特許 7145098 研磨装置、研磨方法、および研磨液供給位置決定プログラムを記録した記録媒体

(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】

(24)【登録日】2022-09-21

(45)【発行日】2022-09-30

(54)【発明の名称】研磨装置、研磨方法、および研磨液供給位置決定プログラムを記録した記録媒体

(51)【国際特許分類】

   B24B 37/00 20120101AFI20220922BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20220922BHJP

   B24B 37/005 20120101ALI20220922BHJP

   B24B 37/013 20120101ALI20220922BHJP

【ＦＩ】

B24B37/00 K

H01L21/304 622R

B24B37/005 Z

B24B37/013

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2019029543

(22)【出願日】2019-02-21

(65)【公開番号】P2020131381

(43)【公開日】2020-08-31

【審査請求日】2021-10-07

(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】100118500

【弁理士】

【氏名又は名称】廣澤 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100091498

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 勇

(72)【発明者】

【氏名】小畠 厳貴

(72)【発明者】

【氏名】山崎 孝史

(72)【発明者】

【氏名】小菅 隆一

(72)【発明者】

【氏名】曽根 忠一

【審査官】山村 和人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２４７２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０３４５３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０６８６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６１７３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００６／００２７５３３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ ３７／００ － ３７／３４

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

研磨パッドと、
基板を前記研磨パッドに押し付けて、前記基板を研磨するトップリングと、
前記研磨パッド上に研磨液を扇状に噴射する液体噴射ノズルと、
前記液体噴射ノズルを前記研磨パッドの半径方向に移動させるノズル移動装置と、
前記ノズル移動装置の動作を制御する動作制御部と、を備え、
前記動作制御部は、
プログラムを格納した記憶装置と、
前記プログラムに従って演算を実行する処理装置と、を備えており、
前記プログラムは、
前記液体噴射ノズルによる、前記研磨パッドの半径方向における前記研磨液の供給位置と前記基板の平均研磨レートおよび研磨レートの基板面内分布との間の相関関係を求め、
予め設定された許容平均研磨レートの範囲と前記研磨液の供給位置と前記平均研磨レートとの相関関係に基づいて、前記液体噴射ノズルの移動可能範囲を決定し、
前記決定された前記液体噴射ノズルの移動可能範囲内において、前記研磨液の供給位置と前記研磨レートの基板面内分布との相関関係から、最適な研磨液の供給位置を決定し、前記液体噴射ノズルを前記決定された供給位置に移動させて、前記基板を研磨する指令を含む、研磨装置。

【請求項2】

前記研磨装置は、前記基板の膜厚を測定する膜厚測定センサを備えており、
前記プログラムは、
前記膜厚測定センサによって、前記基板の残膜分布を測定し、
前記測定された残膜分布と予め設定された目標残膜分布との差分に基づいて、目標研磨量の分布を決定し、
前記目標研磨量分布と前記研磨液の供給位置と前記研磨レートの基板面内分布との相関関係から、前記決定された前記液体噴射ノズルの移動可能範囲内において、最適な研磨液の供給位置を決定し、前記液体噴射ノズルを前記決定された供給位置に移動させる指令を含む、請求項１に記載の研磨装置。

【請求項3】

前記プログラムは、
前記測定された残膜分布の時間変化から、実際の研磨時における研磨レートの分布を求め、
前記実際の研磨時における研磨レート分布に基づいて、前記目標研磨量に相当する、前記研磨液の供給位置の対象となる目標制御範囲を決定する指令を含む、請求項２に記載の研磨装置。

【請求項4】

前記プログラムは、
前記測定された残膜分布の時間変化から、実際の研磨時における研磨レートの分布を求め、
前記実際の研磨時における研磨レート分布に基づいて、前記目標研磨量に相当する目標研磨レート分布を決定する、請求項２に記載の研磨装置。

【請求項5】

研磨パッド上に研磨液を扇状に噴射する液体噴射ノズルによる、前記研磨パッドの半径方向における研磨液の供給位置と基板の平均研磨レートおよび研磨レートの基板面内分布との間の相関関係を求め、
予め設定された許容平均研磨レートの範囲と前記研磨液の供給位置と前記平均研磨レートとの相関関係から、前記液体噴射ノズルの移動可能範囲を決定し、
前記決定された前記液体噴射ノズルの移動可能範囲内において、前記研磨液の供給位置と前記研磨レートの基板面内分布との相関関係から、最適な研磨液の供給位置を決定し、前記液体噴射ノズルを前記決定された供給位置に移動させて、前記基板を研磨する、研磨方法。

【請求項6】

前記基板の膜厚を測定する膜厚測定センサによって、前記基板の残膜分布を測定し、
前記測定された残膜分布と予め設定された目標残膜分布との差分に基づいて、目標研磨量の分布を決定し、
前記目標研磨量分布と前記研磨液の供給位置と前記研磨レートの基板面内分布との相関関係から、前記決定された前記液体噴射ノズルの移動可能範囲内における最適な研磨液の供給位置を決定し、前記液体噴射ノズルを前記決定された供給位置に移動させる、請求項５に記載の研磨方法。

【請求項7】

前記測定された残膜分布の時間変化から、実際の研磨時における研磨レートの分布を求め、
前記実際の研磨時における研磨レート分布に基づいて、前記目標研磨量分布に相当する、前記研磨液の供給位置の対象となる目標制御範囲を決定する、請求項６に記載の研磨方法。

【請求項8】

前記測定された残膜分布の時間変化から、実際の研磨時における研磨レートの分布を求め、
前記実際の研磨時における研磨レート分布に基づいて、前記目標研磨量に相当する目標研磨レート分布を決定する、請求項６に記載の研磨方法。

【請求項9】

研磨パッド上に研磨液を扇状に噴射する液体噴射ノズルによる、前記研磨パッドの半径方向における研磨液の供給位置と基板の平均研磨レートおよび研磨レートの基板面内分布との間の相関関係を求めるステップと、
予め設定された許容平均研磨レートの範囲と前記研磨液の供給位置と前記平均研磨レートとの相関関係に基づいて、前記液体噴射ノズルの移動可能範囲を決定するステップと、
前記決定された前記液体噴射ノズルの移動可能範囲内において、前記研磨液の供給位置と前記研磨レートの基板面内分布との相関関係から、最適な研磨液の供給位置を決定するステップと、
前記液体噴射ノズルを前記決定された供給位置に移動させて、前記基板を研磨するステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

【請求項10】

前記プログラムは、
前記基板の膜厚を測定する膜厚測定センサによって、前記基板の残膜分布を測定するステップと、
前記測定された残膜分布と予め設定された目標残膜分布との差分に基づいて、目標研磨量分布を決定するステップと、
前記目標研磨量分布と前記研磨液の供給位置と前記研磨レートの基板面内分布との相関関係から、前記決定された前記液体噴射ノズルの移動可能範囲内において、最適な研磨液の供給位置を決定するステップと、
前記液体噴射ノズルを前記決定された供給位置に移動させるステップと、を含む、請求項９に記載の記録媒体。

