JP2002301660A - Polishing temperature measurement method, polishing method, workpiece holding mechanism and polishing device - Google Patents

Polishing temperature measurement method, polishing method, workpiece holding mechanism and polishing device

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JP2002301660A
JP2002301660A JP2001107021A JP2001107021A JP2002301660A JP 2002301660 A JP2002301660 A JP 2002301660A JP 2001107021 A JP2001107021 A JP 2001107021A JP 2001107021 A JP2001107021 A JP 2001107021A JP 2002301660 A JP2002301660 A JP 2002301660A
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polishing
work
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infrared
temperature
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Japanese (ja)
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Norio Okuya
憲男 奥谷
Katsuki Shingu
克喜 新宮
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To correctly measure a polishing temperature while polishing a workpiece. SOLUTION: This workpiece holding mechanism 10 for holding the workpiece 3 in a plane vertical to a pressing direction is provided with a cylindrical shaft part 12, a plate member 14 having an infrared-ray transmitting part 16, and a lip seal 18 positioned on the back face of a peripheral part of the workpiece. The workpiece 3 is pressed against a polishing pad 28 by the pressure of a fluid fed to a space part 31 formed by the plate member, the lip seal and the workpiece. The workpiece is polished by relatively moving the workpiece with respect to the polishing pad with the workpiece pressed against the polishing pad. At least two infrared rays having different wavelengths or wavelength regions are extracted by using optical filters 38a and 38b, and the radiant quantity of the infrared ray of each wavelength or wavelength region is measured by using an infrared radiation ray thermometer 30 disposed above the shaft part, and the measured radiant quantity is arithmetically processed by an arithmetic processing device 40, so that the temperature of the polished surface of the workpiece is found.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ、ガ
ラス基板および電子部品等のワークを研磨パッドに対し
て相対的に移動させながら研磨する際に研磨温度を測定
する方法、研磨温度を測定しながらワークを研磨する方
法、ならびに当該ワークの研磨温度測定方法および研磨
方法を実施する際に使用するのに適したワーク保持機構
および研磨装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring a polishing temperature when polishing a workpiece such as a semiconductor wafer, a glass substrate and an electronic component while moving the workpiece relative to a polishing pad. The present invention relates to a method of polishing a work while polishing, a method of measuring a polishing temperature of the work, and a work holding mechanism and a polishing apparatus suitable for use in performing the polishing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体ウエハの表面に積層配線を行う工
程においては、配線等を含む回路の上に形成された中間
絶縁層の表面を研磨して平坦化させることが一般的に行
われ、また、溝部が形成された基板表面に金属膜を成膜
し、溝部内にある金属以外の金属を除去するために研磨
して平坦化させることも一般的に行われている。これら
の研磨処理に際しては、ワークの研磨される表面(「被
研磨面」もしくは「被加工面」または単に「表面」とも
呼ぶ)を均一に研磨することが要求される。
2. Description of the Related Art In a process of forming a laminated wiring on a surface of a semiconductor wafer, it is general to polish and flatten a surface of an intermediate insulating layer formed on a circuit including a wiring and the like. In general, a metal film is formed on the surface of the substrate on which the groove is formed, and is polished and flattened to remove a metal other than the metal in the groove. In these polishing processes, it is required to uniformly polish the surface to be polished (also referred to as a “surface to be polished” or “surface to be processed” or simply “surface”).

【0003】一般に、半導体ウエハのようなワークは研
磨パッドに押し付けられた状態にて研磨される。ワーク
が研磨パッドに押し付けられると、ワークおよび研磨パ
ッドには圧力が加わることとなる。本明細書において
は、この圧力を加工圧力と称する。
Generally, a work such as a semiconductor wafer is polished while being pressed against a polishing pad. When the work is pressed against the polishing pad, pressure is applied to the work and the polishing pad. In this specification, this pressure is referred to as a processing pressure.

【0004】上記のようにしてワーク表面を均一に研磨
する際に考慮すべき条件の1つとして、研磨温度が挙げ
られる。研磨温度とは、研磨中、研磨パッドに対してワ
ークが相対的に移動し、ワークの被研磨面が研磨パッド
の研磨面で摺動しているときの、ワークと研磨パッドと
の接触面におけるワークおよび研磨パッドの温度であ
る。ワークと研磨パッドとの接触面におけるワークおよ
び研磨パッドの温度は通常ほぼ同じ温度である。したが
って、研磨温度は、ワークと研磨パッドとが接触してい
る部分で、ワークの被研磨面の温度および研磨パッドの
研磨面の温度のいずれか一方を測定することにより求め
られる。一般に、ワークと研磨パッドとの接触面におけ
るワークおよび研磨パッドの温度(即ち、研磨温度)
は、研磨中、ワークが接触していない研磨パッドの部
分、研磨パッドを取りつけるための定盤、およびワーク
を保持する保持機構の温度のいずれよりも高い。研磨温
度は、研磨時に発生する摩擦熱によって主に決定され
る。
[0004] One of the conditions to be considered when uniformly polishing the work surface as described above is a polishing temperature. The polishing temperature, during polishing, the workpiece relatively moves with respect to the polishing pad, and when the polished surface of the workpiece is sliding on the polishing surface of the polishing pad, the contact surface between the workpiece and the polishing pad This is the temperature of the work and the polishing pad. The temperature of the work and the polishing pad at the contact surface between the work and the polishing pad is usually approximately the same. Therefore, the polishing temperature can be obtained by measuring one of the temperature of the polished surface of the work and the temperature of the polished surface of the polishing pad at the portion where the work and the polishing pad are in contact. Generally, the temperature of the work and the polishing pad at the contact surface between the work and the polishing pad (ie, the polishing temperature)
During polishing, the temperature of the polishing pad is higher than any of the temperature of the portion of the polishing pad that is not in contact with the work, the surface plate for mounting the polishing pad, and the holding mechanism that holds the work. The polishing temperature is mainly determined by frictional heat generated during polishing.

【0005】研磨温度は、特に化学機械研磨(Chemical
Mechanical Polishing;CMPと略す場合がある)法
において研磨の質を決定する重要なファクターである。
CMP法は、研磨液が被加工面でワークと化学反応する
ことを利用して実施する研磨である。CMP法によって
均一に研磨を実施するには、研磨液とワークとの化学反
応を安定的に進行させる必要がある。そのためには、研
磨温度を所定範囲内に維持することが好ましい。
The polishing temperature is, in particular, chemical mechanical polishing (Chemical mechanical polishing).
This is an important factor that determines the quality of polishing in the mechanical polishing (CMP) method.
The CMP method is polishing performed by utilizing the fact that a polishing liquid chemically reacts with a work on a surface to be processed. In order to perform polishing uniformly by the CMP method, it is necessary to stably advance a chemical reaction between the polishing liquid and the work. For this purpose, it is preferable to maintain the polishing temperature within a predetermined range.

【0006】研磨温度を所定範囲内に維持するには、ま
ず研磨中の研磨温度を正しく測定することが肝要であ
る。そこで、予てより、研磨時のワークまたは研磨パッ
ドの温度を測定する方法が提案されている。例えば、特
開平8−78369号公報においては、熱電対または赤
外温度検出器のような温度検出手段をワークの一部また
はその近傍に設けて研磨温度変化を検出することが開示
されている。特開平9−123057号公報において
は、研磨パッドの複数箇所の表面温度を測定する温度測
定器を設けることが開示されている。
[0006] In order to maintain the polishing temperature within a predetermined range, it is first important to correctly measure the polishing temperature during polishing. Therefore, a method of measuring the temperature of a work or a polishing pad during polishing has been proposed in advance. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-78369 discloses that a temperature detecting means such as a thermocouple or an infrared temperature detector is provided at or near a part of a work to detect a change in polishing temperature. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-123057 discloses that a temperature measuring device for measuring the surface temperature of a plurality of portions of a polishing pad is provided.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の方法による研磨温度の測定方法は、次に述べる理
由により、研磨温度を正確に測定する方法といえるもの
ではない。
However, these conventional methods for measuring the polishing temperature by the conventional method cannot be said to be methods for accurately measuring the polishing temperature for the following reasons.

【0008】例えば、熱電対を用いて温度を測定する場
合、熱電対の温度測定対象物への接触状態および熱電対
の熱容量により測定誤差が生じるため、研磨温度を正確
に測定することが困難である。さらに、特開平8−78
369号公報に記載された方法において、熱電対により
測定されるのはワークの「裏面」の温度であって、ワー
クの表面の温度、即ち「研磨温度」ではない。
For example, when measuring temperature using a thermocouple, a measurement error occurs due to the state of contact of the thermocouple with the temperature measuring object and the heat capacity of the thermocouple, so that it is difficult to accurately measure the polishing temperature. is there. Further, JP-A-8-78
In the method described in JP-A-369-369, what is measured by the thermocouple is the temperature of the “back surface” of the work, not the surface temperature of the work, that is, the “polishing temperature”.

【0009】また、特開平8−78369号公報に記載
された方法のように、温度検出手段をワークの一部また
は近傍に設けると、温度検出手段とワークとが接する部
分において加工圧力が他の部分と異なって、均一な加工
圧力分布が得られない場合がある。加工圧力分布が均一
でないと、ワーク表面を全体にわたって均一に加工する
ことができない。その結果、例えば、ワークの歩留まり
が低下する。かかる不都合を回避するには、温度検出部
の面積を小さくすることが有効である。しかし、温度検
出部の面積が小さいほど測定精度が低下して温度を正確
に検出することが困難となるため、温度検出部の面積を
小さくするのには限界がある。
Further, if the temperature detecting means is provided in a part of or near the work as in the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-78369, the processing pressure at the part where the temperature detecting means and the work are in contact with each other is reduced. Unlike the part, a uniform processing pressure distribution may not be obtained. If the processing pressure distribution is not uniform, the work surface cannot be uniformly processed over the entire surface. As a result, for example, the yield of the work is reduced. To avoid such inconvenience, it is effective to reduce the area of the temperature detection unit. However, the smaller the area of the temperature detector, the lower the measurement accuracy and the more difficult it is to accurately detect the temperature. Therefore, there is a limit to reducing the area of the temperature detector.

【0010】特開平8−78369号公報は、赤外線温
度検出器を用いて研磨布の表面温度を検出することに言
及している。しかし、同公報は、赤外線温度検出器を使
用して実施する温度検出方法を具体的に開示していな
い。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-78369 refers to detecting the surface temperature of a polishing pad using an infrared temperature detector. However, the publication does not specifically disclose a temperature detection method performed using an infrared temperature detector.

【0011】一方、特開平9−123057号公報に記
載された方法によれば、研磨パッドの表面に温度検出手
段を直接接触させることなく、研磨パッドの表面の温度
を測定することができる。しかし、特開平9−1230
57号公報に記載された方法に従って測定される部分
は、研磨パッドが露出している部分であり、ワークと接
触している研磨パッドの研磨面ではない。研磨パッドの
露出部分の温度は、当該部分にてワークが研磨された
(摺動した)後に測定される温度である。即ち、その部
分で測定される温度は、ワークが研磨パッドから離れた
後の多少「冷めた」状態にある研磨パッドの研磨面にて
測定される温度となり、先に定義した研磨温度を正確に
示すものではない。
On the other hand, according to the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-123057, the temperature of the surface of the polishing pad can be measured without bringing the temperature detecting means into direct contact with the surface of the polishing pad. However, Japanese Patent Laid-Open No. 9-1230
The portion measured according to the method described in Japanese Patent No. 57 is a portion where the polishing pad is exposed, not a polishing surface of the polishing pad in contact with the workpiece. The temperature of the exposed portion of the polishing pad is a temperature measured after the work is polished (slid) at the portion. In other words, the temperature measured at that portion is the temperature measured on the polishing surface of the polishing pad in a slightly “cooled” state after the work has left the polishing pad, and the polishing temperature defined earlier is accurately measured. Not shown.

【0012】このように、従来のいずれの研磨温度測定
方法を採用しても、正確に研磨温度を測定することは困
難であった。これらの問題点を解決するべく、例えば、
上記の方法に従って測定される研磨温度とワークの研磨
量との相関関係を求め、これに基づいて研磨レート(単
位時間あたりの研磨量)を補正することも行われてい
る。そのような相関関係は、特定の加工ロット(特定の
研磨パッドおよびワーク等の組合せ)にのみ適用し得る
ものであり、加工ロットが変わるごとに求める必要があ
る。この相関関係の決定に要する作業は研磨工程の効率
を低下させる一因となっており、この作業を無くす又は
この作業に要する時間を減らすことが予てより望まれて
いた。
As described above, it is difficult to accurately measure the polishing temperature by using any of the conventional polishing temperature measuring methods. To solve these problems, for example,
A correlation between the polishing temperature measured according to the above method and the polishing amount of the work is obtained, and the polishing rate (the polishing amount per unit time) is corrected based on the correlation. Such a correlation can be applied only to a specific processing lot (specific combination of a polishing pad and a work), and needs to be obtained every time the processing lot changes. The work required to determine this correlation is one factor that reduces the efficiency of the polishing process, and it has been desired in advance to eliminate this work or reduce the time required for this work.

【0013】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、加工圧力に影響を及ぼすことなく、研磨中の
研磨温度をより正確に測定する研磨温度測定方法、当該
研磨温度測定方法を実施する際に好ましく使用されるワ
ーク保持機構、研磨中の研磨温度を正確に測定しながら
ワークを研磨し得る研磨方法、ならびに当該研磨方法を
実施する際に好ましく使用される研磨装置を提供するこ
とを課題とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a polishing temperature measuring method for more accurately measuring a polishing temperature during polishing without affecting a processing pressure, and a method for implementing the polishing temperature measuring method. Provided are a work holding mechanism that is preferably used when polishing, a polishing method that can polish a work while accurately measuring a polishing temperature during polishing, and a polishing apparatus that is preferably used when performing the polishing method. Make it an issue.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第1の要旨において、本発明は、ワークを研磨パッ
ドに押圧しながら研磨パッドに対して相対的に移動させ
てワーク表面を研磨するに際し、少なくとも2つの異な
る波長または波長域の赤外線であって、その放射量がワ
ークの被研磨面の温度に応じて変わる赤外線を、ワーク
の中央部の裏面側にて取り出し、取り出した各波長また
は波長域の赤外線の放射量を非接触で測定し、各波長ま
たは波長域の赤外線の放射量からワークの被研磨面の温
度を測定する研磨温度測定方法を提供する。
In order to solve the above problems, according to a first aspect, the present invention provides a method of polishing a work surface by moving the work relatively to the polishing pad while pressing the work against the polishing pad. At this time, infrared light of at least two different wavelengths or wavelength ranges, the amount of which changes according to the temperature of the surface to be polished of the work, is taken out at the back side of the central portion of the work, and each taken out wavelength or Provided is a polishing temperature measuring method for measuring a radiation amount of infrared light in a wavelength range in a non-contact manner and measuring a temperature of a surface to be polished of a work from an infrared radiation amount in each wavelength or wavelength range.

【0015】また、第2の要旨において、本発明は、ワ
ークを研磨パッドに押圧しながら研磨パッドに対して相
対的に移動させてワーク表面を研磨する研磨方法であっ
て、少なくとも2つの異なる波長または波長域の赤外線
であって、その放射量がワークの被研磨面の温度に応じ
て変わる赤外線を、ワークの中央部の裏面側にて取り出
し、取り出した各波長または波長域の赤外線の放射量を
非接触で測定し、各波長または波長域の赤外線の放射量
から研磨温度を測定しながら、ワークを研磨することを
特徴とする研磨方法を提供する。この研磨方法は、第1
の要旨において提供される本発明の研磨温度測定方法を
利用した研磨方法である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a polishing method for polishing a work surface by moving the work relatively to the polishing pad while pressing the work against the polishing pad, wherein the polishing method comprises at least two different wavelengths. Alternatively, infrared light in a wavelength range, the amount of which varies depending on the temperature of the surface to be polished of the work, is extracted at the back side of the central portion of the work, and the amount of infrared light of each extracted wavelength or wavelength range is extracted. Is measured in a non-contact manner, and the workpiece is polished while measuring the polishing temperature from the amount of infrared radiation of each wavelength or wavelength range. This polishing method is based on the first
Is a polishing method using the polishing temperature measuring method of the present invention provided in the gist of the present invention.

【0016】第3の要旨において、本発明は、ワークを
研磨パッドに押圧するとともに、押圧方向に垂直な面内
でワークを保持するワーク保持機構であって、筒状の軸
部、赤外線透過部を有するプレート部材、およびワーク
の周縁部の裏面に位置するようにプレート部材に取り付
けられたリップシールを含み、ワークを保持したとき
に、プレート部材、リップシールおよびワークにより空
間部が形成され、当該空間部に供給された流体の圧力に
よりワークが研磨パッドに押圧されることを特徴とする
ワーク保持機構を提供する。このワーク保持機構は、上
記本発明の研磨温度測定方法および研磨方法を実施する
のに好適である。
According to a third aspect, the present invention is a work holding mechanism for pressing a work against a polishing pad and holding the work in a plane perpendicular to the pressing direction, the work holding mechanism comprising a cylindrical shaft portion, an infrared transmitting portion, And a lip seal attached to the plate member so as to be located on the back surface of the peripheral portion of the work, and when the work is held, a space is formed by the plate member, the lip seal and the work, A work holding mechanism characterized in that a work is pressed against a polishing pad by the pressure of a fluid supplied to a space. This work holding mechanism is suitable for carrying out the polishing temperature measuring method and the polishing method of the present invention.

【0017】第4の要旨において、本発明は、ワークの
被研磨面を研磨パッドにより研磨する装置であって、ワ
ークの中央部の裏面側にて取り出される少なくとも2つ
の異なる波長または波長域の赤外線の放射量を測定し得
るユニットを有する研磨装置を提供する。そのような研
磨装置は、具体的には、 (a)上記第3の要旨のワーク保持機構; (b)少なくとも2つの透過波長帯域の異なる光学フィ
ルターおよび光学フィルターの切り替え器; (c)光学フィルターを通過した赤外線の光路上に配置
された赤外線放射量測定器; (d)研磨パッドを支持する定盤;ならびに (e)ワークを研磨パッドに対して相対的に移動させる
手段を有して成る研磨装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for polishing a surface to be polished of a work with a polishing pad, the infrared light having at least two different wavelengths or wavelength ranges taken out on the back side of the center of the work. The present invention provides a polishing apparatus having a unit capable of measuring the amount of radiation. Specifically, such a polishing apparatus includes: (a) the work holding mechanism according to the third aspect; (b) an optical filter having at least two different transmission wavelength bands, and a switch of the optical filter; and (c) an optical filter. (D) a platen supporting the polishing pad; and (e) means for moving the work relative to the polishing pad. It is a polishing device.

【0018】あるいは、そのような研磨装置は、 (a)上記第3の要旨のワーク保持機構; (b)ワークの中央部の裏面側に配置された波長選択性
の反射板; (c)反射板により分岐された赤外線のうち、少なくと
も2つの赤外線の光路上に配置された赤外線放射量測定
器; (d)研磨パッドを支持する定盤;および (e)ワークを研磨パッドに対して相対的に移動させる
手段を有して成る研磨装置である。
Alternatively, such a polishing apparatus includes: (a) the work holding mechanism according to the third aspect; (b) a wavelength-selective reflector disposed on the back surface side of the central portion of the work; (D) a platen for supporting a polishing pad; and (e) a work relative to the polishing pad. This is a polishing apparatus having means for moving the polishing apparatus.

【0019】以下、第1〜第4の要旨において提供され
る各発明について説明する。第1の要旨において提供さ
れる研磨温度測定方法は、ワークを研磨パッドに対して
相対的に移動させてワーク表面を研磨するに際し、少な
くとも2つの異なる波長または波長域の赤外線をワーク
の中央部の裏面側にて取り出し、取り出した各波長また
は波長領域の赤外線の放射量(即ち、エネルギー量)を
非接触で測定することにより、ワークの被研磨面の温度
を測定する方法である。
Hereinafter, each invention provided in the first to fourth aspects will be described. In the polishing temperature measurement method provided in the first aspect, when the work is moved relative to the polishing pad and the work surface is polished, infrared rays of at least two different wavelengths or wavelength ranges are applied to a central portion of the work. This is a method in which the temperature of the polished surface of the work is measured by measuring the radiation amount (that is, the energy amount) of the extracted infrared light of each wavelength or wavelength region in a non-contact manner on the back surface side.

【0020】本発明においては、ワークの被研磨面の温
度を研磨温度として測定する。但し、「ワークの被研磨
面」という用語は、被研磨面から一定深さまでの部分を
含む被研磨面近傍を指すために用いられることがある。
例えば、ワークがCu等の配線が表面に形成された半導
体ウエハである場合、本発明の研磨温測定方法において
測定される研磨温度は、後述するように、厳密に言えば
配線の底面が位置する部分の温度となる場合がある。か
かる温度も本発明で測定される研磨温度に含まれる。
In the present invention, the temperature of the surface to be polished of the work is measured as the polishing temperature. However, the term “work surface to be polished” may be used to refer to the vicinity of the surface to be polished including a portion from the surface to be polished to a certain depth.
For example, when the work is a semiconductor wafer having a wiring of Cu or the like formed on the surface, the polishing temperature measured by the polishing temperature measuring method of the present invention is, as will be described later, strictly speaking, the bottom surface of the wiring is located. May be the temperature of the part. Such a temperature is also included in the polishing temperature measured in the present invention.

【0021】「ワーク」は一般には2つの面のうち少な
くとも一方の面が研磨により平坦化される板状体であ
る。ワークは、具体的には、半導体ウエハ、ガラス基板
および電子部品等である。ワークの「裏面」とは、ワー
クの被研磨面を表面としたときに表面と対向する面をい
い、「背面」とも呼ぶ。
The "work" is generally a plate-like body in which at least one of two surfaces is flattened by polishing. The work is, specifically, a semiconductor wafer, a glass substrate, an electronic component, or the like. The “back surface” of the work refers to a surface facing the front surface when the polished surface of the work is the front surface, and is also referred to as a “back surface”.

【0022】本発明のワークの研磨温度測定方法におい
ては、少なくとも2つの異なる波長または波長域の赤外
線を後述のように選択して取り出し、取り出した各赤外
線の放射量(即ち、エネルギー量)を測定する。赤外線
放射量は非接触で測定される。即ち、赤外線放射量は、
赤外線放射量を測定する装置が対象物に接触することな
く測定される。赤外線放射量を非接触で測定する場合、
赤外線放射量測定装置がワークおよび研磨パッドに接触
しないため、加工圧力に影響を及ぼすことなく研磨温度
を測定できる。非接触で測定した赤外線放射量に基づい
て温度を決定する場合、測定器の熱容量による測定誤差
が生じないという利点もある。さらに、赤外線放射量を
測定して温度を求める場合、温度は所定面積の測定領域
から所定時間中に放射される赤外線のエネルギー量から
求められる。したがって、例えば熱電対を用いてある瞬
間の局部の温度を測定する場合と比較して、より正確に
研磨温度を測定することができる。
In the method for measuring a polishing temperature of a workpiece according to the present invention, infrared rays of at least two different wavelengths or wavelength ranges are selected and extracted as described later, and the radiation amount (ie, energy amount) of each extracted infrared ray is measured. I do. The amount of infrared radiation is measured without contact. That is, the amount of infrared radiation is
The device for measuring the amount of infrared radiation is measured without contacting the object. When measuring infrared radiation without contact,
Since the infrared radiation measuring device does not contact the work and the polishing pad, the polishing temperature can be measured without affecting the processing pressure. When the temperature is determined based on the amount of infrared radiation measured in a non-contact manner, there is an advantage that a measurement error due to the heat capacity of the measuring instrument does not occur. Further, when the temperature is determined by measuring the amount of infrared radiation, the temperature is determined from the amount of energy of infrared rays emitted from a measurement area having a predetermined area during a predetermined time. Therefore, for example, the polishing temperature can be measured more accurately than when the local temperature at a certain moment is measured using a thermocouple.

【0023】赤外線放射量から温度を測定することは、
一般に、適当な波長または波長域λxを1つ選択し、λ
xの赤外線の放射量を赤外線放射量測定器で測定し、測
定した放射量から温度を求めることにより実施される。
通常、研磨を実施している間、λxの赤外線は、ワーク
の被研磨面以外の部分(例えば、研磨装置を構成する部
材または要素)からも放射され得る。したがって、1の
波長または波長域λxの赤外線の放射量を測定して温度
を測定する場合、測定される温度は、ワークの被研磨面
以外の部分から放射されるλxの赤外線の影響を受ける
ことがあり、必ずしも正確な研磨温度ではない。
Measuring temperature from the amount of infrared radiation
Generally, one suitable wavelength or wavelength range λx is selected, and λ
The measurement is performed by measuring the amount of infrared radiation of x with an infrared radiation amount measuring device and obtaining the temperature from the measured radiation amount.
Usually, while polishing is being performed, the infrared ray of λx can be radiated also from a portion other than the surface to be polished of the work (for example, a member or an element constituting the polishing apparatus). Therefore, when measuring the temperature by measuring the amount of infrared radiation of one wavelength or wavelength range λx, the measured temperature may be affected by the λx infrared radiation radiated from the part other than the surface to be polished of the work. And the polishing temperature is not always accurate.

