TW202346023A - 研磨方法及研磨裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供能夠實現基板的研磨加工的穩定化的研磨方法及研磨裝置。研磨方法在基板（W）的研磨結束後將微細氣泡液向研磨墊（1）上供給。

Description

研磨方法及研磨裝置
本發明有關一種研磨方法及研磨裝置。
在半導體元件的製造工序中，元件表面的平坦化技術變得越發重要。此平坦化技術中的最重要的技術為化學機械研磨（Chemical Mechanical Polishing或CMP）。此化學機械研磨（以下，稱作CMP），使用研磨裝置，一邊將包含氧化矽（SiO 2）、氧化鈰（CeO 2）等磨粒的研磨液（漿料）向研磨墊供給，一邊使保持了晶圓等基板的研磨頭與研磨墊的研磨面滑動接觸而進行研磨。
在基板的研磨後，向研磨墊上供給液體（例如，純水），以求基板的研磨加工(polishing process)的穩定化。例如，為了將附著在基板的表面的研磨屑、研磨液的磨粒除去而對基板進行水研磨，作為用來對後續的基板進行研磨的準備而整理研磨墊的表面狀態，為了將研磨墊表面的研磨屑、研磨液的磨粒除去而對研磨墊進行修整。 現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2015-44250號公報 發明要解決的問題
但是，如果為了謀求基板的研磨加工的穩定化，在基板的水研磨時提高對基板的研磨壓力，或延長處理時間，則不僅基板的生產能力變差，而且基板可能會產生缺陷。
為了謀求基板的研磨加工的穩定化，在研磨墊的修整時提高修整載荷，或提高研磨台的轉速，如果將研磨墊削除太多，則不僅研磨墊的壽命變短，而且可能會對研磨率、基板的輪廓造成不良影響。
所以，本發明的目的是提供一種能夠實現基板的研磨加工的穩定化的研磨方法及研磨裝置。 用於解決問題的技術手段
在一個形態中，提供一種研磨方法，使支承研磨墊的研磨台旋轉，在向所述研磨墊上供給研磨液的狀態下，將由研磨頭保持的基板按壓到所述研磨墊，對所述基板進行研磨，在所述基板的研磨結束後，將微細氣泡(fine bubble)液向所述研磨墊上供給。
在一個形態中，所述微細氣泡液從能夠沿所述研磨台的半徑方向擺動的噴嘴臂的、單個或複數個噴嘴向所述研磨墊上供給。 在一個形態中，在將所述基板按壓到所述研磨墊的狀態下，將所述微細氣泡液向所述研磨墊上供給，由所述微細氣泡液對所述基板進行研磨。 在一個形態中，所述微細氣泡液具備超微氣泡(ultrafine bubble)液，該超微氣泡液具有1微米以下的氣泡直徑。
在一個形態中，在所述基板的研磨結束後，將所述基板從所述研磨墊搬送，在所述基板的搬送後，使修整器向所述研磨墊上移動，對所述研磨墊進行修整，在所述研磨墊的修整中，將所述微細氣泡液向所述研磨墊上供給。 在一個形態中，所述微細氣泡液具備微米氣泡(micro bubble)液，該微米氣泡液具有1微米～100微米的氣泡直徑。 在一個形態中，所述微細氣泡液從在所述研磨台的半徑方向上延伸的霧化器向所述研磨墊上供給。
在一個形態中，在所述基板的研磨結束後，將所述基板從所述研磨墊搬送，在所述基板的搬送後，使所述研磨頭向位於所述研磨墊的外部的避讓位置移動，將所述微細氣泡液向配置於所述避讓位置的所述研磨頭供給，對所述研磨頭進行清洗。 在一個形態中，所述微細氣泡液具有從複數種氣體中的、與所述基板的構造對應的氣體生成的氣泡。 在一個形態中，所述微細氣泡液通過使所述氣體溶解於液體的加壓溶解方式來生成。 在一個形態中，通過顆粒計數器測量所述微細氣泡液中包含的氣泡數量，當所述氣泡數量達到規定的基準數量後，供給所述微細氣泡液。
在一個形態中，具備：研磨台，該研磨台支承研磨墊；研磨頭，該研磨頭將基板按壓到所述研磨墊；液體供給機構，該液體供給機構向所述研磨墊供給液體；以及控制裝置，該控制裝置對所述液體供給機構的動作進行控制，所述液體供給機構具備微細氣泡液供給裝置，該微細氣泡液供給裝置在所述基板的研磨結束後將微細氣泡液向所述研磨墊上供給。
