(57)【要約】【課題】研磨パッドの研磨面に形成された凹み内に位置する研磨屑などの異物を十分に取り除く手段を備えた半導体装置製造方法及びＣＭＰ装置を提供する。【解決手段】研磨パッドの研磨面に向かって、前記研磨面に対して略垂直方向に洗浄液を噴射しながら一定時間前記研磨パッドを低速回転する低速回転ステップＳ２１の後、前記研磨パッドの研磨面に向かって洗浄液を噴射しながら一定時間前記研磨パッドを高速回転する高速回転ステップＳ２２を行う洗浄工程Ｓ２０を実行する半導体装置製造方法及びＣＭＰ装置を提供する。【選択図】図１
2010258228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハ上に形成された膜である被研磨膜をＣＭＰ研磨する研磨工程と、
前記研磨工程の後、研磨パッドの研磨面に形成された凹み内に位置する異物を取り除く洗浄工程と、を有する半導体装置の製造方法であって、
前記洗浄工程は、
前記研磨パッドの研磨面に向かって、前記研磨面に対して略垂直方向に洗浄液を噴射しながら一定時間前記研磨パッドを低速回転する低速回転ステップと、
前記低速回転ステップの後、前記研磨パッドの研磨面に向かって前記洗浄液を噴射しながら一定時間前記研磨パッドを高速回転する高速回転ステップと、
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記洗浄工程の高速回転ステップは、
前記低速回転ステップの後、前記研磨パッドの研磨面に向かって、前記研磨面に対して非垂直方向に洗浄液を噴射しながら一定時間前記研磨テーブルを高速回転するステップである請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記洗浄工程は、
前記低速回転ステップの後、前記高速回転ステップを実行する処理を一サイクルとし、前記サイクルを二回以上繰り返す工程である請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
回転可能な研磨テーブルと、
前記研磨テーブル上に載置された研磨パッドと、
前記研磨パッドの研磨面に向かって洗浄液を噴射する洗浄液噴射部と、
前記研磨テーブルの回転及び前記洗浄液噴射部を制御する制御部と、を有するＣＭＰ装置であって、
前記制御部は、
前記洗浄液を前記研磨パッドの研磨面に対して略垂直方向に噴射しながら一定時間前記研磨テーブルを低速回転した後、前記洗浄液を噴射しながら一定時間前記研磨テーブルを高速回転するよう制御する第一制御部を有するＣＭＰ装置。
【請求項５】
前記洗浄液噴射部は、
前記洗浄液の噴射方向を変更可能に構成され、
前記制御部は、
前記第一制御部が、前記洗浄液を噴射しながら一定時間前記研磨テーブルを高速回転するよう制御する際、前記研磨パッドの研磨面に対して非垂直方向に前記洗浄液を噴射するよう洗浄液噴射部を制御する第二制御部を有する請求項４に記載のＣＭＰ装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記洗浄液を噴射しながら一定時間前記研磨テーブルを低速回転した後、前記洗浄液を噴射しながら一定時間前記研磨テーブルを高速回転する処理を一サイクルとし、前記サイクルを二回以上繰り返すよう制御する第三制御部を有する請求項４または５に記載のＣＭＰ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法及びＣＭＰ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置を製造するための技術として、ウエハ上に形成された膜を平坦化する化学的機械的研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）がある。ＣＭＰを実現する装置としては、図１４、１５に示すようなＣＭＰ装置が存在する。
【０００３】
