(57)【要約】  【課題】  トップリング本体を研磨装置に組み付けた後に、トップリング本体の圧力室でリークが発生する不具合が起きるのを低減することのできるリーク検査装置を提供する。  【解決手段】  リーク検査装置５０は、トップリング本体２０２が取り付けられる取付けユニット５００と、取付けユニット５００にトップリング本体２０２が取り付けられた状態で、トップリング本体２０２の圧力室２０５〜２０８への流路２１１〜２１４に接続される接続配管５１０と、接続配管５１０を介して圧力室２０５〜２０８へ流体を供給する流体供給部５１と、圧力室２０５〜２０８へ流体を供給しているときの圧力の変化と流量の変化とに基づいて、圧力室２０５〜２０８でリークが発生しているか否かを判定するリーク判定部５４を備えている。【選択図】  図４
2017187311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トップリング本体が取り付けられる取付けユニットと、
前記取付けユニットに前記トップリング本体が取り付けられた状態で、前記トップリング本体の圧力室への流路に接続される接続配管と、
前記接続配管を介して前記圧力室へ流体を供給する流体供給部と、
前記圧力室へ前記流体を供給しているときの前記圧力の変化と前記流量の変化とに基づいて、前記圧力室でリークが発生しているか否かを判定するリーク判定部と、
を備えることを特徴とするリーク検査装置。
【請求項２】
研磨処理を行うときの前記流体の圧力制御データを記憶する記憶ユニットと、
前記圧力制御データに基づいて、前記圧力室へ前記流体を供給するときの圧力を制御する圧力制御部と、
前記圧力室へ前記流体を供給するときの圧力が制御されている状態で、前記圧力室へ供給される前記流体の流量を測定する流量測定部と、
を備える、請求項１に記載のリーク検査装置。
【請求項３】
前記リーク判定部により前記圧力室でリークが発生していると判定された場合に、警告表示のための処理を行う警告表示処理部を備える、請求項１または請求項２に記載のリーク検査装置。
【請求項４】
前記圧力室へ前記流体を供給しているときの前記圧力の変化と前記流量の変化をグラフ表示するための処理を行うグラフ表示処理部を備える、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のリーク検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨装置のトップリング用のリーク検査装置に関し、特に、トップリング本体の圧力室でリークが発生しているか否かを検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの高集積化が進むにつれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭くなりつつある。半導体デバイスの製造では、シリコンウェハの上に多くの種類の材料が膜状に繰り返し形成され、積層構造を形成する。この積層構造を形成するためには、ウェハの表面を平坦にする技術が重要となっている。このようなウェハの表面を平坦化する一手段として、化学機械研磨（ＣＭＰ）を行う研磨装置（化学的機械的研磨装置ともいう）が広く用いられている。
【０００３】
半導体ウェハの表面に形成される薄膜は、成膜の際の方法や装置の特性により、半導体ウェハの半径方向の位置によって膜厚が異なる。即ち、半径方向に膜厚分布を持っている。このため、半導体ウェハの全面を均一に押圧し研磨する研磨装置では、半導体ウェハの全面に亘って均一に研磨されるため、半導体ウェハの表面上の膜厚分布と同じ研磨量分布を得ることができない。そこで、半導体ウェハに対して部分的に異なった圧力を加え、膜厚の厚い部分の研磨面への押圧力を膜厚の薄い部分の研磨面への押圧力より大きくすることにより、その部分の研磨レートを選択的に高めることができるトップリング（基板保持装置）を備えた研磨装置が提案されている。これにより、成膜時の膜厚分布に依存せずに基板の全面に亘って過不足のない研磨が可能となる。
【０００４】
ところが、半導体ウェハの裏面側に位置する複数の圧力室に供給される加圧空気などの流体の圧力をそれぞれ制御し、半導体ウェハに印加される圧力を部分的に制御して半導体ウェハに対して部分的に異なった圧力で押圧する場合、異なった圧力の境界に存在するメンブレン（ 弾性膜） が破損したり、半導体ウェハとメンブレンとの間で気密が保たれずにエア漏れ（ リーク） が起こると、半導体ウェハの各場所を所定の押圧力で押圧することができず、研磨結果に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００５】
