(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-18
(45)【発行日】2023-07-26
(54)【発明の名称】ダミーディスクおよびダミーディスクを用いた表面高さ測定方法
(51)【国際特許分類】
B24B 49/18 20060101AFI20230719BHJP
B24B 53/00 20060101ALI20230719BHJP
B24B 53/017 20120101ALI20230719BHJP
H01L 21/304 20060101ALN20230719BHJP
【ＦＩ】
B24B49/18
B24B53/00 A
B24B53/00 J
B24B53/017 A
H01L21/304 622M
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2019015564
(22)【出願日】2019-01-31
(65)【公開番号】P2020121385
(43)【公開日】2020-08-13
【審査請求日】2021-09-06
(73)【特許権者】
【識別番号】000000239
【氏名又は名称】株式会社荏原製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100118500
【弁理士】
【氏名又は名称】廣澤 哲也
(74)【代理人】
【識別番号】100091498
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邉 勇
(72)【発明者】
【氏名】篠崎 弘行
(72)【発明者】
【氏名】本島 靖之
【審査官】山内 康明
(56)【参考文献】
【文献】特開２００３－１４５４２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２１９３７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０６４１９５７４（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】特開２０１２－２５０３０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１７２９９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１４４８６０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２４Ｂ ４９／１８
Ｂ２４Ｂ ５３／００
Ｂ２４Ｂ ５３／０１７
Ｈ０１Ｌ ２１／３０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ウェーハ研磨に使用される研磨パッドが貼り付けられる前の研磨テーブルのテーブル面の高さを測定するときにドレッサーのディスクホルダーに固定されるダミーディスクであって、前記ディスクホルダーに接触可能な第１面と、
前記第１面とは反対側の第２面とを備え、
前記第２面は、前記テーブル面の高さを測定するときに前記テーブル面に接触する複数の突部と、前記複数の突部の間に位置し、前記テーブル面に供給された液体を前記ダミーディスクの外に流すための複数の液体排出流路を有し、
前記複数の液体排出流路は、前記第２面の一端から他端まで延びている、ダミーディスク。
【請求項2】
前記複数の液体排出流路は、複数の溝である、請求項１に記載のダミーディスク。
【請求項3】
前記複数の溝は、互いに平行に配列された複数の直線溝である、請求項２に記載のダミーディスク。
【請求項4】
前記複数の液体排出流路は、複数の第１溝と、前記複数の第１溝に交差する複数の第２溝である、請求項１に記載のダミーディスク。
【請求項5】
前記複数の第２溝は、前記複数の第１溝と垂直である、請求項４に記載のダミーディスク。
【請求項6】
前記複数の液体排出流路は、前記第２面の全体に均一に分布している、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のダミーディスク。
【請求項7】
前記第２面の全体の面積に占める前記液体排出流路の面積は、４０％～８１％である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のダミーディスク。
【請求項8】
研磨テーブルおよびダミーディスクを回転させ、前記研磨テーブルのテーブル面に液体を供給しながら、前記ダミーディスクを前記テーブル面に接触させ、
前記テーブル面上で前記ダミーディスクを移動させながら、前記テーブル面の高さを複数の測定点で測定し、
前記テーブル面の傾きを示すテーブルプロファイルを、前記テーブル面の高さの測定値から作成する工程を含み、
前記ダミーディスクは、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のダミーディスクである、方法。
【請求項9】
水平線からの前記テーブルプロファイルの傾き角度を算出し、前記傾き角度が０になるまで前記テーブルプロファイルを回転させることで、前記テーブルプロファイルを補正する工程をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記テーブル面上に配置された研磨パッドを前記研磨テーブルとともに回転させ、かつドレッシングディスクを回転させ、前記研磨パッドの研磨面に液体を供給しながら、前記ドレッシングディスクを前記研磨面に接触させ、
前記研磨面上で前記ドレッシングディスクを移動させながら、前記研磨面の高さを複数の測定点で測定し、
前記研磨面の高さ分布を示す初期パッドプロファイルを、前記研磨面の高さの測定値から作成する工程をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記傾き角度と同じ角度だけ前記初期パッドプロファイルを回転させることで、前記初期パッドプロファイルを補正する工程をさらに含み、前記初期パッドプロファイルを回転させる方向は、前記テーブルプロファイルを回転させる方向と同じである、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記補正されたテーブルプロファイルおよび前記補正された初期パッドプロファイルを表示画面上に表示する工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記研磨テーブル、前記テーブル面、および前記テーブルプロファイルは、それぞれ、第１研磨テーブル、第１テーブル面、および第１テーブルプロファイルであり、前記方法は、
第２研磨テーブルおよび前記ダミーディスクを回転させ、
前記第２研磨テーブルの第２テーブル面に液体を供給しながら、前記ダミーディスクを前記第２テーブル面に接触させ、
前記第２テーブル面上で前記ダミーディスクを移動させながら、前記第２テーブル面の高さを複数の測定点で測定し、
前記第２テーブル面の傾きを示す第２テーブルプロファイルを、前記第２テーブル面の高さの測定値から作成し、
前記水平線からの前記第２テーブルプロファイルの傾き角度を算出し、
前記第２テーブルプロファイルの傾き角度が０になるまで前記第２テーブルプロファイルを回転させることで、前記第２テーブルプロファイルを補正する工程をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ウェーハなどの基板を研磨する研磨装置に組み込まれた研磨テーブルのテーブル面の高さ測定に使用されるダミーディスクに関し、特にドレッサーのドレッシングディスクに代えて使用されるダミーディスクに関する。また、本発明は、研磨装置の研磨パッドのドレッシング（コンディショニング）に使用されるドレッシングディスクに関する。さらに、本発明は、上記ダミーディスクを用いて研磨テーブルのテーブル面の高さを測定する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ＣＭＰ装置は、研磨テーブルに貼り付けられた研磨パッド上にスラリーを供給しながら、研磨パッドとウェーハとを相対移動させることにより、ウェーハの表面を化学機械的に研磨する。研磨パッドの研磨性能を維持するためには、ドレッサーにより研磨パッドの研磨面を定期的にドレッシング（コンディショニングともいう）することが必要とされる。ドレッサーは、ダイヤモンド粒子が全面に固定されたドレッシング面を有している。
【0003】
研磨パッドのドレッシングは、次のようにして行われる。研磨テーブルは研磨パッドとともに回転しながら、研磨面上に液体（例えば純水）が供給される。ドレッサーは、その軸心を中心に回転しながら、研磨パッドの研磨面を押圧し、この状態で研磨面上を移動する。ドレッサーのドレッシング面は研磨パッドの研磨面を僅かに削り取り、これにより研磨パッドの研磨面が再生される。
【0004】
ウェーハの研磨中、ウェーハは研磨パッドの研磨面に押し付けられる。したがって、研磨テーブルの半径方向に沿った研磨面の高さ分布を示すパットプロファイルは、ウェーハの研磨に影響する。研磨パッドの厚さは、研磨パッドのドレッシングが繰り返されるにつれて、徐々に減少する。その一方で、パッドプロファイルを一定に維持することは、ウェーハの研磨の正確な制御につながる。
