(57)【要約】基板研磨装置は半導体ウエハ等の基板の表面を平坦かつ鏡面に研磨する。本発明に係る基板研磨装置は、半導体基板（１８）を研磨するための研磨パッド（１６）が取り付けられる回転テーブル（１２）と、研磨パッド（１６）に設けられた貫通孔（８４）を通じて半導体基板（１８）の膜を測定するための測定光を半導体基板（１８）に投光し、その反射光を受光する投受光装置（８０，８２）と、測定光の経路に流体を供給する供給路（４４）とを備え、供給路（４４）の出口部が貫通孔（８４）の内部に位置している。
2006525878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板を研磨するための研磨パッドが取り付けられる回転テーブルと、
前記研磨パッドに設けられた貫通孔を通じて前記半導体基板の膜を測定するための測定光を前記半導体基板に投光し、その反射光を受光する投受光装置と、
前記測定光の経路に流体を供給する供給路と、を備え、
前記供給路の出口部が前記貫通孔の内部に位置していることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項２】
前記出口部が、前記回転テーブルに着脱可能に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の基板研磨装置。
【請求項３】
半導体基板を研磨するための研磨パッドが取り付けられる回転テーブルと、
前記研磨パッドに設けられた貫通孔を通じて前記半導体基板の膜を測定するための測定光を前記半導体基板に投光し、その反射光を受光する投受光装置と、
前記測定光の経路に流体を供給する供給路と、を備え、
前記供給路の出口部が、前記回転テーブルに着脱可能に取り付けられることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項４】
半導体基板を研磨するための研磨パッドが取り付けられる回転テーブルと、
前記研磨パッドに設けられた貫通孔を通じて前記半導体基板の膜を測定するための測定光を前記半導体基板に投光し、その反射光を受光する投受光装置と、
前記測定光の経路に流体を供給する供給路と、
前記供給路の出口部を前記貫通孔の貫通方向に沿って移動させる出口部移動手段と、
を備えることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項５】
半導体基板を研磨するための研磨パッドが取り付けられる回転テーブルと、
前記研磨パッドに設けられた貫通孔を通じて前記半導体基板の膜を測定するための測定光を前記半導体基板に投光し、その反射光を受光する投受光装置と、
前記測定光の経路に流体を供給する供給路と、を備え、
前記供給路の内面が非反射面であることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項６】
半導体基板を研磨するための研磨パッドが取り付けられる回転テーブルと、
前記研磨パッドに設けられた貫通孔を通じて前記半導体基板の膜を測定するための測定光を前記半導体基板に投光し、その反射光を受光する投受光装置と、
前記測定光の経路に流体を供給する供給路と、
前記研磨パッドの交換時に前記研磨テーブルに着脱可能に取り付けられる保護カバーと、を備え、
前記保護カバーが、前記研磨パッドに設けられた貫通孔に受け入れられると共に前記回転テーブルに設けられた前記供給路を形成する開口を覆うことを特徴とする基板研磨装置。
【請求項７】
半導体基板を研磨するための研磨パッドが取り付けられる回転テーブルと、
前記研磨パッドに設けられた貫通孔を通じて前記半導体基板の膜を測定するための測定光を前記半導体基板に投光し、その反射光を受光する投受光装置と、
前記測定光の経路に流体を供給する供給路と、
前記供給路より前記回転テーブルの回転方向の前方で流体を供給する副供給路と、
を備えることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項８】
半導体基板を研磨するための研磨パッドが取り付けられる回転テーブルと、
前記研磨パッドに設けられた貫通孔を通じて前記半導体基板の膜を測定するための測定光を前記半導体基板に投光し、その反射光を受光する投受光装置と、
前記測定光の経路に流体を供給する供給路と、
前記研磨パッドに設けられた開口に嵌め込まれると共に前記貫通孔が設けられた研磨パッドピースと、を備え、
前記研磨パッドピースは前記研磨パッドの面に連続するパッドピース面を有し、前記パッドピース面が平坦であることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項９】
半導体基板を研磨するための研磨パッドが取り付けられる回転テーブルと、
前記研磨パッドに設けられた貫通孔を通じて前記半導体基板の膜を測定するための測定光を前記半導体基板に投光し、その反射光を受光する投受光装置と、
前記測定光の経路に流体を供給する供給路と、を備え、
前記研磨パッドの貫通孔の内周面が撥水性を有することを特徴とする基板研磨装置。
【請求項１０】
基板が押圧される研磨テーブルと、
前記研磨テーブル内に配設され、前記基板の膜厚または研磨終点を検知する基板測定装置と、
前記研磨テーブルに設けられ、前記基板測定装置の消耗部品を前記研磨テーブル内に出し入れするための開閉可能な消耗部品交換扉と、
を有することを特徴とする基板研磨装置。
【請求項１１】
前記基板測定装置は、前記基板に測定光を投光し、前記基板からの反射光に基づいて前記基板上の膜の測定を行うことを特徴とする請求項１０に記載の基板研磨装置。
【請求項１２】
前記消耗部品は、前記測定光を発する光源部品であることを特徴とする請求項１０に記載の基板研磨装置。
【請求項１３】
前記消耗部品は、前記測定光を用いる測定に使われる流体が通る流路に設けられる制御弁であることを特徴とする請求項１１に記載の基板研磨装置。
【請求項１４】
前記消耗部品交換扉は、前記研磨テーブルの側面に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の基板研磨装置。
【請求項１５】
前記消耗部品交換扉は、前記研磨テーブルのうちの基板が押圧される面であって、前記基板の軌道から外れた場所に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の基板研磨装置。
【請求項１６】
基板が押圧される研磨テーブルと、
前記研磨テーブル内に配設され、前記基板の膜厚または研磨終点を検知する基板測定装置と、
前記研磨テーブルに設けられ、前記基板測定装置を構成する同機能の複数の消耗部品と、
前記複数の消耗部品のうちで膜測定のために機能する消耗部品を切り替える消耗部品切替手段と、を有することを特徴とする基板研磨装置。
【請求項１７】
前記基板測定装置は、前記基板に測定光を投光し、前記基板からの反射光に基づいて前記基板上の膜の測定を行うことを特徴とする請求項１６に記載の基板研磨装置。
【請求項１８】
前記消耗部品切替手段は、膜測定のために機能中の消耗部品の使用状況に応じて自動的に消耗部品を切り替えることを特徴とする請求項１７に記載の基板研磨装置。
【請求項１９】
基板が押圧される研磨テーブルと、
前記研磨テーブル内に配設され、前記基板の膜厚または研磨終点を検知する基板測定装置と、
前記基板測定装置を構成し、かつ、前記研磨テーブルの外部に配置された消耗部品と、を有することを特徴とする基板研磨装置。
【請求項２０】
前記基板測定装置は、前記基板に測定光を投光し、前記基板からの反射光に基づいて前記基板上の膜の測定を行うことを特徴とする請求項１９に記載の基板研磨装置。
【請求項２１】
前記消耗部品は、前記測定光を発する光源部品であることを特徴とする請求項２０に記載の基板研磨装置。
【請求項２２】
前記研磨テーブルの外部に配置され、前記光源部品の発する測定光を前記研磨テーブルに伝える固定側導光路と、
前記研磨テーブルに設けられ、前記固定側導光路から前記測定光を受け取る回転側導光路と、を有することを特徴とする請求項２１に記載の基板研磨装置。
【請求項２３】
前記固定側導光路および前記回転側導光路は、前記研磨テーブルが回転方向に所定の導光範囲にあるときに対向する固定側導光路端部および回転側導光路端部を有することを特徴とする請求項２２に記載の基板研磨装置。
【請求項２４】
前記消耗部品は、前記測定光を用いる測定に使われる流体が通る流路に設けられる制御弁であることを特徴とする請求項２０に記載の基板研磨装置。
【請求項２５】
前記研磨テーブルの外部に配置され、前記制御弁が設けられる固定側流路と、
前記研磨テーブルに設けられる回転側流路と、を有し、
前記固定側流路および前記回転側流路は、前記研磨テーブルが回転方向に所定の導通範囲にあるときに対向する固定側流路端部および回転側流路端部を有することを特徴とする請求項２４に記載の基板研磨装置。
【請求項２６】
前記回転側流路端部の経路上で前記固定側流路端部が設けられていない範囲にて前記研磨テーブルとオリフィス隙間を開けて近接するオフィス形成面が設けられたオリフィス形成部材を有することを特徴とする請求項２５に記載の基板研磨装置。
【請求項２７】
基板が押圧される研磨テーブルと、
前記基板の膜測定のために、前記研磨テーブルから前記基板に測定光を投光し、前記基板から反射光を受光する投受光装置と、
前記測定光の投光箇所に前記測定光および前記反射光が透過する測定用流体を供給する流体供給装置と、
を備え、前記流体供給装置は、前記測定用流体として、研磨のスラリに用いられる溶媒を供給することを特徴とする基板研磨装置。
【請求項２８】
前記溶媒は、シリカスラリのアルカリ性溶媒であることを特徴とする請求項２７に記載の基板研磨装置。
【請求項２９】
前記溶媒は、セリアスラリの界面活性剤溶液であることを特徴とする請求項２７に記載の基板研磨装置。
【請求項３０】
基板が押圧される研磨テーブルを有する基板研磨装置に設けられ、前記基板の膜測定を行う基板測定装置であって、
前記研磨テーブルは測定用流体を供給する流体供給装置を有し、前記流体供給装置は、前記測定用流体として、研磨のスラリに用いられる溶媒を供給することを特徴とする基板測定装置。
【請求項３１】
基板が押圧される研磨テーブルと、
前記基板の膜測定のために、前記研磨テーブルから前記基板に測定光を投光し、前記基板から反射光を受光する投受光装置と、
前記測定光の投光箇所に前記測定光および前記反射光が透過する測定用流体を供給する流体供給装置と、
を備え、
前記流体供給装置は、前記測定用流体として、研磨のスラリと比べて高い粘度を有する高粘度流体を供給することを特徴とする基板研磨装置。
【請求項３２】
基板が押圧される研磨テーブルを有する基板研磨装置に設けられ、前記基板の膜測定のために、前記研磨テーブルから前記基板に測定光を投光し、前記基板から反射光を受光する基板測定装置であって、
前記測定光の投光箇所に前記測定光および前記反射光が透過する測定用流体を供給する流体供給装置を有し、前記流体供給装置は、前記測定用流体として、研磨のスラリと比べて高い粘度を有する高粘度流体を供給することを特徴とする基板測定装置。
【請求項３３】
基板が押圧される研磨テーブルと、
前記基板の膜測定のために、前記研磨テーブルから前記基板に測定光を投光し、前記基板から反射光を受光する投受光装置と、
前記測定光の投光箇所に前記測定光および前記反射光が透過する測定用流体を供給する流体供給装置と、
を備え、前記流体供給装置は、前記測定用流体として気体を供給することを特徴とする基板研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板を研磨する基板研磨装置に関し、特に、基板研磨装置に備えられた基板測定装置の測定精度の向上を図ることができる基板研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスにおいては、半導体ウェハ等の基板の表面を平坦かつ鏡面にするために基板研磨装置が用いられている。基板研磨装置は回転テーブル（研磨テーブル）を有しており、回転テーブルの研磨面に基板が押し付けられる。そして、研磨面に研磨剤を供給しつつ回転テーブルを回転させて基板の研磨を行う。基板の研磨中に基板上の膜の測定を行う装置として、光を利用する基板測定装置が提案されている。例えば、膜厚を測定し、測定された膜厚に基づいて研磨の終了時点を判定することができる。
【０００３】
この種の基板測定装置の一つとして、水流タイプの装置が提案されている。例えば、日本国公開特許公報２００１−２３５３１１号は、回転テーブル内に水供給路を有する基板測定装置を開示している。水供給路の出口が研磨面に設けられており、水供給路を通じて純水が基板に噴射される。水流内には、２本の光ファイバが配置されている。一方の光ファイバを介して測定光が基板に投光され、他方の光ファイバに基板からの反射光が受光される。そして、反射光に基づいて膜厚が計算される。
【０００４】
上記した基板研磨装置は、研磨する際に基板と研磨面との間に研磨剤を介在させる。この研磨剤が、水供給路を通じて供給された純水に混入すると、純水の透明度が低下し、反射光の受光量が低下する。従って、純水に研磨剤が混入しないようにする、または研磨剤が混入した場合にも測定に影響のない程度に純水の透明度を保つことが水流タイプの測定装置における課題であった。
【０００５】
上記のような基板測定装置は、幾つかの消耗部品を有している。消耗部品としては、測定光を発する光源部品が挙げられる。光源部品は例えばランプである。ランプの寿命は、ランプの種類および使用条件によって変わるが、例えば約４ヶ月である。また、基板測定装置では、水供給路に制御弁を設けて、水の噴射時期を制御することが考えられる。この場合には、制御弁も消耗部品になり得る。
【０００６】
このような消耗部品は、通常は研磨テーブル内に埋め込まれている。例えば、研磨テーブルの外縁に沿ってスカートが設けられており、スカート内に消耗部品が配置されている。
【０００７】
そして、消耗部品は定期的または不定期の交換が必要である。交換作業では、作業者が、研磨テーブルのスカートの下側からスカート内部に手を入れて、消耗部品を交換する。しかし、このような作業では、消耗部品への到達が困難であり、したがって、交換作業が容易でない。
【０００８】
上記水流式の基板測定装置は、研磨パッドの貫通穴に水を供給しており、これにより、研磨テーブルと基板の間から貫通穴に流入してくるスラリを希釈でき、また、基板に付着しているスラリを洗浄できる。このようにして、測定へのスラリの影響が低減され、要求される測定性能が確保される。
【０００９】
しかしながら、測定性能の要求を満たすためには、大量の水の供給が求められる。大量の水を供給すると、水が研磨テーブル上の研磨面へ流出してスラリを希釈し、スラリの希釈が研磨性能に影響を及ぼす可能性がある。このように、従来は、測定性能を考慮して水量を増大すると研磨性能が影響を受けてしまい、測定性能と研磨性能にはトレードオフの関係があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、研磨剤の膜測定への影響を低減させることができ、基板測定装置の消耗部品の交換作業を容易にでき、また基板測定装置の測定性能を確保しつつ、研磨性能への測定用流体の影響を低減可能な基板研磨装置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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の第１の態様によれば、半導体基板を研磨するための研磨パッドが取り付けられる回転テーブルと、前記研磨パッドに設けられた貫通孔を通じて前記半導体基板の膜を測定するための測定光を前記半導体基板に投光し、その反射光を受光する投受光装置と、前記測定光の経路に流体を供給する供給路と、を備え、前記供給路の出口部が前記貫通孔の内部に位置していることを特徴とする基板研磨装置である。
【００１２】
本発明によれば、供給路の出口部が研磨パッドの貫通孔の内部に位置しているので、供給路の出口部が半導体基板に近接する。従って、供給路から供給される流体は出口部において流速が大きくなり、半導体基板と出口部との隙間から供給路の外側に向けて勢いよく噴出され、半導体基板に沿った流れを形成する。この流体の流れによって、出口部前方の測定光投射部位から研磨剤を効果的に排除できる。
【００１３】
本発明の好ましい態様では、前記出口部が、前記回転テーブルに着脱可能に取り付けられる。
本発明の第２の態様によれば、半導体基板を研磨するための研磨パッドが取り付けられる回転テーブルと、前記研磨パッドに設けられた貫通孔を通じて前記半導体基板の膜を測定するための測定光を前記半導体基板に投光し、その反射光を受光する投受光装置と、前記測定光の経路に流体を供給する供給路と、を備え、前記供給路の出口部が、前記回転テーブルに着脱可能に取り付けられることを特徴とする基板研磨装置である。
【００１４】
この構成により、回転テーブルに研磨パッドを取り付けた後に出口部を取り付ければよいので、研磨パッドを容易に取り付けることができる。また、研磨パッドの取外しに先立って出口部を取外すことにより、出口部を損傷させずに容易に研磨パッドを取り外すことができる。また、出口部は回転テーブルから突出して基板に近接する。従って、供給路から供給される流体は出口部において流速が大きくなり、半導体基板と出口部との隙間から供給路の外側に向けて勢いよく噴出され、半導体基板に沿った流れを形成する。この流体の流れによって、出口部前方の測定光投射部位から研磨剤を効果的に排除できる。
【００１５】
本発明の好ましい態様では、投受光装置が前記出口部に取り付けられる。
この構成により、投受光装置を貫通孔内に配置することができ、投受光装置を半導体基板に近づけることができ、これにより反射光を効率良く受光できる。また、投受光装置は出口部と共に着脱可能なので、研磨パッドの交換時に投受光装置が邪魔にならない。
【００１６】
本発明の第３の態様によれば、半導体基板を研磨するための研磨パッドが取り付けられる回転テーブルと、前記研磨パッドに設けられた貫通孔を通じて前記半導体基板の膜を測定するための測定光を前記半導体基板に投光し、その反射光を受光する投受光装置と、前記測定光の経路に流体を供給する供給路と、前記供給路の出口部を前記貫通孔の貫通方向に沿って移動させる出口部移動手段と、を備えることを特徴とする基板研磨装置である。
【００１７】
この構成により、回転テーブルに研磨パッドを取り付けた後に、出口部を貫通孔内に移動できる。また、研磨パッドの取外しに先立って、出口部を移動して回転テーブル内に収容することができる。従って、出口部を損傷させずに容易に研磨パッドを交換することができる。また、出口部は回転テーブルから突出して基板に近接する。従って、供給路から供給される流体は出口部において流速が大きくなり、半導体基板と出口部との隙間から供給路の外側に向けて勢いよく噴出され、半導体基板に沿った流れを形成する。この流体の流れによって、出口部前方の測定光投射部位から研磨剤を効果的に排除できる。
【００１８】
本発明の好ましい態様では、出口部移動手段が、出口部と共に投受光装置を移動させる。
この構成により、投受光装置を貫通孔内に配置して、投受光装置を半導体基板に近接させることができ、これにより反射光を効率良く受光できる。また、投受光装置は出口部と共に移動可能なので、研磨パッド交換時に投受光装置を移動して回転テーブル内に収容することができ、従って投受光装置が研磨パッド交換の邪魔にならない。
【００１９】
本発明の好ましい態様では、出口部移動手段が、出口部を研磨パッドの研磨面に向かう方向に付勢する付勢手段と、出口部が研磨面より突出しないように付勢手段による出口部の移動を制限する制限手段とを有する。
【００２０】
本発明によれば、出口部が、付勢手段により研磨面に向かう方向に付勢されて貫通孔の内部に配置される。そして、出口部は、付勢力に抗して回転テーブルの方向に移動可能である。研磨パッドの交換時には、出口部上に研磨パッドが載ると、研磨パッドにより押されて出口部が回転テーブルの内部に収容される。研磨パッドの貫通孔と出口部の位置が合ったときには、出口部は付勢されて貫通孔の内部に突出する。従って、出口部が研磨パッド取り付けの邪魔にならないので、研磨パッドの位置決めを容易に行うことができる。
【００２１】
本発明の好ましい態様では、出口部移動手段が、研磨パッドの研磨面のドレッシングに応じて出口部の位置を調節する。
本発明によれば、ドレッシングによって削られた研磨パッドの厚さに合わせて出口部の位置を調節し、基板と出口部との適当な位置関係を維持できる。
【００２２】
本発明の好ましい態様では、半導体基板を研磨するための研磨パッドが取り付けられる回転テーブルと、研磨パッドに設けられた貫通孔を通じて半導体基板の膜を測定するための測定光を半導体基板に投光し、その反射光を受光する投受光装置と、測定光の経路に流体を供給する供給路と、投受光装置を貫通孔の貫通方向に沿って移動させる投受光装置移動手段と、を備える。
【００２３】
この構成により、投受光装置を貫通孔内に配置することができ、投受光装置と半導体基板とを近接させることができ、これにより反射光を効率良く受光できる。また、投受光装置が移動可能なので、研磨パッド交換時に投受光装置を回転テーブル内に収容することができ、投受光装置が研磨パッド交換の邪魔にならない。
【００２４】
本発明の好ましい態様では、投受光装置移動手段が、研磨パッドの研磨面のドレッシングに応じて投受光装置の位置を調節する。
本発明によれば、ドレッシングによって削られた研磨パッドの厚さに合わせて投受光装置の位置を調節できる。反射光を効率良く受光できるように、基板と投受光装置との適当な位置関係を維持できる。
【００２５】
本発明の好ましい態様では、半導体基板を研磨するための研磨パッドが取り付けられる回転テーブルと、研磨パッドに設けられた貫通孔を通じて半導体基板の膜を測定するための測定光を半導体基板に投光し、その反射光を受光する投受光装置と、測定光の経路に流体を供給する供給路とを備え、供給路の出口部が研磨パッドと同程度以上の軟質性材料で構成される。供給路の出口部が、研磨パッドと同じ材料で構成されてもよい。
【００２６】
この構成により、研磨中に出口部が半導体基板に接触したときの半導体基板の損傷を防止できる。従って、出口部を半導体基板へとさらに近接させることができ、出口位置を研磨面とほぼ一致させることも可能である。また、本発明によれば、出口部を研磨パッドと共にドレッシングし、出口部の高さ方向の調整を研磨パッドと共に行い、これにより容易に出口位置を研磨面とほぼ一致させることができる。
【００２７】
本発明の好ましい態様では、半導体基板を研磨するための研磨パッドが取り付けられる回転テーブルと、研磨パッドに設けられた貫通孔を通じて半導体基板の膜を測定するための測定光を半導体基板に投光し、その反射光を受光する投受光装置と、測定光の経路に流体を供給する供給路と、を備え、供給路の出口部が研磨パッドより弾性係数の大きい材料によって構成される。
【００２８】
