特開 2024-14560 研磨パッドのドレッシング方法、シリコンウェーハの研磨方法、シリコンウェーハの製造方法およびシリコンウェーハの研磨装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024014560

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】研磨パッドのドレッシング方法、シリコンウェーハの研磨方法、シリコンウェーハの製造方法およびシリコンウェーハの研磨装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 53/017 20120101AFI20240125BHJP

   B24B 53/12 20060101ALI20240125BHJP

   B24B 37/07 20120101ALI20240125BHJP

   B24B 37/12 20120101ALI20240125BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20240125BHJP

【ＦＩ】

B24B53/017 A

B24B53/12 Z

B24B37/07

B24B37/12 D

H01L21/304 622M

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022117471

(22)【出願日】2022-07-22

(71)【出願人】

【識別番号】302006854

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＭＣＯ

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100165696

【弁理士】

【氏名又は名称】川原 敬祐

(72)【発明者】

【氏名】倉本 諒

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 裕司

(72)【発明者】

【氏名】後藤 太希

【テーマコード（参考）】

3C047

3C158

5F057

【Ｆターム（参考）】

3C047AA16

3C047AA34

3C047EE04

3C047EE05

3C158AA07

3C158CA01

3C158CB01

3C158EA01

3C158EA11

3C158EB01

3C158ED00

5F057AA23

5F057CA11

5F057DA02

5F057EB27

5F057FA39

(57)【要約】

【課題】回転定盤の表面が湾曲している場合であっても、研磨パッドをより均一にドレッシングすることができる研磨パッドのドレッシング方法を提案する。
【解決手段】研磨定盤に貼り付けられた研磨パッド１００に、砥石１２が付設されたパッドドレッサー１の砥石１２を押し当て、摺接させることによって研磨パッド１００のドレッシングを行う研磨パッド１００のドレッシング方法であって、研磨パッド１００と摺接する砥石１２のドレッシング面１２ｂの研磨定盤の径方向の曲率半径Ｒ１が変更可能に構成されているパッドドレッサー１を用いることを特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

研磨定盤に貼り付けられた研磨パッドに、砥石が付設されたパッドドレッサーの前記砥石を押し当て、摺接させることによって前記研磨パッドのドレッシングを行う研磨パッドのドレッシング方法であって、
前記研磨パッドと摺接する前記砥石のドレッシング面の前記研磨定盤の径方向の曲率半径Ｒ１が変更可能に構成されているパッドドレッサーを用いることを特徴とする研磨パッドのドレッシング方法。

【請求項2】

前記砥石の前記ドレッシング面の前記曲率半径Ｒ１を、前記研磨パッドの表面の曲率半径Ｒ２よりも小さくなるように変更し、その後前記研磨パッドのドレッシングを行う、請求項１に記載の研磨パッドのドレッシング方法。

【請求項3】

前記砥石が曲率半径の異なる複数のドレッシング面を有し、前記砥石を回転させることによって前記研磨パッドと摺接する前記ドレッシング面の前記曲率半径Ｒ２を変更することができるパッドドレッサーを用いる、請求項１または２に記載の研磨パッドのドレッシング方法。

【請求項4】

前記砥石の基材が撓むことが可能な合金で構成されており、前記ドレッシング面の反対側から前記砥石を押圧することによって前記ドレッシング面の前記曲率半径Ｒ１を変更することができるパッドドレッサーを用いる、請求項１または２に記載の研磨パッドのドレッシング方法。

【請求項5】

前記砥石は保持具を介して前記パッドドレッサーに付設されており、前記砥石の基材の両端と保持具とが結合され、前記ドレッシング面の反対側の前記砥石の一部を押圧部材で押圧することによって前記ドレッシング面の前記曲率半径Ｒ１を変更することができるパッドドレッサーを用いる、請求項４に記載の研磨パッドのドレッシング方法。

【請求項6】

前記砥石は前記砥石の基材と熱膨張係数の異なる保持具を介して前記パッドドレッサーに付設されており、前記保持具の温度を変更することによって前記ドレッシング面の前記曲率半径Ｒ１を変更することができるパッドドレッサーを用いる、請求項４に記載の研磨パッドのドレッシング方法。

