特許 6896598 研磨パッドの温度を調整するためのパッド温調機構および研磨装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6896598

(24)【登録日】2021年6月11日

(45)【発行日】2021年6月30日

(54)【発明の名称】研磨パッドの温度を調整するためのパッド温調機構および研磨装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 37/015 20120101AFI20210621BHJP

   B24B 37/12 20120101ALI20210621BHJP

   B24B 49/14 20060101ALI20210621BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20210621BHJP

【ＦＩ】

   B24B37/015

   B24B37/12 D

   B24B49/14

   H01L21/304 622R

【請求項の数】10

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-244978(P2017-244978)

(22)【出願日】2017年12月21日

(65)【公開番号】特開2019-111591(P2019-111591A)

(43)【公開日】2019年7月11日

【審査請求日】2020年5月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100146710

【弁理士】

【氏名又は名称】鐘ヶ江 幸男

(74)【代理人】

【識別番号】100186613

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100203611

【弁理士】

【氏名又は名称】奈良 大地

(72)【発明者】

【氏名】本島 靖之

【審査官】 奥隅 隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−１９３０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平６−６６９５０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１１−１３６４０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ３７／０１５

Ｂ２４Ｂ ３７／１２

Ｂ２４Ｂ ４９／１４

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

研磨装置の研磨パッドの温度を調整するためのパッド温調機構であって、前記パッド温調機構は、
前記研磨パッドとの間で熱を伝導するための熱伝導部と、
前記熱伝導部から延びるアームであって、先端がテーパ状に形成されているアームと、
前記アームを据え付けるためのアームマウントであって、前記アームの形状に対応したテーパ溝状のアームガイドが形成された、アームマウントと、
前記アームが前記アームガイドから脱落することを防止するための脱落防止部材と、
を備える、パッド温調機構。

【請求項2】

請求項１に記載のパッド温調機構であって、
前記アームの少なくとも１本はアリほぞ状に形成されており、
前記アームガイドのうち、アリほぞ状の前記アームのためのアームガイドはアリ溝状に形成されている、
パッド温調機構。

【請求項3】

請求項１または２に記載のパッド温調機構であって、前記熱伝導部の内部に加熱冷却機構が設けられている、パッド温調機構。

【請求項4】

請求項３に記載のパッド温調機構であって、
前記加熱冷却機構は、熱媒体源から供給される熱媒体を流すための熱媒体流路を備え、
前記アームマウントに、前記アームが前記アームマウントに据え付けられた場合に前記熱媒体流路と接続されるカップリングが設けられている、
パッド温調機構。

【請求項5】

請求項４に記載のパッド温調機構であって、前記カップリングは、前記アームマウントとの間に空隙が形成されるように設けられている、パッド温調機構。

【請求項6】

請求項３から５のいずれか一項に記載のパッド温調機構であって、前記加熱冷却機構はヒータおよび／またはクーラを備える、パッド温調機構。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載のパッド温調機構であって、
矩形状の溝と、
少なくとも一部が前記矩形状の溝の内部に位置するブロックであって、固定位置および／または固定角度を調整可能である、ブロックと、
により、前記テーパ溝状のアームガイドが形成されている、パッド温調機構。

【請求項8】

研磨パッドが取り付けられる研磨テーブルと、
前記研磨テーブルに対向するように前記研磨テーブルの上部に設けられる研磨ヘッドと、
請求項１から７のいずれか一項に記載のパッド温調機構と、
を備える、研磨装置。

【請求項9】

請求項８に記載の研磨装置であって、前記パッド温調機構を上下動するための上下動機構をさらに備える、研磨装置。

【請求項10】

請求項８または９に記載の研磨装置であって、前記研磨テーブルの前記研磨パッドが取り付けられる面に低摩擦係数の材料のコーティングが施されている、研磨装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、研磨パッドの温度を調整するためのパッド温調機構および研磨装置に関する。

【背景技術】

【0002】

研磨装置、特に化学機械研磨（Chemical Mechanical Polishing、ＣＭＰ）装置において、研磨面の温度に依存して研磨加工の均一性の高低が変わり得ることが知られている。特許文献１（特開２０１１−１３６４０６号公報）では、研磨パッドの研磨面の温度を調整するパッド温調機構を備える基板研磨装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】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】

【0004】

研磨装置における研磨パッドは消耗品であり、定期的な交換が必要な部材である。また、研磨パッドの温調が不要な場合には、研磨パッドとパッド温調機構との間の熱的な接触を解除することができることが好ましい。そこで本願は、研磨パッドの交換および研磨パッドとパッド温調手段との間の熱的な接触の解除のうち少なくとも一方に資するパッド温調機構を提供することを少なくとも１つの目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本願は、研磨装置の研磨パッドの温度を調整するためのパッド温調機構であって、パッド温調機構は、研磨パッドとの間で熱を伝導するための熱伝導部と、熱伝導部から延びるアームであって、先端がテーパ状に形成されているアームと、アームを据え付けるためのアームマウントであって、アームの形状に対応したテーパ溝状のアームガイドが形成された、アームマウントと、アームがアームガイドから脱落することを防止するための脱落防止部材と、を備える、パッド温調機構を一実施形態として開示する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】研磨装置の正面図である。

