(57)【要約】【課題】半導体ウェハの研磨中に研磨パッド表面から異物を除去し、スクラッチの発生を抑制する研磨パッドクリーニング装置および半導体ウェハの研磨方法を提供する。【解決手段】研磨パッドクリーニング装置１は、研磨パッドの表面をクリーニングするためのものである。研磨パッドクリーニング装置１は、研磨パッドの表面に当接させるための平面１ａと、その平面１ａ内に配置された吸引口１ｃ1とを有している。その吸引口１ｃ1の端部と平面１ａの端部との最短距離Ｓ１が２０ｍｍ以上である。【選択図】図３
2010003809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨パッドの表面をクリーニングするための研磨パッドクリーニング装置であって、
前記研磨パッドの表面に当接させるための平面と、前記平面内に配置された吸引口とを有し、前記吸引口の端部と前記平面の端部との最短距離が２０ｍｍ以上である、研磨パッドクリーニング装置。
【請求項２】
研磨パッドの表面をクリーニングするための研磨パッドクリーニング装置であって、
前記研磨パッドの表面に当接させるための平面と、前記平面内に配置された吸引口と、前記平面内に配置されかつ前記吸引口に接続された溝とを有し、前記吸引口および前記溝のいずれかと前記平面の端部との最短距離が２０ｍｍ以上である、研磨パッドクリーニング装置。
【請求項３】
前記平面の最短径が４５ｍｍ以上である、請求項１または２に記載の研磨パッドクリーニング装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の研磨パッドクリーニング装置を、回転する前記研磨パッドに当接させ、前記研磨パッドの半径方向に往復運動させて、前記研磨パッドのクリーニングを行ないながら前記研磨パッドで半導体ウェハを研磨する、半導体ウェハの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨パッドクリーニング装置および半導体ウェハの研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハの研磨では、ポリイミドなどで形成された研磨パッドが用いられる。この研磨は、半導体ウェハを研磨パッドに対して押付けながら相対的に動かすことにより行なわれる。研磨に際しては、スラリー（研磨液）が研磨パッドと半導体ウェハとの間に供給される。
【０００３】
研磨を継続するうちに、研磨パッド表面に砥粒などのスラリー成分や研磨での生成物が付着したり、研磨パッド表面の形態が変形や磨耗により変化したりして、研磨状態が変化する。一定の研磨状態を得るため、研磨中あるいは研磨中断後に研磨パッド表面をドレッシングすることが行なわれる。
【０００４】
半導体ウェハの研磨においては、半導体ウェハにスクラッチと呼ばれる研磨傷が発生し問題となることがある。ドレッシングに用いられるダイヤモンドドレッサーからのダイヤモンドの破砕片や研磨中に生成した固形異物がウェハ面を擦り、傷をつけることがこの原因となっている。
【０００５】
このようなスクラッチの発生の抑制については、以下に示す各種の方法が検討されている。
【０００６】
特開２００６−２４５４１０号公報においては、研磨パッド表面や研磨溝内に残留する異物を含んだ研磨液を吸引する研磨方法が開示されている。研磨液吸引除去装置として、研磨パッドの径方向に移動可能に構成されたもの、研磨パッドの半径方向全体にわたって形成された吸引口を有するもの、研磨パッドの各研磨溝に対応するように形成された複数の吸引口を有するものが示されている。このような構成の研磨液吸引除去装置を用い研磨液とともに異物を吸引することで、研磨パッド表面や研磨溝内の異物を除去し、スクラッチの発生を抑制しようとするものである。
【０００７】
また特開２００１−２３７２０４号公報においては、研磨パッドに超高圧水を噴射し、研磨パッド表面や研磨パッドに形成された溝に付着した異物を除去することが開示されている。超高圧水の噴射を用いることで、研磨パッド表面を削ることなく、凝集物などの異物を剥離して再付着させず、確実に除去することでスクラッチを防止しようとするものである。
