(57)【要約】【課題】【解決手段】パッドをコンディショニングするためのシステムが提供されている。そのシステムは、パッドコンディショニング媒体（２３４）と、パッドコンディショニング媒体の補給分を収納する送りロール（２３２ａ）と、パッドコンディショニング媒体の端部を受け取るための巻き取りロール（２３２ｂ）とを備える。そのシステムには、さらに、送りロールと巻き取りロールとの間に配置された加圧部材（２３６）が備えられている。加圧部材は、パッドの表面のコンディショニングを実現するためにパッドコンディショニング媒体がパッドに向かって押し付けられる際に、パッドコンディショニング媒体に圧力を加えるよう設計されている。【選択図】図２Ａ−１
2004511090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で用いる研磨パッドコンディショナであって、
研磨剤研磨面を有する固定研磨剤研磨パッドと、
第１の点と第２の点との間に規定された接触面を有するウェブドレッシング媒体であって、前記第１の点は前記第２の点から離れており、前記ウェブドレッシング媒体は、前記ウェブドレッシング媒体の前記接触面が前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面に押し付けられるよう構成されるように、前記固定研磨剤研磨パッドの上方に配置されるよう構成されているウェブドレッシング媒体と、
前記接触面の反対側の面であり、前記第１の位置と前記第２の位置との間に規定された前記ウェブドレッシング媒体の作用面に向かって押し付けられるよう構成された加圧プレートとを備える研磨パッドコンディショナ。
【請求項２】
請求項１に記載の化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で用いる研磨パッドコンディショナであって、前記ウェブドレッシング媒体の前記面は、前記固定研磨剤研磨パッドから、ある量のポリマーマトリクス材料を除去することにより、前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面をドレッシングして、固定研磨剤材料の新しい面を露出させる研磨パッドコンディショナ。
【請求項３】
請求項１に記載の化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で用いる研磨パッドコンディショナであって、さらに、
前記固定研磨剤研磨パッド媒体の上方に配置された送りロールであって、前記ウェブドレッシング媒体の補給分を有するよう構成され、前記第１の点の付近に配置された送りロールと、
前記固定研磨剤研磨パッド媒体の上方に配置された巻き取りロールであって、前記ウェブドレッシング媒体の少なくとも直線部分を回収するよう構成され、前記第２の点の付近に配置された巻き取りロールとを備える研磨パッドコンディショナ。
【請求項４】
請求項１に記載の化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で用いる研磨パッドコンディショナであって、さらに、
前記ウェブドレッシング媒体の前記反対側の面に前記加圧プレートを制御可能に押し付けることにより、前記固定研磨剤研磨パッドに前記ウェブドレッシング媒体の前記を押し付けて、制御されたドレッシングを実現するための安定化部材を備える研磨パッドコンディショナ。
【請求項５】
請求項４に記載の化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で用いる研磨パッドコンディショナであって、前記安定化部材は、作用アームを備える研磨パッドコンディショナ。
【請求項６】
請求項１に記載の化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で用いる研磨パッドコンディショナであって、前記第１の点および前記第２の点は、前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面に規定されたウエハ接触領域の前に配置されるよう構成されている研磨パッドコンディショナ。
【請求項７】
請求項３に記載の化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で用いる研磨パッドコンディショナであって、前記ドレッシング媒体、前記送りロールおよび前記巻き取りロールは、ウェブハンドリングシステムを規定する研磨パッドコンディショナ。
【請求項８】
請求項７に記載の化学機械研磨（ＣＭＰ）で用いる研磨パッドコンディショナであって、前記ウェブハンドリングシステムは、前記固定研磨剤研磨パッドの第１の縁部の１つと、前記固定研磨剤研磨パッドの第２の縁部との間の移動方向に移動し、前記固定研磨剤研磨パッドの前記第２の縁部から前記固定研磨剤研磨パッドの前記第１の縁部への間の移動方向に移動するよう構成されている研磨パッドコンディショナ。
【請求項９】
請求項７に記載の化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で用いる研磨パッドコンディショナであって、前記ウェブハンドリングシステムは、さらに、
前記ウェブハンドリングシステムを収納するためのハウジングを備える研磨パッドコンディショナ。
【請求項１０】
請求項９に記載の化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で用いる研磨パッドコンディショナであって、前記ハウジングは、回転するよう構成されている研磨パッドコンディショナ。
【請求項１１】
請求項１に記載の化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で用いる研磨パッドコンディショナであって、前記固定研磨剤研磨パッドは、オービタルパッドおよびベルト式パッドの一方であるよう構成されている研磨パッドコンディショナ。
【請求項１２】
研磨パッドをコンディショニングするための方法であって、
研磨剤研磨面を有する固定研磨剤研磨パッドを準備する工程であって、前記固定研磨剤研磨パッドは、第１の点と第２の点との間を移動するよう構成されており、前記第１の点は、前記第２の点から離れている工程と、
前記第１の点と前記第２の点との間にウェブドレッシング媒体を準備する工程であって、前記ウェブドレッシング媒体の接触面は、前記固定研磨剤研磨パッドの研磨剤研磨面の上方に配置される工程と、
前記ウェブドレッシング媒体の前記接触面を前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面に押し付けて、前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面をドレッシングする工程とを備えるコンディショニング方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の研磨パッドをコンディショニングするための方法であって、前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面に前記ウェブドレッシング媒体の前記接触面を押し付ける前記工程は、
前記ウェブドレッシング媒体に圧力を制御可能に加えることにより、前記ウェブドレッシング媒体の前記接触面を前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面に押し付ける工程と、
前記ウェブドレッシング媒体の前記接触面を、前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面に接触させる工程とを備えるコンディショニング方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の研磨パッドをコンディショニングするための方法であって、前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面のドレッシングを行う前記工程は、
