(57)【要約】【課題】スラリの供給量を抑制しつつ、半導体基板を効率良く研磨することができる半導体製造装置および半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】本実施形態による半導体製造装置は、基板を研磨する研磨部を備える。保持部は、基板を保持し、該基板を研磨部へ押圧しながら該研磨部に対して回転させる。供給部は、研磨部上に研磨液を供給する。第１環状部は、保持部に取り付けられ、基板の研磨時に該基板の周囲において保持部と研磨部との間に位置する。第２環状部は、保持部に取り付けられ、基板の研磨時に第１環状部の周囲において保持部と研磨部との間に位置する。第１および第２環状部のいずれか一方は、その他方に対して基板または保持部の回転方向に相対移動可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を研磨する研磨部と、
前記基板を保持し、該基板を前記研磨部へ押圧しながら該研磨部に対して回転させる保持部と、
前記研磨部上に研磨液を供給する供給部と、
前記保持部に取り付けられ、前記基板の研磨時に該基板の周囲において前記保持部と前記研磨部との間に位置する第１環状部と、
前記保持部に取り付けられ、前記基板の研磨時に前記第１環状部の周囲において前記保持部と前記研磨部との間に位置する第２環状部と、を備え、
前記第１および第２環状部のいずれか一方は、その他方に対して前記基板または前記保持部の回転方向に相対移動可能である、半導体製造装置。
【請求項２】
前記第１環状部は、前記研磨部に対する接触面に該第１環状部の内側面から外側面まで設けられた複数の第１溝を有し、
前記第２環状部は、前記研磨部に対する接触面に該第２環状部の内側面から外側面まで設けられた複数の第２溝を有する、請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
隣接する前記第１溝間の間隔は、前記第２溝の幅よりも大きく、かつ、隣接する前記第２溝間の間隔は、前記第１溝の幅よりも大きい、請求項２に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記基板の研磨時に、前記第１または第２環状部の移動によって、前記第１溝と前記研磨部とからなる第１開口および前記第２溝と前記研磨部とからなる第２開口は、前記第１環状部の内側面と記第２環状部の外側面との間で連通し、あるいは、前記第１または第２環状部の側面で塞がれる、請求項２または請求項３に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記基板の研磨時に、前記供給部は、前記第１および第２開口が連通しているときに前記研磨液を供給し、前記第１および第２開口が塞がれているときに前記研磨液の供給を停止する、請求項４に記載の半導体製造装置。
【請求項６】
前記研磨部または前記保持部に設けられ前期基板の研磨状態を示すパラメータを検知するセンサと、
前記第１または第２環状部を前記回転方向に相対移動させる駆動部と、
前記供給部および前記駆動部を制御する制御部とをさらに備え、
前記制御部は、前記パラメータに基づいて前記第１または第２環状部を相対移動させる、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の半導体製造装置。
【請求項７】
基板を研磨する研磨部と、前記基板を保持し、該基板を前記研磨部へ押圧しながら該研磨部に対して回転させる保持部と、前記研磨部上に研磨液を供給する供給部と、前記保持部に取り付けられ、前記基板の研磨時に該基板の周囲において前記保持部と前記研磨部との間に位置する第１環状部と、前記保持部に取り付けられ、前記基板の研磨時に前記第１環状部の周囲において前記保持部と前記研磨部との間に位置する第２環状部と、を備えた半導体製造装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記研磨部または前記保持部に設けられ前期基板の研磨状態を示すパラメータに基づいて前記第１または第２環状部を相対移動させる、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明による実施形態は、半導体製造装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法等が半導体基板を研磨するために用いられる。ＣＭＰ法では、キャリアが半導体基板を保持し、該半導体基板をプラテン上の研磨パッドに押圧した状態で、キャリアおよびプラテンがともに回転する。このとき、微細な砥粒を含むスラリを、研磨パッド上に供給しながら、研磨パッドが半導体基板を研磨する。
【０００３】
