JP2008023674A - ドレッシング装置の調整方法およびドレッシング装置、並びに研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドレッシング工具の押圧力を短時間で設定通りにすることができるドレッシング装置の調整方法を提供する。
【解決手段】本発明に係るドレッシング装置の調整方法では、電磁弁８１が開いてから所定時間経過するまでのエアシリンダ７２によるドレッシング工具５１の押圧力を測定し、電磁弁８１が開いてから所定時間経過するまでの間に、測定した押圧力が予め設定された設定押圧力範囲に設定押圧力範囲の上限を超えることなく達するように、エアシリンダ７２に供給する空気の圧力または流量を調整するようになっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、研磨工具の研磨面をドレッシングするドレッシング装置および、このようなドレッシング装置によりドレッシングされる研磨工具を備えた研磨装置に関する。

研磨対象物の研磨を行う研磨工具は、研磨時間に応じて研磨面の目詰まりが進行して劣化するため、定期的なドレッシングを行って常に良好な研磨が行われるようにメンテナンスされる。このような研磨工具としては、例えば、半導体ウェハの製造工程において、ウェハ表面に形成された回路構成膜等の研磨加工を行う化学機械研磨装置（ＣＭＰ装置）に用いられる研磨パッドがあり、この研磨パッドについても所定間隔をおいてドレッシング工具によるドレッシングが行われる。このようなドレッシング装置として、例えば、特開２００３−２５７９１１号公報に開示のものがある。

このようなドレッシング装置を用いたドレッシングは、ドレッシング工具を研磨パッドの研磨面に押圧させて、研磨パッドおよびドレッシング工具を回転させることにより行われる。なお、ドレッシング工具は上下動機構に上下移動可能に支持され、上下動機構により上方に移動したドレッシング工具が所定の押圧力で研磨パッドの研磨面に当接して押し付けられる。

上下動機構はエアシリンダを主体に構成され、ピストンロッドの上端が連結部材を介してドレッシング工具と連結される。そして、シリンダチューブ内へ空気を給排気することによってピストンロッドがドレッシング工具とともに上下移動し、エアシリンダに供給される空気の圧力を適宜設定することにより研磨パッドに対するドレッシング工具の押圧力を決めることができる。また、エアシリンダで使用される空気は、コンプレッサ等の空気圧源から減圧弁（レギュレータ）を介してエアシリンダに供給され、電磁弁の切替作動によってピストンロッドの上下の移動が切り替わるようになっている。
特開２００３−２５７９１１号公報

ところで、このような従来のドレッシング装置では、エアシリンダに供給する空気の圧力を減圧弁により設定するだけで、他の調整は行っていなかった。これに対し、本発明の発明者は、ドレッシング工具（ピストンロッド）が上方へ移動するように電磁弁が切り替わってから１〜２秒の間は、エアシリンダに供給される空気の圧力が減圧弁で設定した圧力よりも大きくなることを発見した。そのため、ドレッシング時間が１〜２秒と短い場合、減圧弁で設定した圧力よりも高い空気圧でドレッシングを行うことになり、ドレッシング工具が設定よりも高い押圧力で研磨パッドの研磨面を押圧し、過剰なドレッシングとなって研磨トラブルを引き起こすおそれがあった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ドレッシング工具の押圧力を短時間で設定通りにすることができるドレッシング装置の調整方法、およびこの方法により調整が行われるドレッシング装置を提供することを目的とする。また、このようなドレッシング装置によりドレッシングされる研磨工具を備えた研磨装置を提供することを目的とする。

このような目的達成のため、本発明に係るドレッシング装置の調整方法は、研磨工具の研磨面をドレッシングするドレッシング工具と、空気圧源から供給される空気の圧力を利用して作動し、ドレッシング工具を研磨工具の研磨面に押圧させる押圧作動を行うアクチュエータと、空気圧源とアクチュエータとを繋ぐ管路に設けられ、アクチュエータに押圧作動を行わせるための管路の開閉を行う開閉弁とを備え、アクチュエータを用いてドレッシング工具を研磨工具の研磨面に押圧させた状態で研磨工具の研磨面をドレッシング工具に対して相対移動させながらドレッシングするように構成されたドレッシング装置において、閉じた状態の開閉弁が開いてから所定時間経過するまでのアクチュエータによるドレッシング工具の押圧力を測定し、測定した押圧力が予め設定された設定押圧力範囲に設定押圧力範囲の上限を超えることなく達するように、アクチュエータに供給する空気の圧力または流量を調整するようになっている。

