(57)【要約】【課題】パッドコンディショナーの砥粒の磨耗量に偏りが生じることを抑制する。【解決手段】このパッドコンディショナーは、表面に複数の砥粒１１２が固定されているコンディショナー本体１１０と、最外周に位置する砥粒１１２より外周側に位置し、研磨パッド１０の反発力が最外周に位置する砥粒１１２に加わることを抑制するパッド押圧部材１２０とを備える。パッド押圧部材１２０と最外周に位置する砥粒１１２までの距離は、例えば１．５ｍｍ以内である。このようにすると、最外周に位置する砥粒１１２が他の砥粒１１２より磨耗することを抑制できる。このため、砥粒１１２の磨耗量に偏りが生じることを抑制できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨パッドの目立てを行うパッドコンディショナーであって、
表面に複数の砥粒が固定されているコンディショナー本体と、
最外周に位置する前記砥粒より外周側に位置し、研磨パッドの反発力が最外周に位置する前記砥粒に加わることを抑制するパッド押圧部材と、
を備えるパッドコンディショナー。
【請求項２】
研磨パッドの目立てを行うパッドコンディショナーであって、
表面に複数の砥粒が固定されているコンディショナー本体と、
前記コンディショナー本体の表面より突出しており、最外周に位置する前記砥粒より外周側に位置するパッド押圧部材と、
を備え、
前記パッド押圧部材から最外周に位置する前記砥粒までの距離が１．５ｍｍ以内であるパッドコンディショナー。
【請求項３】
請求項１または２に記載のパッドコンディショナーにおいて、
前記パッド押圧部材は、前記コンディショナー本体の表面のうち前記砥粒が固定されている領域を囲んでいるパッドコンディショナー。
【請求項４】
請求項１または２に記載のパッドコンディショナーにおいて、
前記パッド押圧部材は、前記パッド押圧部材の内側と外側を繋ぐ溝または隙間を備えるパッドコンディショナー。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つに記載のパッドコンディショナーと、
研磨パッドと、
を備えるＣＭＰ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨パッドのパッドコンディショナー及びＣＭＰ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学的機械的研磨（以下、ＣＭＰという）は、研磨パッドおよびスラリーを用いて被研磨面を研磨するプロセスであり、半導体ウェハの表面における層間絶縁膜の平坦化、及び金属配線の埋設等に用いられる。ＣＭＰに用いられる研磨パッドは、砥粒を有するパッドコンディショナーに擦り付けられる（以下、目立てという）ことにより、表面が毛羽立った状態に維持される。パッドコンディショナーが劣化すると、研磨パッドの目立てが不十分になり、ＣＭＰの研磨レートが低下する。
【０００３】
図７は、パッドコンディショナー２２０を用いて研磨パッド２００の目立てを行っている様子を示す。パッドコンディショナー２２０の表面には複数の砥粒２２２が固着されている。砥粒２２２は目立てを行ううちに磨耗していくが、最外周に位置する砥粒２２２は、他の砥粒２２２と比較して磨耗速度が速い。これは、他の砥粒２２２は、砥粒２２２の先端方向からのみ研磨パッド２００が接するが、最外周に位置する砥粒２２２は、砥粒２２２の先端方向及び外周面方向の双方から研磨パッドが接するためである。従って、パッドコンディショナー２２０の面内において、砥粒２２２の磨耗量には偏りが生じる。この偏りを抑制することができれば、パッドコンディショナー２２０の寿命が長くなる。
【０００４】
パッドコンディショナーの砥粒の磨耗量に偏りが生じることを抑制する技術として、特許文献１に記載の技術がある。この技術において、パッドコンディショナーは、外周側に、リング状に盛り上がった研磨部を有する。研磨部には砥粒が固定されている。研磨部の外周側及び内周側には曲面が設けられている。これにより、外周部及び内周部の砥粒への負荷集中が軽減される、としている。
【０００５】
また、パッドコンディショナー（ドレッサーともいう）に関する従来技術には、特許文献２及び３に記載の技術がある。特許文献２に記載のドレッサーは、ドレッサー本体の凹部に支持部材を固定し、この支持部材に上下動部材を保持させたものである。上下動部材の下面にはダイヤモンドが固着されている。
【０００６】
また特許文献３に記載のドレッシング装置は、表面に砥粒が電着されたドレッシング板と、ドレッシング板の周縁を保持する固定リングとを有している。
【特許文献１】特開２００６−１９０８９９号公報
【特許文献２】特開２０００−７５３号公報
【特許文献３】特開２００３−１３６４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記した特許文献１に記載の技術では、曲面に固定された砥粒への負荷集中は軽減されるが、その代わりに曲面近傍に位置する砥粒へ負荷が集中する。このため、砥粒の磨耗量の偏りを抑制することは難しかった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、研磨パッドの目立てを行うパッドコンディショナーであって、