【0005】
研磨パッドの研磨面の高さは、ドレッサーの高さ（上下方向の位置）から間接的に測定することができる。すなわち、研磨テーブルを研磨パッドとともに回転させ、ドレッサーを研磨パッドの研磨面上で移動させながら、表面高さ測定器でドレッサーの高さを測定する。ドレッサーの高さ（上下方向の位置）は、研磨面の高さに依存して変わる。したがって、ドレッサーの高さの分布は、研磨面の高さの分布、すなわちパッドプロファイルを表している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１２－２５０３０９号公報
【文献】特開２０１０－１７２９９６号公報
【文献】特開２０１６－１４４８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
研磨パッドは、研磨テーブル上に配置される。したがって、パッドプロファイルは、研磨テーブルのテーブル面の傾きを示すテーブルプロファイルに依存して変わりうる。パッドプロファイルの管理を正しく行うためには、（ｉ）研磨パッドをテーブル面に貼り付ける前に、正確なテーブルプロファイルを作成すること、および（ii）研磨パッドをテーブル面に貼り付けた後に、正確なパッドプロファイルを作成すること、が必要とされる。
【0008】
テーブルプロファイルは次のようにして取得することができる。研磨テーブルが回転していない状態でテーブル面の高さを複数の測定点で測定し、テーブル面の高さの測定値からテーブルプロファイルを作成する。しかしながら、テーブル面の高さの測定は、作業員によって手作業で行われるため、作業員のスキルに依存して測定結果が変わりうる。結果として、テーブル面の高さの安定した測定値を取得することが難しい。
【0009】
研磨パッドのドレッシング中にパッドプロファイルを作成する工程は、表面高さ測定器を用いて自動で実施することができ、かつドレッシング動作が終了するのと実質的に同時にパッドプロファイルの作成を完了することができる。しかしながら、研磨パッド上に存在する液体（例えば純水）がドレッサーの姿勢を不安定にし、結果として、ドレッサーの高さ、すなわち研磨面の高さの測定値が不正確となることがパッドドレッシングの実験結果からわかった。
【0010】
そこで、本発明は、表面高さ測定器が研磨テーブルのテーブル面の高さを正確に測定することを可能とするダミーディスクを提供する。さらに、本発明は、上記ダミーディスクを用いて研磨テーブルのテーブル面の高さを測定する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0011】
一態様では、ウェーハ研磨に使用される研磨パッドが貼り付けられる前の研磨テーブルのテーブル面の高さを測定するときにドレッサーのディスクホルダーに固定されるダミーディスクであって、前記ディスクホルダーに接触可能な第１面と、前記第１面とは反対側の第２面とを備え、前記第２面は、前記テーブル面の高さを測定するときに前記テーブル面に接触する複数の突部と、前記複数の突部の間に位置し、前記テーブル面に供給された液体を前記ダミーディスクの外に流すための複数の液体排出流路を有し、前記複数の液体排出流路は、前記第２面の一端から他端まで延びている、ダミーディスクが提供される。
【0012】
一態様では、前記複数の液体排出流路は、複数の溝である。
一態様では、前記複数の溝は、互いに平行に配列された複数の直線溝である。
一態様では、前記複数の液体排出流路は、複数の第１溝と、前記複数の第１溝に交差する複数の第２溝である。
一態様では、前記複数の第２溝は、前記複数の第１溝と垂直である。
一態様では、前記複数の液体排出流路は、前記第２面の全体に均一に分布している。
一態様では、前記第２面の全体の面積に占める前記液体排出流路の面積は、４０％～８１％である。
一態様では、前記複数の溝は、互いに平行に配列された複数の直線溝である。
一態様では、前記複数の液体排出流路は、複数の第１溝と、前記複数の第１溝に交差する複数の第２溝である。
一態様では、前記複数の第２溝は、前記複数の第１溝と垂直である。
一態様では、前記複数の液体排出流路は、前記第２面の全体に均一に分布している。
一態様では、前記第２面の全体の面積に占める前記液体排出流路の面積は、４０％～８１％である。
【0013】
一態様では、研磨パッドの研磨面をドレッシングするときにドレッサーのディスクホルダーに固定されるドレッシングディスクであって、前記ディスクホルダーに接触可能な第１面と、前記第１面とは反対側の第２面とを備え、前記第２面は、複数の突部と、前記複数の突部の間に位置する複数の液体排出流路を有し、前記複数の液体排出流路は、前記第２面の一端から他端まで延びており、前記複数の突部の表面には砥粒が固定されている、ドレッシングディスクが提供される。
【0014】
一態様では、前記複数の液体排出流路は、複数の溝である。
一態様では、前記複数の溝は、互いに平行に配列された複数の直線溝である。
一態様では、前記複数の液体排出流路は、複数の第１溝と、前記複数の第１溝に交差する複数の第２溝である。
一態様では、前記複数の第２溝は、前記複数の第１溝と垂直である。
一態様では、前記複数の液体排出流路は、前記第２面の全体に均一に分布している。
一態様では、前記第２面の全体の面積に占める前記液体排出流路の面積は、４０％～８１％である。
一態様では、前記複数の溝は、互いに平行に配列された複数の直線溝である。
一態様では、前記複数の液体排出流路は、複数の第１溝と、前記複数の第１溝に交差する複数の第２溝である。
一態様では、前記複数の第２溝は、前記複数の第１溝と垂直である。
一態様では、前記複数の液体排出流路は、前記第２面の全体に均一に分布している。
一態様では、前記第２面の全体の面積に占める前記液体排出流路の面積は、４０％～８１％である。
【0015】
一態様では、研磨テーブルおよび前記ダミーディスクを回転させ、前記研磨テーブルのテーブル面に液体を供給しながら、前記ダミーディスクを前記テーブル面に接触させ、前記テーブル面上で前記ダミーディスクを移動させながら、前記テーブル面の高さを複数の測定点で測定し、前記テーブル面の傾きを示すテーブルプロファイルを、前記テーブル面の高さの測定値から作成する方法が提供される。
【0016】
一態様では、前記方法は、水平線からの前記テーブルプロファイルの傾き角度を算出し、前記傾き角度が０になるまで前記テーブルプロファイルを回転させることで、前記テーブルプロファイルを補正する工程をさらに含む。
一態様では、前記方法は、前記テーブル面上に配置された研磨パッドを前記研磨テーブルとともに回転させ、かつ前記ドレッシングディスクを回転させ、前記研磨パッドの研磨面に液体を供給しながら、前記ドレッシングディスクを前記研磨面に接触させ、前記研磨面上で前記ドレッシングディスクを移動させながら、前記研磨面の高さを複数の測定点で測定し、前記研磨面の高さ分布を示す初期パッドプロファイルを、前記研磨面の高さの測定値から作成する工程をさらに含む。
一態様では、前記方法は、前記テーブル面上に配置された研磨パッドを前記研磨テーブルとともに回転させ、かつ前記ドレッシングディスクを回転させ、前記研磨パッドの研磨面に液体を供給しながら、前記ドレッシングディスクを前記研磨面に接触させ、前記研磨面上で前記ドレッシングディスクを移動させながら、前記研磨面の高さを複数の測定点で測定し、前記研磨面の高さ分布を示す初期パッドプロファイルを、前記研磨面の高さの測定値から作成する工程をさらに含む。
【0017】
一態様では、前記方法は、前記傾き角度と同じ角度だけ前記初期パッドプロファイルを回転させることで、前記初期パッドプロファイルを補正する工程をさらに含み、前記初期パッドプロファイルを回転させる方向は、前記テーブルプロファイルを回転させる方向と同じである。
一態様では、前記方法は、前記補正されたテーブルプロファイルおよび前記補正された初期パッドプロファイルを表示画面上に表示する工程をさらに含む。
一態様では、前記方法は、前記補正されたテーブルプロファイルおよび前記補正された初期パッドプロファイルを表示画面上に表示する工程をさらに含む。
【0018】
一態様では、前記研磨テーブル、前記テーブル面、および前記テーブルプロファイルは、それぞれ、第１研磨テーブル、第１テーブル面、および第１テーブルプロファイルであり、前記方法は、第２研磨テーブルおよび前記ダミーディスクを回転させ、前記第２研磨テーブルの第２テーブル面に液体を供給しながら、前記ダミーディスクを前記第２テーブル面に接触させ、前記第２テーブル面上で前記ダミーディスクを移動させながら、前記第２テーブル面の高さを複数の測定点で測定し、前記第２テーブル面の傾きを示す第２テーブルプロファイルを、前記第２テーブル面の高さの測定値から作成し、前記水平線からの前記第２テーブルプロファイルの傾き角度を算出し、前記第２テーブルプロファイルの傾き角度が０になるまで前記第２テーブルプロファイルを回転させることで、前記第２テーブルプロファイルを補正する工程をさらに含む。
【発明の効果】
【0019】
複数の液体排出流路を持つダミーディスクは、テーブル面上の液体の存在の影響を受けにくく、ダミーディスクの姿勢が安定する。結果として、表面高さ測定器は、テーブル面の高さを正確に測定することができ、正確なテーブルプロファイルを取得することができる。
