JPH1142551A - 研磨装置及び研磨方法 - Google Patents
研磨装置及び研磨方法Info
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- JPH1142551A JPH1142551A JP21914897A JP21914897A JPH1142551A JP H1142551 A JPH1142551 A JP H1142551A JP 21914897 A JP21914897 A JP 21914897A JP 21914897 A JP21914897 A JP 21914897A JP H1142551 A JPH1142551 A JP H1142551A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被研磨材間あるいは１つの被研磨材における
厚さの不均一性を改善し、かつ研磨の終点制御を容易に
することができる研磨装置及び方法を提供する。 【解決手段】 被研磨材Ｗの研磨面を研磨工具に押圧し
て、これらの接触面間に研磨液Ｑを供給しながら両者を
相対的に摺動させて研磨を行なう研磨装置において、研
磨装置を収容する部屋の温度を所定温度に制御する温度
制御装置を設けた。
厚さの不均一性を改善し、かつ研磨の終点制御を容易に
することができる研磨装置及び方法を提供する。 【解決手段】 被研磨材Ｗの研磨面を研磨工具に押圧し
て、これらの接触面間に研磨液Ｑを供給しながら両者を
相対的に摺動させて研磨を行なう研磨装置において、研
磨装置を収容する部屋の温度を所定温度に制御する温度
制御装置を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、研磨装置に係り、
特に、半導体ウエハ等の被研磨材を平坦かつ鏡面状に研
磨する研磨装置に関するものである。
特に、半導体ウエハ等の被研磨材を平坦かつ鏡面状に研
磨する研磨装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの高集積化が進む
につれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭く
なりつつある。これに伴い、光リソグラフィなどで回路
形成を行なう場合に焦点深度が浅くなるので、ステッパ
の結像面のより高い平坦度を必要とする。
につれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭く
なりつつある。これに伴い、光リソグラフィなどで回路
形成を行なう場合に焦点深度が浅くなるので、ステッパ
の結像面のより高い平坦度を必要とする。
【０００３】半導体ウエハの表面を平坦化する手段とし
て、研磨工具（例えば、研磨クロスを有する研磨テーブ
ル）と、該研磨テーブルに対して被研磨材を把持してそ
の研磨面を押圧する把持部材とを有し、これらの接触面
間に研磨液を供給しながら工具と研磨面を相対的に摺動
させることにより研磨を行なう研磨装置が知られてい
る。このような装置は、研磨液として砥液を用いて機械
的な研磨を行なうだけでなく、場合によりアルカリ性や
酸性の研磨液を用いて化学的作用を伴う研磨を行なう。
て、研磨工具（例えば、研磨クロスを有する研磨テーブ
ル）と、該研磨テーブルに対して被研磨材を把持してそ
の研磨面を押圧する把持部材とを有し、これらの接触面
間に研磨液を供給しながら工具と研磨面を相対的に摺動
させることにより研磨を行なう研磨装置が知られてい
る。このような装置は、研磨液として砥液を用いて機械
的な研磨を行なうだけでなく、場合によりアルカリ性や
酸性の研磨液を用いて化学的作用を伴う研磨を行なう。
【０００４】このような研磨装置において、被研磨材の
表層の除去速度（研磨速度）を支配する要因としては、
ウエハの研磨工具（研磨クロス）への押し付け圧力、摺
動速度等の他、研磨面の温度（研磨温度）も影響するこ
とが指摘されている。このような研磨速度を一定に制御
することは、平坦度を向上させるだけでなく、研磨の終
了時点を確認する終点検出のためにも重要なことであ
る。
表層の除去速度（研磨速度）を支配する要因としては、
ウエハの研磨工具（研磨クロス）への押し付け圧力、摺
動速度等の他、研磨面の温度（研磨温度）も影響するこ
とが指摘されている。このような研磨速度を一定に制御
することは、平坦度を向上させるだけでなく、研磨の終
了時点を確認する終点検出のためにも重要なことであ
る。
【０００５】従って、一枚のウエハの中での平坦度を向
上させること、ウエハとウエハの間での平坦度のバラツ
キを小さくすること、研磨の終点検出を的確に行うため
には、研磨面の温度を意図した温度に制御することが必
要である。ウエハとウエハの間での平坦度のバラツキを
小さくすることは、複数のウエハを順次研磨する場合に
再現性を良くすることができるので、特に意味のあるこ
とである。
上させること、ウエハとウエハの間での平坦度のバラツ
キを小さくすること、研磨の終点検出を的確に行うため
には、研磨面の温度を意図した温度に制御することが必
要である。ウエハとウエハの間での平坦度のバラツキを
小さくすることは、複数のウエハを順次研磨する場合に
再現性を良くすることができるので、特に意味のあるこ
とである。
【０００６】さらに、この研磨温度は、例えば、酸化膜
と窒化膜、あるいは、タングステン膜、チタン膜、チタ
ンナイトライドと酸化膜等のメタル膜とバリヤメタル膜
のように素材の異なる成膜を同時に研磨する場合にその
選択比を規定する要因ともなる。
と窒化膜、あるいは、タングステン膜、チタン膜、チタ
ンナイトライドと酸化膜等のメタル膜とバリヤメタル膜
のように素材の異なる成膜を同時に研磨する場合にその
選択比を規定する要因ともなる。
【０００７】研磨温度は、研磨に伴い発生する摩擦熱
と、研磨面に供給されるスラリーによってもたらされあ