そこで従来、メンブレン（ 弾性膜） が破損して圧力室にリークが生じた場合や、基板とメンブレン（ 弾性膜） との間で気密が保たれずにリークが生じた場合に、このリークを検知することができるトップリング（基板保持装置）を備えた研磨装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３４９３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の研磨装置においては、トップリング本体を研磨装置に組み付けた後に、リークを検知することができるものの、リークの発生が検知された場合には、組み付けたトップリング本体（リークの不具合があるトップリング本体）を取り外して、新しいトップリング本体に組み付け直すことになり、その作業には時間と労力が必要となるという問題があった。そして、再度トップリング本体を研磨装置に組み付けた後に、リークを検知した結果、もし再びリークの発生が検知された場合には、もう一度、組み付けたトップリング本体（リークの不具合があるトップリング本体）を取り外して、また別の新しいトップリング本体に組み付け直す必要があった。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、トップリング本体を研磨装置に組み付けた後に、トップリング本体の圧力室でリークが発生する不具合が起きるのを低減することのできるリーク検査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】
【０００９】
本発明のリーク検査装置は、トップリング本体が取り付けられる取付けユニットと、前記取付けユニットに前記トップリング本体が取り付けられた状態で、前記トップリング本体の圧力室への流路に接続される接続配管と、前記接続配管を介して前記圧力室へ流体を供給する流体供給部と、前記圧力室へ前記流体を供給しているときの前記圧力の変化と前記流量の変化とに基づいて、前記圧力室でリークが発生しているか否かを判定するリーク判定部と、を備えている。
【００１０】
この構成によれば、トップリング本体を取付けユニットに取り付けて、トップリング本体の圧力室に連通する流路に接続配管を接続し、接続配管を介して圧力室へ流体を供給する。そして、圧力室へ流体を供給しているときの圧力の変化と流量の変化に基づいて、圧力室でリークが発生しているか否かを判定する。これにより、トップリング本体を研磨装置に取り付ける前に、トップリング本体の圧力室でリークが発生するか否かのチェックを行うことができる。したがって、トップリング本体を研磨装置に組み付けた後に、トップリング本体の圧力室でリークが発生する不具合が起きるのを低減することができる。
【００１１】
また、本発明のリーク検査装置は、研磨処理を行うときの前記流体の圧力制御データを記憶する記憶ユニットと、前記圧力制御データに基づいて、前記圧力室へ前記流体を供給するときの圧力を制御する圧力制御部と、前記圧力室へ前記流体を供給するときの圧力が制御されている状態で、前記圧力室へ供給される前記流体の流量を測定する流量測定部と、を備えてもよい。
【００１２】
この構成によれば、圧力制御データに基づいて実際に研磨処理を行うときの圧力で流体を供給し、そのときに流体の流量の変化を測定することによって、圧力室でリークが発生するか否かのチェックをすることができる。例えば、所定の圧力で（一定の圧力）で流体を供給している状態で、流体の流量に変化があった場合には、圧力室でリークが発生していると判定することができる。このチェックは、トップリング本体を研磨装置に取り付ける前に行うことができる。これにより、トップリング本体を研磨装置に組み付けた後に、トップリング本体の圧力室でリークが発生する不具合が起きるのを低減することができる。
【００１３】
また、本発明のリーク検査装置は、前記リーク判定部により前記圧力室でリークが発生していると判定された場合に、警告表示のための処理を行う警告表示処理部を備えてもよい。
【００１４】
この構成によれば、トップリング本体の圧力室でリークが発生していると判定されると警告表示が行われるので、作業者はリークの発生の有無を容易に認識することができる。
【００１５】
また、本発明のリーク検査装置は、前記圧力室へ前記流体を供給しているときの前記圧力の変化と前記流量の変化をグラフ表示するための処理を行うグラフ表示処理部を備えてもよい。
【００１６】
この構成によれば、トップリング本体の圧力室へ流体を供給しているときの圧力変化と流量変化がグラフ表示されるので、作業者はリークが発生している状況等を容易に確認することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、トップリング本体を研磨装置に組み付けた後に、トップリング本体の圧力室でリークが発生する不具合が起きるのを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態における基板処理装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態における研磨装置（第１研磨ユニット）の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態における基板保持装置（トップリング）の模式的な断面図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるリーク検査装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるグラフ表示の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態のリーク検査装置について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、研磨装置のトップリング用のリーク検査装置等として用いられるリーク検査装置の場合を例示する。
