(57)【要約】【課題】研磨不良の発生を抑制した研磨装置を提供する。【解決手段】この研磨装置は、下記のようなスラリー配管３００と、純水供給部３２０と、を備えている。スラリー配管３００は、鉛直下向きに延伸した出口部３０２と、出口部３０２から鉛直上向きに延伸した先で、鉛直下向きに屈曲する第１屈曲部３０４と、第１屈曲部３０４から鉛直下向きに延伸した先で、少なくとも水平よりも高い方向に屈曲する第２屈曲部３０６と、を備えている。また、純水供給部３２０は、スラリー配管３００の外部から、出口部３０２に向けて純水を供給する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直下向きに延伸した出口部と、
前記出口部から鉛直上向きに延伸した先で、鉛直下向きに屈曲する第１屈曲部と、
前記第１屈曲部から鉛直下向きに延伸した先で、少なくとも水平よりも高い方向に屈曲する第２屈曲部と、
を備えるスラリー配管と、
前記スラリー配管の外部から、前記出口部に向けて純水を供給する純水供給部と、
を備える研磨装置。
【請求項２】
請求項１に記載の研磨装置において、
前記スラリー配管から供給されるスラリーを流しながら、基板を当接させて当該基板の研磨を行う研磨テーブルと、
前記スラリー配管および前記純水供給部のバルブの開閉と、前記研磨テーブルの回転動作と、を制御する制御部と、
をさらに備え、
前記制御部は、所定枚数の前記基板の前記研磨を行った後から前記基板の前記研磨を再開するまでの間のアイドリング状態のとき、前記スラリー配管からの前記スラリーの供給を停止するとともに、前記純水供給部から純水を前記出口部に向けて供給する研磨装置。
【請求項３】
請求項２に記載の研磨装置において、
前記制御部は、前記アイドリング状態のとき、前記スラリーの供給を停止してから前記スラリーが凝固するまでの間の何れかのタイミングで、前記純水の供給を開始する研磨装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の研磨装置において、
前記制御部は、前記アイドリング状態のとき、前記基板の前記研磨を再開するまでの間、前記純水の供給を継続する研磨装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の研磨装置において、
前記制御部は、前記アイドリング状態のとき、前記基板の前記研磨を再開する前に、前記研磨テーブルを回転してから、前記スラリーを再度供給する研磨装置
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか一項に記載の研磨装置において、
前記制御部は、前記アイドリング状態のとき、前記スラリーを再度供給してから、前記研磨テーブル上のスラリー濃度が所定値に戻るために必要な時間であり、かつ、予め定められた所定時間を経過した後に、前記基板の前記研磨を再開する研磨装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の研磨装置において、
前記出口部は、前記純水供給部側に斜めに切断されている研磨装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の研磨装置において、
前記純水供給部は、前記第２屈曲部から前記スラリー配管の延伸方向に並んで接している研磨装置。
【請求項９】
鉛直下向きに延伸した出口部と、
前記出口部から鉛直上向きに延伸した先で、鉛直下向きに屈曲する第１屈曲部と、
前記第１屈曲部から鉛直下向きに延伸した先で、少なくとも水平よりも高い方向に屈曲する第２屈曲部と、
を備えるスラリー配管と、
前記スラリー配管の外部から、前記出口部に向けて純水を供給する純水供給部と、
を備える研磨装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記スラリー配管から供給されたスラリーを用いて、前記基板上に形成された被研磨層の研磨を行った後から、前記基板の前記研磨を再開するまでの間のアイドリング状態のとき、前記スラリー配管からの前記スラリーの供給を停止するとともに、前記純水供給部から純水を前記出口部に向けて供給する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の製造工程において、層間絶縁膜の平坦化のためにＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法が採用されている。このＣＭＰ工程において、異物が発生した場合、研磨した基板の表面にスクラッチなどを発生させてしまう可能性がある。そこで、ＣＭＰ工程において、様々な異物の発生抑制方法、または異物の除去方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１（特開２００７−２３７３８２号公報）には、以下のような研磨装置が記載されている。特許文献１における研磨装置は、スラリーを吐出するスラリー吐出手段を備えている。スラリー吐出手段は、スラリーを供給するスラリー供給手段と、水を供給する水供給手段と、を備えている。また、スラリー供給手段と水供給手段からの配管は吐出口前で合流している。また、スラリーの供給を停止したときに、スラリーが吐出口から露出することを防ぐ露出防止機構を備えている。これにより、スラリーの供給を停止しても、スラリーが吐出口近傍において、乾燥して固まることがないとされている。
