(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主表面上に研磨パッドが取り付けられ、回転可能な研磨定盤と、研磨対象の被研磨面を前記研磨パッドに対向するように前記研磨対象を保持する研磨対象保持手段と、前記研磨対象の被研磨面とは異なる位置で前記研磨パッド表面に対向配置され、前記研磨パッドにブラシを擦り付けると共に、該ブラシを前記研磨定盤表面上とこれから外れた位置を通過するように回転移動させることにより該研磨パッド表面の研磨屑を除去するドレッサと、前記研磨定盤表面から外れた位置に設けられ、前記ブラシを洗浄する洗浄機構とを具備してなり、
前記研磨対象の研磨と前記研磨パッド表面の研磨屑の除去及び前記ブラシの洗浄を同時に行うことを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
主表面上に研磨パッドが取り付けられた研磨定盤と、該研磨定盤に対向配置された研磨対象保持手段を相対的に移動させることにより、該研磨対象保持手段により保持された研磨対象の表面を研磨するとともに、前記研磨パッドに対向配置されたドレッサに取り付けられたブラシを前記研磨パッドに擦り付けて回転させることにより該研磨パッド表面の研磨屑を除去する研磨方法であって、
前記ブラシを前記研磨定盤表面から外れた位置を通過させ、この研磨定盤表面から外れた位置で前記ブラシを洗浄することにより、前記研磨対象の研磨と前記研磨パッド表面の研磨屑の除去及び前記ブラシの洗浄を同時に行うことを特徴とする研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨屑を除去する機構を備えた研磨装置及び研磨方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置の製造分野において、半導体装置の高密度化・微細化に伴い、種々の微細加工技術が研究開発されている。その中で化学的機械研磨（ＣＭＰ）技術は、層間絶縁膜の平坦化、プラグの形成、埋め込み金属配線の形成や埋め込み素子分離などを行う際に、欠かすことのできない必須の技術になっている。
【０００３】
ＣＭＰ工程においては、一般に、研磨中において研磨屑が発生する。この研磨屑とは、研磨パッドの削り屑、被研磨膜の削り屑、被研磨膜とスラリーの反応生成物などである。これらの研磨屑は、砥粒を保持する研磨パッド表面の穴の目詰まりを引き起こすため、研磨レートの低下の原因になる。また、被研磨膜のスクラッチの原因になったり、被研磨膜とストッパ膜の選択比の低下の原因になる場合もある。このような研磨特性の劣化につながる研磨屑は、研磨パッド上から随時除去されるべきである。理想的には、研磨中においても、この除去作業は同時に行われるべきである。研磨時間が長くなれば、研磨屑が研磨パッド上に蓄積されてくるからである。
【０００４】
研磨中における研磨屑の除去、すなわち、In-Situクリーニングとしては、回転ブラシを用いる方法が一般的である。しかし、この方法は、研磨屑の目詰まりをかき出す効果はあるが、研磨屑を研磨パッド上から積極的に排除する効果は小さい。研磨屑の一部が、スラリー廃液とともに、遠心力により研磨パッド上から排除されるだけだからである。また、高圧水や高圧エアを研磨パッドに吹き付けるタイプのクリーニングは、研磨パッド上に滴下したスラリーを薄めたり、まだ使用可能なうちに排除したりする等の障害があり、研磨と同時に行うことは困難である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来のＣＭＰ技術において研磨中に発生する研磨屑は、研磨レートの低下、被研磨膜のスクラッチ、被研磨膜とストッパ膜の選択比の低下等、、研磨特性を劣化させる要因となっており、回転ブラシを用いて研磨屑を除去する方法や、高圧水や高圧エアを研磨パッドに吹き付ける等の研磨屑除去方法が提案されているが、前者では研磨屑の目詰まりをかき出す効果はあるが、研磨屑を積極的に排除する効果は小さく、後者ではスラリーを薄める等の弊害が生ずる。