また、上述の発明において、研磨工具は研磨ヘッドに着脱可能に保持され、ドレッシング工具の押圧力を測定する測定治具は、ドレッシング工具が当接可能な当て板と、当て板を保持するとともに研磨ヘッドに対し着脱可能な保持部材と、当て板と保持部材との間に挟まれた状態で保持部材に保持されドレッシング工具が当て板を押圧する際の押圧力を測定するロードセルとを有して構成され、研磨工具の代わりに測定治具を研磨ヘッドに装着保持させた状態で、アクチュエータを用いてドレッシング工具を当て板に押圧させることにより、ドレッシング工具の押圧力を測定することが好ましい。

さらに、上述の発明において、アクチュエータはエアシリンダであり、空気圧源からエアシリンダに供給される空気の圧力を、設定押圧力範囲の押圧力が得られる圧力に減圧弁を用いて設定し、エアシリンダに供給される空気の圧力が設定した圧力となる状態で、測定した押圧力が設定押圧力範囲の上限を超えることなく設定押圧力範囲に達するように、流量制御弁を用いてエアシリンダに供給する空気の流量を調整することが好ましい。

また、上述の発明において、アクチュエータはエアシリンダであり、電空レギュレータを用いて空気圧源からエアシリンダに供給される空気の圧力を制御し、測定した押圧力が設定押圧力範囲の上限を超えることなく設定押圧力範囲に達するように、電空レギュレータの設定圧力を調整するようにしてもよい。

さらに、本発明に係るドレッシング装置は、研磨工具の研磨面をドレッシングするドレッシング工具と、空気圧源から供給される空気の圧力を利用して作動し、ドレッシング工具を研磨工具の研磨面に押圧させる押圧作動を行うアクチュエータと、空気圧源とアクチュエータとを繋ぐ管路に設けられ、アクチュエータに押圧作動を行わせるための管路の開閉を行う開閉弁とを備え、アクチュエータを用いてドレッシング工具を研磨工具の研磨面に押圧させた状態で研磨工具の研磨面をドレッシング工具に対して相対移動させながらドレッシングするように構成されたドレッシング装置において、少なくともドレッシング装置により初めて研磨工具の研磨面をドレッシングする前に、本発明に係るドレッシング装置の調整方法を用いて、ドレッシング装置の調整が行われることを特徴とする。

また、本発明に係る研磨装置は、研磨対象物の被研磨面に当接して研磨を行う研磨面を有する研磨工具を備え、研磨工具の研磨面が本発明に係るドレッシング装置を用いてドレッシングされることを特徴とする。

本発明によれば、ドレッシング工具の押圧力を短時間で設定通りにすることができる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は、ドレッシング装置を備えた研磨装置の代表例であるＣＭＰ装置（化学的機械的研磨装置）の一部を示している。このＣＭＰ装置Ｃは、その研磨工程に従って、カセットインデックス部、ウェハ洗浄部、および研磨部から構成され、また研磨部は、４分割されたインデックステーブルのそれぞれの区画に設けられる３つの研磨室と１つの搬送室とから構成されるが、本実施形態では、そのうちの１つの研磨室について説明を行う。

搬送室から半導体ウェハＷが搬入される研磨室１には、４分割されてステッピングモータ等の作動により９０度毎に回動送りされるインデックステーブル２と、研磨アーム３と、ドレッシング装置５０と、パッド交換台４と、表面形状測定装置５とが配設されている。インデックステーブル２のそれぞれの区画には、研磨対象物であるウェハＷを裏面から吸着保持するウェハ保持装置１０が配設されており、ウェハＷを吸着保持して研磨室１に移動させる。このウェハ保持装置１０は、インデックステーブル２に水平面内で回転自在に支持されており、インデックステーブル２の内部に配設された図示しない電動モータやエアモータ等の駆動手段により高速回転される。

研磨アーム３は、インデックステーブル２に対して水平方向に旋回可能で、且つ、鉛直方向に上下動可能に構成されている。この研磨アーム３の揺動端部には研磨ヘッド２０が回転自在に取り付けられており、この研磨ヘッド２０は、図２に示すように、パッドプレート２５が取り付けられたキャリア部材２１を着脱可能に保持するようになっている。キャリア部材２１は円盤形に形成されており、ピン部材等を用いた嵌合により研磨ヘッド２０の下端部に着脱可能に装着される。

キャリア部材２１の下側にパッドプレート２５が着脱可能に取り付けられる。また、キャリア部材２１の内部には、図示しない真空源と繋がる吸着穴２３が形成されており、真空源を用いて吸着穴２３に負圧を作用させることで、キャリア部材２１の下側に取り付けられたパッドプレート２５を吸着保持できるようになっている。

