JPH05237761A - 研磨機の除熱方法 - Google Patents

研磨機の除熱方法

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JPH05237761A
JPH05237761A JP4078290A JP7829092A JPH05237761A JP H05237761 A JPH05237761 A JP H05237761A JP 4078290 A JP4078290 A JP 4078290A JP 7829092 A JP7829092 A JP 7829092A JP H05237761 A JPH05237761 A JP H05237761A
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polishing
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好一 田中
Hiromasa Hashimoto
浩昌 橋本
Fumio Suzuki
文夫 鈴木
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Shin Etsu Handotai Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウェーハのような片面あるいは両面を平坦に
研磨仕上げする被研磨材の研磨機において、被研磨材の
接する定盤体および研磨布の高熱化を防止し、被研磨物
の平坦度および面粗さの向上を図る除熱方法と装置を提
供する。 【構成】 表面が平坦な定盤体と、該定盤体を回転駆動
する駆動部と、定盤体の表面に敷設される研磨布と、被
研磨材を保持して回転駆動する被研磨材保持ヘッドと、
研磨剤供給手段と、研磨材および冷却水の冷却手段８か
ら構成され、前記定盤体にはその表面又は表面に近い裏
面に冷却用媒体の通過する溝部を形成し、該溝部を介し
て定盤体を冷却してその表面の平坦度を保持する。 【効果】 平坦度の向上と生産性の向上が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体Ｓｉ単結晶からな
るウェーハのような、両面側が平坦な被研磨材を平面研
磨する研磨機の除熱方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの高集積化に伴
い、ウェーハの主面上に超微細加工を施す技術が日進月
歩で開発され、デバイス上の線幅は１μｍから０．５μ
ｍ以下になってきている。このような超微細加工を行な
うにあたって、半導体デバイスの基板となるウェーハが
平坦でなければ、リソグラフィ、エッチング、薄膜形成
などを精度良く行なうことはできない。すなわち、ウェ
ーハは前記線幅の微細化に伴なって、より高度の平坦度
が要求されるので、平面研磨を行なうための研磨方法や
研磨機においても、間断のない改良が必要とされてい
る。図２４は従来の研磨機の一例の概要構造を示すもの
である。平坦な表面を形成する円板状の定盤体５５は定
盤体保持部５６に固持される。定盤体保持部５６と一体
的に形成された回転軸５７は図略の駆動部に連結し回転
駆動される。定盤体５５の表面には研磨布５８がほぼ全
面にわたり敷設される。一方、ウェーハ７を保持するウ
ェーハ保持ヘッド８は図略の駆動手段により自転する。
なお、ウェーハ７と研磨布５８間に研磨剤９を供給する
研磨剤供給手段５９が配置される。研磨剤９は、例えば
コロイダルシリカ等の砥粒をアルカリ性溶液に分散した
分散液から構成される。
【０００３】また、定盤体保持部５６の上面側には冷却
水溜り６０が凹設され定盤体５５の裏面に接する。一
方、回転軸５７内には冷却水溜り部６０に連通する冷却
水供給路６１および冷却水排水路６２が形成され、クー
