JP2001198801A - Polishing device and polishing method - Google Patents

Polishing device and polishing method

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JP2001198801A
JP2001198801A JP2000012931A JP2000012931A JP2001198801A JP 2001198801 A JP2001198801 A JP 2001198801A JP 2000012931 A JP2000012931 A JP 2000012931A JP 2000012931 A JP2000012931 A JP 2000012931A JP 2001198801 A JP2001198801 A JP 2001198801A
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polishing
work
fluid
temperature
polishing pad
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Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Kawa
友宏 側
Keinosuke Kaneshima
敬之介 金島
Katsuki Shingu
克喜 新宮
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing device and a polishing method suitable for flattening the surface of the work to be processed at a controlled temperature by a chemical and mechanical polishing(CMP) method. SOLUTION: A fluid pressure in a first passage 13 to supply the fluid 11 to a space 14 is kept bigger than a fluid pressure in a second passage 15 to discharge the fluid from the space 14 by using a polishing tool 100 having the space 14 formed so as to make contact with a polishing pad 1 through an elastic body 2 in a polishing pad holder 5. The flow of the fluid is produced in the space 14 and the fluid pressure in the space 14 is practically kept at a designated value by supplying the fluid to the space 14 and discharging it from the space 14. The polishing pad 1 is pressed onto a work by transmitting the fluid pressure in the space 14 to the polishing pad 1 through the elastic body 2, and the polishing pad 1 is moved relatively to the work while controlling the temperature of the fluid supplied to the space 14, in order to grind the work.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ワーク(被加工
物)の被加工面を研磨により平坦化するのに適した研磨
装置および研磨方法に関し、特に半導体基板に配線を形
成する工程において、配線形成面または配線の上に形成
した絶縁材料層を、制御された温度にて化学的機械研磨
法により平坦化するのに適した研磨装置および研磨方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing apparatus and a polishing method suitable for flattening a work surface of a work (workpiece) by polishing, and more particularly to a polishing method for forming a wiring on a semiconductor substrate. The present invention relates to a polishing apparatus and a polishing method suitable for flattening an insulating material layer formed on a formation surface or a wiring by a chemical mechanical polishing method at a controlled temperature.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ワークの被加工面を研磨により平
坦化する加工方法は、多種多様な分野において適用され
ている。その一例として、半導体ウェハの配線工程にお
ける平坦化加工を挙げることができる。
2. Description of the Related Art In recent years, processing methods for flattening a work surface of a work by polishing have been applied in various fields. As an example, a flattening process in a wiring process of a semiconductor wafer can be cited.

【0003】半導体ウェハの配線工程は、例えば、次の
ように実施される。すなわち、半導体ウェハに、例えば
Al、W、Cu等の導電材料から成る配線を形成した
後、SiO2等の絶縁材料を積層した場合にあっては、
絶縁材料を研磨して平坦化させることが、多層配線プロ
セスのフォトリソグラフィー工程における焦点深度を確
保するために必要である。また、半導体基板に溝部を設
け、この溝部の中に導電材料が埋め込まれるように導電
性材料の膜を形成した後、隣接する溝部内の導電性材料
の絶縁を確保するために、溝部内にある導電性材料の頂
面と基板の頂面とが面一となるように平坦化させる必要
がある。
The wiring process of a semiconductor wafer is performed, for example, as follows. That is, when a wiring made of a conductive material such as Al, W, and Cu is formed on a semiconductor wafer, and then an insulating material such as SiO 2 is laminated,
Polishing and planarization of an insulating material is necessary to secure a depth of focus in a photolithography step of a multilayer wiring process. Also, a groove is provided in the semiconductor substrate, a film of a conductive material is formed so that the conductive material is embedded in the groove, and then, in order to ensure insulation of the conductive material in an adjacent groove, the groove is formed in the groove. It is necessary to planarize so that the top surface of a certain conductive material is flush with the top surface of the substrate.

【0004】上記のような平坦化加工を実施するに際し
ては、化学的機械研磨(Chemical Mechanical Polishin
g;CMPと略す場合がある)法が採用される場合が多
い。CMP法は、研磨液が被加工面でワークと化学反応
することを利用して実施する研磨である。従って、均一
な研磨レートにて、良好な加工精度が達成されるように
研磨を実施するためには、研磨液とワークとの化学反応
を安定的に進行させる必要がある。
[0004] When the above-mentioned flattening process is performed, chemical mechanical polishing (Chemical Mechanical Polishing) is performed.
g; sometimes abbreviated as CMP). The CMP method is polishing performed by utilizing the fact that a polishing liquid chemically reacts with a work on a surface to be processed. Therefore, in order to perform polishing at a uniform polishing rate so as to achieve good processing accuracy, it is necessary to stably advance a chemical reaction between the polishing liquid and the work.

【0005】なお、加工精度とは、目的とする加工量
(研磨においては一般に除去されたワークの厚さで表さ
れる)に対する実際の加工量の均一さの度合いに相当
し、一般には、研磨後のワークにおいて最も厚さが大き
い箇所と最も厚さの小さい箇所の厚さの差で表すことが
できる。したがって、目的とする加工量が同じである場
合には、厚さの差が大きいほど加工精度が悪いことにな
る。
The processing accuracy corresponds to the degree of uniformity of an actual processing amount with respect to a target processing amount (generally represented by the thickness of a removed workpiece in polishing). It can be represented by a difference in thickness between a portion having the largest thickness and a portion having the smallest thickness in a later work. Therefore, when the target processing amount is the same, the processing accuracy becomes worse as the thickness difference increases.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】研磨液とワークとの化
学反応に影響を及ぼすファクターの1つとして温度があ
る。例えば、被加工面における研磨液、ワークおよび研
磨パッドの温度が低すぎると、反応が円滑に進行せず、
研磨(加工)レートが低下する場合がある。一方、研磨
時に発生する摩擦熱によって研磨液の温度が高くなる
と、研磨液の気化に起因して研磨液に含まれる砥粒(例
えばシリカ、アルミナ)が凝集し、凝集した砥粒によっ
て被加工面にスクラッチが生じるおそれがある。この凝
集は研磨液の温度が80℃以上になると顕著に認められ
る。このように、CMP法においては、被加工面付近の
研磨液、ワークおよび研磨パッドの温度は、研磨効率の
みならず研磨後のワークの品質にも影響を及ぼす。
One of the factors affecting the chemical reaction between the polishing liquid and the workpiece is temperature. For example, if the temperature of the polishing liquid on the surface to be processed, the work and the polishing pad are too low, the reaction does not proceed smoothly,
The polishing (processing) rate may decrease. On the other hand, when the temperature of the polishing liquid increases due to frictional heat generated during polishing, abrasive grains (eg, silica and alumina) contained in the polishing liquid aggregate due to vaporization of the polishing liquid, and the aggregated abrasive grains cause the surface to be processed. Scratches may occur. This aggregation is remarkably recognized when the temperature of the polishing liquid is 80 ° C. or higher. As described above, in the CMP method, the temperature of the polishing liquid, the work and the polishing pad near the surface to be processed affects not only the polishing efficiency but also the quality of the work after polishing.

【0007】更に、研磨パッドの研磨面が高温に曝され
ると、その寿命が短くなることが判っている。例えば、
研磨パッドが発泡ポリウレタン製である場合には、その
温度が70℃を超えると、変質が開始し、表層において
気泡の目つぶれが生じる。そのような研磨パッドによっ
ては、もはや研磨を進行させることが難しくなり、取り
替えを余儀なくされる場合が多い。同様に、ワークの周
囲に設けられるPOM(ポリオキシメチレン)製のリテ
ーナリングも高温下では変形または劣化しやすい。
Further, it has been found that when the polishing surface of the polishing pad is exposed to high temperatures, its life is shortened. For example,
In the case where the polishing pad is made of foamed polyurethane, if the temperature exceeds 70 ° C., deterioration starts, and air bubbles are crushed in the surface layer. Depending on such a polishing pad, it is difficult to proceed with polishing, and replacement is often required. Similarly, a retainer ring made of POM (polyoxymethylene) provided around the work is easily deformed or deteriorated at a high temperature.

【0008】従って、被加工面付近の研磨液、ワークお
よび研磨パッドの温度を制御できれば、研磨(化学反
応)を最適条件下で進行させること、研磨後のワークの
品質を向上させること、および研磨装置の研磨パッドお
よびリテーナリングを長期間使用することが可能になる
と考えられる。そこで、CMP法による研磨を、何らか
の温度制御を伴って実施することが試みられてきた。
Therefore, if the temperature of the polishing liquid, the work and the polishing pad near the surface to be processed can be controlled, the polishing (chemical reaction) can proceed under optimum conditions, the quality of the work after polishing can be improved, and the polishing can be performed. It is believed that the polishing pad and retainer ring of the device can be used for an extended period of time. Therefore, it has been attempted to perform polishing by the CMP method with some kind of temperature control.

【0009】例えば、特開平9−55361号公報にお
いては、研磨中の半導体ウェハ表面の温度をその半導体
ウェハの面内において均一になるように制御するべく、
半導体基板保持機構に複数の温度調節素子を備えた半導
体製造装置が開示されている。同様に特開平8−216
023号公報および特開平8−25214号公報におい
てもワークの温度を制御することが開示されている。ま
た、特開平7−221054号公報においては摺接面に
おける研磨布の温度上昇を定盤の加熱によって行うこと
が、特開平8−243915号公報においては研磨液の
温度を制御することが記載されている。
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-55361, in order to control the temperature of the surface of a semiconductor wafer during polishing so as to be uniform in the surface of the semiconductor wafer,
A semiconductor manufacturing apparatus in which a semiconductor substrate holding mechanism includes a plurality of temperature control elements is disclosed. Similarly, JP-A-8-216
No. 023 and JP-A-8-25214 also disclose controlling the temperature of the work. Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-221054 describes that the temperature of the polishing pad on the sliding contact surface is raised by heating the surface plate, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-243915 describes that the temperature of the polishing liquid is controlled. ing.

【0010】これらはいずれも、定盤に取り付けた研磨
布または研磨パッドに半導体ウェハ等のワークを押し付
け、研磨布または研磨パッドをワークに対して相対的に
移動させることにより研磨を実施する研磨装置または研
磨方法に関するものである。そのような研磨装置等にお
いて使用される研磨布または研磨パッドは、一般にその
直径が600mmよりも大きい。このように大きな研磨布
を、定盤との間に気泡を生じさせることなく、また、研
磨布等に皺を生じさせることなく定盤に貼付することは
難しい。即ち、定盤の直径が大きいほど、研磨布等の貼
付作業には熟練度が要求され、このことは研磨工程全体
の効率を低下させる一因となっていた。
[0010] In any of these, a polishing apparatus for performing polishing by pressing a work such as a semiconductor wafer against a polishing cloth or a polishing pad attached to a surface plate and moving the polishing cloth or the polishing pad relative to the work. Or, it relates to a polishing method. The polishing cloth or polishing pad used in such a polishing apparatus or the like generally has a diameter larger than 600 mm. It is difficult to attach such a large polishing cloth to the surface plate without causing air bubbles between the surface and the surface plate and without causing wrinkles on the polishing cloth or the like. That is, as the diameter of the platen is larger, the skill of attaching the polishing cloth or the like is required to be more skilled, and this has been one factor that lowers the efficiency of the entire polishing process.

【0011】また、半導体ウェハは一般に、シリコン基
板上に多数の材料が積層されることに起因して、その表
面に周期が数cm、振幅が数μmのうねりが存在するが、
半導体ウェハの研磨に際しては、このうねりに起因する
起伏はそのままにして、被加工面に存在する微細な凹凸
部だけを研磨により平坦化させる必要がある。そのため
には、研磨パッドを当該うねりに追随させるようにして
研磨を実施することが望ましい。
In general, a semiconductor wafer has undulations having a period of several cm and an amplitude of several μm on its surface due to a large number of materials stacked on a silicon substrate.
When polishing a semiconductor wafer, it is necessary to flatten only fine irregularities existing on the surface to be processed by polishing while leaving the undulations caused by the undulations as they are. For that purpose, it is desirable to carry out polishing so that the polishing pad follows the undulation.

【0012】そこで、本出願人は、研磨パッドの貼付作
業が容易であり、かつワークのうねりに対する研磨パッ
ドの追随性を向上させた研磨装置を特開平7−2017
88号公報において提案している。当該装置の模式的断
面図を図4に示す。当該装置においては、研磨パッド
(401)は弾性体(402)に貼付され、研磨工具内には加
圧した流体を収容できる空間(403)が形成されてい
る。流体の圧力は弾性体(402)を介して研磨パッド(4
01)に伝達されて、それにより研磨パッド(401)はワ
ーク(404)のうねりに追随するように押し付けられ
る。その結果、ワーク(404)の被加工面を均一な研磨
レートで研磨することが可能となる。研磨は、研磨パッ
ド(401)がワーク(404)に押し付けられた状態で、研
磨パッド(401)およびワーク(404)をそれぞれ回転さ
せることによって行う。当該装置によれば直径300mm
程度の小径の研磨パッドを使用できる。
The present applicant has disclosed a polishing apparatus in which the operation of attaching a polishing pad is easy, and the polishing pad has improved followability of undulation of a work, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-2017.
No. 88 proposes this. FIG. 4 shows a schematic sectional view of the device. In the apparatus, the polishing pad (401) is attached to the elastic body (402), and a space (403) capable of storing a pressurized fluid is formed in the polishing tool. The fluid pressure is applied to the polishing pad (4) through the elastic body (402).
01), whereby the polishing pad (401) is pressed to follow the undulation of the work (404). As a result, the work surface of the work (404) can be polished at a uniform polishing rate. Polishing is performed by rotating the polishing pad (401) and the work (404) while the polishing pad (401) is pressed against the work (404). According to the device, the diameter is 300mm
A polishing pad of a small diameter can be used.

