(57)【要約】  【課題】簡単な構成でウェハの温度均一性を高めてウェハ面内の平坦性及び研磨レートを向上させる。【解決手段】ウェハ保持ヘッド３内にウェハ裏面に接触するメンブレン１３を設けると共に、メンブレン１３の上面側に所定温度のエアが流動するエアフロート層１４を形成し、メンブレン１３にウェハＷの中心部並びに外周部とそれぞれ対応する、熱伝導を小さくして温度を制御するシート２０並びに熱伝導を大きくして温度を制御するシート２１を設けることで、ウェハＷとエアフロート層１４間にて熱を移動させて、ウェハＷを加熱又は冷却して温度を制御する。熱伝導を小さくして温度を制御するシート２０は、熱伝導を大きくして温度を制御するシート２１よりも熱伝導度が小さく、例えば熱を通しにくいポリウレタン等の発泡樹脂にて円形に形成する。又、熱伝導を大きくして温度を制御するシート２１は、熱を通し易いアルミニウム箔等の薄い金属にて円環形に形成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する研磨パッドにスラリーを供給しながら、ウェハ保持ヘッドに保持されたウェハを前記研磨パッドに押し付けて研磨するＣＭＰ装置において、
所定温度のエアが流動するエアフロート層とウェハ裏面との間においてメンブレンを介して熱を伝導させ、且つ、前記メンブレンの一部の熱伝導度を該メンブレンの他の部分の熱伝導度よりも小さく若しくは大きくして、前記ウェハの中心部及び外周部の温度を制御することを特徴とするＣＭＰ装置のウェハ温度制御方法。
【請求項２】
回転する研磨パッドにスラリーを供給しながら、ウェハ保持ヘッドに保持されたウェハを前記研磨パッドに押し付けて研磨するＣＭＰ装置において、
前記ウェハ保持ヘッド内にウェハ裏面に接触するメンブレンを設けると共に、該メンブレンの上面側に所定温度のエアが流動するエアフロート層を形成し、該メンブレンに前記ウェハの中心部及び外周部と夫々対応する中心部用温度制御シート及び外周部用温度制御シートを設け、該中心部用温度制御シートの熱伝導度は外周部用温度制御シートの熱伝導度よりも小さく若しくは大きくしたことを特徴とするＣＭＰ装置のウェハ温度制御機構。
【請求項３】
熱伝導度を小さくする温度制御シートが発泡樹脂等の合成樹脂にて形成され、且つ、熱伝導度を大きくする温度制御シートがアルミニウム箔等の薄い金属にて形成されていることを特徴とする請求項２記載のＣＭＰ装置のウェハ温度制御機構。
【請求項４】
上記中心部用温度制御シートが円形に形成され、且つ、上記外周部用温度制御シートが円環形に形成されていることを特徴とする請求項２記載のＣＭＰ装置のウェハ温度制御機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＣＭＰ装置のウェハ温度制御方法及びウェハ温度制御機構に関するものであり、特に、ウェハ保持ヘッドに保持されたウェハを回転中の研磨パッドに押し付けて研磨するＣＭＰ装置のウェハ温度制御方法及びウェハ温度制御機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、此種ＣＭＰ装置は、研磨パッドが貼り付けられたプラテン（研磨定盤）の上方にウェハ保持ヘッドが配設され、該ウェハ保持ヘッドの下部側にはウェハが着脱可能に保持される。
【０００３】
ウェハを研磨する際は、前記プラテン及びウェハ保持ヘッドをモータで夫々回転駆動すると共に、該研磨パッド上面にスラリーを供給しながら該研磨パッド上面にウェハを押し付けることにより、ウェハを化学的機械的に研磨している。
【０００４】
ここで、ウェハ研磨面の平坦性を確保するには、研磨パッドに対するウェハの押し付け力の調整と共に、研磨中におけるウェハ温度が大きな要因になる。そこで、このウェハ温度を制御するためには、ウェハ保持ヘッド内におけるウェハ裏面（背面）側に加熱板又は放熱板を設けた温度制御機構、或いは、エアバック又は空洞を温度調整可能に設けた温度制御機構などが提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【特許文献１】特開平０９−２９５９１号公報