るいは除去される熱と、ウエハ保持部及び研磨工具を介
して除去される熱等のバランスで決まることが予想され
る。従って、供給スラリー温度を一定に制御したり、研
磨テーブルを一定温度に維持するための冷却流路を設け
たりすることが行われている。
と、研磨面に供給されるスラリーによってもたらされあ
るいは除去される熱と、ウエハ保持部及び研磨工具を介
して除去される熱等のバランスで決まることが予想され
る。従って、供給スラリー温度を一定に制御したり、研
磨テーブルを一定温度に維持するための冷却流路を設け
たりすることが行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように供給スラリー温度や研磨テーブルの温度を制御し
ても、これらの手段のみで研磨面そのものの温度を、目
標とする温度に維持することは困難であった。これによ
り、複数の被研磨材間の厚さのバラツキ、あるいは１つ
の被研磨材における面内不均一性が発生した。このよう
なバラツキは、予定厚さにおいて研磨を終了する終点制
御を難しくする。
ように供給スラリー温度や研磨テーブルの温度を制御し
ても、これらの手段のみで研磨面そのものの温度を、目
標とする温度に維持することは困難であった。これによ
り、複数の被研磨材間の厚さのバラツキ、あるいは１つ
の被研磨材における面内不均一性が発生した。このよう
なバラツキは、予定厚さにおいて研磨を終了する終点制
御を難しくする。
【０００９】この発明は、前記の課題に鑑みてなされた
もので、被研磨材間あるいは１つの被研磨材における厚
さの不均一性を改善し、かつ研磨の終点制御を容易にす
ることができる研磨装置及び方法を提供することを目的
とする。
もので、被研磨材間あるいは１つの被研磨材における厚
さの不均一性を改善し、かつ研磨の終点制御を容易にす
ることができる研磨装置及び方法を提供することを目的
とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、被研磨材の研磨面を研磨工具面に押圧し、これらの
接触面間に研磨液を供給しながら両者を相対的に摺動さ
せて研磨を行なう研磨装置において、前記研磨装置を収
容する空間の温度を少なくとも１つの可変因子として前
記接触面における研磨温度を制御する研磨温度制御装置
を設けたことを特徴とする研磨装置である。
は、被研磨材の研磨面を研磨工具面に押圧し、これらの
接触面間に研磨液を供給しながら両者を相対的に摺動さ
せて研磨を行なう研磨装置において、前記研磨装置を収
容する空間の温度を少なくとも１つの可変因子として前
記接触面における研磨温度を制御する研磨温度制御装置
を設けたことを特徴とする研磨装置である。
【００１１】これにより、空間の温度を、例えば、研磨
目標温度に合わせて制御して正確な研磨温度制御を行な
うことができ、研磨厚さのバラツキのない、良好な品質
の研磨を行なうことができる。なお、ここでいう「研磨
装置を収容する空間」とは、研磨装置を、半導体製造工
程が行われるクリーンルームや清浄な被研磨材が収容さ
れる空間から壁体等で仕切る程度の小さい空間、あるい
はそのように区画していない研磨装置を収容する任意の
空間を言う。通常、空間に給気手段と排気手段とを設
け、給気手段に温度制御手段を設けて空間の温度を制御
する。
目標温度に合わせて制御して正確な研磨温度制御を行な
うことができ、研磨厚さのバラツキのない、良好な品質
の研磨を行なうことができる。なお、ここでいう「研磨
装置を収容する空間」とは、研磨装置を、半導体製造工
程が行われるクリーンルームや清浄な被研磨材が収容さ
れる空間から壁体等で仕切る程度の小さい空間、あるい
はそのように区画していない研磨装置を収容する任意の
空間を言う。通常、空間に給気手段と排気手段とを設
け、給気手段に温度制御手段を設けて空間の温度を制御
する。
【００１２】請求項２に記載の発明は、前記研磨装置を
収容する空間の温度を所定温度に制御する空間温度制御
装置を有することを特徴とする請求項１に記載の研磨装
置である。この所定温度は、予め研磨目標温度に近い値
として設定し、例えば、気温の変化の影響を研磨温度に
及ぼさないようにする。
収容する空間の温度を所定温度に制御する空間温度制御
装置を有することを特徴とする請求項１に記載の研磨装
置である。この所定温度は、予め研磨目標温度に近い値
として設定し、例えば、気温の変化の影響を研磨温度に
及ぼさないようにする。
【００１３】請求項３に記載の発明は、前記研磨液の温
度を所定温度に制御する研磨液温度制御装置と、前記研
磨工具内に設けた流路内の流体温度を制御するための研
磨工具温度制御装置を設けたことを特徴とする請求項１
に記載の研磨装置である。これらは、研磨温度に大きな
影響を与える重要なパラメータかつ制御因子であり、こ
れらと空間温度を制御することにより、正確な研磨温度
制御が行われる。
度を所定温度に制御する研磨液温度制御装置と、前記研
磨工具内に設けた流路内の流体温度を制御するための研
磨工具温度制御装置を設けたことを特徴とする請求項１
に記載の研磨装置である。これらは、研磨温度に大きな
影響を与える重要なパラメータかつ制御因子であり、こ
れらと空間温度を制御することにより、正確な研磨温度
制御が行われる。
【００１４】請求項４に記載の発明は、前記研磨面の温
度を検出する検出手段を設けたことを特徴とする請求項
１ないし３のいずれかに記載の研磨装置である。制御対
象の温度を直接又は間接に検出することにより、より正
確な制御が行われる。
度を検出する検出手段を設けたことを特徴とする請求項
１ないし３のいずれかに記載の研磨装置である。制御対
象の温度を直接又は間接に検出することにより、より正
確な制御が行われる。
【００１５】請求項５に記載の発明は、前記空間温度制
御装置は、前記空間内に上方からに下方に向けて下降す
る流れとして供給する空気の温度を制御するものである
ことを特徴とする請求項１に記載の研磨装置である。こ
