(57)【要約】【課題】ＣＭＰ工程におけるウェハの研磨レートの低下を防止し、且つウェハの表面に発生するスクラッチを低減させるコンディショニング方法を提供する。【解決手段】ＣＭＰ装置１がウェハ３０を研磨している間に、ＣＭＰ装置１が具備して回転している研磨パッド１１の表面を研削するステップと、研削において研磨パッド１１の表面に現れる、研磨パッド１１の研削屑と、研磨バッド１１の孔部１１ｄ、１１ｅから掻き出されたウェハ３０の研磨の研磨屑とを研磨パッド１１に押し込むステップとを具備する。【選択図】図７
2010188452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＭＰ装置がウェハを研磨している間に、前記ＣＭＰ装置が具備して回転している研磨パッドの表面を研削するステップと、
前記研削において前記研磨パッドの表面に現れる、前記研磨パッドの研削屑と、前記研磨バッドの孔部から掻き出された前記ウェハの研磨の研磨屑とを前記研磨パッドに押し込むステップと、
を具備する
コンディショニング方法。
【請求項２】
請求項１に記載のコンディショニング方法であって、
前記ＣＭＰ装置が前記ウェハを研磨している時間に対する、前記研削するステップ及び前記押し込むステップの時間の割合は、２０％〜１００％である
コンディショニング方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のコンディショニング方法であって、
前記ウェハの研磨終了後に、前記研削屑及び前記研磨屑が押し込まれた前記研磨パッドの表面に、高圧の洗浄液を吹きつけて前記研削屑及び前記研磨屑を取り除くステップ
を更に具備する
コンディショニング方法。
【請求項４】
請求項３に記載のコンディショニング方法であって、
前記研削屑及び前記研磨屑を取り除くステップは、
前記研磨パッドを研削し、前記研磨パッドに押し込まれた前記研削屑及び前記研磨屑を前記研磨バッドから掻き出すステップ
を含む
コンディショニング方法。
【請求項５】
円形の第１平面を有する基材部と、
前記第１平面の上に設けられ、砥粒と、前記砥粒を固着する固着層とを含む砥粒部と、
前記第１平面の上に設けられ、前記固着層の表面よりも突出する突起部と、
を具備し、
前記砥粒部と前記突起部とは、前記第１平面の中心を基準に回転した回転方向に対して交互に位置し、
前記突起部の突出する高さは、前記固着層の前記表面を基準として、前記表面から突出している前記砥粒の平均の高さよりも高く、前記表面から突出している前記砥粒の平均の高さの１０倍以下である
コンディショニングディスク。
【請求項６】
請求項５に記載のコンディショニングディスクであって、
前記突起部は、
前記第１平面の中心で交差する十字状の第２平面を有する
コンディショニングディスク。
【請求項７】
請求項５に記載のコンディショニングディスクであって、
前記突起部は、
前記第１平面と同心円であり、前記第１平面よりも小さい第２平面を有する第１部位と、
前記第１部位の外周と、前記基材部の外周との間に位置する第２部位と、
を備え、
前記第２部位と前記砥粒部とが、前記回転方向に対して交互に位置する
コンディショニングディスク。
【請求項８】
請求項５に記載のコンディショニングディスクであって、
前記突起部は、
前記第１平面の中心と、前記第１平面の外周の異なる２点を含む円弧とで表される扇形の第２平面を有し、
前記砥粒部は、
前記第１平面の中心と、前記第１平面の外周の異なる２点を含む円弧とで表される扇型の第３平面を有し、
前記第２平面と前記第３平面とは、重ならずに前記回転方向に対して交互に位置する
コンディショニングディスク。
【請求項９】
請求項５に記載のコンディショニングディスクであって、
前記突起部は、
渦巻状の第２平面を有し、
前記砥粒部は、
渦巻き状の第３平面を有し、
前記第２平面と前記第３平面とは、重ならずに前記回転方向に対して交互に位置する
コンディショニングディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の製造工程におけるＣＭＰ（化学的機械的研磨）工程に関し、特にＣＭＰ工程で使用される研磨パッドのコンディショニング方法及びコンディショニングディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＰは、研磨対象物を化学的反応と機械的摩擦とによって研磨し平坦化する研磨方法である。半導体装置の製造工程において、ウェハの被研磨面はＣＭＰ工程によって平坦化される。ＣＭＰ工程では、ウェハは各種化学成分および硬質の微細な砥粒を含んだスラリーが供給されるなかで、押し当てられた研磨パッドと一緒に回転させられ研磨される。