ラー６３および冷却水供給源６４に連通する。以上の構
造により、冷却水供給源６４からクーラー６３を介して
冷却された冷却水は冷却水供給路６１から冷却水溜り部
６０内に送られ、定盤体５５を冷却した後、冷却水排水
路６２を介して冷却水供給源６４に戻入されて循環す
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】所で、前述のようによ
り高度のウェーハ表面の平坦度を得るためには、研磨機
の場合、研磨時に被研磨材と圧接する研磨布を含む定盤
体が相応の平面を保つと同時に、摩擦による損耗や機械
的応力による変形のないのが条件の１つである。そのた
め定盤体は、相応の機械的強度を有する材料と構造体で
設計されている。しかしながら、発明者等は、ウェーハ
口径が大きくなったり、研磨機の生産性向上を目的に単
位処理量を増すべく装置を大型化する場合、あるいは研
磨を高速度化しようとする場合に、定盤体における新た
な変形の問題、すなわち研磨時における定盤体の局所的
摺動部分で発生する摩擦熱により定盤体表面部に温度む
らが発生し、それが原因と見られる定盤体の変形が、ウ
ェーハ平坦度を向上させることの障害となっていること
に気が付いた。また、ウェーハ７の研磨効率を向上する
には、高速，高圧（ウェーハの圧接力を高くすること）
の研磨が必要があるが、この場合はウェーハ７および研
磨布５８は更に高温になり、定盤体表面部における温度
不均一性は拡大する。さらに、ウェーハ７の平坦度を所
望値に仕上げるためには、ウェーハ７と研磨布５８とが
均一に接触することが必要である。すなわち、ウェーハ
７と研磨布５８との間には研磨による摩擦熱が発生し、
ウェーハ７および研磨布５８を高温にする。その場合、
両者の接触面全体が均一の温度に保持されないとウェー
ハ７を均一に仕上げることは出来ない。
【０００５】一方、研磨剤９の研磨挙動も温度に影響さ
れるため、ウェーハ７および研磨布５８間に介在する研
磨剤９の温度が不均一になると切れ味が変り、ウェーハ
７を均一に研磨仕上げすることが出来なくなる。
【０００６】通常の研磨機においては、前記したように
冷却水溜り部６０を設け、定盤体５５を冷却してウェー
ハ７と研磨布５８の高熱化を防止するようにしていた。
図２５は定盤体５５および定盤体保持部５６の温度分布
を示すものである。定盤体５５の摺動部分には矢印Ａの
ように比較的大きな摩擦熱流が上方から下方に向かって
流れ、その周辺に行くにしたがって矢印Ｂのように比較
的小さな摩擦熱流が流れる。また、矢印Ｃに示すよう
に、駆動部から発生した熱流が下方から上方に向かって
流れる。その結果、図２５の左側に示すように、定盤体
５５の摺動部分には実線で示すような接触負荷の大きい
高摩擦熱の部分と点線で示すような低摩擦熱の部分が生
じる。
【０００７】この場合、定盤体５５の厚みが数１０ｍｍ
あるため、冷却水溜り部６０のみでは定盤体５５表面部
の冷却が充分にできず、図示のように定盤体５５の表面
と裏面との間に大きな温度差を生じ、その結果、図２６
に極端に示すように定盤体５５が熱変形する。また、定
盤体５５は、一般にＳＵＳ又はセラミックス等の材料か
ら形成され、定盤体保持部５６は鋳鉄等から形成されて
いるため、両者の熱膨張係数の相違によるバイメタル的
な熱変形も加って、定盤体５５の表面を平坦に保持する
上での障害となる。
【０００８】図２８はウェーハ７を一枚づつ研磨する毎
葉式の研磨方法を示し、図２９は複数枚（図示では４
枚）のウェーハ７を単一のウェーハプレート６５に支持
し、同時研磨を行うバッチ式の研磨方法を示すものであ
る。そのいずれの場合にも、研磨時における摺動部の発
熱が定盤体５５の表面部に温度むらを発生させると同時
にウェーハの摺動部分においては図示のような研磨布負
荷が生ずる。研磨布負荷とは研磨布が回転する際に研磨
