特開 2023-159885 コンディショナー及びそれを制御する方法｛ＣＯＮＤＩＴＩＯＮＥＲ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥ｝

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023159885

(43)【公開日】2023-11-01

(54)【発明の名称】コンディショナー及びそれを制御する方法｛ＣＯＮＤＩＴＩＯＮＥＲ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥ｝

(51)【国際特許分類】

   B24B 53/017 20120101AFI20231025BHJP

   B24B 53/12 20060101ALI20231025BHJP

   B24B 53/00 20060101ALI20231025BHJP

   B24B 49/14 20060101ALI20231025BHJP

   B24B 49/18 20060101ALI20231025BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20231025BHJP

【ＦＩ】

B24B53/017 A

B24B53/12 Z

B24B53/00 A

B24B49/14

B24B49/18

H01L21/304 622M

【審査請求】有

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023068905

(22)【出願日】2023-04-19

(31)【優先権主張番号】10-2022-0049069

(32)【優先日】2022-04-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】505232852

【氏名又は名称】エスケー エンパルス カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＳＫ ｅｎｐｕｌｓｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】１０４３，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄａｅｒｏ，Ｐｙｅｏｎｇｔａｅｋ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ １７７８４， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100130328

【弁理士】

【氏名又は名称】奥野 彰彦

(74)【代理人】

【識別番号】100130672

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】ユン、ジョンウク

(72)【発明者】

【氏名】ソ、ジャンウォン

(72)【発明者】

【氏名】ムン、スヨン

(72)【発明者】

【氏名】キム、キョンファン

(72)【発明者】

【氏名】クォン、テキョン

【テーマコード（参考）】

3C034

3C047

5F057

【Ｆターム（参考）】

3C034AA07

3C034BB92

3C034CA19

3C034CB12

3C034DD10

3C047AA07

3C047AA08

3C047AA16

3C047AA22

3C047AA34

3C047EE04

5F057AA21

5F057FA39

5F057GA29

(57)【要約】      （修正有）

【課題】研磨パッドの再使用が可能になるように、研磨性能が低下した研磨パッドを回復させることのできるコンディショナーを提供する。
【解決手段】本発明は、コンディショナー及びそれを制御する方法である。具体的には、本発明の一実施例によると、回転する研磨パッドに蒸気を噴射する噴射器；及び前記噴射器を支持する噴射器支持体を含み、前記噴射器は、前記研磨パッドに前記蒸気を噴射する複数のノズルと、前記複数のノズルを加熱するノズルヒータとを含み、前記ノズルヒータは、前記複数のノズルのうち前記研磨パッドの周辺領域と対応するように配置されたノズルを、前記複数のノズルのうち前記研磨パッドの中心領域に対応するように配置されたノズルよりも高い温度に加熱する、コンディショナーが提供されることができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転する研磨パッドに蒸気を噴射する噴射器；及び
前記噴射器を支持する噴射器支持体を含み、
前記噴射器は、前記研磨パッドに前記蒸気を噴射する複数のノズルと、前記複数のノズルを加熱するノズルヒータとを含み、
前記ノズルヒータは、
前記複数のノズルのうち前記研磨パッドの周辺領域と対応するように配置されたノズルを、前記複数のノズルのうち前記研磨パッドの中心領域に対応するように配置されたノズルよりも高い温度に加熱する
コンディショナー。

【請求項2】

前記周辺領域は、前記中心領域よりも前記研磨パッドの半径方向外側に配置されて前記中心領域を囲み、
前記研磨パッドの温度を測定するセンサー；及び
前記センサーの測定結果に基づいて前記噴射器を制御する制御器をさらに含み、前記制御器は、
前記中心領域の温度である中心温度と、前記周辺領域の温度である周辺温度との差分値を算出し、前記差分値が所定の設定値より大きい場合、前記複数のノズルのうち前記周辺領域に対応するように配置された前記ノズルが、前記複数のノズルのうち前記中心領域に対応するように配置された前記ノズルよりも高い温度に加熱されるように前記ノズルヒータを制御する、
請求項１に記載のコンディショナー。

【請求項3】

前記周辺領域は、
前記中心領域を囲む内側周辺領域；及び
前記内側周辺領域より前記半径方向外側に配置されて前記内側周辺領域を囲む外側周辺領域を含み、
前記制御器は、
前記中心温度と前記内側周辺領域の温度である第１周辺温度との差分値である第１差分値、及び前記中心温度と前記外側周辺領域の温度である第２周辺温度との差分値である第２差分値を算出し、
前記第１差分値が前記設定値より小さく、前記第２差分値が前記設定値よりも大きい場合、前記複数のノズルのうち前記内側周辺領域に対応するように配置されたノズルが、前記複数のノズルのうち前記外側周辺領域に対応するように配置されたノズルよりも高い温度に加熱されるように前記ノズルヒータを制御する、
請求項２に記載のコンディショナー。

【請求項4】

前記制御器は、
前記差分値が前記設定値より大きい場合、前記差分値に対応する加熱時間を決定し、決定された前記加熱時間の間、前記複数のノズルのうち前記周辺領域に対応するように配置された前記ノズルが、前記複数のノズルのうち前記中心領域に対応するように配置された前記ノズルよりも高い温度に加熱されるように前記ノズルヒータを制御する、
請求項２に記載のコンディショナー。

【請求項5】

前記複数のノズルは前記研磨パッドの半径方向に沿って離隔して配置され、
前記噴射器には前記蒸気を収容することができる蒸気室が形成され、
前記蒸気室は前記半径方向に沿って延びて、前記複数のノズルと連通する、
請求項１に記載のコンディショナー。

