(57)【要約】【課題】本発明は、処理される基板よりも小さな寸法のバフパッドを使用するバフ処理装置において、基板のバフ処理効率を向上させることを１つの目的としている。【解決手段】本発明の一実施形態によれば、処理対象物をバフ処理するためのバフ処理装置が提供され、処理対象物を支持するためのバフテーブルと、バフテーブル上に支持された処理対象物上で処理対象物に接触しながら搖動して処理対象物をバフ処理するように構成されるバフパッドと、バフテーブル上に支持された処理対象物の温度を制御するための温度制御装置と、を有し、バフテーブルの処理対象物を支持するための面の面積は、前記バフパッドの処理対象物と接触する面積よりも大きい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象物をバフ処理するためのバフ処理装置であって、
処理対象物を支持するためのバフテーブルと、
前記バフテーブル上に支持された処理対象物上で処理対象物に接触しながら搖動して処理対象物をバフ処理するように構成されるバフパッドと、
前記バフテーブル上に支持された処理対象物の温度を制御するための温度制御装置と、を有し、
前記バフテーブルの処理対象物を支持するための面の面積は、前記バフパッドの処理対象物と接触する面積とほぼ等しい、または前記バフパッドの処理対象物と接触する面積よりも大きい、
バフ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバフ処理装置であって、
前記温度制御装置は、前記バフテーブル上に支持される処理対象物に向かって温度制御された気体を供給するように構成される送風機を有する、
バフ処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のバフ処理装置であって、
前記温度制御装置は、前記バフテーブル内に流体を循環させるための流体循環通路と、
前記バフテーブル内の前記流体循環通路を通る流体の温度を制御するための温度制御ユニットと、を有する、
バフ処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバフ処理装置であって、
前記温度制御装置は、処理対象物をバフ処理する際に使用されるスラリーおよび／または薬液の温度を制御するための温度制御ユニットを有する、
バフ処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載のバフ処理装置であって、
前記バフパッドは、処理対象物をバフ処理する際に使用されるスラリーおよび／または薬液を、前記バフパッドを通じて処理対象物に供給するための流体通路を有する、
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のバフ処理装置であって、
前記バフ処理装置は、前記バフテーブル上に支持される処理対象物の温度を測定するように構成される温度計を有する、
バフ処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載のバフ処理装置であって、
前記温度計は、非接触式に処理対象物の温度を測定可能な放射温度計を有する、
バフ処理装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載のバフ処理装置であって、
前記温度計は、前記バフテーブル内に配置されるシート型面分布温度計を有する、
バフ処理装置。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか一項に記載のバフ処理装置であって、
前記温度制御装置は前記温度計に接続され、前記温度制御装置は、前記温度計により測定された温度に基づいて処理対象物の温度を制御するように構成される、
バフ処理装置。
【請求項１０】
処理対象物よりも寸法の小さなバフパッドを用いてバフ処理するための方法であって、
前記方法は、バフ処理される処理対象物の温度を制御するステップを有する、
方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、
前記方法は、温度制御された気体を処理対象物に向かって供給するステップを有する、方法。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の方法であって、
前記方法は、処理対象物を支持するバフテーブル内に形成された流体循環通路に温度制御された流体を循環させるステップを有する、
方法。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の方法であって、
温度制御されたスラリーおよび／または薬液を処理対象物に供給するステップを有する、方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、
