(57)【要約】【課題】研磨装置のダウンタイムを小さくし、かつ研磨パッド交換時に必要とされるコストを下げることができる、研磨ヘッドの高さを調整する方法を提供する。【解決手段】本方法は、研磨テーブル１２に支持された第１の研磨パッドの研磨面を押圧している、基板を保持した研磨ヘッド２０の基準高さ、および第１の研磨パッドの研磨面を押圧しているドレッサ５０の基準高さを決定し、第１の研磨パッドが第２の研磨パッドに交換された後に、研磨テーブル１２に支持された第２の研磨パッドの研磨面を押圧しているドレッサ５０の初期高さを決定し、ドレッサ５０の基準高さとドレッサ５０の初期高さの差に基づいて、研磨ヘッド２０の基準高さを補正する。【選択図】図３
2020192634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨パッドを支持する研磨テーブルと、
基板を前記研磨パッドの研磨面に押圧する研磨ヘッドと、
前記研磨パッドの研磨面をドレッシングするドレッサとを備えた研磨装置における前記研磨ヘッドの高さを調整する方法であって、
前記研磨テーブルに支持された第１の研磨パッドの研磨面を押圧している、基板を保持した前記研磨ヘッドの基準高さ、および第１の研磨パッドの研磨面を押圧している前記ドレッサの基準高さを決定し、
前記第１の研磨パッドが第２の研磨パッドに交換された後に、前記研磨テーブルに支持された前記第２の研磨パッドの研磨面を押圧している前記ドレッサの初期高さを決定し、
前記ドレッサの前記基準高さと前記ドレッサの前記初期高さの差に基づいて、前記研磨ヘッドの前記基準高さを補正することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ドレッサの前記基準高さと前記ドレッサの前記初期高さの差に基づいて、前記研磨ヘッドの前記基準高さを補正する工程は、
前記ドレッサの前記初期高さを、前記ドレッサの前記基準高さから減算することによって、前記ドレッサの前記基準高さと前記ドレッサの前記初期高さの差を算出し、
前記算出された差を、前記研磨ヘッドの前記基準高さから減算することによって、前記研磨ヘッドの前記基準高さを補正する工程であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記研磨ヘッドの前記基準高さを決定する工程は、
前記研磨ヘッドによって前記基板を前記第１の研磨パッドの研磨面に押圧しているときの該研磨ヘッドの高さを、前記第１の研磨パッドの研磨面の異なる領域で複数回測定することで、前記研磨ヘッドの高さの複数の測定値を取得し、
前記複数の測定値の平均値を算出することによって、前記研磨ヘッドの前記基準高さを決定する工程であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ドレッサの前記基準高さを決定する工程は、
前記ドレッサを前記第１の研磨パッドの研磨面に押圧しているときの、該ドレッサの高さを複数回測定することで、前記ドレッサの高さの複数の測定値を取得し、
前記ドレッサの高さの前記複数の測定値の平均値を算出することによって、前記ドレッサの前記基準高さを決定する工程であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ドレッサの前記初期高さを決定する工程は、
前記ドレッサを前記第２の研磨パッドの研磨面に押圧しているときの、該ドレッサの高さを複数回測定することで、前記ドレッサの高さの複数の測定値を取得し、
前記ドレッサの高さの前記複数の測定値の平均値を算出することによって、前記ドレッサの前記初期高さを決定する工程であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の研磨パッドの研磨面を押圧している前記研磨ヘッドに保持されている前記基板は、ダミー基板であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記補正された基準高さに、予め設定された高さを加えることで、前記研磨ヘッドの研磨位置を決定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
研磨パッドを支持する研磨テーブルと、
基板を前記研磨パッドの研磨面に押圧する研磨ヘッドと、
前記研磨パッドの研磨面をドレッシングするドレッサとを備えた研磨装置を用いた基板の研磨方法であって、
前記研磨テーブルに支持された第１の研磨パッドの研磨面を押圧している、第１の基板を保持した前記研磨ヘッドの基準高さ、および第１の研磨パッドの研磨面を押圧している前記ドレッサの基準高さを決定し、
前記第１の研磨パッドが第２の研磨パッドに交換された後に、前記研磨テーブルに支持された前記第２の研磨パッドの研磨面を押圧している前記ドレッサの初期高さを決定し、
前記ドレッサの前記基準高さと前記ドレッサの前記初期高さの差に基づいて、前記研磨ヘッドの前記基準高さを補正し、
前記補正された基準高さに基づいて、前記研磨ヘッドの研磨位置を決定し、
前記研磨ヘッドを前記決定された研磨位置に配置し、
前記研磨ヘッドに備えられた弾性膜を膨らませることによって、第２の基板を前記第２の研磨パッドの研磨面に押圧して、該第２の基板を研磨することを特徴とする研磨方法。
【請求項９】
前記ドレッサの前記基準高さと前記ドレッサの前記初期高さの差に基づいて、前記研磨ヘッドの前記基準高さを補正する工程は、
前記ドレッサの前記初期高さを、前記ドレッサの前記基準高さから減算することによって、前記ドレッサの前記基準高さと前記ドレッサの前記初期高さの差を算出し、
前記算出された差を、前記研磨ヘッドの前記基準高さから減算することによって、前記研磨ヘッドの前記基準高さを補正する工程であることを特徴とする請求項８に記載の研磨方法。
【請求項１０】
前記研磨ヘッドの前記基準高さを決定する工程は、
前記研磨ヘッドによって前記第１の基板を前記第１の研磨パッドの研磨面に押圧しているときの該研磨ヘッドの高さを、前記第１の研磨パッドの研磨面の異なる領域で複数回測定することで、前記研磨ヘッドの高さの複数の測定値を取得し、
前記複数の測定値の平均値を算出することによって、前記研磨ヘッドの前記基準高さを決定する工程であることを特徴とする請求項８または９に記載の研磨方法。
【請求項１１】
前記ドレッサの前記基準高さを決定する工程は、
前記ドレッサを前記第１の研磨パッドの研磨面に押圧しているときの、該ドレッサの高さを複数回測定することで、前記ドレッサの高さの複数の測定値を取得し、
前記ドレッサの高さの前記複数の測定値の平均値を算出することによって、前記ドレッサの前記基準高さを決定する工程であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の研磨方法。
【請求項１２】
前記ドレッサの前記初期高さを決定する工程は、
前記ドレッサを前記第２の研磨パッドの研磨面に押圧しているときの、該ドレッサの高さを複数回測定することで、前記ドレッサの高さの複数の測定値を取得し、
