(57)【要約】【課題】研磨砥液内に発生した気泡に起因して流量検出の精度が低下するのを抑制する。【解決手段】砥液供給装置２００は、基板を研磨するための研磨面を有する研磨テーブル１１０へ研磨砥液２０５を供給するための砥液配管２１０と、砥液配管２１０を介して研磨砥液２０５を研磨テーブル１１０へ供給するポンプ２３０と、砥液配管２１０内を通流する研磨砥液２０５の流量を計測する超音波流量計２４０と、制御部２５０とを備える。制御部２５０は、超音波流量計２４０によって研磨砥液２０５の流量を計測する計測領域において、研磨砥液２０５の流れ方向に対して直交する面に研磨砥液と気泡が混在しないように、砥液配管２１０内の研磨砥液２０５の圧力を制御する。このような気泡の発生を抑制することによって、砥液配管２１０内の研磨砥液２０５の滞留を抑制し、その結果、流量検出の精度が低下するのを抑制する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を研磨するための研磨面を有する研磨テーブルへ研磨砥液を供給するための砥液配管と、
前記砥液配管を介して前記研磨砥液を前記研磨テーブルへ供給するポンプと、
前記砥液配管内を通流する研磨砥液の流量を計測する流量計と、
前記流量計によって前記研磨砥液の流量を計測する計測領域において、前記研磨砥液の流れ方向に対して直交する面に研磨砥液と気泡が混在しないように、前記砥液配管内の研磨砥液の圧力を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする砥液供給装置。
【請求項２】
請求項１の砥液供給装置において、
前記制御部は、前記計測領域において、前記研磨砥液の圧力が、前記研磨砥液の流れ方向に対して直交する面に研磨砥液と気泡が混在しない圧力になるように、前記ポンプの回転数を制御する、
ことを特徴とする砥液供給装置。
【請求項３】
請求項１又は２の砥液供給装置において、
前記砥液配管の前記流量計より下流側において該砥液配管の開度を調整可能な可変オリフィスをさらに備え、
前記制御部は、前記計測領域において、前記研磨砥液の圧力が、前記研磨砥液の流れ方向に対して直交する面に研磨砥液と気泡が混在しない圧力になるように、前記可変オリフィスの開度を制御する、
ことを特徴とする砥液供給装置。
【請求項４】
請求項２の砥液供給装置において、
前記砥液配管の前記流量計より下流側において該砥液配管の開度を狭めるオリフィスをさらに備える、
ことを特徴とする砥液供給装置。
【請求項５】
請求項２の砥液供給装置において、
前記砥液配管は、第１の径を有し前記流量計が設けられる第１の砥液配管と、該第１の砥液配管より下流側に接続され、前記第１の径より小径の第２の径を有する第２の砥液配管と、を備える、
ことを特徴とする砥液供給装置。
【請求項６】
請求項２又は３の砥液供給装置において、
前記砥液配管の前記流量計より上流側の圧力を検出する圧力検出器をさらに備え、
前記制御部は、前記圧力検出器によって検出された圧力が、前記計測領域において前記研磨砥液の流れ方向に対して直交する面に研磨砥液と気泡が混在しない圧力になるように、前記ポンプの回転数又は前記可変オリフィスの開度を制御する、
ことを特徴とする砥液供給装置。
【請求項７】
請求項１の砥液供給装置において、
前記制御部は、前記流量計によって前記研磨砥液の流量を計測する計測領域において、前記研磨砥液内に気泡が発生しないように、前記砥液配管内の研磨砥液の圧力を制御する、
ことを特徴とする砥液供給装置。
【請求項８】
請求項７の砥液供給装置において、
前記砥液配管の前記流量計より上流側において該砥液配管内に気泡が発生しているか否かを検出する気泡検出器をさらに備え、
前記制御部は、前記気泡検出器によって気泡が発生していると判定された場合に、前記ポンプの回転数を高くするか、又は前記砥液配管の前記流量計より下流側において該砥液配管の開度を調整可能な可変オリフィスの開度を小さく制御することによって、前記研磨砥液の圧力を高くする、
ことを特徴とする砥液供給装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項の砥液供給装置において、
前記砥液配管の前記流量計より上流側から分岐し、前記ポンプの吸入側へ前記研磨砥液を循環させるための循環配管をさらに備え、
前記循環配管には、該循環配管の開度を狭めるオリフィスが設けられる、
ことを特徴とする砥液供給装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか１項の砥液供給装置において、
前記砥液配管の前記流量計より上流側から分岐し、前記ポンプの吸入側へ前記研磨砥液を循環させるための循環配管をさらに備え、
前記循環配管は、第１の径を有する第１の循環配管と、該第１の循環配管より下流側に接続され、前記第１の径より小径の第２の径を有する第２の循環配管と、を備える、
ことを特徴とする砥液供給装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項の砥液供給装置と、
基板を研磨するための研磨面を有する研磨テーブルと、
前記砥液供給装置によって前記研磨テーブルに研磨砥液が供給された状態で、前記基板を保持して前記研磨面に押し付けることによって前記基板を研磨する基板保持部と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砥液供給装置、及び基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体ウェーハなどの基板の表面を研磨するために、基板処理装置が用いられている。基板処理装置は、基板を研磨するための研磨パッドが貼り付けられた研磨テーブルと、研磨テーブルを回転させる回転駆動部と、研磨パッド上に研磨砥液（スラリ）を供給する砥液供給装置と、基板を保持して研磨パッド上に押し付けるトップリング等を備えている。基板処理装置は、砥液供給装置によって研磨砥液を研磨パッド上に供給し、研磨テーブルを回転させながらトップリングで保持した基板を研磨パッドに押し付けることによって、基板の表面を研磨する。
