(57)【要約】      （修正有）【課題】特殊な接着部材を使用しなくても、研磨パッドを研磨テーブルから容易に剥離することが可能な研磨パッドの剥離方法を提供する。【解決手段】研磨パッドの剥離方法は、加熱部材１１を研磨パッド３に接触させるかまたは近接させて、該研磨パッド３を加熱することにより、研磨パッド３の弾性率を所定の弾性率Ｅ以下に低下させ、所定の弾性率Ｅ以下に弾性率が低下した研磨パッド３を研磨テーブル２から剥がすことを特徴とする。【選択図】図１
2019000926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨テーブルに固定された研磨パッドを、該研磨テーブルから剥離する研磨パッドの剥離方法であって、
加熱部材を前記研磨パッドに接触させるかまたは近接させて、該研磨パッドを加熱することにより、前記研磨パッドの弾性率を所定の弾性率以下に低下させ、
所定の弾性率以下に弾性率が低下した前記研磨パッドを前記研磨テーブルから剥がすことを特徴とする研磨パッドの剥離方法。
【請求項２】
前記研磨パッドの弾性率を所定の弾性率以下に低下させる工程は、
前記加熱部材により加熱された前記研磨パッドの温度を測定する工程と、
前記研磨パッドの温度が所定温度に到達したときからカウントされる経過時間が、所定時間以上であることを決定する工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の研磨パッドの剥離方法。
【請求項３】
前記研磨パッドの弾性率を所定の弾性率以下に低下させる工程は、
前記研磨パッドに押圧部材を所定荷重で押し付ける工程と、
前記押圧部材の、前記研磨パッドに対する変位量を測定する工程と、
前記変位量が所定変位量以上であることを決定する工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の研磨パッドの剥離方法。
【請求項４】
前記研磨パッドの弾性率を所定の弾性率以下に低下させる工程は、
前記加熱部材を前記研磨パッドの周縁部に接触させるか、または近接させて、該周縁部を加熱することにより、前記周縁部の弾性率を前記所定の弾性率以下に低下させる第１加熱工程と、
前記加熱部材を前記研磨パッドの中心部に接触させるか、または近接させて、該中心部を加熱することにより、前記中心部の弾性率を前記所定の弾性率以下に低下させる第２加熱工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の研磨パッドの剥離方法。
【請求項５】
前記研磨パッドを前記研磨テーブルから剥がす工程は、
前記所定の弾性率以下に弾性率が低下した前記研磨パッドの周縁部を前記研磨テーブルから剥がす第１剥離工程と、
前記所定の弾性率以下に弾性率が低下した前記研磨パッドの中心部を前記研磨テーブルから剥がす第２剥離工程と、を含み、
前記第１剥離工程は、前記第１加熱工程と前記第２加熱工程の間に実行され、
前記第２剥離工程は、前記第２加熱工程の後に実行されることを特徴とする請求項４に記載の研磨パッドの剥離方法。
【請求項６】
前記第１加熱工程は、
前記加熱部材により加熱された前記研磨パッドの周縁部の温度を測定する工程と、
前記研磨パッドの周縁部の温度が所定温度に到達したときからカウントされる経過時間が、所定時間以上であることを決定する工程と、を含むことを特徴とする請求項４または５に記載の研磨パッドの剥離方法。
【請求項７】
前記第２加熱工程は、
前記加熱部材により加熱された前記研磨パッドの中心部の温度を測定する工程と、
前記研磨パッドの中心部の温度が所定温度に到達したときからカウントされる経過時間が、所定時間以上であることを決定する工程と、を含むことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の研磨パッドの剥離方法。
【請求項８】
前記第１加熱工程は、
前記研磨パッドの周縁部に押圧部材を所定荷重で押し付ける工程と、
前記押圧部材の、前記研磨パッドの周縁部に対する変位量を測定する工程と、
前記変位量が所定変位量以上であることを決定する工程と、を含むことを特徴とする請求項４または５に記載の研磨パッドの剥離方法。
【請求項９】
前記第２加熱工程は、
前記研磨パッドの中心部に押圧部材を所定荷重で押し付ける工程と、
前記押圧部材の、前記研磨パッドの中心部に対する変位量を測定する工程と、
前記変位量が所定変位量以上であることを決定する工程と、を含むことを特徴とする請求項４，５，８のいずれか一項に記載の研磨パッドの剥離方法。
【請求項１０】
前記押圧部材は、前記研磨パッドのドレッシングを行うドレッサであることを特徴とする請求項３，８，９のいずれか一項に記載の研磨パッドの剥離方法。
【請求項１１】
前記加熱部材は、前記研磨パッドに基板を摺接させて、前記基板を研磨している間に、前記研磨パッドの表面の温度を調整するパッド温度調整部材であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の研磨パッドの剥離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハなどの基板の研磨に使用される研磨パッドを研磨テーブルから剥離する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）装置は、半導体デバイスの製造において、基板（ウェハ）の表面を研磨する工程に使用される研磨装置である。このような研磨装置は、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またはトップリングなどと称される基板保持装置とを備えている。研磨装置で、基板の表面を研磨する場合には、基板保持装置により基板を研磨パッドの研磨面（上面）に対して押圧する。このとき、研磨テーブルと基板保持装置とを相対運動させることにより基板が研磨面に摺接し、基板の表面が研磨される。基板の表面の研磨中、研磨パッドには研磨液（例えば、スラリー）が供給され、基板の表面は、研磨液の化学的作用と研磨液に含まれる砥粒の機械的作用により平坦化される。
【０００３】
研磨パッドは、研磨テーブルの上面に両面接着テープ、粘着シート、または接着剤などの接着部材により貼付されている。すなわち、研磨パッドは、研磨テーブルに接着部材により固定されている。研磨テーブルへの研磨パッドの固定が不十分であると、基板の研磨中に、研磨パッドが研磨テーブルに対してずれることがあり、あるいは研磨液が研磨パッドと研磨テーブルとの間に浸入することがある。これらの不具合は、基板の研磨不良を引き起こすので、研磨パッドを接着部材によって研磨テーブルの上面に強固に固定する必要がある。
【０００４】
一方で、多数の基板の研磨処理を行うと、研磨パッドの劣化が大きく進行し、さらに、研磨パッドの厚みが減少するので、研磨パッドの交換が定期的に（例えば、一日一回）行われる。劣化した研磨パッドを新しい研磨パッドに交換するためには、接着部材によって研磨テーブルに強固に固定された研磨パッドを研磨テーブルから剥離する必要がある。
【０００５】
従来、研磨パッドを研磨テーブルから剥離する作業者は、研磨パッドの周縁部の一部を研磨テーブルから剥がし、次いで、剥がされた周縁部の一部を握って、研磨テーブルから研磨パッド全体を強引に引き剥がしていた。あるいは、研磨パッドを研磨テーブルから剥離するために、円筒形状を有するパッド剥離治具を用いる場合もある。具体的には、作業者は、剥がされた周縁部の一部をパッド剥離治具に接続する。作業者がこのパッド剥離治具を回転させることにより、研磨パッドをパッド剥離治具に巻き付けながら、研磨パッド全体を研磨テーブルから剥離させる。
【０００６】
しかしながら、研磨パッドは、一般に、樹脂（例えば、発泡ウレタン樹脂）からなり、ある程度の厚み（例えば、３ｍｍの厚み）を有しているので、研磨パッドは、ある程度大きな弾性率を有している。すなわち、研磨パッドは、該研磨パッドを研磨テーブルから剥離するために変形させるのが困難な硬い部材である。さらに、基板のサイズが大きくなるにつれ、研磨パッドのサイズも大きくなっている。例えば、基板が３００ｍｍの直径を有するウェハである場合は、研磨パッドの直径はおよそ７４０ｍｍである。したがって、研磨テーブルに強固に固定された、大きく硬い研磨パッドを研磨テーブルから剥離するのは作業者にとって困難であり、研磨パッドの剥離作業に長時間を要していた。その結果、研磨装置のダウンタイムが長くなり、半導体デバイスの製造コストが増加してしまう。
【０００７】
特許文献１は、研磨パッドを容易に交換可能な研磨工具を記載している。この特許文献１に記載される研磨パッドは、複数の研磨パッド片から構成され、これら研磨パッド片は、研磨テーブルに感熱型接着剤により固定される。感熱型接着剤は、高温で軟化して接着力が低下し、常温で硬化して接着力が発現する接着剤である。複数の研磨パッド片から構成される研磨パッドを研磨テーブルから剥離するときは、感熱型接着剤を所定の温度まで加熱して接着力を低下させる。これにより、複数の研磨パッド片から構成される研磨パッドを容易に研磨テーブルから剥離することができる。
