JP2006159317A - 研磨パッドのドレッシング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】研磨パッドを損傷したり汚染したりすることなくドレッシングすることができる研磨パッドのドレッシング方法を提供する。
【解決手段】スラリーを供給しながらワークＷを研磨パッド５０に接触させて加工を行う研磨装置１０における研磨パッドのドレッシング方法。研磨パッドにパッドドレッサー６０を押圧して研磨パッドのドレッシングを行うとともに、洗浄液を液滴粒径が１μｍ以上５００μｍ以下の霧粒にして１０ｍ／秒以上５００ｍ／秒以下の速度でノズル１４より研磨パッドに向けて噴出させて研磨パッドのドレッシングを行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は研磨パッドのドレッシング方法に係り、特に、半導体集積回路の層間膜等の平坦化プロセスに使用される研磨装置に好適に適用できる研磨パッドのドレッシング方法に関する。

半導体集積回路のデザインルールの縮小化に伴って、層間膜等の平坦化プロセスに化学的機械研磨法（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing ）が多用されるようになってきた。このＣＭＰによるウェーハの研磨は、回転する研磨パッドにウェーハを回転させながら所定の圧力で押し付け、その研磨パッドとウェーハとの間に研磨剤スラリーを供給することにより行われる（たとえば、特許文献１参照。）。

このような研磨パッドは使用を重ねるにつれて反応生成物や砥粒等の研磨屑によって目詰まりを起こすので、ドレッシングが必要である。ドレッシングとしては、ブラシ又は砥石よりなるパッドドレッサーを研磨パッドに押圧して、研磨パッド表面を微小に荒らす方法が一般的である。
特開２００１−５４８５４号公報

しかしながら、従来のドレッシング方法では、研磨パッドの深層に蓄積した研磨屑を除去することはできない。また、ブラシ又は砥石で強く研磨パッドを擦る必要があるので、研磨パッドを損傷したり、ブラシ又は砥石から発生する塵によって研磨パッドを汚染したりするという欠点がある。更に、凝集した研磨剤やパッドドレッサーからの脱粒等に起因するスクラッチが発生することがある。また、研磨パッドを使用していくうちに、研磨パッドの表面のポアや溝に研磨剤の残渣や研磨屑が残り、スクラッチが発生することもある。

このように、研磨パッド起因の欠陥を生じた場合には、研磨パッドの交換が必要になり、稼働率の低下、歩留りの低下、資材のコストアップ等、製造上大きな問題となる。

また、研磨パッドの他のドレッシング方法として、研磨パッドに高圧の洗浄水を吹き付けてドレッシングを行う方法が提案されているが、高圧の洗浄水により研磨パッドの深層に蓄積した研磨屑が研磨パッドの表面に浮き出し、かえって研磨パッドを汚染するという欠点が指摘されている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、研磨パッドを損傷したり汚染したりすることなくドレッシングすることができる研磨パッドのドレッシング方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に係る本発明は、スラリーを供給しながらワークを研磨パッドに接触させて加工を行う研磨装置における研磨パッドのドレッシング方法であって、前記研磨パッドにパッドドレッサーを押圧して研磨パッドのドレッシングを行うとともに、洗浄液を液滴粒径が１μｍ以上５００μｍ以下の霧粒にして１０ｍ／秒以上５００ｍ／秒以下の速度でノズルより前記研磨パッドに向けて噴出させて研磨パッドのドレッシングを行うことを特徴とする研磨パッドのドレッシング方法を提供する。

本発明によれば、パッドドレッサーによる従来のドレッシング方法に加え、洗浄液を高速でノズルより研磨パッドに噴出させて研磨パッドのドレッシングを行うので、パッドドレッサーによって掻き出された研磨屑を直ちに洗い流すことができる。また、洗浄液で研磨パッドを洗い流すので、研磨パッドをパッドドレッサーで必要以上に強くドレッシングしなくともよい。更に、研磨パッドに衝突させる洗浄液の霧粒の大きさ及び衝突速度を最適化して、研磨パッドの深層まで充分に洗浄液を到達させるようにしたので、パッドドレッサーが研磨パッドを叩いて研磨パッドを押し洗いする効果を生じさせることができる。したがって、研磨パッドの深層に蓄積した研磨屑を、研磨パッドの表層に浮き上がらせ、除去することができる。

請求項２に係る本発明は、前記洗浄液を前記ノズルより噴出させるべく１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下に加圧する請求項１に記載の研磨パッドのドレッシング方法を提供する。このように洗浄液を加圧することにより、洗浄液による良好なドレッシング効果が得られる。

請求項３に係る本発明は、前記パッドドレッサーが、その表面に多数のダイヤモンド砥粒を固定した板状体である請求項１又は２に記載の研磨パッドのドレッシング方法を提供する。このように、表面に多数のダイヤモンド砥粒を固定した板状体よりなるパッドドレッサーを使用することにより、良好なドレッシング効果が得られる。なお、このようなパッドドレッサーは、ダイヤモンドの電着又はメタルボンド（レジンボンドやビトリファイドボンドも可）ダイヤモンド砥石で形成できる。