この構成を採用すれば、以下に説明するようにドレッシング圧力を研磨圧力より大きくすることにより、出口部の高さを調節可能である。すなわち、基板研磨装置は、まず出口部を研磨パッドと共にドレッシングする。このとき、出口部の弾性係数が研磨パッドの弾性係数より大きいので、ドレッシング終了時に、ドレッシング中に加えられていた圧力が解放されて伸びる量は、研磨パッドの方が大きい。従って、ドレッシング終了時には、出口部は研磨パッドの貫通孔に引っ込むこととなる。そして、基板研磨装置は、研磨圧力をドレッシング圧力より小さく設定する。従って、出口部は研磨時に研磨面から突出することはなく、すなわち出口部は研磨パッドの貫通孔内に位置して、研磨の邪魔にならない。
【００２９】
本発明の好ましい態様では、半導体基板を研磨するための研磨パッドが取り付けられる回転テーブルと、研磨パッドに設けられた貫通孔を通じて半導体基板の膜を測定するための測定光を半導体基板に投光し、その反射光を受光する投受光装置と、測定光の経路に流体を供給する供給路と、を備え、供給路の内面が鏡面である。
【００３０】
本発明によれば、供給路の内面を鏡面とすることにより供給路の内部での光の吸収を抑制し、測定光及び反射光の減衰を低減できる。この構成により反射光の受光量を増大し、Ｓ／Ｎ比が向上可能となる。
【００３１】
本発明の第４の態様によれば、半導体基板を研磨するための研磨パッドが取り付けられる回転テーブルと、前記研磨パッドに設けられた貫通孔を通じて前記半導体基板の膜を測定するための測定光を前記半導体基板に投光し、その反射光を受光する投受光装置と、前記測定光の経路に流体を供給する供給路と、を備え、前記供給路の内面が非反射面であることを特徴とする基板研磨装置である。
【００３２】
本発明によれば、供給路の内面を非反射面とすることにより供給面の内部での光の反射を抑制し、供給路内面での反射による波長ずれを低減可能である。従って、波長のずれを利用して半導体基板の膜を測定する場合には、この構成によりＳ／Ｎ比が向上可能となる。
【００３３】
本発明の第５の態様によれば、半導体基板を研磨するための研磨パッドが取り付けられる回転テーブルと、前記研磨パッドに設けられた貫通孔を通じて前記半導体基板の膜を測定するための測定光を前記半導体基板に投光し、その反射光を受光する投受光装置と、前記測定光の経路に流体を供給する供給路と、前記研磨パッドの交換時に前記回転テーブルに着脱可能に取り付けられる保護カバーと、を備え、前記保護カバーが、前記研磨パッドに設けられた貫通孔に受け入れられると共に前記回転テーブルに設けられた前記供給路を形成する開口を覆うことを特徴とする基板研磨装置である。
【００３４】
本発明によれば、研磨パッドの貫通孔に受け入れられる保護カバーを備えることにより、保護カバーを取り付けた状態で研磨パッドを交換できる。保護カバーは供給路を構成する開口を覆うので、例えば、供給路の出口部や投受光装置などが研磨パッドの取付面より突出している場合であっても、保護カバーによって供給路を保護しつつ研磨パッドを交換できる。
【００３５】
本発明の第６の態様によれば、半導体基板を研磨するための研磨パッドが取り付けられる回転テーブルと、前記研磨パッドに設けられた貫通孔を通じて前記半導体基板の膜を測定するための測定光を前記半導体基板に投光し、その反射光を受光する投受光装置と、前記測定光の経路に流体を供給する供給路と、前記供給路より前記回転テーブルの回転方向の前方で流体を供給する副供給路と、を備えることを特徴とする基板研磨装置である。
【００３６】
本発明によれば、以下に説明するように、測定経路の流体の透明度を向上できる。すなわち、回転テーブルの回転に伴い、回転テーブルと研磨剤は相対的に移動する。回転テーブルから見ると、研磨剤は回転テーブルの回転方向の前方から後方へと移動する。本発明では、副供給路が回転方向の前方に設けられるので、研磨剤は測定部位へ到達するよりも前の場所で希釈される。すなわち、研磨剤は、副供給路で一次希釈されてから、後方の測定部位で二次希釈される。これにより、測定部位の透明度を向上し、測定精度を向上できる。
【００３７】
本発明の好ましい態様では、副供給路の出口が貫通孔内に配置されている。
この構成により、副供給路の出口が半導体基板に近接するので、副供給路から供給される流体により研磨剤が効果的に排除される。従って、測定部位の透明度のさらなる向上が図れる。さらに、副供給路を使用する場合には、使用しない場合と比較して、測定用流体の総供給量（主供給量と副供給量の和）が少なくて済み、測定用流体の消費量を削減可能である。
【００３８】
本発明の好ましい態様では、副供給路が供給路を囲む形状である。
この構成により、副供給路からの流体供給により測定部位の透明度を効果的に増大できる。
本発明の好ましい態様では、副供給路の出口を供給路の出口より狭くする。
この構成により、供給の流速よりも前段の副供給路からの流速を大きくでき、副供給路の一次希釈の分担を大きくして測定部位の透明度のさらなる向上が図れる。
本発明の好ましい態様では、研磨パッドに設けられた第２の貫通孔に流体を供給する。
【００３９】
本発明の好ましい態様では、半導体基板を研磨するための研磨パッドが取り付けられる回転テーブルと、研磨パッドに設けられた貫通孔を通じて半導体基板の膜を測定するための測定光を半導体基板に投光し、その反射光を受光する投受光装置と、測定光の経路に流体を供給する供給路と、を備え、供給路の出口の面積が、供給路の他の部分の面積より小さく設定されている。
この構成により、供給路の出口から噴出される流体の流速が大きくなり、測定に対する研磨剤の影響を低減できる。
【００４０】
本発明の第７の態様によれば、半導体基板を研磨するための研磨パッドが取り付けられる回転テーブルと、前記研磨パッドに設けられた貫通孔を通じて前記半導体基板の膜を測定するための測定光を前記半導体基板に投光し、その反射光を受光する投受光装置と、前記測定光の経路に流体を供給する供給路と、前記研磨パッドに設けられた開口に嵌め込まれると共に前記貫通孔が設けられた研磨パッドピースと、を備え、前記研磨パッドピースは前記研磨パッドの面に連続するパッドピース面を有し、前記パッドピース面が平坦であることを特徴とする基板研磨装置である。
【００４１】
本発明によれば、下記のように、研磨剤の貫通孔への流入を低減できる。通常、研磨パッドには、研磨剤および削りくずを円滑に研磨面から洗い流すため、研磨剤および削りくずの通路となる溝が設けられている。この溝は、上記膜測定のための貫通孔への研磨剤の流入経路と成り得る。また、研磨パッドの研磨面に多数のディンプルが設けられることもあり、このようなディンプルも研磨剤の流入量を増大させる要因になる。本発明によれば、貫通孔を有する研磨パッドピースの面を平坦としているので、研磨剤の貫通孔への流入量を低減できる。そして、研磨パッドと別部材の研磨パッドピースを設けるので、上記のように研磨パッドの一部を平坦にする構成を容易に実現できる。
【００４２】
本発明の好ましい態様では、研磨パッドピースは研磨パッドと同じ材料で構成される。
この構成により、研磨中の半導体基板の損傷を防止できる。
本発明の好ましい態様では、上記基板研磨装置は、研磨パッドピースを回転テーブルに固定し、かつ測定光が貫通孔を通過する位置に研磨パッドピースを位置決めする固定手段を備える。
【００４３】
本発明によれば、研磨パッド交換時、貫通孔が適切な位置に配置されるように、研磨パッドピースが固定手段により、位置決めおよび固定される。それから研磨パッドがその開口に嵌まるように、回転テーブルに取り付けられる。従って、研磨パッドの組付時に貫通孔を容易に適切な位置に配置させることができる。実際の装置において、研磨ヘッドのサイズと比べて、測定用の貫通孔は非常に小さい。従って、研磨パッド全体を動かして貫通孔の位置を微調整することは容易ではない。本発明は、別体の研磨パッドピースを備えることにより、上記のような調整作業を削減して、研磨パッドの組付作業が大幅に容易になる。なお、本発明では、研磨パッドを取り付け、それから研磨パッドピースを取り付けることも可能である。また、研磨パッドピースはベース部材に取り付けられ、研磨パッドピースとベース部材により交換カートリッジが構成されてもよい。この場合、交換カートリッジが研磨パッドピースの固定手段として機能する。この交換カートリッジには、好ましくは、測定用の流体の供給口および排出口が設けられ、さらに測定光の投光部材および反射光の受光部材も設けられる。これにより、回転テーブルへの測定装置の組み付けが容易になる。
【００４４】
本発明の第８の態様によれば、半導体基板を研磨するための研磨パッドが取り付けられる回転テーブルと、前記研磨パッドに設けられた貫通孔を通じて前記半導体基板の膜を測定するための測定光を前記半導体基板に投光し、その反射光を受光する投受光装置と、前記測定光の経路に流体を供給する供給路と、を備え、前記研磨パッドの貫通孔の内周面が撥水性を有することを特徴とする基板研磨装置である。
【００４５】
このように貫通孔の内周面が撥水性を有する構成により、貫通孔に供給された測定用流体が研磨パッドに滲み込みにくくなる。これにより、研磨パッドが流体を含むことによって生じる物性変化を抑制し、研磨パッドの研磨特性に対する変化を低減できる。
【００４６】
本発明の第９の態様によれば、基板が押圧される研磨テーブルと、前記研磨テーブル内に配設され、前記基板の膜厚または研磨終点を検知する基板測定装置と、前記研磨テーブルに設けられ、前記基板測定装置の消耗部品を前記研磨テーブル内に出し入れするための開閉可能な消耗部品交換扉と、を有することを特徴とする基板研磨装置である。
【００４７】
本発明の好ましい態様では、前記基板測定装置は、前記基板に測定光を投光し、前記基板からの反射光に基づいて前記基板上の膜の測定を行う。
本発明によれば、消耗部品交換扉を通して消耗部品を出し入れできるので、消耗部品の交換作業が容易になる。
【００４８】
本発明において、消耗部品交換扉は、研磨テーブルに設けられる交換口を開閉可能な任意の構成を含む。消耗部品交換扉は、研磨テーブルにヒンジで連結されてもよい。消耗部品交換扉は、研磨テーブルにスライド可能に設けられてもよい。また、消耗部品交換扉は、取り外し可能なカバーでもよい。
また、本発明において、基板と研磨テーブルは相対的に押圧されればよい。したがって、典型的には基板が研磨テーブルへ向けて付勢されるが、本発明はこれに限定されない。
【００４９】
本発明の好ましい態様では、前記消耗部品は、前記測定光を発する光源部品である。光源部品は例えばランプであり、ランプは例えばハロゲンランプまたはキセノンフラッシュランプである。光源部品はＬＥＤでもよく、レーザ光源部品でもよい。
【００５０】
本発明の好ましい態様では、前記消耗部品は、前記測定光を用いる測定に使われる流体が通る流路に設けられる制御弁である。制御弁は、流体供給路に設けられる弁でもよく、流体排出路に設けられる弁でもよい。
【００５１】
本発明の好ましい態様では、前記消耗部品交換扉は、前記研磨テーブルの側面に配置されている。これにより、作業者は、研磨テーブルの側面からの作業によって容易に消耗部品を交換できる。
【００５２】
本発明の好ましい態様では、前記消耗部品交換扉は、前記研磨テーブルのうちの基板が押圧される面であって、前記基板の軌道から外れた場所に配置されている。これにより、研磨への影響を与えることなく消耗部品交換扉を設けることができる。研磨テーブルの上方に基板が位置する場合、基板が押圧される面とは、研磨テーブルの上面である。また、通常、研磨テーブルには研磨パッドや酸化セリウム（ＣｅＯ２）等の砥粒を樹脂等のバインダで固定した固定砥粒が装着される。
【００５３】
本発明の消耗部品交換扉は、研磨パッドの下に配置されればよい。
本発明の第１０の態様によれば、基板が押圧される研磨テーブルと、前記研磨テーブル内に配設され、前記基板の膜厚または研磨終点を検知する基板測定装置と、前記研磨テーブルに設けられ、前記基板測定装置を構成する同機能の複数の消耗部品と、前記複数の消耗部品のうちで膜測定のために機能する消耗部品を切り替える消耗部品切替手段と、を有することを特徴とする基板研磨装置である。
【００５４】
本発明の好ましい態様では、前記基板測定装置は、前記基板に測定光を投光し、前記基板からの反射光に基づいて前記基板上の膜の測定を行う。
本発明によれば、複数の消耗部品が切り替えられるので、消耗部品の交換作業の回数を減らすことができる。
【００５５】
また、本発明によれば、消耗部品が消耗または故障したときに、直ちに基板研磨装置を停止して交換作業を行わなくてもよい、という利点も得られる。消耗部品は、研磨パッド交換等の他のメンテナンス作業の際に交換されればよい。したがって、基板研磨装置の稼働率を増大できる。
【００５６】
本発明の好ましい態様では、前記消耗部品切替手段は、膜測定のために機能中の消耗部品の使用状況に応じて自動的に消耗部品を切り替える。消耗部品切替手段は、例えば、消耗部品の使用期間に応じて動作する。
【００５７】
本発明によれば、消耗部品が自動的に切り替えられるので、作業者がさらに楽になる。
本発明の好ましい態様では、前記消耗部品は、前記測定光を発する光源部品であり、また、前記消耗部品は、前記測定光を用いる測定に使われる流体が通る流路に設けられる制御弁である。また、本態様は、上述の第９の態様と組み合わされてもよく、この場合、消耗部品交換扉が設けられ、かつ、同機能をもつ複数の消耗部品が設けられ、それらが切り替えられる。
【００５８】
本発明の第１１の態様によれば、基板が押圧される研磨テーブルと、前記研磨テーブル内に配設され、前記基板の膜厚または研磨終点を検知する基板測定装置と、前記基板測定装置を構成し、かつ、前記研磨テーブルの外部に配置された消耗部品と、を有することを特徴とする基板研磨装置である。
【００５９】
本発明の好ましい態様では、前記基板測定装置は、前記基板に測定光を投光し、前記基板からの反射光に基づいて前記基板上の膜の測定を行う。
本発明によれば、消耗部品が研磨テーブルの外部に設けられるので、消耗部品の交換作業が容易になる。
【００６０】
本発明の好ましい態様では、前記消耗部品は、前記測定光を発する光源部品である。
本発明の好ましい態様では、研磨テーブルが回転した状態での研磨テーブルと外部の光の伝達のために下記構成を有する。すなわち、基板研磨装置は、前記研磨テーブルの外部に配置され、前記光源部品の発する測定光を前記研磨テーブルに伝える固定側導光路と、前記研磨テーブルに設けられ、前記固定側導光路から前記測定光を受け取る回転側導光路と、を有する。このような構成により、研磨テーブルの外部に配置した光源部品が発する測定光を用いて、研磨テーブルでの基板の膜の測定ができる。
【００６１】
本発明の好ましい態様では、前記固定側導光路および前記回転側導光路は、前記研磨テーブルが回転方向に所定の導光範囲にあるときに対向する固定側導光路端部および回転側導光路端部を有する。このように、本発明の装置は、研磨テーブルが回転方向に所定の導光範囲にあるときに回転側と固定側の導光路端部が対向するように構成される。両導光路端部が常に通じていなくてよいので、光の伝達の構成が簡素である。所定の導光範囲は、基板が測定位置にあるときの研磨テーブルの角度位置を含むように設定されることが好適である。これにより、測定に必要なときには光源部品の光が研磨テーブルに伝えられるので、膜測定は確実に行われる。
【００６２】
本発明の好ましい態様では、前記消耗部品は、前記測定光を用いる測定に使われる流体が通る流路に設けられる制御弁である。
本発明の好ましい態様では、研磨テーブルが回転している状態での研磨テーブルと固定側の流体伝達のために下記構成を有する。すなわち、基板研磨装置は、前記研磨テーブルの外部に配置され、前記制御弁が設けられる固定側流路と、前記研磨テーブルに設けられる回転側流路と、を有し、前記固定側流路および前記回転側流路は、前記研磨テーブルが回転方向に所定の導通範囲にあるときに対向する固定側流路端部および回転側流路端部を有する。上記の流路は、供給用の流路でもよく、排出用の流路でもよい。
【００６３】
上記のように、本発明の装置は、研磨テーブルが回転方向に所定の流通範囲にあるときに回転側と固定側の流路端部が対向するように構成される。両端部が常に通じていなくてよいので、流体の伝達の構成が簡素である。所定の流通範囲は、基板が測定位置にあるときの研磨テーブルの角度位置を含むように設定されることが好適である。これにより、測定に必要なときには流体が研磨テーブルに伝えられるので、膜測定は確実に行われる。
【００６４】
本発明の好ましい態様では、前記回転側流路端部の経路上で前記固定側流路端部が設けられていない範囲にて前記研磨テーブルとオリフィス隙間を開けて近接するオリフィス形成面が設けられたオリフィス形成部材を有する。
【００６５】
本発明によれば、回転側と固定側の流路端部が対向していないときは、両端部は、オリフィス隙間を介して通じている。したがって、流路端部が対向していないときには、低流量の流体を伝えることができる。
【００６６】
本発明の好ましい態様では、基板が押圧される研磨テーブルと、前記研磨テーブルから前記基板に測定光を投光し、前記基板からの反射光に基づいて前記基板上の膜の測定を行う基板測定装置と、前記研磨テーブルに設けられ、前記測定光を用いる測定に使われる流体が通る回転側流路と、前記研磨テーブルの外部に配置される固定側流路と、を有し、前記回転側流路および前記固定側流路は、前記研磨テーブルが回転方向に所定の導通範囲にあるときに対向する回転側流路端部および固定側流路端部を有する。上記の流路は、供給用の流路でもよく、排出用の流路でもよい。
【００６７】
本発明の好ましい態様では、研磨テーブルの角度位置が導通範囲にあるときに、回転側流路端部と固定側流路端部が対向する。このような構成により、流体の伝達が制御でき、流路上の制御弁を廃止できる。あるいは、制御弁の動作回数を大幅に削減でき、これにより、制御弁の交換を不要にすることができ、あるいは、交換間隔を延長できる。
【００６８】
本発明の好ましい態様では、基板研磨装置は、前記回転側流路端部の経路上で前記固定側流路部が設けられていない範囲にて前記研磨テーブルとオリフィス隙間を開けて近接するオリフィス形成面が設けられたオリフィス形成部材を有する。
【００６９】
本発明によれば、回転側と固定側の流路端部が対向していないときは、両端部は、オリフィス隙間を介して通じている。したがって、流路端部が対向していないときには、低流量の流体を伝えることができる。このように、本発明によれば、流路の接続部の簡素な構成により、流量の増減の切替制御ができる。
【００７０】
本発明の好ましい態様では、基板が押圧される研磨テーブルと、前記研磨テーブルから前記基板に測定光を投光し、前記基板からの反射光に基づいて前記基板上の膜の測定を行う基板測定装置と、前記研磨テーブルの外部に配置される固定側導光路と、前記研磨テーブルに設けられる回転側導光路と、を有し、前記固定側導光路および前記回転側導光路は、前記研磨テーブルが回転方向に所定の導光範囲にあるときに対向する固定側導光路端部および回転側導光路端部を有する。この態様では、導光路は、測定光の導光路に限られず、反射光の導光路でもよい。本発明によれば、回転側と固定側の光の伝達の構成を簡素にできる。
【００７１】
本発明の好ましい態様では、基板が押圧される研磨テーブルと、前記研磨テーブルに設けられ、流体が通る回転側流路と、前記研磨テーブルの外部に配置される固定側流路と、を有し、前記回転側流路および前記固定側流路は、前記研磨テーブルが回転方向に所定の導通範囲にあるときに対向する回転側流路端部および固定側流路端部を有する。この態様によれば、回転側と固定側の流体伝達部の簡素な構成にて、流体の流れを制御できる。この態様では、伝達される流体は、測定用の流体に限定されなくてもよい。流体は、固定側から回転側に伝達されても、その逆でもよい。
【００７２】
本発明の好ましい態様では、基板が押圧される研磨テーブルと、前記研磨テーブルに設けられ、光が通る回転側導光路と、前記研磨テーブルの外部に配置される固定側導光路と、を有し、前記回転側導光路および前記固定側導光路は、前記研磨テーブルが回転方向に所定の導光範囲にあるときに対向する回転側導光路端部および固定側導光路端部を有する。この態様によれば、光伝達部の簡素な構成にて、光の伝達時期を制御できる。この態様では、伝達される光は、測定光に限定されなくてもよい。光の伝達方向は、固定側から回転側に向けてでも、その逆でもよい。以上に、本発明の各種の態様を説明したが、本発明は上記の基板研磨装置に限定されない。例えば、本発明の別の態様は、上記の基板研磨装置に備えられる基板測定装置である。
【００７３】
本発明の第１２の態様によれば、基板が押圧される研磨テーブルと、前記基板の膜測定のために、前記研磨テーブルから前記基板に測定光を投光し、前記基板から反射光を受光する投受光装置と、前記測定光の投光箇所に前記測定光および前記反射光が透過する測定用流体を供給する流体供給装置と、を備え、前記流体供給装置は、前記測定用流体として、研磨のスラリに用いられる溶媒を供給することを特徴とする基板研磨装置である。ここで、溶媒は、スラリの非砥粒成分である。本発明において、基板と研磨テーブルは相対的に押圧されればよい。
したがって、典型的には基板が研磨テーブルへ向けて付勢されるが、本発明はこれに限定されない。
【００７４】
本発明によれば、測定用流体としてスラリの溶媒が供給されるので、測定用流体が研磨テーブルに流出してスラリと混ざったとしても、スラリの希釈による研磨性能への影響を低減できる。本発明は、スラリそのものの透明度が低い場合でもスラリの溶媒の透明度が比較的高いことに着目している。そして、スラリの溶媒を使うことで測定能力を確保しつつ、上記のように研磨性能への測定用流体の影響も低減している。
【００７５】
本発明の好ましい態様では、前記溶媒は、シリカスラリのアルカリ性溶媒である。シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）の研磨用のシリカスラリは、リムーバルレート（除去速度）を確保するために、溶媒としてアルカリ性溶媒（ｐＨ１０〜１１）を含有している。アルカリ性溶媒が純水で希釈されると、リムーバルレートが低下する。本発明では、シリカスラリのアルカリ性溶媒を測定用流体として用いることにより、リムーバルレートへの影響を低減できる。アルカリ性溶媒の種類は、例えば、ＫＯＨまたはＮＨ4ＯＨである。
【００７６】
本発明の好ましい態様では、前記溶媒は、セリアスラリの界面活性剤溶液である。シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）またはＳＴＩウェハの研磨用のセリアスラリは、溶媒として界面活性剤溶液を含有しており、これによりリムーバルレートを低く抑え、段差特性を確保している。界面活性剤が純水で希釈されると、リムーバルレートの上昇が起こり、段差特性が悪化する可能性がある。本発明では、セリアスラリの界面活性剤溶液を測定用流体として用いることにより、リムーバルレートおよび段差特性への影響を低減できる。界面活性剤は、好ましくは陽イオン界面活性剤である。陽イオン界面活性剤としては、ポリカルボン酸アンモニウム等が挙げられる。
【００７７】
本発明の好ましい態様では、流体供給装置の供給路を構成する部材は、耐薬品性の高い材料で構成される。例えば、樹脂材またはセラミックが適用される。供給路が、耐薬品性の高い材料でコーティングされてもよく、これも上記構成に含まれる。本発明によれば、測定用流体として用いる溶媒による供給路部材の損傷が防止される。
