JP4275125B2 - Polishing apparatus and polishing method - Google Patents
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Description
本発明は、研磨装置及び研磨方法に係り、特に、半導体ウエハ等の被研磨材を平坦かつ鏡面状に研磨する研磨装置及び研磨方法に関するものである。 The present invention relates to a polishing apparatus and a polishing method, and more particularly to a polishing apparatus and a polishing method for polishing a material to be polished such as a semiconductor wafer in a flat and mirror-like shape.
近年、半導体デバイスの高集積化が進むにつれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭くなりつつある。これに伴い、光リソグラフィなどで回路形成を行なう場合に焦点深度が浅くなるので、ステッパの結像面のより高い平坦度を必要とする。 In recent years, as semiconductor devices are highly integrated, circuit wiring is becoming finer and the distance between wirings is becoming narrower. Along with this, the depth of focus becomes shallow when circuit formation is performed by optical lithography or the like, so that a higher flatness of the imaging surface of the stepper is required.
半導体ウエハの表面を平坦化する手段として、研磨工具(例えば、研磨クロスを有する研磨テーブル)と、該研磨テーブルに対して被研磨材を把持してその研磨面を押圧する把持部材とを有し、これらの接触面間に研磨液を供給しながら工具と研磨面を相対的に摺動させることにより研磨を行なう研磨装置が知られている。このような装置は、研磨液として砥液を用いて機械的な研磨を行なうだけでなく、場合によりアルカリ性や酸性の研磨液を用いて化学的作用を伴う研磨を行なう。 As means for flattening the surface of a semiconductor wafer, a polishing tool (for example, a polishing table having a polishing cloth) and a gripping member that grips a material to be polished against the polishing table and presses the polishing surface are provided. A polishing apparatus that performs polishing by relatively sliding a tool and a polishing surface while supplying a polishing liquid between these contact surfaces is known. Such an apparatus not only performs mechanical polishing using a polishing liquid as a polishing liquid, but also performs polishing with a chemical action using an alkaline or acidic polishing liquid in some cases.
このような研磨装置において、被研磨材の表層の除去速度(研磨速度)を支配する要因としては、ウエハの研磨工具(研磨クロス)への押し付け圧力、摺動速度等の他、研磨面の温度(研磨温度)も影響することが指摘されている。このような研磨速度を一定に制御することは、平坦度を向上させるだけでなく、研磨の終了時点を確認する終点検出のためにも重要なことである。 In such a polishing apparatus, the factors that govern the removal rate (polishing rate) of the surface layer of the material to be polished include pressure on the wafer polishing tool (polishing cloth), sliding speed, etc., as well as the temperature of the polishing surface. It has been pointed out that (polishing temperature) also has an effect. Controlling such a polishing rate to be constant is important not only for improving the flatness but also for detecting the end point for confirming the end point of polishing.
従って、一枚のウエハの中での平坦度を向上させること、ウエハとウエハの間での平坦度のバラツキを小さくすること、研磨の終点検出を的確に行うためには、研磨面の温度を意図した温度に制御することが必要である。ウエハとウエハの間での平坦度のバラツキを小さくすることは、複数のウエハを順次研磨する場合に再現性を良くすることができるので、特に意味のあることである。 Therefore, in order to improve the flatness of a single wafer, reduce the variation in flatness between wafers, and accurately detect the end point of polishing, the temperature of the polishing surface must be set. It is necessary to control to the intended temperature. Reducing the variation in flatness between wafers is particularly meaningful because it can improve reproducibility when polishing a plurality of wafers sequentially.
さらに、この研磨温度は、例えば、酸化膜と窒化膜、あるいは、タングステン膜、チタン膜、チタンナイトライドと酸化膜等のメタル膜とバリヤメタル膜のように素材の異なる成膜を同時に研磨する場合にその選択比を規定する要因ともなる。 Furthermore, this polishing temperature is used when, for example, a film made of different materials, such as an oxide film and a nitride film, or a metal film such as a tungsten film, a titanium film, titanium nitride and an oxide film, and a barrier metal film are polished simultaneously. It becomes a factor which prescribes | regulates the selection ratio.