パッドプレート２５は、樹脂製のプレート部材２６と、プレート部材２６の下面側に貼り付けられた研磨パッド２７とを有して構成される。プレート部材２６は、ＰＥＴ（ポリエチレン−テレフタラート）等の樹脂材料を用いて円盤形に形成され、ウェハＷの表面（被研磨面Ｗｓ）を平坦に研磨可能な研磨パッド２７が両面接着テープ等を用いてプレート部材２６の下面側に貼り付けられている。そして、研磨パッド２７の下面には、ウェハＷの表面（被研磨面Ｗｓ）に当接して研磨を行う研磨面２７ｓが形成される。

このような研磨ヘッド２０は、研磨アーム３内に配設された図示しない回転駆動機構により回転駆動されて、水平面内で高速回転自在に構成される。また、研磨ヘッド２０は、上述のウェハ保持装置１０の回転方向と逆方向に回転駆動され、研磨パッド２７（パッドプレート２５）をウェハＷに当接させながら高速に相対回転させることにより、ウェハＷの表面（被研磨面Ｗｓ）が平坦に研磨される。さらに、研磨ヘッド２０は、図１に示すように、研磨アーム３の回動により、ウェハ保持装置１０、ドレッシング装置５０、パッド交換台４、および表面形状測定装置５の上方にそれぞれ移動することができるようになっている。

なお、図１で示されるパッド交換台４は、使用後のパッドプレート２５を新品のものに交換するための装置である。また、表面形状測定装置５は、研磨パッド２７の表面形状（パッド厚さ、円錐頂角等）を測定する装置である。

さて、第１実施形態のドレッシング装置５０は、ウェハＷを研磨加工することによって研磨パッド２７に生じた目詰まりや目の不揃いを修正（ドレッシング、目立て）する装置であり、図２に示すように、ドレッシング工具５１と、傾き調整機構６０と、上下動機構７０とを備えて構成される。

ドレッシング工具５１は、円形のドレッシング面５２を有した円盤状に形成され、傾き調整機構６０の上部に連結された回転軸５５に略水平面内で回転自在に支持される。ドレッシング工具５１の上面にはダイヤモンド等の砥粒が固着されており、このドレッシング工具５１の上面が研磨パッド２７の研磨面２７ｓに当接するドレッシング面５２となる。もっとも、ドレッシング工具５１の構成やドレッシング面５２の形状は、このような構成や形状に限定されるものではない。なお、ドレッシング工具５１は、図示しない回転機構を用いて回転駆動されるようになっている。

傾き調整機構６０は、ドレッシング面５２の図１における左右方向の傾きを調整可能に構成されている。傾き調整機構６０は、ベース側部材６１に取り付け固定されたブラケット６２と、軸６３によってブラケット６２に傾動可能に支持された傾動部材６４と、調整ネジ６５と、ベース側部材６１に取り付けられて調整ネジ６５を回動自在に支持する支持部材６６と、調整ネジ６５と螺合されベース側部材６１の上で調整ネジ６５の延びる方向に沿って左右方向へ移動可能な左右動部材６７とを有して構成される。また、調整ネジ６５には、傾動部材６４を調整した傾きでブラケット６２に対してロックおよびその解除をするロックネジ（図示せず）が螺合されている。

左右動部材６７の上面および傾動部材６４の先端側の下面は、互いに係合するテーパー面となっている。この傾き調整機構６０では、オペレータがロックねじを解除して調整ネジ６５を一方または他方に回動すると、その回動方向および量に応じて左右動部材６７が左右方向へ移動する。左右動部材６７および傾動部材６４のテーパー面が係合しているので、左右動部材６７の位置に応じて傾動部材６４の傾きが決まることになる。前述したように、傾動部材６４の上部には回転軸５５が連結されており、この回転軸５５を介して、ドレッシング工具５１が傾動部材６４の上部に回転自在に支持される。

したがって、オペレータは、ロックねじを解除して調整ネジ６５を一方または他方に回動することにより、ドレッシング面５２の傾きを調整することができ、その調整後に前記ロックねじでロックすることにより、その傾きを保持させることができる。なお、軸６３によって傾動部材６４の基端側がブラケット６２と枢結されており、この軸６３を回転中心軸としてドレッシング面５２の傾きを調整して設定し得るようになっている。もっとも、傾き調整機構６０はこのような構造に限定されるものではなく、他の構造を採用してもよい。

上下動機構７０は、ベース７１上に取り付けられたエアシリンダ７２を主体に構成される。このエアシリンダ７２は、ベース７１上に取り付け固定されたシリンダチューブ７３と、シリンダチューブ７３内にその軸方向（上下方向）に摺動自在に嵌合されたピストン７４と、ピストン７４に連結されシリンダチューブ７３を貫通して上方に延びるピストンロッド７５とを有して構成される。なお、ピストンロッド７５の上端はベース側部材６１と連結される。