請求項４に係る本発明は、研磨加工と同時に前記パッドドレッサーによる研磨パッドのドレッシングを行うとともに、研磨加工の後に前記洗浄液の噴出による研磨パッドのドレッシングを行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨パッドのドレッシング方法を提供する。このように、ｉｎ−ｓｉｔｕでパッドドレッサーによるドレッシングを行うとともに、Ｅｘ−ｓｉｔｕで洗浄液の噴出によるドレッシングを行えば、ドレッシングによるダウンタイムを最小限にでき、稼働率が向上する。

請求項５に係る本発明は、研磨加工と同時に前記パッドドレッサーによる研磨パッドのドレッシングを行うとともに、研磨加工の後に前記パッドドレッサーによる研磨パッドのドレッシングと前記洗浄液の噴出による研磨パッドのドレッシングを同時に行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨パッドのドレッシング方法を提供する。このように、ｉｎ−ｓｉｔｕでパッドドレッサーによるドレッシングを行うとともに、Ｅｘ−ｓｉｔｕでパッドドレッサーによるドレッシングと洗浄液の噴出によるドレッシングを行っても、ドレッシングによるダウンタイムを減少でき、稼働率が向上する。

請求項６に係る本発明は、研磨加工の後に前記パッドドレッサーによる研磨パッドのドレッシングと前記洗浄液の噴出による研磨パッドのドレッシングを同時に行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨パッドのドレッシング方法を提供する。Ｃｕ等の層間膜の平坦化プロセスにおいては、ｉｎ−ｓｉｔｕでのドレッシングが不適であり、このようにＥｘ−ｓｉｔｕでのパッドドレッサーによるドレッシングと洗浄液の噴出によるドレッシングを同時に行うことにより、良好な結果が得られる。

請求項７に係る本発明は、研磨加工の後に前記パッドドレッサーによる研磨パッドのドレッシングを行い、その後、前記パッドドレッサーによる研磨パッドのドレッシングと前記洗浄液の噴出による研磨パッドのドレッシングを同時に行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨パッドのドレッシング方法を提供する。このようなＥｘ−ｓｉｔｕでのパッドドレッサーによるドレッシングと、その後のパッドドレッサーによるドレッシングと洗浄液の噴出によるドレッシングを同時に行うことによっても、良好な結果が得られる。

請求項８に係る本発明は、前記パッドドレッサーに１以上の貫通孔を設け、該貫通孔より前記洗浄液を噴出させる請求項１〜７のいずれか１項に記載の研磨パッドのドレッシング方法を提供する。

請求項９に係る本発明は、前記パッドドレッサーを円盤状とし、該パッドドレッサーの外周側より前記洗浄液を噴出させる請求項１〜７のいずれか１項に記載の研磨パッドのドレッシング方法を提供する。

請求項１０に係る本発明は、前記パッドドレッサーを円環状とし、該パッドドレッサーの内周側より前記洗浄液を噴出させる請求項１〜７のいずれか１項に記載の研磨パッドのドレッシング方法を提供する。

上記のいずれかの構成を採用することにより、２種類のドレッシング方法を組み合わせた相乗効果が得られる。

請求項１１に係る本発明は、前記パッドドレッサーと前記ノズルを前記研磨パッドに対し相対移動させながら研磨パッドのドレッシングを行う請求項１〜１０のいずれか１項に記載の研磨パッドのドレッシング方法を提供する。このような構成を採用することにより、研磨パッドの全面を満遍なくドレッシングすることができる。

請求項１２に係る本発明は、スラリーを供給しながらワークを研磨パッドに接触させて加工を行う研磨装置における研磨パッドのドレッシング方法であって、洗浄液を液滴粒径が１μｍ以上５００μｍ以下の霧粒にして１０ｍ／秒以上５００ｍ／秒以下の速度でノズルより前記研磨パッドに向けて噴出させて研磨パッドのドレッシングを行うとともに、前記洗浄液よりも大流量のリンス液で前記研磨パッドを洗浄することを特徴とする研磨パッドのドレッシング方法を提供する。

請求項１３に係る本発明は、スラリーを供給しながらワークを研磨パッドに接触させて加工を行う研磨装置における研磨パッドのドレッシング方法であって、洗浄液を液滴粒径が１μｍ以上５００μｍ以下の霧粒にして１０ｍ／秒以上５００ｍ／秒以下の速度でノズルより前記研磨パッドに向けて噴出させて研磨パッドのドレッシングを行い、その後、前記洗浄液よりも大流量のリンス液で前記研磨パッドを洗浄することを特徴とする研磨パッドのドレッシング方法を提供する。

