JP2015188975A - ドレス機構、研磨装置、研磨パッドのドレス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】研磨パッドの研磨面にムラを作ることなく、研磨面を一様にドレスすること。
【解決手段】本発明のドレス機構（１２）は、板状ワーク（Ｗ）の研磨に用いられる研磨パッド（３６）の研磨面（３７）をドレスするものであり、研磨面にドレス面（４９）を接触させるドレスプレート（４１）と、ドレスプレートのドレス面と研磨パッドの研磨面の接触抵抗により、研磨面の表面形状に倣ってドレスプレートを傾動させる傾き可変機構（４４）と、傾き可変機構を介してドレスプレートを回転させる回転軸（４３）とを備える構成にした。
【選択図】図２

Description

本発明は、スラリーを供給しながらウエーハを研磨する研磨装置、研磨装置の研磨パッドの研磨面をドレスするドレス機構及び研磨パッドのドレス方法に関する。

ウエーハ等の板状ワークを研磨する研磨装置では、チャックテーブル上に板状ワークを保持して、板状ワークと研磨パッドの間にスラリーを進入させて板状ワークを研磨している（例えば、特許文献１参照）。このような研磨装置では、研磨で生じた反応生成物や加工屑で研磨パッドの研磨面が目詰まりすると、板状ワークと研磨パッドの間にスラリーが進入できなくなり、結果的に板状ワークが研磨できなくなるという問題がある。このため、研磨パッドの研磨面を定期的にドレスすることで、研磨パッドに新たなスラリーを定着させるようにしている。

従来、研磨パッドの研磨面のドレス方法として、研磨パッドの研磨面をドレスしながら研磨面にスラリーを定着させる方法が知られている（特許文献２参照）。特許文献２に記載のドレス方法は、研磨パッドの研磨面とドレス機構のドレス面と間にスラリーを進入させて、スラリー供給下で研磨パッドの研磨面がドレスされる。これにより、研磨パッドの研磨面のドレス中に研磨面に定着したスラリーが洗い流されることがなく、研磨面に新たなスラリーを定着させながらドレスされるため、ドレス直後から研磨性能を低下させずに板状ワークが研磨される。

特表平１１−５０５１８１号公報 特開２０１３−２１５８８５号公報

しかしながら、特許文献２に記載のドレス方法では、研磨パッドの研磨面とドレス機構のドレス面とが必ずしも平行にはなっておらず、この状態では研磨面にドレス済みの箇所とドレスされない箇所が作られてしまう。より詳細には、研磨パッドを回転させた研磨面に対して、小径のドレス面によってドレスされる箇所とされない箇所によって同心円状の縞模様が形成される。この縞模様によって研磨パッドと板状ワークとの間へのスラリーの進入と排出が困難になり、研磨パッドの研磨面に新たなスラリーを定着させることができなくなっていた。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、研磨パッドの研磨面にムラを作ることなく、研磨面を一様にドレスすることができるドレス機構、研磨装置、研磨パッドのドレス方法を提供することを目的とする。

本発明のドレス機構は、板状ワークを研磨する研磨面を有する研磨パッドをドレスするドレス機構であって、該研磨面に接触するドレス面を有する円板状のドレスプレートと、該ドレスプレートに連結し、該ドレスプレートの中心を軸に回転させる回転軸と、該回転軸と該ドレスプレートとの間に配設し該ドレス面を該研磨面の傾きに追従させて傾ける傾き可変機構と、を備え、該傾き可変機構は、該ドレスプレートの中心の軸上に支点を備えて該回転軸が該ドレスプレートを支持する球面座と、該球面座で支持される該ドレスプレートが該研磨パッドの押圧によって傾き可変されたとき該ドレスプレートのガタツキを防止するガタ防止部と、該研磨パッドの押圧によって傾き可変される該ドレスプレートの傾きを制限する制限部と、を備え、ドレス中の該研磨面と該ドレス面とを平行にすることを特徴とする。