複数の液体排出流路を持つドレッシングディスクは、研磨面上の液体の存在の影響を受けにくく、ドレッシングディスクの姿勢が安定する。結果として、表面高さ測定器は、研磨面の高さを正確に測定することができ、正確なパッドプロファイルを取得することができる。
複数の液体排出流路を持つドレッシングディスクは、研磨面上の液体の存在の影響を受けにくく、ドレッシングディスクの姿勢が安定する。結果として、表面高さ測定器は、研磨面の高さを正確に測定することができ、正確なパッドプロファイルを取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】研磨装置の一実施形態を示す模式図である。
【図2】ドレッサーアームおよびドレッサーの上面図である。
【図3】テーブル面の高さを測定しているときの研磨装置を示す図である。
【図4】ダミーディスクの一実施形態を示す底面図である。
【図6】ダミーディスクの一実施形態を示す底面図である。
【図8】ダミーディスクの一実施形態を示す底面図である。
【図9】液体排水流路を持たない試験用のフラットディスクを用いてテーブル面の高さを測定した結果を示すグラフである。
【図13】表示画面上のテーブルプロファイルおよび固有パッドプロファイルを示す図である。
【図14】テーブルプロファイル、固有パッドプロファイル、および初期パッドプロファイルを示すグラフである。
【図15】表示画面上に表示された補正されたテーブルプロファイル、補正された固有パッドプロファイル、および補正された初期パッドプロファイルを示す図である。
【図16】ドレッシングディスクの一実施形態を示す底面図である。
【図18】ドレッシングディスクの一実施形態を示す底面図である。
【図20】ドレッシングディスクの一実施形態を示す底面図である。
【図21】上述したダミーディスクを用いたテーブルプロファイルの作成と、上述したドレッシングディスクを用いたパッドプロファイルの作成の一実施形態を示すフローチャートの一部を示す図である。
【図22】フローチャートの他の部分を示す図である。
【図23】第１研磨テーブル、第１ドレッサー、第２研磨テーブル、および第２ドレッサーを備えた研磨装置の一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、基板の一例であるウェーハを研磨する研磨装置の一実施形態を示す模式図である。図１に示すように、研磨装置は、研磨パッド２２を保持する研磨テーブル１２と、研磨パッド２２上に液体（例えば、純水）を供給する液体供給ノズル５と、研磨パッド２２上にスラリーを供給するスラリー供給ノズル６と、ウェーハＷを研磨するための研磨ユニット１と、ウェーハＷの研磨に使用される研磨パッド２２をドレッシング（コンディショニング）するドレッシングユニット２とを備えている。
図１は、基板の一例であるウェーハを研磨する研磨装置の一実施形態を示す模式図である。図１に示すように、研磨装置は、研磨パッド２２を保持する研磨テーブル１２と、研磨パッド２２上に液体（例えば、純水）を供給する液体供給ノズル５と、研磨パッド２２上にスラリーを供給するスラリー供給ノズル６と、ウェーハＷを研磨するための研磨ユニット１と、ウェーハＷの研磨に使用される研磨パッド２２をドレッシング（コンディショニング）するドレッシングユニット２とを備えている。
【0022】
研磨ユニット１は、研磨ヘッドシャフト１８の下端に連結された研磨ヘッド２０を備えている。研磨ヘッド２０は、その下面にウェーハＷを真空吸着により保持するように構成されている。研磨ヘッドシャフト１８は、図示しないモータの駆動により回転し、この研磨ヘッドシャフト１８の回転により、研磨ヘッド２０およびウェーハＷが回転する。研磨ヘッドシャフト１８は、図示しない上下動機構（例えば、サーボモータおよびボールねじなどから構成される）により研磨パッド２２に対して上下動するようになっている。
【0023】
研磨テーブル１２は、その下方に配置されるテーブルモータ１３に連結されている。研磨テーブル１２は、その軸心周りにテーブルモータ１３によって回転される。研磨テーブル１２のテーブル面１４上には研磨パッド２２が貼付されており、研磨パッド２２の上面はウェーハＷを研磨する研磨面２３を構成している。
【0024】
ウェーハＷの研磨は次のようにして行われる。研磨ヘッド２０および研磨テーブル１２をそれぞれ回転させ、スラリー供給ノズル６から研磨パッド２２上にスラリーを供給する。この状態で、ウェーハＷを保持した研磨ヘッド２０を下降させ、ウェーハＷを研磨パッド２２の研磨面２３に押し付ける。ウェーハＷと研磨パッド２２とはスラリーの存在下で互いに摺接され、これによりウェーハＷの表面が研磨される。
【0025】
ドレッシングユニット２は、研磨パッド２２の研磨面２３に接触するドレッサー５０と、ドレッサー５０に連結されたドレッサーシャフト５５と、ドレッサーシャフト５５の上端に設けられた押し付け力発生装置としてのエアシリンダ５６と、ドレッサーシャフト５５を回転自在に支持するドレッサーアーム５９と、ドレッサーアーム５９を支持する支軸６０と、支軸６０に連結された揺動モータ６５を備えている。
【0026】
ドレッサー５０は、下面にダイヤモンド粒子が固定されたドレッシングディスク５１と、ドレッシングディスク５１を保持するディスクホルダー５２と、ディスクホルダー５２およびドレッシングディスク５１をドレッサーシャフト５５に対して傾動可能とするジンバル機構５３を備えている。ドレッシングディスク５１は、ねじまたは磁石などの締結具（図示せず）によりディスクホルダー５２に着脱可能に取り付けられる。ドレッシングディスク５１の下面は、研磨パッド２２の研磨面２３をドレッシング（コンディショニング）するドレッシング面を構成する。
【0027】
ジンバル機構５３は、ドレッサー５０が、研磨パッド２２の研磨面２３の表面形状に従って傾動することを可能とする機構である。ジンバル機構５３の具体的な構成は特に限定されない。例えば、ジンバル機構５３は、日本国特開２０１０－１７２９９６号公報および日本国特開２０１６－１４４８６０号公報に開示されているような、球面軸受、あるいは球面軸受と弾性部材との組み合わせ、あるいは２つの球面軸受の組み合わせから構成されてもよい。
【0028】
ドレッサーシャフト５５およびドレッサー５０は、ドレッサーアーム５９に対して上下動可能となっている。エアシリンダ５６は、ドレッサー５０が研磨パッド２２に加える力を発生させる装置である。エアシリンダ５６は、圧力レギュレータ６２に接続されており、圧縮気体は、圧力レギュレータ６２を通ってエアシリンダ５６に供給される。ドレッサー５０が研磨パッド２２を押し付ける力は、圧力レギュレータ６２によって調節される。
【0029】
圧力レギュレータ６２は、データ処理部７０に電気的に接続されている。圧力レギュレータ６２の動作は、データ処理部７０によって制御される。より具体的には、データ処理部７０は、圧力レギュレータ６２に圧縮気体の圧力の目標値を送信し、圧力レギュレータ６２は、エアシリンダ５６内の圧縮気体の圧力が目標値に維持されるように動作する。
【0030】
ドレッサーシャフト５５は、ドレッサーアーム５９内に設置されたドレッサーモータ６１により回転し、このドレッサーシャフト５５の回転により、ドレッサー５０がその軸心周りに回転する。エアシリンダ５６は、ドレッサーシャフト５５を介してドレッサー５０を所定の力で研磨パッド２２の研磨面２３に押圧する。
【0031】
データ処理部７０は、プログラムを格納する記憶装置７０ａと、プログラムに従って演算を実行する処理装置（ＣＰＵなど）７０ｂと、データおよびＧＵＩ（グラフィカルユーザーインターフェイス）などを表示するための表示画面７０ｃを備えた少なくとも１台のコンピュータから構成されている。
【0032】
図２は、ドレッサーアーム５９およびドレッサー５０の上面図である。図２に示すように、ドレッサーアーム５９は揺動モータ６５に駆動されて、支軸６０を中心として揺動するように構成されている。ドレッサーアーム５９の揺動に伴い、ドレッサーアーム５９の一端に連結されたドレッサー５０は、研磨パッド２２の研磨面２３上を研磨パッド２２の半径方向に移動する。
【0033】
研磨パッド２２の研磨面２３のドレッシングは次のようにして行われる。研磨テーブル１２および研磨パッド２２をテーブルモータ１３により回転させ、液体供給ノズル５から液体（例えば、純水）を研磨パッド２２の研磨面２３に供給する。さらに、ドレッサー５０をその軸心周りに回転させる。ドレッサー５０はエアシリンダ５６により研磨面２３に押圧され、ドレッシングディスク５１の下面（ドレッシング面）を研磨面２３に摺接させる。この状態で、ドレッサーアーム５９を揺動させ、研磨パッド２２上のドレッサー５０を研磨パッド２２の略半径方向に移動させる。研磨パッド２２は、回転するドレッサー５０により削り取られ、これにより研磨面２３のドレッシングが行われる。
【0034】
ドレッサー５０の移動方向は、テーブル面１４と完全に平行ではないが、ドレッサー５０の移動方向とテーブル面１４との角度は、ドレッシング動作に影響を与えない程度の微小な範囲内に収められている。
【0035】
ドレッサーアーム５９には、研磨面２３の高さを測定するパッド高さセンサ４０が固定されている。また、ドレッサーシャフト５５には、パッド高さセンサ４０に対向してセンサターゲット４１が固定されている。センサターゲット４１は、ドレッサーシャフト５５およびドレッサー５０と一体に上下動し、一方、パッド高さセンサ４０の上下方向の位置は固定されている。
