JP2018171679A - 基板保持装置、基板処理装置、基板処理方法、およびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】基板処理のスループットを向上させることができる基板保持装置を提供する。【解決手段】基板保持装置３は、基板Ｗを真空吸着により保持する基板保持部４と、基板保持部４の基板保持面４ａを真空源に連通させる真空ラインＬ１と、基板保持面４ａから真空ラインＬ１に吸い込まれる気液２相流から液体を分離する気液分離ユニット１０と、基板保持部４および気液分離ユニット１０の動作を制御する制御部９とを備える。気液分離ユニット１０は、真空ラインＬ１に配置される気液分離槽１６と、気液分離槽１６に溜まった液体を排出する排出ラインＬ５と、排出ラインＬ５に配置されるドレイン弁７０と、気液分離槽１６の液面を検知可能な高液位センサ７１および低液位センサ７３とを備え、制御部９は、低液位センサ７３の出力信号に基づいてドレイン弁７０の開閉動作を制御する。【選択図】図６

Description

本発明は、液体が供給される基板を真空吸着により保持する基板保持装置に関する。また、本発明は、このような基板保持装置に保持された基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。さらに、本発明は、このような基板処理方法を実行するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

半導体デバイスの製造における歩留まり向上の観点から、基板の表面状態の管理が近年注目されている。半導体デバイスの製造工程では、種々の材料がシリコンウェハ上に成膜される。このため、基板の周縁部には不要な膜や表面荒れが形成される。近年では、基板の周縁部のみをアームで保持して基板を搬送する方法が一般的になってきている。このような背景のもとでは、周縁部に残存した不要な膜が種々の工程を経ていく間に剥離して基板に形成されたデバイスに付着し、歩留まりを低下させてしまう。そこで、基板の周縁部に形成された不要な膜を除去するために、研磨装置を用いて基板の周縁部が研磨される。基板の周縁部を研磨する研磨装置は、例えば、基板保持装置に保持された基板上に研磨液を供給しつつ、該基板の周縁部に研磨テープなどの研磨具を摺接させる。これにより、基板の周縁部が研磨される。

また、半導体デバイスの高集積化・高密度化に伴い、回路の配線がますます微細化し、多層配線の層数も増加している。回路の微細化を図りながら多層配線を実現するために、半導体デバイスが形成された基板の表面を研磨する研磨装置が用いられている。基板の表面を研磨する研磨装置は、例えば、シリカ（ＳｉＯ_２）等の砥粒を含んだ研磨液を研磨パッドの研磨面上に供給しつつ、基板保持装置に保持された基板の表面を研磨面に摺接させる。これにより、基板の表面が研磨される。

さらに、半導体デバイスの製造工程には、めっき処理、エッチング処理、研磨処理などの様々な基板処理が含まれる。これらの基板処理が実行される過程において、基板の表面にはパーティクルが付着することがある。基板の表面上のパーティクルは、配線の短絡などのデバイス欠陥の原因となりうる。そこで、パーティクルを基板の表面から除去するために、洗浄装置が用いられている。洗浄装置は、例えば、基板保持装置に保持された基板の表面に液体を接触させて基板の表面を洗浄する。

上記研磨装置および洗浄装置は、基板保持装置に保持された基板を回転させながら、研磨処理または洗浄処理などの基板処理を実行する基板処理装置である。このような基板処理装置に設けられる基板保持装置は、一般に、基板を真空吸着により保持する基板保持部と、該基板保持部に連結される回転軸と、該回転軸を回転させるモータなどの駆動源と、基板保持部、回転軸、および駆動源などの構成機器の動作を制御する制御部とを含んでいる。基板保持部は、基板を真空吸着により保持する基板保持面を有している。基板処理装置の制御部を、基板保持装置の制御部として用いてもよい。

さらに、基板を基板保持面に真空吸着させるために、基板保持装置は、基板保持面を真空源に連通させる真空ラインと、該真空ラインに配置された真空元弁とを有している。真空元弁は上記制御部に接続されている。制御部が真空元弁を開くと、基板保持面が真空源と連通し、該基板保持面に載置された基板が真空吸着される。基板保持面に真空吸着された基板に、液体（例えば、研磨液、洗浄液など）を供給すると、液体および大気から構成される気液２相流が基板と基板保持面との間の僅かな隙間に浸入し、真空ラインに吸引されてしまう。その結果、気液２相流に含まれる液体によって、真空源が汚染されてしまう。

そこで、基板保持装置は、気液分離槽を備えた気液分離ユニットをさらに有している。気液分離ユニットの気液分離槽は、真空ラインに配置され、この気液分離槽によって、基板保持面から真空ラインに吸い込まれた気液２相流から液体が分離される。さらに、気液分離ユニットは、気液分離槽に溜まった液体を排出する排出ラインと、排出ラインに配置されるドレイン弁と、気液分離槽内の液面を検知可能な液位センサとを有している。ドレイン弁および液位センサは、上記制御部に接続されている。制御部が真空元弁を閉じて、排出ラインに配置されたドレイン弁を開くことにより、気液分離槽に溜まった液体が該気液分離槽から排出ラインを介して排出される。

従来の気液分離ユニットの液位センサは、気液分離槽から液体が溢れることを防止するための満液センサとして機能する。すなわち、制御部は、液位センサから出力される信号により気液分離槽内の液面の上限を監視している。この液位センサから出力された信号を制御部が受け取ると、制御部は、液体が気液分離槽から溢れることを防止するために、基板処理装置における基板処理を停止させる。この場合、気液分離槽から液体が溢れることを防止できるが、処理中の基板が廃棄処分されてしまう。したがって、気液分離槽内の液面が液位センサの液面検知位置に到達しないように、制御部は、基板を処理する毎にドレイン弁を所定時間だけ開いて、気液分離槽から液体を排出する排液処理を実行する。

特開２０１５−１５０６４８号公報

しかしながら、気液分離槽から液体を排出させる排液処理中は、真空元弁が閉じられるので、基板を基板保持面に真空吸着することができない。すなわち、排液処理中は、基板処理を実行することができない。

従来の基板保持装置では、排液処理が基板を処理する毎に実行されるので、基板処理が完了してから次の基板の基板処理を開始するまでの間に無駄な時間が発生してしまうおそれがある。より具体的には、次の基板処理によって上昇する気液分離槽内の液面が液位センサの液面検知位置まで到達しない場合でも、すなわち、排液処理を実行しなくても基板処理装置が停止しない場合でも、制御部は、排液処理を実行してしまう。この場合、排液処理の間の時間が無駄な時間となり、基板処理のスループット向上を妨げてしまう。

さらに、従来の基板保持装置は、満液センサとして機能する一つの液位センサしか有していないため、制御部は、ドレイン弁を開いたときに液体が気液分離槽から確実に排出されているか否かを監視できない。例えば、排出ラインが詰まると、ドレイン弁を開いても液体を気液分離槽から排出できない。この場合、制御部がドレイン弁を基板処理毎に所定時間だけ開いても、気液分離槽内の液面が液位センサの液面検知位置まで上昇して、基板処理が停止してしまう。

そこで、本発明は、気液分離槽から液体を排出する排液処理が確実に実行されていることを監視しつつ、基板処理のスループットを向上させることができる基板保持装置を提供することを目的とする。また、本発明は、このような基板保持装置を備えた基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、このような基板処理方法を実行するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、液体が供給される基板を真空吸着により保持する基板保持面を有する基板保持部と、前記基板保持面を真空源に連通させる真空ラインと、前記基板保持面から前記真空ラインに吸い込まれる気液２相流から液体を分離する少なくとも一つの気液分離ユニットと、前記基板保持部および前記気液分離ユニットの動作を制御する制御部と、を備え、前記気液分離ユニットは、前記真空ラインに配置される気液分離槽と、前記気液分離槽に溜まった液体を排出する排出ラインと、前記排出ラインに配置されるドレイン弁と、前記気液分離槽の液面を検知可能な高液位センサと、前記高液位センサよりも低い前記気液分離槽の液面を検知可能な低液位センサと、を備え、前記制御部は、前記低液位センサの出力信号に基づいて前記ドレイン弁の開閉動作を制御することを特徴とする基板保持装置である。

本発明の好ましい態様は、前記基板保持装置は、前記気液分離槽に連結される液面検知配管をさらに備え、前記高液位センサおよび前記低液位センサは、前記液面検知配管に配置されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基板保持装置は、前記気液分離槽に連結される押出ラインをさらに備え、前記気液分離槽に溜まった液体を前記排出ラインに押し出す加圧気体が前記押出ラインを介して前記気液分離槽に供給されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基板保持装置は、前記押出ラインから分岐して前記液位検知配管に連結されるパージラインをさらに備えることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基板保持装置は、前記パージラインに配置され、該パージラインを流れる加圧気体の流量を調整する流量調整器をさらに備えることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記少なくとも一つの気液分離ユニットは、第１気液分離ユニットと第２気液分離ユニットであり、前記第１気液分離ユニットは、前記高液位センサにより検知される液面と、前記低液位センサにより検知される液面の間の液面を検知可能な中間液位センサをさらに備え、前記制御部は、前記中間液位センサからの出力信号を受信した場合に、前記気液２相流が導入される気液分離槽を、前記第１気液分離ユニットの気液分離槽から、前記第２気液分離ユニットの気液分離槽に切り替えることを特徴とする。

本発明の他の態様は、基板を保持する基板保持装置と、前記基板保持装置に保持された前記基板に液体を供給する液体供給ユニットと、前記基板保持装置に保持された前記基板を処理する基板処理ユニットと、前記基板保持装置、前記液体供給ユニット、および前記基板処理ユニットの動作を制御する制御部と、を備え、前記基板保持装置は、前記基板を真空吸着により保持する基板保持面を有する基板保持部と、前記基板保持面を真空源に連通させる真空ラインと、前記基板保持面から前記真空ラインを介して流入する気液２相流から液体を分離する少なくとも一つの気液分離ユニットと、を有しており、前記気液分離ユニットは、前記真空ラインに配置される気液分離槽と、前記気液分離槽に溜まった液体を排出する排出ラインと、前記排出ラインに配置されるドレイン弁と、前記気液分離槽の液面を検知可能な高液位センサと、前記高液位センサよりも低い前記気液分離槽の液面を検知可能な低液位センサと、を有しており、前記制御部は、前記低液位センサの出力信号に基づいて前記ドレイン弁の開閉動作を制御することを特徴とする基板処理装置である。

