CN110802519B - 研磨装置及研磨方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种提高研磨速率的研磨装置及研磨方法。研磨装置使用具有研磨面的研磨垫进行研磨对象物的研磨，具备：研磨台，所述研磨台构成为能够旋转，并用于支承所述研磨垫；基板保持部，所述基板保持部用于保持研磨对象物并将研磨对象物按压于所述研磨垫；以及研磨液除去部，所述研磨液除去部用于从所述研磨面除去所述研磨液，所述研磨液除去部具有向所述研磨面喷射清洗液的冲洗部和对喷射有所述清洗液的所述研磨面上的研磨液进行吸引的吸引部，所述冲洗部具有由侧壁包围的清洗空间，所述侧壁具有使所述清洗空间朝向所述研磨台的径向外侧开口的开口部。

Description

研磨装置及研磨方法
技术领域
本发明涉及研磨装置及研磨方法。
背景技术
在半导体器件的制造工序中，半导体器件表面的平坦化技术变得越来越重要。作为平坦化技术，已知有化学机械研磨(CMP(Chemical Mechanical Polishing))。在该化学机械研磨中，使用研磨装置将含有二氧化硅(SiO2)、二氧化铈(CeO2)等磨粒的研磨液(浆料)供给至研磨垫并使半导体晶片等基板与研磨垫滑动接触而进行研磨。
进行CMP工艺的研磨装置具备支承研磨垫的研磨台和用于保持基板的被称为顶环或研磨头等的基板保持机构。该研磨装置从研磨液供给喷嘴向研磨垫供给研磨液，以预定的压力对研磨垫的表面(研磨面)按压基板。此时，通过使研磨台和基板保持机构旋转，基板与研磨面滑动接触，基板的表面被研磨平坦且被研磨成镜面。
基板的研磨速率不仅取决于对基板的研磨垫的研磨载荷，还取决于研磨垫的表面温度。这是因为，研磨液对于基板的化学作用取决于温度。另外，根据制造的基板，为了防止品质的降低，期望在低温下执行CMP工艺。因此，在研磨装置中，重要的是将基板研磨中的研磨垫的表面温度保持为最佳值。因此，近年来，提出了具备调节研磨垫的表面温度的温度调节机构的研磨装置。
另外，CMP装置中使用的研磨液昂贵，使用过的研磨液的处理也需要成本，因此为了削减CMP装置的运转成本及半导体器件的制造成本，要求削减研磨液的使用量。另外，要求抑制或防止使用过的研磨液及副产物对基板的品质和/或研磨速率的影响。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-150345号公报
专利文献2：日本专利第4054306号说明书
专利文献3：日本特开2008-194767号公报
专利文献4：美国专利公开2016/0167195号说明书
发明内容
作为削减浆料使用量的一例，有如下结构(专利文献1)：设置具有在面向研磨垫的一侧开口的凹部的壳体，在凹部的周围设置有与研磨垫接触的保持器。在该结构中，在壳体内设置研磨液的供给路径而向凹部内供给研磨液，从保持器与研磨垫的狭小的间隙送出研磨液，由此形成研磨液的薄层。另外，作为其他例子，有如下结构(专利文献2)：向分配装置的倒角后的前缘的外侧供给研磨液，在前缘的倒角部分将研磨液按压于研磨垫，由此在研磨垫的槽内充满研磨液，并且利用分配装置的后缘形成研磨液的薄层。这些浆液供给方法的结构比较复杂，使用量削减的效果也不充分，存在改善的余地。
作为除去使用过的研磨液的例子，有以与真空配管连结的吸入口和与压力水配管连结的清洗喷嘴接近排列的方式配置的研磨装置用的清洗装置(专利文献3)。另外，有如下结构(专利文献4)：在喷涂系统的主体的宽度方向两侧设置流体出口，并且在两侧的流体出口之间设置流体入口，从两侧的流体出口朝向流体入口方向在研磨面上喷射流体，并且从流体入口回收含有使用过的研磨液的流体。在这些结构中，需要吸引并回收使用过的研磨液和喷射的清洗液，需要较大的吸引力。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于解决上述课题的至少一部分。
用于解决课题的技术方案
根据本发明的一个方面，提供一种研磨装置，所述研磨装置使用具有研磨面的研磨垫进行研磨对象物的研磨，具备：研磨台，所述研磨台构成为能够旋转，并用于支承所述研磨垫；基板保持部，所述基板保持部用于保持研磨对象物并将研磨对象物按压于所述研磨垫；供给装置，所述供给装置用于在按压于所述研磨垫的状态下向所述研磨面供给研磨液；以及按压机构，所述按压机构对所述研磨垫按压所述供给装置，所述供给装置具有：侧壁，所述侧壁被按压于所述研磨面，并具有所述研磨台的旋转方向的上游侧的第一壁和所述研磨台的旋转方向的下游侧的第二壁；以及保持空间，所述保持空间由所述侧壁包围并对所述研磨面开口，保持研磨液并向所述研磨面供给研磨液，所述按压机构能够分别调整对所述第一壁及所述第二壁的按压力。
根据本发明的一个方面，提供一种研磨装置，所述研磨装置使用具有研磨面的研磨垫进行研磨对象物的研磨，具备：研磨台，所述研磨台构成为能够旋转，并用于支承所述研磨垫；基板保持部，所述基板保持部用于保持研磨对象物并将研磨对象物按压于所述研磨垫；以及研磨液除去部，所述研磨液除去部用于从所述研磨面除去所述研磨液，所述研磨液除去部具有：清洗部，所述清洗部向所述研磨面喷射清洗液；以及吸引部，所述吸引部吸引被喷射了所述清洗液的所述研磨面上的研磨液，所述清洗部具有由侧壁包围的清洗空间，所述侧壁具有使所述清洗空间朝向所述研磨台的径向外侧开口的开口部。
附图说明
图1是示出本发明的一实施方式的研磨装置的结构概略的图。
图2是示出研磨装置的各构成要素的配置关系的俯视图。
图3是示意地示出研磨液除去部的一例的图。
图4是用于说明控制部对温度调节部的控制的图。
图5是示意地示出温度调节部的气体喷射喷嘴和研磨垫的俯视图。
图6是示意地示出温度调节部的气体喷射喷嘴和研磨垫的侧视图。
图7是示意地示出变形例的研磨液除去部的一例的图。
图8是用于说明控制部对变形例的温度调节部的控制的图。
图9是示出第二实施方式的研磨装置的各构成要素的配置关系的俯视图。
图10是示出供给装置的概略形状的俯视图。
图11是示出供给装置的概略形状的剖视图。
图12是示出供给装置及按压机构的剖视图。
图13A是示出按压机构的构成例的立体图。
图13B是示出按压姿势调整机构的构成例的立体图。
图13C是示出按压机构的构成例的立体图。
图14是用于说明使用过的研磨液的排出的图。
图15A是用于说明新的研磨液的利用效率的剖视图(第二实施方式)。
图15B是用于说明新的研磨液的利用效率的俯视图(第二实施方式)。
图16A是用于说明新的研磨液的利用效率的剖视图(比较例)。
图16B是用于说明新的研磨液的利用效率的俯视图(比较例)。
图17是在二次侧设置有狭缝的供给装置的剖视图。
图18A是二次侧的狭缝的一例。
图18B是二次侧的狭缝的一例。
图18C是二次侧的狭缝的一例。
图19A是用于说明供给装置内的研磨液的蓄积方向的图。
图19B是用于说明供给装置内的研磨液的蓄积方向的图。
图19C是用于说明供给装置内的研磨液的蓄积方向的图。
图20A是示出供给装置的形状的一例的俯视图。
图20B是示出供给装置的形状的一例的俯视图。
图20C是示出供给装置的形状的一例的俯视图。
图21是示出第三实施方式的研磨装置的各构成要素的配置关系的俯视图。
图22是在一次侧设置有狭缝的供给装置的剖视图。
图23是一次侧的狭缝的一例。
图24是用于说明研磨液的回收的流程的供给装置的俯视图。
图25是示出供给装置的形状的一例的俯视图。
图26是在二次侧设置有狭缝的供给装置的剖视图。
图27是在一次侧及二次侧设置有狭缝的供给装置的剖视图。
图28是示出第四实施方式的研磨装置的各构成要素的配置关系的俯视图。
图29是示出研磨液除去部的一例的剖视图。
图30是示出研磨液除去部的一例的剖视图。
图31是示出研磨液除去部的一例的俯视图。
图32是示意地示出喷嘴喷射口的构成例的图。
图33是示意地示出喷嘴喷射口的构成例的图。
图34A是示出研磨液除去部的构成例的立体图。