れにより、塵埃の巻き上がりがなく、かつ、空気の流れ
が一方向になり、温度の制御と清浄度の維持が容易にな
る。
御装置は、前記空間内に上方からに下方に向けて下降す
る流れとして供給する空気の温度を制御するものである
ことを特徴とする請求項１に記載の研磨装置である。こ
れにより、塵埃の巻き上がりがなく、かつ、空気の流れ
が一方向になり、温度の制御と清浄度の維持が容易にな
る。
【００１６】請求項６に記載の発明は、被研磨材の研磨
面を研磨工具面に押圧し、これらの接触面間に研磨液を
供給しながら両者を相対的に摺動させて研磨を行なう研
磨装置において、前記研磨装置を収容する空間の温度を
直接又は間接に測定する空間温度センサと、この測定温
度を前記接触面における研磨温度の制御用のデータとし
て用いる研磨温度制御装置を設けたことを特徴とする研
磨装置である。
面を研磨工具面に押圧し、これらの接触面間に研磨液を
供給しながら両者を相対的に摺動させて研磨を行なう研
磨装置において、前記研磨装置を収容する空間の温度を
直接又は間接に測定する空間温度センサと、この測定温
度を前記接触面における研磨温度の制御用のデータとし
て用いる研磨温度制御装置を設けたことを特徴とする研
磨装置である。
【００１７】研磨装置は、通常、被研磨材の保持手段
と、被研磨材の研磨面に押圧される研磨工具面を有する
研磨工具と、これらの接触面間に研磨液を供給する研磨
液供給手段とを有する。研磨装置を収容する空間は、通
常、壁体で仕切り、被研磨材を出し入れする開口部（ド
ア）を設ける。
と、被研磨材の研磨面に押圧される研磨工具面を有する
研磨工具と、これらの接触面間に研磨液を供給する研磨
液供給手段とを有する。研磨装置を収容する空間は、通
常、壁体で仕切り、被研磨材を出し入れする開口部（ド
ア）を設ける。
【００１８】研磨温度制御装置は、前記空間温度センサ
の測定温度に基づいて、例えば、研磨工具の温度や研磨
液の温度を制御することにより、接触面における研磨温
度を制御する。ここで、さらに空間の温度自体を制御し
てもよく、また、接触面における温度計測手段を設け
て、この測定温度を基に研磨温度を制御してもよい。接
触面の温度計測手段としては、研磨工具面の表面温度を
測るものでも、被研磨材の表面温度を直接測るものでも
よい。
の測定温度に基づいて、例えば、研磨工具の温度や研磨
液の温度を制御することにより、接触面における研磨温
度を制御する。ここで、さらに空間の温度自体を制御し
てもよく、また、接触面における温度計測手段を設け
て、この測定温度を基に研磨温度を制御してもよい。接
触面の温度計測手段としては、研磨工具面の表面温度を
測るものでも、被研磨材の表面温度を直接測るものでも
よい。
【００１９】請求項７に記載の発明は、被研磨材の研磨
面を研磨工具に押圧して、これらの接触面間に研磨液を
供給しながら両者を相対的に摺動させて研磨を行う研磨
方法において、研磨液の温度及び研磨工具の流路内の流
体温度及び研磨装置を収容する研磨室の温度を制御し、
研磨面の温度を研磨目標温度とすることを特徴とする研
磨方法である。
面を研磨工具に押圧して、これらの接触面間に研磨液を
供給しながら両者を相対的に摺動させて研磨を行う研磨
方法において、研磨液の温度及び研磨工具の流路内の流
体温度及び研磨装置を収容する研磨室の温度を制御し、
研磨面の温度を研磨目標温度とすることを特徴とする研
磨方法である。
【００２０】請求項８に記載の発明は、前記研磨液温度
及び前記流体温度及び前記研磨室の温度がほぼ同一温度
であることを特徴とする請求項７に記載の研磨方法であ
る。これらは研磨温度に影響する大きな因子であり、こ
れらを全て一致させることで研磨温度の制御が正確かつ
簡単に行える。
及び前記流体温度及び前記研磨室の温度がほぼ同一温度
であることを特徴とする請求項７に記載の研磨方法であ
る。これらは研磨温度に影響する大きな因子であり、こ
れらを全て一致させることで研磨温度の制御が正確かつ
簡単に行える。
【００２１】請求項９に記載の発明は、前記研磨液温度
及び前記流体温度及び前記研磨室の温度を研磨面の検出
温度に基づいて制御することを特徴とする請求項７に記
載の研磨方法である。
及び前記流体温度及び前記研磨室の温度を研磨面の検出
温度に基づいて制御することを特徴とする請求項７に記
載の研磨方法である。
【００２２】請求項１０に記載の発明は、被研磨材の研
磨面を研磨工具に押圧して、これらの接触面間に研磨液
を供給しながら両者を相対的に摺動させて研磨を行なう
研磨方法において、前記研磨液の温度を、研磨装置を収
容する空間の温度と、研磨目標温度とに基づいて制御す
ることを特徴とする研磨方法である。
磨面を研磨工具に押圧して、これらの接触面間に研磨液
を供給しながら両者を相対的に摺動させて研磨を行なう
研磨方法において、前記研磨液の温度を、研磨装置を収
容する空間の温度と、研磨目標温度とに基づいて制御す
ることを特徴とする研磨方法である。
【００２３】請求項１１に記載の発明は、研磨工具を所
定温度に保温する保温流路に対して供給する保温媒体の
温度を制御することを特徴とする請求項１０に記載の研
磨方法である。
定温度に保温する保温流路に対して供給する保温媒体の
温度を制御することを特徴とする請求項１０に記載の研
磨方法である。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る研磨装置の実
施の形態を図１に基づいて説明する。この研磨装置は、
上面にクロス（研磨布）１０を取り付けた研磨テーブル
１２と、下面に半導体ウエハＷを保持しつつクロス１０
に押しつけるトップリング１４と、研磨布１０に研磨砥
液Ｑを供給する砥液ノズル１６とを具備している。
施の形態を図１に基づいて説明する。この研磨装置は、
上面にクロス（研磨布）１０を取り付けた研磨テーブル
１２と、下面に半導体ウエハＷを保持しつつクロス１０
