(57)【要約】【課題】移動可能なステージが備える移動機構の動力を利用して、簡易な方法で正確に基板をステージに位置決めするための装置および方法を提供する。【解決手段】基板を保持するための基板保持装置が提供され、かかる基板保持装置は、基板を支持するための基板ステージと、前記基板ステージを運動させるためのステージ駆動機構と、基板を前記基板ステージ上に位置決めするための位置決めピンと、前記位置決めピンを付勢する第１付勢部材と、前記付勢部材に対抗する力を前記位置決めピンに付与えることが可能なストッパ部材と、を有し、前記位置決めピンは、前記ステージ駆動機構により前記基板ステージと共に運動可能に構成され、前記位置決めピンが前記基板ステージと共に運動することで前記基板を前記基板ステージ上に位置決めするように構成される。【選択図】図１
2019091766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持するための基板保持装置であって、
基板を支持するための基板ステージと、
前記基板ステージを運動させるためのステージ駆動機構と、
基板を前記基板ステージ上に位置決めするための位置決めピンと、
前記位置決めピンを付勢する第１付勢部材と、
前記付勢部材に対抗する力を前記位置決めピンに付与えることが可能なストッパ部材と、を有し、
前記位置決めピンは、前記ステージ駆動機構により前記基板ステージと共に運動可能に構成され、前記位置決めピンが前記基板ステージと共に運動することで前記基板を前記基板ステージ上に位置決めするように構成される、
基板保持装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板保持装置であって、さらに、
位置が固定されたベース部材を有し、
前記ストッパ部材は前記ベース部材に固定されている、
基板保持装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板保持装置であって、さらに、
位置決めピンステージを有し、
前記位置決めピンは前記位置決めピンステージに固定されており、
前記位置決めピンステージは、前記基板ステージと係合および脱係合可能に構成される、
基板保持装置。
【請求項４】
請求項３に記載の基板保持装置であって、
前記位置決めピンステージは、前記基板ステージの上面に垂直な方向に離間した、（１）前記基板ステージと係合する係合位置と、（２）前記基板ステージと脱係合する脱係合位置との間で、移動可能に構成される、
基板保持装置。
【請求項５】
請求項４に記載の基板保持装置であって、
前記位置決めピンは基板支持部を有し、
前記位置決めピンステージが前記脱係合位置にあるときに、前記位置決めピンは、前記基板支持部により基板を支持可能に構成される、
基板保持装置。
【請求項６】
請求項２を引用する請求項３乃至５のいずれか一項に記載の基板保持装置であって、
前記位置決めピンステージは第２付勢部材を介して前記ベース部材に連結されており、前記第２付勢部材は、前記位置決めピンステージが前記基板ステージとともに運動する方向と逆方向に前記位置決めピンステージを付勢するように構成される、
基板保持装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の基板保持装置であって、
前記位置決めピンは、前記第１付勢部材により基板の中心方向に付勢される、
基板保持装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の基板保持装置であって、
前記位置決めピンは、３個以上設けられている、
基板保持装置。
【請求項９】
請求項８に記載の基板保持装置であって、
前記位置決めピンは、６個以上設けられている、
基板保持装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の基板保持装置であって、
前記基板ステージは、円形の基板を支持するための円形の上面を備える、
基板保持装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基板保持装置であって、
前記ステージ駆動機構は、前記基板ステージを回転させるためのモータを有し、
前記位置決めピンは、基板の中心と前記基板ステージの回転中心とを一致させるように基板を位置決めするように構成される、
基板保持装置。
【請求項１２】
基板処理装置であって、
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の基板保持装置を有し、
前記基板保持装置により保持された基板に処理を施すように構成される、
基板処理装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の基板処理装置であって、
前記基板保持装置に保持された基板に部分研磨を施す部分研磨装置を有する、
基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板保持装置および基板保持装置を備える基板処理装置。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置においては、処理対象物である基板Ｗｆのパターン面に対して何らかの処理（化学的・機械的な処理、測定、など）を施す場合、基板Ｗｆを処理する機構のステージ・台座等に基板Ｗｆを固定することがある。その際、いずれの基板Ｗｆに対してもステージ上の同一の位置にずれがないように固定することで、いずれの基板Ｗｆに対しても同様の処理を施すことができ、最終製品の品質を一定に保つことができる。昨今の半導体製造装置における各工程への要求精度は既に数ｎｍのオーダーに達しており、基板Ｗｆの正確な位置に対して正確な処理を行うには、基板Ｗｆを正確に位置決めすることが重要となる。
【０００３】
基板Ｗｆとステージとを位置合わせする場合、ステージの中心を基準として基板Ｗｆの中心がステージの中心に一致するように位置合わせする方法がある。ここでいう「ステージの中心」は、ステージが円形の場合はその中心であったり、また、ステージが円形でない場合にも、ステージの回転中心やステージ外に設置した保持部の中心を位置合わせの基準となる「ステージの中心」とすることがある。
【０００４】
たとえば、特開２００３号−１３３２７５号公報（特許文献１）は、基板Ｗｆの外周に設置された複数の調整ピンを駆動させて、調整ピンにより基板Ｗｆをステージの中心へ向けて移動させることで、基板Ｗｆの中心とステージの中心とを一致させる方法を開示している。また、特開２０１３−６５６５８号公報（特許文献２）は、基板Ｗｆの外周に、ステージ中心方向が低くなる傾斜を備えるガイドを設置して、重力の作用により基板Ｗｆがガイドの傾斜をすべることにより基板Ｗｆとステージの中心を一致させる方法を開示している。また、ステージの外周の所定位置に配置された複数のピンに基板Ｗｆを押し当てることで、基板Ｗｆをステージ上に位置決めする方法もある。
【０００５】
半導体製造工程において、基板Ｗｆの研磨処理を行うためのＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）装置が用いられることがある。ＣＭＰ装置は、処理対象物の研磨処理を行うための研磨ユニット、処理対象物の洗浄処理及び乾燥処理を行うための洗浄ユニット、及び、研磨ユニットへ処理対象物を受け渡すとともに洗浄ユニットによって洗浄処理及び乾燥処理された処理対象物を受け取るロード／アンロードユニット、などを備える。また、ＣＭＰ装置は、研磨ユニット、洗浄ユニット、及びロード／アンロードユニット内で処理対象物の搬送を行う搬送機構を備えている。ＣＭＰ装置は、搬送機構によって処理対象物を搬送しながら研磨、洗浄、及び乾燥の各種処理を順次行う。
【０００６】
昨今の半導体デバイスの製造における各工程への要求精度は既に数ｎｍのオーダーに達しており、ＣＭＰもその例外ではない。この要求を満たすべく、ＣＭＰでは研磨及び洗浄条件の最適化が行われる。しかし、最適条件が決定しても、構成要素の制御バラつきや消耗材の経時変化による研磨及び洗浄性能の変化は避けられない。また、処理対象である半導体基板自身にもバラつきが存在し、例えばＣＭＰ前において処理対象物に形成される膜の膜厚やデバイス形状のバラつきが存在する。ＣＭＰ時の処理条件やＣＭＰにより研磨する膜の下層の状態により、基板面内において局所的な研磨量の分布のバラつきが生じることもある。そのため、ＣＭＰ中及びＣＭＰ後においては残膜のバラつきや不完全な段差解消、更には本来完全に除去すべき膜の研磨においては膜残りといった形で顕在化する。こ
のような、局所的な研磨量のバラつきに対応するために、基板の全面をＣＭＰ処理した後に、基板よりも小さな寸法の研磨パッドを使用する部分研磨装置を用いて、基板に残った局所的な残膜を研磨除去することが行われる。このような部分研磨装置においては、基板上の局所的な凸部を研磨するためには、寸法の小さな研磨パッドを基板上の凸部に正確に押圧することが必要であり、そのためには、基板をステージに正確に位置決めすることが重要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３号−１３３２７５号公報
【特許文献２】特開２０１３−６５６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示されているような、複数の調整ピンを駆動させて基板Ｗｆを移動させて基板Ｗｆの中心とステージの中心とを一致させる方法の場合、調整ピンを駆動させる動力が必要となる。そのため、モータなどの動力を設置する場所、動力源の制御機器・配線等のための空間をも必要になり装置が大型化する。既存の基板処理装置等に位置決め機構を組み込む場合、動力源のための空間を確保するのが困難なこともある。また、基板Ｗｆの位置決めのために動力などを追加すればその分だけコストが増加する。