図１４に示すように、ＣＭＰ装置は、回転可能な研磨テーブル１００と、その上に載置された研磨パッド２００と、研磨パッド２００の研磨面にウエハの被研磨面を押しあてる研磨ヘッド５００と、研磨パッド２００を洗浄するために洗浄液を噴射する洗浄液供給ノズル３００と、研磨テーブル１００を回転させるためのモータ６００と、を有する。図１５は、図１４のＣＭＰ装置を図中上から下方向に向かって見た平面図である。
【０００４】
このようなＣＭＰ装置による研磨処理は、スラリー供給ノズル（図示せず）から研磨パッド２００上にスラリーを滴下し、研磨ヘッド５００によりウエハ（図示せず）の被研磨面を研磨パッド２００の研磨面（図１４中、上方に位置する面）に押しあて、研磨テーブル１００及び研磨ヘッド５００を回転させることで実現される。
【０００５】
ここで、研磨処理が行われると、研磨屑（被研磨物や研磨パッド、リテーナリングの削れ屑）やスラリーの凝集物などの異物が発生する。この異物は、研磨パッド２００の研磨面上に蓄積するほか、図１６に示すように、研磨パッド２００の研磨面に形成された凹み２０１の中に蓄積し、研磨レートの低下やスクラッチ欠陥を引き起こす。なお、図１６は、研磨パッド２００の一部を拡大した断面概念図である。そこで、異物を研磨パッド２００から効率的に排出する技術が要求されている。このような技術としては、例えば、特許文献１、２、３に開示されたものなどがある。
【０００６】
特許文献１には、洗浄液供給ノズル３００から洗浄液を研磨パッド２００の研磨面に噴射しながら、研磨パッド２００を高速回転させる技術が開示されている。
【０００７】
特許文献２には、洗浄液供給ノズル３００から洗浄液を研磨パッド２００の研磨面に噴射しながら研磨パッド２００を低速回転した後、前記洗浄液の噴射を停止した状態で研磨パッド２００を高速回転する技術が開示されている。
【０００８】
特許文献３には、研磨パッド２００に対して非垂直方向に洗浄液を噴射するよう構成された洗浄液供給ノズル３００が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−３４０３２８号公報
【特許文献２】特開２００３−１２７０６３号公報
【特許文献３】特開平９−１３１６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、特許文献１に開示された技術のように、洗浄液を噴射しながら研磨パッド２００を高速回転させた場合、図１７に示すように、研磨パッド２００の研磨面に対して垂直方向に洗浄液を噴射しても、見かけ上、洗浄液は研磨パッド２００の研磨面に対して非垂直にあたることとなる。かかる場合、図１８に示すように、研磨パッド２００の研磨面上に位置する異物に洗浄液をあてることはできるが、凹み２０１の中（特に底の角）に位置する異物に洗浄液をあてることは困難である。すなわち、特許文献１に開示された技術は、凹み２０１の中に蓄積された異物を十分に取り出すことができない。
【００１１】
また、特許文献２に開示された技術は、「洗浄液の供給を停止して」研磨パッド２００を高速回転し、遠心力のみで研磨パッド２００の研磨面上に位置する異物を取り除くよう構成されているが、このような処理のみでは、研磨パッド２００の研磨面上に位置する異物を十分に取り除くことができない。
【００１２】
また、特許文献３に開示された技術の場合、洗浄液は研磨パッド２００の研磨面に対して非垂直にあたることになるので、特許文献１に開示された技術と同様、凹み２０１の中（特に底の角）に位置する異物に洗浄液をあてることは困難である。すなわち、特許文献３に開示された技術は、凹み２０１の中に蓄積された異物を十分に取り出すことができない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、ウエハ上に形成された膜である被研磨膜をＣＭＰ研磨する研磨工程と、前記研磨工程の後、研磨パッドの研磨面に形成された凹み内に位置する異物を取り除く洗浄工程と、を有する半導体装置の製造方法であって、前記洗浄工程は、前記研磨パッドの研磨面に向かって、前記研磨面に対して略垂直方向に洗浄液を噴射しながら一定時間前記研磨パッドを低速回転する低速回転ステップと、前記低速回転ステップの後、前記研磨パッドの研磨面に向かって前記洗浄液を噴射しながら一定時間前記研磨パッドを高速回転する高速回転ステップと、を含む半導体装置の製造方法が提供される。