【０００８】
特許文献２は、容易にかつ確実にＣＭＰ用パッドを定盤に固定および分離（剥離）することができるパッド用固定化剤を記載している。このパッド用固定化剤は、液晶化合物を含んでいる。ＣＭＰ用パッドを定盤に固定するときは、パッド用固定化剤を定盤とＣＭＰ用パッドの間に配置し、次いで、該パッド用固定化剤を加熱して溶融させる。ＣＭＰ用パッドを定盤から剥離するときは、パッド用固定化剤をその融点以上に加熱する。これにより、ＣＭＰ用パッドを容易に定盤から剥離することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表２００６−５２０２７３号公報
【特許文献２】特開２００４−７９６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載される従来技術では、研磨パッドを研磨テーブルから容易に剥離するための特殊な接着部材（すなわち、感熱型接着剤およびパッド用固定化剤）を必要とする。特殊な接着部材は高価であり、研磨装置のランニングコストが上昇してしまう。特殊な接着剤を使用せずに、研磨パッドを研磨テーブルに固定すると、研磨装置のダウンタイムが長くなってしまう。
【００１１】
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、特殊な接着部材を使用しなくても、研磨パッドを研磨テーブルから容易に剥離することが可能な研磨パッドの剥離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】
【００１２】
本発明の一態様は、研磨テーブルに固定された研磨パッドを、該研磨テーブルから剥離する研磨パッドの剥離方法であって、加熱部材を前記研磨パッドに接触させるかまたは近接させて、該研磨パッドを加熱することにより、前記研磨パッドの弾性率を所定の弾性率以下に低下させ、所定の弾性率以下に弾性率が低下した前記研磨パッドを前記研磨テーブルから剥がすことを特徴とする研磨パッドの剥離方法である。
【００１３】
好ましい態様は、前記研磨パッドの弾性率を所定の弾性率以下に低下させる工程は、前記加熱部材により加熱された前記研磨パッドの温度を測定する工程と、前記研磨パッドの温度が所定温度に到達したときからカウントされる経過時間が、所定時間以上であることを決定する工程と、を含むことを特徴とする。
好ましい態様は、前記研磨パッドの弾性率を所定の弾性率以下に低下させる工程は、前記研磨パッドに押圧部材を所定荷重で押し付ける工程と、前記押圧部材の、前記研磨パッドに対する変位量を測定する工程と、前記変位量が所定変位量以上であることを決定する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
好ましい態様は、前記研磨パッドの弾性率を所定の弾性率以下に低下させる工程は、前記加熱部材を前記研磨パッドの周縁部に接触させるか、または近接させて、該周縁部を加熱することにより、前記周縁部の弾性率を前記所定の弾性率以下に低下させる第１加熱工程と、前記加熱部材を前記研磨パッドの中心部に接触させるか、または近接させて、該中心部を加熱することにより、前記中心部の弾性率を前記所定の弾性率以下に低下させる第２加熱工程と、を含むことを特徴とする。
好ましい態様は、前記研磨パッドを前記研磨テーブルから剥がす工程は、前記所定の弾性率以下に弾性率が低下した前記研磨パッドの周縁部を前記研磨テーブルから剥がす第１剥離工程と、前記所定の弾性率以下に弾性率が低下した前記研磨パッドの中心部を前記研磨テーブルから剥がす第２剥離工程と、を含み、前記第１剥離工程は、前記第１加熱工程と前記第２加熱工程の間に実行され、前記第２剥離工程は、前記第２加熱工程の後に実行されることを特徴とする。
好ましい態様は、前記第１加熱工程は、前記加熱部材により加熱された前記研磨パッドの周縁部の温度を測定する工程と、前記研磨パッドの周縁部の温度が所定温度に到達したときからカウントされる経過時間が、所定時間以上であることを決定する工程と、を含むことを特徴とする。
好ましい態様は、前記第２加熱工程は、前記加熱部材により加熱された前記研磨パッドの中心部の温度を測定する工程と、前記研磨パッドの中心部の温度が所定温度に到達したときからカウントされる経過時間が、所定時間以上であることを決定する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
好ましい態様は、前記第１加熱工程は、前記研磨パッドの周縁部に押圧部材を所定荷重で押し付ける工程と、前記押圧部材の、前記研磨パッドの周縁部に対する変位量を測定する工程と、前記変位量が所定変位量以上であることを決定する工程と、を含むことを特徴とする。
好ましい態様は、前記第２加熱工程は、前記研磨パッドの中心部に押圧部材を所定荷重で押し付ける工程と、前記押圧部材の、前記研磨パッドの中心部に対する変位量を測定する工程と、前記変位量が所定変位量以上であることを決定する工程と、を含むことを特徴とする。
好ましい態様は、前記押圧部材は、前記研磨パッドのドレッシングを行うドレッサであることを特徴とする。
好ましい態様は、前記加熱部材は、前記研磨パッドに基板を摺接させて、前記基板を研磨している間に、前記研磨パッドの表面の温度を調整するパッド温度調整部材であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、加熱部材が研磨パッドを加熱することにより、研磨パッドを軟化させることができる。その結果、研磨パッドを研磨テーブルから剥離するときに、作業者は、研磨テーブルから研磨パッドを捲りやすくなり、かつ研磨パッドを所望の形状に変形させながら該研磨パッドを研磨テーブルから剥離することができる。パッド剥離治具を用いて研磨パッドを剥離する場合は、作業者は、研磨パッドをパッド剥離治具に容易に巻き付けることができる。したがって、特殊な接着剤を使用しなくても、研磨パッドを容易に研磨テーブルから剥離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】研磨装置の一例を示す模式図である。
【図２】パッド高さ測定器の一例を説明するための概略側面図である。
【図３】図１に示される研磨装置のパッド温度調整装置を説明するための模式図である。
【図４】パッド温度測定器の温度測定領域を上から見た図である。
【図５】パッド温度測定器の温度測定領域を横から見た図である。
【図６】パッド温度調整部材の一例を示す水平断面図である。
【図７】研磨パッド上のパッド温度調整部材と研磨ヘッドとの位置関係の一例を示す平面図である。
【図８】図８（ａ）は、連結アームの内側アームを示す側面図であり、図８（ｂ）は、連結アームの外側アームを示す側面図であり、図８（ｃ）は、連結アームが縮められた状態を示す図であり、図８（ｄ）は、連結アームが伸ばされた状態を示す図である。
【図９】発泡ポリウレタン樹脂製の研磨パッドの温度と弾性率との間の関係を示すグラフである。
【図１０】研磨パッドを研磨テーブルから剥離する方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図１１】研磨パッドを研磨テーブルから剥離する方法の他の実施形態を示すフローチャートである。
【図１２】研磨パッドを研磨テーブルから剥離する方法のさらに他の実施形態を示すフローチャートである。
【図１３】研磨パッドを研磨テーブルから剥離する方法のさらに他の実施形態の前半部分を示すフローチャートである。
【図１４】研磨パッドを研磨テーブルから剥離する方法のさらに他の実施形態の後半部分を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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（ＣＭＰ装置）の一例を示す模式図である。この研磨装置は、基板の一例であるウェハＷを保持して回転させる研磨ヘッド（基板保持装置）１と、研磨パッド３を支持する研磨テーブル２と、研磨テーブル２上の研磨パッド３をドレッシングするドレッシング装置７と、研磨パッド３の表面に研磨液（例えば、スラリー）またはドレッシング液（例えば、純水）を供給するための液体供給ノズル４と、研磨パッド３の表面温度を調整するパッド温度調整装置５と、動作制御部４０とを備えている。本実施形態では、動作制御部４０は、研磨ヘッド１、研磨テーブル２、ドレッシング装置７、およびパッド温度調整装置５を含む研磨装置全体の動作を制御する。研磨パッド３の表面（上面）３ａは、ウェハＷを研磨する研磨面を構成する。以下では、研磨パッド３の表面３ａを研磨面３ａと称することがある。