【図2】パッド温調機構の正面断面図である。

【図3】電気的な加熱冷却機構を備えるパッド温調機構の正面断面図である。

【図4A】パッド温調機構の上面図である。

【図4B】パッド温調機構の正面断面図である。

【図5】上下動機構およびアームマウントの右側面図である。

【図6】熱伝導部およびアームの正面図である。

【図7】図５にＡ−Ａと付された切断線の位置におけるアームマウントの断面図である。

【図8A】パッド温調機構の上面図である。

【図8B】パッド温調機構の正面部分断面図である。

【図9】上下動機構およびアームマウントの右側面図である。

【図10】熱伝導部およびアームの左側面図である。

【図11】アームマウントおよび上下動機構の正面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

＜第１実施形態＞
第１実施形態では、ボルト等の固定具によりパッド温調機構１４０が上下動機構１５０に着脱自在に取り付けられている構成について説明する。図１は、本実施形態にかかる研磨装置１００を示す正面図である。ここで、図１およびその他の図は模式図である。各図に図示された部品の大きさ、位置および形状などは、実際の装置における大きさ、位置および形状などとは異なり得る。以下では、図１における左右方向をＸ方向（紙面右側を正）、紙面に垂直な方向をＹ方向（紙面手前側を正）、上下方向をＺ方向（紙面上側を正）とする。図１の研磨装置１００は、いわゆる「ロータリー式」のＣＭＰ装置である。しかし、研磨パッドの温調が必要な装置である限り、研磨装置１００はロータリー式以外の方式のＣＭＰ装置であってもよく、ＣＭＰ装置以外の研磨装置であってもよい。図１の研磨装置１００は、研磨テーブル１１０、研磨ヘッド１２０、吐出機構１３０、パッド温調機構１４０および上下動機構１５０を備える。研磨装置１００はさらに、各要素を制御するための制御部１６０を備える。

【0008】

研磨装置１００は研磨テーブル１１０を備える。研磨テーブル１１０の上面には研磨パッド１１１が着脱可能に取り付けられる。研磨テーブル１１０は図示しないモータなどにより少なくとも１方向に回転可能である。図１の研磨テーブル１１０は上部から見て反時計回りに回転可能である。

【0009】

研磨装置１００はさらに研磨ヘッド１２０を備える。研磨ヘッド１２０は研磨テーブル１１０に対向するように研磨テーブル１１０の上部に設けられている。研磨ヘッド１２０の下面には基板１２１が着脱可能に取り付けられる。研磨ヘッド１２０は図示しないモータなどにより少なくとも１方向に回転可能である。図１の研磨ヘッド１２０は上部から見て反時計回り（研磨テーブル１１０の回転方向と同じ方向）に回転可能である。また、研磨ヘッド１２０は図示しないヘッド上下動機構により上下に移動可能である。

【0010】

研磨テーブル１１０上の研磨パッド１１１に基板１２１を押し付け、かつ、研磨テーブル１１０および研磨ヘッド１２０の少なくとも片方、好ましくは双方を回転させることにより、基板１２１は研磨される。

【0011】

研磨装置１００はさらに、研磨液、薬液および／または洗浄液などの液体を研磨面に向かって吐出するための吐出機構１３０を備える。図１の吐出機構１３０は、研磨テーブル１１０の側部に備えられた液体供給源１３１から延びている吐出用配管１３２を備える。液体供給源１３１は研磨装置１００の一部を構成する部品であってよい。追加または代替として、研磨装置１００と別個独立した液体供給源１３１を用いることもできる。図１の吐出用配管１３２は、研磨テーブル１１０の上部を通って研磨テーブル１１０のおおよそ中心部分まで伸びている。好ましくは、基板１２１の研磨中に吐出用配管１３２から研磨液が吐出される。好ましくは、研磨パッド１１１および／または基板１２１の洗浄中に吐出用配管１３２から洗浄液が吐出される。液体供給源１３１および吐出用配管１３２の数は１つに限られない。

【0012】

研磨装置１００はさらに、研磨パッド１１１の温度を調整するためのパッド温調機構１４０を備える。図１のパッド温調機構１４０は、熱伝導部１４１、アーム１４２および加熱冷却機構１４３を備える。熱伝導部１４１は研磨テーブル１１０の上部に設けられており、研磨パッド１１１との間で熱を伝導するため（熱を交換するため）に設けられている。アーム１４２は熱伝導部１４１から上下動機構１５０に向けて延びている。また、アーム１４２は上下動機構１５０に着脱可能に固定されている。加熱冷却機構１４３は熱伝導部１４１を加熱および／または冷却するための機構である。図１の加熱冷却機構１４３は、熱媒体源１４４から供給される熱媒体のための熱媒体流路１４５を備える。熱媒体源１４４は研磨装置１００の一部を構成する部品であってよい。追加または代替として、研磨
装置１００と別個独立した熱媒体源１４４を用いることもできる。熱媒体源１４４から供給される熱媒体は加熱用の熱媒体であってもよく、冷却用の熱媒体であってもよい。熱媒体としてたとえば水を用いることが可能である。熱媒体源１４４は、熱媒体を加熱および／または冷却するためのヒータおよび／またはクーラ（図示せず）を備えてもよい。追加または代替として、熱媒体源１４４は、すでに加熱および／または冷却された熱媒体を保持するように構成されていてもよい。熱媒体源１４４は、熱媒体を熱媒体流路に向けて流すためのポンプ（図示せず）を備えてもよい。

