(57)【要約】【課題】研磨に及ぼす影響を抑制しつつ研磨パッドの冷却が可能な研磨装置を提供する。【解決手段】上面に研磨パッド１２が貼付され、回転可能なターンテーブル１１、半導体ウェーハ２７を回転可能に保持し、半導体ウェーハ２７の研磨面を研磨パッド１２に対向配置させるトップリング２５、研磨パッド１２上面と当接し、研磨パッド１２に対向配置されたトップリング２５が配設される研磨領域４３とトップリング２５が配設されない非研磨領域４１に研磨パッド１２を区画し、非研磨領域４１の研磨パッド１２の半径方向に、回転している研磨パッド１２がトップリング２５と接触してできる研磨接触面３７を連続して含む分離壁２１、研磨領域４３側の研磨パッド１２上面にスラリーを供給するスラリー供給管１８、及び非研磨領域４１の研磨パッド１２上面に冷却媒体を供給する冷却媒体供給管２５を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に研磨パッドが貼付され、回転可能なターンテーブルと、
研磨対象を回転可能に保持し、前記研磨対象の研磨面を前記研磨パッドに対向配置させる保持手段と、
前記研磨パッド上面と当接し、前記研磨パッドに対向配置された前記保持手段が配設される研磨領域と前記保持手段が配設されない非研磨領域に前記研磨パッドを区画し、前記非研磨領域の前記研磨パッドの半径方向に、回転している前記研磨パッドが前記保持手段と接触してできるドーナツ状の研磨接触面の帯を連続して含む分離壁と、
前記研磨領域側の前記研磨パッド上面にスラリーを供給するスラリー供給管と、
前記非研磨領域の前記研磨パッド上面に冷却媒体を供給する冷却媒体供給管と、
を備えることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記分離壁は、平面視でＵ字形をなし、Ｕ字形の底部が前記研磨パッドの回転中心部にあ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】
前記冷却媒体供給管は、前記研磨パッドの半径方向に沿って複数配設され、それぞれ独立に制御されて前記冷却媒体を供給可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記冷却媒体は純水であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の研磨装置。
【請求項５】
研磨パッドに対向配置された研磨対象の保持手段が配設される研磨領域と前記保持手段が配設されない非研磨領域に前記研磨パッドを区画する分離壁を、ターンテーブルに貼付された前記研磨パッドと当接させる工程と、
回転する前記研磨パッドの前記非研磨領域に、前記研磨パッドの表面を冷却する冷却媒体を供給する工程と、
前記研磨領域にスラリーを供給する工程と、
前記スラリーが供給された前記研磨領域に、前記保持手段に保持された回転する前記研磨対象を押圧する工程と、
を備えることを特徴とする研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＭＰ法に用いられる研磨装置及び研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の製造分野において、同装置の高密度化・微細化に伴い、種々の微細加工技術が使用されている。その中で化学的機械研磨（ＣＭＰ、Chemical Mechanical Polishing）技術は、層間絶縁膜の平坦化、プラグの形成、埋め込み金属配線の形成や埋め込み素子分離などを実現する際に、欠かすことのできない必須の技術になった。
【０００３】
このＣＭＰを行う研磨装置では、上面に研磨パッドが貼付されたターンテーブルが水平面内で回転し、この研磨パッドの上方からスラリー供給管よりスラリーが供給され、スラリーが研磨パッドの表面全体を濡らし、研磨パッドの上にスラリー層が形成される。この研磨パッドの上に、半導体ウェーハを被研磨面が下側になるように保持したトップリングを、ターンテーブルと同じ方向に水平面内で回転させながら押圧する。半導体ウェーハの被研磨面は、スラリーを介して、研磨パッドに擦り付けられることにより研磨される。
【０００４】
