(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済みの研磨パッドの表面をダイヤモンドドレッサーを用いてドレッシングする工程と、
前記ダイヤモンドドレッサーで処理された研磨パッドの表面をセラミックドレッサーを用いてドレッシングする工程と、
研磨粒子を含む研磨剤を半導体ウェーハのポリッシング面に掛けながらその半導体ウェーハを前記研磨パッドによりポリッシングする工程を少なくとも１枚の半導体ウェーハに対して行う工程と、
前記少なくとも１枚の半導体ウェーハをポリッシングすることによって劣化した前記研磨パッドの表面を前記セラミックドレッサーを用いてドレッシングする工程とを備えていることを特徴とする研磨パッドのドレッシング方法。
【請求項２】
前記セラミックドレッサーにより再生された前記劣化した研磨パッドを、前記少なくとも１枚の半導体ウェーハをポリッシングすることによって劣化した後、再びセラミックドレッサーを用いてドレッシングする工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の研磨パッドのドレッシング方法。
【請求項３】
前記再びセラミックドレッサーを用いてドレッシングする工程を複数回繰り返した前記研磨パッドは、ダイヤモンドドレッサーでドレッシングすることを特徴とする請求項２に記載の研磨パッドのドレッシング方法。
【請求項４】
前記ダイヤモンドドレッサーでドレッシングされた前記研磨パッドは、ポリッシング処理に用いる前に、セラミックドレッサーでドレッシングして再生することを特徴とする請求項３に記載の研磨パッドのドレッシング方法。
【請求項５】
前記セラミックドレッサーの表面には少なくとも１つの段差が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の研磨パッドのドレッシング方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載されたドレッシング方法によりドレッシングされた研磨パッドをポリッシング装置の研磨盤に取り付ける工程と、
研磨粒子を含む研磨剤を半導体ウェーハのポリッシング面に掛けながらその半導体ウェーハ表面の被ポリッシング膜を前記研磨パッドによりポリッシングする工程と、
前記研磨パッドを用いて複数の半導体ウェーハ表面の被ポリッシング膜をポリッシングする工程と、
前記複数の半導体ウェーハ表面の被ポリッシング膜をポリッシングすることによって劣化した前記研磨パッドの表面をセラミックドレッサーを用いてドレッシングする工程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層配線プロセスにおける眉間絶縁膜やトレンチに埋め込んだ絶縁膜の平坦化に使用する化学機械研磨（ＣＭＰ;Chemical Mechanical Polishing）プロセスに関し、特に研磨後に劣化した研磨パッド表面をドレッシングすると同時にコンディショニングを同時に行うことが可能なドレッサーとこのドレッサーを用いて研磨パッドをドレッシングする方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来半導体装置に用いられるＣＭＰ法は、ＣＶＤ等により半導体ウェーハ上に形成された絶縁膜や金属膜などの薄膜を平坦化する際に用いられる。
ＣＭＰ法は、スラリーと呼ばれる研磨粒子を含んだ研磨剤を研磨パッドにしみ込ませ、回転する研磨盤上で半導体ウェーハを研磨する（ポリッシング）ことにより半導体ウェーハ表面の薄膜を平坦加工する方法である。この方法を用いる場合、連続してウェーハを研磨処理を行うと研磨パッドの表面が荒れて劣化するという問題が生じる。この荒れた表面を回復させる方法として従来ドレッシングと呼ばれる表面処理を行う。