また、溶媒の影響で供給路部材から溶出する不純物による基板の汚染が防止される。好ましくは、測定光および反射光を導く部材、例えば光ファイバも同様に構成される。
【００７８】
本発明の第１３の態様によれば、基板が押圧される研磨テーブルを有する基板研磨装置に設けられ、前記基板の膜測定を行う基板測定装置であって、前記研磨テーブルは測定用流体を供給する流体供給装置を有し、前記流体供給装置は、前記測定用流体として、研磨のスラリに用いられる溶媒を供給することを特徴とする基板測定装置である。
【００７９】
本発明の第１４の態様によれば、基板が押圧される研磨テーブルと、前記基板の膜測定のために、前記研磨テーブルから前記基板に測定光を投光し、前記基板から反射光を受光する投受光装置と、前記測定光の投光箇所に前記測定光および前記反射光が透過する測定用流体を供給する流体供給装置と、を備え、前記流体供給装置は、前記測定用流体として、研磨のスラリと比べて高い粘度を有する高粘度流体を供給することを特徴とする基板研磨装置である。高粘度流体は、典型的には液体であるが、液体に限定されない。高粘度流体はゾル等でもよく、また、ゲルも本発明では高粘度流体に含まれてよい。
【００８０】
本発明によれば、高粘度流体が測定用流体として供給されるので、測定部位に流入するスラリの拡散を低減することができる。これにより、膜測定へのスラリの影響を低減し、測定性能を向上可能である。
【００８１】
また、本発明によれば、測定用流体として高粘度流体を使うので、測定用流体の流出量を低減可能である。さらに、上記の拡散低減効果により測定性能が向上するので、水よりも少ない供給量で同等の測定性能を得ることが可能になり、この点でも測定用流体の流出量を低減可能と考えられる。そして、流出量の低減により、研磨性能への測定用流体の影響を低減できる。したがって、本発明も、測定性能を確保しつつ、研磨性能への測定用流体の影響を低減できる。
【００８２】
本発明の第１５の態様によれば、基板が押圧される研磨テーブルを有する基板研磨装置に設けられ、前記基板の膜測定のために、前記研磨テーブルから前記基板に測定光を投光し、前記基板から反射光を受光する基板測定装置であって、前記測定光の投光箇所に前記測定光および前記反射光が透過する測定用流体を供給する流体供給装置を有し、前記流体供給装置は、前記測定用流体として、研磨のスラリと比べて高い粘度を有する高粘度流体を供給することを特徴とする基板測定装置である。
【００８３】
本発明の第１６の態様によれば、基板が押圧される研磨テーブルと、前記基板の膜測定のために、前記研磨テーブルから前記基板に測定光を投光し、前記基板から反射光を受光する投受光装置と、前記測定光の投光箇所に前記測定光および前記反射光が透過する測定用流体を供給する流体供給装置と、を備え、前記流体供給装置は、前記測定用流体として気体を供給することを特徴とする基板研磨装置である。
【００８４】
本発明では、測定用流体として気体を用いることによりスラリが測定部位から好適に排除され、良好な測定性能が得られる。気体が流出してもスラリが希釈されないので、研磨性能への測定用流体の影響を低減でき、この点では、本発明も、測定性能を確保しつつ、研磨性能への測定用流体の影響を低減できる。気体は、例えば、空気、窒素または希ガスである。
【００８５】
本発明の好ましい態様では、投光部材および受光部材が撥水性のある部材で構成される。投光部材および受光部材に撥水処理が施されてもよい。これにより、投光部材および受光部材にスラリが付着したとき、付着したスラリが容易に排除される。
【００８６】
以上に、本発明の各種の態様を説明したが、本発明は上記の基板研磨装置に限定されない。例えば、本発明の別の態様は、基板研磨装置に備えられる基板測定装置である。基板測定装置は、例えば、基板が押圧される研磨テーブルを有する基板研磨装置に設けられ、前記基板の膜測定を行う基板測定装置であって、前記研磨テーブルは測定用流体を供給する流体供給装置を有し、前記流体供給装置は、前記測定用流体として、研磨のスラリに用いられる溶媒を供給する。これにより、上述したように研磨性能への測定用流体の影響を低減する効果が得られる。
【００８７】
また、本発明の好ましい態様では、上記の基板研磨装置を備えた基板処理装置である。また、本発明の好ましい態様では、基板研磨装置による基板研磨方法および基板測定装置による基板測定方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８８】
まず、基板研磨装置の全体構成について図１を参照しながら説明する。
図１は、本実施の形態の基板研磨装置を示している。図２は、図１に示す本実施形態に係る基板研磨装置の全体構成の他の例を示す図である。
【００８９】
基板研磨装置１０は、いわゆる化学的機械的研磨（ＣＭＰ）装置であり、回転テーブル１２とトップリング１４を有する。回転テーブル（研磨テーブル）１２には研磨パッド１６が貼り付けられている。研磨パッド１６としては、発泡ポリウレタン製、不織布タイプ、またはスエードタイプの研磨クロスのほか、研磨砥粒をエポキシ等のバインダ材で固めて形成した固定砥粒タイプの研磨パッドを用いることができる。トップリング１４は、下面で基板１８を支持しており、基板１８と共に回転する。そして、トップリング１４は、回転テーブル１２の中心から離れた位置で基板１８を研磨パッド１６に押し付ける。研磨パッド１６と基板１８の間には研磨用のスラリ（研磨剤）が供給される。スラリは、スラリ容器２０からスラリ供給路２２を通って供給される。基板１８は、スラリの存在の下で研磨パッド１６に押し付けられた状態で回転し、さらに、回転テーブル１２が回転し、これにより基板１８が研磨される。
【００９０】
基板研磨装置１０は、基板１８に形成された薄膜の研磨に用いられる。薄膜の厚さが所定の値になった時点で研磨が終了する。終了時点の判定を本実施の形態では、終点検知（end point detection）という。終点検知のために、基板研磨装置１０は、以下に説明する膜厚測定装置２４を備えている。
【００９１】
膜厚測定装置２４の測定対象の膜は、例えば酸化シリコン膜等の絶縁膜や金属膜である。膜厚測定装置２４は、回転テーブル１２に内蔵されたセンサ２６を有し、さらに、回転テーブル１２の下面に取り付けられた電源ユニット２８、コントローラユニット３０、光源ユニット３２およびフォトメータユニット３４を有する。
【００９２】
電源ユニット２８は、ロータリーコネクタ３６を介して電力を受け取り、膜厚測定装置２４の各ユニットに電力を供給する。コントローラユニット３０は膜厚測定装置２４の全体を制御する。光源ユニット３２はセンサ２６に測定光を供給し、測定光はセンサ２６にて基板１８に照射される。センサ２６は、基板１８からの反射光を受光し、フォトメータユニット３４に送る。フォトメータユニット３４では、光信号が電気信号に変換される。この電気信号がコントローラユニット３０で処理される。
【００９３】
コントローラユニット３０は、ロータリーコネクタ３６を介して光学的指標計算部３８に接続され、光学的指標計算部３８は光学的指標判定部４０に接続されている。コントローラユニット３０で処理された信号は光学的指標計算部３８に送られ、光学的指標計算部３８で膜厚、反射強度、スペクトル等の光学的指標が計算される。光学的指標判定部４０は、膜厚等の光学的指標の判定を行い、そして、膜厚が所定の値に達したか否かの終点検知を行う。判定結果は、基板研磨装置１０の全体を制御する研磨制御部４２に送られる。
【００９４】
膜厚測定装置２４は、さらに、センサ２６に測定用流体を供給するための供給路４４と、センサ２６から測定用流体を排出するための排出路４６を有する。供給路４４は、ロータリージョイント４８を介して、図示されないタンクに接続されている。また、排出路４６は、センサ２６内の測定用流体および測定用流体に混入したスラリ等の研磨液を強制排出するポンプ５０に接続されている。
【００９５】
膜厚測定装置２４の光学的指標判定部４０は直近のデータを参照データとして記憶し、センサ２６と基板１８の間に気泡やスラリが混入して光信号が参照データに対し大きく変動した場合には、そのような光信号を異常データとして処理する。取得した光信号が異常と判断するための閾値は作業者が設定することが可能となっている。
【００９６】
本実施の形態では、測定用流体は純水である。供給路４４および排出路４６は適当な配管等で構成される。供給路４４および排出路４６は、回転テーブル１２内に設けられたジャケットを含んでもよい。
【００９７】
供給路４４は、図示のように並列部６７を有し、並列部６７は主流路５４および副流路５６からなる。そして、主流路５４および副流路５６には供給制御弁５８，６０が設置されている。主流路５４は、大流量の純水の供給によってセンサ２６で純水を噴射するために用いられる。一方、副流路５６にはオリフィス（図示せず）が設けられており、副流路５６は低流量の純水の供給に用いられる。低流量供給と噴射の切替のために、供給制御弁５８，６０が開閉される。なお、供給される純水の流量によっては、供給制御弁５８，６０は閉じなくてもよい。
【００９８】
さらに、排出路４６には排出制御弁６２が設置されている。排出制御弁６２は、強制排出タイミングの制御のために使われる。排出制御弁６２および供給制御弁５８，６０は電磁弁であり、図示されないが電磁弁ユニットを構成する。この電磁弁ユニットは、他のユニットと同じく回転テーブル１２の下面に取り付けられている。
【００９９】
ロータリージョイントの種類によっては、供給ポンプ２１０２からロータリージョイント４８へ測定用流体を供給する際に所定の流量が必要となる場合がある。上記流量がセンサ２６への供給量よりも多い場合には、図２に示すように、ロータリージョイントに測定用流体排出用のロータリージョイント排出路２２００を設ける。この場合、供給路４４には流量計（図示せず）が設けられ、ロータリージョイント排出路２２００には流量計２２０１が設けられる。そして、各流量計により測定される流量を調整することにより、センサ２６へ供給する測定用流体の供給量を制御する。センサ２６への測定用流体の供給量制御は、実際には基板研磨装置のメンテナンス時以外に行われる。センサ２６が基板１８上の膜を計測しているときと、基板研磨装置がアイドリングのときでは測定用流体の供給量が異なる。すなわち、膜測定時は測定性能の安定性（スラリ除去性能）を確保するために流量を適正値に制御し、アイドリング時はファイバの乾燥を防ぐとともにスラリの混入を防止するために微量流量に制御する。なお、上記制御の精度をさらに上げるため、流体容器２１００の静圧の計測や、供給ポンプ２１０２、供給制御弁５６，６０、及び排出制御弁６２の動作の監視を行うことも可能となっている。
【０１００】
測定用流体の流量を好適な範囲に保つために、測定用流体のロータリージョイント４８への供給量及びセンサ２６への供給量には許容値が設けられている。上記許容値は、流量計のサンプリング時間、供給制御弁５８，６０の開閉周期、回転テーブル１２の回転速度に依存する。したがって、作業者による回転テーブル１２の回転速度や上記許容値の入力を可能としている。また、実際の制御状況を確認するため、研磨装置に設けられたタッチパネル等の表示部にはロータリージョイント４８へ供給する測定用流体の供給量、ロータリージョイント排出路２２００から排出される排出量、センサ２６へ供給される供給量の少なくともいずれかひとつが表示される。
【０１０１】
実際に測定用流体の流量が好適な範囲から逸脱した場合は判定部（図示せず）がエラーと判断し、研磨工程を停止させるなどの処理を行う。しかしながら、センサ２６による膜測定時とアイドリング時との切り替りの際には測定用流体の流量が急変するため、上記判定部がエラーが起こったと判断して基板研磨装置に誤作動を生じさせるおそれがある。このため、上記切り替わりの際にはエラー検知を行わないように設定されている。
【０１０２】
なお、研磨パッド１６の交換時には、作業者がタッチパネルや他のコントロールパネルで基板研磨装置に運転の切り替えを指示することで測定用流体の供給は停止する。また所定の設定により供給制御弁５６，５８および排出制御弁６０を必要に応じて開くことも可能となっている。測定用流体の供給が停止している時に誤動作によりスラリ供給が行われないよう、研磨パッド１６の交換工程に切り替えた場合にはスラリが供給されないよう設定されている。また、後述する保護カバーがセンサ２６に取り付けられる際にも、測定用流体の供給を停止するように設定することが可能となっている。
【０１０３】
測定用流体として純水を供給する場合は、供給ポンプ２１０２と流体容器２１００との間、もしくは供給ポンプ２１０２とロータリージョイント４８との間に図示しない純水供給装置が設けられる。上記純水供給装置は、圧力制御弁、流量計、流量制御弁を有し、それぞれ測定用流体と接する部分は金属汚染を防ぐためにＳｉＣなどの非金属部材で構成されている。純水供給装置は１次側圧力の脈動を抑える機能も有している。本実施例では、圧力制御弁には例えば空気圧で圧力制御を行う機構のものを用い、流量制御弁にはニードル式のものを用い、また流量計にはタービン式のものを使用している。上記流量計は測定値を電気信号に変換し、電気信号は制御部（図示せず）に送信され、純水、すなわち測定用流体の流量を監視、制御している。
【０１０４】
基板研磨装置１０は、さらに、回転テーブル１２内に冷却用のウォータージャケット６４を有する。ウォータージャケット６４はロータリージョイント４８を介して図示されない水タンクに接続されている。
【０１０５】
ロータリージョイント４８の下にはスリップリング（図示せず）が設けられている。このスリップリングは、回転側金属部（ロータリージョイント側）と固定側金属部（スリップリング側）とを備え、これらの金属部同士を常に接触させて電気信号や電力を伝えている。回転中心が中空のロータリージョイント４８を用いる場合には、上記スリップリングはロータリージョイント４８の回転中心軸上に配置され、光学的にも固定側から回転側への連絡が可能となっている。また、測定用流体が接するロータリージョイント４８の接液部は、金属汚染を防ぐためにＳｉＣ等の非金属部材で構成されている。
【０１０６】
また、ロータリージョイントの別の例としては、円形流路を回転中心に対して同心円状に少なくとも３つ設け、このうちのいずれかを測定用流体の供給路として用い、残りの２つを回転テーブル１２の冷却流体用の流路に用いる。好ましくは回転中心から２番目の流路を測定用流体の供給路として用いる。この場合、回転テーブル１２を冷却するための冷却流体として、ロータリージョイント排出路２２００から排出される測定用流体を使用すれば、ロータリージョイント排出路２２００からの測定用流体の排出量を減らすことができる。
【０１０７】
図３は、基板研磨装置１０を備えた基板処理装置６６の全体構成を示している。基板処理装置６６は、基板カセット保持部６８、基板移動装置７０および洗浄室７２を基板研磨装置１０と共に備えている。被研磨体である基板１８は、基板カセット保持部６８から基板研磨装置１０に送られる。そして、研磨後の基板１８は、洗浄室７２で洗浄され、基板カセット保持部６８に戻される。
【０１０８】
基板研磨装置１０は、回転テーブル１２に隣接するドレッサー１５を備えている。ドレッサー１５は、研磨により研磨性能が低下した研磨パッド１６をドレッシングして、研磨パッド１６の研磨性能を初期化（再生、修正、目立て）するために用いられる。ここでドレッサー１５の構成およびドレッシング手順について説明する。ドレッサー１５の下面には、ブラシが植設されている。研磨面９０（図４参照）にドレッシング液（純水等）を供給しつつ研磨パッド１６を回転させる。そして、ドレッサー１５を回転させ、その下面を研磨面９０に所定時間接触させ、押圧する。これにより研磨パッド１６の研磨性能が初期化される。なお、ドレッサー１５は、下面にダイヤモンド粒子が電着された構成であってもよい。
【０１０９】
また、基板処理装置６６は、基板研磨装置１０が設けられた部屋に、作業用窓７４を有する。スラリはノズル７６を通って回転テーブル１２へ供給される。ノズル７６は、図１のスラリ供給路２２を構成している。測定用流体は、図示されないが、回転テーブル１２へと下側から供給される。
【０１１０】
次に、本実施の形態の特徴的構成について説明する。
図４は、本発明の第１実施形態に係る基板研磨装置１０を説明する図であり、回転テーブル１２の測定部位を拡大して示す図である。図４は、図１の全体構成のうちのセンサ２６部分に相当する。既に説明したように、回転テーブル１２の研磨パッド取付面７８に研磨パッド１６が載せられており、研磨パッド１６に基板１８が接触する。回転テーブル１２には、供給路４４および排出路４６が並んで設けられている。
【０１１１】
供給路４４には、投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２が並んで配置されている。投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２は、光源ユニット３２およびフォトメータユニット３４（図１）に接続されている。そして、投光用光ファイバ８０は、光源ユニット３２から供給された測定光を基板１８に照射する。受光用光ファイバ８２は、基板１８からの反射光を受光し、反射光をフォトメータユニット３４へ伝える。本実施形態では、上記の投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２が、測定光を投光して反射光を受光する投受光装置を構成している。
【０１１２】
研磨パッド１６は貫通孔８４を有しており、供給路４４および排出路４６は貫通孔８４に連通している。貫通孔８４内に供給路４４を形成するための配管ピース８６が回転テーブル１２に取り付けられている。本実施形態においては、配管ピース８６が供給路４４の出口部を構成し、配管ピース８６の終端は測定用流体の出口８８を構成する。出口８８は、供給路４４を通じて供給される測定用流体が貫通孔８４内に供給される供給口である。配管ピース８６は、貫通孔８４の内部に位置している。すなわち、出口８８は回転テーブル１２より上方に位置し、研磨パッド１６の研磨面９０付近に位置している。
【０１１３】
配管ピース８６は円管状の部材であり、ネジ部９２で回転テーブル１２に取り付けられる。より詳細には、ネジ部９２は、配管ピース８６の雄ネジと回転テーブル１２の雌ネジで構成され、これらが結合される。また、配管ピース８６の外周に鍔部８７が設けられている。ネジ部９２により配管ピース８６を回転テーブル１２に締め付けたときに、鍔部８７が回転テーブル１２の研磨パッド取付面７８に当接する。これにより、配管ピース８６の上端の出口８８が、貫通孔８４の内部で適当な高さに位置するように設定されている。
【０１１４】
本実施形態に係る基板研磨装置１０では、純水等の測定用流体が供給路４４を通じて供給され、排出路４６を通じて排出されている。貫通孔８４の内部が透明な純水で満たされ、研磨用のスラリの貫通孔８４への侵入が制限され、これにより、透過光を用いる測定を可能にしている。
本実施形態では、特に、供給路４４の出口部である配管ピース８６が貫通孔８４の中まで延びているので、測定精度へのスラリの影響が一層低減される。この点について図５Ａ及び図５Ｂを参照しながら説明する。
【０１１５】
図５Ａ及び図５Ｂは、出口８８の位置と水流の関係を説明する図である。図５Ａでは、出口８８と基板１８との距離が大きい。これは、回転テーブル１２に供給路４４の出口が設けられた装置に相当する。一方、図５Ｂは、図５Ａよりも出口８８と基板１８との距離が小さい。これは本実施形態の構成、すなわち出口８８が貫通孔８４の内部にある構成に相当する。
【０１１６】
図５Ｂに示す構成は、図５Ａに示す構成よりも出口８８と基板１８との隙間が小さい。従って、図５Ｂに示す構成では、図５Ａに示す構成に比べ、大きい流速で勢いよく純水が出口８８から噴出する。そして出口８８から流出した純水は、基板１８に沿った純水の流れを生じさせる。従って、図５Ａよりも図５Ｂに示す構成の方が、供給路４４から流出した純水の流れによって出口部前方の測定光投射部位から研磨剤を排除する効果が大きい。
【０１１７】
このように本実施形態によれば、供給路４４の出口部を構成する配管ピース８６が研磨パッド１６の貫通孔８４の内部に位置しているので、供給路４４の出口８８が基板１８に近接する。従って、出口８８から供給される流体は出口８８において流速が大きくなり、基板１８と出口８８との隙間から供給路４４の外側に向けて勢いよく噴出され、基板１８に沿った流れを形成する。この流体の流れによって、出口部前方の測定光投射部位から研磨剤を効果的に排除できる。
【０１１８】
また、本実施形態によれば、出口部を構成する配管ピース８６は回転テーブル１２に着脱可能に取り付けられる。従って、回転テーブル１２に研磨パッド１６を取り付けた後に配管ピース８６を取り付ければよいので、研磨パッド１６を容易に取り付けることができる。また、研磨パッド１６の取外しに先立って配管ピース８６を取外すことにより、配管ピース８６を損傷させずに研磨パッド１６を取り外すのが容易である。
【０１１９】
図６は、上記実施形態の変形例を示す図である。この変形例は、上記基板研磨装置１０と基本的な構成は同じであるが、配管ピース８６の出口に、供給路４４の面積より小さい開口が形成された板状の絞り９４が設けられている。これにより、配管ピース８６の出口８８の面積が供給路４４の面積より小さく設定されている。
【０１２０】
図６に示す構成では、出口８８の面積が供給路４４の他の部分の面積より小さいので、供給路４４の出口８８から噴出する純水の流速が大きくなる。これにより、出口部前方の測定光投射部位からの研磨剤の排除能力を増大できる。
なお、この変形例では、絞り９４を設けることによって出口８８の面積を供給路４４より小さくしているが、配管ピースの出口をテーパ状に徐々に狭くする構成を採用してもよい。
【０１２１】
また、上記実施形態においては、円管状の配管ピース８６によって出口部を構成したが、異なるタイプの配管ピースを用いることとしてもよい。図７Ａ〜図７Ｈは、本発明において使用可能な様々な配管ピースの例を示す図である。図７Ａは、本実施形態において用いた円管状の配管ピース８６を示す。図７Ｂに示す配管ピース９６は、外側と穴の断面形状が共に六角形の配管ピースである。これに対し、図７Ｃに示す配管ピース９８は外面の断面形状が六角形であり、図７Ｄに示す配管ピース１００は穴の断面形状が六角形である。図７Ｅに示す配管ピース１０２は、外側がスター形で穴が円形の断面形状を有し、図７Ｆに示す配管ピース１０４は、外側が円形で穴がスター形の断面形状を有する。図７Ｇに示す配管ピース１０６及び図７Ｈに示す配管ピース１０８は共に円管状の配管ピースであるが、配管ピース１０６には２箇所の切欠き１１０が出口８８付近に設けられ、配管ピース１０８には４箇所の切欠き１１０が出口８８付近に設けられている。これらの切欠き１１０は、配管ピース１０６，１０８の脱着時に工具と係合する。さらに、配管ピース１０６，１０８は、基板１８に非常に近接して配置された場合に、切欠き１１０を通じて供給路４４内の純水を逃がすことができる。なお、図７Ａ〜図７Ｈは例示であり、他の構成の配管ピースを選択することも可能である。
