JP2004330365A

JP2004330365A - 研磨装置及び研磨方法

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Publication number: JP2004330365A
Application number: JP2003129968A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Shibuki; 俊一澁木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-05-08
Filing date: 2003-05-08
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2023-05-08
Also published as: JP4186692B2

Abstract

【課題】研磨中に研磨パッドが発熱すると、研磨特性や研磨速度の変化によって所望の研磨結果が得られなくなる。
【解決手段】本発明に係る研磨装置１は、被研磨物となるウエハ８を保持する保持ヘッド４と、ウエハ８を研磨する研磨パッド３をを備える研磨定盤２とを有し、ウエハ８の被研磨面８Ａと研磨パッド３の研磨面３Ａとを接触させ、それらの相対運動により被研磨面８Ａを研磨するものであって、研磨パッド２に埋め込む状態で配設されたチューブ１９と、このチューブ１９に冷媒を供給する冷媒供給系６とを有し、研磨パッド３を冷媒によって直接的に冷却する冷却手段を備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被研磨物を研磨する研磨装置と研磨方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被研磨物と研磨部材とを接触させて被研磨物を研磨する研磨装置は、例えば、半導体装置の製造工程におけるＣＭＰ（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学的機械研磨）や、液晶表示装置用ガラス板、樹脂の研磨に用いられている。このような研磨装置においては、被研磨物を研磨する研磨部材の研磨面に、研磨により熱が発生する。研磨部材として、例えば、ポリウレタン製の研磨パッドが用いられているが、研磨パッドの熱伝導性は悪かった。このため、被研磨物及び研磨パッドの研磨面の研磨中の温度上昇を抑制することは困難であった。対象物及び研磨面の温度上昇は、研磨速度や研磨特性の変化につながる。
【０００３】
従来は、研磨中の温度上昇を抑制するために、例えば、研磨パッド表面に気体を直接噴射していた（例えば、特許文献１参照）。また、研磨パッドを設置する定盤を冷却することも知られている（例えば、特許文献２参照）。さらには、研磨に用いるスラリーと呼ばれる研磨剤を、冷却して研磨面に供給することも知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
研磨特性の変動を抑制するために、研磨に用いる硬質層と、この硬質層を支持する軟質層との複層構造を有する研磨パッドにおいて、硬質層に溝を設けた研磨パッドも知られている（例えば、特許文献４参照）。
【０００５】
【特許文献１】特許第２９９３４９７号公報
【特許文献２】特許第２８３８０２１号公報
【特許文献３】特許第３２６０５４２号公報
【特許文献４】特許第３３２４６４３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、研磨パッド表面に気体を噴射する手法においては、被研磨物の表面は直接冷却されないため、冷却効果が弱い。また、スラリーの蒸発等の条件変化により、研磨に悪影響を及ぼす可能性がある。定盤を冷却する場合には、研磨パッドを介して被研磨物を冷却することになり、冷却効果が弱い。スラリーを冷却する手法においては、冷却によりスラリーの凝集や沈降が発生する恐れがある。また、スラリーが不可逆な反応を起こして変質し、研磨に悪影響を及ぼす恐れもある。