【００１９】
研磨パッド３は、研磨テーブル２の上面に両面接着テープ、粘着シート、または接着剤などの接着部材９により貼付されている。より具体的には、研磨パッド３の下面と研磨テーブル２の上面との間に配置された接着部材９の接着力によって、研磨パッド３を研磨テーブル２に強固に固定している。研磨テーブル２は、テーブル軸３５を介してその下方に配置されるテーブルモータ３６に連結されており、このテーブルモータ３６により研磨テーブル２が矢印で示す方向に回転されるようになっている。
【００２０】
研磨ヘッド１は、ヘッドシャフト４７の下端に固定されている。研磨ヘッド１は、その下面に真空吸引によりウェハＷを保持できるように構成されている。ヘッドシャフト４７は、ヘッドアーム４８内に設置された図示しない回転機構に連結されており、研磨ヘッド１は、この回転機構によりヘッドシャフト４７を介して回転駆動されるようになっている。さらに、ヘッドシャフト４７は、ヘッドアーム４８に設置されたヘッド昇降機構（図示せず）にも接続されており、研磨ヘッド１は、このヘッド昇降機構によりヘッドシャフト４７を介して鉛直方向に移動可能になっている。ヘッドアーム４８は、ヘッド旋回軸４９に連結されており、このヘッド旋回軸４９を中心として旋回するようになっている。
【００２１】
ウェハＷの研磨は次のようにして行われる。ウェハＷを保持した研磨ヘッド１を、研磨テーブル２の外側のヘッド待機位置から、研磨テーブル２の上方の研磨位置に移動させる。次いで、研磨ヘッド１および研磨テーブル２をそれぞれ同じ方向に回転させ、液体供給ノズル４から研磨パッド３上に研磨液を供給する。この状態で、研磨ヘッド１は、ウェハＷを研磨パッド３の研磨面３ａに押し付け、ウェハＷと研磨面３ａとを摺接させる。ウェハＷの表面は、研磨液の化学的作用と研磨液に含まれる砥粒の機械的作用により平坦化される。
【００２２】
ウェハＷの研磨を行なうと、研磨パッド３の研磨面３ａには砥粒および研磨屑が付着し、また、研磨パッド３の特性が変化して研磨性能が劣化してくる。このため、ウェハＷの研磨を繰り返すに従い、研磨速度が低下し、また、研磨むらが生じてしまう。ドレッシング装置７は、劣化した研磨パッド３の研磨面３ａを再生するために設けられ、研磨テーブル２に隣接して配置されている。
【００２３】
図１に示されるように、ドレッシング装置７は、研磨パッド３の研磨面３ａをドレッシングするドレッサ２０と、ドレッサ２０が連結されるドレッサシャフト２３と、ドレッサシャフト２３の上端に設けられたエアシリンダ２４と、ドレッサシャフト２３を回転自在に支持するドレッサアーム２７とを備えている。ドレッサ２０の下面はドレッシング面を構成し、このドレッシング面は砥粒（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２４は、複数の支柱２５により支持された支持台２０上に配置されており、これら支柱２５はドレッサアーム２７に固定されている。
【００２４】
ドレッサアーム２７は、図示しないモータに駆動されて、ドレッサ旋回軸２８を中心として旋回するように構成されている。ドレッサシャフト２３は、ドレッサアーム２７内に設置された図示しない回転機構に連結されており、ドレッサ２０は、この回転機構によりドレッサシャフト２３を介して回転駆動されるようになっている。エアシリンダ２４は、ドレッサシャフト２３を介してドレッサ７を上下動させ、ドレッサ２０を所定の荷重（押圧力）で研磨パッド３の研磨面３ａに押圧するアクチュエータとして機能する。
【００２５】
ドレッサアーム２７は、ドレッサ旋回軸２８に連結されており、このドレッサ旋回軸２８を中心として旋回するようになっている。ドレッサアーム２７が旋回すると、ドレッサ２０は研磨面３ａ上を研磨テーブル２の略半径方向に揺動する。
【００２６】
研磨パッド３のドレッシングは次のようにして行われる。最初に、ドレッサ２０が、研磨テーブル２の半径方向外側のドレッサ待機位置から研磨テーブル２の上方のドレッシング位置まで移動する。次いで、ドレッサ２０をドレッサシャフト２３を中心として回転させつつ、液体供給ノズル４からドレッシング液が研磨パッド３上に供給される。この状態で、ドレッサ２０はエアシリンダ２４により研磨パッド３に押圧され、そのドレッシング面（すなわち、ドレッサ２０の下面）が研磨パッド３の研磨面３ａに摺接される。さらに、ドレッサアーム２７をドレッサ旋回軸２８を中心として旋回させてドレッサ２０を研磨パッド３の半径方向に揺動させる。このようにして、ドレッサ２０により研磨パッド３が削り取られ、その研磨面３ａがドレッシング（再生）される。
【００２７】
ドレッシング装置７は、研磨パッド３のプロファイルを取得するためのパッド高さ測定器を有していてもよい。図２は、パッド高さ測定器の一例を説明するための概略側面図である。
【００２８】
図２に示されるパッド高さ測定器７３は、研磨面３ａの高さを測定するパッド高さセンサ７５と、パッド高さセンサ７５に対向して配置されたセンサターゲット７６と、を有している。パッド高さセンサ７５は、上記動作制御部４０に接続される。
【００２９】
パッド高さセンサ７５は、ドレッサアーム２７に固定されており、センサターゲット７６は、ドレッサシャフト２３に固定されている。センサターゲット７６は、ドレッサシャフト２３およびドレッサ２０と一体に上下動する。一方、パッド高さセンサ７５の上下方向の位置は固定されている。パッド高さセンサ７５は変位センサであり、センサターゲット７６の変位を測定することで、研磨面３ａの高さ（研磨パッド３の厚さ）を間接的に測定することができる。センサターゲット７６はドレッサ２０と一体に上下動するので、パッド高さセンサ７５は、研磨パッド３のドレッシング中に研磨面３ａの高さを測定することができる。
【００３０】
パッド高さセンサ７５は、研磨面３ａに接するドレッサ２０の上下方向の位置から研磨面３ａを間接的に測定する。したがって、ドレッサ２０の下面（ドレッシング面）が接触している研磨面３ａの高さの平均がパッド高さセンサ７５によって測定される。パッド高さセンサ７５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センサを用いることができる。
【００３１】
パッド高さセンサ７５は、動作制御部４０に接続されており、パッド高さセンサ７５の出力信号（すなわち、研磨面３ａの高さの測定値）が動作制御部４０に送られるようになっている。動作制御部４０は、研磨面３ａの高さの測定値から、研磨パッド３のプロファイル（研磨面３ａの断面形状）を取得し、さらに研磨パッド３のドレッシングが正しく行われているか否かを判定する機能を備えている。
【００３２】
次に、パッド温度調整装置５について説明する。ウェハＷの研磨レートは、ウェハＷの研磨パッド３に対する研磨荷重のみならず、研磨パッド３の表面温度にも依存する。この理由は、ウェハＷに対する研磨液の化学的作用が温度に依存するからである。そこで、図１に示される研磨装置は、研磨パッド３の温度を最適な値に保つためのパッド温度調整装置５を有している。
【００３３】
図３は、図１に示される研磨装置のパッド温度調整装置５を説明するための模式図である。図３では、ドレッサ２０の図示を省略している。このパッド温度調整装置５は、研磨パッド３の表面温度を調整するための流体が流れる流路が内部に形成されたパッド温度調整部材１１と、温度調整された加熱流体および冷却流体をパッド温度調整部材１１に供給する流体供給システム３０とを備えている。パッド温度調整部材１１は、研磨パッド３の研磨面３ａに直接接触するか、または研磨パッド３の表面（すなわち、研磨面）３ａに近接することができる。
【００３４】
パッド温度調整装置５は、さらに、パッド温度調整部材１１に接続される連結アーム７７と、連結アーム７７およびパッド温度調整部材１１を研磨パッド３の表面３ａに対して垂直に移動させる上下動機構（垂直移動機構）７１とを備えている。パッド温度調整部材１１は、連結アーム７７の先端に固定されており、連結アーム７７の後端は、上下動機構７１に連結されている。上下動機構７１は、連結アーム７７およびパッド温度調整部材１１を研磨パッド３の表面３ａに対して上下方向に移動させることが可能に構成されている。上下動機構７１により、パッド温度調整部材１１は、研磨パッド３の表面３ａに直接接触するか、または研磨パッド３の表面３ａに近接することができる。上下動機構７１としては、サーボモータとボールねじ機構との組み合わせ、またはエアシリンダなどから構成される。
【００３５】
パッド温度調整装置５の流体供給システム３０は、温度調整された流体を貯留する流体供給源としての流体供給タンク３１と、流体供給タンク３１とパッド温度調整部材１１とを連結する加熱流体供給管３２および加熱流体戻り管３３とを備えている。加熱流体供給管３２および加熱流体戻り管３３の一方の端部は流体供給タンク３１に接続され、他方の端部はパッド温度調整部材１１に接続されている。
