特許 6328977 基板研磨装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6328977

(24)【登録日】2018年4月27日

(45)【発行日】2018年5月23日

(54)【発明の名称】基板研磨装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 37/34 20120101AFI20180514BHJP

   B24B 55/06 20060101ALI20180514BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20180514BHJP

【ＦＩ】

   B24B37/34

   B24B55/06

   H01L21/304 621D

【請求項の数】9

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2014-74111(P2014-74111)

(22)【出願日】2014年3月31日

(65)【公開番号】特開2015-196206(P2015-196206A)

(43)【公開日】2015年11月9日

【審査請求日】2016年11月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】230104019

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 聖二

(74)【代理人】

【識別番号】100106840

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100115808

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 真司

(74)【代理人】

【識別番号】100131451

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 理

(72)【発明者】

【氏名】青野 弘

(72)【発明者】

【氏名】曽根 忠一

(72)【発明者】

【氏名】相澤 英夫

(72)【発明者】

【氏名】新海 健史

【審査官】 小川 真

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１２１６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２７６２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０８２７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２９６２９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ３７／３４

Ｂ２４Ｂ ５５／０６

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ２３Ｑ １１／０８

ＤＷＰＩ（Ｄｅｒｗｅｎｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

研磨チャンバと、
前記研磨チャンバ内において基板を研磨する研磨部と、
前記研磨チャンバ内に気体を供給する気体供給口と、
前記気体を前記研磨チャンバ内から排出する気体排出口と、
前記研磨チャンバ内の壁面に設けられ、前記研磨チャンバ内に洗浄液を霧状に噴霧する噴霧ノズルと、
を備えた基板研磨装置であって、
前記気体供給口は、前記研磨チャンバの内側の側壁面の中心から側方にオフセットされた位置に配置されており、
前記噴霧ノズルは、前記研磨チャンバの内側の側壁面に設けられ、
前記気体排出口は、前記研磨チャンバの内側の底面に設けられている、ことを特徴とする基板研磨装置。

【請求項2】

前記噴霧ノズルの向きは、前記研磨チャンバ内の壁面から中央の空間に向けて前記洗浄液を噴霧するように設定されている、請求項１に記載の基板研磨装置。

【請求項3】

複数の前記気体供給口が、前記研磨チャンバ内の上部においてそれぞれ異なる位置に設けられている、請求項１または請求項２に記載の基板研磨装置。

【請求項4】

前記気体供給口は、前記研磨チャンバの上部に設けられており、
前記噴霧ノズルは、前記気体供給口の近傍に配置されている、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板研磨装置。

【請求項5】

前記気体排出口は、前記研磨チャンバの下部の前記研磨部の近傍に設けられており、
前記噴霧ノズルは、前記気体排出口の近傍に配置されている、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板研磨装置。

【請求項6】

前記噴霧ノズルの向きは、前記気体供給口から供給された気体の流れと反対の向きに設定されている、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板研磨装置。

【請求項7】

前記噴霧ノズルの向きは、前記気体供給口から供給された気体の流れと同じ向きに設定されている、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板研磨装置。

【請求項8】

前記研磨チャンバ内を洗浄するためのハンド式の洗浄具と、
前記研磨チャンバの外から前記ハンド式の洗浄具を操作するための密閉型グローブと、
を備える、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の基板研磨装置。

【請求項9】

前記密閉型グローブを前記研磨チャンバ内の壁面に固定するための固定部材を備える、請求項８に記載の基板研磨装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体基板の表面を研磨する基板研磨装置に関し、特に、基板の研磨時に有毒物質が発生する場合に好適な基板研磨装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、化合物半導体基板（ウエハ）の研磨では危険な薬液が使用される場合がある。例えばＳｉＣ基板ではＨＦが使用されることがある（特許文献１参照）。また、ＧａＡｓ基板では研磨廃液には有害なヒ素が混入される場合もある。

【0003】

従来の基板研磨装置では、研磨雰囲気を局所的に隔離し、ダウンフロー排気して有害物質の外部への漏れを防止している。ところが、この装置は、研磨部に付着した有害物質を洗浄したり、研磨雰囲気に浮遊した有害物質を湿潤化してトラップするものではない。そこで、研磨部の洗浄や研磨雰囲気の浮遊物質のトラップを行う洗浄装置が提案されている（特許文献２参照）。この従来の洗浄装置では、研磨チャンバ内にノズルを設置し、ノズルから洗浄液を噴射して研磨チャンバ内の壁面や天井面を洗浄する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−１６６７０９号公報

【特許文献2】特開２００８−２９６２９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の洗浄装置は、研磨チャンバ内の壁面や天井面を洗浄することを目的とするもので、研磨チャンバ内の空間に浮遊している有害物質をトラップすることは想定されていない。

【0006】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、研磨チャンバ内に浮遊している有害物質を効果的にトラップすることのできる基板研磨装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の基板研磨装置は、研磨チャンバ内において基板を研磨する研磨部と、研磨チャンバ内に気体を供給する気体供給口と、気体を研磨チャンバ内から排出する気体排出口と、研磨チャンバ内の壁面に設けられ、研磨チャンバ内に洗浄液を霧状に噴霧する噴霧ノズルと、を備えた基板研磨装置であって、気体供給口は、研磨チャンバ内の壁面の中心から側方にオフセットされた位置に配置されており、噴霧ノズルの向きは、研磨チャンバ内の壁面から中央の空間に向けて洗浄液を噴霧するように設定されている。

【0008】

この構成により、研磨チャンバ内の壁面のオフセットされた位置の気体供給口から気体が供給されると、研磨チャンバ内において気体が旋回するようになる。そこに、研磨チャンバの中央の空間に向けて噴霧ノズルから洗浄液を噴霧すると、霧状の洗浄液が気体にのって研磨チャンバ内を旋回する。これにより、基板の研磨時に研磨チャンバ内で有害物質（粉末やガス）が発生した場合であっても、その有害物質を洗浄液でトラップすることができる。洗浄液によってトラップされた有害物質は気体とともに気体排出口から排出される。このようにして、研磨チャンバ内に浮遊している有害物質を、効果的にトラップして安全に排出することができる。

【0009】

また、本発明の基板研磨装置では、複数の気体供給口が、研磨チャンバ内の上部においてそれぞれ異なる位置に設けられてもよい。

【0010】

この構成により、研磨チャンバ内の上部の異なる位置に設けられた複数の気体供給口から気体が供給されるので、研磨チャンバ内において気体が旋回しやすくすることができる。

【0011】

また、本発明の基板研磨装置では、気体供給口は、研磨チャンバの上部に設けられており、噴霧ノズルは、気体供給口の近傍に配置されてもよい。

【0012】

この構成により、研磨チャンバの上部の気体供給口から気体が供給されるとすぐに気体に洗浄液をのせることができ、早い段階から研磨チャンバ内の有害物質をトラップすることができる。

【0013】

また、本発明の基板研磨装置では、気体排出口は、研磨チャンバの下部の研磨部の近傍に設けられており、噴霧ノズルは、気体排出口の近傍に配置されてもよい。

【0014】

この構成により、研磨チャンバの下部において基板の研磨時に有害物質（粉末やガス）が発生した場合に、発生した場所の近くで（発生してからすぐに）その有害物質をトラップすることができる。