研磨温度は、研磨に伴い発生する摩擦熱と、研磨面に供給されるスラリーによってもたらされあるいは除去される熱と、ウエハ保持部及び研磨工具を介して除去される熱等のバランスで決まることが予想される。従って、供給スラリー温度を一定に制御したり、研磨テーブルを一定温度に維持するための冷却流路を設けたりすることが行われている。 The polishing temperature is determined by a balance of frictional heat generated during polishing, heat generated or removed by the slurry supplied to the polishing surface, and heat removed through the wafer holder and the polishing tool. Is expected. Therefore, the supply slurry temperature is controlled to be constant, or a cooling channel for maintaining the polishing table at a constant temperature is provided.
しかしながら、上述のように供給スラリー温度や研磨テーブルの温度を制御しても、これらの手段のみで研磨面そのものの温度を、目標とする温度に維持することは困難であった。これにより、複数の被研磨材間の厚さのバラツキ、あるいは1つの被研磨材における面内不均一性が発生した。このようなバラツキは、予定厚さにおいて研磨を終了する終点制御を難しくする。 However, even if the supply slurry temperature and the polishing table temperature are controlled as described above, it has been difficult to maintain the temperature of the polishing surface itself at the target temperature only by these means. As a result, variations in thickness between the plurality of materials to be polished or in-plane non-uniformity in one material to be polished occurred. Such variation makes it difficult to control the end point at which the polishing is finished at the planned thickness.
この発明は、前記の課題に鑑みてなされたもので、被研磨材間あるいは1つの被研磨材における厚さの不均一性を改善し、かつ研磨の終点制御を容易にすることができる研磨装置及び方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and is a polishing apparatus capable of improving thickness non-uniformity between materials to be polished or in one material to be polished and facilitating polishing end point control. And to provide a method.
請求項1に記載の発明は、被研磨物を研磨するための研磨室と制御装置とを有する研磨装置であって、前記研磨室には、前記研磨室内の雰囲気の温度を測定する温度センサと、研磨面を有する研磨テーブルと、前記研磨面に研磨液を供給するノズルとが設けられ、前記制御装置に入力された被研磨物と研磨面との接触面の温度に対する研磨目標温度の値と前記温度センサにより測定された値に基づいて前記研磨液の温度を制御することを特徴とする研磨装置である。 The invention according to claim 1 is a polishing apparatus having a polishing chamber and a control device for polishing an object to be polished, and the polishing chamber includes a temperature sensor for measuring the temperature of the atmosphere in the polishing chamber; A polishing table having a polishing surface; a nozzle for supplying a polishing liquid to the polishing surface; and a value of a polishing target temperature with respect to a temperature of a contact surface between the object to be polished and the polishing surface input to the control device; In the polishing apparatus, the temperature of the polishing liquid is controlled based on a value measured by the temperature sensor.
これにより、研磨液の温度を、例えば、研磨目標温度に合わせて制御して正確な研磨温度制御を行なうことができ、研磨厚さのバラツキのない、良好な品質の研磨を行なうことができる。なお、ここでいう「研磨装置を収容する空間」とは、研磨装置を、半導体製造工程が行われるクリーンルームや清浄な被研磨材が収容される空間から壁体等で仕切る程度の小さい空間、あるいはそのように区画していない研磨装置を収容する任意の空間を言う。通常、空間に給気手段と排気手段とを設け、給気手段に温度制御手段を設けて空間の温度を制御する。 As a result, the temperature of the polishing liquid can be controlled in accordance with, for example, the target polishing temperature, and accurate polishing temperature control can be performed, and polishing with good quality without variation in the polishing thickness can be performed. As used herein, the “space for housing the polishing apparatus” refers to a space that is small enough to partition the polishing apparatus with a wall or the like from a clean room where a semiconductor manufacturing process is performed or a space where a clean material to be polished is stored, or It refers to any space that accommodates a polishing device that is not so partitioned. Usually, an air supply means and an exhaust means are provided in the space, and a temperature control means is provided in the air supply means to control the temperature of the space.
