KR20150062128A - 연마 장치 - Google Patents

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게이스케 사카타
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명의 과제는, 연마 헤드 및 연마 테이블 중 적어도 한쪽에, 물리적으로 접촉점이 없는 비접촉형 전송 커넥터를 설치함으로써, 연마 헤드 및/또는 연마 테이블 내의 각 기기에 비접촉형에 의한 전원 공급, 신호 전송 및 통신을 행할 수 있는 연마 장치를 제공하는 것이다.
연마 테이블(1) 및 연마 헤드(3) 중 적어도 한쪽에, 고정측 유닛(15S)과 회전측 유닛(15R)이 서로 비접촉으로 대향하여 고정측 유닛(15S)과 회전측 유닛(15R) 사이에서 전력 또는 신호의 수수, 또는 통신을 행하는 비접촉형 전송 커넥터(15)를 설치하고, 연마 테이블(1) 및 연마 헤드(3) 중 적어도 한쪽에 설치된 기기와 연마 테이블(1) 또는 연마 헤드(3)의 외부와의 사이에서 비접촉형 전송 커넥터(15)를 통해 전력 또는 신호의 수수, 또는 통신을 행하도록 하였다.

Description

연마 장치{POLISHING APPARATUS}
본 발명은, 연마 헤드에 의해 반도체 웨이퍼 등의 기판을 보유 지지하고 기판을 연마 테이블 상의 연마면에 압박하여 기판을 연마하는 연마 장치에 관한 것이다.
최근, 반도체 디바이스의 고집적화·고밀도화에 수반하여, 회로의 배선이 점점 미세화되고, 다층 배선의 층수도 증가하고 있다. 회로의 미세화를 도모하면서 다층 배선을 실현하려고 하면, 하측의 층의 표면 요철을 답습하면서 단차가 보다 커지므로, 배선 층수가 증가함에 따라서, 박막 형성에 있어서의 단차 형상에 대한 막 피복성(스텝 커버리지)이 나빠진다. 따라서, 다층 배선하기 위해서는, 이 스텝 커버리지를 개선하고, 그에 적합한 과정에서 평탄화 처리해야 한다. 또한, 광 리소그래피의 미세화와 함께 초점 심도가 얕아지므로, 반도체 디바이스의 표면의 요철 단차가 초점 심도 이하에 들어가도록 반도체 디바이스 표면을 평탄화 처리할 필요가 있다.
따라서, 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는, 반도체 디바이스 표면의 평탄화 기술이 점점 중요해지고 있다. 이 평탄화 기술 중, 가장 중요한 기술은, 화학적 기계 연마[CMP(Chemical Mechanical Polishing)]이다. 이 화학적 기계적 연마는, 연마 장치를 사용하여, 실리카(SiO2)나 세리아(CeO2) 등의 지립을 포함한 연마액을 연마 패드에 공급하면서 반도체 웨이퍼 등의 기판을 연마면에 미끄럼 접촉시켜 연마를 행하는 것이다.
CMP 프로세스를 행하는 연마 장치는, 연마면을 구성하는 연마 패드를 갖는 연마 테이블과, 반도체 웨이퍼 등의 기판을 보유 지지하기 위한 연마 헤드를 구비하고 있다. 이러한 연마 장치를 사용하여, 연마 헤드에 의해 기판을 보유 지지하여 기판을 연마 패드에 대해 소정의 압력으로 압박하여 연마를 행하여, 기판 상의 절연막이나 금속막을 연마하는 것이 행해지고 있다.
절연막 성막 후의 평탄화나 금속 배선의 형성 과정에서 행해지는 CMP 프로세스에 요구되는 중요한 기술 중 하나로서 연마 종점 검출이 있다. 목표의 연마 종점에 대한 과연마, 부족 연마는 제품 불량으로 직결되므로, 연마량을 엄격하게 관리할 필요가 있다. 이러한 사정으로부터, 연마 중의 막 두께 변화를 모니터할 수 있는 고정밀도의 종점 검출 모니터(EPM : End Point Monitor)는 CMP의 생산성 향상, 반도체 제품의 수율 향상을 위해서는 없어서는 안 되는 기술로 되어 있다.
종점 검출 모니터용 센서는, 와전류 센서나 광학식 센서로 이루어지고, 연마 중에 기판의 피연마면을 모니터하기 위해, 연마 테이블에 매립된다. 또한, 종점 검출 모니터용 센서 이외에도, 연마 중인 기판의 피연마면의 상태를 모니터하는 각종 센서가 연마 테이블에 매립된다. 그로 인해, 연마 테이블 내에 설치된 각종 센서를 포함하는 측정 기기에는, 연마 테이블의 외부로부터 전원 공급을 행할 필요가 있고, 또한 연마 테이블 내의 측정 기기와 연마 테이블의 외부의 기기와의 사이에서 입출력 신호의 수수나 통신을 행할 필요가 있다. 그로 인해, 연마 테이블 내의 측정 기기를 물리적 접촉점을 갖는 접촉형 회전용 커넥터(슬립 링 또는 로터리 커넥터)를 통해 외부의 전원선, 신호선, 통신선 등에 각각 접속하고 있다. 이들 전원선, 신호선, 통신선 등을 방수 구조로 하기 위해서는, 접촉형 회전용 커넥터 전체를 둘러싸는 방수 구조물로 된다.
또한, CMP 프로세스에서는, 반도체 웨이퍼 등의 기판을 소정의 연마 압력으로 연마 패드에 압박하여 요동시킴으로써, 기판의 피연마면을 연마하므로, 기판과 연마 패드의 접촉면에 있어서의 온도, 즉 연마 온도가 상승한다. 연마 패드는 발포 폴리우레탄 등의 수지재를 사용하고 있으므로, 연마 온도는 연마 패드의 강성을 변화시켜 기판의 평탄화 특성에 영향을 미친다. 또한, 화학적 기계 연마(CMP)는 연마액(연마 슬러리)과 기판의 피연마면과의 화학 반응을 이용하여 연마하는 방법이므로, 연마 온도는 연마 슬러리의 화학적 특성에 영향을 미친다.
그로 인해, 기판을 보유 지지하는 연마 헤드 내에 온도 센서를 설치하고, 연마 중에 기판의 온도 또는 기판을 보유 지지하는 멤브레인의 온도를 측정하는 것이 행해지고 있다. 또한, 온도 센서 이외에도, 연마 중인 기판의 상태나 연마 상황을 모니터하는 각종 센서가 연마 헤드 내에 설치된다. 그로 인해, 연마 테이블의 경우와 마찬가지로, 연마 헤드 내에 설치된 각종 센서를 포함하는 측정 기기를 접촉형 회전용 커넥터(슬립 링 또는 로터리 커넥터)를 통해 외부의 전원선, 신호선, 통신선 등에 접속하는 것이 행해지고 있다.