【0015】

また、本発明の基板研磨装置では、噴霧ノズルの向きは、気体供給口から供給された気体の流れと反対の向きに設定されてもよい。

【0016】

この構成により、研磨チャンバ内で有害物質が気体にのって流れてきたときに、その気体（有害物質）に向けて洗浄液が噴霧される。したがって、気体にのって流れてきた有害物質を洗浄液によって効果的にトラップすることができる。

【0017】

また、本発明の基板研磨装置では、噴霧ノズルの向きは、気体供給口から供給された気体の流れと同じ向きに設定されてもよい。

【0018】

この構成により、研磨チャンバ内で流れる気体と同じ向きに洗浄液が噴霧される。したがって、研磨チャンバ内を流れる気体に洗浄液をのせて、研磨チャンバ内の広い範囲の有害物質を効果的にトラップすることができる。

【0019】

また、本発明の基板研磨装置は、研磨チャンバ内を洗浄するためのハンド式の洗浄具と、研磨チャンバの外からハンド式の洗浄具を操作するための密閉型グローブと、を備えてもよい。

【0020】

この構成により、洗浄液によるトラップだけでは有害物質の除去が不十分である場合には、密閉型グローブを介してハンド式の洗浄具を操作して、研磨チャンバ内に残った有害物質を洗浄することができる。

【0021】

また、本発明の基板研磨装置では、前記密閉型グローブを前記研磨チャンバ内の壁面に固定するための固定部材を備えてもよい。

【0022】

この構成により、密閉型グローブの不使用時などには、密閉型グローブを固定部材で研磨チャンバ内の壁面に固定することができ、研磨チャンバ内の他の構造物に密閉型グローブが接触するのを防ぐことができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、研磨チャンバ内に浮遊している有害物質を効果的にトラップすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態における基板研磨装置が適用される基板処理装置の全体構成を示す平面図である。

【図2】第１研磨ユニットを模式的に示す斜視図である。

【図3】トップリングの構造を模式的に示す断面図である。

【図4】トップリングの他の構造例を模式的に示す断面図である。

【図5】トップリングを回転および揺動させる機構を説明するための断面図である。

【図6】研磨テーブルの内部構造を模式的に示す断面図である。

【図7】光学式センサを備えた研磨テーブルを示す模式図である。

【図8】マイクロ波センサを備えた研磨テーブルを示す模式図である。

【図9】ドレッサを示す斜視図である。

【図10】ドレッサが研磨パッドの研磨面をドレッシングしているときの移動軌跡を示す平面図である。

【図11】図１１（ａ）はアトマイザを示す斜視図であり、図１１（ｂ）はアームの下部を示す模式図である。

【図12】図１２（ａ）はアトマイザの内部構造を示す側面図であり、図１２（ｂ）はアトマイザを示す平面図である。

【図13】図１３（ａ）は研磨液供給ノズルを示す斜視図であり、図１３（ｂ）は研磨液供給ノズルの先端を下から見た拡大模式図である。

【図14】研磨部の純水供給配管を示す模式図である。

【図15】本発明の一実施形態における基板研磨装置の説明図である。

【図16】基板研磨装置の他の例（変形例１）の説明図である。

【図17】基板研磨装置の他の例（変形例２）の説明図である。

【図18】基板研磨装置の他の例（変形例３）の説明図である。

【図19】本発明の一実施形態における噴霧ノズルの向きの説明図である。

【図20】噴霧ノズルの向きの他の例の説明図である。

【図21】本発明の一実施形態における基板研磨装置の平面図である。

【図22】本発明の一実施形態におけるハンド式の洗浄具の説明図である。

【図23】本発明の一実施形態における密閉型グローブの説明図である。

【図24】本発明の一実施形態における密閉型グローブの固定部材の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明に係る基板研磨装置の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

【0026】

図１は、本発明の一実施形態に係る基板研磨装置が適用される基板処理装置の全体構成を示す平面図である。図１に示すように、この基板処理装置は、略矩形状のハウジング１を備えており、ハウジング１の内部は隔壁１ａ，１ｂによってロード／アンロード部２と研磨部３と洗浄部４とに区画されている。これらのロード／アンロード部２、研磨部３、および洗浄部４は、それぞれ独立に組み立てられ、独立に排気される。また、基板処理装置は、基板処理動作を制御する制御部５を有している。

【0027】

研磨部３は、ウェハの研磨（平坦化）が行われる領域であり、第１研磨ユニット３Ａ、第２研磨ユニット３Ｂ、第３研磨ユニット３Ｃ、第４研磨ユニット３Ｄを備えている。これらの第１研磨ユニット３Ａ、第２研磨ユニット３Ｂ、第３研磨ユニット３Ｃ、および第４研磨ユニット３Ｄは、図１に示すように、基板処理装置の長手方向に沿って配列されている。

【0028】

図１に示すように、第１研磨ユニット３Ａは、研磨面を有する研磨パッド１０が取り付けられた研磨テーブル３０Ａと、ウェハを保持しかつウェハを研磨テーブル３０Ａ上の研磨パッド１０に押圧しながら研磨するためのトップリング３１Ａと、研磨パッド１０に研磨液やドレッシング液（例えば、純水）を供給するための研磨液供給ノズル３２Ａと、研磨パッド１０の研磨面のドレッシングを行うためのドレッサ３３Ａと、液体（例えば純水）と気体（例えば窒素ガス）の混合流体または液体（例えば純水）を霧状にして研磨面に噴射するアトマイザ３４Ａとを備えている。

【0029】

同様に、第２研磨ユニット３Ｂは、研磨パッド１０が取り付けられた研磨テーブル３０Ｂと、トップリング３１Ｂと、研磨液供給ノズル３２Ｂと、ドレッサ３３Ｂと、アトマイザ３４Ｂとを備えており、第３研磨ユニット３Ｃは、研磨パッド１０が取り付けられた研磨テーブル３０Ｃと、トップリング３１Ｃと、研磨液供給ノズル３２Ｃと、ドレッサ３３Ｃと、アトマイザ３４Ｃとを備えており、第４研磨ユニット３Ｄは、研磨パッド１０が取り付けられた研磨テーブル３０Ｄと、トップリング３１Ｄと、研磨液供給ノズル３２Ｄと、ドレッサ３３Ｄと、アトマイザ３４Ｄとを備えている。

【0030】

第１研磨ユニット３Ａ、第２研磨ユニット３Ｂ、第３研磨ユニット３Ｃ、および第４研磨ユニット３Ｄは、互いに同一の構成を有しているので、以下、第１研磨ユニット３１Ａについて説明する。

【0031】

図２は、第１研磨ユニット３Ａを模式的に示す斜視図である。トップリング３１Ａは、トップリングシャフト３６に支持されている。研磨テーブル３０Ａの上面には研磨パッド１０が貼付されており、この研磨パッド１０の上面はウェハＷを研磨する研磨面を構成する。なお、研磨パッド１０に代えて固定砥粒を用いることもできる。トップリング３１Ａおよび研磨テーブル３０Ａは、矢印で示すように、その軸心周りに回転するように構成されている。ウェハＷは、トップリング３１Ａの下面に真空吸着により保持される。研磨時には、研磨液供給ノズル３２Ａから研磨パッド１０の研磨面に研磨液が供給され、研磨対象であるウェハＷがトップリング３１Ａにより研磨面に押圧されて研磨される。

