(57)【要約】【課題】大型のガラス基板等の基板を高い平坦度で研磨し、洗浄・乾燥処理できる基板研磨装置、基板研磨方法、基板受取方法を提供すること。【解決手段】研磨基板Ｇを保持するヘッド４０を備えた基板保持機構部４と、研磨パッド６１を取付けたターンテーブル６０を備えた研磨機構部３とを備え、ヘッド４０が吸着保持する基板Ｇを回転するターンテーブル６０の研磨パッド上に押し付け基板Ｇと研磨パッド６１の相対運動で基板Ｇを研磨する基板研磨装置において、研磨前の基板Ｇをヘッド４０へ渡すと共に、研磨後の基板Ｇを受け取るプッシャー機構部２と、研磨後の基板Ｇを洗浄及び乾燥する洗浄・乾燥部と、研磨パッド６１を研磨に適する状態にするドレッサーユニット８を備えた。【選択図】図１
2008110471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨基板を保持するヘッドを備えた基板保持機構部と、研磨工具を取付けた研磨テーブルを備えた研磨機構部とを備え、前記ヘッドが吸着保持する基板を回転する前記研磨テーブルの研磨工具上に押し付け該基板と研磨工具の相対運動で該基板を研磨する基板研磨装置において、
研磨前の基板を受け取る研磨前基板受取台と該研磨前基板受取台と同一中心軸上に配置された研磨後の基板を受け取る研磨後基板受取台を備えたプッシャーを備えたことを特徴とする基板研磨装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板研磨装置において、
前記プッシャーには前記研磨後の基板を洗浄及び乾燥する洗浄・乾燥部を備えたことを特徴とする基板研磨装置。
【請求項３】
請求項１に記載の基板研磨装置において、
前記研磨前基板受取台には前記基板のデバイス形成部を支持する第１基板支えを備え、前記研磨後基板受取台は前記基板の非デバイス形成部を支持する第２基板支えを備え、
前記第１基板支え及び第２基板支えはそれぞれ個別に駆動可能に構成されていることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項４】
請求項１に記載の基板研磨装置において、
前記研磨後基板受取台には、前記基板の外周部を取り囲むように昇降機構で昇降自在に支持された複数の基板支えを備え、各基板支えには前記基板を吸着する吸着機構を取り付けていることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項５】
請求項１に記載の基板研磨装置において、
前記研磨後基板受取台は基板を傾斜させる傾斜機構を備えていることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項６】
請求項１に記載の基板研磨装置において、
前記研磨後基板受取台の横に移動機構で該研磨後基板受取台の基板保持面と平行に移動できる紐状伏部材、棒状部材、板状部材のいずれか一つ又は該部材を組合せた剥離補助部材及び／又は前記研磨後基板受取台の近傍に前記基板と前記ヘッドの間にできた隙間にガスを吹込むガス吹込みノズル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１に記載の基板研磨装置において、
前記研磨後基板受取台は外周部に前記基板の研磨面の外周部をシールするシール機構を備えたことを特徴とする基板研磨装置。
【請求項８】
請求項２に記載の基板研磨装置において、
前記洗浄・乾燥部の乾燥機構は乾燥ガスを吹き付ける前記基板の洗浄部を乾燥させる機構及び／又は該洗浄部に付着する洗浄液を吸液又は払い除去する洗浄液除去機構を備えたことを特徴とする基板研磨装置。
【請求項９】
研磨基板を保持するヘッドを備えた基板保持機構部と、研磨工具を取付けた研磨テーブルを備えた研磨機構部とを備え、前記ヘッドが吸着保持する基板を、回転するターンテーブルの研磨工具上に押し付け該基板と研磨工具の相対運動で該基板を研磨する基板研磨装置において、
前記基板保持機構部のヘッドは、基板を吸着する基板吸着面を有する基板保持部と、ヘッド本体を備え、
前記基板保持部はその外周をダイアフラムを介して前記ヘッド本体に上下動可能に取り付けられ、
前記ヘッド本体の前記基板保持部の背面側に加減圧チャンバーを設け、該加減圧チャンバー内の圧力を変えることにより、前記基板保持部で保持した研磨前／研磨後の基板を前記研磨工具へ接触／離間させることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の基板研磨装置において、
前記基板保持部は弾性体で構成され、該弾性体自身にずれ防止機構及びシール部材を備え、更に基板吸着機構を備えることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基板研磨装置において、
前記ずれ防止機構は、前記基板吸着面を前記基板が係合する凹形状に形成して構成されていることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の基板研磨装置において、
前記シール部材は、前記基板吸着面に設置され、且つ基板外周部に位置することを特徴とする基板研磨装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の基板研磨装置において、
前記基板は角型状であり、前記ダイアフラムの前記基板保持部外周から前記ヘッド本体までの幅は、前記基板保持部の全外周で均一になるように形成されていることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項１４】
請求項１又は９に記載の基板研磨装置において、
前記研磨テーブル裏面にフィンが設けられ、該フィンは当該研磨テーブルの撓み防止機能と、当該研磨テーブルの冷却機能を備えていることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項１５】
請求項１又は９に記載の基板研磨装置において、
前記研磨テーブルの外周に溝を設け、該溝に係合するカムフロアを設けたことを特徴とする基板研磨装置。
【請求項１６】
請求項１又は９に記載の基板研磨装置において、
前記研磨テーブルの外周に該ターンテーブルの変位を検出する変位センサーを配置したことを特徴とする基板研磨装置。
【請求項１７】
請求項１又は９に記載の基板研磨装置において、
前記研磨テーブルの上面には複数の個所にスラリー吐出口が設けられ、該スラリー吐出口周辺部はパッド上から押え部品によって押えられていることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項１８】
請求項１又は９に記載の基板研磨装置において、
前記研磨テーブルの上面には複数の箇所にスラリー吐出口が設けられ、該スラリー吐出口は、前記研磨テーブル上で、基板の被研磨面が研磨中常時接するところに設けられていることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項１９】
請求項１又は９に記載の基板研磨装置において、
前記研磨テーブルの外周部に圧縮ガスを送ることで前記研磨工具の外周部を押し上げるチューブを備えていることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項２０】
請求項１又は９に記載の基板研磨装置において、
前記研磨テーブルの上方にガス濃度センサーを設けたことを特徴とする基板研磨装置。
【請求項２１】
請求項１又は９に記載の基板研磨装置において、
前記研磨工具表面の目立・再生を行うドレッサーツールを備え、該ドレッサーツールに水を吐き出す水吐出口を設けたことを特徴とする基板研磨装置。
【請求項２２】
請求項１又は９に記載の基板研磨装置において、
前記研磨テーブルには、その上面に研磨工具として研磨パッドが貼り付けられており、該研磨テーブルと研磨パッドの間に水及び／又は化学薬品を吐出する吐出口を設けたことを特徴とする基板研磨装置。
【請求項２３】
請求項１又は９に記載の基板研磨装置において、
前記研磨テーブルの研磨工具上面には、ガスを吐き出すガス吐出口が設けられていることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項２４】
請求項１又は９に記載の基板研磨装置において、
前記研磨テーブル上面の研磨工具は複数の板状の部品から構成され、各板状の部品は、真空吸着又は機械的固定手段で前記研磨テーブル上面に固定されることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項２５】
基板よりも大きな研磨面を有する研磨工具の該研磨面に前記基板を押し当て、該基板と研磨工具の相対運動により該基板の被研磨面を研磨する基板の研磨方法において、
スラリーを前記研磨工具の研磨面に設けてスラリー吐出口から供給し、
前記基板の被研磨面が研磨中常時、前記複数のスラリー吐出口を覆うように該基板を前記研磨工具の研磨面に位置させながら研磨することを特徴とする基板研磨方法。
【請求項２６】
ヘッドの基板吸着面に真空吸着して保持する基板を研磨テーブルに取り付けた研磨工具に押付け、該基板と研磨工具の相対運動で該基板を研磨した後、該ヘッドから研磨後の基板を複数の基板支え部材を具備する基板受取台で受け取る基板受取方法であって、
前記基板受取台の複数の基板支え部材の高さを同じにして前記ヘッドで保持する基板を支えた後、一部の基板支え部材の高さを低くし、前記ヘッドの真空吸着を解放し、前記基板を傾斜した状態で受取り、その後前記他方の基板支え部材の高さを前記一部の基板支え部材の高さと同じにし、前記研磨後の前記基板を水平の状態にして基板の受取りを終了させることを特徴とする基板受取方法。
【請求項２７】
請求項２５に記載の基板受取方法において、
前記基板受取台の基板支え部材の上端には吸盤が取付けられており、該吸盤により前記基板を受取り支持することを特徴とする基板受取方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の研磨装置に関し、特に大型のガラス基板上に形成された絶縁材層や導電材層を平坦に研磨するのに好適な基板研磨装置、基板研磨方法、基板受取方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池やフラットディスプレイに使用される、透明ガラス基板では銀ペーストを使用した印刷にて回路形成を行っている。しかしながら銀ペーストを使用する方法はコストが高く、且つ微細配線が困難である等の問題があった。
