JP2001277095A

JP2001277095A - パッドコンディショニング装置及びパッドコンディショニング方法

Info

Publication number: JP2001277095A
Application number: JP2000099648A
Authority: JP
Inventors: Tatsunobu Kobayashi; 達宜小林; Hiroshi Tanaka; 弘志田中
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】研磨パッド上から異物を速やかかつ効率的に
除去することができ、また周囲への異物の飛散を抑える
ことができるパッドコンディショニング装置及びパッド
コンディショニング方法を提供する。【解決手段】プラテン３の外部に設けられた回転軸
（図示せず）にアーム２２を介してドレッサー２３（目
詰まり除去手段）を設ける。アーム２２に、ドレッサー
２３の周囲を覆って、研磨パッド４の表面との間に外部
とは仕切られた空間を形成し得るカバー２４を設ける。
カバー２４と研磨パッド４との間に形成される空間Ｋ
に、研磨パッド４上の異物を吸引する吸引装置２５を接
続する。アーム２２に、研磨パッド４に洗浄液を吹き付
ける洗浄液噴出手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウェ
ーハ等の被研磨材の研磨に用いられる研磨パッドの表面
状態を調整するパッドコンディショニング装置及びパッ
ドコンディショニング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】精密な研磨精度が要求される被研磨材、
例えば半導体ウェーハ等の表面の研磨には、平坦化の度
合いが高い化学的機械的研磨法（ＣＭＰ法）が用いられ
る。

【０００３】ＣＭＰ法とは、ＳｉＯ₂を用いたアルカリ
性スラリーやＳｅＯ₂を用いた中性スラリー、あるいは
Ａｌ₂Ｏ₃を用いた酸性スラリー、砥粒剤等を用いたスラ
リー等（以下、これらを総称して砥粒剤という）を用い
て化学的・機械的にウェーハ表面を研磨し、平坦化する
方法である。そして、ＣＭＰ法を用いてウェーハの表面
を研磨する装置としては、例えば次のような研磨装置が
知られている。

【０００４】この研磨装置１は、図５の要部拡大斜視図
に概略的に示すように、中心軸２に取り付けられた円板
状のプラテン３上に例えば硬質ウレタンからなる研磨パ
ッド４が設けられ、この研磨パッド４に対向してかつ研
磨パッド４の中心軸２から偏心した位置に、ウェーハＷ
を保持するウェーハ研磨用ヘッド５を自転可能にして配
設したものである。研磨装置１は、ウェーハ研磨用ヘッ
ド５によってウェーハＷを研磨パッド４の表面に当接さ
せた状態で保持し、かつウェーハＷと研磨パッド４との
間に砥粒剤Ｓを介在させた状態で研磨パッド４とウェー
ハＷとを相対的に移動させることで、ウェーハＷの片面
を研磨するものである。

【０００５】ここで、研磨パッド４上には砥粒剤Ｓを保
持する微細孔や溝等が多数設けられており、これらによ
って研磨パッド４の表面に保持された砥粒剤Ｓでウェー
ハＷの研磨が行われる。ところが、ウェーハＷの研磨を
繰り返すことで研磨パッド４の表面に砥粒剤Ｓやその他
の異物（例えば研磨パッド４やウェーハＷの削り屑等）
が付着して研磨パッド４に目詰まりが生じるために、ウ
ェーハＷの研磨精度と研磨効率が低下するという問題が
生じる。また、これら異物は時間の経過とともに変質し
て、ウェーハＷにスクラッチを生じさせる要因となる恐
れもある。

【０００６】そのため、従来からＣＭＰ装置には図５に
示すようにドレッシング装置７（目詰まり除去装置）が
設けられ、研磨パッド４に付着した異物を研磨パッド４
から分離させて、研磨パッド４の目詰まりを除去するよ
うになっている。このドレッシング装置７は、プラテン
３の外部に設けられた回転軸８にアーム９を介してドレ
ッサー１１が設けられ、回転軸８によってアーム９を回
動させることで、回転するパッド４上においてドレッサ
ー１１を往復揺動させて研磨パッド４の表面をごくわず
かに削り取るものである。ドレッサー１１は、研磨パッ
ド４の表面に当接した状態で、研磨パッド４との摩擦力
を受けて回転するかまたは図示せぬ駆動装置により駆動
されて回転することで、研磨パッド４の表面を削り取る
ようになっている。ドレッシング装置７は、このように
研磨パッド４の表面を削り取ることで研磨パッド４の表
面に付着した異物を研磨パッド４から分離するととも
に、研磨パッド４の新たな表面を形成して研磨パッド４
の研磨能力を回復させる（目立てする）ものである。

