ないずれかの適当な蒸着方法を使用して蒸着することができる。しかしながら、
バリヤ層１２２は、いくつかの応用では、省くことができる。例えば、誘電体層
１２３を銅の拡散を妨害する材料から形成する時、又は誘電体層１２３への銅の
拡散が半導体デバイスの性能に逆方向には影響しない時である。
【００１３】 上記でほのめかしたように、特定の応用に応じて、本発明の更に別の態様によ
れば、メタル層１２１は、バリヤ層１２２の上又は誘電体層１２３の上に適切に
形成できる。更に、メタル層１２１はトレンチ１２５内に適切に蒸着される。こ
の例示の実施例では、メタル層１２１は銅を含むことが望ましい。従って、メタ
ル層１２１はバリヤ層１２２の上に形成され、メタル層１２１から誘電体層１２
３への銅の拡散を適切に防止する。本発明は、銅を含むメタル層１２１を使用す
る場合に特に適しているが、メタル層１２１は、ニッケル、クロム、亜鉛、カド
ミウム、銀、金、ロジウム、パラジウム、プラチナ、すず、鉛、鉄、インジウム
などのような各種の電気的に導電性の材料を含むことが可能である。
【００１４】 メタル層１２１は、ＰＶＤ，ＣＶＤなどのような適当な方法を使用してバリヤ
層１２２の上又は誘電体層１２３の上に形成することができる。更に、メタル層
１２１は、１９９９年１月１５日付けで出願された「メッキ装置及び方法」（“
ＰＬＡＴＩＮＧ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ”）の名称の審査
中の出願Ｎｏ．０９／２３２，８６４で説明された電気メッキ処理を使用して形
成することができ、ここではその出願の全内容を参照のために使用する。 図１Ｂを参照すると、本発明の他の態様に基づく、メサ１２６の上に形成され
たメタル層１２１は、適切に電解研磨される。本発明は、半導体デバイスの回路
がトレンチ又はギャップにパターン化されるダマシーンプロセスで有効に使用で
きる。しかし、各種の他のプロセスと組み合わせて使用することは本発明の趣旨
及び／又は範囲から逸脱しない。
【００１５】 図７Ａと図７Ｂを参照すると、本発明の各種の態様に基づくウエハ電解研磨機
５０が示されている。本発明の例示の実施例では、ウエハ電解研磨機５０は研磨
レセプタクル１００を有することが望ましく、研磨レセプタクル１００は、区域
壁１０９，１０７，１０５，１０３及び１０１により、６個の区域１１１，１１
２，１１３，１１４，１１５及び１１６に分割される。以下に詳細を説明するよ
うに、研磨レセプタクル１００は、適当な個数の区域壁によりどのような個数の
区域にも分割することができる。
【００１６】 研磨レセプタクル１００、及び区域壁１０９，１０７，１０５，１０３及び１
０１は、ポリ四フッ化エチレン（商業的にはＴＥＦＬＯＮとして知られている。
）、塩化ポリビニール（ＰＶＣ）、ポリふっ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリプ
ロピレンなどのような電気的に絶縁性で酸及び腐食に耐性のある適当な材料から
適切に形成される。この例示の実施例では、研磨レセプタクル１００、及び区域
壁１０９，１０７，１０５，１０３及び１０１は、ＰＶＤＦで形成されることが
望ましい。しかし、研磨レセプタクル１００、及び区域壁１０９，１０７，１０
５，１０３及び１０１は、特定の応用に応じて、異なる材料から形成できる。
【００１７】 この例示の実施例では、図７Ｂに示すように、電解液３４は、区域１１１，１
１３及び１１５にそれぞれ適切に形成された入口４，６及び８を通して研磨レセ
プタクル１００内に流れ込む。特に、ポンプ３３は、電解液３４を電解液タンク
３６から通過フィルタ３２を通して液体流量コントローラ（ＬＭＦＣｓ）２１，
２２及び２３に適切に送り出す。通過フィルタ３２は、電解液３４から汚れを適
切に漉す（フィルタする）。この方法で、汚れが研磨レセプタクル１００に入る
のが、及びＬＭＦＣ２１，２２及び２３が詰まるのが防止される。この例示の実
施例では、通過フィルタ３２は、約０．０５μｍより大きいが約０．１μｍより
小さい粒子を適切に除去する。しかし、各種のフィルタリングシステムが特定の
応用に応じて使用できる。更に、汚れのフィルタリングが効果的であるが、本発
明の趣旨及び／又は範囲から逸脱しないで、通過フィルタ３２はウエハ研磨機５
０から除くことができる。
【００１８】 電解液３４は、リン酸などのような適当な電気メッキ液を含むことができる。
この例示の実施例では、電解液３４は重量パーセントで６０％と８５％の間の濃
度、更にいえば重量パーセントで約７６％のオルトリン酸（Ｈ２ＰＯ４）を有す
ることが望ましい。更に、電解液３４は、（酸の重量に対して）約１％のアルミ
ニウム金属を有するオルトリン酸を有することが望ましい。しかし、電解液３４
の濃度と組成は特定の応用に応じて変えることができる。
【００１９】 ポンプ３３は、うず巻きポンプ、ダイヤフラムポンプ、ベローポンプなどのよ
うな適当な液圧ポンプにすることができる。更に、ポンプ３は、酸、腐食及び汚
染に対して耐性があるのが望ましい。この例示の実施例では、ポンプ３３はダイ
ヤフラムポンプである。他の実施例を参照して以下に示され及び説明されるよう
に、本発明の趣旨及び／範囲を逸脱しないで、２個以上のポンプ３３を使用する
ことが可能である。更に、電解液３４は、ポンプ３４無しで、入口４，６及び８
を通して研磨レセプタクル１００に適切に供給できる。例えば、電解液３４は、
電解液タンク３６内に圧力を加えて保持できる。いずれにしろ、電解液タンク３
６と入口４，６及び８の間の供給ラインは、圧力を加えた状況に保持できる。
【００２０】 ＬＭＦＣ２１，２２及び２３は、適当な流量コントローラを有することができ
、酸、腐食及び汚染に対して耐性のあることが望ましい。更に、ＬＭＦＣ２１，
２２及び２３は、電解液３４を設定された流量レートで区域１１５，１１３及び
１１１にそれぞれ送る。更に、ＬＭＦＣ２１，２２及び２３は、電解液３４を区
域１１５，１１３及び１１１の体積に比例した流量レートで適切に送ることがで
きる。例えば、もし区域１１５の体積が区域１１３より大きい時には、ＬＭＦＣ
２１は、ＬＭＦＣ２２より大きな流量レートで電解液３４を送りことが望ましい
。この例示の実施例では、ＬＭＦＣ２１，２２及び２３は、約０．５リットル／
分と約４０リットル／分の間の流量レートで電解液３４を送るように構成するこ
とが望ましい。
【００２１】 更に、この例示の実施例では、別々のＬＭＦＣが各区域１１５，１１３及び１
１１に電解液を送る。以下に詳細に説明するように、この構成はウエハ３１の個
別の区域の電解研磨を容易にする。しかし、特定の応用に応じていかなる個数の
ＬＭＦＣを使用することも可能である。更に、他の実施例と関連して以下に説明
及び示すように、電解液３４はＬＭＦＣ２１，２２及び２３を使用すること無し
にポンプ３３から研磨レセプタクル１００に送ることができる。
【００２２】 本発明の各種の態様によれば、ウエハ研磨機５０は区域１１１，１１３及び１
１５にそれぞれ配置されるカソード１，２、及び３を有するのが適当である。以
下に詳細に説明するように、この例示の実施例は３つのカソードを有するが、３
より少ない個数又は多い個数のどのような個数のカソードを使用することも、本
発明から逸脱しない。一般に、より多くのカソードを使用すると、フィルムの一
様性は向上することが期待できる。しかし、使用するカソードの個数が増加する
と、コストも増加する。従って、性能とコストのトレードオフを考慮して、カソ
ードの好ましい個数は、２００mmウエハの電解研磨であれば約７から約２０の間
であり、３００mmウエハの電解研磨であれば約１０から約３０の間である。
【００２３】 更に、カソード１，２、及び３は、銅、鉛、プラチナなどのような適当な電気
的に導電性の材料を含む。電気メッキの間、メタル層１２１から移動する金属イ
オンのいくらかは、カソード１，２、及び３上に蓄積することがある。従って、
カソード１，２、及び３は、適当な時間で交換されるのが好ましい。例えば、カ
ソード１，２、及び３は約１００枚のウエハを処理した後に交換されるのが好ま
しい。
【００２４】 いずれにしろ、カソード１，２、及び３の逆メッキプロセスは、適切に実行す
ることができる。例えば、以下に詳細に説明するように、本発明の各種の態様に
よれば、カソード１，２、及び３が正に荷電され、ウエハ３１が負に荷電される
時、ウエハ３１は電解研磨されるよりむしろ電気メッキされるというのが適当で
ある。この方法で、ウエハ３１は、カソード１，２、及び３を適切に逆メッキす
るように、カソード１，２、及び３上の金属で電気メッキされる。上記の条件で
は、カソード１，２、及び３はアノードとして作用するが、一貫性と簡単にする
ために、これらはこのままカソードと呼ぶ。
【００２５】 この例示の実施例では、メタル層１２１は銅を含む。従って、上記のように、
電解研磨プロセスの間、メタル層１２１の銅イオンのいくらかは、電解メッキの
カソード１，２及び３に移動する。上記の逆メッキプロセスでは、ウエハ３１は
カソード１，２及び３上の銅で電気メッキされる。しかし、カソード１，２及び
３が銅から作られる時、カソード１，２及び３は逆メッキプロセスの間分解する
。この方法では、カソード１，２及び３は逆メッキプロセスの間変形されること
になる。従って、本発明の各種の態様によれば、カソード１，２及び３は逆メッ
キプロセスの間分解されるのに抗する材料から形成することが望ましい。例えば
、カソード１，２及び３はプラチナから形成するのが適当である。又は、カソー
ド１，２及び３は、できれば約５０μｍから約４００μｍのコーティング厚さで
プラチナの層を適切にコートしたチタンから形成するのが望ましい。
【００２６】 この例示の実施例では、ウエハチャック２９は、ウエハ３１を研磨レセプタク
ル１００内に適切に保持及び位置決めする。特に、ウエハ３１は、区域壁１０１
，１０３，１０５，１０７及び１０９の上面上に適切に位置し、ウエハ３１の底
面と区域壁１０１，１０３，１０５，１０７及び１０９の上面の間に電解液３４
の流れを促進するギャップを形成する。この例示の実施例では、ウエハ３１は区
域壁１０１，１０３，１０５，１０７及び１０９の上面上に適切に位置して、約
２mmから約２０mmのギャップを形成する。
【００２７】 ウエハ３１が研磨レセプタクル１００内で適切に配置された後、カソード１，
２及び３は電源１３，１２及び１１に電気的にそれぞれ接続される。更に、ウエ
ハ３１は電源１３，１２及び１１に電気的に接続される。このように、電解液３
４がウエハ３１の底面と区域壁１０１，１０３，１０５，１０７及び１０９の上
面の間に流れる時、電気回路が形成される。特に、カソード１，２及び３はウエ
ハ３１に比べて負の電位を有するように電気的にチャージされる。このカソード
１，２及び３における負の電位に応答して、金属イオンがウエハ３１から移動し
、ウエハ３１を電解研磨する。しかし、回路の極性が逆の時（すなわちカソード
１，２及び３がアノードになる時）、金属イオンはウエハ３１の方へ移動し、ウ
エハ３１を電気メッキする。
【００２８】 この方法で、ウエハ３１の選択区域は、カソード１，２及び３の極性を制御し
且つ電解液３４が接触するウエハ３１の区域を制御することにより、適切に電解
研磨及び電気メッキされる。図３３は、本発明の各種の態様に基づくウエハ３１
の選択的電解研磨を示す。図３３を参照して、ウエハエリア２８０は電解研磨さ
れた状態で、エリア２８４は電解研磨されており、ウエハエリア２８２は研磨さ
れていない。
【００２９】 再び図７Ａと図７Ｂを参照すると、一般に研磨電流密度は、金属イオンがウエ
ハ３１へ又はウエハ３１から移動するレートを決定する。従って、研磨電流密度
が高くなると、電解研磨又は電気メッキレートが増加する。この例示の実施例で
は、デシメータの２乗当り約０．１アンペアの電流密度（Ａ／dm2 ）からデシメ
ータの２乗当り約４０アンペアの電流密度（Ａ／dm2 ）を使用した。しかし、特
定の応用に応じて各種の電流密度が使用できる。
【００３０】 更に、電源１３，１２及び１１はカソード１，２及び３に異なる電流密度を適
用できる。例えば、電源１３，１２及び１１により供給される電流は、対応する
カソードにより覆われるウエハ３１の表面積に比例して設定される。従って、カ
ソード３により覆われるウエハ３１の表面積がカソード２により覆われる表面積
より大きければ、電源１１は電源１２より大きな電流を供給するように設定する
。このように、電解研磨のレートは、ウエハ３１の表面のより一様なエッチング
を容易にするように制御される。同一の原理をウエハ３１の表面のより一様な電
気メッキを容易にするようにも使用できる。
【００３１】 本発明の別の態様によれば、電源１３，１２及び１１はＤＣ（すなわち直流）
モードで動作できる。または、電源１３，１２及び１１は各種のパルスモードで
動作できる。例えば、図８を参照して、電源１３，１２及び１１は２極性のパル
ス、変形された正弦波、単極性のパルス、逆パルス、パルス上のパルス、２重パ
ルスなどを使用して動作できる。電源１３，１２及び１１は、定電流モード、定
電圧モード、及び定電流モードと定電圧モードの組み合わせで動作できる。
【００３２】 図７Ｂを参照して、駆動機構３０はウエハ３１をｚ軸の回りに適切に回転させ
る。この方法で、より一様な電解研磨がウエハ３１の表面に渡って達成できる。
この例示の実施例では、駆動機構３０はウエハ３１をｚ軸の回りに、１分当り約
１０回転から１分当り約１００回転で、望ましくは１分当り約２０回転で回転す
る。
【００３３】 図７Ａで示したように、カソード１，２及び３は実質的に円形の形である。従
って、図７Ｂを参照して区域１１２と１１４上のウエハ３１の部分は、区域１１
１，１１３及び１１５上のウエハ３１の部分（すなわち、カソードを含むそれら
の部分）より、低い電流密度にさらされるようにする。補償をするために、駆動
機構３０はｘとｙの方向にウエハ３１を適切に振動させる。ウエハ３１の振動と
は別に又はそれに加えて、図９Ａから図９Ｄに示すように、研磨レセプタクル１
００、区域壁１０９，１０７，１０５，１０３及び１０１，及びカソード１，２
及び３は、三角形、正方形、長方形、六角形、多角形、楕円などのような非円形
の形にできる。この方法では、研磨電流の分布は、ウエハ３１がｚ軸の回りを回
転するに従ってウエハ３１の表面に渡って平均化できる。
【００３４】 電解液３４は区域１１２，１１４及び１１６にそれぞれ適切に形成された出口
５，７及び９を通って電解液タンク３６に戻る。圧力リークバルブ３８は、ポン
プ３３の出口と電解液タンク３６の間に配置され、ＬＭＦＣ２１，２２及び２３
が閉じた時に電解液３４が電解液タンク３６に戻るように漏れるのを可能にする
。更に、ヒータ４２、温度センサ４０、及びヒータコントローラ４４は、電解液
タンク３６内の電解液３４の温度を適切に制御する。この例示の実施例では、ウ
エハ研磨機５０と電解液３４は、約１５℃から約６０℃、好ましくは約４５℃の
動作温度で動作するのが望ましい。
【００３５】 図１Ａを参照して、ウエハ３１は、（図１Ｂに示すように）メタル層１２１は
トレンチ１２５内に残っているが、メタル層１２１はバリア層１２２から除去さ
れるまで、ある時間周期（すなわち、電解研磨時間周期）の間適切に電解研磨さ
れる。図７Ｂを参照して、必要な電解研磨時間周期は、電源１１，１２及び１３
の出力電圧及び電流を測定することにより決定できる。特に、バリヤ層１２２の
抵抗は、典型的にはメタル層１２１より非常に大きい。例えば、バリヤ層１２２
がチタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、タングステン、窒化タングス
テンなどを含み、メタル層１２１が銅を含む時、バリヤ層１２２の抵抗は、メタ
ル層１２１の抵抗より典型的には約５０から１００倍大きい。従って、ウエハ３
１の非トレンチ部からメタル層１２１を研磨して取り去った後のウエハ３１のエ
ッジから中心に測定した電位は、研磨前より大きい。そのように、図７Ａ、図７
Ｂ及び図１０を参照して、電源１１，１２及び１３の出力電圧と比較することに
より、以下の表に詳細に示すように、除去されたウエハ３１上のメタル層１２１
の区域は適切に決定できる。
【００３６】
【表１】
【００３７】 上記の表では、Ｖ11，Ｖ12及びＶ13は大きい及び／又は小さいとして説明した
。しかし、大きいとか小さいとかの語句は相対的で、特定の電圧に関係すること
を意味しない。例えば、Ｖ11とＶ12が上記のように小さいと説明された時、Ｖ11 とＶ12はＶ13に比べて小さい。上記でほのめかしたように、Ｖ11とＶ12はＶ13よ