【０００３】
液晶ディスプレイなどに代表される画像表示装置の大型化が進み、これに使用されるガラス基板サイズも大型化が進んでいる。これらの微細配線、コスト低下等のために、カーボンペーストや銀ペーストを使用するのではなく、ガラス基板上に絶縁層を形成し、該絶縁層の表面に微細な配線溝を設け、該配線溝を金属メッキ（例えばＣｕメッキ）で埋め込み、余分な金属メッキ層を削り、平坦な表面を形成する要求がでてきた。
【０００４】
高い平坦度を実現するための状来の技術としては、半導体デバイス製造に用いるウエーハの研磨加工技術が挙げられる。このウエーハの研磨加工を行う装置の一つとして、ＣＭＰ（化学機械的ポリッシング）が一般的に知られている。このＣＭＰ装置では、垂直方向に回転軸があり、この回転軸下部に基板の研磨面を下向きに保持する基板保持部と、更にもう一つ、垂直方向に回転軸があり、この回転軸の上部に研磨パッドを取付けたターンテーブルが、上記基板保持部に対向して配置された構成である。そして回転するターンテーブル上に、回転する基板保持部に保持された基板を加圧接触させて研磨する。また、前記機械的研磨の他にスラリー等の研磨液を使用して化学的な反応による研磨を併用する。
【特許文献１】特開２００３−３０９０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記ガラス基板においては、そのサイズの大型化に伴いこれを研磨処理する研磨装置も大型化してしまう。研磨装置の高機能化及びコンパクト化のためには、下記のような課題の解決が必要となる。
【０００６】
（１）大型のガラス基板を基板保持部の吸着面（平面）に確実に押付けて吸着させる必要がある。しかしながら、大型のガラス基板は薄く、非常に変形（撓み）しやすい。更に、研磨前の基板表面に銅メッキ等を施されたガラス基板は、基板自体が反ってしまい非常に割れやすくなっているため、これを最小限に抑える必要がある。
【０００７】
（２）基板保持部の吸着面と基板の表面（非研磨面）との間に、パーティクルや異物が混入すると、研磨中にガラス基板が割れてしまうため、これらを防止する必要がある。
【０００８】
（３）大型のガラス基板を研磨するため、ターンテーブル上面に設けたパッドとガラスの接触面積が非常に大きくなり摩擦による発熱も大きくなる。また、スラリー（研磨液）等の反応による発熱も大きくなる。よってこれらの発熱量を抑制する必要がある。
【０００９】
（４）大型のガラス基板の研磨においては多量のスラリー（研磨液）が必要となる。ガラス基板の研磨処理のコスト低下のためには、スラリー（研磨液）の消費量を低減する必要がある。
【００１０】
（５）基板サイズの大型化により基板保持部（基板吸着部）での吸着面積が広くなり、且つ吸着面に基板が表面張力により密着した状態となる。そのためガラス基板全体を均一な力で一方向にリリース（引き剥がし）することが非常に困難で、且つガラス基板にダメージを与えてしまう。ガラス基板にダメージを与えることなく、基板保持部の吸着面からリリース（引き剥がし）することが必要となる。
【００１１】
（６）大型のガラス基板を洗浄する洗浄部も大型化が必要となる。ガラス基板を洗浄部に搬送するために装置内にガラス基板の搬送手段（ロボット等）を設け、研磨後のガラス基板を洗浄部に搬送するのが一般的であるが、大型のガラス基板を搬送する搬送手段を設けることは、装置のコンパクト化及びコスト面において非常に不利となる。
【００１２】
（７）ターンテーブル上面に貼り付けられた研磨パッドは消耗品となる。大型のターンテーブルを用いる研磨装置では、研磨パッドの張替えも容易でなくなる。装置が停止している時間の短縮化を図るために、研磨パッドの張替えを容易にできるようにする必要がある。
【００１３】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記（１）乃至（７）の課題を解決し、大型のガラス基板を高い平坦度で研磨し、洗浄・乾燥処理できる基板研磨装置、基盤研磨方法、基板受取方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため本発明は、研磨基板を保持するヘッドを備えた基板保持機構部と、研磨工具を取付けた研磨テーブルを備えた研磨機構部とを備え、前記ヘッドが吸着保持する基板を回転する前記研磨テーブルの研磨工具上に押し付け該基板と研磨工具の相対運動で該基板を研磨する基板研磨装置において、研磨前の基板を受け取る研磨前基板受取台と該研磨前基板受取台と同一中心軸上に配置された研磨後の基板を受け取る研磨後基板受取台を備えたプッシャーを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記プッシャーには前記研磨後の基板を洗浄及び乾燥する洗浄・乾燥部を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記研磨前基板受取台には前記基板のデバイス形成部を支持する第１基板支えを備え、前記研磨後基板受取台は前記基板の非デバイス形成部を支持する第２基板支えを備え、前記第１基板支え及び第２基板支えはそれぞれ個別に駆動可能に構成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記研磨後基板受取台には、前記基板の外周部を取り囲むように昇降機構で昇降自在に支持された複数の基板支えを備え、各基板支えには前記基板を吸着する吸着機構を取り付けていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記研磨後基板受取台は基板を傾斜させる傾斜機構を備えていることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記研磨後基板受取台の横に移動機構で該研磨後基板受取台の基板保持面と平行に移動できる紐状伏部材、棒状部材、板状部材のいずれか一つ又は該部材を組合せた剥離補助部材及び／又は前記研磨後基板受取台の近傍に前記基板と前記ヘッドの間にできた隙間にガスを吹込むガス吹込みノズルを備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記研磨後基板受取台は外周部に前記基板の研磨面の外周部をシールするシール機構を備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記洗浄・乾燥部の乾燥機構は乾燥ガスを吹き付ける前記基板の洗浄部を乾燥させる機構及び／又は該洗浄部に付着する洗浄液を吸液又は払い除去する洗浄液除去機構を備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、研磨基板を保持するヘッドを備えた基板保持機構部と、研磨工具を取付けた研磨テーブルを備えた研磨機構部とを備え、前記ヘッドが吸着保持する基板を、回転するターンテーブルの研磨工具上に押し付け該基板と研磨工具の相対運動で該基板を研磨する基板研磨装置において、前記基板保持機構部のヘッドは、基板を吸着する基板吸着面を有する基板保持部と、ヘッド本体を備え、前記基板保持部はその外周をダイアフラムを介して前記ヘッド本体に上下動可能に取り付けられ、前記ヘッド本体の前記基板保持部の背面側に加減圧チャンバーを設け、該加減圧チャンバー内の圧力を変えることにより、前記基板保持部で保持した研磨前／研磨後の基板を前記研磨工具へ接触／離間させることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記基板保持部は弾性体で構成され、該弾性体自身にずれ防止機構及びシール部材とを備え、更に基板吸着機構を備えることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記ずれ防止機構は、前記基板吸着面を前記基板が係合する凹形状に形成して構成されていることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記シール部材は、前記基板吸着面に設置され、且つ基板外周部に位置することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記基板は角型状であり、前記ダイアフラムの前記基板保持部外周から前記ヘッド本体までの幅は、前記基板保持部の全外周で均一になるように形成されていることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記研磨テーブル裏面にフィンが設けられ、該フィンは当該研磨ンテーブルの撓み防止機能と、当該研磨テーブルの冷却機能を備えていることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記研磨テーブルの外周に溝を設け、該溝に係合するカムフロアを設けたことを特徴とする。
【００２９】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記研磨テーブル外周に該ターンテーブルの変位を検出する変位センサーを配置したことを特徴とする。
【００３０】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記研磨テーブルの上面には複数の個所にスラリー吐出口が設けられ、該スラリー吐出口周辺部はパッド上から押え部品によって押えられていることを特徴とする。
【００３１】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記研磨テーブルの上面には複数の箇所にスラリー吐出口が設けられ、該スラリー吐出口は、前記研磨テーブル上で、基板の被研磨面が研磨中常時接するところに設けられていることを特徴とする。
【００３２】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記研磨テーブルの外周部に圧縮ガスを送ることで前記研磨工具の外周部を押し上げるチューブを備えていることを特徴とする。
【００３３】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記研磨テーブルの上方にガス濃度センサーを設けたことを特徴とする。
【００３４】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記研磨工具表面の目立・再生を行うドレッサーツールを備え、該ドレッサーツールに水を吐き出す水吐出口を設けたことを特徴とする。