【0036】
本実施形態に使用されるパッド高さセンサ４０は変位センサであり、センサターゲット４１の変位を測定することで、研磨面２３の高さを間接的に測定することができる。センサターゲット４１はドレッサーシャフト５５を介してドレッサー５０に連結されているので、パッド高さセンサ４０は、研磨パッド２２のドレッシング中に研磨面２３の高さを測定することができる。さらに、後述するように、パッド高さセンサ４０は、研磨テーブル１２のテーブル面１４の高さを測定することができる。本実施形態では、パッド高さセンサ４０は、研磨面２３の高さおよびテーブル面１４の高さを測定する表面高さ測定器を構成する。
【0037】
パッド高さセンサ４０は、研磨面２３に接するドレッサー５０の上下方向の位置から研磨面２３の高さを間接的に測定する。研磨面２３の高さは、予め設定された基準平面からドレッシングディスク５１までの距離である。基準平面は、仮想上の平面である。本実施形態では、基準平面は、ドレッサーアーム５９の揺動平面、あるいはドレッサーアーム５９の揺動平面に平行な平面である。パッド高さセンサ４０としては、リニアスケール式センサ、レーザ式センサ、超音波センサ、または渦電流式センサなどのあらゆるタイプの接触式センサまたは非接触式センサを用いることができる。
【0038】
パッド高さセンサ４０は、データ処理部７０に接続されており、パッド高さセンサ４０の出力信号（すなわち、研磨面２３の高さの測定値）はデータ処理部７０に送られるようになっている。データ処理部７０は、研磨面２３の高さの測定値から、研磨テーブル１２の半径方向に沿った研磨面２３の高さ分布を示すパッドプロファイルを作成するように構成されている。
【0039】
研磨パッド２２は、研磨テーブル１２上に配置される。したがって、パッドプロファイルは、研磨テーブル１２のテーブル面１４の傾きを示すテーブルプロファイルに影響される。パッドプロファイルの管理を正しく行うためには、（ｉ）研磨パッド２２をテーブル面１４に貼り付ける前に、正確なテーブルプロファイルを作成すること、および（ii）研磨パッド２２をテーブル面１４に貼り付けた後に、正確なパッドプロファイルを作成すること、が必要とされる。テーブルプロファイルは、テーブル面１４の傾きを表し、より詳しくは、テーブル面１４の高さと、研磨テーブル１２の半径方向における位置（以下、テーブル半径位置という）との関係を示す。
【0040】
以下、テーブルプロファイルを作成する方法の一実施形態について説明する。テーブル面１４は、組み立て上の機械的な誤差に起因して、上述した基準平面に対して完全に平行ではない。すなわち、研磨テーブル１２の中心軸線は、基準平面に対して完全に垂直ではない。テーブルプロファイルは、テーブル面１４の傾きを反映しており、研磨テーブル１２に固有のプロファイルである。
【0041】
テーブルプロファイルは、ウェーハの研磨や研磨パッド２２のドレッシングに影響されることなく、不変である。したがって、パッドプロファイルの管理はテーブルプロファイルに基づいて行われる。研磨パッド２２を研磨テーブル１２に配置する前に、テーブル面１４の高さが測定され、テーブル面１４の高さの測定値からテーブルプロファイルが作成される。
【0042】
図３は、テーブル面１４の高さを測定しているときの研磨装置を示す図である。図１に示すドレッシングディスク５１は、ディスクホルダー５２から取り外され、代わりにダミーディスク８０がディスクホルダー５２に取り付けられる。ダミーディスク８０は、ドレッシングディスク５１と同様に、ねじまたは磁石などの締結具（図示せず）によりディスクホルダー５２に着脱可能に固定される。
【0043】
ダミーディスク８０は、テーブル面１４を傷つけないように、テーブル面１４よりも柔らかい材料から構成されている。本実施形態では、テーブル面１４は、ＳｉＣ（炭化珪素）から構成されており、ダミーディスク８０は、アクリル樹脂から構成されている。ただし、ダミーディスク８０の材料は、アクリル樹脂に限定されず、テーブル面１４よりも柔らかい材料であり、かつテーブル面１４を傷つけない材料である限り、他の材料を使用してもよい。
【0044】
研磨パッドが貼り付けられていない状態で研磨テーブル１２を回転させ、さらに液体供給ノズル５から液体をテーブル面１４上に供給する。液体としては純水が使用される。液体は遠心力によりテーブル面１４上に広がり、テーブル面１４上に液膜を形成する。ドレッサーモータ６１がドレッサーシャフト５５およびドレッサー５０（ダミーディスク８０を含む）を回転させながら、エアシリンダ５６は、ドレッサー５０を下降させ、回転するダミーディスク８０をテーブル面１４に接触させる。さらに、揺動モータ６５は、ドレッサー５０（ダミーディスク８０を含む）をテーブル面１４の半径方向に移動させながら、パッド高さセンサ４０はテーブル面１４の高さを複数の測定点で１回または複数回測定する。
【0045】
テーブル面１４の高さは、上述した基準平面からダミーディスク８０までの距離である。テーブル面１４の高さの測定値は、データ処理部７０に送られる。データ処理部７０は、テーブル面１４の高さの測定値からテーブルプロファイルを作成する。テーブル面１４の高さを複数の測定点で複数回測定した場合は、同じテーブル半径位置にある測定点で得られた測定値の平均を算出してテーブルプロファイルを作成する。得られたテーブルプロファイルは、記憶装置７０ａに記憶される。
【0046】
テーブル面１４の測定にダミーディスク８０を用いる理由は、テーブル面１４を傷つけることを防止することに加えて、テーブル面１４上の液体に起因してドレッサー５０の姿勢が不安定になることを防止するためである。すなわち、ドレッサー５０は、ドレッサー５０がドレッサーシャフト５５に対して自由に傾動することを許容するジンバル機構５３を備えている。ドレッサー５０がテーブル面１４上を移動しているとき、ドレッサー５０とテーブル面１４との間に存在する液体は、ドレッサー５０の姿勢を不安定にしやすい。結果として、ドレッサーシャフト５５が上下に揺れ、テーブル面１４の測定値がばらついてしまう。
【0047】
そこで、液体の影響を排除するために、ダミーディスク８０は以下に説明する構成を備えている。図４は、ダミーディスク８０の一実施形態を示す底面図であり、図５は、図４に示すＡ－Ａ線断面図である。ダミーディスク８０は、円形である。ダミーディスク８０は、ディスクホルダー５２に接触可能な第１面８１と、第１面８１とは反対側の第２面８２とを備えている。第１面８１および第２面８２は、平坦面である。第２面８２の周囲には、環状のテーパー面８３が存在している。
【0048】
ダミーディスク８０がディスクホルダー５２に固定されるとき、第１面８１はディスクホルダー５２に接触する。ダミーディスク８０を用いてテーブル面１４の高さが測定されるとき、第２面８２はテーブル面１４に対向する。本実施形態では、第１面８１および第２面８２の両方は、平坦な円形である。一実施形態では、第１面８１および第２面８２のうちの一方または両方は、平坦な円環形状を有してもよい。
【0049】
第２面８２は、複数の突部８５と、複数の突部８５の間に位置する複数の液体排出流路としての複数の溝８８を備えている。複数の溝８８は、第２面８２の一端から他端まで延びている。すなわち、複数の溝８８は、第２面８２の全体を横切って延びている。本実施形態では、複数の溝８８は、いわゆるラインアンドスペースパターンに従って配列されている。複数の溝８８は、互いに平行に配列された直線溝である。溝８８は、等間隔に配列されており、第２面８２の全体に均一に分布している。
【0050】
このように配列された溝８８は、液体排出流路として機能する。すなわち、液体が液体供給ノズル５からテーブル面１４上に供給されているとき、ダミーディスク８０は自身の軸心を中心に回転しながら、テーブル面１４上を移動する。ダミーディスク８０の下に存在する液体は、溝８８を通ってダミーディスク８０の外に流れ、複数の突部８５の全体は、テーブル面１４に接触する。溝８８は、第２面８２の一端から他端まで延びているので、液体はダミーディスク８０の下にとどまらない。結果として、ダミーディスク８０の突部８５の全体はテーブル面１４に接触し、ダミーディスク８０の姿勢、すなわちドレッサー５０全体の姿勢が安定する。
【0051】
ダミーディスク８０の下に存在する液体を速やかに溝８８内に導くために、溝８８は、第２面８２の全体に均一に分布している。第２面８２の全体の面積に占める溝８８の全体の面積は、約５０％である。
【0052】
図６は、ダミーディスク８０の一実施形態を示す底面図であり、図７は、図６に示すＢ－Ｂ線断面図である。特に説明しない本実施形態の詳細は、図４および図５に示す構成と同じであるので、その重複する説明を省略する。
【0053】
図６に示すように、本実施形態のダミーディスク８０は、複数の液体排出流路として複数の第１溝８８ａおよび複数の第２溝８８ｂを有している。複数の第２溝８８ｂは、複数の第１溝８８ａに交差している。本実施形態では、複数の第２溝８８ｂは、複数の第１溝８８ａと垂直である。第１溝８８ａは、第２面８２の一端から他端まで延びており、第２溝８８ｂも、第２面８２の一端から他端まで延びている。
