(57)【要約】【課題】圧力室の気密が保たれずに加圧流体の漏れが生じた場合に、たとえ基板の研磨工程の途中であっても、研磨工程を中断することなく、加圧流体の漏れを速やかに止めることができる基板保持装置及び基板研磨装置を提供する。【解決手段】基板Ｗを保持して研磨面１０１に押圧するトップリング１と、トップリング１に設けた弾性膜７と基板Ｗとによって画成された圧力室２２と、圧力室２２に加圧空気を供給する加圧流体供給手段とを備えた基板保持装置において、弾性膜７と基板Ｗの密着部における加圧流体の漏れを検知するセンサＳ１と、加圧流体の供給圧力を調節する加圧流体供給圧力調節手段（圧力コントローラＰ３）とを備え、加圧流体漏れ検知手段で加圧流体の漏れを検知した際に、加圧流体供給圧力調節手段で加圧流体の供給圧力を一時的に低下させて加圧流体の漏れを止めるように構成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板保持面を備えた基板保持部材と、該基板保持部材の基板保持面に保持された前記基板を研磨面に押圧する圧力室と、該圧力室に加圧流体を供給する加圧流体供給手段とを備えた基板保持装置において、
前記圧力室からの前記加圧流体の漏れを検知する加圧流体漏れ検知手段と、前記加圧流体の供給圧力を調節する加圧流体供給圧力調節手段とを備え、
前記加圧流体漏れ検知手段で、前記基板と圧力室の間に生じた隙間からの前記加圧流体の漏れを検知した際に、前記加圧流体供給圧力調節手段で前記加圧流体の供給圧力を一時的に低下させることで前記加圧流体の漏れを止めることを特徴とする基板保持装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板保持装置において、
前記圧力室は、前記基板保持部材が具備する前記基板に密着する弾性膜と前記基板とによって画成された空間からなり、前記加圧流体漏れ検知手段は、前記弾性膜と前記基板の密着部における前記加圧流体の漏れを検知することを特徴とする基板保持装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の基板保持装置において、
前記加圧流体漏れ検知手段は、前記圧力室に流入する加圧流体の流れ状態を監視することで該加圧流体の漏れを検知するセンサであることを特徴とする基板保持装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板保持装置において、
前記加圧流体供給圧力調節手段で低下させた前記加圧流体の供給圧力が、前記加圧流体の漏れが発生する前の加圧流体の供給圧力の半分以下の圧力に設定されていることを特徴とする基板保持装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板保持装置において、
前記加圧流体供給圧力調節手段で加圧流体の供給圧力を一時的に低下させる時間を５秒以内としたことを特徴とする基板保持装置。
【請求項６】
研磨面を有する研磨テーブルと、基板を保持し該基板を前記研磨テーブルの研磨面に押圧する基板保持装置とを備え、前記基板保持装置の回転と前記研磨テーブルの回転とによる前記基板と前記研磨面の相対運動で前記基板を研磨する基板研磨装置において、
前記基板保持装置として、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板保持装置を備えたことを特徴とする基板研磨装置。
【請求項７】
請求項６に記載の基板研磨装置において、
前記基板保持装置の前記加圧流体漏れ検知手段で加圧流体の漏れを検知した場合に、前記基板保持装置と前記研磨テーブルの回転速度を減速することを特徴とする基板研磨装置。
【請求項８】
研磨面を有する研磨テーブルと、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板保持装置とを備え、該基板保持装置で保持する基板を前記研磨テーブルの研磨面に押圧し、前記基板と前記研磨面の相対運動で前記基板を研磨する基板研磨方法において、
前記基板の研磨工程中に、前記加圧流体漏れ検知手段で前記加圧流体の漏れを検知したら、基板の研磨工程を停止することなく、前記加圧流体供給圧力調節手段で前記加圧流体の供給圧力を一時的に低下させて、前記加圧流体の漏れを止めることを特徴とする基板研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨対象物である半導体ウェハなどの基板を保持して研磨面に押圧する基板保持装置、及びこの基板保持装置を備えた基板研磨装置、及び基板研磨方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスがますます微細化され素子構造が複雑になり、またロジック系の多層配線の層数が増えるに伴い、半導体デバイスの表面の凹凸はますます増え、段差が大きくなる傾向にある。半導体デバイスの製造では薄膜を形成し、パターンニングや開孔を行う微細加工の後、次の薄膜を形成するという工程を何回も繰り返すためである。
【０００３】
半導体デバイスの表面の凹凸が増えると、薄膜形成時に段差部での膜厚が薄くなったり、配線の断線によるオープンや配線層間の絶縁不良によるショートが起こったりするため、良品が取れなかったり、歩留まりが低下したりする傾向がある。また、初期的に正常動作をするものであっても、長時間の使用に対しては信頼性の問題が生じるおそれがある。更に、リソグラフィ工程における露光時に、照射表面に凹凸があると露光系のレンズ焦点が部分的に合わなくなるため、半導体デバイスの表面の凹凸が増えると微細パターンの形成そのものが難しくなるという問題が生ずる。
【０００４】
そのため、半導体デバイスの製造工程においては、半導体デバイス表面の平坦化技術がますます重要になっている。この平坦化技術のうち、最も重要な技術は、化学的機械的研磨（ＣＭＰ： Chemical Mechanical Polishing）である。この化学的機械的研磨は、基板研磨装置を用いて、シリカ（ＳｉＯ２）等の砥粒を含んだ研磨液を研磨パッド等の研磨面上に供給しつつ、半導体ウェハなどの基板を研磨面に摺接させて研磨を行うものである。
【０００５】
上記のような基板研磨装置は、研磨パッドからなる研磨面を有する研磨テーブルと、基板を保持するためのトップリング又はキャリアヘッド等と称される基板保持装置とを備えている。このような基板研磨装置を用いて基板の研磨を行う場合には、基板保持装置により基板を保持しつつ、この基板を研磨テーブルに対して所定の圧力で押圧する。このとき、研磨テーブルと基板保持装置とを相対運動させることにより、基板の被研磨面が研磨面に摺接し、基板の表面が平坦かつ鏡面に研磨される。