本発明の好ましい態様は、前記少なくとも一つの気液分離ユニットは、第１気液分離ユニットと第２気液分離ユニットであり、前記第１気液分離ユニットは、前記高液位センサにより検知される液面と、前記低液位センサにより検知される液面の間の液面を検知可能な中間液位センサをさらに備え、前記制御部は、前記中間液位センサからの出力信号を受信した場合に、前記気液２相流が導入される気液分離槽を、前記第１気液分離ユニットの気液分離槽から、前記第２気液分離ユニットの気液分離槽に切り替えることを特徴とする。

本発明のさらに他の態様は、基板を基板保持面に真空吸着により保持し、前記基板に液体を供給しながら、該基板を処理し、少なくとも一つの気液分離ユニットに設けられた気液分離槽で前記基板保持面から吸い込まれる気液２相流から液体を分離し、前記気液分離槽内の液面を、高液位センサと前記高液位センサよりも低い液面を検知可能な低液位センサとで監視し、前記基板の処理が完了した後で、前記低液位センサから信号が出力されている場合に限って、前記気液分離槽から液体を排出する排液処理を実行することを特徴とする基板処理方法である。

本発明の好ましい態様は、前記少なくとも一つの気液分離ユニットは、第１気液分離ユニットと第２気液分離ユニットであり、前記基板の処理中に、前記第１気液分離槽内の液面を、前記高液位センサにより検知される液面と、前記低液位センサにより検知される液面の間の液面を検知可能な中間液位センサで監視し、前記中間液位センサから信号が出力された場合に、前記気液２相流から液体を分離する気液分離槽を、第１気液分離ユニットの気液分離槽から第２気液分離ユニットの気液分離槽に切り替えることを特徴とする。

本発明のさらに他の態様は、基板を基板保持面に真空吸着により保持するステップと、前記基板に液体を供給しながら、基板を処理するステップと、少なくとも一つの気液分離ユニットに設けられた気液分離槽で前記基板保持面から吸い込まれる気液２相流から液体を分離するステップと、前記気液分離槽内の液面を、高液位センサと前記高液位センサよりも低い液面を検知可能な低液位センサとで監視するステップと、前記基板の処理が完了した後で、前記低液位センサから信号が出力されている場合に限って、前記気液分離槽から液体を排出する排液処理を実行するステップと、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である。

本発明の好ましい態様は、前記少なくとも一つの気液分離ユニットは、第１気液分離ユニットと第２気液分離ユニットであり、前記基板を処理するステップを実行しているときに、前記第１気液分離槽内の液面を、前記高液位センサにより検知される液面と、前記低液位センサにより検知される液面の間の液面を検知可能な中間液位センサで監視するステップと、前記中間液位センサから信号が出力された場合に、前記気液２相流から液体を分離する気液分離槽を、第１気液分離ユニットの気液分離槽から第２気液分離ユニットの気液分離槽に切り替えるステップと、をコンピュータにさらに実行させることを特徴とする。

本発明によれば、制御部は、低液位センサが液面を検知したときにだけ、ドレイン弁を開いて、気液分離槽から液体を排出する排液処理を実行する。すなわち、制御部は、排液処理が必要なときに限って排液処理を実行することができるので、基板処理のスループットを向上させることができる。さらに、制御部は、低液位センサから出力される信号に基づいて、排液処理が確実に実行されていることを監視することができる。その結果、基板の廃棄処分を効果的に防止することができる。

一実施形態に係る基板処理装置を示す断面図である。 図１に示す基板処理装置の縦断面図である。 図３（ａ）および図３（ｂ）は、基板の周縁部を示す拡大断面図である。 研磨ヘッドの拡大図である。 研磨ヘッドが基板のベベル部を研磨している様子を示す図である。 図１および図２に示される研磨装置に設けられた基板保持装置の模式図である。 図１および図２に示される研磨装置で実行される研磨処理のフローチャートである。 図６に示される基板保持装置に保持されたウェハを研磨する各工程を示した模式図である。 図６に示される基板保持装置に保持されたウェハを研磨する各工程を示した模式図である。 図６に示される基板保持装置に保持されたウェハを研磨する各工程を示した模式図である。 図６に示される基板保持装置に保持されたウェハを研磨する各工程を示した模式図である。 図６に示される基板保持装置に保持されたウェハを研磨する各工程を示した模式図である。 他の実施形態に係る基板保持装置を示す模式図である。 図１３に示される基板保持装置に保持されたウェハの研磨処理のフローチャートである。 図１３に示される基板保持装置に保持されたウェハを研磨する各工程を示した模式図である。 図１３に示される基板保持装置に保持されたウェハを研磨する各工程を示した模式図である。 図１３に示される基板保持装置に保持されたウェハを研磨する各工程を示した模式図である。 図１３に示される基板保持装置に保持されたウェハを研磨する各工程を示した模式図である。 図１３に示される基板保持装置に保持されたウェハを研磨する各工程を示した模式図である。 図１３に示される基板保持装置に保持されたウェハを研磨する各工程を示した模式図である。 制御部の構成の一例を示す模式図である。 他の実施形態に係る基板処理装置を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、一実施形態に係る基板処理装置を示す平面図であり、図２は、図１に示す基板処理装置の縦断面図である。図１に示される基板処理装置は、基板の一例であるウェハＷのベベル部を研磨する研磨装置である。

ここで、本明細書では、ウェハＷの周縁部を、基板の最外周に位置するベベル部と、このベベル部の径方向内側に位置するトップエッジ部およびボトムエッジ部とを含む領域として定義する。図３（ａ）および図３（ｂ）は、ウェハＷの周縁部を示す拡大断面図である。より詳しくは、図３（ａ）はいわゆるストレート型のウェハＷの断面図であり、図３（ｂ）はいわゆるラウンド型のウェハＷの断面図である。図３（ａ）のウェハＷにおいて、ベベル部は、上側傾斜部（上側ベベル部）Ｐ、下側傾斜部（下側ベベル部）Ｑ、および側部（アペックス）Ｒから構成されるウェハＷの最外周面（符号Ｂで示す）である。図３（ｂ）のウェハＷにおいては、ベベル部は、ウェハＷの最外周面を構成する、湾曲した断面を有する部分（符号Ｂで示す）である。トップエッジ部は、ベベル部Ｂよりも径方向内側に位置する平坦部Ｅ１である。ボトムエッジ部は、トップエッジ部とは反対側に位置し、ベベル部Ｂよりも径方向内側に位置する平坦部Ｅ２である。トップエッジ部は、デバイスが形成された領域を含むこともある。

図１および図２に示すように、この研磨装置は、ウェハＷを水平に保持し、回転させる基板保持装置３を備えている。図１においては、基板保持装置３がウェハＷを保持している状態を示している。本実施形態では、研磨装置は、基板保持装置３を含む研磨装置全体の動作を制御する制御部９を備えている。基板保持装置３は、ウェハＷの裏面を真空吸着により保持する皿状の保持ステージ（基板保持部）４と、保持ステージ４の中央部に連結された中空シャフト５と、この中空シャフト５を回転させるモータＭ１とを備えている。ウェハＷは、搬送機構のハンド（図示せず）により、ウェハＷの中心が中空シャフト５の軸心と一致するように保持ステージ４の基板保持面４ａ上に載置される。

中空シャフト５は、ボールスプライン軸受（直動軸受）６によって上下動自在に支持されている。保持ステージ４の基板保持面４ａには溝４ｂが形成されており、この溝４ｂは、中空シャフト５を通って延びる真空ラインＬ１に連通している。真空ラインＬ１は、中空シャフト５の下端に取り付けられたロータリジョイント８を介して真空源（図示せず）に接続されている。真空ラインＬ１には、気液分離槽１６が配置される。気液分離槽１６から保持ステージ４まで延びる真空ラインＬ１の一部は、気液分離槽１６の内部空間を基板保持面４ａに連通させる真空一次ライン（連通ライン）Ｌ２として機能する。気液分離槽１６から真空源まで延びる真空ラインＬ１の一部は、真空二次ラインＬ３として機能する。

気液分離槽１６は、処理後のウェハＷを保持ステージ４の基板保持面４ａから離脱させるためのガス供給ラインＬ４に接続されている。ウェハＷを基板保持面４ａに真空吸着するときは、制御部９は、真空一次ラインＬ２、気液分離槽１６、および真空二次ラインＬ３を介して基板保持面４ａを真空源に連通させる。一方で、基板保持面４ａから処理後のウェハＷを離脱させるときは、制御部９は、真空一次ラインＬ２、気液分離槽１６、およびガス供給ラインＬ４を介して基板保持面４ａに加圧ガスを供給する。すなわち、制御部９は、これらの真空二次ラインＬ３とガス供給ラインＬ４を切り替えることによって、真空一次ラインＬ２を介してウェハＷを保持ステージ４の基板保持面４ａに真空吸着し、離脱させる。基板保持装置３は、真空一次ラインＬ２および真空二次ラインＬ３を有する真空ラインＬ１、気液分離槽１６、基板保持面４ａを有する保持ステージ４などを含んでおり、この基板保持装置３の詳細な構成および動作は後述する。

中空シャフト５は、この中空シャフト５に連結されたプーリーｐ１と、モータＭ１の回転軸に取り付けられたプーリーｐ２と、これらプーリーｐ１，ｐ２に掛けられたベルトｂ１を介してモータＭ１によって回転される。モータＭ１の回転軸は中空シャフト５と平行に延びている。このような構成により、保持ステージ４の基板保持面４ａに保持されたウェハＷは、モータＭ１によって回転される。