前記ドレッサの高さの前記複数の測定値の平均値を算出することによって、前記ドレッサの前記初期高さを決定する工程であることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の研磨方法。
【請求項１３】
前記第１の基板は、ダミー基板であることを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の研磨方法。
【請求項１４】
前記補正された基準高さに基づいて、前記研磨ヘッドの研磨位置を決定する工程は、
前記補正された基準高さに、予め設定された高さを加えることで、前記研磨ヘッドの研磨位置を決定する工程であることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の研磨方法。
【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の研磨ヘッドの高さを調整する方法に関する。また、本発明はウェーハなどの基板を研磨する研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの高集積化・高密度化に伴い、回路の配線がますます微細化し、多層配線の層数も増加している。回路の微細化を図りながら多層配線を実現しようとすると、下側の層の表面凹凸を踏襲しながら段差がより大きくなるので、配線層数が増加するに従って、薄膜形成における段差形状に対する膜被覆性（ステップカバレッジ）が悪くなる。したがって、多層配線するためには、このステップカバレッジを改善し、然るべき過程で平坦化処理しなければならない。また光リソグラフィの微細化とともに焦点深度が浅くなるため、半導体デバイスの表面の凹凸段差が焦点深度以下に収まるように半導体デバイス表面を平坦化処理する必要がある。
【０００３】
従って、半導体デバイスの製造工程においては、半導体デバイス表面の平坦化技術がますます重要になっている。この平坦化技術のうち、最も重要な技術は、化学機械研磨（Chemical  Mechanical  Polishing）である。この化学機械研磨（以下、ＣＭＰという）は、シリカ（ＳｉＯ２）等の砥粒を含んだ研磨液を研磨パッド上に供給しつつウェーハなどの基板を研磨面に摺接させて研磨を行うものである。
【０００４】
ＣＭＰを行うための研磨装置は、研磨面を有する研磨パッドを支持する研磨テーブルと、基板を保持するための研磨ヘッドを備えている。このような研磨装置を用いて基板の研磨を行う場合には、研磨ヘッドにより基板を保持しつつ、この基板を研磨パッドの研磨面に対して所定の圧力で押圧する。さらに、研磨テーブルと研磨ヘッドとを相対運動させることにより基板が研磨面に摺接し、基板の表面が平坦かつ鏡面に研磨される。
【０００５】
このような研磨装置において、研磨中の基板と研磨パッドの研磨面との間の相対的な押圧力が基板の全面に亘って均一でない場合には、基板の各部分に与えられる押圧力に応じて研磨不足や過研磨が生じてしまう。基板に対する押圧力を均一化するために、研磨ヘッドの下部に弾性膜（メンブレン）から形成される圧力室を複数設け、この圧力室に空気などの気体を供給することでメンブレンを介して流体の圧力により基板を研磨パッドの研磨面に押圧して研磨することが行われている。
【０００６】
研磨ヘッドに保持された基板の面圧分布を精密に制御にするためには、研磨時の研磨ヘッドの研磨パッドに対する相対位置を一定に保つ必要がある。上述の研磨装置において、樹脂製の研磨パッドを用いて研磨を行った場合、ドレッシングや研磨時間の経過とともに研磨パッドが摩耗する。摩耗した研磨パッドは研磨テーブルから取り外され、新たな研磨パッドに交換される。しかしながら、研磨パッドの製造時に発生する研磨パッドの厚さのばらつきや、研磨パッドの研磨テーブルへの貼り付け作業のばらつきによって、研磨パッドの交換後の研磨ヘッドと研磨パッドとの相対位置が、研磨パッドの交換前の研磨ヘッドと研磨パッドとの相対位置と異なる場合がある。
【０００７】
このため、研磨時の研磨ヘッドの研磨パッドに対する相対位置を一定に保つ目的で、研磨パッドを交換する毎に、基板を保持した研磨ヘッドを下降させて基板を研磨パッドの研磨面に押圧したときの研磨ヘッドの位置を測定し、この測定された位置から研磨パッドの研磨面の高さを検出するパッドサーチという工程が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２０７３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、パッドサーチを行うにはある程度の時間がかかり、パッドサーチが研磨装置のダウンタイムを増加させる要因となっていた。また、研磨パッドを交換する毎にパッドサーチ用の基板が消費され、コストアップの要因ともなっていた。
【００１０】
本発明は、上述した従来の問題点を解決するためになされたもので、研磨装置のダウンタイムを小さくし、かつ研磨パッド交換時に必要とされるコストを下げることができる、研磨ヘッドの高さを調整する方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、研磨装置のダウンタイムを小さくし、かつ研磨パッド交換時に必要とされるコストを下げることができる研磨方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、研磨パッドを支持する研磨テーブルと、基板を前記研磨パッドの研磨面に押圧する研磨ヘッドと、前記研磨パッドの研磨面をドレッシングするドレッサとを備えた研磨装置における前記研磨ヘッドの高さを調整する方法であって、前記研磨テーブルに支持された第１の研磨パッドの研磨面を押圧している、基板を保持した前記研磨ヘッドの基準高さ、および第１の研磨パッドの研磨面を押圧している前記ドレッサの基準高さを決定し、前記第１の研磨パッドが第２の研磨パッドに交換された後に、前記研磨テーブルに支持された前記第２の研磨パッドの研磨面を押圧している前記ドレッサの初期高さを決定し、前記ドレッサの前記基準高さと前記ドレッサの前記初期高さの差に基づいて、前記研磨ヘッドの前記基準高さを補正することを特徴とする方法である。
【００１２】