【００３６】
温度調整された加熱流体は、流体供給タンク３１から加熱流体供給管３２を通じてパッド温度調整部材１１に供給され、パッド温度調整部材１１内を流れ、そしてパッド温度調整部材１１から加熱流体戻り管３３を通じて流体供給タンク３１に戻される。このように、加熱流体は、流体供給タンク３１とパッド温度調整部材１１との間を循環する。流体供給タンク３１は、ヒータ（図示せず）を有しており、加熱流体はヒータにより所定の温度に加熱される。
【００３７】
加熱流体供給管３２には、第１開閉バルブ４１および第１流量制御バルブ４２が取り付けられている。第１流量制御バルブ４２は、パッド温度調整部材１１と第１開閉バルブ４１との間に配置されている。第１開閉バルブ４１は、流量調整機能を有しないバルブであるのに対し、第１流量制御バルブ４２は、流量調整機能を有するバルブである。
【００３８】
流体供給システム３０は、パッド温度調整部材１１に接続された冷却流体供給管５１および冷却流体排出管５２をさらに備えている。冷却流体供給管５１は、研磨装置が設置される工場に設けられている冷却流体供給源（例えば、冷水供給源）に接続されている。冷却流体は、冷却流体供給管５１を通じてパッド温度調整部材１１に供給され、パッド温度調整部材１１内を流れ、そしてパッド温度調整部材１１から冷却流体排出管５２を通じて排出される。
【００３９】
冷却流体供給管５１には、第２開閉バルブ５５および第２流量制御バルブ５６が取り付けられている。第２流量制御バルブ５６は、パッド温度調整部材１１と第２開閉バルブ５５との間に配置されている。第２開閉バルブ５５は、流量調整機能を有しないバルブであるのに対し、第２流量制御バルブ５６は、流量調整機能を有するバルブである。
【００４０】
パッド温度調整装置５は、研磨パッド３の表面温度（以下、パッド表面温度ということがある）を測定するパッド温度測定器３９を備えている。パッド温度測定器３９は、動作制御部４０に接続されており、動作制御部４０は、パッド温度測定器３９により測定されたパッド表面温度に基づいて第１流量制御バルブ４２および第２流量制御バルブ５６を操作する。第１開閉バルブ４１および第２開閉バルブ５５は、通常は開かれている。
【００４１】
パッド温度測定器３９は、研磨パッド３の表面３ａの上方に配置されており、非接触でパッド表面温度を測定するように構成されている。パッド温度測定器３９は、パッド表面温度を非接触で測定する赤外線放射温度計または熱電対温度計であってもよく、パッド表面温度を非接触で測定し、研磨パッド３の温度分布を取得するサーモグラフィまたはサーモパイルであってもよい。
【００４２】
図４は、パッド温度測定器３９の温度測定領域を上から見た図であり、図５はパッド温度測定器３９の温度測定領域を横から見た図である。図４および図５に示すように、パッド温度測定器３９は、研磨パッド３の中心ＣＬと研磨パッド３の外周縁３ｂとを含む領域における研磨パッド３の表面温度を測定するように構成されている（図４および図５の点線参照）。
【００４３】
パッド温度測定器３９は、非接触でパッド表面温度を測定し、パッド表面温度の測定値を動作制御部４０に送る。動作制御部４０は、パッド表面温度が、予め設定された目標温度に維持されるように、測定されたパッド表面温度に基づいて、第１流量制御バルブ４２および第２流量制御バルブ５６を操作する。第１流量制御バルブ４２および第２流量制御バルブ５６は、動作制御部４０からの制御信号に従って動作し、パッド温度調整部材１１に供給される加熱流体の流量および冷却流体の流量を調整する。パッド温度調整部材１１を流れる加熱流体および冷却流体と研磨パッド３との間で熱交換が行われ、これによりパッド表面温度が変化する。
【００４４】
パッド温度調整部材１１に供給される加熱流体としては、温水が使用される。温水は、流体供給タンク３１のヒータにより、例えば約８０℃に加熱される。より速やかに研磨パッド３の表面温度を上昇させる場合には、シリコーンオイルを加熱流体として使用してもよい。シリコーンオイルを加熱流体として使用する場合には、シリコーンオイルは流体供給タンク３１のヒータにより１００℃以上（例えば、約１２０℃）に加熱される。パッド温度調整部材１１に供給される冷却流体としては、冷水またはシリコーンオイルが使用される。シリコーンオイルを冷却流体として使用する場合には、冷却流体供給源としてチラーを冷却流体供給管５１に接続し、シリコーンオイルを０℃以下に冷却することで、研磨パッド３を速やかに冷却することができる。
【００４５】
本実施形態では、加熱流体供給管３２および冷却流体供給管５１は、完全に独立した配管である。したがって、加熱流体および冷却流体は、混合されることなく、同時にパッド温度調整部材１１に供給される。加熱流体戻り管３３および冷却流体排出管５２も、完全に独立した配管である。したがって、加熱流体は、冷却流体と混合されることなく流体供給タンク３１に戻され、冷却流体は、加熱流体と混合されることなく排出される。
【００４６】
次に、パッド温度調整部材１１について、図６を参照して説明する。図６は、パッド温度調整部材１１の一例を示す水平断面図である。図６に示すように、パッド温度調整部材１１は、その内部に形成された加熱流路６１および冷却流路６２を有する熱交換部材である。加熱流路６１および冷却流路６２は、互いに隣接して延びており、かつ螺旋状に延びている。本実施形態では、加熱流路６１は、冷却流路６２よりも短い。
【００４７】
加熱流体供給管３２は、加熱流路６１の入口６１ａに接続されており、加熱流体戻り管３３は、加熱流路６１の出口６１ｂに接続されている。冷却流体供給管５１は、冷却流路６２の入口６２ａに接続されており、冷却流体排出管５２は、冷却流路６２の出口６２ｂに接続されている。加熱流路６１および冷却流路６２の入口６１ａ，６２ａは、パッド温度調整部材１１の周縁部に位置しており、加熱流路６１および冷却流路６２の出口６１ｂ，６２ｂは、パッド温度調整部材１１の中心部に位置している。したがって、加熱流体および冷却流体は、パッド温度調整部材１１の周縁部から中心部に向かって螺旋状に流れる。加熱流路６１および冷却流路６２は、完全に分離しており、パッド温度調整部材１１内で加熱流体および冷却流体が混合されることはない。なお、加熱流路６１および冷却流路６２の形状は、図６に示す実施形態に限定されない。例えば、パッド温度調整部材１１は、ジグザグ状の加熱流路および冷却流路を有してもよい。
【００４８】
図７は、研磨パッド３上のパッド温度調整部材１１と研磨ヘッド１との位置関係の一例を示す平面図である。パッド温度調整部材１１は、上から見たときに円形であり、パッド温度調整部材１１の直径は研磨ヘッド１の直径よりも小さい。研磨パッド３の中心ＣＬからパッド温度調整部材１１の中心までの距離は、研磨パッド３の中心ＣＬから研磨ヘッド１の中心までの距離と同じである。加熱流路６１および冷却流路６２は、互いに隣接しているので、加熱流路６１および冷却流路６２は、研磨パッド３の径方向のみならず、研磨パッド３の周方向に沿って並んでいる。したがって、研磨テーブル２および研磨パッド３が回転している間、研磨パッド３に接触または近接するパッド温度調整部材１１は、加熱流体および冷却流体の両方と熱交換を行う。
【００４９】
動作制御部４０は、予め設定された目標温度と、測定されたパッド表面温度との差を無くすために必要な第１流量制御バルブ４２の操作量および第２流量制御バルブ５６の操作量を計算するように構成されている。第１流量制御バルブ４２の操作量および第２流量制御バルブ５６の操作量は、言い換えれば、バルブ開度である。第１流量制御バルブ４２の操作量は、加熱流体の流量に比例し、第２流量制御バルブ５６の操作量は、冷却流体の流量に比例する。
【００５０】
第１流量制御バルブ４２および第２流量制御バルブ５６のそれぞれの操作量を０％から１００％までの数値で表したときに、動作制御部４０は、第１流量制御バルブ４２の操作量を１００％から引き算することで、第２流量制御バルブ５６の操作量を決定するように構成されている。一実施形態では、動作制御部４０は、第２流量制御バルブ５６の操作量を１００％から引き算することで、第１流量制御バルブ４２の操作量を決定してもよい。
【００５１】
第１流量制御バルブ４２の操作量が１００％であることは、第１流量制御バルブ４２が全開であることを示し、第１流量制御バルブ４２の操作量が０％であることは、第１流量制御バルブ４２が完全に閉じられていることを示している。同様に、第２流量制御バルブ５６の操作量が１００％であることは、第２流量制御バルブ５６が全開であることを示し、第２流量制御バルブ５６の操作量が０％であることは、第２流量制御バルブ５６が完全に閉じられていることを示している。
【００５２】