【００１４】
さらに本発明によれば、回転可能な研磨テーブルと、前記研磨テーブル上に載置された研磨パッドと、前記研磨パッドの研磨面に向かって洗浄液を噴射する洗浄液噴射部と、前記研磨テーブルの回転及び前記洗浄液噴射部を制御する制御部を有するＣＭＰ装置であって、前記制御部は、前記洗浄液を前記研磨パッドの研磨面に対して略垂直方向に噴射しながら一定時間前記研磨テーブルを低速回転した後、前記洗浄液を噴射しながら一定時間前記研磨テーブルを高速回転するよう制御する第一制御部を有するＣＭＰ装置が提供される。
【００１５】
本発明によれば、研磨パッドを低速回転しながら、研磨パッドの研磨面に対して洗浄液を噴射するので、研磨パッドの回転ベクトルの大きさは、洗浄液の噴射ベクトルの大きさに比べて十分小さくなる。その結果、回転している研磨パッドの研磨面からみた洗浄液の噴射ベクトルの向きは、研磨パッドの回転によってほとんど影響を受けない。すなわち、洗浄液が研磨パッドの研磨面に対して略垂直方向に噴射された場合、洗浄液は略垂直に研磨パッドの研磨面にあたる。その結果、研磨パッドの研磨面に、深さ方向が研磨面と略垂直になるよう形成された凹みの底部に、洗浄液が効率的にあたり、洗浄液の圧力で凹み内に位置する異物を取り出すことが可能となる。
【００１６】
また、本発明では、研磨パッドを高速回転しながら、研磨パッドの研磨面に対して洗浄液を噴射する。この場合、研磨パッドの回転ベクトルの大きさは、回転している研磨パッドの研磨面からみた洗浄液の噴射ベクトルの向きに影響を与えてしまうほど大きくなる。すなわち、洗浄液が研磨パッドの研磨面に対して略垂直方向に噴射された場合、洗浄液は非垂直に研磨パッドの研磨面にあたる。その結果、研磨パッドの研磨面上に位置する異物に対して斜め方向から洗浄液があたることとなり、異物は、研磨パッドの高速回転による遠心力、及び、斜め方向からあたる洗浄液の圧力により、研磨面上から効率的に排出される。
【００１７】
さらに、本発明によれば、研磨パッドの研磨面に対して洗浄液を噴射しながら研磨パッドを低速回転した後、研磨パッドの研磨面に対して洗浄液を噴射しながら研磨パッドを高速回転するので、まず、研磨パッドの研磨面に形成された凹み内に位置する異物が取り出され、その後、研磨パッドの研磨面上に位置する異物が研磨面上から排出される。
【００１８】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、研磨パッドの研磨面に形成された凹み内に位置する研磨屑などの異物を、十分に取り除くことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１の半導体製造方法のフローチャート
【図２】実施形態１のＣＭＰ装置の概念図
【図３】実施形態１のＣＭＰ装置の概念図
【図４】実施形態１の研磨パッドの研磨面の凹みを説明する概念図
【図５】実施形態１の洗浄液噴射部の構成の一例
【図６】実施形態１の洗浄液噴射部の構成の一例
【図７】洗浄液噴射部と研磨パッドの関係を示す概念図
【図８】低速回転時に、洗浄液が研磨パッドにあたる見かけ上の向きを説明するための概念図
【図９】低速回転時の、洗浄液の見かけ上の噴射方向を説明するための概念図
【図１０】洗浄液噴射部と研磨パッドの関係を示す概念図
【図１１】高速回転時に、洗浄液が研磨パッドにあたる見かけ上の向きを説明するための概念図
【図１２】洗浄工程における研磨テーブルの回転数と経過時間の関係を示すグラフ
【図１３】洗浄工程における研磨テーブルの回転数と経過時間の関係を示すグラフ
【図１４】ＣＭＰ装置の概念図
【図１５】ＣＭＰ装置の概念図
【図１６】研磨パッドに位置する異物を説明する概念図
【図１７】高速回転時の、洗浄液の見かけ上の噴射方向を説明するための概念図
