CN104416451B - 研磨方法及研磨垫的温度调整区域的决定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通过调整研磨垫的表面温度可使研磨率提高，并且也可控制研磨的基板的研磨轮廓的研磨方法及研磨装置。将基板按压在研磨台上的研磨垫上来研磨基板的研磨方法具备：研磨垫(3)的表面温度调整工序，其是调整研磨垫(3)的表面温度的工序；及研磨工序，其是在调整后的表面温度下将基板按压在研磨垫(3)上来研磨基板；研磨垫(3)的表面温度调整工序，为调整基板接触的研磨垫(3)的一部分区域的表面温度，以使在研磨工序中，在研磨垫(3)的表面的径向上的温度轮廓的温度变化率在研磨垫径向保持一定。

Description

研磨方法及研磨垫的温度调整区域的决定方法
技术领域
本发明是关于一种使半导体晶片等基板滑动接触于研磨垫而研磨该基板的研磨方法及研磨装置，特别是关于调整研磨垫的表面温度同时研磨基板的研磨方法及研磨装置。
背景技术
近年来，随着半导体组件的高集成化、高密度化，电路的配线更加微细化，多层配线的层数也增加。为了实现电路微细化并实现多层配线，由于阶差沿着下侧层的表面凹凸而更大，因此，随着配线层数增加，形成薄膜时对阶差形状的膜被覆性(步阶覆盖率(StepCoverage))差。因此，为了形成多层配线，必须改善该步阶覆盖率，并以适当的过程进行平坦化处理。此外，因为光学光刻技术微细化并且焦点深度浅，所以需要以半导体组件表面的凹凸阶差在焦点深度以下的方式对半导体组件表面进行平坦化处理。
因此，半导体组件表面的平坦化技术在半导体组件的制造工序中很重要。该平坦化技术中最重要的技术为化学性机械研磨(CMP(Chemical Mechanical Polishing))。该化学性机械性研磨使用研磨装置，将含有二氧化硅(SiO2)或二氧化铈(CeO2)等研磨粒的研磨液(浆液)供给至研磨垫，并使半导体晶片等基板滑动接触于研磨垫来进行研磨。
CMP(化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing))装置在制造半导体组件时，使用于研磨基板表面的工序。CMP装置以顶环保持基板而使基板旋转，进一步在旋转的研磨台上的研磨垫上按压基板来研磨基板表面。研磨中，在研磨垫上供给研磨液(slurry：浆液)，基板的表面通过研磨液的化学性作用与研磨液中所含的研磨粒的机械性作用而平坦化。
基板的研磨率，除了基板对研磨垫的研磨负荷的外，还取决于研磨垫的表面温度。这是因为研磨液对基板的化学性作用取决于温度。因此，制造半导体组件时，为了提高基板的研磨率并进一步保持一定，将基板研磨中的研磨垫的表面温度保持在最佳值很重要。
因而，本案申请人过去曾在日本特开2012-176449号公报(专利文献1)中提出一种具备垫温度调整机构的研磨装置，该垫温度调整机构在接触于研磨垫表面的垫接触部件中供给温度调整后的液体，来调整研磨垫的表面温度。
专利文献1中提出的垫接触部件，重视研磨率提高，为了使研磨垫的表面温度更迅速上升至目标温度，在布局上尽量增大接触面积。即，垫接触部件在径向上从研磨垫的外周部延伸至研磨垫的中心附近，此外，垫接触部件的宽度，考虑研磨中研磨垫表面沿着径向的温度梯度，而在研磨垫的外周侧大，随着朝向研磨垫的中心而逐渐变小。因此，垫接触部件具有大概三角形的平面形状，且形成内部具有液体流路的板状体。
专利文献1：日本特开2012-176449号公报
发明所要解决的课题
本案申请人在反复进行使用专利文献1记载的垫接触部件使研磨垫升温，通过升温的研磨垫研磨基板的工序的过程中获得以下的见解。
重视研磨率提高，为了使研磨垫的表面快速升温，而在布局上尽量增大垫接触部件的接触面积，所以整个研磨垫快速升温，不过研磨垫的温度分布是研磨垫外周部的温度上升比中央部的温度上升大。因而，因为可通过垫接触部件使整个研磨垫升温，所以研磨率提高，不过发现研磨轮廓变形成凹型，即，因为基板被研磨面的中央部比外周部切削得多，而有中央部凹陷的问题。不使研磨垫升温情况下，研磨轮廓就不会变形成凹型，因此，发现需要使研磨垫的径向温度分布及基板在研磨中接受的温度的历程类似于无垫接触的部件。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而做，目的为提供一种通过调整研磨垫的表面温度可使研磨率提高，并且也可控制研磨的基板的研磨轮廓的研磨方法及研磨装置。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的，本发明的研磨方法及研磨装置，是将基板按压在研磨台上的研磨垫上来研磨基板的研磨方法，其特征为，具备：研磨垫的表面温度调整工序，其是对所述研磨垫的表面温度进行调整的工序；及研磨工序，其是在所述调整后的表面温度下将基板按压在所述研磨垫上来研磨基板的工序，所述研磨垫的表面温度调整工序为，将在不使用垫接触部件且不调整所述研磨垫的表面温度的状态下，以获得目标的研磨轮廓的研磨条件进行研磨时的所述研磨垫的表面的径向上的温度分布作为基准，对基板接触的所述研磨垫的一部分区域的表面温度进行调整，以使在所述研磨工序中，一边使用垫接触部件调整所述研磨垫的表面温度一边以所述研磨条件研磨基板，并使温度变化率在研磨垫径向上保持一定，所述温度变化率表示自开始所述研磨工序起经过规定时间后的所述研磨垫的表面的径向上的温度相对于作为所述基准的温度分布的温度的上升程度。
本发明优选的形态的特征为：所述研磨垫的表面温度调整工序，使用接触所述研磨垫的表面的垫接触部件，对所述研磨垫的一部分区域进行加热或冷却。
本发明优选的形态的特征为：对所述研磨垫的每个温度测量点算出在所述研磨垫的表面的径向上的所述温度变化率。
本发明优选的形态的特征为：在所述研磨垫的径向上定义多个区域，每个区域至少设1点所述研磨垫的温度测量点，使用在所述温度测量点所测量的测量值而制成所述研磨垫的表面的径向上的温度分布。
本发明优选的形态的特征为：在区域内设有多个所述温度测量点时，个别采用在多个温度测量点所测量的测量值，或是采用所述测量值的平均值。
本发明优选的形态的特征为：将对所述研磨垫的表面温度进行调整的所述研磨垫的区域的部分设为可变，以使在所述研磨工序中，对应于所述研磨垫的表面的径向上的所述温度变化率在研磨垫径向上保持一定。
本发明优选的形态的特征为：以热成像仪或红外线辐射温度计进行所述研磨垫的温度测量。
本发明优选的形态的特征为：在所述研磨垫的径向上规定多个同心圆环状的区域，对所述研磨垫表面温度进行调整的部分，是规定的多个区域中的至少1个区域。