【請求項6】

前記蒸気室に収容された前記蒸気が凝結するのを防ぐために前記蒸気室を加熱するルームヒータをさらに含む、
請求項５に記載のコンディショナー。

【請求項7】

前記蒸気室は、前記複数のノズルよりも上側に配置される、
請求項５に記載のコンディショナー。

【請求項8】

前記研磨パッドと前記噴射器との間の上下の離隔距離が調整されるように前記噴射器支持体を上下方向に沿って移動させる垂直駆動装置を含む駆動装置をさらに含む、
請求項１に記載のコンディショナー。

【請求項9】

前記駆動装置を制御する制御器をさらに備え、
前記制御器は、
前記複数のノズルから噴射される前記蒸気の噴射圧力に基づいて前記蒸気の噴射角度を算出し、算出された前記噴射角度に基づいてターゲット離隔距離を決定し、前記複数のノズルと前記研磨パッドの上面との間の上下離隔距離が前記ターゲット離隔距離に置かれるように前記垂直駆動装置を制御する、
請求項８に記載のコンディショナー。

【請求項10】

前記噴射器は前記研磨パッドの半径方向に沿って延び、
前記駆動装置は、
前記噴射器を前記研磨パッドに対して前記半径方向に沿って移動させる線形駆動装置をさらに含む、
請求項８に記載のコンディショナー。

【請求項11】

回転する研磨パッドにおいて、
複数のノズルを介して前記研磨パッドに蒸気を噴射する噴射段階；及び
前記複数のノズルのうち前記研磨パッドの周辺領域に対応するように配置されたノズルを、前記複数のノズルのうち前記研磨パッドの中心領域に対応するように配置されたノズルよりも高い温度に加熱するノズル加熱段階を含む、
コンディショナーを制御する方法。

【請求項12】

前記研磨パッドの温度を測定する温度測定段階；及び
前記中心領域の温度である中心温度と前記周辺領域の温度である周辺温度との差分値を算出する差分値算出段階をさらに含み、
前記ノズル加熱段階では、
前記差分値が所定の設定値よりも大きいとき、前記研磨パッドの周辺領域に対応するように配置された前記ノズルが、前記中心領域に対応するように配置された前記ノズルよりも高い温度に加熱され、
前記周辺領域は前記中心領域よりも前記研磨パッドの半径方向外側に配置されて前記中心領域を囲む、
請求項１１に記載のコンディショナーを制御する方法。

【請求項13】

前記周辺領域は、前記中心領域を囲む内側周辺領域および前記内側周辺領域よりも前記半径方向外側に配置されて前記内側周辺領域を囲む外側周辺領域を含み、
前記温度測定段階は、
前記中心温度を測定する中心温度測定段階；及び
前記内側周辺領域の温度である第１周辺温度を測定する第１周辺温度測定段階と、前記外側周辺領域の温度である第２周辺温度を測定する第２周辺温度測定段階とを含む周辺温度測定段階を含み、
前記差分値算出段階は、
前記中心温度と前記第１周辺温度との差分値である第１差分値を算出する第１差分値算出段階と、前記中心温度と前記第２周辺温度との差分値である第２差分値を算出する第２差分値算出段階とを含み、
前記ノズル加熱段階では、
前記第１差分値が前記設定値より小さく、前記第２差分値が前記設定値より大きいとき、前記複数のノズルのうち前記内側周辺領域に対応するように配置されたノズルが、前記複数のノズルのうち前記外側周辺領域に隣接する前記ノズルよりも高い温度に加熱される、
請求項１２に記載のコンディショナーを制御する方法。

【請求項14】

前記差分値が前記設定値より大きい場合、前記差分値に対応する加熱時間を決定する加熱時間決定段階をさらに含み、
前記ノズル加熱段階は、前記決定された加熱時間の間に行われる、
請求項１２に記載のコンディショナーを制御する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンディショナー及びそれを制御する方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、半導体素子の個々のチップサイズが小型化され、チップの集積度が高くなり、チップに形成される回路パターンの微細化が高度化するにつれて、化学機械的研磨（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ， ＣＭＰ）工程の重要性が高まっている傾向である。

【0003】

ＣＭＰ工程では、回転する研磨パッドに研磨スラリーが供給され、供給された研磨スラリーは研磨パッドの回転によって研磨パッドの表面に均一に分布する。このような研磨スラリーが分布した回転する研磨パッドの表面と、回転する研磨対象（基板、半導体素子、回路パターン等）の表面とが当接することにより、研磨対象の表面の研磨が行われる。このような研磨対象の表面は、研磨スラリーによって化学的研磨が行われる。また、回転する研磨対象の表面は、回転する研磨パッドの表面との物理的接触によって機械的研磨が行われる。

【0004】

このようなＣＭＰ工程は、研磨対象の表面を平坦化するか、研磨対象の表面に凝集した物質、研磨対象の表面に形成されたスクラッチ及び汚染源等を除去する工程である。このようなＣＭＰ工程では、研磨対象の表面を研磨するための研磨パッドが用いられる。ＣＭＰ工程に用いられる研磨パッドは、摩擦により研磨対象の表面を目標レベルに加工する工程用部品であって、研磨が完了した研磨対象の表面の厚さの均一度、平坦度、品質等を決定する要素である。

【0005】

このような研磨パッドは、ＣＭＰ工程が繰り返し行われると、摩耗により研磨性能が低下する。このように研磨性能が低下した研磨パッドは新しい研磨パッドに交換しなければならず、交換後は廃棄される。このように、研磨性能が低下した研磨パッドが再使用できず廃棄されるため、研磨パッドの交換費用が周期的に発生し、研磨パッドの廃棄による環境汚染が深化する問題点がある。

【0006】

そのため、研磨性能が低下した研磨パッドを再使用することができ、研磨パッドの再使用が可能になるにつれて研磨パッドの廃棄量を最小限に抑えることができるコンディショナーの必要性が高まっている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の一実施例は、上記のような背景に着目して発明されたものであり、研磨パッドの再使用が可能になるように、研磨性能が低下した研磨パッドを回復させることのできるコンディショナーを提供することを目的とする。

