(57)【要約】【課題】定盤形状に影響されずに均一なドレッシングを行うことができ、特に両面研磨装置において高硬度研磨布を用いる場合でも上下の定盤形状の影響をなくして均一な目立てを行うことができるドレッシング装置を提供する。【解決手段】研磨布を貼付した定盤を具備する研磨装置に対し、前記研磨布をドレッシングするための研磨布用ドレッシング装置であって、少なくとも、研磨布と接してドレッシングを行うドレス面を有するドレッシング手段２と、該ドレッシング手段を保持する保持手段３と、前記ドレッシング手段のドレス面の角度を調整する角度調整手段４とを具備し、前記ドレッシング手段のドレス面５５がドレッシングを行うときに前記定盤の形状に応じて角度が調整されて前記研磨布と接触するものであることを特徴とする研磨布用ドレッシング装置１。【選択図】　　　　図１
2004090142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨布を貼付した定盤を具備する研磨装置に対し、前記研磨布をドレッシングするための研磨布用ドレッシング装置であって、少なくとも、研磨布と接してドレッシングを行うドレス面を有するドレッシング手段と、該ドレッシング手段を保持する保持手段と、前記ドレッシング手段のドレス面の角度を調整する角度調整手段とを具備し、前記ドレッシング手段のドレス面がドレッシングを行うときに前記定盤の形状に応じて角度が調整されて前記研磨布と接触するものであることを特徴とする研磨布用ドレッシング装置。
【請求項２】
前記角度調整手段が、前記ドレッシング手段と保持手段を連結するエアバック又はボールジョイントからなることを特徴とする請求項１に記載の研磨布用ドレッシング装置。
【請求項３】
前記保持手段が回転して前記ドレッシング手段のドレス面を上下に反転させることができるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の研磨布用ドレッシング装置。
【請求項４】
前記ドレッシング手段を２つ具備し、各ドレッシング手段のドレス面が上下に向いてそれぞれ独立して角度が調整されるものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の研磨布用ドレッシング装置。
【請求項５】
前記ドレッシング手段にドレッシング液を供給するノズルが設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の研磨布用ドレッシング装置。
【請求項６】
前記ドレッシング手段のドレス面に、ダイヤモンドペレットが設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の研磨布用ドレッシング装置。
【請求項７】
両面研磨装置の上定盤と下定盤に貼り付けられた研磨布をドレッシングする方法であって、前記請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の研磨布用ドレッシング装置を用いて前記研磨布のドレッシングを行うことを特徴とする研磨布のドレッシング方法。
【請求項８】
両面研磨装置の上定盤と下定盤に貼り付けられた研磨布をドレッシングする方法であって、ドレッシングを行うときにドレッシング手段のドレス面を、各定盤の形状に応じて角度を調整しつつ各研磨布と接触させてドレッシングを行うことを特徴とする研磨布のドレッシング方法。
【請求項９】
前記ドレッシングする研磨布を、ショアＤ硬度４０以上の高硬度研磨布とすることを特徴とする請求項８に記載の研磨布のドレッシング方法。
【請求項１０】
前記定盤を回転させるとともに、前記ドレッシング手段を、定盤の中心部から外周部に向けて外周部での移動速度が中心部での移動速度の１．５〜５倍となるように直線的に移動させてドレッシングを行うことを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか１項に記載の研磨布のドレッシング方法。
【請求項１１】
研磨布を貼付した上定盤と下定盤とを具備する両面研磨装置を用い、前記上定盤と下定盤との間に板状ワークを挟んで該ワークの両面を同時に研磨するワークの研磨方法であって、前記請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の研磨布用ドレッシング装置を用いて上下両方の研磨布のドレッシングを行った後、前記ワークを前記上定盤と下定盤との間に挟んで研磨を行うことを特徴とするワークの研磨方法。
【請求項１２】
前記研磨布を、ショアＤ硬度４０以上の高硬度研磨布とすることを特徴とする請求項１１に記載のワークの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウエーハ等のワークを研磨する際に使用する研磨装置の研磨布のドレッシング等に関し、特に、両面研磨装置の定盤に貼り付けた高硬度の研磨布のドレッシングに適したドレッシング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリコンウエーハの製造では、単結晶シリコンインゴットをスライスしてシリコンウエーハを作製した後、このウエーハに対して面取り、ラッピング、エッチング等の各工程が順次なされ、次いで少なくともウエーハの一主面を鏡面化する研磨が施される。この研磨工程では、ウエーハの片面を研磨する片面研磨装置のほか、ウエーハの両面を同時に研磨する両面研磨装置が用いられることがある。