このように、洗浄液の噴出によるドレッシングを行って、研磨パッドの深層に蓄積した研磨屑が研磨パッドの表面に浮き出したとしても、大流量のリンス液で研磨パッドを洗浄するので、研磨パッドを汚染するという欠点は生じず、良好なドレッシング結果が得られる。

請求項１４に係る本発明は、前記洗浄液を前記ノズルより噴出させるべく１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下に加圧する請求項１２又は１３に記載の研磨パッドのドレッシング方法を提供する。このように洗浄液を加圧することにより、洗浄液による良好なドレッシング効果が得られる

本発明によれば、パッドドレッサーによる従来のドレッシング方法に加え、洗浄液を高速でノズルより研磨パッドに噴出させて研磨パッドのドレッシングを行うので、パッドドレッサーによって掻き出された研磨屑を直ちに洗い流すことができる。

また、本発明によれば、洗浄液の噴出によるドレッシングを行って、研磨パッドの深層に蓄積した研磨屑が研磨パッドの表面に浮き出したとしても、大流量のリンス液で研磨パッドを洗浄するので、研磨パッドを汚染するという欠点は生じず、良好なドレッシング結果が得られる。

以下、添付図面に従って、本発明に係る研磨パッドのドレッシング方法の好ましい実施の形態（第１の実施形態）について詳説する。図１は、本発明の研磨パッドのドレッシング方法が適用される研磨装置１０の正面図であり、図２は、同じく要部平面図である。

図１及び図２に示されるように、研磨装置１０は、主として研磨定盤５２と、ワークＷを保持するウェーハ保持ヘッド５１と、スラリー（研磨剤が分散された溶液であり、多くの場合メカノケミカル研磨剤が使用される）を供給するスラリー供給腕５３とで構成されている。

研磨定盤５２は円盤状に形成され、その下面中央には回転軸５４が連結されている。研磨定盤５２は、この回転軸５４に連結されたモータ５６を駆動することにより、図の矢印の方向に回転するようになっている。また、この研磨定盤５２の上面には研磨パッド５０が貼り付けられており、この研磨パッド５０上にスラリー供給腕５３先端のノズル５３Ａからスラリーが供給されるようになっている。

ウェーハ保持ヘッド５１は、下面にワークＷを保持する円盤状部材であり、上面中央に接続された押圧軸５１Ａにより図示しない押圧手段より押圧力が伝達されるようになっている。そして、研磨定盤５２の回転にしたがって、図の矢印の方向に回転（つれ回り）するようになっている。

次に、本発明の特徴部分である研磨パッドのドレッシング手段について説明する。この研磨パッドのドレッシング手段は、パッドドレッサー６０とノズル１４よりなる。これらは、アーム４２及びパイプ１６を介してポンプ２０に支持されている。

このうち、パッドドレッサー６０は、表面（下面）にダイヤモンド砥粒が固定された円盤状体である。このパッドドレッサー６０は、上面中央に接続された軸６０Ａを介してアーム４２に回動自在に支持されている。したがって、このパッドドレッサー６０が研磨パッド５０に押圧された状態で研磨定盤５２が回転駆動されると、パッドドレッサー６０も回転（つれ回り）する。

ノズル１４は、研磨パッド５０の表面より所定距離の位置に配置されている。図３及び図４は、このノズル１４を説明するもので、図３はノズル１４の断面図であり、図４はノズル１４の下面図である。ノズル１４は、吐出口２２を有するノズルチップ２４と、このノズルチップ２４が内挿されているノズルケース２６とから構成されている。吐出口２２は、図４に示されるように縦長で、中央部が前方（図３中下側）に向けて拡開した楕円状に形成されている。ノズル１４の種類は、噴射パターンにより、各種の仕様のものが採用できる。

このノズル１４は、パイプ１６を介してポンプ２０に接続されていて、このポンプ２０は、可撓性のホース２２を介してタンク２４に接続されている。タンク２４に貯留された洗浄液は、ポンプ２０によって加圧されてノズル１４に送られ、研磨パッド５０に向けて噴射されるようになっている。パイプ１６は、扇形のラック２６及びピニオンギア２８を介してモータ３０のスピンドルに係合されている。また、ポンプ２０はロータリーステージ１８を介してテーブル３２上に設置されている。

したがって、モータ３０を正転又逆転させることにより、ノズル１４及びパッドドレッサー６０にロータリーステージ１８を回動中心とする左右方向の揺動運動をさせることができる。このノズル１４及びパッドドレッサー６０の揺動運動は、図示しない制御部によってモータ３０を介して制御される。図２ではこの揺動運動が示され、ノズル１４及びパッドドレッサー６０は、矢印ｄ及びｅで示されるように揺動運動できるようになっている。