【図１８】洗浄液が研磨パッドにあたる向きを説明するための概念図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
＜＜実施形態１＞＞
＜実施形態１の構成＞
【００２２】
本実施形態の半導体装置の製造方法は、図１のフローチャート図に示すように、ウエハ（図示せず）上に形成された膜である被研磨膜をＣＭＰ研磨する研磨工程Ｓ１０と、研磨工程Ｓ１０の後、研磨パッド２０の研磨面に形成された凹み２１内に位置する研磨屑などの異物を取り除く洗浄工程Ｓ２０と、を有する。そして、研磨工程Ｓ１０と洗浄工程Ｓ２０と、を繰り返す。すなわち、洗浄工程Ｓ２０の後、再び研磨工程Ｓ１０が行われる。なお、洗浄工程Ｓ２０では、研磨パッド２０の研磨面上に位置する研磨屑などの異物も、研磨面上から排斥される。
【００２３】
ここで、本実施形態の半導体装置の製造方法は、図２、３に示すように構成されたＣＭＰ装置などにより実現される。なお、図２は、本発明の洗浄工程を説明する上で必要な構成要素のみを抽出して示した概念図であり、図３は、図２を図中上側から見た平面概念図である。
【００２４】
研磨工程Ｓ１０は、半導体装置の製造工程中に存在するあらゆるＣＭＰによる平坦化工程が該当する。ここでの半導体装置の製造工程には、シリコン基板内にトランジスタなどの素子を作り込む工程（基板工程）、及び、基板上に電気的配線を施す工程（配線工程）などが含まれ、これらに存在する平坦化工程とは、例えば、ダマシン配線構造の銅配線工程中における銅膜の平坦化工程や、絶縁膜を平坦化する工程などがある。これら平坦化工程の列挙はあくまで一例であり、本実施形態の研磨工程はこれらに限定されない。なお、研磨工程Ｓ１０は、一つのウエハを研磨する工程であってもよいし、二つ以上のウエハを順次研磨する工程であってもよい。すなわち、二つ以上のウエハを順次研磨した後、以下の洗浄工程Ｓ２０が行われてもよい。
【００２５】
ここで、研磨工程Ｓ１０が行われると、研磨屑（被研磨物や研磨パッド、リテーナリングの削れ屑）やスラリーの凝集物などの異物が発生し、発生した異物が研磨パッド２０の研磨面上や、研磨パッド２０の研磨面に形成された凹み２１の中に蓄積されていく。この状態のまま、研磨工程Ｓ１０を行うと、研磨レートの低下やスクラッチ欠陥を引き起こし、製造される半導体装置の品質が低下する。そこで、本実施形態では、研磨工程Ｓ１０の後、以下で説明する洗浄工程Ｓ２０が行われる。そして、洗浄工程Ｓ２０の後、再び、研磨工程Ｓ１０が行われる。
【００２６】
洗浄工程Ｓ２０は、図１のフローチャート図に示すように、低速回転ステップＳ２１と、高速回転ステップＳ２２を有する。なお、洗浄工程Ｓ２０は、図中破線矢印で示すように、「低速回転ステップＳ２１の後、高速回転ステップＳ２２を実行する処理」を一サイクルとし、このサイクルを二回以上繰り返す工程であってもよい。
【００２７】
低速回転ステップＳ２１は、研磨パッド２０の研磨面（図２中、上方に位置する面）に向かって、前記研磨面に対して略垂直方向に洗浄液を噴射しながら一定時間研磨パッド２０を低速回転するステップである。このステップを行うことで、研磨パッド２０の研磨面に形成された凹み２１内に位置する異物が取り出される。
【００２８】
高速回転ステップＳ２２は、低速回転ステップＳ２１の後、研磨パッド２０の研磨面に向かって洗浄液を噴射しながら一定時間研磨パッド２０を高速回転するステップである。なお、高速回転ステップは、研磨パッド２０の研磨面（図２中、上方に位置する面）に向かって、研磨面に対して非垂直方向に洗浄液を噴射しながら一定時間研磨パッド２０を高速回転するステップであってもよい。このステップを行うことで、低速回転ステップＳ２１により凹み２１内から取り出され、研磨パッド２０の研磨面上に蓄積された異物が、研磨パッド２０の研磨面上から排出される。また、あわせて、研磨工程Ｓ１０の実行により当初から研磨パッド２０の研磨面上に蓄積された異物も、研磨パッド２０の研磨面上から排出される。
【００２９】
ここで、研磨工程Ｓ１０、及び、洗浄工程Ｓ２０を実現する本実施形態のＣＭＰ装置について、詳細に説明する。