【０００３】
ＣＭＰ工程においてウェハの研磨が進行すると、研磨パッドの表面は徐々に平滑化されていく。また、ウェハの研磨の進行に伴い、ウェハ、研磨パッド及びリテーナリングが削られることで生じる研磨屑が研磨パッドの表面の微細孔に詰まり、研磨パッドが目詰まりしてしまうことがある。研磨パッドの平滑化及び目詰まりは、ＣＭＰ工程におけるウェハの研磨レートを低下させる原因となる。そこで、ウェハの研磨レートの低下を抑制するために、ダイヤモンドなどの砥粒が取りつけられたコンディショニングディスクと呼ばれる工具で、コンディショニングと呼ばれる研磨パッドの目立てが行われる。コンディショニング方法及びコンディショニングディスクに関する技術が特許文献１から特許文献４に開示されている。
【０００４】
特許文献１には、研磨布の目詰まりを除去する際に、研磨布の表面から異物を掻き出すことと、掻き出した異物を除去することが効率良くできるドレッサー（コンディショニングディスク）が開示されている。このドレッサーは、超硬質粒子が露出している突起部分と、中心から外周にかけて連続した溝とで構成される。そして、溝の少なくとも１つの中に、超硬質粒子がなく、中心から外周にかけて連続した突起部分を備えていることを特徴とする。
【０００５】
特許文献２には、研削性と、スラリーの供給性及び排出性とを向上させた研磨布用ドレッサー（コンディショニングディスク）が開示されている。この研磨布用ドレッサーは、台金と、研磨布をドレッシング（コンディショニング）する構造体とを有する。構造体は台金上に固定され、平面状の保持材と、保持材に保持された多数の砥粒とから成る。研磨布用ドレッサーは、隙間を空けて円周上に構造体を複数配置しており、その隙間がスラリーの供給及び排出用の空間としていることを特徴としている。
【０００６】
特許文献３には、小さい圧力でも研磨パッドを効率的に研削でき、ダイヤモンド粒子の脱離を防止できる、研磨パッド用コンディショナー（コンディショニングディスク）が開示されている。この研磨パッド用コンディショナーは、表面にほぼ等しい高さで突出した多数の多角錐台を配置した基板と、基板の表面全体に実質的に均一な厚さでコーティングしたダイヤモンド層とを具備することを特徴としている。この研磨パッド用コンディショナーは、ダイヤモンド粒子でなくダイヤモンド層でコーティングされた多角錐台が研磨パッドを研削するため、研磨パッドを効率的に研削でき、更にダイヤモンド粒子の脱離を根本的に防止できるというものである。
【０００７】
特許文献４には、研磨中に研磨パッド表面をドレッシングするインサイチュウドレッシング（インサイチュウコンディショニング）において、インサイチュウドレッシング時間が研磨時間の１０％以上７０％以下であることを特徴とする研磨方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−３４５１９号公報
【特許文献２】特開２００６−２１８５７７号公報
【特許文献３】特表２００３−５１１２５５号公報
【特許文献４】特開２００７−１５０３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
コンディショニングは、ＣＭＰ工程におけるウェハの研磨レートを向上させるために、研磨パッドの表面を研削して目立てを行う処理である。しかし、研磨パッドのコンディショニングを行うと、研削された研磨パッドの研削屑や研磨パッドの表面から掻き出された研磨屑が研磨パッドの表面に現れ、ＣＭＰ工程の研磨対象であるウェハの表面にスクラッチ（研磨傷）を生じさせてしまう問題が発生する。特に、研磨とコンディショニングとが同時に行われるインサイチュウコンディショニングの場合、研削屑や研磨屑とが同時に発生するおそれがあるため、スクラッチによるウェハ欠陥を発生させやすい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下に、発明を実施するための形態で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１１】