り５０から１００倍程度小さい。
【００３８】 このように、上記の表を参照することにより、付加的な電解研磨を必要とする
ウエハ３１の領域が決定できる。本発明の他の実施例を参照して後述するように
、モニタが電源１１，１２及び１３のそれぞれにより提供される電圧と電流を測
定するように適切に構成される。このデータは電子的なフォーマットに上記の論
理表を含む制御システムに適切に移すことができる。例えば、上記の表は、磁気
テープ、磁気ディスク、コンパクトディスク上などの適当な電子記憶媒体、又は
集積回路、メモリチップ上などの適当な電子デバイスにコード化して記憶するこ
とができる。制御システムは、適当なコマンドを実行してウエハ３１の特定の部
分を電解研磨の続行又は停止を行う。上記の制御システムは、適当なコンピュー
タシステムに組み込むことができ、それはウエハ電解研磨器具の１つの部品であ
り、その例を以下に説明する。
【００３９】 更に、各種の技術が適当な電解研磨時間周期を決定するために使用できること
を認識するのが適当である。例えば、他の実施例と関連して以下に詳細を説明す
るように、（図１Ａと図７Ｂの）ウエハ３１上の（図１Ａの）メタル層１２１の
厚さを測定するのにセンサが使用できる。
【００４０】 いずれにしろ、図５３を参照して、適当な電解研磨時間周期を決定するために
終点検出システムを採用する。例示の実施例によれば、（図１Ａの）ウエハ３１
のエッジからエッジまでの測定した電気的な抵抗は、適当な測定器具を使用して
モニタされる。図５３に示すように、（図１Ａの）ウエハ３１上の（図１Ａの）
メタル層１２１の表面部分が電解研磨に従って減少すると、（図１Ａの）ウエハ
３１のエッジからエッジまでの測定した電気的な抵抗は増加する。従って、電解
研磨を停止するのに適当な時間は、測定したウエハ３１のエッジからエッジまで
の電気的な抵抗が急激に変化する時間の付近であることが望ましい。特に図５３
を参照すると、これはｔ０とｔ１又はその付近である。ｔ１を超える領域はオー
バー研磨領域と呼ばれ、（図１Ｂの）トレンチ１２５内の（図１Ｂの）メタル層
１２１のレベルが（図１Ｂの）バリア層１２２のレベル以下に伸びたようにウエ
ハ３１が研磨されたことを意味する。ｔ０の前の領域はアンダー研磨領域と呼ば
れ、（図１Ａの）メタル層１２１が（図１Ａの）ゲート１２６上の（図１Ａの）
誘電体層１２２から完全に除去されていないことを意味する。抵抗信号はコンピ
ュータに送られ、コンピュータは次に研磨プロセスを停止する適当な信号を送る
ことができる。
【００４１】 図７Ａと図７Ｂを参照して、上記の本発明の例示の実施例を使用して、次のプ
ロセスステップを採用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨することがで
きる。 ステップ１：電源１３をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ２３だけをオンし、電解液３４をカーソド１上のウエハ
３１の部分にだけ接触させ、カソード１上の（図１Ａの）メタル層１２１を電解
研磨する。 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は設定厚さに到達した時
に、電源１３をオフし、ＬＭＦＣ２３をオフする。 ステップ４：ＬＭＦＣ２２と電源１２を使用して、カソード２についてステッ
プ１から３を繰り返す。そして、 ステップ５：ＬＭＦＣ２１と電源１１を使用して、カソード３についてステッ
プ１から３を繰り返す。
【００４２】 上記のカソード１、次にカソード２、次にカソード３の電解研磨シーケンスに
加えて、電解研磨シーケンスは次のようにもできる： （１）カソード３、次にカソード２、次にカソード１； （２）カソード２、次にカソード１、次にカソード３； （３）カソード２、次にカソード３、次にカソード１； （４）カソード３、次にカソード１、次にカソード２；又は （５）カソード１、次にカソード３、次にカソード２。
【００４３】 ウエハ３１の部分を選択的に研磨することにより、ウエハ３１が大きな直径の
ウエハであっても、（図１Ａの）メタル層１２１はウエハ３１からより一様に電
解研磨できる。例えば、本発明は、直径が３００mm又はそれ以上であるウエハ３
１で使用することができる。この続きで、一様な電解研磨は、メタル層１２１が
ウエハ３１の表面部分の実質的にすべてに渡ってほぼ等しい厚さまで除去できる
ようにウエハ３１を電解研磨することである。一般に、従来の電気研磨システム
では、ウエハ３１の直径が大きくなるに従って、電解研磨の非一様性が大きくな
る。例えば、ウエハ３１の中心に近い部分はオーバー研磨されるが、ウエハ３１
のエッジに近い部分はアンダー研磨される。これは、従来の電解研磨システムに
よりウエハ３１を横切って印加されるチャージ密度を部分的に変化させることに
当然結びつく。
【００４４】 上記の本発明の例示の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に研磨す
るのに加えて、次のプロセスステップが実質的に同時にウエハ３１の全表面を電
解研磨するのに採用される。 ステップ１：すべての電源１１，１２及び１３をオンする。上記のように、電
源１１，１２及び１３のそれぞれの電流は、対応するカソードにより覆われるウ
エハ３１の表面積に比例して適切に設定される。
【００４５】 ステップ２：ＬＭＦＣ２１，２２及び２３をオンする。上記のように、それぞ
れのＬＭＦＣ２１，２２及び２３からの電解液３４の流量レートは、対応するカ
ソードにより覆われるウエハ３１の表面積に比例して適切に設定される。 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１の一様な厚さが設定値又は厚さに到
達すると同時に電源１１，１２及び１３をオフする。更に、電源１１，１２及び
１３は、（図１Ａの）メタル層１２１の厚さの一様性を調整するように、異なる
時間にオフされる。
【００４６】 この方法で、ウエハ３１の異なる部分からのメタル層１２１の除去レートは、
ウエハ３１上のメタル層１２１をより一様に電解研磨するように適宜制御される
。 これまで説明した例示の実施例の構造と作用を有する場合に、ダマシーンプロ
セスの文脈での本発明の適用を、以下に説明する。しかし、この記載は本発明の
使用又は適用性における制限を意図したものでなく、この例示の実施例の十分で
完全な記載を可能にするためである。
【００４７】 再び図１Ａを参照すると、一般にメタル層１２１をウエハ３１上に適切に形成
すると、リセス（窪み）１２７がトレンチ１２５上に形成される。図１Ａに示す
ように、電解研磨の後でも、リセス１２７はトレンチ１２５内に形成されたメタ
ル層１２１内に残る。これは、部分的には図１Ａに示すメタル層１２１の固有の
一様でない形状に帰結する。更に、オーバー研磨はトレンチ１２５内にリセス１
２７の形成に寄与する。リセス１２７の存在は、半導体デバイスの性能に逆に影
響する。従って、約５０nm（５００オングストローム）より大きなリセスの深さ
１２８を有するリセス１２７は、特に望ましくないと考えられる。しかし、許容
できるリセスの深さ１２８は、特定の応用に応じて変化する。例えば、高精度の
半導体デバイスに対しては、数１／１０nm（数オングストローム）よりも大きく
ないリセスの深さ１２８であれば許容できる。しかし、低コストの半導体デバイ
スについては、５０nm（５００オングストローム）よりも大きいリセスの深さ１
２８でも許容できる。
【００４８】 本発明の第１の態様によれば、電解研磨時間周期は、約５０nm（５００オング
ストローム）よりも大きいリセスの深さ１２８を有するリセス１２７の形成を防
止するように適切に制御される。しかし、これは処理コストを増加させ、処理の
スループットを低下させる。従って、本発明の他の態様によれば、電解研磨及び
電気メッキプロセスは、リセス１２７を除去する化学的機械的研磨（ＣＭＰ）と
組み合わせるのが適切である。一般に、ＣＭＰプロセスは約１０nm（１００オン
グストローム）から約５０nm（５００オングストローム）の間のリセスの深さ１
２８を有するリセス１２７を有するウエハ３１上に平表面を適切に生成する。
【００４９】 図１Ｂを参照して、上記のように、メタル層１２１はメサ１２６上に形成され
たバリヤ層１２２から適切に電解研磨される。図１Ｃを参照して、次にウエハ３
１は、十分な量の金属を（図１Ｂの）リセス１２７に固定するように再メッキさ
れる。すなわち、メサ１２６上にバリヤ層１２２を超えて再メッキすること無し
に、金属が（図１Ｂの）トレンチ１２５に形成されたメタル層１２１上にメッキ
される。図７Ｂを参照して、既に述べたように、ウエハ３１は電源１１，１２及
び１３の極性を反転することにより適切に再メッキされる。この方法では、以下
に詳細に説明するように、ウエハ３１は、かならずしもウエハ３１を他の装置に
移動すること無しに、適切に再メッキされる。
【００５０】 次に、本発明の他の態様によれば、再メッキされたトレンチ１２５内のメタル
層１２３は適切に平坦化され、バリヤ層１２２は適切に除去される。この例示の
実施例では、ウエハ３１はＣＭＰプロセスを使用して平坦化されることが望まし
い。上記の電解研磨プロセスを使用してメタル層１２３の大部分を除去すること
により、メタル層１２３の少しの量だけをＣＭＰを使用して除去すればよいので
、全体のプロセス時間とコストが低減される。
【００５１】 図３Ａから図３Ｃを参照して、本発明の各種の態様によるウエハ処理器具（ツ
ール）３０１を示す。本発明の例示の実施例では、ウエハ処理ツール３０１は、
電気メッキ／電解研磨セル３００，３０２，３０４，３０６及び３０８と、クリ
ーニングセル３１０，３１２，３１４，３１６及び３１８と、ＣＭＰセル３２４
と、カセット３２０と、ロボット３２２とを有する。
【００５２】 ロボット３２２は、ウエハをウエハカセット３２０から電気メッキ／電解研磨
セル３００，３０２，３０４，３０６及び３０８のいずれかに搬送することによ
り動作を開始する。ウエハは、（図１Ａの）メタル層１２１が適切に電気メッキ
される。次に、ウエハは、（図１Ｂの）バリヤ層１２２からメタル層１２１を除
去するように適切に電解研磨される。次に、ウエハは、（図１Ｂと図１Ｃの）リ
セス１２７を固着するように適切に再メッキされる。ロボット３２２は、ウエハ
をクリーニングセル３１０，３１２，３１４，３１６及び３１８のいずれかに搬
送する。ウエハがクリーニングされた後、ロボット３２２は、ウエハをＣＭＰセ
ル３２４に搬送し、そこでメタル層１２１が平坦化され、バリヤ層１２２が除去
される（図１Ｄ）。ロボット３２２は、ウエハをクリーニングセル３１０，３１
２，３１４，３１６及び３１８のいずれかに搬送し、ウエハはそこでクリーニン
グされて乾燥される。最後に、ロボット３２２は、ウエハをウエハカセット３２
０に搬送し、他のウエハについての処理を開始する。
【００５３】 しかし、本発明の趣旨及び／又は範囲を逸脱しないでウエハ処理ツール３０１
の構成に関する各種の変形例が可能である。例えば、ウエハの最初の電気メッキ
及び電解研磨は別々のセルで実行可能である。一般に、電気メッキと電解研磨で
は異なる電解液が使用される。電気メッキについては、典型的には硫酸が使用さ
れる。電解研磨については、典型的にはリン酸が使用される。リン酸は電解研磨
にも使用できるが、得られる表面は一様ではない。同様に、硫酸は電気メッキに
も使用できるが、得られる表面は一様ではない。一様でない表面は、上記の再メ
ッキプロセスでは許容できる。しかし、一様でない表面は、メタル層１２１の最
初のメッキでは許容されない。従って、一様な表面が望ましければ、ウエハの電
気メッキと電解研磨は異なる化学材料を有する別々のセルで行う。いずれにしろ
、電気メッキと電解研磨を同じセルで実行する時には、セル内の電解溶液の化学
成分を変えることができる。例えば、上記の再メッキプロセスでは、よりよい電
気メッキプロセスを容易にするために硫酸溶液が加えられる。
【００５４】 図２を参照して、ウエハ処理ツール３０１で実行される処理ステップは、フロ
ーチャートフォーマットに記載される。しかし、図２のフローチャートに示した
ステップを行うには各種の変形例がある。例えば、ウエハは再メッキステップの
後にまとめられ、バッチ処理でリンスとクリーニングがされる。 図４Ａから図４Ｄを参照して、ウエハ３１を再メッキした後にＣＭＰを使用し
てウエハ３１を研磨する代わりの１つの方法は、適当なエッチングプロセスを使
用してウエハ３１からメタル層１２１とバリヤ層１２２をエッチングすることで
ある。従って、図６Ａから図６Ｃを参照して、ウエハ処理ツール３０１は、エッ
チングセル３２６を含むように変形できる。同様に、図５を参照して、ウエハ処
理ツール３０１により実行される処理ステップは、エッチングステップを含むよ
うに変形できる。
【００５５】 以下の説明と関係する図面で、本発明の各種の態様の各種の別の実施例を説明
及び示す。しかし、これらの別の実施例は、本発明を実施できる各種の変形例の
すべてを示すものではない。むしろ、これらの別の実施例は、本発明の趣旨及び
／又は範囲から逸脱せずに可能である多くの変形例のいくつかだけを示すもので
ある。
【００５６】 図１１Ａと図１１Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の別の
実施例を示す。図１１Ａと図１１Ｂの実施例は、（図７Ａと図７Ｂの）ＬＭＦＣ
２１，２２及び２３がＬＭＦＣ５５とバルブ５１，５２及び５３で置き換えられ
ている点以外は、図７Ａと図７Ｂの実施例と同じである。この別の実施例では、
バルブ５１，５２及び５３は、オン／オフバルブであることが望ましい。ＬＭＦ
Ｃ５５の流量レートは、各バルブの状態に基づいて、次のように決定することが
望ましい。
【００５７】 ＬＭＦＣ５５の流量レート＝Ｆ．Ｒ．３×ｆ（バルブ５１）＋ Ｆ．Ｒ．２×ｆ（バルブ５２）＋ Ｆ．Ｒ．１×ｆ（バルブ５３） ここで、Ｆ．Ｒ．３は入口４への流量レートの設定ポイントであり、Ｆ．Ｒ．
２は入口６への流量レートの設定ポイントであり、Ｆ．Ｒ．３は入口８への流量
レートの設定ポイントであり、ｆ（バルブ＃）は以下に定義されるバルブ状態関
数である。 ｆ（バルブ＃）＝１，バルブ＃がオンの時 ０，バルブ＃がオフの時 上記のように、流量レートは、区域１５，１１３及び１１１の体積に比例する
ように設定されている。
【００５８】 図１２Ａと図１２Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく本発明の各種の
別の実施例を示す。図１２Ａと図１２Ｂの実施例は、（図７Ａと図７Ｂの）ＬＭ
ＦＣ２１，２２及び２３が３個のポンプ３３とオン／オフバルブ５１，５２及び
５３で置き換えられている点以外は、図７Ａと図７Ｂの実施例と同じである。こ
の別の実施例では、入口４，６及び８を通した電解液３４の研磨レセプタクル１
００への供給は、３個のポンプ３３の１つとオン／オフバルブ５１，５２及び５
３の１つにより独立に制御されることが望ましい。
【００５９】 図１３Ａと図１３Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく本発明の各種の
別の実施例を示す。図７Ａと図７Ｂのに示した例示の実施例に対して、この別の
実施例では、区域１３２を除く研磨レセプタクル１００の各部分にカソードが配
置されている。例えば、区域壁１０３と１０５の間に付加カソード１５４が適切
に配置されている。更に、電解液タンク３６とＬＭＦＣ２１，２２，２３及び２
４の出口の間にオン／オフバルブ８１，８２，８３及び８４が適切に配置されて
いる。従って、オン／オフバルブ８１，８２，８３及び８４が開放状態にある時
には、電解液３４は研磨レセプタクル１００から開放されたバルブを通って電解
液タンク３６に戻るように適切に流れる。
【００６０】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１４をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ２４をオンし、バルブ８１，８２及び８３を開放する。
ＬＭＦＣ２１，２２，２３をオフし、バルブ８４を閉じ、電解液３４がカソード
１上のウエハ３１の部分に接触する。電解液３４は区域１３０に適切に形成され
た出口１３２を通して電解液タンク３６に戻る。電解液３４は更に解放されたバ
ルブ８１，８２及び８３を通して電解液タンク３４に戻る。
【００６１】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１の厚さが設定値又は厚さに到達した
