(57)【要約】【課題】研磨パッド交換後にダミーウエーハを研磨することなく、研磨特性を安定化させることができ、また、ウエーハ研磨枚数が増加しても研磨パッドの断面形状の悪化を抑制することのできるパッドコンディショニング装置、パッドコンディショニング方法、及び研磨装置を提供すること。【解決手段】研磨パッド１２の目立てと目慣らしを行うパッドコンディショニング装置２０を、研磨パッド１２のドレッシングを行うパッドドレッサ２３と、ダミーウエーハの代わりに研磨パッド１２に押付けて研磨させることにより研磨パッド１２の目慣らしを行う専用の擬似研磨物２４とで構成し、夫々独立して研磨パッド１２に押圧されるようにして、高価なダミーウエーハを用いずに研磨パッド１２の目立てと目慣らしを行うことができるようにした。【選択図】　　　　　図２
2004017214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリを供給しながらウエーハを研磨パッドに押圧して研磨する研磨装置の、前記研磨パッドの表面状態を調整するパッドコンディショニング装置において、
前記研磨パッドの目立てを行うパッドドレッサと、
前記パッドコンディショニング装置に専用に設けられるとともに、　前記研磨パッドの目慣らしを行う擬似研磨物と、を有し、
前記パッドドレッサ及び擬似研磨物は、夫々独立して前記研磨パッドに押圧されるように構成されていることを特徴とするパッドコンディショニング装置。
【請求項２】
前記擬似研磨物は、被研磨物と同一又は類似の材料からなってい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ニング装置。
【請求項３】
前記パッドドレッサの中心と前記擬似研磨物の中心とが、同心上に配置されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のパッドコンディショニング装置。
【請求項４】
少なくとも前記研磨パッド交換後のパッド立ち上げ時、又はウエーハ研磨とウエーハ研磨の間、若しくはウエーハ研磨中に、
前記請求項１〜３のうちいずれか１項に記載のパッドコンディショニング装置を用いて、
前記パッドドレッサと前記擬似研磨物の夫々に独立した荷重を付与し、
両者同時に、又は夫々単独で、あるいは交互に使用しつつ前記研磨パッドをコンディショニングすることを特徴とするパッドコンディショニング方法。
【請求項５】
スラリを供給しながらウエーハを研磨パッドに押圧して研磨する研磨装置において、
前記研磨パッドの目立てを行うパッドドレッサ、及び前記研磨パッドの目慣らしを行う専用の擬似研磨物を有したパッドコンディショニング装置と、
前記研磨パッドの表面プロファイルを測定するパッドプロファイル測定手段と、
該パッドプロファイル測定手段によって測定された前記研磨パッドの表面プロファイルデータによって、前記パッドコンディショニング装置の動作を制御するコントローラと、
を有していることを特徴とする研磨装置。
【請求項６】
スラリを供給しながらウエーハを研磨パッドに押圧して研磨する研磨装置の、前記研磨パッドの表面状態を調整するパッドコンディショニング方法において、
前記研磨パッドの目立てを行うパッドドレッサ、及び前記研磨パッドの目慣らしを行う専用の擬似研磨物を有したパッドコンディショニング装置を用いるとともに、
前記研磨パッドの表面プロファイルを測定し、
測定された前記研磨パッドの表面プロファイルデータによって、前記パッドコンディショニング装置の動作を制御することを特徴とするパッドコンディショニング方法。
【請求項７】
スラリを供給しながらウエーハを研磨パッドに押圧して研磨する研磨装置において、
前記研磨パッドの目立てを行うパッドドレッサ、及び前記研磨パッドの目慣らしを行う専用の擬似研磨物を有したパッドコンディショニング装置と、
前記擬似研磨物の表面プロファイルを測定する擬似研磨物プロファイル測定手段と、
を有していることを特徴とする研磨装置。
【請求項８】
スラリを供給しながらウエーハを研磨パッドに押圧して研磨する研磨装置の、前記研磨パッドの表面状態を調整するパッドコンディショニング方法において、
前記研磨パッドの目立てを行うパッドドレッサ、及び前記研磨パッドの目慣らしを行う専用の擬似研磨物を有したパッドコンディショニング装置を用いるとともに、