일본 특허 공개 평7-100786호 공보 일본 특허 공개 평8-222459호 공보
그러나, 접촉형 회전용 커넥터 등의 물리적으로 접촉점이 있는 접촉 전송 구조는, 이하에 열거하는 것과 같은 문제점이 있다.
(1) 접촉점의 마모 등에 의해 정기적인 교환이 필요하다.
(2) 물리적으로 접촉점이 있는 접촉 전송 구조는, 고장 교환할 때, 커넥터 전부를 교환해야 한다.
(3) 물리적으로 접촉점이 있는 접촉 전송 구조는, 접촉점으로부터 전기적인 서지, 노이즈 등을 발생시켜, 전원, 신호, 통신 회로에 악영향을 미친다.
(4) 물리적으로 접촉점이 있는 접촉 전송 구조는, 커넥터와 회전체의 회전축이 어긋남으로써, 커넥터의 편심이 발생한다.
(5) 물리적으로 접촉점이 있는 접촉 전송 구조는, 전압이 인가되는 물리적인 접촉점이 있고, 방수 보호가 복잡하여 대규모의 구조로 된다.
본 발명은 상술한 사정에 비추어 이루어진 것으로, 연마 헤드에 의해 반도체 웨이퍼 등의 기판을 보유 지지하고 기판을 연마 테이블 상의 연마면에 압박하여 기판을 연마하는 연마 장치에 있어서, 연마 헤드 및 연마 테이블 중 적어도 한쪽에, 물리적으로 접촉점이 없는 비접촉형 전송 커넥터를 설치함으로써, 연마 헤드 및/또는 연마 테이블 내의 각 기기에 비접촉형에 의한 전원 공급, 신호 전송 및 통신을 행할 수 있는 연마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 연마 장치의 일 형태는, 기판을 보유 지지한 연마 헤드를 회전시킴과 함께 연마 테이블을 회전시키면서, 연마 헤드에 의해 기판을 연마 테이블 상의 연마면에 압박하여 기판을 연마하는 연마 장치에 있어서, 상기 연마 테이블 및 상기 연마 헤드 중 적어도 한쪽에, 고정측 유닛과 회전측 유닛이 서로 비접촉으로 대향하여 상기 고정측 유닛과 상기 회전측 유닛 사이에서 전력 또는 신호의 수수, 또는 통신을 행하는 비접촉형 전송 커넥터를 설치하고, 상기 연마 테이블 및 상기 연마 헤드 중 적어도 한쪽에 설치된 기기와 상기 연마 테이블 또는 상기 연마 헤드의 외부와의 사이에서 상기 비접촉형 전송 커넥터를 통해 전력 또는 신호의 수수, 또는 통신을 행하도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 연마 헤드 및 연마 테이블 중 적어도 한쪽에, 물리적으로 접촉점이 없는 비접촉형 전송 커넥터를 설치함으로써, 연마 헤드 및/또는 연마 테이블 내의 각 기기에 비접촉형에 의한 전원 공급, 신호 전송 또는 통신을 행할 수 있다. 따라서, 고정측 유닛과 회전측 유닛 사이에서 분진 발생이 없어, 청소가 불필요하며, 또한 기계적 마모가 없어, 부품의 정기 교환이 불필요하여, 메인터넌스 프리로 된다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 연마 테이블에 설치된 기기는, 연마 중인 기판의 피연마면의 상태를 모니터하는 센서를 포함하는 측정 기기인 것을 특징으로 한다.
연마 중인 기판의 피연마면의 상태를 모니터하는 센서에는, 와전류 센서 또는 광학식 센서로 이루어지는 종점 검출 모니터용 센서가 포함된다. 또한, 종점 검출 모니터용 센서 이외에도, 연마 중인 기판의 피연마면의 상태를 모니터하는 각종 센서가 포함된다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 연마 헤드에 설치된 기기는, 연마 중인 기판의 상태를 모니터하는 센서를 포함하는 측정 기기인 것을 특징으로 한다.
연마 중인 기판의 상태를 모니터하는 센서에는, 연마 중에 기판의 온도 또는 기판을 보유 지지하는 멤브레인의 온도를 측정하는 센서가 포함된다. 또한, 온도 센서 이외에도, 연마 중인 기판의 상태나 연마 상황을 모니터하는 각종 센서가 포함된다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 비접촉형 전송 커넥터는, 권선을 실시한 적어도 하나의 포트 코어를 상기 고정측 유닛 및 상기 회전측 유닛에 서로 대향하도록 배치하여 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 비접촉형 전송 커넥터는, 상기 고정측 유닛 및 상기 회전측 유닛 중 어느 한쪽에 설치된 투광부와 다른 쪽에 설치된 수광부를 서로 대향하도록 배치하여 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 투광부 및 상기 수광부는, 상기 고정측 유닛 및 상기 회전측 유닛의 중심에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 투광부·수광부를 고정측 유닛 및 회전측 유닛의 중심에 배치함으로써, 회전시에 있어서의 광축의 정렬(얼라인먼트)을 확보할 수 있다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 투광부와 상기 수광부 사이에 광을 반사·굴절시키는 물체를 복수 설치하고, 상기 투광부로부터 투광된 광을 상기 광을 반사·굴절시키는 물체를 통해 상기 수광부에 유도하도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 광을 반사·굴절시키는 물체를 복수 설치함으로써, 투광부로부터 수광부로의 광로를 자유롭게 설정할 수 있다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 비접촉형 전송 커넥터는, 상기 고정측 유닛 및 상기 회전측 유닛이 서로 대향하는 면에 방수용의 코팅을 실시하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 고정측 유닛 및 회전측 유닛이 대향하는 면을 각각 전계·자계가 감쇠(흡수)하지 않거나, 혹은 감쇠(흡수)하기 어려운, 방수성을 확보할 수 있는 물질(금속·수지 등)로 코팅함(덮음)으로써, 비접촉형 전송 커넥터를 용이하게 방수 구조로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 비접촉형 전송 커넥터의 회전측 유닛에 인접하여 로터리 조인트를 설치하고, 상기 연마 테이블 또는 상기 연마 헤드의 외부로부터 유체를 상기 연마 테이블 내 또는 상기 연마 헤드 내에 공급하도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 투광부와 상기 수광부는, 각각 투·수광 부로 이루어지고, 일방향 통신 및 쌍방향 통신이 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 비접촉형 전송 커넥터를 통해 상기 회전측 유닛에 설치된 기기와 전력 또는 신호의 수수 또는 통신을 행하는 제어부를 설치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 연마 헤드 및 연마 테이블 중 적어도 한쪽에, 물리적으로 접촉점이 없는 비접촉형 전송 커넥터를 설치함으로써, 연마 헤드 및/또는 연마 테이블 내의 각 기기에 비접촉형에 의한 전원 공급, 신호 전송 및 통신을 행할 수 있다. 따라서, 이하에 열거하는 것과 같은 구체적인 효과를 발휘한다.