時に、電源１４をオフし、ＬＭＦＣ２４をオフする。 ステップ４：カソード２についてステップ１から３を繰り返す。（ＬＭＦＣ２
３をオンする。バルブ８１，８２及び８４を開放する。電源１３をオンする。Ｌ
ＭＦＣ２１，２２及び２４をオフし、バルブ８３を閉じ、電源１１，１２及び１
４をオフする。）
【００６２】 ステップ５：カソード３についてステップ１から３を繰り返す。（ＬＭＦＣ２
２をオンする。バルブ８１，８３及び８４を開放する。電源１２をオンする。Ｌ
ＭＦＣ２１，２３及び２４をオフし、バルブ８２を閉じ、電源１１，１３及び１
４をオフする。） ステップ６：カソード４についてステップ１から３を繰り返す。（ＬＭＦＣ２
１をオンする。バルブ８２，８３及び８４を開放する。電源１１をオンする。Ｌ
ＭＦＣ２２，２３及び２４をオフし、バルブ８１を閉じ、電源１２，１３及び１
４をオフする。）
【００６３】 ウエハの周辺から中心へ研磨するだけでなく、ウエハの中心から周辺へ研磨し
たり、カソードシーケンスをランダムに選択して行うことができる。 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに加えて、ウエハ３１の全表面を同時に電解研磨するために以下のプロセスス
テップを採用するのが望ましい。
【００６４】 ステップ１：電源１１，１２，１３及び１４をオンする。既に説明したように
、各電源１１，１２，１３及び１４の電流は、対応するカソードにより覆われる
ウエハ３１の表面積に比例して適切に設定される。 ステップ２：ＬＭＦＣ２１，２２，２３及び２４をオンし、バルブ８１，８２
，８３，８４をオフする。既に説明したように、ＬＭＦＣ２１，２２，２３及び
２４からの電解液３４の流量レートは、対応するカソードにより覆われるウエハ
３１の表面積に比例して適切に設定されている。 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達すると同時
に電源１１，１２，１３及び１４をオフする。更に、電源１１，１２，１３及び
１４は、（図１Ａの）メタル層１２１の厚さの一様性を調整するように、異なる
時間にオフされる。
【００６５】 図１４Ａと図１４Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図１４Ａと図１４Ｂの実施例は、（図１３Ａと図１３Ｂの）
オン／オフバルブ８１，８２及び８３が除かれている点以外は、図１３Ａと図１
３Ｂの実施例と同じである。従って、電解液３４は区域１３０だけを通って電解
液タンク３６に戻る。 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。
【００６６】 ステップ１：電源１４をオンして、電極１（カソード１）に負の電位を出力す
る。電源１１，１２及び１３をオンして、電極４，３及び２（アノード４，３及
び２）にそれぞれ正の電位を出力する。 ステップ２：ＬＭＦＣ２４だけをオンし、ＬＭＦＣ２１，２２，２３をオフす
る。ウエハ３１は、電解液３４に浸されるが、カソード１上のウエハ３１の部分
だけがＬＭＦＣ２４からの電解液３４及びカソード１からの負の電位に接触する
。従って、カソード１上のウエハ３１上の（図１Ａの）メタル層１２１の部分だ
けが適切に研磨される。
【００６７】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に、
電源１４をオフし、ＬＭＦＣ２４をオフする。 ステップ４：カソード２についてステップ１から３を繰り返す。（電源１３を
オンして、カソード２に負の電位を出力し、電源１１，１２及び１４をオンして
、アノード４，３及び１にそれぞれ正の電位を出力する。ＬＭＦＣ２３をオンし
、ＬＭＦＣ２１，２２及び２４をオフする。）
【００６８】 ステップ５：カソード３についてステップ１から３を繰り返す。（電源１２を
オンして、カソード３に負の電位を出力する。電源１１，１３及び１４をオンし
て、アノード４，２及び１にそれぞれ正の電位を出力する。ＬＭＦＣ２２をオン
し、ＬＭＦＣ２１，２３及び２４をオフする。）、そして、 ステップ６：カソード４についてステップ１から３を繰り返す。（電源１１を
オンして、カソード４に負の電位を出力する。電源１２，１３及び１４をオンし
て、アノード１，２及び３にそれぞれ正の電位を出力する。ＬＭＦＣ２１をオン
し、ＬＭＦＣ２２，２３及び２４をオフする。）
【００６９】 上記の選択的に研磨するプロセスにおいて、ウエハ３１の中心から周辺へ研磨
する代わりに、ウエハの周辺から中心へ研磨したり、カソードシーケンスに応じ
てランダムに実行することができる。 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに加えて、ウエハ３１の全表面を同時に電解研磨するために以下のプロセスス
テップを採用することができる。
【００７０】 ステップ１：電源１１，１２，１３及び１４をオンする。既に説明したように
、各電源１１，１２，１３及び１４の電流は、対応するカソードにより覆われる
ウエハ３１の表面積に比例して適切に設定される。 ステップ２：ＬＭＦＣ２１，２２，２３及び２４をオンする。既に説明したよ
うに、ＬＭＦＣ２１，２２，２３及び２４からの電解液３４の流量レートは、対
応するカソードにより覆われるウエハ３１の表面積に比例して適切に設定されて
いる。
【００７１】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達すると同時
に電源１１，１２，１３及び１４をオフする。更に、電源１１，１２，１３及び
１４は、（図１Ａの）メタル層１２１の厚さの一様性を調整するように、異なる
時間にオフされる。
【００７２】 図１５を参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に別の実施例を
示す。図１５の実施例は、各カソード上に拡散リング１１２が加えられている以
外は、図７Ａと図７Ｂの実施例と同じである。本発明の１つの態様によれば、拡
散リング１１２は区域壁１０９，１０７，１０５及び１０３に沿った電解液３４
のより一様な流れを容易に実現する。従って、（図１Ａの）メタル層１２１は、
ウエハ３１からより一様に適切に電解研磨される。
【００７３】 更に、拡散リング１１２は、適当などのような方法を使用して形成してもよい
。例えば、拡散リング１１２は複数個の穴を有するように加工される。また、拡
散リング１１２は、好ましくは約１０％から約９０％の範囲の多孔を有するどの
ような適当な多孔質材料で形成してもよい。更に、この別の実施例では、拡散リ
ング１１２は耐酸性、耐腐食性、粒子及び汚染のない材料から形成することが望
ましい。
【００７４】 図１６Ａと図１６Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図１６Ａと図１６Ｂの実施例は、電源１１，１２及び１３に
チャージ蓄積メータ１４１，１４２及び１４３がそれぞれ加えられている以外は
、図７Ａと図７Ｂの実施例と同じである。本発明の１つの態様によれば、チャー
ジ蓄積メータ１４１，１４２及び１４３は、電解研磨プロセスの間各電源１１，
１２及び１３が提供するチャージを測定する。除去される銅原子の全個数は、２
つにより蓄積されたチャージを分解することにより演算される。除去される銅原
子の全個数は、銅がどのぐらい電解研磨により残るかを決定するのに使用される
。
【００７５】 図１７Ａと図１７Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図１７Ａと図１７Ｂの実施例は、研磨レセプタクル１００が
、電解液３４の供給のために区域１１３と１１５に適切に配置された複数の入口
１７１，１７２，１７４及び１７５を有する以外は、図７Ａと図７Ｂの実施例と
同じである。特に、この別の実施例では、電解液３４は送りライン１７０と入口
１７１及び１７２を通して区域１１３内に送られる。電解液３４は電解液送りラ
イン１７３と入口１７４及び１７５を通して区域１１５内に送られる。複数の入
口１７１，１７２，１７４及び１７５を使用してメッキレセプタクル１０内に電
解液３４を送ることにより、より一様な流れの分布が得られる。更に、区域１１
３と１１５はある個数の付加された入口を有する。
【００７６】 図１８Ａと図１８Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の２つ
の更に別の実施例を示す。図１８Ａの実施例は、区域壁１０９，１０７，１０５
及び１０３の高さが放射方向に沿って外側にいくに従って増加する点を除けば、
図１３Ａと図１３Ｂ及び図１４Ａと図１４Ｂの実施例と同じである。これに対し
て、図１８Ｂの実施例では、区域壁１０９，１０７，１０５及び１０３の高さが
放射方向に沿って外側にいくに従って減少する。この方法では、電解液３４の流
れパターンは電解研磨プロセスを高めるように更に制御される。
【００７７】 図１９Ａと図１９Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の２つ
の更に別の実施例を示す。図１９Ａの実施例は、区域壁１０９，１０７，１０５
，１０３及び１０１の高さが放射方向に沿って外側にいくに従って増加する点を
除けば、図７Ａと図７Ｂの実施例と同じである。これに対して、図１９Ｂの実施
例では、区域壁１０９，１０７，１０５，１０３及び１０１の高さが放射方向に
沿って外側にいくに従って減少する。この方法では、電解液３４の流れパターン
は電解研磨プロセスを高めるように更に制御される。
【００７８】 図２０Ａと図２０Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図２０Ａと図２０Ｂの実施例は、区域壁１０９，１０７，１
０５，１０３及び１０１が電解液３４の流れパターンを調整するように上下に移
動するように構成されている点を除けば、図７Ａと図７Ｂの実施例と同じである
。図２０Ｂに示すように、区域壁１０５と１０７は上に移動し、区域壁１０５と
１０７上のウエハ３１の部分に電解液が流れるようにしている。
【００７９】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１３をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ２３だけをオンし、区域壁１０９をウエハ３１に近づけ
るように移動し、電解液３４は区域壁１０９上のウエハ３１の部分にだけ接触す
る。この方法では、区域壁１０９上のウエハ３１の部分の上の（図１Ａの）メタ
ル層１２１が適切に電解研磨される。
【００８０】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１の厚さが設定値又は厚さに到達した
時に、電源１３をオフし、ＬＭＦＣ２３をオフし、区域壁１０９をより低い位置
に移動する。 ステップ４：ＬＭＦＣ２２、区域壁１０５と１０７、及び電源１２を使用して
区域壁１０５と１０７についてステップ１から３を繰り返す。 ステップ５：ＬＭＦＣ２１、区域壁１０１と１０３、及び電源１１を使用して
区域壁１０１と１０３についてステップ１から３を繰り返す。
【００８１】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに加えて、ウエハ３１の全表面を同時に電解研磨するために以下のプロセスス
テップを採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１，１２及び１３をオンする。既に説明したように、各電
源１１，１２及び１３の電流は、対応するカソードにより覆われるウエハ３１の
表面積に比例して適切に設定される。
【００８２】 ステップ２：ＬＭＦＣ２１，２２及び２３をオンし、区域壁１０１，１０３，
１０５，１０７及び１０９をウエハ３１に近づけるように移動する。既に説明し
たように、ＬＭＦＣ２１，２２及び２３からの電解液３４の流量レートは、対応
するカソードにより覆われるウエハ３１の表面積に比例して適切に設定されてい
る。 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達すると同時
に電源１１，１２及び１３をオフする。更に、電源１１，１２及び１３は、（図
１Ａの）メタル層１２１の厚さの一様性を調整するように、異なる時間にオフさ
れる。
【００８３】 図２１Ａと図２１Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の２つ
の更に別の実施例を示す。図２１Ａの実施例は、この実施例ではカソード１，２
，３及び４と区域壁１０９，１０７，１０５及び１０３が６個の部分に分けられ
ている点を除けば、図７Ａと図７Ｂの実施例と同じである。図２１Ｂの実施例は
、この実施例ではカソード１，２及び３と区域壁１０９，１０７，１０５，１０
３及び１０１が６個の部分に分けられている点を除けば、図１３Ａと図１３Ｂの
実施例と同じである。しかし、図２１Ａと図２１Ｂの両方の実施例に関して、本
発明の趣旨及び／又は範囲から逸脱しないで、どのような個数の区域を使用して
もよい。
【００８４】 更に、以下の表で説明するように、各種の組み合わせで、カソードは１個以上
の電源に接続され、区域は１個以上のＬＭＦＣに接続されることが可能である。
【００８５】
【表２】
【００８６】 上記の表では、組み合わせ番号１，２，４及び５の動作は、各種の別の実施例
に関連して既に説明したのと同一である。組み合わせ番号３，６，８及び９の動
作は、各種の他の別の実施例に関連して以下に詳細を説明する。 図２２Ａと図２２Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図２２Ａと図２２Ｂの実施例は、（図７Ａと図７Ｂの）カソ
ード１，２及び３と（図７Ａと図７Ｂの）区域壁１０９，１０７，１０５，１０
３及び１０１が、複数のチューブ５０３内に適切に設置された複数の棒型（ロッ
ド型）カソード５０１により置き換えられた以外は、図７Ａと図７Ｂの実施例と
同じである。この別の実施例では、電解液３４は複数のチューブ５０３を通って
電解研磨レセプタクル１００に供給され、ウエハ３１の表面に接触し、そして複
数の排出穴（ドレイン穴）５００を通って電解研磨レセプタクル１００の外に排
出される。図２２Ａに示すように、この別の実施例では、カソード５０１、複数
のチューブ５０３及び複数の排出穴５００は円形パターンに配列されるのが望ま
しい。しかし、図２３Ａから図２３Ｃを参照すると、カソード５０１、複数のチ
ューブ５０３及び複数の排出穴５００は、三角形（図２３Ａ）、四角形（図２３
Ｂ）、楕円（図２３Ｃ）などのような各種の他のパターンにも構成できる。
【００８７】 更に、以下の表で説明するように、カソード５０１と複数のチューブ５０３は
、それぞれ各種の組み合わせで（図７Ｂの）電源１１，１２及び１３と（図７Ｂ
の）ＬＭＦＣ２１，２２及び２３に接続することが可能である。
【００８８】
【表３】
【００８９】 上記の表では、組み合わせ番号１，２，４及び５の動作は、各種の別の実施例
に関連して既に説明したのと同一である。組み合わせ番号３，６，８及び９の動
作は、各種の他の別の実施例に関連して以下に詳細を説明する。 図２４Ａと図２４Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図２４Ａと図２４Ｂの実施例は、（図７Ａと図７Ｂの）カソ
ード１，２及び３と（図７Ａと図７Ｂの）区域壁１０９，１０７，１０５，１０
３及び１０１が、カソード２４０、バー２４２、及びバルブ２０２，２０４，２
０６，２０８，２１０，２１２，２１４，２１６及び２１８で置き換えられた以
外は、図７Ａと図７Ｂの実施例と同じである。この別の実施例では、電源の個数
は電源２００に低減されている。更に、バルブ２０２，２０４，２０６，２０８
，２１０，２１２，２１４，２１６及び２１８は、より一様な電解研磨プロセス
を可能にするため、バー２４２上で対称に配置されている。
【００９０】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。 ステップ１：電源２００をオンする。 ステップ２：ポンプ３３、ＬＭＦＣ５５及び駆動機構３０をオンする。バルブ
２０２と２１８をオンし、電解液３４がバルブ２０２と２１８上のウエハ３１の
部分にだけ接触する。この方法で、バルブ２０２と２１８上のウエハ３１の部分
上の（図１Ａの）メタル層１２１が電解研磨される。
