(57)【要約】【課題】精度の高いスラリーの流量調整制御が可能であり、加えてスラリーポンプの寿命を延ばすことが可能な構成のスラリー供給装置を提供する。【解決手段】スラリー圧送源７１側から吸い上げたスラリーをユースポイントＵＰ側に吐出するスラリーポンプ８１と、スラリーポンプ８１のスラリー吸入動作時に吸入口８５を開放し、スラリー吐出動作時に吸入口８５を閉止する吸入口側チェック弁８７と、スラリーポンプ８１のスラリーの吸入動作時に吐出口８６を閉止し、スラリーの吐出動作時に吐出口８６を開放する吐出口側チェック弁９２とを備えるスラリー供給装置７０が、吐出口側チェック弁８６の下流側に絞り弁７３を有し、吸入口側チェック弁８７の上流側に減圧弁７４を有する。【選択図】図１
2007229845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリー圧送源と、
前記スラリー圧送源より圧送されたスラリーをユースポイントに導くスラリー供給管路と、
前記スラリー供給管路に介装され、前記スラリー圧送源側から吸い上げたスラリーを前記ユースポイント側に吐出するスラリーポンプと、
前記スラリー供給管路における前記スラリーポンプの吸入口側に設けられ、前記スラリーポンプのスラリー吸入動作時には前記吸入口を開放し、前記スラリーポンプのスラリー吐出動作時には前記吸入口を閉止する吸入口側チェック弁と、
前記スラリー供給管路における前記スラリーポンプの吐出口側に設けられ、前記スラリーポンプのスラリー吸入動作時には前記吐出口を閉止し、前記スラリーポンプのスラリー吐出動作時には前記吐出口を開放する吐出口側チェック弁と、
前記スラリー供給管路における前記吐出口側チェック弁の下流側に介装された絞り弁と、
前記スラリー供給管路における前記吸入口側チェック弁の上流側に介装された減圧弁とを有したことを特徴とするスラリー供給装置。
【請求項２】
前記スラリーポンプはダイヤフラムポンプであることを特徴とする請求項１に記載のスラリー供給装置。
【請求項３】
被研磨物を保持する定盤と、前記定盤に保持された前記被研磨物の被研磨面と対向する面に研磨パッドが取り付けられた研磨ヘッドと、前記被研磨物と前記研磨パッドとの接触面にスラリーを供給するスラリー供給手段を有して構成され、前記研磨パッドと前記被研磨物の前記被研磨面とを接触させるとともに、前記研磨パッドの面をユースポイントとして前記スラリー供給手段よりスラリーを供給しつつ、前記被研磨物と前記研磨ヘッドとを相対移動させて前記被研磨面の研磨を行う研磨装置において、
前記スラリー供給手段が請求項１又は２に記載のスラリー供給装置からなることを特徴とする研磨装置。
【請求項４】
前記被研磨物が半導体ウエハであり、請求項３に記載の研磨装置を用いて前記半導体ウエハの表面を研磨加工する工程を有したことを特徴とする半導体デバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラリー供給装置に関する。また本発明は、このスラリー供給装置を備えて構成される研磨装置及びこの研磨装置を用いた半導体デバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウエハ表面を精度良く平坦化する技術としてＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学的機械的研磨）法が知られており、この方法を実施する研磨装置としてＣＭＰ装置が用いられている。このＣＭＰ装置は、スラリー（研磨液）をウエハ表面（被研磨面）と研磨パッドとの接触面に供給しながら、研磨ヘッドをウエハに対して相対移動させて研磨する構成となっている。このようなＣＭＰ装置等の研磨装置において、スラリーは半導体ウエハと研磨パッドとの間の接触圧や相対移動速度、更には研磨パッドのへたり具合などの諸条件を考慮して定められた所定流量でユースポイント（ここではウエハの被研磨面と研磨パッドとの接触面）に供給される。これによりウエハの研磨レートは所要の値に維持されるので、精度よい研磨を行うことができる。
【０００３】