温度制御されたスラリーおよび／または薬液を前記バフパッドに形成された流体通路を介して処理対象物に供給するステップを有する、
方法。
【請求項１５】
請求項１０乃至１５のいずれか一項に記載の方法であって、
バフ処理される処理対象物の温度を測定するステップを有する、
方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、
測定された処理対象物の温度に基づいてバフ処理される処理対象物の温度を制御するステップを有する、
方法。
【請求項１７】
処理対象物をバフ処理するためのバフ処理装置であって、
処理対象物を支持するためのバフテーブルと、
前記バフテーブル上に支持された処理対象物上で処理対象物に接触しながら搖動して処理対象物をバフ処理するように構成されるバフパッドと、
前記バフテーブル上に支持された処理対象物の温度を制御するための温度制御手段と、を有し、
前記バフテーブルの処理対象物を支持するための面の面積は、前記バフパッドの処理対象物との接触面積とほぼ等しい、または前記バフパッドの処理対象物との接触面積よりも大きい、
バフ処理装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載のバフ処理装置であって、
さらに、バフ処理される処理対象物の温度を測定する温度測定手段を有する、
バフ処理装置。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載のバフ処理装置であって、
前記温度制御手段は、前記温度測定手段により測定された処理対象物の温度に基づいて、処理対象物の温度を制御するように構成される、
バフ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハなどの基板の処理装置に関する。
【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装置では、研磨テーブルの上面に研磨パッドが貼り付けられて、研磨面が形成される。このＣＭＰ装置は、トップリングによって保持される基板の被研磨面を研磨面に押しつけ、研磨面に研磨液としてのスラリーを供給しながら、研磨テーブルとトップリングとを回転させる。これによって、研磨面と被研磨面とが摺動的に相対移動され、被研磨面が研磨される。
【０００３】
代表的なＣＭＰ装置は、研磨テーブルあるいは研磨パッドは研磨される基板よりも大きく、基板はトップリングによって被研磨面を下向きに保持されて研磨されるものである。研磨後の基板は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などのスポンジ材を回転させながら基板に接触させることにより洗浄され、さらに乾燥される。
【０００４】
本願の出願人は、基板の研磨後に、基板よりも小径の接触部材を研磨後の基板に圧しつけて相対運動させる仕上げ処理ユニットを、メインの研磨部とは別にＣＭＰ装置内設けて、基板をわずかに追加研磨したり、洗浄したりする技術について出願している（特許文献２）。
【０００５】
ここでＣＭＰを含む平坦化技術については、近年、被研磨材料が多岐に渡り、またその研磨性能（例えば平坦性や研磨ダメージ、更には生産性）に対する要求が厳しくなっている。ＣＭＰ装置では、半導体装置の微細化により、研磨性能および清浄度への要求が高まってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−９２６３３号公報
【特許文献２】特開平８−７１５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような状況のなかで、ＣＭＰ装置において、処理される基板よりも寸法の小さなサイズのバフパッドを用いて基板を処理することがある。一般に、処理される基板よりも寸法の小さなサイズのバフパッドは、基板に局所的に生じた凹凸を平坦化したり、基板の特定の部分だけを研磨したり、基板の位置に応じて研磨量を調整したりでき、コントロール性に優れる。一方で、処理される基板よりも寸法の大きな研磨パッドに基板を押圧して研磨する場合、基板の全面が常に研磨パッドに接触しているので、コントロール性は劣るが、研磨速度は高くなる。寸法の小さなバフパッドを用いて基板を処理する場合、コントロール性は優れるが、基板の寸法よりも大きな研磨パッドに基板を押圧して研磨する場合よりも研磨速度が低下する傾向にある。そのため、処理される基板よりも小さな寸法のバフパッドを使用するバフ処理において、処理効率を向上させることが求められる。
【０００８】