【００９１】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に、
電源２００、ＬＭＦＣ５５及びバルブ２０２と２１８をオフする。 ステップ４：バルブ２０４と２１６についてステップ１から３を繰り返す。 ステップ５：バルブ２０６と２１４についてステップ１から３を繰り返す。 ステップ６：バルブ２０８と２１２についてステップ１から３を繰り返す。 ステップ７：バルブ２１０についてステップ１から３を繰り返す。
【００９２】 上記の研磨プロセスの間、図８に示したように、電源２００はＤＣモードで動
作するか、各種のパルスモードで動作する。更に、ポンプ３３とバルブ２０２及
び２１６、又は２０４及び２１４、又は２０６と２１２、又は２１０をオンした
後、電源をオンする。
【００９３】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに加えて、ウエハ３１の全表面を同時に研磨するのに以下のプロセスステップ
を採用するのが望ましい。 ステップ１：電源２００をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ５５及びすべてのバルブ２０２，２０４，２０６，２０
８，２１０，２１２，２１４，２１６及び２１８をオンし、電解液３４がウエハ
３１の全表面部分に実質的に接触する。そして、
【００９４】 ステップ３：フィルム厚が設定値に到達した時に電源２００とすべてのバルブ
をオフする。更に、バルブ２０２，２０４，２０６，２０８，２１０，２１２，
２１４，２１６及び２１８は、ウエハ３１上の（図１Ａの）メタル層１２１の厚
さの一様性を調整するため、異なる時間にオフできる。 図２５を参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に別の実施例を
示す。図２５の実施例は、すべてのバルブがより一様な電解研磨を可能にするた
めバー２４２上の異なる半径でバー２４２上に配置されている以外は、図２４Ａ
と図２４Ｂの実施例と同じである。
【００９５】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。 ステップ１：（図２４Ｂの）電源２００をオンする。 ステップ２：（図２４Ｂの）ポンプ３３、（図２４Ｂの）ＬＭＦＣ５５及び（
図２４Ｂの）駆動機構３０をオンする。バルブ２１８をオンし、電解液３４がバ
ルブ２１８上のウエハ３１の部分にだけ接触する。この方法では、バルブ２１８
上のウエハ３１の部分の上の（図１Ａの）メタル層１２１が電解研磨される。
【００９６】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に電
源２００、（図２４Ｂの）ＬＭＦＣ５５及びバルブ２１８をオフする。 ステップ４：バルブ２０４に対してステップ１から３を繰り返す。 ステップ５：バルブ２１６に対してステップ１から３を繰り返す。 ステップ６：バルブ２０６に対してステップ１から３を繰り返す。 ステップ７：バルブ２１４，２０８，２１２及び２１０に対してステップ１か
ら３を繰り返す。
【００９７】 上記の研磨プロセスの間、図８に示すように、（図２４Ｂの）電源２００はＤ
Ｃモードで動作するか、各種のパルスモードで動作する。更に、電解研磨シーケ
ンスは、本発明の趣旨及び／又は範囲を逸脱しないで、ウエハ３１の中心からウ
エハ３１のエッジに向かって開始できる。
【００９８】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに加えて、ウエハ３１の全表面を同時に電解研磨するには、以下のプロセスス
テップを採用するのが望ましい。 ステップ１：（図２４Ｂの）電源２００をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ５５及びすべてのバルブ２０４，２０６，２０８，２１
０，２１２，２１４，２１６及び２１８をオンし、電解液３４がウエハ３１の全
表面部分に実質的に接触する。そして、
【００９９】 ステップ３：フィルム厚が設定値に到達した時に（図２４Ｂの）電源２００と
すべてのバルブをオフする。更に、バルブ２０２，２０４，２０６，２０８，２
１０，２１２，２１４，２１６及び２１８は、（図２４Ｂの）ウエハ３１上の（
図１Ａの）メタル層１２１の厚さの一様性を調整するため、異なる時間にオフで
きる。
【０１００】 図２６を参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に別の実施例を
示す。図２６の実施例は、十字形のバー２４４を形成するように付加的なバーが
加えられている点以外は図２５の実施例と同じである。バルブ２０２，２１８，
２０４と２１６，２０６と２１４，２０８と２１２は、（図２６に示すように）
バー２４４の水平部分上に対称に配置されている。同様に、バルブ２２０と２３
６，２２２と２３４，２２４と２３２は、（図２６に示すように）バー２４４の
垂直部分上に対称に配置されている。
【０１０１】 更に、図２６に示すように、バー２４４の水平部分の上のバルブは、バー２４
４の上のバルブより異なる半径に配置されている。 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。
【０１０２】 ステップ１：（図２４Ｂの）電源２００をオンする。 ステップ２：（図２４Ｂの）ポンプ３３、（図２４Ｂの）ＬＭＦＣ５５及び（
図２４Ｂの）駆動機構３０をオンする。バルブ２１８と２０２をオンし、電解液
３４がバルブ２１８と２０２上のウエハ３１の部分にだけ接触する。この方法で
は、バルブ２１８と２０２上のウエハ３１の部分の上の（図１Ａの）メタル層１
２１が電解研磨される。
【０１０３】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に（
図２４Ｂの）電源２００、（図２４Ｂの）ＬＭＦＣ５５及びバルブ２１８と２０
２をオフする。 ステップ４：バルブ２２０と２３６に対してステップ１から３を繰り返す。 ステップ５：バルブ２０４と２１６に対してステップ１から３を繰り返す。 ステップ６：バルブ２２２と２３４に対してステップ１から３を繰り返す。 ステップ７：バルブ２０６と２１４，２２４と２３１，２０８と２１２及び２
１０だけに対してステップ１から３をそれぞれ繰り返す。
【０１０４】 上記の研磨プロセスの間、図８に示すように、（図２４Ｂの）電源２００はＤ
Ｃモードで動作するか、各種のパルスモードで動作する。 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに加えて、ウエハ３１の全表面を同時に研磨するのに以下のプロセスステップ
を採用するのが望ましい。 ステップ１：（図２４Ｂの）電源２００をオンする。 ステップ２：（図２４Ｂの）ポンプ３３、（図２４Ｂの）ＬＭＦＣ５５及びす
べてのバルブ２０４，２０６，２０８，２１０，２１２，２１４，２１６，２１
８，２２０，２２２，２２４，２３２，２３４及び２３６をオンし、電解液３４
がウエハ３１の全表面部分に実質的に接触する。そして、
【０１０５】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１の厚さが設定値に到達した時に（図
２４Ｂの）電源２００とすべてのバルブをオフする。すべてのバルブ２０４，２
０６，２０８，２１０，２１２，２１４，２１６，２１８，２２０，２２２，２
２４，２３２，２３４及び２３６は、（図２４Ｂの）ウエハ３１上の（図１Ａの
）メタル層１２１の厚さの一様性を調整するため、異なる時間にオフできる。
【０１０６】 図２７Ａ、図２７Ｂ及び図２７Ｃを参照して、本発明の各種の態様に基づく、
本発明の３つの更に別の実施例を示す。図２７Ａの実施例は、この実施例では３
本のバーが使用されている点を除けば、図２４Ａと図２４Ｂの実施例と同じであ
る。２つの隣接するバーの間の角度は約６０度である。図２７Ｂの実施例は、４
本のバーが使用されている点を除けば、図２４Ａと図２４Ｂの実施例と同じであ
る。２つの隣接するバーの間の角度は約４５度である。図２７Ｃの実施例は、半
分のバーが使用されている点を除けば、図２４Ａと図２４Ｂの実施例と同じであ
る。しかし、どのような本数のバーを使用することも、本発明の趣旨及び／又は
範囲から逸脱しない。更に隣接するバーのどのような角度も、本発明の趣旨及び
／又は範囲から逸脱しない。
【０１０７】 これまで説明した別の実施例では、電解研磨シーケンスは、ウエハ３１の周辺
に近いバルブから開始するか、ウエハ３１の中心から開始するか、ランダムに開
始する。（図１Ａの）（より大きな直径の）非研磨メタル層１２１は、（図１Ａ
の）（小さな直径の）メタル層１２１の次の部分を研磨するための電流を流すの
に使用できるので、ウエハ３１の中心から開始するのが好ましい。
【０１０８】 図２８Ａと図２８Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図２８Ａと図２８Ｂの実施例は、位置が固定されたバルブ２
０２，２０４，２０６，２０８，２１０，２１２，２１４，２１６及び２１８が
２つの可動のジェット２５４で置き換えられている点を除けば、図２４Ａと図２
４Ｂの実施例と同じである。可動のジェット２５４は、ウエハ３１に隣接して配
置され、ウエハ３４の特定の部分に電解液３４を印加する。更に、可動のジェッ
ト２５４は、バー２５０の上にあり、図２８Ａと図２８Ｂに示すように、Ｘ方向
に沿って移動できる。更に、この例示の実施例では、新鮮な電解液が柔軟なパイ
プ２５８を通って供給される。
【０１０９】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。 ステップ１：電源２００をオンする。 ステップ２：ポンプ３３、及び駆動機構３０をオンする。バルブ３５６をオン
し、電解液３４がバルブ３５６上のウエハ３１の部分にだけ接触する。この方法
では、バルブ３５６上のウエハ３１の部分の上の（図１Ａの）メタル層１２１が
電解研磨される。
【０１１０】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に電
源２００、ＬＭＦＣ２００及びバルブ３５６をオフする。 ステップ４：カソードジェット２５４を次の位置に移動する。そして、 ステップ５：（図１Ａの）メタル層１２１がウエハ３１から電解研磨されるま
でステップ１から４を繰り返す。
【０１１１】 図２９Ａと図２９Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図２９Ａと図２９Ｂの実施例は、研磨速度を増加するために
、２個の付加的な可動カソードジェットがＹ方向に加えられている点を除けば、
図２８Ａと図２８Ｂの実施例と同じである。しかし、プロセスシーケンスは、図
２８Ａと図２８Ｂのそれに似ている。
【０１１２】 図３０Ａと図３０Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図３０Ａと図３０Ｂの実施例は、ウエハ３１が電解液３４内
に浸漬される点を除けば、図２８Ａと図２８Ｂの実施例と同じである。可動ジェ
ット２５４は、ウエハ３１に近接して配置され、ウエハ３１の特定の部分の上で
研磨電流を収束する。この別の実施例では、可動ジェット２５４とウエハ３１の
間のギャップは、約０．１mmから約５mmの範囲であり、約１mmが望ましい。更に
、プロセスシーケンスは、図２８Ａと図２８Ｂのそれに似ている。
【０１１３】 図３１Ａと図３１Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図３１Ａと図３１Ｂの実施例は、新鮮な電解液２５４が、柔
軟なパイプ２５８を通して可動ジェット２５２と２５４から供給される代わりに
、パイプ２６０から供給される点を除けば、図３０Ａと図３０Ｂの実施例と同じ
である。ウエハ３１は電解液３４の中に浸漬することもでき、可動ジェット２５
２と２５４はウエハ３１に近接して配置されウエハ３１の特定の部分に研磨電流
を収束させる。この別の実施例では、可動ジェット２５２及び２５４とウエハ３
１の間のギャップは約０．１mmから約５mmの範囲であり、約１mmであることが望
ましい。更に、プロセスシーケンスは図２８Ａと図２８Ｂのそれに似ている。
【０１１４】 図３２Ａ、図３２Ｂ、図３２Ｃ及び図３２Ｄを参照して、本発明の各種の態様
に基づく、本発明の４つの更に別の実施例を示す。図３２Ａは、カソード２５２
とケース２６２を有する可動ジェットを示す。ケース２６２は、テフロン、ＣＰ
ＶＣ、ＰＶＤＦポリプロピレンなどのような絶縁材料から形成される。図３２Ｂ
は、カソード２６６とケース２６４からなる可動ジェットを示す。電解液３４は
、ケース２６４の底に形成された穴を通して供給される。図３２Ｃは、カソード
２６２、電極２７４と２７０、絶縁スペーサ２７２、ケース２６２、及び電源２
７６と２６８を有する可動ジェットを示す。電極２７４は電源２７６の負の出力
に接続され、電極２７０はウエハ３１に接続される。本発明の１つの態様によれ
ば、電極２７６はケース２６２から流れ出す金属イオンをトラップし、従ってケ
ース２６２の外側の部分にフィルムが増強されるのを低減する。更に、電極２７
０は、電極２７６からの電解漏れを防止し、エッチング効果を最小にする。図３
２Ｄの実施例は、ケース２６４が底に電解液３４用の穴を有する点を除けば、図
３２Ｃの実施例に類似している。
【０１１５】 図３４Ａ、図３４Ｂ、図３４Ｃ及び図３４Ｄを参照して、本発明の各種の態様
に基づく、本発明の４つの更に別の実施例を示す。図３４Ａの実施例は、３つの
バーが使用されている点を除けば図２８Ａと図２８Ｂの実施例に類似している。
隣接する２つのバーの角度は約６０度である。図３４Ｂの実施例は、４つのバー
が使用されている点を除けば図２８Ａと図２８Ｂの実施例に類似している。隣接
する２つのバーの角度は約４５度である。図３４Ｃの実施例は、バーの半分が使
用されている点を除けば図２８Ａと図２８Ｂの実施例に類似している。更に、ど
のような個数のバーを使用することも、本発明の趣旨及び／又は範囲から逸脱す
るものではない。更に、隣接する２つのバーをどのような角度で離すかも、本発
明の趣旨及び／又は範囲から逸脱するものではない。図３４Ｄの実施例は、直線
状のバーがらせん状のバーで置き換えられている点を除けば図２８Ａと図２８Ｂ
の実施例に類似している。
【０１１６】 図３５を参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の２つの更に別の実
施例を示す。図３５Ａと図３５Ｂの実施例は、ウエハ３１がそれぞれ上下逆に及
び垂直に配置されている点を除けば図２８Ａと図２８Ｂの実施例に類似している
。 図３６Ａと図３６Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に
別の実施例を示す。図３６Ａと図３６Ｂの実施例は、すべてのカソードが一体の
カソード８で置き換えられている点を除けば図１４Ａと図１４Ｂの実施例に類似
している。この別の実施例では、カソード８は単一の電源１１に接続される。
【０１１７】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ２１とバルブ８２，８３及び８４をオンし、ＬＭＦＣ２
２，２３及び２４とバルブ８１をオフし、電解液３４はサブ研磨槽６６の上のウ
エハ３１の部分にだけ接触し、区域壁１００と１０３，１０３と１０５，１０５
と１０７，１０７と１０９の間のスペースを通って電解液タンク３６に戻る。こ
の方法では、（図１Ａの）メタル層１２１は、サブ研磨槽６６の上のウエハ３１
の部分から電解研磨される。
【０１１８】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に電
源１１をオフし、ＬＭＦＣ２１をオフする。 ステップ４：ＬＭＦＣ２２についてステップ１から３を繰り返す。（ＬＭＦＣ
２２、バルブ８１，８３，８４、電源１１をオンし、ＬＭＦＣ２１，２３，２４
、バルブ８２をオフする。） ステップ５：ＬＭＦＣ２３についてステップ１から３を繰り返す。（ＬＭＦＣ
２３、バルブ８１，８２，８４、電源１１をオンし、ＬＭＦＣ２１，２２，２４
、バルブ８３をオフする。） ステップ６：ＬＭＦＣ２４についてステップ１から３を繰り返す。（ＬＭＦＣ
２４、バルブ８１，８２，８３、電源１１をオンし、ＬＭＦＣ２１，２２，２３
、バルブ８４をオフする。）
【０１１９】 上記の研磨プロセスで、ウエハ３１の周辺からウエハ３１の中心に研磨する代