請求項2に記載の発明は、前記制御装置には、前記研磨目標温度に対する上下の温度範囲を許容する許容範囲の温度が入力されることを特徴とする請求項1記載の研磨装置である。 A second aspect of the present invention is the polishing apparatus according to the first aspect, wherein a temperature within an allowable range that allows a temperature range above and below the target polishing temperature is input to the control device.
請求項3に記載の発明は、前記研磨テーブルには、内部に保温媒体を流通させる保温媒体空間を有することを特徴とする請求項2に記載の研磨装置である。 A third aspect of the present invention is the polishing apparatus according to the second aspect, wherein the polishing table has a heat retaining medium space in which a heat retaining medium is circulated.
請求項4に記載の発明は、前記制御装置は、前記研磨目標温度および前記研磨室内の雰囲気の温度に基づき、研磨液温度および保温媒体温度の目標値を算出することを特徴とする請求項3記載の研磨装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, the control device calculates a target value of the polishing liquid temperature and the temperature of the heat retaining medium based on the target polishing temperature and the temperature of the atmosphere in the polishing chamber. The polishing apparatus described.
請求項5に記載の発明は、前記制御装置は、前記研磨液温度と該研磨液温度の目標値および前記保温媒体温度と該保温媒体温度の目標値とを比較し、前記許容範囲内であるか否かを基に研磨の開始を定めることを特徴とする請求項4記載の研磨装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, the control device compares the polishing liquid temperature with a target value of the polishing liquid temperature and the heat retaining medium temperature with a target value of the heat retaining medium temperature, and is within the allowable range. 5. The polishing apparatus according to claim 4, wherein the start of polishing is determined based on whether or not.
請求項6に記載の発明は、前記研磨装置は、前記研磨面の温度を測定する赤外線センサを有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の研磨装置である。 The invention according to claim 6 is the polishing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the polishing apparatus includes an infrared sensor that measures a temperature of the polishing surface.
研磨装置は、通常、被研磨材の保持手段と、被研磨材の研磨面に押圧される研磨工具面を有する研磨工具と、これらの接触面間に研磨液を供給する研磨液供給手段とを有する。研磨装置を収容する空間は、通常、壁体で仕切り、被研磨材を出し入れする開口部(ドア)を設ける。 The polishing apparatus usually includes a holding means for a material to be polished, a polishing tool having a polishing tool surface pressed against the polishing surface of the material to be polished, and a polishing liquid supply means for supplying a polishing liquid between these contact surfaces. Have. The space for housing the polishing apparatus is usually partitioned by a wall and provided with an opening (door) for taking in and out the material to be polished.
研磨温度制御装置は、前記空間温度センサの測定温度に基づいて、例えば、研磨工具の温度や研磨液の温度を制御することにより、接触面における研磨温度を制御する。ここで、さらに空間の温度自体を制御してもよく、また、接触面における温度計測手段を設けて、この測定温度を基に研磨温度を制御してもよい。接触面の温度計測手段としては、研磨工具面の表面温度を測るものでも、被研磨材の表面温度を直接測るものでもよい。 The polishing temperature control device controls the polishing temperature on the contact surface by controlling the temperature of the polishing tool and the temperature of the polishing liquid, for example, based on the measured temperature of the space temperature sensor. Here, the temperature of the space itself may be further controlled, or a temperature measuring means on the contact surface may be provided to control the polishing temperature based on this measured temperature. As the temperature measuring means for the contact surface, the surface temperature of the polishing tool surface may be measured, or the surface temperature of the material to be polished may be directly measured.