【０００３】
両面研磨装置としては、通常、不織布などからなる研磨布が貼付された上定盤と下定盤を具備し、図１０に示されるように中心部にはサンギヤ１０１が、外周部にはインターナルギヤ１０２がそれぞれ配置された遊星歯車構造を有するいわゆる４ウェイ方式のものが用いられている。シリコンウエーハを研磨する場合には、キャリアプレート１０３に複数形成されたウエーハ保持孔１０４の内部にウエーハを挿入・保持し、その上方から研磨スラリーをウエーハに供給し、上下の定盤を回転させながら上定盤と下定盤の対向する研磨布をウエーハの表裏両面に押し付けるとともに、キャリアプレート１０３をサンギヤ１０１とインターナルギヤ１０２との間で自転公転させることで各ウエーハの両面を同時に研磨することができる。
【０００４】
また、他の形態の両面研磨装置として、上下の定盤の間に挟まれたキャリアプレートを自転させずに、小さな円を描くように円運動をさせて両面研磨を行う装置も知られており（例えば特開平１０−２０２５１１号公報参照）、ウエーハの大口径化に伴い、このような形態の両面研磨装置が用いられるようになってきている。
【０００５】
両面研磨装置はウエーハの両面を同時に研磨することができる一方、同じ研磨布を用いて研磨を続けているとウエーハ形状が徐々に変化してしまうという問題がある。これは主に研磨布のライフに起因しており、研磨布の圧縮率の変化や目詰まり等が影響し、使用頻度が増えるにつれウエーハ形状が異なるようになり、特に、ウエーハの外周部が過剰に研磨されていわゆる外周ダレが生じ易くなる。そこで、このようなウエーハ形状の変化を防ぐため、研磨布表面のドレッシングが定期的にあるいは常時行われている。
【０００６】
ドレッシングを行うには、一般的に、図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、複数個の保持孔６４を有する、ウエーハＷの研磨に使用するものと同じキャリアプレート６３、あるいはより大きな保持孔７４を有するドレッシング専用のキャリアプレート７３にドレッシングプレート１０をセットし、これを上定盤と下定盤との間に挟んで通常の研磨と同じように装置を稼動させることで上下両方の研磨布が同時にドレッシングされる。
【０００７】
ドレッシングプレートとしては、図６に示すように円板状のドレッシングプレート４１が一般的であり、その表裏両面が上下の研磨布と接してドレッシングを行う面４４（以下、「ドレス面」という場合がある）となっている。その材質としては、例えばセラミックスのような硬質のものが使用され、ドレス面に微小な凹凸を形成したものが一般的である。
【０００８】
一方、ブラシ、あるいはセラミックス等からなる円形のプレートをアームで保持しつつ研磨布上で移動させて自動的にドレッシングを行う装置も提案されている。例えば、特開平６−１９０７１４号公報では、片面研磨装置においてアームで保持したブラシを回転させながら研磨布の半径方向に移動させてブラッシングを行う装置が開示されている。
【０００９】
また、特開平６−２５４７６１号公報では、上下のブラシと、水を供給するノズルを備え、両面研磨装置の上下の定盤に貼り付けられた研磨布を同時にドレッシングする装置が開示されている。
さらに、特開２０００−４２８９８号公報では、両面研磨装置において、アームで保持したブラシあるいはセラミックス等のプレートを上下に備え、上下の研磨布を別々にドレッシングする装置が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ウエーハを研磨するには研磨布の表面状態が特に重要であり、高平坦度のウエーハを長期にわたって安定して得るため、また研磨布のライフを向上させるために研磨布のドレッシングは均一に行うことが重要である。
しかしながら、ドレッシングプレートを用いて上下両方の研磨布を同時にドレッシングする場合、図７に模式的に示すように、定盤５，６の形状変化等の影響によりドレッシングプレート１０の一部（図７では各定盤の中心に近い部分）が研磨布７，８に強く作用する一方、他の部分（図７では各定盤の外側に近い部分）では研磨布７，８とのあたりが弱く十分にドレッシングされないなど、ドレッシングのばらつきが生じることがあった。
【００１１】
また、上下の定盤５，６に貼付された研磨布７，８を同時にドレッシングするために、ドレッシングプレート１０を上下の定盤５，６間に挟み込む際、各定盤５，６において互いに対向する定盤形状を伝達してしまい、ドレス面の作用にばらつきが生じていた。特に前記した特開平１０−２０２５１１号公報に開示されているようなキャリアプレート自体が自転しないタイプの研磨装置などではその影響が大きかった。
【００１２】
