JP2011136406A5

JP2011136406A5 -

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Publication number: JP2011136406A5
Application number: JP2009298965A
Authority: JP
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2012-12-13
Anticipated expiration: 2029-12-28

Description

上記の課題を解決するために、本発明は、上面に研磨パッドが貼付された研磨テーブルと、基板を保持する基板保持手段とを備え、回転する研磨テーブルの研磨パッド面上に回転する基板保持手段で保持する基板を押圧接触させ、該基板を研磨する基板研磨装置の研磨パッド面上に接触し該研磨パッド面の温度を調整する基板研磨装置の研磨パッド面温調装置であって、前記研磨パッド面上に接触する研磨パッド接触面を有する固体を具備し、該固体は前記研磨パッドに接触する側を熱伝導性、耐磨耗性、及び耐食性に優れた材料で構成し、前記研磨パッドに接触する側の反対側を線膨張係数が前記研磨パッドに接触する側の材料の線膨張係数に近く、且つ断熱性の優れた材料からなるカバーで覆った構成であり、前記研磨パッド接触面を介して前記固体内を流れる熱交換媒体である流体との間で熱交換を行うように構成されていることを特徴とする基板研磨装置の研磨パッド面温調装置にある。

また、本発明は上記基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、前記固体の前記研磨パッドに接触する側をＳｉＣ製或いはアルミナ製としたことを特徴とする。

また、本発明は上記基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、前記固体の前記研磨パッドに接触する面は面粗さを小さくする鏡面仕上げ或いはＣＶＤコーティング処理としていることを特徴とする。

また、本発明は上記基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、前記固体は前記研磨パッド面上に半径方向に配置され自重で接するようになっており、該研磨パッド面の円周方向と半径方向の振れ、及び該研磨パッドの磨耗による厚みの変化に追従する追従機構を具備する構成であることを特徴とする。
また、本発明は上記基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、前記固体は前記研磨パッドの交換に支障とならないように該研磨パッドの外周部で、垂直方向に跳ね上げ可能な跳ね上げ機構を介して支持部に支持されていることを特徴とする。

また、本発明は上記基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、前記固体には、前記研磨パッドの中心側と外周側の端部に熱交換媒体である流体を給・排出する流体給・排出口を設けたことを特徴とする。

また、本発明は上記基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、前記研磨パッド面を冷却するときは、前記固体の研磨パッドの中心側の流体給・排出口から前記流体を供給し、前記研磨パッドの外周側の流体給・排出口から排出することを特徴とする。

また、本発明は上記基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、前記研磨パッド面を加熱するときは、前記固体の研磨パッドの外周側の流体給・排出口から温流体を供給し、研磨パッドの中心側の流体給・排出口から排出することを特徴とする。
また、本発明は上記基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、前記流体給・排出口は前記固体の研磨パッドの中心側の端部に１個、研磨パッドの外周側の端部に２個以上設けたことを特徴とする。

また、本発明は上記基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、前記固体の平面形状は前記研磨パッドの中心側に接する端部が狭く外周側に接する端部が広い台形状であることを特徴とする。

また、本発明は上記基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、前記流体は、液体又は気体であることを特徴とする。

また、本発明は上記基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、前記固体に流れる流体は比例制御３方弁を経由して流れ、該比例制御３方弁には温流体と冷流体が供給され、各々の流体流量が制御・混合され、温調された流体として前記固体内流路に供給されることを特徴とする。

また、本発明は上面に研磨パッドが貼付された研磨テーブルと、基板を保持する基板保持手段とを備え、回転する研磨テーブルの研磨パッド面上に回転する前記基板保持手段で保持する基板を押圧接触させ、該基板を研磨する研磨装置において、前記研磨パッド面上の温度を検出する研磨パッド温度検出手段と、前記研磨パッド面上に接触し該研磨パッド面上の温度を調整するパッド温調手段と、前記研磨パッド温度検出手段で検出したパッド温度情報に基づいて前記パッド温調手段を制御して前記研磨パッド面上の温度を制御する温度コントローラを備え、前記温度コントローラは複数種のＰＩＤパラメータから所定のルールに基づき所定のＰＩＤパラメータを選択し、前記パッド温度情報に基づいて前記選択したＰＩＤパラメータを用いて前記研磨パッド面上の温度を制御することを特徴とする基板研磨装置にある。

また、本発明は上記基板研磨装置において、前記温度コントローラは、研磨プロセス又は研磨中の前記基板に形成された膜種に応じて前記複数種のＰＩＤパラメータから所定のＰＩＤパラメータを選択し、前記パッド温度情報に基づいて前記選択したＰＩＤパラメータを用いて前記パッド温調手段を制御し、前記研磨パッド面上の温度を制御することを特徴とする。

また、本発明は上記基板研磨装置において、前記温度コントローラは、前記研磨パッド面上の冷却用と加熱用で前記複数種のＰＩＤパラメータを持ち、該複数種のＰＩＤパラメータから所定のＰＩＤパラメータを選択することを特徴とする。

