KR100398918B1 - 연마방법 및 연마장치 - Google Patents

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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 연마 패드에 의해 연마되는 기판의 피연마면에서의 연마 속도의 편차를 저감하기 위한 것으로, 회전가능하게 설치된 정반(11) 위에는 연마 패드(12)가 점착되어 있고, 이 연마 패드(12) 위에는 기판(13)을 유지하는 캐리어(14)와 연마 패드(12)의 중심 부근 위에 연마제(15)를 공급하는 연마제 공급관(16)이 설치된다. 연마 패드(12)에서의 캐리어(14)보다 정반 회전방향 전방의 윗쪽에는 가시광이나 적외광 등을 연마 패드(12)의 표면에 대하여 부분적으로 조사하는 2개의 램프(20)가 설정되고, 연마 패드(12)에서의 기판(13)과의 접촉 영역 중, 연마 패드(12)의 회전 중심에서 가까운 영역 및 회전 중심에서 먼 영역은 2개의 램프(20)에 의해 각각 가열된다.

Description

연마방법 및 연마장치{Polishing Method and Polishing Apparatus}
본 발명은, 반도체 제조공정에서의 화학기계 연마공정에서 이용되는 연마방법 및 연마장치에 관한 것이다.
최근, 피연마 기판으로서의 반도체 기판 상에 퇴적된 절연막의 평탄화 공정이나 매립 배선의 형성공정 등은 화학기계연마(CMP)법을 채용하는 것이 일반적이 되고 있고, 이 화학기계 연마법에는 다음에 설명하는 것 같은 연마장치가 이용되고 있다.
이하, 종래예에 관한 연마장치 및 연마방법에 대하여 도 25를 참조하여 설명하기로 한다. 도 25에 도시된 바와 같이 회전가능한 평평한 강체로 되는 정반(11) 위에 연마 패드(12)가 점착되어 있고, 이 연마 패드(12) 위에는 피연마 기판인 기판(13)을 유지하는 캐리어(14)와, 연마 패드(12)의 중심부근에 연마제(15)를 공급하는 연마제 공급관(16)이 설치된다.
연마 방법으로서는 정반(11)을 회전시키는 동시에 연마제 공급관(16)으로부터 연마용 입자를 포함하는 연마제(15)를 연마 패드(12) 위에 공급하면서 캐리어(14)를 하강시킴으로써, 기판(13)의 피연마면을 연마 패드(12)에 대하여 누른다.
도 26에 도시된 바와 같이, 캐리어(14)의 하면에는 오목부(17)가 설치되고, 이 오목부(17)의 천정면에는 탄성체로 되는 백킹 패드(18)가 설치되어 있고, 캐리어(14)는 백킹 패드(18)를 통해 기판(13)을 연마 패드(12)에 대해 누른다. 이에 따라, 기판(13)의 연마속도의 면내 균일성을 도모하는 시도가 이루어지고 있다. 이 경우, 기판(13) 상의 임의의 점에서의 연마속도(Pr)는 프레스톤(Preston)식인 Pr=kp×Vt로 된다. 여기에서, p는 연마 압력, V는 상대 속도, t는 연마 시간, k는 계수이다.
그런데, 백킹 패드(18)를 통해 기판(13)을 연마 패드(12)에 누르는 방법으로서는 연마 압력(p)을 기판(13)의 면내에서 일정하게 하는 것이 어렵기 때문에 연마속도(Pr)의 면내 균일성을 얻을 수 없는 문제가 있다.
그래서, 도 27에 도시된 바와 같이, 캐리어(l4)의 오목부(17)의 둘레 가장자리부에 봉입재(19)를 설치하는 동시에 캐리어(14)의 회전축(14a)의 내부에 형성된 가압 공기 공급로로부터 가압 공기를 오목부(17)에 공급함으로써, 기판(13)을 가압 공기에 의해서 연마 패드(12)에 대하여 누르는 방법이 제안되어 있다. 이 방법에 의하면, 연마 압력(p)을 기판(13)의 면내에서 일정하게 할 수 있기 때문에 연마속도(Pr)를 기판(13)의 면내에서 균일하게 할 수 있다.
본 발명자들이 후자의 공기 가압 방식에 의해 기판(13)에 퇴적된 산화막에 대하여 실제로 연마를 한 바, 산화막의 연마속도의 면내 균일성 및 안정성은 전자의 백킹 패드 가압방식에 비해 향상되었다. 이 경우, 정반(11)의 회전속도와 캐리어(14)의 회전속도를 같은 방향으로 같게 하면, 상기 프레스톤식에 있어서, 상대속도(V)가 일정하게 되기 때문에 산화막의 연마속도의 면내 균일성이 더욱 향상되는 것도 확인할 수 있었다.
그러나 텅스텐 등의 금속막을 연마하는 경우에는, 공기 가압방식이라도 금속막의 연마속도의 면내 균일성을 얻을 수 없다는 문제에 직면하였다. 즉, 정반(11)의 회전속도와 캐리어(14)의 회전속도를 같은 방향으로 같게 하여 상대속도(V)를 일정하게 하더라도 금속막의 연마속도의 면내 균일성을 얻을 수 없었다. 이 경우, 기판(13)의 피연마면에서의 연마 패드(12)의 회전 중심에서 가까운 영역 및 먼 영역에서는 연마속도가 작고, 기판(13)의 피연마면에서의 연마 패드(12)의 회전중심에서 중간의 영역에서는 연마속도가 커진다고 하는 연마속도의 편차 현상이 확인되었다. 또한, 산화막의 연마속도의 면내 균일성에 대하여 상세히 검토하여 보면, 금속막만큼은 아니지만, 역시 금속막의 경우와 같이 연마속도의 편차가 확인되었다.
본 발명은 상기 사항을 감안하여 이루어진 것으로, 기판의 피연마면에서의 연마속도의 편차를 저감하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 연마장치의 사시도
도 2의 (a)는 상기 제 1 실시예에 의한 연마장치에서의 램프의 제 1 배치예를 도시한 평면도, (b)는 상기 제 1 실시예에 의한 연마장치에서의 램프의 제 2 배치예를 도시한 평면도
도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 의한 연마장치의 사시도
도 4는 상기 제 1 실시예의 변형예에 의한 연마장치에서의 온도측정용 카메라의 온도측정 영역을 도시한 평면도
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 연마장치의 사시도
도 6은 상기 제 2 실시예에 의한 연마장치에서의 레이저 장치의 배치예를 도시한 평면도
도 7은 본 발명의 제 2 실시예의 변형예에 의한 연마장치의 사시도
도 8은 상기 제 2 실시예의 변형예에 의한 연마장치에서의 온도측정용 카메라의 온도측정 영역을 도시한 평면도
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 연마장치의 사시도
도 10의 (a)는 상기 제 3 실시예에 의한 연마장치에서의 기체 블로우관의 제 1 배치예를 도시한 평면도, (b)는 상기 제 3 실시예에 의한 연마장치에서의 기체블로우관의 제 2 배치예를 도시한 평면도
도 11은 본 발명의 제 3 실시예의 변형예에 의한 연마장치의 사시도
도 12는 상기 제 3 실시예의 변형예에 의한 연마장치에서의 온도측정용 카메라의 온도측정 영역을 도시한 평면도
도 13은 본 발명의 제 4 실시예에 의한 연마장치의 사시도
도 14는 상기 제 4 실시예에 의한 연마장치에서의 고온의 고체 배치예를 도시한 평면도
도 15는 본 발명의 제 4 실시예의 변형예에 의한 연마장치의 사시도
도 16은 상기 제 4 실시예의 변형예에 의한 연마장치에서의 온도측정용 카메라의 온도측정 영역을 도시한 평면도
도 17은 본 발명의 제 5 실시예에 의한 연마장치의 사시도
도 18의 (a)는 상기 제 5 실시예에 의한 연마장치에서의 가압용 고체의 배치예를 도시한 평면도, (b) 및 (c)는 상기 제 5 실시예에 의한 연마장치에서의 가압용 고체의 저면형상을 도시한 도면
도 19는 본 발명의 제 5 실시예의 변형예에 의한 연마장치의 사시도
도 20은 상기 제 5 실시예의 변형예에 의한 연마장치에서의 온도측정용 카메라의 온도측정 영역을 도시한 평면도
도 21은 본 발명의 제 6 실시예에 의한 연마장치의 사시도
도 22는 상기 제 6 실시예에 의한 연마장치에서의 고온 연마제 공급관 및 저온 연마제 공급관의 배치를 도시한 평면도
도 23은 본 발명의 제 6 실시예의 변형예에 의한 연마장치의 사시도
도 24는 상기 제 6 실시예의 변형예에 의한 연마장치에서의 온도측정용 카메라의 온도측정 영역을 도시한 평면도
도 25는 종래의 연마장치의 사시도
도 26은 종래의 연마장치에서 기판을 연마 패드에 누르는 제 1 방법을 도시한 단면도
도 27은 종래의 연마장치에 있어서 기판을 연마 패드에 누르는 제 2 방법을 도시한 단면도
도 28의 (a)는 피연마면에서의 기판의 중심으로부터의 거리와 연마 속도의 편차의 정도의 관계를 도시한 특성도, (b)는 연마 패드에서의 회전 중심으로부터의 거리와 연마 패드의 표면온도의 차와의 관계를 도시한 도면
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 정반 12 : 연마 패드
13 : 기판 14 : 캐리어
15 : 연마제 16 : 연마제 공급관
20 : 램프 21 : 온도측정용 카메라
22, 33, 42, 53, 63, 72 : 컴퓨터 23 : 전압변환부
30A, 30B : 레이저 장치 31, 51, 61 : 구동장치
32, 41, 52, 62, 71 : 온도측정용 카메라
40 : 기체 블로우관 43, 73 : 유량조절 밸브
50A, 50B : 고온의 고체 65 : 가압 공기공급부
70A, 70C : 고온 연마제 공급관 70B : 저온 연마제 공급관
본 발명자들은 텅스텐의 연마중에 있어서, 연마 패드의 표면온도를 측정한 바, 연마 패드에서의 기판과의 접촉영역에서 연마 패드의 표면온도가 균일하지 않은 것을 깨달았다. 즉, 연마 패드의 회전중심에서 가까운 영역(제 1 영역) 및 먼 영역(제 2 영역)에서는 표면온도가 상대적으로 낮고, 연마 패드의 제 1 영역과 제2 영역 사이의 제 3 영역에서는 표면온도가 상대적으로 높은 것을 깨달았다. 이것은 연마 패드의 회전중심에서 가까운 영역 및 먼 영역은 기판과의 접촉시간이 짧기 때문에 연마 패드의 표면온도가 상대적으로 낮고, 연마 패드의 회전중심에서 가까운 영역과 먼 영역 사이의 중간 영역은 기판과의 접촉시간이 길기 때문에 연마 패드의 표면온도가 상대적으로 높기 때문이라고 생각된다.
도 28의 (a)는 초산철을 산화제로서 포함하는 연마제를 사용하여 공기 가압방식에 의해 텅스텐으로 된 금속막을 연마한 경우에 있어서의 측정 부위의 기판의 중심으로부터의 거리와 연마속도의 편차의 정도와의 사이의 관계를 도시한다. 여기에, 연마속도의 편차의 정도는, (측정부위의 연마속도-평균 연마속도)/(평균 연마속도)로 정의한다. 이 경우, 공기 가압방식에서는 기판의 둘레 가장자리부에서는 압력이 증대하기 때문에 연마속도의 측정은 기판의 둘레 끝부분으로부터 15mm 내측의 영역에서 하였다. 도 28의 (a)에서 알 수 있는 바와 같이, 기판의 중심부의 연마속도는 평균 연마속도보다 빠르고, 기판의 둘레 가장자리부의 연마속도는 평균 연마속도보다 느리다.
도 28의 (b)는 상기와 같이 공기 가압방식에 의해 텅스텐으로 된 금속막을 연마한 경우에 있어서의 측정부위의 연마 패드의 회전중심으로부터의 거리와 연마 패드의 표면온도의 차와의 사이의 관계를 도시한다. 이 경우, 표면온도의 차는 연마 패드의 표면에서의 연마 패드의 회전중심에서 가장 가까운 부위에 대한 온도차를 나타내고 있다. 또한, 연마 패드의 표면온도는 연마 개시후의 시간의 경과에 따라 상승하고 (B 영역은 A 영역 및 C 영역보다 온도 상승률이 크다), 그 후 정반의냉각효과에 의해 일정하게 되지만(B 영역은 상대적으로 높은 온도로 일정하게 되고, A 영역 및 C 영역은 상대적으로 낮은 온도로 일정하게 된다), 도 28의 (b)에 도시된 측정결과는 연마 패드의 표면온도가 안정된 상태에서 측정한 것이다.
도 28의 (b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 연마 패드의 기판과의 접촉영역에 있어서의 연마 패드의 회전중심에서 중간의 거리의 영역(B 영역)의 표면온도는 연마 패드의 기판과의 접촉영역에서의 연마 패드의 회전중심에서 가까운 영역(A 영역) 및 먼 영역(C 영역)의 표면온도에 비해 높고, 표면온도의 차는 약 7℃였다. 이와 같이 연마 패드의 표면온도에 차이가 생기는 이유는 연마 패드의 기판과의 접촉영역에 있어서의 연마 패드의 회전중심에서 가까운 영역인 A 영역 및 먼 영역인 C 영역에서는 연마 패드의 회전에 따라 기판과 접촉하는 시간이 짧은 데 대하여, 연마 패드의 기판과의 접촉영역에 있어서의 연마 패드의 회전중심에서 중간의 거리에 있는 B의 영역은 연마 패드의 회전에 따라 기판과 접촉하는 시간이 길기 때문에 마찰열의 축적이 커져 표면온도가 크게 상승하기 때문이다. 도 28의 (b)에서는 연마 패드의 표면온도는 A 영역과 C 영역이 다르지만, 기판은 회전하고 있기 때문에, 요컨대 기판의 둘레 가장자리부는 A 영역에도 C 영역에도 접하고 있기 때문에 평균화된다. 이 때문에, 도 28의 (a)에 도시된 연마속도의 편차의 정도는 기판의 중심에 대하여 대칭으로 되어 있다.
도 28의 (a)에 도시된 관계와 도 28의 (b)에 도시된 관계로부터 연마 패드의 표면온도가 높은 영역에서는 금속막의 연마속도가 크고, 연마 패드의 표면온도가 낮은 영역에서는 금속막의 연마속도가 작다는 것을 알 수 있다. 이것은, 연마 패드의 표면온도가 높을수록 화학반응이 촉진되어, 연마속도가 증대되기 때문이다. 텅스텐을 연마하는 경우에는 일반적으로 텅스텐을 초산철이나 옥소산칼륨이나 과산화 수소 등으로 산화시키고, 이 산화 텅스텐을 알루미나 입자 등의 연마입자에 의해서 제거하는 것으로 연마가 진행된다고 하지만, 온도가 높을수록 산화능력이 증대되어 연마속도도 증대된다. 따라서, 연마 패드에서 기판과 접촉하는 접촉영역의 표면온도의 편차를 저감하면, 금속막의 연마속도의 편차도 저감할 수 있게 된다.
또한, 연마 패드의 표면온도의 편차와 피연마면의 연마속도의 편차와의 관계는 금속막에 대한 연마시에 있어서 현저히 나타나지만, 산화막에 대한 연마시에 있어서도 나타났다.
본 발명은 반도체 기판의 연마속도의 편차는 연마 패드의 표면온도의 편차에 기인하는 것을 발견하고, 이에 기초하여 이루어진 것으로서, 제 1의 발명은 피연마면의 연마속도가 느린 영역이 접하는 연마 패드의 영역을 가열하거나 피연마면의 연마속도가 빠른 영역이 접하는 연마 패드의 영역을 냉각하기도 하는 것이며, 제 2의 발명은 연마 패드에서의 기판과 접촉하는 접촉 영역 중 연마 패드의 회전중심에서 가까운 거리 또는 먼 거리의 영역을 가열하거나, 연마 패드에서의 기판과 접촉하는 접촉영역 중 연마 패드의 회전중심에서 중간의 거리에 있는 영역을 냉각하는 것이며, 제 3의 발명은 연마 패드에서의 기판과 접촉하는 접촉영역에서의 표면온도가 낮은 영역을 가열하거나, 연마 패드에서의 기판과 접촉하는 접촉영역에서의 표면온도가 높은 영역을 냉각하는 것이다.
본 발명에 의한 제 1 연마방법은 회전하는 정반 위에 고정된 연마 패드의 표면에 연마제를 공급하면서 기판의 피연마면을 눌러 그 피연마면을 연마하는 연마방법을 대상으로 하고, 기판의 피연마면을 연마할 때 연마 패드의 표면에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 피연마면이 접하는 접촉영역 중, 피연마면의 연마속도가 상대적으로 느린 영역이 접하는 영역인 소정영역을 가열하는 연마패드 가열공정을 구비하고 있다.
제 1 연마방법에 의하면, 연마 패드의 표면에서의 접촉영역 중, 피연마면의 연마속도가 상대적으로 느린 영역이 접하는 연마 패드의 소정영역을 가열하기 때문에 가열된 영역과 접촉하는 피연마면의 연마속도는 가열하지 않을 때에 비해 빠르게 된다.
본 발명에 의한 제 2 연마방법은 회전하는 정반 위에 고정된 연마 패드의 표면에 연마제를 공급하면서 기판의 피연마면을 눌러 그 피연마면을 연마하는 연마방법을 대상으로 하고, 기판의 피연마면을 연마할 때 연마 패드의 표면에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 피연마면이 접하는 접촉영역 중, 연마 패드의 회전중심에서 가까운 제 1 영역 및 연마 패드의 회전중심에서 먼 제 2 영역 중의 적어도 1개의 영역인 소정영역을 가열하는 연마 패드 가열공정을 구비하고 있다.
제 2 연마방법에 의하면, 연마 패드의 표면에서의 접촉영역 중, 연마 패드의 회전중심에서 가까운 제 1 영역 및 연마 패드의 회전중심에서 먼 제 2 영역 중의 적어도 1개의 영역, 요컨대 연마 패드의 회전중심에서 가깝거나 멀기 때문에 피연마면과의 접촉시간이 줄어들어 표면온도가 상대적으로 낮은 영역을 가열하기 때문에 가열된 영역과 접촉하는 피연마면의 연마속도는 가열하지 않을 때에 비해 빠르게 된다.