工場内等においてＣＭＰ装置が複数個存在し、その各々のＣＭＰ装置にスラリーを供給しようとする場合、そのスラリー供給管路は、圧送されたスラリーの循環路である主管路と、この主管路から各ＣＭＰ装置のユースポイントまで延びるローカル管路とから構成される。そして、各ローカル管路には主管路側（スラリー圧送源側）のスラリーを吸い上げてユースポイントに所定流量のスラリーを吐出供給するための小型のポンプ（以下、このポンプをスラリーポンプと称する）を備える。このスラリーポンプとしてはダイヤフラムポンプ、チューブフラムポンプなどが知られているが、いずれのポンプにおいても、ポンプの吸入口及び吐出口にはチェック弁が介装されており、スラリーの吸入動作時にはポンプ空間内の負圧によってスラリーポンプの吸入口を開放するとともに吐出口を閉止し、スラリーの吐出動作時にはポンプ空間内の正圧によって吸入口を閉止するとともに吐出口を開放する。
【特許文献１】特表２００１−５１５４１２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スラリー供給管路が上記のような構成を有する場合、スラリーポンプはもともと圧力を有するスラリーを吸い上げることとなるため、スラリーポンプの吸入口側に設けられたチェック弁のボール（弁体）は常時開放側へ付勢されることとなり、スラリーポンプのポンプ動作とは無関係にポンプ内にスラリーが流入してしまって、スラリーポンプのポンプ動作による精度の高いスラリーの流量調整制御が不能になってしまうという問題が生じる。このような不都合を防止するためには、スラリーポンプの下流側に絞り弁を設けてスラリーポンプの吐出路側に一種の抵抗を与えることが有効である。これによりスラリーポンプのポンプ動作とは無関係にスラリーポンプ内にスラリーが流入してしまう不都合を或る程度防止することが可能であるが、スラリーポンプが吸い上げるスラリーが圧力を有している場合には、スラリーポンプの吸入口側に設けられたチェック弁のボールがスラリーポンプのポンプ動作時に弁本体（ボール収容部）の内部で移動するストロークが大きくなるため、スラリーの固化現象（いわゆるスクラッチ現象）と相俟って、弁体が弁本体内に貼り付いてしまい、スラリーポンプの吸入口が開きっ放しになってしまうことがある。チェック弁がこのような状態になると、もはやスラリーポンプのポンプ動作による精度の高いスラリーの流量調整制御は不可能となり、チェック弁を含むスラリーポンプ全体を交換しなければならなくなってしまう。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、精度の高いスラリーの流量調整制御が可能であり、加えてスラリーポンプの寿命を延ばすことが可能な構成のスラリー供給装置を提供することを目的としている。また本発明は、このようなスラリー供給装置を備えて構成される研磨装置及びこの研磨装置を用いた半導体デバイス製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るスラリー供給装置は、スラリー圧送源と、スラリー圧送源より圧送されたスラリーをユースポイントに導くスラリー供給管路と、スラリー供給管路に介装され、スラリー圧送源側から吸い上げたスラリーをユースポイント側に吐出するスラリーポンプと、スラリー供給管路におけるスラリーポンプの吸入口側に設けられ、スラリーポンプのスラリー吸入動作時には吸入口を開放し、スラリーポンプのスラリー吐出動作時には吸入口を閉止する吸入口側チェック弁と、スラリー供給管路におけるスラリーポンプの吐出口側に設けられ、スラリーポンプのスラリー吸入動作時には吐出口を閉止し、スラリーポンプのスラリー吐出動作時には吐出口を開放する吐出口側チェック弁と、スラリー供給管路における吐出口側チェック弁の下流側に介装された絞り弁と、スラリー供給管路における吸入口側チェック弁の上流側に介装された減圧弁とを有する。ここで、スラリーポンプはダイヤフラムポンプであることが好ましい。
【０００７】
また、本発明に係る研磨装置は、被研磨物を保持する定盤と、定盤に保持された被研磨物の被研磨面と対向する面に研磨パッドが取り付けられた研磨ヘッドと、被研磨物と研磨パッドとの接触面にスラリーを供給するスラリー供給手段を有して構成され、研磨パッドと被研磨物の被研磨面とを接触させるとともに、研磨パッドの面をユースポイントとしてスラリー供給手段よりスラリーを供給しつつ、被研磨物と研磨ヘッドとを相対移動させて被研磨面の研磨を行う研磨装置において、スラリー供給手段が上記本発明に係るスラリー供給装置からなる。
【０００８】
