(57)【要約】【課題】  ウエハ研磨装置において、所望の平坦度の高品質のウエハを歩留よく得るため、ウエハ研磨装置の定盤に貼付された研磨布の面内において、均一かつ効率的にドレッシングすることができる研磨布のドレッシング方法およびその装置を提供する。【解決手段】  ダイヤモンド砥粒が電着された板状のドレッシング部材１を等間隔で複数配設し、前記回転する定盤４の半径方向に前記ドレッシング部材１を移動させながら、前記研磨布表面と前記ドレッシング部材の砥粒面とを摺動させてドレッシングする。【選択図】  図２
2005103673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する定盤に貼付された研磨布表面に研磨液を供給しながら、半導体ウエハを研磨加工する際に用いられる研磨布のドレッシング方法において、
ダイヤモンド砥粒が電着された板状のドレッシング部材を等間隔で複数配設し、前記回転する定盤の半径方向に前記ドレッシング部材を移動させながら、前記研磨布表面と前記ドレッシング部材の砥粒面とを摺動させてドレッシングすることを特徴とする研磨布のドレッシング方法。
【請求項２】
回転する定盤に貼付された研磨布表面に研磨液を供給しながら、半導体ウエハを研磨加工する際に用いられる研磨布のドレッシング装置であって、
前記定盤の周囲に、等間隔に複数の支柱が設置され、前記各支柱に、定盤の半径方向にスライド移動する棒状のアームが配設され、前記各アームの定盤側の先端部には、定盤に貼付された研磨布表面と平行する接触面に、ダイヤモンド砥粒が電着された板状のドレッシング部材が取付けられ、
前記各ドレッシング部材を、前記定盤の半径方向に自動で移動させる機構を備えていることを特徴とする研磨布のドレッシング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウエハ等の半導体ウエハの研磨加工に用いられる研磨布のドレッシング方法およびその研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウエハ等の半導体ウエハ表面を平坦化する際は、通常、片面または両面を研磨加工することにより行われる。
上記研磨加工に用いられるウエハ研磨装置の一般的な基本構造としては、片面研磨装置または両面研磨装置のいずれの場合においても、研磨キャリアプレートに装着されたウエハの被加工面と、定盤表面に貼付された研磨布とを平行に配置して、これらの面同士を接触させ、相互に摺動させる機構を備えている。
【０００３】
ウエハ表面の研磨は、前記研磨布との摺動の際、ウエハの被研磨加工面と研磨布との間に、シリカ微粒子等の砥粒を含む研磨液を供給することにより行われ、前記研磨液および研磨布とウエハの被研磨加工面との機械的化学的研磨（メカノケミカルポリッシング）の作用により、ウエハ表面は高平坦化される。
【０００４】
上記のようなメカノケミカルポリッシングにおいては、ウエハの被研磨加工面と研磨布との間に、加工屑およびそれと研磨液等との反応による生成物等が生じる。これらの加工屑や反応生成物等は、研磨の進行とともに増加し、次第に細粒化され、研磨布の表面の微視的な凹凸に付着すると、研磨布の目詰まりが起きる。
このような状態を放置しておくと、研磨性能の低下だけでなく、ウエハがテーパ状に研磨される等、高平坦度のウエハを得ることが困難となる。
【０００５】
このため、前記研磨布の表面に付着した反応生成物等を除去するために、研磨布のドレッシングが行われる。
例えば、特許文献１には、ウエハの交換作業時に、ダイヤモンド砥石を電着したドレッシング部材を研磨布の表面に圧接させて、定盤の回転により、回転自在のドレッシング部材をつれ回りさせながら、研磨布全体を研磨するドレッシング方法が提案されている。
上記ドレッシング方法においては、例えば、図３に示すような、研磨装置における定盤およびドレッシング部材自体の回転による負荷に耐え得る材質からなる台金１１ｂに、ダイヤモンド砥石１１ａが電着された円環状のドレッシング部材が用いられていた。
【０００６】
また、特許文献２には、定盤中心を中心とする扇形ドレッシング部材を定盤に対して固定した位置関係としたドレッシング方法が開示されている。
さらに、特許文献３には、扇形または三角形の板状のドレッシング部材の広幅側を、円形の研磨布の回転中心側に配置して、微小円運動または微揺動させるドレッシング方法が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２９９７３１号公報
【特許文献２】特開２００２−４６０５７号公報