본 발명에 의한 제 3 연마방법은 회전하는 정반 위에 고정된 연마 패드의 표면에 연마제를 공급하면서 기판의 피연마면을 눌러 그 피연마면을 연마하는 연마방법을 대상으로 하고, 기판의 피연마면을 연마할 때 연마 패드의 표면에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 피연마면이 접하는 접촉영역의 표면온도를 측정하여 접촉영역 중 연마 패드의 표면온도가 상대적으로 낮은 영역인 소정영역을 가열하는 연마 패드 가열공정을 구비하고 있다.
제 3 연마방법에 의하면, 연마 패드의 표면에서의 접촉영역의 표면온도를 측정하여 연마 패드의 표면온도가 상대적으로 낮은 영역, 요컨대 연마속도가 상대적으로 느린 영역이 접하는 연마 패드의 영역을 가열하기 때문에 가열된 영역과 접촉하는 피연마면의 연마속도는 가열하지 않을 때에 비해 빠르게 된다.
제 1∼제 3 연마방법에서, 연마 패드 가열공정은 소정영역에 광, 전자파 또는 레이저를 조사함으로써 소정영역을 가열하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
제 1∼제 3 연마방법에서 연마 패드 가열공정은 소정영역에 고온의 기체를 분사함으로써 소정영역을 가열하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
제 1∼제 3 연마방법에서 연마 패드 가열공정은 소정영역에 고온의 고체를 접촉시킴으로써 소정영역을 가열하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
제 1∼제 3 연마방법에서 연마 패드 가열공정은 소정영역에 가압용 고체를 눌러 마찰열을 발생시킴으로써 소정영역을 가열하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
제 1∼제 3 연마방법에서 연마 패드 가열공정은 소정영역에 고온의 연마제를 공급함으로써 소정영역을 가열하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 제 4 연마방법은 회전하는 정반 위에 고정된 연마 패드의 표면에 연마제를 공급하면서 기판의 피연마면을 눌러 그 피연마면을 연마하는 연마방법을 대상으로 하고, 기판의 피연마면을 연마할 때 연마 패드의 표면에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 피연마면이 접하는 접촉영역 중, 피연마면의 연마속도가 상대적으로 빠른 영역이 접하는 영역을 냉각하는 연마 패드냉각공정을 구비하고 있다.
제 4 연마방법에 의하면, 연마 패드의 표면에서의 접촉영역 중, 피연마면의 연마속도가 상대적으로 빠른 영역이 접하는 연마 패드의 소정영역을 냉각하기 때문에 냉각된 영역과 접촉하는 피연마면의 연마속도는 냉각하지 않을 때에 비해 시간이 늦는다.
본 발명에 의한 제 5 연마방법은 회전하는 정반 위에 고정된 연마 패드의 표면에 연마제를 공급하면서 기판의 피연마면을 눌러 그 피연마면을 연마하는 연마방법을 대상으로 하고, 기판의 피연마면을 연마할 때 연마 패드의 표면에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 피연마면이 접하는 접촉영역 중, 연마 패드의 회전중심에서 가까운 제 1 영역과 연마 패드의 회전중심에서 먼 제 2 영역 사이의 제 3 영역을 냉각하는 연마 패드 냉각공정을 구비하고 있다.
제 5 연마방법에 의하면, 연마 패드의 표면에서의 접촉영역 중, 연마 패드의 회전중심에서 가까운 제 1 영역과 연마 패드의 회전중심에서 먼 제 2 영역 사이의제 3 영역, 요컨대 연마 패드의 회전중심에서 중간의 거리에 있기 때문에 피연마면과의 접촉시간이 길게 되어 표면온도가 높아지는 영역을 냉각하기 때문에 냉각된 영역과 접촉하는 피연마면의 연마속도는 냉각하지 않을 때에 비해 늦어진다.
본 발명에 의한 제 6 연마방법은 회전하는 정반 위에 고정된 연마 패드의 표면에 연마제를 공급하면서 기판의 피연마면을 눌러 그 피연마면을 연마하는 연마방법을 대상으로 하고, 기판의 피연마면을 연마할 때 연마 패드의 표면에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 피연마면이 접하는 접촉영역의 표면온도를 측정하여 접촉영역 중 연마 패드의 표면온도가 상대적으로 높은 영역을 냉각하는 연마 패드 냉각공정을 구비하고 있다.
제 6 연마방법에 의하면, 연마 패드의 표면에서의 접촉영역의 표면온도를 측정하여 연마 패드의 표면온도가 상대적으로 높은 영역, 요컨대 연마속도가 상대적으로 빠른 영역이 접하는 연마 패드의 영역을 냉각하기 때문에 냉각된 영역과 접촉하는 피연마면의 연마속도는 냉각하지 않을 때에 비해 늦어진다.
제 4∼제 6 연마방법에 있어서, 연마 패드 냉각공정은 소정영역에 저온의 기체를 분사함으로써 소정영역을 냉각하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
제 4∼제 6 연마방법에 있어서, 연마 패드 냉각공정은 소정영역에 저온의 고체를 접촉시킴으로써 소정영역을 냉각하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
제 4∼제 6의 연마방법에서 연마 패드 냉각공정은 소정영역에 저온의 연마제를 공급함으로써 소정영역을 냉각하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 제 1 연마장치는 회전가능하게 설치된 정반과, 이 정반 위에고정된 연마 패드와, 상기 연마 패드의 표면상에 연마제를 공급하는 연마제 공급관과, 기판을 그 기판의 피연마면이 연마 패드의 표면과 대향하는 상태로 접촉분리 가능하게 유지하는 기판 유지 수단과, 연마 패드의 표면에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 피연마면이 접하는 접촉영역 중, 피연마면의 연마속도가 상대적으로 느린 영역이 접하는 영역인 소정영역을 가열하는 연마 패드 가열수단을 구비하고 있다.
제 1 연마장치에 의하면, 연마 패드의 표면에서의 접촉영역 중, 피연마면의 연마속도가 상대적으로 느린 영역이 접하는 연마 패드의 소정영역은 연마 패드 가열수단에 의해 가열되기 때문에 가열된 영역과 접촉하는 피연마면의 연마속도는 가열하지 않을 때에 비해 빠르게 된다.
본 발명에 의한 제 2 연마장치는 회전가능하게 설치된 정반과, 이 정반 위에 고정된 연마 패드와, 상기 연마 패드의 표면상에 연마제를 공급하는 연마제 공급관과, 기판을 그 기판의 피연마면이 연마 패드의 표면과 대향하는 상태로 접촉분리 가능하게 유지하는 기판 유지 수단과, 연마 패드의 표면에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 피연마면이 접하는 접촉영역 중, 연마 패드의 회전중심에서 가까운 제 1 영역 및 연마 패드의 회전중심에서 먼 제 2 영역 중 적어도 1개의 영역인 소정영역을 가열하는 연마 패드 가열수단을 구비하고 있다.
제 2 연마장치에 의하면, 연마 패드의 표면에서의 접촉영역 중, 연마 패드의 회전중심에서 가까운 제 1 영역 및 연마 패드의 회전중심에서 먼 제 2 영역 중의 적어도 1개의 영역, 요컨대 연마 패드의 회전중심에서 가깝거나 또는 멀기 때문에피연마면과의 접촉시간이 줄어들어 표면온도가 상대적으로 낮은 영역은 연마 패드가열수단에 의해 가열되기 때문에 가열된 영역과 접촉하는 피연마면의 연마속도는 가열하지 않을 때에 비해 빠르게 된다.
본 발명에 의한 제 3 연마장치는 회전가능하게 설치된 정반과, 이 정반 위에 고정된 연마 패드와, 상기 연마 패드의 표면상에 연마제를 공급하는 연마제 공급관과, 기판을 그 기판의 피연마면이 연마 패드의 표면과 대향하는 상태로 접촉분리 가능하게 유지하는 기판 유지 수단과, 연마 패드의 표면에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 피연마면이 접하는 접촉영역의 온도를 측정하는 온도 측정 수단과, 접촉영역 중 온도 측정 수단이 측정한 연마 패드의 표면온도가 상대적으로 낮은 영역인 소정영역을 가열하는 연마 패드 가열수단을 구비하고 있다.
제 3 연마장치에 의하면, 온도 측정 수단에 의해 연마 패드의 표면에서의 접촉영역의 표면온도를 측정하여 연마 패드의 표면온도가 상대적으로 낮은 영역, 요컨대 연마속도가 상대적으로 느린 영역이 접하는 연마 패드의 영역은 연마 패드 가열수단에 의해 가열되기 때문에 가열된 영역과 접촉하는 피연마면의 연마속도는 가열하지 않을 때에 비해 빠르게 된다.
제 1∼ 제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단은 연마 패드의 반경방향으로 복수개 병설되어 있는 것이 바람직하다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단은 연마 패드의 반경방향으로 이동가능하게 설치되는 것이 바람직하다.
제 1∼제 3의 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단은 연마 패드의 접촉영역에서의 이 연마 패드의 회전에 따라 피연마면이 접하는 직전의 영역을 가열하도록 설치되는 것이 바람직하다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단은 소정영역에 광, 전자파 또는 레이저로 되는 에너지를 조사하는 에너지 조사수단인 것이 바람직하다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단은 소정영역에 고온의 기체를 분사하는 고온기체 분사수단인 것이 바람직하다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단은, 소정영역에 고온의 고체를 접촉시키는 고온고체 접촉수단인 것이 바람직하다.
연마 패드 가열수단이 고온고체 접촉수단인 경우, 고온의 고체 내부에는 전열선이 설치되는 것이 바람직하다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단이 고온고체 접촉수단인 경우, 고온의 고체의 내부에는 고온의 유체가 유통하는 배관이 설치되는 것이 바람직하다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단이 고온고체 접촉수단인 경우, 고온의 고체는 금속으로 되고, 고온의 고체 표면에서의 연마 패드와 접촉하는 부분에 폴리테트라플루오로에틸렌으로 된 코팅층이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단은 소정영역에 가압용 고체를 눌러 마찰열을 발생시키는 가압용 고체 누름수단인 것이 바람직하다.
연마 패드 가열수단이 가압용 고체 누름수단인 경우, 가압용 고체 누름수단은 가압유체에 의해 가압용 고체를 소정영역에 누르는 것이 바람직하다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단이 가압용 고체 누름수단인 경우, 가압용 고체의 표면에서의 연마 패드와 접촉하는 부분에 폴리테트라플루오로에틸렌으로 된 코팅층이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단이 가압용 고체 누름수단인 경우, 가압용 고체에서의 연마 패드와 접촉하는 부분은 기판에 퇴적된 피연마막과 같은 재질로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단은, 연마제 공급관으로부터 고온의 연마제를 소정 영역에 공급하는 고온 연마제 공급수단인 것이 바람직하다.
제 2 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단은 연마제 공급관과는 별개로 설정되어, 고온의 연마제를 제 2 영역에 공급하는 고온 연마제 공급관인 것이 바람직하다.
제 3 연마장치는 온도 측정수단이 측정하는 연마 패드의 표면온도가 상승하는 경향에 있을 때에는 연마 패드 가열수단에 의한 가열의 정도를 약하게 하는 한편, 온도 측정수단이 측정하는 연마 패드의 표면온도가 하강하는 경향에 있을 때에는 연마 패드 가열수단에 의한 가열의 정도를 강하게 하는 가열수단 제어장치를 추가로 구비하는 것이 바람직하다.
제 3 연마장치가 가열수단 제어장치를 구비하고 있는 경우, 연마 패드 가열수단은 소정영역에 광, 전자파 또는 레이저로 되는 에너지를 조사하는 에너지 조사수단이고, 가열수단 제어장치는 에너지 조사수단에 공급되는 전압 혹은 전류, 에너지 조사수단의 연마 패드의 표면으로부터의 거리 또는 에너지 조사수단에 의한 에너지 조사시간을 제어하는 것이 바람직하다.
제 3 연마장치가 가열수단 제어장치를 구비하고 있는 경우, 연마 패드 가열수단은 소정영역에 고온의 기체를 분사하는 고온기체 분사수단이고, 가열수단 제어장치는 고온기체 분사수단으로의 고온기체의 공급량, 고온기체 분사수단에 공급하는 고온기체의 온도, 고온기체 분사수단의 연마 패드의 표면으로부터의 거리 또는 고온기체 분사수단에 의한 고온기체의 분사 시간을 제어하는 것이 바람직하다.
제 3 연마장치가 가열수단 제어장치를 구비하고 있는 경우, 연마 패드 가열수단은 소정영역에 내부에 전열선을 갖는 고온의 고체를 접촉시키는 고온고체 접촉수단이고, 가열수단 제어장치는 고온의 고체의 전열선에 전압을 가하는 전압 혹은 전류의 크기 또는 인가 시간을 제어하는 것이 바람직하다.
제 3 연마장치가 가열수단 제어장치를 구비하고 있는 경우, 연마 패드 가열수단은 소정영역에 내부에 고온의 유체가 유통하는 배관을 갖는 고온의 고체를 접촉시키는 고온고체 접촉수단이고, 가열수단 제어장치는 배관에 공급하는 고온의 유체의 온도 또는 유량을 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 제 4 연마장치는 회전가능하게 설치된 정반과, 이 정반 위에 고정된 연마 패드와, 상기 연마 패드의 표면 상에 연마제를 공급하는 연마제 공급관과, 기판을 그 기판의 피연마면이 연마 패드의 표면과 대향하는 상태로 접촉분리 가능하게 유지하는 기판 유지수단과, 연마 패드의 표면에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 피연마면이 접하는 접촉영역 중, 피연마면의 연마속도가 상대적으로 빠른 영역이 접하는 영역인 소정영역을 냉각하는 연마 패드 냉각수단을 구비하고 있다.
제 4 연마장치에 의하면, 연마 패드의 표면에서의 접촉영역 중, 피연마면의 연마속도가 상대적으로 빠른 영역이 접하는 연마 패드의 소정영역은 연마 패드 냉각수단에 의해 냉각되기 때문에 냉각된 영역과 접촉하는 피연마면의 연마속도는 냉각하지 않을 때에 비해 늦어진다.
본 발명에 의한 제 5 연마장치는 회전가능하게 설정된 정반과, 이 정반 위에 고정된 연마 패드와, 상기 연마 패드의 표면상에 연마제를 공급하는 연마제 공급관과, 기판을 그 기판의 피연마면이 연마 패드의 표면과 대향하는 상태로 접촉분리 가능하게 유지하는 기판 유지수단과, 연마 패드의 표면에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 피연마면이 접하는 접촉영역 중, 연마 패드의 회전중심에서 가까운 제 1 영역과 연마 패드의 회전중심에서 먼 제 2 영역 사이의 제 3 영역인 소정영역을 냉각하는 연마 패드 냉각수단을 구비하고 있다.
제 5 연마장치에 의하면, 연마 패드의 표면에서의 접촉영역 중, 연마 패드의 회전중심에서 가까운 제 1 영역과 연마 패드의 회전중심에서 먼 제 2 영역과의 사이의 제 3 영역, 요컨대 연마 패드의 회전중심에서 중간의 거리에 있기 때문에 피연마면과의 접촉시간이 길어져서 표면온도가 높아지는 영역은 연마 패드 냉각수단에 의해 냉각되기 때문에 냉각된 영역과 접촉하는 피연마면의 연마속도는 냉각하지 않을 때에 비해 늦어진다.
본 발명에 의한 제 6 연마장치는 회전가능하게 설치된 정반과, 이 정반 위에고정된 연마 패드와, 상기 연마 패드의 표면상에 연마제를 공급하는 연마제 공급관과, 기판을 그 기판의 피연마면이 연마 패드의 표면과 대향하는 상태로 접촉분리 가능하게 유지하는 기판 유지수단과, 연마 패드의 표면에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 피연마면이 접하는 접촉영역의 온도를 측정하는 온도 측정수단과, 접촉영역 중 온도 측정수단이 측정한 연마 패드의 표면온도가 상대적으로 높은 영역인 소정영역을 냉각하는 연마 패드 냉각수단을 구비하고 있다.
제 6 연마장치에 의하면, 연마 패드의 표면에서의 접촉영역의 표면온도를 온도 측정수단으로 측정하여, 연마 패드의 표면온도가 상대적으로 높은 영역, 요컨대 연마속도가 상대적으로 빠른 영역이 접하는 연마 패드의 영역은 연마 패드 냉각수단에 의해 냉각되기 때문에 냉각된 영역과 접촉하는 피연마면의 연마속도는 냉각하지 않을 때에 비해 늦어진다.
제 4∼제 6 연마장치에 있어서, 연마 패드 냉각수단은 연마 패드의 반경방향으로 이동 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.
제 4∼제 6 연마장치에 있어서, 연마 패드 냉각수단은 연마 패드의 접촉영역에서의 연마 패드의 회전에 따라 피연마면이 접하는 직전의 영역을 냉각하도록 설치되는 것이 바람직하다.
제 4∼제 6 연마장치에 있어서, 연마 패드 냉각수단은 소정영역에 저온의 기체를 내뿜는 저온기체 분사수단인 것이 바람직하다.
제 4∼제 6 연마장치에 있어서, 연마 패드 냉각수단은 소정영역에 저온의 고체를 접촉시키는 저온고체 접촉수단인 것이 바람직하다.
제 4∼제 6 연마장치에 있어서, 연마 패드 냉각수단이 저온고체 접촉수단인 경우, 저온의 고체의 내부에는 저온의 유체가 유통하는 배관이 설치되는 것이 바람직하다.
제 4∼제 6 연마장치에 있어서, 연마 패드 냉각수단이 저온고체 접촉수단인 경우, 저온의 고체는 금속으로 되어 저온의 고체의 표면에서의 연마 패드의 표면과 접촉하는 부분에 폴리테트라플루오로에틸렌으로 되는 코팅층이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제 4∼제 6 연마장치에 있어서, 연마 패드 냉각수단은 연마제 공급관으로부터 저온의 연마제를 소정영역에 공급하는 저온 연마제 공급수단인 것이 바람직하다.
제 5 연마장치에 있어서, 연마 패드 냉각수단은 연마제 공급관과는 별개로 설정되어, 저온의 연마제를 제 3 영역에 공급하는 저온 연마제 공급관인 것이 바람직하다.