ポンプ２０及びモータ３０は、テーブル３２上に設置されている。このテーブル３２は、基台３４上に設けられたレール３６上で矢印ａ方向に移動自在であり、テーブル３２の端部は、基台３４に支持されているエアシリンダ３８にロッド４０を介して接続されている。したがって、エアシリンダ３８を作動させることによって、テーブル３２等を介してノズル１４及びパッドドレッサー６０を矢印ａ方向に移動させることができる。

なお、レール３６及びエアシリンダ３８等の配置を変更してテーブル３２の移動方向を変更し、ノズル１４及びパッドドレッサー６０をパイプ１６の軸と垂直な方向へ水平移動させるようにしてもよい。

ノズル１４より噴射する洗浄液としては、水（超純水、一次純水、水道水等）が一般的であるが、これらに化学薬品を添加したものも使用できる。

次に、以上のように構成された研磨パッドのドレッシング手段（パッドドレッサー６０とノズル１４）の動作について説明する。研磨パッド５０で研磨作業が行われ、研磨パッド５０のドレッシングが必要になると、テーブル移動機構（エアシリンダ３８等）を作動させて、ノズル１４及びパッドドレッサー６０が研磨パッド５０の略中心上に位置するようにテーブル３２を移動させる。そして、研磨パッド５０上にパッドドレッサー６０を押圧させるとともに、ポンプ２４を作動させてノズル１４から洗浄液を噴射する。

パッドドレッサー６０は、研磨パッド５０に蓄積した研磨屑を、研磨パッド５０の外周方向に掻き出す。ノズル１４から噴射された洗浄液は、粒径が１μｍ以上５００μｍ以下である霧粒となり、１０ｍ／ｓ以上５００ｍ／ｓ以下の速度で、研磨パッド５０に衝突する。

そして、洗浄液は、パッドドレッサー６０によって掻き出された研磨屑を研磨パッド５０の外周方向に直ちに洗い流す。掻き出した研磨屑を高圧の洗浄液で洗い流すので、研磨パッド５０をパッドドレッサー６０で強く擦る必要はない。

したがって、研磨パッド５０の損傷を防止でき、更に、パッドドレッサー６０の磨耗による塵の発生を抑止して研磨パッド５０の汚染を防止でき、また、凝集した研磨剤やパッドドレッサー６０からの脱粒等に起因するスクラッチの発生を防止できる。

本ドレッシング手段では、洗浄液の霧粒の大きさ及び衝突速度を最適化して、研磨パッド５０の深層まで充分に洗浄液を到達させているので、研磨パッド５０には清浄な洗浄液が常に送り込まれている。したがって、パッドドレッサー６０を回転（つれ回り）させ、パッドドレッサー６０で研磨パッド５０を押圧することにより、研磨パッド５０を押し洗いする効果が生ずる。これにより、研磨パッド５０の深層に蓄積した研磨屑を、研磨パッド５０の表層に浮き上がらせて除去することができる。

そして、前記のように、パッドドレッサー６０の回転及びノズル１４からの洗浄液の噴射を行いながら、研磨パッド５０（研磨定盤５２）を図２の矢印方向に回転させる。更に、アーム４２を図２の矢印ｄ、ｅ方向に揺動させながらドレッシングすることにより、研磨パッド５０上の研磨屑を研磨パッド５０の外周方向へ掃き出しつつ、研磨パッド５０の全面がもれなくドレッシングされる。

研磨パッド５０に衝突させる洗浄液の霧粒の粒径は、１μｍ以上５００μｍ以下が好ましく、１μｍ以上３００μｍ以下がより好ましく、１μｍ以上１００μｍ以下が更に好ましい。

小さすぎる霧粒は、空気の抵抗や研磨パッド５０との衝突で運動エネルギーを失いやすく、大きすぎる霧粒は、研磨パッド５０の孔に入ることができないので、いずれも研磨パッド５０の深層まで達することができないからである。

洗浄液の霧粒が研磨パッド５０に衝突する速度は、１０ｍ／ｓ以上５００ｍ／ｓ以下が好ましく、３０ｍ／ｓ以上１５０ｍ／ｓ以下がより好ましい。霧粒の衝突速度が小さすぎると、研磨パッド５０の深層まで達するには運動エネルギーが足りず、霧粒の衝突速度が大きすぎると、研磨パッド５０を損傷するおそれがあるからである。

以上の洗浄液の霧粒の大きさ及び衝突速度を実現するためには、ノズル１４の吐出口が短径４００μｍ長径６００μｍの楕円形である場合、洗浄液をノズル１４へ１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下の圧力で供給することが好ましく、１０ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下の圧力で供給することがより好ましい。

以上説明した研磨パッドのドレッシング手段の動作において、被研磨物（ワークＷ、ウェーハ上のパターン等）の材質、研磨パッド５０の種類、研磨剤スラリーの組成等に応じて、研磨加工とドレッシングとの組み合わせに各種のバリエーションが考えられる。以下、このバリエーションについて説明する。