【０００４】
また、特許文献２（特表２００７−５２００８４号公報）には、研磨パッドの表面を調節するためのｉｎ−ｓｉｔｕプロセスを備えたＣＭＰプロセスが記載されている。この方法では、まず、研磨パッドの表面を加工処理して、ＣＭＰプロセスの汚染物質を剥がす。次いで、剥がした汚染物質を研磨パッドから排出させて、研磨パッド表面を浄化する。また、この方法に用いられるＣＭＰ装置には、水またはその他のフラッシング剤などの複数の溶剤を有する分配装置が備えられている。これにより、異なるプロセス条件に合わせて、研磨パッド表面の状態を変更することができるとされている。
【０００５】
また、特許文献３（特開２００３−１７９０１２号公報）には、以下のようなスラリー供給装置が記載されている。スラリーが供給されるスラリー供給ラインの最終段には、フィルタが設けられている。また、スラリー供給ラインに流れるスラリーに対して、溶媒を合流させるスラリー溶媒バルブがスラリー供給ラインに連結されている。これにより、異物によるフィルタの目詰まりや、ウェハ表面のスクラッチを防止することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２３７３８２号公報
【特許文献２】特表２００７−５２００８４号公報
【特許文献３】特開２００３−１７９０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＣＭＰ工程に用いられるスラリーは、空気に触れると固着物が生成されてしまう。特に、研磨装置がアイドル状態になると、スラリー供給ラインの出口部分において、固着物が生成されてしまう。このような固着物がウェハ表面に落下すると、製造中の半導体装置にマイクロスクラッチが発生してしまう可能性があった。
【０００８】
上記した中でも、特許文献１の方法では、研磨装置がアイドリング状態のとき、継続して純水に置換しているため、スラリー配管内にスラリーの固着物が生じることが無い。しかし、ＣＭＰ工程を再開させるときに、スラリー配管内を純水からスラリーへ置換する必要がある。このため、スラリー配管内をスラリーに置換するだけのために、スラリーを大量に消費してしまう。また、上記の置換する工程によって、研磨テーブル上に大量のスラリーが供給される。この状態で研磨を再開した場合、再開後の最初の研磨レートは、定常状態の研磨レートよりも速くなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、
鉛直下向きに延伸した出口部と、
前記出口部から鉛直上向きに延伸した先で、鉛直下向きに屈曲する第１屈曲部と、
前記第１屈曲部から鉛直下向きに延伸した先で、少なくとも水平よりも高い方向に屈曲する第２屈曲部と、
を備えるスラリー配管と、
前記スラリー配管の外部から、前記出口部に向けて純水を供給する純水供給部と、
を備える研磨装置が提供される。
【００１０】
本発明によれば、
鉛直下向きに延伸した出口部と、
前記出口部から鉛直上向きに延伸した先で、鉛直下向きに屈曲する第１屈曲部と、
前記第１屈曲部から鉛直下向きに延伸した先で、少なくとも水平よりも高い方向に屈曲する第２屈曲部と、
を備えるスラリー配管と、
前記スラリー配管の外部から、前記出口部に向けて純水を供給する純水供給部と、
を備える研磨装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記スラリー配管から供給されたスラリーを用いて、前記基板上に形成された被研磨層の研磨を行った後から、前記基板の前記研磨を再開するまでの間のアイドリング状態のとき、前記スラリー配管からの前記スラリーの供給を停止するとともに、前記純水供給部から純水を前記出口部に向けて供給する半導体装置の製造方法が提供される。
【００１１】
本発明によれば、研磨装置のスラリー配管は、出口部付近に第１屈曲部および第２屈曲部を有している。さらに、純水供給部は、研磨装置がアイドリング状態のとき、スラリー配管の出口部に向けて純水を供給する。これにより、研磨装置がアイドリング状態のとき、スラリー配管の出口部において、スラリーの固着物が生じることを抑制することができる。したがって、研磨不良の発生を抑制した研磨装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、研磨不良の発生を抑制した研磨装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る研磨装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る研磨装置の構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すタイミングチャートである。