半導体装置の製造に用いられるＣＭＰ法は、研磨パッドと半導体ウェーハの間に研磨剤を介在させてポリッシングを行う。ポリッシングに使用する研磨パッドには様々な材料を用いる。一般的に使用されているものに発泡ポリウレタンパッドがある。この研磨パッドは、布表面に微小なポアが多数存在し、その中に研磨剤を保持してポリッシングを行う構造になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ＣＭＰ法を半導体装置の製造方法などに適用するにおいて、半導体ウェーハを連続的に使用すると次第にポア内部に反応生成物や研磨剤粒子が圧縮して閉じ込められる。この状態でポリッシングを行うとポリッシングレートやポリッシングの均一性低下を生じてしまう。
また、発泡ポリウレタンを研磨パッドに用いる場合、研磨パッド使用開始時に表面をやや荒らすコンディショニングと呼ばれる初期処理が必要である。この処理を行ってその表面を荒らさなければ安定したポリッシングレートとポリッシングの均一性を得ることが出来ない。
研磨パッドの劣化は、研磨剤の中に研磨粒子以外の高分子系界面活性剤や多糖類等、粘性が高い物質を添加するとより顕著に現れることがわかっている。そして、この劣化した研磨パッドを用いることが微細パターンが密集する半導体デバイスウェーハのＣＭＰ工程では歩留まりを低下させる大きな問題としてクローズアップされている。
【０００４】
従来は、詰まった異物除去と荒れた表面を削り取るためにドレッシングと呼ばれるパッドの目立て処理を行っていた。このドレッシングには通常ダイヤモンド粒子をレジンで埋め込んだり、電着保持させたダイアモンドドレッサーを使用している。ダイヤモンドドレッサーは、発泡ポリウレタンパッドの表層を削り除去することから異物を完全に除去できるものの、研磨パッドは、初期の表面状態に戻ってしまう。すなわち、ドレッシング後にコンディショニングを行って研磨パッド表面を研磨できる状態に慣らさなければならない。現在は、この工程での生産性低下が大きな問題となる。
本発明は、このような事情によりなされたものであり、ＣＭＰ法などにより半導体ウェーハ表面をポリッシングする際に、ポリッシング後に劣化した研磨パッド表面をドレッシングすると同時にコンディショニングを同時に行うことが可能なドレッサーを用いて、研磨パッドの高寿命化やポリッシングレートの安定化を可能にする研磨パッドのドレッシング方法及びこの方法により得られた研磨パッドを用いた半導体装置の製造方法を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このＣＭＰ法によるドレッシングに、従来のダイヤモンドドレッシングに加えて、ＳｉＣ、ＳｉＮ、アルミナ、シリカなどを材料とするセラミックスを用いたセラミックドレッサーを使用することを特徴とする。
研磨パッドのポア内部に詰まった研磨剤等の不純物を容易に除去でき、且つ表面の荒れ果てた発泡膜を除去することができる。また、再生された研磨パッドの表面はコンディショニング後の状態とほぼ同じでありコンディショニングを行わずに、次のポリッシングを行うこともできる。また、研磨パッドの高寿命化やポリッシングレートの安定化が可能になる。
【０００６】
本発明の研磨パッドのドレッシング方法は、使用済みの研磨パッドの表面をダイヤモンドドレッサーを用いてドレッシングする工程と、前記ダイヤモンドドレッサーで処理された研磨パッドの表面をセラミックドレッサーを用いてドレッシングする工程と、研磨粒子を含む研磨剤を半導体ウェーハのポリッシング面に掛けながらその半導体ウェーハを前記研磨パッドによりポリッシングする工程を少なくとも１枚の半導体ウェーハに対して行う工程と、前記少なくとも１枚の半導体ウェーハをポリッシングすることによって劣化した前記研磨パッドの表面を前記セラミックドレッサーを用いてドレッシングする工程とを備えていることを特徴としている。
【０００８】
本発明の半導体装置の製造方法は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載されたドレッシング方法によりドレッシングされた研磨パッドをポリッシング装置の研磨盤に取り付ける工程と、研磨粒子を含む研磨剤を半導体ウェーハのポリッシング面に掛けながらその半導体ウェーハ表面の被ポリッシング膜を前記研磨パッドによりポリッシングする工程と、前記研磨パッドを用いて複数の半導体ウェーハ表面の被ポリッシング膜をポリッシングする工程と、前記複数の半導体ウェーハ表面の被ポリッシング膜をポリッシングすることによって劣化した前記研磨パッドの表面をセラミックドレッサーを用いてドレッシングする工程とを備えていることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して発明の実施の形態を説明する。