【００３０】
図２、３に示すように、本実施形態のＣＭＰ装置は、回転可能な研磨テーブル１０と、研磨テーブル１０上に載置された研磨パッド２０と、研磨パッド２０の研磨面（図２中、上方に位置する面）に向かって洗浄液を噴射する洗浄液噴射部３０と、研磨テーブル１０の回転及び洗浄液噴射部３０を制御する制御部４０と、を有し、制御部４０は、第一制御部４１を有する。なお、制御部４０は、第二制御部４２、及び／又は、第三制御部４３を有しても良い。以下、本実施形態のＣＭＰ装置の構成について、詳細に説明する。
【００３１】
研磨テーブル１０は、略円板形に構成され、モータ６０の駆動により、略円板形の断面円の略中心を通る直線を回転軸として、回転可能に構成されている。そして、モータ６０の回転速度を制御することで、高速回転及び低速回転の切替ができるよう構成されている（高速回転及び低速回転の回転速度については、以下で説明する。）。モータ６０の回転速度は、以下で説明する制御部４０からの電気信号により制御される。なお、研磨テーブル１０の形状は図に示すように略円板形にするのが望ましいが、本発明を実現する上では、当該形状に限定されない。また、回転軸についても、任意に設定することができる。
【００３２】
研磨パッド２０は、研磨テーブル１０上に、研磨面が研磨テーブル１０と当接しないように載置される。なお、研磨パッド２０の研磨面には、スラリーの保持性向上等の目的で、略全面に、深さ方向が研磨面と略垂直になるよう複数の凹み２１が形成されている（図４、８参照）。図８は、研磨パッド２０の一部を拡大した断面概念図である。なお、図４に示す複数の凹み２１の配置の仕方はあくまで一例であり、その他の模様になるよう配置されてもよい。また、図４では、凹み２１を穴で構成する例を示したが、凹み２１は、その他、格子状に設けられた溝、同心円状に設けられた溝、放射線状に設けられた溝、同心円状及び放射線状に設けられた溝、などであってもよい。
【００３３】
洗浄液噴射部３０は、研磨パッド２０の研磨面（図２中、上方に位置する面）に向かって洗浄液を噴射するよう構成されている。洗浄液の種類としては特段制限されず、例えば、純水などを利用することができる。なお、洗浄液噴射部３０からの洗浄液の噴射及び停止は、以下で説明する制御部４０からの電気信号により制御される。
【００３４】
ここで、洗浄液噴射部３０の具体例を、図５の概念図に示す。図に示すように、洗浄液噴射部３０は、洗浄液の流路となるノズル３１と、ノズル３１に設けられた複数の洗浄液噴出口３２と、を有するよう構成することができる。複数の洗浄液噴出口３２は、研磨パッド２０の研磨面に対して略水平に並べられ、複数の洗浄液噴出口３２の各々は、研磨パッド２０の研磨面に対して略垂直方向に洗浄液を噴射可能に設けられている。
【００３５】
なお、洗浄液噴射部３０は、洗浄液の噴射方向を変更可能に構成されてもよい。その実現手段としては、例えば、図５に示すように構成した場合には、複数の洗浄液噴出口３２を固定したまま、複数の洗浄液噴出口３２の並び方向と略平行の直線を回転軸として、ノズル３１を図中破線矢印のように回転可能に構成することで実現してもよい。ノズル３１の回転は、例えば、ステッピングモータ３３などにより実現することができる。図６は、図５中、丸Ａで示す矢印の向きから洗浄液噴射部３０を見た概念図である。その他の実現手段としては、ノズル３１を固定したまま、複数の洗浄液噴出口３２の向きを、個別に、又は、一律に変更できるよう構成することで実現してもよい。なお、洗浄液の噴射方向は、以下で説明する制御部４０からの電気信号により制御される。
【００３６】
ここで、図示したノズル３１、洗浄液噴出口３２などは、洗浄液噴射部３０の構成を容易に理解するための概念図であり、本発明において、洗浄液噴出口３２の数、隣り合う洗浄液噴出口３２の間隔、及びノズル３１の長さなどは図示したものに限定されない。
【００３７】
制御部４０は、第一制御部４１と、第二制御部４２と、第三制御部４３と、を有する。なお、制御部４０は、第二制御部４２、及び、第三制御部４３の両方、又は、いずれか一つを有さない構成とすることも可能である。