また、本発明は上記基板研磨装置において、前記ＰＩＤパラメータは、予めレシピに登録しておき、該レシピにより選択可能であることを特徴とする。

また、本発明は上記基板研磨装置において、前記パッド温調手段は、前記研磨パッド面の半径方向に接触する研磨パッド接触面を有する固体を具備し、該固体内を流れる熱交換媒体である流体の間で前記研磨パッド接触面を介して熱交換を行うように構成されていることを特徴とする。

また、本発明は上記基板研磨装置において、前記基板保持手段は基板を保持する基板保持部を支持するヘッド部を備え、該ヘッド部に前記研磨パッド面に温風を吹き付ける温風ヒータを設けたことを特徴とする。

また、本発明は上記基板研磨装置において、前記研磨パッド面に冷風を吹き付ける冷風吹付手段をけたことを特徴とする。

また、本発明は上記基板研磨装置において、前記基板保持手段が保持する前記基板を加熱する基板加熱手段を設けたことを特徴とする。

また、本発明は上記基板研磨装置において、前記基板加熱手段は温水を吹き付ける温水吹付手段であることを特徴とする。

また、本発明は上記基板研磨装置において、前記基板保持手段を複数備え、それぞれ基板保持手段に対応して前記研磨パッド温度検出手段、前記パッド温調手段、前記温度コントローラを備えたことを特徴とする。

また、本発明は回転する研磨テーブルの研磨パッド面上に回転する基板保持手段で保持する基板を押圧接触させて該基板を研磨する基板研磨方法において、温度コントローラにより複数種のＰＩＤパラメータから所定のルールに基づき所定のＰＩＤパラメータを選択し、該選択したＰＩＤパラメータを用いて前記研磨パッド面上の温度情報に基づいて前記研磨パッド面上に接触し該研磨パッド面上の温度を調整するパッド温調手段を制御して前記研磨パッド面上の温度を制御しながら前記基板を研磨することを特徴とする基板研磨方法にある。

また、パッド温調手段２６の固体３３の研磨パッド接触部材３３−１の研磨パッド１１への接触面は面粗さを小さくするためラップ加工処理等を施して鏡面とする。研磨パッド接触部材３３−１の研磨パッド１１への接触面を研削加工で処理した場合、接触面から微小な素材が脱落する場合があり、場合によっては研磨中の基板の研磨面に傷を付けることもある。上記のように研磨パッド１１への接触面をラップ加工処理等で鏡面とすることにより、パッド温調手段２６の固体３３が研磨パッド１１の上面に滑らかに接触することになり、且つ加工により生じるクラックを含んだ破砕層も浅くなるため、素材の脱落が減少し、研磨中の基板の研磨面に傷を与えることも低減する。また、ラップ加工等以外にも同じ効果を得るために、接触面にダイヤモンド、ＤＬＣ或いはＳｉＣなどのＣＶＤコート処理も有効である。