また、本発明に係る半導体デバイス方法は、被研磨物が半導体ウエハであり、上記本発明に係る研磨装置を用いて半導体ウエハの表面を研磨加工する工程を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るスラリー供給装置によれば、ユースポイントに供給するスラリーの流量調整を精度よく行うことができ、加えてスラリーポンプの寿命を向上させることもできる。また、本発明に係る研磨装置によれば、上述したスラリー供給装置を有するため、研磨レートを所要の値に保持した効率よい正確な研磨を行うことが可能である。また、本発明に係る半導体デバイス製造方法では、上述した研磨装置を用いて研磨工程（ＣＭＰ工程）を行うため研磨工程の歩留まりが向上し、従来の半導体デバイス製造方法に比べて低コストで半導体デバイスを製造することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図２は本発明の一実施形態に係るスラリー供給装置が適用されたＣＭＰ装置１であり、このＣＭＰ装置１が本発明の一実施形態に係る研磨装置に該当する。このＣＭＰ装置１は、被研磨物たる半導体ウエハ（以下、単にウエハと称する）Ｗをその表面（被研磨面）が上方に露出する状態で保持する定盤５と、この定盤５の上方に設置され、定盤５に保持されたウエハＷの表面（被研磨面）と対向する面（下面）に研磨パッド４２を有した研磨ヘッド２０とを備えて構成されている。このＣＭＰ装置１では、研磨パッド４２の直径はウエハＷの直径よりも小さく、研磨パッド４２をウエハＷに上方から接触させた状態で双方を相対移動させることによりウエハＷの表面全体を研磨できるようになっている。
【００１１】
定盤５及び研磨ヘッド２０を支持する支持フレーム２は、水平な基台３と、この基台３上にＹ方向（紙面に垂直な方向）に延びて設けられたレール（図示せず）上を移動自在に設けられた第１ステージ６と、この第１ステージ６から垂直に延びて設けられた垂直フレーム７と、この垂直フレーム７上を移動自在に設けられた第２ステージ８と、この第２ステージ８から水平に延びて設けられた水平フレーム９と、この水平フレーム９上を移動自在に設けられた第３ステージ１０とを有して構成されている。
【００１２】
第１ステージ６内には第１電動モータＭ１が設けられており、これを研磨作動制御装置６０より回転駆動することにより第１ステージ６を上記レールに沿って（すなわちＹ方向に）移動させることができる。第２ステージ８内には第２電動モータＭ２が設けられており、これを研磨作動制御装置６０より回転駆動することにより第２ステージ８を垂直フレーム７に沿って（すなわちＺ方向に）移動させることができる。また、第３ステージ１０内には第３電動モータＭ３が設けられており、これを研磨作動制御装置６０より回転駆動することにより第３ステージ１０を水平フレーム９に沿って（すなわちＸ方向に）移動させることができる。このため、上記電動モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３の回転動作を組み合わせることにより、第３ステージ１０を定盤５上方の任意の位置に移動させることが可能である。
【００１３】
定盤５は基台３上に設けられた定盤支持部４から上方に延びて設けられた回転軸５ａの上端部に水平に取り付けられている。この回転軸５ａは定盤支持部４内に設けられた第４電動モータＭ４を研磨作動制御装置６０より回転駆動することによりＺ軸回りに回転させることができ、これにより定盤５をＸＹ面内で回転させることができる。
【００１４】
研磨ヘッド２０は第３ステージ１０から下方に延びて設けられたスピンドル１６の下端部に取り付けられている。このスピンドル１６は第３ステージ１０内に設けられた第５電動モータＭ５を研磨作動制御装置６０より回転駆動することによりＺ軸回りに回転させることができ、これにより研磨ヘッド２０全体を回転させて研磨パッド４２をＸＹ面内で回転させることができる。また、スピンドル１６は第３ステージ１０内に設けられた研磨ヘッド２０を昇降移動させる昇降機構としてのエアシリンダ１７の駆動により上下方向に移動可能となっている
【００１５】
研磨ヘッド２０は図３に示すように、ウエハＷの上方においてウエハＷの表面（被研磨面）と対向するように下方に開口した中空形状の研磨体保持体２１と、この研磨体保持体２１の下部に水平に取り付けられた円盤状のドライブリング２６と、このドライブリング２６の下面にドライブリング２６と一定間隔をおいて設けられた円盤状のダイヤフラム２７と、このダイヤフラム２７の下面側に設けられた厚板円盤状の第１プレート２９と、この第１プレート２９の下面に吸着取り付けされた研磨体４０とを有して構成されている。
【００１６】
