JP2015104769A - 研磨テーブルおよび研磨装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板を押圧して研磨する研磨面を有した研磨テーブルに接触して研磨テーブルおよび研磨面の温度調節を行う温度調節部材を設置することにより、研磨テーブルおよび研磨面を直接に冷却又は加熱することができる研磨テーブルおよび該研磨テーブルを備えた研磨装置を提供する。【解決手段】基板を押圧して研磨する研磨面2aを有した研磨テーブル1において、研磨テーブル1に接触して設置され、研磨テーブル1から吸熱又は研磨テーブル1に放熱することにより研磨面2aの温度調節を行う温度調節部材17A,17B,17Cを備えた。【選択図】図2
Description
本発明は、半導体ウエハ等の基板を研磨テーブル上の研磨面に押圧して基板を研磨する研磨装置において研磨面の表面温度を調節する装置を備えた研磨テーブルに関するものである。また、本発明は、かかる研磨テーブルを備えた研磨装置に関するものである。
近年、半導体デバイスの高集積化・高密度化に伴い、回路の配線がますます微細化し、多層配線の層数も増加している。回路の微細化を図りながら多層配線を実現しようとすると、下側の層の表面凹凸を踏襲しながら段差がより大きくなるので、配線層数が増加するに従って、薄膜形成における段差形状に対する膜被覆性(ステップカバレッジ)が悪くなる。したがって、多層配線するためには、このステップカバレッジを改善し、然るべき過程で平坦化処理しなければならない。また光リソグラフィの微細化とともに焦点深度が浅くなるため、半導体デバイスの表面の凹凸段差が焦点深度以下に収まるように半導体デバイス表面を平坦化処理する必要がある。
従って、半導体デバイスの製造工程においては、半導体デバイス表面の平坦化技術がますます重要になっている。この平坦化技術のうち、最も重要な技術は、化学的機械研磨(CMP(Chemical Mechanical Polishing))である。この化学的機械的研磨は、研磨装置を用いて、シリカ(SiO2)やセリア(CeO2)等の砥粒を含んだ研磨液を研磨面に供給しつつ半導体ウエハなどの基板を研磨面に摺接させて研磨を行うものである。
CMPプロセスを行う研磨装置は、研磨面を有する研磨テーブルと、半導体ウエハなどの基板を保持するための研磨ヘッドとを備えている。このような研磨装置を用いて基板の研磨を行う場合には、研磨ヘッドにより基板を保持して基板を研磨面に対して所定の圧力で押圧する。このとき、研磨面上に研磨液を供給しつつ研磨テーブルと研磨ヘッドとを回転させることにより基板を研磨面に摺接させ、基板の被研磨面を平坦かつ鏡面に研磨する。
基板の被研磨面の研磨レートは、基板の研磨パッドに対する研磨荷重のみならず、研磨面の表面温度にも依存する。これは、基板に対する研磨液の化学的作用が温度に依存するからである。したがって、半導体デバイスの製造においては、基板の被研磨面の研磨レートを上げて更に一定に保つために、基板研磨中の研磨面の表面温度を最適な値に保つことが重要とされる。
そのため、従来、研磨テーブルの内部に熱交換媒体用の流路を設け、該流路に、水、もしくはエチレングリコール等の不凍剤とリン酸塩系物質の防錆剤を添加した水、もしくは類似した特性を持つ液体を熱交換媒体として流すことで、熱交換媒体と研磨テーブルとの間で熱交換を行い、研磨テーブル上の研磨面の表面温度を調節している。すなわち、研磨テーブル上の研磨面の表面温度を熱交換媒体を用いた間接温度調節による制御を行っている。
上述したように、研磨テーブルは回転しているため、回転する研磨テーブルの内部に液体の熱交換媒体を移送する必要がある。そのため、研磨テーブルにはロータリジョイントが設置され、熱交換媒体は、外部より配管およびロータリジョイントを介して研磨テーブル内の流路に供給され、研磨テーブル内で熱交換を行った後に外部に排出され、外部に排出された熱交換媒体はチラーユニットにて冷却(または加熱)され、再び研磨テーブル内に供給されるようになっている。また、研磨テーブルの内部に形成された流路は、研磨面の全面が均一な温度になるように多数回に亘って往復する蛇行した複雑な構造になっている。したがって、以下に列挙するような問題点がある。
