JP6894805B2 - 基板研磨装置および基板研磨装置における研磨液吐出方法 - Google Patents

基板研磨装置および基板研磨装置における研磨液吐出方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6894805B2
JP6894805B2 JP2017158473A JP2017158473A JP6894805B2 JP 6894805 B2 JP6894805 B2 JP 6894805B2 JP 2017158473 A JP2017158473 A JP 2017158473A JP 2017158473 A JP2017158473 A JP 2017158473A JP 6894805 B2 JP6894805 B2 JP 6894805B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
piston
substrate
liquid
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017158473A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019034387A (ja
Inventor
哲二 戸川
哲二 戸川
小林　賢一
賢一 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2017158473A priority Critical patent/JP6894805B2/ja
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to PCT/JP2018/030613 priority patent/WO2019039419A1/ja
Priority to TW107128921A priority patent/TWI757536B/zh
Priority to CN201880054220.9A priority patent/CN111032283B/zh
Priority to KR1020207005262A priority patent/KR102419871B1/ko
Priority to US16/638,711 priority patent/US11648638B2/en
Publication of JP2019034387A publication Critical patent/JP2019034387A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6894805B2 publication Critical patent/JP6894805B2/ja
Priority to US18/297,469 priority patent/US20230302604A1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/34—Accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B47/00—Drives or gearings; Equipment therefor
    • B24B47/26—Accessories, e.g. stops
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B55/00—Safety devices for grinding or polishing machines; Accessories fitted to grinding or polishing machines for keeping tools or parts of the machine in good working condition
    • B24B55/06—Dust extraction equipment on grinding or polishing machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B57/00—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents
    • B24B57/02—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents for feeding of fluid, sprayed, pulverised, or liquefied grinding, polishing or lapping agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/04—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor involving a rotary work-table
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)

Description

本発明は、基板研磨装置および基板研磨装置における研磨液吐出方法に関する。
半導体加工工程において用いられる基板研磨装置の一種に、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、化学的機械研磨）装置が存在する。代表的なＣＭＰ装置では、回転テーブル（プラテン）に研磨パッドが取り付けられ、研磨ヘッドに基板が取り付けられている。ＣＭＰ装置は、基板を上方から研磨パッドに押し付けながら、回転テーブルおよび研磨ヘッドをそれぞれ回転させることで基板を研磨している。通常、基板の研磨中は研磨パッドに研磨液が供給される。一般的なＣＭＰ装置のための研磨液には、ＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３などの砥粒が含まれている。
研磨液の供給方法の一種として、テーブルの下部から研磨液を供給する方法がある。特開２００８−１１０４７１号公報（特許文献１）には、ターンテーブルに研磨液吐出口が備えられた基板研磨装置が開示されている。特許文献１に記載の基板研磨装置では、ターンテーブルの下方に設けられたロータリジョイントを経由して研磨液が供給される。
特開２００８−１１０４７１号公報
特許文献１に記載の装置では、ロータリジョイント内を研磨液が通過する。よって、研磨液との化学反応によってロータリジョイントの内部の部品が変質し得るほか、研磨液に含まれる砥粒によってロータリジョイントの内部の部品が摩耗し得る。ロータリジョイントの部品の変質および／または摩耗は、研磨液の供給を不安定にさせ得るほか、研磨液の漏れを引き起こし得る。したがって、特許文献１に記載の装置では、ロータリジョイントを定期的にメンテナンスすることが好ましい。しかし、メンテナンスの際には、部品交換のための材料費および人件費などが必要である。また、メンテナンス作業中は装置の稼働を停止する必要があるので、メンテナンスによって装置の作業能率が低下し得る。
なお、ＣＭＰ装置のための研磨液には砥粒を含まないもの（砥粒レス研磨液）も存在する。この場合、砥粒による部品の摩耗は起こらないと考えられる。しかし、砥粒レス研磨液を用いる場合であっても、研磨液との反応による部品の変質は起こり得る。
そこで本願は、上述の課題の少なくとも一部を解決する基板研磨装置および基板研磨装置における研磨液吐出方法を提供することを目的とする。
本願は、一実施形態として、基板を保持するための研磨ヘッドと、表面に第１の開口部が設けられている回転テーブルと、回転テーブルに設けられた研磨液吐出機構と、少なくとも研磨液吐出機構を制御する制御部と、を有する基板研磨装置であって、研磨液吐出機構は、第１のシリンダと、第１のピストンと、第１のピストンを駆動する駆動機構と、を有し、第１の開口部は、第１のシリンダおよび第１のピストンによって規定される液体保持空間と連通しており、制御部は、液体保持空間の容積を増減させるよう、駆動機構による第１のピストンの駆動を制御する、基板研磨装置を開示する。
さらに本願は、一実施形態として、基板研磨装置における研磨液吐出方法であって、シリンダとピストンを有し、研磨液を吐出するための開口部が表面に設けられた回転テーブルを準備する工程と、シリンダとピストンで規定される液体保持空間と連通し、開口部から研磨液を液体保持空間に充填する工程と、ピストンを駆動することにより、液体保持空間に充填された研磨液を押して研磨液を開口部から吐出する工程とを含む、研磨液吐出方法を開示する。