【００２０】
まず、図１を参照しながら、基板処理装置の全体構成について説明する。基板処理装置は、例えばウエハを研磨する研磨装置である。図１は、本実施の形態における基板処理装置の全体構成を示す平面図である。図１に示すように、この基板処理装置は、略矩形状のハウジング１を備えており、ハウジング１の内部は隔壁１ａ，１ｂによってロード／アンロード部２と研磨部３と洗浄部４とに区画されている。これらのロード／アンロード部２、研磨部３、および洗浄部４は、それぞれ独立に組み立てられ、独立に排気される。また、基板処理装置は、基板処理動作を制御する制御部５を有している。
【００２１】
ロード／アンロード部２は、多数のウエハ（基板）をストックするウエハカセットが載置される２つ以上（本実施形態では４つ）のフロントロード部２０を備えている。これらのフロントロード部２０はハウジング１に隣接して配置され、基板処理装置の幅方向（長手方向と垂直な方向）に沿って配列されている。フロントロード部２０には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard  Manufacturing  Interface）ポッド、またはＦＯＵＰ（Front  Opening  Unified  Pod）を搭載することができるようになっている。ここで、ＳＭＩＦ、ＦＯＵＰは、内部にウエハカセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。
【００２２】
また、ロード／アンロード部２には、フロントロード部２０の並びに沿って走行機構２１が敷設されており、この走行機構２１上にウエハカセットの配列方向に沿って移動可能な１台の搬送ロボット（ローダー）２２が設置されている。搬送ロボット２２は走行機構２１上を移動することによってフロントロード部２０に搭載されたウエハカセットにアクセスできるようになっている。搬送ロボット２２は上下に２つのハンドを備えており、上側のハンドを処理されたウエハをウエハカセットに戻すときに使用し、下側のハンドを処理前のウエハをウエハカセットから取り出すときに使用して、上下のハンドを使い分けることができるようになっている。さらに、搬送ロボット２２の下側のハンドは、その軸心周りに回転することで、ウエハを反転させることができるように構成されている。
【００２３】
ロード／アンロード部２は最もクリーンな状態を保つ必要がある領域であるため、ロード／アンロード部２の内部は、基板処理装置外部、研磨部３、および洗浄部４のいずれよりも高い圧力に常時維持されている。研磨部３は研磨液としてスラリーを用いるため最もダーティな領域である。したがって、研磨部３の内部には負圧が形成され、その圧力は洗浄部４の内部圧力よりも低く維持されている。ロード／アンロード部２には、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ、またはケミカルフィルタなどのクリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット（図示せず）が設けられており、このフィルタファンユニットからはパーティクルや有毒蒸気、有毒ガスが除去されたクリーンエアが常時吹き出している。
【００２４】
研磨部３は、ウエハの研磨（平坦化）が行われる領域であり、第１研磨ユニット３Ａ、第２研磨ユニット３Ｂ、第３研磨ユニット３Ｃ、第４研磨ユニット３Ｄを備えている。これらの第１研磨ユニット３Ａ、第２研磨ユニット３Ｂ、第３研磨ユニット３Ｃ、および第４研磨ユニット３Ｄは、図１に示すように、基板処理装置の長手方向に沿って配列されている。
【００２５】
図１に示すように、第１研磨ユニット３Ａは、研磨面を有する研磨パッド１０が取り付けられた研磨テーブル３０Ａと、ウエハを保持しかつウエハを研磨テーブル３０Ａ上の研磨パッド１０に押圧しながら研磨するためのトップリング（基板保持部）３１Ａと、研磨パッド１０に研磨液やドレッシング液（例えば、純水）を供給するための研磨液供給ノズル３２Ａと、研磨パッド１０の研磨面のドレッシングを行うためのドレッサ３３Ａと、液体（例えば純水）と気体（例えば窒素ガス）の混合流体または液体（例えば純水）を霧状にして研磨面に噴射するアトマイザ３４Ａとを備えている。
【００２６】
同様に、第２研磨ユニット３Ｂは、研磨パッド１０が取り付けられた研磨テーブル３０Ｂと、トップリング（基板保持部）３１Ｂと、研磨液供給ノズル３２Ｂと、ドレッサ３３Ｂと、アトマイザ３４Ｂとを備えており、第３研磨ユニット３Ｃは、研磨パッド１０が取り付けられた研磨テーブル３０Ｃと、トップリング（基板保持部）３１Ｃと、研磨液供給ノズル３２Ｃと、ドレッサ３３Ｃと、アトマイザ３４Ｃとを備えており、第４研磨ユニット３Ｄは、研磨パッド１０が取り付けられた研磨テーブル３０Ｄと、トップリング（基板保持部）３１Ｄと、研磨液供給ノズル３２Ｄと、ドレッサ３３Ｄと、アトマイザ３４Ｄとを備えている。