さらに、両面研磨用の研磨布としては、従来、不織布タイプ（アスカーＣ硬度で６０〜９０程度）の研磨布が用いられているが、このような不織布タイプの研磨布に対するドレッシングの目的は不織布繊維の弾性変形を小さくするようにドレッシングプレートで圧力を加え押しつぶすことであった。従って、上記のようにドレッシングプレートの作用がある程度ばらついたとしても研磨布の変形に吸収され、上下定盤間の形状は互いにそれほど影響せず、かつ十分に圧縮されていればドレッシングのばらつきはそれ程問題とはならなかった。また、不織布タイプの研磨布に対するドレッシングのばらつきは、前述したようなブラシやプレートをアームで保持したドレッシング装置を用いることである程度改善することができた。
【００１３】
ところが、近年更なるウエーハの高平坦度化ならびにウエーハ表面の微小な凹凸を修正する目的で、高硬度研磨布、例えば、ショアＤ硬度で４０〜１００程度の研磨布が使用されつつある。なお、ショアＤ硬度はＡＳＴＭ　Ｄ　２２４０に準じ測定した値である。また、前出のアスカーＣ硬度は高分子計器株式会社より市販されているアナログ硬度計（アスカーゴム硬度計Ｃ型）で測定した値で、ＳＲＩＳ（日本ゴム協会規格）０１０１に準じた硬さである。
このような高硬度の研磨布では、研磨能力を安定かつ向上させるために、不織布タイプの研磨布の場合のような圧縮を目的としたドレッシング効果よりもむしろ図５に模式的に示されるように研磨布表面を毛羽立てるような目立て（一般的に「起毛」とも呼ばれている）を行うことが重要となっている。
【００１４】
このような目立てを十分に行うために、ドレッシングプレートとして両面にダイヤモンドペレット等を貼り付けたものを使用することが考えられている。しかしこのようなドレッシングプレートを使用して高硬度研磨布のドレッシングを行うと、上定盤の研磨布は下定盤の形状の影響を受け、また、下定盤の研磨布は上定盤の形状の影響を受ける結果、ダイヤモンドペレットの部分が強く当たって削られて研磨布の厚さが薄くなる部分と、当たりが弱く表層部の目立てが不十分な部分など、ばらつきが生じ易い。そしてこのように研磨布の厚さや目立てのばらつきがあると、ウエーハを均一に研磨することが困難となるという問題があった。また、このような高硬度研磨布の目立てのばらつきは、前記したような従来のドレッシング装置を用いてドレッシングを行っても十分に改善することができなかった。
このように高硬度研磨布を両面研磨装置に用いる場合、ドレッシングプレートによる均一な目立てが難しく、そのため高硬度研磨布を用いたシリコンウエーハの両面研磨は容易に実施することができなかった。
【００１５】
本発明は上記問題に鑑みなされたものであって、定盤形状に影響されずに均一なドレッシングを行うことができ、特に両面研磨装置において高硬度研磨布を用いる場合でも上下の定盤形状の影響をなくして均一な目立てを行うことができるドレッシング装置を提供することを主な目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によれば、研磨布を貼付した定盤を具備する研磨装置に対し、前記研磨布をドレッシングするための研磨布用ドレッシング装置であって、少なくとも、研磨布と接してドレッシングを行うドレス面を有するドレッシング手段と、該ドレッシング手段を保持する保持手段と、前記ドレッシング手段のドレス面の角度を調整する角度調整手段とを具備し、前記ドレッシング手段のドレス面がドレッシングを行うときに前記定盤の形状に応じて角度が調整されて前記研磨布と接触するものであることを特徴とする研磨布用ドレッシング装置が提供される（請求項１）。
【００１７】
このようなドレッシング装置であれば、ドレッシング手段のドレス面が定盤の形状に応じて角度が調整されながら研磨布と接触するので、定盤が変形していたとしても研磨布に対してドレス面が常に均一に作用することができる。従って、このドレッシング装置を用い、例えば両面研磨装置の上下定盤の各研磨布を別々にドレッシングすれば、上下の定盤形状の影響を受けることがなく、各定盤の研磨布に対して常に均一に接触してドレッシングを行うことができる。すなわち、上下の研磨布ともドレッシングムラが生じることがなく均一なドレッシングを行うことができ、特に、高硬度研磨布に対しても均一な目立てを行うことができる。
【００１８】
前記角度調整手段は、前記ドレッシング手段と保持手段を連結するエアバック又はボールジョイントからなることが好ましい（請求項２）。
このようにドレッシング手段がエアバック又はボールジョイントによって保持手段と連結されていれば、ドレス面は、内部が加圧されたエアバックあるいは回転可能なボールジョイントを介して定盤の形状に応じて容易に角度調整されるので、研磨布と確実に均一に接触することができる。
【００１９】
また、前記保持手段が回転して前記ドレッシング手段のドレス面を上下に反転させることができるものであることが好ましい（請求項３）。
このようにドレス面を上下に反転させることができれば、両面研磨装置の上下の研磨布を１つのドレッシング手段で交互にドレッシングすることができ、相互の定盤形状に影響されずに上下の研磨布を簡単かつ均一にドレッシングすることができる。
【００２０】
また、前記ドレッシング手段を２つ具備し、各ドレッシング手段のドレス面が上下に向いてそれぞれ独立して角度が調整されるものであることが好ましい（請求項４）。
