(57)【要約】【課題】研磨特性を向上させることができる化学機械的研磨装置のパッドコンディショナを提供する。【解決手段】パッドコンディショナは、相対的に形状にばらつきがあり、脆弱である研磨粒子を有する部分を含む第１領域と、相対的に規則的な形状と強靭な研磨粒子を有する部分を含む第２領域を有する表面を含む。相対的に規則的な形状と強靭な研磨粒子は前記表面の端部に配置され、相対的に形状にばらつきがあり、脆弱な研磨粒子は前記表面の中心部に配置される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１領域と第２領域とが形成された表面を含むボディーを具備し、
前記第１領域は、相対的に、形状にばらつきのある研磨用粒子を有する第１部分を含み、
前記第２領域は、相対的に規則的な形状を呈する研磨用粒子を有する第２部分を含むことを特徴とするパッドコンディショナ。
【請求項２】
前記第１領域は、前記表面の中心部を占有することを特徴とする請求項１に記載のパッドコンディショナ。
【請求項３】
前記第１領域は、環形状を呈することを特徴とする請求項２に記載のパッドコンディショナ。
【請求項４】
前記第２領域は、前記表面の端を占有することを特徴とする請求項１に記載のパッドコンディショナ。
【請求項５】
前記第２領域は、環形状を呈することを特徴とする請求項４に記載のパッドコンディショナ。
【請求項６】
前記第１領域は、相対的に規則的な形状を呈する研磨用粒子で構成された第１付加部分を含み、
前記第１付加部分の面積は、前記第１領域の面積に比べて小さいことを特徴とする請求項１に記載のパッドコンディショナ。
【請求項７】
前記第２領域は、相対的に、形状にばらつきのある研磨用粒子で構成された第２付加部分を含み、
前記第２付加部分の面積は、前記第２領域の面積に比べて小さいことを特徴とする請求項１に記載のパッドコンディショナ。
【請求項８】
前記第１領域と前記第２領域との間に、相対的に中間程度の規則的な形状を呈する研磨用粒子を含む第３領域を、さらに含むことを特徴とする請求項１に記載のパッドコンディショナ。
【請求項９】
前記第１領域は、前記表面の中心部を占有する環形状を呈し、
前記第２領域は、前記表面の端部を占有する環形状を呈し、
前記第３領域は、前記表面の放射状の中間部を占有する環形状を呈することを特徴とする請求項８に記載のパッドコンディショナ。
【請求項１０】
前記相対的に規則的な形状を呈する研磨用粒子の強度は、前記相対的に、形状にばらつきのある研磨用粒子の強度に比べて大きいことを特徴とする請求項１に記載のパッドコンディショナ。
【請求項１１】
前記相対的に規則的な形状を呈する研磨用粒子は、靭性指数（Ｔｉ）が少なくとも６０以上である人造ダイヤモンド粒子を、含むことを特徴とする請求項１０に記載のパッドコンディショナ。
【請求項１２】
回転可能なプラテンと、
前記プラテン上に置かれる研磨パッドと、
ウェーハを支持する回転可能なウェーハキャリアと、
前記研磨パッド上にスラリを供給するスラリ供給ノズルと、
第１領域と第２領域とが形成される表面を有するパッドコンディショナと、前記パッドコンディショナを支持するアームを有する回転軸と、を含み、
前記第１領域は、相対的に形状にばらつきがあり脆弱なダイヤモンド粒子を有する第１部分を有し、
前記第２領域は、相対的に規則的な形状及び強靭なダイヤモンド粒子を有する第２部分を有することを特徴とする化学機械的研磨装置。
【請求項１３】
前記第１領域は、前記表面の中心部を占有する環形状を呈し、
前記第２領域は、表面の端部を占有する環形状を呈し、
前記第２領域は、前記第１領域を囲むことを特徴とする請求項１２に記載の化学機械的研磨装置。
【請求項１４】
前記第１領域と前記第２領域との間に、相対的に中間程度の規則性の形状及び強度を有するダイヤモンド粒子で構成される第３領域を、さらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の化学機械的研磨装置。
【請求項１５】
前記相対的に規則的な形状及び強靭な強度を有するダイヤモンド粒子は、その靭性指数が少なくとも６０であることを特徴とする請求項１２に記載の化学機械的研磨装置。
【請求項１６】
前記第１領域は、相対的に規則的な形状及び強靭な強度を有するダイヤモンド粒子で構成された第１付加部分を含み、
前記第２領域は、相対的に、形状にばらつきがあり、脆弱な強度を有するダイヤモンド粒子で構成される第２付加部分を含むことを特徴とする請求項１２に記載の化学機械的研磨装置。
