(57)【要約】【課題】ＣＭＰ処理を行う場合に、研磨用スラリーの蒸発を抑制し得るようにすることで、良好な研磨特性を得ることおよびそれを維持することを可能とし、しかもそのために研磨用スラリー消費量が増加することも回避可能にする。【解決手段】被研磨物１の被研磨面よりも大きな面積の研磨面を有した研磨パッド４を用い、前記被研磨面と前記研磨面との間に研磨用スラリーを介在させた状態で前記前記被研磨面と前記研磨面とを相対的に摺擦させることで、前記被研磨面の研磨を行う研磨装置において、前記研磨パッド１の前記研磨面における露出部分を、前記研磨用スラリーの蒸発を抑制するためのプレート部材６で覆う。【選択図】図１
2005040920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被研磨物の被研磨面よりも大きな面積の研磨面を有した研磨パッドを用い、前記被研磨面と前記研磨面との間に研磨用スラリーを介在させた状態で前記前記被研磨面と前記研磨面とを相対的に摺擦させることで、前記被研磨面の研磨を行う研磨装置において、
前記研磨パッドの前記研磨面における露出部分を覆って前記研磨用スラリーの蒸発を抑制するプレート部材
を備えることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記プレート部材は、当該プレート部材によって覆った後における前記研磨パッドの前記研磨面における露出部分の面積を、当該研磨面全体の面積の１／３以下とするものである
ことを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項３】
前記プレート部材は、当該プレート部材を冷却または加温するための温度調整手段を有したものである
ことを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項４】
前記温度調整手段による冷却温度または加温温度を調整するための温度制御手段を備える
ことを特徴とする請求項３記載の研磨装置。
【請求項５】
前記温度制御手段は、前記プレート部材の温度を２℃〜２０℃に調整するものである
ことを特徴とする請求項４記載の研磨装置。
【請求項６】
被研磨物の被研磨面よりも大きな面積の研磨面を有した研磨パッドを用い、前記被研磨面と前記研磨面との間に研磨用スラリーを介在させた状態で前記前記被研磨面と前記研磨面とを相対的に摺擦させることで、前記被研磨面の研磨を行う研磨方法において、
前記被研磨面の研磨にあたり、前記研磨パッドの前記研磨面における露出部分を、前記研磨用スラリーの蒸発を抑制するためのプレート部材で覆う
ことを特徴とする研磨方法。
【請求項７】
前記プレート部材によって覆った後における前記研磨パッドの前記研磨面における露出部分の面積を、当該研磨面全体の面積の１／３以下とする
ことを特徴とする請求項６記載の研磨方法。
【請求項８】
前記露出部分を前記プレート部材で覆うとともに、当該プレート部材を冷却または加温する
ことを特徴とする請求項６記載の研磨方法。
【請求項９】
前記プレート部材の冷却温度または加温温度を調整する
ことを特徴とする請求項８記載の研磨方法。
【請求項１０】
前記プレート部材の温度を２℃〜２０℃に調整する
ことを特徴とする請求項９記載の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被研磨物における被研磨面の平坦化のために用いられる研磨装置および研磨方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体装置の製造工程においては、ウエハ基板等の平坦化のために、平坦化技術の一つであるＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing；化学的機械的研磨）を用いることが広く知られている。図１０は、ＣＭＰを行う一般的な研磨装置の構成例を示す模式図である。図例のように、ＣＭＰを行う場合には、通常、ウエハ基板等の被研磨物（ただし不図示）をトップリング２に装着するとともに、これと対向する定盤３上に研磨パッド４を装着する。そして、研磨剤としての機能を有した液状の研磨用スラリー５を研磨パッド４上に供給しつつ、被研磨物の被研磨面と研磨パッド４の研磨面とを相対的に摺擦させる。これにより、被研磨物の被研磨面が研磨により平坦化されるのである。