請求項7に記載の発明は、研磨装置に設けられた研磨室内にて被研磨物を研磨する研磨方法であって、前記研磨装置に設けられた制御装置に被研磨物と研磨面との接触面の温度の目標値である研磨目標温度を入力し、前記研磨目標温度と前記研磨室内の温度を基に研磨液温度を制御することを特徴とする研磨方法である。 The invention according to claim 7 is a polishing method for polishing an object to be polished in a polishing chamber provided in the polishing apparatus, wherein the control apparatus provided in the polishing apparatus contacts the object to be polished and the polishing surface. enter the target polishing temperature is a target value of the temperature of the surface, a polishing method and controlling the polishing liquid temperature based on the temperature of the polishing chamber and the polishing target temperature.
請求項8に記載の発明は、研磨装置に設けられた研磨室内にて被研磨物を研磨する研磨方法であって、前記研磨装置に設けられた制御装置に被研磨物と研磨面との接触面の温度の目標値である研磨目標温度及び該研磨目標温度に対する上下の温度範囲を許容する許容範囲の温度を入力し、前記研磨目標温度を基に研磨液温度の目標値および研磨面を有する研磨テーブル内部に設けられた保温媒体温度の目標値を算出し、前記研磨液温度と該研磨液温度の目標値との差および前記保温媒体温度と該保温媒体温度の目標値との差が前記許容範囲の温度の範囲内にあることを検知して研磨を開始することを特徴とする研磨方法である。 The invention according to claim 8 is a polishing method for polishing an object to be polished in a polishing chamber provided in the polishing apparatus, wherein the control apparatus provided in the polishing apparatus contacts the object to be polished and the polishing surface. A polishing target temperature that is a target value of the surface temperature and an allowable temperature that allows a temperature range above and below the polishing target temperature are input, and a polishing liquid temperature target value and a polishing surface are provided based on the polishing target temperature. A target value of the temperature of the heat retaining medium provided inside the polishing table is calculated, and the difference between the polishing liquid temperature and the target value of the polishing liquid temperature and the difference between the heat retaining medium temperature and the target value of the heat retaining medium temperature are It is a polishing method characterized by detecting that the temperature is within an allowable range and starting polishing.
この発明の研磨装置及び研磨方法によれば、研磨温度をより正確に制御して、研磨温度のバラツキに起因する被研磨材間の研磨厚さのバラツキ、あるいは同一被研磨材の面内厚さのバラツキを減少させることができ、製品の歩留まりの向上及び高品質の研磨を行わせることができる。 According to the polishing apparatus and the polishing method of the present invention, the polishing temperature is controlled more accurately, the variation in the polishing thickness between the materials to be polished due to the variation in the polishing temperature, or the in-plane thickness of the same material to be polished , And the product yield can be improved and high-quality polishing can be performed.
以下、本発明に係る研磨装置の実施の形態を図1に基づいて説明する。この研磨装置は、上面にクロス(研磨布)10を取り付けた研磨テーブル12と、下面に半導体ウエハWを保持しつつクロス10に押しつけるトップリング14と、研磨布10に研磨砥液Qを供給する砥液ノズル16とを具備している。
Hereinafter, an embodiment of a polishing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. This polishing apparatus supplies a polishing table 12 with a cloth (polishing cloth) 10 on the upper surface, a