【特許文献２】特開２００１−３４１０６４号公報
【特許文献３】特開２００５−２６８５６６号公報
【特許文献４】特開２００６−２８９５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１及び２記載の従来技術のように、ウェハ保持ヘッド内に加熱板又は放熱板を設けた場合は、ウェハ保持ヘッドの構造が複雑になりコスト高になる。又、上記特許文献３及び４記載の従来技術のように、ウェハ保持ヘッド内に大きなエアバック又は複数の空洞を設けて温度制御した場合は、加熱若しくは冷却されるエアバック又は空洞内の静圧状態のエアに熱が蓄積されるため、ウェハ表面への熱の伝導が遅くなり、所望の温度プロファイルを得ることが困難になる。
【０００６】
その結果、ウェハ面内の温度が不均一になり、ウェハ研磨面の平坦性低下を招く。特に、研磨の進行に伴いウェハの中心部が外周部よりも温度が高くなり、この温度差に伴い化学的な研磨速度が変化して、ウェハ面内の研磨レートにバラツキが生じるという問題があった。
【０００７】
そこで、構造が簡単でありながらウェハ温度の均一性を確保し、ウェハ表面の平坦性及び研磨レートを向上させるために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、回転する研磨パッドにスラリーを供給しながら、ウェハ保持ヘッドに保持されたウェハを前記研磨パッドに押し付けて研磨するＣＭＰ装置において、所定温度のエアが流動するエアフロート層とウェハ裏面との間においてメンブレンを介して熱を伝導させ、且つ、前記メンブレンの一部の熱伝導度を該メンブレンの他の部分の熱伝導度よりも小さく若しくは大きくして、前記ウェハの中心部及び外周部の温度を制御するＣＭＰ装置のウェハ温度制御方法を提供する。
【０００９】
この方法によれば、ウェハ研磨中、エアフロート層は所定温度のエアが常に流動するため所定温度に維持される。このエアフロート層とウェハ裏面（ウェハ研磨面と反対側の面）の間には、メンブレンを介して熱の伝導現象が生じ、この場合、熱伝導度（ウェハに対する加熱又は冷却の速さ）は、ウェハの一部の方が外周部よりも小さい若しくは大きい。このように、中心部用温度制御シートは外周部用温度制御シートよりも熱を通し難い若しくは通しやすいので、エアフロート層によるウェハに対する加熱作用又は冷却作用は、ウェハの中心部の方が外周部よりも小若しくは大である。
【００１０】
従って、例えば、エアフロート層がウェハよりも高温のとき、エアフロート層の熱はウェハ裏面に伝わるため、ウェハは加熱作用を受ける。この時、ウェハの中心部よりも外周部が低温である場合は、エアフロート層の熱はウェハの中心部よりも外周部の方が伝導し易い若しくは伝導し難いので、中心部よりも外周部の方が加熱効果は大きく若しくは小さくなる。その結果、中心部と外周部間の温度差が小さくなり、ウェハ半径方向の温度が制御される。尚、エアフロート層がウェハよりも低温のときは、ウェハの熱はエアフロート層側に伝わるため、ウェハは冷却作用を受けて、上記と同様にウェハ半径方向の温度が制御される。
【００１１】
請求項２記載の発明は、回転する研磨パッドにスラリーを供給しながら、ウェハ保持ヘッドに保持されたウェハを前記研磨パッドに押し付けて研磨するＣＭＰ装置において、
前記ウェハ保持ヘッド内にウェハ裏面に接触するメンブレンを設けると共に、該メンブレンの上面側に所定温度のエアが流動するエアフロート層を形成し、該メンブレンに前記ウェハの中心部及び外周部と夫々対応する中心部用温度制御シート及び外周部用温度制御シートを設け、該中心部用温度制御シートの熱伝導度は外周部用温度制御シートの熱伝導度よりも小さくなるように若しくは大きくなるように構成して成るＣＭＰ装置のウェハ温度制御機構を提供する。