【0054】
ダミーディスク８０の下に存在する液体を速やかに溝８８内に導くために、溝８８は、第２面８２の全体に均一に分布している。第２面８２の全体の面積に占める溝８８の全体の面積は、約７５％である。
【0055】
図６に示す突部８５は四角形である。図８に示すように、突部８５は円形であってもよい。図４乃至図８に示すダミーディスク８０は、ドレッサー５０とテーブル面１４との間に存在する液体に起因するドレッサー５０の姿勢の不安定を解消することができる。ただし、複数の液体排出流路が第２面８２の一端から他端まで延びている限りにおいて、液体排出流路の配置はこれら実施形態に限られない。一実施形態では、第２面８２の全体の面積に占める溝８８（または溝８８ａ，８８ｂ）の全体の面積は、４０％～８１％である。
【0056】
図９は、液体排水流路を持たない試験用のフラットディスクを用いてテーブル面１４の高さを測定した結果を示すグラフである。図９において、縦軸はテーブル面１４のエッジ部と中心部との間での高さの差を表し、横軸はフラットディスクをテーブル面１４に押し付ける力［Ｎ］を表している。図９の横軸上の力Ｆ１、Ｆ２の関係は、Ｆ１＜Ｆ２である。グラフ中の水平点線は、研磨テーブル１２およびフラットディスクを回転させず、かつ液体をテーブル面１４上に供給しない静的条件下で測定されたテーブル面１４のエッジ部と中心部での高さの差を表している。
【0057】
テーブル面１４の高さは、研磨テーブル１２およびフラットディスクを回転させ、かつテーブル面１４上に液体を供給しながら、動的に測定した。さらに、研磨テーブル１２の回転速度と、フラットディスクの回転速度の組み合わせを変えながら、かつ、フラットディスクをテーブル面１４に押し付ける力を変えながら、テーブル面１４のエッジ部の高さと、中心部の高さを測定した。図９から分かるように、フラットディスクに加える力が変わると、測定結果がばらつく。さらに、測定結果は、研磨テーブル１２およびフラットディスクを回転させながら静的に測定した結果（水平点線で示す）から大きく異なっている。
【0058】
図１０は、図４に示すダミーディスク８０を用いてテーブル面１４の高さを測定した結果を示すグラフであり、図１１は、図６に示すダミーディスク８０を用いてテーブル面１４の高さを測定した結果を示すグラフであり、図１２は、図８に示すダミーディスク８０を用いてテーブル面１４の高さを測定した結果を示すグラフである。図１０乃至図１２において、縦軸はテーブル面１４のエッジ部と中心部との間での高さの差を表し、横軸はフダミーディスク８０をテーブル面１４に押し付ける力［Ｎ］を表している。グラフ中の水平点線は、研磨テーブル１２およびダミーディスク８０を回転させず、かつ液体をテーブル面１４上に供給しない静的条件下で測定されたテーブル面１４のエッジ部と中心部での高さの差を表している。
【0059】
テーブル面１４の高さは、研磨テーブル１２およびダミーディスク８０を回転させ、かつテーブル面１４上に液体を供給しながら、動的に測定した。図１０、図１１、および図１２に示すグラフから分かるように、測定結果は、ダミーディスク８０に加える力の変化にかかわらずほぼ一定であり、かつ測定結果のばらつきが小さい。さらに、測定結果は、研磨テーブル１２およびダミーディスク８０を回転させないで静的に測定した結果（水平点線で示す）に極めて近い。
【0060】
以上の実験結果は、複数の液体排出流路８８（または８８ａ，８８ｂ）を持つダミーディスク８０は、液体排出流路を持たないフラットディスクに比べて、テーブル面１４上の液体の存在の影響を受けにくく、ダミーディスク８０の姿勢が安定していることを示している。結果として、パッド高さセンサ（表面高さ測定器）４０は、テーブル面１４の高さを正確に測定することができ、データ処理部７０は正確なテーブルプロファイルを作成することができる。
【0061】
テーブルプロファイルがデータ処理部７０によって作成された後、未使用の（新品の）研磨パッド２２がテーブル面１４に貼り付けられる。この未使用の研磨パッド２２の研磨面２３の高さの分布、すなわち固有パッドプロファイルを作成するために、ドレッシングディスク５１または上述したダミーディスク８０が使用される。固有パッドプロファイルは、研磨パッド２２の最初のドレッシングが行われているときの研磨面２３の高さ、または研磨パッド２２の最初のドレッシングが行われる前の研磨面２３の高さと、テーブル半径位置との関係を示している。以下、ドレッシングディスク５１を用いた固有パッドプロファイルの作成方法の一実施形態について説明する。
【0062】
ダミーディスク８０はディスクホルダー５２から取り外され、ドレッシングディスク５１はディスクホルダー５２に固定される。研磨テーブル１２とともに未使用の研磨パッド２２をテーブルモータ１３により回転させ、かつドレッシングディスク５１を備えたドレッサー５０をドレッサーモータ６１により回転させる。液体供給ノズル５から研磨パッド２２の研磨面２３に液体を供給しながら、ドレッシングディスク５１を研磨面２３に接触させる。液体としては純水が使用される。さらに、揺動モータ６５は、ドレッサー５０（ドレッシングディスク５１を含む）を研磨パッド２２の半径方向に移動させる。このようにして、ドレッシングディスク５１は、研磨面２３上を移動しながら、研磨パッド２２の最初のドレッシングを行う。
【0063】
ドレッサー５０（ドレッシングディスク５１を含む）が研磨パッド２２の半径方向に移動しながら、パッド高さセンサ４０は研磨パッド２２の研磨面２３の高さを複数の測定点で測定する。研磨面２３の高さは、テーブル面１４の高さの測定に使用された基準平面からドレッシングディスク５１までの距離である。研磨面２３の高さの測定値は、データ処理部７０に送られる。データ処理部７０は、研磨面２３の高さの測定値から固有パッドプロファイルを作成する。データ処理部７０は、得られた固有パッドプロファイルを、記憶装置７０ａに記憶する。
【0064】
データ処理部７０は、図１３に示すように、テーブルプロファイルおよび固有パッドプロファイルを表示画面７０ｃ（図１参照）上に表示する。図１３において、縦軸は、基準平面からのテーブル面１４の高さおよび研磨面２３の高さを表し、横軸はテーブル半径位置を表している。研磨パッド２２の研磨面２３は、テーブル面１４に平行であることが理想的である。しかしながら、図１３に示すように、固有パッドプロファイルは、通常、テーブルプロファイルと一致しない。
【0065】
そこで、ドレッシングディスク５１を用いて研磨パッド２２の研磨面２３を削り取り、パッドプロファイルをテーブルプロファイルと一致させる慣らしドレッシングが行われる。具体的には、研磨テーブル１２およびドレッサー５０（ドレッシングディスク５１を含む）をそれぞれ回転させながら、液体供給ノズル５から液体を研磨パッド２２の研磨面２３上に供給する。回転するドレッシングディスク５１を研磨面２３に押し付けながら、かつ液体を研磨面２３上に供給しながら、ドレッサー５０を研磨パッド２２の半径方向に移動させる。
【0066】
ドレッサー５０が研磨パッド２２上を移動しているとき、エアシリンダ５６がドレッサー５０を研磨パッド２２に押し付ける力は、圧力レギュレータ６２によって調節される。より具体的には、回転するドレッシングディスク５１が研磨パッド２２上を移動しているときに、データ処理部７０は、図１に示す圧力レギュレータ６２の動作を制御して、エアシリンダ５６がドレッシングディスク５１を研磨面２３に対して押し付ける力を、テーブルプロファイルと固有パッドプロファイルとの差に基づいて調節する。例えば、固有パッドプロファイル上の研磨面２３の高さがテーブルプロファイル上のテーブル面１４の高さよりも高いテーブル半径位置では、エアシリンダ５６はより大きな力でドレッシングディスク５１を研磨パッド２２に対して押し付ける。一方、固有パッドプロファイル上の研磨面２３の高さがテーブルプロファイル上のテーブル面１４の高さよりも低いテーブル半径位置では、エアシリンダ５６はより小さな力でドレッシングディスク５１を研磨パッド２２に対して押し付ける。
【0067】
このように、ドレッシングディスク５１が研磨パッド２２を押し付ける力は、テーブルプロファイルと固有パッドプロファイルとの差に基づいて調節され、パッドプロファイルをテーブルプロファイルに一致させる。このドレッシングは、研磨パッド２２の慣らしドレッシングである。以下の説明では、ウェーハの研磨に使用されていない研磨パッド２２をドレッシングすることでテーブルプロファイルに一致したパッドプロファイル（すなわち慣らし済みパッドプロファイル）を、初期パッドプロファイルという。初期パッドプロファイルは、慣らしドレッシングが施された研磨パッド２３の研磨面２３の高さと、テーブル半径位置との関係を示している。
【0068】
図１４は、テーブルプロファイル、固有パッドプロファイル、および初期パッドプロファイルを示すグラフである。図１４において、縦軸は、基準平面からのテーブル面１４の高さおよび研磨面２３の高さを表し、横軸はテーブル半径位置（研磨テーブル１２の半径方向における位置）を表している。図１４から分かるように、初期パッドプロファイルはテーブルプロファイルに一致している。
【0069】