これらの基板研磨装置および基板研磨装置における研磨液吐出方法では、研磨液がロータリジョイントを通過しないため、ロータリジョイントを長寿命化させることができるという効果を一例として奏する。
さらに本願は、一実施形態として、第１の開口部を介して液体保持空間に研磨液を充填するための研磨液充填機構を備える、基板研磨装置を開示する。
この基板研磨装置は、液体保持空間に研磨液を充填することができるという効果を一例として奏する。
さらに本願は、一実施形態として、駆動機構は、駆動用流体の圧力により第１のピストンを駆動する駆動用流体供給機構を含む、基板研磨装置を開示する。さらに本願は、一実施形態として、駆動機構は、第２のシリンダと、第１のピストンに接続された第２のピストンと、を有し、駆動用流体供給機構は、駆動用流体の圧力により第２のピストンを駆動することにより、第１のピストンを間接的に駆動するように構成されている、基板研磨装置を開示する。さらに本願は、一実施形態として、駆動用流体は気体または液体である、基板研磨装置を開示する。さらに本願は、一実施形態として、駆動用流体の圧力が増加した際に第１のピストンが駆動する方向と逆方向に、第１のピストンを付勢する付勢機構を有する、基板研磨装置を開示する。さらに本願は、一実施形態として、付勢機構はスプリングである、基板研磨装置を開示する。さらに本願は、一実施形態として、駆動機構が、電動駆動機構を含む、基板研磨装置を開示する。
これらの開示内容により、駆動機構の詳細が説明される。
さらに本願は、一実施形態として、駆動用流体は気体あるいは液体であり、基板研磨装置がさらに、基板を回転テーブルに向けて押し付けるためのヘッド上下動機構と、回転テーブルの表面に設けられた第２の開口部と、駆動用流体供給機構と第２の開口部を連通する駆動用流体供給ラインと、駆動用流体供給ラインに設けられた、制御部により制御されるバルブと、を備え、制御部は、ヘッド上下動機構が研磨ヘッドを上部へ移動させる場合に、第２の開口部から駆動用流体を吐出するようにバルブを制御する、基板研磨装置を開示する。
この基板研磨装置は、研磨パッドから基板を引き剥がすことを容易にするという効果を一例として奏する。
さらに本願は、一実施形態として、駆動用流体の流量または駆動用流体の圧力を測定するセンサを備え、制御部は、センサの測定値に基づいて駆動機構を制御する、基板研磨装置を開示する。
この基板研磨装置は、液体の吐出を精密に制御することが可能になるという効果を一例として奏する。
さらに本願は、一実施形態として、駆動機構に接続されたロータリジョイントを備え、ロータリジョイントを介して、駆動機構に動力が供給される、基板研磨装置を開示する。
この開示内容により、動力供給の詳細が説明される。なお、駆動機構の動力はたとえば気体、水もしくは油または電力であるので、ロータリジョイントの摩耗を低減することができる。
さらに本願は、一実施形態として、研磨液吐出機構は、液体保持空間と連通した洗浄液供給口を有し、基板研磨装置がさらに、洗浄液供給口に接続され、洗浄液供給源から供給された洗浄液を洗浄液供給口を経て液体保持空間に供給する洗浄液供給ラインを備える、基板研磨装置を開示する。
この基板研磨装置は、研磨液吐出機構が洗浄液を保持して吐出することで、研磨パッド、基板および／または液体保持空間の洗浄が可能になるという効果を一例として奏する。
さらに本願は、一実施形態として、回転テーブルに、同一の液体保持空間と連通する複数の第１の開口部が設けられている、基板研磨装置を開示する。さらに本願は、一実施形態として、研磨液吐出機構が複数設けられている、基板研磨装置を開示する。
これらの基板研磨装置は、開口部および／または研磨液吐出機構を複数設けることで、液体の吐出を調整することが可能になるという効果を一例として奏する。
さらに本願は、一実施形態として、基板研磨装置がさらに、液体吐出パターンを記憶する記憶部を備え、制御部は、液体吐出パターンに基づいて駆動機構を制御する、基板研磨装置を開示する。
この基板研磨装置は、所望のパターンに基づいて液体を吐出することができるという効果を一例として奏する。
さらに本願は、一実施形態として、研磨液を液体保持空間に充填する工程は、回転テーブルに対向する位置から開口部に向かって研磨液を供給する工程と、研磨液を供給する工程の後あるいは、研磨液を供給する工程の少なくとも一部の期間において、ピストンを駆動して液体保持空間の容積を増大させる工程を含む、研磨液吐出方法を開示する。
この液体充填方法は、開口部の径が小さい場合でも、液体保持空間に液体を充填することが容易になるという効果を一例として奏する。
研磨液吐出機構を備える基板研磨装置の上面図である。 研磨液吐出機構を備える基板研磨装置の正面図である。 研磨液吐出機構および駆動機構の正面断面図である。 研磨液吐出機構と、磁石を用いた駆動機構と、を示す正面断面図である。 研磨液吐出機構および研磨液吐出機構から独立した駆動機構の正面断面図である。 研磨液吐出機構および電動駆動機構の正面断面図である。 研磨液が充填される前の基板研磨装置の正面断面図である。 研磨液が充填されている最中の基板研磨装置の正面断面図である。 研磨液が充填された後の基板研磨装置の正面断面図である。 研磨液を吐出している最中の基板研磨装置の正面断面図である。 同一の液体保持空間と連通する３つの第１の開口部が設けられた回転テーブルを備える基板研磨装置の正面断面図である。 同一の液体保持空間と連通する３つの第１の開口部が設けられた回転テーブルを備える基板研磨装置の正面断面図である。 複数の研磨液吐出機構を備える基板研磨装置の正面断面図である。 ５つの第１の開口部が設けられた回転テーブルの上面図である。 ５つの第１の開口部が設けられた回転テーブルの上面図である。 ５つの第１の開口部が設けられた回転テーブルの上面図である。 回転テーブルおよび角形の基板の上面図である。 回転テーブルおよび角形の基板の上面図である。 回転テーブルおよび角形の基板の上面図である。 回転テーブルおよび角形の基板の上面図である。
＜第１実施形態＞
図１Ａは第１実施形態にかかる基板研磨装置１０の上面図であり、図１Ｂは正面図である。なお、図１およびその他の図面は基板研磨装置１０の構成要素を模式的に示した図面である。各図面における部品の形状、配置および大きさなどは、必ずしも実際の装置における形状などとは一致しない。
基板研磨装置１０は、基板１１２を研磨パッド１０２に押し付けながら、回転テーブル１００および研磨ヘッド１１０の双方を回転させることで基板１１２を研磨する装置である。なお、以下の説明では、基板１１２が押し付けられる方向（図１Ｂの紙面下方向）を「下方向」、その逆方向を「上方向」として説明する。ただし、本明細書における「上方向」および「下方向」は、必ずしも「鉛直上方向」および「鉛直下方向」と一致するものとは限らない。たとえば基板研磨装置１０全体が傾いて設置されているときは、「上方向」および「下方向」は基板研磨装置１０の傾きに応じた方向となる。
（回転テーブルおよび研磨ヘッドについて）
基板研磨装置１０は、テーブル回転軸１０１を中心として回転する回転テーブル１００と、回転テーブル１００を回転させるためのテーブル回転機構１０３を備える。回転テーブル１００の上面には、研磨パッド１０２が交換可能に取り付けられる。また、基板研磨装置１０は、装置の各要素を制御するための制御部２０と、制御部２０による制御の条件などを記憶するための記憶部３０を備える。
基板研磨装置１０はさらに、研磨ヘッド１１０と、ヘッド回転軸１１１を中心として研磨ヘッド１１０を回転させるためのヘッド回転機構１１３を備える。研磨ヘッド１１０は回転テーブル１００と対向するように設けられており、研磨ヘッド１１０の底面には基板１１２が交換可能に取り付けられている。図１の例では、回転テーブル１００の回転の中心と、研磨ヘッド１１０の回転の中心は一致していない。ただし、回転テーブル１００と研磨ヘッド１１０の回転の中心を一致させるように基板研磨装置１０を構成してもよい。また、基板研磨装置１０は、研磨ヘッド１１０を上下動させるためのヘッド上下動機構１１４をさらに備える。ヘッド上下動機構１１４は、基板１１２を研磨する場合、研磨ヘッド１１０を下部へ移動させて基板１１２を研磨パッド１０２に押し付ける。換言すれば、ヘッド上下動機構１１４は、回転テーブル１００に向けて基板１１２を押し付ける。基板１１２の研磨が終了した場合、ヘッド上下動機構１１４は研磨ヘッド１１０を上部へ移動させる。研磨された基板は、図示しないヘッドの退避位置において研磨ヘッド１１０から取り外され、次に研磨すべき基板が研磨ヘッド１１０に受け渡される。
（第１の開口部について）
通常の基板研磨装置では、基板の研磨中に、研磨パッドの上方に設置されたノズルから