に押しつけるトップリング１４と、研磨布１０に研磨砥
液Ｑを供給する砥液ノズル１６とを具備している。
【００２５】図示されていないが、研磨テーブル１２と
トップリング１４にはそれぞれを独立に回転させる駆動
装置が設けられ、また、トップリング１４を研磨テーブ
ル１２に対して押し付ける押圧手段（例えば、エアシリ
ンダ）が設けられている。また、研磨液ノズル１６に配
管１８を介して研磨液Ｑを供給する研磨液供給系が設け
られ、これの所定位置には、供給研磨液の温度を検出す
る温度センサ２０と、研磨液を加熱又は冷却する研磨液
温度調整手段２２が設けられている。
トップリング１４にはそれぞれを独立に回転させる駆動
装置が設けられ、また、トップリング１４を研磨テーブ
ル１２に対して押し付ける押圧手段（例えば、エアシリ
ンダ）が設けられている。また、研磨液ノズル１６に配
管１８を介して研磨液Ｑを供給する研磨液供給系が設け
られ、これの所定位置には、供給研磨液の温度を検出す
る温度センサ２０と、研磨液を加熱又は冷却する研磨液
温度調整手段２２が設けられている。
【００２６】さらに研磨テーブル１２には、内部に冷却
媒体（保温媒体）Ｃを流通させる保温媒体空間２４が形
成され、これは研磨テーブル１２を支持する回転軸２６
を介して外部の保温媒体供給配管２８に接続されてい
る。この保温媒体供給系にも供給保温媒体Ｃの温度を検
出する温度センサ３０と、研磨液Ｑを加熱又は冷却する
保温媒体温度調整手段３２が設けられている。これらの
温度センサ２０，３０の出力は制御装置３４に入力さ
れ、また、温度調整手段２２，３２には制御装置３４か
らの制御信号が出力されるようになっている。
媒体（保温媒体）Ｃを流通させる保温媒体空間２４が形
成され、これは研磨テーブル１２を支持する回転軸２６
を介して外部の保温媒体供給配管２８に接続されてい
る。この保温媒体供給系にも供給保温媒体Ｃの温度を検
出する温度センサ３０と、研磨液Ｑを加熱又は冷却する
保温媒体温度調整手段３２が設けられている。これらの
温度センサ２０，３０の出力は制御装置３４に入力さ
れ、また、温度調整手段２２，３２には制御装置３４か
らの制御信号が出力されるようになっている。
【００２７】この研磨装置は、仕切壁３６により周囲空
間から区画して構成された研磨室（研磨空間）３８に収
容され、この空間には、外部から空気を取り入れて、フ
ィルタにより塵埃を除去し、さらに温度、湿度を調整し
て研磨室３８の上部から複数の噴き出し口４０より均一
に分散して供給する空調装置４２が設けられている。ま
た、下部の排気口４４からミストや研磨粒子を含む空気
を排気する排気ポンプ４６が設けられている。
間から区画して構成された研磨室（研磨空間）３８に収
容され、この空間には、外部から空気を取り入れて、フ
ィルタにより塵埃を除去し、さらに温度、湿度を調整し
て研磨室３８の上部から複数の噴き出し口４０より均一
に分散して供給する空調装置４２が設けられている。ま
た、下部の排気口４４からミストや研磨粒子を含む空気
を排気する排気ポンプ４６が設けられている。
【００２８】このような構成により、研磨室３８内に均
一な清浄空気の下降流が形成され、砥液や研磨により発
生した粒子がこの下降流に沿って流れるので、これらを
巻き上げて被研磨材を汚染することが防止される。な
お、ここでは、下部からの排気を外部系に排出している
が、排気の一部あるいは全部を循環して使用したり、場
合により給気と排気の熱交換を行って熱の効率利用を図
ってもよい。
一な清浄空気の下降流が形成され、砥液や研磨により発
生した粒子がこの下降流に沿って流れるので、これらを
巻き上げて被研磨材を汚染することが防止される。な
お、ここでは、下部からの排気を外部系に排出している
が、排気の一部あるいは全部を循環して使用したり、場
合により給気と排気の熱交換を行って熱の効率利用を図
ってもよい。
【００２９】この例では、この研磨室３８の圧力を、研
磨装置に隣接するユニット、例えば、研磨済みの被研磨
材Ｗを洗浄する洗浄ユニットや、未研磨又は研磨済みの
被研磨材を収容する収容ユニットが配置された研磨室３
８の圧力よりも小さく設定している。これは、これらの
部屋のうちでこの研磨装置を含む研磨室３８が最も清浄
度が低い空間であるからで、前記の構成により、研磨装
置に隣接するこれらの空間等に研磨装置から粒子等を含
む空気が流出しないようになっている。
磨装置に隣接するユニット、例えば、研磨済みの被研磨
材Ｗを洗浄する洗浄ユニットや、未研磨又は研磨済みの
被研磨材を収容する収容ユニットが配置された研磨室３
８の圧力よりも小さく設定している。これは、これらの
部屋のうちでこの研磨装置を含む研磨室３８が最も清浄
度が低い空間であるからで、前記の構成により、研磨装
置に隣接するこれらの空間等に研磨装置から粒子等を含
む空気が流出しないようになっている。
【００３０】研磨室３８には、所定の箇所に室温を検知
する温度センサ４８が取り付けられ、その出力も制御装
置３４に入力されている。制御装置３４はこの検出温度
と、予め入力した設定研磨温度Ｔoの値に基づいて空調
装置４２に制御信号を送り、空調装置４２の給気の温度
制御を行なう。温度センサ４８は、研磨室３８内の雰囲
気温度の代表値を測定するものが好ましく、必要に応じ
て複数を配置して平均値を採用するのがよい。
する温度センサ４８が取り付けられ、その出力も制御装
置３４に入力されている。制御装置３４はこの検出温度
と、予め入力した設定研磨温度Ｔoの値に基づいて空調
装置４２に制御信号を送り、空調装置４２の給気の温度
制御を行なう。温度センサ４８は、研磨室３８内の雰囲
気温度の代表値を測定するものが好ましく、必要に応じ
て複数を配置して平均値を採用するのがよい。
【００３１】なお、この例では、１つの制御装置３４が
温度調整装置２２，３２及び空調装置４２を制御するよ
うにしているが、それぞれの温度調整装置、空調装置に
制御装置及びセンサを設け、それらを統括して制御する