【０００３】
ただし、ＣＭＰでは、被研磨物の被研磨面に研磨パッドの研磨面が接触し、これらが相対的に摩擦運動することにより被研磨面を研磨することから、その摩擦熱が問題となり得る。このことから、従来、ＣＭＰを行う研磨装置としては、例えば研磨パッドの表面に直接冷気を噴出するもの（例えば、特許文献１参照）や、研磨パッドの表面に温度調節手段を当接させるもの（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第２９９３４９７号公報
【特許文献２】特開平９−１２３０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＣＭＰを行う研磨装置では、研磨面に対する研磨の安定性や研磨パッドのライフ等を考慮して、被研磨物の被研磨面よりも大きな面積の研磨面を有した研磨パッドを用いることが一般的である。そのため、通常は、研磨パッドが周囲の雰囲気に直接晒されていることになる。このことは、研磨パッド上から研磨用スラリーが蒸発してしまい、研磨パッドの研磨面が乾燥してしまうという問題を招くおそれがある。特に、例えば銅（Ｃｕ）の研磨のように化学反応を利用している場合には、温度上昇により研磨用スラリーが蒸発し易くなることが考えられる。研磨用スラリーの蒸発による研磨パッドの研磨面の乾燥は、研磨用スラリーが最適な濃度からずれてしまうことによって研磨特性が変化してしまったり、被研磨物の被研磨面への傷発生やゴミ（異物）付着等が生じたりする要因となり得るので、極力回避すべきである。
【０００６】
この点については、例えば、研磨用スラリーの供給量を増加させること、すなわち研磨用スラリーが蒸発しないように多めに供給することも考えられる。しかしながら、研磨用スラリーの供給量を増加させると、ＣＭＰを行う際の研磨用スラリーの消費量を増加させることに繋がるので、そのＣＭＰを経て製造される半導体装置のコストアップを招くおそれがある。
また、例えば、上記の特許文献１，２に開示されているように、被研磨物の被研磨面と研磨パッドの研磨面との摩擦による温度上昇を抑制することで、結果として研磨用スラリーの蒸発についての問題を改善することも考えられる。しかしながら、このことは、研磨パッドが周囲の雰囲気に晒されることによる研磨用スラリー蒸発の問題を根本的に解決するものではない。したがって、摩擦による温度上昇を抑制しても、研磨用スラリーの蒸発による研磨パッドの研磨面の乾燥を必ず抑制できるとは限らない。
【０００７】
そこで、本発明は、研磨パッドが周囲の雰囲気に晒されることに起因する研磨用スラリーの蒸発を抑制し得るようにすることで、良好な研磨特性を得ることおよびそれを維持することを可能とし、しかもそのために研磨用スラリー消費量の増加を招くこともない研磨装置および研磨方法を提供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案出された研磨装置で、被研磨物の被研磨面よりも大きな面積の研磨面を有した研磨パッドを用い、前記被研磨面と前記研磨面との間に研磨用スラリーを介在させた状態で前記前記被研磨面と前記研磨面とを相対的に摺擦させることで、前記被研磨面の研磨を行う研磨装置において、前記研磨パッドの前記研磨面における露出部分を覆って前記研磨用スラリーの蒸発を抑制するプレート部材を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、上記目的を達成するために案出された研磨方法で、被研磨物の被研磨面よりも大きな面積の研磨面を有した研磨パッドを用い、前記被研磨面と前記研磨面との間に研磨用スラリーを介在させた状態で前記前記被研磨面と前記研磨面とを相対的に摺擦させることで、前記被研磨面の研磨を行う研磨方法において、前記被研磨面の研磨にあたり、前記研磨パッドの前記研磨面における露出部分を、前記研磨用スラリーの蒸発を抑制するためのプレート部材で覆うことを特徴とする。
【００１０】
