JP6345474B2 - 基板研磨装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板の表面（被研磨面）を研磨する基板研磨装置に関し、特に、有害なガスが発生する場合に好適な基板研磨装置に関する。

従来、化合物半導体基板（ウェハ）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。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。そこで、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（特許文献１参照）。

特開２００８−１６６７０９号公報

しかしながら、従来の基板研磨装置では、装置各部の密閉性改善や排気量の増大を図る必要があり、大幅な設計変更が必要であった。そのため、大規模な設計変更を必要とせず、有害なガスの拡散を効率よく防ぐことができる装置の開発が望まれていた。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、有害なガスの拡散を効率よく防ぐ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。

本発明の基板研磨装置は、上面に研磨面を有する研磨テーブルと、下面に被研磨面を有する基板を保持し、基板の被研磨面を研磨テーブルの研磨面に押し付けて、基板の被研磨面を研磨する基板保持部と、基板保持部の外側を覆う保持部カバーと、を備え、保持部カバーの下部と研磨テーブルの上面との間には、吸気用の隙間部が設けられ、保持部カバーの上部には、排気機構に接続される排気用の配管が設けられ、排気機構を作動させることにより、基板保持部の外側面と保持部カバーの内側面との間に、隙間部から配管に向けて上昇気流が形成される。

この構成によれば、基板の研磨時に研磨面と被研磨面との間で有害なガスが発生した場合であっても、基板保持部の外側を覆う保持部カバーによって、有害なガスが発生場所から周囲へ拡散するのを防ぐことができる。この場合、有害なガスの発生場所の近傍でガス拡散を効率よく防ぐことができる。そして、保持部カバーという比較的簡易な構成で実現可能であり、大規模な設計変更を必要しない。さらに、排気機構を作動させると、保持部カバーの下部と研磨テーブルの上面の間の隙間部から吸気され、保持部カバーの上部に設けられた配管から排気されて、基板保持部の外側面と保持部カバーの内側面との間に上昇気流が形成される。したがって、保持部カバーの下部の隙間部から周囲にガスが漏れ出るのを防ぐことができ、保持部カバーの上部の配管からガスを安全に排気することができる。

また、本発明の基板研磨装置では、保持部カバーは、基板保持部に近接して基板保持部の外側を覆うカバー位置と、基板保持部から離されて基板保持部の外側を覆わない非カバー位置との間で移動可能であり、基板の被研磨面を研磨しているときには、保持部カバーが使用位置に配置され、基板の被研磨面を研磨していないときには、保持部カバーが不使用位置に配置されてもよい。

この構成によれば、保持部カバーを必要とするとき（有害なガスが発生しているとき）に、保持部カバーが使用位置に配置され、有害なガスが周囲へ拡散するのを防ぐことができる。一方、保持部カバーを必要としないとき（有害なガスが発生していないとき）には、保持部カバーが不使用位置に配置され、他の部品との干渉を防ぐことができる。

また、本発明の基板研磨装置では、保持部カバーは、基板保持部の全周囲を覆うように構成されてもよい。

この構成によれば、基板保持部の全周囲を覆う保持部カバーにより、有害なガスが周囲へ拡散するのを防ぐことができる。この場合、全周囲にわたって漏れなくガスの拡散を防ぐことができる。

また、本発明の基板研磨装置では、保持部カバーは、基板保持部の周囲を部分的に覆うように構成されてもよい。

この構成によれば、基板保持部の周囲を部分的に覆う保持部カバーにより、有害なガスが周囲へ拡散するのを防ぐことができる。この場合、部分的に効率よく（必要な部分についてのみ）ガスの拡散を防ぐことができる。

また、本発明の基板研磨装置では、基板保持部には、基板保持部が回転することによって基板保持部の外側面と保持部カバーの内側面との間に上昇気流を発生させる上昇気流発生機構が設けられてもよい。

この構成によれば、基板保持部が回転すると、上昇気流発生機構によって基板保持部の外側面と保持部カバーの内側面との間に上昇気流が発生する。このように上昇気流発生機構を設けることにより、基板保持部の外側面と保持部カバーの内側面との間の上昇気流の形成を補助することができる。