【０００７】また、目詰まり除去装置としては、上記し
たドレッシング装置７以外にも、例えば洗浄液噴出手段
によって研磨パッド４上に高圧の洗浄液を吹き付けて研
磨パッド４から異物を洗い流すものや、回転駆動される
ブラシによって研磨パッド４から異物を叩き出すものも
知られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような目詰まり除
去装置によって研磨パッド４から異物を分離しても、研
磨パッド４上に異物が残留すると、研磨パッド４で研磨
するウェーハＷにスクラッチ等が生じたり、研磨レート
に変動が生じる要因となる。そのため、これら従来の目
詰まり除去装置では、研磨パッド４から分離させた砥粒
剤Ｓやその他の異物（ドレッサー１１から脱落した砥粒
等も含む）を、例えば研磨パッド４の表面に供給した洗
浄液（純水等も含む）や砥粒剤Ｓ等によって洗い流すこ
とで研磨パッド４から取り除いている。しかし、洗浄液
や砥粒剤Ｓの流量はそれほど多くないこともあって、こ
れら異物の除去効率が低かった。

【０００９】また、異物を砥粒剤Ｓによって洗い流す方
法を用いた場合には、研磨パッド４上に残った砥粒剤Ｓ
に異物が混入している恐れがあるためにこの砥粒剤Ｓを
用いてウェーハＷの研磨を行うことは困難である。ま
た、異物を洗浄液（例えば純水等）によって洗い流す方
法を用いても、研磨パッド４上に洗浄液が残留するため
に、ウェーハＷの研磨のために新たに研磨パッド４上に
供給した砥粒剤Ｓの濃度、ｐＨ等が変化して、ウェーハ
Ｗの研磨条件が変わってしまう。そのため、これらの方
法では研磨パッド４上の砥粒剤Ｓを新たに供給した砥粒
剤Ｓに入れ替えなければならず、砥粒剤Ｓの使用量が増
えるために、コストが増加してしまう。

【００１０】また、目詰まり除去装置は、回転するドレ
ッサーやブラシ、または高圧の洗浄液等を用いるため、
異物が周囲に飛散して研磨パッド４上に残留したり、研
磨装置１に付着して研磨装置１から再び研磨パッド４上
に落下して研磨パッド４を汚染してしまう恐れがあっ
た。また、飛散した異物が研磨装置１の可動部に入り込
むなどすると、研磨装置１の正常な動作が阻害される恐
れがある。

【００１１】本発明は、このような事情に鑑みてなれた
ものであって、研磨パッド上から異物を速やかかつ効率
的に除去することができ、また周囲への異物の飛散を抑
えることができるパッドコンディショニング装置及びパ
ッドコンディショニング方法を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１に記載のパッドコンディショニング装置に
おいては、被研磨材を研磨する研磨パッドの表面状態を
整えるパッドコンディショニング装置であって、前記研
磨パッドに付着した異物を前記研磨パッドから分離させ
る目詰まり除去手段と、該目詰まり除去手段の周囲を覆
って、前記研磨パッドの表面との間に外部とは仕切られ
た空間を形成し得るカバーと、前記カバーと前記研磨パ
ッドとの間に形成される空間に接続されて、前記研磨パ
ッド上の異物を吸引する吸引手段とを有していることを
特徴とする。このように構成されるパッドコンディショ
ニング装置においては、目詰まり除去装置によって研磨
パッドから異物が分離され、この異物は、吸引手段に吸
引されて研磨パッドから速やかに取り除かれる。また、
目詰まり除去手段がカバーと研磨パッドとの間に形成さ
れる空間内で研磨パッドの目詰まりを除去するので、異
物の周囲への飛散が抑えられる。

【００１３】請求項２記載のパッドコンディショニング
装置においては、前記目詰まり除去手段を支持して前記
研磨パッド上で移動させるアームを有し、前記目詰まり
除去手段が、前記アームによって支持されて、前記研磨
パッドの表面を削り取って目詰まり及び目つぶれを除去
するドレッサーを有していることを特徴とする。このよ
うに構成されるパッドコンディショニング装置において
は、ドレッサーを用いて研磨パッドの表面がごくわずか
に削り取られ、研磨パッドに付着した異物が研磨パッド
から除去されるとともに、研磨パッドの新しい表面が形
成されるので、研磨パッドの目詰まりを除去すると同時
に、研磨パッドの目つぶれも除去される。このようにド
レッサーを用いて研磨パッドの目詰まりを解消する場合
には、研磨パッドの削り屑が生じてこれ自体が異物とな
ってしまうが、本発明のパッドコンディショニング装置
では、ドレッサーによって削り取られた研磨パッドの削
り屑は、吸引手段によって吸引されて、研磨パッド上か
ら速やかに取り除かれる。