【0013】本発明は、小径の研磨パッドを用い、加圧
した流体によって研磨パッドをワークに押し付け、研磨
パッドをワークに対して相対的に移動させることにより
ワークを研磨する上記の装置および方法において、被加
工面付近の研磨パッドおよび/またはワークが所定温度
となるように制御することを課題とするものである。
The present invention relates to the above apparatus and method for polishing a work by using a small-diameter polishing pad, pressing the polishing pad against the work with a pressurized fluid, and moving the polishing pad relative to the work. It is another object of the present invention to control a polishing pad and / or a work near a surface to be processed to a predetermined temperature.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、研磨パッドの温度を制御するシステムを
備えて成る研磨装置であって、当該システムが、 1)研磨パッド、研磨パッドの研磨面とは反対側の面に
貼付された弾性体、および研磨パッドホルダーを含み、
研磨パッドホルダーは研磨パッドの研磨面に対して垂直
に延在する軸部を有しており、研磨パッドホルダー内に
は弾性体を介して研磨パッドに接するように空間が形成
されている研磨工具; 2)前記空間に流体を供給する第1経路であって、一部
が研磨パッドホルダーの軸部を貫通している第1経路; 3)前記空間から流体を排出する第2経路であって、一
部が研磨パッドホルダーの軸部を貫通している第2経
路; 4)前記空間に供給される流体の温度を制御する手段;
ならびに 5)前記空間内の流体の圧力を制御する手段を含んで成
ることを特徴とする第1の研磨装置を提供する。
According to the present invention, there is provided a polishing apparatus comprising a system for controlling a temperature of a polishing pad, the system comprising: 1) a polishing pad; Including an elastic body attached to the surface opposite to the polishing surface, and a polishing pad holder,
The polishing pad holder has a shaft portion extending perpendicular to the polishing surface of the polishing pad, and a polishing tool in which a space is formed in the polishing pad holder so as to contact the polishing pad via an elastic body. 2) a first path for supplying a fluid to the space, a first path partially passing through a shaft of a polishing pad holder; 3) a second path for discharging a fluid from the space. A second path partially passing through the shaft of the polishing pad holder; 4) means for controlling the temperature of the fluid supplied to the space;
And 5) A first polishing apparatus comprising means for controlling the pressure of the fluid in the space.

【0015】第1の研磨装置は、研磨工具の研磨パッド
ホルダー内に弾性体を介して研磨パッドに接するように
形成された空間(この空間を「研磨パッドホルダー内の
空間」または単に「空間」とも呼ぶ)内の流体の圧力を
制御しつつ、流体が、第1経路を介して実質的に連続し
て空間に供給され、そして第2経路を介して空間から排
出されるようにすることで、空間内で流体の流れを発生
させ、それにより流体と研磨パッドとの間で熱交換が連
続的に行われることを可能にしている。従って、研磨
中、流体の温度を制御し、制御された温度の流体を空間
内へ供給すれば、流体との熱交換によって研磨パッドを
所定の温度に制御することが可能となり、ひいては研磨
時の被加工面付近の温度を制御することが可能となる。
なお、本明細書において「流体」とは、流動性を有する
気体および液体を意味する。
The first polishing apparatus includes a space formed in the polishing pad holder of the polishing tool so as to be in contact with the polishing pad via an elastic body (this space is referred to as a “space in the polishing pad holder” or simply a “space”). (Also referred to as), while the fluid is supplied to the space substantially continuously via the first path and discharged from the space via the second path. Generates a flow of fluid in the space, thereby allowing a continuous heat exchange between the fluid and the polishing pad. Therefore, during the polishing, if the temperature of the fluid is controlled and the fluid at the controlled temperature is supplied into the space, the polishing pad can be controlled to a predetermined temperature by heat exchange with the fluid, and as a result, during polishing, It is possible to control the temperature near the surface to be processed.
In this specification, “fluid” means a gas or a liquid having fluidity.

【0016】空間内における流体の流れは、具体的に
は、流体を第1経路を経由させて空間に供給し、前記空
間から第2経路を介して流体を排出させることによって
生じ得る。このとき、第2経路における流体の圧力は第
1経路における流体の圧力よりも小さい。従って、空間
内の流体の圧力は、第1経路における流体の圧力と第2
経路における流体の圧力との間の値となる。よって、本
発明において「空間内の圧力を実質的に所定値に保つ」
とは、流体の流れを生じさせながらも、空間内の流体の
圧力を一定値に保つ意味で使用される。空間内の流体の
圧力は、弾性体を介して研磨パッドに伝達され、それに
より研磨パッドがワークに押し付けられることを確保す
る。あるいは、供給する流体の圧力および排出させる流
体の圧力をともに所定値に制御することにより、空間内
の流体の圧力をより精度良く所定値に保つことができ
る。
Specifically, the flow of the fluid in the space can be caused by supplying the fluid to the space via the first path and discharging the fluid from the space via the second path. At this time, the pressure of the fluid in the second path is lower than the pressure of the fluid in the first path. Accordingly, the pressure of the fluid in the space is equal to the pressure of the fluid in the first path and the second pressure.
And the pressure of the fluid in the path. Therefore, in the present invention, "the pressure in the space is substantially maintained at a predetermined value"
The term is used to mean that the pressure of the fluid in the space is maintained at a constant value while generating the flow of the fluid. The pressure of the fluid in the space is transmitted to the polishing pad via the elastic body, thereby ensuring that the polishing pad is pressed against the work. Alternatively, by controlling both the pressure of the fluid to be supplied and the pressure of the fluid to be discharged to predetermined values, the pressure of the fluid in the space can be more accurately maintained at the predetermined value.

【0017】なお、空間内の流体の圧力は、何らかの理
由で例えば研磨パッドに対して外部から大きな力が作用
して空間が変形し、それにより空間内の流体の圧力が一
時的に大きく又は小さくなることがあり得るが、その場
合には第1経路に供給される流体の圧力を小さく又は大
きくすることにより、あるいは第2経路から排出する流
体の流量を瞬時に大きくする又は小さくすることによっ
て極めて短時間で所定圧力に戻すことができる。上記の
「空間内の圧力を『実質的に』所定値に保つ」とは、こ
のように短時間の間に空間内の流体に圧力変化が生じる
場合には、そのような圧力変化が短時間で是正される態
様をも含むことを意味している。
The pressure of the fluid in the space may be changed for some reason, for example, by a large external force acting on the polishing pad to deform the space, thereby temporarily increasing or decreasing the pressure of the fluid in the space. In such a case, the pressure of the fluid supplied to the first path is reduced or increased, or the flow rate of the fluid discharged from the second path is increased or decreased instantaneously. The pressure can be returned to the predetermined pressure in a short time. The above-mentioned "keeping the pressure in the space" substantially "at a predetermined value" means that when a pressure change occurs in the fluid in the space in such a short time, such a pressure change is generated for a short time. This also includes aspects corrected by the above.

【0018】また、本発明は、ワークおよびリテーナリ
ングの温度を制御するシステムを備えて成る研磨装置で
あって、当該システムが、 1)ワークを支持固定するワーク固定盤; 2)ワーク固定盤に取り付けられたワーク温度調節手段
およびワーク温度検出器; 3)ワーク温度調節手段を制御する手段; 4)リテーナリングの研磨面とは反対側の面の側に位置
するように取り付けられたリテーナリング温度調節手段
およびリテーナリング温度検出器;ならびに 5)リテーナリング温度調節手段を制御する手段を含ん
で成ることを特徴とする第2の研磨装置を提供する。
The present invention is also a polishing apparatus provided with a system for controlling the temperature of a work and a retainer ring, the system comprising: 1) a work fixing plate for supporting and fixing the work; 2) a work fixing plate. Attached work temperature control means and work temperature detector; 3) work temperature control means; 4) retainer ring temperature mounted so as to be located on the side of the retainer ring opposite to the polishing surface; A second polishing apparatus, comprising: an adjusting means and a retaining ring temperature detector; and 5) means for controlling the retaining ring temperature adjusting means.

【0019】第2の研磨装置は、ワークおよびリテーナ
リングを加熱または冷却してその温度を制御することに
より、良好な研磨レートを確保し、また、研磨液の温度
上昇を防止して研磨液中の砥粒の凝集を防止するもので
ある。なお、温度調節手段とは、対象物(ここではワー
クおよびリテーナリング)を加熱および/または冷却す
る手段であって、後述の温度制御手段により作動が制御
され得るものを意味し、温度検出器とは、対象物の温度
情報、例えば対象物の温度や温度の経時変化を測定する
ものを意味する。また、温度調節手段を制御する手段と
は、温度検出器からの温度情報と目的とする温度(設定
温度)に基づいて、対象物の温度を所定温度とするため
に温度調節手段の作動を制御するものを意味する。
The second polishing apparatus secures a good polishing rate by heating or cooling the work and the retainer ring to control the temperature thereof, and also prevents the temperature of the polishing liquid from rising to prevent the polishing liquid from rising. To prevent agglomeration of the abrasive grains. The temperature adjusting means is means for heating and / or cooling an object (here, the work and the retainer ring), and means an element whose operation can be controlled by a temperature control means described later. Means temperature information of the object, for example, the temperature of the object or a change in temperature over time is measured. The means for controlling the temperature control means includes controlling the operation of the temperature control means to set the temperature of the object to a predetermined temperature based on the temperature information from the temperature detector and the target temperature (set temperature). Means what you do.

【0020】第2の研磨装置は、ワークおよびリテーナ
リングにそれぞれ独立した温度調節手段、温度検出器お
よび温度調節手段を制御する手段が配設されていること
を特徴とする。これは、ワークの被加工面の材料(例え
ばSiO2)およびリテーナリングの材料(例えばPO
Mのようなポリアセタール樹脂)の熱伝導率が異なり、
研磨時に生じる摩擦熱がリテーナリングにおいて蓄熱さ
れやすいことに対応するためのものである。即ち、両者
を同一の温度とするには、加熱または冷却の度合いをそ
れぞれ異なるようにする必要があり、そのため、ワーク
およびリテーナリングを独立して温度制御できるように
している。
The second polishing apparatus is characterized in that a work and a retainer ring are provided with independent temperature control means, a temperature detector and a means for controlling the temperature control means, respectively. This is because the material of the work surface of the workpiece (eg, SiO 2 ) and the material of the retainer ring (eg, PO
Polyacetal resin such as M)
This is to cope with the fact that frictional heat generated during polishing is easily stored in the retainer ring. That is, in order to make the two have the same temperature, it is necessary to make the degrees of heating or cooling different from each other. Therefore, the temperature of the work and the retainer ring can be controlled independently.

【0021】ワークおよびリテーナリングの温度を制御
するシステムを備えた上記第2の研磨装置は、先に述べ
た第1の研磨装置に含まれる研磨パッドの温度制御シス
テムをも備えたものであってよく、その場合には、ワー
クの被加工面の温度をより高い精度で制御することが可
能となる。
The second polishing apparatus having the system for controlling the temperature of the workpiece and the retainer ring also has the temperature control system for the polishing pad included in the first polishing apparatus described above. In such a case, the temperature of the work surface of the workpiece can be controlled with higher accuracy.

【0022】本発明はまた、研磨パッドをワークに対し
て相対的に移動させることによりワークを研磨する方法
であって、研磨パッド、研磨パッドの研磨面とは反対側
の面に貼付された弾性体、および研磨パッドホルダーを
含み、研磨パッドホルダーは研磨パッドの研磨面に対し
て垂直に延在する軸部を有しており、研磨パッドホルダ
ー内には弾性体を介して研磨パッドに接するように空間
が形成されている研磨工具を使用し、前記空間へ流体を
供給する経路における流体の圧力を前記空間から流体を
排出する経路における流体の圧力よりも大きく維持し
て、前記空間へ流体を供給し前記空間から流体を排出す
ることにより前記空間内において流体の流れを生じさせ
るとともに、前記空間内の流体の圧力を実質的に所定値
に保ち、前記空間内の流体の圧力を弾性体を介して研磨
パッドに伝達することにより研磨パッドをワークに押し
付け、前記空間に供給する流体の温度を所定範囲内にあ
る温度に制御し、流体と研磨パッドとの間で熱交換を生
じさせることを特徴とする第1の研磨方法を提供する。
The present invention also provides a method of polishing a work by moving a polishing pad relative to the work, the polishing pad comprising an elastic pad attached to a surface opposite to a polishing surface of the polishing pad. Body, and a polishing pad holder, the polishing pad holder having a shaft extending perpendicularly to the polishing surface of the polishing pad, and in the polishing pad holder, the polishing pad is in contact with the polishing pad via an elastic body. Using a polishing tool having a space formed therein, maintaining the pressure of the fluid in the path for supplying the fluid to the space greater than the pressure of the fluid in the path for discharging the fluid from the space, and transferring the fluid to the space. Supplying and discharging the fluid from the space causes a flow of the fluid in the space, and maintains the pressure of the fluid in the space substantially at a predetermined value. By transmitting the pressure of the fluid to the polishing pad via the elastic body, the polishing pad is pressed against the work, the temperature of the fluid supplied to the space is controlled to a temperature within a predetermined range, and the A first polishing method characterized by causing heat exchange is provided.