【図４】図３のアイドリング状態を説明するためのフローチャートである。
【図５】第２の実施形態に係る研磨装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１および図２を用い、第１の実施形態に係る研磨装置１０について説明する。この研磨装置１０は、下記のようなスラリー配管３００と、純水供給部３２０と、を備えている。スラリー配管３００は、鉛直下向きに延伸した出口部３０２と、出口部３０２から鉛直上向きに延伸した先で、鉛直下向きに屈曲する第１屈曲部３０４と、第１屈曲部３０４から鉛直下向きに延伸した先で、少なくとも水平よりも高い方向に屈曲する第２屈曲部３０６と、を備えている。また、純水供給部３２０は、スラリー配管３００の外部から、出口部３０２に向けて純水を供給する。以下、詳細を説明する。
【００１６】
まず、図１および図２を用いて、研磨装置１０の概略を説明する。図１および図２は、第１の実施形態に係る研磨装置１０の構成を示す図である。なお、図１は、研磨装置１０の全体像を模式的に表している。
【００１７】
この研磨装置１０は、基板２０上に形成された被研磨層を研磨するためのＣＭＰ装置である。また、基板２０は、たとえば、シリコン基板である。なお、ここでいう「被研磨層」とは、たとえば、シリコン基板上に形成された層間絶縁層（不図示）、層間絶縁層上に形成された金属配線などをいう。
【００１８】
図１のように、研磨装置１０には、ローダー５００が設けられている。このローダー５００には、キャリア（符号不図示）が設けられており、研磨される基板２０が準備されている。
【００１９】
搬送ロボット４００は、ローダー５００に準備された基板２０を搬送し、ロードステーション６００に載置する。
【００２０】
ブリッジ２６０に設けられたスピンドル２００は、基板２０を吸着する。また、吸着した基板２０を研磨テーブル１００上に搬送する。
【００２１】
研磨テーブル１００は、スラリー配管３００から供給されるスラリーを流しながら、基板２０を当接させて当該基板２０の研磨を行う。研磨テーブル１００付近の構成については、詳細を後述する。
【００２２】
ここでいう「スラリー」とは、ＳｉＯ２を含んだアルカリ性スラリー、ＣｅＯ２を含んだ中性スラリー、Ａｌ２Ｏ３を含んだ酸性スラリー、または、砥粒剤などを含んだスラリーなどである。
【００２３】
研磨テーブル１００上には、コンディショニングディスク８００が設けられている。このコンディショニングディスク８００の研磨テーブル１００側の表面には、ダイヤ砥粒が配列されている。これにより、コンディショニングディスク８００を研磨パッド１２０表面に押し付けることにより、研磨工程において、研磨パッド１２０の表面粗さを一定に保つことができる。
【００２４】
また、ブリッジ２６０に設けられたスピンドル２００は、研磨工程が終了した基板２０をスループットステーション７００に搬送し、離脱させる。
【００２５】
搬送ロボット４００は、スループットステーション７００に載置された研磨後の基板２０を後工程へと搬送する（白抜き矢印）。
【００２６】
その他、研磨装置１０には、制御部９００が設けられている。制御部９００は、上記した研磨装置１０を構成する各部分に制御信号を送信し、その動作を制御している。
【００２７】
制御部９００は、たとえば、スラリー配管３００および純水供給部３２０のバルブの開閉、研磨テーブル１００の回転動作などを制御している。また、たとえば、制御部９００は、スピンドル２００に対して、スピンドル２００の回転、または基板２０の荷重の動作を制御している。また、制御部９００は、搬送ロボット４００に対して、基板２０の搬送動作を制御している。なお、スラリー配管３００からのスラリー供給のタイミング等については、詳細を後述する。
【００２８】
次に、図２を用いて、研磨テーブル１００付近の構成について説明する。図２（ａ）は、研磨テーブル１００付近の構成を示している模式図である。
【００２９】
図２（ａ）のように、研磨テーブル１００上には、研磨パッド１２０が設けられている。研磨工程において、研磨テーブル１００は回転することにより、基板２０を研磨する。
【００３０】
研磨パッド１２０は、粘着層（不図示）によって、研磨テーブルに貼り付けられている。また、研磨パッド１２０の材質としては、たとえば、発泡ポリウレタン樹脂である。なお、研磨パッド１２０と研磨テーブル１００との間に、クッション層（不図示）が設けられていてもよい。
【００３１】
研磨テーブル１００上には、スラリー配管３００が設けられている。スラリー配管３００は、たとえば、リジッド配管である。また、スラリー配管３００は、メンテナンスなどの場合を除き、通常の研磨工程では常に同じ位置に固定されている。スラリー配管３００は、研磨テーブル１００上にスラリーを供給する。スラリー配管３００がスラリーを供給するタイミングについては、詳細を後述する。
【００３２】
また、スピンドル２００は、研磨工程において、基板２０に荷重をかけるとともに、回転することにより、当該基板２０を研磨する。
【００３３】