【００１４】請求項３記載のパッドドレッシング装置に
おいては、前記ドレッサーを前記カバー内で昇降させる
昇降手段が設けられていることを特徴とする。このよう
に構成されるパッドコンディショニング装置において
は、ドレッサーを昇降させることでドレッサーが研磨パ
ッドに当接または離間させられる。そして、ドレッサー
を上昇させて研磨パッドから離間させることで、ドレッ
サーによる目詰まりの除去とは独立して、吸引手段によ
る異物の吸引を行うことができる。

【００１５】請求項４記載のパッドドレッシング装置に
おいては、前記目詰まり除去手段が、前記研磨パッドに
洗浄液を吹き付けて前記研磨パッドに付着した前記異物
を洗い流す洗浄液噴出手段を有していることを特徴とす
る。このように構成されるパッドコンディショニング装
置においては、洗浄液噴出手段によって研磨パッドに付
着した異物が洗い流されて研磨パッドから分離される。
また、研磨パッドが不織布を用いた研磨パッドである場
合、研磨パッド表面の繊維が押し潰されるなどしてその
毛羽立ちがなくなることで目つぶれが生じるが、本発明
のパッドドレッシング装置においては、研磨パッドに洗
浄液を吹き付けることで、研磨パッド表面の繊維をほぐ
して不織布の繊維の毛羽立ちを回復させることができる
ので、研磨パッドの目つぶれを解消（除去）することが
できる。この異物は、洗浄液中に拡散された状態で洗浄
液とともに吸引手段によって吸引されるので、異物の回
収能力が向上する。そして、目詰まりの解消に使用した
洗浄液は、吸引手段によって吸引されて、研磨パッド上
から速やかに取り除かれる。ここで、目詰まり除去手段
として、洗浄液噴出手段に加えて、ドレッサーやブラシ
等を併用してもよい。

【００１６】請求項５記載のパッドドレッシング装置に
おいては、前記洗浄液噴出手段が、前記洗浄液に超音波
振動を付与する超音波発生手段を有していることを特徴
とする。このように構成されるパッドコンディショニン
グ装置においては、超音波発生手段によって洗浄液に超
音波振動が付与され、洗浄液による洗浄に加えて超音波
振動によっても研磨パッドから異物が分離される。すな
わち、洗浄液に付与された超音波振動によって研磨パッ
ドに付着した異物を揺さぶることで、また超音波のエネ
ルギーによって洗浄液中にキャビテーションを生じさせ
てこのキャビテーションに伴って発生する局所的な衝撃
圧によって異物を揺さぶることで、異物を研磨パッド表
面からはぎ取って浮き上がらせる。また、研磨パッドが
不織布を用いた研磨パッドである場合、洗浄液に付与さ
れた超音波振動によって研磨パッド表面の繊維をほぐし
て不織布の繊維の毛羽立ちを回復させることができるの
で、研磨パッドの目つぶれをより効果的に解消（除去）
することができる。

【００１７】請求項６記載のパッドコンディショニング
方法においては、被研磨材を研磨する研磨パッドに付着
した異物を前記研磨パッドから分離させる目詰まり除去
手段と、該目詰まり除去手段の周囲を覆って前記研磨パ
ッドの表面との間に外部とは仕切られた空間を形成し得
るカバーと、前記カバーと前記研磨パッドとの間に形成
される空間に接続されて、前記研磨パッド上の異物を吸
引する吸引手段とを用い、前記目詰まり除去手段によっ
て前記研磨パッドに付着した異物を前記研磨パッドから
分離させ、前記吸引手段によって前記研磨パッド上の異
物を吸引し、前記目詰まり除去手段による異物の分離を
停止させた後も前記吸引手段の動作を継続させて、前記
研磨パッド上に残った異物の吸引を行うことを特徴とす
る。このパッドコンディショニング方法においては、目
詰まり除去装置によって研磨パッドから異物が分離さ
れ、この異物は、吸引手段に吸引されて研磨パッドから
速やかに取り除かれる。また、目詰まり除去手段がカバ
ーと研磨パッドとの間に形成される空間内で研磨パッド
の目詰まりを除去するので、異物が周囲に飛散しない。
そして、目詰まり除去手段の動作を停止させたのちも吸
引手段によって研磨パッド上の異物の除去が行われるの
で、研磨パッド上に異物を残しにくい。