前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面の柱部からポリマーマトリクス材料を除去する工程であって、固定研磨剤材料の新しい面を露出させるよう構成された工程を備えるコンディショニング方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の研磨パッドをコンディショニングするための方法であって、前記第１の点と前記第２の点との間にウェブドレッシング媒体を準備する前記工程は、
前記ウェブドレッシング媒体にわたって送りロールを準備する工程であって、前記送りロールは、前記ウェブドレッシング媒体の補給分を有するよう構成されている工程と、
前記ウェブドレッシング媒体の上方に巻き取りロールを準備する工程であって、前記巻き取りロールは、前記ウェブドレッシング媒体の少なくとも直線部分を回収するよう構成されている工程と、
前記ドレッシング媒体を前記送りロールから前記巻き取りロールへ送る工程とを備えるコンディショニング方法。
【請求項１６】
請求項１２に記載の研磨パッドをコンディショニングするための方法であって、前記送り工程は、
プログラム可能な速度で前記ウェブドレッシング媒体を指標付けする工程を備えるコンディショニング方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の研磨パッドをコンディショニングするための方法であって、さらに、
前記固定研磨剤研磨パッドの第１の縁部の１つと、前記固定研磨剤研磨パッドの第２の縁部との間の移動方向、および、前記固定研磨剤研磨パッドの前記第２の縁部と、前記固定研磨剤研磨パッドの前記第１の縁部との間の移動方向に、前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面を横切って移動することにより、前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面をドレッシングする工程を備えるコンディショニング方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載の研磨パッドをコンディショニングするための方法であって、さらに、
前記固定研磨剤研磨パッドの中央部の１つと、前記固定研磨剤研磨パッドの縁部との間の移動方向、および、前記固定研磨剤研磨パッドの前記中央部と、前記固定研磨剤研磨パッドの前記縁部との間の移動方向に、前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面を横切って移動することにより、前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面をドレッシングする工程を備えるコンディショニング方法。
【請求項１９】
パッドをコンディショニングするためのシステムであって、
パッドコンディショニング媒体と、
前記パッドコンディショニング媒体の補給分を収納する送りロールと、
前記パッドコンディショニング媒体の端部を受け取るための巻き取りロールと、
前記送りロールと前記巻き取りロールとの間に配置された加圧部材とを備え、前記加圧部材は、前記パッドの表面のコンディショニングを実現するために前記パッドコンディショニング媒体が、前記パッドに向かって押し付けられる際に、前記パッドコンディショニング媒体に圧力を加えるよう設計されているコンディショニングシステム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のパッドをコンディショニングするためのシステムであって、さらに、
前記パッドコンディショニング媒体と、前記送りロールと、前記巻き取りロールと、前記加圧部材とを収納するためのハウジングを備えるコンディショニングシステム。
【請求項２１】
請求項１９に記載のパッドをコンディショニングするためのシステムであって、前記パッドは、固定研磨剤パッド、非固定研磨剤パッド、ベルト式パッド、回転式、およびオービタルパッドのいずれかであるコンディショニングシステム。
【請求項２２】
請求項１９に記載のパッドをコンディショニングするためのシステムであって、前記パッドコンディショニング媒体は、研磨剤ユニットの配列を備えるコンディショニングシステム。
【請求項２３】
請求項２２に記載のパッドをコンディショニングするためのシステムであって、前記ユニットは、ダイヤモンド、ガラス管配列およびセラミックスのいずれかであることが可能であるコンディショニングシステム。
【請求項２４】
請求項１９に記載のパッドをコンディショニングするためのシステムであって、前記加圧部材は、プレート、ディスク、およびローラのいずれかであることが可能であるコンディショニングシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、一般に、化学機械研磨（ＣＭＰ）動作の性能および効果を向上させるためのＣＭＰシステムおよび技術に関する。特に、本発明は、パッド表面をコンディショニングするためのウェブ型のコンディショナを用いるＣＭＰシステムに関する。
【０００２】
【関連技術の説明】
半導体素子の製造では、研磨工程、バフ研磨工程、およびウエハ洗浄工程を含むＣＭＰ動作を実行する必要がある。通例、集積回路素子は、マルチレベル構造の形態をとっている。基板のレベルには、拡散領域を有するトランジスタ素子が形成される。それに続くレベルには、相互接続メタライゼーション配線が、パターニングされてトランジスタ素子に電気的に接続されていることにより、所望の機能素子が定められている。周知のように、パターニングされた導電層は、二酸化ケイ素のような誘電材料によって他の導電層から絶縁されている。各メタライゼーションレベルおよび／またはその関連の誘電体層では、金属および／または誘電材料の平坦化が必要となる。平坦化を行わなければ、表面の形状が多様になるために、さらなるメタライゼーション層を加工することが相当困難になる。他の用途としては、誘電材料にメタライゼーション配線パターンが形成された後に、余分なメタライゼーションを除去するために金属ＣＭＰ動作が実行される。
【０００３】
ＣＭＰシステムは、通例、ベルト方式、オービタル方式、またはブラシ方式のステーションを実装しており、ステーション内では、ベルト、パッド、またはブラシによって、ウエハの片面もしくは両面が、研磨、バフ研磨、またはスクラブされる。ＣＭＰ動作を円滑にし、効果を高めるために、スラリが用いられる。スラリは、通例、動いている準備表面（例えば、ベルト、パッド、ブラシなど）に導入され、ＣＭＰプロセスによってバフ研磨、研磨、または他の準備を施される半導体ウエハの表面だけでなく、準備表面にも塗布される。塗布は、一般に、準備表面の動きと、半導体ウエハの動きと、半導体ウエハおよび準備表面の間に生じる摩擦と、の組み合わせによって実現される。
【０００４】
図１は、代表的な従来技術のＣＭＰシステム１００を示している。図１のＣＭＰシステム１００は、ベルト式のシステムである。こう呼ばれるのは、２つのドラム１１４に取り付けられたエンドレス研磨パッド１０８が準備表面となっているからであり、それらドラムは、研磨パッド回転方向の矢印１１６によって示される回転運動をするよう研磨パッド１０８を駆動する。ウエハ１０２は、キャリア１０４に取り付けられる。キャリア１０４は、方向１０６に回転される。回転するウエハ１０２は、次に、回転する研磨パッド１０８に向かって押し付けられる。一部のＣＭＰプロセスは、かなりの力Ｆを加えることを必要とする。プラテン１１２は、研磨パッド１０８を安定させ、ウエハ１０２を押し付けるための安定した表面を提供するために設けられている。拡散された研磨粒子（例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２など）を含む水溶液からなるスラリ１１８は、ウエハ１０２の上流側に導入される。ウエハの表面のスクラブ、バフ研磨、および研磨のプロセスは、非固定研磨剤研磨パッドまたは固定研磨剤研磨パッドのいずれかを用いて実現される。異なる特徴を有するため、非固定研磨剤研磨パッドのコンディショニング工程は、固定研磨剤研磨パッドのコンディショニング工程とある程度異なっている。以下では、非固定研磨剤研磨パッドおよび固定研磨剤研磨パッドのコンディショニング工程について簡単に説明する。