【０００３】
砥液供給装置は、研磨砥液を供給するための砥液配管と、研磨砥液を加圧して研磨パッド上に供給するポンプとを備えている。砥液供給装置は、研磨砥液をポンプによって加圧し、砥液配管を介して研磨パッド上に供給する。ここで、基板の研磨プロセスにおいては、適正量の研磨砥液を研磨パッド上に供給する必要がある。このため、砥液供給装置では、砥液配管に流量計を設け、砥液配管内の流量をモニターし、モニターした研磨砥液の流量に基づいて、砥液配管に設けられた定流量弁を制御することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２０２７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術は、研磨砥液内に発生した気泡に起因して流量検出の精度が低下することについて考慮されていない。
【０００６】
すなわち、研磨砥液はポンプから吐出された付近では圧力が高いが、砥液配管の下流側に行くにしたがって圧力が下がり、圧力低下に起因して研磨砥液内に気泡が発生する場合がある。研磨砥液内に気泡が発生して砥液配管内に滞留した場合、研磨砥液の流量を計測できなくなるおそれがある。
【０００７】
例えば、流量計の一例として超音波流量計を挙げると、超音波流量計は、研磨砥液の流れの上流側から下流側への超音波の到達時間と、下流側から上流側への超音波の到達時間との差に基づいて流量を計測するものである。しかしながら、砥液配管内に気泡が滞留すると、この気泡によって超音波が反射し、その結果、超音波が受信側へ到達し難くなり、流量を計測できなくなる場合がある。この場合、砥液供給装置は、実際の研磨砥液の流量が正常であるか否かにかかわらず、アラームを発報して研磨処理を中断することもある。
【０００８】
そこで、本発明は、研磨砥液内に発生した気泡に起因して流量検出の精度が低下するのを抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明の砥液供給装置は、上記課題に鑑みなされたもので、基板を研磨するための研磨面を有する研磨テーブルへ研磨砥液を供給するための砥液配管と、前記砥液配管を介して前記研磨砥液を前記研磨テーブルへ供給するポンプと、前記砥液配管内を通流する研磨
砥液の流量を計測する流量計と、前記流量計によって前記研磨砥液の流量を計測する計測領域において、前記研磨砥液の流れ方向に対して直交する面に研磨砥液と気泡が混在しないように、前記砥液配管内の研磨砥液の圧力を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、前記制御部は、前記計測領域において、前記研磨砥液の圧力が、前記研磨砥液の流れ方向に対して直交する面に研磨砥液と気泡が混在しない圧力になるように、前記ポンプの回転数を制御する、ことができる。
【００１１】
また、前記砥液配管の前記流量計より下流側において該砥液配管の開度を調整可能な可変オリフィスをさらに備える場合、前記制御部は、前記計測領域において、前記研磨砥液の圧力が、前記研磨砥液の流れ方向に対して直交する面に研磨砥液と気泡が混在しない圧力になるように、前記可変オリフィスの開度を制御する、ことができる。
【００１２】
また、前記砥液配管の前記流量計より下流側において該砥液配管の開度を狭めるオリフィスをさらに備えることができる。
【００１３】
また、前記砥液配管は、第１の径を有し前記流量計が設けられる第１の砥液配管と、該第１の砥液配管より下流側に接続され、前記第１の径より小径の第２の径を有する第２の砥液配管と、を備えることができる。
【００１４】
また、前記砥液配管の前記流量計より上流側の圧力を検出する圧力検出器をさらに備える場合、前記制御部は、前記圧力検出器によって検出された圧力が、前記計測領域において前記研磨砥液の流れ方向に対して直交する面に研磨砥液と気泡が混在しない圧力になるように、前記ポンプの回転数又は前記可変オリフィスの開度を制御する、ことができる。
【００１５】
また、前記制御部は、前記流量計によって前記研磨砥液の流量を計測する計測領域において、前記研磨砥液内に気泡が発生しないように、前記砥液配管内の研磨砥液の圧力を制御する、ことができる。
【００１６】
また、前記砥液配管の前記流量計より上流側において該砥液配管内に気泡が発生しているか否かを検出する気泡検出器をさらに備える場合、前記制御部は、前記気泡検出器によって気泡が発生していると判定された場合に、前記ポンプの回転数を高くするか、又は前記砥液配管の前記流量計より下流側において該砥液配管の開度を調整可能な可変オリフィスの開度を小さく制御することによって、前記研磨砥液の圧力を高くする、ことができる。
【００１７】
また、前記砥液配管の前記流量計より上流側から分岐し、前記ポンプの吸入側へ前記研磨砥液を循環させるための循環配管をさらに備える場合、前記循環配管には、該循環配管の開度を狭めるオリフィスを設けることができる。
【００１８】
また、前記砥液配管の前記流量計より上流側から分岐し、前記ポンプの吸入側へ前記研磨砥液を循環させるための循環配管をさらに備える場合、前記循環配管は、第１の径を有する第１の循環配管と、該第１の循環配管より下流側に接続され、前記第１の径より小径の第２の径を有する第２の循環配管と、を備える、ことができる。