この構成によれば、ドレスプレートが球面座において回転軸に傾動可能に支持されているため、研磨パッドの研磨面にドレスプレートのドレス面が当接されると、研磨面の表面形状に倣ってドレス面の傾きが可変される。このとき、ドレスプレートの傾動時のガタツキが防止されているため、研磨面の表面形状にドレス面をスムーズに追従させることができる。研磨パッドの研磨面とドレスプレートのドレス面とが平行に当接されるため、研磨面に対してドレス面全体を均一に当てることができ、研磨パッドをムラなくドレスすることができる。よって、研磨パッドと板状ワークとの間へのスラリーの進入と排出が行われ、研磨パッドの研磨面に新たなスラリーが定着されることで板状ワークが良好に研磨される。

本発明の研磨装置は、上記ドレス機構と、板状ワークを保持する保持面を有するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持される板状ワークを研磨する研磨パッドを回転可能に装着する研磨手段と、該研磨手段を該チャックテーブルに接近および離反する研磨送り手段と、該研磨手段と該チャックテーブルと、もしくは該研磨手段と該ドレス機構とを該研磨パッドの径方向に相対的に移動させる径方向移動手段と、を備える研磨装置であって、該研磨手段は、該研磨パッドを装着する装着面を有する円板状のプラテンと、該プラテンを回転させるスピンドルと、を備え、該ドレス機構は、該回転軸と該プラテンの該装着面とを直交する傾きに調整する調整部を備え、レス中の該研磨面と該ドレス面とを平行にすることを特徴とする。

本発明の研磨装置において、該研磨手段、もしくは該ドレス機構には、該研磨パッドを押圧する圧力検知部を備え、該圧力検知部が検知する該研磨パッドの圧力を監視し、該研磨面に該ドレス面を接触させるドレス中に、該圧力検知部が検知する圧力値が、予め設定する圧力設定値を超えないように該研磨送り手段を制御する研磨送り制御部を備える。

本発明の研磨装置において、該ドレスプレートの回転速度を制御するドレスプレート回転制御部と、該研磨パッドの回転速度を制御する研磨パッド回転制御部と、該研磨パッドと該ドレスプレートとの位置関係を認識する位置関係認識部と、を備え、該位置関係認識部が認識した位置関係に基づいて、該研磨パッドの径方向で該ドレスプレートと該研磨パッドの周方向の速度差が均一になるように、該ドレスプレート及び該研磨パッドの回転速度が該ドレスプレート回転制御部及び該研磨パッド回転制御部によって制御される。

本発明の上記の研磨装置を用いた研磨パッドのドレス方法であって、該研磨パッドと該ドレスプレートとを同一方向に回転させ、該径方向移動手段を用いて該ドレス面の中心と該研磨面の中心とを一致させ、該研磨面に該ドレス面を接触させる開始工程と、該開始工程の後、該径方向移動手段を用いて該研磨パッドの外側に向かって該ドレスプレートを移動させ該ドレスプレートの中心が該研磨面の外周に来た時に該研磨パッドと該ドレス面とを離反させる方向に移動させて研磨終了とする終了工程と、該開始工程と該終了工程とを指定の回数繰返す繰返し工程と、によって遂行される。

本発明によれば、研磨パッドの研磨面の表面形状に倣ってドレスプレートのドレス面を傾動させることで、研磨パッドの研磨面にムラを作ることなく一様にドレスすることができる。

本実施の形態に係る研磨装置の模式図である。 本実施の形態に係る傾き可変機構の詳細構成図である。 本実施の形態に係る研磨パッドのドレス方法の説明図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係る研磨装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る研磨装置の模式図である。なお、本実施の形態に係る研磨装置は、図１に示すように研磨加工専用の装置構成に限定されず、例えば、研削加工、研磨加工、洗浄加工等の一連の加工が全自動で実施されるフルオートタイプの加工装置に組み込まれてもよい。

図１に示すように、研磨装置１は、チャックテーブル１１上の板状ワークＷと研磨パッド３６の間にスラリーを進入させて、化学機械研磨（CMP: Chemical Mechanical Polishing）によって板状ワークＷを研磨するように構成されている。また、研磨装置１は、研磨加工時の加工屑や反応生成物を除去するように、研磨パッド３６の研磨面３７をドレス機構１２によって定期的にドレスするように構成されている。研磨装置１では、ドレス機構１２による定期的なドレスによって研磨パッド３６の研磨面３７の目詰まりが抑制されて、板状ワークＷが良好に研磨されている。