【０１２２】
また、上記実施形態では、配管ピース８６は、配管ピース８６の雄ネジ部と回転テーブル１２の雌ネジ部とからなるネジ部９２を有し、このネジ部９２により回転テーブル１２に配管ピース８６が取り付けられるが、他の方式によって配管ピース８６を取り付けてもよい。例えば、配管ピース８６を差込方式によって取り付けることとしてもよいし、永久磁石や電磁石を用いて磁力によって取り付けてもよい。また、回転テーブル１２に配管ピース８６を接着してもよい。
【０１２３】
図８は、本発明の第２実施形態に係る基板研磨装置１０の構成を説明する図であり、回転テーブル１２の測定部位を拡大して示す図である。第１実施形態において説明したのと同様に、回転テーブル１２に研磨パッド１６が載せられており、研磨パッド１６に基板１８が接触する。
【０１２４】
本実施形態では、回転テーブル１２の研磨パッド取付面７８に、凹部１１２が設けられている。この凹部１１２の底面の配管ユニット取付面１１４に、供給路４４の出口部を構成する配管ユニット１１６が取り付けられている。回転テーブル１２には、測定用の純水を供給する供給路４４と、純水を排出する排出路４６が設けられており、供給路４４および排出路４６は配管ユニット取付面１１４に露出している。また、回転テーブル１２には、投光用の基幹光ファイバ１１８と、受光用の基幹光ファイバ１２０とが並んで設けられている。投光用の基幹光ファイバ１１８と受光用の基幹光ファイバ１２０は共に、配管ユニット取付面１１４において端面が露出されている。
【０１２５】
配管ユニット１１６は、配管ピース１２２と投光用光ファイバ１２４と受光用光ファイバ１２６とを有する。配管ピース１２２の上端は、第１実施形態と同様に測定用流体の出口１２８を構成し、出口１２８は貫通孔８４の内部に位置する。すなわち、出口１２８は回転テーブル１２より上方で、かつ研磨パッド１６の研磨面９０より下方に位置する。配管ピース１２２の下側は中実部とされ、投光用光ファイバ１２４および受光用光ファイバ１２６を支持するファイバ支持部１３０を構成している。ファイバ支持部１３０には、配管ピース１２２の内部と回転テーブル１２に設けられた供給路４４とを連通するための連通路１３２が設けられている。投光用光ファイバ１２４および受光用光ファイバ１２６は、配管ピース１２２の内部に並んで配置され、ファイバ支持部１３０に支持されている。ここで、投光用光ファイバ１２４および受光用光ファバ１２６は、投受光装置を構成する。
【０１２６】
投光用光ファイバ１２４および受光用光ファイバ１２６の先端部１３４，１３６は、貫通孔８４内に位置している。また、投光用光ファイバ１２４および受光用光ファイバ１２６は配管ユニット１１６の下面まで延び、配管ユニット１１６の下面に投光用光ファイバ１２４および受光用光ファイバ１２６の端面が露出される。
【０１２７】
次に、配管ユニット１１６の取り付け構造の例について説明する。図９Ａは配管ユニット１１６の配管ピース１２２を示す図、図９Ｂは配管ユニット１１６を回転テーブル１２に取り付けるためのユニット基部を示す図である。
【０１２８】
図９Ａに示すように、配管ピース１２２の外周面にはフランジ部が設けられている。また、ファイバ支持部１３０を囲むように環状の締付部材１４０が配置されている。締付部材１４０の内側突出部の押付面が配管ピース１２２のフランジ部に係合する。締付部材１４０の内周面には、雌ネジが形成されている。さらに、配管ピース１２２のファイバ支持部１３０の外周面には、配管ピース１２２の取付方向を決めるためのキー１３８が配管ピース１２２の延び方向に沿って延在している。
【０１２９】
図９Ｂに示すように、ユニット基部１４２は、配管ユニット取付面１１４に取り付けられる円板１４４と、円板１４４から上方に延びる筒部１４６と、円板１４４から下方に延びる突出部１４８とが一体に形成されている。円板１４４には、４箇所にネジ穴１５０が設けられ、これによりユニット基部１４２は配管ユニット取付面１１４に固定される。筒部１４６の内部に配管ピース１２２のファイバ支持部１３０が受け入れられる。筒部１４６の内周面には、前述のキー１３８が嵌め込まれるキー溝１５２が設けられている。筒部１４６の外周面には、雄ネジが形成されている。突出部１４８は、配管ユニット取付面１１４に設けられた穴に受け入れられる。
【０１３０】
ユニット基部１４２には、投光用接続光ファイバ１２５と受光用接続光ファイバ１２７とが設けられている。投光用接続光ファイバ１２５は、投光用光ファイバ１２４と投光用の基幹光ファイバ１１８とを接続する役割を有し、受光用接続光ファイバ１２７は、受光用光ファイバ１２６と受光用の基幹光ファイバ１２０とを接続する役割を有する。同様に、配管ピース１２２の連通路１３２と回転テーブル１２に設けられた供給路４４とを接続するための連通路１３３が設けられている。
上記した構造により、ユニット基部１４２は回転テーブル１２にネジ止めされ、配管ピース１２２は締付部材１４０によって締め付けられてユニット基部１４２に固定される。
【０１３１】
本実施形態での配管ユニット１１６の取付作業について説明する。まず、図９Ｂに示すユニット基部１４２を、回転テーブル１２の配管ユニット取付面１１４に置き、ユニット基部１４２に設けられたネジ穴１５０にネジを通してユニット基部１４２を固定する。このとき、ユニット基部１４２の突出部１４８が配管ユニット取付面１１４に設けられた穴に入るように、配管ユニット取付面１１４にユニット基部１４２を置く。また、配管ユニット取付面１１４に露出された投光用の基幹光ファイバ１１８と投光用接続光ファイバ１２５、受光用の基幹光ファイバ１２０と受光用接続光ファイバ１２７、供給路４４と連通路１３３、のそれぞれの位置が一致するように取り付ける。続いて、ファイバ支持部１３０のキー１３８がユニット基部１４２の筒部１４６内のキー溝１５２に入る向きで、配管ピース１２２をユニット基部１４２の筒部１４６に嵌め込み、配管ピース１２２をユニット基部１４２に取り付ける。これにより、ユニット基部１４２の投光用接続光ファイバ１２５、受光用接続光ファイバ１２７および連通路１３３と、配管ピース１２２の投光用光ファイバ１２４、受光用光ファイバ１２６および連通路１３２のそれぞれとが位置合わせされた状態となる。そして、配管ピース１２２をユニット基部１４２に取り付けた状態で締付部材１４０を回してネジを締めると、配管ピース１２２のフランジ部が締付部材１４０により押されて、配管ピース１２２がユニット基部１４２に固定される。投光用接続光ファイバ１２５と投光用光ファイバ１２４の接合部、および受光用接続光ファイバ１２７と受光用光ファイバ１２６の接合部が連結され、それぞれ導光可能となる。
【０１３２】
以上のようにして、配管ユニット１１６は、回転テーブル１２に着脱可能に取り付けられる。研磨パッド１６を交換するときに配管ユニット１１６を取り外すことにより、配管ピース１２２、投光用光ファイバ１２４及び受光用光ファイバ１２６が研磨パッド１６の交換の邪魔にならず、研磨パッド１６を容易に交換できる。
【０１３３】
また、投光用光ファイバ１２４及び受光用光ファイバ１２６は、その先端部１３４，１３６が回転テーブル１２より上方に位置するように配置されている。投光用光ファイバ１２４の先端部１３４及び受光用光ファイバ１２６の先端部１３６が基板１８に近接するので、基板１８からの反射光を効率良く受光可能となる。
【０１３４】
また、配管ピース１２２が貫通孔８４の内部まで延び、出口１２８は貫通孔８４の内部に位置しているので、第１実施形態と同様に、測定光投射部位から研磨剤を効果的に排除できる。
また、出口部を構成する配管ユニット１１６が回転テーブル１２に着脱可能に取り付けられるので、研磨パッド１６の取り付けの際には、回転テーブル１２に研磨パッド１６を取り付けた後に出口部（配管ユニット１１６）を取り付ければよく、研磨パッド１６を容易に取り付けることができる。また、研磨パッド１６の取外しに先立って出口部を取外すことにより、出口部を損傷させずに研磨パッド１６を取り外すのが容易である。
【０１３５】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、上記実施形態における配管ユニット１１６の取り付け構造の他の例を示す図である。図１０Ａは配管ピース１２２を示す図、図１０Ｂはユニット基部１４２を示す図である。上述した配管ピース１２２と同様に、配管ピース１２２の下側は中実部とされ、投光用光ファイバ１２４および受光用光ファイバ１２６を支持するファイバ支持部１３０を構成している。ファイバ支持部１３０の外周面には雄ネジが形成されている。図１０Ａに示すように、雄ネジのさらに下の端部付近に、配管ピース１２２の取り付け方向を決めるためのキー溝１５２が設けられている。
【０１３６】
図１０Ｂに示すように、ユニット基部１４２はファイバ支持部１３０の端部を受け入れる筒部１５４を有する。筒部１５４の内周面には、ファイバ支持部１３０のキー溝１５２と係合するキー１３８が設けられている。
筒部１５４には、供給路４４と配管ピース１２２の内部とを連通するための連通路１３３と、投光用接続光ファイバ１２５および受光用接続光ファイバ１２７とが設けられている。
【０１３７】
また、筒部１５４を囲むように環状の締付部材１４０が配置されている。締付部材１４０の内周面には、雌ネジが形成されている。締付部材１４０の下端は内側に出っ張り、筒部１５４のフランジ部と回転テーブル（図示せず）の間に位置する。フランジ部は、円筒部１５４の上方の外側に突出した部分である。
【０１３８】
この構成により回転テーブル１２に配管ユニット１１６を取り付けるには、まず、ユニット基部１４２の筒部１５４を配管ユニット取付面１１４に取り付ける。このとき、締付部材１４０は、筒部１５４と図示しない回転テーブルとの間に配置される。回転テーブル１２へのユニット基部１４２の取り付けには、接着、溶接、圧入、フランジ式にしてネジ止めなどの方法を用いることができる。また、回転テーブル１２の下から、筒部１５４にボルトを差し込んでユニット基部１４２を取り付けることとしてもよい。
【０１３９】
続いて、筒部１５４のキー１３８がファイバ支持部１３０に設けられたキー溝１５２に嵌め込まれるように、配管ピース１２２をユニット基部１４２の筒部１５４に挿入する。そして、配管ピース１２２が筒部１５４に挿入された状態で締付部材１４０を回してネジを締めることにより、配管ピース１２２をユニット基部１４２に固定する。この構成によっても、配管ユニット１１６を回転テーブル１２に取り付けることができる。
【０１４０】
上記実施形態では、配管ピース１２２が投光用光ファイバ１２４および受光用光ファイバ１２６を有し、ユニット基部１４２が投光用接続光ファイバ１２５および受光用接続光ファイバ１２７を有する構成であるが、配管ピース１２２からユニット基部１４２まで連続する投光用光ファイバ１２４および受光用光ファイバ１２６を用いてもよい。これは以下のような構成により、実現可能である。配管ピース１２２は、弾性体で構成された筒状の光ファイバ固定部材を有する。この光ファイバ固定部材により、筒の中に光ファイバを通して締め付けることにより光ファイバを固定可能である。ユニット基部１４２は投光用光ファイバ１２４および受光用光ファイバ１２６を有し、その先端が上方に突出している。そして、ユニット基部１４２の上方に突出した投光用光ファイバ１２４および受光用光ファイバ１２６を光ファイバ固定部材に通し、投光用光ファイバ１２４および受光用光ファイバ１２６の先端を配管ピース１２２の内部に位置させる。そして、光ファイバ固定部材を締め付けることにより投光用光ファイバ１２４および受光用光ファイバ１２６を固定する。なお、光ファイバ固定部材により投光用光ファイバ１２４および受光用光ファイバ１２６を一緒に固定してもよいし、投光用光ファイバ１２４および受光用光ファイバ１２６のために一つずつ光ファイバ固定部材を設け、別々に固定してもよい。
【０１４１】
また、上記実施形態では、締付部材１４０によって締め付けることによって配管ピース１２２を取り付ける構成について説明したが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、配管ユニット１１６は、ボルトおよびナットを用いてユニット取付面に取り付けることも可能である。また、配管ユニット１１６は、ユニット取付面１１４に接着してもよい。
【０１４２】
図１１は、本発明の第３実施形態に係る基板研磨装置１０を説明する図であり、回転テーブル１２の測定部位を拡大して示す図である。第１実施形態において説明したのと同様に、回転テーブル１２の研磨パッド取付面７８に研磨パッド１６が載せられており、研磨パッド１６に基板１８が接触する。回転テーブル１２には、測定用の純水を貫通孔８４に供給する供給路４４と、貫通孔８４から純水を排出する排出路４６が設けられている。投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２は供給路４４の内部に配置されている。投光用光ファイバ８０と受光用光ファイバ８２が投受光装置を構成する。
【０１４３】
基板研磨装置１０は、供給路４４の出口部を構成する配管ピース１５６を有する。配管ピース１５６は、研磨面９０に垂直に、回転テーブル１２の内部から回転テーブル１２の上方に延びる管状の部材である。配管ピース１５６の出口１５８は、貫通孔８４の内部に位置する。すなわち、出口１５８は研磨面９０の下方に位置する。
【０１４４】
回転テーブル１２に設けられた供給路４４は管であり、供給路４４の外径は配管ピース１５６の内径にほぼ等しい。供給路４４の先端部が、配管ピース１５６に挿入されている。配管ピース１５６は、供給路４４が延びる方向にスライド可能である。配管ピース１５６の下側は配管ピース１５６の上側より肉厚が厚くなっており、被支持部１６０が構成されている。回転テーブル１２には、配管ピース１５６の被支持部１６０が入る穴１６２が設けられている。被支持部１６０の下面にバネ１６４が取り付けられ、これにより配管ピース１５６は上方に付勢される。回転テーブル１２に設けられた穴１６２には、被支持部１６０の段差１６６に当接する当接面１６８があり、当接面１６８に段差１６６が当接することによって、バネ１６４の付勢力による配管ピース１５６の移動が制限され、配管ピース１５６が位置決めされている。
【０１４５】
配管ピース１５６はバネ１６４によって上方に付勢されることで、出口１５８が回転テーブル１２から突出している。従って、配管ピース１５６を回転テーブル１２の方向に押すと、配管ピース１５６はスライドして回転テーブル１２の内部に収容される。なお、前述した回転テーブル１２に設けられた穴１６２は、配管ピース１５６の出口が回転テーブル１２内に収容される位置まで配管ピース１５６を移動可能な大きさを有している。
【０１４６】
本実施形態での、研磨パッド１６の取り付け作業について説明する。まず、回転テーブル１２の研磨パッド取付面７８に研磨パッド１６を載せる。この際、回転テーブル１２から突出した配管ピース１５６が研磨パッド１６に設けられた貫通孔８４に入るように位置合わせを行う。回転テーブル１２に研磨パッド１６を載せる最初の段階では、大まかな位置合わせを行う。このとき配管ピース１５６上に研磨パッド１６が載って、配管ピース１５６が回転テーブル１２の方向に押されると、配管ピース１５６はバネ１６４の付勢力に抗して回転テーブル１２の内部に移動し、回転テーブル１２の内部に収容される。続いて、回転テーブル１２上の研磨パッド１６の位置を調整する。具体的には、貫通孔８４が配管ピース１５６上に来るように、回転テーブル１２上で研磨パッド１６を動かす。貫通孔８４が配管ピース１５６の位置に来ると、配管ピース１５６はバネ１６４の付勢力によって上方に移動し、配管ピース１５６は回転テーブル１２から突出する。すなわち、配管ピース１５６の出口１５８が貫通孔８４の内部に突出する。
【０１４７】
このように回転テーブル１２に載せられた研磨パッド１６に押されると、配管ピース１５６は回転テーブル１２の内部に収容されるので、研磨パッド１６の取り付けの邪魔にならない。また、研磨パッド１６の貫通孔８４と配管ピース１５６の位置が合うと配管ピース１５６が貫通孔８４の内部に突出するので、貫通孔８４と配管ピース１５６との位置合わせが容易である。
【０１４８】
第３実施形態に係る基板研磨装置１０によれば、配管ピース１５６の出口１５８は貫通孔８４内に位置しているので、第１実施形態と同様に、測定光投射部位から研磨剤を効果的に排除できる。
【０１４９】
また、出口部を構成する配管ピース１５６が、付勢手段を構成するバネ１６４により研磨面９０に向かう方向に付勢されて貫通孔８４の内部に配置される。そして、出口部は、バネ１６４の付勢力に抗して回転テーブル１２の方向に移動可能である。研磨パッド１６の交換時には、出口部上に研磨パッド１６が載ると、研磨パッド１６により押されて出口部が回転テーブル１２の内部に収容される。研磨パッド１６の貫通孔８４と出口部の位置が合ったときには、出口部は付勢されて貫通孔８４の内部に突出する。従って、出口部が研磨パッド１６の取り付けの邪魔にならないので、研磨パッド１６の位置決めを容易に行える。
【０１５０】
図１２は、本発明の第４実施形態に係る基板研磨装置１０を説明する図であり、回転テーブル１２の測定部位を拡大して示す図である。第１実施形態において説明したのと同様に、回転テーブル１２の研磨パッド取付面７８に研磨パッド１６が載せられており、研磨パッド１６に基板１８が接触する。回転テーブル１２には、供給路４４および排出路４６が並んで設けられている。供給路４４には、投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２が並んで配置されている。投光用光ファイバ８０と受光用光ファイバ８２が投受光装置を構成する。
【０１５１】
基板研磨装置１０は、供給路４４の出口部を構成する配管ピース１７０を有する。配管ピース１７０は、研磨面９０に垂直に、回転テーブル１２の内部から回転テーブル１２の上方に延びる管状の部材である。配管ピース１７０の出口１７２は、貫通孔８４の内部に位置する。すなわち、出口１７２は研磨面９０の下方に位置する。配管ピース１７０は回転テーブル１２の内部において、その外周面が供給路４４の内面に接している。配管ピース１７０は、供給路４４に沿って上下に移動可能である。
【０１５２】
配管ピース１７０の下には圧電素子１７４が取り付けられている。圧電素子１７４には電圧を印加するための電圧発生装置１７６が接続されている。また、基板研磨装置１０は、出口１７２と基板１８との距離を測定する静電式距離計１７８を有し、静電式距離計１７８はコントローラユニット３０に接続されている。コントローラユニット３０は、静電式距離計１７８によって測定された距離に基づいて電圧発生装置１７６に命令信号を送出し、配管ピース１７０の移動を制御する。
【０１５３】
配管ピース１７０が圧電素子１７４に取り付けられているので、この圧電素子１７４に電圧を印加することにより、配管ピース１７０を供給路４４に沿って移動させ、配管ピース１７０の位置を変えることが可能である。これにより、パッド交換時、あるいはドレッシング中または研磨中などいつでも配管ピース１７０の位置を変えることができる。研磨中は静電式距離計１７８によって出口１７２と基板１８との距離を測定し、その距離に基づいて配管ピース１７０の位置を調節する。すなわち、研磨によって研磨パッド１６が減耗して基板１８が出口１７２に近づいたときに、配管ピース１７０を下げることにより配管ピース１７０と基板１８との接触を回避できる。また、研磨中に、基板１８に接触しない範囲で配管ピース１７０を基板１８に近づけることにより、基板１８と出口１７２の隙間から噴出される純水の流速を大きくすることができる。これにより、測定光投射部位からスラリを効果的に排除できる。ドレッシングを行うときには、配管ピース１７０をドレッサーと接触しない程度まで下げる、又は回転テーブル１２の内部に収容することにより、ドレッシングにより配管ピース１７０が削られる事態を防止できる。また、研磨パッド１６を交換する際には、配管ピース１７０を回転テーブル１２の内部に収容する。これにより、配管ピース１７０が研磨パッド取付面７８より突出しないので配管ピース１７０が邪魔にならず、容易に研磨パッド１６を取り付けることができる。
【０１５４】
以上説明したように、第４実施形態に係る基板研磨装置１０によれば、出口部移動手段を構成する圧電素子１７４により出口部を移動可能なので、回転テーブル１２に研磨パッド１６を取り付けた後に出口部を貫通孔８４内に移動できる。
【０１５５】
また、研磨パッド１６の取外しに先立って、出口部を移動して回転テーブル１２内に収容することができる。従って、出口部を損傷させずに容易に研磨パッド１６を交換することができる。また、出口部は回転テーブル１２から突出して基板１８に近接する。従って、供給路４４から供給される流体は出口部において流速が大きくなり、基板１８と出口部との隙間から供給路４４の外側に向けて勢いよく噴出され、基板１８に沿った流れを形成する。この流体の流れによって、出口部前方の測定光投射部位から研磨剤を効果的に排除できる。また、静電式距離計１７８により基板１８と出口部との距離を測ることにより、ドレッシングによって削られた研磨パッド１６の厚さに合わせて出口部の位置を調節し、基板１８と出口部との適当な位置関係を維持できる。
【０１５６】
図１３は、本発明の第５実施形態に係る基板研磨装置１０を説明する図であり、回転テーブル１２の測定部位を拡大して示す図である。第５実施形態に係る基板研磨装置１０は、第４実施形態に係る基板研磨装置１０と基本的な構成は同じであるが、第４実施形態では配管ピース１７０を移動可能としていたのに対し、第５実施形態では投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２を移動可能としている点が異なる。
【０１５７】
回転テーブル１２に設けられた供給路４４には、投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２が並んで配置されている。投光用光ファイバ８０と受光用光ファイバ８２が投受光装置を構成する。投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２は、光源ユニット３２およびフォトメータユニット３４に接続されている。そして、投光用光ファイバ８０は、光源ユニット３２から供給された測定光を基板１８に照射する。受光用光ファイバ８２は、基板１８からの反射光を受光し、反射光をフォトメータユニット３４へ伝える。
【０１５８】
供給路４４の出口部を構成する配管ピース１７０は、研磨面９０に垂直に、回転テーブル１２の内部から回転テーブル１２の上方に延びる管状の部材である。
配管ピース１７０は、供給路４４に固定されている。配管ピース１７０の出口１７２は、貫通孔８４の内部に位置する。すなわち、出口１７２は研磨面９０より下方に位置する。
【０１５９】