布がウェーハ７に接して研磨を行っている度合（比率）
を示すもので、山の高い方が研磨布負荷が高く摩擦熱が
高くなる。そのため、図２７に示すようにウェーハの中
央が高温になり周辺が低温となる不均一温度分布がウェ
ーハ７内に生ずる。以上の現象により、毎葉式およびバ
ッチ式のいずれの研磨方法によっても、ウェーハ７の平
坦度を均一に仕上げることが出来ない問題点があった。
【０００９】本発明は、以上の問題点を解決するもの
で、研磨時におけるウェーハ研磨面の温度差を緩和する
と同時に、定盤体の温度分布を均一に保つことでその熱
的な変形を抑制し、結果として、被研磨材の平坦度と品
質を安定化させると同時に、研磨時における研磨面の冷
却能力を高めることにより、高速かつ高圧条件による研
磨を可能にした、生産性の高い研磨機の提供を目的とし
ている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、回転する平坦
な定盤体の表面に研磨布を敷設し、該研磨布に被研磨材
を圧接させながら回転させ両者間に研磨剤を供給して平
面研磨を行う研磨機の除熱方法であって、前記定盤体の
表面又は表面に近い裏面側に、且つ全域にわたり、溝部
を形成し、この溝部を利用して、その表面上部から伝達
される熱を除去しながら研磨加工をすることを特徴とす
る研磨機の除熱方法である。
【００１１】
【作用】定盤体の表面側の全域にわたり溝部を形成し、
冷却された研磨剤を溝部内に循環させて定盤体の表面の
温度の均一化を図るか、又は定盤体の表面に近い裏面側
に溝部を形成し、冷却水を該溝部内に循環供給させて定
盤体を冷却し、その温度の均一化と低温化を図る。更
に、断熱材を設けて駆動部側から定盤体側への熱伝達を
低減することにより定盤体の低温化を図る。以上によ
り、冷却能力が増大すると同時に定盤体表面の変形が縮
減し、被研磨材の均一研磨が出来、品質が向上すると共
に、高速，高圧研磨が可能になり、生産性を向上するこ
とが出来る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。図１は研磨機１の全体構造を示す。平坦な表面を
形成する定盤体２には回転軸３が一体構造で形成され
る。回転軸３には駆動部４が連結する。定盤体２の表面
側には、後に説明する溝部５が表面のほぼ全域にわたり
凹設され、表面には研磨布６が敷設される。研磨布６と
相対向する位置にはウェーハ７が配置され、ウェーハ７
はウェーハ保持ヘッド８に保持され図略のウェーハ駆動
手段により自転される。
【００１３】研磨剤９は研磨布６と相対向する位置に配
置される研磨剤供給ノズル１０から供給されてウェーハ
７と研磨布６間に供給される。本実施例では研磨剤９は
ウェーハ７の研磨用に使用されると共に、冷却用媒体と
して兼用されるものである。定盤体２の周縁には定盤体
２の表面から周縁側に流れて落下した研磨剤９を受ける
研磨剤溜り部１１が定盤体２の外縁を囲繞して配置され
る。
【００１４】研磨剤溜り部１１に一端側を連通する研磨
剤排出パイプ１２は研磨剤用タンク１３内に他端側を浸
漬し、研磨剤９を戻入させる。一方、クーラー１５およ
び制御弁１６を介して冷却水供給源１４に一端側を連結
する冷却水パイプ１７は研磨剤用タンク１３内を通り、
冷却水供給源１４に他端側を連結する。更に、温度制御
部１８は研磨剤用タンク１３内に配置される温度検出セ
ンサ１９と制御弁１６とに連結し、温度検出センサ１９
の検出信号により制御弁１６を開閉操作して研磨剤用タ
ンク１３内の研磨剤９の温度を所定温度に保持すべく機
能する。研磨剤用タンク１３にその一端側を連結し、ポ
ンプ２１を介設する研磨剤供給パイプ２０は研磨剤供給
ノズル１０に連結する。駆動部４は駆動モータ２２と、
プーリー２３，プーリーベルト２４および回転軸３に駆
動機構部を介して連結するプーリー２５等からなり、駆