なお、板状ワークＷとしては、シリコンウェーハ（Ｓｉ）、ガリウムヒソ（ＧａＡｓ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）等の半導体基板、セラミック、ガラス、サファイア（Ａｌ₂Ｏ₃）系の無機材料基板、板状金属や樹脂の延性基板、ミクロンオーダーからサブミクロンオーダーの平坦度（ＴＴＶ: Ｔｏｔａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が要求される各種加工基板を用いてもよい。なお、ここでいう平坦度とは、板状ワークＷの被研磨面を基準面として厚み方向を測定した高さのうち、最大値と最小値との差を示している。

研磨装置１のチャックテーブル１１は、上面視円形状に形成されており、不図示の基台に回転可能に設けられている。チャックテーブル１１の上面にはポーラスセラミック材によって保持面２９が形成されている。保持面２９は、不図示の吸引源に接続されており、保持面２９上に生じる負圧によって板状ワークＷが吸着保持される。なお、チャックテーブル１１の保持面２９は、完全に平坦に形成されてもよいし、フルオートタイプの研削装置でも使用される場合のように回転軸を頂点とした緩傾斜の円錐状に形成されてもよい。

図１におけるドレス機構１２の上方には、チャックテーブル１１に保持された板状ワークＷを研磨する研磨手段１３が設けられている。研磨手段１３は、スピンドル３１の下端に円板状のプラテン３２が設けられ、このプラテン３２の装着面（下面）３３に粘着層３４を介して研磨パッド３６が取り付けられている。研磨パッド３６は、例えば、発泡ウレタンや不織布等により円形のシート状に形成されている。また、研磨手段１３は、研磨送り手段１４によってチャックテーブル１１に接近及び離反する上下方向に移動され、径方向移動手段１５によって研磨パッド３６の径方向に移動される。

研磨加工時には、研磨手段１３の不図示のスラリーの供給手段により、チャックテーブル１１上の板状ワークＷと研磨パッド３６の間にスラリーが供給される。そして、スピンドル３１によってプラテン３２が回転されて、板状ワークＷに研磨パッド３６が回転接触されることで、板状ワークＷと研磨パッド３６が相対的に摺動されて板状ワークＷが研磨される。なお、研磨加工で使用されるスラリーとしては、例えば、クロコイダルシリカをベース砥粒とした研磨剤、アルミナ微砥粒をベース砥粒とした研磨剤、酸化セリウムをベース砥粒とした研磨剤が使用される。

ところで、研磨手段１３の研磨パッド３６は定期的にドレスされるが、研磨パッド３６の研磨面３７は必ずしも平坦に形成されていない。このため、研磨パッド３６の研磨面３７の凹凸形状を考慮せずに研磨面３７がドレスされると、ドレス済みの箇所とドレスされない箇所によって研磨面３７に同心円状の縞模様が形成される。この研磨パッド３６で板状ワークＷを研磨すると、スラリーが研磨パッド３６の全体に広がらず、研磨面３７全体にスラリーを定着させて研磨することができない。

このため、本実施の形態に係る研磨装置１では、ドレス機構１２のドレス面４９を傾動可能にし、研磨パッド３６の研磨面３７の表面形状に追従させながら研磨するようにしている。ドレス機構１２には、研磨面３７に接触するドレス面４９を有する円板状のドレスプレート４１が設けられている。ドレスプレート４１は、プレートのドレス面４９にダイヤモンド砥粒を電着させており、スカート部５６を有するベースプレート４２の上面に固定されている。ベースプレート４２は、ハウジング４７内に収容された回転軸４３の上端部に傾き可変機構４４を介して傾動可能に支持されている。なお、傾き可変機構４４の詳細については後述する。

回転軸４３はモータ等のドレス回転部４５に連結されており、回転軸４３を介してドレスプレート４１が鉛直軸回りに回転される。また、ドレス機構１２の下端部には、研磨手段１３のプラテン３２の装着面３３に対する直交方向に、回転軸４３の傾きを調整する調整部４６が設けられている。調整部４６は、例えば、２つの可動軸と１つの固定軸によってドレス機構を３点支持しており、固定軸に対して可動軸を上下動させることで回転軸４３を傾けている。プラテン３２に対するドレス機構１２の傾きは調整部４６によって調整され、研磨パッド３６の研磨面３７に対するドレスプレート４１の傾きは傾き可変機構４４によって可変される。

