JP2003332274A - 化学的機械研磨方法及び化学的機械研磨装置 - Google Patents
化学的機械研磨方法及び化学的機械研磨装置Info
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- B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
- B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
Abstract
(57)【要約】
【課題】研磨中にウエーハ表面が酸化されて電気伝導率
が変化し、それが研磨レートの変化につながることを防
止する、電解研磨を付加した化学的機械研磨方法及びそ
の装置を提供すること。 【解決手段】研磨手段（研磨部）１６を大気とは別組成
の雰囲気のチャンバ１３内に密閉収容し、研磨手段（研
磨部）１６の雰囲気を大気とは異なる組成の雰囲気にす
ると共に、ウエーハＷと研磨パッド３４ａとの間に電圧
を印加して、電解作用を行わせながら前記ウエーハＷを
研磨するように構成した。これにより研磨手段（研磨
部）１６は酸素が極度に少ない雰囲気となり、ウエーハ
Ｗの表面が酸化されず研磨レートが安定するようにし
た。
が変化し、それが研磨レートの変化につながることを防
止する、電解研磨を付加した化学的機械研磨方法及びそ
の装置を提供すること。 【解決手段】研磨手段（研磨部）１６を大気とは別組成
の雰囲気のチャンバ１３内に密閉収容し、研磨手段（研
磨部）１６の雰囲気を大気とは異なる組成の雰囲気にす
ると共に、ウエーハＷと研磨パッド３４ａとの間に電圧
を印加して、電解作用を行わせながら前記ウエーハＷを
研磨するように構成した。これにより研磨手段（研磨
部）１６は酸素が極度に少ない雰囲気となり、ウエーハ
Ｗの表面が酸化されず研磨レートが安定するようにし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は研磨方法及び研磨装
置に関し、 特に化学的機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mec
hanical Polising）によるウエーハ研磨方法及び研磨装
置に関する。
置に関し、 特に化学的機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mec
hanical Polising）によるウエーハ研磨方法及び研磨装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体技術の発展により、デザイ
ンルールの微細化、多層配線化が進み、またコスト低減
を進める上においてウエーハの大口径化も進行してきて
いる。このようなデザインルールの微細化により、リソ
グラフィー工程におけるステッパーの焦点深度が益々浅
くなり、ウエーハ表面の微細な凹凸によって規定の配線
幅が正確に得られなくなってきた。
ンルールの微細化、多層配線化が進み、またコスト低減
を進める上においてウエーハの大口径化も進行してきて
いる。このようなデザインルールの微細化により、リソ
グラフィー工程におけるステッパーの焦点深度が益々浅
くなり、ウエーハ表面の微細な凹凸によって規定の配線
幅が正確に得られなくなってきた。
【０００３】このため、各配線層毎に表面の平坦化処理
が行われるようになってきた。この平坦化処理には化学
的機械研磨（ＣＭＰ）装置が用いられている。これは微
細砥粒と薬剤の混入したスラリをかけながら、平坦化す
るウエーハの表面を回転する研磨布に押付けて、化学的
作用と機械的作用との複合作用でウエーハを研磨するも
ので、特にＣｕ配線やＷプラグ等の金属膜の平坦化に近
年検討されるようになってきた。このＣｕ膜を除去する
ＣＭＰにおいて、研磨の除去効率の向上、及び表面粗さ
の低減などをねらいとして、研磨資料であるＣｕ膜付ウ
エーハと研磨定盤との間に電圧を印加することによって
研磨する電解ＣＭＰ装置も提案されている。
が行われるようになってきた。この平坦化処理には化学
的機械研磨（ＣＭＰ）装置が用いられている。これは微
細砥粒と薬剤の混入したスラリをかけながら、平坦化す
るウエーハの表面を回転する研磨布に押付けて、化学的
作用と機械的作用との複合作用でウエーハを研磨するも
ので、特にＣｕ配線やＷプラグ等の金属膜の平坦化に近
年検討されるようになってきた。このＣｕ膜を除去する
ＣＭＰにおいて、研磨の除去効率の向上、及び表面粗さ
の低減などをねらいとして、研磨資料であるＣｕ膜付ウ
エーハと研磨定盤との間に電圧を印加することによって
研磨する電解ＣＭＰ装置も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなＣ
ｕやＷ等の導電性の研磨対象膜を有するウエーハでは、
表面状態が非常に活性であり、研磨時における表面の酸
化が研磨に支障をきたしていた。特に電解研磨により例
えばＣｕを選択的に研磨除去を行う場合、Ｃｕ表面の電
気伝導率が研磨レートに大きく影響するが、Ｃｕ表面に
酸化膜が形成されると電気伝導率が急激に落ち込み、印
加電圧に見合った研磨レートを得ることができなくな
る。これにより、安定した研磨レートを確保することが
困難になっていた。
ｕやＷ等の導電性の研磨対象膜を有するウエーハでは、
表面状態が非常に活性であり、研磨時における表面の酸
化が研磨に支障をきたしていた。特に電解研磨により例
えばＣｕを選択的に研磨除去を行う場合、Ｃｕ表面の電
気伝導率が研磨レートに大きく影響するが、Ｃｕ表面に
酸化膜が形成されると電気伝導率が急激に落ち込み、印
加電圧に見合った研磨レートを得ることができなくな
る。これにより、安定した研磨レートを確保することが
困難になっていた。
【０００５】また、Ｃｕ表面が酸化した場合、酸化され
ない場合と比較して表面の硬度が変化し、機械的な強度
が変化するため、研磨レートも変化していた。このよう
に、金属膜の表面酸化によって、電気伝導率のみならず
機械的な強度までが変化することから、電解作用を付加
したＣＭＰ装置において、安定した研磨レートを確保す
ることができないという問題があった。
