KR102615407B1 - 온도 조정 장치 및 연마 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 웨이퍼 등의 기판의 연마에 사용되는 연마 패드의 연마면의 온도를 조정하기 위한 온도 조정 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 온도 조정 장치를 구비한 연마 장치에 관한 것이다. 온도 조정 장치(5)는, 가열 유로(61) 및 냉각 유로(62)가 내부에 형성된 열교환기(11)와, 열교환기(11)의 상방에 배치된 홀더(90)와, 열교환기(11)를 홀더(90)에 착탈 가능하게 고정하는 연결 기구(80)를 구비한다. 연결 기구(80)는, 열교환기(11)의 상면에 고정된 제1 훅(73)과, 홀더(90)에 보유 지지된 제2 훅(83)을 구비한다. 제2 훅(83)은, 제1 훅(73)에 걸림 결합 가능하고 또한 분리 가능하게 구성되어 있다.

Description

온도 조정 장치 및 연마 장치
본 발명은, 웨이퍼 등의 기판의 연마에 사용되는 연마 패드의 연마면의 온도를 조정하기 위한 온도 조정 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 온도 조정 장치를 구비한 연마 장치에 관한 것이다.
CMP(Chemical Mechanical Polishing) 장치는, 반도체 디바이스의 제조에 있어서, 웨이퍼의 표면을 연마하는 공정에 사용된다. CMP 장치는, 연마 테이블을 회전시키면서, 연마 헤드로 웨이퍼를 연마 테이블 상의 연마 패드에 압박하여 웨이퍼의 표면을 연마한다. 연마 중, 연마 패드에는 슬러리가 공급된다. 웨이퍼의 표면은, 슬러리의 화학적 작용과 슬러리에 포함되는 지립의 기계적 작용에 의해 평탄화된다.
웨이퍼의 연마 레이트는, 웨이퍼의 연마 패드에 대한 연마 하중뿐만 아니라, 연마 패드의 연마면 온도에도 의존한다. 이것은, 웨이퍼에 대한 슬러리의 화학적 작용이 온도에 의존하기 때문이다. 따라서, 반도체 디바이스의 제조에 있어서는, 웨이퍼의 연마 레이트를 높이고 또한 일정하게 유지하기 위해서, 웨이퍼 연마 중의 연마 패드의 연마면 온도를 최적의 값으로 유지하는 것이 중요하게 된다.
그래서, 연마 패드의 연마면 온도를 조정하기 위하여 온도 조정 장치가 종래부터 사용되고 있다. 이 온도 조정 장치는, 연마 패드의 상방에 배치된 열교환기를 구비한다. 웨이퍼의 연마 중은, 연마 패드와 열교환기 사이에 슬러리가 존재한 상태에서, 열교환기는, 연마 패드와 열교환기 내를 흐르는 유체 사이에서 열교환을 행하고, 이것에 의해 연마면의 온도를 조정하도록 구성되어 있다.
일본 특허 공개 제2015-44245호 공보
도 12는, 종래의 온도 조정 장치를 도시하는 모식도이고, 도 13은, 도 12의 A-A선 단면도이다. 도 12 및 도 13에 도시하는 바와 같이, 온도 조정 장치(105)는, 유체의 유로(도시하지 않음)가 내부에 형성된 열교환기(111)와, 열교환기(111)의 상방에 배치된 홀더(190)를 구비하고 있다. 열교환기(111)는, 홀더(190)에 의해 보유 지지되고 있다. 열교환기(111)는, 연마 패드(103)의 연마면(103a)의 상방에 위치하고, 열교환기(111)의 저면은, 연마 패드(103)의 연마면(103a)에 대면하고 있다. 웨이퍼의 연마 중, 열교환기(111)와 연마면(103a) 사이에는 슬러리(200)가 개재하고 있다.
열교환기(111)의 상면에는, 복수의 소켓(173)(도 13에서는, 1개의 소켓(173)만을 도시한다)이 고정되어 있다. 복수의 볼트(183)를, 홀더(190)의 복수의 관통 구멍(190a)(도 13에서는 1개의 관통 구멍(190a)만을 도시한다)을 통해서, 복수의 소켓(173)에 각각 비틀어 넣음으로써, 열교환기(111)는, 홀더(190)에 고정된다.
그러나, 상술한 고정 방법에서는, 복수의 볼트(183)를 복수의 소켓(173)에 각각 비틀어 넣을 필요가 있기 때문에, 열교환기(111)의 고정 및 분리의 작업성이 나쁘고, 열교환기(111)의 고정 및 분리에 장시간을 요한다는 문제가 있다. 또한, 열교환기(111)와 홀더(190)의 열팽창률의 차이에 기인하여, 웨이퍼의 연마 중에 소켓(173)에 과잉의 응력이 발생하고, 그 결과, 소켓(173)이 파손에 이르는 경우도 있다. 소켓(173)에 발생하는 과잉의 응력은, 온도 조정 장치(105)의 신뢰성을 저하시키는 한 요인이 되고 있다.
도 14는, 열교환기(111)를 홀더(190)로부터 분리한 상태를 도시하는 모식도이다. 각 소켓(173)은, 암나사(175)와, 암나사(175)가 삽입된 외측 원통체(174)를 구비하고 있다. 암나사(175)는, 외측 원통체(174)의 내주면에 고정되어 있고, 외측 원통체(174)는, 열교환기(111)의 상면에 고정되어 있다.
웨이퍼의 연마 중은, 열교환기(111)에 고온(예를 들어, 60℃ 내지 80℃)의 유체가 흐르기 때문에, 열교환기(111), 홀더(190), 볼트(183) 및 소켓(173)은, 웨이퍼의 연마 중, 열팽창한다. 일반적으로, 홀더(190), 볼트(183) 및 암나사(175)는, 금속(예를 들어, 스테인리스강)으로 형성되어 있다. 한편, 열교환기(111) 및 외측 원통체(174)는, 내마모성이 우수함과 함께 열전도율이 높은 재질(예를 들어, SiC 등의 세라믹)로 형성되어 있다. 재질에 의한 열팽창률의 차이에 의해, 웨이퍼 연마 중의 홀더(190), 볼트(183) 및 암나사(175)의 체적의 변화율은, 열교환기(111) 및 외측 원통체(174)의 체적 변화율보다도 커진다. 그 결과, 웨이퍼의 연마 중, 볼트(183) 및 암나사(175)로부터 외측 원통체(174)에 하중이 가해지고, 외측 원통체(174)가 파손되는 경우가 있다.