【００３８】
第一制御部４１は、（Ａ）洗浄液を研磨パッド２０の研磨面に対して略垂直方向に噴射しながら一定時間研磨テーブル１０を低速回転した後、（Ｂ）洗浄液を噴射しながら一定時間研磨テーブル１０を高速回転するよう制御する。すなわち、洗浄液噴射部３０、及び、研磨テーブル１０を回転させるためのモータ６０を制御する。
【００３９】
まず、（Ａ）洗浄液を研磨パッド２０の研磨面に対して略垂直方向に噴射しながら一定時間研磨テーブル１０を低速回転する処理について説明する。
【００４０】
この処理は、図７に示すように、研磨パッド２０の研磨面に対して略垂直方向に洗浄液を噴射しながら一定時間研磨テーブル１０（図７においては図示せず）を低速回転する処理である。研磨テーブル１０を低速回転することで、研磨テーブル１０上に配置された研磨パッド２０を低速回転することができる。図７中、実線矢印の向きは、洗浄液の噴射方向を示している。また、図７中、破線矢印の向きは、図の時点において、研磨パッド２０上における洗浄液があたる領域の回転移動する方向を示している。なお、図７は、前記方向を説明するための概念図であり、本発明において、研磨パッド２０と洗浄液噴射部３０のノズル３１、洗浄液噴出口３２、ステッピングモータ３３との大きさの比率などは特段制限されない。
【００４１】
ここで、処理（Ａ）における研磨パッド２０の低速回転の回転速度は、研磨パッド２０の回転ベクトルの大きさが、洗浄液噴射部３０から噴射された洗浄液の噴射ベクトルの大きさに比べ十分に小さくなるよう任意に設計できる。例えば、洗浄液の噴射圧力１ＭＰ〜１５ＭＰ、洗浄液噴出口３２から研磨パッド２０の研磨面までの距離５〜２５ｍｍの場合、回転速度を２０ｒｐｍ、などとすることができる。このように低速回転の回転速度を定めると、図９に示すように、回転している研磨パッド２０からみた見かけ上の洗浄液噴射ベクトルの向きは、実際の洗浄液噴射ベクトルの向きとほとんど変わらない。すなわち、洗浄液噴射部３０から研磨パッド２０の研磨面に対して略垂直方向に洗浄液が噴射された場合、研磨パッド２０の研磨面に略垂直に洗浄液があたることとなる。
【００４２】
その結果、図８に示すように、深さ方向が研磨パッド２０の研磨面と略垂直になるよう研磨パッド２０の研磨面に形成された凹み２１の底部に位置する異物に洗浄液があたり、凹み２１から効率的に異物をはじき出すことが可能となる。なお、図９は、本実施形態の効果を説明するための概念図であり、各ベクトルの長さの比などは、これらに限定されるものではない。また、上記した一定時間は、任意に定めることができる。
【００４３】
次に、（Ｂ）洗浄液を噴射しながら一定時間研磨テーブル１０を高速回転する処理について説明する。
【００４４】
この処理は、研磨パッド２０の研磨面に向けて洗浄液を噴射しながら、研磨テーブル１０を高速回転する処理である。研磨テーブル１０を高速回転することで、研磨テーブル１０上に載置された研磨パッド２０を高速回転することができる。この処理の場合、研磨パッド２０の回転ベクトルの大きさは、研磨パッド２０の研磨面からみた洗浄液の噴射ベクトルの向きに影響を与えてしまうほど大きい。よって、洗浄液噴射部３０から研磨パッド２０の研磨面に対して略垂直方向に洗浄液が噴射された場合、回転している研磨パッド２０の研磨面からみた見かけ上の洗浄液の噴射方向は非垂直となる。
【００４５】
その結果、凹み２１からはじき出された異物も含め、研磨面上に位置する異物は、高速回転による遠心力、及び、斜め方向からあたる洗浄液の圧力により、研磨面上から効率的に排出される。ここで、高速回転の回転速度としては可能な限り速くするのが望ましいが、洗浄液の圧力による異物の除去効果などを考慮し、任意に設計することができる。例えば、回転速度を８０ｒｐｍなどとすることができる。なお、上記した一定時間は、任意に定めることができる。
【００４６】