【０００９】
特許文献２に記載されているような、基板Ｗｆの外周にステージの中心方向に低くなる傾斜を備えるガイドを設置し、重力の作用により基板Ｗｆが傾斜に沿ってすべることに基板Ｗｆの中心とステージの中心とを一致させる場合、動作の信頼性が課題になる。基板Ｗｆとガイドの摺動面に何らかの異常（たとえば、傷、汚れなど）が生じた場合、基板Ｗｆが想定通りに傾斜に沿って滑らず途中で引っかかるなどして、位置合わせが出来ない懸念がある。
【００１０】
また、ステージの外周の所定位置に配置された複数のピンに基板Ｗｆを押し当てることで、基板Ｗｆをステージ上に位置決めする方法に関しては、基板の製造誤差によって、基板Ｗｆとステージの中心がずれることがあり得る。たとえば、直径３００ｍｍの半導体基板の場合、±０．２ｍｍ程度の誤差がある。そのため、複数のピンに向かって基板Ｗｆを片側から押し付けると、基板Ｗｆの誤差分だけ、ステージの中心と基板Ｗｆの中心がずれることがあり得る。
【００１１】
本願は、移動可能なステージが備える移動機構の動力を利用して、簡易な方法で正確に基板をステージに位置決めするための装置および方法を提供することを１つの目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
［形態１］形態１によれば、基板を保持するための基板保持装置が提供され、かかる基板保持装置は、基板を支持するための基板ステージと、前記基板ステージを運動させるためのステージ駆動機構と、基板を前記基板ステージ上に位置決めするための位置決めピンと、前記位置決めピンを付勢する第１付勢部材と、前記付勢部材に対抗する力を前記位置決めピンに付与えることが可能なストッパ部材と、を有し、前記位置決めピンは、前記ステージ駆動機構により前記基板ステージと共に運動可能に構成され、前記位置決めピンが前記基板ステージと共に運動することで前記基板を前記基板ステージ上に位置決めするように構成される。
【００１３】
［形態２］形態２によれば、形態１による基板保持装置において、さらに、位置が固定
されたベース部材を有し、前記ストッパ部材は前記ベース部材に固定されている。
【００１４】
［形態３］形態３によれば、形態１または２による基板保持装置において、さらに、位置決めピンステージを有し、前記位置決めピンは前記位置決めピンステージに固定されており、前記位置決めピンステージは、前記基板ステージと係合および脱係合可能に構成される。
【００１５】
［形態４］形態４によれば、形態３による基板保持装置において、前記位置決めピンステージは、前記基板ステージの上面に垂直な方向に離間した、（１）前記基板ステージと係合する係合位置と、（２）前記基板ステージと脱係合する脱係合位置との間で、移動可能に構成される。
【００１６】
［形態５］形態５によれば、形態４による基板保持装置において、前記位置決めピンは基板支持部を有し、前記位置決めピンステージが前記脱係合位置にあるときに、前記位置決めピンは、前記基板支持部により基板を支持可能に構成される。
【００１７】
［形態６］形態６によれば、形態２の特徴を備える形態３から形態５のいずれか１つの形態による基板保持装置において、前記位置決めピンステージは第２付勢部材を介して前記ベース部材に連結されており、前記第２付勢部材は、前記位置決めピンステージが前記基板ステージとともに運動する方向と逆方向に前記位置決めピンステージを付勢するように構成される。
【００１８】
［形態７］形態７によれば、形態１から形態６のいずれか１つの形態による基板保持装置において、前記位置決めピンは、前記第１付勢部材により基板の中心方向に付勢される。
【００１９】
［形態８］形態８によれば、形態１から形態７のいずれか１つの形態による基板保持装置において、前記位置決めピンは、３個以上設けられている。
【００２０】
［形態９］形態９によれば、形態８による基板保持装置において、前記位置決めピンは、６個以上設けられている。
【００２１】
［形態１０］形態１０によれば、形態１から形態９のいずれか１つの形態による基板保持装置において、前記基板ステージは、円形の基板を支持するための円形の上面を備える。
【００２２】
［形態１１］形態１１によれば、形態１０による基板保持装置において、前記ステージ駆動機構は、前記基板ステージを回転させるためのモータを有し、前記位置決めピンは、基板の中心と前記基板ステージの回転中心とを一致させるように基板を位置決めするように構成される。
【００２３】
［形態１２］形態１２によれば、基板処理装置が提供され、かかる基板処理装置は、形態１から形態１１のいずれか１つの形態による基板保持装置を有し、前記基板保持装置により保持された基板に処理を施すように構成される。
【００２４】
［形態１３］形態１３によれば、形態１２による基板処理装置であって、前記基板保持装置に保持された基板に部分研磨を施す部分研磨装置を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一実施形態による、基板保持装置を含む部分研磨装置の構成を示す概略図である。
【図２】図１に示される基板保持装置の位置決めピン、ピンステージ、ベース部材、および台座を示す斜視図である。
【図３Ａ】一実施形態による、位置決めピンがストッパ部材により支持されている状態を示す斜視図である。
【図３Ｂ】一実施形態による、位置決めピンがストッパ部材から解放されている状態を示す斜視図である。
【図４Ａ】一実施形態による、部分研磨装置の基板保持装置を下方向から見た概略図である。
【図４Ｂ】一実施形態による、部分研磨装置の基板保持装置を下方向から見た概略図であり、図４Ａの状態からステージおよびピンステージを時計回りに回転させた状態を示す図である。
【図５Ａ】一実施形態による、ピンステージが第１位置（上段）に位置している状態を示す部分断面図である。
【図５Ｂ】一実施形態による、ピンステージが第２位置（中段）に位置している状態を示す部分断面図である。
【図５Ｃ】一実施形態による、ピンステージが第３位置（下段）に位置している状態を示す断面図である。
【図６Ａ】一実施形態による、部分研磨装置の基板保持装置を上から見た概略図である。
【図６Ｂ】一実施形態による、部分研磨装置の基板保持装置を上から見た概略図であり、図６Ａの状態からステージおよびピンステージを反時計回りに回転させた状態を示す図である。
【図７】一実施形態による、研磨ヘッドの研磨パッドを保持する機構を示す概略図である。
【図８Ａ】一実施形態による、部分研磨装置を用いた研磨制御の一例を説明する概略図である。
【図８Ｂ】一実施形態による、部分研磨装置を用いた研磨制御の一例を説明する概略図である。
【図９Ａ】一実施形態による、基板Ｗｆの膜厚や凹凸・高さに関連する情報を処理するための制御回路の例を示す。
【図９Ｂ】図９Ａで示した部分研磨用制御部から基板表面の状態検出部を分割したときの回路図を示す。
【図１０】一実施形態による、部分研磨装置を搭載した基板処理システムを示す概略図である。
【図１１】一実施形態による、図１に示される検出部４０８を示す模式図である。
【図１２】一実施形態による、図１１に示される流体噴射ノズルを基板の周縁部に接近させたときの状態を横から見た図である。
【図１３】一実施形態による、流体測定器によって測定された物理量としての圧力を示す図である。
【図１４】一実施形態による、物理量としての圧力の最新の測定値と前回の測定値との差分の時間軸に沿った変化を示す図である。
【図１５】一実施形態による、流体噴射ノズルと、保持アームと、ステージの位置関係を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明に係る基板保持装置を含む部分研磨装置の実施形態を添付図面とともに説明する。添付図面において、同一または類似の要素には同一または類似の参照符号が付され、各実施形態の説明において同一または類似の要素に関する重複する説明は省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態に
も適用可能である。
【００２７】
図１は、一実施形態による基板保持装置４００を含む部分研磨装置１０００の構成を示す概略図である。図１に示されるように、部分研磨装置１０００は、ベース面１００２の上に構成されている。部分研磨装置１０００は、独立した１つの装置としても構成してもよく、また、部分研磨装置１０００とともに大径の研磨パッドを使用する大径研磨装置１２００を含む基板処理システム１１００の一部のモジュールとして構成してもよい（図１０参照）。部分研磨装置１０００は、図示しない筐体内に設置される。筐体は図示しない排気機構を備え、研磨処理中に研磨液などが筐体の外部に暴露しないように構成される。
【００２８】