図示されていないが、研磨テーブル12とトップリング14にはそれぞれを独立に回転させる駆動装置が設けられ、また、トップリング14を研磨テーブル12に対して押し付ける押圧手段(例えば、エアシリンダ)が設けられている。また、研磨液ノズル16に配管18を介して研磨液Qを供給する研磨液供給系が設けられ、これの所定位置には、供給研磨液の温度を検出する温度センサ20と、研磨液を加熱又は冷却する研磨液温度調整手段22が設けられている。
Although not shown, the polishing table 12 and the
さらに研磨テーブル12には、内部に冷却媒体(保温媒体)Cを流通させる保温媒体空間24が形成され、これは研磨テーブル12を支持する回転軸26を介して外部の保温媒体供給配管28に接続されている。この保温媒体供給系にも供給保温媒体Cの温度を検出する温度センサ30と、研磨液Qを加熱又は冷却する保温媒体温度調整手段32が設けられている。これらの温度センサ20,30の出力は制御装置34に入力され、また、温度調整手段22,32には制御装置34からの制御信号が出力されるようになっている。
Further, the polishing table 12 is formed with a heat retaining
この研磨装置は、仕切壁36により周囲空間から区画して構成された研磨室(研磨空間)38に収容され、この空間には、外部から空気を取り入れて、フィルタにより塵埃を除去し、さらに温度、湿度を調整して研磨室38の上部から複数の噴き出し口40より均一に分散して供給する空調装置42が設けられている。また、下部の排気口44からミストや研磨粒子を含む空気を排気する排気ポンプ46が設けられている。
The polishing apparatus is accommodated in a polishing chamber (polishing space) 38 that is partitioned from a surrounding space by a
このような構成により、研磨室38内に均一な清浄空気の下降流が形成され、砥液や研磨により発生した粒子がこの下降流に沿って流れるので、これらを巻き上げて被研磨材を汚染することが防止される。なお、ここでは、下部からの排気を外部系に排出しているが、排気の一部あるいは全部を循環して使用したり、場合により給気と排気の熱交換を行って熱の効率利用を図ってもよい。
With such a configuration, a uniform downward flow of clean air is formed in the
この例では、この研磨室38の圧力を、研磨装置に隣接するユニット、例えば、研磨済みの被研磨材Wを洗浄する洗浄ユニットや、未研磨又は研磨済みの被研磨材を収容する収容ユニットが配置された研磨室38の圧力よりも小さく設定している。これは、これらの部屋のうちでこの研磨装置を含む研磨室38が最も清浄度が低い空間であるからで、前記の構成により、研磨装置に隣接するこれらの空間等に研磨装置から粒子等を含む空気が流出しないようになっている。
In this example, the pressure in the
研磨室38には、所定の箇所に室温を検知する温度センサ48が取り付けられ、その出力も制御装置34に入力されている。制御装置34はこの検出温度と、予め入力した設定研磨温度Toの値に基づいて空調装置42に制御信号を送り、空調装置42の給気の温度制御を行なう。温度センサ48は、研磨室38内の雰囲気温度の代表値を測定するものが好ましく、必要に応じて複数を配置して平均値を採用するのがよい。
A
なお、この例では、1つの制御装置34が温度調整装置22,32及び空調装置42を制御するようにしているが、それぞれの温度調整装置、空調装置に制御装置及びセンサを設け、それらを統括して制御する機能を別のあるいはこれらの一部の制御装置に持たせるようにしてもよい。
In this example, one
以下に、この研磨装置における研磨温度の制御方法を具体的に説明する。この発明では、研磨液Q、研磨工具温度調整用の保温媒体Cのそれぞれの温度の他、さらに研磨空間38の温度を考慮して研磨温度を調整する。ここで「研磨温度」とは、研磨されているウエハの表面(被研磨面)と、研磨する側のテーブルの表面又はテーブル上に設けられた研磨クロスの表面が接触している接触面の温度のことである。制御方法としては、測定するパラメータ及び制御する対象を選択し、これらを組み合わせることで種々の方式が考えられる。ここでは、代表的な例をいくつか示す。
A method for controlling the polishing temperature in this polishing apparatus will be specifically described below. In the present invention, the polishing temperature is adjusted in consideration of the temperature of the polishing
図2は、この発明の研磨温度の制御の第1の方式を示すもので、ここでは、研磨室38、研磨液Q、研磨工具保温媒体Cの温度が目標温度にほぼ到達したことを確認してから、研磨を開始するように制御するものである。まず、ステップ1において、コンピュータ(制御装置)34に研磨目標温度Toを入力する。この研磨目標温度Toは、研磨対象や、研磨工具、研磨液、研磨速度等の条件に合わせて予め試験等を行い、最適な値Toを求めておく。
FIG. 2 shows a first method of controlling the polishing temperature according to the present invention. Here, it is confirmed that the temperatures of the polishing
予め、研磨液Qや保温媒体Cの温度がそれぞれ目標値に近くなるように予熱しておいてもよい。次に、ステップ2においてそれぞれの温度センサ48,30,20が、室温Tr、研磨液温度Tq、テーブル保温媒体温度Tcを測定する。ステップ3においてコンピュータ34がそれぞれの測定温度が目標値に対して許容範囲内であるか否かを判断する。
Preheating may be performed in advance so that the temperatures of the polishing liquid Q and the heat retaining medium C are close to the target values, respectively. Next, in step 2, the
少なくとも1つの測定温度が目標値に対して許容範囲外である場合には、ステップ4においてその該当する温度調整装置22,32又は空調装置42を動作させて温度を調整し、ステップ2に戻って再度測定を行なう。これらの温度が全て許容範囲内である場合、あるいはなった場合には、ステップ5において研磨を開始する。研磨開始後、さらにステップ2に戻って再度測定を行ない、ステップ2,3,4→2、又はステップ2,3,5→2のループでそれぞれの温度が全て許容範囲内となるように制御を行なう。