【特許文献１】特開２００６−２４５４１０号公報
【特許文献２】特開２００１−２３７２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、半導体ウェハの研磨においては研磨パッド上の異物によりスクラッチが起こる。研磨パッドには、ドレッシングによる目立てがされることや材質が発泡体であることにより、表面に複雑な凹凸が存在している。また研磨パッドには、半導体ウェハと研磨パッドとの間にスラリーを効率良く送り込むための溝や穴が加工されている。スクラッチの発生を抑制するためには、このような複雑な表面形状の研磨パッドから異物を確実に除去する必要がある。
【０００９】
また、半導体ウェハの研磨においては、研磨速度が安定していることや、ウェハ面内の研磨均一性が高いことなど、良好な研磨特性を維持することが必要である。異物除去のために研磨パッドの微小な表面形状の変化、固さの変化、化学的な特性変化などにより、研磨特性に影響を与えることは好ましくない。
【００１０】
上記の特許文献１に開示されている装置においては、スラリーが吸引口から直接的に吸引される。このため、研磨パッド表面に固着したスラリーの凝集物などを研磨パッドから剥離するだけの力を与えることが困難であり、異物が残留するおそれがある。また、吸引によって、パッド表面が乾燥してしまうという問題もある。吸引口付近では、スラリーが吸引されるとともに、気流によりパッド表面が乾燥する。残留スラリーが乾燥することで砥粒などの凝集が促進されるため、新たな異物の発生のおそれがある。またパッド表面が乾燥することにより、パッド表面の硬さなどが変化して研磨特性に影響を与えてしまうおそれもある。
【００１１】
上記の特許文献２に開示されている装置を用いた方法は、ダイヤモンドドレッサーを用いるドレッシング工程の代わりになる方法であり、研磨中にはこの方法を用いることができない。なぜなら、研磨パッドに噴射された超高圧水が真空吸引口から完全に吸引されずにスラリーに混入したり、研磨パッド表面の性質を変化したりするおそれがあるからである。また真空吸引口から水を吸引するため、上記と同様に研磨パッド表面が乾燥して研磨に影響するおそれもある。また、超高圧水発生装置、吸引装置などを使用する必要があり、コストが高くなるという問題もある。
【００１２】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、半導体ウェハの研磨中に研磨パッド表面から異物を除去し、スクラッチの発生を抑制する研磨パッドクリーニング装置および半導体ウェハの研磨方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一の研磨パッドクリーニング装置は、研磨パッドの表面をクリーニングするための研磨パッドクリーニング装置であって、研磨パッドの表面に当接させるための平面と、その平面内に配置された吸引口とを有し、その吸引口の端部と平面の端部との最短距離が２０ｍｍ以上となるものである。
【００１４】
本発明の他の研磨パッドクリーニング装置は、研磨パッドの表面をクリーニングするための研磨パッドクリーニング装置であって、研磨パッドの表面に当接させるための平面と、その平面内に配置された吸引口と、その平面内に配置されかつ吸引口に接続された溝とを有し、その吸引口および溝のいずれかと平面の端部との最短距離が２０ｍｍ以上となるものである。
【００１５】
本発明の半導体ウェハの研磨方法は、上記のいずれかに記載の研磨パッドクリーニング装置を、回転する研磨パッドに当接させ、研磨パッドの半径方向に往復運動させて、研磨パッドのクリーニングを行ないながら研磨パッドで半導体ウェハを研磨する方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、半導体ウェハの研磨において、研磨状態に大きな影響を与えることなく、研磨パッドから異物を除去しスクラッチ発生を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１、図２により、本発明に基づく実施の形態１における研磨パッドクリーニング装置、およびこれを用いた半導体ウェハの研磨方法について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態１における研磨装置の主要部の構成を示す概略斜視図である。図１を参照して、研磨装置１０は、研磨盤１１と、研磨パッド１２と、研磨ヘッド１３と、スラリー供給装置１４と、研磨パッドクリーニング装置１とを主に有している。
