(57)【要約】【課題】  ＣＭＰにおいて研磨ヘッドのウェハ保持部の付着異物をほぼ完全に除去することにより、ウェハ歩留りの向上を図る。【解決手段】  ウェハを装着するウェハ保持具４と、ウェハに研磨スラリーを供給して研磨する研磨ユニットと、ウェハ保持具４にウェハの脱着が行われるウェハの入出ユニットと、ウェハ保持具４を洗浄する洗浄ユニット７とを備え、ウェハ保持具４は、ウェハの裏面に接触するウェハ接触面５とウェハの飛び出しを防ぐ支え部８とを有し、洗浄ユニット７は、ウェハ接触面５と支え部８に洗浄液を供給するノズル９を有し、ノズル９は、少なくとも２以上の異なる液体を供給できる複数の吐出口から構成されている。これにより、ウェハ保持具４の付着異物をほぼ完全に除去し、常にクリーンな状態に保たせることができる。【選択図】  図１
2006080138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハを装着するウェハ保持具と、前記ウェハに研磨スラリーを供給して研磨する研磨ユニットと、前記ウェハ保持具に対して前記ウェハの脱着が行われるウェハの入出ユニットと、前記ウェハ保持具を洗浄する洗浄ユニットとを備え、
前記ウェハ保持具は、前記ウェハの裏面に接触するウェハ接触面と前記ウェハの飛び出しを防ぐ支え部とを有し、
前記洗浄ユニットは、前記ウェハ接触面と前記支え部に洗浄液を供給するノズルを有し、前記ノズルは、少なくとも２以上の異なる液体を供給できる複数の吐出口から構成されていることを特徴とする半導体ウェハの研磨装置。
【請求項２】
ウェハを装着するウェハ保持具と、前記ウェハに研磨スラリーを供給して研磨する研磨ユニットと、前記ウェハ保持具に対して前記ウェハの脱着が行われるウェハの入出ユニットと、前記ウェハ保持具を洗浄する洗浄ユニットとを備え、
前記ウェハ保持具は、前記ウェハの裏面に接触するウェハ接触面と前記ウェハの飛び出しを防ぐ支え部とを有し、
前記洗浄ユニットは、前記ウェハ接触面と前記支え部に洗浄液を供給するノズルと、前記ウェハ接触面と前記支え部を物理的に洗浄する手段とを備えた半導体ウェハの研磨装置。
【請求項３】
前記洗浄ユニットは、前記ウェハの入出ユニット内に設置されている請求項１または２記載の半導体ウェハの研磨装置。
【請求項４】
前記洗浄液は、水および薬液である請求項１または２記載の半導体ウェハの研磨装置。
【請求項５】
前記洗浄液は、研磨スラリーとｐＨ領域が等しい、もしくは研磨スラリーと等しい値のｐＨ薬液である請求項１または２記載の半導体ウェハの研磨装置。
【請求項６】
前記ノズルは、前記ウェハ保持具のウェハ接触面において前記洗浄液を同心円状に供給する請求項１または２記載の半導体ウェハの研磨装置。
【請求項７】
前記洗浄ユニットの物理的に洗浄する手段は、超音波発振機構、ブラシ洗浄機構、高圧スプレー機構、またはメガソニック発振機構である請求項２記載の半導体ウェハの研磨装置。
【請求項８】
ウェハを装着するウェハ保持具が、ウェハの入出ユニット、研磨ユニット、洗浄ユニット間を移動し、前記半導体ウェハの研磨および前記ウェハ保持具の洗浄を行う半導体ウェハの研磨方法であって、
前記ウェハ入出ユニットにおいて、前記ウェハを前記ウェハ保持具に装着し、前記研磨ユニットへ導入する工程と、
前記研磨ユニットでウェハを研磨後、前記ウェハを前記ウェハ入出ユニットへ移動させ、前記ウェハを前記ウェハ保持具から取り外す工程と、
前記ウェハを取り外し後、前記ウェハ保持具を前記洗浄ユニットへ移動し、少なくとも２以上の異なる液体を供給して前記ウェハ保持具を洗浄する工程とを含む半導体ウェハの研磨方法。
【請求項９】
前記洗浄ユニットは、超音波発振機構、ブラシ洗浄機構、高圧スプレー機構、またはメガソニック発振機構によりウェハ保持具を洗浄する請求項８記載の半導体ウェハの研磨方法。
【請求項１０】
前記超音波発振機構の超音波、前記ブラシ洗浄機構のブラシ、前記高圧スプレー機構の高圧スプレー、または前記メガソニック発振機構のメガソニック振動による洗浄箇所は、それぞれ前記ウェハ保持具のウェハ接触面に対して同心円状に選択される請求項９記載の半導体ウェハの研磨方法。
【請求項１１】
前記洗浄工程は、ウェハを装着する直前、もしくはウェハを取り外した直後に実施される請求項８記載の半導体ウェハの研磨方法。
【請求項１２】