【０００５】
非固定研磨剤研磨パッドは、多孔質または繊維質の材料と固定研磨剤粒子からなる。それら研磨剤粒子は、水溶液の形（スラリとして知られる）でシステムに導入される。図１に示すように、非固定研磨剤研磨パッド１０８がウエハ１０２を研磨した後、コンディショニングアセンブリ１１０のコンディショナディスク１２２が、非固定研磨剤研磨パッド１０８の表面に押し付けられて残留物を除去する。残留物は、スラリの研磨剤粒子と、ウエハ１０２から除去された粒子状物質からなり、パッド１０８の多孔質の表面を詰まらせる。図１Ａ−１のコンディショニングアセンブリ１１０の断面図に示すように、コンディショナディスク１２２の表面は、ダイヤモンド配列１２４を備える。非固定研磨剤研磨パッド１０８は、コンディショナディスク１２２延いてはダイヤモンド配列１２４が、トラックバー１２３沿いに非固定研磨剤研磨パッド１０８の研磨面にわたって移動されるにつれてコンディショニングされる。したがって、非固定研磨剤研磨パッドＣＭＰシステムでは、コンディショナディスク１２２は、非固定研磨剤研磨パッド１０８の表面から粒子状物質と付着スラリ材料とを除去することにより、非固定研磨剤研磨パッドの新しい層を露出させるだけでなく、非固定研磨剤研磨パッド１０８を洗浄して粗くする。
【０００６】
通例は、様々なサイズのコンディショニングディスクを用いて、非固定研磨剤研磨パッド１０８の表面をコンディショニングすることができる。さらに、一部の非固定研磨剤研磨パッドは、非常に微少な研磨剤粒子によってコンディショニングされる必要があるため、コンディショニングディスクは、様々なサイズの研磨剤粒子を有してもよい。研磨剤粒子の一例としては、ダイヤモンド配列が挙げられる。ダイヤモンド配列は、様々な接着技術を用いてキャリアディスクに取り付けてよい。しかしながら、非固定研磨剤研磨パッドをコンディショニングするためにダイヤモンド配列を用いる際の一般的な問題として、ダイヤモンド配列のダイヤモンドが脱落するという問題がある。図１Ａ−２に示すように、ダイヤモンド配列１２４のダイヤモンド１２４’の脱落は、コンディショニングディスク１２２が大きく磨耗した結果として起きる。さらに、ダイヤモンド１２４’の脱落は、キャリアディスク１２２のサイズ、ダイヤモンド配列１２４のダイヤモンド１２４’の寸法、および、コンディショナディスク１２２にダイヤモンド配列１２４を取り付けるために用いられた技術に関係なく起きる。脱落したダイヤモンド１２４’は、研磨パッド１０８に残留したり、研磨サイクル中に研磨パッド１０８とウエハ１０２との間に捕らえられたり、研磨されているウエハ１０２の表面に傷をつけたりする可能性がある。
【０００７】
ダイヤモンド配列を備えるコンディショニングディスクを用いる際の別の課題は、非常に小さいダイヤモンドを有する良好な状態のダイヤモンド配列を保つことである。コンディショニングディスクを接触させた時間が短くても、これらのダイヤモンドは簡単に遊離する。研磨中にパッド上で遊離しているダイヤモンドが小さいものであっても、半導体ウエハの表面に大きな傷がつくことがある。これにより、電子回路デバイスで電気的なショートが起きたり、ウエハ上の一部のデバイスが動作不能となったりする可能性がある。そのため、歩留まりが大幅に低下する。したがって、過度な磨耗を回避するためには、コンディショニングディスクを頻繁に交換する必要がある。いずれの状況でも、ダイヤモンド１２４’の脱落とコンディショニングディスクの大幅な磨耗は、粒子状物質および付着スラリの除去率を低下させる。それらは、さらに、ＣＭＰプロセス中にウエハの全体的な不具合とマイクロスクラッチとを増大させる。さらに、コンディショナディスクの交換は、時間が掛かるばかりでなく、非常に厄介である。加えて、コンディショナディスクまたは脱落したダイヤモンドの交換を実行するためには、ＣＭＰシステムを停止する必要があり、そのために、ＣＭＰシステムのスループットが低下する。
【０００８】
非常に微少な研磨剤によるコンディショニングを必要とする１つの特定の種類の研磨パッドは、固定研磨剤研磨パッドである。図１Ｂ−１は、固定研磨剤研磨層を有する固定研磨剤研磨パッド１０８を示す。この種類の研磨パッドでは、その表面全体にわたって、「柱部」１０８’として定義されるいくつかの三次元的な円柱状の突出部が組み込まれて広げられている。各柱部１０８’は、およそ、約２００ミクロンの直径と、およそ、約４０ミクロンの高さとを有してよい。図１Ｂ−２の固定研磨剤研磨パッドの断面図は、各柱部１０８’が複数の研磨剤粒子１０８ａを含んでいることを示している。さらに、固定研磨剤研磨パッド１０８には、複数の柱部分離領域１０８ｂが示されている。したがって、固定研磨剤研磨パッド１０８が用いられるＣＭＰシステムでは、ウエハ１０２の研磨は、研磨接触面において、埋め込まれた研磨剤粒子１０８ａとウエハ１０２の表面との間に摩擦が生じることによって実現される。
【０００９】
さらに、一部の固定研磨剤ＣＭＰシステムでは、平坦化プロセスを向上および促進させるために、追加のスラリを研磨接触面に導入してもよい。図１Ｂ−３に示すように、各固定研磨剤柱部１０８’は、所望の硬さのポリマーマトリクスからなり、研磨剤粒子１０８ａは、柱部１０８’の各々の中に埋め込まれている（すなわち、固定されている）。柱部１０８’が、半導体基板（すなわち、ウエハ１０２）に対して研磨動作を実行するためには、ポリマーマトリクスの最上層１１１を除去して、ウエハ１０２の表面と接触可能なように新しい埋め込み固定研磨剤粒子１０８ａを露出させなければならない。そのため、固定研磨剤研磨パッド１０８は、柱部１０８’の上部からポリマー層１１１を除去することにより新しい固定研磨剤粒子１０８ａが露出されるようにコンディショニングされる必要がある。したがって、固定研磨剤研磨パッドのコンディショニングは、新しい研磨剤粒子を露出させることにより固定研磨剤研磨パッドを「ドレッシングする」よう方向付けられる。固定研磨剤研磨パッドのコンディショニング工程は、固定研磨剤研磨パッドの柱部のポリマーマトリクスの最上層１１１を除去して新しい固定研磨剤粒子を露出させることにより実現されるものであり、これ以降、「ドレッシング工程」と呼ぶこととする。
【００１０】
現在、固定研磨剤研磨パッド１０８のドレッシング工程は、一般に、ウエハ１０２のトポグラフィ形状の運動によって実現される。図１Ｂ−４に示すように、キャリア１０４は、ウエハ１０２を固定研磨剤研磨パッド１０８に押し付ける。図１Ｂ−４には、さらに、複数のトポグラフィ形状１０２ａの縁部が示されている。固定研磨剤研磨パッド１０８とウエハ形状１０２ａとの摩擦の結果として、トポグラフィ形状１０２ａの縁部がポリマーマトリクスの最上層１１１と接触し始めることで、柱部１０８’のポリマーマトリクスの最上層１１１が除去され、それにより、新しい研磨剤粒子１０８ａが露出される。その結果として、固定研磨剤研磨パッドのドレッシング工程延いては化学機械研磨プロセスは、ウエハのトポグラフィパターンに影響されやすくなる。より詳細には、固定研磨剤研磨パッド１０８のドレッシング工程は、形状１０２ａおよび柱部１０８ａの相対サイズと、ある特定の期間に各柱部１０８ａを横切る形状１０２ａの縁部の数に依存する。したがって、ウエハ形状１０２ａのサイズが小さい場合には、固定研磨剤研磨パッド１０８は、極めて高速でコンディショニングされる。しかしながら、ウエハ形状１０２ａの幅が、およそ１０ミクロンよりも大きい場合には、固定研磨剤研磨パッドは、極めて低速でコンディショニングされる。したがって、固定研磨剤研磨パッドからの柱部のポリマーマトリクス最上層の除去速度がウエハの形状のサイズおよび／または密度に依存することから、それが主な原因となって、化学機械研磨を実行するために固定研磨剤研磨パッドを用いることが阻まれることがある。
【００１１】
