基板研磨装置
【課題】研磨中の被研磨基板の被研磨面の膜状態を精度良く、且つ安定して観測できる基板膜厚モニター装置を有する基板研磨装置を提供すること。
【解決手段】研磨材１２に設けた貫通孔４１を通し、照射光用光ファイバ４３により被研磨基板２１の研磨面に光を照射し、反射された反射光を反射光用光ファイバ４４により受光する光学系と、受光した反射光を分析処理する分析処理手段を備え、被研磨基板２１の薄膜の研磨進行状況を監視する基板膜厚モニター装置を有する基板研磨装置であって、貫通孔４１に透明液Ｑを供給する給液孔４２を定盤１０に設け、該給液孔４２は透明液Ｑが被研磨基板２１の被研磨面２１ａに対し略垂直に進み、且つ貫通孔４１を満たすよう配置形成され、各光ファイバ４３、４４は略垂直に進む流れ部分の透明液Ｑを通るよう配置され、貫通孔４１に連通した流体流路に透明液Ｑを制御する電磁弁を設けた。
【解決手段】研磨材１２に設けた貫通孔４１を通し、照射光用光ファイバ４３により被研磨基板２１の研磨面に光を照射し、反射された反射光を反射光用光ファイバ４４により受光する光学系と、受光した反射光を分析処理する分析処理手段を備え、被研磨基板２１の薄膜の研磨進行状況を監視する基板膜厚モニター装置を有する基板研磨装置であって、貫通孔４１に透明液Ｑを供給する給液孔４２を定盤１０に設け、該給液孔４２は透明液Ｑが被研磨基板２１の被研磨面２１ａに対し略垂直に進み、且つ貫通孔４１を満たすよう配置形成され、各光ファイバ４３、４４は略垂直に進む流れ部分の透明液Ｑを通るよう配置され、貫通孔４１に連通した流体流路に透明液Ｑを制御する電磁弁を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体ウエハ等の被研磨基板を研磨する基板研磨装置に関し、特に研磨中の被研磨基板の被研磨面の膜厚状態（膜厚測定に限らず残っている膜の状態等）をリアルタイムで連続的に監視する基板膜厚モニター装置を有する基板研磨装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の基板研磨装置に用いる基板膜厚測定技術としては、例えば特許文献１に開示された基板膜厚測定装置がある。該基板膜厚測定装置は基板の被測定面に柱状の水流を当接させ、照射用光ファイバ及び該水流を通して基板の被測定面に光を照射させ、該被測定面で反射される反射光を水流及び受光用ファイバを通して受光し、該受光した反射光強度から被測定面の膜厚を測定するようにしたものである。
【０００３】
上記基板膜厚測定装置においては、基板の被測定面に柱状の水流を当接させ、該水流を通して基板の被測定面に光を照射し、反射光を受光するので、該水流の被測定面の当接部周縁が水滴等で変動し一定せず不安定になって、安定して膜厚を精度良く測定できないことがあるという問題があった。
【０００４】
また、同種の技術として、特許文献２に開示された研磨終点検出機構がある。該研磨終点検出機構は、定盤の表面の窪み内に先端の投受光面が臨むように取り付けられた光ファイバと、先端が窪み内に開口する洗浄液供給用の流路を具備し、該流路を通して洗浄液を窪み内に供給すると共に、窪み内の洗浄液を通して光ファイバからウエハの研磨面に光を照射し、該研磨面で反射された反射光を窪み内の洗浄液及びファイバを通して受光し、該反射光から得られた研磨面の表面情報に基づいて研磨終点を検出するようにしたものである。
【０００５】
上記研磨終点検出機構においては、単に定盤の表面の窪み内に洗浄液供給用の流路を通して洗浄液を供給するだけで、特に多孔質部材を通して洗浄液を供給する場合は該窪み内の洗浄液の流れが整然とせず乱流状態となっているため、該窪み内に研磨液に含まれる砥粒、ウエハの研磨滓、研磨パッドの削れ滓が浸入し、これらが照射光及び反射光の進行の障害となり、精度の良い研磨面の表面情報を得られないという問題があった。