그래서, 본 발명은 열교환기의 고정 및 분리에 있어서의 작업성을 향상시키고, 또한 신뢰성이 우수한 온도 조정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 그러한 온도 조정 장치를 구비한 연마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 양태에서는, 연마 패드의 연마면의 온도를 조정하기 위한 온도 조정 장치이며, 가열 유로 및 냉각 유로가 내부에 형성된 열교환기와, 상기 열교환기의 상방에 배치된 홀더와, 상기 열교환기를, 상기 홀더에 착탈 가능하게 고정하는 연결 기구를 구비하고, 상기 연결 기구는, 상기 열교환기의 상면에 고정된 제1 훅과, 상기 홀더에 보유 지지된 제2 훅을 구비하고, 상기 제2 훅은, 상기 제1 훅에 걸림 결합 가능하고 또한 분리 가능하게 구성되어 있는, 온도 조정 장치가 제공된다.
일 양태에서는, 상기 제1 훅은, 상기 열교환기의 상면에 고정된 제1 기부와, 상기 제1 기부로부터 가로 방향으로 돌출된 제1 돌출부를 구비하고, 상기 제2 훅은, 상기 홀더를 관통하여 연장되는 제2 기부와, 상기 제2 기부로부터 가로 방향으로 돌출된 제2 돌출부를 구비하고, 상기 제2 돌출부는, 상기 제1 돌출부의 하면에 접촉 가능하게 구성되어 있다.
일 양태에서는, 상기 제2 훅은, 그 축심을 중심으로 회전 가능하게 구성되어 있다.
일 양태에서는, 상기 연결 기구는, 상기 제1 훅의 내부에 배치된 나사와, 상기 열교환기에 매립된 나선 구조체를 더 구비하고, 상기 나사는, 상기 제1 훅에 형성된 관통 구멍을 통하여 상기 나선 구조체에 비틀어 넣어져 있다.
일 양태에서는, 상기 연결 기구는, 상기 제2 기부가 삽입된 코일 스프링을 더 구비하고, 상기 코일 스프링은, 상기 홀더의 상면에 배치되어 있다.
일 양태에서는, 상기 홀더는, 상기 제1 훅 및 상기 제2 훅이 배치되는 수용실을 갖고 있다.
일 양태에서는, 상기 제2 훅은, 상기 열교환기의 반경 방향에 있어서, 상기 제1 훅의 외측에 배치되어 있다.
일 양태에서는, 상기 제2 훅은, 2개의 제2 훅이고, 상기 2개의 제2 훅은, 상기 열교환기의 원주 방향에 있어서 상기 제1 훅의 양측에 배치되어 있다.
일 양태에서는, 상기 연결 기구는, 복수의 연결 기구이고, 상기 복수의 연결 기구는, 상기 열교환기의 원주 방향으로 배열되어 있다.
일 양태에서는, 상기 열교환기의 측면은, 발수성의 코팅층으로 구성되어 있다.
일 양태에서는, 연마 패드를 지지하는 연마 테이블과, 기판을 상기 연마 패드의 연마면에 압박하는 연마 헤드와, 상기 연마 패드와 열교환을 행함으로써 상기 연마면의 온도를 조정하는 상기 온도 조정 장치를 구비하고 있는, 연마 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 열교환기의 상면에 고정된 제1 훅과, 홀더에 보유 지지된 제2 훅을 걸림 결합시킴으로써 열교환기는, 홀더에 고정된다. 또한, 제2 훅을 제1 훅으로부터 분리함으로써, 열교환기를 홀더로부터 분리할 수 있다. 결과로서, 열교환기의 고정 및 분리에 있어서의 작업성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상술한 구성에 의하면, 제1 훅과 제2 훅의 걸림 결합은, 종래의 볼트와 암나사의 걸림 결합에 비하여, 서로의 변위를 어느 정도 허용할 수 있다. 즉, 제2 훅은, 제1 훅과의 걸림 결합을 유지하면서, 제1 훅에 대하여 상대적으로 변위 가능하다. 따라서, 제1 훅과 제2 훅의 조합은, 기판의 연마 중에 제1 훅에 발생하는 응력을 완화시킬 수 있다. 결과로서, 온도 조정 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은, 온도 조정 장치를 구비한 연마 장치의 일 실시 형태를 도시하는 모식도이다.
도 2는, 열교환기를 도시하는 수평 단면도이다.
도 3은, 연마 패드상의 열교환기와 연마 헤드의 위치 관계를 도시하는 평면도이다.
도 4는, 열교환기의 홀더에 대한 고정 방법의 일 실시 형태를 도시하는 모식도이다.
도 5는, 도 4의 B-B선 단면도이다.
도 6은, 열교환기를 홀더로부터 분리한 상태를 도시하는 모식도이다.
도 7은, 제1 훅의 고정 방법의 일 실시 형태를 도시하는 모식도이다.
도 8은, 도 7의 제1 훅을 열교환기로부터 분리한 상태를 도시하는 모식도이다.
도 9는, 연결 기구의 다른 실시 형태를 도시하는 모식도이다.
도 10은, 열교환기의 고정 방법의 다른 실시 형태를 도시하는 모식도이다.
도 11은, 도 10의 C-C선 단면도이다.
도 12는, 종래의 온도 조정 장치를 도시하는 모식도이다.
도 13은, 도 12의 A-A선 단면도이다.
도 14는, 열교환기를 홀더로부터 분리한 상태를 도시하는 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은, 온도 조정 장치를 구비한 연마 장치의 일 실시 형태를 도시하는 모식도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 연마 장치(10)는, 기판의 일례인 웨이퍼(W)를 보유 지지하여 회전시키는 연마 헤드(1)와, 연마 패드(3)을 지지하는 연마 테이블(2)과, 연마 패드(3)의 표면에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급 노즐(4)과, 연마 패드(3)의 연마면(3a)의 온도를 조정하기 위한 온도 조정 장치(5)를 구비하고 있다. 연마 패드(3)의 표면(상면)은, 웨이퍼(W)를 연마하는 연마면(3a)을 구성한다.
연마 헤드(1)는 연직 방향으로 이동 가능하고, 또한 그 축심을 중심으로 하여 화살표로 나타내는 방향으로 회전 가능하게 되어 있다. 웨이퍼(W)는, 연마 헤드(1)의 하면에 진공 흡착 등에 의해 보유 지지된다. 연마 테이블(2)에는 테이블 모터(6)가 연결되어 있고, 화살표로 나타내는 방향으로 회전 가능하게 되어 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 연마 헤드(1) 및 연마 테이블(2)은, 동일한 방향으로 회전한다. 연마 패드(3)는, 연마 테이블(2)의 상면에 첩부되어 있다.