また、シリンダチューブ７３内におけるピストン７４より下側にシリンダ室７６が形成され、このシリンダ室７６に空気を供給もしくは排出することで、ピストンロッド７５が上下に移動するとともに、ピストンロッド７５と連結された傾き調整機構６０およびドレッシング工具５１が上下に移動するようになっている。このように、エアシリンダ７２は空気圧源から供給される空気の圧力を利用して作動し、ドレッシング工具５１を上方に移動させて研磨パッド２７の研磨面２７ｓに押圧させる押圧作動を行う。またこのとき、エアシリンダ７２に供給される空気の圧力を適宜設定することにより、研磨パッド２７に対するドレッシング工具５１の押圧力を決めることができる。

ところで、エアシリンダ７２のシリンダ室７６は、電磁弁８１を介して空気圧源であるコンプレッサ８０と繋がっている。電磁弁８１は、制御部８５からの制御信号による左右のソレノイドの励磁により、図２に示すように右方へ移動したときには、コンプレッサ８０とシリンダ室７６とを繋ぐ管路を開通してシリンダ室７６にコンプレッサ８０からの圧縮空気を供給するようになっている。このとき、ピストン７４およびピストンロッド７５がシリンダ室７６に供給された圧縮空気に押圧されて上方に移動するとともに、ピストンロッド７５と連結された傾き調整機構６０およびドレッシング工具５１が上方に移動する。

一方、電磁弁８１が図２に示す左方へ移動したときには、コンプレッサ８０とシリンダ室７６とを繋ぐ管路が閉鎖されるとともに、シリンダ室７６内の圧縮空気が排気されるようになっている。このとき、傾き調整機構６０およびドレッシング工具５１は、自重により、ピストン７４およびピストンロッド７５とともに下方に移動する。

このようにして、制御部８５による電磁弁８１のソレノイドの通電制御（励磁制御）により、エアシリンダ７２の作動制御（すなわち、ドレッシング工具５１の上下移動の制御）が行われる。なお、電磁弁８１とシリンダ室７６との間の管路には、流量制御弁８２と、減圧弁８３と、圧力計８４とが配設されている。

このような構成のＣＭＰ装置Ｃを用いたウェハＷの研磨加工は、研磨ヘッド２０とともに研磨パッド２７（パッドプレート２５）を回転させながら、研磨パッド２７の研磨面２７ｓをウェハ保持装置１０に回転保持されたウェハＷの被研磨面Ｗｓに当接させて行われ、このとき、研磨パッド２７は回転しながらウェハＷに対して水平方向（すなわち、被研磨面Ｗｓ内の方向）へ往復運動（揺動）することで、ウェハＷの全表面が平坦に研磨加工される。なおこのとき、研磨パッド２７とウェハＷとの間に研磨剤（スラリー）が供給される。

ウェハＷの研磨が所定回数終了すると、研磨アーム３の作動により、研磨ヘッド２０がウェハ保持装置１０の上方からドレッシング装置５０の上方に移動し、そこで研磨パッド２７の研磨面２７ｓに対するドレッシングが行われる。このとき、上下動機構７０（エアシリンダ７２）および回転機構（図示せず）の作動によりドレッシング工具５１が回転しつつ上方に移動し、ドレッシング工具５１のドレッシング面５２を（回転する状態で）回転する研磨パッド２７の研磨面２７ｓに当接させるとともに、予め設定した押圧力でドレッシング工具５１を研磨パッド２７の研磨面２７ｓに押圧させた状態で、研磨パッド２７の研磨面２７ｓに対するドレッシングが行われる。

ドレッシング終了後、研磨アーム３の作動により、研磨ヘッド２０がドレッシング装置５０の上方から表面形状測定装置５の上方に移動し、そこで研磨パッド２７の表面形状（パッド厚さ、円錐頂角等）が測定される。例えば、パッド厚さが規定の値以下となっていた場合には、研磨ヘッド２０をパッド交換台４の上方に移動させて研磨パッド２７（すなわち、パッドプレート２５）の交換を行い、さらに研磨ヘッド２０をウェハ保持装置１０の上方に移動させて新しくウェハＷの研磨を行う。一方、パッド厚さが規定の値以上である場合には、研磨ヘッド２０をウェハ保持装置１０の上方に戻して新しいウェハＷの研磨を開始する。