研磨パッドに研磨液が供給される。しかしこの方式では、研磨パッドのうち基板と接触している部分（研磨ヘッドが存在する部分）に研磨液を直接供給することができない。したがって、基板と研磨パッドの界面に均一に研磨液を供給することはたびたび困難である。また、通常の基板研磨装置では、研磨パッドの中心、すなわちテーブル回転軸に近い位置に研磨液を供給して、遠心力により、研磨パッドの中心付近の研磨液が周辺部に向けて研磨パッド上を広がるようにすることが多い。しかし、近年の基板の大型化により、基板がテーブル回転軸の上部を覆い、テーブル回転軸に近い位置に研磨液を供給することができない場合がある（図１参照）。研磨液を供給する場合に限らず、基板を洗浄するための純水や薬液などの洗浄液を供給する場合にも、同様の問題が存在する。
そこで本実施形態では、回転テーブル１００に第１の開口部１０４が設けられている。図１の例では、第１の開口部１０４は回転テーブル１００の中心に設けられている。さらに、研磨パッド１０２のうち、回転テーブル１００に研磨パッド１０２を取り付けた場合に第１の開口部１０４に相当する位置は切り取られている。研磨液または洗浄液などの液体を、回転テーブル１００の下部から第１の開口部１０４を介して吐出することで、研磨パッド１０２のうち基板１１２と接触している部分にもそれらの液体を供給することができる。
（研磨液吐出機構および駆動機構について）
回転テーブル１００の下部には、第１の開口部１０４から吐出されるべき研磨液を保持し、回転テーブル１００と共に回転する研磨液吐出機構１２０が設けられている。研磨液吐出機構１２０は、シリンダ１２１およびピストン１２２を含む。シリンダ１２１およびピストン１２２は、研磨液などの液体を保持するための液体保持空間１２３を規定している。液体保持空間１２３は第１の開口部１０４と連通しており、液体保持空間１２３の容積を増減することで、液体保持空間１２３から第１の開口部１０４を介して液体を吐出することおよび液体保持空間１２３に第１の開口部１０４を介して液体を充填することが可能となっている。液体保持空間１２３は、第１の開口部１０４と連通している点を除いて、密閉空間を形成することができるように構成されている。なお、本明細書における用語「シリンダ」とは、内部に流体を保持することが可能な、任意の形状の部材または部分を指す。シリンダ１２１は、回転テーブル１００と一体の部材であってもよい。たとえば、回転テーブル１００の下面に凹部を形成し、その凹部をシリンダ１２１として用いることができる。これとは逆に、シリンダ１２１は、回転テーブル１００と独立した部材であってもよい。
基板研磨装置１０はさらに、ピストン１２２を駆動して液体保持空間１２３の容積を増減する駆動機構１３０を備える。図１の例では、研磨液吐出機構１２０と駆動機構１３０が一体となって構成されている。
駆動機構１３０としては、例えば空圧システム、水圧システムまたは油圧システムなどに代表される、駆動用流体の圧力によりピストン１２２を駆動する機構を用いることができる。また、駆動機構１３０として、電動駆動機構を用いることもできる。図１の例では、駆動機構１３０は駆動用流体を用いる機構である。
（駆動機構への動力の供給について）
駆動機構１３０の動力は、ロータリジョイント１４０の供給経路１４１を介して供給される。ロータリジョイント１４０は、研磨液吐出機構１２０の下部に設けられている。駆動機構１３０の動力は、駆動機構１３０が駆動用流体を用いるものであれば駆動用流体（気体、水または油など）、駆動機構１３０が電動駆動機構であれば電力である。
図１の例では、駆動機構１３０が駆動用流体を用いる。そこで、駆動機構１３０は、駆
動用流体を供給するための駆動用流体供給機構１３１を備える。駆動機構１３０に供給された駆動用流体の排出が必要な場合は、ロータリジョイント１４０に接続された排出経路１４２を介して排出される。駆動用流体の供給および排出を制御するため、供給経路１４１および排出経路１４２の少なくとも一方にバルブ４０を設けることもできる。また、バルブ４０が電動バルブである場合、バルブ４０と制御部２０が接続されていてもよい。駆動機構１３０として電動駆動機構を用いる場合、駆動用流体供給機構１３１に代えて、電動駆動機構に接続される電源が設けられていてもよい。
なお、流体ボンベまたはバッテリーなどを回転テーブル１００に設ける場合は、ロータリジョイント１４０を設ける必要はない。
（研磨液吐出機構および駆動機構の詳細について）
研磨液吐出機構１２０および駆動機構１３０の詳細について、図２、３、４および５を用いて説明する。図２は、研磨液吐出機構１２０および駆動機構１３０の正面断面図である。図２の例では、第１のシリンダ１２１の内部に、第１のピストン１２２が上下動可能に設けられている。第１のシリンダ１２１と第１のピストン１２２の間の隙間は、Ｏリング２００によって封止されている。すなわち、液体保持空間１２３は第１のピストン１２２が上下動することで、液体保持空間１２３の容積が増減する。
図２の例では、駆動機構１３０は駆動用流体を用いるものである。図２の例における駆動機構１３０は、第２のシリンダ２０１および第２のシリンダ内部に上下動可能に設けられた第２のピストン２０２を備える。ただしこの例では、第１のシリンダ１２１と第２のシリンダ２０１は一体に形成されており、第１のピストン１２２と第２のピストン２０２は一体に形成されている。換言すれば、第２のピストン２０２は第１のピストン１２２と接続されている。第２のシリンダ２０１と第２のピストン２０２との間の隙間は、Ｏリング２００によって封止されている。また、駆動機構１３０には底板２０３が備えられており、第２のピストン２０２と底板２０３とが流体流入空間２０４を規定する。流体流入空間２０４には、ロータリジョイント１４０を介して駆動用流体供給機構１３１が接続されている。さらに、駆動機構１３０には、駆動用流体の圧力が増加した際に第１のピストン１２２が駆動する方向と逆方向に、前記第１のピストンを付勢する付勢機構が設けられていてもよい。図２の例では、付勢機構としてスプリング２０５が用いられている。図２の例では、駆動用流体の圧力が増加した際に第１のピストン１２２は上方向へ駆動する。そこで、スプリング２０５は、第２のピストン２０２を下方向に押圧することで、第２のピストン２０２と一体に形成された第１のピストン１２２を下方向に付勢するように構成されている。
第２のピストン２０２は、駆動用流体供給機構１３１によって流体流入空間２０４に供給される駆動用流体が第２のピストン２０２を押し上げる力と、スプリング２０５が第２のピストン２０２を押し下げる力とが釣り合う位置まで駆動する。したがって、駆動用流体の圧力を増減させることによって、第２のピストン２０２を上下させることができる。第２のピストン２０２は第１のピストン１２２と一体に形成されているので、駆動用流体の圧力によって、第１のピストン１２２を駆動することができる。換言すれば、駆動用流体供給機構１３１は、第２のピストン２０２を駆動することにより、第１のピストン１２２を間接的に駆動するように構成されている。
付勢機構として、図２に示したスプリング２０５に代え、磁力によって第２のピストン２０２を押し下げる構造を採用することも可能である。図３は、研磨液吐出機構１２０と、磁石（強磁性体）を用いた駆動機構１３０と、を示す正面断面図である。図３の例では、第１のピストンおよび第２のピストンは一体に形成されていて、第１のピストンおよび第２のピストンの間に明確な境界はない。そこで、図３の例を説明する場合、第１のピス
トンおよび第２のピストンを総称して「ピストン１２２」と称する。図３の例では、ピストン１２２の下部に第１の磁石３０１が設けられている。さらに、底板２０３の上面の一部には凹部３０２が設けられており、凹部３０２には第２の磁石３０３が設けられている。図３の例では、第１の磁石３０１および第２の磁石３０３の間に磁気的な引力が発生するように、第１の磁石３０１の磁極および第２の磁石３０３の磁極が方向づけられている。
図３の例では、ピストン１２２は、駆動用流体がピストン１２２を押し上げる力と、第１の磁石３０１と第２の磁石３０３との間の引力がピストン１２２を押し下げる力とが釣り合う位置まで駆動する。この構成によれば、図２に示したスプリング２０５によらずとも、ピストン１２２を駆動することができる。
ここで、第１の磁石３０１と第２の磁石３０３との間の距離が近くなるほど、それらの間に発生する磁気的な引力は強くなる。そのため、第１の磁石３０１と第２の磁石３０３とが接触した場合、磁気的な引力が過度に強くなり、駆動用流体の圧力によってピストン１２２を押し上げることが不可能になる可能性がある。図３の例では、第２の磁石３０３が凹部３０２に設けられているので、ピストン１２２が最下部まで下降した場合であっても第１の磁石３０１と第２の磁石３０３は接触しない。すなわち、凹部３０２に第２の磁石３０３を設けることで、過度に強い磁気的な引力の発生を防止することが可能である。