【0008】

また、研磨パッドの寿命を延ばして研磨パッドの廃棄量を最小化することができるコンディショナー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】

【0009】

本発明の一態様によれば、回転する研磨パッドに蒸気を噴射する噴射器；及び前記噴射器を支持する噴射器支持体を含み、前記噴射器は、前記研磨パッドに前記蒸気を噴射する複数のノズルと、前記複数のノズルを加熱するノズルヒータとを含み、前記ノズルヒータは、前記複数のノズルのうち前記研磨パッドの周辺領域と対応するように配置されたノズルを、前記複数のノズルのうち前記研磨パッドの中心領域に対応するように配置されたノズルよりも高い温度に加熱するコンディショナーが提供されることができる。

【0010】

また、前記周辺領域は、前記中心領域よりも前記研磨パッドの半径方向外側に配置されて前記中心領域を囲み、前記研磨パッドの温度を測定するセンサー；及び前記センサーの測定結果に基づいて前記噴射器を制御する制御器をさらに含み、前記制御器は、前記中心領域の温度である中心温度と、前記周辺領域の温度である周辺温度との差分値を算出し、前記差分値が所定の設定値より大きい場合、前記複数のノズルのうち前記周辺領域に対応するように配置された前記ノズルが、前記複数のノズルのうち前記中心領域に対応するように配置された前記ノズルよりも高い温度に加熱されるように前記ノズルヒータを制御する、コンディショナーが提供されることができる。

【0011】

また、前記周辺領域は、前記中心領域を囲む内側周辺領域；及び前記内側周辺領域より前記半径方向外側に配置されて前記内側周辺領域を囲む外側周辺領域を含み、前記制御器は、前記中心温度と前記内側周辺領域の温度である第１周辺温度との差分値である第１差分値、及び前記中心温度と前記外側周辺領域の温度である第２周辺温度との差分値である第２差分値を算出し、前記第１差分値が前記設定値より小さく、前記第２差分値が前記設定値よりも大きい場合、前記複数のノズルのうち前記内側周辺領域に対応するように配置されたノズルが、前記複数のノズルのうち前記外側周辺領域に対応するように配置されたノズルよりも高い温度に加熱されるように前記ノズルヒータを制御する、コンディショナーが提供されることができる。

【0012】

また、前記制御器は、前記差分値が前記設定値より大きい場合、前記差分値に対応する加熱時間を決定し、決定された前記加熱時間の間、前記複数のノズルのうち前記周辺領域に対応するように配置された前記ノズルが、前記複数のノズルのうち前記中心領域に対応するように配置された前記ノズルよりも高い温度に加熱されるように前記ノズルヒータを制御する、コンディショナーが提供されることができる。

【0013】

また、前記複数のノズルは前記研磨パッドの半径方向に沿って離隔して配置され、前記噴射器には前記蒸気を収容することができる蒸気室が形成され、前記蒸気室は前記半径方向に沿って延びて、前記複数のノズルと連通する、コンディショナーが提供されることができる。

【0014】

また、前記蒸気室に収容された前記蒸気が凝結するのを防ぐために前記蒸気室を加熱するルームヒータをさらに含む、コンディショナーが提供されることができる。

【0015】

また、前記蒸気室は、前記複数のノズルよりも上側に配置される、コンディショナーが提供されることができる。

【0016】

さらに、前記研磨パッドと前記噴射器との間の上下の離隔距離が調整されるように前記噴射器支持体を上下方向に沿って移動させる垂直駆動装置を含む駆動装置をさらに含む、コンディショナーが提供されることができる。

【0017】

また、前記駆動装置を制御する制御器をさらに備え、前記制御器は、前記複数のノズルから噴射される前記蒸気の噴射圧力に基づいて前記蒸気の噴射角度を算出し、算出された前記噴射角度に基づいてターゲット離隔距離を決定し、前記複数のノズルと前記研磨パッドの上面との間の上下離隔距離が前記ターゲット離隔距離に置かれるように前記垂直駆動装置を制御する、コンディショナーが提供されることができる。

【0018】

さらに、前記噴射器は前記研磨パッドの半径方向に沿って延び、前記駆動装置は、前記噴射器を前記研磨パッドに対して前記半径方向に沿って移動させる線形駆動装置をさらに含む、コンディショナーが提供されることができる。

【0019】

また、回転する研磨パッドにおいて、複数のノズルを介して前記研磨パッドに蒸気を噴射する噴射段階；及び前記複数のノズルのうち前記研磨パッドの周辺領域に対応するように配置されたノズルを、前記複数のノズルのうち前記研磨パッドの中心領域に対応するように配置されたノズルよりも高い温度に加熱するノズル加熱段階を含む、コンディショナーを制御する方法が提供されることができる。

【0020】

また、前記研磨パッドの温度を測定する温度測定段階；及び前記中心領域の温度である中心温度と前記周辺領域の温度である周辺温度との差分値を算出する差分値算出段階をさらに含み、前記ノズル加熱段階では、前記差分値が所定の設定値よりも大きいとき、前記研磨パッドの周辺領域に対応するように配置された前記ノズルが、前記中心領域に対応するように配置された前記ノズルよりも高い温度に加熱され、前記周辺領域は前記中心領域よりも前記研磨パッドの半径方向外側に配置されて前記中心領域を囲む、コンディショナーを制御する方法が提供されることができる。

【0021】

また、前記周辺領域は、前記中心領域を囲む内側周辺領域および前記内側周辺領域よりも前記半径方向外側に配置されて前記内側周辺領域を囲む外側周辺領域を含み、前記温度測定段階は、前記中心温度を測定する中心温度測定段階；及び前記内側周辺領域の温度である第１周辺温度を測定する第１周辺温度測定段階と、前記外側周辺領域の温度である第２周辺温度を測定する第２周辺温度測定段階とを含む周辺温度測定段階を含み、前記差分値算出段階は、前記中心温度と前記第１周辺温度との差分値である第１差分値を算出する第１差分値算出段階と、前記中心温度と前記第２周辺温度との差分値である第２差分値を算出する第２差分値算出段階とを含み、前記ノズル加熱段階では、前記第１差分値が前記設定値より小さく、前記第２差分値が前記設定値より大きいとき、前記複数のノズルのうち前記内側周辺領域に対応するように配置されたノズルが、前記複数のノズルのうち前記外側周辺領域に隣接する前記ノズルよりも高い温度に加熱される、コンディショナーを制御する方法が提供されることができる。