在一個形態中，所述微細氣泡液供給裝置具備：噴嘴臂，該噴嘴臂能夠沿所述研磨台的半徑方向擺動；以及單個或複數個微細氣泡液噴嘴，該微細氣泡液噴嘴配置於所述噴嘴臂，並且將所述微細氣泡液向所述研磨墊上供給。 在一個形態中，在所述研磨頭將所述基板按壓到所述研磨墊的狀態下，所述微細氣泡液供給裝置將具有1微米以下的氣泡直徑的超微氣泡液作為所述微細氣泡液向所述研磨墊上供給。 在一個形態中，所述研磨裝置具備修整裝置，該修整裝置對所述研磨墊進行修整，並且與所述控制裝置電連接，在所述基板的研磨結束，且所述基板的搬送後，所述控制裝置通過操作所述修整裝置，從而使修整器向所述研磨墊上移動，對所述研磨墊進行修整，在所述研磨墊的修整中，所述微細氣泡液供給裝置將具有1微米～100微米的氣泡直徑的微米氣泡液作為所述微細氣泡液向所述研磨墊上供給。
在一個形態中，所述研磨裝置具備霧化器，該霧化器在所述研磨台的半徑方向上延伸，所述微細氣泡液供給裝置將所述微細氣泡液從所述霧化器向所述研磨墊上供給。 在一個形態中，在所述基板的研磨結束，且所述基板的搬送後，所述控制裝置使所述研磨頭向位於所述研磨墊的外部的避讓位置移動，所述微細氣泡液供給裝置將所述微細氣泡液向配置於所述避讓位置的所述研磨頭供給，對所述研磨頭進行清洗。 在一個形態中，所述微細氣泡液具有從複數種氣體中的、與所述基板的構造對應的氣體生成的氣泡。
在一個形態中，所述微細氣泡液供給裝置具備微細氣泡液生成裝置，該微細氣泡液生成裝置通過使所述氣體溶解於液體的加壓溶解方式來生成所述微細氣泡液。 在一個形態中，所述微細氣泡液供給裝置具備顆粒計數器，該顆粒計數器測量所述微細氣泡液中包含的氣泡數量，根據由所述顆粒計數器測量的氣泡數量，當所述氣泡數量達到規定的基準數量後，所述微細氣泡液供給裝置供給所述微細氣泡液。 發明效果
基板的研磨結束後，通過將具有高清洗力的微細氣泡液向研磨墊上供給，從而能夠實現基板的研磨加工的穩定化。
以下，參照附圖說明本發明的實施方式。此外，在以下說明的圖中，對於相同或相當的構成要素賦予相同的符號並省略重複的說明。
圖1是表示研磨裝置的一個實施方式的圖。如圖1所示，研磨裝置PA具備支承研磨墊1的研磨台2、將晶圓等基板W按壓到研磨墊1的研磨頭3、以及用來向研磨墊1供給液體的液體供給機構4。從液體供給機構4供給到研磨墊1上的液體為研磨液（漿料）、純水（DIW）、或微細氣泡液（後述）。
研磨台2經由支承研磨台2的研磨台軸（未圖示）與使研磨台2旋轉的研磨台馬達（未圖示）連結。研磨墊1粘貼在研磨台2的上表面，研磨墊1的上表面構成對基板W進行研磨的研磨面。
研磨頭3固定於研磨頭軸（未圖示）的下端。研磨頭3被構成為能夠通過真空吸附將基板W保持於其下表面。研磨頭軸與旋轉機構（未圖示）連結，研磨頭3通過此旋轉機構經由研磨頭軸進行旋轉。
研磨裝置PA還具備用來修整研磨墊1的修整裝置10。修整裝置10具備與研磨墊1的研磨面滑動接觸的修整器15、支承修整器15的修整器臂11、以及使修整器臂11回旋的修整器回旋軸12。修整器回旋軸12配置於研磨墊1的外側。
伴隨修整器臂11的回旋，修整器15在研磨面上擺動。修整器15的下表面構成由金剛石顆粒等多個磨粒構成的修整面。修整器15一邊在研磨面上擺動一邊旋轉，通過將研磨墊1削除來修整研磨面。
研磨裝置PA還具備將清洗液（更具體而言，後述的微細氣泡液）向研磨墊1的研磨面噴射而對研磨面進行清洗的霧化器20。霧化器20沿研磨墊1（或研磨台2）的半徑方向延伸，位於研磨墊1的研磨面的上方。霧化器20通過將大流量的清洗液向研磨面噴射，從而從研磨墊1的研磨面將研磨屑及研磨液包含的磨粒除去。霧化器20在由修整器15對研磨面進行修整時也將大流量的清洗液向研磨面噴射。
研磨裝置PA具備控制其構成要素（例如，研磨台2、研磨頭3、液體供給機構4、修整裝置10、及霧化器20）的動作的控制裝置9。研磨裝置PA的構成要素與控制裝置9電連接。因此，控制裝置9能夠控制研磨裝置PA的構成要素的動作。
圖2是表示液體供給機構的圖。如圖2所示，液體供給機構4具備能夠沿研磨台2的半徑方向移動的噴嘴臂30、配置在噴嘴臂30的前端部分30a的漿料噴嘴31、以及配置在噴嘴臂30的臂部分30b的純水噴嘴32及微細氣泡液噴嘴33A、33B、33C、33D、33E。