【０００７】
また、従来の、研磨パッドに溝を設ける手法においては、溝によって、研磨パッドへの半導体ウエハの吸着を抑制することや、硬質層を部分的に変形させて研磨の均一性を制御することは可能であっても、半導体ウエハを冷却することは考慮されていなかった。さらに、従来は硬質層にのみ、その表面に溝が設けられていたため、研磨に用いて変質したスラリーが研磨パッドに溜り易く、研磨に悪影響を及ぼす恐れがあった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、研磨部材を効率的に冷却することができる研磨装置とこれを用いた研磨方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る研磨装置は、被研磨物を保持する保持手段と、被研磨物を研磨する研磨部材を備える研磨手段とを有し、被研磨物の被研磨面と研磨部材の研磨面とを接触させ、被研磨面と研磨面との相対運動により、被研磨面を研磨する研磨装置であって、研磨部材に埋め込む状態で配設されたチューブと、このチューブに冷媒を供給する冷媒供給手段とを有し、研磨部材を冷媒によって直接的に冷却する冷却手段を備えるものである。
【００１０】
この研磨装置においては、研磨部材に埋め込む状態で配設されたチューブに、冷媒供給手段によって冷媒を供給することにより、チューブ内を流れる冷媒によって研磨部材が直接的に冷却される。そのため、研磨中の研磨部材の発熱や温度上昇が抑えられる。また、冷媒供給手段から供給された冷媒をチューブ内に流すことで、冷媒と研磨部材との接触が回避される。
【００１１】
本発明に係る研磨方法は、被研磨物と、この被研磨物を研磨する研磨部材とを接触させ、被研磨物の被研磨面と研磨手段の研磨面との相対運動により、被研磨面を研磨する研磨方法であって、研磨部材にチューブを埋め込むように配設し、このチューブに冷媒を供給することにより、研磨部材を冷媒によって直接的に冷却しながら被研磨物の被研磨面を研磨するものである。
【００１２】
この研磨方法においては、研磨部材に埋め込むように配設したチューブに冷媒を供給することにより、チューブ内を流れる冷媒によって研磨部材が直接的に冷却される。そのため、研磨中の研磨部材の発熱や温度上昇が抑えられる。また、冷媒をチューブ内に流すことで、冷媒と研磨部材との接触が回避される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施形態に係る研磨装置の構成例を示す概略図である。図１に示す研磨装置１は、大きくは、研磨定盤２と、研磨パッド３と、保持ヘッド４と、ヘッド駆動装置５と、冷媒供給系６とを備えて構成されている。このうち、研磨定盤２は本発明における研磨手段の一実施態様に相当し、研磨パッド３は本発明における研磨部材の一実施態様に相当する。また、保持ヘッド４は本発明における保持手段の一実施態様に相当し、冷媒供給系６は本発明における冷媒供給手段の一実施態様に相当する。
【００１５】
研磨定盤２は、研磨パッド３を保持するためのパッド保持面を備え、このパッド保持面が保持ヘッド４に対向するように上向きに配置されている。研磨定盤２は、パッド保持面とは反対側の面に連結された回転軸７を介して、図示しないモーターにより回転軸７まわりに回転駆動される構成になっている。パッド保持面は、例えば、被研磨物の一実施態様となる半導体ウエハ（以下、ウエハと略称）８の直径の２倍以上の直径を有する円形状に形成されている。また、研磨定盤２は、後述する冷媒によって変質しない材料によって構成されることが好ましい。研磨定盤２の材料としては、例えばステンレスやセラミックスを用いることができる。
【００１６】
研磨パッド３は、ウエハ８の被研磨面８Ａを研磨するためのもので、例えば、適度な弾性を有するポリウレタンによって構成されている。この研磨パッド３は、研磨定盤２のパッド保持面のほぼ全面に、例えば、両面接着テープ等の接着手段により貼着、固定されている。
【００１７】
