(57)【要約】【課題】研磨装置の研磨パッドを研削調整する際のドレッサーによる研削量のばらつきを低減する。【解決手段】研磨パッド３０、研磨パッドを研削調整するためのリング状の研削粒子面４０ａを有しているドレッサー４０、ドレッサーを支持している支持機構５０を具えている研磨装置１０において、研削粒子面が研磨パッドに接触して押圧する圧力に、ドレッサーの研削粒子面の直上の一点を押圧して圧力勾配を生じさせる押圧機構６０を具えている。【選択図】図１
2008087081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨パッド、当該研磨パッドを研削調整するためのリング状の研削粒子面を有しているドレッサー、当該ドレッサーを昇降させる支持機構を具えている研磨装置において、
前記研削粒子面が前記研磨パッドに接触して押圧する圧力に、前記ドレッサーの前記研削粒子面の直上の一点を上側から押圧して圧力勾配を生じさせる押圧機構を具えていることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
研磨パッド、当該研磨パッドを研削調整するためのリング状の研削粒子面を有するドレッサー、当該ドレッサーを支持する支持機構を具えていて、前記研削粒子面が前記研磨パッドに接触して押圧する圧力に、前記ドレッサーの前記研削粒子面の直上の一点を押圧して圧力勾配を生じさせる押圧機構を具えている研磨装置を準備する工程と、
前記ドレッサーの自重に相当する重量を前記研磨パッドに負荷する工程と、
前記研磨パッドに前記ドレッサーの自重に相当する重量のうち一部を負担させた状態で、前記支持機構が負担する重量を徐々に増加させて、前記ドレッサーを前記支持機構に支持させる工程と、
前記研削粒子面が前記研磨パッドに接触して押圧する圧力に、前記押圧機構を作動させて前記ドレッサーに圧力を加えつつ、前記研磨パッドを研削調整する工程と
を含むことを特徴とする研磨パッドの研削調整方法。
【請求項３】
前記ドレッサーを前記支持機構により支持する工程は、前記研磨パッドに前記ドレッサーの自重に相当する重量の０％を超えて５％以下の範囲の重量を支持させる工程であることを特徴とする請求項２に記載の研磨パッドの研削調整方法。
【請求項４】
前記支持機構に支持させる工程は、前記ドレッサーと前記研磨パッドとを互いに接触させつつ、前記ドレッサーの自重に相当する重量を前記支持機構に支持させる工程であることを特徴とする請求項２に記載の研磨パッドの研削調整方法。
【請求項５】
研磨パッド、当該研磨パッドを研削調整するためのリング状の研削粒子面を有するドレッサー、当該ドレッサーを支持する支持機構、前記研削粒子面が前記研磨パッドに接触して押圧する圧力に、前記ドレッサーの前記研削粒子面の直上の一点を押圧して圧力勾配を生じさせる押圧機構を含む機構部、並びに当該支持機構に接続されており、前記ドレッサーの高さ及び上昇幅を検出する測定部、検出された前記上昇幅を記憶する記憶部及び前記支持機構の動作制御を行う動作制御部を含む制御部を具えている研削装置を準備する工程と、
前記ドレッサーの自重に相当する重量を前記研磨パッドに負荷し、かつ前記測定部が前記ドレッサーの位置を第１の高さとして測定し、測定された当該第１の高さを前記記憶部が記憶する工程と、
前記研磨パッドに前記ドレッサーの自重の一部に相当する重量を負担させた状態で、前記支持機構が負担する重量を徐々に増加させて、前記ドレッサーを前記支持機構に支持させる工程であって、前記測定部が前記ドレッサーの位置を第２の高さとして検出し、前記記憶部が検出された当該第２の高さを記憶する工程と、
前記研削粒子面が前記研磨パッドに接触して押圧する圧力に、前記押圧機構を作動させて前記ドレッサーに圧力を加えつつ、前記研磨パッドを研削調整する工程と
を含むことを特徴とする研磨パッドの研削調整方法。
【請求項６】
前記第２の高さを検出する工程は、前記測定部が前記研磨パッドに前記ドレッサーの自重に相当する重量の０％を超えて５％以下の範囲の重量を前記支持機構に支持させる前記ドレッサーの位置を前記第２の高さとして検出する工程であることを特徴とする請求項５に記載の研磨パッドの研削調整方法。
【請求項７】
前記第２の高さを検出する工程は、前記測定部が前記ドレッサーと前記研磨パッドとを互いに接触させつつ、前記ドレッサーの自重に相当する重量を前記支持機構が支持する前記ドレッサーの位置を前記第２の高さとして検出する工程であることを特徴とする請求項５に記載の研磨パッドの研削調整方法。
【請求項８】
研磨対象に対する研磨工程終了後に、前記研磨パッドに対して前記ドレッサーによる研削調整を繰り返す場合には、
データ蓄積用研磨パッドを用いて、前記測定部が当該データ蓄積用研磨パッドが研削されるごとに、研削累計時間と前記ドレッサーの上昇幅とを予め測定して、研削累計時間データを得、かつ前記記憶部が測定された当該研削累計時間データを記憶しておく工程と、
研削調整が行われる前記研磨パッドに、前記ドレッサーの自重に相当する重量を負荷する工程と、
前記制御部が、前記研磨パッドにおける研削累計時間と前記記憶部に記憶された前記研削累計時間データとを読み出し、前記ドレッサーの最適な上昇幅を決定し、前記支持機構により、当該上昇幅で、前記研磨パッドと前記ドレッサーとが接触した状態を保持しつつ前記ドレッサーを上昇させる工程と
を含むことを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の研磨パッドの研削調整方法。
【請求項９】
前記研磨パッドを研削する工程は、前記押圧機構が前記ドレッサーに加える圧力を、前記ドレッサーの外径値の４乗から前記ドレッサーの内径値の４乗を減じた値に比例した値の圧力として行う工程であることを特徴とする請求項２から８のいずれか一項に記載の研磨パッドの研削調整方法。
【請求項１０】
回転軸を有する研磨パッド、当該研磨パッドに接触して研削調整する研削粒子面を有するドレッサー、当該ドレッサーを支持する支持機構を具えている研磨装置において、
前記ドレッサーの前記研削粒子面は、前記回転軸に対向する第１端縁、当該第１端縁と対向する第２端縁を含む略四角形状の形状を有していることを特徴とする研磨装置。
【請求項１１】
前記回転軸側の前記研削粒子面の第１端縁が前記回転軸を中心とする第１の円の一部分である円弧形状を有しており、当該第１端縁と対向する外周側の第２端縁が前記回転軸を中心とする前記第１の円よりも大きな径を有する第２の円の一部分である円弧形状を有していることを特徴とする請求項１０に記載の研磨装置。
【請求項１２】
前記支持機構は前記研磨パッドの直径に沿う方向に延在しており、２つの前記ドレッサーを当該直径の直上に位置させ、かつ前記回転軸を挟んで前記第１端縁同士を対向させて設けてあることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の研磨装置。
【請求項１３】
回転軸を有する研磨パッド、当該研磨パッドに接触して研削調整する研削粒子面を有するドレッサー、当該ドレッサーを支持する支持機構を具え、前記ドレッサーの前記研削粒子面は、前記回転軸に対向する第１端縁、当該第１端縁と対向する第２端縁を含む略四角形状の形状を有している研磨装置を準備する工程と、