【０００６】
このような基板研磨装置において、研磨中の基板と研磨パッドの研磨面との間の相対的な押圧力が基板の全面に亘って均一でない場合には、基板の各部分に印加される押圧力に応じて研磨不足や過研磨が生じてしまう。そのため、基板保持装置における基板の保持面をゴム等の弾性材からなる弾性膜（メンブレン）で形成すると共に、この弾性膜の裏面側に圧力室を形成し、該圧力室に空気等の加圧流体を供給して圧力を加えることで、研磨面への基板の押圧力を全面に亘って均一化することが行われている。
【特許文献１】特開２００４−８１５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のような研磨装置では、圧力室を形成している弾性膜の基板に密着する部分に、基板吸着用の開口部や加圧流体で基板を直接押圧するための開口部などが設けられているが、基板に密着する弾性膜の一部が浮き上がる等した場合、これらの開口部を通じて圧力室からの加圧流体の漏れ（リーク）が発生する場合がある。このような加圧流体の漏れは、通常の研磨工程においても、基板に高負荷がかかる研磨条件によっては、ごく稀に、研磨装置の故障等とは無関係に発生することがある。その場合の漏れは、短時間で止まればさほど問題にならないが、研磨工程の中盤以前に発生して終了まで継続すると、基板の研磨レートが必要とする研磨レートに届かないおそれがある。そのため、この漏れに対する適切な対策が必要である。そこで従来は、上記のような加圧流体の漏れが検知されると、基板の研磨工程を中止する処置を行っていた。
【０００８】
しかしながら、漏れを検知した場合に研磨工程を中止してしまうと、研磨工程の時間短縮による基板の研磨量の不足分を補うために、その後に再開する研磨工程において、加圧流体の供給圧力や研磨時間の設定値など、装置の運転条件を変えて研磨を行わなければならず、基板の研磨工程が煩雑になり、処理効率を向上させることが難しいという問題があった。また、一度研磨工程を中断したらそれ以降の研磨工程を中止することも多く、その場合には、途中まで研磨した基板を廃棄しなければならず、材料の無駄が生じてしまうおそれもあった。
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、圧力室の気密が保たれずに加圧流体の漏れが生じた場合に、たとえ基板の研磨工程の途中であっても、研磨工程を中断することなく、加圧流体の漏れを速やかに止めることができる基板保持装置、及び該基板保持装置を備えた基板研磨装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため本願の請求項１に記載の発明は、基板を保持する基板保持面を備えた基板保持部材と、該基板保持部材の基板保持面に保持された前記基板を研磨面に押圧する圧力室と、該圧力室に加圧流体を供給する加圧流体供給手段とを備えた基板保持装置において、前記圧力室からの前記加圧流体の漏れを検知する加圧流体漏れ検知手段と、前記加圧流体の供給圧力を調節する加圧流体供給圧力調節手段とを備え、前記加圧流体漏れ検知手段で、前記基板と圧力室の間に生じた隙間からの前記加圧流体の漏れを検知した際に、前記加圧流体供給圧力調節手段で前記加圧流体の供給圧力を一時的に低下させることで前記加圧流体の漏れを止めることを特徴とする。またここでは、前記圧力室が複数設置されている場合には、漏れの生じている圧力室へ加圧流体の供給圧力だけを低下させる場合と、漏れの生じている圧力室だけでなくすべての圧力室への加圧流体の供給圧力を低下させる場合とがある。
【００１１】
本願の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板保持装置において、前記圧力室は、前記基板保持部材が具備する前記基板に密着する弾性膜と前記基板とによって画成された空間からなり、前記加圧流体漏れ検知手段は、前記弾性膜と前記基板の密着部における前記加圧流体の漏れを検知することを特徴とする。
【００１２】
本願の請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の基板保持装置において、前記加圧流体漏れ検知手段は、前記圧力室に流入する加圧流体の流れ状態を監視することで該加圧流体の漏れを検知するセンサであることを特徴とする。
【００１３】
本願の請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板保持装置において、前記加圧流体供給圧力調節手段で低下させた前記加圧流体の供給圧力が、前記加圧流体の漏れが発生する前の加圧流体の供給圧力の半分以下の圧力に設定されていることを特徴とする。
【００１４】
本願の請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板保持装置において、前記加圧流体供給圧力調節手段で加圧流体の供給圧力を一時的に低下させる時間を５秒以内としたことを特徴とする。
【００１５】
本願の請求項６に記載の発明は、研磨面を有する研磨テーブルと、基板を保持し該基板を前記研磨テーブルの研磨面に押圧する基板保持装置とを備え、前記基板保持装置の回転と前記研磨テーブルの回転とによる前記基板と前記研磨面の相対運動で前記基板を研磨する基板研磨装置において、前記基板保持装置として、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板保持装置を備えたことを特徴とする。
【００１６】
本願の請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の基板研磨装置において、前記基板保持装置の前記加圧流体漏れ検知手段で加圧流体の漏れを検知した場合に、前記基板保持装置と前記研磨テーブルの回転速度を減速することを特徴とする。
【００１７】
本願の請求項８に記載の発明は、研磨面を有する研磨テーブルと、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板保持装置とを備え、該基板保持装置で保持する基板を前記研磨テーブルの研磨面に押圧し、前記基板と前記研磨面の相対運動で前記基板を研磨する基板研磨方法において、前記基板の研磨工程中に、前記加圧流体漏れ検知手段で前記加圧流体の漏れを検知したら、基板の研磨工程を停止することなく、前記加圧流体供給圧力調節手段で前記加圧流体の供給圧力を一時的に低下させて、前記加圧流体の漏れを止めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本願の請求項１に記載の発明によれば、圧力室からの加圧流体の漏れを検知する加圧流体漏れ検知手段と、加圧流体の供給圧力を調節する加圧流体供給圧力調節手段とを備え、加圧流体漏れ検知手段で加圧流体の漏れを検知した際に、加圧流体供給圧力調節手段で加圧流体の供給圧力を一時的に低下させることで、研磨をやり直す事と同じ事を連続的に行うことになり、加圧流体の漏れを止めて研磨を継続することが可能になる。したがって、基板の研磨中に加圧流体の漏れが発生した場合でも、研磨工程を中断することなく加圧流体の漏れを速やかに止めることができ、基板の研磨処理の効率を向上させることができる。