また、本発明の基板研磨装置では、研磨テーブルの外側を覆うテーブルカバーを備え、研磨テーブルとテーブルカバーとの間に、吸気用の第２の隙間部が設けられ、テーブルカバーの下部に、排気機構に接続される排気用の第２の配管が設けられ、研磨テーブルには、研磨テーブルが回転することによって研磨テーブルの外側面とテーブルカバーの内側面との間に下降気流を発生させる下降気流発生機構が設けられてもよい。

この構成によれば、排気機構を作動させると、研磨テーブルとテーブルカバーの間の第２の隙間部から吸気され、テーブルカバーの下部に設けられた配管から排気されて、研磨テーブルの外側面とテーブルカバーの内側面との間に下降気流が形成される。研磨テーブルの外側を覆うテーブルカバーによって、有害なガスが周囲へ拡散するのを防ぐことができ、テーブルカバーの下部の配管からガスを安全に排気することができる。そして、この場合、研磨テーブルが回転すると、下降気流発生機構によって研磨テーブルの外側面とテーブルカバーの内側面との間に下降気流が発生する。このように下降気流発生機構を設けることにより、研磨テーブルとテーブルカバーとの間の下降気流の形成を補助することができる。

また、本発明の基板研磨装置では、基板保持部の外側を覆う保持部カバーの外側、および、研磨テーブルの外側を覆う遮蔽機構を備えてもよい。

この構成によれば、保持部カバーの外側（基板保持部の外側を覆う保持部カバーの外側）と研磨テーブルの外側が遮蔽機構で覆われるので、有害なガスが周囲へ拡散するのを防ぐ機能を向上することができる。

また、本発明の基板研磨装置では、配管には気液分離機構が設けられてもよい。

この構成によれば、保持部カバーの下部と研磨テーブルの上面の間の隙間部からガスを吸気する際に液体が混ざっていた場合であっても、気液分離機構によってガスと液体とを分離することができるので、ガスを（液体と分離して）適切に排気することができる。

本発明によれば、基板の研磨時に有害なガスが発生した場合であっても、有害なガスの発生場所の近傍でガス拡散を効率よく防ぐことができる。

本発明の実施の形態における基板処理装置の全体構成を示す平面図である。 本発明の実施の形態におけるスイングトランスポータの構造を示す斜視図である。 （ａ）本発明の実施の形態における洗浄部を示す平面図である。 （ｂ）本発明の実施の形態における洗浄部を示す側面図である。 本発明の実施の形態における基板研磨装置の概略構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態における基板研磨装置の主要な構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態における保持部カバーの例を示す図である。 本発明の実施の形態における排気用の配管の吸気口の例を示す図である。 本発明の実施の形態における気流発生機構の構成を示す図である。 本発明の実施の形態における気流発生機構の例を示す図である。 本発明の実施の形態における遮蔽機構の構成を示す図である。 本発明の実施の形態における遮蔽機構の例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態の基板研磨装置について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、化学機械研磨（ＣＭＰ）により基板を研磨する基板処理装置の場合を例示する。

図１は、本実施の形態におけ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。

ロード／アンロード部２は、多数のウェハ（基板）をストックするウェハカセットが載置される２つ以上（本実施形態では４つ）のフロントロード部２０を備えている。これらのフロントロード部２０はハウジング１に隣接して配置され、基板処理装置の幅方向（長手方向と垂直な方向）に沿って配列されている。フロントロード部２０には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard Manufacturing Interface）ポッド、またはＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搭載することができるようになっている。ここで、ＳＭＩＦ、ＦＯＵＰは、内部にウェハカセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。

また、ロード／アンロード部２には、フロントロード部２０の並びに沿って走行機構２１が敷設されており、この走行機構２１上にウェハカセットの配列方向に沿って移動可能な２台の搬送ロボット（ローダー）２２が設置されている。搬送ロボット２２は走行機構２１上を移動することによってフロントロード部２０に搭載されたウェハカセットにアクセスできるようになっている。各搬送ロボット２２は上下に２つのハンドを備えており、上側のハンドを処理されたウェハをウェハカセットに戻すときに使用し、下側のハンドを処理前のウェハをウェハカセットから取り出すときに使用して、上下のハンドを使い分けることができるようになっている。さらに、搬送ロボット２２の下側のハンドは、その軸心周りに回転することで、ウェハを反転させることができるように構成されている。

