JP2005217037A - 半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体ウェーハ研磨装置の研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持するのに好適な、半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法を提供する。
【解決手段】研磨パッド５０に洗浄液を噴射してドレッシングを行い、その後ノズル７４から噴射させた研磨剤スラリーを研磨パッド５０に供給する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法に係り、特に、半導体ウェーハ研磨装置の研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持するのに好適な、半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法に関する。

半導体ウェーハの研磨方法の一つに、化学的機械研磨法（ＣＭＰ）がある。この研磨方法では、アルカリ性溶液にシリカ等からなる砥粒を懸濁させた研磨液を研磨パッド上に滴下しつつ、半導体ウェーハと研磨パッドとを押し付けながら相対運動させ、研磨液及び砥粒の作用で半導体ウェーハ表面に生ずる反応生成物を、砥粒及び研磨パッドによって擦り落とす。研磨パッドは使用を重ねるにつれて前記反応生成物や砥粒等の研磨屑によって目詰まりを起こすので、ドレッシングが必要である。

このようなドレッシングとしては、表面にダイヤモンド砥粒が埋め込まれたドレッサーを研磨パッドに押し付けながら相対運動させて行う方法が従来より一般的であった。しかし、このドレッシング方法では、ダイヤモンド砥粒が脱落し、このダイヤモンド砥粒がワークに傷をつける場合があること、及び、研磨パッドをドレッサーにより削るので研磨パッドの寿命が短くなること、等の問題点を有している。

一方、このようなドレッシング方法に代わる技術として、高圧水を研磨パッドに吹きかけてドレッシングする各種の提案がなされている。このうち、たとえば本出願人により、高圧水の霧粒のサイズ及び高圧水の速度を最適範囲に規定する提案がなされており（特許文献１参照。）、所定の効果が得られている。
特許第２９９７８０４号公報

しかしながら、高圧水を研磨パッドに吹きかけるドレッシングでは、吹きかけられる高圧水により研磨パッド表面及び研磨パッド内部に残留している研磨液（研磨剤スラリー）が希釈され研磨速度（研磨レート）が低下する不具合を生じる。すなわち、ＣＭＰに使用される研磨剤スラリーはアルカリ性に調整されており、ＰＨが低下すると研磨速度が低下する特性となっている。

したがって、高圧水を研磨パッドに吹きかけるドレッシング方法は、既述のように従来のドレッサーによるドレッシング方法に比べて優れたドレッシング性能を有するものの、上記のような問題点のため、その優位性が生かしきれていなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、半導体ウェーハ研磨装置の研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持するのに好適な、半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に係る本発明は、研磨パッドに洗浄液を噴射してドレッシングを行い、その後ノズルから噴射させた研磨剤スラリーを前記研磨パッドに供給することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法を提供する。

請求項１に係る本発明によれば、研磨パッドに洗浄液を吹きかけるドレッシングの後に、この研磨パッドに噴射により研磨剤スラリーを供給するのでＰＨの低下による研磨速度の低下は生じず、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

請求項２に係る本発明は、研磨パッドにドレッサーを押し付けながら相対運動させてドレッシングを行い、その後ノズルから噴射させた研磨剤スラリーを前記研磨パッドに供給することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法を提供する。

請求項２に係る本発明によれば、従来からのドレッサーによるドレッシングを行った後に、研磨パッドに噴射により研磨剤スラリーを供給する。ドレッサーによるドレッシングでは、研磨剤スラリーが希釈される度合いは少ないものの、これに対しても研磨剤スラリーを供給する効果は得られ、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

請求項３に係る本発明は、研磨パッドに洗浄液を噴射してドレッシングを行い、その後研磨剤スラリーを滴下して前記研磨パッドに供給することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法を提供する。

請求項３に係る本発明によれば、研磨剤スラリーが研磨パッドに滴下されて供給される。このような供給方法でも、研磨パッドへの研磨剤スラリーの浸透が図れ、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

