JP2003347256A - 研磨布洗浄プレート及び研磨布洗浄方法 - Google Patents

研磨布洗浄プレート及び研磨布洗浄方法

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JP2003347256A
JP2003347256A JP2002155893A JP2002155893A JP2003347256A JP 2003347256 A JP2003347256 A JP 2003347256A JP 2002155893 A JP2002155893 A JP 2002155893A JP 2002155893 A JP2002155893 A JP 2002155893A JP 2003347256 A JP2003347256 A JP 2003347256A
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Japan
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polishing
cleaning
cloth
polishing cloth
wafer
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JP2002155893A
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English (en)
Inventor
Takao Inaba
高男 稲葉
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Tokyo Seimitsu Co Ltd
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Tokyo Seimitsu Co Ltd
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  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】研磨装置において、ドレッシングされた研磨布
に研磨屑や研磨布屑が残留することのないように、十分
な洗浄を行うことのできる研磨布の洗浄用具及び研磨布
洗浄方法を提供すること。 【解決手段】ウエーハと略同径の円盤状プレート21
と、円盤状プレート21の一方の面に設けられたブラシ
22とから構成される洗浄プレート20を作成した。こ
のブラシ22が設けられた洗浄プレート20を研磨ヘッ
ド30に保持させて、研磨布12のドレッシング中に、
及び、又は、研磨布12のドレッシング後に洗浄液を供
給しながら研磨布12をスクラブ洗浄するようにして、
研磨屑や研磨布屑が研磨布12の表面や溝内に残留する
ことのない、完全な洗浄を行うことができるようにし
た。