【００１２】
この構成によれば、ウェハ研磨中にエアフロート層には所定温度のエアが常に流動するため、エアフロート層は所定温度に維持される。このエアフロート層とウェハ裏面の間には、メンブレンを介して熱の伝導現象が生じる。この場合、メンブレンの中心部用温度制御シートの熱伝導度（熱伝導率）は外周部用温度制御シートの熱伝導度よりも小さい若しくは大きいため、熱伝導の速度、即ち、エアフロート層によるウェハに対する加熱作用又は冷却作用は、ウェハの外周部の方が中心部よりも速やかに若しくは緩やかに行われる。
【００１３】
従って、例えば、エアフロート層がウェハよりも高温のとき、エアフロート層の熱はウェハ裏面に伝わるため、ウェハは加熱作用を受ける。この時、ウェハの中心部よりも外周部が低温である場合は、エアフロート層の熱はウェハの中心部よりも外周部の方が伝導し易い若しくは伝導し難いので、中心部よりも中心部の方が加熱効果は大きく若しくは小さくなる。その結果、中心部と外周部間の温度差が小さく若しくは大きくなり、ウェハ半径方向の温度が制御される。
【００１４】
本発明では、メンブレンにおける温度プロファイルは、ウェハの寸法や研磨条件などに応じて任意に決定される。この場合、熱伝導を大きくして温度を制御するシート及び熱伝導を小さくして温度を制御するシートの材質（熱伝導率の異なる材料）又は表面積を各別に変更することにより、所望の温度プロファイルが得られる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、上記熱伝導度を小さくする温度制御シートが発泡樹脂等の合成樹脂にて形成され、且つ、熱伝導度を大きくする温度制御シートがアルミニウム箔等の薄い金属にて形成されている請求項２記載のＣＭＰ装置のウェハ温度制御機構を提供する。
【００１６】
この構成によれば、アルミニウム箔等の金属から成る熱伝導を大きくして温度を制御するシートは熱伝導率が高く、発泡樹脂等の合成樹脂から成る熱伝導を小さくして温度を制御するシートは熱伝導率が低いので、熱伝導を小さくして温度を制御するシート、及び、熱伝導を大きくして温度を制御するシートの厚さを薄くしても、両者間において所要の熱伝導度の差が得られる。
【００１７】
請求項４記載の発明は、上記中心部用温度制御シートが円形に形成され、且つ、上記外周部用温度制御シートが円環形に形成されている請求項２記載のＣＭＰ装置のウェハ温度制御機構を提供する。
【００１８】
この構成によれば、円形の中心部用温度制御シートと円環形の外周部用温度制御シートを互いに同心円状に形成することにより、メンブレンの周方向、即ち、ウェハの周方向において一様な温度分布が得られる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の発明は、ウェハ表面の半径方向における温度分布が制御できるので、ウェハ面内の平坦性を向上させることができる。又、ウェハ研磨面の研磨レートも制御するので、ウェハの歩留り改善に大いに寄与することができる。
【００２０】
請求項２記載の発明は、ウェハ半径方向における温度分布を制御できるので、ウェハ研磨面の平坦性及び研磨レートの双方を向上させることができる。又、ウェハ保持ヘッド内にエアバック又は空洞を設ける必要がないため、従来に比べてウェハ保持ヘッドの構造が簡素化するメリットを有する。
【００２１】
請求項３記載の発明は、熱伝導を小さくして温度を制御するシート及び熱伝導を大きくして温度を制御するシートの熱伝導度の差が大きいので、請求項２記載の発明の効果に加えて、熱伝導を小さくして温度を制御するシート及び熱伝導を大きくして温度を制御するシートを薄く形成しても、所望の温度プロファイルを容易に得ることができ、且つ、材料コストの低減化が図られる。