【００１９】
また、本願発明の基板処理装置は、上記のいずれかの砥液供給装置と、基板を研磨するための研磨面を有する研磨テーブルと、前記砥液供給装置によって前記研磨テーブルに研磨砥液が供給された状態で、前記基板を保持して前記研磨面に押し付けることによって前記基板を研磨する基板保持部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
かかる本願発明によれば、研磨砥液内に発生した気泡に起因して流量検出の精度が低下するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、基板処理装置の全体構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、第１実施形態の砥液供給装置を含む基板処理装置を模式的に示す図である。
【図３】図３は、均一な気泡と不均一な気泡について説明する図である。
【図４】図４は、流量計測領域において気泡が滞留する場合の一例を示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態の基板処理装置の処理フローを示す図である。
【図６】図６は、第２実施形態の砥液供給装置を含む基板処理装置を模式的に示す図である。
【図７】図７は、第２実施形態の基板処理装置の処理フローを示す図である。
【図８】図８は、第３実施形態の砥液供給装置を含む基板処理装置を模式的に示す図である。
【図９】図９は、第３実施形態の基板処理装置の処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本願発明の一実施形態に係る砥液供給装置、及び基板処理装置を図面に基づいて説明する。以下の実施形態は、一例として、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）研磨装置を説明するが、これには限られない。
【００２３】
図１は、基板処理装置の全体構成を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、基板処理装置１００は、半導体ウェーハなどの基板１０２を研磨するための研磨パッド１０８を上面に取付け可能な研磨テーブル１１０と、研磨テーブル１１０を回転駆動する第１の電動モータ１１２と、基板１０２を保持可能なトップリング（基板保持部）１１６と、トップリング１１６を回転駆動する第２の電動モータ１１８と、を備える。
【００２４】
また、基板処理装置１００は、研磨パッド１０８の上面に研磨材を含む研磨砥液を供給可能な砥液供給装置２００と、研磨パッド１０８のコンディショニング（目立て）を行うドレッサーディスク１２２を備えるドレッサーユニット１２４と、を備える。
【００２５】
基板１０２を研磨するときは、研磨材を含む研磨砥液を砥液砥液供給装置２００から研磨パッド１０８の上面に供給し、第１の電動モータ１１２によって研磨テーブル１１０を回転駆動する。そして、トップリング１１６を、研磨テーブル１１０の回転軸とは偏心した回転軸回りに回転した状態で、トップリング１１６に保持された基板１０２を研磨パッド１０８に押圧する。これにより、基板１０２は研磨パッド１０８によって研磨され、平坦化される。
【００２６】
（第１実施形態）
次に、第１実施形態の砥液供給装置について説明する。図２は、第１実施形態の砥液供給装置を含む基板処理装置を模式的に示す図である。
【００２７】
図２に示すように、砥液供給装置２００は、基板１０２を研磨するための研磨面（研磨パッド１０８）を有する研磨テーブル１１０へ研磨砥液２０５を供給（搬送）するための砥液配管２１０と、研磨砥液２０５を貯留するタンク２２０と、タンク２２０に貯留された研磨砥液を加圧し、砥液配管２１０を介して研磨パッド１０８へ供給するポンプ２３０と、を備える。ポンプ２３０にはインバータ２３５が接続されており、ポンプ２３０はイ
ンバータ２３５によって設定された回転速度で駆動される。
【００２８】
また、砥液供給装置２００は、砥液配管２１０内を通流する研磨砥液２０５の流量を計測する超音波流量計２４０と、砥液供給装置２００の各部品を制御する制御部２５０とを備える。超音波流量計２４０は、研磨砥液２０５の流れの上流側から下流側へ超音波を送信するとともに、研磨砥液２０５の下流側から上流側へ超音波を送信する。超音波流量計２４０によって計測された情報は計時計２４５へ出力される。計時計２４５は、上流側から下流側への超音波の到達時間と、下流側から上流側への超音波の到達時間との差に基づいて研磨砥液の流量を計測する。超音波流量計及び計時計２４５によって計測された研磨砥液２０５の流量の信号は、制御部２５０へ出力される。
【００２９】
また、砥液供給装置２００は、砥液配管２１０の超音波流量計２４０より下流側に設けられたオリフィス２６０を備える。オリフィス２６０は、砥液配管２１０の超音波流量計２４０より下流側において砥液配管２１０の開度を狭めるものである。
【００３０】
また、砥液供給装置２００は、砥液配管２１０の超音波流量計２４０より上流側の分岐点２１５から分岐し、タンク２２０へ研磨砥液２０５を戻す（循環する）循環配管２７０を備える。また、砥液供給装置２００は、循環配管２７０に設けられ、循環配管２７０の開度を狭めるオリフィス２８０を備える。循環配管２７０は、研磨砥液２０５を研磨パッド１０８上へ供給しない場合に、研磨砥液２０５を循環するための配管である。
【００３１】