【0023】この方法は、例えば、上記第1の研磨装置
を用いて実施できる。空間に供給される流体の温度を所
定範囲内にある温度に制御することにより、化学反応を
伴う研磨を良好な加工レートで進行させることが可能と
なり、また研磨液の温度の上昇を防止し、それにより研
磨液中に含まれる砥粒が凝集することを防止する。
This method can be carried out, for example, using the first polishing apparatus. By controlling the temperature of the fluid supplied to the space to a temperature within a predetermined range, it becomes possible to advance polishing accompanied by a chemical reaction at a good processing rate, and to prevent the temperature of the polishing liquid from rising, This prevents abrasive grains contained in the polishing liquid from agglomerating.

【0024】また、本発明は、研磨パッドをワークに対
して相対的に移動させることによりワークを研磨する方
法において、ワーク固定盤に支持されたワークの温度
を、ワークの被加工面の反対側の面の側に位置するワー
ク温度調節手段を制御することにより、所定範囲内にあ
る温度に制御し、ワークの周囲に設けられたリテーナリ
ングの温度を、リテーナリングの研磨面の反対側の面の
側に位置するリテーナリング温度調節手段を制御するこ
とにより、所定範囲内にある温度に制御することを特徴
とする第2の研磨方法を提供する。
Further, according to the present invention, in a method of polishing a work by moving a polishing pad relative to the work, the temperature of the work supported on the work fixing plate is adjusted to the opposite side of the work surface of the work. The temperature of the retainer ring provided around the work is controlled by controlling the work temperature adjusting means located on the side of the surface of the work so that the temperature is within a predetermined range. The second polishing method is characterized in that the temperature is controlled within a predetermined range by controlling the retainer ring temperature adjusting means located on the side of the second polishing method.

【0025】この研磨方法は、例えば上記第2の研磨装
置によって実施できる。ワークおよびリテーナリングの
温度は、ワークおよび研磨液の種類等に応じて適宜設定
することができる。ワークおよびリテーナリングの温度
は、同じ温度となるように制御する必要は必ずしもな
く、例えば、ワークを加熱し、リテーナリングを冷却し
てよい。
This polishing method can be carried out, for example, by the above-mentioned second polishing apparatus. The temperature of the work and the retainer ring can be appropriately set according to the type of the work and the polishing liquid. It is not necessary to control the temperature of the work and the retainer ring so as to be the same temperature. For example, the work may be heated and the retainer ring may be cooled.

【0026】上記第1の研磨方法と第2の研磨方法とは
組み合わせることができる。その場合には、研磨パッド
ホルダー内の空間に供給される流体、ワークおよびリテ
ーナリングの温度を、それぞれ異なる温度に設定しても
よい。3系統の独立した温度制御によって、ワークの研
磨をより有利に進行させることが可能となる。
The first polishing method and the second polishing method can be combined. In that case, the temperatures of the fluid, the work, and the retainer ring supplied to the space in the polishing pad holder may be set to different temperatures. The three independent temperature controls allow the polishing of the workpiece to proceed more advantageously.

【0027】更に本発明の研磨方法においては、温度お
よび/または流量が所定範囲内にある研磨液を供給して
もよい。研磨液の温度および/または流量をも制御する
ことで、研磨レート等をより精度良く制御でき、研磨後
のワークの品質をより向上させることができる。
Further, in the polishing method of the present invention, a polishing liquid having a temperature and / or a flow rate within a predetermined range may be supplied. By controlling the temperature and / or the flow rate of the polishing liquid, the polishing rate and the like can be controlled more accurately, and the quality of the polished work can be further improved.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の装置および方法の
実施の形態を説明する。最初に、本発明の第1の研磨装
置および当該研磨装置によって実施される本発明の研磨
方法について説明する。本発明の第1の研磨装置は、研
磨パッドの温度を制御するシステムを備えて成る研磨装
置であって、当該システムが、 1)研磨パッド、研磨パッドの研磨面とは反対側の面に
貼付された弾性体、および研磨パッドホルダーを含み、
研磨パッドホルダーは研磨パッドの研磨面に対して垂直
に延在する軸部を有しており、研磨パッドホルダー内に
は弾性体を介して研磨パッドに接するように空間が形成
されている研磨工具; 2)前記空間に流体を供給する第1経路であって、一部
が研磨パッドホルダーの軸部を貫通している第1経路; 3)前記空間から流体を排出する第2経路であって、一
部が研磨パッドホルダーの軸部を貫通している第2経
路; 4)前記空間に供給される流体の温度を制御する手段;
ならびに 5)前記空間内の流体の圧力を制御する手段を含んで成
るものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the apparatus and method of the present invention will be described. First, a first polishing apparatus of the present invention and a polishing method of the present invention performed by the polishing apparatus will be described. A first polishing apparatus of the present invention is a polishing apparatus including a system for controlling a temperature of a polishing pad, the system comprising: 1) a polishing pad, and affixing to a surface of the polishing pad opposite to a polishing surface. Including elastic body, and polishing pad holder,
The polishing pad holder has a shaft portion extending perpendicular to the polishing surface of the polishing pad, and a polishing tool in which a space is formed in the polishing pad holder so as to contact the polishing pad via an elastic body. 2) a first path for supplying a fluid to the space, a first path partially passing through a shaft of a polishing pad holder; 3) a second path for discharging a fluid from the space. A second path partially passing through the shaft of the polishing pad holder; 4) means for controlling the temperature of the fluid supplied to the space;
And 5) means for controlling the pressure of the fluid in the space.

【0029】本発明の第1の研磨装置において用いられ
る研磨工具は、研磨パッドの研磨面に対して垂直に延在
する軸部を有し、かつ内部に弾性体を介して研磨パッド
に接するように空間が形成された研磨パッドホルダーを
有する。研磨パッドホルダー内の空間は、圧力が制御さ
れた流体を収容するためのものである。当該空間の一面
は、ワークに対向する面に研磨パッドが貼付された弾性
体によって画定されており、それにより空間内に存在す
る流体の圧力が弾性体を介して研磨パッドに伝達される
ことが確保される。
The polishing tool used in the first polishing apparatus of the present invention has a shaft portion extending perpendicular to the polishing surface of the polishing pad, and is in contact with the polishing pad via an elastic body inside. Has a polishing pad holder in which a space is formed. The space in the polishing pad holder is for containing a fluid with controlled pressure. One surface of the space is defined by an elastic body in which a polishing pad is attached to a surface facing the work, so that the pressure of a fluid existing in the space can be transmitted to the polishing pad via the elastic body. Secured.

【0030】弾性体は例えば薄いステンレス板のダイヤ
フラムで形成することが好ましい。また研磨パッドは、
ワークの種類に応じて適当なものを選択でき、例えば半
導体ウェハー上に形成されたSiO2から成る膜を研磨
する場合には、発泡ポリウレタンであることが好まし
い。研磨パッドの形状寸法は、ワークの形状寸法に応じ
て決定でき、例えば、直径4〜12インチ(約100〜
300mm)の略円形の半導体ウェハーを研磨する場合に
は、半導体ウェハーの直径よりも100mm程度大きい直
径を有する円形の研磨パッドを用いるとよい。
The elastic body is preferably formed of a thin stainless plate diaphragm, for example. The polishing pad is
An appropriate material can be selected according to the type of the work. For example, when polishing a film made of SiO 2 formed on a semiconductor wafer, foamed polyurethane is preferable. The shape and size of the polishing pad can be determined according to the shape and size of the work, for example, 4 to 12 inches in diameter (about 100 to
When polishing a substantially circular semiconductor wafer (300 mm), a circular polishing pad having a diameter about 100 mm larger than the diameter of the semiconductor wafer may be used.

【0031】研磨工具は、研磨パッドホルダーの軸部を
貫通し、研磨パッドの中央部から研磨液を排出させる研
磨液供給経路を有していてよい。その場合、研磨パッド
および弾性体の中央部には、研磨液の供給が確保される
ように開口部を設ける必要がある。
The polishing tool may have a polishing liquid supply path which penetrates the shaft of the polishing pad holder and discharges the polishing liquid from the center of the polishing pad. In this case, it is necessary to provide an opening at the center of the polishing pad and the elastic body so that the supply of the polishing liquid is ensured.

【0032】本発明の第1の研磨装置においては、流体
を空間に供給するための第1経路の一部、および流体を
空間から排出させるための第2経路の一部が研磨工具を
貫通している。第1経路および第2経路の一部は、好ま
しくは研磨パッドホルダーの軸部を貫通する。第1経路
の一端は、研磨パッドホルダー内の空間に供給される流
体の供給源に接続され、他端は当該空間に通じている。
第2経路の一端は当該空間に通じており、他端は流体を
排出するために研磨装置外に通じている。
In the first polishing apparatus of the present invention, a part of the first path for supplying the fluid to the space and a part of the second path for discharging the fluid from the space penetrate the polishing tool. ing. Part of the first path and the second path preferably pass through the shank of the polishing pad holder. One end of the first path is connected to a supply source of fluid supplied to a space in the polishing pad holder, and the other end communicates with the space.
One end of the second path communicates with the space, and the other end communicates with the outside of the polishing apparatus to discharge fluid.

【0033】流体は第1経路を経由して空間に供給され
る。第1経路における流体の圧力は、2次側の圧力を所
定値に維持できる適当な圧力調節手段によって、所定値
に維持される。圧力調節手段としては、例えば、圧力調
整弁があり、これは流体供給源と研磨工具との間で第1
経路に介在させるとよい。
The fluid is supplied to the space via the first path. The pressure of the fluid in the first path is maintained at a predetermined value by a suitable pressure adjusting means capable of maintaining the pressure on the secondary side at a predetermined value. The pressure adjusting means includes, for example, a pressure adjusting valve, which is provided between the fluid supply source and the polishing tool.
It is good to intervene in the route.

【0034】また、第2経路における流体の圧力を所定
値に維持しつつ、流体を第2経路を経由させて排出させ
るには、弁を第2経路に設けて、不必要に大量の流体が
排出されるのを防止することが好ましい。第1経路にお
ける流体の圧力が圧力調整弁によって所定値に維持され
る場合、第2経路から一定の流量にて流体を排出させれ
ば、第2経路における流体の圧力もまた近似的に所定値
に維持されることとなる。このように流体を排出させる
弁としては、ニードル弁またはダイヤフラム弁等の流量
調整弁がある。流量調整弁は必要に応じて圧力計ととも
に第2経路に設けるとよい。圧力計は、第2経路の圧力
に応じて、流量調整弁の開閉度を初期設定するために用
いられる。なお、この場合、「圧力を制御する手段」
は、第1経路に設けられた圧力調節手段、好ましくは第
1経路に設けられた圧力調節手段および第2経路に設け
られた流量調整弁で構成されることとなる。
In order to discharge the fluid through the second passage while maintaining the pressure of the fluid in the second passage at a predetermined value, a valve is provided in the second passage so that an unnecessarily large amount of fluid is supplied. It is preferable to prevent discharge. When the pressure of the fluid in the first path is maintained at a predetermined value by the pressure regulating valve, if the fluid is discharged from the second path at a constant flow rate, the pressure of the fluid in the second path is also approximately equal to the predetermined value. Will be maintained. As a valve for discharging the fluid in this way, there is a flow control valve such as a needle valve or a diaphragm valve. The flow control valve may be provided in the second path together with the pressure gauge as needed. The pressure gauge is used for initially setting the degree of opening and closing of the flow control valve according to the pressure in the second path. In this case, "means for controlling pressure"
Is constituted by a pressure adjusting means provided in the first path, preferably a pressure adjusting means provided in the first path and a flow rate adjusting valve provided in the second path.

【0035】第2経路には、上述のような流量調整弁の
代わりに、所定圧力を超えると全開し所定圧力未満では
全閉する弁を設けてもよい。その場合、「圧力を制御す
る手段」は、第1経路に設けられた圧力調節手段および
当該弁で構成されることとなる。
The second path may be provided with a valve that opens fully when the pressure exceeds a predetermined pressure and completely closes when the pressure is less than the predetermined pressure, instead of the flow control valve as described above. In this case, the “means for controlling the pressure” is constituted by the pressure adjusting means provided in the first path and the valve.

【0036】あるいは、第2経路には、上述のような流
量調整弁の代わりに、圧力調節手段、即ち、第2経路に
おける圧力が一定となるように第2経路から排出される
流体の流量が随時変化し得る弁(例えば電空レギュレー
タを用いる弁)を第2経路に設けてもよい。その場合、
「圧力を制御する手段」は、第1経路に設けられた圧力
調節手段と、第2経路に設けた圧力調節手段とで構成さ
れることとなる。
Alternatively, instead of the flow control valve as described above, the flow rate of the fluid discharged from the second path is set in the second path so that the pressure in the second path becomes constant. A valve that can be changed at any time (for example, a valve using an electropneumatic regulator) may be provided in the second path. In that case,
The “means for controlling the pressure” includes pressure adjusting means provided on the first path and pressure adjusting means provided on the second path.