動モータ２２の回転を回転軸３に伝達する。更に、定盤
体２の駆動部４側には定盤体２の下面全体を被う断熱材
２６が敷設される。
【００１５】以上の構造により、冷却水供給源１４から
の冷却水により適温に冷却された研磨剤９は研磨剤用タ
ンク１３からポンプ２１により研磨剤供給パイプ２０か
ら研磨剤供給ノズル１０側に導かれ、研磨布６の上面に
噴出供給される。研磨剤９はウェーハ７と研磨布６間を
流れると共に、定盤体２の溝部５内を通過する。溝部５
内の研磨剤９は定盤体２をほぼ全域にわたり冷却した
後、定盤体２の周縁から研磨剤溜り部１１内に落下し、
研磨剤排出パイプ１２を介して研磨剤用タンク１３内に
戻入され、再び循環使用される。
【００１６】研磨剤用タンク１３内の研磨剤９は冷却水
により適温に冷却されると共に、温度検出センサ１９の
検出信号を受けた温度制御部１８による制御弁１６の開
閉動作によりほぼ一定温度に保持される。駆動部４の駆
動により定盤体２が回転すると共にウェーハ保持ヘッド
８が自転するため、ウェーハ７は研磨布６に圧接された
状態で平面研磨仕上げされる。
【００１７】次に、図２及び図３により定盤体２の表面
側に凹設される溝部５の各種の実施例を示す。図２は縦
横の碁盤目状の溝部５が形成された場合を示す。
【００１８】図３は定盤体２の中心に形成される凹部２
７を中心として放射および同心円状に溝部５ｈ，５ｉを
形成したものである。
【００１９】本発明においては、研磨剤の供給される凹
部をやや偏心した位置に配置し、凹部から放射状に展開
する溝部凹部の中心点を中心とする同心円状の溝部とを
形成してもよい。また、同心円状の溝部と放射状に展開
する弧状の溝部を組み合わせて形成してもよい。なお、
溝部としては、以上のものに限らず、各種形状のものが
採用される。
【００２０】図４は図１に示した溝部５を有する定盤体
２の温度分布を示すものである。実線で示す定盤体２の
中央側の高摩擦熱の部分は定盤体２の表面から溝部５の
中間点Ｄに向かって急激な温度勾配で変化し、前記中間
点Ｄから下方側では点線で示す低摩擦熱の部分とほぼ同
一の低温状態に保持される。すなわち、溝部５内を流れ
る研磨剤の冷却作用により定盤体２は表面側の小範囲の
みに高熱の部分があるが、全体として温度差がなくな
る。
【００２１】図５は溝部５，５間に挾まれた定盤体２の
フィン部２８の冷却状態を示す一部断面図である。図示
のようにフィン部２８の側面には溝部５内の研磨剤９が
接触するため冷却され、フィン部２８内には図示のよう
な等温線Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，Ｔ4 ，Ｔ5 ，Ｔ6 ，Ｔ7 が
形成される。なお、Ｔ1 ＞Ｔ2 ＞Ｔ3 ＞Ｔ4 ＞Ｔ5 ＞Ｔ
6 ＞Ｔ7 と中心側が高温になる。以上のような等温線Ｔ
1 〜Ｔ7 の形成により、研磨布６側の熱は矢印Ｅのよう
に表面から溝部５内に向かって流れ、フィン２８を冷却
する。溝部５側に流れた熱は研磨剤９により持ち去ら
れ、研磨剤溜り部１１（図１）を介して研磨剤用タンク
１３内に戻入され、冷却水により冷却された後、再び研
磨剤供給パイプ２０により研磨剤供給ノズル１０から供
給される。
【００２２】図６に示すように定盤体２のフィン部２８
は、その表面側が点線で示すように局所的に変形する
が、上述の冷却効果によりその変形量は僅かであり、し
かもフィン２８を取付けてある定盤体２の基底部の熱的
変形は抑えられ、ウェーハ７に接触する表面側はほぼ平
坦に保持される。図７はそのようすを示すものであり、
ウェーハ７と接触する研磨布６の温度差は極めて小さ
く、ほぼ平坦に保持される。
【００２３】図１において、定盤体２の裏面側には断熱
材２６が裏面のほぼ全面を覆って固着されている。駆動
モータ２２およびそれに連結する前記駆動機構部等から