本発明のコンディショニング方法は、ＣＭＰ装置（１）がウェハ（３０）を研磨している間に、ＣＭＰ装置（１）が具備して回転している研磨パッド（１１）の表面を研削するステップと、研削において研磨パッド（１１）の表面に現れる、研磨パッド（１１）の研削屑と、研磨バッド（１１）の孔部（１１ｄ、１１ｅ）から掻き出されたウェハ（３０）の研磨の研磨屑とを研磨パッド（１１）に押し込むステップとを具備する。
【００１２】
このようなコンディショニング方法は、ＣＭＰ工程でウェハ（３０）の研磨に用いられる研磨パッド（１１）を研削して目立てを行うと共に、研磨パッド（１１）の表面に現れる研磨屑及び研削屑を研磨パッド（１１）に押し込むことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のコンディショニング方法は、ＣＭＰ工程におけるウェハの研磨レートの低下を防止し、且つ研磨パッド上に現れる研磨屑及び研削屑を減少させ、ウェハの表面に発生するスクラッチを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明のコンディショニングディスク２０を具備するＣＭＰ装置１の構成例を示す図である。
【図２】図２は、研磨パッド１１の断面図である。
【図３】図３は、コンディショニングディスク２０の平面図である。
【図４】図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図５は、図４のＢの拡大図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態によるコンディショニング方法を含む、ウェハ３０のＣＭＰ工程を示したフローチャートである。
【図７】図７は、図６のステップＳ０２におけるコンディショニング方法の詳細を示したフローチャートである。
【図８】図８は、本発明のコンディショニング方法と、本発明と異なるコンディショニング方法との比較を示す図である。
【図９】図９は、本発明の第２の実施の形態によるコンディショニングディスク４０の平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第３の実施の形態によるコンディショニングディスク５０の平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第４の実施の形態によるコンディショニングディスク６０の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態によるコンディショニング方法、及びコンディショニングディスクを説明する。
【００１６】
本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は、本発明のコンディショニングディスク２０を具備するＣＭＰ装置１の構成例を示す図である。ＣＭＰ装置１は、研磨対象のウェハ３０の表面を平坦化するＣＭＰ工程を実施する。そのＣＭＰ工程において、ＣＭＰ装置１は本発明のコンディショニング方法を実施する。図１を参照すると、ＣＭＰ装置１は、研磨テーブル１０と、研磨パッド１１と、研磨ヘッド１２と、スラリー供給ノズル１３と、洗浄ノズル１４と、コンディショニングヘッド１５と、コンディショニングディスク２０とを具備する。
【００１７】
研磨テーブル１０は研磨パッド１１を保持し、研磨パッド１１を回転させる。
【００１８】
研磨パッド１１は、研磨テーブル１０によって中心１１ａを基準に回転させられ、表面に接するウェハ３０に対して摩擦力を発生させる。また、研磨パッド１１は、スラリー供給ノズル１３から供給されるスラリーを保持し、ウェハ３０の研磨面まで提供する。ＣＭＰ装置１は、研磨パッド１１とウェハ３０との摩擦力と、研磨パッド１１が保持したスラリーとに基づき、ウェハ３０を研磨する。
【００１９】
図２は、研磨パッド１１の断面図である。図２を参照すると、研磨パッド１１は、クッション層１１ｂと、研磨層１１ｃとを含む。クッション層１１ｂは研磨層１１ｃの下に形成され、研磨層１１ｃがウェハ３０を均一に研磨することができるように機能する。研磨層１１ｃは、供給されたスラリーを保持し、ウェハ３０に接する部位である。研磨層１１ｃはポリウレタンが例示される。
【００２０】