【００１９】
研磨パッド１２は研磨盤１１上に固定されている。研磨パッド１２は、平板状に形成され、主表面の形状が平坦で外形が円形になるように形成されており、この円の中心が軸となって回転するように形成されている。研磨パッド１２には、図示しないが円形、渦状、碁盤目状に溝が形成されていたり、穴が形成されていたりする。また研磨パッド１２の表面には、材質に発泡樹脂が使用されたり、ドレッサーで目立てされたりして微小な凹凸が形成されている。
【００２０】
研磨ヘッド１３は、半導体ウェハ２０を回転可能なように保持し、かつ研磨パッド１２の表面に押付けるためのものである。これにより、半導体ウェハ２０の研磨される面（被研磨面）が研磨パッド１２に当接するように配置され、研磨パッド１２に一定圧力で押付けられながら回転することで、半導体ウェハ２０と研磨パッド１２とを互いに当接した状態で相対的に移動させて研磨を行うことが可能となる。本実施の形態における研磨装置１０は、研磨パッド１２の研磨面が上側を向いて、半導体ウェハ２０の被研磨面が下側を向くように形成されている。
【００２１】
スラリー供給装置１４は、スラリーを研磨パッド１２の表面に供給するためのものであり、研磨パッド１２の上方に配置されている。このスラリー供給装置１４は、スラリーを供給する研磨パッド１２の表面の位置を変更できるように移動可能に構成されている。スラリー供給装置１４は、研磨パッド１２の表面のうち半導体ウェハ２０と接触する面、すなわち研磨パッド１２の研磨面に対して、スラリーを供給可能なように構成されている。
【００２２】
研磨パッドクリーニング装置１は、研磨パッド１２側に平面１ａを有し、その平面１ａが研磨パッド１２に当接するように配置されている。この研磨パッドクリーニング装置１にはスラリー吸引管２が接続されている。研磨パッドクリーニング装置１は、研磨パッド１２上に複数個設置されていてもよく、また矢印Ａで示すように研磨パッド１２の表面の外周側と中心側との間を往復運動可能なように構成されていてもよい。
【００２３】
図２は、図１の研磨装置に用いられる研磨パッドクリーニング装置の構成を模式的に示す断面図である。図２を参照して、研磨パッドクリーニング装置１の本体は、たとえばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）のような樹脂などの半導体ウェハ２０の研磨に影響を与えない材質からなるか、あるいはその表面がＰＥＥＫやＰＴＦＥのような樹脂などにより被覆されている。
【００２４】
研磨パッドクリーニング装置１は、研磨パッド１２に当接する平面１ａからその背面１ｂへ貫通する吸引孔１ｃを有している。この吸引孔１ｃは研磨パッド１２に当接する平面１ａに開口する吸引口１ｃ1を有している。この吸引孔１ｃに連通するように、研磨パッドクリーニング装置１の背面１ｂにはスラリー吸引管２が接続されている。
【００２５】
図３は、図２の研磨パッドクリーニング装置を研磨パッド当接面から見た概略図である。図３を参照して、研磨パッド１２に当接する平面１ａには吸引口１ｃ1が開口しており、その吸引口１ｃ1の端部と平面１ａの端部との最短距離Ｓ１は２０ｍｍ以上である。また、研磨パッド１２に当接する平面１ａの最短径Ｓ２が４５ｍｍ以上である。
【００２６】
なお研磨パッドクリーニング装置１の研磨パッド１２に当接する平面１ａの平面形状は円形に限定されず、他に四角形、六角形、台形、楕円などの形状であってもよい。平面１ａの形状がいずれの形状であっても、上記の最短径Ｓ２とは、平面１ａ内にて吸引口１ｃ1を通る仮想の直線上の平面１ａの寸法であって、平面１ａを横断する長さが最も短い寸法のことである。
【００２７】