このように上下２つのドレス面がそれぞれ独立して角度が調整されるものであれば、両面研磨装置の上下の研磨布に対し、相互の定盤形状の影響を受けずに同時にドレッシングを行うことができるので、上下の研磨布の均一なドレッシングを効率的に行うことができる。
【００２１】
また、前記ドレッシング手段にドレッシング液を供給するノズルが設けられていることが好ましい（請求項５）。
このようなノズルが設けられていればドレス面と研磨布との間に確実にドレッシング液を供給することができ、ドレッシング液による冷却効果も大きくなり、ドレッシングムラを確実に防ぐことができる。
【００２２】
前記ドレッシング手段のドレス面に、ダイヤモンドペレットが設けられていることが好ましい（請求項６）。
このようにドレス面にダイヤモンドペレットが設けられていれば、ドレッシング作用が高くなり、特に高硬度研磨布に対して均一な目立てをより効果的に行うことができる。
【００２３】
さらに本発明によれば、両面研磨装置の上定盤と下定盤に貼り付けられた研磨布をドレッシングする方法であって、ドレッシングを行うときにドレッシング手段のドレス面を、各定盤の形状に応じて角度を調整しつつ各研磨布と接触させてドレッシングを行うことを特徴とする研磨布のドレッシング方法が提供される（請求項８）。
【００２４】
このように各定盤の形状に応じてドレス面の角度を調整しつつドレッシングを行えば、ドレス面が各研磨布に均一に作用し、上下定盤間で相互に影響することなく均一にドレッシングを行うことができる。
【００２５】
このような両面研磨装置の上定盤と下定盤に貼り付けられた研磨布のドレッシングは、例えば、前記した角度調整手段を具備した研磨布用ドレッシング装置を用いて確実に行うことができる（請求項７）。
また、ドレッシングする研磨布は、ショアＤ硬度４０以上の高硬度研磨布とすることができる（請求項９）。
【００２６】
両面研磨装置でウエーハを研磨する場合、従来のドレッシングプレートやドレッシング装置では高硬度研磨布の均一な目立てが難しく、研磨能力、研磨布のライフ、研磨されたウエーハの均一性等の問題が生じるため、不織布タイプの研磨布が一般的に使用されていた。しかし、ドレス面の角度を定盤形状に応じて調整しながらドレッシングを行えば、上記のような高硬度研磨布に対しても均一な目立てを行うことができ、その結果、高硬度研磨布を用いた両面研磨装置によるウエーハの研磨が可能となる。
【００２７】
この場合、前記定盤を回転させるとともに、前記ドレッシング手段を、定盤の中心部から外周部に向けて外周部での移動速度が中心部での移動速度の１．５〜５倍となるように直線的に移動させてドレッシングを行うことができる（請求項１０）。
定盤を回転させながらドレッシングを行うと、研磨布の速度は外周部に近い部分ほど速いのでドレッシングの効果が高くなるが、上記のようにドレッシング手段の移動速度が外周部で速くなるように移動させれば、ドレス面と研磨布との接触時間は外周部では短くなり、過剰なドレッシングを防ぐことができる。その結果、研磨布全体でドレッシング効果をほぼ均一とすることができ、均一なドレッシングをより確実に行うことができる。
【００２８】
さらに本発明によれば、研磨布を貼付した上定盤と下定盤とを具備する両面研磨装置を用い、前記上定盤と下定盤との間に板状ワークを挟んで該ワークの両面を同時に研磨するワークの研磨方法であって、前記角度調整手段を具備する研磨布用ドレッシング装置を用いて上下両方の研磨布のドレッシングを行った後、前記ワークを前記上定盤と下定盤との間に挟んで研磨を行うことを特徴とするワークの研磨方法が提供される（請求項１１）。
【００２９】
前記したように本発明のドレッシング装置を用いれば、両面研磨装置の研磨布に対し、上下の定盤の形状に影響されずに均一なドレッシングを行うことができるので、これを用いて研磨布のドレッシングを行った後、ウエーハ等のワークを研磨すれば均一な両面研磨を安定して行うことがきる。
【００３０】
この場合、前記研磨布を、ショアＤ硬度４０以上の高硬度研磨布とすることが好ましい（請求項１２）。
両面研磨に高硬度の研磨布を用いることは、ウエーハの微小な凸凹を改善できて好ましいが、均一なドレッシング（目立て）が難しく、不織布等の研磨布が使用されることが一般的であった。しかしながら、本発明のドレッシング装置を用いることで高硬度研磨布の均一な目立てを行うことができるので、研磨布のドレッシングを定期的に又は常時行ってウエーハの研磨を行うようにすれば、外周ダレがほとんどない高平坦度のウエーハを長期間、安定して得ることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図１は、本発明のドレッシング装置の一例の概略を示したものである。このドレッシング装置１は、研磨布と接してドレッシングを行うドレス面５５を有するドレッシング手段２と、該ドレッシング手段２を保持する保持手段３と、前記ドレッシング手段２のドレス面５５の角度を調整する角度調整手段４とを具備している。
【００３２】
具体的には、ドレッシング手段２としてセラミックス製のドレッシングプレート２が使用され、保持手段３としては上下・左右・前後に動くアーム３が使用されている。アーム３内部には空気（エア）を供給するためのエア供給路５３が設けられている。
