(57)【要約】【課題】研磨パッド上の不要物をコンディショナ使用直後から効率的に除去することのできるＣＭＰ装置及びＣＭＰ用研磨パッドのイニシャライズ方法及びその利用を経る半導体装置を提供する。【解決手段】コンディショナ１５は、研磨パッド１２表面を擦り初期状態に近付けるための目立て用部材１５１と、研磨パッド１２表面における削り屑や砥粒残留物等を排除するための不要物除去用部材１５２とが外周近傍に沿って複数配設されている。目立て用部材１５１は、研磨パッド接触部側に例えばダイヤモンド砥粒Ｇを電着した各ペレットＰを含む。各ペレットＰは劣化状況に応じて容易に交換可能である。不要物除去用部材１５２は、研磨パッド接触部側に例えばナイロンブラシＢの付いた可動支持部Ｓを含む。可動支持部Ｓは、一方端側が固定軸となり、他方端側が可動状態（矢印Ａ５）になるよう構成されている。【選択図】    図１
2004335648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハ上の被平坦化処理層を化学的機械的研磨により平坦化するＣＭＰ装置に関し、
研磨パッドが配された研磨盤と、
前記半導体ウェハを保持しそのウェハ表面を研磨パッドに接触させるウェハキャリアと、
前記研磨パッド表面の目立て用部材と不要物除去用部材が複数配され前記研磨パッドの表面状態をドレスするコンディショナと、
を具備したことを特徴とするＣＭＰ装置。
【請求項２】
前記コンディショナは、前記目立て用部材と前記不要物除去用部材が少なくとも外周近傍に沿って配されている回転盤であることを特徴とする請求項１記載のＣＭＰ装置。
【請求項３】
前記コンディショナは、前記目立て用部材と前記不要物除去用部材が交互に配されている回転盤であり、前記不要物除去用部材それぞれは所定部を支点とした可動状態になっていることを特徴とする請求項１または２記載のＣＭＰ装置。
【請求項４】
前記コンディショナは、少なくとも前記目立て用部材と前記不要物除去用部材が前記研磨パッドへ接触する第１形態と前記不要物除去用部材のみが前記研磨パッドへ接触する第２形態を有し、前記第１形態または前記第２形態が選択されることを特徴とする請求項１〜３いずれか一つに記載のＣＭＰ装置。
【請求項５】
前記コンディショナは、前記目立て用部材と前記不要物除去用部材が各々独立して制御され、少なくとも前記目立て用部材と前記不要物除去用部材が前記研磨パッドへ接触する第１形態と前記不要物除去用部材のみが前記研磨パッドへ接触する第２形態を有し、前記第１形態または前記第２形態が選択されることを特徴とする請求項１〜３いずれか一つに記載のＣＭＰ装置。
【請求項６】
前記コンディショナは、前記目立て用部材として前記研磨パッドへ接触する固定砥粒を備え、前記不要物除去用部材として前記研磨パッドへ接触するブラシを備えていることを特徴とする請求項１〜５いずれか一つに記載のＣＭＰ装置。
【請求項７】
前記コンディショナは、前記目立て用部材として前記研磨パッドへ接触する固定砥粒を備え、前記不要物除去用部材として前記研磨パッドへ接触するブラシを備え、洗浄液の供給口を備えていることを特徴とする請求項１〜５いずれか一つに記載のＣＭＰ装置。
【請求項８】
半導体ウェハ上の被平坦化処理層を化学的機械的研磨により平坦化するＣＭＰ工程において、
研磨盤に配設された研磨パッドにスラリーが供給されつつ前記半導体ウェハが擦り付けられることにより、前記半導体ウェハを研磨する研磨工程と、
前記研磨工程の最中、前記研磨工程の前か後いずれかの段階で前記研磨パッドをコンディショナによりドレス制御するドレス制御工程と、
を具備し、
前記ドレス制御工程は、一つの回転盤で前記研磨パッドに対する目立て処理と共に不要な残留物を除去する清掃処理を達成することを特徴とするＣＭＰ用研磨パッドのイニシャライズ方法。
【請求項９】
前記ドレス制御工程は、前記目立て処理及び前記清掃処理の同時処理、及び前記清掃処理のみの２つのモードを組み合わせて行うことを特徴とする請求項８記載のＣＭＰ用研磨パッドのイニシャライズ方法。
【請求項１０】