제 6 연마장치는 온도 측정수단이 측정하는 연마 패드의 표면온도가 하강하는 경향에 있을 때에는 연마 패드 냉각수단에 의한 냉각의 정도를 약하게 하는 한편, 온도 측정수단이 측정하는 연마 패드의 표면온도가 상승하는 경향에 있을 때에는 연마 패드 냉각수단에 의한 냉각의 정도를 강하게 하는 냉각수단 제어장치를 추가로 구비하는 것이 바람직하다.
제 6 연마장치가 냉각수단 제어장치를 구비하고 있는 경우, 연마 패드 냉각수단은 소정영역에 저온의 기체를 내뿜는 저온기체 분사수단이고, 냉각수단 제어장치는 저온기체 분사수단으로의 저온 기체의 공급량, 저온기체 분사수단에 공급하는 저온기체의 온도, 저온기체 분사수단의 연마 패드의 표면으로부터의 거리 또는 저온기체 분사수단에 의한 저온기체의 분사시간을 제어하는 것이 바람직하다.
제 6 연마장치가 냉각수단 제어장치를 구비하고 있는 경우, 연마 패드 냉각수단은 소정영역에 내부에 저온의 유체가 유통하는 배관을 갖는 저온의 고체를 접촉시키는 고온고체 접촉수단이고, 냉각수단 제어장치는 배관에 공급하는 저온의 유체의 온도 또는 유량을 제어하는 것이 바람직하다.
제 3 또는 제 6 연마장치에 있어서, 온도측정수단은 연마 패드의 반경방향으로 배치되어, 연마 패드의 표면의 1점의 온도를 비접촉에 의해 측정하는 복수의 방사 온도계인 것이 바람직하다.
제 3 또는 제 6 연마장치에 있어서, 온도 측정수단은 연마 패드의 표면온도를 비접촉에 의해 2차원으로 측정하는 온도계측용 카메라인 것이 바람직하다.
제 3 또는 제 6 연마장치에 있어서, 온도 측정수단은 접촉영역에서의 연마 패드의 회전에 따라 피연마면이 접하는 직후의 영역의 온도를 측정하는 것이 바람직하다.
상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.
( 제 1 실시예 )
이하, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 연마장치에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 연마장치의 개략구성을 도시하며, 도 1에 도시된 바와 같이, 회전가능하게 설치되는 평평한 강체로 된 정반(11) 위에는 연마 패드(12)가 점착되어 있고, 이 연마 패드(12) 위에는, 피연마 기판인 기판(13)을 유지하는 기판 유지수단으로서의 캐리어(14)와 연마 패드(12) 위에 연마제(15)를 공급하는 연마제 공급관(16)이 설치된다.
제 1 실시예의 특징으로서, 연마 패드(12)에 있어서의 캐리어(14)보다도 정반 회전방향 전방의 윗쪽에 가시광이나 적외광 등을 연마 패드(12)의 표면에 부분적으로 조사하여 연마 패드(12)의 표면을 부분적으로 가열하는 예컨대 2개의 램프(20)가 설치된다. 램프(20)는 출력이 크고, 조사 스포트 직경이 작고 또한 부피가 작은 것이 바람직하다. 그 이유는 출력이 큰 쪽이 연마 패드(12)의 표면온도를 조속히 상승시킬 수 있고, 조사 스포트가 작고 부피가 작은 쪽이 연마 패드(12)의 표면에 대한 조사영역을 더욱 정확하게 제어할 수 있기 때문이다.
도 2의 (a)는 램프(20)의 제 1 배치예를 도시한다. 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 램프(20)는 연마시에 연마 패드(12)의 표면온도가 상대적으로 낮게 되는 영역인 A영역(제 1 영역) 및 C영역(제 2 영역)을 가열할 수 있도록 배치되어 있는 한편, 연마 패드(12)의 표면온도가 상대적으로 높아지는 영역인 B영역(제 3 영역)에는 배치되어 있지 않다. 또한, 램프(20)에 의해 가열된 연마 패드(12)의 표면영역이 정반(11)의 회전에 따라 조속히 기판(13)에 도달하도록 램프(20)는 기판(13)에 대한 정반 회전방향 직전에 배치되어 있다.
도 2의 (b)는 램프(20)의 제 2 배치예를 도시한다. 제 2 배치예에 사용되는복수의 램프(20)의 조사 강도는 전부 같다. 연마 패드(12)의 표면온도는 A영역 및 C영역에서 가장 낮고 B영역을 향해서 서서히 높아지므로 A영역 및 C영역의 근방에는 다수의 램프(20)를 배치하고, B영역쪽으로 가까워질수록 램프(20)의 수를 서서히 감하고 있다. 또한, C영역에서는 A영역보다도 램프(20)의 수가 많다. 이것은 C영역쪽이 연마 패드(12)의 회전 반경이 크기(즉 C영역은 A영역보다도 원주가 길다) 때문에 표면온도가 상승하기 어렵기 때문이다.
또, 제 2 배치예로서는 조사강도가 같은 램프(20)를 배치하였지만, 이 대신에 조사강도가 다른 램프(20)를 배치해도 된다. 이와 같이 하면, 연마 패드(12) 위에서의 같은 반경의 영역에 배치하는 램프(20)의 수를 적절히 바꿀 수 있다.
또한, 연마 패드(12)의 표면에 대한 램프(20)의 조사 스포트가 작은 쪽이 표면온도의 편차에 대한 제어성을 향상시키는 것임은 전술하였지만, 램프(20)의 빛의 확대를 억제하지 않고 그대로 이용해도 된다. 즉, A영역 및 C영역을 조사하면, A영역에서 B영역에 이르기까지의 영역 및 C영역에서 B영역에 이르기까지의 영역에도 서서히 약해진 빛이 조사되기 때문에 표면온도의 편차를 억제할 수 있다.
또, 램프(20)에 의한 빛의 조사 대신에, 연마 패드(12)또는 연마 패드(12) 상의 연마제(15)에 열에너지를 주는 전자파를 조사해도 된다.
( 제 1 실시예의 변형예 )
이하, 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 의한 연마장치에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 제 1 실시예의 변형예에 의한 연마장치의 개략구성을 도시한다.
제 1 실시예의 변형예의 특징으로서 연마 패드(12)의 표면온도를 2차원으로 자동 측정하여, 측정한 표면온도에 기초하여 램프(20)의 조사강도를 자동 제어하는 램프 제어장치를 구비하고 있다. 램프 제어장치는 연마 패드(12)의 표면온도를 비접촉으로 하여 2차원으로 측정하는 온도측정용 카메라(21)와, 이 온도측정용 카메라(21)로부터의 온도신호의 입력을 받아, 입력된 온도신호에 기초하여 램프(20)의 조사강도를 조정하는 조사강도 신호를 출력하는 컴퓨터(22)와, 컴퓨터(22)로부터의 조사강도 신호에 기초하여 램프(20)로의 공급전압을 조정하는 전압변환부(23)를 갖고 있다. 또, 도 3에서 점선은 온도측정용 카메라(21)가 연마 패드(12)의 표면온도를 측정하는 영역을 나타낸다.
도 4는 온도측정용 카메라(21)에 의한 온도 측정영역(점선으로 나타냄)을 나타내며, 도 4에 도시된 바와 같이, 온도측정용 카메라(21)는 연마 패드(12)에서의 기판(13)에 대한 정반 회전방향 직후의 영역의 표면온도를 측정한다. 그 이유는 연마 패드(12)의 표면온도는 정반(11)이나 연마제(15)등의 냉각작용에 의해서 기판(13) 통과후의 시간경과에 따라 변화하기 때문이다.
또, 연마 패드(12)의 표면온도의 측정은 반드시 2차원으로 측정할 필요는 없고, 연마 패드(12)의 표면온도를 반경방향으로 측정가능하면 된다. 예컨대, 1점 측정의 방사온도계를 연마 패드(12)의 반경방향으로 복수개(온도편차 경향을 알 수 있는 정도의 개수)를 배치하여, 방사온도계가 측정한 온도(전류)신호를 컴퓨터(22)로 출력하도록 해도 된다.
또한, 도시는 생략하였지만 램프 제어장치에 컴퓨터(22)로부터 보내져오는신호에 기초하여 램프(20)를 연마 패드(12)의 반경방향으로 이동시키는 구동수단을 설치해도 된다. 이와 같이 하면, 램프(20)의 고정시에는 충분히 조사할 수 없었던 연마 패드(12)의 표면에서의 램프(20)들 사이의 영역, 예컨대 도 2의 (b)에서의 C 영역에 배치된 램프(20)의 조사부분과 그 안쪽에 배치된 램프(20)의 조사부분 사이의 영역을 확실히 가열할 수 있기 때문에 연마 패드(12)의 표면온도의 편차를 더욱 억제할 수 있는 동시에 램프(20)의 수를 저감할 수 있다.
이하, 제 1 실시예 및 그 변형예에 의한 연마장치를 이용하여 행하는 연마방법에 대하여 설명하기로 한다.
우선, 정반(11)을 회전시키는 동시에 연마 패드(12)상에 연마제 공급관(16)으로부터 연마용 입자를 포함하는 연마제(15)를 공급하면서 캐리어(14)를 하강시킴으로써, 기판(13)을 연마 패드(12)에 대해 눌러 기판(13)의 피연마면을 연마한다. 기판(13)의 피연마면을 연마 패드(12)에 누르는 방법은 종래 기술의 항에서 설명한 백킹 패드 가압방식이나 공기 가압방식 등을 적절히 채용할 수 있다.
연마공정에서 도 1에 도시된 제 1 실시예에 의한 연마장치를 이용하여 도 2의 (a)에 도시된 제 1 배치예 또는 도 2의 (b)에 도시된 제 2 배치예에 따라 배치된 램프(20)의 빛을 연마시에 연마 패드(l2)의 표면온도가 상대적으로 낮게 되는 A 영역(제 1 영역) 및 C영역(제 2 영역)에 조사하여 연마 패드(12)의 A영역 및 C영역을 가열하면서, 기판(13)의 피연마면을 연마한다. 램프(20)에 의해 A영역 및 C영역을 조사하는 타이밍은 연마의 개시와 동시에 램프조사를 시작하는 동시에 연마종료까지 램프조사를 계속하는 방법, 또는 연마의 개시전에 램프조사를 비롯하여, A영역 및 C영역의 표면온도를 미리 높게 해 두는 상태로 연마를 하는 동시에 연마종료까지 램프조사를 계속하는 방법을 이용할 수 있다. 이들 방법에 의해, 연마 패드(12)의 표면온도의 편차를 저감할 수 있기 때문에 기판(13)의 연마속도의 편차도 저감된다. 특히, 후자의 방법에 의하면, 램프조사에 의해 연마 패드(12)에서의 A 영역 및 C영역이 미리 가열되어 있기 때문에 연마 패드(12)의 표면온도의 편차를 더욱 저감할 수 있다.
연마공정에서, 제 1 실시예에 의한 연마장치 대신에, 도 3에 도시된 제 1 실시예의 변형예에 의한 연마장치를 이용하여 연마해도 된다. 이 경우에는 온도측정용 카메라(21)에 의해 연마 패드(12)의 표면온도의 분포를 2차원으로 수시 측정하거나 또는 연마 패드(12)의 반경방향으로 복수개 배치된 1점 측정용 방사온도계에 의해 연마 패드(12)의 반경방향의 표면온도를 측정하여, 측정된 온도신호에 기초하는 조사강도 신호를 컴퓨터(22)로부터 전압변환부(23)로 출력하여 표면온도가 비교적 낮은 영역을 가열하는 램프(20)의 조사 강도는 크게 하는 한편, 표면온도가 비교적 높은 영역을 가열하는 램프(20)의 조사강도는 작게 한다. 이와 같이 하면, 연마 패드(12)의 표면온도가 더욱 균일하게 되기 때문에 기판(13)의 연마속도가 균일하게 된다. 이 경우, 연마 패드(12)의 표면온도의 측정과 램프(20)의 조사강도의 제어를 반복하면 연마 패드(12)의 표면온도는 더욱 균일하게 된다. 또, 램프(20)의 조사강도를 크게 하는 대신에 램프(20)를 연마 패드(12)에 가까이 하고, 또한, 램프(20)의 조사강도를 작게 하는 대신에 램프(20)를 연마 패드(12)로부터 멀리하도록 해도 된다.
램프(20)에 의한 연마 패드(12)의 표면온도의 균일화는 수동에 의한 온도측정 및 수동에 의한 조사강도의 제어(램프에 공급하는 전압 또는 전류의 제어)를 하는 것으로도 가능하지만 정확성이 결여되는 동시에 양산시에 부적합하다. 이에 대하여, 제 1 실시예의 변형예에 의한 연마장치를 이용하여 조사강도 제어장치에 의해 램프(20)의 조사를 제어하면, 연마 패드(12)의 표면온도를 신속하고 정확하게 균일하게 할 수 있다.
또, 전술한 램프(20)의 조사강도의 제어는 기판(13)이 캐리어(14)에 의해 균일한 가압력으로 연마 패드(l2)에 눌려 있고 또한 기판(13)과 연마 패드(12)의 상대속도가 같다는 전제에 기초하고 있었으나 가압력 또는 상대속도가 균일하지 않은 경우에는 기판(13)의 연마속도가 느린 부분과 이하는 연마 패드(12)의 영역에 램프(20)를 조사함에 의해 기판(13)의 연마속도의 편차를 저감할 수도 있다.
( 제 2 실시예 )
이하, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 연마장치에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 5는 제 2 실시예에 의한 연마장치의 개략구성을 도시하며, 도 5에 도시된 바와 같이, 회전가능하게 설정된 평평한 강체로 된 정반(11) 위에는 연마 패드(12)가 점착되어 있고, 이 연마 패드(12) 위에는 피연마 기판인 기판(13)을 유지하는 기판 유지수단으로서의 캐리어(14)와, 연마 패드(12) 위에 연마제(15)를 공급하는 연마제 공급관(16)이 설치된다.
제 2 실시예의 특징으로서 연마 패드(12)에서의 캐리어(14)보다도 정반 회전방향 전방의 윗쪽에 레이저 빔을 연마 패드(12)의 표면에 부분적으로 조사하여 연마 패드(12)의 표면을 부분적으로 가열하는, 예컨대 2개의 레이저 장치(30A, 30B)가 설치된다. 레이저 빔은 넓어지지 않기 때문에 조사 스포트 직경이 작은 동시에 에너지 밀도가 크기 때문에 연마 패드(12)의 표면온도를 정밀도 좋게 제어할 수 있다. 레이저 장치(30A, 30B)로서는, 루비 레이저, YAG 레이저 또는 글래스 레이저 등을 출사하는 고체 레이저 장치, 아르곤 레이저, 탄산가스 레이저 또는 헬륨 네온 레이저 등을 출사하는 가스 레이저 장치, 반도체 레이저를 출사하는 반도체 레이저 장치 등을 이용할 수 있고, 출력 및 발진원의 크기 등을 고려하여 최적의 레이저 장치를 사용하는 것이 바람직하다.
도 6은 레이저 장치(30A, 30B)의 배치예를 도시하며, 도 6에 도시된 바와 같이, 내측의 레이저 장치(30A)는 연마 패드(12)의 반경방향으로 A영역과 B영역 사이에서 이동 가능하게 설정되어, 외측의 레이저 장치(30B)는 연마 패드(12)의 반경방향으로 B영역과 C영역 사이에서 이동 가능하게 설치된다. 또한, 레이저 장치(30A, 30B)에 의해 가열된 연마 패드(12)의 표면영역이 정반(11)의 회전에 따라 조속히 기판(13)에 도달하도록 레이저 장치(30A, 30B)는 기판(13)에 대한 정반 회전방향 직전에 배치되어 있다.
또, 레이저 장치(30A, 30B)의 수에 있어서는 연마 패드(12)의 반경방향으로 다수개가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 그 이유는 레이저 장치(30A, 30B)에서 출사되는 레이저 빔은 스포트 직경이 작기 때문에 1개의 레이저 장치(30A, 30B)에 의해 온도를 제어할 수 있는 영역은 좁다. 따라서, 레이저 장치(30A, 30B)를 연마패드(12)의 반경방향으로 다수개 배치하면 연마 패드(12)의 표면온도를 더욱 균일하게 할 수 있다.
( 제 2 실시예의 변형예 )
이하, 본 발명의 제 2 실시예의 변형예에 따르는 연마장치에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 7은 제 2 실시예의 변형예에 의한 연마장치의 개략구성을 도시한다.
제 2 실시예의 변형예의 특징으로서 연마 패드(12)의 표면온도를 2차원으로 자동 측정하여, 측정한 표면온도에 기초하여 레이저 장치(30A, 30B)의 조사를 자동 제어하는 레이저 제어장치를 구비하고 있다. 레이저 제어장치는 레이저 장치(30A, 30B)를 연마 패드(12)의 반경방향으로 구동시키는 구동장치(31)와, 연마 패드(12)의 표면온도를 비접촉으로 2차원 측정하는 온도측정용 카메라(32)와, 이 온도측정용 카메라(32)부터의 온도신호를 받아, 입력된 온도신호에 기초하여 구동장치(31)를 구동시키는 컴퓨터(33)를 구비하고 있다. 도 7에서 점선은 온도측정용 카메라(32)가 연마 패드(12)의 표면온도를 측정하는 영역을 나타낸다.
도 8은 온도측정용 카메라(32)에 의한 온도 측정영역(점선으로 나타냄)을 도시하며, 도 8에 도시된 바와 같이, 온도측정용 카메라(32)는 연마 패드(12)에서의 기판(13)에 대한 정반 회전방향 직후의 영역의 표면온도를 측정한다. 그 이유는 연마 패드(12)의 표면온도는 정반(11)이나 연마제(15)등의 냉각작용에 의해 기판(13) 통과후의 시간경과에 따라 변화하기 때문이다.
또, 연마 패드(12)의 표면온도의 측정은 반드시 2차원으로 측정할 필요는 없고, 연마 패드(12)의 표면온도를 반경방향으로 측정가능하면 된다. 예컨대, 1점 측정의 방사온도계를 연마 패드(12)의 반경방향으로 복수개 (온도 불균일 경향을 알 수 있을 정도의 개수)를 배치하여 방사온도계가 측정한 온도(전류)신호를 컴퓨터(33)에 출력하도록 해도 된다.