ドレッシングプレート２とアーム３は、内部に孔（不図示）を設けたベースプレート５１と、ラバー５２からなるエアバック４を介して連結されている。ドレッシングプレート２とベースプレート５１との間はラバー５２によって密閉されており、アーム３内のエア供給路５３を通じて供給された空気（エア）５４はベースプレート５１内の孔を経てエアバック４内に供給される。なお、エアバック４内には空気に限らず他の気体、あるいは水等の液体を供給するようにしても良い。
【００３３】
研磨布のドレッシングを行う際には、エアバック４内部が空気５４で加圧され、ベースプレート５１を介してドレッシングプレート２全体に荷重が加わり、ドレス面５５が所望の押圧で研磨布と接することができる。一方、ドレッシングプレート２は、エアバック４を介して柔軟に動くこともできるので、ドレス面５５は、定盤の形状に応じて角度が調整される。従って、こようなドレッシング装置１を用いて各定盤の研磨布のドレッシングを行えば、ドレス面５５は常に研磨布と均一に接し、研磨布全体を均一にドレッシングすることができる。
また、アーム３を軸を中心に回転するように制御することで、ドレス面５５を上下に反転させて上下の研磨布のドレッシングを行うようこともできる。
【００３４】
図２（Ａ）（Ｂ）は本発明に係るドレッシング装置の他の例の概略を示したものである。
ドレッシング手段２２としては、ドレッシングプレート２９の片面（ドレス面）にダイヤモンドペレット２７をドーナツ状に設けたものが使用され、プレート２９の中央部にはドレッシング液を供給するノズル２６が設けられている。
なお、プレート２９の大きさやダイヤモンドペレット２７の粗さ等は、定盤の大きさや研磨布のタイプにもよるが、例えば直径５０〜３００ｍｍのセラミックス製プレートに、ダイヤ砥粒の番手が４０〜２００番のダイヤモンドペレットを設けることができる。
【００３５】
ドレッシングプレート２９は、ボールジョイント２４によってアーム２３と連結されて保持されており、ドレス面２８はボールジョイント２４を介して角度が調整できるようになっている。また、制御部２５により前進・後退、上下動等の移動が制御され、さらにアーム２３は軸を中心に回転して、ドレス面２８を上下に反転させることができる。
【００３６】
図３は、２台のドレッシング装置２１を用いて両面研磨装置３０の上定盤５と下定盤６に貼り付けられた各研磨布７，８を同時にドレッシングする状態を示している。研磨布７，８をドレッシングするには、各定盤５，６を例えばウエーハを研磨するときと同様に回転させるとともに、各研磨布７，８に対し、ノズル２６からドレッシング液（純水等）を供給しながらドレス面２８を任意の圧力で押し付けて移動させる。なお、単体のドレッシングプレートを用いたドレッシングではドレッシング中の発熱が蓄熱し、定盤の変形を促進してしまいドレッシングムラが大きくなることもあるが、図２のドレッシング装置２１では、中央部のノズル２６からドレッシング液が供給されるので、発熱を抑えながらドレッシングが行えるという利点がある。
【００３７】
このようにドレッシングを行えば、定盤５，６の形状が変形していたとしても、プレート２９のドレス面２８は、定盤５，６と常に平行となるように定盤５，６の形状に応じて角度を調整しつつ研磨布７，８と接触することになる。これにより、各研磨布７，８は、相互の定盤形状の影響を受けずにそれぞれ均一にドレッシングされることになる。
【００３８】
図３では、２台のドレッシング装置２１を用いて上下の各研磨布のドレッシングを行っているが、前記したようにアーム２３が回転してドレス面２８を上下に反転させる反転機能を有しているので、１台のドレッシング装置２１で上下の研磨布７，８を順次ドレッシングするようにしても良い。
なお、図３のように２台のドレッシング装置２１を用い、一方を上定盤用、他方を下定盤用とすれば、反転機能は必ずしも設ける必要はなく、また、このように２台のドレッシング装置２１を用いて上下同時にドレッシングを行えるようにすれば、短時間でドレッシングを行うことができる。
【００３９】
図４は、本発明に係るさらに別の形態の研磨布用ドレッシング装置の概略を示している。このドレッシング装置３１は、ドレッシングプレート３２ａ，３２ｂを２つ具備し、各ドレッシングプレート３２ａ，３２ｂのドレス面３８ａ，３８ｂが上下に向いてそれぞれ独立して角度が調整されるようになっている。
この装置３１を用いた場合、両面研磨装置の上下の定盤の間に２つのドレッシングプレート３２ａ，３２ｂを挟んで上下の研磨布を同時にドレッシングすることができるが、各ドレッシングプレート３２ａ，３２ｂは、それぞれ定盤（研磨布）の形状に応じて独立して角度が調整されるので、各ドレス面３８ａ，３８ｂは各定盤と常に平行状態を保つようにして研磨布と接することになる。従って、上下両方の研磨布を相互の形状の影響を受けずに独立して、かつ同時にドレッシングすることができるので極めて効率が良い。なお、各ドレッシングプレート３２ａ，３２ｂに設けたダイヤモンドペレット３７及びドレッシング液供給ノズル３６、並びにボールジョイント３４、アーム３３、制御部３５は、前記図２に示したドレッシング装置２１のものと同様のものである。
【００４０】