图34B是示出研磨液除去部的构成例的立体图。
图34C是示出研磨液除去部的构成例的立体图。
图35是示出第五实施方式的研磨装置的各构成要素的配置关系的立体图。
图36是用于说明清洗液的排出的研磨液除去部的俯视图。
图37是示出研磨液除去部的安装构造的例子的立体图。
图38是示出研磨液除去部的安装构造的例子的立体图。
图39是示出第六实施方式的研磨装置的各构成要素的配置关系的俯视图。
图40是示出第七实施方式的研磨装置的各构成要素的配置关系的俯视图。
符号说明
10…研磨装置
20…研磨台
30…顶环
40…研磨液供给喷嘴
50…研磨液除去部
52…拦截部
56…吸引部
57…狭缝
58…流路
60、60A…温度调节部
62…气体喷射喷嘴
62A…热交换器
70…控制部
100…研磨垫
102…研磨面
200…供给装置
201…保持空间
210、211、212…侧壁
250…按压机构
251…气缸装置
251a…气缸
252…按压姿势调整机构
300…研磨液除去部
310…吸引部
320…清洗部
SL…研磨液
Wk…基板。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在附图中，对相同或相当的构成要素标注相同的符号并省略重复的说明。
(第一实施方式)
图1是示出本发明的一实施方式的研磨装置的结构概略的图。本实施方式的研磨装置10构成为能够使用具有研磨面102的研磨垫100，进行作为研磨对象物的半导体晶片等基板Wk的研磨。如图所示，研磨装置10具备支承研磨垫100的研磨台20和保持基板Wk并按压于研磨垫100的顶环(基板保持部)30。而且，研磨装置10具备向研磨垫100供给研磨液(浆料)的研磨液供给喷嘴(研磨液供给部)40。
研磨台20形成为圆盘状，构成为能够以其中心轴为旋转轴线旋转。在研磨台20上通过粘贴等安装有研磨垫100。研磨垫100的表面形成研磨面102。研磨垫100通过未图示的马达使研磨台20旋转，由此与研磨台20一体地旋转。
顶环30在其下表面通过真空吸附等保持作为研磨对象物的基板Wk。顶环30构成为能够利用来自未图示的马达的动力与基板Wk一起旋转。顶环30的上部经由轴31与支承臂34连接。顶环30能够通过未图示的气缸在上下方向上移动，能够调节与研磨台20的距离。由此，顶环30能够将保持的基板Wk按压于研磨垫100的表面(研磨面)102。而且，支承臂34构成为能够通过未图示的马达而摆动，使顶环30在与研磨面102平行的方向上移动。在本实施方式中，顶环30构成为能够在未图示的基板Wk的接收位置和研磨垫100的上方位置移动，并且构成为能够变更基板Wk相对于研磨垫100的按压位置。以下，将利用顶环30按压基板Wk的按压位置(保持位置)也称为“研磨区域”。
研磨液供给喷嘴40设置于研磨台20的上方，向支承于研磨台20的研磨垫100供给研磨液(浆料)。研磨液供给喷嘴40由轴42支承。轴42构成为能够通过未图示的马达而摆动，研磨液供给喷嘴40能够在研磨中变更研磨液的滴下位置。
此外，研磨装置10还具备控制研磨装置10的整体动作的控制部70(参照图4)。控制部70可以构成为具备CPU、存储器等并使用软件实现所希望的功能的微型计算机，也可以构成为进行专用的运算处理的硬件电路，也可以由微型计算机和进行专用的运算处理的硬件电路的组合构成。
在研磨装置10中，如下进行基板Wk的研磨。首先，使在下表面保持基板Wk的顶环30旋转，并且使研磨垫100旋转。在该状态下，从研磨液供给喷嘴40向研磨垫100的研磨面102供给研磨液，保持于顶环30的基板Wk被按压于研磨面102。由此，基板Wk的表面在存在浆料的情况下与研磨垫100接触，在此状态下，基板Wk与研磨垫100相对移动。这样，对基板Wk进行研磨。
如图1所示，研磨装置10还具备研磨液除去部50和温度调节部60。图2是示出研磨装置10的各构成要素的配置关系的俯视图。如图2所示，在本实施方式的研磨装置10中，在进行基板Wk的研磨时，在研磨台20的旋转方向Rd上，依次配置有研磨液供给喷嘴40、基板Wk的研磨区域(顶环30对基板Wk的按压位置)、研磨液除去部50及温度调节部60。此外，在本实施方式中，研磨液除去部50和温度调节部60相互相邻地设置。但是，并不限定于这样的例子，研磨液除去部50和温度调节部60也可以分开设置。
研磨液除去部50是在比基板Wk的研磨区域靠研磨台20的旋转方向Rd的后方(下游侧)为了将研磨液从研磨面102除去而设置的。即，研磨液除去部50将一度用于基板Wk的研磨的研磨液从研磨面102除去。如图2所示，研磨液除去部50以沿着研磨台20的径向延伸的方式配置。
图3是示意地示出研磨液除去部50的一例的图。此外，在图3中，示出了与研磨液除去部50的长度方向(研磨台20的径向)垂直的截面。如图3所示，本实施方式的研磨液除去部50具有拦截研磨面102上的研磨液SL的拦截部52和吸引研磨液SL的吸引部56。在本实施方式中，拦截部52和吸引部56构成为一体。
拦截部52与研磨面102抵接而妨碍研磨液SL向研磨台20的旋转方向Rd移动。优选的是，拦截部52以不会损伤研磨面102并且因与研磨面102的抵接所产生的拦截部52自身的切屑不会残留于研磨面102的方式选定其材质。作为一例，拦截部52可以是与保持基板Wk的外周缘的未图示的保持环相同的材质，也可以由PPS(聚苯硫醚)等合成树脂或者不锈钢等金属形成。另外，也可以在拦截部52的表面实施PEEK(聚醚酮)、PTFE(聚四氟乙烯)或聚氯乙烯等树脂涂覆。而且，如图3所示，拦截部52也可以以与研磨面102的抵接阻力变小的方式对与研磨面102抵接的部位进行R倒角(或方倒角)。
吸引部56在研磨台20的旋转方向Rd上在拦截部52的前方(上游侧)相邻地配置。吸引部56具有朝向研磨面102开口的狭缝57，该狭缝57经由流路58与未图示的真空源连接。在本实施方式中，从狭缝57朝向未图示的真空源的流路58相对于研磨面102呈90度的角度。优选的是，狭缝57在研磨液除去部50的长度方向上形成为比拦截部52的长度短，且比基板Wk的直径长。另外，狭缝57的宽度Sw根据研磨液SL的种类及未图示的真空源的性能等来确定即可。作为一例，在基板Wk的直径为300mm的情况下，优选的是，狭缝57的长度方向的长度为300mm以上，宽度Sw为1～2mm左右。
这样，在本实施方式的研磨液除去部50中，配置有在研磨台20的旋转方向Rd上与吸引研磨液SL的吸引部56的后方连续并拦截研磨液SL的拦截部52。因此，能够利用吸引部56吸引由拦截部52拦截的研磨液SL，能够从研磨面102适当地除去研磨液SL。
此外，优选的是，研磨液除去部50在利用未图示的喷雾器或修整器对研磨面102进行调节时从研磨面102离开。即，也可以是，研磨液除去部50构成为能够在除去研磨液SL的研磨液除去位置和离开研磨面102的待机位置移动，在进行研磨面102的调节时位于待机位置。本实施方式的研磨装置10能够在利用研磨液除去部50从研磨面102除去了研磨液的状态下进行研磨面102的调节。因此，能够抑制由喷雾器或修整器使用的液体与研磨液混合。因此，能够分别回收因基板Wk的研磨及调整而产生的使用过的液体，也能够有助于环境保护。
返回到图1及图2进行说明。温度调节部60在研磨台20的旋转方向Rd上配置于研磨液除去部50的后方。温度调节部60由控制部控制并调节研磨面102的温度。图4是用于说明控制部对温度调节部60的控制的图。此外，在图4中，省略了研磨液除去部50的图示。如图所示，本实施方式的温度调节部60具有用于向研磨面102喷射气体的气体喷射喷嘴(喷射器)62。气体喷射喷嘴62经由压缩空气供给管道63与压缩空气源连接。在压缩空气供给管路63中设置有压力控制阀64，通过从压缩空气源供给的压缩空气通过压力控制阀64来控制压力及流量。压力控制阀64与控制部70连接。此外，压缩空气可以为常温，也可以冷却或加温至预定温度。