投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２に圧電素子１７４が接続されている。圧電素子１７４には、電圧を印加するための電圧発生装置１７６が接続されている。また、基板研磨装置１０は、フォトメータユニット３４での受光量を算出する演算部１８０を有し、演算部１８０はコントローラユニット３０に接続されている。コントローラユニット３０は、演算部１８０によって求められた受光量に基づいて電圧発生装置１７６に命令信号を送出し投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２の移動を制御する。
【０１６０】
この基板研磨装置１０では、投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２に圧電素子１７４が取り付けられている。この圧電素子１７４に電圧を印加することにより、投光用光ファイバ８０及び受光用光ファイバ８２を供給路４４に沿って移動させ、その位置を変えることができる。また、圧電素子１７４に電圧を印加する電圧発生装置１７６を制御するコントローラユニット３０は、受光用光ファイバ８２の受光量を求める演算部１８０に接続されている。コントローラユニット３０が、演算部１８０によって求められた受光量に基づいて圧電素子１７４を制御することにより、反射光の受光量が大きくなるように投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２を移動できる。
【０１６１】
また、フォトメータユニット３４及び演算部１８０によって受光量を求め、その受光量に基づいて圧電素子１７４を制御する構成により、研磨中に投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２の位置を調節することも可能である。投光用光ファイバ８０の先端部１８２および受光用光ファイバ８２の先端部１８４が基板１８に近接すれば反射光の受光量が増加するが、近接しすぎると受光量が低下する。従って、研磨やドレッシングによって研磨パッド１６が減耗して、基板１８と先端部１８２，１８４との距離が近づいたときに、投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２の位置を受光量に基づいて調節して、反射光の受光率を高めることができる。
【０１６２】
第５実施形態によれば、配管ピース１７０の出口１７２が貫通孔８４内に位置しているので、第１実施形態と同様に、測定光投射部位から研磨剤を効果的に排除できる。
また、投受光装置を貫通孔８４内に配置することができ、投受光装置と基板１８とを近接させることができ、これにより反射光を効率良く受光できる。また、投受光装置が移動可能なので、研磨パッド１６の交換時に投受光装置を回転テーブル１２内に収容することができ、投受光装置が研磨パッド１６の交換の邪魔にならない。
【０１６３】
図１４は、第５実施形態の変形例を示す図である。この変形例では、投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２を移動させるため、圧電素子１７４に代えてボールネジ１８６を用いた点が異なる。投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２にはボールネジ１８６が取り付けられている。ボールネジ１８６は、ボールネジ駆動回路１８８に接続されている。また、フォトメータユニット３４の受光量を算出する演算部１８０は、コントローラユニット３０に接続されている。コントローラユニット３０は、演算部１８０により求められた受光量に基づいて、ボールネジ駆動回路１８８に命令信号を送出し、投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２の移動を制御する。
【０１６４】
この変形例においても上記した実施形態と同様に、演算部１８０によって求められた受光量に基づいてボールネジ１８６を駆動制御することにより、反射光の受光量が大きくなるように投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２を移動できる。上記の変形は、前出の第４実施形態にも適用できる。この場合、出口部移動手段がボールネジおよびボールネジ駆動回路によって構成される。
【０１６５】
また、投光用光ファイバ８０と受光用光ファイバ８２を独立に上下動可能な構成としてもよい。これにより、受光用光ファイバ８２の受光量が最適になるように、先端部１８２，１８４の高さを別々に、あるいは片方のみを調整できる。
【０１６６】
図１５は、本発明の第６実施形態に係る基板研磨装置１０を説明する図であり、回転テーブル１２の測定部位を拡大して示す図である。第６実施形態に係る基板研磨装置１０は、第４実施形態に係る基板研磨装置１０（図１２）と基本的な構成は同じであるが、第４実施形態では配管ピース１７０を移動可能としていたのに対し、第５実施形態では配管ピース１７０と共に投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２を移動可能としている点が異なる。
【０１６７】
すなわち、第６実施形態では、出口部を構成する配管ピース１７０と共に投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２が圧電素子１７４に接続されている。これにより、配管ピース１７０と共に投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２を上下に移動可能である。
【０１６８】
投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２を供給路４４に沿って移動可能であるので、研磨時に配管ピース１７０と共に投光用光ファイバ８０の先端部１８２および受光用光ファイバ８２の先端部１８４を基板１８に近づけることにより、基板１８からの反射光を効率良く受光することができる。また、研磨パッド１６の交換時には、配管ピース１７０と共に投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２を回転テーブル１２の内部に収容することにより、研磨パッド１６の交換の邪魔にならない。
【０１６９】
第６実施形態によれば、第４実施形態と同様に、出口１７２が貫通孔８４内に位置するように配管ピース１７０を移動し、出口１７２を基板１８に近接させることにより、測定光投射部位から研磨剤を効果的に排除できる。
【０１７０】
また、投受光装置を貫通孔８４内に配置して、投受光装置を基板１８に近接させることができ、これにより反射光を効率良く受光できる。また、投受光装置は出口部と共に移動可能なので、研磨パッド１６の交換時に投受光装置を移動して回転テーブル１２の内部に収容することができ、従って投受光装置が研磨パッド１６の交換の邪魔にならない。
【０１７１】
図１２〜図１４を参照して、配管ピース１７０、又は光ファイバ８０，８２と基板１８との距離の測定方法、および、配管ピース１７０、又は光ファイバ８０，８２、又は配管ピース１７０及び光ファイバ８０，８２の移動機構について説明した。しかし、距離の測定方法や移動機構は上記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて、それぞれの組み合わせを変更することが可能である。さらに、上記した以外のセンサーや移動機構を使用してよいことはもちろんである。
【０１７２】
また、投光用光ファイバ８０、受光用光ファイバ８２、配管ピース１７０を独立に上下動可能な構成としてもよい。これにより、受光量と測定用流体の基板１８への噴射流速とが最適になるように、投光用光ファイバ８０、受光用光ファイバ８２、配管ピース１７０の高さを別々に調整可能となる。望ましくは、配管ピース１７０と光ファイバ８０，８２は、基板１８までの距離を一定にするように制御する。配管ピース１７０と光ファイバ８０，８２を一体化して、同時に移動する。これにより、測定用流体へのスラリ混入の影響や光量変化が少なく、基板１８のプロパティを精度良く測定可能となる。
【０１７３】
なお、本実施形態では、圧電素子１７４を用いて配管ピース１７０、投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２を移動可能としたが、圧電素子１７４に代えてボールネジを用いることも可能である。また、図１１〜図１４に示す実施形態においては、供給路４４と研磨テーブル１２との隙間からの水漏れを防ぐため、隙間を覆うカバーなどのシール機構を設けてもよい。
【０１７４】
図１６は、本発明の第７実施形態に係る基板研磨装置１０を説明する図であり、回転テーブル１２の測定部位を拡大して示す図である。第１実施形態において説明したのと同様に、回転テーブル１２の研磨パッド取付面７８に研磨パッド１６が載せられている。回転テーブル１２には、供給路４４および排出路４６が並んで設けられている。研磨パッド１６は貫通孔８４を有しており、供給路４４および排出路４６は貫通孔８４に連通している。
【０１７５】
供給路４４には、投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２が並んで配置されている。投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２は投受光装置を構成する。投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２は、回転テーブル１２から突出し、その先端部１８２，１８４が貫通孔８４内に位置している。
【０１７６】
基板研磨装置１０は、貫通孔８４に嵌めこまれた保護カバー１９０を有する。保護カバー１９０は、ボルト１９２によって回転テーブル１２に着脱可能に取り付けられている。保護カバー１９０は、以下に説明するように、研磨パッド１６の交換時に取り付けられる。
【０１７７】
本実施形態での、研磨パッド１６の交換作業について説明する。研磨パッド１６を交換するときには、まず、貫通孔８４に保護カバー１９０を嵌め込み、保護カバー１９０をボルト１９２によって回転テーブル１２に取り付ける。続いて、古い研磨パッド１６を取り外して、新しい研磨パッド１６を取り付ける。研磨パッド１６の取り付けにおいては、回転テーブル１２に取り付けられた保護カバー１９０が研磨パッド１６の貫通孔８４に嵌め込まれるように取り付ける。研磨パッド１６を取り付けた後に、ボルト１９２を抜いて保護カバー１９０を回転テーブル１２から取り外す。
【０１７８】
研磨パッド１６の交換時に、供給路４４および排出路４６を覆うことにより、供給路４４から回転テーブル１２の先端部１８２，１８４が上方に突出した投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２を保護できる。また、貫通孔８４に保護カバー１９０を嵌め込むように研磨パッド１６を取り付けることにより、研磨パッド１６の位置決めが容易になる。従って、研磨パッド１６の交換作業を容易に行うことができる。
【０１７９】
また、投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２の先端部が回転テーブル１２より上方に位置している。従って、投光用光ファイバ８０と受光用光ファイバ８２の先端部１８２，１８４が基板１８に近接するので、基板１８からの反射光を効率良く受光することができる。
【０１８０】
第７実施形態によれば、研磨パッド１６の貫通孔８４に受け入れられる保護カバー１９０を備えることにより、保護カバー１９０を取り付けた状態で研磨パッド１６を交換できる。保護カバー１９０は供給路４４を構成する回転テーブル１２の開口を覆うので、例えば、供給路４４の出口部や投受光装置などが研磨パッド取付面７８より突出している場合であっても、保護カバー１９０によって供給路４４を保護しつつ研磨パッド１６を交換できる。
【０１８１】
図１７は、基板研磨装置１０で、基板１８の研磨および膜測定を行うときの構成例を示す図である。保護カバー１９０に代わるパッチピース１９４が取り付けられている。パッチピース１９４には、供給路４４および排出路４６を貫通孔８４と連通させる穴１９６が設けられている。また、パッチピース１９４には、供給路４４を貫通孔８４の内部まで延ばす配管部１９８が設けられている。配管部１９８は、供給路４４の出口部を構成し、配管部１９８の出口２００は貫通孔８４の内部に位置する。
このようなパッチピース１９４を取り付けることにより、出口２００が貫通孔８４内に位置し、第１実施形態と同様に、測定光投射部位から研磨剤を効果的に排除できる。
【０１８２】
図１８は、上記実施形態の変形例を説明する図であり、回転テーブル１２の測定部位を拡大して示す図である。変形例では、回転テーブル１２には、保護カバー１９０を嵌め込むための凹部１９１が形成されている。保護カバー１９０は、回転テーブル１２の凹部１９１に嵌め込まれることにより取り付けられる。これにより、保護カバー１９０を回転テーブル１２に容易に着脱できる。
【０１８３】
図１９は、変形例に係る基板研磨装置１０で、基板１８の研磨および膜測定を行うときの構成例を示す図である。回転テーブル１２に保護カバー１９０に代わるパッチピース１９４が取り付けられている。パッチピース１９４は、回転テーブル１２の凹部１９１に嵌め込まれることにより、取り付けられている。パッチピース１９４は、配管部１９８を有し、これにより第１実施形態と同様に測定光投射部位から研磨剤を効果的に排除できる。なお、パッチピース１９４には、必ずしも配管部１９８が形成されていなくてもよい。
【０１８４】
図２０は、変形例に係る基板研磨装置１０で、基板１８の研磨および終点検知を行うときの別の構成例を示す図である。この例で用いられるパッチピース１９４は、配管部を有しておらず、供給路４４の出口２００が研磨パッド取付面７８に位置している。このようなパッチピース１９４を用いることも可能である。
【０１８５】
図２１Ａは図２０におけるパッチピース１９４の取付部Ｒを拡大して詳細に示す図、図２１Ｂは取付部Ｒに保護カバー１９０を取り付けた構成を詳細に示す図である。図２１Ａに示すように、回転テーブル１２に取付用のブロック１９３が取り付けられている。ブロック１９３には、供給路４４および排出路４６が設けられている。取付用のブロック１９３の上にパッチピース１９４が嵌め込まれている。パッチピース１９４に形成された開口１９７を通じて、供給路４４から貫通孔８４に純水が供給され、排出路４６から排出される。なお、貫通孔８４に供給された純水が回転テーブル１２に漏れないように、取付用ブロック１９３およびパッチピース１９４にはＯ−リング１９５が取り付けられる。
【０１８６】
また、図２１Ｂに示すように、保護カバー１９０は、図２１Ａに示すパッチピース１９４とほぼ同じ形状を有する。ただし、保護カバー１９０は、供給路４４および排出路４６と貫通孔８４を連通する開口を有していない。
【０１８７】
図２２は、変形例に係る基板研磨装置１０で、基板１８の研磨および膜測定を行うときの別の構成例を示す図である。この例では、研磨パッド１６に設けられた貫通孔８４の径がパッチピース１９４の径に等しい。これにより、保護カバー１９０を取り付けた状態で研磨パッド１６を交換した後、保護カバー１９０をパッチピース１９４に取り替えることが可能である。この構成によれば、研磨パッド１６を取り付ける際に、保護カバー１９０によって容易に位置決めできる。
【０１８８】
図２３は、別の構成の保護カバーを有する基板研磨装置１０を説明するための図である。ここで用いられる保護カバー１９０は、パッチピース１９４の配管部１９８に嵌合する凹部が形成されている。凹部に配管部１９８が嵌合することにより、回転テーブル１２に保護カバー１９０が取り付けられる。
【０１８９】
この構成では、以下の手順により、研磨パッド１６を回転テーブル１２に取り付ける。まず、保護カバー１９０の凹部に配管部１９４を嵌め込むようにして、保護カバー１９０を回転テーブル１２に取り付ける。これにより、回転テーブル１２上で保護カバー１９０の位置が決定される。次に、貫通孔８４に保護カバー１９０を嵌め込むように研磨パッド１６を取り付ける。これにより、研磨パッド１６が位置決めされて回転テーブル１２に取り付けられる。
【０１９０】
この構成例によれば、保護カバー１９０は、配管部１９８および供給路４４内の投光用光ファイバ８０、受光用光ファイバ８２を保護する機能に加え、回転テーブル１２に対して研磨パッド１６を位置決めする機能を有する。また、研磨パッド１６を取り付け完了時には、配管部１９８を構成するパッチピース１９４が取り付けられている。従って、保護カバー１９０を取り外せば、すぐに基板１８の膜測定を行うことができる。
【０１９１】
図２４は、研磨パッド１６の位置決めを行えるパッチピース１９４を備えた基板研磨装置１０を説明するための図である。図２４に見られるように、パッチピース１９４には貫通孔８４をガイドするためのガイド突起１９９が設けられている。ガイド突起１９９は、回転テーブル１２から突出しており、ガイド突起１９９の外周と貫通孔８４の内周とが接触する。
この構成によれば、ガイド突起１９９が貫通孔８４が嵌め込まれるように研磨パッド１６を取り付けることにより、研磨パッド１６の位置決めを行うことができる。
【０１９２】
なお、上記実施形態にて基板１８の研磨を行うときに、保護カバー１９０を取り外した箇所に必ずパッチピース１９４を取り付けなければならないわけではない。例えば、第１実施形態で説明した管状の配管ピース８６を用いることも可能である。また、他の実施形態において説明した基板研磨装置１０において、研磨パッド１６を交換する際に本実施形態の保護カバー１９０を用いることも可能である。
【０１９３】
図２５Ａ及び図２５Ｂは、本発明の第８実施形態に係る基板研磨装置１０を説明する図であり、図２５Ｂは回転テーブル１２の測定部位を拡大して示す図、図２５Ａは図２５Ｂを上方から見た図である。
【０１９４】
回転テーブル１２には、排出路４６と供給路４４と副供給路２０２とが並んで設けられている。研磨パッド１６は貫通孔８４を有しており、排出路４６、供給路４４および副供給路２０２は、貫通孔８４に連通している。供給路４４には、投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２が並んで配置されている。副供給路２０２は、供給路４４より回転方向の前方に位置する。回転テーブル１２の回転方向は、矢印Ｒで示されている。副供給路２０２は、図１に示す並列部５２とセンサ２６との間で供給路４４が分岐することにより形成されている。供給路４４と副供給路２０２への純水の供給および停止はともに供給制御弁５８，６０により制御され、同じタイミングで行われる。
【０１９５】
この基板研磨装置１０では、供給路４４及び副供給路２０２を通じて純水等の測定用流体が貫通孔８４に供給され、排出路４６を通じて排出されている。貫通孔８４の内部には測定用の純水が満たされ、研磨用のスラリの貫通孔８４への侵入を制限する。
【０１９６】
ここで、副供給路２０２の機能を説明する。回転テーブル１２が回転すると、研磨パッド１６上のスラリは相対的に回転方向と反対に移動する。すなわち、スラリは、図２５に矢印Ｓで示す方向に移動する。従って、回転方向の前方から貫通孔８４にスラリが流入すると考えられる。副供給路２０２は、供給路４４より回転方向の前方に配置されているので、副供給路２０２から供給された純水によって、回転方向の前方から貫通孔８４に流入したスラリが一次希釈される。そして、一次希釈されたスラリが回転方向の後方に流れ、供給路４４から供給される純水によって二次希釈される。供給路４４には、投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２が配置されており、供給路４４の上方が測定部位である。測定部位に到達するスラリは、副供給路２０２から供給される純水によって希釈され、供給路４４から供給される純水によってさらに希釈される。これにより、測定部位における純水の透明度を向上でき、膜測定の測定精度を向上できる。
【０１９７】
図２６Ａ及び図２６Ｂは、上記実施形態の第１の変形例を示す図である。第１の変形例は、上記実施形態と基本的な構成は同じであるが、副供給路２０２に配管ピース２０４を設けている。配管ピース２０４は、副供給路２０２に沿って延びる管状の部材であり、回転テーブル１２の内部から回転テーブル１２の上方に延びている。配管ピース２０４の出口２０６は、貫通孔８４の内部に位置している。従って、副供給路２０２から供給される純水は出口において流速が大きくなり、基板１８と出口２０６との隙間から副供給路２０２の外側に向けて勢いよく噴出され、基板１８に沿った流れを形成する。この純水の流れによって、回転方向の前方からのスラリの侵入を制限すると共にスラリを効果的に希釈することが可能となる。
【０１９８】
図２７Ａ及び図２７Ｂは、上記実施形態の第２の変形例を示す図である。第２の変形例は、副供給路２０２が供給路４４を囲む弓形の形状を有する。また、第１の変形例と同様に、副供給路２０２に沿って延びる配管ピース２０４を有し、副供給路２０２の出口２０６が貫通孔８４の内部に位置している。第２の変形例によれば、副供給路２０２が供給路４４を囲む形状を有しているので、回転方向の前方から流入して供給路４４に向かうスラリを一次希釈できるのに加え、回転方向の斜め前方から流入して供給路４４に向かうスラリも一次希釈できる。従って、回転方向の斜め前方から貫通孔に流入するスラリも一次希釈して、測定部位における純水の透明度を向上できる。
【０１９９】
図２８Ａ及び図２８Ｂは、上記実施形態の第３の変形例を示す図である。第３の変形例は、上記した第１の変形例と基本的な構成は同じであるが、副供給路２０２の大きさが供給路４４より小さい。副供給路２０２には投光用光ファイバ８０および受光用光ファイバ８２が配置されていないので、副供給路２０２を供給路４４より小さくすることが可能である。副供給路２０２を小さくすることにより、副供給路２０２から供給される純水の流速を大きくできる。そして、副供給路２０２から流出した純水は、基板１８に沿った純水の流れを形成する。この純水の流れによって、回転方向の前方からのスラリの侵入を制限すると共にスラリを効果的に希釈することが可能となる。
【０２００】
図２９Ａ及び図２９Ｂは、上記実施形態の第４の変形例を示す図である。第４の変形例は、本実施形態と基本的な構成は同じであるが、研磨パッド１６に第２の貫通孔２０８が設けられている。第２の貫通孔２０８は、副供給路２０２に一致する箇所に設けられ、副供給路２０２から供給される純水は第２の貫通孔２０８に流入する。このように副供給路２０２が貫通孔８４と異なる第２の貫通孔２０８にあっても、上記実施形態と同様に、回転方向の前方からのスラリの侵入を制限すると共にスラリを効果的に希釈することが可能である。
【０２０１】
図３０Ａ及び図３０Ｂは、上記実施形態の第５の変形例を示す図である。第５の変形例は、第２の変形例と基本的な構成は同じであるが、第２の変形例に加えて供給路４４を挟む２個の排出路２１０が設けられている。これにより、副供給路２０２からの純水で希釈されたスラリを排出路から排出可能であり、測定部位における純水の透明度を向上できる。排出路２１０は、研磨パッド１６の表面に形成された溝や穴を利用してもよい。
【０２０２】