ない場合と比較して表面の硬度が変化し、機械的な強度
が変化するため、研磨レートも変化していた。このよう
に、金属膜の表面酸化によって、電気伝導率のみならず
機械的な強度までが変化することから、電解作用を付加
したＣＭＰ装置において、安定した研磨レートを確保す
ることができないという問題があった。
【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、研磨中にウエーハ表面が酸化されて電気伝導
率及び機械的強度が変化し、それが研磨レートの変化に
つながることを防止する、電解研磨を付加した化学的機
械研磨方法及びその装置を提供することを目的とする。
たもので、研磨中にウエーハ表面が酸化されて電気伝導
率及び機械的強度が変化し、それが研磨レートの変化に
つながることを防止する、電解研磨を付加した化学的機
械研磨方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、スラリを供給しながら、
表面に導電性膜が形成されたウエーハを研磨パッドに押
付けて、該表面を平坦化する化学的機械研磨方法におい
て、研磨部の雰囲気を大気とは異なる組成の雰囲気にす
ると共に、前記ウエーハと前記研磨パッドとの間に電圧
を印加して、電解作用を行わせながら前記ウエーハを研
磨することを特徴としている。
に、請求項１に記載の発明は、スラリを供給しながら、
表面に導電性膜が形成されたウエーハを研磨パッドに押
付けて、該表面を平坦化する化学的機械研磨方法におい
て、研磨部の雰囲気を大気とは異なる組成の雰囲気にす
ると共に、前記ウエーハと前記研磨パッドとの間に電圧
を印加して、電解作用を行わせながら前記ウエーハを研
磨することを特徴としている。
【０００８】請求項１の発明によれば、大気とは異なる
組成の雰囲気中で電解研磨を行うので、ウエーハの表面
が改変せず、安定した研磨レートの、電解研磨を付加し
た化学的機械研磨方法が得られる。
組成の雰囲気中で電解研磨を行うので、ウエーハの表面
が改変せず、安定した研磨レートの、電解研磨を付加し
た化学的機械研磨方法が得られる。
【０００９】請求項２に記載の発明は、スラリを供給し
ながら、表面に導電性膜が形成されたウエーハを研磨パ
ッドに押付けて、該表面を平坦化する化学的機械研磨装
置において、前記ウエーハと前記研磨パッドとの間に電
圧を印加して電解研磨を行わせる電圧印加手段と、研磨
部の雰囲気を大気とは異なる組成の雰囲気にする雰囲気
改変手段と、を有し、前記大気とは異なる組成に改変さ
れた雰囲気中で電解研磨が行われるように構成されたこ
と、を特徴としている。
ながら、表面に導電性膜が形成されたウエーハを研磨パ
ッドに押付けて、該表面を平坦化する化学的機械研磨装
置において、前記ウエーハと前記研磨パッドとの間に電
圧を印加して電解研磨を行わせる電圧印加手段と、研磨
部の雰囲気を大気とは異なる組成の雰囲気にする雰囲気
改変手段と、を有し、前記大気とは異なる組成に改変さ
れた雰囲気中で電解研磨が行われるように構成されたこ
と、を特徴としている。
【００１０】請求項２の発明によれば、大気とは異なる
組成の雰囲気中で電解研磨を行うので、ウエーハの表面
が改変せず、安定した研磨レートの、電解研磨を付加し
た化学的機械研磨装置が得られる。
組成の雰囲気中で電解研磨を行うので、ウエーハの表面
が改変せず、安定した研磨レートの、電解研磨を付加し
た化学的機械研磨装置が得られる。
【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項２の発明
において、前記雰囲気改変手段は、研磨部を密閉収容す
るチャンバと、該チャンバ内の気体を吸引する吸引手段
と、該チャンバ内に大気とは別組成の気体を供給するガ
ス供給手段と、から構成されていることを特徴としてい
る。
において、前記雰囲気改変手段は、研磨部を密閉収容す
るチャンバと、該チャンバ内の気体を吸引する吸引手段
と、該チャンバ内に大気とは別組成の気体を供給するガ
ス供給手段と、から構成されていることを特徴としてい
る。
【００１２】請求項３の発明によれば、研磨部は大気と
は別組成の雰囲気のチャンバ内に密閉収容されているの
で、例えば酸素が極度に少ない雰囲気にした場合は、ウ
エーハの表面が酸化されず研磨レートが安定する。
は別組成の雰囲気のチャンバ内に密閉収容されているの
で、例えば酸素が極度に少ない雰囲気にした場合は、ウ
エーハの表面が酸化されず研磨レートが安定する。
【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項２の発明
において、前記雰囲気改変手段は、研磨部のウエーハに
向かって、局所的にガスを吹付けるノズルと、該ノズル
に大気とは別組成の気体を供給するガス供給手段と、か
らなることを特徴としている。
において、前記雰囲気改変手段は、研磨部のウエーハに
向かって、局所的にガスを吹付けるノズルと、該ノズル
に大気とは別組成の気体を供給するガス供給手段と、か
らなることを特徴としている。
【００１４】請求項４の発明によれば、研磨部のウエー
ハに向けて設けられたノズルから大気とは別組成のガス
を供給するだけで、研磨部近傍の雰囲気を改変できる簡
易な雰囲気改変手段を得ることができる。
ハに向けて設けられたノズルから大気とは別組成のガス
を供給するだけで、研磨部近傍の雰囲気を改変できる簡
易な雰囲気改変手段を得ることができる。
【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項２の発明
において、前記雰囲気改変手段は、研磨部のウエーハを
覆うように設けられたガス拡散防止壁と、研磨部のウエ
ーハに向かって、局所的にガスを吹付けるノズルと、該
ノズルに大気とは別組成の気体を供給するガス供給手段
と、からなることを特徴としている。
において、前記雰囲気改変手段は、研磨部のウエーハを
覆うように設けられたガス拡散防止壁と、研磨部のウエ
ーハに向かって、局所的にガスを吹付けるノズルと、該
ノズルに大気とは別組成の気体を供給するガス供給手段
と、からなることを特徴としている。
【００１６】請求項５の発明によれば、研磨部にガス拡