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、研磨特性を劣化させる要因となる研磨屑を有効に除去することのできる研磨装置及び研磨方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る研磨装置は、主表面上に研磨パッドが取り付けられ、回転可能な研磨定盤と、研磨対象の被研磨面を前記研磨パッドに対向するように前記研磨対象を保持する研磨対象保持手段と、前記研磨対象の被研磨面とは異なる位置で前記研磨パッド表面に対向配置され、前記研磨パッドにブラシを擦り付けると共に、該ブラシを前記研磨定盤表面上とこれから外れた位置を通過するように回転移動させることにより該研磨パッド表面の研磨屑を除去するドレッサと、前記研磨定盤表面から外れた位置に設けられ、前記ブラシを洗浄する洗浄機構とを具備してなり、前記研磨対象の研磨と前記研磨パッド表面の研磨屑の除去及び前記ブラシの洗浄を同時に行うことを特徴とする。
【０００８】
本発明の望ましい形態を以下に示す。
【０００９】
（１）洗浄機構は、洗浄部と水切り部からなる。
【００１０】
（２）（１）において、洗浄部と水切り部にはそれぞれ仕切り板が設けられる。
【００１１】
（３）洗浄機構は、耐薬品性のある化学樹脂から構成される。
【００１２】
（４）洗浄機構から噴射される洗浄水として、水、酸やアルカリの水溶液、酸化剤の水溶液、あるいは界面活性剤の水溶液を用いる。
【００１３】
（５）洗浄機構は超音波洗浄機構を有する。
【００１４】
（６）研磨定盤は回転可能である。
【００１５】
（７）研磨対象保持手段は回転可能である。
【００１６】
（８）研磨対象は半導体ウェハである。
【００１７】
また、本発明の請求項２に係る研磨方法は、主表面上に研磨パッドが取り付けられた研磨定盤と、該研磨定盤に対向配置された研磨対象保持手段を相対的に移動させることにより、該研磨対象保持手段により保持された研磨対象の表面を研磨するとともに、前記研磨パッドに対向配置されたドレッサに取り付けられたブラシを前記研磨パッドに擦り付けて回転させることにより該研磨パッド表面の研磨屑を除去する研磨方法であって、前記ブラシを前記研磨定盤表面から外れた位置を通過させ、この研磨定盤表面から外れた位置で前記ブラシを洗浄するにより、前記研磨対象の研磨と前記研磨パッド表面の研磨屑の除去及び前記ブラシの洗浄を同時に行うことを特徴とする。
【００１８】
本発明の望ましい形態を以下に示す。
【００１９】
（１）研磨対象の研磨と前記研磨パッド表面の研磨屑の除去を同時に行う。
【００２０】
（２）研磨対象は半導体ウェハである。
【００３２】
（作用）
本発明では、ドレッサに取り付けられたブラシは研磨定盤表面から外れた位置を通過するように配置され、かつ該研磨定盤表面から外れた位置にはブラシを洗浄する洗浄機構が設けられる。従って、ブラシにより研磨パッド表面の研磨屑を除去する際に、研磨パッド表面の研磨屑を除去したブラシは回転して研磨定盤表面から外れ、その位置においてブラシを洗浄する。従って、研磨中に発生した研磨屑を研磨パッドの外に完全に排除することが可能となる。これにより、研磨レートが安定し、研磨屑起因のスクラッチが低減する。また、洗浄は研磨定盤表面から外れた位置においてなされるため、スラリーを薄めたり、まだ使用可能なスラリーを除去することなく安定した洗浄が可能となる。また、この洗浄を研磨パッドによる研磨対象の研磨と同時に行うことにより、ＣＭＰ工程における製造効率が向上する。
【００３３】