化学機械研磨プロセスの研磨段階から固定研磨剤研磨パッドのドレッシング工程を引き離すという解決法が可能だろう。そのような状況では、固定研磨剤研磨パッドのドレッシング工程は、研磨されるウエハの表面に多く見られる形状に似た非常に微細な研磨剤粒子を有する外部ドレッシング媒体を用いることにより実現される。固定研磨剤研磨パッドは、マイラー支持体と、実質的に１ミクロンよりも小さく直径が０．１ミクロン前後であることが好ましい研磨剤粒子とを有する。前述の固定研磨剤パッドに対して穏やかなコンディショニング動作を実行するのに十分なほど小さいダイヤモンドを有するダイヤモンドディスクが、製造可能である。しかしながら、そのようなダイヤモンドドレッサディスクの製造は、ドレッサダイヤモンドディスクが比較的早く磨耗して効果を失うことから、製造価値がない。したがって、ドレッサダイヤモンドディスクは、固定研磨剤研磨パッドがいくつかのウエハを研磨しただけで交換しなければならない。さらに、ドレッシングダイヤモンドディスクは、完全に新しいディスクと交換しなければならないため、ＣＭＰシステムを停止する必要があり、それにより、スループットが低下する。加えて、それらを交換するプロセスには、非常に大きな時間と労力を必要とする。
【００１２】
以上の点から、この分野では、ウエハの表面層を研磨する際に用いられる研磨パッドのコンディショニングを可能とする化学機械研磨システムで用いるコンディショナアセンブリであって、維持費がより低く、コンディショニング材料の使用によってコンディショニング動作の効果が低下した際に、より効率的に補修されるコンディショナアセンブリが求められている。
【００１３】
【発明の概要】
概して、本発明は、これらの要求を満たすために、研磨パッドの研磨面を効率的にコンディショニングするための装置およびそれに関連する方法を提供する。そのＣＭＰシステムは、維持費がより低く、コンディショニングの効果が損なわれた際に、より効率的に補修されるドレッシング媒体を実装するよう設計されていることが好ましい。好ましい実施形態では、ドレッシング媒体は、送りロールと巻き取りロールとの間に結合される。本発明は、プロセス、装置、システム、デバイス、または方法を含む種々の形態で実施できることを理解されたい。以下では、本発明の実施形態をいくつか説明する。
【００１４】
一実施形態では、化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で用いる研磨パッドコンディショナが開示されている。研磨パッドコンディショナには、第１の点と第２の点との間に規定された接触面を有するウェブドレッシング媒体が備えられている。第１の点は、第２の点から離れている。ウェブドレッシング媒体は、固定研磨剤研磨パッドの上方に位置するよう構成されており、それにより、ウェブドレッシング媒体の接触面は、固定研磨剤研磨パッドの研磨剤研磨面に押し付けられるよう構成されている。研磨パッドコンディショナは、さらに、ウェブドレッシング媒体の作用面に向かって押し付けられるよう構成された加圧プレートを備える。別の実施形態では、研磨パッドをコンディショニングするための方法が開示されている。その方法は、研磨剤研磨面を有する固定研磨剤研磨パッドを準備する工程を備える。固定研磨剤研磨パッドは、第１の点と、第１の点から離れた第２の点との間を移動するよう構成されている。その方法には、さらに、第１の点と第２の点との間にウェブドレッシング媒体を準備する工程が備えられている。ウェブドレッシング媒体の接触面は、固定研磨剤研磨パッドの研磨剤研磨面の上方に配置されている。その方法には、さらに、ウェブドレッシング媒体の接触面を固定研磨剤研磨パッドの研磨剤研磨面に押し付けることにより、固定研磨剤研磨パッドの研磨剤研磨面をドレッシングする工程が備えられている。
【００１５】
さらなる実施形態では、パッドをコンディショニングするためのシステムが開示されている。そのシステムは、パッドコンディショニング媒体と、パッドコンディショニング媒体の補給分を収納する送りロールと、パッドコンディショニング媒体の端部を受け取るための巻き取りロールとを備える。そのシステムには、さらに、送りロールと巻き取りロールとの間に配置された加圧部材が備えられている。加圧部材は、パッドの表面のコンディショニングを実現するためにパッドコンディショニング媒体がパッドに向かって押し付けられる際に、パッドコンディショニング媒体に圧力を加えるよう設計されている。
【００１６】
本発明には、数多くの利点がある。最も顕著な点は、ディスク型または直線状のパッドコンディショナの代わりに、コンディショニング媒体の補給分が、ウェブハンドリング構成で送りロールと巻き取りロールとの間に備えられていることである。これにより、コンディショニング媒体の使用済み部分をコンディショニング媒体の未使用部分に交換する作業を、最小限の労力と、かなり短い作業時間で実行することができる。さらに、コンディショニング媒体の再供給を簡単かつ迅速に実行できることにより、化学機械研磨システムを停止する必要のある時間の長さが最小限に抑えられるので、スループットへの影響も最小限となる。その上、本発明の装置および方法のプログラム可能な指標付けの特徴は、時間にわたって一定のパッドコンディショニングを提供し、さらに、従来技術に関するコンディショニング材料の磨耗の不安定性を排除し、不具合全体を改善して、パッドの全体寿命を長くする。加えて、本発明は、ＣＭＰプロセスのマイクロスクラッチおよび不具合の全体を改善する。特に、本発明の装置および方法は、ウエハ形状の密度またはウエハ形状のサイズに関係なく、研磨パッドの研磨面の層をかなり繊細に研磨コンディショニングすることが望まれる実施形態において、ほぼ一様なドレッシング速度を提供する。最も重要なことには、本発明の実施形態は、固定研磨剤技術を実行するにあたって非常に有用である。
【００１７】
本発明のその他の態様および利点は、本発明の原理を例示した添付図面と関連付けて行う以下の詳細な説明から明らかになる。
【００１８】
【代表的な実施形態の詳細な説明】
化学機械研磨に用いるパッドコンディショニングシステムであって、研磨パッドの層表面の効率的なコンディショニングを可能とするシステムの実施形態が説明されている。そのコンディショナは、維持費がより低く、コンディショニング媒体がコンディショニングの効果を失った際により効率的に補修されるコンディショニング媒体を実装していることが好ましい。コンディショニング材料は、送りロールと巻き取りロールとの間に結合されたコンディショニング媒体として提供されることが好ましい。本明細書では、この構成をウェブハンドリングシステムと呼ぶこととする。好ましい実施形態では、ドレッシングアセンブリが固定研磨剤研磨パッドに押し付けられることにより、固定研磨剤研磨パッドの柱部からポリマーマトリクスが除去され、新しい固定研磨剤粒子が露出される。
【００１９】
以下の説明では、本発明の完全な理解を促すために、数多くの具体的な詳細が示されている。しかしながら、当業者にとって明らかなように、本発明は、これらの具体的な詳細の一部もしくはすべてがなくとも実行可能である。そのほか、本発明が不必要に不明瞭となることを避けるため、周知の工程動作の説明は省略した。
【００２０】
図２Ａ−１は、本発明の一実施形態に従って、棒形のドレッシングアセンブリ２１０を用いるベルト式化学機械研磨（ＣＭＰ）システム２００ａを示す。ＣＭＰシステム２００ａでは、２つのドラム２１４に取り付けられたエンドレス研磨パッド２０８が、研磨パッド回転方向２１６に回転する。好ましい実施形態では、研磨パッド２０８は、固定研磨剤研磨パッドであるよう構成されている。しかしながら、当業者にとって明らかなように、別の実施形態において、研磨パッド２０８は、任意の種類の研磨パッドでよい（例えば、軟質の研磨パッドであるか硬質の研磨パッドであるかに関わらず、従来のＣＭＰ研磨パッド）。
【００２１】