本発明は、半導体装置の製造におけるウェーハ処理工程に係るものである。図１は、ＣＭＰ装置（ポリッシング装置）を使用してポリッシングからインライン洗浄までの一連のシーケンスを半導体ウェーハに対して行う半導体製造装置の模式図である。半導体製造装置５０内は、ポリッシング領域５１とウェーハクリーニング領域５２とに分かれており、その他に半導体ウェーハを装置内に供給するウェーハ供給部５３と装置内で処理された半導体ウェーハを受入れこれを外部に搬出する受入れ部５４とを備えている。ポリッシング領域５１において、シリコンなどの半導体ウェーハは、ポリッシング装置の研磨盤１７（ターンターブルともいう）上に取り付けられた研磨パッド（図示せず）によりポリッシングされる。ポリッシング時にはスラリーといわれる研磨剤、純水、添加剤などを研磨パッドに供給する。研磨パッドでポリッシングされる半導体ウェーハは、ウェーハ供給部５３からウェーハクリーニング領域５２のウェーハ反転部５５に一時保存され、ここから研磨盤１７の研磨パッドに供給される。
【００１１】
ポリッシング処理された半導体ウェーハは、ウェーハ反転部５５に戻され、ここからブラッシング部５６で処理され、さらにリンス・乾燥部５７で洗浄・乾燥されてウェーハ受入れ部５４へ搬送される。半導体ウェーハは、ウェーハ受入れ部５４から次工程を行うために搬送されていく。研磨パッドは、半導体ウェーハを何枚も処理していくうちに劣化しポリッシング特性が悪くなる。したがって、特性劣化した研磨パッドは、ドレッシングやコンディショニングによって特性が回復される。
【００１２】
次に、図２を参照して図１の半導体製造装置に用いられるポリッシング装置を説明する。図２は、図１の半導体製造装置に用いられるＣＭＰ用ポリッシング装置の概略断面図である。台１１上にベアリング１３を介して研磨盤受け１５が配置されている。この研磨受け１５上には研磨盤１７が取り付けられている。この研磨盤１７上には半導体ウェーハを研磨する研磨パッド１９が張り付けられている。研磨受け１５及び研磨盤１７を回転させるためにこれらの中心部分に駆動シャフト２１が接続されている。この駆動シャフト２１は、モータ２３により回転ベルト２５を介して回転される。一方、半導体ウェーハ２０は、研磨パッド１９と対向する位置にくるように真空などを利用してテンプレート２９及び吸着布３１が設けられた吸着盤３３によって吸着されている。この吸着盤３３は、駆動シャフト３５に接続されている。また、この駆動シャフト３５は、モーター３７によりギア３９及び４１を介し回転される。駆動シャフト３５は、上下方向の移動に対し駆動台４３に固定されている。
【００１３】
このような構造によって、シリンダ４５による上下の移動に伴い、駆動台４３が上下移動し、これにより吸着盤３３に固定された半導体ウェーハ２０が研磨パッド１９に押しつけられたり研磨パッド１９から離れたりする。半導体ウェーハ２０と研磨パッド１９との間には目的に応じた研磨剤が流され、これにより半導体ウェーハ２０のポリッシングが行われる。
また図面には示さないが、半導体ウェーハは、ポリッシングを行っている最中に別の駆動系によりＸ−Ｙ方向（水平方向）に移動可能となっている。
例えば、トレンチに埋め込まれたポリシリコン膜をシリコン酸化膜をストッパー膜として研磨する場合は次のシーケンスを用いて研磨する。スラリーは、ポリシリコン膜など半導体ウェーハ上の被ポリッシング膜の種類によって使用する種類を変える。
【００１４】
（１）  ミキシングバルブからは、ポリシリコン膜上の自然酸化膜を除去するために酸化膜の研磨速度の速いスラリーを供給する。
（２）  自然酸化膜を除去してから、ポリシリコン膜を研磨するためにシリコン酸化膜に対してポリッシングレートの速いスラリーを（１）に使用したスラリーの供給を止めてから供給する。この材料としては、例えば、有機アミンベ−スコロイダルシリカスラリーが用いられる。研磨が進み酸化膜ストッパーが露出して研磨が終了する。