前記擬似研磨物の表面プロファイルを測定し、
測定された前記擬似研磨物の表面プロファイルデータによって、前記擬似研磨物の使用可否を判断することを特徴とするパッドコンディショニング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は研磨装置の研磨パッドの目立てや目慣らしを行うパッドコンディショニングに関し、　特に化学的機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ　）によるウエーハ研磨装置における研磨パッドのパッドコンディショニングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体技術の発展により、デザインルールの微細化、多層配線化が進み、またコスト低減を進める上においてウエーハの大口径化も進行してきている。このようなデザインルールの微細化により、リソグラフィー工程におけるステッパーの焦点深度が益々浅くなり、ウエーハ表面の微細な凹凸によって規定の配線幅が正確に得られなくなってきた。
【０００３】
このため、各配線層毎に表面の平坦化処理が行われるようになってきた。この平坦化処理には化学的機械研磨（ＣＭＰ）装置が用いられている。これは微細砥粒と薬剤の混入したスラリをかけながら、平坦化するウエーハの表面を回転する研磨布（研磨パッド）に押付けて、化学的作用と機械的作用との複合作用でウエーハを研磨するもので、特にＣｕ配線やＷプラグ等の金属膜の平坦化に多く用いられている。
【０００４】
この半導体デバイスウエーハの研磨において、研磨パッドを目立てするために用いられるドレッシング工具（ドレッサ）は、ＳＵＳなどの金属材料にダイヤモンドを電着したダイヤモンドドレッサが使用されている。このダイヤモンドドレッサの製造方法としては、特開平１０−１５８１９号公報に記載された方法等がある。この方法では、ドレッサ基材にダイヤモンド砥粒１層分をニッケル等の金属メッキで仮止めし、次に浮石と呼ばれているダイヤモンド砥粒を除去した後に、ダイヤモンド砥粒を完全に埋め込むまでメッキを行い、その後石出し加工を行って砥粒先端を露出させる。このようにして作られたダイヤモンドドレッサは、砥粒先端がほぼ同じ高さにそろった形になる。
【０００５】
このドレッサを目詰まりした研磨パッドに押付けて動作させ、研磨パッドの表面を薄く削り取りパッド表面を新しい表面にすることで、研磨パッドのスラリ保持性を維持し、安定した研磨性能を得ることを可能にしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ドレッサによる目立てだけでは研磨特性を安定化させることができず、被研磨膜を成膜したウエーハ（ダミーウエーハ）を研磨して研磨パッドの目慣らしをする必要がある。特に研磨パッドを交換した直後においては、ドレッサによる目立ての後に５〜１０枚、場合によっては２５枚もの大量なダミーウエーハを流す必要があった。
【０００７】
このため、通常研磨パッドの交換立ち上げには、研磨パッドの貼替え時間も含めて１時間程の時間を要していた。また、この目慣らしに用いるダミーウエーハは高価なものであり、従来は、研磨パッドの交換立ち上げのために多大な費用と時間を要していた。
【０００８】
また、このようにして立ち上げた研磨パッドであっても、ウエーハの研磨枚数が増加するにつれ研磨パッドのウエーハに接する部分が選択的に削られ、あるいは変形、変質し、研磨パッドの断面形状が経時変化をしてしまうため、研磨特性、特に研磨レートのウエーハ面内均一性の悪化をきたしてしまう。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、研磨パッド交換後にダミーウエーハを研磨することなく、研磨特性を安定化させることができ、また、ウエーハ研磨枚数が増加しても研磨パッドの断面形状の悪化を抑制することのできるパッドコンディショニング装置、パッドコンディショニング方法、及び研磨装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、スラリを供給しながらウエーハを研磨パッドに押圧して研磨する研磨装置の、前記研磨パッドの表面状態を調整するパッドコンディショニング装置において、前記研磨パッドの目立てを行うパッドドレッサと、前記パッドコンディショニング装置に専用に設けられるとともに、　