第１の磁石３０１および第２の磁石３０３は、永久磁石でもよいし、電磁石でもよい。第１のピストン１２２の材質を磁性体とし、ピストン１２２を第１の磁石３０１として扱ってもよい。逆に、底板２０３の材質を磁性体とし、底板２０３を第２の磁石３０３として扱ってもよい。また、磁気的な反発力を利用してピストン１２２を押し下げる構成を採用することもできる。
図２とは異なり、研磨液吐出機構１２０と駆動機構１３０とを別々に構成することも可能である。図４は、研磨液吐出機構１２０および研磨液吐出機構から独立した駆動機構１３０の正面断面図である。この例では、第１のシリンダ１２１と第２のシリンダ２０１は別個に形成されており、第１のピストン１２２と第２のピストン２０２は別個に形成されている。ただし、第１のピストン１２２は第２のピストン２０２に接続されており、第１のピストン１２２は第２のピストン２０２の上下動にあわせて上下動する。図４の研磨液吐出機構１２０および駆動機構１３０の動作は、図２に示した研磨液吐出機構１２０および駆動機構１３０の動作と同一である。
駆動機構１３０として電動駆動機構５００を用いた基板研磨装置１０について、図５を用いて説明する。図５は、研磨液吐出機構１２０および電動駆動機構５００の正面断面図である。図５の研磨液吐出機構１２０のピストン１２２には、少なくとも一つ（この例では二つ）の電動駆動機構５００が固定されている。さらに、図５の研磨液吐出機構１２０のシリンダ１２１には、少なくとも一つ（この例では二つ）のガイド５０１が固定されている。電動駆動機構５００は、ガイド５０１に沿って上下動することが可能である。ピストン１２２は電動駆動機構５００の上下動にあわせて上下動する。電動駆動機構５００の動力（電力）は、ロータリジョイント１４０を介して電源５０２から供給される。電動駆動機構５００は、駆動用流体を用いる駆動機構（図２、図３および図４参照）と比して構成が複雑となり得る一方で、電気的な制御が可能となり得るという利点がある。
（研磨液吐出機構１２０の効果について）
以上の構成によれば、研磨液は研磨液吐出機構１２０の液体保持空間１２３に保持され、研磨液がロータリジョイント１４０内部を通過することはない。よって、研磨液によるロータリジョイント１４０の部品の変質または摩耗は起こらない。したがって、本実施形
態にかかる基板研磨装置１０は、ロータリジョイント１４０を長寿命化させ、ロータリジョイント１４０のメンテナンスの頻度を低減させることができる。ただし、本実施形態の構成に加えて、研磨液が内部を通過するロータリジョイントがさらに設けられていてもよい。なお、本実施形態のロータリジョイント１４０の内部には、駆動用流体または配線が存在し得る。しかし、駆動用流体または配線によるロータリジョイント１４０の部品の変質または摩耗は、研磨液による変質または摩耗に比して著しく小さいと考えられる。
（センサについて）
図１の基板研磨装置１０は、駆動機構１３０の動作を制御するために、センサ１３２を備える。図１の例では、センサ１３２は、駆動用流体供給機構１３１から供給される駆動用流体の流量を測定する流量計であり、供給経路１４１に取り付けられている。また、センサ１３２として、駆動用流体の圧力を測定する圧力計を用いることも可能である。さらに、駆動機構１３０が電動駆動機構５００である場合は、センサ１３２として電動駆動機構５００の移動量を測定するためのエンコーダを採用することができる。
センサ１３２は制御部２０に接続されている。制御部２０がセンサ１３２の測定値に基づいた制御を行うことで、駆動機構１３０を精密に駆動することができる。換言すれば、センサ１３２の測定値に基づいた制御により、研磨液吐出機構１２０からの液体の吐出を精密に制御することができる。センサ１３２として、駆動用流体の圧力を測定する圧力計を用いる場合、ピストン２０２と底板２０３の間の空間の圧力を検知することができる。Ｏリング２００および／またはＯリング２００の当接面に発生した傷などによってＯリング２００による封止部分からの流体の漏れが生じた場合、ピストン２０２と底板２０３の間の空間の圧力は変動するから、センサ１３２により封止部分の異常を検知することも可能になる。センサ１３２として流量計を用いた場合でも、封止部分の異常を検知することは可能である。これらの封止部分の異常検知は、制御部２０（制御装置）によって行われる。
（研磨液充填機構について）
図１の基板研磨装置１０は、液体保持空間１２３に研磨液を充填するための研磨液充填機構１６０を備える。図１の例では、研磨液充填機構１６０はアーム１６１およびノズル１６２を含む。アーム１６１は回転可能に構成されており、アーム１６１を回転させることで研磨パッド１０２の第１の開口部１０４の上部にノズル１６２を位置させることができる。ただし、研磨液充填機構１６０の構成は図１に示した構成に限られず、たとえばアーム１６１が伸縮する構成など、従来知られた任意の構成を採用することができる。
研磨液充填機構１６０を用いて液体保持空間１２３に研磨液を充填する方法について、図６を用いて説明する。ただし、図６では、研磨液の充填方法の説明に必要な要素以外の要素の図示が省略されていることがある。また、図６では、図２で示した研磨液吐出機構１２０および駆動機構１３０が使用されている。図６Ａは、研磨液が充填される前、すなわちピストン１２２が完全に上昇し、液体保持空間１２３の容積が下限となっている状態の基板研磨装置１０の正面断面図である。この状態では、液体保持空間１２３は研磨液を全く（またはほとんど）保持していない。したがって、液体保持空間１２３に研磨液を充填することが必要である。
そこで制御部２０は、研磨液充填機構１６０を制御し、第１の開口部１０４の上部、すなわち前記回転テーブルに対向する位置に研磨液充填機構１６０のノズル１６２を位置させて、ノズル１６２から研磨液を供給する。図６Ｂは、研磨液６００が充填されている最中の基板研磨装置１０の正面断面図である。制御部２０は、図６Ｂに示すように、駆動機構１３０を制御してピストン１２２を下方向に動かし、液体保持空間１２３の容積を増大させる。
第１の開口部１０４の径が小さい場合、研磨液を第１の開口部１０４上に供給したのみでは、研磨液が第１の開口部１０４をほとんど通過しない。図６Ｂのように、ピストン１２２を下方向に動かすことで、液体保持空間１２３の容積が増加し、研磨液が液体保持空間１２３の内部へ引き込まれる。したがって、本実施形態にかかる基板研磨装置１０は、第１の開口部１０４の径が小さい場合でも、研磨液６００を液体保持空間１２３に充填することが容易になる。駆動機構１３０の制御は、研磨液６００の供給の後または研磨液６００を供給している少なくとも一部の期間において行われる。
図６Ｃは、研磨液６００が充填された後の基板研磨装置１０の正面断面図である。制御部２０は、図６Ｃに示すように、液体保持空間１２３の容積が最大となった場合に駆動機構１３０の駆動を停止する。なお、研磨液６００が所定量充填された場合に駆動機構１３０の駆動を停止してもよい。以上のステップにより、液体保持空間１２３に研磨液６００が充填される。
充填された研磨液６００は、必要に応じて、たとえば基板を研磨する際などに第１の開口部１０４から吐出される。図６Ｄは、研磨液６００を吐出している最中の基板研磨装置１０の正面断面図である。研磨液６００の吐出は、図６Ｄに示すように、流体流入空間２０４内部の駆動用流体の圧力を上げて、ピストン１２２を上方向に駆動し、研磨液６００を押すことで行われる。駆動用流体の圧力を徐々に上げていくことで、研磨液６００を継続的に吐出することができる。
なお、研磨液充填機構１６０は研磨液以外の液体を供給可能であってもよい。その場合、研磨液以外の液体を液体保持空間１２３に充填することができる。また、研磨液充填機構１６０は液体の充填のためのみならず、基板１１２の研磨中に研磨パッド１０２に研磨液などの液体を供給するために用いることもできる。
（洗浄液供給口および洗浄液供給源について）
基板研磨装置１０における基板１１２の研磨が終了した後に、研磨パッド１０２および／または基板１１２に付着した加工屑などを除去するために、洗浄液によって研磨パッド１０２および／または基板１１２を洗浄する場合がある。純水や薬液などの洗浄液は、研磨液に比べるとロータリジョイントを劣化させる度合は小さいので、洗浄液をロータリジョイントを通して、ロータリジョイントから直接に、供給ライン（図示せず）および研磨テーブルに設けた開口部（図示せず）に向けて洗浄液を供給するようにしてもよい。