表面に複数の砥粒が固定されているコンディショナー本体と、
最外周に位置する前記砥粒より外周側に位置し、研磨パッドの反発力が最外周に位置する前記砥粒に加わることを抑制するパッド押圧部材と、
を備えるパッドコンディショナーが提供される。
【０００９】
また本発明によれば、研磨パッドの目立てを行うパッドコンディショナーであって、
表面に複数の砥粒が固定されているコンディショナー本体と、
前記コンディショナー本体の表面より突出しており、最外周に位置する前記砥粒より外周側に位置するパッド押圧部材と、
を備え、
前記パッド押圧部材から最外周に位置する前記砥粒までの距離が１．５ｍｍ以内であるパッドコンディショナーが提供される。
【００１０】
また本発明によれば、上記のいずれか記載のパッドコンディショナーと、
研磨パッドと、
を備えるＣＭＰ装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、最外周に位置する前記砥粒に研磨パッドの反発力が加わることを抑制できるため、最外周に位置する前記砥粒が他の前記砥粒より磨耗することを抑制できる。このため、砥粒の磨耗量に偏りが生じることを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
（第１の実施形態）
【００１３】
図１は、第１の実施形態にかかるＣＭＰ装置の構成を示す図である。このＣＭＰ装置は、被研磨面のＣＭＰを行う研磨パッド１０と、研磨パッド１０の目立てを行うパッドコンディショナー１００を有する。パッドコンディショナー１００は円板状であり、研磨パッド１０に押圧しつつ回転することにより、研磨パッド１０の目立てを行う。研磨パッド１０は、例えば発砲ポリウレタン及びクッション層により形成されている。
【００１４】
パッドコンディショナー１００は、コンディショナー本体１１０と、パッド押圧部材１２０とを備える。コンディショナー本体１１０は、表面に複数の砥粒１１２が固着されている。砥粒１１２は、例えばダイヤモンドである。パッド押圧部材１２０は、研磨パッド１０の反発力が最外周に位置する砥粒１１２に加わることを抑制する。例えばパッド押圧部材１２０は、コンディショナー本体１１０の表面より突出しており、最外周に位置する砥粒１１２より外周側に位置する。パッド押圧部材１２０から最外周に位置する砥粒１１２までの距離は、例えば１．５ｍｍ以内である。
【００１５】
上記したように、パッド押圧部材１２０は、研磨パッド１０の反発力が最外周に位置する砥粒１１２に加わることを抑制する。従って、最外周に位置する砥粒１１２が他の砥粒１１２より磨耗することを抑制できる。このため、砥粒１１２の磨耗量に偏りが生じることを抑制できる。以下、パッドコンディショナー１００について詳細に説明する。
【００１６】
図２は、パッドコンディショナー１００の平面図である。コンディショナー本体１１０の平面形状は円形であり、パッド押圧部材１２０の平面形状はリング形状である。パッド押圧部材１２０は、コンディショナー本体１１０の表面の外周部に取り付けられている。パッド押圧部材１２０は、コンディショナー本体１１０の全周に設けられており、コンディショナー本体１１０のうち砥粒１１２が固着された領域を囲んでいる。パッド押圧部材１２０の外周側の側面は、コンディショナー本体１１０の側面と略面一になっている。パッド押圧部材１２０は、例えば樹脂または金属により形成されている。パッド押圧部材１２０は目立てに寄与しないため、パッド押圧部材１２０の幅は小さいほうが好ましい。
【００１７】
図３は、研磨パッド１０の目立てを行っているときのパッドコンディショナー１００の断面図である。パッド押圧部材１２０の高さは、好ましくはコンディショナー本体１１０の表面から砥粒１１２の先端までの距離に略等しいか、少し低い。
【００１８】
パッドコンディショナー１００が研磨パッド１０に押圧すると、パッドコンディショナー１００の砥粒１１２及びパッド押圧部材１２０は、研磨パッド１０から反発力を受ける。本実施形態では、最外周に位置する砥粒１１２より外側に、パッド押圧部材１２０が設けられている。最外周に位置する砥粒１１２からパッド押圧部材１２０までの距離Ｄは、１．５ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下である。このようにすると、パッド押圧部材１２０は、最外周に位置する砥粒１１２の側面に研磨パッド１０が押圧することを抑制する。この結果、最外周に位置する砥粒１１２は、他の砥粒１１２と略同等に研磨パッド１０に押圧される。従って、最外周に位置する砥粒１１２が他の砥粒１１２より磨耗することを抑制できる。この結果、コンディショナー本体１１０の面内において、砥粒１１２の磨耗量に偏りが生じることを抑制できる。この効果は、研磨パッド１０の弾性によらずに得ることができる。このため、本実施形態にかかるパッドコンディショナー１００は汎用性が高い。
【００１９】
図４（ａ）は、最外周に位置する砥粒１１２の磨耗度と距離Ｄの関係を示すグラフであり、図４（ｂ）は、図４（ａ）における磨耗度の定義を示す。図４（ｂ）に示すように、図４（ａ）における磨耗度は、砥粒１１２のうち磨耗により平坦になった部分の長辺の長さＬである。
【００２０】
