JP4787063B2 - 研磨装置及び研磨方法 - Google Patents
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Description
ことを特徴とする。
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態にかかる研磨装置の構成を示す概略側面図である。同図に示す研磨装置は、回転軸3に支持されて水平面内で回転するように設置された円形平板状の研磨テーブル(ターンテーブル)1を備え、研磨テーブル1の上面に研磨クロス2が貼り付けられて研磨面8が形成されている。研磨テーブル1の上部には、基板Wを保持するトップリング4が設置されている。トップリング4は、トップリング回転軸5の下端に枢着され、トップリング回転軸5は、揺動軸7を中心として揺動(旋回)するトップリング揺動アーム6によって同図に示す研磨テーブル1上の研磨位置と、研磨テーブル1側部の基板受渡位置(図示せず)との間で揺動自在に支持されている。またトップリング4は、図示しない昇降手段によりトップリング回転軸5と共に研磨面8に対して上下動可能になっており、研磨面8に向けて下降することで、基板Wの被研磨面9を研磨面8に所定の圧力で押圧接触させる一方、上昇することで被研磨面9を研磨面8から離間させるようになっている。研磨テーブル1の上方には、研磨面8に向けてスラリー等の砥液を供給する砥液供給ノズル10が設置されている。
本発明の第2実施形態を説明する。本実施形態においては、第1実施形態と共通する構成部分については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。また、以下で説明する以外の事項は第1実施形態と同じである。他の実施形態においても同様とする。図4は、本実施形態にかかる研磨装置が備える流体吹出機構30−2の構成を説明するための図で、同図(a)は研磨テーブル1をその上方から見た図で、同図(b)は側方から見た図である。なお、同図(b)では、流体吹出機構30−2はその一部のみを示している。また図5は、流体吹出機構30−2の全体構成を示す図である。本実施形態の研磨装置は、第1実施形態の研磨装置が備える流体吹出機構30にかえて、図4、5に示す他の構成の流体吹出機構30−2を備えたものである。
図6は、本発明の第3実施形態にかかる研磨装置の構成を説明するための図で、同図(a)は研磨テーブル1をその上方から見た図で、同図(b)は側方から見た図である。本実施形態の研磨装置は、第1実施形態の研磨装置が備える流体吹出機構30にかえて、研磨面の温度分布を制御する手段として、研磨面8にその側面を接触させながら転動する冷却加熱ローラー60を設置したものである。冷却加熱ローラー60は、略円錐形状の接触部61を備え、研磨テーブル1の回転に伴う研磨面8の移動により、接触部61の側面61aが研磨面8に接触した状態で回転軸62を中心に転動するように構成されている。接触部61は、ステンレス、チタン、あるいは耐腐食処理を施したアルミ合金等の金属材料で構成されている。そして接触する研磨面8を所定の温度分布にできるように、接触部61の側面61aの各部分は、互いに熱吸収率の異なる複数種類の金属材料で構成されている。また図示は省略するが、冷却加熱ローラー60を研磨面8に対して上下動させることで、接触部61の側面61aを研磨面8に接触・離間させる上下動機構を備えている。上下動機構は、コントローラ50の指令で動作する。
2 研磨クロス(研磨パッド)
3 回転軸
4 トップリング
5 トップリング回転軸
6 トップリング揺動アーム
7 揺動軸
8 研磨面
9 被研磨面
10 砥液供給ノズル
20 研磨面温度制御手段
30 流体吹出機構
30−2 流体吹出機構
32 吹出ノズル(流体吹出口)
33 配管
34 気体源
35 ニードルバルブ(流量調節手段)
36 流量計
37 温度調節手段
38 加湿機構
40 サーモグラフィ(研磨面温度分布測定手段)