研磨層１１ｃは、スラリーの保持性を向上させるパーフォレート１１ｄ及び孔１１ｅを含む。パーフォレート１１ｄは、直径が１ｍｍ前後の孔である。パーフォレート１１ｄは、研磨パッド１１に複数含まれていてもよい。孔１１ｅは、研磨層１１ｃの表面に設けられた複数の微細な孔（ポア）である。尚、研磨パッド１１は、ＣＭＰ工程においてウェハ３０の研磨が進行すると、表面は徐々に平滑化されていく。更に、研磨パッド１１は、ウェハ３０の研磨の進行に基づいて発生する、ウェハ３０、研磨パッド１１及びリテーナリング（図示省略）の研磨屑がパーフォレート１１ｄ及び孔１１ｅに詰まり、目詰まりしてしまうことがある。研磨パッド１１の平滑化及び目詰まりは、ＣＭＰ工程におけるウェハ３０の研磨レートを低下させる原因となる。
【００２１】
図１を参照して、研磨ヘッド１２はリテーナリング（図示省略）によってウェハ３０を保持する。研磨ヘッド１２は、ウェハ３０を回転させながら、研磨パッド１１へ押し付ける。
【００２２】
スラリー供給ノズル１３は、ウェハ３０を研磨するためのスラリーを研磨パッド１１へ供給する。スラリーは、化学的研磨を行う成分と、機械的研磨を行う成分とを含む。化学的研磨を行う成分は、酸・アルカリなどウェハ３０の被研磨膜を改質する成分や、砥粒の分散剤などが例示される。また、機械的研磨を行う成分は、シリカやアルミナなどの砥粒が例示される。
【００２３】
洗浄ノズル１４は、研磨パッド１１の表面に高圧の洗浄液を吹きつけ、研磨パッド１１の表面を洗浄する。洗浄液は、純水が例示される。
【００２４】
コンディショニングヘッド１５は、コンディショニングディスク２０を保持する。コンディショニングヘッド１５は、コンディショニングディスク２０を回転させながら、研磨パッド１１へ任意のタイミングで押し付ける。更に、コンディショニングヘッド１５は、コンディショニングディスク２０を研磨パッド１１に押し付けながら、研磨パッド１１の中心１１ａと外周との間を任意に往復移動させることができる。
【００２５】
コンディショニングディスク２０は、研磨パッド１１に接し、コンディショニングヘッド１５に基づく回転及び往復移動と、研磨パッド１１の回転とに基づいて、研磨パッド１１の表面を研削する。更に、コンディショニングディスク２０は、研磨パッド１１の研削に基づいて表面に現れている研削された研磨パッド１１の研削屑や、研磨パッド１１の表面から掻き出された研磨屑を研磨パッド１１に押し込む。本発明のコンディショニング方法は、コンディショニングディスク２０が研磨パッド１１を研削し、且つ研削屑及び研磨屑を研磨パッド１１に押し込むことができる。
【００２６】
図３は、コンディショニングディスク２０の平面図である。図３に示した面が研磨パッド１１を研削する面である。図３を参照すると、コンディショニングディスク２０は円形であり、中心２０ａを基準に回転させられる。図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。図３及び図４を参照すると、コンディショニングディスク２０は、基材部２１と、砥粒部２２と、突起部２３とを含む。
【００２７】
基材部２１は円形の平面を有する円板状の部位である。基材部２１の上には、砥粒部２２及び突起部２３が設けられる。基材部２１は、高強度を有し、腐食されにくい材料から形成される。基材部２１はステンレスが例示される。
【００２８】
砥粒部２２は、研磨パッド１１の表面を研削する部位である。図５は、図４のＢの拡大図である。図５を参照すると、砥粒部２２は、基材部２１の上に設けられ、砥粒２２ａと、固着層２２ｂとを含む。砥粒２２ａは、研磨パッド１１を研削できる硬質の粒子であり、ダイヤモンドが例示される。砥粒２２ａの一部は、固着層２２ｂから突出している。固着層２２ｂの表面から突出している砥粒２２ａが、研磨パッド１１の表面を研削する。固着層２２ｂは、砥粒２２ａを固着する。固着層２２ｂはニッケルが例示される。砥粒部２２は、ニッケル電着で固着された砥粒２２ａを、エポキシ系接着剤で基材部２１へ接着する方法で形成することができる。砥粒２２ａの固着方法及び接着剤は、前述した方法に限定するものではなく、周知の方法を用いることができる。砥粒部２２が研磨パッド１１を研削することで平滑化した研磨パッド１１の目立てが行われ、研磨レートの低下を防止することができる。しかし、砥粒部２２は、研磨パッド１１を研削することに基づく研削屑と、研磨パッド１１のパーフォレート１１ｄ及び孔１１ｅから掻き出した研磨屑とを、研磨パッド１１の表面に発生させてしまうことがある。
【００２９】