本発明に係るドレッシング装置は、定盤に貼付した研磨布でウエーハ等のワークの研磨を行う研磨装置であれば、装置の形態や研磨布の種類は特に限定されずに適用することができるが、一例として高硬質研磨布を用いた両面研磨装置について具体的に説明しつつ、これに本発明のドレッシング装置を１台用いてドレッシングを行う場合についてさらに具体的に説明する。
【００４１】
図８（Ａ）（Ｂ）は、両面研磨装置の一例を示したものである。この両面研磨装置６１は、上定盤５と下定盤６とを具備しており、上定盤５には、上定盤５に研磨荷重かけながら回転するシリンダーロッド１２ａ、その荷重を上定盤に伝えるハウジング１３などが取り付けられている。定盤５内には温度を制御するための冷却手段や、スラリーを供給するためのスラリー供給管１４が設けられている。また、シリコンウエーハをキャリアプレート９に給排する際には、上定盤５は昇降装置（不図示）により垂直方向に昇降させることができるようになっている。
【００４２】
一方、下定盤６には、回転するロッド１２ｂのほか、定盤６の荷重を支えるスラスト軸受け１５などが取り付けられており、定盤６内には温度を制御するための冷却手段が設けられている。
ウエーハの研磨時、あるいはドレッシング時は、上下の各定盤５，６は、モータや減速機（不図示）により水平面内で回転され、回転速度等を制御することができるようになっている。
【００４３】
各定盤５，６には硬質独立発泡ウレタンパッドからなる研磨布７，８がそれぞれ貼付されている。なお、本発明のドレッシング装置は研磨布の材質等に限定されずに適用することができ、上記のような硬質独立発泡ウレタンパッドのほか、例えば、従来から使用されている不織布、更には、不織布にウレタン樹脂を含浸・硬化させたものなどどのような形態の研磨布でも使用することができるが、特に不織布以外の硬質研磨布、好ましくはショアＤ硬度４０以上の高硬度研磨布を均一にドレッシングすることができるという利点がある。
【００４４】
このような高硬度研磨布としては、例えば特開２０００−３４４１６号公報や特開２００２−１３４４４５号公報に開示されているような硬質の非水溶性の熱可塑性重合体あるいは架橋エラストマー中に、平均粒径の小さい水溶性物質を分散させて形成した研磨布などを用いることができる。このような研磨布であれば研磨布表面に露出した粒子状の水溶性物質が溶出して表面に微細なポアが形成されると共に、その内部においては水溶性物質が残存してポアが形成されずに高い硬度を有する研磨パッドとなる。また、この他にも独立発泡構造を有する研磨布、例えば細かな気泡を独立で有する発泡ポリウレタンシートを基材とした研磨布でも良い。このような研磨布は極めて硬質な研磨布となり、また研磨面にミクロなポアを有することから比較的研磨能力も高く好ましい。なお、高硬度の研磨布ほど微小な凹凸の改善効果が大きいが、研磨能力等を考慮すれば上限はショアＤ硬度１００程度が適当である。
【００４５】
その他の形態の研磨布としては、異なる材質からなる研磨布を積層した２層以上の多層研磨布などを用いても良い。このような場合でも研磨面となる表層の研磨布の硬度は高い方が好ましい。
上記のような高硬度の研磨布を用いると、ウエーハ表面の微小な凹凸を改善することができる。
【００４６】
キャリアプレート９は、キャリアホルダ１６により保持されており、ホルダ１６の外周部には外方に突出した４つの軸受部１７が等間隔に設けられている。各軸受部１７には偏心アーム１８が回転自在に挿着されており、各偏心アーム１８の下面の中心部には回転軸１９が取り付けられている。そして、各偏心アーム１８の回転軸１９に設けられたスプロケットをタイミングチェーン２０により回転させることで、全ての偏心アーム１８が同期して回転軸１９を中心に水平面内で回転する。これにより、キャリアホルダ１６に保持されたキャリアプレート９が、自転をともなわずに水平面内で小さな円を描くようにして円運動を行うことができる。
【００４７】
このような両面研磨装置６１では、自転をともなわない円運動によりキャリアプレート９上の全ての点が、図８（Ｂ）のＣで示されるような同じ大きさの小円の軌跡を描くため、ウエーハＷを均一に研磨することができるという利点がある。
一方、研磨布７，８のドレッシングを行う際、キャリアプレートの保持孔に図６に示したような従来のドレッシングプレートを用いてドレッシングを行うと、ドレッシングプレートの当たりムラ（ドレッシングムラ）が生じやすく、また、上下定盤の形状の影響も受けやすいという欠点がある。一方、セラッミクプレート等をアームで保持した従来の装置でドレッシングを行う場合でも、セラミックプレートが固定されているため定盤の形状の影響を受け易く、研磨布の均一な目立てを行うことが困難であった。そこで、このような両面研磨装置６１に対し、本発明のドレッシング装置を用いることで、角度を調整しつつ上下の定盤の形状の影響を無くして均一なドレッシングを行うことができる。
【００４８】