【００３５】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記研磨テーブルには、その上面に研磨工具として研磨パッドが貼り付けられており、該研磨テーブルと研磨パッドの間に水及び／又は化学薬品を吐出する吐出口を設けたことを特徴とする。
【００３６】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記研磨テーブルの研磨工具上面には、ガスを吐き出すガス吐出口が設けられていることを特徴とする。
【００３７】
また、本発明は、上記の基板研磨装置において、前記研磨テーブル上面の研磨工具は複数の板状の部品から構成され、各板状の部品は、真空吸着又は機械的固定手段で前記研磨テーブル上面に固定されることを特徴とする。
【００３８】
また、本発明は、基板よりも大きな研磨面を有する研磨工具の該研磨面に前記基板を押し当て、該基板と研磨工具の相対運動により該基板の被研磨面を研磨する基板の研磨方法において、スラリーを前記研磨工具の研磨面に設けてスラリー吐出口から供給し、前記基板の被研磨面が研磨中常時、前記複数のスラリー吐出口を覆うように該基板を前記研磨工具の研磨面に位置させながら研磨することを特徴とする。
【００３９】
また、本発明は、ヘッドの基板吸着面に真空吸着して保持する基板を研磨テーブルに取り付けた研磨工具に押付け、該基板と研磨工具の相対運動で該基板を研磨した後、該ヘッドから研磨後の基板を複数の基板支え部材を具備する基板受取台で受け取る基板受取方法であって、前記基板受取台の複数の基板支え部材の高さを同じにして前記ヘッドで保持する基板を支えた後、一部の基板支え部材の高さを低くし、前記ヘッドの真空吸着を解放し、前記基板を傾斜した状態で受取り、その後前記他方の基板支え部材の高さを前記一部の基板支え部材の高さと同じにし、前記研磨後の前記基板を水平の状態にして基板の受取りを終了させることを特徴とする。
【００４０】
また、本発明は、上記の板受取方法において、前記基板受取台の基板支え部材の上端には吸盤が取付けられており、該吸盤により前記基板を受取り支持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、プッシャーに、研磨前の基板を受ける研磨前基板受取台と、研磨後の基板を受取る研磨後基板受取台を備えたので、研磨前の基板を支持して該基板に形成された金属等で汚染された研磨前基板受取台の構成部材が研磨後の基板に接触することがないから、研磨後の基板の金属等の汚染を防止することが可能となる。また、研磨前基板受取台と研磨後基板受取台は同一中心軸上に配置されているので、研磨前基板受取台と研磨後基板受取台の設置スペースを小さくでき、小型化に適した構成となる。
【００４２】
また、本発明によれば、プッシャーには研磨後の基板を洗浄及び乾燥する洗浄・乾燥部を備えたので、研磨後の基板をプッシャー上で洗浄及び乾燥して引き渡すことができる。特に基板が大きい場合は、洗浄のために基板を移動することなく、洗浄及び乾燥できるから、基板に撓み等により損傷を与えることがない。
【００４３】
また、本発明によれば、研磨前基板受取台には基板のデバイス形成部を支持する第１基板支えを備え、研磨後基板受取台は基板の非デバイス形成部を支持する第２基板支えを備え、第１基板支え及び第２基板支えはそれぞれ個別に駆動可能に構成されているので、特に研磨後の基板のデバイス形成部が支えられ、デバイス形成部に損傷を与える恐れがなくなる。
【００４４】
また、本発明によれば、研磨後基板受取台には、基板の外周部を取り囲むように昇降機構で昇降自在に支持された複数の基板支えを備え、各基板支えには基板を吸着する吸着機構を取り付けているので、研磨後基板受取台は基板の外周部、即ちデバイスの形成されていない部分を吸着支持することになり、研磨後の基板のデバイス形成部に損傷を与える恐れがない。
【００４５】
また、本発明によれば、研磨後基板受取台は基板を傾斜させる傾斜機構を備えているので、該傾斜機構により基板を傾斜させることにより、ヘッドの基板吸着面に密着する基板を一端から剥がすことになり、全体を剥がすより小さい力で基板をヘッドからスムーズに剥がすことができる。特に基板が大きい場合は基板の密着力が大きいから、一端から剥がすことで、小さい力で剥がすことが可能となる。
【００４６】
また、本発明によれば、研磨後基板受取台の横に移動機構で該研磨後基板受取台の基板保持面と平行に移動できる紐状伏部材、棒状部材、板状部材のいずれか一つ又は該部材を組合せた剥離補助部材を備えることにより、ヘッドの基板吸着面に密着する基板の一端をヘッドから剥がした後、剥離補助部材を研磨後基板受取台の基板保持面と平行に移動させることにより、基板をヘッドからスムーズに剥がすことができる。また、研磨後基板受取台の近傍に基板と前記ヘッドの間にできた隙間にガスを吹込むガス吹込みノズルを備えることにより、ヘッドの基板吸着面に密着する基板の一端をヘッドから剥がした後、該基板とヘッドの間の隙間にガス吹込みノズルからガスを吹込むことにより、基板をヘッドからスムーズに剥がすことができる。
【００４７】
また、本発明によれば、研磨後基板受取台は外周部に基板の研磨面の外周部をシールするシール機構を備えたので、該シール機構で基板の研磨面の外周部をシールすることにより、基板の研磨面の反対側を洗浄した場合、洗浄液が研磨面側に回り込むのを防止できる。
【００４８】
また、本発明によれば、乾燥機構は乾燥ガスを吹き付ける基板の洗浄部を乾燥させる機構及び／又は該洗浄部に付着する洗浄液を吸液又は払い除去する洗浄液除去機構を備えることにより、基板の洗浄面を速やかに乾燥させることが可能となる。
【００４９】
また、本発明によれば、基板保持機構部のヘッドは、基板を吸着する基板吸着面を有する基板保持部と、ヘッド本体を備え、基板保持部はその外周をダイアフラムを介してヘッド本体に上下動可能に取り付けられ、ヘッド本体の基板保持部の背面側に加減圧チャンバーを設けたので、該加減圧チャンバー内の圧力を制御することにより、基板を研磨工具に接触させ、研磨中の基板の研磨工具に押し付ける力を制御することができると共に、研磨後は加減圧チャンバーを減圧して基板保持部をヘッド本体に退避させることにより、
基板を研磨工具から離間させることができる。このように基板を研磨工具に接触／離間させるために上下動させる部分を基板保持部のみに基板保持部のみにした構造により、特に大きいサイズで重い基板を搬送・研磨する際にはヘッド全体を上下動させるための時間が短くなり、基板への荷重を制御する装置構成が簡素化される。
【００５０】
また、本発明によれば、基板保持部は弾性体で構成され、該弾性体自身にずれ防止機構及びシール部材を備え、更に基板吸着機構を備えるので、基板保持部の基板吸着面に基板を吸着保持できると共に、基板保持部が基板の変形及び研磨工具の研磨面の変形に追従でき、しかも研磨に際して基板がずれることがない。
【００５１】
また、本発明によれば、ずれ防止機構は、基板吸着面を基板が係合する凹形状に形成して構成されているので、簡単な構成で基板のずれを防止できる。
【００５２】
また、本発明によれば、シール部材により、基板吸着面と基板の裏面（非研磨面）との間が密閉され、基板吸着圧（真空度）はシール部材が設置されない場合に比べて２０％以上向上し、基板の損傷もなく確実に基板を吸着保持することができる。
【００５３】
また、本発明によれば、シール部材は、基板吸着面に設置され、且つ基板外周部に位置しており、基板吸着面と基板の裏面（非研磨面）との間へのパーティクルや異物の混入を防止できる。これにより、研磨中でも基板の割れを確実に防止することができる。
【００５４】
また、本発明によれば、ダイアフラムの基板保持部外周からヘッド本体までの幅は、基板保持部の全外周で均一になるように形成されているので、ダイアフラムの変形は基板保持部の全外周で略均一となるので、角型状の基板全体が略均一な押圧力で研磨工具面に接することになり、均一な研磨が可能となる。
【００５５】
また、本発明によれば、研磨テーブル裏面にフィンが設けられ、該フィンは研磨テーブルの撓み防止機能と、当該研磨テーブルの冷却機能を備えているので、基板の研磨による摩擦熱で研磨テーブルや研磨工具が昇温し、基板が加熱されるのを防止できると共に、径の大きな研磨テーブルの場合その半径方向の剛性が増すから、研磨テーブルの弛みを抑制できる。
【００５６】
また、本発明によれば、研磨テーブルの外周に溝を設け、該溝に係合するカムフロアを設けたので、研磨テーブルの撓みを少なくすることがでる。
【００５７】
また、本発明によれば、研磨テーブルの変位を検出する変位センサーを配置したので、研磨テーブルの変位を監視し、研磨テーブルの変位量を制御することができ、基板の研磨面内の均一性を制御できる。
【００５８】
また、本発明によれば、研磨テーブルの上面には複数の個所にスラリー吐出口が設けられ、該スラリー吐出口周辺部はパッド上から押え部品によって押えられるので、スラリー吐出口から吐き出されたスラリーが研磨テーブルとパッドの間に入り込むことがなく、パッド面に吐き出される。
【００５９】
また、本発明によれば、研磨テーブルの上面に設けた複数の箇所にスラリー吐出口が研磨中常時基板の被研磨面に接するところに設けられているので、スラリーが噴出することなく、スラリーの消費量を節約できる。
【００６０】
また、本発明によれば、研磨テーブルの外周部に圧縮ガスを送ることで研磨工具の外周部を押し上げるチューブを備えているので、研磨工具の外周部を押し上げることにより、スラリーが研磨工具内に留まり、基板の研磨に使用されるので、スラリーの消費量を節約できる。
【００６１】
また、本発明によれば、研磨テーブルの上方にガス濃度センサーを設けたので、研磨テーブル上方の各種成分の濃度を監視できる。
【００６２】
また、本発明によれば、ドレッサーツールに水を吐き出す水吐出口を設けているので、研磨工具上のごみやドレス滓を効果的に排出できる。また、ドレッシング時の発熱による昇温も抑制できる。
【００６３】
また、本発明によれば、研磨テーブルと研磨パッドの間に水及び／又は化学薬品を吐出する吐出口を設けたので、該吐出口から水及び／又は化学薬品を吐き出すことにより、パッドを研磨テーブルから容易に剥がすことができる。
【００６４】
また、本発明によれば、研磨テーブルの研磨工具上面には、ガスを吐き出すガス吐出口が設けられているので、研磨終了後研磨基板を研磨工具上面から取り上げる際、ガス吐出口からガスを吐き出すことにより、大きな力を必要とすることなく、基板を容易に研磨工具上から取り上げることができる。
