JPH10118916A - 化学的機械研磨法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来に比べて、研磨の面内均一性及び再現性
を改善し、スラリーの消費量の少ない化学的機械研磨処
理を施すことができる装置を提供する。 【解決手段】 本化学的機械研磨装置は、研磨剤スラリ
ーを供給しつつ研磨パッド１８を回転させる一方、回転
する基板をパッドに押圧して研磨する。本装置は、パッ
ド上に接触しつつ長手方向軸周りに回転するロール状の
ドレッサー体４４と、ドレッサー体に接触してそれに付
着した異物及びスラリーを除去する異物除去体４６とか
らなるドレッシング装置４２を備えている。ドレッサー
体は、小さい円筒面上にストライプ状のドレッサー部４
８及びへら部５０とを備える。異物除去体は、先端縁に
ブラシ毛を植毛させた板状材で形成され、先端縁がドレ
ッサー体に対してほぼ平行に近接した状態で臨むように
支持され、ドレッサー体の回転によりドレッサー部及び
へら部にパッドの上方で接触して、それらに付着した異
物を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、化学的機械研磨装
置及び化学的機械研磨法に関し、更に詳細には、半導体
装置の製造過程で、例えば成膜した層間絶縁膜の表面に
化学的機械研磨を施す際、従来の化学的機械研磨処理に
比べて研磨レートの面内均一性及び研磨の再現性を改善
し、かつスラリー消費量の少ない経済的な化学的機械研
磨処理を施すことのできる化学的機械研磨装置及び化学
的機械研磨法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の半導体装置の設計ルールの微細化
に伴って、リソグラフィーの解像度を高くして対応しよ
うとする努力がなされているが、解像度を高くすると、
焦点深度、いわゆるＤＯＦ（Depth Of Focus）は、寧
ろ、低下し、両者はトレードオフの状態にある。解像度
を高くし、かつＤＯＦを大きくするには、フォトレジス
トの性能の改良を待たなければならないが、実際には、
フォトレジストの性能改良より微細化要求の方が先行し
ているのが実状である。そこで、焦点ズレを引き起こさ
ずに微細なパターンを確実にフォトレジスト膜上に解像
させる有力な方法として、フォトレジスト膜を成膜する
前にデバイス構造の高低差をできるだけ低減しておくこ
とによって、焦点深度の不足を補うとする試みが実用化
されつつある。

【０００３】化学的機械研磨法は、デバイス構造の高低
差を低減する方法の一つとして提案され、デバイスの製
造において多用されつつある。従来の化学的機械研磨法
では、図７に示すような化学的機械研磨装置１０を使用
して、基板、例えばウエハを研磨している。ここで、図
７を参照して、従来の化学的機械研磨装置１０（以下、
簡単に研磨装置１０と言う）の構成を簡単に説明する。
従来の研磨装置１０は、研磨パッドを水平面で回転させ
る研磨パッド回転装置１２と、回転する研磨パッドに対
して平面的に一定の位置でウエハを押圧しつつ回転させ
るウエハ回転装置１４と、研磨パッド上に研磨剤スラリ
ーを供給するスラリー供給装置１６とから構成されてい
る。

【０００４】研磨パッド回転装置１２は、微細な凹凸の
ある研磨面を有する研磨パッド１８を上面に貼着した円
盤状の研磨プレート２０と、研磨プレート２０に連結し
て研磨パッド１８と研磨プレート２０とを一体的に回転
させる研磨プレート回転軸２２と、研磨プレート回転軸
２２を介して研磨パッド１８を回転させる回転機構（図
示せず）とを有する。ウエハ回転装置１４は、バッキン
グプレート２４を介して真空チャック等によりウエハＷ
を保持する円板状のキャリアー２６と、キャリアー２６
を回転させる回転軸２８と、回転軸２８及びキャリアー
２６を介して回転させつつウエハＷを研磨パッド１８に
押圧する回転押圧機構（図示せず）とを備えている。ス
ラリー供給装置１６は、ノズルを多数有するスラリー供
給管３０を備え、スラリー供給源（図示せず）からスラ
リーを導入して、スラリー供給管３０のノズルよりスラ
リーを研磨パッド１８上に供給する。

