(57)【要約】【課題】基板の研磨装置における研磨パッドの温度制御に関して、低コスト化、消費エネルギーの低減、応答性の向上、熱損失の低減の少なくとも１つを実現する。【解決手段】基板研磨装置は、回転可能に構成され、研磨パッドを貼り付けるための研磨テーブルと、反応ガスを供給するガス供給部と、研磨テーブルに研磨パッドが貼り付けられた状態において、反応ガスを流通させるためのガス流路が内部に形成され、研磨パッドの表面上に研磨パッドと接触して、または、研磨パッドに近接して配置される本体と、ガス流路に配置され、反応ガスの発熱反応を促進させる触媒と、を有し、発熱反応によって生じた熱を研磨パッドに伝達する熱伝達部と、研磨パッドの表面の温度を検出する温度検出部と、温度検出結果に基づいて、ガス供給部から熱伝達部への反応ガスの供給量を制御するガス供給量制御部と、を備える。【選択図】図１
2014124730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨面を形成する研磨パッドを使用して研磨を行う基板研磨装置であって、
回転可能に構成された研磨テーブルであって、前記研磨パッドを貼り付けるための研磨テーブルと、
反応ガスを供給するガス供給部と、
前記ガス供給部から供給される前記反応ガスを流通させるためのガス流路が内部に形成され、前記研磨テーブルに前記研磨パッドが貼り付けられた状態において、該研磨パッドの表面上に該研磨パッドと接触して、または、該研磨パッドに近接して配置される本体と、前記ガス流路に配置され、前記反応ガスの発熱反応を促進させる触媒と、を有し、前記発熱反応によって生じた熱を前記研磨パッドに伝達する熱伝達部と、
前記研磨テーブルに前記研磨パッドが貼り付けられた状態において、前記研磨パッドの表面の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部による温度検出結果に基づいて、前記ガス供給部から前記熱伝達部への前記反応ガスの供給量を制御するガス供給量制御部と
を備えた基板研磨装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板研磨装置であって、
前記触媒は、前記反応ガス流路の内面のうちの、少なくとも、前記本体の前記研磨テーブル側の面の裏面に配置された
基板研磨装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の基板研磨装置であって、
前記触媒は、前記反応ガス流路の内面に蒸着された
基板研磨装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の基板研磨装置であって、
前記触媒は、白金である
基板研磨装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の基板研磨装置であって、
前記反応ガスは、炭化水素である
基板研磨装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の基板研磨装置であって、
前記本体は、セラミックからなる
基板研磨装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の基板研磨装置であって、
前記ガス供給部は、前記反応ガスが収容されたガスボンベである
基板研磨装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の基板研磨装置であって、
前記ガス供給部は、不活性な搬送ガスを用いたバブリングによって、液材料を前記反応ガスへと気化させるバブリングタンクである
基板研磨装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の基板研磨装置であって、
前記ガス供給量制御部は、電空レギュレータを含む
基板研磨装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の基板研磨装置であって、
前記ガス供給量制御部は、ＰＩＤコントローラを含む