研磨体保持体２１はスピンドル１６の下部に取り付けられた筒状部２２と、筒状部２２に螺子Ｎ１により結合されて下方に拡がる形状を有した傘状部２３と、傘状部２３の下部に螺子Ｎ２により結合されたストッパ部材保持リング２４と、このストッパ部材保持リング２４の下部に螺子Ｎ３により結合され、内周面の下部に内方に突出して延びて設けられたストッパ２５ａを有したストッパ部材２５とから構成されている。
【００１７】
ドライブリング２６は可撓性のある（例えば金属製の）薄板部材からなっており、ダイヤフラム２７はゴム等の弾性材料から構成されている。これらドライブリング２６とダイヤフラム２７は、ストッパ部材保持リング２４と、ストッパ部材保持リング２４の下方に設けられた薄板状の金属板からなるリング状プレート２８との間に挟持されるようにして取り付けられている。リング状プレート２８は螺子Ｎ４によりストッパ部材保持リング２４に結合されており、したがってドライブリング２６及びダイヤフラム２７はそれぞれの外周縁が研磨体保持体２１に対して固定された状態となっている。
【００１８】
第１プレート２９は上面がダイヤフラム２７の下面と接触した状態で、螺子Ｎ５，Ｎ６により結合用プレート３０とともに共締めされる。第１プレート２９の内部には下面に複数の吸着開口を有する空気吸入路２９ａが形成されており、この空気吸入路２９ａの一端側は結合用プレート３０内を延びて外部（結合用プレート３０の上方）に開口している。この開口部にはスピンドル１６の内部を上下方向に貫通形成されたエア供給路１６ａ内を上下方向に延びた空気吸入管５１の端部が接続されている。
【００１９】
研磨体４０は第１プレート２９とほぼ同じ外径を有する厚板円盤状の第２プレート４１と、この第２プレート４１の下面に取り付けられた円盤状の研磨パッド４２とから構成される。研磨パッド４２はウエハＷの研磨により次第に摩耗劣化していく消耗品であり、その交換作業を容易にするため、第２プレート４１の下面に接着剤や粘着テープ等により着脱自在に取り付け可能になっている。ここで、研磨体４０は、第１プレート２９の下面側に第２プレート４１を位置させた状態で真空源５０より上記空気吸入管５１及び空気吸入路２９ａを介して空気を吸入することにより、第２プレート４１を第１プレート２９の下面に吸着取り付けすることが可能である。なお、第２プレート４１はこれに取り付けられる芯出しピン４３と位置決めピン４４とにより、第１プレート２９に対する芯出しと回転方向の位置決めとがなされるようになっている。
【００２０】
第１プレート２９は、研磨パッド４２がウエハＷの表面と接触していない状態では、研磨体保持体２１のストッパ２５ａに上方から当接した状態となる。但し、第１プレート２９は上述のように螺子Ｎ５，Ｎ６によりドライブリング２６に結合されているため、第１プレート２９がストッパ２５ａに当接している状態では、ドライブリング２６は塑性変形しない範囲で（弾性領域の範囲内で）下方に撓んだ姿勢をとる。
【００２１】
スピンドル１６の内部に形成された上記エア供給路１６ａはエア圧送装置１５と繋がっており、このエア圧送装置１５からエア（高圧空気）を圧送供給することにより研磨体保持体２１の傘状部２３の内壁とダイヤフラム２７とにより形成される圧力室３１内に空気圧を供給して圧力室３１内の圧力を高め、ドライブリング２６を介して研磨体４０全体を下方に付勢することができるようになっている。なお、この圧力室３１内の圧力の大きさを加減することにより、ウエハＷ表面に研磨パッド４２を接触させたときの接触圧を所望に調整することが可能である。
【００２２】
また、スピンドル１６のエア供給路１６ａ内にはスラリー供給装置７０と繋がるスラリー供給管５３が延びており、その端部が結合用プレート３０内を上下方向に貫通するスラリー流路３０ａに上方から接続されている。また、芯出しピン４３内にはスラリー流路４３ａが上下方向に延びて設けられており、このスラリー流路４３ａは第２プレート４１内を延びてその下面に開口したスラリー流路４１ａに連通している。
【００２３】
次に、このＣＭＰ装置１を用いてウエハＷの研磨を行う手順について説明する。これには先ず、定盤５の上面に研磨対象となるウエハＷを吸着取り付けする。定盤５にウエハＷが取り付けられたら、研磨作動制御装置６０より電動モータＭ４を駆動して定盤５を水平面内で回転させる。次に研磨作動制御装置６０より電動モータＭ１〜Ｍ３を駆動して第３移動ステージ１０をウエハＷの上方に位置させ、電動モータＭ５によりスピンドル１６を駆動して研磨ヘッド２０を回転させる。続いてエアシリンダ１７を研磨作動制御装置６０より駆動して研磨ヘッド２０を下降させ、研磨パッド４２がウエハＷの表面に上方から接触するようにする。