【0032】

図３はトップリング３１Ａの構造を模式的に示す断面図である。トップリング３１Ａは、トップリングシャフト３６の下端に自在継手３７を介して連結されている。自在継手３７は、トップリング３１Ａとトップリングシャフト３６との互いの傾動を許容しつつ、トップリングシャフト３６の回転をトップリング３１Ａに伝達するボールジョイントである。トップリング３１Ａは、略円盤状のトップリング本体３８と、トップリング本体３８の下部に配置されたリテーナリング４０とを備えている。トップリング本体３８は金属やセラミックス等の強度および剛性が高い材料から形成されている。また、リテーナリング４０は、剛性の高い樹脂材またはセラミックス等から形成されている。なお、リテーナリング４０をトップリング本体３８と一体的に形成することとしてもよい。

【0033】

トップリング本体３８およびリテーナリング４０の内側に形成された空間内には、ウェハＷに当接する円形の弾性パッド４２と、弾性膜からなる環状の加圧シート４３と、弾性パッド４２を保持する概略円盤状のチャッキングプレート４４とが収容されている。弾性パッド４２の上周端部はチャッキングプレート４４に保持され、弾性パッド４２とチャッキングプレート４４との間には、４つの圧力室（エアバッグ）Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が設けられている。圧力室Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は弾性パッド４２とチャッキングプレート４４とによって形成されている。圧力室Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４にはそれぞれ流体路５１，５２，５３，５４を介して加圧空気等の加圧流体が供給され、あるいは真空引きがされるようになっている。中央の圧力室Ｐ１は円形であり、他の圧力室Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は環状である。これらの圧力室Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、同心上に配列されている。

【0034】

圧力室Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の内部圧力は後述する圧力調整部により互いに独立して変化させることが可能であり、これにより、ウェハＷの４つの領域、すなわち、中央部、内側中間部、外側中間部、および周縁部に対する押圧力を独立に調整することができる。また、トップリング３１Ａの全体を昇降させることにより、リテーナリング４０を所定の押圧力で研磨パッド１０に押圧できるようになっている。チャッキングプレート４４とトップリング本体３８との間には圧力室Ｐ５が形成され、この圧力室Ｐ５には流体路５５を介して加圧流体が供給され、あるいは真空引きがされるようになっている。これにより、チャッキングプレート４４および弾性パッド４２全体が上下方向に動くことができる。

【0035】

ウェハＷの周端部はリテーナリング４０に囲まれており、研磨中にウェハＷがトップリング３１Ａから飛び出さないようになっている。圧力室Ｐ３を構成する、弾性パッド４２の部位には開口（図示せず）が形成されており、圧力室Ｐ３に真空を形成することによりウェハＷがトップリング３１Ａに吸着保持されるようになっている。また、この圧力室Ｐ３に窒素ガス、乾燥空気、圧縮空気等を供給することにより、ウェハＷがトップリング３１Ａからリリースされるようになっている。

【0036】

図４はトップリング３１Ａの他の構造例を模式的に示す断面図である。この例では、チャッキングプレートは設けられていなく、弾性パッド４２はトップリング本体３８の下面に取り付けられている。また、チャッキングプレートとトップリング本体３８との間の圧力室Ｐ５も設けられていない。これに代えて、リテーナリング４０とトップリング本体３８との間には弾性バッグ４６が配置されており、その弾性バッグ４６の内部には圧力室Ｐ６が形成されている。リテーナリング４０はトップリング本体３８に対して相対的に上下動可能となっている。圧力室Ｐ６には流体路５６が連通しており、加圧空気等の加圧流体が流体路５６を通じて圧力室Ｐ６に供給されるようになっている。圧力室Ｐ６の内部圧力は後述する圧力調整部により調整可能となっている。したがって、ウェハＷに対する押圧力とは独立してリテーナリング４０の研磨パッド１０に対する押圧力を調整することができる。他の構成および動作は、図３に示すトップリングの構成と同一である。本実施形態では、図３または図４のいずれのタイプのトップリングを用いることができる。

【0037】

図５はトップリング３１Ａを回転および揺動させる機構を説明するための断面図である。トップリングシャフト（例えば、スプラインシャフト）３６はトップリングヘッド６０に回転自在に支持されている。また、トップリングシャフト３６は、プーリ６１，６２およびベルト６３を介してモータＭ１の回転軸に連結されており、モータＭ１によってトップリングシャフト３６およびトップリング３１Ａがその軸心周りに回転する。このモータＭ１はトップリングヘッド６０の上部に取り付けられている。また、トップリングヘッド６０とトップリングシャフト３６とは、上下駆動源としてのエアシリンダ６５によって連結されている。このエアシリンダ６５に供給されるエア（圧縮気体）によりトップリングシャフト３６およびトップリング３１Ａが一体に上下動する。なお、エアシリンダ６５に代えて、ボールねじおよびサーボモータを有する機構を上下駆動源として用いてもよい。

【0038】

トップリングヘッド６０は、支持軸６７に軸受７２を介して回転自在に支持されている。この支持軸６７は固定軸であり、回転しない構造となっている。トップリングヘッド６０にはモータＭ２が設置されており、トップリングヘッド６０とモータＭ２との相対位置は固定である。このモータＭ２の回転軸は、図示しない回転伝達機構（歯車など）を介して支持軸６７に連結されており、モータＭ２を回転させることによって、トップリングヘッド６０が支持軸６７を中心として揺動（スイング）するようになっている。したがって、トップリングヘッド６０の揺動運動により、その先端に支持されたトップリング３１Ａは研磨テーブル３０Ａの上方の研磨位置と研磨テーブル３０Ａの側方の搬送位置との間を移動する。なお、本実施形態では、トップリング３１Ａを揺動させる揺動機構はモータＭ２から構成される。

【0039】

トップリングシャフト３６の内部には、その長手方向に延びる貫通孔（図示せず）が形成されている。上述したトップリング３１Ａの流体路５１，５２，５３，５４，５５，５６は、この貫通孔を通って、トップリングシャフト３６の上端に設けられている回転継手６９に接続されている。この回転継手６９を介してトップリング３１Ａに加圧気体（クリーンエア）や窒素ガスなどの流体が供給され、またトップリング３１Ａから気体が真空排気される。回転継手６９には、上記流体通路５１，５２，５３，５４，５５，５６（図３および図４参照）に連通する複数の流体管７０が接続され、これら流体管７０は圧力調整部７５に接続されている。また、エアシリンダ６５に加圧空気を供給する流体管７１も圧力調整部７５に接続されている。