(1) 기계적 마모가 없어 부품의 정기 교환이 불필요하여, 메인터넌스 프리로 된다.
(2) 물리적으로 접촉점이 없으므로, 고장 교환시, 편측 유닛의 교환으로 해결되어, 메인터넌스 시간을 단축할 수 있다.
(3) 비접촉형이므로, 회전부 접촉면에서 발생하는 전기적인 서지, 노이즈 등의 발생 요인이 없어, 전력, 신호, 통신을 안정적으로 전송할 수 있다.
(4) 회전측 유닛을 회전체에 고정할 때, 회전체와 회전측 유닛의 회전축이 어긋나 있어도, 물리적인 접촉면이 없어, 회전측 유닛과 고정측 유닛 사이에 공간이 있으므로, 관성력에 의한 진동이 전달되지 않고, 또한 회전측 관성력에 의한 간섭도 발생하지 않는다.
(5) 고정측 유닛 및 회전측 유닛이 대향하는 면을 각각 전계·자계가 감쇠(흡수)하지 않거나, 혹은 감쇠(흡수)하기 어려운, 방수성을 확보할 수 있는 물질(금속·수지 등)로 코팅함(덮음)으로써, 비접촉형 전송 커넥터를 용이하게 방수 구조로 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 연마 장치의 주요부를 도시하는 모식적 정면도.
도 2의 (a)는 연마 테이블의 주요부를 도시하는 모식적 단면도, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)에 있어서의 비접촉형 커넥터의 고정측 유닛이 도선에 의해 CMP 제어부에 접속되어 있는 상태를 도시하는 일부 확대도.
도 3의 (a)는 연마 헤드의 주요부를 도시하는 모식적 단면도, 도 3의 (b)는 도 3의 (a)에 있어서의 비접촉형 커넥터의 고정측 유닛이 도선에 의해 CMP 제어부에 접속되어 있는 상태를 도시하는 일부 확대도.
도 4는 비접촉형 전송 커넥터의 제1 형태를 도시하는 모식적 단면도.
도 5는 비접촉형 전송 커넥터의 제2 형태를 도시하는 모식적 단면도.
도 6은 연마 테이블 내에 설치되는 광학식 센서를 도시하는 모식적 단면도.
도 7은 연마 헤드를 구성하는 주요 구성 요소의 모식적 단면도.
이하, 본 발명에 관한 연마 장치의 실시 형태를 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한다. 도 1 내지 도 7에 있어서, 동일 또는 상당하는 구성 요소에는, 동일한 부호를 부여하여 중복된 설명을 생략한다.
도 1은, 본 발명에 관한 연마 장치의 주요부를 도시하는 모식적 정면도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 연마 장치는, 연마 패드(2)를 지지하는 연마 테이블(1)과, 연마 대상물인 반도체 웨이퍼 등의 기판(W)을 보유 지지하여 연마 테이블(1) 상의 연마 패드(2)에 압박하는 연마 헤드(3)와, 연마 패드(2) 상에 연마액(슬러리)을 공급하는 연마액 공급 노즐(5)을 구비하고 있다.
연마 테이블(1)은, 테이블 축(1a)을 통해 그 하방에 배치되는 연마 테이블 회전 모터(도시하지 않음)에 연결되어 있고, 테이블 축(1a)의 주위로 회전 가능하게 되어 있다. 연마 테이블(1)의 상면에는 연마 패드(2)가 부착되어 있고, 연마 패드(2)의 표면이 기판(W)을 연마하는 연마면(2a)을 구성하고 있다. 연마 패드(2)에는, 다우 케미컬사(Dow Chemical Company)제의 SUBA800, IC1000, IC1000/SUBA400(2층 크로스) 등이 사용되고 있다. SUBA800은 섬유를 우레탄 수지로 고화한 부직포이다. IC1000은 경질의 발포 폴리우레탄이며, 그 표면에 다수의 미세한 구멍(포어)을 가진 패드로, 퍼포레이트 패드라고도 불리고 있다.
연마 헤드(3)는, 그 하면에 진공 흡착에 의해 기판(W)을 보유 지지하도록 구성되어 있다. 연마 헤드(3)에는, 기판(W)을 압축 공기 등의 가압 유체로 압박하기 위한 멤브레인(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 연마 헤드(3)는, 연마 헤드 샤프트(4)를 통해 연마 헤드 모터(도시하지 않음)에 연결되어 있고, 연마 헤드 샤프트(4)의 주위로 회전 가능하게 되어 있다. 연마 헤드(3) 및 연마 테이블(1)은, 화살표로 나타내는 바와 같이 동일 방향으로 회전하고, 이 상태에서 연마 헤드(3)는 기판을 연마 패드(2)에 압박한다. 연마액 공급 노즐(5)로부터는 연마액이 연마 패드(2) 상에 공급되고, 기판은, 연마액의 존재하에서 연마 패드(2)와의 미끄럼 접촉에 의해 연마된다.
다음으로, 연마 테이블(1) 및 연마 헤드(3)의 주요부의 구성을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
도 2의 (a)는, 연마 테이블(1)의 주요부를 도시하는 모식적 단면도이다. 도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 연마 패드(2)를 지지하는 연마 테이블(1)은 중공의 테이블 축(1a)에 접속되어 있다. 테이블 축(1a)의 주위를 둘러싸도록, 연마 테이블 모터(11)가 설치되어 있다. 연마 테이블 모터(11)는, 모터대(12)에 의해 지지되어 있다. 연마 테이블(1)의 내부에는, 센서류 등의 기기(13A, 13B, 13C)가 설치되어 있다. 센서류 등의 기기로서는, 종점 검출 모니터용의 와전류 센서나 광학식 센서가 있고, 또한 종점 검출 모니터용의 센서 이외에도 연마 중인 기판의 피연마면의 상태를 모니터하는 온도 센서 등의 각종 센서가 있다. 각 기기(13A, 13B, 13C)는, 물리적 접촉점을 갖지 않는 비접촉형 커넥터(15)를 통해 외부의 전원, 신호원, 통신원(광원 등을 포함함)에 접속되어 있다. 즉, 각 기기(13A, 13B, 13C)는, 도선(14)을 통해 비접촉형 전송 커넥터(15)의 회전측 유닛(15R)에 접속되어 있다. 각 도선(14)은, 연마 테이블(1)의 내부로부터 중공의 테이블 축(1a)의 내부를 통해 비접촉형 전송 커넥터(15)의 회전측 유닛(15R)까지 연장되어 있다. 또한, 비접촉형 전송 커넥터(15)의 고정측 유닛(15S)에는 도선(16)이 접속되고, 도선(16)에 의해 전원, 신호원, 통신원(광원 등을 포함함)에 접속되어 있다.