基板研磨装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれか一項に記載の基板研磨装置であって、
前記温度検出部は、非接触式温度計である
基板研磨装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれか一項に記載の基板研磨装置であって、
さらに、前記研磨パッドを備えた
基板研磨装置。
【請求項１３】
基板研磨装置の回転可能な研磨面を形成する研磨パッドの表面上に該研磨パッドと接触して、または、該研磨パッドに近接して配置されるための熱伝達部材であって、
前記反応ガスを流通させるためのガス流路が内部に形成された本体と、
前記ガス流路に配置され、前記反応ガスの発熱反応を促進させる触媒と
を備えた熱伝達部材。
【請求項１４】
回転可能な研磨面を形成する研磨パッドを備える基板研磨装置において前記研磨パッドの表面の温度を制御する研磨パッドの表面温度制御方法であって、
前記研磨パッドの表面の温度を検出し、
前記温度の検出結果に基づいて、反応ガスを流通させるためのガス流路が内部に形成され、前記研磨パッドの表面上に該研磨パッドと接触して、または、該研磨パッドに近接して配置される本体と、前記ガス流路に配置され、前記反応ガスの発熱反応を促進させる触媒と、を有し、前記発熱反応によって生じた熱を前記研磨パッドに伝達する熱伝達部への前記反応ガスの供給量を制御し、前記発熱反応を制御することによって、前記研磨パッドの表面の温度を制御する
研磨パッドの表面温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板研磨装置における研磨パッドの表面の温度制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造において基板の表面を研磨する化学機械研磨（ＣＭＰ，Chemical
Mechanical Polishing）装置が知られている。ＣＭＰ装置は、研磨テーブルの上面に研磨パッドを貼り付けて研磨面を形成し、この研磨面に、トップリングで保持する半導体基板等の研磨対象の基板の被研磨面を押圧接触させ、研磨面にスラリーを供給しながら、研磨テーブルの回転とトップリングの回転とによって、研磨面と被研磨面とを相対運動させて、被研磨面を研磨する。
【０００３】
かかるＣＭＰ装置では、研磨性能、例えば、研磨レートの向上のために、研磨界面の加工温度を大きくすることが有効である。そこで、研磨パッドに接触する熱伝達部材を設け、熱伝達部材内に温水を供給して、研磨バッドの温度を所定温度に制御する技術が開発されている（例えば、下記の特許文献１，２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１７６４４９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３６４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の温水を用いる温度制御技術では、いくつかの改善の余地がある。例えば、温水を大量に準備する必要があり、また、そのための温調器（例えば、温水チラー）は高価である。しかも、温水の製造のために多くの電力を要する。また、パッドに接触する熱伝達部材内には、常時、温水が存在するので、研磨パッドの表面が所定温度に到達して、温調器による加熱を停止した場合であっても、暫くの間は、研磨パッドは、熱伝達部材内に滞留する温水から熱の伝達を受けて加熱され続ける。このため、温度制御の応答性に改善の余地がある。さらに、温調器で加熱された温水が温調器から熱伝達部材に移送される際に、周辺環境に熱を奪われ、熱損失が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、例えば、以下の形態として実現することが可能である。
【０００７】