図４（ａ）に示すように、距離Ｄが１．５ｍｍ以下の場合は、距離Ｄが２．０ｍｍ以上の場合と比較して、磨耗度が低くなっている。これは、距離Ｄを１．５ｍｍ以下にすると、パッド押圧部材１２０が、最外周に位置する砥粒１１２の側面に研磨パッド１０が押圧することを抑制するためである。この効果は、距離Ｄが１．０ｍｍ以下の場合に特に顕著になっている。なお、距離Ｄが２．０ｍｍ以上の場合は、最外周に位置する砥粒１１２とパッド押圧部材１２０の間の空間に研磨パッド１０が入り込むため、最外周に位置する砥粒１１２の側面に研磨パッドの反発力が加わり、最外周に位置する砥粒１１２の磨耗度が高くなる。
（第２の実施形態）
【００２１】
本実施形態にかかるＣＭＰ装置は、パッドコンディショナー１００のパッド押圧部材１２０の形状を除いて、第１の実施形態にかかるＣＭＰ装置の構成と同様である。以下、パッド押圧部材１２０の形状を除いて説明を省略する。
【００２２】
図５（ａ）は、本実施形態にかかるパッドコンディショナー１００の平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。本実施形態にかかるパッド押圧部材１２０は複数の円弧状の部材に分断されており、個々の部材の間に隙間１２２を有する。隙間１２２は、パッド押圧部材１２０の内側と外側を繋いでいる。本図に示す例において、隙間１２２は、パッド押圧部材１２０の中心を通る直線に沿うように延伸している。
【００２３】
隙間１２２を設けることにより、パッド押圧部材１２０の外側から内側に砥液を効率的に導入することができ、また、パッド押圧部材１２０の内側で生成したパッドの研磨くずを効率的にパッド押圧部材１２０の外に排出することができる。
【００２４】
このため、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる他、研磨パッド１０の目立ての効率が高くなる。また、ディフェクトが低減する。
（第３の実施形態）
【００２５】
本実施形態にかかるＣＭＰ装置は、パッド押圧部材１２０の隙間１２２の形状を除いて、第２の実施形態にかかるＣＭＰ装置の構成と同様である。以下、パッド押圧部材１２０の隙間の形状を除いて説明を省略する。
【００２６】
図６は、本実施形態にかかるパッドコンディショナー１００の平面図である。本実施形態において、パッド押圧部材１２０には２種類の螺旋状の隙間１２２ａ，１２２ｂを備える。隙間１２２ａ，１２２ｂは、螺旋の向きが互いに逆になっている。このようにすると、隙間１２２ａ，１２２ｂの一方が、パッド押圧部材１２０の外側から内側に砥液を効率的に導入する。また隙間１２２ａ，１２２ｂの他方が、パッド押圧部材１２０の内側で生成したパッドの研磨くずを効率的にパッド押圧部材１２０の外に排出する。
【００２７】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。例えば第１の実施形態において、パッド押圧部材１２０の表面に、内側と外側を繋ぐ溝を形成してもよい。溝の形状は、第２の実施形態における隙間１２２と同様にしてもよいし、第２の実施形態における隙間１２２ａ，１２２ｂと同様にしてもよい。このようにしても、第２または第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
また上記した各実施形態では、パッド押圧部材１２０をコンディショナー本体１１０の表面に取り付けたが、コンディショナー本体１１０を囲むようにパッド押圧部材１２０を設けてもよい。この場合においても、パッド押圧部材１２０と最外周に位置する砥粒１１２の距離Ｄを例えば１．５ｍｍ以下にすることにより、研磨パッド１０の反発力が最外周に位置する砥粒１１２に加わることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１の実施形態にかかるＣＭＰ装置の構成を示す図である。
【図２】パッドコンディショナー１００の平面図である。
【図３】研磨パッド１０の目立てを行っているときのパッドコンディショナー１００の断面図である。
【図４】（ａ）は最外周に位置する砥粒１１２の磨耗度と距離Ｄの関係を示すグラフであり、（ｂ）は、図４（ａ）における磨耗度の定義を示す図である。
【図５】（ａ）は第２の実施形態にかかるパッドコンディショナー１００の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。
【図６】第３の実施形態にかかるパッドコンディショナー１００の平面図である。
【図７】従来のパッドコンディショナー２２０を用いて研磨パッド２００の目立てを行っている様子を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０ 研磨パッド
１００ パッドコンディショナー
１１０ コンディショナー本体
１１２ 砥粒
１２０ パッド押圧部材
１２２ 隙間
１２２ａ，１２２ｂ 隙間
【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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【図７】
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