如图4所示，在研磨垫100的上方设置有检测研磨垫100的表面温度的温度传感器68。在此，优选的是，温度传感器68在研磨台20的旋转方向Rd上设置于研磨液除去部50的后方，对除去了研磨液的状态的研磨面102的温度进行检测。温度传感器68与控制部70连接。控制部70根据预定温度或所输入的设定温度即目标温度与由温度传感器68检测出的研磨面102的实际温度之差，通过PID控制来调整压力控制阀64的阀开度，控制从气体喷射喷嘴62喷射的压缩空气的流量。由此，从气体喷射喷嘴62向研磨垫100的研磨面102喷射最佳流量的压缩空气，研磨面102的温度维持在目标温度。
图5及图6是示意地示出温度调节部60的气体喷射喷嘴62和研磨垫100的俯视图及侧视图。如图5所示，温度调节部60具备沿着研磨台20的径向每隔预定间隔配置的多个气体喷射喷嘴62(在图示例中安装有八个喷嘴)。在图5中，在研磨中，研磨垫100绕旋转中心CT在顺时针方向Rd上旋转。在此，从垫内侧按照1、2、3…8的升序对喷嘴进行编号，例如，以第三个和第六个这两个气体喷射喷嘴62为例进行说明。即，在描绘通过第三个和第六个这两个气体喷射喷嘴62的正下方的点P1、P2并以CT为中心的同心圆C1、C2，而将同心圆C1、C2上的点P1、P2处的切线方向定义为研磨垫100的旋转切线方向时，气体喷射喷嘴62的气体喷射方向相对于研磨垫的旋转切线方向向垫中心侧倾斜预定角度(θ1)。气体喷射方向是指气体从气体喷射喷嘴口呈扇状扩展的角度(气体喷射角)的中心线的方向。第三个和第六个喷嘴以外的其他喷嘴也同样地相对于研磨垫的旋转切线方向向垫中心侧倾斜预定角度(θ1)。并且，气体喷射喷嘴62的气体喷射方向相对于研磨垫的旋转切线方向的角度(θ1)与温度调节能力的关系设定为15°～35°。此外，在此对喷嘴为八个的情况进行了说明，但喷嘴的个数能够通过利用塞子等将喷嘴孔密封来进行调整，能够设为任意的数量。喷嘴的个数能够根据研磨垫100的大小等适当选定。
另外，如图6所示，气体喷射喷嘴62的气体喷射方向并不相对研磨垫100的表面(研磨面)102垂直，而是向研磨台20的旋转方向Rd侧倾斜预定角度。若将气体喷射喷嘴62的气体喷射方向相对于研磨面102的角度、即研磨面102与气体喷射喷嘴62的气体喷射方向所成的角定义为气体进入角度(θ2)，则气体进入角度(θ2)与温度调节能力的关系设定为30°～50°。在此，气体喷射方向是指气体从气体喷射喷嘴口呈扇状扩展的角度(气体喷射角)的中心线的方向。另外，如图6所示，气体喷射喷嘴62构成为能够上下移动，能够调节气体喷射喷嘴62距研磨面102的高度Hn。
能够利用这样的温度调节部60，在基板Wk的研磨中从至少一个气体喷射喷嘴62朝向研磨垫100(研磨面102)喷射气体来调节研磨面102的温度。而且，在研磨台20的旋转方向Rd上，在温度调节部60的前方设置有从研磨面102除去研磨液的研磨液除去部50。因此，在能够成为隔热层的研磨液被除去的状态下，温度调节部60能够调节研磨面102的温度，能够提高研磨面102的温度调节的效率。另外，在从温度调节部60的气体喷射喷嘴62强劲地向研磨面102喷射气体时也能够抑制研磨液飞散，能够抑制基板Wk的划痕产生。而且，在本实施方式的研磨装置10中，同时使用于基板Wk的研磨的研磨液由研磨液除去部50除去而从研磨液供给喷嘴40每次向研磨面102供给新的研磨液，因此能够将基板Wk的研磨中使用的研磨液的质量保持为恒定。
(变形例1)
图7是示意地示出变形例的研磨液除去部的一例的图。在上述的实施方式中，吸引部56的狭缝57及流路58以相对于研磨面102成为90度的方式设置。但是，并不限定于这样的例子，如图7所示，吸引部56的狭缝57及流路58也可以以与研磨台20的旋转方向Rd所成的角度成为10度以上且小于90度的方式倾斜。这样，能够随着研磨台20的旋转而将研磨液SL引导至流路58，能够适当地吸引研磨液SL。
另外，在上述的实施方式中，吸引部56的拦截部52与研磨面102抵接。但是，并不限定于这样的例子，拦截部52只要与研磨液抵接即可，也可以设置为在与研磨面102之间具有间隙。在该情况下，由于拦截部52与研磨面102不抵接，因此能够防止产生拦截部52的切屑或产生抵接阻力。此外，研磨装置10也可以还具备对研磨面102的位置、或研磨液除去部50与研磨面102的距离进行检测的传感器。并且，研磨装置10可以基于检测出的位置或距离，使研磨液除去部50与研磨面102抵接，也可以将研磨液除去部50与研磨面102的距离保持为恒定。
而且，在上述的实施方式中，研磨液除去部50一体地具有拦截部52和吸引部56。但是，并不限定于这样的例子，研磨液除去部50也可以分别具有拦截部52和吸引部56，也可以仅具有拦截部52和吸引部56中的一方。另外，研磨液除去部50也可以与用于对研磨垫100进行调节的修整器或喷雾器等至少一部分一体地设置。
(变形例2)
图8是用于说明控制部对变形例的温度调节部60A的控制的图。上述实施方式的温度调节部60具有朝向研磨面102喷射气体的气体喷射喷嘴(喷射器)62。但是，温度调节部60也可以取而代之或者在其基础上具有使流体在内部流动的热交换器。如图8所示，变形例的温度调节部60A具有热交换器62A来代替气体喷射喷嘴62。此外，图8所示的变形例除了温度调节部60A之外与实施方式的研磨装置10相同。另外，在图8中，省略了研磨液除去部50的图示。如图8所示，热交换器62A在内部形成有未图示的流路，经由配管63A与流体供给源66A连接。在配管63A设置有压力控制阀64A，通过从流体供给源66A供给的流体通过压力控制阀64A来控制压力及流量。压力控制阀64A与控制部70连接。作为热交换器62A中使用的流体，可以使用水等液体，也可以使用空气等气体。另外，也可以在热交换器62A的内部流动反应气体，也可以在热交换器62A内部设置促进反应气体的放热反应的催化剂。而且，热交换器62A可以以与研磨面102抵接的方式配置，也可以以在与研磨面102之间具有间隙的方式配置。
与上述实施方式同样地，控制部70基于由温度传感器68检测出的温度来调整压力控制阀64A的阀开度，控制在热交换器62A的内部流动的流体的流量。通过这样的变形例的温度调节部60A，也能够与上述实施方式同样地调节研磨面102的温度。而且，在研磨台20的旋转方向Rd上，在温度调节部60A的前方设置有研磨液除去部50。因此，在变形例的研磨装置中，能够在除去可能成为隔热层的研磨液的状态下进行温度调节部60A对研磨面102的温度调节，能够提高研磨面102的温度调节的效率。
(第二实施方式)
图9是示出第二实施方式的研磨装置10的各构成要素的配置关系的俯视图。此外，在以下的说明中，对与上述实施方式相同的结构标注相同的符号，并省略详细的说明。在本实施方式中，具备用于向研磨垫100供给研磨液的供给装置(浆料垫)200。供给装置200具有垫或盒的形状。供给装置200由后述的按压机构250按压于研磨垫100的研磨面102。图9中还图示了修整器90及喷雾器94。修整器90经由臂93与轴92连接。轴92构成为能够通过未图示的马达而摆动，能够使修整器90在研磨垫100上移动，能够使修整器90移动至研磨垫100外的待机位置。修整器90构成为能够通过未图示的升降机构上下移动，构成为能够对研磨垫100进行按压。喷雾器94构成为能够将纯水(DIW)供给到研磨垫100的研磨面。此外，修整器90及喷雾器94能够省略。
图10是示出供给装置200的概略形状的俯视图。图11是示出供给装置200的概略形状的剖视图。供给装置200在俯视时具有细长的形状，在其内部具有由侧壁210包围的保持空间201。供给装置200的长度大致形成为与保持于顶环30的基板Wk的直径相同。与上述的拦截部52同样地，优选的是，供给装置200的侧壁210以不损伤研磨面102并且不在研磨面102上残留因与研磨面102的抵接而产生的侧壁210自身的切屑的方式选定与拦截部52相同的材质。