【0022】

また、前記差分値が前記設定値より大きい場合、前記差分値に対応する加熱時間を決定する加熱時間決定段階をさらに含み、前記ノズル加熱段階は、前記決定された加熱時間の間に行われる、コンディショナーを制御する方法が提供されることができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明の一実施例によるコンディショナーは、研磨性能が低下した研磨パッドを回復させて、研磨パッドの再使用が可能となるという効果がある。

【0024】

また、コンディショナーは、研磨パッドの寿命を延ばして研磨パッドの廃棄量を最小限に抑えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施例によるコンディショナーの側面図である。

【図2】本発明の一実施例によるコンディショナーの平面図である。

【図3】図２のIII－IIIにおける縦断面図である。

【図4】本発明の一実施例による噴射器が研磨パッドの半径方向に沿って移動した様子を示した平面図である。

【図5】本発明の一実施例による噴射器支持体が回転した様子を示した平面図である。

【図6】本発明の一実施例によるコンディショナーを制御する方法を概略的に示すフローチャートである。

【発明の実施のための具体的な内容】

【0026】

以下、本発明の技術的思想を実現するための具体的な実施例を添付の図面を参照して詳細に説明する。

【0027】

なお、本発明の説明において、関連する公知の構成または機能の具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にすると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。

【0028】

さらに、ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「着座」、「支持」されると言及されるときは、その他の構成要素に直接連結、着座、支持されることもできるが、その間にまた他の構成要素が存在してもよいことが理解されるべきである。

【0029】

本明細書で使用される用語は、単に特定の実施例を説明するために使用されたものであり、本発明を限定するために使用されたのではない。単数の表現は、文脈上明らかに異なる意味を持たない限り、複数の表現を含む。

【0030】

さらに、第１、第２などの序数を含む用語は、様々な構成要素を説明するために使用されることができるが、該当構成要素はこのような用語によって限定されない。これらの用語は、ある構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使用される。

【0031】

本明細書で使用される「含む」の意味は、特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素および／または成分を具体化し、他の特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素、成分および／または群れの存在や付加を除外するものではない。

【0032】

なお、本明細書において、上部、下部、上面などの表現は、図面における図示を参照して説明したものであり、当該対象の方向が変化すれば異なって表現できることを予め明らかにしておく。また、本明細書における内側方向は、図２及び図３の右側方向であり、外側方向は、図２及び図３の左側方向であってもよい。また、本明細書における一方向は、研磨パッドの半径方向を含む方向と理解することができる。このような半径方向は、内側半径方向および外側半径方向を含む方向であり、内側半径方向は水平方向と並んでおり、研磨パッドＰの中心に近づく方向と定義することができる。さらに、外側半径方向は、内側半径方向の反対方向と定義することができる。

【0033】

以下、図面を参照して本発明の一実施例によるコンディショナー１０の具体的な構成について説明する。

【0034】

ＣＭＰ設備は、基板キャリア、スラリー供給装置およびコンディショナー１０を含むことができる。基板キャリアには半導体基板が装着されることができる。このような基板キャリアは、装着された基板を回転させることができる。このような基板キャリアに装着された基板は、研磨パッドＰの研磨面の縁部に接触した状態でその表面が研磨されることができる。例えば、基板キャリアは、基板を回転させながら、研磨面に接触した基板を研磨パッドＰに向かう方向に付勢することができる。このような基板が研磨されている間、スラリー供給装置は回転する研磨パッドＰの研磨面に研磨スラリーを供給することができる。このように、ＣＭＰ設備は、基板キャリアによって基板を機械的に研磨することができ、スラリー供給装置によって基板を化学的に研磨するＣＭＰ工程を行うことができる。

【0035】

図１及び図２を参照すると、コンディショナー１０は、所定時間以上ＣＭＰ工程を行った研磨パッドＰを回復させることができる。研磨パッドＰの材料はポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）を含むことができる。このような研磨パッドＰに含まれるポリウレタンは、研磨対象によって加えられる応力によって変形することができ、加熱されると元の形状に復元することができる。言い換えれば、研磨パッドＰは熱による自己回復能力を有することができる。このような研磨パッドＰは、所定半径Ｒｃ、Ｒｍ、Ｒｅを有する円柱状であってもよい。コンディショナー１０は、研磨パッドＰの上面に蒸気（ｓｔｅａｍ）を噴射することができる。このようなコンディショナー１０は、噴射器１００、蒸気供給部２００、噴射器支持体３００、パッド支持体４００、駆動装置５００、センサー６００及び制御器７００を含むことができる。

【0036】

図３をさらに参照すると、噴射器１００は蒸気供給部２００から蒸気を供給してもらい、供給された蒸気を研磨パッドＰの上面に噴射することができる。このような噴射器１００の下端は、パッド支持体４００に着座した研磨パッドＰの上面と対向することができる。このような噴射器１００は半径方向に沿って延びることができる。

【0037】

このような噴射器１００の内側端部は、パッド支持体４００の中心部と対向して配置されることができる。また、噴射器１００の外側端部は噴射器支持体３００に接続することができる。このような噴射器１００の外側端部は、噴射器１００の内側端部の反対側の端部を意味することができる。このような噴射器１００には蒸気室１００ａが形成されることができる。さらに、噴射器１００は、ノズル１１０、ヒータ１２０、およびフレーム１３０を含むことができる。