次に、本実施の形態の研磨パッドクリーニング装置を用いた半導体ウェハの研磨方法について説明する。
【００２８】
図１を参照して、半導体ウェハ２０の研磨は、研磨ヘッド１３により半導体ウェハ２０を矢印Ｂ方向に回転させながら半導体ウェハ２０の被研磨面を一定圧力で研磨パッド１２に押付けることにより行なわれる。この際、研磨盤１１の回転により研磨パッド１２も矢印Ｃ方向に回転しており、その研磨パッド１２の表面にはスラリー供給装置１４によりスラリーが供給されている。
【００２９】
上記の研磨後もしくは研磨中において、研磨パッドクリーニング装置１は、研磨パッド１２に当接するように配置され、その研磨パッド１２の表面の外周側と中心側との間を矢印Ａ方向に往復運動する。この状態で、スラリー吸引管２内が減圧されることで、研磨パッドクリーニング装置１が研磨パッド１２と当接している平面１ａからスラリー吸引管２を通してスラリーが吸引される。これにより、研磨パッド１２のクリーニングが行なわれる。
【００３０】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
図２を参照して、上述したように、研磨中にはスラリー吸引管２内を減圧することで、研磨パッドクリーニング装置１が研磨パッド１２と当接している平面１ａからスラリー吸引管２を通しスラリーが吸引される。研磨パッドクリーニング装置１が、研磨パッド１２に当接する平面１ａを有するため、スラリー吸引管２を減圧することで、スラリーを吸引するだけでなく、研磨パッドクリーニング装置１と研磨パッド１２とを密着させる効果も得られる。
【００３１】
研磨パッドクリーニング装置１と研磨パッド１２との密着は、研磨パッドクリーニング装置１に対して外部から押圧力を加えることで行うこともできる。しかし、外部から押圧力を与える場合には、装置構造が複雑となるとともに、押圧力が過剰になり研磨パッド１２の表面に悪影響を与えるおそれがある。
【００３２】
これに対して、スラリー吸引管２内を減圧することで密着させる方法は、研磨パッドクリーニング装置１の保持方法を柔軟なものにすることで実現できる。このため、装置構造が簡便になるとともに、押圧力が過剰になりにくく研磨パッド１２の表面に悪影響を与えるおそれが小さいという利点がある。
【００３３】
また、研磨パッドクリーニング装置１が、研磨パッド１２に当接する平面１ａを有している。このため、スラリー吸引管２を減圧してスラリーを吸引する場合においては、研磨パッドクリーニング装置１と研磨パッド１２とが密着することで、スラリーの吸引効果が高くなるほか、吸引口１ｃ1の周辺から１０ｍｍ以上にわたる広い範囲で空気やスラリーの流れが生じ、スラリーが激しく吸引される。このことによって、研磨パッド１２の表面に付着している異物の剥離効果が高いものとなる。研磨パッド１２の表面に穴や溝が形成されている場合においては、穴や溝にスラリーや気流が通ることになる。このことによって、穴や溝の表面に付着している異物の剥離効果が高いものとなる。
【００３４】
仮に研磨パッド１２に当接する平面を有しない場合や、これが狭い場合においては、スラリー吸引管２を減圧してスラリーを吸引しようとした時、研磨パッド１２に当接する部分の圧力が非常に大きくなり、研磨パッド１２を変形させたりする影響を与える可能性が高い。また、研磨パッド１２と吸引口１ｃ1付近との摩擦力が大きくなるため、研磨パッドクリーニング装置１の研磨パッド１２上での移動が困難となり、研磨中にスラリーを吸引することが困難となる。さらに、スラリーを吸引できる領域が狭いため、研磨パッド１２の表面全体を均一にクリーニングすることが困難となる。また研磨パッド１２の表面に穴や溝が形成されている場合においても、穴や溝部分の空気やスラリーの流れが小さく、穴や溝の表面に付着している異物の良好な剥離効果が得られない。
【００３５】