侧壁210具有位于研磨台20的旋转方向Rd的上游侧的侧壁211和位于下游侧的侧壁212。供给装置200的面对研磨垫100的研磨面102的一侧开口(开口部221)。即，保持空间201相对于研磨面102开口。供给装置200的上部由与侧壁210一体或分体的上板220封闭。在上板220为分体的情况下，上板220能够作为能够安装于侧壁210的顶罩构成。在上板220上设置有用于导入研磨液的一个或多个导入部222。经由导入部222，从研磨液供给喷嘴40向供给装置200内的保持空间201供给研磨液(浆料)SLf。在具有多个导入部222的情况下，研磨液供给喷嘴40构成为具备根据导入部222的数量而分支的多个喷嘴前端。此外，在以下的说明中，有时将在研磨处理中使用前的研磨液记为SLf，将在研磨处理中使用后的研磨液记为SLu。
图12是示出供给装置200及按压机构250的剖视图。按压机构250配置于供给装置200的上方，具备气缸装置251和按压姿势调整机构252。按压机构250经由臂253与轴254连接。轴254构成为能够通过马达255而摆动，按压机构250能够通过轴254的旋转而摆动。代替另外设置轴254，按压机构250也可以经由臂253与研磨液供给喷嘴40的轴42连接。在供给装置200的各导入部222连接有研磨液供给喷嘴40的前端，从研磨液供给喷嘴40供给研磨液SL。
气缸装置251能够沿着供给装置200的长度方向和/或供给装置200的宽度方向(研磨台旋转方向Rd)具备多个气缸251a。各气缸具有由流体(气体、液体)驱动的杆。在本实施方式中，如图13A所示，以沿着供给装置200的宽度方向排列配置三个气缸251a的方式构成气缸装置251。各气缸251a经由电动气压调节器(比例控制阀)71与流体供给源(未图示)连接。电动气压调节器71与控制部70连接。通过控制部70控制电动气压调节器71，控制从未图示的流体供给源供给到各气缸251a的驱动流体的压力及流量，调整各气缸251a的按压力。通过调整各气缸251a的按压力，调整上游侧的侧壁211按压于研磨面102的按压力，并且调整下游侧的侧壁212按压于研磨面102的按压力。另外，对侧壁211的按压力和对侧壁212的按压力能够分别单独(相同或不同)地进行调整。此外，在此，虽然对设置有沿供给装置200的宽度方向排列的三个气缸251a的例子进行说明，但也可以设置沿宽度方向排列的两个或四个以上的气缸251a。如果存在对侧壁211侧进行按压的气缸和对侧壁212侧进行按压的气缸这两个气缸，则能够单独地调整对侧壁211的按压力和对侧壁212的按压力。此外，也可以取代气缸装置而采用具有多个按压单元(由螺线管、其他马达等的动力驱动的杆)的其他按压装置。
通过控制多个气缸251a的按压力来调整向上游侧的侧壁211的按压力，能够防止使用过的研磨液SLu从侧壁211向保持空间201内侵入，并且能够沿着侧壁211向研磨垫100外排出(图14)。另外，通过调整向上游侧的侧壁211的按压力，能够使使用完的研磨液SLu的至少一部分从侧壁211与研磨面102的间隙回收到保持空间201内(图21、图26、图27)。
另外，也可以设置沿供给装置200的长度方向排列的多个气缸。在该情况下，能够以对供给装置200的长度方向的各部位的按压力不同的方式进行调整。
如图13A及图13B所示，按压姿势调整机构252配置于气缸装置251与供给装置200之间，调整供给装置200的姿势。按压姿势调整机构252具备第一块体252a、固定于第一块体252a的第二块体252b以及经由轴252d以能够旋转的方式卡合于第二块体252b的第三块体252c。第一块体252a固定于气缸装置251的各气缸251a的杆，第三块体252c固定于供给装置200。通过该结构，在供给装置200载置于研磨面102上时，按压姿势调整机构252的第三块体252c相对于第二块体252b绕轴252d旋转，供给装置200相对于研磨面102平行地设置。
此外，在图13A中，示出将按压姿势调整机构252固定于供给装置200的上板(顶罩)220的例子，但也可以如图13C所示，省略上板(顶罩)220并将按压姿势调整机构252固定于供给装置200的侧壁210。
图14是用于说明使用过的研磨液的排出的图。如图所示，供给装置200具有研磨垫100的旋转方向Rd的上游侧(一次侧、顶环30的下游侧)的侧壁211和研磨垫100的旋转方向Rd的下游侧(二次侧、顶环30的上游侧)的侧壁212。通过利用上述按压机构250适当地调节一次侧的侧壁211按压于研磨垫100的研磨面102的按压力，从而如图14所示，能够防止在顶环30的研磨处理中使用完的研磨液SLu经由侧壁211侵入供给装置200内的保持空间201，并且能够利用由研磨台20的旋转产生的离心力将使用过的研磨液SLu排出到研磨垫100外。此外，通过调整供给装置200的侧壁211的形状及角度(图19A至C、图20A至C)、按压机构250对侧壁211的按压力和/或侧壁211的狭缝的结构(数量、配置、高度、形状及尺寸(设置狭缝的情况后述))来调整使用过的研磨液SLu的排出量。
另外，通过利用按压机构250适当地调节二次侧的侧壁212按压于研磨垫100的研磨面102的按压力，从而能够从供给装置200的保持空间201经由侧壁212与研磨面102之间的间隙将新的研磨液SLf供给到顶环30侧，能够调整新的研磨液SLf的供给量。因此，根据供给装置200，能够利用一次侧的侧壁211排出使用过的研磨液SLu，并且利用二次侧的侧壁212调整新的研磨液SLf的供给量。其结果是，在顶环30中，能够实质上仅使用新的研磨液来执行基板Wk的研磨处理，能够提高研磨品质(研磨速率、面内均匀性等)。
图15A、图15B是用于说明第二实施方式的新的研磨液的利用效率的图。图16A、图16B是用于说明比较例的新的研磨液的利用效率的剖视图。如图16A、图16B所示，在不使用本实施方式的供给装置200而从研磨液供给喷嘴40向研磨面102供给研磨液的情况下，为了向保持于顶环30的基板Wk的整体供给研磨液，需要供给在实际的研磨处理中使用的以上的研磨液。因此，通过由研磨垫100的旋转产生的离心力及顶环30的保持环的按压，如图16B所示，存在大量的新的研磨液SLf未被用于研磨处理而被排出的可能性。另一方面，在本实施方式中，研磨垫100的研磨面102在通过供给装置200时，在保持空间201内供给研磨液SLf，在通过侧壁212与研磨面102之间的间隙时，调整研磨液的量。此时，通过调整按压机构250对供给装置200(侧壁212)的按压力，以在通过侧壁212后残留研磨处理所需的研磨液的量的方式调整供给量。例如，主要以研磨液残留在研磨面102的槽部(垫槽、多孔部)101内的方式调整研磨液的量，能够减少槽部101以外的研磨液的量。在一例中，槽部101以外的研磨液作为研磨面上的薄层而被供给。由此，如图15B所示，在供给装置200的二次侧(顶环30侧)，能够大幅降低未用于研磨处理而排出的新的研磨液的量。即，根据本实施方式的供给装置200，通过适当地调整对供给装置200的二次侧的侧壁212的按压力，能够以必要部分所需的量供给研磨液，能够减少研磨处理中不被使用而排出的新研磨液的量。此外，供给装置200的长度可以是任意的。但是，根据与保持于顶环30的基板Wk的直径的相对关系，可以与基板直径大致相同，或者也可以与其一半的半径相同。供给装置200的长度只要设定为能够向基板Wk的整个面或者所希望的范围供给期望的量的研磨液即可。
通过调整供给装置200的侧壁212的形状及角度(侧壁212的角度：参照图19A至C、图20A至C)、按压机构250对侧壁212的按压力和/或侧壁212的狭缝的结构(数量、配置、高度、形状及尺寸、(设置狭缝的情况后述))，从而调整二次侧的研磨液的输出量(从侧壁212与研磨面102之间输出的研磨液的流量)。