前記洗浄工程は、前記ウェハ保持具の装着または取り外しの回数またはウェハ研磨時間に応じて実施の回数を規定する請求項８の半導体ウェハの研磨方法。
【請求項１３】
前記洗浄工程は、研磨装置のアイドル時に洗浄を行う請求項８の半導体ウェハの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばシリコン半導体基板製造に際して行う化学機械研磨（ＣＭＰ）等の平坦化工程等において用いられる研磨装置に関し、特に半導体基板裏面に接触する研磨キャリアヘッドの洗浄装置および洗浄方法に係る半導体ウェハの研磨装置および研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン半導体基板などの平板状の被加工材の表面を平坦に加工する際、ＣＭＰ装置（Chemical Mechanical Polishing Machine）が使用されている。
【０００３】
図６に一般的なＣＭＰ装置の概略構成を示す。ＣＭＰ装置はウェハ研磨ユニット部２０及びウェハロード・アンロード（Ｌ／ＵＬ）ユニット部及び研磨ヘッド洗浄ユニット部７などから構成されている。研磨ヘッド４はウェハ非保持状態時にヘッド洗浄ユニット部７において洗浄される。被研磨材であるウェハ１はウェハＬ／ＵＬユニットにおいて研磨ヘッド４に装着及び取り外しが行われる。また、ウェハＬ／ＵＬユニットには研磨ヘッド４を洗浄するための洗浄ユニット部７が設けられている場合もある。ウェハ１を保持した研磨ヘッド４は各ユニット間を移動することが可能である。ウェハ研磨ユニット部２０において、被研磨材であるウェハ１を下面に保持した研磨ヘッド４は定盤（プラテン）２に対向してその上方に配置される。定盤２の上面には研磨布（研磨パッド）３が貼り付けられている。
【０００４】
上記のようなＣＭＰ装置では、定盤２を回転させた状態で、研磨布３の上にスラリー（研磨剤）供給ノズル６からスラリー（研磨剤）を供給するとともに、研磨ヘッド４を用いて、ウェハ１を回転させながら研磨布３に対して押し付けることによって、ウェハ１の表面が研磨される。研磨ヘッド４にはウェハ研磨中にウェハ１を飛び出させず研磨ヘッド４内に固定保持させるためにリテーナリング（ガイドリング）８が装着されている。リテーナリング８の材質はテフロン（登録商標）及びＰＰＳ等のエンジニアリングプラスチックが用いられる。リテーナリング８は研磨中に研磨布３に押し当てられた状態でウェハ研磨を行う場合がある。
【０００５】
ウェハ１を保持する研磨ヘッド４のウェハ接触面５はウェハ１裏面と接触しながら研磨が行われる。研磨ヘッド４のウェハ接触面５の材質は硬質材の場合と軟質材の場合がある。硬質材の場合はＳＵＳ材及びアルミナセラミックス等であり、トップリング等と呼ばれ真空吸着等によりウェハ１裏面をダイレクトに保持した状態でウェハ１表面の研磨が行われる。軟質材の場合はシリコンゴム膜及びネオプレンゴム膜等であり、メンブレン等と呼ばれるものやプラスチック薄膜にゴムを蒸着成長等させたバッキングパッド等と呼ばれるものがあり水張り吸着、真空吸着等によりウェハ１裏面を保持した状態でウェハ１表面の研磨が行われる。
【０００６】
さて、上記研磨ヘッド４にウェハ１を保持させ、スラリー（研磨剤）を供給しながら研磨布３上でウェハ研磨を繰り返し行うことに伴い、研磨ヘッド４のウェハ接触面５及びリテーナリング８に研磨屑（研磨生成物）やスラリー（研磨剤）に含まれる研磨砥粒等による微細なパーティクルが次第に付着していく。このため、研磨ヘッド４のウェハ接触面５の付着異物は研磨時にウェハ１裏面に転写され、ウェハ１裏面は過度に汚染されてしまう。この結果ＣＭＰ工程内では、ＣＭＰ後洗浄におけるウェハ１裏面のパーティクル除去能力（洗浄能力）が低下してしまう問題があった。また、ＣＭＰ後洗浄においてウェハ１裏面のパーティクルがウェハ１表面へ回り込んでウェハ１表面のパーティクル除去能力（洗浄能力）が低下してしまう問題があった。また、ウェハ１裏面に付着異物を挟んだ状態でウェハ１研磨を行った場合、ウェハ１表面に付着異物を挟んだ箇所のみ異常研磨（ブルズアイ）が生じる問題があった。また、リテーナリング８の付着異物は研磨時に研磨布３上に落下し、ウェハ１表面にスクラッチを発生させてしまう原因となっていた。上記不具合を解決するため、研磨ヘッド４のウェハ接触面５及びリテーナリング８を洗浄し、常にクリーンな状態にする必要がある。