しかし、スラリを供給し続けながら研磨することは、半導体装置の製造コストを上昇させる原因となる。また、スラリの供給量を低減させると、研磨速度が低下し、半導体基板を効率的に研磨することができなくなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０７６７４号公報
【特許文献２】特開２０１４−０８６５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スラリの供給量を抑制しつつ、半導体基板を効率良く研磨することができる半導体製造装置および半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態による半導体製造装置は、基板を研磨する研磨部を備える。保持部は、基板を保持し、該基板を研磨部へ押圧しながら該研磨部に対して回転させる。供給部は、研磨部上に研磨液を供給する。第１環状部は、保持部に取り付けられ、基板の研磨時に該基板の周囲において保持部と研磨部との間に位置する。第２環状部は、保持部に取り付けられ、基板の研磨時に第１環状部の周囲において保持部と研磨部との間に位置する。第１および第２環状部のいずれか一方は、その他方に対して基板または保持部の回転方向に相対移動可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態による研磨装置の構成例を示す概略図。
【図２】キャリアの詳細な構成例を示す平面図および断面図。
【図３】第１および第２リテーナリングの構成例を示す斜視図。
【図４】第１および第２リテーナリングの構成例を示す底面図。
【図５】第１実施形態による研磨装置を用いた研磨方法の一例を示すフロー図。
【図６】第１実施形態による研磨装置を用いた研磨方法を示す概念図。
【図７】パラメータが温度である場合のグラフ。
【図８】変形例による研磨装置を用いた研磨方法の一例を示すフロー図。
【図９】第２実施形態によるキャリアの構成例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態による研磨装置１の構成例を示す概略図である。半導体製造装置としての研磨装置１は、例えば、ＣＭＰ法により基板Ｗまたは基板Ｗ上の材料膜（以下、単に、基板Ｗという）を研磨する装置である。基板Ｗは、例えば、シリコンウェハ等の半導体基板でよい。
【００１０】
研磨装置１は、プラテン１０と、キャリア２０と、スラリ供給ノズル３０と、センサ５０と、コントローラ６０と、アクチュエータ７０と、スラリ供給バルブ８０と、モータ９０とを備えている。
【００１１】
研磨部としてのプラテン１０は、その表面に研磨パッド（図示せず）を有し、矢印Ａ１で示すように軸Ｓ１を中心に回転可能である。プラテン１０は、回転しながら研磨パッドで基板Ｗを研磨する。
【００１２】
保持部としてのキャリア２０は、基板Ｗを保持し、矢印Ａ２で示すように軸Ｓ２を中心に回転可能である。キャリア２０は、基板Ｗをプラテン１０へ押圧しながらプラテン１０に対して回転させることによって基板Ｗを研磨する。
【００１３】
供給部としてのスラリ供給ノズル３０は、プラテン１０上に研磨液としてのスラリを供給する。スラリは、砥粒を含む薬液であり、基板Ｗとプラテン１０との間において研磨パッドとともに基板Ｗを研磨する。
【００１４】
センサ５０は、プラテン１０またはキャリア２０に設けられ、基板Ｗの研磨状態を示すパラメータを検知する。パラメータは、例えば、研磨中における基板Ｗの温度あるいは振動、第１リテーナリングＲ１の温度あるいは振動、第２リテーナリングＲ２の温度あるいは振動、プラテン１０またはキャリア２０を動作させるモータ９０の電流値または渦電流値、基板Ｗの研磨面の反射光強度、基板Ｗの研磨開始からの時間、スラリの供給停止からの時間等のいずれか、あるいは、これらの組み合わせである。従って、センサ５０は、温度センサ、振動センサ、電流センサ、光学センサ、あるいは、タイマ等のいずれか、あるいは、これらの組み合わせである。
【００１５】
コントローラ６０は、センサ５０で検出されたパラメータの測定値に基づいて、アクチュエータ７０、スラリ供給バルブ８０、スラリ供給ノズル３０、および、モータ９０を制御する。
【００１６】
駆動部としてのアクチュエータ７０は、コントローラ６０の制御を受けて、第１または第２リテーナリングＲ１、Ｒ２をキャリア２０（即ち、基板Ｗ）の回転方向Ａ２に相対移動させる。アクチュエータ７０は、例えば、モータ、圧電素子等でよい。第１または第２リテーナリングＲ１、Ｒ２の構成および動作については、図３（Ａ）〜図４（Ｂ）を参照して後で説明する。
【００１７】
供給部としてのスラリ供給バルブ８０は、コントローラ６０の制御を受けて、スラリ供給ノズル３０を介してスラリをプラテン１０上に供給しあるいはその供給を停止する。
【００１８】
モータ９０は、プラテン１０およびキャリア２０のそれぞれに個別に設けられており、コントローラ６０の制御を受けて、プラテン１０およびキャリア２０を回転させる。