【0037】なお、第2経路における流体の圧力は、第
1経路における流体の圧力よりも小さいため、空間内の
流体は、研磨パッドがワークに押し付けるのに必要な圧
力を提供しながら空間内を通過する。そして後述するよ
うに、供給される流体はその温度が制御されているか
ら、空間内を通過する流体とワークとの間では連続的な
所定の熱交換が生じることとなる。
Since the pressure of the fluid in the second path is smaller than the pressure of the fluid in the first path, the fluid in the space flows through the space while providing the pressure required for the polishing pad to press against the work. pass. As described later, since the temperature of the supplied fluid is controlled, continuous predetermined heat exchange occurs between the fluid passing through the space and the work.

【0038】本発明において使用される流体は、空気ま
たは窒素等の気体であることが好ましい。また、ワーク
および研磨パッドに悪影響を及ぼさない限りにおいて、
流体は水等の液体であってもよい。
The fluid used in the present invention is preferably a gas such as air or nitrogen. Also, as long as it does not adversely affect the work and the polishing pad,
The fluid may be a liquid such as water.

【0039】本発明においては、空間内の流体の圧力は
研磨パッドがワークに押し付けられるよう、研磨装置の
周辺雰囲気の圧力よりも高い圧力となるように制御され
る。具体的には、第1経路における流体のゲージ圧力を
19.6〜49kPa(0.2〜0.5kgf/cm2)とし、
第2経路における流体の圧力を第1経路における流体の
圧力よりも約490Pa(約0.005kgf/cm2)小さく
して流体を排出させることが好ましい。従って、空間内
の流体の圧力は、第1経路における流体の圧力とそれよ
りも約490Pa(約0.005kgf/cm2)程度小さい圧
力との間の値をとる。なお、本発明において、ゲージ圧
とは、研磨装置、特に研磨パッドの外側の圧力を基準と
する圧力をいう。例えば、研磨が大気圧下で実施される
場合には、ゲージ圧は絶対圧力から大気圧の圧力を引い
た値に相当する。
In the present invention, the pressure of the fluid in the space is controlled to be higher than the pressure of the surrounding atmosphere of the polishing apparatus so that the polishing pad is pressed against the work. Specifically, the gauge pressure of the fluid in the first path is 19.6 to 49 kPa (0.2 to 0.5 kgf / cm 2 ),
It is preferable to discharge the fluid by setting the pressure of the fluid in the second path to be lower than the pressure of the fluid in the first path by about 490 Pa (about 0.005 kgf / cm 2 ). Therefore, the pressure of the fluid in the space takes a value between the pressure of the fluid in the first path and a pressure about 490 Pa (about 0.005 kgf / cm 2 ) lower than that. In the present invention, the gauge pressure refers to a pressure based on a pressure outside a polishing apparatus, particularly a polishing pad. For example, if the polishing is performed at atmospheric pressure, the gauge pressure corresponds to the absolute pressure minus the atmospheric pressure.

【0040】弾性体を介して伝達された流体の圧力によ
り、研磨パッドはワークのうねりに追随するようにワー
クに押し付けられる。その結果、ワークのうねりに起因
する起伏はそのままにして、被加工面に存在する微細な
凹凸部だけを研磨により平坦化させることが可能とな
る。
The polishing pad is pressed against the work by the pressure of the fluid transmitted through the elastic body so as to follow the undulation of the work. As a result, it is possible to flatten only the fine irregularities existing on the surface to be processed by polishing while keeping the undulations caused by the undulation of the workpiece.

【0041】空間内を流れる流体は、それと研磨パッド
との間で生じる連続的な熱交換によって研磨パッドが所
定範囲内の温度に維持されるように、温度制御されて空
間に供給される。従って、本発明の第1の研磨装置は、
空間に供給される流体の温度を制御する手段を備えてい
る。そのような温度制御手段は: 1)流体を加熱および/または冷却することができ、そ
の作動が制御可能である温度調節手段; 2)排出された流体の温度情報を得るための温度検出
器;および 3)温度検出器から得た温度情報と目的とする温度とに
基づいて温度調節手段の作動を制御する制御手段を含ん
で成ることが好ましい。これらは、例えば電気的に接続
して閉ループの制御系を形成するようにするとよい。
The fluid flowing in the space is supplied to the space in a temperature-controlled manner such that the polishing pad is maintained at a temperature within a predetermined range by continuous heat exchange occurring between the fluid and the polishing pad. Therefore, the first polishing apparatus of the present invention
Means is provided for controlling the temperature of the fluid supplied to the space. Such temperature control means are: 1) a temperature control means capable of heating and / or cooling the fluid and its operation is controllable; 2) a temperature detector for obtaining temperature information of the discharged fluid; And 3) preferably comprises control means for controlling the operation of the temperature adjusting means based on the temperature information obtained from the temperature detector and the target temperature. These may be electrically connected, for example, to form a closed loop control system.

【0042】温度調節手段は、研磨工具と流体供給源と
の間の第1経路に設けられる。温度調節手段は、流体を
加熱および/または冷却できるものであればよく、例え
ば熱交換器であってよい。更に本発明においては、空間
に供給される流体の温度は、空間に供給される流体の圧
力を調節する前に調節することが好ましい。従って、圧
力調節手段を第1経路に設ける場合、温度調節手段は、
流体供給源と圧力調節手段との間に配置させるとよい。
即ち、本発明においては供給する流体の圧力を所定値と
することを優先させ、従って、温度を調節した後、更に
圧力を調節した場合に生じる温度変化は無視する、ある
いはその変化を考慮して流体の温度を調節することが好
ましい。
[0042] The temperature adjusting means is provided in a first path between the polishing tool and the fluid supply source. The temperature control means may be any as long as it can heat and / or cool the fluid, and may be, for example, a heat exchanger. Further, in the present invention, the temperature of the fluid supplied to the space is preferably adjusted before adjusting the pressure of the fluid supplied to the space. Therefore, when the pressure adjusting means is provided in the first path, the temperature adjusting means:
It may be located between the fluid supply and the pressure regulating means.
That is, in the present invention, priority is given to setting the pressure of the fluid to be supplied to a predetermined value. Therefore, after adjusting the temperature, the temperature change that occurs when the pressure is further adjusted is ignored, or the change is taken into account. Preferably, the temperature of the fluid is adjusted.

【0043】温度検出器は、第2経路から排出された流
体の温度を測定できるものである。温度検出器は、例え
ば、熱電対または赤外放射温度計であってよい。
The temperature detector can measure the temperature of the fluid discharged from the second path. The temperature detector may be, for example, a thermocouple or an infrared radiation thermometer.

【0044】流体の温度制御は具体的には次のようにし
て実施される。例えば、何らかの理由で空間内が高温と
なり、温度検出器で検出される流体の温度が高温となっ
た場合には、研磨液の温度も上昇して研磨液中の砥粒の
凝集が生じるおそれがあるため、供給される流体の温度
を下げる必要があり、従って、温度調節手段を制御する
手段は供給される流体が冷却されるように温度調節手段
を制御する。反対に、温度検出器で検出された流体の温
度が低温であり、それにより研磨液の温度が降温して研
磨レートが小さくなるおそれがある場合には、温度調節
手段を制御する手段は供給される流体が加熱されるよう
に温度調節手段を制御する。制御は、適当な制御手段、
例えばコンピュータによって行うとよい。
The temperature control of the fluid is specifically performed as follows. For example, if the temperature inside the space becomes high for some reason and the temperature of the fluid detected by the temperature detector becomes high, the temperature of the polishing solution also increases, and there is a possibility that agglomeration of abrasive grains in the polishing solution may occur. For this reason, it is necessary to lower the temperature of the supplied fluid, and therefore, the means for controlling the temperature control means controls the temperature control means so that the supplied fluid is cooled. Conversely, if the temperature of the fluid detected by the temperature detector is low, which may cause the temperature of the polishing liquid to decrease and the polishing rate to decrease, a means for controlling the temperature adjusting means is provided. The temperature control means is controlled so that the fluid to be heated is heated. The control is performed by appropriate control means,
For example, it may be performed by a computer.

【0045】供給される流体の温度は、研磨液、研磨パ
ッドおよびワークの種類、研磨条件(例えば研磨パッド
の回転数)等に応じて適宜設定するとよい。例えば、半
導体ウェハーにSiO2等から成る絶縁膜を形成し、当
該絶縁膜を、アンモニア水溶液にSiO2等を砥粒とし
て分散させた研磨液を用いて、発泡ポリウレタン製の研
磨パッドにより研磨する場合、良好な研磨レートの確保
と研磨液中の砥粒の凝集の防止が達成できるよう、研磨
パッドの温度は50〜70℃に維持されることが望まし
く、そのためには流体の温度を20〜80℃に制御する
ことが好ましい。
The temperature of the supplied fluid may be appropriately set according to the type of the polishing liquid, the type of the polishing pad and the work, and the polishing conditions (for example, the number of rotations of the polishing pad). For example, when an insulating film made of SiO 2 or the like is formed on a semiconductor wafer, and the insulating film is polished with a polishing pad made of polyurethane foam using a polishing liquid in which SiO 2 or the like is dispersed as abrasive grains in an aqueous ammonia solution. The temperature of the polishing pad is desirably maintained at 50 to 70 ° C. so that a good polishing rate can be secured and the agglomeration of abrasive grains in the polishing liquid can be prevented. It is preferable to control to ° C.

【0046】ワークの研磨は研磨パッドをワークに対し
て相対的に移動させることにより実施される。従って、
本発明においては、研磨工具は研磨パッドホルダーの軸
部の中心軸を中心として回転できるように構成されるこ
とが望ましい。その場合には、回転中においても、上記
第1経路を介して流体を供給し、第2経路を介して流体
を排出できるように、第1および第2経路をロータリー
ジョイントに接続することが好ましい。
The work is polished by moving the polishing pad relative to the work. Therefore,
In the present invention, it is desirable that the polishing tool is configured to be rotatable about a central axis of a shaft portion of the polishing pad holder. In that case, it is preferable to connect the first and second paths to a rotary joint so that the fluid can be supplied through the first path and the fluid can be discharged through the second path even during rotation. .

【0047】上記において説明した研磨パッドの温度制
御システムの一例を具体的に図1に示す。温度制御シス
テムは、研磨工具(100)、第1経路(13)、第2経路
(15)、流体の圧力制御手段として圧力調整弁(10)、
流量調整弁(16)および圧力計(17)、ならびに流体の
温度調節手段として熱交換器(12)を含んでいる。
FIG. 1 shows an example of the temperature control system of the polishing pad described above. The temperature control system includes a polishing tool (100), a first path (13), a second path (15), a pressure regulating valve (10) as fluid pressure control means,
It includes a flow control valve (16) and a pressure gauge (17), and a heat exchanger (12) as a means for controlling the temperature of the fluid.

【0048】研磨工具(100)は、研磨パッド(1)、
弾性体(2)、および研磨パッドホルダー(5)を含
み、研磨パッドホルダー(5)内には空間(14)が形成
されており、研磨パッドホルダー(5)の軸部(5a)
には研磨液供給経路(8)が設けられている。研磨液供
給経路(8)は、研磨液供給源(7)に接続されてお
り、研磨液(6)が研磨パッド(1)の中央部から供給
されるようになっている。研磨パッド(1)は研磨液を
供給できるように中央に開口部を有する構成であり、開
口部の外周が内周側取付部材(3)で、研磨パッドの外
縁部が外周側取付部材(4)で気密的に研磨パッドホル
ダー(5)に取り付けられている。
The polishing tool (100) includes a polishing pad (1),
The polishing pad holder (5) includes an elastic body (2) and a polishing pad holder (5), and a space (14) is formed in the polishing pad holder (5).
Is provided with a polishing liquid supply path (8). The polishing liquid supply path (8) is connected to a polishing liquid supply source (7) so that the polishing liquid (6) is supplied from the center of the polishing pad (1). The polishing pad (1) has an opening at the center so that a polishing liquid can be supplied. The outer periphery of the opening is an inner peripheral mounting member (3), and the outer edge of the polishing pad is an outer peripheral mounting member (4). ) Is attached airtightly to the polishing pad holder (5).

【0049】研磨工具(100)の研磨パッドホルダーの
軸部(5a)には、第1経路(13)および第2経路(1
5)の一部が貫通しており、それぞれ一端が研磨パッド
ホルダー内の空間(14)に通じている。第1経路(13)
の他端は流体供給源(9)に接続され、第2経路(15)
の他端は流体の排出口として研磨工具外に通じている。
なお、図1においては図面が煩雑になることを避けるた
めに、第1経路および第2経路は、研磨工具内に位置す
る部分のみを図示し、その他の部分については、そこを
通過する流体(11)の流れのみを矢印にて図示する。
The first path (13) and the second path (1) are provided on the shaft (5a) of the polishing pad holder of the polishing tool (100).
Part of 5) penetrates, and one end of each penetrates into the space (14) in the polishing pad holder. Route 1 (13)
Is connected to a fluid supply source (9), and a second path (15)
The other end communicates with the outside of the polishing tool as a fluid outlet.
In FIG. 1, in order to avoid complicating the drawing, the first path and the second path show only a portion located in the polishing tool, and the other portions include a fluid ( Only the flow of 11) is shown by arrows.