【請求項11】

前記プログラムは、
前記測定された残膜分布の時間変化から、実際の研磨時における研磨レートの分布を求めるステップと、
前記実際の研磨時における研磨レート分布に基づいて、前記目標研磨量に相当する、前記研磨液の供給位置の対象となる目標制御範囲を決定するステップと、を含む、請求項１０に記載の記録媒体。

【請求項12】

前記プログラムは、
前記測定された残膜分布の時間変化から、実際の研磨時における研磨レートの分布を求めるステップと、
前記実際の研磨時における研磨レート分布に基づいて、前記目標研磨量に相当する目標研磨レート分布を決定するステップと、を含む、請求項１０に記載の記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェハなどの基板を研磨する研磨装置および研磨方法に関するものである。
本発明は、研磨液を供給する位置を決定するプログラムを記録した記録媒体に関するものである。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスの製造工程においては、デバイス表面の平坦化技術がますます重要になっている。この平坦化技術のうち、最も重要な技術は、化学的機械研磨（Chemical Mechanical PolishingまたはＣＭＰ）である。この化学的機械的研磨（以下、ＣＭＰと呼ぶ）は、研磨装置を用いて、シリカ（ＳｉＯ_２）やセリア（ＣｅＯ_２）などの砥粒を含んだ研磨液（スラリー）を研磨パッドに供給しつつ、ウェハなどの基板を研磨面に摺接させて研磨を行うものである。

【0003】

研磨液（スラリー）を研磨パッド上に供給するための研磨液供給ノズル（単管ノズル）を備えた研磨装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。このような研磨装置では、研磨液供給ノズルから研磨パッド上に研磨液を供給しながら、基板の研磨が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００３－１５５９号公報

【文献】特開２０１０－２４７２５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

基板の研磨レートは、研磨液の流量分布に依存する。したがって、基板の研磨レートの均一性を向上させるために、基板上の研磨液の供給位置を管理することは非常に重要である。しかしながら、単管ノズルである研磨液供給ノズルは、研磨パッド上の狭い範囲に局所的に研磨液を供給する。したがって、このような研磨液供給ノズルを用いると、研磨パッド面内において、研磨液の供給位置の流量分布が大きくなってしまう。これは、基板の研磨レートの分布が生じる要因の一つとなる。

【0006】

また、研磨液を固定位置で供給する場合、研磨パッドの外周側に研磨液を供給すると、多量の研磨液が研磨パッドの外側に排出されてしまい、したがって、基板の研磨レートが低下する。そこで、基板の研磨中に研磨液供給ノズルを揺動させる必要があるが、基板の研磨中では、研磨パッドを支持する研磨テーブルは回転している。したがって、基板の半径方向における研磨液の供給位置の分布は、研磨パッドの円周方向において、均一にはならない。

【0007】

そこで、本発明は、研磨液の供給位置の分布を均一にし、かつ研磨中において研磨液の供給位置を目標研磨量（目標制御範囲もしくは目標研磨レート分布）に対応するように、液体噴射ノズルを移動させることで、基板の研磨レートの均一性を向上させることができる研磨装置および研磨方法を提供することを目的とする。
本発明は、研磨液の供給位置の分布を均一にし、かつ研磨中において研磨液の供給位置を目標研磨量（目標制御範囲もしくは目標研磨レート分布）に対応するように、液体噴射ノズルを移動させることで、基板の研磨レートの均一性を向上させることができるプログラムを記録した記録媒体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】

【0008】

一態様では、研磨パッドと、基板を前記研磨パッドに押し付けて、前記基板を研磨するトップリングと、前記研磨パッド上に研磨液を扇状に噴射する液体噴射ノズルと、前記液体噴射ノズルを前記研磨パッドの半径方向に移動させるノズル移動装置と、前記ノズル移動装置の動作を制御する動作制御部と、を備え、前記動作制御部は、プログラムを格納した記憶装置と、前記プログラムに従って演算を実行する処理装置と、を備えており、前記プログラムは、前記液体噴射ノズルによる、前記研磨パッドの半径方向における前記研磨液の供給位置と前記基板の平均研磨レートおよび研磨レートの基板面内分布との間の相関関係を求め、予め設定された許容平均研磨レートの範囲と前記研磨液の供給位置と前記平均研磨レートとの相関関係に基づいて、前記液体噴射ノズルの移動可能範囲を決定し、前記決定された前記液体噴射ノズルの移動可能範囲内において、前記研磨液の供給位置と前記研磨レートの基板面内分布との相関関係から、最適な研磨液の供給位置を決定し、前記液体噴射ノズルを前記決定された供給位置に移動させて、前記基板を研磨する指令を含む、研磨装置が提供される。

【0009】

一態様では、前記研磨装置は、前記基板の膜厚を測定する膜厚測定センサを備えており、前記プログラムは、前記膜厚測定センサによって、前記基板の残膜分布を測定し、前記測定された残膜分布と予め設定された目標残膜分布との差分に基づいて、目標研磨量の分布を決定し、前記目標研磨量分布と前記研磨液の供給位置と前記研磨レートの基板面内分布との相関関係から、前記決定された前記液体噴射ノズルの移動可能範囲内において、最適な研磨液の供給位置を決定し、前記液体噴射ノズルを前記決定された供給位置に移動させる指令を含む。
一態様では、前記プログラムは、前記測定された残膜分布の時間変化から、実際の研磨時における研磨レートの分布を求め、前記実際の研磨時における研磨レート分布に基づいて、前記目標研磨量に相当する目標制御範囲を決定する指令を含む。
一態様では、前記プログラムは、前記測定された残膜分布の時間変化から、実際の研磨時における研磨レートの分布を求め、前記実際の研磨時における研磨レート分布に基づいて、前記目標研磨量に相当する目標研磨レート分布を決定する。

【0010】

一態様では、研磨パッド上に研磨液を扇状に噴射する液体噴射ノズルによる、前記研磨パッドの半径方向における研磨液の供給位置と基板の平均研磨レートおよび研磨レートの基板面内分布との間の相関関係を求め、予め設定された許容平均研磨レートの範囲と前記研磨液の供給位置と前記平均研磨レートとの相関関係から、前記液体噴射ノズルの移動可能範囲を決定し、前記決定された前記液体噴射ノズルの移動可能範囲内において、前記研磨液の供給位置と前記研磨レートの基板面内分布との相関関係から、最適な研磨液の供給位置を決定し、前記液体噴射ノズルを前記決定された供給位置に移動させて、前記基板を研磨する、研磨方法が提供される。

【0011】

一態様では、前記基板の膜厚を測定する膜厚測定センサによって、前記基板の残膜分布を測定し、前記測定された残膜分布と予め設定された目標残膜分布との差分に基づいて、目標研磨量の分布を決定し、前記目標研磨量分布と前記研磨液の供給位置と前記研磨レートの基板面内分布との相関関係から、前記決定された前記液体噴射ノズルの移動可能範囲内における最適な研磨液の供給位置を決定し、前記液体噴射ノズルを前記決定された供給位置に移動させる。
一態様では、前記測定された残膜分布の時間変化から、実際の研磨時における研磨レートの分布を求め、前記実際の研磨時における研磨レート分布に基づいて、前記目標研磨量分布に相当する目標制御範囲を決定する。
一態様では、前記測定された残膜分布の時間変化から、実際の研磨時における研磨レートの分布を求め、前記実際の研磨時における研磨レート分布に基づいて、前記目標研磨量に相当する目標研磨レート分布を決定する。