以上、本実施形態の変形例について説明したが、図２６〜図３０に示す例の他にも様々な変形例が考えられる。例えば、供給路４４に配管ピースを設けることとしてもよい。これにより、供給路４４の出口を基板１８に近づけて、第１実施形態と同様に、測定光投射部位から研磨剤を効果的に排除できる。また、第２の変形例で説明した弓形の副供給路２０２に対応して、研磨パッド１６に弓形の貫通孔８４を設けてもよい。また、副供給路２０２の数、形状、大きさは適宜変更することが可能である。
【０２０３】
図３１は、第９実施形態に係る基板研磨装置１０に用いられる研磨パッド１６を示す斜視図、図３２は回転テーブル１２の測定部位を拡大して示す図である。
図３１に示すように、回転テーブル１２に取り付けられる研磨パッド１６は、円形の薄板でありポリウレタンなどによって構成される。研磨パッド１６には、研磨パッド１６の一部を構成する研磨パッドピース２１２が嵌めこまれている。
【０２０４】
研磨パッドピース２１２は、研磨パッド１６と滑らかに連続している。研磨パッドピース２１２には、貫通孔８４が設けられている。また、研磨パッドピース２１２の表面は平坦である。すなわち、研磨パッド１６に設けられる溝やディンプルを有していない。研磨パッドピース２１２は、研磨パッド１６と同じ材料で構成される。
【０２０５】
図３２に示すように、研磨パッドピース２１２の回転テーブル１２への取付側には、取付用の突出部２１４が設けられている。また、回転テーブル１２には、研磨パッドピース２１２の突出部２１４を受け入れる穴２１６が設けられている。この取付用突出部２１４および回転テーブル１２の穴２１６は、研磨パッドピース２１２と固定する固定手段を構成し、これにより研磨パッドピース２１２をカートリッジ式に容易に回転テーブル１２に取り付けることができる。
【０２０６】
図３３は、回転テーブル１２に研磨パッド１６が取り付けられた状態を示す図である。本実施形態での、研磨パッド１６の取付作業について図３２及び図３３を参照しながら説明する。図３２に示すように、研磨パッド１６を回転テーブル１２に取り付ける際には、まず研磨パッドピース２１２を回転テーブル１２に取り付ける。回転テーブル１２に設けられた穴２１６に研磨パッドピース２１２の取付用突出部２１４を嵌め込み、研磨パッドピース２１２を回転テーブル１２に取り付ける。続いて、図３３に示すように、研磨パッドピース２１２が研磨パッド１６の開口２１８に嵌め込まれるように、研磨パッド１６を回転テーブル１２に取り付ける。
【０２０７】
研磨パッドピース２１２の表面２２０は平坦で溝やディンプルがないので、貫通孔８４へのスラリの侵入を制限することができる。すなわち、図３２に示すように、研磨パッド１６の研磨面９０には、スラリや削りくずを研磨面９０から円滑に洗い流すために溝２２２が形成されている。スラリが溝２２２を通って貫通孔８４に流入することがある。貫通孔８４が設けられた研磨パッドピース２１２の表面２２０は平坦で、スラリの通路となり得る溝がなくスラリが通りにくい。また、研磨パッドピース２１２は、研磨パッド１６と同じ材料で構成されているので、基板１８に損傷を与えることがない。さらに、研磨パッド１６と同じペースで減耗するので、研磨パッド１６と研磨パッドピース２１２との間に段差が生じないので好ましい。
また、研磨パッド１６を取り付ける際に、先に研磨パッドピース２１２を回転テーブル１２に取り付けることにより、研磨パッド１６の位置決めを容易に行うことができる。
【０２０８】
第９実施形態によれば、研磨パッドピース２１２が貫通孔８４への研磨剤の流入路となり得る溝やディンプルを有しないため、貫通孔８４に流入するスラリの量を低減できる。
上記実施形態では、研磨パッドピース２１２は研磨パッド１６と同じ材料で構成されていたが、研磨パッドピース２１２は研磨パッド１６より減耗しやすい材料であれば他の材料で構成されてもよい。また、研磨パッドピース２１２には研磨機能がなくてもよい。
【０２０９】
図３４は、第１０実施形態に係る基板研磨装置１０に用いられる研磨パッド１６を示す図である。研磨パッド１６の一部は溝やディンプルが形成されていない平坦面２１３とされており、平坦面２１３に貫通孔８４が設けられている。平坦面２１３のサイズと貫通孔８４のサイズは、加工条件を考慮して決定される。ここで、考慮すべき加工条件には、スラリの種類、スラリ流量、テーブルの回転速度、加工圧力、測定用流体の供給流量および排出流量、貫通孔８４の数および配置などが含まれる。ここでは、平坦面２１３に楕円形の貫通孔８４が設けられ、貫通孔８４の長軸ｄ１が２〜１０ｍｍ、短軸ｄ２が１〜５ｍｍ、貫通孔８４の外周と平坦面２１３の外周との長さｄ３が３０ｍｍ以下である。好ましくは、貫通孔８４の長軸ｄ１が３〜８ｍｍ、短軸ｄ２が２〜４ｍｍ、貫通孔８４の外周と平坦面２１３の外周との長さｄ３が１０ｍｍ以下である。さらに好ましいサイズの組み合わせは、貫通孔８４の長軸ｄ１が４〜６ｍｍ、短軸ｄ２が２．５〜３．５ｍｍ、貫通孔８４の外周と平坦面２１３の外周との長さｄ３が３ｍｍ以下である。
【０２１０】
また、貫通孔８４は、回転テーブル１２の回転により、基板１８の回転中心と重ならない位置に設けられる。図３５Ａは回転テーブル１２の回転により貫通孔８４が描く軌道と基板１８を示す図、図３５Ｂは回転テーブル１２及び基板１８の回転速度を変えたときに貫通孔８４が基板１８上に描く軌道を示す図、図３５Ｃは本実施形態において貫通孔８４が基板１８上に描く軌道を示す図である。なお、図３５Ｂ及び図３５Ｃは、基板１８の回転中心から回転テーブル１２の中心までの距離が基板１８の半径にほぼ等しいことを前提としている。
【０２１１】
まず、図３５Ｂを参照して、回転テーブル１２の回転速度と基板１８の回転速度により、貫通孔８４が基板１８上に描く軌道がどのように変化するかについて説明する。基板１８が回転していない場合には、貫通孔８４は軌道Ａ１を描く。基板１８が回転テーブル１２の回転速度の半分の回転速度で回転している場合には、貫通孔８４は軌道Ａ２を描く。基板１８と回転テーブル１２の回転速度が等しい場合には、貫通孔８４は軌道Ａ３を描く。このように回転速度により、貫通孔８４が基板１８上に描く軌道は変化する。一般的な研磨条件では、回転テーブル１２の回転速度と基板１８の回転速度は等しいので、貫通孔８４は軌道Ａ３を描く。この場合、基板の右半分のプロファイルを取得できるが、左半分についてはプロファイルを取得できない。
【０２１２】
また、図３５Ｂに示すように貫通孔８４が描く軌道と基板１８の回転中心が重なると、基板１８の回転中心付近に研磨むらが生じるおそれがある。従って、貫通孔８４が描く軌道と基板１８の回転中心がずれるように貫通孔８４の位置を設定することが好ましい。貫通孔８４を基板１８の回転中心からどの程度ずらして設けるかは、加工条件に基づいて定める。なお、回転テーブル１２の回転速度と基板１８の回転速度を異なる値に設定することにより、研磨むらを低減することも可能である。
【０２１３】
本実施形態では、貫通孔８４を、基板１８の回転中心より回転テーブル１２に近接した位置に設ける。これにより、貫通孔８４が基板１８に描く軌道は、図３５Ｃに示すように、基板１８が回転していない場合には軌道Ａ４を描き、基板１８が回転テーブル１２と同じ回転速度で回転している場合には軌道Ａ５を描く。一般的な研磨条件において、貫通孔８４は軌道Ａ５上を移動するので、基板１８の右半分のみならず、基板１８の左側のプロファイルを取得することも可能となる。以上、貫通孔８４が設けられる位置について説明した。
【０２１４】
本実施形態では、貫通孔８４の周辺を、スラリの通路となり得る溝やディンプルのない平坦面２１３とした。これにより、貫通孔８４へのスラリの流入を制限することができ、測定光による膜測定を高精度に行うことが可能となる。また、貫通孔８４の周辺部以外には、溝またはディンプルを形成することにより、効率良くスラリの供給および排出を行える。
【０２１５】
また、基板１８の回転中心が、回転テーブル１２の回転により貫通孔８４が描く円軌道から外れているので、研磨後の基板１８に生じ得る研磨むらを低減可能である。さらに、基板１８の回転中心より回転テーブル１２の中心方向にずらした位置に貫通孔８４を設けたことにより、一般的な研磨条件においてプロファイル可能な範囲を広くできた。
【０２１６】
図３６は、第１０実施形態の変形例を示す図である。変形例では、一の平坦面２１３に複数の貫通孔８４が設けられている。８個の貫通孔８４が回転中心をまたいで基板１８の半径方向に均等配置されている。
【０２１７】
この構成により、それぞれの貫通孔８４において基板１８に測定光を当てて膜測定を行う構成とすることにより、基板１８の半径方向のプロファイルを計測可能である。また、貫通孔８４が回転中心をまたいで配置されているので研磨むらを低減可能である。
また、研磨パッド１６に奇数個の貫通孔８４を設ける場合には、回転中心を含む均等配置とすることが、基板１８のプロファイルを計測する上で好ましい。
【０２１８】
第１１実施形態に係る基板研磨装置１０は、第１実施形態に係る基板研磨装置１０（図４参照）と構成が同じであるが、研磨パッド１６の内周面が撥水性を有する点が異なる。
図３７は、第１１実施形態における研磨パッド１６の貫通孔８４付近を拡大して示す図である。研磨パッド１６は表層パッド２２８と下層パッド２３０の２層構造を有している。表層パッド２２８は、撥水性を有する独立発泡樹脂タイプの材料で構成される。例えば、ロデール社製のＩＣ１０００（商品名）が用いられる。下層パッド２３０は吸水性を有する不織布系の材料で構成される。例えば、ロデール社製のＳＵＢＡ４００（商品名）が用いられる。下層パッド２３０の貫通孔８４に露出された部分は樹脂コーティング２３２が施され、撥水処理されている。
【０２１９】
この構成により、貫通孔８４に供給された純水の研磨パッド１６への滲み込みを低減する。これにより、研磨パッド１６の物性変化を抑制し、研磨パッド１６の研磨特性に対する変化を低減できる。
【０２２０】
図３８は、第１１実施形態の変形例に係る研磨パッド１６の貫通孔８４付近を拡大して示す図である。研磨パッド１６は単層パッドであり、吸水性を有する材料で構成される。例えばロデール社製のＳＵＢＡ４００（商品名）またはＳＵＢＡ８００（商品名）が用いられる。貫通孔８４の内周面には樹脂コーティング２３２が施され、撥水処理されている。
この構成により、第１１実施形態と同様に純水の研磨パッド１６への滲み込みを低減し、研磨パッド１６の研磨特性に対する変化を低減できる。
【０２２１】
本実施形態では、貫通孔８４の内面に撥水性を与えるため貫通孔８４の内周面に樹脂コーティング２３２を施しているが、本発明は貫通孔８４の内周面が撥水性を有すればよく、撥水性を与える手段は樹脂コーティングに限定されない。例えば、研磨パッド１６を撥水性材料により構成してもよい。また、撥水性材料で構成されたカラーを貫通孔８４に取り付けてもよい。
なお、本実施形態では、貫通孔８４の内周面に撥水性を与えているが、以下のような理由により、研磨パッド１６の外周面にも撥水性を与えることが好ましい。
【０２２２】
研磨パッド１６に研磨剤として供給されたスラリは、研磨パッド１６の外側に流れ、外周面を伝って研磨パッド１６から流れ落ちる。一般的に研磨パッド１６の表層は、スラリが研磨パッド１６に滲み込まないように、撥水性の高い材料により構成される。しかし、研磨パッド１６の外周面は、流体が吸水性を有する材料が露出している場合がある。例えば、２層構造のパッドでは、表層パッドは撥水性の高い材料で構成され、下層パッドは吸水性を有する材料で構成されることがあり、このような２層構造の研磨パッドでは、吸水性を有する下層パッドが外周面で露出する。そして、外周面において吸水性を有する材料にスラリが滲み込むと、研磨パッド１６の研磨特性が変化するという不都合が生じる。このような事態を防止するため、外周面に撥水性を与えることが好ましい。これにより、外周面において研磨パッド１６にスラリが滲み込むことを制限し、研磨パッド１６の物性変化を低減できる。
【０２２３】
第１２実施形態に係る基板研磨装置１０は、第１実施形態に係る基板研磨装置１０と構成が同じであるが、配管ピース８６が研磨パッド１６と同程度以上の軟質材料によって構成される。
研磨パッド１６と同程度以上の軟質材料で配管ピース８６を構成することにより、配管ピース８６が基板１８に接触しても基板１８が損傷しない。従って、出口部を基板１８へとさらに近接させることができ、出口８８の位置を研磨面９０とほぼ一致させることも可能である。配管ピース８６を研磨パッド１６と共にドレッシングし、配管ピース８６の高さ方向の調整を研磨パッド１６と共に行い、これにより容易に出口８８の位置を研磨面９０とほぼ一致させることができる。
【０２２４】
図３９は、第１２実施形態の変形例を示す図である。この変形例では、研磨パッド１６と同程度以上の軟質材料で構成されるキャップ２２４が配管ピース８６に取り付けられている。キャップ２２４が出口部を構成し、キャップの終端である出口２２６が供給路４４を通じて貫通孔８４内に供給される測定用流体の供給口となる。軟質材料からなるキャップ２２４が基板１８に接触しても基板１８が損傷するおそれがない。また、キャップ２２４により、出口２２６をさらに基板１８に近づけることができ、出口部前方の測定光投射部位からの研磨剤の排除能力を増大できる。
【０２２５】
また、第１２実施形態において、配管ピース８６を研磨パッド１６と同じ材料で構成してもよい。この構成により、第１２実施形態と同様に、配管ピース８６が基板１８に接触しても基板１８が損傷しないので、出口部を基板１８へとさらに近接させることができる。
【０２２６】
第１３実施形態に係る基板研磨装置１０は、第１実施形態に係る基板研磨装置１０と構成が同じであるが、出口部を構成する配管ピース８６が研磨パッド１６より弾性係数の大きい材料で構成されている。
【０２２７】
この構成を採用すれば、以下に説明するようにドレッシング圧力を研磨圧力より大きくすることにより、出口部の高さを調節可能である。すなわち、基板研磨装置１０は、まず出口部を研磨パッド１６と共にドレッシングする。このとき、出口部の弾性係数が研磨パッド１６の弾性係数より大きいので、ドレッシング終了時に、ドレッシング中に加えられていた圧力が解放されて伸びる量は、研磨パッド１６の方が大きい。従って、ドレッシング終了時には、出口部は研磨パッド１６の貫通孔８４内に引っ込むこととなる。そして、基板研磨装置１０は、研磨圧力をドレッシング圧力より小さく設定する。従って、出口部は研磨時に研磨面９０から突出することはなく、すなわち出口部は研磨パッド１６の貫通孔８４内に位置して、研磨の邪魔にならない。
【０２２８】
第１４実施形態に係る基板研磨装置１０は、第１実施形態に係る基板研磨装置１０と構成が同じであるが、供給路４４の内面が鏡面とされている。供給路４４の全長にわたって内面を鏡面としてもよいが、好ましくは供給路４４の出口８８付近のみ鏡面とする。例えば、出口部を構成する配管ピース８６の内面を鏡面とする。これにより、供給路４４の内部での光の吸収を抑制し、測定光及び反射光の減衰を低減できる。従って、反射光の受光量が増大し、Ｓ／Ｎ比を向上可能となる。
【０２２９】
第１５実施形態に係る基板研磨装置１０は、第１実施形態に係る基板研磨装置１０と構成が同じであるが、供給路４４の内面が非反射面とされている。供給路４４の全長にわたって内面を非反射面としてもよいが、好ましくは供給路４４の出口８８付近のみ非反射面とする。例えば、出口部を構成する配管ピース８６の内面を非反射面とする。これにより、供給面の内部での光の反射を抑制し、供給路４４内面での反射による波長ずれを低減可能である。従って、波長のずれを利用して基板１８の膜を測定する場合には、この構成によりＳ／Ｎ比を向上可能となる。
以上、本発明の基板研磨装置について実施形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。
【０２３０】
本発明によれば、供給路の出口部が研磨パッドの貫通孔の内部に位置しているので、供給路の出口部が基板に近接する。従って、供給路から供給される流体は出口部において流速が大きくなり、基板と出口部との隙間から供給路の外側に向けて勢いよく噴出され、基板に沿った流れを形成する。この流体の流れによって、出口部前方の測定光投射部位から研磨剤を効果的に排除できる。
以上に、本実施の形態の基板研磨装置１０の全体構成を、センサ２６部分の構成と共に説明した。次に、本実施の形態の特徴的構成について説明する。
【０２３１】
図１の基板研磨装置１０では、光源ユニット３２の光源部品が消耗部品であり、本実施の形態では、光源部品がランプである。光源ユニット３２にハロゲンランプが備えられたとして、ランプの寿命は例えば約４ヶ月である。ただし、ランプの寿命は、種類と使用条件によって異なる。なお、本発明の範囲内で、ランプはハロゲンランプに限定されず、例えばキセノンフラッシュランプでもよい。また、本発明の範囲内で、光源部品はランプに限定されず、例えばＬＥＤでもよく、また例えばレーザ光源でもよい。
【０２３２】
また、本実施の形態では、供給制御弁５８、６０および排出制御弁６２が電磁弁であり、これらの電磁弁も消耗部品である。ステンレス製の電磁弁が備えられてとして、電磁弁の寿命は例えば約６ヶ月（１５００万回）である。また、樹脂製の電磁弁が備えられたとして、電磁弁の寿命は例えば約４ヶ月（１０００万回）である。ただし、電磁弁の寿命も、種類と使用条件によって異なる。
【０２３３】
これらの消耗部品は研磨テーブル１２の下面に取り付けられており、従来は交換作業が容易でなかった。この点に鑑み、本実施の形態は、消耗部品の交換作業を容易にするものである。以下では、ランプ交換のための構成を説明する。しかし、電磁弁の交換にも同様の構成を適用可能である。
【０２３４】
図４０Ａ及び図４０Ｂは図１の基板研磨装置の研磨テーブルに備えられる消耗部品交換扉の部分を示す図であり、図４０Ａは平面図、図４０Ｂは側面図である。図４０Ａ及び図４０Ｂを参照すると、電源ユニット２８、コントローラユニット３０、光源ユニット３２、フォトメータユニット３４、ポンプ５０および電磁弁ユニット１０７４は、研磨テーブル１２の外縁に沿って、スカート１０７６の内側に配置されている。スカート１０７６の外周面が研磨テーブル１２の側面１０７８に相当する。
【０２３５】
本実施の形態の特徴として、研磨テーブル１２の側面１０７８には、消耗部品交換扉１０８０が設けられている。消耗部品交換扉１０８０は、ヒンジ１０８２で側面１０７８に取り付けられている。消耗部品交換扉１０８０が閉じられると、交換口１０８４が塞がれる。消耗部品交換扉１０８０は、光源ユニット３２の外側に配置されており、交換口１０８４は光源ユニット３２を出入れ可能な形状を有する。また、消耗部品交換扉１０８０の中央にはグリップ１０８６が取り付けられており、４隅にはボルト１０８８が設けられている。メンテナンス作業が行われないときは、ボルト１０８８を用いて消耗部品交換扉１０８０が研磨テーブル１２にねじ止めされている。その他、図示されないが、研磨のスラリおよび測定用の純水の侵入を防ぐために、消耗部品交換扉１０８０には、Ｏリング等のシールが設けられる。シールを確実にするためには３本以上のボルトを設けることが望ましく、そこで本実施の形態では４本のボルト１０８８が設けられている。
【０２３６】
次に、ランプの交換作業を説明する。ランプを交換するとき、作業者は、消耗部品交換扉１０８０の４隅のボルト１０８８を外す。次に、作業者は、グリップ１０８６を持ち、消耗部品交換扉１０８０を開ける。作業者は、交換口１０８４から手を入れて、光源ユニット３２を研磨テーブル１２から取り外す。光源ユニット３２は、交換口１０８４を通して取り出される。作業者は、光源ユニット３２のランプを交換する。光源ユニット３２は再び交換口１０８４から挿入され、研磨テーブル１２の所定位置に取り付けられる。そして、消耗部品交換扉１０８０が閉じられ、ボルト１０８８が締め付けられる。以上により、ランプの交換が終了する。
【０２３７】
図３に示されるように、基板処理装置６６は、基板研磨装置１０が設けられた部屋に、作業用窓７４を有する。作業用窓７４は、元々は、研磨パッドの貼り替え作業に使われる。本実施の形態では、作業用窓７４が、ランプの交換にも利用される。そして、作業用窓７４の内側の作業領域１１００が、ランプの交換に使用される。作業者は、作業用窓７４の扉を開けて、研磨テーブル１２を手で回し、消耗部品交換扉１０８０を作業領域１１００に位置させる。そして、作業者は、上述の作業によってランプを交換する。
【０２３８】
さらに好ましくは、メンテナンスのために、研磨テーブル１２の停止位置が自動制御される。例えば、作業者が操作パネルでメンテナンスの指示を入力すると、研磨テーブル１２が回転される。そして、消耗部品交換扉１０８０が基板処理装置６６の作業領域１１００に位置するように、研磨テーブル１２が停止される。これにより交換作業がさらに容易になる。ここでは、作業者が入力操作に応えて研磨テーブルの停止制御が行われる。しかし、この制御は、消耗部品を使用してから適当な期間が経過したときに自動的に行われてもよい。また、同様の停止制御が、故障発生時のアラーム信号の出力と共に行われてもよい。
以上、本実施の形態の基板研磨装置について詳細に説明した。上述のように、本実施の形態では、消耗部品交換扉を設けたことにより、消耗部品の交換作業が容易になる。
【０２３９】
上記の実施の形態では、ランプの交換の構成を説明したが、電磁弁の交換も同様の構成により実現できる。この場合、電磁弁ユニットの近傍に消耗部品交換扉が設けられる。そして、電磁弁ユニットが取り外され、電磁弁ユニットの電磁弁が交換される。この点は、以下の他の実施の形態にも同様に適用可能である。
【０２４０】
さらに、本発明の範囲内で消耗部品がランプおよび電磁弁に限定されないことはもちろんである。既に説明したように、消耗部品はランプ以外の光源部品でもよく、例えば、ＬＥＤまたはレーザ光源でもよい。また、本発明の範囲内で、消耗部品は周囲の部品と一緒に交換されてもよく、例えば、消耗部品を備えるユニット全体が交換されてもよく、このような作業も消耗部品交換作業に含まれる。また、本発明の範囲内で、膜の有無が測定されてもよく、これも膜厚測定に含まれてよい。さらに、膜の測定は膜厚測定に限定されない。
【０２４１】
その他、本発明の範囲内で、測定用流体は液体に限定されず、気体、例えば空気でもよい。また、本発明の範囲内で、基板測定装置は、上記のような光学式の装置に限定されない。基板測定装置は、例えば、渦電流式の装置である。渦電流式装置も終点判定に利用されてよい。この場合にも、消耗部品の交換が容易になる利点が得られる。
【０２４２】
図４１Ａ及び図４１Ｂは上記の実施の形態の変形例を示し、図４１Ａは平面図、図４１Ｂは側面図である。この変形例では、消耗部品交換扉１１０２が、研磨テーブル１２の側面１０７８に沿ってスライド可能に設けられている。そして、消耗部品交換扉１１０２は、スライドにより開閉される。消耗部品交換扉１１０２が開かれると、交換口１１０４を介して消耗部品が出し入れされる。また、消耗部品交換扉１１０２の４隅は、ボルト１１０６で研磨テーブル１２に取り付けられており、これらボルト１１０６は交換作業時に外される。
【０２４３】