【0050】空間(14)に供給する流体(11)は、流体
供給源(9)から、温度調節手段(12)によって所定の
温度に加熱または冷却された後、圧力調整弁(10)に送
られ、そこで所定の圧力にされる。所定圧力に調整され
た流体(11)は、研磨工具(100)内の第1経路を経由
して空間(14)内に送り込まれ、さらに第2経路(15)
を通過して流量調整弁(16)から排出される。図示した
態様において、第2経路(15)は分岐していて、一方は
流量調整弁(16)に、他方は温度検出器(18)に通じて
いる。流量調整弁(16)は、弁の開閉度の調節により流
量を変えることができる。流量調整弁の開閉度は、第1
経路における流体の圧力との関係において第2経路にお
ける流体の圧力を所定値に維持しつつ流体が流量調整弁
(16)から排出されるように、圧力計(17)の示度を観
察しながら行う。空間(14)で流速を生じさせるには、
第2経路における流体の圧力、即ち圧力計(17)が示す
値は、第1経路における流体の圧力、即ち、圧力調整弁
(10)の出口(2次側)における流体の圧力よりも小さ
くなければならず、流量調整弁はこの条件を満たすよう
に調節される。
The fluid (11) supplied to the space (14) is heated or cooled to a predetermined temperature by the temperature control means (12) from the fluid supply source (9) and then sent to the pressure control valve (10). And a predetermined pressure there. The fluid (11) adjusted to a predetermined pressure is sent into the space (14) via the first path in the polishing tool (100), and further sent to the second path (15).
And is discharged from the flow control valve (16). In the embodiment shown, the second path (15) branches off, one leading to the flow regulating valve (16) and the other leading to the temperature detector (18). The flow rate adjusting valve (16) can change the flow rate by adjusting the opening / closing degree of the valve. The opening / closing degree of the flow control valve is the first
While observing the reading of the pressure gauge (17), the fluid is discharged from the flow control valve (16) while maintaining the fluid pressure in the second route at a predetermined value in relation to the pressure of the fluid in the route. Do. To generate a flow velocity in the space (14),
The pressure of the fluid in the second path, that is, the value indicated by the pressure gauge (17), must be smaller than the pressure of the fluid in the first path, that is, the pressure of the fluid at the outlet (secondary side) of the pressure regulating valve (10). The flow control valve must be adjusted to satisfy this condition.

【0051】温度検出器(18)に送られる流体は、排出
される流体の温度情報を得るために利用される。温度検
出器(18)で得た温度情報は、例えば電気信号に変換さ
れて、熱交換器(12)を制御する制御手段(19)に送ら
れ、当該制御手段(19)は供給される流体の温度を適当
なものとするために熱交換器(12)を制御する。このよ
うに、図示した態様においては、温度検出器(18)、制
御手段(19)および熱交換器(12)によって閉ループの
制御系が構成されており、当該システムによって流体
(11)の温度は制御され安定する。
The fluid sent to the temperature detector (18) is used for obtaining temperature information of the fluid to be discharged. The temperature information obtained by the temperature detector (18) is converted into, for example, an electric signal and sent to control means (19) for controlling the heat exchanger (12), and the control means (19) The heat exchanger (12) is controlled in order to make the temperature of the water suitable. Thus, in the illustrated embodiment, the temperature detector (18), the control means (19) and the heat exchanger (12) constitute a closed loop control system, and the temperature of the fluid (11) is reduced by the system. Controlled and stable.

【0052】図示した態様においては、研磨液が研磨パ
ッドの中央部から供給されるようになっているが、研磨
液は例えばワーク上に滴下してもよく、その場合、図1
に示す研磨液供給経路(8)は不要となり、研磨パッド
の中央部に開口部を形成する必要もなく、研磨パッドは
専ら外縁部で研磨パッドホルダーに保持されることとな
る。
In the illustrated embodiment, the polishing liquid is supplied from the center of the polishing pad. However, the polishing liquid may be dropped on a work, for example.
The polishing liquid supply path (8) shown in (1) becomes unnecessary, and there is no need to form an opening in the center of the polishing pad, and the polishing pad is held by the polishing pad holder exclusively at the outer edge.

【0053】研磨液は、一定範囲内にある温度に制御し
てワークへ供給してよい。例えば図1に示す態様におい
ては、研磨液供給源(7)に熱交換器等を接続して、研
磨液を所定温度に加熱または冷却するとよい。
The polishing liquid may be supplied to the work while controlling the temperature within a certain range. For example, in the embodiment shown in FIG. 1, a heat exchanger or the like may be connected to the polishing liquid supply source (7) to heat or cool the polishing liquid to a predetermined temperature.

【0054】また、研磨液は、100cm3/分程度の流
量でワークへ供給することが好ましい。
The polishing liquid is preferably supplied to the work at a flow rate of about 100 cm 3 / min.

【0055】空間内の圧力をより良い精度にて制御する
ためには、第1経路および第2経路の双方に圧力調節手
段を設け、それぞれの経路における流体の圧力が所定値
となるようにすることが好ましい。この場合において
も、第2経路の流体の圧力は第1経路の流体の圧力より
も小さく、従って、空間内の流体の圧力は、第1経路に
おける流体の圧力と第2経路における流体の圧力との間
の値をとることとなる。
In order to control the pressure in the space with higher accuracy, pressure adjusting means is provided in both the first path and the second path so that the pressure of the fluid in each path becomes a predetermined value. Is preferred. Also in this case, the pressure of the fluid in the second path is smaller than the pressure of the fluid in the first path, and therefore, the pressure of the fluid in the space is equal to the pressure of the fluid in the first path and the pressure of the fluid in the second path. Between the values.

【0056】第1経路および第2経路に設ける圧力調節
手段として、例えば、電空レギュレータ(または電磁
弁)を組み合わせた弁を使用できる。圧力制御が可能な
電空レギュレータを第1および第2経路の双方に配する
ことにより、第2経路に流量調整弁を設ける場合より
も、例えば、外的な要因によって空間内の流体の圧力が
変化したときに速やかに所定の圧力に戻すことが可能で
あり、より良い精度で空間内の流体の圧力を制御でき
る。電空レギュレータによれば、外部からの電気信号に
より供給する流体の圧力および排出する流体の圧力を随
時変化させることができる。従って、研磨を実施してい
る間に、いずれか一方または両方の電空レギュレータの
設定圧力を電気信号によって変化させれば、容易に研磨
パッドホルダー内の空間内にある流体の圧力を変更し
得、従って、研磨(加工)条件を外部から容易に変更し
得る。
As the pressure adjusting means provided in the first path and the second path, for example, a valve combined with an electropneumatic regulator (or a solenoid valve) can be used. By arranging the electropneumatic regulator capable of pressure control in both the first and second paths, for example, the pressure of the fluid in the space due to an external factor can be reduced as compared with the case where the flow rate regulating valve is provided in the second path. When the pressure changes, the pressure can be quickly returned to the predetermined pressure, and the pressure of the fluid in the space can be controlled with better accuracy. According to the electropneumatic regulator, the pressure of the fluid to be supplied and the pressure of the fluid to be discharged can be changed as needed based on an external electric signal. Therefore, if the set pressure of one or both of the electropneumatic regulators is changed by an electric signal while polishing is being performed, the pressure of the fluid in the space in the polishing pad holder can be easily changed. Therefore, the polishing (processing) conditions can be easily changed from the outside.

【0057】例えば、第1経路における流体の圧力が3
9.2kPa(0.4kgf/cm2)となるように第1経路に
設けた第1電空レギュレータを設定し、第2経路におけ
る流体の圧力が38.7kPa(0.395kgf/cm2)と
なるように第2経路に設けた第2電空レギュレータを設
定すれば、第1経路における流体と第2経路における流
体の圧力差は約500Pa(約0.005kgf/cm2)とな
り、空間内における流体の圧力は38.7〜39.2kP
a(0.395〜0.4kgf/cm2)の間に維持される。
また、第1経路における流体の圧力が40.2kPa
(0.41kgf/cm2)となるように第1経路に設けた第
1電空レギュレータを設定し、第2経路における流体の
圧力が39.2kPa(0.40kgf/cm2)となるように
第2経路に設けた第2電空レギュレータを設定すれば、
第1経路における流体と第2経路における流体の圧力差
は約1kPa(約0.01kgf/cm2)となり、先に例示し
た場合の2倍の流速で空間内を流体が移動し、研磨パッ
ドとの間の熱交換がより促進される。この場合、空間内
の流体の圧力は39.2〜40.2kPa(0.40〜
0.41kgf/cm2)の間に維持される。
For example, if the pressure of the fluid in the first path is 3
The first electropneumatic regulator provided in the first path is set to be 9.2 kPa (0.4 kgf / cm 2 ), and the fluid pressure in the second path is 38.7 kPa (0.395 kgf / cm 2 ). By setting the second electropneumatic regulator provided in the second path so that the pressure difference between the fluid in the first path and the fluid in the second path is about 500 Pa (about 0.005 kgf / cm 2 ), Fluid pressure is 38.7-39.2 kP
a (0.395-0.4 kgf / cm 2 ).
Further, the pressure of the fluid in the first path is 40.2 kPa.
(0.41 kgf / cm 2 ) by setting the first electropneumatic regulator provided in the first path so that the fluid pressure in the second path is 39.2 kPa (0.40 kgf / cm 2 ). By setting the second electropneumatic regulator provided in the second path,
The pressure difference between the fluid in the first path and the fluid in the second path is about 1 kPa (about 0.01 kgf / cm 2 ), and the fluid moves in the space at twice the flow rate in the case exemplified above, and the polishing pad and the polishing pad The heat exchange during is further promoted. In this case, the pressure of the fluid in the space is 39.2 to 40.2 kPa (0.40 to 40 kPa).
0.41 kgf / cm 2 ).

【0058】電空レギュレータを用いる研磨パッドの温
度制御システムの例を図2に示す。なお、図1と同符号
の部材または要素は、対応する図1の部材または要素と
同じ機能を奏するものであるから、ここではその説明を
省略する。図2において、第1経路および第2経路に
は、それぞれ第1電空レギュレータ(21)および第2電
空レギュレータ(23)が接続されている。各電空レギュ
レータ(21)(23)は流体供給源(9)と接続してお
り、流体供給源(9)の流体の圧力が作用することによ
り、第1経路および第2経路内にある流体の圧力を調整
できるようになっている。第1および第2電空レギュレ
ータ(21)(23)は、それぞれ外部信号(22)(24)に
より、第1経路内および第2経路内の流体の圧力が所定
値になるように制御される。電空レギュレータは遠隔操
作によって制御するものであるから、排出される流体の
圧力は操作部において表示され、従って、図1の圧力計
(17)に相当する圧力計は設置されていない。流体(1
1)は、第2経路(15)から第2電空レギュレータ(2
3)の弁(23a)を経由して排出される。
FIG. 2 shows an example of a temperature control system for a polishing pad using an electropneumatic regulator. The members or elements having the same reference numerals as those in FIG. 1 have the same functions as the corresponding members or elements in FIG. In FIG. 2, a first electropneumatic regulator (21) and a second electropneumatic regulator (23) are connected to the first path and the second path, respectively. Each of the electropneumatic regulators (21) and (23) is connected to the fluid supply source (9), and the pressure of the fluid of the fluid supply source (9) acts on the fluid in the first path and the second path. Pressure can be adjusted. The first and second electropneumatic regulators (21) and (23) are controlled by external signals (22) and (24) so that the pressures of the fluids in the first path and the second path become predetermined values. . Since the electropneumatic regulator is controlled by remote control, the pressure of the discharged fluid is displayed on the operation unit, and therefore, a pressure gauge corresponding to the pressure gauge (17) in FIG. 1 is not provided. Fluid (1
1) connects the second path (15) to the second electropneumatic regulator (2
It is discharged via the valve (23a) of 3).

【0059】次に本発明の第2の研磨装置および当該研
磨装置によって実施される本発明の研磨方法について説
明する。本発明の第2の研磨装置は、ワークおよびリテ
ーナリングの温度を制御するシステムを備えて成り、当
該システムが、 1)ワークを支持固定するワーク固定盤; 2)ワーク固定盤に取り付けられたワーク温度調節手段
およびワーク温度検出器; 3)ワーク温度調節手段を制御する手段; 4)リテーナリングの研磨面とは反対側の面の側に位置
するように取り付けられたリテーナリング温度調節手段
およびリテーナリング温度検出器;ならびに 5)リテーナリング温度調節手段を制御する手段を含ん
で成るものである。
Next, a second polishing apparatus of the present invention and a polishing method of the present invention performed by the polishing apparatus will be described. A second polishing apparatus according to the present invention includes a system for controlling the temperature of a work and a retainer ring. The system includes: 1) a work fixing plate for supporting and fixing the work; 2) a work attached to the work fixing plate. Temperature control means and work temperature detector; 3) means for controlling work temperature control means; 4) retainer ring temperature control means and retainer mounted so as to be located on the surface of the retainer ring opposite to the polishing surface. A ring temperature detector; and 5) means for controlling the retainer ring temperature adjusting means.