上記構成の研磨装置および上記手順の研磨方法によれば、研磨パッドの研磨面における露出部分がプレート部材で覆われるので、そのプレート部材の面積分だけ周囲の雰囲気に晒される研磨面上の部分が減少し、これにより研磨パッドが周囲の雰囲気に晒されることに起因する研磨用スラリーの蒸発を抑制し得るようになる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の研磨装置および研磨方法によれば、プレート部材によって研磨用スラリーの蒸発を抑制することで、研磨用スラリーの蒸発により研磨パッドの研磨面が乾燥してしまうのを回避し得るようになる。したがって、研磨用スラリーが最適な濃度からずれて研磨特性が変化してしまったり、被研磨物の被研磨面への傷発生やゴミ（異物）付着等が生じたりすることがなくなり、良好な研磨特性を得ることおよびそれを維持することが実現可能となる。さらには、そのために研磨用スラリーの消費量増加を必要としないので、その研磨を経て製造される半導体装置のコストアップ等を招くこともない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づき本発明に係る研磨装置および研磨方法について説明する。
【００１３】
〔第１の実施の形態〕
先ず、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の研磨装置の概略構成を示す説明図である。なお、図中において、従来のもの（図１０参照）と同一の構成要素には、同一の符号を付している。
ここで説明する研磨装置も、ウエハ基板等の被研磨物１をトップリング２に装着するとともに、これと対向する定盤３上に研磨パッド４を装着し、研磨剤としての機能を有した液状の研磨用スラリーを研磨パッド４上に供給しつつ、被研磨物の被研磨面と研磨パッド４の研磨面とを相対的に摺擦させることで、被研磨物１の被研磨面を研磨して平坦化する点は、従来のものと全く同様である。
ただし、ここで説明する研磨装置は、図例のように、研磨パッド４上にプレート部材６が配設されている点に大きな特徴がある。プレート部材６は、研磨パッド４の研磨面における露出部分を覆って、研磨用スラリーの蒸発を抑制するためのものである。
【００１４】
ここで、このプレート部材６について、さらに詳しく説明する。
プレート部材６は、例えば厚さ３ｍｍのステンレス（ＳＵＳ）板で形成し、研磨パッド４に接触する部分の端縁（エッジ部分）に半径１ｍｍのＲ加工を施したものとすることが考えられる。さらに、少なくとも研磨パッド４との当接面に、摩擦および金属汚染（コンタミネーション）を抑えるべく、１００μｍ厚のフッ素樹脂（例えば、四フッ化エチレンＣ2Ｆ4の重合体）コーティング処理を施したものとすることが考えられる。また、そのフッ素樹脂コーティング処理を施した面の対向面には、例えば高さ２ｃｍで厚さ１ｍｍのフィン状の放熱部材を１ｃｍピッチで溶接し（ただし不図示）、この放熱部材により形成される凹凸によってプレート部材６の放熱効率向上を図ることも考えられる。
なお、プレート部材６の素材および厚さは、強度と重さのバランス、コンタミネーションおよび耐腐食性、並びに熱伝導率を考慮して決定すればよく、必ずしも上述した例に限られるものではない。図２は、プレート部材として用い得る材料とそれぞれの特性との関係を示す説明図である。図例の材料の中では、その特性から、石英ガラス（ＳｉＯ2）が最も好適である。石英ガラスを用いた場合には、その光透過性により、研磨パッド４の研磨面の状態を視認し得るという利点も得られる。また、図例の材料以外の金属、セラミックス、樹脂またはこれらの積層素材若しくは複合素材を用いても構わない。いずれの場合であっても、硬い材料（例えばセラミックス）を用いる場合には、研磨パッド４にダメージを与えないようにすべく、角を丸くする等の処理や柔らかい材料によるコーティング処理を行ったほうがよい。厚さは、材料にもよるが、他の構成要素（例えば、トップリング２）との兼ね合いや取り扱いの容易さ等を考慮して、１ｍｍ〜５ｃｍ程度とすることが望ましい。また、放熱部材により形成される凹凸も必須のものではない。
【００１５】
プレート部材６の形状は、研磨パッド４の露出部分を覆うのに好適なものであればよい。図１に示した例では、研磨パッド４の露出部分がトップリング２の設置箇所以外の部分に相当することから、プレート部材６には、トップリング２との干渉を避けるための切り欠き部６ａが設けられている。このとき、トップリング２と切り欠き部６ａとの間には、通常想定される程度のクリアランスが確保されているものとする。