研磨パッドクリーニング装置１が、研磨パッド１２に当接する平面１ａを有することにより、スラリー吸引を行った場合に研磨パッド１２の表面を乾燥させにくかったり、スラリーを濃縮や乾燥させにくいという効果も得られる。研磨パッド１２に当接する平面を有しない場合や、これが狭い場合においては、スラリーを吸引することで研磨パッド１２の表面上に残留するスラリーが少なくなり気流にさらされることで、研磨パッド１２の表面が乾燥したり、残留したスラリーが濃縮されたりしやすい。このような状態となると、研磨パッド１２の表面の固さが変化して研磨特性に影響を与えてしまう。さらには、スラリーの砥粒が凝集して異物を形成したり、研磨パッド１２の表面上に砥粒が固着したりして、研磨特性に影響を与えたり、スクラッチを発生させたりする場合がある。
【００３６】
また研磨パッドクリーニング装置１は研磨パッド１２上を移動している。このため、研磨パッドクリーニング装置１が研磨パッド１２に当接する平面１ａを有する場合には、吸引口１ｃ1近辺でスラリーが吸引された後、すぐにこの部分を研磨パッドクリーニング装置１の平面１ａの周辺部分が通過することになる。研磨パッドクリーニング装置１の平面１ａの周辺部分と研磨パッド１２との隙間には常にスラリーが存在するため、スラリー吸引を行っている場合においても、研磨パッド１２の表面が乾燥したり、スラリーが濃縮したりすることが抑制できる。このことで、研磨特性に影響を与えたり、スクラッチを発生させたりすることが回避できるのである。
【００３７】
上記のような効果を得るためには、研磨パッド１２に当接する平面１ａにおいて、吸引口１ｃ1の端部と平面１ａの端部との最短距離Ｓ１は２０ｍｍ以上であることが必要であり、３０ｍｍ以上であることが望ましい。
【００３８】
また研磨パッド１２上を隈なくクリーニングするためには、この最短距離Ｓ１の大きさには制約がある。このため、現実には吸引口１ｃ1の端部と平面１ａの端部との最短距離Ｓ１は１００ｍｍ以下であることが望ましい。最短距離Ｓ１が１００ｍｍよりも大きくなると、研磨パッド１２の周辺部分などのクリーニングがしにくくなる。
【００３９】
スラリー吸引のための減圧としては、吸引口１ｃ1内の圧力が０．７５気圧以下であることが望ましい。０．７５気圧を超える圧力では十分な吸引力が得られず、研磨パッド１２上の異物の剥離が効率良く行えない可能性がある。
【００４０】
吸引口１ｃ1の径は、減圧の程度や研磨パッドクリーニング装置１の移動速度により最適値が変化するが、０．５ｍｍ以上９ｍｍ以下であることが好ましい。吸引口１ｃ1の径が０．５ｍｍ未満の場合には、スラリー吸引の速度が小さくなりすぎ、研磨パッド１２上の異物剥離を効率よく行うことができない。また吸引口１ｃ1の径が９ｍｍを超える場合には、スラリーの吸引管２内への吸い込みがうまく行かない場合が多い。
【００４１】
吸引口１ｃ1の径が９ｍｍを超えるような大きな場合であっても、吸引口１ｃ1内に付属物を設置し、吸引口１ｃ1の断面積を小さくして吸引口１ｃ1内の流速をあげることができれば問題はない。たとえば、径が１２ｍｍの吸引口１ｃ1の中心部に直径１０ｍｍ以上の円筒状の付属物を設置し、研磨パッド１２側から見たときの吸引口１ｃ1の形状が円環状になるようにした場合には、十分な研磨パッド１２上の異物剥離の効果が得られる。この場合には、吸引面積が大きくなりクリーニングの効率が良くなり、径の大きな円形の吸引口１ｃ1の場合より、吸引口１ｃ1付近での研磨パッド１２の表面の変形を小さくできる効果もある。
【００４２】
研磨パッドクリーニング装置１を研磨パッド１２上で往復運動をさせることで、広い範囲を効率よくクリーニングすることができる。研磨パッドクリーニング装置１を往復運動させる場合は、研磨パッド１２が回転している状態で行われる。研磨パッドクリーニング装置１によるクリーニングは、少なくとも半導体ウェハ２０が研磨パッド１２と接する部分全面で行われるようにする。このことによって、半導体ウェハ２０の研磨に影響する部分全面の異物を除去することが可能になる。
【００４３】
また上記の往復運動は、１往復に要する時間が１秒以上２０秒以下であることが望ましい。１秒未満での高速の往復運動では、スラリー吸引の効率が悪く、振動などの影響も生じるおそれが有り、うまく異物剥離が行えない可能性がある。２０秒を超えるような低速での往復運動では、クリーニングされていない領域が長時間存在することになり、スクラッチ発生を確実に抑制できないおそれがある。またパッドクリーニングによる研磨パッド１２上の不均一性が大きくなることで、半導体ウェハ２０の研磨の均一性や再現性に影響を与えるおそれが有る。