연마 장치(10)는, 연마 헤드(1), 테이블 모터(6), 슬러리 공급 노즐(4), 온도 조정 장치(5)의 동작을 제어하는 동작 제어부(40)를 구비하고 있다. 동작 제어부(40)는, 적어도 1대의 컴퓨터로 구성된다. 동작 제어부(40)는, 기억 장치(40a)와, 연산 장치(40b)를 구비하고 있다. 연산 장치(40b)는, 기억 장치(40a)에 저장되어 있는 프로그램에 포함되어 있는 명령에 따라 연산을 행하는 CPU(중앙 처리 장치) 또는 GPU(그래픽 프로세싱 유닛) 등을 포함한다. 기억 장치(40a)는, 연산 장치(40b)가 액세스 가능한 주기억 장치(예를 들어 랜덤 액세스 메모리)와, 데이터 및 프로그램을 저장하는 보조 기억 장치(예를 들어, 하드디스크 드라이브 또는 솔리드 스테이트 드라이브)를 구비하고 있다.
웨이퍼(W)의 연마는 다음과 같이 하여 행하여진다. 연마되는 웨이퍼(W)는, 연마 헤드(1)에 의해 보유 지지되고, 연마 헤드(1)에 의해 더 회전된다. 연마 테이블(2)은, 연마 패드(3)와 함께 테이블 모터(6)에 의해 회전된다. 이 상태에서, 연마 패드(3)의 연마면(3a)에는 슬러리 공급 노즐(4)로부터 슬러리가 공급되고, 또한 웨이퍼(W)의 표면은, 연마 헤드(1)에 의해 연마 패드(3)의 연마면(3a)에 대하여 압박된다. 웨이퍼(W)의 표면은, 슬러리의 존재 하에서 연마 패드(3)와의 미끄럼 접촉에 의해 연마된다. 웨이퍼(W)의 표면은, 슬러리의 화학적 작용과 슬러리에 포함되는 지립의 기계적 작용에 의해 평탄화된다.
온도 조정 장치(5)는, 연마 패드(3)와 열교환을 행함으로써 연마면(3a)의 온도를 조정하는 열교환기(11)와, 열교환기(11)의 상방에 배치된 홀더(90)와, 온도 조정된 가열 유체 및 냉각 유체를 열교환기(11)에 공급하는 유체 공급 시스템(30)과, 열교환기(11)에 연결된 승강 기구(20)를 구비하고 있다. 열교환기(11)는, 연마 테이블(2) 및 연마 패드(3)의 연마면(3a)의 상방에 위치하고 있다.
열교환기(11)는, 연마 패드(3)의 연마면(3a)에 대면하는 저면을 갖고, 열교환기(11)는, 홀더(90)에 의해 보유 지지되어 있다. 열교환기(11) 및 홀더(90)의 전체는, 원주 형상을 갖고 있다. 열교환기(11)의 저면은 평탄하고, 또한 원형이다. 본 실시 형태에서는, 열교환기(11)와 홀더(90)는, 다른 재료로 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 홀더(90)는, 금속(예를 들어, 스테인리스강)으로 형성되어 있고, 열교환기(11)는, 내마모성이 우수함과 함께 열전도율이 높은 재질(예를 들어, SiC 등의 세라믹)로 형성되어 있다.
홀더(90)의 상면은 원형이다. 홀더(90)는, 암(22)에 고정되어 있고, 암(22)을 통해 승강 기구(20)에 연결되어 있다. 승강 기구(20)는 열교환기(11) 및 홀더(90)를 상승 및 하강시키도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 승강 기구(20)는 열교환기(11)의 저면을 연마 패드(3)의 연마면(3a)에 접근하는 방향 및 연마 패드(3)의 연마면(3a)으로부터 이격되는 방향으로 이동시키도록 구성되어 있다. 승강 기구(20)는, 모터 또는 에어 실린더 등의 액추에이터(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 승강 기구(20)의 동작은 동작 제어부(40)에 의해 제어된다.
유체 공급 시스템(30)은, 온도 조정된 가열 유체를 저류하는 가열 유체 공급원으로서의 가열 유체 공급 탱크(31)와, 가열 유체 공급 탱크(31)와 열교환기(11)를 연결하는 가열 유체 공급관(32) 및 가열 유체 복귀관(33)을 구비하고 있다. 가열 유체 공급관(32) 및 가열 유체 복귀관(33)의 한쪽의 단부는 가열 유체 공급 탱크(31)에 접속되고, 다른 쪽의 단부는 열교환기(11)에 접속되어 있다.
온도 조정된 가열 유체는, 가열 유체 공급 탱크(31)로부터 가열 유체 공급관(32)을 통하여 열교환기(11)에 공급되고, 열교환기(11) 내를 흐르고, 그리고 열교환기(11)로부터 가열 유체 복귀관(33)을 통하여 가열 유체 공급 탱크(31)로 되돌려진다. 이와 같이, 가열 유체는, 가열 유체 공급 탱크(31)와 열교환기(11) 사이를 순환한다. 가열 유체 공급 탱크(31)는, 히터(도시하지 않음)를 갖고 있고, 가열 유체는 히터에 의해 소정의 온도로 가열된다.
유체 공급 시스템(30)은, 가열 유체 공급관(32)에 설치된 제1 개폐 밸브(41) 및 제1 유량 제어 밸브(42)를 더 구비하고 있다. 제1 유량 제어 밸브(42)는, 열교환기(11)와 제1 개폐 밸브(41) 사이에 배치되어 있다. 제1 개폐 밸브(41)는, 유량 조정 기능을 갖지 않는 밸브인 것에 비해, 제1 유량 제어 밸브(42)는, 유량 조정 기능을 갖는 밸브이다.
유체 공급 시스템(30)은, 열교환기(11)에 접속된 냉각 유체 공급관(51) 및 냉각 유체 배출관(52)을 더 구비하고 있다. 냉각 유체 공급관(51)은, 연마 장치(10)가 설치되는 공장에 마련되어 있는 냉각 유체 공급원(예를 들어, 냉수 공급원)에 접속되어 있다. 냉각 유체는, 냉각 유체 공급관(51)을 통하여 열교환기(11)에 공급되고, 열교환기(11) 내를 흐르고, 그리고 열교환기(11)로부터 냉각 유체 배출관(52)을 통하여 배출된다. 일 실시 형태에서는, 열교환기(11) 내를 흐른 냉각 유체를, 냉각 유체 배출관(52)을 통하여 냉각 유체 공급원으로 되돌려도 된다.