この擦り付け（摩擦）による発熱のため、研磨パッドの表面の温度は上昇する。温度上昇の度合いは、半導体ウェーハの研磨パッドに対する押圧力が大きいほど、トップリングあるいはターンテーブルの回転数が大きいほど、スラリーの流量が小さいほど、大きくなる。また、半導体ウェーハの面積が大きいほど、温度上昇の度合いは大きくなる。
【０００５】
この温度上昇は、ＣＭＰ条件に依存し、数十度になる場合がある。研磨パッドの表面温度が、例えば、５０℃を超えて、研磨パッドの表面が軟化すると、ＣＭＰプロセスにおける平坦化特性が劣化する問題が生じる場合がある。半導体ウェーハは、世代の進展と共に、大口径化している。コスト削減の観点から、半導体ウェーハ単位面積当たりのスラリーの流量を削減しようとしているので、研磨パッドの温度上昇の問題はますます深刻になる。
【０００６】
この問題の対策として、例えば、半導体ウェーハを研磨している最中に、冷却気体供給装置から供給された所定の温度に冷却された気体を各冷却気体噴出ノズルから研磨パッドに向けて噴出すれば、研磨パッドの研磨に供する部分が半導体ウェーハを研磨する直前の位置で所定の温度に冷却され、従って常に一定温度の研磨パッドの表面によって半導体ウェーハの研磨を行なう研磨装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。冷却された気体の噴出の他、冷却された液体の滴下、冷却された熱交換部材の配置が開示されている。
【０００７】
この開示された研磨装置は、研磨パッドを冷却することが可能であるものの、気体の吹き付けでは、飛散したスラリーのダスト化が問題となる。また、液体の滴下では、スラリーの希釈が問題となり、熱交換部材では、冷却効率の低さが問題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３４７９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、研磨に及ぼす影響を抑制しつつ研磨パッドの冷却が可能な研磨装置及び研磨方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様の研磨装置は、上面に研磨パッドが貼付され、回転可能なターンテーブルと、研磨対象を回転可能に保持し、前記研磨対象の被研磨面を前記研磨パッドに対向配置させる保持手段と、前記研磨パッド上面と当接し、前記研磨パッドに対向配置された前記保持手段が配設される研磨領域と前記保持手段が配設されない非研磨領域に前記研磨パッドを区画し、前記非研磨領域の前記研磨パッドの半径方向に、回転している前記研磨パッドが前記保持手段と接触してできるドーナツ状の研磨接触面の帯を連続して含む分離壁と、前記研磨領域側の前記研磨パッド上面にスラリーを供給するスラリー供給管と、前記非研磨領域の前記研磨パッド上面に冷却媒体を供給する冷却媒体供給管とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の別の態様の研磨方法は、研磨パッドに対向配置された研磨対象の保持手段が配設される研磨領域と前記保持手段が配設されない非研磨領域に前記研磨パッドを区画する分離壁を、ターンテーブルに貼付された前記研磨パッドと当接させる工程と、回転する前記研磨パッドの前記非研磨領域に、前記研磨パッドの表面を冷却する冷却媒体を供給する工程と、前記研磨領域にスラリーを供給する工程と、前記スラリーが供給された前記研磨領域に、前記保持手段に保持された回転する前記研磨対象を押圧する工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、研磨に及ぼす影響を抑制しつつ研磨パッドの冷却が可能な研磨装置及び研磨方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る研磨装置を模式的に示す図で、図１（ａ）は一部を断面（ハッチング部）で示す正面図、図１（ｂ）は一部を断面（ハッチング部）で示す平面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った分離壁の断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る研磨装置の研磨パッドの温度分布を示す図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る研磨装置を模式的に示す、一部を断面（ハッチング部）で示す平面図。