ボールスプライン軸受６は、中空シャフト５がその長手方向へ自由に移動することを許容する軸受である。ボールスプライン軸受６は円筒状のケーシング１２に固定されている。したがって、本実施形態においては、中空シャフト５は、ケーシング１２に対して上下に直線動作ができるように構成されており、中空シャフト５とケーシング１２は一体に回転する。中空シャフト５は、エアシリンダ（昇降機構）１５に連結されており、エアシリンダ１５によって中空シャフト５および保持ステージ４が上昇および下降できるようになっている。

ケーシング１２と、その外側に同心上に配置された円筒状のケーシング１４との間にはラジアル軸受１８が介装されており、ケーシング１２は軸受１８によって回転自在に支持されている。このような構成により、基板保持装置３は、ウェハＷをその中心軸Ｃｒまわりに回転させ、かつウェハＷを中心軸Ｃｒに沿って上昇下降させることができる。

図１に示すように、基板保持装置３に保持されたウェハＷの周囲には４つの研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄが配置されている。研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのそれぞれは、ウェハＷのベベル部を研磨する基板処理ユニットとして機能する。研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの径方向外側には研磨テープ供給機構２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄがそれぞれ設けられている。研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄと研磨テープ供給機構２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄとは隔壁２０によって隔離されている。隔壁２０の内部空間は研磨室２１を構成し、４つの研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄおよび保持ステージ４は研磨室２１内に配置されている。一方、研磨テープ供給機構２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄは隔壁２０の外側（すなわち、研磨室２１の外）に配置されている。研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは互いに同一の構成を有し、研磨テープ供給機構２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄも互いに同一の構成を有している。以下、研磨ヘッド組立体１Ａおよび研磨テープ供給機構２Ａについて説明する。

研磨テープ供給機構２Ａは、研磨具の一例である研磨テープ２３を研磨ヘッド組立体１Ａに供給する供給リール２４と、ウェハＷの研磨に使用された研磨テープ２３を回収する回収リール２５とを備えている。供給リール２４は回収リール２５の上方に配置されている。供給リール２４および回収リール２５にはカップリング２７を介してモータＭ２がそれぞれ連結されている（図１には供給リール２４に連結されるカップリング２７とモータＭ２のみを示す）。それぞれのモータＭ２は、所定の回転方向に一定のトルクをかけ、研磨テープ２３に所定のテンションをかけることができるようになっている。

研磨テープ２３は長尺の帯状の研磨具であり、その片面が研磨面を構成している。研磨テープ２３は、ＰＥＴシートなどからなる基材テープと、基材テープの上に形成されている研磨層とを有している。研磨層は、基材テープの一方の表面を被覆するバインダ（例えば、樹脂）と、バインダに保持された砥粒とから構成されており、研磨層の表面が研磨面を構成している。研磨具として、研磨テープ２３に代えて、帯状の研磨布を用いてもよい。

研磨テープ２３は供給リール２４に巻かれた状態で研磨テープ供給機構２Ａにセットされる。研磨テープ２３の側面は巻き崩れが生じないようにリール板で支持されている。研磨テープ２３の一端は回収リール２５に取り付けられ、研磨ヘッド組立体１Ａに供給された研磨テープ２３を回収リール２５が巻き取ることで研磨テープ２３を回収するようになっている。研磨ヘッド組立体１Ａは研磨テープ供給機構２Ａから供給された研磨テープ２３をウェハＷの周縁部に当接させるための研磨ヘッド３０を備えている。研磨テープ２３は、研磨テープ２３の研磨面（前面）がウェハＷを向くように研磨ヘッド３０に供給される。

研磨テープ供給機構２Ａは複数のガイドローラ３１，３２，３３，３４を有しており、研磨ヘッド組立体１Ａに供給され、研磨ヘッド組立体１Ａから回収される研磨テープ２３がこれらのガイドローラ３１，３２，３３，３４によってガイドされる。研磨テープ２３は、隔壁２０に設けられた開口部２０ａを通して供給リール２４から研磨ヘッド３０へ供給され、使用された研磨テープ２３は開口部２０ａを通って回収リール２５に回収される。

図２に示すように、ウェハＷの上方には上供給ノズル３６が配置され、基板保持装置３に保持されたウェハＷの上面中心に向けて研磨液を供給する。また、研磨装置は、ウェハＷの裏面と基板保持装置３の保持ステージ４との境界部（保持ステージ４の外周部）に向けて研磨液を供給する下供給ノズル３７を備えている。上供給ノズル３６および下供給ノズル３７は、基板保持装置３に保持されたウェハＷに研磨液（液体）を供給する液体供給ユニットとして機能する。研磨液には通常純水が使用されるが、研磨テープ２３の砥粒としてシリカを使用する場合などはアンモニアを用いることもできる。さらに、研磨装置は、研磨処理後に研磨ヘッド３０を洗浄する洗浄ノズル３８を備えており、研磨処理後にウェハＷが基板保持装置３により上昇した後、研磨ヘッド３０に向けて洗浄水を噴射し、研磨処理後の研磨ヘッド３０を洗浄できるようになっている。

中空シャフト５がケーシング１２に対して昇降した時にボールスプライン軸受６やラジアル軸受１８などの機構を研磨室２１から隔離するために、図２に示すように、中空シャフト５とケーシング１２の上端との間には、上下に伸縮可能なベローズ１９が配置されている。図２は中空シャフト５が下降している状態を示し、保持ステージ４が研磨位置にあることを示している。研磨処理後には、エアシリンダ１５によりウェハＷを保持ステージ４および中空シャフト５とともに搬送位置まで上昇させ、この搬送位置でウェハＷを保持ステージ４から離脱させる。

隔壁２０は、ウェハＷを研磨室２１に搬入および搬出するための搬送口２０ｂを備えている。搬送口２０ｂは、水平に延びる切り欠きとして形成されている。したがって、搬送機構に把持されたウェハＷは、水平な状態を保ちながら、搬送口２０ｂを通って研磨室２１内を横切ることが可能となっている。隔壁２０の上面には開口２０ｃおよびルーバー４０が設けられ、下面には排気口（図示せず）が設けられている。研磨処理時は、搬送口２０ｂは図示しないシャッターで閉じられるようになっている。したがって、排気口から図示しないファン機構により排気をすることで研磨室２１の内部には清浄空気のダウンフローが形成されるようになっている。この状態において研磨処理がされるので、研磨液が上方へ飛散することが防止され、研磨室２１の上部空間を清浄に保ちながら研磨処理をすることができる。

図１に示すように、研磨ヘッド３０はアーム６０の一端に固定され、アーム６０は、ウェハＷの接線方向に平行な回転軸Ｃｔまわりに回転自在に構成されている。アーム６０の他端はプーリーｐ３，ｐ４およびベルトｂ２を介してモータＭ４に連結されている。モータＭ４が時計回りおよび反時計回りに所定の角度だけ回転することで、アーム６０が軸Ｃｔまわりに所定の角度だけ回転する。本実施形態では、モータＭ４、アーム６０、プーリーｐ３，ｐ４、およびベルトｂ２によって、ウェハＷの表面に対して研磨ヘッド３０を傾斜させるチルト機構が構成されている。

チルト機構は、移動台６１に搭載されている。移動台６１は、ガイド６２およびレール６３を介してベースプレート６５に移動自在に連結されている。レール６３は、基板保持装置３に保持されたウェハＷの半径方向に沿って直線的に延びており、移動台６１はウェハＷの半径方向に沿って直線的に移動可能になっている。移動台６１にはベースプレート６５を貫通する連結板６６が取り付けられ、連結板６６にはリニアアクチュエータ６７がジョイント６８を介して連結されている。リニアアクチュエータ６７はベースプレート６５に直接または間接的に固定されている。

リニアアクチュエータ６７としては、エアシリンダや位置決め用モータとボールネジとの組み合わせなどを採用することができる。このリニアアクチュエータ６７、レール６３、ガイド６２によって、研磨ヘッド３０をウェハＷの半径方向に直線的に移動させる移動機構が構成されている。すなわち、移動機構はレール６３に沿って研磨ヘッド３０をウェハＷへ近接および離間させるように動作する。一方、研磨テープ供給機構２Ａはベースプレート６５に固定されている。

図４は研磨ヘッド３０の拡大図である。図４に示すように、研磨ヘッド３０は、研磨テープ２３の研磨面をウェハＷに対して所定の力で押圧する押圧機構４１を備えている。また、研磨ヘッド３０は、研磨テープ２３を供給リール２４から回収リール２５へ送るテープ送り機構４２を備えている。研磨ヘッド３０は複数のガイドローラ４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９を有しており、これらのガイドローラはウェハＷの接線方向と直交する方向に研磨テープ２３が進行するように研磨テープ２３をガイドする。

研磨ヘッド３０に設けられたテープ送り機構４２は、テープ送りローラ４２ａと、テープ把持ローラ４２ｂと、テープ送りローラ４２ａを回転させるモータＭ３とを備えている。モータＭ３は研磨ヘッド３０の側面に設けられ、モータＭ３の回転軸にテープ送りローラ４２ａが取り付けられている。テープ把持ローラ４２ｂはテープ送りローラ４２ａに隣接して配置されている。テープ把持ローラ４２ｂは、図３の矢印ＮＦで示す方向（テープ送りローラ４２ａに向かう方向）に力を発生するように図示しない機構で支持されており、テープ送りローラ４２ａを押圧するように構成されている。

モータＭ３が図４に示す矢印方向に回転すると、テープ送りローラ４２ａが回転して研磨テープ２３を供給リール２４から研磨ヘッド３０を経由して回収リール２５へ送ることができる。テープ把持ローラ４２ｂはそれ自身の軸まわりに回転することができるように構成され、研磨テープ２３が送られるに従って回転する。

押圧機構４１は、研磨テープ２３の裏面側に配置された押圧パッド５０と、この押圧パッド５０をウェハＷの周縁部に向かって移動させるエアシリンダ（駆動機構）５２とを備えている。エアシリンダ５２はいわゆる片ロッドシリンダである。エアシリンダ５２へ供給する空気圧を制御することによって、研磨テープ２３をウェハＷに対して押圧する力が調整される。ウェハＷの周囲に配置された４つの研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄのチルト機構、押圧機構４１、テープ送り機構４２、および各研磨ヘッド組立体を移動させる移動機構は、それぞれ独立に動作が可能なように構成されている。