前記ドレッサーの前記研削粒子面の全面を、前記研磨パッドに対して均一な圧力で接触させて押圧しつつ、前記研磨パッドを研削調整する工程と
を含むことを特徴とする研磨パッドの研削調整方法。
【請求項１４】
前記研磨装置を準備する工程は、前記回転軸側の前記研削粒子面の第１端縁が前記回転軸を中心とする第１の円の一部分である円弧形状を有しており、当該第１端縁と対向する外周側の第２端縁が前記回転軸を中心とする前記第１の円よりも大きな径を有する第２の円の一部分である円弧形状を有している前記研磨装置を準備する工程であることを特徴とする請求項１３に記載の研磨パッドの研削調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体素子の製造に用いられる化学機械的研磨（Chemical Mechanical Polish：CMP）装置に関するものであり、特にドレッサーによって研磨パッドの研削調整を行う研磨装置及び研削調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるドレッサーによって研磨パッドを研削調整するタイプの研磨装置は、リング状の研削粒子面を有するドレッサーを具えており、このドレッサーを回転する研磨パッドの基板接触面に押し付けて研磨パッドをその表面側から研削することにより、研磨パッドの研削調整（以下、単にドレッシングとも称する。）工程が行われる。
【０００３】
研磨パッドの研削調整工程は、半導体装置の製造工程における基板面、すなわちウエハ面の研磨を設計通りの平坦度に仕上げるために必須の工程である。
【０００４】
研磨パッドのドレッサーによるドレッシングが不十分、すなわち研磨パッドの基板接触面の平坦性が不均一となってしまうと、基板の研磨精度が低下してしまい、その結果として、製造される半導体装置の品質が悪化してしまうおそれがある。
【０００５】
研磨パッドの全領域においてドレッシングをより均一に行うことを目的として、種々の試みがなされている。
【０００６】
しかしながら、従来のドレッシング方法では、ドレッサーによる研磨パッドの基板接触面内の複数箇所での研削量に、ばらつきが生じてしまう。
【０００７】
研磨パッドの寿命は、ドレッシング工程におけるパッド面に対する研削量により、変化する。すなわち研磨パッドを過剰にドレッシングしてしまうと、研磨定盤表面まで研削しかねず、研磨定盤表面を傷つけてしまうおそれがある。結果として、研磨定盤を交換しなければならなくなる場合もある。
【０００８】
また、研削量のばらつきが発生すると、研磨パッドの厚さがほとんどの領域で十分に残っていたとしても、高価な研磨パッドを早期に交換しなければならなくなってしまう場合もある。
【０００９】
このような事態となると、製品の製造コストが増大してしまう。また、研磨パッドの交換には、通常１時間から１．５時間程度の時間を要する。従って、交換頻度が高くなると、装置稼働率が下がってしまう。結果として、製品のスループットが悪化してしまう。
【００１０】
上述した課題の解決を図る一手法として、この発明の発明者は、傾斜させてある研削粒子面を具えたドレッサーを有する研磨装置を開示している（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−２７３６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。本願発明者は、上記問題点を解決すべく鋭意研究を進める中で、この発明を完成させるに至った。すなわち、この発明の目的は、研磨パッドのドレッシングをより均一に行うことができる研磨装置及び研削調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の研磨装置の第１の構成例によれば、下記のような構成を有している。
【００１３】
すなわち、研磨パッド、この研磨パッドを研削調整するためのリング状の研削粒子面を有しているドレッサー、このドレッサーを昇降させる支持機構を具えている研磨装置において、研削粒子面が研磨パッドに接触して押圧する圧力に、ドレッサーの研削粒子面の直上の一点を上側から押圧して圧力勾配を生じさせる押圧機構を具えている。
【００１４】
また、この発明の第１の研削調整方法によれば、下記の工程を含んでいる。
【００１５】
すなわち、研磨パッド、この研磨パッドを研削調整するためのリング状の研削粒子面を有するドレッサー、このドレッサーを支持する支持機構を具えていて、研削粒子面が研磨パッドに接触して押圧する圧力に、ドレッサーの研削粒子面の直上の一点を押圧して圧力勾配を生じさせる押圧機構を具えている研磨装置を準備する。
【００１６】
ドレッサーの全自重を前記研磨パッドに負荷する。
【００１７】
研磨パッドにドレッサーの自重の一部を負担させた状態で、支持機構が負担するドレッサーの重量を徐々に増加させて、ドレッサーを支持機構に支持させる。
【００１８】
研削粒子面が研磨パッドに接触して押圧する圧力に、押圧機構を作動させてドレッサーに圧力を加えつつ、研磨パッドを研削調整する。
【００１９】
また、この発明の研磨装置の第２の構成例によれば、下記のような構成を有している。
【００２０】
すなわち、回転軸を有する研磨パッド、この研磨パッドに接触して研削調整する研削粒子面を有するドレッサー、このドレッサーを支持する支持機構を具えている研磨装置において、ドレッサーの研削粒子面は、回転軸に対向する第１端縁、この第１端縁と対向する第２端縁を含む略四角形状の形状を有している。
【００２１】
また、この発明の第２の研削調整方法によれば、下記の工程を含んでいる。
【００２２】
回転軸を有する研磨パッド、この研磨パッドに接触して研削調整する研削粒子面を有するドレッサー、このドレッサーを支持する支持機構を具え、ドレッサーの研削粒子面は、回転軸に対向する第１端縁、この第１端縁と対向する第２端縁を含む略四角形状の形状を有している研磨装置を準備する。
【００２３】
ドレッサーの研削粒子面の全面を、研磨パッドに対して均一な圧力で接触させて押圧しつつ、研磨パッドを研削調整する。
【発明の効果】
【００２４】
この発明の研磨装置の構成及びこれを用いる研削調整方法によれば、研磨パッドの研削調整が行われる全領域にわたって、研削量のばらつきを従来よりもより小さくでき、よって研磨パッドの基板接触面の平坦性をより向上させることができる。
【００２５】
研削面の平坦性が向上するため、ＣＭＰ工程における研磨対象となる半導体装置等の研磨の均一性が向上する。結果として、研磨対象の外観のみならず、電気的特性といった品質をより向上させることができる。
【００２６】
また、研削量のばらつきをより低減できるため、全体として基板接触面の研削量が減少する。結果として研磨パッドの寿命をより長くし、研磨パッドの交換頻度をより下げることができる。よって、研磨対象の製造コストの削減に寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、図は、この発明が理解できる程度に各構成成分の形状、大きさ及び配置関係を概略的に示しているに過ぎず、従って、この発明は、特に図示例にのみ限定されるものではない。
【００２８】