【特許文献１】特開２００１−２３５３１１号公報
【特許文献２】特開２００１−８８０２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、基板研磨装置で研磨中の被研磨基板の被研磨面の膜状態を精度良く、且つ安定して観測できる基板膜厚モニター装置を設けた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】
【０００７】
上気課題を解決するため請求項１に記載の発明は、定盤と、該定盤の表面に固定された研磨材と、該研磨材に被研磨基板を押し付ける基板支持体を具備し、該研磨材と被研磨基板の相対的運動により被研磨基板を研磨する基板研磨装置に、前記研磨材に設けられた貫通孔を通して、光ファイバにより前記被研磨基板の被研磨面に光を照射し、反射された反射光を光ファイバにより受光する光学系と、該光学系で受光した反射光を分析処理する分析処理手段を設け、該分析処理手段で前記反射光を分析処理し、被研磨基板の被研磨面上に形成された薄膜の研磨進行状況を監視する基板膜厚モニター装置を設けた基板研磨装置であって、前記研磨材に設けられた貫通孔に透明液体を供給する給液孔を前記定盤に設け、該給液孔はそこから供給される透明液が前記被研磨基板の被研磨面に対して垂直に進む流れを形成し且つ前記貫通孔を満たすように配置形成され、前記光ファイバは照射光及び反射光が該被研磨面に対して垂直に進む流れ部分の透明液を通るように配置され、前記研磨材に設けられた貫通孔に連通した液体流路を流れる液体の供給を制御する電子弁を具備することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板研磨装置において、前記貫通孔は前記研磨材の表面に形成された溝に干渉しないように配置されたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の基板研磨装置において、前記貫通孔と前記給液孔はその断面が等しく且つ連続していることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の基板研磨装置において、前記研磨材表面上に前記貫通孔の内側面から、前記定盤の移動方向後方に前記透明液を排液する排液溝を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、研磨材に設けられた貫通孔に連通した液体流路を流れる液体の供給を制御する電磁弁を具備するので、例えば貫通孔が被研磨基板で塞がれていないときは、該貫通孔への液体の供給を停止又は抑制し、研磨特性への影響を低減することも可能である。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、貫通孔は研磨材の表面に形成された溝に干渉しないように配置されたので、被研磨基板と研磨材の密接性を確保して貫通孔内の密閉性が向上し、貫通孔内への研磨液中の研磨液中の研磨材粒や研磨材の削れ滓や研磨基板の削れ滓等のパーティクルが侵入することなく、被研磨基板と研磨材間への液体の流出を防止することが可能となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、貫通孔と給液孔はその断面が等しく且つ連続しているので、給液孔から供給される透明液は、被研磨基板の被研磨面まで該被研磨面に対して垂直に進むため、少ない流量の透明液で照射光及び反射光が通る好適な光路を形成できる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、研磨材表面上に貫通孔の内側面から、定盤の移動方向後方に排液溝を設けたので、特別の仕掛けなしに、貫通孔内の閉空間を満たす透明液を容易に排液することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本願発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る基板膜厚モニター装置を備えた基板研磨装置の構成を示す図であり、図２はセンサ部４０の詳細構成例を示す図である。