【００４４】
研磨パッドクリーニング装置１における研磨パッド１２に当接する平面１ａの最短径Ｓ２は４５ｍｍ以上であることが好ましく、８０ｍｍ以上あることがさらに好ましい。平面１ａの最短径Ｓ２が４５ｍｍ未満の場合には、時間あたりにパッドクリーニングできる面積が小さくなりすぎ、スクラッチ抑制が十分にできないおそれがある。また研磨パッドクリーニング装置１が、研磨中に研磨パッド１２の平面１ａに対して傾いたり振動したりして、異物剥離がうまく行えないおそれがある。研磨パッド１２に溝がある場合や、研磨パッドクリーニング装置１と研磨パッド１２との摩擦が大きい場合にはその傾向が大きい。
【００４５】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における研磨パッドクリーニング装置を研磨パッド当接面から見た概略図である。図４を参照して、本実施の形態の研磨パッドクリーニング装置１は、研磨パッド１２に当接する平面１ａを有し、その中心付近に複数のスラリー吸引口１ｃ1を有している。平面１ａは円形として図示しているが、四角形、六角形、台形、楕円などの各種の形状を取りうる。複数の吸引口１ｃ1は、図示した様に円周上に配置されていてもよいし、直線状、碁盤目状など、各種の形態で配置されていてもよい。平面１ａの端部にもっとも近い吸引口１ｃ1の端部と平面１ａの端部との最短距離Ｓ１が２０ｍｍ以上である。また、研磨パッド１２に接する平面１ａの最短径Ｓ２が４５ｍｍ以上である。
【００４６】
なお、本実施の形態の研磨パッドクリーニング装置１の上述した以外の構成および研磨動作は、実施の形態１の構成および研磨動作とほぼ同じであるため、その説明を省略する。
【００４７】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
複数個の吸引口１ｃ1の間隔については、特に制約はない。数ｍｍの間隔で多数の吸引口１ｃ1を密に配置して全体として広い吸引領域を形成すれば、クリーニング面積を大きくする効果以外に、異物除去の効率を向上する効果が得られる。また１０ｍｍ以上の間隔で複数の吸引口１ｃ1を配置すれば、比較的単純な構造であるため、吸引装置の清掃などのメンテナンスを複雑にすることなく、クリーニング面積を大きくする効果が得られる。
【００４８】
一般にスラリーの吸引口１ｃ1が複数ある場合には、一個の吸引口１ｃ1の場合に比較して、吸引面積が大きくなりパッドクリーニングの効率が良くなる効果がある。また、研磨パッド１２に付着した異物に対し、繰り返し吸引力が働いたり、異なる方向への流れにより繰り返して吸引力が働いたりすることで、異物剥離が起こりやすくなる効果がある。
【００４９】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３における研磨パッドクリーニング装置を研磨パッド接触面から見た概略図である。図５を参照して、研磨パッドクリーニング装置１は、研磨パッド１２に接する平面１ａを有している。平面１ａは円形として図示するが、四角形、六角形、台形、楕円などの各種の形状を取りうる。研磨パッドクリーニング装置１は、平面１ａの中心付近に配置されたスラリーの吸引口１ｃ1と、その吸引口１ｃ1に接続されかつ平面１ａ内に配置された溝１ｄとを有している。平面１ａの端部にもっとも近い溝１ｄの部分と平面１ａの端部との最短距離Ｓ１が２０ｍｍ以上である。また、研磨パッド１２に接する平面１ａの最短径Ｓ２が４５ｍｍ以上である。
【００５０】
溝１ｄは平面１ａ内を直線状に延びていてもよく、また曲線状に延びていてもよい。また一つの吸引口１ｃ1に対して複数の溝１ｄが接続されていてもよい。また複数の吸引口１ｃ1が存在し、これら複数の吸引口１ｃ1同士をつなぐように溝１ｄが形成されていてもよい。この溝１ｄは、研磨パッドクリーニング装置１の研磨パッド１２に接する平面１ａの外周端部に達していてはならない。
【００５１】
なお、本実施の形態の研磨パッドクリーニング装置１の上述した以外の構成および研磨動作は、実施の形態１の構成および研磨動作とほぼ同じであるため、その説明を省略する。