は熱が発生し、その熱により定盤体２がその裏面側から
加熱されるが、断熱材２６を配設することにより駆動部
４側の熱が定盤体２側に伝達されず、定盤体２の温度の
不均一性が低減される。
【００２４】図８は本発明の他の実施例を示すものであ
る。本実施例では研磨布６を表面に敷設する定盤体２ａ
は定盤体保持部２９上に固定されるものからなる。定盤
体保持部２９には回転軸３ａが一体的に形成され、回転
軸３ａは図略の駆動部に連結する。なお、図中、図１と
同一符号のものは同一物又は同一機能を有するものでそ
の説明を省略する。
【００２５】定盤体２ａの定盤体保持部２９に接する裏
面側には定盤体２ａの表面側に向かって凹設される溝部
３０が定盤体２ａのほぼ全域にわたり形成される。図９
に拡大表示するように、溝部３０の図の上方部の溝底と
定盤体２ａの研磨布６の敷設される表面との間の肉厚ｔ
は極力薄く形成される。肉厚ｔを薄くすることにより定
盤体２ａの剛性が低下し、定盤体２ａの熱膨脹時におけ
る変形を吸収して定盤体２ａ全体の変形を防止すること
が出来る。なお、定盤体２ａには高剛性体の定盤体保持
部２９が固定されるため、肉厚ｔが薄くとも全体の剛性
は保持される。
【００２６】図８に示すように定盤体保持部２９および
回転軸３ａには冷却水供給路３１と冷却水排水路３２が
形成される。冷却水供給路３１はその一端側を溝部３０
に連通すると共に他端側はクーラー１５を介して冷却水
供給源１４に連結される。また、冷却水排水路３２はそ
の一端側を溝部３０に連通すると共に、他端側を冷却水
供給源１４に連結する。以上の構造により、冷却水供給
源１４からクーラー１５を介して適温に冷却された冷却
水が冷却水供給路３１より溝部３０内に供給されるため
定盤体２ａが全域にわたり冷却され、その熱変位が低減
される。
【００２７】研磨布６側の熱を吸収した冷却水は冷却水
排水路３２を介し冷却水供給源１４側に戻入されて循環
する。一方、研磨剤用タンク１３内の研磨剤９も研磨布
６上に供給され、研磨剤として機能すると共に研磨布お
よび定盤体２ａを冷却すべく機能する。以上により、研
磨布６の平坦度が保持され、ウェーハ７（図１）の平坦
度等を所望値に保持することが出来る。
【００２８】図１０および図１１は溝部３０の形状を示
すもので、図１０は縦横碁盤状の溝部３０ａを形成した
ものであり、図１１は放射状の溝部３０ｂと同心円状の
溝部３０ｃを形成したものである。勿論、溝部３０の形
状は図３のものに限定されない。図１２乃至図１４は図
１０，図１１に示した溝部３０ａ，３０ｂ，３０ｃの一
部を堰止めして冷却水の通れる流路を制御し、定盤体２
ａの冷却性の均一性と効率化を図ったものである。
【００２９】図１２は定盤体２ａの外縁側から中心に向
かう冷却水通路３３を形成し冷却水の流れにアクセント
をつけたものであり、図１３は定盤体２ａを１／４に区
切り１／４ごとに冷却水通路３４を形成したものであ
り、図１４はほぼ全域にわたり冷却水が円滑に、かつ均
等に流れるように屈曲した冷却水通路３５を形成したも
のである。
【００３０】図１５は前記の発明の別の実施例を示すも
のである。また、図１６は図１５とほぼ近似する構造か
らなる他の実施例を示す。両実施例とも前記実施例の定
盤体２，２ａの替わりに定盤ブロック３６，３６ａを採
用したものである。図１５に示すように、定盤体保持部
３７の上面側には後に詳細形状を説明する多数個の定盤
ブロック体３６がシール部材３８を介して嵌め込まれて
いる。また、各定盤ブロック体３６はボルト３９により
定盤体保持部３７側に固定される。隣接する定盤ブロッ
ク体３６，３６間には図１に示した前記実施例の溝部５
に相当する溝部４０が形成される。
【００３１】以上の構造により図１５においては、研磨
剤供給ノズル１０からの研磨剤９は溝部４０を連通しな
がら定盤ブロック体３６を冷却し、定盤ブロック体３６