前記ドレス制御工程に関し、前記コンディショナは砥粒及びブラシを配備した回転盤であり、前記コンディショナの回転数を可変制御して対処することを特徴とする請求項８または９記載のＣＭＰ用研磨パッドのイニシャライズ方法。
【請求項１１】
前記ドレス制御工程に関し、前記コンディショナは砥粒及びブラシを配備した回転盤であり、前記研磨パッドへの前記コンディショナの押圧力を可変制御して対処することを特徴とする請求項８〜１０いずれか一つに記載のＣＭＰ用研磨パッドのイニシャライズ方法。
【請求項１２】
前記ドレス制御工程に関し、前記コンディショナは砥粒及びブラシを配備した回転盤であり、前記研磨パッド上における前記コンディショナの任意の領域への移動を可能にして対処することを特徴とする請求項８〜１１いずれか一つに記載のＣＭＰ用研磨パッドのイニシャライズ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置製造に係り、ウェハ上の被平坦化処理層をＣＭＰ（化学的機械的研磨）により平坦化する工程を前提とし、特にＣＭＰ用研磨パッドへのコンディショニングの最適化を伴うＣＭＰ装置及びＣＭＰ用研磨パッドのイニシャライズ方法及びこれを利用して形成される半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子の微細化及び高集積化により、配線のいっそうの微細化、多層化が進む。多層化の際、ウェハ上に配線層や絶縁膜を積層すると表面が凹凸になる。この表面上にフォトリソグラフィ技術を利用してパターンマスクを形成していくと精度が劣化する。すなわち、素子の微細化により形成したい配線幅や間隔、ホール径などが小さくなるため、表面の凹凸によってパターンマスクの確度にばらつきが生じる。これにより、配線の断線によるオープン不良や配線層間の絶縁不良によるショートなどが懸念される。また、フォトリソグラフィ工程における露光時のフォーカスずれも問題にあげられる。
【０００３】
このような問題に対処するため、形成層間の平坦化を目的とした化学的機械的研磨、いわゆるＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  ）技術は不可欠である。すなわち、被平坦化処理層の凹凸部に加わるＣＭＰ用研磨パッド（研磨パッド）の圧力差により研磨レートの選択性を生じさせ、所定時間経過後には凹凸部をなだらかにし、平坦化に寄与する技術である。
【０００４】
ＣＭＰプロセスでは、一般に発泡ポリウレタン製の研磨パッドを回転させ、パッド表面にスラリー（砥粒入り研磨溶媒）を供給しながらウェハを研磨パッドに押し付ける。被平坦化処理層に対し、凸部には凹部に比べて大きな圧力がかかり、研磨レートは大きくなる。
【０００５】
ＣＭＰプロセスでは、研磨パッドの状態がウェハ研磨加工能率やウェハ面内研磨量不均一性（凸部を選択的に研磨する性能）を左右する重要な要素であることが知られている。研磨パッドにはＣＭＰ処理中の削り屑やスラリーの砥粒が残留するため、
【０００６】
研磨パッドは、ウェハ研磨加工処理を続けていくと劣化し、ウェハ研磨加工能率を著しく低下させる。つまり、研磨パッドの過剰な平滑化によって、スラリーを保持する機能（スラリー溜り）が減少してしまう。これにより、スラリーがパッド内に均一に広がらず、ウェハ面内研磨条件のばらつき、ひいてはウェハ研磨除去の能率低下を招く。そこで、平滑化された研磨パッドの表面を初期の表面状態と同等にするイニシャライズを行う。イニシャライズは、電着ダイヤモンド砥石が配備されたコンディショナ（ドレッサともいう）で目立てを行うパッドコンディショニングが一般的である。
【０００７】
研磨パッドの表面の目立てを行うと、研磨パッドの削り屑やスラリーの砥粒が残留する。また、時としてコンディショナのダイヤモンド刃が脱落し、研磨パッド上に残留する。これら不要な残留物を除去しなければならないが、水洗などでは除去しきれない場合がある。このような残留物を研磨パッド上に保有したまま次の製品処理を行うと、パッドコンディションが悪く、ウェハ研磨能率が低下する。さらに、ダイヤモンド刃の残留物はウェハ研磨中にウェハ表面のスクラッチを誘発し不良発生の原因となる。