【請求項7】

請求項１または２に記載の研磨パッドのドレッシング方法を用いてドレッシングされた研磨パッドを用いて、シリコンウェーハを研磨することを特徴とするシリコンウェーハの研磨方法。

【請求項8】

所定の方法で育成した単結晶シリコンインゴットに対してウェーハ加工処理を施して得られたシリコンウェーハに対して、請求項７に記載されたシリコンウェーハの研磨方法を用いて前記シリコンウェーハを研磨することを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。

【請求項9】

研磨定盤と、前記研磨定盤に貼りつけられた研磨パッドと、砥石が付設され、前記研磨パッドをドレッシングするパッドドレッサーとを備える研磨装置において、
前記砥石の前記研磨パッドと摺接するドレッシング面の前記研磨定盤の径方向の曲率半径Ｒ１が変更可能に構成されていることを特徴とするシリコンウェーハの研磨装置。

【請求項10】

前記砥石が曲率半径の異なる複数のドレッシング面を有し、前記砥石を回転させることによって前記研磨パッドと摺接する前記ドレッシング面の曲率半径Ｒ１を変更することができるように構成されている、請求項９に記載のシリコンウェーハの研磨装置。

【請求項11】

前記砥石の基材が撓むことが可能な合金で構成されており、前記ドレッシング面の反対側から前記砥石を押圧することによって前記ドレッシング面の前記曲率半径Ｒ１を変更することができるように構成されている、請求項１０に記載のシリコンウェーハの研磨装置。

【請求項12】

前記砥石は保持具を介して前記パッドドレッサーに付設されており、前記砥石の基材の両端と保持具とが結合され、前記ドレッシング面の反対側の前記砥石の一部を押圧部材で押圧することによって前記ドレッシング面の前記曲率半径Ｒ１を変更することができるように構成されている、請求項１１に記載のシリコンウェーハの研磨装置。

【請求項13】

前記砥石は前記砥石の基材と熱膨張係数の異なる保持具を介して前記パッドドレッサーに付設されており、前記保持具の温度を変更することによって前記ドレッシング面の前記曲率半径Ｒ１を変更することができるように構成されている、請求項１１に記載のシリコンウェーハの研磨装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、研磨パッドのドレッシング方法、シリコンウェーハの研磨方法、シリコンウェーハの製造方法およびシリコンウェーハの研磨装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスの基板の典型例であるシリコンウェーハの製造において、より高精度なウェーハの平坦度品質や表面粗さ品質を得るために、シリコンウェーハの表裏面を研磨する両面研磨工程およびシリコンウェーハの表面および裏面の一方を研磨する片面研磨工程が一般的に採用されている。

【0003】

両面研磨工程は、シリコンウェーハをキャリアプレートに保持し、キャリアプレートを研磨パッドが貼り付けられた上定盤と下定盤とからなる一対の回転定盤で挟み込み、研磨液を供給しつつ回転定盤とキャリアプレートとを相対回転させることによって、シリコンウェーハの表裏面を同時に研磨する。

【0004】

一方、片面研磨工程は、研磨パッドが貼り付けられた回転定盤の上にシリコンウェーハを載置し、研磨ヘッドでシリコンウェーハを押圧するとともに、研磨液を供給しつつ回転定盤と研磨ヘッドとを相対回転させることによって、シリコンウェーハの表面および裏面の一方を研磨する。

【0005】

上記両面研磨工程または片面研磨工程を繰り返し行うと、回転定盤に貼り付けられた研磨パッドに、研磨液に含まれる砥粒や研磨屑が付着し、研磨パッドの性能が低下し、研磨速度の低下や研磨ムラなどの問題が生じる。そこで、研磨パッドの性能を回復させるために研磨パッドに対してドレッシング処理が定期的に施されている。