図１において、１０は軸１１を回転中心として回転する定盤であり、２０は半導体ウエハ等の被研磨基板２１を保持し軸２２を回転中心として回転する基板支持体である。３０はモニター部であり、該モニター部３０はセンサ部４０、分光器３１、光源３２及びデータ処理用パソコン３３等を具備する構成である。
【００１６】
上記構成の研磨装置において、定盤１０の上面には、固定砥粒（砥石）や研磨パッド等の研磨材１２が貼り付けられており、該研磨材１２と被研磨基板２１の相対的運動により、該被研磨基板２１の被研磨面を研磨する。センサ部４０は後に詳述するように、光源３２からの光を被研磨基板２１の被研磨面に照射すると共に、反射光を受光する。分光器３１ではセンサ部４０で受光した反射光を分光して被研磨基板２１の被研磨面の表面情報を得る。データ処理用パソコン３３は分光器３１からの被研磨面の表面情報を電気信号系３４を介して得、処理して被研磨面の膜厚情報を得て、図示しない研磨装置のコントローラに伝送する。研磨装置のコントローラは、この膜厚情報により研磨継続、研磨停止等の研磨装置の各種制御を行う。なお、５０はセンサ部４０に透明液の給排液を行う給排液系である。
【００１７】
図２はセンサ部４０の概略構成例を示す。図示するように、定盤１０の上面に貼り付けられた固定砥粒や研磨パッド等の研磨材１２には貫通孔４１が設けられ、定盤１０の該貫通孔４１の底部に相当する部分に給液孔４２が開口している。被研磨基板２１の研磨時は該被研磨基板２１で貫通孔４１の上部は閉塞され、給液孔４２から透明液（光が透過する液）Ｑを供給することにより、該貫通孔４１内は該透明液Ｑで満たされる。透明液Ｑは研磨材１２と被研磨面２１ａとの隙間から排出される。
【００１８】
給液孔４２はその中心線が被研磨基板２１の被研磨面に対して垂直になるように定盤１０に配設され、即ち該被研磨基板２１から供給される透明液Ｑが被研磨基板２１の被研磨面２１ａに対して略垂直に進む流れを形成するように配置形成されている。被研磨基板２１の被研磨面２１ａに光を照射するための照射光用光ファイバ４３と反射光を受光するための反射光用光ファイバ４４はその中心線が給液孔４２の中心線と平行になるように給液孔４２内に配置されている。
【００１９】
センサ部４０を上記のように構成することにより、給液孔４２から吐出された透明液Ｑは上記のように、被研磨基板２１の被研磨面２１ａに対して略垂直に進む流れを形成する。照射光用光ファイバ４３からの照射光は透明液Ｑの垂直な流れ部分を通って被研磨基板２１の被研磨面２１ａに達し、該被研磨面２１ａで反射された反射光は同じく透明液Ｑの被研磨面２１ａに対して垂直な流れ部分を通って反射光用光ファイバ４４に達する。この透明液Ｑの被研磨基板２１の被研磨面２１ａに対して略垂直に進む流れには、被研磨基板２１の被研磨面２１ａを洗浄する作用を奏すると共に、被研磨面２１ａと研磨材１２の上面の間の隙間に存在する研磨液中の研磨材粒、研磨材１２の削り滓、被研磨基板２１の削り滓等のパーティクルの浸入が阻止され、照射光及び反射光の好適な光路となる。従って、被研磨面２１ａの薄膜の観測を安定且つ正確に行うことができる。
【００２０】
なお、給液孔４２に接続された図示しない液流路には電磁弁を設け、該電磁弁の制御により、貫通孔４１が被研磨基板２１で塞がれていないときは透明液Ｑの供給を停止又は抑制し、研磨特性への影響を低減することも可能である。また、上記構成のセンサ部４０は、貫通孔４１が被研磨基板で常に塞がれ、或いは定盤１０が１軸を回転中心に回転するのではなく、定盤の各点が同一半径の円軌跡を描くように平面運動する場合も有効である。