本発明の好ましい態様は、前記ドレッサの前記基準高さと前記ドレッサの前記初期高さの差に基づいて、前記研磨ヘッドの前記基準高さを補正する工程は、前記ドレッサの前記初期高さを、前記ドレッサの前記基準高さから減算することによって、前記ドレッサの前記基準高さと前記ドレッサの前記初期高さの差を算出し、前記算出された差を、前記研磨ヘッドの前記基準高さから減算することによって、前記研磨ヘッドの前記基準高さを補正する工程であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨ヘッドの前記基準高さを決定する工程は、前記研磨ヘッドによって前記基板を前記第１の研磨パッドの研磨面に押圧しているときの該研磨ヘッドの高さを、前記第１の研磨パッドの研磨面の異なる領域で複数回測定することで、前記研磨ヘッドの高さの複数の測定値を取得し、前記複数の測定値の平均値を算出することによって、前記研磨ヘッドの前記基準高さを決定する工程であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記ドレッサの前記基準高さを決定する工程は、前記ドレッサを前記第１の研磨パッドの研磨面に押圧しているときの、該ドレッサの高さを複数回測定することで、前記ドレッサの高さの複数の測定値を取得し、前記ドレッサの高さの前記複数の測定値の平均値を算出することによって、前記ドレッサの前記基準高さを決定する工程であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記ドレッサの前記初期高さを決定する工程は、前記ドレッサを前記第２の研磨パッドの研磨面に押圧しているときの、該ドレッサの高さを複数回測定することで、前記ドレッサの高さの複数の測定値を取得し、前記ドレッサの高さの前記複数の測定値の平均値を算出することによって、前記ドレッサの前記初期高さを決定する工程であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１の研磨パッドの研磨面を押圧している前記研磨ヘッドに保持されている前記基板は、ダミー基板であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記補正された基準高さに、予め設定された高さを加えることで、前記研磨ヘッドの研磨位置を決定する工程をさらに含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明の一態様は、研磨パッドを支持する研磨テーブルと、基板を前記研磨パッドの研磨面に押圧する研磨ヘッドと、前記研磨パッドの研磨面をドレッシングするドレッサとを備えた研磨装置を用いた基板の研磨方法であって、前記研磨テーブルに支持された第１の研磨パッドの研磨面を押圧している、第１の基板を保持した前記研磨ヘッドの基準高さ、および第１の研磨パッドの研磨面を押圧している前記ドレッサの基準高さを決定し、前記第１の研磨パッドが第２の研磨パッドに交換された後に、前記研磨テーブルに支持された前記第２の研磨パッドの研磨面を押圧している前記ドレッサの初期高さを決定し、前記ドレッサの前記基準高さと前記ドレッサの前記初期高さの差に基づいて、前記研磨ヘッドの前記基準高さを補正し、前記補正された基準高さに基づいて、前記研磨ヘッドの研磨位置を決定し、前記研磨ヘッドを前記決定された研磨位置に配置し、前記研磨ヘッドに備えられた弾性膜を膨らませることによって、第２の基板を前記第２の研磨パッドの研磨面に押圧して、該第２の基板を研磨することを特徴とする研磨方法である。
【００１４】
本発明の好ましい態様は、前記ドレッサの前記基準高さと前記ドレッサの前記初期高さの差に基づいて、前記研磨ヘッドの前記基準高さを補正する工程は、前記ドレッサの前記初期高さを、前記ドレッサの前記基準高さから減算することによって、前記ドレッサの前記基準高さと前記ドレッサの前記初期高さの差を算出し、前記算出された差を、前記研磨ヘッドの前記基準高さから減算することによって、前記研磨ヘッドの前記基準高さを補正する工程であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨ヘッドの前記基準高さを決定する工程は、前記研磨ヘッドによって前記第１の基板を前記第１の研磨パッドの研磨面に押圧しているときの該研磨ヘッドの高さを、前記第１の研磨パッドの研磨面の異なる領域で複数回測定することで、前記研磨ヘッドの高さの複数の測定値を取得し、前記複数の測定値の平均値を算出することによって、前記研磨ヘッドの前記基準高さを決定する工程であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記ドレッサの前記基準高さを決定する工程は、前記ドレッサを前記第１の研磨パッドの研磨面に押圧しているときの、該ドレッサの高さを複数回測定することで、前記ドレッサの高さの複数の測定値を取得し、前記ドレッサの高さの前記複数の測定値の平均値を算出することによって、前記ドレッサの前記基準高さを決定する工程であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記ドレッサの前記初期高さを決定する工程は、前記ドレッサを前記第２の研磨パッドの研磨面に押圧しているときの、該ドレッサの高さを複数回測定することで、前記ドレッサの高さの複数の測定値を取得し、前記ドレッサの高さの前記複数の測定値の平均値を算出することによって、前記ドレッサの前記初期高さを決定する工程であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１の基板は、ダミー基板であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記補正された基準高さに基づいて、前記研磨ヘッドの研磨位置を決定する工程は、前記補正された基準高さに、予め設定された高さを加えることで、前記研磨ヘッドの研磨位置を決定する工程であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ドレッサの基準高さとドレッサの初期高さの差に基づいて、研磨ヘッドの高さが調整されるため、研磨パッドの交換毎のパッドサーチを必要としない。そのため、研磨装置のダウンタイムを小さくすることができる。さらに、パッドサーチ用のダミー基板を必要としないため、研磨パッド交換時に必要とされるコストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】研磨装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】図１に示す研磨ヘッドの断面図である。
【図３】基板の研磨プロセスを説明するフローチャートである。
【図４】基板の研磨プロセスを説明するフローチャートである。
【図５】基板の研磨プロセスを説明するフローチャートである。
【図６】基板の研磨プロセスを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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、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を支持する研磨テーブル１２と、支軸１４の上端に連結された研磨ヘッド揺動アーム１６と、研磨ヘッド揺動アーム１６の自由端に取り付けられた研磨ヘッドシャフト１８と、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と、動作制御部４７とを備えている。動作制御部４７は、図示しないが、データおよびプログラムを記憶する記憶部と、該データを処理する演算処理部とを有している。動作制御部４７は、その内部に記憶されたプログラムに含まれる命令に従って動作する。動作制御部４７として、少なくとも１台のコンピュータを使用することができる。