１）研磨加工と同時にパッドドレッサー６０による研磨パッド５０のドレッシングを行うとともに、研磨加工の後にノズル１４から洗浄液を噴出させて研磨パッド５０のドレッシングを行う方法。

このように、ｉｎ−ｓｉｔｕでパッドドレッサー６０によるドレッシングを行うとともに、Ｅｘ−ｓｉｔｕで洗浄液の噴出によるドレッシングを行えば、ドレッシングによるダウンタイムを最小限にでき、稼働率が向上する。

なお、このドレッシングは、各ワークＷ（ウェーハ）の処理毎に行わなくてもよく、たとえば、ワークＷの１０カセット処理（２５０枚）毎に１回行う方法でよい（以降のバリエーション（バリエーション２）〜６））においても同じ）。

２）研磨加工と同時にパッドドレッサー６０による研磨パッド５０のドレッシングを行うとともに、研磨加工の後に、パッドドレッサー６０による研磨パッド５０のドレッシングと同時に、ノズル１４から洗浄液を噴出させて研磨パッド５０のドレッシングを行う方法。

このように、ｉｎ−ｓｉｔｕでパッドドレッサー６０によるドレッシングを行うとともに、Ｅｘ−ｓｉｔｕでパッドドレッサー６０によるドレッシングと洗浄液の噴出によるドレッシングを行っても、ドレッシングによるダウンタイムを減少でき、稼働率が向上する。

３）研磨加工の後に、パッドドレッサー６０による研磨パッド５０のドレッシングと同時に、ノズル１４から洗浄液を噴出させて研磨パッド５０のドレッシングを行う方法。

Ｃｕ等の層間膜の平坦化プロセスにおいては、ｉｎ−ｓｉｔｕでのドレッシングが不適であり、このようにＥｘ−ｓｉｔｕでのパッドドレッサー６０によるドレッシングと洗浄液の噴出によるドレッシングを同時に行うことにより、良好な結果が得られる。

４）研磨加工の後に、パッドドレッサー６０による研磨パッド５０のドレッシングを行い、その後、パッドドレッサー６０による研磨パッド５０のドレッシングと同時に、ノズル１４から洗浄液を噴出させて研磨パッド５０のドレッシングを行う方法。

このようなＥｘ−ｓｉｔｕでのパッドドレッサー６０によるドレッシングと、その後のパッドドレッサー６０によるドレッシングと洗浄液の噴出によるドレッシングを同時に行うことによっても、良好な結果が得られる。

次に、本発明に係る研磨パッドのドレッシング方法の他の実施の形態（第２の実施形態）について詳説する。図５は、本発明の研磨パッドのドレッシング方法が適用される他の研磨装置の要部平面図であり、第１の実施形態の図２に対応する。なお、図１及び図２と同一、類似の部材については、同様の符号を附し、その詳細な説明を省略する。

本実施形態において第１の実施形態と相違するのは、ドレッシング手段（パッドドレッサー６０とノズル１４）の構成とスラリー供給腕５３の構成である。

ドレッシング手段に関しては、本実施形態においてパッドドレッサー６０が、第１の実施形態と同様にアーム４２の先端部分に回動自在に支持されているが、ノズル１４は、第１の実施形態と異なり、アーム４２の側面に固定されている。そして、ノズル１４への洗浄液の供給は、ポンプ２０（図１参照）より供給配管１４Ａを経て行われている。

なお、アーム４２は、第１の実施形態と異なり、回動中心４２Ａを中心に、図示しない回動手段により行われるようになっている（以降の第３〜第５の実施形態においても同じ）。

以上のドレッシング手段の構成は、第１の実施形態と異なっているものの、この基本的な作用は、第１の実施形態と略同様である。また、以上のように構成された研磨パッドのドレッシング手段（パッドドレッサー６０とノズル１４）の動作については、第１の実施形態と略同様であることより、説明を省略する。

なお、後述する研磨加工とドレッシングとの組み合わせの他のバリエーション（バリエーション５）及び６））の際のように、パッドドレッサー６０を使用しない場合には、パッドドレッサー６０が上方に退避可能となっている。

一方、スラリー供給用のノズル５３Ａは、第１の実施形態と同様に、スラリー供給腕５３の先端部分に固定されているが、本実施形態においては、これに加え、６個のリンス液供給ノズル５５、５５…がスラリー供給腕５３の下面に所定間隔をもって固定されている。

以上のスラリー供給腕５３の構成により、第１の実施形態と異なり、研磨パッド５０上の中心より外周までの広い範囲にわたってリンス液が供給可能となっている。

以上のように構成されたスラリー供給腕５３の動作について説明する。研磨加工の際には、スラリー供給腕５３は図５の位置に固定され、先端のスラリー供給用のノズル５３Ａより研磨パッド５０上にスラリーが供給される。このとき、リンス液供給ノズル５５、５５…よりのリンス液の供給はない。