【0013】

熱媒体流路１４５は熱伝導部１４１の内部に設けられている。したがって、熱媒体源１４４から熱媒体流路１４５に熱媒体を流すことによって、熱伝導部１４１が加熱および／または冷却される。熱媒体源１４４および熱媒体流路１４５の数は１つに限られない。たとえば、熱媒体源１４４として、温水を供給する第１の熱媒体源１４４と、冷水を供給する第２の熱媒体源１４４とを設けることができる。熱媒体源１４４が複数設けられている場合は、それぞれの熱媒体源１４４に１つずつ熱媒体流路１４５が接続されていてもよい。複数の熱媒体源１４４が１つの熱媒体流路１４５を共用することも可能である。１つの熱媒体源１４４に複数の熱媒体流路１４５を接続することも可能である。

【0014】

パッド温調機構１４０を退避させるための「跳ね上げ機構（特許文献１参照）」を図１の構成に加えた場合、パッド温調機構１４０の退避中にパッド温調機構１４０と吐出機構１３０とが衝突してしまう。したがって、図１の構成において「跳ね上げ機構」を用いて研磨パッド１１１を交換することおよび／または研磨パッド１１１とパッド温調機構１４０との間の熱的な接触を解除することは困難である。なお、研磨装置１００の構成によっては、吐出機構１３０以外の部品がパッド温調機構１４０と衝突または干渉し得る。

【0015】

そこで、図１の研磨装置１００は、パッド温調機構１４０の少なくとも一部を上下動させるための上下動機構１５０を備える。より詳細には、上下動機構１５０は少なくともアーム１４２および熱伝導部１４１を上下動させるように構成されている。上下動機構１５０はアーム１４２に着脱可能に固定されている。図１の例では、固定具１５１によりアーム１４２が上下動機構１５０に固定されている。なお、図示の便宜のため、図１では固定具１５１が取り外された状態で図示されている。固定具１５１の例としてボルトが挙げられる。上下動機構１５０は、熱媒体源１４４を上下動させるように構成されていてもよい。追加または代替として、熱媒体流路１４５を可撓性の部材（たとえばベローズまたは少なくとも一部が弾性体もしくは可撓性部材からなるチューブ（ラバーまたは樹脂などからなるチューブ））から形成し、熱媒体源１４４を上下動させないように上下動機構１５０を構成することも可能である。

【0016】

研磨パッド１１１の温調が必要である場合、制御部１６０は、熱伝導部１４１と研磨パッド１１１が熱的に接触するように上下動機構１５０を制御する。換言すれば、上下動機構１５０は、熱伝導部１４１と研磨パッド１１１とが接触するまで熱伝導部１４１を下降させる。熱伝導部１４１と研磨パッド１１１とが接触した状態で、制御部１６０が熱媒体の流量および／または温度を制御することで、研磨パッド１１１の温度が調整される。

【0017】

研磨パッド１１１の温調が不要である場合、制御部１６０は、熱伝導部１４１と研磨パッド１１１が熱的に接触しなくなるよう上下動機構１５０を制御する。換言すれば、上下動機構１５０は、熱伝導部１４１と研磨パッド１１１とが接触しなくなるまで熱伝導部１４１を上昇させる。追加または代替として、研磨パッド１１１の温調が不要である場合、制御部１６０による熱媒体の制御を停止してもよい。

【0018】

研磨パッド１１１の交換が必要である場合、制御部１６０が、熱伝導部１４１と研磨パッド１１１との間に十分な隙間が生じるように上下動機構１５０を制御する。換言すれば
、上下動機構１５０は、熱伝導部１４１と研磨パッド１１１との間に十分な隙間が生じるまで熱伝導部１４１を上昇させる。研磨パッド１１１の交換が必要である場合、ユーザが固定具１５１による固定を解除してパッド温調機構１４０を取り外してもよい。取り外されたパッド温調機構１４０は研磨装置１００の外部に保管されてよい。研磨装置１００の内部に、取り外されたパッド温調機構１４０を保管するための機構を設けてもよい。熱伝導部１４１を上昇させることまたは熱伝導部１４１を取り外すことにより、研磨パッド１１１の交換に必要な空間を確保することが可能である。研磨パッド１１１を研磨テーブル１１０から剥離することを容易にするために、研磨テーブル１１０の上面には摩擦係数が低い材料（たとえばテフロン（登録商標））によるコーティングが施されていることが好ましい。

【0019】

また、パッド温調機構１４０が着脱可能であることにより、パッド温調機構１４０、特に熱伝導部１４１のクリーニングが容易になるという利点が存在する。パッド温調機構１４０、特に熱伝導部１４１には研磨液が付着または固着し得るので、クリーニングの容易さは重要である。

【0020】

パッド温調機構１４０の詳細について、図２を用いて説明する。図２はパッド温調機構１４０の正面断面図である。また、図２には、パッド温調機構１４０に接続された上下動機構１５０も図示されている。

【0021】

図２の熱媒体流路１４５は、熱媒体源１４４から熱媒体を供給し、かつ、供給した熱媒体を回収するように構成される。図２のように熱媒体流路１４５を構成し、熱媒体を熱伝導部１４１の中で循環させることで、熱伝導部１４１を安定して加熱および／または冷却することができる。熱媒体流路１４５により回収された熱媒体は、加熱および／または冷却されて再使用されてもよいし、廃棄されてもよい。熱媒体流路１４５は熱伝導部１４１の体積の３割以上を占めることが好ましく、より好ましくは４割以上を占め、最も好ましくは５割以上を占める。