【００２４】
研磨パッド４２がウエハＷの表面に接触したら、前述のエア圧送装置１５からエアを圧送供給して圧力室３１内の圧力を高め、この圧力によりドライブリング２６、第１プレート２９及び第２プレート４１を介して研磨体４０をウエハＷの表面に押し付けるようにする。そして、圧力室３１内に供給するエアの圧力を調整してウエハＷと研磨パッド４２との接触圧が所望の値になったら、研磨作動制御装置６０より電動モータＭ1，Ｍ２を駆動して研磨ヘッド２０をＸＹ方向（ウエハＷと研磨パッド４２との接触面の面内方向）に揺動させる。また、ウエハＷの研磨中には、前述のスラリー供給装置７０から研磨パッド４２の下面側にスラリーが供給されるようにする。
【００２５】
このようにウエハＷの表面は、スラリーの供給を受けつつウエハＷ自身の回転運動と研磨ヘッド２０の（すなわち研磨パッド４２の）回転及び揺動運動とにより満遍なく研磨される。ここで、第１プレート２９は前述のように可撓性のあるドライブリング２６を介して取り付けられているため面外方向への微小変形が可能であり、本ＣＭＰ装置１各部の組み付け誤差等により、定盤５の回転軸５ａと研磨ヘッド２０の回転軸（スピンドル１６）との平行度が充分でなかった場合であっても、第１プレート２９及び第２プレート４１はこれに応じてフレキシブルに傾動（追従）するので、ウエハＷと研磨パッド４２との接触状態は良好に保たれる。
【００２６】
次に、上記ＣＭＰ装置１に備えられたスラリー供給装置７０の構成について図１を参照して説明する。スラリー供給装置７０のスラリー圧送源７１はＣＭＰ装置１の外部に設けられており、スラリー圧送源７１より圧送されたスラリーはスラリー供給管路によってユースポイントＵＰであるウエハＷの表面（被研磨面）と研磨パッド４２との接触面（すなわち研磨パッド４２の下面）にまで導かれる。スラリー供給管路は、圧送されたスラリーの循環路である主管路１０１と、この主管路１０１の途中から分岐して延び、ＣＭＰ装置１に配管されるローカル管路１０２とから構成される。そして、各ローカル管路１０２には主管路１０１側（スラリー圧送源７１側）から吸い上げたスラリーをユースポイントＵＰ側に吐出するスラリーポンプとしてのダイヤフラムポンプ８１が備えられている。なお、図１では、主管路１０１に複数のＣＭＰ装置１が接続している例を示しているが、主管路１０１に接続するＣＭＰ装置１は１台だけでもよい。
【００２７】
ダイヤフラムポンプ８１は図４に示すように、円錐状の（或いは球面状）の内壁８２ａを有したケーシング８２と、上記内壁８２ａと対向するように設けられ、周辺部がケーシング８２によって支持されたダイヤフラム８３と、ダイヤフラム８３の中心に端部が取り付けられ、ダイヤフラム８３の中心軸に沿ってケーシング８２の外部に延びたダイヤフラム駆動軸８４とを有して構成される。ダイヤフラム駆動軸８４は図示しない電動モータ及びこの電動モータによって駆動されるギヤ機構を介してその軸方向に往復運動される。
【００２８】
ケーシング８２の内壁８２ａとダイヤフラム８３との間に形成されたポンプ空間８０ａはケーシング８２の下部を上下方向に延びた吸入口８５及びケーシング８２の上部を上下方向に延びた吐出口８６と繋がっており、スラリー供給管路（ローカル管路１０２）における吸入口８５側には吸入口側チェック弁８７が、また吐出口８６側には吐出口側チェック弁９２が設けられている。なお、これらダイヤフラムポンプ８１、吸入口側チェック弁８７及び吐出口側チェック弁９２は１つのポンプユニット８０を構成している（図４参照）。
【００２９】
吸入口側チェック弁８７は吸入口８５よりも内径の大きい内壁を有する弁本体（ボール収容部）８８と、弁本体８８内を上下方向に移動自在なボール（弁体）８９とを有して構成される（図４参照）。弁本体８８の下端側には下方に向かって狭くなる円錐状の弁座９０が形成されており、弁本体８８の上端側には下方に突出した円錐台状のストッパ９１が設けられている。ここで、弁座９０にボール８９が上方から当接した状態では吸入口８５は閉止されるが、ストッパ９１の側面には複数の孔が設けられているため、下方からボール８９が当接した状態においても吸入口８５の開放状態は維持される。
【００３０】
