(57)【要約】  【課題】低いコストで研磨パッドの表面状態を調整する。  【解決手段】研磨パッドを用いて所望の基板を研磨するに先がけて、研磨パッドをＳｉ、Ｃ、およびＯのいずれとも異なる元素の質量分率が、１．０（質量％）未満であるＳｉＣ基板を用いて摺動させて、研磨パッドの表面状態を調整する。【選択図】図４
2006095637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨パッドを用いて所望の基板を研磨する際に、予め、前記研磨パッドに対して摺動させて前記研磨パッドの表面状態を調整する専用基板であって、
Ｓｉ、Ｃ、およびＯのいずれとも異なる元素の質量分率が、１．０（質量％）未満であることを特徴とする研磨パッド処理用ＳｉＣ基板。
【請求項２】
研磨パッドを用いて所望の基板を研磨する際に、予め、前記研磨パッドに対して摺動させて前記研磨パッドの表面状態を調整する専用基板であって、
Ｓｉ、Ｃ、およびＯのいずれとも異なる元素の質量分率が、１．０（質量ｐｐｍ）未満であることを特徴とする研磨パッド処理用ＳｉＣ基板。
【請求項３】
密度が２．９（ｇ／ｃｍ３）以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の研磨パッド処理用ＳｉＣ基板。
【請求項４】
ＣＶＤ法によって成長されたＳｉＣ結晶からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の研磨パッド処理用ＳｉＣ基板。
【請求項５】
結晶系３ＣのＳｉＣ結晶からなり、かつ、表面が（１１１）配向面であることを特徴とする請求項４に記載の研磨パッド処理用ＳｉＣ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨パッドを用いて所望の基板を研磨する際、予め、研磨パッドに対して専用基板を摺動させて研磨パッドの表面状態を調整する際に専用基板として用いる研磨パッド処理用ＳｉＣ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン半導体微細加工技術の進展によるＬＳＩデザインルールの縮小化に伴い、半導体チップ内に集積される素子数は増加を続けており、素子を接続する配線のさらなる高密度化が進んでいる。それに伴い、チップ内配線の狭ピッチ化、かつ多層配線化はさらに進展し、半導体デバイス表面を高精度に平坦化するための、いわゆるＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学的機械研磨）の重要度はさらに増してきている。
【０００３】
ＣＭＰは、機械的研磨作用に化学的研磨作用を重畳して働かせることにより、研磨速度の確保と、被研磨材の欠陥（研磨による欠陥）の低減の両立を可能とした研磨方法である。ＣＭＰは、例えばシリカなどの砥粒と、水素イオン指数（ｐＨ値）が調整された研磨液であるスラリーと、ポリウレタン樹脂等からなる研磨パッドが用いられる。
例えば、半導体デバイス作製用の材料基板の研磨時には、スラリーを研磨パッド表面に流布しながら、この材料基板を研磨パッドに当接させて、材料基板と研磨パッドとを相対回転させて材料基板に対して研磨パッドを摺動させることによって材料基板の研磨を行なっている。
【０００４】
このようなＣＭＰ装置による材料基板の研磨では、研磨パッドの表面状態は特に重要である。例えば、研磨パッド表面の平坦性が悪く、研磨パッド表面の凹凸が大きい場合（特に、大きな凸部が存在している場合）など、研磨速度が不安定になるとともに、材料基板の表面にスクラッチ傷が発生するといった問題を生じる。また、研磨パッド表面にスラリーや砥粒が一様かつ充分に行き渡っていない状態で材料基板の研磨を始めると、材料基板の研磨の度合い（被研磨表面の磨耗量）に面内分布が生じる。
ＣＭＰ装置による研磨では、材料基板の研磨を開始する段階で、例えば、研磨パッド表面に砥粒やスラリーが一様に充分行き渡り、かつ、研磨パッド表面に余分な凹凸が存在しない（除去されている）など、研磨パッド表面が材料基板の研磨条件に充分馴染んで安定した状態になっている必要がある。
研磨パッド表面が、材料基板の研磨条件に充分馴染んで安定した状態とは、材料基板の研磨において、安定した研磨レートで材料基板が研磨される状態であり、例えば、研磨パッド表面に砥粒やスラリーが一様に充分行き渡り、かつ、研磨パッドの余分な凹凸が除去された状態のことを指す。
【０００５】
従来から、ＣＭＰ装置では、研磨パッド表面を安定した状態とするために、例えば材料基板の研磨に先がけて、研磨パッドの表面状態の調整が行なわれていた。下記特許文献１には、使用する研磨パッドを張り替えた後の研磨パッド表面、または研磨パッドを用いて材料基板を研磨した後の研磨パッド表面を、平坦に整えるために用いるシーズニングリングが開示されている。特許文献１に記載のシーズニングリングは、例えば、中央部に略４つ葉型の孔が形成された基板（シーズニングリング）を研磨パッドに摺動させている。特許文献１では、このような形状のシーズニングリングを用いることで、一般的な形状であるドーナツ型のシーズニングリングを用いた場合に比べて、より平坦に研磨パッドを慣らすことを可能としている。従来のシーズニングリングは、このように、実際に研磨する材料基板と異なる形状で、かつ、材料基板と異なる材料（例えばＳＵＳ《ステンレス鋼》など）で構成されていた。このように、材料基板と異なる形状および材料のシーズニングリングを用いて研磨パッドを摺動しただけでは、研磨パッド表面は、材料基板の研磨条件に充分馴染んで安定した状態にはならない。そのため、従来から、材料基板に先駆けて、材料基板の研磨条件と同じ研磨条件（たとえば、同一スラリー、砥粒、研磨荷重、テーブル回転数、ヘッド回転数、スラリー供給方法など）で、材料基板と同材料からなる予備研磨基板を研磨（予備研磨）することで、研磨パッドの表面状態を調整していた。このように、予備研磨を行なうことで、材料基板の研磨に先がけて、研磨パッドの表面状態を安定な状態に調整していた。
【特許文献１】特開平１０−１８０６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、シリコン（Ｓｉ）ウエハ表面にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）が成膜されたシリコン酸化膜ウエハを材料基板（本研磨ウエハ）として、表面のシリコン酸化膜を研磨する場合、従来では、予備研磨のために、ダミー用のシリコンウエハ表面にシリコン酸化膜を成膜してダミー用のシリコン酸化膜ウエハ（予備研磨ウエハ）を作製していた。そして、本研磨ウエハの研磨に先がけて、この予備研磨ウエハのシリコン酸化膜表面を、本研磨ウエハの研磨の際に用いる研磨パッドと同一の研磨パッドを用いて研磨する予備研磨を行なうことで、研磨パッドの表面状態を調整していた。