噴嘴臂30與使噴嘴臂30回旋的噴嘴回旋軸35連結（參照圖1）。噴嘴回旋軸35配置在研磨墊1的外側。噴嘴臂30被構成為，通過噴嘴回旋軸35的驅動（更具體而言，與噴嘴回旋軸35連結的馬達）而能在位於研磨墊1的外側的避讓位置與位於研磨墊1的上方的處理位置之間移動。
如圖2所示，當噴嘴臂30處於處理位置時，噴嘴臂30的前端部分30a配置在研磨墊1的中心CL的上方。因此，配置在噴嘴臂30的前端部分30a的漿料噴嘴31以使其噴射口與研磨墊1的中心CL相對的方式配置在研磨墊1的中心CL的上方。
當噴嘴臂30處於處理位置時，微細氣泡液噴嘴33A～33E分別以使其噴射口與研磨墊1的中心CL和研磨墊1的外周部之間的區域相對的方式配置在此區域的上方。純水噴嘴32與漿料噴嘴31相鄰配置，微細氣泡液噴嘴33A與純水噴嘴32相鄰配置。
微細氣泡液噴嘴33A～33E從噴嘴臂30的前端側（即，前端部分30a）向基端側按此順序配置。微細氣泡液噴嘴33A～33E分別具有單管形狀，也可以分別具有噴射噴嘴形狀。
在圖2所示的實施方式中，液體供給機構4具備複數個（更具體而言，五個）微細氣泡液噴嘴，但是微細氣泡液噴嘴的數量不限於本實施方式。在一個實施方式中，液體供給機構4可以具備一個微細氣泡液噴嘴，也可以具備兩個以上的微細氣泡液噴嘴。
液體供給機構4具備與漿料噴嘴31連接的漿料線路42、對漿料線路42進行開閉的開閉閥43、以及通過漿料線路42將漿料向漿料噴嘴31供給的漿料供給源41。同樣，液體供給機構4具備與純水噴嘴32連接的純水線路45、對純水線路45進行開閉的開閉閥46、以及通過純水線路45將純水向純水噴嘴32供給的純水供給源44。
開閉閥43、46與控制裝置9電連接。當控制裝置9打開開閉閥43時，漿料通過漿料線路42從漿料供給源41向漿料噴嘴31供給。同樣，當控制裝置9打開開閉閥46時，純水通過純水線路45從純水供給源44向純水噴嘴32供給。
如圖2所示，液體供給機構4具備將微細氣泡液向各個微細氣泡液噴嘴33A～33E供給的微細氣泡液供給裝置50。微細氣泡液供給裝置50具備與微細氣泡液噴嘴33A連接的微細氣泡液供給線路52、與微細氣泡液供給線路52連接的噴射噴嘴51、和與各個微細氣泡液供給線路52及微細氣泡液噴嘴33B～33E連接的微細氣泡液返回線路53。
微細氣泡液供給裝置50具備與微細氣泡液供給線路52連接的旁通線路57、與微細氣泡液供給線路52連接的微米氣泡過濾器59、以及與旁通線路57連接的超微氣泡過濾器(ultrafine bubble)58。
微細氣泡液供給裝置50具備將旁通線路57與微細氣泡液供給線路52連接的三通閥56A、56B。三通閥56A、56B分別與控制裝置9電連接。控制裝置9通過使各個三通閥56A、56B動作從而將從噴射噴嘴51噴射的液體（更具體而言，後述的混合液）的流動在通過微米氣泡過濾器59的流動與通過超微氣泡過濾器58的流動之間切換。
微米氣泡過濾器59容許具有1微米～100微米的氣泡直徑的微米氣泡液通過，對尺寸比微米氣泡大的氣泡進行捕捉（除去）。因此，當從噴射噴嘴51噴射的液體通過微米氣泡過濾器59時，供給具有1微米～100微米的氣泡直徑的微米氣泡液。
超微氣泡過濾器58容許具有1微米以下的氣泡直徑的超微氣泡液通過，對尺寸比超微氣泡大的氣泡進行捕捉（除去）。因此，當從噴射噴嘴51噴射的液體通過超微氣泡過濾器58時，供給具有1微米以下的氣泡直徑的超微氣泡液。
這樣，微細氣泡液供給裝置50能夠供給微米氣泡液、以及超微氣泡液。在本說明書中，微細氣泡液是具備微米氣泡液和超微氣泡液的上位概念，超微氣泡液具有小於微米氣泡液的氣泡直徑。
微細氣泡具有在水中長時間懸浮的性質，並且具有大的表面係數。進而，微細氣泡具有疏水性/親油性。具有這樣的微細氣泡的微細氣泡液具有促進界面處的化學反應，容易吸附於油脂等疏水性物質的表面的性質。
微細氣泡液供給裝置50還可以具備在微細氣泡液的流動方向上配置於三通閥56A的下游側的顆粒計數器60。顆粒計數器60被構成為對微細氣泡液中包含的氣泡數量進行測量。因此，微細氣泡液供給裝置50也可以根據由顆粒計數器60測量的氣泡數量，在微細氣泡液中包含的氣泡數量達到規定的基準數量後，分別從微細氣泡液噴嘴33A～33E供給微細氣泡液。具有滿足規定的基準數量的氣泡的微細氣泡液能夠充分發揮其性質。