（３）  酸化膜が露出したところでポリシリコン膜研磨用スラリーの供給を止めてウェーハ表面を処理する界面活性剤を添加する。
（４）  界面活性剤の供給を止め、超純水を用いてリンスし、半導体ウェーハを洗浄工程に搬送する。
（５）  研磨パッドに詰まったスラリーを取り除くために研磨パッドの表面をドレッシング処理する。
この処理を繰り返すと研磨パッド表面の劣化が進み、セラミックスドレッサーだけでは回復できない状態になる。そこで、表面が鋭利に尖ったダイヤモンドドレッサー等でパッド表面を削り取る。
（６）  このダイヤモンドドレッサーを使用した後のパッドは慣らし前の状態であり新品同様の表面状態に戻る。
【００１５】
従来は、この状態でダミーシリコンウェーハを６枚〜１０数枚処理（約１０分／枚）して研磨パッド表面を慣らした後にＣＭＰプロセスを再開していたが、本発明のセラミックスドレッサーをダイヤモンドドレッサーによるドレッシング後に数分間使用するだけでシリコンダミーウェーハを数１０枚分処理するのと同等の表面状態にすることができる。
図３は、本発明のドレッシング／コンディショニングの作用効果を従来例を比較しながら説明する特性図であり、使用前の研磨パッド（バージンパッド）のドレッシング／コンディショニング処理が本発明と従来技術とではどのように異なるか示したものである。縦軸は、研磨パッドの処理時間（分（ｍｉｎ）／１枚）を示している。従来は、シリコンダミードレッシング（コンディショニング）とダイヤモンドドレッシング行ってポリッシングを行うが、本発明では、ダイヤモンドドレッシングとセラミックドレッシングを行ってポリッシングを行う。そのドレッシング処理時間は、従来が７０ｍｉｎ／１枚であるのに対して、本発明では約１０ｍｉｎ／１枚にすぎない。このようにセラミックドレッサーによるソフトドレッシングを行うことにより短時間で、しかもシリコンダミーウェーハ無しで研磨パッドのコンディショニング（慣らし）が可能になる。
【００１６】
図４は、連続処理時の本発明と従来のドレッシング／コンディショニングの作用効果を説明する特性図である。図に示すように、処理時間は、従来に比べて１／２に短縮されている。
次に、図５を参照して研磨パッドのドレッシング方法に係る第１の実施例を説明する。この実施例では、初期状態の研磨パッドに対するドレッシングについて説明する。図５は、ポリッシング及びドレッシングの時間的なフローチャート図である。発泡ポリウレタンから形成された初期状態のまだ使用していない研磨パッドは、ダイヤモンドドレッシングを行った後のように荒れた表面状態にあるので、いわゆるコンディショニングといわれる慣らしを行う必要がある。本発明に係るセラミックドレッサーは、コンディショニングを兼ねてドレッシングを行うことができる。
まず、未使用の研磨パッドをセラミックドレッサーを用いてドレッシングする（セラミックドレッシング）。この研磨パッドを用いてシリコンウェーハを、例えば、１〜６枚ポリッシングする。このセラミックドレッシング／ポリッシングを複数回繰り返す。その後再びこの研磨パッドに対しセラミックドレッシングを行い、ついで１〜６枚のシリコンウェーハをポリッシングする。
【００１７】
次に、この研磨パッドをダイヤモンドドレッサーを用いてドレッシングする（ダイヤモンドドレッシング）（ａ）。次に、研磨パッドをセラミックドレッサーを用いてドレッシングする（セラミックドレッシング）（ｂ）。この研磨パッドを用いてシリコンウェーハを１枚以上ポリッシングする（ｃ）。このセラミックドレッシング／ポリッシング（ｂ／ｃ）を複数回繰り返す。その後再びこの研磨パッドに対しセラミックドレッシングを行い（ｄ）、ついで１枚以上のシリコンウェーハをポリッシングする（ｅ）。このａ工程乃至ｅ工程を一連の工程（Ａ）として、このＡ工程を少なくとも１回以上行う。
以上が未使用の研磨パッドを用いた場合にポリッシング／ドレッシングのシーケンスである。次に、図６を参照して研磨パッドのドレッシング方法に係る第２の実施例について説明する。この実施例は、ポリッシングを繰り返して性能の劣化した研磨パッドをドレッシングする方法である。
【００１８】