散防止壁を設け、研磨部のウエーハに向けて設けられた
ノズルから大気とは別組成のガスを供給するだけで、研
磨部近傍の雰囲気を改変できる簡易でガス消費量の少な
い雰囲気改変手段を得ることができる。
散防止壁を設け、研磨部のウエーハに向けて設けられた
ノズルから大気とは別組成のガスを供給するだけで、研
磨部近傍の雰囲気を改変できる簡易でガス消費量の少な
い雰囲気改変手段を得ることができる。
【００１７】請求項６に記載の発明は、請求項３の発明
において、前記チャンバは、ロードロック室と接続され
ていることを特徴としている。
において、前記チャンバは、ロードロック室と接続され
ていることを特徴としている。
【００１８】請求項６の発明によれば、研磨部が密閉収
容されているチャンバがロードロック室に連結されてい
るので、ウエーハの搬入搬出に際してチャンバ内に大気
が流入することが防止され、チャンバ内の雰囲気を大気
と異なる雰囲気に保つことができるので、ウエーハ表面
の導電性膜を効率よく電解研磨することができる。
容されているチャンバがロードロック室に連結されてい
るので、ウエーハの搬入搬出に際してチャンバ内に大気
が流入することが防止され、チャンバ内の雰囲気を大気
と異なる雰囲気に保つことができるので、ウエーハ表面
の導電性膜を効率よく電解研磨することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る化学的機械研磨方法及び化学的機械研磨装置の好まし
い実施の形態について詳説する。尚各図において、同一
の部材については同一の番号又は記号を付している。
る化学的機械研磨方法及び化学的機械研磨装置の好まし
い実施の形態について詳説する。尚各図において、同一
の部材については同一の番号又は記号を付している。
【００２０】図１は、 本発明に係る化学的機械研磨装置
の一実施形態を示す平面図である。図１に示すように、
本実施の形態の化学的機械研磨装置１０は、ウエーハ収
納部２０、搬送手段１４、研磨部である研磨手段１６、
１６、１６、洗浄・乾燥手段１８、膜厚測定手段２６、
２８、及び図示しない装置制御部で構成されている。
の一実施形態を示す平面図である。図１に示すように、
本実施の形態の化学的機械研磨装置１０は、ウエーハ収
納部２０、搬送手段１４、研磨部である研磨手段１６、
１６、１６、洗浄・乾燥手段１８、膜厚測定手段２６、
２８、及び図示しない装置制御部で構成されている。
【００２１】ウエーハ収納部２０は、製品用ウエーハ収
納部２０Ａ、ダミーウエーハ収納部２０Ｂ、第１モニタ
ーウエーハ収納部２０Ｃ、第２モニターウエーハ収納部
２０Ｄとからなり、各収納部にはカセット２４に格納さ
れたウエーハＷが収納される。製品用ウエーハ収納部２
０Ａは２個並んで設けられている。また第１モニターウ
エーハ収納部２０Ｃはカセット２４の下段を使用し、同
じカセット２４の上段は第２モニターウエーハ収納部２
０Ｄになっている。
納部２０Ａ、ダミーウエーハ収納部２０Ｂ、第１モニタ
ーウエーハ収納部２０Ｃ、第２モニターウエーハ収納部
２０Ｄとからなり、各収納部にはカセット２４に格納さ
れたウエーハＷが収納される。製品用ウエーハ収納部２
０Ａは２個並んで設けられている。また第１モニターウ
エーハ収納部２０Ｃはカセット２４の下段を使用し、同
じカセット２４の上段は第２モニターウエーハ収納部２
０Ｄになっている。
【００２２】搬送手段１４は、インデックス用ロボット
２２とトランスファーロボット３０及び搬送ユニット３
６Ａ、３６Ｂとから構成されている。インデックス用ロ
ボット２２は、旋回自在かつ屈曲自在なアームを２本備
えており、図１の矢印Ｙ方向に沿って移動自在に設けら
れている。このインデックス用ロボット２２は、各ウエ
ーハ収納部に載置されたカセット２４から研磨対象のウ
ェーハＷを取り出してウエーハ待機位置２６、２８に搬
送するとともに、洗浄が終了したウェーハＷを洗浄・乾
燥手段１８から受け取ってカセット２４に格納する。
２２とトランスファーロボット３０及び搬送ユニット３
６Ａ、３６Ｂとから構成されている。インデックス用ロ
ボット２２は、旋回自在かつ屈曲自在なアームを２本備
えており、図１の矢印Ｙ方向に沿って移動自在に設けら
れている。このインデックス用ロボット２２は、各ウエ
ーハ収納部に載置されたカセット２４から研磨対象のウ
ェーハＷを取り出してウエーハ待機位置２６、２８に搬
送するとともに、洗浄が終了したウェーハＷを洗浄・乾
燥手段１８から受け取ってカセット２４に格納する。
【００２３】トランスファーロボット３０は、屈曲自在
かつ旋回自在なロード用アーム３０Ａとアンロード用ア
ーム３０Ｂとを備えており、図１の矢印Ｘ方向に沿って
移動自在に設けられている。ここで、ロード用アーム３
０Ａは、研磨前のウェーハＷの搬送に使用され、その先
端部に備えられた図示しないパッドで研磨前のウェーハ
Ｗをウエーハ待機位置２６、２８から受け取り、搬送ユ
ニット３６Ａ、３６Ｂに搬送する。
かつ旋回自在なロード用アーム３０Ａとアンロード用ア
ーム３０Ｂとを備えており、図１の矢印Ｘ方向に沿って
移動自在に設けられている。ここで、ロード用アーム３
０Ａは、研磨前のウェーハＷの搬送に使用され、その先
端部に備えられた図示しないパッドで研磨前のウェーハ
Ｗをウエーハ待機位置２６、２８から受け取り、搬送ユ
ニット３６Ａ、３６Ｂに搬送する。
【００２４】一方、アンロード用アーム３０Ｂは、研磨
後のウェーハＷの搬送に用いられ、その先端に備えられ
た図示しないパッドで研磨後のウェーハＷを搬送ユニッ
ト３６Ａ、３６Ｂから受け取り、洗浄・乾燥手段１８へ
と搬送する。
後のウェーハＷの搬送に用いられ、その先端に備えられ
た図示しないパッドで研磨後のウェーハＷを搬送ユニッ
ト３６Ａ、３６Ｂから受け取り、洗浄・乾燥手段１８へ
と搬送する。
【００２５】搬送ユニット３６Ａ、３６Ｂは、どちらも
図１の矢印Ｙ方向に沿って移動自在に設けられ、夫々受
取り位置ＳA 、ＳB と受渡し位置ＴA 、ＴB の間を移動
する。受取り位置ＳA 、ＳB でトランスファーロボット
３０のロード用アーム３０Ａから研磨対象のウェーハＷ
を受取り、受渡し位置ＴA 、ＴB に移動して研磨ヘッド