【0040】

圧力調整部７５は、トップリング３１Ａに供給される流体の圧力を調整する電空レギュレータや、流体管７０，７１に接続される配管、これら配管に設けられたエアオペレートバルブ、これらのエアオペレートバルブの作動源となるエアの圧力を調整する電空レギュレータ、トップリング３１Ａに真空を形成するエジェクタなどを有しており、これらが集合して１つのブロック（ユニット）を構成している。圧力調整部７５は、トップリングヘッド６０の上部に固定されている。トップリング３１Ａの圧力室Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５（図３参照）に供給される加圧気体や、エアシリンダ６５に供給される加圧空気の圧力は、この圧力調整部７５の電空レギュレータによって調整される。同様に、圧力調整部７５のエジェクタによってトップリング３１ＡのエアバッグＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４内や、チャッキングプレート４４とトップリング本体３８の間の圧力室Ｐ５内に真空が形成される。

【0041】

このように、圧力調整機器である電空レギュレータやバルブがトップリング３１Ａの近くに設置されているので、トップリング３１Ａ内の圧力の制御性が向上される。より具体的には、電空レギュレータと圧力室Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５との距離が短いので、制御部５からの圧力変更指令に対する応答性が向上する。同様に、真空源であるエジェクタもトップリング３１Ａの近くに設置されているので、トップリング３１Ａ内に真空を形成するときの応答性が向上する。また、圧力調整部７５の裏面を、電装機器の取り付け用台座として利用することができ、従来必要であった取付用のフレームを不要とすることができる。

【0042】

トップリングヘッド６０、トップリング３１Ａ、圧力調整部７５、トップリングシャフト３６、モータＭ１、モータＭ２、エアシリンダ６５は、１つのモジュール（以下、トップリングアッセンブリという）として構成されている。すなわち、トップリングシャフト３６、モータＭ１、モータＭ２、圧力調整部７５、エアシリンダ６５は、トップリングヘッド６０に取り付けられている。トップリングヘッド６０は、支持軸６７から取り外しできるように構成されている。したがって、トップリングヘッド６０と支持軸６７とを分離することにより、トップリングアッセンブリを基板処理装置から取り外すことができる。このような構成によれば、支持軸６７やトップリングヘッド６０などのメンテナンス性を向上させることができる。例えば、軸受７２から異音が発生したときに、軸受７２を容易に交換することができ、また、モータＭ２や回転伝達機構（減速機）を交換する際に、隣接する機器を取り外す必要もない。

【0043】

図６は、研磨テーブル３０Ａの内部構造を模式的に示す断面図である。図６に示すように、研磨テーブル３０Ａの内部には、ウェハＷの膜の状態を検知するセンサ７６が埋設されている。この例では、センサ７６として渦電流センサが用いられている。センサ７６の信号は制御部５に送信され、制御部５によって膜厚を表すモニタリング信号が生成されるようになっている。このモニタリング信号（およびセンサ信号）の値は膜厚自体を示すものではないが、モニタリング信号の値は膜厚に応じて変化する。したがって、モニタリング信号はウェハＷの膜厚を示す信号ということができる。

【0044】

制御部５は、モニタリング信号に基づいて各圧力室Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の内部圧力を決定し、決定された内部圧力が各圧力室Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に形成されるように圧力調整部７５に指令を出すようになっている。制御部５は、モニタリング信号に基づいて各圧力室Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の内部圧力を操作する圧力制御部として、および研磨終点を検知する終点検知部として機能する。

【0045】

センサ７６は、第１研磨ユニット３Ａと同様に、第２研磨ユニット３Ｂ、第３研磨ユニット３Ｃ、および第４研磨ユニット３Ｄの研磨テーブルにも設けられている。制御部５は、各研磨ユニット３Ａ〜３Ｄのセンサ７６から送られてくる信号からモニタリング信号を生成し、各研磨ユニット３Ａ〜３Ｄでのウェハの研磨の進捗を監視する。複数のウェハが研磨ユニット３Ａ〜３Ｄで研磨されている場合、制御部５は、ウェハの膜厚を示すモニタリング信号を研磨中に監視し、それらのモニタリング信号に基づいて、研磨ユニット３Ａ〜３Ｄでの研磨時間がほぼ同一となるようにトップリング３１Ａ〜３１Ｄの押圧力を制御する。このように研磨中のトップリング３１Ａ〜３１Ｄの押圧力をモニタリング信号に基づいて調整することで、研磨ユニット３Ａ〜３Ｄでの研磨時間を平準化することができる。

【0046】

ウェハＷは、第１研磨ユニット３Ａ、第２研磨ユニット３Ｂ、第３研磨ユニット３Ｃ、第４研磨ユニット３Ｄのいずれかで研磨されてもよく、またはこれらの研磨ユニット３Ａ〜３Ｄから予め選択された複数の研磨ユニットで連続的に研磨されてもよい。例えば、ウェハＷを第１研磨ユニット３Ａ→第２研磨ユニット３Ｂの順で研磨してもよく、またはウェハＷを第３研磨ユニット３Ｃ→第４研磨ユニット３Ｄの順で研磨してもよい。さらに、ウェハＷを第１研磨ユニット３Ａ→第２研磨ユニット３Ｂ→第３研磨ユニット３Ｃ→第４研磨ユニット３Ｄの順で研磨してもよい。いずれの場合でも、研磨ユニット３Ａ〜３Ｄのすべての研磨時間を平準化することで、スループットを向上させることができる。

【0047】

渦電流センサは、ウェハの膜が金属膜である場合に好適に用いられる。ウェハの膜が酸化膜などの光透過性を有する膜である場合には、センサ７６として光学式センサを用いることができる。あるいは、センサ７６としてマイクロ波センサを用いてもよい。マイクロ波センサは、金属膜および非金属膜のいずれの場合にも用いることができる。以下、光学式センサおよびマイクロ波センサの一例について説明する。

【0048】

図７は、光学式センサを備えた研磨テーブルを示す模式図である。図７に示すように、研磨テーブル３０Ａの内部に、ウェハＷの膜の状態を検知する光学式センサ７６が埋設されている。このセンサ７６は、ウェハＷに光を照射し、ウェハＷからの反射光の強度（反射強度または反射率）からウェハＷの膜の状態（膜厚など）を検知する。

【0049】

また、研磨パッド１０には、センサ７６からの光を透過させるための透光部７７が取付けられている。この透光部７７は、透過率の高い材質で形成されており、例えば、無発泡ポリウレタンなどにより形成される。あるいは、研磨パッド１０に貫通孔を設け、この貫通孔がウェハＷに塞がれる間下方から透明液を流すことにより、透光部７７を構成してもよい。透光部７７は、トップリング３１Ａに保持されたウェハＷの中心を通過する位置に配置される。

【0050】

センサ７６は、図７に示すように、光源７８ａと、光源７８ａからの光をウェハＷの被研磨面に照射する発光部としての発光光ファイバ７８ｂと、被研磨面からの反射光を受光する受光部としての受光光ファイバ７８ｃと、受光光ファイバ７８ｃにより受光された光を分光する分光器およびこの分光器により分光された光を電気的情報として蓄積する複数の受光素子とを内部に有する分光器ユニット７８ｄと、光源７８ａの点灯および消灯や分光器ユニット７８ｄ内の受光素子の読取開始のタイミングなどの制御を行う動作制御部７８ｅと、動作制御部７８ｅに電力を供給する電源７８ｆとを備えている。なお、光源７８ａおよび分光器ユニット７８ｄには、動作制御部７８ｅを介して電力が供給される。