유체 공급 시스템(30)은, 냉각 유체 공급관(51)에 설치된 제2 개폐 밸브(55) 및 제2 유량 제어 밸브(56)를 더 구비하고 있다. 제2 유량 제어 밸브(56)는, 열교환기(11)와 제2 개폐 밸브(55) 사이에 배치되어 있다. 제2 개폐 밸브(55)는, 유량 조정 기능을 갖지 않는 밸브인 것에 비해, 제2 유량 제어 밸브(56)는, 유량 조정 기능을 갖는 밸브이다.
제1 개폐 밸브(41), 제1 유량 제어 밸브(42), 제2 개폐 밸브(55) 및 제2 유량 제어 밸브(56)는, 동작 제어부(40)에 접속되어 있고, 제1 개폐 밸브(41), 제1 유량 제어 밸브(42), 제2 개폐 밸브(55) 및 제2 유량 제어 밸브(56)의 동작은, 동작 제어부(40)에 의해 제어된다.
온도 조정 장치(5)는, 연마 패드(3)의 연마면(3a)의 온도(이하, 패드 표면 온도라고 하는 경우가 있다)를 측정하는 패드 온도 측정기(39)를 더 구비하고 있다. 패드 온도 측정기(39)는 동작 제어부(40)에 접속되어 있다. 동작 제어부(40)는, 패드 온도 측정기(39)에 의해 측정된 패드 표면 온도에 기초하여 제1 유량 제어 밸브(42) 및 제2 유량 제어 밸브(56)를 조작하도록 구성되어 있다. 제1 개폐 밸브(41) 및 제2 개폐 밸브(55)는, 통상은 열려져 있다. 패드 온도 측정기(39)로서, 비접촉으로 연마 패드(3)의 연마면(3a)의 온도를 측정할 수 있는 방사 온도계를 사용할 수 있다. 패드 온도 측정기(39)는, 연마면(3a)의 상방에 배치되어 있다.
패드 온도 측정기(39)는, 비접촉으로 패드 표면 온도를 측정하고, 그 측정값을 동작 제어부(40)에 보낸다. 동작 제어부(40)는, 패드 표면 온도가, 미리 설정된 목표 온도로 유지되도록, 측정된 패드 표면 온도에 기초하여, 제1 유량 제어 밸브(42) 및 제2 유량 제어 밸브(56)를 조작함으로써, 가열 유체 및 냉각 유체의 유량을 제어한다. 제1 유량 제어 밸브(42) 및 제2 유량 제어 밸브(56)는, 동작 제어부(40)로부터의 제어 신호를 따라서 동작하고, 열교환기(11)에 공급되는 가열 유체의 유량 및 냉각 유체의 유량을 조정한다. 열교환기(11)를 흐르는 가열 유체 및 냉각 유체와 연마 패드(3) 사이에서 열교환이 행하여지고, 이에 의해 패드 표면 온도가 변화한다.
이러한 피드백 제어에 의해, 연마 패드(3)의 연마면(3a)의 온도(즉 패드 표면 온도)는, 소정의 목표 온도로 유지된다. 상기 피드백 제어로서는, PID 제어를 사용할 수 있다. 연마 패드(3)의 목표 온도는, 웨이퍼(W)의 표면을 구성하는 막의 종류, 또는 연마 프로세스에 따라서 결정된다. 결정된 목표 온도는, 동작 제어부(40)에 미리 입력되고, 기억 장치(40a) 내에 기억된다.
열교환기(11)에 공급되는 가열 유체로서는, 온수 등의 가열액이 사용된다. 가열 유체는, 가열 유체 공급 탱크(31)의 히터(도시하지 않음)에 의해, 예를 들어 약 80℃로 가열된다. 보다 빠르게 연마 패드(3)의 표면 온도를 상승시키는 경우에는, 실리콘 오일을 가열 유체로서 사용해도 된다. 실리콘 오일을 가열 유체로서 사용하는 경우에는, 실리콘 오일은 가열 유체 공급 탱크(31)의 히터에 의해 100℃ 이상(예를 들어, 약 120℃)로 가열된다. 열교환기(11)에 공급되는 냉각 유체로서는, 냉수 또는 실리콘 오일 등의 냉각액이 사용된다. 실리콘 오일을 냉각 유체로서 사용하는 경우에는, 냉각 유체 공급원으로서 칠러를 냉각 유체 공급관(51)에 접속하고, 실리콘 오일을 0℃ 이하로 냉각함으로써, 연마 패드(3)를 빠르게 냉각할 수 있다. 냉수로서는, 순수를 사용할 수 있다. 순수를 냉각하여 냉수를 생성하기 위해서, 냉각 유체 공급원으로서 칠러를 사용해도 된다. 이 경우에는, 열교환기(11) 내를 흐른 냉수를, 냉각 유체 배출관(52)을 통하여 칠러로 되돌려도 된다.
가열 유체 공급관(32) 및 냉각 유체 공급관(51)은, 완전히 독립된 배관이다. 따라서, 가열 유체 및 냉각 유체는, 혼합되는 일 없이, 동시에 열교환기(11)에 공급된다. 가열 유체 복귀관(33) 및 냉각 유체 배출관(52)도, 완전히 독립된 배관이다. 따라서, 가열 유체는, 냉각 유체와 혼합되는 일 없이 가열 유체 공급 탱크(31)로 되돌려지고, 냉각 유체는, 가열 유체와 혼합되는 일 없이 배출되거나, 또는 냉각 유체 공급원으로 되돌려진다.
온도 조정 장치(5)는, 열교환기(11)의 측면에 순수를 분무하고, 열교환기(11)를 세정하는 복수의 클리닝 노즐(60)을 더 구비하고 있다. 이들 클리닝 노즐(60)은, 열교환기(11)의 측면을 향하여 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는 2개의 클리닝 노즐(60)이 마련되어 있지만, 3개 이상의 클리닝 노즐(60)을 마련해도 된다. 클리닝 노즐(60)은, 웨이퍼(W)의 연마에 사용된 슬러리를 순수의 분류에 의해 열교환기(11)의 측면으로부터 제거하기 위하여 마련되어 있다.