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る研磨装置を模式的に示す図で、図４（ａ）は一部を断面（ハッチング部）で示す正面図、図４（ｂ）は一部を断面（ハッチング部）で示す平面図。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る研磨装置の研磨パッドの温度分布を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に示す図では、同一の構成要素には同一の符号を付している。
【００１５】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る研磨装置及び研磨方法について、図１を参照しながら説明する。
【００１６】
図１に示すように、研磨装置１は、概略的に、ターンテーブル１１、ターンテーブル１１上の研磨パッド１２を区画する分離壁２１、研磨対象をなす半導体ウェーハ２７を保持する保持手段であるトップリング２５、スラリー供給管３１、及び冷却媒体供給管３５を備える。ターンテーブル１１は、ターンテーブル１１の外周に沿ってファンネル１６を配設したケーシング１５に収納されている。
【００１７】
ターンテーブル１１は、半導体ウェーハ２７を保持したトップリング２５を、半径の内側に納めることが可能な程度の大きさを有する。ターンテーブル１１は、上面に研磨パッド１２が貼付されている。研磨パッド１２は、例えば、発泡ポリウレタンから形成され、より具体的には、ロデールニッタ社のＩＣ１０００／ＳＵＢＡ４００等である。ターンテーブル１１の研磨パッド１２は、水平面内で回転する。回転方向は、図１（ｂ）に示すように、例えば、時計回り（図示矢印）である。
【００１８】
ターンテーブル１１の上方には、被研磨面、例えば、半導体デバイス面を下方の研磨パッド１２に対向させて、半導体ウェーハ２７を吸着保持したトップリング２５が配置される。トップリング２５は、水平面内でターンテーブル１１と同方向（図示矢印）に回転し、半導体ウェーハ２７の被研磨面が研磨パッド１２の表面と接触するように一定の圧力で押圧される。
【００１９】
トップリング２５は、半導体ウェーハ２７の周囲に配置されたリテーナリング２９を有している。リテーナリング２９は、研磨時における半導体ウェーハ２７のトップリング２５からの逸脱防止、半導体ウェーハ２７のエッジ部過研磨防止を目的としているが、リテーナリング２９を使用しない構成も可能である。
【００２０】
研磨時、研磨パッド１２上の中心部及び周辺部を除いた領域で、研磨パッド１２と半導体ウェーハ２７を保持したトップリング２５とは接する。トップリング２５が研磨パッド１２に接してできる研磨パッド１２上の軌跡、すなわち研磨接触面３７は、点線で示したドーナツ状となる。なお、研磨パッド１２と半導体ウェーハ２７との研磨接触面は、研磨接触面３７の内側に含まれる領域となる。
【００２１】
分離壁２１は、例えば、平面視でＵ字形の形状を有している。分離壁２１のＵ字形の底面部が、研磨パッド１２の中心部、すなわち、ドーナツ状の研磨接触面３７の内側の穴に相当する位置にある。分離壁２１は、Ｕ字形の底面部から上端部に向かって湾曲し、研磨パッド１２の表面を中心から外周にかけてＵ字形に区画する。湾曲した分離壁２１は、研磨パッド１２の外周と平面視において２箇所で接する。分離壁２１は、研磨パッド１２の表面に真上から接触する。すなわち、分離壁２１の側面は研磨パッド１２に対してほぼ垂直である。
【００２２】
分離壁２１は、研磨パッド１２の外周の外側で、研磨パッド１２の面から上方に離れる方向に、更に、水平方向にクランク状に曲げられて、Ｕ字形の上端部の２箇所が、ケーシング１５に固定されている。分離壁２１のケーシング１５への固定は、分離壁２１を一定に押圧することが可能なように、例えば、スプリングを配した押さえ治具２３によりなされる。分離壁２１が研磨パッド１２を押圧する押しつけ荷重は、９．８ｋＰａ（１００ｇｆ／ｃｍ２）以下に設定することが好ましい。押しつけ荷重を大きくすると、分離壁２１と研磨パッド１２の間での摩擦熱が問題になるからである。
【００２３】