まず、性能の劣化した研磨パッドをダイヤモンドドレッサーを用いてドレッシングする（ダイヤモンドドレッシング）。次に、研磨パッドをセラミックドレッサーを用いてドレッシングする（セラミックドレッシング）。この研磨パッドを用いてシリコンウェーハを１枚以上ポリッシングする。このセラミックドレッシング／ポリッシング処理を複数回繰り返す。その後再びこの研磨パッドに対しセラミックドレッシングを行い、ついで１枚以上のシリコンウェーハをポリッシングする。この一連の工程（図５のＡ）を少なくとも１回以上行う。
次に、図７及び図８を参照して本発明の実施例において使用されるドレッサーを説明する。図は、いずれもドレッサーの断面図である。図７（ａ）に示すセラミックドレッサー２２は、アルミナ、窒化珪素、炭化珪素などを高温で焼成したセラミックからなり、例えば、円盤状体であって、第１の主面は研磨パッドをドレッシングするドレッシング面２２１になっている。ドレッシング面は、少なくとも１つの段差を形成するとポリッシング効率が上がる。段差は、２０〜３０ｎｍ程度である。セラミックドレッサー２２は、ドレッシング面２２１とは反対側の主面に取り付けられている支持アーム２２２によって操作される。
【００１９】
図７（ｂ）に示すダイヤモンドドレッサー２４は、ダイヤモンド粒子２４３をレジンなどに分散させた、例えば、円盤状体であり、ドレッシング面２４１にはダイヤモンド粒子２４３の鋭利な先端が露出している。ダイヤモンドドレッサー２４は、ドレッシング面２４１とは反対面に取り付けられている支持アーム２４２によって操作される。レジンを用いずに、Ｎｉ電着によって形成された円盤状体にダイヤモンド粒子を分散させることもできる。図８のドレッサーは、図７（ｂ）のダイヤモンドドレッサーに換えて使用されるいずれも円盤状体のものである。図８（ａ）のドレッサーは、厚さ５〜１０ｍｍ程度の窒化珪素（ＳｉＮ）基板表面に、ＥＣＲ・ＣＶＤにより厚さ５〜４０μｍ程度の窒化珪素又は炭化珪素の薄膜２７１が形成されており、この薄膜が形成されている面がドレッシング面になっている。このドレッサー２７は、ドレッシング面とは反対面に取り付けられている支持アーム２７２によって操作される。図８（ｂ）のドレッサー２８は、厚さ５〜１０ｍｍ程度の窒化炭素（ＳｉＣ）基板表面に、ＥＣＲ・ＣＶＤにより厚さ５〜４０μｍ程度の窒化珪素又は炭化珪素の薄膜２８１が形成されており、この薄膜が形成されている面がドレッシング面になっている。
【００２０】
このドレッサー２８は、ドレッシング面とは反対面に取り付けられている支持アーム２８２によって操作される。
以上のドレッシング方法は、図２に示すドレッシング装置において、ドレッシング→ポリッシング→ドレッシング→・・・と交互に行われる。
次に、図９及び図１０を参照して上記ドレッシング装置を利用したドレッシング方法に係る第３の実施例を説明する。図はいずれも図２に示すドレッシング装置の主要部分の平面図である。研磨パッド１９は、１００ｒｐｍで回転する研磨盤１７上に取り付けられている。ポリッシング時の研磨盤１７の回転数は、通常２０〜２００ｒｐｍであり、加工圧は、５０〜５００ｇ／ｃｍ2 である。とくに３５０ｇ／ｃｍ2 が適当である。図９に示すように回転する研磨パッド１９にシリコンウェーハ２０を所定の加工圧で押し付けてポリッシングを行う。このシリコンウェーハ２０をポリッシング中にその軌跡を追うようにセラミックドレッサー２２を押圧しながら研磨パッド１８をドレッシングして行く。シリコンウェーハ１枚毎にポリッシングとドレッシングとを繰り返すので、研磨パッドの寿命が長くなると共に半導体装置の製造時間が短縮される。
【００２１】
次に、図１１乃至図１４を参照して本発明のドレッシングを適用した研磨パッドの状態を説明する。図１１は、使用前の研磨パッド、図１２乃至図１４は、ドレッシング後の研磨パッドの拡大された表面図及び断面図である。図１１に示すように、発泡ポリウレタンから構成された研磨パッドの表面及び断面の発泡層（ポア層）は生きており、ほぼ均一に形成されている。図１１の研磨パッドを用いて１乃至複数の半導体ウェーハをポリッシングすると、発泡層内部に反応生成物や研磨剤粒子が圧縮して閉じ込められ、発泡層は、図の斜線に示すようにつまりものが多く、ポリッシング時に研磨剤入り込む余地がなくなってポリッシングに適さなくなっている。図１３に示す従来技術では時間を掛けて研磨パッドをバージンパッドと同じ状態に修復している。図１４は、図１２に示した研磨パッドをセラミックドレッサーでドレッシングした後の状態を示したものである。セラミックドレッサーのみの短時間処理で、図に示すように十分修復される。