【００１８】

【発明の実施の形態】（第一の実施の形態）以下、本発
明の第一の実施の形態であるパッドコンディショニング
装置を図を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形
態のパッドコンディショニング装置の主要部の構成を示
す側断面図である。本実施の形態のパッドコンディショ
ニング装置２１は、例えば図５に示すドレッシング装置
７とほぼ同様の構成を有するものであって、プラテン３
の外部に設けられた回転軸（図示せず）にアーム２２を
介してドレッサー２３（目詰まり除去手段）が設けられ
た構成とされている。そして、アーム２２には、ドレッ
サー２３の周囲を覆って、研磨パッド４の表面との間に
外部とは仕切られた空間を形成し得るカバー２４と、カ
バー２４と研磨パッド４との間に形成される空間Ｋに接
続されて、研磨パッド４上の異物を吸引する吸引装置２
５が設けられている。

【００１９】アーム２２は、ドレッサー２３が取り付け
られる側の端部を研磨パッド４上で揺動可能とされるも
のであって、該端部には、ドレッサー２３を支持する支
持軸２７が設けられている。アーム２２には、支持軸２
７をその軸線回りの回転を許容しつつ、アーム２２に対
して昇降可能に支持する昇降装置２８が設けられてい
る。支持軸２７は、アーム２２の先端に設けられる支持
軸本体２７ａと、支持軸本体２７ａの下端に径方向に張
り出して設けられるフランジ部２７ｂとを有している。
支持軸２７は、下端面を研磨パッド４に対して露出され
ており、また支持軸２７及び昇降装置２８には、支持軸
２７の下端から昇降装置２８の上端まで通じる流通孔２
９が形成されている。ここで、支持軸２７に、支持軸２
７を回転駆動する駆動装置を接続して、支持軸２７に取
り付けられるドレッサー２３を回転駆動するようにして
もよい。

【００２０】流通孔２９の上端には、洗浄液管路３０の
一端が接続されている。洗浄液管路３０は、アーム２２
に沿ってプラテン３の外部にまで延在して設けられてい
る。洗浄液管路３０の他端には、洗浄液供給源３１が接
続されており、洗浄液管路２８及び流通孔２９を通じ
て、支持軸２７の下端まで洗浄液が供給されるようにな
っている。ここで、本実施の形態では、洗浄液供給源３
１による洗浄液の供給圧力が十分高圧とされ（例えば数
１０ＭＰａ以上）、支持軸２７の下端から洗浄液を高圧
で噴出させることが可能とされている。本実施の形態で
は、これら洗浄液供給源３１、洗浄液管路３０及び流通
孔２９によって、洗浄液を研磨パッド４に吹き付ける洗
浄液噴出手段を構成している。ここで、単に研磨パッド
４の表面に洗浄液を供給するだけであれば、洗浄液供給
源３１による洗浄液の供給圧力は自由に設定することが
できる）。

【００２１】昇降装置２８としては、例えば支持軸２７
をベアリング等を介して回転可能にして支持するととも
に、支持軸２７の軸線方向に伸縮することで支持軸２７
を軸線方向に移動させるアクチュエータ等が用いられる
（昇降装置２８の機構はこれに限らず通常用いられる任
意の機構を用いることができる）。

【００２２】ドレッサー２３は、大略円環板形状をな
し、外周部下面に突部２３ａが形成されるものであっ
て、突部２３ａの下面には、ダイヤモンド粒子が電着さ
れるなどして、研磨パッドの表面を削り取るためのドレ
ス作用面２３ｂが形成されている。ここで、上記したド
レッサー２３の形状及びドレス作用面２３ｂの構成は一
例であって、ドレッサー２３の形状及びドレス作用面２
３ｂの構成は任意のものを選択することができる。

【００２３】カバー２４は、外周部が下方に向けて屈曲
された大略円盤形状の部材であって、中心部には、アー
ム２２に設けられる支持軸及びアーム２２の一部が挿通
される挿通口２４ａが形成されている。この挿通口２４
ａは、アーム２２の先端部分に気密に嵌合されるように
なっており、これによってカバー２４は、ドレッサー２
３の外周及び上面との間に隙間を形成した状態でアーム
２２に固定される。また、カバー２４は、その下端の全
周にわたって研磨パッド４と接触し得るスカート３６を
有しており、これによってカバー２４の下端が研磨パッ
ド４に密着することが可能とされている。ここで、スカ
ート３６は研磨パッド４に対して接触可能とされている
ものの、空間Ｋを完全に気密に封止するものではない。
また、その材質としては、例えばゴムやプラスチックな
ど、研磨パッド４に接触しても研磨パッド４の表面を傷
付けない程度に柔軟性を有する素材が用いられる。ま
た、カバー２４には、カバー２４内の空間Ｋに連通させ
て、吸気配管３７の一端が接続されており、吸気配管３
７の他端は吸引装置２５に接続されている。吸引装置２
５としては、例えば真空ポンプ等が用いられる。