ところで、ドレッシング装置５０による研磨パッド２７のドレッシング時間は、１〜２秒と短いものとなっている。そこで、本実施形態においては、短時間でドレッシング工具５１の押圧力を設定通りにするため、ドレッシング装置５０により初めて研磨パッド２７の研磨面２７ｓをドレッシングする前（例えば、ＣＭＰ装置Ｃを初めて作動させるとき）や、ドレッシング装置５０のエアシリンダ７２に供給する空気圧の設定を変更した際に、以下に述べるような方法でドレッシング装置５０の調整を行っている。

そこで、第１実施形態におけるドレッシング装置５０の調整方法について、以下に説明する。まず、図３に示すように、研磨パッド２７を有するパッドプレート２５およびキャリア部材２１に代えて、ドレッシング工具５１の押圧力を測定する測定治具９０を研磨ヘッド２０に装着保持させる。

測定治具９０は、ドレッシング工具５１が当接可能な当て板９１と、当て板９１を保持するとともに研磨ヘッド２０に対し着脱可能な保持部材９２と、当て板９１と保持部材９２との間に挟まれた状態で保持部材９２に保持されたロードセル９３とを有して構成される。当て板９１は、研磨パッド２７の外形に近い円盤形に形成される。保持部材９２は、キャリア部材２１の外形に近い円盤形に形成され、当て板９１およびロードセル９３を保持部材９２の下側で僅かに上下移動可能に保持する。また、保持部材９２は、ピン部材等を用いた嵌合により、キャリア部材２１と同様にして研磨ヘッド２０の下端部に着脱可能に装着される。

ロードセル９３は、当て板９１と保持部材９２との間に挟まれた薄板状のロードセルであり、ドレッシング工具５１が当て板９１を上方に押圧すると、当て板９１と保持部材９２との間に挟まれたロードセル９３が両方から押圧力を受けることになり、ドレッシング工具５１が当て板９１を押圧する際の押圧力をロードセル９３で測定できるようになっている。ロードセル９３には、荷重表示装置９５を介して、パーソナルコンピュータ９６およびモニタ９７が電気的に接続され、ロードセル９３で測定された荷重（すなわち、ドレッシング工具５１の押圧力）の経時変化、具体的には、空気圧源８０とエアシリンダ７２とを繋ぐ管路を閉じた状態の電磁弁８１が開いてからの経時変化をモニタ９７で表示することができるようになっている。

上述のような構成の測定治具９０を用いることにより、パッド交換台４で測定治具９０を（キャリア部材２１に代えて）研磨ヘッド２０に装着し、研磨ヘッド２０に装着された測定治具９０を研磨アーム３によりドレッシング装置５０の上方に容易に移動させることができる。そのため、ドレッシング工具５１の押圧力を容易に測定することが可能になる。

次に、減圧弁８３を用いて、コンプレッサ８０からエアシリンダ７２に供給される空気の圧力を設定する。この圧力は、ドレッシング工具５１の押圧力に関し、適切なドレッシングを行うことができるように予め設定された設定押圧力範囲の押圧力が得られる圧力に設定される。

次に、測定治具９０をドレッシング装置５０の上方に移動させた状態で、制御部８５からの制御信号により電磁弁８１を図２における左方位置から右方位置に移動させ、電磁弁８１が右方位置に移動してから（すなわち、コンプレッサ８０とエアシリンダ７２とを繋ぐ管路を閉じた状態の電磁弁８１が開いてから）所定時間経過するまでの、エアシリンダ７２によるドレッシング工具５１の押圧力を測定する。このとき、エアシリンダ７２に供給される空気の圧力が先に設定した圧力となる状態で、エアシリンダ７２の押圧作動によりドレッシング工具５１が測定治具９０の当て板９１を押圧し、ロードセル９３においてドレッシング工具５１の押圧力が測定される。なお、上述の所定時間は、ドレッシング装置５０による研磨パッド２７のドレッシング時間、すなわち１〜２秒程度に設定される。

また、ドレッシング面５２の破損を防止するため、図３に示すように、保護部材９９を介してドレッシング工具５１を当て板９１に押圧させることが好ましい。なお、図３に示す保護部材９９は、ドレッシング工具５１周部の段差部の形状に合わせた筒状に形成され、この段差部に保護部材９９が載置されるようになっている。

そして、モニタ９７で表示されるドレッシング工具５１の押圧力の経時変化を参考にしながら、流量制御弁８２を用いてエアシリンダ７２に供給する空気の流量を調整し、電磁弁８１が開いてから所定時間経過するまでの間に、ロードセル９３で測定したドレッシング工具５１の押圧力が設定押圧力範囲の上限を超えることなく設定押圧力範囲に達するようにする。このようにすれば、例えば、図４に示すように、電磁弁８１が開いてから所定時間ｔ１が経過するまでの間は、ドレッシング工具５１の押圧力が零から設定押圧力範囲まで（設定押圧力範囲の上限を超えることなく）上昇し、所定時間ｔ１を超えると、減圧弁８３を用いて設定された空気の圧力により得られるドレッシング工具５１の押圧力Ｐ１で安定することになる。