また、以下の説明において、特定の材料、条件及び数値条件等を用いることがあるが、これらは好適例の１つに過ぎず、従って、何らこれら好適例に限定されるものではない。
【００２９】
以下の説明に用いる各図において、同様の構成成分については、同一の符号を付して示し、特に説明を必要とする場合を除き、その重複する説明を省略する。
【００３０】
（第１の実施の形態）
１．研磨装置の構成例
まず、図１を参照して、この発明の研磨装置の構成例につき説明する。
【００３１】
図１（Ａ）は研磨装置の構成要素を説明するための上面側から見た模式的な平面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示した研磨装置の模式的な正面図である。
【００３２】
図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、この例の研磨装置は、研磨パッド３０、ドレッサー４０及びこのドレッサー４０の支持機構５０といった従来公知の構成要素の他に、押圧機構６０を具えている点に構成上の特徴を有している。この押圧機構６０は、研磨パッドを研削するドレッサーを押圧してドレッサーが研磨パッドに与える圧力に圧力勾配を生じさせる。
【００３３】
研磨装置１０は、上述の研磨パッド３０が搭載される円盤状の回転定盤２０を具えている。回転定盤２０は、平坦な第１主面２０ａと、この第１主面２０ａに対して平行に対向している、平坦な第２主面２０ｂとを有している。
【００３４】
回転定盤２０は、従来公知のＣＭＰ装置と同様の構造及び駆動機構を有している。回転定盤２０は、回転軸Ｒ１を有していて、この回転軸Ｒ１について任意の回転方向、すなわち時計回り又は反時計回りに、かつ任意の回転速度ｗで回転自在とされている。なお、この例では回転軸Ｒ１は回転定盤２０の中心に一致している。回転定盤２０の回転方向は、この例では時計回りとする。
【００３５】
回転定盤２０の第１主面２０ａには円盤状の研磨パッド３０が貼付されている。この研磨パッド３０は、従来公知のＣＭＰ装置に適用されるものを使用することができる。
【００３６】
露出している研磨パッド３０の研磨面３０ａは、例えば半導体基板（ウエハ）といった被研磨対象に直接的に接触してこれを研磨する面である。
【００３７】
この研磨面３０ａには良好な平坦性が求められるため、ＣＭＰ工程が行われるごとに研磨面３０ａの平坦性を確保するための研削調整が行われる。
【００３８】
研磨装置１０は、ドレッサー４０を具えている。この例のドレッサー４０は、周知の通り、高さの低い、一端側に蓋（又は底）のついた管状体の形態を有している。開放されている側の端縁、すなわち開放端縁は、その輪郭が円形であるリング状の形状、すなわちドーナツ状の形状を有している。
【００３９】
ドレッサー４０の開放端縁は、同一の中心点（Ｒ２）を有する大小２つの正円によりその輪郭が画成されている。図中、ドレッサー４０、すなわち管状体の内径をｒ１とし、及び外径をｒ２とする。この管状体の中心軸Ｒ２を含む横断面における断面形状を実質的に四辺形とする。このドレッサー４０は、常態では後述する支持機構５０に、中心軸Ｒ２が研磨面３０ａに対して垂直となるように、かつ中心軸Ｒ２を回転軸として回転可能な状態で、支持されている。
【００４０】
ドレッサー４０を構成している管状体は、研磨面３０ａに対向する、開放端縁である第１端面（４０ａ）と、研磨面３０ａとは反対側に位置する円形の閉鎖面である第２端面４０ｂとを有している。
【００４１】
従って、常態では、これら第１端面４０ａは、管状体の中心軸Ｒ２に直交し、かつ研磨面３０ａに対して平行に対向する環状の面である。
【００４２】
ドレッサー４０は、第１端面が研削粒子面４０ａとされている。研削粒子面４０ａは、研磨面３０ａに接触してこれを研削、すなわち研削調整する。
【００４３】
なお、このドレッサー４０は、中心軸、すなわち回転軸Ｒ２について任意の回転方向、すなわち時計回り又は反時計回りに、かつ任意の回転速度ｑで回転自在とされている。ドレッサー４０の回転方向は、この例では回転定盤２０の回転方向と同じく時計回りとしてある。
【００４４】
研磨装置１０は、さらに支持機構５０を具えている。支持機構５０は、ドレッサー４０を、ドレッサー４０の研削粒子面４０ａと研磨パッド３０の研磨面３０ａとを、接触又は離間自在に支持する。
【００４５】
支持機構５０は、支持アーム５０ａとこの支持アーム５０ａを昇降させる昇降部５０ｂとを含んでいる。支持アーム５０ａは、昇降部５０ｂに昇降自在に設けられている。
【００４６】
支持アーム５０ａは、それ自体昇降してドレッサー４０を図中の矢印Ａ方向又はＢ方向に移動させる。この例では支持アーム５０ａは、昇降部５０ｂから、第１主面２０ａ、すなわち研磨面３０ａ上にこれらの面と平行して直線状に延在する棒状の部材である。
【００４７】
支持アーム５０ａは、回転軸Ｒ２と直交する方向、すなわちドレッサー４０の外径ｒ２（または内径ｒ１）に沿う方向に延在している。
【００４８】
ドレッサー４０は、研削粒子面４０ａとは反対側の第２端面４０ｂ側において、支持アーム５０ａに、従来と同様な手法で回転自在に支持されている。
【００４９】
この発明の実施形態によれば、研磨装置１０は、さらに押圧機構６０を具えている。押圧機構６０はドレッサー４０の研削粒子面４０とは反対側の第２端面４０ｂ上であって、かつ研削粒子面４０ａの直上に位置させて設けられている。この押圧機構６０の支持体は、図に示していないが、従来公知の任意好適な構成とすることができる。
【００５０】
この押圧機構６０は、ドレッサー４０の研磨面３０ａに対する押圧勾配を生じさせる。
【００５１】
押圧機構６０は、回転軸Ｒ２の方向に、すなわち図１（Ｂ）中に示す矢印Ａ方向又は矢印Ｂ方向に移動可能な押圧部６２を有している。
【００５２】
押圧機構６０は、押圧部６２をドレッサー４０に押し当てて、ドレッサー４０を研磨パッド２０側に押し込む。この押し込み動作により、ドレッサー４０の研削粒子面４０ａが研磨パッド３０の研磨面３０ａに接触してこれを押圧する。この研磨面３０ａに対する研削粒子面４０ａの接触圧力は、押圧部６２の直下の点からの距離に応じて異なるものとされる。すなわち、押圧機構６０は、接触圧力に、圧力勾配を生じさせる。
【００５３】
押圧機構６０は、第２端面４０ｂの円形の領域のうち、ドレッサー４０の研削粒子面４０ａの直上に相当する、リング状の一部領域内にある任意の点Ａを押圧する。なお、この任意の点Ａは、支持部材５０ａとの交差点Ｃ１及びＣ２と重なることはない。
【００５４】
この押圧部６２はドレッサー４０を押圧するため、圧力に対して変形しない高い剛性が必要である。
【００５５】
また、押圧機構６０を任意の位置に移動させ、かつ任意好適な圧力勾配を生じさせるために、押圧機構６０を支持又は固定する支持機構については、例えば既に説明したドレッサー４０の支持機構５０と同様の従来公知の任意好適な機構を適用することができる。
【００５６】
ここで、図２を参照して、制御系を含む機能的な側面からみたこの例の研磨装置の構成例につき説明する。
【００５７】
図２は研磨装置の機能的な構成を説明するための機能ブロック図である。
【００５８】