【0024】正確な研磨温度を求める1つの方法とし
て、ワークの被研磨面以外の部分から放射されるλxの
赤外線の放射量をバックグラウンドとして予め求め、研
磨中に測定した放射量からバックグラウンドを差し引く
ことによって、測定した放射量を補正する方法がある。
しかし、研磨を実施している間にワークの被研磨面以外
の部分の温度が変化すると、研磨していない状態で求め
たバックグラウンドを用いても、放射量を正しく補正す
ることができない。
As one method for obtaining an accurate polishing temperature, the amount of λx infrared radiation radiated from a portion other than the surface to be polished of a work is previously determined as a background, and the background is determined from the amount of radiation measured during polishing. There is a method of correcting the measured radiation amount by subtraction.
However, if the temperature of a portion other than the surface to be polished of the workpiece changes during the polishing, the radiation amount cannot be corrected correctly even if the background obtained in the unpolished state is used.

【0025】また、研磨中、ワークの被研磨面から放射
されるλxの赤外線の放射量と、ワークの被研磨面以外
の部分から放射されるλxの赤外線の放射量とを区別し
て測定することはできない。そこで、本発明の研磨温度
測定方法においては、ワークの裏面側にて検出され得る
種々の波長の赤外線から、ワークの被研磨面の温度に応
じて放射量が変わる少なくとも2つの異なる波長または
波長域の赤外線を取り出し、各波長または波長域の赤外
線の放射量を測定し、測定した放射量から研磨温度を求
める。それにより、ワークの被研磨面以外の部分から放
射される赤外線の影響を無くす又は小さくして、より高
い精度で研磨温度を測定することが可能となる。以下
に、2つの異なる波長または波長域の赤外線の放射量か
ら、研磨温度を求める具体的な方法を説明する。
Further, during the polishing, the radiation amount of the infrared ray of λx radiated from the surface to be polished of the work and the radiation amount of the infrared ray of λx radiated from the portion other than the surface to be polished of the work are measured separately. Can not. Therefore, in the polishing temperature measuring method of the present invention, at least two different wavelengths or wavelength ranges in which the radiation amount changes from infrared rays of various wavelengths that can be detected on the back surface side of the work in accordance with the temperature of the polished surface of the work. The infrared radiation of each wavelength or wavelength range is measured, and the polishing temperature is determined from the measured radiation. This makes it possible to eliminate or reduce the influence of infrared rays radiated from portions other than the surface to be polished of the work, and to measure the polishing temperature with higher accuracy. Hereinafter, a specific method for determining the polishing temperature from the amount of infrared radiation of two different wavelengths or wavelength ranges will be described.

【0026】2つの異なる波長または波長域の赤外線の
放射量から研磨温度を求める第1の方法は、 1)少なくとも2つの異なる波長または波長域の赤外線
を(a)少なくとも1つの赤外線が、その放射量からワ
ークの被研磨面の温度を求めることができる波長または
波長域の赤外線Aであり、(b)少なくとも1つの赤外
線が、外乱を放射する部分から放射される赤外線のう
ち、外乱とならない波長もしくは波長域、または当該波
長もしくは波長域を含む波長域の赤外線Bであるよう
に、ワークの中央部の裏面側にて取り出し、 2)赤外線AおよびBの放射量EaおよびEbを測定
し、 3)放射量Ebを赤外線Aの波長または波長域の放射量
Ea’に換算する、あるいは放射量Eaを赤外線Bの波
長または波長域の放射量Eb’に換算し、 4)EaとEa’の差またはEbとEb’の差から、ワ
ークの被研磨面における温度を求めることを含む研磨温
度測定方法である。
A first method for determining the polishing temperature from the amount of infrared radiation of two different wavelengths or wavelength ranges is as follows: 1) At least two different wavelengths or wavelength ranges of infrared light are emitted; The infrared ray A having a wavelength or a wavelength range from which the temperature of the surface to be polished of the workpiece can be determined from the amount, and (b) a wavelength at which at least one infrared ray does not become a disturbance among the infrared rays radiated from a part emitting the disturbance. Or, it is taken out from the rear surface side of the central portion of the work so as to be the infrared ray B of the wavelength range or the wavelength range including the wavelength or the wavelength range. 2) Measure the radiation amounts Ea and Eb of the infrared rays A and B; ) The radiation amount Eb is converted to the radiation amount Ea ′ of the wavelength or wavelength range of the infrared ray A, or the radiation amount Ea is converted to the radiation amount Eb ′ of the wavelength or wavelength range of the infrared ray B; ) From the difference between the 'difference or Eb and Eb of' Ea and Ea, a polishing method of measuring temperature and determining the temperature in the polished surface of the workpiece.

【0027】この方法においては、所定波長または波長
域の赤外線AおよびBを選択し、一方の赤外線の放射量
を他方の赤外線の放射量に換算することによって、バッ
クグラウンドを精度良く排除して研磨温度を求める。以
下、赤外線Aの波長または波長域をλaとし、赤外線B
の波長または波長域をλbとして、当該第1の方法を詳
細に説明する。
In this method, the infrared rays A and B of a predetermined wavelength or a wavelength range are selected, and the radiation amount of one infrared ray is converted into the radiation amount of the other infrared ray, so that the background is removed with high accuracy and the polishing is performed. Find the temperature. Hereinafter, the wavelength or the wavelength range of the infrared ray A is λa, and the infrared ray B is
The first method will be described in detail with the wavelength or wavelength range as λb.

【0028】赤外線Aは、その放射量からワークの被研
磨面の温度を求めることができる波長または波長域の赤
外線である。即ち、赤外線Aは、バックグラウンドが無
い場合に、その放射量からワークの被研磨面の温度を一
義的に求めることができる赤外線である。赤外線Aは、
ワークの被研磨面の温度に関する情報を与える赤外線と
もいえる。赤外線Aは、一般にはワークの被研磨面から
放射される。本発明の研磨温度測定方法において、赤外
線Aは、ワークの裏面側にて取り出され、ワークの裏面
側にてその放射量が測定される。したがって、赤外線A
は、ワークの被研磨面から放射され、かつワークを透過
する波長もしくは波長域の赤外線、または当該波長もし
くは波長域を含む波長域の赤外線であることが好まし
い。尤も、赤外線Aはこれに限定されず、その放射量と
ワークの被研磨面の温度との間に一定の相関関係を有
し、バックグラウンドがない場合に、その放射量からワ
ークの被研磨面の温度を一義的に決定できる赤外線であ
ればよい。
The infrared ray A is an infrared ray having a wavelength or a wavelength range from which the temperature of the surface to be polished of the workpiece can be determined from the radiation amount. That is, the infrared ray A is an infrared ray for which the temperature of the surface to be polished of the workpiece can be uniquely obtained from the radiation amount when there is no background. Infrared A
It can also be referred to as infrared light that gives information about the temperature of the surface to be polished of the work. The infrared rays A are generally emitted from the surface to be polished of the work. In the polishing temperature measuring method of the present invention, the infrared rays A are taken out on the back side of the work, and the radiation amount is measured on the back side of the work. Therefore, infrared A
Is preferably an infrared ray having a wavelength or a wavelength range that is radiated from the surface to be polished of the work and transmitted through the work, or an infrared ray having a wavelength range including the wavelength or the wavelength range. However, the infrared ray A is not limited to this, and has a certain correlation between the radiation amount and the temperature of the work surface to be polished. Any infrared ray that can uniquely determine the temperature may be used.

【0029】ワークが表面にCu等の配線が形成された
半導体ウエハであり、被研磨面が半導体ウエハと配線部
とで形成されている場合、配線部の表面から放射される
赤外線は配線部を透過できない。その場合、かかるワー
クについては、被研磨面の一部(即ち、配線部の表面)
から放射される赤外線をワークの裏面にて測定できない
ことがある。しかし、配線部は極めて薄いために、その
温度は厚さ方向においてほぼ同じであるとみなし得る。
そうとすれば、配線部のウエハと接している面(即ち、
底面)からも表面から放出される赤外線と同じ波長およ
び放射量の赤外線が放射される。配線部の底面から放射
される赤外線は半導体ウエハを透過できるので、その放
射量を測定すれば、配線部表面の温度を近似的に測定で
きる。このような場合、かかるワークの「被研磨面から
放射される赤外線」には、ワークの被研磨面近傍(即
ち、配線部の底面)から放射される赤外線も含まれるも
のとする。
When the workpiece is a semiconductor wafer having a surface on which wiring such as Cu is formed, and the surface to be polished is formed by the semiconductor wafer and the wiring portion, infrared rays radiated from the surface of the wiring portion cause the infrared light to pass through the wiring portion. It cannot be transmitted. In that case, for such a work, a part of the surface to be polished (that is, the surface of the wiring portion)
May not be able to measure the infrared radiation emitted from the back of the work. However, since the wiring portion is extremely thin, the temperature can be considered to be substantially the same in the thickness direction.
If so, the surface of the wiring portion in contact with the wafer (ie,
An infrared ray having the same wavelength and radiation amount as the infrared rays emitted from the surface is also emitted from the bottom face). Since infrared rays emitted from the bottom surface of the wiring portion can pass through the semiconductor wafer, the temperature of the surface of the wiring portion can be approximately measured by measuring the amount of radiation. In such a case, the “infrared ray radiated from the surface to be polished” of the work includes the infrared ray radiated from the vicinity of the polished surface of the work (that is, the bottom surface of the wiring portion).

【0030】赤外線Bは、外乱を放射する部分から放射
される赤外線のうち、外乱とならない波長もしくは波長
域、または当該波長もしくは波長域を含む波長域の赤外
線である。「外乱」とは、研磨温度の測定に影響を及ぼ
す赤外線であり、その放射量は上記バックグラウンドに
相当する。外乱となる赤外線は、一般に上記赤外線Aと
同じ波長または波長域の赤外線である。「外乱を放射す
る部分」とは、上記赤外線Aと同じ波長または波長域の
赤外線を放射して、研磨温度測定に影響を及ぼす部分で
ある。「外乱を放射する部分」は、一般に、ワークの被
研磨面以外の部分(例えば、ワークの裏面、および研磨
装置を構成する部材)である。「外乱とならない波長も
しくは波長域の赤外線」とは、研磨温度の測定に影響を
及ぼさない赤外線、即ちバックグラウンドとならない赤
外線をいう。「外乱とならない波長もしくは波長域を含
む波長域の赤外線」は、外乱とならない波長もしくは波
長域を含む限りにおいて、外乱となる波長もしくは波長
域を含む赤外線であってよい。
The infrared ray B is an infrared ray of a wavelength or a wavelength range that does not cause disturbance, or a wavelength range including the wavelength or the wavelength range, out of the infrared rays radiated from the part that emits the disturbance. “Disturbance” is infrared light that affects the measurement of the polishing temperature, and the amount of radiation corresponds to the background. Generally, the infrared light that becomes a disturbance is infrared light having the same wavelength or wavelength range as the infrared light A. The “portion that radiates disturbance” is a portion that emits infrared light having the same wavelength or wavelength range as the infrared light A and affects the polishing temperature measurement. The “portion that radiates disturbance” is generally a portion other than the surface to be polished of the work (for example, the back surface of the work and a member constituting the polishing apparatus). The term “infrared ray having a wavelength or a wavelength range that does not cause disturbance” refers to an infrared ray that does not affect the measurement of the polishing temperature, that is, an infrared ray that does not become a background. The “infrared ray having a wavelength or a wavelength range that does not cause a disturbance” may be an infrared ray that includes a wavelength or a wavelength range that causes a disturbance as long as the wavelength or the wavelength range does not cause a disturbance.

【0031】赤外線Bは、好ましくは、ワークを実質的
に透過しない波長もしくは波長域の赤外線、または当該
波長もしくは波長域を含む波長域の赤外線である。
「『実質的に』透過できない波長または波長域の赤外
線」には、透過率が0である波長または波長域の赤外線
のほか、透過率が極めて小さい(例えば数%)である波
長または波長域の赤外線が含まれる。
The infrared ray B is preferably an infrared ray having a wavelength or a wavelength range that does not substantially pass through the work, or an infrared ray having a wavelength range including the wavelength or the wavelength range.
The term “infrared ray of a wavelength or a wavelength range that cannot be substantially transmitted” includes infrared rays of a wavelength or a wavelength range having a transmittance of 0, and a wavelength or a wavelength range of a transmittance or a wavelength range of a very small (for example, several percent). Includes infrared.

【0032】赤外線Bがワークを実質的に透過しない波
長または波長域の赤外線であれば、赤外線Bはワークの
被研磨面から放射されるとしても、ワークを透過できな
いために、バックグラウンドの決定に影響を及ぼさな
い。したがって、ワークを実質的に透過しない波長また
は波長域の赤外線の放射量を利用すれば、ワークの被研
磨面以外の部分(例えば赤外線が通過する空間)から放
射される赤外線が研磨温度に与える影響をより精度良く
排除して、研磨温度をより正確に求めることができる。
ワークを実質的に透過しない波長または波長域の赤外線
は、例えば、ワークの被研磨面から放射される赤外線の
光路を規定する部材から放射される。
If the infrared ray B is an infrared ray having a wavelength or a wavelength range that does not substantially transmit the work, the infrared ray B cannot be transmitted through the work even if it is emitted from the surface to be polished of the work. Has no effect. Therefore, if the amount of infrared radiation having a wavelength or a wavelength range that does not substantially transmit through the work is used, the influence of infrared radiation radiated from a portion other than the surface to be polished of the work (for example, a space through which infrared light passes) on the polishing temperature is considered. Can be more accurately eliminated, and the polishing temperature can be determined more accurately.
Infrared light having a wavelength or a wavelength range that does not substantially pass through the work is emitted from, for example, a member that defines an optical path of infrared light emitted from the surface to be polished of the work.

【0033】赤外線AおよびBは、例えば、波長λzを
基準とし、λa≦λzである赤外線を赤外線Aとし、λ
b>λzである赤外線を赤外線Bとして取り出してよ
い。λaおよびλbは、ワークの被研磨面から放射さ
れ、かつワークを透過する波長もしくは波長域がλaに
含まれ、ワークを実質的に透過しない波長または波長域
がλbに含まれる場合には、一部重複してもよい。
The infrared rays A and B are, for example, based on a wavelength λz, an infrared ray satisfying λa ≦ λz is referred to as an infrared ray A, and
An infrared ray with b> λz may be extracted as an infrared ray B. λa and λb are ones when λa includes a wavelength or a wavelength range that is radiated from the polished surface of the work and transmits through the work, and a wavelength or a wavelength range that does not substantially transmit the work is included in λb. Copies may be duplicated.

【0034】ワークを透過する又は実質的に透過しない
赤外線の波長または波長域はワークの種類に応じて異な
る。例えば、ワークがSiから成る半導体ウエハの表面
にSiO2膜が形成されたものであって、SiO2膜表面
を研磨する場合、1.5〜4μmの範囲内にある波長ま
たは波長域の赤外線を赤外線A(即ち、ワークを透過す
る赤外線)として選択し、4〜6μmの範囲内にある波
長または波長域の赤外線を赤外線B(即ち、ワークを透
過しない赤外線)として選択することが好ましい。
The wavelength or wavelength range of the infrared light that passes through or substantially does not pass through the work differs depending on the type of the work. For example, those work SiO 2 film is formed on a surface of a semiconductor wafer made of Si, the case of polishing the SiO 2 film surface, an infrared ray having a wavelength or wavelength range is within the range of 1.5~4μm It is preferable to select the infrared ray A (that is, the infrared ray that passes through the work) and the infrared ray having a wavelength or a wavelength range within the range of 4 to 6 μm as the infrared ray B (that is, the infrared ray that does not pass through the work).

【0035】第1の方法においては、外乱とならない赤
外線の放射量を測定することによって、外乱の放射量
(即ち、バックグラウンド)を間接的に求める。一般
に、ある温度測定対象について、波長、赤外線放射量お
よび温度の関係が予め求められていれば、温度測定対象
から放射される波長または波長域λrの赤外線Rの放射
量Erを、当該対象から放射されるλs(λr≠λs)
の赤外線Sの放射量に換算できる。したがって、赤外線
Bを放射する部材について、波長、赤外線放射量および
温度の関係を予め求め、赤外線Bの放射量Ebを測定す
ることにより、ワークの被研磨面以外の部分が放射する
λaの赤外線の放射量Ea’を求めることができる。E
a’はバックグラウンドに相当するから、EaとEa’
との差は、ワークの被研磨面の温度を一義的に与える放
射量に相当する。赤外線Aの放射量が(Ea−Ea’)
であるときの温度は、ワークについて予め求めた、波
長、赤外線放射量および温度の関係から求められる。こ
の求めた温度が研磨温度に相当する。
In the first method, the radiation amount (ie, background) of the disturbance is obtained indirectly by measuring the radiation amount of the infrared light which does not cause disturbance. In general, if the relationship between the wavelength, the amount of infrared radiation, and the temperature is determined in advance for a certain temperature measurement target, the radiation amount Er of the infrared light R in the wavelength or wavelength range λr radiated from the temperature measurement target is radiated from the target. Λs (λr ≠ λs)
Can be converted to the radiation amount of the infrared ray S. Therefore, for the member that emits infrared light B, the relationship between the wavelength, the amount of infrared radiation, and the temperature is determined in advance, and by measuring the amount of radiation Eb of infrared light B, the infrared light of λa emitted from the portion other than the surface to be polished of the work is measured. The radiation amount Ea ′ can be obtained. E
Since a 'corresponds to the background, Ea and Ea'
Is equivalent to the amount of radiation that uniquely gives the temperature of the polished surface of the work. The radiation amount of the infrared ray A is (Ea-Ea ')
Is obtained from the relationship between the wavelength, the amount of infrared radiation, and the temperature previously obtained for the work. The obtained temperature corresponds to the polishing temperature.

【0036】あるいは、放射量Eaを、ワークの被研磨
面から放射されるλbの赤外線の放射量Eb’に換算
し、EbとEb’との差から研磨温度を求めることもで
きる。この場合、Ebがバックグラウンドに相当する。
Alternatively, it is also possible to convert the radiation amount Ea into a radiation amount Eb ′ of infrared light of λb radiated from the surface to be polished of the work, and obtain the polishing temperature from the difference between Eb and Eb ′. In this case, Eb corresponds to the background.

【0037】EaおよびEbはともに、ワークを研磨し
ているときに測定されるから、ワークの被研磨面を除く
温度上昇した研磨系の各部材から放射される赤外線の放
射量を、バックグラウンドとして測定できる。したがっ
て、本発明によれば、周囲の温度上昇を織り込んだ温度
較正を実施して、より正確な研磨温度を求めることがで
きる。
Since both Ea and Eb are measured when the work is being polished, the amount of infrared radiation radiated from each member of the polishing system whose temperature has been raised excluding the surface to be polished of the work is defined as the background. Can be measured. Therefore, according to the present invention, a more accurate polishing temperature can be obtained by performing temperature calibration that takes into account the rise in ambient temperature.

【0038】2つの異なる波長または波長域の赤外線の
放射量から研磨温度を求める第2の方法は、 1)2つの異なる波長または波長域の赤外線αおよび赤
外線βを取り出し、 2)研磨を実施する系において、ワークの被研磨面の温
度Tαおよび外乱を放射する1つの部分の温度Tβを変
化させ、各温度の組合せにおける赤外線αの放射量Eα
および赤外線βの放射量Ebを測定し、それらから、E
α、TαおよびTβの相関関係fα、ならびにEβ、T
αおよびTβの相関関係fβを予め求め、 3)被処理物を研磨しながら、赤外線αの放射量Eαお
よび赤外線βの放射量Eβを測定し、測定された2つの
放射量EαおよびEβの組み合わせから相関関係fαお
よびfβに基づいてワークの被研磨面の温度を求めるこ
とにより研磨温度を測定する方法である。
A second method of obtaining the polishing temperature from the amount of infrared radiation of two different wavelengths or wavelength ranges is as follows: 1) Extract infrared rays α and infrared β of two different wavelengths or wavelength ranges, and 2) perform polishing. In the system, the temperature Tα of the surface to be polished of the work and the temperature Tβ of one portion that emits disturbance are changed, and the radiation amount Eα of the infrared ray α at each temperature combination is changed.
And the amount of radiation Eb of infrared β was measured, and
The correlation fα between α, Tα and Tβ, and Eβ, T
The correlation fβ between α and Tβ is obtained in advance, and 3) the radiation amount Eα of the infrared ray α and the radiation amount Eβ of the infrared β are measured while polishing the object to be processed, and a combination of the two measured radiation amounts Eα and Eβ Is a method of measuring the polishing temperature by obtaining the temperature of the surface to be polished of the work based on the correlation fα and fβ.

【0039】第2の方法においては、赤外線αおよびβ
の放射量EαおよびEβと、ワークの被研磨面の温度T
αおよび外乱を放射する1つの部分の温度Tβとの間に
相関関係がある限りにおいて、即ち、TαおよびTβが
変化するとEαおよびEβが変化する限りにおいて、赤
外線αおよびβの波長または波長域は特に限定されな
い。この方法においては、予め求めた相関関係を直接的
に適用して研磨温度を求めるからである。
In the second method, infrared rays α and β
Of the workpiece and the temperature T of the polished surface of the workpiece
As long as there is a correlation between α and the temperature Tβ of one part emitting the disturbance, that is, as long as Tα and Tβ change, Eα and Eβ change, the wavelength or wavelength range of infrared α and β is There is no particular limitation. This is because in this method, the polishing temperature is determined by directly applying the correlation determined in advance.

【0040】相関関係を求めるために選択される外乱を
放射する1つの部分は、赤外線Bに関連して先に説明し
たとおりであり、研磨中、研磨温度の測定に影響を及ぼ
す外乱を放射する部材または要素である。そのような部
材または要素は、例えば、後述するワーク保持機構を構
成する筒状の軸部の内壁面である。ワークの被研磨面の
温度Tαおよび外乱を放射する1つの部分の温度Tβ
は、適当なヒーターまたは冷却装置を用いて変化させ
る。TαおよびTβは、適当な温度計(例えば、熱電対
温度計)で測定される。
One part that emits a disturbance selected to determine the correlation is as described above in connection with infrared B and emits a disturbance during polishing that affects the measurement of the polishing temperature. A member or element. Such a member or element is, for example, an inner wall surface of a cylindrical shaft portion that constitutes a work holding mechanism described later. Temperature Tα of surface to be polished of work and temperature Tβ of one part radiating disturbance
Is varied using a suitable heater or cooling device. Tα and Tβ are measured with a suitable thermometer (eg, a thermocouple thermometer).

【0041】赤外線αおよびβは、上記条件を満たす限
りにおいて、どの部分から放射されるものであってもよ
い。好ましくは、赤外線αは第1の方法における赤外線
Aと同様、ワークの被研磨面から放射される赤外線であ
る。より好ましくは、赤外線αはワークを透過する波長
もしくは波長域、または当該波長もしくは波長域を含む
赤外線である。好ましくは、赤外線βは、上記外乱を放
射する1つの部分から放射される赤外線である。より好
ましくは、赤外線βは第1の方法における赤外線Bと同
様、外乱とならない波長もしくは波長域の赤外線、また
は当該波長もしくは波長域を含む波長域の赤外線でああ
る。
The infrared rays α and β may be emitted from any part as long as the above conditions are satisfied. Preferably, the infrared ray α is an infrared ray emitted from the surface to be polished of the work like the infrared ray A in the first method. More preferably, the infrared ray α is a wavelength or a wavelength range transmitting the work, or an infrared ray including the wavelength or the wavelength range. Preferably, the infrared ray β is an infrared ray emitted from one part that emits the disturbance. More preferably, like the infrared ray B in the first method, the infrared ray β is an infrared ray having a wavelength or a wavelength range that does not cause disturbance, or an infrared ray having a wavelength range including the wavelength or the wavelength range.

【0042】相関関係fαは、X軸をTαとし、Y軸を
Tβとするグラフで表すことができる。具体的には、T
αをx1とし、Tβをy1としたときの赤外線αの放射
量を求め、これを(x1、y1)座標に放射量を付して
プロットする。(x、y)の組合せを変化させて、でき
るだけ多く(例えば1000以上)プロットする。グラ
フのプロットのうち、放射量が同じ値(例えばEa1)の
プロットを結べば、赤外線αの放射量がEα1であると
きの、Tα(x)とTβ(y)の関係がわかる。プロッ
トのうち、さらにEα2、Eα3...Eαkの値のプロット
をそれぞれ結ぶことにより、赤外線αの放射量Eα、ワ
ークの被研磨面の温度Tα、および外乱を放射する1つ
の部分の温度Tβの関係が、k個の放射量の値について
求められる。相関関係fβも赤外線βの放射量を測定す
ることにより同様の方法で求められ、同様のグラフで表
すことができる。
The correlation fα can be represented by a graph in which the X axis is Tα and the Y axis is Tβ. Specifically, T
The radiation amount of the infrared ray α when α is x1 and Tβ is y1 is obtained, and this is plotted by adding the radiation amount to the (x1, y1) coordinates. By changing the combination of (x, y), plot as many as possible (for example, 1000 or more). By connecting plots of the same value (for example, Ea1) among the plots in the graph, the relationship between Tα (x) and Tβ (y) when the radiation amount of the infrared ray α is Eα1 can be understood. Among the plots, the plots of the values of Eα2, Eα3. A relationship is determined for the k radiation dose values. The correlation fβ is also obtained in a similar manner by measuring the amount of radiation of the infrared β, and can be represented by a similar graph.