ロード／アンロード部２は最もクリーンな状態を保つ必要がある領域であるため、ロード／アンロード部２の内部は、基板処理装置の外部、研磨部３、および洗浄部４のいずれよりも高い圧力に常時維持されている。研磨部３は研磨液としてスラリーを用いるため最もダーティな領域である。したがって、研磨部３の内部には負圧が形成され、その圧力は洗浄部４の内部圧力よりも低く維持されている。ロード／アンロード部２には、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ、またはケミカルフィルタなどのクリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット（図示せず）が設けられており、このフィルタファンユニットからはパーティクルや有毒蒸気、有毒ガスが除去されたクリーンエアが常時吹き出している。

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。この研磨部３で、ウェハの表面（被研磨面）を研磨して被研磨面に形成された金属膜を除去する処理が行われる。

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。

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とを備えている。また、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とを備えている。また、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。

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。

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。

次に、ウェハを搬送するための搬送機構について説明する。図１に示すように、第１研磨ユニット３Ａおよび第２研磨ユニット３Ｂに隣接して、第１リニアトランスポータ６が配置されている。この第１リニアトランスポータ６は、研磨ユニット３Ａ，３Ｂが配列する方向に沿った４つの搬送位置（ロード／アンロード部側から順番に第１搬送位置ＴＰ１、第２搬送位置ＴＰ２、第３搬送位置ＴＰ３、第４搬送位置ＴＰ４とする）の間でウェハを搬送する機構である。

また、第３研磨ユニット３Ｃおよび第４研磨ユニット３Ｄに隣接して、第２リニアトランスポータ７が配置されている。この第２リニアトランスポータ７は、研磨ユニット３Ｃ，３Ｄが配列する方向に沿った３つの搬送位置（ロード／アンロード部側から順番に第５搬送位置ＴＰ５、第６搬送位置ＴＰ６、第７搬送位置ＴＰ７とする）の間でウェハを搬送する機構である

ウェハは、第１リニアトランスポータ６によって研磨ユニット３Ａ，３Ｂに搬送される。上述したように、第１研磨ユニット３Ａのトップリング３１Ａは、トップリングヘッドのスイング動作により研磨位置と第２搬送位置ＴＰ２との間を移動する。したがって、トップリング３１Ａへのウェハの受け渡しは第２搬送位置ＴＰ２で行われる。同様に、第２研磨ユニット３Ｂのトップリング３１Ｂは研磨位置と第３搬送位置ＴＰ３との間を移動し、トップリング３１Ｂへのウェハの受け渡しは第３搬送位置ＴＰ３で行われる。第３研磨ユニット３Ｃのトップリング３１Ｃは研磨位置と第６搬送位置ＴＰ６との間を移動し、トップリング３１Ｃへのウェハの受け渡しは第６搬送位置ＴＰ６で行われる。第４研磨ユニット３Ｄのトップリング３１Ｄは研磨位置と第７搬送位置ＴＰ７との間を移動し、トップリング３１Ｄへのウェハの受け渡しは第７搬送位置ＴＰ７で行われる。

第１搬送位置ＴＰ１には、搬送ロボット２２からウェハを受け取るためのリフタ１１が配置されている。ウェハはこのリフタ１１を介して搬送ロボット２２から第１リニアトランスポータ６に渡される。リフタ１１と搬送ロボット２２との間に位置して、シャッタ（図示せず）が隔壁１ａに設けられており、ウェハの搬送時にはシャッタが開かれて搬送ロボット２２からリフタ１１にウェハが渡されるようになっている。また、第１リニアトランスポータ６と、第２リニアトランスポータ７と、洗浄部４との間にはスイングトランスポータ１２が配置されている。このスイングトランスポータ１２は、第４搬送位置ＴＰ４と第５搬送位置ＴＰ５との間を移動可能なハンドを有しており、第１リニアトランスポータ６から第２リニアトランスポータ７へのウェハの受け渡しは、スイングトランスポータ１２によって行われる。ウェハは、第２リニアトランスポータ７によって第３研磨ユニット３Ｃおよび／または第４研磨ユニット３Ｄに搬送される。また、研磨部３で研磨されたウェハはスイングトランスポータ１２を経由して洗浄部４に搬送される。