研磨装置１０は、機構部７０とこの機構部７０の動作を制御するための制御部８０とを含んでいる。ここでいう機構部７０は、いわゆるドレッシング工程及びＣＭＰ工程において動作する構成要素、すなわち、既に説明した回転定盤２０、研磨パッド３０、ドレッサー４０、支持機構５０及び押圧機構６０を含む。
【００５９】
制御部８０は、測定部（入力部）８２、記憶部８４及び動作制御部（ＣＰＵ）８６を有し、これらは相互に連関して機能する。制御部８０は、従来公知の例えばコンピュータハードウェア資源及びこのコンピュータハードウェア資源と協働するソフトウェア資源を用いて構成することができる。
【００６０】
制御部８０は、入力部８２と、出力部８３と、記憶部８４と、動作制御部８６とを具えて構成される。これらは周知のコンピュータハードウェアにより構成することができる。
【００６１】
入力部８３は、通常用いられるキーボード、マウスといった公知の入力装置の他、研削調整に必要な情報やデータを取得する測定部でもある。
【００６２】
出力部８３は、ディスプレイ、プリンタ、その他の通常の表示装置や通信端子を具えている。
【００６３】
動作制御部８６は、いわゆるＣＰＵを含んで構成される。また、記憶部８４はハードディスクドライブ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の通常コンピュータハードウェアに適用されるメモリ装置、ストレージ装置により、構成されている。
【００６４】
動作制御部８６は、記憶部８４に読み出し自在に格納されているプログラム、情報データといったソフトウェア資源を読み出して、実行、解析等を行うことにより、所望の各種動作制御機能を実現することができる。
【００６５】
測定部８２は、機構部７０の構成要素の状態をモニタするためのデータ情報を取得する。具体的には、測定部８２は、ドレッサー４０と研磨パッド３０との位置関係、ドレッサー４０の重量を支持機構５０が支持する際の負担重量、すなわちドレッサー４０が研磨パッド３０に与える圧力、押圧機構６０がドレッサー４０を押圧する圧力等のパラメータを測定し、及びデータとして取得する。
【００６６】
この測定部８２は、図示例では機能的な観点から制御部８０の構成要素に含めたが、機構部７０の構成要素と構成することもできる。具体的には、測定部８２は、例えば支持機構５０に付属する構成とすることができる。
【００６７】
記憶部８４は、この研磨装置を動作させるためのプログラム、データ等を書き込み及び読み出し自在に格納するとともに、測定部８２が取得した各種データ（動作パラメータ）を記憶保持する機能部である。
【００６８】
動作制御部８６は、記憶部８４から、測定部８２が取得したデータ読み出して、これに基づいて機構部７０の構成要素の動作を制御する機能部である。
【００６９】
２−１．研削調整方法（１）
既に説明した図１及び図２に加えて図３を参照して、既に説明した研磨装置を用いる研削調整方法につき説明する。
【００７０】
図３（Ａ）は研磨装置の構成要素を説明するための上面側から見た模式的な平面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＸ軸方向からみた、ドレッサーに着目した模式的な部分平面図である。
【００７１】
まず、既に説明した構成を有する研磨装置１０を準備する。
【００７２】
図２に示すように、研磨装置１０は、機構部７０を有している。機構部７０は、研磨パッド３０、この研磨パッド３０を研削調整するための研削粒子面４０ａを有するドレッサー４０、このドレッサー４０を支持する支持機構５０、及び研削粒子面４０ａが研磨パッド３０に接触して押圧する圧力に圧力勾配を生じさせる押圧機構６０を含んでいる。
【００７３】
次に、ドレッサー４０の全自重に相当する重量を研磨パッド３０に負荷する。具体的には、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、まず、支持機構５０によりドレッサー４０を、研磨パッド３０の研磨面３０ａの上方に位置させる。
【００７４】
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、支持機構５０を動作させて、ドレッサー４０の高さ位置を回転軸Ｒ２に沿って矢印Ｂ方向に下降させ、ドレッサー４０の研削粒子面４０ａを研磨パッド３０の研磨面３０ａに接触させる。
【００７５】
このとき研削粒子面４０ａが研磨面３０ａに与える圧力を、ドレッサー４０の全自重に相当する重量が与える圧力に等しくなるように制御する。
【００７６】
図２に示すように、この制御は、動作制御部８６により行われる。
【００７７】
具体的には、測定部８２が支持機構５０が支持する重量の変化、すなわちドレッサー４０の全自重のうち、どの程度の重量を支持機構５０と研磨パッド３０とで分担するか、すなわち研磨面３０ａに対する支持機構５０の高さを検出してデータ化する。測定部８２は得られたデータを記憶部８４に格納する。
【００７８】
動作制御部８６は、記憶部８４からデータを読み出し、研磨面３０ａと研削粒子面４０ａとが接触した状態でドレッサー４０の全自重に相当する重量が研磨パッド３０に負荷される位置に、ドレッサー４０の位置（高さ）を制御する。この高さを第１の高さと称する。
【００７９】
次に、支持機構５０は、ドレッサー４０を徐々に上昇させる。このとき、支持機構５０は、動作制御部８６の制御を受けて、研磨パッド３０にドレッサー４０の自重の一部に相当する重量を負担させつつ、すなわち研磨面３０ａと研削粒子面４０ａとが接触した状態を保ちつつ、ドレッサー４０の自重の残りの一部に相当する重量を支持する。
【００８０】
このときの支持機構５０が支持する重量（負担重量）は、ドレッサー４０の全自重に相当する重量よりも小さい。この負担重量は、例えば研磨パッド３０の種類に応じて任意好適な重量とすることができる。
【００８１】
この負担重量の制御は、上述したように支持機構５０により、ドレッサー４０を徐々に上昇させることにより行われる。この決定された負担重量に相当する支持機構５０の高さを第２の高さと称する。
【００８２】
測定部８２は、検出された第２の高さ（データ）を、記憶部８４に記憶する。
【００８３】
この負担重量は、研磨面３０ａの平坦性向上という観点からはドレッサー４０の全自重に相当する重量と同等、すなわちドレッサー４０の自重の１００％とするのが最も好ましい。
【００８４】
しかしながら、支持機構５０がドレッサー４０の全自重に相当する重量を支持する位置には、ドレッサー４０が研磨面３０ａに非接触となる位置が含まれるため、この場合には動作制御部８６は、研磨面３０ａと研削粒子面４０ａとが非接触となる位置にドレッサー４０の位置を制御してしまうおそれがある。
【００８５】
従って、研磨面３０ａが負担する重量は、好ましくはドレッサー４０の自重の０％を超えて５％以下の範囲の重量とするのがよい。
【００８６】
このようにすれば、研磨面３０ａと研削粒子面４０ａとが接触した状態を確実に維持することができるため、動作制御部８６がドレッサー４０の位置を、研磨面３０ａと研削粒子面４０ａとが非接触となる位置に制御してしまう現象、すなわち誤作動を確実に防止することができる。
【００８７】