上述のようにドレッシング装置５０の調整が行われた後、測定治具９０に代えて、パッドプレート２５およびキャリア部材２１が研磨ヘッド２０に装着され、ＣＭＰ装置Ｃの使用が開始される。

この結果、第１実施形態におけるドレッシング装置５０の調整方法によれば、電磁弁８１（開閉弁）が開いてから所定時間経過するまでの間に、測定したドレッシング工具５１の押圧力が設定押圧力範囲の上限を超えることなく設定押圧力範囲に達するように、エアシリンダ７２（アクチュエータ）に供給する空気の圧力または流量を調整するため、ドレッシング工具５１の押圧力が設定よりも高い押圧力になることなく、ドレッシング工具５１の押圧力を短時間で設定通りにすることができる。

またこのとき、流量制御弁８２を用いてエアシリンダ７２に供給する空気の流量を調整するようにすれば、上述のようなドレッシング装置５０の調整を容易に行うことができる。

そして、第１実施形態のドレッシング装置５０によれば、少なくともドレッシング装置５０により初めて研磨パッド２７の研磨面２７ｓをドレッシングする前に、上述のようなドレッシング装置５０の調整方法を用いてドレッシング装置５０の調整が行われるため、ドレッシング工具５１の押圧力を短時間で設定通りにすることが可能になり、短時間（例えば１〜２秒）のドレッシングにおいても、適切な（ドレッシング工具５１の）押圧力で研磨パッド２７の研磨面２７ｓをドレッシングすることができる。

また、このようなドレッシング装置５０を備えたＣＭＰ装置Ｃによれば、短時間のドレッシングにおいても、適切な（ドレッシング工具５１の）押圧力で研磨パッド２７の研磨面２７ｓをドレッシングすることができるため、より適切な研磨を行うことが可能になる。

次に、ドレッシング装置の第２実施形態について図５を用いて説明する。第２実施形態のドレッシング装置１００は、第１実施形態のドレッシング装置５０と比較して、エアシリンダ７２と繋がる管路の構成のみ異なり、他の装置構成は同様であるため、エアシリンダ７２と繋がる管路以外の構造について詳細な図示および説明を省略する。また、第２実施形態においては、エアシリンダ７２と繋がる管路以外の構成について、第１実施形態の番号と同一の番号を付して説明する。

図５に示すように、第２実施形態のドレッシング装置１００では、エアシリンダ７２のシリンダ室７６が電磁弁１０１を介してコンプレッサ１０２（空気圧源）と繋がっており、電磁弁１０１とシリンダ室７６との間の管路には、電空レギュレータ１０３が配設されている。電磁弁１０１は、第１実施形態の電磁弁８１と同様の構成であり、制御部１０５による電磁弁１０１のソレノイドの通電制御（励磁制御）により、エアシリンダ７２の作動制御（すなわち、ドレッシング工具５１の上下移動の制御）が行われるようになっている。

電空レギュレータ１０３は、制御部１０５から出力された圧力制御信号により、コンプレッサ１０２からエアシリンダ７２に供給される空気の圧力を連続的に高精度にコントロールできるようになっている。具体的には、例えば、電空レギュレータ１０３に内蔵の圧力センサの出力に応じたフィードバック制御により、コンプレッサ１０２からエアシリンダ７２に供給される空気の圧力を制御するようになっている。また、図示しない入力手段を用いて制御部１０５のメモリに所望の空気圧力を入力することにより、電空レギュレータ１０３の制御圧力（設定圧力）を設定できるようになっている。

第２実施形態のドレッシング装置１００によるドレッシングは、第１実施形態の場合と同様に行われる。ただし、第２実施形態においては、電空レギュレータ１０３によりコンプレッサ１０２からエアシリンダ７２に供給される空気の圧力が制御される。

そこで、第２実施形態におけるドレッシング装置１００の調整方法について、以下に説明する。まず、図６に示すように、研磨パッド２７を有するパッドプレート２５およびキャリア部材２１に代えて、ドレッシング工具５１の押圧力を測定する測定治具９０を研磨ヘッド２０に装着保持させる。この測定治具９０は、第１実施形態の測定治具９０と同様の構成であり、これによりドレッシング工具５１の押圧力を容易に測定することが可能になる。