【請求項１７】
第１領域と第２領域とが形成される表面を含むボディーと、
前記第１領域と前記第２領域上に具備された研磨粒子と、を含み、
前記第２領域に具備された研磨粒子は、前記第１領域に具備された研磨粒子に比べて、規則的な形状を呈することを特徴とするパッドコンディショナ。
【請求項１８】
前記第２領域に具備された研磨粒子は、前記第１領域に具備された研磨粒子に比べて、強靭であることを特徴とする請求項１７に記載のパッドコンディショナ。
【請求項１９】
前記研磨粒子は、自然ダイヤモンドと人工ダイヤモンドのうちの少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項１７に記載のパッドコンディショナ。
【請求項２０】
前記第２領域は、前記第１領域の端を囲むことを特徴とする請求項１７に記載のパッドコンディショナ。
【請求項２１】
前記表面は、円形を呈することを特徴とする請求項１７に記載のパッドコンディショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は化学機械的研磨装置のパッドコンディショナに係り、より詳細には、化学機械的研磨装置の研磨パッドの作業能力を改善させることができる化学機械的研磨装置のパッドコンディショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造方法は、化学機械的研磨工程（ＣＭＰ）を含む。この化学機械的研磨工程において、ウェーハに生じるスクラッチや欠陥が、素子の収容率及び生産性に大きい影響を与える重要な因子の一つとして、認識されている。特に、大口径化されたウェーハが使用される近年の半導体素子の製造工程の場合、ウェーハと研磨パッドも大型化している傾向にあり、ＣＭＰ工程進行時に、ウェーハと研磨パッドの表面に与えられるストレスと衝撃が大きくなる。これによって、ウェーハに加えられるスクラッチや、欠陥の発生頻度も高くなる傾向にある。
【０００３】
従来のＣＭＰ工程では、平坦化させようとするウェーハにスラリを供給しながら、研磨パッドに、ウェーハを研磨させるものである。この際に、スラリ、研磨副産物、及び各種の異物が、研磨パッドの表面に沈積することが生じ得る。このような沈積物は、研磨速度の低下を引き起こす。このため、研磨パッドの研磨能力の低下を防止するために、パッドコンディショナが使用されている。
【０００４】
図１は、従来のパッドコンディショナの表面を示した平面図である。
【０００５】
図１を参照すると、従来のパッドコンディショナ１０には、研磨用粒子が付着した研磨用粒子層１２が形成されている。研磨用粒子層１２は、通常、人造ダイヤモンド粒子である。研磨用粒子層１２は、下記の表１に示すように、様々な形状を呈する人造タイヤモンド粒子の混合物である。
【０００６】
【表１】
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【０００７】
ＣＭＰ工程において、ウェーハに発生するスクラッチ及び／または欠陥は、スラリに含まれている巨大粒子、異物、パッドの材質や表面状態、またはパッドコンディショナを構成する人造ダイヤモンド粒子の破砕及び脱落などによって、引き起される。例えば、パッドコンディショナを構成する人造ダイヤモンドが、ウェーハとパッド表面に加えられるストレスと衝撃によって、破砕されたり、あるいはパッドコンディショナから脱落して、ＣＭＰ工程時に、ウェーハへスクラッチ及び／または欠陥を発生させる。
【０００８】
横向きの状態にある人造ダイヤモンド粒子、部分的に破砕された人造ダイアモンド粒子、又は２つの粒子状を呈する人造ダイヤモンド粒子と比較して、直立状態にある人造ダイヤモンド粒子、又は形状にばらつきのある人造ダイアモンド粒子は、ＣＭＰ作業やスラリ残留物の除去の面で優れている特性を示す。部分的に破砕された人造ダイヤモンド粒子と、形状にばらつきのある人造ダイアモンド粒子とは、粒子の破砕が生じやすく、２つの粒子状を呈する人造ダイアモンド粒子は、粒子の脱落を生じやすい。ところで、表１に示したように、部分的に破砕された人造ダイヤモンド粒子、形状にばらつきのある人造ダイヤモンド粒子、２つの粒子状を呈する人造ダイヤモンド粒子、横向きの状態にある人造ダイアモンド粒子が、ＣＭＰ工程の進行中にウェーハのスクラッチ及び／または欠陥を発生させる主な原因として、粒子の形状に基づく要因が非常に大きな割合を占めていることが分かる。