【0043】研磨中に測定された赤外線αの放射量がE
αk’であり、赤外線βの放射量がEβm’である場合、
Eα=Eαk’のプロットを結んだ曲線と、Eβ=Eβ
m’のプロットを結んだ曲線とを重ね合わせれば、これ
らの曲線の交点のx座標からワークの被研磨面の温度T
αが求められる。
The radiation amount of infrared ray α measured during polishing is E
αk 'and the radiation amount of infrared β is Eβm',
A curve connecting plots of Eα = Eαk ′ and Eβ = Eβ
By superimposing the curves connecting the plots of m ', the temperature T of the polished surface of the work can be calculated from the x coordinate of the intersection of these curves.
α is required.

【0044】あるいは、EαがそれぞれEα1〜Eαkで
ある各曲線をTαおよびTβを変数xおよびyとする関
数Eαi=gi(x,y)(i=1〜k)として求め、Eβが
それぞれEβ1〜Eβmである各曲線をTαおよびTβを
変数xおよびyとする関数Eβj=h(x,y)(j=1
〜m)として求め;測定したEαおよびEβから適当な
関数を選択し、または測定した値に対応する関数がない
場合には適当な関数を他の関数から求め;選択した又は
求めた関数を連立方程式とし、これを解くことによりT
αを求めてもよい。
Alternatively, each curve in which Eα is Eα1 to Eαk is obtained as a function Eα i = g i (x, y) (i = 1 to k) where Tα and Tβ are variables x and y, and Eβ is A function Eβ j = h j (x, y) (j = 1) where Tα and Tβ are variables x and y, respectively, for each of the curves Eβ1 to Eβm
To m); select an appropriate function from the measured Eα and Eβ, or, if there is no function corresponding to the measured value, obtain an appropriate function from another function; Equation, and solving this gives T
α may be obtained.

【0045】例えば、研磨中に測定された赤外線αの放
射量がEαk’であり、赤外線βの放射量がEβm’であ
る場合、ワークの被研磨面の温度は、 Eαk’=gk'(x,y) Eβm’=hm'(x,y) で表される連立方程式を解くことにより求められる。得
られる解のうち、xがTαに相当する。
For example, when the radiation amount of the infrared ray α measured during polishing is Eαk ′ and the radiation amount of the infrared ray β is Eβm ′, the temperature of the surface to be polished of the work is Eαk ′ = g k ′ ( x, y) Eβm '= h m' (x, obtained by solving the simultaneous equations represented by y). Among the obtained solutions, x corresponds to Tα.

【0046】相関関係を予め求める上記第2の方法は、
赤外線αがワークを透過する波長または波長域の赤外線
であり、赤外線βがワークを透過しない波長または波長
域の赤外線である場合において、ワークの被研磨面側に
位置する部材(例えば研磨パッド)が赤外線αおよびβ
を放射するときに好ましく採用される。ワークの被研磨
面側に位置する部材から放射される赤外線βはワークを
透過できないために、その放射量はワークの裏面側にて
測定されない。そのため、先に説明した第1の方法で研
磨温度を測定すると、測定される赤外線β(第1の方法
における赤外線Bに相当)の放射量Eβ(第1の方法に
おける放射量Ebに相当)は実際の放射量よりも小さく
なり、バックグラウンドを正確に求められないことがあ
る。これに対し、第2の方法においては、実際に測定さ
れる赤外線βの放射量Eβ、ワークの被研磨面の温度T
α、および外乱を放射するの1つの部分の温度Tβの相
関関係が求められるから、測定されたEβが実際の放射
量より小さいことは問題とならない。
The second method for obtaining the correlation in advance is as follows:
When the infrared ray α is an infrared ray having a wavelength or a wavelength range that transmits the work, and the infrared ray β is an infrared ray that has a wavelength or a wavelength range that does not transmit the work, a member (for example, a polishing pad) located on the surface to be polished of the work piece Infrared α and β
Is preferably employed when emitting light. Since the infrared ray β radiated from the member located on the polished surface side of the work cannot pass through the work, the radiation amount is not measured on the back surface side of the work. Therefore, when the polishing temperature is measured by the above-described first method, the measured radiation amount Eβ of the infrared ray β (corresponding to the infrared ray B in the first method) (corresponding to the radiation amount Eb in the first method) is as follows. The radiation amount may be smaller than the actual radiation amount, and the background may not be obtained accurately. On the other hand, in the second method, the radiation amount Eβ of the infrared ray β actually measured and the temperature T of the polished surface of the work are measured.
Since the correlation between α and the temperature Tβ of one part of the radiating disturbance is determined, it does not matter that the measured Eβ is smaller than the actual radiation dose.

【0047】第2の方法においては、実際の研磨条件に
より近い条件のもとで相関関係を求め、これに基づいて
研磨温度を求めることによって、より高い精度で研磨温
度が測定され得る。したがって、例えば、研磨パッドか
ら赤外線αおよびβが放射される場合、相関関係は、ワ
ークと研磨パッドとを接触させた状態にてワークの被研
磨面(即ち、研磨パッドの研磨面)の温度を変化させて
求めることが好ましい。研磨パッドから放射された赤外
線αの放射量を含む放射量Eαを測定し、これに基づい
て相関関係を予め求めるためである。
In the second method, the correlation is determined under conditions closer to the actual polishing conditions, and the polishing temperature is determined based on the correlation, whereby the polishing temperature can be measured with higher accuracy. Therefore, for example, when infrared rays α and β are emitted from the polishing pad, the correlation is such that the temperature of the surface to be polished of the work (that is, the polishing surface of the polishing pad) is kept in a state where the work and the polishing pad are in contact with each other. It is preferable to change the value. This is because the radiation amount Eα including the radiation amount of the infrared ray α emitted from the polishing pad is measured, and the correlation is obtained in advance based on the measured radiation amount Eα.

【0048】ワークの被研磨面の温度は、異なる3以上
の波長または波長域の赤外線の放射量を測定して求めて
よい。
The temperature of the surface to be polished of the work may be obtained by measuring the amount of infrared radiation of three or more different wavelengths or wavelength ranges.

【0049】上記第1の方法において、例えば、異なる
3の波長または波長域の赤外線の放射量を測定する場
合、上記赤外線Aおよび赤外線Bに加えて、外乱を放射
する部分から放射される赤外線であって、外乱とならな
い別の波長または波長域の赤外線Cを取り出してよい。
赤外線Cの放射量Ecは赤外線Aの波長または波長域の
放射量Ea”に換算される。ワークの被研磨面の温度
は、上記EaとEa’の差から求められるととともに、
EaとEa”の差からも求められる。ワークの被研磨面
の温度は、例えば、求めた2つの温度の平均値とするこ
とができる。あるいは、Eaを赤外線BおよびCの波長
または波長域の放射量Eb’およびEc’に換算し、E
b’とEbの差およびEc’とEcの差から研磨温度を
求めてよい。異なる4以上の波長または波長域の赤外線
の放射量を測定する場合も同様にして、研磨温度を求め
ることができる。
In the first method, for example, when measuring the radiation amount of infrared rays of three different wavelengths or wavelength ranges, in addition to the infrared rays A and B, infrared rays radiated from a part that radiates disturbance are used. Then, infrared rays C of another wavelength or wavelength range that does not cause disturbance may be extracted.
The radiation amount Ec of the infrared ray C is converted into the radiation amount Ea ″ of the wavelength of the infrared ray A or the wavelength range. The temperature of the polished surface of the work is obtained from the difference between the above Ea and Ea ′.
The temperature of the polished surface of the workpiece can be, for example, an average value of the two temperatures obtained. Alternatively, Ea is determined by the wavelength of infrared rays B and C or the wavelength range of infrared rays. Converted into the radiation amounts Eb 'and Ec'
The polishing temperature may be determined from the difference between b ′ and Eb and the difference between Ec ′ and Ec. The polishing temperature can be determined in the same manner when measuring the amount of infrared radiation of four or more different wavelengths or wavelength ranges.

【0050】あるいは、赤外線Aおよび赤外線Bに加え
て、その放射量からワークの被研磨面の温度を求めるこ
とができる別の波長または波長域の赤外線Dを取り出
し、その放射量Edを測定してもよい。その場合、Eb
が赤外線Dの波長または波長域の放射量Ed’に換算さ
れ、研磨温度は、EaとEa’の差およびEdとEd’
の差から求められる。あるいは、研磨温度は、Eaおよ
びEdを赤外線Bの波長または波長域の放射量に換算す
ることによっても求められる。
Alternatively, in addition to the infrared ray A and the infrared ray B, an infrared ray D of another wavelength or a wavelength range from which the temperature of the surface to be polished can be obtained from the radiation amount is taken out, and the radiation amount Ed is measured. Is also good. In that case, Eb
Is converted to the radiation amount Ed 'of the wavelength of the infrared ray D or the wavelength range, and the polishing temperature is determined by the difference between Ea and Ea' and the difference between Ed and Ed '.
Is determined from the difference between Alternatively, the polishing temperature can also be obtained by converting Ea and Ed into the wavelength of infrared B or the amount of radiation in the wavelength range.

【0051】相関関係を予め求める研磨温度測定方法に
おいては、赤外線αおよびβに加えて別の波長または波
長域の赤外線γを取り出し、その放射量Eγ1〜Eγjの
各値、ワークの被研磨面の温度Tα、および外乱を放射
する1つの部分の温度Tβの関係を相関関係fγとして
予め求める。研磨温度は、相関関係fαおよび相関関係
fβ、ならびに相関関係fαおよび相関関係fγに基づ
いて求めることができる。ワークの被研磨面の温度は、
求めた2つの温度の平均値としてよい。異なる4以上の
波長または波長域の赤外線の放射量を測定する場合も同
様にして、研磨温度を求めることができる。
In the polishing temperature measuring method for obtaining the correlation in advance, in addition to the infrared rays α and β, an infrared ray γ of another wavelength or a wavelength range is taken out, the respective values of the radiation amounts Eγ1 to Eγj, and the polished surface of the workpiece to be polished. The relationship between the temperature Tα and the temperature Tβ of one portion that emits disturbance is obtained in advance as a correlation fγ. The polishing temperature can be obtained based on the correlation fα and the correlation fβ, and the correlation fα and the correlation fγ. The temperature of the polished surface of the work is
The average value of the two obtained temperatures may be used. The polishing temperature can be determined in the same manner when measuring the amount of infrared radiation of four or more different wavelengths or wavelength ranges.

【0052】いずれの方法を採用する場合も、ワークの
被研磨面の温度は適当な演算処理装置を用いて求めると
よい。演算処理装置は例えばコンピュータである。
In either case, the temperature of the surface to be polished of the work may be obtained by using a suitable arithmetic processing unit. The arithmetic processing device is, for example, a computer.

【0053】本発明の研磨温度測定方法において、少な
くとも2つの異なる波長または波長域の赤外線は、好ま
しくはワークの中央部の裏面側(一般には、ワークの中
央部の上方)にて取り出される。そのようにして少なく
とも2つの異なる波長または波長域の赤外線を取り出す
ことにより、研磨中、ワークの同じ位置(本発明におい
ては中央部)の研磨温度を連続的に中断することなく測
定することが可能である。特にワークを回転して研磨を
実施する場合には、少なくとも2つの異なる波長または
波長域の赤外線を取り出すための装置(例えば後述する
光学フィルター等)を回転させる、あるいはそれを回転
接触端子に接続することなく、赤外線を連続的に取り出
し得るので、研磨装置全体の構造が複雑とならない。
In the polishing temperature measuring method of the present invention, the infrared rays of at least two different wavelengths or wavelength ranges are preferably taken out on the back side of the center of the work (generally above the center of the work). By taking out infrared rays of at least two different wavelengths or wavelength ranges in this way, it is possible to measure the polishing temperature at the same position (the center in the present invention) of the workpiece during polishing without continuous interruption. It is. In particular, when polishing is performed by rotating a workpiece, a device for extracting infrared rays of at least two different wavelengths or wavelength ranges (for example, an optical filter to be described later) is rotated or connected to a rotary contact terminal. Without this, the infrared light can be continuously taken out, so that the structure of the entire polishing apparatus does not become complicated.

【0054】取り出した各波長または波長域の赤外線の
放射量は、ワークの裏面側にて赤外線放射量測定器で測
定される。そのようにして赤外線の放射量を測定する場
合においては、研磨液(スラリー)を用いて研磨を実施
しても、赤外線の通路がスラリーで汚されず、したがっ
て、温度測定がパッドとワークとの間に介在するスラリ
ーの影響を受けにくい。赤外線の放射量をワークの中央
部の裏面側にて測定する場合には、赤外線放射量測定器
を回転させる、あるいはそれを回転端子に接続すること
なく、赤外線放射量を連続的に測定でき、研磨装置全体
の構造が複雑とならない。
The amount of emitted infrared radiation of each wavelength or wavelength range taken out is measured by an infrared radiation measuring device on the back surface side of the work. In the case of measuring the amount of infrared radiation in this way, even if polishing is performed using a polishing liquid (slurry), the infrared passage is not contaminated with the slurry, and therefore, temperature measurement is performed between the pad and the work. Hardly affected by slurry interposed in When measuring the amount of infrared radiation on the back side of the center part of the work, the infrared radiation amount can be measured continuously without rotating the infrared radiation measuring instrument or connecting it to the rotating terminal, The structure of the entire polishing apparatus is not complicated.

【0055】赤外線放射量測定器は、具体的には、焦電
型赤外放射線センサまたは赤外線放射温度計である。一
般に、赤外線放射量測定器は、一定の(測定距離):
(測定領域の直径)の比にて測定されるように設計さ
れ、測定距離が長いほど、測定領域の直径は大きくな
る。
The infrared radiation measuring device is specifically a pyroelectric infrared radiation sensor or an infrared radiation thermometer. In general, infrared radiometers have a constant (measurement distance):
It is designed to be measured at the ratio of (measurement area diameter), and the longer the measurement distance, the larger the diameter of the measurement area.

【0056】本発明の研磨温度測定方法によれば、ワー
クが現に研磨されているときのワークと研磨パッドとの
接触面におけるワークの温度を高い精度で測定できる。
したがって、ワークの研磨量と研磨温度の相関関係が判
っている場合には、それを適用して研磨レートを制御す
ることができる。
According to the polishing temperature measuring method of the present invention, the temperature of the work at the contact surface between the work and the polishing pad when the work is actually being polished can be measured with high accuracy.
Therefore, if the correlation between the polishing amount of the workpiece and the polishing temperature is known, the polishing rate can be controlled by applying the correlation.

【0057】本発明の研磨温度測定方法においては非接
触で研磨温度が測定されるので、本発明の方法によって
研磨温度を測定しながらワークを研磨している間、熱電
対を用いる場合のように温度測定手段が局部的に加工圧
力に影響を及ぼすことがない。したがって、本発明の研
磨温度測定方法によれば、ワークの研磨量と研磨温度の
相関関係を、温度測定手段が加工圧力に及ぼさない状態
にて求めることができる。求められた相関関係は、研磨
条件が多少異なる場合(例えば、ワークのうねりの形
態、パッドのうねり等により加工圧力が局部的に異なる
場合)にも適用できる。
In the polishing temperature measuring method of the present invention, the polishing temperature is measured in a non-contact manner. Therefore, while the polishing temperature is measured by the method of the present invention while the work is being polished, a thermocouple is used. The temperature measuring means does not locally affect the processing pressure. Therefore, according to the polishing temperature measuring method of the present invention, the correlation between the polishing amount of the workpiece and the polishing temperature can be obtained in a state where the temperature measuring means does not affect the processing pressure. The obtained correlation can also be applied when the polishing conditions are slightly different (for example, when the processing pressure is locally different due to the undulation form of the work, the undulation of the pad, etc.).

【0058】このように、本発明の研磨温度測定方法に
よって求めたワークの研磨量と研磨温度の相関関係は広
い範囲に適用され得る。そのため、加工ロットごとに当
該相関関係を求めることは必ずしも要求されず、加工ロ
ットによっては当該相関関係を求めなくてもよい場合が
ある。したがって、本発明の研磨温度測定方法を用いれ
ば、当該相関関係を決定する作業に要する時間を全体と
して減らすことが可能となる。
As described above, the correlation between the polishing amount of the work and the polishing temperature obtained by the polishing temperature measuring method of the present invention can be applied to a wide range. Therefore, it is not always required to obtain the correlation for each processing lot, and the correlation may not be required depending on the processing lot. Therefore, if the polishing temperature measuring method of the present invention is used, the time required for the operation of determining the correlation can be reduced as a whole.

【0059】次に、少なくとも2つの異なる波長または
波長域の赤外線を取り出す好ましい態様を説明する。
Next, a preferred embodiment for extracting infrared rays of at least two different wavelengths or wavelength ranges will be described.

【0060】第1の好ましい態様においては、少なくと
も2つの透過波長帯域が異なる光学フィルターを用いる
ことにより、少なくとも2つの異なる波長または波長域
の赤外線を取り出す。ワークの中央部の裏面側にて検出
される赤外線は、一般に種々の波長の赤外線を含む。光
学フィルターは、種々の波長を含む赤外線のうち、所定
の波長または波長域の赤外線を透過させる。したがっ
て、フィルターを2以上使用すれば、異なる波長または
波長域の赤外線を2以上取り出すことができる。
In the first preferred embodiment, at least two infrared rays having different wavelengths or wavelength ranges are extracted by using optical filters having at least two different transmission wavelength bands. Infrared rays detected on the back side of the central portion of the work generally include infrared rays of various wavelengths. The optical filter transmits infrared rays of a predetermined wavelength or wavelength range among infrared rays including various wavelengths. Therefore, if two or more filters are used, two or more infrared rays having different wavelengths or wavelength ranges can be extracted.

【0061】少なくとも2つの光学フィルターは、研磨
中、ワーク中央部の裏面側にて検出される赤外線の光路
上に順次配置され、それにより異なる波長または波長域
の赤外線が順次取り出される。各光学フィルターは、後
述するように、例えば切り替え器を使用して複数のフィ
ルターを回転または前後させることにより、赤外線の光
路上に順次配置させる。少なくとも2つの光学フィルタ
ーは、各光学フィルターを透過する赤外線を1〜2秒間
測定できるように、赤外線の光路上に順次配置させるこ
とが好ましい。
During polishing, at least two optical filters are sequentially arranged on the optical path of the infrared ray detected on the back surface side of the central portion of the work, so that infrared rays of different wavelengths or wavelength ranges are sequentially extracted. As will be described later, each optical filter is sequentially arranged on the optical path of the infrared ray by rotating or rotating a plurality of filters using, for example, a switch. It is preferable that at least two optical filters are sequentially arranged on the optical path of infrared light so that infrared light transmitted through each optical filter can be measured for 1 to 2 seconds.

【0062】光学フィルターで取り出された赤外線は、
好ましくは、各波長または波長域の赤外線の放射量を測
定できる1つの赤外線放射量測定器を用いて測定され
る。例えば、上記第1の方法において、波長λaの赤外
線Aおよび波長λbの赤外線(λa<λb)をそれぞれ
光学フィルターで取り出す場合、赤外線放射量測定器
は、波長λがλa’≦λ≦ λb’(但し、λa’≦ λ
a、λb≦λb’)の範囲内にある赤外線の放射量を測
定できるものであることが好ましい。あるいは、赤外線
放射量測定器は、波長λaおよびλbの赤外線を別個に
測定できるものであってよい。そのような赤外線放射量
測定器を用いれば、光学フィルターを透過した波長λa
の赤外線および波長λbの赤外線の放射量を1つの赤外
線放射量測定器で測定できる。複数の異なる波長または
波長域の赤外線の放射量を1つの赤外線放射量測定器で
測定できれば、研磨装置をコンパクトにすること、なら
びに研磨温度測定に要するコストを低減させることが可
能となる。
The infrared light extracted by the optical filter is
Preferably, the measurement is performed using one infrared radiometer that can measure the infrared radiation of each wavelength or wavelength range. For example, in the first method, when the infrared ray A having the wavelength λa and the infrared ray having the wavelength λb (λa <λb) are respectively extracted by an optical filter, the infrared radiation amount measuring device determines that the wavelength λ is λa ′ ≦ λ ≦ λb ′ ( Where λa ′ ≦ λ
a, λb ≦ λb ′) It is preferable to be able to measure the amount of infrared radiation within the range. Alternatively, the infrared radiometer may be capable of separately measuring infrared radiation at wavelengths λa and λb. With such an infrared radiation meter, the wavelength λa transmitted through the optical filter
Can be measured with a single infrared radiation meter. If the infrared radiation amount of a plurality of different wavelengths or wavelength ranges can be measured by one infrared radiation amount measuring device, it becomes possible to make the polishing apparatus compact and reduce the cost required for measuring the polishing temperature.

【0063】光学フィルターは、所定波長よりも長波長
の赤外線をカットして透過させるフィルター、所定波長
よりも短波長の赤外線をカットして透過させるフィルタ
ー、および所定波長の赤外線のみを透過させるフィルタ
ー(バンドパス光学フィルター)から選択される。所定
波長または所定波長域の赤外線を取り出すために、2以
上の光学フィルターを組み合わせて使用してもよい。
The optical filter is a filter that cuts and transmits infrared light having a wavelength longer than a predetermined wavelength, a filter that cuts and transmits infrared light having a wavelength shorter than a predetermined wavelength, and a filter that transmits only infrared light having a predetermined wavelength. Bandpass optical filter). In order to extract infrared light having a predetermined wavelength or a predetermined wavelength range, two or more optical filters may be used in combination.

【0064】第2の好ましい態様においては、赤外線の
光路を、波長選択性の反射板を用いて少なくとも2つの
異なる波長または波長域の赤外線の光路に分岐させるこ
とにより、少なくとも2つの異なる波長または波長域の
赤外線を同時に取り出す。第1の態様と異なり、各波長
または波長域の赤外線は異なる光路に分かれて進む。し
たがって、この態様においては、少なくとも2つの異な
る波長または波長域の赤外線の放射量を測定できるよ
う、少なくとも2つの赤外線放射量測定器が必要とされ
る。
In a second preferred embodiment, the infrared light path is split into at least two different wavelengths or wavelength ranges of infrared light by using a wavelength-selective reflector to thereby provide at least two different wavelengths or wavelengths. Simultaneously extract infrared light in the area. Unlike the first embodiment, the infrared light of each wavelength or wavelength range travels in a different optical path. Therefore, in this embodiment, at least two infrared radiometers are required so that the infrared radiation at at least two different wavelengths or wavelength ranges can be measured.

【0065】この態様においては、各波長または波長域
の赤外線の放射量が同時に測定され、研磨温度は同時に
測定された2以上の赤外線放射量から求められる。した
がって、第2の態様によれば、より高い精度で研磨温度
を測定することができる。
In this embodiment, the amount of infrared radiation of each wavelength or wavelength range is measured simultaneously, and the polishing temperature is obtained from two or more infrared radiations measured simultaneously. Therefore, according to the second aspect, the polishing temperature can be measured with higher accuracy.

【0066】波長選択性の反射板は、例えば、波長λw
よりも長波長側の赤外線を透過させ、波長λwよりも短
波長側の赤外線を反射するような反射板である。赤外線
放射量測定器は、反射板を透過した赤外線の光路上およ
び反射板で反射された赤外線の光路上にそれぞれ配置さ
れる。
The wavelength-selective reflector has, for example, a wavelength λw
This is a reflecting plate that transmits infrared rays on the longer wavelength side and reflects infrared rays on the shorter wavelength side than the wavelength λw. The infrared radiometer is disposed on the optical path of infrared light transmitted through the reflector and on the optical path of infrared light reflected by the reflector.

【0067】波長選択性の反射板は、種々の波長の赤外
線の光路を、3以上の異なる波長または波長域の赤外線
の光路に分岐するものであってよい。その場合、赤外線
放射量は、2つの異なる波長または波長域の赤外線につ
いてのみ測定し、残りの赤外線については測定しなくて
もよいことがある。
The wavelength-selective reflector may be one that branches an infrared light path of various wavelengths into infrared light paths of three or more different wavelengths or wavelength ranges. In that case, the amount of infrared radiation may only be measured for infrared radiation at two different wavelengths or wavelength ranges, and the remaining infrared radiation need not be measured.

【0068】次に、第2の要旨に係る本発明を説明す
る。第2の要旨において提供される本発明の研磨方法
は、上記第1の要旨において提供される研磨温度測定方
法を利用して実施する研磨方法である。
Next, the present invention according to the second aspect will be described. The polishing method of the present invention provided in the second aspect is a polishing method implemented using the polishing temperature measuring method provided in the first aspect.

【0069】上記の測定方法により研磨温度を測定すれ
ば、ワークが現に研磨されているときのワークと研磨パ
ッドとの接触面におけるワークの温度を測定できる。し
たがって、ワークの研磨量と研磨温度の相関関係が判っ
ている場合には、それを適用して研磨レートを制御する
ことができる。
If the polishing temperature is measured by the above-described measuring method, the temperature of the work at the contact surface between the work and the polishing pad when the work is actually being polished can be measured. Therefore, if the correlation between the polishing amount of the workpiece and the polishing temperature is known, the polishing rate can be controlled by applying the correlation.