また、研磨装置１には、装置各部を統括制御する制御手段１６が設けられている。制御手段１６は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。制御手段１６には、研磨送り手段１４を制御する研磨送り制御部２１、研磨パッド３６の回転速度を可変させる研磨パッド回転制御部２２、ドレスプレート４１の回転速度を可変させるドレスプレート回転制御部２３、径方向移動手段１５の出力に応じてドレスプレート４１と研磨パッド３６の相対的な位置関係を認識する位置関係認識部２７が設けられている。

研磨送り制御部２１は、研磨手段１３に設けられた圧力検知部２４に接続されており、圧力検知部２４で検知された研磨パッド３６の圧力に応じて研磨送り量を制御する。この場合、研磨送り制御部２１によって圧力検知部２４から出力された研磨パッド３６の圧力が監視され、研磨パッド３６のドレス中の圧力値が予め設定された圧力設定値を超えないように研磨送り手段１４が制御される。これにより、研磨パッド３６の研磨面３７にドレスプレート４１が強く当たり過ぎることがなく、設定した圧力の範囲内でドレス機構１２によって研磨パッド３６をドレスすることができる。

研磨パッド回転制御部２２は、研磨手段１３に接続された研磨パッド回転可変部２５に接続されており、研磨パッド回転可変部２５で研磨パッド３６の回転速度を可変している。研磨パッド回転制御部２２には、ドレスプレート４１と研磨パッド３６との径方向の接触位置（位置関係）が位置関係認識部２７から入力され、位置関係認識部２７が認識した位置関係に応じて研磨パッド３６の回転速度が可変される。この場合、接触位置が研磨パッド３６の中央付近から径方向外側に向かうにつれて、研磨パッド３６の回転速度が低速に可変される。これにより、研磨パッド３６の周方向の速度の小さな中央付近と周方向の速度の大きな外周付近で、研磨パッド３６とドレスプレート４１が略均一な相対速度で回転接触される。

ドレスプレート回転制御部２３は、ドレス機構１２に接続されたドレス回転可変部２６に接続されており、ドレス回転可変部２６でドレスプレート４１の回転速度を可変している。ドレスプレート回転制御部２３には、ドレスプレート４１と研磨パッド３６との径方向の接触位置（位置関係）が位置関係認識部２７から入力され、位置関係認識部２７が認識した位置関係に応じてドレスプレート４１の回転速度が可変される。この場合、径方向の接触位置が研磨パッド３６の中央付近から径方向外側に向かうにつれて、ドレスプレート４１の回転速度が高速に可変される。これにより、研磨パッド３６の周方向の速度の小さな中央付近と周方向の速度の大きな外周付近で、研磨パッド３６とドレスプレート４１が均一な相対速度で回転接触される。

ここで、図２を参照して、傾き可変機構の詳細構成について説明する。図２は、本実施の形態に係る傾き可変機構の詳細構成図である。なお、図２Ａは研磨パッドをドレスしていない状態を示し、図２Ｂは研磨パッドをドレスしている状態を示している。

図２Ａに示すように、ドレス機構１２の回転軸４３は、傾き可変機構４４を介してドレスプレート４１（ベースプレート４２）に連結されており、ドレスプレート４１の中心を軸に回転させるようにハウジング４７内に収容されている。回転軸４３の上部は、ドレスプレート４１を傾動可能に支持するフランジ状の支持部５１になっている。支持部５１の上面の中心の軸上には、回転軸４３に対してドレスプレート４１の傾動時の支点となる球面座５２が形成されている。球面座５２の周囲には、ベースプレート４２と支持部５１との間に介在される大径のＯリング５３が設置されている。