【０００９】
研磨特性を向上させるために、パッドコンディショナを改善させる多様な試みがあった。そのうちの一つとして、特許文献１に開示されているように、小さい大きさのダイヤモンド粒子が固定された第１研磨粒子層と、大きい大きさのダイヤモンド粒子が固定された第２研磨粒子層が互いに同心円を成すパッドコンディショナを提案したものがある。また、その他の一つとして、特許文献２に開示されたように、上端部及び下端部を備える階段状の表面を有し、当該上端部と下端部とに同一の大きさの人造ダイヤモンド粒子を固定させたパッドコンディショナを提案したものがある。
【特許文献１】特開平１４−３３７０５０号公報
【特許文献２】特開平１６−１３０４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記従来の問題を解決するために案出されたものであり、本発明の目的は、研磨特性を向上させることができる化学機械的研磨装置のパッドコンディショナ、及びこれを利用した化学機械的研磨装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明を限定しない実施形態によると、パッドコンディショナは第１領域と第２領域とが形成された表面を含むボディーを具備する。第１領域は相対的に形状にばらつきのある研磨粒子で構成される第１部分を含む。第２領域は相対的に規則的な形状を呈する研磨粒子で構成される第２部分を含む。
【００１２】
本発明を限定しない本発明の他の実施形態によると、化学機械的研磨装置は、回転可能なプラテンを含む。研磨パッドが前記プラテンに装着される。回転可能なウェーハキャリアがウェーハを支持するように具備される。スラリ供給ノズルが前記研磨パッド上にスラリを提供する。パッドコンディショナは第１領域と第２領域が形成される表面を有する。第１領域は、相対的に形状にばらつきがあり、脆弱なダイヤモンド粒子を有する第１部分を含む。第２領域は、相対的に規則的な形状を呈し、強靭なダイヤモンド粒子を有する第２部分を含む。回転可能なピボットが、前記パッドコンディショナを支持するアームを有する。
【００１３】
本発明の他の実施形態によると、パッドコンディショナは第１領域と第２領域とが形成される表面を有する。研磨粒子は前記第１領域と前記第２領域に具備される。前記第２領域に具備される研磨粒子は前記第１領域に具備される研磨粒子に比べてより規則的な形状を呈する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、パッドコンディショナの外側部分に、相対的に規則的な形状を有する強い人造ダイヤモンド粒子を固定させて、パッドコンディショニング效果を高め、パッドコンディショナの内側部分に、相対的に形状にばらつきのある脆弱な人造ダイヤモンド粒子を固定させて、パッドの粗度を向上させる。これによって、ウェーハに欠陥が発生する可能性が減って、素子の収容率を向上させることができるとともに、パッドの摩耗率の低下によって、パッドの寿命を延長させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を限定しない実施形態は、添付の図と、以下に示される本発明の詳細な説明とを介してよく理解され、図面で示される同一の符号は、同一の構成要素を示す。
【００１６】
本発明を限定しない実施形態は、添付の図を参照して説明する。しかし、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されない。すなわち、以下に開示する実施形態は、本発明の範囲と技術的思想を理解するために提供されるものである。本発明の基本原理と特徴は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で多様に変更され得る。
【００１７】
本発明の内容を不明にすることを防止するために、周知の構造とプロセスに関する詳細な描写や説明は省略する。
【００１８】
ある構成要素が、別の構成要素（以下、第１の構成要素）の上に装着される、あるいは具備されるという記載は、直接的に、または上記２つの構成要素とは異なる他の構成要素が中間に介在する状態で、前記第１の構成要素の上に装着されるか、具備されるものと理解される。本明細書の全体にかけて、“上部”、“下部”、“下に”、及び“上に”のような用語は、図面に示したように、多様な要素を説明するために使用される。しかし、このような用語は構造を、どんな特定配向に限定させない。