If at least one measured temperature is outside the allowable range with respect to the target value, the corresponding
この方式では、研磨目標温度Toを例えば16℃、許容範囲tを2℃と設定すれば、供給する研磨液Qの温度、研磨テーブル12の保温媒体Cの温度、及び研磨室38内の温度自体が全て16±2℃に維持される。これにより、研磨液Qや研磨テーブル12と空間の温度は基本的に同じ温度となるので、これらから空間に熱が移動することがないから、温度が正確に制御され、従って、それぞれの研磨対象に適合した均一な研磨速度と適正な面内均一性が得られる。
In this method, if the polishing target temperature To is set to 16 ° C. and the allowable range t is set to 2 ° C., the temperature of the supplied polishing liquid Q, the temperature of the heat retaining medium C of the polishing table 12, and the temperature in the polishing
以下に、この発明の効果を示すために行った研磨温度測定の結果を示す。ここでは、研磨液Qの温度、研磨テーブル保温媒体Cの温度及び研磨室38温度を全て制御した場合(本発明)と、前二者のみを制御した場合(従来)における研磨温度つまり研磨クロス10の表面温度を示す。
Below, the result of the polishing temperature measurement performed in order to show the effect of this invention is shown. Here, the polishing temperature, that is, the polishing
本発明(1) 本発明(2) 従来
研磨液温度 15 40 15
テーブル保温媒体温度 15 40 15
研磨室温度 16 39 23
研磨温度 17 39 23
研磨目標温度 16 40 16
Present invention (1) Present invention (2) Conventional polishing liquid temperature 15 40 15
Table insulation medium temperature 15 40 15
Polishing temperature 17 39 23
このように、研磨液Qや研磨テーブル12の温度のみでなく、研磨室38の温度を制御することによって研磨温度を正確に制御することが分かった。研磨室38自体の温度の制御は、これに供給する空気の温度を制御すればよく、これは図1に示すような通常の空調装置42で行なうことが可能である。
Thus, it has been found that the polishing temperature is accurately controlled by controlling not only the temperature of the polishing liquid Q and the polishing table 12 but also the temperature of the polishing
この第1の方法は、研磨液Q、研磨テーブル保温媒体C及び研磨室38の温度を個々に設定して制御すればよいので、制御の方式としては簡単であり、実用性が高い。なお、上記の例では、いずれかの温度が過度に低下したときに、研磨の中止や警報の発生等の措置を用意していないが、そのような工程を組み込んでも良い。
In this first method, the temperature of the polishing liquid Q, the polishing table heat retaining medium C, and the polishing
次に、この発明の研磨温度の制御の第2の方式を説明する。これは、研磨空間の温度自体を制御するのではなく、これを測定パラメータとしてこれをもとに他のパラメータである研磨液Qの温度や研磨テーブル12温度を制御するものである。すなわち、研磨室38の温度が研磨目標温度Toより高い場合には、研磨温度は研磨液Qや研磨テーブル保温媒体温度よりも高くなる。従って、この場合は研磨空間温度の影響で昇温する部分を見込んで研磨液Qや研磨テーブル保温媒体Cの温度を低く設定する。
Next, the second method of controlling the polishing temperature according to the present invention will be described. This does not control the temperature of the polishing space itself, but uses this as a measurement parameter to control the temperature of the polishing liquid Q and the temperature of the polishing table 12 as other parameters. That is, when the temperature of the polishing
この方式は、研磨装置が図1のように仕切壁に区画された小さい研磨空間ではなく、通常のクリーンルームやその他のより広い部屋に配置されており、研磨装置の都合だけで空間の温度を変えるのが好ましくないような場合、あるいは、研磨空間の気密度が低く、研磨空間の温度制御が困難であるような場合に採用される。 In this system, the polishing apparatus is not a small polishing space partitioned by a partition wall as shown in FIG. 1, but is arranged in a normal clean room or other larger room, and the temperature of the space is changed only by the convenience of the polishing apparatus. This is employed in cases where this is not preferable, or when the airtightness of the polishing space is low and it is difficult to control the temperature of the polishing space.