【0038】

蒸気室１００ａは、蒸気供給部２００から供給された蒸気を収容することができる。このような蒸気室１００ａは半径方向に沿って延びることができる。このような蒸気室１００ａは、水平方向において、内側端部が閉鎖された形状を有する長溝であることができる。例えば、蒸気室１００ａの内側端部は閉鎖され、外側端部は開いて蒸気供給部２００から供給された蒸気が流入することができる蒸気流入口を提供することができる。

【0039】

このような蒸気室１００ａは、後述する複数のノズルと連通することができる。また、蒸気室１００ａは、複数のノズルよりも上側に配置されることができる。例えば、蒸気室１００ａに収容された蒸気は、複数のノズルに向かって流れることができる。このような蒸気室１００ａを介して複数のノズルのそれぞれに供給される蒸気の圧力のばらつきを最小限に抑えることができる。すなわち、蒸気供給部２００から供給された蒸気は、大気圧と圧力の平衡がなされるまで蒸気室１００ａに充填され、大気圧と圧力の平衡がなされた後に複数のノズルを介して研磨パッドＰに噴射されることができる。

【0040】

ノズル１１０は、蒸気室１００ａに収容された蒸気を研磨パッドＰに噴射させることができる。このようなノズル１１０から噴射される蒸気の温度は、一例として、５５℃~７０℃であり得る。このようなノズルの下部は、下側にいくほど広がる形状を有するように傾斜して延びることができる。ノズル１１０は複数個設けられることができる。

【0041】

このような複数のノズル１１０は、半径方向に沿って離隔して配置されることができる。このような複数のノズル１１０は蒸気室１００ａと連通することができる。また、複数のノズル１１０は蒸気室１００ａより下側に配置されることができる。このような複数のノズル１１０は、センターノズル部１１１、ミドルノズル部１１２、エッジノズル部１１３を含むことができる。

【0042】

センターノズル部１１１は、研磨パッドの中心領域Ｐｃに対応するように配置されることができる。例えば、センターノズル部１１１は、中心領域Ｐｃの上面に対向するように配置されてもよい。センターノズル部１１１は、パッド支持体４００に着座した研磨パッドの中心領域Ｐｃの上面に蒸気を噴射することができる。このような中心領域Ｐｃは「パッドセンター部」と呼ばれることができる。中心領域Ｐｃは、一例として、研磨パッドＰの半径(Ｒｃ+Ｒｍ+Ｒｅ)の３分の１の半径を有する円柱形状を有することができる。このような中心領域Ｐｃは、研磨パッドの周辺領域Ｐｍ、Ｐｅで囲まれるように配置されることができる。周辺領域Ｐｍ、Ｐｅは、中心領域Ｐｃよりも半径方向外側に配置されることができる。このような周辺領域Ｐｍ、Ｐｅは、内側周辺領域Ｐｍおよび外側周辺領域Ｐｅを含むことができる。また、センターノズル部１１１は、ミドルノズル部１１２よりも内側に配置されることができる。

【0043】

ミドルノズル部１１２は、内側周辺領域Ｐｍに対応するように配置されることができる。例えば、ミドルノズル部１１２は、内側周辺領域Ｐｍの上面に対向するように配置されることができる。ミドルノズル部１１２は、パッド支持体４００に着座した研磨パッドの内側周辺領域Ｐｍの上面に蒸気を噴射することができる。このような内側周辺領域Ｐｍは「パッドミドル部」と呼ばれることができる。このような内側周辺領域Ｐｍは、中空が形成された円筒形状を有することができる。例えば、内側周辺領域Ｐｍの内周面の半径は、中心領域Ｐｃの外周面の半径であることができる。このような内側周辺領域Ｐｍは、中心領域Ｐｃを囲むように配置されることができる。例えば、内側周辺領域Ｐｍは、中心領域Ｐｃよりも半径方向外側に配置されることができる。

【0044】

また、内側周辺領域Ｐｍの外周面の半径は、後述する研磨パッドの外側周辺領域Ｐｅの内周面の半径である環状を有することができる。研磨パッドの半径方向において、内側周辺領域Ｐｍの内周面と外周面との間の離隔距離は、一例として、研磨パッドＰの半径(Ｒｃ+Ｒｍ+Ｒｅ)の１／３の半径を有することができる。また、このような内側周辺領域Ｐｍは、中心領域Ｐｃと研磨パッドの外側周辺領域Ｐｅとの間に配置されることができる。また、ミドルノズル部１１２は、センターノズル部１１１とエッジノズル部１１３との間に配置されることができる。例えば、ミドルノズル部１１２は、エッジノズル部１１３よりも内側に配置されることができる。

【0045】

エッジノズル部１１３は、外側周辺領域Ｐｅに対応するように配置されることができる。 例えば、エッジノズル部１１３は、外側周辺領域Ｐｅの上面に対向するように配置されることができる。このようなエッジノズル部１１３は、パッド支持体４００に着座した研磨パッドの第２周辺領域Ｐｅの上面に蒸気を噴射することができる。このような研磨パッドの第２周辺領域Ｐｅは「パッドエッジ部」と呼ばれることができる。このようなエッジノズル部１１３は、複数のノズルを含むことができる。このような外側周辺領域Ｐｅは、中空が形成された円筒形状を有することができる。例えば、外側周辺領域Ｐｅの内周面の半径は、内側周辺領域Ｐｍの外周面の半径であることができる。また、外側周辺領域Ｐｅの外周面の半径は研磨パッドＰの半径であることができる。研磨パッドの半径方向において、外側周辺領域Ｐｅの内周面と外周面との間の離隔距離は、一例として、研磨パッドＰの半径(Ｒｃ+Ｒｍ+Ｒｅ)の１／３の半径を有することができる。