【０００７】
図７に従来の研磨ヘッド洗浄機構を示す。研磨ヘッド４の洗浄方法は研磨ヘッド４のウェハ接触面５及びリテーナリング８をＤＩＷ(脱イオン水)に浸す、もしくはＤＩＷシャワーをかける等を行っているが、付着した異物に対する除去効果は低かった。２５はＤＩＷラインである。したがって研磨ヘッド４の追加洗浄、またはＣＭＰ装置から研磨ヘッド４を取り外して研磨ヘッド４のウェハ保持部及びリテーナリング８等の清掃及び交換によるメンテナンス対応を行うことで装置稼動率を下げてしまっていた。
【特許文献１】特開平１１−３２０３８５号公報（特願平１０−１３０９１７）
【特許文献２】特開２０００−２６３４２０号公報（特願平１１−７３１４３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来技術では研磨ヘッドのウェハ接触面及びリテーナリングに付着した研磨屑（研磨生成物）やスラリー（研磨剤）に含まれる研磨砥粒等の付着異物を完全に除去できず、その付着異物がウェハ裏面に転写され汚染されることとなり、ＣＭＰ後洗浄におけるウェハ裏面のパーティクル除去能力（洗浄能力）を低下させる懸念がある。また、ＣＭＰ後洗浄において両面ブラシ洗浄を行った場合、剥離したウェハ裏面のパーティクルがウェハ表面へ回り込んでウェハ表面のパーティクル除去能力（洗浄能力）を低下させる懸念がある。また、ウェハ裏面に付着異物を挟んだ状態でウェハ研磨を行った場合、ウェハ表面に付着異物を挟んだ箇所のみ異常研磨（ブルズアイ）を生じさせる懸念がある。また、リテーナリングの付着異物は研磨時に研磨布上に落下し、ウェハ表面にスクラッチを発生させてしまう懸念がある。また、ＣＭＰ工程後のウェハ裏面にパーティクルが残留した場合、ＣＭＰ後工程におけるリソグラフィでのフォーカスぼけを誘発する懸念がある。また、ＣＭＰ次工程での半導体製造装置に対してパーティクルクロスコンタミを生じさせてしまう懸念がある。上記問題により、配線間のリークや配線間のショートといったデバイス不良が発生する。
【０００９】
近年のＬＳＩ超微細化に伴い従来は許容されていたような上記ウェハ裏面パーティクルに起因する問題が無視できなくなってきている。
【００１０】
したがって、この発明の目的は、従来のＣＭＰ装置のウェハを保持する部分の洗浄機構、洗浄方法についての問題点に鑑み成されたもので、ＣＭＰにおいて研磨ヘッドのウェハ保持部（ウェハ接触面及びリテーナリング）の付着異物をほぼ完全に除去し、常にクリーンな状態に保たせるための洗浄機構を備えることを特徴とし、ヘッドのウェハ保持部の洗浄を効果的に行うことが可能な半導体ウェハの研磨装置および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】
【００１１】
上記課題を解決するためにこの発明の請求項１記載の半導体ウェハの研磨装置は、ウェハを保持するウェハ保持具と、前記ウェハに研磨スラリーを供給して研磨する研磨ユニットと、前記ウェハ保持具に対して前記ウェハの脱着が行われるウェハの入出ユニットと、前記ウェハ保持具を洗浄する洗浄ユニットとを備え、前記ウェハ保持具は、前記ウェハの裏面に接触するウェハ接触面と前記ウェハの飛び出しを防ぐ支え部とを有し、前記洗浄ユニットは、前記ウェハ接触面と前記支え部に洗浄液を供給するノズルを有し、前記ノズルは、少なくとも２以上の異なる液体を供給できる複数の吐出口から構成されている。
【００１２】
請求項２記載の半導体ウェハの研磨装置は、ウェハを装着するウェハ保持具と、前記ウェハに研磨スラリーを供給して研磨する研磨ユニットと、前記ウェハ保持具に対して前記ウェハの脱着が行われるウェハの入出ユニットと、前記ウェハ保持具を洗浄する洗浄ユニットとを備え、前記ウェハ保持具は、前記ウェハの裏面に接触するウェハ接触面と前記ウェハの飛び出しを防ぐ支え部とを有し、前記洗浄ユニットは、前記ウェハ接触面と前記支え部に洗浄液を供給するノズルと、前記ウェハ接触面と前記支え部を物理的に洗浄する手段とを備えている。
【００１３】
請求項３記載の半導体ウェハの研磨装置は、請求項１または２記載の半導体ウェハの研磨装置において、前記洗浄ユニットは、前記ウェハの入出ユニット内に設置されている。
【００１４】
請求項４記載の半導体ウェハの研磨装置は、請求項１または２記載の半導体ウェハの研磨装置において、前記洗浄液は、水および薬液である。