【００６５】
また、本発明によれば、研磨テーブル上面の研磨工具は複数の板状の部品から構成され、各板状の部品は、真空吸着又は機械的固定手段で研磨テーブル上面に固定されるので、研磨工具の取替えが極めて容易にできる。
【００６６】
また、本発明によれば、スラリーを研磨工具の研磨面に設けてスラリー吐出口から供給し、基板の被研磨面が研磨中常時、複数のスラリー吐出口を覆うように該基板を研磨工具の研磨面に位置させながら研磨するので、スラリー吐出口からスラリーが上方に噴出することがなく、スラリーの無駄な消費を抑制できる。
【００６７】
また、本発明によれば、基板受取台の複数の基板支え部材の高さを同じにしてヘッドで保持する基板を支えた後、一部の基板支え部材の高さを低くし、基板を傾斜した状態で受取るので、基板を水平の状態で受取る場合に比較し、基板がヘッドの基板吸着面より剥がれ易く、基板に損傷を与えることを抑制できる。特に大型の基板においてはこの効果は顕著である。
【００６８】
また、本発明によれば、基板受取台の基板支え部材の上端には吸盤が取付けられており、吸盤により基板を吸着して確実に支持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６９】
以下、本願発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る基板研磨装置の構成を示す外観図である。図示するように、本基板研磨装置１は、プッシャー機構部２、研磨機構部３、基板保持機構部４を備えている。プッシャー機構部２は、搬送ロボット（図示せず）との間で基板の受け渡し、及び基板保持機構部４との間で基板の受け渡し等を行う部分である。研磨機構部３は基板保持機構部４で保持する基板の研磨等を行う部分である。基板保持機構部４は研磨する基板を保持し研磨機構部３との間で研磨等を行う部分である。なお、ここではガラス基板を基板Ｇとして、該基板Ｇを研磨する基板研磨装置を例に説明するが、本発明に係る基板研磨装置はガラス基板の研磨に限定されるものではない。
【００７０】
プッシャー機構部２は後に詳述するように、研磨前の基板Ｇを載せる研磨前基板受取台と、研磨後の基板を載せる研磨後基板受取台と、研磨後の基板Ｇを洗浄する洗浄ユニット８０、８３と、洗浄後の基板を乾燥する乾燥ユニット（図示せず）等を備えている。研磨機構部３は、ターンテーブル６０と、該ターンテーブル上面に貼り付けられた研磨パッド６１と、該研磨パッド６１面を研磨に適した面とするドレッサーユニット８等を備えている。基板保持機構部４は基板Ｇを吸着保持するヘッド４０等を備え、該ヘッド４０は門型構造のコラムに回転軸７で回転自在に取り付けられている。
【００７１】
図示しない搬送ロボット等の搬入出手段で、プッシャー機構部２の研磨前基板受取台（図示せず）に搬入された基板Ｇは、後に詳述するように位置決め機構により、該研磨前基板受取台上で所定位置に位置決めされた後、その真上に位置する基板保持機構部４のヘッド４０の吸着面に押し上げられ当接して真空吸着保持される。その後コラム６のＸ方向の移動により、研磨機構部３のターンテーブル６０の真上に到達する。続いてヘッド４０の下降により基板Ｇは下降し、回転するターンテーブル６０の研磨パッド６１面に押し付けられる。このとき基板Ｇはヘッド４０の回転で回転しており、基板Ｇと研磨パッド６１の相対的運動により研磨される。
【００７２】
研磨終了後の基板Ｇはヘッド４０の上昇により上昇し、更にコラム６のＸ方向の移動により、プッシャー機構部２の上方に到達する。ここで基板Ｇはヘッド４０の下降により下降し、プッシャー機構部２の研磨後基板受取台に渡され、該研磨後基板受取台に載置される。上記プッシャー機構部２への移動の際に、基板Ｇはその研磨面が後に詳述するように洗浄され、更にプッシャー機構部２の研磨後基板受取台に載置された後に詳述するように洗浄され、乾燥された後前記搬入出手段で搬出される。以下、各部の構成及び動作を詳細に説明する。
【００７３】
以下、各部を詳細に説明する。図２及び図３はプッシャー機構部２の概略構成を示す図で、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は側断面図、図３は研磨前基板受取台と研磨後基板受取台の配置状態を示す側面図である。プッシャー機構部２には、研磨前の基板Ｇが載置される研磨前基板受取台１０と研磨後の基板Ｇが載置される研磨後基板受取台２０とが同一中心軸上に配置されている。研磨前基板受取台１０は台板１１を備え、該台板１１上に多数本（図では２５本）の基板支えピン１２がシリンダ１３により上下動可能に支持されて配置されている。また、台板１１は昇降シリンダ１４に支持され、研磨前基板受取台１０の全体が該昇降シリンダ１４により上下動可能となっている。
【００７４】
研磨後基板受取台２０は台板２１を備え、台板２１には基板Ｇの周辺部を支える多数本（図では１８本）の上端に吸盤２６が取付けられた基板支え部材２２がシリンダ２３により上下動可能に支持されて配置されている。台板２１は昇降シリンダ２４により上下動可能に支持され、該昇降シリンダ２４は更に昇降シリンダ２５により上下動可能に支持されている。ここで昇降シリンダ２４で後に詳述するように台板２１を傾斜させて支持する傾斜機構を構成する。また、台板２１の上面には平面矩形状の枠体２７が設けられ、該枠体２７の上端にシール部材２８が設けられている。研磨後基板受取台２０の吸盤２６は研磨後の基板Ｇの周辺部（デバイス非形成部分）を吸着支持するようになっており、研磨前基板受取台１０の基板支えピン１２は吸盤２６の内側に位置し、研磨前の基板Ｇの内側を（デバイス形成部分）支えるようになっている。なお、図２（ｂ）では、吸盤２６、基板支え部材２２、及びシリンダ２３の図示を省略している。
【００７５】
研磨前基板受取台１０には搬入された載置された基板Ｇを位置決めする位置決め機構が設けられている。該位置決め機構は研磨前基板受取台１０の前後方向の一箇所（図２では基板Ｇの後方）に設けた基準部材３０と左右方向の一箇所（図２では基板Ｇの左側）に基準部材３１と、該基準部材３０、３１の対向する側に可動部材３２、３３とを備えた構成であり、該可動部材３２、３３をシリンダ３４で基板Ｇを基準部材３０、３１側に押して移動させることにより、基板Ｇを所定の位置に位置決めできるようになっている（なお、可動部材３３を押圧するシリンダは図示を省略）。この位置決めにより、常に研磨前の基板Ｇは研磨前基板受取台１０の同一位置に正確に位置決めされ、基板保持機構部４のヘッド４０が基板Ｇを真空吸着する位置に置くことができる。更にこのように基板Ｇを位置決めすることにより、ヘッド４０の真空吸着する面を基板Ｇに対して必要最小限の大きさとすることが可能となる。
【００７６】
図示しない搬送ロボット等の搬入出手段でプッシャー機構部２の研磨前基板受取台１０に搬入され、前記位置決め機構で位置決めされた基板Ｇは、その内側を多数の基板支えピン１２で支持される。このように基板Ｇの内側を多数の基板支えピン１２で支持することにより、基板Ｇが研磨前基板受取台１０に置かれた際、基板Ｇの撓みを抑えることができる。特に基板Ｇが大型になると多数の基板支えピン１２の高さ位置をシリンダ１３により調整することにより、その撓みを最小限に抑えることが可能となる。
【００７７】
上記のようにシリンダ１３により基板支えピン１２の高さ位置を調整し、基板Ｇの撓みを最小限に抑えた状態で、図４に示すように、基板Ｇの上方に基板保持機構部４のヘッド４０を位置させ、シリンダ１４により台板１１を上昇させることにより、基板Ｇをヘッド４０の基板吸着面に均一に接触させることが可能となり、確実に基板Ｇのヘッド４０への真空吸着が実現できる。なお、基板支えピン１２はピンでなくとも、プレートでもよい。
【００７８】
基板保持機構部４は、プッシャー機構部２及び研磨機構部３を跨ぐようにフレーム５上に配置され、Ｘ方向に移動する門型構造のコラム６に取付けられている。図５乃至図７は基板保持機構部４の構成を示す図で、図５は平面図、図６（ａ）は図５のＡ−Ａ断面図、図６（ｂ）は底面図、図７は図６（ａ）のＢ部分の拡大図である。基板保持機構部４は、基板Ｇを真空吸着するヘッド４０を具備する。ヘッド４０はヘッド本体４１を具備し、該ヘッド本体４１の下面に基板保持部４２が取り付けられ、該基板保持部４２の下面４２ａが基板Ｇを真空吸着する基板吸着面となっている。
【００７９】
基板保持部４２はダイアフラム４３を介してその外周をヘッド本体４１に取り付けられている。即ち、ヘッド本体４１の外周部下面に外側リング状部材４４が間にＯリング等のシール部材５３を介在させて固着されており、該外側リング状部材４４の下面にダイアフラム４３の外周部が外側リング状部材４５を介して締め付け固定され、更に基板保持部４２の外周部上面に内側リング状部材４６が固着され、該内側リング状部材４６の上面にダイアフラム４３の内周部が内側リング状部材４７を介して締め付け固定されている。従って、基板保持部４２はダイアフラム４３を介してヘッド本体４１に対して上下動自在に連結されている。
【００８０】
また、図６（ｂ）に示すように、外側リング状部材４５の内周と内側リング状部材４６の外周の間のダイアフラム４３の幅は、基板保持部の全周に亘って同じ寸法である。即ち、基板保持部材４２はその周囲部を全周に亘って均一な幅のダイアフラム４３を介してヘッド本体４１に取り付けられている。これにより基板保持部材４２は全周に亘って均一に上下動自在となっている。
【００８１】
外側リング状部材４４の内周面に先端断面が円弧状の突出部４４ａが設けられ、内側リング状部材４７の外周面に先端断面が矩形状の突出部４７ａが設けられ、該突出部４４ａと突出部４７ａで基板保持部４２の下降量をｄ１に制限するストッパーを構成している。また、後に詳述するように、突出部４４ａの先端部と内側リング状部材４７の基部外周面、外側リング状部材４４の基部内周面と突出部４７ａの先端部で基板保持部４２やダイアフラム４３の捩れ移動量を制限するストッパーを構成している。また、基板保持部４２の背面には基板保持部４２の撓み過ぎを防止するストッパー５２（図６（ａ）参照）が設けられている。
【００８２】