Description

【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布の
洗浄に関し、 特に化学的機械研磨(CMP:Chemical M
echanical Polising)等によるウエーハ研磨装置に用い
られる研磨布の洗浄用具及び研磨布洗浄方法に関する。
【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、研磨布を目立てするためにドレッシング工具(ドレ
ッサ)を用いてドレッシングが行われている。このドレ
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。このドレッ
サを目詰まりした研磨布に押付けて動作させ、研磨布の
表面を薄く削り取り研磨布表面を新しい表面にすること
で、研磨布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。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のこの研磨布のド
レッシングでは、研磨布上面に外部から純水を供給しな
がら行い、研磨布の表面に付着していた研磨屑やドレッ
シングによって削られた研磨布屑を流すようにしてい
た。
【0006】ところが、この従来の純水供給のみの研磨
布洗浄方法では、研磨布の溝に付着した研磨屑や研磨布
屑を完全に研磨布表面から流し去ることができず、洗浄
が不十分であった。このため、研磨布のドレッシング後
に行うウエーハの研磨において、研磨布表面の残留屑や
研磨布の溝から浮き出てきた残留屑によってウエーハが
汚染されたり、ウエーハの研磨面にスクラッチが生じた
りし、ウエーハを不良品にしてしまうという問題があっ
た。
【0007】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、ドレッシングされた研磨布に研磨屑や研磨布屑
が残留することのないように、十分な洗浄を行うことの
できる研磨布の洗浄用具及び研磨布洗浄方法を提供する
ことを目的とする。
【0008】
【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
エーハを研磨布に押圧して研磨する研磨装置の、研磨布
の洗浄プレートであって、該洗浄プレートは、前記ウエ
ーハと略同径の円盤状プレートと、該円盤状プレートの
一方の面に設けられたブラシとから構成されていること
を特徴としている。
【0009】請求項1の発明によれば、洗浄プレートは
一方の面にブラシが設けられ前記ウエーハと略同径の円
盤状プレートからなっているので、ウエーハを保持する
研磨ヘッドに容易に取付けることができ、ブラシを回転
させながら研磨布に押圧することにより、研磨布をスク
ラブ洗浄することができる。
【0010】また、請求項2に記載の発明は、スラリを
供給しながら研磨ヘッドで保持したウエーハを研磨布に
押圧して研磨する研磨装置の、研磨布の洗浄方法におい
て、前記研磨ヘッドに、一方の面にブラシが設けられ前
記ウエーハと略同径の円盤状プレートからなる洗浄プレ
ートを保持させ、前記研磨布を回転させるとともに、研
磨布の上面に洗浄液を供給し、前記研磨ヘッドで前記洗
浄プレートを回転させながら前記ブラシを研磨布に押圧
し、前記ブラシで研磨布表面の研磨屑や研磨布屑を掻き
出すとともに、洗浄液で該研磨屑や研磨布屑を流し去る
ことを特徴としている。
【0011】請求項2の発明によれば、ブラシが設けら
れた洗浄プレートを研磨ヘッドに保持させて、洗浄液を
供給しながら研磨布をスクラブ洗浄するので、研磨屑や
研磨布屑が研磨布の表面や溝内に残留することのない、
完全な洗浄を行うことができる。また、ブラシを有する
洗浄プレートを用意するのみで、その洗浄プレートを研
磨ヘッドに取付けてスクラブ洗浄を行うことができるの
で、特別な駆動機構を必要とせずに、既存の研磨装置に
そのまま適用することができる。
【0012】請求項3に記載の発明は、請求項2の発明
において、前記研磨布の洗浄は、該研磨布のドレッシン
グ中に、及び、又は、該研磨布のドレッシング後に行う
ことを特徴としている。
【0013】請求項3の発明によれば、研磨布のドレッ
シング中に、及び、又は、該研磨布のドレッシング後に
研磨布をスクラブ洗浄するので、研磨屑やドレッシング
によって発生する研磨布屑が研磨布の表面や溝内に残留
することがなく、完全な洗浄を行うことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る研磨布洗浄プレート及び研磨布洗浄方法の好ましい実
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を付している。
【0015】図1は、 本発明に係る研磨布の洗浄プレー
トを示す平面図(a)と立面図(b)である。洗浄プレ
ート20は、図1(a)、(b)に示すように、円盤状
プレート21と、円盤状プレート21の一方の面に設け
られたナイロン製のブラシ22、22、…とから構成さ
れている。円盤状プレート21は、研磨装置で研磨され
るウエーハの外径と略等しい外径となっており、ウエー
ハを保持する研磨ヘッドにウエーハの代わりに取付けら
れるようになっている。
【0016】また、円盤状プレート21の一方の面に
は、8個のブラシ22、22、…が放射状に等間隔で取
付けられている。このブラシ22の長さは3〜5mmと
した。尚、このブラシ22は8個に限らず、適宜の数を
適宜の配置で取付けてもよく、一方の面全面に植え付け
てもよい。また、ブラシ22の材質もナイロンに限定さ
れるものではなく、ウレタン、ポリプロピレン等適宜選
定される。
【0017】図2、及び図3は、本発明の洗浄プレート
20を用いて研磨布の洗浄をしている研磨装置を説明す
る平面図(図2)と側断面図(図3)である。研磨装置
10は、図2、図3に示すように、図示しないモータに
よって回転される研磨定盤11、研磨定盤11の上面に
貼付された研磨布12、研磨するウエーハを保持する研
磨ヘッド30、研磨布の目立てをするドレッシング装置
40、研磨布12の上面にスラリを供給するスラリー供
給管15、同じく研磨布12の上面に純水を供給する純
水供給管16等からなっている。
【0018】研磨ヘッド30は、図3に示すように、図
示しない回転機構と上下移動機構とによって自転と上下
移動されるヘッド本体31、本体31の内部にダイヤフ
ラム33で支持され、ウエーハを保持するホルダ32、
ホルダ32の下面に貼付され直接ウエーハと接触するバ
ッキングプレート36、ウエーハを保持したホルダ32
を研磨布に向けて押圧するエアーバッグ34、ヘッド本
体31の下端部に設けられウエーハの横方向移動を規制
するとともに、研磨布12の表面位置を調整するリテー
ナリング35、等から構成されている。
【0019】研磨ヘッド30にウエーハを吸着保持する
時は、ホルダ32及びバッキングプレート36に設けら
れた連通孔37を介してバキュームラインによって吸引