前記研磨パッドの目慣らしを行う擬似研磨物と、を有し、前記パッドドレッサ及び擬似研磨物は、夫々独立して前記研磨パッドに押圧されるように構成されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項１の発明によれば、パッドコンディショニング装置は研磨パッドの目立てを行うパッドドレッサと、研磨パッドの目慣らしを行う専用の擬似研磨物を有し、夫々独立して前記研磨パッドに押圧されるので、高価なダミーウエーハを用いずに研磨パッドの目立てと目慣らしを行うことができ、研磨パッドの交換立ち上げや、途中段階における研磨パッドの修正立ち上げに要する費用と時間を大幅に削減することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、前記擬似研磨物は、被研磨物と同一又は類似の材料からなっていることを特徴としている。
【００１３】
請求項２の発明によれば、ダミーウエーハの代わりに用いる擬似研磨物の材質が、被研磨物と同一又は類似であるので、被研磨物が別材質のコンタミによって汚染されることがない。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、前記パッドドレッサの中心と前記擬似研磨物の中心とが、同心上に配置されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項３の発明によれば、パッドドレッサと擬似研磨物とが同心上にあるので、夫々を回転させる回転手段を共有することができ、パッドコンディショニング装置の構造を単純化でき、コストも削減できる。
【００１６】
請求項４に記載のパッドコンディショニング方法は、少なくとも前記研磨パッド交換後のパッド立ち上げ時、又はウエーハ研磨とウエーハ研磨の間、若しくはウエーハ研磨中に、前記請求項１〜３のうちいずれか１項に記載のパッドコンディショニング装置を用いて、前記パッドドレッサと前記擬似研磨物の夫々に独立した荷重を付与し、両者同時に、又は夫々単独で、あるいは交互に使用しつつ前記研磨パッドをコンディショニングすることを特徴としている。
【００１７】
請求項４の発明によれば、夫々独立して研磨パッドに押圧される研磨パッドの目立てを行うパッドドレッサと、研磨パッドの目慣らしを行う専用の擬似研磨物を有するパッドコンディショニング装置を用いて、研磨パッドの目立てと目慣らしを行うので、高価なダミーウエーハを用いずに研磨パッドのコンディショニングを行うことができ、研磨パッドの交換立ち上げや、途中段階における研磨パッドの修正立ち上げに要する費用と時間を大幅に削減することができるとともに、研磨パッドの寿命を延長させることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、スラリを供給しながらウエーハを研磨パッドに押圧して研磨する研磨装置において、前記研磨パッドの目立てを行うパッドドレッサ、及び前記研磨パッドの目慣らしを行う専用の擬似研磨物を有したパッドコンディショニング装置と、前記研磨パッドの表面プロファイルを測定するパッドプロファイル測定手段と、該パッドプロファイル測定手段によって測定された前記研磨パッドの表面プロファイルデータによって、前記パッドコンディショニング装置の動作を制御するコントローラと、を有していることを特徴としている。
【００１９】
請求項５の発明によれば、研磨パッドの表面プロファイルを測定し、測定データを基にパッドコンディショニング装置の動作を制御するコントローラが設けられているので、研磨パッドの断面状態を良好な形状に保つことができ、研磨特性、特に研磨レートのウエーハ面内均一性を良好に保つことができるとともに、研磨パッドの寿命を延長することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、スラリを供給しながらウエーハを研磨パッドに押圧して研磨する研磨装置の、前記研磨パッドの表面状態を調整するパッドコンディショニング方法において、前記研磨パッドの目立てを行うパッドドレッサ、及び前記研磨パッドの目慣らしを行う専用の擬似研磨物を有したパッドコンディショニング装置を用いるとともに、前記研磨パッドの表面プロファイルを測定し、測定された前記研磨パッドの表面プロファイルデータによって、前記パッドコンディショニング装置の動作を制御することを特徴としている。