ベースプレート４２は、ドレスプレート４１が取り付けられる平坦部５５と、平坦部５５の周囲に設けられたスカート部５６とから構成されている。平坦部５５の下面中央には回転軸４３の球面座５２に支持される球面部５７が設けられている。このベースプレート４２の球面部５７が回転軸４３の球面座５２に載置されることで、回転軸４３に対してベースプレート４２が傾動可能に支持される。平坦部５５にはドレスプレート４１の中心軸回りに環状凹部５８が形成されている。環状凹部５８の内部には、環状凹部５８の底部の複数の開口を通じて、回転軸４３の支持部５１の上面に突き立てられた複数のカラー６１が突出されている。

ベースプレート４２は、ワッシャ６２を介してカラー６１に連結ボルト６３が差し込まれることで回転軸４３に連結される。連結ボルト６３は、カラー６１の突き出し量とワッシャ６２の厚みによって、ベースプレート４２と支持部５１とに隙間が空くように締め付け量が規制されている。また、各連結ボルト６３の周囲には、環状凹部５８の底部とワッシャ６２の間に介在される小径のＯリング５４が設置されている。このように、ベースプレート４２と支持部５１との隙間が大径のＯリング５３によって埋められ、ワッシャ６２と環状凹部５８の底部との隙間が小径のＯリング５４によって埋められている。

大小のＯリング５３、５４によって、ドレスプレート４１と研磨パッド３６との接触時の振動が吸収されて、回転軸４３に対してドレスプレート４１がスムーズに傾動される。すなわち、大小のＯリング５３、５４は、研磨パッド３６の押圧に応じて潰れることで、ドレスプレート４１の傾きが可変されたときのドレスプレート４１のガタツキを防止するガタ防止部として機能している。また、ベースプレート４２の下面の外周側には、ベースプレート４２の傾きを所定角度（例えば、１°から２°）に制限する制限部６５が設けられている。制限部６５は、ベースプレート４２が所定角度以上に傾いたときに、回転軸４３の支持部５１の上面に突き当たるように、平坦部５５の下面から環状に突出している。

また、ベースプレート４２のスカート部５６は、回転軸４３の支持部５１の側方及びハウジング４７の上端部６７を覆うように形成されている。スカート部５６によってドレス時にスラリーがドレス機構１２内に侵入し難くなっている。ハウジング４７の上端部６７には、ドレス機構１２内に侵入したスラリーを外部に排出する排出路６８が形成されており、さらに回転軸４３の支持部５１とハウジング４７の上端部６７の間にはドレス機構１２の奥へのスラリーの侵入を規制するラビリンス構造６９が形成されている。さらに、回転軸４３の支持部５１の上面では、Ｏリング５３、５４によって球面座５２側へのスラリーの侵入が防止されている。

図２Ｂに示すように、ドレス機構１２では、ドレスプレート４１のドレス面４９が研磨パッド３６の研磨面３７に当接されると、ドレス面４９と研磨面３７の接触抵抗によって研磨面３７の表面の凹凸形状に倣ってドレスプレート４１が角度θだけ傾動される。ドレスプレート４１が図示反時計回りに傾動する際には、ドレスプレート４１の図示左半部は、大径のＯリング５３の図示左半部を潰しながら、球面座５２を支点にして下向きに傾動される。同時に、ドレスプレート４１の図示右半部は、図示右側の連結ボルト６３の周囲の小径のＯリング５４を潰しながら、球面座５２を支点にして上向きに傾動される。

大小のＯリング５３、５４を潰しながらドレスプレート４１が傾動されるため、ドレス時の振動が吸収されて研磨面３７の表面形状にドレス面４９をスムーズに追従させることが可能になっている。この場合、Ｏリング５３、５４は研磨パッド３６よりも柔軟に形成されているため、ドレス面４９と研磨面３７との当接時にドレスプレート４１が傾動する代わりに、研磨パッド３６側が変形することがない。また、ドレスプレート４１の傾動角度が、ベースプレート４２に設けられた制限部６５によって制限されているため、ドレスプレート４１が研磨パッド３６に強く当たり過ぎて部分的に研磨し過ぎることがない。

このように、本実施の形態での傾き可変機構４４は、回転軸４３の支持部５１の球面座５２、ベースプレート４２の制限部６５、大小のＯリング５３、５４を備えて構成されている。なお、傾き可変機構４４は、上記構成に限定されておらず、ドレス面４９と研磨面３７の接触抵抗によって研磨パッド３６の研磨面３７に倣ってドレスプレート４１を傾動可能に構成されていれば、どのように構成されていてもよい。