【0022】

好ましくは、熱伝導部１４１の下面、すなわち研磨パッド１１１と接触する部分に凹凸構造２００が設けられている。熱伝導部１４１の下面が完全に平坦である場合、熱伝導部１４１と研磨パッド１１１との間の液体（研磨液または洗浄液など）の表面張力により、熱伝導部１４１が研磨パッド１１１に張り付いてしまう可能性がある。一方で、熱伝導部１４１の下面が完全に平坦である場合は熱を効率よく伝導することができる。さらに、熱伝導部１４１の下面が完全に平坦である場合、凹部がないので、研磨により発生した副生成物が凹部に溜まることがない。さらに、凹部がない熱伝導部１４１を用いる場合、研磨液が凹部を通ることによって研磨液の流れが乱されることがなくなる。

【0023】

熱伝導部１４１の下面を平坦に構成することに代え、凹凸構造２００を熱伝導部１４１の下面に設けることで、熱伝導部１４１の研磨パッド１１１への張り付きを防止することが可能である。また、凹凸構造２００を設けることで、熱伝導部１４１と研磨パッド１１１との間のビビリ（チャタリング）を防止することができる。熱伝導部１４１の下面を平坦にするか、それとも熱伝導部１４１の下面に凹凸構造２００を設けるかどうかは、熱伝導部１４１の張り付き具合、熱伝導部１４１からの熱伝導効率などを考慮して決定することが好ましい。凹凸構造２００を設ける場合、凹凸構造２００を設ける領域および凹凸構造２００の具体的な構造は、必要な熱伝導効率などから適宜決定されてよい。

【0024】

好ましくは、研磨装置１００は、アーム１４２と上下動機構１５０とが正しく固定されていることを検知するためのセンサ２１０を備える。センサ２１０は制御部１６０（図２では図示せず）により制御されてよい。図２では、センサ２１０として、アーム１４２および上下動機構１５０との間に近接センサが設けられている。他の例として、マイクロス
イッチ、光学センサおよびカメラ等を採用することも可能である。センサ２１０により、パッド温調機構１４０を取り外した状態、または、パッド温調機構１４０が正しく取り付けられていない状態で基板１２１を研磨してしまうことを防止することが可能である。

【0025】

他の構成の加熱冷却機構１４３を採用することもできる。図３は、電気的な加熱冷却機構１４３を備えるパッド温調機構１４０の正面断面図である。図３の加熱冷却機構１４３はヒータ３００およびクーラ３１０を備える。ヒータ３００およびクーラ３１０は熱伝導部１４１の内部に設けられている。また、ヒータ３００およびクーラ３１０は電源３２０と接続されている。電源３２０は研磨装置１００の一部を構成する部品であってよい。追加または代替として、研磨装置１００と別個独立した電源３２０を用いることもできる。加熱冷却機構１４３はヒータ３００およびクーラ３１０のどちらか一方のみを備えてもよい。

【0026】

図２の構成と図３の構成を複合させた加熱冷却機構１４３を採用することもできる。たとえば、冷水を供給する熱媒体源１４４に接続された熱媒体流路１４５およびヒータ３００を備える加熱冷却機構１４３が用いられてもよい。

【0027】

＜第２実施形態＞
第２実施形態では、熱伝導部１４１を容易に着脱可能な構成について説明する。本実施形態について、図４、図５および図６を参照して説明する。図４は本実施形態にかかるパッド温調機構１４０を示す図である。図４Ａはパッド温調機構１４０の上面図である。図４Ｂはパッド温調機構１４０の正面断面図である。なお、図４Ｂには上下動機構１５０も図示されている。図５は本実施形態にかかる上下動機構１５０およびアームマウント４００を示す右側面図である。図６は本実施形態にかかる熱伝導部１４１およびアーム１４２を示す正面図である。なお、図４における熱伝導部１４１内部の加熱冷却機構１４３の配置パターンは一例であり、他に任意の配置パターンを用いることができる。

【0028】

本実施形態にかかるパッド温調機構１４０は、熱伝導部１４１および２本のアーム１４２のほか、アームマウント４００を備える。アームマウント４００は上下動機構１５０に固定されている。アームマウント４００はアーム１４２を据え付けるために設けられている。アームマウント４００にはアーム１４２の本数に対応した個数（ここでは２つ）のアームガイド４１０が設けられている。ユーザは、アームガイド４１０に沿ってアームマウント４００にアーム１４２を挿入することおよびアームマウント４００からアーム１４２を抜き取ることが可能である。本実施形態にかかるアームガイド４１０は溝状の構造である。なお、アーム１４２の本数は２本に限らず、１本でも３本以上でもよい。好ましくは、アームガイド４１０の個数はアーム１４２の本数と同一である。しかし、アームガイド４１０の個数はアーム１４２の本数と同一でなくともよい。

【0029】

アーム１４２はプランジャ４２０によりアームマウント４００に据え付けられる。アームマウント４００にアーム１４２を挿入した場合、プランジャ４２０のピンはアーム１４２に設けられたプランジャ孔４３０に係合する。プランジャ４２０およびプランジャ孔４３０の個数、大きさ、位置などは適宜設計されてよい。好ましくは、アーム１４２には、プランジャ４２０のピンをプランジャ孔４３０へ導くためのプランジャガイド４４０が設けられる。本実施形態におけるプランジャガイド４４０は、プランジャ孔４３０に近づくにつれて深さが浅くなる溝である。