【００１８】
研磨ヘッドシャフト１８は、研磨ヘッド揺動アーム１６内に配置された研磨ヘッド回転モータ（図示せず）に連結されており、研磨ヘッドシャフト１８は研磨ヘッド回転モータにより回転されるようになっている。この研磨ヘッドシャフト１８の回転により、研磨ヘッド２０が矢印で示す方向に研磨ヘッドシャフト１８を中心に回転するようになっている。
【００１９】
研磨テーブル１２は、テーブル軸１２ａを介してその下方に配置されるテーブル回転モータ７０に連結されている。このテーブル回転モータ７０により研磨テーブル１２がテーブル軸１２ａを中心に矢印で示す方向に回転されるようになっている。この研磨テーブル１２の上面には研磨パッド２２が貼り付けられている。研磨パッド２２の上面はウェーハなどの基板Ｗを研磨する研磨面２２ａを構成している。
【００２０】
研磨ヘッドシャフト１８は、昇降機構２４により研磨ヘッド揺動アーム１６に対して相対的に上下動可能であり、この研磨ヘッドシャフト１８の上下動により研磨ヘッド２０が研磨ヘッド揺動アーム１６に対して相対的に上下動可能となっている。研磨ヘッドシャフト１８の上端にはロータリージョイント２５が取り付けられている。
【００２１】
研磨ヘッド２０は、その下面にウェーハなどの基板Ｗを保持できるように構成されている。研磨ヘッド揺動アーム１６は支軸１４を中心として旋回可能に構成されており、下面に基板Ｗを保持した研磨ヘッド２０は、研磨ヘッド揺動アーム１６の旋回により、基板Ｗの図示しない受取位置と研磨テーブル１２の上方位置との間を移動される。
【００２２】
研磨ヘッドシャフト１８および研磨ヘッド２０を昇降させる昇降機構２４は、研磨ヘッドシャフト１８を回転可能に支持する軸受２６と、軸受２６が固定されたブリッジ２８と、ブリッジ２８に取り付けられたボールねじ機構３２と、支柱３０により支持された支持台２９と、支持台２９に固定されたサーボモータ３８とを備えている。サーボモータ３８を支持する支持台２９は、支柱３０を介して研磨ヘッド揺動アーム１６に連結されている。
【００２３】
ボールねじ機構３２は、サーボモータ３８に連結されたねじ軸３２ａと、このねじ軸３２ａが螺合するナット３２ｂとを備えている。ナット３２ｂはブリッジ２８に固定されている。研磨ヘッドシャフト１８は、ブリッジ２８と一体となって昇降（上下動）するようになっている。したがって、サーボモータ３８を駆動すると、ボールねじ機構３２を介してブリッジ２８が上下動し、これにより研磨ヘッドシャフト１８および研磨ヘッド２０が上下動する。
【００２４】
基板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ながら、研磨テーブル１２の上方に設けられたスラリー供給ノズル（図示せず）からスラリーを研磨パッド２２上に供給する。研磨ヘッド２０は昇降機構２４により所定の研磨位置まで下降される。さらに、研磨ヘッド２０は上記研磨位置で基板Ｗを研磨パッド２２の研磨面２２ａに押圧する。スラリーが研磨パッド２２の研磨面２２ａ上に存在した状態で、基板Ｗは研磨パッド２２の研磨面２２ａに摺接される。基板Ｗの表面は、スラリーの化学成分による化学的作用と、スラリーに含まれる砥粒の機械的作用との組み合わせにより、研磨される。
【００２５】
サーボモータ３８は、モータドライバ４８に接続されている。モータドライバ４８はサーボモータ３８の回転角度および回転回数を制御する。サーボモータ３８はボールねじ機構３２に連結されており、ボールねじ機構３２は、ブリッジ２８および研磨ヘッドシャフト１８を介して研磨ヘッド２０に連結されている。したがって、研磨ヘッド２０の高さ（すなわち縦方向の位置）は、サーボモータ３８の回転角度および回転回数によって決まる。モータドライバ４８は、動作制御部４７に接続されており、サーボモータ３８の回転角度および回転回数を動作制御部４７に送るように構成されている。動作制御部４７はサーボモータ３８の回転角度および回転回数から研磨ヘッド２０の高さ（すなわち縦方向の位置）を算出するように構成されている。
【００２６】
研磨装置は、研磨パッド２２の研磨面２２ａをドレッシングするドレッシングユニット４０を備えている。このドレッシングユニット４０は、研磨パッド２２の研磨面２２ａに摺接されるドレッサ５０と、ドレッサ５０が連結されるドレッサシャフト５１と、ドレッサシャフト５１の上端に設けられたエアシリンダ５３と、ドレッサシャフト５１を回転自在に支持するドレッサ揺動アーム５５とを備えている。ドレッサ５０の下面はドレッシング面５０ａを構成し、このドレッシング面５０ａは砥粒（例えば、ダイヤモンド粒子）から構成されている。エアシリンダ５３は、支柱５６により支持された支持台５７上に配置されており、これらの支柱５６はドレッサ揺動アーム５５に固定されている。
【００２７】
支軸５８に連結された図示しないモータを駆動すると、ドレッサ揺動アーム５５は支軸５８を中心として旋回する。ドレッサシャフト５１は、ドレッサ揺動アーム５５内に配置された図示しないドレッサモータの駆動により回転し、このドレッサシャフト５１の回転により、ドレッサ５０はドレッサシャフト５１を中心に矢印で示す方向に回転するようになっている。エアシリンダ５３は、ドレッサシャフト５１を介してドレッサ５０に連結されている。エアシリンダ５３は、ドレッサシャフト５１およびドレッサ５０を一体に上下動させ、ドレッサ５０のドレッシング面５０ａを所定の押圧力で研磨パッド２２の研磨面２２ａに押圧する。
【００２８】
研磨パッド２２の研磨面２２ａのドレッシングは次のようにして行われる。研磨パッド２２は研磨テーブル１２とともにテーブル回転モータ７０によって回転されながら、図示しない純水供給ノズルから純水が研磨面２２ａに供給される。ドレッサ５０は、ドレッサシャフト５１を中心に回転しながら、ドレッサ５０のドレッシング面５０ａはエアシリンダ５３により研磨面２２ａに押圧される。研磨面２２ａ上に純水が存在した状態で、ドレッサ５０は研磨面２２ａに摺接される。ドレッサ５０の回転中、ドレッサ揺動アーム５５を支軸５８を中心に旋回させてドレッサ５０を研磨面２２ａの半径方向に移動させる。このようにして、ドレッサ５０により研磨パッド２２が削り取られ、研磨面２２ａがドレッシング（再生）される。
【００２９】
ドレッシングユニット４０はドレッサ５０の高さ（すなわちドレッサ５０の縦方向の位置）を測定する変位センサ６０と、ターゲットプレート６１と、センサホルダ６３とをさらに備えている。センサホルダ６３はドレッサシャフト５１に固定されており、センサホルダ６３は、ドレッサシャフト５１およびドレッサ５０と一体に上下動する。変位センサ６０は、センサホルダ６３に固定されている。ターゲットプレート６１は、ドレッサ揺動アーム５５に固定されていて、ターゲットプレート６１の高さは不変である。変位センサ６０は、ドレッサシャフト５１，ドレッサ５０，センサホルダ６３と一体に上下動する。変位センサ６０のターゲットプレート６１に対する変位は、変位センサ６０によって測定される。変位センサ６０は、変位センサ６０のターゲットプレート６１に対する変位を測定することにより、ドレッサ５０の高さを間接的に測定することができる。