【００１９】
本願の請求項２に記載の発明によれば、圧力室は、基板保持部材が具備する基板に密着する弾性膜と基板とによって画成された空間からなり、加圧流体漏れ検知手段は、弾性膜と基板の密着部における加圧流体の漏れを検知するので、弾性膜と基板との密着が不完全なために密着部に隙間が生じて圧力室からの加圧流体の漏れが生じた場合に、この漏れを検知して迅速に止めることができる基板保持装置となる。
【００２０】
本願の請求項３に記載の発明によれば、加圧流体漏れ検知手段は、圧力室に流入する加圧流体の流れ状態を監視することで加圧流体の漏れを検知するセンサなので、簡単な構成で圧力室からの加圧流体の漏れを確実に検知することができ、加圧流体の漏れに起因する研磨量の低下などの不具合の発生を未然に防止することができる。
【００２１】
本願の請求項４に記載の発明によれば、加圧流体の漏れを止めるために加圧流体供給圧力調節手段で低下させた加圧流体の供給圧力が、加圧流体の漏れが発生する前の加圧流体の供給圧力の半分以下の圧力に設定されているので、加圧流体の供給圧力の低下による研磨レートの変化量を最小限に抑えることができ、基板の研磨工程に与える影響を少なくすることができる。
【００２２】
本願の請求項５に記載の発明によれば、加圧流体供給圧力調節手段で加圧流体の供給圧力を一時的に低下させる時間を短時間にしたことで、加圧流体の供給圧力の低下による研磨レートの変化量を最小限に抑えることができ、基板の研磨工程に与える影響を少なくすることができる。
【００２３】
本願の請求項６に記載の発明によれば、研磨面を有する研磨テーブルと、基板を保持し該基板を研磨テーブルの研磨面に押圧する基板保持装置とを備え、基板保持装置の回転と研磨テーブルの回転とによる基板と研磨面の相対運動で基板を研磨する基板研磨装置において、基板保持装置として請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板保持装置を備えたので、研磨工程の途中で加圧流体の漏れが発生した場合でも、加圧流体の漏れを速やかに止め、正常状態に復旧することができ、基板の研磨工程に与える影響を少なくすることができる基板研磨装置となる。
【００２４】
本願の請求項７に記載の発明によれば、基板保持装置の加圧流体漏れ検知手段で加圧流体の漏れを検知した場合に、基板保持装置と研磨テーブルの回転速度を減速するので、基板の回転によって基板と圧力室の間に作用する回転方向の力を減少させて、加圧流体の漏れを速やかに止め、正常状態に復旧することができる基板研磨装置となる。
【００２５】
本願の請求項８に記載の発明によれば、基板の研磨工程中に、加圧流体漏れ検知手段で加圧流体の漏れを検知したら、基板の研磨工程を停止することなく、加圧流体供給圧力調節手段で加圧流体の供給圧力を一時的に低下させて、加圧流体の漏れを止めるので、基板の研磨中に加圧流体の漏れが発生した場合でも、研磨工程を中断することなく加圧流体の漏れを速やかに止めることができ、基板の研磨処理の効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明一実施形態にかかる基板保持装置を備えた基板研磨装置の全体構成を示す側面図である。同図に示すように、この基板保持装置を構成するトップリング１は、被研磨物である半導体ウェハ等の基板Ｗを保持して研磨テーブル１００の下記する研磨面に押圧する装置である。トップリング１の下方には、研磨面を備えた研磨パッド１０１を貼付した研磨テーブル１００が設置されている。また、研磨テーブル１００の上方には、研磨液供給ノズル１０２が設置されており、この研磨液供給ノズル１０２によって、研磨パッド１０１上に研磨液Ｑが供給されるようになっている。なお本発明の研磨面の構成としては、上述した研磨パッド１０１で構成される研磨面には限られず、固定砥粒により形成された研磨面などであってもよい。
【００２７】
トップリング１は、自在継手部１０を介してトップリング駆動軸１１に接続されており、トップリング駆動軸１１はトップリングヘッド１１０に固定されたトップリング用エアシリンダ１１１に連結されている。このトップリング用エアシリンダ１１１によってトップリング駆動軸１１は上下動し、トップリング１の全体を昇降させると共に、トップリング本体２の下端に固定されたリテーナリング３を研磨テーブル１００上の研磨パッド１０１に押圧するようになっている。
【００２８】
トップリング用エアシリンダ１１１は、流体路３１及び圧力コントローラＰ１を介して加圧流体供給源である圧縮空気源１２０に接続されており、圧力コントローラＰ１によってトップリング用エアシリンダ１１１に供給される加圧空気の空気圧を調整することができる。これにより、リテーナリング３が研磨パッド１０１を押圧する押圧力を調整することができる。
【００２９】
また、トップリング駆動軸１１はキー（図示せず）を介して回転筒１１２に連結されている。この回転筒１１２はその外周部にタイミングプーリ１１３を備えている。トップリングヘッド１１０にはトップリング用モータ１１４が固定され、その回転軸１１４ａにタイミングプーリ１１６が固定されている。上記タイミングプーリ１１３とタイミングプーリ１１６には、タイミングベルト１１５が懸架されている。この構成により、トップリング用モータ１１４を起動することで、タイミングプーリ１１６、タイミングベルト１１５、及びタイミングプーリ１１３を介して回転筒１１２及びトップリング駆動軸１１が一体に回転する。このトップリング駆動軸１１の回転により、下記する自在継手部１０の回転力伝達機構を介してトップリング１が回転するようになっている。なお、トップリングヘッド１１０は、フレーム（図示せず）に回転可能に支持されたトップリングヘッドシャフト１１７によって支持されている。
【００３０】
ここで、トップリング１の構成について詳細に説明する。図２はトップリング１の詳細構成を示す縦断面図である。同図に示すようにトップリング１は、内部に収容空間を有する円筒容器状のトップリング本体２と、トップリング本体２の下端に固定された環状のリテーナリング３とを備えて構成されている。
【００３１】