本発明の第１の形態は、研磨面を形成する研磨パッドを使用して研磨を行う基板研磨装置として提供される。この基板研磨装置は、回転可能に構成された研磨テーブルであって、研磨パッド貼り付けるための研磨テーブルと、反応ガスを供給するガス供給部と、ガス供給部から供給される反応ガスを流通させるためのガス流路が内部に形成され、研磨テーブルに前記研磨パッドが貼り付けられた状態において、研磨パッドの表面上に研磨パッドと接触して、または、研磨パッドに近接して配置される本体と、ガス流路に配置され、反応ガスの発熱反応を促進させる触媒と、を有し、発熱反応によって生じた熱を研磨パッドに伝達する熱伝達部と、研磨パッドの表面の温度を検出する温度検出部と、温度検出部による温度検出結果に基づいて、ガス供給部から熱伝達部への反応ガスの供給量を制御するガス供給量制御部とを備える。
【０００８】
かかる基板研磨装置によれば、研磨パッドの表面の温度に応じて、反応ガスの供給量を制御することによって、熱伝達部における反応ガスの発熱反応、すなわち、触媒反応による発熱量が制御される。その結果、熱伝達部から研磨パッドの表面に伝達される熱量が制御され、研磨パッドの表面の温度を好適に制御できる。しかも、触媒による反応ガスの発熱反応を直接的に利用して、研磨パッドを加温するので、電気エネルギーなどを使用して温水を製造し、当該温水によって研磨パッドを加温する場合と比べて、消費エネルギーを低減できる。さらに、研磨パッドに接触する熱伝達部の内部において、発熱反応が生じるので、研磨パッドの加温のための熱媒体の移送が必要な場合と比べて、熱損失を著しく低減できる。さらに、反応ガスの供給を停止すれば、発熱反応が速やかに止まるので、温度制御の応答性に優れる。
【０００９】
本発明の第２の形態として、第１の形態において、触媒は、反応ガス流路の内面のうちの、少なくとも、本体の研磨テーブル側の面の裏面に配置されていてもよい。かかる形態によれば、研磨パッドに熱を伝達する熱伝達部の内部のうちの、研磨パッドに最も近い領域で発熱反応が生じるので、熱を研磨パッドに効率的に伝達することができ、熱損失が一層低減される。
【００１０】
本発明の第３の形態として、第１または第２の形態において、触媒は、反応ガス流路の内面に蒸着されていてもよい。かかる形態によれば、触媒と反応ガス流路の内面とが密着するので、熱を研磨パッドに効率的に伝達することができ、熱損失が一層低減される。しかも、蒸着によって、触媒層を薄く形成できるので、触媒が熱伝達の妨げになることを抑制できる。
【００１１】
本発明の第４の形態として、第１ないし第３のいずれかの形態において、触媒は、白金であってもよい。白金は、酸化活性が高いので、かかる形態によれば、効率的に発熱反応を生じさせることができる。
【００１２】
本発明の第５の形態として、第１ないし第４のいずれかの形態において、反応ガスは、炭化水素であってもよい。炭化水素は、比較的低温で触媒反応を生じるので、かかる形態によれば、発熱反応を容易に生じさせることができる。また、安価であり、経済性に優れる。
【００１３】
本発明の第６の形態として、第１ないし第５のいずれかの形態において、本体は、セラミックからなってもよい。セラミックは、硬度が高く、耐摩耗性に優れるので、かかる形態によれば、研磨パッドと熱伝達部とを接触させる場合でも、回転する研磨パッドと接触することによる減耗が生じにくく、また、減耗によるゴミも発生しにくい。また、セラミックは、熱伝導率が高いので、熱を研磨パッドに効率的に伝達することができる。
【００１４】
本発明の第７の形態として、第１ないし第６のいずれかの形態において、ガス供給部は、反応ガスが収容されたガスボンベであってもよい。かかる形態によれば、設備費が安価であり、また、反応ガスも安価であるから、温水を製造する場合と比べて、経済性に優れる。
【００１５】
本発明の第８の形態として、第１ないし第６のいずれかの形態において、ガス供給部は、不活性な搬送ガスを用いたバブリングによって、液材料を反応ガスへと気化させるバブリングタンクであってもよい。かかる形態によれば、設備費が安価であり、また、液材料も安価であるから、温水を製造する場合と比べて、経済性に優れる。
【００１６】
本発明の第９の形態として、第１ないし第８のいずれかの形態において、ガス供給量制御部は、電空レギュレータを含んでいてもよい。かかる形態によれば、反応ガスの供給量