【００３０】
本実施形態では、変位センサ６０として、ターゲットプレート６１に接触する接触式変位センサが用いられているが、ターゲットプレート６１に接触しない非接触式変位センサを用いてもよい。具体的には、リニアスケール、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を変位センサ６０として用いることができる。
【００３１】
図２は、図１に示す研磨ヘッド２０の断面図である。研磨ヘッド２０は、研磨ヘッドシャフト１８の端部に固定されたヘッド本体７１と、ヘッド本体７１の下部に取り付けられたメンブレン（弾性膜）７４と、ヘッド本体７１の下方に配置されたリテーナリング７２とを備えている。リテーナリング７２は、メンブレン７４の周囲に配置されており、基板Ｗの研磨中に基板Ｗが研磨ヘッド２０から飛び出さないようにするために基板Ｗの周縁部を保持する環状の構造体である。
【００３２】
メンブレン７４とヘッド本体７１との間には、４つの圧力室Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が設けられている。圧力室Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４はメンブレン７４とヘッド本体７１によって形成されている。中央の圧力室Ｃ１は円形であり、他の圧力室Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は環状である。これらの圧力室Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、同心上に配列されている。
【００３３】
圧力室Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４にはそれぞれ気体移送ラインＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４が接続されている。気体移送ラインＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の一端は、研磨装置が設置されている工場に設けられたユーティリティとしての圧縮気体供給源（図示せず）に接続されている。圧縮空気等の圧縮気体は、気体移送ラインＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を通じて圧力室Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４にそれぞれ供給されるようになっている。
【００３４】
圧力室Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４にそれぞれ連通する気体移送ラインＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、図示しない真空ラインに接続されており、圧力室Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４内に真空を形成することが可能となっている。圧力室Ｃ３を構成する、メンブレン７４の部位には開口が形成されており、圧力室Ｃ３に真空を形成することにより基板Ｗが研磨ヘッド２０に吸着保持される。また、この圧力室Ｃ３に圧縮気体を供給することにより、基板Ｗが研磨ヘッド２０からリリースされる。
【００３５】
ヘッド本体７１とリテーナリング７２との間には、環状のメンブレン（ローリングダイヤフラム）７６が配置されおり、このメンブレン７６によって圧力室Ｃ５が形成されている。圧力室Ｃ５は、気体移送ラインＦ５を介して上記圧縮気体供給源に連結されている。圧縮気体は、気体移送ラインＦ５を通じて圧力室Ｃ５内に供給され、圧力室Ｃ５はリテーナリング７２を研磨パッド２２に対して押圧する。
【００３６】
気体移送ラインＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５は、研磨ヘッドシャフト１８に取り付けられたロータリージョイント２５を経由して延びている。圧力室Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５に連通する気体移送ラインＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５には、それぞれ圧力レギュレータＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５が設けられている。圧縮気体供給源からの圧縮気体は、圧力レギュレータＲ１〜Ｒ５を通って圧力室Ｃ１〜Ｃ５内にそれぞれ独立に供給される。圧力レギュレータＲ１〜Ｒ５は、圧力室Ｃ１〜Ｃ５内の圧縮気体の圧力を調節するように構成されている。
【００３７】
圧力レギュレータＲ１〜Ｒ５は、圧力室Ｃ１〜Ｃ５の内部圧力を互いに独立して変化させることが可能であり、これにより、基板Ｗの対応する４つの領域、すなわち、中央部、内側中間部、外側中間部、およびエッジ部に対する研磨圧力、およびリテーナリング７２の研磨パッド２２への押圧力を独立に調節することができる。気体移送ラインＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５は大気開放弁（図示せず）にもそれぞれ接続されており、圧力室Ｃ１〜Ｃ５を大気開放することも可能である。本実施形態では、メンブレン７４は、４つの圧力室Ｃ１〜Ｃ４を形成するが、一実施形態では、メンブレン７４は４つよりも少ない、または４つよりも多い圧力室を形成してもよい。
【００３８】
次に、研磨パッドの研磨テーブル１２への設置、および基板の研磨を含むプロセスについて、図３乃至図６を参照して説明する。まず初めに、第１の研磨パッドを研磨テーブル１２に貼り付ける（ステップ１）。そして、ドレッサ５０で第１の研磨パッドの研磨面のドレッシングを行う（ステップ２）。
【００３９】
次に、第１の基板を用いてパッドサーチを行い、研磨ヘッド２０の基準高さを決定する（ステップ３）。研磨ヘッド２０の基準高さとは、第１の基板を保持した研磨ヘッド２０が第１の研磨パッドの研磨面を押圧しているときの研磨ヘッド２０のある原点位置からの高さのことである。より具体的には、研磨ヘッド２０の基準高さとは、第１の基板を保持した研磨ヘッド２０が、ステップ２におけるドレッシング後の第１の研磨パッドの研磨面を押圧しているときの研磨ヘッド２０のある原点位置からの高さのことである。第１の基板は、研磨ヘッド２０の基準高さを決定するときに使用される基板である。第１の基板としては、製品基板ではなく、ダミー基板を用いてもよい。ダミー基板の例として、膜が表面に形成されていないベアシリコン基板や、シリコン基板の表面の全体に酸化膜等の膜が均一に形成されたブランケット基板等が挙げられる。