トップリング本体２は、円筒容器状のハウジング部２ａと、ハウジング部２ａの円筒部の内側に嵌合される環状の加圧シート支持部２ｂとを備えている。トップリング本体２のハウジング部２ａの下端には、リテーナリング３が固定されている。このリテーナリング３の下部は内方に突出している。トップリング本体２は、金属やセラミックス等の強度及び剛性が高い材料から形成されている。また、リテーナリング３は、剛性の高い樹脂材又はセラミックス等から形成されている。なお、リテーナリング３をトップリング本体２と一体的に形成することとしてもよい。
【００３２】
トップリング本体２のハウジング部２ａの中央部の上方には、上述したトップリング駆動軸１１が配設されており、トップリング本体２とトップリング駆動軸１１とは自在継手部１０により連結されている。この自在継手部１０は、トップリング本体２及びトップリング駆動軸１１を互いに傾動可能とする球面軸受機構と、トップリング駆動軸１１の回転力をトップリング本体２に伝達する回転力伝達機構とを備えており、トップリング駆動軸１１からトップリング本体２に対して互いの傾動を許容しつつ押圧力及び回転力を伝達する。
【００３３】
球面軸受機構は、トップリング駆動軸１１の下面の中央に形成された球面状凹部１１ａと、ハウジング部２ａの上面の中央に形成された球面状凹部２ｄと、両凹部１１ａ，２ｄ間に介装されたセラミックスのような高硬度材料からなるベアリングボール１２とから構成されている。一方、回転力伝達機構は、トップリング駆動軸１１に固定された駆動ピン（図示せず）とハウジング部２ａに固定された被駆動ピン（図示せず）とから構成される。トップリング本体２が傾いても被駆動ピンと駆動ピンは相対的に上下方向に移動可能であるため、これらは互いの接触点をずらして係合し、回転力伝達機構がトップリング駆動軸１１の回転トルクをトップリング本体２に確実に伝達する。
【００３４】
トップリング本体２とトップリング本体２に一体に固定されたリテーナリング３との内部に画成された空間内には、環状のホルダーリング５と、トップリング本体２内部の収容空間内で上下動可能な概略円盤状のチャッキングプレート（上下動部材）６とが収容されている。このチャッキングプレート６は金属材料から形成されていてもよいが、研磨すべき基板がトップリング１に保持された状態で、渦電流を用いた膜厚測定方法でその表面に形成された薄膜の膜厚を測定する場合などにおいては、磁性を持たない材料、例えば、エポキシガラス、フッ素系樹脂やセラミックスなどの絶縁性の材料から形成されていることが好ましい。
【００３５】
ホルダーリング５とトップリング本体２との間には、弾性を有する加圧シート１３が張設されている。この加圧シート１３は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ポリウレタンゴム、シリコンゴムなどの強度及び耐久性に優れたゴム材によって形成されており、その一端をトップリング本体２のハウジング部２ａと加圧シート支持部２ｂとの間に挟み込み、他端をホルダーリング５とチャッキングプレート６との間に挟み込んで固定されている。トップリング本体２、チャッキングプレート６、ホルダーリング５、及び加圧シート１３によってトップリング本体２の内部に圧力室２１が形成されている。また、圧力室２１にはチューブ、コネクタ等からなる流体路３２が連通されており、圧力室２１は流体路３２上に配置された圧力コントローラＰ２を介して圧縮空気源１２０に接続されている。
【００３６】
なお、加圧シート１３がゴムなどの弾性体である場合に、加圧シート１３をリテーナリング３とトップリング本体２との間に挟み込んで固定した場合には、弾性体としての加圧シート１３の弾性変形によってリテーナリング３の下面において好ましい平面が得られなくなってしまう。従って、これを防止するため、本実施形態では、別部材として加圧シート支持部２ｂを設けて、これをトップリング本体２のハウジング部２ａと加圧シート支持部２ｂとの間に挟み込んで固定している。なお、リテーナリング３をトップリング本体２に対して上下動可能としたり、リテーナリング３をトップリング本体２とは独立に押圧可能な構造としたりすることもでき、このような場合には、必ずしも上述した加圧シート１３の固定方法が用いられるとは限らない。
【００３７】
チャッキングプレート６の外周縁部には、トップリング１によって保持される基板Ｗに当接する環状の外周当接部１５が設けられている。この外周当接部１５は、基板Ｗの外周部の上面側に密着する弾性膜（エッジメンブレン）７を備えている。図３は、図２に示すトップリング１の部分拡大断面図で、外周当接部１５の詳細構成を示す図である。同図（ａ）に示すように、弾性膜７は、その上端がチャッキングプレート６の外周縁部と環状のエッジリング４との間に挟み込まれてチャッキングプレート６に取り付けられている。この弾性膜７は、加圧シート１３と同様に、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ポリウレタンゴム、シリコンゴム等の強度及び耐久性に優れたゴム材によって形成されている。
【００３８】
弾性膜７は、基板Ｗの外周部の上面に当接する環状の当接部８と、この当接部８から上方に延びてチャッキングプレート６に接続される環状の周壁部９とを備えている。周壁部９は、外周壁部９ａと、外周壁部９ａよりも径方向内側に配置された内周壁部９ｂとで構成されている。当接部８は、周壁部９（外周壁部９ａ及び内周壁部９ｂ）から径方向内側に向かって水平方向に張り出した形状を有している。外周壁部９ａと内周壁部９ｂとの間に位置する当接部８の部位には、周方向に延びる切れ目１８が設けられ、これにより、当接部８は外周壁部９ａと内周壁部９ｂとの間において外側当接部８ａと内側当接部８ｂとに分断されている。
【００３９】
また、外周壁部９ａ及び内周壁部９ｂは、環状のエッジリング４の外周面及び内周面に沿って上方に延び、それぞれの上端がチャッキングプレート６とエッジリング４の上面との間に挟みこまれている。エッジリング４は、図示しないねじによりチャッキングプレート６に固定されており、これにより、弾性膜７がチャッキングプレート６に着脱可能に取り付けられている。
【００４０】
また、周壁部９は、上下方向に、即ち、基板Ｗに対して略垂直方向に伸縮自在な伸縮部４０を有している。詳細には、外周壁部９ａには上下方向に伸縮自在な伸縮部４０ａが設けられ、内周壁部９ｂには上下方向に伸縮自在な伸縮部４０ｂが設けられている。このような伸縮部４０ａ，４０ｂを外周壁部９ａ及び内周壁部９ｂにそれぞれ設けたことにより、図３（ｂ）に示すように、チャッキングプレート６が上昇したときに、このチャッキングプレート６の動きに伸縮部４０ａ，４０ｂが追従して伸張することで、当接部８（外側当接部８ａ及び内側当接部８ｂ）が基板Ｗに密着した状態で、外周壁部９ａ及び内周壁部９ｂを大きく伸縮させることができる。