图17是在二次侧设置有狭缝的供给装置200的剖视图。图18A至图18C是二次侧的狭缝的一例，是从图17的箭头XVIII的方向观察的向视图。为了控制来自供给装置200的研磨液的供给量、向各部位的分配，如图所示，也可以在二次侧的侧壁212设置狭缝231，从保持空间201经由狭缝231供给研磨液。由此，能够提高研磨液从供给装置200(侧壁212)的供给量调整的自由度。例如，如图18A至图18C所示，也可以增加来自供给装置200的长度方向的中心的研磨液的供给量。在该情况下，长度方向的中心的狭缝231能够与研磨面102上的基板Wk的中心通过的轨道Ck一致(参照图19C)。由此，能够对基板Wk的中心供给更多的研磨液。通过调整供给装置200的侧壁211、212的形状及角度(侧壁212的角度：图19A至C、图20A至C)、狭缝的结构(数量、配置、高度、形状及尺寸)、按压机构250的按压力，从而调整在基板中心流动的研磨液的流量。
在图18A的例子中，在侧壁212的长度方向的中心设置有在下端缘开口的狭缝231。由此，能够积极地向基板Wk的中心供给研磨液。此外，在图18A的例子中，也可以追加其他狭缝。
在图18B的例子中，在侧壁212的长度方向的中心设置有在比下端缘高的位置开口的狭缝231。在该情况下，研磨液在供给装置200的保持空间201中蓄积到直到狭缝231为止的高度后，将研磨液从狭缝231向顶环30侧供给。此外，在图18B的例子中，也可以追加其他狭缝。
在图18C的例子中，在侧壁212的长度方向上设置多个狭缝231，中心的狭缝231的高度最低，随着从中心离开，狭缝231的高度增加。在该情况下，来自中心的狭缝231的研磨液的流量最大，随着从中心离开，来自狭缝231的研磨液的流量变小。通过调整各狭缝231的高度，能够调整来自各狭缝231的研磨液的流量。
除了图18A至图18C中例示的结构以外，还能够在二次侧的侧壁上以任意的数量、任意的配置、任意的高度、任意的形状及尺寸设置狭缝。例如，能够根据工艺设置一个或多个狭缝，以使来自任意位置的狭缝的流量增大或减少，而不限于使来自基板Wk的中心的狭缝的流量增大或减少。
图19A至图19C是用于说明供给装置200内的研磨液的蓄积方向的图。图20A至图20C是示出供给装置200的形状的一例的俯视图。
如图19A、图20A所示，在供给装置200的二次侧的侧壁212的研磨垫100的径向外侧端部配置为在旋转方向Rd上比其他部分领先的情况下，供给装置200的保持空间201内的研磨液SLf从内侧朝向外侧流动，并从外侧开始蓄积。另外，供给装置200的一次侧的侧壁211的研磨垫100的径向外侧端部以在旋转方向Rd上比其他部分领先的方式配置，能够使使用过的研磨液SLu容易通过侧壁211向径向外侧流动。在该情况下，如图20A所示，供给装置200的保持空间201能够以在俯视时研磨垫100的径向外侧变宽的方式形成。
如图19B、图20B所示，在供给装置200的二次侧的侧壁212的研磨垫100的径向内侧端部配置为在旋转方向Rd上比其他部分领先的情况下，供给装置200的保持空间201内的研磨液SLf从外侧朝向内侧流动，并从内侧开始蓄积。另一方面，供给装置200的一次侧的侧壁211的研磨垫100的径向外侧端部以在旋转方向Rd上比其他部分领先的方式配置，能够使使用过的研磨液SLu容易通过侧壁211向径向外侧流动。在该情况下，如图20B所示，供给装置200的保持空间201能够以在俯视时研磨垫100的径向内侧变宽的方式形成。
如图19C、图20C所示，在供给装置200的二次侧的侧壁212的中心配置为在旋转方向Rd上领先的情况下，供给装置200的保持空间201内的研磨液从两侧朝向中心流动，并从中心侧开始蓄积。在该例中，侧壁212为在中心附近弯曲的形状。另一方面，供给装置200的一次侧的侧壁211的研磨垫100的径向外侧端部以在旋转方向Rd上比其他部分领先的方式配置，能够使使用过的研磨液SLu容易通过侧壁211向径向外侧流动。在该情况下，如图20C所示，供给装置200的保持空间201能够以在俯视时中心侧变宽的方式形成。供给装置200的中心能够与基板Wk的中心通过的轨道Ck一致。根据该结构，能够使研磨液从中心侧开始蓄积到保持空间201内，能够对基板的中心积极地供给研磨液。
除了图19A至图19C、图20A至图20C所例示的结构以外，还能够构成为从供给装置200的长度方向的任意位置蓄积研磨液。例如，在最初想要蓄积的部分，以二次侧的侧壁212比其他部分在研磨垫100的旋转方向上领先的方式配置，能够从该部分积极地供给研磨液。
如上所述，通过调整供给装置200的保持空间201内的研磨液的蓄积的方向，能够根据部位调整从供给装置200输出的研磨液的供给量。例如，在向基板的中心供给较多的研磨液的情况下，研磨液在保持空间201内从中心侧开始蓄积。而且，也可以以向基板中心的供给量增多的方式，在下游侧的侧壁212设置狭缝(参照图18A至C)。
根据本实施方式，能够在供给装置200的一次侧排出使用过的研磨液，从二次侧将新的研磨液供给到基板，并仅使用新的研磨液进行研磨。由此，能够提高研磨品质(研磨速率、面内均匀性等)。另外，也能够抑制因研磨处理导致的基板的缺陷。另外，可以省略用于除去使用过的研磨液的另外的结构。
(第三实施方式)
图21是示出第三实施方式的研磨装置的各构成要素的配置关系的俯视图。在此，省略修整器以及喷雾器进行了图示，但也可以根据需要设置修整器以及喷雾器。在本实施方式中，供给装置200在一次侧将使用过的研磨液(使用过的研磨液)SLu的至少一部分回收到保持空间201内，将在保持空间201中使用完的研磨液SLu和新供给的研磨液(新研磨液)SLf混合，向二次侧输出。在图21中，为了便于说明，由新研磨液SLf及使用过的研磨液SLu各自的箭头表示从供给装置200输出的研磨液，但实际上，输出新研磨液SLf及使用过的研磨液SLu混合而成的研磨液。
通过回收使用过的研磨液SLu的至少一部分并进行再利用，能够进一步降低研磨液的消耗量。另外，根据工艺可知，通过在新研磨液SLf中混合使用过的研磨液SLu并用于研磨处理，有时能够提高研磨品质(研磨速率、面内均匀性等)。因此，根据本实施方式，能够进一步降低研磨液的消耗量，并且能够提高研磨品质。另外，也能够抑制因研磨处理导致的基板的缺陷。
图22是在一次侧设置有狭缝的供给装置的剖视图。图23是一次侧的狭缝的一例，是从图22的箭头XXIII的方向观察的向视图。图24是用于说明研磨液的回收的流程的供给装置的俯视图。如图所示，在供给装置200的一次侧的侧壁211设置有使保持空间201与外部连通的狭缝232、233。狭缝232是用于回收使用过的研磨液的狭缝，利用研磨台20的旋转的力经由狭缝232将使用过的研磨液回收到保持空间201内。狭缝233是用于使在保持空间201内溢出的研磨液返回到一次侧的侧壁211侧的狭缝，由此，使用过的研磨液与保持空间201内的研磨液良好地混合。也可以仅设置狭缝232、233中的一方。
如图23所示，狭缝232配置在侧壁211的长度方向的大致中心，在侧壁211的下端缘开口。多个狭缝233配置于狭缝232的两侧，越远离狭缝232则高度越增加。狭缝232、233能够以任意的数量、任意的配置、任意的高度、任意的形状及尺寸设置。可以设置多个回收用的狭缝232，也可以设置单个排出用的狭缝233。
如图23及图24所示，在研磨处理中，利用研磨垫100的旋转的力，朝向位于大致中心的狭缝232收集一次侧(侧壁211侧)的研磨液，并经由狭缝232回收。
在研磨处理中，在保持空间201内，新研磨液SLf和回收的使用过的研磨液SLu以混合状态存在，但混合状态的研磨液的一部分经由狭缝233返回到一次侧。因此，在供给装置200中，反复进行如下过程：保持空间201内的研磨液的一部分输出到二次侧，并且经由狭缝233返回到一次侧，一次侧的研磨液(使用过的研磨液、保持空间201内的研磨液)经由狭缝232回收到保持空间201内。二次侧的研磨液的输出量能够与第一实施方式中叙述的结构同样地进行调整。