이어서, 열교환기(11)에 대해서, 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는, 열교환기(11)를 도시하는 수평 단면도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 열교환기(11)는, 유로 구조체(70)를 구비하고 있고, 유로 구조체(70)의 내부에는, 가열 유로(61) 및 냉각 유로(62)가 형성되어 있다. 가열 유로(61) 및 냉각 유로(62)는, 서로 인접하여(서로 배열하여) 연장되고 있고, 또한 나선상으로 연장되어 있다. 또한, 가열 유로(61) 및 냉각 유로(62)는, 점 대칭인 형상을 갖고, 서로 동일한 길이를 갖고 있다. 가열 유로(61) 및 냉각 유로(62) 각각은, 곡률이 일정한 복수의 원호 유로(64)와, 이들 원호 유로(64)를 연결하는 복수의 경사 유로(65)로부터 기본적으로 구성되어 있다. 인접하는 2개의 원호 유로(64)는, 각 경사 유로(65)에 의해 연결되어 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 가열 유로(61) 및 냉각 유로(62) 각각의 최외주부를, 열교환기(11)의 최외주부에 배치할 수 있다. 즉, 열교환기(11)의 저면의 전체는, 가열 유로(61) 및 냉각 유로(62)의 하방에 위치하고, 가열 유체 및 냉각 유체는 연마 패드(3)의 연마면(3a)을 빠르게 가열 및 냉각할 수 있다. 가열 유체 및 냉각 유체와, 연마 패드(3) 사이의 열교환은, 연마 패드(3)의 연마면(3a)과 유로 구조체(70)의 저면(열교환기(11)의 저면) 사이에 슬러리(도시하지 않음)가 존재한 상태에서 행하여진다.
가열 유체 공급관(32)(도 1 참조)은, 가열 유로(61)의 입구(61a)에 접속되어 있고, 가열 유체 복귀관(33)(도 1 참조)은, 가열 유로(61)의 출구(61b)에 접속되어 있다. 냉각 유체 공급관(51)(도 1 참조)은, 냉각 유로(62)의 입구(62a)에 접속되어 있고, 냉각 유체 배출관(52)(도 1 참조)은, 냉각 유로(62)의 출구(62b)에 접속되어 있다. 가열 유체 공급관(32), 가열 유체 복귀관(33), 냉각 유체 공급관(51) 및 냉각 유체 배출관(52)은, 홀더(90)(도 1 참조)를 경유하여, 입구(61a), 출구(61b), 입구(62a) 및 출구(62b)에 각각 접속되어 있다.
가열 유로(61) 및 냉각 유로(62)의 입구(61a, 62a)는, 열교환기(11)의 주연부에 위치하고 있고, 가열 유로(61) 및 냉각 유로(62)의 출구(61b, 62b)는, 열교환기(11)의 중심부에 위치하고 있다. 따라서, 가열 유체 및 냉각 유체는, 열교환기(11)의 주연부로부터 중심부를 향하여 나선상으로 흐른다. 가열 유로(61) 및 냉각 유로(62)는, 완전히 분리되어 있고, 열교환기(11) 내에서 가열 유체 및 냉각 유체가 혼합되는 경우는 없다.
도 3은, 연마 패드(3) 상의 열교환기(11)와 연마 헤드(1)의 위치 관계를 도시하는 평면도이다. 도 3에서는, 홀더(90)의 도시는 생략되어 있다. 열교환기(11)는, 위로부터 보았을 때에 원형이고, 열교환기(11)의 직경은 연마 헤드(1)의 직경보다도 작다. 연마 패드(3)의 회전 중심(O)으로부터 열교환기(11)의 중심(P)까지의 거리는, 연마 패드(3)의 회전 중심(O)으로부터 연마 헤드(1)의 중심(Q)까지의 거리와 동일하다. 가열 유로(61) 및 냉각 유로(62)는, 서로 인접하고 있으므로, 가열 유로(61) 및 냉각 유로(62)는, 연마 패드(3)의 직경 방향뿐만 아니라, 연마 패드(3)의 둘레 방향을 따라 배열되어 있다. 따라서, 연마 테이블(2) 및 연마 패드(3)가 회전하고 있는 동안, 연마 패드(3)는, 가열 유체 및 냉각 유체의 양쪽과 열교환을 행한다. 2개의 클리닝 노즐(60)은, 열교환기(11)의 양측에 배치되어 있다.
도 4는, 열교환기(11)의 홀더(90)에 대한 고정 방법의 일 실시 형태를 도시하는 모식도이고, 도 5는, 도 4의 B-B선 단면도이다. 도 5는, 홀더(90)가 열교환기(11)를 보유 지지하고 있을 때의 상태를 도시하고 있다. 도 5에서는, 가열 유로(61) 및 냉각 유로(62)의 도시는 생략되어 있다. 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 온도 조정 장치(5)는, 열교환기(11)를, 홀더(90)에 착탈 가능하게 고정하는 복수의 연결 기구(80)를 더 구비하고 있다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 복수의 연결 기구(80)는, 열교환기(11)의 원주 방향을 따라, 또한 열교환기(11)의 전체 둘레에 걸쳐서 배열되어 있다. 일 실시 형태에서는, 복수의 연결 기구(80)는, 열교환기(11)의 원주 방향으로 등간격으로 배치되어 있어도 된다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 각 연결 기구(80)는, 열교환기(11)의 상면(유로 구조체(70)의 상면)에 고정된 제1 훅(73)과, 홀더(90)에 보유 지지된 제2 훅(83)을 구비하고 있다. 제2 훅(83)은, 제1 훅(73)에 걸림 결합 가능하고 또한 분리 가능하게 구성되어 있다. 홀더(90)는, 제1 훅(73) 및 제2 훅(83)이 배치되는 수용실(85)을 갖고 있고, 홀더(90)가 열교환기(11)를 보유 지지하고 있을 때, 제1 훅(73)의 전체 및 제2 훅(83)의 일부는, 수용실(85) 내에 배치되어 있다.