本実施形態では、研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ、研磨テープ供給機構２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ、および基板保持装置３などを含む研磨装置全体の動作を制御する制御部９（図２参照）が設けられている。制御部９によって、ウェハＷの研磨処理（基板処理）が制御される。

図５は、研磨ヘッド３０がウェハＷのベベル部を研磨している様子を示す図である。ウェハＷのベベル部を研磨するときは、ウェハＷを保持ステージ４の基板保持面４ａに真空吸着により保持し、回転させる。さらに、ウェハＷの表面に上供給ノズル３６から研磨液を供給する。ウェハＷの周縁部に下供給ノズル３７から研磨液を供給してもよい。この状態で、図５に示すように、上述のチルト機構により研磨ヘッド３０の傾斜角度を連続的に変化させながら、押圧部材５０により研磨テープ２３をウェハＷのベベル部に押し当てる。研磨中は、研磨テープ２３はテープ送り機構４２により所定の速度で送られる。

ウェハＷのベベル部の研磨中、真空源と基板保持面４ａとを連通させる真空ラインＬ１には、研磨液と大気とからなる気液２相流が吸い込まれる。気液２相流に含まれる研磨液によって、真空源が汚染されることを防止するために、研磨装置の基板保持装置３は、以下に説明される気液分離ユニットを備える。

図６は、図１および図２に示される研磨装置に設けられた基板保持装置３の模式図である。図６に示されるように、この基板保持装置３は、ウェハＷを真空吸着により保持する基板保持面４ａを有する保持ステージ（基板保持部）４と、基板保持面４ａを真空源に連通させる真空ラインＬ１と、基板保持面４ａから真空ラインＬ１の真空一次ラインＬ２に吸い込まれる気液２相流から液体を分離する気液分離ユニット１０と、を備える。気液分離ユニット１０を含む基板保持装置３全体の動作は、上記制御部９によって制御される。

気液分離ユニット１０は、真空ラインＬ１の真空一次ラインＬ２に吸い込まれた気液２相流から研磨液（液体）を分離する気液分離槽１６を有し、気液２相流は、気液分離槽１６で気体（空気）と液体（研磨液）とに互いに分離される。気液２相流から分離された研磨液は、気液分離槽１６に溜められ、気液２相流から分離された空気は、真空ラインＬ１の真空二次ラインＬ３を介して排出される。

さらに、気液分離ユニット１０は、気液分離槽１６の液面を検知可能な高液位センサ７１と、該高液位センサ７１よりも低い気液分離槽１６の液面を検知可能な低液位センサ７３と、気液分離槽１６に溜まった研磨液（液体）を排出する排出ラインＬ５と、該排出ラインＬ５に配置されるドレイン弁７０と、を備える。高液位センサ７１および低液位センサ７３は、信号線（図示せず）を介して制御部９に接続されており、制御部９は、高液位センサ７１および低液位センサ７３から出力される信号により、気液分離槽１６内の高液位と低液位とを監視することができる。さらに、ドレイン弁７０も、制御部９に接続されており、ドレイン弁７０の開閉動作は、制御部９によって制御される。

本実施形態では、気液分離ユニット１０は、気液分離槽１６の上部および下部に両端部が接続された液面検知配管７２を有しており、高液位センサ７１および低液位センサ７３は、液面検知配管７２に配置される。液面検知配管７２は、その両端部で気液分離槽１６に連通しており、気液分離槽１６に溜まった液体は、液面検知配管７２の下端部から該液面検知配管７２に流入する。したがって、液面検知配管７２内の液面は、気液分離槽１６内の液面Ｓと同一である。高液位センサ７１および低液位センサ７３として、気液分離槽１６内の液面Ｓ（本実施形態では、液面検知配管７２内の液面）を検知可能な任意のセンサを用いることができる。このようなセンサは、例えば、投光部と受光部とを備えた光学式センサ、または検出電極と接地電極とを備えた静電容量式センサである。

本実施形態では、高液位センサ７１および低液位センサ７３は、液面を検知していない場合には、制御部９へ出力される信号を生成しない一方で、液面を検知した場合には、制御部９に信号を出力するように構成される。この場合、高液位センサ７１または低液位センサ７３が液面と検知すると、制御部９は、高液位センサ７１または低液位センサ７３からＯＮ信号を受け取る。あるいは、高液位センサ７１および低液位センサ７３は、液面を検知していない場合には、制御部９に信号を出力する一方で、液面を検知した場合には、制御部９へ出力される信号の生成を止めるように構成されてもよい。この場合、高液位センサ７１または低液位センサ７３が液面と検知すると、制御部９は、高液位センサ７１または低液位センサ７３からＯＦＦ信号を受け取る。

高液位センサ７１は、低液位センサ７３の上方に配置されており、気液分離槽１６に溜まった液体が該気液分離槽１６から溢れることを防止する満液センサとして機能する。より具体的には、制御部９は、高液位センサ７１から出力される信号により気液分離槽１６内の液面の上限を監視している。この高液位センサ７１から出力された信号を制御部９が受け取ると、制御部９は、液体が気液分離槽から溢れることを防止するために、基板保持装置３を含む研磨装置（基板処理装置）全体の動作を停止させる。

低液位センサ７３は、高液位センサ７１の下方に配置されており、高液位センサ７１によって検知される液面よりも低い液面を検知する。制御部９は、低液位センサ７３から出力された信号に基づいて、ドレイン弁７０の開閉動作を制御して、気液分離槽１６に溜まった液体を排出する排液処理を実行する。制御部９がドレイン弁７０を開くと、気液分離槽１６に溜まった研磨液が排出ラインＬ５を介して該気液分離槽１６から排出される。

図６に示されるように、気液分離ユニット１０は、好ましくは、気液分離槽１６に連結される押出ラインＬ６と、該押出ラインＬ６に配置される押出ガス供給弁７９を備えている。押出ガス供給弁７９は、制御部９に接続されており、制御部９は、押出ガス供給弁７９の開閉動作を制御する。押出ラインＬ６は、ガス供給源（図示せず）から気液分離槽１６の上部まで延びており、押出ガス供給弁７９を開くと、加圧気体（例えば、加圧空気または加圧窒素）が気液分離槽１６に供給される。ドレイン弁７０が開いている状態で、押出ガス供給弁７９が開かれると、加圧気体が気液分離槽１６に供給され、気液分離槽１６に溜まった研磨液を排出ラインＬ５に押し出す。これにより、気液分離槽１６に溜まった液体を排出する排液処理が促進される。

図６に示されるように、基板保持装置３の気液分離ユニット１０は、押出ラインＬ６から分岐して、上記液面検知配管７２に連結されるパージラインＬ７を備えてもよい。パージラインＬ７は、押出ガス供給弁７９と気液分離槽１６の間に設けられた分岐点Ｐ１で押出ラインＬ６から分岐され、液面検知配管７２の上部に連結される。より具体的には、パージラインＬ７は、高液位センサ７１よりも上方で液面検知配管７２に連結される。

制御部９が排液処理を促進するために押出ガス供給弁７９を開くと、押出ラインＬ６を介して加圧気体が気液分離槽１６に供給され、同時に、パージラインＬ７を介して、液面検知配管７２に加圧気体が供給される。排液処理により気液分離槽１６内の液面Ｓが下がると、液面検知配管７２の液面も下がる。このとき、液面検知配管７２に残った液滴によって、高液位センサ７１または低液位センサ７３が気液分離槽１６の液面Ｓを誤検知してしまうおそれがある。本実施形態では、排液処理中に、パージラインＬ７から液面検知配管７２に加圧気体が供給される。この加圧気体は、液面検知配管７２に残った液滴を下方に向かって（すなわち、液面検知配管７２内の液面に向かって）移動させるので、高液位センサ７１または低液位センサ７３の誤検知を効果的に防止することができる。

図６に示されるように、パージラインＬ７には、該パージラインＬ７を流れる気体の流量を調整するための流量調整器８０が配置されるのが好ましい。流量調整器８０は、例えば、流量調整弁である。流量調整器８０で液面検知配管７２に供給される気体の流量を調整することにより、気体液面検知配管７２内の液面がうねることが防止される。その結果、高液位センサ７１および低液位センサ７３が液面を誤検知することが防止される。

次に、図７乃至図１２を参照して、上述した基板保持装置３を含む研磨装置で実行される研磨処理を説明する。図７は、図１および図２に示される研磨装置で実行される研磨処理のフローチャートである。図８乃至図１２は、図６に示される基板保持装置３に保持されたウェハＷを研磨する各工程を示した模式図である。より具体的には、図８は、ウェハＷが基板保持装置３の上方に搬送された状態を示す図であり、図９は、ウェハＷが基板保持装置３の保持ステージ４の基板保持面４ａに真空吸着により保持された状態を示す図であり、図１０は、保持ステージ４の基板保持面４ａに保持されたウェハＷのベベル部を研磨している状態を示す図である。図１１は、ウェハＷの研磨処理が完了した後で、ウェハＷを保持ステージ４の基板保持面４ａから離脱させる状態を示す図であり、図１２は、ウェハＷの研磨処理が完了した後で、排液処理が実行されている状態を示す図である。図８乃至図１２において、黒く塗りつぶされた弁は、制御部９によって開かれた弁を表し、白抜きの弁は、閉じられた弁を表す。

図８に示されるように、研磨装置でウェハＷの研磨処理を実行するときは、最初に、ウェハＷは、制御部９によって制御される搬送機構（図示せず）によって、基板保持装置３の保持ステージ４の上方に搬送される。次いで、制御部９は、搬送機構を制御して、ウェハＷを保持ステージ４の基板保持面４ａに載置する（図７のステップ１）。次いで、図９に示されるように、制御部９は、真空ラインＬ１の一部である真空一次ラインＬ２に配置された連通弁７５、および真空ラインＬ１の一部である真空二次ラインＬ３に配置された真空元弁７７を開き、真空源を基板保持面４ａに連通させる。これにより、ウェハＷは、基板保持面４ａに真空吸着により保持される（図７のステップ２）。