如圖2所示，超微氣泡過濾器58及微米氣泡過濾器59與噴嘴臂30（更具體而言，微細氣泡液噴嘴33A～33E）相鄰配置。若過濾器58、59與微細氣泡液噴嘴33A～33E之間的距離大，則在微細氣泡液向微細氣泡液噴嘴33A～33E移動期間，微細氣泡液中包含的氣泡有可能會消失。在本實施方式中，通過這樣配置，能夠確實地防止微細氣泡液中包含的氣泡的消失。
微細氣泡液返回線路53具備與微細氣泡液噴嘴33A～33E連接的分支線路53A、53B、53C、53D、53E。微細氣泡液供給裝置50具備與分支線路53A、53B、53C、53D、53E連接的開閉閥54A、54B、54C、54D、54E，和與微細氣泡液返回線路53連接的開閉閥55。開閉閥54A、54B、54C、54D、54E及開閉閥55與控制裝置9電連接。控制裝置9能夠控制開閉閥54A、54B、54C、54D、54E各自的動作和開閉閥55的動作。
在將微細氣泡液從微細氣泡液噴嘴33A～33E供給的情況下，控制裝置9打開開閉閥54A～54E、且關閉開閉閥55。通過此動作，從微細氣泡液噴嘴33A～33E供給在微細氣泡液供給線路52流動的微細氣泡液。
開閉閥54A～54E與微細氣泡液噴嘴33A～33E對應。因此，通過對各個開閉閥54A～54E進行控制，控制裝置9能夠任意選擇要供給微細氣泡液的微細氣泡液噴嘴33A～33E。
例如，通過控制裝置9打開開閉閥54A、關閉開閉閥54B、54C、54D、54E及開閉閥55，從而微細氣泡液僅從微細氣泡液噴嘴33A供給。通過控制裝置9打開開閉閥55、關閉開閉閥54A、54B、54C、54D、54E，從而微細氣泡液從微細氣泡液噴嘴33A～33E中的任一個都不供給，而是通過微細氣泡液返回線路53向外部排出。
圖3是表示微細氣泡液生成裝置的圖。如圖3所示，微細氣泡液供給裝置50具備生成微細氣泡液的微細氣泡液生成裝置100。微細氣泡液生成裝置100是通過使氣體溶解於液體的加壓溶解方式來生成微細氣泡液的裝置。
如圖3所示，微細氣泡液生成裝置100具備儲存純水與氣體的混合液的緩衝罐61、用來將純水向緩衝罐61供給的純水供給線路62、以及用來將氣體（在圖3所示的實施方式中，為作為非活潑性氣體的氮氣）向緩衝罐61供給的氣體供給線路63。微細氣泡液生成裝置100具備與緩衝罐61連接的轉送線路65、與轉送線路65連接的泵66、以及儲存通過泵66的驅動被轉送的混合液的加壓溶解罐64。
控制裝置9與泵66電連接，能夠驅動泵66。通過泵66的驅動，緩衝罐61內的混合液通過轉送線路65向加壓溶解罐64轉送。混合液在被加壓的狀態下儲存於加壓溶解罐64。微細氣泡液生成裝置100具備將加壓溶解罐64內的被加壓的混合液導入噴射噴嘴51的導入線路67，和與導入線路67連接的開閉閥68。開閉閥68與控制裝置9連接，通過控制裝置9打開開閉閥68，從而被加壓的混合液通過導入線路67導入噴射噴嘴51。
噴射噴嘴51具備在其內部產生高的壓力損失的減壓開放部（未圖示）。減壓開放部例如為節流孔(orifice)。當氣體充分溶解、被加壓的混合液導入噴射噴嘴51時，混合液的壓力通過減壓開放部而急劇降低，溶解的氣體作為微細氣泡在混合液中產生。從噴射噴嘴51噴射的混合液中包含的微細氣泡通過微米氣泡過濾器59或超微氣泡過濾器58被分選為微米氣泡或超微氣泡。
圖4是表示微細氣泡液供給裝置的其它的實施方式的圖。如上述那樣，液體供給機構4（更具體而言，微細氣泡液供給裝置50也可以具備一個微細氣泡液噴嘴33，和與微細氣泡液噴嘴33對應的開閉閥54。
如圖4所示，微細氣泡液供給裝置50並非必須具備超微氣泡過濾器58及微米氣泡過濾器59的雙方，也可以具備超微氣泡過濾器58和微米氣泡過濾器59中的任意一個。進而，微細氣泡液供給裝置50並非必須具備顆粒計數器60。
圖5是表示微細氣泡液生成裝置的其它的實施方式的圖。如圖5所示，微細氣泡液生成裝置100也可以具備用來將第一氣體（例如，氮氣）向緩衝罐61供給的氣體供給線路63A，和用來將第二氣體（例如，氧氣、二氧化碳氣體（碳酸氣）、臭氧氣體）向緩衝罐61供給的氣體供給線路63B。