３８Ａ、３８Ｂに受け渡す。また研磨後のウェーハＷを
受渡し位置ＴA 、ＴBで受取り、受取り位置ＳA 、ＳB
に移動してトランスファーロボット３０のアンロード用
アーム３０Ｂに受け渡す。
図１の矢印Ｙ方向に沿って移動自在に設けられ、夫々受
取り位置ＳA 、ＳB と受渡し位置ＴA 、ＴB の間を移動
する。受取り位置ＳA 、ＳB でトランスファーロボット
３０のロード用アーム３０Ａから研磨対象のウェーハＷ
を受取り、受渡し位置ＴA 、ＴB に移動して研磨ヘッド
３８Ａ、３８Ｂに受け渡す。また研磨後のウェーハＷを
受渡し位置ＴA 、ＴBで受取り、受取り位置ＳA 、ＳB
に移動してトランスファーロボット３０のアンロード用
アーム３０Ｂに受け渡す。
【００２６】この搬送ユニット３６Ａ、３６Ｂは夫々が
別々の２個の受け台を持っており、この２個の受け台は
研磨前のウエーハＷ用と研磨後のウエーハＷ用とに使い
分けられる。洗浄・乾燥手段１８の隣にはアンロードカ
セット３２が設けられ、研磨後のウェーハを一時格納す
る場合に使用される。たとえば洗浄・乾燥手段１８の運
転中止中に研磨後のウェーハＷがトランスファーロボッ
ト３０に搬送されて一時格納される。
別々の２個の受け台を持っており、この２個の受け台は
研磨前のウエーハＷ用と研磨後のウエーハＷ用とに使い
分けられる。洗浄・乾燥手段１８の隣にはアンロードカ
セット３２が設けられ、研磨後のウェーハを一時格納す
る場合に使用される。たとえば洗浄・乾燥手段１８の運
転中止中に研磨後のウェーハＷがトランスファーロボッ
ト３０に搬送されて一時格納される。
【００２７】研磨手段１６、１６、１６は、ウェーハの
研磨を行い、図１に示すように、研磨定盤３４Ａ、３４
Ｂ、３４Ｃ、研磨ヘッド３８Ａ、３８Ｂ、スラリ供給ノ
ズル３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ及びキャリア洗浄ユニット
４０Ａ、４０Ｂを備えている。研磨定盤３４Ａ、３４
Ｂ、３４Ｃは、円盤状に形成されており、３台が並列し
て配置されている。各研磨定盤３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ
の上面には、それぞれ研磨パッドが貼付されており、こ
の研磨パッド上にスラリ供給ノズル３７Ａ、３７Ｂ、３
７Ｃからスラリが供給される。
研磨を行い、図１に示すように、研磨定盤３４Ａ、３４
Ｂ、３４Ｃ、研磨ヘッド３８Ａ、３８Ｂ、スラリ供給ノ
ズル３７Ａ、３７Ｂ、３７Ｃ及びキャリア洗浄ユニット
４０Ａ、４０Ｂを備えている。研磨定盤３４Ａ、３４
Ｂ、３４Ｃは、円盤状に形成されており、３台が並列し
て配置されている。各研磨定盤３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ
の上面には、それぞれ研磨パッドが貼付されており、こ
の研磨パッド上にスラリ供給ノズル３７Ａ、３７Ｂ、３
７Ｃからスラリが供給される。
【００２８】ここで、この３つの研磨定盤３４Ａ、３４
Ｂ、３４Ｃのうち左右の研磨定盤３４Ａ、３４Ｂは第１
の研磨対象膜（例えばＣｕ膜）の研磨に用いられ、中央
の研磨定盤３４Ｃは第２の研磨対象膜（例えばТａ膜）
の研磨に用いられる。両者の研磨においては、供給する
スラリの種類、研磨ヘッドの回転数や研磨定盤の回転
数、また、研磨ヘッドの押付力や研磨パッドの材質等が
変更されている。
Ｂ、３４Ｃのうち左右の研磨定盤３４Ａ、３４Ｂは第１
の研磨対象膜（例えばＣｕ膜）の研磨に用いられ、中央
の研磨定盤３４Ｃは第２の研磨対象膜（例えばТａ膜）
の研磨に用いられる。両者の研磨においては、供給する
スラリの種類、研磨ヘッドの回転数や研磨定盤の回転
数、また、研磨ヘッドの押付力や研磨パッドの材質等が
変更されている。
【００２９】なお、この研磨定盤３４Ａ、３４Ｂ、３４
Ｃの近傍には、それぞれドレッシング装置３５Ａ、３５
Ｂ、３５Ｃが設けられている。ドレッシング装置３５
Ａ、３５Ｂ、３５Ｃは、旋回自在なアームを備えてお
り、このアームの先端に設けられたドレッサによって研
磨定盤３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ上の研磨パッドをドレッ
シングする。
Ｃの近傍には、それぞれドレッシング装置３５Ａ、３５
Ｂ、３５Ｃが設けられている。ドレッシング装置３５
Ａ、３５Ｂ、３５Ｃは、旋回自在なアームを備えてお
り、このアームの先端に設けられたドレッサによって研
磨定盤３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ上の研磨パッドをドレッ
シングする。
【００３０】研磨ヘッドは３８Ａ、３８Ｂと２台設置さ
れており、それぞれ図１の矢印Ｘ方向に沿って移動自在
に設けられている。
れており、それぞれ図１の矢印Ｘ方向に沿って移動自在
に設けられている。
【００３１】図２は、研磨部である研磨手段１６の拡大
側断面図である。図２に基いて研磨手段１６の詳細につ
いて更に説明する。研磨手段１６は、研磨定盤３４Ａ、
研磨定盤３４Ａの上面に貼られた研磨パッド３４ａ、研
磨ヘッド３８Ａ、ウエーハＷと研磨パッド３４ａとの間
に電圧を印加する電圧印加手段としての直流電源１１、
研磨パッド３４ａにスラリ３７Ｓを供給するスラリ供給
ノズル３７Ａ、研磨ヘッド３８Ａのウエーハ保持面及び
研磨パッド３４ａの裏面に貼られた導電性フィルム１１
Ａ等から成っている。
側断面図である。図２に基いて研磨手段１６の詳細につ
いて更に説明する。研磨手段１６は、研磨定盤３４Ａ、
研磨定盤３４Ａの上面に貼られた研磨パッド３４ａ、研
磨ヘッド３８Ａ、ウエーハＷと研磨パッド３４ａとの間
に電圧を印加する電圧印加手段としての直流電源１１、
研磨パッド３４ａにスラリ３７Ｓを供給するスラリ供給
ノズル３７Ａ、研磨ヘッド３８Ａのウエーハ保持面及び
研磨パッド３４ａの裏面に貼られた導電性フィルム１１
Ａ等から成っている。
【００３２】研磨定盤３４Ａは、図示しないモータによ
って回転される。また、研磨ヘッド３８Ａも図示しない
モータによって回転されるとともに、下方に押圧されて
ウエーハＷを研磨パッド３４ａに押付けるようになって