次に、制御部９は、ウェハＷの研磨処理（基板処理）を実行する（図７のステップ３）。より具体的には、図１０に示されるように、制御部９は、基板ステージ４を回転させ、上供給ノズル３６から基板ステージ４の基板保持面４ａに真空吸着されたウェハＷの上面に研磨液を供給する。このとき、下供給ノズル３７（図２参照）からウェハＷの周縁部に研磨液を供給してもよい。さらに、制御部９は、研磨ヘッド３０をウェハＷのベベル部に向けて移動させ、研磨テープ２３をウェハＷのベベル部に押し付ける。これにより、ウェハＷのベベル部が研磨される。ウェハＷのベベル部の研磨中は、研磨ヘッド３０は、上述のチルト機構によりウェハＷに対する傾斜角度を連続的に変化させられる（図５参照）。

さらに、ウェハＷのベベル部の研磨中は、上供給ノズル３６（および／または下供給ノズル３７）から供給された研磨液と大気とからなる気液２相流が真空ラインＬ１の真空一次ラインＬ２を通って、気液分離槽１６に流入する。この気液２相流は、気液分離槽１６で気体（すなわち、空気）と液体（すなわち、研磨液）とに互いに分離され（図７のステップ４）、空気は真空ラインＬ１の真空二次ラインＬ３を通って研磨装置から排出される。一方で、研磨液は、気液分離槽１６に溜められるので、気液分離槽１６内の液面Ｓが上昇する。

図１１に示すように、ウェハＷの研磨処理が完了すると、制御部９は、研磨ヘッド３０をウェハＷから離れる方向に移動させ、上供給ノズル３６（および／または下供給ノズル３７）からの研磨液の供給を停止させる。さらに、制御部９は、ウェハＷの回転を停止させる。次いで、制御部９は、真空元弁７７を閉じ、ガス供給ラインＬ４のガス供給弁７８を開く。これにより、保持ステージ４の基板保持面４ａに真空一次ラインＬ２を介して加圧ガスが供給される。この状態で、制御部９は、搬送機構を制御して、ウェハＷを保持ステージ４の基板保持面４ａから離脱させる（図７のステップ５）。搬送機構によりウェハＷが基板保持面４ａから離脱されると、制御部９は、連通弁７５およびガス供給弁７８を閉じる。

このとき、制御部９は、低液位センサ７３が液面を検知しているか否かを確認する。より具体的には、制御部９は、低液位センサ７３から信号が出力されているか否かを確認する（図７のステップ６）。図１１に示されるように、気液分離槽１６の液面Ｓが低液位センサ７３の液面検知位置よりも下方に位置している場合は、低液位センサ７３は、制御部９に信号を出力しない。この場合は、制御部９は、次のウェハＷの研磨処理を実行するために、ステップ１に戻り、次のウェハＷを基板保持装置３の保持ステージ４の上方に搬送して、該保持ステージ４の基板保持面４ａに載置する（図８および図９参照）。高液位センサ７１と低液位センサ７３の間の距離は、次のウェハＷの研磨処理を実行しても、気液分離槽１６の液面Ｓが高液位センサ７１の液面検知位置に到達しない距離に設定されている。

一方で、図１２に示されるように、気液分離槽１６の液面Ｓが低液位センサ７３の液面検知位置よりも高い場合は、低液位センサ７３から制御部９に信号が出力される。低液位センサ７３からの出力信号を受信した制御部９は、気液分離槽１６に溜まった研磨液を排出する排液処理を実行する（図７のステップ７）。より具体的には、制御部９は、排出ラインＬ５に配置されたドレイン弁７０を開き、さらに、押出ラインＬ６に配置された押出ガス供給弁７９を開いて、加圧ガスを気液分離槽１６と液面検知配管７２に供給する。これにより、気液分離槽１６に溜まった研磨液が効率的に該気液分離槽１６から排出ラインＬ５を介して排出されるとともに、液面検知配管７２の内面に付着した液滴が除去される。

制御部９は、気液分離槽１６の液面Ｓが低液位センサ７３の液面検知位置よりも下方に位置するまで（すなわち、低液位センサ７３からの出力が停止するまで）、排液処理を行う。排液処理中は、制御部９は、排液処理が確実に実行されているか否かを監視している。より具体的には、制御部９は、排液処理の実行時間に対する上限値Ｔ１を予め記憶しており、この上限値Ｔ１とドレイン弁７０を開いてからカウントされる経過時間Ｔ２とを比較している（図７のステップ８）。経過時間Ｔ２が上限値Ｔ１に達する前に、低液位センサ７３からの出力が停止すると、制御部９は、排液処理が確実に行われたと判断する。この場合、制御部９は、排出ラインＬ５に配置されたドレイン弁７０、および押出ラインＬ６に配置された押出ガス供給弁７９を閉じて、排液処理を終了する（図７のステップ９）。排液処理が終了すると、制御部９は、ステップ１に戻り、次のウェハＷを基板保持装置３の保持ステージ４の上方に搬送して、該保持ステージ４の基板保持面４ａに載置する（図８および図９参照）。

一方で、経過時間Ｔ２が上限値Ｔ１を越えても、低液位センサ７３からの出力が停止しない場合は、制御部９は、排液処理が確実に行われていないと判断する。この場合、制御部９は、警報を出力し（図７のステップ１０）、次のウェハＷの搬送動作を中止する。その結果、研磨装置の作業者は、ウェハＷの研磨処理が実行されていないときに、排出ラインＬ５の詰まりなどの不具合を検知することができるので、ウェハＷの廃棄処分を効果的に防止することができる。

このように、本実施形態によれば、気液分離ユニット１０は、気液分離槽１６の液面を検知可能な２つの液位センサ（すなわち、高液位センサ７１および低液位センサ７３）を有している。制御部９は、低液位センサ７３が液面を検知したときにだけ、気液分離槽１６から液体を排出する排液処理を実行する。すなわち、制御部９は、低液位センサ７３が液面を検知しなければ、排液処理を実行せずに、次のウェハＷの研磨処理を開始する。その結果、基板処理のスループットを向上させることができる。さらに、制御部９は、低液位センサ７３の出力信号に基づいて、排液処理が確実に行われているか否かを監視することができるので、ウェハＷの廃棄処分を効果的に防止することができる。

図１３は、他の実施形態に係る基板保持装置３を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図６に示される基板保持装置３と同様であるため、その重複する説明を省略する。

図１３に示される基板保持装置３は、複数の（図１３では、２つの）の気液分離ユニット１０ａ，１０ｂを有している点で、図６に示される基板保持装置３と相違する。第１気液分離ユニット１０ａおよび第２気液分離ユニット１０ｂは、後述する中間液位センサ以外は、図６に示される気液分離ユニット１０と同一の構成を有する。図６に示される気液分離ユニット１０の構成要素に対応する本実施形態の構成要素には、添字（すなわち、「ａ」および「ｂ」）のみが異なる同じ符号を付すことで、その詳細な説明は省略する。

真空ラインＬ１の真空一次ラインＬ２は、第１分岐ラインＬ２−１と第２分岐ラインＬ２−２に分岐点Ｐ２で分岐する。第１分岐ラインＬ２−１は、分岐点Ｐ２から第１気液分離ユニット１０ａの第１気液分離槽１６ａまで延び、第２分岐ラインＬ２−２は、分岐点Ｐ２から第２気液分離ユニット１０ｂの第２気液分離槽１６ｂまで延びる。分岐点Ｐ２から基板保持面４ａまで延びる真空一次ラインＬ２の一部は、共通ラインＬ２−３として機能する。

第１気液分離ユニット１０ａの第１連通弁７５ａは、第１分岐ラインＬ２−１に配置されており、第２気液分離ユニット１０ｂの第２連通弁７５ｂは、第２分岐ラインＬ２−２に配置されている。第１連通弁７５ａおよび第１真空元弁７７ａを開くと、保持ホルダ４の基板保持面４ａが第１分離ユニット１０ａの第１気液分離槽１６ａを介して真空源と連通する。同様に、第２連通弁７５ｂおよび第２真空元弁７７ｂを開くと、保持ホルダ４の基板保持面４ａが第２分離ユニット１０ｂの第２気液分離槽１６ｂを介して真空源と連通する。

第１気液分離ユニット１０ａは、第１液面検知配管７２ａに配置された第１高液位センサ７１ａと第１低液位センサ７３ａを有しており、さらに、これら液位センサ７１ａ，７３ａの間に配置される第１中間液位センサ７６ａを備えている。第１中間液位センサ７６ａは、第１低液位センサ７３ａよりも上方で、かつ第１高液位センサ７１ａよりも下方に配置されている。第１中間液位センサ７６ａは、第１高液位センサ７１ａが検知する液面と、第１低液位センサ７３ａが検知する液面の間の液面を検知することができる。第１中間液位センサ７６ａとして、第１気液分離槽１６ａの液面（本実施形態では、第１液面検知配管７２ａの液面）を検知可能な任意のセンサ（例えば、光学式センサまたは静電容量式センサ）を用いることができる。

同様に、第２気液分離ユニット１０ｂは、第２液面検知配管７２ｂに配置された第２高液位センサ７１ｂと第２低液位センサ７３ｂを有しており、さらに、これら液位センサ７１ｂ，７３ｂの間に配置される第２中間液位センサ７６ｂを備えている。第２中間液位センサ７６ｂは、第２低液位センサ７３ｂよりも上方で、かつ第２高液位センサ７１ｂよりも下方に配置されている。第２中間液位センサ７６ｂは、第２高液位センサ７１ｂが検知する液面と、第２低液位センサ７３ｂが検知する液面の間の液面を検知することができる。第２中間液位センサ７６ｂとして、第２気液分離槽１６ｂの液面（本実施形態では、第２液面検知配管７２ｂの液面）を検知可能な任意のセンサ（例えば、光学式センサまたは静電容量式センサ）を用いることができる。