一方、ノズル１４によるドレッシングの際、又は、ノズル１４によるドレッシングの後には、リンス液供給ノズル５５、５５…よりリンス液が研磨パッド５０上に供給され、ノズル１４により研磨パッド５０の深層から研磨パッド５０の表層に浮き上がらせた研磨屑を、研磨パッド５０の外周方向へ流し去り、研磨パッド５０の全面をもれなくドレッシングする。

この際、研磨パッド５０（研磨定盤５２）が回転しているので、スラリー供給腕５３は図５の位置に固定されていても、研磨パッド５０の全面をもれなくドレッシングできる。なお、ドレッシングの際には、スラリー供給用のノズル５３Ａよりの研磨パッド５０上へのスラリー供給はない。

リンス液供給ノズル５５、５５…より供給されるリンス液としては、水（超純水、一次純水、水道水等）が一般的であるが、これらに化学薬品を添加したものも使用できる。このリンス液の供給流量は、ノズル１４より噴射する洗浄液の流量より多いことが求められる。このようにリンス液の供給流量を洗浄液の流量より多くすることにより、研磨パッド５０の表層に浮き上がらせた研磨屑を、研磨パッド５０の外周方向へもれなく流し去ることができる。

たとえば、ノズル１４より噴射する洗浄液の流量を１リットル／分とした場合、リンス液の供給流量を１〜１０００リットル／分とすることが好ましく、１０〜１００リットル／分とすることがより好ましい。この洗浄液の最適な流量は、研磨パッド５０の径やノズル１４の数によって変化する。なお、リンス液供給ノズル５５、５５…より供給されるリンス液の噴射は、同時噴射でもよく、順次の噴射でもよい。

次に、第２の実施形態の構成による、研磨加工とドレッシングとの組み合わせのバリエーションについて説明する。

５）研磨加工の後に、洗浄液をノズル１４より研磨パッド５０に向けて噴出させて研磨パッド５０のドレッシングを行うとともに、洗浄液よりも大流量のリンス液をリンス液供給ノズル５５、５５…より研磨パッド５０上に供給して研磨パッド５０を洗浄する。

このように、洗浄液の噴出によるドレッシングを行って、研磨パッド５０の深層に蓄積した研磨屑が研磨パッド５０の表面に浮き出したとしても、大流量のリンス液で研磨パッド５０を洗浄するので、研磨パッド５０を汚染するという欠点は生じず、良好なドレッシング結果が得られる。

６）研磨加工の後に、洗浄液をノズル１４より研磨パッド５０に向けて噴出させて研磨パッド５０のドレッシングを行い、その後、洗浄液よりも大流量のリンス液をリンス液供給ノズル５５、５５…より研磨パッド５０上に供給して研磨パッド５０を洗浄する。

このように、洗浄液の噴出によるドレッシングを行って、研磨パッド５０の深層に蓄積した研磨屑が研磨パッド５０の表面に浮き出したとしても、大流量のリンス液で研磨パッド５０を洗浄するので、研磨パッド５０を汚染するという欠点は生じず、良好なドレッシング結果が得られる。

次に、本発明に係る研磨パッドのドレッシング方法の他の実施の形態（第３の実施形態）について詳説する。図６は、本発明の研磨パッドのドレッシング方法が適用される更に他の研磨装置の要部平面図であり、第１の実施形態の図２及び第２の実施形態の図５に対応する。なお、図１、図２及び図５と同一、類似の部材については、同様の符号を附し、その詳細な説明を省略する。

本実施形態において第２の実施形態と相違するのは、ドレッシング手段のノズル１４の構成である。すなわち、ノズル１４がアーム４２の側面に配されている点では、第２の実施形態と共通であるが、このノズル１４は、ノズルガイド１４Ｂを介してアーム４２に対して長手方向に摺動自在に支持されている。なお、ノズル１４への洗浄液の供給は、ポンプ２０（図１参照）より供給配管１４Ａを経て行われている。

以上の構成に対応する第３の実施形態の作用について説明する。ドレッシング手段によるドレッシングの際には、アーム４２が図６に示される退避位置より想像線（二点鎖線）の位置に移動し、パッドドレッサー６０とノズル１４のいずれか、又は双方による研磨パッド５０のドレッシングが行われる。

このとき、パッドドレッサー６０の位置を固定した状態でノズル１４を長手方向に摺動させることができる。したがって、パッドドレッサー６０の位置を固定したまま、洗浄液をノズル１４より研磨パッド５０に向けて噴出させて研磨パッド５０の略全面のドレッシングが行える。

次に、本発明に係る研磨パッドのドレッシング方法の他の実施の形態（第４の実施形態）について詳説する。図７は、本発明の研磨パッドのドレッシング方法が適用される更に他の研磨装置の要部平面図であり、第１の実施形態の図２、第２の実施形態の図５、及び第３の実施形態の図６に対応する。なお、図１、図２、図５及び図６と同一、類似の部材については、同様の符号を附し、その詳細な説明を省略する。

