特開 2024-137847 化学機械的研磨スラリー及びそれを用いた半導体素子の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024137847

(43)【公開日】2024-10-07

(54)【発明の名称】化学機械的研磨スラリー及びそれを用いた半導体素子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20240927BHJP

   C09K 3/14 20060101ALI20240927BHJP

   C09G 1/02 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 622D

C09K3/14 550D

C09K3/14 550Z

C09G1/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024043363

(22)【出願日】2024-03-19

(31)【優先権主張番号】10-2023-0039222

(32)【優先日】2023-03-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2023-0052824

(32)【優先日】2023-04-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】390019839

【氏名又は名称】三星電子株式会社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ－ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ－ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】卞 藝 リン

(72)【発明者】

【氏名】金 仁 權

(72)【発明者】

【氏名】朴 尚 鉉

【テーマコード（参考）】

5F057

【Ｆターム（参考）】

5F057AA03

5F057AA28

5F057BA15

5F057BB22

5F057CA12

5F057DA03

5F057EA01

5F057EA07

5F057EA08

5F057EA09

5F057EA22

5F057EA26

5F057EA29

(57)【要約】

【課題】金属層の化学機械的研磨に用いられる化学機械的研磨スラリー及びそれを用いた半導体素子の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の化学機械的研磨スラリーは、脱イオン水（ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ）と、研磨粒子と、温度感応性酸化剤と、を含む水溶液を備え、温度感応性酸化剤は、化学機械的研磨工程の研磨温度が１０℃～７５℃である場合、化学機械的研磨工程時に金属層の静的エッチング率（ｓｔａｔｉｃ ｅｔｃｈ ｒａｔｅ）及び金属層の除去率（ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ）をいずれも調節可能に構成される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

脱イオン水（ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ）と、
研磨粒子と、
温度感応性酸化剤をと、含む水溶液を備え、
前記温度感応性酸化剤は、化学機械的研磨工程の研磨温度が１０℃～７５℃である場合、前記化学機械的研磨工程時に金属層の静的エッチング率（ｓｔａｔｉｃ ｅｔｃｈ ｒａｔｅ）及び前記金属層の除去率（ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ）をいずれも調節可能に構成されることを特徴とする化学機械的研磨スラリー。

【請求項2】

前記研磨粒子は、シリカ（Ｓｉｌｉｃａ）、アルミナ（ａｌｕｍｉｎａ）、セリア（ｃｅｒｉａ）、チタニア（ｔｉｔａｎｉａ）、ジルコニア（ｚｉｒｃｏｎｉａ）、マグネシア（ｍａｇｎｅｓｉａ）、ゲルマニア（ｇｅｒｍａｎｉａ）、及びマンガニア（ｍａｎｇａｎｉａ）のうちの少なくともいずれか１つを含み、
前記温度感応性酸化剤は、過硫酸ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ）、過炭酸ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｐｅｒｃａｒｂｏｎａｔｅ）、過ホウ酸ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｐｅｒｂｏｒａｔｅ）、過ホウ酸ナトリウム一水和物（Ｓｏｄｉｕｍ Ｐｅｒｂｏｒａｔｅ Ｍｏｎｏｈｙｄｒａｔｅ）、及び過ホウ酸ナトリウム四水和物（Ｓｏｄｉｕｍ Ｐｅｒｂｏｒａｔｅ Ｔｅｔｒａｈｙｄｒａｔｅ）のうちの少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の化学機械的研磨スラリー。

【請求項3】

前記水溶液は、ｐＨ調節剤を更に含み、
前記ｐＨ調節剤は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化アンモニウム（ＮＨ_４ＯＨ）、テトラメチルアミン（ＴＭＡ）、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、及びテトラエチルアミン（ＴＥＡ）のうちの少なくともいずれか１つであり、
前記水溶液のｐＨは、１～８であることを特徴とする請求項１に記載の化学機械的研磨スラリー。

【請求項4】

前記水溶液は、触媒剤を更に含み、
前記触媒剤は、硝酸第二鉄（ｆｅｒｒｉｃ ｎｉｔｒａｔｅ）、フェリシアン化カリウム（ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｆｅｒｒｉｃｙａｎｉｄｅ）、塩化鉄（ｉｒｏｎ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、硫酸鉄（ｉｒｏｎ ｓｕｌｆａｔｅ）、フッ化鉄（ｉｒｏｎ ｆｌｕｏｒｉｄｅ）、臭化鉄（ｉｒｏｎ ｂｒｏｍｉｄｅ）、塩化銅（ｃｏｐｐｅｒ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、フッ化銅（ｃｏｐｐｅｒ ｆｌｕｏｒｉｄｅ）、及び臭化銅（ｃｏｐｐｅｒ ｂｒｏｍｉｄｅ）のうちの少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の化学機械的研磨スラリー。

【請求項5】

脱イオン水（ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ）と、
研磨粒子と、
化学機械的研磨工程の研磨温度が１０℃～７５℃である場合、前記化学機械的研磨工程時にタングステン層の静的エッチング率（ｓｔａｔｉｃ ｅｔｃｈ ｒａｔｅ）及び前記タングステン層の除去率（ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ）をいずれも調節可能に構成された温度感応性酸化剤と、
ｐＨ調節剤と、
触媒剤と、を含む水溶液からなることを特徴とする化学機械的研磨スラリー。

【請求項6】

前記温度感応性酸化剤は、過硫酸ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ）であり、
前記過硫酸ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ）の濃度は、前記水溶液で０．５重量％（ｗｔ％）～５重量％（ｗｔ％）であることを特徴とする請求項５に記載の化学機械的研磨スラリー。