突起部２３は、研磨パッド１１の表面に現れている研削屑及び研磨屑を、研磨パッド１１のパーフォレート１１ｄ及び孔１１ｅへ押し込む部位である。突起部２３は、研削屑及び研磨屑を押し込める強度と、スラリーに対する耐性とを有する材料によって形成される。突起部２３の材料は、基材部２１と同様のステンレスが例示される。突起部２３は、砥粒部２２が設けられていない基材部２１の上に設けられ、砥粒部２２の固着層２２ｂよりも突出する。また、突起部２３は、砥粒部２２が有する砥粒２２ａを含まない。
【００３０】
突起部２３の突出する高さ２３ａは、固着層２２ｂの表面を基準として、下限が固着層２２ｂの表面から突出している砥粒２２ａの平均の高さ２２ｃよりも高く、上限が固着層２２ｂの表面から突出している砥粒２２ａの平均の高さ２２ｃの１０倍以下である。より好ましくは、下限が固着層２２ｂの表面から最も高く突出する砥粒２２ａの高さ２２ｄよりも高く、上限が固着層２２ｂの表面から突出している砥粒２２ａの平均の高さ２２ｃの１０倍以下である。突起部２３の高さ２３ａの下限が砥粒２２ａの平均の高さ２２ｃ以下であると、研削屑及び研磨屑を研磨パッド１１へ効率良く押し込むことはできない。また、突起部２３の高さ２３ａの上限が砥粒２２ａの平均の高さ２２ｃの１０倍よりも高いと、砥粒２２ａと研磨パッド１１とが接触不良となり、研磨パッド１１の目立てを十分に行うことができない。本発明のコンディショニング方法は、コンディショニングディスク２０に突起部２３を設けることにより、研削屑及び研磨屑を効率良く研磨パッド１１へ押し込むことができる。この作用によって、コンディショニングディスク２０は研磨パッド１１の表面に現れる研削屑及び研磨屑の数を減少させることが可能になる。
【００３１】
また、コンディショニングディスク２０は、図３に示した平面図において、砥粒部２２と、突起部２３との間に溝を含まない方が好ましい。溝が含まれると、溝から研削屑及び研磨屑が排出されてしまい、研磨パッド１１の表面の研削屑及び研磨屑の数を減少させる効果が低下する。
【００３２】
図３を参照して、砥粒部２２と突起部２３とのコンディショニングディスク２０における平面の位置関係を説明する。コンディショニングディスク２０は研磨パッド１１に接する際に中心２０ａを基準に回転させられるが、砥粒部２２と突起部２３とは回転方向に対して交互に位置する。コンディショニングディスク２０は、砥粒部２２と突起部２３とを回転方向に交互に備えることによって、砥粒部２２が研削した箇所を直ちに突起部２３に接触させることができる。従って、本発明のコンディショニング方法は、研磨パッド１１の研削と、研削屑及び研磨屑の研磨パッド１１への押し込みとが効率良く行うことができる。図３に示したコンディショニングディスク２０は、突起部２３が中心２０ａで交差する十字状の平面形状を有している。
【００３３】
図６は、本発明の第１の実施の形態によるコンディショニング方法を含む、ウェハ３０のＣＭＰ工程を示したフローチャートである。図６を参照して、ウェハ３０のＣＭＰ工程を説明する。
【００３４】
ステップＳ０１：
ＣＭＰ装置１は、ウェハ３０の研磨を開始する。
ウェハ３０の研磨は以下の３つのステップに基づいている。研磨テーブル１０が、研磨パッド１１を回転させる。研磨ヘッド１２が、ウェハ３０を研磨パッド１１に押し付けながら回転させる。スラリー供給ノズル１３が、ウェハ３０を研磨するスラリーを供給する。これらのステップの順番は特に限定するものでなく、同時に進行してもよい。これらステップに基づいてＣＭＰ装置１は、研磨パッド１１の回転とウェハ３０の回転とによる摩擦力と、研磨パッド１１が保持したスラリーとに基づき、ウェハ３０を研磨する。
【００３５】
ステップＳ０２：
コンディショニングディスク２０は、研磨パッド１１のコンディショニングを開始する。
コンディショニングヘッド１５は、コンディショニングディスク２０を回転させながら、研磨パッド１１へ押し付ける。更に、コンディショニングヘッド１５は、コンディショニングディスク２０を研磨パッド１１に押し付けながら、研磨パッド１１の中心１１ａと外周との間を往復移動させる。
【００３６】
図７は、図６のステップＳ０２におけるコンディショニング方法の詳細を示したフローチャートである。図７を参照して、ステップＳ０２のコンディショニング方法の詳細を説明する。
【００３７】
ステップＳ１１：
研磨パッド１１の表面を研削する。
研磨パッド１１に接したコンディショニングディスク２０の砥粒部２２は、コンディショニングヘッド１５に基づく回転及び往復移動と、研磨パッド１１の回転とに基づいて、研磨パッド１１の表面を研削する。研磨パッド１１の研削に基づいて、研削された研磨パッド１１の研削屑や、研磨パッド１１の表面から掻き出された研磨屑が、研磨パッド１１の表面に現れる。