請求項４に係る本発明は、研磨パッドにドレッサーを押し付けながら相対運動させてドレッシングを行い、その後研磨剤スラリーを滴下して前記研磨パッドに供給することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法を提供する。

請求項４に係る本発明によれば、研磨剤スラリーが研磨パッドに滴下されて供給される。このような供給方法でも、研磨パッドへの研磨剤スラリーの浸透が図れ、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

請求項５に係る本発明は、研磨パッドに洗浄液を噴射してドレッシングを行い、その後前記研磨パッドに研磨砥粒を含まない研磨剤スラリーを供給することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法を提供する。

請求項５に係る本発明によれば、研磨パッドに洗浄液を吹きかけるドレッシングの後に、この研磨パッドに研磨砥粒を含まない研磨剤スラリーを供給する。この液体は、研磨剤スラリーと略同一のＰＨであるので、ＰＨの低下による研磨速度の低下は生じず、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

なお、研磨砥粒を含まない研磨剤スラリーとは、調合後の研磨剤スラリーより研磨砥粒を除去したものでもよいが、通常は研磨剤スラリーを調合する際に、研磨砥粒のみ添加しないで調整したものを使用する。

請求項６に係る本発明は、研磨パッドにドレッサーを押し付けながら相対運動させてドレッシングを行い、その後前記研磨パッドに研磨砥粒を含まない研磨剤スラリーを供給することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法を提供する。

請求項６に係る本発明によれば、従来からのドレッサーによるドレッシングを行った後に、研磨パッドに研磨砥粒を含まない研磨剤スラリーを供給する。ドレッサーによるドレッシングでは、研磨剤スラリーが希釈される度合いは少ないものの、これに対してもこの液体を供給する効果は得られ、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

請求項７に係る本発明は、前記液体の供給が、ノズルから該液体を噴射させることによりなされることを特徴とする。請求項７に係る本発明によれば、ノズルから液体が噴射されて供給されるので、研磨パッドへの液体の浸透が促進され、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

請求項８に係る本発明は、前記液体の供給が、該液体を滴下させることによりなされることを特徴とする。請求項８に係る本発明によれば、液体が研磨パッドに滴下されて供給される。このような供給方法でも、研磨パッドへの液体の浸透が図れ、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

請求項９に係る本発明は、研磨パッドに洗浄液を噴射してドレッシングを行い、その後前記研磨パッドにＰＨ調整液を供給することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法を提供する。

請求項９に係る本発明によれば、研磨パッドに洗浄液を吹きかけるドレッシングの後に、この研磨パッドにＰＨ調整液を供給する。このＰＨ調整液によるＰＨの調整により、ＰＨの低下による研磨速度の低下は生じず、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

なお、ＰＨ調整液とは、この場合はアルカリ性の調整液が使用される。このようなＰＨ調整液としては、市販のアルカリイオン水等が使用できる。

請求項１０に係る本発明は、研磨パッドにドレッサーを押し付けながら相対運動させてドレッシングを行い、その後前記研磨パッドにＰＨ調整液を供給することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法を提供する。

請求項１０に係る本発明によれば、従来からのドレッサーによるドレッシングを行った後に、研磨パッドにＰＨ調整液を供給する。ドレッサーによるドレッシングでは、研磨剤スラリーが希釈される度合いは少ないものの、これに対してもＰＨ調整液を供給する効果は得られ、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

請求項１１に係る本発明は、前記ＰＨ調整液の供給が、ノズルから該ＰＨ調整液を噴射させることによりなされることを特徴とする。請求項１１に係る本発明によれば、ノズルからＰＨ調整液が噴射されて供給されるので、研磨パッドへの液体の浸透が促進され、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

請求項１２に係る本発明は、前記ＰＨ調整液の供給が、該ＰＨ調整液を滴下させることによりなされることを特徴とする。請求項１２に係る本発明によれば、ＰＨ調整液が研磨パッドに滴下されて供給される。このような供給方法でも、研磨パッドへの液体の浸透が図れ、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