【００２２】
請求項４記載の発明は、メンブレンの円周方向の温度分布が一様になるので、請求項２記載の発明の効果に加えて、ウェハの仕様や研磨条件などに応じてウェハの温度プロファイルを一層自由に設定することができる。又、中心部用温度制御シートの半径、又は外周部用温度制御シートの内径若しくは外径を変更することにより、ウェハの中心部又は外周部に対する熱伝導度を各別に容易に変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、簡単な構造でウェハ温度の均一性を確保でき、ウェハ表面の平坦性及び研磨レートを向上させるという目的を、回転する研磨パッドにスラリーを供給しながら、ウェハ保持ヘッドに保持されたウェハを前記研磨パッドに押し付けて研磨するＣＭＰ装置において、前記ウェハ保持ヘッド内にウェハ裏面に接触するメンブレンを設けると共に、該メンブレンの上面側に所定温度のエアが流動するエアフロート層を形成し、前記メンブレンに前記ウェハの中心部及び外周部に、熱伝導を小さくして温度を制御するシート及び熱伝導を大きくして温度を制御するシートを設け、該熱伝導を小さくして温度を制御するシートの熱伝導度は、熱伝導を大きくして温度を制御するシートの熱伝導度よりも小さくすることによって達成した。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施例を図１乃至図５に従って説明する。本実施例は、回転駆動されるプラテンに貼り付けられた研磨パッドにスラリーを供給しながら、該研磨パッドにウェハを押し付けて研磨するＣＭＰ装置に適用したものであって、ウェハ温度制御機構はウェハ保持ヘッド内のウェハ裏面側に設けられている。
【００２５】
図１はＣＭＰ装置の全体構成を示す斜視図、図２はウェハ保持ヘッドの内部構造を示す縦断面図、図３はウェハ温度制御機構のメンブレンを示す平面図、図４は温度プロファイルの一例を示すグラフ、図５はウェハ温度制御機構のメンブレンの配置例を示す平面図である。
【００２６】
図１に示すように、ＣＭＰ装置１は、回転駆動可能なプラテン（研磨定盤）２及びウェハ保持ヘッド３等によって構成され、該ウェハ保持ヘッド３は昇降駆動可能に設けられている。又、前記プラテン２は円盤状に形成され、該プラテン２の上部には研磨パッド４が貼り付けられている。
【００２７】
又、プラテン２の下部にはスピンドル５が連結され、該スピンドル５の下端部にはモータ６が連結されている。従って、モータ６によってスピンドル５を回転駆動することにより、プラテン２は図１の矢印Ａ方向に回転する。更に、研磨パッド４の上方には、該研磨パッド４上面にスラリー（研磨剤）Ｓを供給するための供給ノズル７が設けられている。
【００２８】
前記ウェハ保持ヘッド３の上部には回転軸８が連結され、該回転軸８の上端部には図示しないモータが連結されている。従って、該モータによって回転軸８を回転駆動することにより、ウェハ保持ヘッド３は図１の矢印Ｂ方向に回転する。
【００２９】
ウェハ保持ヘッド３に保持されたウェハＷを研磨する際は、プラテン２及びウェハ保持ヘッド３を夫々回転駆動すると共に、研磨パッド４上面にスラリーＳを供給しながら該研磨パッド４上面にウェハＷを押し付けることにより、該ウェハＷ下面に対して化学的機械的な研磨が実施される。
【００３０】
本発明に係るウェハ温度制御機構は、ウェハ保持ヘッド３内におけるウェハＷ裏面側に設けられている。このウェハ温度制御機構により、研磨中にウェハＷの中心部と外周部をそれぞれ独立に加熱又は冷却でき、且つ、ウェハＷの中心部の加熱作用又は冷却作用をウェハＷの外周部よりも小さくすることにより、ウェハＷに対して所要の温度制御が可能になっている。
【００３１】