本发明第二形态的研磨垫的温度调整区域的决定方法，其用于将基板按压在研磨台上的研磨垫上来研磨基板的研磨方法，其特征为，具备：第一工序，其在所述研磨垫的径向上规定多个同心圆环状的区域，从规定的多个区域中选择对表面温度进行调整的区域，将选择的区域调整成指定的温度，在基板的每个径向位置算出通过与温度调整后的所述研磨垫接触而从研磨垫接受的热量，并根据所述算出的热量算出基板的每个径向位置随着基板旋转产生的热量累计值，从而制成基板的径向上的热量累计值轮廓，对调整表面温度的每个区域制成该热量累计值轮廓并储存；第二工序，其取得在不调整所述研磨垫的表面温度的状态下，以构成目标的研磨轮廓的研磨条件进行研磨时的所述研磨垫的表面的径向上的温度轮廓，根据该温度轮廓算出基板的每个径向位置随着基板旋转产生的热量累计值，从而算出在基板的径向上的热量累计值轮廓；及第三工序，其从将所述第一工序所储存的所述热量累计值轮廓标准化的热量累计值轮廓中，选择与将所述第二工序所取得的热量累计值轮廓标准化的热量累计值轮廓相等或近似的轮廓；依据在所述第三工序中所选择的轮廓，决定对所述研磨垫的表面温度进行调整的区域。
本发明优选的形态的特征为：对所述研磨垫的表面温度进行调整的区域为多个，该多个区域的每个区域的温度不同。
本发明第三形态的研磨方法，是将基板按压在研磨台上的研磨垫上来研磨基板的研磨方法，其特征为，具备：第一工序，其在所述研磨垫的径向上规定多个同心圆环状的区域，从规定的多个区域中选择对表面温度进行调整的区域，将选择的区域调整成指定的温度，在基板的每个径向位置算出通过与温度调整后的所述研磨垫接触而从研磨垫接受的热量，并根据所述算出的热量算出基板的每个径向位置随着基板旋转产生的热量累计值，从而制成基板的径向上的热量累计值轮廓，对调整表面温度的每个区域制成该热量累计值轮廓并储存；第二工序，其取得在不调整所述研磨垫的表面温度的状态下，以构成目标的研磨轮廓的研磨条件进行研磨时的所述研磨垫的表面的径向上的温度轮廓，根据该温度轮廓算出基板的每个径向位置随着基板旋转产生的热量累计值，从而算出在基板的径向上的热量累计值轮廓；第三工序，其从将所述第一工序所储存的所述热量累计值轮廓标准化的热量累计值轮廓中，选择与将所述第二工序所取得的热量累计值轮廓标准化的热量累计值轮廓相等或近似的轮廓；及第四工序，其依据在所述第三工序中所选择的轮廓，决定对所述研磨垫的表面温度进行调整的区域，对所决定的研磨垫区域的表面温度进行调整，并将基板按压在所述研磨垫上从而进行研磨。
本发明优选的形态的特征为：对所述研磨垫的表面温度进行调整的区域为多个，该多个区域的每个区域的温度不同。
本发明优选的形态的特征为：在所述基板的研磨中，制成所述研磨垫的表面的径向上的温度轮廓。
本发明优选的形态的特征为：所述研磨垫的表面的径向上的温度轮廓，是所述研磨垫的表面的径向上的温度分布。
本发明优选的形态的特征为：对所述研磨垫的每个温度测量点算出在所述研磨垫的表面的径向上的温度轮廓的温度变化率。
本发明优选的形态的特征为：在所述基板的研磨中，对应于所述温度变化率对所述表面温度进行调整的区域是可变的。
本发明优选的形态的特征为：以热成像仪或红外线辐射温度计进行所述研磨垫的温度测量。
发明的效果
本发明可达到以下列举的效果。
1)通过调整研磨垫的表面温度，可使研磨率提高，并控制研磨轮廓。
2)无须测量基板被研磨膜的膜厚，可依据通过测量研磨垫表面温度的方法获得的数据，来调节被研磨膜的研磨轮廓。
3)通过赋予垫接触部件的每个区域供给的液体的流量差，可控制基板的温度历程。此外，通过使垫接触部件移动来调整研磨垫的温度，可控制基板的温度历程。
附图说明
图1是表示本发明一种实施方式的研磨装置的模式图。
图2是表示用于供给液体至垫接触部件的液体供给系统的模式图。
图3(a)是表示以往的垫接触部件、研磨垫及研磨对象的基板(晶片)的图，图3(b)是表示图3(a)的垫接触部件的立体图，图3(c)是表示形成于图3(b)所示的垫接触部件内部的流路构成俯视图。
图4(a)是表示垫接触部件的整体立体图，图4(b)是表示垫接触部件内的流路及装入流路内的密封部件的图，图4(c)是表示使用变更流路的改良型的垫接触部件时的加热区域图。
图5(a)、图5(b)与图5(c)是表示对以往型的垫接触部件，使用改良型的垫接触部件时确认加热区域变更的效果的结果的图。
图6(a)与图6(b)是表示本发明的垫接触部件的图，图6(a)是垫接触部件的立体图，图6(b)是表示形成于垫接触部件内部的流路构成的立体图。图6(c)是表示使用如图6(a)与图6(b)所示构成的垫接触部件时的加热区域的图。
图7是比较使用图4(a)与图4(b)所示的改良型的垫接触部件时的热分析结果的垫温度分布、与使用图6(a)与图6(b)所示的本发明的垫接触部件时的热分析结果的垫温度分布图，且是表示研磨垫的径向位置(mm)与研磨垫上的水膜温度(℃)的关系图。
图8(a)至图8(e)是表示使图6(a)与图6(b)所示的本发明的垫接触部件在研磨垫上于径向移动时的评估结果的图。
图9是使用同心圆表示本发明的垫接触部件在研磨垫上的配置位置图。
图10(a)、图10(b)与图10(c)是表示温度历程的概念图。
图11(a)是表示使图6(a)与图6(b)所示的本发明的垫接触部件在研磨垫上沿径向移动时的研磨率的评估结果，图11(b)是表示温度历程积分值的评估结果，图11(c)是表示标准化的温度历程积分值的评估结果图。
图12(a)与图12(b)是表示对本发明一种实施方式的图6(a)与图6(b)所示的垫接触部件、与本发明其它实施方式的垫接触部件进行对比的图。
图13(a)、图13(b)与图13(c)是表示形成于图12(b)所示的垫接触部件内部的流路构成立体图。
图14(a)是在图11(b)所示的温度历程积分值的评估结果中，追加使用图12(b)所示的本发明其它实施方式的垫接触部件时的温度历程积分值的评估结果的图，图14(b)是表示标准化的温度历程积分值的评估结果图。
图15(a)、图15(b)与图15(c)是表示使用图13所示的本发明其它实施方式中的垫接触部件，变更供给至垫接触部件的液体(温水)流量，将研磨垫表面加热的温度评估结果图。
图16是表示具备使垫接触部件在研磨垫的径向移动的机构的垫温度调整机构的立体图。
图17是表示具备在研磨垫的径向来回移动的自动机构的垫温度调整机构的立体图。
图18是表示将垫接触部件在研磨垫的径向隔开多个，并区分成研磨垫径向的内侧区域与外侧区域，可个别供给液体(温水)，而每个区域控制研磨垫的径向温度的样态图。
图19是表示以加热器内藏的陶瓷加热器构成垫接触部件，通过在研磨垫的径向配置多个垫接触部件，而每个区域(Area)控制研磨垫的径向温度的样态图。
图20(a)是表示用于在垫接触部件中选择性供给温水与冷水的液体供给系统图，图20(b)是表示进行从供给温水切换成供给冷水及从供给冷水切换成供给温水时的各阀门的状态图。
图21(a)与图21(b)是表示为了将研磨垫的表面温度控制在设定温度，而切换控制温水与冷水的方法图。
符号说明
1 顶环
2 研磨台
3 研磨垫
4 研磨液供给机构
5 垫温度调整机构
7 研磨头支承臂
11 垫接触部件
11a 上边
11al、11ar 边
11b 下边
11s、11s 两侧边
11s1、11s1 第一侧边
12 流路形成部件
13 板部件
14 隔墙