【０００８】
従来技術として、研磨パッド表面をブラッシングすることによって研磨パッドの表面に存在する粒子を除去する構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、研磨パッドブラシを設けて、研磨パッドの表面に形成された溝に嵌め込まれている研磨粒子塊及び粒子を除去する。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−２０２５０７（第４，５頁、図３〜５）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術ではコンディショナとは別に研磨パッドブラシを設ける点から、コンディショナ使用直後では研磨パッド上の不要物を除去する段階には入らず、効率的な面で改良の余地がある。
本発明は上記のような事情を考慮してなされたもので、研磨パッド上の不要物をコンディショナ使用直後から効率的に除去することのできるＣＭＰ装置及びＣＭＰ用研磨パッドのイニシャライズ方法及びその利用を経る半導体装置を提供すようとするものである。
【００１１】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたもので、研磨パッド上の不要物をコンディショナ使用直後から効率的に除去することのできるＣＭＰ装置及びＣＭＰ用研磨パッドのイニシャライズ方法及びその利用を経る半導体装置を提供すようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＣＭＰ装置は、半導体ウェハ上の被平坦化処理層を化学的機械的研磨により平坦化するＣＭＰ装置に関し、研磨パッドが配された研磨盤と、前記半導体ウェハを保持しそのウェハ表面を研磨パッドに接触させるウェハキャリアと、前記研磨パッド表面の目立て用部材と不要物除去用部材が複数配され前記研磨パッドの表面状態をドレスするコンディショナと、を具備したことを特徴とする。
【００１３】
上記本発明に係るＣＭＰ装置によれば、コンディショナは研磨パッド表面に対する目立て用部材と不要物除去用部材が複数配された形態をとっている。これにより、半導体ウェハの研磨中またはドレスのみの時間などの装置可動時の間における所定段階において、コンディショナはドレスと同時に研磨パッドの表面状態を清浄な状態にするよう作用する。より効率的な研磨パッドのコンディショニングに寄与する。
【００１４】
なお、上記本発明に係るＣＭＰ装置において、より好ましい実施態様として次のような特徴を少なくとも一つ有する。
前記コンディショナは、前記目立て用部材と前記不要物除去用部材が少なくとも外周近傍に沿って配されている回転盤であることを特徴とする。
前記コンディショナは、前記目立て用部材と前記不要物除去用部材が交互に配されている回転盤であり、前記不要物除去用部材それぞれは所定部を支点とした可動状態になっていることを特徴とする。
前記コンディショナは、少なくとも前記目立て用部材と前記不要物除去用部材が前記研磨パッドへ接触する第１形態と前記不要物除去用部材のみが前記研磨パッドへ接触する第２形態を有し、前記第１形態または前記第２形態が選択されることを特徴とする。
前記コンディショナは、前記目立て用部材と前記不要物除去用部材が各々独立して制御され、少なくとも前記目立て用部材と前記不要物除去用部材が前記研磨パッドへ接触する第１形態と前記不要物除去用部材のみが前記研磨パッドへ接触する第２形態を有し、前記第１形態または前記第２形態が選択されることを特徴とする。
前記コンディショナは、前記目立て用部材として前記研磨パッドへ接触する固定砥粒を備え、前記不要物除去用部材として前記研磨パッドへ接触するブラシを備えていることを特徴とする。