分離壁２１の研磨パッド１２の外周と接する２箇所は、例えば、研磨パッド１２の外周の１／４程度離れている。分離壁２１及び研磨パッド１２の外周の約１／４で囲まれた部分は、トップリング２５が配設されない領域、つまり、非研磨領域４１である。非研磨領域４１を除く、分離壁２１及び研磨パッド１２の外周の約３／４で囲まれた部分は、トップリング２５が配設された研磨領域４３である。
【００２４】
分離壁２１は、非研磨領域４１の研磨パッド１２の回転方向上流において、上流に向かって凸な曲線をなし、研磨パッド１２の回転方向下流において、下流に向かって凸な曲線をなしている。なお、上流とは、対象領域において、回転する研磨パッド１２が最初に到達する側を言う。
【００２５】
トップリング２５は、研磨領域４３の研磨パッド１２の回転方向に沿った中央部、つまり、研磨パッド１２の中心に対して非研磨領域４１に正対する位置関係に概ねある。なお、トップリング２５と非研磨領域４１とは、研磨パッド１２の中心に対して正対する必要は必ずしもなく、加工点の冷却効率を優先して、トップリング２５を研磨領域４３の上流側に、分離壁２１と干渉しない範囲で、寄せて配置することも可能である。
【００２６】
図１（ｃ）に示すように、分離壁２１の断面は、研磨パッド１２に接する部分の角が取れたほぼ矩形であり、高さは後述の冷却媒体が上を越えて流れ出さない程度、例えば、２ｃｍ程度、幅は回転する研磨パッド１２から受ける動摩擦力に耐え得る程度である。分離壁２１の材質は、耐薬品性、耐摩耗性の高いものが要求され、トップリング２５のリテーナリング２９と同等なもの、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、フッ素系樹脂、及びセラミクス等を使用することが可能である。なお、分離壁２１は、スラリーと接触する部分のみを、これらの材質とすることも可能である。
【００２７】
研磨領域４３の研磨パッド１２の上方には、スラリーを供給するためのスラリー供給管３１、及び、同領域に水ポリッシュの純水を供給するための純水供給管３３がそれぞれ設けられる。スラリー供給管３１及び純水供給管３３は、トップリング２５に対して研磨パッド１２の回転方向上流側且つ研磨パッド１２の回転中心に近い位置に、それぞれスラリー及び純水を滴下することが可能である。なお、スラリー供給管３１及び純水供給管３３は、滴下口を移動することにより滴下位置を変更可能である。スラリーは、ＣＭＰの対象物により異なり、一般的には、化学薬品が添加された、研磨粒子の分散液であり、例えば、硝酸鉄が添加された、アルミナ分散液である。
【００２８】
非研磨領域４１の研磨パッド１２の上方には、冷却媒体を供給するためのシャワーヘッド付きの冷却媒体供給管３５が設けられる。冷却媒体供給管３５は、研磨パッド１２の適する位置、例えば、回転中心に近い側の位置に設けられ、純水からなる冷却媒体を散布することが可能である。冷却媒体の供給を単孔の管ではなく多孔のシャワーヘッドで行うのは、冷却媒体と研磨パッド１２の接触機会を増やし、冷却効率を向上させるためである。なお、口径の比較的小さい半導体ウェーハ２７を研磨する場合、単孔の冷却媒体供給管３５を使用することが可能である。
【００２９】
冷却媒体供給管３５は、シャワーヘッド供給口を移動することにより供給位置を、シャワーヘッド供給口の向きを変更することにより供給方向を変更可能である。冷却媒体の流量、冷却媒体の温度等は最適化が可能である。冷却媒体の温度を常温より下げる場合、冷却媒体供給管３５は、例えば、冷熱源（図示略）が巻き付けられて冷却される。なお、冷却媒体供給管３５及びシャワーヘッドの移動系、流量制御系、及び温度制御系等は、図示が省略されている。また、冷却媒体は、純水の他、界面活性剤を添加された水であってもよい。この場合、研磨粒子の固着で汚れた研磨パッド１２を洗浄する効果が副次的に期待できる。また、冷却媒体は、液体に限らず、窒素、空気等の気体を使用することが可能である。
【００３０】
次に、研磨装置１を用いた研磨方法について説明する。
【００３１】
研磨装置１には、上述したように、研磨パッド１２がターンテーブル１１上に貼付され、研磨パッド１２を非研磨領域４１と研磨領域４３に区画するＵ字形の分離壁２１が、押さえ治具２３を用いて、ケーシング１５に固定されている。分離壁２１は、研磨パッド１２と当接され、非研磨領域４１が研磨パッド１２の中心から外周方向に連続して確保される。