存在能夠與處理對象的基板W的構造相應地使用的氣體種類。因此，微細氣泡液生成裝置100將與處理對象的基板W的構造對應的氣體從氣體供給線路63A、63B選擇性地供給。通過這樣的結構，微細氣泡液供給裝置50能夠供給具有從複數種氣體中的、與基板W的構造對應的氣體生成的氣泡的微細氣泡液。
圖6是表示通過控制裝置進行的基板的處理流程的圖。控制裝置9使噴嘴臂30動作，將噴嘴臂30的前端部分30a配置於研磨墊1的中心CL的上方。控制裝置9一邊使研磨台2旋轉一邊打開開閉閥43，向研磨墊1上供給漿料（參照圖6的步驟S101）。在此狀態下，控制裝置9一邊使由研磨頭3保持的基板W旋轉一邊將其按壓到研磨墊1，對基板W進行漿料研磨（參照步驟S102）。在步驟S102中，控制裝置9使研磨墊1及研磨頭3向同一方向旋轉，對基板W進行研磨。
此時，控制裝置9並行執行用來使超微氣泡液穩定地供給的供給準備（參照步驟S103），和基板W的研磨動作（即，步驟S102）。更具體而言，控制裝置9為了供給超微氣泡液而操作三通閥56A、56B，打開旁通線路57。於是，從噴射噴嘴51噴射的液體不通過微米氣泡過濾器59而通過超微氣泡過濾器58，結果是，微細氣泡液供給裝置50供給超微氣泡液。
通過控制裝置9關閉開閉閥54A～54E，打開開閉閥55，從而超微氣泡液不從微細氣泡液噴嘴33A～33E供給，而是通過微細氣泡液返回線路53向外部排出。控制裝置9根據由顆粒計數器60測量的氣泡數量，判斷超微氣泡液的氣泡數量是否穩定。
其後，控制裝置9關閉開閉閥43，結束基板W的漿料研磨。基板W的漿料研磨結束後，控制裝置9開始基板W的水研磨（在本實施方式中，微細氣泡液研磨）（參照步驟S104）。更具體而言，控制裝置9打開開閉閥54A～54E中的至少一個，並且關閉開閉閥55，使超微氣泡液從微細氣泡液噴嘴33A～33E中的至少一個向研磨墊1上供給。
當超微氣泡液向研磨墊1上供給時，超微氣泡液中包含的氣泡破裂。通過破裂的氣泡的衝擊，局部地釋放能量（發光、高溫高壓、衝擊波等），通過此能量將附著在基板W的表面的研磨屑、研磨液的磨粒除去。而且，由於超微氣泡液的氣液界面帶負電位，因此超微氣泡液將帶正電位的電解質離子、髒污吸附而除去。
氣泡的衝擊的大小依存於氣泡直徑。因此，在供給到研磨墊1上的微細氣泡液為微米氣泡液的情況下，起因於微米氣泡液中包含的氣泡的破裂的衝擊，大於起因於超微氣泡液中包含的氣泡的破裂的衝擊。
在本實施方式中，基板W由超微氣泡液研磨。因此，起因於氣泡的破裂而對基板W造成的衝擊小。由於基板W有時具有細微的構造，因此，通過將基板W由超微氣泡液進行研磨能夠減小基板W受到的損傷。結果是，能夠防止基板W產生缺陷。進而，通過這樣的結構，不需要延長基板W的處理時間，能夠提高基板W的生產能力。
在基板W的超微氣泡液研磨結束後，控制裝置9一邊關閉開閉閥54A～54E一邊打開開閉閥46，將純水向研磨墊1上供給。其後，控制裝置9一邊使研磨台2及研磨頭3旋轉一邊使基板W吸附於研磨頭3（參照步驟S105）。在此狀態下，控制裝置9使研磨頭3上升，使研磨頭3位於研磨墊1的上方。
控制裝置9並行執行用來使微米氣泡液穩定地供給的供給準備（參照步驟S106），和基板W的搬送動作（即，步驟S105及後述的步驟S107）。更具體而言，控制裝置9為了供給微米氣泡液而對三通閥56A、56B進行操作，一邊關閉旁通線路57一邊打開微細氣泡液供給線路52的一部分（更具體而言，三通閥56A的上游側及三通閥56B的下游側）。於是，微細氣泡液在微米氣泡過濾器59通過，結果是，微細氣泡液供給裝置50供給微米氣泡液。
通過控制裝置9關閉開閉閥54A～54E，打開開閉閥55，從而微米氣泡液不從微細氣泡液噴嘴33A～33E供給，而是通過微細氣泡液返回線路53向外部排出。控制裝置9根據由顆粒計數器60測量的氣泡數量，判斷微米氣泡液的氣泡數量是否穩定。
在步驟S105之後，控制裝置9使吸附了基板W的研磨頭3向研磨墊1的外部移動，將基板W向下一個工序搬送（參照步驟S107）。步驟S107之後，控制裝置9一邊使修整器15向研磨墊1上移動一邊使微米氣泡液向研磨墊1上供給，對研磨墊1進行修整（參照步驟S108）。