保持ヘッド４は、バッキング材９とリテーナリング１０とを一体に有するもので、例えば所定の厚みを有する円盤状に形成されている。バッキング材９は、保持ヘッド４の一端面に配置されている。バッキング材９は、例えば吸着によりウエハ８を保持する。リテーナリング１０は、全体的に円形の環状に形成されたもので、その内径部分を保持ヘッド４の外径部分に嵌合するように装着、固定されている。リテーナリング１０は、バッキング材９で保持したウエハ８が保持ヘッド４から飛び出すことを阻止するものである。保持ヘッド４には、バッキング材９が装着されている端面と反対側の端面に回転軸１１が連結されている。回転軸１１はモータ１２によって回転駆動される。また、モータ１２は、ヘッド駆動装置５に設けられた可動アーム１３の先端部に組み込まれている。可動アーム１３は、ヘッド駆動装置５によって上下方向に移動可能でかつ水平方向に旋回可能に支持されている。
【００１８】
冷媒供給系６は、研磨パッド３を冷却するための冷媒を供給するもので、ポンプ１４と、制御バルブ１５と、冷媒供給路１６と、冷媒回収路１７と、冷媒冷却機１８とを有している。ポンプ１４は、冷媒を圧送するものである。制御バルブ１５は、ポンプ１４から冷媒供給路１６への冷媒の供給を開始又は停止したり、冷媒の単位時間当たりの供給量を制御したりするものである。冷媒供給路１６は、ポンプ１４から圧送された冷媒を研磨パッド３部分へと導くもので、回転軸７から研磨定盤２にかけて連続的に形成されている。冷媒回収路１７は、研磨パッド３部分に供給された冷媒を回収し、これを再利用のために冷媒冷却機１８へと導くもので、研磨定盤２から回転軸７にかけて連続的に形成されている。冷媒冷却機１８は、冷媒回収路１７を通して回収された冷媒を再利用のために冷却するものである。冷媒冷却機１８で冷却された冷媒はポンプ１４に送られ、このポンプ１４から再び冷媒供給路１６を通して研磨パッド３部分に供給される。
【００１９】
これに対して、研磨パッド３には、冷媒供給系６によって供給される冷媒を流すためのチューブ１９が組み込まれている。このチューブ１９は、研磨パッド３に埋め込む状態で配設されている。すなわち、チューブ１９は、研磨パッド３の内部でかつ研磨面（パッド最上面）３Ａを除く領域に埋め込むように設けられている。また、研磨パッド３の上方には、当該研磨パッド３に対向する状態で研磨剤供給ノズル２０が配置されている。研磨剤供給ノズル２０は、研磨剤となるスラリー２１を研磨パッド３の中心部に向けて吐出、供給するものである。
【００２０】
図２は研磨定盤２における研磨パッド３とチューブ１９の取付状態を示すもので、（Ａ）はその側面概略図、（Ｂ）はその平面概略図である。研磨パッド３は、ウエハ８の被研磨面８Ａを研磨面３Ａにより研磨する研磨層３１と、この研磨層３１を支持する支持層３２を一体に有する積層構造となっている。これら研磨層３１と支持層３２は、互いの境界面を接着等により貼り合わせた状態で一体化されている。研磨層３１は、研磨面３Ａを有する単層で構成されるものである。支持層３２は、研磨層３１よりも軟質の層であって、単層又は複数の層で構成されるものである。
【００２１】
本発明における冷却手段は、上述のように研磨パッド３に設けられたチューブ１９と、このチューブ１９に冷媒を供給する冷媒供給系６によって構成される。研磨パッド３に対するチューブ１９の取付状態としては、例えば、研磨パッド３の研磨面３Ａと反対側の面に、断面凹状の連続した溝２２を形成し、この溝２２にチューブ１９を嵌合することにより、研磨パッド３にチューブ１９を埋設した構成としている。この場合、研磨定盤２のパッド保持面にチューブ１９を固定し、その上から研磨パッド３を被せて貼り付けることにより、研磨パッド３が摩耗したときのパッド交換に容易に対応することが可能となる。
【００２２】
また、チューブ１９を嵌合させるための溝２２は、研磨パッド３の製造時に同時に形成してもよいし、研磨パッド３を円盤状に形成した後に例えば切削加工によって形成してもよい。この溝２２は、研磨パッド３の中心部から外周部に向かって所定（一定）のピッチＰで螺旋状に形成され、これに合わせてチューブ１９も螺旋状に形成されている。そして、チューブ１９の一端にはこれに連通するように冷媒供給路１６が接続され、同他端にはこれに連通するように冷媒回収路１７が接続されている。