【００２７】
次に、ウエハを搬送するための搬送機構について説明する。図１に示すように、第１研磨ユニット３Ａおよび第２研磨ユニット３Ｂに隣接して、第１リニアトランスポータ６が配置されている。この第１リニアトランスポータ６は、第１研磨ユニット３Ａ，第２研磨ユニット３Ｂが配列する方向に沿った４つの搬送位置（ロード／アンロード部側から順番に第１搬送位置ＴＰ１、第２搬送位置ＴＰ２、第３搬送位置ＴＰ３、第４搬送位置ＴＰ４とする）の間でウエハを搬送する機構である。
【００２８】
また、第３研磨ユニット３Ｃおよび第４研磨ユニット３Ｄに隣接して、第２リニアトランスポータ７が配置されている。この第２リニアトランスポータ７は、第３研磨ユニット３Ｃ、第４研磨ユニット３Ｄが配列する方向に沿った３つの搬送位置（ロード／アンロード部側から順番に第５搬送位置ＴＰ５、第６搬送位置ＴＰ６、第７搬送位置ＴＰ７とする）の間でウエハを搬送する機構である。
【００２９】
ウエハは、第１リニアトランスポータ６によって第１研磨ユニット３Ａ，第２研磨ユニット３Ｂに搬送される。上述したように、第１研磨ユニット３Ａのトップリング３１Ａは、トップリングヘッド６０のスイング動作により研磨位置と第２搬送位置ＴＰ２との間を移動する。したがって、トップリング３１Ａへのウエハの受け渡しは第２搬送位置ＴＰ２で行われる。同様に、第２研磨ユニット３Ｂのトップリング３１Ｂは研磨位置と第３搬送位置ＴＰ３との間を移動し、トップリング３１Ｂへのウエハの受け渡しは第３搬送位置ＴＰ３で行われる。第３研磨ユニット３Ｃのトップリング３１Ｃは研磨位置と第６搬送位置ＴＰ６との間を移動し、トップリング３１Ｃへのウエハの受け渡しは第６搬送位置ＴＰ６で行われる。第４研磨ユニット３Ｄのトップリング３１Ｄは研磨位置と第７搬送位置ＴＰ７との間を移動し、トップリング３１Ｄへのウエハの受け渡しは第７搬送位置ＴＰ７で行われる。
【００３０】
第１搬送位置ＴＰ１には、搬送ロボット２２からウエハを受け取るためのリフタ１１が配置されている。ウエハはこのリフタ１１を介して搬送ロボット２２から第１リニアトランスポータ６に渡される。リフタ１１と搬送ロボット２２との間に位置して、シャッタ（図示せず）が隔壁１ａに設けられており、ウエハの搬送時にはシャッタが開かれて搬送ロボット２２からリフタ１１にウエハが渡されるようになっている。また、第１リニアトランスポータ６と、第２リニアトランスポータ７と、洗浄部４との間にはスイングトランスポータ１２が配置されている。このスイングトランスポータ１２は、第４搬送位置ＴＰ４と第５搬送位置ＴＰ５との間を移動可能なハンドを有しており、第１リニアトランスポータ６から第２リニアトランスポータ７へのウエハの受け渡しは、スイングトランスポータ１２によって行われる。ウエハは、第２リニアトランスポータ７によって第３研磨ユニット３Ｃおよび／または第４研磨ユニット３Ｄに搬送される。また、研磨部３で研磨されたウエハはスイングトランスポータ１２を経由して洗浄部４に搬送される。
【００３１】
第１研磨ユニット３Ａ、第２研磨ユニット３Ｂ、第３研磨ユニット３Ｃ、および第４研磨ユニット３Ｄは、互いに同一の構成を有しているので、以下、第１研磨ユニット３Ａについて説明する。
【００３２】
図２は、本実施形態における第１研磨ユニット３Ａの構成を示す概略図である。図２に示すように、第１研磨ユニット３Ａは、研磨テーブル３０Ａと、研磨対象物であるウエハ等の基板を保持して研磨テーブル上の研磨面に押圧するトップリング３１Ａとを備えている。
【００３３】
研磨テーブル３０Ａは、テーブル軸３０Ａａを介してその下方に配置されるモータ（図示せず）に連結されており、そのテーブル軸３０Ａａ周りに回転可能になっている。研磨テーブル３０Ａの上面には研磨パッド１０が貼付されており、研磨パッド１０の研磨面１０ａがウエハＷを研磨する研磨面を構成している。研磨テーブル３０Ａの上方には研磨液供給ノズル３２Ａが設置されており、この研磨液供給ノズル１０２によって研磨テーブル３０Ａ上の研磨パッド１０上に研磨液Ｑが供給されるようになっている。
【００３４】
トップリング３１Ａは、ウエハＷを研磨面１０ａに対して押圧するトップリング本体２０２と、ウエハＷの外周縁を保持してウエハＷがトップリングから飛び出さないようにするリテーナリング２０３とから基本的に構成されている。
【００３５】
トップリング３１Ａは、トップリングシャフト１１１に接続されており、このトップリングシャフト１１１は、上下動機構１２４によりトップリングヘッド１１０に対して上下動するようになっている。このトップリングシャフト１１１の上下動により、トップリングヘッド１１０に対してトップリング３１Ａの全体を昇降させ位置決めするようになっている。なお、トップリングシャフト１１１の上端にはロータリージョイント１２５が取り付けられている。
【００３６】
トップリングシャフト１１１およびトップリング３１Ａを上下動させる上下動機構１２４は、軸受１２６を介してトップリングシャフト１１１を回転可能に支持するブリッジ１２８と、ブリッジ１２８に取り付けられたボールねじ１３２と、支柱１３０により支持された支持台１２９と、支持台１２９上に設けられたサーボモータ１３８とを備えている。サーボモータ１３８を支持する支持台１２９は、支柱１３０を介してトップリングヘッド１１０に固定されている。