基板保持部４２は弾性体材からなっており、基板Ｇ、ターンテーブルのパッドの変形に追従しやすい形状と厚さを有している。その厚さは、例えば樹脂の場合は５ｍｍ以下、ＳＵＳの場合は２．５ｍｍ以下である。また、材質は例えば樹脂（ＰＰ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＰＶＣ）、ＳＵＳ、ラバー（ＥＰＤＭ、ＦＫＭ、Ｓｉ）などでできており、薄くすることによって、弾性を持たせ、基板Ｇ、パッドの変形に追従しやすくできる。基板保持部４２の下面は基板吸着保持面４２ａとなっており、基板吸着保持面４２ａに基板Ｇを真空吸着するための吸着溝４２ｂが図６（ｂ）に示すように基板吸着保持面４２ａの全面に形成されている。該吸着溝４２ｂは真空吸着ライン４８に連通している。また、基板吸着保持面４２ａに吸着保持された基板Ｇが該基板吸着保持面４２ａから飛び出しを防止するため基板Ｇと同形状の凹部４２ｃが該基板吸着保持面４２ａに形成されている。
【００８３】
シール部材４２ｄは、例えばバッキングフィルム（発砲ウレタン）のような、非常に柔軟な材質からなり、基板保持部４２の基板吸着保持面４２ａに設置されている（例えば貼付による設置）。且つシール部材４２ｄは、吸着された基板Ｇの外周部に位置するように配置しており、基板Ｇの外周端より内側に１５ｍｍから２５ｍｍの範囲に設置することが望ましい。更に、シール部材４２ｄは、基板吸着保持面４２ａの座ぐり部（窪み部）に設置し、座ぐりの深さよりも０．１ｍｍから０．５ｍｍ厚くし、つぶし代を設ける。シール部材４２ｄには、バッキングフィルムの他、シリコンゴムやＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）を使用してもよい。
【００８４】
図３３はシール部材４２ｄの有無による真空度の違いを示す図で、図３３（ａ）は吸着時の基板中央部での真空度（吸着圧）と基板外周部での真空度をシール部材４２ｄを設置した場合と設置しない場合とで比較した場合を、図３３（ｂ）は基板の違いによる真空度（吸着圧）をシール部材４２ｄを設置した場合と設置しない場合とで比較した場合をそれぞれ示す。図において、Ｃはシール部材４２ｄを設置しない場合を、Ｄはシール部材４２ｄを設置した場合を示す。
【００８５】
図３３（ａ）に示すように、シール部材４２ｄの有無による基板上の位置（中央部分及び外周部）での真空度に大きな違いはないが、基板の真空度はシール部材４２ｄが設置されている場合は、シール部材４２ｄが設置されていない場合に比べて２０％以上向上し、確実に基板Ｇを吸着保持できることが確認された。また、図３３（ｂ）に示すように、シール部材４２ｄを設置している場合は、変形（撓み）量の異なる基板ＧA、ＧBに関係なく、安定した真空度（吸着度）を得ることが確認された。
【００８６】
また、本願の発明者らは、シール部材４２ｄを設置することによって、基板吸着保持面４２ａと基板Ｇの裏面（非研磨面）との隙間に、パーティクルや異物の混入を防止でき、研磨中のチッピング（欠け）及び基板搬送時の基板の損傷を防止できることも、数百枚のガラス基板の実験にて確認している。これらのことから、シール部材４２ｄの設置により、一枚一枚撓み量の異なる基板Ｇを吸着した場合でも、確実に吸着できる。
【００８７】
図３４はシール部材の有無による基板外周部の研磨レートを示す図である。基板Ｇの外周部をＡ辺からＤ辺まで研磨レートを測定した結果を示している。図において、Ｃはシール部材４２ｄを設置しない場合を、Ｄはシール部材４２ｄを設置した場合を示す。シール部材４２ｄを設置しない場合は研磨レートは２．７μｍ／ｍｉｎ〜４．０μｍ／ｍｉｎの間であり、バラツキ幅は１．３μｍ／ｍｉｎである。一方、シール部材４２ｄを設置した場合は研磨レートは２．５μｍ／ｍｉｎ〜３．４μｍ／ｍｉｎの間であり、バラツキ幅は０．９μｍ／ｍｉｎである。これによりシール部材４２ｄを設置することによって、基板Ｇの外周部に発生しやすい荷重のバラツキ、集中分散が緩和され、基板Ｇの外周部での位置による研磨レートのバラツキ幅で３１％の改善（減少）が確認された。
【００８８】
ヘッド本体４１の基板保持部４２の背面側には、複数のチャバー４１ａが形成され、チャバー４１ａの下端は基板保持部４２の背面側に開口し、上端は蓋体４９で気密に閉塞され、該チャバー４１ａには加圧ライン５０が連通している。ダイアフラム４３は基板保持部４２の背面のチャバー４１ａ内を加圧して基板保持部４２に保持された基板Ｇを研磨パッド６１面に加圧する時と減圧して基板保持部４２に保持された基板Ｇをヘッド本体４１内に退避（リトラクト）する時に、基板保持部４２の移動に追従して変形できる機能、基板保持部４２や研磨パッド６１の変形に追従して変形できる機能が要求される。ここでは材料としてはＥＰＤＭ、ＦＫＭ、Ｓｉ等を使用している。
【００８９】
上記構成の基板保持機構部４において、ヘッド本体４１のチャバー４１ａ内の圧力を減圧すると、基板Ｇ及び基板保持部４２は上昇し、該基板Ｇ及び基板保持部４２はヘッド本体４１へ退避（リトラクト）する。このようにチャバー４１ａ内の圧力を減圧させた基板Ｇ及び基板保持部４２をヘッド本体４１へ退避させると、基板Ｇが変形する惧れがあるので、基板保持部４２の背面と接するヘッド本体４１の下面（底面）は基板Ｇと略同形状で且つ同等の面積を有し、基板Ｇ及び基板保持部４２が変形しないようにしている。基板保持部４２の基板吸着保持面４２ａに形成されている吸着溝４２ｂから純水、又は気体を基板Ｇの背面（反研磨面側面）に吹き付けることにより、基板離脱時のサポートとして使用することができる。
【００９０】
上記のように基板保持機構部４のヘッド４０のヘッド本体４１のチャバー４１ａ内の圧力を減圧して基板保持部４２をヘッド本体４１内へ退避した状態で、図４に示すように、研磨前基板受取台１０を上昇させ、基板Ｇを基板保持部４２の基板吸着保持面４２ａに当接させることにより、該基板Ｇは基板吸着保持面４２ａに真空吸着される。コラム６を研磨機構部３に向けて（Ｘ方向）に移動させ、基板Ｇを吸着保持するヘッド４０をターンテーブル６０の上方に位置させる。
【００９１】
ここでヘッド４０をターンテーブル６０の研磨パッド６１面上に下降させる。この下降に際して、基板保持部４２はヘッド本体４１内に退避した状態であり、ある所定の高さ位置まで下降し、その後、チャンバー４１ａ内を加圧（退避を解除）し、図８に示すように、基板保持機構部４の回転するヘッド４０に保持される基板Ｇを回転するターンテーブル６０の研磨パッド６１の上面に押し当て基板Ｇを研磨する。研磨量はヘッド４０のチャンバー４１ａ内の加圧圧力をコントロール（一定／可変）することにより調整する。この研磨に際して、基板保持部４２及びダイアフラム４３はともに弾性体であるため、基板Ｇや基板保持部４２の変形、研磨パッド６１の偏摩耗などに追従することが可能である。例えば、研磨パッド６１に直径３００ｍｍで深さが０．３ｍｍの特異領域があったとしても追従が可能である。
【００９２】
基板Ｇを研磨することにより摩擦熱及び反応熱が発生する。これを抑制するため、通常は加圧ライン５０からの圧縮空気をチャンバー４１ａ内に供給し、この圧縮空気を冷却媒体として基板Ｇの冷却を行っているが、冷却媒体を圧縮空気から冷却水にすることで基板Ｇを研磨しながら、発熱量を抑制することも可能である。また、基板Ｇの研磨中、回転方向の負荷を受けるため、基板保持部４２やダイアフラム４３に負荷がかからないように、ストッパーを備えているが、このストッパーには横方向の負荷がかかるため、基板Ｇの研磨加圧力（縦方向）に対する摺動抵抗が少なからず発生する。このような状況は、研磨プロファイルに影響を与えかねない。よって、このストッパーは縦方向に対して追従性を持たせるため、例えばローラのような転がりで受けるか又はすべり特性のよい工業用めっきをストッパー部に施す。なお、研磨中に基板Ｇが基板保持部４２から飛び出さないように、本実施形態例では基板吸着保持面４２ａによる真空吸着を続けながら研磨を行う。
【００９３】
基板Ｇの研磨は、図８に示すように、研磨機構部３のテーブル回転駆動機構Ｍ２で回転軸６２を中心に矢印Ａ方向に回転するターンテーブル６０上で行われる。即ち、ターンテーブル６０の上面に取付けられた研磨パッド６１の面上にヘッド回転駆動機構Ｍ１で矢印Ｂ方向に回転するヘッド４０に吸着保持された基板Ｇを押し付け、基板Ｇと研磨パッド６１の相対運動により研磨する。この研磨時に研磨パッド６１の面は基板Ｇとの摩擦によって発熱し、昇温するためそれを抑制するために冷却機構が取付けられている。なお、図８において、５４はヘッド４０を昇降させるヘッド昇降機構である。
【００９４】
上記のように基板Ｇの研磨中、基板Ｇ及び基板保持部４２に回転方向の負荷を受けるため該基板保持部４２やダイアフラム４３に大きな負荷がかからないようにストッパーを備えている。図９乃至図１２はこのストッパーの構成を説明するための図であり、図９は図７のＡ−Ａ断面に対応する外側リング状部材４４と内側リング状部材４７の全体を示す図、図１０は図９のＣ部分の拡大図、図１１は図７のＢ−Ｂ断面に対応する外側リング状部材４４と内側リング状部材４７の全体を示すヘッド全体の断面図、図１２は図１１のＤ部分の拡大図である。
【００９５】
図１２に示すように、外側リング状部材４４の突出部４４ａの先端内周と内側リング状部材４７の基部４７ｂの外周面との間に基板保持部４２のＸ方向とＹ方向の移動量をｄ２に制限するストッパーＳＰ１が構成されている。また、図１０に示すように、内側リング状部材４７の突出部４７ａの先端外周と外側リング状部材４４の基部４４ｂの内周面との間に基板保持部４２のＸ軸方向とＹ軸方向の中間斜め方向の移動量ｄ２に制限するストッパーＳＰ２が構成されている。これによりヘッド４０の基板保持部４２やダイアフラム４３にはＸ軸方向、Ｙ軸方向、その中間斜め方向（４５°方向）に移動量ｄ２を超えて加わる負荷はヘッド本体４１が負担することになる。また、ストッパーＳＰ１、ＳＰ２の寸法は同一である。
【００９６】
ここで、Ｘ軸方向とＹ軸方向の中間斜め方向に移動量ｄ２のストッパーＳＰ１、ＳＰ２を形成するため、外側リング状部材４４の突出部４４ａの内周角部を削り取って図１２に示すように凹部４４ｃを形成し、内側リング状部材４７の基部４７ｂの外周面と外側リング状部材４４の基部４４ｂの内周面の間に隙間２０２を形成し、図１０に示すように、内側リング状部材４７の突出部４７ａの先端外周と外側リング状部材４４の基部４４ｂの内周面との間に基板保持部４２のＸ軸方向とＹ軸方向の中間斜め方向の移動量をｄ２に制限するストッパーＳＰ２を上方に形成し、Ｘ軸方向とＹ軸方向の移動量をｄ２に制限するストッパーＳＰ１を下方に形成している。これは直線状の辺部から曲線状の角部にまで外側リング状部材４４の突出部４４ａの先端内周と内側リング状部材４７の基部４７ｂの外周面の間に寸法ｄ２の隙間を形成することが加工上困難であることから、４個の角部のストッパー形成位置と４辺のストッパー形成位置を高さ位置を違えて形成したためである。