また、別の本発明では、研磨屑を除去するブラシに向けてノズルから、研磨屑を吹き飛ばす圧力を有する気体あるいは洗浄水を噴射する。これにより、研磨屑を研磨パッドの外に完全に排除することができ、研磨レートが安定し、研磨屑起因のスクラッチが低減する。また、この洗浄を研磨パッドによる研磨対象の研磨と同時に行うことにより、ＣＭＰ工程における製造効率が向上する。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００３５】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る研磨装置の構成を示す図であり、図１（ａ）は水平方向から見た横断面図、図１（ｂ）は上面図である。
【００３６】
図１（ａ）に示すように、研磨定盤１は、研磨定盤回転軸２を中心に水平面内で図示矢印方向に回転できるようになっており、その主表面上には研磨パッド３が貼付されている。
【００３７】
研磨定盤１の上方には、半導体ウェハ保持手段４とドレッサ５がそれぞれ研磨定盤に対向配置されている。これら半導体ウェハ保持手段４とドレッサ５は互いに干渉しない位置に配置されており、前者は半導体ウェハ保持手段回転軸６、後者はドレッサ回転軸７を中心に、水平面内で研磨定盤１と同方向に回転できるようになっている。
【００３８】
半導体ウェハ保持手段回転軸６、ドレッサ回転軸７は、それぞれ研磨定盤回転軸２とは上面から見て重ならない位置にある。半導体ウェハ保持手段４は、研磨定盤１の半径よりも小さい直径を有し、その下面において研磨対象となる半導体ウェハ８を真空チャック等により保持するようになっている。そして、その保持した半導体ウェハ８の被研磨面が研磨パッド３の研磨面と接触するように、図示しないシリンダなどの駆動機構によって一定の圧力で押圧されるようになっている。
【００３９】
ドレッサ５は、下面がブラシ構造になっており、その表面にブラシ９が円環状に形成される。ブラシ９の毛は、ナイロン等の化学繊維から成り、長さ１０ｍｍ程度である。毛の太さ、植毛密度は、通常用いられているものでよい。このブラシ９は研磨パッド３の研磨面に接触するように、シリンダなどの駆動機構によって一定の圧力で押圧されるようになっている。そして、ドレッサ回転軸７を中心軸として回転しながら研磨パッド３の研磨面を擦り付けることにより、研磨屑をかき出す。ドレッサ５の大きさ、位置は、ブラシ９による研磨パッド３上のクリーニング領域が半導体ウェハ８による研磨パッド３上の軌跡領域を包含するように設定する。
【００４０】
ドレッサ回転軸７と研磨定盤回転軸は異なる位置に配置される。図１（ｂ）に示すように研磨装置を上面から見た場合、研磨定盤１からドレッサ５がはみ出すように配置される。従って、ドレッサ５に形成されたブラシ９は、ドレッサ回転軸７を中心軸として回転する際に、研磨パッド３の外側を通過するように設定される。
【００４１】
また、ドレッサ５が研磨定盤１からはみ出す位置において、該ドレッサ５のはみ出し部分の下部には洗浄機構１０が配置される。このような配置により、回転してはみ出し位置に到達したブラシ９の部位は、洗浄機構１０により洗浄される。すなわち、ブラシ９の毛に付着した研磨屑は、ブラシ９が研磨パッド３の上から外れた位置に来たところで洗浄機構１０を通過させることにより除去する。また、研磨定盤１の上方には、スラリー１１を研磨パッド３上に供給するためのスラリー供給管１２が設けられている。このスラリー供給管１２の先端部は、研磨定盤１の回転軸２近傍に設定される。スラリー１１は、水に研磨粒子を分散させたものであり、酸化剤等のケミカルを添加してもよい。
【００４２】
次に、洗浄機構１０の詳細な構成を図２の斜示図を用いて説明する。
【００４３】
この洗浄機構１０は、蓋のない箱形状をしており、洗浄部１０ａと水切り部１０ｂから構成される。これら洗浄部１０ａ及び水切り部１０ｂともに、その内部に仕切り板が複数枚設けられている。洗浄部１０ａにおいては、底部から管１３を通して洗浄水が供給されオーバーフローする仕組みになっている。本実施形態では洗浄水として水を用いる。洗浄部１０ａ内では仕切り板が底まで到達していないため、仕切り板を介して隣接する容器間で洗浄水の流入と流出が可能である。水切り部１０ｂにおいては、底面が形成されていないため、洗浄水は溜まらない。