図１に示されるように、部分研磨装置１０００は、基板Ｗｆを保持するための基板保持装置４００を備える。基板保持装置４００は、基板Ｗｆを上向きに保持するステージ４０１を備える。ステージ４０１は回転駆動機構４１０を備え、回転軸４０１Ａを中心に回転可能に構成される。一実施形態において、基板Ｗｆは、図示しない搬送装置によりステージ４０１に配置することができる。図示の部分研磨装置１０００における基板保持装置４００は、ステージ４０１の周りに６個の位置決めピン４０２が配置されている（図１には４個の位置決めピン４０２だけが見えている。）。６個の位置決めピン４０２のそれぞれは、環状のピンステージ４０４に台座４０６を介して取り付けられている。６個の位置決めピン４０２は、同一の寸法であり、環状のピンステージ４０４から半径方向に等しい距離に配置されている。また、図示の実施形態においては、６個の位置決めピン４０２は、円周方向に等間隔に配置されている。ただし、位置決めピン４０２の円周方向の配置は、必ずしも等間隔でなくてもよい。たとえば、等間隔ではないが、任意の直径で環状のピンステージ４０４を分割した場合に、両半体の位置決めピン４０２が対称となるパターンに位置決めピン４０２を配置することができる。あるいは。位置決めピン４０２を、円周方向に任意の間隔で配置してもよい。ピンステージ４０４は、後述するようにステージ４０１の上面に垂直な方向（ｚ方向）に移動可能に構成される。よって、位置決めピン４０２はステージ４０１の上面に垂直な方向（ｚ方向）に移動可能である。また、ピンステージ４０４は、後述するようにステージ４０１と共に回転可能に構成される。よって、位置決めピン４０２は、ステージ４０１の円周方向に移動可能である。ピンステージ４０４の下には、ベース部材４０５が配置されている。ベース部材４０５は、ピンステージ４０４とは異なり、ステージ４０１と共に回転しないように構成される。ピンステージ４０４とベース部材４０５との間は、軸受４０９により連結されており（図５参照）、ピンステージ４０４はベース部材４０５に対して回転することができる。軸受４０９は、たとえばスラスト玉軸受や単列深溝玉軸受などの任意の軸受とすることができる。ベース部材４０５は、図示しない駆動機構により、ステージ４０１の上面に垂直な方向（ｚ方向）に移動可能に構成される。ピンステージ４０４は、ベース部材４０５の上に軸受４０９を介して配置されているので、ベース部材４０５がｚ方向に移動すると、その上のピンステージ４０４もベース部材４０５とともにｚ方向に移動する。一実施形態において、軸受４０９に代えて、ローラーやボール、すべり部材などの回転運動をガイドすることができる物を使用してもよい。
【００２９】
図２は、図１に示される基板保持装置４００の位置決めピン４０２、ピンステージ４０４、ベース部材４０５、および台座４０６を示す斜視図である。図３Ａおよび図３Ｂは、位置決めピン４０２の付近を拡大して示す斜視図である。図示のように、位置決めピン４０２のそれぞれは円柱状のガイド部４０２ａを備える。ガイド部４０２ａは、後述のように基板Ｗｆをステージ４０１上に位置決めする際に、基板Ｗｆを中心方向に押すように構成される。また、位置決めピン４０２は、ガイド部４０２ａよりも直径の大きな基板支持部４０２ｂを備える。後述のように、基板Ｗｆは、６個の位置決めピン４０２の基板支持部４０２ｂの上面により支持される。位置決めピン４０２は、さらに、ｘｙ平面方向に延びるアーム部４０２ｃ、および円柱状のシャフト部４０２ｄを備える。ガイド部４０２ａ
および基板支持部４０２ｂは、アーム部４０２ｃを介して円柱状のシャフト部４０２ｄに連結されている。円柱状のシャフト部４０２ｄの中心軸は、位置決めピン４０２の回転軸４０２ｚを画定し、位置決めピン４０２のそれぞれは、回転軸４０２ｚを中心に回転可能に構成される。図示のように、円柱状のガイド部４０２ａおよび基板支持部４０２ｂの中心軸と回転軸４０２ｚとは一致しないように構成されている。そのため、回転軸４０２ｚを中心に位置決めピン４０２が回転すると、ガイド部４０２ａおよび基板支持部４０２ｂは、ステージ４０１の平面（ｘｙ平面）に平行な方向に移動可能である。回転によるガイド部４０２ａおよび基板支持部４０２ｂの運動方向は、概ねステージ４０１の半径方向である。図示の位置決めピン４０２はさらに、弾性部材当接部４０２ｅおよびストッパ当接部４０２ｆを備える。図示のように、ピンステージ４０４には、台座４０６が固定されており、台座４０６と、位置決めピン４０２の弾性部材当接部４０２ｅとの間には付勢部材である弾性部材４０３が配置されている。弾性部材４０３は任意のものとすることができるが、一実施形態において、弾性部材４０３はスプリングプランジャまたはコイルバネとすることができる。なお、図示の実施形態においては、付勢部材として弾性部材４０３を使用しているが、他の実施形態として、磁石などの弾性部材以外の付勢部材を使用してもよい。弾性部材４０３は、位置決めピン４０２を回転させてガイド部４０２ａがステージ４０１の内側に向かって移動する方向に位置決めピン４０２を付勢するように構成される。図示のように、ベース部材４０５は、各位置決めピン４０２に対応するように、６個のストッパ部材４０５ａを備える。位置決めピン４０２のそれぞれのストッパ当接部４０２ｆは、対応するベース部材４０５に当接可能に構成される。図３Ａは、位置決めピン４０２がストッパ部材４０５ａにより支持されている状態を示している。図３Ａに示される状態において、ストッパ部材４０５ａが弾性部材４０３の付勢力に対抗する力を位置決めピン４０２に与えており、ガイド部４０２ａがステージ４０１の外側に向かって移動した状態にある。この図３Ａに示される状態から、ピンステージ４０４を図２および図３Ａで見て反時計回りに回転させることで、位置決めピン４０２のストッパ当接部４０２ｆは、ストッパ部材４０５ａから離れ、弾性部材４０３の弾性力により、弾性部材当接部４０２ｅが押されて位置決めピン４０２が回転して、ガイド部４０２ａおよび基板支持部４０２ｂがステージ４０１の内側方向に移動する。図３Ｂは、かかる状態を示している。
【００３０】
図４Ａ、４Ｂは、図１に示される部分研磨装置１０００の基板保持装置４００を下方向から（ｚ方向に）見た概略図である。図５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、図１に示される部分研磨装置１０００の基板保持装置４００をステージ４０１の半径方向に切り出した部分断面図である。図６Ａ、６Ｂは、図１に示される部分研磨装置１０００の基板保持装置４００を上方向から（−ｚ方向に）見た概略図である。図４Ａ、４Ｂに示されるように、ステージ４０１は、回転駆動機構４１０であるモータにより回転されるステージ本体４０１ａを備える。ステージ本体４０１ａは、第１係合部４０１ｂを備える。第１係合部４０１ｂは、一実施形態において、図４、５に示されるようにステージ本体４０１ａから半径方向外側に延びる突起部である。また、ピンステージ４０４は、ステージ４０１の第１係合部４０１ｂに係合する第１係合部４０４ｂを備える。ピンステージ４０４の第１係合部４０４ｂは、図示のように半径方向内側に延びる突起部とすることができる。さらにピンステージ４０４は、第２係合部４０４ｃを備える。この第２係合部４０４ｃは、一実施形態において、環状のピンステージ４０４から半径方向外側に延びる突起部である。また、ベース部材４０５は、ピンステージ４０４の第２係合部４０４ｃと付勢部材である弾性部材４０５ｂを介して係合する第２係合部４０５ｃを備える。弾性部材４０５ｂは、たとえばコイルバネとすることができる。弾性部材４０５ｂは、ピンステージ４０４を、ステージの回転方向と逆方向に付勢するように配置される。つまり、弾性部材４０５ｂは、ピンステージ４０４を図３Ｂの状態から図３Ａの状態に向かって付勢するように構成されている。なお、図示の実施形態においては、付勢部材として弾性部材４０５ｂを使用しているが、他の実施形態として、磁石などの弾性部材以外の付勢部材を使用してもよい。
【００３１】
ステージ４０１の第１係合部４０１ｂとピンステージ４０４の第１係合部４０４ｂとが係合した状態において、回転駆動機構４１０によりステージ４０１を回転させると、ステージ４０１とともにピンステージ４０４も回転する。図４Ｂは、図４Ａの状態からステージ４０１およびピンステージ４０４を図４で見て時計回りに回転させた状態を示している。ステージ４０１への駆動力を停止すると、弾性部材４０５ｂによりピンステージ４０４は、元の位置、すなわち図４Ａに示される位置に戻される。このように、ステージ４０１の回転駆動機構４１０を用いて、上述の位置決めピン４０２を移動させることができる。
【００３２】
図４Ａに示される状態においては、位置決めピン４０２は、図３Ａに示される状態にあり、ベース部材４０５のストッパ部材４０５ａにより、位置決めピン４０２のガイド部４０２ａおよび基板支持部４０２ｂが半径方向外側に移動された状態にある。図６Ａはかかる状態を上方から見た図である。図６Ａに示されるように、この状態では基板Ｗｆは、６個の位置決めピン４０２の基板支持部４０２ｂにより支持されている。かかる状態から、図４Ｂに示されるように、ステージ４０１を回転させることで、ピンステージ４０４が回転し、それぞれの位置決めピン４０２が図３Ｂに示されるように、ストッパ部材４０５ａから解放されて、弾性部材４０３により位置決めピン４０２のガイド部４０２ａが半径方向内側に移動される。これにより、位置決めピン４０２の基板支持部４０２ｂに支持されている基板Ｗｆは、６個の位置決めピン４０２のガイド部４０２ａにより中心方向に押されて、ステージ４０１の回転中心と、基板Ｗｆの中心とが一致するように位置決めされる。図６Ｂはかかる状態を上方から見た図である。
【００３３】
上述したように、ピンステージ４０４は、ステージ４０１の上面に垂直な方向に移動可能であり、これにより、ピンステージ４０４およびステージ４０１の係合および脱係合が可能である。図５Ａは、ピンステージ４０４が、第１位置（上段）に位置している状態を示す部分断面図である。図５Ａに示されるように、第１位置においては、ステージ４０１の第１係合部４０１ｂとピンステージ４０４の第１係合部４０４ｂとは、高さ方向（ｚ方向）に離間しており、係合していない。そのため、この状態でステージ４０１を回転させても、回転力がピンステージ４０４に伝達されることはない。また、第１位置では、位置決めピン４０２の基板支持部４０２ｂは、ステージ４０１の上面よりも高い位置にあり、第１位置で、図示しない搬送機構と位置決めピン４０２との間で基板Ｗｆの受け渡しが行われる。
【００３４】
図５Ｂは、ピンステージ４０４が、第２位置（中段）に位置している状態を示す部分断面図である。図５Ｂに示されるように、第２位置においては、ステージ４０１の第１係合部４０１ｂとピンステージ４０４の第１係合部４０４ｂとは、同一の高さにあり係合可能である。第２位置においては、位置決めピン４０２の基板支持部４０２ｂは、ステージ４０１の上面よりもわずかに低い位置にあり、ガイド部４０２ａはステージ４０１上の基板Ｗｆの周縁部に接触できる位置にある。そのため、この状態でステージ４０１を回転させると、回転力がピンステージ４０４に伝達されて、上述のように位置決めピン４０２を移動させて、ストッパ部材４０５ａから解放させることができる。