ウェハ温度制御機構が設けられたウェハ保持ヘッド３の内部構成は、図２に示すように、ヘッド本体１０、バックプレート１１、リテーナ１２及びメンブレン（保護シート）１３などから構成され、メンブレン１３とバックプレート１１との間にはエアフロート層１４が形成されている。尚、図２中のエアフロート層１４及びメンブレン１３等については、説明の都合上誇張して図時されている。
【００３２】
ヘッド本体１０は円盤状に形成され、該ヘッド本体１０の内側には円板形のバックプレート１１が配置されている。このバックプレート１１はアルミニウム、銅等の高い熱伝導率を有する金属より成る。更に、バックプレート１１には複数のエア噴出孔１５が形成され、エア噴出孔１５はエアライン１６を介して一次エア（図示せず）に接続されている。又、エアライン１６の途中には、図示しないバキュームポンプ及び給気ポンプが切り替え運転可能に設置されている。
【００３３】
更に、バックプレート１１の下側には円形のメンブレン１３が配置され、該メンブレン１３の外周縁部はリング状のリテーナ１２下部に固定されている。尚、リング状のリテーナ１２の下面開口部はウェハＷよりも若干大径に形成され、ウェハＷの径方向への動きを規制している。
【００３４】
又、メンブレン１３は所要の可撓性を有する材料、例えば、薄いゴム材等によりシート状に形成されている。該メンブレン１３は、エアフロート層１４内のエア圧をウェハＷに伝達し、且つ、エアフロート層１４とウェハＷ裏面の間において熱を伝える役目をなす。
【００３５】
更に又、メンブレン１３には複数の真空吸着用のエア孔１７が開穿されている。前記バキュームポンプによりエアフロート層１４内のエアＡを吸引して負圧を発生させることで、ウェハＷをメンブレン１３に吸着保持し、該ウェハＷをプラテン２に装着されている研磨パッド４上に移載する。然る後、該ウェハＷを研磨する際は、給気ポンプによりエアフロート層１４内に所定圧のエアＡを供給することで、ウェハＷを研磨パッド４上面に所定圧力で押し付けて研磨する。尚、エアフロート層１４内に供給された加圧エアは、リテーナ１２に形成されている間隙１８から自然に排出されてエアフロート層１４内のエア圧が自然に調整される。
【００３６】
ウェハＷの研磨中、メンブレン１３を介するエアフロート層１４とウェハＷ間の熱伝導により、温度の高い方から低い方へ熱が移動するため、ウェハＷが加熱又は冷却されて温度制御が行われる。即ち、ウェハＷ裏面に接触するメンブレン１３の中心部と外周部には、それぞれ互いに熱伝導度の異なる後述の２つのシートが設けられている。この２つのシートの熱伝導度の差を利用することによって、ウェハＷ裏面の温度を部分的かつ積極的に制御する。斯くして、ウェハＷ裏面側の温度分布を自由に制御でき、ウェハＷ面内の温度均一性を確保することができる。
【００３７】
上記メンブレン１３の具体的構造は、図３に示すように、熱伝導を小さくして温度を制御する２０、及び、熱伝導を大きくして温度を制御するシート２１がメンブレン１３上面の中心部及び外周部にそれぞれ貼設されている。熱伝導を小さくして温度を制御するシート２０、及び、熱伝導を大きくして温度を制御するシート２１は、ウェハＷ裏面の中心部及び外周部に配置されている。
【００３８】
又、熱伝導を小さくして温度を制御するシート２０、及び、熱伝導を大きくして温度を制御するシート２１の面積は、設計事項などに応じてメンブレン１３の総面積に対して任意の割合に決定することができる。尚、熱伝導を小さくして温度を制御する２０、及び、熱伝導を大きくして温度を制御するシート２１は、必要に応じてメンブレン１３下面に面一となるように設けてもよく、又、メンブレン１３の中にサンドイッチ状に挟んで設けることもできる。要は、メンブレン１３の中心部と外周部において熱伝導の差が生じるように構成すればよい。
【００３９】
熱伝導を大きくして温度を制御するシート２１は、熱伝導を小さくして温度を制御する２０よりも熱を通し易い材料により形成されている。このため、ウェハＷの中心部に対する加熱作用又は冷却作用は、ウェハＷの外周部よりも遅く若しくは早くなるように構成されている。