いる。また、研磨パッド３４ａには無数の小さな孔３４
ｂが形成され、スラリ３７Ｓが孔３４ｂ内に染み込んで
いる。
って回転される。また、研磨ヘッド３８Ａも図示しない
モータによって回転されるとともに、下方に押圧されて
ウエーハＷを研磨パッド３４ａに押付けるようになって
いる。また、研磨パッド３４ａには無数の小さな孔３４
ｂが形成され、スラリ３７Ｓが孔３４ｂ内に染み込んで
いる。
【００３３】直流電源１１は、その陽極側が研磨ヘッド
３８Ａのウエーハ保持面に貼られた導電性フィルム１１
Ａに接続され、陰極側が研磨パッド３４ａの裏面に貼ら
れた導電性フィルム１１Ａに接続されて、ウエーハＷと
研磨パッド３４ａの裏面との間に電位差を発生させてい
る。
３８Ａのウエーハ保持面に貼られた導電性フィルム１１
Ａに接続され、陰極側が研磨パッド３４ａの裏面に貼ら
れた導電性フィルム１１Ａに接続されて、ウエーハＷと
研磨パッド３４ａの裏面との間に電位差を発生させてい
る。
【００３４】この研磨手段１６は、図２に示すように、
雰囲気改変手段１２によって大気と異なる組成の雰囲気
に覆われている。この雰囲気改変手段１２は、研磨手段
１６を密閉収容するチャンバ１３と、チャンバ１３内の
気体を吸引して大気に開放する真空ポンプ（吸引手段）
１５、チャンバ１３内に大気と異なる組成のガスを供給
するガスボンベ１７、１７等から構成されている。真空
ポンプ１５のチャンバ１３側及び大気開放側には夫々バ
ルブ１９が設けられている。また、ガスボンベ１７、１
７にもバルブ１９が設けられて、どちらも装置制御部に
よってその開閉が制御される。
雰囲気改変手段１２によって大気と異なる組成の雰囲気
に覆われている。この雰囲気改変手段１２は、研磨手段
１６を密閉収容するチャンバ１３と、チャンバ１３内の
気体を吸引して大気に開放する真空ポンプ（吸引手段）
１５、チャンバ１３内に大気と異なる組成のガスを供給
するガスボンベ１７、１７等から構成されている。真空
ポンプ１５のチャンバ１３側及び大気開放側には夫々バ
ルブ１９が設けられている。また、ガスボンベ１７、１
７にもバルブ１９が設けられて、どちらも装置制御部に
よってその開閉が制御される。
【００３５】ガスボンベ１７、１７には、Ｎ2 ガスボン
ベやＡr ガスボンベが用いられ、チャンバ１３内は酸素
が極度に少ない雰囲気で充満されている。このため、ウ
エーハＷの表面に形成された金属膜が酸化するのを防止
している。
ベやＡr ガスボンベが用いられ、チャンバ１３内は酸素
が極度に少ない雰囲気で充満されている。このため、ウ
エーハＷの表面に形成された金属膜が酸化するのを防止
している。
【００３６】研磨手段１６は以上のように構成され、研
磨ヘッド３８Ａで保持したウェーハＷを研磨定盤３４Ａ
上の研磨パッド３４ａに押し付けて、研磨定盤３４Ａと
研磨ヘッド３８Ａとをそれぞれ回転させながら、研磨パ
ッド３４ａ上にスラリ３７Ｓを供給することにより、ウ
ェーハＷが化学的機械研磨される。それと同時に直流電
源１１から、ウエーハＷの裏面から側面を経由して表面
エッジ付近に接触している導電性フィルム１１Ａを通し
てプラスの電位が付与され、研磨パッド３４ａの裏面に
貼られた導電性フィルム１１Ａにはマイナス電位が付与
されるので、ウエーハ表面の金属膜が電解研磨される。
他方側の研磨ヘッド３８Ｂも同様に構成される。
磨ヘッド３８Ａで保持したウェーハＷを研磨定盤３４Ａ
上の研磨パッド３４ａに押し付けて、研磨定盤３４Ａと
研磨ヘッド３８Ａとをそれぞれ回転させながら、研磨パ
ッド３４ａ上にスラリ３７Ｓを供給することにより、ウ
ェーハＷが化学的機械研磨される。それと同時に直流電
源１１から、ウエーハＷの裏面から側面を経由して表面
エッジ付近に接触している導電性フィルム１１Ａを通し
てプラスの電位が付与され、研磨パッド３４ａの裏面に
貼られた導電性フィルム１１Ａにはマイナス電位が付与
されるので、ウエーハ表面の金属膜が電解研磨される。
他方側の研磨ヘッド３８Ｂも同様に構成される。
【００３７】図１に示すように、研磨定盤３４Ａ、３４
Ｂ、３４Ｃの間にはキャリア洗浄ユニット４０Ａ、４０
Ｂが２台設置されており、それぞれ搬送ユニット３６
Ａ、３６Ｂの所定の受渡位置ＴA 、ＴB に配置されてい
る。このキャリア洗浄ユニット４０Ａ、４０Ｂは、研磨
終了後の研磨ヘッド３８Ａ、３８Ｂのキャリアを洗浄す
る。
Ｂ、３４Ｃの間にはキャリア洗浄ユニット４０Ａ、４０
Ｂが２台設置されており、それぞれ搬送ユニット３６
Ａ、３６Ｂの所定の受渡位置ＴA 、ＴB に配置されてい
る。このキャリア洗浄ユニット４０Ａ、４０Ｂは、研磨
終了後の研磨ヘッド３８Ａ、３８Ｂのキャリアを洗浄す
る。
【００３８】洗浄・乾燥手段１８は、研磨が終了したウ
ェーハＷを洗浄する。この洗浄・乾燥手段１８は、洗浄
装置６８Ａと乾燥装置６８Ｂとを備えている。洗浄装置
６８Ａは３個の洗浄槽を有し、アルカリ洗浄、酸洗浄、
及びリンスに用いられる。研磨手段１６、１６、１６で
研磨されたウェーハＷは、トランスファーロボット３０
によって洗浄・乾燥手段１８へと搬送され、この洗浄・
乾燥手段１８の洗浄装置６８Ａで酸洗浄、アルカリ洗浄
及びリンスされた後、乾燥装置６８Ｂで乾燥される。乾
燥されたウェーハＷは、搬送手段１４のインデックス用
ロボット２２によって乾燥装置６８Ｂから取り出され、
ウエーハ収納部２０にセットされたカセット２４の所定
の位置に格納される。
ェーハＷを洗浄する。この洗浄・乾燥手段１８は、洗浄
装置６８Ａと乾燥装置６８Ｂとを備えている。洗浄装置
６８Ａは３個の洗浄槽を有し、アルカリ洗浄、酸洗浄、
及びリンスに用いられる。研磨手段１６、１６、１６で
研磨されたウェーハＷは、トランスファーロボット３０
によって洗浄・乾燥手段１８へと搬送され、この洗浄・
乾燥手段１８の洗浄装置６８Ａで酸洗浄、アルカリ洗浄
及びリンスされた後、乾燥装置６８Ｂで乾燥される。乾
燥されたウェーハＷは、搬送手段１４のインデックス用
ロボット２２によって乾燥装置６８Ｂから取り出され、
ウエーハ収納部２０にセットされたカセット２４の所定
の位置に格納される。
【００３９】本発明に係る電解研磨を付与した化学的機
械研磨装置１０は以上のように構成されているので、Ｃ