【００３７】
ボールねじ１３２は、サーボモータ１３８に連結されたねじ軸１３２ａと、このねじ軸１３２ａが螺合するナット１３２ｂとを備えている。トップリングシャフト１１１は、ブリッジ１２８と一体となって上下動するようになっている。したがって、サーボモータ１３８を駆動すると、ボールねじ１３２を介してブリッジ１２８が上下動し、これによりトップリングシャフト１１１およびトップリング３１Ａが上下動する。
【００３８】
また、トップリングシャフト１１１はキー（図示せず）を介して回転筒１１２に連結されている。この回転筒１１２はその外周部にタイミングプーリ１１３を備えている。トップリングヘッド１１０にはトップリング用回転モータ１１４が固定されており、上記タイミングプーリ１１３は、タイミングベルト１１５を介してトップリング用回転モータ１１４に設けられたタイミングプーリ１１６に接続されている。したがって、トップリング用回転モータ１１４を回転駆動することによってタイミングプーリ１１６、タイミングベルト１１５、およびタイミングプーリ１１３を介して回転筒１１２およびトップリングシャフト１１１が一体に回転し、トップリング３１Ａが回転する。トップリング用回転モータ１１４は、エンコーダ１４０を備えている。エンコーダ１４０は、トップリング３１Ａの回転角度位置を検知する機能やトップリング３１Ａの回転数を積算する機能を有している。また、トップリング３１Ａの回転角度「基準位置（０度）」を検知するセンサを別途設けても良い。なお、トップリングヘッド１１０は、フレーム（図示せず）に回転可能に支持されたトップリングヘッドシャフト１１７によって支持されている。
【００３９】
制御部５は、トップリング用回転モータ１１４、サーボモータ１３８、エンコーダ１４０をはじめとする装置内の各機器を制御する。
【００４０】
図２に示すように構成された第１研磨ユニット３Ａにおいて、トップリング３１Ａは、その下面にウエハＷなどの基板を保持できるようになっている。トップリングヘッド１１０はトップリングヘッドシャフト１１７を中心として旋回可能に構成されており、下面にウエハＷを保持したトップリング３１Ａは、トップリングヘッド１１０の旋回によりウエハＷの受取位置から研磨テーブル３０Ａの上方に移動される。そして、トップリング３１Ａを下降させてウエハＷを研磨パッド１０の表面（研磨面）１０ａに押圧する。このとき、トップリング３１Ａおよび研磨テーブル３０Ａをそれぞれ回転させ、研磨テーブル３０Ａの上方に設けられた研磨液供給ノズル３２Ａから研磨パッド１０上に研磨液を供給する。このように、ウエハＷを研磨パッド１０の研磨面１０ａに摺接させてウエハＷの表面を研磨する。
【００４１】
次に、本発明の研磨装置におけるトップリング（基板保持部）について説明する。図３は、研磨対象物であるウエハＷを保持して研磨テーブル上の研磨面に押圧する基板保持装置を構成するトップリング３１Ａの模式的な断面図である。図３においては、トップリング３１Ａを構成する主要構成要素だけを図示している。
【００４２】
図３に示すように、トップリング３１Ａは、ウエハＷを研磨パッド１０の研磨面１０ａに対して押圧するトップリング本体（キャリアとも称する）２０２と、研磨面１０１ａを直接押圧するリテーナリング２０３とから基本的に構成されている。トップリング本体（キャリア）２０２は概略円盤状の部材からなり、リテーナリング２０３はトップリング本体２０２の外周部に取り付けられている。トップリング本体２０２は、エンジニアリングプラスティック（例えば、ＰＥＥＫ）などの樹脂により形成されている。トップリング本体２０２の下面には、ウエハの裏面に当接する弾性膜（メンブレン）２０４が取り付けられている。弾性膜（メンブレン）２０４は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ポリウレタンゴム、シリコンゴム等の強度および耐久性に優れたゴム材によって形成されている。
【００４３】
弾性膜（メンブレン）２０４は同心状の複数の隔壁２０４ａを有し、これら隔壁２０４ａによって、弾性膜２０４の上面とトップリング本体２０２の下面との間に円形状のセンター室２０５、環状のリプル室２０６、環状のアウター室２０７、環状のエッジ室２０８が形成されている。すなわち、トップリング本体２０２の中心部にセンター室２０５が形成され、中心から外周方向に向かって、順次、同心状に、リプル室２０６、アウター室２０７、エッジ室２０８が形成されている。弾性膜（メンブレン）２０４は、リプルエリア（リプル室２０６）にウエハ吸着用の弾性膜の厚さ方向に貫通する複数の孔２０４ｈを有している。本実施例では孔２０４ｈはリプルエリアに設けられているが、リプルエリア以外に設けても良い。
【００４４】