【請求項7】

基板上に、水平方向に互いに離隔する複数個の開口部を有するように絶縁パターンを形成する段階と、
前記絶縁パターン上に、前記開口部を埋め込むように金属層を形成する段階と、
研磨パッド上で化学機械的研磨スラリーを用いて前記絶縁パターンをエッチング停止膜で前記金属層に対して化学機械的研磨工程を遂行する段階と、を有し、
前記化学機械的研磨工程は、研磨温度を１０℃～７５℃の範囲内で遂行し、
前記化学機械的研磨スラリーは、
脱イオン水（ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ）と、
研磨粒子と、
温度感応性酸化剤と、を含む水溶液を備え、
前記温度感応性酸化剤は、化学機械的研磨工程の研磨温度が１０℃～７５℃である場合、前記化学機械的研磨工程時に金属層の静的エッチング率（ｓｔａｔｉｃ ｅｔｃｈ ｒａｔｅ）及び前記金属層の除去率（ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ）をいずれも調節可能に構成されることを特徴とする半導体素子の製造方法。

【請求項8】

前記化学機械的研磨工程を遂行する段階は、前記化学機械的研磨スラリーの温度を６０℃～７５℃に上昇させて前記金属層を第１次化学機械的研磨し、前記化学機械的研磨スラリーの温度を１０℃～２０℃に下降させて前記金属層を第２次化学機械的研磨する段階を含むことを特徴とする請求項７に記載の半導体素子の製造方法。

【請求項9】

前記化学機械的研磨工程を遂行する段階は、前記金属層を化学機械的研磨し、前記開口部に埋め込まれた複数個の金属パターンを形成する段階を含み、
前記金属パターンは、前記絶縁パターンの表面でリセスされたリセス深さを有し、
前記リセス深さは、前記絶縁パターンの高さの１％～５％以下であることを特徴とする請求項７に記載の半導体素子の製造方法。

【請求項10】

前記化学機械的研磨スラリーに含まれる前記温度感応性酸化剤は、過硫酸ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ）であり、
前記過硫酸ナトリウムの濃度は、前記水溶液で０．５重量％（ｗｔ％）～５重量％（ｗｔ％）であることを特徴とする請求項７に記載の半導体素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、化学機械的研磨スラリー（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｓｌｕｒｒｙ）及びそれを用いた半導体素子の製造方法に係り、より詳細には、金属層の化学機械的研磨のための化学機械的研磨スラリー及びそれを用いた半導体素子の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体素子（又は集積回路素子）には、集積度が増加することによりトランジスタ、キャパシタ、抵抗器などの機能要素を互いに連結する多層配線構造が用いられる。多層配線構造の半導体素子を製造するには、金属層を平坦化させる化学機械的研磨工程が必要である。金属層の化学機械的研磨工程には、化学機械的研磨スラリーが用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－８０４３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、金属層の化学機械的研磨時に金属層の平坦度を改善すると共に化学機械的研磨時間を減らす化学機械的研磨スラリー及びそれを用いた半導体素子の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による化学機械的研磨スラリーは、脱イオン水（ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ）と、研磨粒子と、温度感応性酸化剤と、を含む水溶液を備え、前記温度感応性酸化剤は、化学機械的研磨工程の研磨温度が１０℃～７５℃である場合、前記化学機械的研磨工程時に金属層の静的エッチング率（ｓｔａｔｉｃ ｅｔｃｈ ｒａｔｅ）及び前記金属層の除去率（ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ）をいずれも調節可能に構成される。

【0006】

上記目的を達成するためになされた本発明の他の態様による化学機械的研磨スラリーは、脱イオン水（ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ）と、研磨粒子と、化学機械的研磨工程の研磨温度が１０℃～７５℃である場合、前記化学機械的研磨工程時にタングステン層の静的エッチング率（ｓｔａｔｉｃ ｅｔｃｈ ｒａｔｅ）及び前記タングステン層の除去率（ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ）をいずれも調節可能に構成された温度感応性酸化剤と、ｐＨ調節剤と、触媒剤と、を含む水溶液からなる。

【0007】

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による半導体素子の製造方法は、基板上に、水平方向に互いに離隔する複数個の開口部を有するように絶縁パターンを形成する段階と、前記絶縁パターン上に、前記開口部を埋め込むように金属層を形成する段階と、研磨パッド上で化学機械的研磨スラリーを用いて前記絶縁パターンをエッチング停止膜として前記金属層に対して化学機械的研磨工程を遂行する段階と、を有し、前記化学機械的研磨工程は、研磨温度を１０℃～７５℃の範囲内で遂行し、前記化学機械的研磨スラリーは、脱イオン水（ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ）と、研磨粒子と、温度感応性酸化剤と、を含む水溶液を備え、前記温度感応性酸化剤は、化学機械的研磨工程の研磨温度が１０℃～７５℃である場合、前記化学機械的研磨工程時に金属層の静的エッチング率（ｓｔａｔｉｃ ｅｔｃｈ ｒａｔｅ）及び前記金属層の除去率（ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ）をいずれも調節可能に構成される。

【発明の効果】

【0008】

本発明の化学機械的研磨スラリーは、脱イオン水（ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ）と、研磨粒子と、化学機械的研磨の研磨温度が１０℃～７５℃である場合、金属層の静的エッチング率（ｓｔａｔｉｃ ｅｔｃｈ ｒａｔｅ）及び前記金属層の除去率（ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ）をいずれも調節することが可能な温度感応性酸化剤と、を含む水溶液からなるため、本発明の化学機械的研磨スラリーを用いて金属層の化学機械的研磨段階（又は工程）を進める場合、金属層の平坦度が向上すると共に研磨時間を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーを用いる化学機械的研磨装置の一例を示す概略的な断面図である。