前記コンディショナは、前記目立て用部材として前記研磨パッドへ接触する固定砥粒を備え、前記不要物除去用部材として前記研磨パッドへ接触するブラシを備え、洗浄液の供給口を備えていることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るＣＭＰ用研磨パッドのイニシャライズ方法は、半導体ウェハ上の被平坦化処理層を化学的機械的研磨により平坦化するＣＭＰ工程において、研磨盤に配設された研磨パッドにスラリーが供給されつつ前記半導体ウェハが擦り付けられることにより、前記半導体ウェハを研磨する研磨工程と、前記研磨工程の最中、前記研磨工程の前か後いずれかの段階で前記研磨パッドをコンディショナによりドレス制御するドレス制御工程と、を具備し、前記ドレス制御工程は、一つの回転盤で前記研磨パッドに対する目立て処理と共に不要な残留物を除去する清掃処理を達成することを特徴とする。
【００１６】
上記本発明に係るＣＭＰ用研磨パッドのイニシャライズ方法によれば、コンディショナのドレス制御は、一つの回転盤で研磨パッドに対する目立て処理と共に不要な残留物を除去する清掃処理を達成する。これにより、半導体ウェハの研磨中またはドレスのみの時間などの装置可動時の間における所定段階において、研磨パッドの表面状態をより清浄な状態にしながらドレス制御が可能である。より効率的な研磨パッドのコンディショニングに寄与する。
【００１７】
なお、本発明に係るＣＭＰ用研磨パッドのイニシャライズ方法において、より好ましい実施態様として次のような特徴を少なくとも一つ有する。
前記ドレス制御工程は、前記目立て処理及び前記清掃処理の同時処理、及び前記清掃処理のみの２つのモードを組み合わせて行うことを特徴とする。
前記ドレス制御工程に関し、前記コンディショナは砥粒及びブラシを配備した回転盤であり、前記コンディショナの回転数を可変制御して対処することを特徴とする。
前記ドレス制御工程に関し、前記コンディショナは砥粒及びブラシを配備した回転盤であり、前記研磨パッドへの前記コンディショナの押圧力を可変制御して対処することを特徴とする。
前記ドレス制御工程に関し、前記コンディショナは砥粒及びブラシを配備した回転盤であり、前記研磨パッド上における前記コンディショナの任意の領域への移動を可能にして対処することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係るＣＭＰ装置の要部構成を示す概略図である。図１（ｂ），（ｃ）は、それぞれ図１（ａ）中のコンディショナの要部で、接触面側の構成を示す平面図及び１Ｃ−１Ｃ線断面図である。
研磨側の研磨盤１１は、例えばポリウレタン製の研磨パッド１２を配し所定の回転速度で回転する（矢印Ａ１）。ウェハキャリア１３はワークホルダとも呼ばれ、半導体ウェハ１４を保持し、研磨盤１１の中心（×印）から所定距離離れた領域でウェハ表面を水平に研磨パッド１２に適当な圧力で接触させ、回転する（矢印Ａ２）。ウェハキャリア１３は回転しながら研磨盤１１内で移動制御されてもよい。ウェハ研磨時、研磨パッド１２上にはスラリー（砥粒入り研磨溶媒）が供給される。研磨パッド１２に押し付けられたウェハ１４主表面の被平坦化処理層において、凸部には凹部に比べて大きな圧力がかかり、研磨レートは大きくなる。研磨盤１１及びウェハキャリア１３それぞれの制御部は図示しないが、ウェハ１４主表面の被平坦化処理のため効果的に機能する。
【００１９】
コンディショナ１５はドレッサとも呼ばれ、矢印Ａ３、Ａ４のように回転移動させながら研磨パッド１２の表面状態をドレス制御する。ドレス制御機構１６はコンディショナ１５のドレス動作を制御する。
コンディショナ１５は、研磨パッドへの接触側において、図１（ｂ）に示されるような構成を有する。研磨パッド１２表面を擦り初期状態に近付けるための目立て用部材１５１と、研磨パッド１２表面における削り屑や砥粒残留物等を排除するための不要物除去用部材１５２とが外周近傍に沿って複数配設されている。図では、目立て用部材１５１と不要物除去用部材１５２とが外周近傍に沿って交互に配設されている。
【００２０】