請求項１３に係る本発明は、前記洗浄液が純水であることを特徴とする。請求項１３に係る本発明によれば、洗浄液に純水が使用されるので、ドレッシング時の研磨パッドの汚染が防止できる。

請求項１４に係る本発明は、前記洗浄液がＰＨ調整液であることを特徴とする。請求項１４に係る本発明によれば、洗浄液にＰＨ調整液が使用されるので、研磨パッドのＰＨが最適化され、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

請求項１５に係る本発明は、前記洗浄液が研磨砥粒を含まない研磨剤スラリーであることを特徴とする。請求項１５に係る本発明によれば、洗浄液に研磨砥粒を含まない研磨剤スラリーが使用されるので、研磨パッドのＰＨが最適化され、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

請求項１６に係る本発明は、研磨パッドに研磨剤スラリーを噴射することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法を提供する。

請求項１６に係る本発明によれば、研磨パッドに洗浄液を吹きかけるドレッシングに代えて研磨剤スラリーを吹きかけるドレッシングを行うが、これによっても同様の効果が得られるとともに、研磨パッドのＰＨが最適化され、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

請求項１７に係る本発明は、研磨パッドにＰＨ調整液を噴射することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法を提供する。

請求項１７に係る本発明によれば、研磨パッドに洗浄液を吹きかけるドレッシングに代えてＰＨ調整液を吹きかけるドレッシングを行うが、これによっても同様の効果が得られるとともに、研磨パッドのＰＨが最適化され、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

請求項１８に係る本発明は、研磨パッドに研磨砥粒を含まない研磨剤スラリーを噴射することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法を提供する。

請求項１８に係る本発明によれば、研磨パッドに洗浄液を吹きかけるドレッシングに代えて研磨砥粒を含まない研磨剤スラリーを吹きかけるドレッシングを行うが、これによっても同様の効果が得られるとともに、研磨パッドのＰＨが最適化され、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

請求項１９に係る本発明は、前記半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法の実施後にダミーワークを使用した研磨を行うことを特徴とする。請求項１９に係る本発明によれば、研磨パッドのコンディショニング後にダミーワークを使用した研磨を行うので、研磨パッドに研磨剤スラリーが供給されて研磨パッドのＰＨが最適化され、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

請求項２０に係る本発明は、研磨パッドに純水を噴射してドレッシングを行い、その後ダミーワークを使用した研磨を行うことを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法を提供する。

請求項２０に係る本発明によれば、研磨パッドの純水噴射によるドレッシング後にダミーワークを使用した研磨を行うので、研磨パッドに研磨剤スラリーが供給されて研磨パッドのＰＨが最適化され、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

以上説明したように、本発明によれば、研磨パッドのドレッシングの後に、この研磨パッドに研磨剤スラリーを供給するので、ＰＨの低下による研磨速度の低下は生じず、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

以下、添付図面に従って、本発明に係る半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法の好ましい実施の形態について詳説する。先ず、第一の実施の形態について説明する。

図１は、本発明に係る半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法が適用される半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング装置１０の構造図である。このコンディショニング装置１０は、純水等の洗浄液をドレッシング用のノズル１４から研磨装置の定盤５２上の研磨パッド５０に噴射することによって研磨パッド５０をドレッシングし、また、ドレッシング後に、研磨剤スラリー等の薬液を薬液供給用のノズル７４から研磨装置の定盤５２上の研磨パッド５０に噴射することによって研磨パッド５０をコンディショニングするものである。

ドレッシング用のノズル１４は、パイプ１６を介してポンプ１８に接続されており、このポンプ１８は、可撓性のホース２０を介してタンク２２に接続されている。タンク２２に貯留された洗浄液は、ポンプ１８によって加圧されて、ノズル１４に送られ、研磨パッド５０に向けて噴射される。