【特許文献３】特開平９−２７２０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に記載されているようなドレッシング方法においては、研磨布の面内において、ドレッシング部材との接触部分が不均一となり、その結果、被研磨加工ウエハの平坦度が低下することとなる。
また、このような形状のドレッシング部材は、重量等の面から、作業性に劣るものであり、また、自動化が難しいという課題も有していた。
【０００９】
また、特許文献２に記載された扇形ドレッシング部材は、固定式であり、研磨布に回転方向にのみドレッシングされ、研磨布の半径方向にはドレッシングされないため、一定方向にのみ目立てされ、被研磨加工ウエハにおけるスクラッチ等の傷の発生を招きやすいものであった。
さらに、特許文献３に記載されたようなドレッシング方法によっても、研磨布の回転周速度が小さい中心部と、回転周速度が大きい外周部とで、均一にドレッシングを行うことは困難であった。
【００１０】
本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、ウエハ研磨装置において、所望の平坦度の高品質のウエハを歩留よく得るため、ウエハ研磨装置の定盤に貼付された研磨布の面内において、均一かつ効率的にドレッシングすることができる研磨布のドレッシング方法およびその装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る研磨布のドレッシング方法は、回転する定盤に貼付された研磨布表面に研磨液を供給しながら、半導体ウエハを研磨加工する際に用いられる研磨布のドレッシング方法において、ダイヤモンド砥粒が電着された板状のドレッシング部材を等間隔で複数配設し、前記回転する定盤の半径方向に前記ドレッシング部材を移動させながら、前記研磨布表面と前記ドレッシング部材の砥粒面とを摺動させてドレッシングすることを特徴とする。
上記方法によれば、ウエハ研磨装置の定盤に貼付された研磨布の面内において、均一かつ効率的にドレッシングすることができ、高平坦度、高品質のウエハを歩留まりよく得ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る研磨布のドレッシング装置は、回転する定盤に貼付された研磨布表面に研磨液を供給しながら、半導体ウエハを研磨加工する際に用いられる研磨布のドレッシング装置であって、前記定盤の周囲に、等間隔に複数の支柱が設置され、前記各支柱に、定盤の半径方向にスライド移動する棒状のアームが配設され、前記各アームの定盤側の先端部には、定盤に貼付された研磨布表面と平行する接触面に、ダイヤモンド砥粒が電着された板状のドレッシング部材が取付けられ、前記各ドレッシング部材を、前記定盤の半径方向に自動で移動させる機構を備えていることを特徴とする。
上記装置によれば、簡易な構成により、本発明に係る上記ドレッシング方法を、自動で効率的に実施することができる。
【発明の効果】
【００１３】
上述したとおり、本発明に係る研磨布のドレッシング方法によれば、ウエハ研磨装置の定盤に貼付された研磨布の面内を、均一かつ効率的にドレッシングすることができる。
したがって、ウエハ研磨装置において、上記方法によりドレッシングされた研磨布を用いることにより、所望の平坦度の高品質のウエハを歩留よく得ることが可能となる。
また、本発明に係る研磨布のドレッシング装置を用いれば、簡易な構成により、上記ドレッシング方法を、自動で効率的に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を、添付図面を参照して、より詳細に説明する。
図１に、本発明に係るドレッシング方法において用いられるドレッシング部材の一例を示す。
図１に示すドレッシング部材は、厚さ１〜３０ｍｍ、一辺の長さ５０〜５００ｍｍの四角形の台金１ｂに、ダイヤモンド砥粒１ａを電着させた板状のドレッシング部材１である。前記板状ドレッシング部材１は、十分に剛性の高いアーム２の先端部に接続され、前記アーム２は、鉛直方向に立つ支柱３と垂直に交差させる。このとき、板状ドレッシング材１に接続しているアーム２は、定盤に対して平行移動させることができるように構成される。
【００１５】
図２は、本発明に係る研磨布のドレッシング方法における上記のようなドレッシング部材１の機構動作の一例を示したものであり、定盤４に貼付された研磨布をドレッシングする場合を示したものである。
図２に示すドレッシング機構は、定盤の周囲に、等間隔に８本の支柱３を設置し、アーム２が、定盤の半径方向となるようにして、板状ドレッシング部材１の砥粒面側を定盤４に貼付された研磨布上に配置する。
そして、水を流しながら定盤４を回転させてドレッシングを行う。
【００１６】