本実施形態では、制御部９は、第１低液位センサ７３ａ、第１中間液位センサ７６ａ、第２低液位センサ７３ｂ、および第２中間液位センサ７６ｂの出力信号に基づいて排液処理動作を制御する。より具体的には、制御部９は、第１低液位センサ７３ａおよび第１中間液位センサ７６ａの出力信号に基づいて第１ドレイン弁７０ａの開閉動作を制御し、第２低液位センサ７３ｂおよび第２中間液位センサ７６ｂの出力信号に基づいて第２ドレイン弁７０ｂの開閉動作を制御する。

次に、図１４乃至図２０を参照して、図１３に示される基板保持装置３を含む研磨装置で実行される研磨処理を説明する。図１４は、図１３に示される基板保持装置３に保持されたウェハＷの研磨処理のフローチャートである。図１５乃至図２０は、図１３に示される基板保持装置３に保持されたウェハＷを研磨する各工程を示した模式図である。より具体的には、図１５は、ウェハＷが基板保持装置３の上方に搬送された状態を示す図であり、図１６は、ウェハＷが基板保持装置３の保持ステージ４の基板保持面４ａに真空吸着により保持された状態を示す図であり、図１７は、保持ステージ４の基板保持面４ａに保持されたウェハＷのベベル部を研磨している状態を示す図である。図１８は、ウェハＷの研磨中に、第１中間液位センサ７６ａが第１気液分離槽１６ａ内の液面Ｓを検知した状態を示す図である。図１９は、ウェハＷの研磨処理が完了した後で、ウェハＷを保持ステージ４の基板保持面４ａから離脱させる状態を示す図であり、図２０は、ウェハＷの研磨処理が完了した後で、排液処理が実行されている状態を示す図である。図１５乃至図２０において、黒く塗りつぶされた弁は、制御部９によって開かれた弁を表し、白抜きの弁は、閉じられた弁を表す。

図１５に示されるように、研磨装置でウェハＷの研磨処理を実行するときは、最初に、ウェハＷは、制御部９によって制御される搬送機構（図示せず）によって、基板保持装置３の保持ステージ４の上方に搬送される。次いで、制御部９は、搬送機構を制御して、ウェハＷを保持ステージ４の基板保持面４ａに載置する（図１４のステップ１）。次いで、図１６に示されるように、制御部９は、第１分岐ラインＬ２−１に配置された第１連通弁７５ａ、および第１真空二次ラインＬ３ａに配置された第１真空元弁７７ａを開き、真空源を第１気液分離槽１６ａを介して基板保持面４ａに連通させる。これにより、ウェハＷは、基板保持面４ａに真空吸着により保持される（図１４のステップ２）。

次に、制御部９は、ウェハＷの研磨処理（基板処理）を実行する（図１４のステップ３）。より具体的には、図１７に示されるように、制御部９は、基板ステージ４を回転させ、上供給ノズル３６から基板ステージ４の基板保持面４ａに真空吸着されたウェハＷの上面に研磨液を供給する。このとき、下供給ノズル３７（図２参照）からウェハＷの周縁部に研磨液を供給してもよい。さらに、制御部９は、研磨ヘッド３０をウェハＷのベベル部に向けて移動させ、研磨テープ２３をウェハＷのベベル部に押し付ける。これにより、ウェハＷのベベル部が研磨される。ウェハＷのベベル部の研磨中は、研磨ヘッド３０は、上述のチルト機構によりウェハＷに対する傾斜角度を連続的に変化させられる（図５参照）。

さらに、ウェハＷのベベル部の研磨中は、上供給ノズル３６（および／または下供給ノズル３７）から供給された研磨液と大気とからなる気液２相流が真空ラインＬ１の真空一次ラインＬ２（本実施形態では、共通ラインＬ２−３および第１分岐ラインＬ２−１）を通って、第１気液分離槽１６ａに流入する。この気液２相流は、第１気液分離槽１６ａで気体（すなわち、空気）と液体（すなわち、研磨液）とに互いに分離され（図１４のステップ４）、空気は第１真空二次ラインＬ３ａを通って研磨装置から排出される。一方で、研磨液は、第１気液分離槽１６ａに溜められるので、第１気液分離槽１６ａ内の液面Ｓａが上昇する。

ウェハＷの研磨中、制御部９は、第１中間液位センサ７６ａから信号が出力されるか否かを監視している（図１４のステップ５）。図１８に示されるように、第１気液分離槽１６ａの液面Ｓａが第１中間液位センサ７６ａの液面検知位置よりも上方に位置している場合は、第１中間液位センサ７６ａから制御部９に信号が出力される。第１中間液位センサ７６ａからの出力信号を受信した制御部９は、基板保持面４ａから吸い込まれる気液２相流が導入される気液分離槽を、第１気液分離ユニット１０ａの第１気液分離槽１６ａから、第２気液分離ユニット１０ｂの第２気液分離槽１６ｂに切り替える（図１４のステップ６）。より具体的には、制御部９は、第２気液分離ユニット１０ｂの第２連通弁７５ｂおよび第２真空元弁７７ｂを開き、第１気液分離ユニット１０ａの第１連通弁７５ａおよび第１真空元弁７７ａを閉じる。これにより、基板保持面４ａから吸い込まれる気液２相流は第２気液分離槽１６ｂに導入され、該気液分離槽１６ｂで気体（すなわち、空気）と液体（すなわち、研磨液）とに互いに分離される。第２気液分離槽１６ｂで気液２相流から分離された研磨液は、第２気液分離槽１６ｂに溜まり、該第２気液分離槽１６ｂ内の液面Ｓｂが上昇する。

次いで、制御部９は、第１気液分離槽１６ａに溜まった研磨液を排出する排液処理を実行する（図１４のステップ７）。より具体的には、制御部９は、第１排出ラインＬ５ａに配置された第１ドレイン弁７０ａを開き、さらに、第１押出ラインＬ６ａに配置された第１押出ガス供給弁７９ａを開いて、加圧ガスを第１気液分離槽１６ａと第１液面検知配管７２ａに供給する。これにより、第１気液分離槽１６ａに溜まった研磨液が効率的に該第１気液分離槽１６ａから第１排出ラインＬ５ａを介して排出されるとともに、第１液面検知配管７２ａの内面に付着した液滴が除去される。

制御部９は、第１気液分離槽１６ａの液面Ｓａが第１低液位センサ７３ａの液面検知位置よりも下方に位置するまで（すなわち、第１低液位センサ７３ａからの出力が停止するまで）、排液処理を行う。排液処理中は、制御部９は、排液処理が確実に実行されているか否かを監視している。より具体的には、制御部９は、排液処理の実行時間に対する上限値Ｔ１’を予め記憶しており、この上限値Ｔ１’と第１ドレイン弁７０ａを開いてからカウントされる経過時間Ｔ２’とを比較している（図１４のステップ８）。経過時間Ｔ２’が上限値Ｔ１’に達する前に、第１低液位センサ７３ａからの出力が停止すると、制御部９は、排液処理が確実に行われたと判断する。この場合、制御部９は、第１排出ラインＬ５ａに配置された第１ドレイン弁７０ａ、および第１押出ラインＬ６ａに配置された第１押出ガス供給弁７９ａを閉じて、排液処理を終了し（図７のステップ９）、第１気液分離槽１６ａを待機させる。

一方で、経過時間Ｔ２’が上限時間Ｔ１’を越えても、第１低液位センサ７３ａからの出力が停止しない場合は、制御部９は、排液処理が確実に行われていないと判断する。この場合、制御部９は、警報を出力し（図７のステップ１０）、第１気液分離槽１６ａを待機させる。

本実施形態では、第１気液分離槽１６ａ内の液面Ｓａが第１中間液位センサ７６ａの液位検出位置よりも高くなった場合に、気液２相流が導入される気液分離槽を第１気液分離槽１６ａから第２気液分離槽１６ｂに切り替える。さらに、第２気液分離槽１６ｂで気液２相流から液体を分離している間に、第１気液分離槽１６ａから研磨液を排出する排液処理を実行する。ウェハＷの研磨中に、第２気液分離槽１６ｂ内の液面Ｓｂが第２中間液位センサ７６ｂの液位検出位置よりも高くなった場合には、制御部９は、気液２相流が導入される気液分離槽を第２気液分離槽１６ｂから第１気液分離槽１６ａに切り替えてもよい。この場合、制御部９は、第２気液分離槽１６ｂから研磨液を排出する排液処理を実行する。

このように、本実施形態の基板保持装置３によれば、ウェハＷの研磨中に、気液２相流が導入される気液分離槽が第１気液分離槽１６ａから第２気液分離槽１６ｂに（または第２気液分離槽１６ｂから第１気液分離槽１６ａに）切り替えられる。したがって、ウェハＷの研磨時間が長い場合でも、第１気液分離槽１６ａ（または第２気液分離槽１６ｂ）内の液面Ｓａ（または、液面Ｓｂ）が第１高液位センサ７１ａ（または、第２高液位センサ７１ｂ）の液面検出位置に到達しないので、研磨処理が停止しない。その結果、ウェハＷの研磨時間に対する制約がなくなるため、任意の研磨レシピでウェハＷを研磨することができる。

図１４のステップ５で、第１中間液位センサ７６ａから制御部９に信号が出力されずに、ウェハＷの研磨が完了すると、制御部９は、図１９に示されるように、研磨ヘッド３０をウェハＷから離れる方向に移動させ、上供給ノズル３６（および／または下供給ノズル３７）からの研磨液の供給を停止させる。さらに、制御部９は、ウェハＷの回転を停止させる。次いで、制御部９は、第１真空元弁７７ａを閉じ、第１ガス供給ラインＬ４ａの第１ガス供給弁７８ａを開く。これにより、保持ステージ４の基板保持面４ａに第１分岐ラインＬ２−１および共通ラインＬ２−３を介して加圧ガスが供給される。この状態で、制御部９は、搬送機構を制御して、ウェハＷを保持ステージ４の基板保持面４ａから離脱させる（図１４のステップ１１）。搬送機構によりウェハＷが基板保持面４ａから離脱されると、制御部９は、第１連通弁７５ａおよび第１ガス供給弁７８ａを閉じる。