【００２２】
次に、図１５乃至図１８を参照して第４の実施例を説明する。
従来、発砲ポリウレタン系の研磨パッドを用い、研磨剤にシリコンの表面に被膜を形成する親水性多糖類を添加した砥液を用いてポリッシングを行うことによりディッシングを抑制することができるポリッシング方法が知られている。
図１５は、このポリッシング方法に用いるポリッシング装置の一部を示す斜視図である。図２のポリッシング装置と同様に、このポリッシング装置には、表面に研磨パッド１９が取り付けられた回転する研磨盤１７を有している。研磨パッド１９の上方にはシリコンウェーハを固定しながら駆動シャフト３５によって回転される吸着盤３３、研磨剤供給用ノズル３０及び添加剤供給用ノズル３２が配置されている。吸着盤３３に取り付けられたシリコンウェーハは、例えば、ポリシリコン膜が形成されたポリッシング面を研磨パッド１９に押し当て、加圧しながら回転させる。このとき、ノズル３０から研磨剤が、また、ノズル３２から添加剤がそれぞれ同時に研磨パッド１９の上に滴下される。研磨剤は、シリカなどの研磨粒子を含むアルカリ溶液である。アルカリ溶液は、例えば、有機アミンなどからなるシリコンを化学的にエッチングする材料である。
【００２３】
添加剤には、例えば、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース系、フルラン、ピロリドンなどがある。添加剤は、研磨剤に対して１〜１０ｗｔ％程度が適当である。なお、親水性多糖類などを溶解させる溶媒としては、例えば、アンモニヤやトリエタノールアミン等が有る。
図１６及び図１７は、シリコンなどの半導体基板の被ポリッシング膜を研磨パッドを用いてポリッシングする状態を示す半導体基板断面図である。
添加剤としてヒドロキシエチルセルロースが添加された研磨剤３４は、半導体基板１上のシリコン酸化膜２の上に形成されたポリシリコン膜３の凹部に入り込んでポリシリコン膜３をポリッシングしていく。その時、凹凸を持つポリシリコン膜３の表面にヒドロキシエチルセルロースが付着し、その被膜３６が形成される。被膜３６は、凸の部分から研磨パッド１９及び研磨剤中の研磨粒子によって機械的にポリッシングされ、除去される。その結果、ポリシリコン膜３の凸部のみが露出される。露出されたポリシリコン膜は、研磨パッド１９及び研磨粒子によって機械的にポリッシングされると同時にアルカリ溶液によって化学的にエッチングされていく。一方、凹部に形成されている被膜３６はそのまま残り、ポリシリコン膜３の凹部を被覆する。この凹部を被覆する被膜３６は、この凹部をアルカリ溶液による化学的エッチングから保護する。
【００２４】
この実施例では、１枚のシリコンウェーハをポリッシングする毎に本発明の特徴であるセラミックドレッサーを用いてそのシリコンウェーハに対してドレッシングを行う。図７に示すいずれのドレッサーを用いても良い。
次に、図１８に示す特性図を参照してこの実施例の作用を説明する。
ウエーハ処理間毎にセラミックドレッサーを用いて研磨パッド慣らしを行うのでポリッシング特性の安定性を維持させることができる。セラミックドレッサーによるドレッシングは、ダイヤモンドドレッサーを用いるよりディッシングを抑制でき、ドレッシング無しによるプロセスよりも研磨パッドからの発塵による半導体ウェーハへのダスト吸着を押さえることができる（図１８（ａ））。また、研磨パッドの高寿命化や、レートの安定も期待できる。また、研磨パッド張り替え後の研磨パッド立ち上げのアイストも可能である（図１８（ｂ））。
この実施例に用いられるシリコン表面に被膜を形成する添加剤は、親水性多糖類に限らない。過度なポリッシングを防ぐ材料ならどれでも良い。例えば、シリコン表面を酸化させる材料でも良い。
【００２５】