【図2】本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーを用いる化学機械的研磨装置の一例を示す概略的な上面図である。

【図3】本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーを用いた化学機械的研磨段階を含む半導体素子の製造方法を説明するための断面図である。

【図4】本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーを用いた化学機械的研磨段階を含む半導体素子の製造方法を説明するための断面図である。

【図5】本発明の一実施形態による化学機械的研磨段階の経時的な研磨温度の変化を示す図である。

【図6】本発明の一実施形態による化学機械的研磨段階の経時的な研磨温度の変化を示す図である。

【図7】本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーを用いる場合の研磨温度による金属層の静的エッチング率（ｓｔａｔｉｃ ｅｔｃｈ ｒａｔｅ）を示す図である。

【図8】図７との比較のための比較例の化学機械的研磨スラリーを用いる場合の研磨温度による金属層の静的エッチング率を示す図である。

【図9】本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリー及び比較例の化学機械的研磨スラリーを用いる場合の研磨温度による金属層の除去率（ｒｅｍｏｖａｂｌｅ ｒａｔｅ）を示す図である。

【図10】本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーを用いる場合の研磨温度による金属パターンのリセス深さ（ｒｅｃｅｓｓ ｄｅｐｔｈ）を示す図である。

【図11】図１０との比較のための比較例の化学機械的研磨スラリーを用いる場合の研磨温度による金属パターンのリセス深さを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の本発明の実施形態はいずれか１つのみでも具現され、且つ以下の実施形態は１つ以上を組み合わせて具現可能である。従って、本発明の技術的思想は１つの実施形態に限定して解釈してはならない。

【0011】

本明細書において、構成要素の単数形態は、文脈上そうではない場合を明確に指摘しない限り、複数の形態を含み得る。本明細書では、本発明をより明確に説明するために図面を誇張して示す。

【0012】

本発明者は、金属層、例えばタングステン層の化学機械的研磨時に金属層の平坦度を改善すると共に、研磨時間を減らすことができる化学機械的研磨スラリーを発明した。

【0013】

一実施形態において、化学機械的研磨スラリーは、脱イオン水（ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ）と、研磨粒子と、化学機械的研磨の研磨温度が６０℃～７５℃である場合、金属層の静的エッチング率（ｓｔａｔｉｃ ｅｔｃｈ ｒａｔｅ）及び金属層の除去率（ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ）をいずれも調節可能な温度感応性酸化剤（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ－ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｏｘｉｄｉｚｉｎｇ ａｇｅｎｔ）と、を含む水溶液からなる。

【0014】

一実施形態において、研磨粒子（ａｂｒａｓｉｖｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ）は、シリカ（Ｓｉｌｉｃａ）、アルミナ（ａｌｕｍｉｎａ）、セリア（ｃｅｒｉａ）、チタニア（ｔｉｔａｎｉａ）、ジルコニア（ｚｉｒｃｏｎｉａ）、マグネシア（ｍａｇｎｅｓｉａ）、ゲルマニア（ｇｅｒｍａｎｉａ）、及びマンガニア（ｍａｎｇａｎｉａ）のうちの少なくともいずれか１つを含み、研磨粒子の濃度は、水溶液で１重量％（ｗｔ％）～１０重量％（ｗｔ％）である。一実施形態において、研磨粒子は、シリカであり、シリカの濃度は、水溶液で１重量％（ｗｔ％）～１０重量％（ｗｔ％）である。

【0015】

一実施形態において、温度感応性酸化剤は、過硫酸ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ）、過炭酸ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｐｅｒｃａｒｂｏｎａｔｅ）、過ホウ酸ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｐｅｒｂｏｒａｔｅ）、過ホウ酸ナトリウム一水和物（Ｓｏｄｉｕｍ Ｐｅｒｂｏｒａｔｅ Ｍｏｎｏｈｙｄｒａｔｅ）、及び過ホウ酸ナトリウム四水和物（Ｓｏｄｉｕｍ Ｐｅｒｂｏｒａｔｅ Ｔｅｔｒａｈｙｄｒａｔｅ）のうちの少なくともいずれか１つを含む。

【0016】

一実施形態において、温度感応性酸化剤は過硫酸ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ）であり、過硫酸ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ）の濃度は水溶液で０．５重量％（ｗｔ％）～５重量％（ｗｔ％）である。

【0017】

一実施形態において、化学機械的研磨スラリーを構成する水溶液は、ｐＨ調節剤（ｐＨ ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ａｇｅｎｔ）を更に含む。一実施形態において、ｐＨ調節剤は、水酸化カリウム（ＫＯＨ：ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）、水酸化アンモニウム（ＮＨ_４ＯＨ：ａｍｍｏｎｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）、テトラメチルアミン（ＴＭＡ：ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ）、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ：ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）、及びテトラエチルアミン（ＴＥＡ：ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ）のうちの少なくともいずれか１つを含む。一実施形態において、水溶液のｐＨは１～８である。一実施形態において、水溶液のｐＨは１～３である。

【0018】

一実施形態において、化学機械的研磨スラリーを構成する水溶液は、触媒剤（ｃａｔａｌｙｓｔ）を更に含む。触媒剤は、硝酸第二鉄（ｆｅｒｒｉｃ ｎｉｔｒａｔｅ）、フェリシアン化カリウム（ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｆｅｒｒｉｃｙａｎｉｄｅ）、塩化鉄（ｉｒｏｎ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、硫酸鉄（ｉｒｏｎ ｓｕｌｆａｔｅ）、フッ化鉄（ｉｒｏｎ ｆｌｕｏｒｉｄｅ）、臭化鉄（ｉｒｏｎ ｂｒｏｍｉｄｅ）、塩化銅（ｃｏｐｐｅｒ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、フッ化銅（ｃｏｐｐｅｒ ｆｌｕｏｒｉｄｅ）、及び臭化銅（ｃｏｐｐｅｒ ｂｒｏｍｉｄｅ）のうちの少なくともいずれか１つを含む。