を精度良く制御できる。その結果、研磨パッドの表面の温度を精度良く制御できる。
【００１７】
本発明の第１０の形態として、第１ないし第９のいずれかの形態において、ガス供給量制御部は、ＰＩＤコントローラを含んでいてもよい。かかる形態によれば、研磨パッドの表面の温度を目標値に精度良く制御できる。
【００１８】
本発明の第１１の形態として、第１ないし第１０のいずれかの形態において、温度検出部は、非接触式温度計であってもよい。かかる形態によれば、回転する研磨パッドとの間での摩耗が生じない。
【００１９】
本発明の第１２の形態として、第１ないし第１１のいずれかの基板研磨装置は、さらに、前記研磨パッドを備えていてもよい。
【００２０】
本発明の第１３の形態は、基板研磨装置の回転可能な研磨面を形成する研磨パッドの表面上に研磨パッドと接触して、または、該研磨パッドに近接して配置されるための熱伝達部材として提供される。この熱伝達部材は、反応ガスを流通させるためのガス流路が内部に形成された本体と、ガス流路に配置され、反応ガスの発熱反応を促進させる触媒と、を備える。かかる熱伝達部材は、第１の形態の基板研磨装置での使用に適している。第１３の形態に、第２ないし第４、第６または第７のいずれかの形態を付加することもできる。
【００２１】
本発明の第１４の形態は、回転可能な研磨面を形成する研磨パッドを備える基板研磨装置において研磨パッドの表面の温度を制御する研磨パッドの表面温度制御方法として提供される。この研磨パッドの表面温度制御方法は、研磨パッドの表面の温度を検出し、温度の検出結果に基づいて、反応ガスを流通させるためのガス流路が内部に形成され、研磨パッドの表面上に研磨パッドと接触して、または、該研磨パッドに近接して配置される本体と、ガス流路に配置され、反応ガスの発熱反応を促進させる触媒と、を有し、発熱反応によって生じた熱を研磨パッドに伝達する熱伝達部への反応ガスの供給量を制御し、発熱反応を制御することによって、研磨パッドの表面の温度を制御する。かかる方法によれば、第１の形態と同様の効果を奏する。第１４の形態に、第２ないし第１２のいずれかの形態を付加することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例としての基板研磨装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】熱伝達部の構成を示す説明図である。
【図３】熱伝達部の構成を示す断面図である。
【図４】変形例としての基板研磨装置の概略構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
Ａ．実施例：
図１は、本発明の一実施例としての基板研磨装置２０の概略構成を示す。基板研磨装置２０は、半導体デバイスの製造に使用されるＣＭＰ装置であり、基板の表面、例えば、半導体基板上に形成された金属または絶縁性の薄膜を研磨する。図示するように、基板研磨装置２０は、研磨テーブル３１と、研磨パッド３２と、トップリング３３と、支持アーム３４と、ノズル３５と、ＣＭＰ装置制御部８２とを備える。
【００２４】
研磨テーブル３１は、円盤状に形成されており、その中心軸を回転軸線として回転可能に構成される。研磨パッド３２は、研磨テーブル３１の上面に貼付けられており、このため、研磨テーブル３１が回転した際に、研磨テーブル３１と共に回転する。研磨パッド３２の表面３２ａは、研磨面を形成する。トップリング３３は、その下面において、研磨対象となる基板を真空吸着などによって保持する。トップリング３３は、その上部の支持ア
ーム３４によって支持されている。支持アーム３４は、エアシリンダおよびモータ（図示省略）によって、鉛直方向に移動可能、かつ、その中心軸を回転軸線として回転可能に構成される。ノズル３５は、研磨液としてのスラリーＳＬを研磨パッド３２の表面３２ａに供給する。ＣＭＰ装置制御部８２は、基板研磨装置２０の動作全般を制御する。ＣＭＰ装置制御部８２は、ＣＰＵ、メモリ等を備え、ソフトウェアを用いて所望の機能を実現するマイクロコンピュータとして構成されてもよいし、専用の演算処理を行うハードウェア回路として構成されてもよい。