機能を別のあるいはこれらの一部の制御装置に持たせる
ようにしてもよい。
温度調整装置２２，３２及び空調装置４２を制御するよ
うにしているが、それぞれの温度調整装置、空調装置に
制御装置及びセンサを設け、それらを統括して制御する
機能を別のあるいはこれらの一部の制御装置に持たせる
ようにしてもよい。
【００３２】以下に、この研磨装置における研磨温度の
制御方法を具体的に説明する。この発明では、研磨液
Ｑ、研磨工具温度調整用の保温媒体Ｃのそれぞれの温度
の他、さらに研磨空間３８の温度を考慮して研磨温度を
調整する。ここで「研磨温度」とは、研磨されているウ
エハの表面（被研磨面）と、研磨する側のテーブルの表
面又はテーブル上に設けられた研磨クロスの表面が接触
している接触面の温度のことである。制御方法として
は、測定するパラメータ及び制御する対象を選択し、こ
れらを組み合わせることで種々の方式が考えられる。こ
こでは、代表的な例をいくつか示す。
制御方法を具体的に説明する。この発明では、研磨液
Ｑ、研磨工具温度調整用の保温媒体Ｃのそれぞれの温度
の他、さらに研磨空間３８の温度を考慮して研磨温度を
調整する。ここで「研磨温度」とは、研磨されているウ
エハの表面（被研磨面）と、研磨する側のテーブルの表
面又はテーブル上に設けられた研磨クロスの表面が接触
している接触面の温度のことである。制御方法として
は、測定するパラメータ及び制御する対象を選択し、こ
れらを組み合わせることで種々の方式が考えられる。こ
こでは、代表的な例をいくつか示す。
【００３３】図２は、この発明の研磨温度の制御の第１
の方式を示すもので、ここでは、研磨室３８、研磨液
Ｑ、工具加保温媒体Ｃの温度が目標温度にほぼ到達した
ことを確認してから、研磨を開始するように制御するも
のである。まず、ステップ１において、コンピュータ
（制御装置）３４に研磨目標温度Ｔoを入力する。この
研磨目標温度Ｔoは、研磨対象や、研磨工具、研磨液、
研磨速度等の条件に合わせて予め試験等を行い、最適な
値Ｔoを求めておく。
の方式を示すもので、ここでは、研磨室３８、研磨液
Ｑ、工具加保温媒体Ｃの温度が目標温度にほぼ到達した
ことを確認してから、研磨を開始するように制御するも
のである。まず、ステップ１において、コンピュータ
（制御装置）３４に研磨目標温度Ｔoを入力する。この
研磨目標温度Ｔoは、研磨対象や、研磨工具、研磨液、
研磨速度等の条件に合わせて予め試験等を行い、最適な
値Ｔoを求めておく。
【００３４】予め、研磨液Ｑや保温媒体Ｃの温度がそれ
ぞれ目標値に近くなるように予熱しておいてもよい。次
に、ステップ２においてそれぞれの温度センサ４８，３
０，２０が、室温Ｔr、研磨液温度Ｔq、テーブル保温媒
体温度Ｔcを測定する。ステップ３においてコンピュー
タ３４がそれぞれの測定温度が目標値に対して許容範囲
内であるか否かを判断する。
ぞれ目標値に近くなるように予熱しておいてもよい。次
に、ステップ２においてそれぞれの温度センサ４８，３
０，２０が、室温Ｔr、研磨液温度Ｔq、テーブル保温媒
体温度Ｔcを測定する。ステップ３においてコンピュー
タ３４がそれぞれの測定温度が目標値に対して許容範囲
内であるか否かを判断する。
【００３５】少なくとも１つの測定温度が目標値に対し
て許容範囲外である場合には、ステップ４においてその
該当する温度調整装置２２，３２又は空調装置４２を動
作させて温度を調整し、ステップ２に戻って再度測定を
行なう。これらの温度が全て許容範囲内である場合、あ
るいはなった場合には、ステップ５において研磨を開始
する。研磨開始後、さらにステップ２に戻って再度測定
を行ない、ステップ２，３，４→２、又はステップ２，
３，５→２のループでそれぞれの温度が全て許容範囲内
となるように制御を行なう。
て許容範囲外である場合には、ステップ４においてその
該当する温度調整装置２２，３２又は空調装置４２を動
作させて温度を調整し、ステップ２に戻って再度測定を
行なう。これらの温度が全て許容範囲内である場合、あ
るいはなった場合には、ステップ５において研磨を開始
する。研磨開始後、さらにステップ２に戻って再度測定
を行ない、ステップ２，３，４→２、又はステップ２，
３，５→２のループでそれぞれの温度が全て許容範囲内
となるように制御を行なう。
【００３６】この方式では、研磨目標温度Ｔoを例えば
１６℃、許容範囲ｔを２℃と設定すれば、供給する研磨
液Ｑの温度、研磨テーブル１２の冷却保温媒体Ｃの温
度、及び研磨室３８内の温度自体が全て１６±２℃に維
持される。これにより、研磨液Ｑや研磨テーブル１２と
空間の温度は基本的に同じ温度となるので、これらから
空間に熱が移動することがないから、温度が正確に制御
され、従って、それぞれの研磨対象に適合した均一な研
磨速度と適正な面内均一性が得られる。
１６℃、許容範囲ｔを２℃と設定すれば、供給する研磨
液Ｑの温度、研磨テーブル１２の冷却保温媒体Ｃの温
度、及び研磨室３８内の温度自体が全て１６±２℃に維
持される。これにより、研磨液Ｑや研磨テーブル１２と
空間の温度は基本的に同じ温度となるので、これらから
空間に熱が移動することがないから、温度が正確に制御
され、従って、それぞれの研磨対象に適合した均一な研
磨速度と適正な面内均一性が得られる。
【００３７】以下に、この発明の効果を示すために行っ
た研磨温度測定の結果を示す。ここでは、研磨液Ｑの温
度、研磨テーブル保温媒体Ｃの温度及び研磨室３８温度
を全て制御した場合（本発明）と、前二者のみを制御し
た場合（従来）における研磨温度つまり研磨クロス１０
の表面温度を示す。
た研磨温度測定の結果を示す。ここでは、研磨液Ｑの温
度、研磨テーブル保温媒体Ｃの温度及び研磨室３８温度
を全て制御した場合（本発明）と、前二者のみを制御し
た場合（従来）における研磨温度つまり研磨クロス１０
の表面温度を示す。