【００１９】
図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、キャリア２０の詳細な構成例を示す平面図および断面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【００２０】
キャリア２０は、図２（Ａ）に示すように略円形であり、軸Ｓ２を中心に回転可能となっている。キャリア２０は、軸Ｓ２に近い第１キャリア部分２１と、軸Ｓ２から比較的離れた第２キャリア部分２２とを含む。第１キャリア部分２１は、軸Ｓ２に固定されており、軸Ｓ２とともに回転する。第１キャリア部分２１は、図２（Ｂ）に示すように、略円筒形を有し、その内部にメンブレン部材２３を有する。第１キャリア部分２１の外縁は、基板Ｗよりも大きく、第１キャリア部分２１は、基板Ｗをその内部に保持することができる。第１キャリア部分２１は、プラテン１０との間で基板Ｗを収容可能となっている。メンブレン部材２３は、その内部に気体を取り込むことによって膨らみ、基板Ｗをプラテン１０へ押圧する。
【００２１】
一方、第２キャリア部分２２は、第１キャリア部分２１とは別体に設けられており、第１キャリア部分２１の周囲に設けられている。第２キャリア部分２２は、アクチュエータ７０を介して第１キャリア部分２１に接続されており、アクチュエータ７０の動作範囲内で回転方向Ａ２に相対移動可能である。従って、第２キャリア部分２２は、アクチュエータ７０が動作するときには、第１キャリア部分２１に対して回転方向Ａ２に相対的に移動し、アクチュエータ７０が動作しないときには、第１キャリア部分２１とともに軸Ｓ２を中心として回転する。
【００２２】
図２（Ｂ）に示すように、第１キャリア部分２１の外側面には、凹部Ｃ１が設けられており、第２キャリア部分２２の内側面には、凸部Ｃ２が設けられている。凹部Ｃ１および凸部Ｃ２は、第１キャリア部分２１の外周または第２キャリア部分２２の内周に沿って延伸しており、互いに摺動可能なように嵌合している。また、凹部Ｃ１は、凸部Ｃ２よりも長い。これにより、第２キャリア部分２２は、第１キャリア部分２１から脱落することなく、第１キャリア部分２１に対してＡ２方向に相対的に移動（回転）することができる。第１および第２キャリア部分２１、２２には、例えば、ステンレス等の金属を用いている。
【００２３】
尚、本実施形態では、第１キャリア部分２１が軸Ｓ２に固定され、第２キャリア部分２２が第１キャリア部分２１に対して相対移動可能である。しかし、図示しないが、逆に、第２キャリア部分２２を軸Ｓ２に固定し、第１キャリア部分２１が第２キャリア部分２２に対して相対移動可能にしてもよい。
【００２４】
第１キャリア部分２１の端部には、第１環状部としての第１リテーナリングＲ１が取り付けられている。第１リテーナリングＲ１は、基板Ｗの研磨時に該基板Ｗの周囲において第１キャリア部分２１とプラテン１０との間に位置する。第１リテーナリングＲ１は、第１キャリア部分２１に固定されており、第１キャリア部分２１と同様に回転する。
【００２５】
第２キャリア部分２２の端部には、第２環状部としての第２リテーナリングＲ２が取り付けられている。第２キャリア部分２２は、基板Ｗの研磨時に該基板Ｗの周囲において第２キャリア部分２２とプラテン１０との間に位置する。第２リテーナリングＲ２は、第２キャリア部分２２に固定されており、第２キャリア部分２２と同様に回転する。従って、第２リテーナリングＲ２は、第１リテーナリングＲ１に対してＡ２方向に相対的に移動可能である。
【００２６】
第１および第２リテーナリングＲ１、Ｒ２には、例えば、樹脂等を用いている。従って、第１および第２リテーナリングＲ１、Ｒ２は、基板Ｗの研磨とともに次第に削れるので、第１および第２キャリア部分２１、２２から着脱可能に取り付けられ、交換可能となっている。
【００２７】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、それぞれ、第１および第２リテーナリングＲ１、Ｒ２の構成例を示す斜視図である。図３（Ａ）の第１リテーナリングＲ１は、プラテン１０に対する接触面Ｆｂ＿１に複数の第１溝Ｔ１を有する。各第１溝Ｔ１は、第１リテーナリングＲ１の内側面Ｆｉ＿１から外側面Ｆｏ＿１まで延伸している。基板Ｗの研磨時に、第１リテーナリングＲ１がプラテン１０上に接触すると、第１リテーナリングＲ１とプラテン１０との間において、第１溝Ｔ１は、第１リテーナリングＲ１の内側面Ｆｉ＿１から外側面Ｆｏ＿１まで連通する第１開口ＯＰ１となる。即ち、第１リテーナリングＲ１がプラテン１０上に配置されたときに、第１溝Ｔ１およびプラテン１０は、第１開口ＯＰ１を成す。第１溝Ｔ１は、例えば、略矩形または円弧を有する。第１溝Ｔ１の高さ（深さ）および第１溝Ｔ１の数は、研磨液が上記第１開口ＯＰ１を充分に通過できる限りにおいて、特に限定しない。ただし、複数の第１溝Ｔ１のそれぞれの形状および大きさは、互いにほぼ等しいことが好ましい。