【００９７】
ターンテーブル６０の冷却機構としては、図１３に示すように、ターンテーブル６０の内部に水平方向に冷却液通水溝７７を設け、該冷却液通水溝７７に冷却水や冷却媒体を通して冷却するように構成した冷却機構を用いる。また、図１４に示すように、ターンテーブル６０の裏面に多数のフィン６３を設け、冷却用ファン６４から送られる気流によって冷却するというような構成を採用することも可能である。また、図１３に示す冷却機構と図１４に示す冷却機構を併用してもよい。
【００９８】
ターンテーブル６０の大きさは基板Ｇの大きさに依存する。例えば、基板Ｇの大きさが１０００ｍｍ×１０００ｍｍであれば、基板Ｇの回転直径が約１５００ｍｍと大きくなる。且つ基板Ｇの研磨では基板Ｇの回転中心とターンテーブル６０の回転中心をオフセットして状態で研磨することが一般的となっている。従って、実際にはターンテーブルの直径は基板Ｇの回転径にオフセット量（半径方向）の２倍が加算された大きさとなってしまう。例えば上記例で、基板Ｇの回転直径が１５００ｍｍ、オフセット量（半径方向）を２００ｍｍとすると、必要なターンテーブルの直径は１９００ｍｍと大きくなり、ターンテーブル６０を中央で支えるだけでは、強度的な問題から端部が撓んでしまう。
【００９９】
このような場合には、この端部を他の支え手段によって支えでもよい。例えば図１５に示すように、ターンテーブル６０の外周面にカムフロアー６５が係合するカム係合溝６０ａを設け、該カム係合溝６０ａに係合するカムフロアー６５をターンテーブル６０の外周部の少なくとも一ヶ所以上に配置し、ターンテーブル６０の変形を防止することもできる。また、ターンテーブル６０の外周部に変位センサー６７を配置し、ヘッド４０がその保持する基板Ｇをターンテーブル６０の研磨パッド６１の面に押し当てたときの変位量を測定し、この変位量に応じた圧力をシリンダ６６によりカムフロアー６５を介してターンテーブル６０を押し上げる力を与えることによってターンテーブル６０の変位量を制御する。これによりターンテーブル６０の面形状（研磨パッド６１の面形状）を制御することができるまた、図１４に示すように、ターンテーブル６０の裏面に多数のフィン６３を半径方向に設けることによりターンテーブル６０の半径方向の剛性を増すことができる。
【０１００】
基板Ｇの研磨は、上記のように回転するターンテーブル６０の研磨パッド６１上面に回転するヘッド４０に保持された基板Ｇを押し当て行う。スラリーは基板Ｇの研磨面全域に供給されるように、図１６に示すように、ターンテーブル６０の中心から同心円周上で、且つ研磨中常時基板Ｇの被研磨面が接する範囲内の複数個所にスラリー吐出口６８を設け、ターンテーブル６０の下方からロータリージョイント等の回転供給部６９及び回転軸６２内を経由してスラリーＳを供給することにより、各スラリー吐出口６８からスラリーを吐出す。これによりスラリーＳは基板Ｇと研磨パッド６１の間に供給され、スラリー吐出口６８から上方に噴出することはない。なお、図１６（ａ）はターンテーブルの平面図、図１６（ｂ）は側面図である。
【０１０１】
上記スラリー吐出口６８は、スラリーの吐出によって研磨パッド６１とターンテーブル６０の間隙にスラリーが入り込み、研磨パッド６１がターンテーブル６０から剥がれる恐れがある。これを防止するため、図１７に示すように、スラリー吐出口６８に上端外周に鍔７８ａが形成され、外周部にねじ溝７８ｂが形成された押さえ部品７８を用意し、ターンテーブル６０のスラリー吐出口６８の内周面に形成したねじ溝にねじ込むことにより押え部品７８の鍔７８ａで研磨パッド６１を押さえ込むようにする。
【０１０２】
図１５に示すようにターンテーブル６０の外周部に変位センサー６７を配置し、その変位量を制御可能とした場合、例えばターンテーブル６０の上面（パッド上面）を上に凸形状に保ったときには研磨によって下に凸の研磨面が得られ、ターンテーブル６０の上面（パッド上面）を下に凸の形状に保ったときには研磨によって上に凸の研磨面が得られる。このように、ターンテーブル６０の上面（研磨パッド上面）形状を制御することにより、基板Ｇの研磨面の均一性を制御することが可能となる。
【０１０３】
図１８は本発明の基板研磨装置の研磨機構部３の他の構成例を示す図である。図１８（ａ）に示すように、研磨テーブル６０の外周部にチューブ７０を挿入するチューブ挿入溝７１を設け、該チューブ挿入溝７１にチューブ７０を挿入すると共に、その上に研磨パッド６１を配置する。チューブ７０には配管７２を通して圧縮ガス（圧縮空気や窒素ガス等ガス）が供給できるようになっている。基板Ｇの研磨時には、図１８（ｂ）に示すように、チューブ７０に配管７２を通して圧縮ガスを供給し、チューブ７０を膨張させ、研磨パッド６１の周辺部を持ち上げる。これにより、スラリーＳを研磨パッド６１の上面に溜めることができる。これによりスラリーＳの流出を抑制して、スラリーＳの消費量を減らすことができる。スラリーＳによる研磨が終了の後は、チューブ７０内のガスを抜き研磨パッド６１を水平に戻すことが可能である。
【０１０４】
図１９は本発明に基板研磨装置の研磨部の他の構成例を示す図である。基板保持機構部４を含む研磨機構部３はケーシング１０１で囲まれ室内に配置され、該ケーシング１０１の上部には排気口１０２が配置されている。排気口１０２内にはロータリーアクチュエータ１０３が配置され、該ロータリーアクチュエータ１０３で排気口が開閉できるようになっている。また、ターンテーブル６０には回転供給部６９及び回転軸６２内を通って、空気又は窒素ガスを供給する配管７３、水又は化学薬品を供給する配管７４、スラリーを供給する配管７５、圧縮ガスを供給する配管７２等各種ガスや液体を供給する配管が接続されている。なお、図示は省略するが図１３に示すターンテーブル６０の内部に設けた冷却液通水溝７７に冷却水や冷却媒体を供給する配管も回転供給部６９及び回転軸６２内を通して配置するとよい。
【０１０５】
配管７３を通して研磨パッド６１の面上に空気又は窒素（Ｎ2）ガスを供給できるようになっている。また、配管７４を通して高圧の水又は化学薬品をターンテーブル６０と研磨パッド６１の間に供給できるようになっている。また、配管７５を通して研磨パッド６１の上面に開口するスラリー吐出口６８にスラリーＳを供給するようになっている。また、配管７２を通してチューブ７０に圧縮空気等の圧縮ガスを供給できるようになっている。また、ターンテーブル６０の上方には、水素濃度センサー、酸素濃度センサー等の使用する薬液等によって発生する成分の濃度を測定する濃度センサー１０４が配置されており、各成分が許容濃度を超える回数等を増幅器１０５及びカウンター１０６を介して監視し、許容値を超えたら、ソレノイドバルブ１０７を介して、ロータリーアクチュエータ１０３を作動され排気口を開放して室内の空気を排気する。
【０１０６】
ヘッド４０の基板保持部４２には、図２０に示すように温度センサー１１２を配置し、基板Ｇの温度を測定することができるようにし、基板Ｇや基板保持部４２の温度変化に応じてターンテーブル６０の冷却液通水溝７７に供給する冷却水又は冷媒流量を制御するようにすることもできる。図２０において、１１１は温度センサーを保持するセンサーホルダであり、該センサーホルダ１１１を基板保持部４２の裏面に固着したセンサー取付部材１１０に取り付けることにより、温度センサー１１２の先端を基板保持部４２に形成されたセンサー挿入穴に挿入配置することができるようになっている。また、図示は省略するが、光電センサー若しくは画像センサーを設け、金属めっきの除去を基板Ｇ越しに確認して終点検知することも可能である。
【０１０７】
上記スラリーによる研磨の終了後に、研磨パッド６１上面に水を供給して水研磨を行う。この水研磨における給水は基板Ｇの研磨面全域に供給されるように、研磨パッド６１上面に設けた多数の水吐出口から吐出される。水研磨終了後はヘッド本体４１のチャンバー４１ａ内を減圧することによって、基板Ｇ及び基板保持部４２をヘッド本体４１内に退避させる。この退避に際して基板保持部４２が変形しないように、ヘッド本体４１の基板保持部４２の裏面が当接する部分には、変形防止のために上記のように基板Ｇと同形状及び同面積の基板保持部受けを設けている。
【０１０８】
上記スラリー研磨及び水研磨が終了した後、基板保持機構部４のヘッド４０をヘッド昇降機構５４（図８参照）により上昇させる。その際、基板Ｇが研磨パッド６１より離れ難い場合がある（特に基板Ｇが大きくなると）ので、配管７３（図１９参照）を通して空気又は窒素（Ｎ2）ガスを研磨パッド６１の面上に設けた穴より吐出し、基板Ｇが研磨パッド６１上面から剥がれ易くする。また、この場合、基板Ｇをターンテーブル６０の上から外にはみ出させる（オーバーハングさせる）ことによって、基板Ｇと研磨パッド６１との接触面積を減少させることによっても、またさらに、基板Ｇの回転数とターンテーブル６０の回転数比を変えることによっても、基板Ｇを研磨パッド６１から剥がし易くすることができる。長方形の基板Ｇを研磨する場合には、ヘッド４０を研磨パッド６１から上昇させた際に基板Ｇが一定の方向を向くようにヘッド４０の回転を停止する。図１に示す基板研磨装置１の場合には、プッシャー機構部２で基板Ｇが受け渡される向きと同じになるように、ヘッド４０の回転を停止させ、続くプッシャー機構部２への搬送を行いやすくする。
【０１０９】
上記基板Ｇを研磨パッド６１から剥がした後は、コラム６をプッシャー機構部２の方向に移動させる。プッシャー機構部２には、図１に示すように、洗浄ノズル８１と吸水スポンジロール８２を備え、基板Ｇの研磨面を洗浄する第１洗浄ユニット８０が配置されており、基板保持機構部４のヘッド４０がコラム６の移動に伴って移動し、プッシャー機構部２の研磨後基板受取台２０の真上に位置するまでの間に基板Ｇの研磨面に洗浄ノズル８１から洗浄液を噴射し、続いて該研磨面に付着した洗浄液を吸水スポンジロール８２で吸液する。図２１はヘッド４０に吸着保持された基板Ｇが移動しながら、洗浄される動作を示す図である。基板保持機構部４のヘッド４０に吸着保持されて基板Ｇはコラム６の移動に伴って矢印Ｘ方向に移動すると、第１洗浄ユニット８０の洗浄ノズル８１から噴射された洗浄液Ｑが基板Ｇの研磨面を洗浄し、続いて吸水スポンジロール８２で該研磨面に付着した洗浄液を吸着して除去する。給水スポンジロール８２は、長尺方向を軸に自転しても自転しなくともよい。