【００３８】
ステップＳ１２：
突起部２３は、研磨パッド１１の表面に現れている研削された研磨パッド１１の研削屑や、研磨パッド１１の表面から掻き出された研磨屑を研磨パッド１１に押し込む。砥粒部２２と突起部２３とは回転方向に交互に位置するため、砥粒部２２が表面に発生させた研削屑及び研磨屑を、回転により次に接触する突起部２３が速やかに押し込むことができる。
【００３９】
ステップＳ０３：
コンディショニングディスク２０は、研磨パッド１１のコンディショニングを終了する。コンディショニングヘッド１５は、コンディショニングディスク２０を研磨パッド１１から離し、回転を停止する。尚、ＣＭＰ装置１がウェハ３０を研磨している時間に対する、コンディショニングディスク２０が研磨バッド１１に接触している時間（研磨パッド１１を研削する時間及び研磨パッド１１に研削屑及び研磨屑を押し込む時間）の割合、いわゆるデューティー比は、２０％〜１００％の範囲で設定する。デューティー比の上限の１００％は、コンディショニングディスク２０と研磨パッド１１とが接触している時間（インサイチュウコンディショニングの実施時間）が、ウェハ３０の研磨時間と同じであることを表す。デューティー比の下限の２０％は、研磨パッド１１の十分なコンディショニングを行うために最低限必要な時間である。デューティー比を下げることは、コンディショニングディスク２０の劣化を低減することができるため好ましい。
【００４０】
ステップＳ０４：
ＣＭＰ装置１は、ウェハ３０の研磨を終了する。
研磨ヘッド１２は、ウェハ３０を研磨パッド１１から離し、回転を停止させる。スラリー供給ノズル１３は、スラリーの供給を停止する。
【００４１】
ステップＳ０５：
研磨パッド１１は洗浄される。
洗浄ノズル１４は、研磨パッド１１の表面に高圧の洗浄液を吹きつけ、研磨パッド１１に押し込まれた研削屑及び研磨屑を表面に掻き出し、研磨パッド１１の表面の研削屑、研磨屑及びスラリーを除去する。研磨テーブル１０は、研磨パッド１１の回転を停止する。
【００４２】
図６に示したＣＭＰ工程におけるコンディショニングは、インサイチュウコンディショニングであるが、更にエクサイチュウコンディショニングを行っても良い。具体的には、ステップＳ０５において、コンディショニングディスク２０を用いて、研磨パッド１１を研削し、研磨パッド１１に押し込まれた研削屑及び研磨屑を掻き出すステップを追加する方法が例示される。エクサイチュウコンディショニングを追加することによって、研磨パッド１１のパーフォレート１１ｄ及び孔１１ｅに押し込められた研削屑や研磨屑を、効果的に除去することができる。また、エクサイチュウコンディショニングの時間は、インサイチュウコンディショニングを既に行っているため短時間でよく、ＣＭＰ工程の処理能力への影響は少ない。
【００４３】
本発明のコンディショニング方法の優位性を説明する。図１に示したＣＭＰ装置１において、コンディショニングディスク２０のみが異なる場合を比較例に説明する。図８は、本発明のコンディショニング方法と、本発明と異なるコンディショニング方法との比較を示す図である。図８の（１）は、特許文献３に準拠したコンディショニングディスク１００を示す図である。図８の（２）は、ダイヤモンドに例示される砥粒部２１０のみから構成されるコンディショニングディスク２００を示す図である。図８の（３）は、本発明のコンディショニングディスク２０を示す図である。
【００４４】
図８の（１）を参照すると、コンディショニングディスク１００は、切削部１１０と、溝１２０と、中央凹み部１３０とを備える。切削部１１０は、セラミック系材質や超硬合金を利用して形成された多角錐台に、ダイヤモンドがコーティングされている。溝１２０及び中央凹み部１３０は、研磨パッド１１の切削屑を効果的に排出することができる。尚、図８の（１）に示したコンディショニングディスク１００は、本発明のコンディショニングディスク２０の突起部２３に相当する部位を含んでおらず、コンディショニングディスク２０に含まれない溝１２０が含まれる。
【００４５】
図８の（２）を参照すると、コンディショニングディスク２００は、研磨パッド１１を切削する砥粒部２１０のみから形成されている。尚、砥粒部２１０は、本発明のコンディショニングディスク２０の砥粒部２２と同様である。但し、図８の（２）に示したコンディショニングディスク２００も、本発明のコンディショニングディスク２０の突起部２３に相当する部位を含んでいない。