또한, 도시는 생략하고 있지만, 레이저 제어장치에, 컴퓨터(33)로부터의 제어신호에 따라서 레이저 장치(30A, 30B)의 조사강도를 제어하는 수단을 설치해도 된다. 레이저 장치(30A, 30B)의 조사강도의 제어방법으로서는, 연마 패드(12)의 표면온도의 편차가 저감되어 온 단계에서 레이저 장치(30A, 30B)의 조사강도를 약하게 하여 연마 패드(12)의 표면온도가 균일하게 된 단계에서 레이저 장치(30A, 30B) 로부터의 레이저 조사를 오프하는 방법을 채용할 수 있다.
또, 레이저 제어장치에 컴퓨터(33)로부터의 제어신호에 따라 레이저 장치(30A, 30B)의 조사방향을 변화시키는 조사방향 제어수단을 설치하거나, 또는 컴퓨터(33)로부터의 제어신호에 따라 레이저 장치(30A, 30B)에서 출사되는 레이저 빔을 반사하여 원하는 방향을 조사하는 미러장치를 설치해도 된다.
이하, 제 2 실시예 및 그 변형예에 의한 연마장치를 이용하여 행하는 연마방법에 대하여 설명하기로 한다.
우선, 정반(11)을 회전시키는 동시에 연마 패드(12)상에 연마제 공급관(16)으로부터 연마용 입자를 포함하는 연마제(15)를 공급하면서 캐리어(14)를 하강시킴으로써 기판(13)을 연마 패드(12)에 눌러 기판(13)의 피연마면을 연마한다. 기판(13)의 피연마면을 연마 패드(12)에 누르는 방법은 종래 기술의 항에서 설명한백킹 패드 가압방식이나 공기 가압방식등을 적절히 채용할 수 있다.
연마공정에서, 도 5에 도시된 제 2 실시예에 의한 연마장치를 이용하여 도 6에 도시된 배치예에 따라 배치된 레이저 장치(30A, 30B)로부터의 레이저 빔을 연마시에 연마 패드(12)의 표면온도가 상대적으로 낮게 되는 A영역(제 1 영역) 및 C영역(제 2 영역)에 조사하여 연마 패드(12)의 A영역 및 C영역을 가열하면서 기판(13)의 피연마면을 연마한다. 레이저 장치(30A, 30B)에 의해 레이저 빔을 A영역 및 C영역을 조사하는 타이밍은 연마의 개시와 동시에 레이저 조사를 시작하는 동시에 연마종료까지 레이저 조사를 계속하는 방법, 또는 연마의 개시전에 레이저 조사를 비롯하여 A영역 및 C영역의 표면온도를 미리 높게 해 두는 상태로 연마를 하는 동시에 연마종료까지 레이저 조사를 계속하는 방법을 이용할 수 있다. 이들 방법에 의해 연마 패드(12)의 표면온도의 편차를 저감할 수 있기 때문에 기판(13)의 연마속도의 편차도 저감한다. 특히, 후자의 방법에 의하면, 레이저 조사에 의해 연마 패드(12)에서의 A영역 및 C영역이 미리 가열되어 있기 때문에 연마 패드(12)의 표면온도의 편차를 더욱 저감할 수 있다.
연마공정에서, 제 2 실시예에 의한 연마장치 대신 도 7에 도시된 제 2 실시예의 변형예에 의한 연마장치를 이용하여 연마해도 된다. 이 경우에는 온도측정용 카메라(32)에 의해 연마 패드(12)의 표면온도의 분포를 2차원으로 수시 측정하거나 또는 연마 패드(12)의 반경방향으로 복수개 배치된 1점 측정용의 방사온도계에 의해 연마 패드(12)의 반경방향의 표면온도를 측정하여 측정된 온도신호에 기초하는 구동신호를 컴퓨터(33)로부터 구동장치(31)로 출력하고, 레이저 장치(30A, 30B)의조사위치를 제어한다. 이 경우, 연마 패드(12)의 표면온도의 측정과 레이저 장치(30A, 30B)에 의한 가열의 제어를 반복하면 연마 패드(12)의 표면온도는 더욱 균일하게 된다.
레이저 장치(30A, 30B)에 의한 연마 패드(12)의 표면온도의 균일화는 수동에 의한 온도측정 및 수동에 의한 조사위치의 제어에 의해 행하는 것으로도 가능하지만 정확성이 결여되는 동시에 양산시에 부적합하다. 이에 대하여 제 2 실시예의 변형예에 의한 연마장치를 이용하여 레이저 제어장치로 레이저 장치(30A, 30B)의 조사를 제어하면, 연마 패드(12)의 표면온도를 신속하고 정확하게 균일하게 할 수 있다.
또, 레이저 제어장치에 의해 컴퓨터(33)로부터의 제어신호에 따라 레이저 장치(30A, 30B)의 조사방향을 변화시키거나, 또는 컴퓨터(33)로부터의 제어신호에 따라서 레이저 장치(30A, 30B)에서 출사되는 레이저 빔을 미러 장치에 의해 반사시키거나 연마 패드(12)에서의 표면온도가 낮은 영역을 가열하도록 해도 된다.
또한, 전술한 레이저 장치(30A, 30B)의 조사위치 및 조사방향의 제어는 기판(13)이 캐리어(14)에 의해 균일한 가압력으로 연마 패드(12)에 눌려져 있고 또한 기판(13)과 연마 패드(12)의 상대속도가 같다는 전제에 기초하고 있었지만, 가압력 또는 상대속도가 균일하지 않은 경우에는 기판(13)의 연마속도가 느린 부분과 이하는 연마 패드(12)의 영역에 레이저 조사함으로써 기판(13)의 연마속도의 편차를 저감할 수도 있다.
( 제 3 실시예 )
이하, 본 발명의 제 3 실시예에 의한 연마장치에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 9는 제 3 실시예에 의한 연마장치의 개략구성을 도시하며, 도 9에 도시된 바와 같이, 회전가능하게 설치되는 평평한 강체로 된 정반(11) 위에는 연마 패드(12)가 점착되어 있고, 이 연마 패드(12) 위에는 피연마 기판인 기판(13)을 유지하는 기판 유지수단으로서의 캐리어(14)와, 연마 패드(12) 위에 연마제(15)를 공급하는 연마제 공급관(16)이 설치된다.
제 3 실시예의 특징으로서, 연마 패드(12)에서의 캐리어(14)보다도 정반 회전방향 전방의 윗쪽에, 고온기체를 연마 패드(12)의 표면에 분사하여 연마 패드(12)의 표면을 부분적으로 가열하는, 예컨대 2개의 기체 블로우관(40)이 설치된다. 기체 블로우관(40)으로부터 분사되는 고온의 기체는 화학적으로 안정된 것이면 되고, 예컨대 고온의 공기를 들 수 있다. 기체 블로우관(40)의 분사구의 직경은 연마 패드(12)의 표면온도를 정밀도 좋게 제어하기 위해 작은 쪽이 바람직하다.
도 10의 (a)는 기체 블로우관(40)의 제 1 배치예를 도시한다. 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 기체 블로우관(40)은 연마시에 연마 패드(12)의 표면온도가 상대적으로 낮게 되는 A영역(제 1 영역) 및 C영역(제 3 영역)을 가열할 수 있도록 배치되어 있는 한편, 연마 패드(12)의 표면온도가 상대적으로 높아지는 B영역(제 3 영역)에는 배치되어 있지 않다. 또한, 기체 블로우관(40)에 의해 가열된 연마 패드(12)의 표면영역이 정반(11)의 회전에 따라 조속히 기판(13)에 도달하도록 기체 블로우관(40)은 기판(l3)에 대한 정반 회전방향 직전에 배치되어 있다.
도 10의 (b)는 기체 블로우관(40)의 제 2 배치예를 도시한다. 제 2 배치예에 사용되는 복수의 기체 블로우관(40)으로부터 분사되는 고온기체의 유량 및 온도는 모두 같다. 연마 패드(12)의 표면온도는 A영역 및 C영역에서 가장 낮고 B영역을 향해서 서서히 높아지기 때문에 A영역 및 C영역에는 다수의 기체 블로우관(40)을 배치하여, B영역을 향함에 따라 기체 블로우관(40)의 수를 서서히 감하고 있다. 또한, C영역에서는 A영역보다도 기체 블로우관(40)의 수가 많다. 이것은 C영역쪽이 연마 패드(12)의 회전 반경이 크기 때문에 표면온도가 상승하기 어렵기 때문이다.
또, 제 2 배치예에서는, 고온기체의 유량 및 온도가 같은 기체 블로우관(40)을 배치하였지만, 이것 대신에 고온기체의 유량 또는 온도가 다른 기체 블로우관(40)을 배치해도 된다. 이와 같이 하면, 연마 패드(12) 상에서의 반경의 영역에 배치하는 기체 블로우관(40)의 수를 적절히 바꿀 수 있다.
( 제 3 실시예의 변형예 )
이하, 본 발명의 제 3 실시예의 변형예에 의한 연마장치에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 11은 제 3 실시예의 변형예에 의한 연마장치의 개략구성을 도시한다.
제 3 실시예의 변형예의 특징으로서 연마 패드(12)의 표면온도를 2차원으로 자동 측정하여, 측정한 표면온도에 기초하여 기체 블로우관(40)의 분사강도를 자동 제어하는 기체 블로우 제어장치를 구비하고 있다. 기체 블로우 제어장치는 연마 패드(12)의 표면온도를 비접촉으로 2차원 측정하는 온도측정용 카메라(41)와, 이 온도측정용 카메라(41)로부터의 온도신호의 입력을 받아, 입력된 온도신호에 근거하여 기체 블로우관(40)에 고온기체의 유량을 조정하는 유량신호를 출력하는 컴퓨터(42)와, 이 컴퓨터(42)로부터의 유량신호에 기초하여 기체 블로우관(40)으로의 고온기체의 유량을 조정하는 유량 조절밸브(43)를 갖고 있다. 또, 도 11에서 점선은 온도측정용 카메라(41)가 연마 패드(12)의 표면온도를 측정하는 영역을 나타낸다.
도 12는 온도측정용 카메라(41)에 의한 온도 측정영역(점선으로 나타냄)을 도시하며, 도 12에 도시된 바와 같이 온도측정용 카메라(41)는 연마 패드(12)에서의 기판(13)에 대한 정반 회전방향 직후의 영역의 표면온도를 측정한다. 그 이유는 연마 패드(12)의 표면온도는 정반(11)이나 연마제(15)등의 냉각작용에 의해서 기판(13) 통과후의 시간경과에 따라 변화하기 때문이다.
또, 연마 패드(12)의 표면온도의 측정은 반드시 2차원으로 측정할 필요는 없고, 연마 패드(12)의 표면온도를 반경방향으로 측정가능하면 된다. 예컨대, 1점 측정의 방사온도계를 연마 패드(12)의 반경방향으로 복수개(온도편차 경향을 알 수 있을 정도의 개수)를 배치하여, 방사온도계가 측정한 온도(전류)신호를 컴퓨터(42)에 출력하도록 해도 된다.
또한, 기체 블로우 제어장치에 유량 조절 밸브(43)를 설치하는 대신 기체 블로우관(40)에 설치되는 블로우용 팬의 회전수를 변화시켜 기체 블로우관(40)으로부터 블로우되는 고온기체의 유량을 제어하는 수단을 설치해도 된다.
또한, 도시는 생략하였지만 기체 블로우 제어장치에 컴퓨터(42)로부터의 신호에 기초하여 기체 블로우관(40)으로부터 분사되는 고온기체의 온도를 제어하는수단을 설치해 두면 연마 패드(12)의 표면온도를 더욱 정밀도 좋게 제어할 수 있다.
또한, 도시는 생략하였지만 기체 블로우 제어장치에 컴퓨터(42)로부터 보내져오는 신호에 기초하여 기체 블로우관(40)을 연마 패드(12)의 반경방향으로 이동시키는 수단을 설치해도 된다. 이와 같이 하면, 기체 블로우관(40)의 고정시에는 충분히 분사할 수 없었던 연마 패드(12)의 표면에서의 기체 블로우관(40)들 사이의 영역, 예컨대 도 10의 (b)에서의 C영역에 배치된 기체 블로우관(40)의 분사부분과 그 안쪽에 배치된 기체 블로우관(40)의 분사부분 사이의 영역을 확실히 가열할 수 있기 때문에 연마 패드(12)의 표면온도의 편차를 더욱 억제할 수 있는 동시에 기체 블로우관(40)의 수를 저감할 수 있다. 또한, 기체 블로우 제어장치에 컴퓨터(42)로부터 보내져오는 신호에 기초하여 기체 블로우관(40)을 연마 패드(12)에 가까이 하거나 또는 연마 패드(12)로부터 멀리하는 수단을 설치해도 된다.
이하, 제 3 실시예 및 그 변형예에 의한 연마장치를 이용하여 행하는 연마방법에 대하여 설명하기로 한다.
우선, 정반(11)을 회전시키는 동시에 연마 패드(12)상에 연마제 공급관(16)으로부터 연마용 입자를 포함하는 연마제(15)를 공급하면서 캐리어(14)를 하강시킴으로써 기판(13)을 연마 패드(12)에 눌러 기판(13)의 피연마면을 연마한다. 기판(13)의 피연마면을 연마 패드(12)에 누르는 방법은 종래 기술의 항에서 설명한 백킹 패드 가압방식이나 공기 가압방식 등을 적절히 채용할 수 있다.
연마공정에서 도 9에 도시된 제 3 실시예에 의한 연마장치를 이용하여 도 10의 (a)에 도시된 제 1 배치예 또는 도 10의 (b)에 도시된 제 2 배치예에 따라 배치된 기체 블로우관(40)으로부터의 고온기체를, 연마시에 연마 패드(12)의 표면온도가 상대적으로 낮게 되는 A영역(제 1 영역) 및 C영역(제 2 영역)으로 분사하여 연마 패드(12)의 A영역 및 C영역을 가열하면서 기판(13)의 피연마면을 연마한다. 기체 블로우관(40)에 의해 고온기체를 A영역 및 C영역에 분사하는 타이밍은 연마의 개시와 동시에 고온기체의 블로우를 시작하는 동시에 연마종료까지 블로우를 계속하는 방법 또는 연마의 개시전에 고온기체의 블로우를 비롯하여 A영역 및 C영역의 표면온도를 미리 높게 해 놓은 상태로 연마를 하는 동시에 연마종료까지 블로우를 계속하는 방법을 이용할 수 있다. 이들 방법에 의해, 연마 패드(12)의 표면온도의 편차를 저감할 수 있기 때문에 기판(13)의 연마속도의 편차도 저감한다. 특히, 후자의 방법에 의하면, 고온기체의 블로우에 의해 연마 패드(12)에서의 A영역 및 C영역이 미리 가열되고 있기 때문에 연마 패드(12)의 표면온도의 편차를 더욱 저감할 수 있다.
연마공정에서 제 3 실시예에 의한 연마장치 대신에 도 11에 도시된 제 3 실시예의 변형예에 의한 연마장치를 이용하여 연마해도 된다. 이 경우에는 온도측정용 카메라(41)에 의해 연마 패드(12)의 표면온도의 분포를 2차원으로 수시 측정하거나 또는 연마 패드(12)의 반경방향으로 복수개 배치된 1점 측정용의 방사온도계에 의해 연마 패드(12)의 반경방향의 표면온도를 측정하여, 측정된 온도신호에 기초하는 유량신호를 컴퓨터(42)로부터 유량 조절 밸브(43)로 출력하여 표면온도가 비교적 낮은 영역을 가열하는 기체 블로우관(40)으로부터의 고온기체의 유량을 크게 하는 한편, 표면온도가 비교적 높은 영역을 가열하는 기체 블로우관(40)으로부터의 유량을 작게 한다. 이와 같이 하면, 연마 패드(12)의 표면온도가 정밀도 좋게 균일하게 되기 때문에 기판(13)의 연마속도가 보다 균일하게 된다. 이 경우, 연마 패드(12)의 표면온도의 측정과 고온기체의 유량의 제어를 반복하면 연마 패드(12)의 표면온도를 더욱 균일하게 할 수 있다.
기체 블로우관(40)에 의한 연마 패드(12)의 표면온도의 균일화는 수동에 의한 온도측정 및 수동에 의한 유량의 제어에 의해서 하는 것으로도 가능하지만, 정확성이 결여되는 동시에 양산시에 부적합하다. 이에 대하여, 제 3 실시예의 변형예에 의한 연마장치를 이용하여 기체 블로우 제어장치에 의해 기체 블로우관(40)으로부터의 고온기체의 유량을 제어하면, 연마 패드(12)의 표면온도를 신속하고 정확하게 균일하게 할 수 있다.
또, 연마 패드(12)의 표면온도의 제어방법으로서는 기체 블로우관(40)으로부터 블로우되는 고온기체의 유량의 변화 대신에, 기체 블로우관(40)으로부터 공급되는 고온기체의 블로우 위치(연마 패드(12)의 반경방향의 위치 또는 연마 패드(12)와의 거리)의 변화에 의해서 행해도 된다.
또, 전술한 기체 블로우관(40)으로부터의 고온기체의 유량의 제어는 기판(13)이 캐리어(14)에 의해 균일한 가압력으로 연마 패드(12)에 눌려져 있고, 또한 기판(13)과 연마 패드(12)의 상대속도가 같다는 전제에 기초하고 있었으나, 가압력 또는 상대속도가 균일하지 않은 경우에는 기판(13)의 연마속도가 느린 부분과 이하는 연마 패드(12)의 영역에 기체 블로우관(40)으로부터 고온기체를 분사함으로써, 기판(13)의 연마속도의 편차를 저감할 수도 있다.
또한, 상기의 설명은 기체 블로우관(40)으로부터 고온기체를 분사하는 경우에 관해서 설명하였지만, 이 대신에 기체 블로우관(40)으로부터 저온기체를 분사하도록 해도 된다. 이것은 연마 패드(12)의 표면을 가열하는 대신에 냉각함으로써, 연마 패드(12)의 표면온도의 편차를 저감하는 것이며, 고온기체가 분사되는 영역과 반대의 영역, 요컨대 B영역(제 3 영역)에 저온기체를 분사한다.