わりに、研磨を中心から周辺に行うことも、各種のカソードシーケンスを選択し
てランダムに行うこともできる。 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、ウエハ３１の全表面を同時に電解研磨するのに以下のプロセスステップを
採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１をオンする。
【０１２０】 ステップ２：ＬＭＦＣ２１，２２，２３及び２４とバルブ８１，８２，８３及
び８４をオンする。各ＬＭＦＣ２１，２２及び２３からの電解液３４の流量レー
トは、対応するカソードが覆うウエハ３１の表面積に比例して設定されている。
そして、 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に、
電源１１とＬＭＦＣ２１，２２，２３及び２４をオフする。更に、電源１１，１
２及び１３は、（図１Ａの）メタル層１２１の厚さの一様性を調整するために異
なる時間にオフできる。
【０１２１】 ＬＭＦＣは、図３７に示すように研磨するフィルム厚の一様性を調整するため
に異なる時間にオフできる。時間ｔ1 に、ＬＭＦＣ２１、２３及び２４だけがオ
フされ、バルブ８１，８３及び８４もオフされる。従って、電解液３４はサブ研
磨槽６４の上のウエハ３１の部分以外には接触しない。電源１１がオンのままで
あるので、（図１Ａの）メタル層１２１はサブ研磨槽６４の上のウエハ３１の部
分から電解研磨される。時間ｔ2 に、ＬＭＦＣ２２がオフされる。同様に、ＬＭ
ＦＣ２４が時間ｔ3 にオンされ、時間ｔ4 にオフされ、サブ研磨槽６０の上のウ
エハ３１の部分の余分の研磨が行われる。時間ｔ2 とｔ4 は、ウエハの厚さの一
様性を測定して精密に調整される。
【０１２２】 図３８Ａ及び図３８Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更
に別の実施例を示す。図３８Ａ及び図３８Ｂの実施例は、すべてのカソードが単
一の電源１１に接続されている点を除けば図７Ａと図７Ｂの実施例に類似してい
る。電解液３４は選択的に電解研磨されるウエハ３１の部分にだけ接触するので
、大部分の研磨電流は、カソードから来て、ウエハ３１のその部分に行く。研磨
プロセスステップは、電源１２及び１３を置き換える電源１１を有するが、図７
Ａと図７Ｂのそれに似ている。
【０１２３】 図３９Ａ及び図３９Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更
に別の実施例を示す。図３９Ａ及び図３９Ｂの実施例は、区域壁１０１，１０３
，１０５，１０７及び１０９が流れパターンを調整するために上下に移動する点
を除けば、図３８Ａ及び図３８Ｂの実施例に類似している。図４１に示すように
、区域壁１０５と１０７が上に移動し、電解液は区域壁１０５と１０７の上のウ
エハ３１の部分に流れる。
【０１２４】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ２１だけをオンし、区域壁１０１と１０３をウエハ３１
に近づけるように移動し、電解液３４は区域壁１０１と１０３の上のウエハ３１
の部分にだけ接触する。この方法では、区域壁１０１と１０３の上のウエハ３１
の部分の上の（図１Ａの）メタル層１２１が研磨される。
【０１２５】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に、
電源１１をオフし、ＬＭＦＣ２１をオフし、区域壁１０１と１０３を下の位置に
移動する。 ステップ４：ＬＭＦＣ２２と区域壁１０５と１０７を使用して、区域壁１０５
と１０７についてステップ１から３を繰り返す。そして、 ステップ５：ＬＭＦＣ２３と区域壁１０９を使用して、区域壁１０９について
ステップ１から３を繰り返す。 ステップ６：ＬＭＦＣ２４についてステップ１から３を繰り返す。
【０１２６】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
場合に、ウエハ３１の全表面を同時に電解研磨するのに以下のプロセスステップ
を採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ２１，２２及び２３をオンし、すべての区域壁１０１，
１０３，１０５，１０７とチューブ１０９をウエハ３１に近づけるように移動す
る。ＬＭＦＣ２１，２２，２３及び２４からの電解液３４の流量レートは、対応
するカソードにより覆われるウエハ３１の表面積に比例して設定されている。そ
して、
【０１２７】 ステップ３：すべての区域壁を低い位置に移動し、すべてのＬＭＦＣを同時に
オフし、電源１１をオフする。厚さの一様性を調整するために、電源１１をオン
した状態で、区域壁の各組は異なる時間に下に移動できる。例えば、図３９Ａと
図３９Ｂに示すように、区域壁１０５と１０７はＬＭＦＣ２２がオンした状態で
より高い位置を維持する。ウエハ３１は、区域壁１０５と１０７の間の部分で選
択的に電解研磨される。
【０１２８】 図４０Ａ及び図４０Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更
に別の実施例を示す。図４０Ａ及び図４０Ｂの実施例は、複数の電源と単一のＬ
ＭＦＣを有し、上側にバリヤ層を有する基板上の（図１Ａの）メタル層１２１を
直接研磨する実施例を示す。図４０Ａ及び図４０Ｂの実施例は、ＬＭＦＣ２１，
２２，２３及び２４が単一のＬＭＦＣ５５で置き換えられている点を除けば、図
１４Ａ及び図１４Ｂの実施例に類似している。
【０１２９】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１をオンして電極４に負の電位を出力し、電源１２，１３
及び１４をオンして電極３，２及び１に正又はゼロの電位をそれぞれ出力する。 ステップ２：ＬＭＦＣ５５をオンし、ウエハ全体を電解液３４に浸漬する。こ
の方法では、（図１Ａの）メタル層１２１はカソード４上のウエハ３１の部分か
らだけ研磨されて取り去られる。
【０１３０】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に、
電源１１をオフする。 ステップ４：カソード３についてステップ１から３を繰り返す。（電源１２を
オンしてカソード３に正の電位を出力し、電源１１，１３及び１４をオンして電
極４，２及び１に負の電位をそれぞれ出力する。）
【０１３１】 ステップ５：カソード２についてステップ１から３を繰り返す。（電源１３を
オンしてカソード２に正の電位を出力し、電源１１，１２及び１４をオンして電
極４，３及び１に負の電位をそれぞれ出力する。） ステップ６：カソード１についてステップ１から３を繰り返す。（電源１４を
オンしてカソード１に正の電位を出力し、電源１１，１２及び１３をオンして電
極４，３及び２に負の電位をそれぞれ出力する。）
【０１３２】 図４１は、（カソード４上の）ウエハ部分（エリア）４，３，２そして１を研
磨するための電源のオン／オフシーケンスを示す。電源出力波形は、図４２に示
したような変形された正弦波、単極性パルス、逆パルス、パルス上に重ねたパル
ス、又は２重パルスなどのような各種の波形から選択できる。 上記の研磨プロセスで、ウエハ３１の周辺からウエハ３１の中心に研磨する代
わりに、研磨を中心から周辺に行うことも、各種のカソードシーケンスを選択し
てランダムに行うこともできる。
【０１３３】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
場合に、ウエハ３１の全表面を同時に電解研磨するのに以下のプロセスステップ
を採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１，１２，１３及び１４をオンする。各電源１１，１２，
１３及び１４の電流は、対応するカソードにより覆われるウエハ３１の表面積に
比例して設定されている。
【０１３４】 ステップ２：ＬＭＦＣ５５をオンする。そして、 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に、
同時に電源１１，１２，１３及び１４をオフする。更に、電源１１，１２，１３
及び１４は、（図１Ａの）メタル層１２１の厚さの一様性を調整するために、異
なる時間にオフできる。
【０１３５】 図４３Ａ及び図４３Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更
に別の実施例を示す。図４３Ａ及び図４３Ｂの実施例は、複数の電源と単一のＬ
ＭＦＣを有し、上側に（図１Ａの）バリヤ層１２２を有する（図１Ａの）基板１
２３上の（図１Ａの）メタル層１２１を直接研磨する装置の実施例を示す。図４
３Ａ及び図４３Ｂの実施例は、区域壁が流れパターンを調整するように上下に移
動する点を除けば、図４０Ａ及び図４０Ｂの実施例に類似している。図４３Ａ及
び図４３Ｂに示すように、区域壁１０５と１０７が上に移動し、電解液が壁１０
５と１０７の上のウエハ３１の部分に流れる。
【０１３６】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ５５をオンし、区域壁１０１と１０３をウエハ３１に近
づけるように移動し、電解液３４が区域壁１０１と１０３の上のウエハ３１の部
分にのみ接触する。この方法では、区域壁１０１と１０３の上のウエハ３１の部
分の上の（図１Ａの）メタル層１２１が研磨される。
【０１３７】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に、
電源１１をオフし、区域壁１０１と１０３を下の位置に移動する。 ステップ４：区域壁１０５と１０７及び電源１２を使用して、区域壁１０５と
１０７についてステップ１から３を繰り返す。 ステップ５：区域壁１０９及び電源１３を使用して、区域壁１０９についてス
テップ１から３を繰り返す。
【０１３８】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
場合に、ウエハ３１の全表面を同時に電解研磨するのに以下のプロセスステップ
を採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１，１２，１３及び１４をオンする。各電源１１，１２，
１３及び１４の電流は、対応するカソードにより覆われるウエハ３１の表面積に
比例して設定されている。
【０１３９】 ステップ２：ＬＭＦＣ５５をオンし、区域壁１０１，１０３，１０５，１０７
及び１０９をウエハ３１に近づけるように移動する。そして、 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１の厚さの一様性が設定値又は厚さに
到達した時に、同時に電源１１，１２及び１３をオフする。更に、電源１１，１
２及び１３は、（図１Ａの）メタル層１２１の厚さの一様性を調整するために、
異なる時間にオフできる。
【０１４０】 図４４Ａ及び図４４Ｂを参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更
に別の実施例を示す。図４４Ａ及び図４４Ｂの実施例は、単一の電源と単一のＬ
ＭＦＣを有し、上側に（図１Ａの）バリヤ層１２２を有する（図１Ａの）基板１
２３上の（図１Ａの）メタル層１２１を直接研磨する装置の実施例を示す。図４
４Ａ及び図４４Ｂの実施例は、１つの電源１１が使用され、すべてのカソードが
単一の電源１１に接続されている点を除けば、図４３Ａ及び図４３Ｂの実施例に
類似している。同様に、区域壁は流れパターンを調整するために上下に移動でき
る。図４４Ａ及び図４４Ｂに示すように、区域壁１０５と１０７が上に移動し、
電解液が壁１０５と１０７の上のウエハ３１の部分に流れる。
【０１４１】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
のに、以下のプロセスステップを採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ５５をオンし、区域壁１０１と１０３をウエハに近づけ
るように移動し、電解液３４が区域壁１０１と１０３の上のウエハ３１の部分に
のみ接触する。この方法では、区域壁１０１と１０３の上のウエハ３１の部分の
上の（図１Ａの）メタル層１２１が電解研磨される。
【０１４２】 ステップ３：（図１Ａの）メタル層１２１が設定値又は厚さに到達した時に、
電源１１をオフし、区域壁１０１と１０３を下の位置に移動する。 ステップ４：区域壁１０５と１０７についてステップ１から３を繰り返す。（
区域壁１０５と１０７をウエハに近づけるように移動し、電源１１をオンする。
） ステップ５：区域壁１０９についてステップ１から３を繰り返す。（区域壁１
０９をウエハに近づけるように移動し、電源１１をオンする。）
【０１４３】 上記のこの別の実施例を使用して、ウエハ３１の部分を選択的に電解研磨する
場合に、ウエハ３１の全表面を同時に電解研磨するのに以下のプロセスステップ
を採用するのが望ましい。 ステップ１：電源１１をオンする。 ステップ２：ＬＭＦＣ５５をオンし、区域壁１０１，１０３，１０５，１０７
及び１０９をウエハに近づけるように移動する。そして、
【０１４４】 ステップ３：すべての区域壁を同時に下の位置に移動し、電源１１をオフする
。区域壁の各組は、厚さの一様性を調整するために、電源１１をオンした状態で
異なる時間に移動できる。例えば、図４４Ａと図４４Ｂに示すように、区域壁１
０５と１０７は、電源１１がオンの状態で高い位置を維持する。区域壁１０５と
１０７の上のウエハの部分では、その部分の上のフィルムが余分に研磨される。
余分な研磨時間長と位置は、後でウエハの厚さの一様性をフィルムの特性により
解析して決定される。
【０１４５】 図４５及び図４６を参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の２つの
更に別の実施例を示す。図４５及び図４６は、その場での（インサイチュ）フィ
ルム厚の一様性モニタを有するように構成した実施例を示す。センサ５００は、
超音波型の厚さ測定センサである。センサ５００からの検出信号は、コンピュー
タ５０２の送られる。インサイチュ厚さデータは研磨一様性及び最終の厚さを調
整又は制御するのに使用される。
【０１４６】 図４７を参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の４つの更に別の実
施例を示す。図４７は、スタンドアロン型で、自動ウエハ搬送機構を有する完全
コンピュータ制御のウエハ処理ツールで、ウエハが乾燥した状態で入って乾燥し
た状態で出る性能を有するクリーニングモジュールであるように構成された実施
例を示している。５個のスタック型の研磨レセプタクル３００，３０２，３０４
，３０６及び３０８と、５個のスタック型のクリーニング／乾燥チャンバ３１０
，３１２，３１４，３１６及び３１８と、ロボット３２２と、ウエハカセット３
２０及び３２１と、電解液タンク３６と、配置ボックス３３０とを有する。前述
のように、研磨槽３００は複数のカソード、複数の電源、複数の区域壁又はチュ
ーブ、ウエハチャック、及び電解研磨の間ウエハ３１を回転又は振動する駆動機
構を有する。電解液タンク３６は、温度制御センサを有する。配置ボックス３３
０は、ポンプ、ＬＭＦＣ、バルブ、フィルタ及び配管を有する。研磨システムは
、コンピュータ制御ハードウエアと適当なオペレーティング・ソフトウエア・パ
ッケージとを更に有する。動作プロセスシーケンスは、次の通りである。
【０１４７】 ステップＡ：手動又はロボット３２２を使用して、ウエハカセット３２０及び
３２１をロードする。 ステップＢ：レシピを選択して動作ボタンを押す。 ステップＣ：システムの一部又はすべてをチェックし、システムに存在するア
ラームをモニタする制御ソフトウエアを使用してシステムを初期化する。 ステップＤ：初期化終了の後、ロボット３２２はカセット３２０又は３２１か
らウエハを取り出し、研磨レセプタクル３００，３０２，３０４，３０６又は３
０８の１つの送る。
【０１４８】 ステップＥ：ウエハ上の（図１Ａの）メタル層１２１は電解研磨される。 ステップＦ：電解研磨の後、ロボット３２２は研磨レセプタクルから研磨した
ウエハを取り出し、クリーニング／乾燥チャンバ３１０，３１２，３１４，３１
６及び３１８の１つに搬送する。 ステップＧ：研磨したウエハはクリーニングされる。 ステップＨ：電解研磨したウエハは、スピン乾燥及び／又はＮ2 パージのよう