トップリング本体２０２内には、センター室２０５に連通する流路２１１、リプル室２０６に連通する流路２１２、アウター室２０７に連通する流路２１３、エッジ室２０８に連通する流路２１４がそれぞれ形成されている。そして、センター室２０５に連通する流路２１１、アウター室２０７に連通する流路２１３、エッジ室２０８に連通する流路２１４は、ロータリージョイント２２５を介して流路２２１，２２３，２２４にそれぞれ接続されている。そして、流路２２１，２２３，２２４は、それぞれバルブＶ１−１，Ｖ３−１，Ｖ４−１および圧力レギュレータＲ１，Ｒ３，Ｒ４を介して圧力調整部２３０に接続されている。また、流路２２１，２２３，２２４は、それぞれバルブＶ１−２，Ｖ３−２，Ｖ４−２を介して真空源２３１に接続されるとともに、バルブＶ１−３，Ｖ３−３，Ｖ４−３を介して大気に連通可能になっている。更に、流路２２２は、気水分離槽２３５、バルブＶ２−１を介して圧力レギュレータＲ６に接続されている。圧力レギュレータＲ６は例えば、電空レギュレータである。圧力レギュレータＲ６は、制御線を介して制御部５に接続されており、制御部５は、圧力レギュレータＲ６を制御する。このように、圧力レギュレータＲ６は、流路２２２及び流路２１２を介してリプル室２０６と連通しており、トップリング３１Ａのメンブレン２０４内のリプル室２０６に供給するガス（例えば、窒素）の圧力を調節する。
【００４５】
一方、リプル室２０６に連通する流路２１２は、ロータリージョイント２２５を介して流路２２２に接続されている。そして、流路２２２は、気水分離槽２３５、バルブＶ２−１および圧力レギュレータＲ２を介して圧力調整部２３０に接続されている。また、流路２２２は、気水分離槽２３５およびバルブＶ２−２を介して真空源１３１に接続されるとともに、バルブＶ２−３を介して大気に連通可能になっている。
【００４６】
また、リテーナリング２０３の直上にも弾性膜からなるリテーナリング加圧室２０９が形成されており、リテーナリング加圧室２０９は、トップリング本体（キャリア）２０２内に形成された流路２１５およびロータリージョイント２２５を介して流路２２６に接続されている。そして、流路２２６は、バルブＶ５−１および圧力レギュレータＲ５を介して圧力調整部２３０に接続されている。また、流路２２６は、バルブＶ５−２を介して真空源２３１に接続されるとともに、バルブＶ５−３を介して大気に連通可能になっている。圧力レギュレータＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５は、それぞれ圧力調整部２３０からセンター室２０５、リプル室２０６、アウター室２０７、エッジ室２０８およびリテーナリング加圧室２０９に供給する圧力流体の圧力を調整する圧力調整機能を有している。圧力レギュレータＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５および各バルブＶ１−１〜Ｖ１−３、Ｖ２−１〜Ｖ２−３，Ｖ３−１〜Ｖ３−３，Ｖ４−１〜Ｖ４−３，Ｖ５−１〜Ｖ５−３は、制御部５（図１及び２参照）に接続されていて、それらの作動が制御されるようになっている。また、流路２２１，２２２，２２３，２２４，２２６にはそれぞれ圧力センサＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５および流量センサＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５が設置されている。
【００４７】
図３に示すように構成されたトップリング３１Ａにおいては、上述したように、トップリング本体２０２の中心部にセンター室２０５が形成され、中心から外周方向に向かって、順次、同心状に、リプル室２０６、アウター室２０７、エッジ室２０８が形成され、これらセンター室２０５、リプル室２０６、アウター室２０７、エッジ室２０８およびリテーナリング加圧室２０９に供給する流体の圧力を圧力調整部２３０および圧力レギュレータＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５によってそれぞれ独立に調整することができる。このような構造により、ウエハＷを研磨パッド１０に押圧する押圧力をウエハＷの領域毎に調整でき、かつリテーナリング２０３が研磨パッド１０を押圧する押圧力を調整できる。
【００４８】
次に、図１〜図３に示すように構成された基板処理装置による一連の研磨処理工程について説明する。
【００４９】
トップリング３１Ａは第１リニアトランスポータ６からウエハＷを受け取り真空吸着により保持する。弾性膜（メンブレン）２０４にはウエハＷを真空吸着するための複数の孔２０４ｈが設けられており、これらの孔２０４ｈは真空源１３１に連通されている。ウエハＷを真空吸着により保持したトップリング３１Ａは、予め設定したトップリングの研磨時設定位置まで下降する。この研磨時設定位置では、リテーナリング２０３は研磨パッド１０の表面（研磨面）１０ａに接地しているが、研磨前は、トップリング３１ＡでウエハＷを吸着保持しているので、の下面（被研磨面）と研磨パッド１０の表面（研磨面）１０ａとの間には、わずかな間隙（例えば、約１ｍｍ）がある。このとき、研磨テーブル３０Ａおよびトップリング３１Ａは、ともに回転駆動されている。この状態で、ウエハの裏面側にある弾性膜（メンブレン）２０４を膨らませ、ウエハの下面（被研磨面）を研磨パッド１０の表面（研磨面）に当接させ、研磨テーブル３０Ａとトップリング３１Ａとを相対運動させることにより、ウエハＷの表面（被研磨面）が所定の状態（例えば、所定の膜厚）になるまで研磨する。