上記ドレッシング機構においては、各板状ドレッシング部材１が、アーム２のスライド移動により、自動で定盤の半径方向に移動する。
すなわち、回転している定盤４で加圧されたドレッシング部材１は、定盤４の中心部から外周部へ、あるいは、外周部から中心部へ自動で移動する。
【００１７】
上述した研磨布のドレッシング方法は、定盤が一方にしかない片面研磨装置の場合の構成であるが、本発明は、上下定盤を備えた両面研磨装置にも適用することができる。
両面研磨装置においては、図１に示すドレッシング部材の台金１ｂの上下両面にダイヤモンド砥石１ａを電着させたものを用いる。その他の構成、動作方法は、片面研磨装置と同様であるため省略する。
両面研磨時の各ドレッシング部材１は、互いに独立して移動するが、定盤にかかる荷重バランスが安定した状態を保持するように、自動で移動することが好ましい。
【００１８】
例えば、定盤の半径方向において、中心部から外周部へ移動するドレッシング部材の隣のドレッシング部材は、外周部から中心部へ移動するという具合に、交互に異なる動作をする、すなわち、隣り合うドレッシング部材同士の動作が正反対になるようにすることが好ましい。
上記のようなドレッシング部材の移動機構が、自動で行われることにより、研磨布表面を均質に目立てすることができる。
【００１９】
本発明においては、均一なドレッシングを行う観点から、定盤上には、複数のドレッシング部材を均等な間隔で配置するが、該ドレッシング部材の数は、操作面、効率面から、４〜８個程度であることが好ましい。
なお、本発明に係るドレッシング部材のサイズ、形状等は、特に限定されるものではなく、定盤のサイズや用いるドレッシング部材の数等に応じて、適宜変更することができる。
【００２０】
図６に、図３に示したような従来のドレッシング部材を用いた場合のダイヤモンド砥粒の１点が、定盤４上に描く軌跡を示す。
図６に示すように、従来のドレッシング部材を用いた場合は、ダイヤモンド砥粒の１点が描く軌跡Ｔ’は、回転条件にもよるが、偏りが生じる。
【００２１】
また、図７に、その軌跡の定盤上における位置を、半径に対する軌跡頻度として、グラフに示す。
図７に示すように、従来のドレッシング部材を用いた場合は、定盤の半径によって、軌跡頻度に差があり、この場合は、外周ほど軌跡頻度が高い、すなわち、外周ほど研磨されやすいことが認められる。
【００２２】
一方、図４に、図１に示すドレッシング部材を用いたドレッシング方法において、ダイヤモンド砥粒の１点が、定盤４上に描く軌跡を示す。
図４に示すように、本発明に係るドレッシング方法によれば、ドレッシング部材のダイヤモンド砥粒の１点が描く軌跡は、半径方向に連続しており、定盤面に一様に広がる。
【００２３】
また、図５に、その軌跡の定盤上における位置を、半径に対する軌跡頻度として、グラフに示す。
図５に示すように、本発明に係るドレッシング方法またはドレッシング装置によれば、定盤上の半径に対する軌跡頻度も均等であり、ドレッシングが均等に行わることが認められる。
したがって、本発明に係る研磨布のドレッシング方法またはドレッシング装置によれば、定盤に貼付された研磨布の面内において、均一かつ効率的にドレッシングすることができ、高平坦度、高品質のウエハを歩留まりよく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るドレッシング部材の一例を模式的に示した斜視図である。
【図２】図１に示すドレッシング部材の機構動作の一例を示した模式図である。
【図３】従来のドレッシング部材の一例を示した図である。
【図４】本発明に係るドレッシング方法において、ダイヤモンド砥粒の１点が定盤上に描く軌跡を示した図である。
【図５】図４に示す軌跡の定盤上における位置を、半径に対する軌跡頻度として示したグラフである。
【図６】図３に示したような従来のドレッシング部材によるドレッシングにおいて、ダイヤモンド砥粒の１点が定盤上に描く軌跡を示した図である。
【図７】図６に示す軌跡の定盤上における位置を、半径に対する軌跡頻度として示したグラフである。
【符号の説明】
【００２５】
１            ドレッシング部材
１ａ、１１ａ  ダイヤモンド砥粒
１ｂ、１１ｂ  台金
２            アーム
３            支柱
４            定盤
Ｔ、Ｔ’      軌跡
【図１】
2005103673.tif 000003
【図２】
2005103673.tif 000004
【図３】
2005103673.tif 000005
【図４】
2005103673.tif 000006
【図５】
2005103673.tif 000007
【図６】
2005103673.tif 000008
【図７】
2005103673.tif 000009