在研磨墊1的修整時，控制裝置9也可以從配置在研磨墊1的上方的霧化器20將大流量的清洗液向研磨墊1的表面噴射。在一個實施方式中，從噴嘴臂30供給的微細氣泡液的流量為1L/min，從霧化器20供給的微細氣泡液的流量為10L/min。
在本實施方式中，微細氣泡液供給裝置50被構成為通過噴嘴臂30供給微細氣泡液。在一個實施方式中，微細氣泡液供給裝置50也可以被構成為通過霧化器20供給微細氣泡液。通過這樣的結構，微細氣泡液供給裝置50不僅能通過噴嘴臂30供給微細氣泡液，而且能夠通過霧化器20將大流量的微細氣泡液向研磨墊1上供給。對於從霧化器20供給微細氣泡液的構造，由於與從噴嘴臂30供給微細氣泡液的構造相同，因此省略說明。
在研磨墊1的修整中，微細氣泡液供給裝置50將微米氣泡液向研磨墊1上供給。更具體而言，控制裝置9打開開閉閥54A～54E中的至少一個，並關閉開閉閥55，使微米氣泡液從微細氣泡液噴嘴33A～33E中的至少一個向研磨墊1上供給。
如上述那樣，起因於微米氣泡液中包含的氣泡的破裂的衝擊，大於起因於超微氣泡液中包含的氣泡的破裂的衝擊。因此，微細氣泡液供給裝置50能夠起因於氣泡的破裂而對研磨墊1的表面（研磨面）給與大的衝擊。
通過這樣的結構，能夠確實地消除研磨墊1的氣孔堵塞。因此，進行研磨墊1的修整時，能夠減小研磨墊1的削除量。結果是，能夠實現研磨墊1的長壽命化，而不會對研磨率、基板W的輪廓造成不良影響。進而，能夠縮短修整時間，提高生產能力。
根據本實施方式，微細氣泡液供給裝置50通過在基板W的研磨結束後將具有高清洗力的微細氣泡液（即，超微氣泡液、微米氣泡液）向研磨墊1上供給，從而能夠實現基板W的研磨加工的穩定化。
圖7是表示研磨裝置的其它的實施方式的圖。如圖7所示，研磨裝置PA（更具體而言，微細氣泡液供給裝置50）也可以具備微細氣泡液分配裝置70，該微細氣泡液分配裝置70將微細氣泡液分配到研磨裝置PA的構成要素（在本實施方式中，為研磨頭3、液體供給機構4、及修整裝置10）。
微細氣泡液分配裝置70具備與微細氣泡液返回線路53連接的分配線路71A、與分配線路71A連接的清洗噴嘴72A、和與分配線路71A連接的開閉閥73A。
清洗噴嘴72A與配置於避讓位置的研磨頭3相鄰配置，微細氣泡液供給裝置50從研磨頭3的下方向研磨頭3噴射微細氣泡液。通過具有高清洗力的微細氣泡液的噴射，從而能夠更有效地清洗研磨頭3。
如圖6的步驟S109所示，控制裝置9在基板W的搬送後使研磨頭3向位於研磨墊1的外部的避讓位置移動，將微細氣泡液向配置於避讓位置的研磨頭3供給，對研磨頭3進行清洗。微細氣泡液供給裝置50在研磨頭3配置在避讓位置的狀態下對研磨頭3進行清洗，因此，能夠防止清洗研磨頭3後的微細氣泡液落到研磨墊1上。
開閉閥73A與控制裝置9電連接。控制裝置9一邊關閉開閉閥54A～54E一邊打開開閉閥55（參照圖2）及開閉閥73A，將微細氣泡液向研磨頭3供給。在步驟S108中，微細氣泡液供給裝置50供給微米氣泡液，因此在步驟S109中，微細氣泡液供給裝置50向研磨頭3供給微米氣泡液。
如圖7所示，微細氣泡液分配裝置70也可以具備與微細氣泡液返回線路53連接的分配線路71B，和與分配線路71B連接的清洗噴嘴72B、72D。
清洗噴嘴72B與配置於避讓位置的噴嘴臂30相鄰配置。從分配線路71B分支的分支線路71Ba與清洗噴嘴72B連接，開閉閥73B與分支線路71Ba連接。
清洗噴嘴72D與配置於避讓位置的修整器15相鄰配置。配置有與清洗噴嘴72D鄰接，且與分配線路71B連接的開閉閥73D。
控制裝置9能夠一邊關閉開閉閥54A～54E一邊打開開閉閥55及開閉閥73B、73D，將微細氣泡液向噴嘴臂30及修整器15供給。例如，控制裝置9在圖6的步驟S109中，也可以不僅對研磨頭3進行清洗，還對噴嘴臂30及修整器15中的至少一個進行清洗。