次に、入力手段（図示せず）を用いて制御部１０５のメモリに所望の空気圧力を入力し、電空レギュレータ１０３の制御圧力（設定圧力）を設定する。この圧力は、コンプレッサ１０２からエアシリンダ７２に供給される空気の圧力であり、ドレッシング工具５１の押圧力に関し、適切なドレッシングを行うことができるように予め設定された設定押圧力範囲の押圧力が得られる圧力に設定される。

次に、測定治具９０をドレッシング装置１００の上方に移動させた状態で、制御部１０５からの制御信号により電磁弁１０１を図６における左方位置から右方位置に移動させ、電磁弁１０１が右方位置に移動してから（すなわち、コンプレッサ１０２とエアシリンダ７２とを繋ぐ管路を閉じた状態の電磁弁１０１が開いてから）所定時間経過するまでの、エアシリンダ７２によるドレッシング工具５１の押圧力を測定する。このとき、エアシリンダ７２に供給される空気の圧力が先に設定した圧力となる状態で、エアシリンダ７２の押圧作動によりドレッシング工具５１が測定治具９０の当て板９１を押圧し、ロードセル９３においてドレッシング工具５１の押圧力が測定される。

なお、上述の所定時間は、ドレッシング装置１００による研磨パッド２７のドレッシング時間、すなわち１〜２秒程度に設定される。また、第１実施形態の場合と同様に、ドレッシング面５２の破損を防止するため、保護部材９９を介してドレッシング工具５１を当て板９１に押圧させることが好ましい。

そして、モニタ９７で表示されるドレッシング工具５１の押圧力の経時変化を参考にしながら、制御部１０５のメモリに入力する電空レギュレータ１０３の制御圧力を（微少量だけ）変更して電空レギュレータ１０３の設定圧力を調整し、電磁弁１０１が開いてから所定時間経過するまでの間に、ロードセル９３で測定したドレッシング工具５１の押圧力が設定押圧力範囲の上限を超えることなく設定押圧力範囲に達するようにする。このようにすれば、第１実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。

上述のようにドレッシング装置１００の調整が行われた後、測定治具９０に代えて、パッドプレート２５およびキャリア部材２１が研磨ヘッド２０に装着され、ＣＭＰ装置の使用が開始される。

この結果、第２実施形態におけるドレッシング装置１００の調整方法によれば、第１実施形態の場合と同様に、ドレッシング工具５１の押圧力が設定よりも高い押圧力になることなく、ドレッシング工具５１の押圧力を短時間で設定通りにすることができる。またこのとき、電空レギュレータ１０３の設定圧力を調整するようにすることで、上述のようなドレッシング装置１００の調整を容易に行うことができる。

そして、第２実施形態のドレッシング装置１００によれば、第１実施形態の場合と同様に、短時間（例えば１〜２秒）のドレッシングにおいても、適切な（ドレッシング工具５１の）押圧力で研磨パッド２７の研磨面２７ｓをドレッシングすることができる。また、このようなドレッシング装置１００を備えたＣＭＰ装置によれば、第１実施形態の場合と同様に、より適切な研磨を行うことが可能になる。

なお、上述の各実施形態において、ドレッシングが行われる研磨パッド２７は、プレート部材２６とともにパッドプレート２５を構成しているが、このような構成に限られるものではなく、ドレッシング装置により研磨面がドレッシングされる研磨工具を備えた研磨装置であれば、本発明を適用することができる。

また、上述の各実施形態において、エアシリンダ７２は、シリンダチューブ７３内におけるピストン７４より下側にシリンダ室７６が形成され、このシリンダ室７６に空気を供給もしくは排出することで、ピストンロッド７５が上下に移動するように構成されているが、このような構成に限定されるものではない。例えば、シリンダチューブ内におけるピストンより下側に第１シリンダ室が形成されるとともに、ピストンより上側に第２シリンダ室が形成され、第１および第２シリンダ室に空気を供給もしくは排出することで、ピストンロッドが上下に移動するように構成されたエアシリンダを、アクチュエータとして用いるようにしてもよい。

研磨室の概要を示す平面図である。 第１実施形態のドレッシング装置の概要を示す側面図である。 第１実施形態において研磨ヘッドに測定治具が装着された状態を示す説明図である。 ドレッシング工具の押圧力の経時変化を示すグラフである。 第２実施形態のドレッシング装置の概要を示す側面図である。 第２実施形態において研磨ヘッドに測定治具が装着された状態を示す説明図である。