する。また、ウエーハに押圧力を与える時は、エアーバ
ッグ34にエアを供給してエアーバッグ34を膨らませ
る。また、エアーライン及びバキュームラインはどちら
もロータリージョイント38を介して研磨ヘッド30に
接続されている。また、リテーナリング35は、ホルダ
32とは別の図示しない押圧手段によって独立して押圧
制御されるようになっている。
【0020】ドレッシング装置40は、図2、図3に示
すように、ドレッサ41を有し、回転軸13に連結され
たアーム14に取付けられて図2のA−A方向に旋回さ
れる。ドレッシング装置40はまた、図示しない回転機
構と上下移動機構とによって自転と上下移動されるよう
になっている。ドレッサ41は、SUS製のリング状基
台に人工ダイヤモンド砥粒#100(平均粒径170μ
m)を電着させたダイヤモンドドレッサが用いられてい
る。
【0021】次に、研磨布12の洗浄について説明す
る。研磨布12を洗浄するときは、ウエーハの代わりに
洗浄プレート20を研磨ヘッド30に吸着させて行う。
先ず洗浄プレート20のブラシ22を下にして、円盤状
プレート21をバッキングプレート36に接触させ、連
通孔37を介してバキュームで吸着する。
【0022】研磨布12の洗浄は、研磨布12のドレッ
シングと並行して行われる。研磨布12のドレッシング
は、研磨定盤11が回転され、ドレッサ41が自転する
とともに下降してドレッサ41を研磨布12の表面に押
圧しながら旋回する。この時純水供給管16から純水が
研磨布表面に流される。
【0023】このドレッシング動作と同時に研磨ヘッド
30が自転するとともに下降して、洗浄プレート20の
ブラシ22が研磨布12に接触する。次にエアーバッグ
34にエアが供給され、エアーバッグ34が膨らんで洗
浄プレート20のブラシ22で研磨布を押圧する。この
時研磨ヘッド30のリテーナリング35は研磨布に接触
しない位置に退避している。この動作によって研磨布1
2の表面及び溝内の研磨屑や研磨布屑がブラシ22によ
って掻きだされ、純水によって研磨布12の表面から流
出される。
【0024】ドレッシングが終了すると、ドレッシング
装置40が上昇し自転と旋回が停止するが、洗浄動作は
そのまま続けられ、所定時間後に研磨ヘッド30が上昇
するとともに回転を停止し、洗浄動作が終了する。これ
により研磨布12の表面及び溝には研磨屑や研磨布屑が
残留せず、清浄になる。洗浄動作が終了すると、洗浄プ
レート20は研磨ヘッド30から取外され、水中に保管
される。これは洗浄プレート20のブラシ22を乾燥さ
せるとブラシ22に付着していた研磨屑や研磨布屑が固
まって落ち難くなるため、それを防止するために水中に
保管するのである。
【0025】このように、研磨布12の表面が清浄にな
ることにより、ウエーハスクラッチが低減するととも
に、ウエーハのクロスコンタミも低減する。また、研磨
布12の清浄度向上により研磨レートの安定化が図れ
る。更に研磨布屑を積極的に排出するので、ドレッシン
グ時間の短縮化が図れる。
【0026】本発明は、特に半導体ウエーハの平坦化に
用いられる化学的機械研磨(CMP)装置において効果
が顕著であるが、CMP装置に限らず、一般の研磨装置
においても効果を十分に発揮することができる。
【0027】尚、洗浄水として純水を用いたが、イオン
水やアンモニア水を用いることによって洗浄効果を高め
るようにしてもよい。アンモニア水を用いた場合は、研
磨加工に影響を与えないために、最後に純水洗浄を行う
とよい。また、研磨布12の洗浄は、ドレッシング動作
と並行して行うのが好ましいが、ドレッシング後に行う
ようにしてもよい。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ブ
ラシが設けられたウエーハと略同径の洗浄プレートを研
磨ヘッドに保持させて、洗浄液を供給しながら研磨布を
スクラブ洗浄するので、研磨屑や研磨布屑が研磨布の表
面や溝内に残留することのない、完全な洗浄を行うこと
ができる。また、ブラシを有するウエーハと略同径の洗
浄プレートを用意するのみで、その洗浄プレートを研磨
ヘッドに取付けてスクラブ洗浄を行うことができるの
で、特別な駆動機構を必要とせずに、既存の研磨装置に
そのまま適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る研磨布の洗浄プレー
トを表わす平面図及び立面図
【図2】本発明の洗浄プレートを使用した研磨装置を表
わす平面図
【図3】本発明の洗浄プレートを使用した研磨装置を表
わす断面図
【符号の説明】
10…研磨装置、11…研磨定盤、12…研磨布、20
…洗浄プレート、21…円盤状プレート、22…ブラ
シ、30…研磨ヘッド、40…ドレッシング装置、41
…ドレッサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スラリを供給しながらウエーハを研磨布に
    押圧して研磨する研磨装置の、研磨布の洗浄プレートで
    あって、 該洗浄プレートは、 前記ウエーハと略同径の円盤状プレートと、 該円盤状プレートの一方の面に設けられたブラシとから
    構成されていることを特徴とする研磨布の洗浄プレー
    ト。
  2. 【請求項2】スラリを供給しながら研磨ヘッドで保持し
    たウエーハを研磨布に押圧して研磨する研磨装置の、研
    磨布の洗浄方法において、 前記研磨ヘッドに、一方の面にブラシが設けられ前記ウ
    エーハと略同径の円盤状プレートからなる洗浄プレート
    を保持させ、 前記研磨布を回転させるとともに、研磨布の上面に洗浄
    液を供給し、 前記研磨ヘッドで前記洗浄プレートを回転させながら前
    記ブラシを研磨布に押圧し、 前記ブラシで研磨布表面の研磨屑や研磨布屑を掻き出す
    とともに、洗浄液で該研磨屑や研磨布屑を流し去ること
    を特徴とする研磨布の洗浄方法。
  3. 【請求項3】前記研磨布の洗浄は、該研磨布のドレッシ
    ング中に、及び、又は、該研磨布のドレッシング後に行
    うことを特徴とする請求項2に記載の研磨布の洗浄方
    法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006159317A (ja) * 2004-12-03 2006-06-22 Asahi Sunac Corp 研磨パッドのドレッシング方法
JP2009512569A (ja) * 2005-10-19 2009-03-26 ティービーダブリュ インダストリーズ インク. 化学的機械的研磨システム用の開口調整ブラシ
CN112828098A (zh) * 2020-12-31 2021-05-25 王硕 一种安全型金属管材折弯机
CN113539904A (zh) * 2021-07-19 2021-10-22 西安奕斯伟硅片技术有限公司 一种双面研磨中下定盘沟槽的清洁装置、系统以及方法

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