圖8是表示基於控制裝置的基板的處理流程的其它的實施方式的圖。如圖8所示，控制裝置9向研磨墊1上供給漿料，對基板W進行漿料研磨（參照步驟S201，S202）。控制裝置9並行執行用來穩定地供給超微氣泡液的供給準備（參照步驟S203），和基板W的研磨動作（即，步驟S202），也可以通過微細氣泡液分配裝置70將超微氣泡液向修整器15供給（參照步驟S204）。在一個實施方式中，控制裝置9也可以不僅清洗修整器15，也清洗霧化器20。
其後，控制裝置9開始基板W的微細氣泡液研磨（參照步驟S205），步驟S205結束後，控制裝置9使基板W吸附於研磨頭3（參照步驟S206）。
如步驟S207所示，控制裝置9並行執行用來穩定地供給微米氣泡液的供給準備，和基板W的搬送動作（即，步驟S206及後述的步驟S208），將基板W搬送到下一個工序後（參照步驟S208），將微米氣泡液向研磨墊1上供給，對研磨墊1進行修整（參照步驟S209）。
控制裝置9在進行基板W的搬送後，將微米氣泡液向配置於避讓位置的研磨頭3供給，對研磨頭3進行清洗（參照步驟S210）。在圖8所示的實施方式中，微細氣泡液供給裝置50在步驟S204中對修整器15進行清洗，因此在步驟S210中，不需要對修整器15進行清洗。
在上述實施方式中，對於將通過微細氣泡液返回線路53向外部排出的微細氣泡液向研磨裝置PA的構成要素供給的結構進行了說明，但是微細氣泡液供給裝置50也可以具備儲存向外部排出的微細氣泡液的儲存罐（未圖示）。微細氣泡液供給裝置50也可以將儲存在儲存罐的微細氣泡液進行再利用。
上述實施方式是以本發明所屬技術領域中具有通常的知識的人能夠實施本發明為目的進行記載的。上述實施方式的各種變形例，只要是本發明所屬技術領域中具有通常的知識的人當然能夠得出，本發明的技術思想也能適用於其它的實施方式。因此，本發明不限於所記載的實施方式，應該是基於申請專利範圍所定義的技術思想的最寬泛的範圍。
1:研磨墊 2:研磨台 3:研磨頭 4:液體供給機構 9:控制裝置 10:修整裝置 11:修整器臂 12:修整器回旋軸 15:修整器 20:霧化器 30:噴嘴臂 30a:前端部分 30b:臂部分 31:漿料噴嘴 32:純水噴嘴 33A～33E:微細氣泡液噴嘴 35:噴嘴回旋軸 41:漿料供給源 42:漿料線路 43:開閉閥 44:純水供給源 45:純水線路 46:開閉閥 50:微細氣泡液供給裝置 51:噴射噴嘴 52:微細氣泡液供給線路 53:微細氣泡液返回線路 53A～53E:分支線路 54A～54E:開閉閥 55:開閉閥 56A、56B:三通閥 57:旁通線路 58:超微氣泡過濾器 59:微米氣泡過濾器 61:緩衝罐 62:純水供給線路 63、63A、63B:氣體供給線路 64:加壓溶解罐 65:轉送線路 66:泵 67:導入線路 68:開閉閥 70:微細氣泡液分配裝置 71A、71B:分配線路 71Ba:分支線路 72A、72B、72D:清洗噴嘴 73A、73B、73D:開閉閥 100:微細氣泡液生成裝置 PA:研磨裝置
圖1是表示研磨裝置的一個實施方式的圖。 圖2是表示液體供給機構的圖。 圖3是表示微細氣泡液生成裝置的圖。 圖4是表示微細氣泡液供給裝置的其它的實施方式的圖。 圖5是表示微細氣泡液生成裝置的其它的實施方式的圖。 圖6是表示基於控制裝置進行的基板的處理流程的圖。 圖7是表示研磨裝置的其它的實施方式的圖。 圖8是表示基於控制裝置進行的基板的處理流程的其它的實施方式的圖。
S101~S109:步驟

Claims (20)

  1. 一種研磨方法，其中， 使支承研磨墊的研磨台旋轉， 在向所述研磨墊上供給研磨液的狀態下，將由研磨頭保持的基板按壓到所述研磨墊，對所述基板進行研磨， 在所述基板的研磨結束後，將微細氣泡(fine bubble)液向所述研磨墊上供給。
  2. 如請求項1所述的研磨方法，其中， 所述微細氣泡液從能夠沿所述研磨台的半徑方向擺動的噴嘴臂的、單個或複數個噴嘴向所述研磨墊上供給。
  3. 如請求項1或請求項2所述的研磨方法，其中， 在將所述基板按壓到所述研磨墊的狀態下，將所述微細氣泡液向所述研磨墊上供給，由所述微細氣泡液對所述基板進行研磨。
  4. 如請求項3所述的研磨方法，其中， 所述微細氣泡液具備超微氣泡(ultrafine bubble)液，該超微氣泡液具有1微米以下的氣泡直徑。