【００１５】
請求項５記載の半導体ウェハの研磨装置は、請求項１または２記載の半導体ウェハの研磨装置において、前記洗浄液は、研磨スラリーとｐＨ領域が等しい、もしくは研磨スラリーと等しい値のｐＨ薬液である。
【００１６】
請求項６記載の半導体ウェハの研磨装置は、請求項１または２記載の半導体ウェハの研磨装置において、前記ノズルは、前記ウェハ保持具のウェハ接触面において前記洗浄液を同心円状に供給する。
【００１７】
請求項７記載の半導体ウェハの研磨装置は、請求項２記載の半導体ウェハの研磨装置において、前記洗浄ユニットの物理的に洗浄する手段は、超音波発振機構、ブラシ洗浄機構、高圧スプレー機構、またはメガソニック発振機構である。
【００１８】
請求項８記載の半導体ウェハの研磨方法は、ウェハを装着するウェハ保持具が、ウェハの入出ユニット、研磨ユニット、洗浄ユニット間を移動し、前記半導体ウェハの研磨および前記ウェハ保持具の洗浄を行う半導体ウェハの研磨方法であって、前記ウェハ入出ユニットにおいて、前記ウェハを前記ウェハ保持具に装着し、前記研磨ユニットへ導入する工程と、前記研磨ユニットでウェハを研磨後、前記ウェハを前記ウェハ入出ユニットへ移動させ、前記ウェハを前記ウェハ保持具から取り外す工程と、前記ウェハを取り外し後、前記ウェハ保持具を前記洗浄ユニットへ移動し、少なくとも２以上の異なる液体を供給して前記ウェハ保持具を洗浄する工程とを含む。
【００１９】
請求項９記載の半導体ウェハの研磨方法は、請求項８記載の半導体ウェハの研磨方法において、前記洗浄ユニットは、超音波発振機構、ブラシ洗浄機構、高圧スプレー機構、またはメガソニック発振機構によりウェハ保持具を洗浄する。
【００２０】
請求項１０記載の半導体ウェハの研磨方法は、請求項９記載の半導体ウェハの研磨方法において、前記超音波発振機構の超音波、前記ブラシ洗浄機構のブラシ、前記高圧スプレー機構の高圧スプレー、または前記メガソニック発振機構のメガソニック振動による洗浄箇所は、それぞれ前記ウェハ保持具のウェハ接触面に対して同心円状に選択される。
【００２１】
請求項１１記載の半導体ウェハの研磨方法は、請求項８記載の半導体ウェハの研磨方法において、前記洗浄工程は、ウェハを装着する直前、もしくはウェハを取り外した直後に実施される。
【００２２】
請求項１２記載の半導体ウェハの研磨方法は、請求項８の半導体ウェハの研磨方法において、前記洗浄工程は、前記ウェハ保持具の装着または取り外しの回数またはウェハ研磨時間に応じて実施の回数を規定する。
【００２３】
請求項１３記載の半導体ウェハの研磨方法は、請求項８の半導体ウェハの研磨方法において、前記洗浄工程は、研磨装置のアイドル時に洗浄を行う。
【発明の効果】
【００２４】
この発明の請求項１記載の半導体ウェハの研磨装置によれば、洗浄ユニットは、ウェハ接触面と支え部に洗浄液を供給するノズルを有し、ノズルは、少なくとも２以上の異なる液体を供給できる複数の吐出口から構成されているので、洗浄ユニットにおいて化学洗浄（薬液洗浄）機構を備えることができ、ウェハ保持具の付着異物をほぼ完全に除去し、常にクリーンな状態に保たせることができる。
【００２５】
これにより、ウェハ裏面の洗浄能力向上を行うことが可能となり、ウェハ裏面パーティクルの残留及び裏面パーティクル起因の表面パーティクル残留を減少させることにより、リソグラフィでのフォーカスぼけ及び異常研磨及びスクラッチの発生を防止し、その効果として配線間のリークや配線間のショートといったデバイス不良を防止し、ウェハ歩留まりを向上させる。また、ＣＭＰ次工程装置へのパーティクルクロスコンタミを防止する。また、ＣＭＰ後洗浄プロセス及び後工程における洗浄プロセスの省略、負担を低減させることにより洗浄コストを低減させＣｏＯの低減が図れる。また、研磨ヘッドメンテナンスの長期化、研磨ヘッド消耗材の長寿命化によるＣｏＯの低減が図れる。また、研磨ヘッドメンテナンス作業の省略化によりＣｏＯの低減が図れる。
【００２６】
この発明の請求項２記載の半導体ウェハの研磨装置によれば、洗浄ユニットは、ウェハ接触面と支え部に洗浄液を供給するノズルと、ウェハ接触面と支え部を物理的に洗浄する手段とを備えているので、洗浄ユニットにおいて化学洗浄（薬液洗浄）機構及び物理洗浄（超音波洗浄、ブラシ洗浄等）を備えることができ、ウェハ保持具の付着異物をほぼ完全に除去し、常にクリーンな状態に保たせることができる。これにより、請求項１と同様の効果が得られる。