【００２８】
第１溝Ｔ１によって、第１リテーナリングＲ１の下部は、複数の凸部Ｐ１を有すると言ってもよい。複数の第１溝Ｔ１のそれぞれの形状および大きさが互いにほぼ等しい場合、複数の凸部Ｐ１のそれぞれの形状および大きさも、互いにほぼ等しい。
【００２９】
図３（Ｂ）の第２リテーナリングＲ２は、プラテン１０に対する接触面Ｆｂ＿２に複数の第２溝Ｔ２を有する。各第２溝Ｔ２は、第２リテーナリングＲ２の内側面Ｆｉ＿２から外側面Ｆｏ＿２まで延伸している。基板Ｗの研磨時に、第２リテーナリングＲ２がプラテン１０上に接触すると、第２リテーナリングＲ２とプラテン１０との間において、第２溝Ｔ２は、第２リテーナリングＲ２の内側面Ｆｉ＿２から外側面Ｆｏ＿２まで連通する第２開口ＯＰ２となる。即ち、第２リテーナリングＲ２がプラテン１０上に配置されたときに、第２溝Ｔ２およびプラテン１０は、第２開口ＯＰ２を成す。第２溝Ｔ２は、例えば、略矩形または円弧を有する。第２溝Ｔ２の高さ（深さ）および第２溝Ｔ２の数は、研磨液が上記第２開口を充分に通過できる限りにおいて、特に限定しない。ただし、複数の第２溝Ｔ２のそれぞれの形状および大きさは、互いにほぼ等しいことが好ましい。また、第２溝Ｔ２の数は、第１溝Ｔ１のそれに対応していることが好ましい。さらに、第２溝Ｔ２の高さ（深さ）は、第１溝Ｔ１のそれとほぼ等しいことが好ましい。
【００３０】
第２溝Ｔ２によって、第２リテーナリングＲ２の下部は、複数の凸部Ｐ２を有すると言ってもよい。複数の第２溝Ｔ２のそれぞれの形状および大きさが互いにほぼ等しい場合、複数の凸部Ｐ２のそれぞれの形状および大きさも、互いにほぼ等しい。また、凸部Ｐ２の数は、凸部Ｐ１のそれに対応していることが好ましい。さらに、凸部Ｐ２の高さは、凸部Ｐ１のそれとほぼ等しいことが好ましい。これにより、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すような動作が可能となる。
【００３１】
図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、第１および第２リテーナリングＲ１、Ｒ２の構成例を示す底面図である。図４（Ａ）および図４（Ｂ）では、基板Ｗが第１リテーナリングＲ１の内側に仮想的に配置されている。第２リテーナリングＲ２の内側に第１リテーナリングＲ１が配置されている。基板Ｗを研磨するときには、第１および第２リテーナリングＲ１、Ｒ２は、図４（Ａ）または図４（Ｂ）に示す配置となる。尚、図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、理解し易いように第１および第２リテーナリングＲ１、Ｒ２を模式的に示しており、図３（Ａ）および図３（Ｂ）の第１および第２リテーナリングＲ１、Ｒ２の構成とは必ずしも一致しない。
【００３２】
図４（Ａ）では、複数の第１溝Ｔ１および複数の第２溝Ｔ２は、第１および第２リテーナリングＲ１、Ｒ２の底面（プラテン１０との接触面）Ｆｂ＿１、Ｆｂ＿２において、第１リテーナリングＲ１の内側面Ｆｉ＿１から第２リテーナリングＲ２の外側面Ｆｏ＿２まで繋がっている。即ち、複数の第１溝Ｔ１と複数の第２溝Ｔ２とが揃うと（即ち、凸部Ｐ１、Ｐ２が揃うと）、上記第１開口ＯＰ１と第２開口ＯＰ２とが第１リテーナリングＲ１の内側面Ｆｉ＿１と第２リテーナリングＲ２の外側面Ｆｏ＿２との間でＡ２方向に対して略垂直方向（Ｒ１、Ｒ２の径方向あるいは放射方向）に連通する。これにより、基板Ｗの研磨時に、プラテン１０上に供給された研磨液が、第１および第２開口ＯＰ１、ＯＰ２を介してキャリア２０の内側へ入り込み、基板Ｗとプラテン１０との間に供給される。尚、第１および第２開口ＯＰ１、ＯＰ２が連通可能であれば、第１および第２溝Ｔ１、Ｔ２は、第１および第２リテーナリングＲ１、Ｒ２の径方向あるいは放射方向から或る程度傾斜して延伸していてもよい。
【００３３】
一方、図４（Ｂ）では、複数の第１溝Ｔ１および複数の第２溝Ｔ２は、第１および第２リテーナリングＲ１、Ｒ２の底面（プラテン１０との接触面）Ｆｂ＿１、Ｆｂ＿２において、第１リテーナリングＲ１の内側面Ｆｉ＿１と第２リテーナリングＲ２の外側面Ｆｏ＿２との間で遮断されている。即ち、複数の第１溝Ｔ１と複数の第２溝Ｔ２とが互い違いにずれると（即ち、凸部Ｐ１、Ｐ２が互い違いにずれると）、第１開口ＯＰ１が第２リテーナリングＲ２の凸部Ｐ２の内側面Ｆｉ＿２によって塞がれ、第２開口ＯＰ２が第１リテーナリングＲ１の凸部Ｐ１の外側面Ｆｏ＿１によって塞がれる。図４（Ｂ）のように、凸部Ｐ２の内側面Ｆｉ＿２が第１開口ＯＰ１を塞ぐためには、Ａ２方向における凸部Ｐ２の幅Ｗｔ２は、第１溝Ｔ１の幅（間隙）Ｇｔ１よりも大きいことが必要となる。即ち、隣接する第２溝Ｔ２間の間隔（Ｗｔ２）は、第１溝Ｔ１の幅（間隙）Ｇｔ１よりも大きいことが必要となる。また、凸部Ｐ１の外側面Ｆｏ＿１が第２開口ＯＰ２を塞ぐためには、Ａ２方向における凸部Ｐ１の幅Ｗｔ１は、第２溝Ｔ２の幅（間隙）Ｇｔ２よりも大きいことが必要となる。即ち、隣接する第１溝Ｔ１間の間隔（Ｗｔ１）は、第２溝Ｔ２の幅（間隙）Ｇｔ２よりも大きいことが必要となる。これにより、基板Ｗの研磨時に、第１開口ＯＰ１と第２開口ＯＰ２とが連通せず、キャリア２０の内側のスラリは、キャリア２０の外部へあまり漏れず、基板Ｗとプラテン１０との間に或る程度保持される。