ところで、ドレス加工時にドレスプレート４１と研磨パッド３６とが逆方向に回転されると、ドレスプレート４１が一方向に傾けられた状態で研磨パッド３６に引き摺られる形になり、研磨面３７の表面形状に追従されなくなる。そして、ドレスプレート４１が一方向に傾けられた状態で研磨パッド３６がドレスされるため、研磨面３７に同心円状の縞模様が形成されてしまう。本実施の形態では、ドレスプレート４１は、研磨パッド３６と同一方向に回転させているため、ドレス面４９と研磨面３７との接触抵抗が大きくなり過ぎることがなく、ドレス機構１２によって研磨パッド３６が良好にドレスされる。

図３を参照して、研磨パッドのドレス方法について説明する。図３は、本実施の形態に係る研磨パッドのドレス方法の説明図である。なお、以下に示す研磨パッドのドレス方法は一例であり、本実施の形態に係るドレス機構を用いて研磨パッドをドレスする方法であれば、どのような方法でドレスされてもよい。

図３Ａに示すように、ドレスプレート４１と研磨パッド３６とが同一方向に回転され、径方向移動手段１５によって研磨パッド３６の研磨面３７の中心がドレスプレート４１のドレス面４９の中心に一致するように位置付けられる。そして、研磨送り手段１４によって研磨パッド３６がドレスプレート４１に近づけられて、研磨パッド３６の研磨面３７がドレスプレート４１のドレス面４９に接触される（開始工程）。このとき、研磨面３７とドレス面４９との接触抵抗によって、研磨面３７の凹凸形状に倣ってドレスプレート４１が傾動され、研磨面３７とドレス面４９とが平行状態で回転接触される。

次に、図３Ｂに示すように、ドレスプレート４１と研磨パッド３６を接触させながら、径方向移動手段１５によってドレスプレート４１に対して研磨パッド３６が図示左側に移動される。これにより、研磨面３７の凹凸形状に倣ってドレスプレート４１が傾動されながら、ドレスプレート４１が研磨パッド３６に対して相対的に径方向外側に移動される。そして、研磨パッド３６の外周がドレスプレート４１の中心に到達したときに、研磨送り手段１４によって研磨パッド３６がドレスプレート４１から離間される方向に移動されて、研磨が終了される（終了工程）。

研磨パッド３６とドレスプレート４１の径方向の相対移動時には、ドレスプレート４１と研磨パッド３６の接触位置が外周側に移動するのにしたがってドレスプレート４１の回転速度が速くなるように制御される。これにより、研磨パッド３６の中心と外周の速度の違いに起因したドレスプレート４１と研磨パッド３６の周方向の速度差（相対的な周方向の速度）のバラツキが小さくなる。よって、研磨パッド３６とドレスプレート４１との接触位置に関わらず、均一な速度差で研磨面３７がドレス面４９に回転接触される。このように、研磨面３７とドレス面４９が平行状態で、かつ研磨パッド３６の径方向で一定の相対速度で研磨面３７がドレスされ、研磨面３７全体がドレスプレート４１によって良好にドレスされる。

次に、図３Ｃに示すように、研磨パッド３６がドレスプレート４１から離間されると、再び径方向移動手段１５によって研磨パッド３６の研磨面３７の中心がドレスプレート４１のドレス面４９の中心に一致するように位置付けられ、図３Ａ及び図３Ｂの動作が繰り返される。なお、上記した研磨パッド３６のドレス方法では、ドレスプレート４１の回転速度を可変する構成にしたが、この構成に限定されない。位置関係認識部２７（図１参照）が認識した位置関係に基づいて、研磨パッド３６の径方向でドレスプレート４１と研磨パッド３６の周方向の速度差が均一になるように、ドレスプレート４１及び研磨パッド３６の回転速度が制御されればよく、例えば、ドレスプレート４１の回転速度を可変する代わりに、研磨パッド３６の回転速度を可変してもよい。