【０００５】研磨装置１０を使って、化学的機械研磨法
を実施する際には、研磨プレート２０上の研磨パッド１
８を例えば５０ｒｐｍの回転速度で回転する。続いて、
スラリー供給装置１６から研磨パッド１８上にシリカ粉
末等のスラリーを例えば１００cc／min の供給量で供給
しつつ、キャリアー２６に保持したウエハＷを例えば５
０rpm の回転数で回転させながら研磨パッド１８に押圧
する。このようにしてウエハＷを研磨することにより、
ウエハＷ上に成膜された例えば絶縁膜の高低差を無く
し、かつ平滑化することができる。研磨を続ける間に、
研磨パッド１８の研磨面が、研磨により磨耗して凹凸が
なくなり、研磨面として機能しなくなるので、都度、ダ
イヤモンド粉等の研粒を研磨面に有するドレッサーを備
えたドレッシング装置（図示せず）により研磨パッド１
８の研磨面に目立て（ドレッシング）を施す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の研磨装置１０を使用した化学的機械研磨法では、
（１）研磨中に被研磨面、例えば絶縁膜の表面にマイク
ロスクラッチが入ること、（２）研磨レート及び研磨量
の面内バラツキが大きいことが問題になっていた。とこ
ろで、（１）のマイクロスクラッチが被研磨面に発生す
る問題は、研磨パッドのドレッシング時に発生する研磨
パッドの削り屑、ドレッサーのダイヤモンド破片、絶縁
膜の破片、ウエハの破片等が、ウエハと研磨パッドの間
に介在してウエハ研磨中に絶縁膜面にマイクロスクラッ
チを発生させるものと推定されている。また、（２）の
研磨レート及び研磨量の面内バラツキは、研磨パッド上
に供給されたスラリーのうち、一部が、研磨に使用され
て研磨特性が劣化しているにもかかわらず、排出されず
に研磨パッド上に不均一に残留し、その残留スラリーが
研磨レートに影響を与えるために生じると考えられてい
る。

【０００７】そこで、従来は、研磨パッド上に落ちてい
る研磨パッド屑、ドレッサーのダイヤモンド破片、研磨
対象の絶縁膜及びウエハ等の屑や破片（以下、研磨によ
り生じたこれらの研磨屑、破片等を纏めて異物と総称す
る）、及び残留スラリーの除去のため、ウエハの化学的
機械研磨時には、研磨パッドとウエハとの接触部分に、
また、ドレッシング時にはドレッサーと研磨パッドとの
接触部分に、多量の新鮮なスラリーを送り込み続けて、
研磨パッド上を洗い流すことにより、これらの研磨均一
性の妨げとなる異物及び残留スラリーを除去しようとし
ていた。

【０００８】しかし、スラリーによる洗浄処理は、高価
なスラリーを多量に消費することになって、化学的機械
研磨処理の処理コストが嵩むという問題を招いていた。
また、スラリーによる洗浄処理では、残留スラリー及び
異物の除去が十分でなく、相変わらず、マイクロスクラ
ッチの発生、及び、研磨レート及び研磨量の面内バラツ
キを抑えることが難しかった。そこで、本発明の目的
は、従来の化学的機械研磨処理に比べて研磨レートの面
内均一性及び研磨の再現性を改善し、かつスラリーの消
費量の少ない経済的な化学的機械研磨処理を施すことの
できる化学的機械研磨装置及び化学的機械研磨法を提供
することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る化学的機械研磨装置は、研磨パッド上
に研磨剤スラリーを供給し、研磨パッドを回転させる一
方、基板を回転させつつ研磨パッドに押圧して研磨する
ようにした化学的機械研磨装置において、外径が研磨パ
ッドの直径より小さい筒状体で形成され、かつ研磨パッ
ド上に接触しつつ長手方向軸周りに回転するロール状の
ドレッサー体と、ドレッサー体に接触してドレッサー体
に付着した異物及びスラリーを除去する異物除去体とを
有するドレッシング装置を備え、ドレッサー体は、筒面
から半径方向外方に突出すると共に筒面上に長手方向に
延在してストライプ状に形成され、かつ研磨パッドを目
立てする目立て面を有するドレッサー部と、ドレッサー
部とほぼ同じ高さになるように筒面から半径方向外方に
突出すると共に筒面上にドレッサー部にほぼ平行に長手
方向に延在してストライプ状に形成された板状部とを備
え、異物除去体は、ドレッサー体のドレッサー部及び板
状部に付着した異物及びスラリーを除去する部材を備え
ていることを特徴としている。