【0006】

例えば、特許文献１には、下面にダイヤモンド粒子が電着されたダイヤモンドドレッサーを研磨パッドに押し当てて摺接させて研磨パッドの目粗しを行い、次いで下面にブラシを有するブラシドレッサーを研磨パッドに押し当てて摺接させることによって、研磨パッドの研磨面に凹部が設けられている場合にも、凹部に詰まった異物を効果的に除去することによって、研磨パッドを再生する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００３－２１１３５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１に記載された技術においては、ドレッサーのドレッシング面は平坦である。こうしたドレッシング面が平坦なドレッサーを用いて研磨パッドのドレッシングを行う場合、回転定盤の内外端ではドレッサーの取り付け精度や加圧時の角度によって径方向の押し付け方に差が生じ、回転定盤の径方向に取り代のバラツキが生じる。また、回転定盤の表面がお椀型あるいは逆お椀型のような湾曲した形状の場合に、回転定盤の内外端においてドレッサーの端がより強く研磨パッドに押し当てられ、同じく回転定盤の径方向に取り代のバラツキが生じてしまう。

【0009】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回転定盤の表面が湾曲している場合であっても、研磨パッドをより均一にドレッシングすることができる研磨パッドのドレッシング方法を提案することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

［１］研磨定盤に貼り付けられた研磨パッドに、砥石が付設されたパッドドレッサーの前記砥石を押し当て、摺接させることによって前記研磨パッドのドレッシングを行う研磨パッドのドレッシング方法であって、
前記研磨パッドと摺接する前記砥石のドレッシング面の前記研磨定盤の径方向の曲率半径Ｒ１が変更可能に構成されているパッドドレッサーを用いることを特徴とする研磨パッドのドレッシング方法。

【0011】

［２］前記砥石の前記ドレッシング面の前記曲率半径Ｒ１を、前記研磨パッドの表面の曲率半径Ｒ２よりも小さくなるように変更し、その後前記研磨パッドのドレッシングを行う、前記［１］に記載の研磨パッドのドレッシング方法。

【0012】

［３］前記砥石が曲率半径の異なる複数のドレッシング面を有し、前記砥石を回転させることによって前記研磨パッドと摺接する前記ドレッシング面の前記曲率半径Ｒ２を変更することができるパッドドレッサーを用いる、前記［１］または［２］に記載の研磨パッドのドレッシング方法。

【0013】

［４］前記砥石の基材が撓むことが可能な合金で構成されており、前記ドレッシング面の反対側から前記砥石を押圧することによって前記ドレッシング面の前記曲率半径Ｒ１を変更することができるパッドドレッサーを用いる、前記［１］または［２］に記載の研磨パッドのドレッシング方法。

【0014】

［５］前記砥石は保持具を介して前記パッドドレッサーに付設されており、前記砥石の基材の両端と保持具とが結合され、前記ドレッシング面の反対側の前記砥石の一部を押圧部材で押圧することによって前記ドレッシング面の前記曲率半径Ｒ１を変更することができるパッドドレッサーを用いる、前記［４］に記載の研磨パッドのドレッシング方法。

【0015】

［６］前記砥石は前記砥石の基材と熱膨張係数の異なる保持具を介して前記パッドドレッサーに付設されており、前記保持具の温度を変更することによって前記ドレッシング面の前記曲率半径Ｒ１を変更することができるパッドドレッサーを用いる、前記［４］に記載の研磨パッドのドレッシング方法。

【0016】

［７］前記［１］～［６］のいずれか一項に記載の研磨パッドのドレッシング方法を用いてドレッシングされた研磨パッドを用いて、シリコンウェーハを研磨することを特徴とするシリコンウェーハの研磨方法。

【0017】

［８］所定の方法で育成した単結晶シリコンインゴットに対してウェーハ加工処理を施して得られたシリコンウェーハに対して、前記［７］に記載されたシリコンウェーハの研磨方法を用いて前記シリコンウェーハを研磨することを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。