上に敷設される研磨布６の高熱化を防止し、研磨布６の
平坦度を保持する。図１６は図１５と同様に定盤ブロッ
ク体３６ａを定盤体２ａの替わりに採用した実施例を示
すものである。定盤体２ａの研磨布６の敷設される上方
側は下方側に較べて拡径し、鍔部４２ａを形成する。定
盤ブロック体３６ａを固持する定盤体保持部４１には図
８に示した実施例と同様に冷却水供給路３１ａと冷却水
排水路３２ａがそれぞれ形成される。隣接する定盤ブロ
ック体３６ａ，３６ａの鍔部４２ａ，４２ａ間にはシー
ル材４３が嵌着される。そのため、隣接する定盤ブロッ
ク体３６ａ，３６ａの下方側の縮径部４５ａ，４５ａ間
には密閉された溝部４４が形成される冷却水供給路３１
ａおよび冷却水排水路３２ａは溝部４４に連通する。な
お、図１６において図１５と同一符号のものは同一物又
は同一機能の物でその説明を省略する。本実施例によ
り、定盤ブロック体３６ａが適温に冷却され、その鍔部
４２ａ上に敷設される研磨布６の平坦度を保持する。
【００３２】図１７乃至図２０は各種形状の定盤ブロッ
ク体３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３６ｅを示す。定盤ブロ
ック３６ｂは鍔部４２ｂとその下方の縮径部４５ｂと縮
径部４５ｂに一体的に形成されるフィン部４６から形成
される。フィン部４６は冷却水が接触する接触面積を増
加し、定盤ブロック体３６ｂの冷却性を向上するための
ものである。
【００３３】図１８の定盤ブロック体３６ｃの縮径部４
５ｃには貫通孔４７が形成される。冷却水が貫通孔４７
を連通することにより定盤ブロック体３６ｃの冷却性が
向上する。
【００３４】また、図１９の定盤ブロック体３６ｄは２
個の貫通孔４８，４８を設けたもので冷却性向上に機能
する。
【００３５】図２０に示すものは図１６に示した定盤ブ
ロック体３６ａと図示のような定盤ブロック体３６ｅと
を隣接して組み合わせたものからなる。定盤ブロック体
３６ｅは上方側に突出部４９を形成し中間に鍔部４２
ｅ、その下に縮径部４５ｅを形成したものからなる。定
盤ブロック体３６ａの鍔部４２ａと定盤ブロック体３６
ｅの鍔部４２ｅは上下に重合し、その間にはシール材５
０が挟着される。それにより、隣接する縮径部４５ａと
縮径部４５ｅ間に溝部４４が形成される。
【００３６】図２１および図２２は定盤体保持部３７，
４１上に固定された前記定盤ブロック体３６乃至３６ｅ
の上面部（鍔部４２ａ等）の形状を示すものである。図
２１は六角形状に形成され、図２２は四角形状に形成さ
れるものからなる。勿論、その形状は図示のものに限定
されない。隣接する定盤ブロック体３６等の間には前記
したように溝部４０（４４）が形成される。
【００３７】図２３は断熱材５１を定盤体２ｂと定盤体
保持部２９ｂ間に介設した実施例を示す。その表面側に
研磨布６を敷設する定盤体２ｂの下方側には冷却水溜り
部５２が凹設される。また、定盤体２ｂには冷却水溜り
部５２に連通する冷却水通路５３，５４が形成される。
断熱材５１は定盤体保持部２９ｂ側から定盤体２ｂ側へ
の伝熱を防止すべく機能する。これにより熱容量が減少
し、始動時定常状態に達する時間が短縮する。
【００３８】また、本発明においては、図１２に示した
除熱装置に近似するものを一対相対向して配置すること
により、ウェーハ上方側の定盤体に敷設される研磨布と
下方側の定盤体の研磨布間に挟持されて両面同時に平面
研磨されるようにすることができる。なお、上記の説明
においては、説明の都合上毎葉式を中心に述べたが、バ
ッチ式においても本発明は適用できる。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、次のような顕著な効果
を奏する。 （１）定盤体又は定盤ブロック体がそれに接する溝部内