図２Ａ−１には、さらに、空気ベアリングまたは水ベアリングを備えると共にウエハを受けることのできる安定面を提供するために、固定研磨剤研磨パッド２０８の下方に配置されたプラテン２１２が示されている。プラテン２１２は、さらに、固定研磨剤研磨パッド２０８がパッド回転方向２１６に回転する際にそれを安定させるよう構成されている。さらに、固定研磨剤研磨パッドの表面には、ウエハと固定研磨剤研磨パッド２０８との研磨接触面を示すウエハ接触領域２４４が示されている。この実施形態では、ウェブハンドリング構成で設計されたドレッシングアセンブリ２１０は、固定研磨剤研磨パッド２０８の上方に配置されている。図に示すように、ドレッシングアセンブリ２１０と固定研磨剤研磨パッド２０８との接触面は、ウエハ接触領域２４４の前に配置される。したがって、ドレッシングアセンブリ２１０は、固定研磨剤研磨パッド２０８が、研磨されるウエハの表面層を研磨する前に、固定研磨剤研磨パッド２０８の表面をドレッシングすることで、固定研磨剤研磨パッド２０８の研磨性能を最適化するよう構成されている。
【００２２】
さらに、ＣＭＰシステム２００ａの棒形ドレッシングアセンブリ２１０には、送りロール２３２ａおよび巻き取りロール２３２ｂが示されており、それらは、この実施形態では、固定研磨剤研磨パッド２０８の上方に配置されるよう構成されている。さらに、好ましい実施例では、送りロール２３２ａおよび巻き取りロール２３２ｂは、送りロール２３２ａおよび巻き取りロール２３２ｂの幅が、固定研磨剤研磨パッド２０８の縁部に対してほぼ上方かつ平行に配置されるように、互いに対称的に配置される。送りロール２３２ａは、ドレッシング媒体２３４のロールを保持すると共に、巻き取りロール２３２ｂに向かうドレッシング媒体移動方向２４２にドレッシング媒体２３４を送るよう構成されており、一方、巻き取りロール２３２ｂは、ドレッシング媒体２３４を受け取るよう構成されている。
【００２３】
したがって、送りロール２３２ａと巻き取りロール２３２ｂとの直線距離、延いては、ドレッシング媒体２３４と固定研磨剤研磨パッド２０８との接触面は、固定研磨剤研磨パッド２０８の幅にほぼ等しくなるよう構成されることが好ましい。この実施例では、送りロール２３２ａおよび巻き取りロール２３２ｂは、およそ、約４ｍｍから約１００ｍｍの幅Ｗ２３３を有するよう構成されている。しかしながら、送りロール２３２ａおよび巻き取りロール２３２ｂの幅は、およそ、約８ｍｍから約２５ｍｍの範囲であることが好ましく、およそ１５ｍｍの幅であることがより好ましい。
【００２４】
ドレッシング媒体２３４の上方には、加圧プレート２３６が配置されている。加圧プレート２３６は、ドレッシング媒体２３４が固定研磨剤研磨パッド２０８に向かって押し付けられるように、ドレッシング媒体２３４に圧力を加えるよう構成されている。作用アーム２３８を有する安定化部材２４０は、加圧プレート２３６がドレッシング媒体２３４の上部で移動することを防ぐために必要な圧力を加圧プレート２３６に加えるよう構成されている。この実施形態では、加圧プレート２３６のサイズは、ドレッシング媒体２３４と固定研磨剤研磨パッド２０８との接触面とほぼ等しく構成されることが好ましい。さらに、加圧プレート２３６は、一様な圧力分布が実現されるように自己調整を行うよう構成された様々な機構（例えば、水圧機構、空気圧機構、ばね機構など）を用いて、固定研磨剤研磨パッド２０８に向かって下向きに押されるか、もしくは、固定研磨剤研磨パッド２０８の上方に引き上げられるよう構成される。さらに、加圧プレート２３６は、任意の材料（例えば、ステンレス鋼、プラスチックなど）から構成可能である。
【００２５】
この実施形態では、加圧プレート２３６は、長方形の形状であるが、当業者にとって明らかなように、ドレッシング媒体２３４を固定研磨剤研磨パッド２０８に向かって下向きに押す機能が実現される限り、加圧プレート２３６は、任意の形状であってよい。さらに、当業者にとって明らかなように、送りロール２３２ａおよび巻き取りロール２３２ｂの位置は、ドレッシングアセンブリ２１０の指標付けの機能が実現される限り、互いに入れ替え可能である。したがって、図２Ａ−１の実施形態では、ドレッシングアセンブリ２１０は、固定研磨剤研磨パッド２０８がウエハ接触領域２４４に達する前に、固定研磨剤研磨パッド２０８をドレッシングするよう構成されており、それにより、研磨動作に先立って、望ましくない物質を除去して新しい研磨剤粒子を露出させることが好ましい。このように、ウェブ型ドレッシングアセンブリ２１０を用いると、固定研磨剤研磨パッド２０８のドレッシング動作が最適化されると共に、時間にわたって一定の固定研磨剤研磨パッドコンディショニングが提供される。
【００２６】
図２Ａ−２は、本発明の一態様に従って、ドレッシングアセンブリ２１０を示す断面図である。固定研磨剤研磨パッド２０８に対する送りロール２３２ａ、巻き取りロール２３２ｂ、およびドレッシング媒体２３４の相対位置が明確に示されている。図に示すように、まず、送りロール２３２ａ、巻き取りロール２３２ｂ、およびドレッシング媒体２３４は、固定研磨剤研磨パッド２０８の上方に配置されている。さらに、加圧プレート２３６が示されており、それは、ドレッシング媒体２３４の上に配置されている。作用アーム２３８が、加圧プレート２３６を下向きに押すと、加圧プレート２３６およびドレッシング媒体２３４は、下に押されることにより、ドレッシング媒体２３４を固定研磨剤研磨パッド２０８に押し付け、それによって、固定研磨剤研磨パッド２０８がパッド回転方向２１６に移動するにつれてドレッシングされる。
【００２７】
本発明の一実施例に従って、ドレッシングアセンブリ２１０の簡略な断面図が、図２Ａ−３に示されている。図に示すように、ドレッシング媒体２３４のいくらかの部分が、巻き取りロール２３２ｂに送られる。固定研磨剤研磨パッド２０８が所定の数のウエハを研磨すると、固定研磨剤研磨パッド２０８と接触したドレッシング媒体２３４の部分（ここでは、ドレッシング媒体２３４の接触面として定義されている）は、ドレッシングの効果を失うため、交換されなければならない。次いで、ドレッシング媒体２３４の使用済み部分は、プログラム可能な速度を用いて、送りロール２３２ａがドレッシング媒体２３４を指標付けすることにより、ドレッシング媒体２３４の未使用部分に交換される。したがって、各ＣＭＰ応用例に対して、指標付けパラメータは、研磨剤粒子のサイズと、研磨される必要のある固定研磨剤研磨パッド領域に従って、最適化可能である。さらに、指標付けは、固定研磨剤研磨パッド２０８の全幅を超えるドレッシング媒体２３４の新しい部分を設置するよう実行することも可能である。あるいは、ドレッシング媒体２３４の小さい部分のみを交換する必要がある場合には、ドレッシングアセンブリ２１０は、ドレッシング媒体２３４の小さい部分のみが指標付けされるようプログラムされることが可能である。ドレッシング媒体２３４が指標付けされると、ドレッシング媒体２３４の使用済み部分は、巻き取りロール２３２ｂによって回収される。送りロール２３２ａのドレッシング媒体２３４の補給分が、完全に消費されると、ドレッシング媒体２３４の新しいロールと簡単に交換することができる。送りロール２３２ａにドレッシングパッド媒体２３４を再供給するプロセスには、労力も時間も大して掛からない。さらに重要なことには、ＣＭＰ装置を停止する必要があっても、その頻度が比較的少なく、時間もかなり短くて済むので、装置のスループットには最小限の影響しか与えない。
【００２８】
図２Ａ−３には、ドレッシング媒体２３４の研磨剤層２３４’が、簡単に示されている。ドレッシング媒体２３４は、ドレッシング媒体２３４の研磨剤層２３４’が露出されるように、送りロール２３２ａおよび巻き取りロール２３２ｂに配置されている。作用アーム２３８がドレッシング媒体２３４に加圧プレートを押し付けると、ドレッシング媒体２３４の研磨剤層２３４’が、固定研磨剤研磨パッド２０８と接触するよう構成されている。したがって、研磨剤層２３４’は、ユニットとして定義される複数の研磨剤粒子を有するよう構成されており、それら研磨剤ユニットは、固定研磨剤研磨パッド２０８に接触することにより、固定研磨剤研磨パッド２０８の柱部からポリマー材料を除去して、柱部の新しい研磨剤粒子を露出させる。好ましい実施形態では、研磨剤層２３４’の研磨剤ユニットの平均サイズは、およそ、数ミクロンのオーダーであるよう構成されている。研磨剤ユニットは、ポリマーまたは望ましくない微粒子を除去する機能が実現される限りにおいて、ダイヤモンドまたはその他任意の研磨剤材料から構成されてよい。