このとき、制御部９は、第１低液位センサ７３ａが液面を検知しているか否かを確認する。より具体的には、制御部９は、第１低液位センサ７３ａから信号が出力されているか否かを確認する（図７のステップ１２）。図１９に示されるように、第１気液分離槽１６ａの液面Ｓａが第１低液位センサ７３ａの液面検知位置よりも下方に位置している場合は、第１低液位センサ７３ａは、制御部９に信号を出力しない。この場合は、制御部９は、次のウェハＷの研磨処理を実行するために、ステップ１に戻り、次のウェハＷを基板保持装置３の保持ステージ４の上方に搬送して、該保持ステージ４の基板保持面４ａに載置する（図１５および図１６参照）。

一方で、図２０に示されるように、第１気液分離槽１６ａの液面Ｓａが第１低液位センサ７３ａの液面検知位置よりも高い場合は、第１低液位センサ７３ａから制御部９に信号が出力される。第１低液位センサ７３ａからの出力信号を受信した制御部９は、第１気液分離槽１６ａに溜まった研磨液を排出する排液処理を実行する（図１４のステップ１３）。より具体的には、制御部９は、第１排出ラインＬ５ａに配置された第１ドレイン弁７０ａを開き、さらに、第１押出ラインＬ６ａに配置された第１押出ガス供給弁７９ａを開いて、加圧ガスを第１気液分離槽１６ａと第１液面検知配管７２ａに供給する。これにより、第１気液分離槽１６ａに溜まった研磨液が効率的に該第１気液分離槽１６ａから第１排出ラインＬ５ａを介して排出されるとともに、第１液面検知配管７２ａの内面に付着した液滴が除去される。

制御部９は、第１気液分離槽１６ａの液面Ｓａが第１低液位センサ７３ａの液面検知位置よりも下方に位置するまで（すなわち、第１低液位センサ７３ａからの出力が停止するまで）、排液処理を行う。排液処理中は、制御部９は、排液処理が確実に実行されているか否かを監視している。より具体的には、制御部９は、排液処理の実行時間に対する上限値Ｔ１を予め記憶しており、この上限値Ｔ１と第１ドレイン弁７０ａを開いてからカウントされる経過時間Ｔ２とを比較している（図７のステップ１４）。経過時間Ｔ２が上限値Ｔ１に達する前に、第１低液位センサ７３ａからの出力が停止すると、制御部９は、排液処理が確実に行われたと判断する。この場合、制御部９は、第１排出ラインＬ５ａに配置された第１ドレイン弁７０ａ、および第１押出ラインＬ６ａに配置された第１押出ガス供給弁７９ａを閉じて、排液処理を終了する（図７のステップ１５）。排液処理が終了すると、制御部９は、ステップ１に戻り、次のウェハＷを基板保持装置３の保持ステージ４の上方に搬送して、該保持ステージ４の基板保持面４ａに載置する（図１５および図１６参照）。

一方で、経過時間Ｔ２が上限時間Ｔを越えても、第１低液位センサ７３ａからの出力が停止しない場合は、制御部９は、排液処理が確実に行われていないと判断する。この場合、制御部９は、警報を出力し（図７のステップ１１）、次のウェハＷの搬送動作を中止する。その結果、研磨装置の作業者は、ウェハＷの研磨処理が実行されていないときに、第１排出ラインＬ５ａの詰まりなどの不具合を検知することができるので、ウェハＷの廃棄処分を効果的に防止することができる。

このように、本実施形態でも、制御部９は、第１低液位センサ７３ａ（または、第２低液位センサ７３ｂ）が液面を検知したときにだけ、第１気液分離槽１６ａ（または、第２気液分離槽１６ｂ）から液体を排出する排液処理を実行する。すなわち、制御部９は、第１低液位センサ７３ａ（または、第２低液位センサ７３ｂ）が液面を検知しなければ、排液処理を実行せずに、次のウェハＷの研磨処理を開始する。その結果、基板処理のスループットを向上させることができる。さらに、制御部９は、第１低液位センサ７３ａ（または、第２低液位センサ７３ｂ）の出力信号に基づいて、排液処理が確実に行われているか否かを監視することができるので、ウェハＷの廃棄処分を効果的に防止することができる。

上述したように、基板保持装置３を含む研磨装置（基板処理装置）の動作は、制御部９によって制御される。本実施形態では、制御部９は、専用のコンピュータまたは汎用のコンピュータから構成される。図２１は、制御部９の構成の一例を示す模式図である。制御部９は、プログラムやデータなどが格納される記憶装置１１０と、記憶装置１１０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）などの処理装置１２０と、データ、プログラム、および各種情報を記憶装置１１０に入力するための入力装置１３０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１４０と、インターネットなどのネットワークに接続するための通信装置１５０を備えている。

記憶装置１１０は、処理装置１２０がアクセス可能な主記憶装置１１１と、データおよびプログラムを格納する補助記憶装置１１２を備えている。主記憶装置１１１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１１２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。

入力装置１３０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込むための記録媒体読み込み装置１３２と、記録媒体が接続される記録媒体ポート１３４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。記録媒体読み込み装置１３２の例としては、ＣＤドライブ、ＤＶＤドライブなどの光学ドライブや、カードリーダーが挙げられる。記録媒体ポート１３４の例としては、ＵＳＢ端子が挙げられる。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１３０を介して制御部９に導入され、記憶装置１１０の補助記憶装置１１２に格納される。出力装置１４０は、ディスプレイ装置１４１、印刷装置１４２を備えている。

制御部９は、記憶装置１１０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、制御部９は、ウェハＷを基板保持面４ａに真空吸着により保持するステップ（図７のステップ２、および図１４のステップ２参照）と、ウェハＷに研磨液を供給しながら、ウェハＷの研磨処理（基板処理）を実行するステップ（図７のステップ３、および図１４のステップ３参照）と、気液分離槽１６（または、第１気液分離槽１６ａ）で基板保持面４ａから吸い込まれた気液２相流から研磨液（液体）を分離するステップ（図７のステップ４、および図１４のステップ４参照）と、ウェハＷの研磨処理が完了した後で、低液位センサ７３（または、第１低液位センサ７３ａ）から出力される信号に基づいて、排液処理を実行するステップ（図７のステップ７、または図１４のステップ１３参照）を実行する。図１３に示される基板保持装置３を備える研磨装置の制御部９は、ウェハＷの研磨処理中に、第１気液分離ユニット１６ａの第１中間液位センサ７６ａの出力信号に基づいて、気液２相流が導入される気液分離槽を第１気液分離槽１６ａから第２気液分離槽１６ｂに切り替えるステップ（図１４のステップ６参照）と、第１気液分離槽１６ａの排液処理を実行するステップ（図１４のステップ７参照）と、をさらに実行する。

これらステップを制御部９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、記録媒体を介して制御部９に提供される。または、プログラムは、インターネットなどの通信ネットワークを介して制御部９に提供されてもよい。

上述した実施形態では、ウェハＷのベベル部を研磨する研磨装置（基板処理装置）が説明されたが、本発明はこの例に限定されない。例えば、上述した基板保持装置３は、ウェハＷの表面を研磨する研磨装置に配置された基板保持装置であってもよい。

図２２は、他の実施形態に係る基板処理装置を示す模式図である。図２２に示される基板処理装置は、基板の一例であるウェハＷの表面を研磨する研磨装置である。図２２に示される研磨装置は、基板の一例であるウェハＷを保持し回転させるトップリング（基板保持部）４と、研磨パッド１５２を支持する研磨テーブル１５３と、研磨パッド１５２に研磨液（液体）を供給する研磨液供給ユニット１５５とを備えている。研磨テーブル１５３は、テーブル軸１５３ａを介してその下方に配置されるテーブルモータ１５９に連結されており、そのテーブル軸１５３ａを中心に回転可能になっている。本実施形態では、基板保持装置３は、トップリング４と、トップリング４の下面を真空源に連通させる真空ラインＬ１と、気液分離ユニット１０を有している。図２２に示される気液分離ユニット１０の構成と動作は、図６乃至図１２を参照して説明された気液分離ユニット１０の構成と動作と同様である。

基板保持部であるトップリング４の下面は、真空ラインＬ１と連通しており、トップリング４は、その下面にウェハＷを真空吸着により保持できるように構成されている。したがって、トップリング４の下面は、上述した基板保持面４ａに対応する。

トップリング４は、トップリングシャフト１５６に接続されており、このトップリングシャフト１５６は、トップリングヘッド１５８に設置された上下動機構（図示せず）により上下動するようになっている。トップリングシャフト１５６の上下動により、トップリングヘッド１５８に対してトップリング４の全体を矢印で示すように昇降させ、位置決めするようになっている。さらに、トップリングシャフト１５６は、トップリングヘッド１５８内に設置された回転機構（図示せず）により回転するようになっている。したがって、トップリング４は、トップリングシャフト１５６の回転に伴って、矢印で示すように自身の軸心を中心に回転する。

トップリングヘッド１５８は、ヘッドアームシャフト１５７を中心として旋回可能に構成されており、下面にウェハＷを保持したトップリング４は、トップリングヘッド１５８の旋回によりウェハＷの受取位置から研磨テーブル１５３の上方に移動される。そして、トップリング４を下降させてウェハＷを研磨パッド１５２の研磨面１５２ａに押圧する。このとき、トップリング４および研磨テーブル１５３をそれぞれ回転させ、研磨テーブル１５３の上方に設けられた研磨液供給ユニット１５５から研磨パッド１５２上に研磨液（液体）を供給する。このように、ウェハＷを研磨パッド１５２の研磨面１５２ａに摺接させてウェハＷの表面を研磨する。

ウェハＷの表面の研磨が完了すると、トップリング４は、その下面にウェハを保持して、上昇される。このとき、ウェハＷの表面に付着した研磨液および研磨パッド１５２の研磨面１５２ａに残った研磨液と大気とからなる気液２相流が真空ラインＬ１の真空一次ラインＬ２に吸い込まれる。上述したように、真空ラインＬ１の真空一次ラインＬ２に吸い込まれた気液２相流は、気液分離槽１６で気体（空気）と液体（研磨液）とに分離される。気液２相流から分離された研磨液は、気液分離槽１６に溜められる。