以上のように、本実施の形態に係るドレス機構１２によれば、ドレスプレート４１が球面座５２において回転軸４３に傾動可能に支持されているため、研磨パッド３６の研磨面３７にドレスプレート４１のドレス面４９が当接されると、研磨面３７の表面形状に倣ってドレス面４９の傾きが可変される。このとき、ドレスプレート４１の傾動時のガタツキが防止されているため、研磨面３７の表面形状にドレス面４９をスムーズに追従させることができる。このため、研磨パッド３６の研磨面３７とドレスプレート４１のドレス面４９とが平行に当接されるため、研磨面３７に対してドレス面４９全体を均一に当てることができ、研磨パッド３６をムラなくドレスすることができる。よって、研磨パッド３６と板状ワークＷとの間へのスラリーの進入と排出が行われ、研磨パッド３６の研磨面３７に新たなスラリーが定着されることで板状ワークＷが良好に研磨される。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記した本実施の形態では、研磨パッド３６の研磨面３７とドレスプレート４１のドレス面４９が平行に接触する構成にしたが、この平行とは完全に平行な状態に限られない。研磨面３７とドレス面４９が平行とは、研磨面３７全体を略均一にドレス可能な程度に略平行であればよい。

また、上記した本実施の形態では、研磨送り手段１４が研磨手段１３をチャックテーブル１１に対して接近及び離反させる構成にしたが、この構成に限定されない。研磨送り手段１４は、研磨手段１３をチャックテーブル１１から相対的に接近及び離反させる構成であればよく、チャックテーブル１１を研磨手段１３に対して接近及び離反させてもよい。

また、上記した本実施の形態では、径方向移動手段１５が研磨手段１３をチャックテーブル１１（ドレス機構１２）に対して研磨パッド３６の径方向に移動させる構成にしたが、この構成に限定されない。径方向移動手段１５は、研磨手段１３をチャックテーブル１１（ドレス機構１２）に対して研磨パッド３６の相対的に径方向に移動させる構成であればよく、チャックテーブル１１（ドレス機構１２）を研磨手段１３に対して研磨パッド３６の径方向に移動させてもよい。

また、上記した本実施の形態では、研磨手段１３に圧力検知部２４が設けられる構成にしたが、この構成に限定されない。圧力検知部２４は、研磨パッド３６の圧力を検知可能に構成されていればよく、ドレス機構１２に設けられてもよい。

また、上記した本実施の形態では、ドレスプレート４１と研磨パッド３６の接触位置に応じて、ドレスプレート４１及び研磨パッド３６の回転速度を可変する構成にしたが、この構成に限定されない。回転速度を可変しなくても、研磨パッド３６の研磨面３７の凹凸形状に倣ってドレスプレート４１を傾動させるだけでも、研磨面３７全体をドレスプレート４１で良好にドレスすることが可能である。

また、上記した本実施の形態では、大小のＯリング５３、５４を用いてガタ防止部を構成したが、この構成に限定されない。ガタ防止部は、ドレスプレート４１の傾きが可変されたときのガタツキを防止可能な構成であればよく、Ｏリング５３、５４の代わりにガタツキを吸収する緩衝材を用いてもよい。

また、上記した本実施の形態では、ベースプレート４２に制限部６５が設けられる構成にしたが、この構成に限定されない。制限部６５は、ドレスプレート４１の傾きを制限する構成であればよく、例えば、回転軸４３の支持部５１側に設けられてもよい。

また、上記した本実施の形態では、ベースプレート４２に設けられた球面部５７と回転軸４３の支持部５１に設けられた球面座５２とにより、ドレスプレート４１が回転軸４３に傾動可能に支持される構成にしたが、この構成に限定されない。ベースプレート４２に球面座５２が設けられ、回転軸４３の支持部５１に球面部５７が設けられてもよい。

以上説明したように、本発明は、研磨パッドの研磨面にムラを作ることなく、研磨面を一様にドレスすることができるという効果を有し、特に、スラリーを供給しながらウエーハを研磨する研磨装置に有用である。