도 2의 (b)는, 도 2의 (a)에 있어서의 비접촉형 커넥터(15)의 고정측 유닛(15S)이 도선(16)에 의해 CMP 제어부(20)에 접속되어 있는 상태를 도시하는 일부 확대도이다. 또한, 고정측 유닛(15S)의 도선(16)의 끝은, 전원, 신호원, 통신원(광원 등을 포함함) 및 CMP 제어부에 접속되어 있어도 된다.
신호를 전송하는 경우의 일례로서, 연마 중에 종점 검출 모니터용 센서로 취득하는 신호를 전송하는 경우가 있다. 이 경우, 회전측에 설치되어 있는 종점 검출 모니터용 센서로 취득한 신호는, 비접촉형 전송 커넥터(15)를 통해, 고정측에 설치되어 있는 CMP 제어부(20)에 전송되고, CMP 제어부(20)에서 데이터 처리되어 피연마면의 상태가 감시된다.
통신을 행하는 경우의 일례로서, 각 기기(13A, 13B, 13C)에서 측정한 복수의 데이터를 한 번에 전송하는 경우나, 각 기기(13A, 13B, 13C)가 프로세스 처리를 하는 기기이며, 고정측에 설치된 제어부로부터 각 기기(13A, 13B, 13C)로 동작 지령 데이터를 통신하는 경우가 있다. 프로세스 처리를 하는 각 기기로서는 연마 테이블 모터, 연마 헤드 모터, 광학식 센서의 광원 등이 있다. 이와 같이 대량의 데이터를 전송하는 경우에는, 대량의 데이터를 패킷으로 분할하여 송수신하는 패킷 데이터 전송을 행함으로써 단시간에 대량의 데이터 통신이 가능해진다.
도 2의 (a)에 있어서, 모터대(12)의 내측이며, 점선으로 나타내는 라인(L)보다 위가 회전측, 아래가 고정측이다. 비접촉형 전송 커넥터(15)의 회전측 유닛(15R)의 상방에는, 로터리 조인트(17)가 설치되어 있다. 로터리 조인트(17)는, 내측의 회전통(17R)과 외측의 고정통(17S)으로 구성되어 있다. 회전통(17R)에는 연마 테이블 내까지 연장되는 복수의 배관(18)이 접속되고, 고정통(17S)에는 순수원 등의 액체원까지 연장되는 복수의 배관(19)이 접속되어 있다. 복수의 배관(18, 19)은, 연마 테이블(1)을 냉각하기 위한 냉각수 배관이나 연마 테이블(1) 내에 설치된 광학식 센서에 순수를 공급하기 위한 순수 배관 등을 포함하고 있다. 따라서, 냉각수나 순수는, 외부로부터 배관(19), 로터리 조인트(17) 및 배관(18)을 통해 연마 테이블(1) 내에 공급되고, 연마 테이블(1) 내에서 사용된 후에, 외부로 배출되도록 되어 있다.
다음으로, 본 발명의 연마 장치에 있어서의 연마 테이블 내에 설치되는 광학식 센서와 광학식 센서에 순수를 공급하는 배관을 도 6에 도시한다. 도 6에 있어서는, 비접촉형 전송 커넥터(15) 및 비접촉형 전송 커넥터(15)에 접속하고 있는 도선 등은 생략하고 도시하고 있다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 광학식 센서(140)는 연마 테이블(1)에 매설되어 있어, 연마 테이블(1)과 함께 회전한다. 광학식 센서(140)는, 기판(W)의 표면에 광을 쪼여, 기판(W)으로부터의 반사광을 수광하고, 또한 각 파장에서의 반사광의 강도를 측정한다.
광학식 센서(140)는, 광을 기판(W)의 피연마면에 조사하는 투광부(142)와, 기판(W)으로부터 되돌아 오는 반사광을 수광하는 수광부로서의 광 파이버(143)와, 기판(W)으로부터의 반사광을 파장에 따라서 분해하고, 소정의 파장 범위에 걸쳐 반사광의 강도를 측정하는 분광기(144)를 구비하고 있다.
연마 테이블(1)에는, 그 상면에서 개구되는 제1 구멍(150A) 및 제2 구멍(150B)이 형성되어 있다. 또한, 연마 패드(2)에는, 이들 구멍(150A, 150B)에 대응하는 위치에 관통 구멍(151)이 형성되어 있다. 구멍(150A, 150B)과 관통 구멍(151)은 연통되고, 관통 구멍(151)은 연마면(2a)에서 개구되어 있다. 제1 구멍(150A)은 액체 공급로인 배관(18), 로터리 조인트(17) 및 배관(19)을 통해 액체 공급원(155)에 연결되어 있고, 제2 구멍(150B)은, 액체 배출로인 배관(18), 로터리 조인트(17) 및 배관(19)에 연결되어 있다.
투광부(142)는, 다파장의 광을 발하는 광원(147)과, 광원(147)에 접속된 광 파이버(148)를 구비하고 있다. 광 파이버(148)는, 광원(147)에 의해 발해진 광을 기판(W)의 표면까지 유도하는 광 전송부이다. 광 파이버(148) 및 광 파이버(143)의 선단은, 제1 구멍(150A) 내에 위치하고 있고, 기판(W)의 피연마면의 근방에 위치하고 있다. 광 파이버(148) 및 광 파이버(143)의 각 선단은, 톱 링(115)에 보유 지지된 기판(W)의 중심에 대향하여 배치되고, 연마 테이블(1)이 회전할 때마다 기판(W)의 중심을 포함하는 복수의 영역에 광이 조사되도록 되어 있다.
기판(W)의 연마 중에는, 액체 공급원(155)으로부터는, 투명한 액체로서 물(바람직하게는 순수)이 배관(19) 및 배관(18)을 통해 제1 구멍(150A)에 공급되어, 기판(W)의 하면과 광 파이버(148, 143)의 선단 사이의 공간을 채운다. 물은, 또한 제2 구멍(150B)으로 유입되어, 배관(18) 및 배관(19)을 통해 배출된다. 연마액은 물과 함께 배출되고, 이에 의해 광로가 확보된다. 액체 공급로인 배관(19)에는, 연마 테이블(1)의 회전에 동기하여 작동하는 밸브(도시하지 않음)가 설치되어 있다. 이 밸브는, 관통 구멍(151) 상에 기판(W)이 위치하지 않을 때에는 물의 흐름을 멈추거나, 또는 물의 유량을 적게 하도록 동작한다.
광 파이버(148)와 광 파이버(143)는 서로 병렬로 배치되어 있다. 광 파이버(148) 및 광 파이버(143)의 각 선단은, 기판(W)의 표면에 대해 대략 수직으로 배치되어 있고, 광 파이버(148)는 기판(W)의 표면에 대략 수직으로 광을 조사하도록 되어 있다.