本発明は、処理される基板よりも小さな寸法のバフパッドを使用するバフ処理装置において、基板のバフ処理効率を向上させることを１つの目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、処理対象物をバフ処理するためのバフ処理装置が提供され、処理対象物を支持するためのバフテーブルと、バフテーブル上に支持された処理対象物上で処理対象物に接触しながら搖動して処理対象物をバフ処理するように構成されるバフパッドと、バフテーブル上に支持された処理対象物の温度を制御するための温度制御装置と、を有し、バフテーブルの処理対象物を支持するための面の面積は、バフパッドの処理対象物と接触する面積とほぼ等しい、またはバフパッドの処理対象物と接触する面積よりも大きい。
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、バフ処理装置において、温度制御装置は、バフテーブル上に支持される処理対象物に向かって温度制御された気体を供給するように構成される送風機を有する。
【００１１】
本発明の一実施形態によれば、バフ処理装置において、温度制御装置は、バフテーブル内に流体を循環させるための流体循環通路と、バフテーブル内の流体循環通路を通る流体の温度を制御するための温度制御ユニットと、を有する。
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、バフ処理装置において、温度制御装置は、処理対象物をバフ処理する際に使用されるスラリーおよび／または薬液の温度を制御するための温度制御ユニットを有する。
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、バフ処理装置において、バフパッドは、処理対象物をバフ処理する際に使用されるスラリーおよび／または薬液を、前記バフパッドを通じて処理対象物に供給するための流体通路を有する。
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、バフ処理装置において、バフ処理装置は、バフテーブル上に支持される処理対象物の温度を測定するように構成される温度計を有する。
【００１５】
本発明の一実施形態によれば、バフ処理装置において、温度計は、非接触式に処理対象物の温度を測定可能な放射温度計を有する。
【００１６】
本発明の一実施形態によれば、バフ処理装置において、温度計は、バフテーブル内に配置されるシート型面分布温度計を有する。
【００１７】
本発明の一実施形態によれば、バフ処理装置において、温度制御装置は温度計に接続され、温度制御装置は、温度計により測定された温度に基づいて処理対象物の温度を制御するように構成される。
【００１８】
本発明の一実施形態によれば、処理対象物よりも寸法の小さなバフパッドを用いてバフ処理するための方法が提供され、かかる方法は、バフ処理される処理対象物の温度を制御するステップを有する。
【００１９】
本発明の一実施形態によれば、処理対象物よりも寸法の小さなバフパッドを用いてバフ処理するための方法において、温度制御された気体を処理対象物に向かって供給するステップを有する。
【００２０】
本発明の一実施形態によれば、処理対象物よりも寸法の小さなバフパッドを用いてバフ処理するための方法において、処理対象物を支持するバフテーブル内に形成された流体循環通路に温度制御された流体を循環させるステップを有する。
【００２１】
本発明の一実施形態によれば、処理対象物よりも寸法の小さなバフパッドを用いてバフ処理するための方法において、温度制御されたスラリーおよび／または薬液を処理対象物に供給するステップを有する。
【００２２】
本発明の一実施形態によれば、処理対象物よりも寸法の小さなバフパッドを用いてバフ処理するための方法において、温度制御されたスラリーおよび／または薬液を前記バフパッドに形成された流体通路を介して処理対象物に供給するステップを有する。
【００２３】
本発明の一実施形態によれば、処理対象物よりも寸法の小さなバフパッドを用いてバフ処理するための方法において、バフ処理される処理対象物の温度を測定するステップを有する。
【００２４】
本発明の一実施形態によれば、処理対象物よりも寸法の小さなバフパッドを用いてバフ処理するための方法において、測定された処理対象物の温度に基づいてバフ処理される処理対象物の温度を制御するステップを有する。
【００２５】
本発明の一実施形態によれば、処理対象物をバフ処理するためのバフ処理装置が提供され、かかるバフ処理装置は、処理対象物を支持するためのバフテーブルと、バフテーブル上に支持された処理対象物上で処理対象物に接触しながら搖動して処理対象物をバフ処理するように構成されるバフパッドと、バフテーブル上に支持された処理対象物の温度を制御するための温度制御手段と、を有し、バフテーブルの処理対象物を支持するための面の面積は、前記バフパッドの処理対象物との接触面積とほぼ等しい。
【００２６】
本発明の一実施形態によれば、バフ処理装置において、さらに、バフ処理される処理対象物の温度を測定する温度測定手段を有する。
【００２７】