  5. 如請求項1或請求項2所述的研磨方法，其中， 在所述基板的研磨結束後，將所述基板從所述研磨墊搬送， 在所述基板的搬送後，使修整器向所述研磨墊上移動，對所述研磨墊進行修整， 在所述研磨墊的修整中，將所述微細氣泡液向所述研磨墊上供給。
  6. 如請求項5所述的研磨方法，其中， 所述微細氣泡液具備微米氣泡(micro bubble)液，該微米氣泡液具有1微米～100微米的氣泡直徑。
  7. 如請求項1或請求項2所述的研磨方法，其中， 所述微細氣泡液從在所述研磨台的半徑方向上延伸的霧化器向所述研磨墊上供給。
  8. 如請求項1或請求項2所述的研磨方法，其中， 在所述基板的研磨結束後，將所述基板從所述研磨墊搬送， 在所述基板的搬送後，使所述研磨頭向位於所述研磨墊的外部的避讓位置移動， 將所述微細氣泡液向配置於所述避讓位置的所述研磨頭供給，對所述研磨頭進行清洗。
  9. 如請求項1或請求項2所述的研磨方法，其中， 所述微細氣泡液具有從複數種氣體中的、與所述基板的構造對應的氣體生成的氣泡。
  10. 如請求項9所述的研磨方法，其中， 所述微細氣泡液通過使所述氣體溶解於液體的加壓溶解方式來生成。
  11. 如請求項1或請求項2所述的研磨方法，其中， 通過顆粒計數器測量所述微細氣泡液中包含的氣泡數量， 當所述氣泡數量達到規定的基準數量後，供給所述微細氣泡液。
  12. 一種研磨裝置，其中，具備： 研磨台，該研磨台支承研磨墊； 研磨頭，該研磨頭將基板按壓到所述研磨墊； 液體供給機構，該液體供給機構向所述研磨墊供給液體；以及 控制裝置，該控制裝置對所述液體供給機構的動作進行控制， 所述液體供給機構具備微細氣泡液供給裝置，該微細氣泡液供給裝置在所述基板的研磨結束後將微細氣泡液向所述研磨墊上供給。
  13. 如請求項12所述的研磨裝置，其中， 所述微細氣泡液供給裝置具備： 噴嘴臂，該噴嘴臂能夠沿所述研磨台的半徑方向擺動；以及 單個或複數個微細氣泡液噴嘴，該微細氣泡液噴嘴配置於所述噴嘴臂，並且將所述微細氣泡液向所述研磨墊上供給。
  14. 如請求項12或請求項13所述的研磨裝置，其中， 在所述研磨頭將所述基板按壓到所述研磨墊的狀態下，所述微細氣泡液供給裝置將具有1微米以下的氣泡直徑的超微氣泡液作為所述微細氣泡液向所述研磨墊上供給。
  15. 如請求項12或請求項13所述的研磨裝置，其中， 所述研磨裝置具備修整裝置，該修整裝置對所述研磨墊進行修整，並且與所述控制裝置電連接， 在所述基板的研磨結束，且所述基板的搬送後，所述控制裝置通過操作所述修整裝置，從而使修整器向所述研磨墊上移動，對所述研磨墊進行修整， 在所述研磨墊的修整中，所述微細氣泡液供給裝置將具有1微米～100微米的氣泡直徑的微米氣泡液作為所述微細氣泡液向所述研磨墊上供給。
  16. 如請求項12或請求項13所述的研磨裝置，其中， 所述研磨裝置具備霧化器，該霧化器在所述研磨台的半徑方向上延伸， 所述微細氣泡液供給裝置將所述微細氣泡液從所述霧化器向所述研磨墊上供給。
  17. 如請求項12或請求項13所述的研磨裝置，其中， 在所述基板的研磨結束，且所述基板的搬送後，所述控制裝置使所述研磨頭向位於所述研磨墊的外部的避讓位置移動， 所述微細氣泡液供給裝置將所述微細氣泡液向配置於所述避讓位置的所述研磨頭供給，對所述研磨頭進行清洗。
  18. 如請求項12或請求項13所述的研磨裝置，其中， 所述微細氣泡液具有從複數種氣體中的、與所述基板的構造對應的氣體生成的氣泡。
  19. 如請求項18所述的研磨裝置，其中， 所述微細氣泡液供給裝置具備微細氣泡液生成裝置，該微細氣泡液生成裝置通過使所述氣體溶解於液體的加壓溶解方式來生成所述微細氣泡液。
  20. 如請求項12或請求項13所述的研磨裝置，其中， 所述微細氣泡液供給裝置具備顆粒計數器，該顆粒計數器測量所述微細氣泡液中包含的氣泡數量， 根據由所述顆粒計數器測量的氣泡數量，當所述氣泡數量達到規定的基準數量後，所述微細氣泡液供給裝置供給所述微細氣泡液。
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