기판(W)의 연마 중에는, 투광부(142)로부터 광이 기판(W)에 조사되고, 광 파이버(수광부)(143)에 의해 기판(W)으로부터의 반사광이 수광된다. 분광기(144)는, 반사광의 각 파장에서의 강도를 소정의 파장 범위에 걸쳐 측정하고, 얻어진 광 강도 데이터를 처리부(도시하지 않음)로 보낸다. 처리부는, 광 강도 데이터로부터 파장마다의 광의 강도를 나타내는 분광 파형을 생성하고, 또한 분광 파형으로부터 기판(W)의 연마 진척을 나타내는 연마 지표값을 생성한다.
도 3의 (a)는 연마 헤드(3)의 주요부를 도시하는 모식적 단면도이다. 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 기판(W)을 보유 지지하는 연마 헤드(3)는 중공의 연마 헤드 샤프트(4)에 접속되어 있다. 연마 헤드 샤프트(4)는 키(도시하지 않음)를 통해 회전통(31)에 연결되어 있다. 회전통(31)은 그 외주부에 타이밍 기어(32)를 구비하고 있다. 또한, 연마 헤드 모터(33)에는 타이밍 기어(34)가 고정되어 있고, 타이밍 기어(34)와 타이밍 기어(32)에는 타이밍 벨트(35)가 권회되어 있다. 따라서, 연마 헤드 모터(33)를 회전 구동시킴으로써 타이밍 기어(34), 타이밍 벨트(35) 및 타이밍 기어(32)를 통해 회전통(31) 및 연마 헤드 샤프트(4)가 일체로 회전하고, 연마 헤드(3)가 회전한다. 연마 헤드(3)는 승강 기구(도시하지 않음)에 연결되어 있고, 연마 헤드(3) 및 연마 헤드 샤프트(4)는 승강 가능하게 구성되어 있다.
도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 연마 헤드(3)의 내부에는, 센서류 등의 기기(23A, 23B, 23C)가 설치되어 있다. 센서류 등의 기기로서는 온도 센서가 있고, 또한 온도 센서 이외에도 연마 중인 기판의 상태나 연마 상황을 모니터하는 각종 센서가 있다. 각 기기(23A, 23B, 23C)는, 물리적 접촉점을 갖지 않는 비접촉형 커넥터(15)를 통해 외부의 전원, 신호원, 통신원(광원 등을 포함함)에 접속되어 있다. 즉, 각 기기(23A, 23B, 23C)는, 도선(14)을 통해 비접촉형 전송 커넥터(15)의 회전측 유닛(15R)에 접속되어 있다. 각 도선(14)은, 연마 헤드(3)의 내부로부터 중공의 연마 헤드 샤프트(4)의 내부를 통해 비접촉형 전송 커넥터(15)의 회전측 유닛(15R)까지 연장되어 있다. 또한, 비접촉형 전송 커넥터(15)의 고정측 유닛(15S)에는 도선(16)이 접속되고, 도선(16)에 의해 전원, 신호원, 통신원(광원 등을 포함함)에 접속되어 있다. 또한, 도선(16)은 제어부에 접속되어 있어도 된다. 도 3의 (b)는, 도 3의 (a)에 있어서의 비접촉형 커넥터(15)의 고정측 유닛(15S)이 도선(16)에 의해 CMP 제어부(20)에 접속되어 있는 상태를 도시하는 일부 확대도이다. 또한, 고정측 유닛(15S)의 도선(16)의 끝은, 전원, 신호원, 통신원(광원 등을 포함함) 및 CMP 제어부에 접속되어 있어도 된다.
도 3의 (a)에 있어서, 점선으로 나타내는 라인(L)보다 아래가 회전측, 위가 고정측이다. 비접촉형 전송 커넥터(15)의 회전측 유닛(15R)의 하방에는, 로터리 조인트(17)가 설치되어 있다. 로터리 조인트(17)는, 내측의 회전통(17R)과 외측의 고정통(17S)으로 구성되어 있다. 회전통(17R)에는 연마 헤드(3) 내까지 연장되는 복수의 배관(18)이 접속되고, 고정통(17S)에는 압축 공기원 등의 유체원까지 연장되는 복수의 배관(19)이 접속되어 있다. 복수의 배관(18, 19)은, 연마 헤드(3)에 압축 공기 등의 가압 유체를 공급하거나 진공을 공급하기 위한 배관을 포함하고 있다. 따라서, 가압 유체나 진공은, 외부로부터 배관(19), 로터리 조인트(17) 및 배관(18)을 통해 연마 헤드(3) 내에 공급된다.
여기서, 연마 헤드 및 연마 헤드에 압축 공기 및 진공을 공급하는 유로(배관)에 대해 설명한다. 도 7은 연마 헤드(3)를 구성하는 주요 구성 요소의 모식적인 단면도이며, 비접촉형 전송 커넥터(15) 및 비접촉형 전송 커넥터(15)에 접속하고 있는 도선 등은 생략하고 있다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 연마 헤드(톱 링)(3)는, 기판(W)을 연마면에 대해 압박하는 톱 링 본체(캐리어라고도 칭함)(202)와, 연마면을 직접 압박하는 리테이너 링(203)으로 기본적으로 구성되어 있다. 리테이너 링(203)은 톱 링 본체(202)의 외주부에 장착되어 있다. 톱 링 본체(202)의 하면에는, 기판의 이면에 접촉하는 탄성막(멤브레인)(204)이 장착되어 있다.
상기 탄성막(멤브레인)(204)은 동심 형상의 복수의 격벽(204a)을 갖고, 이들 격벽(204a)에 의해, 탄성막(204)의 상면과 톱 링 본체(202)의 하면 사이에 센터실(205), 리플실(206), 아우터실(207), 에지실(208)이 형성되어 있다. 탄성막(멤브레인)(204)은, 리플 에어리어[리플실(206)]에 탄성막의 두께 방향으로 관통하는 복수의 구멍(204h)을 갖고 있다. 연마 헤드(3) 내에는, 센터실(205)에 연통되는 유로(211), 리플실(206)에 연통되는 유로(212), 아우터실(207)에 연통되는 유로(213), 에지실(208)에 연통되는 유로(214)가 각각 형성되어 있다. 그리고, 유로(211, 213, 214)는, 로터리 조인트(17)를 통해 유로(221, 223, 224)에 각각 접속되어 있다. 그리고, 유로(221, 223, 224)는, 각각 밸브(V1-1, V3-1, V4-1) 및 압력 레귤레이터(R1, R3, R4)를 통해 압력 조정부(230)에 접속되어 있다. 또한, 유로(221, 223, 224)는, 각각 밸브(V1-2, V3-2, V4-2)를 통해 진공원(231)에 접속됨과 함께, 밸브(V1-3, V3-3, V4-3)를 통해 대기에 연통 가능하게 되어 있다.