ｕ配線やＡｌ配線等の金属膜が形成されたウエーハＷの
平坦加工において、金属膜の酸化が抑制されるので効率
のよい安定した平坦加工が行われる。
械研磨装置１０は以上のように構成されているので、Ｃ
ｕ配線やＡｌ配線等の金属膜が形成されたウエーハＷの
平坦加工において、金属膜の酸化が抑制されるので効率
のよい安定した平坦加工が行われる。
【００４０】以上のように構成された化学的機械研磨装
置１０は、次のようにウェーハＷを処理する。図３は、
化学的機械研磨装置１０内のウエーハＷの流れを示して
いる。
置１０は、次のようにウェーハＷを処理する。図３は、
化学的機械研磨装置１０内のウエーハＷの流れを示して
いる。
【００４１】図１、図２、及び図３に示すように、先
ず、カセット２４に格納されたウェーハＷがインデック
ス用ロボット２２によって取り出され、膜厚測定手段２
６に搬送される。そして、この膜厚測定手段２６でセン
タリングと必要に応じて膜厚測定が行われる。センタリ
ングされたウェーハＷはトランスファーロボット３０の
ロード用アーム３０Ａによって膜厚測定手段２６から取
り出され、搬送ユニット３６Ａへと搬送される。搬送ユ
ニット３６Ａでは、あらかじめロード用受け台が所定の
受取位置ＳA に待機しており、この受取位置ＳA に位置
したロード用受け台にロード用アーム３０Ａからウェー
ハＷが受け渡される。ウェーハＷが受け渡されたロード
用受け台は、前進して所定の受渡位置ＴA へと移動す
る。この受渡位置ＴA の上方には、あらかじめ研磨ヘッ
ド３８Ａが待機しており、この研磨ヘッド３８Ａにロー
ド用受け台からウェーハＷが受け渡される。
ず、カセット２４に格納されたウェーハＷがインデック
ス用ロボット２２によって取り出され、膜厚測定手段２
６に搬送される。そして、この膜厚測定手段２６でセン
タリングと必要に応じて膜厚測定が行われる。センタリ
ングされたウェーハＷはトランスファーロボット３０の
ロード用アーム３０Ａによって膜厚測定手段２６から取
り出され、搬送ユニット３６Ａへと搬送される。搬送ユ
ニット３６Ａでは、あらかじめロード用受け台が所定の
受取位置ＳA に待機しており、この受取位置ＳA に位置
したロード用受け台にロード用アーム３０Ａからウェー
ハＷが受け渡される。ウェーハＷが受け渡されたロード
用受け台は、前進して所定の受渡位置ＴA へと移動す
る。この受渡位置ＴA の上方には、あらかじめ研磨ヘッ
ド３８Ａが待機しており、この研磨ヘッド３８Ａにロー
ド用受け台からウェーハＷが受け渡される。
【００４２】ウエーハＷが受け渡されると、研磨手段１
６を収容したチャンバ１３に接続された真空ポンプ１５
が稼動すると共に、真空ポンプ１５のバルブ１９、１９
を開き、チャンバ１３内の大気を吸引してチャンバ１３
外に排出する。それと共に、ガスボンベ１７、１７のバ
ルブ１９を開き、チャンバ１３内にＮ2 とＡｒの混合ガ
スをチャンバ１３内に供給し、所定時間後にバルブ１９
を閉じ、真空ポンプ１５を停止する。
６を収容したチャンバ１３に接続された真空ポンプ１５
が稼動すると共に、真空ポンプ１５のバルブ１９、１９
を開き、チャンバ１３内の大気を吸引してチャンバ１３
外に排出する。それと共に、ガスボンベ１７、１７のバ
ルブ１９を開き、チャンバ１３内にＮ2 とＡｒの混合ガ
スをチャンバ１３内に供給し、所定時間後にバルブ１９
を閉じ、真空ポンプ１５を停止する。
【００４３】ウェーハＷを受取った研磨ヘッド３８Ａ
は、そのウェーハＷを導電性フィルム１１Ａを介して吸
着保持して、所定の研磨位置ＰA へと移動する。そし
て、その位置で吸着を解除して、ウェーハＷを研磨パッ
ド３４ａ上に載置してウェーハＷを研磨する。研磨は、
ウェーハＷを研磨ヘッド３８Ａで研磨パッド３４ａに押
し付けながら、研磨定盤３４Ａと研磨ヘッド３８Ａの双
方を回転させ、その回転する研磨パッド３４ａ上にスラ
リ供給ノズル３７Ａからスラリ３７Ｓを供給する。それ
と同時に直流電源１１により、電解研磨が開始される。
は、そのウェーハＷを導電性フィルム１１Ａを介して吸
着保持して、所定の研磨位置ＰA へと移動する。そし
て、その位置で吸着を解除して、ウェーハＷを研磨パッ
ド３４ａ上に載置してウェーハＷを研磨する。研磨は、
ウェーハＷを研磨ヘッド３８Ａで研磨パッド３４ａに押
し付けながら、研磨定盤３４Ａと研磨ヘッド３８Ａの双
方を回転させ、その回転する研磨パッド３４ａ上にスラ
リ供給ノズル３７Ａからスラリ３７Ｓを供給する。それ
と同時に直流電源１１により、電解研磨が開始される。
【００４４】研磨パッド３４ａの裏面は導電性フィルム
１１Ａを介して直流電源１１の陰極に接続されている。
一方ウエーハＷは、表面エッジ付近と導通する導電性フ
ィルム１１Ａを介して直流電源１１の陽極に接続されて
いる。このため、ウエーハ表面と研磨パッド３４ａの裏
面との間に電位差が生じる。また、研磨パッド３４ａの
無数の孔３４ｂにはスラリ３７Ｓが染み込んでおり、ス
ラリ３７Ｓは多くのイオンを含む導電性液体であるの
で、この電位差によって陽極であるウエーハ表面から電
解溶出が起こる。この電解溶出による除去作用と、スラ
リ３７Ｓの化学成分による化学的な除去作用、及びスラ
リ３７Ｓに含まれている研磨砥粒による機械的な除去作
用とが同時に進行し、ウエーハＷの表面の第１の研磨対
象膜（例えばＣｕ膜）が研磨される。
１１Ａを介して直流電源１１の陰極に接続されている。
一方ウエーハＷは、表面エッジ付近と導通する導電性フ
ィルム１１Ａを介して直流電源１１の陽極に接続されて
いる。このため、ウエーハ表面と研磨パッド３４ａの裏
面との間に電位差が生じる。また、研磨パッド３４ａの
無数の孔３４ｂにはスラリ３７Ｓが染み込んでおり、ス
ラリ３７Ｓは多くのイオンを含む導電性液体であるの
で、この電位差によって陽極であるウエーハ表面から電
解溶出が起こる。この電解溶出による除去作用と、スラ
リ３７Ｓの化学成分による化学的な除去作用、及びスラ
リ３７Ｓに含まれている研磨砥粒による機械的な除去作
用とが同時に進行し、ウエーハＷの表面の第１の研磨対
象膜（例えばＣｕ膜）が研磨される。
【００４５】研磨終了後のウェーハＷは、再び吸着保持