【００４６】
図８の表は、ＣＭＰ装置１に図８の（１）、（２）、及び（３）の各コンディショニングディスクを使用して、図６に示した処理でウェハ３０を研磨した場合におけるウェハ３０のスクラッチ数の比較を示す表である。横軸は、各コンディショニングディスクを示す。縦軸は、本発明のコンディショニングディスク２０を用いた場合のスクラッチ数を１として規格化した場合の比較値を示す。図８の表を参照すると、本発明のコンディショニング方法のスクラッチ数を１とした場合、コンディショニングディスク１００及びコンディショニングディスク２００を使用したコンディショニング方法は、１．５倍のスクラッチ数を発生させている。つまり、本発明のコンディショニング方法は、コンディショニングディスク２０が突起部２３を備えているため、ウェハ３０のスクラッチ数を低減させる効果を奏している。
【００４７】
本発明のコンディショニング方法は、コンディショニングディスク２０が突起部２３を備えるため、研磨パッド１１を研削すること、及び研削屑及び研磨屑を研磨パッド１１に押し込むことを効率良く行うことができる。従って、本発明のコンディショニング方法は、ＣＭＰ工程におけるウェハの研磨レートの低下を防止し、且つ研磨パッド上に現れる研磨屑及び研削屑を減少させ、ウェハの表面に発生するスクラッチを低減させる効果を奏する。
【００４８】
次に、本発明の第２の実施の形態によるコンディショニング方法を説明する。第２の実施の形態のコンディショニング方法は、第１の実施の形態のコンディショニング方法と比べて、コンディショニングディスク２０の平面形状のみが異なるものである。その他のコンディショニング方法のステップ及びＣＭＰ装置１の構成は、第１の実施の形態と同様である。従って、第１の実施の形態と同様の部位には同じ符号を用いて説明を省略する。
【００４９】
図９は、本発明の第２の実施の形態によるコンディショニングディスク４０の平面図である。図９に示した面が研磨パッド１１を研削する面である。図９を参照すると、コンディショニングディスク４０は円形であり、中心４０ａを基準に回転させられる。コンディショニングディスク４０は、砥粒部４１と、突起部４２とを備える。図９においてＣ−Ｃで示される断面図は、図４と同じ形状である。つまり、砥粒部４１及び突起部４２は、第１の実施の形態と同様に、基材部２１の上に設けられている。
【００５０】
砥粒部４１は、第１の実施の形態の砥粒部２２と同様に機能する部位である。つまり、砥粒部４１は研磨パッド１１の表面を研削し、平滑化した研磨パッド１１の目立てを行なうことが出来る。
【００５１】
突起部４２は、第１の実施の形態の突起部２３と同様に機能する部位である。つまり、突起部４２は、研磨パッド１１の表面に現れている研削屑及び研磨屑を、研磨パッド１１のパーフォレート１１ｄ及び孔１１ｅへ押し込むことができる。突起部４２は、第１部位４２ａと、第２部位４２ｂとを含む。第１部位４２ａは、基材部２１と同心円（中心４０ａを基準とする）であり、基材部２１よりも小さい平面を有する。第２部位４２ｂは、第１部位４２ａの外周と、基材部２１の外周との間に位置する。第２部位４２ｂは、コンディショニングディスク４０の外周に間隔を空けて配置される。コンディショニングディスク４０は、砥粒部４１と第２部位４２ｂとが、回転方向に対して交互に位置する。従って、本発明の第２の実施の形態のコンディショニングディスク４０は、コンディショニングディスク２０と同様に、研磨パッド１１の研削と、研削屑及び研磨屑の研磨パッド１１への押し込みとを効率良く行うことができる。尚、図９に示したコンディショニングディスク４０は、外周端に砥粒部４１と第２部位４２ｂとを有するが、外周端に限らず中心４０ａに近づく位置に有しても良い。
【００５２】
本発明の第３の実施の形態によるコンディショニング方法を説明する。第３の実施の形態のコンディショニング方法は、第２の実施の形態のコンディショニング方法と同様に、コンディショニングディスク２０の平面形状のみが異なるものである。その他のコンディショニング方法のステップ及びＣＭＰ装置１の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００５３】
図１０は、本発明の第３の実施の形態によるコンディショニングディスク５０の平面図である。図１０を参照すると、コンディショニングディスク５０は円形であり、中心５０ａを基準に回転させられる。コンディショニングディスク５０は、砥粒部５１と、突起部５２とを備える。尚、砥粒部５１及び突起部５２は、第１の実施の形態と同様に、基材部２１の上に設けられる。