【００２５】
かかる基板研磨装置２０では、以下のようにして基板の研磨が行われる。まず、基板を下面に保持するトップリング３３を回転させると共に、研磨パッド３２を回転させる。かかる状態で、ノズル３５から研磨パッド３２の表面３２ａにスラリーＳＬが供給され、さらに、トップリング３３に保持された基板の表面（被研磨面）は、トップリング３３によって、表面３２ａに対して押し付けられる。これによって、基板の表面がスラリーＳＬの存在下で研磨パッド３２と接触した状態で、基板と研磨パッド３２とが相対移動する。こうして、基板は研磨される。
【００２６】
かかる基板研磨装置２０は、図１に示すように、さらに、熱伝達部４０と、ガス供給部５０と、温度検出部６０と、ガス供給量制御部７０とを備える。これらは、研磨パッド３２の表面３２ａの温度を制御するための構成であり、研磨パッド３２の温度制御装置として捉えることもできる。
【００２７】
熱伝達部４０は、本実施例では、研磨パッド３２の表面３２ａに接触して配置される。熱伝達部４０は、その内部に触媒４５（図１では、図示省略）を有しており、内部に供給される反応ガスに発熱反応（触媒反応）を生じさせて、発生した熱を研磨パッド３２に伝達する。熱伝達部４０の詳細については、後述する。
【００２８】
かかる反応ガスとしては、触媒４５によって、発熱反応（酸化反応）が促進される種々のガスとすることができる。本実施例では、反応ガスとして、炭化水素（ＣｘＨｙ）を使用する。炭化水素は、比較的低温で触媒反応を生じるので、発熱反応を容易に生じさせることができる。また、安価であり、経済性にも優れる。こうした反応ガスとしては、例えば、ベンジン、ホワイトガソリン、エタノール、イソプロピルアルコール、トルエン、キシレン、メタン、エタン、ブタン、プロパン、ペンタン、ヘクサン、オクタン、ドデカンなどを使用できる。ただし、反応ガスの種類は、限定されるものではなく、水素などであってもよい。
【００２９】
また、触媒４５としては、採用される反応ガスの発熱反応を促進する種々の触媒とすることができる。本実施例では、白金を使用する。白金は、酸化活性が高いので、効率的に発熱反応を生じさせることができる。ただし、触媒４５の種類は、限定されるものではなく、パラジウム、コバルト、クロム、マンガン、銅などであってもよい。
【００３０】
ガス供給部５０は、配管９１を介して、熱伝達部４０に反応ガスを供給する。本実施例では、ガス供給部５０は、反応ガスが収容されたガスボンベである。かかる構成とすれば、設備費を安価にできる。ただし、ガス供給部５０は、反応ガスを貯留する、または、発生させる種々の装置とすることができる。例えば、ガス供給部５０は、貯留する液材料を気化して反応ガスを発生させる気化装置であってもよい。こうした気化装置としては、バブリングタンクであってもよい。バブリングタンクは、液材料を貯留する貯留槽を備え、当該貯留槽に流量制御された不活性な搬送ガス、例えば、窒素ガスやアルゴンガスを送り込み、バブリングによって、液材料を反応ガスへと気化させる装置である。かかる構成にしても、設備費を安価にできる。気化装置は、バブリング方式を採用した装置に限らず、ベーキング方式や直接気化方式を採用した装置であってもよい。
【００３１】
温度検出部６０は、研磨パッド３２の表面３２ａの温度を検出する。本実施例では、温度検出部６０は、非接触式の温度計である。非接触式の温度計としては、赤外放射温度計が広く知られている。かかる構成とすれば、回転する研磨パッド３２との間で摩耗が生じない。ただし、温度検出部６０は、接触式の温度計、例えば、熱電対などであってもよい。こうすれば、より正確に表面３２ａの温度を検出できる。
【００３２】
ガス供給量制御部７０は、ガス供給部５０から熱伝達部４０に供給する反応ガスの供給量を、温度検出部６０の検出結果に基づいて制御する。本実施例では、ガス供給量制御部７０は、流量制御弁７１と、温度制御部７２とを備える。
【００３３】