【０００７】
このように、研磨パッドの表面状態の調整のために、本研磨ウエハと同様のシリコン酸化膜である予備研磨ウエハのシリコン酸化膜の予備研磨を行なった場合、予備研磨ウエハの酸化膜は、この予備研磨において、製品と同様の比較的高い研磨レートで研磨される。
予備研磨を実施することで研磨パッドの表面状態を調整する従来の方法では、このように、１回の予備研磨におけるシリコン酸化膜の磨耗量が比較的大きく、同一の予備研磨ウエハを用いて複数回繰り返し予備研磨を行なうと、比較的少ない予備研磨の回数で予備研磨ウエハ表面のシリコン酸化膜は消失してしまう。
このように、研磨パッドの表面状態の調整のために、予備研磨を行う場合（予備研磨ウエハを研磨する場合）、一枚の予備研磨ウエハを用いて行なうことができる予備研磨の回数は比較的少ない。
【０００８】
大量の本研磨ウエハを順次研磨処理する場合など、研磨パッドを安定した状態とするためには、頻繁に研磨パッドの表面状態の調整を行なう必要がある。しかし、研磨パッドの表面状態の調整のために、予備研磨ウエハを作製して予備研磨を行なう従来の方法では、上述のように、一枚の予備研磨ウエハを用いて行なうことができる予備研磨回数は比較的少なく、新たな予備研磨ウエハを頻繁に作製する必要がある。新たな予備研磨ウエハを作製するには、シリコンウエハ表面にシリコン酸化膜を成膜する必要があり、予備研磨ウエハの製造に係る多大なコストが発生するといった問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に着目してなされたもので、研磨パッドの表面状態の調整に係るコストを低減することが可能な、研磨パッド処理用ＳｉＣ基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本願発明は、研磨パッドを用いて所望の基板を研磨する際に、予め、前記研磨パッドに対して摺動させて前記研磨パッドの表面状態を調整する専用基板であって、Ｓｉ、Ｃ、およびＯのいずれとも異なる元素の質量分率が、１．０（質量％）未満であることを特徴とする研磨パッド処理用ＳｉＣ基板を提供する。
【００１１】
また、研磨パッドを用いて所望の基板を研磨する際に、予め、前記研磨パッドに対して摺動させて前記研磨パッドの表面状態を調整する専用基板であって、Ｓｉ、Ｃ、およびＯのいずれとも異なる元素の質量分率が、１．０（質量ｐｐｍ）未満であることを特徴とする研磨パッド処理用ＳｉＣ基板を提供する。
これらの研磨パッド処理用ＳｉＣ基板は、密度が２．９（ｇ／ｃｍ３）以上であれば、なお好ましい。
【００１２】
前記ＳｉＣ基板は、ＣＶＤ法によって成長されたＳｉＣ結晶からなる基板であることが好ましい。また、結晶系３ＣのＳｉＣ結晶からなり、かつ、表面が（１１１）配向面であることがより好ましい。
【００１３】
本発明の研磨パッド処理用ＳｉＣ基板は、例えば、化学的機械研磨において好適に実施することができる。なお、前記研磨パッドの表面状態の調整は、前記研磨パッドのドレッシング処理後に行なえばよい。また、前記研磨パッドの表面状態の調整の後、前記研磨を、複数回連続してそれぞれ別の基板について行なってもよい。
【００１４】
なお、研磨パッド処理用ＳｉＣ基板は、研磨される基板が、Ｓｉ基板の表面にＳｉＯ２膜が成膜された基板であり、表面状態が調整された前記研磨パッドによって前記ＳｉＯ２膜表面が化学的機械研磨される研磨工程において好適に用いることができる。この際の化学的機械研磨において用いるスラリーとしては、砥粒としてシリカを含むスラリーが挙げられる。
【００１５】
また、本発明の研磨パッド処理用ＳｉＣ基板は、研磨される基板が、Ｓｉ基板の表面にタングステン膜が成膜された基板であり、表面状態が調整された前記研磨パッドによって前記タングステン膜表面が化学的機械研磨される研磨工程において好適に用いることができる。この際の化学的機械研磨において用いるスラリーとしては、砥粒としてアルミナ粒を含むスラリーが挙げられる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の研磨パッド処理用ＳｉＣ基板は不純物濃度が非常に少なく、研磨工程において研磨パッド表面状態の調整に用いた際、研磨パッド表面を汚染することがない。
また、本発明の研磨パッド処理用ＳｉＣ基板は耐摩耗性が高く、研磨パッド表面状態の調整に用いた際の磨耗量が少ない。このため、研磨パッドの表面状態の調整に、繰り返し多くの回数使用することが可能であり、研磨工程に係るコストが低減できる。
また、本発明の研磨パッド処理用ＳｉＣ基板の表面は親水性であり、親水性であるシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）の研磨工程において、研磨パッド表面状態の調整に好適に利用することができる。このため、研磨パッドの表面状態の調整のために、シリコン酸化膜研磨における予備研磨ウエハを作製する必要がなく、予備研磨ウエハ作製のためのシリコン酸化膜の成膜に係るコストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の研磨パッド処理用ＳｉＣ基板について説明する。
図１は、本発明の研磨パッド処理用ＳｉＣ基板を用いて研磨パッド表面状態の調整を実施する、化学的機械研磨装置１０（以降、単に装置１０とする）について説明する概略斜視図である。
【００１８】
図１に示すように、装置１０は、プラテン部２０、ポリッシングヘッド部３０、スラリー制御部４０、ドレッサ部５０を有している。
【００１９】
プラテン部２０は、図１中の上側の表面（上側表面）が平面である円盤状の定盤２４と、この定盤２４の上側表面に貼付された研磨パッド２２と、定盤２４を、上側表面に垂直で、この上側表面の中心を通る軸を回転軸とし、図１中矢印Ａの方向に回転させる定盤回転手段２６とを有する。
この研磨パッド２２は、例えば発砲ポリウレタンからなる公知のＣＭＰ用研磨パッドであって、表面には微細な穴（微細孔）が多数形成されている。
【００２０】
ポリッシングヘッド部３０は、プラテン部２０の上側に配置されている。ポリッシングヘッド部３０は、研磨対象である被研磨ウエハ（被研磨基板）１２（または、後述するＳｉＣウエハ１４）を、被研磨ウエハ１２の被研磨面を研磨パッド２２の側に向けて保持する（すなわち、図１中の下側に向けて保持する）ウエハ保持手段３２と、ウエハ保持手段３２に保持されたウエハ１２の被研磨面を、ポリッシング部２０の研磨パッド２２の上側表面に押し付けて加圧するウエハ加圧・駆動手段３４とを有している。このウエハ加圧・駆動手段３４は、ウエハ１２の被研磨面に垂直で被研磨ウエハ１２の中心を通る軸を回転軸とし、ウエハ１２を図１中の矢印Ｂ方向に回転させもする。
【００２１】