図２（ｂ）は、スラリー配管３００付近の構成を示している。このうち、スラリー配管３００は断面形状を示しており、スラリー配管３００の内部の状態も合わせて示している。図２（ｂ）のように、スラリー配管３００は、以下のような構成を備えている。
【００３４】
スラリー配管３００は、鉛直下向きに延伸した出口部３０２と、出口部３０２から鉛直上向きに延伸した先で、鉛直下向きに屈曲する第１屈曲部３０４と、第１屈曲部３０４から鉛直下向きに延伸した先で、少なくとも水平よりも高い方向に屈曲する第２屈曲部３０６と、を備えている。
【００３５】
スラリー配管３００の出口部３０２は、鉛直下向きに延伸している。ここでいう「鉛直下向き」または「鉛直上向き」のうち、「鉛直方向」とは、重力の方向をいう。ただし、広義の意味で、研磨テーブル１００に対して略垂直の方向を含むものとする。
【００３６】
スラリー配管３００の出口部３０２の研磨テーブル１００からの高さは、スラリーの供給によってスラリーが飛散しない程度の高さであればよい。上記高さは、たとえば、研磨する基板２０の厚さ以上であればよい。
【００３７】
スラリー配管３００の出口部３０２の平面視での研磨テーブル１００上の位置は、研磨テーブル１００の略中心であることが好ましい。これにより、研磨テーブル１００の回転により、研磨テーブル１００の全体にスラリーを広げることができる。
【００３８】
また、出口部３０２は、後述する純水供給部３２０側に斜めに切断されている。これにより、研磨装置１０がアイドリング状態のとき、純水供給部３２０から供給される純水によって、スラリー配管３００が空気にさらされることがない。なお、この「アイドリング状態」に関しては、詳細を後述する。
【００３９】
出口部３０２から鉛直上向きに延伸した先には、鉛直下向きに屈曲する第１屈曲部３０４が設けられている。
【００４０】
出口部３０２から第１屈曲部３０４までの長さは、出口部３０２が鉛直下向きの形状となっていればよく、特に限られたものではない。出口部３０２から第１屈曲部３０４までの長さは、第１屈曲部３０４から第２屈曲部３０６までの長さよりも長くても短くてもよい。
【００４１】
第１屈曲部３０４では、スラリー配管３００が鉛直上向きから鉛直下向きに１８０度屈曲している。第１屈曲部３０４は、円弧状に屈曲していることが好ましい。また、スラリー配管３００のうち、出口部３０２から第１屈曲部３０４に延伸する部分および第１屈曲部３０４から第２屈曲部３０６に延伸する部分は、第１屈曲部３０４の接線方向に延伸していることが好ましい。これにより、スラリーをスムーズに供給することができる。
【００４２】
また、第１屈曲部３０４の曲率半径は、スラリー配管３００の直径やスラリー配管３００の肉厚等を考慮して決められる。第１屈曲部３０４のうち、内側の曲率半径は、たとえば、６インチ径の基板２０を研磨する研磨装置１０の場合、０ｍｍ以上で、１３ｍｍ以下である。なお、第１屈曲部３０４のうち、内側の曲率半径が０ｍｍの状態とは、スラリー配管３００のうち、第１屈曲部３０４の入り口および出口の双方の内側が接している状態である。第１屈曲部３０４の曲率半径を上記範囲内とすることにより、省スペースにスラリー配管３００を設置することができる。
【００４３】
第１屈曲部３０４から鉛直下向きに延伸した先には、少なくとも水平よりも高い方向に屈曲する第２屈曲部３０６が設けられている。
【００４４】
第２屈曲部３０６において、スラリー配管３００が鉛直下向きから９０度以下に屈曲している。第１の実施形態では、第２屈曲部３０６において、スラリー配管３００が、たとえば、鉛直下向きから略垂直に屈曲している。すなわち、第２屈曲部３０６から供給側のスラリー配管３００は、略水平に延伸している。
【００４５】
また、第２屈曲部３０６は、第１屈曲部３０４と同様に、円弧状に屈曲していることが好ましい。これにより、スラリーをスムーズに供給することができる。
【００４６】
また、出口部３０２から第１屈曲部３０４までのスラリー配管３００、第１屈曲部３０４から第２屈曲部３０６までのスラリー配管３００、および第２屈曲部からスラリーの供給側に延伸するスラリー配管３００の三つの配管は、たとえば、同一面を形成している。言い換えれば、スラリー配管３００は、スラリー供給側から、平面視で屈曲していない。これにより、平面視でのスラリー配管３００の範囲を小さくしておくことができる。
【００４７】
なお、スラリー配管３００が、スピンドル２００またはコンディショニングディスク８００と干渉してしまう場合は、他の構成物に干渉しない範囲において、スラリー配管３００に、さらに屈曲部が設けられていてもよい。
【００４８】
第２屈曲部３０６で屈曲した先には、スラリー配管３００がスラリー供給側に延伸している。なお、以上で述べた「スラリー供給側」とは、スラリーを一時的に保管しておくタンクのある側のことである。
【００４９】
第２屈曲部３０６からスラリー供給側までの間には、スラリー配管３００のバルブ（不図示）が設けられている。制御部９００は、基板処理の状態に応じて、スラリー配管３００のバルブの開閉を制御する。
【００５０】