【００５０】
研磨パッド１０上でのウエハ処理工程の終了後、ウエハＷをトップリング３１Ａに吸着し、トップリング３１Ａを上昇させ、第１リニアトランスポータ（基板搬送部）６が有する基板受渡し装置（プッシャともいう）１５０へ移動させて、ウエハＷの離脱（リリース）を行う。
【００５１】
つぎに、図４を参照しながら、本実施の形態のリーク検査装置の構成を説明する。図４は、本実施の形態におけるリーク検査装置の構成を示す図である。このリーク検査装置５０は、トップリング本体２０２を研磨装置（例えば、研磨ユニット３Ａ）に組み付ける前に、トップリング本体２０２の圧力室でリークが発生するか否かのチェックを行うための装置である。
【００５２】
図４に示すように、リーク検査装置５０は、トップリング本体２０２（研磨装置に組み付けられる前のトップリング本体２０２）が取り付けられる治具である取付けユニット５００と、取付けユニット５００にトップリング本体２０２が取り付けられた状態で、トップリング本体２０２の圧力室であるセンター室２０５、リプル室２０６、アウター室２０７、エッジ室２０８への流路２１１〜２１４に接続される接続配管５１０を備えている。
【００５３】
また、リーク検査装置５０は、接続配管５１０を介して各圧力室（センター室２０５、リプル室２０６、アウター室２０７、エッジ室２０８）へ流体を供給する流体供給部５１と、各圧力室（センター室２０５、リプル室２０６、アウター室２０７、エッジ室２０８）へ供給する流体の圧力を制御する圧力制御部５２と、各圧力室（センター室２０５、リプル室２０６、アウター室２０７、エッジ室２０８）へ供給される流体の流量を測定する流量測定部５３と、各圧力室（センター室２０５、リプル室２０６、アウター室２０７、エッジ室２０８）へ流体を供給しているときの圧力の変化と流量の変化とに基づいて、各圧力室（センター室２０５、リプル室２０６、アウター室２０７、エッジ室２０８）でリークが発生しているか否かを判定するリーク判定部５４を備えている。
【００５４】
このリーク検査装置５０は、メモリ装置などで構成される記憶ユニット５２０を備えており、記憶ユニット５２０には、実際にウエハＷの研磨処理を行うときの流体の圧力制御データが記憶されている。圧力制御データは、任意に設定することができる。圧力制御部５２は、圧力制御データに基づいて、各圧力室（センター室２０５、リプル室２０６、アウター室２０７、エッジ室２０８）へ流体を供給するときの圧力を制御する機能を備えている。また、流量測定部５３は、圧力制御データに基づいて各圧力室（センター室２０５、リプル室２０６、アウター室２０７、エッジ室２０８）へ流体を供給するときの圧力が制御されている状態で、各圧力室（センター室２０５、リプル室２０６、アウター室２０７、エッジ室２０８）へ供給される流体の流量を測定する機能を備えている。
【００５５】
さらに、リーク検査装置５０は、ディスプレイ装置などで構成される表示ユニット５３０を備えている。そして、リーク検査装置５０は、リーク判定部５４により圧力室（センター室２０５、リプル室２０６、アウター室２０７、エッジ室２０８）のいずれかでリークが発生していると判定された場合に、表示ユニット５３０の画面上などに警告表示をするための処理を行う警告表示処理部５５と、各圧力室（センター室２０５、リプル室２０６、アウター室２０７、エッジ室２０８）へ流体を供給しているときの圧力の変化と流量の変化を表示ユニット５３０の画面上にグラフ表示するための処理を行うグラフ表示処理部５６を備えている。
【００５６】
図５は、本実施の形態におけるグラフ表示の一例を示す図である。図５に示すように、表示ユニット５３０の画面上には、例えば、各圧力室（例えばセンター室２０５）について、横軸を時間とし縦軸を流量とした流量変化グラフと、横軸を時間とし縦軸を圧力とした圧力変化グラフが表示される。図５の例では、時間ｔ０で圧力室（例えばセンター室２０５）への流体の供給が開始されている。したがって、時間ｔ０では、圧力室（例えばセンター室２０５）へ供給される流体の流量が一時的に増加し、圧力室（例えばセンター室２０５）の内部に流体が満たされると流量はゼロ近くまで減少する。一方、圧力は、圧力室（例えばセンター室２０５）への流体の供給が開始された直後に増加し、その後、圧力室（例えばセンター室２０５）の内部に流体が満たされると、一定の圧力が保たれる。
【００５７】
図５では、時間ｔ１のあたりから圧力室（例えばセンター室２０５）へ供給している流体の流量が再び増加し始め、その後、一定の流量で流体が流れ続ける。このような流量の増加があると、リーク判定部５４は、圧力室（例えばセンター室２０５）でリークが発生していると判定する。なお、リークが発生しているときでも、圧力は一定に保たれるように制御されるため、時間ｔ１のあたりで圧力の変化はみられない。
【００５８】
なお、このような圧力変化グラフや流量変化グラフのデータは、トップリング本体２０２の識別番号を付して記憶ユニット５２０に記憶することもできる。また、以前に記憶ユニット５２０に記憶した圧力変化グラフや流量変化グラフのデータを読み出して、検査により得られた圧力変化グラフや流量変化グラフと比較することもできる。また、記憶ユニット５２０には、圧力変化グラフや流量変化グラフの正常な波形（リークなしの波形パターン）と異常な波形（リークありの波形パターン）の基準波形パターンが記憶されていてもよく、リーク判定部５４は、検査により得られた圧力変化グラフや流量変化グラフを、基準波形モデルと比較（パターンマッチング）することにより、リークが発生しているか否かを判定することもできる。