ポンプ１８は、テーブル２４上に設置されている。このテーブル２４は、基台２６上に設けられたレール２８上で矢印ａ方向に移動自在であり、テーブル２４の端部は、基台２６に支持されているエアシリンダ３０にロッド３２を介して接続されている。したがって、エアシリンダ３０を作動させると、ノズル１４はテーブル２４等を介して矢印ａ方向に移動する。

薬液供給用のノズル７４及びパイプ１６は、研磨剤スラリー等の薬液を研磨パッド５０に向けて噴射できるように配置されている。この構成は、ドレッシング用のノズル１４、パイプ１６等の構成と同様に設けられることより、これに使用されるポンプ、可撓性のホース、タンク、テーブル等の図示及び説明は省略する。なお、同一の構成は、後述する第二の実施の形態について説明する図２に示されている。

図１の構成において、薬液供給用のノズル７４は、後述するドレッシング用のノズル１４と同様に１５ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下の圧力で薬液を供給するものであるが、これに代えて、単に薬液を滴下させる構成のものも採用できる。また、ドレッシング用のノズル１４と同様な１５ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下の圧力仕様のものを使用し、薬液供給圧力を仕様よりも低く設定して、薬液を滴下させる使用方法も採用できる。

図１において、薬液供給用のノズル７４及びパイプ１６と、ドレッシング用のノズル１４及びパイプ１６とは、それぞれの左右方向の移動の際に干渉をしないように、紙面の垂直方向の位置をずらして配置されている。

定盤５２は、回転軸５４を介してモータ５６に接続されていて、矢印ｂ方向に回転される。この定盤５２上に、研磨パッド５０が接着されている。

次に、以上のように構成されたコンディショニング装置１０の動作について説明する。研磨パッド５０で研磨作業が行われ、研磨パッド５０のドレッシングが必要になると、エアシリンダ３０を作動させてノズル１４を研磨パッド５０上に位置させ、ポンプ１８を作動させてノズル１４から洗浄液を噴射させる。ノズル１４から噴射された洗浄液は、霧粒状になって研磨パッド５０に衝突し、研磨パッド５０に蓄積した研磨屑を叩き出し、洗い流す。

そして、ノズル１４から洗浄液を噴射させながら、モータ５６によって研磨パッド５０を回転させるとともに、エアシリンダ３０によってノズル１４を移動させる。これにより、研磨パッド５０を全面にわたってドレッシングすることができる。

なお、ノズル１４と研磨パッド５０との間の運動は相対的に行われれば足りるので、前述の運動方法に限定されることはない。たとえば、研磨パッド５０は固定され、ノズル１４が前後左右に移動して研磨パッド５０の全面をドレッシングしてもよい。また、ノズル１４の移動は、たとえばねじ送り装置で行ってもよいし、ノズル１４をアームの先端に取り付け、そのアームを回動させることによって行ってもよい。

研磨パッド５０へ衝突させる洗浄液の霧粒の大きさ及び衝突速度は、研磨パッド５０の材質に応じて調整する必要がある。たとえば、研磨パッド５０が硬質の多孔質ポリウレタン製である場合、洗浄液の霧粒の粒径は、１μｍ以上３００μｍ以下が好ましく、１μｍ以上１００μｍ以下がより好ましい。なぜなら、洗浄液の霧粒が、研磨パッド５０の研磨屑が詰まっている孔に入ってそこから研磨屑を洗い流すためには、霧粒の大きさが、研磨屑と同程度以上で研磨パッド５０の孔よりも小さいことが必要である。すなわち、研磨屑に比べて小さすぎる霧粒は、研磨屑を洗い流す力が弱い。一方、研磨パッド５０の孔よりも大きい霧粒は、孔の中にそのまま入ることができないので、そこに詰まった研磨屑を叩き出すことができない。