また、吐出口側チェック弁９２は吐出口８６よりも内径の大きい内壁を有する弁本体（ボール収容部）９３と、弁本体９３内を上下方向に移動自在なボール（弁体）９４とを有して構成される（図４参照）。弁本体９３の下端側には下方に向かって狭くなる円錐状の弁座９５が形成されており、弁本体９３の上端側には下方に突出した円錐台状のストッパ９６が設けられている。ここで、弁座９５にボール９４が上方から当接した状態では吐出口８６は閉止されるが、ストッパ９６は側面には複数の孔が設けられているため、下方からボール９４が当接した状態においても吐出口８６の開放状態は維持される。
【００３１】
ダイヤフラム駆動軸８４がその軸方向に往復運動するとポンプ空間８０ａの容積は増減する。ポンプ空間８０ａの容積が増大するときにはポンプ空間８０ａ内に生じた負圧によって両チェック弁８７，９２のボール８９，９４はともにポンプ空間８０ａに近接する方向に移動するが、このとき吐出口側チェック弁９２のボール９４は弁本体９３の弁座９５に上方から当接した状態となって吐出口８６を閉止する一方、吸入口側チェック弁８７のボール８９は弁本体８８の弁座９０から上方に浮いた状態となって吸入口８５を開放するので、スラリーは吸入口８５からダイヤフラムポンプ８１内に吸い上げられる（図４（Ａ）参照）。一方、ポンプ空間８０ａの容積が減少するときにはポンプ空間８０ａ内に生じた正圧によって両チェック弁８７，９２のボール８９，９４はともにポンプ空間８０ａから離れる方向に移動するが、このとき吸入口側チェック弁８７のボール８９は弁本体８８の弁座９０に上方から当接した状態となって吸入口８５を閉止する一方、吐出口側チェック弁９２のボール９４は弁本体９３の弁座９５から上方に浮いた状態となって吐出口８６を開放するので、スラリーは吐出口８６からダイヤフラムポンプ８１の外部に（ユースポイントＵＰ側に）吐出される（図４（Ｂ）参照）。
【００３２】
ローカル管路１０２における吐出口側チェック弁９２の下流側には絞り弁７３が介装されている（図１参照）。この絞り弁７３は、その上流側（すなわちダイヤフラムポンプ８１側）の圧力を下流側（すなわちユースポイントＵＰ側）の圧力よりも高く保持するために設けられるものである。この絞り弁７３の構成としては、例えば、容器内にスラリー管路としてのチューブ（弾性体からなる管路の一例）を取り付けるとともに、容器の内面とチューブの外面との間に形成されたエア供給空間内にエアを供給することにより、チューブの長さ方向の中間部を絞る（内径を小さくする）ようにした構成のもの（いわゆる、エア加圧式の絞り弁）であることが好ましい。このような構成の絞り弁では、スラリーは自らの圧力に応じた量だけチューブの内径を押し広げながらこのチューブを通過することになるため、上流側の下流側との間の圧力差を適正値に保ちつつも、ダイヤフラムポンプ８１から吐出されるスラリーが絞り弁７３を通過する際に受ける抵抗を極めて小さくすることができる。このため精度のよいスラリーの流量調整制御が可能となり、もともと流量制御精度の高いスラリー供給を行うことができるダイヤフラムポンプ８１との組み合わせとしては最適といえる。
【００３３】
また、図１に示すように、スラリー供給管路における吸入口側チェック弁８７の上流側には減圧弁７４が介装されている。この減圧弁７４は、その上流側（すなわちスラリー圧送源７１側）の圧力をこれよりも小さい（ほぼ一定の）圧力に減圧して下流側（すなわち各ダイヤフラムポンプ８１側）に供給する働きをするために設けられるものである。これにより、ダイヤフラムポンプ８１が吸入するスラリーの圧力を、スラリー圧送源７１より圧送された直後の圧力よりも小さくすることが可能である。また、スラリー圧送源７１より圧送された直後のスラリーは大きな圧力変動（いわゆる脈動）を有しているが、スラリー圧送源７１の下流側に減圧弁７４を設けることによりこのような圧力の変動を抑えることが可能であり、ダイヤフラムポンプ８１が吸入するスラリーの圧力を変動の少ない一定圧にすることができるので、この面からもスラリーの流量調整制御の精度を向上させることができる。ここで、減圧弁７４の設定圧は、手動若しくは電気的等の遠隔操作手段によって自由に変化させることができるようになっていることが好ましい。なお、本実施形態のように、スラリー圧送源７１と繋がる主管路１０１から複数のローカル管路１０２が延びているマニホールドタイプのスラリー供給装置では、減圧弁７４は主管路１０１に１つ介装するようにしてもよい。
【００３４】
スラリー圧送源７１から圧送されたスラリーは主管路１０１を循環するが、その一部はローカル管路１０２からＣＭＰ装置１に流入し、そのＣＭＰ装置１に備えられたダイヤフラムポンプ８１によって吸い上げられた後、ユースポイントＵＰに向けて吐出される。ユースポイントＵＰに供給するスラリーの流量は、ダイヤフラムポンプ８１のポンプ動作（ダイヤフラム駆動軸８４の駆動ストロークや往復速度など）によって調節可能である。