第二制御部４２は、第一制御部４１が洗浄液を噴射しながら一定時間研磨テーブル１０を高速回転するよう制御する際、研磨パッド２０の研磨面に対して非垂直方向に洗浄液を噴射するよう洗浄液噴射部３０を制御する。例えば、洗浄液噴射部３０が図５に示すように構成されている場合、第二制御部４２は、ステッピングモータ３３を制御する。
【００４７】
第二制御部４２の制御により、第一制御部４１の制御による前記（Ｂ）の処理は、図１０に示すように、研磨パッド２０の研磨面に対して非垂直方向に洗浄液を噴射しながら一定時間研磨テーブル１０を高速回転する処理となる。そして、この処理により、図１１に示すように、研磨面上に位置する異物は、高速回転による遠心力と、研磨パッド２０の研磨面に対してより水平方向に傾いた方向からあたる洗浄液の圧力と、により、研磨面上から効率的に排出されることとなる。なお、図１０は、図７に準じて作成した図であり、図７における前記前提事項は、当該図にも該当する。
【００４８】
ここで、第二制御部４２が制御する洗浄液の噴射方向は、研磨パッド２０の研磨面に対して非垂直方向であれば特段制限されないが、図１０に示すように、洗浄液噴出口３２の真下に存在する研磨パッド２０の回転移動する方向に向かって傾斜させるのが望ましい。このようにすることで、回転している研磨パッド２０の研磨面からみた見かけ上の洗浄液の噴射方向は、より研磨面に対して水平方向に傾くこととなる。その結果、研磨パッド２０の研磨面に対してより水平方向に傾いた方向から洗浄液を異物にあてることが可能となり、効果的に研磨パッド２０の研磨面上から異物を排出することが可能となる。なお、上記した一定時間は、任意に定めることができる。
【００４９】
第三制御部４３は、「洗浄液を噴射しながら一定時間研磨テーブル１０を低速回転した後、洗浄液を噴射しながら一定時間研磨テーブル１０を高速回転する処理」を一サイクルとし、このサイクルを二回以上繰り返すよう制御する。ここで、図１２、１３は、横軸に時間、縦軸に研磨テーブル１０のテーブル回転数（回転速度）をとったグラフである。図１２は、一定時間低速回転した後、一定時間高速回転する様子を示している。一方、図１３は、第三制御部４３が制御した際の研磨テーブル１０の回転の様子を示した図であり、「一定時間低速回転した後、一定時間高速回転する処理」を一サイクルとし、このサイクルを繰り返す様子を示している。
【００５０】
このように構成することで、低速回転時に研磨パッド２０の研磨面に形成された凹み２１から取り出された異物は、その都度、高速回転により研磨パッド２０の研磨面から排出されることとなる。その結果、研磨面上に多くの異物が蓄積することを防止でき、研磨面上から異物を排出する処理の効率をあげることが可能となる。なお、前記サイクルの繰り返し回数は任意の設計事項である。また、上記した一定時間は、任意に定めることができる。
＜実施形態１の処理の流れ＞
【００５１】
以下、図１及び図２を用いて、本実施形態の半導体装置の製造方法の処理の流れの一例を説明する。
【００５２】
まず、研磨工程Ｓ１０では、ウエハを研磨する。具体的には、スラリー供給ノズル（図示せず）から研磨パッド２０上にスラリーを滴下し、研磨ヘッド５０によりウエハ（図示せず）の被研磨面を研磨パッド２０の研磨面（図２中、上方に位置する面）に押しあて、研磨テーブル１０及び研磨ヘッド５０を回転させる。研磨工程Ｓ１０では、二つ以上のウエハを連続的に研磨してもよい。研磨工程Ｓ１０の後、以下の洗浄工程Ｓ２０が行われる。
【００５３】
洗浄工程Ｓ２０では、研磨パッド２０を洗浄する。具体的には、まず、研磨パッド２０の研磨面（図２中、上方に位置する面）に向かって、前記研磨面に対して略垂直方向に洗浄液を噴射しながら一定時間研磨パッド２０を低速回転する（低速回転ステップＳ２１）。その後、研磨パッド２０の研磨面に向かって洗浄液を噴射しながら一定時間研磨パッド２０を高速回転する（高速回転ステップＳ２２）。洗浄工程Ｓ２０の後、再び、研磨工程Ｓ１０が行われる。
【００５４】