(1)研磨テーブル上の研磨面の温度調節に関わる装置構造が複雑となり、また部品点数も増加するという問題がある。
(2)熱交換媒体供給源から研磨テーブル内の流路に至るまで、配管やロータリジョイント等の複数の部材を用いているため、液体の熱交換媒体が漏洩する恐れがある。
(3)研磨テーブル内で熱交換した熱交換媒体を回収して逆熱交換する必要があるため、研磨装置以外に、熱交換媒体の逆熱交換するシステム(チラーユニット)が必要となる。
(4)研磨テーブル上の研磨面の表面温度を間接温度調節による制御を行っているため、研磨テーブル及び研磨テーブル上の研磨面(温度調節対象物)が目標値温度に到達して安定するまでの時間がかかる。
(5)間接温度調節のため、エネルギー損失が大きいので、研磨テーブル及び研磨テーブルの研磨面を温度調節するための電力が大きい。
(1)研磨テーブル上の研磨面の温度調節に関わる装置構造が複雑となり、また部品点数も増加するという問題がある。
(2)熱交換媒体供給源から研磨テーブル内の流路に至るまで、配管やロータリジョイント等の複数の部材を用いているため、液体の熱交換媒体が漏洩する恐れがある。
(3)研磨テーブル内で熱交換した熱交換媒体を回収して逆熱交換する必要があるため、研磨装置以外に、熱交換媒体の逆熱交換するシステム(チラーユニット)が必要となる。
(4)研磨テーブル上の研磨面の表面温度を間接温度調節による制御を行っているため、研磨テーブル及び研磨テーブル上の研磨面(温度調節対象物)が目標値温度に到達して安定するまでの時間がかかる。
(5)間接温度調節のため、エネルギー損失が大きいので、研磨テーブル及び研磨テーブルの研磨面を温度調節するための電力が大きい。
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、基板を押圧して研磨する研磨面を有した研磨テーブルに接触して研磨テーブルおよび研磨面の温度調節を行う温度調節部材を設置することにより、研磨テーブルおよび研磨面を直接に冷却又は加熱することができる研磨テーブルおよび該研磨テーブルを備えた研磨装置を提供することを目的とする。
上述した目的を達成するために、本発明の第一の態様は、基板を押圧して研磨する研磨面を有した研磨テーブルにおいて、前記研磨テーブルに接触して設置され、研磨テーブルから吸熱又は研磨テーブルに放熱することにより前記研磨面の温度調節を行う温度調節部材を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、研磨テーブルに取付けられた温度調節部材により、研磨テーブルを直接に冷却又は加温することができ、熱交換媒体を用いることなく、研磨テーブルおよび研磨テーブル上の研磨面の温度を所定温度に制御することができる。したがって、研磨中に研磨テーブル上の研磨面の温度を基板の研磨に最適な温度に維持することができる。
本発明によれば、研磨テーブルに取付けられた温度調節部材により、研磨テーブルを直接に冷却又は加温することができ、熱交換媒体を用いることなく、研磨テーブルおよび研磨テーブル上の研磨面の温度を所定温度に制御することができる。したがって、研磨中に研磨テーブル上の研磨面の温度を基板の研磨に最適な温度に維持することができる。
本発明の好ましい態様は、前記温度調節部材は、外部から電源供給されることにより、前記吸熱又は放熱を行うことを特徴とする。
本発明によれば、研磨テーブルに設置された温度調節部材に電源を供給するだけで、研磨テーブル上の研磨面の温度を制御できるため、研磨テーブルの下方は配線のみとなり、ロータリジョイントを削除でき、部品点数が減り、シンプルな構造となる。
本発明によれば、研磨テーブルに設置された温度調節部材に電源を供給するだけで、研磨テーブル上の研磨面の温度を制御できるため、研磨テーブルの下方は配線のみとなり、ロータリジョイントを削除でき、部品点数が減り、シンプルな構造となる。
本発明の好ましい態様は、前記温度調節部材を複数個設け、該複数の温度調節部材は前記研磨テーブルの下面に分散して配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、複数の温度調節部材を研磨テーブルの下面に分散して配置することにより、研磨テーブル上の研磨面の全面を均一に冷却又は加熱できる。