또, 고온의 기체를 분사하는 고온기체 블로우관과 저온의 기체를 분사하는 저온기체 블로우관(40)을 배치한 간격, 연마 패드(12)의 표면온도가 높은 B영역에는 저온의 기체를 블로우하는 동시에 연마 패드(12)의 표면온도가 낮은 A영역 및 C영역에는 고온의 기체를 블로우하도록 해도 된다. 이와 같이 하면, 단시간에 연마 패드(12)의 표면온도를 제어할 수 있다.
( 제 4 실시예 )
이하, 본 발명의 제 4 실시예에 의한 연마장치에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 13은 제 4 실시예에 의한 연마장치의 개략구성을 도시하며, 도 13에 도시된 바와 같이, 회전가능하게 설정된 평평한 강체로 되는 정반(11) 위에는 연마 패드(12)가 점착되어 있고, 이 연마 패드(12) 위에는 피연마기판인 기판(13)을 유지하는 기판 유지수단으로서의 캐리어(14)와, 연마 패드(12) 위에 연마제(15)를 공급하는 연마제 공급관(16)이 설치된다.
제 4 실시예의 특징으로서, 연마 패드(12) 위에 놓을 수 있는 캐리어(14)보다도 정반 회전방향 전방에는 연마 패드(12)의 표면을 부분적으로 가열하는 2개의 중공의 직방체형상의 고온의 고체(50A, 50B)가 설치된다. 고온의 고체(50A, 50B)의 내부에는 전열선이 배치되어 있고, 고온의 고체(50A, 50B)는 전열선에 의해서 가열되어 고온이 된다. 고온의 고체(50A, 50B)를 구성하는 재료로서는 철이나 동등의 열전도성이 좋은 금속이 바람직하다. 또한, 고온의 고체(50A, 50B)는 연마 패드(12)의 표면에 직접 접촉하기 때문에 고온의 고체(50A, 50B)를 구성하는 재료로서는 산성 또는 알칼리성의 연마제(15)에 의해 화학적으로 반응하지 않는 것이 바람직하다. 산 및 알칼리에 대하여 내성을 갖는 재료로서는, 예컨대 테프론(폴리테트라플루오로 에틸렌)을 들 수 있고, 고온의 고체(50A, 50B)의 표면에서 적어도 연마제(15)에 닿은 부분에는 테프론을 코팅해 놓는 것이 바람직하다. 이 경우, 테프론의 코팅층은 연마제에 포함되는 연마입자에 의해 기계적으로 깎이기 때문에 두꺼운 쪽이 바람직하지만, 테프론은 열전도성이 좋지 않다. 따라서, 이들의 사정을 고려하여 최적의 두께의 코팅층을 설계하는 것이 바람직하다. 또, 고온의 고체(50A, 50B)의 표면에 형성하는 코팅층으로서는 테프론 이외에 세라믹, 다이아몬드 또는 실리콘 등을 들 수 있다.
또한, 전열선을 고온의 고체(50A, 50B)의 외부에 설치하고, 전열선의 열을 고온의 고체(50A, 50B)의 내부에 배치된 금속부재에, 예컨대 이 금속부재와 연결된 다른 금속부재를 통해 전도해도 된다.
고온의 고체(50A, 50B)의 크기로서는 작은 쪽이 연마 패드(12)의 표면온도의 편차를 정밀도 좋게 제어할 수 있는 한편, 큰 쪽이 연마 패드(12)에 의해 많은 열을 전파한다. 따라서, 최적의 크기를 선택하는 것이 바람직하다. 고온의 고체(50A, 50B)의 형상은 특별히 한정되지 않는다.
고온의 고체(50A, 50B)를 고온으로 하는 방법으로서는, 전열선 대신에 고온의 고체(50A, 50B)의 내부에 고온의 액체 또는 기체를 직접 유통시키거나, 고온의 고체(50A, 50B)의 내부에 고온의 액체 또는 기체가 유통하는 배관을 설치해도 된다.
도 14는 고온의 고체(50A, 50B)의 배치예를 도시하며, 도 14에 도시된 바와 같이, 내측의 고온의 고체(50A)는 연마 패드(12)의 반경방향으로 A영역과 B영역 사이에서 이동 가능하게 설정되어, 외측의 고온의 고체(50B)는 연마 패드(12)의 반경방향으로 B영역과 C영역 사이에서 이동 가능하게 설치된다. 또한, 고온의 고체(50A, 50B)에 의해 가열된 연마 패드(12)의 표면영역이 정반(11)의 회전에 따라 조속히 기판(13)에 도달하도록 고온의 고체(50A, 50B)는 기판(13)에 대한 정반 회전방향 직전에 배치되어 있다.
고온의 고체(50A, 50B)의 수에 있어서는, 특별히 한정되지 않지만, 1개의 경우에는 단시간의 온도제어가 곤란하기 때문에 2개 또는 3개 이상이 바람직하다.
( 제 4 실시예의 변형예 )
이하, 본 발명의 제 4 실시예의 변형예에 의한 연마장치에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 15는 제 4 실시예의 변형예에 의한 연마장치의 개략구성을 도시한다.
제 4 실시예의 변형예의 특징으로서, 연마 패드(12)의 표면온도를 2차원으로자동 측정하여, 측정한 표면온도에 기초하여 고온의 고체(50A, 50B)에 의한 가열을 자동 제어하는 고온고체 제어장치를 구비하고 있다. 고온고체 제어장치는 고온의 고체(50A, 50B)를 연마 패드(12)의 반경방향으로 구동시키는 구동장치(51)와 연마 패드(12)의 표면온도를 비접촉으로 2차원 측정하는 온도측정용 카메라(52)와, 이 온도측정용 카메라(52)로부터의 온도신호를 받아, 입력된 온도신호에 기초하여 구동장치(51)를 구동시키는 컴퓨터(53)를 구비하고 있다. 도 15에서 점선은 온도측정용 카메라(52)가 연마 패드(12)의 표면온도를 측정하는 영역을 나타낸다.
도 16은 온도측정용 카메라(52)에 의한 온도 측정영역(점선으로 나타냄)을 도시하며, 도 16에 도시된 바와 같이 온도측정용 카메라(52)는 연마 패드(12)에서의 기판(13)에 대한 정반 회전방향 직후의 영역의 표면온도를 측정한다. 그 이유는 연마 패드(12)의 표면온도는 정반(11)이나 연마제(15) 등의 냉각작용에 의해서 기판(13) 통과후의 시간경과에 따라 변화하기 때문이다.
또, 연마 패드(12)의 표면온도의 측정은 반드시 2차원으로 측정할 필요는 없고, 연마 패드(12)의 표면온도를 반경방향으로 측정가능하면 된다. 예컨대, 1점 측정의 방사온도계를 연마 패드(12)의 반경방향으로 복수개(온도편차 경향을 알 수 있는 정도의 개수)를 배치하여 방사온도계가 측정한 온도(전류)신호를 컴퓨터(53)에 출력하도록 해도 된다.
또한, 도시는 생략하고 있지만, 고온의 고체 제어장치에 컴퓨터(53)로부터의 제어신호에 따라서 고온의 고체(50A, 50B)의 온도를 제어하는 수단을 설치해도 된다. 고온의 고체(50A, 50B)의 온도를 제어하는 방법으로서는 연마 패드(12)의 표면온도의 편차가 저감된 단계에서 고온의 고체(50A, 50B)의 온도를 낮게 하여 연마 패드(12)의 표면온도가 균일하게 된 단계에서 고온의 고체(50A, 50B)에 대한 가열을 오프하는 방법을 채용할 수 있다. 고온의 고체(50A, 50B)에 대한 가열을 오프하는 방법으로서는, 고온의 고체(50A, 50B)를 상하방향으로 이동 가능하게 설치하고, 고온의 고체(50A, 50B)를 윗쪽으로 이동하여 연마 패드(12)로부터 분리하는 방법을 들 수 있다.
이하, 제 4 실시예 및 그 변형예에 의한 연마장치를 이용하여 행하는 연마방법에 대하여 설명하기로 한다.
우선, 정반(11)을 회전시키는 동시에, 연마 패드(12) 상에 연마제 공급관(16)으로부터 연마용 입자를 포함하는 연마제(15)를 공급하면서 캐리어(14)를 하강시킴으로써, 기판(13)을 연마 패드(12)에 눌러 기판(13)의 피연마면을 연마한다. 기판(13)의 피연마면을 연마 패드(12)에 누르는 방법은 종래 기술의 항에서 설명한 백킹 패드 가압방식이나 공기 가압방식 등을 적절히 채용할 수 있다.
연마공정에서, 도 13에 도시된 제 4 실시예에 의한 연마장치를 이용하여 도 14에 도시된 배치예에 따라서 배치된 고온의 고체(50A, 50B)에 의해서 연마시에 연마 패드(12)의 표면온도가 상대적으로 낮게 되는 A영역(제 1 영역) 및 C영역(제 2 영역)을 가열하면서, 기판(13)의 피연마면을 연마한다. 고온의 고체(50A, 50B)에 의해 A영역 및 C영역을 가열하는 타이밍은 연마의 개시와 동시에 가열을 시작하는 동시에 연마종료까지 가열을 계속하는 방법, 또는 연마의 개시전에 가열을 비롯하여 A영역 및 C영역의 표면온도를 미리 높게 해 놓은 상태로 연마를 하는 동시에연마종료까지 가열을 계속하는 방법을 이용할 수 있다. 이들 방법에 의해, 연마 패드(12)의 표면온도의 편차를 저감할 수 있으므로 기판(13)의 연마속도의 편차도 저감된다. 특히, 후자의 방법에 의하면, 연마 패드(12)에서의 A영역 및 C영역이 미리 고온의 고체(50A, 50B)에 의해 가열되고 있기 때문에 연마 패드(12)의 표면온도의 편차를 더욱 저감할 수 있다.
연마공정에서, 제 4 실시예에 의한 연마장치 대신에, 도 15에 도시된 제 4 실시예의 변형예에 의한 연마장치를 이용하여 연마해도 된다. 이 경우에는 온도측정용 카메라(52)에 의해 연마 패드(12)의 표면온도의 분포를 2차원으로 수시 측정하거나, 또는 연마 패드(12)의 반경방향으로 복수개 배치된 1점 측정용의 방사온도계에 의해 연마 패드(12)의 반경방향의 표면온도를 측정하여, 측정된 온도신호에 기초하는 구동신호를 컴퓨터(53)로부터 구동장치(51)로 출력하고, 고온의 고체(50A, 50B)의 접촉 위치를 제어한다. 이 경우, 연마 패드(12)의 표면온도의 측정과 고온의 고체(50A, 50B)의 접촉위치의 제어를 반복하면 연마 패드(12)의 표면온도를 더욱 균일하게 할 수 있다.
고온의 고체(50A, 50B)에 의한 연마 패드(12)의 표면온도의 균일화는 수동에 의한 온도측정 및 수동에 의한 가열위치의 제어에 의해서 하는 것으로도 가능하지만, 정확성이 결여되는 동시에 양산시에 부적합하다. 이에 대하여, 제 4 실시예의 변형예에 의한 연마장치를 이용하여 고온고체 제어장치에 의해 고온의 고체(50A, 50B)의 가열위치를 제어하면 연마 패드(12)의 표면온도를 신속하고 정확하게 균일하게 할 수 있다.
또, 전술한 고온의 고체(50A, 50B)에 의한 가열위치의 제어는 기판(13)이 캐리어(14)에 의해 균일한 가압력으로 연마 패드(12)에 눌려 있고 또한 기판(13)과 연마 패드(12)의 상대 속도가 같다는 전제에 기초하고 있었지만, 가압력 또는 상대속도가 균일하지 않은 경우에는 기판(13)의 연마속도가 느린 부분과 이하는 연마 패드(12)의 영역을 가열함으로써 기판(13)의 연마속도의 편차를 저감해도 된다.
또한, 상기의 설명은 고온의 고체(50A, 50B)에 의해 연마 패드(12)를 가열하는 경우에 대하여 설명하였지만, 고온의 고체(50A, 50B) 대신에 저온의 고체에 의해 연마 패드(12)를 냉각하도록 해도 된다. 이것은 연마 패드(12)의 표면을 가열하는 대신에 냉각함으로써 연마 패드(12)의 표면온도의 편차를 저감하는 것이며, 고온의 고체(50A, 50B)에 의해 가열되는 영역과 반대의 영역, 요컨대 B영역(제 3 영역)을 저온의 고체에 의해 냉각하는 것이다.
또, 고온의 고체와 저온의 고체를 배치하고, 연마 패드(12)의 표면온도가 상대적으로 높은 B영역은 저온의 고체에 의해 냉각하는 동시에 연마 패드(12)의 표면온도가 상대적으로 낮은 A영역 및 C영역은 고온의 고체에 의해 가열하도록 해도 된다. 이와 같이 하면, 단시간에 연마 패드(12)의 표면온도를 제어할 수 있다.
저온의 고체를 저온으로 하는 방법으로서는 저온의 고체의 내부를 공동(空洞)으로 하여 이 구멍 내에 저온의 유체, 예컨대 액체질소나 액체질소가 기화한 질소가스를 직접 유통시키거나 저온의 고체 내에 배관을 설치하고, 이 배관 내에 저온의 유체를 유통시켜도 된다. 한편, 저온의 고체에도 고온의 고체와 같이 연마제와 화학적으로 반응하지 않는 재질로 되는 코팅층을 형성해 두는 것이 바람직하다.
( 제 5 실시예 )
이하, 본 발명의 제 5 실시예에 의한 연마장치에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 17은 제 5 실시예에 의한 연마장치의 개략구성을 도시하며, 도 17에 도시된 바와 같이, 회전가능하게 설치되는 평평한 강체로 된 정반(11) 위에는 연마 패드(12)가 점착되어 있고, 이 연마 패드(12) 위에는 피연마기판인 기판(13)을 유지하는 기판 유지수단으로서의 캐리어(14)와, 연마 패드(12)의 위에 연마제(15)를 공급하는 연마제 공급관(l6)이 설치된다.
제 5 실시예의 특징으로서, 연마 패드(12) 상에서의 캐리어(14)보다도 정반 회전방향 전방에는 연마 패드(12)의 표면을 눌러 부분적으로 마찰열을 발생시키는 직방체형상의 가압용 고체(60A, 60B)가 설치된다. 가압용 고체(60A, 60B)에 의한 가압 방법으로서는 자중에 의해 하중을 생기게 하는 방법, 상방으로부터 공기를 공급하여 하중을 생기게 하는 방법 등이 있다.
가압용 고체(60A, 60B)는 연마 패드(12)의 표면에 직접 접촉하기 때문에 가압용 고체(60A, 60B)를 구성하는 재료로서는 연마제(15)에 의해 화학적으로 반응하지 않는 것이 바람직하다. 산 및 알칼리에 대하여 내성을 갖는 재료로서는, 예컨대 테프론(폴리테트라플루오로에틸렌)을 들 수 있고, 가압용 고체(60A, 60B)의 표면에서의 적어도 연마제(15)에 닿은 부분에는 테프론을 코팅해 놓는 것이 바람직하다. 이 경우, 테프론의 코팅층은 연마제에 포함되는 연마입자에 의해 기계적으로 깎이기 때문에 두꺼운 쪽이 바람직하다. 또, 가압용 고체(60A, 60B)의 표면에 형성하는코팅층으로서는 테프론 이외에 세라믹, 다이아몬드 또는 실리콘 등을 들 수 있다.
또한, 가압용 고체(60A, 60B)의 재질은 기판(13)에 퇴적된 피연마막(예를 들면 텅스텐 등의 금속막이나 실리콘 산화막)이 재질과 같은 것으로 해도 된다. 이와 같이 하면 당연히 열의 발생도 충분히 얻어지는 동시에 연마 찌꺼기도 기판(13)으로부터 발생하는 것과 동질이므로 기판(13)의 연마에 악영향을 미치지 않는다. 이 경우에는 가압용 고체(60A, 60B)가 연마 패드(12)에 의해 연마되므로 코팅층의 두께를 충분히 두껍게 하는 것이 바람직하다.
가압용 고체(60A, 60B)의 크기로서는 작은 쪽이 연마 패드(12)의 표면온도의 편차를 정밀도 좋게 제어할 수 있는 한편, 큰 쪽이 마찰열을 더욱 많이 발생하므로 최적의 크기를 선택하는 것이 바람직하다. 가압용 고체(60A, 60B)의 형상은 특별히 한정되지 않는다.
도 18은 가압용 고체(60A, 60B)의 배치예를 도시하며, 도 18에 도시된 바와 같이, 내측의 가압용 고체(60A)는 연마 패드(12)의 반경방향으로 A영역과 B영역 사이에서 이동 가능하게 설정되고, 외측의 고온의 고체(60B)는 연마 패드(12)의 반경방향으로 B영역과 C영역 사이에서 이동 가능하게 설치된다. 또한, 가압용 고체(60A, 60B)에 의해 가압되어 온도가 상승한 연마 패드(12)의 표면영역이 정반(11)의 회전에 따라 조속히 기판(13)에 도달하도록 가압용 고체(60A, 60B)는 기판(13)에 대한 정반 회전방향 직전에 배치되어 있다.
가압용 고체(60A, 60B)의 수에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 1개의 경우에는 단시간의 온도제어가 곤란하기 때문에 2개 또는 3개 이상이 바람직하다.
가압용 고체(60A, 60B)의 저면형상에 대해서는 특히 한정되지 않지만, 도 18의 (b)에 도시된 바와 같이, 외측의 폭이 내측의 폭보다 큰 사다리꼴 형상으로 하면, 연마 패드(12)에서의 A영역 및 C영역의 근방이 가압되는 시간이 특히 길게 되기 때문에 A영역 및 C영역의 근방에서의 온도상승이 조속히 되기 때문에 바람직하다.
또한, 도 18의 (c)에 도시된 바와 같이, 가압용 고체(60)는 도 18의 (b)에 도시된 내측의 가압용 고체(60A)와 외측의 가압용 고체(60B)가 일체화 된 북형상이어도 된다. 이와 같이 하면, 연마 패드(12)의 표면온도가 A영역에서 C영역에 걸쳐서 연속적으로 상승하기 때문에 바람직하다.