【００４４】
洗浄機構１０は、耐薬品性のある化学樹脂から構成されることが望ましい。仕切り板は、例えば、厚さ１ｍｍ程度のものを用い、隣接する仕切り板同士を１０ｍｍ程度の間隔で並べればよい。洗浄部１０ａと水切り部１０ｂでの仕切り板の枚数比は、例えば、２：１程度にすればよい。また、洗浄機構１０の高さは、ブラシ９の毛が先端から５ｍｍ程度だけ仕切り板に当たるよう設定すればよい。そして、この高さは調整できるようになっていることが望ましい。
【００４５】
次に、上記実施形態に係る研磨装置の動作を説明する。
【００４６】
まず、図１（ａ）に示すように、研磨定盤１を研磨定盤回転軸２を中心軸として図示の矢印に示した方向に所定の回転数で回転させる。そして、この研磨定盤１の回転とともに回転する研磨パッド３上に、スラリー供給管１２を介してスラリー１１を供給する。この後、下面に半導体ウェハ８を保持した半導体ウェハ保持手段４を、半導体ウェハ保持手段回転軸６を中心軸として図示の矢印に示した方向に所定の回転数で回転させながら降下させる。そして、所定の圧力により押圧して、半導体ウェハ８の被研磨面を研磨パッド３の研磨面に接触させる。この半導体ウェハ保持手段４の回転及び降下動作と並行して、ドレッサ５をドレッサ回転軸７を中心軸として図示の矢印に示した方向に所定の回転数で回転させながら降下させる。そして、所定の圧力により押圧して、ブラシ９が研磨パッド３の研磨面に接触するようにする。
【００４７】
このようにして、半導体ウェハ８の被研磨面が、スラリー１１を介在させた状態で、研磨パッド３の研磨面に擦り合わせられることにより研磨されていく。また、研磨と同時に、研磨中に発生した研磨屑をドレッサ５のブラシ９が除去する。
【００４８】
具体的な研磨屑の除去動作を以下説明する。
【００４９】
研磨屑の付着したブラシ９の毛は、まず洗浄部１０ａにおいて、洗浄水に浸され仕切り板に擦られながら洗浄される。そして、洗浄水に濡れたブラシ９の毛は、水切り部１０ｂの仕切り板に擦られることにより水切りが行われる。この仕組みにより、ブラシ９の毛に付着した研磨屑は十分に除去される。また、研磨パッド３上に余分な洗浄水を持ち込むことがないので、スラリー１１を薄めることがない。
【００５０】
以上説明した洗浄機構１０を用いた洗浄動作による本発明の効果を説明する。
【００５１】
従来の回転ブラシタイプの研磨パッド用ドレッサは、ドレッシング中、ブラシ全体が研磨パッドの内側に存在した。したがって、ブラシによってかき出された研磨屑は、一部がスラリー廃液とともに遠心力により研磨パッド上から排除されるものの、大部分はブラシあるいは研磨パッドに残留したままであった。また、研磨パッド上の研磨屑を高圧水あるいは高圧エアで吹き飛ばすタイプのドレッサも考案されているが、研磨と同時に用いるのは、スラリーが薄められたり、まだ使用可能なスラリーを除去する等のため不適切である。
【００５２】
これに対して本実施形態に示す洗浄機構１０を用いることにより、研磨中に発生した研磨屑を研磨パッドの外に完全に排除することができ、しかも、スラリーを薄めたり、まだ使用可能なスラリーを除去することなく研磨パッドのドレッシングを研磨と同時に行うことが可能になる。よって、研磨レートが安定し、研磨屑起因のスクラッチが低減する。このような研磨特性の向上が、ＣＭＰを用いて製造された半導体デバイスの信頼性の向上につながる。また、研磨とドレッシングを同時に行えるため、ＣＭＰ工程における製造効率が向上する。
【００５３】