【００１０】本発明のドレッサー体では、研磨パッドを
目立てできるような研粒、例えばダイヤモンド粒がドレ
ッサー部の目立て面に植設されている。板状部は研磨パ
ッドよりは硬質な材料で剛性又は弾性を有する材料、例
えば金属、硬質プラスチック、硬質ゴム等で形成され、
その横断面形状は板状でも、Ｖ字形でも、Ｕ字形でも良
い。

【００１１】本発明の化学的機械研磨法では、本発明に
係る化学的機械研磨装置を使用して、ドレッサー体を研
磨パッドに押圧しつつ回転させ、ドレッサー体のドレッ
サー部で研磨パッドを目立てし、次いでドレッサー体の
目立てにより生じた研磨パッドの研磨屑を含む研磨パッ
ド上の異物及びスラリーをドレッサー体の板状部で除去
し、更に、ドレッサー体の回転につれて異物除去体を順
次ドレッサー部及び板状部に接触させ、ドレッサー体に
付着した異物及びスラリーを除去する。

【００１２】即ち、本化学的機械研磨装置では、ドレッ
シング装置が、ウエハの研磨中、常時、作動し、先ず、
ドレッサー体のドレッサー部が研磨パッドに接触、押圧
してドレッシングし（目立てし）、次いで、ドレッサー
体が回転して、板状部が研磨パッドを押圧しつつ研磨パ
ッド上の残留スラリー及び研磨により生じた異物を掻き
取り研磨パッド上から排出する。更に、異物除去体が、
ドレッサー体の回転につれて、ドレッサー部と板状部に
研磨パッドから離れた位置で接触し、ドレッサー部と板
状部に付着した残留スラリーや研磨により生じた異物を
除去することができる。異物除去体は、ブラシ毛を植毛
させた先端縁を有する板状材又はドレッサー部の凹凸に
応じて自在に変形する柔軟な先端縁を有する板状材で形
成され、かつ先端縁がドレッサー体の回転につれて研磨
パッドの上方でドレッサー部及び板状部に接触するよう
に固定されている。異物除去体の先端縁に植毛するブラ
シ毛は、ドレッサー部及び板状部に付着した異物及び残
留スラリーを除去できる程度の強度と、ドレッサー部に
電着されているダイヤモンド粉末等の研粒を脱落させな
い程度の柔軟性を備えており、例えば金属、硬質プラス
チック及びゴム等で形成されている。また、同じく、異
物除去体の先端縁も、ドレッサー部及び板状部に付着し
た異物及び残留スラリーを除去できる程度の強度と、ド
レッサー部に電着されているダイヤモンド粉末等の研粒
を脱落させない程度の柔軟性を備えており、例えば金
属、硬質プラスチック及びゴム等で形成されている。

【００１３】研磨パッドのドレッシング時にドレッサー
体に付着した残留スラリー及び異物は、異物除去体によ
りドレッサー体から効果的に除去されるので、従来の化
学的機械研磨法のように、それらが研磨パッドに再付着
して、研磨中のウエハ表面にマイクロスクラッチを発生
させたり、残留スラリーが研磨レート及び研磨量の面内
バラツキを生じさせるようなことがなくなる。よって、
研磨レートの面内均一性及び研磨の再現性が向上し、ス
ラリー洗浄を行わないので、スラリー消費量を軽減する
ことができる。また、マイクロスクラッチの無い品質の
高い研磨処理を施すことができる。

【００１４】異物除去体の別例として、異物除去体が、
円筒面上にブラシ毛を植毛した回転自在な円筒体、先端
縁にブラシ毛を植毛させた板状材を円筒長手方向にスト
ライプ形状に延在させた回転自在な円筒体、及びブラシ
毛を植毛させた先端縁又はドレッサー部の凹凸に応じて
自在に変形する柔軟な先端縁を有し、回転自在な板状体
のいずれかで形成され、ドレッサー体のドレッサー部及
び板状部にブラシ毛又は先端縁を接触させつつ回転し
て、それらに付着した異物及びスラリーを除去するよう
にした回転体でも良い。ブラシ毛は、ドレッサー部及び
板状部に付着した異物及び残留スラリーを除去できる程
度の強度と、ドレッサー部に電着されているダイヤモン
ド粉末等の研粒を脱落させない程度の柔軟性を備えたブ
ラシ毛であって、例えば金属毛、硬質プラスチック毛等
で形成されている。また、先端縁も、ドレッサー部及び
板状部に付着した異物及び残留スラリーを除去できる程
度の強度と、ドレッサー部に電着されているダイヤモン
ド粉末等の研粒を脱落させない程度の柔軟性を備えてお
り、例えば金属、硬質プラスチック及びゴム等で形成さ
れている。