図３は、研磨パッド４の研磨面上に、被研磨物１を支持するトップリング２の他に、研磨パッド４に対するドレッシング（研磨性回復）を行うドレッサ７が配設されている場合の例を示す説明図である。図例の場合、研磨パッド４の露出部分がトップリング２およびドレッサ７の設置箇所以外の部分に相当することから、プレート部材６には、トップリング２との干渉を避けるための第１切り欠き部６ａと、ドレッサ７との干渉を避けるための第２切り欠き部６ｂとが設けられる。このときも、第１切り欠き部６ａおよび第２切り欠き部６ｂの大きさは、通常想定される程度のクリアランスを含んで決定されるものとする。
【００１６】
つまり、プレート部材６の形状は、研磨パッド４の露出部分を覆うのに好適なもの、すなわち研磨パッド４上の他の部品と干渉せず、かつ、十分な研磨用スラリーの蒸発防止効果が得られるものであればよい。したがって、研磨パッド４上における部品配置や研磨装置全体のメンテナンス性等によっては、プレート部材６は、例えば被研磨物であるウエハより小さいものであることも考えられる。さらに、プレート部材６は、必ずしも図１または図３に示したような一枚板状のものである必要はなく、複数の部材の組み合わせからなるものであっても構わない。
【００１７】
また、プレート部材６は、研磨パッド４が回動した場合であってもそれに伴う位置変動が生じないように、例えば固定軸（ただし不図示）を介して研磨パッド４上の所定位置に固設されているものとする。ただし、例えばプレート部材６の形状を円盤状とした場合には、切り欠き部６ａ等に依らなくてもトップリング２等の干渉は生じないので、そのプレート部材６を回転可能に支持することが考えられる。プレート部材６を回転可能に支持すれば、研磨パッド４との摩擦がパッド内周とパッド外周で異なることによって発生する、プレート部材６の固定軸への負荷力を軽減することが可能となる。また、研磨パッド４とプレート部材６との摩擦によって発生する熱の、研磨パッド４面内での均一性を向上させることも可能となる。
【００１８】
以上のように構成された研磨装置では、被研磨面の研磨にあたり、以下に述べるような動作を行う。すなわち、ウエハ基板等の被研磨物をトップリング２に装着し、これと対向する定盤３上に研磨パッド４を装着した状態で、これらの回転駆動を行って、被研磨物の被研磨面と研磨パッド４の研磨面とを相対的に摺擦させる。さらには、研磨剤としての機能を有した液状の研磨用スラリーを研磨パッド４上に供給する。研磨用スラリーの供給は、図１中または図３中におけるスラリー供給ポイント、詳しくはトップリング２の回転上流側におけるクリアランス部分に設定されたポイントから行えばよい。このクリアランス部分を利用してスラリー供給ポイントを設定すれば、プレート部材６にスラリー供給ポイントのための切り欠き部や開口部等を設ける必要がなくなる。ただし、通常の研磨装置と同様に、研磨パッド４の略中央部近傍にスラリー供給ポイントが設定され、そのスラリー供給ポイントに対応してプレート部材６に切り欠き部や開口部等が設けられていれば、そのスラリー供給ポイントから研磨用スラリーを供給することも考えられる。このように、研磨用スラリーを研磨パッド４上に供給しつつ、被研磨物の被研磨面と研磨パッド４の研磨面とを相対的に摺擦させることで、被研磨物１の被研磨面は、研磨されて平坦化されることになる。
【００１９】
このような研磨処理を行うのに先立ち、研磨パッド４上には、プレート部材６が配設されている。そのため、研磨パッド４上では、そのプレート部材の面積分だけ、周囲の雰囲気に晒される研磨面上の部分が従来よりも減少していることになる。つまり、プレート部材６によって研磨パッド４上の露出部分が覆われているので、その後、被研磨物１の被研磨面に対し平坦化のための研磨を行っても、研磨パッド４が周囲の雰囲気に晒されることに起因する研磨用スラリーの蒸発を抑制し得るようになるのである。
【００２０】