【００５２】
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
溝１ｄが存在することで、吸引口１ｃ1を減圧した場合、スラリーが溝１ｄに対して集まる効果が生じる。これにより、溝１ｄを設けた場合には、吸引口１ｃ1だけの場合に比べて広い面積で研磨パッド１２の表面からスラリーが吸引されて、パッドクリーニングの効率が向上する。
【００５３】
溝１ｄが研磨パッドクリーニング装置１の研磨パッド１２に接する平面１ａの外周端部に達していると、平面１ａの外終端部から溝１ｄを介して吸引口１ｃ1に空気が流れ込み、研磨パッドクリーニング装置１と研磨パッド１２との間の密着性が低下する。これにより研磨パッド１２の表面からのスラリー吸引の効率が低下し、異物剥離ができなくなるためスクラッチ抑制効果が小さくなる。
【００５４】
平面１ａに溝１ｄを形成した研磨パッドクリーニング装置１を用いることで、研磨パッドクリーニング装置１が研磨パッド１２に張り付くような現象の発生をさらに抑制することができる。
【００５５】
溝１ｄの長さは４０ｍｍ以下であることが好ましく、３０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。溝１ｄの太さは１ｍｍ以下であることが好ましく、０．６ｍｍ以下であることがさらに好ましい。溝１ｄの長さが４０ｍｍを越える長いものになると、スラリーの吸引面積が拡がり過ぎ、吸引力が低下して良好な異物剥離ができない。溝１ｄの太さが１ｍｍを越えると、溝１ｄの中でのスラリーの移動が滞る場合が多く、良好な異物剥離ができない場合が多い。
【００５６】
平面１ａの端部にもっとも近い溝１ｄの部分と平面１ａの端部との最短距離Ｓ１が２０ｍｍ以上である必要があり、３０ｍｍ以上であることがより好ましい。最短距離Ｓ１が２０ｍｍ未満の場合は、実施の形態１で説明したような、研磨パッド１２の表面の乾燥や砥粒の凝集を防ぐ効果が少なくなるため好ましくない。
【実施例】
【００５７】
以下に、本発明の実施例について説明する。
本発明者は、研磨パッドクリーニング装置１における吸引口１ｃ1もしくは溝１ｄと平面１ａの端部との最短距離Ｓ１を変化させ、各最短距離Ｓ１において、クリーニングにより研磨パッド１２から剥離した粒子数について調べた。その検討の内容および結果を以下に記す。
【００５８】
（実施例１）
研磨パッド１２に当接する平面１ａの形状が、図３に示すような円形の研磨パッドクリーニング装置１において、吸引口１ｃ1の径を５ｍｍとし、吸引口１ｃ1の端部から平面１ａの端部までの最短距離Ｓ１を変化させたものを用いて、酸化膜平坦化ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）装置の研磨パッド１２のクリーニングを実施した。
【００５９】
クリーニングは、一連の半導体ウェハ２０の研磨が完了した時点で研磨パッド１２を停止させて、研磨パッドクリーニング装置１を研磨パッド１２に当接させ、当接させたまま４００ｍｍＨｇの減圧度で吸引しながら移動させることにより行なった。研磨パッド１２と研磨パッドクリーニング装置１との当接した面積が約２００ｃｍ2となるように移動させ、約２０秒間クリーニングした。このとき得られた液から０．５ｍｌ分取し、２０μｍ以上の粒子数をフロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−３０００  シスメックス株式会社製）でカウントした。その結果を以下の表１に示す。
【００６０】
【表１】
2010003809.tif 000003
【００６１】
表１の結果から、吸引口１ｃ1の端部と平面１ａの端部との最短距離Ｓ１が２０ｍｍ以上の場合において、研磨パッド１２から剥離する異物の数が顕著に増えることがわかった。最短距離Ｓ１が２０ｍｍ以上の場合には、研磨パッドクリーニング装置１と研磨パッド１２との当接面積が大きいことで減圧によって両者が密着しやすく、当接面の隙間が狭くかつ広くなることで、気流や水流が強いものとなり効率よく異物の剥離が起こると考えられる。また当接面積が小さい場合には、研磨パッド１２の表面上で研磨パッドクリーニング装置１を移動した場合、両者のがたつきによりスラリーをうまく吸引できないことが多い。しかし、最短距離Ｓ１が２０ｍｍ以上の場合には、両者の当接面積が大きくなるため研磨パッドクリーニング装置１が研磨パッド１２に対して安定して移動できる。このことも、異物剥離が効率よくできる理由であると考えられる。