또한, 내측의 가압용 고체(60A)와 외측의 가압용 고체(60B)를 일체화하는 동시에 일체화된 가압용 고체(60)의 저면형상을 원형상으로 해도 된다. 단, 이 경우에는 원의 중심부근에서는 발열량이 증대되기 때문에 가압용 고체(60)에서의 연마 패드(12)와 접하는 저면의 내부를 원형상으로 잘라내는 것이 바람직하다. 요컨대, 가압용 고체(60)의 저면을 환상으로 해 둔다. 이 경우, 연마 패드(12)의 반경방향의 어떤 부분에 있어서의 원주에 대한 이 원주상에 차지하는 가압용 고체(60)의 길이의 비(이 비가 클수록 마찰열이 커짐)가 연마 패드(12)의 온도 편차를 보정하도록 가압용 고체(60)의 저면의 외주와 내주를 설정한다. 한편, 이 가압용 고체(60)는 정지한 채로도 좋고, 회전하도록 설치해도 된다.
( 제 5 실시예의 변형예 )
이하, 본 발명의 제 5 실시예의 변형예에 의한 연마장치에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 19는 제 5 실시예의 변형예에 의한 연마장치의 개략구성을 도시한다.
제 5 실시예의 변형예의 특징으로서, 연마 패드(12)의 표면온도를 2차원으로 자동 측정하여, 측정한 표면온도에 근거하여 가압용 고체(60A, 60B)에 의한 가압을 자동 제어하는 가압용 고체 제어장치를 구비하고 있다. 가압용 고체 제어장치는 가압용 고체(60A, 60B)를 상하방향 및 연마 패드(12)의 반경방향으로 구동시키는 구동장치(61)와, 연마 패드(12)의 표면온도를 비접촉으로 2차원 측정하는 온도측정용 카메라(62)와, 이 온도측정용 카메라(62)로부터의 온도신호를 받아, 입력된 온도신호에 기초하여 구동장치(61)를 구동시키는 컴퓨터(63)를 구비하고 있다. 도 19에서 점선은 온도측정용 카메라(62)가 연마 패드(12)의 표면온도를 측정하는 영역을 나타낸다.
구동장치(61)는 가압용 고체(60A, 60B)를 연마 패드(12)의 반경방향으로 이동시키는 이동수단과, 가압용 고체(60A, 60B)를 연마 패드(12)에 대하여 누르는 가압공기 공급부(65)를 구비하며, 가압공기 공급부(65)는 컴퓨터(63)로부터의 신호에 따라서 가압용 고체(60A, 60B)가 연마 패드(12)의 표면을 누르는 가압력을 조절할 수 있다. 가압용 고체(60A, 60B)에 공급하는 가압 공기를 제어하는 방법으로서는, 예컨대 연마 패드(12)의 표면온도의 편차가 저감된 단계에서 가압용 고체(60A, 60B)에 공급하는 가압 공기의 압력을 낮게 하고, 연마 패드(12)의 표면온도가 균일하게 된 단계에서 가압용 고체(60A, 60B)에 대한 가압 공기의 공급을 정지하는 방법을 채용할 수 있다. 또한, 이 대신에 가압용 고체(60A, 60B)를 연마 패드(12)로부터 분리하도록 해도 된다.
도 20은 온도측정용 카메라(62)에 의한 온도 측정영역(점선으로 나타냄)을 도시하며, 도 20에 도시된 바와 같이, 온도측정용 카메라(62)는 연마 패드(12)에 서의 기판(13)에 대한 정반 회전방향 직후의 영역의 표면온도를 측정한다. 그 이유는 연마 패드(12)의 표면온도는 정반(11)이나 연마제(15) 등의 냉각작용에 의해 기판(13) 통과후의 시간경과에 따라 변화하기 때문이다.
또, 연마 패드(12)의 표면온도의 측정은 반드시 2차원으로 측정할 필요는 없고, 연마 패드(12)의 표면온도를 반경방향으로 측정가능하면 된다. 예컨대, 1점 측정의 방사온도계를 연마 패드(12)의 반경방향에 복수개(온도편차 경향을 알 수 있을 정도의 개수)를 배치하여, 방사온도계가 측정한 온도(전류)신호를 컴퓨터(63)로 출력하도록 해도 된다.
이하, 제 5 실시예 및 그 변형예에 의한 연마장치를 이용하여 행하는 연마방법에 대하여 설명하기로 한다.
우선, 정반(11)을 회전시키는 동시에 연마 패드(12) 상에 연마제 공급관(16)으로부터 연마용 입자를 포함하는 연마제(15)를 공급한 상태로 캐리어(14)를 하강시킴으로써, 기판(13)을 연마 패드(12)에 눌러 기판(13)의 피연마면을 연마한다. 기판(13)의 피연마면을 연마 패드(12)에 누르는 방법은 종래 기술의 항에서 설명한 백킹 패드 가압방식이나 공기 가압방식 등을 적절히 채용할 수 있다.
연마공정에서, 도 17에 도시된 제 5 실시예에 의한 연마장치를 이용하여 도 18에 도시된 배치예에 따라 배치된 가압용 고체(60A, 60B)에 의해, 연마시에 연마패드(12)의 표면온도가 상대적으로 낮게 되는 A영역(제 1 영역) 및 C영역(제 2 영역)을 가압하여 마찰열로 연마 패드(12)의 표면온도를 상승시키면서 기판(13)의 피연마면을 연마한다. 가압용 고체(60A, 60B)에 의해 A영역 및 C영역을 가압하는 타이밍은 연마의 개시와 동시에 가압을 시작하고, 그와 동시에 연마종료까지 가압을 계속하는 방법, 또는 연마의 개시전에 가압을 시작하여 A영역 및 C영역의 표면온도를 미리 높게 해 놓은 상태로 연마를 하는 동시에 연마종료까지 가압을 계속하는 방법을 이용할 수 있다. 이들 방법에 의해, 연마 패드(12)의 표면온도의 편차를 저감할 수 있기 때문에 기판(13)의 연마속도의 편차도 저감한다. 특히, 후자의 방법에 의하면, 연마 패드(12)에서의 A영역 및 C영역이 미리 가열되어 있기 때문에 연마 패드(12)의 표면온도의 편차를 더욱 저감할 수 있다.
연마공정에서, 제 5 실시예에 의한 연마장치 대신에, 도 19에 도시된 제 5 실시예의 변형예에 의한 연마장치를 이용하여 연마해도 된다. 이 경우에는 온도측정용 카메라(62)에 의해 연마 패드(12)의 표면온도의 분포를 2차원으로 수시 측정하거나 또는 연마 패드(12)의 반경방향으로 복수개 배치된 1점 측정용의 방사온도계에 의해 연마 패드(12)의 반경방향의 표면온도를 측정하여, 측정된 온도신호에 기초하는 구동신호를 컴퓨터(63)로부터 구동장치(6l)로 출력하여 가압용 고체(60A, 60B)의 가압 위치 및 가압력을 제어한다.
가압용 고체(60A, 60B)에 의한 연마 패드(12)의 표면온도의 균일화는 수동에 의한 온도측정 및 수동에 의한 가압위치 또는 가압력의 제어에 의해서 하는 것으로도 가능하지만, 정확성이 결여되고 양산시에 부적합하다. 이에 대하여, 제 5 실시예의 변형예에 의한 연마장치를 이용하여 가압용 고체 제어장치에 의해 가압용 고체(60A, 60B)의 가압 위치 및 가압력을 제어하면, 연마 패드(12)의 표면온도를 신속하고 정확하게 균일하게 할 수 있다. 이 경우, 연마 패드(12)의 표면온도의 측정과 가압용 고체(60A, 60B)의 가압 위치 및 가압력의 제어를 반복하면 연마 패드(12)의 표면온도를 더욱 신속하게 정확하게 제어할 수 있다.
또, 전술한 가압용 고체(60A, 60B)에 의한 가압 위치 및 가압력의 제어는 기판(13)이 캐리어(14)에 의해 균일한 가압력으로 연마 패드(12)에 눌려져 있고 또한 기판(13)과 연마 패드(12)의 상대속도가 같다는 전제에 기초하고 있었지만, 가압력 또는 상대속도가 균일하지 않은 경우에는 기판(13)의 연마속도가 작은 부분과 이하는 연마 패드(12)의 영역을 가압함으로써 기판(13)의 연마속도의 편차를 저감할 수 있다.
( 제 6 실시예 )
이하, 본 발명의 제 6 실시예에 의한 연마장치에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 21은 제 6 실시예에 의한 연마장치의 개략구성을 도시하며, 도 21에 도시된 바와 같이, 회전가능하게 설정되는 평평한 강체로 된 정반(11) 위에는 연마 패드(12)가 점착되어 있고, 이 연마 패드(12) 위에는 피연마 기판인 기판(13)을 유지하는 기판 유지수단으로서의 캐리어(14)가 설치된다.
제 6 실시예의 특징으로서, 연마 패드(12) 위에 놓을 수 있는 캐리어(14)보다도 정반 회전방향 전방의 윗쪽에 고온의 연마제(15A)를 공급하는 내외 2개의 고온 연마제 공급관(70A, 70C)과 저온의 연마제(15B)를 공급하는 중앙의 1개의 저온 연마제 공급관(70B)이 설치된다.
도 22는 고온 연마제 공급관(70A, 70C) 및 저온 연마제 공급관(70B)의 배치예를 도시한다. 도 22에 도시된 바와 같이, 고온 연마제 공급관(70A, 70C)은 연마시에 연마 패드(12)의 표면온도가 상대적으로 낮게 되는 A영역(제 1 영역) 및 C영역(제 2 영역)의 약간 내측의 영역에 고온 연마제(15A)를 공급하도록 배치되고, 저온 연마제 공급관(70B)은 연마시에 연마 패드(12)의 표면온도가 상대적으로 높아지는 B영역(제 3 영역)의 약간 내측의 영역에 저온의 연마제(15B)를 공급하도록 배치되어 있다. 이와 같이, A영역, B영역 및 C영역의 약간 내측의 영역에 고온 또는 저온의 연마제를 공급하는 것은 공급된 연마제가 정반(11)의 회전에 따르는 원심력에 의해서 연마 패드(12)의 외측으로 유동하기 때문이다. 이렇게 하여 표면온도가 상대적으로 낮은 A영역 및 C영역에 고온의 연마제(15A)를 공급하는 동시에, 표면온도가 상대적으로 높은 B영역에 저온의 연마제(15B)를 공급하기 때문에 연마 패드(12)의 표면온도는 균일하게 된다. 이 경우, 내측의 고온 연마제 공급관(70A)에서 공급되는 고온의 연마제(15A)가 B영역에 유입되지만 이 시점에서는 연마제의 온도가 저하하고 있기 때문에 특별히 지장은 없다. 단지, 연마 패드(12)의 표면온도가 균일하게 된다고 설명하였지만, 연마 패드(12) 자체의 온도가 균일하게 되지 않더라도, 기판(13)과 접하는 연마제의 온도가 적어도 균일하게 되어 있으면 된다.
고온 연마제 공급관(70A, 70C)에서 공급되는 고온의 연마제(15A)에 의해 가열된 연마 패드(12)의 표면영역 및 저온 연마제 공급관(70B)에서 공급되는 저온의연마제(15B)에 의해 냉각된 연마 패드(12)의 표면영역이 정반(11)의 회전에 따라 조속히 기판(13)에 도달하도록 고온 연마제 공급관(70A, 70C) 및 저온 연마제 공급관(70B)은 기판(13)에 대한 정반 회전방향 직전에 배치되어 있다.
또, 고온 연마제 공급관(70A, 70C) 및 저온 연마제 공급관(70B)의 개수에 있어서는 특별히 한정되지 않고, 도 22에 도시된 배치예보다도 다수여도 된다.
또한, 본 제 6 실시예에서는 고온 연마제 공급관(70A, 70C) 및 저온 연마제 공급관(70B)으로 이루어지는 3개의 연마제 공급관을 설치하였지만, 고온 연마제 공급관(70A, 70C) 또는 저온 연마제 공급관(70B) 중 어느 한편만을 설치해도 된다. 또한, 내측 및 외측의 고온 연마제 공급관(70A, 70C)에서는 어느 한쪽이라도 된다. 단, 내측의 고온 연마제 공급관(70A)만을 배치하는 경우에는 이 내측의 고온 연마제 공급관(70A)에서 공급되는 연마제(15A)가 연마 패드(12)의 외측으로 유동하기 때문에 특별히 문제는 없지만, 외측의 고온 연마제 공급관(70C)만을 배치하는 경우 또는 저온 연마제 공급관(70B)만을 배치하는 경우에는, A영역과 B영역 사이의 영역에는 연마제가 공급되지 않기 때문에 제 1∼제 5 실시예와 같이 연마 패드(12)의 중앙부에 연마제를 공급하는 연마제 공급관을 설치할 필요가 있다.
또, 고온 연마제 공급관(70A, 70C) 및 저온 연마제 공급관(70B)에 있어서는, 연마 패드(12)의 반경방향으로 이동 가능하게 설치해도 된다.
( 제 6 실시예의 변형예 )
이하, 본 발명의 제 6 실시예의 변형예에 의한 연마장치에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 23은 제 6 실시예의 변형예에 의한 연마장치의 개략구성을 도시한다.
제 6 실시예의 변형예의 특징으로서, 연마 패드(12)의 표면온도를 2차원으로 자동 측정하여, 측정한 표면온도에 기초하여 고온 연마제 공급관(70A, 70C)에서 공급되는 고온 연마제(15A)의 양 및 저온 연마제 공급관(70B)에서 공급되는 저온 연마제(15B)의 양을 자동 제어하는 연마제 공급관 제어장치를 구비하고 있다. 연마제 공급관 제어장치는 연마 패드(12)의 표면온도를 비접촉으로 2차원 측정하는 온도측정용 카메라(71)와, 이 온도측정용 카메라(71)로부터의 온도신호의 입력을 받아, 입력된 온도신호에 기초하여 유량신호를 출력하는 컴퓨터(72)와 이 컴퓨터(72)로부터의 유량신호에 기초하여, 고온 연마제 공급관(70A, 70C) 및 저온 연마제 공급관(70B)으로의 각 연마제의 공급량을 조정하는 유량 조절 밸브(73)를 갖고 있다. 또, 도 23에서 점선은 온도측정용 카메라(71)가 연마 패드(12)의 표면온도를 측정하는 영역을 나타낸다.
도 24는 온도측정용 카메라(71)에 의한 온도측정영역(점선으로 나타냄)을 나타내며, 도 24에 도시된 바와 같이, 온도측정용 카메라(71)는 연마 패드(12)에서의 기판(13)에 대한 정반 회전방향 직후의 영역의 표면온도를 측정한다. 그 이유는 연마 패드(12)의 표면온도는 정반(11)의 냉각작용에 의해서 기판(13) 통과후의 시간경과에 따라 변화하기 때문이다.
또, 연마 패드(12)의 표면온도의 측정은 반드시 2차원으로 측정할 필요는 없고, 연마 패드(12)의 표면온도를 반경방향으로 측정가능하면 된다. 예컨대, 1점 측정의 방사온도계를 연마 패드(12)의 반경방향으로 복수개(온도편차 경향을 알 수있을 정도의 개수)를 배치하여, 방사온도계가 측정한 온도(전류)신호를 컴퓨터(72)에 출력하도록 해도 된다.
또한, 연마제 공급관 제어장치에 고온 및 저온의 연마제 공급관(70A, 70B, 70C)에 공급하는 고온 및 저온의 연마제(15A, 15B)의 온도를 조정하는 온도조정수단, 또는 고온 및 저온의 연마제 공급관(70A, 70B, 70C)을 연마 패드(12)의 반경방향으로 이동시키는 이동수단을 설치해도 된다.
이하, 제 6 실시예 및 그 변형예에 의한 연마장치를 이용하여 행하는 연마방법에 대하여 설명하기로 한다.
우선, 정반(11)을 회전시키는 동시에 연마 패드(12) 상에 고온 연마제 공급관(70A, 70B)에서 고온의 연마제(15A)를 공급하고 또한 저온 연마제 공급관(70B)에서 저온의 연마제(15B)를 공급한 상태로 캐리어(14)를 하강시킴으로써, 기판(13)을 연마 패드(12)에 눌러 기판(13)의 피연마면을 연마한다. 기판(13)의 피연마면을 연마 패드(12)에 누르는 방법은 종래 기술의 항에서 설명한 백킹 패드 가압방식이나 공기 가압방식 등을 적절히 채용할 수 있다.
이와 같이 하면, 내측의 고온 연마제 공급관(70A)에서 공급된 고온의 연마제(15A)는 연마 패드(12)의 A영역의 온도를 상승시키는 한편, 자기의 온도를 저하시키면서 정반(11)의 회전에 따라 B영역쪽으로 유동한다. 이에 따라, 연마 패드(12)에서의 A영역의 표면온도는 가장 상승하고 또한 B영역으로 향하여 표면온도의 상승은 서서히 둔화된다. 또한, 저온 연마제 공급관(70B)에서 공급된 저온의 연마제(15B)는 연마 패드(12)의 B영역의 온도를 하강시키는 한편, 자기의 온도를 상승시키면서 정반의 회전에 따라 C영역쪽으로 유동한다. 이에 따라, 연마 패드(12)에서의 B영역의 표면온도는 가장 강하하고 또한 C영역을 향해서 표면온도의 강하는 서서히 둔화된다. 또, 외측의 고온 연마제 공급관(70C)에서 공급된 고온의 연마제는 연마 패드(12)의 C영역의 온도를 상승시키는 한편, 자기의 온도를 저하시키면서 정반(11)의 회전에 따라 연마 패드(12)의 둘레 가장자리부로 유동한다. 이에 따라 연마 패드(12)에서의 C영역의 표면온도는 상승한다. 이상의 결과, 연마 패드(12)의 표면온도의 편차는 저감한다.
또, 내측의 고온 연마제 공급관(70A) 또는 외측의 고온 연마제 공급관(70C) 중 어느 한쪽으로부터만 고온의 연마제(15A)를 공급해도 되지만 이 경우에는 연마 패드(12)의 표면온도의 편차의 저감효과는 조금 저하된다. 외측의 고온 연마제 공급관(70C)으로부터만 고온의 연마제(15A)를 공급하는 경우에는 상술한 바와 같이, 연마 패드(12)의 중앙부에 연마제를 공급해야 한다. 또한, 고온 연마제 공급관(70A, 70C)에서 고온의 연마제(15A)를 공급하지 않고, 저온 연마제 공급관(70B)에서 저온의 연마제(15B)를 공급해도 되지만 이 경우에도, 연마 패드(12)의 표면온도의 편차의 저감효과는 조금 저하된다. 이 때에는 연마 패드(12)의 중앙부에 연마제를 공급해야 한다.