14A 第一隔墙
14B 第二隔墙
15 液体流入口
16 液体流出口
30 液体供给系统
31 液体供给槽
32 供给管线
32A、32B 供给管线
33 返回管线
35 流量调整阀
36 压力计
37 流量计
39 红外线辐射温度计
40 温度控制器
41 冷水管线
42 排水管线
43 电空调压阀
50 CMP控制器
52 气压缸
53 电动机
54 支臂
55 电动机
56 电动机控制器
57 红外线辐射温度计
58 主控制器
61A、61B 比例控制阀
62 温度控制器
63 电源装置
103 研磨垫
111 垫接触部件
115 板部件
116 流路形成部件
118 隔墙
121 第一液体流路
122 第二液体流路
123 液体流入口
124 液体流出口
125 折流板
126、127 密封部件
A1、A2、A3 同心圆的区域
C1、C2、C3、C4 同心圆
IN 液体流入口
O 中心
OUT 液体流出口
V1～V5 阀门
W 基板(晶片)
具体实施方式
以下，参照图1至图21说明本发明的研磨装置的实施方式。图1至图21中，在相同或相当的构成要素上注记相同符号，并省略重复的说明。
图1是表示本发明一种实施方式的研磨装置的模式图。如图1所示，研磨装置具备：保持半导体晶片等基板而使其旋转的顶环1、支承研磨垫3的研磨台2、在研磨垫3表面供给研磨液(例如浆液)的研磨液供给机构4、及调整研磨垫3的表面温度的垫温度调整机构5。
顶环1被研磨头支承臂7支承。该研磨头支承臂7中配置有气压缸及电动机(未图示)，顶环1通过这些气压缸及电动机而在垂直方向移动，且可绕其轴心旋转。基板通过真空吸着等而保持于顶环1的下面。研磨台2连结有电动机(未图示)，且可向箭头表示的方向旋转。
研磨的基板被顶环1保持，进一步通过顶环1而旋转。另外，研磨垫3与研磨台2一起绕其轴芯旋转。在该状态下，从研磨液供给机构4供给研磨液至研磨垫3表面，此外，基板的表面通过顶环1而被按压在研磨垫3的表面(即基板研磨面)上。基板表面在研磨液的存在下，通过研磨垫3与基板的滑动接触而被研磨。
垫温度调整机构5具备：接触于研磨垫3表面的垫接触部件11、及在该垫接触部件11中供给温度调整后的液体的液体供给系统30。垫接触部件11经由支臂54连结于作为使该垫接触部件11升降的升降机构的气压缸52。此外，垫接触部件11连结于作为移动机构的电动机53，垫接触部件11通过该电动机53而在研磨垫3上方指定的上升位置与研磨台2直径方向外侧的指定退出位置之间移动。
图2是表示用于供给液体至垫接触部件11的液体供给系统30的模式图。该液体供给系统30具备：液体供给槽31、连结液体供给槽31与垫接触部件11的供给管线32及返回管线33。作为热介质的液体从液体供给槽31通过供给管线32而供给至垫接触部件11，并从垫接触部件11通过返回管线33而返回液体供给槽31。如此，液体在液体供给槽31与垫接触部件11之间循环。液体供给槽31具有将液体加热的加热器(未图示)，液体通过加热器加热至指定温度。即，液体供给槽31发挥调温机的功能。
液体供给系统30具备：调整流过供给管线32的液体流量的流量调整阀35；测量通过流量调整阀35的液体压力的压力计36；测量流过返回管线33的液体流量的流量计37；测量研磨垫3的表面温度的作为垫表面温度计的红外线辐射温度计39；及依据通过红外线辐射温度计39所测量的垫表面温度，控制流量调整阀35的温度控制器40。流过供给管线32的液体流量是通过电空调压阀43所控制的气压传送至流量调整阀35而决定阀门的开度来调整。另外，供给管线32上连接冷水管线，可从冷水管线41供给冷水至供给管线32。此外，返回管线33连接排水管线42，可排出流过返回管线33的液体。
红外线辐射温度计39以非接触方式测量研磨垫3的表面温度，并将其测量值传送至温度控制器40。温度控制器40以研磨垫3的表面温度达到预先设定的目标温度的方式，依据研磨垫3表面温度的测量值控制电空调压阀43。电空调压阀43将依据来自温度控制器40的控制信号所控制的气压传送至流量调整阀35。流量调整阀35通过从电空调压阀43所传送的气压调整阀门的开度，来控制供给至垫接触部件11的液体流量。研磨垫3的表面温度通过流过垫接触部件11的液体与研磨垫3之间的热交换来调整。
通过此种反馈控制，研磨垫3的表面温度维持在指定的目标温度。温度控制器40可使用PID控制器(比例积分微分控制器)。研磨垫3的目标温度由CMP控制器50依基板种类或研磨程序来决定，决定后的温度设定控制信号输入温度控制器40。
如上述，研磨垫3的表面温度是通过调整供给至垫接触部件11的液体流量来控制。供给至垫接触部件11的液体(热介质)使用水。水的温度通过液体供给槽31的加热器例如加热至约80℃而成为温水。使研磨垫3的表面温度更迅速上升情况下，也可使用硅油作为热介质。使用硅油情况下，硅油通过液体供给槽31的加热器加热至100℃以上(例如约120℃)。为了可在垫接触部件11中切换供给温水与冷水，而在供给管线32、返回管线33、冷水管线41及排水管线42等中设有阀门V1～V5(后述)。
其次，说明本发明的垫温度调整机构5使用的垫接触部件11。
本发明人通过使用专利文献1所记载的垫接触部件，将加热区域作各种变更，而发明出图1所示的形态的垫接触部件11，以下说明该发明的过程。
图3(a)是表示过去的垫接触部件111、研磨垫3及研磨对象的基板(晶片)W的图。图3(b)是表示图3(a)的垫接触部件111的立体图，图3(c)是表示形成于图3(b)所示的垫接触部件111内部的流路构成俯视图。
如图3(a)所示，具有大概三角形的平面形状，且内部具有流路的板状体构成的垫接触部件111，可从研磨垫3的外周侧接触至中心部附近。研磨对象的基板(晶片)W隔着研磨垫3的中心(O)而位于垫接触部件111的相反侧。
如图3(b)所示，垫接触部件111具备：具有接触于研磨垫3表面的接触面的板部件115、及在内部形成有液体流路的流路形成部件116。板部件115固定于流路形成部件116的下部。在流路形成部件116的上面形成有液体流入口123与液体流出口124。
如图3(c)所示，在流路形成部件116的内部配置有延伸于研磨垫3的径向的隔墙118，流路形成部件116的内部空间通过该隔墙118而区分成第一液体流路121及第二液体流路122。第一液体流路121及第二液体流路122串联连接。更具体而言，第一液体流路121的下游侧端部连接于第二液体流路122的上游侧端部。第一液体流路121连通于液体流入口123，第二液体流路122连通于液体流出口124。在第一液体流路121内及第二液体流路122内分别配置有多个折流板(baffle)125。
液体经由液体流入口123供给至第一液体流路121。液体依序流过第一液体流路121及第二液体流路122，在液体与研磨垫3之间进行热交换。液体从液体流出口124排出。