【００２４】以下より、このように構成されるパッドコ
ンディショニング装置による研磨パッドの表面の調整に
ついて説明する。パッドコンディショニング装置２１に
よる研磨パッド４からの異物の分離は、ドレッサー２３
及び洗浄液噴出手段の両方を用いて行われる。ドレッサ
ー２３を用いた研磨パッド４からの異物の分離は、従来
のドレッシング装置７とほぼ同様にして行われるもので
ある。まず、昇降装置２８によってカバー２４内でドレ
ッサー２３を降下させてドレッサー２３のドレス作用面
２３ｂを研磨パッド４に当接させる。この状態でアーム
２２を回動させることで、回転する研磨パッド４上にお
いてドレッサー２３を往復揺動させて研磨パッド４の表
面をごくわずかに削り取る。ここで、ドレッサー２３
は、研磨パッド４の表面に当接した状態で、研磨パッド
４との摩擦力を受けて回転することによって（図示せぬ
駆動装置により駆動されて回転させてもよい）、研磨パ
ッド４の表面を削り取るようになっている。そして、こ
のように研磨パッド４の表面を削り取ることで研磨パッ
ド４の表面に付着した異物を研磨パッド４から分離して
研磨パッド４の目詰まりを除去するとともに、研磨パッ
ド４の新たな表面を形成して目つぶれを除去し、研磨パ
ッド４の研磨能力を回復させる（目立てする）。

【００２５】これと並行して、洗浄液噴出手段によって
研磨パッド４の表面に向けて高圧の洗浄液を吹き付け
て、この洗浄液の圧力によって研磨パッド４に付着した
異物を洗い流す。この洗浄液は、直接研磨パッド４に目
詰まりした異物を除去するだけでなく、ドレッサー２３
によって研磨パッド４から分離された異物（研磨パッド
４の削り屑も含む）も洗い流す。ここで、研磨パッド４
が不織布を用いた研磨パッドである場合、研磨パッド表
面の繊維が押し潰されるなどしてその毛羽立ちがなくな
ることで目つぶれが生じるが、パッドドレッシング装置
２１においては、研磨パッド４に洗浄液を吹き付けるこ
とで、研磨パッド表面の繊維をほぐして不織布の繊維の
毛羽立ちを回復させることができるので、洗浄液噴出手
段によっても研磨パッド４の目つぶれを解消（除去）す
ることができる。

【００２６】上記したドレッサー２３及び洗浄液噴出手
段による研磨パッド４の目詰まりの除去は、カバー２４
内で行われるので、研磨パッド４から分離された異物や
洗浄液の周囲への飛散が抑えられる。そして、このよう
にして研磨パッド４から分離された異物は、洗浄液中に
分散されて、洗浄液の流動や、アーム２２が揺動してド
レッサー２３が研磨パッド４上を移動することによっ
て、もしくはプラテン３の回転またはドレッサー２３の
回転によって生じる遠心力等によってドレッサー２３の
外周部に送り込まれ、ドレッサー２３の外周とカバー２
４との間に移動する。カバー２４と研磨パッド４との間
に形成される空間Ｋは吸引装置２５に接続されているの
で、ドレッサー２３の外周とカバー２４との間に移動し
た異物は、洗浄液ごと吸気配管３７を通じて吸引装置２
５に吸引され、研磨パッド４上から速やかに除去され
る。

【００２７】ここで、研磨パッド４の目詰まりの除去を
終える際に、研磨パッド４の目詰まりの除去作業と吸引
装置２５による異物の吸引を同時に止めてしまうと、直
前まで目詰まり除去手段が研磨パッド４から分離させた
異物が研磨パッド４上に残ってしまうので、目詰まり除
去手段の動作を停止させた後も、吸引装置２５による異
物の吸引を継続させて、研磨パッド４上に残った異物を
取り除いてからパッドコンディショニング装置２１の動
作を停止させる。具体的に説明すると、ドレッサー２３
を昇降装置２８によってカバー２４内で上昇させて研磨
パッド４から離間させ、また洗浄液噴出手段による洗浄
液の吹き付けを停止させることによって、研磨パッド４
から異物を分離させる作業を中止する。この状態でアー
ム２２を往復揺動させることで、研磨パッド４上に残っ
た異物を吸引装置２５によって吸引して除去する。