【００２７】
請求項３では、請求項１または２記載の半導体ウェハの研磨装置において、洗浄ユニットは、ウェハの入出ユニット内に設置されていることが好ましい。
【００２８】
請求項４では、請求項１または２記載の半導体ウェハの研磨装置において、洗浄液は、水および薬液であることが好ましい。
【００２９】
請求項５では、請求項１または２記載の半導体ウェハの研磨装置において、洗浄液は、研磨スラリーとｐＨ領域が等しい、もしくは研磨スラリーと等しい値のｐＨ薬液であることが好ましい。
【００３０】
請求項６では、請求項１または２記載の半導体ウェハの研磨装置において、ノズルは、ウェハ保持具のウェハ接触面において洗浄液を同心円状に供給することが好ましい。
【００３１】
請求項７では、請求項２記載の半導体ウェハの研磨装置において、洗浄ユニットの物理的に洗浄する手段は、超音波発振機構、ブラシ洗浄機構、高圧スプレー機構、またはメガソニック発振機構であることが好ましい。
【００３２】
この発明の請求項８記載の半導体ウェハの研磨方法によれば、ウェハ入出ユニットにおいて、ウェハをウェハ保持具に装着し、研磨ユニットへ導入する工程と、研磨ユニットでウェハを研磨後、ウェハをウェハ入出ユニットへ移動させ、ウェハをウェハ保持具から取り外す工程と、ウェハを取り外し後、ウェハ保持具を洗浄ユニットへ移動し、少なくとも２以上の異なる液体を供給してウェハ保持具を洗浄する工程とを含むので、ウェハ保持具の付着異物をほぼ完全に除去し、常にクリーンな状態に保たせることができる。これにより、請求項１と同様の効果が得られる。
【００３３】
請求項９では、請求項８記載の半導体ウェハの研磨方法において、洗浄ユニットは、超音波発振機構、ブラシ洗浄機構、高圧スプレー機構、またはメガソニック発振機構によりウェハ保持具を洗浄することが好ましい。
【００３４】
請求項１０では、請求項９記載の半導体ウェハの研磨方法において、超音波発振機構の超音波、ブラシ洗浄機構のブラシ、高圧スプレー機構の高圧スプレー、またはメガソニック発振機構のメガソニック振動による洗浄箇所は、それぞれ前記ウェハ保持具のウェハ接触面に対して同心円状に選択されることが好ましい。
【００３５】
請求項１１では、請求項８記載の半導体ウェハの研磨方法において、洗浄工程は、ウェハを装着する直前、もしくはウェハを取り外した直後に実施することが好ましい。このようにウェハ保持具の洗浄を行うタイミングとして、ウェハロード直前もしくはウェハアンロード直後毎に行うことができる。
【００３６】
請求項１２では、請求項８の半導体ウェハの研磨方法において、洗浄工程は、ウェハ保持具の装着または取り外しの回数またはウェハ研磨時間に応じて実施の回数を規定することが好ましい。このようにウェハ保持具の洗浄を行うタイミングとして、ウェハロードもしくはウェハアンロードの回数及び研磨時間に応じて行うこともできる。
【００３７】
請求項１３では、請求項８の半導体ウェハの研磨方法において、洗浄工程は、研磨装置のアイドル時に洗浄を行うことが好ましい。このようにウェハ保持具の洗浄を行うタイミングとして、装置アイドル時に定期的に行うこともできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明に基づく研磨装置における研磨ヘッド洗浄ユニット部の概略構成を示す実施形態について説明する。
【００３９】
この発明の第１の実施の形態を図１に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施形態における研磨ヘッド洗浄ユニット部の概略構成図であり、従来の研磨ヘッド洗浄機構に薬液供給機構を新たに設けたものである。
【００４０】
図６と同様に、ウェハ１を装着し各ユニット間を移動するウェハ保持具（研磨ヘッド）４と、ウェハ１に研磨スラリーを供給して研磨する研磨ユニット（ウェハ研磨部）２０と、研磨ヘッド４に対してウェハ１の脱着が行われるウェハの入出ユニットと、研磨ヘッド４を洗浄する洗浄ユニット７とを備えている。図１に示すように、研磨ヘッド４は、ウェハ１の裏面に接触するウェハ接触面５とウェハ１の飛び出しを防ぐ支え部（リテーナリング）８とを有する。洗浄ユニット７は、ウェハ接触面５とリテーナリング８に洗浄液を供給するノズル（散布ノズル）９とを有する。散布ノズル９は、少なくとも２以上の異なる液体を供給できる複数の吐出口から構成されている。この場合、散布ノズル９は洗浄ユニット７に任意の位置に固定できるように移動自在に設置され、洗浄ユニット７を介してＤＩＷライン２５と薬液ライン２６に連通するように構成されている。また、洗浄ユニット７は、ウェハの入出ユニット内に設置されている。