【0070】本発明の研磨方法においては、研磨温度が
所定温度となるようにプロセスパラメータを変化させる
ことにより研磨温度を制御しながら、ワークを研磨する
ことが好ましい。最適な研磨温度は、ワーク、研磨パッ
ドおよび研磨液の種類等に応じて決定される。研磨温度
を制御することによりワークの研磨レートを一定にし得
るので、ワークを均一に研磨することが可能となる。
In the polishing method of the present invention, it is preferable to polish the work while controlling the polishing temperature by changing the process parameters so that the polishing temperature becomes a predetermined temperature. The optimum polishing temperature is determined according to the type of the work, the polishing pad, the polishing liquid, and the like. By controlling the polishing temperature, the polishing rate of the work can be made constant, so that the work can be uniformly polished.

【0071】変化させるプロセスパラメータは、加工圧
力、研磨速度、ワークに近接する部材の温度、ワークを
研磨パッドに押圧するために用いられる流体の温度、定
盤の温度、および研磨液の温度から選択される。変化さ
せるプロセスパラメータは1または複数であってよい。
研磨速度はワークの研磨パッドに対する相対速度に相当
し、本明細書において単に「相対速度」と呼ぶ場合があ
る。
The process parameters to be changed are selected from the processing pressure, the polishing rate, the temperature of the member close to the work, the temperature of the fluid used to press the work against the polishing pad, the temperature of the surface plate, and the temperature of the polishing liquid. Is done. The process parameter to be changed may be one or more.
The polishing speed corresponds to a relative speed of the work to the polishing pad, and may be simply referred to as “relative speed” in this specification.

【0072】研磨温度は、ワークと研磨パッドとの間で
生じる摩擦熱によって主に決定され、この摩擦熱量はワ
ークに対する研磨パッドの摺動の態様に応じて変化す
る。したがって、摺動の態様を決定する加工圧力および
研磨速度を変化させれば、研磨温度も変化することとな
る。
The polishing temperature is mainly determined by the frictional heat generated between the work and the polishing pad, and the amount of the frictional heat changes according to the manner of sliding of the polishing pad with respect to the work. Therefore, if the processing pressure and the polishing rate that determine the mode of sliding are changed, the polishing temperature will also change.

【0073】研磨温度は、ワークに近接する部材の温
度、ワークを研磨パッドに押圧するために用いられる流
体の温度、および定盤の温度から選択されるプロセスパ
ラメータを変化させることによっても制御できる。ワー
クに近接する部材とは、ワーク保持機構を構成する部材
またはワーク保持機構に取り付けられた部材であって、
ワークを加熱または冷却できるほど十分にワークに近い
部材をいう。そのような部材は、例えばワーク保持ヘッ
ドのワーク近傍に配置されたヒータである。あるいは、
ワークを流体の圧力で研磨パッドに押圧する場合には当
該流体を加熱または冷却することによって、ワークの温
度、ひいては研磨温度を変化させることができる。ある
いは、研磨パッドを配置する定盤を加熱または冷却する
ことによって、研磨パッドの温度、ひいては研磨温度を
変化させることができる。
The polishing temperature can also be controlled by changing a process parameter selected from the temperature of a member close to the work, the temperature of a fluid used to press the work against the polishing pad, and the temperature of the platen. The member close to the work is a member that constitutes the work holding mechanism or a member attached to the work holding mechanism,
A member sufficiently close to the work so that the work can be heated or cooled. Such a member is, for example, a heater arranged near the work of the work holding head. Or,
When the work is pressed against the polishing pad by the pressure of the fluid, the temperature of the work and, consequently, the polishing temperature can be changed by heating or cooling the fluid. Alternatively, the temperature of the polishing pad, and thus the polishing temperature, can be changed by heating or cooling the surface plate on which the polishing pad is arranged.

【0074】ワークと研磨パッドとの間に間に供給され
る研磨液の温度もまた研磨温度に影響を及ぼす。したが
って、これを変化させることによっても研磨温度を制御
し得る。
The temperature of the polishing liquid supplied between the work and the polishing pad also affects the polishing temperature.

【0075】ワークを研磨するに際しては、ワークの研
磨終了点を正確に検出することが好ましい。ワークの研
磨終了点の検出を誤ると、研磨不足または研磨過剰を招
き、研磨後のワークの品質を低下させる。
When polishing the work, it is preferable to accurately detect the polishing end point of the work. Incorrect detection of the polishing end point of the work leads to insufficient polishing or excessive polishing, which deteriorates the quality of the polished work.

【0076】本発明の研磨方法において、研磨終了点は
研磨温度の変化量(研磨温度がある値から別の値に変化
したときの2つの値の差)に基づいて検出することが好
ましい。これは、研磨される物質が変わると摩擦係数が
変化し、それにより研磨温度が急激に上昇または下降す
る現象を利用した研磨終了点の検出方法である。具体的
には、溝部を形成した半導体ウエハの表面に金属膜を成
膜し、溝部以外の部分の金属をCMP法で除去する場合
に、被研磨面の全面が金属から一部半導体に変わるとき
の研磨温度の変化量に基づいて研磨終了点を決定するこ
とが可能である。あるいは、半導体ウエハ上に金属配線
を形成し、さらにその上に絶縁膜を形成し、絶縁膜をC
MP法で研磨して金属配線を表面に露出させる場合に、
被研磨面の一部が絶縁材料から金属に変わるときの研磨
温度の変化を利用して研磨終了点を決定することも可能
である。
In the polishing method of the present invention, it is preferable that the polishing end point is detected based on a change amount of the polishing temperature (a difference between two values when the polishing temperature changes from one value to another value). This is a method of detecting a polishing end point using a phenomenon in which a coefficient of friction changes when a material to be polished changes, whereby the polishing temperature rises or falls sharply. Specifically, when a metal film is formed on the surface of a semiconductor wafer having a groove formed thereon, and the metal other than the groove is removed by the CMP method, when the entire surface to be polished is partially changed from metal to semiconductor. It is possible to determine the polishing end point based on the amount of change in the polishing temperature. Alternatively, a metal wiring is formed on a semiconductor wafer, an insulating film is further formed thereon, and the insulating film is
When the metal wiring is exposed on the surface by polishing by MP method,
It is also possible to determine the polishing end point by using a change in the polishing temperature when a part of the surface to be polished changes from an insulating material to a metal.

【0077】プロセスパラメータを変化させることによ
り研磨温度を制御する場合、プロセスパラメータの変化
量(プロセスパラメータがある値から別の値に変化した
ときの2つの値の差)に基づいて研磨終了点を検出する
ことができる。研磨温度が急激に高くなる又は低くなる
と、それに対応してプロセスパラメータの変化量も大き
くなるためである。
When the polishing temperature is controlled by changing the process parameter, the polishing end point is determined based on the change amount of the process parameter (the difference between the two values when the process parameter changes from one value to another value). Can be detected. This is because when the polishing temperature is rapidly increased or decreased, the amount of change in the process parameter is correspondingly increased.

【0078】研磨温度を閉ループで制御する場合、プロ
セスパラメータを変化させる制御要素に送信される信号
に基づいて、研磨終了点を検出することが可能である。
閉ループにおいて、プロセスパラメータを変化させる信
号は、測定された研磨温度に基づいて制御要素に送信さ
れる。この信号がプロセスパラメータを大きく変化させ
るように指示する信号であれば、研磨温度が急激に変化
していることになる。したがって、この信号を連続的に
モニターすれば、プロセスパラメータを大きく変化させ
る前に研磨終了点を検出することが可能である。
When the polishing temperature is controlled in a closed loop, the polishing end point can be detected based on a signal transmitted to a control element that changes a process parameter.
In a closed loop, a signal that changes a process parameter is sent to a control element based on the measured polishing temperature. If this signal is a signal that instructs to greatly change the process parameters, it means that the polishing temperature has changed rapidly. Therefore, by continuously monitoring this signal, it is possible to detect the polishing end point before greatly changing the process parameters.

【0079】本発明の研磨方法は、ワークの研磨を開始
する前および/またはワークの研磨を終了した後に研磨
パッドの研磨面を冷却する工程を含んでよい。ワークの
研磨を開始する前および/またはワークの研磨を終了し
た後とは、例えばワークの搬入搬出時である。研磨終了
後の研磨パッドの研磨面は一般に温度が上昇した状態に
あるので、そのまま次のワークを研磨すると、ワークの
種類等によっては所望の研磨レートが得られないことが
ある。そこで、必要に応じて、ワークを研磨した後、次
のワークを研磨する前に研磨パッドの研磨面を冷却し、
次のワークを研磨するのに適した温度(例えば、常温)
とする。冷却はまた、研磨開始時の研磨温度を常に所定
温度とするために実施してよい。冷却は任意の方法で実
施される。例えば、研磨パッドの表面に所定温度の気体
または液体を吹き付けて冷却してよい。研磨パッドの表
面は、必要に応じて、ワークの研磨を開始する前および
/またはワークの研磨を終了した後に加熱してもよい。
The polishing method of the present invention may include a step of cooling the polishing surface of the polishing pad before starting the polishing of the work and / or after finishing the polishing of the work. The term “before starting the polishing of the work and / or after the end of the polishing of the work” means, for example, when the work is loaded and unloaded. Since the polishing surface of the polishing pad after polishing is generally in a state where the temperature has risen, if the next work is polished as it is, a desired polishing rate may not be obtained depending on the type of the work and the like. Therefore, if necessary, after polishing the work, cool the polishing surface of the polishing pad before polishing the next work,
Temperature suitable for polishing the next workpiece (for example, normal temperature)
And Cooling may also be performed to keep the polishing temperature at the start of polishing always at a predetermined temperature. Cooling is performed in any manner. For example, the surface of the polishing pad may be cooled by blowing a gas or liquid at a predetermined temperature. The surface of the polishing pad may be heated, if necessary, before starting polishing of the work and / or after finishing polishing of the work.

【0080】次に第3の要旨に係る本発明を説明する。
第3の要旨において提供される本発明のワーク保持機構
は、ワークを研磨パッドに押圧するとともに、押圧方向
に垂直な面内でワークを保持するワーク保持機構であっ
て、筒状の軸部、赤外線透過部を有するプレート部材、
およびワークの周縁部の裏面に位置するようにプレート
部材に取り付けられたリップシールを含み、ワークを保
持したときに、プレート部材、リップシールおよびワー
クにより空間部が形成され、当該空間部に供給された流
体の圧力によりワークが研磨パッドに押圧されることを
特徴とする。このワーク保持機構は、本発明の研磨温度
測定方法および研磨方法を実施するのに特に適したもの
である。
Next, the present invention according to the third aspect will be described.
The work holding mechanism of the present invention provided in the third aspect is a work holding mechanism that presses a work against a polishing pad and holds the work in a plane perpendicular to the pressing direction. A plate member having an infrared transmitting portion,
And a lip seal attached to the plate member so as to be located on the back surface of the peripheral portion of the work, and when the work is held, a space is formed by the plate member, the lip seal and the work, and supplied to the space. The workpiece is pressed against the polishing pad by the pressure of the fluid. This work holding mechanism is particularly suitable for carrying out the polishing temperature measuring method and the polishing method of the present invention.

【0081】本発明のワーク保持機構に関して、ワーク
保持機構を構成する部材の「表面」とは、ワーク保持機
構に組み込まれたときに、研磨パッドの研磨面と平行と
なる2つの表面のうち研磨パッドに近い側に位置する面
をいう。一方、ワーク保持機構を構成する部材の「裏
面」または「背面」とは、ワーク保持機構に組み込まれ
たときに、研磨パッドの研磨面と平行となる2つの表面
のうち研磨パッドから遠い側に位置する面をいう。
With respect to the work holding mechanism of the present invention, the “surface” of the member constituting the work holding mechanism is defined as the polishing surface of the two surfaces parallel to the polishing surface of the polishing pad when incorporated in the work holding mechanism. The surface located closer to the pad. On the other hand, the “back surface” or “back surface” of the member that constitutes the work holding mechanism refers to the side farther from the polishing pad among the two surfaces parallel to the polishing surface of the polishing pad when incorporated in the work holding mechanism. Refers to the surface located.

【0082】このワーク保持機構の内部には、筒状の軸
部、および赤外線透過部を有するプレート部材によっ
て、赤外線が通過し得る通路が形成されている。この通
路の存在により、少なくとも2つの異なる波長または波
長域の赤外線をワークの中央部の裏面側にて取り出すこ
とが可能となる。この筒状の軸部の内部または上方に
は、少なくとも2つの異なる波長または波長域の赤外線
を取り出すために、例えば光学フィルターまたは反射板
が設けられる。
Inside the work holding mechanism, a passage through which infrared light can pass is formed by a cylindrical shaft portion and a plate member having an infrared transmitting portion. The presence of this passage makes it possible to extract infrared rays of at least two different wavelengths or wavelength ranges on the back surface side of the central portion of the work. An optical filter or a reflector, for example, is provided inside or above the cylindrical shaft to extract infrared rays of at least two different wavelengths or wavelength ranges.

【0083】筒状の軸部とは、中空部を有する軸部であ
る。軸部は、その中空部がワークの中心と重なるように
設けられる。軸部の断面の中心を通る軸線は、好ましく
はワークの中心を通る。軸部は必要に応じて回転軸であ
ってもよい。
The cylindrical shaft portion is a shaft portion having a hollow portion. The shaft is provided such that its hollow portion overlaps the center of the work. The axis passing through the center of the cross section of the shank preferably passes through the center of the workpiece. The shaft may be a rotating shaft as required.

【0084】赤外線透過部は、赤外線が透過し得る材料
で形成される。赤外線が透過し得る材料は、赤外線の波
長に応じて異なり、波長1.5〜6μmの赤外線を透過
させる材料としては、例えば、蛍石、BaF2およびS
i等がある。赤外線透過部は、好ましくはその中心がワ
ークの中心と重なるように配置される。
The infrared transmitting portion is formed of a material through which infrared light can pass. The material through which the infrared light can be transmitted depends on the wavelength of the infrared light, and examples of the material that transmits the infrared light having a wavelength of 1.5 to 6 μm include fluorite, BaF 2, and S
i. The infrared transmitting portion is preferably arranged such that its center overlaps with the center of the work.

【0085】軸部の形状寸法(長さおよび断面形状)な
らびに赤外線透過部の形状寸法は、赤外線放射量測定器
(例えば赤外線放射温度計)の(測定距離):(測定領
域の直径)の比に応じて決定される。本発明において
は、(測定距離):(測定領域の直径)の比が300:
1〜500:1程度の赤外線放射量測定器が好ましく用
いられる。赤外線放射量測定器と研磨パッドの研磨面と
の距離は500〜1000mmであることが好ましく、測
定領域は直径20〜40mmの円の面積に相当する面積を
有することが好ましい。軸部および赤外線透過部の形状
寸法は、これらの好ましい数値範囲に基づき、他の部材
の寸法等を考慮して適宜選択される。
The shape and size (length and cross-sectional shape) of the shaft portion and the shape and size of the infrared transmitting portion are determined by the ratio of (measurement distance) to (diameter of measurement area) of an infrared radiation measuring instrument (for example, infrared radiation thermometer). Is determined according to. In the present invention, the ratio of (measurement distance) :( diameter of measurement area) is 300:
An infrared radiation meter of about 1 to 500: 1 is preferably used. The distance between the infrared radiation meter and the polishing surface of the polishing pad is preferably 500 to 1000 mm, and the measurement area preferably has an area corresponding to the area of a circle having a diameter of 20 to 40 mm. The shapes and dimensions of the shaft portion and the infrared transmitting portion are appropriately selected in consideration of the dimensions of other members based on these preferable numerical ranges.

【0086】プレート部材は、ワークを研磨パッドに押
圧するための流体を収容する空間部(または圧力室)を
形成するとともに、ワークの被研磨面から放射される赤
外線を透過させる赤外線透過部を配置させる部材であ
る。ここで、流体とは、気体または液体を意味する。気
体は例えば空気であり、液体は例えば水である。プレー
ト部材は、このように作用する限りにおいて、その形状
および寸法は制限されない。
The plate member forms a space (or pressure chamber) for accommodating a fluid for pressing the work against the polishing pad, and has an infrared transmitting portion for transmitting infrared emitted from the surface to be polished of the work. It is a member to be made. Here, the fluid means a gas or a liquid. The gas is, for example, air, and the liquid is, for example, water. The shape and dimensions of the plate member are not limited as long as it acts in this manner.

【0087】プレート部材は、高い剛性を有する軽量の
材料であって、ワーク(例えば半導体ウエハ)に対して
ケミカル汚染源および有機汚染源とならない材料で形成
されたものであることが好ましい。ここで「ケミカル汚
染」とは、Cu、Fe、Cr等の重金属イオンがワーク
に付着することをいい、「有機汚染」とは有機物がワー
クに付着することをいう。プレート部材は、具体的には
アルミナのようなセラミックまたはステンレスから成る
ことが好ましい。
The plate member is preferably a lightweight material having high rigidity and formed of a material that does not become a source of chemical contamination or organic contamination for a work (eg, a semiconductor wafer). Here, “chemical contamination” means that heavy metal ions such as Cu, Fe, and Cr adhere to the work, and “organic contamination” means that organic substances adhere to the work. The plate member is preferably made of a ceramic such as alumina or stainless steel.

【0088】プレート部材は、その外縁がワークの外縁
と重なるものであることが好ましい。したがって、ワー
クが円盤形態である場合、プレート部材は、好ましくは
ワークの直径と同じ直径を有する円盤形態である。プレ
ート部材は2以上の部分から形成されていてよい。プレ
ート部材は平板である必要は必ずしもなく、厚さが部分
的に異なって凹凸を有するものもプレート部材に含まれ
る。
It is preferable that the outer edge of the plate member overlaps the outer edge of the work. Therefore, when the work is in the form of a disc, the plate member is preferably in the form of a disc having the same diameter as the diameter of the work. The plate member may be formed from two or more parts. The plate member is not necessarily required to be a flat plate, and a plate member having a thickness partially different and having irregularities is also included.

【0089】「ワークの周縁部」とはワークの外縁を含
む部分をいい、本発明のワーク保持機構がワークを保持
したときにリップシールが位置する(即ち、接する)部
分をいう。ワークの外縁とはワークの輪郭を規定する最
外部であるが、後述のように「ワークの外縁において縁
だれが防止される」という場合のように、ワークの外縁
を含む極めて狭い幅を有する部分を指す場合もある。ワ
ークが円盤形態であって、リップシールがワークの直径
の1/40程度またはそれ以下の幅(即ち、外周と内周
との間の距離)を有するリング状物である場合のよう
に、リップシールの幅が極めて狭い場合には、ワークの
周縁部はワークの外縁と等しくなることがある。例え
ば、ワークが直径200mmの円盤形態であり、ワークの
周縁部の裏面に幅が5mm程度またはそれ以下の環状のリ
ップシールが位置する場合、ワークの周縁部はワークの
外縁に等しいといえることもある。
The "peripheral portion of the work" refers to a portion including the outer edge of the work, and a portion where the lip seal is located (that is, contacts) when the work holding mechanism of the present invention holds the work. The outer edge of the work is the outermost part that defines the contour of the work, but a portion having an extremely narrow width including the outer edge of the work, as in the case where "the edge of the work is prevented from being rounded off" as described later. Sometimes it refers to. As in the case where the work is a disk and the lip seal is a ring-shaped object having a width of about 1/40 or less of the diameter of the work (that is, a distance between the outer circumference and the inner circumference), If the width of the seal is very narrow, the periphery of the work may be equal to the outer edge of the work. For example, when the work is a disk having a diameter of 200 mm and an annular lip seal with a width of about 5 mm or less is located on the back surface of the periphery of the work, the periphery of the work may be said to be equal to the outer edge of the work. is there.

【0090】リップシールは、ワーク保持機構がワーク
を保持したときに気密または液密な封止部を形成して、
プレート部材、リップシールおよびワークにより形成さ
れる空間部から流体が漏れるのを防止する。リップシー
ルは、例えば弾性材料から成るO−リングである。リッ
プシールは、ワークが円盤形態である場合には、ワーク
の直径の1/40程度(ワークが直径200mmの円盤形
態である場合には5mm程度)の幅を有する環状体である
ことが好ましい。
The lip seal forms an air-tight or liquid-tight seal when the work holding mechanism holds the work.
Prevents fluid from leaking from the space formed by the plate member, the lip seal and the work. The lip seal is, for example, an O-ring made of an elastic material. The lip seal is preferably an annular body having a width of about 1/40 of the diameter of the work when the work is a disk (about 5 mm when the work is a disk having a diameter of 200 mm).

【0091】本発明のワーク保持機構は、ワーク保持機
構を構成する各部材が、すべて同じ材料、または放射率
が同じもしくは近い材料で形成されていることが好まし
い。先に説明したバックグラウンドを求める方法で研磨
温度を測定する場合、放射率の異なる多数の部材から赤
外線Bが放射されると、誤差要因が増大しバックグラウ
ンドを正しく求めることができない可能性があり、かか
る可能性はできるだけ排除することが好ましいことによ
る。
In the work holding mechanism of the present invention, it is preferable that all the members constituting the work holding mechanism are all formed of the same material or a material having the same or similar emissivity. When the polishing temperature is measured by the above-described method for obtaining the background, if infrared rays B are emitted from a large number of members having different emissivities, error factors may increase and the background may not be obtained correctly. This is because it is preferable to eliminate such a possibility as much as possible.

【0092】このワーク保持機構を用いれば、ワーク保
持機構の赤外線透過部および軸部を通過した赤外線が研
磨温度測定のために用いられる。したがって、このワー
ク保持機構を用いて研磨温度を測定すれば、ワークの
中央部付近の研磨温度を常に測定できる、回転端子等
を用いずに光学フィルターまたは反射板、および赤外線
放射量測定器等を配置でき、研磨装置の構造を複雑にす
ることなく研磨温度を測定することが可能となる、赤
外線放射量測定器とワークとの間に位置する部材の数が
少なく、ワークの被研磨面から放射される赤外線の吸収
が小さい、直径20〜40mm程度の円の広い範囲の平
均温度が測定でき、局部の温度を測定する場合と比較し
て、局所的な温度のばらつきが測定温度に及ぼす影響が
小さい、という利点がもたらされる。
If this work holding mechanism is used, the infrared light that has passed through the infrared transmitting portion and the shaft portion of the work holding mechanism is used for measuring the polishing temperature. Therefore, if the polishing temperature is measured using this work holding mechanism, the polishing temperature in the vicinity of the center of the work can always be measured.Optical filters or reflectors without using rotating terminals, etc. The number of members located between the infrared radiation measuring instrument and the work can be arranged and the polishing temperature can be measured without complicating the structure of the polishing apparatus. The average temperature of a circle with a small diameter of about 20 to 40 mm, which has small absorption of infrared rays, can be measured. Compared with the case of measuring the local temperature, the influence of local temperature variation on the measured temperature is smaller. The advantage of being small is provided.

【0093】このワーク保持機構にワークを保持させる
と、プレート部材、リップシールおよびワークにより形
成された密閉空間部が形成される。この空間部には流体
が供給され得、空間部に供給された流体の圧力によって
ワークが研磨パッドに押圧される。一方、この空間部を
真空にすればワークをリップシールに吸着させることが
でき、ワークの研磨前後でワークを搬送するのに好都合
である。赤外線透過部を有するプレート部材が流体を収
容する空間部を規定しているため、このワーク保持機構
を用いれば、流体によるワークの押圧と赤外線放射量測
定による研磨温度測定を同時に実施でき、したがって、
研磨温度がより正確に測定される。
When the work is held by the work holding mechanism, a closed space formed by the plate member, the lip seal and the work is formed. A fluid can be supplied to the space, and the work is pressed against the polishing pad by the pressure of the fluid supplied to the space. On the other hand, if the space is evacuated, the work can be attracted to the lip seal, which is convenient for conveying the work before and after polishing the work. Since the plate member having the infrared transmitting portion defines the space for containing the fluid, by using this work holding mechanism, it is possible to simultaneously perform the pressing of the work by the fluid and the polishing temperature measurement by measuring the infrared radiation amount.
The polishing temperature is measured more accurately.

【0094】本発明のワーク保持機構は、プレート部材
の周縁部を押圧方向に移動可能に保持するダイヤフラ
ム、およびプレート部材の周縁部の裏面に接し得るバル
ーン状弾性体を更に含み、バルーン状弾性体内に供給さ
れた流体の圧力によってバルーン状弾性体が膨張するこ
とにより、プレート部材およびリップシールを介してワ
ークの周縁部を研磨パッドに押圧し得るものであること
が好ましい。
The work holding mechanism of the present invention further includes a diaphragm for holding the peripheral portion of the plate member so as to be movable in the pressing direction, and a balloon-like elastic member capable of contacting the back surface of the peripheral portion of the plate member. It is preferable that the peripheral portion of the work can be pressed against the polishing pad via the plate member and the lip seal by expanding the balloon-like elastic body by the pressure of the fluid supplied to the polishing pad.