【０１１０】
上記のように第１洗浄ユニット８０で研磨面が洗浄され付着した洗浄液が除去された基板Ｇがプッシャー機構部２の研磨後基板受取台２０の真上に位置して停止する。その後、図２２に示すように、研磨後基板受取台２０の昇降シリンダ２４が上昇動作して台板２１を上昇させ、基板支え部材２２の上端に取り付けた吸盤２６を基板Ｇの研磨面周辺部に当接させる。吸盤２６を真空系（図示せず）に接続することにより、多数の吸盤２６で基板Ｇの周辺部を吸着すると同時に、ヘッド４０の基板保持部４２の基板Ｇの真空吸着を解除する。これにより基板Ｇを基板保持部４２から引き剥がすことができる状態となる。
【０１１１】
上記のように、研磨後基板受取台２０は研磨前基板受取台１０と同一中心軸上に配置されている。研磨前基板受取台１０の基板支えピン１２は基板Ｇの内側を支えることにより、基板Ｇの撓みを抑え、確実にへッド４０にて基板Ｇの真空吸着が実現できるように配慮している。しかしながら、研磨後の基板Ｇではそのデバイス形成面に損傷を与えることなく基板Ｇを保持する必要がある。そのため、基板Ｇの周辺部分（デバイス形成面以外の使用されていない部分、即ちデバイス非形成部）のみの接触にて基板Ｇを保持する必要がある。従って、本実施形態例では、基板受取台を研磨の前後で別（研磨前基板受取台１０と研磨後基板受取台２０）に構成し、且つ同一中心軸上に配置することによって、基板Ｇの内側と外周部を用途に合せて別個に支持可能としている。
【０１１２】
プッシャー機構部２の基板受取部を上記構成とすることにより、研磨前基板受取台１０の基板支えピン１２は基板Ｇの内側を支えることになり、該基板支えピン１２に付着した銅によって研磨後の基板Ｇのデバイス形成面が汚染されることがない。研磨後基板受取台２０には上記のように上端に吸盤２６を取付けた多数の基板支え部材２２が基板Ｇの周辺部を支えるように台板２１に配置されている。このように、多数の吸盤２６を基板Ｇの周辺部を囲むように配置することにより、基板Ｇの撓みを抑えることができる。
【０１１３】
図２２に示す状態から研磨後基板受取台２０が備える傾斜機構で、図２３に示すように、研磨後基板受取台２０の台板２１を傾斜させる。即ち、一方側の昇降シリンダ２４を下降動作させ研磨後基板受取台２０の台板２１を傾斜させる。これにより基板Ｇはヘッド４０の基板保持部４２の片側から引き剥がされる。基板Ｇが引き剥がされたら他方側の昇降シリンダ２４も下降動作させる。これにより図２４に示すように、基板Ｇの周辺部の研磨面はシール部材２８の上部に密着してシールされる。この状態で基板Ｇの裏面（非研磨面）を洗浄する。
【０１１４】
基板Ｇの裏面の洗浄はプッシャー機構部２に配置されている第２洗浄ユニット８３（図１参照）で行う。図２４は第２洗浄ユニット８３により、基板Ｇの裏面を洗浄する動作を示す図である。第２洗浄ユニット８３は第１洗浄ユニット８０と同様、洗浄ノズル８４と吸水スポンジロール８５を備えている。基板Ｇの後方側に位置している第２洗浄ユニット８３（図１参照）を図示しない昇降機構で所定の高さに上昇させ、図示しない移動機構により基板Ｇの前方端まで移動させ、ここで所定量下降させる。続いて、基板Ｇの裏面に沿って前方端から後方端まで移動させながら洗浄する。洗浄ノズル８４から基板Ｇの裏面に洗浄液を噴射し、洗浄面に付着する洗浄液を吸水スポンジロール８５で吸い取る。このとき基板Ｇの下面はシール部材２８でシールされているから、洗浄液が基板Ｇの研磨面に回りこむことがない。
【０１１５】
ヘッド４０の基板保持部４２から基板Ｇを剥がすとき、図２５に示すように、傾斜機構で台板２１を傾斜させる。即ち、一方の昇降シリンダ２４を下降さることにより、台板２１を傾斜させる。基板Ｇの一端側をへッド４０から引き剥がし、基板Ｇの一端とヘッド４０との間に隙間２０４ができたとき、この隙間２０４に空気又は窒素ガス等のガスを吹き込むガス吹込ノズル８６を設ける。該ガス吹込ノズル８６から基板Ｇとヘッド４０の隙間２０４に空気又は窒素ガス等のガスを吹込むことにより、基板Ｇをヘッド４０の基板保持部４２からスムーズに引き剥がすことができ、基板Ｇに損傷を与えることがない。また、上記基板Ｇとヘッド４０との間の隙間２０４に紐状の部材、又は棒状の部材、又は板状の部材からなる剥離補助部材８７を挿入し、該剥離補助部材８７を隙間２０４の間隔の広い方から狭い方向（ここでは基板Ｇの前方から後方）に移動させるようにしてもよい。
【０１１６】
このようにガス吹込ノズル８６や剥離補助部材８７を用いることにより、基板Ｇを一端側から引き剥がすのに比較し、更に基板Ｇに損傷を与える確率が極めて少なくなる。また、ガス吹込ノズル８６は固定式でも、隙間２０４の間隔の広い方から狭い方向に移動するようにしてもよい。
【０１１７】
基板Ｇを研磨後基板受取台２０に載置した後、基板Ｇを保持したまま洗浄・乾燥させる他の方法について述べる。図２６に示す洗浄・乾燥方法は、研磨後基板受取台２０に載置した基板Ｇの上下側に洗浄ノズル８１、乾燥ガスノズル８８、及び吸水スポンジロール８２を具備する洗浄・乾燥ユニット８９を配置し、該上下側の洗浄・乾燥ユニット８９を基板Ｇの面に沿って一端から他端に移動させることにより洗浄する。即ち、洗浄ノズル８１から洗浄液を噴射して基板Ｇの上下面を洗浄すると共に、吸水スポンジロール８２で付着する洗浄液を吸取る。その後に上下側の洗浄・乾燥ユニット８９を基板Ｇの面に沿って移動させながら、乾燥ガスノズル８８から乾燥空気や乾燥窒素ガス等の乾燥ガスを基板Ｇの面に噴射して乾燥させる。
【０１１８】
下側の洗浄・乾燥ユニット８９の移動に際しては、吸盤２６や基板支え部材２２が移動の邪魔になる。そこで下側の第１洗浄ユニット８０が接近したらシリンダ２３で吸盤２６及び基板支え部材２２を下降させ、洗浄・乾燥ユニット８９の通過に障害とならないようにすると共に、通過したら再び上昇させて吸盤２６を基板Ｇの下面に当接吸着して支えるように操作制御する。ここで洗浄ノズル８１、吸水スポンジロール８２、及び乾燥ガスノズル８８の長さを基板Ｇの幅より大きくすると、洗浄ノズル８１や吸水スポンジロール８２の一度の移動で洗浄し、乾燥ガスノズル８８の一度の移動で乾燥ができることになる。
【０１１９】
また、図２７に示すように、基板Ｇを傾斜機構で傾斜させ一端側を下降させへッド４０から引き剥がし、基板Ｇが斜めになっている状態で、位置が高い方の一端側に配置した洗浄ノズル８１から基板Ｇの上面に洗浄液を噴射させることにより、洗浄液を基板Ｇ面に沿って流下させれば、洗浄ノズル８１を移動させることなく、基板Ｇの面全体を洗浄することができる。また、この場合、基板Ｇの傾斜面に沿って洗浄液が流れていくため、洗浄液が基板Ｇの面に溜まることがない。従って、溜った洗浄液の重量で基板Ｇが撓み基板Ｇに損傷を与えることがない。
【０１２０】
洗浄した基板Ｇを乾燥機構によって乾燥させる。乾燥機構としては、図２６に示すように、乾燥空気や乾燥窒素ガス等の乾燥ガスを噴出する乾燥ガスノズル８８を用いる場合は、該乾燥ガスノズル８８を基板Ｇの一方側の端から他方側の端まで移動させることにより行う。このとき、乾燥ガスノズル８８は洗浄ノズル８１と一体的に移動させることも可能である。この場合も洗浄ノズル８１の移動の場合と同様、吸盤２６及び基板支え部材２２が邪魔になるから、乾燥ガスノズル８８が接近したらシリンダ２３で吸盤２６及び基板支え部材２２を下降させ、乾燥ガスノズル８８の通過に障害とならないようにし、通過したら再び上昇させて吸盤２６を基板Ｇの下面に当接吸着して支えるような操作制御を行う。
【０１２１】
また、スポンジを基板Ｇの洗浄面に滑らして洗浄液を吸い取る洗浄液吸取機構や、図は省略するが、樹脂等で形成されたスクレーパを基板Ｇの洗浄面上を動かすことにより洗浄液を掃き採る洗浄液掃取機構を設けることも可能である。
【０１２２】
また、洗浄乾燥機構の他の態様としては研磨後基板受取台２０に回転機構を設け、基板Ｇを回転させながら基板Ｇの中央部分に洗浄液、乾燥空気を吐き出すようにしてもよい。この時基板Ｇが大きいと外周部での周速は速く、乾燥ガスの吐出しとの組み合わせによれば、回転数を上げることなく速やかに乾燥を行うことができる。
【０１２３】
研磨機構部３は上述のように、ターンテーブル６０上の研磨パッド６１面を基板Ｇの研磨に適した面にするドレッサーユニット８を備えている。ドレッサーユニット８は図１に示すように、旋回アーム９０に取り付けられている。ドレッサーユニット８は図２８に示すように、ドレッサーツール９１、回転軸９２、回転駆動機構Ｍ３、ドレッサー昇降機構９４、回転供給部９５等を備えている。ドレッサーユニット８は、旋回アーム９０を旋回することにより、図１に示す位置からターンテーブル６０上方に移動し、ドレッサー昇降機構９４でドレッサーツール９１を下降させ研磨パッド６１面上に押し当て、該ドレッサーツール９１の回転とターンテーブル６０の回転運動により、研磨パッド６１上面の目立・再生を行う。
【０１２４】
上記ドレッシングに際して、旋回アーム９０はドレッサーツール９１を研磨パッド６１面の半径方向に移動させるため旋回動作を繰り返す。これにより、研磨パッド６１上面の均一な目立・再生、即ちドレッシングを行うことができる。ドレッシング動作中、回転供給部９５及び回転軸９２内に配置した配管９６を通して供給される純水（ＤＩＷ）がドレッサーツール９１の中央から吐き出されるようになっている。これにより、ドレッサーツール９１によって掻き出される研磨パッド６１上のごみやドレス滓を効果的に排出できると共に、ドレッシング時の発熱を効果的に抑制することができる。
【０１２５】
ターンテーブル６０上面の研磨パッド６１は、所定の期間研磨に使用すると上記ドレッシングを行っても研磨に適した状態とならなくなり、張り替えなければならなくなる。この張替えに際しては、図１９の配管７４を通してターンテーブル６０と研磨パッド６１の間に水又は化学薬品を供給し、水又は化学薬品の作用（圧力）により研磨パッド６１をターンテーブル６０上面から剥がれ易くする。
【０１２６】
図２９はターンテーブル上の研磨パッドの構成例を示す図である。図示するように、研磨パッド６１は複数に分割された研磨パッド部材で構成されている。即ち、ターンテーブル６０の中央に配置された円形状の研磨パッド部材１２０、その外周部に配置された多数（図では１２）の扇形状の研磨パッド部材１２１で構成されている。研磨パッド部材１２０は円板状のパッド台座１２０ａに円板状のパッド片１２０ｂを貼り付けた構成であり、各研磨パッド部材１２１は扇形状のパッド台座１２１ａに扇形状のパッド片１２１ｂを貼り付けた構成である。そして研磨パッド部材１２０及び各研磨パッド部材１２１はそのパッド台座１２０ａ、１２１ａに設けられた穴（図示せず）にターンテーブル６０の上に取り付けられた位置決めピン１２２を挿入することにより、ターンテーブル６０上面に位置決め固定させる。