【００２８】このように構成されるパッドコンディショ
ニング装置２１によれば、ドレッサー２３及び洗浄液噴
出手段によって研磨パッド４から分離された異物が速や
かに吸引装置２５によって吸引されるので、研磨パッド
４から速やかかつ効率的に異物を除去することができ
る。また、ドレッサー２３及び洗浄液噴出手段による研
磨パッド４の目詰まりの除去が、カバー２４内で行われ
るので、異物や洗浄液の周囲への飛散が抑えられ、研磨
パッド４の汚染を低減させ、また飛散した異物等による
研磨装置への悪影響を低減させることができる。そし
て、このようにカバー２４によって異物の飛散を抑えつ
つ、異物をカバー２４内で吸引装置２５によって吸引す
るので、異物をさらに効率的に取り除くことができる。
また、目詰まり除去手段として研磨パッド４の表面状態
の改善能力の高いドレッサー２３を用いつつ、研磨パッ
ド４の削り屑を速やかかつ効率的に除去することができ
るので、研磨パッド４の表面状態の改善能力をさらに高
めることができる。また、研磨パッド４から分離させた
異物は洗浄液に分散されて洗浄液ごと吸引装置２５に吸
引されるので、異物の回収能力を向上させることができ
る。

【００２９】ここで、上記実施の形態では、吸引装置３
５によってドレッサー２３とカバー２４との間に形成さ
れる隙間から異物を吸引する構成としたが、この場合に
は長期間使用することによってドレッサー２３の上面や
外周面に異物が付着し、ドレッサー２３を洗浄する手間
が必要となる。このため、例えば図２に示すように、ド
レッサー２３とカバー２４との間に、ドレッサー２３を
覆うドレッサーカバー３８を設けて、吸引装置２５によ
ってドレッサーカバー３８とカバー２４との間に形成さ
れる隙間から異物を吸引するようにしてもよい。このよ
うにすることで、ドレッサー２３自体への異物の付着を
抑えて、ドレッサー２３を洗浄する手間を軽減すること
ができる。

【００３０】また、上記実施の形態では、洗浄液噴出手
段として、単に洗浄液を研磨パッド４に高圧で吹き付け
るものを示したが、これに限られることなく、例えば図
２に示すように、洗浄液管路３０と流通孔２９との間に
超音波発生装置を介装して、洗浄液に超音波振動を付与
できるようにしてもよい。超音波発生装置は、洗浄液管
路３０と流通孔２９との間に介装されて、流通孔２９内
に供給される洗浄液に下方に向く方向の超音波振動を付
与する振動子３９と、振動子３９とアーム２２を通じて
接続されて、振動子３９の動作を制御する超音波発生装
置本体４０とを有している。この場合には、洗浄液に付
与された超音波振動によって研磨パッド４に付着した異
物を揺さぶることで、また超音波のエネルギーによって
洗浄液中にキャビテーションを生じさせてこのキャビテ
ーションに伴って発生する局所的な衝撃圧によって異物
を揺さぶることで、異物を研磨パッド表面からはぎ取っ
て浮き上がらせている。そして、このように、洗浄液に
よる洗浄に加えて超音波振動によっても研磨パッドから
異物が分離されるので、研磨パッドの目詰まりをより効
果的に除去することができる。また、研磨パッド４が不
織布を用いた研磨パッドである場合、洗浄液に付与され
た超音波振動によって研磨パッド表面の繊維をほぐして
不織布の繊維の毛羽立ちを回復させることができるの
で、研磨パッド４の目つぶれをより効果的に解消（除
去）することができる。

【００３１】（第二の実施の形態）以下より、図３及び
図４を用いて、本発明の第二の実施の形態であるパッド
コンディショニング装置を図を用いて説明する。このパ
ッドコンディショニング装置４１は、図３の平面図に示
すように、プラテン３の外部に設けられた回転軸４２ａ
に取り付けられて、先端が下方に向けて屈曲されかつそ
の下端が開口される形状とされる中空のアーム４２を有
している。アーム４２には、図４の側断面図に示すよう
に、一端をアーム４２の先端部内で下方に向けた状態に
して洗浄液管路４３が設けられている。洗浄液管路４３
の他端は、第一の実施の形態で述べた洗浄液供給源３１
に接続されている。洗浄液供給源３１による洗浄液の供
給圧力は十分高圧とされ（例えば数１０ＭＰａ以上）、
洗浄液管路４３の先端から洗浄液を高圧で噴出させるこ
とが可能とされている。本実施の形態では、これら洗浄
液供給源３１、洗浄液管路４３によって、洗浄液を研磨
パッド４に吹き付ける洗浄液噴出手段を構成している。