图4(a)与图4(b)是表示通过在图3(b)与图3(c)所示的垫接触部件111内部装入密封部件，而变更垫接触部件111内的流路的状态图，图4(a)是表示垫接触部件111的整体的立体图，图4(b)是表示垫接触部件111内的流路及装入流路内的密封部件的图。
如图4(a)所示，除了原来形成于垫接触部件111的液体流入口(图中以IN(原本)表示)及液体流出口(图中以OUT(原本)表示)的外，还形成1个液体流入口(图中以IN(追加工)表示)与2个液体流出口(图中以OUT(追加工)表示)。
此外，如图4(b)所示，在垫接触部件111的流路内装入密封部件126,127。设有密封部件126,127的改良型的垫接触部件111，从液体流入口(IN(追加工))流入的液体从追加的2个液体流出口(OUT(追加工))两方流出，液体(温水)仅在垫接触部件111上部侧的三角形板状部分的内部流动，液体(温水)不在垫接触部件111下部侧的大概梯形的板状部分内部流动。
图4(c)是表示使用如图4(a)与图4(b)所示地变更流路的改良型的垫接触部件111时的加热区域图。如图4(c)所示，使用以往型的垫接触部件111的情况下，加热区域是研磨垫3上的同心圆的区域A1，而使用改良型的垫接触部件111的情况下，加热区域为研磨垫103上的同心圆的区域A2。即，通过使用改良型的垫接触部件111，研磨垫103的外周部侧不致被加热。图4(c)中，研磨对象的基板(晶片)W隔着研磨垫3的中心(O)而位于垫接触部件111的相反侧。
图5(a)、图5(b)与图5(c)是表示对以往型的垫接触部件111，使用改良型的垫接触部件111时确认加热区域变更的效果的结果图。
图5(a)、图5(b)与图5(c)中，参考(Reference)是无垫接触部件的情况，原滑件(Original Slider)(3.5)是使用图3所示的以往型的垫接触部件的情况，密封滑件(SealedSlider)(3.5)及密封滑件(7.0)是使用图4(a)与图4(b)所示的改良型的垫接触部件的情况。密封滑件(3.5)为3.5公升/分钟程度流动液体，密封滑件(7.0)为7.0公升/分钟程度流动液体的情况，且都为从IN(追加工)流入液体，并从2个OUT(追加工)两方排出液体。
在开始研磨基板(晶片)W，且研磨垫的温度稳定的时刻，即在经过50秒的时刻测量研磨垫表面的温度。另外，研磨时间是60秒。从研磨垫的中心沿着径向，距离从约50mm的点至约340mm的点，等间隔经过9点而测量研磨垫的温度的结果表示于图5(a)。图5(a)的纵轴表示的温度以任意单位表示。以下，在本实施方式中，温度与图5(a)中的情况同样地以任意单位表示。从图5(a)可知，原滑件(3.5)时，研磨垫外周部的温度上升比中央部大。密封滑件(3.5)及密封滑件(7.0)时，温度上升程度比原滑件(3.5)时稍低，不过研磨垫外周部的温度上升被抑制，而接近无垫接触部件的参考时的温度分布。但是，即使密封滑件(3.5)及密封滑件(7.0)时，从研磨垫中心的距离从约75mm至约150mm的区域的温度上升程度降低。即，与未使用垫接触部件的参考时比较，可知存在温度上升程度不定的区域，即存在温度上升程度低的区域。此处所谓温度上升程度，可称为与不使用垫接触部件时在研磨垫径向的研磨垫的温度轮廓比较，在研磨垫径向的各点表示温度上升变化何种程度的温度变化率。
图5(b)中表示，对于无垫接触部件时，使用垫接触部件时的研磨垫的温度上升程度(温度变化率)。横轴表示从研磨垫中心起的距离(研磨垫的径向位置)，纵轴表示将无垫接触部件的参考温度作为1个基准的研磨垫的温度上升程度。研磨垫的温度数据使用图5(a)所示的数据。从图5(b)可知，原滑件(3.5)时研磨垫外周部的温度上升程度高。密封滑件(3.5)及密封滑件(7.0)时，研磨垫外周部的温度上升程度被抑制，而接近相当平坦的线，不过更清楚表示从研磨垫中心的距离从约75mm至约150mm的区域(图中以椭圆形表示)温度上升程度降低。
图5(c)表示开始研磨晶片W在经过50秒的时刻的研磨率。图5(c)的纵轴表示的研磨率以任意单位表示。以下，在本实施方式中，研磨率与图5(c)时同样地以任意单位表示。而研磨时间是60秒。从图5(c)可知，使用垫接触部件情况下，在任何情况研磨率都提高，不过从研磨轮廓的观点而言，研磨率的分布形状最好接近不使用垫接触部件的参考的研磨率分布形状。除了晶片W的外周部附近的外，密封滑件(3.5)及密封滑件(7.0)的研磨率分布形状接近参考的研磨率分布形状，而原滑件(3.5)的分布形状有显著变动。
本发明人从使用图5(a)、图5(b)与图5(c)所示的以往型的垫接触部件111及改良型的垫接触部件111的实验，发现通过使用改良型的垫接触部件111可消除基板中央区域的过度研磨，且可使研磨轮廓接近不使用垫接触部件的情况，又获得若将从研磨垫中心的距离从约75mm至约150mm的区域再稍微加热时，可更近似无垫接触部件的温度分布的见解。
即，可知通过调整在研磨垫径向的指定区域的温度(加热)，将无垫接触部件时在研磨垫表面径向的温度轮廓做为基准，可将在研磨垫表面的径向各点的温度上升程度(温度变化率)在整个研磨垫的径向上保持一定。
图6(a)与图6(b)是表示依据上述见解而发明的本发明的垫接触部件111的图，图6(a)是垫接触部件11的立体图，图6(b)是表示形成于垫接触部件11内部的流路构成的立体图。
如图6(a)所示，本发明的垫接触部件11形成具有大概梯形状的平面形状，且内部具有液体流路的板状体。即，垫接触部件11具有上边11a、下边11b、及两侧边11s,11s，且具有上边11a与下边11b平行的大概梯形状的平面形状。另外，因为垫接触部件11的上边11a的左右端部侧形成对中央部倾斜的边11al,11ar，所以垫接触部件11的平面形状应称为变形六边形。
如图6(a)所示，本发明的垫接触部件11是由内部形成液体流路并且具有接触于研磨垫3表面的下面的流路形成部件12；及固定于流路形成部件12上面的板部件13而构成。在板部件13的上面形成有液体流入口15与液体流出口16。
图6(b)是表示流路形成部件12的俯视图。如图6(b)所示，在流路形成部件12的内部形成有水平方向延伸而左侧端部向上方弯曲的多个隔墙14。多个隔墙14的水平部的端部或弯曲部的上端部连接于外框。通过这些隔墙14形成多重弯曲的一条曲折流路。图6(b)中，表示为温水IN的部分与液体流入口15连通，液体(温水)可从该部分流入，表示为温水OUT的部分与液体流出口16连通，液体(温水)可从该部分流出。
图6(c)是表示使用如图6(a)与图6(b)所示构成的垫接触部件11时的加热区域的图。如图6(c)所示，使用垫接触部件11情况下，加热区域为研磨垫3上的同心圆的区域A3。即，通过使用本发明的垫接触部件11，研磨垫3的外周部侧不致被加热。图6(c)中，垫接触部件11与研磨对象的基板(晶片)W是以大概夹着研磨垫3的中心(O)的方式配置。
图7是比较使用图4(a)与图4(b)所示的改良型的垫接触部件111时的热分析结果的垫温度分布、与使用图6(a)与图6(b)所示的本发明的垫接触部件11时的热分析结果的垫温度分布图，且是表示研磨垫的径向位置(mm)与研磨垫上的水膜温度(℃)的关系图。