また、洗浄液の霧粒が研磨パッド５０に衝突する速度は、１０ｍ／ｓ以上５００ｍ／ｓ以下が好ましく、３０ｍ／ｓ以上１５０ｍ／ｓ以下がより好ましい。霧粒の衝突速度が小さすぎると、研磨屑を叩き出すには運動エネルギーが足りず、一方、霧粒の衝突速度が大きすぎると、研磨パッド５０を損傷するおそれがある。以上の洗浄液の霧粒の大きさ及び衝突速度を実現するためには、洗浄液をノズル１４へ１５ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下の圧力で供給する必要がある。

洗浄液の霧粒の大きさ及び研磨パッド５０への衝突速度は、ノズル１４のノズル径と、ポンプ１８によるノズル１４への洗浄液の供給圧力とを調整することによって制御することができる。

ノズル１４の先端と研磨パッド５０表面との距離は、ノズル１４のノズル径と、ポンプ１８による洗浄液の供給圧力、研磨パッド５０の材質、研磨パッド５０のサイズ等に応じて適宜の値とできるが、たとえば１００ｍｍが採用できる。

洗浄液としては、純水が一般的であるが、これ以外に、ＰＨ調整液、研磨砥粒を含まない研磨剤スラリー等も使用できる。ＰＨ調整液としては、既述したように、アルカリ性の調整液、具体的には、市販のアルカリイオン水等が使用できる。研磨砥粒を含まない研磨剤スラリーとしては、既述したように、研磨剤スラリーを調合する際に、研磨砥粒のみ添加しないで調整したものが使用できる。

研磨パッド５０のドレッシングの終了後には、研磨剤スラリー等の薬液を薬液供給用のノズル７４から研磨装置の定盤５２上の研磨パッド５０に噴射することによって研磨パッド５０をコンディショニングする。この際、エアシリンダ９０（以下、図２参照）を作動させてノズル７４を研磨パッド５０上に位置させ、ポンプ７８を作動させてノズル７４から薬液を噴射させる。ノズル７４から噴射された薬液は、霧粒状になって研磨パッド５０に衝突し、研磨パッド５０に浸透する。

そして、ノズル７４から薬液を噴射させながら、モータ５６（図１参照）によって研磨パッド５０を回転させるとともに、エアシリンダ９０によってノズル７４を移動させる。これにより、研磨パッド５０を全面にわたってコンディショニングすることができる。

なお、ノズル７４と研磨パッド５０との間の運動は相対的に行われれば足りるので、前述の運動方法に限定されることはない。たとえば、研磨パッド５０は固定され、ノズル７４が前後左右に移動して研磨パッド５０の全面をコンディショニングしてもよい。また、ノズル７４の移動は、たとえばねじ送り装置で行ってもよいし、ノズル７４をアームの先端に取り付け、そのアームを回動させることによって行ってもよい。

なお、既述したように、薬液を噴射させる方法に代えて、薬液を滴下させるコンディショニングを行ってもよい。

ここで供給される研磨剤スラリー等の薬液としては、研磨剤スラリー及び既述のＰＨ調整液、研磨砥粒を含まない研磨剤スラリー等が使用できる。

以上の研磨パッド５０のコンディショニング後、製品（又は半製品）の研磨作業の前にダミーワークを使用した研磨を行うことも好ましく採用できる。このようなダミーワークを使用した研磨を行えば、研磨パッドに研磨剤スラリーが供給されて研磨パッドのＰＨが最適化され、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

次に、本発明に係る半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法の第二の実施の形態について図２に基づいて説明する。なお、図１と同一、類似の部材については、同様の符号を附し、その説明を省略する。

図２は、本発明に係る半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法が適用される半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング装置１０’の構造図である。このコンディショニング装置１０’は、研磨パッド５０にパッドドレッサー６０を押し付けながら相対運動させてドレッシングを行い、また、ドレッシング後に、研磨剤スラリー等の薬液を薬液供給用のノズル７４から研磨装置の定盤５２上の研磨パッド５０に噴射することによって研磨パッド５０をコンディショニングするものである。