【0051】

発光光ファイバ７８ｂの発光端と受光光ファイバ７８ｃの受光端は、ウェハＷの被研磨面に対して略垂直になるように構成されている。分光器ユニット７８ｄ内の受光素子としては、例えば１２８素子のフォトダイオードアレイを用いることができる。分光器ユニット７８ｄは、動作制御部７８ｅに接続されている。分光器ユニット７８ｄ内の受光素子からの情報は、動作制御部７８ｅに送られ、この情報に基づいて反射光のスペクトルデータが生成される。すなわち、動作制御部７８ｅは、受光素子に蓄積された電気的情報を読み取って反射光のスペクトルデータを生成する。このスペクトルデータは、波長に従って分解された反射光の強度を示し、膜厚によって変化する。

【0052】

動作制御部７８ｅは、上述した制御部５に接続されている。このようにして、動作制御部７８ｅで生成されたスペクトルデータは、制御部５に送信される。制御部５では、動作制御部７８ｅから受信したスペクトルデータに基づいて、ウェハＷの膜厚に関連付けられた特性値を算出して、これをモニタリング信号として使用する。

【0053】

図８は、マイクロ波センサを備えた研磨テーブルを示す模式図である。センサ７６は、マイクロ波をウェハＷの被研磨面に向けて照射するアンテナ８０ａと、アンテナ８０ａにマイクロ波を供給するセンサ本体８０ｂと、アンテナ８０ａとセンサ本体８０ｂとを接続する導波管８１とを備えている。アンテナ８０ａは研磨テーブル３０Ａに埋設されており、トップリング３１Ａに保持されたウェハＷの中心位置に対向するように配置されている。

【0054】

センサ本体８０ｂは、マイクロ波を生成してアンテナ８０ａにマイクロ波を供給するマイクロ波源８０ｃと、マイクロ波源８０ｃにより生成されたマイクロ波（入射波）とウェハＷの表面から反射したマイクロ波（反射波）とを分離させる分離器８０ｄと、分離器８０ｄにより分離された反射波を受信して反射波の振幅および位相を検出する検出部８０ｅとを備えている。なお、分離器８０ｄとしては、方向性結合器が好適に用いられる。

【0055】

アンテナ８０ａは導波管８１を介して分離器８０ｄに接続されている。マイクロ波源８０ｃは分離器８０ｄに接続され、マイクロ波源８０ｃにより生成されたマイクロ波は、分離器８０ｄおよび導波管８１を介してアンテナ８０ａに供給される。マイクロ波はアンテナ８０ａからウェハＷに向けて照射され、研磨パッド１０を透過（貫通）してウェハＷに到達する。ウェハＷからの反射波は再び研磨パッド１０を透過した後、アンテナ８０ａにより受信される。

【0056】

反射波はアンテナ８０ａから導波管８１を介して分離器８０ｄに送られ、分離器８０ｄによって入射波と反射波とが分離される。分離器８０ｄにより分離された反射波は検出部８０ｅに送信される。検出部８０ｅでは反射波の振幅および位相が検出される。反射波の振幅は電力（ｄｂｍまたはＷ）または電圧（Ｖ）として検出され、反射波の位相は検出部８０ｅに内蔵された位相計測器（図示せず）により検出される。検出部８０ｅによって検出された反射波の振幅および位相は制御部５に送られ、ここで反射波の振幅および位相に基づいてウェハＷの金属膜や非金属膜などの膜厚が解析される。解析された値は、モニタリング信号として制御部５により監視される。

【0057】

図９は、本発明の一実施例として用いうるドレッサ３３Ａを示す斜視図である。図９に示すように、ドレッサ３３Ａは、ドレッサアーム８５と、ドレッサアーム８５の先端に回転自在に取り付けられたドレッシング部材８６と、ドレッサアーム８５の他端に連結される揺動軸８８と、揺動軸８８を中心にドレッサアーム８５を揺動（スイング）させる駆動機構としてのモータ８９とを備えている。ドレッシング部材８６は円形のドレッシング面を有しており、ドレッシング面には硬質な粒子が固定されている。この硬質な粒子としては、ダイヤモンド粒子やセラミック粒子などが挙げられる。ドレッサアーム８５内には、図示しないモータが内蔵されており、このモータによってドレッシング部材８６が回転するようになっている。揺動軸８８は図示しない昇降機構に連結されており、この昇降機構によりドレッサアーム８５が下降することでドレッシング部材８６が研磨パッド１０の研磨面を押圧するようになっている。

【0058】

図１０は、ドレッサ３３Ａが研磨パッド１０の研磨面をドレッシングしているときの移動軌跡を示す平面図である。図１０に示すように、ドレッサアーム８５は研磨パッド１０の半径よりも長く、揺動軸８８は、研磨パッド１０の径方向外側に位置している。研磨パッド１０の研磨面をドレッシングするときは、研磨パッド１０を回転させるとともに、モータによりドレッシング部材８６を回転させ、次いで昇降機構によりドレッサアーム８５を下降させ、ドレッシング部材８６を回転する研磨パッド１０の研磨面に摺接させる。その状態で、モータ８９によりドレッサアーム８５を揺動（スイング）させる。研磨パッド１０のドレッシング中は、研磨液供給ノズル３２Ａからドレッシング液としての純水が研磨パッド１０の研磨面に供給される。ドレッサアーム８５の揺動により、その先端に位置するドレッシング部材８６は、図１０に示すように、研磨パッド１０の研磨面の端から端まで研磨面の中心部を経由して横切るように移動することができる。この揺動動作により、ドレッシング部材８６は研磨パッド１０の研磨面をその中心を含む全体に亘ってドレッシングすることができ、研磨面へのドレス効果を飛躍的に高めることができる。したがって、研磨面全体を均一にドレッシングすることができ、平坦な研磨面を得ることができる。

【0059】

なお、ドレッシング終了後は、ドレッサアーム８５は、図１０に示すように、研磨テーブル３０Ａの側方の待機位置Ａ１に移動する。ドレッサ３３Ａのメンテナンス時には、ドレッサアーム８５は、待機位置Ａ１と略反対側のメンテナンス位置Ａ４に移動する。なお、図１０に示すように、ドレッシングをしている間、研磨面の端部にある位置Ａ２と、研磨面の中心にある位置Ａ３との間で、ドレッサアーム８５を揺動させてもよい。このような動作によれば、ドレッシング動作を迅速に行うことができ、かつドレッシング動作を確実に終了させることができる。

【0060】

上述の例では、揺動軸８８に連結された昇降機構により、ドレッサアーム８５およびドレッシング部材８６を一体に上下動させているが、昇降機構をドレッサアーム８５に内蔵し、この昇降機構によりドレッシング部材８６を上下動させてもよい。さらに、他の変形例では、揺動軸８８を上下動させる第１の昇降機構を設けるとともに、ドレッシング部材８６を上下動させる第２の昇降機構をドレッサアーム８５に内蔵することもできる。この場合、第１の昇降機構によってドレッサアーム８５を下降させ、ドレッサアーム８５が所定の高さ位置となった時点で、第２の昇降機構によりドレッシング部材８６を下降させることができる。このような構成によれば、ドレッシング時の研磨面に対する押圧力やドレッシング部材８６の高さを正確に調整することができる。