本発明の一実施形態によれば、バフ処理装置において、温度制御手段は、温度測定手段により測定された処理対象物の温度に基づいて、処理対象物の温度を制御するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】異なる２種類のスラリーＡ、Ｂに関するパッド温度と研磨速度の関係を表すグラフである。
【図２】径の異なる研磨パッドに関する、研磨時間と研磨温度の関係を表すグラフである。
【図３】一実施形態による本発明のバフ処理装置に利用することができるバフ処理モジュールを概略的に示す図である。
【図４】一実施形態による、バフ処理中のウェハＷの温度を制御するための送風機を有するバフ処理装置の概略上面図である。
【図５】一実施形態による、バフ処理中のウェハＷの温度を制御するための温度制御ユニットおよび流体循環通路を有するバフ処理装置の概略断面図である。
【図６】一実施形態による、バフ処理中のウェハＷの温度を制御するための温度調整ユニットおよび流体通路を有するバフ処理装置の概略断面図である。
【図７】一実施形態による、バフ処理中のウェハＷの温度を制御するための温度調整ユニットを有するバフ処理装置の概略側面図である。
【図８】一実施形態による、バフ処理中のウェハＷの温度を測定するための放射温度計を有するバフ処理装置の概略側面図である。
【図９】一実施形態による、バフ処理中のウェハＷの温度を測定するためのシート型面分布温度計を有するバフ処理装置の概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明に係る基板処理装置であるバフ処理装置の実施形態を添付図面とともに説明する。添付図面において、同一または類似の要素には同一または類似の参照符号が付され、各実施形態の説明において同一または類似の要素に関する重複する説明は省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。
【００３０】
一般的な、半導体ウェハＷよりも寸法の大きな研磨パッドにウェハＷを押圧してウェハＷを研磨するＣＭＰにおいては、研磨温度によって研磨速度が変動することが知られている。たとえば、図１は、ＣＭＰに使用される２つの異なる種類のスラリーＡおよびスラリーＢの温度による研磨速度の変化を示しており、スラリーＡおよびスラリーＢは温度によって研磨速度が変動する。また、スラリーＡおよびスラリーＢでは、研磨効率が高くなる時の温度が異なる。
【００３１】
研磨されるウェハＷよりも寸法の大きな研磨パッドを用いてＣＭＰ研磨する場合、ウェハＷの全面が常に研磨パッドに接触していることになる。そのため、研磨による発生した熱が蓄積され、研磨時間とともにウェハＷの表面の温度が上昇して研磨速度の高い温度領域に到達して研磨が促進されることがある。
【００３２】
図２は、研磨されるウェハＷよりも寸法の大きな研磨パッドを用いてウェハＷを研磨する場合（大径研磨）、および研磨されるウェハＷよりも寸法の小さなバフパッドを用いて研磨する場合（小径バフ研磨）における、研磨時間に対するウェハＷの表面温度を表すグラフである。図２中の網掛けの部分は、研磨効率の良い温度領域である。
【００３３】
図２のグラフから分かるように、研磨されるウェハＷよりも寸法の大きな研磨パッドを用いて研磨する場合は、ウェハＷの温度が上昇しやすく、研磨中に研磨効率の良い温度領域に到達する。一方で、研磨されるウェハＷよりも寸法の小さなバフパッドを用いて研磨する場合は、ウェハＷに接触するバフパッドのサイズが小さいために、バフパッドによる研磨により発生した熱が発散しやすく、ウェハＷの温度が上昇しにくい。そのため、研磨効率の良い温度領域に到達しない、または効率の良い温度領域に到達するのに時間を要する。また、研磨されるウェハＷよりも寸法の大きな研磨パッドにウェハＷを押圧して研磨する場合、ウェハＷの全体が均一に温度上昇するが、研磨されるウェハＷよりも寸法の小さなバフパッドを用いて研磨する場合は、パッドが接触している箇所だけ温度が上昇し、ウェハＷ内の温度が不均一になりやすい。
【００３４】
そこで、本発明は、バフ処理される基板よりも小さな寸法のバフパッドを用いてバフ処理する場合において、バフ処理される基板の温度を制御することでバフ処理効率を向上させることができるバフ処理装置およびバフ処理方法を提供する。
【００３５】
本明細書において、バフ処理とは、バフ研磨処理とバフ洗浄処理の少なくとも一方を含むものである。
【００３６】
バフ研磨処理とは、基板に対してバフパッドを接触させながら、基板とバフパッドを相対運動させ、基板とバフパッドとの間にスラリーを介在させることにより基板の処理面を研磨除去する処理である。バフ研磨処理は、スポンジなどを用いて基板を物理的作用により洗浄する場合に基板に加えられる物理的作用力よりも強い物理的作用力を基板に対して加えることができる処理である。バフ研磨処理によって、スクラッチ等のダメージ又は汚染物が付着した表層部の除去、メイン研磨ユニットにおける主研磨で除去できなかった箇所の追加除去、又はメイン研磨後の、微小領域の凹凸や基板全体に渡る膜厚分布といったモフォロジー改善、を実現することができる。