したがって、上述した構成の研磨装置を用い、上述した手順による研磨処理を行えば、プレート部材６を用いて研磨用スラリーの蒸発を抑制し得るので、研磨パッド４の研磨面が乾燥してしまうのを未然に回避することが可能となる。そして、研磨パッド４の研磨面の乾燥を回避できれば、研磨用スラリーが最適な濃度からずれて研磨特性が変化してしまったり、被研磨物の被研磨面への傷発生やゴミ（異物）付着等が生じたりすることがなくなり、良好な研磨特性を得ることおよびそれを維持することが実現可能となる。さらには、そのために研磨用スラリーの消費量増加を必要としないので、その研磨を経て製造される半導体装置のコストアップ等を招くこともなくなる。
【００２１】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図４は本発明の第２の実施の形態の研磨装置の概略構成を示す説明図であり、図５はその比較例となる従来の研磨装置の概略構成を示す説明図である。なお、これらの図中においても、従来のもの（図１０参照）と同一の構成要素には、同一の符号を付している。
【００２２】
ここで説明する研磨装置におけるプレート部材８は、例えば厚さ３ｍｍのＳＵＳ板で形成し、研磨パッド４に接触するエッジ部分に半径１ｍｍのＲ加工を施したものである。さらには、少なくとも研磨パッド４との当接面に、摩擦およびコンタミネーションを抑えるべく、１００μｍ厚のフッ素樹脂コーティング処理を施したものである。また、そのフッ素樹脂コーティング処理を施した面の対向面には、例えば高さ２ｃｍで厚さ１ｍｍのフィン状の放熱部材が１ｃｍピッチで溶接されており（ただし不図示）、この放熱部材により形成される凹凸によってプレート部材８の放熱効率向上が図られているものとする。
【００２３】
プレート部材８の形状は、第１の実施の形態の場合と同様に、トップリング２との干渉を避けるための切り欠き部８ａが設けられたものであるが、その切り欠き部８ａに加えて、図例のような扇形の切り欠き部８ｂが設けられているものとする。なお、切り欠き部８ｂは、扇形を形成する基準点（例えば、トップリング２の中心位置）からの角度（θａ，θｂ）を、（１５０°，２１０°）、（１３５°，２２５°）、（１２０°，２４０°）、（１０５°，２５５°）、（９０°，２７０°）、（９０°，２１０°）、（１５０°，２７０°）とすることが考えられる。これにより、プレート部材８によって覆った後における研磨パッド４の研磨面における露出部分の面積は、その研磨面全体の面積を１００％とすると、それぞれ１７％、２５％、３３％、４２％、５０％、３３％、３３％となる。
【００２４】
ここで、上述したそれぞれの切り欠き部８ｂが設けられたプレート部材８を備えた研磨装置を用いて、被研磨物に対する研磨を行い、研磨用スラリーについてのスラリー流量を変えて研磨速度の測定を行った結果を、図６に示す。図６では、比較のため、図５に示す従来構造の研磨装置（プレート部材を備えないもの）を用いて研磨速度の測定を行った結果についても併せて示している。研磨速度の測定は、Ｃｕ１．５μｍ／Ｔａ２０ｎｍ／ＳｉＯ2／Ｓｉ付きのシリコンウエハ基板を６０秒研磨したときの研磨速度を調べることで行った。また、そのときの研磨条件は、加工圧：３００ｇ／ｃｍ2、研磨用スラリー：ＳｉＯ2系スラリー（例えば、ＪＳＲ製ＣＭＳ７３０１）、回転数：ウエハに対する研磨パッドの周速が６０ｍ／分になるように設定（＝約６０ｒｐｍの回転数に相当）とした。研磨パッド４は、表面に深さ０．６ｍｍ、幅２ｍｍの格子溝が２ｃｍピッチで設けられているＩＣ１０００（１．２ｍｍ）／ＳＵＢＡ４００（１．２ｍｍ）の積層を用いた。
【００２５】
図６に示した結果からも明らかなように、従来構造の研磨装置（図５参照）では、スラリー流量を減少させた場合、研磨速度の急激な低下、均一性の悪化が見られる。これは、研磨用スラリーの蒸発によりスラリー供給が不足したことに起因するものと考えられる。
これに対して、本実施形態で説明した研磨装置（図４参照）のうち、特に研磨パッド露出面積が３３％以下のものでは、スラリー流量を減少させた場合の研磨速度と均一性に関して、従来構造のものよりも改善が見られる（図中におけるシャドウ部分の欄参照）。研磨パッド露出面積が４２％以上のものでは、研磨パッド露出面積が３３％以下のものに比べて効果は少ないが、スラリー流量を減少させた場合の研磨速度低下、均一性悪化の程度を従来構造のものと比べると、改善が見られる。これは、プレート部材８によってスラリー蒸発が抑えられた結果、スラリー流量を減らした場合にも、スラリー供給不足が改善され、研磨速度低下、均一性悪化が抑制されたものと考えられる。