【0012】

一態様では、研磨パッド上に研磨液を扇状に噴射する液体噴射ノズルによる、前記研磨パッドの半径方向における研磨液の供給位置と基板の平均研磨レートおよび研磨レートの基板面内分布との間の相関関係を求めるステップと、予め設定された許容平均研磨レートの範囲と前記研磨液の供給位置と前記平均研磨レートとの相関関係に基づいて、前記液体噴射ノズルの移動可能範囲を決定するステップと、前記決定された前記液体噴射ノズルの移動可能範囲内において、前記研磨液の供給位置と前記研磨レートの基板面内分布との相関関係から、最適な研磨液の供給位置を決定するステップと、前記液体噴射ノズルを前記決定された供給位置に移動させて、前記基板を研磨するステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。

【0013】

一態様では、前記プログラムは、前記基板の膜厚を測定する膜厚測定センサによって、前記基板の残膜分布を測定するステップと、前記測定された残膜分布と予め設定された目標残膜分布との差分に基づいて、目標研磨量分布を決定するステップと、前記目標研磨量分布と前記研磨液の供給位置と前記研磨レートの基板面内分布との相関関係から、前記決定された前記液体噴射ノズルの移動可能範囲内において、最適な研磨液の供給位置を決定するステップと、前記液体噴射ノズルを前記決定された供給位置に移動させるステップと、を含む。
一態様では、前記プログラムは、前記測定された残膜分布の時間変化から、実際の研磨時における研磨レートの分布を求めるステップと、前記実際の研磨時における研磨レート分布に基づいて、前記目標研磨量に相当する目標制御範囲を決定するステップと、を含む。
一態様では、前記プログラムは、前記測定された残膜分布の時間変化から、実際の研磨時における研磨レートの分布を求めるステップと、前記実際の研磨時における研磨レート分布に基づいて、前記目標研磨量に相当する目標研磨レート分布を決定するステップと、を含む。

【0014】

一参考例では、研磨パッドと、基板を前記研磨パッドに押し付けて、前記基板を研磨するトップリングと、前記研磨パッド上に研磨液を扇状に噴射する液体噴射ノズルと、前記液体噴射ノズルを前記研磨パッドの半径方向に移動させるノズル移動装置と、前記ノズル移動装置の動作を制御する動作制御部と、を備え、前記動作制御部は、プログラムを格納した記憶装置と、前記プログラムに従って演算を実行する処理装置と、を備えており、前記プログラムは、前記液体噴射ノズルによる、前記研磨パッドの半径方向における前記研磨液の供給位置と前記基板の平均研磨レートおよび研磨レートの基板面内分布との間の相関関係を求め、予め設定された許容平均研磨レートの範囲と前記研磨液の供給位置と前記平均研磨レートとの相関関係に基づいて、前記液体噴射ノズルの移動可能範囲を決定し、前記決定された前記液体噴射ノズルの移動可能範囲内において、前記研磨液の供給位置と前記研磨レートの基板面内分布との相関関係から、最適な研磨液の供給位置を決定し、前記液体噴射ノズルを前記決定された供給位置に移動させて、前記基板を研磨する動作を前記動作制御部に実行させる、研磨装置が提供される。

【発明の効果】

【0015】

動作制御部は、決定された液体噴射ノズルの移動可能範囲内において、研磨液の供給位置と研磨レートの基板面内分布との相関関係から決定された研磨液の供給位置に研磨液を広域的に噴射する液体噴射ノズルを移動させる。したがって、動作制御部は、研磨液の供給位置を目標の研磨量（目標制御範囲もしくは目標研磨レート分布）に対して最適な配置にすることで、基板の研磨レートの均一性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】研磨装置の一実施形態の平面図である。

【図2】図２（ａ）は、図１のＡ線方向から見た図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の汚れ防止カバーを取り外した状態を示す図である。

【図3】図３（ａ）は図２（ａ）のＢ線方向から見た図であり、図３（ｂ）は図２（ａ）のＣ線方向から見た図である。

【図4】液体噴射ノズルに連結された第３スラリーライン（第３液体供給ライン）およびフラッシングラインを示す図である。

【図5】液体噴射ノズルを示す断面図である。

【図6】スラリーの噴出範囲を示す図である。

【図7】動作制御部の構成を示す模式図である。

【図8】図８（ａ）乃至図８（ｃ）は、研磨液の供給位置と研磨液の液膜分布との関係を示す図である。

【図9】図９（ａ）乃至図９（ｃ）は、研磨液の液膜分布と基板の研磨レート分布との関係を示す図である。

【図10】許容平均研磨レートの範囲を示す図である。

【図11】許容平均研磨レートの範囲と液体噴射ノズルの移動可能範囲との関係を示す図である。

【図12】図１２（ａ）は、膜厚測定センサおよび液体噴射ノズルを示す図であり、図１２（ｂ）は、基板の研磨中における動作制御部の動作の一実施形態を示す図である。

【図13】基板の研磨中における動作制御部の動作の他の実施形態を示す図である。

【図14】動作制御部の動作フローを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下で説明する図面において、同一又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。

【0018】

図１は、研磨装置ＰＡの一実施形態の平面図である。図１に示すように、研磨装置ＰＡは、研磨パッド１を支持する研磨テーブル２と、ウェハなどの基板Ｗを研磨パッド１に押し付けるトップリング（研磨ヘッド）３と、研磨パッド１に液体を供給するための液体供給機構４とを備えている。液体供給機構４から研磨パッド１上に供給される液体は、研磨液（スラリー）または純水（ＤＩＷ）である。

【0019】

研磨テーブル２は、研磨テーブル２を支持するテーブル軸（図示しない）を介して、研磨テーブル２を回転させるテーブルモータ（図示しない）に連結されている。研磨パッド１は研磨テーブル２の上面に貼付されており、研磨パッド１の上面が基板Ｗを研磨する研磨面１ａを構成している。

【0020】

トップリング３はトップリングシャフト（図示しない）の下端に固定されている。トップリング３は、その下面に真空吸着により基板Ｗを保持できるように構成されている。トップリングシャフトは、トップリングアーム８内に設置された回転機構（図示しない）に連結されている。トップリング３は、この回転機構によりトップリングシャフトを介して回転される。

【0021】

トップリングアーム８は、トップリングアーム８を旋回させるトップリング旋回軸９に連結されている。トップリング旋回軸９は、研磨パッド１の外側に配置されている。トップリング３、トップリングアーム８、トップリング旋回軸９は、トップリング装置５を構成している。

【0022】

研磨装置ＰＡは、研磨パッド１をドレッシングするためのドレッシング装置１０をさらに備えている。ドレッシング装置１０は、研磨パッド１の研磨面１ａに摺接されるドレッサ１５と、ドレッサ１５を支持するドレッサアーム１１と、ドレッサアーム１１を旋回させるドレッサ旋回軸１２とを備えている。ドレッサ旋回軸１２は、研磨パッド１の外側に配置されている。