【００４１】
そして、基板Ｗがトップリング１に保持された際に、弾性膜７の内部に環状の圧力室２２が形成されるようになっている。この圧力室２２は、エッジリング４、弾性膜７、及び基板Ｗにより画成された密閉空間である。また、エッジリング４の内部を鉛直方向に貫通してその下面で圧力室２２内に開口している流体路３３が形成されており、圧力室２２は、この流体路３３及び圧力コントローラＰ３を介して圧縮空気源１２０に接続されている。
【００４２】
一方、図２に示すように、チャッキングプレート６の下面には、研磨パッド１０１の研磨面に押圧される基板Ｗの被研磨面の各部に圧力差を設け、被研磨面の各部の研磨レートに勾配を付けるための中間エアバッグ１９が固定されている。この中間エアバッグ１９は、外周当接部１５の径方向の内側に環状に配置されている。
【００４３】
図４は、中間エアバッグ１９の詳細構成を示す部分拡大断面図である。同図（ａ）に示すように、中間エアバッグ１９は、基板Ｗの上面に当接する弾性膜６１と、弾性膜６１を着脱可能に保持するエアバッグホルダー６２とから構成されている。エアバッグホルダー６２は、チャッキングプレート６の下面に形成された環状溝６ａにねじ（図示せず）を介して固定されている。中間エアバッグ１９を構成する弾性膜６１の上端は、環状溝６ａとエアバッグホルダー６２との間に挟まれており、これにより、弾性膜６１がチャッキングプレート６の下面に着脱可能に取り付けられている。
【００４４】
また、中間エアバッグ１９の弾性膜６１は、外方に張り出したつば６１ａを有する中間当接部６１ｂと、つば６１ａとの間に環状の凹部６３を形成しつつ、つば６１ａの基部６１ｃから外方に延びる延出部６１ｄと、エアバッグホルダー６２を介してチャッキングプレート６に接続される接続部６１ｅとを有している。また、中間当接部６１ｂの中央部には開口６１ｆが形成されている。これらのつば６１ａ、中間当接部６１ｂ、接続部６１ｅ、延出部６１ｄは弾性を有する同一の材料で一体に形成されている。具体的には、この弾性膜６１は、加圧シート１３と同様に、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ポリウレタンゴム、シリコンゴム等の強度及び耐久性に優れたゴム材によって形成されている。
【００４５】
上記のような構成とすることで、図４（ｂ）に示すように、基板Ｗを中間エアバッグ１９の中間当接部６１ｂに密着させて保持する。そして図４（ｃ）に示すように、チャッキングプレート６を上方に持ち上げて研磨を行う際に、中間エアバッグ１９の内部には、弾性膜６１とエアバッグホルダー６２とによって圧力室２４が形成される。この圧力室２４には、チューブ、コネクタ等からなる流体路３５が連通されており、圧力室２４はこの流体路３５上に配置された圧力コントローラＰ５を介して圧縮空気源１２０に接続されている。
【００４６】
一方、図２に示すように、弾性膜７、弾性膜６１、基板Ｗ、及びチャッキングプレート６によって画成される環状の空間は、圧力室２３として構成されている。この圧力室２３には、チューブ、コネクタ等からなる流体路３４が連通しており、圧力室２３はこの流体路３４上に配置された圧力コントローラＰ４を介して圧縮空気源１２０に接続されている。
【００４７】
また、弾性膜６１、基板Ｗ、及びチャッキングプレート６によって画成される円形の空間は、圧力室２５として構成されている。この圧力室２５にはチューブ、コネクタ等からなる流体路３６が連通しており、圧力室２５はこの流体路３６上に配置された圧力コントローラＰ６を介して圧縮空気源１２０に接続されている。なお、上記流体路３２，３３，３４，３５，３６は、トップリングヘッド１１０の上端部に設けられたロータリージョイント（図示せず）を介して各圧力コントローラＰ２〜Ｐ６に接続されている。
【００４８】
上述したチャッキングプレート６の上方の圧力室２１及びチャッキングプレート６の下方の圧力室２２，２３，２４，２５には、各圧力室に連通される流体路３２，３３，３４，３５，３６を介して圧力供給源１２０からの加圧空気を供給したり、大気圧に開放したりすることができる。即ち、流体路３２〜３６上に圧力コントローラＰ２〜Ｐ６が設置されていて、これら圧力コントローラＰ２〜Ｐ６でそれぞれの圧力室２１〜２５に供給される加圧空気の圧力を調整することができる。また、図１に示すように、各圧力コントローラＰ２〜Ｐ６及び圧力コントローラＰ１を制御する制御装置３０が設置されていて、この制御装置３０によって、各圧力コントローラＰ１〜Ｐ６を一括して或いは個別に操作することができるようになっている。これにより、各圧力室２１〜２５の内部の圧力を各々独立に制御することができる。これら制御装置３０と圧力コントローラＰ１〜Ｐ６とで、加圧流体供給圧力調節手段が構成されている。また、図示は省略するが、圧力供給源１２０の接続に切り換えて真空源を接続することで、各圧力室２１〜２５に真空を供給することもできるようになっている。
【００４９】
また、図１及び図２に示すように、各圧力室２２，２３，２４，２５に接続された流体路３３，３４，３５，３６には、各流体路３３〜３６を通って各圧力室２２，２３，２４，２５に供給される空気の流れ状態を検知するセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が設けられている。各センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、各流体路３３，３４，３５，３６を流れる空気の圧力を検知できるように構成されている。また、各センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、各流体路３３，３４，３５，３６を流れる空気の流速を検知できるように構成されている。さらに、各センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、各流体路３３，３４，３５，３６を流れる空気の流速を検知することで、各流体路３３，３４，３５，３６の流路面積を乗ずることにより各流体路３３，３４，３５，３６を流れる空気の流量も検知できるようになっている。なお、この演算は、センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の内部で行うように構成しても良いし、基板研磨装置を制御するコントローラ（図示せず）の演算部で行うように構成してもよい。各センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４による圧力・流速・流量の検知結果は、制御装置３０に入力されるようになっている。