次に、従来の回転ブラシタイプのドレッサを用いた場合と本実施形態のブラシ洗浄の研磨レートを図３に示す。横軸はウェハナンバー、縦軸は研磨レートである。図３に示す測定条件は以下の通りである。すなわち、８インチシリコンウェハに成膜されたタングステンのブランケット膜にＣＭＰを行った際の、ウェハ全面での平均研磨レートの経時変化を表す。スラリーは、アルミナを３ｗｔ％だけ水に分散させ、さらに硝酸鉄を８ｗｔ％だけ添加したものを用いた。また、研磨パッドはロデールニッタ製のPAN-Wを用いた。研磨定盤、ウェハ保持手段、ドレッサの回転数は、いずれも５０ｒｐｍであり、研磨時の荷重は、３００ｇ重／ｃｍ2である。
【００５４】
２４枚のウェハをそれぞれ１分ずつ連続して研磨した時、従来ドレッサを使用した場合は、研磨レートは徐々に低下し最初に比べて最後では４００Å／ｍｉｎも低下するが、改善されたドレッサを使用した場合は、研磨レートばほぼ一定になることがわかる。よって、ロット内でのばらつきが減ることがわかる。
【００５５】
次に、この実験で得られた、ＣＭＰ後のタングステン膜におけるスクラッチ数の経時変化を図４に示す。横軸はウェハナンバー、縦軸はスクラッチ数であり、スクラッチ数は、各ウェハ全面に対して相対的に比較したものである。図４に示すように、従来のドレッサを使用した場合は、スクラッチ数が多く、しかも、ウェハ枚数が増えるにつれ、スクラッチ数が増加していくが、改善されたドレッサを使用した場合は、スクラッチ数は低いレベルでほぼ一定していることがわかる。これは、従来ドレッサでは、研磨屑が除去し切れず徐々に蓄積していくのに対し、改善されたドレッサでは、研磨屑の除去がほぼ完全になされたことを示唆している。
【００５６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。特に、洗浄機構１０の構成は本発明を実現するための例示であり、上記構成をとる必要はない。
【００５７】
図２に示した洗浄機構１０の変形例を図５に示す。図５に示す洗浄機構５０は斜視図で示したものであり、図２に示した洗浄機構１０と同様に洗浄部５０ａと水切り部５０ｂから構成される。以下、図２に示した洗浄機構１０と共通する部分についての詳細な説明は省略する。
【００５８】
洗浄部５０ａは図２に示した洗浄部１０ａにおける仕切り板を外し、底面を取り外した構成であり、管１３の代わりにシャワー５３が底部に配置され、上方に洗浄水が吹き付けられる。このシャワー５３により、ブラシ９の毛は洗浄される。また、水切り部５０ｂは図２に示した水切り部１０ｂと同様に所定の間隔をおいて仕切り板が配置される。この水切り部５０ｂの仕切り板にこすられることにより、洗浄水を含んだブラシ９の毛の水切りが行われる。なお、シャワー５３の上部に、図２に示した洗浄部１０ａと同様の仕切り板を設けて、ブラシ９の毛が水に吹き付けられると同時に仕切り板に擦られて洗浄されるようにしてもよい。
【００５９】
さらに、上記図２及び図５に示した洗浄機構１０及び５０において、仕切り板をメッシュ状のものに代えることも可能である。このように、回転ブラシが研磨パッドの上から外れた位置においてブラシの毛を洗浄することがポイントであり、洗浄方法は様々なバリエーションが考えられる。洗浄に用いている洗浄水として、水の代わりに、酸やアルカリの水溶液、酸化剤の水溶液、あるいは界面活性剤の水溶液を用いることも可能である。さらに、上記洗浄機構１０及び５０に超音波洗浄機能を具備させることも可能である。
【００６０】
また、本実施形態では、研磨パッドによる半導体ウェハの研磨と同時に洗浄を行う場合を示したが、必ずしも同時に行う必要が無く、複数回の研磨の間に洗浄を行う場合であっても本発明の効果を奏する。
【００６１】
（第２実施形態）
図６及び図７は本発明の第２実施形態に係る研磨装置の構成を示す図であり、図６（ａ）は水平方向から見た横断面図、図６（ｂ）は上面図、図７（ｃ）は図６（ｂ）の矢印ｃの方向から見た横断面図である。図１と同じ構成には同じ符号を付す。
【００６２】
研磨定盤１は研磨定盤回転軸２を中心に水平面内で図示矢印方向に回転できるようになっており、その上面には研磨パッド３が貼付されている。研磨定盤１の上方には、半導体ウェハ保持手段４とドレッサ６５が互いに干渉しない位置に配置されており、それぞれ半導体ウェハ保持手段回転軸６、ドレッサ回転軸６７を中心に水平面内で研磨定盤１と同方向に回転できるようになっている。