【００３５】
ここで、ダイヤフラムポンプ８１が吸い上げるスラリーはスラリー圧送源７１から圧送されてきたものであり、従って吸入口側チェック弁８７のボール８９には常時吸入口８５を開放する方向の付勢力が作用している。しかし、スラリー供給管路における吐出口側チェック弁９２の下流側には絞り弁７３が介装されており、絞り弁７３の上流側（ダイヤフラムポンプ８１側）の圧力は絞り弁７３の下流側（ユースポイントＵＰ側）の圧力よりも高く保持されているため、これが一種の抵抗となって働き、圧力を持ったスラリーがダイヤフラムポンプ８１のポンプ動作とは無関係にスラリーポンプ８１内にスラリーが流入することが防止されるので、ダイヤフラムポンプ８１の有するスラリーの流量調整制御機能を維持することができる。このため本スラリー供給装置７０では、ダイヤフラムポンプ８１が吸い上げるスラリーがもともと圧力を有する場合であっても精度の高いスラリーの流量調整制御が可能である。
【００３６】
また、上記ＣＭＰ装置１に備えられたスラリー供給装置７０では、スラリー供給管路における吸入口側チェック弁８７の上流側に減圧弁７４が介装されており、減圧弁７４の下流側（ダイヤフラムポンプ８１側）のスラリーの圧力はスラリー圧送源７１において圧送された直後の圧力よりも小さくなっているため、ダイヤフラムポンプ８１のスラリーの吸入動作時において、吸入口側チェック弁８７のボール８９がスラリーの圧力に押されて弁本体８８内で大きなストロークで移動するようなことがない。従って、ボール８９がポンプ動作のたびにストッパ９１に当たるようなこともなくなり、スラリーの固化現象と相俟ってボール８９がストッパ９１に下方から貼り付いて（固着して）しまい、ダイヤフラムポンプ８１の吸入口８５が開きっ放しになるようなことがない。このため、ボール８９が弁本体８８内に貼り付いてしまってダイヤフラムポンプ８１が流量調整機能を果たせなくなるような事態は起きにくく、ポンプユニット８０の寿命を大幅に延ばすことが可能である。
【００３７】
上記のように本発明に係るスラリー供給装置７０によれば、ユースポイントＵＰに供給するスラリーの流量調整制御を精度よく行うことができ、加えてスラリーポンプ（ここではダイヤフラムポンプ８１）の寿命を向上させることも可能である。また、本発明に係るＣＭＰ装置１はこのような流量調整精度のよいスラリー供給装置７０を有していることから、研磨レートを所要の値に保持した効率よい正確な研磨を行うことが可能である。
【００３８】
なお、主管路１０１と減圧弁７４との間のローカル管路１０２には、スラリー圧送源７１から圧送されたスラリーの供給・遮断制御を行うスラリー供給用閉止弁７５が介装されており、このスラリー供給用閉止弁７５を閉止することによって、全てのＣＭＰ装置１へのスラリー供給を停止することが可能である。また、ローカル管路１０２におけるダイヤフラムポンプ８１の上流側には電磁駆動式の開閉弁７６が介装されており、この開閉弁７６を研磨作動制御装置６０からの電磁操作により閉止位置にすることによって、ＣＭＰ装置１へのスラリー供給を個別に停止することが可能である。
【００３９】
また、図１に示すように、このＣＭＰ装置１の外部にはフラッシング液（純水）を圧送するフラッシング液圧送源７２が備えられており、フラッシング液圧送源７２はフラッシング用管路１０３を介してローカル管路１０２（ここではスラリー供給用閉止弁７５と減圧弁７４との間）に繋がっている。フラッシング用管路１０３にはフラッシング用閉止弁７７が介装されており、フラッシング液圧送源７２からローカル管路１０２内へのフラッシング液の供給制御を行うことができるようになっている。スラリー供給管路（ローカル管路１０２）のフラッシング（洗浄）を行うときには、スラリー供給用閉止弁７５を閉止状態にしてフラッシング用閉止弁７７を開放状態にする。これによりフラッシング液圧送源７２から圧送されたフラッシング液はスラリー供給管路内に供給され、スラリー供給管路内に付着したスラリーのかす等を洗浄・除去することができる。
【００４０】