【００２１】
請求項６のパッドコンディショニング方法によれば、研磨パッドの表面プロファイルを測定し、測定された前記研磨パッドの表面プロファイルデータによって、前記パッドコンディショニング装置の動作を制御するので、研磨パッドの断面状態を良好な形状に保つことができ、研磨特性、特に研磨レートのウエーハ面内均一性を良好に保つことができるとともに、研磨パッドの寿命を延長することができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、スラリを供給しながらウエーハを研磨パッドに押圧して研磨する研磨装置において、前記研磨パッドの目立てを行うパッドドレッサ、及び前記研磨パッドの目慣らしを行う専用の擬似研磨物を有したパッドコンディショニング装置と、前記擬似研磨物の表面プロファイルを測定する擬似研磨物プロファイル測定手段と、を有していることを特徴としている。
【００２３】
請求項７の発明によれば、パッドコンディショニング装置に設けられた擬似研磨物のプロファイルを測定する手段を有しているので、擬似研磨物の取付け状態の良否を判断したり、交換時期を判断したりすることができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、スラリを供給しながらウエーハを研磨パッドに押圧して研磨する研磨装置の、前記研磨パッドの表面状態を調整するパッドコンディショニング方法において、前記研磨パッドの目立てを行うパッドドレッサ、及び前記研磨パッドの目慣らしを行う専用の擬似研磨物を有したパッドコンディショニング装置を用いるとともに、前記擬似研磨物の表面プロファイルを測定し、測定された前記擬似研磨物の表面プロファイルデータによって、前記擬似研磨物の使用可否を判断することを特徴としている。
【００２５】
請求項８の発明によれば、擬似研磨物の表面プロファイルを測定し、測定された表面プロファイルデータによって、擬似研磨物の使用可否を判断しているので、擬似研磨物の取付け状態の良否を判断したり、交換時期を判断したりすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るパッドコンディショニング装置、パッドコンディショニング方法、及び研磨装置の好ましい実施の形態について詳説する。尚各図において、同一の部材については同一の番号及び符号を付している。
【００２７】
図１は、　本発明に係る研磨パッドのパッドコンディショニング装置を備えた研磨装置を示す平面図である。図１に示すように、研磨装置１０には、上面に研磨パッド１２が貼付された研磨定盤１１と、ウエーハＷを保持して研磨パッド１２に押圧する研磨ヘッド３０と、研磨パッド１２の上面にスラリを供給するスラリーノズル１３と、同じく研磨パッド１２の上面に純水を供給する純水ノズル１４と、研磨パッド１２の表面状態を調整するパッドコンディショニング装置２０とがある。
【００２８】
また、研磨装置１０には、研磨パッド１２の表面プロファイルを測定するパッドプロファイル測定手段（後出図５の５１）と、パッドコンディショニング装置２０に取付けられ研磨パッド１２の目慣らしをする後述の擬似研磨物の被研磨面プロファイルを測定する擬似研磨物プロファイル測定手段（後出図６の５２）とが設けられている。
【００２９】
研磨定盤１１、及び研磨ヘッド３０は夫々図の矢印方向に回転し、研磨ヘッド３０に保持されて研磨パッド１２に押圧されるウエーハＷは、供給されるスラリによる化学的作用と機械的作用とで研磨される。
【００３０】
パッドコンディショニング装置２０は、図１に示すように、旋回軸２５と、旋回軸２５から伸びるアーム２６と、アーム２６の先端に取付けられ、図の矢印Ａ−Ａ方向に旋回されるとともに図示しない駆動機構によって自転するようになっているコンディショニングヘッド２１とで構成されている。
【００３１】
図２は、研磨装置１０の測面図であり、パッドコンディショニング装置２０のコンディショニングヘッド２１を説明するために模式的に表わしたものである。尚、図２では研磨ヘッド３０の記載は省略してある。
【００３２】