【0046】

ヒータ１２０はノズルヒータ１２１およびルームヒータ１２２を含むことができる。ノズルヒータ１２１は、複数のノズル１１０の一部または全部を加熱することができる。例えば、ノズルヒータ１２１は、複数のノズル１１０を通過する蒸気の温度を高めることができる。このようなノズルヒータ１２１は、複数のノズル１１０のそれぞれを独立して加熱することができる。言い換えれば、ノズルヒータ１２１は、複数のノズル１１０のそれぞれが互いに異なる温度の蒸気を噴射するように、制御器７００によって制御されることができる。例えば、ノズルヒータ１２１は、制御器７００によって独立して制御されることができるように複数個設けられることができる。ただし、これは例示に過ぎず、ノズルヒータ１２１は１つ設けられ、複数のノズル１１０を独立して加熱してもよい。このようなノズルヒータ１２１は制御器７００によって制御されることができる。

【0047】

ルームヒータ１２２は、蒸気室１００ａに収容された蒸気を加熱することができる。このようなルームヒータ１２２を介して、蒸気室１００ａに収容された蒸気が凝結されるのが遮断されることができる。このようなルームヒータ１２２は、蒸気室１００ａより上側に配置されることができる。このようにルームヒータ１２２が蒸気室１００ａより上側に配置されることにより、ルームヒータ１２２によって複数のノズルが加熱されるのが防止されることができる。フレーム１３０はノズル１１０およびヒータ１２０を支持することができる。このようなフレーム１３０は、噴射器１００の外観を形成することができる。

【0048】

蒸気供給部２００は、蒸気室１００ａに蒸気を供給することができる。このような蒸気供給部２００が蒸気室１００ａに供給する蒸気は、一例として水蒸気（ｗａｔｅｒ ｖａｐｏｒ）であることができる。このような蒸気供給部２００が蒸気室１００ａに供給する水蒸気の温度は、一例として、７０℃~１１０℃であることができる。

【0049】

噴射器支持体３００は噴射器１００を支持することができる。パッド支持体４００の上面には研磨パッドＰが着座することができ、着座した研磨パッドＰを支持することができる。パッド支持体４００は、研磨パッドＰが所定の位置に置かれるように、着座した研磨パッドＰの位置を固定させることができる。例えば、パッド支持体４００に着座した研磨パッドＰの中心の位置は固定されることができる。このようなパッド支持体４００は、研磨パッドＰを支持した状態で研磨パッドＰと共に上下方向に沿って延びるパッド回転軸を中心に回転することができる。例えば、パッド支持体４００によって回転しながら、研磨パッドＰの上面には噴射器１００によって蒸気が噴射されることができる。

【0050】

一方、本発明の思想が必ずしもこれに限定されるのではなく、パッド支持体４００はコンディショナー１０と別の構成であってもよい。言い換えれば、パッド支持体４００は、ＣＭＰ装置に含まれるが、コンディショナー１０には含まれない構成であってもよい。

【0051】

駆動装置５００は制御器７００によって制御されることができる。このような駆動装置５００は、垂直駆動装置５１０、線形駆動装置５２０、回転駆動装置５３０、およびパッド駆動装置５４０を含むことができる。垂直駆動装置５１０は、所定位置に着座した研磨パッドＰと噴射器１００との間の上下離隔距離を調整することができる。このような垂直駆動装置５１０は、噴射器支持体３００をパッド支持体４００に対して上下方向に沿って移動させることができる。このような垂直駆動装置５１０は、一例として、アクチュエータであってもよい。

【0052】

図４をさらに参照すると、線形駆動装置５２０は、噴射器１００を噴射器支持体３００に対して半径方向に沿って移動させることができる。言い換えれば、線形駆動装置５２０は、噴射器１００を噴射器支持体３００に対して線形運動させることができる。また、図面には示されていないが、噴射器１００および噴射器支持体３００のいずれかにはガイド突起が形成され、他方にガイド突起と噛み合うガイド溝が形成されることができる。より詳細な例として、噴射器１００の上端には上方に突出したガイド突起が形成され、噴射器支持体３００の下端には上方に引き込まれて半径方向に沿って延びるガイド溝が形成されることができる。このような噴射器１００のガイド突起は、噴射器支持体３００のガイド溝に噛み合った状態で、ガイド溝３２０上で半径方向に沿って移動することができる。このような線形駆動装置５２０は、一例として、アクチュエータであってもよい。

【0053】

図５をさらに参照すると、回転駆動装置５３０は、上下方向に沿って延びる噴射器回転軸を中心に噴射器支持体３００を回転させることができる。例えば、回転駆動装置５３０が噴射器支持体３００を回転させるとき、噴射器１００の内側端部は研磨パッドＰの上面に面した状態で、研磨パッドＰの外側と内側との間で往復移動することができる。このような回転駆動装置５３０は、一例として、モータおよびモータによって回転されるシャフトを含むことができる。

【0054】

パッド駆動装置５４０は、パッド支持体４００を上下方向に沿って延びるパッド回転軸を中心に回転させることができる。このようなパッド回転軸は、噴射器回転軸と離隔して配置されることができる。例えば、パッド支持体４００に研磨パッドＰが着座した状態であるとき、パッド駆動装置５４０がパッド支持体４００を回転させることにより、研磨パッドＰはパッド支持体４００と共に回転されることができる。このようなパッド駆動装置５４０は、一例として、モータおよびモータによって回転されるシャフトを含むことができる。

【0055】

センサー６００は研磨パッドＰの温度を測定することができる。このようなセンサー６００は複数個設けられることができる。このような複数のセンサー６００は、中心領域Ｐｃ、内側周辺領域Ｐｍおよび外側周辺領域Ｐｅのそれぞれの温度を測定することができる。中心領域Ｐｃ、内側周辺領域Ｐｍ、および外側周辺領域Ｐｅの温度は、それぞれ中心温度、第１周辺温度および第２周辺温度と呼ばれることができる。また、複数のセンサー６００は一例として、噴射器１００に配置されることができる。例えば、複数のセンサー６００のうちいくつかはセンターノズル部１１１、他の一部はミドルノズル部１１２、また他の一部はエッジノズル部１１３に配置されてもよい。