【００４１】
次に上記研磨装置における研磨ヘッド洗浄方法について説明する。
【００４２】
研磨ヘッド４はウェハロード前もしくはウェハアンロード後に研磨ヘッド洗浄ユニット７に移動する。この場合、ウェハ入出ユニットにおいて、ウェハ１を研磨ヘッド４に装着し、研磨ユニット２０へ導入する。研磨ユニット２０でウェハを研磨後、ウェハ１をウェハ入出ユニットへ移動させ、ウェハ１を研磨ヘッド４から取り外す。ウェハ１を取り外し後、研磨ヘッド４を洗浄ユニット７へ移動する。その後、研磨ヘッド４を下降する、もしくは研磨ヘッド洗浄ユニット７を上昇させて研磨ヘッド４の下面を研磨ヘッド洗浄ユニット７が覆うようにする。次に研磨ヘッド４を回転させながら研磨ヘッド４直下の研磨ヘッド洗浄ユニット７の散布ノズル９からＤＩＷ及び薬液を研磨ヘッド４下面に供給することにより研磨ヘッド４下面の洗浄を行う。
【００４３】
研磨ヘッド４の回転数及びＤＩＷ及び薬液を供給するタイミング及び洗浄時間はＣＭＰ装置の研磨レシピ等と同様に任意に組むことが可能である。また、研磨ヘッド洗浄ユニット７の散布ノズル９は任意の位置にセッテイングすることが可能であるため研磨ヘッド４下面を同心円状に場所を選択して洗浄することが可能である。また、研磨ヘッド洗浄ユニット７内に薬液を張ることにより研磨ヘッド４を薬液の中に浸すことによる薬液洗浄も可能である。洗浄に用いる薬液は研磨スラリーと同じｐＨ領域もしくは同じｐＨのものを使用することが好ましい。洗浄後は研磨ヘッド４を上昇する、もしくは洗浄ユニット７を下降させて研磨ヘッド４はウェハロード前もしくはウェハアンロード後の待機状態となる。以上の洗浄工程により、研磨ヘッド４下面の付着異物は除去される。
【００４４】
この発明の第２の実施の形態を図２に基づいて説明する。図２は本発明の第２の実施形態における研磨ヘッド洗浄ユニット部の概略構成図であり、従来の研磨ヘッド洗浄機構にブラシ１０による洗浄機構を新たに設けたものである。
【００４５】
第１の実施形態において、洗浄ユニット７は、ウェハ接触面５とリテーナリング８を物理的に洗浄する手段としてブラシ１０を備えている。ブラシ１０は任意の位置に固定できる。その他の構成は第１の実施形態と同様であり、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００４６】
研磨ヘッド洗浄方法については、第１の実施形態と同様に研磨ヘッド４はウェハロード前もしくはウェハアンロード後に研磨ヘッド洗浄ユニット７に移動する。その後、研磨ヘッド４を下降する、もしくは研磨ヘッド洗浄ユニット７を上昇させて研磨ヘッド４の下面にブラシ１０が接触する位置にし、研磨ヘッド洗浄ユニット７が覆うようにする。次に研磨ヘッド４を回転させながらブラシにＤＩＷを供給し研磨ヘッド４下面の洗浄を行う。図３同様ＤＩＷに加えて薬液を供給することも可能である。研磨ヘッド４の回転数及びＤＩＷ及び薬液を供給するタイミング及び洗浄時間はＣＭＰ装置の研磨レシピ等と同様に任意に組むことが可能である。また、研磨ヘッド洗浄ユニット７の散布ノズル９及びブラシ１０は任意の位置にセッテイングすることが可能であるため研磨ヘッド４下面を同心円状に場所を選択して洗浄することが可能である。また、研磨ヘッド洗浄ユニット７内にＤＩＷ及び薬液を張ることにより研磨ヘッド４を薬液の中に浸した状態でのブラシ洗浄も可能である。洗浄に用いる薬液は研磨スラリーと同じｐＨ領域もしくは同じｐＨのものを使用することが好ましい。洗浄後は研磨ヘッド４を上昇する、もしくは洗浄ユニット７を下降させて研磨ヘッド４はウェハロード前もしくはウェハアンロード後の待機状態となる。以上の洗浄工程により、研磨ヘッド下面の付着異物は除去される。
【００４７】
この発明の第３の実施の形態を図３に基づいて説明する。図３は本発明の第３の実施形態における研磨ヘッド洗浄ユニット部の概略構成図であり、従来の研磨ヘッド洗浄機構に超音波洗浄機構（超音波発振機構）を新たに設けたものである。