また、砥液供給装置２００は、砥液配管２１０の分岐点２１５と超音波流量計２４０との間に設けられ、砥液配管２１０を開閉する供給バルブ２９０と、循環配管２７０の分岐点２１５とオリフィス２８０との間に設けられ、循環配管２７０を開閉する循環バルブ２９５と、を備える。供給バルブ２９０と循環バルブ２９５は、研磨砥液を研磨テーブル１１０へ供給するモードと、研磨砥液をタンク２２０へ循環するモードとを切り替えるのに用いられ、制御部２５０からの制御信号に基づいて開閉される。
【００３２】
制御部２５０は、超音波流量計２４０によって研磨砥液２０５の流量を計測する計測領域（砥液配管２１０内の超音波の伝達経路上）において、研磨砥液２０５の流れ方向に対して直交する面に研磨砥液２０５と気泡が混在しないように、砥液配管２１０内の研磨砥液２０５の圧力を制御する。言い換えれば、制御部２５０は、超音波流量計２４０によって研磨砥液２０５の流量を計測する計測領域において、不均一な気泡が発生しない（研磨砥液２０５の流れ方向に対して直交する面に研磨砥液２０５と気泡が混在しない）ように、砥液配管２１０内の研磨砥液２０５の圧力を制御する。具体的には、制御部２５０は、計測領域において、研磨砥液２０５の圧力が、不均一な気泡が発生しない（研磨砥液２０５の流れ方向に対して直交する面に研磨砥液２０５と気泡が混在しない）圧力になるように、ポンプ２３０の回転数を制御する。
【００３３】
この点について説明する。図３は、均一な気泡と不均一な気泡について説明する図であり、図４は、流量計測領域において気泡が滞留する場合の一例を示す図である。なお、図３（ａ）は均一な気泡が発生した場合の例を示す横断面及び縦断面の模式図であり、図３（ｂ）は不均一な気泡が発生した場合の例を示す横断面及び縦断面の模式図である。
【００３４】
図３（ａ）では、砥液配管２１０内に気泡２１５が発生しているが、この気泡２１５は、研磨砥液２０５の流れ方向に対して直交する面２１７の全体に存在しているため、面２１７においては、研磨砥液２０５と気泡２１５とが混在していない。本明細書においては、このような気泡２１５は、「均一な気泡」と定義される。この場合、砥液配管２１０内に気泡２１５が発生したとしても、この気泡２１５は、研磨砥液２０５とともに砥液配管２１０内を流れるので、砥液配管２１０内に滞留することはない。その結果、超音波流量
計２４０による流量計測に影響を及ぼすおそれもない。
【００３５】
一方、図３（ｂ）では、砥液配管２１０内に気泡２１５が発生しており、かつ、研磨砥液２０５の流れ方向に対して直交する面２１７において、気泡２１５と研磨砥液２０５とが混在している。本明細書においては、このような気泡２１５は、「不均一な気泡」と定義される。この場合、気泡２１５が砥液配管２１０内に滞留するおそがある。仮に、気泡２１５が砥液配管２１０内に滞留した場合、超音波流量計２４０から送信された超音波が気泡２１５によって反射して受信側へ届かないおそれがある。その結果、超音波流量計２４０による研磨砥液の流量計測ができないおそれがある。
【００３６】
流量計測領域において気泡が滞留する場合の一例としては、図４に示すように、砥液配管２１０がクランク状に曲げられて形成されている場合が挙げられる。すなわち、砥液配管２１０が、第１の砥液配管２１０−１と、第１の砥液配管２１０−１に連続しており第１の砥液配管２１０−１の延伸方向に直交する方向に延伸する第２の砥液配管２１０−２と、第２の砥液配管２１０−２に連続しており第２の砥液配管２１０−２の延伸方向に直交する方向に延伸する第３の砥液配管２１０−３とを含む場合を考える。
【００３７】
この場合、超音波流量計２４０は、例えば、第２の砥液配管２１０−２の最上流部から最下流部へ超音波を送信するとともに、第２の砥液配管２１０−２の最下流部から最上流部へ超音波を送信し、それぞれの到達時間の差に基づいて研摩砥液２０５の流量を計測する。
【００３８】
仮に研磨砥液２０５の内部に不均一な気泡が生じた場合、図４に示すように、気泡２１５は、第１の砥液配管２１０−１と第２の砥液配管２１０−２との接合部における角部、又は第２の砥液配管２１０−２と第３の砥液配管２１０−３との接合部における角部などに留まり続ける場合がある。このような場合、滞留する気泡２１５は超音波流量計２４０によって送信された超音波の伝達経路上に留まり続けることになるので、超音波が気泡２１５によって反射等することに起因して流量計測が正常に行われない場合がある。なお、図４では、砥液配管２１０がクランク状に形成される場合を一例として挙げたが、これには限られない、例えば、砥液配管２１０がストレート形状であったとしても、不均一な気泡が生じた場合には、この気泡が流量計測領域（砥液配管２１０内の超音波の伝達経路上）に滞留するおそれがある。
【００３９】
これに対して本実施形態では、砥液配管２１０にオリフィス２６０を設けているので、砥液配管２１０の一部の径が絞られている。そして、制御部２５０は、計測領域において研磨砥液２０５の圧力が不均一な気泡が発生しない圧力になるように、インバータ２３５を介してポンプ２３０の回転数を制御する。ここで、計測領域において研磨砥液２０５の圧力が不均一な気泡が発生しない圧力になるようなポンプ２３０の回転数は、砥液供給装置２００ごとに実験等によってあらかじめ設定されており、制御部２５０は、あらかじめ設定された回転数でポンプ２３０を駆動する。これによって、砥液配管２１０内の計測領域においては不均一な気泡が発生するのが抑制されるので、砥液配管２１０内に気泡が滞留し難くなり、その結果、流量検出の精度が低下するのが抑制される。また、ポンプ２３０とオリフィス２６０の間に計測領域があるので、計測領域における研磨砥液の圧力低下が抑制され、計測領域における研磨砥液の圧力を、不均一な気泡が発生しない圧力に維持することができる。
【００４０】