【0023】

ドレッサアーム１１の旋回に伴って、ドレッサ１５は研磨面１ａ上を揺動する。ドレッサ１５の下面は、ダイヤモンド粒子などの多数の砥粒からなるドレッシング面を構成する。ドレッサ１５は、研磨面１ａ上を揺動しながら回転し、研磨パッド１を僅かに削り取ることにより研磨面１ａをドレッシングする。研磨パッド１のドレッシング中、液体供給機構４（より具体的には、ドレッシング液供給装置６０）は、純水を研磨パッド１の研磨面１ａ上に供給する。液体供給機構４の構成の詳細については、後述する。

【0024】

研磨装置ＰＡは、霧状の洗浄流体を研磨パッド１の研磨面１ａに噴射して研磨面１ａを洗浄するアトマイザ２０をさらに備えている。洗浄流体は、液体（通常は純水）と気体（例えば、窒素ガスなどの不活性ガス）との混合流体から構成される。アトマイザ２０は、研磨パッド１（または研磨テーブル２）の半径方向に沿って延びており、研磨パッド１の研磨面１ａの上方に位置している。アトマイザ２０は、高圧の洗浄流体を研磨面１ａに噴射することにより、研磨パッド１の研磨面１ａから研磨屑および研磨液に含まれる砥粒を除去する。

【0025】

以下、液体供給機構４の構成について、図面を参照して説明する。図２（ａ）は、図１のＡ線方向から見た図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の汚れ防止カバーを取り外した状態を示す図である。

【0026】

液体供給機構４は、研磨テーブル２の半径方向に移動可能なノズルアーム３０と、ノズルアーム３０の先端部分３０ａに配置された第１スラリーノズル３１および第２スラリーノズル３２と、ノズルアーム３０のアーム部分３０ｂに配置された液体噴射ノズル３３とを備えている。

【0027】

ノズルアーム３０は、ノズルアーム３０を移動させるノズル移動装置３５に連結されている（図１参照）。本実施形態では、ノズル移動装置３５は、ノズルアーム３０を旋回させるように構成されている。したがって、ノズル移動装置３５は、ノズル旋回軸と呼ばれてもよい。一実施形態では、ノズル移動装置３５は、研磨パッド１の半径方向において、ノズルアーム３０を直線状に往復移動させるように構成されてもよい。ノズル移動装置３５は、研磨パッド１の外側に配置されている。ノズルアーム３０は、ノズル移動装置３５の駆動（より具体的には、ノズル移動装置３５に連結されたモータ）によって、研磨パッド１の外側にある退避位置と研磨パッド１の上方にある処理位置との間を移動可能に構成されている。

【0028】

図２（ａ）に示すように、ノズルアーム３０が処理位置にあるとき、ノズルアーム３０の先端部分３０ａは、研磨パッド１の中心ＣＬの上方に配置される。したがって、ノズルアーム３０の先端部分３０ａに配置された第１スラリーノズル３１および第２スラリーノズル３２は、第１スラリーノズル３１の噴射口および第２スラリーノズル３２の噴射口が研磨パッド１の中心ＣＬに対向するように、研磨パッド１の中心ＣＬの上方に配置される。

【0029】

ノズルアーム３０が処理位置にあるとき、液体噴射ノズル３３は、その噴射口が研磨パッド１の中心ＣＬと研磨パッド１の外周部１ｂとの間の領域に対向するように、この領域の上方に配置される。

【0030】

一実施形態では、液体噴射ノズル３３は、樹脂から構成されている。液体噴射ノズル３３の材質の一例として、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、またはＰＰ（ポリプロピレン）を挙げることができる。

【0031】

液体噴射ノズル３３はスラリーＡを供給し、第１スラリーノズル３１はスラリーＢを供給し、第２スラリーノズル３２はスラリーＣを供給する。スラリーＡ、スラリーＢ、およびスラリーＣは、それぞれ異なる種類の液体である。

【0032】

図３（ａ）は図２（ａ）のＢ線方向から見た図であり、図３（ｂ）は図２（ａ）のＣ線方向から見た図である。図３（ａ）に示すように、第１スラリーノズル（第１液体ノズル）３１および第２スラリーノズル（第２液体ノズル）３２は互いに隣接して配置されている。第１スラリーノズル３１はスラリーＢが流れる流路が形成された第１スラリーライン（第１液体供給ライン）４０に接続されており、第２スラリーノズル３２はスラリーＣが流れる流路が形成された第２スラリーライン（第２液体供給ライン）４１に接続されている。これら第１スラリーライン４０および第２スラリーライン４１は、ノズルアーム３０の内部に配置されている。

【0033】

図２（ｂ）に示すように、液体噴射ノズル３３は、ノズルアーム３０から下方に延びるノズルホルダー４５に取り付けられている。ノズルホルダー４５はノズルアーム３０に固定されている。本実施形態では、図２（ａ）に示すように、ノズルホルダー４５は、汚れ防止カバー４４によって覆われており、異物のノズルホルダー４５および連結部材４８への付着は防止される。

【0034】

図２（ａ）に示すように、液体噴射ノズル３３は、第１スラリーノズル３１および第２スラリーノズル３２よりも研磨パッド１の研磨面１ａに近接して配置されている。つまり、研磨パッド１の研磨面１ａと液体噴射ノズル３３との間の距離は、研磨パッド１の研磨面１ａと第１スラリーノズル３１および第２スラリーノズル３２との間の距離よりも小さい。

【0035】

液体噴射ノズル３３は、鉛直方向に対して研磨パッド１の外周部１ｂ側（すなわち、研磨パッド１の中心ＣＬから離間する方向）を向いて傾斜している。一実施形態では、液体噴射ノズル３３の傾斜角度は１３度である。

【0036】

図４は、液体噴射ノズル３３に連結された第３スラリーライン（第３液体供給ライン）４６およびフラッシングライン４７を示す図である。図４に示すように、液体噴射ノズル３３は、スラリーＡが流れる流路が形成された第３スラリーライン４６に接続されている。第３スラリーライン４６の途中部分には、連結部材４８が接続されており、連結部材４８には、純水が流れる流路が形成されたフラッシングライン４７が接続されている。連結部材４８は、フラッシングライン４７と第３スラリーライン４６との合流部分に設けられている。

【0037】

スラリーＡの流れる方向において、連結部材４８の上流側は第３スラリーライン４６の上流流路と呼ばれてもよく、連結部材４８の下流側は第３スラリーライン４６の下流流路と呼ばれてもよい。

【0038】

連結部材４８は、液体噴射ノズル３３に隣接して配置されている。フラッシングライン４７および第３スラリーライン４６の先端部分（言い換えれば、第３スラリーライン４６の下流流路）を流れる純水は、液体噴射ノズル３３から噴射される。第３スラリーライン４６およびフラッシングライン４７のうちのいずれか一方を流れる液体（スラリーＡまたは純水）は、液体噴射ノズル３３から噴射される。