なお、図６では、参考のために、第１の実施の形態で説明した研磨装置（図１参照）についても、同一条件での研磨速度の測定結果を示しているが、その場合もプレート部材６によってスラリー蒸発が抑えられるので、スラリー流量を減少させた場合の研磨速度と均一性が従来構造のものよりも改善していることがわかる（図中におけるシャドウ部分の欄参照）。
【００２６】
以上の結果から、プレート部材８は、当該プレート部材８によって覆った後における研磨パッド４の研磨面における露出部分の面積を、１／３より大きくするものでも効果が得られるが、当該プレート部材８によって覆った後における研磨パッド４の研磨面における露出部分の面積を、当該研磨面全体の面積の１／３以下とするものであることが望ましいと言える。つまり、露出部分の面積を１／３以下とするプレート部材８を用いて研磨装置を構成し、または研磨処理を行えば、十分なスラリー蒸発防止効果が得られ、良好な研磨特性を得ることおよびそれを維持すること、並びにそのために研磨用スラリーの消費量増加を防ぐことが、確実に実現可能となる。
【００２７】
なお、本実施形態では、プレート部材８によって覆った後における研磨パッド４の露出部分の面積が扇形の切り欠き部８ｂによって特定される場合を例に挙げて説明したが、露出部分の面積を１／３以下とすることができれば、プレート部材形状や切り欠き形状等に依存することなく、十分なスラリー蒸発防止効果が得られることは言うまでもない。
【００２８】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図７は本発明の第３の実施の形態の研磨装置の概略構成を示す説明図であり、なお、図中においても、従来のもの（図１０参照）と同一の構成要素には、同一の符号を付している。
【００２９】
ここで説明する研磨装置は、研磨パッド４上を覆うプレート部材９を冷却するための温度調整手段として、そのプレート部材９の上面に溝９ａが形成されているとともに、その溝９ａに冷却水を供給するための冷却水供給機構（ただし不図示）が設けられている。溝９ａの大きさや形状等は、プレート部材９の大きさや形状等に合わせて適宜決定すればよい。また、冷却水供給機構は、プレート部材９に対する冷却効果があれば、溝９ａ内に冷却水の代わりに冷気を吹き付けるものであってもよい。これらについては、公知技術を利用して実現すればよいため、ここではその詳細な説明を省略する。さらに、温度調整手段としては、冷却効果があれば、冷却水や冷気等を用いたものではなく、第１または第２の実施の形態で説明したように、単にフィン状の放熱部材を設け、その放熱部材により形成される凹凸によって放熱効率向上を図ったものであってもよい。
【００３０】
このような温度調整手段を設けてプレート部材９を積極的に冷却すれば、相対的な摩擦運動により摩擦熱が生じる場合であっても、プレート部材９の冷却効率を上げて摩擦熱による温度上昇を抑制することが可能となるので、温度上昇に伴う研磨用スラリー蒸発の促進も抑制することができ、結果として十分なスラリー蒸発防止効果が得られるようになる。しかも、例えば冷却水や冷気等を用いる場合であっても、プレート部材９に対して冷却水を供給したり冷気を吹き付けたりするので、冷却水によって研磨パッド４上の研磨用スラリーが薄まったり、冷気を直接吹き付けることによって研磨パッド４上の研磨用スラリーが蒸発したりするといった、ＣＭＰ特性に対する悪影響が生じることもない。
さらには、プレート部材９を冷却することによって、被研磨物１および研磨パッド４に対する温度上昇の抑制効果も期待できるようになる。
【００３１】