【0060】ワーク固定盤は研磨中、ワークが所定位置
からずれないようにワークを支持固定するものである。
ワーク固定盤は、具体的には、真空吸着用の開口部を有
する吸着盤および真空となる空間を含むものであること
が好ましい。また、ワーク固定盤にはワーク温度調節手
段が取り付けられ、ワークの温度は当該固定盤を介して
ワーク温度調節手段によって調節されるため、ワーク固
定盤は熱伝導率の大きい材料で形成されることが好まし
く、具体的には、テフロンコーティングしたステンレス
またはSiC等から成ることが好ましい。
The work fixing plate supports and fixes the work so that the work does not deviate from a predetermined position during polishing.
It is preferable that the work fixing plate specifically includes a suction plate having an opening for vacuum suction and a space to be evacuated. Further, a work temperature adjusting means is attached to the work fixing plate, and the temperature of the work is adjusted by the work temperature adjusting means through the fixing plate, so that the work fixing plate is formed of a material having high thermal conductivity. More specifically, it is preferably made of Teflon-coated stainless steel or SiC.

【0061】ワークの被加工面とは反対側の面の側に位
置するようにワーク固定盤に取り付けられるワーク温度
調節手段およびワーク温度検出器は、できるだけワーク
に近接するように設置することが望ましく、ワークと接
触するように設置することがより望ましい。ワークから
離れていると、ワークを効率良く加熱または冷却するこ
とが困難となり、またワークの温度を正しく検出できな
くなる。
It is desirable that the work temperature adjusting means and the work temperature detector attached to the work fixing plate so as to be located on the side opposite to the work surface of the work are located as close as possible to the work. It is more desirable to install it so that it contacts the work. If it is away from the work, it becomes difficult to efficiently heat or cool the work, and the temperature of the work cannot be detected correctly.

【0062】研磨中、ワークの温度は、研磨液およびワ
ークの種類、ならびに研磨条件等に応じて所定範囲内に
ある温度に制御する必要があり、そのためにはワークを
加熱または冷却する必要がある。ワークの加熱または冷
却は、ワーク温度調節手段によって実施される。ワーク
温度調節手段は、ぺルチェ効果を利用した熱電加熱素子
および/または熱電冷却素子とすることが好ましい。こ
のような素子は、小型であって取り付けが容易であり、
例えば遠隔操作により電流を素子に流すだけでワークを
加熱または冷却できるため、本発明においては好ましく
用いられる。
During polishing, the temperature of the work needs to be controlled to a temperature within a predetermined range according to the type of the polishing liquid and the work, the polishing conditions, and the like. For this purpose, the work needs to be heated or cooled. . The heating or cooling of the work is performed by the work temperature adjusting means. The work temperature adjusting means is preferably a thermoelectric heating element and / or a thermoelectric cooling element utilizing the Peltier effect. Such elements are small and easy to install,
For example, the work can be heated or cooled only by applying a current to the element by remote control, and thus is preferably used in the present invention.

【0063】また、少なくとも1つの熱電加熱素子およ
び熱電冷却素子をワーク固定盤に取り付け、加熱が必要
な場合には熱電加熱素子に専ら電流を流し、冷却が必要
な場合には熱電冷却素子に専ら電流を流すことによっ
て、ワークの加熱および冷却を自在に実施できるように
してもよい。或いは、ペルチェ効果を利用する1つの素
子において、電流の向きを任意に変化させることによ
り、当該素子が加熱素子および冷却素子の両方として機
能し得るようにしてよい。
At least one thermoelectric heating element and at least one thermoelectric cooling element are mounted on a work fixing plate. When heating is required, current is applied exclusively to the thermoelectric heating element, and when cooling is required, only thermoelectric cooling element is applied. The heating and cooling of the work may be freely performed by passing an electric current. Alternatively, in one element utilizing the Peltier effect, the direction of the current may be arbitrarily changed so that the element can function as both a heating element and a cooling element.

【0064】ワーク温度調節手段は複数個設けてよく、
また、ワークを均一に加熱するためにリング形状として
もよい。
A plurality of work temperature adjusting means may be provided.
Further, the workpiece may be formed in a ring shape in order to uniformly heat the workpiece.

【0065】ワーク温度検出器は、ワークの被加工面付
近の温度を測定できるものであればよく、例えば、熱電
対、赤外放射温度計等であってよい。温度検出器は複数
個設けてもよく、その場合には各検出器で測定された温
度の平均をワークの温度とすることができる。
The work temperature detector may be any as long as it can measure the temperature near the work surface of the work, and may be, for example, a thermocouple, an infrared radiation thermometer, or the like. A plurality of temperature detectors may be provided, in which case the average of the temperatures measured by each detector can be used as the temperature of the work.

【0066】ワーク温度調節手段を制御する手段は、ワ
ーク温度検出器で得た情報と目的とするワークの温度
(ワークの設定温度)に基づいて、ワーク温度調節手段
を制御するものであり、ワーク温度検出器およびワーク
温度調節手段と電気的に接続され、それらとともに電気
回路を形成する。例えば、ワーク温度検出器にて測定し
たワークの被加工面付近の温度が設定温度よりも高くな
っている場合には、当該制御手段は、ワーク温度調節手
段による冷却を促進するために、必要な電気信号をワー
ク温度調節手段に送る。当該制御手段による温度調節手
段の制御は、例えばコンピュータによって自動的に実施
されることが効率面において望ましい。
The means for controlling the work temperature adjusting means controls the work temperature adjusting means based on the information obtained by the work temperature detector and the target work temperature (work set temperature). It is electrically connected to the temperature detector and the work temperature adjusting means, and forms an electric circuit with them. For example, when the temperature near the work surface of the work measured by the work temperature detector is higher than the set temperature, the control unit is required to promote cooling by the work temperature adjustment unit. An electric signal is sent to the work temperature control means. It is desirable in terms of efficiency that the control of the temperature adjusting means by the control means be automatically performed, for example, by a computer.

【0067】ワーク温度検出器で検出されるワークの温
度の好ましい範囲は、研磨液およびワークの種類、なら
びに研磨条件等に応じて決定される。例えば、半導体ウ
ェハーにSiO2等から成る絶縁膜を形成し、当該絶縁
膜を、アンモニア水溶液にSiO2等を砥粒として分散
させた研磨液を用いて研磨する場合には、良好な研磨レ
ートを確保し、また研磨液の温度上昇による砥粒の凝集
を防止するために、ワークの温度は50〜70℃に制御
することが好ましい。
The preferable range of the temperature of the work detected by the work temperature detector is determined according to the type of the polishing liquid and the work, the polishing conditions, and the like. For example, when an insulating film made of SiO 2 or the like is formed on a semiconductor wafer and the insulating film is polished using a polishing liquid in which SiO 2 or the like is dispersed as abrasive grains in an aqueous ammonia solution, a good polishing rate is required. It is preferable to control the temperature of the work to 50 to 70 ° C. in order to secure the temperature and prevent the agglomeration of the abrasive grains due to the temperature rise of the polishing liquid.

【0068】リテーナリングは、ワークの外周における
過剰な研磨を防止するために設けられる。従って、リテ
ーナリングは、ワークの全周を囲み、その一方の面が研
磨面としてワークの被加工面と面一となるように配置さ
れる。リテーナリングは、常套的に用いられているもの
を使用でき、例えば、ポリアセタール樹脂(例えばPO
M)のようなエンジニアリングプラスチックから成るも
のを使用できる。
The retainer ring is provided to prevent excessive polishing on the outer periphery of the work. Therefore, the retainer ring surrounds the entire circumference of the work, and is arranged such that one surface thereof is flush with the work surface of the work as a polishing surface. For the retainer ring, a conventionally used one can be used. For example, a polyacetal resin (for example, PO
Materials consisting of engineering plastics such as M) can be used.

【0069】リテーナリングとワークは研磨パッドによ
って同時に研磨されるが、異なる素材から成るため、熱
伝導率の違いに起因して研磨の際に生じる摩擦熱が異な
り、従って、ワークの被加工面およびリテーナリングの
研磨面における温度はそれぞれ異なることとなる。そこ
で、本発明においては、リテーナリングの温度を独立し
た温度制御システムによって制御する。
The retainer ring and the work are simultaneously polished by the polishing pad. However, since the retainer ring and the work are made of different materials, the frictional heat generated during the polishing is different due to the difference in the thermal conductivity. The temperatures on the polishing surface of the retainer ring will be different from each other. Therefore, in the present invention, the temperature of the retainer ring is controlled by an independent temperature control system.

【0070】リテーナリング温度調節手段およびリテー
ナリング温度検出器は、リテーナリングの研磨面とは反
対側の面の側に、リテーナリングとできるだけ近接する
ように設置することが好ましく、リテーナリングと接触
するように設置することがより好ましい。リテーナリン
グから離れていると、リテーナリングを効率良く加熱ま
たは冷却することが困難となり、またリテーナリングの
温度を正しく検出できなくなる。
The retainer ring temperature adjusting means and the retainer ring temperature detector are preferably installed on the side opposite to the polished surface of the retainer ring so as to be as close as possible to the retainer ring, and come into contact with the retainer ring. It is more preferable to install it. If it is away from the retainer ring, it becomes difficult to efficiently heat or cool the retainer ring, and the temperature of the retainer ring cannot be detected correctly.

【0071】リテーナリング温度調節手段、リテーナリ
ング温度検出器およびリテーナリング温度調節手段を制
御する手段は、それぞれワーク温度調節手段、ワーク温
度検出器およびワーク温度調節手段を制御する手段と同
様のものである。従って、ここではその詳細な説明を省
略する。またワーク温度調節手段を制御する手段とリテ
ーナリング温度調節手段を制御する手段とは、ワークお
よびリテーナリング温度調節手段がそれぞれ独立して制
御され得る限りにおいて、1つの制御装置として存在し
てよい。
The means for controlling the retainer ring temperature control means, the retainer ring temperature detector and the means for controlling the retainer ring temperature control means are the same as the means for controlling the work temperature control means, the work temperature detector and the work temperature control means, respectively. is there. Therefore, the detailed description is omitted here. The means for controlling the work temperature control means and the means for controlling the retainer ring temperature control means may exist as one control device as long as the work and the retainer ring temperature control means can be independently controlled.

【0072】一般に、POM等のポリアセタール樹脂か
ら成るリテーナリングは、蓄熱しやすく、従って温度が
上昇する傾向にある。温度上昇はリテーナリングの変形
を招くため、研磨中、リテーナリングはその温度が60
℃以下となるように冷却されることが好ましい。
Generally, a retainer ring made of a polyacetal resin such as POM tends to accumulate heat and thus tends to increase in temperature. Since a rise in temperature causes deformation of the retainer ring, the temperature of the retainer ring during polishing is reduced to 60 degrees.
It is preferable that the temperature is cooled to not more than ℃.

【0073】本発明の第2の研磨装置においては、ワー
クおよびリテーナリングは一体的に回転させ得る回転手
段を有していることが好ましい。具体的には、中心軸を
回転軸として回転(自転)し得るターンテーブル上にワ
ークおよびリテーナリングを配置させることが好まし
い。その場合、ワークおよびリテーナリング温度調節手
段ならびにワークおよびリテーナリング温度検出器に接
続されている配線はターンテーブルのスピンドル軸内に
形成した貫通孔を介して、軸受で回転支持してスピンド
ルに内装するとよく、スピンドルに内装した電気配線は
中空のスリップリングを介してワークおよびリテーナリ
ング温度調節手段を制御する手段に接続するとよい。
In the second polishing apparatus of the present invention, it is preferable that the work and the retainer ring have a rotating means that can rotate integrally. Specifically, it is preferable to dispose the work and the retainer ring on a turntable that can rotate (rotate) about the central axis as a rotation axis. In that case, the wiring connected to the work and the retainer ring temperature adjusting means and the work and the retainer ring temperature detector are rotatably supported by bearings through the through holes formed in the spindle shaft of the turntable, and are internally mounted on the spindle. It is preferable that the electric wiring provided inside the spindle is connected to a means for controlling the work and the retainer ring temperature adjusting means through a hollow slip ring.

【0074】リテーナリングがそれ自体、十分な強度を
有するものでない場合、リテーナリングの研磨面とは反
対側の面に、厚さ方向に対して垂直な方向の断面形状が
リテーナリングのそれと同じであるバックアップ板を配
置し、これでリテーナリングを支持するとよい。その場
合、リテーナリング温度調節手段およびリテーナリング
温度検出器はバックアップ板に取り付けられる。従っ
て、バックアップ板は、これを介してリテーナリング温
度調節手段がリテーナリングを効率良く加熱または冷却
できるよう、熱伝導率の大きい材料から成ることが好ま
しく、具体的には、テフロンコーティングしたステンレ
スから成るものであることが好ましい。バックアップ板
を使用する場合において、ターンテーブルを使用すると
きは、バックアップ板がターンテーブル上に載置される
こととなる。
When the retainer ring itself does not have sufficient strength, the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the thickness direction on the surface opposite to the polished surface of the retainer ring is the same as that of the retainer ring. It is advisable to arrange a backup plate to support the retainer ring. In that case, the retaining ring temperature adjusting means and the retaining ring temperature detector are attached to the backup plate. Therefore, the backup plate is preferably made of a material having a high thermal conductivity so that the retainer ring temperature control means can efficiently heat or cool the retainer ring, and specifically, made of Teflon-coated stainless steel. Preferably, it is When a backup plate is used and a turntable is used, the backup plate is placed on the turntable.