【００２３】
チューブ１９と溝２２の寸法関係は、チューブ１９の材質や溝２２の形状などに応じて適宜設定される。例えば、チューブ１９をステンレス、アルミニウム、銅などの金属材料を構成する場合は、このチューブ１９を研磨パッド３に埋め込むことでパッド表面形状が変化しないよう、図３に示すように、研磨定盤２のパッド保持面からのチューブ１９の突き出し寸法Ｈを、研磨パッド３の溝２２の深さ寸法Ｄと同一寸法とするか、それよりも若干小さめの寸法とする。また、研磨パッド３の溝２２の幅寸法Ｗは、チューブ１９の外径寸法φよりも大きい寸法とする。この場合、チューブ１９を金属材料で構成することにより、チューブ１９自体の熱伝導率が高くなる。そのため、チューブ１９に冷媒を供給したときに、この冷媒の冷熱をチューブ１９を介して研磨パッド３に効率良く伝えることができる。
【００２４】
これに対して、チューブ１９をシリコーンゴム、テフロン（登録商標）等のように軟質で弾性（好ましくはゴム状弾性）を有する樹脂材料で構成する場合は、このチューブ１９を研磨パッド３に確実に接触させるために、研磨パッド３を研磨定盤２のパッド保持面に貼り付ける前の状態では、図４（Ａ）に示すように、研磨定盤２のパッド保持面からのチューブ１９の突き出し寸法Ｈを、研磨パッド３の溝２２の深さ寸法Ｄよりも大きい寸法とし、研磨パッド３を研磨定盤２のパッド保持面に貼り付けた状態では、図４（Ｂ）に示すように、溝２２にチューブ１９を嵌合したときに、研磨パッド３でチューブ１９が押し潰されて変形するようにする。この場合、研磨パッド３の溝２２の幅寸法Ｗは、チューブ１９の外径寸法φよりも大きい寸法とする。また、チューブ１９を研磨パッド３よりも軟質の弾性体で構成する。これにより、チューブ１９を研磨パッド３の研磨層３１に接触させ、チューブ１９に供給した冷媒の冷熱を効率良く研磨パッド３に伝えることができる。また、チューブ１９が研磨パッド３との接触によって弾性変形するため、研磨パッド３の表面形状が劣化することもない。
【００２５】
また、チューブ１９を研磨定盤２に固定する構造以外にも、例えば、図５（Ａ）に示すように、研磨パッド３を構成する研磨層３１と支持層３２の境界領域に筒状の溝２２を形成し、この溝２２にチューブ１９を嵌合することにより、研磨パッド３にチューブ１９を埋設、固定した構成としてもよい。この場合、チューブ１９の外形断面を円形状とすると、図５（Ｂ）に示すように、その円形状を２分した半円状の溝２２Ａ，２２Ｂを研磨層３１と支持層３２の双方に形成し、それらの溝２２Ａ，２２Ｂでチューブ１９を挟み込むように研磨層３１と支持層３２を密着させて貼り合わせる。この場合、研磨パッド３とチューブ１９とが広い面積にわたって接近又は接触した状態となる。そのため、チューブ１９に冷媒を供給したときに、この冷媒によって研磨パッド３を効率良く冷却することができる。
【００２６】
いずれの取付状態においても、研磨パッド３にチューブ１９が埋め込まれた状態で配設され、その状態のもとで冷媒供給系６により冷媒がチューブ１９に供給されることになる。冷媒としては、冷却した空気や窒素ガスなどの気体、或いは、水やアルコールなどの流体を用いることができる。
【００２７】
続いて、上記構成の研磨装置１を用いてウエハ８を研磨処理する場合の動作について述べる。先ず、ウエハ８を研磨するにあたっては、被研磨物となるウエハ８を、その被研磨面８Ａを外側に向けてバッキング材９により吸着（例えば水吸着）する。これにより、ウエハ８は、バッキング材９に吸着された状態で保持ヘッド４の一端面に保持される。
【００２８】