【００４８】
第１の実施形態において、洗浄ユニット７は、ウェハ接触面５とリテーナリング８を物理的に洗浄する手段として超音波発振機構を備えている。超音波発振機構は、洗浄ユニット７内に配置された超音波振動子１１とこれに接続された発振器１２とからなる。図１同様ＤＩＷに加えて薬液を供給することも可能である。その他の構成は第１の実施形態と同様であり、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００４９】
研磨ヘッド洗浄方法については、まず、研磨ヘッド洗浄ユニット７内にＤＩＷもしくは薬液を張る。第１の実施形態と同様に研磨ヘッド４はウェハロード前もしくはウェハアンロード後に研磨ヘッド洗浄ユニット７に移動する。その後、研磨ヘッド４を下降する、もしくは研磨ヘッド洗浄ユニット７を上昇させて研磨ヘッド４の下面が研磨ヘッド洗浄ユニット７内のＤＩＷもしくは薬液に浸る位置にし、研磨ヘッド洗浄ユニット７が覆うようにして発振器１２により超音波振動子１１を振動させて超音波洗浄を行う。研磨ヘッド４の洗浄時間はＣＭＰ装置の研磨レシピ等と同様に任意に組むことが可能である。洗浄に用いる薬液は研磨スラリーと同じｐＨ領域もしくは同じｐＨのものを使用することが好ましい。洗浄後は研磨ヘッド４を上昇する、もしくは洗浄ユニット７を下降させて研磨ヘッド４はウェハロード前もしくはウェハアンロード後の待機状態となる。以上の洗浄工程により、研磨ヘッド下面の付着異物は除去される。
【００５０】
この発明の第４の実施の形態を図４に基づいて説明する。図４は本発明の第４の実施形態における研磨ヘッド洗浄ユニット部の概略構成図であり、従来の研磨ヘッド洗浄機構にメガソニック（超音波振動）による洗浄機構（メガソニック発振機構）を新たに設けたものである。
【００５１】
第１の実施形態において、洗浄ユニット７は、ウェハ接触面５とリテーナリング８を物理的に洗浄する手段としてメガソニック発振機構を備えている。メガソニック発振機構は、洗浄ユニット７内に配置されたメガソニックノズル１３とこれに接続された発振器１２とを備えている。メガソニックノズル１３は任意の位置に固定できる。その他の構成は第１の実施形態と同様であり、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００５２】
研磨ヘッド洗浄方法については、第１の実施形態と同様に研磨ヘッド４はウェハロード前もしくはウェハアンロード後に研磨ヘッド洗浄ユニット７に移動する。その後、研磨ヘッド４を下降する、もしくは研磨ヘッド洗浄ユニット７を上昇させて研磨ヘッド４の下面を研磨ヘッド洗浄ユニット７が覆うようにする。次に研磨ヘッド４を回転させながらメガソニックノズル１３にＤＩＷを供給しメガソニックノズル１３内の超音波振動子を発振させ研磨ヘッド４下面の洗浄を行う。図１同様ＤＩＷに加えて薬液を供給することも可能である。研磨ヘッド４の回転数及びＤＩＷ及び薬液を供給するタイミング及び洗浄時間はＣＭＰ装置の研磨レシピ等と同様に任意に組むことが可能である。また、研磨ヘッド洗浄ユニット７のメガソニックノズル１３は任意の位置にセッテイングすることが可能であるため研磨ヘッド４下面を同心円状に場所を選択して洗浄することが可能である。また、研磨ヘッド洗浄ユニット７内にＤＩＷ及び薬液を張ることにより研磨ヘッド４を薬液の中に浸した状態でのメガソニック洗浄も可能である。洗浄に用いる薬液は研磨スラリーと同じｐＨ領域もしくは同じｐＨのものを使用することが好ましい。洗浄後は研磨ヘッド４を上昇する、もしくは洗浄ユニット７を下降させて研磨ヘッド４はウェハロード前もしくはウェハアンロード後の待機状態となる。以上の洗浄工程により、研磨ヘッド下面の付着異物は除去される。
【００５３】
この発明の第５の実施の形態を図５に基づいて説明する。図５は本発明の第５の実施形態における研磨ヘッド洗浄ユニット部の概略構成図であり、従来の研磨ヘッド洗浄機構に高圧スプレーによる洗浄機構（高圧スプレー機構）を新た設けたものである。
【００５４】
第１の実施形態において、洗浄ユニット７は、ウェハ接触面５とリテーナリング８を物理的に洗浄する手段として高圧スプレー機構を備えている。高圧スプレー機構は、ＤＩＷライン２５と薬液ライン２６に接続された高圧ポンプ１４からなる。