図４２Ａ及び図４２Ｂは別の変形例を示し、図４２Ａは平面図、図４２Ｂは側面図である。この変形例では、消耗部品交換扉１１０８はカバーであり、研磨テーブル１２から取り外される。このようなカバーも、本発明の消耗部品交換扉に含まれる。消耗部品交換扉１１０８は、４隅のボルト１１１０で研磨テーブル１２に取り付けられる。また、消耗部品交換扉１１０８にはグリップ１１１２が取り付けられている。
【０２４４】
好ましくは、消耗部品交換扉１１０８の４隅のボルト１１１０が完全に抜けないように、抜止めリングがボルト１１１０に備えられる。この構成では、ボルト１１１０を緩めたとき、ボルト１１１０は消耗部品交換扉１１０８から突出した位置に留まる。そこで、ボルト１１１０を、消耗部品交換扉１１０８の脱着のグリップとして利用できる。これにより、グリップ１１１２を廃止できる。
【０２４５】
図４３Ａ及び図４３Ｂは別の変形例を示し、図４３Ａは平面図、図４３Ｂは側面図である。この変形例では、光源ユニット３２が、引出し部材１１１６に取り付けられている。本実施の形態では引出し部材１１１６は板で構成され、引出し部材１１１６の上に光源ユニット３２が載っている。引出し部材１１１６を研磨テーブル１２の外にスライド可能なように、案内機構１１１８が備えられている。また、引出し部材１１１６に消耗部品交換扉１１２０が取り付けられている。
【０２４６】
消耗部品の交換作業では、作業者は、消耗部品交換扉１１２０のグリップ１１２２を手前に引き、光源ユニット３２を引出し部材１１１６と共に研磨テーブル１２の外に引き出す。そして、光源ユニット３２のランプを交換する。このような構成により、消耗部品の交換作業はさらに容易になる。
【０２４７】
上記の引出し機構は、図４０Ａ，図４０Ｂまたは図４１Ａ，図４１Ｂの構成にも適用可能である。この場合、引出し部材と消耗部品交換扉は分離されてよい。
【０２４８】
図４４は、さらに別の変形例を示している。この変形例では、消耗部品交換扉は、研磨テーブル１２の基板が押圧される面に設けられる。すなわち、図４４において、消耗部品交換扉１１２４は、研磨テーブル１２の研磨面９０に設けられており、より詳細には、研磨面９０を有する研磨パッド１６の下側のテーブル面（回転面）に設けられている。したがって、説明を分かりやすくするために図４４では消耗部品交換扉１１２４が実線で描かれているが、実際には図４４では消耗部品交換扉１１２４は研磨パッド１６の下側に隠れている。消耗部品交換扉１１２４は、研磨面９０の中央の下に設けられており、これにより、基板の軌道から外れた場所に配置されている。
また、消耗部品交換扉１１２４は、周囲のテーブル面とともに平坦面を形成するように構成されている。これにより、研磨面９０の段差に起因する不良が防止される。
【０２４９】
次に、本発明の別の実施の形態を説明する。本実施の形態は、複数の消耗部の切替によって、消耗部品の交換作業を楽にするものである。
図４５を参照すると、本実施の形態の基板研磨装置１０において、研磨テーブル１２は、上述の実施の形態と同様に、電源ユニット２８、コントローラユニット３０、光源ユニット３２、フォトメータユニット３４、電磁弁ユニット１０７４およびポンプ５０を備えている。光源ユニット３２にはランプが備えられており、電磁弁ユニット１０７４には、測定用流体の供給路および排出路の電磁弁が備えられている。
【０２５０】
研磨テーブル１２は、さらに、予備光源ユニット１１４２および予備電磁弁ユニット１１４４を有している。予備光源ユニット１１４２は光源ユニット３２と同様の構成を有しており、かつ、光源ユニット３２と同様にセンサへ測定光を供給可能に設けられている。また、予備電磁弁ユニット１１４４は、電磁弁ユニット１０７４と同様の構成を有し、かつ、電磁弁ユニット１０７４と同様に測定用流体の供給路および排出路上に設置されている。
コントローラユニット３０は、以下のようにして、本発明の消耗部品切替手段として機能する。まず、光源ユニット３２から予備光源ユニット１１４２への切替機能を説明する。
【０２５１】
コントローラユニット３０は、光源ユニット３２の使用状況を監視しており、使用状況監視手段または検知器として機能する。本実施の形態では、使用状況として、使用期間が監視される。コントローラユニット３０は、光源ユニット３２のランプの寿命に応じて設定された所定のランプ切替基準期間を記憶している。ランプ切替基準期間は例えば４ヶ月である。そして、コントローラユニット３０は、光源ユニット３２の使用期間がランプ切替基準期間に達したか否かを判定する。
【０２５２】
使用期間がランプ切替基準期間に達すると、コントローラユニット３０は、光源ユニット３２に消灯を指示し、予備光源ユニット１１４２に点灯を指示する。これにより、以降の測定では、光源ユニット３２は点灯せず、予備光源ユニット１１４２が点灯する。
【０２５３】
次に、電磁弁ユニット１０７４から予備電磁弁ユニット１１４４への切替を説明する。ここでも、コントローラユニット３０は、電磁弁ユニット１０７４の使用状況として使用期間を監視している。コントローラユニット３０は、電磁弁ユニット１０７４の電磁弁の寿命に応じて設定された所定の弁切替基準期間を記憶している。弁切替基準期間は例えば６ヶ月である。コントローラユニット３０は、電磁弁ユニット１０７４の使用期間が弁切替基準期間に達したか否かを判定する。
【０２５４】
使用期間が弁切替基準期間に達した後、コントローラユニット３０は、電磁弁ユニット１０７４への弁開閉の指示の出力を抑制する。コントローラユニット３０は、予備電磁弁ユニット１１４４に弁開閉の指示を出力する。これにより、以降の測定では、電磁弁ユニット１０７４は測定のために機能せず、代わりに予備電磁弁ユニット１１４４が機能する。
【０２５５】
以上に説明したように、本実施の形態では、同種の機能をもつ複数の消耗部品が設けられている。そして、複数の消耗部品のうちで膜測定のために機能する消耗部品が切り替えられる。これにより、消耗部品の交換作業の回数を減らすことができ、作業者が楽になる。
【０２５６】
また、本実施の形態では、膜測定のために機能中の消耗部品の使用状況に応じて自動的に消耗部品が切り替えられる。したがって、作業者の作業が減り、作業が一層楽になる。
また、本実施の形態によれば、消耗部品が消耗または故障したときに、直ちに基板研磨装置を停止して交換作業を行わなくてもよい、という利点も得られる。消耗部品は、研磨パッド交換等の他のメンテナンス作業の際に交換されればよい。したがって、基板研磨装置の稼働率を増大できる。
【０２５７】
なお、本実施の形態では、ある消耗部品が継続的に使用され、それから予備の消耗部品が使用された。しかし、本発明はこれに限定されない。複数の消耗部品が交互に使われてもよい。この場合、切替周期は消耗部品の寿命より短く設定されてよい。
【０２５８】
また、本実施の形態では使用状況として使用期間が監視されたが、本発明はこれに限定されない。消耗部品の故障または寿命の診断装置が備えられてもよい。診断のためのセンサの信号がコントローラユニット等で処理され、診断結果が得られる。診断結果に応じて消耗部品が自動的に切り替えられる。故障等はアラームで報知され、部品交換が促される。
【０２５９】
また、本態様は、上述の図４０Ａ及び図４０Ｂに示した実施の形態と組み合わされてもよい。この場合、研磨テーブルに消耗部品交換扉が設けられ、かつ、研磨テーブルに同機能をもつ複数の消耗部品が設けられる。それら複数の消耗部品が切り替えられ、また、消耗部品交換扉を利用して交換される。これにより、消耗部品の交換回数が減り、かつ、交換時の作業が容易であり、全体としてさらに交換作業が容易になる。
【０２６０】
次に、本発明の別の実施の形態を説明する。本実施の形態は、以下に説明するように、消耗部品を研磨テーブルの外部に配置することによって交換作業を容易にするものである。
図４６は、消耗部品を研磨テーブルの外部に配置した実施の形態の基板研磨装置を示している。図４６の基板研磨装置１１５０は、図１の基板研磨装置１０との相違点として、研磨テーブル１２に光源ユニットを備えていない。その代わりに、光源ユニット１１５２が研磨テーブル１２の外部に設置されている。本実施の形態では、研磨テーブル１２の外部は、研磨テーブル１２が占める空間（研磨テーブル１２および搭載部品が占める空間）の外部であり、より詳細には、研磨テーブル１２の上面と側面（スカート）が作る空間の外部である。光源ユニット１１５２は、ランプ交換作業を容易に行える適当な場所に配置される。
【０２６１】
光源ユニット１１５２のランプが発する光をセンサ２６に導くために、研磨テーブル１２の外部には固定側導光路１１５４が設けられ、研磨テーブル１２には回転側導光路１１５６が設けられており、回転側導光路１１５６がセンサ２６に接続されている。固定側導光路１１５４および回転側導光路１１５６は光ファイバで構成される。
【０２６２】
固定側導光路１１５４と回転側導光路１１５６の接続部分には、光ロータリージョイント１１５８が設けられている。光ロータリージョイント１１５８は、電気系のロータリーコネクタ３６および流体系のロータリージョイント４８と共に、研磨テーブル１２の軸部に備えられており、固定側導光路１１５４から回転側導光路１１５６に光を伝達する。ただし、光ロータリージョイント１１５８、ロータリーコネクタ３６および流体系のロータリージョイント４８は、研磨テーブル１２の軸部以外の場所、例えば、研磨テーブル１２の外周や研磨テーブル１２の下部に備えられてもよい。
【０２６３】
さらに、基板研磨装置１１５０は、図１の基板研磨装置１０との相違点として、研磨テーブル１２内には供給制御弁を備えていない。代わりに、研磨テーブル１２の外部に供給制御弁１１６０、１１６２が設けられている。既に説明したように、供給制御弁１１６０、１１６２は、測定用流体の噴射と低流量供給の切替に用いられる。
【０２６４】
より詳細には、測定用流体の供給路１１６４が、回転側供給路１１６６および固定側供給路１１６８で構成されている。回転側供給路１１６６は研磨テーブル１２に設けられ、固定側供給路１１６８は研磨テーブル１２の外部に設けられている。回転側供給路１１６６と固定側供給路１１６８は、ロータリージョイント４８で接続されている。
【０２６５】
さらに、基板研磨装置１１５０は、測定用流体の排出機構に関しても同様の構成を有する。すなわち、基板研磨装置１１５０は、図１の基板研磨装置１０との相違点として、研磨テーブル１２内には排出制御弁を備えていない。代わりに、研磨テーブル１２の外部に排出制御弁１１７０が設けられている。
【０２６６】
排出制御弁１１７０を研磨テーブル１２の外部に移すために、排出路１１７２も研磨テーブル１２から外部へと延ばされている。排出路１１７２は、研磨テーブル１２内の回転側排出路１１７４と、研磨テーブル１２の外部の固定側排出路１１７６とで構成される。回転側排出路１１７４と固定側排出路１１７６はロータリージョイント４８で接続される。そして、固定側排出路１１７６に排出制御弁１１７０が設置されている。強制排出用のポンプ５０も研磨テーブル１２の外部に移され、固定側排出路１１７６に接続されている。
【０２６７】
上記の供給制御弁１１６０、１１６２および排出制御弁１１７０は、電磁弁ユニットを構成している。この電磁弁ユニットが、上述のように研磨テーブル１２の外部に設けられている。電磁弁ユニットは、弁交換作業を容易に行える適当な場所に配置される。
【０２６８】
本実施の形態での消耗部品の交換作業について説明する。消耗部品はランプおよび電磁弁である。作業者は、交換時期が来ると基板処理装置の壁面の作業用扉を開ける。作業者は、扉から手を入れて、消耗部品を交換する。
以上に説明したように、本実施の形態によれば、消耗部品が研磨テーブルの外部に設けられるので、消耗部品の交換作業が容易になる。
【０２６９】
図４７は、図４６の基板研磨装置１１５０に備えられる光ロータリージョイント１１５８の構成例を示している。
図４７において、固定側導光路１１５４と回転側導光路１１５６は光ファイバで構成されている。回転側導光路１１５６は、研磨テーブル１２の回転軸Ｙに沿って延びている。固定側導光路１１５４は回転軸Ｙに垂直に延びており、回転側導光路１１５６の延長線Ｘが回転軸Ｙに交差する。図４７において、固定側端部１１７８は固定側導光路１１５４の端部であり、回転側端部１１８０は回転側導光路１１５６の端部である。回転側端部１１８０は研磨テーブル１２の下端に位置している。
【０２７０】
回転軸Ｙ上にはミラー１１８２が設けられている。図４７に示されるように、ミラー１１８２は、回転側端部１１８０と固定側端部１１７８とがミラー１１８２を介して対向するように配置されている。これにより、光は、固定側導光路１１５４から出て、ミラー１１８２で反射し、回転側導光路１１５６に入り、図示しないセンサへと伝えられる。
【０２７１】
図４７の構成によれば、研磨テーブル１２が一回転する間、常に、光が固定側から回転側に伝達される。なお、ミラー１１８２は、平面鏡でもよく、凹面鏡でもよい。また、図４７の変形例として、ミラー１１８２を設ける代わりに、固定側導光路１１５６が曲げられてもよい。すなわち、固定側端部１１７８が回転側端部１１８０と対向するように、固定側導光路１１５６を構成する光ファイバ部材が上方へと曲げられてもよい。このような構成でも光が好適に伝達される。
【０２７２】
図４８は、光ロータリージョイントの別の構成例である。図４８においては、研磨テーブル１２内で、回転側導光路１１５６が垂直に曲げられている。これにより、回転側端部１１８０は、研磨テーブル１２の軸部１１８４の側面１１８６に位置している。そして、回転側端部１１８０と固定側端部１１７８が対向するように、固定側導光路１１５４が配置されている。
【０２７３】
図４９Ａ及び図４９Ｂは、図４８を線Ａ−Ａで切断した断面図である。図示の矢印で示すように、研磨テーブル１２が回転するので、回転側端部１１８０と固定側端部１１７８とは、研磨テーブル１２の回転方向に所定の導光範囲でだけ対向する。導光範囲は、固定側端部１１７８と回転側端部１１８０が重なり始めてから、重なりが終わるまでの範囲である。
【０２７４】
図５０Ａ，図５０Ｂ，図５０Ｃは、図４９Ａ及び図４９Ｂの変形例であり、導光範囲が広げられている。図５０Ａでは、回転側端部１１８０が円周方向に拡大されている。図５０Ｂ、図５０Ｃでは、固定側端部１１７８が拡大されている。このような構成によれば、さらに広い範囲で固定側端部１１７８と回転側端部１１８０を対向させることができる。
【０２７５】
上記の導光範囲は、基板が測定位置にあるときの研磨テーブルの角度位置を含むように設定されることが好適である。基板の測定は、研磨面のセンサを基板が通過する間に複数回行うことが適当である。この場合、基板の全測定点をセンサを通過する間は、固定側端部１１７８と回転側端部１１８０が対向するように、導光範囲が設定される。基板がセンサを通過する全期間に渡って固定側端部１１７８と回転側端部１１８０が対向するように導光範囲が設定されてもよい。
【０２７６】
以上に、本実施の形態の好適な光ロータリージョイントを説明した。上記の構成によれば、回転側と固定側の導光路の端部が常に通じていなくてよいので、光の伝達の構成が簡素である。例えば、図４７の構成と比べると、ミラーが不要であり、また、導光路端部の位置をより自由に設定できる。
【０２７７】
次に、図４６の基板研磨装置１１５０に備えられる測定用流体の供給に用いられるロータリージョイント４８の好適な構成例を説明する。
図５１Ａ及び図５１Ｂは、本実施の形態のロータリージョイント１２００を示しており、ロータリージョイント１２００は、純水等の測定用流体の供給のために用いられる。
【０２７８】
ロータリージョイント１２００は、円筒形状のハウジング１２０２を有し、ハウジング１２０２の内部にロータ１２０４が収容されている。ロータ１２０４は、基板研磨装置の研磨テーブル（図示せず）に取り付けられており、研磨テーブルの回転軸を中心に回転する。このような要素は、研磨テーブルに取り付けられ、研磨テーブルと共に回転するので、本発明ではロータ１２０４は研磨テーブルを構成すると考える。
【０２７９】
ロータ１２０４の内部には回転側供給路１２０６が設けられており、ハウジング１２０２には固定側供給路１２０８が設けられている。回転側供給路１２０６と固定側供給路１２０８の断面は円形であり、両者の大きさは等しい。回転側供給路１２０６は、ロータ１２０４の回転軸に沿って延びており、研磨テーブルの研磨面のセンサへ続いている。回転側供給路１２０６の下方は垂直に曲がっている。
【０２８０】
回転側端部１２１０は回転側供給路１２０６の端部であり、固定側端部１２１２は固定側供給路１２０８の端部である。そして、回転側端部１２１０はロータ１２０４の外周面１２１４に位置し、固定側端部１２１２は、ハウジング１２０２の内周面１２１６に位置している。固定側端部１２１２は、図示のように、円周方向に沿って延びる供給溝１２１８で構成されている。供給溝１２１８の位置および形状は、固定側端部１２１２と回転側端部１２１０が適当な範囲で対向するように設定されている。
【０２８１】
ハウジング１２０２の内周面１２１６は、固定側端部１２１２が設けられていない範囲では、ロータ１２０４の外周面１２１４に近接している。これにより、ロータ１２０４の外周面１２１４とハウジング１２０２の内周面１２１６の間にオリフィス隙間１２２０が形成されている。ハウジング１２０２およびその内周面１２１６は、本発明のオリフィス形成部材およびオリフィス形成面に相当する。
【０２８２】
また、ハウジング１２０２の内周面１２１６とロータ１２０４の外周面１２１４の間には、測定用流体の漏れを防ぐために、シール１２２２が設けられている。２つのシール１２２２が、回転側供給路１２０６、固定側供給路１２０８を挟んで配置されている。
【０２８３】
図５２は、固定側端部１２１２の供給溝１２１８の適当な位置および形状を説明する図である。研磨テーブル１２が回転すると、基板１８は研磨テーブル１２に対して相対的に移動する。このとき、基板１８は、研磨テーブル１２上で円形の軌道を描く。研磨テーブル１２の回転方向の角度位置が図中の重なり範囲１２２４にあるとき、基板１８が研磨面のセンサ２６の上にある。この期間が本実施の形態では所定の導通期間に設定されている。そして、導通期間に回転側端部１２１０と固定側端部１２１２が対向するように、供給溝１２１８の形状が設定されている。
【０２８４】
より詳細には、供給溝１２１８の開始点１２２６と終了点１２２８は、それぞれ、基板１８がセンサ２６に到達するときと基板１８から離れるときの回転側端部１２１０の位置（点Ｃ、点Ｄ）と合うように設定されている。
【０２８５】
次に、図５１Ａ及び図５１Ｂのロータリージョイント１２００の動作を説明する。ロータリージョイント１２００が回転すると、上述の導通期間、すなわち、センサ２６が基板１８に覆われている期間は、固定側供給路１２０８の固定側端部１２１２と回転側供給路１２０６の回転側端部１２１０が対向し、比較的大きな開口ができる。したがって、大量の測定用流体がセンサ２６へと供給され、センサ２６では測定用流体が噴射される。
【０２８６】
これに対し、導通期間以外の期間では、固定側端部１２１２と回転側端部１２１０は対向しない。固定側端部１２１２と回転側端部１２１０は、オリフィス隙間１２２０を介して接続される。流路が狭いので、低流量の測定用流体がセンサ２６へと供給される。したがって、センサ２６が基板１８に覆われないときに大量の測定用流体が研磨テーブル１２に噴出することが回避され、そして、研磨テーブル１２上のスラリの希釈が回避される。
【０２８７】
以上に説明したように、本実施の形態では、比較的簡単な構成で、測定用流体を伝達できる。また、オリフィス隙間を設けたことで、流路端部が対向しないときに低流量の流体を伝えることができる。
【０２８８】
本実施の形態は、上述したように、流体の伝達部の簡素な構成により、測定用流体の流量の切替制御を実現している。これにより、流量制御のための電磁弁を廃止することが可能である。あるいは、電磁弁を残したとしても、電磁弁は測定中に頻繁な動作をしなくてよくなるので、電磁弁の寿命は大幅に長くなる。これにより、電磁弁の交換作業そのものをなくすことが可能になる。
【０２８９】
上記の説明では、流体供給側の構成が説明された。しかし、同様の構成は、流体排出側の構成にも同様に適用されてもよい。排出においては、強制排出のオンオフをロータリージョイントで切り替えることができる。この場合には、ロータリージョイントのロータとハウジングの隙間を非常に小さくして、オリフィス隙間を実質的に廃止してもよい。このように、本発明は、供給側にも排出側にも適用可能である。
【０２９０】
図５３は、上述の実施の形態の変形例を示している。図５１Ａ及び図５１Ｂの実施の形態では、固定側供給路１２０８の固定側端部１２１２に供給溝１２１８が設けられていた。図５３では、回転側供給路１２０６の回転側端部１２１０が拡大されている。この構成でも上記の供給溝の機能が得られる。
【０２９１】
図５４Ａ及び図５４Ｂは別の実施の形態を示している。ロータリージョイント１２３０は、ロータ１２３２およびベース１２３４を有する。ロータ１２３２およびベース１２３４は、それぞれ、回転側供給路１２３６および固定側供給路１２３８を有する。
【０２９２】
ロータ１２３２およびベース１２３４は、ロータ回転軸１２４０に垂直な伝達面１２４２、１２４４を有しており、伝達面１２４２、１２４４に回転側供給路１２３６の回転側端部１２４６および固定側供給路１２３８の固定側端部１２４８が位置する。また、伝達面１２４２、１２４４の間にオリフィス隙間１２５９が形成されている。図では、説明を分かりやすくするためにオリフィス隙間１２５９が大きく描かれているが、実際のオリフィス隙間１２５９は非常に小さい。さらに、ベース１２３４の伝達面１２４４上に、固定側端部１２４８の供給溝１２５０が設けられている。供給溝１２５０は、ロータ回転軸１２４０を中心とする円弧に沿って設けられている。その他、図示されていないが、ロータ１２３２およびベース１２３４の外周には、漏れ防止のシール構造を有するハウジングが設けられている。
【０２９３】
ロータ１２３２が回転すると、回転側端部１２４６が供給溝１２５０を通過する期間は、回転側供給路１２３６の回転側端部１２４６と固定側供給路１２３８の固定側端部１２４８が対向し、流量が多くなる。それ以外の期間は、固定側供給路１２３８と回転側供給路１２３６の間にオリフィス隙間１２５９が介在し、流量が低減する。したがって、この構成でも、上述の実施の形態と同様の機能が得られる。このように、本発明の範囲内で、流体の伝達は円筒面を介して行われなくてもよい。また、上記の供給溝が、ロータ側に設けられてもよいことはもちろんである。
【０２９４】
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本実施の形態は、本発明の範囲内で当業者が変形可能なことはもちろんである。例えば、消耗部品は上記の光源部品および制御弁には限定されず、この点は既に説明した通りである。
【０２９５】
本発明によれば、消耗部品交換扉を通して消耗部品を出し入れできるので、消耗部品の交換作業が容易になる。
また、本発明によれば、同機能をもつ複数の消耗部品が設けられ、これらが切り替えられるので、消耗部品の交換作業の回数を減らすことができる。
また、本発明によれば、消耗部品が研磨テーブルの外部に設けられるので、消耗部品の交換作業が容易になる。
また、本発明によれば、研磨テーブルへの流体伝達部の構成により流量調整制御ができるので、流量調整の弁装置が不要になる。