されて研磨定盤３４Ａ上から回収される。この後、第２
の研磨対象膜（例えばТａ膜）を研磨する場合には、研
磨ヘッド３８Ａは、そのまま中央の研磨定盤３４Ｃ上の
研磨位置ＰC へと移動する。そして、その中央の研磨定
盤３４Ｃで研磨特性を変えて第２の研磨対象膜の研磨を
行う。この時も、酸素の極力少ない雰囲気で研磨され
る。一方、第１の研磨対象膜だけで研磨を終える場合
は、研磨ヘッド３８Ａは所定の受渡位置ＴA に移動す
る。そして、その受渡位置ＴA にあらかじめ位置した搬
送ユニット３６Ａのアンロード受け台にウェーハＷを受
け渡す。
されて研磨定盤３４Ａ上から回収される。この後、第２
の研磨対象膜（例えばТａ膜）を研磨する場合には、研
磨ヘッド３８Ａは、そのまま中央の研磨定盤３４Ｃ上の
研磨位置ＰC へと移動する。そして、その中央の研磨定
盤３４Ｃで研磨特性を変えて第２の研磨対象膜の研磨を
行う。この時も、酸素の極力少ない雰囲気で研磨され
る。一方、第１の研磨対象膜だけで研磨を終える場合
は、研磨ヘッド３８Ａは所定の受渡位置ＴA に移動す
る。そして、その受渡位置ＴA にあらかじめ位置した搬
送ユニット３６Ａのアンロード受け台にウェーハＷを受
け渡す。
【００４６】なお、中央の研磨定盤３４Ｃで第２の研磨
対象膜の研磨を行った場合も、研磨終了後は、研磨ヘッ
ド３８Ａが研磨位置ＰC から受渡位置ＴA へと移動して
アンロード受け台にウェーハＷを受け渡す。
対象膜の研磨を行った場合も、研磨終了後は、研磨ヘッ
ド３８Ａが研磨位置ＰC から受渡位置ＴA へと移動して
アンロード受け台にウェーハＷを受け渡す。
【００４７】受渡位置ＴA で研磨後のウェーハＷが受け
渡された搬送ユニット３６Ａのアンロード受け台は、後
退して所定の受取位置ＳA へと移動する。そして、この
受取位置ＳA に位置したアンロード受け台からトランス
ファーロボット３０のアンロード用アーム３０Ｂによっ
てウェーハＷが取り出され、洗浄・乾燥手段１８へと搬
送される。
渡された搬送ユニット３６Ａのアンロード受け台は、後
退して所定の受取位置ＳA へと移動する。そして、この
受取位置ＳA に位置したアンロード受け台からトランス
ファーロボット３０のアンロード用アーム３０Ｂによっ
てウェーハＷが取り出され、洗浄・乾燥手段１８へと搬
送される。
【００４８】洗浄・乾燥手段１８に搬送されたウェーハ
Ｗは、洗浄装置６８Ａで酸洗浄、アルカリ洗浄及びリン
スされたのち、乾燥装置６８Ｂで乾燥される。そして、
乾燥装置６８Ｂで乾燥されたウェーハＷは、搬送手段１
４のインデックス用ロボット２２によって乾燥装置６８
Ｂから取り出され、必要に応じて膜厚測定手段２６に搬
送され、膜厚が測定された後再びインデックス用ロボッ
ト２２によってウエーハ収納部２０にセットされたカセ
ット２４の所定の位置に格納される。以上一連の工程を
経て一枚のウェーハＷの研磨が終了する。
Ｗは、洗浄装置６８Ａで酸洗浄、アルカリ洗浄及びリン
スされたのち、乾燥装置６８Ｂで乾燥される。そして、
乾燥装置６８Ｂで乾燥されたウェーハＷは、搬送手段１
４のインデックス用ロボット２２によって乾燥装置６８
Ｂから取り出され、必要に応じて膜厚測定手段２６に搬
送され、膜厚が測定された後再びインデックス用ロボッ
ト２２によってウエーハ収納部２０にセットされたカセ
ット２４の所定の位置に格納される。以上一連の工程を
経て一枚のウェーハＷの研磨が終了する。
【００４９】図４は、前述の実施形態のチャンバ１３に
ロードロック室５０を接続させた実施形態を表わす側断
面図である。図４に示すように、チャンバ１３にはロー
ドロック室５０を介してウエーハＷを搬入、搬出するよ
うになっている。ロードロック室５０は、ゲートシャッ
タ５１を介してチャンバ１３に接続されている。このロ
ードロック室５０にも真空ポンプ１５が接続され、ガス
ボンベ１７、１７も接続されている。また、ウエーハＷ
を搬送する移送ロボット５２がロードロック室５０の内
部に設けられている。
ロードロック室５０を接続させた実施形態を表わす側断
面図である。図４に示すように、チャンバ１３にはロー
ドロック室５０を介してウエーハＷを搬入、搬出するよ
うになっている。ロードロック室５０は、ゲートシャッ
タ５１を介してチャンバ１３に接続されている。このロ
ードロック室５０にも真空ポンプ１５が接続され、ガス
ボンベ１７、１７も接続されている。また、ウエーハＷ
を搬送する移送ロボット５２がロードロック室５０の内
部に設けられている。
【００５０】ウエーハＷをチャンバ１３内に搬送する場
合は、先ずロードロック室５０の図示しない扉が開き、
ウエーハＷが移送ロボットに載置され、扉が閉じる。次
に真空ポンプ１５が稼動し、ロードロック室５０側のバ
ルブ１９が開きロードロック室５０内のガスを排出する
と共に、ガスボンベ１７、１７のバルブを開いてガスを
供給し、所定時間後両バルブを閉じる。これでロードロ
ック室５０内は酸素のないガスで充満される。次にゲー
トシャッタ５１が開き、移送ロボット５２によってウエ
ーハＷがチャンバ１３内に搬送される。この後移送ロボ
ット５２がロードロック室５０に戻り、ゲートシャッタ
５１が閉じる。このようにチャンバ１３内に大気を流入
させずにウエーハＷの搬入、搬出を行うことができる。
合は、先ずロードロック室５０の図示しない扉が開き、
ウエーハＷが移送ロボットに載置され、扉が閉じる。次
に真空ポンプ１５が稼動し、ロードロック室５０側のバ
ルブ１９が開きロードロック室５０内のガスを排出する
と共に、ガスボンベ１７、１７のバルブを開いてガスを
供給し、所定時間後両バルブを閉じる。これでロードロ
ック室５０内は酸素のないガスで充満される。次にゲー
トシャッタ５１が開き、移送ロボット５２によってウエ
ーハＷがチャンバ１３内に搬送される。この後移送ロボ
ット５２がロードロック室５０に戻り、ゲートシャッタ
５１が閉じる。このようにチャンバ１３内に大気を流入
させずにウエーハＷの搬入、搬出を行うことができる。
【００５１】図５は、簡易型の雰囲気改変手段１２の実
施形態を示している。図５（ａ）は側断面図を、図５
（ｂ）は平面図を表わしている。図５に示すように、こ
の簡易型の雰囲気改変手段１２では、研磨ヘッド３８Ａ