本実施形態において第１の実施形態と相違するのは、ドレッシング手段のノズル１４の構成である。すなわち、ノズル１４がアーム４２に配されずに、スラリー供給腕５３の先端部分の近傍（スラリー供給用のノズル５３Ａの内側）に配されている。なお、ノズル１４への洗浄液の供給は、ポンプ２０（図１参照）より供給配管１４Ａを経て行われている。

以上の構成に対応する第４の実施形態の作用について説明する。ドレッシング手段によるドレッシングの際には、アーム４２が図７に示される退避位置より想像線（二点鎖線）の位置に移動し、パッドドレッサー６０による研磨パッド５０のドレッシングが行われる。

このパッドドレッサー６０による研磨パッド５０のドレッシングと同時に、洗浄液をノズル１４より研磨パッド５０に向けて噴出させて研磨パッド５０のドレッシングを行う場合、パッドドレッサー６０の位置（アーム４２の位置）を固定した状態で、スラリー供給腕５３を揺動させることにより、洗浄液をノズル１４より研磨パッド５０に向けて噴出させて研磨パッド５０の略全面のドレッシングが行える。

次に、本発明に係る研磨パッドのドレッシング方法の他の実施の形態（第５の実施形態）について詳説する。図８は、本発明の研磨パッドのドレッシング方法が適用される更に他の研磨装置の要部平面図であり、第１の実施形態の図２、第２の実施形態の図５、第３の実施形態の図６及び第４の実施形態の図７に対応する。なお、図１、図２、図５、図６及び図７と同一、類似の部材については、同様の符号を附し、その詳細な説明を省略する。

本実施形態において第１の実施形態と相違するのは、ドレッシング手段のパッドドレッサー６０の構成とノズル１４の構成である。すなわち、ノズル１４はパッドドレッサー６０の背面に配されており、パッドドレッサー６０に設けられた貫通孔又はパッドドレッサー６０の内外周より洗浄液が研磨パッド５０に向けて噴出されるようになっている。なお、ノズル１４への洗浄液の供給は、ポンプ２０（図１参照）より供給配管１４Ａを経て行われている。

以下、パッドドレッサー６０の詳細について説明する。図９〜図１２は、パッドドレッサー６０の平面図（下面図）である。図９に示されるパッドドレッサー６０は、円盤状で、中心部に貫通孔６０Ａが設けられ、この貫通孔６０Ａより洗浄液が噴出される構成のものである。

図１０に示されるパッドドレッサー６０は、円盤状で、全面に分散して複数（図では８個）の貫通孔６０Ｂ、６０Ｂ…が設けられ、この貫通孔６０Ｂ、６０Ｂ…より洗浄液が噴出される構成のものである。

図１１に示されるパッドドレッサー６０は、円盤状で、この外周側にリング状部材６１が設けられ、このリング状部材６１に設けられた複数（図では４個）の貫通孔６１Ａ、６１Ａ…より洗浄液が噴出される構成のものである。

図１２に示されるパッドドレッサー６０は、円環状で、この内周側にリング状部材６３が設けられ、このリング状部材６３に設けられた複数（図では４個）の貫通孔６３Ａ、６３Ａ…より洗浄液が噴出される構成のものである。

このように、図９〜図１２に示されるいずれかの構成を採用することにより、パッドドレッサー６０とノズル１４といった２種類のドレッシング方法を組み合わせた相乗効果が得られる。

すなわち、いずれの構成のものも、パッドドレッサー６０とノズル１４とが隣接して配されているので、パッドドレッサー６０によって研磨パッド５０より掻き出された研磨屑等の異物を、ノズル１４より噴出される洗浄液により直ちに洗い流すことができる。

以上、本発明に係る研磨パッドのドレッシング方法の各実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。

たとえば、本実施の形態では、下面にワークＷを保持するウェーハ保持ヘッド５１が、研磨定盤５２の回転にしたがって、各図の矢印の方向に回転（つれ回り）する構成となっているが、このウェーハ保持ヘッド５１に独自の駆動手段（モータ等）を設けることもできる。

また、本実施の形態に示される研磨装置１０は、ウェーハ保持ヘッド５１でワークＷを保持する形式のものであるが、本発明は、研磨パッド５０上に配されるリング状部材の内側に配されるキャリヤー内にワークＷを配する形式の研磨装置、いわゆるリングポリッシャーにも好適に適用できる。

更に、本実施の形態においては、ドレッシングの対象として、半導体ウェーハ研磨装置の研磨パッド（たとえばポリウレタン製パッド）を例にとったが、これに限定されることなく、本発明を、他の研磨装置の研磨バフや多孔質の砥石等のドレッシングにも好適に適用できる。