続いて、ヘッド駆動装置５の駆動により、回転軸１１及び可動アーム１３を介して保持ヘッド４を図１の矢印Ｚ方向に移動（下降）させることにより、ウエハ８の被研磨面８Ａを研磨パッド３の研磨面３Ａに所定の圧力で接触させる。この接触状態において、研磨剤供給ノズル２０から吐出させた研磨剤（スラリー）２１を、研磨面３Ａと被研磨面８Ａとの接触界面に供給しながら、研磨定盤２と保持ヘッド４をそれぞれ矢印Ｒａ，Ｒｂ方向に所定の回転数で回転させる。これにより、ウエハ８の被研磨面８Ａが研磨パッド３の研磨面３Ａによって化学的かつ機械的に研磨される。以上のようなＣＭＰ等の研磨においては、研磨面３Ａと被研磨面８Ａとの接触状態における相対運動により、研磨パッド（研磨部材）３及びウエハ（被研磨物）８に熱が発生する。研磨パッド３及びウエハ８に熱が発生すると、研磨速度や研磨特性の変化につながる。
【００２９】
そこで本実施形態に係る研磨装置１では、研磨パッド３を冷媒によって直接的かつ強制的に冷却する。研磨パッド３を直接的に冷却するとは、パッド冷却のための冷媒を研磨パッド３部分に直接供給して冷却することをいう。これに対して、例えば、冷媒を研磨定盤２部分に供給し、この研磨定盤２を介して研磨パッド３を冷却することは、研磨パッド３を間接的に冷却することとなり、直接的に冷却することにはならない。
【００３０】
実際に研磨パッド３を冷却する場合は、冷媒供給系６において、ポンプ１４から圧送した冷媒を制御バルブ１５の開放により冷媒供給路１６に送り込み、この冷媒供給路１６を通してチューブ１９に冷媒を供給する。これにより、所定の温度に冷却された冷媒がチューブ１９内を流れる。このチューブ１９は、研磨パッド３に埋め込まれた状態となっている。そのため、研磨パッド３の内部では、当該研磨パッド３とチューブ１９との間の熱交換により、研磨パッド３が冷媒によって直接的に冷却される。また、チューブ１９は研磨パッド３のほぼ全域にわたって螺旋状に配置されているため、このチューブ１９を流れる冷媒により、研磨パッド３全体が均一に冷却される。
【００３１】
また、冷媒供給路１６を通してチューブ１９に供給された冷媒は、当該チューブ１９内を一端から他端に向けて流れた後、冷媒回収路１７に回収される。さらに、冷媒回収路１７に回収された冷媒は、冷媒冷却機１８で所定の温度に冷却された後、ポンプ１４に戻されて、パッド冷却のために循環、供給（再利用）される。
【００３２】
このように冷媒供給系６によってチューブ１９に冷媒を供給することにより、研磨パッド３を冷媒によって直接的に冷却しながらウエハ８の被研磨面８Ａを研磨パッド３の研磨面３ａで研磨することにより、研磨面３Ａと被研磨面８Ａとの接触界面における発熱やこれに伴う研磨パッド３の温度上昇が、冷媒の冷却効果によって抑えられる。その結果、ウエハ８の研磨中に研磨速度や研磨特性を一定に維持し、良好な研磨結果を安定的に得ることが可能となる。特に、研磨パッド３を構成する研磨層３１及び支持層３２のうち、空気含有率（空孔占有率）の違いによって支持層３２よりも熱伝導性が高く、かつ、ウエハ８の被研磨面８Ａに直接触れる研磨層３１に、チューブ１９からの冷気が直接触れるように、チューブ嵌合用の溝２２を研磨パッド３に形成しているため、研磨面３Ａと被研磨面８Ａとの接触界面における発熱やこれに伴う研磨パッド３の温度上昇をより有効に抑えることができる。
【００３３】
また、パッド冷却のためにチューブ１９を用いたことにより、研磨パッド３を冷媒で冷却する場合に、この冷媒が研磨パッド３に直接触れることがない。そのため、冷媒が研磨パッド３にしみ込んでウエハ８の研磨特性に悪影響を与えたり、研磨定盤２に対する研磨パッド３の接着部や、研磨パッド３内の層間の接着部が、冷媒との接触によって剥がれたり、接着力が低下したりする恐れもない。したがって、ウエハ８の研磨特性や、研磨パッド３及びパッド接着剤との材料的な相性などを何ら配慮することなく、研磨パッド３の冷却を優先して冷媒の材料を任意に選択することができる。具体的には、例えば、フロン又はフロリナート（製品名、住友スリーエム社製）などを冷媒として好適に用いることが可能となる。
【００３４】