图25是示出供给装置200的形状的一例的俯视图。在该例中，侧壁211及侧壁212分别为在中心附近弯曲的形状。一次侧的侧壁211的中心成为在研磨垫100的旋转方向Rd上领先的形状。通过调整一次侧的侧壁211的形状及角度(参照图25)、狭缝231的结构(数量、配置、高度、形状及尺寸)、按压机构250的按压力，从而能够调整研磨液的回收量。另外，在图25的例子中，二次侧的侧壁212的中心成为在研磨垫100的旋转方向Rd上领先的形状。由此，如图24所示，保持空间201内的研磨液从保持空间201的长度方向的两侧朝向中心流动，并从中心侧开始蓄积。因此，在供给装置200的一次侧，能够从中心回收研磨液，在二次侧增大来自中心的研磨液的输出。
此外，作为供给装置200的形状，也可以采用图19A至C、图20A至C中说明的形状。
图26是在二次侧设置有狭缝的供给装置200的剖视图。在该例子中，在一次侧的侧壁211不设置狭缝，在二次侧的侧壁212上设置与图18A至图18C同样的狭缝231。一次侧的研磨液的回收通过调节按压机构250对侧壁211的按压力来进行。即，从一次侧的侧壁212与研磨面102之间的间隙将使用过的研磨液回收到保持空间201内。通过调整一次侧的侧壁211的形状及角度(参照图25)、按压机构250的按压力，能够调整研磨液的回收量。二次侧的研磨液的输出量能够与第一实施方式中叙述的结构同样地进行调整。
图27是在一次侧及二次侧设置有狭缝的供给装置的剖视图。在该例子中，在一次侧的侧壁211设置与图23同样的狭缝，并且在二次侧的侧壁212设置与图18A至图18C同样的狭缝231。一次侧的研磨液的回收量的调整能够与在图26的例子中叙述的结构同样地进行。二次侧的研磨液的输出量能够与第一实施方式中叙述的结构同样地进行调整。
此外，也可以构成为一次侧及二次侧的侧壁211、212均不设置狭缝。在该情况下，通过调节按压机构250对侧壁211的按压力来进行研磨液回收量的调整，通过调节按压机构250对侧壁212的按压力来进行研磨液的供给量的调整。
(第四实施方式)
图28是示出第四实施方式的研磨装置10的各构成要素的配置关系的俯视图。图29及图30是示出研磨液除去部的一例的剖视图。图31是示出研磨液除去部的一例的俯视图。在本实施方式中，研磨装置10具备研磨液除去部300。研磨液除去部300具备吸引部310和清洗部320。吸引部310和清洗部320可以构成为一体地安装的构造或者一个块体(图29)，也可以作为不同的块体而隔开间隔地配置(图30)。
吸引部310具有与图3及图7中叙述的研磨液除去部50的吸引部56大致相同的结构。如图28所示，吸引部310在俯视时具有细长的垫状的形状。如图29所示，吸引部310具备在研磨面102开口的吸引空间312、在吸引空间312开口的狭缝313以及与未图示的真空源连接的流路314。吸引部310的研磨面102侧的端部被配置成与研磨面102接触的程度，或被配置成与研磨面102上的研磨液接触的程度。与图3及图7的例子同样地，吸引部310也可以具备拦截研磨面102上的研磨液的拦截部52。
如图31所示，清洗部320在俯视时具有包围三方的侧壁(刮板)325、326、327，由这些侧壁包围而设置有喷射空间329。在图31中，为了便于说明，省略了一部分的结构。与上述的拦截部52同样地，优选的是，侧壁325、326、327以不损伤研磨面102并且不在研磨面102上残留因与研磨面102的抵接而产生的侧壁325、326、327自身的切屑的方式选定与拦截部52同样的材质。
如图31所示，在清洗部320中，在研磨垫100的径向外侧未设置侧壁，而形成有开口部328。开口部328使喷射空间329朝向径向外侧开口。经由该开口部328，利用研磨垫100(研磨台20)的旋转的离心力，将从清洗液喷射喷嘴321喷射的清洗液(DIW、HOT DIW)及使用过的清洗液SL2向径向外侧排出。此外，也可以在不阻碍研磨液的排出的范围内，在径向外侧端部的一部分存在侧壁。侧壁325、326、327以与研磨面102接触或稍微不接触的程度配置。此外，根据工艺，若研磨垫100的表面温度下降，则研磨速率下降，因此也可以使用加热的纯水(HOT DIW)作为清洗液。另外，为了调整研磨面102的温度，也可以设置前述的温度调节部60、60A或其他方式的温度调节部。温度调节部能够配置在研磨液除去部300的下游侧且顶环30的上游侧。温度调节部能够配置在研磨液供给部40、200的上游侧或下游侧。
如图29所示，清洗部320具备以朝向喷射空间329喷射清洗液的方式配置的清洗液喷射喷嘴321和具有以向清洗液喷射喷嘴321供给清洗液的方式连通的流路323的流路块体322。从未图示的流体供给源经由流路323向清洗液喷射喷嘴321供给清洗液(DIW)，在喷射空间329内从清洗液喷射喷嘴321朝向研磨面102喷射清洗液。清洗液喷射喷嘴321以喷射角相对于研磨面正交或倾斜的方式安装。此外，流路块体322可以与侧壁325、326、327一体形成，也可以分体形成。利用喷射的清洗液，除去研磨面102的槽部101内的使用过的研磨液、副产物等。
在图31的例子中，清洗液喷射喷嘴321的喷嘴喷射口340为椭圆或扇形形状，相对于清洗部320的长度方向以预定的角度倾斜配置。在椭圆或扇形形状的喷嘴喷射口中，中心部分的喷射流量大，端部部分的喷射流量小。因此，相邻的喷嘴喷射口340的端部彼此以在清洗部320的长度方向上相互重叠的方式配置，在整个区域能够得到均匀的流量。另外，如图33所示，清洗液喷射喷嘴321的喷嘴喷射口340也可以被定向成相对于研磨面102具有倾斜且朝向研磨面102的径向外侧。在该情况下，清洗液(DIW)以及使用过的研磨液容易从开口部328向外侧排出。在图32的例子中，清洗液喷射喷嘴321的喷嘴喷射口340为椭圆或扇形形状，与清洗部320的长度方向平行地配置，使各喷嘴喷射口340互相不同地排列，相邻的喷嘴喷射口340的端部彼此以在清洗部320的长度方向上相互重叠的方式配置。
图34A至C是示出研磨液除去部的构成例的立体图。图34A是从研磨垫100的外侧观察的立体图。图34B是卸下了吸引部310的罩的状态的立体图。图34C是从研磨垫100的中心侧观察的立体图。在图34A至C所示的构成例中，清洗部320在研磨台20的旋转方向上的上游侧及下游侧以及研磨台20的中心侧配置有侧壁325、326、327，在由侧壁325、326、327包围的空间的上部配置有流路块体322。在流路块体322的下方形成有喷射空间329。喷射空间329由侧壁325、326、327和流路块体322包围。在清洗部320的研磨台20的外周侧，未设置侧壁，而设置有开口部328。喷射空间329在研磨台20的外周侧从开口部328开口。在流路块体322连结有配管324，在配管324内设置有流路323。流路323与清洗液喷射喷嘴321(图29)的喷嘴喷射口340(图30)连接。
在图34A至C的例子中，吸引部310具备固定于臂350(参照图28)的吸引块体311。在吸引块体311内形成有吸引空间312(图29、图30)。在臂350上配置有配管316，配管316的一端与未图示的真空源连接，另一端经由连结块体315与吸引块体311连接。流路314向配管316、连结块体315及吸引块体311延伸，流路314与在吸引空间312开口的狭缝313(图29、图30)连接。在吸引块体311的上部以覆盖连结块体315及配管316的方式安装有罩318。与上述的拦截部52同样地，优选的是，吸引块体311以不损伤研磨面102并且不在研磨面102上残留因与研磨面102的抵接而产生的吸引块体310自身的切屑的方式选定与拦截部52同样的材质。
如图28所示，研磨液除去部300(清洗部320及吸引部310)安装于能够摆动及上下移动的臂350，能够对研磨垫100的研磨面102进行按压。臂350安装于研磨台20外的支柱。使臂350上下移动的升降机构例如能够使用气缸。在该情况下，能够构成为利用调节器(比例控制阀等)改变向气缸供给的驱动流体的压力，从而能够控制对研磨垫100的按压压力。而且，还能够构成为能够消除安装于臂的机构的重量(自重)，也能够使按压压力为0。升降机构不限于气缸，也可以采用基于马达的动力的机构、其他任意的机构。另外，也可以使用第二及第三实施方式中的按压机构。另外，清洗部320及吸引部310也可以安装于能够摆动及上下移动的不同的臂。