【0018】

［９］研磨定盤と、前記研磨定盤に貼りつけられた研磨パッドと、砥石が付設され、前記研磨パッドをドレッシングするパッドドレッサーとを備える研磨装置において、
前記砥石の前記研磨パッドと摺接するドレッシング面の前記研磨定盤の径方向の曲率半径Ｒ１が変更可能に構成されていることを特徴とするシリコンウェーハの研磨装置。

【0019】

［１０］前記砥石が曲率半径の異なる複数のドレッシング面を有し、前記砥石を回転させることによって前記研磨パッドと摺接する前記ドレッシング面の曲率半径Ｒ１を変更することができるように構成されている、前記［９］に記載のシリコンウェーハの研磨装置。

【0020】

［１１］前記砥石の基材が撓むことが可能な合金で構成されており、前記ドレッシング面の反対側から前記砥石を押圧することによって前記ドレッシング面の前記曲率半径Ｒ１を変更することができるように構成されている、前記［１０］に記載のシリコンウェーハの研磨装置。

【0021】

［１２］前記砥石は保持具を介して前記パッドドレッサーに付設されており、前記砥石の基材の両端と保持具とが結合され、前記ドレッシング面の反対側の前記砥石の一部を押圧部材で押圧することによって前記ドレッシング面の前記曲率半径Ｒ１を変更することができるように構成されている、前記［１１］に記載のシリコンウェーハの研磨装置。

【0022】

［１３］前記砥石は前記砥石の基材と熱膨張係数の異なる保持具を介して前記パッドドレッサーに付設されており、前記保持具の温度を変更することによって前記ドレッシング面の前記曲率半径Ｒ１を変更することができるように構成されている、前記［１１］に記載の研磨パッドの研磨装置。

【発明の効果】

【0023】

回転定盤の表面が湾曲している場合であっても、研磨パッドをより均一にドレッシングすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明による研磨パッドのドレッシング方法を説明する図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図である。

【図2】砥石のドレッシング面の曲率半径および研磨パッドの曲率半径を説明する図である。

【図3】本発明において用いることができる、砥石のドレッシング面の曲率半径が変更可能に構成されているパッドドレッサーの一例を示す図である。

【図4】本発明において用いることができる、砥石のドレッシング面の曲率半径が変更可能に構成されているパッドドレッサーの別の例を示す図である。

【図5】本発明において用いることができる、砥石のドレッシング面の曲率半径が変更可能に構成されているパッドドレッサーのさらに別の例を示す図である。

【図6】本発明において用いることができる、砥石のドレッシング面の曲率半径が変更可能に構成されているパッドドレッサーのさらにまた別の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本発明による研磨パッドのドレッシング方法は、研磨定盤に貼り付けられた研磨パッドに、砥石が付設されたパッドドレッサーの砥石を押し当て、摺接させることによって研磨パッドのドレッシングを行う研磨パッドのドレッシング方法である。ここで、研磨パッドと摺接する砥石のドレッシング面の研磨定盤の径方向の曲率半径Ｒ１が変更可能に構成されているパッドドレッサーを用いることを特徴とする。

【0026】

上述のように、特許文献１に記載された技術のように、ドレッシング面が平坦なドレッサーを用いて研磨パッドをドレッシングすると、回転定盤の内外端ではドレッサーの取り付け精度や加圧時の角度によって径方向の押し付け方に差が生じ、回転定盤の径方向に取り代のバラツキが生じる問題がある。また、回転定盤の表面がお椀型あるいは逆お椀型のような湾曲した形状の場合に、回転定盤の内外端においてドレッサーの端がより強く研磨パッドに押し当てられ、同じく回転定盤の径方向に取り代のバラツキが生じる問題がある。

【0027】

本発明者らは、回転定盤の表面が湾曲している場合であっても、研磨パッドをより均一にドレッシングする方途について鋭意検討した。その結果、研磨パッドと摺接する砥石のドレッシング面の研磨定盤の径方向の曲率半径（以下、単に「ドレッシング面の曲率半径」とも言う。）Ｒ１が変更可能に構成されているパッドドレッサーを用いることに想到した。そして、このようなパッドドレッサーを用いることにより、回転定盤の湾曲に合わせてドレッシング面の曲率半径を変更することによって、研磨パッドに対して一定の押し付け圧でドレッシングすることができることを見出し、本発明を完成させるに至ったのである。