な適当な乾燥プロセスを使用して乾燥される。 ステップＩ：最後に、乾燥したウエハは手動又はロボット３２２を使用して、
ウエハカセット３２０及び３２１に運ばれる。
【０１４９】 図４８は、複数のウエハを同時に研磨するためのプロセスシーケンスを示す。
複数のウエハを同時に研磨するためのプロセスシーケンスは、プロセスＩの後に
カセット３２０又は３２１に残っている未処理のウエハをコンピュータがチェッ
クする以外、単一ウエハを電解研磨するのに類似している。カセット３２０又は
３２１に未処理のウエハが残っている時には、システムはステップＡに戻る（す
なわち、新しいカセットをロードするか、カセットを交換する。）。カセット３
２０又は３２１に未処理のウエハがまだ残っている時には、システムはステップ
Ｄに戻る（すなわち、ロボット３２２はカセットから未処理のウエハを取り出し
、研磨レセプタクルに運ぶ。）。
【０１５０】 プロセスステップＥは、２つのプロセス・ステップを有し、１番目はウエハ上
の（図１Ａの）メタル層を選択的に電解研磨し、２番目はウエハ全面の（図１Ａ
の）メタル層を選択的に電解研磨する。 １つのチャンバ内の１枚のウエハをクリーニングする代わりに、クリーニング
プロセスは異なるチャンバ内で行うこともできる。クリーニングプロセスは、い
くつかのステップで構成でき、各ステップは異なる溶液、異なる溶液濃度、又は
異なるハードウエアを使用してもよい。
【０１５１】 ５個の研磨レセプタクルと５個のクリーニング／乾燥チャンバを配置する代わ
りに、研磨レセプタクルとクリーニング／乾燥チャンバの個数を以下の表に示す
ように変化させることもできる。
【表４】 本発明の各種の態様に応じて、上記の表では形式４，５，６及び７が望ましい
。
【０１５２】 図４９を参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に別の実施例を
示す。図４９は、ウエハ研磨ツールとして構成された実施例を示している。図４
９の実施例は、カセット３２０がロボット３２３により上下に移動する点を除け
ば、図４７の実施例と類似している。カセット３２０の位置は、研磨レセプタク
ル又はクリーニング／乾燥チャンバの位置に合うように上下に移動する。従って
、ロボット３２２は、カセット３２０から未処理のウエハを取り出す時又はカセ
ット３２０に処理済のウエハを戻す時に、Ｚ方向に移動する必要がない。この方
法では、ロボット３２２の動作速度が増加する。
【０１５３】 図５０を参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に別の実施例を
示す。図５０に示す実施例は、ロボット３２３自体がＸ方向に移動する点以外は
、図４７の実施例と類似している。従って、ロボット３２２は、Ｚ軸の回りを回
転する必要はない。
【０１５４】 図５１を参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に別の実施例を
示す。図５１に示す実施例は、研磨レセプタクル又はクリーニング／乾燥チャン
バが１つのコラム内に配置されている点以外は、図４７の実施例と類似している
。図４７の実施例と比較して、システムの設置面積が低減されるが、ウエハのス
ループットは遅くなる。
【０１５５】 図５２を参照して、本発明の各種の態様に基づく、本発明の更に別の実施例を
示す。図５２に示す実施例は、研磨レセプタクル又はクリーニング／乾燥チャン
バの３つのコラムと、リニアに移動可能なロボット３２２と、動作スクリーン３
４０と、互いに隣接して積み上げられた２つのカセットと、配置ボックスと、電
解液タンク３６とを有する。研磨プロセスステップは図４７で説明したのと類似
している。
【０１５６】 図５４を参照して、本発明に基づく、（図１Ａの）メタル層１２１を研磨する
ための装置の更に別の実施例を示す。図５４の実施例は、複数のジェットが単一
のジェット２５５で置き換えられている点以外は、図２８Ａと図２８Ｂの実施例
に類似している。更に、カソードジェット２５５は、ウエハ３１がＸ軸に沿って
（左右に）移動する間停止して留まる。特に、この例示の実施例では、ウエハ３
１が駆動手段３０とガイドバー３５により実質的に同時にＸ軸方向に回転及び移
動指せられる間、カソードジェット２５５は電解液をウエハ３１の選択された部
分に吹き付ける。ウエハ３１が左側に移動した時、カソードジェット２５５は電
解液をウエハ３１の中心部分に吹き付ける。ウエハ３１が右側に移動した時、カ
ソードジェット２５５は電解液をウエハ３１の周辺部分に吹き付ける。本発明の
１つの態様によれば、ウエハ３１の回転速度は、研磨プロセスの間一定のレート
に保持される。ウエハ３１がＸ軸に沿って移動する速度は、駆動手段３０がウエ
ハ３１の中心部分をカソードジェット２５５から遠ざけるように移動するに従っ
て、大から小に変化する。ウエハ３１のＸ軸に沿ったこの速度（Ｖｘ）は、次の
式で表される。 Ｖｘ＝Ｃ／（π（ｘ＋ｒ）2 ） ｘ＜ｒの時 Ｃ／（π（（ｘ＋ｒ）2 −（ｘ−ｒ）2 ）） ｘ＞ｒの時 ここで、Ｃは定数で、ｘはウエハ３１の中心とカソードジェット２５５の間の
ｘ軸方向の距離であり、ｒはカソードジェット２５５により作られる液体コラム
の半径である。
【０１５７】 しかし、本発明の趣旨及び／又は範囲から逸脱することなく、ウエハ研磨セル
の構成に関する各種の変形例が可能である。例えば、ウエハ３１とカソードジェ
ット２５５の間の角度は一定に維持されるか、角度が研磨プロセスの間変化して
もよい。ウエハ自体は、研磨レセプタクル１００に対してどのような角度で位置
してもよい。図５４の実施例では、ウエハ３１が移動する代わりにジェット２５
５が移動しても、またジェット２５５とウエハ３１の両方が移動しても、同じ結
果が得られる。図５４の侍史例では、ウエハ３１は電解液のジェット流により接
触される代わりに、電解液に浸漬してもよい。
【０１５８】 以上述べたように、付属の図面に示した多数の別の実施例と関連させて本発明
を説明したが、本発明の趣旨及び／又は範囲を逸脱することなしに、各種の変形
例が可能である。従って、本発明は、図面に示し且つ上記の説明した特定の形式
に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 図１Ａは、本発明の各種の態様に従った半導体ウエハの断面図である。
【図１Ｂ】 図１Ｂは、本発明の各種の態様に従った半導体ウエハの断面図である。
【図１Ｃ】 図１Ｃは、本発明の各種の態様に従った半導体ウエハの断面図である。
【図１Ｄ】 図１Ｄは、本発明の各種の態様に従った半導体ウエハの断面図である。
【図２】 図２は、本発明の各種の態様に従ったウエハの処理を示すフローチャートであ
る。
【図３Ａ】 図３Ａは、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理器具の概略の上面図である
。
【図３Ｂ】 図３Ｂは、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理器具の概略の断面図である
。
【図３Ｃ】 図３Ｃは、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理器具の概略の側面図である
。
【図４Ａ】 図４Ａは、本発明の各種の態様に従った他のウエハの断面図である。
【図４Ｂ】 図４Ｂは、本発明の各種の態様に従った他のウエハの断面図である。
【図４Ｃ】 図４Ｃは、本発明の各種の態様に従った他のウエハの断面図である。
【図４Ｄ】 図４Ｄは、本発明の各種の態様に従った他のウエハの断面図である。
【図５】 図５は、本発明の各種の態様に従ったウエハの処理を示す他のフローチャート
である。
【図６Ａ】 図６Ａは、本発明の各種の態様に従った他のウエハ処理器具の概略の上面図で
ある。
【図６Ｂ】 図６Ｂは、本発明の各種の態様に従った他のウエハ処理器具の概略の断面図で
ある。
【図６Ｃ】 図６Ｃは、本発明の各種の態様に従った他のウエハ処理器具の概略の側面図で
ある。
【図７Ａ】 図７Ａは、本発明の各種の態様に従った電解研磨装置の一部の上面図である。
【図７Ｂ】 図７Ｂは、図７Ａに示した電解研磨装置を、図７Ａの線７Ｂ−７Ｂに沿った一
部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図８】 図８は、図７Ａに示した電解研磨装置と組み合わせて使用される各種の波形を
プロットした図である。
【図９Ａ】 図９Ａは、本発明の各種の態様に従った電解研磨装置の別の実施例の一部の上
面図である。
【図９Ｂ】 図９Ｂは、本発明の各種の態様に従った電解研磨装置の別の実施例の一部の上
面図である。
【図９Ｃ】 図９Ｃは、本発明の各種の態様に従った電解研磨装置の別の実施例の一部の上
面図である。
【図９Ｄ】 図９Ｄは、本発明の各種の態様に従った電解研磨装置の別の実施例の一部の上
面図である。
【図１０】 図１０は、本発明の各種の態様に従った電解研磨方法の一部を示す各種の波形
をプロットした図である。
【図１１Ａ】 図１１Ａは、本発明の各種の態様に従った他の実施例の一部の上面図である。
【図１１Ｂ】 図１１Ｂは、図１１Ａに示した他の実施例の、図１１Ａの線１１Ｂ−１１Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図１２Ａ】 図１２Ａは、本発明の各種の態様に従った第２の他の実施例の一部の上面図で
ある。
【図１２Ｂ】 図１２Ｂは、図１２Ａに示した他の実施例の、図１２Ａの線１２Ｂ−１２Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図１３Ａ】 図１３Ａは、本発明の各種の態様に従った第３の他の実施例の一部の上面図で
ある。
【図１３Ｂ】 図１３Ｂは、図１３Ａに示した他の実施例の、図１３Ａの線１３Ｂ−１３Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図１４Ａ】 図１４Ａは、本発明の各種の態様に従った第４の他の実施例の一部の上面図で
ある。
【図１４Ｂ】 図１４Ｂは、図１４Ａに示した他の実施例の、図１４Ａの線１４Ｂ−１４Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図１５】 図１５は、本発明の各種の態様に従った第５の他の実施例の断面図である。
【図１６Ａ】 図１６Ａは、本発明の各種の態様に従った第６の他の実施例の一部の上面図で
ある。
【図１６Ｂ】 図１６Ｂは、図１６Ａに示した他の実施例の、図１６Ａの線１６Ｂ−１６Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図１７Ａ】 図１７Ａは、本発明の各種の態様に従った第７の他の実施例の一部の上面図で
ある。
【図１７Ｂ】 図１７Ｂは、図１７Ａに示した他の実施例の、図１７Ａの線１７Ｂ−１７Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図１８Ａ】 図１８Ａは、本発明の各種の態様に従った第８の他の実施例の断面図である。
【図１８Ｂ】 図１８Ｂは、本発明の各種の態様に従った第９の他の実施例の断面図である。
【図１９Ａ】 図１９Ａは、本発明の各種の態様に従った第１０の他の実施例の断面図である
。
【図１９Ｂ】 図１９Ｂは、本発明の各種の態様に従った第１１の他の実施例の断面図である
。
【図２０Ａ】 図２０Ａは、本発明の各種の態様に従った第１２の他の実施例の一部の上面図
である。
【図２０Ｂ】 図２０Ｂは、図２０Ａに示した他の実施例の、図２０Ａの線２０Ｂ−２０Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図２１Ａ】 図２１Ａは、本発明の各種の態様に従った第１３の他の実施例の上面図である
。
【図２１Ｂ】 図２１Ｂは、本発明の各種の態様に従った第１４の他の実施例の上面図である
。
【図２２Ａ】 図２２Ａは、本発明の各種の態様に従った第１５の他の実施例の上面図である
。
【図２２Ｂ】 図２２Ｂは、図２２Ａに示した他の実施例の、図２２Ａの線２２Ｂ−２２Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図２３Ａ】 図２３Ａは、本発明の各種の態様に従った第１６の他の実施例の上面図である
。
【図２３Ｂ】 図２３Ｂは、本発明の各種の態様に従った第１７の他の実施例の上面図である
。
【図２３Ｃ】 図２３Ｃは、本発明の各種の態様に従った第１８の他の実施例の上面図である
。
【図２４Ａ】 図２４Ａは、本発明の各種の態様に従った第１９の他の実施例の上面図である
。
【図２４Ｂ】 図２４Ｂは、図２４Ａに示した他の実施例の、図２４Ａの線２４Ｂ−２４Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図２５】 図２５は、本発明の各種の態様に従った第２０の他の実施例の上面図である。
【図２６】 図２６は、本発明の各種の態様に従った第２１の他の実施例の上面図である。
【図２７Ａ】 図２７Ａは、本発明の各種の態様に従った第２２の他の実施例の上面図である
。
【図２７Ｂ】 図２７Ｂは、本発明の各種の態様に従った第２３の他の実施例の上面図である
。
【図２７Ｃ】 図２７Ｃは、本発明の各種の態様に従った第２４の他の実施例の上面図である
。
【図２８Ａ】 図２８Ａは、本発明の各種の態様に従った第２５の他の実施例の上面図である
。
【図２８Ｂ】 図２８Ｂは、図２８Ａに示した他の実施例の、図２８Ａの線２８Ｂ−２８Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図２９Ａ】 図２９Ａは、本発明の各種の態様に従った第２６の他の実施例の上面図である
。
【図２９Ｂ】 図２９Ｂは、図２９Ａに示した他の実施例の、図２９Ａの線２９Ｂ−２９Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図３０Ａ】 図３０Ａは、本発明の各種の態様に従った第２７の他の実施例の上面図である
。
【図３０Ｂ】 図３０Ｂは、図３０Ａに示した他の実施例の、図３０Ａの線３０Ｂ−３０Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図３１Ａ】 図３１Ａは、本発明の各種の態様に従った第２８の他の実施例の上面図である
。
【図３１Ｂ】 図３１Ｂは、図３１Ａに示した他の実施例の、図３１Ａの線３１Ｂ−３１Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図３２Ａ】 図３２Ａは、本発明の各種の態様に従った第２９の他の実施例の一部の断面図
である。
【図３２Ｂ】 図３２Ｂは、本発明の各種の態様に従った第３０の他の実施例の一部の断面図
である。
【図３２Ｃ】 図３２Ｃは、本発明の各種の態様に従った第３１の他の実施例の一部の断面図
である。
【図３２Ｄ】 図３２Ｄは、本発明の各種の態様に従った第３２の他の実施例の一部の断面図
である。
【図３３】 図３３は、本発明の各種の態様に従ったウエハ電解研磨の上面図である。
【図３４Ａ】 図３４Ａは、本発明の各種の態様に従った第３３の他の実施例の上面図である
。
【図３４Ｂ】 図３４Ｂは、本発明の各種の態様に従った第３４の他の実施例の上面図である
。
【図３４Ｃ】 図３４Ｃは、本発明の各種の態様に従った第３５の他の実施例の上面図である
。
【図３４Ｄ】 図３４Ｄは、本発明の各種の態様に従った第３６の他の実施例の上面図である
。
【図３５Ａ】 図３５Ａは、本発明の各種の態様に従った第３７の他の実施例の一部断面図で
ある。
【図３５Ｂ】 図３５Ｂは、本発明の各種の態様に従った第３８の他の実施例の一部の断面図
である。
【図３６Ａ】 図３６Ａは、本発明の各種の態様に従った第３９の他の実施例の一部の上面図
である。
【図３６Ｂ】 図３６Ｂは、図３６Ａに示した他の実施例の、図３６Ａの線３６Ｂ−３６Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図３７】 図３７は、本発明の各種の態様に従った電解研磨方法の一部を示す波形の組で
ある。
【図３８Ａ】 図３８Ａは、本発明の各種の態様に従った第４０の他の実施例の一部の上面図
である。
【図３８Ｂ】 図３８Ｂは、図３８Ａに示した他の実施例の、図３８Ａの線３８Ｂ−３８Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図３９Ａ】 図３９Ａは、本発明の各種の態様に従った第４１の他の実施例の一部の上面図
である。