スラリー制御部４０は、研磨パッド２２の表面にスラリー４６を滴下して供給する滴下ノズル４２と、滴下ノズル４２にスラリーを供給するスラリー供給手段４４とを有する。滴下ノズル４２とスラリー供給手段４４とは、ホース４８によって接続されており、このホース４８を通じて、スラリー供給手段４４から滴下ノズル４２へスラリー４６が供給される。
スラリー４６は、微細な研磨剤粒子（砥粒）をｐＨ調整剤等の試薬を含む水溶液（砥液）に分散させた、固液分散系の公知のＣＭＰ用スラリーである。例えば、塩化シリコンガスを熱分解して得られるフュームドシリカ粒子（シリカ粒子）をＫＯＨ添加水溶液（研磨液）に分散したシリカスラリー（ｐＨ＝１０〜１１）など、公知のスラリーが用いられる。
【００２２】
ドレッサ部５０は、ロッド５４と、ロッド５４の先端（図１中の左側の端）に備えられたドレッサ５６と、ロッド５４と接続してロッド５４と垂直方向に伸びた支軸５２と、支軸５２を介してロッド５４を支持するとともに、支軸５２を回転させたり図１中の上下方向に移動させたりして、ロッド５４およびドレッサ５６とを移動させるドレッサ駆動手段５８とを有する。
ドレッサ５６は、例えばダイヤモンド砥石である。ドレッサ駆動手段５８によって支軸５２が図１中下方向に移動されて、ドレッサ５６は研磨パッド２２の上側表面に押し当てられる。それとともに、支軸５２が回転することにより、ドレッサ５６は研磨パッド２２に押し当てられた状態で、研磨パッド２２の表面を移動する。
ドレッサ部５０は、後述するドレッシング処理においてこのように駆動し、ドレッサ５６によって研磨パッド２２の表面を削って除去する。ドレッシング処理およびドレッサ部５０の機能については、後に詳述する。
【００２３】
図２（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、化学的機械研磨装置１０において行われる、被研磨ウエハの研磨方法の一例のフローチャート図である。
図２（ａ）および（ｂ）では、シリコンウエハ表面にシリコン酸化膜が成膜されたシリコン酸化膜ウエハについて、装置１０によって酸化膜ＣＭＰを行なう場合の例を示す。図２（ａ）および図２（ｂ）は、装置１０によって、シリコン酸化膜ウエハである被研磨ウエハ１２のシリコン酸化膜表面について研磨を行なう例について示すフローチャート図である。
【００２４】
まず、図２（ａ）に示す第１の実施形態のフローチャートについて説明する。図２（ａ）に示すフローチャートは、複数の被研磨ウエハ１２を、所定の枚数だけ連続的に研磨した後、装置１０の加工特性（すなわち、研磨特性）の維持のためのドレッシング処理を行い、再度、被研磨ウエハ１２の研磨を開始する。この第１の実施形態では、ドレッシング処理後の被研磨ウエハ１２の研磨の再開に先がけて、研磨パッド２２の表面状態の調整を行う。
【００２５】
まず、被研磨ウエハ１２の研磨が、所定の枚数だけ連続して行なわれる（ステップＳ１１０）。図３は、図１に示す装置１０による被研磨ウエハ１２の研磨について説明する概略断面図である。
装置１０では、被研磨ウエハ１２の被研磨面、すなわちシリコン酸化膜表面が研磨パッド２２表面に対向するよう、ウエハ保持機構３２に保持されている。この状態で滴下ノズル４２より研磨パッド２２の表面にスラリー４６を滴下しつつ、ウエハ加圧・駆動手段３４によって、被研磨ウエハ１２の被研磨面、すなわちシリコン酸化膜表面が研磨パッド２２表面に所定の圧力で押し付けられて（加圧されて）、図１および図２中の矢印Ｂの方向に回転する。この回転の際、定盤２４も図１および図２中の矢印Ａの方向に回転し、定盤２４の上側表面に配置された研磨パッド２２も、この回転に伴って回転する。スラリー４６は、砥液４７に砥粒４９が分散されて構成されている。
このように、被研磨ウエハ１２および研磨パッド２２が独立して回転している最中、滴下ノズル４２からはスラリー４６が連続して滴下されており、この被研磨ウエハ１２および研磨パッド２２の間隙には、スラリー４６、すなわち砥液４７および砥粒４９がまんべんなく行き渡る。
【００２６】
被研磨ウエハ１２および研磨パッド２２が独立して回転することで、研磨パッド２２および砥粒４９と被研磨ウエハ１２の被研磨面との摩擦によって、被研磨ウエハ１２の被研磨面が機械的作用により研磨される。この機械的作用による研磨と同時に、砥液４７と被研磨ウエハ１２の被研磨面との化学反応により、被研磨ウエハ１２の被研磨面が化学的作用により研磨される。装置１０において、被研磨ウエハ１２の研磨はこのように行なわれる。
この際、スラリー４６としては、例えば、シリカ粒子（シリカ粒子）を、ｐＨ＝１０に調整されたアンモニア系水溶液に分散した、シリコン酸化膜研磨（酸化膜ＣＭＰ）用の公知のスラリーを用いればよい。
【００２７】
複数の被研磨ウエハ１２を所定の枚数だけ連続的に研磨している最中（Ｓ１１０）は、研磨パッド２２の表面は安定した状態、すなわち、研磨パッド２２表面に砥粒４９や砥液４７が一様かつ充分行き渡り、かつ、研磨パッド２２の余分な凹凸が除去されて、安定した研磨レートで被研磨ウエハ１２の被研磨面（シリコン酸化膜表面）が研磨される状態にある。
【００２８】
しかし、装置１０において、複数の被研磨ウエハ１２を連続して研磨し続けると、研磨の進行に伴い、次第に研磨パッド２２表面の微細孔に加工屑や反応生成物、あるいはスラリーの固形物などによる目詰まりが生じる。微細孔は、被研磨ウエハ１２の被研磨面の機械的作用による研磨に寄与しており、微細孔に目詰まりが生じると研磨パッド２２の研磨特性は劣化してしまう。すなわち、微細孔の目詰まりの進行に伴って、被研磨ウエハ１２の被研磨面の研磨レートが低下するとともに、研磨面における研磨レートの面内分布が大きくなったり、被研磨ウエハ１２の研磨面におけるスクラッチ傷の発生頻度が増加する。
【００２９】
図２（ａ）に示すフローチャートでは、このような研磨パッド２２の微細孔の目詰まりによる研磨特性の劣化を防ぐため、所定枚数だけ連続して被研磨ウエハ１２を研磨した後、研磨パッドのドレッシング処理を行う（ステップＳ１１２）。
ドレッシング処理は、ドレッサ５６を研磨パッド２２の表面に押し当てて、研磨パッド２２の表面を削って除去することで行なわれる。すなわち、図１に示すドレッサ駆動手段５８によって支軸５２が図１中下方向に移動されて、ロッド５４およびロッド５４に備えられたドレッサ５６が研磨パッド２２の上側表面に押し当てられる。例えば、ダイヤモンド砥石からなる高硬度のドレッサ５６が研磨パッド２２の表面に押し当てられた状態で、ドレッサ５６が研磨パッド２２表面を摺動することにより、ドレッサ５６によって研磨パッド２２の表面部分が削り取られる。
【００３０】
なお、この際、ドレッサ５６が研磨パッド２２表面に押し当てられた状態で、定盤回転手段２６によって定盤２６が回転して研磨パッド２２の表面が図１中の矢印Ａ方向に回転するとともに、ドレッサ部５０の支軸５２が回転することにより、ドレッサ５６が研磨パッド２２の表面を相対的に移動する。研磨パッド２２およびドレッサ５６がこのように相対的に移動することによって、ドレッサ５６は、研磨パッド２２の半径方向のすべてをカバーし均一軌跡となるよう運動をする。これにより、研磨パッド２２の表面全体をドレッサ５６によって一様に削り取ることが可能となっている。装置１０において、ドレッシング処理はこのように行われる。