【0028】

図１は、本発明による研磨パッドのドレッシング方法を説明する図を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図である。なお、図１は、両面研磨装置の下定盤の表面に貼り付けられた研磨パッド１００をドレッシングする場合について示している。図１（ａ）に示すように、パッドドレッサー１は、アーム部１１と、アーム部１１に付設された砥石１２とを有しており、砥石１２は保持具１３を介してアーム部１１の端部１１ａに固定されている。また、砥石１２は、基材１２ａと、基材１２ａの表面に固着された砥粒（図示せず）とで構成されており、砥粒は、砥石１２の少なくともドレッシング面１２ｂに固着されている。

【0029】

砥石１２のドレッシング面１２ｂの曲率半径Ｒ１は、変更可能に構成されている。これにより、回転定盤の湾曲に合わせてドレッシング面１２ｂの曲率半径Ｒ１を変更することによって、研磨パッド１００を一定の押し付け圧でドレッシングすることができ、研磨パッド１００をより均一にドレッシングすることができる。曲率半径Ｒ１を変更可能な具体的なパッドドレッサー１については、後に詳述する。

【0030】

なお、本発明において、「砥石のドレッシング面」とは、研磨パッド１００をドレッシングする際に、研磨パッド１００と摺接する砥石１２の表面を意味しており、図１において、ドレッシング面１２ｂは、砥石１２の下面全体である。また、「ドレッシング面の曲率半径」は、図２に示すように、研磨パッド１００と摺接する砥石１２のドレッシング面１２ｂについて、その研磨定盤の径方向の表面プロファイルに対して円弧をフィッティングした際の円弧の半径Ｒ１を意味している。なお、ドレッシング面１２ｂの表面プロファイルは、市販の非接触式の形状測定器などを用いて測定することができる。また、円弧のフィッティングは、最小自乗法などによって行うことができる。

【0031】

図１（ｂ）に示すように、上述のように構成されたパッドドレッサー１を、下定盤を回転させつつ、下定盤の内側端および外側端の一方から他方に向かって移動させ、研磨パッド１００全体をドレッシングする。

【0032】

なお、本発明においては、砥石１２のドレッシング面１２ｂの曲率半径Ｒ１を、研磨パッド１００の表面の曲率半径Ｒ２よりも小さくなるように変更し、その後研磨パッド１００のドレッシングを行うことが好ましい。ドレッシング面１２ｂの曲率半径Ｒ１を研磨パッド１００の表面の曲率半径Ｒ２よりも小さくすることにより、より一定の押し付け圧でドレッシングすることができ、研磨パッド１００をより均一にドレッシングすることができる。ドレッシング面１２ｂの曲率半径の下限は、１０ｍｍ以上とすることが好ましい。これにより、砥石１２と研磨パッド１００との接触面積を十分に確保して、研磨パッド１００全体を均一かつ効率的に行うことができる。

【0033】

なお、「研磨パッドの曲率半径」は、図２に示すように、研磨パッド１００の表面１００ａについて、その研磨定盤の径方向の表面プロファイルに対して円弧をフィッティングした際の円弧の半径Ｒ２を意味している。ここで、表面プロファイルは、研磨パッド１００の一端（例えば、内側端）から他端（例えば、外側端）までの表面全体のプロファイルである。研磨パッド１００の表面プロファイルは、市販の非接触式の形状測定機、また専用の表面プロファイラーなどを用いて測定することができる。また、円弧のフィッティングは、最小自乗法などによって行うことができる。

【0034】

図３は、本発明において用いることができる、砥石のドレッシング面の曲率半径が変更可能に構成されているパッドドレッサーの一例を示している。図３（ａ）に示したパッドドレッサー２は、砥石２２を備えており、砥石２２は、基材２２ａと、基材２２ａの少なくともドレッシング面に固着された砥粒（図示せず）とを有している。また、砥石２２は、曲率半径が異なる４つのドレッシング面２２ｂ（曲率半径：５０．０ｍｍ）、２２ｃ（曲率半径：１００．０ｍｍ）、２２ｄ（曲率半径：２５０．０ｍｍ）および２２ｅ（曲率半径：５００．０ｍｍ）を有している。