【００５０】
下記で詳細に説明するように、弾性膜７又は弾性膜６１と基板Ｗとのシール部に隙間ができる（密着が完全でなくなる）ことで、圧力室２２〜２５のいずれかから加圧空気の漏れが発生した場合、当該圧力室へ流入する加圧空気の圧力・流速・流量が変化するため、上記のセンサＳ１〜Ｓ４でこれを検知することができる。
【００５１】
次に、研磨テーブル１００に設置した膜厚測定器５０について説明する。図５（ａ）は研磨テーブル１００の概略平面図で、同図（ｂ）は研磨テーブル１００の概略側断面図である。これらの図に示すように、研磨テーブル１００の内部には、基板Ｗの被研磨面に形成された絶縁膜や金属膜の膜厚を測定する膜厚測定器５０が埋設されている。この膜厚測定器５０は、研磨中の膜厚測定（Ｉｎ−ｓｉｔｕモニタリング）を行うものである。また、膜厚測定器５０に対応する位置の研磨パッド１０１には、膜厚測定器５０からの光を透過させるための透光窓部材５２が取り付けられている。この透光窓部材５２は、光の透過率が高い材質で形成されており、例えば、無発泡ポリウレタンなどにより形成されている。
【００５２】
図６は、膜厚測定器５０の詳細構成を示す図である。同図に示すように、膜厚測定器５０は、基板Ｗの被研磨面に所定の範囲の波長の光を照射する光源５４と、被研磨面からの反射光を分光する分光器５５と、分光器５５により分光された光を取り込むＣＣＤアレイ５６とを備えている。また、膜厚測定器５０の光源５４及びＣＣＤアレイ５６からのケーブル５８は、図５に示すように、研磨テーブル１００内を通り、研磨テーブル１００の支持軸１００ａの軸端に設けられたロータリコネクタ５９を経由してコントローラ（制御部）６０に接続されている。このコントローラ６０は表示装置（ディスプレイ）６２に接続されている。
【００５３】
上記構成の膜厚測定器５０では、光源５４から発せられた光が基板Ｗの被研磨面で反射し、この反射光は分光器５５により分光され、ＣＣＤアレイ５６に照射される。ＣＣＤアレイ５６は、単一又は複数の波長における強度（分光反射率）を画像情報等として取り込む。コントローラ６０は、ＣＣＤアレイ５６により取り込まれた基板Ｗの被研磨面の全体についての情報（分光反射率）を解析することにより、基板Ｗの被研磨面の特定の点（測定点）における膜厚を取得するようになっている。
【００５４】
この膜厚測定器５０により、研磨工程中に基板Ｗの被研磨面の膜厚を測定して基板Ｗの研磨量を検知することが可能となる。また、基板Ｗの被研磨面の全体を走査できるように膜厚測定器５０を設置すれば、被研磨面上の各部分における膜厚データを得ることができ、局所的な研磨ムラを把握することができる。したがって、下記で詳細に説明するように、膜厚測定器５０により得られた膜厚情報をコントローラ６０を介して制御装置３０に送り、この膜厚情報に基づいて各圧力室２２〜２５による基板Ｗの押圧力の分布を調整することで、被研磨面の研磨ムラを最小限に抑えることができる。
【００５５】
次に、上記構成の基板研磨装置における基板の研磨工程について説明する。まず、トップリング１へ基板Ｗを渡す際には、トップリング１を図示しない基板受渡位置に位置させる。その状態で、圧力室２３及び／又は圧力室２４を流体路３４及び／又は流体路３５を介して真空源に接続し、圧力室２３及び／又は圧力室２４を真空引きする。この圧力室２３及び／又は圧力室２４の吸引作用により、トップリング１の下端面に基板Ｗを真空吸着する。なおこのとき、基板Ｗの外周端はリテーナリング３によって保持され、基板Ｗがトップリング１から飛び出さないようになっている。そして、基板Ｗを吸着した状態でトップリング１を移動させ、トップリング１を研磨テーブル１００の研磨面（研磨パッド１０１）の上方位置に配置する。
【００５６】
次いで、圧力室２３及び／又は圧力室２４による基板Ｗの吸着を解除し、それとほぼ同時に、トップリング駆動軸１１に連結されたトップリング用エアシリンダ１１１を作動させて、トップリング１の下端のリテーナリング３を所定の押圧力で研磨テーブル１００の研磨パッド１０１の上面に押圧する。その後、圧力室２１に加圧空気を供給してチャッキングプレート６を下降させ、外周当接部１５の弾性膜７及び中間エアバッグ１９の弾性膜６１を基板Ｗに対して押圧する。これにより、弾性膜７及び弾性膜６１が基板Ｗの上面に密着した状態になる。この状態で、圧力室２２〜２５にそれぞれ所定の圧力の加圧空気を供給して、チャッキングプレート６を上昇させる。これにより、チャッキングプレート６の上昇に追従して弾性膜７と弾性膜６１が伸張し、密閉空間である圧力室２２〜２５内に加圧空気が封入されて、基板Ｗが研磨テーブル１００の研磨面１０１に圧接される。
【００５７】
一方で、予め研磨液供給ノズル１０２から研磨液Ｑを流すことにより、研磨パッド１０１に研磨液Ｑが保持される。その状態で、研磨テーブル１００とトップリング１が共に回転することで、基板Ｗの被研磨面（下面）と研磨パッド１０１の研磨面との間に研磨液Ｑが介在した状態で、基板Ｗの被研磨面が研磨パッド１０１の研磨面に摺接して、基板Ｗの研磨が行われる。
【００５８】
ここで、基板Ｗの研磨工程の途中で、圧力室２２〜２５からの加圧空気の漏れが発生した場合について説明する。図７乃至図９は、上記の基板研磨装置の構成を簡略化して示した側面図で、加圧空気の漏れが発生した際にこれを止めるまでの手順を説明するための図である。なお、図７乃至図９と下記の図９，１０では、簡略化のため圧力室２１，２３と流体路３２，３４の図示は省略している。
【００５９】
研磨工程中には、弾性膜７や弾性膜６１の基板Ｗに対する密着が完全な状態に維持されていれば、圧力室２２〜２５への加圧空気の供給圧力は、常に所定の圧力に維持されるので、加圧空気の圧力及び流量は、多少の振れがあっても大きく変化することはない。そこで、研磨工程中に、圧力室２２〜２５に供給している加圧空気の圧力及び流量をセンサＳ１〜Ｓ４で監視する。研磨中、基板Ｗには回転方向の力（回転力）が作用するため、弾性膜７や弾性膜６１はこの回転力を受け止めなければならない。研磨負荷の大きなプロセスでは、弾性膜７や弾性膜６１に特に不具合が無くても、この回転力によって弾性膜７や弾性膜６１が捻られることで、稀に基板Ｗとの密着力が失われて密着部から加圧空気の漏れが発生する。図７は、弾性膜７又は弾性膜６１（図では弾性膜７）の基板Ｗに対する密着が不完全になって、その部分から加圧空気の漏れが発生した場合の様子を示す図である。同図に示すように、密着部で加圧空気の漏れが発生すると、該当するセンサＳ１〜Ｓ４で測定される加圧空気の圧力や流量に変化が生じる。この加圧空気の圧力や流量の変化が測定された場合は、対応する圧力室２２〜２５から加圧空気の漏れが発生していると判断する。なお、同図では、加圧流体が圧力室２２からトップリング１の外部に漏れる場合を示したが、加圧流体は、トップリング１の外部に漏れる以外にも、弾性膜７又は弾性膜６１と基板Ｗとの密着部にできる隙間を介していずれかの圧力室から隣接する圧力室へ漏れる場合もある。