本発明の好ましい態様は、前記複数の温度調節部材は個々の温度調節部材毎に温度調節が可能であることを特徴とする。
本発明によれば、複数の温度調節部材を研磨テーブルの下面に分散して配置することにより、研磨テーブル上の研磨面の全面を均一に冷却又は加熱できる。
本発明の好ましい態様は、前記複数の温度調節部材は個々の温度調節部材毎に温度調節が可能であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨テーブルの温度を測定する温度センサを設けたことを特徴とする。
本発明によれば、温度センサにより、研磨テーブル上の研磨面の温度を把握できる。
本発明によれば、温度センサにより、研磨テーブル上の研磨面の温度を把握できる。
本発明の好ましい態様は、前記研磨テーブルは、前記温度調節部材が取り付けられている部分は周囲雰囲気に開放されていることを特徴とする。
本発明によれば、研磨テーブルの回転時に発生する空気の流れにより、温度調節部材の放熱面の熱を空気中に放熱させ又は温度調節部材の吸熱面に空気中の熱を吸収させることができる。
本発明によれば、研磨テーブルの回転時に発生する空気の流れにより、温度調節部材の放熱面の熱を空気中に放熱させ又は温度調節部材の吸熱面に空気中の熱を吸収させることができる。
本発明の好ましい態様は、前記温度調節部材は、ペルチェ素子であることを特徴とする。
本発明によれば、ペルチェ素子は、2種類の金属の接合部に電流を流すと、片方の金属からもう片方へ熱が移動するというペルチェ効果を利用した板状の半導体素子であり、直流電流を流すと、一方の面が吸熱し、反対面に発熱が起こる。電流の極性を逆転させると、その関係が反転するため、高精度の温度制御を行うことができる。
本発明によれば、ペルチェ素子は、2種類の金属の接合部に電流を流すと、片方の金属からもう片方へ熱が移動するというペルチェ効果を利用した板状の半導体素子であり、直流電流を流すと、一方の面が吸熱し、反対面に発熱が起こる。電流の極性を逆転させると、その関係が反転するため、高精度の温度制御を行うことができる。
本発明の好ましい態様は、前記ペルチェ素子は、前記研磨テーブルに接触する面と反対面にフィンを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、ペルチェ素子における研磨テーブルとの接触面の反対面にフィンを取り付けることにより、研磨テーブルの回転時に発生する空気の流れにより、ペルチェ素子の放熱面の熱を空気中に放熱させ又はペルチェ素子の吸熱面に空気中の熱を吸収させることができる。
本発明によれば、ペルチェ素子における研磨テーブルとの接触面の反対面にフィンを取り付けることにより、研磨テーブルの回転時に発生する空気の流れにより、ペルチェ素子の放熱面の熱を空気中に放熱させ又はペルチェ素子の吸熱面に空気中の熱を吸収させることができる。
本発明の好ましい態様は、前記研磨テーブルは、外部の電源と接続するためのコネクタを備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨テーブルは、前記温度調節部材と前記コネクタとの間に、前記温度調節部材の温度調節の制御を行うための制御ユニットを備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨テーブルは、前記コネクタの外部に、前記温度調節部材の温度調節の制御を行うための制御ユニットを備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨テーブルは、前記温度調節部材と前記コネクタとの間に、前記温度調節部材の温度調節の制御を行うための制御ユニットを備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨テーブルは、前記コネクタの外部に、前記温度調節部材の温度調節の制御を行うための制御ユニットを備えていることを特徴とする。