初期パッドプロファイルは、ウェーハの研磨に使用されていない研磨パッド２２のパッドプロファイルである。ウェーハが研磨されるたびに、研磨パッド２２の研磨面２３はドレッサー５０によりドレッシングされる。このとき、パッドプロファイルがテーブルプロファイルに一致するように、データ処理部７０は、圧力レギュレータ６２に指令を発して、エアシリンダ５６がドレッサー５０を研磨パッド２２に対して押し付ける力を調節させる。このように、ウェーハ研磨後のパッドプロファイルは、テーブルプロファイルに基づいて維持される。
【0070】
研磨テーブル１２の回転軸心は、組み立て時の機械的な誤差に起因して、鉛直方向、すなわちドレッサー５０の揺動軸である支軸６０の軸心に対してわずかに傾いている。このため、テーブル面１４は、水平方向に対してわずかに傾いている。図１４に示すように、テーブルプロファイルの全体も傾いている。そこで、データ処理部７０は、テーブルプロファイルの傾き角度を算出し、テーブルプロファイルの傾きを補正する。テーブルプロファイルの傾き角度は、水平線からのテーブルプロファイルの全体の傾き角度である。水平線は、水平方向を示す仮想線である。データ処理部７０は、得られたテーブルプロファイルの傾き角度を、記憶装置７０ａに記憶する。
【0071】
データ処理部７０は、傾き角度が０になるまでテーブルプロファイルを回転させることで、テーブルプロファイルを補正する。データ処理部７０は、テーブルプロファイルの傾き角度と同じ角度だけ固有パッドプロファイルおよび初期パッドプロファイルをそれぞれ回転させることで、固有パッドプロファイルおよび初期パッドプロファイルを補正する。固有パッドプロファイルおよび初期パッドプロファイルを回転させる方向は、テーブルプロファイルを回転させる方向と同じである。データ処理部７０は、補正されたテーブルプロファイル、補正された固有パッドプロファイル、および補正された初期パッドプロファイルを表示画面７０ｃ上に表示する。
【0072】
図１５は、表示画面７０ｃ上に表示された補正されたテーブルプロファイル、補正された固有パッドプロファイル、および補正された初期パッドプロファイルを示す図である。図１５に示すように、補正されたテーブルプロファイルおよび補正された初期パッドプロファイルは、表示画面７０ｃ上に水平に表示される。
【0073】
固有パッドプロファイルは、研磨パッド２２の慣らしドレッシングが行われる前に作成される。一方、初期パッドプロファイルは、慣らしドレッシングが行われているときであって、かつウェーハが研磨される前に作成される。初期パッドプロファイルが作成された後、研磨パッド２２の研磨面２３上でウェーハが研磨され、そして研磨パッド２２がドレッシングされる。研磨パッド２２のドレッシングが行われるたびに、研磨面２３の高さがパッド高さセンサ４０によって測定され、研磨面２３の高さの測定値からパッドプロファイルがデータ処理部７０によって作成される。
【0074】
研磨パッド２２の研磨面２３をドレッシングしているとき、液体が研磨面２３に供給される。ジンバル機構５３を備えたドレッサー５０の姿勢は、ドレッサー５０と研磨パッド２２との間に存在する液体に影響されやすい。結果として、ドレッサー５０を用いて間接的に測定される研磨パッド２２の研磨面２３の高さの測定値が変動しやすい。そこで、ドレッサー５０の姿勢を安定させて、正確な研磨面２３の高さを測定するために、ドレッシングディスク５１は、上述したダミーディスク８０と同様に、以下に説明する複数の液体排出流路を備えている。
【0075】
図１６は、ドレッシングディスク５１の一実施形態を示す底面図であり、図１７は、図１６に示すＣ－Ｃ線断面図である。ドレッシングディスク５１は、円形である。ドレッシングディスク５１は、ディスクホルダー５２に接触可能な第１面９１と、第１面９１とは反対側の第２面９２とを備えている。第１面９１および第２面９２は、平坦面である。第２面９２の周囲には、環状のテーパー面９３が存在している。
【0076】
ドレッシングディスク５１がディスクホルダー５２に固定されるとき、第１面９１はディスクホルダー５２に接触する。ドレッシングディスク５１を用いて研磨パッド２２の研磨面２３の高さが測定されるとき、第２面９２は研磨面２３に対向する。本実施形態では、第１面９１および第２面９２の両方は、平坦な円形である。一実施形態では、第１面９１および第２面９２のうちの一方または両方は、平坦な円環形状を有してもよい。
【0077】
第２面９２は、複数の突部９５と、複数の突部９５の間に位置する複数の液体排出流路としての複数の溝９８を備えている。複数の突部９５の表面には、研磨パッド２２の研磨面２３を目立て（ドレッシング）するための砥粒であるダイヤモンド粒子が固定されている。ダイヤモンド粒子は微粒子であるので、図１６には描かれていない。
【0078】
複数の溝９８は、第２面９２の一端から他端まで延びている。すなわち、複数の溝９８は、第２面９２の全体を横切って延びている。本実施形態では、複数の溝９８は、いわゆるラインアンドスペースパターンに従って配列されている。複数の溝９８は、互いに平行に配列された直線溝である。溝９８は、等間隔に配列されており、第２面９２の全体に均一に分布している。
【0079】
このように配列された溝９８は、液体排出流路として機能する。すなわち、液体が液体供給ノズル５から研磨パッド２２の研磨面２３上に供給されているとき、ドレッシングディスク５１は自身の軸心を中心に回転しながら、研磨パッド２２の研磨面２３上を移動する。ドレッシングディスク５１の下に存在する液体は、溝９８を通ってドレッシングディスク５１の外に流れ、複数の突部９５の全体は、研磨面２３に接触する。溝９８は、第２面９２の一端から他端まで延びているので、液体はドレッシングディスク５１の下にとどまらない。結果として、ドレッシングディスク５１の突部９５の全体は研磨パッド２２の研磨面２３に接触し、ドレッシングディスク５１の姿勢、すなわちドレッサー５０全体の姿勢が安定する。
【0080】
ドレッシングディスク５１の下に存在する液体を速やかに溝９８内に導くために、溝９８は、第２面９２の全体に均一に分布している。第２面９２の全体の面積に占める溝９８の全体の面積は、約５０％である。
【0081】
図１８は、ドレッシングディスク５１の一実施形態を示す底面図であり、図１９は、図１８に示すＤ－Ｄ線断面図である。特に説明しない本実施形態の詳細は、図１６および図１７に示す構成と同じであるので、その重複する説明を省略する。
【0082】
図１８に示すように、本実施形態のドレッシングディスク５１は、複数の液体排出流路として複数の第１溝９８ａおよび複数の第２溝９８ｂを有している。複数の第２溝９８ｂは、複数の第１溝９８ａに交差している。本実施形態では、複数の第２溝９８ｂは、複数の第１溝９８ａと垂直である。第１溝９８ａは、第２面９２の一端から他端まで延びており、第２溝９８ｂも、第２面９２の一端から他端まで延びている。
【0083】
ドレッシングディスク５１の下に存在する液体を速やかに溝９８内に導くために、溝９８は、第２面９２の全体に均一に分布している。第２面９２の全体の面積に占める溝９８の全体の面積は、約７５％である。
【0084】
図１８に示す突部９５は四角形である。図２０に示すように、突部９５は円形であってもよい。図１６乃至図２０に示すドレッシングディスク５１は、ドレッサー５０と研磨パッド２２の研磨面２３との間に存在する液体に起因するドレッサー５０の姿勢の不安定を解消することができる。ただし、複数の液体排出流路が第２面９２の一端から他端まで延びている限りにおいて、液体排出流路の配置はこれら実施形態に限られない。一実施形態では、第２面９２の全体の面積に占める溝９８（または溝９８ａ，９８ｂ）の全体の面積は、４０％～８１％である。
【0085】
図４乃至図８に示すダミーディスク８０と同様に、複数の液体排出流路９８（または９８ａ，９８ｂ）を持つドレッシングディスク５１は、研磨パッド２２上の液体の存在の影響を受けにくく、ドレッシングディスク５１の姿勢が安定する。結果として、パッド高さセンサ（表面高さ測定器）４０は、研磨面２３の高さを正確に測定することができ、データ処理部７０は正確なパッドプロファイルを作成することができる。上述した固有パッドプロファイルおよび初期パッドプロファイルも、図１６乃至図２０に示す実施形態のうちのいずれか１つの実施形態に係るドレッシングディスク５１を用いて取得された研磨面２３の高さの測定値から作成される。
【0086】
次に、上述したダミーディスク８０を用いたテーブルプロファイルの作成と、上述したドレッシングディスク５１を用いたパッドプロファイルの作成の一実施形態について、図２１および図２２に示すフローチャートを用いて説明する。以下に説明するダミーディスク８０は、図４乃至図８に示す実施形態のうちのいずれか１つの実施形態に係るダミーディスクであり、以下に説明するドレッシングディスク５１は、図１６乃至図２０に示す実施形態のうちのいずれか１つの実施形態に係るドレッシングディスクである。
【0087】
ステップ１では、図３に示すように、ダミーディスク８０は、ドレッサー５０のディスクホルダー５２に固定される。
ステップ２では、テーブルモータ１３は、研磨パッドが貼り付けられていない状態で研磨テーブル１２を回転させ、さらにドレッサーモータ６１は、ディスクホルダー５２とともにダミーディスク８０を回転させる。