【００６０】
センサＳ１〜Ｓ４で加圧空気の漏れを検知した場合は、研磨テーブル１００とトップリング１の相対回転運動による基板Ｗの研磨を継続したままで、制御装置３０から各圧力コントローラＰ３〜Ｐ６に指令を送り、各圧力室２２〜２５へ供給する加圧空気の圧力を一時的に低下させる。この場合、圧力室２２〜２５のうちのいずれかの圧力室で加圧空気の漏れが発生している場合でも、基板Ｗを正常な状態に保持し直すために、各圧力室２２〜２５に供給している加圧空気の圧力を一律に低下させる。また、ここでは、低下させる加圧空気の供給圧力を、加圧空気の漏れが発生する前の供給圧力の半分以下の所定の圧力とする。あるいは、各圧力コントローラＰ３〜Ｐ６で、圧力室２２〜２５を一時的に大気圧に開放することも可能である。これにより、図８に示すように、基板Ｗの上面に対する密着が不完全になっていた弾性膜７又は弾性膜６１が、基板Ｗの上面に再度密着して正常な装着状態に戻る。
【００６１】
ここでは、加圧空気の供給圧力を一時的に低下させる時間は、所定時間（本実施形態では一例として５秒間、又は２秒間）とし、この所定時間が経過したら、再び、圧力室２２〜２５へ供給する加圧空気の供給圧力を、漏れが発生する以前の供給圧力に戻す。これにより、図９に示すように、漏れが発生していた圧力室の弾性膜７又は弾性膜６１の基板Ｗに対する密着が完全な状態に戻るので、それ以降、当該圧力室からの加圧空気の漏れが止まる。なお、弾性膜７又は弾性膜６１の密着が完全な状態に戻ったことは、センサＳ１〜Ｓ４による加圧空気の流れ状態の検知で確認することができる。
【００６２】
なお、上記では、各圧力室２２〜２５に供給している加圧空気の圧力を一律に低下させることで、弾性膜７又は弾性膜６１による密着（シール）が不完全になった基板Ｗを、再度正常な状態に保持し直すようにする場合を説明したが、これ以外にも、漏れが生じていると判断した圧力室に供給する加圧空気の供給圧力だけを選択的に低下させることで、加圧空気の漏れを止めることも可能である。
【００６３】
また、上記では、研磨テーブル１００とトップリング１の回転数を維持したまま、加圧空気の供給圧力を調節することで、弾性膜７又は弾性膜６１による密着が不完全になった基板Ｗを再度正常な状態に保持し直す場合を説明したが、この加圧空気の供給圧力を調節する手段に代えて、あるいはこの加圧空気の供給圧力を調節する手段と共に、研磨テーブル１００とトップリング１の回転速度（回転数）を減速する手段を用いることによっても、弾性膜７又は弾性膜６１による密着を再度正常な状態に戻すことが可能である。すなわち、加圧空気の漏れが検知された場合に、研磨テーブル１００とトップリング１の回転速度を、その時点の速度よりも低い速度である所定の組み合わせの回転速度まで一時的に減速する。これにより、基板Ｗの回転により弾性膜７又は弾性膜６１に作用する回転方向の力を一時的に減少させることができるので、弾性膜７又は弾性膜６１による密着が不完全になった基板Ｗを再度正常な状態に保持し直すことができ、加圧空気の漏れを速やかに止めることができる。
【００６４】
ところで、上記のように研磨工程中に加圧空気の供給圧力を一時的に低下させたり、研磨テーブル１００とトップリング１の回転速度を減速したりすると、基板Ｗの研磨パッド（研磨面）１０１への押圧力が一時的に小さくなって、その分、研磨量が低下するため、基板Ｗの研磨量が当初の目標研磨量よりも不足してしまう。そのため、本実施形態の基板研磨装置では、この研磨量の不足分を補うための処置を講じるようにしている。
【００６５】
研磨量の不足分を補うための処置として、研磨工程の時間を調節することができる。すなわち、基板研磨装置に設けた研磨時間を制御する図示しないコントローラ（研磨時間制御手段）で、加圧空気の供給圧力を一時的に低下させた時間分だけ基板Ｗの研磨時間を延長する。このように、加圧空気の供給圧力を一時的に低下させた時間を研磨工程の時間に加算すれば、研磨量の不足分を補うことが可能である。さらにその場合、研磨テーブル１００内に設置した膜厚測定器５０を用いることによって、加圧空気の漏れを止めるまでの間に低下した研磨量を正確に検知し、この検知した研磨量の不足分を補うために必要な研磨時間を算出して、その時間だけ研磨時間を延長するようにすれば、さらに精度良く研磨量の不足を補うことが可能となる。
【００６６】
また、加圧空気の供給圧力の低下させたことによって不足した研磨量を補う際に、研磨工程の所要時間を長くできない事情がある場合には、研磨時間を延長するのではなく、一時的な減圧後に再度加圧する際の加圧空気の供給圧力を、減圧前の供給圧力よりも高い圧力に変更して対応することができる。すなわち、膜厚測定器５０による膜厚の測定データに基づいて、再加圧時に、一時的な減圧による研磨量の不足分を補うように、加圧空気の供給圧力を高くする。これにより、研磨時間を延長することなく研磨量の不足分を適切に補うことが可能となる。なお、Low‐k材などを使用したデバイスでは、研磨圧力に上限値があり、この上限値を越える圧力で研磨を行うとデバイスを破壊してしまうおそれがあるので、その場合は、再加圧後の研磨圧力を高い圧力に変更する手段ではなく、先に述べた研磨時間を延長する手段を用いる方がよい。
【００６７】
一方、上記したように本実施形態の基板研磨装置では、基板Ｗの径方向に沿って複数の圧力室２２〜２５を設けており、これら複数の圧力室２２〜２５にそれぞれ異なった圧力の加圧空気を供給することで、基板Ｗの全体で高い精度の研磨均一性を達成するようにしている。しかしながらこの場合、いずれかの圧力室から加圧空気の漏れが発生した場合、当該圧力室への加圧空気の供給圧力だけを低下させると、その圧力室に対応する被研磨面にかかる押圧力だけが低下して、その部分の研磨量が不足することで、基板Ｗの研磨量が不均一になるおそれがある。図１０は、一部の圧力室への加圧流体の供給圧力を一時的に低下させた場合の基板Ｗの研磨量の分布を示す図である。同図に示すように、加圧空気の供給圧力を低下させた圧力室に対応する部分の研磨量が少なくなるので、研磨終了時の基板Ｗの研磨量が被研磨面の全体で不均一になる。
【００６８】