41 送風管
42 モータ
43 送風機
44 吸気口
45 エアフィルタ
46 吹出部
47 吹出口(流体吹出口)
48 絞り弁(流量調節手段)
50 コントローラ
51 研磨面温度制御プログラム
60 冷却加熱ローラー
61 接触部
61a 側面
62 回転軸
Claims (8)
- 基板を保持する基板保持機構と、研磨面を有する研磨テーブルとを備え、基板保持機構で保持する基板の被研磨面を研磨テーブルの研磨面に接触させ、被研磨面と研磨面の相対運動により被研磨面を研磨する研磨装置において、
前記研磨テーブルの研磨面に向けて流体を吹き出す流体吹出機構と、前記流体吹出機構による流体の吹き出しを制御するコントローラとで前記研磨テーブルの研磨面の温度分布を制御する研磨面温度制御手段を設け、
前記研磨装置は、
前記研磨面温度制御手段の前記流体吹出機構で前記研磨面に向けて流体を吹き出すことで、前記研磨面の温度分布を所定の温度分布に制御して前記被研磨面を研磨する第1の研磨工程と、
前記流体吹出機構による流体の吹き出しを停止するか、又は前記流体吹出機構による流体の吹出流量を前記第1の工程における流体の吹出流量よりも少ない流量とすることで、前記研磨面の温度分布を前記第1の研磨工程における温度分布よりも高い温度の温度分布に制御して前記被研磨面を研磨する第2の研磨工程と、を行うと共に、
前記第2の研磨工程において研磨の終了点を検出したときに前記基板の研磨工程を終了する
ことを特徴とする研磨装置。 - 請求項1に記載の研磨装置において、
前記流体吹出機構で前記研磨面に向けて吹き出す流体は、気体又は気液混合流体である
ことを特徴とする研磨装置。 - 請求項1又は2に記載の研磨装置において、
前記流体吹出機構は、複数の流体吹出口を具備することを特徴とする研磨装置。 - 請求項3に記載の研磨装置において、
前記複数の流体吹出口から吹き出す流体の流量を個別に調節する流量調節手段、及び/又は前記複数の流体吹出口から吹き出す流体の温度を個別に調節する温度調節手段を具備することを特徴とする研磨装置。 - 請求項3又は4に記載の研磨装置において、
前記複数の流体吹出口のうち流体を吹き出す流体吹出口の数を調節する吹出口数調節手段、及び/又は前記各流体吹出口の研磨面への流体の吹き付け位置を調節する吹付位置調節手段を具備することを特徴とする研磨装置。 - 請求項4又は5に記載の研磨装置において、
前記研磨テーブルの研磨面の温度分布を測定する研磨面温度分布測定手段を備え、
前記研磨面温度制御手段は、前記研磨面温度分布測定手段の測定結果に基づいて、前記流量調節手段、温度調節手段、吹出口数調節手段、吹付位置調節手段の少なくともいずれかを用いて流体の吹き出しを制御することで、前記研磨面を所定の温度分布に制御することを特徴とする研磨装置。 - 基板の被研磨面を研磨面に接触させ、被研磨面と研磨面の相対運動により被研磨面を研磨する研磨工程を有し、
前記研磨工程は、前記研磨面の温度を制御する研磨面温度制御手段で、該研磨面の温度を所定の温度分布に制御して研磨を行う第1の研磨工程と、
前記研磨面温度制御手段で、前記研磨面の温度分布を前記第1の研磨工程における温度分布よりも高い温度の温度分布に制御して研磨を行う第2の研磨工程と、
からなり、
前記第1の研磨工程は、前記研磨面温度制御手段が備える流体吹出機構で、前記研磨面に向けて所定流量の流体を吹き出して研磨を行う工程であり、
前記第2の研磨工程は、前記流体吹出機構による流体の吹き出しを停止して研磨を行うか、又は前記流体吹出機構で前記第1の工程における流体の吹出流量よりも少ない流量の流体を吹き出して研磨を行う工程であり、
前記第2の研磨工程において研磨の終了点を検出したときに基板の研磨工程を終了する
ことを特徴とする研磨方法。 - 請求項7に記載の研磨方法において、
前記第1の研磨工程の時間が、研磨工程全体の半分以上の時間を占めることを特徴とする研磨方法。
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