本発明の図１に示したドレッシング装置１を用いて研磨布７，８のドレッシングを行うには、上定盤５を上に移動してキャリアプレート９を外し、回転する一方の定盤、例えば下定盤６の中央部にドレス面５５を移動し、研磨布８にドレッシング液を供給しつつ、研磨布８に所定の押圧を掛けて接触させ、定盤外周部に徐々に移動させる。このとき、エアバック４内に空気を供給して内部を加圧しておくことでドレッシングプレート２が安定して支持されるとともにフレキシブルに動くこともできるので、ドレッシングプレート２を研磨布８上で移動させるとき、ドレス面５５は定盤６の形状に応じて角度を調整しつつ移動する。従って、ドレス面５５は常に定盤６と平行状態を保ちながら研磨布８上を移動し、あたりの強弱がなく、研磨布全体を均一にドレッシングすることができる。
【００４９】
ドレッシングプレート２の移動は、定盤の大きさ、研磨布のタイプ等に応じて適宜設定すればよいが、回転中の定盤５，６は、中心部に近い部分よりも外周に近い部分の方が速度が速いので、プレート２を研磨布上で一定の速度で移動させると、研磨布７，８の外周部に近いほどドレッシング効果が大きくなる。そこで、研磨布７，８全体のドレッシング効果を均一にするため、プレート２を、定盤５，６の中心部から外周部に向けて外周部での移動速度が中心部での移動速度の１．５〜５倍となるように直線的に移動させてドレッシングを行うことが好ましい。
【００５０】
なお、ドッレシングを行う際、純水や研磨時に使用されるアルカリ性の研磨スラリー等のドッレッシング液をスラリー供給管１４または専用の供給管から供給することが好ましい。特にドレッシング液を純水とすれば、研磨スラリーに比べ安価であり、また研磨布中に存在する屑等も除去しやすい。また、ドレッシング液の供給量は研磨装置（キャリアプレート）の大きさ等により異なるが、通常は５〜１５リットル／分程度である。但しドッレッシング液の種類や供給量は上記に限定されるものではない。
【００５１】
また、各定盤の回転速度や回転方向も限定されず、また研磨布へのドレス面の押圧も特に限定されないが、ウエーハを研磨する場合は通常、回転速度５〜３０ｒｐｍ、ウエーハに対する押圧力（荷重）が１００〜３５０ｇ／ｃｍ２程度であるのに対し、高硬度研磨布（例えばショアＤ硬度４０以上）のドッレッシングを行う場合は、研磨条件より低回転速度、低荷重で行うことが好ましく、例えば回転速度５〜２０ｒｐｍ、荷重１０〜３００ｇ／ｃｍ２程度で行う。なお、従来用いられている不織布タイプの研磨布（アスカーＣ硬度６０〜９０程度）に対してドレッシングを行う場合は、研磨布を圧縮することが必要であるので、研磨条件よりも高荷重で行うのが好ましい。
【００５２】
また、ドレッシングプレート２の回転に関しては、特に回転させなくても良いが、好ましくはドレッシング中、定盤５，６と連れ回るようにして回転させるか、あるいはプレート２に回転モータ等の動力を伝達するなどして強制的に時計回り又は反時計回りの方向に回転させてドレッシングを行なうと良い。
また、角度調整は少なくともドレッシング時のドレッシング部の移動方向（走査方向）に対して角度調整が可能であれば良い。
【００５３】
一方のドレッシングが終わった後、アーム３を回転させてドレス面５５を上下に反転し、他方の研磨布７を同様にドレッシングすることができる。
上記のように本発明のドレッシング装置を用いて上下両方の研磨布７，８のドレッシングを行うことで、上下定盤５，６が変形していたとしても、ドレッシング装置１のドレス面５５が各定盤面とほぼ平行になるように作用し、上下の定盤５，６の影響を受けずに上下両方の高硬度の研磨布７，８に対して均一に目立てを行うことができる。従って、このようにドレッシングを行った後、キャリアプレート９をセットし、保持孔に入れたウエーハＷを上定盤５と下定盤６との間に挟んで研磨を行うことで、ウエーハＷの両面を極めて均一に研磨することができ、外周ダレの無い高平坦度のウエーハを得ることができる。
【００５４】
【実施例】
以下、実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例）
図８に示すような両面研磨装置に研磨布として独立発泡ウレタンシート製の研磨布（ショアＤ硬度９８：実施例１）及び架橋エラストマー中に水溶性物質を添加したタイプの研磨布（ショアＤ硬度４５：実施例２）の２種類の研磨布を用いそれぞれ研磨を行った。
初めに研磨布のドレッシングを行なった。ドレッシングは、図２に示すようなドレッシング装置を用い、まず、上定盤に貼付した研磨布のドレッシングを行うため、上定盤を浮かせた状態で定盤回転を１０ｒｐｍに設定し、ダイヤモンドペレットを同心円状に設けたドレス面を研磨布に接触させ、定盤の中心部から外周部に向けて移動させて行った。この時ドレッシング液として純水を１０リットル／分でドレッシング部の中央のノズルから噴出する形で供給し、また、ドレス面の研磨布に対する加圧は、アームを上昇させてドレス面を研磨布に２００ｇ／ｃｍ２で押しつける様に行った。上定盤の研磨布のドレッシングが終わった後、ドレッシング部を１８０°反転させて、下定盤側の研磨布についても上定盤側と同様にドレッシングを行った。
【００５５】
ドレッシングを行った後、直径３００ｍｍのシリコンウエーハの両面研磨を行なった。研磨は保持孔を５つ有するキャリアプレートに５枚のエッチング済みシリコンウエーハをセットし、上下の定盤についてはそれぞれ回転数を２０ｒｐｍ、荷重を２５０ｇ／ｃｍ２とし、研磨剤としてコロイダルシリカを含有するアルカリ溶液を用いた。