本発明の第二の態様は、研磨ヘッドにより基板を保持して基板を研磨テーブル上の研磨面に押圧して基板を研磨する研磨装置において、前記研磨テーブルは、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の研磨テーブルであることを特徴とする。
本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
(1)研磨テーブル上の研磨面(温度調節対象物)の温度調節を行う構造・システムが単純となり、回転・移動する研磨テーブル内へ供給するものは、電源のみとなる。したがって、熱交換媒体用のロータリジョイントと配管を削除できる。
(2)熱交換媒体としての液体を使用しないため、熱交換媒体の漏洩の恐れがなくなる。
(3)ペルチェ素子等からなる温度調節部材より発生する熱を空気中へ放散することができるため、液体の熱交換媒体を逆熱交換する付属装置(チラーユニット)が不要となる。
(4)ペルチェ素子等からなる温度調節部材による温度制御範囲は、加温(暖める)・吸熱(冷やす)のいずれも可能であり、また研磨テーブル上の研磨面が目標値温度へ到達し、安定するまでの時間が短縮される。
(5)研磨テーブルに取付けたペルチェ素子等からなる温度調節部材により直接に研磨テーブルを温度調節することができるため、エネルギー損失が小さく省電力を達成できる。
(1)研磨テーブル上の研磨面(温度調節対象物)の温度調節を行う構造・システムが単純となり、回転・移動する研磨テーブル内へ供給するものは、電源のみとなる。したがって、熱交換媒体用のロータリジョイントと配管を削除できる。
(2)熱交換媒体としての液体を使用しないため、熱交換媒体の漏洩の恐れがなくなる。
(3)ペルチェ素子等からなる温度調節部材より発生する熱を空気中へ放散することができるため、液体の熱交換媒体を逆熱交換する付属装置(チラーユニット)が不要となる。
(4)ペルチェ素子等からなる温度調節部材による温度制御範囲は、加温(暖める)・吸熱(冷やす)のいずれも可能であり、また研磨テーブル上の研磨面が目標値温度へ到達し、安定するまでの時間が短縮される。
(5)研磨テーブルに取付けたペルチェ素子等からなる温度調節部材により直接に研磨テーブルを温度調節することができるため、エネルギー損失が小さく省電力を達成できる。
以下、本発明に係る研磨テーブルおよび研磨装置の実施形態を図1乃至図6を参照して説明する。図1乃至図6において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図1は、本発明に係る研磨装置の主要部を示す模式的正面図である。図1に示すように、研磨装置は、研磨パッド2を支持する研磨テーブル1と、研磨対象物である半導体ウエハ等の基板Wを保持して研磨テーブル1上の研磨パッド2に押圧する研磨ヘッド3と、研磨パッド2上に研磨液(スラリー)を供給する研磨液供給ノズル5とを備えている。
図1は、本発明に係る研磨装置の主要部を示す模式的正面図である。図1に示すように、研磨装置は、研磨パッド2を支持する研磨テーブル1と、研磨対象物である半導体ウエハ等の基板Wを保持して研磨テーブル1上の研磨パッド2に押圧する研磨ヘッド3と、研磨パッド2上に研磨液(スラリー)を供給する研磨液供給ノズル5とを備えている。
研磨テーブル1は、テーブル軸1aを介して研磨テーブル回転モータ(図示せず)に連結されており、テーブル軸1aの回りに回転可能になっている。研磨テーブル1の上面には研磨パッド2が貼付されており、研磨パッド2の表面が基板Wを研磨する研磨面2aを構成している。研磨テーブル1の材料としては、炭化ケイ素(SiC)、ステンレス鋼(SUS)、熱伝導性樹脂、酸化アルミニウム(アルミナ)などが挙げられる。これらの材料は熱伝導性であるため、研磨テーブル1に張り付いている研磨パッド2まで温度制御が可能となる。研磨パッド2には、ダウケミカル社(Dow Chemical Company)製のSUBA800、IC1000、IC1000/SUBA400(二層クロス)等が用いられている。SUBA800は繊維をウレタン樹脂で固めた不織布である。IC1000は硬質の発泡ポリウレタンであり、その表面に多数の微細な孔(ポア)を有したパッドであり、パーフォレートパッドとも呼ばれている。