【0056】

制御器７００は、センサー６００の測定結果に基づいて噴射器１００を制御することができる。このような制御器７００は、中心領域Ｐｃの温度である中心温度と研磨パッドの周辺領域Ｐｍ、Ｐｅの温度である周辺温度との差分値を算出することができる。このような中心温度および周辺温度は、それぞれ中心領域Ｐｃの平均温度および研磨パッドの周辺領域Ｐｍ、Ｐｅの平均温度であることができる。平均温度は、研磨パッドＰの上面の複数の単位面積それぞれの温度の合計を複数の単位面積の数で割った値として定義されることができる。

【0057】

例えば、制御器７００は、中心領域Ｐｃ及び内側周辺領域Ｐｍの温度の差分値である第１差分値と、中心領域Ｐｃと外側周辺領域Ｐｅとの温度の差分値である第２差分値を算出することができる。このような制御器７００は、所定の設定値と第１差分値及び第２差分値とを比較することができる。例えば、制御器７００は、設定値よりも第１差分値が大きい場合、ミドルノズル部１１２及びエッジノズル部１１３がセンターノズル部１１１よりも高い温度に加熱されるようにノズルヒータ１２１を制御することができる。

【0058】

また、制御器７００は、第１差分値が設定値より小さく、第２差分値が設定値より大きい場合、エッジノズル部１１３がセンターノズル部１１１及びミドルノズル部１１２よりも高い温度に加熱されるようにノズルヒータ１２１を制御することができる。

【0059】

このような制御器７００は、差分値が設定値より大きい場合、差分値に対応する加熱時間を決定することができる。例えば、差分値が設定値より大きい場合、差分値が大きいほど、制御器７００によって決定される加熱時間は長くなることができる。

【0060】

図３を再度参照すると、制御器７００は複数のノズル１１０から噴射される蒸気の噴射圧力に基づいて蒸気の噴射角度（ａｎｇｌｅ ｏｆ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ）を算出することができる。噴射角度は、ノズル１１０から噴射された蒸気の粒子群によって形成される噴射パターンが広がる角度として定義されることができる。例えば、噴射角度は、ノズル１１０の中心を通る仮想の直線と、噴射パターンの外周面を通る直線との間の角度として定義されることができる。このような噴射角度は、ノズル１１０から噴射される蒸気の噴射圧力が大きくなるほど大きくなることができる。

【0061】

このような制御器７００は、算出された噴射角度に基づいてターゲット離隔距離を決定することができる。ターゲット離隔距離は、第１直線Ｌ１及び第２直線Ｌ２の交点が、所定位置にある研磨パッドＰの上面より下側に配置されたときのノズル１１０と研磨パッドＰの上面との間の離隔距離として定義されることができる。第１直線Ｌ１は、第１ノズルから噴射された蒸気によって形成された噴射パターンの内側外周面を通る仮想の直線として定義されることができる。第２直線Ｌ２は、第２ノズルから噴射された蒸気によって形成された噴射パターンの外側外周面を通る仮想の直線として定義されることができる。

【0062】

第１ノズルおよび第２ノズルは、複数のノズル１１０のうち互いに隣接する任意の２つのノズルを意味することができる。このような第１ノズルは、第２ノズルよりも半径方向外側に配置されることができる。また、第１直線Ｌ１は、上下方向に沿って切断された噴射器１００の縦断面図（図３参照）を見たとき、第１ノズルの内側傾斜部を通る仮想の直線として定義されることができる。また、第２直線Ｌ２は、上下方向に沿って切断された噴射器１００の縦断面図（図３参照）を見たとき、第２ノズルの外側傾斜部を通る仮想の直線として定義されることができる。

【0063】

このような制御器７００は、決定されたターゲット離隔距離に基づいて垂直駆動装置５１０を制御することができる。例えば、制御器７００は、複数のノズル１１０と研磨パッドＰの上面との間の距離がターゲット離隔距離に置かれるように垂直駆動装置５１０を制御することができる。

【0064】

このように、制御器７００が垂直駆動装置５１０を制御して、第１直線Ｌ１及び第２直線Ｌ２の交点が研磨パッドＰの上面より下側に位置することにより、複数のノズルのうち隣接する２つのノズルから噴射された蒸気が互いに衝突して凝結するのを防止することができる。

【0065】

このような制御器７００は、マイクロプロセッサを含む演算装置によって実現されることができ、その実現方式は当業者にとって自明な事項であるため、さらなる詳細な説明は省略する。

【0066】

以下では、本発明の一実施例によるコンディショナー１０の作用及び効果について説明する。

【0067】

コンディショナー１０のパッド支持体４００に着座した研磨パッドＰは、所定の位置に置かれることができる。このような研磨パッドＰは、中心の位置が固定された状態で、パッド駆動装置５４０によってパッド回転軸を中心に回転することができる。このような研磨パッドＰが回転する間、研磨パッドＰより上側に配置された噴射器１００は、研磨パッドＰの上面によって蒸気を噴射することができる。

【0068】

このような噴射器１００の蒸気室１００ａには、蒸気供給部２００から流入した蒸気が収容されることができる。このような蒸気は、蒸気室１００ａの圧力が大気圧と平衡状態になるまで蒸気室１００ａに充填されることができる。 蒸気室１００ａに流入した蒸気は、上方に流れる性質を有するため、蒸気室１００ａが平衡状態になるまでは蒸気室１００ａより下側に配置された複数のノズルに蒸気が流れるのを防ぐことができる。その後、蒸気室１００ａの圧力が大気圧よりも大きくなると、蒸気は複数のノズルに向かって流れることができる。このような複数のノズルに向かって流れる蒸気の圧力は均一になることができる。このような蒸気室１００ａを介して、複数のノズルに圧力の均一な蒸気を直接供給するために、複数のノズルそれぞれに蒸気を供給するための複数の蒸気供給部を設ける必要がなくなるという効果がある。