【００３７】
バフ洗浄処理とは、基板に対してバフパッドを接触させながら、基板とバフパッドを相対運動させ、基板とバフパッドとの間に洗浄処理液（薬液、又は、薬液と純水）を介在させることにより基板表面の汚染物を除去したり、処理面を改質したりする処理である。バフ洗浄処理は、スポンジなどを用いて基板を物理的作用により洗浄する場合に基板に加えられる物理的作用力よりも強い物理的作用力を基板に対して加えることができる処理である。
【００３８】
図３は、本発明のバフ処理装置に利用することができる、一実施形態によるバフ処理モジュール３００Ａの構成を概略的に示す図である。図３に示すバフ処理モジュール３００Ａは、半導体ウェハなどの基板の研磨処理を行うＣＭＰ装置の一部またはＣＭＰ装置内の１ユニットとして構成することができる。一例として、バフ処理モジュール３００Ａは、研磨ユニット、洗浄ユニット、基板の搬送機構、を有するＣＭＰ装置、たとえば特開２０１０−５０４３６５号公報に開示されているＣＭＰ装置に組み込むことができ、バフ処理モジュール３００Ａは、ＣＭＰ装置内でのメイン研磨の後に仕上げ処理に用いることができる。
【００３９】
図３に示すように、一実施形態によるバフ処理モジュール３００Ａは、ウェハＷが設置されるバフテーブル４００と、ウェハＷの処理面にバフ処理を行うためのバフパッド５０２が取り付けられたバフヘッド５００と、バフヘッド５００を保持するバフアーム６００と、各種処理液を供給するための液供給系統７００と、バフパッド５０２のコンディショニング（目立て）を行うためのコンディショニング部８００と、を備える。図示の明瞭化のために図３には図示しないが、バフ処理モジュール３００Ａは、後述する温度制御機能を提供する温度制御装置を有する。
【００４０】
バフ処理モジュール３００Ａは、上述したバフ研磨処理および／またはバフ洗浄処理を行うことができる。また、バフ処理モジュール３００Ａは、後述するように、バフ処理中にウェハＷの温度を制御することができる。
【００４１】
バフテーブル４００は、ウェハＷを支持するための支持面４０２を有する。図示の実施形態において、バフテーブル４００の支持面４０２は、ウェハＷを水平上向きに支持するように構成される。支持面４０２は、ウェハＷを吸着するのに使用する流体通路４１０（図６参照）の開口部４０４を有する。流体通路４１０は、図示しない真空源に接続され、ウェハＷを真空吸着させることができる。ウェハＷは、バッキング材を介してバフテーブル４００に吸着させるようにしてもよい。バッキング材は、たとえば接着テープによりバフテーブル４００の表面に取り付けることができる。バッキング材は公知のものを利用することができ、バフテーブル４００の開口部４０２に対応する位置に貫通孔４５２が設けられているものを使用することができる。
【００４２】
なお、本明細書において、バフテーブル４００上にウェハＷが支持される場合、バッキング材を介してウェハＷが支持される場合を含むものとする。
【００４３】
また、バフテーブル４００は、図示していない駆動機構によって回転軸Ａの周りに回転できるようになっている。バフパッド５０２は、バフヘッド５００のウェハＷに対向する面に取り付けられる。バフアーム６００は、バフヘッド５００を回転軸Ｂ周りに回転させるとともに、バフヘッド５００を矢印Ｃに示すようにウェハＷの径方向に揺動できるようになっている。また、バフアーム６００は、バフパッド５０２がコンディショニング部８００に対向する位置までバフヘッド５００を揺動できるようになっている。
【００４４】
図３に示す実施形態において、バフパッド５０２は、バフテーブル４００およびバフ処
理されるウェハＷの直径よりも小さなサイズである。バフ処理されるウェハＷよりも小さなサイズのバフパッドを使用してバフ処理することで、ウェハＷに局所的に生じた凹凸を平坦化したり、ウェハＷの特定の部分だけをバフ研磨したり、ウェハＷの位置に応じて研磨量を調整したりしやすくなる。また、バフパット５０２のサイズを、バフ処理されるウェハＷおよびバフテーブルのサイズとほぼ等しいサイズにしてもよい。
【００４５】
図３に示される液供給系統７００は、ウェハＷの処理面に純水（ＤＩＷ）を供給するための純水ノズル７１０を備える。純水ノズル７１０は、純水配管７１２を介して純水供給源７１４に接続される。純水配管７１２には、純水配管７１２を開閉することができる開閉弁７１６が設けられる。図示しない制御装置を用いて開閉弁７１６の開閉を制御することにより、任意のタイミングでウェハＷの処理面に純水を供給することができる。
【００４６】