보다 구체적으로는, 제1 훅(73)은, 열교환기(11)의 상면에 고정된 제1 기부(73a)와, 제1 기부(73a)로부터 가로 방향으로 돌출된 제1 돌출부(73b)를 구비하고 있다. 제2 훅(83)은, 홀더(90)를 관통하여 연장되는 제2 기부(83a)와, 제2 기부(83a)로부터 가로 방향으로 돌출된 제2 돌출부(83b)를 구비하고 있다. 제2 기부(83a)는, 홀더(90)의 관통 구멍(90a)을 통하여 연장되어 있다. 제2 돌출부(83b)는, 제1 돌출부(73b)의 하면에 접촉 가능하게 구성되어 있다. 홀더(90)가 열교환기(11)를 보유 지지하고 있을 때(제1 훅(73)과 제2 훅(83)이 걸림 결합하고 있을 때), 제2 돌출부(83b)의 상면은, 제1 돌출부(73b)의 하면에 접촉하고 있다.
도 6은, 열교환기(11)을 홀더(90)로부터 분리한 상태를 도시하는 모식도이다. 제2 훅(83)은, 제2 기부(83a)와 평행하게 연장되는 축심(R)을 중심으로 회전 가능하게 구성되어 있다. 제2 훅(83)을 축심(R)을 중심으로 회전시킴으로써, 제2 훅(83)을 제1 훅(73)으로부터 분리할 수 있다. 모든 제2 훅(83)을 제1 훅(73)으로부터 분리하면, 열교환기(11)를 홀더(90)로부터 분리할 수 있다.
마찬가지로, 열교환기(11)의 상면을, 홀더(90)의 하면에 압박하고, 또한 제2 훅(83)을, 제2 돌출부(83b)의 상면이 제1 돌출부(73b)의 하면에 접촉할 때까지 축심(R)을 중심으로 회전시킴으로써, 제2 훅(83)과 제1 훅(73)을 걸림 결합시켜, 열교환기(11)를 홀더(90)에 고정할 수 있다. 모든 제2 훅(83)을, 모든 제1 훅(73)에 각각 걸림 결합시킴으로써, 열교환기(11)는, 홀더(90)에 확실하게 고정된다.
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 열교환기(11)의 상면에 고정된 제1 훅(73)과, 홀더(90)에 보유 지지된 제2 훅(83)을 걸림 결합시킴으로써 열교환기(11)는, 홀더(90)에 고정된다. 또한, 제2 훅(83)을 제1 훅(73)으로부터 분리함으로써, 열교환기(11)를 홀더(90)로부터 분리할 수 있다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 간단한 작업으로 열교환기(11)의 고정 및 분리를 행할 수 있기 때문에, 결과로서, 열교환기(11)의 고정 및 분리에 있어서의 작업성을 향상시킬 수 있다. 또한, 작업자에 의한 작업 변동을 억제할 수 있기 때문에, 안정된 열교환기(11)의 고정 및 분리가 가능하게 된다.
웨이퍼(W)의 연마 중은, 열교환기(11)에 고온(예를 들어, 60℃ 내지 80℃)의 유체가 흐르기 때문에, 유로 구조체(70), 홀더(90) 및 연결 기구(80)는, 열팽창한다. 상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 홀더(90)는, 금속(예를 들어, 스테인리스강)으로 형성되어 있고, 유로 구조체(70)는, 내마모성이 우수함과 함께 열전도율이 높은 재질(예를 들어, SiC 등의 세라믹)로 형성되어 있다.
제1 훅(73)은, 금속(예를 들어, 스테인리스강)으로 형성되어 있다. 제2 훅(83)은, 수지 재료로 형성되어 있다. 일 실시 형태에서는, 제1 훅(73)은, SiC 등의 세라믹으로 형성되어 있어도 되고, 제2 훅(83)은, 스테인리스강 등의 금속으로 형성되어 있어도 된다.
본 실시 형태의 구성에 의하면, 제1 훅(73)과 제2 훅(83)의 걸림 결합은, 종래의 볼트와 암나사의 걸림 결합에 비하여, 서로의 변위를 어느 정도 허용할 수 있다. 즉, 제2 훅(83)은, 제1 훅(73)과의 걸림 결합을 유지하면서, 제1 훅(73)에 대하여 상대적으로 변위 가능하다. 따라서, 제1 훅(73)과 제2 훅(83)의 조합은, 웨이퍼(W)의 연마 중에 제1 훅(73)에 발생하는 응력을 완화시킬 수 있다. 결과로서, 온도 조정 장치(5)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 열교환기(11)는, 유로 구조체(70)의 측면에 마련된 발수성의 코팅층(91)을 더 구비하고 있다. 열교환기(11)의 측면은, 발수성의 코팅층(91)으로 구성되어 있다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 연마 중, 열교환기(11)와 연마면(3a) 사이에는 슬러리(7)가 개재하고 있고, 웨이퍼(W)의 연마 중에 코팅층(91)의 표면에 슬러리(7)가 부착하는 경우가 있다. 본 실시 형태에 따르면, 웨이퍼(W)의 연마 중에 코팅층(91)의 표면에 부착된 슬러리(7)는 집합하여, 그 체적이 증가한다. 결과로서, 슬러리(7)는 건조시키기 어려워지고, 웨이퍼(W)의 연마 중에 슬러리(7)가 열교환기(11)의 측면에 고착하는 것이 방지된다.
코팅층(91)의 일례로서, 폴리테트라플루오로에틸렌으로 이루어지는 막을 들 수 있다. 폴리테트라플루오로에틸렌은, 테플론(등록 상표)으로서 알려져 있다. 코팅층(91)의 성막은, 열교환기(11)를 홀더(90)에 설치하기 전에, 고온의 환경 하에서 행하여진다(예를 들어, 100℃ 내지 400℃). 열교환기(11)의 사용에 의해, 코팅층(91)이 박리된 경우, 코팅층(91)을 다시 성막할 필요가 있다.
도 14에 도시하는 종래의 구성에서는, 소켓(173)은 다른 재료로 구성된 암나사(175)와 외측 원통체(174)를 포함하고 있다. 이 때문에, 코팅층이 박리된 경우에, 코팅층을 다시 성막하는 공정에서 열교환기(111)가 고온에 노출되면, 암나사(175)가 외측 원통체(174)보다도 크게 열팽창하고, 외측 원통체(174)가 파손하는 경우가 있다. 이에 비해, 제1 훅(73)은 단일의 재료로 구성되어 있으므로, 제1 훅(73)이 열팽창한 경우에도, 제1 훅(73)에 과잉의 응력은 발생하지 않는다. 따라서, 코팅층(91)이 박리된 경우에는, 열교환기(11)를 홀더(90)로부터 분리하고, 코팅층(91)의 재성막을 행할 수 있다. 이에 의해, 유로 구조체(70) 및 제1 훅(73)의 재이용이 가능하게 되고, 온도 조정 장치(5)의 제조 비용을 삭감시킬 수 있다. 일 실시 형태에서는, 유로 구조체(70)의 저면에 코팅층(91)을 마련해도 된다.