図３（ａ）は洗浄部４を示す平面図であり、図３（ｂ）は洗浄部４を示す側面図である。この洗浄部４では、研磨部３によって研磨されたウェハＷを洗浄して乾燥する処理が行われる。図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、洗浄部４は、第１洗浄室１９０と、第１搬送室１９１と、第２洗浄室１９２と、第２搬送室１９３と、乾燥室１９４とに区画されている。第１洗浄室１９０内には、縦方向に沿って配列された上側一次洗浄モジュール２０１Ａおよび下側一次洗浄モジュール２０１Ｂが配置されている。上側一次洗浄モジュール２０１Ａは下側一次洗浄モジュール２０１Ｂの上方に配置されている。同様に、第２洗浄室１９２内には、縦方向に沿って配列された上側二次洗浄モジュール２０２Ａおよび下側二次洗浄モジュール２０２Ｂが配置されている。上側二次洗浄モジュール２０２Ａは下側二次洗浄モジュール２０２Ｂの上方に配置されている。一次および二次洗浄モジュール２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂは、洗浄液を用いてウェハを洗浄する洗浄機である。これらの一次および二次洗浄モジュール２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂは垂直方向に沿って配列されているので、フットプリント面積が小さいという利点が得られる。

上側二次洗浄モジュール２０２Ａと下側二次洗浄モジュール２０２Ｂとの間には、ウェハの仮置き台２０３が設けられている。乾燥室１９４内には、縦方向に沿って配列された上側乾燥モジュール２０５Ａおよび下側乾燥モジュール２０５Ｂが配置されている。これら上側乾燥モジュール２０５Ａおよび下側乾燥モジュール２０５Ｂは互いに隔離されている。上側乾燥モジュール２０５Ａおよび下側乾燥モジュール２０５Ｂの上部には、清浄な空気を乾燥モジュール２０５Ａ，２０５Ｂ内にそれぞれ供給するフィルタファンユニット２０７，２０７が設けられている。上側一次洗浄モジュール２０１Ａ、下側一次洗浄モジュール２０１Ｂ、上側二次洗浄モジュール２０２Ａ、下側二次洗浄モジュール２０２Ｂ、仮置き台２０３、上側乾燥モジュール２０５Ａ、および下側乾燥モジュール２０５Ｂは、図示しないフレームにボルトなどを介して固定されている。

第１搬送室１９１には、上下動可能な第１搬送ロボット２０９が配置され、第２搬送室１９３には、上下動可能な第２搬送ロボット２１０が配置されている。第１搬送ロボット２０９および第２搬送ロボット２１０は、縦方向に延びる支持軸２１１，２１２にそれぞれ移動自在に支持されている。第１搬送ロボット２０９および第２搬送ロボット２１０は、その内部にモータなどの駆動機構を有しており、支持軸２１１，２１２に沿って上下に移動自在となっている。第１搬送ロボット２０９は、搬送ロボット２２と同様に、上下二段のハンドを有している。第１搬送ロボット２０９は、図３（ａ）の点線が示すように、その下側のハンドが上述した仮置き台１８０にアクセス可能な位置に配置されている。第１搬送ロボット２０９の下側のハンドが仮置き台１８０にアクセスするときには、隔壁１ｂに設けられているシャッタ（図示せず）が開くようになっている。