本実施形態によれば、パッド温度調整部材１１の加熱流路６１には加熱流体のみが流れ、冷却流路６２には冷却流体のみが流れる。加熱流体および冷却流体のそれぞれの流量は、研磨パッド３の表面温度に基づいて制御される。つまり、第１流量制御バルブ４２および第２流量制御バルブ５６は、パッド表面温度と目標温度との差に基づいて動作制御部４０によって操作される。したがって、研磨パッド３の表面温度を目標温度に安定して維持することができる。
【００５３】
図１に示される連結アーム７７は、水平方向（例えば、研磨パッド３の半径方向）に伸縮自在なテレスコープ式アームである。より具体的には、連結アーム７７は、パッド温度調整部材１１に接続される内側アーム７７ａと、内側アーム７７ａが水平方向に移動自在に挿入される外側アーム７７ｂとを有している。図８（ａ）は、連結アーム７７の内側アーム７７ａを示す側面図であり、図８（ｂ）は、連結アーム７７の外側アーム７７ｂを示す側面図であり、図８（ｃ）は、連結アーム７７が縮められた状態を示す図であり、図８（ｄ）は、連結アーム７７が伸ばされた状態を示す図である。
【００５４】
図８（ａ）に示されるように、連結アーム７７の内側アーム７７ａは、中空形状を有しており、該内側アーム７７ａを貫通する複数の（図８（ａ）では、３つの）貫通孔７９を有している。図示した例では、３つの貫通孔７９が内側アーム７７ａに設けられているが、４つ以上の貫通孔を内側アーム７７ａに設けてもよいし、２つの貫通孔を内側アーム７７ａに設けてもよい。パッド温度調整部材１１は、内側アーム７７ａの先端に固定されている。
【００５５】
図８（ｂ）に示される外側アーム７７ｂは、中空形状を有しており、１つの貫通孔８０を有している。図８（ｃ）および図８（ｄ）に示されるように、内側アーム７７ａは、外側アーム７７ｂの先端から該外側アーム７７ｂに挿入されている。外側アーム７７ｂの後端は、上下動機構７１（図１参照）に接続される。
【００５６】
外側アーム７７ｂの貫通孔８０の直径は、内側アーム７７ａの貫通孔７９の直径と同じか、または内側アーム７７ａの貫通孔７９の直径よりも大きい。外側アーム７７ｂに形成された貫通孔８０と、内側アーム７７ａに形成された複数の貫通孔７９のいずれか１つを一直線上に並べ、これら貫通孔７９，８０に棒状固定具（図示せず）を挿入することができる。棒状固定具は、外側アーム７７ｂに対する内側アーム７７ａの移動を阻止するための治具である。棒状固定具を貫通孔７９，８０から取り外すと、内側アーム７７ａは、外側アーム７７ｂに対して水平方向に移動することができる。
【００５７】
図８（ｃ）は、パッド温度調整部材１１を研磨パッド３の周縁部に接触させるために、連結アーム７７を縮めた状態を示している。図８（ｃ）に示される連結アーム７７では、内側アーム７７ａの最もパッド調整部材１１に近い貫通孔７９が外側アーム７７ｂの貫通孔８０と一直線上に並べられている。このように、連結アーム７７を縮めると、パッド温度調整部材１１は、研磨パッド３の周縁部を加熱する周縁部加熱位置に移動する。
【００５８】
図８（ｄ）は、パッド温度調整部材１１を研磨パッド３の中央部に接触させるために、連結アーム７７を伸ばした状態を示している。図８（ｄ）に示される連結アーム７７では、内側アーム７７ａの最もパッド調整部材１１から遠い貫通孔７９が外側アーム７７ｂの貫通孔８０と一直線上に並べられている。このように、連結アーム７７を伸ばすと、パッド温度調整部材１１は、研磨パッド３の中央部を加熱する中央部加熱位置に移動する。
【００５９】
図１および図３に示されるように、内側アーム７７ａの中央の貫通孔７９を外側アーム７７ｂの貫通孔８０と一直線上に並べると、図７に示されるパッド温度調整部材１１と研磨ヘッド１との位置関係を達成することができる。本実施形態では、図７に示されるパッド温度調整部材１１と研磨ヘッド１との位置関係がパッド調整部材１１の初期位置である。この初期位置では、研磨パッド３の中心ＣＬからパッド温度調整部材１１の中心までの距離は、研磨パッド３の中心ＣＬから研磨ヘッド１の中心までの距離と同じである。図８（ｃ）に示されるように、連結アーム７７を縮めると、パッド温度調整部材１１は、初期位置から周縁部加熱位置に移動し、研磨パッド３の周縁部を加熱することができる。図８（ｄ）に示されるように、連結アーム７７を伸ばすと、パッド温度調整部材１１は、初期位置から中心部加熱位置に移動し、研磨パッド３の中心部を加熱することができる。このような構成で、研磨装置の作業者は、連結アーム７７を伸縮させることができるので、パッド温度調整部材１１が研磨パッド３の表面３ａに接触する半径方向位置を変更することができる。
【００６０】
図示はしないが、パッド温度調整部材１１が研磨パッド３の表面３ａに接触する半径方向位置を任意に変更するための位置調整機構を連結アーム７７に接続してもよい。位置調整機構は、例えば、サーボモータとボールねじ機構との組み合わせ、またはエアシリンダなどから構成されており、動作制御部４０に接続される。動作制御部４０は、位置調整機構を動作させることにより、パッド温度調整部材１１の半径方向位置を任意に変更することができる。
【００６１】
多数のウェハＷの研磨処理を行うと、研磨パッド３の劣化が大きく進行し、さらに、研磨パッド３の厚みが減少するので、研磨パッド３を新しい研磨パッドに交換する必要がある。研磨パッドの交換は、研磨装置で研磨処理されたウェハＷの枚数が動作制御部４０に予め記憶された所定枚数に到達した後に行われる。劣化した研磨パッド３を新しい研磨パッドに交換するためには、接着部材９（図１参照）によって研磨テーブル２に強固に固定された研磨パッド３を研磨テーブルから剥離する必要がある。
【００６２】
上述したように、研磨パッド３は、樹脂（例えば、発泡ポリウレタン樹脂）からなり、ある程度の厚み（例えば、３ｍｍ）を有するため、研磨パッド３は、高い弾性率を有している。すなわち、研磨パッド３は、該研磨パッド３を研磨テーブル２から剥離するために変形させるのが困難な硬い部材である。さらに、大きな直径を有するウェハＷ（例えば、３００ｍｍの直径を有するウェハＷ）を研磨するための研磨パッド３は、さらに大きな直径（例えば、およそ７４０ｍｍの直径）を有する。大きく硬い研磨パッド３は変形しづらいので、研磨パッド３を研磨テーブル２から剥離する作業は、非常に困難である。
【００６３】
図９は、発泡ポリウレタン樹脂製の研磨パッド３の弾性率と温度との間の関係を示すグラフである。図９において、縦軸は弾性率を表し、横軸は温度を表す。図９に示されるように、研磨パッド３の温度が上昇するにつれて、該研磨パッド３の弾性率は低下する。すなわち、研磨パッド３の温度を上昇させると、研磨パッド３を軟化させることができる。
【００６４】
本実施形態では、研磨パッド３を研磨テーブル２から剥離するときに、研磨パッド３を加熱することにより、該研磨パッド３を軟化させる。研磨装置の作業者は、軟化した研磨パッド３を研磨テーブル２から容易に捲ることが可能であり、かつ研磨パッド３を所望の形状に変形させながら該研磨パッド３を研磨テーブル２から剥離することができるので、研磨パッド３を容易に研磨テーブル２から剥離することができる。以下、研磨パッド３を研磨テーブルから剥離する方法を詳細に説明する。
【００６５】
図１０は、研磨パッド３を研磨テーブル２から剥離する方法の一実施形態を示すフローチャートである。図１０に示されるように、研磨装置で、ウェハＷの表面の研磨処理が実施される（ステップ１）。上述したように、ウェハＷの研磨処理は、ウェハＷの表面を研磨パッド３の表面（すなわち、研磨面）３ａに押し付け、ウェハＷと研磨パッド３の研磨面３ａとを摺接させることにより行われる。
【００６６】
動作制御部４０は、研磨パッド３が新しい研磨パッドに交換された後で研磨処理が実施されたウェハＷの数（以下、処理枚数と称する）をカウントしている。さらに、動作制御部４０は、研磨パッド３の交換を実施するか否かを決定するためのウェハＷの処理枚数の閾値（以下では、所定枚数と称する）を予め記憶しており、ウェハＷの処理枚数が所定枚数に到達するか否かを監視している（ステップ２）。具体的には、動作制御部４０は、ウェハＷの研磨処理が完了する毎に、ウェハＷの処理枚数のカウント値を１つずつ増加させ、ウェハＷの処理枚数が所定枚数に到達したか否かを決定する。動作制御部４０は、ウェハＷの処理枚数が所定枚数に到達するまでウェハＷの研磨処理を実施する。
【００６７】
ウェハＷの処理枚数が所定枚数に到達すると、動作制御部４０は、研磨装置にセットされたウェハカセット（図示せず）内の全てのウェハＷの研磨処理が完了しているか否かを決定する（ステップ３）。動作制御部４０は、ウェハカセット内の全てのウェハＷの研磨処理が完了するまで、ウェハＷの研磨処理を実施する。例えば、２５枚のウェハＷが収納されたウェハカセット内の３枚目のウェハＷの研磨処理が完了したときに、ウェハＷの処理枚数が所定枚数に到達した場合を想定する。この場合、動作制御部４０は、研磨装置の運転モードを後述するメンテナンスモードに移行させずに、残りのウェハＷ（すなわち、４枚目から２５枚目のウェハＷ）の研磨処理を実施する。