符号の説明

Ｃ ＣＭＰ装置（研磨装置）
Ｗ ウェハ（研磨対象物） Ｗｓ 被研磨面
２０ 研磨ヘッド ２１ キャリア部材
２５ パッドプレート ２６ プレート部材
２７ 研磨パッド（研磨工具） ２７ｓ 研磨面
５０ ドレッシング装置（第１実施形態）
５１ ドレッシング工具 ７２ エアシリンダ（アクチュエータ）
８０ コンプレッサ（空気圧源） ８１ 電磁弁（開閉弁）
８２ 流量制御弁 ８３ 減圧弁
９０ 測定治具 ９１ 当て板
９２ 保持部材 ９３ ロードセル
１００ ドレッシング装置（第２実施形態）
１０１ 電磁弁 １０２ コンプレッサ（空気圧源）
１０３ 電空レギュレータ

Claims (6)

1. 研磨工具の研磨面をドレッシングするドレッシング工具と、
   空気圧源から供給される空気の圧力を利用して作動し、前記ドレッシング工具を前記研磨工具の研磨面に押圧させる押圧作動を行うアクチュエータと、
   前記空気圧源と前記アクチュエータとを繋ぐ管路に設けられ、前記アクチュエータに前記押圧作動を行わせるための前記管路の開閉を行う開閉弁とを備え、
   前記アクチュエータを用いて前記ドレッシング工具を前記研磨工具の研磨面に押圧させた状態で前記研磨工具の研磨面を前記ドレッシング工具に対して相対移動させながらドレッシングするように構成されたドレッシング装置において、
   閉じた状態の前記開閉弁が開いてから所定時間経過するまでの前記アクチュエータによる前記ドレッシング工具の押圧力を測定し、
   前記測定した押圧力が予め設定された設定押圧力範囲に前記設定押圧力範囲の上限を超えることなく達するように、前記アクチュエータに供給する空気の圧力または流量を調整することを特徴とするドレッシング装置の調整方法。
2. 前記研磨工具は研磨ヘッドに着脱可能に保持され、
   前記ドレッシング工具の押圧力を測定する測定治具は、前記ドレッシング工具が当接可能な当て板と、前記当て板を保持するとともに前記研磨ヘッドに対し着脱可能な保持部材と、前記当て板と前記保持部材との間に挟まれた状態で前記保持部材に保持され前記ドレッシング工具が前記当て板を押圧する際の押圧力を測定するロードセルとを有して構成され、
   前記研磨工具の代わりに前記測定治具を前記研磨ヘッドに装着保持させた状態で、前記アクチュエータを用いて前記ドレッシング工具を前記当て板に押圧させることにより、前記ドレッシング工具の押圧力を測定することを特徴とする請求項１に記載のドレッシング装置の調整方法。
3. 前記アクチュエータはエアシリンダであり、
   前記空気圧源から前記エアシリンダに供給される空気の圧力を、前記設定押圧力範囲の押圧力が得られる圧力に減圧弁を用いて設定し、
   前記エアシリンダに供給される空気の圧力が前記設定した圧力となる状態で、前記測定した押圧力が前記設定押圧力範囲の上限を超えることなく前記設定押圧力範囲に達するように、流量制御弁を用いて前記エアシリンダに供給する空気の流量を調整することを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載のドレッシング装置の調整方法。
4. 前記アクチュエータはエアシリンダであり、
   電空レギュレータを用いて前記空気圧源から前記エアシリンダに供給される空気の圧力を制御し、
   前記測定した押圧力が前記設定押圧力範囲の上限を超えることなく前記設定押圧力範囲に達するように、前記電空レギュレータの設定圧力を調整することを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載のドレッシング装置の調整方法。
5. 研磨工具の研磨面をドレッシングするドレッシング工具と、
   空気圧源から供給される空気の圧力を利用して作動し、前記ドレッシング工具を前記研磨工具の研磨面に押圧させる押圧作動を行うアクチュエータと、
   前記空気圧源と前記アクチュエータとを繋ぐ管路に設けられ、前記アクチュエータに前記押圧作動を行わせるための前記管路の開閉を行う開閉弁とを備え、
   前記アクチュエータを用いて前記ドレッシング工具を前記研磨工具の研磨面に押圧させた状態で前記研磨工具の研磨面を前記ドレッシング工具に対して相対移動させながらドレッシングするように構成されたドレッシング装置において、
   少なくとも前記ドレッシング装置により初めて前記研磨工具の研磨面をドレッシングする前に、請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載のドレッシング装置の調整方法を用いて、前記ドレッシング装置の調整が行われることを特徴とするドレッシング装置。
6. 研磨対象物の被研磨面に当接して研磨を行う研磨面を有する研磨工具を備え、
   前記研磨工具の研磨面が請求項５に記載のドレッシング装置を用いてドレッシングされることを特徴とする研磨装置。

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