【0039】

フラッシングライン４７を流れる純水は、第３スラリーライン４６の先端部分および液体噴射ノズル３３を通過して、外部に噴射される。この純水は、第３スラリーライン４６の先端部分および液体噴射ノズル３３を洗浄するためのフラッシング液体である。フラッシング液体としての純水は、液体噴射ノズル３３の内部を勢いよく流れて、第３スラリーライン４６の先端部分および液体噴射ノズル３３の内部に滞留するスラリーを瞬時に除去する。結果として、第３スラリーライン４６の先端部分および液体噴射ノズル３３の内部でのスラリーの固着は防止される。

【0040】

連結部材４８は、スラリー噴出位置に近接した位置にある液体噴射ノズル３３に隣接して配置されている。このような配置により、研磨装置ＰＡは、スラリーを純水に置換する量（すなわち、スラリー置換量）を最小限にすることができ、研磨装置ＰＡのスループット（基板Ｗの処理枚数）を維持することができる。

【0041】

図５は、液体噴射ノズル３３を示す断面図である。図５に示すように、液体噴射ノズル３３は、液体を扇状に噴射する扇形ノズルである。液体噴射ノズル３３は、その内面３４に形成された液体通過面３４ａ、液体噴射面３４ｂ、および液体絞り面３４ｃを有している。

【0042】

液体絞り面３４ｃは、液体通過面３４ａと液体噴射面３４ｂとの間に配置されている。液体絞り面３４ｃは、液体通過面３４ａおよび液体噴射面３４ｂに接続されており、テーパー形状を有している。より具体的には、液体絞り面３４ｃは、液体通過面３４ａから液体噴射面３４ｂに向かって液体噴射ノズル３３の内径が徐々に小さくなる形状を有している。

【0043】

液体噴射ノズル３３が扇形ノズルである場合、微小な砥粒を含むスラリーが液体噴射ノズル３３の内部に固着するおそれがある。本実施形態では、液体噴射ノズル３３は、その内面３４に形成されたテーパー形状を有する液体絞り面３４ｃを有している。したがって、液体噴射ノズル３３の内部のスラリーは、液体絞り面３４ｃ上に留まることなく、液体絞り面３４ｃ上をスムーズに流れる。このようにして、液体噴射ノズル３３の内部でのスラリーの滞留は防止される。結果として、液体噴射ノズル３３の内部でのスラリーの固着は防止される。

【0044】

図６は、スラリーＡの噴出範囲を示す図である。図６に示すように、本実施形態では、液体噴射ノズル３３から噴射されるスラリーＡは、扇状に研磨パッド１の研磨面１ａ上に供給される。スラリーＡは、研磨パッド１の中心ＣＬを含み、かつ研磨パッド１の外周部１ｂよりも内側の領域に噴射される。一実施形態では、液体噴射ノズル３３の噴射角度（言い換えれば、液体噴射ノズル３３から噴射されるスラリーＡの角度）は、５０度から１５０度の範囲内である。

【0045】

本実施形態によれば、液体噴射ノズル３３は、少量のスラリーを広範囲に亘って噴射することができる。したがって、スラリーの使用量を削減することができ、かつ使用するスラリー量に対する基板の研磨レートを向上させることができる。

【0046】

図１に示すように、研磨装置ＰＡは、液体供給機構４（より具体的には、ノズル移動装置３５）の動作を制御する動作制御部２００を備えている。動作制御部２００は、ノズル移動装置３５に電気的に接続されている。動作制御部２００は、ノズル移動装置３５を動作させて、研磨パッド１の半径方向において、液体噴射ノズル３３を移動させる。このようにして、動作制御部２００は、研磨液の供給位置を変更することができる。なお、図１に示すように、動作制御部２００は、トップリング旋回軸９およびドレッサ旋回軸１２にも電気的に接続されており、これらトップリング旋回軸９およびドレッサ旋回軸１２の動作を制御する。

【0047】

ノズル移動装置３５を含む研磨装置ＰＡの動作は、動作制御部２００によって制御される。本実施形態では、動作制御部２００は、コンピュータから構成される。図７は、動作制御部２００の構成を示す模式図である。動作制御部２００は、プログラムやデータなどが格納される記憶装置２１０と、記憶装置２１０に格納されているプログラムに従って演算を行うＣＰＵ（中央処理装置）またはＧＰＵ（グラフィックプロセッシングユニット）などの処理装置２２０と、データ、プログラム、および各種情報を記憶装置２１０に入力するための入力装置２３０と、処理結果や処理されたデータを出力するための出力装置２４０と、インターネットまたはローカルエリアネットワークなどの通信ネットワークに接続するための通信装置２５０を備えている。

【0048】

記憶装置２１０は、処理装置２２０がアクセス可能な主記憶装置２１１と、データおよびプログラムを格納する補助記憶装置２１２を備えている。主記憶装置２１１は、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であり、補助記憶装置２１２は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）またはソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）などのストレージ装置である。

【0049】

入力装置２３０は、キーボード、マウスを備えており、さらに、記録媒体からデータを読み出すための記録媒体読み出し装置２３２と、記録媒体が接続される記録媒体ポート２３４を備えている。記録媒体は、非一時的な有形物であるコンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、光ディスク（例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ）や、半導体メモリー（例えば、ＵＳＢフラッシュドライブ、メモリーカード）である。記録媒体読み出し装置２３２の例としては、ＣＤ－ＲＯＭドライブ、ＤＶＤ－ＲＯＭドライブなどの光学ドライブや、メモリーリーダーが挙げられる。記録媒体ポート２３４の例としては、ＵＳＢポートが挙げられる。記録媒体に記憶されているプログラムおよび／またはデータは、入力装置２３０を介して動作制御部２００に導入され、記憶装置２１０の補助記憶装置２１２に格納される。出力装置２４０は、ディスプレイ装置２４１、印刷装置２４２を備えている。

【0050】

図８（ａ）乃至図８（ｃ）は、研磨液の供給位置と研磨液の液膜分布との関係を示す図である。図９（ａ）乃至図９（ｃ）は、研磨液の液膜分布と基板の研磨レートとの関係を示す図である。符号ＣＬ１は、研磨パッド１の中心ＣＬ（図１参照）を通る研磨パッド１の中心線を表しており、符号ＣＬ２は、基板Ｗの中心を通る基板Ｗの中心線を表している。

【0051】

図８（ａ）に示すように、液体噴射ノズル３３が基板Ｗの中心線ＣＬ２よりも研磨パッド１の中心線ＣＬ１に近接した位置に配置された状態で、研磨液が噴射されると、研磨パッド１の中心側における研磨液の液膜が厚くなる。以下、本明細書において、図８（ａ）に示すように、研磨パッド１の中心側における液体噴射ノズル３３の位置を位置Ａと呼ぶことがある。

【0052】

図８（ｂ）に示すように、液体噴射ノズル３３が基板Ｗの中心線ＣＬ２上に配置された状態で、研磨液が噴射されると、基板Ｗの中心における研磨液の液膜が厚くなる。以下、本明細書において、図８（ｂ）に示すように、基板Ｗの中心の上方における液体噴射ノズル３３の位置を位置Ｂと呼ぶことがある。