【００１５】本発明の実施態様では、基板を回転させつ
つ研磨パッドに押圧する基板回転装置は、その回転軸が
研磨パッドの直径上で、かつ研磨パッドの周縁及び研磨
パッドの回転軸から少なくとも基板の直径の１／２だけ
離隔した位置に配置され、ロール状のドレッサー体は、
基板回転装置の回転軸が通る直径にほぼ直交する直径方
向で研磨パッド上に配置され、かつ異物除去体がドレッ
サー体の全長にわたり延在している。これにより、基板
は、目立てされ、異物及び残留スラリーの存在しない目
立て層に、常に、接触して研磨されることができる。

【００１６】また、ドレッサー体が、研磨パッド上に接
触しつつドレッサー体の長手方向に直交する方向に回
転、移動し、かつ異物除去体が、ドレッサー体の移動に
合わせて接触状態を維持しつつ移動するようにドレッシ
ング装置を構成することもできる。本構成のドレッシン
グ装置を有する化学的機械研磨装置では、ウエハ研磨と
ドレッシングとを同時に並行して行わずに、研磨パッド
をドレッシングした後に、ウエハの研磨を行い、研磨パ
ッドの研磨性が劣化した時点で、再び研磨パッドにドレ
ッシングを施すインターバル・ドレッシング方式で化学
的機械研磨処理を行う。

【００１７】更に、ドレッサー体等に水流を噴射して、
異物及びスラリーを除去することもできる。例えば、ド
レッサー体の長手方向に向けてドレッサー体に水流を噴
出するようにしたり、異物除去体又は別の異物除去体に
水流を衝突させ、異物除去体又は別の異物除去体に付着
した異物及びスラリーを水流により除去するようにして
も良い。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、実施例を挙げ、添付図面
を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説
明する。実施例１ 本実施例は、ドレッサー体の異物除去体として板状の異
物除去体を備えて、ウエハを研磨する実施例であって、
図１（ａ）は本実施例の化学的機械研磨装置の平面図及
び図１（ｂ）は図１（ａ）の矢視Ｉ−Ｉの側面図であ
る。図２は図１（ａ）の矢視II−IIの側面図である。図
１及び図２中、図７に示した従来の化学的機械研磨装置
と同じ部品、装置には同じ符号を付して、説明を省略す
る。本実施例の化学的機械研磨装置４０（以下、簡単に
研磨装置４０と言う）は、図７に示した研磨装置１０の
構成、即ち研磨パッド回転装置１２と、ウエハ回転装置
１４と、スラリー供給装置１６に加えて、ドレッシング
装置４２を備えている。ドレッシング装置４２は、ロー
ル状のドレッサー体４４と、ドレッサー体４４を長手方
向軸周りに回転させる回転機構（図示せず）と、板状の
異物除去体４６とを備えている。

【００１９】ロール状のドレッサー体４４は、図２に示
すように、円筒状のロール体４７で形成され、ロール面
上にそれぞれ交互に形成されたストライプ形状のドレッ
サー部４８と、同じくストライプ形状の板状部５０との
組を複数組備え、長手方向軸５１の周りに回転する。ド
レッサー部４８は、ロール面から半径方向外方に突出
し、かつロール面上に長手方向に延在し、研磨パッド１
８を研磨するためにダイヤモンド粉末等の硬質研粒を表
面に電着させた目立て面を先端部に備えている。また、
板状部５０は、断面Ｕ字形の硬質ゴムで形成され、ドレ
ッサー部４８とほぼ同じ高さになるようにロール面から
外方半径方向に突出し、かつドレッサー部４８にほぼ平
行にロール面上に長手方向に延在している。