【0030】

プランジャ４２０のピンがプランジャ孔４３０と係合するまで、ユーザがアームガイド４１０に沿ってアーム１４２を挿入することによって、熱伝導部１４１が上下動機構１５０に取り付けられる。アーム１４２は何らかの運搬機構により自動で挿入されてもよい。本実施形態では、ねじ止め等の手間なく、熱伝導部１４１を上下動機構１５０に容易に取
り付けることが可能である。

【0031】

プランジャ４２０は、たとえば頭部を引っ張ることで、プランジャ４２０のピンとプランジャ孔４３０との係合を解除することが可能であるように構成されている。プランジャ４２０のピンとプランジャ孔４３０との係合が解除された状態でアーム１４２をアームマウント４００から抜き取ることで、熱伝導部１４１は上下動機構１５０から取り外される。プランジャ４２０のピンとプランジャ孔４３０との間の係合を解除した状態に保つため、プランジャ４２０がロック機構を備えることが好ましい。本実施形態では、ねじ外し等の手間なく、熱伝導部１４１を上下動機構１５０から容易に取り外すことが可能である。

【0032】

好ましくは、アーム１４２の挿入および抜き取りを容易にするため、アーム１４２にはハンドル４５０が設けられる。基板１２１の研磨および研磨パッド１１１の温調の障害とならない限り、ハンドル４５０は熱伝導部１４１に設けられてもよい。好ましくは、アーム１４２の抜き取りを補助するため、アームマウント４００にはスプリング４６０が設けられる。スプリング４６０はアーム１４２に設けられてもよい。スプリング４６０はアーム１４２が抜き取られる方向（図４ではＸの正方向）にアーム１４２を押すように設けられる。スプリング４６０の押圧力により、ユーザがアーム１４２を抜き取ることが容易になる。なお、図示の便宜上、スプリング４６０は縮められた状態で図示されている。

【0033】

アームマウント４００にはカップリング４７０が設けられている。図示した例では、熱媒体源１４４と熱媒体流路１４５は流体用のカップリング４７０により脱着可能に接続されている。熱伝導部１４１が取り付けられる場合は、熱媒体流路１４５の先端がカップリング４７０に差し込まれる。熱媒体が流体である場合、熱媒体流路１４５とカップリング４７０とは、ワンタッチジョイント、Ｏリング、メタルシールなどによって封止されていることが好ましい。熱媒体が流体である場合、カップリング４７０には逆止弁（図示せず）が設けられていてもよい。追加または代替として、カップリング４７０以外の部品、たとえば熱媒体流路１４５の先端に逆止弁が設けられていてもよい。逆止弁を設けることにより、熱媒体源１４４と熱媒体流路１４５との接続が解除された際に、各部品の中に残留している流体が外部へ流れ出ることを防止することができる。加熱冷却機構１４３として電気的な部品を用いる場合、すなわち加熱冷却機構１４３がヒータ３００および／またはクーラ３１０を備える場合、電気配線用のカップリング４７０が用いられてよい。カップリング４７０により熱媒体源１４４と熱媒体流路１４５との切り離しが容易になり、ひいては熱伝導部１４１を取り外すことが容易になる。追加または代替として、伸縮性および／または可撓性を有する配管または配線によって熱媒体源１４４と熱媒体流路１４５とを接続してもよい。

【0034】

アームガイド４１０の形状によっては、アーム１４２が傾斜した状態で、および／または、図５における上下左右方向（Ｙ方向および／またはＺ方向）にずれた状態でアームガイド４１０に挿入される可能性がある。したがって、熱媒体流路１４５が傾斜した状態で、および／または、上下左右方向にずれた状態でカップリング４７０に差し込まれる可能性がある。傾斜量および／またはずれ量が大きい場合は、熱媒体源１４４と熱媒体流路１４５とが適切に接続されない可能性がある。

【0035】

そこで本実施形態では、カップリング４７０とアームマウント４００との間に空隙が設けられている。図７は、図５にＡ−Ａと付された切断線の位置におけるアームマウント４００の断面図である。図７に示されるカップリング４７０は流体用のカップリングであるとして説明する。カップリング４７０は断面Ｔ字状の形状を有し、カップリング４７０の中央には流体を通過させるための第１の貫通穴７００が設けられている。また、アームマウント４００には、カップリング４７０の小径部（Ｔ字の縦棒に相当する部分）を差し込むための第２の貫通穴７１０が設けられている。カップリング４７０の小径部が第２の貫
通穴７１０に差し込まれた後、カップリング４７０の小径部に止め具７２０（止め輪またはクランプなど）が取り付けられる。カップリング４７０の小径部との間に空隙が存在するように、第２の貫通穴７１０の直径が決定される。具体的には、第２の貫通穴７１０の直径（図７では「Ｄ_ｈｏｌｅ」と示されている）を、カップリング４７０の小径部の直径（図７では「Ｄ_ｃｐｌ」と示されている）より０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以上、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以上または２０ｍｍ以上大きくすることができる。カップリング４７０が第２の貫通穴７１０から抜け落ちることの無いよう、第２の貫通穴７１０の直径はカップリング４７０の大径部の直径より小さいことが好ましい。