根据这样的研磨液除去部300，在清洗部320的喷射空间329中从清洗液喷射喷嘴321对研磨面喷射清洗液，利用清洗液对研磨面上的使用过的研磨液以及副产物进行清洗，利用研磨台的旋转的离心力，经由开口部328将清洗液向径向外侧排出。接着，在吸引部310中，通过吸引除去在清洗部320中因离心力难以排出的位于研磨面上的槽部(垫槽、多孔部分)的清洗液。由此，能够除去研磨面上的副产物及使用过的研磨液，能够通过之后配置的研磨液供给机构(研磨液供给喷嘴40、200)仅将新的研磨液供给到研磨面上。其结果是，能够防止基板的缺陷，提高研磨品质(研磨速率、面内均匀性等)。
在本实施方式中，如图28所示，也可以设置修整器90及喷雾器94。此外，也可以将研磨液除去部300的清洗部320用作喷雾器，省略另外的喷雾器94。另外，也可以省略修整器90及喷雾器94。在上述内容中，对在清洗部320的径向外侧端面未设置侧壁的情况进行了说明，但也可以是，在径方外侧端面也设置侧壁，使喷射空间329的整周由侧壁包围。
(第五实施方式)
图35是示出第五实施方式的研磨装置的各构成要素的配置关系的立体图。图36是用于说明清洗液的排出的研磨液除去部的俯视图。在本实施方式中，将研磨液除去部300构成为沿着顶环30的外形的形状，配置在顶环30的外侧。本实施方式的研磨液除去部300除了清洗部320及吸引部310形成为圆弧状以外，与第四实施方式相同。与第四实施方式同样地，在清洗部320的径向外侧的端部设置有开口部328(图36)。因此，如图36所示，喷射到清洗部320的喷射空间329内的清洗液如圆弧状的箭头所示经由开口部328向研磨面102的外侧排出。在本实施方式中，也可以利用研磨台20的离心力将清洗液在喷射空间329内引导至径向外侧，但清洗液喷射喷嘴321的喷嘴喷射口340也可以如图33所示，以相对于研磨面102具有倾斜且朝向研磨面102的径向外侧的方式定向。在该情况下，清洗液(DIW)及使用过的研磨液容易从开口部328向外侧排出。喷嘴喷射口340的平面形状能够设为与图31及图32相同的形状。
图37及图38是示出研磨液除去部的安装构造的例子的立体图。在图37的例子中，研磨液除去部300经由升降引导件35及托架37安装于顶环30的支承臂34。升降引导件35的轴的一端固定于研磨液除去部300的吸引部310，升降引导件35的轴的另一端连结于气缸36的杆。通过气缸36的杆的伸缩来调整研磨液除去部300按压于研磨面102的力。此外，升降引导件35的轴的一端可以固定于研磨液除去部300的清洗部320，也可以固定于清洗部320及吸引部310双方。
在图38的例子中，研磨液除去部300经由托架37a固定于顶环30的旋转/升降轴31a。托架37a能够固定于清洗部320和/或吸引部310。通过将托架37a与旋转/升降轴31a经由旋转轴承连结，并设置止转机构，从而使旋转/升降轴31a的旋转不会传递至托架37a。在该结构中，与旋转/升降轴31a的升降同步地，固定于托架37a的研磨液除去部300升降。由此，研磨液除去部300按压于研磨面102。
根据该实施方式，起到与第四实施方式相同的作用效果。而且，能够在刚进行研磨处理之后利用研磨液除去部300回收使用过的研磨液及副产物。另外，由于研磨液除去部300为沿着顶环30的外形的形状，因此能够实现研磨液除去部300的省空间化。
此外，与第四实施方式同样地，可以在清洗部320的径向外侧端部设置开口部328，也可以采用由侧壁包围整周的结构。另外，在本实施方式中，也可以与图28的例子同样地设置修整器90及喷雾器94。另外，也可以将研磨液除去部300的清洗部320用作喷雾器，省略另外的喷雾器94。另外，也可以省略修整器90及喷雾器94。
(第六实施方式)
图39是示出第六实施方式的研磨装置的各构成要素的配置关系的俯视图。在该例子中，在第二实施方式的研磨装置中，设置有研磨液除去部300。研磨液除去部300也可以是与上述的研磨液除去部50、第四或第五实施方式的研磨液除去部300同样的结构、其他结构。另外，也可以代替第二实施方式的供给装置200，而将日本特开平11-114811号公报(美国专利第6336850号)所记载的浆料供给装置与第四或第五实施方式的研磨液除去部300组合。包括日本特开平11-114811号公报(美国专利第6336850号)的说明书、请求保护的范围、附图以及摘要在内的所有公开内容通过参照而作为整体被编入到本申请中。
优选的是，研磨液除去部300配置在顶环30的后方(下游侧)且供给装置200(浆料供给装置)的前方(上游侧)。根据该实施方式，在利用研磨液除去部300将使用过的研磨液除去之后，进一步在供给装置200的一次侧的侧壁211将使用过的研磨液排出到研磨垫100外，因此能够进一步抑制使用过的研磨液混入到从供给装置200的二次侧输出的研磨液中的情况。
另外，在本实施方式中，也可以与图28的例子同样地设置修整器90及喷雾器94。此外，也可以将研磨液除去部300的清洗部320用作喷雾器，省略另外的喷雾器94。另外，也可以省略修整器90及喷雾器94。
另外，也可以省略研磨液除去部300的清洗部。在该情况下，不完全除去研磨面上的使用过的研磨液，而将吸引部310的吸引压力、按压力设定为用于仅除去位于槽部(垫槽、多孔部分)的对研磨没有效果的研磨液(磨粒)的最佳压力，由此能够削减研磨液的使用量。未由吸引部310除去的研磨液在供给装置200的一次侧排出。
(第七实施方式)
图40是示出第七实施方式的研磨装置的各构成要素的配置关系的俯视图。在该例中，在第二实施方式或第三实施方式的研磨装置中，设置有温度调节部400。温度调节部400可以是与上述温度调节部60(图4等)、温度调节部60A(图8)同样的结构，也可以是其他结构。优选的是，温度调节部400配置在顶环30的后方(下游侧)且供给装置200的前方(上游侧)。另外，也可以与上述同样地，基于由温度传感器68检测出的温度来控制温度调节部400。根据该实施方式，能够进行研磨面102的温度调节，因此能够提高研磨品质。
另外，在第二实施方式的研磨装置中设置温度调节部400的情况下，还可以设置上述的研磨液除去部300。在该情况下，优选的是，依次配置供给装置200、顶环30、研磨液除去部300、温度调节部400。在该情况下，在能够成为隔热层的研磨液被除去的状态下，温度调节部400能够调节研磨面102的温度，能够提高研磨面102的温度调节的效率。
另外，也可以按照供给装置200、温度调节部400、顶环30、研磨液除去部300的顺序进行配置。在该情况下，能够在即将进行研磨处理之前将研磨面的温度调节为最适于研磨的温度。
另外，在本实施方式中，也可以与图28的例子同样地设置修整器90及喷雾器94。此外，也可以将研磨液除去部300的清洗部320用作喷雾器，省略另外的喷雾器94。另外，也可以省略修整器90及喷雾器94。
能够从上述实施方式至少掌握以下的形态。
根据第一形态，一种研磨装置，所述研磨装置使用具有研磨面的研磨垫进行研磨对象物的研磨，具备：研磨台，所述研磨台构成为能够旋转，并用于支承所述研磨垫；基板保持部，所述基板保持部用于保持研磨对象物并将研磨对象物按压于所述研磨垫；以及研磨液除去部，所述研磨液除去部用于从所述研磨面除去所述研磨液，所述研磨液除去部具有向所述研磨面喷射清洗液的冲洗部和对喷射有所述清洗液的所述研磨面上的研磨液进行吸引的吸引部，所述冲洗部具有由侧壁包围的清洗空间，所述侧壁具有使所述清洗空间朝向所述研磨台的径向外侧开口的开口部。