【００４０】
本実施例では、熱伝導を小さくして温度を制御するシート２０は、薄い発泡樹脂、例えば発泡ポリウレタン又は発泡ポリスチレン等の発泡材により形成され、そして、該熱伝導を小さくして温度を制御するシート２０の形状は、円形に形成されている。又、熱伝導を大きくして温度を制御するシート２１は極めて薄い金属から形成され、例えば、アルミニウム箔により形成され、そして、該熱伝導を大きくして温度を制御するシート２１の形状は円環形に形成されている。円形の熱伝導を小さくして温度を制御するシート２０の中心と、円環形の熱伝導を大きくして温度を制御するシートの中心は、メンブレン１３及びウェハＷの中心と同芯上に位置している。
【００４１】
円形の熱伝導を小さくして温度を制御するシート２０、及び、円環形の熱伝導を大きくして温度を制御するシート２１を介して、ウェハＷとエアフロート層１４の間にて熱伝導現象が発生する。例えば、エアフロート層１４の温度がウェハＷの温度よりも高い場合は、エアフロート層１４の熱がウェハＷに移動して、ウェハＷの温度が上がる（加熱作用）。逆に、エアフロート層１４の温度がウェハＷの温度よりも低い場合は、ウェハＷの熱がエアフロート層１４に移動して、ウェハＷの温度が下がる（冷却作用）。斯くして、ウェハＷの中心部及び外周部は、熱伝導を小さくして温度を制御するシート２０、及び、熱伝導を大きくして温度を制御するシート２１を介して、異なる速度で別々に加熱又は冷却される。
【００４２】
本実施例によれば、ウェハＷの研磨中、ウェハＷ裏面側のエアフロート層１４には、連続的に絶えず流れる所定温度のエアＡが存在するため、エアフロート層１４は所定温度に維持される。このエアフロート層１４とウェハＷ裏面の間ではメンブレン１３を介して熱が伝導し、ウェハＷ裏面全域に対して熱交換が起こる。その結果、エアフロート層１４とウェハＷ裏面との温度差に応じて、ウェハＷの中心部及び外周部が速やかに加熱又は冷却される。
【００４３】
このように本実施例は、エアフロート層１４内を所定温度のエアが定常的に流動することで、メンブレン１３を介してエアフロート層１４とウェハＷの間で熱移動現象、即ち、クーラによる冷却作用の如くウェハＷ裏面から熱を奪ったり、或いは、ヘアドライヤによる加熱作用の如くウェハＷ裏面に熱を与えることができる。この場合、メンブレン１３の熱伝導を小さくして温度を制御するシート２０の熱伝導度が、熱伝導を大きくして温度を制御するシート２１の熱伝導度よりも小さいため、ウェハＷにおける熱交換の速度（加熱速度又は冷却速度）は、中心部の方が外周部よりも遅くなる。
【００４４】
従って、例えば、研磨中においてエアフロート層１４がウェハＷよりも高温の場合であって、ウェハＷの外周部よりも中心部の温度が高くなったときは、エアフロート層１４からウェハＷへ移動する熱量は、中心部よりも外周部の方が多いため、中心部に比べて外周部の方が顕著な加温効果を奏する。従って、前記中心部と外周部との間の温度差が小さくなり、ウェハＷ半径方向の温度が均一になるように速やかに制御される。
【００４５】
斯くして、ウェハＷ裏面側の温度を部分的かつ積極的に適切に制御することで、ウェハＷ表面の温度均一性を改善して、ウェハＷの仕上がり研磨面の平坦性及び研磨レートの双方を向上させることができる。又、ウェハ保持ヘッド３内に大きなエアバック又は空洞を設ける必要がないため、ウェハ保持ヘッド３をシンプルに構成できる。尚、図示例において、エアライン１６の途中にはエアＡの温度及び流量を調整するためのエア温度調整器及びエア流量調整器（図示せず）を設けることができる。この構成によれば、研磨中にエアフロート層１４の適当な温度を調整することで、ウェハＷに対する加熱又は冷却作用をより効果的に実施できる。
【００４６】