を流れる冷却用媒体により十分に冷却されるように構成
されるため、被研磨材と研磨布との接触により生ずる高
熱が冷却用媒体により吸収され、定盤体等の温度上昇が
防止される。それにより、研磨布の平坦度が保持され、
被研磨材の平坦度を所定値にすることが出来る。以上に
より品質の向上が図れる。 （２）定盤体の表裏面に形成される溝部や、隣接する定
盤ブロック体間に形成される溝部の形状，大きさ等を任
意に設定することが出来るため、研磨布の温度分布に対
応させて最も効果的な溝部を形成することが出来る。 （３）研磨用の研磨剤を冷却用媒体として兼用し得ると
共に、冷却水を溝部内に供給することにより、定盤体等
を十分に冷却し、平坦度を保持することが出来る。 （４）断熱材を配置することにより、駆動部側から定盤
体側への伝達を防止することが出来る。 （５）定盤体と定盤体保持部間に断熱材を介設すること
により、熱容量が減少し、始動時定常状態に達するまで
の時間を短縮させることができる。 （６）冷却能力が向上し、定盤体および研磨布の高熱化
が防止されるため、被研磨材の高圧，高速研磨が可能に
なり生産性が向上する。 （７）除熱装置を相対向して配置することにより被研磨
材の両面を同時に研磨仕上げする装置、すなわち両面研
磨機へ応用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の適用される研磨機の全体構
成図である。
【図２】図１に使用される定盤体の溝部形状の実施例を
示す平面図である。
【図３】図１に使用される定盤体の溝部形状の実施例を
示す平面図である。
【図４】図１に示した定盤体の厚み方向の温度分布を説
明するための一部断面図および線図である。
【図５】図１に示した定盤体のフィン部の温度分布を示
す部分断面図である。
【図６】図１に示した実施例の定盤体のフィン部の変形
状態を示す拡大部分断面図である。
【図７】図１に示した実施例の研磨布の平坦度を示す線
図および断面図である。
【図８】本発明の他の実施例の全体構成図である。
【図９】図８に示した実施例の溝部の形状を示す拡大部
分断面図である。
【図１０】図８の実施例の溝部形状を示す平面図であ
る。
【図１１】図８の実施例の溝部形状を示す平面図であ
る。
【図１２】図８の実施例の溝部の流路の堰止め状態を示
す平面図である。
【図１３】図８の実施例の溝部の流路の堰止め状態を示
す平面図である。
【図１４】図８の実施例の溝部の流路堰止め状態を示す
平面図である。
【図１５】定盤体の替わりに定盤ブロック体を用いた一
実施例の全体構造を示す軸断面図である。
【図１６】図１５と同様形式の他の実施例の全体構造を
示す軸断面図である。
【図１７】図１６に示した実施例の定盤ブロック体の実
施例を示す正面図である。
【図１８】図１６に示した実施例の定盤ブロック体の実
施例を示す正面図である。
【図１９】図１６に示した実施例の定盤ブロック体の実
施例を示す正面図である。
【図２０】図１６に示した実施例の定盤ブロック体の実
施例を示す正面図である。
【図２１】図１５および図１６に示した実施例の定盤ブ
ロック体の配列形状の一実施例を示す平面図である。
【図２２】図１５および図１６に示した実施例の定盤ブ
ロック体の配列形状の他の実施例を示す平面図である。
【図２３】定盤体と定盤体保持部間に介設される断熱材
の配設状態を示す軸断面図である。
【図２４】従来の研磨機の除熱装置の構成図である。
【図２５】図２４に示した除熱装置における定盤体の厚
み方向の温度分布を説明するための一部断面図と線図で
ある。
【図２６】従来の定盤体の熱変形を説明するための軸断
面図である。
【図２７】従来の除熱装置における定盤体上の研磨布の
温度分布を説明するための線図および断面図である。
【図２８】従来の毎葉式のウェーハ研磨におけるウェー
ハの研磨布負荷分布を示す平面図および線図である。