図２に示すように、コンディショニングヘッド２１は、図示しない駆動手段によって回転と上下方向の移動とがなされるヘッド本体２２、パッドドレッサ２３、擬似研磨物２４等から構成されている。パッドドレッサ２３は、研磨装置１０の研磨パッド１２の表面を薄く削り目立てを行うためのもので、リング状の基材の端面にダイヤモンド砥粒がＮｉを結合材として電着されている。
【００３３】
砥粒は人工ダイヤモンド＃１００（平均粒径１７０μｍ）で、結合材上面から砥粒先端までの平均突き出し量を３０μｍとした。尚、砥粒はダイヤモンドの外にＳｉＣ（炭化珪素）、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ　Ｌｉｋｅ　Ｃａｒｂｏｎ　）、ＣＢＮ（Ｃｕｂｉｃ　Ｂｏｒｏｎ　Ｎｉｔｒｉｄｅ　）、ＷＣ（タングステンカーバイト）等の硬度の高い材質を用いることができる。
【００３４】
このパッドドレッサ２３は、ヘッド本体２２の外周に上下にスライド自在に取付けられ、図示しない駆動手段によって上下移動されるようになっており、図示の力Ｆ２で研磨パッド１２に押圧されるようになっている。また、ヘッド本体２２が回転されると一緒に回転されるようになっている。
【００３５】
擬似研磨物２４は、ダミーウエーハの代わりに研磨パッド１２に押付けられて研磨されることにより、研磨パッド１２の目直しを行うもので、　円柱形状を有しており、ヘッド本体２２の下面に取付けられ、図示しない駆動手段によってヘッド本体２２と一緒に回転されるとともに上下移動されるようになっており、図示の力Ｆ１で研磨パッド１２に押圧されるようになっている。
【００３６】
この擬似研磨物２４は、研磨されるウエーハＷがコンタミによって汚染されるのを防ぐため、ウエーハＷの被研磨膜と同一か、あるいは近似の材質で製作されることが好ましい。従って、ＳｉＯ２やＣｕ等で製作され、被研磨膜に合せて使い分けられる。
【００３７】
図３は、コンディショニングヘッド２１を下面側から見た図で、図３に示すように、パッドドレッサ２３はその中心を擬似研磨物２４の中心と一致させた同心円状配置となっている。
【００３８】
また、研磨装置１０には、図２に示すように、コントローラ４０が設けられており、研磨装置１０の各部の動作を制御するとともに、パッドコンディショニング装置２０の動作を制御している。このコントローラ４０は、図示しないＣＰＵ、メモリ、入出力回路部等からなり、互いにバスラインで連結されている。
【００３９】
次に、パッドコンディショニング装置２０の作用について説明する。研磨パッド１２を交換し、パッドの立ち上げを行う時は、研磨パッド１２が研磨定盤１１とともに回転され、先ずパッド最表面を除去するため、図４に示すように、パッドドレッサ２３のみが回転されながら研磨パッド１２に図の力Ｆ３で押圧される。それとともに、コンディショニングヘッド２１全体がアーム２６で旋回軸２５の回りに旋回され、研磨パッド１２の中心部から外周部までをパッドドレッサ２３でドレッシングする。この時純粋ノズルから純水が研磨パッド１２の上面に供給され、削り屑を洗い流す。
【００４０】
次に図２に示すように、擬似研磨物２４が研磨パッド１２に押圧され、パッドドレッサ２３によるパッドドレッシングと擬似研磨物２４の研磨とが同時に行われる。この時もコンディショニングヘッド２１全体が回転されるとともに旋回され、研磨パッド１２は研磨されるウエーハＷとの接触領域に対してその周辺も含めた領域が一様に目立てと目慣らしが行われる。尚、この時はスラリーノズル１３から研磨用のスラリが供給される。
【００４１】
最後に、パッドドレッサ２３が上昇し、擬似研磨物２４の研磨のみが行われ、研磨パッド１２は最良にコンディショニングされる。尚、パッドドレッサ２３と擬似研磨物２４とは夫々独立して研磨パッド１２に押圧されるようになっているので、コンディショニング方法は前述の順序に限らず、研磨パッドの表面状態に応じて適宜の組み合わせが可能である。
【００４２】
【実施例１】
次に、本発明に係るパッドコンディショニング方法の具体的な実施例について説明する。第１の実施例では、研磨パッド１２の交換後のパッド立ち上げにおいて、最初に、パッドドレッサ２３のみを作用させ、パッドドレッサ２３の荷重５ｐｓｉ、研磨定盤１１の回転数５０ｒｐｍ、コンディショニングヘッド２１の回転数３０ｒｐｍとし、コンディショニングヘッド２１を研磨パッド１２の中心部から外周部まで１往復２０ｓｅｃで旋回させながら１５分間ドレッシングした。スラリは、酸化膜用を用い、流量１５０ｍｌ／ｍｉｎで研磨パッド１２の中心部付近に供給した。