の外周に近接して８本のノズル１２Ａ、１２Ａ、…が設
けられている。これらのノズル１２Ａ、１２Ａ、…は図
示しないガスボンベに接続され、例えばＮ2 ガスが加工
中のウエーハＷに向けて噴射され、ウエーハＷの周囲を
酸素の少ない雰囲気に保つ。尚、その他の図２に示した
実施形態と共通する部分の説明は省略する。この図５に
示す実施形態によれば、簡単な構成で加工部の雰囲気を
改変することができる。
施形態を示している。図５（ａ）は側断面図を、図５
（ｂ）は平面図を表わしている。図５に示すように、こ
の簡易型の雰囲気改変手段１２では、研磨ヘッド３８Ａ
の外周に近接して８本のノズル１２Ａ、１２Ａ、…が設
けられている。これらのノズル１２Ａ、１２Ａ、…は図
示しないガスボンベに接続され、例えばＮ2 ガスが加工
中のウエーハＷに向けて噴射され、ウエーハＷの周囲を
酸素の少ない雰囲気に保つ。尚、その他の図２に示した
実施形態と共通する部分の説明は省略する。この図５に
示す実施形態によれば、簡単な構成で加工部の雰囲気を
改変することができる。
【００５２】図６は、図５で示した実施形態の変形例を
示す側断面図である。図６の変形例では、研磨ヘッド３
８Ａの外周を上部からガス拡散防止壁１２Ｂが研磨ヘッ
ド３８Ａを覆うように設けられている。その他の図５と
同じ部分の説明は省略する。この図６に示す変形例によ
れば、ウエーハＷに向けて噴射するガスの量が少なくて
済み、経済的である。
示す側断面図である。図６の変形例では、研磨ヘッド３
８Ａの外周を上部からガス拡散防止壁１２Ｂが研磨ヘッ
ド３８Ａを覆うように設けられている。その他の図５と
同じ部分の説明は省略する。この図６に示す変形例によ
れば、ウエーハＷに向けて噴射するガスの量が少なくて
済み、経済的である。
【００５３】以上に説明した本発明における実施の形態
では、研磨部の雰囲気を大気と異なる組成のガス（例え
ばＮ2 ガスやＡｒガス）に改変したが、これに限らず、
酸素含有量の少ない空気を供給してもよく、あるいは減
圧状態としてもよい。
では、研磨部の雰囲気を大気と異なる組成のガス（例え
ばＮ2 ガスやＡｒガス）に改変したが、これに限らず、
酸素含有量の少ない空気を供給してもよく、あるいは減
圧状態としてもよい。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、大
気とは異なる組成の雰囲気中で電解研磨を行うので、ウ
エーハの表面に形成された金属膜の表面が改変せず、安
定した研磨レートの、電解研磨を付加した化学的機械研
磨方法及び研磨装置が得られる。
気とは異なる組成の雰囲気中で電解研磨を行うので、ウ
エーハの表面に形成された金属膜の表面が改変せず、安
定した研磨レートの、電解研磨を付加した化学的機械研
磨方法及び研磨装置が得られる。
【図１】本発明の実施の形態に係る化学的機械研磨装置
の全体平面図
の全体平面図
【図２】本発明の実施の形態に係る化学的機械研磨装置
の研磨手段を表わす断面図
の研磨手段を表わす断面図
【図３】化学的機械研磨装置のウエーハの流れ説明する
平面図
平面図
【図４】別の実施形態を説明する断面図
【図５】簡易型の雰囲気改変手段を説明する断面図
【図６】簡易型の雰囲気改変手段の変形例を説明する断
面図
面図
Ｗ…ウエーハ、１０…化学的機械研磨装置、１１…直流
電源（電圧印加手段）、１２…雰囲気改変手段、１２Ａ
…ノズル、１２Ｂ…ガス拡散防止壁、１３…チャンバ、
１５…真空ポンプ（吸引手段）、１６…研磨手段（研磨
部）、１７…ガスボンベ（ガス供給手段）、３４ａ…研
磨パッド、３７Ｓ…スラリ、３８Ａ…研磨ヘッド、５０
…ロードロック室
電源（電圧印加手段）、１２…雰囲気改変手段、１２Ａ
…ノズル、１２Ｂ…ガス拡散防止壁、１３…チャンバ、
１５…真空ポンプ（吸引手段）、１６…研磨手段（研磨
部）、１７…ガスボンベ（ガス供給手段）、３４ａ…研
磨パッド、３７Ｓ…スラリ、３８Ａ…研磨ヘッド、５０
…ロードロック室
フロントページの続き
(72)発明者 藤田 隆
東京都三鷹市下連雀９丁目７番１号 株式
会社東京精密内
Ｆターム(参考） 3C058 AA07 CA01 DA12
Claims (6)
- 【請求項１】スラリを供給しながら、表面に導電性膜が
形成されたウエーハを研磨パッドに押付けて、該表面を
平坦化する化学的機械研磨方法において、研磨部の雰囲
気を大気とは異なる組成の雰囲気にすると共に、 前記ウエーハと前記研磨パッドとの間に電圧を印加し
て、電解作用を行わせながら前記ウエーハを研磨するこ
とを特徴とする化学的機械研磨方法。 - 【請求項２】スラリを供給しながら、表面に導電性膜が
形成されたウエーハを研磨パッドに押付けて、該表面を
平坦化する化学的機械研磨装置において、前記ウエーハ
と前記研磨パッドとの間に電圧を印加して電解研磨を行
わせる電圧印加手段と、 研磨部の雰囲気を大気とは異なる組成の雰囲気にする雰
囲気改変手段と、 を有し、 前記大気とは異なる組成に改変された雰囲気中で電解研
磨が行われるように構成されたこと、を特徴とする化学
的機械研磨装置。 - 【請求項３】前記雰囲気改変手段は、 研磨部を密閉収容するチャンバと、 該チャンバ内の気体を吸引する吸引手段と、 該チャンバ内に大気とは別組成の気体を供給するガス供
給手段と、 から構成されていることを特徴とする請求項２に記載の
化学的機械研磨装置。 - 【請求項４】前記雰囲気改変手段は、 研磨部のウエーハに向かって、局所的にガスを吹付ける
ノズルと、 該ノズルに大気とは別組成の気体を供給するガス供給手
段と、からなることを特徴とする請求項２に記載の化学
的機械研磨装置。 - 【請求項５】前記雰囲気改変手段は、 研磨部のウエーハを覆うように設けられたガス拡散防止
壁と、 研磨部のウエーハに向かって、局所的にガスを吹付ける
ノズルと、 該ノズルに大気とは別組成の気体を供給するガス供給手
段と、からなることを特徴とする請求項２に記載の化学
的機械研磨装置。 - 【請求項６】前記チャンバは、ロードロック室と接続さ
れていることを特徴とする請求項３に記載の化学的機械
研磨装置。
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