次いで、押圧機構６０を作動させてドレッサー４０に押圧力Ｇを加える。押圧力Ｇは鉛直下方向、すなわち矢印Ｂ方向に加える。具体的には動作制御部８６により動作制御される押圧機構６０の押圧部６２は、ドレッサー４０の研削粒子面４０ａの反対側の対向面に接触してドレッサー４０を押圧する。これにより、研削粒子面４０ａは研磨面３０ａに対して、押圧点Ｐを中心としてこの近傍の領域に、より大きい圧力で押し付けられる。結果として、研磨面３０ａにかかる圧力に圧力勾配が生じる。
【００８８】
押圧点Ｐの回転軸Ｒ２からの距離は、内径ｒ１より大きく、外径ｒ２よりも小さくなる。押圧力Ｇが加えられるドレッサー４０の押圧点Ｐは、この例では一点であり、かつその位置は任意である。但し、図１に示すように、押圧点Ｐは、支持アーム５０ａ上、すなわち２つの交差点Ｃ１及びＣ２を含む領域とは不一致とする。
【００８９】
ここで、押圧点Ｐに加える押圧力Ｇの決定方法につき説明する。押圧力Ｇは研磨パッド３０からドレッサー４０が受ける反力によるモーメントに等しい。
【００９０】
ドレッサー４０の回転軸Ｒ２における荷重を０（ゼロ）とする。この回転軸Ｒ２から押圧点Ｐまでの距離をｙとすると、このときの荷重Ｇｙは、Ｇｙ＝ｋｙ（式中、ｋは比例定数である。）となる。
【００９１】
よって、押圧力Ｇは、下記式（１）により得られる。
【００９２】
【数１】
2008087081.tif 000003
【００９３】
（式中、ｒ１はドレッサー４０の内径であり、ｒ２はドレッサー４０の外径であり、及びＤは比例定数である。）
すなわち、押圧機構６０がドレッサー４０に加える圧力である押圧力Ｇは、好ましくは例えばドレッサー４０の外径ｒ２値の４乗からドレッサー４０の内径ｒ１値の４乗を減じた値に比例した値の圧力とするのがよい。
【００９４】
ここで、この例の研磨装置による研磨面３０ａの研削（研磨）量につき説明する。
【００９５】
なお、回転定盤２０の回転速度ｗとドレッサー４０の回転速度ｑとは等しい速度であるものとする。すると、回転定盤２０とドレッサー４０との相対速度は、どの領域においても一定となるため、研削量はドレッサー４０が研磨面３０ａに与える圧力に比例する。
【００９６】
すなわち、時刻ｔ１から時刻ｔ２に至る時間の研削量Ｐは下記式（２）により得られる。
【００９７】
【数２】
2008087081.tif 000004
【００９８】
（式中、ｒ１はドレッサー４０の内径であり、ｒ２はドレッサー４０の外径であり、ｒは回転定盤２０の回転軸Ｒ１からの距離であり、ｒｘは回転定盤２０の回転軸Ｒ１とドレッサー４０の回転軸Ｒ２との間の距離であり、γ及びＣは比例定数である。）
【００９９】
図４を参照して、研磨装置の具体的な構成例及び研削量につき説明する。
【０１００】
図４は、回転定盤２０の回転軸Ｒ１からの距離ｒと研削量との関係を示すグラフである。横軸は回転定盤２０の回転軸Ｒ１からの距離（ｃｍ）を示し、縦軸は研磨パッド３０の研削量（任意単位）を示している。
【０１０１】
図４に示した測定例ではｒ１を１６．５ｃｍ、ｒ２を１７ｃｍ、ｒｘを１８ｃｍとした。
【０１０２】
回転軸Ｒ１からの距離が約１．５ｃｍ（ｒｘ−ｒ１）から約３４．５ｃｍ（ｒｘ＋ｒ２）の範囲で、研削量は約０．９２でほぼ一定となる（以下、この範囲を研磨有効領域とも称する。）。
【０１０３】
すなわち、研磨装置１０により研削された研磨パッド３０は、この研磨有効領域では極めて優れた平坦性を有することがわかる。また、この研磨有効領域外では、研削量は極めて少ないことがわかる。
【０１０４】
よって、例えば半導体ウエハといった研磨対象物を研削する研磨有効領域以外の領域に研磨パッド３０の寿命に影響を与える要因が存在しない。結果として、研磨パッド３０の寿命は研磨工程及びドレッシング工程以外に影響を受けることがなく、かつこの発明のドレッシング工程は研削量のばらつきが極めて小さいため、従来の研磨装置に比較して、研磨パッド３０の寿命をより長寿命化することができる。
【０１０５】
このような条件で、この発明の研磨装置を用いてドレッシング工程を実施すると、研磨対象物を研削する研磨パッド３０の有効領域は、回転軸Ｒ１からの距離が約１．５ｃｍから約３４．５ｃｍの範囲の範囲となる。
【０１０６】
従って、この発明の研磨装置及びドレッシング工程は、例えば３００ｍｍ径のシリコンウエハを研磨する場合にも十分適用することができる。
【０１０７】
なお、この例では説明を簡易にし、かつ理解を容易にするために、回転定盤２０の回転速度ｗとドレッサー４０の回転速度ｑとは等しい速度であるものとしたが、これに限定されず、これらを互いに異なる回転速度として実施しても同様の効果を得ることができる。
【０１０８】
２−２．研削調整方法（２）
ここで、既に説明した構成を有する研磨装置を用いる研削調整方法の別の例につき、既に説明した図１から図４に加えて、さらに図５を参照して説明する。
【０１０９】
図５は、研磨工程（ＣＭＰ工程）の研削累計時間とこの研削累計時間に対応したドレッシング工程時に必要なドレッサー４０の上昇量、すなわちドレッサー持ち上げ量との関係を示すグラフである。なお、新品の研磨パッド３０の場合のドレッサー４０及び支持機構５０の上昇量を基準、すなわちこれを１として示してある。
【０１１０】
この例の研削調整方法は、支持機構５０によるドレッサー４０の支持制御に特徴を有している。なお、この例の研削調整方法は、２−１で既に説明した研削調整方法（１）と比較してドレッサー４０の支持制御工程以外の工程については、何ら変わるところがないのでこれらの工程についての詳細な説明は省略する。
【０１１１】
研磨パッド３０の特に研磨有効領域は、ドレッシング工程及び研磨対象物の研磨工程を行うたびに摩耗して、その厚みが減少していく。また、研磨パッド３０は、一般に弾性体により構成されるため、ドレッサー４０の重量によって厚みに変化が生じる場合もある。
【０１１２】
従って、支持機構５０による支持制御工程は、ドレッサー４０の支持重量及び研磨パッド３０の厚みに応じて、最適化する必要がある。
【０１１３】
まず、図１及び図２を参照して既に説明した構成を有する研磨装置１０を準備する。
【０１１４】
次いで、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、支持機構５０を動作させて、ドレッサー４０の位置を矢印Ｂ方向に下降させ、ドレッサー４０の研削粒子面４０ａを研磨パッド３０の研磨面３０ａに接触させて、ドレッサー４０の全自重に相当する重量を研磨パッド３０に負荷する。
【０１１５】
すなわち、このとき研削粒子面４０ａが研磨面３０ａに与える圧力を、ドレッサー４０の全自重に相当する重量が与える圧力に等しくなるように制御する。
【０１１６】
これらの制御は、図２を参照して既に説明した制御部８０の動作により行われる。
【０１１７】
さらに、支持機構５０が支持する重量がドレッサー４０の自重の１００％、すなわち全自重を支持する位置まで、ドレッサー４０を、研削粒子面４０ａと研磨面３０ａとを接触させた状態を維持しつつ支持機構５０を作動させて上昇させる。
【０１１８】
この例の研削調整方法によれば、予め、研磨パッド３０の厚みとドレッサー４０の支持機構５０による上昇量との関係を関数化しておく。すなわち、両者の関係式を記憶部８４に予め記憶させておく。
【０１１９】