【0036】

さらに、カップリング４７０の大径部のうちアームガイド４１０と接触し得る部分と、止め具７２０との間の距離（図７では「ｌ」と示されている）は、アームガイド４１０のうち第２の貫通穴７１０が設けられる部分の肉厚（図７では「ｔ」と示されている）より大きくなるように決定される。具体的には、カップリング４７０の大径部のうちアームガイド４１０と接触し得る部分と、止め具７２０との間の距離を、アームガイド４１０のうち第２の貫通穴７１０が設けられる部分の肉厚より０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以上、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以上または２０ｍｍ以上長くすることができる。

【0037】

図７の構成によれば、カップリング４７０とアームマウント４００との間に設けられた空隙が、熱媒体流路１４５の傾斜および／または上下左右へのずれを吸収する。したがって、熱媒体流路１４５が傾斜した状態で、および／または、上下左右方向にずれた状態でカップリング４７０に差し込まれたとしても、熱媒体源１４４と熱媒体流路１４５とを適切に接続することができる。また、カップリング４７０とアームマウント４００との間に設けられた空隙は、カップリング４７０および／またはアームマウント４００の熱膨張のための遊びとしても働く。

【0038】

特に熱媒体が液体である場合であって、かつ、カップリング４７０と熱媒体流路１４５との接続が不適切である場合は、液体の漏れが生じる可能性がある。また、カップリング４７０に逆止弁が設けられている場合であって、かつ、カップリング４７０と熱媒体流路１４５との接続が不適切である場合は、逆止弁が熱媒体の流れを阻害する可能性がある。カップリング４７０と熱媒体流路１４５が適切に接続されていることを確認するために、カップリング４７０の周辺にセンサ（図示せず）が設けられていてもよい。

【0039】

第２実施形態の構成では、上下動機構１５０は必ずしも必要な機構ではない。ただし、熱伝導部１４１の取り外しを容易にするため、研磨パッド１１１の交換を容易にするため、および、温調が不要なときに熱伝導部１４１を研磨パッド１１１から引き離すため、上下動機構１５０が設けられることが好ましい。

【0040】

第２実施形態の構成においても、「跳ね上げ機構（特許文献１参照）」を用いることなく、研磨パッド１１１の交換および／または熱伝導部１４１と研磨パッド１１１との間の熱的な接触の解除が可能である。

【0041】

＜第３実施形態＞
第２実施形態で説明した構成では、アーム１４２をアームガイド４１０に挿入するために、アーム１４２とアームガイド４１０との間に遊びを設ける必要がある。また、プランジャ４２０のピンとプランジャ孔４３０の間にも遊びを設ける必要がある。これらの部品間の遊びはアーム１４２のがたつきを引き起こす。アーム１４２のがたつきは、熱伝導部１４１と研磨パッド１１１とが接触する位置のずれを引き起こし、研磨パッド１１１の精密な温調を困難にさせる可能性がある。特に、熱伝導部１４１が研磨テーブル１１０の径方向（Ｘ方向）にずれた場合、研磨パッド１１１のうち熱伝導部１４１と接触するべき部位が熱伝導部１４１と接触しなくなる可能性がある。

【0042】

また、アーム１４２の挿入および抜き取りの際にアーム１４２とアームガイド４１０とが擦れあうことによって摩耗粉が発生し得る。摩耗粉は、研磨装置１００中の気体および／または液体の流れに乗って研磨パッド１１１にたどり着く可能性がある。研磨パッド１１１上の摩耗粉は基板１２１の異常研磨を引き起こし得る。また、基板１２１に付着した摩耗粉は、基板研磨よりも後の工程における異常の原因にもなり得る。さらに、アーム１４２および／またはアームガイド４１０との間の擦れあいは、アーム１４２とアームガイド４１０との間のすべり性を悪化させ、アーム１４２の挿入及び抜き取りを困難にする可能性がある。

【0043】

アーム１４２のがたつきを低減するために部品間の遊びを減らした場合、アーム１４２とアームガイド４１０とが強く擦れあうことになると考えられる。逆に、アーム１４２とアームガイド４１０との間の擦れあいを低減するために部品間の遊びを増やした場合、アーム１４２のがたつきが大きくなると考えられる。

【0044】

そこで第３実施形態では、アーム１４２のがたつきおよびアーム１４２とアームガイド４１０との擦れあいの少なくとも一方を低減する構成について、図８、図９および図１０を参照して説明する。図８は本実施形態にかかるパッド温調機構１４０を示す図である。図８Ａはパッド温調機構１４０の上面図である。図８Ｂはパッド温調機構１４０の正面部分断面図である（熱媒体源１４４、上下動機構１５０およびアームマウント４００が断面で図示され、熱伝導部１４１およびアーム１４２が非断面で図示されている）。なお、図８Ｂには上下動機構１５０も図示されている。図９は本実施形態にかかる上下動機構１５０およびアームマウント４００を示す右側面図である。図１０は本実施形態にかかる熱伝導部１４１およびアーム１４２を示す左側面図である。

【0045】

アーム１４２がアームガイド４１０に挿入可能に構成されているという点において、第３実施形態は第２実施形態と共通の特徴を有する。一方、第３実施形態におけるアーム１４２およびアームガイド４１０の形状は、第２実施形態におけるそれらの形状と異なる。