ところで、プレート部材９についての温度調整手段は、そのプレート部材９を冷却するためのものに限られることはなく、そのプレート部材９を加温するためのものであってもよい。すなわち、温度調整手段は、プレート部材９の上面に形成された溝９ａに温水を供給したり、あるいは当該溝９ａに暖気を吹き付けたりすることで、そのプレート部材９を加温し、これにより研磨パッド４の温度を上昇させるものであってもよい。加温の上限は、決して限定されるものではないが、例えば８０℃程度にすることが考えられる。また、研磨用スラリーとして沸点の高いオイルを用い、かつ、研磨パッド４として耐熱性のあるものを用いる場合であれば、２００℃のように水の沸点を超える加温をしてもよい。また、単にプレート部材９自体を熱伝導率の小さい材料で形成し、放熱性を悪化させることによっても、研磨パッド４の温度を上昇させることが可能となる。
【００３２】
このような温度調整手段を設けてプレート部材９を積極的に加温すれば、室温では化学機械的研磨反応が進みにくい貴金属の研磨時等に非常に有効となる。研磨パッド４の温度を上昇させると通常は研磨用スラリーの蒸発が問題となるが、研磨パッド４はプレート部材９によって覆われているため、温度を上昇させた場合であってもスラリー蒸発を最小限に抑えることができる。
【００３３】
以上のように、研磨パッド４を覆うプレート部材９を積極的に冷却または加温すれば、スラリー蒸発を防止したことによる弊害（例えば、温度上昇）を解消しつつ、またＣＭＰ特性に悪影響を与えることもなく、十分なスラリー蒸発防止効果が得られるようになる。
【００３４】
〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図８は本発明の第４の実施の形態の研磨装置の概略構成を示す説明図であり、なお、図中においても、従来のもの（図１０参照）と同一の構成要素には、同一の符号を付している。
【００３５】
ここで説明する研磨装置は、プレート部材１０の温度を制御する温度制御手段を備えたものである。具体的には、例えば、プレート部材１０の内部に配管１０ａを設けるとともに、その配管を温度制御装置１１に接続する。そして、温度制御装置１１から冷媒を供給し配管１０ａ内に導くことにより、プレート部材１０を冷却する。配管１０ａの大きさや形状等は、プレート部材１０の大きさや形状等に合わせて適宜決定すればよい。また、温度制御装置１１は、公知技術（例えば、熱交換技術）を利用して実現すればよいため、ここではその詳細な説明を省略する。冷媒としては、エチレングリコール、アルコール、油、水等の液体、窒素、空気等の気体を用いることが考えられる。図例では、冷媒が温度制御装置１１に戻るようになっているが、冷媒を温度制御装置１１に戻さずに廃却するようにしても構わない。このような温度制御手段は、プレート部材１０を冷却するためのものではなく、加温するためのものであってもよいことは勿論である。
【００３６】
このような温度制御手段を設けてプレート部材１０の温度を制御すれば、そのプレート部材１０に対する冷却または加温を、上述した第３の実施の形態の場合よりもさらに高精度に行うことができるので、研磨用スラリーの蒸発の問題を解決しつつ、プレート部材１０に対する冷却または加温の効果を確実に得る上で好適なものとなる。
つまり、研磨パッド４を覆うプレート部材１０の冷却温度または加温温度を制御することによって、ＣＭＰ反応をより厳密にコントロールしつつ、十分なスラリー蒸発防止効果が得られるようになるのである。
【００３７】
ここで、冷媒として水を用い、冷媒温度を０℃〜２５℃に設定して、プレート部材１０に対する温度制御を行いつつ、被研磨物に対する研磨を行い、研磨用スラリーについてのスラリー流量を変えて研磨速度の測定を行った結果を、図９に示す。図９では、比較のため、図５に示す従来構造の研磨装置（プレート部材を備えないもの）を用いて研磨速度の測定を行った結果と、図１に示す第１の実施の形態で説明した研磨装置（プレート部材を備えるが、温度制御手段を備えないもの）を用いて研磨速度の測定を行った結果についても、併せて示している。研磨速度の測定は、Ｃｕ１．５μｍ／Ｔａ２０ｎｍ／ＳｉＯ2／Ｓｉ付きのシリコンウエハ基板を６０秒研磨したときの研磨速度を調べることで行った。また、そのときの研磨条件は、加工圧：３００ｇ／ｃｍ2、研磨用スラリー：ＳｉＯ2系スラリー（例えば、ＪＳＲ製ＣＭＳ７３０１）、回転数：ウエハに対する研磨パッドの周速が６０ｍ／分になるように設定（＝約６０ｒｐｍの回転数に相当）とした。研磨パッド４は、表面に深さ０．６ｍｍ、幅２ｍｍの格子溝が２ｃｍピッチで設けられているＩＣ１０００（１．２ｍｍ）／ＳＵＢＡ４００（１．２ｍｍ）の積層を用いた。