また、スラリー配管３００に隣接するように、純水供給部３２０が設けられている。純水供給部３２０は、スラリー配管３００の外部から、出口部３０２に向けて純水を供給する。
【００５１】
純水供給部３２０は、スラリー配管３００の第２屈曲部３０６からスラリー配管３００の延伸方向に並んで接している。これにより、研磨テーブル１００上でのスラリー配管３００および純水供給部３２０の占める範囲を小さくすることができる。
【００５２】
純水供給部３２０は、スラリー配管３００の出口部３０２付近で屈曲している。また、純水供給部３２０の出口部（符号不図示）は、スラリー配管３００の出口部３０２の方向に向けられている。
【００５３】
上述のように、スラリー配管３００の出口部３０２は、後述する純水供給部３２０側に斜めに切断されている。研磨装置１０がアイドリング状態のとき、純水供給部３２０は、その斜めに切断された出口部３０２の内側に向けて、純水を供給する。このとき、純水供給部３２０から供給される純水は、スラリー配管３００の出口部３０２の全体を覆うように供給されることが好ましい。
【００５４】
また純水供給部３２０の出口部の形状は、供給する純水がスラリー配管３００の出口部３０２に届けばよく、特に限定されるものではない。具体的には、純水供給部３２０の出口部の形状は、配管を垂直に切断しただけの形状であってもよい。または、純水供給部３２０の出口部の形状は、たとえば、複数の穴が形成されていてもよく、純水をシャワー状に供給する形状であってもよい。また、純水供給部３２０の出口部付近のノズル形状は、斜め上方向きであってもよい。この場合、純水供給部３２０の出口部からの出る純水の方向がスラリー配管３００の出口部３０２から管内上方に、より流動または拡散しやすくなる。
【００５５】
純水供給部３２０の出口部からスラリー配管３００の出口部３０２までの距離は、たとえば、０ｍｍ以上で、スラリー配管３００の出口部３０２に純水の多くが到達するのに十分な距離以下で、任意に設定することができる。なお、純水供給部３２０の出口部からスラリー配管３００の出口部３０２までの距離が０ｍｍの状態とは、純水供給部３２０の出口部とスラリー配管３００の出口部が接している状態である。当該距離を上記範囲内とすることにより、研磨テーブル１００上でのスラリー配管３００および純水供給部３２０の占める範囲を小さくすることができる。
【００５６】
純水供給部３２０の出口から純水供給側までの間には、純水供給部３２０のバルブ（不図示）が設けられている。制御部９００は、基板２０を搬送するとき、またはアイドリング状態のとき、純水供給部３２０のバルブの開閉を制御する。
【００５７】
次に、再度、図２（ｂ）を用い、アイドリング状態のときのスラリー配管３００内の状態を説明する。
【００５８】
図２（ｂ）のように、アイドリング状態のとき、制御部９００は、スラリー配管３００からスラリーの供給を停止するとともに、純水供給部３２０からスラリー配管３００の出口部３０２に向けて純水を供給する。
【００５９】
スラリー配管３００の出口部３０２に向けて供給された純水は、容易にスラリー配管３００内に入り込む。出口部３０２が純水供給部３２０側に斜めに切断されている場合は、特に純水を容易に入り込ませることができる。
【００６０】
ここで、一般的なスラリーの比重は、１．１である。一方、純水の比重は、１．０である。このため、鉛直下向きに延伸したスラリー配管３００の出口部３０２では、スラリーが流れ落ち、逆に純水がスラリー配管３００内を拡散していく。このようにして、スラリー配管３００内が純水に置換されていく。
【００６１】
スラリー配管３００内の純水は、第１屈曲部３０４を超えて拡散していく。このとき、純水が第１屈曲部３０４を超えてＡ部まで到達すると、比重１．１のスラリーが下側に、一方、比重１．０の純水が上側に配置される。このため、純水が、スラリー配管３００のＡ部よりも第２屈曲部３０６側に拡散することはない。したがって、スラリー配管３００のＡ部において、スラリーと純水の境界ができる。このようにして、スラリー配管３００内で、スラリーの液面が純水によって覆われる。
【００６２】
このとき、スラリー配管３００の出口部３０２に向けて供給している純水を停止した場合、鉛直下向きのスラリー配管３００の出口部３０２から純水が排出されてしまう。このため、スラリー配管３００の内部で、スラリーが空気に触れてしまい、固着物を生じさせてしまう。したがって、アイドリング状態のとき、純水供給部３２０からスラリー配管３００の出口部３０２に向けて、継続して純水を供給し続けることが好ましい。
【００６３】
アイドリング状態から再度基板２０の研磨を再開するときは、制御部９００は、純水供給部３２０からの純水の供給を停止するとともに、スラリー配管３００からのスラリーの供給を開始する。これにより、スラリー配管３００内の純水は、すぐに排出される。したがって、直ちに、スラリー配管３００の定常状態に戻すことができる。なお、アイドリング状態から再度基板２０の研磨を再開する手順は、詳細を後述する。
【００６４】
以上のようにして、アイドル状態のとき、スラリー配管３００の出口部３０２に、スラリーの固着物が生じることを抑制することができる。