【００２０】図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、ウエ
ハ回転装置１２は、その回転軸２８が研磨パッド１８の
直径Ｙ−Ｙ′上で、かつ研磨パッド１８の周縁から少な
くともウエハＷの直径の１／２だけ中央に位置するよう
に配置されている。これにより、ウエハＷは、研磨パッ
ド１８上の一定の位置で回転し、研磨パッド１８はウエ
ハＷに対して公転状に回転する。ドレッサー体４４は、
直径Ｙ−Ｙ′に直交する直径Ｘ−Ｘ′に沿って研磨パッ
ド１８上に配置され、ロール状ドレッサー体４４が回転
機構により回転すると、ドレッサー部４８及び板状部５
０が交互に研磨パッド１８を接触しつつ押圧するよう
に、回転機構により保持されている。ドレッサー体４４
は、研磨中、常時、研磨パッド１８上に接触しつつ回転
し、先ず、ドレッサー部４８が研磨パッド１８に接触し
てドレッシングして（目立てし）、次いで、ドレッサー
体４４の回転につれて、板状部５０が研磨パッド１８に
接触し、更に圧しつつ研磨パッド１８上の残留スラリー
及び研磨により生じた異物を掻き取り排出する。

【００２１】尚、ストライプ状のドレッサー部４８と板
状部５０とからなる組は、本実施例のように、ドレッサ
ー部４８と板状部５０とを１対１で設けても良く、ま
た、２対１、１対２、又は２対２などの組み合わせで設
けても良い。又、ドレッサー体４４の回りに何組設ける
かも自由である。

【００２２】異物除去体４６は、図３に示すように、金
属毛５２を先端縁に植毛させた板状材で形成され、金属
毛５２が研磨パッド１８の上方で、かつドレッサー体４
４の円筒面に対してほぼ平行に近接した状態で臨み、ド
レッサー体４４の回転につれて、ドレッサー部４８及び
板状部５０に接触するように支持体（図示せず）により
支持されている。金属毛５２は、ドレッサー部４８及び
板状部５０に付着した異物及び残留スラリーを除去でき
る程度の強度と、ドレッサー部５０に電着されているダ
イヤモンド粉末等の研粒を脱落させない程度の柔軟性を
備えている。これにより、ドレッサー体４４が回転する
と、異物除去体４６は、ドレッサー部４８及び板状部５
０に接触して、それらに付着した異物及び残留スラリー
を速やかに除去することができる。

【００２３】次に、研磨装置４０を使用した、本発明に
係る化学的機械研磨法の実施を説明する。尚、本説明で
回転数、押圧力等の数値は、発明の理解のための例示で
あって、これに限るものではない。研磨パッド回転装置
１２を起動して、５０rpm の回転数で研磨パッド１８を
回転させると共に、ドレッシング装置４２を起動して、
研磨パッド１８を下方に１０Kgf の一定の押圧力で押圧
させつつ、直径Ｘ−Ｘ′に沿った長手方向軸５１の周り
にドレッサー体４４を６０rpm の回転速度で回転させ
る。これにより、研磨パッド１８の目立てと研磨パッド
１８上の異物及び残留スラリーの除去が同時に行われ
る。次いで、ウエハ回転装置１４を起動して、ウエハＷ
を５０rpm の回転数で回転させつつ研磨パッド１８上に
８psi の圧力で押圧する。更に、スラリー供給装置１６
からスラリーＣを例えば毎分１００ｃｃ／min の流量で
研磨パッド１８上に噴出させて、ウエハの化学的機械研
磨を行う。ドレッサー体４４が回転することにより、そ
のロール面上のドレッサー部４８が研磨パッド１８を目
立て（ドレッシング）して、研磨パッド１８上に鋭く目
立てされたざらざらの目立て層Ａ（図１（ｂ）及び図２
を参照）を形成する。目立てに引き続き、ドレッサー体
４８が回転すると、板状部５０が研磨パッド１８上の異
物及び残留スラリーを払い出す。ドレッサー部４８と板
状部５０との協働による研磨作業中、ドレッサー体４４
が回転して、図１（ａ）及び図３に示すように、ドレッ
サー部４８及び板状部５０が異物除去体４６の金属毛５
２に接触し、ドレッサー部４８及び板状部５０に付着し
た異物及び残留スラリーＢが除去される。

【００２４】以上の操作により、ウエハＷは、図１
（ｂ）に示すように、異物及び残留スラリーが存在せ
ず、しかもざらざらに目立てされた目立て層Ａに常に接
触できるので、ウエハＷの被研磨面、例えば絶縁膜上に
マイクロスクラッチが発生せず、またウエハ面内の研磨
レート及び研磨量が均一になる。また、異物及び残留ス
ラリーの排出に新鮮なスラリーを必要としないので、ス
ラリーの消費量が大幅に減少する。なお、研磨作業中、
スラリー供給装置１６のノズルを揺動させ、スラリーを
研磨パッド１８上に均一に散布することにより、研磨均
一性を更に改善することも可能である。