【0095】「プレート部材の周縁部」とは、プレート
部材の外縁を含む部分をいう。プレート部材の周縁部
は、プレート部材が円盤形態である場合には、プレート
部材の外縁を含む環状部である。プレート部材が円盤形
態であって、プレート部材の直径がワークの直径と同じ
である場合、ダイヤフラムによって保持されるプレート
部材の周縁部はワークの直径の1/4〜1/8に相当す
る幅(環状部の外周と内周との間の距離)を有する環状
部である。この環状部は、好ましくはワークと同心であ
る。したがって、例えば、プレート部材およびワークが
ともに直径200mmの円盤形態である場合、プレート部
材の周縁部はプレート部材の外縁を含む幅50〜25mm
の環状部である。
The "peripheral portion of the plate member" means a portion including the outer edge of the plate member. The peripheral portion of the plate member is an annular portion including the outer edge of the plate member when the plate member has a disk shape. When the plate member has a disk shape and the diameter of the plate member is the same as the diameter of the work, the peripheral portion of the plate member held by the diaphragm has a width corresponding to 1 / to 8 of the diameter of the work ( (A distance between the outer periphery and the inner periphery of the annular portion). This annulus is preferably concentric with the workpiece. Therefore, for example, when both the plate member and the work are discs having a diameter of 200 mm, the peripheral edge of the plate member has a width of 50 to 25 mm including the outer edge of the plate member.
Is an annular portion.

【0096】「バルーン状弾性体」とは、少なくとも一
部が弾性材料から成り、流体が流出入し得る閉鎖された
空間部を有し、空間部に流入した流体の圧力に応じて少
なくとも一部が弾性変形(例えば膨張および収縮)でき
るものをいう。ここで、流体とは気体または液体を意味
する。気体は例えば空気であり、液体は例えば水であ
る。
The “balloon-like elastic body” is at least partially made of an elastic material, has a closed space through which a fluid can flow in and out, and at least partially according to the pressure of the fluid flowing into the space. Can elastically deform (eg, expand and contract). Here, the fluid means a gas or a liquid. The gas is, for example, air, and the liquid is, for example, water.

【0097】バルーン状弾性体には、弾性材料から成る
薄肉部材(例えばシート)で形成されたバルーン状の形
状を有するものが含まれる。また、バルーン状弾性体に
は、弾性材料から成る薄肉部材(例えばシート)がワー
ク保持機構を構成する他の部材とともに空間部を形成す
ることにより構成されるものも含まれ、その場合、弾性
材料から成る薄肉部材だけが弾性変形することとなる。
バルーン状弾性体を構成する薄肉部材は、具体的には、
ネオプレンゴムまたはシリコンゴム等から成る、厚さ
0.1〜0.5mmのシート状物であることが好ましい。
The balloon-like elastic body includes one having a balloon-like shape formed of a thin member (for example, a sheet) made of an elastic material. In addition, the balloon-like elastic body includes one in which a thin member (for example, a sheet) made of an elastic material is formed by forming a space together with other members constituting the work holding mechanism. Only the thin member made of is elastically deformed.
The thin member constituting the balloon-like elastic body is, specifically,
It is preferably a sheet made of neoprene rubber or silicone rubber and having a thickness of 0.1 to 0.5 mm.

【0098】バルーン状弾性体は、その空間部に流入し
た流体が外部に実質的に漏出しないような構造を有する
ことが好ましい。したがって、例えば、バルーン状弾性
体を弾性材料から成るシートとワーク保持機構を構成す
る他の部材とで構成する場合、弾性材料から成るシート
をワーク保持機構に気密または液密に取り付けることが
好ましい。
The balloon-like elastic body preferably has a structure such that the fluid flowing into the space does not substantially leak outside. Therefore, for example, when the balloon-like elastic body is composed of a sheet made of an elastic material and another member constituting the work holding mechanism, it is preferable to attach the sheet made of the elastic material to the work holding mechanism in an airtight or liquid tight manner.

【0099】上記ワーク保持機構を構成するダイヤフラ
ムは、バルーン状弾性体の膨張により生じる押圧力によ
って、弾性変形し得る薄い板状部材である。ダイヤフラ
ムは、好ましくは繰り返し弾性変形しても破損しない十
分な強度および耐食性を有し、ワーク(例えば半導体ウ
エハ)に対してケミカル汚染源および有機汚染源となら
ない材料から成る。ダイヤフラムは、具体的には、ハス
テロイもしくはステンレス等から成る厚さ0.05〜
0.2mmの板状物、またはネオプレンゴムから成る厚さ
0.1〜0.5mmの板状物(もしくはシート状物)であ
ることが好ましい。
The diaphragm constituting the work holding mechanism is a thin plate-like member which can be elastically deformed by a pressing force generated by expansion of the balloon-like elastic body. The diaphragm is preferably made of a material which has sufficient strength and corrosion resistance so as not to be damaged by repeated elastic deformation and does not become a source of chemical contamination and organic contamination to a work (eg, a semiconductor wafer). Specifically, the diaphragm is made of Hastelloy or stainless steel and has a thickness of 0.05 to
It is preferably a 0.2 mm thick plate or a 0.1 to 0.5 mm thick plate (or sheet) made of neoprene rubber.

【0100】上記ダイヤフラムはプレート部材の周縁部
を押圧方向に移動可能に保持する。ダイヤフラムは、具
体的には、その一部がプレート部材に取り付けられ、他
の一部がワーク保持機構のプレート部材以外の部材に取
り付けられる。それにより、プレート部材に取り付けら
れた部分とその他の部材に取り付けられた部分との間の
部分は、フリーな状態になり、このフリーな部分が撓み
部として自由に弾性変形し得る(例えば、撓む)。その
結果、プレート部材の周縁部がその他の部材に対して変
位する。
The diaphragm holds the periphery of the plate member movably in the pressing direction. Specifically, a part of the diaphragm is attached to the plate member, and the other part is attached to a member other than the plate member of the work holding mechanism. As a result, a portion between the portion attached to the plate member and the portion attached to the other members is in a free state, and this free portion can be freely elastically deformed as a flexure (for example, flexure). Mu). As a result, the periphery of the plate member is displaced with respect to the other members.

【0101】プレート部材へのダイヤフラムの取り付け
は、例えば、プレート部材の周縁部を2つの部材に分
け、2つの部材の間にダイヤフラムを挟み込み、ボルト
締め又は接着剤等で固定することによって実施できる。
プレート部材以外の部材へのダイヤフラムの取り付けも
同様に実施できる。プレート部材以外の部材としては、
例えば保持ベースがある。「保持ベース」とは、ワーク
保持機構を備えたワーク保持ヘッド全体を構成する基礎
構造部材であって、プレート部材等を組み込む部材をい
う。保持ベースはワーク保持ヘッドの本体ともいえる。
ダイヤフラムを取り付けるプレート部材以外の部材は、
後述するリテーナリングであってもよい。
The attachment of the diaphragm to the plate member can be carried out, for example, by dividing the peripheral edge of the plate member into two members, sandwiching the diaphragm between the two members, and fixing with a bolt or an adhesive.
Attachment of the diaphragm to members other than the plate member can be similarly performed. As members other than plate members,
For example, there is a holding base. The “holding base” is a basic structural member that constitutes the entire work holding head having a work holding mechanism, and is a member that incorporates a plate member and the like. The holding base can be said to be the main body of the work holding head.
For members other than the plate member for attaching the diaphragm,
The retaining ring described later may be used.

【0102】上記ワーク保持機構において、ダイヤフラ
ムは、プレート部材の周縁部が環状である場合には、環
状の薄板状部材である。
In the above-described work holding mechanism, the diaphragm is an annular thin plate-shaped member when the peripheral portion of the plate member is annular.

【0103】ダイヤフラムが環状である場合、その内周
部がプレート部材の周縁部に取り付けられれば、外周部
がプレート部材以外の部材に取り付けられる。ダイヤフ
ラムの外周部がプレート部材の周縁部に取り付けられれ
ば、内周部がプレート部材以外の部材に取り付けられ
る。いずれの場合も、外周部と内周部との間の部分が、
撓み部として弾性変形する(例えば、撓む)こととな
る。ここで、「外周部」および「内周部」とはそれぞ
れ、中央に開口部を有するもの(例えば環状形態のも
の)の外縁を含む部分および内縁を含む部分をいう。
In the case where the diaphragm is annular, if the inner peripheral portion is attached to the peripheral edge of the plate member, the outer peripheral portion is attached to a member other than the plate member. If the outer peripheral portion of the diaphragm is attached to the peripheral edge of the plate member, the inner peripheral portion is attached to a member other than the plate member. In any case, the portion between the outer peripheral portion and the inner peripheral portion is
It will elastically deform (for example, bend) as a bending portion. Here, the “outer peripheral portion” and the “inner peripheral portion” respectively refer to a portion including an outer edge and a portion including an inner edge of a member having an opening at the center (for example, a ring-shaped member).

【0104】バルーン状弾性体はプレート部材の周縁部
の裏面に接し得るように設けられる。即ち、バルーン状
弾性体は膨張したときにプレート部材の周縁部を変位
(または移動)させ得るように、膨張したときにプレー
ト部材の周縁部の裏面に接するように配置される。した
がって、「プレート部材の周縁部の裏面に接し得るバル
ーン状弾性体」には、膨張していないときにプレート部
材の周縁部の裏面に接しているバルーン状弾性体も当然
に含まれる。バルーン状弾性体はプレート部材の周縁部
の裏面に接触するように配置し、必要に応じて接着剤等
でプレート部材の周縁部の裏面に固定してもよい。ある
いは、バルーン状弾性体が膨張したときにプレート部材
がワークを研磨パッドに押圧する限りにおいて、バルー
ン状弾性体は膨張していないときにプレート部材の周縁
部と接しないように配置してよい。
The balloon-like elastic body is provided so as to be in contact with the back surface of the peripheral portion of the plate member. That is, the balloon-like elastic body is arranged so as to be able to displace (or move) the peripheral portion of the plate member when inflated, and to be in contact with the back surface of the peripheral portion of the plate member when inflated. Therefore, the “balloon-like elastic body that can be in contact with the back surface of the peripheral portion of the plate member” naturally includes a balloon-like elastic body that is in contact with the back surface of the peripheral portion of the plate member when not inflated. The balloon-like elastic body may be arranged so as to be in contact with the back surface of the peripheral portion of the plate member, and may be fixed to the back surface of the peripheral portion of the plate member with an adhesive or the like as necessary. Alternatively, as long as the plate member presses the workpiece against the polishing pad when the balloon-like elastic body expands, the balloon-like elastic body may be arranged so as not to contact the peripheral edge of the plate member when not expanding.

【0105】上記のようにダイヤフラムおよびバルーン
状弾性体を配置したワーク保持機構においては、プレー
ト部材の周縁部の裏面に接し得るバルーン状弾性体が膨
張してプレート部材の周縁部をパッドに押し付ける方向
にプレート部材の周縁部に力が加えられると、プレート
部材の周縁部が研磨パッドに向かう方向に変位(または
移動)するとともにダイヤフラムの撓み部が弾性変形す
る。そして、バルーン状弾性体が膨張後、流体の圧力が
低下して収縮すると、ダイヤフラムの撓み部が元の状態
に戻るように弾性変形するため、プレート部材の周縁部
は研磨パッドから遠ざかる方向に移動する。したがっ
て、ダイヤフラムとバルーン状弾性体を有するワーク保
持機構において、プレート部材の周縁部の押圧方向の変
位はダイヤフラムの撓み部が弾性変形する範囲内でコン
トロールされることとなり、その意味においてダイヤフ
ラムはプレート部材の周縁部を押圧方向およびこれと反
対の方向に移動可能に保持している。プレート部材の周
縁部の最大変位量はダイヤフラムの材料および厚さなら
びに撓み部の長さ等に応じて決定される。プレート部材
の周縁部の変位量が予め設定されている場合には、ダイ
ヤフラムの材料および厚さならびに撓み部の長さ等を、
その変位量を実現するために選択する必要がある。
In the work holding mechanism in which the diaphragm and the balloon-like elastic body are arranged as described above, the direction in which the balloon-like elastic body that can come into contact with the back surface of the periphery of the plate member expands and presses the periphery of the plate member against the pad. When a force is applied to the peripheral edge of the plate member, the peripheral edge of the plate member is displaced (or moved) in a direction toward the polishing pad, and the flexible portion of the diaphragm is elastically deformed. When the pressure of the fluid decreases and contracts after the balloon-shaped elastic body expands, the flexible portion of the diaphragm is elastically deformed so as to return to the original state, so that the peripheral edge of the plate member moves in a direction away from the polishing pad. I do. Therefore, in the work holding mechanism having the diaphragm and the balloon-like elastic body, the displacement of the peripheral portion of the plate member in the pressing direction is controlled within a range in which the flexible portion of the diaphragm is elastically deformed, and in that sense, the diaphragm is the plate member. Is movably held in the pressing direction and the direction opposite thereto. The maximum displacement of the peripheral portion of the plate member is determined according to the material and thickness of the diaphragm, the length of the flexible portion, and the like. When the amount of displacement of the peripheral portion of the plate member is set in advance, the material and thickness of the diaphragm and the length of the bending portion, etc.
It is necessary to make a selection in order to realize the displacement.

【0106】プレート部材の周縁部はダイヤフラムによ
って融通性良く保持される。具体的には、例えば、ワー
ク表面と研磨パッドの研磨面とが平行とならず、2つの
面の間に傾きが生じたとしても、ダイヤフラムの撓み部
が十分に長い場合には、ダイヤフラムの一部が他の部分
と異なるように弾性変形して傾きを補正することにより
2つの面を平行にする。
The periphery of the plate member is flexibly held by the diaphragm. Specifically, for example, even if the work surface and the polishing surface of the polishing pad are not parallel and an inclination occurs between the two surfaces, if the flexure of the diaphragm is sufficiently long, one The two surfaces are made parallel by elastically deforming the portion differently from the other portions to correct the tilt.

【0107】このワーク保持機構を使用した場合、バル
ーン状弾性体の空間部に流体が供給されてバルーン状弾
性体が膨張することによりプレート部材の周縁部が押さ
れ、ワークの周縁部はプレート部材の周縁部により押さ
れる。即ち、ワークの周縁部はプレート部材の周縁部お
よびリップシールを介して研磨パッドに押圧される。プ
レート部材の周縁部により押圧されるワークの周縁部
は、ワークの裏面においてリップシールと接している部
分の表面のみであり、その面積はワークの裏面に接して
いるリップシールの幅に応じて決定される。
When this work holding mechanism is used, a fluid is supplied to the space of the balloon-like elastic body and the balloon-like elastic body expands, so that the peripheral edge of the plate member is pressed, and the peripheral edge of the work is placed on the plate member. Is pushed by the peripheral edge. That is, the periphery of the work is pressed against the polishing pad via the periphery of the plate member and the lip seal. The peripheral portion of the work pressed by the peripheral portion of the plate member is only the surface of the portion in contact with the lip seal on the back surface of the work, and the area thereof is determined according to the width of the lip seal in contact with the back surface of the work. Is done.

【0108】このワーク保持機構によれば、バルーン状
弾性体およびダイヤフラムを利用して、ワークの周縁部
とそれ以外の部分(即ちワークの中央部)をそれぞれ独
立して研磨パッドに押圧し得る。したがって、ワークの
中央部をその裏面に接して形成された空間部に供給され
る流体の圧力で、周縁部をバルーン状弾性体内に供給さ
れる流体の圧力で、それぞれ独立して押圧することによ
り、中央部および周縁部の加工圧力をそれぞれ異なるよ
うにし得る。
According to this work holding mechanism, the peripheral portion of the work and the other portion (that is, the center portion of the work) can be independently pressed against the polishing pad using the balloon-like elastic body and the diaphragm. Therefore, the central portion of the work is independently pressed by the pressure of the fluid supplied to the space formed in contact with the back surface, and the peripheral portion is independently pressed by the pressure of the fluid supplied to the balloon-like elastic body. , The processing pressures of the central part and the peripheral part may be different from each other.

【0109】本発明のワーク保持機構は、ワークの外縁
(または側面)を囲むリテーナリングを更に含むもので
あることがより好ましい。リテーナリングは、研磨中に
ワークがワーク保持ヘッドから外れることを防止するた
めに設けられる。
It is more preferable that the work holding mechanism of the present invention further includes a retainer ring surrounding the outer edge (or side surface) of the work. The retainer ring is provided to prevent the work from coming off the work holding head during polishing.

【0110】本発明のワーク保持機構にリテーナリング
を設ける場合、リテーナリングは、好ましくは、保持機
構の中心を通る軸を対称軸とする軸対称構造を有するダ
イヤフラムで保持される。そのようなダイヤフラムは、
具体的には、中心が対称軸上にあり、半径方向が対称軸
に対して垂直である環状の板状物であり、外周部と内周
部との間の部分が撓み部として弾性変形する(例えば、
撓む)ものである。
When the work holding mechanism of the present invention is provided with a retainer ring, the retainer ring is preferably held by a diaphragm having an axisymmetric structure whose axis is a symmetric axis passing through the center of the holding mechanism. Such a diaphragm is
Specifically, it is an annular plate-like object whose center is on the axis of symmetry and whose radial direction is perpendicular to the axis of symmetry, and the portion between the outer peripheral portion and the inner peripheral portion is elastically deformed as a flexible portion. (For example,
(Bend).

【0111】この環状のダイヤフラムでリテーナリング
を保持すれば、リテーナリングが押圧方向に移動してダ
イヤフラムに応力が生じても、ダイヤフラムが対称構造
を有するために、ダイヤフラムは半径方向に作用する力
が対称軸を中心として釣り合うように弾性変形する。即
ち、ダイヤフラムはリテーナリングが押圧方向に移動し
てもその中心が大きくずれず、かかるダイヤフラムで保
持されたリテーナリングの中心もまた大きくずれない。
したがって、このように弾性変形し得るダイヤフラムで
リテーナリングを保持すれば、リテーナリングの水平方
向における変位を有効に防止できる。一方、ダイヤフラ
ムは押圧方向で容易に弾性変形する(例えば、撓む)の
で、小さな力によってもリテーナリングを押圧方向に移
動できる。
If the retainer ring is held by the annular diaphragm, even if the retainer ring moves in the pressing direction and stress is generated in the diaphragm, the diaphragm has a symmetrical structure, so that the diaphragm exerts a force acting in the radial direction. It is elastically deformed so as to be balanced around the axis of symmetry. That is, even if the retainer ring moves in the pressing direction, the center of the diaphragm does not largely shift, and the center of the retainer ring held by the diaphragm does not largely shift.
Therefore, if the retainer ring is held by the elastically deformable diaphragm in this manner, the horizontal displacement of the retainer ring can be effectively prevented. On the other hand, since the diaphragm is easily elastically deformed (for example, bent) in the pressing direction, the retainer ring can be moved in the pressing direction even with a small force.

【0112】リテーナリングを押圧方向に移動可能に保
持するダイヤフラムは、プレート部材の周縁部を押圧方
向に移動可能に保持するダイヤフラムと同様に、リテー
ナリングおよびリテーナリング以外の部材(例えば保持
ベース)に取り付けられる。
The diaphragm for holding the retainer ring so as to be movable in the pressing direction is similar to the diaphragm for holding the peripheral portion of the plate member so as to be movable in the pressing direction, and is a member (for example, a holding base) other than the retainer ring and the retainer ring. It is attached.

【0113】好ましくは、リテーナリングもまたプレー
ト部材と同様の方法で研磨パッドに押し付けられる。具
体的には、リテーナリングを押圧方向に移動可能に保持
する上述のダイヤフラムおよびリテーナリングの裏面に
接し得るバルーン状弾性体を設け、バルーン状弾性体内
に供給された流体の圧力によってバルーン状弾性体が膨
張することにより、リテーナリングが研磨パッドに押圧
されることが好ましい。
[0113] Preferably, the retainer ring is also pressed against the polishing pad in a manner similar to the plate member. Specifically, the above-mentioned diaphragm for holding the retainer ring movably in the pressing direction and a balloon-like elastic body which can be in contact with the back surface of the retainer ring are provided, and the balloon-like elastic body is provided by the pressure of the fluid supplied into the balloon-like elastic body. It is preferable that the retainer ring is pressed against the polishing pad by the expansion of.

【0114】リテーナリングの裏面に接し得るバルーン
状弾性体は、先に説明したプレート部材の周縁部の裏面
に接し得るバルーン状弾性体と同様のものである。した
がって、ここではその詳細な説明を省略する。但し、リ
テーナリングの裏面に接し得るバルーン状弾性体におい
て、リテーナリングの裏面に接する部分の形状は、それ
が接するリテーナリングの形状に応じて異なる。例え
ば、リテーナリングが環状である場合、バルーン状弾性
体においてリテーナリングの裏面に接する部分の形状も
また環状となる。
The balloon-like elastic body that can come into contact with the back surface of the retainer ring is the same as the above-described balloon-like elastic body that can come into contact with the back surface of the peripheral portion of the plate member. Therefore, the detailed description is omitted here. However, in the balloon-like elastic body which can be in contact with the back surface of the retainer ring, the shape of the portion in contact with the back surface of the retainer ring differs depending on the shape of the retainer ring with which it comes into contact. For example, when the retainer ring is annular, the shape of the portion of the balloon-like elastic body that contacts the back surface of the retainer ring also becomes annular.

【0115】リテーナリングを研磨パッドに押圧するこ
とにより、研磨中にワークが保持ヘッドからより外れに
くくなるので、ワークの飛び出し、およびそれによるワ
ークの破損が防止される。また、ワークの外縁付近で研
磨パッドが押圧されて研磨パッドの圧縮変形状態が変化
することにより、ワークの外縁において縁だれが防止さ
れる。即ち、リテーナリングを押圧することにより、ワ
ークの中央部、周縁部および外縁の加工圧力のバランス
を高い精度で制御できる。
By pressing the retainer ring against the polishing pad, the work is less likely to come off the holding head during polishing, so that the work jumps out and the work is thereby damaged. In addition, the polishing pad is pressed in the vicinity of the outer edge of the work to change the compression deformation state of the polishing pad, thereby preventing the outer edge of the work from being rounded. That is, by pressing the retainer ring, it is possible to control the balance of the processing pressure of the central portion, the peripheral portion, and the outer edge of the work with high accuracy.

【0116】次に第4の要旨に係る本発明を説明する。
第4の要旨において提供される本発明の研磨装置は、ワ
ークの被研磨面を研磨パッドにより研磨する装置であ
り、ワークの中央部の裏面側にて少なくとも2つの異な
る波長または波長域の赤外線を取り出し、取り出した各
波長または波長域の放射量を測定するユニットを備えた
研磨装置である。
Next, the present invention according to the fourth aspect will be described.
The polishing apparatus of the present invention provided in the fourth aspect is an apparatus for polishing a surface to be polished of a work with a polishing pad, and emits at least two different wavelengths or infrared rays of different wavelength ranges on the back surface side of the central portion of the work. It is a polishing apparatus provided with a unit for measuring the radiation amount of each extracted wavelength or wavelength range.

【0117】第1の態様において、本発明の研磨装置
は、 (a)本発明のワーク保持機構; (b)少なくとも2つの透過波長帯域の異なる光学フィ
ルターおよび光学フィルターの切り替え器; (c)光学フィルターを通過した赤外線の光路上に配置
された赤外線放射量測定器; (d)研磨パッドを支持する定盤;ならびに (e)ワークを研磨パッドに対して相対的に移動させる
手段を有して成る。
In the first aspect, the polishing apparatus of the present invention comprises: (a) a work holding mechanism of the present invention; (b) an optical filter having at least two different transmission wavelength bands and a switch of an optical filter; (D) a surface plate supporting the polishing pad; and (e) means for moving the work relative to the polishing pad. Become.

【0118】第1の態様においては、少なくとも2つの
異なる波長または波長域の赤外線を取り出すために、少
なくとも2つの透過波長帯域の異なる光学フィルターが
設けられている。光学フィルターは一般にワーク保持機
構の軸部の上方に設けられる。
In the first embodiment, at least two optical filters having different transmission wavelength bands are provided to extract infrared rays having at least two different wavelengths or wavelength ranges. The optical filter is generally provided above the shaft of the work holding mechanism.

【0119】第1の態様の研磨装置は、研磨中、ワーク
保持機構を通過した赤外線の光路上に各フィルターを順
次配置させる切り替え器を含む。切り替え器は、赤外線
の光路上に1のフィルターを配置させるときに、そのフ
ィルターの中心がワークの中心を通るワークの表面に垂
直な軸上にあるように、各フィルターを順次配置させる
ものであることが好ましい。
The polishing apparatus according to the first embodiment includes a switch for sequentially disposing each filter on the optical path of the infrared light that has passed through the work holding mechanism during polishing. The switcher, when disposing one filter on the optical path of infrared light, sequentially arranges each filter such that the center of the filter is on an axis perpendicular to the surface of the work passing through the center of the work. Is preferred.

【0120】例えば、図5の(a)に示すように、切り
替え器(39)はターンテーブルであって、2つの光学フ
ィルター(38a,38b)を回転させることにより、一方
の光学フィルターを赤外線の光路(図中、破線で表示)
上に配置させるものであってよい。あるいは図5の
(b)に示すように、切り替え器(39)は2つの光学フ
ィルター(38a,38b)をスライドさせるものであって
よい。
For example, as shown in FIG. 5A, the switching device (39) is a turntable, and by rotating two optical filters (38a, 38b), one of the optical filters is changed to an infrared light. Optical path (indicated by broken lines in the figure)
It may be arranged above. Alternatively, as shown in FIG. 5B, the switch (39) may slide two optical filters (38a, 38b).