あるいは、第１の開口部１０４から洗浄液を吐出するために、研磨液のみならず洗浄液を保持できるよう、研磨液吐出機構１２０および他の部品を構成してもよい。前述の研磨液充填機構１６０から洗浄液を供給可能である場合、研磨液充填機構１６０から研磨液吐出機構１２０に洗浄液を充填することも可能である。しかし、基板１１２が第１の開口部１０４を覆っている場合、研磨液充填機構１６０を用いて洗浄液を充填することは困難である。
また、研磨液吐出機構１２０の液体保持空間１２３は第１の開口部１０４と連通している。よって、研磨パッド１０２上で発生した加工屑が液体保持空間１２３に混入する可能性がある。さらに、液体保持空間１２３によって保持される液体の種類を変更する場合、変更前後で液体が混ざり合うことは避けるべきである。したがって、加工屑の除去または液体の混合防止のため、液体保持空間１２３を洗浄することができる機構を設けることが好ましい。
そこで図１の例では、研磨液吐出機構１２０のうち、シリンダ１２１の側部に、液体保
持空間１２３と連通した洗浄液供給口１２４が設けられている。洗浄液供給口１２４は、ピストン１２２の底部から上部を貫くように設けられてもよい。さらに、本実施形態の基板研磨装置１０は、洗浄液供給口１２４にロータリジョイント１４０を介して接続された洗浄液供給源１５０を備える。また、図１の例では、洗浄液供給口１２４に接続され、洗浄液供給源１５０から供給された洗浄液を、洗浄液供給口１２４を経て液体保持空間１２３に供給する洗浄液供給ライン１５１が設けられている。なお、図１の例では、洗浄液供給源１５０と洗浄液供給口１２４との間（すなわち洗浄液供給ライン１５１上）にバルブ４０が設けられている。洗浄液供給源１５０と洗浄液供給口１２４との間に、洗浄液の流量または圧力を測定するセンサ（図示せず）を設けてもよい。
この構成によれば、液体保持空間１２３に洗浄液を充填することが容易となる。充填した洗浄液は、研磨パッド１０２および／または基板１１２の洗浄に用いられてもよく、液体保持空間１２３の洗浄に用いられてもよい。研磨パッド１０２の洗浄は、第１の開口部１０４から洗浄液を吐出することによって行われる。このとき、基板１１２が研磨パッド１０２と接触しているならば、研磨パッド１０２とともに基板１１２も洗浄される。なお、第１の開口部１０４からの洗浄液の吐出は、洗浄液供給源の圧力により行うことができる。従って、ピストン１２２の上下動作は必要ないが、液体保持空間１２３の洗浄のためにピストン１２２の上下動作を伴ってもよい。洗浄液による研磨パッド１０２および／または基板１１２の洗浄と、液体保持空間１２３の洗浄は、並行に行われてもよく、独立に行われてもよい。
（第２の開口部について）
基板１１２の研磨の終了後、研磨ヘッド１１０に取り付けられた基板１１２を取り外すため、ヘッド上下動機構１１４によって研磨ヘッド１１０および基板１１２が持ち上げられる。ここで、基板１１２と研磨パッド１０２が貼り付いて、基板１１２を研磨パッド１０２から引き剥がすことが困難である場合がある。
そこで図１の例では、回転テーブル１００に第２の開口部１０５が設けられている。駆動用流体供給機構１３１と第２の開口部１０５は、駆動用流体供給ライン１３３によって連通されており、駆動用流体を回転テーブル１００の上部に向けて吐出することが可能である。なお、駆動用流体供給ライン１３３には、バルブ４０が設けられている。制御部２０が、ヘッド上下動機構１１４と駆動用流体供給機構１３１と第２の開口部１０５に接続されたバルブ４０を制御して、駆動用流体を第２の開口部１０５から吐出しながら、研磨ヘッド１１０を上部へ移動させる。この制御により、駆動用流体によって基板１１２に上向きの力が印加されるので、基板１１２を研磨パッド１０２から引き剥がすことが容易となる。駆動機構１３０が空圧システムまたは水圧システムである場合（駆動用流体が気体または液体である場合）は、駆動用流体による基板１１２の汚染が少ないことから、第２の開口部１０５を備える構成を取ることが特に有利である。
＜第２実施形態＞
第１実施形態の基板研磨装置１０では、回転テーブル１００の中心に一つの第１の開口部１０４が設けられている。この構成では、研磨パッド１０２上の研磨液等の分布を細かく調整することが困難な場合がある。そこで、第２実施形態にかかる基板研磨装置１０は、回転テーブル１００に複数の第１の開口部１０４が設けられている。
複数の第１の開口部１０４の構成について、図７、８および９を用いて説明する。ただし、図７、８および９では、複数の第１の開口部１０４の説明に必要な要素以外の要素の図示は省略されていることがある。
図７Ａは、同一の液体保持空間１２３と連通する複数（この例では３つ）の第１の開口
部１０４Ａ、１０４Ｂおよび１０４Ｃが設けられた回転テーブル１００を備える基板研磨装置１０の正面断面図である。第１の開口部１０４Ａ、１０４Ｂおよび１０４Ｃはそれぞれ独立した流路を有する。第１の開口部のそれぞれの位置、流路径、流路長などを調整することで、研磨液の吐出を調整することが可能である。図７Ａの構成は、第１実施形態の基板研磨装置１０を大きく変更する必要がない点で有利である。なお、第１の開口部１０４Ａ、１０４Ｂおよび１０４Ｃの流路は、完全に独立している必要はない。図７Ｂに示すように、第１の開口部の流路のそれぞれが共通部分を有していてもよい。
図８は、複数（この例では２つ）の研磨液吐出機構１２０Ａおよび１２０Ｂを備える基板研磨装置１０の正面断面図である。研磨液吐出機構１２０Ａは回転テーブル１００の中心に設けられ、研磨液吐出機構１２０Ｂは回転テーブル１００の中心から離隔した位置に設けられている。回転テーブル１００には、液体保持空間１２３Ａと連通するよう第１の開口部１０４Ｄが設けられ、液体保持空間１２３Ｂと連通するよう第１の開口部１０４Ｅが設けられている。研磨液吐出機構１２０Ａおよび１２０Ｂには、駆動機構１３０Ａおよび１３０Ｂがそれぞれ接続されている。また、駆動機構１３０Ａおよび１３０Ｂをそれぞれ独立に駆動するため、駆動用流体供給機構１３１Ａおよび１３１Ｂが設けられている。この方式では、構成が複雑になるものの、研磨液吐出機構１２０Ａおよび１２０Ｂを独立に制御することが可能である点で有利である。なお、駆動機構１３０Ａと１３０Ｂとが、１つの駆動用流体供給機構１３１を共用してもよい。研磨液吐出機構１２０Ａと研磨液吐出機構１２０Ｂで同じ研磨液を保持して供給する場合は、例えばアーム１６１に複数のノズル１６２を設けて、複数のノズルがそれぞれ対応する第１の開口部の上に位置した状態で、研磨液を液体保持空間に充填してもよい。
研磨液吐出機構１２０Ａと１２０Ｂとで、それぞれ別の種類の液体を保持してもよい。図８の例では、研磨液吐出機構１２０Ａは研磨液を保持して、ピストンの上昇により研磨液を吐出するための機構である。液体保持空間の洗浄が必要ないか、あるいは他の手段により液体保持空間の洗浄が可能な場合は、研磨液吐出機構１２０Ａに洗浄液供給口１２４が設けなくてもよい。ただし、研磨液吐出機構１２０Ａに洗浄液供給口１２４を設けてもよい。一方、図８の例では、研磨液吐出機構１２０Ｂは洗浄液を保持して、ピストンの上昇により洗浄液を吐出するための機構である。したがって、研磨液吐出機構１２０Ｂには、洗浄液供給源１５０に接続された洗浄液供給口１２４が設けられている。図８に例を示した構成により、液体の種類に応じた精密な制御が可能となる。
図９は、複数（この例では５つ）の第１の開口部１０４Ｆ、１０４Ｇ、１０４Ｈ、１０４Ｉおよび１０４Ｊが設けられた回転テーブル１００の上面図である。第１の開口部１０４Ｆ〜１０４Ｊは、図９Ａに示すように、回転テーブル１００の中心を通る直線上に軸対称に配列されていてよい。また、第１の開口部１０４Ｆ〜１０４Ｊは、図９Ｂに示すように、回転テーブル１００の中心を通る直線上に、回転テーブル１００の中心を始点として一方向に配列されていてもよい。さらに、第１の開口部１０４Ｆ〜１０４Ｊは、図９Ｃに示すように、回転テーブル１００の中心から見て同心円上に配列されていてもよい。その他、所望の性能に応じて、任意の位置に任意の個数の第１の開口部１０４を設けることができる。
＜第３実施形態＞
回転テーブル１００に設けられた第１の開口部１０４から研磨液等の液体を常時吐出すると、液体の消費量が大きくなり得る。これまで説明した研磨液吐出機構１２０においては、液体保持空間１２３の容積が限られているので、液体の消費量を低減することが好ましい。そこで第３実施形態の基板研磨装置１０の制御部２０は、基板１１２が第１の開口部１０４を覆う場合に、駆動機構１３０により液体保持空間１２３の容積を減少させ、基板１１２が第１の開口部１０４を覆わない場合に、駆動機構１３０の駆動を停止する制御
を行う。