【図２９】従来のバッチ式のウェーハ研磨におけるウェ
ーハの研磨布負荷分布を示す平面図および線図である。
【符号の説明】
１ 研磨機 ２ 定盤体 ２ａ 定盤体 ３ 回転軸 ３ａ 回転軸 ４ 駆動部 ５ 溝部 ５ｈ 溝部 ５ｉ 溝部 ６ 研磨布 ７ ウェーハ ８ ウェーハ保持ヘッド ９ 研磨剤 １０ 研磨剤供給ノズル １１ 研磨剤溜り部 １２ 研磨剤排出パイプ １３ 研磨剤用タンク １４ 冷却水供給源 １５ クーラー １６ 制御弁 １７ 冷却水パイプ １８ 温度制御部 １９ 温度検出センサ ２０ 研磨剤供給パイプ ２１ ポンプ ２２ 駆動モータ ２３ プーリー ２４ プーリーベルト ２５ プーリー ２６ 断熱材 ２７ 凹部 ２８ フィン部 ２９ 定盤体保持部 ３０ 溝部 ３０ａ 溝部 ３０ｂ 溝部 ３０ｃ 溝部 ３１ 冷却水供給路 ３１ａ 冷却水供給路 ３２ 冷却水排水路 ３２ａ 冷却水排水路 ３３ 冷却水通路 ３４ 冷却水通路 ３５ 冷却水通路 ３６ 定盤ブロック体 ３６ａ 定盤ブロック体 ３７ 定盤体保持部 ３８ シール材 ３９ ボルト ４０ 溝部 ４１ 定盤体保持部 ４２ａ 鍔部 ４３ シール材 ４４ 溝部 ４５ａ 縮径部 ４５ｂ 縮径部 ４６ フィン部 ４７ 貫通孔 ４８ 貫通孔 ４９ 突出部 ５０ シール材 ５１ 断熱材 ５２ 冷却水溜り部 ５３ 冷却水通路 ５４ 冷却水通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 文夫 福島県西白河群西郷村大字小田倉字大平 150番地 信越半導体株式会社半導体白河 研究所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転する平坦な定盤体の表面に研磨布を
    敷設し、該研磨布に被研磨材を圧接させながら回転させ
    両者間に研磨剤を供給して平面研磨を行う研磨機の除熱
    方法であって、前記定盤体の表面又は表面に近い裏面側
    に、且つ全域にわたり、溝部を形成し、この溝部を利用
    して、その表面上部から伝達される熱を除去しながら研
    磨加工をすることを特徴とする研磨機の除熱方法。
  2. 【請求項２】 溝部を定盤体の表面側の全域にわたって
    形成し、冷却された研磨材を溝部内に循環させて定盤体
    の表面の温度の均一化を図るか、又は定盤体の表面に近
    い裏面側に溝部を形成し、冷却水を該溝部内に循環させ
    て、定盤体を冷却し、定盤体の温度の均一化と低温化を
    図ることを特徴とする請求項１記載の研磨機の除熱方
    法。
  3. 【請求項３】 前記定盤体が定盤体保持部上に載置され
    ると共に、前記定盤体保持部の前記駆動部側又は前記定
    盤体と前記定盤体保持部との間に前記駆動部側の熱が前
    記定盤体側へ伝達することを防止する断熱材が配設され
    ることを特徴とする請求項１記載の研磨機の除熱方法。
  4. 【請求項４】 前記定盤体が、前記定盤体保持部上に固
    定されると共にそのほぼ全域にわたって互いに間隔を置
    いて配置される多数個の定盤ブロック体群から形成され
    隣接する前記定盤ブロック体間には前記冷却用媒体が流
    通可能な溝部が形成されてなる請求項１に記載の研磨機
    の除熱方法。
  5. 【請求項５】 隣接する前記定盤ブロック体の表面側に
    シール部材を充填し、前記溝部の上方側を閉塞し、冷却
    用媒体の流通する溝部を形成してなる請求項４に記載の
    研磨機の除熱方法。
  6. 【請求項６】 前記定盤ブロック体が前記冷却用媒体と
    接するフィン又は貫通孔を形成するものである請求項４
    に記載の研磨機の除熱方法。
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