【0061】

図１１（ａ）はアトマイザ３４Ａを示す斜視図である。アトマイザ３４Ａは、下部に１または複数の噴射孔を有するアーム９０と、このアーム９０に連結された流体流路９１と、アーム９０を支持する揺動軸９４とを備えている。図１１（ｂ）はアーム９０の下部を示す模式図である。図１１（ｂ）に示す例では、アーム９０の下部には複数の噴射孔９０ａが等間隔に形成されている。流体流路９１としては、チューブ、またはパイプ、またはこれらの組み合わせから構成することができる。

【0062】

図１２（ａ）はアトマイザ３４Ａの内部構造を示す側面図であり、図１２（ｂ）はアトマイザ３４Ａを示す平面図である。流体流路９１の開口端部は、図示しない流体供給パイプに接続され、この流体供給パイプから流体が流体流路９１に供給されるようになっている。用いられる流体の例としては、液体（例えば純水）、または液体と気体の混合流体（例えば、純水と窒素ガスの混合流体）などが挙げられる。流体流路９１はアーム９０の噴射孔９０ａに連通しており、流体は霧状となって噴射孔９０ａから研磨パッド１０の研磨面に噴射される。

【0063】

アーム９０は、図１１（ａ）および図１２（ｂ）の点線で示すように、揺動軸９４を中心として洗浄位置と退避位置との間で旋回可能となっている。アーム９０の可動角度は約９０°である。通常、アーム９０は洗浄位置にあり、図１に示すように、研磨パッド１０の研磨面の径方向に沿って配置されている。研磨パッド１０の交換などのメンテナンス時には、アーム９０は手動により退避位置に移動する。したがって、メンテナンス時にアーム９０を取り外す必要がなく、メンテナンス性を向上させることができる。なお、回転機構を揺動軸９４に連結し、この回転機構によりアーム９０を旋回させてもよい。

【0064】

図１２（ｂ）に示すように、アーム９０の両側面には、互いに形状の異なる２つの補強部材９６，９６が設けられている。これらの補強部材９６，９６を設けることにより、洗浄位置と退避位置との間でアーム９０が旋回動作を行ったときに、アーム９０の軸心が大幅にぶれることがなく、アトマイジング動作を効果的に行うことができる。また、アトマイザ３４Ａは、アーム９０の旋回位置（アーム９０が旋回可能な角度範囲）を固定するためのレバー９５を備えている。すなわち、レバー９５を操作することにより、アーム９０の旋回可能な角度を条件に合わせて調整することができる。レバー９５を回すと、アーム９０が自由に旋回可能となり、手動によりアーム９０を洗浄位置と退避位置との間で移動させる。そして、レバー９５を締めると、アーム９０の位置が洗浄位置と退避位置のいずれかで固定される。

【0065】

アトマイザのアーム９０は折りたたみ可能な構造とすることもできる。具体的には、アーム９０をジョイントで連結された少なくとも２つのアーム部材から構成してもよい。この場合、折りたたまれたときのアーム部材同士がなす角度は、１°以上４５°以下とし、好ましくは５°以上３０°以下とする。アーム部材同士がなす角度が４５°よりも大きいと、アーム９０が占めるスペースが大きくなり、１°未満とすると、アーム９０の幅を薄くせざるを得ず、機械的強度が低くなる。この例では、アーム９０は揺動軸９４周りに回転しないように構成してもよい。研磨パッド１０の交換などのメンテナンス時には、アーム９０を折りたたむことによって、アトマイザがメンテナンス作業の邪魔にならないようにすることができる。他の変形例としては、アトマイザのアーム９０を伸縮自在な構造とすることもできる。この例でも、メンテナンス時にアーム９０を縮めることによって、アトマイザが邪魔となることはない。

【0066】

このアトマイザ３４Ａを設ける目的は、研磨パッド１０の研磨面に残留する研磨屑や砥粒などを高圧の流体により洗い流すことである。アトマイザ３４Ａの流体圧による研磨面の浄化と、機械的接触であるドレッサ３３Ａによる研磨面の目立て作業により、より好ましいドレッシング、すなわち研磨面の再生を達成することができる。通常は接触型のドレッサ（ダイヤモンドドレッサ等）によるドレッシングの後に、アトマイザによる研磨面の再生を行う場合が多い。

【0067】

図１３（ａ）は研磨液供給ノズル３２Ａを示す斜視図であり、図１３（ｂ）は研磨液供給ノズル３２Ａの先端を下から見た拡大模式図である。図１３および図１３（ｂ）に示すように、研磨液供給ノズル３２Ａは、純水やスラリーなどの研磨液を研磨パッド１０の研磨面に供給するための複数のチューブ１００と、これら複数のチューブ１００を覆うパイプアーム１０１と、パイプアーム１０１を支持する揺動軸１０２とを備えている。複数のチューブ１００は、通常、純水を供給するための純水供給チューブと、異なる種類のスラリーを供給する複数のスラリー供給チューブとから構成される。複数のチューブ１００として、例えば、スラリーが通液している２つ以上４つ以下（例えば３本）のスラリー供給チューブと、純水が通水している１つまたは２つの純水供給チューブから構成することができる。

【0068】

複数のチューブ１００は、パイプアーム１０１の内部を通ってパイプアーム１０１の先端まで延びており、パイプアーム１０１はチューブ１００のほぼ全体を覆っている。パイプアーム１０１の先端には補強材１０３が固定されている。チューブ１００の先端は研磨パッド１０の上方に位置しており、チューブ１００から研磨液が研磨パッド１０の研磨面上に供給されるようになっている。図１３（ａ）に示す矢印は、研磨面に供給される研磨液を表している。揺動軸１０２は図示しない回転機構（モータなど）に連結されており、揺動軸１０２を回転させることにより、研磨面上の所望の位置に研磨液を供給することが可能となっている。研磨パッド１０の交換などのメンテナンス時には、パイプアーム１０１が揺動軸１０２を中心として回転機構により揺動し、研磨テーブル３０Ａの側方の退避位置に移動する。

【0069】

上述したように、パイプアーム１０１によって複数のチューブ１００のほぼ全体が覆われているので、パイプアーム１０１で複数のチューブ１００をカバーしなかった場合に比べて、ノズル３２Ａ全体としての表面積が小さすることができる。したがって、研磨やアトマイザによる処理のときに舞い上がったスラリーの一部が付着する面積が小さくなる。その結果、付着したスラリーの落下に起因する研磨プロセスへの悪影響が防止され、さらに研磨液供給ノズル３２Ａの洗浄が容易となる。

【0070】

図１４は、研磨部３の純水供給配管を示す模式図である。この基板処理装置では、第１研磨ユニット３Ａと第２研磨ユニット３Ｂは１つのユニットとして第１研磨部３ａを構成しており、第３研磨ユニット３Ｃと第４研磨ユニット３Ｄは１つのユニットとして第２研磨部３ｂを構成している。第１研磨部３ａと第２研磨部３ｂとは互いに分割可能に構成されている。上述したように、研磨部３は、純水、空気、窒素ガスなどの種々の流体を使用する。例えば、図１４に示すように、純水（ＤＩＷ）は、図示しない純水供給源から基板処理装置の純水供給管１１０に供給される。この純水供給管１１０は研磨部３の研磨ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄを通って延び、これら研磨ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄにそれぞれ設けられた分配制御部１１３に接続されている。