第１搬送ロボット２０９は、仮置き台１８０、上側一次洗浄モジュール２０１Ａ、下側一次洗浄モジュール２０１Ｂ、仮置き台２０３、上側二次洗浄モジュール２０２Ａ、下側二次洗浄モジュール２０２Ｂの間でウェハＷを搬送するように動作する。洗浄前のウェハ（スラリーが付着しているウェハ）を搬送するときは、第１搬送ロボット２０９は、下側のハンドを用い、洗浄後のウェハを搬送するときは上側のハンドを用いる。第２搬送ロボット２１０は、上側二次洗浄モジュール２０２Ａ、下側二次洗浄モジュール２０２Ｂ、仮置き台２０３、上側乾燥モジュール２０５Ａ、下側乾燥モジュール２０５Ｂの間でウェハＷを搬送するように動作する。第２搬送ロボット２１０は、洗浄されたウェハのみを搬送するので、１つのハンドのみを備えている。図１に示す搬送ロボット２２は、その上側のハンドを用いて上側乾燥モジュール２０５Ａまたは下側乾燥モジュール２０５Ｂからウェハを取り出し、そのウェハをウェハカセットに戻す。搬送ロボット２２の上側ハンドが乾燥モジュール２０５Ａ，２０５Ｂにアクセスするときには、隔壁１ａに設けられているシャッタ（図示せず）が開くようになっている。

つぎに、本実施の形態の基板研磨装置の特徴的な構成について、図面を参照して説明する。図４は、本実施の形態の基板研磨装置の概略構成を示す説明図であり、図５は、本実施の形態の基板研磨装置の主要な構成を示す説明図である。

図４および図５に示すように、本実施の形態の基板研磨装置は、上面に研磨面１０を有する研磨テーブル３０と、研磨テーブル３０の外側を覆うテーブルカバー３５と、下面に被研磨面を有するウェハＷを保持するトップリング３１と、トップリング３１の外側を覆うトップリングカバー３６を備えている。研磨面１０は、例えば研磨パッドで構成されている。トップリング３１は、保持したウェハＷの被研磨面（図４および図５では下面）を研磨テーブル３０の研磨面１０に押し付けて、ウェハＷの被研磨面を研磨する。

この場合、トップリングカバー３６の下部と研磨テーブル３０の上面との間には、吸気用の隙間部３７が設けられており、トップリングカバー３６の上部には、排気機構３８に接続される排気用の配管３９が設けられている。排気機構３８を作動させると、トップリング３１の外側面とトップリングカバー３６の内側面との間に、隙間部３７から配管３９に向けて（下方から上方に向けて）上昇気流が形成される（図５参照）。

また、研磨テーブル３０とテーブルカバー３５との間には、吸気用の第２の隙間部４０が設けられ、テーブルカバー３５の下部に、排気機構３８に接続される排気用の第２の配管４１が設けられている。排気機構３８を作動させると、研磨テーブル３０とテーブルカバー３５との間に、上方から下方に向けて下降気流が形成される（図５参照）。

なお、排気用の配管３９は、排気機能を有するダクトに接続されてもよく、また、排気用の配管３９に、電動機等により作動するブロアを装着してもよい。つまり、排気機構３８として、排気機能を有するダクトや電動機等により作動するブロアを用いることができる。また、排気用の配管３９には、気液分離機構４２を設けられている（図４参照）。なお、第２の配管４１にも、気液分離機構４２が設けられてもよい。

トップリングカバー３６は、カバー位置（トップリング３１に近接してトップリング３１の周囲を覆う位置）と非カバー位置（トップリング３１から離されてトップリング３１の周囲を覆わない位置）との間で移動可能としてもよい。ウェハＷの被研磨面を研磨しているとき（排気の必要があるとき）には、トップリングカバー３６が使用位置に配置され、発生したガスを効率よく排気する。一方、ウェハＷの被研磨面を研磨していないとき（例えば、トップリング３１を移動させるときなど、排気の必要がないとき）には、トップリングカバー３６が不使用位置に配置され、トップリング３１との干渉が避けられる。

図６は、本実施の形態におけるトップリングカバー３６の例を示す図である。図６（ａ）に示すように、トップリングカバー３６は、カバー位置に配置されたときに、トップリング３１の全周囲を覆うように構成することができる。この場合、分割型のカバー形状とすることで容易に全周囲を覆うことができる。あるいは、図６（ｂ）に示すように、トップリングカバー３６は、カバー位置に配置されたときに、トップリング３１の周囲を部分的に覆うように構成することができる。例えば、研磨テーブル３０上で旋回流が発生している場合には、ガスの流れの下流に対応する部分にのみトップリングカバー３６を設けてもよい。