【0121】第1の態様において、赤外線放射量測定器
は、好ましくは、ワークの中央部の裏面側(一般には、
ワークの中央部の上方)に配置される。赤外線放射量測
定器は、ワークが円盤形態である場合には、ワークの中
心と同心のサークルであって、直径20〜40mmのサー
クル内に位置させることが好ましい。より好ましくは、
赤外線放射量測定器は、ワークの中心を通るワークの表
面に垂直な軸上に配置される。
In the first embodiment, the infrared radiation meter is preferably provided on the back side of the center of the work (generally,
(Above the center of the work). When the work is in the form of a disk, the infrared radiation meter is preferably located in a circle concentric with the center of the work and having a diameter of 20 to 40 mm. More preferably,
The infrared radiometer is arranged on an axis perpendicular to the surface of the work passing through the center of the work.

【0122】第2の態様において、本発明の研磨装置
は、 (a)上記第3の要旨のワーク保持機構; (b)ワークの中央部の裏面側に配置された波長選択性
の反射板; (c)反射板により分岐された赤外線のうち、少なくと
も2つの赤外線の光路上に配置された赤外線放射量測定
器; (d)研磨パッドを支持する定盤;および (e)ワークを研磨パッドに対して相対的に移動させる
手段を有して成る研磨装置である。
In the second aspect, the polishing apparatus of the present invention comprises: (a) the work holding mechanism according to the third aspect; (b) a wavelength-selective reflector disposed on the back side of the center of the work; (C) an infrared radiation amount measuring device arranged on the optical path of at least two infrared rays among the infrared rays branched by the reflection plate; (d) a platen supporting the polishing pad; and (e) a work on the polishing pad. This is a polishing apparatus having means for relatively moving the polishing apparatus.

【0123】第2の態様においては、少なくとも2つの
異なる波長または波長域の赤外線を取り出すために、波
長選択性の反射板が設けられている。波長選択性の反射
板は、ワーク保持機構の軸部を通過した赤外線を通過お
よび/または反射させるようにワークの中央部の裏面側
に配置される。反射板は、好ましくはワークの中心を通
るワークの表面に垂直な軸上に配置される。
In the second embodiment, a wavelength-selective reflector is provided to extract infrared rays of at least two different wavelengths or wavelength ranges. The wavelength-selective reflector is disposed on the back side of the center of the work so as to pass and / or reflect the infrared light that has passed through the shaft of the work holding mechanism. The reflector is preferably arranged on an axis perpendicular to the surface of the work passing through the center of the work.

【0124】赤外線放射量測定器は、反射板により分岐
された赤外線のうち、少なくとも2つの赤外線の光路上
に配置される。したがって、赤外線放射量測定器の位置
は、赤外線の光路に応じて決定される。あるいは、反射
板の種類、位置および角度等を適宜選択して、光路の方
向を所望のものとし、赤外線放射量測定器が所定の適切
な位置に配置されるようにしてよい。
The infrared radiation amount measuring device is arranged on the optical path of at least two infrared rays among the infrared rays branched by the reflector. Therefore, the position of the infrared radiometer is determined according to the optical path of the infrared light. Alternatively, the type, position, angle, and the like of the reflector may be appropriately selected so that the direction of the optical path is as desired, and the infrared radiation meter may be arranged at a predetermined appropriate position.

【0125】本発明はいずれも、CMP法による研磨に
特に好ましく適用される。本発明はまた、CMP法以外
の研磨方法、例えば、機械的研磨(MP;Mechanical P
olishing)法やメカノケミカルポリッシング(MCP;
Mechano Chemical Polishing)法にも適用できる。
The present invention is particularly preferably applied to polishing by the CMP method. The present invention also provides a polishing method other than the CMP method, for example, mechanical polishing (MP; Mechanical P).
olishing) and mechanochemical polishing (MCP;
Mechano Chemical Polishing) method.

【0126】[0126]

【発明の実施の形態】以下、本発明の研磨温度測定方法
および研磨方法を図面を参照しながら説明する。図1〜
図4は、それぞれ本発明のワーク保持機構を用いた本発
明の研磨温度測定方法および研磨方法の実施形態を示
す。各図において、ワークはいずれも半導体ウエハ(S
iウエハ)を含む基板である。図示していないが、この
実施形態において、ワークの研磨はCMP法により実施
され、研磨中、研磨砥粒を含む研磨液(図示せず)が供
給される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a polishing temperature measuring method and a polishing method according to the present invention will be described with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 4 shows an embodiment of the polishing temperature measuring method and the polishing method of the present invention using the work holding mechanism of the present invention, respectively. In each drawing, the work is a semiconductor wafer (S
i). Although not shown, in this embodiment, the workpiece is polished by the CMP method, and a polishing liquid (not shown) containing polishing grains is supplied during polishing.

【0127】図1は、ワークがワーク保持機構に保持さ
れて研磨パッドで研磨されている状態を示している。ワ
ーク保持機構(10)は、保持ベース(11)、中空部(1
3)を有する筒状の回転軸部(12)、中央部(14a)と
周縁部(14b)とから成るプレート部材(14)、リップ
シール(18)、およびリテーナリング(21)を有し、円
盤形態のワーク(3)を保持している。ワーク(3)を
研磨する研磨パッド(28)は定盤(29)に取り付けられ
ている。ワーク(3)は直径200mmの円盤形態であ
る。プレート部材(14)も全体として直径200mmの円
盤形態を有している。リップシール(18)は5mmの幅を
有する。
FIG. 1 shows a state in which a work is held by a work holding mechanism and is polished by a polishing pad. The work holding mechanism (10) consists of a holding base (11) and a hollow part (1
3) having a cylindrical rotating shaft (12), a plate member (14) composed of a central portion (14a) and a peripheral portion (14b), a lip seal (18), and a retainer ring (21); The disk-shaped work (3) is held. A polishing pad (28) for polishing the work (3) is attached to a surface plate (29). The work (3) is in the form of a disk having a diameter of 200 mm. The plate member (14) also has a disk shape with a diameter of 200 mm as a whole. The lip seal (18) has a width of 5 mm.

【0128】図1には、赤外線放射温度計(30)、光学
フィルター(38a,38b)、切り替え器(39)および演
算処理装置(40)がさらに示されている。これらは、研
磨温度を測定するために設けられている。
FIG. 1 further shows an infrared radiation thermometer (30), optical filters (38a, 38b), a switch (39), and an arithmetic processing unit (40). These are provided for measuring the polishing temperature.

【0129】保持べース(11)は、ワーク保持機構のワ
ーク保持ヘッド全体を構成する基礎構造部材であって、
プレート部材等の部材を取り付ける部材に相当する。保
持ベース(11)はワーク保持ヘッドの本体ともいえる。
The holding base (11) is a basic structural member constituting the entire work holding head of the work holding mechanism.
It corresponds to a member for attaching a member such as a plate member. The holding base (11) can be said to be the main body of the work holding head.

【0130】回転軸部(12)は、ワークの被研磨面から
放射され、ワークを透過した赤外線を通過させるための
中空部(13)を有する円筒形状部である。中空部(13)
の断面(水平方向の断面)は、プレート部材(14)に設
けられた赤外線透過部(16)と同じ断面形状を有してい
る。回転軸部(12)は駆動手段(図示せず)に連結され
て回転できるようになっている。図示した態様におい
て、中空部(13)の断面は直径30mmの円である。
The rotating shaft portion (12) is a cylindrical portion having a hollow portion (13) for transmitting infrared rays emitted from the surface to be polished of the work and transmitted through the work. Hollow part (13)
(Horizontal section) has the same cross-sectional shape as the infrared transmitting portion (16) provided on the plate member (14). The rotating shaft (12) is connected to driving means (not shown) so as to be rotatable. In the embodiment shown, the cross section of the hollow part (13) is a circle having a diameter of 30 mm.

【0131】プレート部材(14)の中央部には、環状の
ステップ(15a)を有する開口部(15)が形成されてい
る。開口部(15)はプレート部材(14)の厚さ全体を貫
通している。ステップ(15a)は赤外線透過部(16)を
載置するためのものであり、赤外透過部(16)はステッ
プ(15a)において押え板(26)でプレート部材(14)
に固定されている。赤外線透過部(16)は、プレート部
材(14)、ワーク(3)およびリップシール(18)で形
成された空間部(31)に流体を供給したときに、漏れが
生じないように固定する必要がある。
An opening (15) having an annular step (15a) is formed in the center of the plate member (14). The opening (15) extends through the entire thickness of the plate member (14). The step (15a) is for mounting the infrared transmitting portion (16), and the infrared transmitting portion (16) is provided with the plate member (14) by the holding plate (26) in the step (15a).
It is fixed to. The infrared transmitting portion (16) needs to be fixed so as not to leak when a fluid is supplied to the space (31) formed by the plate member (14), the work (3) and the lip seal (18). There is.

【0132】赤外線透過部(16)は、ワークの被研磨面
から放射されワークを透過した赤外線を透過させる材料
(例えば蛍石)で形成されている。図示した態様におい
て、赤外線透過部(16)は直径30mmの円形の板であ
り、その中心はワーク保持機構の中心線k上に位置す
る。
The infrared transmitting portion (16) is formed of a material (for example, fluorite) that transmits infrared rays emitted from the polished surface of the work and transmitted through the work. In the illustrated embodiment, the infrared transmitting portion (16) is a circular plate having a diameter of 30 mm, and its center is located on the center line k of the work holding mechanism.

【0133】リップシール(18)は、ワークの周縁部の
裏面に位置するように配置され、空間部(31)を外部に
対してシールする役割をしている。リップシール(18)
は、例えば、弾性材料から成るO−リングであってよ
く、あるいは弾性材料から成る幅の狭い環状シート(例
えばロデールニッタ社製のスバ400(商品名))であ
ってよい。
The lip seal (18) is arranged so as to be located on the back surface of the peripheral portion of the work, and serves to seal the space (31) to the outside. Lip seal (18)
May be, for example, an O-ring made of an elastic material, or a narrow annular sheet made of an elastic material (for example, Suva 400 (trade name) manufactured by Rodel Nitta).

【0134】空間部(31)は、プレート部材(14)、ワ
ーク(3)およびリップシール(18)で規定されてい
る。空間部(31)には、保持ベース(11)に設けられた
流体用管路(37)およびプレート部材(14)に設けられ
た流体用管路(14e)を介して流体が供給されるように
なっている。空間部(31)に流体が供給されると、流体
によってワークの中央部(図1において、リップシール
(18)が接していない部分)が研磨パッド(28)に押圧
される。
The space (31) is defined by the plate member (14), the work (3) and the lip seal (18). Fluid is supplied to the space (31) via a fluid pipe (37) provided in the holding base (11) and a fluid pipe (14e) provided in the plate member (14). It has become. When the fluid is supplied to the space (31), the fluid presses the central portion of the work (the portion where the lip seal (18) is not in contact in FIG. 1) against the polishing pad (28).

【0135】図示した態様において、プレート部材(1
4)は中央部(14a)と周縁部(14b)の2つの部分か
ら成る。周縁プレート部材(14b)はダイヤフラム(2
0)によって押圧方向に移動可能に保持されている。周
縁プレート部材(14b)の背面側にはバルーン状弾性体
が設けられている。図示した態様においては、弾性シー
ト(19)と保持ベース(11)とが空間部(102)を形成
して、バルーン状弾性体を構成している。この空間部
(102)に流体として圧縮空気が流体用管路(27)を介
して供給されると、バルーン状弾性体を構成する弾性シ
ート(19)が下向きに膨張する。図示した態様におい
て、周縁プレート部材(14b)は幅25mmの環状部材で
ある。
In the illustrated embodiment, the plate member (1
4) consists of two parts, a central part (14a) and a peripheral part (14b). The peripheral plate member (14b) is a diaphragm (2
0) so as to be movable in the pressing direction. A balloon-like elastic body is provided on the back side of the peripheral plate member (14b). In the illustrated embodiment, the elastic sheet (19) and the holding base (11) form a space (102) to constitute a balloon-like elastic body. When compressed air is supplied as a fluid to the space (102) through the fluid conduit (27), the elastic sheet (19) constituting the balloon-like elastic body expands downward. In the illustrated embodiment, the peripheral plate member (14b) is an annular member having a width of 25 mm.

【0136】バルーン状弾性体を構成する弾性シート
(19)が圧縮空気によって膨張すると、周縁プレート部
材(14b)およびリップシール(18)が変位させられて
ワーク(3)の周縁部が研磨パッド(28)に押圧され
る。即ち、バルーン状弾性体の空間部(102)の圧縮空
気の圧力が周縁プレート部材(14b)およびリップシー
ル(18)を介してワーク(3)に伝えられ、それにより
ワーク(3)の周縁部が研磨パッド(28)に押圧され
る。
When the elastic sheet (19) constituting the balloon-like elastic body is inflated by the compressed air, the peripheral plate member (14b) and the lip seal (18) are displaced, so that the peripheral edge of the work (3) becomes a polishing pad ( 28) is pressed. That is, the pressure of the compressed air in the space portion (102) of the balloon-like elastic body is transmitted to the work (3) via the peripheral plate member (14b) and the lip seal (18), whereby the peripheral portion of the work (3) is formed. Is pressed against the polishing pad (28).

【0137】リップシール(18)は、空間部(31)に流
体が供給されたときに流体の漏出を専ら防止するための
ものであるから、リップシール(18)とワーク(3)と
の接触面積は小さく、リップシール(18)を介して押圧
されるワークの面積は極めて小さい。周縁プレート部材
によって押圧されるワークの面積を大きくしたい場合に
は、より広い面積にわたってワークと接するシート状部
材をリップシールとして用いるとよい。
Since the lip seal (18) is for exclusively preventing leakage of the fluid when the fluid is supplied to the space (31), the contact between the lip seal (18) and the work (3). The area is small, and the area of the work pressed through the lip seal (18) is extremely small. When it is desired to increase the area of the work pressed by the peripheral plate member, a sheet-like member that contacts the work over a wider area may be used as the lip seal.

【0138】図示した態様において、バルーン状弾性体
を構成する弾性シート(19)は環状のシート(例えば厚
さ0.1mmのネオプレンゴム製シート)である。弾性シ
ート(19)は、その内周部および外周部がそれぞれ環状
の押え板(24b,24c)と保持ベース(11)との間で、
流体(空気)が漏出しないようにボルト締めにより固定
されている。バルーン状弾性体の空間部(102)に供給
される圧縮空気の圧力が周縁プレート部材に伝達される
限りにおいて、バルーン状弾性体(図示した態様におい
て弾性シート(19))は膨張していないときに周縁プレ
ート部材と接していなくてもよい。
In the illustrated embodiment, the elastic sheet (19) constituting the balloon-like elastic body is an annular sheet (for example, a neoprene rubber sheet having a thickness of 0.1 mm). The elastic sheet (19) has an inner peripheral portion and an outer peripheral portion each formed between an annular holding plate (24b, 24c) and a holding base (11).
It is fixed by bolting so that fluid (air) does not leak. When the pressure of the compressed air supplied to the space portion (102) of the balloon-like elastic body is transmitted to the peripheral plate member, the balloon-like elastic body (the elastic sheet (19) in the illustrated embodiment) is not inflated. May not be in contact with the peripheral plate member.

【0139】周縁プレート部材(14b)が変位すると同
時にダイヤフラム(20)のフリーな部分が撓む。図示し
た態様において、ダイヤフラム(20)は環状の弾性シー
ト(例えば、厚さ0.1mmのネオプレンゴム製シート)
である。ダイヤフラム(20)は、その内周部が板状部材
(25c)と保持ベース(11)との間でボルト締めにより
固定され、その外周部が周縁プレート部材(14b)に固
定されて、周縁プレート部材(14b)を保持している。
ダイヤフラム(20)の外周部は、具体的には、周縁プレ
ート部材(14b)を上側部分(14c)と下側部分(14
d)の2つに分け、2つの部分の間にダイヤフラム(2
0)を挟み、上側部分(14c)の方からボルト締めする
ことによって固定される。したがって、ダイヤフラム
(20)の撓み部は、保持ベース(11)と周縁プレート部
材(14b)との間に位置する部分である。
At the same time as the peripheral plate member (14b) is displaced, the free portion of the diaphragm (20) bends. In the illustrated embodiment, the diaphragm (20) is an annular elastic sheet (for example, a neoprene rubber sheet having a thickness of 0.1 mm).
It is. The inner periphery of the diaphragm (20) is fixed by bolting between the plate member (25c) and the holding base (11), and the outer periphery thereof is fixed to the peripheral plate member (14b). The member (14b) is held.
Specifically, the outer peripheral portion of the diaphragm (20) is formed by connecting the peripheral plate member (14b) to the upper portion (14c) and the lower portion (14c).
d) divided into two parts, and a diaphragm (2
0), and fixed by bolting from the upper part (14c). Therefore, the bending portion of the diaphragm (20) is a portion located between the holding base (11) and the peripheral plate member (14b).

【0140】リテーナリング(21)は、周縁プレート部
材(14b)と同様にダイヤフラム(22)によって押圧方
向に移動可能に保持されている。ダイヤフラム(22)は
環状の金属板(例えば、厚さ0.1mmのステンレス板ま
たはハステロイ板)である。リテーナリング(21)の背
面側には、バルーン状弾性体が設けられている。図示し
た態様においては、保持ベース(11)と弾性シート(2
3)とが空間部(104)を形成して、バルーン状弾性体を
構成している。この空間部(104)に流体として圧縮空
気が流体用管路(36)を介して供給されると、バルーン
状弾性体を構成する弾性シート(23)が下向きに膨張す
る。
The retainer ring (21) is held movably in the pressing direction by a diaphragm (22), like the peripheral plate member (14b). The diaphragm (22) is an annular metal plate (for example, a stainless steel plate or a Hastelloy plate having a thickness of 0.1 mm). A balloon-like elastic body is provided on the back side of the retainer ring (21). In the illustrated embodiment, the holding base (11) and the elastic sheet (2
3) form a space (104) to constitute a balloon-like elastic body. When compressed air is supplied as fluid to the space (104) through the fluid conduit (36), the elastic sheet (23) constituting the balloon-like elastic body expands downward.

【0141】バルーン状弾性体を構成する弾性シート
(23)が圧縮空気によって膨張すると、リテーナリング
(21)が変位させられて研磨パッド(28)に押圧され
る。即ち、バルーン状弾性体の空間部(104)の圧縮空
気の圧力がリテーナリング(21)に伝えられ、それによ
りリテーナリング(21)が研磨パッド(28)に押圧され
る。
When the elastic sheet (23) constituting the balloon-like elastic body is expanded by the compressed air, the retainer ring (21) is displaced and pressed against the polishing pad (28). That is, the pressure of the compressed air in the space (104) of the balloon-like elastic body is transmitted to the retainer ring (21), and the retainer ring (21) is pressed against the polishing pad (28).

【0142】図示した態様において、バルーン状弾性体
を構成する弾性シート(23)は環状のシート(例えば、
厚さ0.1mmのネオプレンゴム製シート)である。弾性
シート(23)の内周部および外周部は、それぞれ環状の
押え板(24d,24e)と保持ベース(11)との間で、流
体(空気)が漏出しないようにボルト締めにより固定さ
れている。バルーン状弾性体の空間部(104)に供給さ
れる圧縮空気の圧力がリテーナリングに伝達される限り
において、バルーン状弾性体(図示した態様において弾
性シート(23))は膨張していないときにリテーナリン
グと接していなくてもよい。
In the illustrated embodiment, the elastic sheet (23) constituting the balloon-like elastic body is an annular sheet (for example,
0.1 mm thick neoprene rubber sheet). The inner peripheral portion and the outer peripheral portion of the elastic sheet (23) are fixed between the annular holding plates (24d, 24e) and the holding base (11) by bolting so that fluid (air) does not leak. I have. As long as the pressure of the compressed air supplied to the space (104) of the balloon-like elastic body is transmitted to the retainer ring, the balloon-like elastic body (the elastic sheet (23) in the illustrated embodiment) is not inflated. It does not have to be in contact with the retaining ring.

【0143】リテーナリング(21)が押圧されると、ダ
イヤフラム(22)のフリーな部分が同時に撓む。ダイヤ
フラム(22)は、その外周部が板状部材(25e)と保持
ベース(11)との間でボルト締めにより固定され、内周
部がリテーナリング(21)の上側部分(21a)と下側部
分(21b)との間で固定されてリテーナリング(21)を
保持している。したがって、ダイヤフラム(22)の撓み
部は、保持ベース(11)とリテーナリング(21)との間
に位置する部分である。
When the retainer ring (21) is pressed, the free portion of the diaphragm (22) bends at the same time. The outer periphery of the diaphragm (22) is fixed by bolting between the plate-like member (25e) and the holding base (11), and the inner periphery is an upper part (21a) of the retainer ring (21) and a lower part. The retainer ring (21) is held fixed between the portion (21b). Therefore, the bending portion of the diaphragm (22) is a portion located between the holding base (11) and the retainer ring (21).

【0144】研磨温度は、ワーク保持機構(10)の中心
線k(回転軸)上に配置された赤外線放射温度計(30)
および演算処理装置(40)によって測定される。放射温
度計(30)は、ワーク保持機構(10)の軸部(12)内を
通過した赤外線(図中、破線の白抜き矢印で示す)であ
って、2つの光学フィルター(38a,38b)のいずれか
一方を透過した赤外線の放射量を測定する。光学フィル
ター(38a)は、Siウエハを透過する波長域(例えば
波長域8μm以下)の赤外線を透過させる高波長カット
フィルターである。光学フィルター(38b)は、Siウ
エハを透過しない波長域(例えば波長域8μm以上)の
赤外線を透過させる短波長カットフィルターである。切
り替え器(39)は光学フィルター(38a,38b)をスラ
イドさせて、いずれか一方のフィルターを、軸部(12)
を通過した赤外線の光路上に位置させる。研磨中、光学
フィルター(38a,38b)の切り替えは一般に交互に実
施される。切り替えは、例えば、1〜2秒ごとに実施さ
れる。2つの波長域の赤外線の放射量のデータは演算処
理装置(40)に送られる。演算処理装置(40)は切り替
え器(39)と接続されており、赤外線放射温度計(30)
から送られたデータがいずれの光学フィルターを透過し
た赤外線に由来するものかを認識する。演算処理装置
(40)は、光学フィルターに関する情報と、赤外線放射
温度計(30)からのデータに基づいて演算を実施し、研
磨温度を求める。
The polishing temperature is measured by an infrared radiation thermometer (30) arranged on the center line k (rotation axis) of the work holding mechanism (10).
And the arithmetic processing unit (40). The radiation thermometer (30) is an infrared ray (indicated by a dashed white arrow in the drawing) that has passed through the shaft portion (12) of the work holding mechanism (10), and includes two optical filters (38a, 38b). The amount of infrared radiation transmitted through any one of the above is measured. The optical filter (38a) is a high-wavelength cut filter that transmits infrared rays in a wavelength range (for example, a wavelength range of 8 μm or less) that transmits the Si wafer. The optical filter (38b) is a short wavelength cut filter that transmits infrared rays in a wavelength range that does not transmit through the Si wafer (for example, a wavelength range of 8 μm or more). The switching device (39) slides the optical filters (38a, 38b), and switches one of the filters to the shaft portion (12).
Is located on the optical path of the infrared light that has passed. During polishing, switching of the optical filters (38a, 38b) is generally performed alternately. The switching is performed, for example, every 1-2 seconds. Data on the amount of infrared radiation in the two wavelength ranges is sent to the arithmetic processing unit (40). The arithmetic processing unit (40) is connected to the switch (39), and the infrared radiation thermometer (30)
The optical filter recognizes which data is transmitted from the optical filter. The arithmetic processing device (40) performs an arithmetic operation based on information on the optical filter and data from the infrared radiation thermometer (30) to obtain a polishing temperature.

【0145】赤外線放射温度計(30)は、回転軸部(1
2)の上方にワーク保持機構の中心線k(回転軸)上に
赤外線検出部が常に位置するように配置されて、ワーク
の中央部から取り出される赤外線の放射量を常に測定す
る。そのような配置を確保するために、赤外線放射温度
計(30)は中心線kが例えばワーク保持機構の揺動等に
より移動する場合には、中心線kとともに移動する。図
示した態様において、赤外線放射温度計(30)は、その
赤外線検出部が研磨パッドの表面から80cm上方に位置
するように配置されている。
The infrared radiation thermometer (30) has a rotating shaft (1).
The infrared detecting section is always arranged above the work holding mechanism on the center line k (rotary axis) of the work holding mechanism above 2), and the radiation amount of the infrared light taken out from the center of the work is always measured. In order to ensure such an arrangement, the infrared radiation thermometer (30) moves together with the center line k when the center line k moves due to, for example, swinging of the work holding mechanism. In the illustrated embodiment, the infrared radiation thermometer (30) is arranged such that the infrared detection unit is located 80 cm above the surface of the polishing pad.