【００３１】
図２（ａ）に示す第１の実施形態では、被研磨ウエハ１２の研磨の再開に先がけて、ドレッシング処理後の研磨パッド２２の表面状態の調整（研磨パッド調整）を行なう（Ｓ１１４）。図４は、図１に示す装置１０における、研磨パッド調整について説明する概略断面図である。ドレッシング処理後の研磨パッド２２の表面は、微細孔の目詰まりは解消されているが、ドレッサ５６によって削り取られたことで表面が荒れた状態となり、表面の凹凸が比較的大きくなっている。このような状態の研磨パッド２２を用い、シリコン酸化膜ウエハである被研磨ウエハ１２を研磨すると、上述のように、被研磨面の研磨レートが低下したり、被研磨面における研磨レートの面内分布が悪化したり、研磨面におけるスクラッチ傷の発生頻度が増加する、といった様々な問題が生じる。
【００３２】
この研磨パッド調整では、ドレッシング後の研磨パッド２２の表面を安定した状態に調整する。このような研磨パッド調整では、研磨装置１０のウエハ保持手段３２に研磨パッド処理用ＳｉＣ基板であるＳｉＣウエハ１４を装着し、ＳｉＣウエハ１４を被研磨ウエハ１２として、被研磨ウエハ１２の研磨条件と同様の条件でＳｉＣウエハ１４を研磨する要領で、このＳｉＣウエハ１４を研磨パッド２２に対して摺動させることで行なわれる。
ここで用いるＳｉＣウエハ１４については、後に詳述する。
【００３３】
すなわち、滴下ノズル４２より研磨パッド２２の表面にスラリー４６を滴下しつつ、ウエハ加圧・駆動手段３４によって、ＳｉＣウエハ１４の一方の表面が研磨パッド２２表面に所定の圧力で押し付けられて（加圧されて）、図１および図４中の矢印Ｂの方向に回転する。この回転の際、定盤２４も図１および図２中の矢印Ａの方向に回転し、定盤２４の上側表面に配置された研磨パッド２２も、この回転に伴って回転する。スラリー４６は、砥液４７に砥粒４９が分散されて構成されている。この最中、滴下ノズル４２からはスラリー４６が連続して滴下されており、この被研磨ウエハ１２および研磨パッド２２の間隙には、スラリー４６、すなわち砥液４７および砥粒４９がまんべんなく行き渡る。
【００３４】
この研磨パッド調整によって、ドレッシング後の研磨パッド２２の表面を安定した状態に調整する。すなわち、被研磨ウエハ１２の研磨条件と同様の研磨条件下で、このＳｉＣウエハ１４を研磨パッド２２に対して摺動させることで、例えば、研磨パッド２２の表面に砥粒４７や砥液４９を一様かつ充分に行き渡らせ、かつ、研磨パッド２２表面の余分な凹凸を除去することができる。このような効果により、研磨パッド２２表面が、安定した研磨レートで被研磨ウエハ１２を研磨できる状態となる。
【００３５】
研磨パッド２２の表面状態の調整が終了して研磨パッド２２が安定状態となると、引き続き、被研磨ウエハ１２の研磨が行なわれる（Ｓ１１６）。
このような被研磨ウエハ１２の研磨は、Ｓ１１２における被研磨ウエハ１２の研磨と同様に行なわれる。Ｓ１１６における被研磨ウエハ１２の研磨では、研磨パッド処理を実施したことによって、１枚目の被研磨ウエハ１２の研磨を開始した時点から（すなわち、被研磨ウエハ１２の研磨を再開した時点から）、研磨パッド２２は安定した状態となっている。このため、１枚目の被研磨ウエハ１２の研磨から、被研磨ウエハ１２の研磨面の研磨を安定して行なうことができる。
本発明の研磨パッド処理用ＳｉＣ基板を用いた研磨パッド表面状態の調整を含んで実施される研磨方法の第１の実施形態は、以上のように行なわれる。
【００３６】
次に、図２（ｂ）に示す第２の実施形態について説明する。
図２（ｂ）に示す第２の実施形態では、複数の被研磨ウエハ１２を所定の枚数だけ連続的に研磨した後、研磨パッド２２について特に処理を加えずに一定時間以上待機した後（装置１０をアイドリング状態とした後）、被研磨ウエハ１２の研磨を再開する場合の例を示す。
このような第２の実施形態では、装置１０をアイドリング状態とした後の被研磨ウエハ１２の研磨の再開に先がけて、研磨パッド２２の表面状態の調整を行なう。第２の実施形態について、以下詳述する。
【００３７】
第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様、まず、複数の被研磨ウエハ１２を連続して研磨を行なう（ステップＳ１２０）。第２の実施形態における被研磨ウエハ１２の研磨も、装置１０によって第１の実施形態と同様に行なわれる。ただし、第２の実施形態においては、第１の実施形態のように、研磨パッド２２の目詰まりが充分進行するまでは連続して研磨を行なわず、研磨パッド２２の表面状態が充分に安定した状態にある段階で、一旦研磨を終了する。
第２の実施形態は、例えば、連続して研磨する１ロット当たりの被研磨ウエハ１２の枚数が少ない場合（小ロット生産の場合など）において、複数ロットを断続的に研磨する場合などに好適な方法である。
【００３８】
被研磨ウエハ１２の研磨をひとまず終了すると、装置１０はアイドリング状態となる。アイドリング状態とは、次の被研磨ウエハ１２を研磨するまでの待機状態であり、研磨パッド２２については、表面には特に何ら処理を加えない（第１の実施形態のようなドレッシング処理は行わない）。
このアイドリング状態が長時間続けば、研磨パッド２２の表面に分散されたスラリー４６の砥液４７の乾燥が進む。また、研磨パッド２２表面の砥粒４９や残留している研磨屑の凝集も進行する。この状態のまま被研磨ウエハ１２の研磨を開始すると、被研磨ウエハ１２の被研磨面の研磨レートが低下したり、被研磨面の研磨レートの面内分布が大きくなったり、被研磨面におけるスクラッチ傷の発生頻度が増加したりするなどの問題が生じる。
【００３９】
また、研磨パッド２２の乾燥の問題を防ぐため、アイドリング中も、研磨パッド２２表面に水を流し続けて乾かないようにすることもある。その場合、スラリー濃度が薄くなるといった問題もある。すなわち、水を流し続けることで、砥液４７の濃度が薄くなったり、ｐＨ値が変化したりする。また、砥粒４９も研磨パッド２２から流出し、研磨パッド２２表面の砥粒４９の数も減少する。このように、砥液４７の濃度が薄くなったり砥粒４９の数が減少した状態で被研磨ウエハ１２の研磨を開始すると、被研磨ウエハ１２の被研磨面の研磨レートが低下したり、被研磨面の研磨レートの面内分布が大きくなったりするなどの問題が生じる。
【００４０】
第２の実施形態では、装置１０のアイドリング状態後、被研磨ウエハ１２の研磨を再開するに先がけて、アイドリング状態にあった研磨パッド２２の表面状態の調整（研磨パッド調整）を行なう（ステップＳ１２４）。