도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 제2 훅(83)은, 열교환기(11)의 반경 방향에 있어서, 제1 훅(73)의 외측에 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 재료에 의한 열팽창률의 차이에 의해, 웨이퍼(W)의 연마 중에 있어서의, 제2 훅(83)이 보유 지지되고 있는 홀더(90)의 체적 변화율은, 제1 훅(73)이 고정되어 있는 유로 구조체(70)의 체적 변화율보다도 크다. 따라서, 제2 훅(83)은, 웨이퍼(W)의 연마 중, 제1 훅(73)으로부터 이격되는 방향으로 변위한다.
이러한 제1 훅(73)에 대한 제2 훅(83)의 배치는, 유로 구조체(70) 및 홀더(90)의 온도가 상승했을 때에, 제2 훅(83)으로부터 제1 훅(73)에 가로 방향의 하중이 더하여지는 것을 방지할 수 있다. 결과로서, 온도 조정 장치(5)의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 7은, 제1 훅(73)의 열교환기(11)에 대한 고정 방법의 일 실시 형태를 도시하는 모식도이고, 도 8은, 도 7의 제1 훅(73)을 열교환기(11)로부터 분리한 상태를 도시하는 모식도이다. 도 7 및 도 8에서는, 제2 훅(83), 홀더(90), 가열 유로(61) 및 냉각 유로(62)의 도시는 생략되어 있다. 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 연결 기구(80)는, 제1 훅(73)의 내부에 배치된 나사(75)와, 열교환기(11)(유로 구조체(70))에 매립된 나선 구조체(77)를 더 구비하고 있다. 나사(75)는, 제1 훅(73)에 형성된 관통 구멍(73c)을 통하여 나선 구조체(77)에 비틀어 넣어져 있다.
나사(75) 및 나선 구조체(77)는, 금속(예를 들어, 스테인리스강)으로 형성되어 있다. 나선 구조체(77)는, 나선 코일이다. 나선 구조체(77)는, 헬리서트 또는 헬리컬 인서트로서 시장에서 입수 가능하다. 이와 같은 구성에 의하면, 나선 구조체(77)는, 열팽창의 변화량이 적기 때문에, 웨이퍼(W)의 연마 중 및 코팅층(91)의 재성막 시에 열교환기(11)의 온도가 상승해도, 나선 구조체(77)로부터 열교환기(11)에 과잉의 하중이 더하여지는 경우는 없다. 결과로서, 열교환기(11)에 과잉의 응력이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 9는, 연결 기구(80)의 다른 실시 형태를 도시하는 모식도이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 상세는, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 실시 형태와 동일하므로, 그 중복하는 설명을 생략한다. 본 실시 형태의 연결 기구(80)는, 제2 기부(83a)가 삽입된 코일 스프링(87)을 더 구비하고 있다. 코일 스프링(87)은, 홀더(90)의 상면에 배치되어 있다. 제2 훅(83)과 제1 훅(73)이 걸림 결합하고 있을 때, 코일 스프링(87)으로부터 제2 훅(83)의 헤드부(83c)에, 도 9가 화살표로 나타내는 상향의 힘이 가해진다. 즉, 제2 훅(83)은, 코일 스프링(87)에 의해 상측 방향으로 밀어올려지고, 제2 훅(83)의 제2 돌출부(83b)로부터 제1 훅(73)의 제1 돌출부(73b)에 상향의 힘이 가해진다. 이에 의해, 열교환기(11)는, 홀더(90)에, 보다 확실하게 고정된다. 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한 실시 형태를, 도 9를 참조하여 설명한 본 실시 형태에 적용해도 된다.
도 10은, 열교환기(11)의 고정 방법의 다른 실시 형태를 도시하는 모식도이고, 도 11은, 도 10의 C-C선 단면도이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 상세는, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 실시 형태와 동일하므로, 그 중복하는 설명을 생략한다. 도 10 및 도 11에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 각 연결 기구(80)는, 2개의 제2 훅(83)을 구비하고 있다. 2개의 제2 훅(83)은, 열교환기(11)의 원주 방향에 있어서 제1 훅(73)의 양측에 배치되어 있다.
본 실시 형태에서는, 2개의 제2 훅(83)은, 1개의 제1 훅(73)에 걸림 결합 가능하기 때문에, 보다 확실하게 열교환기(11)를 홀더(90)에 고정시킬 수 있다. 또한, 2개의 제2 훅(83)은, 열교환기(11)의 원주 방향에 있어서 제1 훅(73)의 양측에 배치되어 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 연마 중에 유로 구조체(70) 및 홀더(90)의 온도가 상승해도, 제2 훅(83)으로부터 제1 훅(73)에 가로 방향의 하중이 더하여지는 경우는 없다. 결과로서, 온도 조정 장치(5)의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다. 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한 실시 형태를, 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한 본 실시 형태에 적용해도 된다.
상술한 실시 형태는, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 사람이 본 발명을 실시할 수 있는 것을 목적으로 하여 기재된 것이다. 상기 실시 형태의 다양한 변형예는, 당업자라면 당연히 이룰 수 있는 것이고, 본 발명의 기술적 사상은 다른 실시 형태에도 적용할 수 있는 것이다. 따라서, 본 발명은 기재된 실시 형태에 한정되지 않고, 특허 청구 범위에 의해 정의되는 기술적 사상을 따른 가장 넓은 범위로 해석되는 것이다.
본 발명은, 웨이퍼 등의 기판의 연마에 사용되는 연마 패드의 연마면의 온도를 조정하기 위한 온도 조정 장치에 이용 가능하다. 또한, 본 발명은 그러한 온도 조정 장치를 구비한 연마 장치에 이용 가능하다.