【0146】研磨は、ワーク(3)を研磨パッド(28)
に対して相対的に移動させることにより実施する。この
とき、ワーク(3)ががたついたりワーク保持ヘッドか
ら飛び出さないように、相対移動を開始する前にリテー
ナリング(21)を研磨パッド(28)に押し付ける。ワー
ク(3)を研磨パッド(28)に対して相対的に移動させ
る方法としては、定盤(29)を偏心小円運動(またはオ
ービタル運動)させる方法がある。偏心小円運動の公転
直径および速度等はワークおよび研磨パッドの種類等に
応じて決定される。例えば、公転直径は5mm、相対速度
は1000mm/秒としてよい。
For polishing, the work (3) is polished to a polishing pad (28).
This is carried out by moving relative to. At this time, the retainer ring (21) is pressed against the polishing pad (28) before starting the relative movement so that the work (3) does not rattle or jump out of the work holding head. As a method of relatively moving the work (3) with respect to the polishing pad (28), there is a method of making the platen (29) move eccentrically in a small circle (or orbital). The revolution diameter and speed of the eccentric small circular motion are determined according to the type of the work and the polishing pad. For example, the revolving diameter may be 5 mm and the relative speed may be 1000 mm / sec.

【0147】次に図2を参照して、加工圧力の制御およ
び研磨温度の制御に関して説明する。図2に示すワーク
保持機構および研磨パッド等は図1を参照して説明した
ものと同一である。図2に示すように、ワーク保持機構
の各バルーン状弾性体の空間部(102,104)および空間
部(31)に圧縮空気を供給するための流体用管路(27,
36,37)は、それぞれ精密電子レギュレータ(32,33,
34)に接続されている。
Next, control of the processing pressure and control of the polishing temperature will be described with reference to FIG. The work holding mechanism and the polishing pad shown in FIG. 2 are the same as those described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the fluid conduits (27,
36, 37) are precision electronic regulators (32, 33,
34) is connected.

【0148】精密電子レギュレータ(32,33)は、各バ
ルーン状弾性体の空間部(102,104)に供給される圧縮
空気の圧力を制御する。精密電子レギュレータ(34)
は、空間部(31)に供給される圧縮空気の圧力を制御す
る。各精密電子レギュレータは独立しており、したがっ
て、ワークの中央部および周縁部ならびにリテーナリン
グにおける加工圧力をそれぞれ異なるように調節し得
る。精密電子レギュレータ(32,33)はそれぞれ、ワー
ク(3)の周縁部およびリテーナリング(21)が研磨パ
ッド(28)に押し付けられて生じる加工圧力を測定する
圧力センサー(図示せず)と接続されている。精密電子
レギュレータ(34)は、ワーク(3)の中央部が押し付
けられて生じる加工圧力を測定する圧力センサー(図示
せず)と接続されている。各圧力センサーは、各精密電
子レギュレータとバルーン状弾性体またはワークとの間
に配置され、バルーン状弾性体の空間部(102,104)ま
たは空間部(31)内の流体の圧力を測定し、予め実験的
に求めておいた各空間部(102,104,31)内の流体の圧
力と加工圧力との関係式から加工圧力を算出する。
The precision electronic regulators (32, 33) control the pressure of compressed air supplied to the space (102, 104) of each balloon-like elastic body. Precision electronic regulator (34)
Controls the pressure of the compressed air supplied to the space (31). Each precision electronic regulator is independent, so that the processing pressure at the center and the periphery of the work and at the retainer ring can be adjusted differently. Each of the precision electronic regulators (32, 33) is connected to a pressure sensor (not shown) for measuring a processing pressure generated when the periphery of the work (3) and the retainer ring (21) are pressed against the polishing pad (28). ing. The precision electronic regulator (34) is connected to a pressure sensor (not shown) for measuring a processing pressure generated when a central portion of the work (3) is pressed. Each pressure sensor is disposed between each precision electronic regulator and the balloon-like elastic body or the work, and measures the pressure of the fluid in the space (102, 104) or space (31) of the balloon-like elastic body, The processing pressure is calculated from a relational expression between the pressure of the fluid in each of the space portions (102, 104, 31) and the processing pressure which has been experimentally obtained in advance.

【0149】バランスコントローラ(35)は、ワークの
各部分における加工圧力のバランスを制御するものであ
る。具体的には、コントローラ(35)は、圧力センサか
ら精密電子レギュレータ(32,33,34)を経由して伝達
された加工圧力情報に基づいて、所定の加工圧力バラン
スが得られるよう各精密電子レギュレータに指示を与え
る。精密電子レギュレータ(32,33,34)はバランスコ
ントローラ(35)からの指示に基づいて、適当な圧力に
調節した圧縮空気を供給する。
The balance controller (35) controls the balance of the processing pressure in each part of the work. Specifically, based on the processing pressure information transmitted from the pressure sensor via the precision electronic regulators (32, 33, 34), the controller (35) controls each precision electronic device to obtain a predetermined processing pressure balance. Give instructions to the regulator. The precision electronic regulators (32, 33, 34) supply compressed air adjusted to an appropriate pressure based on an instruction from the balance controller (35).

【0150】演算処理装置(40)で求められた研磨温度
は、温度コントローラ(41)に信号として送られる。温
度コントローラ(41)は、測定された研磨温度と目標値
(望ましい研磨温度)との差から、研磨温度が目標値と
なるよう、バランスコントローラ(35)に加工圧力を変
化させることを要求する信号を送信する。即ち、図示し
た態様において、研磨温度はプロセスパラメータとして
加工圧力を変化させることにより制御される。バランス
コントローラ(35)は当該信号に基づいて加工圧力のバ
ランスを決定し、各精密電子レギュレータ(32,33,3
4)に指示を与える。各精密電子レギュレータ(32,3
3,34)は、指示に基づいて圧縮空気の圧力を調節す
る。
The polishing temperature obtained by the processing unit (40) is sent as a signal to the temperature controller (41). From the difference between the measured polishing temperature and the target value (desired polishing temperature), the temperature controller (41) requests the balance controller (35) to change the processing pressure so that the polishing temperature becomes the target value. Send That is, in the illustrated embodiment, the polishing temperature is controlled by changing the processing pressure as a process parameter. The balance controller (35) determines the balance of the processing pressure based on the signal, and controls each precision electronic regulator (32, 33, 3).
Give instructions to 4). Each precision electronic regulator (32, 3
3, 34) adjusts the pressure of the compressed air based on the instruction.

【0151】図示した制御システムにおいて、温度コン
トローラ(41)からコントローラ(35)に送信される信
号は、研磨終点検出器(43)によってモニターされてい
る。研磨終点検出器(43)は、この信号が所定量以上に
加工圧力を変化させることを要求する信号を検出したと
きに、加工圧力をゼロにするように指示する信号をバラ
ンスコントローラ(35)に送る。バランスコントローラ
(35)はこの指示に従って、各精密電子レギュレータ
(32,33,34)に指示を与えて圧縮空気の圧力をゼロに
し、それにより研磨が終了する。
In the illustrated control system, a signal transmitted from the temperature controller (41) to the controller (35) is monitored by a polishing end point detector (43). When the polishing end point detector (43) detects a signal requesting that the processing pressure be changed by a predetermined amount or more, the polishing end point detector (43) sends a signal instructing the processing pressure to be zero to the balance controller (35). send. In accordance with this instruction, the balance controller (35) gives an instruction to each precision electronic regulator (32, 33, 34) to reduce the pressure of the compressed air to zero, thereby completing the polishing.

【0152】この制御システムにおいて、加工圧力を変
化させる制御要素は、各精密電子レギュレータ(32,3
3,34)およびバランスコントローラ(35)である。バ
ランスコントローラ(35)は、加工圧力の測定値、
温度コントローラ(41)からの指示、および研磨終点
検出器(43)からの指示に基づいて、圧力バランスを制
御する。
In this control system, the control element for changing the processing pressure is a precision electronic regulator (32, 3
3, 34) and the balance controller (35). The balance controller (35) measures the processing pressure,
The pressure balance is controlled based on an instruction from the temperature controller (41) and an instruction from the polishing end point detector (43).

【0153】この制御システムには、必要に応じて冷却
手段(図示せず)が設けられる。冷却手段は、温度コン
トローラ(41)と接続され、温度コントローラ(41)か
らの指示に従って研磨パッド(28)を冷却する。研磨パ
ッド(28)の冷却は、ワークの研磨により加熱された研
磨パッド(28)の温度を、ワークが研磨パッドから離れ
た後、次のワークの研磨を開始する前に所定温度とする
ために実施される。
This control system is provided with a cooling means (not shown) as required. The cooling means is connected to the temperature controller (41), and cools the polishing pad (28) according to an instruction from the temperature controller (41). The cooling of the polishing pad (28) is performed so that the temperature of the polishing pad (28) heated by the polishing of the work is set to a predetermined temperature after the work is separated from the polishing pad and before the next work is polished. Will be implemented.

【0154】次に、研磨温度を測定するとともに所定温
度に維持しながら実施する本発明の研磨方法をより詳細
に説明する。
Next, the polishing method of the present invention, which is performed while measuring and maintaining the polishing temperature at a predetermined temperature, will be described in more detail.

【0155】まず、精密電子レギュレータ(33)を用い
て低圧(例えば4.9kPa−Gauge(0.05kgf/cm2-
Gauge))の圧縮空気でバルーン状弾性体を構成する弾
性シート(23)を膨張させる。それによりリテーナリン
グ(21)を押圧方向で移動させて、リテーナリング(2
1)の表面をリップシール(18)の表面よりも下方に突
出させ、ワークを保持したときにリテーナリング(21)
の表面がワーク表面よりも下方に位置するようにする。
それから、搬入搬出装置(例えばロボット:図示せず)
によりワーク(3)をワーク保持機構のウエハ保持部に
搬入して、ワーク保持機構の作動を開始し、空間部(3
1)を真空引きする。その結果、ワーク(3)はリップ
シール(18)に吸着される。
First, using a precision electronic regulator (33), a low pressure (for example, 4.9 kPa-Gauge (0.05 kgf / cm 2-
Gauge)) is used to expand the elastic sheet (23) constituting the balloon-like elastic body. As a result, the retainer ring (21) is moved in the pressing direction, and the retainer ring (2
The surface of (1) protrudes below the surface of the lip seal (18), and when holding the work, the retainer ring (21)
Is positioned below the work surface.
Then, a loading / unloading device (for example, a robot: not shown)
Then, the work (3) is carried into the wafer holding portion of the work holding mechanism, and the operation of the work holding mechanism is started.
Vacuum 1). As a result, the work (3) is attracted to the lip seal (18).

【0156】搬入搬出装置が退避した後、ワーク(3)
は研磨パッド(28)の上方に配置される。それから、精
密電子レギュレータ(33)を用いて低圧(例えば9.8
kPa−Gauge(0.1kgf/cm2-Gauge))の圧縮空気で
バルーン状弾性体の弾性シート(23)を膨張させて、リ
テーナリング(21)をその表面が研磨パッド(28)に接
触するまで移動させる。このとき、研磨パッド(28)上
には研磨液(図示せず)が予め供給されている。リテー
ナリング(21)が研磨パッド(28)に接触すると、リテ
ーナリング(21)は研磨パッド(28)によって上向きに
押されて僅かに(例えば0.01mm)上昇する。
After the loading / unloading device is retracted, the work (3)
Is located above the polishing pad (28). Then, using a precision electronic regulator (33), low pressure (for example, 9.8)
The balloon-like elastic sheet (23) is inflated with compressed air of kPa-Gauge (0.1 kgf / cm 2 -Gauge), and the surface of the retainer ring (21) comes into contact with the polishing pad (28). Move up to At this time, a polishing liquid (not shown) is supplied on the polishing pad (28) in advance. When the retainer ring (21) contacts the polishing pad (28), the retainer ring (21) is pushed upward by the polishing pad (28) and rises slightly (for example, 0.01 mm).

【0157】次に、空間部(31)が精密電子レギュレー
タ(34)によって正圧(例えば9.8kPa−Gauge
(0.1kgf/cm2-Gauge))に制御されるとともに、精
密電子レギュレータ(32)で圧力制御された圧縮空気
(例えば9.8kPa−Gauge(0.1kgf/cm2-Gaug
e))がバルーン状弾性体の空間部(102)に供給され
て、ワーク(3)が研磨パッド(28)に押圧される。こ
の操作により、ワーク(3)およびリテーナリング(2
1)がともに研磨パッド(28)に押圧されることとなっ
て、押圧のバランスがとられる。
Next, the space (31) is subjected to a positive pressure (for example, 9.8 kPa-Gauge) by a precision electronic regulator (34).
(0.1 kgf / cm 2 -Gaug) and pressure controlled by a precision electronic regulator (32) (for example, 9.8 kPa-Gauge (0.1 kgf / cm 2 -Gaug)).
e)) is supplied to the space (102) of the balloon-like elastic body, and the work (3) is pressed against the polishing pad (28). By this operation, the work (3) and the retainer ring (2
1) are both pressed by the polishing pad (28), and the pressing is balanced.

【0158】続いて、ワーク(3)を研磨パッド(2)
に対して相対的に移動させる。ワーク(3)を研磨パッ
ド(28)に対して相対的に移動させる方法としては、研
磨パッドが取り付けられた定盤(29)を偏心小円運動
(またはオービタル運動)させる方法がある。偏心小円
運動の公転直径および速度等はワークおよび研磨パッド
の種類等に応じて決定される。例えば、公転直径を5m
m、相対速度を1000mm/秒として、定盤(29)を駆
動装置(図示せず)を用いて駆動させることができる。
Subsequently, the work (3) is polished to the polishing pad (2).
Move relative to. As a method of relatively moving the work (3) with respect to the polishing pad (28), there is a method of performing a small eccentric circular motion (or orbital motion) of the platen (29) to which the polishing pad is attached. The revolution diameter and speed of the eccentric small circular motion are determined according to the type of the work and the polishing pad. For example, the revolving diameter is 5m
The platen (29) can be driven using a driving device (not shown) with the relative speed of m and the relative speed being 1000 mm / sec.

【0159】ワーク(3)の相対速度は移動開始から徐
々に(例えば10秒間で)高くして所定の値とする。速
度を高くしている間に、バランスコントローラ(35)が
圧力バランスを予め設定された値にコントロールして、
精密電子レギュレータ(32,33,34)により圧縮空気の
圧力を所定の圧力(例えば約39.2kPa−Gauge
(0.4kgf/cm2-Gauge))まで高める。それにより、
ワーク(3)の表面(被研磨面)とリテーナリング(2
1)の表面が同一面上に保持された状態で研磨プロセス
が進行する。研磨中、研磨パッド(28)の研磨面には研
磨液が連続的に供給される。
The relative speed of the work (3) is increased gradually (for example, for 10 seconds) from the start of the movement to a predetermined value. While increasing the speed, the balance controller (35) controls the pressure balance to a preset value,
The pressure of the compressed air is adjusted to a predetermined pressure (for example, about 39.2 kPa-Gauge) by a precision electronic regulator (32, 33, 34).
(0.4 kgf / cm 2 -Gauge)). Thereby,
Work (3) surface (polished surface) and retainer ring (2
The polishing process proceeds while the surface of 1) is held on the same surface. During polishing, the polishing liquid is continuously supplied to the polishing surface of the polishing pad (28).

【0160】ワーク(3)の研磨レート(単位時間あた
りの研磨量)は加工圧力と相対速度によって決定され
る。したがって、研磨中、精密電子レギュレータ(32)
はバルーン状弾性体の空間部(102)に供給される圧縮
空気の圧力を調節して、ワーク(3)の周縁部の研磨レ
ートを調節する。精密電子レギュレータ(34)は空間部
(31)に供給される圧力を調節して、ワーク(3)の中
央部の研磨レートを調節する。
The polishing rate (polishing amount per unit time) of the work (3) is determined by the processing pressure and the relative speed. Therefore, during polishing, precision electronic regulator (32)
Adjusts the pressure of the compressed air supplied to the space (102) of the balloon-like elastic body to adjust the polishing rate of the peripheral portion of the work (3). The precision electronic regulator (34) adjusts the pressure supplied to the space (31) to adjust the polishing rate at the center of the work (3).

【0161】精密電子レギュレータ(33)は、バルーン
状弾性体の空間部(104)に供給される圧縮空気の圧力
を調節して、リテーナリング(21)が研磨パッド(28)
に加える圧力を制御する。リテーナリング(21)が押圧
されることにより、ワーク(3)の外縁付近における研
磨パッド(28)の圧縮変形状態が変化する。したがっ
て、リテーナリング(21)が研磨パッド(28)に加える
圧力を変化させることにより、ワーク(3)の外縁の研
磨レートを変化させてワーク(3)の外縁における縁ダ
レを防止することができる。
The precision electronic regulator (33) adjusts the pressure of the compressed air supplied to the space (104) of the balloon-like elastic body, and the retainer ring (21) adjusts the polishing pad (28).
To control the pressure applied to When the retainer ring (21) is pressed, the compression deformation state of the polishing pad (28) near the outer edge of the work (3) changes. Therefore, by changing the pressure applied by the retainer ring (21) to the polishing pad (28), the polishing rate at the outer edge of the work (3) can be changed to prevent edge sagging at the outer edge of the work (3). .

【0162】バランスコントローラ(35)は、精密電子
レギュレータ(32,33,34)を制御して圧力バランスを
変化させる。圧力バランスを変化させることにより、ワ
ーク(3)の中央部、周縁部および外縁の研磨レートを
変化させ得、ひいては研磨プロファイルを変化させ得
る。研磨プロファイルは、ワーク表面が均一に研磨され
るように変化させることが好ましい。
The balance controller (35) controls the precision electronic regulators (32, 33, 34) to change the pressure balance. By changing the pressure balance, it is possible to change the polishing rate of the central portion, the peripheral portion and the outer edge of the work (3), and consequently the polishing profile. The polishing profile is preferably changed so that the work surface is polished uniformly.

【0163】研磨中、周縁プレート部材(14b)および
リテーナリング(21)はダイヤフラム(20,22)で保持
されているため、保持機構(10)と研磨パッド(28)と
の間の位置関係が変化し又は両者の間で傾きが生じて
も、ダイヤフラムによってそれらは補正され、したがっ
て圧力のバランスは変化しにくい。また、リテーナリン
グ(21)が研磨パッド(28)に押し付けられることによ
って、ワーク(3)のがたつきが防止される。ワーク
(3)がワーク保持ヘッドから飛び出すこともない。
During the polishing, since the peripheral plate member (14b) and the retainer ring (21) are held by the diaphragms (20, 22), the positional relationship between the holding mechanism (10) and the polishing pad (28) is reduced. Any changes or tilts between the two are compensated by the diaphragm, so that the pressure balance is less likely to change. In addition, the retainer ring (21) is pressed against the polishing pad (28), thereby preventing the work (3) from rattling. The work (3) does not jump out of the work holding head.

【0164】図示した態様によれば、ダイヤフラム(2
2)の内周部および外周部が固定されているので、研磨
中、例えば、ワーク(3)が摩擦力により水平方向に変
位してリテーナリング(21)と接触することによって、
また、リテーナリング(21)に加わる摩擦力によって、
リテーナリング(21)の一部を水平方向に変位させよう
とする力が加わっても、リテーナリング(21)は水平方
向で大きく変位しない。これは、リテーナリング(21)
が全周にわたって、ワーク保持機構の回転軸を対称軸と
する軸対称構造を有する環状のダイヤフラム(22)で保
持されているためである。即ち、リテーナリング(21)
にそのような力が加わっても、ダイヤフラム(22)が弾
性変形して、その力と対称軸に関して反対向きの力をリ
テーナリング(21)に加えることができるために、リテ
ーナリング(21)は水平方向で大きく変位せず、また、
リテーナリング(21)のセンターはワーク保持機構(1
0)のセンターと常に一致し得る。
According to the illustrated embodiment, the diaphragm (2
Since the inner and outer peripheral portions of 2) are fixed, during polishing, for example, the work (3) is displaced in the horizontal direction due to frictional force and comes into contact with the retainer ring (21).
Also, due to the frictional force applied to the retainer ring (21),
Even if a force for displacing a part of the retainer ring (21) in the horizontal direction is applied, the retainer ring (21) does not significantly displace in the horizontal direction. This is a retaining ring (21)
Is held around the entire circumference by an annular diaphragm (22) having an axially symmetric structure with the rotation axis of the work holding mechanism as the axis of symmetry. That is, retainer ring (21)
Even if such a force is applied to the retainer ring (21), the diaphragm (22) is elastically deformed, and a force in the opposite direction with respect to the axis of symmetry can be applied to the retainer ring (21). No significant displacement in the horizontal direction,
The center of the retainer ring (21) is the work holding mechanism (1
0) can always coincide with the center.

【0165】加工圧力を制御しながらワークを研磨して
いる間、赤外線放射温度計(30)は、光学フィルター
(38a,38b)をそれぞれ透過した2つの異なる波長域
の赤外線の放射量を交互に測定する。測定された放射量
のデータは演算処理装置(40)に送られる。演算処理装
置(40)は放射量のデータから研磨温度を算出する。
While the workpiece is being polished while controlling the processing pressure, the infrared radiation thermometer (30) alternately measures the amount of infrared radiation in two different wavelength ranges transmitted through the optical filters (38a, 38b). Measure. The measured radiation amount data is sent to the arithmetic processing unit (40). The arithmetic processing unit (40) calculates the polishing temperature from the data of the radiation amount.

【0166】研磨温度は、演算処理装置(40)から温度
コントローラに信号として送られる。温度コントローラ
(41)は、予め設定された最適研磨温度と測定された研
磨温度との差ならびに研磨温度と加工圧力との関係に基
づいて加工圧力の過不足を求め、バランスコントローラ
(35)に加工圧力を大きくする又は小さくするよう指示
を与える。バランスコントローラ(35)はこの指示に従
って圧力バランスを算出し、精密電子レギュレータ(3
2,33,34)を制御して加工圧力を所望のように変化さ
せる。このように加工圧力を変化させることで、研磨温
度が最適研磨温度に維持される。最適研磨温度は、ワー
クの種類等に応じて異なる。例えば、SiO2から成る
層間絶縁膜を研磨する場合、最適研磨温度は約70℃で
ある。
The polishing temperature is sent as a signal from the arithmetic processing unit (40) to the temperature controller. The temperature controller (41) obtains an excess or deficiency of the processing pressure based on a difference between a preset optimum polishing temperature and the measured polishing temperature and a relationship between the polishing temperature and the processing pressure. Give instructions to increase or decrease pressure. The balance controller (35) calculates the pressure balance according to this instruction, and calculates the precision electronic regulator (3
2, 33, 34) to change the processing pressure as desired. By changing the processing pressure in this way, the polishing temperature is maintained at the optimum polishing temperature. The optimum polishing temperature differs depending on the type of the work and the like. For example, when polishing an interlayer insulating film made of SiO 2 , the optimum polishing temperature is about 70 ° C.

【0167】図示した態様において、加工圧力を制御す
る制御システムは閉ループを形成しており、研磨終了点
は、温度コントローラ(41)からバランスコントローラ
(35)へ送信される信号に基づいて検出される。研磨終
点検出器(43)は、例えば被研磨面に露出している物質
の変化による研磨温度の急変に起因して、所定量以上の
加工圧力の変化を要求する信号を検出したときに研磨が
終了したと判断する。研磨が終了すると、研磨終点検出
器(43)は研磨を終了させるために必要な指示をバラン
スコントローラ(35)および定盤(29)の駆動装置(な
らびにワーク保持機構が運動しているときはその駆動装
置)に送信する。
In the illustrated embodiment, the control system for controlling the processing pressure forms a closed loop, and the polishing end point is detected based on a signal transmitted from the temperature controller (41) to the balance controller (35). . The polishing end point detector (43) detects a signal that requires a change in the processing pressure by a predetermined amount or more, for example, due to a sudden change in the polishing temperature due to a change in the material exposed on the surface to be polished. It is determined that the process has been completed. When the polishing is completed, the polishing end point detector (43) issues an instruction necessary for terminating the polishing to the balance controller (35) and the drive of the platen (29) (and the work holding mechanism when the work holding mechanism is moving). Drive device).

【0168】研磨プロセスが終了すると、研磨終点検出
器(43)の指示に従って、ワーク(3)の研磨パッド
(28)に対する相対移動が停止され、同時にワーク
(3)およびリテーナリング(21)が低圧(例えば4.
9kPa−Gauge(0.05kgf/cm2-Gauge))で研磨パ
ッド(28)に押圧されるように、バランスコントローラ
(35)が精密電子レギュレータ(32,33,34)を制御す
る。それにより、保持機構(10)は、ワーク(3)を研
磨パッド(28)に軽く押圧しながら、図3に示すよう
に、ワークの搬入搬出装置が作動できる位置まで上昇す
る。それから、搬入搬出装置を用いて、研磨されたワー
クを搬出し、研磨されていないワークを搬入する。
When the polishing process is completed, the relative movement of the work (3) with respect to the polishing pad (28) is stopped in accordance with the instruction of the polishing end point detector (43), and at the same time, the work (3) and the retainer ring (21) are driven at a low pressure. (For example, 4.
The balance controller (35) controls the precision electronic regulators (32, 33, 34) so that the polishing pad (28) is pressed with 9 kPa-Gauge (0.05 kgf / cm 2 -Gauge). As a result, the holding mechanism (10) rises to a position where the work loading / unloading device can operate, as shown in FIG. 3, while lightly pressing the work (3) against the polishing pad (28). Then, using the loading / unloading device, the polished work is carried out, and the unpolished work is carried in.