【００５４】
砥粒部５１は、第１の実施の形態の砥粒部２２と同様に機能する部位である。砥粒部５１は、中心５０ａと、コンディショニングディスク５０（基材部２１）の外周の異なる２点を含む円弧とで表される扇形の平面を有する。
【００５５】
突起部５２は、第１の実施の形態の突起部２３と同様に機能する部位である。突起部５２は、砥粒部５１同様に、中心５０ａと、コンディショニングディスク５０（基材部２１）の外周の異なる２点を含む円弧とで表される扇形の平面を有する。
【００５６】
砥粒部５１と突起部５２とは、平面において重ならずに回転方向に対して交互に位置する。従って、本発明の第３の実施の形態のコンディショニングディスク５０は、コンディショニングディスク２０と同様に、研磨パッド１１の研削と、研削屑及び研磨屑の研磨パッド１１への押し込みとを効率良く行うことができる。
【００５７】
本発明の第４の実施の形態によるコンディショニング方法を説明する。第４の実施の形態のコンディショニング方法は、第２及び第３の実施の形態のコンディショニング方法と同様に、コンディショニングディスク２０の平面形状のみが異なる。その他のコンディショニング方法のステップ及びＣＭＰ装置１の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００５８】
図１１は、本発明の第４の実施の形態によるコンディショニングディスク６０の平面図である。図１１を参照すると、コンディショニングディスク６０は円形であり、中心６０ａを基準に回転させられる。コンディショニングディスク６０は、砥粒部６１と、突起部６２とを備える。尚、砥粒部６１及び突起部６２は、第１の実施の形態と同様に、基材部２１の上に設けられる。
【００５９】
砥粒部６１は、第１の実施の形態の砥粒部２２と同様に機能する部位である。砥粒部６１は、コンディショニングディスク６０（基材部２１）の外周から中心５０ａに対して渦巻状である平面を有する。
【００６０】
突起部６２は、第１の実施の形態の突起部２３と同様に機能する部位である。突起部６２は、砥粒部６１同様に、コンディショニングディスク６０（基材部２１）の外周から中心６０ａに対して渦巻状である平面を有する。
【００６１】
砥粒部６１と突起部６２とは、平面において重ならずに回転方向に対して交互に位置する。このような形状のコンディショニングディスク６０は、砥粒部６１と突起部６２とが回転方向に交互に位置するため、コンディショニングディスク２０と同様に、研磨パッド１１の研削と、研削屑及び研磨屑の研磨パッド１１への押し込みとを効率良く行うことができる。
【００６２】
このように、本発明のコンディショニング方法は、研磨パッド１１の研削と、研削屑及び研磨屑の研磨パッド１１への押し込みとを効率良く行うことができる範囲でコンディショニングディスクの形状を変えることが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１      ＣＭＰ装置
１０    研磨テーブル
１１    研磨パッド
１１ａ  中心
１１ｂ  クッション層
１１ｃ  研磨層
１１ｄ  パーフォレート
１１ｅ  孔
１２    研磨ヘッド
１３    スラリー供給ノズル
１４    洗浄ノズル
１５    コンディショニングヘッド
２０    コンディショニングディスク
２０ａ  中心
２１    基材部
２２    砥粒部
２２ａ  砥粒
２２ｂ  固着層
２２ｃ  高さ
２２ｄ  高さ
２３    突起部
２３ａ  高さ
３０    ウェハ
４０    コンディショニングディスク
４０ａ  中心
４１    砥粒部
４２    突起部
４２ａ  第１部位
４２ｂ  第２部位
５０    コンディショニングディスク
５０ａ  中心
５１    砥粒部
５２    突起部
６０    コンディショニングディスク
６０ａ  中心
６１    砥粒部
６２    突起部
１００  コンディショニングディスク
１１０  切削部
１２０  溝
１３０  中央凹み部
２００  コンディショニングディスク
２１０  砥粒部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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