【００６３】
半導体ウェハ保持手段回転軸６、ドレッサ回転軸６７は、それぞれ研磨定盤回転軸２とは上面から見て重ならない位置にある。半導体ウェハ保持手段４は、研磨定盤１の半径よりも小さい直径を有し、その下面において半導体ウェハ８を真空チャック等により保持するようになっている。そして、その保持した半導体ウェハ８の被研磨面が研磨パッド３の研磨面と接触するように、シリンダなどの駆動機構によって一定の圧力で押圧されるようになっている。
【００６４】
ドレッサ６５は、下面がブラシ構造になっており、その表面にブラシ６９が円環状に形成される。ブラシ６９の毛は、ナイロン等の化学繊維から成り、長さ１０ｍｍ程度である。毛の太さ、植毛密度は、通常用いられているものに従う。このブラシ６９の毛が研磨パッド３の研磨面に接触するように、シリンダなどの駆動機構によって一定の圧力で押圧されるようになっている。ドレッサ６５の大きさ、位置は、ブラシ６９による研磨パッド３上のクリーニング領域が半導体ウェハ８による研磨パッド３上の軌跡領域を包含するように設定する。
【００６５】
また、図６（ｂ）に示すノズル７１により、高圧エア等の気体、あるいは高圧水等の液体をブラシ６９の際の研磨パッド３に吹き付けられるようになっている。このノズル７１から噴射される高圧エアあるいは高圧水の圧力は、１０ｋｇ重／ｃｍ2以上であることが望ましいが、必ずしもこの条件に限定されるものではなく、１０ｋｇ重／ｃｍ2以下であってもよい。
【００６６】
また、研磨定盤１の上方には、スラリー１１を研磨パッド３上に供給するためのスラリー供給管１２が設けられている。スラリー１１は、水に研磨粒子を分散させたものであり、酸化剤等のケミカルを添加してもよい。
【００６７】
次に、本実施形態に係る研磨装置の動作を説明する。
【００６８】
まず、研磨定盤１を研磨定盤回転軸２を通して図示矢印方向に所定の回転数で回転させる。そして、回転する研磨パッド３上に、スラリー供給管１２を介してスラリー１１を供給する。この後、下面に半導体ウェハ８を保持させた半導体ウェハ保持手段４を、半導体ウェハ保持手段回転軸６を通して図示矢印方向に所定の回転数で回転させながら降下させる。そして、所定の圧力により押圧して、半導体ウェハ８の被研磨面を研磨パッド３の研磨面に接触させる。並行して、ドレッサ６５をドレッサ回転軸６７を通して図示の矢印に示した方向に所定の回転数で回転させながら降下させる。そして、所定の圧力により押圧して、ブラシ６９が研磨パッド３の研磨面に接触するようにする。
【００６９】
このようにして、半導体ウェハ８の被研磨面が、スラリー１１を介在させた状態で、研磨パッド３の研磨面に擦り合わせられることにより研磨されていく。また、研磨と同時に、研磨中に発生した研磨屑をドレッサ６５のブラシ６９が除去する。
【００７０】
このブラシ６９は回転しながら研磨パッド３の研磨面を擦り付けることにより、研磨屑をかき出す。このかき出した研磨屑を研磨廃液とともに研磨パッドの外に排除するために、ブラシ６９の際の部分の研磨パッド３に対して、高圧エア等の気体、あるいは高圧水等の液体をノズル７１を通して、ブラシ６９の最外周の接線方向に沿ってブラシ６９の回転後方から吹き付ける。この吹き付けにより、ブラシ６９が回転により運搬してきた研磨屑が混じっている研磨廃液は、ブラシ６９の回転につられて流動するのを止め、研磨パッドの外に強制的に排除されることになる。
【００７１】
なお、ノズル７１は、研磨パッド３のなるべく外側に位置するようにし、研磨パッド３上のスラリー１１の濃度や量に与える影響を小さくすることが必要である。また、ノズル７１は、径３／８インチ程度の化学樹脂製の配管から構成し、この配管は、ドレッサ６５の駆動機構を収める筐体７０に固定すればよい。