本実施形態について、図１０を用いて説明する。図１０は、回転テーブル１００および基板１１２の上面図である。図１０の例では、基板１１２は角型である。また、図１０の例における基板研磨装置１０の構成は、図８の構成と同一である。すなわち、回転テーブル１００には二つの第１の開口部１０４Ｄおよび１０４Ｅが設けられ、それぞれの第１の開口部の下部には研磨液吐出機構１２０Ａおよび１２０Ｂが備えられている。図１０の例では、回転テーブル１００および研磨ヘッド１１０（図１０では図示なし）がそれぞれ同一の回転速度で同じ方向に回転している。図１０Ｂ、１０Ｃおよび１０Ｄは、回転テーブル１００および研磨ヘッド１１０が、図１０Ａの状態から反時計回りにそれぞれ４５度、９０度および１３５度回転した時点における、回転テーブル１００および基板１１２の上面図である。
図１０Ａの時点では、第１の開口部１０４Ｄおよび第１の開口部１０４Ｅともに基板１１２に覆われていない。そのため制御部２０は、第１の開口部１０４Ｄおよび第１の開口部１０４Ｅから液体を吐出することの無いよう、駆動機構１３０Ａおよび駆動機構１３０Ｂの駆動を停止する制御を行う。
図１０Ｂの時点では、第１の開口部１０４Ｄは基板１１２に覆われており、第１の開口部１０４Ｅは基板１１２に覆われていない。そこで制御部２０は、第１の開口部１０４Ｄの下部に設けられた研磨液吐出機構１２０Ａの液体保持空間１２３Ａの容積を減少させるよう、駆動機構１３０Ａを制御する。一方、駆動機構１３０Ｂは駆動しないように制御されている。これにより、第１の開口部１０４Ｄから液体が吐出され、第１の開口部１０４Ｅからは液体が吐出されない。
図１０Ｃの時点では、図１０Ａと同様に、第１の開口部１０４Ｄおよび第１の開口部１０４Ｅともに基板１１２に覆われていない。そこで制御部２０は、駆動機構１３０Ａおよび駆動機構１３０Ｂの駆動を停止する制御を行う。
図１０Ｄの時点では、第１の開口部１０４Ｄおよび第１の開口部１０４Ｅの双方が基板１１２に覆われている。したがって、制御部２０は、液体保持空間１２３Ａおよび１２３Ｂの双方の容積を減少させるよう、駆動機構１３０Ａおよび駆動機構１３０Ｂを制御する。これにより、第１の開口部１０４Ｄおよび第１の開口部１０４Ｅの双方から液体が吐出される。
上記の制御によれば、第１の開口部１０４が基板１１２によって覆われている場合のみ第１の開口部から液体が吐出されるので、液体の消費量を減少させることができる。制御部２０は、回転テーブル１００および研磨パッド１０２の回転速度、第１の開口部１０４の個数および位置ならびに基板１１２の形状および位置などに応じて、各第１の開口部からの液体の吐出を制御してよい。第１の開口部１０４が基板１１２によって覆われているか否かは、図示しないセンサ（光学センサまたは感圧センサなど）によって判定することが可能である。また、第１の開口部１０４が基板１１２によって覆われているか否かを、回転テーブル１００および研磨パッド１０２の回転速度、第１の開口部１０４の個数および位置ならびに基板１１２の形状および位置などから算出することもできる。この場合、記憶部３０が、算出結果から導き出される液体吐出パターンを記憶してよい。制御部２０は、記憶部３０から液体吐出パターンを読み込むことで、液体吐出パターンに基づいて駆動機構１３０を制御することができる。
第１の開口部１０４が基板１１２によって覆われているか否かのみならず、他の要素も考慮して液体吐出パターンを決定することも可能である。たとえば基板１１２のエッジ部
のみ研磨量が多くなってしまう場合、制御部２０は、第１の開口部１０４が基板１１２のエッジ部によって覆われているときに研磨液の供給量を少なくするように駆動機構１３０を制御してよい。一方、基板１１２に研磨が不足している箇所があるならば、その箇所に研磨液を多く供給するように駆動機構１３０を制御することも可能である。その他、種々の条件に応じた液体吐出パターンを採用することができる。
以上、いくつかの本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。たとえば、基板研磨装置１０は１枚の基板のみを研磨する装置として説明したが、基板研磨装置１０は複数枚の基板を同時に研磨するものであってよい。また、基板研磨装置１０は、基板１１２の研磨面が鉛直上向きである装置（フェイスアップ方式の装置）であってもよく、基板１１２の研磨面が水平に向いている装置であってもよい。基板研磨装置１０はＣＭＰ装置に限られない。
また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。
１０…基板研磨装置
２０…制御部
３０…記憶部
４０…バルブ
１００…回転テーブル
１０１…テーブル回転軸
１０２…研磨パッド
１０３…テーブル回転機構
１０４…第１の開口部
１０５…第２の開口部
１１０…研磨ヘッド
１１１…ヘッド回転軸
１１２…基板
１１３…ヘッド回転機構
１１４…ヘッド上下動機構
１２０…研磨液吐出機構
１２１…シリンダ
１２２…ピストン
１２３…液体保持空間
１２４…洗浄液供給口
１３０…駆動機構
１３１…駆動用流体供給機構
１３２…センサ
１３３…駆動用流体供給ライン
１４０…ロータリジョイント
１４１…供給経路
１４２…排出経路
１５０…洗浄液供給源
１５１…洗浄液供給ライン
１６０…研磨液充填機構
１６１…アーム
１６２…ノズル
２００…Ｏリング
２０１…第２のシリンダ
２０２…第２のピストン
２０３…底板
２０４…流体流入空間
２０５…スプリング
３０１…第１の磁石
３０２…凹部
３０３…第２の磁石
５００…電動駆動機構
５０１…ガイド
５０２…電源
６００…研磨液

Claims (20)

  1. 基板を保持するための研磨ヘッドと、
    表面に第１の開口部が設けられている回転テーブルと、
    前記回転テーブルに設けられた研磨液吐出機構と、
    少なくとも研磨液吐出機構を制御する制御部と、を有する基板研磨装置であって、
    前記研磨液吐出機構は、
    第１のシリンダと、
    第１のピストンと、
    前記第１のピストンを駆動する駆動機構と、を有し、
    前記第１の開口部は、前記第１のシリンダおよび前記第１のピストンによって規定される液体保持空間と連通しており、
    前記制御部は、前記液体保持空間の容積を増減させるよう、前記駆動機構による前記第１のピストンの駆動を制御し、
    前記駆動機構は、駆動用流体の圧力により前記第１のピストンを駆動する駆動用流体供給機構を含み、
    前記駆動用流体は気体あるいは液体であり、
    前記基板研磨装置がさらに、
    前記基板を前記回転テーブルに向けて押し付けるためのヘッド上下動機構と、
    前記回転テーブルの表面に設けられた第２の開口部と、
    前記駆動用流体供給機構と前記第２の開口部を連通する駆動用流体供給ラインと、
    前記駆動用流体供給ラインに設けられた、前記制御部により制御されるバルブと、
    を備え、
    前記制御部は、前記ヘッド上下動機構が前記研磨ヘッドを上部へ移動させる場合に、前記第２の開口部から前記駆動用流体を吐出するように前記バルブを制御する、
    基板研磨装置。
  2. 基板を保持するための研磨ヘッドと、
    表面に第１の開口部が設けられている回転テーブルと、
    前記回転テーブルに設けられた研磨液吐出機構と、
    を有する基板研磨装置であって、
    前記研磨液吐出機構は、
    第１のシリンダと、
    第１のピストンと、
    前記第１のピストンを駆動する駆動機構と、を有し、
    前記第１の開口部は、前記第１のシリンダおよび前記第１のピストンによって規定される液体保持空間と連通しており、
    基板研磨装置はさらに、前記第１の開口部を介して前記液体保持空間に研磨液を充填するための研磨液充填機構を備える、基板研磨装置。
  3. 基板を保持するための研磨ヘッドと、
    表面に第１の開口部が設けられている回転テーブルと、
    前記回転テーブルに設けられた複数の研磨液吐出機構と、
    を有する基板研磨装置であって、
    前記研磨液吐出機構は、
    第１のシリンダと、
    第１のピストンと、
    前記第１のピストンを駆動する駆動機構と、を有し、
    前記第１の開口部は、前記第１のシリンダおよび前記第１のピストンによって規定される液体保持空間と連通している、
    基板研磨装置。
  4. 基板を保持するための研磨ヘッドと、
    表面に第１の開口部が設けられている回転テーブルと、
    前記回転テーブルに設けられた研磨液吐出機構と、
    を有する基板研磨装置であって、
    前記研磨液吐出機構は、
    第１のシリンダと、
    第１のピストンと、
    前記第１のピストンを駆動する駆動機構と、を有し、