また、液供給系統７００は、ウェハＷの処理面に薬液（Ｃｈｅｍｉ）を供給するための薬液ノズル７２０を備える。薬液ノズル７２０は、薬液配管７２２を介して薬液供給源７２４に接続される。薬液配管７２２には、薬液配管７２２を開閉することができる開閉弁７２６が設けられる。図示しない制御装置を用いて開閉弁７２６の開閉を制御することにより、任意のタイミングでウェハＷの処理面に薬液を供給することができる。
【００４７】
なお、一実施形態において、液供給系統７００は、温度制御装置の一例として、純水配管７１２および／または薬液配管７２２の途中に温度制御ユニット９００を配置して、純水および／または薬液を所望の温度にして、純水ノズル７１０および／または薬液ノズル７２０からウェハＷの処理面に供給するようにしてもよい。温度制御された純水および／または薬液をウェアＷに供給することで、ウェハＷの温度を所望の温度に制御することができる。
【００４８】
図３に示す実施形態によるバフ処理モジュール３００Ａは、バフアーム６００、バフヘッド５００、及び、バフパッド５０２を介して、ウェハＷの処理面またはバフテーブル４００のウェハＷを支持するための支持面４２０に、純水、薬液、又はスラリーを選択的に供給できるようになっている。
【００４９】
すなわち、純水配管７１２における純水供給源７１４と開閉弁７１６との間からは分岐純水配管７１２ａが分岐する。また、薬液配管７２２における薬液供給源７２４と開閉弁７２６との間からは分岐薬液配管７２２ａが分岐する。分岐純水配管７１２ａ、分岐薬液配管７２２ａ、及び、スラリー供給源７３４に接続されたスラリー配管７３２、は、液供給配管７４０に合流する。分岐純水配管７１２ａには、分岐純水配管７１２ａを開閉することができる開閉弁７１８が設けられる。分岐薬液配管７２２ａには、分岐薬液配管７２２ａを開閉することができる開閉弁７２８が設けられる。スラリー配管７３２には、スラリー配管７３２を開閉することができる開閉弁７３６が設けられる。
【００５０】
液供給配管７４０の第１端部は、分岐純水配管７１２ａ、分岐薬液配管７２２ａ、及び、スラリー配管７３２、の３系統の配管に接続される。液供給配管７４０は、バフアーム６００の内部、バフヘッド５００の中央、及び、バフパッド５００の中央を通って延伸する。液供給配管７４０の第２端部は、ウェハＷの処理面に向けて開口する。図示しない制御装置は、開閉弁７１８、開閉弁７２８、及び、開閉弁７３６、の開閉を制御することにより、任意のタイミングで、ウェハＷの処理面に純水、薬液、スラリーのいずれか１つ、又はこれらの任意の組み合わせの混合液を供給することができる。
【００５１】
一実施形態において、温度制御装置の一例として、液供給配管７４０の途中に温度制御ユニット９００を配置して、純水、薬液、スラリーなどの液を所望の温度にして、バフパッド５０２からウェハＷの処理面に供給するようにしてもよい。ウェハＷに温度制御され
た液体を共有することで、バフ処理されるウェハＷを所望の温度に制御することができる。
【００５２】
図３に示す実施形態によるバフ処理モジュール３００Ａは、液供給配管７４０を介してウェハＷに処理液を供給するとともにバフテーブル４００を回転軸Ａ周りに回転させ、バフパッド５０２をウェハＷの処理面に押圧し、バフヘッド５００を回転軸Ｂ周りに回転させながら矢印Ｃ方向に揺動することによって、ウェハＷにバフ処理を行うことができる。
【００５３】
図３に示すコンディショニング部８００は、バフパッド５０２の表面をコンディショニングするための部材である。コンディショニング部８００は、ドレステーブル８１０と、ドレステーブル８１０に設置されたドレッサ８２０と、を備える。ドレステーブル８１０は、図示していない駆動機構によって回転軸Ｄ周りに回転できるようになっている。ドレッサ８２０は、ダイヤドレッサ、ブラシドレッサ、又はこれらの組み合わせで形成される。
【００５４】
バフ処理モジュール３００Ａは、バフパッド５０２のコンディショニングを行う際には、バフパッド５０２がドレッサ８２０に対向する位置になるまでバフアーム６００を旋回させる。バフ処理モジュール３００Ａは、ドレステーブル８１０を回転軸Ｄ周りに回転させるとともにバフヘッド５００を回転させ、バフパッド５０２をドレッサ８２０に押し付けることによって、バフパッド５０２のコンディショニングを行う。
【００５５】
図４は、本発明による一実施形態による、バフ処理中のウェハＷの温度制御機能を提供する温度制御装置を備えるバフ処理装置を説明する概略的な上面図である。図４は、バフアーム６００、バフヘッド５００、バフパッド５０２を示しており、これらは図３に示される実施形態と同一でもよく、または異なるものでもよい。図４において、液供給系統７００の図示は省略しているが、図３の実施形態と同一とすることができる。バフ処理中において、スラリーは、液供給配管７４０を介してバフパッド５０２からウェハＷ上に供給することができる。バフ処理中において、薬液および／または純水は、液供給配管７４０を介してバフパッド５０２からウェハＷ上に供給してもよく、または、あるいは追加的に、純水配管７１２および／または薬液配管７２２を介して純水ノズル７１０および／または薬液ノズル７２０からウェハＷ上に供給してもよい。図４に示す実施形態において、スラリー、純水および／または薬液は、温度制御ユニット９００により温度制御されてもよく、または、温度制御されなくてもよい。