【0053】

図８（ｃ）に示すように、液体噴射ノズル３３が基板Ｗの中心線ＣＬ２よりも研磨パッド１の外周部１ｂ（図１参照）側に配置された状態で、研磨液が噴射されると、基板Ｗの中心線ＣＬ２よりも外側における研磨液の液膜が厚くなる。以下、本明細書において、図８（ｃ）に示すように、研磨パッド１の外周部１ｂ側における液体噴射ノズル３３の位置を位置Ｃと呼ぶことがある。

【0054】

図９（ａ）乃至図９（ｃ）において、符号ＲＲ１、符号ＲＲ２、および符号ＲＲ３のそれぞれは、基板Ｗの平均研磨レートを表している。平均研磨レートＲＲ１は平均研磨レートＲＲ３よりも小さく、平均研磨レートＲＲ３は平均研磨レートＲＲ２よりも小さい（ＲＲ２＞ＲＲ３＞ＲＲ１）。

【0055】

図９（ａ）に示すように、液体噴射ノズル３３が研磨パッド１の中心側の位置に配置された状態で、研磨液が噴射されると、基板Ｗの研磨レートの分布は、概ね均一である。図９（ｂ）に示すように、液体噴射ノズル３３が基板Ｗの中心の上方の位置に配置された状態で、研磨液が噴射されると、基板Ｗの研磨レートは、基板Ｗの中心の位置において大きくなる。図９（ｃ）に示すように、液体噴射ノズル３３が研磨パッド１の外周部１ｂ側の位置に配置された状態で、研磨液が噴射されると、基板Ｗの研磨レートは、基板の中心の位置において小さくなり、基板の中心の周辺の位置において、大きくなる。このように、基板Ｗの研磨レートの分布は、研磨液が供給される位置によって、異なる。

【0056】

図８（ａ）乃至図８（ｃ）および図９（ａ）乃至図９（ｃ）に示すように、液体噴射ノズル３３による、研磨パッド１（すなわち、基板Ｗ）の半径方向における研磨液の供給位置と、基板Ｗの平均研磨レートおよび研磨レートの基板面内分布との間には、相関関係が存在している。動作制御部２００は、この相関関係を予め求め、相関関係を示すデータを記憶装置２１０にデータベースとして格納する。

【0057】

コンピュータからなる動作制御部２００は、記憶装置２１０に電気的に格納されたプログラムに従って動作する。すなわち、動作制御部２００は、記憶装置２１０に格納された相関関係と予め設定された許容平均研磨レートの範囲に基づいて、液体噴射ノズル３３の移動可能範囲を決定し、決定された液体噴射ノズル３３の移動可能範囲内において、液体噴射ノズル３３を移動させて、基板Ｗを研磨するように構成されている。

【0058】

これらステップを動作制御部２００に実行させるためのプログラムは、非一時的な有形物であるコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され、記録媒体を介して動作制御部２００に提供される。または、プログラムは、インターネットまたはローカルエリアネットワークなどの通信ネットワークを介して通信装置２５０から動作制御部２００に入力されてもよい。

【0059】

図１０は、許容平均研磨レートの範囲を示す図である。上述したように、動作制御部２００は、記憶装置２１０に格納された、相関関係と予め設定された許容平均研磨レートの範囲を示すデータ（図１０の点線で囲まれた領域参照）に基づいて、液体噴射ノズル３３の移動可能範囲を決定する。この許容平均研磨レートの範囲は、動作制御部２００の記憶装置２１０内に入力パラメータとして予め格納されている。基板Ｗの平均研磨レートは液体噴射ノズル３３による半径方向における研磨液の供給位置により異なるが、供給位置によっては平均研磨レートが大きく増加もしくは低下する場合があり、これらの研磨レートの変化は基板Ｗの処理速度や研磨後の基板Ｗの洗浄性能等に影響する。よって、液体噴射ノズル３３の供給位置による平均研磨レートは一定の許容範囲内に収めることが望ましく、その目的で許容平均研磨レートが設定される。

【0060】

許容平均研磨レートの範囲は、基板Ｗの研磨条件に応じて、所望の平均研磨レートが含まれるように、設定される。図１０の例で説明すれば、平均研磨レートＲＲ２および平均研磨レートＲＲ３は、許容平均研磨レートの範囲内に含まれているが、平均研磨レートＲＲ１は、許容平均研磨レートの範囲内には含まれていない。したがって、動作制御部２００は、基板Ｗの中心の上方の位置Ｂ（図８（ｂ）参照）から研磨パッド１の外周部１ｂ側の位置Ｃ（図８（ｃ）参照）までの範囲内において、液体噴射ノズル３３を移動させる。なお、許容平均研磨レートの例としては、上限値及び下限値が所望の平均研磨レートに対するパーセンテージ（例えば±１０％）もしくは差分値（例えば±１００Ａ／ｍｉｎ）で良い。

【0061】

図１１は、許容平均研磨レートの範囲と液体噴射ノズル３３の移動可能範囲との関係を示す図である。図１１に示すように、動作制御部２００は、平均研磨レートＲＲ２および平均研磨レートＲＲ３を含むように、許容平均研磨レートの範囲を決定する。動作制御部２００は、液体噴射ノズル３３の位置Ｂおよび位置Ｃを含むように、液体噴射ノズル３３の移動可能範囲を決定する。

【0062】

図１２（ａ）は、膜厚測定センサ３００および液体噴射ノズル３３を示す図であり、図１２（ｂ）は、基板Ｗの研磨中における動作制御部２００の動作の一実施形態を示す図である。図１２（ａ）に示すように、研磨装置ＰＡは、研磨パッド１（および研磨テーブル２）に埋め込まれた膜厚測定センサ３００を備えている。膜厚測定センサ３００は、基板Ｗの膜厚を測定するためのセンサである。膜厚測定センサ３００の一例として、渦電流センサまたは光学センサを挙げることができる。

【0063】

渦電流センサは、基板Ｗの渦電流によって形成される鎖交磁束を検出し、検出した鎖交磁束に基づいて基板Ｗの被処理膜の厚さ（すなわち、被処理膜の残膜分布）を検出するセンサである。光学センサは、基板Ｗに光を照射し、基板Ｗから反射する干渉波を測定することによって被処理膜の厚さ（すなわち、被処理膜の残膜分布）を検出するセンサである。

【0064】

膜厚測定センサ３００は、動作制御部２００に電気的に接続されており、基板Ｗの膜厚と相関関係を有するセンサデータ（センサ信号）を動作制御部２００に送る。膜厚測定センサ３００からのセンサデータが動作制御部２００に入力されると、動作制御部２００は、このセンサデータを基板Ｗの膜厚値に変換する。なお、膜厚測定センサ３００は、あらかじめ設定された設定に従い、研磨終了点を検出し、研磨装置ＰＡによる研磨を終了させるのに使用されてもよい。