【0071】

純水供給管１１０は第１研磨部３ａと第２研磨部３ｂとの間で分割されており、分割された純水供給管１１０の端部同士は図示しない連結機構により連結されている。各研磨ユニットで使用される純水の用途としては、トップリングの洗浄（例えば、トップリングの外周側面の洗浄、基板保持面の洗浄、リテーナリングの洗浄）、ウェハの搬送ハンドの洗浄（例えば、後述する第１および第２のリニアトランスポータの搬送ハンドの洗浄）、研磨されたウェハの洗浄、研磨パッドのドレッシング、ドレッサの洗浄（例えば、ドレッシング部材の洗浄）、ドレッサアームの洗浄、研磨液供給ノズルの洗浄、およびアトマイザによる研磨パッドの洗浄が挙げられる。

【0072】

純水は純水供給管１１０を通って各分配制御部１１３に流入し、各分配制御部１１３により各ユースポイントに分配される。ユースポイントは、上述したトップリング洗浄用のノズルやドレッサ洗浄用のノズルなどの純水が使用される箇所である。純水は分配制御部１１３から研磨ユニット内に設けられた洗浄ノズル（例えば、上述したトップリング洗浄用のノズルやドレッサ洗浄用のノズル）などの末端機器に供給される。例えば、上述した研磨液供給ノズルの純水供給チューブ１００（図１３（ａ）参照）には、研磨ユニットごとの分配制御部１１３により調整された流量の純水が供給される。このように、分配制御部１１３は研磨ユニットごとに配置されているので、１つのヘッダから複数のパイプを介して各研磨ユニットに供給する従来の構造に比べて、パイプの本数を少なくすることができる。また、このことは、第１研磨部３ａと第２研磨部３ｂとの間のパイプを連結する連結機構が少なくなることを意味するので、構造がシンプルになるとともに、純水のリークのリスクが低減される。なお、アトマイザは多量の純水を必要とするので、図１４に示すように、アトマイザ専用の純水供給管１１２を設けることが好ましい。

【0073】

各分配制御部１１３は、トップリング洗浄用のノズル（図示せず）や純水供給チューブ１００（図１３（ａ）参照）などのユースポイントに連通するバルブボックス１１３ａと、バルブボックス１１３ａの上流側に設けられた圧力計１１３ｂと、この圧力計１１３ｂの上流側に設けられた流量レギュレータ１１３ｃとを備えている。バルブボックス１１３ａは、ユースポイントにそれぞれ連通する複数のパイプと、これらパイプにそれぞれ設けられるバルブとを有している。

【0074】

圧力計１１３ｂは、バルブボックス１１３ａに送られる純水の圧力を測定し、流量レギュレータ１１３ｃは、圧力計１１３ｂの測定値が所定の値に維持されるよう純水の流量を調整する。このように、純水の流量の制御がそれぞれの研磨ユニットで行われるので、研磨ユニット間での純水の使用による影響を低減させ、安定した純水の供給が可能になる。したがって、ある研磨ユニットでの純水の流量が他の研磨ユニットでの純水の使用の影響により不安定になるという従来の構造における問題を解決することができる。なお、図１４に示す例では、各研磨ユニットに流量レギュレータ１１３ｃが設けられているが、２つの研磨ユニットにつき１つの流量レギュレータ１１３ｃを配置してもよい。例えば、研磨ユニット３Ａ，３Ｂにそれぞれ設けられた２つのバルブボックス１１３ａの上流側に１組の圧力計１１３ｂおよび流量レギュレータ１１３ｃを設け、同様に、研磨ユニット３Ｃ，３Ｄにそれぞれ設けられた２つのバルブボックス１１３ａの上流側に１組の圧力計１１３ｂおよび流量レギュレータ１１３ｃを設けてもよい。

【0075】

図１４に示す例では、トップリング洗浄用のノズル（図示せず）や純水供給チューブ１００などのユースポイント用の純水供給管１１０とは別に、アトマイザ３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄ専用の純水供給管１１２が設けられている。純水供給管１１２は、アトマイザ３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄに接続され、アトマイザ３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄの上流側には、流量制御部１１４がそれぞれ設けられている。この流量制御部１１４は、純水供給管１１２から供給される純水の流量を調整し、その調整された流量の純水をアトマイザに送るように構成されている。

【0076】

それぞれの流量制御部１１４は、上述した分配制御部１１３と同様に、バルブと、圧力計と、流量レギュレータとを有しており、これらの配置は分配制御部１１３における配置と同様である。制御部５は、流量制御部１１４の圧力計の測定値に基づき、所定の流量の純水が各アトマイザに供給されるように流量制御部１１４の流量レギュレータの動作を制御する。

【0077】

図１４に示すように、純水供給管１１０と純水供給管１１２とは、それぞれ独立して純水供給源に連結されており、独立した純水供給経路が確保されている。このような配置により、アトマイザでの純水の使用が他のユースポイントでの純水の流量に影響を与えることを防止することができる。

【0078】

なお、図１４は純水を供給する純水供給管１１０について説明しているが、図１４に示す配管および分配制御部の配置は、エア、窒素ガス、スラリーなどの他の流体の供給管にも適用できる。例えば、複数種のスラリーを移送する複数のスラリー供給管を設け、これらのスラリー供給管に接続される分配制御部を研磨ユニットごとに設けることができる。各分配制御部は、研磨処理に応じて選択されたスラリーを上述した研磨液供給ノズル（図１３（ａ）参照）に供給する。分配制御部は研磨ユニットごとに設けられるので、研磨液供給ノズルに供給されるスラリーの種類を研磨ユニットごとに変えることができる。さらに、研磨液供給ノズルに供給されるスラリーの流量を分配制御部によって調整することができる。

【0079】

つぎに、本発明の実施の形態の基板研磨装置の特徴的な構成について、図１５〜図２４を用いて説明する。図１５は、本実施の形態における基板研磨装置の説明図である。図１５に示すように、本実施の形態では、研磨チャンバ３００の上部に、研磨チャンバ３００内に気体を供給する気体供給口３０１が設けられている。気体は、例えば空気である。また、研磨チャンバ３００内の壁面には、研磨チャンバ３００内に洗浄液を霧状に噴霧する噴霧ノズル３０２が設けられている。研磨チャンバ３００の下部には、基板を研磨する研磨部（研磨テーブル）３０３と、研磨チャンバ３００内から気体を排出する気体排出口３０４が設けられている。この場合、気体排出口３０４は、研磨部３０３の近傍に設けられている。

【0080】

図１５に示すように、気体供給口３０１は、研磨チャンバ３００内の壁面の中心から側方にオフセットされた位置に配置されている。このように気体供給口３０１をオフセットすることにより、気体供給口３０１から供給された気体（空気）が研磨チャンバ３００内で旋回するようになる。

【0081】

噴霧ノズル３０２は、複数設けることができる。図１５の例では、４つの噴霧ノズル３０２は、研磨チャンバ３００の上部に設けられており、例えば、そのうちの１つの噴霧ノズル３０２が、気体供給口３０１の近傍に配置されている。また、噴霧ノズル３０２は、研磨チャンバ３００の下部に設けることもできる。図１６の例では、４つの噴霧ノズル３０２が、研磨チャンバ３００の下部に設けられており、例えば、そのうちの１つの噴霧ノズル３０２が、気体排出口３０４の近傍に配置されている。