【００４３】
次いで、擬似研磨物２４としてのＳｉＯ２ブロックをパッドドレッサ２３と併用し、パッドドレッサ荷重を２ｐｓｉに変更し、ＳｉＯ２ブロックには３ｐｓｉの荷重をかけて１５分間作動させた。回転速度、旋回速度、及びスラリー流量は前記と同一とした。
【００４４】
以上のパッドコンディショニングを実施後、ＴＥＯＳ膜付ウエーハの１００枚連続ランニングを実施したところ、１枚目から安定した研磨レートが得られ、ウエーハ間の研磨レート不均一性は３％以下と良好であった。
【００４５】
【実施例２】
次に、第２の実施例を説明する。先ず通常の研磨方法により、１枚の研磨パッド１２でＴＥＯＳ膜付ウエーハ１００枚の連続ランニングを実施したところ、ウエーハ面内研磨レート不均一性は、研磨パッド１２の立ち上げ直後の２％程度から６％程度まで緩やかに悪化していった。
【００４６】
そこで、パッドドレッサ２３の荷重を２ｐｓｉに設定し、擬似研磨物２４としてのＳｉＯ２ブロックには３ｐｓｉの荷重をかけて１５分間作動させた。この際コンディショニングヘッド部の旋回速度を調整し、研磨パッド１２上でウエーハＷと接触することのない部分とコンディショニングヘッド部との接触時間がその他の部分の５倍となるように制御した。
【００４７】
このパッドコンディショニング動作後にＴＥＯＳ膜付ウエーハを２０枚連続研磨したところ、ウエーハ面内研磨レート不均一性は、全てのウエーハＷにおいて３％以下に改善された。
【００４８】
次に、研磨装置１０に設けられたパッドプロファイル測定手段と、擬似研磨物プロファイル測定手段の構成と作用について説明する。
【００４９】
図５は、研磨パッド１２の摩耗プロファイル測定方法を説明する概念図である。図５に示すように、研磨パッド１２の摩耗プロファイルは、パッドプロファイル測定手段５１によって測定され、測定データはコントローラ４０に取り込まれる。
【００５０】
パッドプロファイル測定手段５１は、電気マイクロメータ等の変位測定器と、変位測定器を研磨パッド１２に沿って移動させる図示しない駆動装置とからなっている。研磨パッド１２の摩耗プロファイル測定方法は、変位測定器の測定子を研磨パッド１２の上面に接触させ、変位測定器を研磨パッド１２の上面に沿ってトラバースさせることによって測定される。
【００５１】
この研磨パッド１２の摩耗プロファイルは次のように利用される。まず通常の研磨方法によりウエーハＷを多数枚連続研磨し、ウエーハ面内研磨レートの不均一性が悪化してきた時に、研磨パッド１２の摩耗プロファイルを測定し、そのデータを基にパッドコンディショニング装置２０の動作を制御して研磨パッド１２の表面状態をコントロールする。
【００５２】
この場合、研磨パッドの厚みが均一化されるように、コンディショニングヘッド２１の旋回方法、コンディショニングヘッド２１及び研磨定盤１１の回転速度、パッドドレッサ２３及び擬似研磨物２４の荷重を夫々変化させてパッドコンディショニングがおこなわれる。各部の制御パラメータは自在にプログラム可能で、コントローラ４０によってフィードバック制御される。これにより、ウエーハ面内研磨レート不均一性が回復される。
【００５３】
図６は、擬似研磨物２４の表面プロファイル測定方法を説明する概念図である。図６に示すように、擬似研磨物２４の被研磨面のプロファイルは、擬似研磨物プロファイル測定手段５２によって測定され、測定データはコントローラ４０に取り込まれる。このときパッドドレッサ２３は擬似研磨物プロファイル測定手段５２と干渉しないように、擬似研磨物２４よりも上方に退避している。
【００５４】
擬似研磨物測定手段５２は、前述のパッドプロファイル測定手段５１同様、電気マイクロメータ等の変位測定器と、変位測定器を擬似研磨物２４の被研磨面に沿って移動させる図示しない駆動装置とからなっている。擬似研磨物２４のプロファイル測定方法は、変位測定器の測定子を擬似研磨物２４の下面に接触させ、変位測定器を擬似研磨物２４の下面に沿ってトラバースさせることによって測定される。
【００５５】