図７は、本実施の形態における排気用の配管３９の吸気口の例を示す図である。図７（ａ）に示すように、排気用の配管３９の吸気口は、箱型形状とすることができる。また、図７（ｂ）に示すように、排気用の配管３９の吸気口は、トップリング３１の外周に沿った形状であってもよい。また、図７（ｃ）に示すように、排気用の配管３９の吸気口は、筒状のものを複数連結した箱型形状のものでもよい。また、図７（ｃ）に示すように、排気用の配管３９の吸気口は、筒状のものを複数連結した形状でありかつトップリング３１の外周に沿った形状であってもよい。

図８および図９は、本実施の形態における気流発生機構の例を示す図である。図８および図９に示すように、トップリング３１には、トップリング３１が回転することによってトップリング３１の外側面とトップリングカバー３６の内側面との間に上昇気流を発生させる上昇気流発生機構４３が設けられている。また、研磨テーブル３０には、研磨テーブル３０が回転することによって研磨テーブル３０の外側面とテーブルカバー３５の内側面との間に下降気流を発生させる下降気流発生機構４４が設けられている。

気流発生機構（上昇気流発生機構４３および下降気流発生機構４４）は、例えば、フィンやねじ溝などで構成される羽根機構である。上昇気流発生機構４３は、トップリング３１の外周面に設けられてもよい（図８参照）。また、上昇気流発生機構４３は、トップリング３１の上面に設けられてもよく（図９（ａ）参照）、あるいは、トップリング３１の回転軸に設けられてもよい。同様に、下降気流発生機構４４は、研磨テーブル３０の外周面に設けられてもよい（図８参照）。また、下降気流発生装置は、研磨テーブル３０の下面に設けられてもよく（図９（ａ）参照）、あるいは、研磨テーブル３０の回転軸に設けられてもよい（図９（ｂ）参照）。

なお、ここでは図示しないが、トップリングカバー３６を、トップリング３１とは独立して回転可能にしてもよく、トップリングカバー３６の内周面に上昇気流発生機構４３を設けてもよい。同様に、テーブルカバー３５を、研磨テーブル３０とは独立に回転可能にしてもよく、テーブルカバー３５の内周面に下降気流発生機構４４を設けてもよい。

図１０および図１１は、本実施の形態における遮蔽機構４５の例を示す図である。図１０に示すように、遮蔽機構４５は、トップリングカバー３６の外側（トップリング３１の外側）、および、研磨テーブル３０の外側を覆うように構成されている。この遮蔽機構４５は、ＰＯＳ室内壁およびメンテナンス扉４７と、トップリング３１および研磨テーブル３０との間に配置されている。遮蔽機構４５には、開閉式の開口部４６が設けられ、ウェハＷの搬入出やメンテナンスの障害とならないように構成されている。なお、遮蔽機構４５は、ＰＯＳ室内に設けられた別の開口部（ウェハＷの搬入出やメンテナンスのための別の開口部、図示せず）を避けるように設置される。遮蔽機構４５の内面に汚染物質が付着した場合、遮蔽機構４５の内面を囲う形で収納すれば、汚染面をメンテナンス作業者にさらすことが避けられる。

例えば、遮蔽機構４５は、ＰＯＳ室内の天井面から床面までの高さのビニールカーテン式とすることができる（図１０参照）。また、遮蔽機構４５は、使用時に展開するパネル式や蛇腹式とすることができる（図１１（ａ）および（ｂ）参照）。遮蔽機構４５の材質は、外部から内部が透視でき、かつ、スラリーや被削物による化学変化が生じにくいものが望ましい。例えば、遮蔽機構４５の材料の一例として、ＰＶＣが用いられる。

このような本実施の形態の基板研磨装置によれば、発生したガスの拡散を発生場所で抑え、効率よく排気することで、設計変更や客先負荷を少なくしながら危険物質の拡散を防ぐことができる。すなわち、本実施の形態によれば、ウェハＷの研磨時に、研磨テーブル３０の研磨面１０とウェハＷの被研磨面との間で有害なガスが発生した場合であっても、トップリング３１の外側を覆うトップリングカバー３６によって、有害なガスが発生場所から周囲へ拡散するのを防ぐことができる。