【００３５】
図５Ｃは、ピンステージ４０４が、第３位置（下段）に位置している状態を示す断面図である。図５Ｃに示されるように、第３位置においては、ステージ４０１の第１係合部４０１ｂとピンステージ４０４の第１係合部４０４ｂとは、高さ方向（ｚ方向）に離間しており、係合していない。そのため、この状態でステージ４０１を回転させても、回転力がピンステージ４０４に伝達されることはない。また、第３位置では、位置決めピン４０２は、全体がステージ４０１の上面よりも低い位置にある。第３位置では、ステージ４０１上に支持された基板Ｗｆに対して部分研磨処理が行われる。
【００３６】
本実施形態による基板保持装置４００では、基板Ｗｆのステージ４０１への配置および
位置決めは以下のように行われる。まず、図５Ａに示されるように、位置決めピン４０２が上段である第１位置に移動される。この位置で、図示しない搬送装置から６個の位置決めピン４０２の基板支持部４０２ｂに基板Ｗｆが支持されるように基板Ｗｆが受け渡される。基板支持部４０２ｂ上の基板Ｗｆが載せられた後、位置決めピン４０２は、図５Ｂに示される第２位置まで下降することで、基板Ｗｆがステージ４０１上に仮置きされる。この位置で、上述したようにステージ４０１を回転させることで、６個の位置決めピン４０２により基板Ｗｆの中心とステージ４０１の回転中心とが一致するように基板Ｗｆをステージ４０１上に位置決めする。基板Ｗｆを位置決めしたら、基板Ｗｆをステージ４０１上に真空吸着などにより固定する。基板Ｗｆをステージ４０１上に固定したら、位置決めピン４０２を図５Ｃに示される下段である第３位置に下降させる。かかる位置でステージ４０１上に固定された基板Ｗｆに対して部分研磨などの各種処理を施すことができる。
【００３７】
上述のように、本実施形態による基板保持装置４００においては、基板Ｗｆの位置決めに、後述のように部分研磨装置１０００のステージ４０１がもともと備えている回転駆動機構４１０の動力を使用している。そのため、位置決めピン４０２を移動させるために追加の動力源を必要としない。さらに、本実施形態による位置決めピン４０２は、基板Ｗｆの受け渡しにも使用されているので、位置決め機能のためだけに追加される部品でもない。また、位置決めピン４０２を能動的に移動させて基板の位置決めを行っているので、特許文献２のように受動的な作用により基板を位置決めする場合よりも位置決めの信頼性が向上する。また、本実施形態においては、移動可能な複数の位置決めピン４０２により、基板Ｗｆを外側から中心に向けて移動させて位置決めしているので、基板Ｗｆを片側だけから押し付けて位置決めする場合に発生する、基板サイズの誤差による中心のずれも発生しない。
【００３８】
図示の実施形態においては、位置決めピン４０２は６個であるが、３個以上の任意の数の位置決めピン４０２を採用することができる。ただし、位置決めピン４０２が３個だと、基板Ｗｆのオリエンテーションフラットやノッチ部分の位置が位置決めピン４０２に対応する場合があり、その場合は正確に基板Ｗｆを位置決め出来ない可能性がある。そのため、位置決めピン４０２の数は４個以上、あるいは図示の実施形態のように６個以上であることが望ましい。また、図示の実施形態においては、ステージ４０１を回転させることで、位置決めピン４０２をストッパ部材４０５ａから解放して、弾性部材４０３の力により位置決めピン４０２のガイド部４０２ａを内側方向に移動させているが、逆に、ステージ４０１の回転により位置決めピン４０２のガイド部４０２ａを内側方向に移動させ、弾性部材４０３により位置決めピンのガイド部４０２ａを外側方向に移動させるように構成してもよい。たとえば、図３Ａ、３Ｂに示されている位置決めピン４０２のアーム部４０２ｃが、ピンステージ４０４の円周方向の反対側に延びるように構成することで、かかる実施形態を実現することができる。ただし、このような実施形態では、回転駆動機構４１０の回転により、位置決めピン４０２を内側に移動させているので、回転駆動機構４１０に異常が発生して大きな力が発生した場合に、位置決めピン４０２が基板Ｗｆに大きな力を与えて基板Ｗｆを破損させる恐れがある。そのため、弾性部材４０３の力により位置決めピン４０２を内側に付勢する図示の実施形態の方が好ましい。
【００３９】
図１に示される部分研磨装置１０００の説明に戻る。図１に示される部分研磨装置１０００は、検出部４０８を備える。検出部４０８は、ステージ４０１上に配置された基板Ｗｆの位置を検出するためのものである。たとえば、基板Ｗｆに形成されたノッチ、オリエンテーションフラットや基板外周部を検出して、基板Ｗｆのステージ４０１上での位置を検出することができる。ノッチやオリエンテーションフラットの位置を基準とすることで、基板Ｗｆの任意の点を特定することが可能であり、それにより所望の領域の部分研磨が可能となる。また、基板外周部の位置情報より、基板Ｗｆのステージ４０１上での位置情報（たとえば、理想位置に対するズレ量）が得られることから、本情報をもとに制御装置
９００で研磨パッド５０２の移動位置を補正してもよい。なお、基板Ｗｆをステージ４０１から離脱させるときは、位置決めピン４０２をステージ４０１からの基板受取位置（図５Ｂ）に移動した後、ステージ４０１の真空吸着を解放する。そして、位置決めピン４０２を上昇させて、基板Ｗｆを搬送装置への基板受け渡し位置（図５Ａ）に移動させた後、位置決めピン４０２の基板Ｗｆを図示しない搬送装置が受け取ることができる。基板Ｗｆはその後、搬送装置により後続の処理のために任意の場所へ搬送することができる。
【００４０】
図１１は、図１に示される検出部４０８を示す模式図である。検出部４０８は、基板の周縁部に向けて流体を噴射する流体噴射ノズル４３１と、流体の物理量を測定する流体測定器４３３と、流体噴射ノズル４３１に流体を供給する流体供給管４３５と、流体供給管４３５に取り付けられた圧力レギュレータ４３６と、流体の物理量の変化に基づいて基板Ｗｆの周縁部に形成された切り欠きの位置を検出する位置検出器４４０とを備えている。流体噴射ノズル４３１は、その先端がステージ４０１を向くように鉛直方向下向きに配置されており、流体供給管４３５に接続されている。
【００４１】
本実施形態では、測定される流体の物理量は、流体の圧力または流量であり、流体測定器４３３は、圧力センサまたは流量センサのいずれかである。一実施形態では、流体測定器４３３は、圧力センサと流量センサの両方を備えていてもよい。流体測定器４３３は、位置検出器４４０と電気的に接続されており、流体の物理量の測定値を位置検出器４４０に送信する。位置検出器４４０は、制御装置９００と電気的に接続されている。位置検出器４４０は、流体の測定値の変化に基づき基板Ｗｆの切り欠きの位置を検出し、基板Ｗｆの切り欠きの位置情報を制御装置９００に送信する。
【００４２】
流体は、図１１の矢印で示すように、部分研磨装置１０００外の流体供給源（図示せず）から流体供給管４３５を通って流体噴射ノズル４３１に供給される。流体供給源は、例えば、キャニスターや、部分研磨装置１０００が設置される工場の流体供給ラインとすることができる。流体供給管４３５に供給される流体の圧力は、圧力レギュレータ４３６で安定化され、一定に保たれる。本実施形態では、上述の流体は純水などの液体であるが、一実施形態では、上述の流体はクリーンエアやＮ２ガスなどの気体であってもよい。
【００４３】
次に、検出部４０８の切り欠き検出方法について詳細に説明する。まず、６個の位置決めピン４０２によって基板Ｗｆをステージ４０１上の表面に載置する。基板Ｗｆはステージ表面に真空吸着などにより保持される。次に、回転駆動機構４１０によってステージ４０１を基板Ｗｆと一緒に回転させる。回転駆動機構４１０は、例えばステッピングモータなどのサーボモータから構成することができる。
【００４４】
基板Ｗｆを回転させながら、図示しないノズル移動機構によって流体噴射ノズル４３１を基板Ｗｆの周縁部の上方に移動させる。その後、上記ノズル移動機構によって流体噴射ノズル４３１を下降させ、図１２に示すように回転している基板Ｗｆの周縁部に接近させる。図１２は、流体噴射ノズル４３１を基板Ｗｆの周縁部に接近させたときの状態を横から見た図である。ステージ４０１の軸心４０１Ａと流体噴射ノズル４３１の中心線４３１Ａとの距離Ｔ２は、基板Ｗｆの中心Ｏから基板Ｗｆの周縁部に形成された切り欠き４５０の最も内側の端部までの距離Ｔ１と同じかそれよりも大きく、かつ基板Ｗｆの半径Ｒよりも小さい。
【００４５】
流体噴射ノズル４３１は、その先端に流体の噴射口４３２を有している。流体噴射ノズル４３１を基板Ｗｆの周縁部に接近させた状態で、流体噴射ノズル４３１から鉛直方向下向きに流体を噴射する。すなわち、流体は基板Ｗｆの周縁部に噴射される。流体供給管４３５を流れる流体の圧力などの物理量は流体測定器４３３によって測定される。上述の物理量は、流体の噴射中、予め設定された単位時間毎に測定される。流体の噴射中、ステー
ジ４０１は回転しているため、流体は、基板Ｗｆの周縁部の全周にわたって噴射される。流体測定器４３３は、流体の物理量の測定値を位置検出器４４０に送信する。流体の物理量の測定は、基板Ｗｆが予め設定された回数だけ回転するまで行われる。基板Ｗｆが予め設定された回数だけ回転した後、流体噴射ノズル４３１は流体の噴射を停止し、流体測定器４３３は、流体の物理量の測定を終了する。
【００４６】
流体噴射ノズル４３１の先端と、基板Ｗｆの表面との距離を短くすると切り欠き位置の検出精度が向上する。本実施形態においては、流体噴射ノズル４３１の先端からステージ４０１の表面までの距離ｄｗは、０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍに基板Ｗｆの厚さを加えた距離である。一実施形態では、工場の流体供給ライン等の流体供給源から供給される流体をポンプ等で昇圧した後、圧力レギュレータ４３６に流入させてもよい。流体の圧力を高くすると切り欠き位置の検出精度が向上する。