【００１９】
（実施形態）
図２は、本発明の第１の実施形態によるパッドコンディショナを利用した化学機械的研磨ＣＭＰ装置を示す斜視図である。
【００２０】
図２を参照すると、化学機械的研磨装置１００は、ピボット１１０、プラテン１２０、研磨パッド１３０、ウェーハキャリア１４０、スラリ供給ノズル１５０、回転軸１６０、及びパッドコンディショナ１８０を含む。回転可能なテーブルであるプラテン１２０は中心軸１１０に連結される。例えば、研磨パッド１３０はウレタンで構成される。なお、研磨パッド１３０はウレタンとは違う周知の材質で構成され得る。研磨パッド１３０は、プラテン１２０上に装着される。ウェーハキャリア１４０は、研磨パッド１３０上に回転可能に設けられる。一例として、ウェーハキャリア１４０は、研磨パッド１３０の中心から偏心された位置に具備される。ウェーハキャリア１４０は円形板である。ウェーハキャリア１４０の直径は、研磨パッド１３０の直径よりも小さい。ウェーハキャリア１４０は、ウェーハＷを支持する。ウェーハ平坦化工程の進行中において、ウェーハキャリア１４０によって回転するウェーハＷは、ピボット１１０によって回転する研磨パッド１３０と接触し、スラリはスラリ供給ノズル１５０から研磨パッド１３０へ供給される。
【００２１】
ＣＭＰ工程の完了後において、研磨パッド１３０の表面が滑りやすくなるために、研磨効率、ウェーハＷの研磨精密度、及び／または研磨効率が低下する。したがって、研磨パッド１３０の表面をパッドコンディショナ１８０を利用して再研磨することによって、研磨パッド１３０表面の粗度を最適の状態に維持させる。このパッドコンディショナ１８０は、アーム１７０に回転可能に設けられる。アーム１７０は、プラテン１２０の外部に設けられた回転軸１６０から延長する。ウェーハキャリア１４０でウェーハＷを研磨する状態で、あるいは、ウェーハＷの研磨を停止した状態で、パッドコンディショナ１８０により研磨パッド１３０を研磨して、研磨パッド１３０表面の粗度を回復または維持させる。一例として、パッドコンディショナ１８０は、金属性のディスクのようなボディーを含み、研磨粒子が、ニッケル接着層のような接着層を媒介にして、当該ボディーに固定されている。変更例として、ボディーは、ディスク状と異なる形状であり得るし、金属と異なる材質から構成され得て、また、研磨粒子は、ニッケル接着層と異なる接着層によって当該ボディーに固定され得る。
【００２２】
図３は、本発明の第１の実施形態によるパッドコンディショナの表面を示す平面図である。
【００２３】
図３を参照すると、パッドコンディショナ１８０は、第１領域１８２と第２領域１８４とを含む。第１領域１８２は、パッドコンディショナ１８０の表面の中心部を占有して、第２領域１８４は、第１領域１８２を囲み、パッドコンディショナ１８０の表面の端部を占有する。一例として、中心部と端部とは、同心円を成す。たとえば、人造ダイヤモンド粒子のような研磨粒子が各領域１８２、１８４に具備される。ここで、各領域１８２、１８４に固定された人造ダイヤモンド粒子は、各領域ごとに、その形状と靭性とが異なる。例えば、内部の第１領域１８２には、相対的に形状にばらつきがあり、靭性が脆弱な人造ダイヤモンド粒子が均一に固定されている。一方、外部の第２領域１８４は、形状が相対的に規則性を有し、靭性が強靭な人造ダイヤモンド粒子が均一に固定されている。
【００２４】
破砕及び／または脱落に脆弱であり、形状にばらつきのあるダイヤモンド粒子から、パッドコンディショナが構成されている場合、ウェーハにスクラッチや欠陥が発生しやすい。これを改善するために、形状にばらつきのあるダイヤモンド粒子に代えて、形状面で分類された人造ダイヤモンド粒子（以下、分類された人造ダイヤモンド粒子）から構成されたパッドコンディショナを製作することができる。形状にばらつきのあるダイヤモンド粒子と比較して、分類されたダイヤモンド粒子は、より均一な大きさと形状を有する。
【００２５】
図４は、従来のパッドコンディショナを構成する人造ダイヤモンド粒子の形状の分布量（点線）と、本発明の第１の実施形態によるパッドコンディショナを構成する人造ダイヤモンドの粒子の形状の分布量（実線）とを比較したグラフである。
【００２６】