この場合、図５に示すように、有害なガスの発生場所の近傍でガス拡散を効率よく防ぐことができる。そして、トップリングカバー３６という比較的簡易な構成で実現可能であり、大規模な設計変更を必要しない。さらに、排気機構３８を作動させると、トップリングカバー３６の下部と研磨テーブル３０の上面の間の隙間部３７から吸気され、トップリングカバー３６の上部に設けられた配管３９から排気されて、トップリング３１の外側面とトップリングカバー３６の内側面との間に上昇気流が形成される。したがって、トップリングカバー３６の下部の隙間部３７から周囲にガスが漏れ出るのを防ぐことができ、トップリングカバー３６の上部の配管３９からガスを安全に排気することができる。

また、排気機構３８を作動させると、研磨テーブル３０とテーブルカバー３５の間の第２の隙間部４０から吸気され、テーブルカバー３５の下部に設けられた第２の配管４１から排気されて、研磨テーブル３０の外側面とテーブルカバー３５の内側面との間に下降気流が形成される。研磨テーブル３０の外側を覆うテーブルカバー３５によって、有害なガスが周囲へ拡散するのを防ぐことができ、テーブルカバー３５の下部の第２の配管４１からガスを安全に排気することができる。

また、本実施の形態では、図６に示すように、トップリングカバー３６を必要とするとき（有害なガスが発生しているとき）に、トップリングカバー３６が使用位置に配置され、有害なガスが周囲へ拡散するのを防ぐことができる。一方、トップリングカバー３６を必要としないとき（有害なガスが発生していないとき）には、トップリングカバー３６が不使用位置に配置され、他の部品との干渉を防ぐことができる。

例えば、図６（ａ）に示すように、トップリング３１の全周囲を覆うトップリングカバー３６により、有害なガスが周囲へ拡散するのを防ぐことができる。この場合、全周囲にわたって漏れなくガスの拡散を防ぐことができる。

あるいは、図６（ｂ）に示すように、トップリング３１の周囲を部分的に覆うトップリングカバー３６により、有害なガスが周囲へ拡散するのを防ぐことができる。この場合、部分的に効率よく（必要な部分についてのみ）ガスの拡散を防ぐことができる。

また、本実施の形態では、図８に示すように、トップリング３１が回転すると、上昇気流発生機構４３によってトップリング３１の外側面とトップリングカバー３６の内側面との間に上昇気流が発生する。このように上昇気流発生機構４３を設けることにより、トップリング３１の外側面とトップリングカバー３６の内側面との間の上昇気流の形成を補助することができる。

また、この場合、研磨テーブル３０が回転すると、下降気流発生機構４４によって研磨テーブル３０の外側面とテーブルカバー３５の内側面との間に下降気流が発生する。このように下降気流発生機構４４を設けることにより、研磨テーブル３０とテーブルカバー３５との間の下降気流の形成を補助することができる。

また、本実施の形態では、図１０に示すように、トップリングカバー３６の外側（トップリング３１の外側を覆うトップリングカバー３６の外側）と研磨テーブル３０の外側が遮蔽機構４５で覆われるので、有害なガスが周囲へ拡散するのを防ぐ機能を向上することができる。

さらに、本実施の形態では、図４に示すように、排気用の配管３９に気液分離機構４２が設けられているので、トップリングカバー３６の下部と研磨テーブル３０の上面の間の隙間部３７からガスを吸気する際に液体が混ざっていた場合であっても、気液分離機構４２によってガスと液体とを分離することができるので、ガスを（液体と分離して）適切に排気することができる。

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。

以上のように、本発明にかかる基板研磨装置は、有害なガスの発生場所の近傍でガス拡散を効率よく防ぐことができるという効果を有し、化学機械研磨（ＣＭＰ）装置等として用いられ、有用である。