또한, 연마 개시 전에 고온 연마제 공급관(70A, 70C)에서 고온의 연마제(15A)를 공급하는 동시에 저온 연마제 공급관(70B)에서 저온의 연마제(15B)를 공급하고, 연마 패드(12)의 A영역 및 C영역의 온도를 높게 하고, B영역의 온도를 낮게 해두고나서 연마를 시작해도 된다. 이와 같이 하면, 기판(13)의 연마속도는 더욱 균일하게 된다.
연마공정에서, 제 6 실시예에 의한 연마장치 대신에, 도 23에 도시된 제 6 실시예의 변형예에 의한 연마장치를 이용하여 연마해도 된다. 이 경우에는, 수시로 온도측정용 카메라(71)에 의해 연마 패드(12)의 표면온도의 분포를 2차원으로 측정하거나 또는 연마 패드(12)의 반경방향으로 복수개 배치된 1점 측정용의 방사온도계에 의해 연마 패드(12)의 반경방향의 표면온도를 측정하여, 측정된 온도신호에 기초하는 유량신호를 컴퓨터(72)로부터 유량 조절 밸브(73)로 출력하고, 고온 연마제 공급관(70A, 70C)에서 공급하는 고온의 연마제의 유량 및 저온 연마제 공급관(70B)에서 공급하는 저온의 연마제의 유량을 연마 패드(12)의 표면온도가 균일하게 되도록 조정한다. 이와 같이 하면, 연마 패드(12)의 표면온도가 정밀도 좋게 균일하게 되기 때문에 기판(13)의 연마속도가 더욱 균일하게 된다. 이 경우, 연마 패드(12)의 표면온도의 측정과 고온 연마제 공급관(70A, 70C)에서 공급하는 고온의 연마제의 유량 및 저온 연마제 공급관(70B)에서 공급하는 저온의 연마제의 유량의 제어를 반복하면 연마 패드(12)의 표면온도를 더욱 균일하게 할 수 있다.
고온 연마제 공급관(70A, 70C) 및 저온 연마제 공급관(70B)에 의한 연마 패드(12)의 표면온도의 균일화는 수동에 의한 온도측정 및 수동에 의한 유량의 제어에 의해 하는 것으로도 가능하지만, 정확성이 결여되는 동시에 양산시에 부적합하다. 이에 대하여, 제 6 실시예의 변형예에 의한 연마장치를 이용하여 고온 연마제 공급관(70A, 70C)에서 공급되는 고온의 연마제의 유량 및 저온 연마제 공급관(70B)에서 공급되는 저온의 연마제의 유량을 제어하면 연마 패드(12)의 표면온도를 신속하고 정확하게 균일하게 할 수 있다.
또, 연마 패드(12)의 표면온도의 제어방법으로서는, 고온 연마제 공급관(70A, 70C)에서 공급되는 고온의 연마제 및 저온 연마제 공급관(70B)에서 공급되는 저온의 연마제의 유량의 변화 대신에 고온 연마제 공급관(70A, 70C) 또는 저온 연마제 공급관(70B)에서 공급되는 고온 혹은 저온의 연마제의 온도의 변화 또는 고온 연마제 공급관(70A, 70C) 또는 저온 연마제 공급관(70B)에서 공급되는 고온 혹은 저온의 연마제의 공급위치의 변화에 의해서 행해도 된다.
또, 전술한 고온 연마제 공급관(70A, 70C)에서 공급되는 고온의 연마제 및 저온 연마제 공급관(70B)에서 공급되는 저온의 연마제의 유량의 제어는 기판(13)이 캐리어(14)에 의해 균일한 가압력으로 연마 패드(12)에 눌려 있고 또한 기판(13)과 연마 패드(12)의 상대속도가 같다는 전제에 기초하고 있었지만, 가압력 또는 상대속도가 균일하지 않은 경우에는, 기판(13)의 연마속도가 작은 부분과 이하는 연마 패드(12)의 영역에 고온의 연마제를 공급하는 동시에 기판(13)의 연마속도가 큰 부분과 이하는 연마 패드(12)의 영역에 저온의 연마제를 공급함으로써 기판(13)의 연마속도의 편차를 저감해도 된다.
제 1∼제 3 연마방법에 의하면, 연마 패드의 표면영역에서의 접촉영역 중 가열되는 영역과 접촉하는 피연마면의 연마속도는 가열하지 않을 때에 비해 빠르게 되기 때문에 피연마면의 연마속도의 편차가 저감된다.
특히, 제 1 연마방법에 의하면 기판을 연마 패드에 대하여 누르는 가압력이균일하지 않은 경우에 생기는 연마속도의 편차를 저감할 수 있고, 제 2 연마방법에 의하면 기판을 연마 패드에 대하여 누르는 가압력이 균일한 경우에 생기는 연마속도의 편차를 저감할 수 있고, 제 3 연마방법에 의하면, 연마 패드의 표면온도의 차이에 기인하는 연마속도의 편차를 저감할 수 있다. 또한, 제 3 연마방법에 있어서, 연마 패드의 표면온도의 측정과 연마 패드의 표면에 대한 가열을 반복하면 연마 패드의 표면온도의 차이에 기인하는 연마속도의 편차를 더욱 저감할 수 있다.
제 1∼제 3 연마방법에 있어서, 연마 패드 가열 공정이 소정영역에 광, 전자파 또는 레이저를 조사함으로써 소정영역을 가열하면, 소정영역을 쉽게 가열할 수 있다.
제 1∼제 3 연마방법에 있어서, 연마 패드 가열공정이 소정영역에 고온의 기체를 분사함으로써 소정영역을 가열하면, 소정영역을 쉽게 가열할 수 있다.
제 1∼제 3 연마방법에 있어서, 연마 패드 가열공정이 소정영역에 고온의 고체를 접촉시킴으로써 소정영역을 가열하면, 고온의 고체의 저면의 크기를 조정함으로써 가열하는 범위를 용이하게 조정할 수 있다.
제 1∼제 3 연마방법에 있어서, 연마 패드 가열공정이 소정영역에 가압용 고체를 눌러 마찰열을 발생시키는 것에 의해 소정영역을 가열하면 가압용 고체의 저면의 크기를 조정함으로써 가열하는 범위를 쉽게 조정할 수 있다.
제 1∼제 3 연마방법에 있어서, 연마 패드 가열공정이 소정영역에 고온의 연마제를 공급함으로써 소정영역을 가열하면 새로운 설비를 설치하지 않고 쉽게 가열할 수 있다.
제 4∼제 6 연마방법에 의하면, 연마 패드의 표면영역에서의 접촉영역 중 냉각되는 영역과 접촉하는 피연마면의 연마속도는 냉각하지 않을 때에 비해 늦어지기 때문에 피연마면의 연마속도의 편차가 저감된다.
특히, 제 4 연마방법에 의하면, 기판을 연마 패드에 대하여 누르는 가압력이 균일하지 않은 경우에 생기는 연마속도의 편차를 저감할 수 있고, 제 5 연마방법에 의하면 기판을 연마 패드에 대하여 누르는 가압력이 균일한 경우에 생기는 연마속도의 편차를 저감할 수 있고, 제 6 연마방법에 의하면 연마 패드의 표면온도의 차이에 기인하는 연마속도의 편차를 저감할 수 있다. 또한, 제 6 연마방법에 있어서, 연마 패드의 표면온도의 측정과 연마 패드의 표면에 대한 냉각을 반복하면 연마 패드의 표면온도의 차이에 기인하는 연마속도의 편차를 더욱 저감할 수 있다.
제 4∼제 6 연마방법에 있어서, 연마 패드 냉각공정이 소정영역에 저온의 기체를 분사함으로써 소정영역을 냉각하면, 소정영역을 쉽게 냉각할 수 있다.
제 4∼제 6 연마방법에 있어서, 연마 패드 냉각공정이 소정영역에 저온의 고체를 접촉시킴으로써 소정영역을 냉각하면, 저온의 고체의 저면의 크기를 조정함으로써 냉각하는 범위를 쉽게 조정할 수 있다.
제 4∼제 6 연마방법에 있어서, 연마 패드 냉각공정이 소정영역에 저온의 연마제를 공급함으로써 소정영역을 냉각하면, 새로운 설비를 설치하지 않고 쉽게 냉각할 수 있다.
제 1∼제 3 연마장치에 의하면, 연마 패드의 표면에서의 접촉영역 중 가열영역과 접촉하는 피연마면의 연마속도는 가열하지 않을 때에 비해 빠르게 되기 때문에 피연마면의 연마속도의 편차가 저감된다.
특히, 제 1 연마장치에 의하면, 기판을 연마 패드에 대하여 누르는 가압력이 균일하지 않은 경우에 생기는 연마속도의 편차를 저감할 수 있고, 제 2 연마장치에 의하면, 기판을 연마 패드에 대하여 억압하는 가압력이 균일한 경우에 생기는 연마속도의 편차를 저감할 수 있고, 제 3 연마장치에 의하면, 연마 패드의 표면온도의 차이에 기인하는 연마속도의 편차를 저감할 수 있다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단이 연마 패드의 반경방향으로 복수개 병설되어 있으면, 소정영역을 미세하고 치밀하게 가열할 수 있기 때문에 연마속도의 편차를 더욱 저감할 수 있다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단이 연마 패드의 반경방향으로 이동가능하게 설치되면 소정영역을 미세하고 치밀하게 가열할 수 있기 때문에 연마속도의 편차를 더욱 저감할 수 있다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단이 연마 패드의 접촉영역에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 피연마면이 접하기 직전의 영역을 가열하면, 가열된 영역은 온도가 저하될 때까지 피연마면과 접촉하기 때문에 가열 효과가 확실하게 된다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단이 에너지 조사수단이라면 소정영역에 광, 전자파 또는 레이저로 되는 에너지를 조사함으로써 소정영역을 가열할 수 있기 때문에 소정영역을 쉽게 가열할 수 있다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단이 고온기체 분사수단이라면 소정영역에 고온의 기체를 분사함으로써 소정영역을 가열할 수 있기 때문에 소정영역을 쉽게 가열할 수 있다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단이 고온고체 접촉수단이라면 소정영역에 고온의 고체를 접촉시킴으로써 소정영역을 가열할 수 있기 때문에 고온의 고체의 저면의 크기를 조정함으로써 가열하는 범위를 쉽게 조정할 수 있다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단이 고온고체 접촉수단인 경우, 고온의 고체의 내부에 전열선이 설치되면 고온의 고체의 온도조절이 쉽다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단이 고온고체 접촉수단인 경우, 고온의 고체의 내부에 고온의 유체가 유통하는 배관이 설치되면 고온의 고체의 온도를 조속히 승온할 수 있는 동시에 고온의 고체의 온도조절이 쉽게 된다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단이 금속으로 되는 고온의 고체로서, 이 고온의 고체의 표면에서의 연마 패드와 접촉하는 부분에 폴리테트라플루오로에틸렌으로 된 코팅층이 형성되어 있으면, 고온의 고체가 산성 또는 알칼리성의 연마제에 의해 부식되는 사태를 피할 수 있다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단이 가압용 고체 누름수단이라면 소정영역에 가압용 고체를 눌러 마찰열을 발생시킴으로써 소정영역을 가열할 수 있기 때문에 가압용 고체의 저면의 크기를 조정함으로써 가열하는 범위를 쉽게 조정할 수 있다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 가압용 고체 억압수단이 가압유체에 의해 가압용 고체를 소정영역에 누르면 가압용 고체에 의한 가압력 나아가서는 연마 패드에 대한 가열의 정도를 쉽게 제어할 수 있다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 가압용 고체의 표면에서의 연마 패드와 접촉하는 부분에 폴리테트라플루오로에틸렌으로 된 코팅층이 형성되어 있으면, 가압용 고체가 산성 또는 알칼리성의 연마제에 의해 부식되는 사태를 피할 수 있다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 가압용 고체에서의 연마 패드와 접촉하는 부분은 기판의 피연마막과 같은 재질에 의해 형성되어 있으면 가압용 고체로부터 발생하는 연마찌꺼기가 미치는 악영향을 배제할 수 있다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단이 고온 연마제 공급수단이라면 연마제 공급관으로부터 고온의 연마제를 소정영역에 공급함으로써 소정영역을 가열할 수 있기 새로운 설비를 설치하지 않고 쉽게 가열할 수 있다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단이 연마제 공급관과는 별개로 설정되고, 고온의 연마제를 제 2 영역에 공급하는 고온 연마제 공급관이라면 제 1 영역에는 통상의 연마제 공급관으로부터 연마제가 공급되기 때문에 연마 패드의 표면의 전체에 걸쳐서 연마제를 공급할 수 있다.
제 1∼제 3 연마장치가 연마 패드의 표면온도가 상승하는 경향에 있을 때에는 연마패드 가열수단에 의한 가열 정도를 약하게 하는 한편, 연마 패드의 표면온도가 하강하는 경향에 있을 때에는 연마패드 가열수단에 의한 가열 정도를 강하게 하는 가열수단 제어장치를 구비하고 있으면, 연마의 계속에 따라 연마 패드의 표면온도가 상승하여, 이윽고 온도상승은 포화하지만 연마 패드의 표면온도의 상승이 포화한 단계에서 연마 패드 가열수단에 의한 가열의 정도를 제어함으로써 연마 패드의 표면온도를 보다 균일하게 할 수 있으므로 연마속도의 편차를 더욱 저감할 수 있다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단이 에너지 조사수단이고, 가열수단 제어장치가 에너지 조사수단에 공급되는 전압 혹은 전류, 에너지 조사수단의 연마 패드의 표면으로부터의 거리 또는 에너지 조사수단에 의한 에너지 조사 시간을 제어하면 연마 패드에 대한 가열 정도를 제어할 수 있다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단이 고온기체 분사수단이며 가열수단 제어장치가 고온기체 분사수단으로의 고온기체의 공급량, 고온기체 분사수단에 공급하는 고온기체의 온도, 고온기체 분사수단의 연마 패드의 표면으로부터의 거리 또는 고온기체 분사수단에 의한 고온기체의 분사시간을 제어하면 연마 패드에 대한 가열 정도를 제어할 수 있다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단이 고온고체 접촉수단이며 가열수단 제어장치가, 고온의 고체 내부에 설치된 전열선에 인가하는 전압 혹은 전류의 크기 또는 인가시간을 제어하면 연마 패드에 대한 가열의 정도를 제어할 수 있다.
제 1∼제 3 연마장치에 있어서, 연마 패드 가열수단이 고온고체 접촉수단이며 가열수단 제어장치가 고온의 고체의 내부에 설치된 배관에 공급하는 고온의 유체의 온도 또는 유량을 제어하면 연마 패드에 대한 가열의 정도를 제어할 수 있다.
제 4∼제 6 연마장치에 의하면, 연마 패드의 표면에서의 접촉영역 중 냉각영역과 접촉하는 피연마면의 연마속도는 냉각하지 않을 때에 비해 늦어지므로 피연마면의 연마속도의 편차가 저감된다.
특히, 제 4 연마장치에 의하면 기판을 연마 패드에 대하여 누르는 가압력이 균일하지 않은 경우에 생기는 연마속도의 편차를 저감할 수 있고, 제 5 연마장치에 의하면 기판을 연마 패드에 대하여 누르는 가압력이 균일한 경우에 생기는 연마속도의 편차를 저감할 수 있고, 제 6 연마장치에 의하면 연마 패드의 표면온도의 차이에 기인하는 연마속도의 편차를 저감할 수 있다.
제 4∼제 6 연마장치에 있어서, 연마 패드 냉각수단이 연마 패드의 반경방향으로 이동 가능하게 설치되면 소정영역을 미세하고 치밀하게 냉각할 수 있기 때문에 연마속도의 편차를 더욱 저감할 수 있다.
제 4∼제 6 연마장치에 있어서, 연마 패드 냉각수단이 연마 패드의 접촉영역에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 피연마면이 접하는 직전의 영역을 냉각하면, 냉각된 영역은 온도가 상승할 때까지 피연마면과 접촉하기 때문에 냉각 효과가 확실하게 된다.
제 4∼제 6 연마장치에 있어서, 연마 패드 냉각수단이 소정영역에 저온의 기체를 분사함으로써 연마 패드를 냉각하면 소정영역을 쉽게 냉각할 수 있다.
제 4∼제 6 연마장치에 있어서, 연마 패드 냉각수단이 소정영역에 저온의 고체를 접촉시킴으로써 연마 패드를 냉각하면 저온의 고체의 저면의 크기를 조정함으로써 냉각하는 범위를 쉽게 조정할 수 있다.
제 4∼제 6 연마장치에 있어서, 저온의 고체의 내부에 저온의 유체가 유통하는 배관이 설치되면 저온의 고체의 온도를 신속하게 내릴 수 있는 동시에 저온의고체의 온도조절이 용이하게 된다.
제 4∼제 6 연마장치에 있어서, 금속으로 되는 저온의 고체의 표면에서의 연마 패드의 표면과 접촉하는 부분에 폴리테트라플루오로에틸렌으로 된 코팅층이 형성되어 있으면 저온의 고체가 산성 또는 알칼리의 연마제에 의해서 부식되는 사태를 피할 수 있다.
제 4∼제 6 연마장치에 있어서, 연마 패드 냉각수단이 연마제 공급관으로부터 저온의 연마제를 소정영역에 공급함으로써 소정영역을 냉각하면 새로운 설비를 설치하지 않고 쉽게 냉각할 수 있다.
제 4∼제 6 연마장치에 있어서, 연마 패드 냉각수단이 연마제 공급관과는 별개로 설치되고, 저온의 연마제를 제 3 영역에 공급하는 저온 연마제 공급관이라면 제 1 영역에는 통상의 연마제 공급관으로부터 연마제가 공급되기 때문에 연마 패드의 표면의 전체에 걸쳐져 연마제를 공급할 수 있다.