【００２５】実施例２ 本実施例は、ドレッサー体の異物除去体として回転ブラ
シ体を備えた実施例であって、図５（ａ）は本実施例の
化学的機械研磨装置の平面図、及び図５（ｂ）は図５
（ａ）の矢視III −III の側面図である。図４（ｂ）は
ドレッサー体と回転ブラシ体との接触状態を示す模式図
である。図５及び図４（ｂ）中、図７に示した従来の化
学的機械研磨装置と同じ部品、装置には同じ符号を付し
て、説明を省略する。本実施例の化学的機械研磨装置６
０（以下、簡単に研磨装置６０と言う）は、ドレッシン
グ装置６２の異物除去体が、実施例１の板状の異物除去
体４６と異なり、回転自在な回転ブラシ体６４で形成さ
れていることを除いて、実施例１の構成と同じである。
ドレッシング装置６２に設けられた回転ブラシ体６４
は、図５（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、円筒面上
にブラシ毛６６を植毛した回転自在な円筒体６８で形成
され、回転機構（図示せず）により回転ブラシ体６４の
長手方向軸の周りに回転する。ブラシ毛６６は、金属毛
で形成され、ドレッサー部４８及び板状部５０に付着し
た異物及び残留スラリーを除去できる程度の強度と、ド
レッサー部４８に電着されているダイヤモンド粉末等の
研粒を脱落させない程度の柔軟性を備えている。これに
より、ドレッサー体４４が回転すると、回転ブラシ体６
４は回転しつつ、ブラシ毛６６がドレッサー部４８及び
板状部５０に接触して、それらに付着した異物及び残留
スラリーを後方に飛び散らせて除去することができる。

【００２６】本実施例では、実施例１と同様に、研磨パ
ッド１８が回転すると共にドレッサー体４４が研磨パッ
ド１８を押圧しつつ、直径Ｘ−Ｘ′の周りに回転する。
更に、ウエハ回転装置１４は、ウエハＷを回転させつつ
研磨パッド１８上に押圧する。更に、スラリー供給装置
１６からスラリーＣを研磨パッド１８上に噴出させて、
ウエハの化学的機械研磨を行う。ドレッサー体４４が回
転することにより、そのロール面上のドレッサー部４８
が研磨パッド１８を目立て（ドレッシング）して、研磨
パッド１８上に鋭く目立てされたざらざらの目立て層Ａ
（図１（ｂ）及び（ｃ）を参照）を形成する。目立てに
引き続き、ドレッサー体４８が回転すると、板状部５０
が研磨パッド１８上の異物及び残留スラリーを払い出
す。ドレッサー部４８と板状部５０との協働による研磨
作業中、ドレッサー体４４が回転して、図５及び図４
（ｂ）に示すように、ドレッサー部４８及び板状部５０
が回転ブラシ体６４のブラシ毛６６に接触し、ドレッサ
ー部４８及び板状部５０に付着した異物及び残留スラリ
ーＢが除去される。

【００２７】以上の操作により、ウエハＷは、図５
（ｂ）に示すように、異物及び残留スラリーが存在せ
ず、しかもざらざらに目立てされた目立て層Ａに常に接
触できるので、ウエハＷの被研磨面、例えば絶縁膜上に
マイクロスクラッチが発生せず、またウエハ面内の研磨
レート及び研磨量が均一になる。また、異物及び残留ス
ラリーの排出に新鮮なスラリーを必要としないので、ス
ラリーの消費量が大幅に減少する。

【００２８】実施例２の改変例 本改変例は、実施例２の改変例であって、図６に示すよ
うに、研磨パッド１８上にロール状のドレッサー体４４
を回転させながら押圧しつつ、研磨パッド１８の一端か
ら他端まで矢印の方向に移動させる。同時に、回転ブラ
シ体６４をドレッサー体４４の回転移動に合わせて接触
状態を維持しつつ回転、移動させるようにした例であ
る。本例の研磨装置を使用する際には、ウエハ研磨とド
レッシングとを同時に行わずに、研磨パッド１８をドレ
ッシングした後に、ウエハの研磨を行い、研磨パッド１
８の研磨面の研磨性が劣化した時点で再びドレッシング
を行うインターバル・ドレッシング方式の化学的機械研
磨法を行う。図示しないが、実施例２の改変例の回転ブ
ラシ体６４に代えて、実施例１で使用した板状の異物除
去体４６を使用することもできる。