【0019】

一実施形態において、触媒剤は硝酸第二鉄（ｆｅｒｒｉｃ ｎｉｔｒａｔｅ）であり、硝酸第二鉄（ｆｅｒｒｉｃ ｎｉｔｒａｔｅ）の濃度は水溶液で１重量％（ｗｔ％）～２重量％（ｗｔ％）である。

【0020】

以下、本発明の化学機械的研磨スラリーを用いる化学機械的研磨装置の一例を説明する。

【0021】

図１は、本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーを用いる化学機械的研磨装置の一例を示す概略的な断面図であり、図２は、本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーを用いる化学機械的研磨装置の一例を示す概略的な上面図である。

【0022】

具体的に、化学機械的研磨装置２０（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ）は、上部に研磨パッド３０が位置する回転可能なディスク形状のプラテン２４（ｐｌａｔｅｎ）を含む。化学機械的研磨装置２０は、研磨ステーションと称される。プラテン２４は、中心軸２５を中心に回転する。プラテン２４は、図２の矢印Ａで示したように、中心軸２５を中心に回転する。モータ２２は、駆動シャフト２８を回転させてプラテン２４を回転させる。

【0023】

一実施形態において、研磨パッド３０は、下部研磨パッド３４及び上部研磨パッド３２を有する二重研磨パッドである。上部研磨パッド３２は、下部研磨パッド３４よりも柔らかい材質からなる。化学機械的研磨装置２０は、化学機械的研磨スラリー５２（又は、研磨液）を、ポート５４を通じて研磨パッド３０上に供給するための研磨液供給システム５０を含む。

【0024】

研磨液供給システム５０は、プラテン２４上に延びるようにベース５８によって支持されるアーム５６を含む。ポート５４は、アーム５６の端部に配置される。ポート５４は、制御弁６０及び配管６１を通じて研磨液供給部６２、例えば化学機械的研磨スラリー５２を保存する貯蔵所又はタンクに結合される。

【0025】

キャリアヘッド７０（ｃａｒｒｉｅｒ ｈｅａｄ）は、研磨パッド３０に接触するように基板１０を支持しつつ動作する。後述するように、基板１０は、上部に金属層が形成された基板構造物である。キャリアヘッド７０は、研磨ヘッドと称される。キャリアヘッド７０は、支持構造７２に連結される。キャリアヘッド７０は、駆動シャフト７４によって回転モータ７６に連結されることで軸７１を中心に回転する。

【0026】

キャリアヘッド７０は、基板１０の背面（又は後面）に接触するための基板装着表面を有する可撓性メンブレン８０、及び基板１０上に圧力を印加するための加圧チャンバ８２を含む。キャリアヘッド７０は、基板１０を支持（ホールディング）するためのリテーニングリング８４を含む。リテーニングリング８４は、下部リテーニングリング８６及び上部リテーニングリング８８を含む。

【0027】

化学機械的研磨装置２０の動作時に、プラテン２４は中心軸２５に対して回転し、キャリアヘッド７０は、図２の矢印Ｂで示したように、その中心軸７１に対して回転し、図２の矢印Ｃで示したように、研磨パッド３０の最上部表面を横切って側方向に移動する。

【0028】

化学機械的研磨装置２０は、コンディショナーアーム９４の端部でコンディショナーヘッド９３によってホールディングされるコンディショナーディスク９２を有するパッドコンディショナー９０を含む。コンディショナーディスク９２は、研磨パッド３０の表面粗度を保持するために用いられる。コンディショナーアーム９４は、コンディショナーベース９５によって支持される。

【0029】

化学機械的研磨装置２０は、研磨パッド３０上の化学機械的研磨スラリー５２及び／又は研磨パッド３０の温度をモニタリングするための温度センサ６４を含む。例えば、温度センサ６４は、研磨パッド３０上に位置し、研磨パッド３０上の化学機械的研磨スラリー５２及び／又は研磨パッド３０の温度を測定するように構成された赤外線（ＩＲ）センサ、例えばＩＲカメラである。

【0030】

温度センサ６４は、放射状の温度プロファイルを生成するために研磨パッド３０の半径に沿って多数の地点で温度を測定するように構成される。例えば、温度センサ６４を構成するＩＲカメラは、研磨パッド３０の半径に及ぶ視野を有する。

【0031】

一実施形態において、温度センサ６４は、図１のような非接触センサではなく、接触センサである。例えば、温度センサ６４は、プラテン２４上に又はプラテン２４に位置する熱電対又はＩＲ温度計である。温度センサ６４は、研磨パッド３０に直接接触する。一実施形態において、温度センサ６４は、研磨パッド３０の半径に沿って多数の地点における温度を提供するために、研磨パッド３０の放射状位置に離隔して複数個配置される。

【0032】

温度センサ６４は、研磨パッド３０及び／又は研磨パッド３０上の化学機械的研磨スラリー５２の温度をモニタリングするように位置するものであって、図１に例示するが、温度センサ６４は、基板１０の温度を測定するためにキャリアヘッド７０内部に位置する。温度センサ６４は、基板１０、即ち半導体ウェーハに直接接触する接触センサである。