１ ハウジング
２ ロード／アンロード部
３ 研磨部
３Ａ 第１研磨ユニット
３Ｂ 第２研磨ユニット
３Ｃ 第３研磨ユニット
３Ｄ 第４研磨ユニット
４ 洗浄部
５ 制御部
６ 第１リニアトランスポータ
７ 第２リニアトランスポータ
８ センサ
９ センサ
１０ 研磨パッド（研磨面）
１１ リフタ
１２ スイングトランスポータ
２０ フロントロード部
２１ 走行機構
２２ 搬送ロボット（ローダー）
３０（３０Ａ〜３０Ｄ） 研磨テーブル
３１（３１Ａ〜３１Ｄ） トップリング（基板保持部）
３２Ａ〜３２Ｄ 研磨液供給ノズル
３３Ａ〜３３Ｄ ドレッサ
３４Ａ〜３４Ｄ アトマイザ
３５ テーブルカバー
３６ トップリングカバー（保持部カバー）
３７ 隙間部
３８ 排気機構
３９ 排気用の配管
４０ 第２の隙間部
４１ 第２の配管
４２ 気液分離機構
４３ 上昇気流発生機構
４４ 下降気流発生機構
４５ 遮蔽機構
４６ 開口部
４７ ＰＯＳ室内壁およびメンテナンス扉
ＴＰ１ 第１搬送位置
ＴＰ２ 第２搬送位置
ＴＰ３ 第３搬送位置
ＴＰ４ 第４搬送位置
ＴＰ５ 第５搬送位置
ＴＰ６ 第６搬送位置
ＴＰ７ 第７搬送位置
１８０ 仮置き台
１９０ 第１洗浄室
１９１ 第２洗浄室
１９２ 第３洗浄室
１９３ 第４洗浄室
Ｗ ウェハ（基板）

Claims (8)

1. 上面に研磨面を有する研磨テーブルと、
   下面に被研磨面を有する基板を保持し、前記基板の被研磨面を前記研磨テーブルの研磨面に押し付けて、前記基板の被研磨面を研磨する基板保持部と、
   前記基板保持部の外側を覆う保持部カバーと、
   を備え、
   前記保持部カバーの下端と前記研磨テーブルの上面との間には、吸気用の隙間部が設けられ、前記保持部カバーの上部には、排気機構に接続される排気用の配管が設けられ、
   前記保持部カバーの下端は、前記研磨テーブルの上面と対向しており、
   前記排気機構を作動させることにより、前記基板保持部の外側面と前記保持部カバーの内側面との間に、前記隙間部から前記配管に向けて上昇気流が形成されかることを特徴とする基板研磨装置。
2. 前記保持部カバーは、前記基板保持部に近接して前記基板保持部の外側を覆うカバー位置と、前記基板保持部から離されて前記基板保持部の外側を覆わない非カバー位置との間で移動可能であり、
   前記基板の被研磨面を研磨しているときには、前記保持部カバーが前記使用位置に配置され、前記基板の被研磨面を研磨していないときには、前記保持部カバーが前記不使用位置に配置される、請求項１に記載の基板研磨装置。
3. 前記保持部カバーは、前記基板保持部の全周囲を覆うように構成されている、請求項１または請求項２に記載の基板研磨装置。
4. 前記保持部カバーは、前記基板保持部の周囲を部分的に覆うように構成されている、請求項１または請求項２に記載の基板研磨装置。
5. 前記基板保持部には、前記基板保持部が回転することによって前記基板保持部の外側面と前記保持部カバーの内側面との間に上昇気流を発生させる上昇気流発生機構が設けられている、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板研磨装置。
6. 前記研磨テーブルの外側を覆うテーブルカバーを備え、
   前記研磨テーブルと前記テーブルカバーとの間に、吸気用の第２の隙間部が設けられ、前記テーブルカバーの下部に、排気機構に接続される排気用の第２の配管が設けられ、
   前記研磨テーブルには、前記研磨テーブルが回転することによって前記研磨テーブルの外側面と前記テーブルカバーの内側面との間に下降気流を発生させる下降気流発生機構が設けられている、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。
7. 前記基板保持部の外側を覆う前記保持部カバーの外側、および、前記研磨テーブルの外側を覆う遮蔽機構を備える、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の基板研磨装置。
8. 前記配管には気液分離機構が設けられている、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。