【００４７】
図１３は、流体測定器４３３によって測定された物理量としての圧力を示す図である。図１３において、縦軸は、流体の圧力を表し、横軸は、測定時間を表している。ステージ４０１の表面は、ステージ４０１の軸心４０１Ａに対して完全に垂直ではない。そのため、ステージ４０１の回転中は、流体噴射ノズル４３１の先端から基板Ｗｆの周縁部までの距離（流体噴射ノズル４３１の先端から基板Ｗｆの表面までの距離）は、周期的に変動する。流体の噴射中、上述の距離の変動に応じて流体の圧力が変動する。図１３に示す例では、この周期的な流体の圧力の変動が正弦波として表されている。
【００４８】
流体は、流体噴射ノズル４３１から鉛直方向下向きに噴射されているため、ステージ４０１の回転によってオリエンテーションフラットやノッチなどの切り欠きが流体噴射ノズル４３１の直下に到達すると、流体の噴流の少なくとも一部は基板Ｗｆの切り欠きを通過し、基板Ｗｆには衝突しない。結果として、流体の物理量が急激に変化（低下）する。図１３に示す例では、圧力の急峻な低下は、基板Ｗｆの切り欠きが流体噴射ノズル４３１の直下に位置していることを表している。
【００４９】
図１４は、流体測定器４３３によって測定された物理量としての圧力の差分を示す図である。具体的には、図１４に示すグラフは、物理量としての圧力の最新の測定値と前回の測定値との差分の時間軸に沿った変化を示している。位置検出器４４０は、物理量の最新の測定値を流体測定器４３３から受け取るたびに、物理量の最新の測定値と前回の測定値との差分を算出し、算出した差分を予め設定されたしきい値と比較する。位置検出器４４０は、上述の比較結果に基づいて切り欠きの位置を決定する。切り欠きの位置は、ステージ４０１の軸心４０１Ａ周りの回転角度から特定することができる。言い換えれば、切り欠きの位置は、ステージ４０１の軸心４０１Ａ周りの回転角度で表すことができる。位置検出器４４０は回転駆動機構４１０に接続されており、ステージ４０１の軸心４０１Ａ周りの回転角度を示す信号は回転駆動機構４１０から位置検出器４４０に送られるようになっている。
【００５０】
位置検出器４４０は、上述の差分がしきい値に達したときのステージ４０１の回転角度に基づいて切り欠きの位置を決定する。本実施形態では、位置検出器４４０は、上述の差分がしきい値に達した時点におけるステージ４０１の回転角度から特定される切り欠きの位置を決定する。一実施形態では、位置検出器４４０は、上述の差分がしきい値に達した時点におけるステージ４０１の回転角度に、予め設定した角度を加算して補正回転角度を算出し、この補正回転角度から特定される切り欠きの位置を決定してもよい。
【００５１】
ステージ４０１の表面が、ステージ４０１の軸心４０１Ａに対して完全に垂直である場合は、流体の物理量は、図１３に示すような正弦波として表されない。この場合は、位置検出器４４０は、物理量の測定値を予め設定されたしきい値と比較し、その比較結果に基
づいて基板Ｗｆの切り欠きの位置を決定してもよい。一実施形態では、位置検出器４４０は、物理量の測定値がしきい値に達したときのステージ４０１の回転角度に基づいて切り欠きの位置を決定する。
【００５２】
一実施形態では、検出部４０８は、第１の方向（例えば時計回り）に基板Ｗｆおよびステージ４０１を回転させながら基板Ｗｆの周縁部に流体を噴射し、図１１から図１４を参照して説明した方法で基板Ｗｆの切り欠きの第１の位置を検出し、第１の方向とは逆の第２の方向（例えば反時計回り）に基板Ｗｆおよびステージ４０１を回転させながら基板Ｗｆの周縁部に流体を噴射し、図１１から図１４を参照して説明した方法で上記切り欠きの第２の位置を検出し、第１の位置と第２の位置の平均を基板Ｗｆの上記切り欠きの位置に決定してもよい。第１の位置および第２の位置は、基板Ｗｆの回転角度から特定され、第１の位置と第２の位置との平均は基板Ｗｆの回転角度で表すことができる。このように基板Ｗｆを両方向に回転させることにより、より正確な切り欠きの位置を検出することができる。
【００５３】
上述のように、検出部４０８は、圧力または流量である流体の物理量を測定することによって基板Ｗｆの切り欠きの位置を検出する。圧力および流量は、研磨工程で使用されるスラリや水滴の影響によって変動するものではなく、測定環境によっては実質的に変動しない。その結果、検出部４０８は、正確な切り欠きの位置を検出することができる。
【００５４】
図１５は、流体噴射ノズル４３１と、保持アーム６００と、ステージ４０１の位置関係を示す平面図である。ステージ４０１の軸心４０１Ａがステージ４０１の表面と交わる点を、ステージ４０１の原点ＣＰと定義する。図１５に示すＸＹ座標系は、ステージ４０１の表面上に定義された想像上の座標系であり、原点ＣＰを有する。ＸＹ座標系のＸ軸は、原点ＣＰを通る部分研磨装置１０００のＸ方向の水平線であり、ＸＹ座標系のＹ軸は、原点ＣＰを通り、かつＸ軸に垂直な水平線である。Ｘ軸の方向、すなわち部分研磨装置１０００のＸ方向は、研磨ヘッド５００の移動方向である。
【００５５】
角度Ａは、原点ＣＰから延び、流体噴射ノズル４３１の中心線４３１Ａに垂直な線分と、Ｘ軸とがなす角度である。この角度Ａは予め測定され、制御装置９００内に保存される。保持アーム６００はＹ軸に沿って配置される。研磨ヘッド５００は、軸心４０１Ａ上かつ原点ＣＰの上方に配置される。
【００５６】
研磨ヘッド５００および流体噴射ノズル４３１をステージ４０１の外側に退避させた後、図示しない搬送装置は、基板Ｗｆを６個の位置決めピン４０２（図１参照）の上端に載置する。その後、６個の位置決めピン４０２は上述の中段まで下降し（図５Ｂ）、基板Ｗｆがステージ４０１に載置される。上述のように６個の位置決めピン４０２により基板Ｗｆの位置決めを行い、基板Ｗｆの原点Ｏとステージ４０１の原点ＣＰを一致させる。そして、基板Ｗｆをステージ面４０１に真空吸着などにより固定する。
【００５７】
ステージ面４０１に基板Ｗｆが固定された後、６個の位置決めピン４０２を上述の下段まで下降させる（図５Ｃ）。その後、流体噴射ノズル４３１を図１５に示す位置に移動させる。その後、回転駆動機構４１０（図１参照）によって、ステージ４０１をその回転原点まで回転させる。ステージ４０１の回転原点とは、ステージ４０１の回転角度の基準点のことである。
【００５８】
次に、回転駆動機構４１０はステージ４０１を予め設定された方向に予め設定された回数だけ回転させる。制御装置９００は、ステージ４０１を回転させると同時に検出部４０８を始動させる。検出部４０８は、上述の切り欠き検出方法によって切り欠き４５０の位置を検出する。すなわち、基板Ｗｆおよびステージ４０１を回転させながら、流体噴射ノ
ズル４３１から流体を基板Ｗｆの周縁部に噴射し、位置検出器４４０は流体の物理量（圧力または流量）の変化に基づいて切り欠き４５０の位置を検出する。位置検出器４４０は、検出された切り欠き４５０の位置を示す信号を制御装置９００に送信する。基板Ｗｆが予め設定された回数だけ回転すると、回転駆動機構４１０は、ステージ４０１の回転を停止し、ステージ４０１をその回転原点に戻す。検出部４０８は、流体噴射ノズル４３１からの流体の噴射を停止する。
【００５９】
部分研磨装置１０００のステージ４０１は回転駆動機構４１０を備え、回転軸４０１Ａを中心に回転可能に構成される。ここで、「回転」とは、一定の方向に連続的に運動すること、および一回転未満の所定の角度範囲の間で任意の向きに運動すること、を意味している。なお、他の実施形態として、ステージ４０１は、保持された基板Ｗｆに直線運動を与える移動機構を備えるものとしてもよい。
【００６０】
図１に示される部分研磨装置１０００は、研磨ヘッド５００を備える。研磨ヘッド５００は、研磨パッド５０２を保持する。図７は、研磨ヘッド５００の研磨パッド５０２を保持する機構を示す概略図である。図７に示されるように、研磨ヘッド５００は、第１保持部材５０４および第２保持部材５０６を備える。研磨パッド５０２は、第１保持部材５０４と第２保持部材５０６との間に保持される。図示のように、第１保持部材５０４、研磨パッド５０２、および第２保持部材５０６は、いずれも円板形状である。第１保持部材５０４および第２保持部材５０６の直径は、研磨パッド５０２の直径よりも小さい。そのため、研磨パッド５０２が第１保持部材５０４および第２保持部材５０６に保持された状態で、研磨パッド５０２が第１保持部材５０４および第２保持部材５０６の縁から露出する。また、第１保持部材５０４、研磨パッド５０２、および第２保持部材５０６は、いずれも中心に開口部を備え、かかる開口部に回転シャフト５１０が挿入される。第１保持部材５０４の研磨パッド５０２側の面には、研磨パッド５０２側に突出する１つまたは複数の位置合わせピン５０８が設けられている。一方、研磨パッド５０２における位置合わせピン５０８に対応する位置には貫通孔が設けられ、また、第２保持部材５０６の研磨パッド５０２側の面には、位置合わせピン５０８を受け入れる凹部が形成されている。そのため、回転シャフト５１０により第１保持部材５０４および第２保持部材５０６を回転させたときに、研磨パッド５０２が滑ることなく保持部材５０４、５０６と一体的に回転することができる。
【００６１】
図１に示される実施形態においては、研磨ヘッド５００は、研磨パッド５０２の円板形状の側面が基板Ｗｆに向くように研磨パッド５０２を保持する。なお、研磨パッド５０２の形状は円板形状に限られず、基板Ｗｆよりも寸法の小さな任意の形状の研磨パッド５０２を使用することができる。図１に示される部分研磨装置１０００は、研磨ヘッド５００を保持する保持アーム６００を備える。保持アーム６００は、研磨パッド５０２に基板Ｗｆに対して第１運動方向に運動を与えるための第１駆動機構を備える。ここでいう「第１運動方向」は、基板Ｗｆを研磨するための研磨パッド５０２の運動であり、図１の部分研磨装置１０００においては、研磨パッド５０２の回転運動である。そのため、第１駆動機構はたとえば一般的なモータから構成することができる。基板Ｗｆと研磨パッド５０２との接触部分においては、研磨パッド５０２は、基板Ｗｆの表面に平行（研磨パッド５０２の接線方向；図１においてはｘ方向）に移動するので、研磨パッド５０２の回転運動であっても、「第１運動方向」は、一定の直線方向であると考えることができる。