【0046】

図８Ｂに最もよく示されているように、本実施形態におけるアーム１４２の少なくとも１本（図面中では２本のアーム１４２の双方）の先端はテーパ状に形成されている。より具体的には、アーム１４２のうち、熱伝導部１４１から離れた先端の上部がテーパ状に形成されている。ここで、「アーム１４２の先端」とは、「アーム１４２のうちアームガイド４１０に挿入される部分」と言い換えることができる。追加または代替として、アーム１４２の下部をテーパ状に形成してもよい。ただし、好ましくは、アーム１４２の意図せぬ脱落を防止するため、アーム１４２の下部は非テーパ形状である。アームガイド４１０の形状はアーム１４２の形状に対応した形状である。すなわち、アームガイド４１０はテーパ溝状に形成される。アーム１４２およびアームガイド４１０のテーパ角は任意の角度であってよく、たとえば１０度以上４５度以下の角度にすることが可能である。テーパ角は１０度未満の角度であってもよく、４５度より大きい角度であってもよい。アーム１４２のうちテーパ状の部分の長さが、アーム１４２のうちアームガイド４１０に挿入される部分の長さより長くなるようテーパ角を決定することが好ましい。

【0047】

本実施形態では、アーム１４２をアームマウント４００のアームガイド４１０に据え付けるために、換言すれば、アーム１４２がアームガイド４１０から脱落することを防ぐために、脱落防止部材８１０が設けられている。具体的には、脱落防止部材８１０として、アーム１４２にフック８１１が設けられ、アームマウント４００にファスナ８１２が設けられている。図示した例では、一組のフック８１１およびファスナ８１２が設けられているが、二組以上のフック８１１およびファスナ８１２を用いてもよい。フック８１１とファスナ８１２とが係合した場合、アーム１４２はアームマウント４００に押し付けられ、
アーム１４２の脱落が防止される。追加または代替として、アーム１４２にファスナ８１２を設け、アームマウント４００にファスナ８１２を設けてもよい。さらなる追加または代替として、フック８１１およびファスナ８１２とに代え、他の要素、たとえばスプリング、プランジャ、ピン、ボルト、ナット、ワイヤおよび／またはストリングなどを用いることも可能である。脱落防止部材８１０は、永久磁石または電磁石などから生じる電磁気的な力によってアーム１４２の脱落を防止する部材であってもよい。また、脱落防止部材８１０は任意の場所に設けられてよく、たとえばファスナ８１２を上下動機構１５０に設けることもできる。

【0048】

第３実施形態の構成によれば、アーム１４２がアームガイド４１０に完全に挿入されていない場合は、アーム１４２とアームガイド４１０とがあまり擦れあわなくなる。したがって、第３実施形態の構成によれば、摩耗粉の発生を低減することが可能になる。また、擦れあいの低減により、すべり性の悪化を防止することができる。さらに、アーム１４２とアームガイド４１０がテーパ状に構成されていることで、アーム１４２の挿入および抜き取りが容易になる。

【0049】

アーム１４２がアームガイド４１０に完全に挿入された場合、アーム１４２のテーパ面とアームガイド４１０のテーパ面が接触することとなる。換言すれば、アーム１４２がアームガイド４１０に完全に挿入された場合は、アーム１４２と４１０との間のＸ方向の遊びは事実上ゼロ（製造誤差、組立誤差、部品の撓み、経年劣化および熱膨張係数の違い等の影響により発生する遊びは除く）となる。よって、アーム１４２のＸ方向へのがたつきが低減される。したがって、第３実施形態の構成によれば、熱伝導部１４１を高精度に位置決めすることができる。

【0050】

さらに好ましくは、図１０に最もよく示されているように、アーム１４２の少なくとも１本は、アリほぞ状に形成される。ただし、ここでの「アリほぞ状」という用語には「片アリほぞ状」を含む。また、図９に最もよく示されているように、アリほぞ状の前記アームのためのアームガイド４１０はアリ溝状に形成されていることがこのましい。ただし、ここでの「アリ溝状」という用語には「片アリ溝状」を含む。アリほぞ構造およびアリ溝構造により、アーム１４２のＹ方向へのがたつきが低減される。図示した例と異なり、複数個のアーム１４２およびアームガイド４１０をアリほぞ状またはアリ溝状に構成してもよい。アリほぞおよびアリ溝の角度は任意の角度であってよく、たとえば４５度または６０度とすることができる。

【0051】

本実施形態の変形例を図１１に示す。図１１はアームマウント４００および上下動機構１５０の正面断面図である。ただし、図示の便宜上、カップリング４７０は図示されていない。図１１の例では、正面から見て矩形状の溝１１００と、正面から見た形状が台形状のブロック１１１０により、全体としてテーパ溝状のアームガイド４１０が構成されている。ブロック１１１０の少なくとも一部は、矩形状の溝１１００の内部に位置する。図１１の例ではブロック１１１０がすべて矩形状の溝１１００の内部に位置する。ブロック１１１０は、ボルトなどの固定具１１２０により固定されている。また、ブロック１１１０の固定位置および固定角度の少なくとも一方は調整可能である。ブロック１１１０の固定位置をＸ方向に移動させることで、アーム１４２の挿入長さを調整し、ひいては熱伝導部１４１の位置を調整することが可能である。ブロック１１１０の固定角度を変更することで、熱伝導部１４１のテーパ部分の角度に応じて、アームガイド４１０のテーパ角度を調整することが可能である。矩形状の溝１１００とブロック１１１０により、テーパ溝状、かつ、アリ溝状のアームガイド４１０を構成してもよい。