次に、第１実施形態の基板処理装置の処理フローを説明する。図５は、第１実施形態の基板処理装置の処理フローを示す図である。
【００４１】
この処理フローでは、まず、砥液配管２１０及び循環配管２７０に、オリフィス２６０
，２８０を取り付ける（ステップＳ１０１）。この処理は、砥液供給装置２００の最初の設置時に行うことによって、次回からは行う必要はない。また、本実施形態では、循環配管２７０を設け、研磨テーブル１１０へ研磨砥液２０５を供給しない場合に研磨砥液２０５を循環する例を示したが、これに限らず、循環配管２７０を設けないこともできる。この場合、オリフィス２８０の設置は不要となる。なお、オリフィス２８０は、循環バルブ２９５の下流に設けられる。すなわち、オリフィス２８０を循環バルブ２９５の下流に設けることによって、供給バルブ２９０が「閉」、かつ、循環バルブ２９５が「開」の状態（循環モード）で砥液循環中においても、ポンプ２３０とオリフィス２８０間の圧力が下がらない。このため、循環モードから、供給バルブ２９０が「開」、かつ、循環バルブが「閉」の状態（供給モード）にしても、供給バルブ２９０とポンプ２３０の圧力を高いまま維持できるので、循環モードから供給モードに移った際でも、計測領域の砥液の圧力低下を防止することができる。
【００４２】
続いて、制御部２５０は、ポンプ２３０を所定回転数で駆動する（ステップＳ１０２）。具体的には、制御部２５０は、計測領域において研摩砥液の圧力が、研磨砥液に不均一な気泡が発生しない圧力になるようなポンプ２３０の回転数があらかじめ設定されており、この回転数の指令信号をインバータ２３５へ送信する。インバータ２３５は、制御部２５０から送信された指令信号に基づいた回転数でポンプ２３０を駆動する。
【００４３】
続いて、制御部２５０は、供給バルブ２９０を「開（Ｏｐｅｎ）」に制御し、循環バルブ２９５を「閉（Ｃｌｏｓｅ）」に制御する（ステップＳ１０３）。これによって、ポンプ２３０から吐出された研磨砥液２０５は、砥液配管２１０を介して研磨テーブル１１０へ供給される。
【００４４】
続いて、制御部２５０は、超音波流量計２４０のエラーが生じたか否かを判定する（ステップＳ１０４）。超音波流量計２４０は、例えば超音波を送信しても受信側で受信できない場合には、気泡２１５その他何らかの影響により研磨砥液２０５の流量の計測ができないことを示すエラー信号を発報する。制御部２５０は、このエラー信号を受信したか否かによって、超音波流量計２４０のエラーが生じたか否かを判定する。
【００４５】
制御部２５０は、超音波流量計２４０のエラーが生じたと判定したら（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、アラームを発生させて（ステップＳ１０５）、処理を中断する（ステップＳ１０６）。すなわち、実際の研磨砥液の流量が正常であるか否かに関わらず、研磨処理を中断するということである。なお、本実施形態は、計測領域において不均一な気泡が発生しないように研磨砥液の圧力制御を行っているが、何らかの理由によって流量計測にエラーが生じるおそれもあるため、この処理が設けられている。
【００４６】
一方、制御部２５０は、超音波流量計２４０のエラーが生じていないと判定したら（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、基板１０２の研磨処理を行う（ステップＳ１０７）。
【００４７】
続いて、制御部２５０は、研磨が終了したか否かを判定する（ステップＳ１０８）。基板１０２の研磨が終了したか否かの判定は、例えば、第１の電動モータ１１２又は第２の電動モータ１１８のトルク電流の変化に基づいて行うことができる。
【００４８】
制御部２５０は、基板１０２の研磨が終了していないと判定したら（ステップＳ１０８，Ｎｏ）、研磨が終了したと判定されるまで、研磨処理を繰り返す。一方、制御部２５０は、基板１０２の研磨が終了したと判定したら（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）、供給バルブ２９０を「閉（Ｃｌｏｓｅ）」に制御し、循環バルブ２９５を「開（Ｏｐｅｎ）」に制御する（ステップＳ１０９）。これによって、ポンプ２３０から吐出された研磨砥液２０５は、循環配管２７０を介してタンク２２０へ循環される。
【００４９】
以上、第１実施形態によれば、砥液配管２１０（及び循環配管２７０）に、オリフィス２６０（２８０）を取り付けることによって、砥液配管２１０（及び循環配管２７０）に通流抵抗を追加することができる。そして、流量計測領域において、研磨砥液の圧力が、研磨砥液に不均一な気泡が発生しない圧力になるように、あらかじめ設定された回転数でポンプ２３０を駆動する。これによって、砥液配管２１０の流量計測領域において、図３（ｂ）に示すような不均一な気泡が発生する（研磨砥液２０５の流れ方向に対して直交する面に研磨砥液２０５と気泡が混在する）のを抑制することができる。その結果、流量計測領域において砥液配管２１０内に気泡が滞留するのを抑制することができるので、研磨砥液内に発生した気泡に起因して流量検出の精度が低下するのを抑制することができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、砥液配管２１０（及び循環配管２７０）に、オリフィス２６０（２８０）を取り付ける例を示したが、これに限らず、砥液配管２１０（及び循環配管２７０）の抵抗になるような可変オリフィス、ピンチバルブなどを設けることもできる。