この研磨パッド調整は、上述の第１の実施形態における研磨パッド調整（ステップＳ１１４）と同様に行なわれる。すなわち、第１の実施形態と同様、研磨装置１０のウエハ保持手段３２に研磨パッド処理用ＳｉＣ基板であるＳｉＣウエハ１４を装着し、ＳｉＣウエハ１４を被研磨ウエハ１２として被研磨ウエハ１２の研磨条件と同様の条件でＳｉＣウエハ１４を研磨する要領で、このＳｉＣウエハ１４を研磨パッド２２に対して摺動させることで行なわれる。
【００４１】
このような研磨パッド処理によって、例えば、研磨パッド２２の表面における砥液４７の乾燥の進行で生じた、研磨パッド２２表面の砥粒４９や残留研磨屑の凝集が分散され、研磨パッド表面に砥粒やスラリーが一様に充分行き渡り、かつ、スラリー濃度が安定するなどして、研磨パッド２２表面は、安定した研磨レートで被研磨ウエハ１２を研磨可能な状態となる。
【００４２】
研磨パッド調整が終了して研磨パッド２２の表面の状態が安定した状態となると、引き続き、被研磨ウエハ１２の研磨が行なわれる（Ｓ１２６）。この被研磨ウエハ１２の研磨は、上述のＳ１２０と同様に行なわれる。研磨パッド調整後の被研磨ウエハ１２の研磨では、１枚目の被研磨ウエハ１２の研磨を開始した時点から、研磨パッド２２の表面の状態は安定した状態となっており、１枚目の被研磨ウエハ１２から、安定して研磨することができる。
本発明の研磨パッド処理用ＳｉＣ基板を用いた研磨パッド表面状態の調整を含んで実施される、被研磨ウエハの研磨方法の第２の実施形態は、以上のように行なわれる。
【００４３】
上述の第１の実施形態および第２の実施形態では、いずれも被研磨ウエハ１２として、シリコンウエハ表面にシリコン酸化膜が成膜されたシリコン酸化膜ウエハを用い、シリコン酸化膜表面の研磨（いわゆる酸化膜ＣＭＰ）を行なった。本発明では、例えば、シリコンウエハ表面にタングステン（Ｗ）、または銅（Ｃｕ）などが成膜されたシリコン金属膜ウエハを被研磨ウエハ１２として、このシリコン金属膜ウエハ表面に成膜された金属膜を研磨してもよい（いわゆるメタルＣＭＰを行なってもよい）。本発明において研磨される被研磨ウエハは特に限定されない。
【００４４】
本発明は、研磨パッドの表面状態を調整する際に、研磨パッドに対して摺動させる研磨パッド処理基板として用いる、研磨パッド処理用ＳｉＣ基板を提供する。
上述の第１および第２の実施形態において、研磨パッド調整の際に研磨パッド処理基板として用いるＳｉＣウエハ１４は、本発明の提供する研磨パッド処理用ＳｉＣウエハ（ＳｉＣ基板）であり、Ｓｉ、Ｃ、およびＯのいずれとも異なる元素の質量分率が、１．０（質量％）未満であることを特徴とする、研磨パッド処理用ＳｉＣウエハである。
【００４５】
研磨パッド２２の研磨パッド調整の際、このような高純度のＳｉＣウエハ１４を研磨パッド処理基板として用いることで、ＳｉＣウエハ１４を研磨パッド２２に対して摺動させた場合でも、被研磨ウエハ１２を加工して製造される製品の動作に悪影響を与える金属イオンなどの不純物が、研磨パッド２２の表面にほとんど残留しない。また、ＳｉＣは硬度が高く耐摩耗性が優れている。このため、ＳｉＣウエハ１４を研磨パッド処理基板として用いた場合、一度の研磨パッド調整におけるＳｉＣウエハ１４の表面の磨耗量は非常に少ない。このため、１枚のＳｉＣウエハ１４を研磨パッド処理基板として繰り返し使用することができる。
【００４６】
また、ＳｉＣは親水性であり、ＳｉＣウエハ１４の表面は、上述の第１および第２の実施形態における被研磨ウエハ１２の被研磨面（シリコン酸化膜表面）と同様に親水性である。このため研磨パッド処理基板としてＳｉＣウエハ１４を用いることで、研磨パッド調整において、被研磨ウエハ１２の研磨時における研磨パッド２２の表面の状態を忠実に再現できる。例えば、スラリー４６が供給された研磨パッド２２表面に、親水性であるＳｉＣウエハ１４の表面を押し当てると、スラリー４６の砥液４７および砥粒４９は、親水性である被研磨ウエハ１２の被研磨面（シリコン酸化膜表面）を研磨パッド２２表面に押し当てた場合と同様に、ＳｉＣウエハ表面と研磨パッド２２表面との間隙に容易に拡がる。
【００４７】
また、ＳｉＣは、酸やアルカリなどの各種薬品に対する耐触性に優れている。研磨パッド処理基板としてＳｉＣウエハ１４を用いることで、研磨パッド処理において、砥液により溶解されて研磨パッド２２を汚染することがない。また、研磨パッド処理後に、種々の薬液によって、研磨による付着物のみを容易に除去することができる。
研磨パッド調整に用いる専用基板として、Ｓｉ、Ｃ、およびＯのいずれとも異なる元素の質量分率が、１．０（質量％）未満であるＳｉＣウエハを使用することで、このような種々の効果を有する。
【００４８】
図５は、本発明の研磨パッド処理用ＳｉＣ基板である、ＳｉＣウエハ１４の作製方法のの一例のフローチャート図である。
図５に示すフローチャートで作製されるＳｉＣウエハ１４は、ＳｉＣ結晶のポリタイプの１つである３Ｃ−ＳｉＣ結晶からなるウエハであり、かつ（１１１）結晶面を表面とするＳｉＣウエハである。なお、本例では、研磨パッド処理用ＳｉＣ基板としてポリタイプが３Ｃ−ＳｉＣのＳｉＣウエハ１４の例について示すが、本発明の研磨パッド処理用ＳｉＣ基板であるＳｉＣウエハのポリタイプは、例えば４Ｈ−ＳｉＣであってもよく、特に限定されない。
【００４９】
まず、図５に示すように、３Ｃ−ＳｉＣ結晶を、ＣＶＤにより黒鉛基材面上に成長（結晶配向成長）させて３Ｃ−ＳｉＣ結晶体を作製し（ステップＳ１３０）、基材を燃焼させて３Ｃ−ＳｉＣ結晶体を脱離させて３Ｃ−ＳｉＣ基体を作製する（ステップＳ１３２）。この３Ｃ−ＳｉＣ基体を機械研磨し（ステップＳ１３４）、最後にウエハエッジ部分の面取り加工、洗浄を行なった後に所定の検査を行なって（ステップＳ１３６）、高純度のＳｉＣウエハ１４を作製する。各ステップの詳細については後述する。
【００５０】
図６（ａ）〜（ｄ）は図５にフローチャートで示すＳｉＣウエハの作製方法の概略を説明する図である。
図６に示すように、まず、作製するＳｉＣウエハ１４の寸法に合わせた、高純度黒鉛からなる所定寸法の円板状黒鉛基材６０を用意する（図６（ａ））。その後、円板状黒鉛基材６０をＣＶＤ装置に入れ、装置（炉）内を所定の温度（例えば、１０００〜１６００℃）に加熱、保持するとともに、炉内を所定の圧力（例えば、１．３ｋＰａ）に制御する。そして、キャリアガスである水素ガス（Ｈ2）とともに、ＳｉＣの原料となるＳｉＣｌ4、Ｃ3Ｈ8などを体積％で５〜２０％供給し、黒鉛基材６０の表面にＳｉＣの層である３Ｃ−ＳｉＣ結晶体６２を所望の厚さ（例えば、０.５〜１ｍｍ）成膜する（図６（ｂ））。（以上、図５中のステップ１３０）
【００５１】
その後、３Ｃ−ＳｉＣ結晶体６２を成膜した黒鉛基材６０をＣＶＤ装置から取り出し、機械加工によって３Ｃ−ＳｉＣ結晶体６２の周面を研削して切除し、黒鉛基材６０の周面を露出させる（図６（ｃ））。そして、研削された３Ｃ−ＳｉＣ結晶体６２に挟まれた状態の黒鉛基材６０を９００〜１４００℃の炉に入れて酸素を供給し、黒鉛基材６０を燃焼させて除去して２枚のＳｉＣ基体７０を得る。（図４中のステップ１３２）