【００３２】
ターンテーブル１１を所定の回転数、例えば、６０ｒｐｍで回転させる。そして、回転する研磨パッド１２上における、分離壁２１で区画される非研磨領域４１に、冷却媒体供給管３５を介して冷却媒体を供給する。冷却媒体は、非研磨領域４１内の研磨パッド１２の中心から外周方向全体に広がる。冷却媒体は、一部が研磨パッド１２の回転による遠心力により外周側に流されてファンネル１６に落ちるが、一部は研磨パッド１２の回転方向下流側の分離壁２１に当たって、曲面をなす壁面に沿って移動してファンネル１６に落ちる。冷却媒体の流量は、例えば、毎分２００ｃｍ３（２００ｍｌ／ｍｉｎ）程度である。
【００３３】
回転する研磨パッド１２上における分離壁２１で区画される研磨領域４３に、スラリー供給管３１を介してスラリーを滴下する。
【００３４】
この後、半導体ウェーハ２７を保持したトップリング２５を、研磨領域４３の真上まで搬送し、所定の回転数、例えば、６３ｒｐｍで回転させながら降下させ、更に、所定の圧力、例えば、１９．６ｋＰａ（２００ｇｆ／ｃｍ２）により押圧して、半導体ウェーハ２７の被研磨面、例えば、半導体デバイス面を研磨パッド１２の表面（研磨接触面３７）に接触させる。半導体ウェーハ２７の半導体デバイス面を、スラリーを含んだ研磨パッド１２に擦り付けることにより研磨が進行する。
【００３５】
研磨領域４３のスラリーは、一部が研磨パッド１２の回転による遠心力により外周側に流されてファンネル１６に落ちるが、一部は研磨領域４３の下流（非研磨領域４１の上流）の分離壁２１に当たって、曲面をなす壁面に沿って移動してファンネル１６に排出される。
【００３６】
所定の厚さの研磨が終了したらスラリーの供給を止め、続いて、純水供給管３３より水ポリッシュ用純水を滴下させて水ポリッシュを行い、半導体ウェーハ２７に付着したスラリーを洗い流す。水ポリッシュが終了すると、冷却媒体は停止されるが、研磨が終了した時点で冷却媒体を停止または減少させても良い。水ポリッシュ時の荷重は、一般に、研磨時の荷重より小さくするので、水ポリッシュ時の摩擦熱の問題は小さいからである。
【００３７】
研磨後の水ポリッシュが終了した半導体ウェーハ２７は、後洗浄モジュール（図示略）に搬送されて後洗浄処理がなされる。その間、研磨パッド１２上はドレッサー（図示略）により、通常のドレッシングが行われる。このドレッシングは、研磨領域４３において、ドレッサーを擦り合わせることにより行われる。トップリング２５が退避した後にドレッシングを行う場合、トップリング２５の稼動領域とドレッサーの稼動領域は重なっても構わない。ドレッシングの終了後、次に研磨される半導体ウェーハ２７を保持したトップリング２５が、研磨領域４３の真上まで搬送され、同様に研磨される。
【００３８】
このように、分離壁２１が配設された研磨装置１の研磨方法は、分離壁２１のない研磨装置と基本的には変わらない。ただし、研磨領域４３の分離壁２１にスラリーが徐々に付着していき、この付着物が落ちて、研磨時の半導体ウェーハ２７の下に達すると、半導体ウェーハ２７の被研磨面にスクラッチを発生させる場合がある。よって、この付着物の除去処理を追加することが好ましい。例えば、一定数の半導体ウェーハ２７を処理する度に、分離壁２１を研磨パッド１２から浮かせた状態にして、ハンドシャワー等で洗浄するような手続きを入れることが効果的である。また、このような洗浄が自動的に行えるようなシステムにすることは可能である。
【００３９】
次に、研磨装置１を用いたＣＭＰによって得られる効果を説明する。
【００４０】
図１（ｂ）に示す、研磨パッド１２上の、トップリング２５に近接する計測線４５（２点鎖線）での温度分布に注目する。計測線４５は、研磨パッド１２の半径の、研磨接触面３７に含まれる線分である。そして、研磨パッド１２の回転方向に関し、トップリング２５の下流側に位置する。計測線４５での温度は、放射温度計により測定される。この温度は、研磨直後での研磨パッド１２の温度なので、半導体ウェーハ２７直下の研磨パッド１２の温度として代用できる。
【００４１】