【0035】

砥石２２は、図３（ｂ）に示すように、回転軸２３およびシリンダー２４を介してアーム部２１に接続されており、砥石２２を回転軸２３の周りで定盤径方向に回転させることによって、ドレッシング面の曲率半径Ｒ１を変更できるように構成されている。なお、砥石２２と回転軸２３とは、例えば、図３（ｃ）に示すようにネジ止めにより固定することができる。

【0036】

砥石２２の基材としては、例えば表面をＤＬＣコーティングしたＳＵＳを用いることができる。また、砥粒としては、例えばダイヤモンド砥粒やセラミック砥粒を用いることができる。

【0037】

このような構成を有するパッドドレッサー２において、研磨パッド１００が貼り付けられた研磨定盤の表面形状に合わせて砥石２２のドレッシング面を適切に選択する。そして、シリンダー２４によって、選択したドレッシング面（図３では、ドレッシング面２２ｃ）を回転する研磨パッド１００に摺接する。これにより、研磨パッド１００を一定の押し付け圧でドレッシングすることができ、研磨パッド１００をより均一にドレッシングすることができる。

【0038】

なお、図３に示したパッドドレッサー２は、４つのドレッシング面２２ｂ～２２ｅを有しているが、２、３または５以上のドレッシング面を有してもよい。また、ドレッシング面２２ｂ～２２ｅの曲率半径Ｒ１は、上述の値に限定されず、研磨パッド１００が貼り付けられた研磨定盤の表面形状に合わせて適切に設定することができる。

【0039】

図４および図５に示すように、上記パッドドレッサー２とは異なり、砥石の基材が撓むことが可能な金属で構成されており、ドレッシング面の反対側から砥石を押圧することによってドレッシング面の曲率半径Ｒ１を変更することができるように構成されているパッドドレッサーを用いることもできる。

【0040】

図４は、本発明において用いることができる、砥石のドレッシング面の曲率半径が変更可能に構成されているパッドドレッサーの別の例を示している。なお、図４においては、パッドドレッサーの砥石近傍の構成のみが示されている。

【0041】

図４に示したパッドドレッサー３は、アーム部３１（図示せず）と砥石３２とを備えている。砥石３２は、２つの固定具３３により保持具３４に固定されており、保持具３４はアーム部３１の端部３１ａ（図示せず）に固定されている。また、パッドドレッサー３は、押圧部材３５を備えており、押圧部材３５によってドレッシング面３２ｂとは反対側の砥石３２の一部を押圧することによって、ドレッシング面３２ｂの曲率半径Ｒ１を変更できるように構成されている。

【0042】

砥石３２の基材３２ａを構成する撓むことが可能な金属としては、押圧部材３５によって撓むことが可能であれば特に限定されず、ＳＵＳやチタン、アルミニウム、超弾性合金などを用いることができる。

【0043】

図４に示したパッドドレッサー３は、押圧部材３５による砥石３２を押圧する力を大きくすることによって、砥石３２を図４中の点線で示したように変形させて、ドレッシング面３２ｂの曲率半径Ｒ１を小さくすることができる。こうして、研磨定盤の表面形状に合わせてドレッシング面３２ｂの曲率半径Ｒ１を変更し、砥石３２を回転する研磨パッド１００に摺接することによって、研磨パッド１００を一定の押し付け圧でドレッシングして、研磨パッド１００をより均一にドレッシングすることができる。

【0044】

図５は、本発明において用いることができる、砥石のドレッシング面の曲率半径が変更可能に構成されているパッドドレッサーのさらに別の例を示している。なお、図５においては、パッドドレッサーの砥石近傍の構成のみが示されている。