次に、図１９及び図２０を参照して第５の実施例である図２に示されたポリッシング装置を用いたポリッシング法によるウェーハ表面のＳｉＯ2 膜の平坦化処理を説明する。まず、半導体基板１上にＣＶＤ法などによりＳｉ3 Ｎ4 膜７を形成する（図１９（ａ））。次に、パターニングを行ってＳｉ3 Ｎ4 膜７及び半導体基板１の所定部分をエッチングし、そこに溝部８を形成する（図１９（ｂ））。そして、Ｓｉ3 Ｎ4 膜７上及び溝部８内にＳｉＯ2 膜５をＣＶＤ法により積層する（図２０（ａ））。続いて、ＣＭＰ法によりＳｉＯ2 膜５をポリッシングし、ストッパー膜となるＳｉ3 Ｎ4 膜７の露出を検出した段階でＳｉＯ2 膜５のポリッシングを終了させることにより、溝部８内へのＳｉＯ2 膜５の埋込みが完了すると共に半導体基板１表面の平坦化が行われる（図２０（ｂ））。
このポリッシングを１枚乃至複数枚のシリコンウェーハに対して行ってから本発明の特徴であるドレッシングを研磨パッドに対して行う。シリコンウェーハをポリッシングすることによって劣化した研磨パッドは、短期間で回復する。
【００２６】
最近、ＣＭＰ技術が高集積デバイスの製造プロセスに用いられるようになっている。そこで、次に、図２１を参照して第６の実施例である高集積デバイスの製造プロセスを説明する。図２１は、トレンチ素子分離プロセスに適用した半導体装置の製造工程断面図である。半導体基板１表面を熱酸化してＳｉＯ2 膜２を形成した後、ポリッシングのストッパー膜となるＳｉ3 Ｎ4 膜７をこのＳｉＯ2 膜の上にＣＶＤ法により形成する。次に、リソグラフィによるパターニングによって素子分離形成領域のＳｉ3 Ｎ4 膜７と、ＳｉＯ2 膜２及び半導体基板１の一部を除去して溝部９を形成する。続いて、溝部９内の半導体基板１表面を酸化し、さらに溝部９の底にボロンをイオン注入し、チャネルカット領域１０を形成する。次に、Ｓｉ3 Ｎ4 膜７上及び溝部９内にポリシリコン膜３をＣＶＤ法により形成する（図２１（ａ））。ポリシリコン膜に代えてＳｉＯ2 を利用しても良い。次に、半導体基板１表面のポリシリコン膜３をＳｉ3 Ｎ4 膜７が露出するまでポリッシングする（図２１（ｂ））。このときのポリッシング条件では、ポリシリコン膜と比べＳｉ3 Ｎ4 膜７のポリッシングレートは、約１／１０〜１／２００程度と小さい条件を用いているためにＳｉ3 Ｎ4 膜７でポリッシングを止めることができ、溝内部にのみポリシリコン膜３が埋め込まれる。
【００２７】
このようにポリッシングでのストッパー膜は、ポリッシングしたい膜と比べポッシングレートの小さいものを選び、ポリッシング時間を指定することでこのストッパー膜が露出した段階でポリッシングを終了させることができる。
このポリッシングを１枚乃至複数枚のシリコンウェーハに対して行ってから本発明の特徴であるドレッシングを研磨パッドに対して行う。シリコンウェーハをポリッシングすることによって劣化した研磨パッドは短期間で回復する。
次に、図２２及び図２３を参照して第７の実施例である金属配線を絶縁膜の溝部内へ埋め込む場合に用いるポリッシング方法を説明する。
半導体基板１上にＣＶＤ法によるＳｉＯ2 膜５及びプラズマＳｉＯ2 膜１２を続けて形成する（図２２（ａ））。続いて、プラズマＳｉＯ2 膜１２をパターニングして所定箇所に溝部１４を形成する（図２２（ｂ））。溝部１４内及びプラズマＳｉＯ2 膜１２の全面にＣｕ膜１６を積層する（図２２（ｃ））。プラズマＳｉＯ2 膜１２をストッパー膜としてＣｕ膜１６をポリッシングする。プラズマＳｉＯ2 膜１２が露出した段階でＣｕ膜１６のポリッシングを終了させることにより溝部１４内にのみＣｕ膜１４が埋め込まれ、Ｃｕ埋め込み配線が形成される（図２３（ａ））。
【００２８】
このポリッシングにより半導体基板１の表面が平坦化され、続く２層目のプラズマＳｉＯ2 膜１８の形成が容易になる（図２３（ｂ））。このＣＭＰ法による平坦化により２層目、３層目の電極配線（図示せず）の形成が容易となる。