研磨ヘッド3は、その下面に真空吸着により基板Wを保持するように構成されている。研磨ヘッド3には、基板Wを圧縮空気等の加圧流体で押圧するためのメンブレン(図示せず)が設置されている。研磨ヘッド3は、研磨ヘッドシャフト4を介して研磨ヘッドモータ(図示せず)に連結されており、研磨ヘッドシャフト4の周りに回転可能になっている。研磨ヘッド3および研磨テーブル1は、矢印で示すように同一方向に回転し、この状態で研磨ヘッド3は、基板を研磨パッド2に押圧する。研磨液供給ノズル5からは研磨液が研磨パッド2上に供給され、基板は、研磨液の存在下で研磨パッド2の表面(研磨面)2aとの摺接により研磨される。
次に、本発明に係る研磨テーブル1の構成を図2乃至図6を参照して説明する。
図2は、研磨テーブル1の第1の態様を示す模式的断面図である。図2に示すように、研磨パッド2を支持する研磨テーブル1は、中空のテーブル軸1aに接続されている。テーブル軸1aの周囲を囲むように、研磨テーブルモータ11が設置されている。研磨テーブルモータ11はモータ台12によって支持されている。研磨テーブル1の下面には、複数のペルチェ素子13A,13B,13Cが固定されている。各ペルチェ素子13A,13B,13Cは、導線14を介してロータリコネクタ15の回転側ユニットに接続されている。ロータリコネクタ15は、研磨テーブル1の中空のテーブル軸1aの下端部に設けられている。各導線14は、研磨テーブル1の下面側から中空のテーブル軸1aの内部を通ってロータリコネクタ15の回転側ユニットまで延びている。また、ロータリコネクタ15の固定側ユニットには導線16が接続され、導線16によって電源、信号源等に接続されている。
図2は、研磨テーブル1の第1の態様を示す模式的断面図である。図2に示すように、研磨パッド2を支持する研磨テーブル1は、中空のテーブル軸1aに接続されている。テーブル軸1aの周囲を囲むように、研磨テーブルモータ11が設置されている。研磨テーブルモータ11はモータ台12によって支持されている。研磨テーブル1の下面には、複数のペルチェ素子13A,13B,13Cが固定されている。各ペルチェ素子13A,13B,13Cは、導線14を介してロータリコネクタ15の回転側ユニットに接続されている。ロータリコネクタ15は、研磨テーブル1の中空のテーブル軸1aの下端部に設けられている。各導線14は、研磨テーブル1の下面側から中空のテーブル軸1aの内部を通ってロータリコネクタ15の回転側ユニットまで延びている。また、ロータリコネクタ15の固定側ユニットには導線16が接続され、導線16によって電源、信号源等に接続されている。
ペルチェ素子13A,13B,13Cは、2種類の金属の接合部に電流を流すと、片方の金属からもう片方へ熱が移動するというペルチェ効果を利用した板状の半導体素子であり、直流電流を流すと、一方の面が吸熱し、反対面に発熱が起こる。電流の極性を逆転させると、その関係が反転し高精度の温度制御に適している。図2に示す例においては、研磨テーブル1に接触しているペルチェ素子の上面が吸熱面、下面が放熱面(発熱面)になっており、下面にフィン13fが設けられている。ペルチェ素子に供給する電流の極性を逆転させることにより、ペルチェ素子の上面が放熱面(加熱面)、下面が吸熱面になる。また、研磨テーブル1の下面には、複数の温度センサ17A,17Bが固定されている。各温度センサ17A,17Bは、導線14を介してロータリコネクタ15の回転側ユニットに接続されている。各導線14は、研磨テーブル1の下面側から中空のテーブル軸1aの内部を通ってロータリコネクタ15の回転側ユニットまで延びている。図2において、モータ台12の内側であって、点線で示すラインLより上が回転側、下が固定側である。