パッドドレッサー６０として、下面にダイヤモンド砥粒６２が電着されていたり、ダイヤモンド砥粒６２を分散させたボンド層（メタルボンド、ビトリファイドボンド又はレジンボンド）より構成されていたりするものが使用できる。パッドドレッサー６０は、軸６４の回りに回転させられながら力Ｆで研磨定盤５２上の研磨パッド５０に押付けられて研磨パッド５０をドレッシングする。

パッドドレッサー６０の厚さは、一般的には１０〜３０ｍｍ程度であり、外径は、一般的には１００〜２５０ｍｍ（４〜１０インチ）程度である。また、パッドドレッサー６０の台座は金属製とするのが一般的である。

なお、パッドドレッサー６０と軸６４とがフレキシブルジョイント（たとえば、ユニバーサルジョイント）を介して接続されている構成も採用できる。この構成によれば、パッドドレッサー６０の表面（下面）と研磨パッド５０の表面とが面全体で接触し、ドレッシング作業中にもパッドドレッサー６０の表面が研磨パッド５０の表面に倣うようにできる。

薬液供給用のノズル７４は、パイプ７６を介してポンプ７８に接続されており、このポンプ７８は、可撓性のホース８０を介してタンク８２に接続されている。タンク８２に貯留された洗浄液は、ポンプ７８によって加圧されて、ノズル７４に送られ、研磨パッド５０に向けて噴射される。

ポンプ７８は、テーブル８４上に設置されている。このテーブル８４は、基台８６上に設けられたレール８８上で矢印ｃ方向に移動自在であり、テーブル８４の端部は、基台８６に支持されているエアシリンダ９０にロッド９２を介して接続されている。したがって、エアシリンダ９０を作動させると、ノズル７４はテーブル８４等を介して矢印ｃ方向に移動する。

次に、以上のように構成されたコンディショニング装置１０’の動作について説明する。研磨パッド５０で研磨作業が行われ、研磨パッド５０のドレッシングが必要になると、パッドドレッサー６０を研磨パッド５０の表面に配置し、研磨パッド５０にパッドドレッサー６０を押し付けながら相対運動させてドレッシングを行う。これにより、研磨パッド５０に蓄積した研磨屑を削り取り、供給されるドレス水により洗い流す。

すなわち、図示しないドレス水供給ノズル又はノズル７４からドレス水を供給しながら、モータ５６によって研磨パッド５０を回転させるとともに、パッドドレッサー６０を矢印ｄ方向に、研磨パッド５０につれ回りさせる。これにより、研磨パッド５０を全面にわたってドレッシングすることができる。なお、ノズル７４からドレス水を供給する構成の場合には、パイプ７６の中間に３方弁を設け、図示しない純水供給源からの純水とポンプ７８からの薬液との切り換えができるように構成する。

研磨パッド５０のドレッシングの終了後には、研磨剤スラリー等の薬液を薬液供給用のノズル７４から研磨装置の定盤５２上の研磨パッド５０に噴射することによって研磨パッド５０をコンディショニングする。この際、エアシリンダ９０を作動させてノズル７４を研磨パッド５０上に位置させ、ポンプ７８を作動させてノズル７４から薬液を噴射させる。ノズル７４から噴射された薬液は、霧粒状になって研磨パッド５０に衝突し、研磨パッド５０に浸透する。

そして、ノズル７４から薬液を噴射させながら、モータ５６によって研磨パッド５０を回転させるとともに、エアシリンダ３０によってノズル１４を移動させる。これにより、研磨パッド５０を全面にわたってコンディショニングすることができる。