【００５１】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の砥液供給装置について説明する。図６は、第２実施形態の砥液供給装置を含む基板処理装置を模式的に示す図である。第２実施形態は、第１実施形態と比べて、砥液配管２１０に設けられたオリフィス２６０を可変オリフィスに代え、砥液配管２１０に圧力センサと気泡センサとを追加した点が異なり、その他は第１実施形態と共通する。そこで、主に第１実施形態との相違点を説明し、第１実施形態と重複する部分については説明を省略する。
【００５２】
図６に示すように、第２実施形態の砥液供給装置３００は、砥液配管２１０の超音波流量計２４０より下流側において砥液配管２１０の開度を調整可能な可変オリフィス３１０を備える。可変オリフィス３１０は、電空レギュレータ３１５と接続され、電空レギュレータ３１５は、制御部２５０と接続される。電空レギュレータ３１５は、制御部２５０から出力される制御信号（電気信号）を空気圧に変換して可変オリフィス３１０へ出力するものであり、空気圧によって可変オリフィス３１０の開度を調整する。
【００５３】
また、砥液供給装置３００は、砥液配管２１０の超音波流量計２４０より上流側、具体的には、供給バルブ２９０と超音波流量計２４０との間に設けられ、砥液配管２１０内の圧力を検出する圧力センサ３２０を備える。圧力センサ３２０によって検出された圧力は制御部２５０に出力される。
【００５４】
また、砥液供給装置３００は、砥液配管２１０の超音波流量計２４０より上流側、具体的には、圧力センサ３２０と超音波流量計２４０との間に設けられ、砥液配管２１０内に気泡が発生しているか否かを検出する気泡センサ３３０を備える。気泡センサ３３０は、例えば、光を砥液配管２１０内に出力し、受光部によって受光される光の強さのレベルに基づいて、気泡が発生しているか否かを判定する。例えば研磨砥液２０５内に気泡が発生していれば、受光レベルが所定のしきい値より低くなるので、これによって気泡が発生したことが検出される。気泡センサ３３０によって検出された気泡の有無を示す信号は制御部２５０に出力される。なお、気泡センサ３３０は、超音波流量計２４０と圧力センサ３２０の間に、複数個設けてもよい。
【００５５】
次に、第２実施形態の基板処理装置の処理フローを説明する。図７は、第２実施形態の基板処理装置の処理フローを示す図である。
【００５６】
この処理フローでは、まず、砥液配管２１０に可変オリフィスを設け、循環配管２７０にオリフィス２８０を設ける（ステップＳ２０１）。この処理は、砥液供給装置２００の
最初の設置時に行うことによって、次回からは行う必要はない。また、本実施形態では、循環配管２７０を設け、研磨テーブル１１０へ研磨砥液２０５を供給しない場合に研磨砥液２０５を循環する例を示したが、これに限らず、循環配管２７０を設けないこともできる。この場合、オリフィス２８０の設置は不要となる。
【００５７】
続いて、制御部２５０は、ポンプ２３０を所定回転数で駆動する（ステップＳ２０２）。具体的には、制御部２５０は、あらかじめ設定された回転数の指令信号をインバータ２３５へ送信する。インバータ２３５は、制御部２５０から送信された指令信号に基づいた回転数でポンプ２３０を駆動する。
【００５８】
続いて、制御部２５０は、供給バルブ２９０を「開（Ｏｐｅｎ）」に制御し、循環バルブ２９５を「閉（Ｃｌｏｓｅ）」に制御する（ステップＳ２０３）。これによって、ポンプ２３０から吐出された研磨砥液２０５は、砥液配管２１０を介して研磨テーブル１１０へ供給される。
【００５９】
続いて、制御部２５０は、砥液配管内の圧力が目標値になるようポンプ回転数を制御する（ステップＳ２０４）。具体的には、制御部２５０は、圧力センサ３２０によって検出された圧力が、目標値（例えば０．１ＭＰａ）になるようにポンプ２３０の回転数を制御する。
【００６０】
続いて、制御部２５０は、研磨砥液の流量が目標値になるよう可変オリフィスを制御する（ステップＳ２０５）。具体的には、制御部２５０は、超音波流量計２４０によって計測された研磨砥液の流量が、目標値（例えば１５０ｍＬ／ｍｉｎ）になるように、可変オリフィス３１０の弁開度を制御する。
【００６１】
続いて、制御部２５０は、圧力センサ３２０によって検出された圧力、及び超音波流量計２４０によって計測された流量が、目標値になったか否かを判定する（ステップＳ２０６）。
【００６２】
制御部２５０は、圧力センサ３２０によって検出された圧力、及び超音波流量計２４０によって計測された流量が、目標値になっていないと判定されたら（ステップＳ２０６，Ｎｏ）、第１の目標値になったと判定されるまで、ステップＳ２０４，２０５を繰り返す。
【００６３】
すなわち、ステップＳ２０４にて圧力が目標値（例えば０．１ＭＰａ）になるようにポンプ２３０の回転数を制御しても、その後ステップＳ２０５にて可変オリフィス３１０の弁開度を制御すると、圧力は変わる。一方、ステップＳ２０５にて流量が目標値になるように可変オリフィス３１０の弁開度を制御しても、その後ポンプ２３０の回転数を変えると流量は変わる。そこで、制御部２５０は、圧力センサ３２０によって検出された圧力、及び超音波流量計２４０によって計測された流量が、目標値になったと判定されるまで、ステップＳ２０４，２０５を繰り返す。
【００６４】
一方、制御部２５０は、圧力センサ３２０によって検出された圧力、及び超音波流量計２４０によって計測された流量が、目標値になったと判定されたら（ステップＳ２０６、Ｙｅｓ）、気泡が検出されたか否かを判定する（ステップＳ２０７）。具体的には、制御部２５０は、気泡センサ３３０において送信された光信号の受光レベルが所定のしきい値以上であれば、研磨砥液に気泡が発生していないと判定し、所定のしきい値より低くなっていたら、研磨砥液に気泡が発生したと判定する。
【００６５】