図3は、図2に示す研磨テーブル1に設置されたペルチェ素子13A,13B,13Cおよび温度センサ17A,17Bの電源回路および制御回路を示す図である。図3に示すように、ペルチェ素子13A,13B,13Cはロータリコネクタ15を介してペルチェ電源ドライバ31に接続されている。ペルチェ電源ドライバ31には電源が供給されるようになっている。また、温度センサ17A,17Bはロータリコネクタ15を介して温調器32に接続されている。温調器32はペルチェ電源ドライバ31に接続されている。ペルチェ電源ドライバ31および温調器32は、ペルチェ素子13A,13B,13Cの温度調節の制御を行うためのペルチェ制御ユニット21を構成している。ペルチェ素子13A,13B,13Cおよび温度センサ17A,17Bは研磨テーブル内に設置されており、ロータリコネクタ15は研磨テーブル1のテーブル軸1aの下端部に設置されている(図2参照)。図3において、ロータリコネクタ15より右側にあるユニット(ペルチェ電源ドライバ31および温調器32を備えたペルチェ制御ユニット21)は研磨テーブル1の外部に配置されている。
図2および図3に示すように構成された研磨テーブル1において、ペルチェ電源ドライバ31に電源が供給され、ペルチェ電源ドライバ31からペルチェ素子13A,13B,13Cに直流電源が供給され、ペルチェ素子13A,13B,13Cが作動する。基板Wの研磨中に基板Wと摺接する研磨パッド2の表面(研磨面)2aは、温度上昇するため、研磨テーブル1の下面も温度上昇するが、研磨テーブル1の下面に設置されたペルチェ素子13A,13B,13Cの吸熱面により吸熱される。そのため、研磨テーブル1および研磨パッド2の表面(研磨面)2aは、ペルチェ素子13A,13B,13Cにより冷却されて所定の温度に調節される。このとき、ペルチェ素子13A,13B,13Cの放熱面は温度上昇するが、基板の研磨中に研磨テーブル1は回転しているため、回転時の空気の流れを利用することにより、ペルチェ素子13A,13B,13Cのフィン13fから効果的に放熱することができる。したがって、ペルチェ素子13A,13B,13Cの放熱面は所定の温度に保たれる。
また、研磨テーブル1の下面に接触している温度センサ17A,17Bにより、研磨テーブル1の下面の温度を測定し、温度センサ信号を温調器32に送る。温調器32には、上位のコントローラから目標温度設定信号が入力されている。温調器32は、目標温度設定信号と温度センサ信号とからペルチェ素子13A,13B,13Cへ電源供給をすべきか否かを判断し、ペルチェ素子13A,13B,13Cへの電源供給制御信号をペルチェ電源ドライバ31に送る。このように、温度センサ17A,17Bにより研磨テーブル1の温度を測定しつつペルチェ素子13A,13B,13Cへの電源供給の電圧・電流の正方向・逆方向制御を行うことにより、研磨テーブル1および研磨パッド2の表面(研磨面)2aを所定の温度に制御することができる。また、温調器32からペルチェ電源ドライバ31に各ペルチェ素子毎の電源供給制御信号を送ることにより各ペルチェ素子13A,13B,13Cをそれぞれ個別に温度調節することができる。
図4は、研磨テーブル1の下面に設置されたペルチェ素子と温度センサの配置関係を示す模式的平面図である。図2および図3においては、図示の便宜上、ペルチェ素子と温度センサの個数を減らして図示しているが、ペルチェ素子と温度センサの個数は図2および図3に示す例より多く配置されている。図4に示す例においては、研磨テーブル1には、矩形の平面形状を有する9個のペルチェ素子13A〜13Iが設置されている。9個のペルチェ素子13A〜13Iは、隣接する素子間の距離をできるだけ小さくし密着するようにして、研磨テーブル1の下面の大部分を覆うように設置されている。また、研磨テーブル1には、4個の温度センサ17A〜17Dが設置されている。図4に示す例においては、各温度センサ17A〜17Dは、4個のペルチェ素子に囲まれる位置に設置されている。図4に示すように、研磨テーブル1の下面の大部分を覆うように、多数のペルチェ素子13A〜13Iを配置することにより、研磨テーブル1の上面および研磨パッド2の表面(研磨面)2aの全面を均一に冷却又は加熱できる。また、複数の温度センサ17A〜17Dを研磨テーブル1の下面に分散して配置することにより、研磨テーブル1の上面および研磨パッド2の表面(研磨面)2aの温度分布を正確に把握できる。