【0033】

化学機械的研磨装置２０は、研磨パッド３０上の化学機械的研磨スラリー５２及び／又は研磨パッド３０の温度を制御するための温度制御システム１００を含む。温度制御システム１００は、温度制御された流体を研磨パッド３０の研磨表面３６上に伝達する。温度制御システム１００は、温度制御された流体（１１８、１３８）を、研磨パッド３０上に既に存在する化学機械的研磨スラリー５２上に伝達する。温度制御システム１００は、加熱システム１０２及び冷却システム１０４を含む。

【0034】

加熱システム１０２は、加熱流体１１８、例えば温水又はスチームを伝達する。冷却システム１０４は、冷却流体１３８、例えば冷水又は冷却空気を伝達する。加熱流体１１８及び冷却流体１３８は、アーム（１１０、１３０）によって提供される開口（ａｐｅｒｔｕｒｅ）（１１４、１３４）及びノズル１１６を介して伝達される。

【0035】

一実施形態において、加熱システム１０２は、プラテン２４及び研磨パッド３０の上部で研磨パッド３０のエッジから研磨パッド３０の中心まで又は少なくとも中心近傍に延びるアーム１１０を含む。アーム１１０は、ベース１１２によって支持される。ベース１１２は、プラテン２４と同じフレーム４０上に支持される。

【0036】

ベース１１２は、１つ以上のアクチュエータ、例えばアーム１１０を上昇又は下降させるための線形アクチュエータ、及び／又はアーム１１０をプラテン２４上で側方向にスイングさせるための回転アクチュエータを含む。アーム１１０は、キャリアヘッド７０、パッドコンディショニングディスク９２、化学機械的研磨スラリー供給用アーム５６、及び冷却流体供給用アーム１３０のような他のハードウェア構成要素との衝突を回避するように位置する。

【0037】

アーム１１０の最下部表面に多数の開口１１４が形成される。開口１１４は、加熱流体１１８、例えば気体又は蒸気（又はスチーム）を研磨パッド３０上に誘導するように構成される。一実施形態において、開口１１４は、スプレー形態に排出される加熱流体１１８を研磨パッド３０上に誘導するノズル１１６に連結される。図１では、開口１１４とノズル１１６とを分離して示したが、開口１１４とノズル１１６とは、同体であるか、或いはノズル１１６が連結されずに開口１１４を通じて加熱流体１１８をスプレー形態に直接排出する。

【0038】

開口１１４は、加熱流体１１８を研磨パッド３０上の放射形態１２４に誘導する。図２において、開口１１４が均一な間隔に離隔されるものとして図示したが、これは必須要件ではない。開口１１４は、研磨パッド３０の中心に向かってより稠密に配置され得る。図２では、９個の開口１１４を例示しているが、更に多数又は少数の開口１１４が存在し得る。

【0039】

アーム１１０は、研磨パッド３０から離隔するようにベース１１２によって支持される。開口１１４（及び／又はノズル１１６）と研磨パッド３０との離隔距離１２６は、０．５～５ｍｍである。特に、隔離距離１２６は、加熱流体１１８が研磨パッド３０に到逹する前に加熱流体の熱が顕著に消散しないように選択される。例えば、隔離距離１２６は、開口１１４から放出された加熱流体１１８が研磨パッド３０に到逹する前に凝縮しないように選択される。

【0040】

加熱システム１０２は加熱流体１１８の供給源１２０を含み、供給源１２０は制御弁１２２及び流体配管１２３を通じてアーム１１０に連結される。一実施形態において、供給源１２０は、スチーム生成器、例えばスチーム気体を生成するために水が沸騰する容器である。

【0041】

加熱流体１１８は他の気体（例えば、空気）及び／又は液体（例えば、加熱された水）と混合されるか、或いは加熱流体１１８は実質的に純粋なスチームである。加熱流体１１８としてスチームが用いられる場合、スチームが流体供給源１２０で生成されるとき、スチームの温度は、９０℃～２００℃である。スチームの温度は、スチームが開口１１４を通じて分配されるとき、例えば輸送中、熱損失によって９０～１５０℃である。一実施形態において、スチームは、６０℃～１００℃、例えば６０℃～７５℃の温度で開口１１４によって伝達される。

【0042】

化学機械的研磨装置２０は、冷却システム１０４を含む。冷却システム１０４は、上述したような加熱システム１０２と同様に構成される。アーム１３０は、ベース１３２によって支持される。アーム１３０は、制御弁１４２及び配管１４３を通じて供給源１４０に連結される。しかし、供給源１４０は冷却流体１３８の供給源であり、冷却システム１０４は冷却流体１３８をスプレー形態に研磨パッド３０上に供給する。

【0043】

冷却流体１３８は、液体、例えば２０℃以下の水、２０℃以下の気体、又は液体と気体との混合物である。冷却流体は、エアロゾル化された水滴を有する空気である。開口１３４は、上述した加熱流体を供給する開口１１４と同じ構成を有する。開口１３４は、上述したノズル１１６と同じ連結構成を有する。

【0044】

化学機械的研磨装置２０は、多様な構成要素、例えば研磨液供給システム５０及び温度制御システム１００の動作を制御するための制御器２００を含む。制御器２００は、温度センサ６４から温度測定値を受信するように構成される。制御器２００は、測定された温度を目標温度と比較し、目標温度を達成するために研磨パッド３０上への加熱流体及び／又は冷却流体の流量を制御するように制御弁１２２及び／又は１４２を制御する。

【0045】

図３及び図４は、本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーを用いた化学機械的研磨段階を含む半導体素子の製造方法を説明するための断面図である。