【００４０】
ステップ３の具体的な工程は、以下の通りである。第１の基板を研磨ヘッド２０の下部に保持させ、第１の基板を保持した研磨ヘッド２０を研磨テーブル１２の上方位置に移動させる。そして、研磨テーブル１２の上方に設けられた純水供給ノズル（図示せず）から第１の研磨パッドの研磨面に純水を供給しながら、研磨ヘッド２０を下降させ、第１の基板を第１の研磨パッドの研磨面に押圧する。研磨ヘッド２０が第１の基板を第１の研磨パッドの研磨面に押圧しているとき、研磨ヘッド２０のリテーナリング７２の下面は、第１の研磨パッドの研磨面に押圧される。このとき、研磨ヘッド２０および研磨テーブル１２は回転させない。研磨ヘッド２０が第１の基板およびリテーナリング７２を第１の研磨パッドの研磨面に押圧している間、圧力室Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３,Ｃ４，Ｃ５は大気開放される。
【００４１】
動作制御部４７は、第１の基板およびリテーナリング７２を第１の研磨パッドの研磨面に押圧しているときの研磨ヘッド２０の高さを測定する。より具体的には、動作制御部４７は、第１の基板およびリテーナリング７２を第１の研磨パッドの研磨面に押圧しているときの研磨ヘッド２０の高さを、サーボモータ３８の回転角度および回転回数から算出する。
【００４２】
研磨ヘッド２０の高さは、第１の研磨パッドの研磨面の異なる領域で複数回測定されてもよい。研磨ヘッド２０の高さの複数の測定値は動作制御部４７によって取得される。具体的には、第１の研磨パッドの研磨面の第１の領域で研磨ヘッド２０の高さを測定した後、研磨ヘッド２０および第１の基板を第１の研磨パッドから離間させる。その後、研磨テーブル１２を所定の角度だけ回転させ、研磨ヘッド２０は、第１の基板およびリテーナリング７２を第１の研磨パッドの研磨面の第２の領域に押圧する。動作制御部４７は、第１の基板およびリテーナリング７２を第１の研磨パッドの研磨面の第２の領域に押圧しているときの研磨ヘッド２０の高さを測定する。同様に、動作制御部４７は、研磨テーブル１２が１回転するまで複数の異なる領域で研磨ヘッド２０の高さを測定してもよい。動作制御部４７は、研磨ヘッド２０の高さの複数の測定値の平均値を算出し、算出された平均値である研磨ヘッド２０の基準高さを決定する。
【００４３】
次に、ドレッサ５０の基準高さを決定する（ステップ４）。ドレッサ５０の基準高さとは、ドレッサ５０が第１の研磨パッドの研磨面を押圧しているときのドレッサ５０のある原点位置からの高さのことである。より具体的には、ドレッサ５０の基準高さとは、ドレッサ５０が、ステップ２におけるドレッシング後の第１の研磨パッドの研磨面を押圧しているときのドレッサ５０のある原点位置からの高さのことである。ドレッサ５０の高さは、上述したように変位センサ６０によって測定される。
【００４４】
ステップ４の具体的な工程は以下の通りである。第１の研磨パッドを研磨テーブル１２とともにテーブル回転モータ７０によって回転させながら、図示しない純水供給ノズルから純水を第１の研磨パッドの研磨面に供給する。この状態で、ドレッサ５０をドレッサシャフト５１を中心に回転させながら、ドレッサ５０のドレッシング面５０ａを、エアシリンダ５３により第１の研磨パッドの研磨面に押圧する。第１の研磨パッドの研磨面上に純水が存在した状態で、ドレッサ５０は第１の研磨パッドの研磨面に摺接される。ドレッサ５０の回転中、ドレッサ揺動アーム５５を支軸５８を中心として旋回させてドレッサ５０を第１の研磨パッドの研磨面の半径方向に揺動させる。このように、ドレッサ５０は、円弧を描きながら第１の研磨パッドの研磨面上を移動する。したがって、ドレッサ５０は、第１の研磨パッドの研磨面の全体と接触する。
【００４５】
変位センサ６０は、ドレッサ５０が第１の研磨パッドの研磨面を押圧しているときのドレッサ５０の高さを測定する。動作制御部４７は、ドレッサ５０の高さの測定値を変位センサ６０から取得し、この測定値をドレッサ５０の基準高さとして決定する。ドレッサ５０の高さの測定位置は、ドレッサ５０の揺動範囲の端部としてもよい。
【００４６】
ドレッサ５０の高さは、ドレッサ５０のドレッシング面５０ａを第１の研磨パッドの研磨面に押圧している間に、複数回測定されてもよい。この場合は、動作制御部４７は、ドレッサ５０の高さの複数の測定値を変位センサ６０から取得し、ドレッサ５０の高さの複数の測定値の平均値を算出し、算出された平均値であるドレッサ５０の基準高さを決定する。上述のように、ドレッサ５０は、第１の研磨パッドの研磨面の全体と接触するため、第１の研磨パッドの研磨面の複数の異なる領域における複数の測定値が取得される。動作制御部４７は、これら測定値の平均値を算出し、算出した平均値であるドレッサ５０の基準高さを決定する。ドレッサ５０の高さの測定位置は、ドレッサ５０の揺動範囲の端部としてもよい。
【００４７】
ステップ４の工程は、第１の研磨パッドの研磨面をドレッシングする目的ではなく、第１の研磨パッドの研磨面を押圧しているときのドレッサ５０の高さを測定するために行われる。ステップ４におけるドレッサ５０の第１の研磨パッドの研磨面に対する押圧力は、研磨面のドレッシング時におけるドレッサ５０の押圧力と同じである。ドレッサ５０のドレッシング面５０ａを第１の研磨パッドの研磨面に押圧する時間は、研磨面をドレッシングするときの時間と同じであることが望ましい。
【００４８】
ステップ３からステップ４までの工程は、複数回繰り返してもよい。研磨ヘッド２０の基準高さは、ステップ３からステップ４までの工程を繰り返すことによって得られた研磨ヘッド２０の複数の基準高さの平均値とすることができる。同様に、ドレッサ５０の基準高さは、ステップ３からステップ４までの工程を繰り返すことによって得られたドレッサ５０の複数の基準高さの平均値とすることができる。ステップ３とステップ４の順番は入れ替えてもよい。すなわち、ステップ４の工程を実施した後、ステップ３の工程を実施してもよく、ステップ４からステップ３までの工程を複数回繰り返してもよい。
【００４９】
ステップ４の終了後、第１の研磨パッドの使用限界まで第１の研磨パッドを用いて複数の製品基板を研磨してもよい。次に、第１の研磨パッドを用いて製品基板を研磨するプロセスを説明する（ステップ５〜ステップ１１）。本実施形態では、第２の基板は製品基板である。第２の基板は、図１に示す基板Ｗである。動作制御部４７は、研磨ヘッド２０の基準高さに、予め設定された高さを加えることで、研磨ヘッド２０の研磨位置を決定する（ステップ５）。予め設定された高さとは、研磨時にメンブレン７４，７６を膨らませたときのメンブレン７４，７６の高さに基づいて予め定められる高さのことである。研磨ヘッド２０の基準高さは、メンブレン７４，７６が膨らんでいないときに、第１の研磨パッドの研磨面を押圧しているときの研磨ヘッド２０の高さに基づいて決定されるため、研磨ヘッド２０の基準高さに上述の予め設定された高さを加えることで研磨ヘッド２０の研磨位置が決定される。