【００５９】
次に、以上のように構成されたリーク検査装置５０の動作について説明する。本実施の形態のリーク検査装置５０を用いてトップリング本体２０２（研磨装置に組み付けられる前のトップリング本体２０２）のリークチェックを行う場合には、まず、取付けユニット５００にトップリング本体２０２を取り付けて、トップリング本体２０２の各圧力室（センター室２０５、リプル室２０６、アウター室２０７、エッジ室２０８）への流路２１１〜２１４に接続配管５１０を接続する。
【００６０】
その後、圧力制御データに基づいて、各圧力室（センター室２０５、リプル室２０６、アウター室２０７、エッジ室２０８）へ流体を供給するときの圧力を制御して、各圧力室（センター室２０５、リプル室２０６、アウター室２０７、エッジ室２０８）でリークが発生しているか否かを判定する。この場合、圧力制御データに基づいて実際にウエハＷの研磨処理を行うときの圧力で各圧力室（センター室２０５、リプル室２０６、アウター室２０７、エッジ室２０８）に流体を供給し、そのときに各圧力室（センター室２０５、リプル室２０６、アウター室２０７、エッジ室２０８）へ供給される流体の流量の変化を測定することによって、各圧力室２０５〜２０８でリークが発生するか否かを判定する。なお、流量の測定は、圧力が安定した状態で行われる。
【００６１】
このような本実施の形態のリーク検査装置５０によれば、トップリング本体２０２を取付けユニット５００に取り付けて、トップリング本体２０２の各圧力室２０５〜２０８に連通する流路２１１〜２１４に接続配管５１０を接続し、接続配管５１０を介して各圧力室２０５〜２０８へ流体を供給する。そして、各圧力室２０５〜２０８へ流体を供給しているときの圧力の変化と流量の変化に基づいて、各圧力室２０５〜２０８でリークが発生しているか否かを判定する。これにより、トップリング本体２０２を研磨装置（研磨ユニット３Ａ）に取り付ける前に、トップリング本体２０２の各圧力室２０５〜２０８でリークが発生するか否かのチェックを行うことができる。したがって、トップリング本体２０２を研磨装置（研磨ユニット３Ａ）に組み付けた後に、トップリング本体２０２の圧力室２０５〜２０８でリークが発生する不具合が起きるのを低減することができる。
【００６２】
また、本実施の形態では、圧力制御データに基づいて実際にウエハＷの研磨処理を行うときの圧力で流体を供給し、そのときに流体の流量の変化を測定することによって、各圧力室２０５〜２０８でリークが発生するか否かのチェックをすることができる。例えば、所定の圧力で（一定の圧力）で流体を供給している状態で、流体の流量に変化があった場合には、各圧力室２０５〜２０８でリークが発生していると判定することができる。このチェックは、トップリング本体２０２を研磨装置（研磨ユニット３Ａ）に取り付ける前に行うことができる。これにより、トップリング本体２０２を研磨装置（研磨ユニット３Ａ）に組み付けた後に、トップリング本体２０２の各圧力室２０５〜２０８でリークが発生する不具合が起きるのを低減することができる。
【００６３】
また、本実施の形態では、トップリング本体２０２の圧力室２０５〜２０８のいずれかでリークが発生していると判定されると、表示ユニット５３０の画面などに警告表示が行われるので、作業者はリークの発生の有無を容易に認識することができる。
【００６４】
また、本実施の形態では、トップリング本体２０２の各圧力室２０５〜２０８へ流体を供給しているときの圧力変化と流量変化が表示ユニット５３０の画面にグラフ表示されるので、作業者はリークが発生している状況等を容易に確認することができる。
【００６５】
以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上のように、本発明にかかるリーク検査装置は、トップリング本体を研磨装置に組み付けた後に、トップリング本体の圧力室でリークが発生する不具合が起きるのを低減することができるという効果を有し、研磨装置のトップリング用のリーク検査装置等として有用である。
【符号の説明】
【００６７】
５０  リーク検査装置
５１  流体供給部
５２  圧力制御部
５３  流量測定部
５４  リーク判定部
５５  警告表示処理部
５６  グラフ表示処理部
５００  取付けユニット
５１０  接続配管
５２０  記憶ユニット
５３０  表示ユニット
３Ａ  研磨装置（研磨ユニット）
３１Ａ  トップリング
２０２  トップリング本体
２０５  センター室
２０６  リプル室
２０７  アウター室
２０８  エッジ室
２１１  流路
２１２  流路
２１３  流路
２１４  流路
【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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