【００３４】
しかし、プラテン１０とリテーナリングＲ１、Ｒ２との間は液密に保持されている訳ではなく、スラリは、研磨中において、プラテン１０とリテーナリングＲ１、Ｒ２との間から少しずつ漏出する。従って、本実施形態では、スラリが不足したときに、図２（Ａ）に示すアクチュエータ７０が第２リテーナリングＲ２を第１リテーナリングＲ１に対して相対的に移動させ、図４（Ａ）のように第１および第２開口ＯＰ１、ＯＰ２を連通させる。このときに、スラリ供給バルブ８０およびスラリ供給ノズル３０がスラリをプラテン１０上に供給する。これにより、スラリが第１および第２開口ＯＰ１、ＯＰ２を介してキャリア２０の内部の基板Ｗへ供給される。スラリを所定時間供給した後、アクチュエータ７０が第２リテーナリングＲ２を第１リテーナリングＲ１に対して相対的に逆方向に移動させ、図４（Ｂ）のように第１および第２開口ＯＰ１、ＯＰ２を塞ぐ（遮断する）。このときに、スラリ供給バルブ８０およびスラリ供給ノズル３０は、スラリの供給を停止する。
【００３５】
このように、本実施形態によれば、第２リテーナリングＲ２は、第１リテーナリングＲ１に対して回転方向Ａ２に相対移動可能である。基板Ｗの研磨時にスラリを供給する場合、アクチュエータ７０は、第１開口ＯＰ１（第１溝Ｔ１）および第２開口ＯＰ２（第２溝Ｔ２）を揃える。これにより、第１開口ＯＰ１と第２開口ＯＰ２とがキャリア２０の内外を連通し、スラリが第１および第２開口ＯＰ１、ＯＰ２とを介して基板Ｗとプラテン１０との間に供給される。スラリの供給後、アクチュエータ７０は、第１開口ＯＰ１（第１溝Ｔ１）および第２開口ＯＰ２（第２溝Ｔ２）を互い違いにずらず。これにより、キャリア２０の内外が遮断され、スラリがキャリア２０内に保持される。従って、スラリ供給バルブ８０およびスラリ供給ノズル３０は、キャリア２０内のスラリが不足するまでスラリの供給を停止してもよい。このように、第１および第２リテーナリングＲ１、Ｒ２がスラリをキャリア２０内に保持することができるので、本実施形態による研磨装置１は、基板Ｗの研磨中にスラリを連続的に供給し続ける必要がなく、必要に応じてスラリを断続的に供給すれば足りる。その結果、本実施形態による研磨装置１は、スラリの供給量を抑制し、半導体装置の製造コストを低減させることができる。それとともに、スラリが不足しているときには基板Ｗとプラテン１０との間にスラリが供給されるので、研磨装置１は、基板Ｗの研磨速度を低下させることなく効率良く研磨することができる。
【００３６】
次に、研磨装置１の動作を説明する。
【００３７】
図５は、第１実施形態による研磨装置１を用いた研磨方法の一例を示すフロー図である。図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、第１実施形態による研磨装置１を用いた研磨方法を示す概念図である。
【００３８】
まず、キャリア２０が基板Ｗを保持し、プラテン１０上に基板Ｗを押圧する（Ｓ１０）。
【００３９】
次に、図６（Ａ）に示すように、アクチュエータ７０は、第１開口ＯＰ１と第２開口ＯＰ２とを揃えるように第２リテーナリングＲ２を第１リテーナリングＲ１に対して相対移動させる。これにより、第１開口ＯＰ１および第２開口ＯＰ２は、キャリア２０の内外を連通させる（Ｓ２０）。
【００４０】
次に、スラリ供給バルブ８０およびスラリ供給ノズル３０がスラリをプラテン１０上に供給する（Ｓ３０）。このとき、スラリは、第１および第２開口ＯＰ１、ＯＰ２を通ってキャリア２０内の基板Ｗとプラテン１０との間に供給される。
【００４１】
次に、プラテン１０およびキャリア２０を回転させて、基板Ｗの研磨を開始する。
【００４２】
スラリを所定時間供給した後、図６（Ｂ）に示すように、アクチュエータ７０は、第１開口ＯＰ１と第２開口ＯＰ２とを互い違いにずらすように第２リテーナリングＲ２を第１リテーナリングＲ１に対して相対移動させる。これにより、第１開口ＯＰ１および第２開口ＯＰ２は塞がれ、キャリア２０の内外を遮断する（Ｓ５０）。これと同時に、あるいは、この直後に、スラリ供給ノズル３０およびスラリ供給バルブ８０は、スラリの供給を停止する（Ｓ６０）。このとき、第１開口ＯＰ１および第２開口ＯＰ２は塞がれているので、キャリア２０内部のスラリは、基板Ｗとプラテン１０との間に維持され、基板Ｗの研磨に用いられる。