次に、本発明に係る半導体デバイスの製造方法の実施形態について説明する。図５は半導体デバイスの製造プロセスを示すフローチャートである。半導体製造プロセスをスタートすると、先ずステップＳ２００で次に挙げるステップＳ２０１〜Ｓ２０４の中から適切な処理工程を選択し、いずれかのステップに進む。ここで、ステップＳ２０１はウエハの表面を酸化させる酸化工程である。ステップＳ２０２はＣＶＤ等によりウエハ表面に絶縁膜や誘電体膜を形成するＣＶＤ工程である。ステップＳ２０３はウエハに電極を蒸着等により形成する電極形成工程である。ステップＳ２０４はウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込み工程である。
【００４１】
ＣＶＤ工程(Ｓ２０２)若しくは電極形成工程(Ｓ２０３)の後で、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５はＣＭＰ工程である。ＣＭＰ工程では本発明による研磨装置（上述のＣＭＰ装置１）により、層間絶縁膜の平坦化や半導体デバイス表面の金属膜の研磨、誘電体膜の研磨等によるダマシン（damascene）の形成等が行われる。
【００４２】
ＣＭＰ工程(Ｓ２０５)若しくは酸化工程(Ｓ２０１)の後でステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６はフォトソリグラフィ工程である。この工程ではウエハへのレジストの塗布、露光装置を用いた露光によるウエハへの回路パターンの焼き付け、露光したウエハの現像が行われる。更に、次のステップＳ２０７は現像したレジスト像以外の部分をエッチングにより削り、その後レジスト剥離が行われ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くエッチング工程である。
【００４３】
次に、ステップＳ２０８で必要な全工程が完了したかを判断し、完了していなければステップＳ２００に戻り、先のステップを繰り返してウエハ上に回路パターンが形成される。ステップＳ２０８で全工程が完了したと判断されればエンドとなる。
【００４４】
本発明による半導体デバイス製造方法では、ＣＭＰ工程において本発明に係る研磨装置を用いて半導体ウエハＷの表面を研磨加工する工程を有しているため、研磨工程（ＣＭＰ工程）の歩留まりが向上する。これにより、従来の半導体デバイス製造方法に比べて低コストでデバイス（ここでは半導体デバイス）を製造することができるという効果がある。なお、上記半導体デバイス製造プロセス以外の半導体デバイス製造プロセスのＣＭＰ工程に本発明による研磨装置を用いてもよい。
【００４５】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述のものに限定されない。例えば、上述の実施形態において示した研磨装置（ＣＭＰ装置１）では、ウエハＷの直径よりも研磨パッド４２の直径の方が小さい構成であったが、これはウエハＷの直径よりも研磨パッド４２の直径の方が大きい構成であっても構わない。この場合は、研磨パッド４２の露出面（ウエハＷが接触していない部分）をユースポイントＵＰとしてもよい。また、上述の実施形態では、スラリー圧送源側から吸い上げたスラリーをユースポイント側に吐出するスラリーポンプは、上述の実施形態ではダイヤフラムポンプであるとしていたが、これは一例であり、チューブフラムポンプなどの他の構成を有するポンプであっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係るスラリー供給装置の構成を示す図である。
【図２】上記スラリー供給装置を備えて構成された本発明の一実施形態に係る研磨装置としてのＣＭＰ装置の構成を示す図である。
【図３】上記ＣＭＰ装置の研磨ヘッドの構成を示す断面図である。
【図４】上記スラリー供給装置に備えられたポンプユニットの動作を説明する図であり、（Ａ）はスラリーの吸入動作時を示し、（Ｂ）はスラリーの吐出動作時を示している。
【図５】本発明に係る半導体デバイス製造方法の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１      ＣＭＰ装置
７０    スラリー供給装置
７１    スラリー圧送源
７３    絞り弁
７４    減圧弁
８１    ダイヤフラムポンプ
８５    吸入口
８６    吐出口
８７    吸入口側チェック弁
９２    吐出口側チェック弁
１０１  主管路
１０２  ローカル管路
【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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