ステップ３では、液体供給ノズル５から研磨テーブル１２のテーブル面１４に液体を供給しながら、エアシリンダ５６は、ドレッサー５０を下降させ、回転するダミーディスク８０をテーブル面１４に接触させる。液体としては純水が使用される。液体は遠心力によりテーブル面１４上に広がり、テーブル面１４上に液膜を形成する。
ステップ２では、テーブルモータ１３は、研磨パッドが貼り付けられていない状態で研磨テーブル１２を回転させ、さらにドレッサーモータ６１は、ディスクホルダー５２とともにダミーディスク８０を回転させる。
ステップ３では、液体供給ノズル５から研磨テーブル１２のテーブル面１４に液体を供給しながら、エアシリンダ５６は、ドレッサー５０を下降させ、回転するダミーディスク８０をテーブル面１４に接触させる。液体としては純水が使用される。液体は遠心力によりテーブル面１４上に広がり、テーブル面１４上に液膜を形成する。
【0088】
ステップ４では、揺動モータ６５は、ドレッサー５０（ダミーディスク８０を含む）をテーブル面１４上で研磨テーブル１２の半径方向に移動させながら、パッド高さセンサ（表面高さ測定器）４０はテーブル面１４の高さを複数の測定点で測定する。テーブル面１４の高さは、基準平面からダミーディスク８０までの距離である。テーブル面１４の高さの測定値は、データ処理部７０に送られる。テーブル面１４の高さが測定された後に、液体のテーブル面１４への供給が停止され、さらに研磨テーブル１２およびドレッサー５０（ダミーディスク８０を含む）の回転が停止される。
【0089】
ステップ５では、データ処理部７０は、テーブル面１４の高さの測定値からテーブルプロファイルを作成する。
ステップ６では、データ処理部７０は、テーブルプロファイルの傾き角度を算出する。テーブルプロファイルの傾き角度は、水平線からのテーブルプロファイルの全体の傾き角度である。データ処理部７０は、得られたテーブルプロファイルおよび傾き角度を、記憶装置７０ａに記憶する。
ステップ６では、データ処理部７０は、テーブルプロファイルの傾き角度を算出する。テーブルプロファイルの傾き角度は、水平線からのテーブルプロファイルの全体の傾き角度である。データ処理部７０は、得られたテーブルプロファイルおよび傾き角度を、記憶装置７０ａに記憶する。
【0090】
ステップ７は、ダミーディスク８０をディスクホルダー５２から取り外し、ドレッシングディスク５１をディスクホルダー５２に固定する。
ステップ８では、未使用の研磨パッド２２を研磨テーブル１２のテーブル面１４に貼り付ける。ステップ８は、ステップ７の前に実施してもよい。
ステップ９では、テーブルモータ１３は、研磨パッド２２とともに研磨テーブル１２を回転させ、かつドレッサーモータ６１は、ディスクホルダー５２とともにドレッシングディスク５１を回転させる。
ステップ１０では、液体供給ノズル５から研磨パッド２２の研磨面２３に液体を供給しながら、エアシリンダ５６は、ドレッサー５０を下降させ、回転するドレッシングディスク５１を研磨面２３に接触させる。液体としては純水が使用される。
ステップ８では、未使用の研磨パッド２２を研磨テーブル１２のテーブル面１４に貼り付ける。ステップ８は、ステップ７の前に実施してもよい。
ステップ９では、テーブルモータ１３は、研磨パッド２２とともに研磨テーブル１２を回転させ、かつドレッサーモータ６１は、ディスクホルダー５２とともにドレッシングディスク５１を回転させる。
ステップ１０では、液体供給ノズル５から研磨パッド２２の研磨面２３に液体を供給しながら、エアシリンダ５６は、ドレッサー５０を下降させ、回転するドレッシングディスク５１を研磨面２３に接触させる。液体としては純水が使用される。
【0091】
ステップ１１では、揺動モータ６５は、ドレッサー５０（ドレッシングディスク５１を含む）を研磨面２３上で研磨パッド２２の半径方向に移動させながら、パッド高さセンサ（表面高さ測定器）４０は研磨面２３の高さを複数の測定点で測定する。研磨面２３の高さは、上記ステップ４で使用された基準平面からドレッシングディスク５１までの距離である。研磨面２３の高さの測定値は、データ処理部７０に送られる。
ステップ１２では、データ処理部７０は、研磨面２３の高さの測定値から固有パッドプロファイルを作成する。データ処理部７０は、得られた固有パッドプロファイルを、記憶装置７０ａに記憶する。
ステップ１２では、データ処理部７０は、研磨面２３の高さの測定値から固有パッドプロファイルを作成する。データ処理部７０は、得られた固有パッドプロファイルを、記憶装置７０ａに記憶する。
【0092】
ステップ１３では、研磨パッド２２の慣らしドレッシングを実行しながら、研磨面２３の高さを測定する。具体的には、研磨パッド２２およびドレッシングディスク５１を回転させながら、かつ揺動モータ６５はドレッサー５０（ドレッシングディスク５１を含む）を研磨パッド２２の半径方向に移動させながら、パッド高さセンサ４０は研磨パッド２２の研磨面２３の高さを複数の測定点で測定する。研磨面２３の高さは、上記ステップ４で使用された基準平面からドレッシングディスク５１までの距離である。研磨面２３の高さの測定値は、データ処理部７０に送られる。研磨パッド２２の慣らしドレッシングが実施されている間、純水などの液体が液体供給ノズル５から研磨面２３に供給される。
【0093】
上記ステップ１３の慣らしドレッシングにおいて、回転するドレッシングディスク５１が研磨パッド２２上を移動しているときに、データ処理部７０は、圧力レギュレータ６２の動作を制御して、エアシリンダ５６がドレッシングディスク５１を研磨面２３に対して押し付ける力を、テーブルプロファイルと固有パッドプロファイルとの差に基づいて調節し、パッドプロファイルをテーブルプロファイルに一致させる。
【0094】
ステップ１４では、データ処理部７０は、ステップ１３で得られた研磨面２３の高さの測定値から初期パッドプロファイルを作成する。データ処理部７０は、得られた初期パッドプロファイルを記憶装置７０ａに記憶する。初期パッドプロファイルが作成された後に、液体の研磨面２３への供給が停止され、さらに研磨テーブル１２およびドレッサー５０（ドレッシングディスク５１を含む）の回転が停止される。
ステップ１５では、データ処理部７０は、テーブルプロファイルの傾き角度が０になるまでテーブルプロファイルを回転させることで、テーブルプロファイルを補正する。データ処理部７０は、テーブルプロファイルの傾き角度と同じ角度だけ固有パッドプロファイルおよび初期パッドプロファイルをそれぞれ回転させることで、固有パッドプロファイルおよび初期パッドプロファイルを補正する。固有パッドプロファイルおよび初期パッドプロファイルを回転させる方向は、テーブルプロファイルを回転させる方向と同じである。
ステップ１５では、データ処理部７０は、テーブルプロファイルの傾き角度が０になるまでテーブルプロファイルを回転させることで、テーブルプロファイルを補正する。データ処理部７０は、テーブルプロファイルの傾き角度と同じ角度だけ固有パッドプロファイルおよび初期パッドプロファイルをそれぞれ回転させることで、固有パッドプロファイルおよび初期パッドプロファイルを補正する。固有パッドプロファイルおよび初期パッドプロファイルを回転させる方向は、テーブルプロファイルを回転させる方向と同じである。
【0095】
ステップ１６では、データ処理部７０は、補正されたテーブルプロファイル、補正された固有パッドプロファイル、および補正された初期パッドプロファイルを表示画面７０ｃ上に表示する。
【0096】
本実施形態よれば、テーブルプロファイル、固有パッドプロファイル、および初期パッドプロファイルは水平線に基づいて補正される。この水平線を用いたプロファイル補正は、複数の研磨テーブルを備えた研磨装置におけるプロファイル補正に効果的に適用される。
【0097】
図２３は、第１研磨テーブル１２Ａ、第１ドレッサー５０Ａ、第２研磨テーブル１２Ｂ、および第２ドレッサー５０Ｂを備えた研磨装置の一実施形態を示す図である。図２３において、図１に示す各構成要素に対応する構成要素は、接尾辞Ａ，Ｂを付した同じ符号で表され、それらの重複する説明は省略する。図２３に示す第１ドレッシングディスク５１Ａおよび第２ドレッシングディスク５１Ｂのそれぞれは、図１６乃至図２０に示す実施形態のうちのいずれか１つの実施形態に係るドレッシングディスクである。
【0098】
データ処理部７０は、第１パッド高さセンサ４０Ａおよび第２パッド高さセンサ４０Ｂに接続されている。第１パッド高さセンサ４０Ａは、ダミーディスク８０を用いて、第１研磨テーブル１２Ａの第１テーブル面１４Ａの高さを測定し、第２パッド高さセンサ４０Ｂは、同じダミーディスク８０を用いて、第２研磨テーブル１２Ｂの第２テーブル面１４Ｂの高さを測定する。そして、データ処理部７０は、第１テーブル面１４Ａの高さの測定値から第１研磨テーブル１２Ａの第１テーブルプロファイルを作成し、第２テーブル面１４Ｂの高さの測定値から第２研磨テーブル１２Ｂの第２テーブルプロファイルを作成する。
【0099】
図４乃至図８に示すダミーディスク８０は、ダミーディスク８０の下に存在する液体を除去することができるので、パッド高さセンサ（表面高さ測定器）４０Ａ，４０Ｂは、第１テーブル面１４Ａの高さおよび第２テーブル面１４Ｂの高さを正確に測定することができる。したがって、第１テーブルプロファイルおよび第２テーブルプロファイルは、第１テーブル面１４Ａの実際の傾き、および第２テーブル面１４Ｂの実際の傾きをそれぞれ正確に反映している。