【0065】

研磨装置ＰＡが基板Ｗの研磨を開始すると、動作制御部２００は、膜厚測定センサ３００によって、基板Ｗの被処理膜の残膜分布を測定し、測定された残膜分布の時間変化に基づいて、研磨量分布を求める。そして、動作制御部２００は、予め設定された目標残膜分布との差分から目標研磨量を決定する。動作制御部２００は、決定された目標研磨量に対して、記憶装置２１０に格納された研磨液の供給位置と研磨レートの基板面内分布との相関関係から、液体噴射ノズル３３の移動可能範囲内において、最適な研磨液の供給位置を決定し、液体噴射ノズル３３を決定された供給位置に移動させる。

【0066】

より具体的には、図１２（ｂ）に示すように、動作制御部２００は、膜厚測定センサ３００によって測定された残膜分布の時間変化から、基板Ｗの研磨レートの分布を求める（図１２（ｂ）の実線参照）。この研磨レートの分布は、基板Ｗの半径方向における分布である。動作制御部２００は、基板Ｗの研磨レートの分布から、実際の研磨時における平均研磨レートＲＲＦを求め、平均研磨レートＲＲＦに基づいて、目標研磨量に相当する目標制御範囲（図１２（ｂ）の太い点線参照）を決定する。目標制御範囲は、平均研磨レートＲＲＦに対する所定の割合で決定される。目標制御範囲は、平均研磨レートＲＲＦを含む所定の幅を有する範囲である。

【0067】

図１３は、基板Ｗの研磨中における動作制御部２００の動作の他の実施形態を示す図である。図１２（ｂ）に示す実施形態では、動作制御部２００は、目標制御範囲を決定するが、図１３に示すように、動作制御部２００は、膜厚測定センサ３００によって測定された残膜分布の時間変化から、実際の研磨時における研磨レートの分布（図１３の実線参照）を求め、この研磨レートに基づいて、目標研磨レート分布（図１３の一点鎖線参照）を決定してもよい。目標研磨レート分布は、上記目標研磨量分布に相当する。

【0068】

一実施形態では、動作制御部２００は、測定された残膜分布に基づいて、基板Ｗの残膜に関する目標制御範囲を決定してもよい。一実施形態では、動作制御部２００は、測定された残膜分布に基づいて、基板Ｗの残膜に関する目標残膜分布を決定してもよい。これら目標制御範囲および目標残膜分布のそれぞれは、目標研磨量分布に相当する。

【0069】

図１４は、動作制御部２００の動作フローを示すフローチャートである。基板Ｗの研磨の開始後、動作制御部２００は、膜厚測定センサ３００によって検出されたセンサデータに基づいて、基板Ｗ（より具体的には、被処理膜）の残膜分布を測定し、基板Ｗの残膜の状態を監視する（図１４のステップＳ１０１参照）。次いで、動作制御部２００は、測定された残膜分布の時間変化に基づいて、基板Ｗの研磨レートの分布を算出する（図１４のステップＳ１０２参照）。

【0070】

その後、動作制御部２００は、算出された研磨レートの分布が目標制御範囲内か否かを判定する（図１４のステップＳ１０３参照）。一実施形態では、動作制御部２００は、目標研磨レート分布に基づいて判定してもよい。目標制御範囲および目標研磨レート分布の少なくとも１つは、動作制御部２００の記憶装置２１０内に格納されている。

【0071】

研磨レートの分布が目標制御範囲内である場合（図１４のステップＳ１０３の「ＹＥＳ」参照）、動作制御部２００は、図１４のステップＳ１０１に戻り、残膜分布の監視を継続する。研磨レートの分布が目標制御範囲内でない場合、つまり、研磨レートの分布が目標制御範囲外である場合（図１４のステップＳ１０３の「ＮＯ」参照）、動作制御部２００は、液体噴射ノズル３３の移動可能範囲内における研磨液供給位置の変更を決定する（図１４のステップＳ１０４参照）。

【0072】

研磨液の供給位置の変更は、次のようにして決定される。例えば、基板Ｗの半径方向における研磨レートの一部が目標制御範囲（または目標研磨レート分布）よりも大きい（または小さい）場合、動作制御部２００は、研磨液の供給位置と基板Ｗの研磨レートの分布との間の相関関係を示すデータに基づいて、研磨レートの一部が小さくなる（または大きくなる）ように、液体噴射ノズル３３の移動可能範囲内において、液体噴射ノズル３３を移動させる。

【0073】

基板Ｗの半径方向における研磨レートの複数の部分が目標制御範囲（または目標研磨レート分布）よりも大きい（または小さい）場合、動作制御部２００は、研磨レートの最も大きな部分（または研磨レートの最も小さな部分）が最小（または最大）となるように、液体噴射ノズル３３の移動可能範囲内において、液体噴射ノズル３３を移動させる。

【0074】

このように、動作制御部２００は、研磨レートの目標制御範囲（または目標研磨レート分布）からのずれ量に基づいて、研磨レートの極値（極大値または極小値）を求め、この極値が変動するように、研磨液の供給位置を変更する。

【0075】

基板Ｗの被処理膜の残膜量が極めて小さい場合、これ以上、残膜量を小さくすることができない。したがって、動作制御部２００は、研磨レートの最も小さな部分が最大となるように、研磨液の供給位置を変更する。

【0076】

図１４のステップＳ１０４の後、動作制御部２００は、ノズル移動装置３５を動作させるために必要な動作信号をノズル移動装置３５に入力する（図１４のステップＳ１０５参照）。動作制御部２００は、ノズル移動装置３５を動作させて、研磨液供給位置を変更する（図１４のステップＳ１０６参照）。このように、動作制御部２００は、現在の研磨レートの分布と目標制御範囲（または目標研磨レート分布）との比較に基づいて、液体噴射ノズル３３の位置を変更し、研磨中の基板Ｗの研磨レートの分布が目標制御範囲内になるように、フィードバック制御を実行する。

【0077】

図１４のステップＳ１０６の後、動作制御部２００は、フィードバック制御を終了してもよいか否かを判定し（図１４のステップＳ１０７参照）、動作制御部２００がフィードバック制御の終了を許容しない場合（図１４のステップＳ１０７の「ＮＯ」参照）、動作制御部２００は、図１４のステップＳ１０１に戻り、残膜分布の監視を継続する。動作制御部２００がフィードバック制御の終了を許容する場合（図１４のステップＳ１０７の「ＹＥＳ」参照）、動作制御部２００は、フィードバック制御を終了する（図１４のステップＳ１０８参照）。その後、動作制御部２００は、基板Ｗの研磨を終了する。

【0078】

フィードバック制御に関連するデータ（関連データ）は、研磨レシピ（基板Ｗを研磨する条件を含む）の生成に必要な情報として、動作制御部２００の記憶装置２１０に入力される。研磨装置ＰＡは、上記研磨レシピに従って、基板Ｗを研磨する。関連データは、以下に説明するような要素を含んでいる。

【0079】

動作制御部２００が膜厚測定センサ３００によって測定された残膜分布の時間変化に基づいて、目標研磨量を決定する場合、関連データは、基板Ｗの目標残膜分布および／または残膜に相当するセンサ信号を含んでもよい。