【０１２７】
上記のように、研磨パッド６１を１個の研磨パッド部材１２０と多数の研磨パッド部材１２１で構成することにより、研磨パッド６１は各研磨パッド部材１２０、１２１毎に取替えが可能となり、取替え時間が短くて済む。特にターンテーブル６０が大径になるほど研磨パッド６１の交換が容易になり効果的である。各研磨パッド部材１２０、１２１は、基板Ｇの研磨時の面均一性を阻害しない程度の寸法精度で構成されている。
【０１２８】
研磨パッド部材１２１をターンテーブル上に固定する方法としては、図３０に示すようにターンテーブル６０に真空ライン１２４に接続された吸盤１２３を設け、各研磨パッド部材１２１の台座１２１ａを該吸盤１２３で真空吸着して、研磨パッド部材１２１上に固定する。真空ライン１２４には、気液分離器１２５、真空度を測定する真空度センサー１２６、バルブ１２７を設ける。この真空度センサー１２６により真空度を監視することにより、研磨パッド部材１２１を所定の真空吸着力でターンテーブル６０の上面に固定できる共に、真空の消費量を減らすことが可能となる。なお、図示は省略したが、研磨パッド部材１２０も同様にしてターンテーブル６０上に固定する。
【０１２９】
また、研磨パッド部材１２１のターンテーブル６０への固定方法としては、図３１に示すように研磨パッド部材１２１の台座１２１ａをネジ１２８で固定する方法や、図３２に示すように、研磨パッド部材１２１の台座１２１ａに取り付けたボルト１２９を回転アクチュエータ１３０で締め付けて固定する方法がある。また、研磨パッド部材１２０についても同一の固定方法を採用できる。
【０１３０】
上記構成の基板研磨装置は、１台又は複数を、例えば搬送ロボット等の基板搬送手段の基板搬送領域に沿って適宜配置して基板研磨設備を構成することができる。また、基板搬送手段の基板搬送領域に本発明に係る基板処理装置を１台又は複数台配置するほか、他の基板処理装置を配置して基板処理設備を構成することもできる。即ち、ユーザの要望に応じて複数の組み合わが可能である。
【０１３１】
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、及び明細書と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。例えば、上記実施形態例では、研磨テーブルとしてターンテーブル６０を例示したが、自転型のテーブルに限定されず、スクロールなどの並進運動や、往復運動を行う研磨用テーブルも含む。また、ターンテーブル６０の上面に設ける研磨工具を研磨パッドとしたが、研磨工具は研磨パッドに限定されたものではなく、例えば砥粒をバインダで固めた砥石のようなものでもよい。要は研磨工具コンデショナーで目立・再生して研磨に適した状態にできる研磨工具であればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明に係る基板研磨装置の外観図である。
【図２】本発明に係る基板研磨装置のプッシャー機構部の概略構成を示す図で、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は側断面図である。
【図３】本発明に係る基板研磨装置のプッシャー機構部の研磨前基板受取台と研磨後基板受取台の配置状態を示す側面図である。
【図４】本発明に係る基板研磨装置のプッシャー機構部の研磨前基板受取台と研磨後基板受取台の動作を示す側面図である。
【図５】本発明に係る基板研磨装置の基板保持機構部のヘッド構成を示す平面図である。
【図６】本発明に係る基板研磨装置の基板保持機構部のヘッド構成を示す図で、図６（ａ）は図５のＡ−Ａ断面図、図６（ｂ）は底面図である。
【図７】図６（ａ）のＢ部分の拡大図である。
【図８】本発明に係る基板研磨装置の概略側面図である。
【図９】本発明に係る基板研磨装置の基板保持機構部のヘッドの平断面図（図７のＡ−Ａ断面に対応）である。
【図１０】図９のＣ部分の拡大図である。
【図１１】本発明に係る基板研磨装置の基板保持機構部のヘッドの平断面図（図７のＢ−Ｂ断面に対応）である。
【図１２】図１１のＤ部分の拡大図である。
【図１３】本発明に係る基板研磨装置の研磨機構部のターンテーブルの冷却液通水溝を示す図である。
【図１４】本発明に係る基板研磨装置の研磨機構部のターンテーブルの裏面を示す図である。
【図１５】本発明に係る基板研磨装置の研磨機構部のターンテーブルの撓み防止機構例を示す図である。
【図１６】本発明に係る基板研磨装置の研磨機構部のターンテーブルを示す図で、図１６（ａ）は平面図、図１６（ｂ）は側面図である。
【図１７】本発明に係る基板研磨装置の研磨機構部のスラリー吐出口を示す図である。
【図１８】本発明に係る基板研磨装置の研磨機構部のターンテーブルと研磨パッドの端部の構成とその動作を示す図である。
【図１９】本発明に係る基板研磨装置の配管系の構成例を示す図である。
【図２０】本発明に係る基板研磨装置のヘッドの基板保持部の温度センサー取付け部の構成を示す図である。
【図２１】本発明に係る基板研磨装置の研磨後の基板の研磨面の洗浄状態を示す図である。
【図２２】本発明に係る基板研磨装置の研磨後基板受取台を上昇させ吸盤をヘッドで保持する基板に当接させた状態を示す図である。
【図２３】本発明に係る基板研磨装置の研磨後基板受取台の傾斜機構により基板をヘッドより剥がす状態を示す図である。
【図２４】本発明に係る基板研磨装置のプッシャー機構部での基板の裏面の洗浄状態を示す図である。
【図２５】本発明に係る基板研磨装置のヘッドから基板を剥がす状態を示す図である。
【図２６】本発明に係る基板研磨装置の基板の研磨面及び裏面の洗浄状態を示す図である。
【図２７】本発明に係る基板研磨装置の基板の裏面の洗浄状態を示す図である。
【図２８】本発明に係る基板研磨装置の研磨機構部のターンテーブル及びドレッサーユニットを示す図である。
【図２９】本発明に係る基板研磨装置の研磨機構部のターンテーブル及び研磨パッドの構成例を示す図である。
【図３０】本発明に係る基板研磨装置の研磨機構部の研磨パッドのターンテーブルへの固定例を示す図である。
【図３１】本発明に係る基板研磨装置の研磨機構部の研磨パッドのターンテーブルへの固定例を示す図である。
【図３２】本発明に係る基板研磨装置の研磨機構部の研磨パッドのターンテーブルへの固定例を示す図である。
【図３３】本発明に係る基板研磨装置のシール部材の有無による真空度の違いを示す図である。
【図３４】本発明に係る基板研磨装置のシール部材の有無による基板外周部の研磨レートを示す図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１      基板研磨装置
２      プッシャー機構部
３      研磨機構部
４      基板保持機構部
５      フレーム
６      コラム
７      回転軸
８      ドレッサーユニット
１０      研磨前基板受取台
１１      台板
１２      基板支えピン
１３      シリンダ
１４      昇降シリンダ
２０      研磨後基板受取台
２１      台板
２２      基板支え部材
２３      シリンダ
２４      昇降シリンダ
２５      昇降シリンダ
２６      吸盤
２７      枠体
２８      シール部材
３０      基準部材
３１      基準部材
３２      可動部材
３３      可動部材
４０      ヘッド
４１      ヘッド本体
４２      基板保持部
４３      ダイアフラム
４４      外側リング状部材
４５      外側リング状部材
４６      内側リング状部材
４７      内側リング状部材
４８      真空吸着ライン
４９      蓋体
５０      加圧ライン
５２      ストッパー
５３      シール部材
５４      ヘッド昇降機構
６０      ターンテーブル
６１      研磨パッド
６２      回転軸
６３      フィン
６４      冷却用ファン
６５      カムフロアー
６６      シリンダ
６７      変位センサー
６８      スラリー吐出口
６９      回転供給部
７０      チューブ
７１      チューブ挿入溝
７２      配管
７３      配管
７４      配管
７５      配管
７７      冷却液通水溝
７８      押え部品
８０      第１洗浄ユニット
８１      洗浄ノズル
８２      吸水スポンジロール
８３      第２洗浄ユニット
８５      吸水スポンジロール
８６      ガス吹込ノズル
８７      剥離補助部材
８８      乾燥ガスノズル
８９      洗浄・乾燥ユニット
９０      旋回アーム
９１      ドレッサーツール
９２      回転軸
９４      ドレッサー昇降機構
９５      回転供給部
９６      配管
１０１      ケーシング
１０２      排気口
１０３      ロータリーアクチュエータ
１０４      濃度センサー
１０５      増幅器
１０６      カウンター
１０７      ソレノイドバルブ
１１１      センサーホルダ
１１２      温度センサー
１２０      研磨パッド部材
１２１      研磨パッド部材
１２３      吸盤
１２４      真空ライン
１２５      気液分離器
１２６      真空度センサー
１２７      バルブ
１２８      ネジ
１２９      ボルト
１３０      回転アクチュエータ
Ｍ１        ヘッド回転駆動機構
Ｍ２        テーブル回転駆動機構
ＳＰ１      ストッパー
ＳＰ２      ストッパー
【図１】
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【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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