【００２１】
図３はセンサ部４０の他の概略構成例（請求項１に記載の発明に係る実施形態例）を示す図である。図３のセンサ部４０が図２のセンサ部４０と相違する点は図３のセンサ部４０では照射光が通る光ファイバと反射光が通る光ファイバを１本の照射・反射光用光ファイバ４５としている点であり、他は図２と略同一の構成である。このように構成しても、図２のセンサ部４０と略同様の作用効果が得られる。
【００２２】
図４は図２及び図３に示す構成のセンサ部４０の流れ状態を示す図で、被研磨基板２１の被研磨面直近には、被研磨面と伴に動く流れがあるものと仮定した流れの数値解析の結果に基いている（以下、他の流れ状態を示す図６、図９、図１０、図１２、図１３でも同様とする）。図４（ａ）は貫通孔４１の側面流れを、図４（ｂ）は貫通孔上部（被研磨面より略０．０３ｍｍの位置）の平面流れを示す。ここでは計算上、被研磨基板２１の被研磨面と研磨材１２の上面の間に０．１ｍｍのクリアランス（ＣＬ）があるものと仮定している。貫通孔４１内の側面流れは図４（ａ）の矢印で示すように、給液孔４２から吐出された透明液Ｑが被研磨基板２１の被研磨面２１ａに対して垂直に進む流れとなる。
【００２３】
また、貫通孔４１上部の透明液Ｑの平面流れは図４（ｂ）の矢印に示すように概ね被研磨基板２１の移動方向（定盤１０の移動方向と逆）に向かって流れる。その一部は照射・反射光用光ファイバ４５の上部を通っているが、このような流れが生じるのは、被研磨基板２１の被研磨面の近傍に限られるため、光路の形成を妨げる程ではない。なお、図４において矢印Ａは被研磨基板２１の移動方向を示す。
【００２４】
図５はセンサ部４０の他の概略構成例を示す図である。図５のセンサ部４０が図２のセンサ部４０と相違する点は図４のセンサ部４０では貫通孔４１と給液孔４２がその断面が等しく且つ連続している点である。照射光用光ファイバ４３と反射光用光ファイバ４４の中心線が給液孔４２の中心線と平行になるように該給液孔４２内に配置する点は、図２の場合と同様である。
【００２５】
上記のように貫通孔４１と給液孔４２はその断面が等しく且つ連続しているので、給液孔４２から供給される透明液Ｑは、被研磨基板２１の被研磨面２１ａまで該被研磨面２１ａに対して垂直な流れとなって進むため、少ない流量の透明液Ｑでも照射光及び反射光が通る光路として好適な光路を形成できる。従って、透明液Ｑが研磨装置の研磨に与える影響を少なくすることができる。なお、図５のセンサ部４０において、照射光用光ファイバ４３と反射光用光ファイバ４４に換えて、図３に示すように、１本の照射・反射光用光ファイバ４５としてもよい。
【００２６】
図６は図５に示す構成のセンサ部４０の貫通孔４１内の流れ状態を示す図である。図６（ａ）は貫通孔４１の側面流れを、図６（ｂ）は貫通孔上部（図４と同様被研磨面より略０．０３ｍｍの位置）の平面流れを示す。ここでは計算上、被研磨基板２１の被研磨面と研磨材１２の上面の間に０．１ｍｍのクリアランス（ＣＬ）があるものと仮定している。貫通孔４１内の側面流れは図６（ａ）の矢印で示すように、給液孔４２から吐出された透明液Ｑが被研磨基板２１の被研磨面２１ａに対して垂直に進む流れとなる。
【００２７】
また、貫通孔４１の上部の透明液Ｑの平面流れは図６（ｂ）の矢印に示すように、貫通孔４１内から外側に向かって流れ、ファイバ位置に向かって流れる成分がない。従って、図４の場合に比べて、被研磨基板２１の被研磨面２１ａと研磨材１２の上面の間から研磨液の混入を受け難いことが分る。なお、図６（ａ）において、矢印Ｂは被研磨基板２１の移動方向を示す。
【００２８】