【００２９】
図２Ｂ−１の実施形態は、本発明の別の実施形態に従って、ベルト式ＣＭＰシステム２００ｂのドレッシングアセンブリ２１０を示している。２つのドラム２１４に取り付けられた研磨パッド２０８は、パッド回転方向２１６に回転する。この実施例では、研磨パッド２０８は、固定研磨剤研磨パッドであることが好ましい。円形のウエハ接触領域２４４は、固定研磨剤研磨パッド２０８の上に規定されており、固定研磨剤研磨パッド２０８と、研磨されるウエハとの研磨接触面を示している。この実施形態では、送りロール２３２ａおよび巻き取りロール２３２ｂは、固定研磨剤研磨パッド２０８の上方に配置されており、ドレッシング媒体移動方向２４２に回転するよう構成されている。この実施例では、送りロール２３２ａおよび巻き取りロール２３２ｂの幅は、固定研磨剤研磨パッド２０８の幅にほぼ等しくなるよう構成されていることが好ましい。したがって、送りロール２３２ａおよび巻き取りロール２３２ｂは、ドラム２１４とほぼ平行に配置されるよう構成される。
【００３０】
さらに、ドレッシング媒体２３４が固定研磨剤研磨パッド２０８に向かって下向きに押されている際にドレッシング媒体２３４を安定させるために、ドレッシング媒体２３４の上方に配置された加圧プレート２３６が示されている。図に示すように、ドレッシングアセンブリ２３４の接触面は、固定研磨剤研磨パッド２０８と、研磨されるウエハとの研磨接触面の前に配置される。したがって、固定研磨剤研磨パッド２０８は、ウエハ接触領域２４４に達する前にドレッシングされるので、研磨接触面では十分な量の研磨剤ユニットが確実に存在する。明示されているように、この実施形態のドレッシングアセンブリ２１０は、ドレッシング媒体２３４の接触面が、固定研磨剤研磨パッド２０８によって必要とされるドレッシングの程度に応じて変化してもよいように実装されることも可能である。しかしながら、加圧プレート２３６の幅Ｗ２３７、延いては、ドレッシング媒体２３４と固定研磨剤研磨パッド２０８との接触面は、およそ、約４ｍｍから約１００ｍｍの範囲であるよう構成されることが好ましく、加圧プレート２３６の幅Ｗ２３７は、およそ、約１２ｍｍであることがより好ましい。図２Ｂ−２は、ドレッシング媒体２３４の接触面がかなり小さいドレッシングアセンブリを実装する柔軟性を示すドレッシングアセンブリ２１０の簡略な断面図である。したがって、この実施例は、固定研磨剤研磨パッド２０８の任意の部分がドレッシングされる時間の長さを制限するため、固定研磨剤研磨パッド２０８の望ましくない過剰なドレッシングまたは不十分なドレッシングの起きる可能性が低減される。
【００３１】
図３Ａの実施形態は、本発明の別の実施例に従って、ドレッシングアセンブリ２１０’が研磨パッド２０８を横切って移動するよう構成されたベルト式ＣＭＰシステム２００ｃを示している。ＣＭＰシステム２００ｃの研磨パッド２０８は、ドラム２１４に取り付けられており、固定研磨剤研磨パッドであることが好ましい。図に示すように、送りロール２３２ａ、巻き取りロール２３２ｂ、およびドレッシング媒体２３４は、固定研磨剤研磨パッド２０８の上方に配置されるよう構成されている。この実施例では、ドレッシングアセンブリ２１０’の送りロール２３２ａ、巻き取りロール２３２ｂ、および加圧ディスク２３６’の長さは、研磨パッド２０８の幅よりも小さくなるよう構成されていることが好ましい。好ましい実施例では、送りロール２３２ａおよび巻き取りロール２３２ｂの長さは、およそ、約１２ｍｍから約７５ｍｍの範囲である。さらに、ドレッシングアセンブリ２１０’が、移動方向２３９に固定研磨剤研磨パッド２０８を横切って移動するので、加圧プレート２３６’は、ディスクの形状であることが好ましい。したがって、加圧ディスク２３６’の直径は、送りロール２３２ａおよび巻き取りロール２３２ｂの長さと等しいことが好ましい。したがって、好ましい実施形態では、加圧ディスク２３６’の直径は、およそ、約１２ｍｍから約７５ｍｍの範囲であり、およそ、約２５ｍｍの直径であることが好ましい。さらに、加圧ディスク２３６’の厚さは、およそ、約２ｍｍから約３０ｍｍの範囲である。もちろん、所望のコンディショニング動作が実現される限り、その他のディスク形状、長方形の形状、正方形の形状などを用いてもよい。
【００３２】
同様に、図３Ｂの実施形態は、ドレッシングアセンブリ２１０’が研磨ディスク２０８’をドレッシングするよう構成された回転式ＣＭＰシステム２００ｃ’を示している。この実施例では、ドレッシングアセンブリ２１０’は、研磨ディスク２０８’の中央部から研磨ディスク２０８’の縁部、および、研磨ディスク２０８’の縁部から研磨ディスク２０８’の中央部へ向かう移動方向２５０に移動するよう構成されている。ＣＭＰシステム２００ｃ’の研磨ディスク２０８’は、固定研磨剤研磨パッドであるよう構成されていることが好ましい。
【００３３】
図４Ａの実施形態のドレッシングアセンブリ２１０は、送りロール２３２ａおよび巻き取りロール２３２ｂを備えるよう構成されており、ドレッシング媒体２３４は、送りロール２３２ａから巻き取りロール２３２ｂに向かってドレッシング媒体移動方向２４２に送られる。送りロール、巻き取りロール、およびドレッシング媒体２３４は、研磨パッド２０８の上方に配置されるよう構成されている。この実施形態では、研磨パッド２０８は、固定研磨剤研磨パッドであるよう構成されている。図に示すように、作用アーム２３８は、加圧プレート２３６に圧力を加えて、ドレッシング媒体２３４を下向きに押すよう構成されており、それにより、ドレッシング媒体２３４は、固定研磨剤研磨パッド２０８に押し付けられる。この実施例では、ドレッシングアセンブリ２１０の送りロール２３２ａ、巻き取りロール２３２ｂ、ドレッシング媒体２３４、作用アーム、および加圧プレート２３６は、ハウジング２５２によって保護されるよう構成されており、ドレッシングアセンブリ２１０が、滴、水、しぶきなどによって汚染されないようになっている。さらに、ドレッシングアセンブリ２１０は、圧力コントローラ２５４を収納する容器２５６に取り付けられている。したがって、容器２５６延いてはドレッシングアセンブリ２１０は、回転方向２６２に回転するよう構成されている。したがって、ドレッシングアセンブリ２１０は、回転しながら固定研磨剤研磨パッド２０８上を移動しつつ、固定研磨剤研磨パッド２０８をドレッシングすることにより、新しい研磨剤粒子を露出させる。
【００３４】
図４Ｂに示すように、他の実施形態において、加圧部材２３６’’は、ローラの形状であるよう構成されている。したがって、図に示すように、加圧部材２３６’’は、ドレッシング媒体２３４および固定研磨剤研磨パッド２０８を下向きに押す機能が実現される限りは、任意の形状であってよい。
【００３５】
理解を深めるために、上述の発明について、ある程度詳しく説明したが、添付の特許請求の範囲内でいくらかの変更と修正を行ってもよいことは明らかである。例えば、本明細書に記載された実施形態は、主にウエハのコンディショニングを目的としたものであるが、そのコンディショニング動作は、任意の種類の基板のコンディションに適するものであることを理解されたい。さらに、本明細書に記載された実施例は、特に固定研磨剤研磨パッドのドレッシングを目的としたものであるが、そのコンディショニング動作は、任意の種類の研磨パッドのコンディショニングに適するものであることを理解されたい。したがって、本実施形態は、例示的なものであって、制限的なものではないとみなされ、本発明は、本明細書に示した詳細に限定されず、添付の特許請求の範囲および等価物の範囲内で修正可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】代表的な従来技術のＣＭＰシステムを示す図。
【図１Ａ−１】従来技術に関連するコンディショニングアセンブリのダイヤモンド配列の断面図。
【図１Ａ−２】従来技術に関連するダイヤモンドの脱落したコンディショニングアセンブリの断面図。