図3は、第2の方式の制御を示すもので、まず、ステップ1において、コンピュータ(制御装置)34に研磨目標温度Toを入力し、ステップ2においてそれぞれの温度センサ48,30,20が、室温Tr、研磨液温度Tq、テーブル保温媒体温度Tcを測定し、ステップ3においてコンピュータ34がこの測定値をもとに、研磨液温度Tq、テーブル保温媒体温度Tcの目標値である、Tqo,Tcoを、例えば、
Tqo=To−k1ΔT,Tco=To−k2ΔT
の式に基づいて算出する。但し、ΔT=Tr−Toであり、k1,k2は実験的に求める定数である。
FIG. 3 shows the control of the second method. First, in step 1, the polishing target temperature To is input to the computer (control device) 34. In step 2, the
Tqo = To−k 1 ΔT, Tco = To−k 2 ΔT
Based on the formula of However, ΔT = Tr−To, and k 1 and k 2 are experimentally obtained constants.
ステップ4において、測定された研磨液温度Tq、テーブル保温媒体温度Tcと、それらの目標値Tqo,Tcoを比較し、許容範囲内でなければ、ステップ5においてその該当する温度調整装置22,32を動作させて温度を調整し、ステップ2に戻って再度測定を行なう。これらの温度が全て許容範囲内である場合、あるいはなった場合には、ステップ6において研磨を開始する。研磨開始後、さらにステップ2に戻って再度測定を行ない、ステップ2,3,4,5→2又はステップ2,3,4,6→2のループでそれぞれの温度が許容範囲内となるように制御を行なう。
In step 4, the measured polishing liquid temperature Tq and table heat retention medium temperature Tc are compared with their target values Tqo and Tco. If they are not within the allowable range, in step 5, the corresponding
この方式では、研磨目標温度Toを例えば16℃、許容範囲tを2℃と設定すれば、供給する研磨液Qの温度、研磨テーブル12の保温媒体Cの温度は、研磨空間と目標温度Toの差を補うような値に維持される。これにより、研磨温度は目標温度Toとなり、温度が正確に制御され、従って、それぞれの研磨対象に適合した均一な研磨速度と適正な面内均一性が得られる。以下に、この第2の方式の場合の発明の効果を示すために行った研磨温度測定の結果を示す。 In this method, if the polishing target temperature To is set to, for example, 16 ° C. and the allowable range t is set to 2 ° C., the temperature of the supplied polishing liquid Q and the temperature of the heat retaining medium C of the polishing table 12 are the same as the polishing space and the target temperature To. It is maintained at a value that compensates for the difference. As a result, the polishing temperature becomes the target temperature To, and the temperature is accurately controlled. Therefore, a uniform polishing rate and proper in-plane uniformity suitable for each object to be polished can be obtained. Below, the result of the polishing temperature measurement performed in order to show the effect of the invention in the case of this 2nd system is shown.