１ 研磨装置
１１ チャックテーブル
１２ ドレス機構
１３ 研磨手段
１４ 研磨送り手段
１５ 径方向移動手段
２１ 研磨送り制御部
２２ 研磨パッド回転制御部
２３ ドレスプレート回転制御部
２４ 圧力検知部
２５ 研磨パッド回転可変部
２６ ドレス回転可変部
２９ チャックテーブルの保持面
３１ スピンドル
３２ プラテン
３３ プラテンの装着面
３６ 研磨パッド
３７ 研磨面
４１ ドレスプレート
４３ 回転軸
４４ 傾き可変機構
４６ 調整部
４９ ドレス面
６５ 制限部
Ｗ 板状ワーク

Claims (5)

1. 板状ワークを研磨する研磨面を有する研磨パッドをドレスするドレス機構であって、
   該研磨面に接触するドレス面を有する円板状のドレスプレートと、
   該ドレスプレートに連結し、該ドレスプレートの中心を軸に回転させる回転軸と、
   該回転軸と該ドレスプレートとの間に配設し該ドレス面を該研磨面の傾きに追従させて傾ける傾き可変機構と、を備え、
   該傾き可変機構は、
   該ドレスプレートの中心の軸上に支点を備えて該回転軸が該ドレスプレートを支持する球面座と、
   該球面座で支持される該ドレスプレートが該研磨パッドの押圧によって傾き可変されたとき該ドレスプレートのガタツキを防止するガタ防止部と、
   該研磨パッドの押圧によって傾き可変される該ドレスプレートの傾きを制限する制限部と、を備え、
   ドレス中の該研磨面と該ドレス面とを平行にすることを特徴とするドレス機構。
2. 該請求項１記載のドレス機構と、板状ワークを保持する保持面を有するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持される板状ワークを研磨する研磨パッドを回転可能に装着する研磨手段と、該研磨手段を該チャックテーブルに接近および離反する研磨送り手段と、該研磨手段と該チャックテーブルと、もしくは該研磨手段と該ドレス機構とを該研磨パッドの径方向に相対的に移動させる径方向移動手段と、を備える研磨装置であって、
   該研磨手段は、
   該研磨パッドを装着する装着面を有する円板状のプラテンと、
   該プラテンを回転させるスピンドルと、を備え、
   該ドレス機構は、
   該ドレスプレートの該回転軸と該プラテンの該装着面とを直交する傾きに調整する調整部を備え、
   ドレス中の該研磨面と該ドレス面とを平行にすることを特徴とする研磨装置。
3. 該研磨手段、もしくは該ドレス機構には、該研磨パッドを押圧する圧力検知部を備え、
   該圧力検知部が検知する該研磨パッドの圧力を監視し、該研磨面に該ドレス面を接触させるドレス中に、該圧力検知部が検知する圧力値が、予め設定する圧力設定値を超えないように該研磨送り手段を制御する研磨送り制御部を備える請求項２記載の研磨装置。
4. 該ドレスプレートの回転速度を制御するドレスプレート回転制御部と、
   該研磨パッドの回転速度を制御する研磨パッド回転制御部と、
   該研磨パッドと該ドレスプレートとの位置関係を認識する位置関係認識部と、を備え、
   該位置関係認識部が認識した位置関係に基づいて、該研磨パッドの径方向で該ドレスプレートと該研磨パッドの周方向の速度差が均一になるように、該ドレスプレート及び該研磨パッドの回転速度が該ドレスプレート回転制御部及び該研磨パッド回転制御部によって制御される請求項２又は請求項３記載の研磨装置。
5. 請求項２から４の何れかに記載の研磨装置を用いた研磨パッドのドレス方法であって、
   該研磨パッドと該ドレスプレートとを同一方向に回転させ、該径方向移動手段を用いて該ドレス面の中心と該研磨面の中心とを一致させ、該研磨面に該ドレス面を接触させる開始工程と、
   該開始工程の後、該径方向移動手段を用いて該研磨パッドの外側に向かって該ドレスプレートを移動させ該ドレスプレートの中心が該研磨面の外周に来た時に該研磨パッドと該ドレス面とを離反させる方向に移動させて研磨終了とする終了工程と、
   該開始工程と該終了工程とを指定の回数繰返す繰返し工程と、
   によって遂行される研磨パッドのドレス方法。

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