图7中，现行密封表示使用图5中说明的密封滑件(3.5)的情况，变形六边表示使用图6(a)与图6(b)所示的本发明的垫接触部件11的情况。
从图7可知，使用密封滑件(3.5)的现行密封情况下，在研磨垫的径向位置约150mm以内研磨垫的水膜温度平稳地上升，至径向位置约200mm时大致保持一定温度，当径向位置比200mm大时，温度逐渐下降。另外，使用本发明的垫接触部件11的变形六边情况下，从径向位置约50mm起温度开始上升，在150mm附近表示最大温度，其后温度逐渐减少，超过250mm时形成一定温度。在径向位置从约75mm至200mm的范围，变形六边的情况下，研磨垫的水膜温度比现行密封的情况高。如此，改变垫接触部件形状的效果显著表示在研磨垫的水膜温度中。
图8(a)至图8(e)是表示使图6(a)与图6(b)所示的本发明的垫接触部件11在研磨垫3上于径向移动时的评估结果图。图8(a)至图8(e)中，无Ref滑件是无垫接触部件时的评估结果，且新型0mm、新型50mm、新型100mm是使本发明的垫接触部件11在研磨垫3上的径向如图9所示地设置时的评估结果。图9中，符号C1,C2,C3是从研磨垫3的中心(O)起以不同半径(R)描绘的同心圆，C1时的半径R是190mm，C2时的半径R是240mm，C3时的半径R是290mm。同心圆C1是通过研磨对象的基板W中心的同心圆。
新型0mm是以垫接触部件11下边11b的中央与同心圆C1一致的方式配置垫接触部件11的情况。新型50mm是以垫接触部件11下边11b的中央，与从同心圆C1移动至50mm程度的径向外侧的同心圆C2一致的方式配置垫接触部件11的情况。新型100mm是以垫接触部件11下边11b的中央，与从同心圆C1移动至100mm程度的径向外侧的同心圆C3一致的方式配置垫接触部件11的情况。
图8(a)是表示基板的径向位置与研磨率的关系图形。
从图8(a)可知，与不使用垫接触部件的无Ref滑件的情况比较，使用垫接触部件的新型0mm、新型50mm、新型100mm的情况，其研磨率均高。基板的径向位置在±140mm附近，即在基板边缘部的研磨率，因为无Ref滑件的情况与新型0mm、新型50mm、新型100mm的情况表示同样的分布形状，所以表示垫接触部件对基板的研磨轮廓的影响小。另外，在基板的中央部，由于新型0mm的研磨率最高，其次为新型50mm，而新型100mm最低，因此可知垫接触部件的设置位置会影响基板中央部的研磨轮廓。此时，新型50mm的研磨率分布最接近无Ref滑件的情况，且基板的研磨轮廓也更为平坦。
图8(b)、图8(c)、图8(d)表示在基板开始研磨后经过50秒的时刻，研磨垫的径向位置与研磨垫的温度比的关系。图8(b)表示无垫接触部件的情况(Ref)与新型0mm的情况，图8(c)表示无垫接触部件的情况(Ref)与新型50mm的情况，图8(d)表示无垫接触部件的情况(Ref)与新型100mm的情况。研磨垫的温度比是将使用新型0mm时在研磨垫温度测量部位中最接近中心的点的温度作为1个基准。测量温度的研磨垫的径向位置对应于基板接触的范围。
从图8(b)至图8(d)可知，使用垫接触部件的情况的研磨垫温度比未使用垫接触部件的情况高，温度上升的位置沿着垫接触部件设置位置的移动而变化，不过可知任何情况下，当研磨垫的径向位置超过230mm时，温度比都为1以下，且温度随着接近外周部而下降。新型0mm、新型50mm、新型100mm中，图8(b)所示的新型50mm的研磨垫的温度比分布最接近无垫接触部件时(Ref)的分布。
图8(e)表示在基板(晶片)中心接触的部分研磨垫的温度随时间的变化。新型0mm,50mm,100mm情况下的温度变化，表示虽然有少许差异但是如重迭般相同变化，并表示与Ref时的温度变化同样的变化。
如图8(b),(c),(d)所示，通过垫接触部件11加热的研磨垫3的表面温度依研磨垫3的半径位置而异。如图9中的说明，研磨对象的基板W中心位于同心圆C1上。保持基板W的顶环1因为在研磨中是滞留于图1所示的位置，所以基板W的中心始终位于同心圆C1上。研磨对象的基板W因为通过顶环1的旋转而绕基板中心旋转，所以每个瞬间在从基板中心离开的位置的基板上某一点接触研磨垫3上的点不同。即，基板上的某一点于每个瞬间与研磨垫3上不同半径位置的某一点接触。因为研磨垫3的表面温度依研磨垫3的半径位置而异，所以基板上的各点通过基板的旋转而时时刻刻接触不同温度，即接受所谓温度历程。
图10(a)、图10(b)与图10(c)是表示温度历程的概念图。
图10(a)是表示研磨垫3、基板(晶片)W与垫接触部件11的立体图。如图10(a)所示，研磨垫3绕本身中心O1旋转，滑动接触于研磨垫3的基板W绕本身中心O2旋转。在研磨垫3上，绕中心O1描绘4个同心圆C1,C2,C3,C4。因为研磨垫3表面通过垫接触部件11加热，所以如图10(a)的上部图形所示，研磨垫3的表面温度依研磨垫3上的半径位置而异。基板W接触于研磨垫3表面的面的被研磨面上各点，在基板W旋转1次中，与表面温度各个不同的研磨垫3上的半径位置各点接触。
将从基板W中心O2的半径R作为变量(直径300mm的基板时，R＝0～150mm)，可将基板的旋转角度(0°～360°)与在基板上半径R位置的某一点接触的研磨垫3上时时刻刻变化的点上的表面温度的关系是定义为温度历程，该温度历程于横轴取基板的旋转角度(0°～360°)，于纵轴取基板上某一点接触的研磨垫3上时时刻刻变化的点的表面温度(以下也适宜称为研磨垫3的表面温度)时，可表示如图10(b)。即，因为基板上半径R＝0的点如图10(a)所示，始终位于研磨垫3上的同心圆C2上，所以即使基板的旋转角度变化，研磨垫3的表面温度不致变化。因此如图10(b)所示，基板的旋转角度与研磨垫3的表面温度的关系是可以平行于横轴的直线来表示。随着R变大，基板的旋转角度与研磨垫3的表面温度的关系是形成有山谷的波形，且波形的振幅也变大。图标的例表示有R＝0,R＝5mm,R＝150mm的3条线。
图10(b)是就R＝0,R＝5mm,R＝150mm时基板上的位置，表示对基板旋转角度的温度历程，而图10(c)表示在旋转角度0°～360°的范围乘上在基板上半径位置R的温度历程的数据。即，图10(b)中，求出各线与横轴之间的面积时，就基板的半径R为0mm,5mm,150mm时可求出温度的累计值。基板的半径R(基板上的半径位置)与各半径R中求出的累计值的关系，可作为基板旋转1次中的温度历程积分值来定义，该温度历程积分值可表示如图10(c)。图10(c)是表示基板中心的温度历程积分值最大，随着基板上的半径位置向基板外周侧而温度历程积分值变小的例。此处是表现为温度历程积分值，不过也可不用温度，若可采用基板从研磨垫接受的热量时，也可表现为热量累计值。