目立て用部材１５１は、研磨パッド接触部側に例えばダイヤモンド砥粒Ｇを電着した各ペレットＰを含む。各ペレットＰは劣化状況に応じて容易に交換可能である。不要物除去用部材１５２は、研磨パッド接触部側に例えばナイロンブラシＢの付いた可動支持部Ｓを含む。ブラシＢは可動支持部Ｓから部分的に取り外せるユニット構成でもよい。これにより、ブラシＢは劣化状況に応じて容易に交換可能である。ブラシＢは、ダイヤモンド砥粒Ｇが研磨パッド１２に接触するとき、研磨パッド１２の凹凸表面に十分にブラシ先端が接触可能な長さに設定される。可動支持部Ｓは、一方端側が固定軸となり、他方端側が可動状態（矢印Ａ５）になるよう構成されている。ここでは、可動支持部Ｓが研磨パッド１２やコンディショナ１５の回転数や押圧力の関係に応じて矢印Ａ５の範囲のいずれかの位置に可変される。これによりブラシＢ位置が可変になる形態を構成している。図１（ｃ）には、可動不要物除去用部材１５２に関し、可動支持部Ｓの一例として一方端側の固定軸Ｓ１と他方端側の可動軸Ｓ２が示されている。
【００２１】
コンディショナ１５による、研磨パッド１２表面のイニシャライズ方法は次のようである。研磨パッド１２表面にスラリーが供給されウェハキャリア１３の押し付けによって半導体ウェハ１４に対する化学的機械的研磨が実施される。この化学的機械的研磨実施の間、またはこの研磨実施の前か後の少なくともいずれかの段階において、コンディショナ１５は研磨パッド１２表面の目立てと残留物除去を兼ねたドレス動作を実施する。ここで、上記半導体ウェハ１４に対する化学的機械的研磨が実施される間とは、研磨実施中を含む装置可動時の間を意味し、研磨パッド１２から半導体ウェハ１４が一時的に離れる時間も入る。例えばウェハキャリア１３が研磨パッド１２から一時的に離れ半導体ウェハ１４の表面状態を計測するような状況にある場合が考えられる。
【００２２】
コンディショナ１５によるドレス制御は、ドレス制御機構１６に従って達成される。研磨パッド１２表面の状況に応じて、回転数が可変制御されることが考えられる。あるいは、研磨パッド１２への押圧力が可変制御されることが考えられる。また、これら可変制御と共にコンディショナ１５自体によるドレス領域の移動を伴うことも考えられる。コンディショナ１５が研磨パッド１２に接触しドレス動作している間、洗浄液（純水等）が適宜供給される。洗浄液は研磨パッド１２上の所定部に向って供給される。コンディショナ１５の所定部、例えば中心部に洗浄液の供給口１７が設けられるようにしてもよい。
【００２３】
上記実施形態及び研磨パッドのイニシャライズ方法によれば、研磨パッド１２のドレス時、コンディショナ１５の目立て用部材１５１による削り屑やダイヤモンド砥粒Ｇの脱落が発生したとしても、同時に不要物除去用部材１５２が清掃する。すなわち、コンディショナ１５使用直後から効率的に削り屑や脱落ダイヤモンド砥粒の排出を促進する。これにより、平坦化処理するウェハ表面のスクラッチを抑制することができ、不良を低減する。また、研磨パッド１２表面の迅速な清浄化が達成されるので、研磨パッド１２表面の目立てを適切に行うことができる。これにより、研磨パッド１２のイニシャライズについて信頼性が向上すると共に研磨パッド１２の寿命が延びる利点を有する。
【００２４】
図２（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るＣＭＰ装置の要部構成を示す概略図である。図２（ｂ），（ｃ）は、それぞれ図２（ａ）中のコンディショナの要部で、接触面側の構成を示す平面図及び２Ｃ−２Ｃ線断面図である。前記第１実施形態と同様の箇所には前記図１中で用いた符号を付す。第１実施形態に比べて、コンディショナ２５の構成が異なる。ドレス制御機構２６はコンディショナ２５のドレス動作を制御する。その他の構成について同様の説明は省略する。
図２（ｂ），（ｃ）を参照すると、コンディショナ２５は、研磨パッド１２表面を擦り初期状態に近付けるための目立て用部材２５１と、研磨パッド１２表面における削り屑や砥粒残留物等を排除するための不要物除去用部材２５２とが外周近傍に沿って複数配設されている。図では、目立て用部材２５１と不要物除去用部材２５２とが外周近傍に沿って交互に略等間隔で配設されている。
【００２５】