図７はセンサ部４０の貫通孔４１の平面配置構成例を示す図である。図示するように、ここでは研磨材１２の表面上に貫通孔４１の内側面から、定盤１０の移動方向（矢印Ｃ方向）後方に透明液Ｑを排液する排液溝２３を設けている。これにより、特別の仕掛けなしに、貫通孔４１内の閉空間を満たす透明液Ｑを容易に排液することが可能となる。本構成は、定盤が１軸を中心に回転するなど、被研磨基板が貫通孔に対し概ね同一方向に相対移動する場合に有効で、特に研磨材の表面上に格子状の溝がある場合には、排液溝の形成が容易になる。
【００２９】
図８はセンサ部４０の他の概略構成例（請求項４に記載の発明に係る実施形態例）を示す図である。本センサ部４０は、貫通孔４１内を満たした透明液Ｑを排液する排液孔４６が給液孔４２に対して定盤１０の移動方向（矢印Ｄ方向）後方に位置し、且つ貫通孔４１の被研磨基板２１の反対側の端面に開口して設けられている。なお、照射光用光ファイバ４３と反射光用光ファイバ４４をその中心線が給液孔４２の中心線と平行になるように該給液孔４２内に配置する点は、図２の場合と同様である。なお、照射光用光ファイバ４３と反射光用光ファイバ４４に換えて、図３に示すように、１本の照射・反射光用光ファイバ４５としてもよい。
【００３０】
上記のように排液孔４６を設けることにより、被研磨基板２１と研磨材１２の間に貫通孔４１内の透明液Ｑを排出しここに存在するスラリー等の研磨液を稀釈することなく、該透明液Ｑを排出できる。図９及び図１０は図８に示す構成のセンサ部４０の貫通孔４１内の側面流れを示す図である。図９及び図１０において、矢印Ｄは定盤の移動方向、矢印Ｅ及びＦは被研磨基板２１の移動方向を示す。
【００３１】
図９に示すように排液孔４６を給液孔４２に対して定盤１０の移動方向（矢印Ｄ方向）後方に設けることにより、被研磨基板２１の被研磨面２１ａに当った流れが、排液孔４６からスムーズに排出されるため、給液孔４２から貫通孔４１内に供給される透明液Ｑが被研磨基板２１の被研磨面２１ａに対して垂直な流れを形成する。しかし、図１０に示すように、定盤１０の移動方向（矢印Ｄ方向）に給液孔４２、排液孔４６の順に配置すると、被研磨基板２１の被研磨面２１ａに当った流れの多くが貫通孔４１の側面に当って戻ることにより、貫通孔４１内の透明液Ｑの流れに乱れが生じる。本構成も、ターンテーブルのように、定盤が１軸を中心に回転するなど、被研磨基板が貫通孔に対して概ね同一方向に相対移動する場合に有効である。
【００３２】
図１１はセンサ部４０の他の概略構成例を示す図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は側断面図である。図示するように、給液孔４２の中心と排液孔４６の中心とを結ぶ線分の中点が貫通孔４１の中心点より定盤１０の移動方向（矢印Ｄ方向）の前方になるように、給液孔４２と排液孔４６とを配設（定盤１０の移動方向に排液孔４６、給液孔４２の順に配設）すると共に、貫通孔４１の下端面外周が給液孔４２と排液孔４６の上端面を囲むように断面が概略長円状としている。このようにすることにより、給液孔４２から貫通孔４１内に供給される透明液Ｑの流れは被研磨基板２１の被研磨面２１ａに対して垂直に進む流れとなる。また、貫通孔４１の面積を断面を概略長円状とすることにより、最小化して、研磨特性への影響を低減できる。
【００３３】
なお、照射光用光ファイバ４３と反射光用光ファイバ４４をその中心線が給液孔４２の中心線と平行になるように該給液孔４２内に配置する点は、図２の場合と同様である。なお、照射光用光ファイバ４３と反射光用光ファイバ４４に換えて、図３に示すように、１本の照射・反射光用光ファイバ４５としてもよい。
【００３４】
図１２は給液孔４２の中心と排液孔４６の中心とを結ぶ線分の中点が貫通孔４１の中心点より定盤１０の移動方向（矢印Ｄ方向）の前方になるように、給液孔４２と排液孔４６とを配設した場合の貫通孔４１内の透明液Ｑの側面流れを示す図である。上記図１２迄の例では貫通孔４１の断面が円形であるのに対し、図１３は更に貫通孔４１を下端面外周が給液孔４２と排液孔４６の端面を囲むように概略長円状とした場合の貫通孔４１内の透明液Ｑの側面流れを示す図である。