【図１Ｂ−１】従来技術に関連する研磨剤研磨パッド媒体の平面図。
【図１Ｂ‐２】従来技術に関連する複数の研磨剤粒子を含む複数の柱部を示す研磨剤研磨パッド媒体の断面図。
【図１Ｂ‐３】従来技術に関連する複数の柱部のためのポリマーマトリクスおよび埋め込み研磨剤粒子を示す研磨剤研磨パッドストリップの断面図。
【図１Ｂ‐４】従来技術に関連するウエハのトポグラフィ形状の運動による固定研磨剤研磨パッドのコンディショニングの断面図。
【図２Ａ−１】本発明の一実施形態に従って、棒形のドレッシングアセンブリを用いるベルト式ＣＭＰシステムを示す図。
【図２Ａ−２】本発明の別の態様に従って、送りロール、巻き取りロール、およびドレッシング媒体の相対位置を示すドレッシングアセンブリの簡略な断面図。
【図２Ａ−３】本発明のさらに別の実施形態に従って、送りロールがドレッシング媒体の補給分を有する状態の送りロールおよび巻き取りロールを示すドレッシングアセンブリの簡略な断面図。
【図２Ｂ−１】本発明のさらに別の実施形態に従って、棒形のドレッシングアセンブリを用いるベルト式ＣＭＰシステムを示す図。
【図２Ｂ−２】本発明の別の実施形態に従って、ドレッシングアセンブリを示す断面図。
【図３Ａ】本発明の別の実施例に従って、ドレッシングアセンブリが研磨パッドを横切って移動するベルト式ＣＭＰシステムを示す図。
【図３Ｂ】本発明のさらに別の実施形態に従って、ドレッシングアセンブリが、ディスクの中央部からディスクの縁部へ、ディスクの縁部からディスクの中央部へ移動するにつれて、研磨ディスクをドレッシングする回転式ＣＭＰシステムを示す図。
【図４Ａ】本発明のさらに別の実施形態に従って、加圧プレートが長方形の形状であり、容器内に収納されたドレッシングアセンブリを示す図。
【図４Ｂ】本発明の別の態様に従って、加圧部材がローラの形状であり、容器内に収納されたドレッシングアセンブリを示す図。
【符号の説明】
１００…ＣＭＰシステム
１０２…ウエハ
１０２ａ…トポグラフィ形状
１０４…キャリア
１０６…回転方向
１０８…研磨パッド
１０８’…柱部
１０８ａ…研磨剤粒子
１０８ｂ…柱部分離領域
１１０…コンディショニングアセンブリ
１１１…最上層
１１２…プラテン
１１４…ドラム
１１６…研磨パッド回転方向
１１８…スラリ
１２２…コンディショナディスク、コンディショニングディスク
１２３…トラックバー
１２４…ダイヤモンド配列
１２４’…ダイヤモンド
２００ａ…ベルト式ＣＭＰシステム
２００ｂ…ベルト式ＣＭＰシステム
２００ｃ…ベルト式ＣＭＰシステム
２００ｃ’…回転式ＣＭＰシステム
２０８…研磨パッド
２０８’…研磨ディスク
２１０…ドレッシングアセンブリ
２１０’…ドレッシングアセンブリ
２１２…プラテン
２１４…ドラム
２１６…研磨パッド回転方向
２３２ａ…送りロール
２３２ｂ…巻き取りロール
２３４…ドレッシング媒体
２３４’…研磨剤層
２３６…加圧プレート
２３６’…加圧ディスク
２３６’’…加圧部材
２３８…作用アーム
２４０…安定化部材
２４２…ドレッシング媒体移動方向
２４４…ウエハ接触領域
２５０…移動方向
２５２…ハウジング
２５４…圧力コントローラ
２５６…容器
２６２…回転方向
【図１】
2004511090.tif 000003
2004511090.tif 000004
2004511090.tif 000005
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2004511090.tif 000009
【図２Ａ−１】
2004511090.tif 000010
【図２Ａ−２】
2004511090.tif 000011
【図２Ａ−３】
2004511090.tif 000012
【図２Ｂ−１】
2004511090.tif 000013
【図２Ｂ−２】
2004511090.tif 000014
【図３Ａ】
2004511090.tif 000015
【図３Ｂ】
2004511090.tif 000016
【図４Ａ】
2004511090.tif 000017
【図４Ｂ】
2004511090.tif 000018
【国際公開パンフレット】
2004511090.tif 000019
2004511090.tif 000020
2004511090.tif 000021
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2004511090.tif 000050
2004511090.tif 000051
2004511090.tif 000052
【手続補正書】
【提出日】平成15年1月24日(2003.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で用いる研磨パッドコンディショナであって、
連続的に動くと共に研磨剤研磨面を有するよう構成された固定研磨剤研磨パッドであって、前記研磨材研磨面は、ポリマーマトリクス材料からなる複数の柱部を備える固定研磨剤研磨パッドと、
第１の点と第２の点との間に規定された接触面を有するウェブドレッシング媒体であって、前記第１の点は前記第２の点から離れており、前記ウェブドレッシング媒体は、前記ウェブドレッシング媒体の前記接触面が前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面に押し付けられるよう構成されるように、前記固定研磨剤研磨パッドの上方に配置されるよう構成されているウェブドレッシング媒体と、
前記接触面の反対側の面であり、前記第１の位置と前記第２の位置との間に規定された前記ウェブドレッシング媒体の作用面に向かって押し付けられるよう構成された加圧プレートとを備える研磨パッドコンディショナ。
【請求項２】
請求項１に記載の化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で用いる研磨パッドコンディショナであって、前記ウェブドレッシング媒体の前記面は、前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨材研磨面の前記複数の柱部の上端から、ある量の前記ポリマーマトリクス材料を除去することにより、前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面をドレッシングして、固定研磨剤材料の新しい面を露出させる研磨パッドコンディショナ。
【請求項３】
請求項１に記載の化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で用いる研磨パッドコンディショナであって、さらに、
前記固定研磨剤研磨パッド媒体の上方に配置された送りロールであって、前記ウェブドレッシング媒体の補給分を有するよう構成され、前記第１の点の付近に配置された送りロールと、
前記固定研磨剤研磨パッド媒体の上方に配置された巻き取りロールであって、前記ウェブドレッシング媒体の少なくとも直線部分を回収するよう構成され、前記第２の点の付近に配置された巻き取りロールとを備える研磨パッドコンディショナ。
【請求項４】
請求項１に記載の化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で用いる研磨パッドコンディショナであって、さらに、
前記ウェブドレッシング媒体の前記反対側の面に前記加圧プレートを制御可能に押し付けることにより、前記固定研磨剤研磨パッドに前記ウェブドレッシング媒体の前記を押し付けて、制御されたドレッシングを実現するための安定化部材を備える研磨パッドコンディショナ。
【請求項５】
請求項４に記載の化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で用いる研磨パッドコンディショナであって、前記安定化部材は、作用アームを備える研磨パッドコンディショナ。
【請求項６】