この研磨パッド１２の被研磨面プロファイルは次のように利用される。先ず最初に、擬似研磨物２４をコンディショニングヘッド２１のヘッド本体２２に取付けた時に、擬似研磨物２４の下面のプロファイルを測定し、その測定データを基に擬似研磨物２４の取付け状態の良否を判断する。例えば擬似研磨物２４の取付け面に異物が混入し、擬似研磨物２４全体が傾いて取付けられている場合には、擬似研磨物２４の下面プロファイルが傾き、取付け不良と判断される。
【００５６】
また、研磨パッド１２のコンディショニングを進める中で、ダミーウエーハの代わりに擬似研磨物２４が研磨されて、研磨パッド１２の目慣らしが行われるが、擬似研磨物２４の摩耗が進行し、摩耗の仕方によっては研磨パッド１２の目慣らしに不適切な形状に変形してしまう場合がある。この場合も定期的に擬似研磨物２４の下面のプロファイルを測定し、その測定データによって擬似研磨物２４の交換時期を判断することができる。
【００５７】
これらの擬似研磨物２４の取付け状態の良否判断、及び擬似研磨物２４の交換時期判断は、予め入力されている限界データを基にコントローラ４０によって自動的に判断されるようにしてもよく、あるいはオペレータによって判断されるようにしてもよい。
【００５８】
以上説明した実施の形態では、パッドコンディショニング装置２０のパッドドレッサ２３と擬似研磨物２４とを共通のヘッド本体２２に取付けてコンディショニングヘッド２１としたが、これに限らず、夫々独立した回転機構、上下移動機構、及び旋回機構を有するようにしてもよく、あるいは回転機構、上下移動機構を独立させ旋回機構を共有させるように構成してもよい。
【００５９】
また、パッドプロファイル測定手段５１と、擬似研磨物プロファイル測定手段５２とを夫々別々に設けたが、１個の変位測定器でパッドプロファイル測定と擬似研磨物プロファイル測定とを切替えて行わせるようにしてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、パッドコンディショニング装置は研磨パッドの目立てを行うパッドドレッサと、研磨パッドの目慣らしを行う専用の擬似研磨物を有し、夫々独立して研磨パッドに押圧されるので、高価なダミーウエーハを用いずに研磨パッドの目立てと目慣らしを行うことができ、研磨パッドの交換立ち上げや、途中段階における研磨パッドの修正立ち上げに要する費用と時間を大幅に削減することができるとともに、研磨パッドの寿命を延長させることができる。
【００６１】
また、ダミーウエーハの代わりに用いる擬似研磨物の材質が、被研磨物と同一又は類似であるので、被研磨物が別材質のコンタミによって汚染されることがない。
【００６２】
また、パッドドレッサと擬似研磨物とが同心状にあるので、夫々を回転させる回転手段を共有することができ、パッドコンディショニング装置の構造を単純化することができ、コストも削減できる。
【００６３】
更に研磨装置はパッドプロファイル測定手段を有しており、研磨パッドの表面プロファイルデータによって、前記パッドコンディショニング装置の動作を制御するので、研磨パッドの断面状態を良好な形状に保つことができ、研磨特性、特に研磨レートのウエーハ面内均一性を良好に保つことができるとともに、研磨パッドの寿命を延長することができる。
【００６４】
また、擬似研磨物プロファイルを測定手段を有しているので、擬似研磨物の取付け状態の良否を判断したり、交換時期を判断したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るパッドコンディショニング装置を備えた研磨装置の平面図
【図２】本発明の実施の形態に係る研磨装置の側面図
【図３】コンディショニングヘッド部を下面側から見た図
【図４】ドレッシング状態を説明する側面図
【図５】研磨パッド摩耗プロファイルの測定方法を説明する側面図
【図６】擬似研磨物プロファイルの測定方法を説明する側面図
【符号の説明】
１０…研磨装置、１１…研磨定盤、１２…研磨パッド、２０…パッドコンディショニング装置、２１…コンディショニングヘッド、２２…ヘッド本体、２３…パッドドレッサ、２４…擬似研磨物、３０…研磨ヘッド、４０…コントローラ、５１…パッドプロファイル測定手段、５２…擬似研磨物プロファイル測定手段、Ｗ…ウエーハ
【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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