【００３８】
図９に示した結果からも明らかなように、従来構造の研磨装置（図５参照）では、スラリー流量を減少させた場合、研磨速度の急激な低下、均一性の悪化が見られる。これは、研磨用スラリーの蒸発によりスラリー供給が不足したことに起因するものと考えられる。
これに対して、本実施形態で説明した研磨装置（図８参照）のうち、特に冷媒温度が２℃〜２０℃の場合には、スラリー流量を減少させた場合の研磨速度と均一性に関して、従来構造のものよりも改善が見られる（図中におけるシャドウ部分の欄参照）。これは、スラリー蒸発が抑えられた結果、スラリー流量を減らした場合にも、スラリー供給不足が改善され、研磨速度低下、均一性悪化が抑制されたものと考えられる。
なお、冷媒温度が０℃の場合には、プレート部材１０に結露が見られたため、被研磨物に対する研磨を行うという観点からは必ずしも好ましくないと言える。
【００３９】
以上の結果から、プレート部材１０に対する温度制御は、そのプレート部材１０の温度を２℃〜２０℃に調整するものであることが望ましいと言える。つまり、プレート部材１０の温度を２℃〜２０℃に調整する温度制御手段を構成し、または温度制御処理を行えば、相対的な摩擦運動により摩擦熱が生じる場合であっても、その摩擦熱による温度上昇を抑制しつつ、十分なスラリー蒸発防止効果を得ることが可能となり、良好な研磨特性を得ることおよびそれを維持すること、並びにそのために研磨用スラリーの消費量増加を防ぐことを確実に実現可能となる。
【００４０】
なお、上述した第１〜第４の実施の形態は、本発明の好適な一実施具体例に過ぎず、本発明がこれらに限定されるものでないことは勿論である。例えば、各実施形態では、研磨パッドの一例として、ＩＣ１０００を挙げたが、その他、市販の不織布、スエード状研磨パッド、その他樹脂材料等、全ての材質の研磨パッドについても、本発明は同様の効果が得られる。また、研磨パッドに固定砥粒が含有されている場合であっても、本発明は有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施の形態における研磨装置の概略構成の一例を示す説明図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図２】本発明に係る研磨装置においてプレート部材として用い得る材料とそれぞれの特性との関係を示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における研磨装置の概略構成の他の例を示す説明図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における研磨装置の概略構成例を示す説明図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図５】図４の研磨装置の比較例となる従来の研磨装置の概略構成例を示す説明図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態において、研磨装置を用いて被研磨物に対する研磨を行い、研磨用スラリーについてのスラリー流量を変えて研磨速度の測定を行った結果を示す説明図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態における研磨装置の概略構成例を示す説明図（側面図）である。
【図８】本発明の第４の実施の形態における研磨装置の概略構成例を示す説明図（側面図）である。
【図９】本発明の第４の実施の形態において、研磨装置を用いて被研磨物に対する研磨を行い、研磨用スラリーについてのスラリー流量を変えて研磨速度の測定を行った結果を示す説明図である。
【図１０】ＣＭＰ処理を行う一般的な研磨装置の構成例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…被研磨物、４…研磨パッド、６，８，９，１０…プレート部材、１１…温度制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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