直立状態及び横向きの状態の人造ダイヤモンド粒子に比べて、部分的に破砕された人造ダイヤモンド粒子、形状にばらつきのある人造ダイヤモンド粒子、及び２つの粒子状を呈する人造ダイヤモンド粒子が、パッドコンディショナから容易に脱落されるか、こわれて、ウェーハにスクラッチや欠陥を誘発する可能性が高い。したがって、横向きの状態にある人造ダイヤモンド粒子や直立状態にあるダイヤモンド粒子のように、分類された粒子は、脱落と破砕が最小化される。したがって、本発明の第１の実施形態によるパッドコンディショナは、分類された粒子をさらに含むので、既存のパッドコンディショナに比べて、パッドコンディショニングにおける効果の減少を、効果的に抑制する。
【００２７】
しかし、分類された人造ダイヤモンド粒子をさらに含むパッドコンディショナは、下記の表２から分かるように、既存のパッドコンディショナに比べて研磨速度の減少及び／またはウェーハの欠陥を引き起こす。
【００２８】
【表２】
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【００２９】
分類された人造ダイヤモンド粒子で構成されたパッドコンディショナにおいて、人造ダイヤモンド粒子は、主に横向きの状態で存在する。このように横向きの状態の人造ダイヤモンド粒子からなるパッドコンディショナは、研磨パッドのコンディショニング効果を十分に与えず、且つ／または研磨パッドの粗度が十分なレベルに維持されない。スラリの残留粒子及び／または異物が効率的に除去されずに、研磨速度が減少し、且つ／または欠陥が増加する。
【００３０】
粒子の破砕と脱落を防止して、多量の分類された粒子によって発生する研磨速度の低下を抑制するために、パッドコンディショナは、分類された粒子と形状面が未分類の粒子とを含んで構成される。
【００３１】
例えば、図３を再び参照すると、本実施形態のパッドコンディショナ１８０は、第１領域１８２において未分類の人造ダイヤモンド粒子を含み、第２領域１８４分類された人造ダイヤモンド粒子を含むものである。相対的に均一な大きさと形状を有する分類された人造ダイヤモンド粒子は、第２領域１８４に固定されて、ＣＭＰ工程において、高い圧力及び／またはストレスを受けるようになり、人造ダイヤモンド粒子の破砕及び／または脱落を減少させる。相対的により均一ではない大きさと形状を有する未分類の人造ダイヤモンド粒子は、第１領域１８２に固定されて、研磨パッド１３０の粗度を適切なレベルに維持する。
【００３２】
第２領域１８４に固定され得る分類された人造ダイヤモンド粒子としては、相対的に均一な形状（例えば、ｃｕｂｏ−ｏｃｔａｈｅｄｒａｌ）を呈し、６０以上の靭性指数（Ｔｉ；Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ  Ｉｎｄｅｘ）を有する人造ダイヤモンド粒子（例えば、ＭＢＧ（登録商標）６６０）がある。そして、第１領域１８２に固定され得る、未分類の人造ダイヤモンド粒子としては、形状に相対的にばらつきがあり、６０以下の靭性指数Ｔｉを有する人造ダイヤモンド（例えば、既存の形状にばらつきがある人造ダイヤモンド）がある。靭性指数Ｔｉとは、図５に示したように、ダイヤモンドの強度を示す。靭性指数Ｔｉは次のように測定される。初期状態において平均的な大きさを有するダイヤモンド粒子と鋼鉄ボールとをカプセルに入れて、一定時間、強く振る。そして、当該平均的な大きさを有するダイヤモンド粒子と、これより小さいダイヤモンドの大きさとを分類して、当初の大きさを維持するダイヤモンドの量を測定する。そして、当初カプセルに投入したダイヤモンドの量（以下、投入量）と、カプセルを振った後に、当初の大きさを維持しているダイヤモンドの量（以下、残存量）とを下記の式１に代入して靭性指数を測定する。
【００３３】
【数１】
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【００３４】
上述のＭＢＧ（登録商標）６６０人造ダイヤモンドの靭性指数Ｔｉよりも、ＭＢＧ（登録商標）６４０人造ダイヤモンドの靭性指数が大きい。すなわち、ＭＢＧ（登録商標）６６０人造ダイヤモンドは、ＭＢＧ（登録商標）６４０人造ダイヤモンドに比べて、投入量に対する残存量の割合がさらに大きい。
【００３５】
なお、図５の横軸に示されるメッシュの大きさとは、ダイアモンドの大きさを分類するために提供される、グリッド状を呈するデバイスのメッシュの大きさを示すものである。このデバイスは、例えば、当該デバイスのメッシュよりも小さな径を有するダイアモンドは当該デバイスを通過することが可能であるといった観点から、ダイアモンドの大きさを分類するものである。