続いて、本発明の実施例と比較例についての実験結果について説明する。先ず、実施例と比較例に共通する条件として、被研磨物にＣｕ１．５μｍ／Ｔａ２０ｎｍ／ＳｉＯ_２／Ｓｉ付きのシリコン製のウエハ８を用いるとともに、このウェハ８を６０ｓｅｃ研磨したときの研磨パッド３の温度を放射温度計で測定し、そのときの最高上昇温度を調べた。また、研磨条件としては、研磨剤にシリカ（ＳｉＯ２）系スラリー（ＪＳＲ製ＣＭＳ７３０１）を用いるとともに、研磨加工圧を３００ｇ／ｃｍ^２、回転数をウェハに対する研磨パッドの周速で６０ｍ／ｍｉｎとなるように設定した。さらに、研磨パッド３として、ローデルニッタ製のＩＣ１０００（ポリウレタン製、厚さ１．２ｍｍ）を研磨層３１、ローデルニッタ製のＳＵＢＡ４００（ポリウレタン製、厚さ１．２ｍｍ）を支持層３２とした積層構造のものを用いた。
【００３５】
（実施例１）
研磨装置の構成として、上記図３に示すように、内径寸法１ｍｍ、外径寸法φ＝１．７ｍｍのステンレス製のチューブ１９を採用するとともに、このチューブ１９を研磨定盤２のパッド保持面に若干（０．２ｍｍ）埋め込むように固定した。この場合、研磨定盤２のパッド保持面からのチューブ１９の突き出し寸法Ｈは１．５ｍｍとなる。これに対して、研磨パッド３には支持層３２から研磨層３１に至る領域に幅寸法Ｗ＝２ｍｍ、深さ寸法Ｄ＝１．６ｍｍ、ピッチ寸法Ｐ＝１５ｍｍの螺旋状の溝２２を形成し、この溝２２に同じく螺旋状のチューブ１９を嵌合するように、研磨定盤２のパッド保持面に研磨パッド３を貼り付けた。また、チューブ１９に供給する冷媒として水（液体）を用い、この水の流量と温度を変化させたときの冷却効果を調べた。
【００３６】
（実施例２）
研磨装置の構成として、上記図４に示すように、内径寸法１ｍｍ、外径寸法φ＝１．９ｍｍのシリコーン製のチューブ１９を採用するとともに、このチューブ１９を研磨定盤２のパッド保持面に若干（０．２ｍｍ）埋め込むように固定した。この場合、研磨定盤２のパッド保持面からのチューブ１９の突き出し寸法Ｈは１．７ｍｍとなる。これに対して、研磨パッド３には支持層３２から研磨層３１に至る領域に幅寸法Ｗ＝２ｍｍ、深さ寸法Ｄ＝１．６ｍｍ、ピッチ寸法Ｐ＝１５ｍｍの螺旋状の溝２２を形成し、この溝２２に同じく螺旋状のチューブ１９を嵌合するように、研磨定盤２のパッド保持面に研磨パッド３を貼り付けた。その際、チューブ１９を研磨パッド３で押圧することにより、溝２２内でチューブ１９を楕円形状に弾性変形させた。また、チューブ１９に供給する冷媒として水（液体）を用い、この水の流量と温度を変化させたときの冷却効果を調べた。
【００３７】
（比較例１）
研磨装置の構成として、パッド冷却のためのチューブ１９や溝２２が設けられていないこと以外は、上記実施例１，２の場合と同様である。
【００３８】
（比較例２）
研磨装置の構成として、研磨パッド３の支持層３２から研磨層３１に至る領域に幅寸法Ｗ＝２ｍｍ、深さ寸法Ｄ＝１．６ｍｍ、ピッチ寸法Ｐ＝１５ｍｍの螺旋状の溝２２を形成し、この溝２２に直に冷媒を供給するものとした。また、溝２２に供給する冷媒として水（液体）を用い、この水の流量と温度を変化させたときの冷却効果を調べた。
【００３９】
以上の条件に基づく実験結果を下記表１〜表４に示す。表１は実施例１に基づく実験結果１を示し、表２は実施例２に基づく実験結果２を示すものである。また、表３は比較例１に基づく実験結果３を示し、表４は比較例２に基づく実験結果４を示すものである。
【００４０】
【表１】

【００４１】
【表２】

【００４２】
【表３】

【００４３】
【表４】

【００４４】
上記実験結果１〜４から分かるように、実施例１，２とも比較例１に比べて十分な冷却効果が得られた。また、実施例１は比較例２に比べて若干冷却効果が落ちる結果となったのに対し、実施例２は比較例２と同等の冷却効果が得られた。これは、実施例１ではチューブ１９と研磨パッド３が密着しないために、研磨パッド３とチューブ１９の間に熱伝導が悪い空気が介在するのに対し、実施例２ではチューブ３と研磨パッド１９が密着するために、空気よりも熱伝導性が良いチューブ１９を通じて、冷媒が効率的に研磨パッド３を冷却することができるためであると考えられる。また冷媒温度５℃，流量３００ｍｌ／ｍｉｎでウェハ８を各６０ｓｅｃ間、１０００枚連続して研磨した後、パッド外周への水漏れを調べたところ、比較例２のものでは接着剤（粘着剤）の剥がれによって水漏れが発生し始めていたが、実施例１，２のものはいずれも水漏れは発生しなかった。