【００３５】
図１２及び図１３に示すように、給液孔４２と排液孔４６とを貫通孔に関し定盤１０の移動方向（矢印Ｄ方向）に配設することにより、貫通孔４１内の定盤１０の移動方向後方の液が、図９の場合に比べてよりスムーズに排出されて、給液孔４２から貫通孔４１内に供給される透明液Ｑの流れは被研磨基板２１の被研磨面２１ａに対して垂直に形成される。
【００３６】
また、図示は省略するが、図８、図１１に示すセンサ部において、強制排液機構で排液孔４６から強制排液をすることにより、給液孔４２に連通する給液管、排液孔４６に連通する排液管や被研磨基板２１の被研磨面２１ａ、研磨材１２の上面間の抵抗によらず、排液孔４６から確実に透明液Ｑを排出することができる。また、貫通孔４１が被研磨基板２１に塞がれていない状態の透明液Ｑの給液量を絞っても、塞がれて貫通孔４１内が密閉状態になった場合には、該貫通孔４１内を負圧にしようとする力がはたらくから、給液側に適当な圧力調整機構を持った弁機構を組み合わせることにより給液量を大きくすることができ、複雑な制御機構を設けることなく、照射光及び反射光が通る光路の形成と研磨特性への影響の低減とを両立させることができる。また、貫通孔４１が被研磨基板２１で塞がれていない状態においても、貫通孔４１に供給された透明液Ｑに対して一定の排液効果を期待でき、研磨特性への影響を低減できる。
【００３７】
図１４はセンサ部４０の貫通孔４１の平面配置構成例を示す平面図である。図示するように、貫通孔４１は研磨材１２の表面上に形成された溝１２ｃを避けて形成されている。このように貫通孔４１を研磨材１２の表面上に形成された溝１２ｃを避けて形成することにより、被研磨基板２１と研磨材１２の密接性を確保して貫通孔４１内の密閉性を向上し、貫通孔４１内への研磨液中の研磨材粒や研磨材の削れ滓や被研磨基板の削れ滓等のパーティクルが浸入することなく、被研磨基板２１と研磨材１２間への透明液Ｑの流出を防止することが可能となる。
【００３８】
図１５はセンサ部４０の具体的構成例を示す図で、図示するように定盤１０は定盤搭載台１４の上に固定されており、該定盤１０の下面の所定位置にセンサ取付用凹部１２ａを設け、該センサ取付用凹部１２ａにセンサ取付用ブラケット１５をその先端部を挿入してその基部をボルト１６、１６で定盤搭載台１４に取り付けている。センサ取付用凹部１２ａの中心部には、給液孔４２と排液孔４６を形成したセンサ部本体１７の先端が挿入される孔１２ｂが形成されている。また、センサ取付用ブラケット１５にはセンサ部本体１７を収容する穴１５ａが形成されている。センサ取付用ブラケット１５の穴１５ａにセンサ部本体１７を挿入し、その基部をボルト１８、１８で該センサ取付用ブラケット１５に固定する。
【００３９】
なお、定盤１０の上面に貼り付けた砥石（固定砥粒）又は研磨パッド等の研磨材１２にはセンサ部本体１７に形成された給液孔４２と排液孔４６の上端が開口する貫通孔４１が設けられている。また、センサ部本体１７に形成された給液孔４２と排液孔４６にはそれぞれ給液管５１と排液管５２が接続されている。
【００４０】
また、上記実施形態例では下方に配置された定盤１０上面に貼り付けられた研磨材１２に基板支持体２０に支持された被研磨基板２１を押し当て、研磨材１２と被研磨基板２１の相対運動で被研磨基板２１の被研磨面を研磨する構成の研磨装置を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば定盤が上方に配置され基板支持体が下方に配置された構成でもよく、要は研磨材と被研磨基板の相対運動で被研磨基板の被研磨面を研磨する構成の基板研磨装置であれば、本発明は適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る基板研磨装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明に係る基板研磨装置のセンサ部の概略構成例を示す図である。