【００２９】他の改変例 また、図示しないが、板状の異物除去体４６又は回転ブ
ラシ体６４に、それらと同じ構成の別の板状の異物除去
体、又は回転ブラシ体を接触させ、板状の異物除去体４
６又は回転ブラシ体６４の異物及び残留スラリーを除去
するようにすることもできる。また、実施例１又は実施
例２において、ドレッサー体４４の長手方向に向けてド
レッサー体４４に水流を噴出して、異物及び残留スラリ
ーを洗浄除去することもできる。更には、実施例１の板
状の異物除去体４６又は実施例２の回転ブラシ体６４に
水流を衝突させ、それらに付着した異物及び残留スラリ
ーを水流により除去するようにすることもできるし、更
には、板状の異物除去体４６又は回転ブラシ体６４に接
触させた、それらと同じ構成の別の板状の異物除去体、
又は回転ブラシ体に水流を噴出させ、そられから異物及
び残留スラリーを除去するようにすることもできる。

【００３０】

【発明の効果】本発明の構成によれば、ドレッサー体に
付着した異物及びスラリーを除去する異物除去体を設け
ることにより、ドレッサー体の板状部が研磨パッド上か
ら除去し、ドレッサー体に付着した異物及びスラリーを
異物除去体により速やかにドレッサー体から除去するこ
とができる。これにより、研磨パッド研磨屑、ウエハ破
片等の異物及び残留スラリーが研磨パッド上から確実に
取り除かれ、しかもドレッサー体に伴い再び研磨パッド
上に再付着することが無いので、マイクロスクラッチの
発生を確実に防止することができる。また、一度研磨に
寄与した砕けたスラリー粒子を除去して、ウエハ研磨時
に常に新鮮なスラリーのみで研磨出来るので、研磨レー
トの安定化、面内均一性を向上させ、少ないスラリー流
量で高研磨レートを実現できる。本発明に係る化学的機
械研磨装置及び化学的機械研磨法を使用することによ
り、研磨の安定性及び再現性の向上、マイクロスクラッ
チの発生抑止が可能となるので、高品質で高い生産性の
研磨が達成できる。また、高価なスラリーの使用量を削
減できるので、低コストで生産性高い研磨プロセスを実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本実施例の化学的機械研磨装置の
平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の矢視Ｉ−Ｉの側面図
である。

【図２】図２は図１（ａ）の矢視II−IIの側面図であ
る。

【図３】ドレッサー体の斜視図である。

【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、ドレッサ
ー体と異物除去体との接触状態を説明する図である。