比較例２の研磨装置では、溝２２を流れる水分に加えて、研磨時に発生する熱と、研磨による応力が加わることにより、接着部に剥がれが発生したと考えられる。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態について述べてきたが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、上記実施形態における形状、材質や各種数値等の記載は、本発明を説明するための一例にすぎず、特許請求の範囲内で適宜変更可能である。例えば、チューブ１９の断面形状は円形状に限らず、三角形、四角形等の多角形や、楕円形状など、種々の形状を採用することが可能であり、それに合わせて溝２２の形状も種々変更可能である。また、研磨パッド３は、ポリウレタン製のものに限らず、不織布、スエード状研磨パッド、その他樹脂材料製の研磨パッドなど、全ての材質の研磨パッドにおいて同様の効果を得ることができる。また、固定砥粒が含有された研磨パッドを用いた場合でも、本発明を適用することが可能である。さらに、本発明は、半導体ウェハの研磨だけでなく、研磨パッドを用いるガラスや樹脂等の対象物の研磨一般に広く適用可能である。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、チューブに冷媒を供給して研磨部材を冷却することにより、冷媒と研磨部材との接触による研磨特性の変化や、研磨部材の剥がれ、接着力低下などを招くことなく、研磨部材を冷媒によって効率良く冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る研磨装置の構成例を示す概略図である。
【図２】研磨パッドとチューブの取付状態を示す図である。
【図３】チューブ埋め込み構造の第１具体例を示す図である。
【図４】チューブ埋め込み構造の第２具体例を示す図である。
【図５】チューブ埋め込み構造の第３具体例を示す図である。
【符号の説明】
１…研磨装置、３…研磨パッド（研磨部材）、３Ａ…研磨面、４…保持ヘッド、６…冷媒供給系、８…半導体ウエハ（被研磨物）、８Ａ…被研磨面、１９…チューブ、２２…溝、３１…研磨層、３２…支持層

Claims

被研磨物を保持する保持手段と、前記被研磨物を研磨する研磨部材を備える研磨手段とを有し、前記被研磨物の被研磨面と前記研磨部材の研磨面とを接触させ、前記被研磨面と前記研磨面との相対運動により、前記被研磨面を研磨する研磨装置であって、
前記研磨部材に埋め込む状態で配設されたチューブと、当該チューブに冷媒を供給する冷媒供給手段とを有し、前記研磨部材を前記冷媒によって直接的に冷却する冷却手段を備える
ことを特徴とする研磨装置。
前記チューブを前記研磨部材よりも軟質の弾性体によって構成してなる
ことを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
前記研磨部材は、前記被研磨物を前記研磨面により研磨する研磨層と、当該研磨層を支持する支持層とを有し、前記支持層から前記研磨層に至る領域に前記チューブを嵌合するための溝を形成してなる
ことを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
前記研磨部材は、前記被研磨物を前記研磨面により研磨する研磨層と、当該研磨層を支持する支持層とを有し、前記支持層と前記研磨層との境界領域に前記チューブを嵌合するための溝を形成してなる
ことを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
被研磨物と、当該被研磨物を研磨する研磨部材とを接触させ、前記被研磨物の被研磨面と前記研磨手段の研磨面との相対運動により、前記被研磨面を研磨する研磨方法であって、
前記研磨部材にチューブを埋め込むように配設し、当該チューブに冷媒を供給することにより、前記研磨部材を前記冷媒によって直接的に冷却しながら前記被研磨物の前記被研磨面を研磨する
ことを特徴とする研磨方法。