【００３６】
図６は、人造ダイヤモンド粒子の靭性指数と形状との関係を示す。図６を参照すると、ＭＢＧ（登録商標）６４０人造ダイヤモンドに比べて、ＭＢＧ（登録商標）６６０人造ダイヤモンドが相対的にさらに強く、ＭＢＧ（登録商標）６６０人造ダイヤモンドに比べて、ＭＢＧ（登録商標）６４０人造ダイヤモンドが、相対的にさらに脆弱であることを確認することができる。
【００３７】
図７は、本発明の第１の実施形態のパッドコンディショナによる研磨速度と、別のパッドコンディショナによる研磨速度とを、比較したグラフであり、図８は、本発明の第１の実施形態におけるパッドコンディショナによる研磨工程の欠陥と、別のパッドコンディショナによる研磨工程の欠陥とを示すグラフである。
【００３８】
図７及び図８を参照すると、分類工程を経て、均一な大きさの人造ダイヤモンドで構成されたパッドコンディショナ（以下、分類パッドコンディショナ）は、既存のパッドコンディショナに比べて研磨速度が低下する。また、分類パッドコンディショナを使用する場合、ウェーハに生じる欠陥数は、既存のパッドコンディショナを使用する場合に比べて、同等あるいは僅かに多い。しかし、未分類の人造ダイヤモンド粒子及び分類された人造ダイヤモンド粒子から構成されたパッドコンディショナ（本発明のパッドコンディショナ）が使用される場合、研磨速度は、既存のパッドコンディショナが使用される場合と比較して、大きく差がなく、ウェーハに生じる欠陥数が大きく減ったことが確認される。これは、付加されるストレスや圧力が大きくて、人造ダイヤモンド粒子の破砕と脱落に脆弱なパッドコンディショナ１８０の外郭部である第２領域１８４を、相対的に強度が大きくて形状が均一である分類された人造ダイヤモンド粒子から構成するとともに、当該ストレスや圧力が小さくて、人造ダイヤモンド粒子の破砕及び脱落がほとんど発生しないパッドコンディショナ１８０の中央部である第１領域１８２を、パッドの粗度の確保が容易であり、例えばスラリの残存物である異物を容易に除去することができ、相対的に強度が小さく、形状にばらつきのある人造ダイヤモンド粒子で構成した結果である。したがって、本発明のパッドコンディショナ１８０は、研磨速度とウェーハ欠陥との両面で優れる特性を有する。
【００３９】
図９は、従来のパッドコンディショナにおける研磨パッドの磨耗速度と、本発明のパッドコンディショナにおける研磨パッドの摩耗速度とを、比較した図である。なお、本発明のパッドコンディショナについては、２回にわたって研磨パッドの摩耗速度を実験した。図９を参照すると、本発明のパッドコンディショナにおける研磨パッドの摩耗速度が、既存のパッドコンディショナにおける研磨パッドの磨耗速度に比べて、相対的に小さいことが分かる。このため、本発明のパッドコンディショナが使用される場合には、研磨パッドの使用時間が増え、ＣＭＰ装備の運用の面でも有利となる。
【００４０】
図１０は、本発明の第２の実施形態によるパッドコンディショナの表面を示す平面図であり、図１１は、本発明の第３の実施形態によるパッドコンディショナの表面を示す平面図である。第２の実施形態によるパッドコンディショナを構成する各人造ダイヤモンド粒子の特性は、上述した第１の実施形態におけるパッドコンディショナ１８０を構成する人造ダイヤモンド粒子と同一であるので、以下では、パッドコンディショナの具体的な構成上の差異のみを説明する。
【００４１】
図１０を参照すると、第２の実施形態のパッドコンディショナ２８０は、上述のした第１の実施形態におけるパッドコンディショナ１８０と同様に、相対的に形状にばらついたがあり、脆弱な強度を有する人造ダイヤモンド粒子から構成される第１領域２８２と、相対的に規則的な形状を呈し、強靭な強度を有する人造ダイヤモンド粒子から構成される第２領域２８６と、を有する。第１領域２８２と第２領域２８６との間には、相対的に中間程度の規則的な形状と強度を有する人造ダイヤモンド粒子で構成された第３領域２８４がさらに形成されている。このような構成を有するパッドコンディショナ２８０の場合も外郭側は相対的に規則的であり、強靭な人造ダイヤモンド粒子から構成されているので、粒子の破砕及び脱落に強く、内側には相対的にばらつきがあり、脆弱な人造ダイヤモンド粒子から構成されるので、研磨パッドの粗度の向上に寄与することができる。したがって、本パッドコンディショナ２８０の場合も上述したパッドコンディショナ１８０と同一又は類似の特性を有する。