【図５】図５（ａ）は本実施例の化学的機械研磨装置の
平面図、及び図５（ｂ）は図５（ａ）の矢視III −III
の側面図である。

【図６】実施例２の改変例の構成を示す模式的平面図で
ある。

【図７】従来の化学的機械研磨装置の構成を示す模式的
側面図である。

【符号の説明】

１０……従来の化学的機械研磨装置、１２……研磨パッ
ド回転装置、１４……ウエハ回転装置、１６……スラリ
ー供給装置、１８……研磨パッド、２０……研磨プレー
ト、２２……研磨プレート回転軸、２４……バッキング
プレート、２６……キャリアー、２８……回転軸、３０
……スラリー供給管、４０……本発明に係る化学的機械
研磨装置の実施例１、４２……ドレッシング装置、４４
……ロール状のドレッサー体、４６……板状の異物除去
体、４７……ロール体、４８……ストライプ形状のドレ
ッサー部、５０……ストライプ形状の板状部、５１……
長手方向軸、５２……金属毛、６０……本発明に係る化
学的機械研磨装置の実施例 ２、６２……ドレッシング装置、６４……回転ブラシ
体、６６……ブラシ毛、６８……円筒体。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 研磨パッド上に研磨剤スラリーを供給
   し、研磨パッドを回転させる一方、基板を回転させつつ
   研磨パッドに押圧して研磨するようにした化学的機械研
   磨装置において、 外径が研磨パッドの直径より小さい筒状体で形成され、
   かつ研磨パッド上に接触しつつ長手方向軸周りに回転す
   るロール状のドレッサー体と、ドレッサー体に接触して
   ドレッサー体に付着した異物及びスラリーを除去する異
   物除去体とを有するドレッシング装置を備え、 ドレッサー体は、筒面から半径方向外方に突出すると共
   に筒面上に長手方向に延在してストライプ状に形成さ
   れ、かつ研磨パッドを目立てする目立て面を有するドレ
   ッサー部と、ドレッサー部とほぼ同じ高さになるように
   筒面から半径方向外方に突出すると共に筒面上にドレッ
   サー部にほぼ平行に長手方向に延在してストライプ状に
   形成された板状部とを備え、 異物除去体は、ドレッサー体のドレッサー部及び板状部
   に付着した異物及びスラリーを除去する部材を備えてい
   ることを特徴とする化学的機械研磨装置。
2. 【請求項２】 異物除去体が、ブラシ毛を植毛させた先
   端縁を有する板状材又はドレッサー部の凹凸に応じて自
   在に変形する柔軟な先端縁を有する板状材で形成され、
   かつ先端縁がドレッサー体の回転につれて研磨パッドの
   上方でドレッサー部及び板状部に接触するように固定さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の化学的機械
   研磨装置。
3. 【請求項３】 異物除去体が、円筒面上にブラシ毛を植
   毛した回転自在な円筒体、ブラシ毛を植毛させた先端縁
   又はドレッサー部の凹凸に応じて自在に変形する柔軟な
   先端縁を有する板状材を円筒長手方向にストライプ形状
   に延在させた回転自在な円筒体、及び、ブラシ毛を植毛
   させた先端縁又はドレッサー部の凹凸に応じて自在に変
   形する柔軟な先端縁を有する回転自在な板状体のいずれ
   かで形成され、ドレッサー体のドレッサー部及び板状部
   にブラシ毛又は先端縁を接触させつつ回転して、それら
   に付着した異物及びスラリーを除去するようにした回転
   体であることを特徴とする請求項１に記載の化学的機械
   研磨装置。
4. 【請求項４】 基板を回転させつつ研磨パッドに押圧す
   る基板回転装置は、その回転軸が研磨パッドの直径上
   で、かつ研磨パッドの周縁及び研磨パッドの回転軸から
   少なくとも基板の直径の１／２だけ離隔した位置に配置
   され、ロール状のドレッサー体は、基板回転装置の回転
   軸が通る直径にほぼ直交する直径方向で研磨パッド上に
   配置され、かつ異物除去体がドレッサー体の全長にわた
   り延在していることを特徴とする請求項１から３のうち
   のいずれか１項に記載の化学的機械研磨装置。
5. 【請求項５】 ドレッサー体が、研磨パッド上に接触し
   つつドレッサー体の長手方向軸に直交する方向に回転移
   動し、 異物除去体が、ドレッサー体の移動に合わせて接触状態
   を維持しつつ移動するようにしたことを特徴とする請求
   項１から４のうちのいずれか１項に記載の化学的機械研
   磨装置。
6. 【請求項６】 ドレッサー体の長手方向に向けてドレッ
   サー体に水流を噴出するようにしたことを特徴とする請
   求項１から５のいずれか１項に記載の化学的機械研磨装
   置。
7. 【請求項７】 前記異物除去体に、前記異物除去体と同
   じ構成の別の異物除去体を接触させ、前記異物除去体に
   付着した異物及びスラリーを除去するようにしたことを
   特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の化学
   的機械研磨装置。
8. 【請求項８】 前記異物除去体又は前記別の異物除去体
   に水流を衝突させ、前記異物除去体又は前記別の異物除
   去体に付着した異物及びスラリーを水流により除去する
   ようにしたことを特徴とする請求項７に記載の化学的機
   械研磨装置。
9. 【請求項９】 請求項１から８のうちのいずれか１項に
   記載の化学的機械研磨装置を使用し、 ドレッサー体を研磨パッドに押圧しつつ回転させ、ドレ
   ッサー体のドレッサー部で研磨パッドを目立てし、次い
   でドレッサー体の目立てにより生じた研磨パッドの研磨
   屑を含む研磨パッド上の異物及びスラリーをドレッサー
   体の板状部で除去し、 更に、ドレッサー体の回転につれて異物除去体を順次ド
   レッサー部及び板状部に接触させ、ドレッサー体に付着
   した異物及びスラリーを除去するようにしたことを特徴
   とする化学的機械研磨法。