如此算出基板从研磨垫接受的热量，并在基板的每个径向位置从算出的热量算出随着基板旋转产生的热量累计值，而获得在基板径向的热量累计值轮廓。对调整研磨垫的表面温度的每个区域制成热量累计值轮廓而储存，并与成为基准的不使用垫接触部件时的热量累计值轮廓比较，从储存了最接近成为基准的热量累计值轮廓的轮廓的热量累计值轮廓选择，并依据选出的热量累计值轮廓决定调整研磨垫的表面温度的区域。
图11(a)、图11(b)与图11(c)是分别表示使图6(a)与图6(b)所示的本发明的垫接触部件11在研磨垫3上于径向移动时的研磨率的评估结果(图11(a))、温度历程积分值的评估结果(图11(b))、标准化的温度历程积分值的评估结果(图11(c))的图。以下，在顶环1的转数及研磨台2的转数与求出图10(c)的温度历程积分值时同一条件下进行温度历程积分值的评估。
图11(a)、图11(b)与图11(c)中，无Ref滑件、新型0mm、新型50mm、新型100mm分别如在图9中的说明。此外，图11(a)是与图8(a)同样的图形。
从图11(a)可知，在基板的中央部，由于新型0mm,50mm,100mm之间的研磨率有变动，因此表示基板的研磨轮廓与基板的温度有相关连的关系。新型50mm的情况为最接近无Ref滑件情况的分布，且基板的研磨轮廓也更平坦。另外，从研磨率的观点考虑时，基板中央部于新型0mm的情况最高。
图11(b)表示在基板径向位置的温度历程积分值。从图11(b)可知，在接近基板中心的部分，新型0mm时的温度历程积分值高，在半径R为约50～80mm的范围，新型50mm时的温度历程积分值高，在半径R为约80mm以上的范围，新型100mm时的温度历程积分值高。图11(c)将图11(b)的数据标准化。
从图11(c)所示的标准化后的数据可知，使用新型50mm的情况可最近似无Ref滑件的情况。从提高研磨率的观点，由于使用基板中央部的温度高的新型0mm时特别高，因此垫接触部件的设置位置只须考虑确保在新型0mm，且使基板径向外方的温度进一步上升即可。
图12(a)与图12(b)是表示对本发明一种实施方式的图6(a)与图6(b)所示的垫接触部件11、与本发明其它实施方式的垫接触部件11进行对比的图。图12(a)是表示图6(a)与图6(b)所示的垫接触部件11、研磨垫3及研磨对象的基板(晶片)W的俯视图，图12(b)是表示本发明其它实施方式的垫接触部件11、研磨垫3及研磨对象的基板(晶片)W的俯视图。
图12(a)所示的垫接触部件11是大概梯形状的平面形状，图12(b)所示的垫接触部件11是形成大概六边形状的平面形状。即，图12(b)所示的垫接触部件11具有上边11a、下边11b及两侧边11s,11s。两侧边11s,11s具有：从上边11a的两端对上边11a大概正交而延伸于研磨垫3的外周侧的第一侧边11s1,11s1；及从该第一侧边11s1,11s1的端部弯曲于内侧的第二侧边11s2,11s2。因此，垫接触部件11具有大概六边形状的平面形状。另外，因为上边11a与图11(a)所示部件同样地形成左右端部侧对中央部倾斜的边11al,11ar，所以应称为变形八角形。
从图12(a)及图12(b)可知，图12(b)所示的垫接触部件11是形成在图12(a)所示的垫接触部件11中附加被第一侧边11s1,11s1与连结该左右第一侧边11s1,11s1的直线包围的矩形状部分的形状。即，图12(b)所示的垫接触部件11为了也可将研磨垫3的外周部加热，而扩大垫接触部件11的加热面积。
图13(a)、图13(b)与图13(c)是表示形成于图12(b)所示的垫接触部件11内部的流路构成立体图。
图13(a)所示的垫接触部件11中，设于内部的多个隔墙14延伸于横方向，各隔墙14的一端部连接于外框，形成通过这些隔墙14多重弯曲的一条曲折流路。液体从流入口(IN)流入，并流过曲折流路而从流出口(OUT)流出。
图13(b)所示的垫接触部件11中，设于内部的多个隔墙14延伸于纵方向，各隔墙14的一端部连接于外框，而形成通过这些隔墙14也多重弯曲的一条曲折流路。液体从流入口(IN)流入，并流过曲折流路而从流出口(OUT)流出。
图13(c)所示的垫接触部件11中，内部设有延伸于横方向的第一隔墙14A，第一隔墙14A的两端连接于外框。即，垫接触部件11的内部通过第一隔墙14A而隔开上下2个空间(区域)。而后，上下空间中分别设置延伸于纵方向的多个第二隔墙14B，各第二隔墙14B的一端部连接于外框或第一隔墙14A。因此，在上下空间分别形成有通过多个第二隔墙14B也多重弯曲的一条曲折流路。液体从形成于上下空间的2个流入口(IN)流入，并流过并联的2个曲折流路而从2个流出口(OUT)流出。
图14(a)是在图11(b)所示的温度历程积分值的评估结果中，追加使用图12(b)所示的本发明其它实施方式的垫接触部件11时的温度历程积分值的评估结果的图。图14(a)中，新型0mm+100mm是预料通过图12(b)所示的垫接触部件11而获得的温度历程积分值。图12(b)所示的垫接触部件11因为可考虑为与组合图9所示的新型0mm与新型100mm近似，所以在图14(a)中，表示新型0mm+100mm作为预料温度历程。
图14(b)将图14(a)的数据标准化。从图14(b)所示的标准化的数据可知，使用新型0mm+100mm时标准化的温度历程积分值的轮廓也与新型50mm的情况同样地，可近似于无Ref滑件时标准化的温度历程积分值的轮廓。
其次，参照图15(a)、图15(b)与图15(c)说明使用图13所示的本发明其它实施方式中的垫接触部件11，变更供给至垫接触部件11的液体(温水)流量，而将研磨垫3表面加热的温度评估结果。
垫接触部件11是以垫接触部件11的下边11b的中央与研磨垫的圆(半径：290mm)一致的方式配置。
图15(a)表示使用各种垫接触部件时基板径向位置与基板表面接受的温度历程积分值的关系。
本发明其它实施方式的垫接触部件11中，将使用图13(a)所示的垫接触部件的情况称为横流，将使用图13(b)所示的垫接触部件的情况称为纵流，并将使用图13(c)所示的垫接触部件的情况分成3种，而分别称为仅中心、仅边缘、及两方。仅中心，是指通过第一隔墙14A隔开的空间中，仅形成于研磨垫中央侧的空间的流路有温水流过的情况；仅边缘，是指通过第一隔墙14A隔开的空间中，仅形成于研磨垫外周侧的空间的流路有温水流过的情况。两方，是指通过第一隔墙14A隔开的空间两方有温水流过的情况。此外，虽然表示有新型0mm的情况，不过新型0mm是将图6中说明的形状的垫接触部件设置于图8所说明的位置的情况。任何情况流入垫接触部件的温水流量都为5.0公升/分钟。
从图15(a)可知，通过改变供给温水的区域，可控制温度历程积分值。此外，通过改变温水流量也应可细微控制温度历程积分值。图15(a)所示的资料是未研磨时的资料，不过即使已研磨时，通过改变供给温水的区域，仍可控制温度历程积分值，结果也应可控制研磨轮廓。