【００４３】
スラリ不足、あるいは、スラリの交換時期になるまで、ステップＳ５０、Ｓ６０を繰り返し実行する（Ｓ７０のＮＯ）。
【００４４】
スラリ不足になった場合、あるいは、スラリの交換時期になった場合（Ｓ７０のＹＥＳ）には、図６（Ａ）に示すように、アクチュエータ７０は、第１開口ＯＰ１と第２開口ＯＰ２とを再度揃えて、キャリア２０の内外を連通させる（Ｓ２０）。次に、スラリ供給バルブ８０およびスラリ供給ノズル３０がスラリをプラテン１０上に供給する（Ｓ３０）。
【００４５】
スラリを所定時間供給した後、図６（Ｂ）に示すように、アクチュエータ７０は、第１開口ＯＰ１と第２開口ＯＰ２とを互い違いにずらし、第１開口ＯＰ１および第２開口ＯＰ２を塞ぐ（Ｓ５０）。これと同時に、あるいは、この直後に、スラリ供給ノズル３０およびスラリ供給バルブ８０は、スラリの供給を停止する（Ｓ６０）。
【００４６】
基板Ｗの研磨中、スラリが不足した場合、あるいは、スラリを交換する場合には、ステップＳ２０〜Ｓ６０を繰り返す。スラリの不足状態やスラリの交換時期は、上記パラメータを用いて決定すればよい。例えば、コントローラ６０は、ステップＳ６０の後、所定時間経過後ごとに周期的にステップＳ２０〜Ｓ６０を実行してもよい。これにより、研磨装置１は、第１リテーナリングＲ１に対し第２リテーナリングＲ２を自動で移動させることができ、かつ、スラリの供給およびその停止を自動で実行することができる。尚、その他のパラメータについては、下記変形例において説明する。これにより、研磨装置１は、スラリの供給量を抑制しつつ、基板Ｗの研磨速度を低下させることなく効率良く研磨することができる。
【００４７】
研磨が終了するまで（Ｓ６５のＮＯ）、ステップＳ２０〜Ｓ７０が繰り返し実行される。
【００４８】
一方、研磨が終了すると（Ｓ６５のＹＥＳ）、基板Ｗおよびキャリア２０の内部を洗浄するために、図６（Ｃ）に示すように、アクチュエータ７０は、第１開口ＯＰ１と第２開口ＯＰ２とを再度揃えて、キャリア２０の内外を連通させる（Ｓ８０）。次に、純水供給ノズル３５が純水をプラテン１０上に供給する（Ｓ９０）。これにより、純水が、第１および第２開口ＯＰ１、ＯＰ２を通ってキャリア２０内の基板Ｗとプラテン１０との間に供給され、スラリが純水に置換される。これにより、基板Ｗの研磨面が洗浄される。
【００４９】
その後、基板Ｗは、キャリア２０上において、あるいは、キャリア２０から取り外されてから洗浄または乾燥される。これにより、研磨処理が終了する。
【００５０】
このように、本実施形態によれば、基板Ｗの研磨時にスラリを供給する場合、アクチュエータ７０は、第１開口ＯＰ１および第２開口ＯＰ２を連通させ、スラリを通過させる。スラリの供給後、アクチュエータ７０は、第１開口ＯＰ１および第２開口ＯＰ２を互い違いにずらし、スラリの供給を停止する。スラリが不足し、あるいは、スラリの交換時期になった場合に、第１開口ＯＰ１および第２開口ＯＰ２を連通させて、スラリを供給すればよい。これを繰り返すことにより、研磨装置１は、スラリを連続的に供給し続ける必要が無く、スラリの供給量を抑制することができ、かつ、基板Ｗを効率良く研磨することができる。
【００５１】
（変形例１）
第１実施形態では、コントローラ６０は、ステップＳ６０の後、所定時間経過後ごとに周期的にステップＳ２０〜Ｓ６０を実行している。これに対し、本変形例では、コントローラ６０は、パラメータが閾値を下回ったときあるいは閾値を超えたときに、スラリ不足やスラリの交換時期と判断する。そして、コントローラ６０は、アクチュエータ７０を制御して、第１および第２開口ＯＰ１、ＯＰ２を連通させ、スラリ供給バルブ８０を制御して、スラリを所定時間だけ供給する。
【００５２】
例えば、パラメータが研磨中における基板Ｗ、第１リテーナリングＲ１、または、第２リテーナリングＲ２の温度である場合、センサ５０は、温度センサである。温度センサは、キャリア２０の基板Ｗの近傍、あるいは、第１または第２リテーナリングＲ１、Ｒ２の近傍に配置されればよい。
【００５３】
図７（Ａ）は、パラメータが温度である場合のグラフである。縦軸は、基板Ｗ、Ｒ１、または、Ｒ２の温度を示し、横軸は、研磨時間を示す。図８は、本変形例による研磨装置１を用いた研磨方法の一例を示すフロー図である。
【００５４】
まず、ステップＳ１０〜Ｓ６０を実行する。
【００５５】
スラリが供給された当初、温度は閾値Ｔｔｈよりも充分に低い。しかし、スラリの供給を停止した時点ｔａの後、温度は次第に上昇している。これは、第１および第２開口ＯＰ１、ＯＰ２が塞がれていても、キャリア２０内のスラリ量が次第に低下し、基板ＷまたはリテーナリングＲ１、Ｒ２とプラテン１０との間に摩擦熱が発生するからである。
【００５６】
温度が閾値Ｔｔｈを超えるまで（Ｓ７１のＮＯ）、コントローラ６０は、ステップＳ５０〜Ｓ６５を繰り返す。
【００５７】