そして、この例の研削調整方法によれば、ドレッシング工程ごとに研削累計時間、すなわち残存する研磨パッド３０の厚みを検出し、この関係式（関数化データ）に基づいて、この厚みに対応するドレッサー４０の、ドレッサー４０の自重の１００％、すなわち全自重に相当する重量を研磨パッド３０が支持する位置からの上昇量をドレッシング工程ごとに割り出して、得られた上昇量だけドレッサー４０を上昇させる。
【０１２０】
研磨パッド３０の厚みは研磨パッド３０の研磨時間の累計（以下、単に研削累計時間とも称する。）によって変化する。よって、この関数化は、図５に示すように新品の研磨パッド３０の厚みを基準（１）として、研磨パッド３０の残存厚みを研磨対象物の研削累計時間と関連づけることにより行うのがよい。
【０１２１】
傾向として、研磨累積時間が増すほど、すなわち研磨パッドの残存厚みが減少するほど、研磨パッド３０がドレッサー４０の自重の１００％、すなわち全自重を支持する位置からの上昇量、すなわちドレッサー持ち上げ量は減少することがわかる。
【０１２２】
なお、この関数は、研磨パッド３０の例えば種類によって、異なる。従って、使用が予定されている研磨パッドの種類ごとに、予め関数化を行っておくのがよい。
【０１２３】
そして、実際のドレッシング工程においては、予め求めておいた関数を用いて研削累計時間に対応するドレッサー４０の上昇量を決定する。
【０１２４】
測定部８２は研削累計時間を測定し、得られた研削累計時間（データ）を記憶部８４に記憶している。
【０１２５】
この関数を得るに際して、また、図２を参照して既に説明した測定部８２により研削累計時間を測定し、かつ対応する上昇量を測定し、これらを関連づけるステップを１枚の研磨パッドを交換が必要になるまでの間、繰り返すことにより得る。測定部８２は、得られた関数化データを記憶部８４に格納する。
【０１２６】
ドレッサー４０の上昇量の制御は、動作制御部８６の制御により行われる。具体的には、研削粒子面４０ａが研磨面３０ａに与える圧力が、ドレッサー４０の全自重が与える圧力に等しくなるように制御された状態で、動作制御部８６は、記憶部８４に格納されている研削累計時間（データ）を読み出し、かつこの研削累計時間に対応する上昇量を記憶部８４に格納されている関数化データと対照して決定する。
【０１２７】
動作制御部８６は、決定された上昇分だけドレッサー４０を上昇させて、研磨面３０ａと研削粒子面４０ａとが接触した状態でドレッサー４０の全自重が支持機構５０に支持される位置に、ドレッサー４０の位置（高さ）を制御する。
【０１２８】
この例の制御は、好ましくは、例えば支持重量を従来公知のいわゆるロードセルにより検出し、また、従来公知のいわゆるパルスモーターを用い、パルス数を基準として上昇量を制御する構成とするのがよい。
【０１２９】
以下、既に説明した研削調整方法（１）と同様にして、押圧機構５０により圧力勾配を生じさせつつ研削調整を行う。
【０１３０】
この例の研削調整方法によれば、ドレッシング工程前に、予め関数化データを取得しておけば、この関数化データを用いて支持機構５０による支持重量の制御が累計研磨時間により一義的に行えるため、既に説明した研削調整方法（１）により得られる研削の均一性の向上という効果に加えて制御ステップが極めて簡易に行えるという効果を得ることができる。よって、特に研磨対象物の研磨を伴う複数回の研削調整を連続的に行う場合に、研削調整にかかる時間を顕著に短縮することができる。
【０１３１】
（第２の実施の形態）
研磨装置の構成例（１）
図６を参照して、この例の研磨装置の構成例につき説明する。
【０１３２】
図６（Ａ）は研磨装置の構成要素を説明するための上面側から見た模式的な平面図であり、図６（Ｂ）は研磨装置を側面から見た模式的な側面図である。
【０１３３】
この例の研磨装置は、研磨パッドを研磨するドレッサーの形状に特徴を有している。この例のドレッサーは、非リング状、研削粒子面４０ｂが四辺形（略四角形）である例えば楔状（六面体）の形状を有している。
【０１３４】
図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、研磨装置１０は、円盤状の回転定盤２０と、その第１主面２０ａに貼付された円盤状の研磨パッド３０とを具えている。これら回転定盤２０及び研磨パッド３０は、図１を参照して説明した第１の実施の形態の回転定盤２０及び研磨パッド３０と構造及びそれらの駆動機構について同一であるので、これらの詳細な説明は、特に必要な場合を除き省略する。
【０１３５】
研磨装置１０は、ドレッサー４０を具えている。この実施の形態のドレッサー４０は、少なくともその下面である第１端面、すなわち研削粒子面４０ａを四角形としてある点が第１の実施の形態で既に説明したドレッサー４０の構成と相違する。
【０１３６】
図６には、ドレッサー４０の形状を、特に上面、下面、４つの側面全ての輪郭が四角形、例えば長方形である直方体状の形状とした例を示してある。
【０１３７】
ドレッサー４０の研削粒子面４０ａは、研磨面３０ａに対向している。ドレッシング工程において、研削粒子面４０ａは、研磨面３０ａに接触してこれを研削、すなわち研削調整する。
【０１３８】
ドレッサー４０は、長方形の研削粒子面４０ａの長軸Ｌが円盤状の研磨パッド３０の半径上に位置するように配置されている。なお、この長軸Ｌは、研磨パッド３０の半径よりも小さい。
【０１３９】
研磨装置１０は、ドレッサー４０を支持する支持機構５０を具えている。支持機構５０は、ドレッサー４０の研削粒子面４０ａと研磨パッド３０の研磨面３０ａとを、接触又は離間自在に支持している。
【０１４０】
支持機構５０は支持アーム５０ａと昇降部５０ｂとを含んでいる。昇降部５０ｂは回転定盤２０、すなわち研磨パッド３０よりも外側に配置されており、支持アーム５０ａを昇降させる。支持アーム５０ａは、昇降部５０ｂに昇降自在に設けられている。
【０１４１】
支持アーム５０ａは、それ自体昇降してドレッサー４０を図中の矢印Ａ方向又はＢ方向に移動させる。この例では支持アーム５０ａは、直線状に延在する棒状体である。
【０１４２】
ドレッシング工程において、ドレッサー４０は、研磨面３０ａに対して相対的に動作すればよい。従って、ドレッシング工程の安定性を考慮すると、ドレッサー４０の研磨面３０ａに平行な方向における支持機構５０の位置は、好ましくは固定とするのがよい。
【０１４３】
支持アーム５０ａは、動作を安定させるため、好ましくは昇降部５０ｂに接続される側の端部とは反対側の端部を回転定盤２０の回転軸Ｒ１上であって、回転定盤２０の回転時でも自体回転しない部材、すなわち固定部５０ｃと結合させるのがよい。この固定部５０ｃは、回転定盤２０と支持アーム５０ａとを連結して一体の構成とするのがよい。
【０１４４】
支持アーム５０ａは、回転定盤２０の回転軸Ｒ１と直交する方向、すなわち研磨パッド３０の径に沿う方向に延在している。
【０１４５】
ドレッサー４０は、その研削粒子面４０ａとは対向する反対側の面、すなわち第２端面４０ｂを支持アーム５０ａに固着することにより、これに支持されている。
【０１４６】
この例の研磨装置の動作及び研削量につき、既に説明した図６及び図７を参照して説明する。
【０１４７】
図７は研削工程を説明するための研磨装置の模式的な平面図である。
【０１４８】