한편, 유로(212)는 로터리 조인트(17)를 통해 유로(222)에 접속되어 있다. 그리고, 유로(222)는 기수 분리조(235), 밸브(V2-1) 및 압력 레귤레이터(R2)를 통해 압력 조정부(230)에 접속되어 있다. 또한, 유로(222)는 기수 분리조(235) 및 밸브(V2-2)를 통해 진공원(331)에 접속됨과 함께, 밸브(V2-3)를 통해 대기에 연통 가능하게 되어 있다.
또한, 리테이너 링(203)의 바로 위에도 탄성막으로 이루어지는 리테이너 링 가압실(209)이 형성되어 있고, 리테이너 링 가압실(209)은 톱 링 본체(202) 내에 형성된 유로(215) 및 로터리 조인트(17)를 통해 유로(226)에 접속되어 있다. 그리고, 유로(226)는 밸브(V5-1) 및 압력 레귤레이터(R5)를 통해 압력 조정부(230)에 접속되어 있다. 또한, 유로(226)는 밸브(V5-2)를 통해 진공원(231)에 접속됨과 함께, 밸브(V5-3)를 통해 대기에 연통 가능하게 되어 있다. 압력 레귤레이터(R1, R2, R3, R4, R5)는, 각각 압력 조정부(230)로부터 센터실(205), 리플실(206), 아우터실(207), 에지실(208) 및 리테이너 링 가압실(209)에 공급하는 압력 유체의 압력을 조정하는 압력 조정 기능을 갖고 있다. 각 압력 레귤레이터 및 각 밸브는, 제어부(도시하지 않음)에 접속되어 있어, 그들의 작동이 제어되도록 되어 있다. 또한, 유로(221, 222, 223, 224, 226)에는 각각 압력 센서(P1, P2, P3, P4, P5) 및 유량 센서(F1, F2, F3, F4, F5)가 설치되어 있다.
도 7에 도시하는 바와 같이 구성된 연마 헤드(3)에 있어서는, 상술한 바와 같이, 센터실(205), 리플실(206), 아우터실(207), 에지실(208) 및 리테이너 링 가압실(209)에 공급하는 유체의 압력을 압력 조정부(230) 및 압력 레귤레이터(R1, R2, R3, R4, R5)에 의해 각각 독립적으로 조정할 수 있다. 이러한 구조에 의해, 기판(W)을 연마 패드(2)에 압박하는 압박력을 기판의 영역마다 조정할 수 있고, 또한 리테이너 링(203)이 연마 패드(2)를 압박하는 압박력을 조정할 수 있다. 유로(211, 212, 213, 214, 215)는 도 3에 도시하는 배관(18)에 상당하고, 유로(221, 222, 223, 224, 226)는 도 3에 도시하는 배관(19)에 상당한다.
다음으로, 본 발명의 연마 테이블(1) 및 연마 헤드(3)에서 사용되고 있는 비접촉형 전송 커넥터(15)의 상세 구조를 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.
도 4는, 비접촉형 전송 커넥터(15)의 제1 형태를 도시하는 모식적 단면도이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 비접촉형 전송 커넥터(15)의 고정측 유닛(15S)에는 1차 권선을 실시한 포트 코어형의 1차측 고주파 자성체로 이루어지는 전력 전송용 포트 코어(41)가 배치되고, 회전측 유닛(15R)에는 2차 권선을 실시한 포트 코어형의 2차측 고주파 자성체로 이루어지는 전력 전송용 포트 코어(42)가 배치되어 있다. 전력 전송용 포트 코어(41)와 전력 전송용 포트 코어(42)는 좁은 간극을 거쳐서 동축 상에 대향하여 배치되어 있다. 전력 전송용 포트 코어(41)와 전력 전송용 포트 코어(42)의 간극에는, 전계·자계를 감쇠(흡수)하지 않거나, 혹은 감쇠(흡수)하기 어려운 고체 이외의 매체, 예를 들어 공기 등의 기체, 진공, 액체가 존재한다. 전력 전송은, 고정측의 포트 코어(41)의 1차 권선에 고주파 전류를 흘리고 회전측의 포트 코어(42)의 2차 권선에 전압이 유기되는 전자 유도에 의해 행한다.
또한, 비접촉형 전송 커넥터(15)의 고정측 유닛(15S)에는 신호 전송용 포트 코어(43)가 배치되고, 회전측 유닛(15R)에는 신호 전송용 포트 코어(44)가 배치되어 있다. 신호 전송용 포트 코어(43)와 신호 전송용 포트 코어(44)는 좁은 간극을 거쳐서 동축 상에 대향하여 배치되어 있다. 신호 전송용 포트 코어(43, 44)는, 포트 코어(41, 42)와 마찬가지로 권선을 실시한 포트 코어형의 자성체로 이루어진다. 신호 전송은, 신호 전송용 포트 코어(43) 또는 신호 전송용 포트 코어(44)의 권선에 정보 신호를 중첩한 고주파 전류를 흘리고, 신호 전송용 포트 코어(44) 또는 신호 전송용 포트 코어(43)의 권선에 정보 신호 전압이 유기되는 전자 유도에 의해 행한다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 고정측 유닛(15S) 및 회전측 유닛(15R)에는, 각각 내부 회로(51, 52)가 설치되어 있고, 또한 도선에 접속하기 위한 접속 단자(53, 54)가 설치되어 있다.
상술한 바와 같이, 전력 전송 및 신호 전송은, 전자 유도 작용에 의해 비접촉 전송에 의해 행한다. 이 경우, 대향하는 한 쌍의 포트 코어간의 자속 밀도[T(테슬러)]를 높게 하는 쪽이 안정적으로 전송을 행할 수 있다. 자속 밀도를 높게 할 수 없는 경우에는, 대향하는 한 쌍의 포트 코어의 표면적(㎡)을 넓게 하는 쪽이 안정적으로 전송을 행할 수 있다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 비접촉형 전송 커넥터(15)의 고정측 유닛(15S) 및 회전측 유닛(15R)에는, 각각 통신용의 투·수광부(45, 46)가 배치되어 있다. 투·수광부(45, 46)는 발광 소자 및 수광 소자를 구비하고 있다. 통신용의 투·수광부(45) 및 투·수광부(46)는, 각각 고정측 유닛(15S) 및 회전측 유닛(15R)의 중심에 배치되어 있고, 좁은 간극을 거쳐서 동축 상에 대향하여 배치되어 있다. 이와 같이, 통신용의 투·수광부(45, 46)를 고정측 유닛(15S) 및 회전측 유닛(15R)의 중심에 배치함으로써, 회전시에 있어서의 광축의 정렬(얼라인먼트)을 확보할 수 있다. 또한, 투·수광부(45, 46)의 대향면의 면적을 넓게 함으로써, 축이 어긋나도 광을 전송하기 쉽게 할 수 있다. 투·수광부(45, 46)에는, 각각 통신용 광 파이버 케이블(47, 48)이 접속되어 있다.