【0045】

図５に示したパッドドレッサー４は、アーム部４１（図示せず）と砥石４２とを備える。砥石４２は、基材４２ａと熱膨張係数の異なる保持具４４を介してアーム部４１の端部４１ａ（図示せず）に付設されている。また、保持具４４の内部には、液体が流通する流路４４ａが設けられている。

【0046】

このように構成した保持具４４の流路４４ａ内に水などの所定の温度の液体Ｗを導入して流通させ、砥石４２および保持具４４の温度を変化させる。すると、両者の熱膨張係数の差により砥石４２が変形し、これによりドレッシング面４２ｂの曲率半径Ｒ１を変更することができる。こうして、研磨定盤の表面形状に合わせて砥石４２の曲率半径Ｒ１を変更し、砥石４２を回転する研磨パッド１００に摺接することによって、研磨パッド１００を一定の押し付け圧でドレッシングして、研磨パッド１００をより均一にドレッシングすることができる。

【0047】

砥石４２の基材４２ａおよび保持具４４を構成する材料としては、熱膨張係数の異なる金属を用いることができる。例えば、砥石４２の基材４２ａは、ＳＵＳやチタン、アルミニウム、低熱膨張合金（インバー）などで構成することができる。また、保持具４４については、ＳＵＳやチタン、アルミニウムなどで構成することができる。具体的には、砥石４２の基材４２ａを低熱膨張合金（インバー）で構成し、保持具４４をＳＵＳで構成することができるが、これに限定されない。

【0048】

保持具４４の熱膨張係数を砥石４２の基材４２ａの熱膨張係数よりも大きくする場合、保持具４４の流路４４ａ内に、液体Ｗとして、例えば低温の水を流通させる。これにより、保持具４４がり収縮し、砥石４２のドレッシング面４２ｂの曲率半径Ｒ１を変更することができる。一方、保持具４４の熱膨張係数を砥石４２の基材４２ａの熱膨張係数よりも小さくする場合、保持具４４の流路４４ａ内に、液体Ｗとして、例えば高温の水を流通させる。これにより、砥石４２の基材４２ａが膨張し、砥石４２のドレッシング面４２ｂの曲率半径Ｒ１を変更することができる。

【0049】

図６は、本発明において用いることができる、砥石のドレッシング面の曲率半径が変更可能に構成されているパッドドレッサーのさらにまた別の例を示している。なお、図６においては、パッドドレッサーの砥石近傍の構成のみが示されている。

【0050】

図６に示したパッドドレッサー５は、アーム部５１（図示せず）と複数の砥石５２とを備える。各砥石５２は、シリンダー５３の下面に固定されており、シリンダー５３の上面は保持具５４に固定されている。そして、保持具５４は、アーム部５１の端部５１ａ（図示せず）に固定されている。

【0051】

パッドドレッサー５においては、複数の砥石５２の下面全体がドレッシング面を形成し、各シリンダー５３の伸縮の程度を変更することによって、ドレッシング面の曲率半径Ｒ１を変更することができる。なお、ドレッシング面の曲率半径Ｒ１は、全ての砥石５２の下面で構成される表面のプロファイルを円弧でフィッティングすることによって求めることができる。

【0052】

（シリコンウェーハの研磨方法）
本発明によるシリコンウェーハの研磨方法は、上述した本発明による研磨パッドのドレッシング方法を用いてドレッシングされた研磨パッドを用いて、シリコンウェーハを研磨することを特徴とする。

【0053】

上述のように、本発明による研磨パッドのドレッシング方法においては、研磨パッドと摺接する砥石のドレッシング面の研磨定盤の径方向の曲率半径Ｒ１が変更可能に構成されているパッドドレッサーを用いるため、回転定盤の表面が湾曲している場合であっても、研磨パッドをより均一にドレッシングすることができる。その結果、ドレッシングされた研磨パッドを用いてシリコンウェーハを研磨することによって、シリコンウェーハの平坦性を高めることができる。

【0054】

（シリコンウェーハの製造方法）
本発明によるシリコンウェーハの製造方法は、所定の方法で育成した単結晶シリコンインゴットに対してウェーハ加工処理を施して得られたシリコンウェーハに対して、上述した本発明によるシリコンウェーハの研磨方法を用いてシリコンウェーハを研磨することを特徴とする。