Claims

上面に研磨パッドが貼付された研磨テーブルと、基板を保持する基板保持手段とを備え、回転する研磨テーブルの研磨パッド面上に回転する前記基板保持手段で保持する基板を押圧接触させ、該基板を研磨する基板研磨装置の前記研磨パッド面上に接触し該研磨パッド面の温度を調整する基板研磨装置の研磨パッド面温調装置であって、
前記研磨パッド面上に接触する研磨パッド接触面を有する固体を具備し、該固体は前記研磨パッドに接触する側を熱伝導性、耐磨耗性、及び耐食性に優れた材料で構成し、前記研磨パッドに接触する側の反対側を線膨張係数が前記研磨パッドに接触する側の材料の線膨張係数に近く、且つ断熱性の優れた材料からなるカバーで覆った構成であり、
前記研磨パッド接触面を介して前記固体内を流れる熱交換媒体である流体との間で熱交換を行うように構成されていることを特徴とする基板研磨装置の研磨パッド面温調装置。
請求項１に記載の基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、
前記固体の前記研磨パッドに接触する側をＳｉＣ製或いはアルミナ製としたことを特徴とする研磨パッド面温調装置。
請求項１又は２に記載の基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、
前記固体の前記研磨パッドに接触する面は面粗さを小さくする鏡面仕上げ或いはＣＶＤコーティング処理としていることを特徴とする基板研磨装置の研磨パッド面温調装置。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、
前記固体は前記研磨パッド面上に半径方向に配置され自重で接するようになっており、該研磨パッド面の円周方向と半径方向の振れ、及び該研磨パッドの磨耗による厚みの変化に追従する追従機構を具備する構成であることを特徴とする基板研磨装置の研磨パッド面温調装置。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、
前記固体は前記研磨パッドの交換に支障とならないように該研磨パッドの外周部で、垂直方向に跳ね上げ可能な跳ね上げ機構を介して支持部に支持されていることを特徴とする基板研磨装置の研磨パッド面温調装置。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、
前記固体には、前記研磨パッドの中心側と外周側の端部に熱交換媒体である流体を給・排出する流体給・排出口を設けたことを特徴とする基板研磨装置の研磨パッド面温調装置。
請求項６に記載の基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、
前記研磨パッド面を冷却するときは、前記固体の研磨パッドの中心側の流体給・排出口から前記流体を供給し、前記研磨パッドの外周側の流体給・排出口から排出することを特徴とする基板研磨装置の研磨パッド面温調装置。
請求項６に記載の基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、
前記研磨パッド面を加熱するときは、前記固体の研磨パッドの外周側の流体給・排出口から温流体を供給し、研磨パッドの中心側の流体給・排出口から排出することを特徴とする基板研磨装置の研磨パッド面温調装置。
請求項６に記載の基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、
前記流体給・排出口は前記固体の研磨パッドの中心側の端部に１個、研磨パッドの外周側の端部に２個以上設けたことを特徴とする基板研磨装置の研磨パッド面温調装置。
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、
前記固体の平面形状は前記研磨パッドの中心側に接する端部が狭く外周側に接する端部が広い台形状であることを特徴とする基板研磨装置の研磨パッド面温調装置。
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、
前記流体は、液体又は気体であることを特徴とする基板研磨装置の研磨パッド面温調装置。
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の基板研磨装置の研磨パッド面温調装置において、
前記固体に流れる流体は比例制御３方弁を経由して流れ、該比例制御３方弁には温流体と冷流体が供給され、各々の流体流量が制御・混合され、温調された流体として前記固体内流路に供給されることを特徴とする基板研磨装置の研磨パッド面温調装置。
上面に研磨パッドが貼付された研磨テーブルと、基板を保持する基板保持手段とを備え、回転する研磨テーブルの研磨パッド面上に回転する前記基板保持手段で保持する基板を押圧接触させ、該基板を研磨する研磨装置において、
前記研磨パッド面上の温度を検出する研磨パッド温度検出手段と、前記研磨パッド面上に接触し該研磨パッド面上の温度を調整するパッド温調手段と、前記研磨パッド温度検出手段で検出したパッド温度情報に基づいて前記パッド温調手段を制御して前記研磨パッド面上の温度を制御する温度コントローラを備え、
前記温度コントローラは複数種のＰＩＤパラメータから所定のルールに基づき所定のＰＩＤパラメータを選択し、前記パッド温度情報に基づいて前記選択したＰＩＤパラメータを用いて前記研磨パッド面上の温度を制御することを特徴とする基板研磨装置。
請求項１３に記載の基板研磨装置において、
前記温度コントローラは、研磨プロセス又は研磨中の前記基板に形成された膜種に応じて前記複数種のＰＩＤパラメータから所定のＰＩＤパラメータを選択し、前記パッド温度情報に基づいて前記選択したＰＩＤパラメータを用いて前記パッド温調手段を制御し、前記研磨パッド面上の温度を制御することを特徴とする基板研磨装置。
請求項１３に記載の基板研磨装置において、
前記温度コントローラは、前記研磨パッド面上の冷却用と加熱用で前記複数種のＰＩＤパラメータを持ち、該複数種のＰＩＤパラメータから所定のＰＩＤパラメータを選択することを特徴とする基板研磨装置。
請求項１４又は１５に記載の基板研磨装置において、
前記ＰＩＤパラメータは、予めレシピに登録しておき、該レシピにより選択可能であることを特徴とする基板研磨装置。
請求項１３に記載の基板研磨装置において、
前記パッド温調手段は、前記研磨パッド面の半径方向に接触する研磨パッド接触面を有する固体を具備し、該固体内を流れる熱交換媒体である流体の間で前記研磨パッド接触面を介して熱交換を行うように構成されていることを特徴とする基板研磨装置。
請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の基板研磨装置において、
前記基板保持手段は基板を保持する基板保持部を支持するヘッド部を備え、該ヘッド部に前記研磨パッド面に温風を吹き付ける温風ヒータを設けたことを特徴とする基板研磨装置。
請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の基板研磨装置において、
前記研磨パッド面に冷風を吹き付ける冷風吹付手段をけたことを特徴とする基板研磨装置。
請求項１３乃至１９のいずれか１項に記載の基板研磨装置において、
前記基板保持手段が保持する前記基板を加熱する基板加熱手段を設けたことを特徴とする基板研磨装置。
請求項２０に記載の基板研磨装置において、
前記基板加熱手段は温水を吹き付ける温水吹付手段であることを特徴とする基板研磨装置。
請求項１３乃至２１のいずれか１項に記載の基板研磨装置において、
前記基板保持手段を複数備え、それぞれ基板保持手段に対応して前記研磨パッド温度検出手段、前記パッド温調手段、前記温度コントローラを備えたことを特徴とする基板研磨装置。
回転する研磨テーブルの研磨パッド面上に回転する基板保持手段で保持する基板を押圧接触させて該基板を研磨する基板研磨方法において、
温度コントローラにより複数種のＰＩＤパラメータから所定のルールに基づき所定のＰＩＤパラメータを選択し、該選択したＰＩＤパラメータを用いて前記研磨パッド面上の温度情報に基づいて前記研磨パッド面上に接触し該研磨パッド面上の温度を調整するパッド温調手段を制御して前記研磨パッド面上の温度を制御しながら前記基板を研磨することを特徴とする基板研磨方法。