【００７２】
従来の回転ブラシタイプのドレッサでは、ブラシの回転によって運ばれた研磨屑は研磨廃液とともに一部は遠心力により研磨パッド上から除去された。しかし、大部分の研磨屑は、ブラシあるいは研磨パッドに残留したままであった。したがって、研磨パッドに目詰まりした研磨屑をかき出す効果はあっても、研磨屑を積極的に除去する効果は小さかった。本実施形態のように、研磨屑を研磨廃液とともに吹き飛ばすノズルを設ければ、研磨屑は研磨パッドの外に積極的に排除されることになる。しかも、このノズルの位置が研磨パッドの外側にあり、研磨パッドの外に向けての噴出を行うため、研磨パッド上のスラリーの濃度や量に与える影響を小さくすることができる。
【００７３】
よって、本実施形態を用いれば、従来の研磨装置に簡単な改良を行うだけで、研磨中に発生した研磨屑を研磨パッドの外に排除することができ、しかも、スラリーを薄めたり、まだ使用可能なスラリーを除去することの少ないドレッシングを研磨と同時に行うことが可能になる。ゆえに、研磨レートが安定し、研磨屑起因のスクラッチが低減する。このような研磨特性の向上が、ＣＭＰを用いて製造された半導体デバイスの信頼性の向上につながる。また、研磨とドレッシングが同時に行えるため、ＣＭＰ工程における製造効率が向上する。
【００７４】
なお、研磨屑を吹き飛ばす、あるいは、流し出すためのノズルは、本実施形態に制限されるものではない。ノズルの位置及び形状は、本実施形態の趣旨を逸脱しない範囲において変更可能である。また、本実施形態では、研磨パッドによる半導体ウェハの研磨と同時に洗浄を行う場合を示したが、必ずしも同時に行う必要が無く、複数回の研磨を行い、その間に洗浄を行う場合であっても本発明の効果を奏する。
【００７５】
また、上記第１及び第２実施形態では、半導体ウェハの研磨装置について説明したが、研磨対象は半導体ウェハに限定されない。また、研磨パッドの代わりに砥石で研磨する場合にも用いることができる。また、研磨定盤と半導体ウェハ保持手段はそれぞれの回転軸を中心に回転させて研磨する場合を示したが、そのような構成に限定されず、研磨定盤と半導体ウェハ保持手段を相対的に移動させて研磨するものであれば何でもよい。
【００７６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、研磨中に発生する研磨屑を研磨パッドの外に完全に排除することができるので、研磨特性が向上し、研磨対象の信頼性が向上する。
【００７７】
また、研磨と洗浄を同時に行うことにより、研磨工程における製造効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る研磨装置の全体構成を示す図。
【図２】同実施形態に係る研磨装置における洗浄機構の詳細な構成を示す斜示図。
【図３】同実施形態における研磨レートを示す図。
【図４】同実施形態におけるスクラッチ数を示す図。
【図５】同実施形態に係る研磨装置における洗浄機構の変形例を詳細に示す斜示図。
【図６】本発明の第２実施形態に係る研磨装置の全体構成を示す図。
【図７】同実施形態に係る研磨装置の全体構成を示す図。
【符号の説明】
１…研磨定盤
２…研磨定盤回転軸
３…研磨パッド
４…半導体ウェハ保持手段
５…ドレッサ
６…半導体ウェハ保持手段回転軸
７…ドレッサ回転軸
８…半導体ウェハ
９…ブラシ
１０，５０…洗浄機構
１０ａ，５０ａ…洗浄部
１０ｂ，５０ｂ…水切り部
１１…スラリー
１２…スラリー供給管
１３…管
【図１】
0003708740.tif 000002
【図２】
0003708740.tif 000003
【図３】
0003708740.tif 000004
【図４】
0003708740.tif 000005
【図５】
0003708740.tif 000006
【図６】
0003708740.tif 000007
【図７】
0003708740.tif 000008