【0055】

上述のように、本発明によるシリコンウェーハの研磨方法により、シリコンウェーハの平坦性を高めることができる。そのため、チョクラルスキー（ＣＺ）法や浮遊帯域溶融（ＦＺ）法などの所定の方法で育成した単結晶シリコンインゴットに対してウェーハ加工処理を施して得られたシリコンウェーハに対して、上述した本発明によるシリコンウェーハの研磨方法を用いてシリコンウェーハを研磨することによって、より平坦性の高いシリコンウェーハを製造することができる。

【0056】

（シリコンウェーハの研磨装置）
本発明によるシリコンウェーハの研磨装置は、研磨定盤と、研磨定盤に貼りつけられた研磨パッドと、砥石が付設され、研磨パッドをドレッシングするパッドドレッサーとを備える研磨装置である。ここで、砥石の研磨パッドと摺接するドレッシング面の研磨定盤の径方向の曲率半径Ｒ１が変更可能に構成されていることを特徴とする。

【0057】

本発明によるシリコンウェーハの研磨装置は、上述した本発明による研磨パッドのドレッシング方法に用いることができるパッドドレッサーを備えることを特徴としている。研磨装置がパッドドレッサーを備えることにより、研磨パッドを一定の押し付け圧でドレッシングして、研磨パッドをより均一にドレッシングすることができる。その結果、ドレッシングされた研磨パッドを用いてシリコンウェーハを研磨することによって、シリコンウェーハの平坦性を高めることができる。

【0058】

パッドドレッサーは、図３に示したように、砥石２２が、曲率半径が異なる複数のドレッシング面２２ｂ～２２ｅを有し、砥石２２を回転させることによって研磨パッド１００と摺接するドレッシング面の曲率半径Ｒ１を変更することができるパッドドレッサー２とすることができる。

【0059】

また、パッドドレッサーは、砥石の基材が、撓むことが可能な合金で構成されており、ドレッシング面の反対側から砥石を押圧することによってドレッシング面の曲率半径Ｒ１を変更することができるように構成されているパッドドレッサーとすることができる。

【0060】

具体的には、図４に示すように、砥石３２が保持具３４を介してパッドドレッサー３に付設されており、砥石３２の基材３２ａの両端と保持具３４とが結合され、ドレッシング面３２ｂの反対側の砥石３２の一部を押圧部材３５で押圧することによって、ドレッシング面３２ｂの曲率半径Ｒ１を変更することができるパッドドレッサー３とすることができる。

【0061】

あるいは、図５に示すように、砥石４２が砥石４２の基材４２ａと熱膨張係数の異なる保持具４４を介してパッドドレッサー４に付設されており、保持具４４の温度を変更することによってドレッシング面４２ｂの曲率半径Ｒ１を変更することができるように構成されているパッドドレッサー４とすることができる。

【0062】

さらに、パッドドレッサーは、図６に示したように、アーム部５１（図示せず）と複数の砥石５２とを備え、各砥石５２がシリンダー５３の下面に固定され、シリンダー５３の上面は保持具５４に固定されており、各シリンダー５３の伸縮の程度を変更することによって、ドレッシング面の曲率半径Ｒ１を変更することができるパッドドレッサー５とすることができる。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本発明によれば、回転定盤の表面が湾曲している場合であっても、研磨パッドをより均一にドレッシングすることができるため、半導体ウェーハ製造業において有用である。

【符号の説明】

【0064】

１，２，３，４，５ パッドドレッサー
１１，２１，３１，４１，５１ アーム部
１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ，５１ａ 端部
１２，２２，３２，４２，５２ 砥石
１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａ 基材
１２ｂ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，３２ｂ，４２ｂ ドレッシング面
１３，３４，４４，５４ 保持具
２３ 回転軸
２４，５３ シリンダー
３３，４３ 固定具
４４ａ 流路
Ｒ１，Ｒ２ 曲率半径
Ｗ 液体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】