【００５０】
次に、研磨ヘッド２０は、第２の基板を第１の研磨パッドの研磨面に押圧し、第２の基板を研磨する（ステップ６）。ステップ６の具体的な工程は、以下の通りである。研磨ヘッド２０は、図示しない基板受け渡し装置から第２の基板を受け取って研磨ヘッド２０の下部に保持する。研磨ヘッド２０は、ステップ４の工程中に、第２の基板を受け取ってもよい。そして、第２の基板を保持した研磨ヘッド２０を研磨テーブル１２の上方位置に移動させ、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ながら、研磨テーブル１２の上方に設けられたスラリー供給ノズル（図示せず）からスラリーを研磨パッド２２上に供給する。
【００５１】
そして、研磨ヘッド２０は、ステップ５で決定された研磨位置まで昇降機構２４により下降される。研磨ヘッド２０を研磨位置に配置した後、圧力室Ｃ１〜Ｃ５に圧縮気体を供給し、メンブレン７４，７６を膨らませることによって、第２の基板およびリテーナリング７２を第１の研磨パッドの研磨面に押圧して、第２の基板を研磨する。第２の基板の研磨が終了したら、研磨ヘッド２０は、研磨された第２の基板を図示しない基板受け渡し装置に渡す。引き続き新たな第２の基板を研磨する場合は、その新たな第２の基板を研磨する前にドレッサ５０で第１の研磨パッドの研磨面のドレッシングを行い、ドレッサ５０の現状高さを決定する（ステップ７）。ステップ７で決定されるドレッサ５０の現状高さとは、新たな第２の基板の研磨前にドレッサ５０が第１の研磨パッドの研磨面を押圧しているときのドレッサ５０のある原点位置からの高さのことである。
【００５２】
特に説明しないステップ７のドレッサ５０の現状高さを決定する工程は、ステップ４を参照して説明したドレッサ５０の基準高さを決定する工程と同じであるのでその重複する説明を省略する。ステップ７は、第１の研磨パッドの研磨面をドレッシングする目的と、第１の研磨パッドの研磨面を押圧しているときのドレッサ５０の高さを測定する目的を兼ねている点でステップ４と異なっている。ステップ７においても、ドレッサ５０の高さは、複数回測定されてもよい。この場合は、動作制御部４７は、ドレッサ５０の高さの複数の測定値の平均値を算出し、算出された平均値であるドレッサ５０の現状高さを決定する。
【００５３】
次に、動作制御部４７は、第１の研磨パッドの摩耗量を、予め設定されたしきい値と比較する（ステップ８）。ステップ８の具体的な工程は、以下の通りである。動作制御部４７は、ステップ７で決定されたドレッサ５０の現状高さを、ステップ４で決定されたドレッサ５０の基準高さから減算することによって、ドレッサ５０の基準高さとドレッサ５０の現状高さの差を算出する。この差は、第１の研磨パッドの摩耗量に相当する。基板の研磨および第１の研磨パッドのドレッシングが繰り返されるにつれて、第１の研磨パッドは徐々に摩耗する。第１の研磨パッドの摩耗量（すなわち、ドレッサ５０の基準高さとドレッサ５０の現状高さとの差）が予め設定されたしきい値を超えていない場合は、動作制御部４７は、ドレッサ５０の基準高さとドレッサ５０の現状高さの差に基づいて、研磨ヘッド２０の基準高さを更新する（ステップ９）。
【００５４】
ステップ９の具体的な工程は、以下の通りである。動作制御部４７は、ステップ８で算出された上記差（すなわち、ドレッサ５０の基準高さとドレッサ５０の現状高さの差）を、研磨ヘッド２０の基準高さから減算することによって、研磨ヘッド２０の基準高さを更新する。そして、動作制御部４７は、研磨ヘッド２０の更新された基準高さに、予め設定された高さを加えることで、研磨ヘッド２０の研磨位置を更新する（ステップ１０）。
【００５５】
次に、研磨ヘッド２０は、新たな第２の基板を第１の研磨パッドの研磨面に押圧し、新たな第２の基板を研磨する（ステップ１１）。その第２の基板の研磨が終了したら、研磨ヘッド２０は、研磨された第２の基板を図示しない基板受け渡し装置に渡す。引き続き新たな第２の基板を研磨する場合は、ステップ７からステップ１１が繰り返される。ステップ８からステップ１０は、新たな第２の基板の研磨前に毎回行ってもよく、複数の第２の基板が研磨される毎に行ってもよい。
【００５６】
上記ステップ８において、第１の研磨パッドの摩耗量が予め設定されたしきい値を超えている場合は、第１の研磨パッドを未使用の新たな研磨パッド（第２の研磨パッド）に交換する（ステップ１２）。具体的には、第１の研磨パッドを研磨テーブル１２から取り外し、第２の研磨パッドを研磨テーブル１２に取り付ける。第２の研磨パッドは研磨テーブル１２に支持される。そして、ドレッサ５０で第２の研磨パッドの研磨面のドレッシングを行い、ドレッサ５０の初期高さを決定する（ステップ１３）。ドレッサ５０の初期高さとは、ドレッサ５０が未使用の第２の研磨パッドの研磨面を押圧しているときのドレッサ５０のある原点位置からの高さのことである。本明細書において、未使用の第２の研磨パッドとは、製品基板の研磨に使用していない状態の第２の研磨パッドと定義される。ドレッサ５０の初期高さの決定は、最初の基板を上記未使用の第２の研磨パッド上で研磨する前に行われる。
【００５７】
特に説明しないステップ１３のドレッサ５０の初期高さを決定する工程は、ステップ７を参照して説明したドレッサ５０の現状高さを決定する工程と同じであるのでその重複する説明を省略する。ドレッシングの対象は第２の研磨パッドであるという点で、ステップ１３はステップ７と異なっている。ステップ１３においても、ドレッサ５０の高さは、複数回測定されてもよい。この場合は、動作制御部４７は、ドレッサ５０の高さの複数の測定値の平均値を算出し、算出された平均値であるドレッサ５０の初期高さを決定する。
【００５８】
次に、動作制御部４７は、ドレッサ５０の基準高さとドレッサ５０の初期高さの差に基づいて、ステップ３で決定された研磨ヘッド２０の基準高さ(すなわち、第１の研磨パッドで第２の基板を研磨する前の研磨ヘッド２０の基準高さ)を補正する（ステップ１４）。第１の研磨パッドと第２の研磨パッドが同じタイプの研磨パッドであっても、研磨パッドの製造時に発生する研磨パッドの厚さのばらつきや、研磨パッドの研磨テーブル１２への貼り付け作業のばらつきによって、研磨ヘッド２０の第２の研磨パッドに対する相対位置が研磨ヘッド２０の第１の研磨パッドに対する相対位置と異なる場合がある。この相対位置の差異は、ドレッサ５０の基準高さとドレッサ５０の初期高さの差に相当する。そこで、研磨時の研磨ヘッド２０の研磨パッドに対する相対位置を一定に保つために、動作制御部４７は、上述の差に基づいてステップ３で決定された研磨ヘッド２０の基準高さを補正し、研磨ヘッド２０の補正された基準高さに基づいて、研磨ヘッド２０の研磨位置を決定する。