支持機構５０は、ドレッサー４０を、ドレッサー４０の研削粒子面４０ａと研磨パッド３０の研磨面３０ａとを接触させる。このとき、ドレッサー４０の研削粒子面４０ａの全領域は、任意好適かつ等しい押圧力で、研磨面３０ａに押し付けられて、研磨面３０ａを研削する。
【０１４９】
ここで、この例の研磨装置による研磨面３０ａの研削量につき説明する。
【０１５０】
ドレッサー４０の研削粒子面４０ａが研磨面３０ａに接触して与える圧力は、研削粒子面４０ａの全領域で等しいため、いわゆるＰｒｅｓｔｏｎ（プレストン）則（方程式）が成立する。よって、研削量は研磨パッド３０とドレッサー４０との相対速度に比例することになる。
【０１５１】
図７に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間の回転軸Ｒ１から距離ｒｙの位置における研磨パッド３０の研削量は、角速度をωとすると研磨パッド３０の線速度ｒｙωに比例する。
【０１５２】
よって、研削量は、下記式（３）に示すように、
【０１５３】
【数３】
2008087081.tif 000005
【０１５４】
（式中、Ａは比例定数である。以下同じ。）
となる。
【０１５５】
式（３）より研削量は、下記式（４）、（５）及び（６）に示すように、
１）  回転軸Ｒ１から距離ｒｙがｒ４≦ｒｙ≦（ｒ４2＋２Ｄ）1/2である場合の研削量は、
２*Ａ*ｒｙ*ａｓｉｎ（（１−（ｒ４／ｒｙ）2）1/2  ・・・（４）
２）  回転軸Ｒ１から距離ｒｙが（ｒ４2＋２Ｄ）1/2≦ｒｙ≦ｒ４である場合の研削量は、
２*Ａ*ｒｙ*ａｓｉｎ（Ｄ／ｒｙ）                  ・・・（５）
３）  回転軸Ｒ１から距離ｒｙがｒ３≦ｒｙ≦（ｒ３2＋２Ｄ）1/2である場合の研削量は、
２*Ａ*ｒｙ*（ａｓｉｎ（Ｄ／ｒｙ）−ａｓｉｎ（１−（ｒ３／ｒｙ）2）1/2)
・・・（６）
（式中、ｒ３は回転軸Ｒ１からドレッサー４０の研削粒子面４０ａの外側端縁４０Ｘａ（第１端縁）までの距離であり、ｒ４は回転軸Ｒ１からドレッサー４０の研削粒子面４０ａの内側端縁４０Ｘａ（第２端縁）までの距離であり、Ｄはドレッサー４０の幅の１／２である。また、記号*は乗算を表し、ａｓｉｎは逆正弦関数、すなわちアークサインを表している。以下同じ。）
となる。
【０１５６】
図８を参照して、この例の研磨装置の具体的な研削量につき説明する。
【０１５７】
図８は、回転定盤２０の回転軸Ｒ１からの距離ｒｙと研削量との関係を示すグラフである。横軸は回転定盤２０の回転軸Ｒ１からの距離（ｃｍ）を示し、縦軸は研磨パッド３０の研削量（任意単位）を示している。
【０１５８】
この例ではｒ３を３３ｃｍ、ｒ４を１ｃｍ、Ｄを０．５ｃｍとした。この場合には、図８に示した測定例から明らかなように、回転軸Ｒ１からの距離が約１ｃｍから約３３ｃｍの範囲で、研削量は１でほぼ一定となる（以下、この範囲を研磨有効領域とも称する。）。
【０１５９】
すなわち、研磨装置１０により研削された研磨パッド３０は、この研磨有効領域では極めて優れた平坦性を有することがわかる。すなわち、従来例に比較して研磨有効領域内での研削量のばらつきを極めて少なくすることができる。また、この研磨有効領域外では、研削量は極めて少ないことがわかる。
【０１６０】
よって、例えば半導体ウエハといった研磨対象物を研磨する研磨有効領域以外の領域に研磨パッド３０の寿命に影響を与える要因が存在しない。結果として、研磨パッド３０の寿命は研磨工程及びドレッシング工程以外に影響を受けることがなく、かつこの発明のドレッシング工程は研削量のばらつきが極めて小さいため、従来の研磨装置に比較して、研磨パッド３０の寿命をより長寿命化することができる。
【０１６１】
このような条件で、この発明の研磨装置を用いてドレッシング工程を実施すると、研磨対象物を研磨する研磨パッド３０の有効領域は、回転軸Ｒ１からの距離が約１ｃｍから約３３ｃｍの範囲の範囲となる。
【０１６２】
従って、この発明の研磨装置及びドレッシング工程は、例えば回転定盤２０の半径を３５ｃｍ程度として３００ｍｍ径のシリコンウエハを研磨する場合にも十分適用することができる。
【０１６３】
研磨装置の構成例（２）
図９を参照して、この例の研磨装置の構成例につき説明する。
【０１６４】
図９は研磨装置の構成要素を説明するための模式的な平面図である。
【０１６５】
この例の研磨装置は、ドレッサー４０の研削粒子面４０ａの第１端縁４０Ｘａ及び第２端縁４０Ｘｂの形状に特徴を有している。
【０１６６】
図９に示すように、第１端縁４０Ｘａ及び第２端縁４０Ｘｂは、いずれも回転軸Ｒ１を中心として描かれる円の一部分である曲線状、すなわち円弧形状を有している。
【０１６７】
具体的には、第１端縁４０Ｘａはより回転軸Ｒ１側に位置しており、回転軸Ｒ１を中心とし、半径ｒ４の第１の円Ｅ１の一部分である円弧形状を有している。
【０１６８】
第２端縁４０Ｘｂは第１端縁４０Ｘａとは対向する位置、すなわち、回転定盤２０（研磨パッド３０）のより外周側に位置しており、回転軸Ｒ１を中心とし、第１の円Ｅ１よりも大きな径である半径ｒ３を有する第２の円Ｅ２の一部分である円弧形状を有している。
【０１６９】
研磨工程については、既に説明した構成例（１）と変わるところがないため説明は省略する。
【０１７０】
ここで、この例の研磨装置による研磨面３０ａの研削（研磨）量につき説明する。
【０１７１】
既に説明した構成例（１）と同様に、ドレッサー４０の研削粒子面４０ａが研磨面３０ａに接触して与える圧力は、研削粒子面４０ａの全領域で等しいため、いわゆるＰｒｅｓｔｏｎ則（方程式）が成立する。よって、研削量は研磨パッド３０とドレッサー４０との相対速度に比例することになる。
【０１７２】
図９に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間の回転軸Ｒ１から距離ｒｙの位置における研磨パッド３０の研削量は、角速度をωとすると研磨パッド３０の線速度ｒｙωに比例する。
【０１７３】
よって、既に説明した構成例（１）と同様に計算すると、回転軸Ｒ１から距離ｒｙが、ｒ３≦ｒｙ≦ｒ４である場合の研削量は、下記式（５）に示すように、
２*Ａ*ｒｙ*ａｓｉｎ（Ｄ／ｒｙ）                  ・・・（５）
（式中、ｒ３は回転軸Ｒ１からドレッサー４０の研削粒子面４０ａの外側端縁４０Ｘａ（第１端縁）までの距離であり、ｒ４は回転軸Ｒ１からドレッサー４０の研削粒子面４０ａの内側端縁４０Ｘｂ（第２端縁）までの距離であり、Ｄはドレッサー４０の幅の１／２である。）
となる。
【０１７４】
図１０及び図１１を参照して、この例の研磨装置の具体的な研削量につき説明する。
【０１７５】
図１０及び図１１は、回転定盤２０の回転軸Ｒ１からの距離ｒｙと研削量との関係を示すグラフである。横軸は回転定盤２０の回転軸Ｒ１からの距離（ｃｍ）を示し、縦軸は研磨パッド３０の研削量（任意単位）を示している。
【０１７６】
図１１は、図１０をＹ軸方向に拡大して示したグラフである。具体的には、図１０のＹ軸の０．９から１．１の範囲を抜き出して拡大して示してある。
【０１７７】
なお、この例ではｒ３を３３ｃｍ、ｒ４を１ｃｍ、Ｄを０．５ｃｍとした。
【０１７８】
図１０から明らかなように、少なくとも回転軸Ｒ１からの距離が約１ｃｍから約３３ｃｍの範囲で、研削量はほぼ一定となる（以下、この範囲を研磨有効領域とも称する。）。