【図３９Ｂ】 図３９Ｂは、図３９Ａに示した他の実施例の、図３９Ａの線３９Ｂ−３９Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図４０Ａ】 図４０Ａは、本発明の各種の態様に従った第４２の他の実施例の一部の上面図
である。
【図４０Ｂ】 図４０Ｂは、図４０Ａに示した他の実施例の、図４０Ａの線４０Ｂ−４０Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図４１】 図４１は、本発明の各種の態様に従った電解研磨方法の一部を示す波形の組で
ある。
【図４２】 図４２は、本発明と組み合わせて使用される波形の付加的な組である。
【図４３Ａ】 図４３Ａは、本発明の各種の態様に従った第４３の他の実施例の一部の上面図
である。
【図４３Ｂ】 図４３Ｂは、図４３Ａに示した他の実施例の、図４３Ａの線４３Ｂ−４３Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図４４Ａ】 図４４Ａは、本発明の各種の態様に従った第４４の他の実施例の一部の上面図
である。
【図４４Ｂ】 図４４Ｂは、図４４Ａに示した他の実施例の、図４４Ａの線４４Ｂ−４４Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図４５】 図４５は、本発明の各種の態様に従った第４５の他の実施例の、一部が断面の
図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図４６】 図４６は、本発明の各種の態様に従った第４６の他の実施例の、一部が断面の
図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【図４７Ａ】 図４７Ａは、本発明の各種の態様に従った他のウエハ処理器具の概略の上面図
である。
【図４７Ｂ】 図４７Ｂは、本発明の各種の態様に従った他のウエハ処理器具の概略の断面図
である。
【図４７Ｃ】 図４７Ｃは、本発明の各種の態様に従った他のウエハ処理器具の概略の側面図
である。
【図４８】 図４８は、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理器具を制御するソフトウエ
アの一部の動作を示すフローチャートである。
【図４９Ａ】 図４９Ａは、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理器具の他の実施例の概略
の上面図である。
【図４９Ｂ】 図４９Ｂは、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理器具の他の実施例の概略
の断面図である。
【図４９Ｃ】 図４９Ｃは、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理器具の他の実施例の概略
の側面図である。
【図５０】 図５０は、本発明の各種の態様に従った他のウエハ処理器具の他の実施例の一
部の概略の上面図である。
【図５１】 図５１は、本発明の各種の態様に従った他のウエハ処理器具の他の実施例の一
部の概略の上面図である。
【図５２Ａ】 図５２Ａは、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理器具の他の実施例の概略
の上面図である。
【図５２Ｂ】 図５２Ｂは、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理器具の他の実施例の概略
の断面図である。
【図５２Ｃ】 図５２Ｃは、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理器具の他の実施例の概略
の側面図である。
【図５３】 図５３は、本発明の各種の態様に従ったウエハ処理動作の一部を示す波形であ
る。
【図５４Ａ】 図５４Ａは、本発明の各種の態様に従った第４７の他の実施例の一部の上面図
である。
【図５４Ｂ】 図５４Ｂは、図５４Ａに示した他の実施例の、図５４Ａの線５４Ｂ−５４Ｂに
沿った一部が断面の図で、一部をブロック図の形で示した図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【図５】
【図８】
【図１０】
【図３０Ｂ】
【図３１Ｂ】
【図３５Ａ】
【図３５Ｂ】
【図３７】
【図４１】
【図４２】
【図４８】
【図５３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，Ｚ Ｗ Ｆターム(参考） 3C059 AA02 AB01 AB08 CF01 CG03 CG04 CG09 EA02 EC02 ED04 GA08 GB03 HA01 HA06 5F033 GG02 HH07 HH11 HH13 HH14 HH16 HH17 HH18 HH19 HH21 HH32 HH33 HH34 MM01 MM12 MM13 PP06 PP14 PP27 QQ09 QQ46 QQ48 RR01 RR04 RR21 SS08 SS10 SS11 WW00 WW01 WW02 WW03 WW04 WW08 XX01

Claims (126)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ウエハ上に形成されたメタル層を電解研磨する方法であって
    、 前記ウエハの第１の部分上に電解液を当てるステップと、 前記電解液に研磨電流を印加して、前記ウエハの前記第１の部分から前記メタ
    ル層を電解研磨するステップと、 前記ウエハの少なくとも第２の部分上に前記電解液を当てるステップと、 前記電解液に前記研磨電流を印加して、前記ウエハの前記少なくとも第２の部
    分から前記メタル層を電解研磨するステップとを備える方法。
  2. 【請求項２】 前記研磨電流は、前記ウエハの前記第２の部分と独立に、前
    記ウエハの前記第１の部分に印加される請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記研磨電流は前記ウエハの前記第１の部分に隣接して配置
    された第１のカソードに印加され、前記研磨電流は前記ウエハの前記第２の部分
    に隣接して配置された少なくとも１つの第２のカソードに印加される請求項２に
    記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記研磨電流は、前記第１のカソードと前記第２のカソード
    に同時に印加される請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記研磨電流は、前記ウエハの一様な電解研磨を可能にする
    ため、前記ウエハの前記第１の部分と前記第２の部分の表面積に比例して、前記
    第１のカソードと前記第２のカソードに印加される請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記研磨電流が前記第１のカソードに印加された後、前記研
    磨電流が前記第２のカソードに印加される請求項３に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記電解液は、前記ウエハの前記第２の部分と独立に、前記
    ウエハの前記第１の部分に当てられる請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記電解液は前記ウエハの前記第１の部分と前記第２の部分
    に同時に当てられる請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記電解液は、前記ウエハの一様な電解研磨を可能にするた
    め、比例したレートで、前記ウエハの前記第１の部分と前記第２の部分に当てら
    れる請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記電解液が前記ウエハの前記第１の部分に当てられた後
    、前記電解液が前記ウエハの前記第２の部分に当てられる請求項７に記載の方法
    。
  11. 【請求項１１】 前記ウエハは、前記メタル層の下のバリヤ層と、該バリヤ
    層の下の誘電体層とを有する請求項１に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 複数のトレンチが前記ウエハに形成され、前記複数のトレ
    ンチは前記誘電体層内に伸び、前記複数のトレンチは前記バリヤ層で区切られて
    前記メタル層で満たされている請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記電解液と前記研磨電流は、前記ウエハの前記第１の部
    分と前記第２の部分に印加され、前記ウエハから、前記複数のトレンチ内に含ま
    れる前記メタル層以外の前記メタル層を取り除く請求項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記メタル層が前記バリヤ層から取り除かれたが、前記複
    数のトレンチ内に含まれる前記メタル層は前記トレンチの上から５０ｎｍ（５０
    ０オングストローム）未満だけ伸びている時に、前記電解液と前記研磨電流を停
    止するステップを更に備える請求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記メタル層が前記ウエハの前記第１の部分から取り除か
    れた時を決定するステップを更に備える請求項１３に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記決定するステップは、前記ウエハの前記第１の部分に
    印加される電気研磨電流に関係する研磨電圧を測定するステップと、前記研磨電
    圧が増加した時を決定するステップとを更に備える請求項１５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記決定するステップは、前記ウエハの前記第１の部分に
    隣接して配置された厚さセンサを使用して、前記ウエハの前記第１の部分に残る
    前記メタル層の厚さを測定するステップを更に備える請求項１５に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記メタル層が前記ウエハの前記第２の部分から取り除か
    れた時を決定するステップを更に備える請求項１５に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記決定するステップは、前記ウエハの前記第２の部分に
    印加される電気研磨電流に関係する研磨電圧を測定するステップと、前記研磨電
    圧が増加した時を決定するステップとを更に備える請求項１８に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記決定するステップは、前記ウエハの前記第２の部分の
    下に配置された厚さセンサを使用して、前記ウエハの前記第２の部分に残る前記
    メタル層の厚さを測定するステップを更に備える請求項１８に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記決定するステップは、前記ウエハの第１のエッジから
    該第１のエッジに対向する前記ウエハの第２のエッジまでのエッジ抵抗を測定す
    るステップと、前記エッジ抵抗が増加した時を決定するステップとを更に備える
    請求項１８に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記ウエハの前記第１の部分と前記ウエハの前記少なくと
    も第２の部分に印加される前記研磨電流を反転して、前記複数のトレンチ内の前
    記メタル層上に金属を再メッキするステップと、前記複数のトレンチ内の前記メ
    タル層の部分が前記複数のトレンチの外まで伸びた時に、前記研磨電流を停止す
    るステップとを更に備える請求項１３に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記複数のトレンチの外まで伸びた前記複数のトレンチ内
    に含まれる前記メタル層の前記部分を取り除くステップを更に備える請求項２２
    に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記誘電体層を取り除くステップを更に備える請求項２２
    に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記取り除くステップは、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）プ
    ロセスを使用して、前記ウエハを平坦化することを有する請求項２３に記載の方
    法。
  26. 【請求項２６】 前記取り除くステップは、前記ウエハをエッチングするこ
    とを有する請求項２３に記載の方法。
  27. 【請求項２７】 前記メタル層は銅を含む請求項１１に記載の方法。
  28. 【請求項２８】 前記誘電体層は酸化けい素（ＳｉＯ２）を含む請求項１１
    に記載の方法。
  29. 【請求項２９】 前記誘電体層は低誘電率定数の材料を含む請求項１１に記
    載の方法。
  30. 【請求項３０】 前記誘電体層は、水素−シルセスキオクサン（ＨＳＱ）、
    キセロゲル、ポリマー又はエアロゲルを含む請求項２９に記載の方法。
  31. 【請求項３１】 前記バリヤ層は、チタン、窒化チタン、タンタル、窒化タ
    ンタル、タングステン又は窒化タングステンを含む請求項１１に記載の方法。
  32. 【請求項３２】 前記ウエハの前記第１の部分と前記第２の部分に前記電解
    液と前記研磨電流を印加しながら、前記ウエハを回転するステップを更に備える
    請求項１に記載の方法。
  33. 【請求項３３】 前記ウエハは、約１分当り１０回転から約１分当り１００
    回転のレートで回転される請求項３２に記載の方法。
  34. 【請求項３４】 前記研磨電流は、デシメータの２乗当り約０．１アンペア
    （Ａ／ｄｍ２）からデシメータの２乗当り約４０アンペア（４０Ａ／ｄｍ２）の
    電流密度である請求項１に記載の方法。
  35. 【請求項３５】 前記電解液はオルトリン酸（Ｈ２ＰＯ４）を有する請求項
    １に記載の方法。
  36. 【請求項３６】 前記オルトリン酸は、約６０％から約８５％の間の濃度を
    有し、（前記酸の重量に対して）約１％のアルミニウム金属を含む請求項３５に
    記載の方法。
  37. 【請求項３７】 ウエハ上に形成されたメタル層を電解研磨する装置であっ
    て、 前記ウエハを研磨する電解液と、 前記電解液と前記ウエハを受けるように構成された研磨レセプタクルと、 前記研磨レセプタクル内で前記ウエハを保持及び位置させるように構成された
    ウエハチャックと、 前記電解液を前記研磨レセプタクル内に供給するように構成された液体の入口
    と、 前記ウエハを電解研磨するように、電解研磨電流を前記電解液に印加するよう
    に構成された少なくとも１つのカソードとを備える装置。
  38. 【請求項３８】 前記研磨レセプタクルは、少なくとも３つの区域に分割さ
    ７ている請求項３７に記載の装置。
  39. 【請求項３９】 前記３つの区域の１つに配置された第１のカソードと、前
    記３つの区域の他の１つに配置された第２のカソードとを備える請求項３８に記
    載の装置。
  40. 【請求項４０】 前記研磨レセプタクルの前記３つの区域は、第１の区域と
    、第２の区域と、第３の区域とを備え、前記第１の区域は前記第２の区域内に含
    まれ、前記第２の区域は前記第３の区域内に含まれる請求項３９に記載の装置。
  41. 【請求項４１】 前記第１のカソードは前記第１の区域に含まれ、前記第２
    のカソードは前記第２の区域に含まれる請求項４０に記載の装置。
  42. 【請求項４２】 前記第１の区域に配置され、前記電解液を前記第１の区域
    に供給するように構成された第１の液体の入口と、前記第２の区域に配置され、
    前記電解液を前記第２の区域に供給するように構成された第２の液体の入口とを
    更に備える請求項４０に記載の装置。
  43. 【請求項４３】 前記第３の区域に配置され、前記電解液を前記研磨レセプ