流量制御弁７１は、ガス供給部５０と熱伝達部４０とを繋げる配管９１の途中に設けられる。この流量制御弁７１は、温度制御部７２から受信する信号に基づいて、開度を調節し、反応ガスの流量を制御する。本実施例では、流量制御弁７１は、電空レギュレータである。電空レギュレータによれば、反応ガスの流量を無段階に制御できるので、研磨パッド３２の表面３２ａの温度を精度良く制御できる。ただし、流量制御弁７１は、反応ガスの流量を段階的に制御可能なものであってもよい。
【００３４】
温度制御部７２は、本実施例では、マイクロコンピュータとして構成される。この温度制御部７２は、温度検出部６０の検出温度を取得し、予め設定された設定温度（目標温度）と、検出温度とを比較し、研磨パッド３２の表面３２ａの温度が設定温度に近づくように、流量制御弁７１を制御する。本実施例では、温度制御部７２は、ＰＩＤコントローラである。つまり、温度制御部７２は、表面３２ａの温度が設定温度に収束するように、検出温度に基づいてＰＩＤ（Proportional Integral Derivative）制御を行う。かかる構成によれば、表面３２ａの温度を目標値に精度良く制御できる。
【００３５】
配管９１の流量制御弁７１と熱伝達部４０との間には、開閉弁８１が設けられている。開閉弁８１は、ＣＭＰ装置制御部８２から制御信号を受信して、開閉される。つまり、開閉弁８１およびＣＭＰ装置制御部８２は、反応ガスの供給による研磨パッド３２の温度制御の実行および停止を制御する。このため、上述したガス供給部５０、温度検出部６０、ガス供給量制御部７０に加えて、開閉弁８１およびＣＭＰ装置制御部８２も、温度制御装置の構成要素として捉えることもできる。
【００３６】
図２は、熱伝達部４０の構成を示す。図２（ａ）は、熱伝達部４０の上面図を示す。図２（ｂ）は、熱伝達部４０の側面図を示す。図２に示すように、熱伝達部４０は、本体４１を備える。本体４１の内部には、ガス供給部５０から供給される反応ガスを流通させるためのガス流路４４が形成されている（図２では、図示省略）。また、本体４１には、ガス流路４４と連通するガス入口４２およびガス出口４３が形成されている。
【００３７】
本体４１のうちの図２（ｂ）に示す底面４１ａは、研磨パッド３２に接触する面、換言すれば、研磨テーブル３１側の面である。かかる本体４１には、熱伝導性および耐摩耗性に優れた材料を使用することが望ましい。こうすれば、熱伝達部４０の内部（ガス流路４４）で生じた熱を効率的に研磨パッド３２に伝達できる。また、回転する研磨パッド３２と接触しても、減耗しにくく、また、減耗によるゴミも発生しにくい。こうした材料としては、例えば、セラミック、より具体的には、炭化ケイ素、アルミナ、窒化珪素などを例示できる。
【００３８】
ガス入口４２およびガス出口４３は、本体４１の長手方向の一端側に設けられている。このガス入口４２およびガス出口４３が設けられた一端側は、研磨パッド３２の半径方向における外側である。ガス入口４２は、本体４１から中空柱状に突出して形成され、配管
９１に接続される。ガス出口４３は、本体４１から中空柱状に突出して形成され、配管９２に接続される。ガス流路４４において反応ガスが発熱反応を生じて発生した反応後ガスは、未反応の反応ガスと共に、ガス出口４３を介して、配管９２に排出される。本実施例では、ガス入口４２およびガス出口４３は、各々１つずつ設けられているが、これらの少なくとも一方は、２以上設けられていてもよい。
【００３９】
図３は、熱伝達部４０の断面構成を示す。図３（ａ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面を示し、図３（ｂ）は、図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面を示す。図３（ａ）に示すように、Ａ−Ａ断面で見ると、本体４１の内部は、中空に形成され、それによって、ガス流路４４が形成されている。ガス流路４４を形成する内面のうちの、Ａ−Ａに示す上側の面を内面４１ｂ、２つの側面を内面４１ｃ，内面４１ｄ、下側（研磨パッド３２と接触する側）の面を内面４１ｅとも呼ぶ。
【００４０】