【００５２】
この後、ＳｉＣ基体７０の表面について機械研磨を行う（図４中のステップ１３４）。この機械研磨は、例えばダイヤモンド砥粒を用いて行われる。そして、機械研磨の後、仕上げ工程として、ウエハエッジ部分の面取り加工・洗浄を公知の手法によって行なった後に所定の検査を行なって（図４中のステップ１３６）、研磨パッド処理基板である高純度のＳｉＣウエハ１４を作製する（図６（ｄ））。
本発明の研磨パッド処理基板である高純度のＳｉＣウエハ１４は、例えば、このように作製される。
【００５３】
図７は、このようにして得られたＳｉＣウエハ１４におけるＳｉＣの結晶構造の概略を説明する図である。上述のように作製されたＳｉＣウエハ１４におけるＳｉＣ結晶構造は３Ｃ−ＳｉＣ結晶であり、図７に示すように、結晶構造が閃亜鉛構造の結晶であって、炭素原子Ｃとケイ素原子Ｓｉとが六角形の格子を形成している。このような３Ｃ−ＳｉＣ結晶は、[１１１]軸の方向（図４中の矢印８２で示す方向）に沿って、炭素原子Ｃの配列された層とケイ素原子Ｓｉの配列された層とが、交互に配置されている。そして、この層同士の結合は、Ｓｉ層とＣ層の各原子それぞれが３本のダングリングボンドによって隣り合う層の３つの原子と結合されている結合部Ａと、Ｓｉ層とＣ層の各原子それぞれが１本のダングリングボンドによって隣り合う層の１つの原子と結合されている結合部Ｂとが交互に繰り返されている。結合部Ｂの１本のダングリングボンドによる結合は、結合部Ａの３本のダングリングボンドによる結合に比べて非常に弱く、ウエハの劈開など結晶を分割する際には常にこの結合部Ｂが切断されることになる。これにより、例えば図７中の破線８４で結合が切断されることで（１１１）面と平行な方向に切断されて、（１１１）面を表面とするＳｉＣウエハ１４が得られ、常に一方の面がケイ素原子Ｓｉの層が現れるいわゆるＳｉ面となり、他方の面は炭素原子Ｃの層が現れるいわゆるＣ面となる。これは、研磨を行った場合にも同様であって、（１１１）面を研磨すると、一方の表面にはケイ素原子Ｓｉの層が現れ、反対側の面を研磨した場合には炭素原子Ｃの層が現れる。
ＳｉＣ基板のＣ面は、機械研磨、ＣＭＰ研磨のいずれにおいてもＳｉ面に比べてエッチング速度が高く、加工性が高いことが知られている。
【００５４】
下記表１は、このようなＣＶＤ法を用いて作製されたＳｉＣウエハ（ＣＶＤ−ＳｉＣウエハ）の一例における、ＳｉＣウエハに含まれる種々の元素の質量分率の測定結果を示す。下記表１に示す測定結果は、公知のグロー放電質量分析計による測定によって得られた値である。
【００５５】
【表１】
2006095637.tif 000003
【００５６】
表１に示すように、ＣＶＤ法を用いて作製された上述のＣＶＤ−ＳｉＣウエハは、Ｓｉ、Ｃ、およびＯのいずれとも異なる元素の質量分率が、０．５（質量ｐｐｍ）未満である高純度のＳｉＣウエハとなっている。また、質量および体積から換算した結果、上述のＣＶＤ−ＳｉＣウエハは密度が３．２（ｇ／ｃｍ３）であり、ＳｉＣ結晶の理想密度３．２１（ｇ／ｃｍ３）とほぼ同等の高密度のＳｉＣウエハであった。
【００５７】
このような高純度のＳｉＣウエハを研磨パッド処理基板として用い、研磨パッド２２の表面状態の調整を行なうことで、ＳｉＣウエハから金属イオンなどの不純物がほとんど発生せず、研磨パッド２２をほとんど汚染することなく研磨パッドの調整が可能であるという効果がある。
一方、Ｓｉ、Ｃ、およびＯのいずれとも異なる元素の質量分率が１．０（質量％）以上のＳｉＣウエハ（低純度のＳｉＣウエハ）を、研磨パッド処理基板として用いた場合、研磨パッド調整中にＳｉＣウエハから金属イオンなどの不純物が削り出される。このように削り出された不純物は、スラリーに混入したり研磨パッドに付着したりする。このように、低純度のＳｉＣウエハを用いて研磨パッド調整を行なった場合、研磨パッド表面やスラリーが汚染されてしまう。このように汚染された研磨パッドやスラリーを用いて被研磨ウエハの研磨を実施すると、被研磨ウエハを汚染してしまう（金属イオンなどの不純物が被研磨ウエハに付着する）といった問題が生じる。
本発明では、Ｓｉ、Ｃ、およびＯのいずれとも異なる元素の質量分率が１．０（質量％）未満の高純度のＳｉＣウエハを用いて研磨パッドの表面状態の調整を行なうことで、研磨パッドをほとんど汚染することなく研磨パッドの調整を可能としている。
【００５８】
本発明の提供する研磨パッド処理用ＳｉＣウエハは、Ｓｉ、Ｃ、およびＯのいずれとも異なる元素の質量分率（以下、不純物分率とする）が、１．０（質量％）未満のＳｉＣウエハであればよく、上述のようにＣＶＤ法を用いて作製されたＣＶＤ−ＳｉＣウエハに限定されない。
ただし、研磨パッド処理において研磨パッドの汚染をより低減するには、本発明の提供するＳｉＣウエハは、なるべく高純度であることが好ましい、
すなわち、本発明のＳｉＣウエハは、不純物分率が１．０（質量ｐｐｍ）未満のＳｉＣウエハであることがより好ましく、さらに、不純物分率が０．５（質量ｐｐｍ）未満のＳｉＣウエハであればなお良い。
ＣＶＤ法を用いれば、上述のように、不純物分率が０．５（質量ｐｐｍ）未満の高純度のＣＶＤ−ＳｉＣウエハを高精度に作製することができる。本発明の提供する研磨パッド処理用ＳｉＣウエハは、上述のように、ＣＶＤ法を用いて作製された高純度のＳｉＣウエハであることが好ましい。
【００５９】
また、ＳｉＣはダイヤモンドに次ぐといわれる非常に硬い物質である。ＳｉＣウエハは、例えば、被研磨ウエハ１２における被研磨材料であるシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）や、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）などに比べて充分に硬い硬度（モース硬度など）を有している。
このため、酸化膜ＣＭＰやメタルＣＭＰなどにおける研磨パッドの表面状態の調整において、本発明の研磨パッド処理用ＳｉＣ基板であるＳｉＣウエハを研磨パッド処理基板として用いた場合の方が、従来から研磨パッド処理基板として用いられていた、研磨される被研磨ウエハと同様の材料からなる予備研磨ウエハを研磨パッド処理用基板として用いた場合（すなわち、予備研磨を行う場合）に比べて、研磨パッド２２に当接して摺動される研磨パッド処理基板の磨耗量が、はるかに少ない。
本発明の提供する高純度の研磨パッド処理用ＳｉＣウエハは、研磨パッド処理用基板として十分な耐摩耗性を有する。
【００６０】
ただし、研磨パッド調整における研磨パッド処理基板の磨耗量をより低減させたい場合は、密度がより高い、すなわち、結晶欠陥がより少なく耐磨耗性がより高いＳｉＣウエハを用いることが好ましい。本発明の研磨パッド処理用基板としては、高純度かつ高密度（例えば、２．９（ｇ／ｃｍ３）以上）のＳｉＣウエハを用いることが好ましい。