【００６５】
次に、図３および図４を用い、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、上記したような研磨装置１０を用いる。スラリー配管３００から供給されたスラリーを用いて、基板２０上に形成された被研磨層の研磨を行った後から、基板２０の研磨を再開するまでの間のアイドリング状態（Ｓ１００）のとき、スラリー配管３００からのスラリーの供給を停止するとともに、純水供給部３２０から純水を出口部３０２に向けて供給する。以下、詳細を説明する。
【００６６】
図３は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すタイミングチャートである。図３のうち、「基板処理」とは、基板２０に対する研磨テーブル１００上での「研磨」、または搬送ロボット４００、スピンドル２００等による「搬送」を示している。
【００６７】
また、図３のうち、「スラリー供給」の「ＯＮ」とは、スラリー配管３００のバルブを開いて、スラリーの供給を行っている状態を示している。一方、「スラリー供給」の「ＯＦＦ」とは、スラリー配管３００のバルブを閉じて、スラリーの供給を行っていない状態を示している。
【００６８】
また、図３のうち、「スラリー配管内」とは、スラリー配管３００の中の状態を示している。斜線部となっている場合は、スラリー配管３００内にスラリーが充填されている状態を示している。一方、斜線部と空白部が混在している場合は、図２（ｂ）で示したように、スラリー配管３００内に純水が拡散し、スラリー配管３００のＡ部までが純水で置換されている状態を示している。
【００６９】
また、図３のうち、「研磨テーブル」とは、研磨テーブル１００上の液体の状態を示している。斜線部となっている場合は、研磨テーブル１００上にスラリーが供給されている状態を示している。一方、斜線部と空白部が混在している場合は、研磨テーブル１００上にスラリーおよび純水が混在している状態を示している。
【００７０】
図３のように、所定枚数の基板２０を研磨する工程を断続的に行う。このとき、「所定枚数」の基板２０とは、たとえば、ローダー５００に準備された基板２０のことである。この「所定枚数」は、ローダー５００の大きさ、または前工程の状況に応じて、決定される。以下では、この所定枚数の基板２０の研磨を行った後から基板２０の研磨を再開するまでの間を、「アイドリング状態」と呼ぶ。
【００７１】
ここで、今の状態は、図３のアイドリング状態Ｓ１００より左方の状態であるとする。スラリー配管３００から供給されたスラリーを用いて、基板２０上に形成された被研磨層の研磨を行っている。研磨テーブル１００上には、スラリーが供給されており、スラリー配管３００内はスラリーで充填されている。
【００７２】
次いで、基板２０の研磨が終了した後、スピンドル２００は、当該基板２０をスループットステーション７００に搬送する。
【００７３】
このとき、制御部９００は、スラリー供給を停止し、研磨テーブル１００に純水を供給する。この純水は、上記した純水供給部３２０から供給してもよいし、別の供給源から供給してもよい。この純水の供給によって、研磨によって生じた研磨テーブル１００上の異物を除去する。
【００７４】
この「搬送」では、スピンドル２００は、研磨が完了した基板２０の搬送後すぐに、次の基板２０を研磨テーブル１００上に搬送する
【００７５】
なお、上記したような基板２０の入れ替えを行う「搬送」は、短い時間で行われる。このため、スラリー配管３００の出口部３０２にスラリーの固着物が生じることがない。したがって、この「搬送」のタイミングにおいては、スラリー配管３００の出口に向けて、純水供給部３２０から純水を供給しなくてもよい。
【００７６】
上記のように、スピンドル２００は、次の基板２０をロードステーション６００から研磨テーブル１００上へ搬送する。この基板２０は、ローダー５００に準備された最後の基板２０であるとする。したがって、次の「研磨」は、「Ｌａｓｔ  Ｒｕｎ」となる。
【００７７】
上記した基板２０の搬送とともに、制御部９００は、研磨テーブル１００を回転させる。また、同時に、制御部９００は、研磨テーブル１００上への純水の供給を停止し、スラリー配管３００からのスラリーの供給を再開する。このようにして、次の基板２０に対して「研磨」を行う。
【００７８】
以上の「搬送」から次の「研磨」までの間の一連の動作は、制御部９００によって、一定の時間間隔で全て制御されている。これにより、所定枚数の基板２０の研磨は、各々の基板２０の研磨で、ほぼ同じスラリー濃度の研磨テーブル１００の状態で開始される。このときの研磨テーブル１００上のスラリー濃度を、「スラリー濃度の所定値」とする。したがって、所定枚数の基板２０の研磨を行う間は、各々の基板２０に対して、ほぼ一定の研磨レートで研磨を開始することができる。
【００７９】
また、以降の説明では、上記のように、一定の時間間隔で基板２０の「搬送」および「研磨」が行われている状態、すなわち非アイドリング状態のことを、「定常状態」と呼ぶ。
【００８０】