    タクルから取り除くように構成された液体の出口を更に備える請求項４２に記載
    の装置。
  44. 【請求項４４】 第４の区域を更に備え、前記第３の区域は前記第４の区域
    内に含まれる請求項４０に記載の装置。
  45. 【請求項４５】 前記第１のカソードは前記第１の区域に含まれ、前記第２
    のカソードは前記第３の区域に含まれる請求項４４に記載の装置。
  46. 【請求項４６】 前記第１の区域に配置され、前記電解液を前記第１の区域
    に供給するように構成された第１の液体の入口と、前記第３の区域に配置され、
    前記電解液を前記第３の区域に供給するように構成された第２の液体の入口とを
    更に備える請求項４５に記載の装置。
  47. 【請求項４７】 前記電解液を前記研磨レセプタクルから取り除くように、
    前記第２の区域に配置された第１の液体の出口と前記第４の区域に配置された第
    ２の液体の出口とを備える請求項４５に記載の装置。
  48. 【請求項４８】 前記カソードと一緒に構成された少なくとも１つの可動ジ
    ７ットを備え、前記液体の入口はメッキ電流と前記電解液を前記ウエハに印加す
    るように構成されている請求項３７に記載の装置。
  49. 【請求項４９】 前記可動ジェットは、前記液体の入口の外側の回りに位置
    した第２のカソードを更に備える請求項４８に記載の装置。
  50. 【請求項５０】 前記可動ジェットは、前記第２のカソードの回りに位置す
    る絶縁壁と、前記絶縁壁の回りに位置する第３のカソードとを更に備える請求項
    ４９に記載の装置。
  51. 【請求項５１】 前記可動ジェットは、前記ウエハに平行に直線経路で移動
    可能である請求項４８に記載の装置。
  52. 【請求項５２】 前記可動ジェットは、前記ウエハに平行に曲線経路で移動
    可能である請求項４８に記載の装置。
  53. 【請求項５３】 前記曲線経路はらせん経路である請求項５２に記載の装置
    。
  54. 【請求項５４】 前記ウエハチャックは、前記可動ジェットに隣接して前記
    ウエハを水平に位置させる請求項４８に記載の装置。
  55. 【請求項５５】 前記ウエハチャックは、前記可動ジェットに隣接して前記
    ウエハを垂直に位置させる請求項４８に記載の装置。
  56. 【請求項５６】 前記電解液を前記研磨レセプタクルから取り除くように構
    成された少なくとも１つの液体の出口と、前記電解液を保持するように構成され
    た電解液タンクとを備え、前記液体の入口と前記液体の出口は前記電解液タンク
    に接続されている請求項３７に記載の装置。
  57. 【請求項５７】 前記電解液タンクと前記液体の入口の間に接続された少な
    くとも１つのマスフローコントローラを更に備える請求項５６に記載の装置。
  58. 【請求項５８】 前記マスフローコントローラは、液体マスフローコントロ
    ーラ（ＬＭＦＣ）である請求項５７に記載の装置。
  59. 【請求項５９】 前記電解液タンクと前記液体の入口の間に接続された少な
    くとも１つの液体ポンプを更に備える請求項５６に記載の装置。
  60. 【請求項６０】 前記液体ポンプはダイアフラムポンプである請求項５９に
    記載の装置。
  61. 【請求項６１】 前記液体ポンプの出口と前記電解液タンクの間に配置され
    た圧力リークバルブを更に備える請求項５９に記載の装置。
  62. 【請求項６２】 前記電解液タンク内の前記電解液を加熱するように構成さ
    れたヒータと、前記電解液タンク内の前記電解液の温度を検出するように構成さ
    れた温度センサと、前記電解液タンク内の前記電解液の温度を制御するように構
    成されたヒータコントローラとを更に備える請求項５６に記載の装置。
  63. 【請求項６３】 前記ヒータコントローラは、前記電解液を１５°Ｃと６０
    °Ｃの間に維持する請求項６２に記載の装置。
  64. 【請求項６４】 前記ウエハと前記カソードに接続される少なくとも１つの
    電源を更に備える請求項３７に記載の装置。
  65. 【請求項６５】 前記電源は、デシメータの２乗当り約０．１アンペア（Ａ
    ／ｄｍ２）からデシメータの２乗当り約４０アンペア（Ａ／ｄｍ２）の研磨電流
    を印加する請求項６４に記載の装置。
  66. 【請求項６６】 前記電源は、直流（ＤＣ）モードで動作するように構成さ
    れている請求項６４に記載の装置。
  67. 【請求項６７】 前記電源は、パルスモードで動作するように構成されてい
    る請求項６４に記載の装置。
  68. 【請求項６８】 前記電源は、両極性パルス、変形正弦波、単極性パルス逆
    パルス、又は２重パルスを使用して動作するように構成されている請求項６７に
    記載の装置。
  69. 【請求項６９】 前記電源は、定電流モードで動作するように構成されてい
    る請求項６４に記載の装置。
  70. 【請求項７０】 前記電源は、定電圧モードで動作するように更に構成され
    ている請求項６９に記載の装置。
  71. 【請求項７１】 前記電源は、定電圧モードで動作するように構成されてい
    る請求項６４に記載の装置。
  72. 【請求項７２】 前記ウエハを回転させるように構成された駆動機構を更に
    備える請求項３７に記載の装置。
  73. 【請求項７３】 前記駆動機構は、１分当り約１０回転から１分当り約３０
    回転で前記ウエハを回転させる請求項７２に記載の装置。
  74. 【請求項７４】 前記電解液はオルトリン酸（Ｈ２ＰＯ４）を有する請求項
    ３７に記載の装置。
  75. 【請求項７５】 前記オルトリン酸は、重量で約６０％から約８５％の間の
    濃度を有する請求項７４に記載の装置。
  76. 【請求項７６】 前記オルトリン酸は、（前記酸の重量に対して）約１％の
    アルミニウム金属を含む請求項７５に記載の装置。
  77. 【請求項７７】 前記ウエハチャックは、前記ウエハを前記カソードに対し
    て相対的に移動するように構成されている請求項３７に記載の装置。
  78. 【請求項７８】 前記カソードは、前記ウエハに対して相対的に移動するよ
    うに構成されている請求項７７に記載の装置。
  79. 【請求項７９】 ウエハ上に形成されたメタル層を電解研磨する装置であっ
    て、 前記メタル層を研磨する電解液と、 前記電解液と前記ウエハを受けるように構成された研磨レセプタクルと、 前記研磨レセプタクル内に配置され、前記研磨レセプタクルを複数の区域に分
    割する複数の区域壁と、 前記研磨レセプタクル内で前記ウエハを保持及び位置させるように構成された
    ウエハチャックと、 前記電解液を前記研磨レセプタクル内に供給するように構成された複数の液体
    の入口と、 前記ウエハを電解研磨するように、電解研磨電流を前記電解液に印加するよう
    に構成された複数のカソードとを備える装置。
  80. 【請求項８０】 前記複数の区域壁は、前記研磨レセプタクルの第１の区域
    を囲む第１の区域壁と、前記研磨レセプタクルの第２の区域を形成するように前
    記第１の区域壁を囲む第２の区域壁とを備える請求項７９に記載の装置。
  81. 【請求項８１】 前記複数のカソードは、前記研磨レセプタクルの前記第１
    の区域内に配置された第１のカソードと、前記研磨レセプタクルの前記第２の区
    域内に配置された第２のカソードとを備える請求項８０に記載の装置。
  82. 【請求項８２】 前記複数の液体の入口は、前記研磨レセプタクルの前記第
    １の区域内に配置された第１の液体の入口と、前記研磨レセプタクルの前記第２
    の区域内に配置された第２の液体の入口とを備える請求項８０に記載の装置。
  83. 【請求項８３】 前記第１の区域内に配置された第３の液体の入口と、前記
    前記第２の区域内に配置された第４の液体の入口とを更に備える請求項８２に記
    載の装置。
  84. 【請求項８４】 前記研磨レセプタクルの第３の区域を形成するように前記
    第２の区域壁を囲む第３の区域壁を更に備える請求項８０に記載の装置。
  85. 【請求項８５】 前記複数のカソードは、前記研磨レセプタクルの前記第１
    の区域内に配置された第１のカソードと、前記研磨レセプタクルの前記第３の区
    域内に配置された第２のカソードとを備える請求項８４に記載の装置。
  86. 【請求項８６】 前記複数の液体の入口は、前記研磨レセプタクルの前記第
    １の区域内に配置された第１の液体の入口と、前記研磨レセプタクルの前記第３
    の区域内に配置された第２の液体の入口とを備える請求項８５に記載の装置。
  87. 【請求項８７】 前記第２の区域内に配置された第３の液体の入口と、前記
    前記第３の区域内に配置された第４の液体の入口とを更に備える請求項８６に記
    載の装置。
  88. 【請求項８８】 前記複数の区域壁は、延長した位置と引っ込んだ位置の間
    を移動するように構成されている請求項７９に記載の装置。
  89. 【請求項８９】 前記複数の区域壁は、前記研磨レセプタクルの中心から放
    射方向の外側に向かって高さが減少する請求項７９に記載の装置。
  90. 【請求項９０】 前記複数の区域壁は、前記研磨レセプタクルの中心から放
    射方向の外側に向かって高さが増加する請求項７９に記載の装置。
  91. 【請求項９１】 前記複数の区域壁は、円形に構成されている請求項７９に
    記載の装置。
  92. 【請求項９２】 前記複数の区域壁は、楕円形に構成されている請求項７９
    に記載の装置。
  93. 【請求項９３】 前記複数の区域壁は、三角形に構成されている請求項７９
    に記載の装置。
  94. 【請求項９４】 前記複数の区域壁は、四角形に構成されている請求項７９
    に記載の装置。
  95. 【請求項９５】 前記研磨タンクの中心から放射方向の外側に伸び、前記複
    数の区域壁を放射方向に複数の部分に分割する複数の区域アームを更に備える請
    求項７９に記載の装置。
  96. 【請求項９６】 前記ウエハチャックは、前記ウエハを前記複数の区域壁の
    上に隣接してギャップを形成するように位置させる請求項７９に記載の装置。
  97. 【請求項９７】 前記電解液は、前記ウエハと前記複数の区域壁の上との間
    の前記ギャップに流れる請求項９６に記載の装置。
  98. 【請求項９８】 前記ウエハを回転させるように構成された駆動機構を更に
    備える請求項７９に記載の装置。
  99. 【請求項９９】 前記研磨レセプタクル内に配置された少なくとも１つの液
    体の出口を更に備える請求項７９に記載の装置。
  100. 【請求項１００】 前記電解液を保持するように構成され、前記液体の出口
    及び前記複数の液体の入口が接続される電解液タンクと、前記電解液タンクと前
    記複数の液体の入口の間に配置され、前記電解液を前記研磨レセプタクル内にポ
    ンプするように構成された少なくとも１つのポンプとを更に備える請求項９９に
    記載の装置。
  101. 【請求項１０１】 前記ポンプと前記複数の液体の入口の間に接続された少
    なくとも１つのマスフローコントローラを更に備える請求項１００に記載の装置
    。
  102. 【請求項１０２】 前記ポンプと前記複数の液体の入口の間に接続された少
    なくともコントロールバルブを更に備える請求項１００に記載の装置。
  103. 【請求項１０３】 前記ポンプと前記電解液タンクの間に接続された圧力リ
    ークバルブを更に備える請求項１００に記載の装置。
  104. 【請求項１０４】 前記電解液タンク内の前記電解液を加熱するように構成
    されたヒータと、前記電解液タンク内の前記電解液の温度を検出するように構成
    された温度センサと、前記電解液タンク内の前記電解液の温度を制御するように
    構成されたヒータコントローラとを更に備える請求項１００に記載の装置。
  105. 【請求項１０５】 前記ウエハと前記複数のカソードに接続された少なくと
    も１つの電源を更に備える請求項７９に記載の装置。
  106. 【請求項１０６】 前記少なくとも１つの電源に接続された少なくとも１つ
    のチャージモニタを更に備える請求項１０５に記載の装置。
  107. 【請求項１０７】 前記複数のカソードは、銅から形成されている請求項７
    ９に記載の装置。
  108. 【請求項１０８】 前記複数のカソードは、プラチナから形成されている請
    求項７９に記載の装置。
  109. 【請求項１０９】 前記複数のカソードは、プラチナの層がコーティングさ
    れたチタンから形成されている請求項７９に記載の装置。
  110. 【請求項１１０】 前記プラチナの層は、厚さが約５０μｍから約４００μ
    ｍの間である請求項１０９に記載の装置。
  111. 【請求項１１１】 前記電解液は、重量で約６０％から約８５％の濃度を有
    するオルトリン酸（Ｈ２ＰＯ４）を有し、（酸の重量に対して）約１％のアルミ
    ニウム金属含む請求項７９に記載の装置。
  112. 【請求項１１２】 前記複数のカソードのぞれぞれの上に配置された拡散リ
    ングを更に備える請求項７９に記載の装置。
  113. 【請求項１１３】 前記研磨レセプタクル内に配置され、前記メタル層の厚
    さをモニタするように構成された少なくとも１つのインサイチュ・フィルム厚の
    一様性モニタを更に備える請求項７９に記載の装置。
  114. 【請求項１１４】 前記インサイチュ・フィルム厚の一様性モニタは、超音
    波センサを有する請求項１１３に記載の装置。
  115. 【請求項１１５】 ウエハ上に形成されたメタル層を電解研磨する装置であ
    って、 前記メタル層を研磨する電解液と、 前記ウエハを受けるように構成された研磨レセプタクルと、 前記研磨レセプタクル内で前記ウエハを保持及び位置させるように構成された
    ウエハチャックと、 前記電解液を前記ウエハに当てるように構成された少なくとも１つのジェット
    とを備え、前記ジェットは、前記ウエハから前記メタル層を一様に電解研磨する
    ように、前記ウエハの連続した部分に前記電解液を当てる装置。
  116. 【請求項１１６】 前記ジェットは、前記ウエハの連続した部分に前記電解
    液を当てるように、ある経路に沿って移動する請求項１１５に記載の装置。
  117. 【請求項１１７】 前記ジェットは、前記ウエハに平行な直線経路に沿って
    移動する請求項１１６に記載の装置。
  118. 【請求項１１８】 前記ジェットは、前記ウエハに平行な曲線経路に沿って
    移動する請求項１１６に記載の装置。
  119. 【請求項１１９】 前記ジェットは、らせん経路に沿って移動する請求項１
    １６に記載の装置。
  120. 【請求項１２０】 前記ジェット内に配置され、前記ウエハから前記メタル
    層を電解研磨するように電解研磨電流を印加するように構成された少なくとも１
    つのカソードを更に備える請求項１１５に記載の装置。
  121. 【請求項１２１】 前記研磨レセプタクル内に配置され、前記電解液を供給
    して前記ウエハを前記電解液内に浸漬するように構成された少なくとも１つの液
    体の入口を更に備える請求項１２０に記載の装置。
  122. 【請求項１２２】 前記ジェット内に配置され、前記電解液を前記ジェット
    に供給するように構成された少なくとも１つの液体の入口を更に備える請求項１
    ２０に記載の装置。
  123. 【請求項１２３】 前記ウエハを回転するように構成された駆動機構を更に
    備える請求項１１５に記載の装置。
  124. 【請求項１２４】 前記ウエハチャックは、前記ウエハを前記ジェットに対
    して相対的に移動させ、前記ウエハの連続した部分を前記ジェットに対して露出
    させるように構成されている請求項１１５に記載の装置。
  125. 【請求項１２５】 前記ウエハチャックは、前記ウエハを前記研磨レセプタ
    クル内で水平に位置させる請求項１１５に記載の装置。
  126. 【請求項１２６】 前記ウエハチャックは、前記ウエハを前記研磨レセプタ
    クル内で垂直に位置させる請求項１１５に記載の装置。
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