本実施形態でも、制御部９は、低液位センサ７３から出力される信号に基づいて、気液分離槽１６から液体を排出する排液処理を実行する。より具体的には、ウェハＷの表面の研磨が完了した後で、制御部９は、低液位センサ７３から信号が出力されているか否かを確認する（図７のステップ６参照）。低液位センサ７３から信号が出力されている場合は、制御部９は、ドレイン弁７０を開いて、気液分離槽１６から液体を排出する（図７のステップ７参照）。一方で、低液位センサ７３から信号が出力されていない場合は、次のウェハＷをトップリング４で保持して（図７のステップ２参照）、研磨処理（基板処理）を実行する（図７のステップ３参照）。

さらに、排液処理中、制御部９は、排液処理が確実に実行されているか否かを監視している。より具体的には、制御部９は、排液処理の実行時間に対する上限値Ｔ１を予め記憶しており、この上限値Ｔ１とドレイン弁７０を開いてからカウントされる経過時間Ｔ２を比較している（図７のステップ８参照）。経過時間Ｔ２が上限値Ｔ１に達する前に、低液位センサ７３からの出力が停止すると、制御部９は、排液処理が確実に行われたと判断する。この場合、制御部９は排液処理を終了する（図７のステップ９参照）。排液処理が終了すると、制御部９は、ステップ１に戻り、次のウェハＷをトップリング４で保持して、該ウェハＷの表面を研磨する。

このように、本実施形態でも、制御部９は、低液位センサ７３が液面を検知したときにだけ、気液分離槽１６から液体を排出する排液処理を実行する。すなわち、制御部９は、低液位センサ７３が液面を検知しなければ、排液処理を実行せずに、次のウェハＷの研磨処理を開始する。その結果、基板処理のスループットを向上させることができる。さらに、制御部９は、低液位センサ７３の出力信号に基づいて、排液処理が確実に行われているか否かを監視することができるので、ウェハＷの廃棄処分を効果的に防止することができる。

図示はしないが、図２２に示される研磨装置の基板保持装置３は、図１４を参照して説明された２つの気液分離ユニット１０ａ，１０ｂを有していてもよい。この場合、制御部９は、ウェハＷの研磨中に、第１中間液位センサ７６ａ（または、第２中間液位センサ７６ｂ）から出力される信号に基づいて、気液２相流が導入される気液分離槽を第１気液分離槽１６ａ（または、第２気液分離槽１６ｂ）から第２気液分離槽１６ｂ（または、第１気液分離槽１６ａ）に切り替える（図１４のステップ６参照）。さらに、制御部９は、第１気液分離槽１６ａに溜まった研磨液を排出する排液処理を実行する（図１４のステップ７参照）。

このように、液体が供給される基板を真空吸着により保持する基板保持装置に、図６または図１３を参照して説明された基板保持装置３を用いることができる。図示はしないが、基板保持面に真空吸着される基板に洗浄液を供給して、該基板を洗浄する洗浄装置の基板保持装置に、図６または図１３を参照して説明された基板保持装置３を用いてもよい。

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。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に解釈されるものである。

１Ａ〜１Ｄ 研磨ヘッド組立体（基板処理ユニット）
２Ａ〜２Ｄ 研磨テープ供給機構
３ 基板保持装置
４ 保持ステージ（基板保持部）
９ 制御部
１０ 気液分離ユニット
１６ 気液分離槽
３６ 上供給ノズル
３７ 下供給ノズル
７０ ドレイン弁
７１ 高液位センサ
７２ 液面検知配管
７３ 低液位センサ
７５ 連通弁
７６ 中間液位センサ
７７ 真空元弁
７８ ガス供給弁
７９ 押出ガス供給弁
８０ 流量調整器
Ｌ１ 真空ライン
Ｌ２ 真空一次ライン
Ｌ３ 真空二次ライン
Ｌ４ ガス供給ライン
Ｌ５ 排出ライン
Ｌ６ 押出ライン
Ｌ７ パージライン

Claims (12)

1. 液体が供給される基板を真空吸着により保持する基板保持面を有する基板保持部と、
   前記基板保持面を真空源に連通させる真空ラインと、
   前記基板保持面から前記真空ラインに吸い込まれる気液２相流から液体を分離する少なくとも一つの気液分離ユニットと、
   前記基板保持部および前記気液分離ユニットの動作を制御する制御部と、を備え、
   前記気液分離ユニットは、
   前記真空ラインに配置される気液分離槽と、
   前記気液分離槽に溜まった液体を排出する排出ラインと、
   前記排出ラインに配置されるドレイン弁と、
   前記気液分離槽の液面を検知可能な高液位センサと、
   前記高液位センサよりも低い前記気液分離槽の液面を検知可能な低液位センサと、を備え、
   前記制御部は、前記低液位センサの出力信号に基づいて前記ドレイン弁の開閉動作を制御することを特徴とする基板保持装置。
2. 前記気液分離槽に連結される液面検知配管をさらに備え、
   前記高液位センサおよび前記低液位センサは、前記液面検知配管に配置されることを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
3. 前記気液分離槽に連結される押出ラインをさらに備え、
   前記気液分離槽に溜まった液体を前記排出ラインに押し出す加圧気体が前記押出ラインを介して前記気液分離槽に供給されることを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
4. 前記押出ラインから分岐して前記液位検知配管に連結されるパージラインをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の基板保持装置。
5. 前記パージラインに配置され、該パージラインを流れる加圧気体の流量を調整する流量調整器をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の基板保持装置。
6. 前記少なくとも一つの気液分離ユニットは、第１気液分離ユニットと第２気液分離ユニットであり、
   前記第１気液分離ユニットは、前記高液位センサにより検知される液面と、前記低液位センサにより検知される液面の間の液面を検知可能な中間液位センサをさらに備え、
   前記制御部は、前記中間液位センサからの出力信号を受信した場合に、前記気液２相流が導入される気液分離槽を、前記第１気液分離ユニットの気液分離槽から、前記第２気液分離ユニットの気液分離槽に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
7. 基板を保持する基板保持装置と、
   前記基板保持装置に保持された前記基板に液体を供給する液体供給ユニットと、
   前記基板保持装置に保持された前記基板を処理する基板処理ユニットと、
   前記基板保持装置、前記液体供給ユニット、および前記基板処理ユニットの動作を制御する制御部と、を備え、
   前記基板保持装置は、前記基板を真空吸着により保持する基板保持面を有する基板保持部と、前記基板保持面を真空源に連通させる真空ラインと、前記基板保持面から前記真空ラインを介して流入する気液２相流から液体を分離する少なくとも一つの気液分離ユニットと、を有しており、
   前記気液分離ユニットは、前記真空ラインに配置される気液分離槽と、前記気液分離槽に溜まった液体を排出する排出ラインと、前記排出ラインに配置されるドレイン弁と、前記気液分離槽の液面を検知可能な高液位センサと、前記高液位センサよりも低い前記気液分離槽の液面を検知可能な低液位センサと、を有しており、
   前記制御部は、前記低液位センサの出力信号に基づいて前記ドレイン弁の開閉動作を制御することを特徴とする基板処理装置。
8. 前記少なくとも一つの気液分離ユニットは、第１気液分離ユニットと第２気液分離ユニットであり、
   前記第１気液分離ユニットは、前記高液位センサにより検知される液面と、前記低液位センサにより検知される液面の間の液面を検知可能な中間液位センサをさらに備え、
   前記制御部は、前記中間液位センサからの出力信号を受信した場合に、前記気液２相流が導入される気液分離槽を、前記第１気液分離ユニットの気液分離槽から、前記第２気液分離ユニットの気液分離槽に切り替えることを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。
9. 基板を基板保持面に真空吸着により保持し、
   前記基板に液体を供給しながら、基板を処理し、
   少なくとも一つの気液分離ユニットに設けられた気液分離槽で前記基板保持面から吸い込まれる気液２相流から液体を分離し、
   前記気液分離槽内の液面を、高液位センサと前記高液位センサよりも低い液面を検知可能な低液位センサとで監視し、
   前記基板の処理が完了した後で、前記低液位センサから信号が出力されている場合に限って、前記気液分離槽から液体を排出する排液処理を実行することを特徴とする基板処理方法。
10. 前記少なくとも一つの気液分離ユニットは、第１気液分離ユニットと第２気液分離ユニットであり、
    前記基板の処理中に、前記第１気液分離槽内の液面を、前記高液位センサにより検知される液面と、前記低液位センサにより検知される液面の間の液面を検知可能な中間液位センサで監視し、
    前記中間液位センサから信号が出力された場合に、前記気液２相流から液体を分離する気液分離槽を、第１気液分離ユニットの気液分離槽から第２気液分離ユニットの気液分離槽に切り替えることを特徴とする請求項９に記載の基板処理方法。
11. 基板を基板保持面に真空吸着により保持するステップと、
    前記基板に液体を供給しながら、基板を処理するステップと、
    少なくとも一つの気液分離ユニットに設けられた気液分離槽で前記基板保持面から吸い込まれる気液２相流から液体を分離するステップと、
    前記気液分離槽内の液面を、高液位センサと前記高液位センサよりも低い液面を検知可能な低液位センサとで監視するステップと、
    前記基板の処理が完了した後で、前記低液位センサから信号が出力されている場合に限って、前記気液分離槽から液体を排出する排液処理を実行するステップと、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。
12. 前記少なくとも一つの気液分離ユニットは、第１気液分離ユニットと第２気液分離ユニットであり、
    前記基板を処理するステップを実行しているときに、前記第１気液分離槽内の液面を、前記高液位センサにより検知される液面と、前記低液位センサにより検知される液面の間の液面を検知可能な中間液位センサで監視するステップと、
    前記中間液位センサから信号が出力された場合に、前記気液２相流から液体を分離する気液分離槽を、第１気液分離ユニットの気液分離槽から第２気液分離ユニットの気液分離槽に切り替えるステップと、をコンピュータにさらに実行させることを特徴とする請求項１１に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
    

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