本体４１の内面（ガス流路４４を形成する面）のうちの、研磨パッド３２と接触する底面４１ａの裏面、すなわち、内面４１ｅには、触媒４５が内面４１ｅに接触した状態で設けられている。反応ガスの発熱反応は、反応ガスと触媒４５との界面付近で生じるので、かかる構成とすれば、熱伝達部４０の内部のうちの、研磨パッド３２に最も近い領域で発熱反応が生じることになる。したがって、生じた熱を研磨パッド３２に効率的に伝達することができる。
【００４１】
本実施例では、触媒４５は、内面４１ｅの全体に亘って蒸着されている。こうすれば、触媒４５と内面４１ｅとが密着するので、熱を研磨パッド３２に一層効率的に伝達することができる。また、触媒４５の層を均一に形成できるので、発熱量の分布にムラが生じにくい。しかも、蒸着によって、触媒４５の層を薄く形成できるので、触媒４５が熱伝達の妨げになることを抑制できる。
【００４２】
また、図３（ｂ）に示すように、Ｂ−Ｂ断面で見ると、本体４１の内部には、内面４１ｄから内面４１ｃに向かって仕切板４６が延びて形成されている。仕切板４６は、内面４１ｃの手前で終端している。これによって、ガス流路４４は、研磨パッド３２（内面４１ｅ）に平行な面上において、反応ガスが、本体４１の一端側から流入して、他端側で折り返して一端側に戻り、流出するように形成されている。なお、本体４１の内面のうちの内面４１ｃ，４１ｄと交わる２つの側面を内面４１ｆ，４１ｇとも呼ぶ。
【００４３】
ガス流路４４の形状は、上述の例に限らず、任意の形状とすることができる。また、ガス入口４２およびガス出口４３の位置は、任意の位置とすることができる。例えば、ガス流路４４は、上記のような折り返し構造を有していないストレート形状を有していてもよい。あるいは、ガス流路４４は、研磨パッド３２の半径方向おける外側に設けられたガス入口４２から蛇行しながら研磨パッド３２に中心側に向かい、当該中心側に設けられたガス出口４３に通じていてもよい。あるいは、外側に設けられたガス入口４２から蛇行しながら中心側に向かい、中心側で折り返して、蛇行しながら外側に設けられたガス出口４３に通じていてもよい。
【００４４】
ガス流路４４の形状、ガス入口４２およびガス出口４３の位置、および、ガス入口４２およびガス出口４３の数は、所望のガスの反応速度や温度分布が得られるように決定すればよい。反応ガスの流入側の領域Ａ１では、反応ガスの濃度が最も高いので、発熱反応が相対的に生じやすく、ガス流路４４のうちで最も高温になりやすい。反応ガスの流出側の領域Ａ３では、ガス流路４４を流通する過程において、反応ガスが、燃焼反応を生じ、消費されるので、反応ガスの濃度が最も低くなる。つまり、領域Ａ３では、発熱反応が相対的に生じにくく、ガス流路４４のうちで最も低温になりやすい。ガス流路４４の折り返し付近の領域Ａ２では、領域Ａ１の温度と領域Ａ３の温度との間の温度になる。ガス流路４
４の形状やガス入口４２およびガス出口４３の位置は、このような温度特性を考慮して設定することもできる。
【００４５】
上述した基板研磨装置２０によれば、基板の研磨中に、温度検出部６０の検出温度に基づいて、ガス供給部５０から熱伝達部４０に供給される反応ガスの供給量を制御することによって、熱伝達部４０のガス流路４４内で反応ガスが発熱反応を起こして生じる発熱量を制御できる。その結果、熱伝達部４０から研磨パッド３２の表面３２ａに伝達される熱量が制御され、研磨パッド３２の表面３２ａの温度を好適に制御できる。
【００４６】
しかも、触媒４５による反応ガスの発熱反応を直接的に利用して、研磨パッド３２を加温するので、電気エネルギーなどを使用して温水を製造し、当該温水によって研磨パッドを加温する場合と比べて、消費エネルギーを低減できる。また、触媒４５は、化学反応を生じない、すなわち、消費されないので、維持管理費が安価である。さらに、研磨パッド３２に接触する熱伝達部４０の内部において発熱反応が生じるので、研磨パッド３２の加温のための熱媒体の移送が必要な場合と比べて、熱損失を著しく低減できる。さらに、反応ガスの供給を停止すれば、発熱反応が速やかに止まるので、温度制御の応答性に優れる。また、電磁波（赤外線、電子線、可視光など）によって研磨パッド３２を加熱する構成と比べて、装置構成をコンパクトにできる。
【００４７】
Ｂ．変形例：
Ｂ−１．変形例１：