例えば、ＳｉＣの密度が２．９（ｇ／ｃｍ３）未満のＳｉＣウエハ（低密度のＳｉＣウエハ）を研磨パッド調整に用いると、結晶欠陥が比較的多く耐摩耗性が低いため、研磨パッド調整中にＳｉＣの一部が欠落して研磨パッド表面に付着したり、スラリーに残留したりする。このような研磨パッドやスラリーを用いて被研磨ウエハの研磨を実施すると、被研磨ウエハの表面にスクラッチ傷が生じてしまう。また、低密度のＳｉＣウエハは、結晶欠陥が多く多孔質であり、表面および内部に空隙が多数存在する。このように、多孔質で低密度のＳｉＣウエハでは、研磨パッドの調整の際にＳｉＣウエハの空隙部分に不純物が入り易く、表面が汚染され易い。かつ、進入した不純物は、洗浄によっても除去することが困難であり、汚染された低密度のＳｉＣウエハで研磨パッド調整を行なえば、研磨パッド自体が汚染されてしまう。さらに、低密度のＳｉＣウエハは、破壊強度などの機械的強度が低く、繰り返し使用時にクラックなどの破壊を招くことがあり、耐久性が低いなどの問題点も有する。
【００６１】
本発明の研磨パッド処理用基板としては、結晶欠陥に起因する汚染がより少なく耐磨耗性がより高い、高純度かつ高密度（例えば、２．９（ｇ／ｃｍ３）以上）のＳｉＣウエハを用いることが好ましい。ＣＶＤ法を用いれば、上述のように、ＳｉＣ結晶の理想密度３．２１（ｇ／ｃｍ３）とほぼ同等の高密度（かつ高純度）のＣＶＤ−ＳｉＣウエハを高精度に作製することができる。本発明の提供する研磨パッド処理用ＳｉＣウエハは特に限定されないが、ＣＶＤ法を用いて作製された高純度かつ高密度のＳｉウエハであることがより好ましい。
【００６２】
また、上述のように、（１１１）面を表面とするポリタイプ３ＣのＣＶＤ−ＳｉＣウエハでは、常に一方の表面がケイ素原子Ｓｉの層が現れるいわゆるＳｉ面となり、他方の表面は炭素原子Ｃの層が現れるいわゆるＣ面となっている。ＣＶＤ−ＳｉＣウエハのＣ面は、機械研磨、ＣＭＰ研磨のいずれにおいてもＳｉ面に比べてエッチング速度が高く、加工性が高い。このようなＣＶＤ−ＳｉＣウエハを用いて研磨パッド調整を行なった場合、１回の研磨パッド調整におけるＣＶＤ−ＳｉＣウエハ（研磨パッド処理基板）の磨耗量は、研磨パッドに対して摺動する面（以下、摺動面とする）を、上述のＳｉ面またはＣ面のいずれの面とするかによっても異なる。すなわち、摺動面をＳｉ面またはＣ面のいずれの面にするかによって、ＣＶＤ−ＳｉＣウエハの磨耗レートは異なる。
ＣＶＤ−ＳｉＣウエハ（研磨パッド処理基板）の磨耗レートが異なるということは、研磨パッド調整の際の、摺動面と研磨パッド２２や砥石４９との摩擦の状態が異なるということである。すなわち、摺動面をＳｉ面またはＣ面のいずれの面にするかによって、例えば、研磨パッド調整の際に発生する摩擦熱も異なり、研磨パッド調整の際のスラリー４６の温度も異なる。このため、摺動面をＳｉ面またはＣ面のいずれの面とするかによって、研磨パッド調整の終了時の、研磨パッド２２の表面の状態は異なった状態となる。研磨パッド処理基板として（１１１）面を表面とするポリタイプ３ＣのＣＶＤ−ＳｉＣウエハを用いれば、研磨パッド表面処理が終了した時点での研磨パッド２２の状態が所望の状態となるよう、被研磨面をＳｉ面またはＣ面のいずれの面にするか選択することができる。
ＣＶＤ法によれば、このように表面の結晶配向が高精度に揃ったＳｉＣウエハを作製することができる。
【００６３】
下記表２および表３は、それぞれ、各種の材料からなるウエハを研磨パッド処理基板として用いて研磨パッド調整を行なった際の、各ウエハそれぞれにおける、研磨パッド調整１回あたりの、研磨パッド処理基板の磨耗量を示す。
表２では、従来から酸化膜ＣＭＰ用のスラリーとして利用されている、ｐＨ値が１０に調整されたアンモニア系の砥液に、砥粒としてシリカ粒子が分散されたスラリーを用いて、それぞれのウエハを用いて、１回につき２分間の研磨パッド調整を行なった際の、研磨パッド処理基板の磨耗量を示している。
ここに示す、研磨パッド調整１回あたりの研磨パッド処理基板の磨耗量は、１回につき２分間の研磨パッド調整を、計１００回実施した際の研磨パッド処理基板の磨耗量から換算して得られた値である。
【００６４】
表２では、従来から酸化膜ＣＭＰにおける研磨パッド調整に用いられているシリコン酸化膜ウエハ（従来例）、焼結ＳｉＣウエハ、およびＣＶＤ法によって作製されたＳｉＣウエハ（ＣＶＤ−ＳｉＣウエハ）の３種類のウエハを用いて、上述の条件で研磨調整を行なった際の研磨パッド処理基板の磨耗量（磨耗深さ）を示している。なお、ＣＶＤ−ＳｉＣウエハについては、摺動面をＳｉ面とした場合、およびＣ面とした場合のそれぞれの場合について磨耗量を示している。
シリコン酸化膜ウエハについては、シリコン酸化膜ウエハ表面に成膜されたシリコン酸化膜表面を摺動面とし、このシリコン酸化膜の磨耗量を示している。
【００６５】
また、表３は、従来から、メタルＣＭＰ用のスラリーとして利用されている、ｐＨ値が３に調整された過酸化水素系の砥液にアルミナ粒子が分散されたスラリーを使用し、それぞれのウエハを用いて、１回につき１分間の研磨パッド調整を計１００回実施した際の、各ウエハそれぞれにおける、研磨パッド調整１回あたりの研磨パッド処理基板の磨耗量を示す表である。
【００６６】
表３では、シリコン酸化膜ウエハにタングステン膜が成膜されたタングステン成膜ウエハ（従来例）、焼結ＳｉＣウエハ、およびＣＶＤ−ＳｉＣウエハの３種類のウエハをそれぞれ用い、上述の条件で研磨パッド調整を行なった際の、研磨パッド処理基板の磨耗量（磨耗深さ）をそれぞれ示している。
シリコンタングステン膜ウエハについては、シリコンウエハ表面に成膜されたタングステン膜表面を摺動面として、このシリコンタングステン膜の磨耗量を示している。
また、表２においても、表１と同様、ＣＶＤ−ＳｉＣウエハについては、Ｓｉ面を摺動面とした場合、および、Ｃ面を摺動面とした場合、の２つの場合についてそれぞれ示している。
【００６７】
【表２】
2006095637.tif 000004
【００６８】
【表３】
2006095637.tif 000005
【００６９】
表２および表３に示すいずれにおいても、焼結ＳｉＣウエハまたはＣＶＤ−ＳｉＣウエハを用いて研磨パッド調整を行なった場合の方が、研磨パッド処理基板の磨耗量は、従来から研磨パッドの表面状態の調整に用いられてきた、予備研磨ウエハ（表１においてはシリコン酸化膜ウエハ、表２においてはタングステン成膜ウエハ）を用いた場合の研磨パッド処理基板の磨耗量に比べて、はるかに少なくなっている。
酸化膜ＣＭＰおよびメタルＣＭＰいずれの場合も、焼結ＳｉＣウエハまたはＣＶＤ−ＳｉＣウエハを用いて研磨パッド表面処理を行なった場合の、研磨パッド処理基板の磨耗量はごくわずかであり、同一のＳｉＣウエハを研磨パッド処理ウエハとして繰り返し使用することができる。