【００５５】
研磨ヘッド洗浄方法については、第１の実施形態と同様に研磨ヘッド４はウェハロード前もしくはウェハアンロード後に研磨ヘッド洗浄ユニット７に移動する。その後、研磨ヘッド４を下降する、もしくは研磨ヘッド洗浄ユニット７を上昇させて研磨ヘッド４の下面を研磨ヘッド洗浄ユニット７が覆うようにする。次に研磨ヘッド４を回転させながら散布ノズル９に高圧ポンプ１４を通したＤＩＷを供給し研磨ヘッド４下面の洗浄を行う。図１同様ＤＩＷに加えて薬液を供給することも可能である。研磨ヘッド４の回転数及びＤＩＷ及び薬液を供給するタイミング及び洗浄時間はＣＭＰ装置の研磨レシピ等と同様に任意に組むことが可能である。また、研磨ヘッド洗浄ユニット７の散布ノズル９は任意の位置にセッテイングすることが可能であるため研磨ヘッド４下面を同心円状に場所を選択して洗浄することが可能である。また、研磨ヘッド洗浄ユニット７内にＤＩＷ及び薬液を張ることにより研磨ヘッド４を薬液の中に浸した状態での高圧スプレー洗浄も可能である。洗浄に用いる薬液は研磨スラリーと同じｐＨ領域もしくは同じｐＨのものを使用することが好ましい。洗浄後は研磨ヘッド４を上昇する、もしくは洗浄ユニット７を下降させて研磨ヘッド４はウェハロード前もしくはウェハアンロード後の待機状態となる。以上の洗浄工程により、研磨ヘッド下面の付着異物は除去される。
【００５６】
以上のように本実施形態によれば、ウェハを保持する部分の付着異物をほぼ完全に除去し、常にクリーンな状態に保たせることができる。これにより、ウェハ裏面の洗浄能力向上を行うことが可能となり、ウェハ裏面パーティクルの残留及び裏面パーティクル起因の表面パーティクル残留を減少させることにより、リソグラフィでのフォーカスぼけ及び異常研磨及びスクラッチの発生を防止し、その効果として配線間のリークや配線間のショートといったデバイス不良を防止し、ウェハ歩留まりを向上させる。また、ＣＭＰ次工程装置へのパーティクルクロスコンタミを防止する。また、ＣＭＰ後洗浄プロセス及び後工程における洗浄プロセスの省略、負担を低減させることにより洗浄コストを低減させＣｏＯの低減が図れる。また、研磨ヘッドメンテナンスの長期化、研磨ヘッド消耗材の長寿命化によるＣｏＯの低減が図れる。また、研磨ヘッドメンテナンス作業の省略化によりＣｏＯの低減が図れる。なお、洗浄工程は、研磨ヘッドの装着または取り外しの回数またはウェハ研磨時間に応じて実施の回数を規定する、または研磨装置のアイドル時に洗浄を行うようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明に係る研磨装置および研磨方法は、ウェハを保持する部分の付着異物をほぼ完全に除去し、常にクリーンな状態に保たせることができ、研磨キャリアヘッドの洗浄に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１の実施形態における研磨ヘッド洗浄ユニット部の概略構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態における研磨ヘッド洗浄ユニット部の概略構成図である。
【図３】本発明の第３の実施形態における研磨ヘッド洗浄ユニット部の概略構成図である。
【図４】本発明の第４の実施形態における研磨ヘッド洗浄ユニット部の概略構成図である。
【図５】本発明の第５の実施形態における研磨ヘッド洗浄ユニット部の概略構成図である。
【図６】一般的なＣＭＰ装置概略構成図である。
【図７】従来の研磨ヘッド洗浄機構図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  被研磨材（ウェハ）
２  定盤（プラテン）
３  研磨布（研磨パッド）
４  研磨ヘッド
５  ウェハ保持パッド等（ウェハ裏面の接触面）
６  スラリーノズル
７  ウェハＬ／ＵＬ及び研磨ヘッド洗浄ユニット
８  リテーナリング（ガイドリング）
９  散布ノズル
１０  ブラシ
１１  超音波振動子
１２  発振器
１３  メガソニックノズル（超音波振動ノズル）
１４  高圧ポンプ
【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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