触媒４５の蒸着箇所は、内面４１ｅのみに限らず、内面４１ｅに加えて、内面４１ｂ〜４１ｇおよび仕切板４６の表面のうちの少なくとも一部分としてもよい。こうすれば、上述の実施例の効果を奏しつつ、発熱量を増大させることができる。もとより、内面４１ｅに代えて、本体４１の内面の任意の領域としてもよい。また、触媒４５の表面積を領域に応じて変えてもよい。例えば、反応ガスの入口側の触媒４５の表面積が、出口側の触媒４５の表面積よりも小さくなるように、つまり、反応ガスの濃度の大小関係と逆転するように触媒面積を設定してもよい。このように、触媒４５の表面積を変えることにより、研磨パッド３２の温度分布を所望の状態に制御できる。
【００４８】
また、触媒４５の形成方法は、蒸着に限らず、任意の方法とすることができる。例えば、熱伝導率が高い特性を有する接着剤と触媒とを混合したペーストを内面４１ｅに塗布してもよい。
【００４９】
Ｂ−２．変形例２：
熱伝達部４０は、研磨パッド３２の表面３２ａに近接して、すなわち、非接触に配置してもよい。こうすれば、熱伝達部４０が表面３２ａと接触して摩耗することがなく、また、摩耗によってゴミが発生することもない。近接の程度は、熱伝達部４０で発生した熱が研磨パッド３２の表面３２ａの温度上昇に寄与しうる範囲で設定すればよい。例えば、この範囲は、表面３２ａから２ｍｍ以内の距離とすることができる。
【００５０】
Ｂ−３．変形例３：
本体４１の内部形状は、上述の例に限らず、任意の形状とすることができる。例えば、本体４１の内部の少なくとも一部をハニカム構造とし、ハニカム表面に触媒をコーティングしてもよい。
【００５１】
Ｂ−４．変形例４：
配管９２に排出した排ガスは、循環使用してもよい。図４は、排ガスを循環使用する場合の基板研磨装置１２０の一例を示す。図４において、上述の実施例（図１）と同様の構成要素については、図１と同様の符号を付して、説明を省略する。基板研磨装置１２０は
、配管９２から切替弁９３を介して分岐し、循環ポンプ９５を介して配管９１に接続される循環配管９４を備えている。かかる基板研磨装置１２０において、切替弁９３の切替制御によって排ガスの排出（非循環）と循環とを所定のタイミングで切り替えて、間欠的に排ガスを熱伝達部４０の系外に排出してもよい。排ガスを循環使用する際には、循環される循環ガスに加えて、ガス供給部５０から反応ガスを供給してもよい。これらのようにすれば、未反応の反応ガスを有効利用できる。
【００５２】
Ｂ−５．変形例５：
基板研磨装置２０は、不活性ガスを熱伝達部４０に供給する不活性ガス供給部を備えていてもよい。そして、反応ガスの熱伝達部４０への供給を一時停止する際には、熱伝達部４０に不活性ガスを供給し、ガス流路４４内に滞留している反応ガスを不活性ガスに置換してもよい。こうすれば、ガス流路４４における反応ガスの発熱反応が即座に停止されることになるので、温度制御の応答性を一層高めることができる。
【００５３】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の組み合わせ、または、省略が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
２０，１２０…基板研磨装置
３１…研磨テーブル
３２…研磨パッド
３２ａ…表面
３３…トップリング
３４…支持アーム
３５…ノズル
４０…熱伝達部
４１…本体
４１ａ…底面
４１ｂ〜４１ｆ…内面
４２…ガス入口
４３…ガス出口
４４…ガス流路
４５…触媒
４６…仕切板
５０…ガス供給部
６０…温度検出部
７０…ガス供給量制御部
７１…流量制御弁
７２…温度制御部
８１…開閉弁
８２…ＣＭＰ装置制御部
９１，９２…配管
９３…切替弁
９４…循環配管
９５…循環ポンプ
ＳＬ…スラリー
Ａ１，Ａ２，Ａ３…領域
【図１】
2014124730.tif 000003
【図２】
2014124730.tif 000004
【図３】
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【図４】
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