【００６８】
本実施形態では、ウェハカセット内の全てのウェハＷの研磨処理が完了すると、動作制御部４０は、研磨装置の運転モードを非メンテナンスモードからメンテナンスモードに自動で移行させる（ステップ４）。研磨装置の運転モードは、メンテナンスモードと非メンテナンスモードとを含んでおり、非メンテナンスモードは、ウェハＷの研磨処理を実行可能な通常の運転モードである。非メンテナンスモードは、ウェハカセット内のウェハＷの研磨処理を自動で実行するオートモードと、Readyモードなどと称される待機モードとをさらに含んでいる。待機モードは、ウェハＷの研磨処理を待機して、次のウェハＷの研磨処理を実行しない運転モードである。一実施形態では、ウェハカセット内の全てのウェハＷの研磨処理が完了すると、動作制御部４０は、研磨装置の運転モードを非メンテナンスモードのオートモードから待機モードに自動で移行させてもよい。この場合、研磨装置の作業者は、動作制御部４０を操作して、研磨装置の運転モードを待機モードからメンテナンスモードに移行させる。
【００６９】
メンテナンスモードは、研磨装置に配置された各機器および装置のメンテナンスを実行可能な運転モードである。研磨装置の運転モードが非メンテナンスモードからメンテナンスモードに移行すると、研磨装置でのウェハＷの研磨処理を実行できなくなる。本実施形態では、研磨装置の運転モードが非メンテナンスモードからメンテナンスモードに移行すると、研磨ヘッド１およびドレッサ２０は、研磨テーブル２の半径方向外側の待機位置にそれぞれ移動される。
【００７０】
動作制御部４０は、研磨装置の運転モードを非メンテナンスモードからメンテナンスモードに移行させた後で、メンテナンス信号を生成してもよい。メンテナンス信号は、研磨装置の運転モードがメンテナンスモードであることを作業者に報せるための信号である。例えば、動作制御部４０は、研磨装置に設けられた回転灯（図示せず）を点灯させるためのトリガーとしてメンテナンス信号を利用してもよいし、研磨装置に設けられたブザー（図示せず）から警告音を発するためのトリガーとしてメンテナンス信号を利用してもよい。動作制御部４０が研磨装置が配置される工場の中央監視室に接続されている場合は、動作制御部４０は、メンテナンス信号を中央監視室に送信してもよい。
【００７１】
研磨装置の運転モードが非メンテナンスモードからメンテナンスモードに移行するのと同時に、またはその後で、動作制御部４０は、研磨パッド３の弾性率を所定の弾性率以下まで低下させる研磨パッド３の加熱工程を開始する。より具体的には、加熱部材を研磨パッド３に接触させるか、または近接させることにより、研磨パッド３を加熱する（ステップ５）。本実施形態では、パッド温度調整部材１１が加熱部材として利用される。上述したように、パッド温度調整部材１１に、加熱流体を供給することができる。したがって、パッド温度調整部材１１を研磨パッド３に直接接触させるか、または研磨パッド３に近接させた状態で、該パッド温度調整部材１１に加熱流体を供給することにより、研磨パッド３を加熱することができる。本実施形態では、研磨テーブル２を回転させないで、研磨パッド３を加熱するが、研磨テーブル２を回転させながら、研磨パッド３を加熱してもよい。
【００７２】
動作制御部４０は、研磨パッド３の弾性率が所定の弾性率以下に低下するまで研磨パッド３を加熱する（ステップ６）。動作制御部４０が研磨パッド３の弾性率が所定の弾性率以下に低下したことを決定する方法の好適な例は後述する。
【００７３】
研磨パッド３の弾性率が所定の弾性率以下に低下するまで研磨パッド３が加熱されると、動作制御部４０は、剥離信号を生成する（ステップ７）。剥離信号は、研磨パッド３の剥離を開始することができる状態まで研磨パッド３が加熱されたことを作業者に報せるための信号である。例えば、動作制御部４０は、研磨装置に設けられた回転灯（図示せず）を点灯させるためのトリガーとして剥離信号を利用してもよいし、研磨装置に設けられたブザー（図示せず）から警告音を発するためのトリガーとして剥離信号を利用してもよい。動作制御部４０が研磨装置が配置される工場の中央監視室に接続されている場合は、動作制御部４０は、剥離信号を中央監視室に送信してもよい。作業者は、回転灯の点灯、ブザーの警告音などから、研磨パッド３の剥離を開始することができる状態まで研磨パッド３が加熱された（すなわち、研磨パッド３の弾性率が所定の弾性率以下に低下した）ことを認識することができる。
【００７４】
次いで、作業者は、研磨パッド３を研磨テーブル２から剥離する（ステップ８）。研磨パッド３の弾性率は、所定の弾性率以下に低下している（すなわち、研磨パッド３は十分に軟化している）ので、作業者は、研磨テーブル２から研磨パッド３を容易に捲ることが可能であり、かつ研磨パッド３を所望の形状に変形させながら該研磨パッド３を研磨テーブル２から剥離することができる。円筒形状を有するパッド剥離治具（図示せず）を用いて研磨パッド３を研磨テーブル２から剥離する場合は、作業者は、研磨パッド３をパッド剥離治具に容易に巻き付けることができる。したがって、特殊な接着剤を使用しなくても、研磨パッド３を研磨テーブル２から容易に剥離することができる。
【００７５】
研磨パッド３が研磨テーブル２から剥離されると、作業者は、新たな研磨パッドを接着部材９を用いて研磨テーブル２に強固に固定する。作業者は、研磨装置の運転モードをメンテナンスモードから非メンテナンスモードに移行させ、ウェハＷの研磨処理を開始させる（ステップ１参照）。
【００７６】
次に、図１１を参照して、動作制御部４０が、研磨パッド３の弾性率が所定の弾性率以下に低下したことを決定する好適な方法の一例について説明する。図１１は、研磨パッド３を研磨テーブル２から剥離する方法の他の実施形態を示すフローチャートであり、図１０に示されるステップ６を好適に実行するためのステップ６Ａ〜６Ｃが記載されたフローチャートである。図１１に示されるフローチャートは、図１０に示されるステップ６がステップ６Ａ〜６Ｃに置き換わった以外は、図１０に示されるフローチャートと同様であるため、その重複する説明を省略する。
【００７７】
本実施形態でも、研磨パッド３の弾性率を所定の弾性率以下に低下させる（すなわち、研磨パッド３を軟化させる）ために、パッド温度調整部材（加熱部材）１１によって研磨パッド３を加熱する（ステップ５）。パッド温度調整部材１１によって加熱される研磨パッド３の表面温度（すなわち、上記パッド表面温度）は、パッド温度測定器３９によって測定される。パッド表面温度の測定値は、動作制御部４０に送られ、該動作制御部４０によって監視される。動作制御部４０は、図９に示されるような研磨パッド３の温度と弾性率の関係を示すグラフと、研磨パッド３が所定の弾性率Ｅ（図９参照）となる温度Ｔ（以下では、所定温度Ｔと称する）とを予め記憶している。動作制御部４０は、パッド温度調整部材１１によって加熱される研磨パッド３の表面温度が所定温度Ｔ以上であるか否かを決定する（ステップ６Ａ）。
【００７８】
研磨パッド３の弾性率は、研磨パッド３の材料および厚さに依存する。そこで、図９に示されるような研磨パッド３の温度と弾性率の関係を示すグラフを予め実験により入手しておき、このグラフを動作制御部４０に予め記憶させる。さらに、実験により入手したグラフを参照して、所定の弾性率Ｅとなる所定温度Ｔを決定し、この所定温度Ｔを動作制御部４０に予め入力しておく。例えば、図９に示すグラフを実験により入手して、研磨パッド３の弾性率が所定の弾性率Ｅとなる所定温度Ｔが７０℃であることを決定する。さらに、この所定温度Ｔ（＝７０℃）を動作制御部４０に予め入力する。
【００７９】
パッド表面温度が所定温度Ｔに到達すると、動作制御部４０は、パッド表面温度が所定温度Ｔ以上である状態を維持するように、パッド温度調整部材１１に流入する加熱流体の流量および／または冷却流体の流量を調整する。一実施形態では、動作制御部４０は、パッド表面温度の測定値が所定温度Ｔに維持されるように、パッド温度調整部材１１に加熱流体と冷却流体を供給してもよい。さらに、動作制御部４０は、パッド表面温度が所定温度Ｔに到達してからの経過時間をカウントする（ステップ６Ｂ）。動作制御部４０は、この経過時間が所定時間ＴＤに到達したか否かを決定する（ステップ６Ｃ）。この理由は、パッド温度測定器３９は、研磨パッド３の表面温度を測定しており、研磨パッド３全体の温度が所定温度Ｔ以上になるためにはある程度の時間が必要だからである。所定時間ＴＤは、実験により決定され、予め動作制御部４０に入力される。
【００８０】