図２は、横軸に計測線４５の位置を、縦軸に温度を示したグラフである。冷却なし、すなわち、従来の研磨装置では、この温度は５０℃を超えており、中央部では６０℃近くになっている。一方、冷却あり、すなわち、本実施例の研磨装置１では、この温度は研磨接触面３７の中央部を含めても４０℃以下になっている。また、研磨装置１では、最高温度と最低温度との差も縮小されている。
【００４２】
したがって、冷却なし、すなわち、従来の研磨装置では、温度上昇により研磨パッド１２が軟化し、そのため、研磨の平坦化特性が劣化し、半導体ウェーハ２７の研磨によるグローバル段差（最も高い箇所と、最も低い箇所での、高さの差）が１００ｎｍにもなった。一方、冷却あり、すなわち、本実施例の研磨装置１では、温度上昇が抑制されるので研磨パッド１２の軟化が抑制され、そのため、研磨の平坦化特性が保持され、半導体ウェーハ２７の研磨によるグローバル段差（最も高い箇所と、最も低い箇所での、高さの差）は２０ｎｍに抑制される。
【００４３】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る研磨装置及び研磨方法について、図３を参照しながら説明する。第１の実施形態の研磨装置１との違いは、分離壁が平面視で「く」字形を有する点である。なお、第１の実施形態と同一構成部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００４４】
図３に示すように、研磨装置２は、第１の実施形態の研磨装置１の分離壁２１がＵ字形をしているのに対して、分離壁５１が平仮名の「く」字形を有している。く字形の分離壁５１は、研磨パッド１２の外周と接する２箇所が、研磨パッド１２外周の１／４程度離れているものの、研磨パッド１２の外周から外側に行くほど、より大きく離れる方向にあるので、押さえ治具２３の間隔はより大きくなる。
【００４５】
平面視でく字形の分離壁５１を、折れ曲がった部分で２つに分けると、それぞれは、研磨装置１のＵ字形の分離壁２１を面対称となるように切断した一方に相当する。つまり、分離壁５１は、非研磨領域４１の研磨パッド１２の回転方向上流において、上流に向かって凸な曲線をなし、研磨パッド１２の回転方向下流において、やはり上流に向かって凸な曲線をなしている。平面視でく字形の分離壁５１の折れ曲がった部分は、研磨パッド１２の中心部に位置する。その他の構成は、第１の実施形態の研磨装置１と同じである。また、研磨方法も第１の実施形態の研磨装置１と同じである。
【００４６】
分離壁５１は、非研磨領域４１において、下流側の曲率が第１の実施形態の曲率とは逆になっている。その結果、研磨装置２は、トップリング２５を分離壁５１に接近して配置することが可能になる。冷却された研磨パッド１２が短時間でトップリング２５の直下に到達するので、冷却効率が向上するメリットを有する。なお、分離壁５１は、Ｖ字形とすることは可能である。トップリング２５の位置は、く字形の分離壁に対して多少離さざるを得なくなるものの、Ｖ字形の分離壁は形成しやすい形状となる。
【００４７】
研磨装置２は、その他、第１の実施形態の研磨装置１が有する効果を同様に有している。
【００４８】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る研磨装置及び研磨方法について、図４を参照しながら説明する。第１の実施形態の研磨装置１との違いは、複数個からなる冷却媒体供給管が設けられている点である。なお、第１の実施形態と同一構成部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００４９】
図４に示すように、研磨装置３は、複数個の冷却媒体供給管５５が配設されている。その他の構成は、第１の実施形態の研磨装置１と同じである。冷却媒体供給管５５は、供給口が非研磨領域４１内の研磨パッド１２の中心から外周方向の半径に沿ってほぼ直線状に、ドーナツ状の研磨接触面３７を半径方向にカバーするように配置されている。それぞれの冷却媒体供給管５５は、冷却媒体の温度、流量、及び供給口の位置が独立して制御可能である。なお、１本の冷却媒体供給管５５が複数の供給口を有する構成、例えば、３本の冷却媒体供給管５５を配して、６個の供給口から冷却媒体を供給することは可能である。また、冷却媒体供給管５５の供給口がシャワーヘッドでもよい。また、冷却媒体供給管５５は、供給口が半径方向の直線配列に限らず、研磨パッド１２の温度分布をより良く調整可能な配列、例えば、供給口が分離壁２１に沿って曲線状に配置されることが可能である。また、分離壁２１は第２の実施形態の分離壁５１で置き換えることが可能である。