目立て用部材２５１は、研磨パッド接触部側に例えばダイヤモンド砥粒Ｇを電着した各ペレットＰ１を含む。各ペレットＰ１は劣化状況に応じて容易に交換可能である。不要物除去用部材２５２は、研磨パッド接触部側に例えばナイロンブラシＢの付いた各ペレットＰ２を含む。各ペレットＰ２は劣化状況に応じて容易に交換可能である。各ペレットＰ２に設けられたブラシＢは、ダイヤモンド砥粒Ｇが研磨パッド１２に接触するとき、研磨パッド１２の凹凸表面に十分にブラシ先端が接触可能な長さに設定される。
【００２６】
コンディショナ２５による研磨パッド１２表面のイニシャライズ方法は、第１実施形態と同様である。すなわち、半導体ウェハ１４に対する化学的機械的研磨が実施される間、またはこの研磨実施の前か後の少なくともいずれかの段階において、研磨パッド１２表面の目立てと残留物除去を兼ねたドレス動作を実施する。コンディショナ２５によるドレス制御は、ドレス制御機構２６に従って達成される。研磨パッド１２表面の状況に応じて、回転数が可変制御されることが考えられる。あるいは、研磨パッド１２への押圧力が可変制御されることが考えられる。また、これら可変制御と共にコンディショナ２５自体によるドレス領域の移動を伴うことも考えられる。コンディショナ２５が研磨パッド１２に接触しドレス動作している間、洗浄液（純水等）が適宜供給される。洗浄液は研磨パッド１２上の所定部に向って供給される。コンディショナ２５の所定部、例えば中心部に洗浄液の供給口２７が設けられるようにしてもよい。
【００２７】
上記実施形態及び研磨パッドのイニシャライズ方法によれば、研磨パッド１２のドレス時、コンディショナ２５の目立て用部材２５１による削り屑やダイヤモンド砥粒Ｇの脱落が発生したとしても、同時に不要物除去用部材２５２が清掃する。すなわち、コンディショナ２５使用直後から効率的に削り屑や脱落ダイヤモンド砥粒の排出を促進する。これにより、平坦化処理するウェハ表面のスクラッチを抑制することができ、不良を低減する。また、研磨パッド１２表面の迅速な清浄化が達成されるので、研磨パッド１２表面の目立てを適切に行うことができる。これにより、研磨パッド１２のイニシャライズについて信頼性が向上すると共に研磨パッド１２の寿命が延びる利点を有する。
【００２８】
図３（ａ）は、本発明の第３実施形態に係るＣＭＰ装置の要部構成を示す概略図である。図２（ｂ），（ｃ）は、それぞれ図３（ａ）中のコンディショナの要部で、接触面側の構成を示す平面図及び３Ｃ−３Ｃ線断面図である。前記第１実施形態と同様の箇所には前記図１中で用いた符号を付す。第１実施形態に比べて、コンディショナ３５の構成が異なる。ドレス制御機構３６はコンディショナ３５のドレス動作を制御する。その他の構成について同様の説明は省略する。
図３（ｂ），（ｃ）を参照すると、コンディショナ３５は、研磨パッド１２表面を擦り初期状態に近付けるための目立て用部材３５１と、研磨パッド１２表面における削り屑や砥粒残留物等を排除するための不要物除去用部材３５２とが外周近傍に沿って複数配設されている。図では、目立て用部材３５１と不要物除去用部材３５２とが外周近傍に沿って交互に略等間隔で配設されている。
【００２９】
目立て用部材３５１は、研磨パッド接触部側に例えばダイヤモンド砥粒Ｇを電着した各ペレットＰ１を含む。各ペレットＰ１は劣化状況に応じて容易に交換可能である。不要物除去用部材３５２は、研磨パッド接触部側に例えばナイロンブラシＢの付いた各ペレットＰ２を含む。各ペレットＰ２は劣化状況に応じて容易に交換可能である。
【００３０】
この実施形態では、外観構成は前記第２実施形態と同様であるが、不要物除去用部材３５２の各ペレットＰ２の高さが可変となる構成となっている。各ペレットＰ２は昇降機構３８につながり昇降制御される。これにより、コンディショナ３５は、少なくとも目立て用部材３５１と不要物除去用部材３５２が研磨パッド１２へ接触する第１形態ＭＯＤＥ１と、不要物除去用部材３５２のみが研磨パッド１２へ接触する第２形態ＭＯＤＥ２を有する。これらＭＯＤＥ１，２のいずれかが選択されることにより、研磨パッド１２表面の目立て及び残留物除去を達成するＭＯＤＥ１ドレス動作、研磨パッド１２表面の清掃専用動作を達成するＭＯＤＥ２ドレス動作が利用できる。