【0052】

以上、いくつかの本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、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。また
、相互に矛盾していない限り、ある実施形態で説明された事項を他の実施形態に対して適用することが可能である。例えば、第１実施形態で説明した凹凸構造２００および／またはセンサ２１０などを第２実施形態または第３実施形態に適用することができる。同様に、第２実施形態で説明したプランジャ４２０および／またはスプリング４６０などを第３実施形態に適用することができる。

【0053】

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勿論である。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任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

【0054】

本願は、一実施形態として、研磨装置の研磨パッドの温度を調整するためのパッド温調機構であって、パッド温調機構は、研磨パッドとの間で熱を伝導するための熱伝導部と、熱伝導部から延びるアームであって、先端がテーパ状に形成されているアームと、アームを据え付けるためのアームマウントであって、アームの形状に対応したテーパ溝状のアームガイドが形成された、アームマウントと、アームがアームガイドから脱落することを防止するための脱落防止部材と、を備える、パッド温調機構を開示する。

【0055】

このパッド温調機構は、アームのがたつきおよびアームとアームガイドとの擦れあいの少なくとも一方を低減することができるという効果を一例として奏する。さらに、このパッド温調機構は、アームのＸ方向へのがたつきを低減することができるという効果を一例として奏する。

【0056】

さらに本願は、一実施形態として、パッド温調機構であって、アームの少なくとも１本はアリほぞ状に形成されており、アームガイドのうち、アリほぞ状のアームのためのアームガイドはアリ溝状に形成されている、パッド温調機構を開示する。

【0057】

このパッド温調機構は、アームのＹ方向へのがたつきを低減することができるという効果を一例として奏する。

【0058】

さらに本願は、一実施形態として、パッド温調機構であって、熱伝導部の内部に加熱冷却機構が設けられている、パッド温調機構を開示する。さらに本願は、一実施形態として、パッド温調機構であって、加熱冷却機構は、熱媒体を流すための熱媒体流路を備え、アームマウントに、アームがアームマウントに据え付けられた場合に熱媒体流路と接続されるカップリングが設けられている、パッド温調機構を開示する。

【0059】

これらの開示内容により、パッド温調機構および加熱冷却機構の詳細が説明される。

【0060】

さらに本願は、一実施形態として、パッド温調機構であって、カップリングは、アームマウントとの間に空隙が形成されるように設けられている、パッド温調機構を開示する。

【0061】

このパッド温調機構は、熱媒体源と熱媒体流路とを適切に接続しやすくなるという効果を一例として奏する。

【0062】

さらに本願は、一実施形態として、パッド温調機構であって、加熱冷却機構はヒータおよび／またはクーラを備える、パッド温調機構を開示する。

【0063】

この開示内容により、加熱冷却機構の他の例が説明される。

【0064】

さらに本願は、一実施形態として、パッド温調機構であって、矩形状の溝と、少なくとも一部が矩形状の溝の内部に位置するブロックであって、固定位置および／または固定角度を調整可能である、ブロックと、により、テーパ溝状のアームガイドが形成されている、パッド温調機構を開示する。

【0065】

このパッド温調機構は、アームの挿入長さおよび／またはアームガイドのテーパ角度を調整することが可能であるという効果を一例として奏する。

【0066】

さらに本願は、一実施形態として、研磨パッドが取り付けられる研磨テーブルと、研磨テーブルに対向するように研磨テーブルの上部に設けられる研磨ヘッドと、本明細書に記載されたパッド温調機構と、を備える、研磨装置を開示する。さらに本願は、一実施形態として、研磨装置であって、パッド温調機構を上下動するための上下動機構をさらに備える、研磨装置を開示する。

【0067】

これらの開示内容により、本明細書に記載されたパッド温調機構を備える研磨装置の詳細が説明される。

【0068】

さらに本願は、一実施形態として、研磨装置であって、研磨テーブルの研磨パッドが取り付けられる面に低摩擦係数の材料のコーティングが施されている、研磨装置を開示する。

【0069】

この研磨装置は、研磨パッドを研磨テーブルから剥離することが容易となるという効果を一例として奏する。

【符号の説明】

【0070】

１００…研磨装置
１１０…研磨テーブル
１１１…研磨パッド
１２０…研磨ヘッド
１２１…基板
１３０…吐出機構
１３１…液体供給源
１３２…吐出用配管
１４０…パッド温調機構
１４１…熱伝導部
１４２…アーム
１４３…加熱冷却機構
１４４…熱媒体源
１４５…熱媒体流路
１５０…上下動機構
１５１…固定具
１６０…制御部
２００…凹凸構造
２１０…センサ
３００…ヒータ
３１０…クーラ
３２０…電源
４００…アームマウント
４１０…アームガイド
４２０…プランジャ
４３０…プランジャ孔
４４０…プランジャガイド
４５０…ハンドル
４６０…スプリング
４７０…カップリング
７００…第１の貫通穴
７１０…第２の貫通穴
７２０…止め具
８１０…脱落防止部材
８１１…フック
８１２…ファスナ
１１００…矩形状の溝
１１１０…ブロック
１１２０…固定具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】