【００５０】
研磨装置３による研磨方法は、冷却媒体が複数構成の冷却媒体供給管５５から供給される他は、第１の実施形態の研磨装置１と同じである。
【００５１】
研磨装置３は、複数個の冷却媒体供給管５５の冷却媒体の温度、流量等を独立して制御することによって、研磨パッド１２の温度分布を所望の形状にすることが可能となる。すなわち、実施例１で示した計測線４５の温度分布を、図５に示すように平らにすることが可能となる。これは、複数個の冷却媒体供給管５５のうち、研磨接触面３７の中央部の冷却媒体の温度を下げたり、中央部の冷却媒体の流量を上げたりすることにより達成される。
【００５２】
このような研磨パッド１２の温度分布を実現した研磨装置３を使用してＣＭＰ処理を行うことによって、半導体ウェーハ２７は、その中に形成されている半導体デバイスの特性をより均一とすることが可能となる。
【００５３】
研磨装置３は、その他、第１の実施形態の研磨装置１が有する効果を同様に有している。
【００５４】
以上、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。
【００５５】
例えば、実施形態では、分離壁は、研磨パッドの外周と接する２箇所が、研磨パッド外周の１／４程度離れている例を示したが、研磨パッド外周の１／４より小さくも、大きくも設定することは可能である。分離壁によって区画された非研磨領域で、所望の研磨パッド冷却が行えればよい。
【００５６】
さらに、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。  
（付記１）  上面に研磨パッドが貼付され、回転可能なターンテーブルと、研磨対象を回転可能に保持し、前記研磨対象の研磨面を前記研磨パッドに対向配置させる保持手段と、前記研磨パッド上面と当接し、前記研磨パッドに対向配置された前記保持手段が配設される研磨領域と前記保持手段が配設されない非研磨領域に前記研磨パッドを区画し、前記非研磨領域の前記研磨パッドの半径方向に、回転している前記研磨パッドが前記保持手段と接触してできるドーナツ状の研磨接触面の帯を連続して含む分離壁と、前記研磨領域側の前記研磨パッド上面にスラリーを供給するスラリー供給管と、前記非研磨領域の前記研磨パッド上面に冷却媒体を供給する冷却媒体供給管とを備える研磨装置。
【００５７】
（付記２）  前記分離壁は、平面視で前記研磨パッドの回転上流側に凸形の２つの曲線が、一定の角度だけ離れて、前記研磨パッドの回転中心部で連結される形状をなしている付記１に記載の研磨装置。
【００５８】
（付記３）  前記分離壁は、表面の少なくとも一部がＰＥＥＫ、ＰＰＳ、及びフッ素樹脂のいずれかで形成されている付記１に記載の研磨装置。
【００５９】
（付記４）  前記冷却媒体供給管は、前記研磨パッドの半径方向に移動が可能である付記１に記載の研磨装置。
【００６０】
（付記５）  前記冷却媒体供給管は、温度調節された冷却媒体を供給可能である付記１に記載の研磨装置。
【００６１】
（付記６）  前記冷却媒体は気体である付記１に記載の研磨装置。
【００６２】
（付記７）  前記冷却媒体供給管は、前記研磨パッド上面に対向した供給口に多孔のシャワーヘッドが設けられている付記１に記載の研磨装置。
【符号の説明】
【００６３】
１、２、３  研磨装置
１１  ターンテーブル
１２  研磨パッド
１５  ケーシング
１６  ファンネル
２１、５１  分離壁
２３  押さえ治具
２５  トップリング
２７  半導体ウェーハ
２９  リテーナリング
３１  スラリー供給管
３３  純水供給管
３５、５５  冷却媒体供給管
３７  研磨接触面
４１  非研磨領域
４３  研磨領域
４５  計測線
【図１】
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【図２】
2011079076.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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