1: 연마 헤드
2: 연마 테이블
3: 연마 패드
4: 슬러리 공급 노즐
5: 온도 조정 장치
6: 테이블 모터
7: 슬러리
10: 연마 장치
11: 열교환기
20: 승강 기구
22: 암
30: 유체 공급 시스템
31: 가열 유체 공급 탱크
32: 가열 유체 공급관
33: 가열 유체 복귀관
39: 패드 온도 측정기
40: 동작 제어부
41: 제1 개폐 밸브
42: 제1 유량 제어 밸브
51: 냉각 유체 공급관
52: 냉각 유체 배출관
55: 제2 개폐 밸브
56: 제2 유량 제어 밸브
60: 클리닝 노즐
61: 가열 유로
62: 냉각 유로
64: 원호 유로
65: 경사 유로
70: 유로 구조체
73: 제1 훅
73a: 제1 기부
73b: 제1 돌출부
75: 나사
77: 나선 구조체
80: 연결 기구
83: 제2 훅
83a: 제2 기부
83b: 제2 돌출부
83c: 헤드부
85: 수용실
87: 코일 스프링
90: 홀더
90a: 관통 구멍
91: 코팅층
103: 연마 패드
105: 온도 조정 장치
111: 열교환기
173: 소켓
174: 외측 원통체
175: 암나사
183: 볼트
190: 홀더
200: 슬러리

Claims (11)

  1. 연마 패드의 연마면의 온도를 조정하기 위한 온도 조정 장치이며,
    가열 유로 및 냉각 유로가 내부에 형성된 열교환기와,
    상기 열교환기의 상방에 배치된 홀더와,
    상기 열교환기를, 상기 홀더에 착탈 가능하게 고정하는 연결 기구를 구비하고,
    상기 연결 기구는,
    상기 열교환기의 상면에 고정된 제1 훅과,
    상기 홀더에 보유 지지된 제2 훅을 구비하고,
    상기 제2 훅은, 상기 제1 훅에 걸림 결합 가능하고 또한 분리 가능하게 구성되어 있고,
    상기 제2 훅은, 그 축심을 중심으로 회전 가능하게 구성되어 있는, 온도 조정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 훅은,
    상기 열교환기의 상면에 고정된 제1 기부와,
    상기 제1 기부로부터 가로 방향으로 돌출된 제1 돌출부를 구비하고,
    상기 제2 훅은,
    상기 홀더를 관통하여 연장되는 제2 기부와,
    상기 제2 기부로부터 가로 방향으로 돌출된 제2 돌출부를 구비하고,
    상기 제2 돌출부는, 상기 제1 돌출부의 하면에 접촉 가능하게 구성되어 있는, 온도 조정 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연결 기구는,
    상기 제1 훅의 내부에 배치된 나사와,
    상기 열교환기에 매립된 나선 구조체를 더 구비하고,
    상기 나사는, 상기 제1 훅에 형성된 관통 구멍을 통하여 상기 나선 구조체에 나사 결합하는, 온도 조정 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 연결 기구는, 상기 제2 기부가 삽입된 코일 스프링을 더 구비하고,
    상기 코일 스프링은, 상기 홀더의 상면에 배치되어 있는, 온도 조정 장치.
  6. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀더는, 상기 제1 훅 및 상기 제2 훅이 배치되는 수용실을 갖고 있는, 온도 조정 장치.
  7. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 훅은, 상기 열교환기의 반경 방향에 있어서, 상기 제1 훅의 외측에 배치되어 있는, 온도 조정 장치.
  8. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 훅은, 2개의 제2 훅이고,
    상기 2개의 제2 훅은, 상기 열교환기의 원주 방향에 있어서 상기 제1 훅의 양측에 배치되어 있는, 온도 조정 장치.
  9. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 기구는, 복수의 연결 기구이고,
    상기 복수의 연결 기구는, 상기 열교환기의 원주 방향으로 배열되어 있는, 온도 조정 장치.
  10. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열교환기의 외측면은, 발수성의 코팅층으로 구성되어 있는, 온도 조정 장치.
  11. 연마 패드를 지지하는 연마 테이블과,
    기판을 상기 연마 패드의 연마면에 압박하는 연마 헤드와,
    상기 연마 패드와 열교환을 행함으로써 상기 연마면의 온도를 조정하는 온도 조정 장치를 구비하고,
    상기 온도 조정 장치는, 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 기재된 온도 조정 장치인, 연마 장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011200724A (ja) 2005-02-18 2011-10-13 Irobot Corp 表面処理ロボット
JP2015044245A (ja) * 2013-08-27 2015-03-12 株式会社荏原製作所 研磨方法および研磨装置
JP2017148933A (ja) 2016-02-22 2017-08-31 株式会社荏原製作所 研磨パッドの表面温度を調整するための装置および方法
JP2018030181A (ja) 2016-08-23 2018-03-01 株式会社荏原製作所 研磨方法、研磨装置、およびコンピュータプログラムを記録した記録媒体

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE50308783D1 (de) 2003-01-17 2008-01-24 Behr France Hambach Sarl Wärmeübertrager mit einem Halter
JP2005262379A (ja) 2004-03-18 2005-09-29 Niigata Machine Techno Co Ltd 工作機械
JP4787063B2 (ja) 2005-12-09 2011-10-05 株式会社荏原製作所 研磨装置及び研磨方法
JP2008263120A (ja) 2007-04-13 2008-10-30 Iwate Toshiba Electronics Co Ltd ウエハ研磨装置
JP4902433B2 (ja) * 2007-06-13 2012-03-21 株式会社荏原製作所 研磨装置の研磨面加熱、冷却装置
CN103429383B (zh) * 2011-03-15 2016-05-11 旭硝子株式会社 板状体的研磨方法
CN104105573A (zh) * 2012-02-10 2014-10-15 旭硝子株式会社 研磨垫及研磨装置
JP6580939B2 (ja) 2015-10-20 2019-09-25 株式会社荏原製作所 研磨装置
US10414018B2 (en) * 2016-02-22 2019-09-17 Ebara Corporation Apparatus and method for regulating surface temperature of polishing pad
JP6893023B2 (ja) * 2017-06-08 2021-06-23 スピードファム株式会社 研磨装置
CN109404395B (zh) 2017-08-15 2021-02-02 全亿大科技（佛山）有限公司 固定结构及散热装置
JP6896598B2 (ja) 2017-12-21 2021-06-30 株式会社荏原製作所 研磨パッドの温度を調整するためのパッド温調機構および研磨装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011200724A (ja) 2005-02-18 2011-10-13 Irobot Corp 表面処理ロボット
JP2015044245A (ja) * 2013-08-27 2015-03-12 株式会社荏原製作所 研磨方法および研磨装置
JP2017148933A (ja) 2016-02-22 2017-08-31 株式会社荏原製作所 研磨パッドの表面温度を調整するための装置および方法
JP2018030181A (ja) 2016-08-23 2018-03-01 株式会社荏原製作所 研磨方法、研磨装置、およびコンピュータプログラムを記録した記録媒体

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