温度が閾値Ｔｔｈを超えた場合（Ｓ７１のＹＥＳ）、コントローラ６０は、ステップＳ２０およびＳ３０を実行する。これにより、スラリがキャリア２０内に供給され、温度が低下する。
【００５８】
その後、研磨が終了するまで（Ｓ６５のＮＯ）、ステップＳ２０〜Ｓ７１が繰り返し実行される。研磨の終了時（Ｓ６５のＹＥＳ）の動作は、第１実施形態のそれぞれと同様である。
【００５９】
（変形例２）
その他のパラメータについても同様である。例えば、図７（Ｂ）は、パラメータがモータ９０の電流値（ＴＣＭ（Torque Current Monitor））である場合のグラフである。フローは、図８を参照すれば、容易に理解できるので、省略する。
【００６０】
まず、ステップＳ１０〜Ｓ６０を実行する。
【００６１】
スラリの供給を停止した時点ｔａの後、ＴＣＭ値は次第に上昇している。これは、第１および第２開口ＯＰ１、ＯＰ２が塞がれていても、キャリア２０内のスラリ量が次第に低下し、基板ＷまたはリテーナリングＲ１、Ｒ２とプラテン１０との間の摩擦力が増大するからである。
【００６２】
ステップＳ７１に代えて、コントローラ６０は、ＴＣＭ値を閾値ＴＣＭｔｈと比較する。ＴＣＭ値が閾値ＴＣＭｔｈを超えるまで（Ｓ７１のＮＯ）、コントローラ６０は、ステップＳ５０〜Ｓ６５を繰り返す。
【００６３】
ＴＣＭ値が閾値ＴＣＭｔｈを超えた場合（Ｓ７１のＹＥＳ）、コントローラ６０は、ステップＳ２０およびＳ３０を実行する。これにより、スラリがキャリア２０内に供給され、ＴＣＭ値が低下する。
【００６４】
その後、研磨が終了するまで（Ｓ６５のＮＯ）、ステップＳ２０〜Ｓ７１が繰り返し実行される。研磨の終了時（Ｓ６５のＹＥＳ）の動作は、第１実施形態のそれぞれと同様である。
【００６５】
（変形例３）
例えば、図７（Ｃ）は、パラメータが渦電流センサ（ＲＥＣＭ（ Reactance-Eddy Current Monitor））である場合のグラフである。フローは、図８を参照すれば、容易に理解できるので、図示を省略する。
【００６６】
まず、ステップＳ１０〜Ｓ６０を実行する。
【００６７】
ＲＥＣＭは、渦電流損失により生じたコイルのインダクタンスを測定することによって基板Ｗの厚みを検出する。従って、図７（Ｃ）のＲＥＣＭ値は基板Ｗの厚みに対応し、ＲＥＣＭ値の傾き（単位時間当たりの変化）の絶対値は、研磨速度に対応する。
【００６８】
スラリの供給を停止した時点ｔａの後、ＲＥＣＭ値の低下速度（傾きの絶対値）が鈍化（低下）している。これは、第１および第２開口ＯＰ１、ＯＰ２が塞がれていても、キャリア２０内のスラリ量が次第に低下し、研磨速度が低下するからである。
【００６９】
ステップＳ７１に代えて、コントローラ６０は、ＲＥＣＭ値の傾きの絶対値を閾値と比較する。ＲＥＣＭ値の傾きの絶対値が閾値を下回るまで（Ｓ７１のＮＯ）、コントローラ６０は、ステップＳ５０〜Ｓ６５を繰り返す。
【００７０】
ＲＥＣＭ値の傾きの絶対値が閾値を下回った場合（Ｓ７１のＹＥＳ）、コントローラ６０は、ステップＳ２０およびＳ３０を実行する。これにより、スラリがキャリア２０内に供給され、ＲＥＣＭ値の傾きの絶対値が上昇する。即ち、基板Ｗの研磨速度が上昇し、回復する。
【００７１】
その後、研磨が終了するまで（Ｓ６５のＮＯ）、ステップＳ２０〜Ｓ７１が繰り返し実行される。研磨の終了時（Ｓ６５のＹＥＳ）の動作は、第１実施形態のそれぞれと同様である。
【００７２】
（変形例４）
図示しないが、パラメータが基板Ｗ、第１および第２リテーナリングＲ１、Ｒ２の振動である場合、キャリア２０に設けられた振動センサが基板Ｗ等の振動を測定する。スラリの供給を停止した後、振動は次第に大きくなる。これは、第１および第２開口ＯＰ１、ＯＰ２が塞がれていても、キャリア２０内のスラリ量が次第に低下し、基板Ｗとプラテン１０との間の抵抗が上昇するからである。
【００７３】
ステップＳ７１に代えて、コントローラ６０は、振動を閾値と比較する。振動が閾値を超えるまで（Ｓ７１のＮＯ）、コントローラ６０は、ステップＳ５０〜Ｓ６５を繰り返す。
【００７４】
振動が閾値を超えた場合場合（Ｓ７１のＹＥＳ）、コントローラ６０は、ステップＳ２０およびＳ３０を実行する。これにより、スラリがキャリア２０内に供給され、振動が低下する。
【００７５】
その後、研磨が終了するまで（Ｓ６５のＮＯ）、ステップＳ２０〜Ｓ７１が繰り返し実行される。研磨の終了時（Ｓ６５のＹＥＳ）の動作は、第１実施形態のそれぞれと同様である。
【００７６】
（変形例５）
さらに、図示しないが、パラメータが基板Ｗの研磨面の反射光強度の波形変化である場合、プラテン１０に設けられた光学センサが基板Ｗの研磨面の反射光強度の波長変化を測定する。反射光強度の波長は、基板Ｗの厚みに対応し、反射光強度の波長の単位時間当たりの変化（以下、波長の変化率）は、研磨速度に対応する。
【００７７】