【0169】図2に示すように、赤外線放射温度計(3
0)はワーク(3)の裏面側にてワーク保持機構(10)
の上方に位置するので、ワークの搬入搬出を妨げない。
したがって、本発明の研磨方法においては、研磨開始時
から終了時に至るまで研磨工程に影響を及ぼすことなく
研磨温度をより正確に測定しながら、ワークを研磨する
ことが可能である。
As shown in FIG. 2, the infrared radiation thermometer (3
0) is the work holding mechanism (10) on the back side of the work (3)
, So that loading and unloading of the work is not hindered.
Therefore, in the polishing method of the present invention, the workpiece can be polished from the start to the end of the polishing without affecting the polishing process while measuring the polishing temperature more accurately.

【0170】研磨中、赤外線放射温度計(30)はワーク
(3)の裏面側に位置してワークおよび研磨パッドに接
触しないので、加工圧力に影響を及ぼさない。したがっ
て、図示した態様によれば、コントローラおよび精密電
子レギュレータで制御された加工圧力にて均一に研磨を
進行させながら、研磨温度をより正確に測定することが
可能である。
During polishing, the infrared radiation thermometer (30) is located on the back side of the work (3) and does not contact the work and the polishing pad, so that it does not affect the processing pressure. Therefore, according to the illustrated embodiment, the polishing temperature can be measured more accurately while the polishing proceeds uniformly at the processing pressure controlled by the controller and the precision electronic regulator.

【0171】図3に示すように、赤外線放射温度計(3
0)は、ワークの搬入搬出の間、研磨パッド(28)の研
磨面の温度を測定することができる。測定された研磨パ
ッドの研磨面の温度が例えば高すぎる場合には、適当な
冷却手段(例えば、空気吹付け器)(44)によって研磨
パッドを冷却してよい。それにより、次のワークが研磨
されるまでに研磨パッドの温度を所望の温度にすること
ができる。
As shown in FIG. 3, an infrared radiation thermometer (3
0) The temperature of the polishing surface of the polishing pad (28) can be measured during the loading and unloading of the work. If the measured temperature of the polishing surface of the polishing pad is, for example, too high, the polishing pad may be cooled by a suitable cooling means (eg, an air blaster) (44). Thereby, the temperature of the polishing pad can be set to a desired temperature before the next work is polished.

【0172】研磨中に測定された研磨温度は、ワークの
研磨レートに関する情報を与える。研磨温度が所定の値
を超えた場合には、精密電子レギュレータによって加工
圧力を直ちに調節し、所定の研磨レートを常に得るよう
にすることが好ましい。
The polishing temperature measured during polishing gives information on the polishing rate of the work. When the polishing temperature exceeds a predetermined value, it is preferable that the processing pressure is immediately adjusted by a precision electronic regulator so that a predetermined polishing rate is always obtained.

【0173】本発明の研磨装置の別の例を図4に示す。
図4においては、図1に示す光学フィルター(38a,38
b)に代えて、波長選択性の反射板(42)が設けられて
いる。反射板(42)は、ワークを透過する波長域(例え
ば波長域4μm以下)の赤外線を反射し、ワークを透過
しない波長域(例えば波長域4μm以上)の赤外線を透
過させる。反射板(42)を透過した赤外線の放射量は、
ワーク保持機構(10)の中心線k(回転軸)上に配置さ
れた赤外線放射温度計(30a)で測定される。反射板
(42)で反射された赤外線の放射量は、赤外線放射温度
計(30b)で測定される。赤外線放射温度計(30a,30
b)で測定された放射量に基づいて、演算処理装置(4
0)で研磨温度が算出される。その他の部材および要素
は図1に示すそれらと同じである。
FIG. 4 shows another example of the polishing apparatus of the present invention.
In FIG. 4, the optical filters (38a, 38) shown in FIG.
Instead of b), a wavelength-selective reflector (42) is provided. The reflection plate (42) reflects infrared rays in a wavelength range (for example, a wavelength range of 4 μm or less) that transmits the work, and transmits infrared rays in a wavelength range (for example, a wavelength range of 4 μm or more) that does not transmit the work. The amount of infrared radiation transmitted through the reflector (42)
It is measured by an infrared radiation thermometer (30a) arranged on the center line k (rotation axis) of the work holding mechanism (10). The amount of infrared radiation reflected by the reflector (42) is measured by an infrared radiation thermometer (30b). Infrared radiation thermometer (30a, 30
Based on the radiation amount measured in b), an arithmetic processing unit (4
In (0), the polishing temperature is calculated. Other members and elements are the same as those shown in FIG.

【0174】図示した研磨方法はいずれも、本発明の実
施形態の一例であり、本発明の範囲はこの実施形態に限
定されるものではない。また、これらの実施形態には必
要に応じて変更を加えてよい。例えば、ワーク保持機構
の動作において、ワークの搬入搬出方法および圧縮空気
の圧力等はワークおよび研磨パッドの種類等に応じて適
宜選択される。ワーク保持機構の構造も必要に応じて変
更できる。
Each of the illustrated polishing methods is an example of an embodiment of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to this embodiment. Further, these embodiments may be modified as needed. For example, in the operation of the work holding mechanism, the method of loading and unloading the work, the pressure of compressed air, and the like are appropriately selected according to the type of the work and the polishing pad. The structure of the work holding mechanism can be changed as needed.

【0175】[0175]

【発明の効果】以上において説明したように、本発明の
研磨温度測定方法は、少なくとも2つの異なる波長また
は波長域の赤外線をワークの中央部の裏面側にて取り出
し、取り出した各波長または波長域の赤外線の放射量を
非接触で測定し、各波長または波長域の赤外線放射量か
らワークの被研磨面の温度を研磨温度として測定するこ
とを特徴とする。かかる特徴により、加工圧力を局所的
に変化させることなく、現に研磨されている所定部分の
温度を、外乱となる赤外線の影響を排除して、連続的に
正確に測定することが可能となる。温度は非接触で測定
されるため、測定器の熱容量による測定誤差もない。
As described above, in the polishing temperature measuring method of the present invention, at least two infrared rays having different wavelengths or wavelength ranges are extracted at the back side of the center of the work, and the extracted wavelengths or wavelength ranges are extracted. Is measured in a non-contact manner, and the temperature of the surface to be polished of the work is measured as the polishing temperature from the amount of infrared radiation of each wavelength or wavelength range. With such a feature, it is possible to continuously and accurately measure the temperature of the currently polished predetermined portion without locally changing the processing pressure, excluding the influence of infrared rays which may be a disturbance. Since the temperature is measured without contact, there is no measurement error due to the heat capacity of the measuring instrument.

【0176】特に、少なくとも2つの異なる波長または
波長域の赤外線として、ワークを透過する波長または波
長域の赤外線を少なくとも1つ取り出し、ワークを透過
しない波長または波長域の赤外線を少なくとも1つ取り
出して、研磨温度を測定すれば、外乱の影響をより精度
良く排除して、研磨温度をより正確に測定することがで
きる。
In particular, as infrared rays of at least two different wavelengths or wavelength ranges, at least one infrared ray of a wavelength or a wavelength range that transmits a work is extracted, and at least one infrared ray of a wavelength or a wavelength range that does not transmit a work is extracted. If the polishing temperature is measured, the influence of disturbance can be eliminated more accurately, and the polishing temperature can be measured more accurately.

【0177】したがって、本発明の研磨温度測定方法に
より研磨温度を測定しながら、研磨を実施すれば、従来
の研磨方法と比較してより正確に研磨温度を測定しなが
らワークを研磨し得るので、研磨温度をより適切に制御
して研磨レートを一定にすることができる。即ち、本発
明の研磨方法は、均一に研磨された歩留まりの高い製品
を与える。
Therefore, if the polishing is performed while measuring the polishing temperature by the polishing temperature measuring method of the present invention, the workpiece can be polished while measuring the polishing temperature more accurately than in the conventional polishing method. The polishing rate can be made constant by more appropriately controlling the polishing temperature. That is, the polishing method of the present invention provides a product which is uniformly polished and has a high yield.

【0178】本発明の研磨温度測定方法および研磨方法
は、筒状の軸部、赤外線透過部を有するプレート部材、
およびワークの周縁部の裏面に位置するようにプレート
部材に取り付けられたリップシールを含むワーク保持機
構を有する研磨装置を用い、赤外線透過部および軸部を
経由した赤外線の放射量を測定することにより好ましく
実施される。このワーク保持機構にワークを保持させる
と、プレート部材、リップシールおよびワークにより空
間部が形成されるので、当該空間部に流体を供給すれば
流体の圧力によりワークを研磨パッドに押圧できる。し
たがって、このワーク保持機構を用いれば、ワークを研
磨パッドに押し付けた状態でワークを研磨しながら、よ
り正確な研磨温度を測定することができる。
The polishing temperature measuring method and the polishing method according to the present invention include a plate member having a cylindrical shaft portion and an infrared ray transmitting portion;
By using a polishing device having a work holding mechanism including a lip seal attached to a plate member so as to be located on the back surface of the peripheral portion of the work, and by measuring the amount of infrared radiation through the infrared transmitting portion and the shaft portion It is preferably implemented. When the work is held by the work holding mechanism, a space is formed by the plate member, the lip seal, and the work. If a fluid is supplied to the space, the work can be pressed against the polishing pad by the pressure of the fluid. Therefore, if this work holding mechanism is used, a more accurate polishing temperature can be measured while polishing the work in a state where the work is pressed against the polishing pad.

【0179】本発明の研磨方法は、本発明のワーク保持
機構、ならびに少なくとも2つの異なる波長または波長
域の赤外線を取り出す装置(例えば光学フィルターまた
は波長選択性の反射板)を含む研磨装置によって好まし
く実施される。本発明の研磨装置によれば、ワークを研
磨パッドに押し付けた状態でワークを研磨しながら、よ
り正確な研磨温度を測定できる。
The polishing method of the present invention is preferably performed by the polishing apparatus including the work holding mechanism of the present invention and at least two devices for extracting infrared rays having different wavelengths or wavelength ranges (for example, an optical filter or a wavelength-selective reflector). Is done. According to the polishing apparatus of the present invention, a more accurate polishing temperature can be measured while polishing the work in a state where the work is pressed against the polishing pad.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のワーク保持機構を用いた本発明の研
磨温度測定方法および研磨方法の実施形態の一例を示す
模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an embodiment of a polishing temperature measuring method and a polishing method of the present invention using a work holding mechanism of the present invention.

【図2】 本発明の研磨方法に適用可能な研磨温度の制
御システムを示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a polishing temperature control system applicable to the polishing method of the present invention.

【図3】 ワークの搬入搬出時に本発明の研磨温度測定
方法によって研磨パッドの研磨面の温度を測定している
状態を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic view showing a state in which the temperature of the polishing surface of the polishing pad is measured by the polishing temperature measuring method of the present invention when the work is carried in and out.

【図4】 本発明のワーク保持機構を用いた本発明の研
磨温度測定方法および研磨方法の実施形態の別の例を示
す模式図である。
FIG. 4 is a schematic view showing another example of the embodiment of the polishing temperature measuring method and the polishing method of the present invention using the work holding mechanism of the present invention.

【図5】 (a)および(b)はそれぞれ、2つの光学
フィルターを切り替える方法を示す模式図である。
FIGS. 5A and 5B are schematic diagrams each showing a method of switching between two optical filters.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3...ワーク(半導体ウエハ)、10...ワーク保持機構、
11...保持ベース、12...回転軸、13...中空部、14...プ
レート部材、15...開口部、16...赤外線透過部、18...
リップシール、19...弾性シート、20...ダイヤフラム、
21...リテーナリング、22...ダイヤフラム、23...弾性
シート、24...押え板、25... 板状部材、26...押え板、
27...流体用管路、28...研磨パッド、29...定盤、30,3
0a,30b...赤外線放射温度計、31...空間部、32,3
3,34...精密電子レギュレータ、35...バランスコント
ローラ、36...流体用管路、37...流体用管路、38a,38
b...光学フィルター、39...切り替え器、40...演算処
理装置、41...温度コントローラ、42...反射板、43...
研磨終点検出器、102,104...空間部。
3 ... work (semiconductor wafer), 10 ... work holding mechanism,
11 ... holding base, 12 ... rotating shaft, 13 ... hollow part, 14 ... plate member, 15 ... opening, 16 ... infrared transmission part, 18 ...
Lip seal, 19 ... elastic sheet, 20 ... diaphragm,
21 ... retainer ring, 22 ... diaphragm, 23 ... elastic sheet, 24 ... holding plate, 25 ... plate-like member, 26 ... holding plate,
27 ... Fluid line, 28 ... Polishing pad, 29 ... Surface plate, 30, 3
0a, 30b ... infrared radiation thermometer, 31 ... space, 32, 3
3, 34 ... precision electronic regulator, 35 ... balance controller, 36 ... fluid line, 37 ... fluid line, 38a, 38
b ... Optical filter, 39 ... Switcher, 40 ... Processing unit, 41 ... Temperature controller, 42 ... Reflector, 43 ...
Polishing end point detector, 102, 104 ... space.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/304 621 H01L 21/304 621D 622 622K 622R Fターム(参考) 3C029 EE03 3C034 AA13 BB71 BB93 CA02 CA05 CA19 CA22 CB01 DD01 DD10 3C058 AA07 AA12 AB04 AC02 BA05 BA08 BB02 BB04 BC01 CA01 DA12 DA17 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/304 621 H01L 21/304 621D 622 622K 622R F-term (Reference) 3C029 EE03 3C034 AA13 BB71 BB93 CA02 CA05 CA19 CA22 CB01 DD01 DD10 3C058 AA07 AA12 AB04 AC02 BA05 BA08 BB02 BB04 BC01 CA01 DA12 DA17

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ワークを研磨パッドに押圧しながら研磨
パッドに対して相対的に移動させてワーク表面を研磨す
るに際し、 少なくとも2つの異なる波長または波長域の赤外線であ
って、その放射量がワークの被研磨面の温度に応じて変
わる赤外線を、ワークの中央部の裏面側にて取り出し、 取り出した各波長または波長域の赤外線の放射量を非接
触で測定し、 各波長または波長域の赤外線の放射量からワークの被研
磨面の温度を測定する研磨温度測定方法。
When polishing a work surface by moving the work relative to the polishing pad while pressing the work against the polishing pad, the amount of radiation is at least two different wavelengths or infrared wavelengths of the work. The infrared light that changes according to the temperature of the surface to be polished is extracted from the back side of the center of the work, and the amount of emitted infrared light of each wavelength or wavelength range is measured in a non-contact manner. A polishing temperature measuring method for measuring the temperature of the surface to be polished of a work from the radiation amount of the workpiece.
【請求項2】 請求項1に記載の研磨温度測定方法であ
って、 1)少なくとも2つの異なる波長または波長域の赤外線
を (a)少なくとも1つの赤外線が、その放射量からワー
クの被研磨面の温度を求めることができる波長または波
長域の赤外線Aであり、 (b)少なくとも1つの赤外線が、外乱を放射する部分
から放射される赤外線のうち、外乱とならない波長もし
くは波長域、または当該波長もしくは波長域を含む波長
域の赤外線Bであるように、ワークの中央部の裏面側に
て取り出し、 2)赤外線AおよびBの放射量EaおよびEbを測定
し、 3)放射量Ebを赤外線Aの波長または波長域の放射量
Ea’に換算する、あるいは放射量Eaを赤外線Bの波
長または波長域の放射量Eb’に換算し、 4)EaとEa’の差またはEbとEb’の差から、ワ
ークの被研磨面における温度を求めることを含む方法。
2. The polishing temperature measuring method according to claim 1, wherein: (1) at least two infrared rays having different wavelengths or wavelength ranges; (B) at least one of the infrared rays radiated from the part emitting the disturbance, the infrared ray A having a wavelength or a wavelength range that does not become a disturbance, or the wavelength. Alternatively, it is taken out from the back side of the central portion of the work so that it is infrared B in the wavelength range including the wavelength range. 2) The radiation amounts Ea and Eb of the infrared rays A and B are measured. 4) The difference between Ea and Ea 'or the difference between Eb and Eb 'From the difference in the temperature of the workpiece to be polished.
【請求項3】 上記赤外線Aが、ワークを透過する波長
もしくは波長域、または当該波長もしくは波長域を含む
波長域の赤外線であり、上記赤外線Bが、ワークを透過
しない波長もしくは波長域、または当該波長もしくは波
長域を含む波長域の赤外線である請求項2に記載の研磨
温度測定方法。
3. The infrared ray A is an infrared ray having a wavelength or a wavelength range transmitting the work, or an infrared ray having a wavelength range including the wavelength or the wavelength range, and the infrared ray B is a wavelength or a wavelength range not transmitting the work, or the infrared ray. The polishing temperature measuring method according to claim 2, wherein the infrared ray is infrared light in a wavelength range including a wavelength or a wavelength range.
【請求項4】 請求項1に記載の研磨温度測定方法であ
って、 1)2つの異なる波長または波長域の赤外線αおよび赤
外線βを取り出し、 2)研磨を実施する系において、ワークの被研磨面の温
度Tαおよび外乱を放射する1つの部分の温度Tβを変
化させ、各温度の組合せにおける赤外線αの放射量Eα
および赤外線βの放射量Ebを測定し、それらから、E
α、TαおよびTβの相関関係fα、ならびにEβ、T
αおよびTβの相関関係fβを予め求め、 3)被処理物を研磨しながら、赤外線αの放射量Eαお
よび赤外線βの放射量Eβを測定し、測定された2つの
放射量EαおよびEβの組み合わせから相関関係fαお
よびfβに基づいてワークの被研磨面の温度を求めるこ
とを含む方法。
4. The method of measuring a polishing temperature according to claim 1, wherein: 1) extracting infrared rays α and infrared rays β of two different wavelengths or wavelength ranges; and 2) polishing the workpiece in a system for performing polishing. The temperature Tα of the surface and the temperature Tβ of one part that emits disturbance are changed, and the radiation amount Eα of the infrared ray α at each temperature combination is changed.
And the amount of radiation Eb of infrared β was measured, and
The correlation fα between α, Tα and Tβ, and Eβ, T
The correlation fβ between α and Tβ is obtained in advance, and 3) the radiation amount Eα of the infrared ray α and the radiation amount Eβ of the infrared β are measured while polishing the object to be processed, and a combination of the two measured radiation amounts Eα and Eβ Determining the temperature of the surface to be polished of the workpiece based on the correlations fα and fβ.
【請求項5】 上記赤外線βが、外乱とならない波長も
しくは波長域、または当該波長もしくは波長域を含む波
長域の赤外線である請求項4に記載の研磨温度測定方
法。
5. The polishing temperature measuring method according to claim 4, wherein the infrared ray β is an infrared ray having a wavelength or a wavelength range that does not cause disturbance or a wavelength range including the wavelength or the wavelength range.
【請求項6】 上記赤外線αが、ワークを透過する波長
もしくは波長域、または当該波長もしくは波長域を含む
波長域の赤外線であり、上記赤外線βが、ワークを透過
しない波長もしくは波長域、または当該波長もしくは波
長域を含む波長域の赤外線である請求項5に記載の研磨
温度測定方法。
6. The infrared ray α is an infrared ray having a wavelength or a wavelength range that transmits the work, or an infrared ray having a wavelength range including the wavelength or the wavelength range, and the infrared ray β is a wavelength or a wavelength range that does not transmit the work, or the infrared ray. The polishing temperature measuring method according to claim 5, wherein the infrared ray is infrared light in a wavelength range including a wavelength or a wavelength range.
【請求項7】 少なくとも2つの透過波長帯域の異なる
光学フィルターにより、少なくとも2つの異なる波長ま
たは波長域の赤外線を取り出し、取り出した各波長また
は波長域の赤外線の放射量を測定する請求項1〜6のい
ずれか1項に記載の研磨温度測定方法。
7. An infrared filter of at least two different wavelengths or wavelength ranges is extracted by at least two optical filters having different transmission wavelength bands, and the amount of emitted infrared light of each extracted wavelength or wavelength range is measured. The polishing temperature measuring method according to any one of the above.
【請求項8】 各波長または波長域の赤外線の放射量
を、各波長または波長域の赤外線の放射量を測定できる
1つの赤外線放射量測定器で測定する請求項7に記載の
研磨温度測定方法。
8. The polishing temperature measuring method according to claim 7, wherein the infrared radiation amount of each wavelength or wavelength region is measured by one infrared radiation amount measuring device capable of measuring the infrared radiation amount of each wavelength or wavelength region. .
【請求項9】 赤外線の光路を、波長選択性の反射板
で、少なくとも2つの異なる波長または波長域の赤外線
の光路に分岐させることにより、少なくとも2つの異な
る波長または波長域の赤外線を取り出し、取り出した各
波長または波長域の赤外線のうち、少なくとも2つの異
なる波長または波長域の赤外線の放射量を測定する請求
項1〜6のいずれか1項に記載の研磨温度測定方法。
9. An infrared light path of at least two different wavelengths or wavelength ranges is extracted by extracting a light path of the infrared light into a light path of infrared light of at least two different wavelengths or wavelength ranges by a wavelength-selective reflector. The polishing temperature measuring method according to any one of claims 1 to 6, wherein, among the infrared rays of each wavelength or wavelength range, the radiation amounts of infrared rays of at least two different wavelengths or wavelength ranges are measured.
【請求項10】 ワークを研磨パッドに押圧しながら研
磨パッドに対して相対的に移動させてワーク表面を研磨
する研磨方法であって、 少なくとも2つの異なる波長または波長域の赤外線であ
って、その放射量がワークの被研磨面の温度に応じて変
わる赤外線を、ワークの中央部の裏面側にて取り出し、 取り出した各波長または波長域の赤外線の放射量を非接
触で測定し、各波長または波長域の赤外線の放射量から
研磨温度を測定しながら、ワークを研磨することを特徴
とする研磨方法。
10. A polishing method for polishing a work surface by moving a work relative to a polishing pad while pressing the work against the polishing pad, wherein the infrared light has at least two different wavelengths or wavelength ranges. Infrared light whose radiation amount changes according to the temperature of the polished surface of the work is extracted from the back side of the central part of the work, and the amount of infrared radiation of each extracted wavelength or wavelength range is measured in a non-contact manner. A polishing method characterized in that a workpiece is polished while measuring a polishing temperature from an amount of infrared radiation in a wavelength range.
【請求項11】 ワークを研磨パッドに押圧するととも
に、押圧方向に垂直な面内でワークを保持するワーク保
持機構であって、 筒状の軸部、 赤外線透過部を有するプレート部材、およびワークの周
縁部の裏面に位置するようにプレート部材に取り付けら
れたリップシールを含み、 ワークを保持したときに、プレート部材、リップシール
およびワークにより空間部が形成され、当該空間部に供
給された流体の圧力によりワークが研磨パッドに押圧さ
れることを特徴とするワーク保持機構。
11. A work holding mechanism for pressing a work against a polishing pad and holding the work in a plane perpendicular to the pressing direction, the work holding mechanism comprising: a cylindrical shaft portion; a plate member having an infrared transmitting portion; Including a lip seal attached to the plate member so as to be located on the back surface of the peripheral portion, when the work is held, a space is formed by the plate member, the lip seal and the work, and the fluid supplied to the space is A work holding mechanism wherein the work is pressed against the polishing pad by pressure.
【請求項12】 ワークの被研磨面を研磨パッドにより
研磨する装置であって: (a)請求項11に記載のワーク保持機構; (b)少なくとも2つの透過波長帯域の異なる光学フィ
ルターおよび光学フィルターの切り替え器; (c)光学フィルターを通過した赤外線の光路上に配置
された赤外線放射量測定器; (d)研磨パッドを支持する定盤;ならびに (e)ワークを研磨パッドに対して相対的に移動させる
手段を有して成る研磨装置。
12. An apparatus for polishing a surface to be polished of a work with a polishing pad, comprising: (a) the work holding mechanism according to claim 11; and (b) at least two optical filters and optical filters having different transmission wavelength bands. (C) an infrared radiation meter located on the optical path of infrared light that has passed through the optical filter; (d) a platen supporting the polishing pad; and (e) a work relative to the polishing pad. A polishing apparatus having means for moving the polishing apparatus.
【請求項13】 ワークの被研磨面を研磨パッドにより
研磨する装置であって: (a)請求項11に記載のワーク保持機構; (b)ワークの中央部の裏面側に配置された波長選択性
の反射板; (c)反射板により分岐された赤外線のうち、少なくと
も2つの赤外線の光路上に配置された赤外線放射量測定
器; (d)研磨パッドを支持する定盤;および (e)ワークを研磨パッドに対して相対的に移動させる
手段を有して成る研磨装置。
13. A device for polishing a surface to be polished of a work with a polishing pad, comprising: (a) a work holding mechanism according to claim 11; and (b) a wavelength selector disposed on the back surface side of the center portion of the work. (C) an infrared radiation meter located on the optical path of at least two of the infrared rays split by the reflector; (d) a platen supporting a polishing pad; and (e) A polishing apparatus comprising means for moving a work relative to a polishing pad.
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