このポリッシングを１枚乃至複数枚のシリコンウェーハに対して行ってから本発明の特徴であるドレッシングを研磨パッドに対して行う。シリコンウェーハをポリッシングすることによって劣化した研磨パッドは短期間で回復する。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、以上の構成により、（１）研磨パッドのポア（発泡層）内部に詰まった反応生成物や研磨剤粒子等の圧縮して閉じ込められている不純物を除去することができ、且つ表面の荒れ果てた発泡層を除去することができる。（２）再生された研磨パッドの表面は、コンディショニング後の状態とほぼ同じであり、コンディショニングを行わずに次のポリッシングを行うことができる。（３）本発明のセラミックドレッサーをポリッシング後もしくはポリッシングと同時に行うことにより安定したポリッシングレートとポリッシングの均一性を得ることができる。さらに、（４）研磨パッドの高寿命化やポリッシングレートの安定性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポリッシング装置を含む半導体製造装置のブロック図。
【図２】図１の半導体製造装置に用いられるポリッシング装置の断面図。
【図３】本発明のポリッシング／ドレッシング処理を説明する特性図。
【図４】本発明のポリッシング／ドレッシング処理を説明する特性図。
【図５】本発明のドレッシング処理を説明するフローチャート図。
【図６】本発明のドレッシング処理を説明するフローチャート図。
【図７】本発明のドレッシング処理に用いるドレッサーの断面図。
【図８】本発明のドレッシング処理に用いるドレッサーの断面図。
【図９】本発明のポリッシング法を説明するポリッシング装置の平面図。
【図１０】本発明のポリッシング法を説明するポリッシング装置の平面図。
【図１１】半導体ウェーハをポリッシングする研磨パッドの状態を説明するために拡大した研磨パッドの断面図及び平面図。
【図１２】半導体ウェーハをポリッシングする研磨パッドの状態を説明するために拡大した研磨パッドの断面図及び平面図。
【図１３】半導体ウェーハをポリッシングする研磨パッドの状態を説明するために拡大した研磨パッドの断面図及び平面図。
【図１４】半導体ウェーハをポリッシングする研磨パッドの状態を説明するために拡大した研磨パッドの断面図及び平面図。
【図１５】本発明のポリッシング装置の部分斜視図。
【図１６】図１５に示すポリッシング装置の研磨パッドと半導体ウェーハの断面図。
【図１７】図１５に示すポリッシング装置の研磨パッドと半導体ウェーハの断面図。
【図１８】図１５のポリッシング方法の作用を説明する特性図。
【図１９】本発明の半導体装置の製造工程断面図。
【図２０】本発明の半導体装置の製造工程断面図。
【図２１】本発明の半導体装置の製造工程断面図。
【図２２】本発明の半導体装置の製造工程断面図。
【図２３】本発明の半導体装置の製造工程断面図。
【符号の説明】
１・・・半導体基板、    ２、５、１２、１８・・・ＳｉＯ2 膜、
３・・・ポリシリコン膜、    ４、８、９、１４・・・溝部、
６・・・エッチバックレジスト、    ７・・・Ｓｉ3 Ｎ4 膜、
１０・・・チャネルカット領域、    １１・・・台、
１３・・・ベアリング、    １５・・・研磨盤受け、
１６・・・Ｃｕ膜、    １７・・・研磨盤、    １９・・・研磨パッド、
２０・・・半導体ウェーハ、    ２１、２６、３５・・・駆動シャフト、
２２・・・セラミックドレッサー、    ２３、３７・・・モータ、
２４・・・ダイヤモンドドレッサー、    ２５・・・回転ベルト、
２７、２８・・・ドレッサー、    ２９・・・テンプレート、
３０・・・研磨剤供給用ノズル、    ３１・・・吸着布、
３２・・・添加剤供給用ノズル、    ３３・・・吸着盤、
３４・・・研磨剤、    ３６・・・被膜、    ３９、４１・・・ギア、
４３・・・駆動台、    ４５・・・シリンダ、
５０・・・半導体製造装置、    ５１・・・ポリッシング領域、
５２・・・ウェーハクリーニング領域、
５３・・・ウェーハ供給部、    ５４・・・ウェーハ受入れ部、
５５・・・ウェーハ反転部、    ５６・・・ウェーハブラッシング部、
５７・・・ウェーハリンス・嵌装部、
２２２、２４２、２７２、２８２・・・ドレッサーの支持アーム。
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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