【００４２】
図１１を参照すると、本発明の第３の実施形態によるパッドコンディショナ３８０Ｍも、上述したパッドコンディショナ１８０と同様に、第１領域３８２と第２領域３８４とに区分される。そして、第１領域３８２は、相対的に規則的な形状を呈し、強靭な強度を有する人造ダイヤモンド粒子で構成された部分３８２ａと、相対的にばらついた状態にあり、脆弱な強度を有する人造ダイヤモンド粒子で構成された部分３８２ｂとから構成される。そして、第１領域３８２において、脆弱な部分３８２ｂの総面積は、強靭な部分３８２ａの総面積に比べて、大きい。したがって、第１領域３８２の全体としては、脆弱な部分３８２ｂと同様の特性を示す。これと違い、第２領域３８４において、強靭な部分３８４ａの総面積は、脆弱な部分３８４ｂの総面積に比べて大きい。したがって、第２領域３８４の全体としては、強靭な部分３８４ａと同様の特性を示す。このように構成されたパッドコンディショナ３８０は、上述のパッドコンディショナ１８０と同一又は類似の特性を有する。
【００４３】
以上の詳細な説明は本発明を例示するものである。また上述の内容は本発明の望ましい実施形態を示して説明するものに過ぎず、本発明は、多様な組み合わせ、変更を可能とするとともに、多様な環境下で使用することができる。そして、本発明は、本明細書に開示された発明の概念の範囲内で、すなわち、以上に著わした開示内容と均等な範囲内及び／または当業界の技術または知識の範囲内で、変更または修正が可能である。上述の実施形態は、本発明を実施するにあたり、最善の状態を説明するものであり、本発明のような他の発明を利用するのに当業界で知られた他の状態への実施、そして、発明が具体的に適用される分野及び用途において要求される多様な変更も可能である。したがって、以上の本発明の詳細な説明は、開示された実施状態により本発明を制限するものではない。また、請求範囲は、他の実施状態も含むものと解釈されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】従来のパッドコンディショナの表面を示した平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態によるパッドコンディショナを利用した化学機械的研磨ＣＭＰ装置を示した斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態によるパッドコンディショナの表面を示した平面図である。
【図４】従来のパッドコンディショナを構成する人造ダイヤモンド粒子の形状の分布量と、本発明の第１の実施形態によるパッドコンディショナを構成する人造ダイヤモンドの粒子の形状の分布量とを比較したグラフである。
【図５】人造ダイヤモンドの靭性指数とメッシュの大きさとの間の関係を示すグラフである。
【図６】人造ダイヤモンドの靭性指数と形状との関係を示したグラフである。
【図７】本発明の第１の実施形態のパッドコンディショナによる研磨速度と、他のパッドコンディショナによる研磨速度とを比較したグラフである。
【図８】本発明の第１の実施形態によるパッドコンディショナと他のパッドコンディショナによる研磨工程の欠陥を示すグラフである。
【図９】従来のパッドコンディショナにおける研磨パッドの磨耗速度と、本発明のパッドコンディショナにおける研磨パッドの摩耗速度とを、比較した図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態によるパッドコンディショナの表面を示した平面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態によるパッドコンディショナの表面を示した平面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１００    化学機械的研磨装置、
１１０    ピボット、
１２０    プラテン、
１３０    研磨パッド、
１４０    ウェーハキャリア、
１５０    スラリ供給ノズル、
１６０    回転軸、
１７０    アーム、
１８０    パッドコンディショナ、
１８２    第１領域、
１８４    第２領域。
【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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