なお、洗浄工程Ｓ２０では、低速回転ステップＳ２１の後、高速回転ステップＳ２２を実行する処理を一サイクルとし、これを二回以上繰り返してもよい。また、高速回転ステップＳ２２では、研磨パッド２０の研磨面に向かって、前記研磨面に対して非垂直方向に洗浄液を噴射しながら一定時間研磨パッド２０を高速回転してもよい。
【００５５】
本実施形態の半導体装置の製造方法により、半導体装置の製造において、研磨レートの低下やスクラッチ欠陥などを回避することが可能となり、高品質の半導体装置を継続的に製造することが可能となる。
＜＜実施形態２＞＞
＜実施形態２の構成＞
【００５６】
本実施形態は、研磨工程Ｓ１０、及び、洗浄工程Ｓ２０を実現するＣＭＰ装置が実施形態１と異なる。具体的には、本実施形態のＣＭＰ装置は、実施形態１で説明した制御部４０を有さない。
【００５７】
以下、本実施形態の半導体装置の構成について説明する。なお、本実施形態の半導体装置の製造方法の研磨工程Ｓ１０、洗浄工程Ｓ２０、及び、本実施形態のＣＭＰ装置の研磨テーブル１０、研磨パッド２０、洗浄液噴射部３０、については、実施形態１と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００５８】
本実施形態のＣＭＰ装置は、研磨テーブル１０の回転を制御する研磨テーブル制御部と、洗浄液噴射部３０を制御する洗浄液制御部と、を有する。そして、研磨テーブル制御部は、ユーザからのスイッチング信号や切替操作などに応じて、研磨テーブル１０の回転の開始及び停止、回転速度、などを切替えるよう構成される。また、洗浄液制御部は、ユーザからのスイッチング信号や切替操作などに応じて、洗浄液の噴射及び停止、洗浄液の噴射方向、などを切替えるよう構成される。
＜実施形態２の処理の流れ＞
【００５９】
以下、本実施形態の半導体装置の製造方法の処理の流れの一例を説明する。
【００６０】
まず、研磨工程Ｓ１０では、ウエハを研磨する。具体的処理は、実施形態１と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。研磨工程Ｓ１０の後、以下の洗浄工程Ｓ２０が行われる。
【００６１】
洗浄工程Ｓ２０では、研磨パッド２０を洗浄する。具体的には、ユーザ操作に応じて、研磨パッド２０の研磨面（図２中、上方に位置する面）に向かって、前記研磨面に対して略垂直方向に洗浄液を噴射しながら一定時間研磨パッド２０を低速回転する（低速回転ステップＳ２１）。その後、新たなユーザ操作に応じて研磨テーブル１０の回転速度を切り替え、研磨パッド２０の研磨面に向かって洗浄液を噴射しながら一定時間研磨パッド２０を高速回転する（高速回転ステップＳ２２）。洗浄工程Ｓ２０の後、再び、洗浄工程Ｓ１０が行われる。
【００６２】
なお、洗浄工程Ｓ２０では、ユーザ操作に応じて、低速回転ステップＳ２１の後、高速回転ステップＳ２２を実行する処理を一サイクルとし、これを二回以上繰り返してもよい。また、高速回転ステップＳ２２では、ユーザ操作に応じて洗浄液の噴射方向を切替え、研磨パッド２０の研磨面に向かって、前記研磨面に対して非垂直方向に洗浄液を噴射しながら一定時間研磨パッド２０を高速回転してもよい。
【００６３】
本実施形態の半導体装置の製造方法により、半導体装置の製造において、研磨レートの低下やスクラッチ欠陥などを回避することが可能となり、高品質の半導体装置を継続的に製造することが可能となる。
【００６４】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００６５】
１０：研磨テーブル
２０：研磨パッド
２１：凹み
３０：洗浄液噴射部
３１：ノズル
３２：洗浄液噴出口
３３：ステッピングモータ
４０：制御部
４１：第一制御部
４２：第二制御部
４３：第三制御部
５０：研磨ヘッド
６０：モータ
１００：研磨テーブル
２００：研磨パッド
２０１：凹み
３００：洗浄液供給ノズル
５００：研磨ヘッド
６００：モータ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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