【００６２】
図１に示される実施形態による部分研磨装置１０００は、研磨パッド５０２と基板Ｗｆとの接触面積を小さくすることができ、基板Ｗｆの一部のみを研磨することが可能になる。なお、研磨パッド５０２と基板Ｗｆとの接触領域は、研磨パッド５０２の直径および厚さで決定される。一例として、研磨パッド５０２の直径Φは、約５０ｍｍ〜約３００ｍｍ、研磨パッド５０２の厚さは約１ｍｍ〜約１０ｍｍ程度の範囲で組わせてもよい。
【００６３】
一実施形態として、第１駆動機構は、研磨中に研磨パッド５０２の回転速度を変更することができる。回転速度を変更することで、研磨速度の調整が可能であり、よって基板Ｗｆ上の被処理領域における必要研磨量が大きい場合においても、効率よく研磨が可能である。また、例えば研磨中において研磨パッド５０２の減耗が大きく、研磨パッド５０２の直径に変化が生じた場合でも、回転速度の調整を行うことで、研磨速度を維持することが可能である。なお、図１に示される実施形態においては、第１駆動機構は、円板形状の研磨パッド５０２に回転運動を与えるものであるが、他の実施形態においては、研磨パッド５０２の形状として他の形状を利用することもでき、また、第１駆動機構は研磨パッド５０２に直線運動を与えるものとして構成することもできる。なお、直線運動には直線的な往復運動も含むものとする。
【００６４】
図１に示される部分研磨装置１０００は、保持アーム６００を基板Ｗｆの表面に垂直な方向（図１においてはｚ方向）に移動させるための垂直駆動機構６０２を備える。垂直駆動機構６０２により、保持アーム６００とともに研磨ヘッド５００および研磨パッド５０２が基板Ｗｆの表面に垂直な方向に移動可能となる。垂直駆動機構６０２は、基板Ｗｆを部分研磨するときに基板Ｗｆに研磨パッド５０２を押圧するための押圧機構としても機能する。図１に示される実施形態においては、垂直駆動機構６０２は、モータおよびボールネジを利用した機構であるが、他の実施形態として、空圧式または液圧式の駆動機構やバネを利用した駆動機構としてもよい。また、一実施形態として、研磨ヘッド５００のための垂直駆動機構６０２として、粗動用と微動用とで異なる駆動機構を用いてもよい。たとえば、粗動用の駆動機構はモータを利用した駆動機構とし、研磨パッド５０２の基板Ｗｆへの押圧を行う微動用の駆動機構はエアシリンダを使用した駆動機構とすることができる。この場合、研磨パッド５０２の押圧力を監視しながら、エアシリンダ内の空気圧を調整することで研磨パッド５０２の基板Ｗｆに対する押圧力を制御することができる。また、逆に、粗動用の駆動機構としてエアシリンダを利用し、微動用の駆動機構としてモータを利用してもよい。この場合、微動用のモータのトルクを監視しながらモータを制御することで、研磨パッド５０２の基板Ｗｆへの押圧力を制御することができる。また、他の駆動機構としてピエゾ素子を用いてもよく、ピエゾ素子に印加する電圧で移動量を調整することができる。なお、垂直駆動機構６０２を微動用と粗動用とに分ける場合、微動用の駆動機構は、保持アーム６００の研磨パッド５０２を保持している位置、すなわち図１の例ではアーム６００の先端に設けるようにしてもよい。
【００６５】
図１に示される部分研磨装置１０００においては、保持アーム６００を横方向（図１にいおいてはｙ方向）に移動させるための横駆動機構６２０を備える。横駆動機構６２０により、アーム６００とともに研磨ヘッド５００および研磨パッド５０２が横方向に移動可能である。なお、かかる横方向（ｙ方向）は、上述した第１運動方向に垂直であり且つ基板の表面に平行な第２運動方向である。そのため、部分研磨装置１０００は、第１運動方向（ｘ方向）に研磨パッド５０２を移動させて基板Ｗｆを研磨しながら、同時に直交する第２運動方向（ｙ方向）に研磨パッド５０２を運動させることで、基板Ｗｆの加工痕形状をより均一化させることが可能になる。上述したように、図１に示される部分研磨装置１０００においては、研磨パッド５０２の基板Ｗｆとの接触領域においては、線速度は一定である。しかし、研磨パッド５０２の形状や材質にムラがあったりすることで、研磨パッド５０２の基板との接触状態が不均一であったりすると、基板Ｗｆの加工痕形状、特に研磨パッド５０２の基板Ｗｆとの接触面において第１運動方向と垂直な方向に研磨速度のバラつきが生じる。しかし、研磨中に研磨パッド５０２を第１運動方向と垂直な方向に運動させることで、研磨バラつきを緩和することが可能であり、よって加工痕形状をより均一にすることができる。なお、図１に示される実施形態においては、垂直駆動機構６０２は、モータおよびボールネジを利用した機構である。また、図１に示される実施形態においては、横駆動機構６２０は保持アーム６００を垂直駆動機構６０２ごと移動させる構成で
ある。なお、第２運動方向は、第１運動方向に対して厳密に垂直でなくとも、第１運動方向に垂直な成分を有する方向であれば、加工痕形状を均一にする効果を発揮することができる。
【００６６】
図１に示される実施形態による部分研磨装置１０００は、研磨液供給ノズル７０２を備える。研磨液供給ノズル７０２は、研磨液、たとえばスラリの供給源（図示せず）に流体的に接続されている。また、図１に示される実施形態による部分研磨装置１０００においては、研磨液供給ノズル７０２は、保持アーム６００に保持されている。そのため、研磨液供給ノズル７０２を通じて、基板Ｗｆ上の研磨領域にのみ研磨液を効率的に供給することができる。
【００６７】
図１に示される実施形態による部分研磨装置１０００は、基板Ｗｆを洗浄するための洗浄機構２００を備える。図１に示される実施形態において、洗浄機構２００は、洗浄ヘッド２０２、洗浄部材２０４、洗浄ヘッド保持アーム２０６、およびリンスノズル２０８を備える。洗浄部材２０４は、基板Ｗｆに回転させながら接触させて部分研磨後の基板Ｗｆを洗浄するための部材である。洗浄部材２０４は、一実施形態としてＰＶＡスポンジから形成することができる。しかし、洗浄部材２０４は、ＰＶＡスポンジに代えて、あるいは追加的にメガソニック洗浄、高圧水洗浄、二流体洗浄を実現するための洗浄ノズルを備えるものとすることもできる。洗浄部材２０４は、洗浄ヘッド２０２に保持される。また、洗浄ヘッド２０２は、洗浄ヘッド保持アーム２０６に保持される。洗浄ヘッド保持アーム２０６は、洗浄ヘッド２０２および洗浄部材２０４を回転させるための駆動機構を備える。かかる駆動機構は、たとえばモータなどから構成することができる。また、洗浄ヘッド保持アーム２０６は、基板Ｗｆの面内を揺動するための揺動機構を備える。洗浄機構２００は、リンスノズル２０８を備える。リンスノズル２０８には、図示しない洗浄液供給源に接続されている。洗浄液は、たとえば純水、薬液などとすることができる。図１の実施形態において、リンスノズル２０８は、洗浄ヘッド保持アーム２０６に取り付けてもよい。リンスノズル２０８は、洗浄ヘッド保持アーム２０６に保持された状態でＷｆの面内で揺動するための揺動機構を備える。
【００６８】
図１に示される実施形態による部分研磨装置１０００は、研磨パッド５０２のコンディショニングを行うためのコンディショニング部８００を備える。コンディショニング部８００は、ステージ４０１の外に配置されている。コンディショニング部８００は、ドレッサ８２０を保持するドレスステージ８１０を備える。図１の実施形態において、ドレスステージ８１０は、回転軸８１０Ａを中心に回転可能である。図１の部分研磨装置１０００において、研磨パッド５０２をドレッサ８２０に押圧し、研磨パッド５０２およびドレッサ８２０を回転させることで、研磨パッド５０２のコンディショニングを行うことができる。なお、他の実施形態として、ドレスステージ８１０は、回転運動ではなく、直線運動（往復運動を含む）をするように構成してもよい。なお、図１の部分研磨装置１０００において、コンディショニング部８００は、主に基板Ｗｆのある点における部分研磨を終了し、次の点あるいは次の基板の部分研磨を行う前に研磨パッド５０２をコンディショニングするために使用する。ここで、ドレッサ８２０は、たとえば（１）表面にダイヤモンドの粒子が電着固定されたダイヤドレッサ、（２）ダイヤモンド砥粒が研磨パッドとの接触面の全面もしくは一部に配置されたダイヤドレッサ、および（３）樹脂製のブラシ毛が研磨パッドとの接触面の全面もしくは一部に配置されたブラシドレッサ、（４）これらのいずれか１つ、またはこれらの任意の組み合わせで形成することができる。
【００６９】
図１に示される実施形態による部分研磨装置１０００は、第２コンディショナ８５０を備える。第２コンディショナ８５０は、研磨パッド５０２により基板Ｗｆを研磨している最中に研磨パッド５０２をコンディショニングするためのものである。そのため、第２コンディショナ８５０は、in-situコンディショナということもできる。第２コンディショ
ナ８５０は、研磨パッド５０２の近傍で保持アーム６００に保持される。第２コンディショナ８５０は、研磨パッド５０２に対してコンディショニング部材８５２を押し当てる方向にコンディショニング部材８５２を移動させるための移動機構を備える。図１の実施形態においては、コンディショニング部材８５２は、研磨パッド５０２の近傍で研磨パッド５０２からｘ方向に離間して保持されており、移動機構によりコンディショニング部材８５２をｘ方向に移動可能に構成されている。また、コンディショニング部材８５２は、図示しない駆動機構により、回転運動または直線運動が可能に構成される。そのため、研磨パッド５０２により基板Ｗｆを研磨しているときに、コンディショニング部材８５２を回転運動等させながら研磨パッド５０２に押し当てることで、基板Ｗｆの研磨中に研磨パッド５０２をコンディショニングすることができる。