次いで、「Ｌａｓｔ  Ｒｕｎ」の基板２０の研磨が完了した後、先と同様に、スピンドル２００は、基板２０をスループットステーション７００に搬送する。また、制御部９００は、研磨テーブル１００の回転を停止する。このとき、ローダー５００には、基板２０が準備されていないため、上述した「アイドリング状態」となる。
【００８１】
この「アイドリング状態」の時間は、前工程が完了した基板２０が準備されるまでの時間が必要とされる。当該時間は、前工程に依存して、長時間となる可能性がある。このため、スラリー配管３００からスラリーの供給を停止したままでは、スラリー配管３００の出口部３０２にスラリーの固着物が生じる可能性がある。したがって、本実施形態では、下記のように、制御部９００は、アイドリング状態における研磨装置１０を制御する。
【００８２】
次に、図４を用いながら、図３の「アイドリング状態」（Ｓ１００）における制御部９００による制御の内容を説明する。図４は、図３のアイドリング状態（Ｓ１００）を説明するためのフローチャートである。
【００８３】
制御部９００は、「Ｌａｓｔ  Ｒｕｎ」の基板２０を搬送した後、スラリー配管３００からのスラリーの供給を停止する（Ｓ１１０）。
【００８４】
これとともに、純水供給部３２０から純水を出口部３０２に向けて供給する（Ｓ１２０）。このとき、制御部９００は、次の所定枚数の基板２０が準備されるまで継続して、純水供給部３２０から純水を供給し続ける。これにより、上述した図２（ｂ）のように、スラリー配管３００のＡ部までを純水で置換することができる。したがって、スラリー配管３００の出口部３０２において、スラリーの固着物が生じることを抑制することができる。
【００８５】
このとき、制御部９００は、スラリーの供給を停止してからスラリーが凝固するまでの間の何れかのタイミングで、純水の供給を開始する。このように、スラリー配管３００からの供給を停止してから、ある程度の時間的マージンをとって、純水を供給することができる。なお、この「スラリーが凝固するまで」の時間は、使用されるスラリーによって固有の時間であり、予測することが可能である。したがって、予め決められたシーケンスを設定して、制御部９００は、純水の供給を行うようにすればよい。
【００８６】
この純水供給部３２０から純水を供給している間に、次の所定枚数の基板２０をローダー５００に準備する。この間、純水供給部３２０から供給される純水は、研磨テーブル１００上に流れ続ける。したがって、研磨テーブル１００上の状態は、純水だけが満たされている状態となる。
【００８７】
また、制御部９００は、基板２０の研磨を再開するまでの間、純水の供給を継続する。ここでいう「研磨を再開するまで」とは、後述する所定枚数の基板２０がローダー５００に準備されて、基板２０の研磨を再開できるようになるときまでのことをいう。これにより、スラリー配管３００の内部から純水が排出されてしまうことを防ぐことができる。したがって、スラリー配管３００の内部で、スラリーが空気に触れてしまい、固着物を生じさせてしまうことを抑制することができる。
【００８８】
次の所定枚数の基板２０をローダー５００に準備されたら、下記のような手順で研磨を再開する。
【００８９】
まず、制御部９００は、純水供給部３２０からの純水の供給を停止するとともに、研磨テーブル１００を回転する（Ｓ１３０）。これにより、研磨テーブル１００上の純水は、研磨テーブル１００の回転による遠心力によって外側へ排出される。
【００９０】
次いで、研磨テーブル１００を回転してから、スラリーを再度供給する（Ｓ１４０）。なお、研磨テーブル１００の回転を開始するのと同時にスラリーを供給してもよい。一方、研磨テーブル１００の回転を開始してから、研磨テーブル１００上の純水の排出を待って、スラリーを供給してもよい。
【００９１】
このとき、スラリーの供給を行うことにより、図２（ｂ）の状態から、スラリー配管３００内の全体がスラリーに置換された状態となる。これとともに、研磨テーブル１００上は、純水で満たされている状態から、徐々にスラリーが拡散していく。
【００９２】
次いで、スラリーを再度供給してから（Ｓ１４０）、研磨テーブル１００上のスラリー濃度が所定値に戻るために必要な時間であり、かつ、予め定められた所定時間を経過したか否かを判断する（Ｓ１５０）。
【００９３】
ここでいう「所定時間」とは、研磨テーブル１００上が純水で満たされていた状態からスラリーが拡散していき、スラリー濃度が所定値に戻るために必要な時間のことをいう。また、この「所定時間」は、スラリーの種類、Ｓ１４０におけるスラリーの供給量などによって、予め定められたものである。
【００９４】
また、「スラリー濃度の所定値」とは、上述のように、定常状態（一定の時間間隔で基板２０の「搬送」および「研磨」が行われている状態）において、基板２０の「搬送」から「研磨」が再開されるときの研磨テーブル１００上のスラリー濃度のことである。これにより、アイドリング状態の後であっても、定常状態とほぼ同じ研磨レートで研磨を開始することができる。
【００９５】