なお、既述したように、薬液を噴射させる方法に代えて、薬液を滴下させるコンディショニングを行ってもよい。

本実施の形態においても、第一の実施の形態と同様に、ノズル７４より供給される研磨剤スラリー等の薬液としては、研磨剤スラリー及び既述のＰＨ調整液、研磨砥粒を含まない研磨剤スラリー等が使用できる。

同様に、研磨パッド５０のコンディショニング後、製品（又は半製品）の研磨作業の前にダミーワークを使用した研磨を行うことも好ましく採用できる。

以上、本発明に係る半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。

たとえば、研磨パッドのドレッシングの際に、研磨パッドに研磨剤スラリーを噴射する方法が採用できる。すなわち、研磨パッドに洗浄液を吹きかけるドレッシングに代えて、研磨剤スラリーを吹きかけるドレッシングを行うが、これによっても上記実施形態と同様の効果が得られるとともに、研磨パッドのＰＨが最適化され、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

また、研磨パッドのドレッシングの際に、研磨パッドにＰＨ調整液を噴射する方法が採用できる。すなわち、研磨パッドに洗浄液を吹きかけるドレッシングに代えて、ＰＨ調整液を吹きかけるドレッシングを行うが、これによっても上記実施形態と同様の効果が得られるとともに、研磨パッドのＰＨが最適化され、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

また、研磨パッドのドレッシングの際に、研磨パッドに研磨砥粒を含まない研磨剤スラリーを噴射する方法が採用できる。すなわち、研磨パッドに洗浄液を吹きかけるドレッシングに代えて、研磨砥粒を含まない研磨剤スラリーを吹きかけるドレッシングを行うが、これによっても上記実施形態と同様の効果が得られるとともに、研磨パッドのＰＨが最適化され、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

更に、研磨パッドに純水を噴射してドレッシングを行い、その後ダミーワークを使用した研磨を行う方法も採用できる。すなわち、研磨パッドの純水噴射によるドレッシング後にダミーワークを使用した研磨を行うので、研磨パッドに研磨剤スラリーが供給されて研磨パッドのＰＨが最適化され、研磨パッドの研磨性能を、長時間にわたって安定状態に維持できる。

発明を実施するための最良の形態で説明した半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング装置１０を使用した半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法の実施例について述べる。

図３及び図４に、ノズル１４、７４の構成を示す。このノズル１４、７４は、吐出口３４を有するノズルチップ３６と、このノズルチップ３６が内挿されているノズルケース３８とから構成されている。吐出口３４は、図４に示すように縦長で、中央部が前方（図３中下側）に向けて拡開した短径２００μｍ長径５００μｍの楕円状に形成されている。

ノズル１４、と研磨パッド５０との距離を２００ｍｍに設定し、洗浄液として水をノズル１４へ２５ＭＰａの圧力で供給した。ノズル１４からの水の供給時間は、３０秒間とした。実験に用いた研磨パッド５０は硬質の多孔質ポリウレタン製で、孔の直径は約１０μｍから１００μｍである。

このコンディショニング装置１０によれば、水は、吐出口３４から初速約３５０ｍ／ｓのフィルム状の流れとして吐出され、空気の抵抗によって粒径が１μｍから１００μｍ（最頻値は約３０μｍ）の霧粒状に分散し、３０ｍ／ｓから１５０ｍ／ｓの速度で研磨パッド５０に衝突した。

その結果、研磨パッド５０に蓄積した研磨屑を、研磨パッド５０の表層から深層に至るまで充分に除去できた。なお、ノズルへの洗浄液の供給圧力及び供給方法、ノズルの吐出口の形状及び大きさ、並びにノズルと研磨パッドとの距離は、任意に変更してもよい。

次に、ノズル７４、と研磨パッド５０との距離を２００ｍｍに設定し、研磨剤スラリーをノズル７４へ１５ＭＰａの圧力で供給した。ノズル７４からの研磨剤スラリーの供給時間は、１０秒間とした。吐出された研磨剤スラリーは、空気の抵抗によって霧粒状に分散し、研磨パッド５０に衝突した。その結果、研磨パッド５０に研磨剤スラリーが十分に浸透した。