도 4에 도시하는 비접촉형 전송 커넥터(15)에 있어서는, 하측의 유닛을 고정측 유닛(15S), 상측의 유닛을 회전측 유닛(15R)으로 하였지만, 하측의 유닛을 회전측 유닛(15R), 상측의 유닛을 고정측 유닛(15S)으로 해도 된다.
도 5는, 비접촉형 전송 커넥터(15)의 제2 형태를 도시하는 모식적 단면도이다. 도 5에 도시하는 비접촉형 전송 커넥터(15)에 있어서는, 상측의 유닛을 하단부가 개구되고 상단부가 폐색된 원통 용기 형상으로 형성하고, 원통 용기 형상의 상측의 유닛 내에 원기둥 형상의 하측의 유닛을 수용하도록 구성하고 있다. 이하에 있어서는, 하측의 유닛을 고정측 유닛(15S), 상측의 유닛을 회전측 유닛(15R)으로 하여 설명하지만, 상하의 유닛이 반대여도 된다. 단, 원통 용기 형상의 유닛은 반드시 상방측에 설치한다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 원통 용기 형상의 회전측 유닛(15R) 내에 고정측 유닛(15S)이 수용되어 있고, 회전측 유닛(15R)과 고정측 유닛(15S)의 간극에 이물질 혼입이나 액체가 저류되지 않도록 하고 있다. 도 4에 도시하는 예와 마찬가지로 고정측 유닛(15S)에는 전력 전송용 포트 코어(41)가 배치되고, 회전측 유닛(15R)에는 전력 전송용 포트 코어(42)가 배치되어 있다. 전력 전송용 포트 코어(41)와 전력 전송용 포트 코어(42)는 좁은 간극을 거쳐서 동축 상에 대향하여 배치되어 있다. 또한, 고정측 유닛(15S)에는 신호 전송용 포트 코어(43)가 배치되고, 회전측 유닛(15R)에는 신호 전송용 포트 코어(44)가 배치되어 있다. 신호 전송용 포트 코어(43)와 신호 전송용 포트 코어(44)는 좁은 간극을 거쳐서 동축 상에 대향하여 배치되어 있다. 고정측 유닛(15S) 및 회전측 유닛(15R)에는, 도 4에 도시하는 비접촉형 전송 커넥터(15)와 마찬가지로, 각각 내부 회로(51, 52) 및 접속 단자(53, 54)가 설치되어 있다.
본 실시 형태에서는, 고정측 유닛(15S) 및 회전측 유닛(15R)의 중심에 투·수광부(45) 및 투·수광부(46)를 배치하고 있지만, 투·수광부(45, 46)는 광의 수수를 직접 행하지 않고 광을 반사·굴절시키는 물체를 복수 사용하여 이들을 통해 광의 수수를 행하고 있다. 광을 반사시키는 물체로서는 예를 들어 미러가 있고, 광을 굴절시키는 물체로서는 프리즘을 들 수 있지만, 본 실시 형태에 있어서는, 미러를 사용하고 있다. 즉, 고정측 유닛(15S)에는, 투·수광부(45)에 대향하는 위치에 원뿔 형상의 제1 미러(61)가 배치되고, 제1 미러(61)의 외주측에 제1 미러(61)를 둘러싸도록 원뿔대 형상의 제2 미러(62)가 배치되고, 제2 미러(62)의 상방에 원뿔대 형상의 제3 미러(63)가 배치되어 있다. 한편, 회전측 유닛(15R)에는, 투·수광부(46)에 대향하는 위치에 원뿔 형상의 제1 미러(71)가 배치되고, 제1 미러(71)의 외주측에 제1 미러(71)를 둘러싸도록 원뿔대 형상의 제2 미러(72)가 배치되고, 제2 미러(72)의 하방에 원뿔대 형상의 제3 미러(73)가 배치되어 있다. 회전측 유닛의 제3 미러(73)는, 고정측 유닛의 제3 미러(63)를 둘러싸도록 배치되어 있다. 각 미러(61, 62, 63, 71, 72, 73)는, 수평 방향의 입사광을 수직 방향의 반사광으로, 또는 수직 방향의 입사광을 수평 방향의 반사광으로 하도록, 45°로 경사진 반사면을 갖고 있다. 투·수광부(45) 및 투·수광부(46)에는, 각각 통신용 광 파이버 케이블(47, 48)이 접속되어 있다.
도시예에서는, 고정측 유닛(15S)측의 투·수광부(45)로부터 제1 미러(61)에 입사한 광은, 제1 미러(16)의 외주면에서 반사하여 제2 미러(62)에 입사하고, 다음으로 제2 미러(62)의 내주면에서 반사하여 제3 미러(63)에 입사하고, 또한 제3 미러(63)의 외주면에서 반사하여 회전측 유닛(15R)측의 제3 미러(73)에 입사한다. 그리고, 제3 미러(73)에 입사한 광은 제3 미러(73)의 내주면에서 반사하여 제2 미러(72)에 입사하고, 다음으로 제2 미러(72)의 내주면에서 반사하여 제1 미러(71)에 입사하고, 또한 제1 미러(71)의 외주면에서 반사하여 회전측 유닛(15R)측의 투·수광부(46)에 입사한다. 고정측 유닛(15S) 및 회전측 유닛(15R)에 있어서의 광의 전송부는, 광 파이버와 동일한 광을 전송할 수 있는 재질로 구성되어 있다. 이와 같이 하여, 고정측 유닛(15S)측으로부터 회전측 유닛(15R)에 광에 의한 통신을 행할 수 있다. 또한, 도시예와는 반대의 광로에 의해, 회전측 유닛(15R)측으로부터 고정측 유닛(15S)에 광에 의한 통신을 행할 수도 있다. 이와 같이 광에 의한 쌍방향 통신이 가능하지만, 투광부와 수광부를 나누어 일방향 통신으로 해도 된다.
도 4 및 도 5에 도시하는 비접촉형 전송 커넥터(15)에 따르면, 물리적으로 접촉점이 없는 비접촉형에 의한 전원 공급, 신호 전송 및 통신을 행할 수 있다. 따라서, 고정측 유닛(15S)과 회전측 유닛(15R) 사이에서 분진 발생이 없어, 청소가 불필요하며, 또한 기계적 마모가 없어, 부품의 정기 교환이 불필요하여, 메인터넌스 프리로 된다. 또한 고정측 유닛(15S) 및 회전측 유닛(15R)은, 물리적인 접촉면이 없고, 각각 독립된 구조물이므로, 어느 한쪽이 고장난 경우에 고장난 측의 유닛만을 교환하면 되고, 또한 회전부 접촉면에서 발생하는 전기적인 서지, 노이즈 등의 발생 요인이 없어, 전력, 신호, 통신을 안정적으로 전송할 수 있다.