ここで、スラリーを再度供給してから（Ｓ１４０）、所定時間が経過していない場合は（Ｓ１５０ＮＯ）、基板２０の搬送を行わず、スラリーの供給だけを継続する。
【００９６】
一方、所定時間が経過した場合は（Ｓ１５０ＹＥＳ）、スピンドル２００は、基板２０の搬送をする（Ｓ１６０）。なお、「所定時間」を待つ必要がない場合は、制御部９００に「所定時間」を０として設定しておけばよい。また、ここでいう「搬送」は、一つの基板２０を、スピンドル２００によって、ロードステーション６００から研磨テーブル１００上に搬送する動作をいう。このとき、スラリーの供給は、停止されるわけではなく、継続して供給される。
【００９７】
上記の基板２０の搬送とともに、研磨を開始する（Ｓ１７０）（図３における１ＲＵＮ）。
【００９８】
上記のような半導体装置の製造方法により、アイドリング状態から、次の基板２０の研磨が行われる。また、上記のように、研磨装置１０の制御部９００は、以上の半導体装置の製造方法における各構成の動作を制御する。
【００９９】
次に、第１の実施形態の効果について説明する。
【０１００】
第１の実施形態によれば、図２（ｂ）のように、研磨装置１０のスラリー配管３００は、出口部３０２付近に第１屈曲部３０４および第２屈曲部３０６を有している。さらに、純水供給部３２０は、研磨装置１０がアイドリング状態のとき、スラリー配管３００の出口部３０２に向けて純水を供給する。
【０１０１】
スラリー配管３００の出口部３０２に向けて供給された純水は、容易にスラリー配管３００内に入り込む。スラリー配管３００内に入り込んだ純水は、第１屈曲部３０４を超えて拡散していく。スラリー配管３００内では、第１屈曲部３０４よりも、スラリーと純水の比重の差分だけ第２屈曲部側のところにおいて、スラリーと純水の境界が生じる。このようにして、スラリー配管３００内で、スラリーの液面が純水によって覆われる。
【０１０２】
これにより、研磨装置がアイドリング状態のとき、スラリー配管３００の出口部において、スラリーの固着物が生じることを抑制することができる。
【０１０３】
以上のようにして、第１の実施形態によれば、研磨不良の発生を抑制した研磨装置１０を提供することができる。また、上記研磨装置１０を用いた半導体装置の製造方法を提供することができる。
【０１０４】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る研磨装置の構成を示す図である。第２の実施形態は、スラリー配管３００の形状を除いて、第１の実施形態と同様である。以下、詳細を説明する。
【０１０５】
図５のように、第２屈曲部３０６において、第２屈曲部３０６から供給側のスラリー配管３００は、水平よりも高い方向に屈曲している。
【０１０６】
さらに、第２屈曲部３０６から供給側のスラリー配管３００は、たとえば、第２屈曲部３０６から延伸した先で、水平に屈曲していてもよい。少なくとも、研磨テーブル１００の外周部において、出口部３０２の研磨テーブル１００からの高さよりも高くしておくことができる。これにより、研磨テーブル１００の回転の遠心力によって飛散するスラリーが、スラリー配管３００に付着することがない。
【０１０７】
または、第２屈曲部３０６から供給側のスラリー配管３００は、たとえば、第２屈曲部３０６から延伸した先で、さらに上向きに屈曲していてもよい。これにより、スラリーを供給するタンクを研磨装置１０の上方に配置することができる。したがって、スラリーの供給速度を、重力による一定の供給速度とすることができる。
【０１０８】
以上のように、第２の実施形態によれば、第２屈曲部３０６から供給側のスラリー配管３００は、任意の高さとすることができる。
【０１０９】
また、以上の実施形態では、スラリー配管３００および純水供給部３２０はリジッド配管として固定されている場合を説明したが、フレキシブル配管であってもよい。したがって、上記実施形態におけるスラリー配管３００の第１屈曲部３０４および第２屈曲部３０６は、アイドリング状態のときに所望の形状であればよい。
【０１１０】
また、以上の実施形態では、制御部９００が全ての制御を行っている場合を説明したが、適宜、複数の制御部（不図示）によって分割して制御を行ってもよい。または、制御部の一部の操作を人間が行ってもよい。
【０１１１】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【０１１２】
１０  研磨装置
２０  基板
１００  研磨テーブル
１２０  研磨パッド
２００  スピンドル
２６０  ブリッジ
３００  スラリー配管
３０２  出口部
３０４  第１屈曲部
３０６  第２屈曲部
３２０  純水供給部
４００  搬送ロボット
５００  ローダー
６００  ロードステーション
７００  スループットステーション
８００  コンディショニングディスク
９００  制御部
【図１】
2012256715.tif 000003
【図２】
2012256715.tif 000004
【図３】
2012256715.tif 000005
【図４】
2012256715.tif 000006
【図５】
2012256715.tif 000007