【０２９６】
次に、本実施の形態の特徴的構成について説明する。本実施の形態では、流体容器２１００（図１）は、測定用流体として、スラリの溶媒を収容している。スラリの溶媒は、好ましくは、スラリと同じ種類で、同じ濃度の主成分溶媒である。この溶媒が、供給ポンプ２１０２により送出され、供給路４４を通ってセンサ２６に供給される。
【０２９７】
図５５は、図１の基板研磨装置に備えられるセンサの構成例を示す図である。
図５５に示すように、溶媒は研磨パッド２０１８の貫通穴２０６８へと噴出される。溶媒は、研磨テーブル２０１２と基板２０２０の間から貫通穴２０６８へと流入してくるスラリを希釈する役割を果たす。また、溶媒は、基板２０２０に付着しているスラリを洗浄する役割も果たす。このようにして、測定へのスラリの影響を低減し、要求される測定性能が確保できる。
【０２９８】
測定用流体である溶媒は、貫通穴２０６８に大量に供給されるので、貫通穴２０６８から流出し、基板２０２０と研磨テーブル２０１２の隙間へと流出する可能性がある。
しかし、このような流出が発生したとしても、本実施の形態では、測定用流体として溶媒が用いられているので、以下に説明するように、研磨性能への悪影響が少ない。すなわち、溶媒が流出した場合、スラリの溶媒が増え、溶質である砥粒の濃度は薄くなる。しかし、溶媒が増えた程度では、研磨性能への影響は少ない。特に、水によりスラリが希釈される場合と比べると、研磨性能への影響は大幅に少ないといえる。
【０２９９】
このようにして、本実施の形態によれば、測定用流体としてスラリの溶媒が供給されるので、測定用流体が研磨テーブルに流出してスラリと混ざったとしても、スラリの希釈による研磨性能への影響を低減できる。本実施の形態は、スラリそのものの透明度が低い場合でも、砥粒を含まないスラリ溶媒の透明度が比較的高いことに着目している。そして、スラリの溶媒を使うことで測定能力を確保しつつ、上記のように研磨性能への測定用流体の影響も低減している。
【０３００】
次に、スラリおよび溶媒の適当な組合せ例を説明する。シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）を研磨するためにシリカスラリがスラリ容器から供給されるとする。この種のシリカスラリは、リムーバルレート（除去速度）を確保するために、溶媒としてアルカリ性溶媒（ｐＨ１０〜１１）を含有している。そこで、このアルカリ溶液が測定用流体として用いられる。これにより、測定用流体の流出によるリムーバルレートへの影響を低減できる。アルカリ性溶媒の種類は、例えば、ＫＯＨまたはＮＨ4ＯＨである。
【０３０１】
別の例では、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）またはＳＴＩウェハを研磨するためにセリアスラリが供給されるとする。セリアスラリは、溶媒として界面活性剤溶液を含有しており、これによりリムーバルレートを低く抑え、段差特性を確保している。そこで、この界面活性剤溶液が測定用流体として用いられる。これにより、リムーバルレートの上昇および段差特性の悪化が抑えられ、研磨性能への影響を低減できる。
【０３０２】
界面活性剤は、好ましくは陽イオン界面活性剤である。セリアスラリのセリア粒子（セリア砥粒）は、光を吸収しやすい特性を有する。また、ゼータ電位でみると、セリア粒子の等電位点はｐＨ７付近にあるので、セリア粒子は純水中では基板表面（ＳｉＯ2）に電気的に吸着しやすい。しかし、基板表面にｐＨ７未満の陽イオン界面活性剤を噴射すれば、セリア粒子と基板表面に陽イオン界面活性剤が吸着するので、両者は電気的に反発しあう。したがって、セリア粒子は基板表面から除去されやすくなる。このようにして、基板表面のセリア粒子が減るので、反射光がより多く受光される。投受光のＳ／Ｎ比が改善され、測定性能の向上が図れる。
【０３０３】
本発明のスラリおよび溶媒は、上記に限定されない。例えば、金属膜研磨用のスラリの場合には、そのようなスラリと同じ種類、同じ濃度の溶媒が用いられる。溶媒は主に酸化剤、キレート剤および防食剤を含む。
【０３０４】
また、本実施の形態では、本発明の範囲内で、供給容器から供給される溶媒が、スラリ容器から供給されるスラリに含有される溶媒と、厳密に同じである必要はない。すなわち、本発明では、スラリの溶媒を測定用流体として用いるが、この溶媒が、研磨で使われるスラリと完全に同じ必要はない。研磨性能等への影響が抑えられる範囲で、例えば、濃度が多少異なってもよく、また、適当に異なる種類の溶媒も採用し得る。
【０３０５】
本実施の形態では、さらに、次の構成を適用することが好ましい。すなわち、本実施の形態では、供給路２０４２を構成する部材が、耐薬品性の高い材料で構成される。排出路２０４４を構成する部材も同様の材料で構成される。例えば、樹脂材またはセラミックが適用される。供給路が、耐薬品性の高い材料でコーティングされてもよく、これも上記構成に含まれる。この構成によれば、測定用流体として用いる溶媒による供給路部材の損傷が防止される。また、溶媒の影響で供給路部材から溶出する不純物による基板の汚染が防止される。測定光および反射光を導く光ファイバについても同様の構成を採用することが望ましい。
【０３０６】
次に、本発明の別の実施の形態について説明する。本実施の形態の基板研磨装置の構成は、図１〜図５４の上述の実施の形態と同様である。本実施の形態は、上述の実施の形態から、測定用流体が変更されている。
すなわち、本実施の形態では、流体容器２１００は、測定用流体として、研磨のスラリと比べて高い粘度を有する高粘度流体を収容している。この高粘度流体が、供給ポンプ２１０２により送出され、供給路２０４２を通ってセンサ２６に供給される。
【０３０７】
高粘度流体は研磨パッド２０１８の貫通穴２０６８（図５５）へと噴出され、貫通穴２０６８を満たす。高粘度流体は、研磨テーブル１２と基板２０２０の間から貫通穴２０６８へと流入してくるスラリを希釈する役割を果たし、また、基板２０２０に付着しているスラリを洗浄する役割も果たす。このようにして、測定へのスラリの影響を低減し、要求される測定性能が確保できる。
【０３０８】
特に、上記のようにスラリより粘度の高い高粘度流体を使うと、貫通穴に流入してくるスラリの拡散が低減する。これにより、膜測定へのスラリの影響を低減し、測定性能を向上可能である。
また、本実施の形態では、測定用流体として高粘度流体を使うので、研磨テーブル２０１２と基板２０２０の隙間への測定用流体の流出量を低減可能である。さらに、上記の拡散低減効果が得られるので、従来通常用いられる水よりも少ない供給量で同等の測定性能を得ることが可能になり、この点でも測定用流体の流出量を低減可能と考えられる。そして、流出量の低減により、研磨性能への測定用流体の影響を低減できる。したがって、本実施の形態でも、測定性能を確保しつつ、研磨性能への測定用流体の影響を低減できる。
【０３０９】
本実施の形態に適用可能な高粘度流体は、例えば、エチレングリコールである。スラリの一般的な粘度が２ｃｐ前後であるのに対し、エチレングリコールの粘度は、摂氏２０度で２３．５ｃｐであり、エチレングリコールの粘度がスラリの粘度より高い。特に、エチレングリコールは、ガラスに近い屈折率を有しており、本実施の形態のような光学測定に適しているといえる。また、高粘度流体はグリセリンでもよい。グリセリンの粘度は、摂氏２０度で１４９９ｃｐである。また、高粘度流体としては、プロピレングリコール等の増粘剤が挙げられる。
【０３１０】
さらに、高粘度流体は、上述の溶媒の純水による希釈液でもよい。また、複数種類の流体が組み合わされてもよい。また、高粘度流体は、液体に限定されない。高粘度流体はゾル等でもよく、また、ゲルも本発明では高粘度流体に含まれてよい。
【０３１１】
また、本実施の形態では、既に説明したように、高粘度流体を供給するので、流体の流出量が少ない。そこで、本実施の形態では、排出のための構成が不要になる場合もある。高粘度流体の種類によっては、排出ポンプによる強制排出が行われなくてもよく、また、排出路が廃止されてもよい。
【０３１２】
次に、本発明の別の実施の形態について説明する。本実施の形態の基板研磨装置の構成は、上述の実施の形態から、測定用流体が変更されている。
すなわち、本実施の形態では、流体供給装置である供給路２０４２は、測定用流体として気体を強制供給する。測定用の気体は、例えば、空気、窒素または希ガスである。この気体は、基板処理設備に備えられた配管からロータリージョイント４８を通って供給路２０４２に供給されてもよい。この場合は、図１の流体容器２１００および供給ポンプ２１０２は廃止され、基板処理設備のタンクとポンプが使われる。もちろん、基板研磨装置の近傍に図１の流体容器２１００と供給ポンプ２１０２が配置されてもよい。この場合は気体用の容器とポンプが備えられる。さらには、排出用のポンプ５０を廃止することも考えられる。供給および排出部分は、上記構成に限られず、気体の種類に応じて適当に構成されてよい。また、本実施の形態で供給される気体は、もちろん、その湿度、圧力、コンタミネーション（汚染）が管理された気体である。
【０３１３】
既に説明したように、従来の流体式測定装置の提案では、測定用流体として、液体が強制供給されており、液体は通常は純水（ＤＩＷ）であり、液体によりスラリが排除され、測定へのスラリの影響が軽減する。しかし、ある程度はスラリと液体が混ざるので、スラリの影響は依然として存在し、測定精度の低下の要因になる。
【０３１４】
本実施の形態は、上記の従来技術と異なり、測定用流体として気体を使うことを提案している。気体の供給により、スラリが測定部位から吹き飛ばされ、概ね排除されるので、精度の高い測定ができる。
また、本実施の形態によれば、気体が流出してもスラリが希釈されないので、研磨性能への影響を低減できる。この観点において、本実施の形態も、測定性能を確保しつつ、研磨性能への測定用流体の影響を低減できる。
【０３１５】
また、本実施の形態は、測定用流体が液体ではないことから、投光部材および受光部材へのスラリ付着による測定精度への影響が懸念される。しかし、本実施の形態は、下記構成により、スラリの付着にも好適に対処できる。
すなわち、本実施の形態においては、好ましくは、撥水処理を施した光ファイバが、投光用光ファイバ２０７０および受光用光ファイバ２０７２（図５５）に適用される。これにより、投光用光ファイバ２０７０および受光用光ファイバ２０７２が、撥水性のある部材で構成される。撥水処理は、少なくとも、光ファイバの先端付近の部分、特に、供給路２０４２内に位置する部分に施されればよい。
【０３１６】
投光用光ファイバ２０７０は、測定光を投光する投光部材であり、受光用光ファイバ２０７２は、反射光を受光する受光部材である。これら部材が撥水性をもつことで、仮にスラリが付着しても、スラリは容易に排除される。
また、供給路２０４２、排出路２０４４またはそれらの内面も、撥水性部材で構成してもよく、撥水コーティング処理を施してもよい。これにより、供給路２０４２および排出路２０４４へのスラリの付着を防ぐことができ、そして、供給口２０６４および排出口２０６６がスラリで塞がれるのを防止できる。また、供給路２０４２等から投光用光ファイバ２０７０および受光用光ファイバ２０７２へのスラリの二次的付着も防止できる。
【０３１７】
また、本実施の形態の基板研磨装置において、流体の供給は以下のように制御されてもよい。ここでは、流体供給は研磨開始前から制御される。
すなわち、前の基板の研磨またはドレッシングの後から次の研磨直前まで、間欠的に、または連続的に、供給路２０４２から排出路２０４４へ向けて、洗浄用流体として純水が供給される。そして、上述の実施の形態で説明したように、研磨中には測定用流体として気体が供給される。なお、上記の洗浄用流体の供給開始は、前の基板の研磨の前後またはドレッシングの終了前後の適当な時期でもよい。また、洗浄用の流体は、研磨が始まってから数秒が経過するまで供給されてもよい。要するに、流体供給装置により研磨前の期間を利用して洗浄用流体が供給されればよい。
【０３１８】
上記のような流体供給により、研磨中の測定を行う前から、センサ２６（図１）の周辺を高度に清浄に保つことができる。研磨中に測定用流体として気体を供給した際に、高い測定性能を確保しつつ、研磨性能への測定用流体の影響を低減できる。上記の制御は、ドレッシング後の研磨時に特に有効であり、ドレッシングで生じる異物を効果的に排除できる。
【０３１９】
上記の流体制御において、洗浄用流体と測定用流体の組合せは変更されてよい。前者の洗浄用流体は、純水でもよく、また、上述の実施の形態で取り挙げた各種の流体、すなわち、スラリ溶媒、高粘度流体または気体でもよい。後者の測定用流体も、既に説明した通りに、スラリの溶媒でもよく、高粘度流体でもよく、気体でもよい。さらに、洗浄用流体と測定用流体は同じでもよく、異なってもよい。適用される流体を供給するために、流体に適合する配管等の装置が研磨テーブルに備えられる。このように洗浄用流体と測定用流体の組合せが変更されても、同様の効果が期待できる。
【０３２０】
また、上述の各種の実施の形態において、研磨パッド２０１８は、発泡ウレタン製でもよく、不織布タイプまたはスエードタイプの研磨クロスでもよく、また、研磨砥粒をエポキシ等のバインダ剤で固めて形成した固定砥粒タイプのパッドでもよい。
また、上述したすべての実施の形態において、測定用流体は、基板２０２０の被測定面（照射面）、投光用光ファイバ２０７０、受光用光ファイバ２０７２、供給路２０４２および排出路２０４４の洗浄効果が上がるように、清浄度が高く、純度が高い流体であることが好ましい。測定用流体が、フィルタを流路に設置することにより、測定用流体が濾過されてもよい。
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本実施の形態は、本発明の範囲内で当業者が変形可能なことはもちろんである。
【０３２１】
本発明によれば、測定用流体としてスラリの溶媒が供給されるので、測定用流体が研磨テーブルに流出してスラリと混ざったとしても、スラリの希釈による研磨性能への影響を低減できる。したがって、測定能力を確保しつつ、研磨性能への測定用流体の影響も低減できる。
【０３２２】
また、本発明によれば、高粘度流体が測定用流体として供給されるので、測定部位に流入するスラリの拡散を低減することができる。これにより、膜測定へのスラリの影響を低減し、測定性能を向上可能である。また、測定用流体の流出量を低減できるので、測定性能を確保しつつ、研磨性能への測定用流体の影響を低減できる。
【０３２３】
また、本発明によれば、測定用流体として気体を用いることによりスラリが測定部位から好適に排除され、良好な測定性能が得られる。気体が流出してもスラリが希釈されないので、研磨性能への測定用流体の影響を低減できる。したがって、測定性能を確保しつつ、研磨性能への測定用流体の影響を低減できる。
【産業上の利用可能性】
【０３２４】
本発明は、基板研磨装置に備えられた基板測定装置の測定精度の向上を図ることができる基板研磨装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０３２５】
【図１】図１は、本実施形態に係る基板研磨装置の全体構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示す本実施形態に係る基板研磨装置の全体構成の他の例を示す図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る基板研磨装置を備えた基板処理装置の全体構成を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る基板研磨装置の構成を示す図である。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、出口の位置と水流の関係を説明する図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る基板研磨装置の変形例を示す図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｈは配管ピースの各種構成例を示す図である。
【図８】図８は、第２実施形態に係る基板研磨装置の構成を示す図である。
【図９】図９Ａ及び図９Ｂは、第２実施形態に係る基板研磨装置の配管ユニットの構成を示す図である。
【図１０】図１０Ａ及び図１０Ｂは、配管ユニットの変形例を示す図である。
【図１１】図１１は、第３実施形態に係る基板研磨装置の構成を示す図である。
【図１２】図１２は、第４実施形態に係る基板研磨装置の構成を示す図である。
【図１３】図１３は、第５実施形態に係る基板研磨装置の構成を示す図である。
【図１４】図１４は、第５実施形態に係る基板研磨装置の変形例を示す図である。
【図１５】図１５は、第６実施形態に係る基板研磨装置の構成を示す図である。
【図１６】図１６は、第７実施形態に係る基板研磨装置の研磨パッド交換時の構成を示す図である。
【図１７】図１７は、第７実施形態に係る基板研磨装置の研磨時の構成を示す図である。
【図１８】図１８は、第７実施形態の変形例を示す図である。
【図１９】図１９は、第７実施形態の変形例に係る基板研磨装置の研磨時の構成を示す図である。
【図２０】図２０は、第７実施形態の変形例に係る基板研磨装置の研磨時の構成を示す図である。
【図２１】図２１Ａはパッチピースの取付部を拡大して詳細に示す図、図２１Ｂは取付部に保護カバーを取り付けた構成を詳細に示す図である。
【図２２】図２２は、第７実施形態の変形例に係る基板研磨装置の研磨時の構成を示す図である。
【図２３】図２３は、別の構成の保護カバーを有する基板研磨装置を説明するための図である。
【図２４】図２４は、別の構成のパッチピースを備えた基板研磨装置を説明するための図である。
【図２５】図２５Ａ及び図２５Ｂは、第８実施形態に係る基板研磨装置の構成を示す図である。
【図２６】図２６Ａ及び図２６Ｂは、第８実施形態に係る基板研磨装置の第１の変形例を示す図である。
【図２７】図２７Ａ及び図２７Ｂは、第８実施形態に係る基板研磨装置の第２の変形例を示す図である。
【図２８】図２８Ａ及び図２８Ｂは、第８実施形態に係る基板研磨装置の第３の変形例を示す図である。
【図２９】図２９Ａ及び図２９Ｂは、第８実施形態に係る基板研磨装置の第４の変形例を示す図である。
【図３０】図３０Ａ及び図３０Ｂは、第８実施形態に係る基板研磨装置の第５の変形例を示す図である。
【図３１】図３１は、第９実施形態に係る基板研磨装置で用いられる研磨パッドを示す図である。
【図３２】図３２は、第９実施形態に係る基板研磨装置の研磨パッド取り付けの様子を示す図である。
【図３３】図３３は、第９実施形態に係る基板研磨装置の構成を示す図である。
【図３４】図３４は、第１０実施形態に係る基板研磨装置で用いられる研磨パッドを示す図である。
【図３５】図３５Ａは回転テーブルの回転により貫通孔が描く軌道と基板の位置を示す図、図３５Ｂは回転テーブル及び基板の回転速度を変えたときの貫通孔の軌道を示す図、図３５Ｃは本実施形態における貫通孔の軌道を示す図である。
【図３６】図３６は、第１０実施形態の変形例を示す図である。
【図３７】図３７は、第１１実施形態に係る基板研磨装置で用いられる研磨パッドを示す図である。
【図３８】図３８は、第１１実施形態の変形例に係る基板研磨装置で用いられる研磨パッドを示す図である。
【図３９】図３９は、第１２実施形態に係る基板研磨装置の他の例を示す図である。
【図４０】図４０Ａ及び図４０Ｂは図１の基板研磨装置の研磨テーブルに備えられる消耗部品交換扉の部分を示す図であり、図４０Ａは平面図、図４０Ｂは側面図である。
【図４１】図４１Ａ及び図４１Ｂは消耗部品交換扉の変形例を示す図であり、図４１Ａは平面図、図４１Ｂは側面図である。
【図４２】図４２Ａ及び図４２Ｂは消耗部品交換扉の変形例を示す図であり、図４２Ａは平面図、図４２Ｂは側面図である。
【図４３】図４３Ａ及び図４３Ｂは消耗部品交換扉の変形例を示す図であり、図４３Ａは平面図、図４３Ｂは側面図である。
【図４４】図４４は、消耗部品交換扉の変形例を示す図である。
【図４５】図４５は、本発明の別の実施の形態に係る基板研磨装置を示す図である。
【図４６】図４６は、本発明の別の実施の形態に係る基板研磨装置を示す図である。
【図４７】図４７は、光ロータリージョイントの構成例を示す図である。
【図４８】図４８は、光ロータリージョイントの構成例を示す図である。
【図４９】図４９Ａ及び図４９Ｂは、光ロータリージョイントの構成例を示す図である。
【図５０】図５０乃至図５０Ｃは、光ロータリージョイントの構成例を示す図である。
【図５１】図５１Ａ及び図５１Ｂは、測定用流体のロータリージョイントの構成例を示す図である。
【図５２】図５２は、測定用流体のロータリージョイントの構成例を示す図である。
【図５３】図５３は、測定用流体のロータリージョイントの構成例を示す図である。
【図５４】図５４Ａ及び図５４Ｂは、測定用流体のロータリージョイントの構成例を示す図である。
【図５５】図５５は、図１の基板研磨装置に備えられるセンサの構成例を示す図である。
【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６】
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【図８】
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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２２】
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【図２３】
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【図２４】
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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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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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2006525878.tif 000051
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【図５２】
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【図５３】
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2006525878.tif 000056
【図５５】
2006525878.tif 000057
【国際調査報告】
2006525878.tif 000058
2006525878.tif 000059