【0082】

図１５および図１６の例では、一つの気体供給口３０１が研磨チャンバ３００内に設けられている場合を示したが、図１７および図１８に示すように、複数の気体供給口３０１が研磨チャンバ３００内に設けられてもよい。例えば、図１７および図１８では、研磨チャンバ３００内の上部のそれぞれ異なる位置に、４つの気体供給口３０１が設けられている。

【0083】

図１５〜図１８に示すように、噴霧ノズル３０２の向きは、研磨チャンバ３００内の壁面から中央の空間に向けて洗浄液を噴霧するように設定されている。この場合、噴霧ノズル３０２の向きは、気体供給口３０１から供給された気体の流れと反対の向きに設定することができる（図１９参照）。また、噴霧ノズル３０２の向きは、気体供給口３０１から供給された気体の流れと同じ向きに設定してもよい（図２０参照）。

【0084】

図２１は、図１の研磨部３に対応している。図２１の上側は、図１の左側に対応している。図２１の上側には開閉可能なメンテナンス扉３１０が設けられており、メンテナンス扉３１０を開けることによって、研磨装置の外部から研磨部のメンテナンスを行うことができる。そして、研磨装置のメンテナンス扉３１０側の側面に、密閉型グローブの開口部が設けられている。密閉型グローブの開口部は、メンテナンス扉に設けてもよいし、研磨装置の側面であってメンテナンス扉ではない壁面に設けてもよい。

【0085】

図２１に示すように、研磨チャンバ３００内には、グローブボックス３０５が設けられている。そして、グローブボックス３０５には、研磨チャンバ３００内を洗浄するためのハンド式の洗浄具３０６と、研磨チャンバ３００の外からハンド式の洗浄具３０６を操作するための密閉型グローブ３０７が備えられている（図２２および図２３参照）。

【0086】

密閉型グローブ３０７は、洗浄に使用する薬液が浸透しない素材で製造されている。密閉型グローブ３０７の開口部は、研磨チャンバ３００の外部に開放されており、作業者が手を入れることができるようになっている。密閉型グローブ３０７の内部は、研磨チャンバ３００の内部の雰囲気とは隔絶されている。洗浄時に作業者は、密閉型グローブ３０７の開口部から手を入れて、ハンド式の洗浄具３０６を用いて研磨チャンバ３００の内部を洗浄する。

【0087】

また、このグローブボックス３０５には、密閉型グローブ３０７を研磨チャンバ３００内の壁面に固定するための固定部材３０８が備えられている（図２４参照）。固定部材３０８は、研磨チャンバ３００の外から固定／解除の操作を行うことができる。また、ハンド式の洗浄具３０６も、不使用時には研磨チャンバ３００内の壁面の収納部３０９に収納される（図２２参照）。

【0088】

このような本実施の形態の基板研磨装置によれば、研磨チャンバ３００内の壁面のオフセットされた位置の気体供給口３０１から気体が供給されると、研磨チャンバ３００内において気体が旋回するようになる。そこに、研磨チャンバ３００の中央の空間に向けて噴霧ノズル３０２から洗浄液を噴霧すると、霧状の洗浄液が気体にのって研磨チャンバ３００内を旋回する。これにより、基板の研磨時に研磨チャンバ３００内で有害物質（粉末やガス）が発生した場合であっても、その有害物質を洗浄液でトラップすることができる。洗浄液によってトラップされた有害物質は気体とともに気体排出口３０４から排出される。このようにして、研磨チャンバ３００内に浮遊している有害物質を、効果的にトラップして安全に排出することができる。

【0089】

本実施の形態では、複数の気体供給口３０１が、研磨チャンバ３００内の上部においてそれぞれ異なる位置に設けられている。したがって、研磨チャンバ３００内の上部の異なる位置に設けられた複数の気体供給口３０１から気体が供給され、研磨チャンバ３００内において気体が旋回しやすくすることができる。

【0090】

また、本実施の形態では、気体供給口３０１が、研磨チャンバ３００の上部に設けられており、噴霧ノズル３０２が、気体供給口３０１の近傍に配置されている。したがって、研磨チャンバ３００の上部の気体供給口３０１から気体が供給されるとすぐに気体に洗浄液をのせることができ、早い段階から研磨チャンバ３００内の有害物質をトラップすることができる。

【0091】

あるいは、気体排出口３０４が、研磨チャンバ３００の下部の研磨部３０３の近傍に設けられており、噴霧ノズル３０２が、気体排出口３０４の近傍に配置されている。したがって、研磨チャンバ３００の下部において基板の研磨時に有害物質（粉末やガス）が発生した場合に、発生した場所の近くで（発生してからすぐに）その有害物質をトラップすることができる。

【0092】

また、本実施の形態では、噴霧ノズル３０２の向きが、気体供給口３０１から供給された気体の流れと反対の向きに設定されてている。したがって、研磨チャンバ３００内で有害物質が気体にのって流れてきたときに、その気体（有害物質）に向けて洗浄液が噴霧される。これにより、気体にのって流れてきた有害物質を洗浄液によって効果的にトラップすることができる。

【0093】

あるいは、噴霧ノズル３０２の向きは、気体供給口３０１から供給された気体の流れと同じ向きに設定されている。したがって、研磨チャンバ３００内で流れる気体と同じ向きに洗浄液が噴霧される。これにより、研磨チャンバ３００内を流れる気体に洗浄液をのせて、研磨チャンバ３００内の広い範囲の有害物質を効果的にトラップすることができる。

【0094】

また、本実施の形態では、基板研磨装置に、研磨チャンバ３００内を洗浄するためのハンド式の洗浄具３０６と、研磨チャンバ３００の外からハンド式の洗浄具３０６を操作するための密閉型グローブ３０７が備えられている。したがって、洗浄液によるトラップだけでは有害物質の除去が不十分である場合には、密閉型グローブ３０７を介してハンド式の洗浄具３０６を操作して、研磨チャンバ３００内に残った有害物質を洗浄することができる。

【0095】

この場合、基板研磨装置に、密閉型グローブ３０７を研磨チャンバ３００内の壁面に固定するための固定部材３０８を備えられている。したがって、密閉型グローブ３０７の不使用時などには、密閉型グローブ３０７を固定部材３０８で研磨チャンバ３００内の壁面に固定することができ、研磨チャンバ３００内の他の構造物に密閉型グローブ３０７が接触するのを防ぐことができる。

【0096】

以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0097】

以上のように、本発明にかかる基板研磨装置は、研磨チャンバ内に浮遊している有害物質を効果的にトラップすることができるという効果を有し、基板処理装置などに適用され有用である。

【符号の説明】

【0098】

３００ 研磨チャンバ
３０１ 気体供給口
３０２ 噴霧ノズル
３０３ 研磨部（研磨テーブル）
３０４ 気体排出口
３０５ グローブボックス
３０６ ハンド式の洗浄具
３０７ 密閉型グローブ
３０８ 固定部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】