【0075】上記において説明したワークおよびリテー
ナリングの温度制御システムの一例を図3に示す。図3
において、ワーク(31)は吸着盤(32)および真空空間
(33)を含む固定盤(35)に真空吸着により固定されて
いる。ワーク(31)の温度制御システムは、固定盤(3
5)に埋め込まれた温度検出器(36a)および熱電冷却
素子(37a)、ならびにそれらと電気的に接続されてい
る比較回路(48)を含んでいる。リテーナリング(38)
はワーク(31)の全周に配置され、バックアップ板(3
9)によって支持されている。リテーナリング(38)の
温度制御システムは、バックアップ板(39)の下に配置
された温度検出器(36b)および熱電冷却素子(37
b)、ならびにそれらと電気的に接続されている比較回
路(48)を含んでいる。
FIG. 3 shows an example of the work and retainer ring temperature control system described above. FIG.
In, the work (31) is fixed to a fixed plate (35) including a suction plate (32) and a vacuum space (33) by vacuum suction. The temperature control system for the work (31)
It includes a temperature detector (36a) and a thermoelectric cooling element (37a) embedded in 5), and a comparison circuit (48) electrically connected to them. Retaining ring (38)
Are arranged all around the work (31), and the backup plate (3
Supported by 9). The temperature control system of the retainer ring (38) includes a temperature detector (36b) arranged below the backup plate (39) and a thermoelectric cooling element (37).
b), as well as a comparison circuit (48) electrically connected to them.

【0076】図示した態様において、ワーク(31)の温
度検出器(36a)からの温度情報信号(53)は比較回路
(48)にて設定温度信号(50a)と比較され、比較結果
が制御信号(54)として増幅回路(49)に送られる。増
幅回路(49)に送られた制御信号(54)は、増幅回路
(49)で増幅される設定温度信号(50b)を、温度情報
(53)に基づいてワーク(31)を適切に冷却し得るよう
に変化させる。変化させた信号は電圧を印加する電圧信
号(55)として熱電冷却素子(37a)に送られる。リテ
ーナリング(38)の温度も同様にして制御される。な
お、図3においては、図面が煩雑になることを避けるた
め、ワーク(31)の温度制御に係る信号のみを示してい
る。
In the illustrated embodiment, the temperature information signal (53) from the temperature detector (36a) of the work (31) is compared with the set temperature signal (50a) by the comparison circuit (48), and the comparison result is the control signal. The signal is sent to the amplifier circuit (49) as (54). The control signal (54) sent to the amplifier circuit (49) converts the set temperature signal (50b) amplified by the amplifier circuit (49) to the work (31) appropriately based on the temperature information (53). Vary to get. The changed signal is sent to the thermoelectric cooling element (37a) as a voltage signal (55) for applying a voltage. The temperature of the retainer ring (38) is similarly controlled. FIG. 3 shows only signals related to temperature control of the work (31) in order to avoid complication of the drawing.

【0077】ワーク(31)およびリテーナリング(38)
は、それぞれ固定盤(35)およびバックアップ板(39)
を介してターンテーブル(40)上に載置されている。温
度検出器(36a)(36b)および熱電冷却素子(37a)
(37b)から外部へ通じている電気的な配線(44)は、
スピンドル軸(41)に形成された貫通孔内に通され、軸
受(43)で回転支持されてスピンドル(42)に内装され
る。スピンドル軸(41)は、その中央に真空吸着のため
の流体用経路(45)となる中空管状路(34)を有し、更
に、その周囲に電気配線(44)を配するための電気経路
(46)有している。回転する電気経路(46)は中空のス
リップリング(47)を介して、比較回路(48)および増
幅回路(49)に接続されている。中空管状路(34)はロ
ータリージョイント(51)に接続され、そこから真空ポ
ンプ、または吸着面を洗浄するための純水供給源(52)
に接続される。
Work (31) and retainer ring (38)
Are fixed plate (35) and backup plate (39) respectively
It is placed on the turntable (40) via. Temperature detector (36a) (36b) and thermoelectric cooling element (37a)
The electrical wiring (44) leading to the outside from (37b)
It is passed through a through hole formed in the spindle shaft (41), is rotatably supported by a bearing (43), and is housed in the spindle (42). The spindle shaft (41) has a hollow tubular path (34) at the center thereof as a fluid path (45) for vacuum suction, and an electric path for arranging electric wiring (44) therearound. (46) Yes. The rotating electric path (46) is connected to a comparison circuit (48) and an amplification circuit (49) via a hollow slip ring (47). The hollow tubular channel (34) is connected to a rotary joint (51) from which a vacuum pump or a pure water supply (52) for cleaning the adsorption surface
Connected to.

【0078】このように、本発明の第2の研磨装置にお
いては、ワークおよびリテーナリングの温度制御をそれ
ぞれ独立して実施することを特徴とする。但し、リテー
ナリングが、ワークと似た物理的および化学的性質を有
する材料、例えば、SiCまたはSiO2等から成る場
合には、ワークとリテーナリングにおいて発生する熱量
が等しくなるため、ワーク温度調節手段およびリテーナ
リング温度調節手段を1つの制御手段によって制御する
ことも可能である。
As described above, the second polishing apparatus according to the present invention is characterized in that the temperature control of the workpiece and the retainer ring is performed independently. However, when the retainer ring is made of a material having physical and chemical properties similar to the work, for example, SiC or SiO 2 , the amount of heat generated in the work and the retainer ring becomes equal, so that the work temperature adjusting means is used. It is also possible to control the retainer ring temperature adjusting means by one control means.

【0079】上記において説明した第1の研磨装置の研
磨パッドの温度制御システムならびに第2の研磨装置の
ワークおよびリテーナリング温度制御システムは組み合
わせて使用してもよい。その場合、例えば図1に示す研
磨工具の研磨パッドを上方から図3に示すワークに押し
付け、研磨パッドならびにワークおよびリテーナリング
を回転させることにより研磨を実施するとよい。その場
合において、研磨パッドホルダー内の空間に供給する流
体の温度、ワークの温度、およびリテーナリングの温度
は、それぞれ異なる温度範囲となるように制御してよ
い。例えば、半導体ウェハーにSiO2等から成る絶縁
膜を形成し、当該絶縁膜を、アンモニア水溶液にSiO
2等を砥粒として分散させた研磨液を用いて研磨する場
合には、空間に供給する流体の温度は20〜80℃、ワ
ークの温度は50〜70℃、リテーナリングの温度は6
0℃以下に制御することが好ましい。
The temperature control system for the polishing pad of the first polishing apparatus and the temperature control system for the work and the retaining ring of the second polishing apparatus described above may be used in combination. In this case, for example, the polishing may be performed by pressing the polishing pad of the polishing tool shown in FIG. 1 against the work shown in FIG. 3 from above and rotating the polishing pad, the work, and the retainer ring. In that case, the temperature of the fluid to be supplied to the space in the polishing pad holder, the temperature of the work, and the temperature of the retainer ring may be controlled to be different from each other. For example, an insulating film made of SiO 2 or the like is formed on a semiconductor wafer, and the insulating film is formed on an aqueous ammonia solution using SiO 2.
When polishing using a polishing liquid in which 2 or the like is dispersed as abrasive grains, the temperature of the fluid supplied to the space is 20 to 80 ° C., the temperature of the work is 50 to 70 ° C., and the temperature of the retainer ring is 6
It is preferable to control the temperature to 0 ° C. or lower.

【0080】なお、上記の説明において示した温度範囲
は、半導体ウェハ上に形成した酸化膜を研磨する場合に
特に適したものであり、ワークの被加工面の素材および
形状等に応じて好ましい温度範囲は変わる。
The temperature range described in the above description is particularly suitable for polishing an oxide film formed on a semiconductor wafer, and a preferable temperature range depends on the material and shape of the work surface of the work. The range changes.

【0081】以上においては研磨パッドの温度制御シス
テム、ならびにワークおよびリテーナリングの温度制御
システムを中心として本発明の研磨装置および研磨方法
を説明したが、その他の部材または要素については常套
的に用いられているもの、または特開平7−20178
8号公報において用いられているものを任意に採用する
ことができる。例えば、研磨工具は、研磨パッドを回転
させる駆動手段、および研磨パッドをワークへ近づける
ために研磨工具を移動させる手段を含むものであってよ
い。また、研磨工具は、適当な駆動手段によって研磨中
に研磨パッドを水平方向に揺動させ得るものであってよ
い。
In the above, the polishing apparatus and the polishing method of the present invention have been described mainly with respect to the temperature control system of the polishing pad, and the temperature control system of the work and the retainer ring. However, other members or elements are conventionally used. Or JP-A-7-20178
No. 8 can be arbitrarily adopted. For example, the polishing tool may include driving means for rotating the polishing pad, and means for moving the polishing tool to bring the polishing pad closer to the work. Further, the polishing tool may be one that can swing the polishing pad in the horizontal direction during polishing by a suitable driving means.

【0082】また、本発明の研磨装置および研磨方法
は、CMP法による研磨にのみ適用されるものでなく、
機械的研磨(MP;mechanical polishing)法やメカノ
ケミカルポリッシング(MCP;mechano chemical pol
ishing)法にも適用できる。
Further, the polishing apparatus and the polishing method of the present invention are not applied only to polishing by the CMP method.
Mechanical polishing (MP) and mechanochemical polishing (MCP)
ishing) method.

【0083】[0083]

【発明の効果】本発明の研磨装置および研磨方法によれ
ば、ワークの被加工面付近における研磨パッドならびに
/またはワークおよびリテーナリングの温度を所定範囲
に制御することができ、それにより効率良く研磨を実施
できるという効果がもたらされる。更に、研磨パッドと
研磨パッドホルダー内の空間内を流れる流体との間で熱
交換が起こるようにすることで、研磨パッドが高温に曝
されることを防止し、研磨パッドの寿命を向上させるこ
とができる。また、リテーナリングの温度を独立して制
御することによって、リテーナリングが高熱により変形
することを有効に防止できる。
According to the polishing apparatus and the polishing method of the present invention, the temperature of the polishing pad and / or the temperature of the work and the retainer ring in the vicinity of the work surface of the work can be controlled within a predetermined range, thereby efficiently polishing the work. Is effected. Further, by exchanging heat between the polishing pad and a fluid flowing in a space in the polishing pad holder, the polishing pad is prevented from being exposed to a high temperature, and the life of the polishing pad is improved. Can be. Further, by independently controlling the temperature of the retainer ring, it is possible to effectively prevent the retainer ring from being deformed by high heat.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の研磨装置の研磨パッドの温度制御シ
ステムの一例を示す模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a temperature control system for a polishing pad of a polishing apparatus according to the present invention.

【図2】 本発明の研磨装置の研磨パッドの温度制御シ
ステムの一例を示す模式的断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of a temperature control system for a polishing pad of the polishing apparatus of the present invention.

【図3】 本発明の研磨装置のワークおよびリテーナリ
ングの温度制御システムの一例を示す模式的断面図であ
る。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a temperature control system for a workpiece and a retainer ring of the polishing apparatus of the present invention.