そこで、本実施形態の基板研磨装置では、基板Ｗの研磨量の不均一を解消するために、基板Ｗの研磨工程中に、研磨テーブル１００に設置した膜厚測定器５０で被研磨面の各部分の膜厚を測定して研磨量を算出する。そして、この膜厚測定器５０の測定データに基づいて算出された研磨量のデータを制御装置３０に入力し、制御装置３０で、当該データに基づいて不足した研磨量を補うように各圧力室２２〜２５への加圧空気の供給圧力を調節する。このようにすることで、研磨工程中に加圧空気の供給圧力を一時的に低下させた場合でも、基板Ｗの全体で均一な研磨を達成することが可能となる。図１１は、膜厚測定器５０の測定データのフィードバックを用いて研磨量の不足分を補った場合における基板Ｗの研磨量の分布を示す図である。
【００６９】
上記のように、膜厚測定器５０による研磨量の測定データをフィードバックして圧力室２２〜２５への加圧空気の供給圧力を調節すれば、被研磨面における研磨量の不均一性を解消したり、不足した研磨量を補ったりすることができる。したがって、加圧空気の漏れの影響を効果的に除去することが可能となり、より均一に研磨された基板を得ることができる。
【００７０】
一方、基板研磨装置による基板Ｗの研磨工程が終了したら、圧力室２２〜２５への加圧空気の供給を停止し、各圧力室を大気圧に開放する。その後、圧力室２３及び／又は圧力室２４に負圧を形成することにより、基板Ｗをトップリング１の下端面に再び真空吸着させる。この時、圧力室２１内の圧力を大気圧に開放するか、もしくは負圧にする。
【００７１】
上記のように基板Ｗを吸着させた後、トップリング１の全体を基板受渡位置に配置し、圧力室２３及び／又は圧力室２４による真空吸着を解除する。そして、流体路３４から基板Ｗに流体（例えば、加圧流体もしくは窒素と純水を混合したもの）を噴射して基板Ｗをリリースする。
【００７２】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書、図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお、直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、圧力室２２〜２５の具体的な構成は、上記実施形態に示すものには限定されず、供給される加圧流体で基板を押圧することができるように構成したものであれば、他の構成であっても良い。また、圧力室に供給する加圧流体としては、上記実施形態で示した加圧空気には限定されず、それ以外にも、他種類の気体あるいは液体などを供給することも可能である。また、上記実施形態では、トップリング１の構成例として、トップリング本体２にリテーナリング３が固定されたものを示したが、本発明の基板保持装置は上記実施形態で示したトップリング１には限られず、それ以外にも、例えばリテーナリングをトップリング本体とは別体として設置して、これらリテーナリングとトップリングが独立に上下動するように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板保持装置を備えた基板研磨装置の全体構成を示す側面図である。
【図２】トップリングを示す側断面図である。
【図３】トップリングの部分拡大断面図で、外周当接部の詳細構成を示す図である。
【図４】トップリングの部分拡大断面図で、中間エアバッグの詳細構成を示す図である。
【図５】研磨テーブルに設置する膜厚測定器を示す図で、同図（ａ）は、研磨テーブルの平面図、同図（ｂ）は、研磨テーブルの概略側断面図である。
【図６】膜厚測定器の詳細構成を説明するための図である。
【図７】トップリングの概略構成を示す側断面図で、研磨工程中に弾性膜が基板の上面から浮き上がった状態を示す図である。
【図８】トップリングの概略構成を示す側断面図で、基板の上面から浮き上がった弾性膜が元に戻った状態を示す図である。
【図９】トップリングの概略構成を示す側断面図で、弾性膜が元に戻った後、圧力室を再加圧した状態を示す図である。
【図１０】同図（ａ）は、トップリングの概略構成を示す側断面図で、同図（ｂ）は、基板の被研磨面における研磨量の分布を示す図である。
【図１１】同図（ａ）は、トップリングの概略構成を示す側断面図で、同図（ｂ）は、基板の被研磨面における研磨量の分布を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１          トップリング
２          トップリング本体
３          リテーナリング
４          エッジリング
５          ホルダーリング
６          チャッキングプレート
７          弾性膜
８          当接部
９          周壁部
１０        自在継手部
１１        トップリング駆動軸
１２        ベアリングボール
１３        加圧シート
１５        外周押圧部
１８        切れ目
１９        中間エアバッグ
２１〜２５  圧力室
３０        制御装置
３１〜３６  流体路
５０        膜厚測定器
５２        透光窓部材
５４        光源
５５        分光器
５６        ＣＣＤアレイ
５８        ケーブル
５９        ロータリコネクタ
６０        コントローラ
６１        弾性膜
６２        エアバッグホルダー
１００      研磨テーブル
１０１      研磨パッド（研磨面）
１０２      研磨液供給ノズル
１１０      トップリングヘッド
１１１      トップリング用エアシリンダ
１１２      回転筒
１１３      タイミングプーリ
１１４      トップリング用モータ
１１５      タイミングベルト
１１６      タイミングプーリ
１１７      トップリングヘッドシャフト
１２０      圧縮空気源
【図１】
2008137103.tif 000003
【図２】
2008137103.tif 000004
【図３】
2008137103.tif 000005
【図４】
2008137103.tif 000006
【図５】
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【図６】
2008137103.tif 000008
【図７】
2008137103.tif 000009
【図８】
2008137103.tif 000010
【図９】
2008137103.tif 000011
【図１０】
2008137103.tif 000012
【図１１】
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