【００３１】
コンディショナ３５による、研磨パッド１２表面のイニシャライズ方法は次のようである。研磨パッド１２にスラリーが供給されウェハキャリア１３の押し付けによって半導体ウェハ１４に対する化学的機械的研磨が実施される。この化学的機械的研磨実施の間、またはこの研磨実施の前か後の少なくともいずれかの段階においてコンディショナ３５は、ＭＯＤＥ１ドレス動作、ＭＯＤＥ２ドレス動作いずれかの動作が選択され実施される。コンディショナ３５によるドレス制御は、ドレス制御機構３６に従って達成される。例えば、ＭＯＤＥ１→ＭＯＤＥ２、あるいは、ＭＯＤＥ２→ＭＯＤＥ１、さらには、ＭＯＤＥ２→ＭＯＤＥ１→ＭＯＤＥ２など、段階に応じてドレス動作の効果的なシーケンスを組むこともできる。コンディショナ３５が研磨パッド１２に接触しドレス動作あるいは清掃専用動作している間、洗浄液（純水等）が適宜供給される。洗浄液は研磨パッド１２上の所定部に向って供給される。コンディショナ３５の所定部、例えば中心部に洗浄液の供給口３７が設けられるようにしてもよい。
【００３２】
上記実施形態及び研磨パッドのイニシャライズ方法によれば、研磨パッド１２のドレス時、コンディショナ３５の目立て用部材３５１による削り屑やダイヤモンド砥粒Ｇの脱落が発生したとしても、同時に不要物除去用部材３５２が清掃する。さらに、不要物除去用部材３５２のみ用いられる清掃専用の期間（ＭＯＤＥ２ドレス動作）によっても研磨パッド１２表面の清浄化が達成される。すなわち、コンディショナ３５使用直後から効率的に削り屑や脱落ダイヤモンド砥粒の排出を促進する。これにより、平坦化処理するウェハ表面のスクラッチを抑制することができ、不良を低減する。また、研磨パッド１２表面の迅速な清浄化が達成されるので、研磨パッド１２表面の目立てを適切に行うことができる。これにより、研磨パッド１２のイニシャライズについて信頼性が向上すると共に研磨パッド１２の寿命が延びる利点を有する。
【００３３】
図４（ａ）は、本発明の第４実施形態に係るＣＭＰ装置の要部構成を示す概略図である。図４（ｂ），（ｃ）は、それぞれ図４（ａ）中のコンディショナの要部で、接触面側の構成を示す平面図及び４Ｃ−４Ｃ線断面図である。前記第１実施形態と同様の箇所には前記図１中で用いた符号を付す。第１実施形態に比べて、コンディショナ４５の構成が異なる。ドレス制御機構４６はコンディショナ４５のドレス動作を制御する。その他の構成について同様の説明は省略する。
図４（ｂ），（ｃ）を参照すると、コンディショナ４５は、研磨パッド１２表面を擦り初期状態に近付けるための目立て用部材４５１と、研磨パッド１２表面における削り屑や砥粒残留物等を排除するための不要物除去用部材４５２とが外周近傍に沿って複数配設されている。図では、目立て用部材４５１の外側に不要物除去用部材４５２が配列されている。
【００３４】
目立て用部材４５１は、研磨パッド接触部側に例えばダイヤモンド砥粒Ｇを電着した各ペレットＰ１を含み内側回転盤に設けられている。各ペレットＰ１は劣化状況に応じて容易に交換可能である。不要物除去用部材４５２は、研磨パッド接触部側に例えばナイロンブラシＢの付いた各ペレットＰ２を含む外側リング回転盤となっている。各ペレットＰ２は劣化状況に応じて容易に交換可能である。
【００３５】
この実施形態において、不要物除去用部材４５２の各ペレットＰ２の高さが可変となる構成を有する。外側リング回転盤としての不要物除去用部材４５２は昇降機構４８につながり昇降制御される。これにより、コンディショナ４５は、少なくとも目立て用部材４５１と不要物除去用部材４５２が研磨パッド１２へ接触する第１形態ＭＯＤＥ１と、不要物除去用部材４５２のみが研磨パッド１２へ接触する第２形態ＭＯＤＥ２を有する。これらＭＯＤＥ１，２のいずれかが選択されることにより、研磨パッド１２表面の目立て及び残留物除去を達成するＭＯＤＥ１ドレス動作、研磨パッド１２表面の清掃専用動作を達成するＭＯＤＥ２ドレス動作が利用できる。
【００３６】