【0080】

関連データは、液体噴射ノズル３３の位置（すなわち、研磨液の供給位置）と基板Ｗの研磨レートの分布との相関関係、およびこの相関関係に基づいて決定された液体噴射ノズル３３の移動可能範囲を含んでもよい。関連データは、研磨レートの目標制御範囲を含んでもよい。

【0081】

研磨装置ＰＡが基板Ｗの研磨を開始した直後では、研磨状態が安定していないために、動作制御部２００は、フィードバック制御を実行するに値する正確なデータを取得することができない場合がある。したがって、関連データは、動作制御部２００によるフィードバック制御を開始する時間（開始時間）を含む。この開始時間は、基板Ｗの研磨を開始した後、何秒後にフィードバック制御を開始するかを決定する時間である。

【0082】

関連データは、フィードバック制御を実行するフィードバック周期を含んでもよい。一実施形態では、このフィードバック周期は、研磨テーブル２の回転、または時間に基づいて決定されてもよい。関連データは、フィードバック制御の有効時間を含んでもよい。一実施形態では、この有効時間は、基板Ｗの研磨時間以下の任意の時間であってもよく、または、基板Ｗの残膜に基づいて決定されてもよい。

【0083】

本実施形態によれば、液体噴射ノズル３３は、研磨液を局所的に供給する単管ノズルとは異なり、研磨液を広域的に扇状に噴射するように構成されている。したがって、研磨液の供給位置の分布には、ばらつきは生じない。さらに、動作制御部２００は、液体噴射ノズル３３を揺動する必要はないため、基板Ｗの半径方向における研磨液の供給位置の分布は、研磨パッド１の円周方向において、均一になる。結果として、基板Ｗの研磨レートの低下を抑制することができる。

【0084】

動作制御部２００は、研磨液を噴射する液体噴射ノズル３３の位置を制御する。したがって、液体噴射ノズル３３を使用することで、単管ノズルのようにノズルを揺動させることなく、広範囲の研磨液の流量分布を可能とする。さらに、動作制御部２００は、許容平均研磨レートの範囲に基づいて決定された液体噴射ノズル３３の移動可能範囲内において、液体噴射ノズル３３を移動させる。したがって、動作制御部２００は、基板Ｗの研磨レートの均一性を向上させることができる。

【0085】

基板Ｗの研磨レートは、研磨液の供給位置のみならず、研磨パッド１上に供給される研磨液の流量（供給量）にも依存して変化しうる。したがって、研磨液の供給量と基板Ｗの研磨レートの分布との間にも、相関関係が存在しており、供給位置と併せて動作制御部２００で研磨液の流量を制御してもよい。

【0086】

一実施形態では、動作制御部２００は、この相関関係を予め求め、相関関係を示すデータを記憶装置２１０にデータベースとして格納してもよい。関連データは、この相関関係を示すデータを含んでもよい。この場合、動作制御部２００は、液体噴射ノズル３３の移動可能範囲内において研磨液供給位置を変更するとともに、研磨液の供給量を変更してもよい。より具体的には、動作制御部２００は、第３スラリーライン４６（図４参照）に取り付けられた流量調整装置（図示しない）を動作させて、研磨液の供給量を調整する。

【0087】

基板Ｗの研磨レートは、研磨液の供給位置のみならず、研磨面１ａに対する基板Ｗの押圧力にも依存して変化しうる。したがって、研磨面１ａに対する基板Ｗの押圧力と基板Ｗの研磨レートの分布との間には、相関関係が存在しており、供給位置と併せて動作制御部２００で基板Ｗの押圧力を制御してもよい。

【0088】

一実施形態では、動作制御部２００は、この相関関係を予め求め、相関関係を示すデータを記憶装置２１０にデータベースとして格納してもよい。関連データは、この相関関係を示すデータを含んでもよい。この場合、動作制御部２００は、液体噴射ノズル３３の移動可能範囲内において研磨液供給位置を変更するとともに、研磨面１ａに対する基板Ｗの押圧力を変更してもよい。この押圧力は、トップリング３に設けられた弾性膜（メンブレン）によって形成された複数の圧力室に供給される流体の流量に基づいて変化する。したがって、動作制御部２００は、流量調整装置（図示しない）を動作させて、加圧の対象となる圧力室に供給される流体の流量を調整する。

【0089】

本実施形態では、液体噴射ノズル３３は、研磨液を扇状に噴射するノズルである。したがって、液体噴射ノズル３３が研磨パッド１の研磨面１ａに対して傾斜している場合（図６参照）、基板Ｗに噴射される研磨液の噴射量は、基板Ｗの半径方向において、一様ではない。したがって、基板Ｗの研磨レートは、研磨液の供給位置のみならず、液体噴射ノズル３３の研磨面１ａに対する傾斜角度にも依存して変化しうる。したがって、液体噴射ノズル３３の傾斜角度と基板Ｗの研磨レートの分布との間には、相関関係が存在しており、供給位置と併せて動作制御部２００で液体噴射ノズル３３の傾斜角度を制御してもよい。

【0090】

一実施形態では、動作制御部２００は、この相関関係を予め求め、相関関係を示すデータを記憶装置２１０にデータベースとして格納してもよい。関連データは、この相関関係を示すデータを含んでもよい。この場合、動作制御部２００は、液体噴射ノズル３３の移動可能範囲内において研磨液供給位置を変更するとともに、液体噴射ノズル３３の傾斜角度を変更してもよい。より具体的には、動作制御部２００は、液体噴射ノズル３３の傾斜角度を調整するアクチュエータ（例えば、モータ）によって、液体噴射ノズル３３の傾斜角度を変更してもよい。

【0091】

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。

【符号の説明】

【0092】

１ 研磨パッド
１ａ 研磨面
１ｂ 外周部
２ 研磨テーブル
３ トップリング（研磨ヘッド）
４ 液体供給機構
５ トップリング装置
８ トップリングアーム
９ トップリング旋回軸
１０ ドレッシング装置
１１ ドレッサアーム
１２ ドレッサ旋回軸
１５ ドレッサ
２０ アトマイザ
３０ ノズルアーム
３０ａ 先端部分
３０ｂ アーム部分
３１ 第１スラリーノズル
３２ 第２スラリーノズル
３３ 液体噴射ノズル
３４ 内面
３４ａ 液体通過面
３４ｂ 液体噴射面
３４ｃ 液体絞り面
３５ ノズル移動装置
４０ 第１スラリーライン
４１ 第２スラリーライン
４４ 汚れ防止カバー
４５ ノズルホルダー
４６ 第３スラリーライン
４７ フラッシングライン
４８ 連結部材
６０ ドレッシング液供給装置
２００ 動作制御部
２１０ 記憶装置
２１１ 主記憶装置
２１２ 補助記憶装置
２２０ 処理装置
２３０ 入力装置
２３２ 記録媒体読み出し装置
２３４ 記録媒体ポート
２４０ 出力装置
２４１ ディスプレイ装置
２４２ 印刷装置
２５０ 通信装置
３００ 膜厚測定センサ
ＰＡ 研磨装置

【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】