    前記第１の開口部は、前記第１のシリンダおよび前記第１のピストンによって規定される液体保持空間と連通しており、
    前記駆動機構は、
    第２のシリンダと、
    前記第１のピストンに接続された第２のピストンと、を有する、
    基板研磨装置。
  5. 前記駆動機構は、駆動用流体の圧力により前記第１のピストンを駆動する駆動用流体供給機構を含む、請求項４に記載の基板研磨装置。
  6. 前記駆動用流体供給機構は、前記駆動用流体の圧力により前記第２のピストンを駆動することにより、前記第１のピストンを間接的に駆動するように構成されている、請求項４に記載の基板研磨装置。
  7. 前記駆動用流体は気体または液体である、請求項５または６に記載の基板研磨装置。
  8. 基板を保持するための研磨ヘッドと、
    表面に第１の開口部が設けられている回転テーブルと、
    前記回転テーブルに設けられた研磨液吐出機構と、
    を有する基板研磨装置であって、
    前記研磨液吐出機構は、
    第１のシリンダと、
    磁性体を含む第１のピストンと、
    磁性体を含む底板と、
    前記第１のピストンを駆動する駆動機構と、を有し、
    前記第１の開口部は、前記第１のシリンダおよび前記第１のピストンによって規定される液体保持空間と連通している、
    基板研磨装置。
  9. 基板を保持するための研磨ヘッドと、
    表面に第１の開口部が設けられている回転テーブルと、
    前記回転テーブルに設けられた研磨液吐出機構と、
    を有する基板研磨装置であって、
    前記研磨液吐出機構は、
    第１のシリンダと、
    第１のピストンと、
    前記第１のピストンを駆動する駆動機構と、を有し、
    前記第１の開口部は、前記第１のシリンダおよび前記第１のピストンによって規定される液体保持空間と連通しており、
    前記駆動機構は、駆動用流体の圧力により前記第１のピストンを駆動する駆動用流体供給機構を含み、
    前記駆動用流体の圧力が増加した際に前記第１のピストンが駆動する方向と逆方向に、前記第１のピストンを付勢する付勢機構を有する、基板研磨装置。
  10. 前記付勢機構はスプリングである、請求項９に記載の基板研磨装置。
  11. 前記研磨液吐出機構は、底板を有し、
    前記付勢機構は、前記第１のピストンの前記底板の側の面に設けられた第１の磁石と、前記底板の前記第１のピストンの側の面に設けられた第２の磁石と、を有する、請求項９に記載の基板研磨装置。
  12. 少なくとも研磨液吐出機構を制御する制御部をさらに有し、
    前記制御部は、前記液体保持空間の容積を増減させるよう、前記駆動機構による前記第１のピストンの駆動を制御する、請求項２、３、４、８、９のいずれか一項に記載の基板研磨装置。
  13. 基板を保持するための研磨ヘッドと、
    表面に第１の開口部が設けられている回転テーブルと、
    前記回転テーブルに設けられた研磨液吐出機構と、
    少なくとも研磨液吐出機構を制御する制御部と、を有する基板研磨装置であって、
    前記研磨液吐出機構は、
    第１のシリンダと、
    第１のピストンと、
    前記第１のピストンを駆動する駆動機構と、を有し、
    前記第１の開口部は、前記第１のシリンダおよび前記第１のピストンによって規定される液体保持空間と連通しており、
    前記制御部は、前記液体保持空間の容積を増減させるよう、前記駆動機構による前記第
    １のピストンの駆動を制御し、
    前記駆動機構は、駆動用流体の圧力により前記第１のピストンを駆動する駆動用流体供給機構を含み、
    前記基板研磨装置はさらに、前記駆動用流体の流量または前記駆動用流体の圧力を測定するセンサを備え、
    前記制御部は、前記センサの測定値に基づいて前記駆動機構を制御する、基板研磨装置。
  14. 前記駆動機構が、電動駆動機構を含む、請求項１または２に記載の基板研磨装置。
  15. 前記駆動機構に接続されたロータリジョイントを備え、
    前記ロータリジョイントを介して、前記駆動機構に動力が供給される、請求項１から１４のいずれか一項に記載の基板研磨装置。
  16. 前記研磨液吐出機構は、前記液体保持空間と連通した洗浄液供給口を有し、
    前記基板研磨装置がさらに、前記洗浄液供給口に接続され、洗浄液供給源から供給された洗浄液を前記洗浄液供給口を経て前記液体保持空間に供給する洗浄液供給ラインを備える、請求項１から１５のいずれか一項に記載の基板研磨装置。
  17. 前記回転テーブルに、同一の前記液体保持空間と連通する複数の第１の開口部が設けられている、請求項１から１６のいずれか一項に記載の基板研磨装置。
  18. 前記基板研磨装置がさらに、液体吐出パターンを記憶する記憶部を備え、
    前記制御部は、前記液体吐出パターンに基づいて前記駆動機構を制御する、請求項１から１７のいずれか一項に記載の基板研磨装置。
  19. 基板研磨装置における研磨液吐出方法であって、
    シリンダとピストンを有し、研磨液を吐出するための開口部が表面に設けられた回転テーブルを準備する工程と、
    前記シリンダと前記ピストンで規定される液体保持空間と連通し、前記開口部から研磨液を前記液体保持空間に充填する工程と、
    前記ピストンを駆動することにより、前記液体保持空間に充填された研磨液を押して研磨液を前記開口部から吐出する工程とを含む、
    研磨液吐出方法。
  20. 研磨液を前記液体保持空間に充填する前記工程は、
    前記回転テーブルに対向する位置から前記開口部に向かって研磨液を供給する工程と、
    研磨液を供給する前記工程の後あるいは、研磨液を供給する前記工程の少なくとも一部の期間において、前記ピストンを駆動して前記液体保持空間の容積を増大させる工程を含む、
    請求項１９に記載の研磨液吐出方法。
JP2017158473A 2017-08-21 2017-08-21 基板研磨装置および基板研磨装置における研磨液吐出方法 Active JP6894805B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017158473A JP6894805B2 (ja) 2017-08-21 2017-08-21 基板研磨装置および基板研磨装置における研磨液吐出方法
TW107128921A TWI757536B (zh) 2017-08-21 2018-08-20 基板研磨裝置及基板研磨裝置之研磨液吐出方法
CN201880054220.9A CN111032283B (zh) 2017-08-21 2018-08-20 基板研磨装置及基板研磨装置的研磨液吐出方法
KR1020207005262A KR102419871B1 (ko) 2017-08-21 2018-08-20 기판 연마 장치 및 기판 연마 장치에서의 연마액 토출 방법
PCT/JP2018/030613 WO2019039419A1 (ja) 2017-08-21 2018-08-20 基板研磨装置および基板研磨装置における研磨液吐出方法
US16/638,711 US11648638B2 (en) 2017-08-21 2018-08-20 Substrate polishing apparatus and polishing liquid discharge method in substrate polishing apparatus
US18/297,469 US20230302604A1 (en) 2017-08-21 2023-04-07 Substrate polishing apparatus and polishing liquid discharge method in substrate polishing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017158473A JP6894805B2 (ja) 2017-08-21 2017-08-21 基板研磨装置および基板研磨装置における研磨液吐出方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019034387A JP2019034387A (ja) 2019-03-07
JP6894805B2 true JP6894805B2 (ja) 2021-06-30

Family