コンディショナ４５による、研磨パッド１２表面のイニシャライズ方法は次のようである。研磨パッド１２にスラリーが供給されウェハキャリア１３の押し付けによって半導体ウェハ１４に対する化学的機械的研磨が実施される。この化学的機械的研磨実施の間、またはこの研磨実施の前か後の少なくともいずれかの段階においてコンディショナ４５は、ＭＯＤＥ１ドレス動作、ＭＯＤＥ２ドレス動作いずれかの動作が選択され実施される。コンディショナ４５によるドレス制御は、ドレス制御機構４６に従って達成される。例えば、ＭＯＤＥ１→ＭＯＤＥ２、あるいは、ＭＯＤＥ２→ＭＯＤＥ１、さらには、ＭＯＤＥ２→ＭＯＤＥ１→ＭＯＤＥ２など、段階に応じてドレス動作の効果的なシーケンスを組むこともできる。コンディショナ４５が研磨パッド１２に接触しドレス動作あるいは清掃専用動作している間、洗浄液（純水等）が適宜供給される。洗浄液は研磨パッド１２上の所定部に向って供給される。コンディショナ４５の所定部、例えば中心部に洗浄液の供給口４７が設けられるようにしてもよい。
【００３７】
上記実施形態及び研磨パッドのイニシャライズ方法によれば、研磨パッド１２のドレス時、コンディショナ４５の目立て用部材４５１による削り屑やダイヤモンド砥粒Ｇの脱落が発生したとしても、同時に不要物除去用部材４５２が清掃する。さらに、不要物除去用部材３５２のみ用いられる清掃専用の期間（ＭＯＤＥ２ドレス動作）によっても研磨パッド１２表面の清浄化が達成される。すなわち、コンディショナ４５使用直後から効率的に削り屑や脱落ダイヤモンド砥粒の排出を促進する。これにより、平坦化処理するウェハ表面のスクラッチを抑制することができ、不良を低減する。また、研磨パッド１２表面の迅速な清浄化が達成されるので、研磨パッド１２表面の目立てを適切に行うことができる。これにより、研磨パッド１２のイニシャライズについて信頼性が向上すると共に研磨パッド１２の寿命が延びる利点を有する。
【００３８】
なお、上記各実施形態のドレス制御機構１６，２６，３６，４６は、化学的機械的研磨の実施中を含む装置可動時の間における所定段階で研磨パッド１２の表面状態を把握し、ドレス制御動作に反映させてもよい。例えば、研磨パッド１２への反射光の干渉現象を利用する光学系の光膜厚測定器による研磨パッド表面状態の把握を利用する。これにより、研磨パッド１２の表面を最小限のドレスで常に良好な状態に維持するようにする。研磨パッド１２（及びコンディショナ）の過剰な消耗を防ぎ、長寿命に寄与する効率的なドレスを実現する。
【００３９】
以上説明したように本発明によれば、半導体ウェハの化学的機械的研磨により常に変動する研磨パッドの表面状態を、コンディショナ使用直後から効率的に削り屑や脱落ダイヤモンド砥粒の排出を促進する。これにより、研磨パッドは消耗が最小限に抑えられ、より効率的な研磨パッドのコンディショニングに寄与する。常に良好な状態を保つようになる。この結果、研磨パッド上の不要物をコンディショナ使用直後から効率的に除去することのできるＣＭＰ装置及びＣＭＰ用研磨パッドのイニシャライズ方法及びその利用を経る半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るＣＭＰ装置の要部構成を示す各図。
【図２】第２実施形態に係るＣＭＰ装置の要部構成を示す各図。
【図３】第３実施形態に係るＣＭＰ装置の要部構成を示す各図。
【図４】第４実施形態に係るＣＭＰ装置の要部構成を示す各図。
【符号の説明】
１１…研磨盤、１２…研磨パッド、１３…ウェハキャリア（ワークホルダ）、１４…半導体ウェハ、１５，２５，３５，４５…コンディショナ（ドレッサ）、１５１，２５１，３５１，４５１…目立て用部材、１５２，２５２，３５２，４５２…不要物除去用部材、１６，２６，３６，４６…ドレス制御機構、１７，２７，３７，４７…洗浄液の供給口、３８，４８…昇降機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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