【0046】

具体的に、図３及び図４の半導体素子の製造方法は、化学機械的研磨段階（工程）を含む。化学機械的研磨段階は、図１及び図２の化学機械的研磨装置２０を用いて遂行される。

【0047】

図３を参照すると、基板１０上に水平方向に互いに離隔する複数個の開口部２０４を有する絶縁パターン２０２を形成する。絶縁パターン２０２は、基板１０上に絶縁膜を形成した後、フォトリソグラフィ工程を用いて絶縁膜を選択的にエッチングして基板１０の所定領域を露出する開口部２０４を形成することで得られる。

【0048】

基板１０には、半導体素子の製造に用いられる多様な基板を用いる。一実施形態において、基板１０には、シリコン基板を用いる。絶縁パターン２０２は、酸化膜系及び／又は窒化膜系の物質を含む。例えば、絶縁パターン２０２は、ＢＰＳＧ（ＢｏｒｏｎＰｈｏｓｐｈｏＳｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）、ＰＳＧ（ＰｈｏｓｐｈｏＳｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）、ＨＤＰ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｌａｓｍａ）、ＴＥＯＳ（ＴｅｔｒａＥｔｈｙｌ ＯｒｔｈｏＳｉｌｉｃａｔｅ）、及びＵＳＧ（Ｕｎｄｏｐｅｄ Ｓｉｌｉｃａ Ｇｌａｓｓ）のうちのいずれか１つを用いて形成される。

【0049】

絶縁パターン２０２は、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）方法、又はＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法を用いて形成される。絶縁パターン２０２は、配線及び／又はプラグを形成するために、基板１０の所定領域を露出させる開口部２０４を含む。開口部２０４は、ライン状のトレンチである。

【0050】

絶縁パターン２０２及び基板１０上にバリア層２０６を形成する。バリア層２０６は、窒化チタンなどで形成される。バリア層２０６は、必要に応じて形成しない。引き続き、バリア層２０６上に開口部２０４を十分に埋め込むように金属層２０８を形成する。一実施形態において、金属層２０８は、タングステン膜である。

【0051】

図４を参照すると、上述したように化学機械的研磨装置（図１及び図２の２０）の研磨パッド（図１及び図２の３０）上で化学機械的研磨スラリー（図１の５２）を用いて絶縁パターン２０２の表面２１４をエッチング停止膜として金属層２０８を化学機械的研磨する。

【0052】

金属層２０８の化学機械的研磨によって、開口部２０４内にはバリアパターン２１０及び金属パターン２１２が形成される。化学機械的研磨によって、金属パターン２１２は絶縁パターン２０２の表面２１４からリセスされる。金属パターン２１２のリセス深さ２１６が浅い場合、金属パターン２１２の平坦度（ｐｌａｎａｒｉｔｙ）は向上する。一実施形態において、リセス深さ２１６は、絶縁パターン２０２の高さｈ１の１％～５％以下である。

【0053】

化学機械的研磨段階（工程）は、化学機械的研磨スラリー（図１の５２）を用いて基板１０上の金属層２０８と研磨パッド３０との界面における金属層２０８の機械的摩耗と化学的エッチングとの組み合わせによって遂行される。

【0054】

化学機械的研磨段階（工程）は、上述したように、研磨温度、例えば化学機械的研磨スラリー（図１の５２）の自体温度や研磨パッド（図１及び図２の３０）上に供給された化学機械的研磨スラリー（図１の５２）に、加熱流体や冷却流体を供給して研磨温度を制御する。

【0055】

これにより、本発明者は、化学機械的研磨段階（工程）で研磨温度を制御し、金属層２０８の静的エッチング率（ｓｔａｔｉｃ ｅｔｃｈ ｒａｔｅ）及び除去率（ｒｅｍｏｖａｂｌｅ ｒａｔｅ、又は研磨率）を調節可能な化学機械的研磨スラリーを発明した。

【0056】

本発明の化学機械的研磨スラリーを用いる場合、化学機械的研磨段階は、研磨時間を短縮し、金属パターン２１２の平坦度を向上させることができる。これについてのより詳細な説明は後述する。先ず、化学機械的研磨段階（工程）の経時的な研磨温度の変化を説明する。

【0057】

図５及び図６は、本発明の一実施形態による化学機械的研磨段階の経時的な研磨温度の変化を示す図である。

【0058】

具体的に、化学機械的研磨段階は、図１及び図２の化学機械的研磨装置２０を用いて遂行する。化学機械的研磨段階は、図３及び図４の金属層２０８の化学機械的研磨である。化学機械的研磨段階は、第１スタンバイ段階（ＳＢ１）、第１化学機械的研磨段階（ＣＭＰ１）、第２化学機械的研磨段階（ＣＭＰ２）、及び第２スタンバイ段階（ＳＢ２）を含む。

【0059】

第１スタンバイ段階（ＳＢ１）及び第２スタンバイ段階（ＳＢ２）は、研磨温度、即ち化学機械的研磨スラリー（図１及び図２の５２）の温度がＴ１である。一実施形態において、Ｔ１は２０℃である。

【0060】

一実施形態において、第１化学機械的研磨段階（ＣＭＰ１）は、化学機械的研磨スラリーの温度をＴ２、例えば２５℃～７５℃に上昇させて金属層２０８の第１次化学機械的研磨を行う。一実施形態において、第１化学機械的研磨段階（ＣＭＰ１）は、化学機械的研磨スラリーの温度をＴ２、例えば６０℃～７５℃に上昇させて金属層２０８の第１次化学機械的研磨を行う。