本発明(3) 本発明(4) 従来
研磨液温度 10 48 15
テーブル保温媒体温度 10 47 15
研磨室温度 23 23 23
研磨温度 17 39 23
研磨目標温度 16 40 16
Present invention (3) Present invention (4) Conventional polishing
Table heat
Polishing chamber temperature 23 23 23
Polishing temperature 17 39 23
なお、この実施例では、研磨室38の温度を1つの測定パラメータとしてのみ用い、これを制御しなかったが、他の条件が許す範囲で研磨空間温度を調整するようにしてもよいことは勿論である。
In this embodiment, the temperature of the polishing
また、研磨温度つまり研磨中の研磨クロス10又は被研磨材Wの温度を適宜の方法で測定してこれをもとに研磨空間の温度を含む制御パラメータを制御するようにしていもよい。このようなセンサとしては、ターンテーブル12やトップリング14に温度計を埋め込むもの、あるいは赤外線センサのように外部から非接触で研磨クロスの面の温度を測定する放射温度計タイプを用いるもの等がある。
Further, the polishing temperature, that is, the temperature of the polishing
10 研磨クロス
12 研磨テーブル
14 トップリング
16 研磨液ノズル
18 保温媒体配管
20,30,48 温度センサ
22,32 温度調整装置
34 制御装置
38 研磨空間
42 空調装置
C 保温媒体
Q 研磨液
W 被研磨材
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記研磨室には、
前記研磨室内の雰囲気の温度を測定する温度センサと、
研磨面を有する研磨テーブルと、
前記研磨面に研磨液を供給するノズルとが設けられ、
前記制御装置に入力された被研磨物と研磨面との接触面の温度に対する研磨目標温度の値と前記温度センサにより測定された値に基づいて前記研磨液の温度を制御することを特徴とする研磨装置。 A polishing apparatus having a polishing chamber and a control device for polishing an object to be polished,
In the polishing chamber,
A temperature sensor for measuring the temperature of the atmosphere in the polishing chamber;
A polishing table having a polishing surface;
A nozzle for supplying a polishing liquid to the polishing surface is provided,
The temperature of the polishing liquid is controlled based on the value of the polishing target temperature with respect to the temperature of the contact surface between the object to be polished and the polishing surface input to the control device, and the value measured by the temperature sensor. Polishing equipment.
前記研磨装置に設けられた制御装置に被研磨物と研磨面との接触面の温度の目標値である研磨目標温度を入力し、
前記研磨目標温度と前記研磨室内の温度を基に研磨液温度を制御することを特徴とする研磨方法。 A polishing method for polishing an object to be polished in a polishing chamber provided in a polishing apparatus,
The type of target polishing temperature is a target value of the temperature of the contact surface between the polishing surface and the object to be polished to a control device provided in the polishing apparatus,
A polishing method, wherein the polishing liquid temperature is controlled based on the polishing target temperature and the temperature in the polishing chamber.
前記研磨装置に設けられた制御装置に被研磨物と研磨面との接触面の温度の目標値である研磨目標温度及び該研磨目標温度に対する上下の温度範囲を許容する許容範囲の温度を入力し、
前記研磨目標温度を基に研磨液温度の目標値および研磨面を有する研磨テーブル内部に設けられた保温媒体温度の目標値を算出し、
前記研磨液温度と該研磨液温度の目標値との差および前記保温媒体温度と該保温媒体温度の目標値との差が前記許容範囲の温度の範囲内にあることを検知して研磨を開始することを特徴とする研磨方法。 A polishing method for polishing an object to be polished in a polishing chamber provided in a polishing apparatus,
A polishing target temperature, which is a target value of the temperature of the contact surface between the object to be polished and the polishing surface, and an allowable temperature that allows a temperature range above and below the polishing target temperature are input to a control device provided in the polishing apparatus. ,
Based on the polishing target temperature, the target value of the polishing liquid temperature and the target value of the temperature of the heat retaining medium provided inside the polishing table having the polishing surface are calculated,
Polishing is started by detecting that the difference between the polishing liquid temperature and the target value of the polishing liquid temperature and that the difference between the heat retaining medium temperature and the target value of the heat retaining medium temperature is within the allowable temperature range. A polishing method comprising:
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