パッド表面温度の測定値が所定温度Ｔ以上である経過時間が所定時間ＴＤ以上継続されると、動作制御部４０は、研磨パッド３の弾性率が所定の弾性率以下に低下したと判断（すなわち、決定）し、剥離信号を生成する（ステップ７）。さらに、動作制御部４０は、剥離信号を、研磨パッド３が所定の弾性率以下に低下したことを報せるための機器を動作させるためのトリガーとして利用する。上述したように、作業者は、軟化した研磨パッド３を容易に研磨テーブル２から剥離することができる（ステップ８）。したがって、特殊な接着剤を用いなくても、研磨パッド３を研磨テーブル２から容易に剥離することができる。
【００８１】
次に、図１２を参照して、動作制御部４０が、研磨パッド３の弾性率が所定の弾性率以下に低下したことを決定する好適な方法の他の例について説明する。図１２は、研磨パッド３を研磨テーブル２から剥離する方法のさらに他の実施形態を示すフローチャートであり、図１０に示されるステップ６を好適に実行するためのステップ６Ｄ〜６Ｆが記載されたフローチャートである。図１２に示されるフローチャートは、図１０に示されるステップ６がステップ６Ｄ〜６Ｆに置き換わった以外は、図１０に示されるフローチャートと同様であるため、その重複する説明を省略する。
【００８２】
加熱された研磨パッド３の弾性率が所定の弾性率以下に低下したことを決定するために、押圧部材を所定の荷重で研磨パッド３に押し付けてもよい。押圧部材を所定の荷重で研磨パッド３に押し付けた状態で、研磨パッド３の弾性率が変化すると、該弾性率の変化量に応じて、研磨パッド３の変形量が変化する。すなわち、押圧部材を所定の荷重で研磨パッド３に押し付けた状態で研磨パッド３を加熱すると、研磨パッド３の弾性率の変化量に応じて、押圧部材の研磨パッド３に対する変位量が変化する。したがって、研磨パッド３を加熱しながら、該研磨パッド３に対する押圧部材の変位量を測定することにより、研磨パッド３の弾性率が所定の弾性率以下に低下したことを決定することができる。以下に説明される実施形態では、上記ドレッサ装置７のドレッサ２０が研磨パッド３に押圧される押圧部材として利用される。
【００８３】
本実施形態でも、該研磨パッド３の弾性率を所定の弾性率以下に低下させる（すなわち、軟化させる）ために、パッド温度調整部材（加熱部材）１１によって研磨パッド３を加熱する（ステップ５）。研磨パッド３の加熱が開始されるのと同時に、動作制御部４０は、ドレッサ２０を研磨パッド３の表面３ａに所定の荷重で押圧する（ステップ６Ｄ）。
【００８４】
図９のグラフに示されるように、研磨パッド３の温度が上昇するにつれて、研磨パッド３の弾性率が低下していく。その結果、所定の荷重で研磨パッド３の表面３ａに押圧されるドレッサ２０は、下方に（すなわち、研磨テーブル２に向かって）変位する。動作制御部４０は、このドレッサ２０の変位量を測定する（ステップ６Ｅ）。本実施形態では、ドレッシング装置７は、図２に示されるパッド高さ測定器７３を有しており、パッド高さ測定器７３のパッド高さセンサ７５は、研磨パッド３の表面３ａの高さを間接的に測定することができる。したがって、動作制御部４０は、研磨パッド３の加熱が開始されてから、該研磨パッド３の弾性率の変化（すなわち、低下）に応じて変化するドレッサ２０の変位量を測定することができる。
【００８５】
動作制御部４０は、ドレッサ（押圧部材）２０の、研磨パッド３に対する変位量の閾値（以下、所定変位量Ｐと称する）を予め記憶している。この所定変位量Ｐは、加熱によって所定の弾性率Ｅに低下した研磨パッド３の表面３ａに、ドレッサ２０を所定の荷重で押圧したときのドレッサ２０の変位量である。この所定変位量Ｐは、実験により予め決定することができる。動作制御部４０は、所定変位量Ｐを予め記憶している。
【００８６】
動作制御部４０は、ドレッサ２０の、研磨パッド３に対する変位量が所定変位量Ｐ以上であるか否かを決定する（ステップ６Ｆ）。ドレッサ２０の、研磨パッド３に対する変位量が所定変位量Ｐに到達すると、動作制御部４０は、研磨パッド３の弾性率が所定の弾性率以下に低下したと判断し、剥離信号を生成する（ステップ７）。上述したように、剥離信号は、研磨パッド３の剥離を開始することができる状態まで研磨パッド３が加熱されたことを作業者に報せるための信号として利用される。上述したように、作業者は、軟化した研磨パッド３を容易に研磨テーブル２から剥離することができる（ステップ８）。したがって、特殊な接着剤を用いなくても、研磨パッド３を研磨テーブル２から容易に剥離することができる。
【００８７】
図１３は、研磨パッド３を研磨テーブル２から剥離する方法のさらに他の実施形態の前半部分を示すフローチャートであり、図１４は、研磨パッド３を研磨テーブル２から剥離する方法のさらに他の実施形態の後半部分を示すフローチャートである。図１３および図１４に示されるフローチャートは、パッド温度調整部材（加熱部材）１１を研磨パッド３の周縁部に接触させるか、または近接させて、該周縁部を加熱することにより、研磨パッド３の周縁部の弾性率を所定の弾性率以下に低下させる第１加熱工程と、パッド温度調整部材（加熱部材）１１を研磨パッド３の中心部に接触させるか、または近接させて、該中心部を加熱することにより、研磨パッド３の中心部の弾性率を所定の弾性率以下に低下させる第２加熱工程と、を含んでいる点で、図１０に示されるフローチャートと異なる。図１３に示されるフローチャートのステップ１〜ステップ４は、図１０に示されるフローチャートのステップ１〜ステップ４と同様であるため、その重複する説明を省略する。
【００８８】
図１０乃至図１２を参照して説明された実施形態では、加熱部材であるパッド温度調整部材１１を研磨パッド３の半径方向に移動させずに、研磨パッド３を加熱している。しかしながら、研磨パッド３の直径が大きい場合は、研磨パッド３全体の弾性率を所定の弾性率以下に低下させるために必要となる加熱時間が非常に長くなるおそれがある。すなわち、研磨装置のダウンタイムが長くなるおそれがある。そこで、本実施形態では、最初に研磨パッド３の周縁部を加熱して、研磨パッド３の周縁部の弾性率を所定の弾性率以下に低下させ、該周縁部の一部を研磨テーブル２から剥離する。次いで、研磨パッド３の中央部を加熱して、研磨パッド３の中心部の弾性率を所定の弾性率以下に低下させ、該中心部を含む研磨パッド３の全体を研磨テーブル２から剥離する。以下、図１３および図１４を参照して、本実施形態に係る研磨パッド３の剥離方法を説明する。
【００８９】
研磨装置の運転モードが非メンテナンスモードからメンテナンスモードに移行すると（ステップ４）、動作制御部４０は、研磨パッド３の周縁部を加熱して、該周縁部の弾性率を所定の弾性率以下に低下させる第１加熱工程を開始する。本実施形態では、加熱部材として利用されるパッド温度調整部材１１の半径方向位置を変更するために、連結アーム７７を手動で伸縮させる。そのため、動作制御部４０は、上述したメンテナンス信号を生成し、作業者に、研磨装置の運転モードが非メンテナンスモードからメンテナンスモードに移行したことを報せる。作業者は、パッド温度調整部材１１の半径方向位置を上記周縁部加熱位置に変更するために、連結アーム７７を図８（ｃ）に示される縮められた状態にする。これにより、パッド温度調整部材１１の半径方向位置は、図７に示される初期位置から、研磨パッド３の周縁部を加熱する周縁部加熱位置に変更される。連結アーム７７がパッド温度調整部材１１の半径方向位置を変更するための位置調整機構（図示せず）に接続されている場合は、動作制御部４０は、該位置調整機構を動作させることにより、パッド温度調整部材１１の半径方向位置を初期位置から周縁部加熱位置に変更してもよい。
【００９０】
次いで、動作制御部４０は、周縁部加熱位置にあるパッド温度調整部材１１を研磨パッド３の周縁部に接触させるか、または近接させて、該周縁部を加熱する（ステップ５）。動作制御部４０は、研磨パッド３の周縁部の弾性率が所定の弾性率Ｅ以下に低下したか否かを監視しており、研磨パッド３の周縁部の弾性率が所定の弾性率Ｅ以下に低下するまで研磨パッド３の周縁部を加熱する（ステップ６）。研磨パッド３の周縁部の弾性率が所定の弾性率Ｅ以下に低下したことを決定するための方法は、図１１のステップ６Ａ〜６Ｃを参照して説明した方法を用いることができる。
【００９１】
具体的には、動作制御部４０は、パッド温度調整部材１１によって加熱される研磨パッド３の周縁部の表面温度が所定温度Ｔ以上であるか否かを決定し（図１１のステップ６Ａ参照）、研磨パッド３の周縁部の表面温度が所定温度Ｔに到達してからの経過時間をカウントし、（図１１のステップ６Ｂ参照）、この経過時間が所定時間（第１所定時間）ＴＤ１に到達したか否かを決定する（図１１のステップ６Ｃ参照）。経過時間が所定時間ＴＤ１に到達すると、動作制御部４０は、研磨パッド３の周縁部の弾性率が所定の弾性率Ｅ以下に低下したと判断（すなわち、決定）する。
【００９２】