制御部２５０は、気泡が検出されたと判定したら（ステップＳ２０７，Ｙｅｓ）、砥液
配管内の圧力が現在の圧力＋αになるようポンプ回転数を制御する（ステップＳ２０８）。具体的には、制御部２５０は、圧力センサ３２０によって検出された圧力が、現在の圧力＋α（例えば、α＝０．０２ＭＰａとすると、０．１２ＭＰａ）になるようにポンプ２３０の回転数を制御する。ここで、砥液配管内の目標圧力値が更新される。つまり、制御部２５０は、気泡センサ３３０によって気泡が発生していると判定された場合に、ポンプ２３０の回転数を高くすることによって、研磨砥液の圧力を高くする。なお、本実施形態では研磨砥液の圧力を高くするためにポンプの回転数を高くする例を挙げたが、これに限らず、可変オリフィス３１０の開度を小さくする（絞る）ことによって研磨砥液の圧力を高めてもよい。また、ポンプ２３０と可変オリフィス３１０の両者を制御してもよい。
【００６６】
続いて、制御部２５０は、研磨砥液の流量が目標値になるよう可変オリフィスを制御する（ステップＳ２０９）。具体的には、制御部２５０は、超音波流量計２４０によって計測された研磨砥液の流量が、ステップＳ２０５と同じ目標値（例えば１５０ｍＬ／ｍｉｎ）になるように、可変オリフィス３１０の弁開度を制御する。
【００６７】
続いて、制御部２５０は、圧力センサ３２０によって検出された圧力が更新された目標値になり、超音波流量計２４０によって計測された流量が、目標値になったか否かを判定する（ステップＳ２１０）。
【００６８】
制御部２５０は、圧力センサ３２０によって検出された圧力が目標値になっていないか、又は超音波流量計２４０によって計測された流量が目標値になっていないと判定されたら（ステップＳ２１０，Ｎｏ）、圧力が目標値になり、かつ、流量が目標値になったと判定されるまで、ステップＳ２０８，２０９を繰り返す。
【００６９】
制御部２５０は、圧力センサ３２０によって検出された圧力が目標値になり、かつ、超音波流量計２４０によって計測された流量が、第１の目標値になったと判定したら（ステップＳ２１０，Ｙｅｓ）、ステップＳ２０７へ戻って処理を継続する。
【００７０】
仮に研磨砥液の圧力を＋αしてもなお、気泡が検出されたと判定したら（ステップＳ２０７，Ｙｅｓ）制御部２５０は、再びステップＳ２０８〜Ｓ２１０を繰り返し、研磨砥液の圧力を高める。すなわち、研磨砥液２０５の液圧力が高いほど液体に溶存する気体の量は多いという点に鑑み、本実施形態では、砥液配管２１０内の研磨砥液２０５は気泡が発生しない程度まで増圧される。なお、研磨砥液２０５の増圧は、最大圧力（例えば、０．２ＭＰａ）を上限として行うことができる。なお、目標圧力値が最大圧力以上になったら、研磨砥液２０５の流量が増えすぎる、又は砥液配管２１０が破裂する等のおそれが生じるので、アラームを出し、砥液供給を停止することもできる。
【００７１】
一方、制御部２５０は、ステップＳ２０７において、気泡が検出されていないと判定したら（ステップＳ２０７，Ｎｏ）、基板１０２の研磨処理を行う（ステップＳ２１１）。
【００７２】
続いて、制御部２５０は、研磨が終了したか否かを判定する（ステップＳ２１２）。基板１０２の研磨が終了したか否かの判定は、例えば、第１の電動モータ１１２又は第２の電動モータ１１８のトルク電流の変化に基づいて行うことができる。
【００７３】
制御部２５０は、基板１０２の研磨が終了していないと判定したら（ステップＳ２１２，Ｎｏ）、研磨が終了したと判定されるまで、研磨処理を繰り返す。一方、制御部２５０は、基板１０２の研磨が終了したと判定したら（ステップＳ２１２，Ｙｅｓ）、供給バルブ２９０を「閉（Ｃｌｏｓｅ）」に制御し、循環バルブ２９５を「開（Ｏｐｅｎ）」に制御する（ステップＳ２１３）。これによって、ポンプ２３０から吐出された研磨砥液２０５は、循環配管２７０を介してタンク２２０へ循環される。
【００７４】
以上、第２実施形態によれば、砥液配管２１０内の研磨砥液２０５は気泡が発生しない程度まで増圧されるので、研磨砥液２０５内に気泡が発生するのを抑制することができる。その結果、流量計測領域において砥液配管２１０内に気泡が滞留するのを抑制することができるので、研磨砥液内に発生した気泡に起因して流量検出の精度が低下するのを抑制することができる。
【００７５】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の砥液供給装置について説明する。図８は、第３実施形態の砥液供給装置を含む基板処理装置を模式的に示す図である。第３実施形態は、第１実施形態と比べて、オリフィス２６０，２８０を設ける代わりに砥液配管及び循環配管の下流側に縮径された配管を接続する点が異なり、その他は第１実施形態と共通する。そこで、主に第１実施形態との相違点を説明し、第１実施形態と重複する部分については説明を省略する。
【００７６】
図８に示すように、第３実施形態の砥液供給装置４００では、ポンプ２３０と超音波流量計２４０は、第１の砥液配管４１０−１（例えば、３／８ｉｎｃｈ）で接続される。また、超音波流量計２４０と管継手４２０は、第１の砥液配管４１０−１の径より小径の第２の砥液配管４１０−２（例えば、１／４ｉｎｃｈ）で接続される。さらに、管継手４２０の下流側には、第２の砥液配管４１０−２より小径であり、研磨砥液２０５を研磨テーブル１１０上へ吐出する吐出口を有する第３の砥液配管４１０−３（例えば、１／８ｉｎｃｈ）が接続される。
【００７７】
一方、循環配管側は、分岐点２１５と管継手４３０は、第１の循環配管４７０−１（例えば、３／８ｉｎｃｈ）で接続される。また、管継手４３０の下流側には、第１の砥液配管４７０−１より小径であり、研磨砥液２０５をタンク２２０へ吐出する吐出口を有する第２の循環配管４７０−２（例えば、１／８ｉｎｃｈ）が接続される。