【図4】 従来の研磨装置の一例を示す模式的断面図で
ある。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing an example of a conventional polishing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100...研磨工具、1...研磨パッド、2...弾性体、
3...内周側取付部材、4...外周側取付部材、5...研
磨パッドホルダー、5a...研磨パッドホルダーの軸
部、6...研磨液、7...研磨液供給源、8...研磨液供
給経路、9...流体供給源、10...圧力調整弁、11...流
体、12...熱交換器、13...第1経路、14...空間、15...
第2経路、16...流量調整弁、17...圧力計、18...温度
検出器、19...制御手段、21...第1電空レギュレータ、
22...外部信号、23...第2電空レギュレータ、23a...
弁、24...外部信号、31...ワーク、32...吸着盤、33...
真空空間、34...中空管状路、35...固定盤、36a...ワ
ーク温度検出器、36b...リテーナリング温度検出器、3
7a...ワーク温度調節手段(熱電冷却素子)、37b...
リテーナリング温度調節手段(熱電冷却素子)、38...
リテーナリング、39...バックアップ板、40...ターンテ
ーブル、41...スピンドル軸、42...スピンドル、43...
軸受、44...電気配線、45...流体用経路、46...電気経
路、47...スリップリング、48...比較回路、49...増幅
回路、50a,50b...設定温度信号、51...ロータリージ
ョイント、52...真空ポンプまたは純水供給源、53...温
度情報信号、54...制御信号、55...電圧信号、401...研
磨パッド、402...弾性体、403...空間、404...ワーク。
100 ... polishing tool, 1 ... polishing pad, 2 ... elastic body,
3 ... inner peripheral side mounting member, 4 ... outer peripheral side mounting member, 5 ... polishing pad holder, 5a ... shaft part of polishing pad holder, 6 ... polishing liquid, 7 ... polishing Liquid supply source, 8 ... polishing liquid supply path, 9 ... fluid supply source, 10 ... pressure regulating valve, 11 ... fluid, 12 ... heat exchanger, 13 ... first path , 14 ... space, 15 ...
2nd path, 16 ... Flow regulating valve, 17 ... Pressure gauge, 18 ... Temperature detector, 19 ... Control means, 21 ... First electropneumatic regulator,
22 ... External signal, 23 ... Second electropneumatic regulator, 23a ...
Valve, 24 ... External signal, 31 ... Work, 32 ... Suction cup, 33 ...
Vacuum space, 34 ... hollow tubular path, 35 ... fixed plate, 36a ... work temperature detector, 36b ... retainer ring temperature detector, 3
7a ... Work temperature control means (thermoelectric cooling element), 37b ...
Retaining ring temperature control means (thermoelectric cooling element), 38 ...
Retainer ring, 39 ... Backup plate, 40 ... Turntable, 41 ... Spindle shaft, 42 ... Spindle, 43 ...
Bearing, 44 ... Electrical wiring, 45 ... Fluid path, 46 ... Electrical path, 47 ... Slip ring, 48 ... Comparison circuit, 49 ... Amplification circuit, 50a, 50b ... .Set temperature signal, 51 ... Rotary joint, 52 ... Vacuum pump or pure water supply source, 53 ... Temperature information signal, 54 ... Control signal, 55 ... Voltage signal, 401 ... Polishing pad, 402 ... elastic body, 403 ... space, 404 ... work.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新宮 克喜 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3C058 AA07 AA09 AA12 AB04 AC04 BA05 BA08 BB04 CB01 CB03 DA17  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Katsuyoshi Shingu 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F term (reference) 3C058 AA07 AA09 AA12 AB04 AC04 BA05 BA08 BB04 CB01 CB03 DA17

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 研磨パッドの温度を制御するシステムを
備えて成る研磨装置であって、当該システムが、 1)研磨パッド、研磨パッドの研磨面とは反対側の面に
貼付された弾性体、および研磨パッドホルダーを含み、
研磨パッドホルダーは研磨パッドの研磨面に対して垂直
に延在する軸部を有しており、研磨パッドホルダー内に
は弾性体を介して研磨パッドに接するように空間が形成
されている研磨工具; 2)前記空間に流体を供給する第1経路であって、一部
が研磨パッドホルダーの軸部を貫通している第1経路; 3)前記空間から流体を排出する第2経路であって、一
部が研磨パッドホルダーの軸部を貫通している第2経
路; 4)前記空間に供給される流体の温度を制御する手段;
ならびに 5)前記空間内の流体の圧力を制御する手段を含んで成
ることを特徴とする研磨装置。
1. A polishing apparatus comprising a system for controlling a temperature of a polishing pad, the system comprising: 1) a polishing pad, an elastic body attached to a surface of the polishing pad opposite to a polishing surface, And polishing pad holder,
The polishing pad holder has a shaft portion extending perpendicular to the polishing surface of the polishing pad, and a polishing tool in which a space is formed in the polishing pad holder so as to contact the polishing pad via an elastic body. 2) a first path for supplying a fluid to the space, a first path partially passing through a shaft of a polishing pad holder; 3) a second path for discharging a fluid from the space. A second path partially passing through the shaft of the polishing pad holder; 4) means for controlling the temperature of the fluid supplied to the space;
And 5) a polishing apparatus comprising means for controlling a pressure of a fluid in the space.
【請求項2】 上記圧力を制御する手段が、第1経路に
おける流体の圧力を所定値にする圧力調節手段を含んで
成ることを特徴とする請求項1に記載の研磨装置。
2. The polishing apparatus according to claim 1, wherein the means for controlling the pressure includes pressure adjusting means for setting a pressure of the fluid in the first path to a predetermined value.
【請求項3】 上記圧力を制御する手段が、第1経路に
おける流体の圧力を所定値にする圧力調節手段、および
第2経路における流体の圧力を所定値にする圧力調節手
段を含んで成ることを特徴とする請求項1に記載の研磨
装置。
3. The pressure control device according to claim 1, wherein the pressure control unit includes a pressure adjustment unit that sets the pressure of the fluid in the first path to a predetermined value, and a pressure adjustment unit that sets the pressure of the fluid in the second path to a predetermined value. The polishing apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項4】 上記圧力を制御する手段が、第1経路に
連結している第1電空レギュレータおよび第2経路に連
結している第2電空レギュレータを含んで成ることを特
徴とする請求項3に記載の研磨装置。
4. The apparatus of claim 1 wherein said means for controlling pressure comprises a first electropneumatic regulator connected to a first path and a second electropneumatic regulator connected to a second path. Item 4. The polishing apparatus according to Item 3.
【請求項5】 研磨工具が、研磨パッドホルダーの軸部
を貫通し、研磨パッドの中央部から研磨液を排出させる
研磨液供給経路を有する、請求項1〜4のいずれか1項
に記載の研磨装置。
5. The polishing tool according to claim 1, wherein the polishing tool has a polishing liquid supply path which penetrates a shaft portion of the polishing pad holder and discharges the polishing liquid from a central portion of the polishing pad. Polishing equipment.
【請求項6】 ワークおよびリテーナリングの温度を制
御するシステムを備えて成る研磨装置であって、当該シ
ステムは、 1)ワークを支持固定するワーク固定盤; 2)ワーク固定盤に取り付けられたワーク温度調節手段
およびワーク温度検出器; 3)ワーク温度調節手段を制御する手段; 4)リテーナリングの研磨面とは反対側の面の側に位置
するように取り付けられたリテーナリング温度調節手段
およびリテーナリング温度検出器;ならびに 5)リテーナリング温度調節手段を制御する手段を含ん
で成ることを特徴とする研磨装置。
6. A polishing apparatus comprising a system for controlling the temperature of a work and a retainer ring, the system comprising: 1) a work fixing plate for supporting and fixing the work; 2) a work attached to the work fixing plate. Temperature control means and work temperature detector; 3) means for controlling work temperature control means; 4) retainer ring temperature control means and retainer mounted to be located on the side of the retainer ring opposite to the polishing surface. A polishing apparatus comprising: a ring temperature detector; and 5) means for controlling a retainer ring temperature adjusting means.
【請求項7】 ワーク温度調節手段および/またはリテ
ーナリング温度調節手段が熱電加熱素子および/または
熱電冷却素子である請求項6に記載の研磨装置。
7. The polishing apparatus according to claim 6, wherein the work temperature adjusting means and / or the retainer ring temperature adjusting means is a thermoelectric heating element and / or a thermoelectric cooling element.
【請求項8】 ワークおよびリテーナリングを一体的に
回転させる回転手段を更に含む請求項6または請求項7
に記載の研磨装置。
8. The apparatus according to claim 6, further comprising rotating means for integrally rotating the work and the retainer ring.
A polishing apparatus according to claim 1.
【請求項9】 リテーナリングの研磨面とは反対側の面
にバックアップ板が設けられ、リテーナリング温度調節
手段およびリテーナリング温度検出器が、バックアップ
板に取り付けられている請求項6〜8のいずれか1項に
記載の研磨装置。
9. The backup plate is provided on a surface of the retainer ring opposite to the polished surface, and the retainer ring temperature adjusting means and the retainer ring temperature detector are attached to the backup plate. The polishing apparatus according to claim 1.
【請求項10】 請求項1〜5のいずれか1項に記載の
研磨パッドの温度制御システムと、請求項6〜9のいず
れか1項に記載のワークおよびリテーナリングの温度制
御システムを備えて成る研磨装置。
10. A polishing pad temperature control system according to any one of claims 1 to 5, and a workpiece and retainer ring temperature control system according to any one of claims 6 to 9. Polishing equipment.
【請求項11】 研磨パッドをワークに対して相対的に
移動させることによりワークを研磨する方法であって、 研磨パッド、研磨パッドの研磨面とは反対側の面に貼付
された弾性体、および研磨パッドホルダーを含み、研磨
パッドホルダーは研磨パッドの研磨面に対して垂直に延
在する軸部を有しており、研磨パッドホルダー内には弾
性体を介して研磨パッドに接するように空間が形成され
ている研磨工具を使用し、 前記空間へ流体を供給する経路における流体の圧力を前
記空間から流体を排出する経路における流体の圧力より
も大きく維持して、前記空間へ流体を供給し前記空間か
ら流体を排出することにより前記空間内において流体の
流れを生じさせるとともに、前記空間内の流体の圧力を
実質的に所定値に保ち、 前記空間内の流体の圧力を弾性体を介して研磨パッドに
伝達することにより研磨パッドをワークに押し付け、 前記空間に供給する流体の温度を所定範囲内にある温度
に制御し、 流体と研磨パッドとの間で熱交換を生じさせることを特
徴とする研磨方法。
11. A method of polishing a work by moving a polishing pad relative to the work, comprising: a polishing pad; an elastic body attached to a surface of the polishing pad opposite to a polishing surface; The polishing pad holder includes a polishing pad holder, the polishing pad holder having a shaft portion extending perpendicularly to a polishing surface of the polishing pad, and a space in the polishing pad holder so as to contact the polishing pad via an elastic body. Using the formed abrasive tool, maintaining the pressure of the fluid in the path for supplying the fluid to the space greater than the pressure of the fluid in the path for discharging the fluid from the space, and supplying the fluid to the space; By discharging the fluid from the space, a flow of the fluid is generated in the space, and the pressure of the fluid in the space is kept substantially at a predetermined value. By transmitting a force to the polishing pad via the elastic body, the polishing pad is pressed against the work, the temperature of the fluid supplied to the space is controlled to a temperature within a predetermined range, and heat exchange between the fluid and the polishing pad is performed. A polishing method characterized by causing polishing.
【請求項12】 研磨パッドをワークに対して相対的に
移動させることによりワークを研磨する方法において、 ワーク固定盤に支持されたワークの温度を、ワークの被
加工面の反対側の面の側に位置するワーク温度調節手段
を制御することにより、所定範囲内にある温度に制御
し、 ワークの周囲に設けられたリテーナリングの温度を、リ
テーナリングの研磨面の反対側の面の側に位置するリテ
ーナリング温度調節手段を制御することにより、所定範
囲内にある温度に制御することを特徴とする研磨方法。
12. A method of polishing a work by moving a polishing pad relative to the work, wherein the temperature of the work supported on the work fixing plate is controlled by adjusting the temperature of the work opposite to the work surface of the work. The temperature of the retainer ring provided around the work is controlled by controlling the work temperature adjusting means located at the side of the surface opposite to the polishing surface of the retainer ring. A polishing method for controlling a temperature within a predetermined range by controlling a retainer ring temperature adjusting means.
【請求項13】 研磨パッドをワークに対して相対的に
移動させることによりワークを研磨する方法であって、 研磨パッド、研磨パッドの研磨面とは反対側の面に貼付
された弾性体、および研磨パッドホルダーを含み、研磨
パッドホルダー内に弾性体を介して研磨パッドに接する
ように空間が形成されている研磨工具を使用し、 前記空間へ流体を供給する経路における流体の圧力を前
記空間から流体を排出する経路における流体の圧力より
も大きく維持して、前記空間へ流体を供給し前記空間か
ら流体を排出することにより前記空間内において流体の
流れを生じさせるとともに、前記空間内の流体の圧力を
実質的に所定値に保ち、 前記空間内の流体の圧力を弾性体を介して研磨パッドに
伝達することにより研磨パッドをワークに押し付け、 前記空間に供給する流体の温度を所定範囲内にある温度
に制御し、 流体と研磨パッドとの間で熱交換を生じさせ、 ワーク固定盤に支持されたワークの温度を、ワークの被
加工面の反対側の面の側に位置するワーク温度調節手段
を制御することにより、所定範囲内にある温度に制御
し、 ワークの周囲に設けられたリテーナリングの温度を、リ
テーナリングの研磨面の反対側の面の側に位置するリテ
ーナリング温度調節手段を制御することにより、所定範
囲内にある温度に制御することを特徴とする研磨方法。
13. A method of polishing a work by moving a polishing pad relative to the work, comprising: a polishing pad; an elastic body attached to a surface of the polishing pad opposite to a polishing surface; A polishing tool including a polishing pad holder, wherein a space is formed in the polishing pad holder so as to be in contact with the polishing pad via an elastic body, and a pressure of the fluid in a path for supplying a fluid to the space from the space. Maintaining a pressure higher than the pressure of the fluid in the path for discharging the fluid, supplying a fluid to the space and discharging the fluid from the space to cause a flow of the fluid in the space, Maintaining the pressure at a substantially predetermined value, pressing the polishing pad against the work by transmitting the pressure of the fluid in the space to the polishing pad via the elastic body, The temperature of the fluid supplied to the space is controlled to a temperature within a predetermined range, heat exchange occurs between the fluid and the polishing pad, and the temperature of the workpiece supported by the workpiece fixing plate is adjusted to the work surface of the workpiece. The temperature of the retainer ring provided around the work is controlled by controlling the work temperature adjusting means located on the opposite side of the work so that the temperature is within a predetermined range. A polishing method comprising: controlling a temperature within a predetermined range by controlling a retainer ring temperature adjusting means located on a side surface side.
【請求項14】 所定範囲内にある温度の研磨液を供給
する請求項11〜13のいずれか1項に記載の研磨方
法。
14. The polishing method according to claim 11, wherein a polishing liquid having a temperature within a predetermined range is supplied.
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