更に、上記の加熱又は冷却作用を一層高めるために、エアフロート層１４又はバックプレート１１を加熱手段又は冷却手段により直接もしくは間接的に加熱又は冷却することによって、エアフロート層１４内の温度を調整することも可能である。加熱手段又は冷却手段は特に限定されないが、例えば、ヒータ、チラー又はペルチェ素子などを採用することができる。              
【００４７】
尚、上記メンブレン１３における温度プロファイルは、ウェハＷの寸法や研磨条件などに応じて任意に決定される。この場合、熱伝導を小さくして温度を制御するシート２０、及び、熱伝導を大きくして温度を制御するシート２１の材質、厚さ又は表面積を各別に変更することにより、所望の温度プロファイルが容易に得られる。
【００４８】
図４に前記温度プロファイルの一例を説明のために誇張して段差状に描いて示す。同図の横軸はウェハ半径方向の位置（符号Ｃは中心位置）、縦軸はメンブレン１３の表面温度である。中心部用温度制御シート２０、外周部用温度制御シート２１及びその中間部の温度を夫々Ｔ１、Ｔ２及びＴ３とすると、Ｔ１＜Ｔ３＜Ｔ２の関係がある。図４ではウェハ半径方向において、外周部の温度が中心部の温度に比べて階段状に高くなっているが、曲線状に温度が高くなるように設定することもできる。
【００４９】
又、アルミニウム箔等から成る熱伝導を大きくして温度を制御するシート２１は高い熱伝導率を有し、且つ、発泡樹脂等から成る熱伝導を小さくして温度を制御する制御シート２０は低い熱伝導率を有するので、熱伝導を小さくして温度を制御するシート２０、及び、熱伝導を大きくして温度を制御するシート２１の厚さを薄く形成しても、中心部と外周部とで所要の熱伝導度の差を得ることができる。
【００５０】
更に、熱伝導を小さくして温度を制御するシート２０と、熱伝導を大きくして温度を制御するシート２１とを同心円状に形成することにより、メンブレン１３の円周方向において一様な温度分布が得られ、ウェハＷの仕様や研磨条件などに応じて、ウェハＷの温度プロファイルを一層適切に設定することができる。
【００５１】
又、熱伝導を小さくして温度を制御するシート２０の半径、又は熱伝導を大きくして温度を制御するシート２１の内径若しくは外径を変更することにより、ウェハＷの中心部又は外周部に対する熱伝導度を別々に調整することができる。
【００５２】
上記メンブレン１３の具体的構造は、図５（a）〜（f）に示すように、様々な配置が可能である。尚、図５中の符号２２は前記両シート２０又は２１の双方または一方とは熱伝導を大きく若しくは小さくして温度を制御するシートである。
【００５３】
本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施例を示し、ＣＭＰ装置の全体構成の斜視図。
【図２】一実施例に係るウェハ保持ヘッドの内部構造を示す縦断面図。
【図３】一実施例に係るウェハ温度制御機構のメンブレンを示す平面図（説明のため上記シートについては薄黒色を付して示す）。
【図４】一実施例に係る温度プロファイルの一例を示すグラフ。
【図５】一実施例に係るウェハ温度制御機構のメンブレンを示し、（a）〜（f）は夫々メンブレンの種々の配置例を示す平面図（説明のため上記シートについては薄黒色を付して示す）。
【符号の説明】
【００５５】
１    ＣＭＰ装置
２    プラテン
３    ウェハ保持ヘッド
４    研磨パッド
１１  バックプレート
１２  リテーナ
１３  メンブレン（保護シート）
１４  エアフロート層
１５  エア噴出孔
２０  熱伝導を小さくして温度を制御するシート
２１  熱伝導を大きくして温度を制御するシート
【図１】
2008166446.tif 000003
【図２】
2008166446.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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