【００３２】アーム４２は、その先端部によって洗浄液
管路４３の先端部の周囲を覆うとともに、研磨パッド４
との間に外部とは仕切られた空間Ｋ１を形成し得るカバ
ーの役割も兼ねている。アーム４２の先端（先端部下
端）には、その開口部の全周にわたって研磨パッド４と
接触し得るスカート４４を有しており、これによってア
ーム４２の下端が研磨パッド４に密着することが可能と
されている。ここで、スカート４４は研磨パッド４に対
して接触可能とされているものの、空間Ｋ１を完全に気
密に封止するものではない。また、その材質としては、
例えばゴムやプラスチックなど、研磨パッド４に接触し
ても研磨パッド４の表面を傷付けない程度に柔軟性を有
する素材が用いられる。そして、アーム４２には、洗浄
液管路４３とアーム４２との間に形成される空間Ｋ１内
で研磨パッド４上の異物を吸引する吸引装置２５が接続
されている。

【００３３】このように構成されるパッドコンディショ
ニング装置４１では、研磨パッド４からの異物の分離
は、洗浄液噴出手段を用いて行われる。すなわち、洗浄
液噴出手段によって研磨パッド４の表面に向けて高圧の
洗浄液を吹き付けて、この洗浄液の圧力によって研磨パ
ッド４に付着した異物を洗い流す。また、研磨パッド４
が不織布を用いた研磨パッドである場合、研磨パッド表
面の繊維が押し潰されるなどしてその毛羽立ちがなくな
ることで目つぶれが生じるが、パッドドレッシング装置
４１においては、研磨パッド４に洗浄液を吹き付けるこ
とで、研磨パッド表面の繊維をほぐすなどして不織布の
繊維の毛羽立ちを回復させることができるので、研磨パ
ッド４の目つぶれを解消することができる。

【００３４】洗浄液噴出手段による研磨パッド４の目詰
まりの除去は、アーム４２内で行われるので、研磨パッ
ド４から分離された異物や洗浄液の周囲への飛散が抑え
られる。そして、このようにして研磨パッド４から分離
された異物は、洗浄液中に分散されて、洗浄液ごとアー
ム４２内で吸引装置２５に吸引され、研磨パッド４上か
ら速やかに除去される。

【００３５】ここで、研磨パッド４の目詰まりの除去を
終える際には、洗浄液噴出手段による洗浄液の吹き付け
を停止させた後も、吸引装置２５による異物の吸引を継
続させて、研磨パッド４上に残った異物を取り除いてか
らパッドコンディショニング装置４１の動作を停止させ
る。

【００３６】このように構成されるパッドコンディショ
ニング装置４１によれば、第一の実施の形態に示したパ
ッドコンディショニング装置２１よりも簡単な構成とす
ることができる。

【００３７】また、上記実施の形態では、洗浄液噴出手
段として、単に洗浄液を研磨パッド４に高圧で吹き付け
るものを示したが、これに限られることなく、図２に示
した例のように、洗浄液管路４３に超音波発生手段を介
装して、洗浄液に超音波振動を付与できるようにしても
よい。

【００３８】

【発明の効果】本発明の請求項１記載のパッドコンディ
ショニング装置によれば、目詰まり除去装置が、カバー
と研磨パッドとの間に形成される空間内で動作するの
で、異物が周囲に飛散しない。また、研磨パッドから分
離された異物は、カバー内で吸引手段によって吸引され
て研磨パッド上から速やかに取り除かれる。

【００３９】請求項２記載のパッドコンディショニング
装置によれば、目詰まり除去手段としてドレッサーを用
いた場合に問題となる研磨パッドの削り屑の発生による
研磨パッドの汚染を低減できるので、ドレッサーを用い
た場合の利点である研磨パッドの表面状態の改善能力の
高さを利用することができる。

【００４０】請求項３記載のパッドドレッシング装置に
よれば、ドレッサーによる目詰まりの除去作業とは独立
して、吸引手段による異物の吸引を行うことができるの
で、ドレッサーによる異物の分離作業を終えた後も吸引
手段による異物の吸引を行うことで、研磨パッド上に残
った異物を除去することができる。