종래의 접촉형 커넥터에 있어서는, 고정측 유닛과 회전측 유닛의 축심이 일치되어 있지 않고 각도 어긋남이 있으면, 각도 θ분의 관성력이 발생하여, 기계적인 진동이 발생한다. 그러나, 도 4 및 도 5에 도시하는 비접촉형 전송 커넥터(15)에 따르면, 회전측 유닛(15R)을 회전체에 고정할 때, 회전체와 회전측 유닛(15R)의 회전축이 어긋나 있어도, 물리적인 접촉면이 없고, 회전측 유닛(15R)과 고정측 유닛(15S) 사이에 공간이 있으므로, 관성력에 의한 진동이 전달되지 않고, 또한 회전측 관성력에 의한 간섭도 발생하지 않는다. 또한, 고정측 유닛(15S) 및 회전측 유닛(15R)이 대향하는 면을 각각 전계·자계가 감쇠(흡수)하지 않거나, 혹은 감쇠(흡수)하기 어려운, 방수성을 확보할 수 있는 물질(금속·수지 등)로 코팅함(덮음)으로써, 비접촉형 전송 커넥터(15)를 용이하게 방수 구조로 할 수 있다. 고정측 유닛(15S) 및 회전측 유닛(15R)의 외주면 등의 그 밖의 부분도 마찬가지로 금속·수지 등으로 코팅함으로써, 방수 구조로 할 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시하는 비접촉형 전송 커넥터(15)에 있어서는, 2세트의 포트 코어 및 1세트의 투광부·수광부를 나타냈지만, 포트 코어는 3세트 이상이어도 되고, 투광부·수광부는 2세트 이상이어도 된다.
지금까지 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 기술 사상의 범위 내에 있어서, 다양한 다른 형태로 실시되어도 되는 것은 물론이다.
1 : 연마 테이블
1a : 테이블 축
2 : 연마 패드
2a : 연마면
3 : 연마 헤드
4 : 연마 헤드 샤프트
5 : 연마액 공급 노즐
11 : 연마 테이블 모터
12 : 모터대
13A, 13B, 13C : 기기
14 : 도선
15 : 비접촉형 전송 커넥터
15R : 회전측 유닛
15S : 고정측 유닛
16 : 도선
17 : 로터리 조인트
17R : 회전통
17S : 고정통
18 : 배관
19 : 배관
23A, 23B, 23C : 기기
31 : 회전통
32 : 타이밍 기어
33 : 연마 헤드 모터
34 : 타이밍 기어
35 : 타이밍 벨트
41 : 전력 전송용 포트 코어
42 : 전력 전송용 포트 코어
43 : 신호 전송용 포트 코어
44 : 신호 전송용 포트 코어
45 : 투광부(투·수광부)
46 : 수광부(투·수광부)
47 : 통신용 광 파이버 케이블
48 : 통신용 광 파이버 케이블
51 : 내부 회로
52 : 내부 회로
53 : 접속 단자
54 : 접속 단자
61 : 제1 미러
62 : 제2 미러
63 : 제3 미러
71 : 제1 미러
72 : 제2 미러
73 : 제3 미러
140 : 광학식 센서
142 : 투광부
143 : 수광부(광 파이버)
144 : 분광기
147 : 광원
148 : 광 파이버
150A : 제1 구멍
150B : 제2 구멍
151 : 관통 구멍
155 : 액체 공급원
202 : 톱 링 본체
203 : 리테이너 링
204 : 탄성막(멤브레인)
204a : 격벽
204h : 구멍
205 : 센터실
206 : 리플실
207 : 아우터실
208 : 에지실
209 : 리테이너 링 가압실
211, 212, 213, 214, 215, 221, 222, 223, 224, 226 : 유로
230 : 압력 조정부
231, 331 : 진공원
235 : 기수 분리조
F1∼F5 : 유량 센서
R1∼R5 : 압력 레귤레이터
P1∼P5 : 압력 센서
V1-1∼V1-3, V2-1∼V2-3, V3-1∼V3-3, V4-1∼V4-3, V5-1∼V5-3 : 밸브

Claims (11)

  1. 기판을 보유 지지한 연마 헤드를 회전시킴과 함께 연마 테이블을 회전시키면서, 연마 헤드에 의해 기판을 연마 테이블 상의 연마면에 압박하여 기판을 연마하는 연마 장치에 있어서,
    상기 연마 테이블 및 상기 연마 헤드 중 적어도 한쪽에, 고정측 유닛과 회전측 유닛이 서로 비접촉으로 대향하여 상기 고정측 유닛과 상기 회전측 유닛 사이에서 전력 또는 신호의 수수, 또는 통신을 행하는 비접촉형 전송 커넥터를 설치하고,
    상기 연마 테이블 및 상기 연마 헤드 중 적어도 한쪽에 설치된 기기와 상기 연마 테이블 또는 상기 연마 헤드의 외부와의 사이에서 상기 비접촉형 전송 커넥터를 통해 전력 또는 신호의 수수, 또는 통신을 행하도록 한 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연마 테이블에 설치된 기기는, 연마 중인 기판의 피연마면의 상태를 모니터하는 센서를 포함하는 측정 기기인 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연마 헤드에 설치된 기기는, 연마 중인 기판의 상태를 모니터하는 센서를 포함하는 측정 기기인 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비접촉형 전송 커넥터는, 권선을 실시한 적어도 하나의 포트 코어를 상기 고정측 유닛 및 상기 회전측 유닛에 서로 대향하도록 배치하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비접촉형 전송 커넥터는, 상기 고정측 유닛 및 상기 회전측 유닛 중 어느 한쪽에 설치된 투광부와 다른 쪽에 설치된 수광부를 서로 대향하도록 배치하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 투광부 및 상기 수광부는, 상기 고정측 유닛 및 상기 회전측 유닛의 중심에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 투광부와 상기 수광부 사이에 광을 반사·굴절시키는 물체를 복수 설치하고, 상기 투광부로부터 투광된 광을 상기 광을 반사·굴절시키는 물체를 통해 상기 수광부에 유도하도록 한 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비접촉형 전송 커넥터는, 상기 고정측 유닛 및 상기 회전측 유닛이 서로 대향하는 면에 방수용의 코팅을 실시하고 있는 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비접촉형 전송 커넥터의 회전측 유닛에 인접하여 로터리 조인트를 설치하고, 상기 연마 테이블 또는 상기 연마 헤드의 외부로부터 유체를 상기 연마 테이블 내 또는 상기 연마 헤드 내에 공급하도록 한 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 투광부와 상기 수광부는, 각각 투·수광부로 이루어지고, 일방향 통신 및 쌍방향 통신이 가능한 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비접촉형 전송 커넥터를 통해 상기 회전측 유닛에 설치된 기기와 전력 또는 신호의 수수 또는 통신을 행하는 제어부를 설치하는 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
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