【００３８】 本発明 本発明 従来 研磨液温度 １５ ４０ １５ テーブル保温媒体温度 １５ ４０ １５ 研磨室温度 １６ ３９ ２３ 研磨温度 １７ ３９ ２３ 研磨目標温度 １６ ４０ １６
【００３９】このように、研磨液Ｑや研磨テーブル１２
の温度のみでなく、研磨室３８の温度を制御することに
よって研磨温度を正確に制御することが分かった。研磨
室３８自体の温度の制御は、これに供給する空気の温度
を制御すればよく、これは図１に示すような通常の空調
装置４２で行なうことが可能である。
の温度のみでなく、研磨室３８の温度を制御することに
よって研磨温度を正確に制御することが分かった。研磨
室３８自体の温度の制御は、これに供給する空気の温度
を制御すればよく、これは図１に示すような通常の空調
装置４２で行なうことが可能である。
【００４０】この第１の方法は、研磨液Ｑ、研磨テーブ
ル保温媒体Ｃ及び研磨室３８の温度を個々に設定して制
御すればよいので、制御の方式としては簡単であり、実
用性が高い。なお、上記の例では、いずれかの温度が過
度に低下したときに、研磨の中止や警報の発生等の措置
を用意していないが、そのような工程を組み込んでも良
い。
ル保温媒体Ｃ及び研磨室３８の温度を個々に設定して制
御すればよいので、制御の方式としては簡単であり、実
用性が高い。なお、上記の例では、いずれかの温度が過
度に低下したときに、研磨の中止や警報の発生等の措置
を用意していないが、そのような工程を組み込んでも良
い。
【００４１】次に、この発明の研磨温度の制御の第２の
方式を説明する。これは、研磨空間の温度自体を制御す
るのではなく、これを測定パラメータとしてこれをもと
に他のパラメータである研磨液Ｑの温度や研磨テーブル
１２温度を制御するものである。すなわち、研磨室３８
の温度が研磨目標温度Ｔoより高い場合には、研磨温度
は研磨液Ｑや研磨テーブル保温媒体温度よりも高くな
る。従って、この場合は研磨空間温度の影響で昇温する
部分を見込んで研磨液Ｑや研磨テーブル保温媒体Ｃの温
度を低く設定する。
方式を説明する。これは、研磨空間の温度自体を制御す
るのではなく、これを測定パラメータとしてこれをもと
に他のパラメータである研磨液Ｑの温度や研磨テーブル
１２温度を制御するものである。すなわち、研磨室３８
の温度が研磨目標温度Ｔoより高い場合には、研磨温度
は研磨液Ｑや研磨テーブル保温媒体温度よりも高くな
る。従って、この場合は研磨空間温度の影響で昇温する
部分を見込んで研磨液Ｑや研磨テーブル保温媒体Ｃの温
度を低く設定する。
【００４２】この方式は、研磨装置が図１のように仕切
壁に区画された小さい研磨空間ではなく、通常のクリー
ンルームやその他のより広い部屋に配置されており、研
磨装置の都合だけで空間の温度を変えるのが好ましくな
いような場合、あるいは、研磨空間の気密度が低く、研
磨空間の温度制御が困難であるような場合に採用され
る。
壁に区画された小さい研磨空間ではなく、通常のクリー
ンルームやその他のより広い部屋に配置されており、研
磨装置の都合だけで空間の温度を変えるのが好ましくな
いような場合、あるいは、研磨空間の気密度が低く、研
磨空間の温度制御が困難であるような場合に採用され
る。
【００４３】図３は、第２の方式の制御を示すもので、
まず、ステップ１において、コンピュータ（制御装置）
３４に研磨目標温度Ｔoを入力し、ステップ２において
それぞれの温度センサ４８，３０，２０が、室温Ｔr、
研磨液温度Ｔq、テーブル保温媒体温度Ｔcを測定し、ス
テップ３においてコンピュータ３４がこの測定値をもと
に、研磨液温度Ｔq、テーブル保温媒体温度Ｔcの目標値
である、 Ｔqo，Ｔcoを、例えば、 Ｔqo＝Ｔo−ｋ1ΔＴ，Ｔco＝Ｔo−ｋ2ΔＴ の式に基づいて算出する。但し、ΔＴ＝Ｔr−Ｔoであ
り、ｋ1，ｋ2は実験的に求める定数である。
まず、ステップ１において、コンピュータ（制御装置）
３４に研磨目標温度Ｔoを入力し、ステップ２において
それぞれの温度センサ４８，３０，２０が、室温Ｔr、
研磨液温度Ｔq、テーブル保温媒体温度Ｔcを測定し、ス
テップ３においてコンピュータ３４がこの測定値をもと
に、研磨液温度Ｔq、テーブル保温媒体温度Ｔcの目標値
である、 Ｔqo，Ｔcoを、例えば、 Ｔqo＝Ｔo−ｋ1ΔＴ，Ｔco＝Ｔo−ｋ2ΔＴ の式に基づいて算出する。但し、ΔＴ＝Ｔr−Ｔoであ
り、ｋ1，ｋ2は実験的に求める定数である。
【００４４】ステップ４において、測定された研磨液温
度Ｔq、テーブル保温媒体温度Ｔcと、それらの目標値Ｔ
qo，Ｔcoを比較し、許容範囲内でなければ、ステップ５
においてその該当する温度調整装置２２，３２を動作さ
せて温度を調整し、ステップ２に戻って再度測定を行な
う。これらの温度が全て許容範囲内である場合、あるい
はなった場合には、ステップ６において研磨を開始す
る。研磨開始後、さらにステップ２に戻って再度測定を
行ない、ステップ２，３，４，５→２又はステップ２，
３，４，６→２のループでそれぞれの温度が許容範囲内
となるように制御を行なう。
度Ｔq、テーブル保温媒体温度Ｔcと、それらの目標値Ｔ
qo，Ｔcoを比較し、許容範囲内でなければ、ステップ５
においてその該当する温度調整装置２２，３２を動作さ
せて温度を調整し、ステップ２に戻って再度測定を行な
う。これらの温度が全て許容範囲内である場合、あるい
はなった場合には、ステップ６において研磨を開始す
る。研磨開始後、さらにステップ２に戻って再度測定を
行ない、ステップ２，３，４，５→２又はステップ２，
３，４，６→２のループでそれぞれの温度が許容範囲内
となるように制御を行なう。
【００４５】この方式では、研磨目標温度Ｔoを例えば
１６℃、許容範囲ｔを２℃と設定すれば、供給する研磨
液Ｑの温度、研磨テーブル１２の保温保温媒体Ｃの温度
は、研磨空間と目標温度Ｔoの差を補うような値に維持
される。これにより、研磨温度は目標温度Ｔoとなり、
温度が正確に制御され、従って、それぞれの研磨対象に
適合した均一な研磨速度と適正な面内均一性が得られ