【００５６】
図４に示す実施形態によるバフ処理装置は、ウェハＷの温度を制御するための温度制御装置の一例として、バフ処理されるウェハＷに向かって温度制御された気体を供給するための送風機９０２を有する。送風機９０２は、アーム９０２によりウェハＷが取り付けられたバフテーブル４００上を搖動することができる。送風機９０２とバフアーム６００は、互いに干渉しないように搖動するように制御される。あるいは、送風機９０２を、ウェハＷの面に垂直または水平な方向に、ウェハＷの面からバフアーム６００よりも遠い位置に配置することで、送風機９０２とバフアーム６００とが互いに干渉しないようにしてもよい。
【００５７】
送風機９０２により、温度調整された気体（たとえば空気）をウェハＷに供給することで、バフ処理中のウェハＷの温度をバフ処理に最適な温度に制御することができる。なお、送風機９０２は、公知のものなど任意の物を使用することができる。
【００５８】
図５は、一実施形態による、ウェハＷの温度を制御するための温度制御装置の一例として、バフ処理中のウェハＷの温度を制御するための構成を示している。図５は、バフテーブル４００の支持面４０２に垂直な方向で切り出した断面を概略的に示している。図５に
示されるように、一実施形態において、バフテーブル４００内に、流体（たとえば水）を循環させるための流体循環通路９１０が形成される。図中の矢印は、流体循環通路９１０内の流体の流れ方向を示している。流体循環通路９１０は、バフテーブル４００の表面近くで、バフテーブル４００の面内方向に蛇行して通るように形成され、流体循環通路９１０を流れる流体とバフテーブル４００上のウェハＷとが熱交換可能となるように構成される。流体循環通路９１０は、温度制御ユニット９００に流体的に接続され、温度制御ユニット９００を介して温度調整された流体を流体循環通路９１０内に循環させることができる。それにより、バフテーブル４００上に支持されるウェハＷの温度を、バフ処理に最適な温度に制御することができる。温度制御ユニット９００は、流れる流体の温度を制御することができる公知のものなど任意のものを使用することができる。なお、図５に示されるウェハＷの温度を制御するための構成に、図４に示される送風機９０２を併用してもよい。
【００５９】
図６は、一実施形態による、ウェハＷの温度を制御するための温度制御装置の一例として、バフ処理中のウェハＷの温度を制御するための構成を示している。図６は、バフテーブル４００の支持面４０２に垂直な方向で切り出した断面を概略的に示している。図６に示されるように、一実施形態において、バフテーブル４００内に、バフテーブル４００内を流体が通ってバフテーブル４００の支持面４０２から排出されるように構成される流体通路４１０が形成される。かかる流体通路４１０は温度制御ユニット９００に流体的に接続され、温度制御ユニット９００により温度調整された流体（たとえば純水）を流体通路４１０に流すことができる。
【００６０】
ウェハＷのバフ処理終了後に、ウェハＷをバフテーブル４００から移動させた後に、温度調整された流体を流体通路４１０からバフテーブル４００の支持面４０２に流すことで、バフテーブル４００の支持面４０２を所望の温度に調整し、次に処理されるウェハＷの温度を制御することができる。たとえば、ウェハＷをバフテーブル４００から移動させた後に、バフテーブル４００の支持面４０２を洗浄するときに流体通路４１０に温度調整された流体を流すことができる。なお、流体通路４１０は、バフ処理中は、図示しない真空源に接続され、ウェハＷをバフテーブル４００に真空吸着させるのに使用される。
【００６１】
図７は、一実施形態による、ウェハＷの温度を制御するための温度制御装置の一例として、バフ処理中のウェハＷの温度を制御するための構成を示している。図７は、バフテーブル４００を側面から見た概略図である。図７に示されるバフヘッド５００、およびバフパッド５０２は、図３に示される実施形態と同様に、バフヘッド５００、及び、バフパッド５０２を介して、ウェハＷの処理面に、純水、薬液、又はスラリーを選択的に供給できるようになっている。図７に示す実施形態において、液供給配管７４０（図３参照）の途中に温度制御ユニット９００が配置される。温度制御ユニット９００により、バフ処理に使用されるスラリー、純水、および／または薬液を所望の温度に制御して、バフパッド５０２を介してウェハＷ上に供給することができる。それにより、バフテーブル４００上に支持されるウェハＷの温度を、バフ処理に最適な温度に制御することができる。図７に示す実施形態による温度制御のための構成を、図４−６に示される構成と併用してもよい。