【００５９】
ステップ１４の具体的な工程は、以下の通りである。動作制御部４７は、ステップ１３で決定されたドレッサ５０の初期高さを、ステップ４で決定されたドレッサ５０の基準高さから減算することによって、ドレッサ５０の基準高さとドレッサ５０の初期高さの差を算出する。そして、動作制御部４７は、算出されたドレッサ５０の基準高さとドレッサ５０の初期高さの差を、ステップ３で決定された研磨ヘッド２０の基準高さから減算することによって、研磨ヘッド２０の基準高さを補正する。そして、動作制御部４７は、研磨ヘッド２０の補正された基準高さに、予め設定された高さを加えることで、研磨ヘッド２０の研磨位置を決定する（ステップ１５）。
【００６０】
次に、研磨ヘッド２０は、第２の基板を第２の研磨パッドの研磨面に押圧し、第２の基板を研磨する（ステップ１６）。第２の基板の研磨が終了したら、研磨ヘッド２０は、研磨された第２の基板を図示しない基板受け渡し装置に渡す。引き続き新たな第２の基板を研磨する場合は、その第２の基板を研磨する前にドレッサ５０で第２の研磨パッドの研磨面のドレッシングを行い、ドレッサ５０の現状高さを決定する（ステップ１７）。ステップ１７で決定されるドレッサ５０の現状高さとは、新たな第２の基板の研磨前にドレッサ５０が第２の研磨パッドの研磨面を押圧しているときのドレッサ５０のある原点位置からの高さのことである。
【００６１】
特に説明しないステップ１７のドレッサ５０の現状高さを決定する工程は、ステップ１３を参照して説明したドレッサ５０の初期高さを決定する工程と同じであるのでその重複する説明を省略する。ステップ１７においても、ドレッサ５０の高さは、複数回測定されてもよい。この場合は、動作制御部４７は、ドレッサ５０の高さの複数の測定値の平均値を算出し、算出された平均値であるドレッサ５０の現状高さを決定する。
【００６２】
次に、動作制御部４７は、第２の研磨パッドの摩耗量を予め設定されたしきい値と比較する（ステップ１８）。ステップ１８の具体的な工程は、以下の通りである。動作制御部４７は、ステップ１７で決定されたドレッサ５０の現状高さを、ステップ１３で決定されたドレッサ５０の初期高さから減算することによって、ドレッサ５０の初期高さとドレッサ５０の現状高さの差を算出する。この差は、第２の研磨パッドの摩耗量に相当する。基板の研磨および第２の研磨パッドのドレッシングが繰り返されるにつれて、第２の研磨パッドは徐々に摩耗する。第２の研磨パッドの摩耗量（すなわち、ドレッサ５０の初期高さとドレッサ５０の現状高さとの差）が予め設定されたしきい値を超えていない場合は、動作制御部４７は、ドレッサ５０の初期高さとドレッサ５０の現状高さの差に基づいて、研磨ヘッド２０の基準高さを更新する（ステップ１９）。
【００６３】
ステップ１９の具体的な工程は、以下の通りである。動作制御部４７は、ステップ１８で算出された上記差（すなわち、ドレッサ５０の初期高さとドレッサ５０の現状高さの差）を、ステップ１４で補正された研磨ヘッド２０の基準高さから減算することによって、ステップ１４で補正された研磨ヘッド２０の基準高さを更新する。そして、動作制御部４７は、研磨ヘッド２０の更新された基準高さに、予め設定された高さを加えることで、研磨ヘッド２０の研磨位置を更新する（ステップ２０）。
【００６４】
次に、研磨ヘッド２０は、新たな第２の基板を第２の研磨パッドの研磨面に押圧し、その新たな第２の基板を研磨する（ステップ２１）。その第２の基板の研磨が終了したら、研磨ヘッド２０は、研磨された第２の基板を図示しない基板受け渡し装置に渡す。
【００６５】
引き続き新たな第２の基板を研磨する場合は、ステップ１７からステップ２１が繰り返される。ステップ１８からステップ２０は、新たな第２の基板の研磨前に毎回行ってもよく、複数の第２の基板が研磨される毎に行ってもよい。上記ステップ１８において、第２の研磨パッドの摩耗量が予め設定されたしきい値を超えている場合は、第２の研磨パッドを未使用の新たな研磨パッドに交換する（ステップ２２）。研磨パッドが新しい研磨パッドに交換される度に上記ステップ１３からステップ２１が実行される。研磨パッドの厚さにばらつきがある場合であっても、研磨ヘッド２０の基準高さは、ドレッサ５０の基準高さと、研磨パッドの交換後に測定されたドレッサ５０の初期高さとの差に基づいて補正される。したがって、研磨パッドの厚さのばらつきが基板研磨に与える影響を排除することができる。
【００６６】
上述した各実施形態では、ドレッサ５０の基準高さとドレッサ５０の初期高さの差に基づいて、研磨ヘッド２０の高さが調整されるため、研磨パッドの交換毎のパッドサーチを必要としない。そのため、研磨装置のダウンタイムを小さくすることができる。さらに、パッドサーチ用のダミー基板を必要としないため、研磨パッド交換時に必要とされるコストを下げることができる。
【００６７】
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】
【００６８】
１２      研磨テーブル
１２ａ    テーブル軸
１４      支軸
１６      研磨ヘッド揺動アーム
１８      研磨ヘッドシャフト
２０      研磨ヘッド
２２      研磨パッド
２２ａ    研磨面
２４      昇降機構
２５      ロータリージョイント
２６      軸受
２８      ブリッジ
２９      支持台
３０      支柱
３２      ボールねじ機構
３２ａ    ねじ軸
３２ｂ    ナット
３８      サーボモータ
４０      ドレッシングユニット
４７      動作制御部
４８      モータドライバ
５０      ドレッサ
５０ａ    ドレッシング面
５１      ドレッサシャフト
５３      エアシリンダ
５５      ドレッサ揺動アーム
５６      支柱
５７      支持台
５８      支軸
６０      変位センサ
６１      ターゲットプレート
６３      センサホルダ
７０      テーブル回転モータ
７１      ヘッド本体
７２      リテーナリング
７４      メンブレン
７６      メンブレン
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５    圧力室
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５    気体移送ライン
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５    圧力レギュレータ
【図１】
2020192634.tif 000003
【図２】
2020192634.tif 000004
【図３】
2020192634.tif 000005
【図４】
2020192634.tif 000006
【図５】
2020192634.tif 000007
【図６】
2020192634.tif 000008