【0100】
第１固有パッドプロファイルおよび第１初期パッドプロファイルは、第１ドレッシングディスク５１Ａを用いて得られた研磨面２３Ａの高さの測定値から作成され、第２固有パッドプロファイルおよび第２初期パッドプロファイルは、第２ドレッシングディスク５１Ｂを用いて得られた研磨面２３Ｂの高さの測定値から作成される。第１ドレッシングディスク５１Ａおよび第２ドレッシングディスク５１Ｂは、ダミーディスク８０と同様に、これらドレッシングディスク５１Ａ，５１Ｂの下に存在する液体を除去することができるので、パッド高さセンサ（表面高さ測定器）４０Ａ，４０Ｂは、第１研磨パッド２２Ａの研磨面２３Ａの高さおよび第２研磨パッド２２Ｂの研磨面２３Ｂの高さを正確に測定することができる。したがって、第１固有パッドプロファイルおよび第１初期パッドプロファイルのそれぞれは、第１研磨パッド２２Ａの研磨面２３Ａの実際の高さ分布を正確に反映し、第２固有パッドプロファイルおよび第２初期パッドプロファイルのそれぞれは、第２研磨パッド２２Ｂの研磨面２３Ｂの実際の高さ分布をそれぞれ正確に反映している。
【0101】
第１研磨パッド２２Ａ上でウェーハＷ１が研磨された後、第１研磨パッド２２Ａの研磨面２３Ａは、パッドプロファイルが第１テーブルプロファイルに一致するように、第１ドレッシングディスク５１Ａでドレッシングされる。同様に、第２研磨パッド２２Ｂ上でウェーハＷ２が研磨された後、第２研磨パッド２２Ｂの研磨面２３Ｂは、パッドプロファイルが第２テーブルプロファイルに一致するように、第２ドレッシングディスク５１Ｂでドレッシングされる。
【0102】
通常、第１研磨テーブル１２Ａの回転軸心と、第２研磨テーブル１２Ｂの回転軸心は、組み立て時の機械的誤差に起因して、互いに平行ではない。結果として、第１テーブル面１４Ａの傾きと第２テーブル面１４Ｂの傾き、すなわち第１テーブルプロファイルと第２テーブルプロファイルは同じではない。しかしながら、上述したように、第１研磨パッド２２Ａのパッドプロファイルは、第１テーブルプロファイルに基づいて制御され、第２研磨パッド２２Ｂのパッドプロファイルは、第２テーブルプロファイルに基づいて制御される。言い換えれば、第１研磨パッド２２Ａのパッドプロファイルと、第２研磨パッド２２Ｂのパッドプロファイルは、それぞれ独立に制御される。したがって、第１テーブル面１４Ａと第２テーブル面１４Ｂの傾きの違いによらず、第１研磨パッド２２Ａのパッドプロファイルおよび第２研磨パッド２２Ｂのパッドプロファイルは、同じように管理することができる。
【0103】
特に、ダミーディスク８０は、液体の影響を排除した正確な表面高さ測定を可能とするので、第１研磨テーブル１２Ａと第２研磨テーブル１２Ｂとの間での測定環境の違いを排除することができる。同様に、第１ドレッシングディスク５１Ａおよび第２ドレッシングディスク５１Ｂは、液体の影響を排除した正確な表面高さ測定を可能とするので、第１研磨パッド２２Ａと第２研磨パッド２２Ｂとの間での測定環境の違いを排除することができる。したがって、研磨装置は、第１研磨テーブル１２Ａおよび第２研磨テーブル１２Ｂにおいて、ウェーハ研磨を同じように制御できる。
【0104】
第１テーブルプロファイルおよび第２テーブルプロファイルは、上述した共通の水平線に基づいて補正される。水平線に基づいた第１テーブルプロファイルの補正は、図２１および図２２に示すフローチャートに示す工程に従って実施される。水平線に基づいた第２テーブルプロファイルの補正も、基本的に同じようにして行われる。
【0105】
より具体的には、第２テーブルプロファイルを補正する工程は、第２研磨テーブル１２Ｂ、および第２ドレッサー５０Ｂの第２ディスクホルダー５２Ｂに固定されたダミーディスク８０（図４乃至図８参照）を回転させ、第２研磨テーブル１２Ｂの第２テーブル面１４Ｂに液体を供給しながら、ダミーディスク８０を第２テーブル面１４Ｂに接触させ、第２テーブル面１４Ｂ上でダミーディスク８０を移動させながら、第２テーブル面１４Ｂの高さを複数の測定点で測定し、第２テーブル面１４Ｂの傾きを示す第２テーブルプロファイルを、第２テーブル面１４Ｂの高さの測定値から作成し、上記水平線からの第２テーブルプロファイルの傾き角度を算出し、第２テーブルプロファイルの傾き角度が０になるまで第２テーブルプロファイルを回転させることで、第２テーブルプロファイルを補正する工程を含む。第２テーブルプロファイルの作成および第２テーブルプロファイルの補正は、データ処理部７０によって行われる。
【0106】
さらに、データ処理部７０は、第１研磨パッド２２Ａの第１固有パッドプロファイルおよび第１初期パッドプロファイルを先述の実施形態で説明した方法に従って作成し、第１固有パッドプロファイルおよび第１初期パッドプロファイルを、上記水平線からの第１テーブルプロファイルの傾き角度と同じ角度で回転させて、第１固有パッドプロファイルおよび第１初期パッドプロファイルを補正する。データ処理部７０は、補正された第１テーブルプロファイル、補正された第１固有パッドプロファイル、および補正された第１初期パッドプロファイルを表示画面７０ｃ上に表示する。
【0107】
同様に、データ処理部７０は、第２研磨パッド２２Ｂの第２固有パッドプロファイルおよび第２初期パッドプロファイルを先述の実施形態で説明した方法に従って作成し、第２固有パッドプロファイルおよび第２初期パッドプロファイルを、上記水平線からの第２テーブルプロファイルの傾き角度と同じ角度で回転させて、第２固有パッドプロファイルおよび第２初期パッドプロファイルを補正する。データ処理部７０は、補正された第２テーブルプロファイル、補正された第２固有パッドプロファイル、および補正された第２初期パッドプロファイルを表示画面７０ｃ上に表示する。
【0108】
図２４（ａ）は、表示画面７０ｃ上に表示された補正前の第１テーブルプロファイル、第１固有パッドプロファイル、および第１初期パッドプロファイルを示す図であり、図２４（ｂ）は、表示画面７０ｃ上に表示された補正前の第２テーブルプロファイル、第２固有パッドプロファイル、および第２初期パッドプロファイルを示す図である。図２４（ａ）および図２４（ｂ）に示すように、補正前の第１テーブルプロファイルの傾きは、補正前の第２テーブルプロファイルの傾きとは異なっている。結果として、補正前の第１初期パッドプロファイルの傾きは、補正前の第２初期パッドプロファイル傾きとは異なっている。
【0109】
図２５（ａ）は、表示画面７０ｃ上に表示された、補正された第１テーブルプロファイル、補正された第１固有パッドプロファイル、および補正された第１初期パッドプロファイルを示す図であり、図２５（ｂ）は、表示画面７０ｃ上に表示された、補正された第２テーブルプロファイル、補正された第２固有パッドプロファイル、および補正された第２初期パッドプロファイルを示す図である。図２５（ａ）および図２５（ｂ）に示すように、補正された第１テーブルプロファイルの傾きは、補正された第２テーブルプロファイルの傾きに実質的に同じである。結果として、補正された第１初期パッドプロファイルの傾きは、補正された第２初期パッドプロファイルの傾きに極めて近い。
【0110】
図２５（ａ）および図２５（ｂ）から分かるように、本実施形態によれば、第１テーブルプロファイルおよび第２テーブルプロファイルは、共通の水平線に基づいて補正されるので、第１テーブルプロファイルと第２テーブルプロファイルとの間での差が実質的になくなる。さらに、第１初期パッドプロファイルと第２初期パッドプロファイルとの間での差も実質的になくなる。
【0111】
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。
【符号の説明】
【0112】
１ 研磨ユニット
２ ドレッシングユニット
５ 液体供給ノズル
６ スラリー供給ノズル
１２ 研磨テーブル
１３ テーブルモータ
１４ テーブル面
１８ 研磨ヘッドシャフト
２０ 研磨ヘッド
２２ 研磨パッド
２３ 研磨面
５０ ドレッサー
５１ ドレッシングディスク
５２ ディスクホルダー
５３ ジンバル機構
５５ ドレッサーシャフト
５６ エアシリンダ
５９ ドレッサーアーム
６２ 圧力レギュレータ
７０ データ処理部
８０ ダミーディスク
８１ 第１面
８２ 第２面
８３ テーパー面
８５ 突部
８８，８８ａ，８８ｂ 溝（液体排出流路）
９１ 第１面
９２ 第２面
９３ テーパー面
９５ 突部
９８，９８ａ，９８ｂ 溝（液体排出流路）
２ ドレッシングユニット
５ 液体供給ノズル
６ スラリー供給ノズル
１２ 研磨テーブル
１３ テーブルモータ
１４ テーブル面
１８ 研磨ヘッドシャフト
２０ 研磨ヘッド
２２ 研磨パッド
２３ 研磨面
５０ ドレッサー
５１ ドレッシングディスク
５２ ディスクホルダー
５３ ジンバル機構
５５ ドレッサーシャフト
５６ エアシリンダ
５９ ドレッサーアーム
６２ 圧力レギュレータ
７０ データ処理部
８０ ダミーディスク
８１ 第１面
８２ 第２面
８３ テーパー面
８５ 突部
８８，８８ａ，８８ｂ 溝（液体排出流路）
９１ 第１面
９２ 第２面
９３ テーパー面
９５ 突部
９８，９８ａ，９８ｂ 溝（液体排出流路）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】