【0061】

図５では、第１スタンバイ段階（ＳＢ１）から第１化学機械的研磨段階（ＣＭＰ１）に研磨温度を急上昇させる。図６では、第１スタンバイ段階（ＳＢ１）から第１化学機械的研磨段階（ＣＭＰ１）に研磨温度を徐々に上昇させる。

【0062】

第２化学機械的研磨段階（ＣＭＰ２）は、化学機械的研磨スラリーの温度をＴ３温度、例えば１０℃～２０℃に下降させて金属層２０８の第２次化学機械的研磨を行う。図５では、第１化学機械的研磨段階（ＣＭＰ１）から第２化学機械的研磨段階（ＣＭＰ２）に研磨温度を急降下させる。図６では、第１化学機械的研磨段階（ＣＭＰ１）から第２化学機械的研磨段階（ＣＭＰ２）に研磨温度を徐々に降下させる。図６において、第２化学機械的研磨段階（ＣＭＰ２）や第２スタンバイ段階（ＳＢ２）の研磨温度は、略同一である。

【0063】

本発明の化学機械的研磨段階において、化学機械的研磨スラリー（図１の５２）は、Ｔ１～Ｔ３の範囲、例えば１５℃～７５℃の研磨温度範囲で研磨時間を短縮させ、金属パターン２１２の平坦度を向上させる。更に、本発明の化学機械的研磨段階で、化学機械的研磨スラリー（図１の５２）は、Ｔ２範囲、例えば６０℃～７５℃の研磨温度範囲で研磨時間を短縮させ、金属パターン２１２の平坦度を向上させる。

【0064】

図７は、本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーを用いる場合の研磨温度による金属層の静的エッチング率（ｓｔａｔｉｃ ｅｔｃｈ ｒａｔｅ）を示す図であり、図８は、図７との比較のための比較例の化学機械的研磨スラリーを用いる場合の研磨温度による金属層の静的エッチング率を示す図である。

【0065】

具体的に、図７に示した本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーＥＭＢの製造過程は、次の通りである。研磨粒子として０．１重量％（ｗｔ％）のシリカ（Ｓｉｌｉｃａ）、及び触媒材として硝酸第二鉄（ｆｅｒｒｉｃ ｎｉｔｒａｔｅ）を脱イオン水に添加した。シリカ（Ｓｉｌｉｃａ）及び硝酸第二鉄（ｆｅｒｒｉｃ ｎｉｔｒａｔｅ）が含まれる脱イオン水に、温度感応性酸化剤として過硫酸ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ）を添加して本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーＥＭＢを製造した。

【0066】

図８に示した比較例による化学機械的研磨スラリーＣＥＸの製造過程は、次の通りである。研磨粒子として０．１重量％（ｗｔ％）のシリカ（Ｓｉｌｉｃａ）、及び触媒材として硝酸第二鉄（ｆｅｒｒｉｃ ｎｉｔｒａｔｅ）を脱イオン水に添加した。比較例において、シリカ（Ｓｉｌｉｃａ）及び硝酸第二鉄（ｆｅｒｒｉｃ ｎｉｔｒａｔｅ）が含まれたる脱イオン水に、酸化剤として過酸化水素（ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｅｒｏｘｉｄｅ）を添加して化学機械的研磨スラリーＣＥＸを製造した。

【0067】

本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーＥＭＢ及び比較例の化学機械的研磨スラリーＣＥＸを用いて基板の静的エッチング率（ｓｔａｔｉｃ ｅｔｃｈ ｒａｔｅ：ＳＥＲ）を評価した。静的エッチング率ＳＥＲは、基板を本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーＥＭＢ及び比較例の化学機械的研磨スラリーＣＥＸにそれぞれ投入して金属層をエッチングさせた後、金属層のエッチング減少量を測定した結果に基づいたものである。

【0068】

本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーＥＭＢを用いる場合、２５℃の研磨温度で金属層、例えばタングステン層の静的エッチング率ＳＥＲは１Å／ｍｉｎであり、６０℃の研磨温度で金属層の静的エッチング率ＳＥＲは１１Å／ｍｉｎである。本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーＥＭＢを用いる場合、研磨温度が２５℃から６０℃に昇温しても、金属層の静的エッチング率ＳＥＲは、大きく増加せず、低く保持される。

【0069】

比較例の化学機械的研磨スラリーＣＥＸを用いる場合、２５℃の研磨温度で金属層の静的エッチング率ＳＥＲは３２Å／ｍｉｎであり、６０℃の研磨温度で金属層の静的エッチング率ＳＥＲは６９６Å／ｍｉｎである。比較例の化学機械的研磨スラリーＣＥＸを用いる場合、研磨温度が２５℃から６０℃に昇温すると、金属層の静的エッチング率ＳＥＲは大きく増加する。

【0070】

比較例の化学機械的研磨スラリーＣＥＸを用いる場合、研磨温度上昇によって金属層の静的エッチング率が大きく増加するため、研磨温度上昇によって上述した金属パターンのリセス深さが大きくなり、これにより金属パターンの平坦度は低くなる。一方、本発明の化学機械的研磨スラリーＥＭＢを用いる場合、研磨温度上昇によって金属層の静的エッチング率が大きく増加しないため、研磨温度上昇によって上述した金属パターンのリセス深さが小さくなり、金属パターンの平坦度は高くなる。

【0071】

図９は、本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリー及び比較例の化学機械的研磨スラリーを用いる場合の研磨温度による金属層の除去率ＲＲを示す図である。

【0072】

具体的に、本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーＥＭＢ及び比較例による化学機械的研磨スラリーＣＥＸの製造過程は、図７及び図８で説明したので、ここではその説明を省略する。