る。以下に、この第２の方式の場合の発明の効果を示す
ために行った研磨温度測定の結果を示す。
１６℃、許容範囲ｔを２℃と設定すれば、供給する研磨
液Ｑの温度、研磨テーブル１２の保温保温媒体Ｃの温度
は、研磨空間と目標温度Ｔoの差を補うような値に維持
される。これにより、研磨温度は目標温度Ｔoとなり、
温度が正確に制御され、従って、それぞれの研磨対象に
適合した均一な研磨速度と適正な面内均一性が得られ
る。以下に、この第２の方式の場合の発明の効果を示す
ために行った研磨温度測定の結果を示す。
【００４６】 本発明 本発明 従来 研磨液温度 １０ ４８ １５ テーブル保温媒体温度 １０ ４７ １５ 研磨室温度 ２３ ２３ ２３ 研磨温度 １７ ３９ ２３ 研磨目標温度 １６ ４０ １６
【００４７】なお、この実施例では、研磨室３８の温度
を１つの測定パラメータとしてのみ用い、これを制御し
なかったが、他の条件が許す範囲で研磨空間温度を調整
するようにしてもよいことは勿論である。
を１つの測定パラメータとしてのみ用い、これを制御し
なかったが、他の条件が許す範囲で研磨空間温度を調整
するようにしてもよいことは勿論である。
【００４８】また、研磨温度つまり研磨中の研磨クロス
１０又は被研磨材Ｗの温度を適宜の方法で測定してこれ
をもとに研磨空間の温度を含む制御パラメータを制御す
るようにしていもよい。このようなセンサとしては、タ
ーンテーブル１２やトップリング１４に温度計を埋め込
むもの、あるいは赤外線センサのように外部から非接触
で研磨クロスの面の温度を測定する放射温度計タイプを
用いるもの等がある。
１０又は被研磨材Ｗの温度を適宜の方法で測定してこれ
をもとに研磨空間の温度を含む制御パラメータを制御す
るようにしていもよい。このようなセンサとしては、タ
ーンテーブル１２やトップリング１４に温度計を埋め込
むもの、あるいは赤外線センサのように外部から非接触
で研磨クロスの面の温度を測定する放射温度計タイプを
用いるもの等がある。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の研磨装
置及び研磨方法によれば、研磨温度をより正確に制御し
て、研磨温度のバラツキに起因する被研磨材間の研磨厚
さのバラツキ、あるいは同一被研磨材の面内厚さのバラ
ツキを減少させることができ、製品の歩留まりの向上及
び高品質の研磨を行わせることができる。
置及び研磨方法によれば、研磨温度をより正確に制御し
て、研磨温度のバラツキに起因する被研磨材間の研磨厚
さのバラツキ、あるいは同一被研磨材の面内厚さのバラ
ツキを減少させることができ、製品の歩留まりの向上及
び高品質の研磨を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の研磨装置の全体の構成を模式的に示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】この発明の研磨装置における制御方法を示すフ
ロー図である。
ロー図である。
【図３】この発明の研磨装置における他の制御方法を示
すフロー図である。
すフロー図である。
１０ 研磨クロス １２ 研磨テーブル １４ トップリング １６ 研磨液ノズル １８ 保温媒体配管 ２０，３０，４８ 温度センサ ２２，３２ 温度調整装置 ３４ 制御装置 ３８ 研磨空間 ４２ 空調装置 Ｃ 保温媒体 Ｑ 研磨液 Ｗ 被研磨材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 穂積 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内
Claims (11)
- 【請求項１】 被研磨材の研磨面を研磨工具面に押圧
し、これらの接触面間に研磨液を供給しながら両者を相
対的に摺動させて研磨を行なう研磨装置において、 前記研磨装置を収容する空間の温度を少なくとも１つの
可変因子として前記接触面における研磨温度を制御する
研磨温度制御装置を設けたことを特徴とする研磨装置。 - 【請求項２】 前記研磨装置を収容する空間の温度を所
定温度に制御する空間温度制御装置を有することを特徴
とする請求項１に記載の研磨装置。 - 【請求項３】 前記研磨液の温度を所定温度に制御する
研磨液温度制御装置と、前記研磨工具内に設けた流路内
の流体温度を制御するための研磨工具温度制御装置を設
けたことを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。 - 【請求項４】 前記研磨面の温度を検出する検出手段を
設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに
記載の研磨装置。 - 【請求項５】 前記空間温度制御装置は、前記空間内に
上方からに下方に向けて下降する流れとして供給する空
気の温度を制御するものであることを特徴とする請求項
２に記載の研磨装置。 - 【請求項６】 被研磨材の研磨面を研磨工具面に押圧
し、これらの接触面間に研磨液を供給しながら両者を相
対的に摺動させて研磨を行なう研磨装置において、 前記研磨装置を収容する空間の温度を直接又は間接に測
定する空間温度センサと、 この測定温度を前記接触面における研磨温度の制御用の
データとして用いる研磨温度制御装置を設けたことを特
徴とする研磨装置。 - 【請求項７】 被研磨材の研磨面を研磨工具に押圧し
て、これらの接触面間に研磨液を供給しながら両者を相
対的に摺動させて研磨を行う研磨方法において、 研磨液の温度及び研磨工具の流路内の流体温度及び研磨
装置を収容する研磨室の温度を制御し、研磨面の温度を
研磨目標温度とすることを特徴とする研磨方法。 - 【請求項８】 前記研磨液温度及び前記流体温度及び前
記研磨室の温度がほぼ同一温度であることを特徴とする
請求項７に記載の研磨方法。 - 【請求項９】 前記研磨液温度及び前記流体温度及び前