この研磨パッドのコンディショニングの直後に、製品としてのワークの研磨作業を行い、研磨レートの測定とワークの被研磨面のきず評価を行った。その結果、研磨レートはドレッシング直前の状態より顕著に増大し、また、ワークの被研磨面のきずは検出されなかった。

本発明の第一の実施の形態の半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング装置の要部構造図 本発明の第二の実施の形態の半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング装置の要部構造図 本発明の実施例に使用するのノズルの断面図 図３に示したノズルの下面図

符号の説明

１０、１０’…コンディショニング装置、１４、７４…ノズル、１８、７８…ポンプ、２２、８２…タンク、３０、９０…エアシリンダ、５０…研磨パッド、５２…定盤、５６…モータ、６０…パッドドレッサー

Claims (20)

1. 研磨パッドに洗浄液を噴射してドレッシングを行い、その後ノズルから噴射させた研磨剤スラリーを前記研磨パッドに供給することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法。
2. 研磨パッドにドレッサーを押し付けながら相対運動させてドレッシングを行い、その後ノズルから噴射させた研磨剤スラリーを前記研磨パッドに供給することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法。
3. 研磨パッドに洗浄液を噴射してドレッシングを行い、その後研磨剤スラリーを滴下して前記研磨パッドに供給することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法。
4. 研磨パッドにドレッサーを押し付けながら相対運動させてドレッシングを行い、その後研磨剤スラリーを滴下して前記研磨パッドに供給することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法。
5. 研磨パッドに洗浄液を噴射してドレッシングを行い、その後前記研磨パッドに研磨砥粒を含まない研磨剤スラリーを供給することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法。
6. 研磨パッドにドレッサーを押し付けながら相対運動させてドレッシングを行い、その後前記研磨パッドに研磨砥粒を含まない研磨剤スラリーを供給することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法。
7. 前記液体の供給が、ノズルから該液体を噴射させることによりなされる請求項５又は６に記載の研磨パッドのコンディショニング方法。
8. 前記液体の供給が、該液体を滴下させることによりなされる請求項５又は６に記載の研磨パッドのコンディショニング方法。
9. 研磨パッドに洗浄液を噴射してドレッシングを行い、その後前記研磨パッドにＰＨ調整液を供給することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法。
10. 研磨パッドにドレッサーを押し付けながら相対運動させてドレッシングを行い、その後前記研磨パッドにＰＨ調整液を供給することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法。
11. 前記ＰＨ調整液の供給が、ノズルから該ＰＨ調整液を噴射させることによりなされる請求項９又は１０に記載の研磨パッドのコンディショニング方法。
12. 前記ＰＨ調整液の供給が、該ＰＨ調整液を滴下させることによりなされる請求項９又は１０に記載の研磨パッドのコンディショニング方法。
13. 前記洗浄液が純水である請求項１〜１２のいずれか１項に記載の研磨パッドのコンディショニング方法。
14. 前記洗浄液がＰＨ調整液である請求項１〜１２のいずれか１項に記載の研磨パッドのコンディショニング方法。
15. 前記洗浄液が研磨砥粒を含まない研磨剤スラリーである請求項１〜１２のいずれか１項に記載の研磨パッドのコンディショニング方法。
16. 研磨パッドに研磨剤スラリーを噴射することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法。
17. 研磨パッドにＰＨ調整液を噴射することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法。
18. 研磨パッドに研磨砥粒を含まない研磨剤スラリーを噴射することを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法。
19. 前記半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法の実施後にダミーワークを使用した研磨を行う請求項１〜１８のいずれか１項に記載の半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法。
20. 研磨パッドに純水を噴射してドレッシングを行い、その後ダミーワークを使用した研磨を行うことを特徴とする半導体ウェーハ用研磨パッドのコンディショニング方法。

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