ID=65438928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017158473A Active JP6894805B2 (ja) 2017-08-21 2017-08-21 基板研磨装置および基板研磨装置における研磨液吐出方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US11648638B2 (ja)
JP (1) JP6894805B2 (ja)
KR (1) KR102419871B1 (ja)
CN (1) CN111032283B (ja)
TW (1) TWI757536B (ja)
WO (1) WO2019039419A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7338515B2 (ja) * 2020-03-05 2023-09-05 トヨタ自動車株式会社 自動水研装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03198332A (ja) * 1989-12-26 1991-08-29 Nec Corp 研磨方法及びその装置
JP3334139B2 (ja) * 1991-07-01 2002-10-15 ソニー株式会社 研磨装置
US6056851A (en) * 1996-06-24 2000-05-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Slurry supply system for chemical mechanical polishing
JP2001038605A (ja) * 1999-08-04 2001-02-13 Lapmaster Sft Corp 液供給機構を備えたポリッシュ盤
TW410190B (en) * 1999-09-29 2000-11-01 Siemens Ag Process of polishing a wafer with flowing slurry
JP2001150333A (ja) * 1999-11-29 2001-06-05 Nec Corp 研磨パッド
US6572445B2 (en) * 2001-05-16 2003-06-03 Speedfam-Ipec Multizone slurry delivery for chemical mechanical polishing tool
JP2004082270A (ja) * 2002-08-27 2004-03-18 Fujitsu Ltd 研磨パッド及びこの研磨パッドを用いた研磨装置、研磨方法
KR20040040740A (ko) 2002-11-07 2004-05-13 삼성전자주식회사 슬러리 공급 장치
KR100590513B1 (ko) * 2002-12-30 2006-06-15 동부일렉트로닉스 주식회사 화학 기계적 연마 장치 및 방법
JP2005217002A (ja) * 2004-01-28 2005-08-11 Renesas Technology Corp 研磨装置、研磨方法並びに半導体装置の製造方法
KR20060070657A (ko) * 2004-12-21 2006-06-26 매그나칩 반도체 유한회사 실린더-피스톤의 내부 구조를 갖는 플래튼을 포함하는ｃｍｐ 장비 및 상기 구조를 이용한 ｃｍｐ 공정
JP4292179B2 (ja) * 2005-10-27 2009-07-08 株式会社ナノテム 砥石
JP5009101B2 (ja) 2006-10-06 2012-08-22 株式会社荏原製作所 基板研磨装置
JP5199691B2 (ja) * 2008-02-13 2013-05-15 株式会社荏原製作所 研磨装置
JP5390807B2 (ja) * 2008-08-21 2014-01-15 株式会社荏原製作所 研磨方法および装置
JP2014108469A (ja) * 2012-11-30 2014-06-12 Canon Inc 研磨装置及び光学素子の製造方法
TWI607499B (zh) 2013-01-31 2017-12-01 Ebara Corp Polishing device, polishing pad attachment method, and polishing pad replacement method
TWI656945B (zh) * 2015-05-25 2019-04-21 日商荏原製作所股份有限公司 研磨裝置、研磨頭、及保持環
JP2017013196A (ja) * 2015-07-02 2017-01-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ポリッシング装置及びポリッシング方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20200376625A1 (en) 2020-12-03
WO2019039419A1 (ja) 2019-02-28
KR20200043396A (ko) 2020-04-27
TW201912301A (zh) 2019-04-01
CN111032283A (zh) 2020-04-17
US11648638B2 (en) 2023-05-16
CN111032283B (zh) 2021-11-26
KR102419871B1 (ko) 2022-07-12
TWI757536B (zh) 2022-03-11
JP2019034387A (ja) 2019-03-07
US20230302604A1 (en) 2023-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102516815B1 (ko) 기판의 연마 장치
JP4030247B2 (ja) ドレッシング装置及びポリッシング装置
CN107639530B (zh) 磨削装置
KR102434059B1 (ko) 신규한 화학적 기계적 폴리싱 장치
JP5722065B2 (ja) 研磨装置
JP6894805B2 (ja) 基板研磨装置および基板研磨装置における研磨液吐出方法
US11673223B2 (en) Chemical mechanical polishing method
JP2007313644A (ja) ドレッシング装置
JP4440237B2 (ja) ドレッシング装置
CN105313008A (zh) 板状工件的搬出方法
KR101696932B1 (ko) 연마 장치
KR101078512B1 (ko) 브러시 어셈블리
JP6858543B2 (ja) 保持テーブルの保持面形成方法
JP2002178258A (ja) 砥石の洗浄装置を備える両頭平面研削装置および砥石の洗浄方法
JP2017017214A (ja) ウェーハの研磨方法
KR20190083970A (ko) 페이스 업식 연마 장치를 위한 연마 헤드, 당해 연마 헤드를 구비하는 연마 장치 및 당해 연마 장치를 사용한 연마 방법
KR101042323B1 (ko) 연마 유닛 및 이를 갖는 기판 연마 장치
JP4844868B2 (ja) 研磨装置およびこれを用いた半導体デバイス製造方法
KR20050070418A (ko) 화학기계적연마 장비용 다층구조의 폴리싱패드
KR20070069515A (ko) 화학기계적 연마공정의 텅스텐 폴리싱패드
JP2010082700A (ja) 情報記録媒体用ガラス基板の製造装置
JP2018133393A (ja) 半導体製造装置および半導体装置の製造方法
JP2017196725A (ja) ラッピング研磨用定盤およびそれを用いる装置
KR20140036676A (ko) 화학적 기계적 연마장치

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200409

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210312

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210419

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210602

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210604

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6894805

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150