研磨パッド３の周縁部の弾性率が所定の弾性率Ｅ以下に低下したことを決定するための方法は、図１２のステップ６Ｄ〜６Ｆを参照して説明した方法を用いてもよい。具体的には、動作制御部４０は、ドレッサ（押圧部材）２０を研磨パッド３の周縁部に所定の荷重で押圧し（図１２のステップ６Ｄ参照）、研磨パッド３の周縁部に押圧されたドレッサ２０の、研磨パッド３に対する変位量を測定し（図１２のステップ６Ｅ参照）、この変位量が所定変位量Ｐ以上であるか否かを決定する（図１２のステップ６Ｆ参照）。研磨パッド３の周縁部に押圧されたドレッサ２０の、研磨パッド３に対する変位量が所定変位量Ｐに到達すると、動作制御部４０は、研磨パッド３の周縁部の弾性率が所定の弾性率Ｅ以下に低下したと判断（すなわち、決定）する。
【００９３】
研磨パッド３の周縁部の弾性率が所定の弾性率Ｅ以下に低下すると、動作制御部４０は、周縁部剥離信号を生成する（ステップ７）。周縁部剥離信号は、研磨パッド３の周縁部の剥離を開始することができる状態まで研磨パッド３が加熱されたことを作業者に報せる信号として利用される。例えば、動作制御部４０は、研磨装置に設けられた回転灯（図示せず）を点灯させるためのトリガーとして周縁部剥離信号を利用してもよいし、研磨装置に設けられたブザー（図示せず）から警告音を発するためのトリガーとして周縁部剥離信号を利用してもよい。
【００９４】
次いで、作業者は、研磨パッド３の周縁部を剥離する（ステップ８：第１剥離工程）。なお、パッド温度調整部材１１が研磨パッド３の周縁部を加熱している間、研磨テーブル２を回転させてもよいし、回転させなくてもよい。研磨テーブル２を回転させる場合は、研磨パッド３の周縁部全体（すなわち、研磨パッド３の外周側の環状領域全体）を加熱することができる。この場合、作業者は、研磨パッド３の周縁部全体を研磨テーブル２から剥離することができる。一方で、研磨テーブル２を回転させない場合は、研磨パッド３の周縁部の一部のみが加熱される。この場合、作業者は、加熱された周縁部の一部のみを研磨テーブル２から剥離する。
【００９５】
次いで、作業者は、パッド温度調整部材１１の半径方向位置を上記中心部加熱位置に変更するために、連結アーム７７を図８（ｄ）に示される伸ばされた状態にする。これにより、パッド温度調整部材１１の半径方向位置は、研磨パッド３の周縁部を加熱する周縁部加熱位置から、研磨パッド３の中心部を加熱する中心部加熱位置に変更される。連結アーム７７がパッド温度調整部材１１の半径方向位置を変更するための位置調整機構（図示せず）に接続されている場合は、動作制御部４０は、該位置調整機構を動作させることにより、パッド温度調整部材１１の半径方向位置を周縁部加熱位置から中心部加熱位置に変更してもよい。
【００９６】
動作制御部４０は、中心部加熱位置にあるパッド温度調整部材１１を研磨パッド３の中心部に接触させるか、または近接させて、該中心部を加熱する（ステップ９：第２加熱工程）。図示した例では、研磨パッド３の周縁部を剥離した後で、研磨パッド３の中心部を加熱しているが、研磨パッド３の周縁部を剥離する前に、研磨パッド３の中心部の加熱を開始してもよい。この場合、研磨パッド３の中心部の加熱中に、研磨パッド３の周縁部を剥離する。動作制御部４０は、研磨パッド３の中心部の弾性率が所定の弾性率Ｅ以下に低下したか否かを監視しており、研磨パッド３の中心部の弾性率が所定の弾性率Ｅ以下に低下するまで研磨パッド３を加熱する（ステップ１０）。研磨パッド３の中心部の弾性率が所定の弾性率Ｅ以下に低下したことを決定するための方法は、図１１のステップ６Ａ〜６Ｃを参照して説明した方法を用いることができる。
【００９７】
具体的には、動作制御部４０は、パッド温度調整部材１１によって加熱される研磨パッド３の中心部の表面温度が所定温度Ｔ以上であるか否かを決定し（図１１のステップ６Ａ参照）、研磨パッド３の中心部の表面温度が所定温度Ｔに到達してからの経過時間をカウントし、（図１１のステップ６Ｂ参照）、この経過時間が所定時間（第２所定時間）ＴＤ２に到達したか否かを決定する（図１１のステップ６Ｃ参照）。経過時間が所定時間ＴＤ２に到達すると、動作制御部４０は、研磨パッド３の中心部の弾性率が所定の弾性率Ｅ以下に低下したと判断（すなわち、決定）する。
【００９８】
なお、研磨パッド３の周縁部の弾性率が所定の弾性率Ｅ以下に低下したことを決定するための所定時間ＴＤ１は、研磨パッド３の中心部の弾性率が所定の弾性率Ｅ以下に低下したことを決定するための所定時間ＴＤ２と異なる。この理由は、研磨パッド３の周縁部の体積が研磨パッド３の中心部の体積と異なるからである。所定時間（第１所定時間）ＴＤ１および所定時間（第２所定時間）ＴＤ２は、実験により予め決定されており、動作制御部４０に予め記憶されている。
【００９９】
研磨パッド３の中心部の弾性率が所定の弾性率以下に低下したことを決定するための方法は、図１２のステップ６Ｄ〜６Ｆを参照して説明した方法を用いてもよい。具体的には、動作制御部４０は、ドレッサ（押圧部材）２０を研磨パッド３の中心部に所定の荷重で押圧し（図１２のステップ６Ｄ参照）、研磨パッド３の中心部に押圧されたドレッサ２０の、研磨パッド３に対する変位量を測定し（図１２のステップ６Ｅ参照）、この変位量が所定変位量Ｐ以上であるか否かを決定する（図１２のステップ６Ｆ参照）。研磨パッド３の中心部に押圧されたドレッサ２０の、研磨パッド３に対する変位量が所定変位量Ｐに到達すると、動作制御部４０は、研磨パッド３の中心部の弾性率が所定の弾性率Ｅ以下に低下したと判断（すなわち、決定）する。
【０１００】
パッド温度調整部材１１が研磨パッド３の中心部を加熱している間、研磨テーブル２を回転させないのが好ましい。この理由は、第１剥離工程で研磨テーブル２から剥がされた研磨パッド３の周縁部が研磨テーブル２の近傍に位置する作業者および／または研磨装置内に配置された他の機器に衝突することを防止するためである。この場合、パッド温度調整部材１１が研磨パッド３の中心部を加熱している間、ドレッサ２０によって研磨パッド３が削り取られないので、研磨パッド３の中心部に押圧されたドレッサ２０の、研磨パッド３に対する変位量を正確に測定することができる。
【０１０１】
研磨パッド３の中心部の弾性率が所定の弾性率Ｅ以下に低下すると、動作制御部４０は、中心部剥離信号を生成する（ステップ１１）。中心部剥離信号は、研磨パッド３の中心部の剥離を開始することができる状態まで研磨パッド３が加熱されたことを作業者に報せる信号として利用される。例えば、動作制御部４０は、研磨装置に設けられた回転灯（図示せず）を点灯させるためのトリガーとして中心部剥離信号を利用してもよいし、研磨装置に設けられたブザー（図示せず）から警告音を発するためのトリガーとして中心部剥離信号を利用してもよい。
【０１０２】
次いで、作業者は、研磨パッド３の中心部を含む研磨パッド３の全体を研磨テーブル２から剥離する（ステップ１２：第２剥離工程）。本実施形態によれば、研磨装置のダウンタイムを短縮しつつ、研磨パッド３を容易に研磨テーブル２から剥離することができる。したがって、特殊な接着剤を用いなくても、研磨パッド３を研磨テーブル２から容易に剥離することができる。
【０１０３】
上述した実施形態では、研磨パッド３を加熱するための加熱部材としてパッド温度調整部材１１を使用しているが、加熱部材は、この実施形態に限定されない。例えば、パッド温度調整部材１１とは異なる加熱部材を研磨装置に設置して、この加熱部材によって、研磨パッド３を加熱してもよい。さらに、上述した実施形態では、研磨パッド３を押圧圧する押圧部材としてドレッシング装置７のドレッサ２０を使用しているが、押圧部材は、この実施形態に限定されない。例えば、ドレッサ２０とは異なる押圧部材を研磨装置に設置して、この押圧部材により、研磨パッド３を押圧してもよい。
【０１０４】
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】
【０１０５】
１    研磨ヘッド
２    研磨テーブル
３    研磨パッド
４    液体供給ノズル
５    パッド温度調整装置
７    ドレッシング装置
９    接着部材
１１    パッド温度調整部材
２０    ドレッサ
４０    動作制御部
７３    パッド高さ測定器
７７    連結アーム
【図１】
2019000926.tif 000003
【図２】
2019000926.tif 000004
【図３】
2019000926.tif 000005
【図４】
2019000926.tif 000006
【図５】
2019000926.tif 000007
【図６】
2019000926.tif 000008
【図７】
2019000926.tif 000009
【図８】
2019000926.tif 000010
【図９】
2019000926.tif 000011
【図１０】
2019000926.tif 000012
【図１１】
2019000926.tif 000013
【図１２】
2019000926.tif 000014
【図１３】
2019000926.tif 000015
【図１４】
2019000926.tif 000016