【００６２】
（実施例２）
研磨パッド１２に当接する平面１ａの形状が、図５に示すような円形の研磨パッドクリーニング装置１において、吸引口１ｃ1の径を５ｍｍとし、幅が１ｍｍで長さが１０ｍｍの溝１ｄを吸引口１ｃ1に接続するように加工し、吸引口１ｃ1の端部から平面１ａの端部までの最短距離Ｓ１を変化させたものを用いて、酸化膜平坦化ＣＭＰ装置の研磨パッド１２のクリーニングを実施した。
【００６３】
クリーニングは、一連の半導体ウェハ２０の研磨が完了した時点で研磨パッド１２を停止させて、研磨パッドクリーニング装置１を研磨パッド１２に当接させ、当接させたまま４００ｍｍＨｇの減圧度で吸引しながら移動させることにより行なった。研磨パッド１２と研磨パッドクリーニング装置１との当接した面積が約２００ｃｍ2となるように移動させ、約２０秒間クリーニングした。このとき得られた液から０．５ｍｌ分取し、２０μｍ以上の粒子数をフロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−３０００  シスメックス株式会社製）でカウントした。その結果を以下の表２に示す。
【００６４】
【表２】
2010003809.tif 000004
【００６５】
表２の結果から、溝１ｄを設けた場合においても、溝１ｄの端部と平面１ａの端部との最短距離Ｓ１が２０ｍｍ以上の場合において、研磨パッド１２から剥離する異物の数が顕著に増えることがわかった。研磨パッドクリーニング装置１と研磨パッド１２との当接面積が大きい構造であり、クリーニング装置が安定して移動できるため、効率よく異物の剥離が起こると考えられる。また溝１ｄのある構造でも、研磨パッドクリーニング装置１と研磨パッド１２との当接面での気流や水流の状態は、溝１ｄの端部と平面１ａの端部との最短距離Ｓ１に影響されることがわかる。
【００６６】
以上より、平面１ａに溝１ｄが設けられた場合には、吸引口１ｃ1および溝１ｄのいずれかと平面１ａの端部との最短距離Ｓ１が２０ｍｍ以上の場合に、研磨パッド１２から効率的に異物を剥離できることがわかる。
【００６７】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、半導体ウェハを研磨するための研磨装置に用いられる研磨パッドクリーニング装置に特に有利に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施の形態１における研磨装置の主要部の構成を示す概略斜視図である。
【図２】図１の研磨装置に用いられる研磨パッドクリーニング装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】図２の研磨パッドクリーニング装置を研磨パッド当接面から見た概略図である。
【図４】本発明の実施の形態２における研磨パッドクリーニング装置を研磨パッド当接面から見た概略図である。
【図５】本発明の実施の形態３における研磨パッドクリーニング装置を研磨パッド当接面から見た概略図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  研磨パッドクリーニング装置、１ａ  平面、１ｂ  背面、１ｃ  吸引孔、１ｃ1  吸引口、１ｄ  溝、２  スラリー吸引管、１０  研磨装置、１１  研磨盤、１２  研磨パッド、１３  研磨ヘッド、１４  スラリー供給装置、２０  半導体ウェハ。
【図１】
2010003809.tif 000005
【図２】
2010003809.tif 000006
【図３】
2010003809.tif 000007
【図４】
2010003809.tif 000008
【図５】
2010003809.tif 000009