図5は、研磨テーブル1の第2の態様を示す模式的断面図である。図5に示すように、研磨パッド2を支持する研磨テーブル1は、中空のテーブル軸1aに接続されている。テーブル軸1aの周囲を囲むように、研磨テーブルモータ11が設置されている。研磨テーブルモータ11はモータ台12によって支持されている。研磨テーブル1の下面には、複数のペルチェ素子13A,13B,13Cが固定されている。各ペルチェ素子13A,13B,13Cは、導線14を介してペルチェ制御ユニット21に接続されている。ペルチェ制御ユニット21は研磨テーブル1に固定されている。ペルチェ制御ユニット21は、中空のテーブル軸1aの内部を通る導線22によってロータリコネクタ15の回転側ユニットに接続されている。また、ロータリコネクタ15の固定側ユニットには導線16が接続され、導線16によって電源、信号源等に接続されている。
また、研磨テーブル1の下面には、複数の温度センサ17A,17Bが固定されている。各温度センサ17A,17Bは、導線14を介してペルチェ制御ユニット21に接続されている。図5において、モータ台12の内側であって、点線で示すラインLより上が回転側、下が固定側である。
また、研磨テーブル1の下面には、複数の温度センサ17A,17Bが固定されている。各温度センサ17A,17Bは、導線14を介してペルチェ制御ユニット21に接続されている。図5において、モータ台12の内側であって、点線で示すラインLより上が回転側、下が固定側である。
図6は、図5に示す研磨テーブル1に設置されたペルチェ素子13A,13B,13Cおよび温度センサ17A,17Bの電源回路および制御回路を示す図である。図6に示すように、ペルチェ素子13A,13B,13Cはペルチェ電源ドライバ31に接続されている。ペルチェ電源ドライバ31はロータリコネクタ15の回転側ユニットに接続されており、ペルチェ電源ドライバ31にはロータリコネクタ15を介して電源が供給されるようになっている。また、温度センサ17A,17Bは温調器32に接続されている。温調器32はロータリコネクタ15の回転側ユニットに接続されており、温調器32にはロータリコネクタ15を介して外部より信号が入力されるようになっている。温調器32はペルチェ電源ドライバ31に接続されている。ペルチェ電源ドライバ31および温調器32は、ペルチェ素子13A,13B,13Cの温度調節の制御を行うためのペルチェ制御ユニット21を構成している。ペルチェ素子13A,13B,13Cおよびペルチェ制御ユニット21は、研磨テーブル内に設置されており、ロータリコネクタ15は研磨テーブル1のテーブル軸1aの下端部に設置されている(図5参照)。図6において、ロータリコネクタ15より右側にあるユニット(電源および信号源)は研磨テーブル1の外部に配置されている。
なお、第2の態様の研磨テーブル1においても、ペルチェ素子と温度センサの配置関係は、図4に示す配置関係と同様である。
なお、第2の態様の研磨テーブル1においても、ペルチェ素子と温度センサの配置関係は、図4に示す配置関係と同様である。
図2乃至図6に示す研磨テーブル1によれば、研磨テーブル1の下面に取付けられたペルチェ素子13A〜13Iにより、研磨テーブル1を直接に冷却又は加温することができ、熱交換媒体を用いることなく、研磨テーブル1および研磨テーブル上の研磨面2aの温度を所定温度に制御することができる。したがって、研磨中に研磨テーブル上の研磨面の温度を基板の研磨に最適な温度に維持することができる。研磨テーブル1に設置されたペルチェ素子13A〜13Iに電源を供給するだけで、研磨テーブル1および研磨テーブル上の研磨面2aの温度を制御できるため、研磨テーブルの下方は配線のみとなり、部品点数が減り、シンプルな構造となる。ペルチェ素子13A〜13Iにおける研磨テーブル1との接触面の反対面にフィン13fを取り付けることにより、研磨テーブル1の回転時に発生する空気の流れにより、ペルチェ素子13A〜13Iの放熱面の熱を空気中に放熱させ又はペルチェ素子13A〜13Iの吸熱面に空気中の熱を吸収させることができる。
図2乃至図6においては、電源伝送用コネクタとして、ロータリコネクタを例示したが、電磁誘導コネクタ等の非接触型伝送コネクタを用いてもよい。
これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。
これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。
1 研磨テーブル
1a テーブル軸
2 研磨パッド
2a 研磨面
3 研磨ヘッド
4 研磨ヘッドシャフト
5 研磨液供給ノズル
11 研磨テーブルモータ
12 モータ台
13A〜13I ペルチェ素子
13f フィン
14 導線
15 ロータリコネクタ
16 導線
17A〜17D 温度センサ
21 ペルチェ制御ユニット
22 導線
31 ペルチェ電源ドライバ
32 温調器
1a テーブル軸
2 研磨パッド
2a 研磨面
3 研磨ヘッド
4 研磨ヘッドシャフト
5 研磨液供給ノズル
11 研磨テーブルモータ
12 モータ台
13A〜13I ペルチェ素子
13f フィン
14 導線
15 ロータリコネクタ
16 導線
17A〜17D 温度センサ
21 ペルチェ制御ユニット
22 導線
31 ペルチェ電源ドライバ
32 温調器
Claims (12)
- 基板を押圧して研磨する研磨面を有した研磨テーブルにおいて、
前記研磨テーブルに接触して設置され、研磨テーブルから吸熱又は研磨テーブルに放熱することにより前記研磨面の温度調節を行う温度調節部材を備えたことを特徴とする研磨テーブル。 - 前記温度調節部材は、外部から電源供給されることにより、前記吸熱又は放熱を行うことを特徴とする請求項1に記載の研磨テーブル。
- 前記温度調節部材を複数個設け、該複数の温度調節部材は前記研磨テーブルの下面に分散して配置されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の研磨テーブル。
- 前記複数の温度調節部材は個々の温度調節部材毎に温度調節が可能であることを特徴とする請求項3に記載の研磨テーブル。
- 前記研磨テーブルの温度を測定する温度センサを設けたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の研磨テーブル。
- 前記研磨テーブルは、前記温度調節部材が取り付けられている部分は周囲雰囲気に開放されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の研磨テーブル。
- 前記温度調節部材は、ペルチェ素子であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の研磨テーブル。
- 前記ペルチェ素子は、前記研磨テーブルに接触する面と反対面にフィンを備えていることを特徴とする請求項7に記載の研磨テーブル。
- 前記研磨テーブルは、外部の電源と接続するためのコネクタを備えていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の研磨テーブル。
- 前記研磨テーブルは、前記温度調節部材と前記コネクタとの間に、前記温度調節部材の温度調節の制御を行うための制御ユニットを備えていることを特徴とする請求項9に記載の研磨テーブル。
- 前記研磨テーブルは、前記コネクタの外部に、前記温度調節部材の温度調節の制御を行うための制御ユニットを備えていることを特徴とする請求項9に記載の研磨テーブル。
- 研磨ヘッドにより基板を保持して基板を研磨テーブル上の研磨面に押圧して基板を研磨する研磨装置において、
前記研磨テーブルは、請求項1乃至11のいずれか一項に記載の研磨テーブルであることを特徴とする研磨装置。
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JP2013247215A JP2015104769A (ja) | 2013-11-29 | 2013-11-29 | 研磨テーブルおよび研磨装置 |
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- 2013-11-29 JP JP2013247215A patent/JP2015104769A/ja active Pending
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