图15(b)表示两方、仅中心、仅边缘情况在研磨垫径向位置的研磨垫的温度。从图15(b)可知，仅边缘情况下，在研磨垫径向位置约150mm附近起，研磨垫的温度开始上升，在约250mm附近发现温度上升的顶点。仅中心的情况，研磨垫径向位置约为80mm时，研磨垫的温度开始上升，从约150mm附近到达最大温度，研磨垫径向位置约200mm时开始下降。两方的情况，为合并仅中心的情况与仅边缘情况的特征的曲线，且研磨垫的一定高温状态长期持续。
图15(c)表示两方、横流、纵流时在研磨垫径向位置的研磨垫的温度。从图15(c)可知，任何情况下，研磨垫的温度都形成相同的温度变化曲线，不过研磨垫径向位置在170mm以上的范围，两方的情况的研磨垫温度比横流、纵流的情况稍高。横流、纵流的情况是对整个垫接触部件供给温水，不过通过变更垫接触部件的设置位置，可调节研磨垫的温度。
图15所示的结果，由于任何情况下温水的流量都为5公升/分钟，因此，通过在通过第一隔墙14A而隔开的2个空间分别流入不同流量的温水，可调节研磨垫的温度。此外，通过改变流动液体的温度也可调节研磨垫的温度。
上述实施方式中，通过将垫接触部件11的形状形成变形六边形(图6(a)与图6(b))或变形八角形(图13(a)、图13(b)与图13(c))，并变更液体(温水)的流路，而近似在无垫接触部件的情况的研磨垫的径向温度分布。但是，理想的研磨垫径向温度分布依研磨程序而异。因而，最好使图6(a)与图6(b)或图13(a)与图13(b)、(c)所示的垫接触部件11可在研磨垫的径向移动，而可控制研磨垫的径向温度分布。
图16是表示具备使垫接触部件11在研磨垫的径向移动的机构的垫温度调整机构5的立体图。如图16所示，支承垫接触部件11的支臂54如箭头所示，可以手动在研磨垫3的径向来回移动。由此，适宜选择通过垫接触部件11将研磨垫3加热的研磨垫3径向的区域，可控制研磨垫的径向温度分布。
图17是表示具备在研磨垫的径向来回移动的自动机构的垫温度调整机构5的立体图。如图17所示，支承垫接触部件11的支臂54通过电动机55可在研磨垫3的径向来回移动。电动机55通过电动机控制器56可控制其驱动。此外，在研磨垫3的上方配置有多个热成像仪或红外线辐射温度计57，可测量研磨垫3的表面温度分布。电动机控制器56及红外线辐射温度计57连接于主控制器58。通过图17所示的构成，将红外线辐射温度计57的测量结果输入主控制器58，通过主控制器58控制电动机控制器56，反馈研磨垫3的表面温度分布测量结果，可使垫接触部件11移动而成为希望的研磨垫的径向温度分布。
图18是表示将垫接触部件11在研磨垫3的径向隔开多个，并区分成研磨垫3径向的内侧区域与外侧区域，可个别供给液体(温水)，而在每个区域控制研磨垫3的径向温度的样态图。图18所示的垫接触部件11的具体形态与图13所示部件相同。如图18所示，垫接触部件11具备：位于研磨垫3的径向内侧的垫接触部11A、及位于研磨垫3的径向外侧的垫接触部11B。垫接触部11A,11B中可个别地供给液体(温水)。即，在垫接触部11A,11B中从液体供给槽31经由供给管线32A,32B可个别地供给液体(温水)。在供给管线32A,32B中分别设置有比例控制阀61A,61B，通过比例控制阀61A,61B可个别地控制供给至垫接触部11A,11B的液体(温水)流量。在研磨垫3的上方设置有多个热成像仪或红外线辐射温度计57，可测量研磨垫3的表面温度分布。红外线辐射温度计57及比例控制阀61A,61B连接于温度控制器62。通过图18所示的构成，可对位于研磨垫3的径向内侧的垫接触部11A与位于研磨垫3的径向外侧的垫接触部11B个别地供给流量被控制的液体(温水)，而可在每个区域(Area)控制研磨垫3的径向温度。图18中，是将垫接触部件11隔开成研磨垫3径向的内侧区域与外侧区域的2个区域，不过也可在径向隔开3个区域以上。如图18所示，也可在供给管线32A,32B中供给冷水。图18是表示改变温水与冷水的混合比的比例控制阀61A,61B，不过如图2所示，也可构成以切换阀切换温水、冷水，且以流量调整阀调整流量的切换系统。
图19是表示以加热器内藏的陶瓷加热器构成垫接触部件11，通过在研磨垫3的径向配置多个垫接触部件11，而在每个区域(Area)控制研磨垫3的径向温度的样态图。如图19所示，将由陶瓷加热器构成的多个垫接触部件11并列配置于研磨垫3的径向。在各垫接触部件11中从电源装置63供给电力。在研磨垫3的上方设置有多个热成像仪或红外线辐射温度计57，可测量研磨垫3的表面温度分布。红外线辐射温度计57及电源装置63,63连接于温度控制器62。通过图19所示的构成，将红外线辐射温度计57的测量结果输入温度控制器62，通过温度控制器62控制电源装置63,63，反馈研磨垫3的表面温度分布测量结果，可控制由陶瓷加热器构成的垫接触部件11,11，而成为希望的研磨垫的径向温度分布。
本发明的垫温度调整机构5是构成可切换温水与冷水而供给至垫接触部件11，除了将研磨垫3的表面加热的外，还可冷却研磨垫3的表面。
图20(a)是表示用于在垫接触部件11中选择性供给温水与冷水的液体供给系统图。图20(a)是简化图2所示的液体供给系统的图。如图20(a)所示，在供给管线32中设置有阀门V1，温水经由阀门V1而供给至垫接触部件11。在供给管线32中流动的温水经由阀门V2返回液体供给槽31(参照图2)，温水可循环。在冷水管线41中设置有阀门V3，冷水经由阀门V3而供给至垫接触部件11。返回管线33中设置有阀门V4，供给至垫接触部件11的温水经由阀门V4返回液体供给槽31(参照图2)。在返回管线33中流动的冷水可经由阀门V5而排出。如以上所述，阀门V1是用于供给温水的阀门，阀门V2是用于温水循环的阀门，阀门V3是用于供给冷水的阀门，阀门V4是用于温水返回的阀门，阀门V5是用于排水的阀门。
图20(b)是表示进行从供给温水切换成供给冷水及从供给冷水切换成供给温水时的各阀门的状态图。如图20(b)所示，将供给至垫接触部件11的液体从温水切换成冷水时，是将打开的阀门V1关闭，将阀门V2保持关闭而延迟(Delay)一段时间后打开，将关闭的阀门V3打开，将阀门V4保持打开而延迟(Delay)一段时间后关闭，并将阀门V5保持关闭而延迟(Delay)一段时间后打开。此外，将供给至垫接触部件11的液体从冷水切换成温水时，是将关闭的阀门V1打开，将打开的阀门V2关闭，将打开的阀门V3关闭，将阀门V4保持关闭而延迟(Delay)一段时间后打开，将阀门V5保持打开而延迟(Delay)一段时间后关闭。如此，在切换阀门V1～V5时适切保持延迟(Dealy)时间，从供给温水切换成供给冷水时，保留于垫接触部件11及配管内的温水返回调温机。从供给冷水切换成供给温水时，将保留于垫接触部件11及配管内的冷水排出，可防止调温机内的温水的温度降低。
其次，参照图21(a)与图21(b)说明为了将研磨垫3的表面温度控制在设定温度，而切换控制温水与冷水的方法图。
图21(a)是表示研磨垫3的表面温度变化的图，横轴表示时间，纵轴表示研磨垫3的表面温度，在纵轴上记载有研磨垫3表面的设定温度Ts1,Ts2。