本発明の研磨パッドのドレッシング方法が適用される研磨装置の正面図 図１の研磨装置の要部平面図 ノズルの断面図 ノズルの下面図 本発明の研磨パッドのドレッシング方法が適用される他の研磨装置の要部平面図 本発明の研磨パッドのドレッシング方法が適用される更に他の研磨装置の要部平面図 本発明の研磨パッドのドレッシング方法が適用される更に他の研磨装置の要部平面図 本発明の研磨パッドのドレッシング方法が適用される更に他の研磨装置の要部平面図 パッドドレッサーの平面図 パッドドレッサーの平面図 パッドドレッサーの平面図 パッドドレッサーの平面図

符号の説明

１０…研磨装置、１４…ノズル、１６…パイプ、２０…ポンプ、５０…研磨パッド、５１…ウェーハ保持ヘッド、５２…研磨定盤、５３…スラリー供給腕、６０…パッドドレッサー、Ｗ…ワーク

Claims (14)

1. スラリーを供給しながらワークを研磨パッドに接触させて加工を行う研磨装置における研磨パッドのドレッシング方法であって、
   前記研磨パッドにパッドドレッサーを押圧して研磨パッドのドレッシングを行うとともに、洗浄液を液滴粒径が１μｍ以上５００μｍ以下の霧粒にして１０ｍ／秒以上５００ｍ／秒以下の速度でノズルより前記研磨パッドに向けて噴出させて研磨パッドのドレッシングを行うことを特徴とする研磨パッドのドレッシング方法。
2. 前記洗浄液を前記ノズルより噴出させるべく１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下に加圧する請求項１に記載の研磨パッドのドレッシング方法。
3. 前記パッドドレッサーが、その表面に多数のダイヤモンド砥粒を固定した板状体である請求項１又は２に記載の研磨パッドのドレッシング方法。
4. 研磨加工と同時に前記パッドドレッサーによる研磨パッドのドレッシングを行うとともに、研磨加工の後に前記洗浄液の噴出による研磨パッドのドレッシングを行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨パッドのドレッシング方法。
5. 研磨加工と同時に前記パッドドレッサーによる研磨パッドのドレッシングを行うとともに、研磨加工の後に前記パッドドレッサーによる研磨パッドのドレッシングと前記洗浄液の噴出による研磨パッドのドレッシングを同時に行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨パッドのドレッシング方法。
6. 研磨加工の後に前記パッドドレッサーによる研磨パッドのドレッシングと前記洗浄液の噴出による研磨パッドのドレッシングを同時に行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨パッドのドレッシング方法。
7. 研磨加工の後に前記パッドドレッサーによる研磨パッドのドレッシングを行い、その後、前記パッドドレッサーによる研磨パッドのドレッシングと前記洗浄液の噴出による研磨パッドのドレッシングを同時に行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨パッドのドレッシング方法。
8. 前記パッドドレッサーに１以上の貫通孔を設け、該貫通孔より前記洗浄液を噴出させる請求項１〜７のいずれか１項に記載の研磨パッドのドレッシング方法。
9. 前記パッドドレッサーを円盤状とし、該パッドドレッサーの外周側より前記洗浄液を噴出させる請求項１〜７のいずれか１項に記載の研磨パッドのドレッシング方法。
10. 前記パッドドレッサーを円環状とし、該パッドドレッサーの内周側より前記洗浄液を噴出させる請求項１〜７のいずれか１項に記載の研磨パッドのドレッシング方法。
11. 前記パッドドレッサーと前記ノズルを前記研磨パッドに対し相対移動させながら研磨パッドのドレッシングを行う請求項１〜１０のいずれか１項に記載の研磨パッドのドレッシング方法。
12. スラリーを供給しながらワークを研磨パッドに接触させて加工を行う研磨装置における研磨パッドのドレッシング方法であって、
    洗浄液を液滴粒径が１μｍ以上５００μｍ以下の霧粒にして１０ｍ／秒以上５００ｍ／秒以下の速度でノズルより前記研磨パッドに向けて噴出させて研磨パッドのドレッシングを行うとともに、前記洗浄液よりも大流量のリンス液で前記研磨パッドを洗浄することを特徴とする研磨パッドのドレッシング方法。
13. スラリーを供給しながらワークを研磨パッドに接触させて加工を行う研磨装置における研磨パッドのドレッシング方法であって、
    洗浄液を液滴粒径が１μｍ以上５００μｍ以下の霧粒にして１０ｍ／秒以上５００ｍ／秒以下の速度でノズルより前記研磨パッドに向けて噴出させて研磨パッドのドレッシングを行い、その後、前記洗浄液よりも大流量のリンス液で前記研磨パッドを洗浄することを特徴とする研磨パッドのドレッシング方法。
14. 前記洗浄液を前記ノズルより噴出させるべく１ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下に加圧する請求項１２又は１３に記載の研磨パッドのドレッシング方法。
    

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