【００７０】
また、表２および表３とも、焼結ＳｉＣウエハに比べてＣＶＤ−ＳｉＣウエハの磨耗量の方が少なくなっていることが確認できる。また、ＣＶＤ−ＳｉＣウエハについては、Ｓｉ面を摺動面とした場合に比べて、Ｃ面を摺動面とした場合の方が、研磨パッド処理基板の磨耗量が大きいことが確認できる。
研磨パッド調整において、焼結ＳｉＣウエハを用いるか、またはＣＶＤ−ＳｉＣウエハを用いるかの選択、および、ＣＶＤ−ＳｉＣウエハを用いる場合に、摺動面をＳｉ面とするかＣ面とするかの選択は、被研磨ウエハの研磨条件とのマッチングや、研磨パッド処理基板が必要とする耐摩耗性などを総合的に判断して行なえばよい。
【００７１】
このように、高純度のＳｉＣウエハは、研磨パッド調整において優れた耐磨耗性を示す。さらに、ＳｉＣウエハは表面が親水性である。このため、１枚のＳｉＣウエハを研磨パッド調整に繰り返し使用できるとともに、研磨パッド調整のために表面にシリコン酸化膜を成膜するなどの処理が不要である。
例えば、酸化膜ＣＭＰ工程における研磨パッド調整にＳｉＣウエハを用いた場合、従来から用いられているシリコン酸化膜ウエハを研磨パッド処理基板として用いた場合（すなわち、予備研磨基板として用いた場合）に比べて、１枚の研磨パッド処理基板について繰り返し使用できる回数は大幅に増加し、研磨パッド調整におけるランニングコストを低減することができる。
また、研磨パッド調整のために、シリコン酸化膜を成膜する必要がなく、従来から用いられているシリコン酸化膜ウエハを予備研磨基板として用いる場合に必要であった、シリコン酸化膜の成膜にかかる費用も発生しない。
このように、研磨パッド処理基板としてＳｉＣウエハを用いることで、ＣＭＰ工程における研磨パッド調整に係る費用を低減できる。
【００７２】
図８は、研磨パッド調整の実施後、ウエハ径８インチのシリコン酸化膜ウエハを被研磨ウエハとして、このシリコン酸化膜ウエハ表面のシリコン酸化膜を研磨（酸化膜ＣＭＰ）した際の、シリコン酸化膜の研磨速度の面内分布を示すグラフであり、ウエハ中心における研磨速度を１とした際のウエハ各部の研磨レートの比を示す。
図８では、上述のＣＶＤ法によって作製された、ウエハ径８インチのポリタイプ３ＣのＳｉＣウエハ（ＣＶＤ−ＳｉＣウエハ）を研磨パッド処理基板として用いて研磨パッド調整を実施した後に、酸化膜ＣＭＰを実施した際の研磨速度の面内分布のグラフ、および、シリコン酸化膜ウエハ（ウエハ径８インチ）を予備研磨基板として用いて研磨パッド調整を実施した後、酸化膜ＣＭＰを実施した際の研磨速度の面内分布のグラフをそれぞれ示している。
【００７３】
図８に示すように、ＣＶＤ−ＳｉＣウエハを用いて研磨パッド調整を行なった場合も、シリコン酸化膜ウエハを予備研磨基板として用いて研磨パッド調整（予備研磨）を実施した場合も、シリコン酸化膜の研磨速度の面内分布は、それぞれほぼ同程度となっている。
【００７４】
また、上述のＣＶＤ−ＳｉＣウエハを用いて研磨パッド調整を行った後に酸化膜ＣＭＰを実施したシリコン酸化膜ウエハ表面について、全反射蛍光Ｘ線分析を行い、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ａｌ、Ｔｉなどの各種金属不純物の残留量を測定した。
その結果、いずれの金属についても、シリコン酸化膜ウエハ表面の残留量は１×Ｅ１０（ａｔｏｍｓ／ｃｍ２）未満となっていた。このように、高純度のＣＶＤ−ＳｉＣウエハを用いて研磨パッド調整を行なった場合、その後に実施する研磨において、研磨されたウエハの表面にはほとんど不純物が付着していない。
【００７５】
また、上述のＣＶＤ−ＳｉＣウエハを用いて研磨パッド調整を行った後、被研磨ウエハの研磨（酸化膜ＣＭＰ）を実施した際の、研磨したシリコン酸化膜ウエハ表面について、公知のパーティクルカウンターを用いて、パーティクルの有無およびスクラッチ傷の発生の有無を検査した。その結果、パーティクルに関しては、ウエハ１枚あたり３０個以下と充分に少なく。また、スクラッチ傷についてもウエハ１枚あたり３０本以下と充分に少ないことが確認された。
これらの結果から、酸化膜ＣＭＰなどの研磨における研磨パッド調整に用いる研磨パッド調整用基板として、高純度のＳｉＣウエハは好適であることが確認できた。
【００７６】
以上、本発明の研磨パッド処理用ＳｉＣ基板について説明したが、本発明の研磨パッド処理用ＳｉＣ基板は上記実施例に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の研磨パッド処理用ＳｉＣ基板を用いて研磨パッド表面状態の調整を実施する、化学的機械研磨装置について説明する概略斜視図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図１に示す化学的機械研磨装置で行なわれる被研磨ウエハの研磨方法の一例のフローチャート図である。
【図３】図１に示す化学的機械研磨装置によって行う被研磨ウエハの研磨について説明する概略断面図である。
【図４】図１に示す化学的機械研磨装置によって行う研磨パッド調整について説明する概略断面図である。
【図５】本発明の研磨パッド処理用ＳｉＣ基板の作製方法の一例のフローチャート図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は図５にフローチャートで示す本発明の研磨パッド処理用ＳｉＣ基板の一例の作製方法の概略を説明する図である。
【図７】図５に示すフローチャートによって作製されるＳｉＣ基板の一例の結晶構造の概略を説明する図である。
【図８】本発明の研磨パッド処理用ＳｉＣ基板を用いた研磨パッド調整の実施後の、酸化膜ＣＭＰにおける研磨速度の面内分布のグラフ、および、従来の研磨パッド調整の実施後の、酸化膜ＣＭＰにおける研磨速度の面内分布のグラフをそれぞれ示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１２  被研磨ウエハ
１４  ＳｉＣウエハ
２０  ポリッシングヘッド部
２２  研磨パッド
２４  定盤
２６  定盤回転機構
３０  プラテン部
３２  ウエハ保持機構
３４  ウエハ加圧・駆動機構
４０  スラリー制御部
４２  滴下ノズル
４４  スラリー供給手段
４６  スラリー
４７  砥液
４９  砥粒
４８  ホース
５０  ドレッサ駆動部
５２  支軸
５４  ロッド
５６  ドレッサ
５８  ドレッサ駆動手段
６０  円板状黒鉛基材
６２  ３Ｃ−ＳｉＣ結晶体
７０  ＳｉＣ基体
【図１】
2006095637.tif 000006
【図２】
2006095637.tif 000007
【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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