従って、スラリの供給を停止した後、反射光強度の波長の変化率は次第に小さくなる。これは、第１および第２開口ＯＰ１、ＯＰ２が塞がれていても、キャリア２０内のスラリ量が次第に低下し、研磨速度が低下したからである。
【００７８】
ステップＳ７１に代えて、コントローラ６０は、反射光強度の波長の変化率を閾値と比較する。反射光強度の波長の変化率が閾値を下回るまで（Ｓ７１のＮＯ）、コントローラ６０は、ステップＳ５０〜Ｓ６５を繰り返す。
【００７９】
反射光強度の波長の変化率が閾値を下回ると（Ｓ７１のＹＥＳ）、コントローラ６０は、ステップＳ２０およびＳ３０を実行する。これにより、スラリがキャリア２０内に供給され、反射光強度の波長の変化率が上昇する。即ち、基板Ｗの研磨速度が上昇し、回復する。
【００８０】
その後、研磨が終了するまで（Ｓ６５のＮＯ）、ステップＳ２０〜Ｓ７１が繰り返し実行される。研磨の終了時（Ｓ６５のＹＥＳ）の動作は、第１実施形態のそれぞれと同様である。
【００８１】
（変形例６）
パラメータは、第１実施形態のようにスラリの供給停止からの時間であってもよい。この場合、コントローラ６０は、周期的にステップＳ２０〜Ｓ６０を実行する。パラメータは、基板Ｗの研磨開始からの時間であってもよい。この場合であっても、コントローラ６０は、基板Ｗの研磨開始からの時間に基づいて、周期的にステップＳ２０〜Ｓ６０を実行することができる。
【００８２】
このような変形例であっても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、コントローラ６０は、パラメータと閾値とを比較してアクチュエータ７０を制御することによって第１リテーナリングＲ１に対して第２リテーナリングＲ２を自動で移動させることができる。さらに、コントローラ６０は、スラリの供給およびその停止を自動で実行することができる。
【００８３】
尚、コントローラ６０は、パラメータに依らず、オペレータからの指示に応じて第１リテーナリングＲ１に対して第２リテーナリングＲ２を移動させ、スラリの供給およびその停止を実行してもよい。この場合、センサ５０が不要となり、研磨装置１の構成は比較的簡単になる。
【００８４】
（第２実施形態）
図９は、第２実施形態によるキャリア２０の構成例を示す断面図である。第２実施形態では、第１リテーナリングＲ１は、軸Ｓ２＿１によって回転駆動され、第２リテーナリングＲ２は、第１リテーナリングＲ１とは別の軸Ｓ２＿２によって回転駆動される。この場合、第１および第２リテーナリングＲ１、Ｒ２は、別々のモータで駆動されることになる。しかし、第１および第２リテーナリングＲ１、Ｒ２を駆動するモータは、第１リテーナリングＲ１と第２リテーナリングＲ２とを相対移動させるとき以外において同期している。従って、第１および第２リテーナリングＲ１、Ｒ２の動作は、第１実施形態のそれと同様となる。
【００８５】
図４（Ａ）の状態と図４（Ｂ）の状態との間で、第１および第２リテーナリングＲ１、Ｒ２を相対移動させる際に、第１リテーナリングＲ１の回転速度を第２リテーナリングＲ２の回転速度に対して変更してもよく、逆に、第２リテーナリングＲ２の回転速度を第１リテーナリングＲ１の回転速度に対して変更してもよい。即ち、第１および第２リテーナリングＲ１、Ｒ２のいずれか一方を、その他方に対してＡ２方向に相対移動させればよい。
【００８６】
第２実施形態のその他の構成および動作は、第１実施形態の構成および動作と同様でよい。従って、第２実施形態は、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
また、第２実施形態によれば、第２リテーナリングＲ２は、第１リテーナリングＲ１とアクチュエータによって連結されていない。従って、軸Ｓ２＿２を駆動するモータが追加されるものの、アクチュエータ７０、凹部Ｃ１、凸部Ｃ２が不要となり、キャリア２０全体の機構が比較的簡単となる。
【００８８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８９】
１  研磨装置、１０  プラテン、２０  キャリア、２１  第１キャリア部分、２２第２キャリア部分、３０  スラリ供給ノズル、５０  センサ、６０  コントローラ、７０  アクチュエータ、８０  スラリ供給バルブ、９０  モータ、Ｒ１  第１リテーナリング、Ｒ２  第２リテーナリング
【図１】
2018133393.tif 000003
【図２】
2018133393.tif 000004
【図３】
2018133393.tif 000005
【図４】
2018133393.tif 000006
【図５】
2018133393.tif 000007
【図６】
2018133393.tif 000008
【図７】
2018133393.tif 000009
【図８】
2018133393.tif 000010
【図９】
2018133393.tif 000011