【0073】

本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーＥＭＢ及び比較例の化学機械的研磨スラリーＣＥＸを用いて金属層（例えば、タングステン層）の化学機械的研磨時の金属層の除去率ＲＲ（又は、研磨率）を評価した。化学機械的研磨は、図３及び図４で説明したので、ここではその説明を省略する。

【0074】

本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーＥＭＢを用いる場合、２５℃の研磨温度で金属層、例えばタングステン層の除去率ＲＲは７２３Å／ｍｉｎであり、６０℃の研磨温度で金属層の除去率ＲＲは１０２１Å／ｍｉｎである。本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーＥＭＢを用いる場合、研磨温度が２５℃から６０℃に上昇すると、金属層の除去率ＲＲは増加する。

【0075】

比較例の化学機械的研磨スラリーＣＥＸを用いる場合、２５℃の研磨温度で金属層の除去率ＲＲは７８５Å／ｍｉｎであり、６０℃の研磨温度で金属層の除去率ＲＲは１２０２Å／ｍｉｎである。比較例の化学機械的研磨スラリーＣＥＸを用いる場合、研磨温度が２５℃から６０℃に上昇すると、金属層の除去率ＲＲは増加する。本発明の化学機械的研磨スラリーＥＭＢを用いる場合、研磨温度上昇によって金属層の除去率ＲＲが増加して研磨時間を減らすことができる。

【0076】

図１０は、本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーを用いる場合の研磨温度による金属パターンのリセス深さ（ｒｅｃｅｓｓ ｄｅｐｔｈ）を示す図であり、図１１は、図１０との比較のための比較例の化学機械的研磨スラリーを用いる場合の研磨温度による金属パターンのリセス深さを示す図である。

【0077】

具体的に、本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーＥＭＢ及び比較例による化学機械的研磨スラリーＣＥＸの製造過程は、図７及び図８で説明したので、ここではその説明を省略する。

【0078】

本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーＥＭＢ及び比較例の化学機械的研磨スラリーＣＥＸを用いて金属層（例えば、タングステン層）の化学機械的研磨時の金属パターンのリセス深さを評価した。化学機械的研磨は、図３及び図４で説明したので、ここではその説明を省略する。

【0079】

本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーＥＭＢを用いる場合、２５℃の研磨温度で基板エッジ部分ＣＥの金属パターン、例えばタングステンパターンのリセス深さは６９Åであり、６０℃の研磨温度で基板エッジ部分ＣＥの金属パターンのリセス深さは８７Åである。

【0080】

また、本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーＥＭＢを用いる場合、２５℃の研磨温度で基板中央部分ＣＣの金属パターンのリセス深さは９４Åであり、６０℃の研磨温度で基板中央部分ＣＥの金属パターンのリセス深さは１０５Åである。

【0081】

比較例の化学機械的研磨スラリーＣＥＸを用いる場合、２５℃の研磨温度で基板エッジ部分ＣＥの金属パターンのリセス深さは１６８Åであり、６０℃の研磨温度で基板エッジ部分ＣＥの金属パターンのリセス深さは２７３Åである。

【0082】

また、比較例の化学機械的研磨スラリーＣＥＸを用いる場合、２５℃の研磨温度で基板中央部分ＣＣの金属パターンのリセス深さは２１５Åであり、６０℃の研磨温度で基板中央部分ＣＥの金属パターンのリセス深さは３２４Åである。

【0083】

本発明の一実施形態による化学機械的研磨スラリーＥＭＢを用いる場合、比較例の化学機械的研磨スラリーＣＥＸを用いる場合と比較すると、研磨温度によって金属パターンのリセス深さが低くなり、研磨温度が上昇しても金属パターンのリセス深さが大きく増加しない。これにより、本発明の化学機械的研磨スラリーＥＭＢを用いる場合、研磨温度によって金属パターンのリセス深さを浅くすることができ、金属パターンの平坦度を高めることができる。

【0084】

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

【符号の説明】

【0085】

１０ 基板
２０ 化学機械的研磨装置
２２ モータ
２４ プラテン
２５ 中心軸
２８ 駆動シャフト
３０ 研磨パッド
３２、３４ 上部、下部研磨パッド
３６ 研磨表面
４０ フレーム
５０ 研磨液供給システム
５２ 化学機械的研磨スラリー
５４ ポート
５６ （化学機械的研磨スラリー供給用）アーム
５８、１１２、１３２ ベース
６０、１２２、１４２ 制御弁
６１、１４３ 配管
６２ 研磨液供給部
６４ 温度センサ
７０ キャリアヘッド
７１ 軸
７２ 支持構造
７４ 駆動シャフト
７６ 回転モータ
８０ 可撓性メンブレン
８２ 加圧チャンバ
８４ リテーニングリング
８６、８８ 下部、上部リテーニングリング
９０ パッドコンディショナー
９２ パッドコンディショニングディスク
９３ コンディショナーヘッド
９４ コンディショナーアーム
９５ コンディショナーベース
１００ 温度制御システム
１０２ 加熱システム
１０４ 冷却システム
１１０ アーム
１１４、１３４ 開口
１１６ ノズル０
１１８ 加熱流体
１２０ （流体）供給源
１２３ 流体配管
１２４ 放射形態
１２６ 隔離距離
１３０ （冷却流体供給用）アーム
１３８ 冷却流体
１４０ 供給源
２００ 制御器
２０２ 絶縁パターン
２０４ 開口部
２０６ バリア層
２０８ 金属層
２１０ バリアパターン
２１２ 金属パターン
２１４ 表面
２１６ リセス深さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】