記研磨室の温度を研磨面の検出温度に基づいて制御する
ことを特徴とする請求項７に記載の研磨方法。 - 【請求項１０】 被研磨材の研磨面を研磨工具に押圧し
て、これらの接触面間に研磨液を供給しながら両者を相
対的に摺動させて研磨を行なう研磨方法において、 前記研磨液の温度を、研磨装置を収容する空間の温度
と、研磨目標温度とに基づいて制御することを特徴とす
る研磨方法。 - 【請求項１１】 研磨工具を所定温度に保温する保温流
路に対して供給する保温媒体の温度を制御することを特
徴とする請求項１０に記載の研磨方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21914897A JP3741523B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 研磨装置 |
| US09/126,088 US6416384B1 (en) | 1997-07-30 | 1998-07-30 | Method and apparatus for polishing |
| KR1019980030795A KR100538539B1 (ko) | 1997-07-30 | 1998-07-30 | 연마방법 및 장치 |
| EP98114302A EP0894570B1 (en) | 1997-07-30 | 1998-07-30 | Method and apparatus for polishing |
| DE69829919T DE69829919T2 (de) | 1997-07-30 | 1998-07-30 | Polierverfahren und Vorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21914897A JP3741523B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 研磨装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005298383A Division JP4275125B2 (ja) | 2005-10-13 | 2005-10-13 | 研磨装置及び研磨方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1142551A true JPH1142551A (ja) | 1999-02-16 |
| JP3741523B2 JP3741523B2 (ja) | 2006-02-01 |
Family
ID=16730972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21914897A Expired - Lifetime JP3741523B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 研磨装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6416384B1 (ja) |
| EP (1) | EP0894570B1 (ja) |
| JP (1) | JP3741523B2 (ja) |
| KR (1) | KR100538539B1 (ja) |
| DE (1) | DE69829919T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6402597B1 (en) | 1999-05-31 | 2002-06-11 | Ebara Corporation | Polishing apparatus and method |
| JP2003019659A (ja) * | 2001-07-06 | 2003-01-21 | Nec Kyushu Ltd | 化学機械研磨装置および化学機械研磨方法 |
| US6544111B1 (en) | 1998-01-30 | 2003-04-08 | Ebara Corporation | Polishing apparatus and polishing table therefor |
| WO2005039824A1 (ja) * | 2003-10-27 | 2005-05-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | マルチワイヤソー |
| JP2007054950A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Freiberger Compound Materials Gmbh | ワイヤーソーイングの方法及び装置、並びにワイヤーソーイング用スラリー |
| JP2007245265A (ja) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Hoya Corp | 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1197293B1 (en) * | 2000-01-31 | 2007-06-06 | Shin-Etsu Handotai Company Limited | Polishing device and method |
| JP2001298008A (ja) * | 2000-04-14 | 2001-10-26 | Sony Corp | 研磨方法および研磨装置 |
| KR20020010537A (ko) * | 2000-07-27 | 2002-02-04 | 추후기재 | 화학적 기계적 평탄화 처리를 위한 폴리싱 표면 온도 조절시스템 |
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