【００７０】
図１に示される実施形態において、部分研磨装置１０００は、制御装置９００を備える。部分研磨装置１０００の各種の駆動機構は制御装置９００に接続されており、制御装置９００は、部分研磨装置１０００の動作を制御することができる。また、制御装置は、基板Ｗｆの被研磨領域における目標研磨量を計算する演算部を備える。制御装置９００は、演算部により計算された目標研磨量に従って、研磨装置を制御するように構成される。なお、制御装置９００は、記憶装置、ＣＰＵ、入出力機構など備える一般的なコンピュータに所定のプログラムをインストールすることで構成することができる。
【００７１】
また、一実施形態において、部分研磨装置１０００は、図１には図示はしないが、基板Ｗｆの被研磨面の状態を検出するための状態検出部４２０（図９Ａ、９Ｂ参照）を備えてもよい。状態検出部４２０は、一例としてＷｅｔ−ＩＴＭ（Ｉｎ−ｌｉｎｅ  Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  Ｍｏｎｉｔｏｒ）とすることができる。Ｗｅｔ−ＩＴＭでは、検出ヘッドが基板Ｗｆ上に非接触状態にて存在し、基板Ｗｆの全面を移動することで、基板Ｗｆ上に形成された膜の膜厚分布（又は膜厚に関連する情報の分布）を検出（測定）することができる。なお、状態検出部４２０としてＷｅｔ−ＩＴＭ以外にも任意の方式の検出器を用いることができる。たとえば、利用可能な検出方式としては、公知の渦電流式や光学式のような非接触式の検出方式を採用することができ、また、接触式の検出方式を採用しても良い。接触式の検出方式としては、例えば通電可能なプローブを備えた検出ヘッドを用意し、基板Ｗｆにプローブを接触させて通電させた状態で基板Ｗｆ面内を走査させることで、膜抵抗の分布を検出する電気抵抗式の検出を採用することができる。また、他の接触式の検出方式として、基板Ｗｆの表面にプローブを接触させた状態で基板Ｗｆ面内を走査させ、プローブの上下動をモニタリングすることで表面の凹凸の分布を検出する段差検出方式を採用することもできる。接触式および非接触式のいずれの検出方式においても、検出される出力は膜厚もしくは膜厚に相当する信号である。光学式の検出においては、基板Ｗｆの表面に投光した光の反射光量の他に、基板Ｗｆ表面の色調の差異より膜厚差異を認識しても良い。なお、基板Ｗｆ上の膜厚の検出に際しては、基板Ｗｆを回転させながら、また、検出器は半径方向に搖動させながら膜厚を検出することが望ましい。これにより基板Ｗｆ全面における膜厚や段差等の表面状態の情報を得ることが可能となる。また、検出部４０８にて検出される検出するノッチやオリエンテーションフラット位置を基準とすることで、膜厚等のデータを半径方向の位置のみでなく、周方向の位置とも関連付けることが可能であり、これにより、基板Ｗｆ上の膜厚や段差又はそれらに関連する信号の分布を得ることが可能となる。また、部分研磨を行う際に、本位置データに基づいて、ステージ４０１、および保持アーム６００の動作を制御することが可能である。
【００７２】
上述の状態検出部４２０は制御装置９００に接続されており、状態検出部４２０で検出した信号は制御装置９００で処理される。状態検出部４２０の検出器のための制御装置９００は、ステージ４０１、研磨ヘッド５００、および保持アーム６００の動作を制御する制御装置９００と同一のハードウェアを使用してもよく、別のハードウェアを使用してもよい。ステージ４０１、研磨ヘッド５００、および保持アーム６００の動作を制御する制
御装置９００と、検出器のための制御装置９００とで別々のハードウェアを用いる場合、基板Ｗｆの研磨処理と基板Ｗｆの表面状態の検出および後続の信号処理に使用するハードウェア資源を分散でき、全体として処理を高速化できる。
【００７３】
また、状態検出部４２０による検出タイミングとしては、基板Ｗｆの研磨前、研磨中、および／または研磨後とすることができる。状態検出部４２０が独立に搭載されている場合、研磨前、研磨後、もしくは研磨中であっても研磨処理のインターバルであれば、保持アーム６００の動作と干渉しない。ただし、基板Ｗｆの処理における膜厚又は膜厚に関係する信号をなるべく時間遅れがないよう、基板Ｗｆの処理中に、研磨ヘッド５００による処理と同時に基板Ｗｆの膜厚の検出を行う際は、保持アーム６００の動作に応じて、状態検出部４２０を走査させるようにする。なお、基板Ｗｆ表面の状態検出について、本実施形態では、部分研磨装置１０００内に状態検出部４２０を搭載しているが、たとえば部分研磨装置１０００での研磨処理に時間がかかるといった場合は、生産性の観点から本検出部は、部分研磨装置１０００外に検出ユニットとして配置されていてもよい。たとえば、ＩＴＭについては、処理実施中における計測においてはＷｅｔ−ＩＴＭが有効であるが、それ以外処理前もしくは処理後における膜厚又は膜厚に相当する信号の取得においては、部分研磨装置１０００に搭載されている必要は必ずしもない。部分研磨モジュール外にＩＴＭを搭載し、基板Ｗｆを部分研磨装置１０００に出し入れの際に測定を実施しても良い。また、本状態検出部４２０で取得した膜厚または膜厚や凹凸・高さに関連する信号を元に基板Ｗｆの各被研磨領域の研磨終点を判定してもよい。
【００７４】
また、図８Ａは、一実施形態による部分研磨装置１０００を用いた研磨制御の一例を説明する概略図である。図８Ａは、基板Ｗｆの上方向から見た概略図であり、他の部分Ｗｆ−２に比べて膜厚が厚い一部分Ｗｆ−１がランダムに形成されている例を示している。また、図８Ａにおいて、研磨パッド５０２は、略矩形の単位加工痕５０３を備えるものとする。単位加工痕５０３の大きさは、研磨パッド５０２と基板Ｗｆとの接触面積に相当する。図８Ａに示すように、基板Ｗｆの処理面において、他の部分Ｗｆ−２に比べて膜厚が厚い一部分Ｗｆ−１がランダムに形成されていたとする。この場合、制御装置９００は、ステージ４０１の駆動機構によって基板Ｗｆに角度回転運動をさせることによって、基板Ｗｆの膜厚が厚い一部分Ｗｆ−１の研磨量を他の部分Ｗｆ−２の研磨量より大きくすることができる。例えば、制御装置９００は、基板Ｗｆの膜厚が厚い一部分Ｗｆ−１の位置を基板Ｗｆのノッチ、オリエンテーションフラット、又は、レーザーマーカーを基準として把握し、本位置が研磨ヘッド５００の揺動範囲に位置するように、ステージ４０１の駆動機構によって基板Ｗｆに角度回転運動をさせることができる。具体的には、図１、３に示す部分研磨装置１０００は、基板Ｗｆのノッチ、オリエンテーションフラット、及び、レーザーマーカーの少なくとも１つを検知する検出部４０８を備え、検出されたノッチ、オリエンテーションフラット、又は、レーザーマーカー及び状態検出部４２０により検出された基板Ｗｆの表面状態の分布より算出された研磨位置に、研磨ヘッド５００を半径方向に、またステージ４０１の基板Ｗｆを任意の所定角度だけ回転させる。なお、制御装置９００は、Ｗｆ −２の領域が所望膜厚の場合は、Ｗｆ−１のみを研磨すれば良い。また、Ｗｆ−１及びＷｆ−２の両者を研磨して、所望膜厚にする場合、基板Ｗｆの膜厚が厚い一部分Ｗｆ−１が研磨ヘッド５００の揺動範囲に位置している間、研磨ヘッド５００の回転数が他の部分Ｗｆ−２と比べて大きくなるように、研磨ヘッド５００を制御することができる。また、制御装置９００は、基板Ｗｆの膜厚が厚い一部分Ｗｆ−１が研磨ヘッド５００の揺動範囲に位置している間、研磨パッド５０２の押圧力が他の部分Ｗｆ−２と比べて大きくなるように、研磨ヘッド５００を制御することができる。また、制御装置９００は、基板Ｗｆの膜厚が厚い一部分Ｗｆ−１が研磨ヘッド５００の揺動範囲に位置している間の研磨時間（研磨パッド５０２の滞在時間）が他の部分Ｗｆ−２と比べて大きくなるように、保持アーム６００の揺動速度を制御することができる。また、制御装置９００は、研磨パッド５０２が基板Ｗｆの膜厚が厚い一部分Ｗｆ−１の上になる位置で、ステージ４０１
を停止させた状態で研磨ヘッド５００を回転させることで、基板Ｗｆの膜厚が厚い一部分Ｗｆ−１のみを研磨するように制御することができる。これにより、部分研磨装置１０００は制御装置９００を用いて研磨処理面をフラットに研磨することができる。
【００７５】
図８Ｂは、部分研磨装置１０００を用いた研磨制御の一例を説明する概略図である。図８Ｂは、基板Ｗｆの上方向から見た概略図であり、他の部分Ｗｆ−２に比べて膜厚が厚い一部分Ｗｆ−１が同心円状に形成されている例を示している。また、図８Ｂにおいて、研磨パッド５０２は、略矩形の単位加工痕５０３を備えるものとする。単位加工痕５０３の大きさは、研磨パッド５０２と基板Ｗｆとの接触面積に相当する。図８Ｂに示すように、基板Ｗｆの処理面において、他の部分Ｗｆ−２に比べて膜厚が厚い一部分Ｗｆ−１が同心円状に形成されていたとする。この場合、制御装置９００は、ステージ４０１を回転させると同時に、保持アーム６００を基板Ｗｆの半径方向に移動させることで研磨を行う。なお、Ｗｆ−２の領域が所望膜厚の場合は、基板ＷｆのＷｆ−１の領域のみを研磨する。また、Ｗｆ−１、Ｗｆ−２の両者を研磨して、所望膜厚にする場合、研磨ヘッド５００の回転数がＷｆ−１において、Ｗｆ−２よりも大きくなるように制御することができる。また、制御装置９００は、Ｗｆ−１において、研磨パッド５０２の押圧力がＷｆ−２よりも大きくなるように、研磨ヘッド５００を制御することができる。また、制御装置９００は、Ｗｆ−１における研磨時間（研磨パッド５０２の滞在時間）がＷｆ−２大きくなるように、保持アーム６００の揺動速度を制御することができる。これにより、制御装置９００は、基板Ｗｆの研磨処理面をフラットに研磨することができる。
【００７６】