【０１７９】
よって、研磨装置１０により研磨された研磨パッド３０は、この研磨有効領域では極めて優れた平坦性を有することがわかる。
【０１８０】
すなわち、従来例に比較して、又は既に説明した構成例（１）と比較しても研磨有効領域内での研削量のばらつきを極めて少なくすることができる。また、第１端縁４０Ｘａ及び第２端縁４０Ｘｂの輪郭は回転軸Ｒ１を中心とする円の一部に一致させてあるため、第１端縁４０Ｘａ及び第２端縁４０Ｘｂが研削する研磨パッド３０の領域、すなわち研磨有効領域の両端部に傾斜が生じにくい。
【０１８１】
以上より、ドレッサー４０に研削される研磨パッドの全領域において、研削量のばらつきをより小さくすることができるため、従来の研磨装置に比較して、研磨パッド３０の寿命をより長寿命化することができる。また、研削工程の安定性及び再現性の点で構成例（１）と比較してよりすぐれているといえる。
【０１８２】
このような条件で、この発明の研磨装置を用いてドレッシング工程を実施すると、研磨対象物を研磨する研磨パッド３０の研磨有効領域は、少なくとも構成例（１）よりもより広い範囲となる。
【０１８３】
従って、例えば回転定盤２０の半径を３５ｃｍ程度として３００ｍｍ径のシリコンウエハを研磨する場合にも十分適用することができる。
【０１８４】
図１１に示すように、この例の研磨パッド３０の研削量の最大値は、１．０５より小さく、かつ最小値は１．００である。
【０１８５】
図１１から明らかなように、この例の研磨装置によれば、研磨有効領域の研削量のばらつきは最大でも５％程度である。従って、研削量のばらつきを低減することができるため、ドレッシング工程での研削が精度良く行えることとなり、結果として、研磨パッドの寿命をより長くすることができる。
【０１８６】
研磨装置の構成例（３）
図１２を参照して、この例の研磨装置の構成例につき説明する。
【０１８７】
図１２（Ａ）は、研磨装置の構成要素を説明するための模式的な平面図であり、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のＩ−Ｉ’で示した一点鎖線で切断した切り口を示す模式的な図である。
【０１８８】
この例の研磨装置は、複数個のドレッサー４０を設けてある点に特徴を有している。なお、回転定盤２０、研磨パッド３０、ドレッサー４０の構成自体は、既に説明した構成例（１）及び構成例（２）と同様であるので同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【０１８９】
研磨装置１０は、支持機構５０を具えている。支持機構５０は、この例ではドレッサー４０、すなわち第１及び第２ドレッサー４０−１及び４０−２を支持している。
【０１９０】
支持機構５０は、第１及び第２ドレッサー４０−１及び４０−２それぞれの研削粒子面４０ａと研磨パッド３０の研磨面３０ａとを、接触又は離間自在に支持している。
【０１９１】
支持機構５０は、支持アーム５０ａとこの支持アーム５０ａを昇降させる昇降部５０ｂを含んでいる。この例では２つの昇降部５０ｂを、回転定盤２０、すなわち研磨パッド３０の直径の延長線上に、回転軸Ｒ１を挟んで対向させて配置してある。
【０１９２】
この例の支持アーム５０ａは、対向する２つの昇降部５０ｂに橋状に渡されて昇降自在に設けられている。
【０１９３】
支持アーム５０ａは、自体昇降して第１及び第２ドレッサー４０−１及び４０−２を図中の矢印Ａ方向又はＢ方向に移動させる。この例では支持アーム５０ａは、直線状に延在する棒状の部材である。
【０１９４】
支持アーム５０ａは、回転定盤２０の回転軸Ｒ１上を通る方向、すなわち研磨パッド３０の径に沿う方向に延在している。
【０１９５】
第１及び第２ドレッサー４０−１及び４０−２それぞれの研削粒子面４０ａの対向面は、支持アーム５０ａに固着されて、これに支持されている。
【０１９６】
第１及び第２ドレッサー４０−１及び４０−２は、回転定盤２０、すなわち研磨パッド３０の直径の直上に位置させ、かつ回転軸Ｒ１を挟んで第２端縁４０Ｘｂ同士を対向させて設けられている。
【０１９７】
なお、適用される第１及び第２ドレッサー４０−１及び４０−２としては、既に説明した構成例（１）又は構成例（２）のいずれでもよい。
【０１９８】
図１２（Ａ）に示したように、このような構成とすれば、回転定盤２０の回転により、矢印ａ及びｂ方向に発生するモーメントが互いに打ち消しあうため、研削調整工程をより安定した工程として行うことができる。また、支持機構５０の構成をより簡易なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】（Ａ）は研磨装置の構成要素を説明するための上面側から見た模式的な平面図であり、（Ｂ）は側面から見た模式的な側面図である。
【図２】研磨装置の機能的な構成を説明するための機能ブロック図である。
【図３】（Ａ）は研磨方法を説明するための上面側から見た模式的な平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸ軸方向からみた模式的な平面図である。
【図４】回転定盤の回転軸Ｒ１からの距離ｒと研削量との関係を示すグラフである。
【図５】ドレッシング工程の累計時間と支持機構が支持する重量のドレッサーの全自重に対する割合との関係を示すグラフである。
【図６】（Ａ）は研磨装置の構成要素を説明するための上面側から見た模式的な平面図であり、（Ｂ）は側面から見た模式的な側面図である。
【図７】研磨工程を説明するための研磨装置の模式的な平面図である。
【図８】回転定盤の回転軸からの距離と研削量との関係を示すグラフである。
【図９】研磨装置の構成要素を説明するための模式的な平面図である。
【図１０】回転定盤の回転軸からの距離と研削量との関係を示すグラフである。
【図１１】回転定盤の回転軸からの距離と研削量との関係を示すグラフである。
【図１２】（Ａ）は研磨装置の構成要素を説明するための模式的な平面図であり、（Ｂ）は側面から見た模式的な側面図である。
【符号の説明】
【０２００】
１０：研磨装置
２０：回転定盤
２０ａ：第１主面
２０ｂ：第２主面
３０：研磨パッド
３０ａ：研磨面
４０：ドレッサー
４０ａ：研削粒子面
５０：支持機構
５０ａ：支持アーム
５０ｂ：昇降部
５０ｃ：固定部
６０：押圧機構
６２：押圧部
７０：機構部
８０：制御部
８２：入力部（測定部）
８３：出力部
８４：記憶部
８６：動作制御部（ＣＰＵ）
【図１】
2008087081.tif 000006
【図２】
2008087081.tif 000007
【図３】
2008087081.tif 000008
【図４】
2008087081.tif 000009
【図５】
2008087081.tif 000010
【図６】
2008087081.tif 000011
【図７】
2008087081.tif 000012
【図８】
2008087081.tif 000013
【図９】
2008087081.tif 000014
【図１０】
2008087081.tif 000015
【図１１】
2008087081.tif 000016
【図１２】
2008087081.tif 000017