請求項１に記載の化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で用いる研磨パッドコンディショナであって、前記第１の点および前記第２の点は、前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面に規定されたウエハ接触領域の前に配置されるよう構成されている研磨パッドコンディショナ。
【請求項７】
請求項３に記載の化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で用いる研磨パッドコンディショナであって、前記ドレッシング媒体、前記送りロールおよび前記巻き取りロールは、ウェブハンドリングシステムを規定する研磨パッドコンディショナ。
【請求項８】
請求項７に記載の化学機械研磨（ＣＭＰ）で用いる研磨パッドコンディショナであって、前記ウェブハンドリングシステムは、前記固定研磨剤研磨パッドの第１の縁部の１つと、前記固定研磨剤研磨パッドの第２の縁部との間の移動方向に移動し、前記固定研磨剤研磨パッドの前記第２の縁部から前記固定研磨剤研磨パッドの前記第１の縁部への間の移動方向に移動するよう構成されている研磨パッドコンディショナ。
【請求項９】
請求項７に記載の化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で用いる研磨パッドコンディショナであって、前記ウェブハンドリングシステムは、さらに、
前記ウェブハンドリングシステムを収納するためのハウジングを備える研磨パッドコンディショナ。
【請求項１０】
請求項９に記載の化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で用いる研磨パッドコンディショナであって、前記ハウジングは、回転するよう構成されている研磨パッドコンディショナ。
【請求項１１】
請求項１に記載の化学機械研磨（ＣＭＰ）装置で用いる研磨パッドコンディショナであって、前記固定研磨剤研磨パッドは、オービタルパッドおよびベルト式パッドの一方であるよう構成されている研磨パッドコンディショナ。
【請求項１２】
研磨パッドをコンディショニングするための方法であって、
動作中に直線運動が可能なベルト式パッドである固定研磨剤研磨パッドを準備する工程であって、前記固定研磨剤研磨パッドは、研磨剤研磨面を有する工程と、
接触面を有するウェブドレッシング媒体を準備する工程と、
前記ウェブドレッシング媒体の前記接触面を前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面に押し付けて、前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面の柱部からポリマーマトリクス材料を除去することにより、前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面をドレッシングする工程とを備えるコンディショニング方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の研磨パッドをコンディショニングするための方法であって、前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面に前記ウェブドレッシング媒体の前記接触面を押し付ける前記工程は、
前記ウェブドレッシング媒体に圧力を制御可能に加えることにより、前記ウェブドレッシング媒体の前記接触面を前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面に押し付ける工程と、
前記ウェブドレッシング媒体の前記接触面を、前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面に接触させる工程とを備えるコンディショニング方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の研磨パッドをコンディショニングするための方法であって、接触面を有するウェブドレッシング媒体を準備する工程は、
前記ウェブドレッシング媒体の上方に送りロールを準備する工程であって、前記送りロールは、前記ウェブドレッシング媒体の補給分を有するよう構成されている工程と、
前記ウェブドレッシング媒体の上方に巻き取りロールを準備する工程であって、前記巻き取りロールは、前記ウェブドレッシング媒体の少なくとも直線部分を回収するよう構成されている工程と、
前記ドレッシング媒体を前記送りロールから前記巻き取りロールへ送る工程とを備えるコンディショニング方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の研磨パッドをコンディショニングするための方法であって、前記送り工程は、
プログラム可能な速度で前記ウェブドレッシング媒体を指標付けする工程を備えるコンディショニング方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の研磨パッドをコンディショニングするための方法であって、さらに、
前記固定研磨剤研磨パッドの第１の縁部の１つと、前記固定研磨剤研磨パッドの第２の縁部との間の移動方向、および、前記固定研磨剤研磨パッドの前記第２の縁部と、前記固定研磨剤研磨パッドの前記第１の縁部との間の移動方向に、前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面を横切って移動することにより、前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面をドレッシングする工程を備えるコンディショニング方法。
【請求項１７】
パッドをコンディショニングするためのシステムであって、
ポリマーマトリクス材料からなる複数の柱部を備えた研磨剤研磨面を有する固定研磨剤研磨パッドであって、連続的な基板作用路であるよう構成された固定研磨剤研磨パッドと、
パッドコンディショニング媒体と、
前記パッドコンディショニング媒体の補給分を収納する送りロールと、
前記パッドコンディショニング媒体の端部を受け取るための巻き取りロールと、
前記送りロールと前記巻き取りロールとの間に配置された加圧部材とを備え、前記加圧部材は、前記パッドコンディショニング媒体が前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤研磨面に向かって押し付けられる際に、前記パッドコンディショニング媒体に圧力を加えるよう設計されており、前記研磨剤研磨面に向かって前記パッドコンディショニング媒体を押し付けることにより、前記固定研磨剤研磨パッドの前記研磨剤面のコンディショニングが実現されるコンディショニングシステム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のパッドをコンディショニングするためのシステムであって、さらに、
前記パッドコンディショニング媒体と、前記送りロールと、前記巻き取りロールと、前記加圧部材とを収納するためのハウジングを備えるコンディショニングシステム。
【請求項１９】
請求項１７に記載のパッドをコンディショニングするためのシステムであって、前記固定研磨剤研磨パッドは、ベルト式パッド、回転式、およびオービタルパッドのいずれかであるコンディショニングシステム。
【請求項２０】
請求項１７に記載のパッドをコンディショニングするためのシステムであって、前記パッドコンディショニング媒体は、研磨剤ユニットの配列を備えるコンディショニングシステム。
【請求項２１】
請求項２０に記載のパッドをコンディショニングするためのシステムであって、前記ユニットは、ダイヤモンド、ガラス管配列およびセラミックスのいずれかであることが可能であるコンディショニングシステム。
【請求項２２】
請求項１７に記載のパッドをコンディショニングするためのシステムであって、前記加圧部材は、プレート、ディスク、およびローラのいずれかであることが可能であるコンディショニングシステム。
【国際調査報告】
2004511090.tif 000053
2004511090.tif 000054
2004511090.tif 000055