【００６２】
本発明の一実施形態において、バフ処理ユニット３００Ａは、バフ処理されるウェハＷの温度を測定する温度計を備えることができる。
【００６３】
図８は、一実施形態による、バフ処理ユニット３００Ａに使用できる温度計を示している。図８は、バフテーブル４００の側面から見た概略図である。図８に示すバフ処理ユニット３００Ａは、バフテーブル４００の半径方向に配置される放射温度計９５０のアレイを有する。放射温度計９５０は、非接触式にバフ処理中のウェハＷの温度を測定できる。バフ処理中は、ウェハＷは回転しているので、放射温度計９５０のアレイはウェハＷの全
面の温度を測定することができる。図示の明瞭化のために図示していないが、放射温度計９５０は、適切な機構によりバフテーブル４００に向くように配置されている。一実施形態として、放射温度計９５０のアレイは、ウェハＷの中心からエッジ方向に３から１１に分割された領域の温度を測定することができるように構成される。バフパッド５０２が放射温度計９５０の測定領域を搖動しているときは、温度を測定しないように、または測定された温度を無視するように制御される。放射温度計９５０は、赤外温度計など任意のものを使用することができる。
【００６４】
一実施形態において、放射温度計９５０は、図４に示される送風機９０２および図５−７に示される温度制御ユニット９００に接続することができる。放射温度計９５０により測定された温度に基づいて、ウェハＷの各種温度制御機構９００、９０２を調整することができる。それにより、バフ処理中により正確にウェハＷの温度を制御することができる。
【００６５】
図９は、一実施形態による、バフ処理ユニット３００Ａに使用できる温度計を示している。図９は、バフテーブル４００の側面から見た概略図である。図９に示されるように、かかる実施形態のバフテーブル４００は、支持面４０２の下にシート型面分布温度計９５２を有する。シート型面分布温度計９５２は、ウェハＷの面内温度分布を測定することができる。シート型面分布温度計９５２の上には、保護プレート９５４が配置され、シート型面分布温度計９５２が保護される。一例として、シート型面分布温度計９５２は、ウェハＷの中心からエッジ方向に３から１１に分割された領域の温度を測定することができるように構成される。シート型面分布温度計９５２として、公知のものなど任意のものを使用することができる。
【００６６】
一実施形態において、シート型面分布温度計９５２は、図４に示される送風機９０２および図５−７に示される温度制御ユニット９００に接続することができる。シート型面分布温度計９５２により測定された温度に基づいて、ウェハＷの各種温度制御機構９００、９０２を調整することができる。それにより、バフ処理中により正確にウェハＷの温度を制御することができる。
【００６７】
本発明の実施形態によるバフ処理装置は、バフ処理中のウェハＷの温度を制御することができるので、バフ処理を効率的に行うことができる。たとえば、バフ研磨処理に使用するスラリーに最適な温度にウェハＷの温度を維持し、バフ研磨処理の処理速度を向上させることができる。バフ研磨の処理速度を向上させることで、効率的に、ウェハＷ表面に強固に固着した粒子をウェハ表層ごとリフトオフしたり、スクラッチが入ったウェハ表層を除去したりすることができる。
【００６８】
また、バフ洗浄処理に使用する薬液に最適な温度にウェハＷの温度を維持し、バフ洗浄において薬液の効果を促進することができる。たとえば、ウェハの表面に強固に固着した粒子に対して、薬液による分解反応を促進することができる。また、薬液を活性化することでバフ洗浄処理の速度が向上させることができる。
【００６９】
以上のようにバフ処理中に処理対象物の温度を制御する機能を持つバフ処理装置を説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。また、上述の実施形態のそれぞれの特徴は互いに矛盾しない限り組み合わせまたは交換することができる。たとえば、上述の実施形態においては、バフテーブルが水平であり支持面が鉛直上向きとなるものとして図示、説明したが、バフテーブルの支持面が水平方向を向くように配置されるバフ処理装置とすることもできる。
【符号の説明】
【００７０】
３００Ａ    バフ処理モジュール
４００    バフテーブル
４１０    流体通路
５００    バフヘッド
５０２    バフパッド
６００    バフアーム
９００    温度制御ユニット
９０２    送風機
９１０    流体循環通路
９５０    放射温度計
９５２    シート型面分布温度計
【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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