如图21(a)所示，研磨垫3的现在温度比设定温度Ts2低时，即设定温度＞现在温度时，开始供给温水(开始步骤1)。而后，当研磨垫3的现在温度比设定温度Ts1高时，即设定温度＜现在温度时，开始供给冷水(开始步骤2)。
图21(b)是图21(a)的A部放大图。如图21(b)所示，在设定温度Ts1上设控制上限与控制下限。当研磨垫3的现在温度到达设定温度Ts1的控制上下限时输出阀门切换的信号。CMP控制器50(参照图2)通过阀门切换信号的状态来切换温水、冷水的阀门。该阀门的切换如图20(a)与图20(b)所示。
以上是说明本发明的实施方式，不过本发明不限定于上述实施方式，在其技术思想的范围内，当然可以各种不同形态来实施。

Claims (17)

1.一种研磨方法，是将基板按压在研磨台上的研磨垫上来研磨基板的研磨方法，其特征在于，具备：
研磨垫的表面温度调整工序，其是对所述研磨垫的表面温度进行调整的工序；及
研磨工序，其是在所述调整后的表面温度下将基板按压在所述研磨垫上来研磨基板的工序，
所述研磨垫的表面温度调整工序为，将在不使用垫接触部件且不调整所述研磨垫的表面温度的状态下，以获得目标的研磨轮廓的研磨条件进行研磨时的所述研磨垫的表面的径向上的温度分布作为基准，对基板接触的所述研磨垫的一部分区域的表面温度进行调整，以使在所述研磨工序中，一边使用垫接触部件调整所述研磨垫的表面温度一边以所述研磨条件研磨基板，并使温度变化率在研磨垫径向上保持一定，所述温度变化率表示自开始所述研磨工序起经过规定时间后的所述研磨垫的表面的径向上的温度相对于作为所述基准的温度分布的温度的上升程度。
2.如权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，所述研磨垫的表面温度调整工序，使用接触所述研磨垫的表面的垫接触部件，对所述研磨垫的一部分区域进行加热或冷却。
3.如权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，对所述研磨垫的每个温度测量点算出在所述研磨垫的表面的径向上的所述温度变化率。
4.如权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，在所述研磨垫的径向上定义多个区域，每个区域至少设1点所述研磨垫的温度测量点，使用在所述温度测量点所测量的测量值而制成所述研磨垫的表面的径向上的温度分布。
5.如权利要求4所述的研磨方法，其特征在于，在区域内设有多个所述温度测量点时，个别采用在多个温度测量点所测量的测量值，或是采用所述测量值的平均值。
6.如权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，将对所述研磨垫的表面温度进行调整的所述研磨垫的区域的部分设为可变，以使在所述研磨工序中，所述研磨垫的表面的径向上的所述温度变化率在研磨垫径向上保持一定。
7.如权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，以热成像仪或红外线辐射温度计进行所述研磨垫的温度测量。
8.如权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，在所述研磨垫的径向上规定多个同心圆环状的区域，对所述研磨垫表面温度进行调整的部分，是规定的多个区域中的至少1个区域。
9.一种研磨垫的温度调整区域的决定方法，其用于将基板按压在研磨台上的研磨垫上来研磨基板的研磨方法，其特征在于，具备：
第一工序，其在所述研磨垫的径向上规定多个同心圆环状的区域，从规定的多个区域中选择对表面温度进行调整的区域，将选择的区域调整成指定的温度，在基板的每个径向位置算出通过与温度调整后的所述研磨垫接触而从研磨垫接受的热量，并根据所述算出的热量算出基板的每个径向位置随着基板旋转产生的热量累计值，从而制成基板的径向上的热量累计值轮廓，对调整表面温度的每个区域制成该热量累计值轮廓并储存；
第二工序，其取得在不调整所述研磨垫的表面温度的状态下，以构成目标的研磨轮廓的研磨条件进行研磨时的所述研磨垫的表面的径向上的温度轮廓，根据该温度轮廓算出基板的每个径向位置随着基板旋转产生的热量累计值，从而算出在基板的径向上的热量累计值轮廓；及
第三工序，其从将所述第一工序所储存的所述热量累计值轮廓标准化的热量累计值轮廓中，选择与将所述第二工序所取得的热量累计值轮廓标准化的热量累计值轮廓相等或近似的轮廓；
依据在所述第三工序中所选择的轮廓，决定对所述研磨垫的表面温度进行调整的区域。
10.如权利要求9所述的研磨垫的温度调整区域的决定方法，其特征在于，对所述研磨垫的表面温度进行调整的区域为多个，该多个区域的每个区域的温度不同。
11.一种研磨方法，是将基板按压在研磨台上的研磨垫上来研磨基板的研磨方法，其特征在于，具备：
第一工序，其在所述研磨垫的径向上规定多个同心圆环状的区域，从规定的多个区域中选择对表面温度进行调整的区域，将选择的区域调整成指定的温度，在基板的每个径向位置算出通过与温度调整后的所述研磨垫接触而从研磨垫接受的热量，并根据所述算出的热量算出基板的每个径向位置随着基板旋转产生的热量累计值，从而制成基板的径向上的热量累计值轮廓，对调整表面温度的每个区域制成该热量累计值轮廓并储存；
第二工序，其取得在不调整所述研磨垫的表面温度的状态下，以构成目标的研磨轮廓的研磨条件进行研磨时的所述研磨垫的表面的径向上的温度轮廓，根据该温度轮廓算出基板的每个径向位置随着基板旋转产生的热量累计值，从而算出在基板的径向上的热量累计值轮廓；
第三工序，其从将所述第一工序所储存的所述热量累计值轮廓标准化的热量累计值轮廓中，选择与将所述第二工序所取得的热量累计值轮廓标准化的热量累计值轮廓相等或近似的轮廓；及
第四工序，其依据在所述第三工序中所选择的轮廓，决定对所述研磨垫的表面温度进行调整的区域，对所决定的研磨垫区域的表面温度进行调整，并将基板按压在所述研磨垫上从而进行研磨。
12.如权利要求11所述的研磨方法，其特征在于，对所述研磨垫的表面温度进行调整的区域为多个，该多个区域的每个区域的温度不同。
13.如权利要求11所述的研磨方法，其特征在于，在所述基板的研磨中，制成所述研磨垫的表面的径向上的温度轮廓。
14.如权利要求13所述的研磨方法，其特征在于，所述研磨垫的表面的径向上的温度轮廓，是所述研磨垫的表面的径向上的温度分布。
15.如权利要求13所述的研磨方法，其特征在于，对所述研磨垫的每个温度测量点算出在所述研磨垫的表面的径向上的温度轮廓的温度变化率。
16.如权利要求15所述的研磨方法，其特征在于，在所述基板的研磨中，对应于所述温度变化率对所述表面温度进行调整的区域是可变的。
17.如权利要求11至16中的任一项所述的研磨方法，其特征在于，以热成像仪或红外线辐射温度计进行所述研磨垫的温度测量。
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