その結果、実施例１及び実施例２とも、研磨代（取り代）を片面５μｍ以上で高平坦度（ＧＢＩＲ＝０．５μｍ以下）のウエーハを得ることができた。
【００５６】
再度同じようにドレッシングを行い、研磨を繰り返した。
その結果、実施例１及び実施例２とも、同様なレベルの高平坦度のまま、バッチ間のばらつきもなく、同じ研磨布を用いて２０バッチ以上の両面研磨を行うことができた。
従来、ドレッシングプレートを用いた場合、５〜１０回のドレッシング及び研磨でウエーハ形状の悪化が生じ研磨布の交換を実施していたが、本発明のドレッシング装置を用いた実施例では、ドレッシング後の研磨布の使用頻度を２０〜３０回に延長することができた。
【００５７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
例えば、本発明のドレッシング装置は、上記の形態の両面研磨装置に限らず、種々な形態の両面研磨装置、例えば従来の４ウエイ方式の両面研磨装置に対しても同様に適用することができ、また、片面研磨装置の研磨布のドレッシングにも適用して均一なドレッシングを行うことができる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明に係るドレッシング装置は角度調整手段を具備しているため、ドレッシング手段のドレス面が、研磨布が貼られた定盤と常に平行状態となるように定盤の形状に応じて角度が調整される。従って、本発明のドレッシング装置を用いれば、両面研磨装置の研磨布のドレッシングを行う場合であっても、相互の定盤形状の影響を受けずに各研磨布表面の均一なドレッシングを行うことができる。
【００５９】
また、ドレッシング後の研磨布の状態を安定させることができるので、バッチ毎のウエーハの品質も安定し、高平坦度のウエーハを長期安定して得ることができ、また、研磨布ライフも向上させることができる。
特に、上下の定盤に高硬度研磨布を貼付した両面研磨装置に対し、本発明のドレッシング装置を用いて定期的にまたは常時ドレッシングを行えば、上下定盤間で形状が影響するようなことがなく、研磨布の厚さや目立てがばらつかず、表面状態を均一なものとすることができ、結果として外周ダレがほとんどない高平坦度のウエーハを長期間にわたって安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るドレッシング装置の一例の概略を示す部分断面図である。
【図２】本発明に係るドレッシング装置の他の一例の概略を示す図である。
（Ａ）部分断面図
（Ｂ）ドレッシング手段
【図３】図２のドレッシング装置を用いて両面研磨装置の研磨布のドレッシングを行う一例を示す概略説明図である。
【図４】本発明に係るドレッシング装置のさらに他の一例を示す概略図である。
【図５】高硬度研磨布のドレッシング前後の表面状態を示す説明図である。
【図６】従来のドレッシングプレートの一例を示す概略図である。
（Ａ）平面図
（Ｂ）断面図
【図７】従来のドレッシングプレートを用いてドレッシングを行った場合の当たりムラを示す模式図である。
【図８】両面研磨装置の一例の概略を示す図である。
（Ａ）側面図
（Ｂ）平面図
【図９】キャリアプレートの概略平面図である。
（Ａ）保持孔が５つのキャリアプレート
（Ｂ）保持孔が３つのキャリアプレート
【図１０】両面研磨装置の４ウェイ方式の遊星歯車構造を示す概略図である。
【符号の説明】
１…ドレッシング装置、　２…ドレッシング手段、
３…保持手段（アーム）、　４…角度調整手段（エアバック）、
５…上定盤、　６…下定盤、　７，８…研磨布、　９…キャリアプレート、
１０…ドレッシングプレート、　１２ａ，１２ｂ…シリンダーロッド、
１３…ハウジング、　１４…スラリー供給管、　１５…スラスト軸受け、
１６…キャリアホルダ、　１７…軸受部、　１８…偏心アーム、
１９…回転軸、　２０…タイミングチェーン、　２１…ドレッシング装置、
２２…ドレッシング手段、　２３…アーム、
２４…角度調整手段（ボールジョイント）、　２５…制御部、
２６…ドレッシング液供給ノズル、　２７…ダイヤモンドペレット、
２８…ドレス面、　２９…ドレッシングプレート、　３０…両面研磨装置、
３１…ドレッシング装置、　３２ａ，３２ｂ…ドレッシング手段、
３３…アーム、　３４…角度調整手段（ボールジョイント）、
３５…制御部、　３６…ドレッシング液供給ノズル、
３７…ダイヤモンドペレット、　３８ａ，３８ｂ…ドレス面、
４１…ドレッシングプレート、　４４…ドレス面、　５１…ベースプレート、
５２…ラバー、　５３…エア供給路、　５４…エア、　５５…ドレス面、
６１…両面研磨装置、　６３，７３…キャリアプレート、
６４，７４…保持孔、　１０１…サンギア、　１０２…インターナルギア、
１０３…キャリアプレート、　１０４…保持孔、　Ｗ…ワーク（ウエーハ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004090142.tif 000009
【図８】
2004090142.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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