제 4∼제 6 연마장치에 있어서, 연마 패드의 표면온도가 하강하는 경향이 있을 때에는 연마 패드 냉각수단에 의한 냉각의 정도를 약하게 하는 한편, 연마 패드의 표면온도가 상승하는 경향이 있을 때에는 연마 패드 냉각수단에 의한 냉각의 정도를 강하게 하는 냉각수단 제어장치를 구비하고 있으면, 연마의 계속에 따라 연마 패드의 표면온도가 강하하여, 이윽고 온도강하는 포화하지만 연마 패드의 표면온도의 강하가 포화한 단계에서 연마 패드 냉각수단에 의한 냉각의 정도를 제어함으로써 연마 패드의 표면온도를 더욱 균일하게 할 수 있으므로 연마속도의 편차를 더욱 저감할 수 있다.
제 4∼제 6 연마장치에 있어서, 연마 패드 냉각수단이 저온기체 분사수단이고, 냉각수단 제어장치가 저온기체 분사수단으로의 저온기체의 공급량, 저온기체 분사수단에 공급하는 저온기체의 온도, 저온기체 분사수단의 연마 패드의 표면으로부터의 거리 또는 저온기체 분사수단에 의한 저온기체의 분사시간을 제어하면 연마 패드에 대한 냉각의 정도를 제어할 수 있다.
제 4∼제 6 연마장치에 있어서, 연마 패드 냉각수단이 저온고체 접촉수단이고, 냉각수단 제어장치가 저온 고체의 내부에 설정된 배관에 공급하는 저온의 유체의 온도 또는 유량을 제어하면 연마 패드에 대한 냉각의 정도를 제어할 수 있다.
제 3 또는 제 6 연마장치에 있어서, 온도 측정수단이 연마 패드의 반경방향으로 배치되고, 연마 패드 표면의 1점의 온도를 비접촉으로 측정하는 복수의 방사온도계에 의해 연마 패드의 표면온도를 측정하면 연마 패드의 표면온도를 정확하게 측정할 수 있다.
제 3 또는 제 6 연마장치에 있어서, 온도 측정수단이 연마 패드의 표면온도를 비접촉으로 2차원 측정하는 온도 계측용 카메라에 의해 연마 패드의 표면온도를 측정하면 연마 패드의 표면온도를 정확하게 측정할 수 있다.
제 3 또는 제 6 연마장치에 있어서, 온도 측정수단이 접촉영역에서의 연마 패드의 회전에 따라 피연마면이 접한 직후의 영역의 온도를 측정하면 연마 패드의 표면온도가 연마후의 시간경과에 따라 하강하여 정확한 표면온도를 측정할 수 없게 되는 사태를 피할 수 있다.
상술한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며,당업자라면 첨부된 특허청구의 범위에 개시된 본 발명의 사상과 범위를 통해 각종 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이다.

Claims (68)

  1. 회전하는 정반 위에 고정된 연마 패드의 표면에 연마제를 공급하면서 기판의 피연마면을 눌러 그 피연마면을 연마하는 연마방법에 있어서,
    상기 기판의 피연마면을 연마할 때, 상기 연마 패드의 표면에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 상기 피연마면이 접하는 접촉영역 중, 상기 피연마면의 연마속도가 상대적으로 느린 영역이 접하는 영역인 소정영역을 가열하는 연마 패드 가열공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  2. 회전하는 정반 위에 고정된 연마 패드의 표면에 연마제를 공급하면서 기판의 피연마면을 눌러 그 피연마면을 연마하는 연마방법에 있어서,
    상기 기판의 피연마면을 연마할 때, 상기 연마 패드의 표면에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 상기 피연마면이 접하는 접촉영역 중, 상기 연마 패드의 회전중심에서 가까운 제 1 영역 및 상기 연마 패드의 회전중심에서 먼 제 2 영역 중 적어도 하나의 영역인 소정영역을 가열하는 연마 패드 가열공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  3. 회전하는 정반 위에 고정된 연마 패드의 표면에 연마제를 공급하면서 기판의 피연마면을 눌러 그 피연마면을 연마하는 연마방법에 있어서,
    상기 기판의 피연마면을 연마할 때, 상기 연마 패드의 표면에서의 그 연마패드의 회전에 따라 상기 피연마면이 접하는 접촉영역의 표면온도를 측정하고, 상기 접촉영역 중 상기 연마 패드의 표면온도가 상대적으로 낮은 영역인 소정영역을 가열하는 연마 패드 가열공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열공정은 상기 소정영역에 광, 전자파 또는 레이저를 조사함으로써 상기 소정영역을 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열공정은 상기 소정영역에 광, 전자파 또는 레이저를 조사함으로써 상기 소정영역을 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열공정은 상기 소정영역에 광, 전자파 또는 레이저를 조사함으로써 상기 소정영역을 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열공정은 상기 소정영역에 고온의 기체를 분사함으로써 상기 소정영역을 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열공정은 상기 소정영역에 고온의 기체를 분사함으로써 상기 소정영역을 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열공정은 상기 소정영역에 고온의 기체를 분사함으로써 상기 소정영역을 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열공정은 상기 소정영역에 고온의 고체를 접촉시킴으로써 상기 소정영역을 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열공정은 상기 소정영역에 고온의 고체를 접촉시킴으로써 상기 소정영역을 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열공정은 상기 소정영역에 고온의 고체를 접촉시킴으로써 상기 소정영역을 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열공정은 상기 소정영역에 가압용 고체를 눌러 마찰열을 발생시킴으로써 상기 소정영역을 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  14. 제 2 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열공정은 상기 소정영역에 가압용 고체를 눌러 마찰열을 발생시킴으로써 상기 소정영역을 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  15. 제 3 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열공정은 상기 소정영역에 가압용 고체를 눌러 마찰열을 발생시킴으로써 상기 소정영역을 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열공정은 상기 소정영역에 고온의 연마제를 공급함으로써상기 소정영역을 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  17. 제 2 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열공정은 상기 소정영역에 고온의 연마제를 공급함으로써 상기 소정영역을 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  18. 제 3 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열공정은 상기 소정영역에 고온의 연마제를 공급함으로써 상기 소정영역을 가열하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  19. 회전하는 정반 위에 고정된 연마 패드의 표면에 연마제를 공급하면서 기판의 피연마면을 눌러 그 피연마면을 연마하는 연마방법에 있어서,
    상기 기판의 피연마면을 연마할 때, 상기 연마 패드의 표면에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 상기 피연마면이 접하는 접촉영역 중, 상기 피연마면의 연마속도가 상대적으로 빠른 영역이 접하는 영역을 냉각하는 연마 패드 냉각공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  20. 회전하는 정반 위에 고정된 연마 패드의 표면에 연마제를 공급하면서 기판의 피연마면을 눌러 그 피연마면을 연마하는 연마방법에 있어서,
    상기 기판의 피연마면을 연마할 때, 상기 연마 패드의 표면에서의 그 연마패드의 회전에 따라 상기 피연마면이 접하는 접촉영역 중, 상기 연마 패드의 회전중심에서 가까운 제 1 영역과 상기 연마 패드의 회전중심에서 먼 제 2 영역 사이의 제 3 영역을 냉각하는 연마 패드 냉각공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  21. 회전하는 정반 위에 고정된 연마 패드의 표면에 연마제를 공급하면서 기판의 피연마면을 눌러 그 피연마면을 연마하는 연마방법에 있어서,
    상기 기판의 피연마면을 연마할 때, 상기 연마 패드의 표면에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 상기 피연마면이 접하는 접촉영역의 표면온도를 측정하고, 상기 접촉영역 중 상기 연마 패드의 표면온도가 상대적으로 높은 영역을 냉각하는 연마 패드 냉각공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  22. 회전가능하게 설치된 정반과, 이 정반 위에 고정된 연마 패드와, 상기 연마 패드의 표면상에 연마제를 공급하는 연마제 공급관과, 기판을 그 기판의 피연마면이 상기 연마 패드의 표면과 대향하는 상태로 접촉분리 가능하게 유지하는 기판 유지수단과, 상기 연마 패드의 표면에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 상기 피연마면이 접하는 접촉영역 중, 상기 피연마면의 연마속도가 상대적으로 느린 영역이 접하는 영역인 소정영역을 가열하는 연마 패드 가열수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  23. 회전가능하게 설치된 정반과, 이 정반 위에 고정된 연마 패드와, 상기 연마 패드의 표면 상에 연마제를 공급하는 연마제 공급관과, 기판을 그 기판의 피연마면이 상기 연마 패드의 표면과 대향하는 상태로 접촉분리 가능하게 유지하는 기판 유지수단과, 상기 연마 패드의 표면에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 상기 피연마면이 접하는 접촉영역 중, 상기 연마 패드의 회전중심에서 가까운 제 1 영역 및 상기 연마 패드의 회전중심에서 먼 제 2 영역 중의 적어도 1개의 영역인 소정영역을 가열하는 연마 패드 가열수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  24. 회전가능하게 설치된 정반과, 이 정반 위에 고정된 연마 패드와, 상기 연마 패드의 표면 상에 연마제를 공급하는 연마제 공급관과, 기판을 그 기판의 피연마면이 상기 연마 패드의 표면과 대향하는 상태로 접촉분리 가능하게 유지하는 기판 유지수단과, 상기 연마 패드의 표면에서의 이 연마 패드의 회전에 따라 상기 피연마면이 접하는 접촉영역의 온도를 측정하는 온도 측정수단과, 상기 접촉영역 중 상기 온도 측정수단이 측정한 상기 연마 패드의 표면온도가 상대적으로 낮은 영역인 소정영역을 가열하는 연마 패드 가열수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 연마 패드의 반경방향으로 복수개 병설되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 연마 패드의 반경방향으로 복수개 병설되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 연마 패드의 반경방향으로 복수개 병설되어있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  28. 제 22 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 연마 패드의 반경방향으로 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  29. 제 23 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 연마 패드의 반경방향으로 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  30. 제 24 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 연마 패드의 반경방향으로 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  31. 제 22 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 연마 패드의 접촉영역에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 상기 피연마면이 접하기 직전의 영역을 가열하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  32. 제 23 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 연마 패드의 접촉영역에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 상기 피연마면이 접하기 직전의 영역을 가열하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  33. 제 24 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 연마 패드의 접촉영역에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 상기 피연마면이 접하기 직전의 영역을 가열하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  34. 제 22 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 소정영역에 광, 전자파 또는 레이저로 된 에너지를 조사하는 에너지 조사수단인 것을 특징으로 하는 연마장치.
  35. 제 23 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 소정영역에 광, 전자파 또는 레이저로 된 에너지를 조사하는 에너지 조사수단인 것을 특징으로 하는 연마장치.
  36. 제 24 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 소정영역에 광, 전자파 또는 레이저로 된 에너지를 조사하는 에너지 조사수단인 것을 특징으로 하는 연마장치.
  37. 제 22 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 소정영역에 고온의 기체를 분사하는 고온기체 분사수단인 것을 특징으로 하는 연마장치.
  38. 제 23 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 소정영역에 고온의 기체를 분사하는 고온기체 분사수단인 것을 특징으로 하는 연마장치.
  39. 제 24 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 소정영역에 고온의 기체를 분사하는 고온기체 분사수단인 것을 특징으로 하는 연마장치.
  40. 제 22 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 소정영역에 고온의 고체를 접촉시키는 고온고체 접촉수단인 것을 특징으로 하는 연마장치.
  41. 제 23 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 소정영역에 고온의 고체를 접촉시키는 고온고체 접촉수단인 것을 특징으로 하는 연마장치.
  42. 제 24 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 소정영역에 고온의 고체를 접촉시키는 고온고체 접촉수단인 것을 특징으로 하는 연마장치.
  43. 제 40 항에 있어서,
    상기 고온의 고체는 금속으로 되고, 상기 고온의 고체 표면에서의 상기 연마 패드와 접촉하는 부분에 폴리테트라플루오로에틸렌으로 된 코팅층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  44. 제 41 항에 있어서,
    상기 고온의 고체는 금속으로 되고, 상기 고온의 고체 표면에서의 상기 연마 패드와 접촉하는 부분에 폴리테트라플루오로에틸렌으로 된 코팅층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  45. 제 42 항에 있어서,
    상기 고온의 고체는 금속으로 되고, 상기 고온의 고체 표면에서의 상기 연마 패드와 접촉하는 부분에 폴리테트라플루오로에틸렌으로 된 코팅층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  46. 제 22 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 소정영역에 가압용 고체를 눌러 마찰열을 발생시키는 가압용 고체 누름수단인 것을 특징으로 하는 연마장치.
  47. 제 23 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 소정영역에 가압용 고체를 눌러 마찰열을 발생시키는 가압용 고체 누름수단인 것을 특징으로 하는 연마장치.
  48. 제 24 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 소정영역에 가압용 고체를 눌러 마찰열을 발생시키는 가압용 고체 누름수단인 것을 특징으로 하는 연마장치.
  49. 제 46 항에 있어서,
    상기 가압용 고체 누름수단은 가압유체에 의해 상기 가압용 고체를 상기 소정영역에 누르는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  50. 제 47 항에 있어서,
    상기 가압용 고체 누름수단은 가압유체에 의해 상기 가압용 고체를 상기 소정영역에 누르는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  51. 제 48 항에 있어서,
    상기 가압용 고체 누름수단은 가압유체에 의해 상기 가압용 고체를 상기 소정영역에 누르는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  52. 제 46 항에 있어서,
    상기 가압용 고체의 표면에서의 상기 연마 패드와 접촉하는 부분에 폴리 테트라플루오로에틸렌으로 된 코팅층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  53. 제 47 항에 있어서,
    상기 가압용 고체의 표면에서의 상기 연마 패드와 접촉하는 부분에 폴리 테트라플루오로에틸렌으로 된 코팅층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  54. 제 48 항에 있어서,
    상기 가압용 고체의 표면에서의 상기 연마 패드와 접촉하는 부분에 폴리 테트라플루오로에틸렌으로 된 코팅층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  55. 제 46 항에 있어서,
    상기 가압용 고체에서의 상기 연마 패드와 접촉하는 부분은 상기 기판에 퇴적된 피연마막과 같은 재질로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  56. 제 47 항에 있어서,
    상기 가압용 고체에서의 상기 연마 패드와 접촉하는 부분은 상기 기판에 퇴적된 피연마막과 같은 재질로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  57. 제 48 항에 있어서,
    상기 가압용 고체에서의 상기 연마 패드와 접촉하는 부분은 상기 기판에 퇴적된 피연마막과 같은 재질로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  58. 제 22 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 연마제 공급관으로부터 고온의 연마제를 상기 소정영역에 공급하는 고온 연마제 공급수단인 것을 특징으로 하는 연마장치.
  59. 제 23 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 연마제 공급관으로부터 고온의 연마제를 상기 소정영역에 공급하는 고온 연마제 공급수단인 것을 특징으로 하는 연마장치.
  60. 제 24 항에 있어서,
    상기 연마 패드 가열수단은 상기 연마제 공급관으로부터 고온의 연마제를 상기 소정영역에 공급하는 고온 연마제 공급수단인 것을 특징으로 하는 연마장치.
  61. 제 24 항에 있어서,
    상기 온도 측정수단이 측정하는 상기 연마 패드의 표면온도가 상승하는 경향이 있을 때에는 상기 연마 패드 가열수단에 의한 가열 정도를 약하게 하는 한편, 상기 온도 측정수단이 측정하는 상기 연마 패드의 표면온도가 하강하는 경향이 있을 때에는 상기 연마 패드 가열수단에 의한 가열 정도를 강하게 하는 가열수단 제어장치를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  62. 회전가능하게 설치된 정반과, 이 정반 위에 고정된 연마 패드와, 상기 연마 패드의 표면 상에 연마제를 공급하는 연마제 공급관과, 기판을 그 기판의 피연마면이 상기 연마 패드의 표면과 대향하는 상태로 접촉분리 가능하게 유지하는 기판 유지수단과, 상기 연마 패드의 표면에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 상기 피연마면이 접하는 접촉영역 중 상기 피연마면의 연마속도가 상대적으로 빠른 영역이 접하는 영역인 소정영역을 냉각하는 연마 패드 냉각수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  63. 회전가능하게 설치된 정반과, 이 정반 위에 고정된 연마 패드와, 상기 연마 패드의 표면 상에 연마제를 공급하는 연마제 공급관과, 기판을 그 기판의 피연마면이 상기 연마 패드의 표면과 대향하는 상태로 접촉분리 가능하게 유지하는 기판 유지수단과, 상기 연마 패드의 표면에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 상기 피연마면이 접하는 접촉영역 중 상기 연마 패드의 회전중심에서 가까운 제 1 영역과 상기 연마 패드의 회전중심에서 먼 제 2 영역 사이의 제 3 영역인 소정영역을 냉각하는 연마 패드 냉각수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  64. 회전가능하게 설치된 정반과, 이 정반 위에 고정된 연마 패드와, 상기 연마 패드의 표면 상에 연마제를 공급하는 연마제 공급관과, 기판을 그 기판의 피연마면이 상기 연마 패드의 표면과 대향하는 상태로 접촉분리 가능하게 유지하는 기판 유지수단과, 상기 연마 패드의 표면에서의 그 연마 패드의 회전에 따라 상기 피연마면이 접하는 접촉영역의 온도를 측정하는 온도 측정수단과, 상기 접촉영역 중 상기 온도 측정수단이 측정한 상기 연마 패드의 표면온도가 상대적으로 높은 영역인 소정영역을 냉각하는 연마 패드 냉각수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  65. 제 24 항에 있어서,
    상기 온도 측정수단은 상기 연마 패드의 반경방향으로 배치되고, 상기 연마 패드의 표면의 1점의 온도를 비접촉으로 측정하는 복수의 방사온도계인 것을 특징으로 하는 연마장치.
  66. 제 64 항에 있어서,
    상기 온도 측정수단은 상기 연마 패드의 반경방향으로 배치되고, 상기 연마 패드의 표면의 1점의 온도를 비접촉으로 측정하는 복수의 방사온도계인 것을 특징으로 하는 연마장치.
  67. 제 24 항에 있어서,
    상기 온도 측정수단은 상기 접촉영역에서의 상기 연마 패드의 회전에 따라 상기 피연마면이 접한 직후의 영역의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
  68. 제 64 항에 있어서,
    상기 온도 측정수단은 상기 접촉영역에서의 상기 연마 패드의 회전에 따라 상기 피연마면이 접한 직후의 영역의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 연마장치.
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