根据该形态，在由冲洗部(清洗部)的侧壁包围的清洗空间中，一边将使用过的清洗液向研磨垫外排出，一边对研磨面进行清洗，进而，在吸引部中吸引并除去研磨面上的研磨液，因此能够提高研磨面上的研磨液的除去性能。另外，由于在由侧壁包围的清洗空间中向研磨面喷射清洗液，因此能够抑制清洗液飞散。另外，由于在清洗中从径向外方的侧壁开口部排出使用过的清洗液，因此能够大幅减少在吸引部中吸引的研磨液的量。由此，减少吸引部的吸引的负担。
根据第二形态，在第一形态的研磨装置中，所述冲洗部及所述吸引部构成为一体的块体，或者相邻地配置。根据该形态，能够节省空间地配置研磨液除去部。另外，由于冲洗部与吸引部接近，因此能够在吸引部中更可靠地吸引因清洗而从研磨面的槽部(垫槽、多孔部等)游离的磨粒、副产物等。
根据第三形态，在第一或第二形态的研磨装置中，所述研磨液除去部沿着所述基板保持部的外形配置在所述基板保持部的外侧。根据该形态，能够高效地除去刚进行研磨处理后的研磨面上的使用过的研磨液。另外，由于研磨液除去部沿着基板保持部的外形设置，因此能够节省空间地配置研磨液除去部。
根据第四形态，在第三形态的研磨装置中，还具备支承所述基板保持部的支承臂，所述研磨液除去部固定于所述支承臂。根据该形态，不需要另外设置研磨液除去部的旋转机构和/或升降机构。
根据第五形态，在第三形态的研磨装置中，还具备使所述基板保持部升降的升降轴，所述研磨液除去部固定于所述升降轴。根据该形态，不需要另外设置研磨液除去部的旋转机构和/或升降机构。
根据第六形态，在第三至第五形态中的任一形态的研磨装置中，所述研磨液除去部具备圆弧状的形状。根据该形态，能够沿着圆形的基板保持部的外形设置研磨液除去部，因此能够节省空间地配置研磨液除去部。
根据第七形态，在第一至第六形态中的任一形态的研磨装置中，还具备按压机构，所述按压机构将所述冲洗部和/或所述吸引部按压于所述研磨面。根据该形态，在冲洗部中，能够抑制清洗空间内的清洗液等向开口部以外流出。另外，为了使吸引部中的清洗液的吸引良好进行，能够将吸引部按压于研磨面。
根据第八形态，在第一至第七形态中的任一形态的研磨装置中，还具备温度调节部，所述温度调节部在所述研磨台的旋转方向上配置于所述研磨液除去部的下游侧。根据该形态，在能够成为隔热层的研磨液被除去的状态下，温度调节部能够调节研磨面的温度，能够提高研磨面的温度调节的效率。
根据第九形态，在第一至第八形态中的任一形态的研磨装置中，还具备供给装置，所述供给装置用于在按压于所述研磨垫的状态下向所述研磨面供给研磨液。根据该形态，能够在利用研磨液除去部将使用过的研磨液除去之后，进一步利用供给装置(供给垫)将使用过的研磨液排出，因此能够更完全除去使用过的研磨液。
根据第十形态，提供一种研磨方法，所述研磨方法是使安装有研磨垫的研磨台旋转并且将研磨对象物按压于所述研磨垫而对所述研磨对象物进行研磨的研磨方法，包括如下步骤：准备具有冲洗部及吸引部的研磨液除去部；利用所述冲洗部向所述研磨垫的研磨面喷射清洗液；将所述喷射的清洗液从开口部排出，该开口部在所述冲洗部的侧壁向所述研磨台的径向外侧开口；利用所述吸引部吸引喷射有所述清洗液的所述研磨面上的研磨液。根据该形态，起到与第一形态同样的作用效果。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述的发明的实施方式用于容易理解本发明，并不限定本发明。本发明在不脱离其主旨的范围内能够进行变更、改良，并且本发明当然包含其等同的发明。另外，在能够解决上述课题的至少一部分的范围、或者起到效果的至少一部分的范围内，能够进行实施方式以及变形例的任意组合，能够进行请求保护的范围以及说明书所记载的各构成要素的任意组合或者省略。
本发明主张基于2018年8月6日提出的日本专利申请号2018-147917号的优先权。包括2018年8月6日提出的日本专利申请号2018-147917号的说明书、请求保护的范围、附图以及摘要在内的全部公开内容通过参照而整体被编入本申请。包括日本特开2001-150345号公报(专利文献1)、日本专利第4054306号(专利文献2)、日本特开2008-194767号公报(专利文献3)、美国专利公开2016/0167195号(专利文献4)的说明书、请求保护的范围、摘要及附图在内的全部公开内容通过参照而整体被编入本申请。

Claims (10)

1.一种研磨装置，所述研磨装置使用具有研磨面的研磨垫进行研磨对象物的研磨，其特征在于，具备：
研磨台，该研磨台构成为能够旋转，并用于支承所述研磨垫；
基板保持部，该基板保持部用于保持研磨对象物并将研磨对象物按压于所述研磨垫；以及
研磨液除去部，该研磨液除去部用于从所述研磨面除去所述研磨液，
所述研磨液除去部具有：
冲洗部，该冲洗部向所述研磨面喷射清洗液；以及
吸引部，该吸引部对喷射有所述清洗液的所述研磨面上的研磨液进行吸引，
所述冲洗部具有清洗空间，该清洗空间是由侧壁包围的相对于所述研磨面开放的内部空间，并且所述清洗液朝向所述研磨面喷射，所述侧壁具有使所述清洗空间朝向所述研磨台的径向外侧开口的开口部，所述清洗空间在所述研磨面上连续至所述开口部为止，向所述清洗空间内的所述研磨面喷射的所述清洗液经由所述开口部从所述清洗空间的所述研磨面直接排出，所述侧壁配置于所述研磨台的旋转方向的上游侧、下游侧以及所述研磨台的中心侧，从而所述侧壁在三方包围所述内部空间且所述侧壁的下端与所述研磨面接触，并且所述内部空间仅在所述开口部处向水平方向开口。
2.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，
所述冲洗部及所述吸引部构成为一体的块体，或者相邻地配置。
3.根据权利要求1或2所述的研磨装置，其特征在于，
所述研磨液除去部沿着所述基板保持部的外形配置在所述基板保持部的外侧。
4.根据权利要求3所述的研磨装置，其特征在于，
还具备支承臂，该支承臂支承所述基板保持部，
所述研磨液除去部固定于所述支承臂。
5.根据权利要求3所述的研磨装置，其特征在于，
还具备升降轴，该升降轴使所述基板保持部升降，
所述研磨液除去部固定于所述升降轴。
6.根据权利要求3所述的研磨装置，其特征在于，
所述研磨液除去部具备圆弧状的形状。
7.根据权利要求1、2、4至6中任一项所述的研磨装置，其特征在于，
还具备按压机构，该按压机构将所述冲洗部和/或所述吸引部按压于所述研磨面。
8.根据权利要求1、2、4至6中任一项所述的研磨装置，其特征在于，
还具备温度调节部，该温度调节部在所述研磨台的旋转方向上配置于所述研磨液除去部的下游侧。
9.根据权利要求1、2、4至6中任一项所述的研磨装置，其特征在于，
还具备供给装置，该供给装置用于在被按压于所述研磨垫的状态下向所述研磨面供给研磨液。
10.一种研磨方法，所述研磨方法是使安装有研磨垫的研磨台旋转并且将研磨对象物按压于所述研磨垫而对所述研磨对象物进行研磨的研磨方法，其特征在于，包括如下步骤：
准备具有冲洗部及吸引部的研磨液除去部，并且在所述研磨液除去部中，所述冲洗部具有清洗空间，该清洗空间是由侧壁包围的相对于所述研磨垫的研磨面开放的内部空间，并且所述清洗液朝向所述研磨面喷射，所述侧壁具有使所述清洗空间朝向所述研磨台的径向外侧开口的开口部，所述清洗空间连续至所述开口部为止，向所述清洗空间内的所述研磨面喷射的所述清洗液经由所述开口部从所述清洗空间的所述研磨面直接排出，所述侧壁配置于所述研磨台的旋转方向的上游侧、下游侧以及所述研磨台的中心侧，从而所述侧壁在三方包围所述内部空间且所述侧壁的下端与所述研磨面接触，并且所述内部空间仅在所述开口部处向水平方向开口；
在所述清洗空间内利用所述冲洗部向所述研磨垫的研磨面喷射清洗液；
将在所述清洗空间内向所述研磨面喷射的所述清洗液经由在所述冲洗部的侧壁向所述研磨台的径向外侧开口的开口部从所述清洗空间直接排出；以及
利用所述吸引部吸引喷射有所述清洗液的所述研磨面上的研磨液。
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