図９Ａは、一実施形態による、基板Ｗｆの膜厚や凹凸・高さに関連する情報を処理するための制御回路の例を示す。まずはじめに、部分研磨用制御部は、ＨＭＩ（Human Machine Interface）で設定された研磨処理レシピとパラメータを結合し、基本的な部分研磨処理レシピを決定する。この時、部分研磨処理レシピとパラメータとはＨＯＳＴから部分研磨装置１０００にダウンロードされたものを使用しても良い。次にレシピサーバーは基本的な部分研磨処理レシピとプロセスＪｏｂの研磨処理情報を結合し、処理する基板Ｗｆごとの基本的な部分研磨処理レシピを生成する。部分研磨レシピサーバーは処理する基板Ｗｆごとの部分研磨処理レシピと部分研磨用データベース内に格納されている基板表面形状データと、さらに類似基板に関する過去の部分研磨後の基板表面形状等のデータや事前に取得した研磨条件の各パラメータに対する研磨速度データとを結合し、基板ごとの部分研磨処理レシピを生成する。この時、部分研磨用データベースに格納されている基板表面形状データは部分研磨装置１０００内で測定された該当基板Ｗｆのデータを使用しても良いし、あらかじめＨＯＳＴから部分研磨装置１０００にダウンロードされたデータを使用しても良い。部分研磨レシピサーバーはその部分研磨処理レシピをレシピサーバー経由、もしくはダイレクトに部分研磨装置１０００に送信する。部分研磨装置１０００は受け取った部分研磨処理レシピに従い基板Ｗｆを部分研磨する。
【００７７】
図９Ｂは、図９Ａで示した部分研磨用制御部から基板表面の状態検出部４２０を分割したときの回路図を示す。大量のデータを扱う基板の表面状態検出用制御部を部分研磨用制御部と切り離すことで部分研磨用制御部のデータ処理の負荷が低減し、プロセスＪｏｂのクリエイト時間や部分研磨処理レシピの生成に要する処理時間を削減することが期待でき、部分研磨モジュール全体のスループット向上させることができる。  
【００７８】
上述した実施形態による部分研磨装置１０００は、基板Ｗｆを研磨するために研磨パッド５０２を第１駆動機構により第１運動方向に運動させることができる。第１運動方向は、研磨パッド５０２と基板Ｗｆとの接触領域において研磨パッド５０２が移動する方向である。たとえば、研磨パッド５０２が円板形状であり、回転運動をする場合、研磨パッド５０２の第１運動方向は、研磨パッド５０２と基板Ｗｆとの接触領域における研磨パッド５０２の接線方向になる。また、上述した実施形態による部分研磨装置１０００は、横駆
動機構６２０により第１運動方向に垂直であり且つ基板Ｗｆに平行な方向に成分を有する第２運動方向に研磨パッド５０２を運動させることができる。上述したように、基板Ｗｆの研磨中に研磨パッド５０２を第２運動方向に運動させることで、基板Ｗｆの加工痕形状をより均一にすることができる。研磨中における研磨パッド５０２の第２運動方向への移動量は任意であるが、様々な観点から第２運動方向への移動量を決定することができる。
【００７９】
図１０は、一実施形態による、部分研磨装置１０００を搭載した基板処理システム１１００を示す概略図である。図１０に示されるように、基板処理システム１１００は、部分研磨装置１０００、大径研磨装置１２００、洗浄装置１３００、乾燥装置１４００、制御装置９００、および搬送機構１５００を備える。基板処理システム１１００の部分研磨装置１０００は、上述した任意の特徴を備える部分研磨装置１０００とすることができる。大径研磨装置１２００は、研磨対象となる基板Ｗｆよりも大きな面積を備える研磨パッドを用いて基板を研磨する研磨装置である。大径研磨装置１２００としては、公知のＣＭＰ装置を利用することができる。また、洗浄装置１３００、乾燥装置１４００、および搬送機構１５００についても、任意の公知のものを採用することができる。制御装置９００は、上述した部分研磨装置１０００だけでなく、基板処理システム１１００の全体の動作を制御するものとすることができる。図１０に示される実施形態においては、部分研磨装置１０００と大径研磨装置１２００とは、１つの基板処理システム１１００に組み込まれている。そのため、部分研磨装置１０００による部分研磨、大径研磨装置１２００による基板Ｗｆの全体研磨、および状態検出部４２０による基板Ｗｆの表面状態の検出を組み合わせることで、様々な研磨処理を行うことができる。なお、部分研磨装置１０００による部分研磨では、基板Ｗｆの表面全体ではなく一部のみを研磨するものとすることができ、または、部分研磨装置１０００において基板Ｗｆの表面全体の研磨処理を行う中で、基板Ｗｆの表面の一部において研磨条件を変更して研磨を行うものとすることができる。
【００８０】
ここで、本基板処理システム１１００での部分研磨方法について説明する。まず、初めに研磨対象物である基板Ｗｆの表面の状態を検出する。表面状態は、基板Ｗｆ上に形成される膜の膜厚や表面の凹凸に関する情報（位置、サイズ、高さなど）などであり、上述の状態検出部４２０で検出される。次に、検出された基板Ｗｆの表面状態に応じて研磨レシピを作成する。ここで、研磨レシピは複数の処理ステップから構成されており、各ステップにおけるパラメータとしては、例えば部分研磨装置１０００については、処理時間、研磨パッド５０２の基板Ｗｆやドレスステージ８１０に配置されたドレッサ８２０に対する接触圧力もしくは荷重、研磨パッド５０２や基板Ｗｆの回転数、研磨ヘッド５００の移動パターン及び移動速度、研磨パッド処理液の選択及び流量、ドレスステージ８１０の回転数、研磨終点の検出条件、がある。また、部分研磨においては、上述の状態検出部４２０により取得した基板Ｗｆ面内の膜厚や凹凸に関する情報を元に基板Ｗｆ面内での研磨ヘッド５００の動作を決定する必要がある。例えば基板Ｗｆの面内の各被研磨領域における研磨ヘッド５００の滞在時間については、本決定に対するパラメータとしては、例えば所望の膜厚や凹凸状態に相当するターゲット値や上記の研磨条件における研磨速度が挙げられる。ここで研磨速度については、研磨条件によって異なることから、データベースとして制御装置９００内に格納され、研磨条件を設定すると自動的に算出されても良い。ここで基礎となる各パラメータに対する研磨速度は事前に取得しておき、データベースとして格納しておいても良い。これらのパラメータと取得した基板Ｗｆ面内の膜厚や凹凸に関する情報から基板Ｗｆ面内における研磨ヘッド５００の滞在時間が算出可能である。また、後述のように、前測定、部分研磨、全体研磨、洗浄のルートは基板Ｗｆの状態や使用する処理液によって異なることから、これらの構成要素の搬送ルートの設定を行っても良い。また、基板Ｗｆ面内の膜厚や凹凸データの取得条件の設定も行って良い。また、後述のように処理後のＷｆ状態が許容レベルに達していない場合、再研磨を実施する必要があるが、その場合の処理条件（再研磨の繰り返し回数等）を設定しても良い。その後、作成された研磨レシピに従って、部分研磨および全体研磨を行う。なお、本例および以下で説明する
他の例において、基板Ｗｆの洗浄は任意のタイミングで行うことができる。たとえば、部分研磨と全体研磨において使用する処理液が異なり、部分研磨の処理液の全体研磨へのコンタミネーションが無視できない場合においては、これを防止する目的で、部分研磨および全体研磨のそれぞれの研磨処理の後に基板Ｗｆの洗浄を行ってもよい。また、逆に処理液が同一である場合や処理液のコンタミネーションが無視できるような処理液の場合、部分研磨および全体研磨の両方を行った後に基板Ｗｆの洗浄を行ってもよい。
【００８１】
上述の実施形態においては、基板保持装置４００が部分研磨装置１０００に利用されている例を説明したが、基板保持装置４００は、部分研磨装置１０００以外の基板処理装置に使用することができる。たとえば、基板の周縁部を研磨する研磨装置などに使用することができる。
【００８２】
以上、いくつかの例に基づいて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、その均等物が含まれることはもちろんである。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。
【符号の説明】
【００８３】
４００…基板保持装置
４０１…ステージ
４０１ａ…ステージ本体
４０１Ａ…回転軸
４０１ｂ…第１係合部
４０２…位置決めピン
４０２ａ…ガイド部
４０２ｂ…基板支持部
４０２ｃ…アーム部
４０２ｄ…シャフト部
４０２ｅ…弾性部材当接部
４０２ｆ…ストッパ当接部
４０２ｚ…回転軸
４０３…弾性部材
４０４…ピンステージ
４０４ｂ…第１係合部
４０４ｃ…第２係合部
４０５…ベース部材
４０５ａ…ストッパ部材
４０５ｂ…弾性部材
４０５ｃ…第２係合部
４０６…台座
４０８…検出部
４１０…回転駆動機構
９００…制御装置
１０００…部分研磨装置
Ｗｆ…基板
【図１】
2019091766.tif 000003
【図２】
2019091766.tif 000004
【図３Ａ】
2019091766.tif 000005
【図３Ｂ】
2019091766.tif 000006
【図４Ａ】
2019091766.tif 000007
【図４Ｂ】
2019091766.tif 000008
【図５Ａ】
2019091766.tif 000009
【図５Ｂ】
2019091766.tif 000010
【図５Ｃ】
2019091766.tif 000011
【図６Ａ】
2019091766.tif 000012
【図６Ｂ】
2019091766.tif 000013
【図７】
2019091766.tif 000014
【図８Ａ】
2019091766.tif 000015
【図８Ｂ】
2019091766.tif 000016
【図９Ａ】
2019091766.tif 000017
【図９Ｂ】
2019091766.tif 000018
【図１０】
2019091766.tif 000019
【図１１】
2019091766.tif 000020
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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