【００４１】請求項４記載のパッドドレッシング装置に
よれば、異物の回収能力を向上させることができ、ま
た、目詰まりの解消に使用した洗浄液は、吸引手段によ
って吸引されて、研磨パッド上から速やかに取り除かれ
る。

【００４２】請求項５記載のパッドドレッシング装置に
よれば、洗浄液による洗浄に加えて超音波振動によって
も研磨パッドから異物が分離されるので、研磨パッドの
目詰まりをより効果的に除去することができる。

【００４３】請求項６記載のパッドコンディショニング
方法によれば、このパッドコンディショニング方法にお
いては、カバーによって覆われる空間内で、目詰まり除
去手段によって研磨パッドからの異物の分離が行われる
ので、異物が周囲に飛散しない。また、目詰まり除去手
段による研磨パッドからの異物の分離作業と並行して、
研磨パッド上の異物が吸引手段によって吸引されて研磨
パッド上から速やかに取り除かれる。そして、目詰まり
除去手段の動作を停止させたのちも吸引手段によって研
磨パッド上の異物の除去が行われるので、研磨パッド上
に異物を残しにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態におけるパッドコ
ンディショニング装置の要部の構成を示す側断面図であ
る。

【図２】第一の実施の形態の他の例を示す側断面図で
ある。

【図３】本発明の第二の実施の形態におけるパッドコ
ンディショニング装置の構成を示す平面図である。

【図４】本発明の第二の実施の形態におけるパッドコ
ンディショニング装置の構成を示す側断面図である。

【図５】従来の研磨装置およびドレッシング装置を示
す要部拡大斜視図である。

【符号の説明】

４研磨パッド２１、４１パッドコ
ンディショニング装置２２、４２アーム２３ドレッサー（目
詰まり除去手段）２４カバー２５吸引装置２８昇降手段２９流通孔（洗浄液
噴出手段）３０洗浄液管路（洗浄液噴出手段）３１洗浄液供給源（洗浄液噴出手段）３９振動子（超音波発生手段）４０超音波発生装置本体（超音波発生手段）Ｋ、Ｋ１空間Ｗウェーハ（被研磨材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被研磨材を研磨する研磨パッドの表面状
態を整えるパッドコンディショニング装置であって、前記研磨パッドに付着した異物を前記研磨パッドから分
離させる目詰まり除去手段と、該目詰まり除去手段の周囲を覆って、前記研磨パッドの
表面との間に外部とは仕切られた空間を形成し得るカバ
ーと、前記カバーと前記研磨パッドとの間に形成される空間に
接続されて、前記研磨パッド上の異物を吸引する吸引手
段とを有していることを特徴とするパッドコンディショ
ニング装置。
【請求項２】前記目詰まり除去手段を支持して前記研
磨パッド上で移動させるアームを有し、前記目詰まり除去手段が、前記アームによって支持され
て、前記研磨パッドの表面を削り取って目詰まり及び目
つぶれを除去するドレッサーを有していることを特徴と
する請求項１記載のパッドコンディショニング装置。
【請求項３】前記ドレッサーを前記カバー内で昇降さ
せる昇降手段が設けられていることを特徴とする請求項
２に記載のパッドコンディショニング装置。
【請求項４】前記目詰まり除去手段が、前記研磨パッ
ドに洗浄液を吹き付けて前記研磨パッドに付着した前記
異物を洗い流す洗浄液噴出手段を有していることを特徴
とする請求項１から３のいずれかに記載のパッドコンデ
ィショニング装置。
【請求項５】前記洗浄液噴出手段が、前記洗浄液に超
音波振動を付与する超音波発生手段を有していることを
特徴とする請求項４記載のパッドコンディショニング装
置。
【請求項６】被研磨材を研磨する研磨パッドに付着し
た異物を前記研磨パッドから分離させる目詰まり除去手
段と、該目詰まり除去手段の周囲を覆って前記研磨パッ
ドの表面との間に外部とは仕切られた空間を形成し得る
カバーと、前記カバーと前記研磨パッドとの間に形成さ
れる空間に接続されて、前記研磨パッド上の異物を吸引
する吸引手段とを用い、前記目詰まり除去手段によって前記研磨パッドに付着し
た異物を前記研磨パッドから分離させ、前記吸引手段によって前記研磨パッド上の異物を吸引
し、前記目詰まり除去手段による異物の分離を停止させた後
も前記吸引手段の動作を継続させて、前記研磨パッド上
に残った異物の吸引を行うことを特徴とするパッドコン
ディショニング方法。