【0069】

蒸気室１００ａは、ルームヒータ１２２によって加熱されることにより、蒸気室１００ａ内に収容された蒸気が凝結するのを阻止することができる。また、複数のノズルは蒸気室１００ａから蒸気を供給してもらい、研磨パッドＰに供給してもらった蒸気を噴射することができる。このような複数のノズルのうち隣接する２つのノズルから噴射される蒸気が接触しないように、制御器７００は垂直駆動装置５１０を制御することができる。このように、複数のノズルのうち隣接する２つのノズルから噴射される蒸気が互いに接触しないことにより、ノズルから蒸気が噴射される過程で蒸気が凝結するのを防止することができる。

【0070】

また、研磨パッドＰが回転している間、研磨パッドＰは半径方向外側にいくほど単位時間当たりに外気（一例として、作業室内の空気）に露出する面積が大きくなる可能性がある。これにより、研磨パッドＰが回転している間に研磨パッドＰは半径方向外側にいくほど冷却される面積が増加することができる。例えば、所定時間回転する研磨パッドＰに蒸気が噴射される過程が持続すると、中心領域Ｐｃ、内側周辺領域Ｐｍ及び外側周辺領域Ｐｅの平均温度は順次低くなる可能性がある。

【0071】

このようなコンディショナー１０の制御器７００は、研磨パッドＰの相異なる領域の平均温度のばらつきを低減させるために、センターノズル部１１１と、ミドルノズル部１１２と、エッジノズル部１１３と、の少なくとも一つが加熱される温度が異なるようにノズルヒータ１２１を制御することができる。

【0072】

コンディショナー１０は、研磨パッドＰの相異なる領域の平均温度を比較し、センターノズル部１１１と、ミドルノズル部１１２と、エッジノズル部１１３と、の少なくとも一つが加熱される温度を調整することにより、研磨パッドＰの平均温度のばらつきを低減するという効果がある。

【0073】

以下では、図６を参照して、本発明の一実施例によるコンディショナーを制御する方法Ｓ１０について説明する。このようなコンディショナーを制御する方法Ｓ１０を説明するにあたり、制御器７００に関する内容と同一の説明及び図面符号は上述した内容を援引する。

【0074】

コンディショナーを制御する方法Ｓ１０は、噴射段階Ｓ１００、温度測定段階Ｓ２００、差分値算出段階Ｓ３００、比較段階Ｓ４００、加熱時間決定段階Ｓ５００及びノズル加熱段階Ｓ６００を含むことができる。

【0075】

噴射段階Ｓ１００では、複数のノズルによって研磨パッドＰに蒸気が噴射されることができる。このような噴射段階Ｓ１００は、研磨パッドＰが所定位置に置かれた状態でパッド回転軸を中心に回転している間に行われることができる。

【0076】

温度測定段階Ｓ２００では、研磨パッドＰの温度が測定されることができる。このような温度測定段階Ｓ２００は、中心温度測定段階Ｓ２１０及び周辺温度測定段階Ｓ２２０を含むことができる。中心温度測定段階Ｓ２１０では、中心温度が測定されることができる。周辺温度測定段階Ｓ２２０は、第１周辺温度測定段階Ｓ２２１及び第２周辺温度測定段階Ｓ２２２を含むことができる。

【0077】

第１周辺温度測定段階Ｓ２２１では、研磨パッドの第１周辺温度が測定されることができる。また、第２周辺温度測定段階Ｓ２２２では、研磨パッドの第２周辺温度が測定されることができる。中心温度測定段階Ｓ２１０、第１周辺温度測定段階Ｓ２２１及び第２周辺温度測定段階Ｓ２２２は、同時又は異時に行われることができる。

【0078】

差分値算出段階Ｓ３００では、中心温度と周辺温度との差分値が算出されることができる。このような差分値算出段階Ｓ３００は、第１差分値算出段階Ｓ３１０及び第２差分値算出段階Ｓ３２０を含むことができる。第１差分値算出段階Ｓ３１０では、中心温度と第１周辺温度との差分値である第１差分値が算出されることができる。第２差分値算出段階Ｓ３２０では、中心温度と第２周辺温度との差分値である第２差分値が算出されることができる。

【0079】

比較段階Ｓ４００では、設定値と差分値とを比較することができる。例えば、比較段階Ｓ４００では、第１差分値と設定値との大小関係を比較したり、第２差分値と設定値との大小関係を比較してもよい。

【0080】

加熱時間決定段階Ｓ５００は、差分値が設定値より大きい場合、差分値に対応する予め入力された加熱時間を決定することができる。ノズル加熱段階Ｓ６００では、比較段階Ｓ４００における比較結果に基づいて、複数のノズルが相異なる温度に加熱されることができる。このようなノズル加熱段階Ｓ６００では、差分値が設定値より大きい場合、ミドルノズル部１１２およびエッジノズル部１１３がセンターノズル部１１１よりも高い温度に加熱されることができる。また、ノズル加熱段階Ｓ６００では、第１差分値が設定値より小さく、第２差分値が設定値より大きい場合、エッジノズル部１１３がミドルノズル部１１２よりも高い温度に加熱されることができる。このようなノズル加熱段階Ｓ６００は、加熱時間決定段階Ｓ５００で決定された加熱時間の間に行われることができる。

【0081】

以上、本発明の実施例を具体的な実施形態として説明したが、これは例示に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではなく、本明細書に開示された技術的思想に従う最も広い範囲を有するものと解釈されるべきである。当業者は、開示された実施形態を組合せ／置換して適示されていない形状のパターンを実施することができるが、これも本発明の範囲から逸脱しないであろう。さらに、当業者は本明細書に基づいて開示された実施形態を容易に変更または変形することができ、そのような変更または変形も本発明の権利範囲に属することは明らかである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】