【００７８】
次に、第３実施形態の基板処理装置の処理フローを説明する。図９は、第３実施形態の基板処理装置の処理フローを示す図である。
【００７９】
この処理フローでは、まず、砥液配管及び循環配管に、縮径配管を取り付ける（ステップＳ３０１）。具体的には、第１の砥液配管４１０−１の下流側に、第２の砥液配管４１０−２，第３の砥液配管４１０−３を取り付け、第１の循環配管４７０−１の下流側に、第２の循環配管４７０−２を取り付ける。この処理は、砥液供給装置４００の最初の設置時に行うことによって、次回からは行う必要はない。また、本実施形態では、循環配管を設け、研磨テーブル１１０へ研磨砥液２０５を供給しない場合に研磨砥液２０５を循環する例を示したが、これに限らず、循環配管２７０を設けないこともできる。
【００８０】
続いて、制御部２５０は、ポンプ２３０を所定回転数で駆動する（ステップＳ３０２）。具体的には、制御部２５０は、計測領域において研摩砥液の圧力が、研磨砥液に不均一な気泡が発生しない圧力になるようなポンプ２３０の回転数があらかじめ設定されており、この回転数の指令信号をインバータ２３５へ送信する。インバータ２３５は、制御部２５０から送信された指令信号に基づいた回転数でポンプ２３０を駆動する。
【００８１】
続いて、制御部２５０は、供給バルブ２９０を「開（Ｏｐｅｎ）」に制御し、循環バルブ２９５を「閉（Ｃｌｏｓｅ）」に制御する（ステップＳ３０３）。これによって、ポンプ２３０から吐出された研磨砥液２０５は、砥液配管２１０を介して研磨テーブル１１０へ供給される。
【００８２】
続いて、制御部２５０は、超音波流量計２４０のエラーが生じたか否かを判定する（ス
テップＳ３０４）。超音波流量計２４０は、例えば超音波を送信しても受信側で受信できない場合には、気泡２１５その他何らかの影響により研磨砥液２０５の流量の計測ができないことを示すエラー信号を発報する。制御部２５０は、このエラー信号を受信したか否かによって、超音波流量計２４０のエラーが生じたか否かを判定する。
【００８３】
制御部２５０は、超音波流量計２４０のエラーが生じたと判定したら（ステップＳ３０４，Ｙｅｓ）、アラームを発生させて（ステップＳ３０５）、処理を中断する（ステップＳ３０６）。すなわち、実際の研磨砥液の流量が正常であるか否かに関わらず、研磨処理を中断するということである。なお、本実施形態は、計測領域において不均一な気泡が発生しないように研磨砥液の圧力制御を行っているが、何らかの理由によって流量計測にエラーが生じるおそれもあるため、この処理が設けられている。
【００８４】
一方、制御部２５０は、超音波流量計２４０のエラーが生じていないと判定したら（ステップＳ３０４，Ｎｏ）、基板１０２の研磨処理を行う（ステップＳ３０７）。
【００８５】
続いて、制御部２５０は、研磨が終了したか否かを判定する（ステップＳ３０８）。基板１０２の研磨が終了したか否かの判定は、例えば、第１の電動モータ１１２又は第２の電動モータ１１８のトルク電流の変化に基づいて行うことができる。
【００８６】
制御部２５０は、基板１０２の研磨が終了していないと判定したら（ステップＳ３０８，Ｎｏ）、研磨が終了したと判定されるまで、研磨処理を繰り返す。一方、制御部２５０は、基板１０２の研磨が終了したと判定したら（ステップＳ３０８，Ｙｅｓ）、供給バルブ２９０を「閉（Ｃｌｏｓｅ）」に制御し、循環バルブ２９５を「開（Ｏｐｅｎ）」に制御する（ステップＳ３０９）。これによって、ポンプ２３０から吐出された研磨砥液２０５は、循環配管２７０を介してタンク２２０へ循環される。
【００８７】
このように、本実施形態では、超音波流量計２４０が設けられる第１の砥液配管４１０−１の下流側に、第１の砥液配管４１０−１より小径の砥液配管（第２の砥液配管４１０−２，第３の砥液配管４１０−３）を設けている。また、循環配管においても、第１の循環配管４７０−１の下流側に、第１の循環配管４７０−１より小径の循環配管（第２の循環配管４７０−２を設けている。これによって、第１実施形態のようにオリフィス２６０，２８０を設けずに、砥液配管４１０（及び循環配管４７０）に通流抵抗を追加することができる。そして、流量計測領域において、研磨砥液の圧力が、研磨砥液に不均一な気泡が発生しない圧力になるように、あらかじめ設定された回転数でポンプ２３０を駆動する。これによって、砥液配管２１０の流量計測領域において、図３（ｂ）に示すような不均一な気泡が発生する（研磨砥液２０５の流れ方向に対して直交する面に研磨砥液２０５と気泡が混在する）のを抑制することができる。その結果、流量計測領域において砥液配管２１０内に気泡が滞留するのを抑制することができるので、研磨砥液内に発生した気泡に起因して流量検出の精度が低下するのを抑制することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１００  基板処理装置
１０２  基板
１０８  研磨パッド
１１０  研磨テーブル
１１６  トップリング
２００，３００，４００  砥液供給装置
２０５  研磨砥液
２１０  砥液配管
２１５  気泡
２３０  ポンプ
２４０  超音波流量計
２５０  制御部
２６０，２８０  オリフィス
２７０  循環配管
２９０  供給バルブ
２９５  循環バルブ
３１０  可変オリフィス
３２０  圧力センサ
３３０  気泡センサ
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１】
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