【図３】本発明に係る基板研磨装置のセンサ部の他の概略構成例を示す図である。
【図４】図２及び図３に示すセンサ部の貫通孔内の流れ状態を示す図で、図４（ａ）は貫通孔内の側面流れを、図４（ｂ）は貫通孔上部の平面流れを示す図である。
【図５】本発明に係る基板研磨装置のセンサ部の他の概略構成例を示す図である。
【図６】図５に示すセンサ部の貫通孔内の流れ状態を示す図で、図６（ａ）は貫通孔内の側面流れを、図６（ｂ）は貫通孔上部の平面流れを示す図である。
【図７】本発明に係る基板研磨装置のセンサ部の貫通孔の平面配置構成例を示す図である。
【図８】本発明に係る基板研磨装置のセンサ部の他の概略構成例を示す図である。
【図９】図８に示すセンサ部の貫通孔内の側面流れを示す図である。
【図１０】図８に示すセンサ部の貫通孔内の側面流れ（比較例）を示す図である。
【図１１】本発明に係る基板研磨装置のセンサ部の他の概略構成例を示す図で、図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は側断面図である。
【図１２】図１１に示すセンサ部の貫通孔内の側面流れを示す図である。
【図１３】図１１に示すセンサ部の貫通孔内の側面流れを示す図である。
【図１４】本発明に係る基板研磨装置のセンサ部の貫通孔の平面配置構成例を示す図である。
【図１５】本発明に係る基板研磨装置のセンサ部の具体的構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 定盤
１１ 軸
１２ 研磨材
１４ 定盤搭載台
１５ センサ取付用ブラケット
１６ ボルト
１７ センサ部本体
１８ ボルト
２０ 基板支持体
２１ 被研磨基板
２２ 軸
２３ 排液溝
３０ モニター部
３１ 分光器
３２ 光源
３３ データ処理用パソコン
３４ 電気信号系
４０ センサ部
４１ 貫通孔
４２ 給液孔
４３ 照射光用光ファイバ
４４ 反射光用光ファイバ
４５ 照射・反射光用光ファイバ
４６ 排液孔
５０ 給排液系
５１ 給液管
５２ 排液管
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体ウエハ等の被研磨基板を研磨する基板研磨装置に関し、特に研磨中の被研磨基板の被研磨面の膜厚状態（膜厚測定に限らず残っている膜の状態等）をリアルタイムで連続的に監視する基板膜厚モニター装置を有する基板研磨装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の基板研磨装置に用いる基板膜厚測定技術としては、例えば特許文献１に開示された基板膜厚測定装置がある。該基板膜厚測定装置は基板の被測定面に柱状の水流を当接させ、照射用光ファイバ及び該水流を通して基板の被測定面に光を照射させ、該被測定面で反射される反射光を水流及び受光用ファイバを通して受光し、該受光した反射光強度から被測定面の膜厚を測定するようにしたものである。
【０００３】
上記基板膜厚測定装置においては、基板の被測定面に柱状の水流を当接させ、該水流を通して基板の被測定面に光を照射し、反射光を受光するので、該水流の被測定面の当接部周縁が水滴等で変動し一定せず不安定になって、安定して膜厚を精度良く測定できないことがあるという問題があった。
【０００４】
また、同種の技術として、特許文献２に開示された研磨終点検出機構がある。該研磨終点検出機構は、定盤の表面の窪み内に先端の投受光面が臨むように取り付けられた光ファイバと、先端が窪み内に開口する洗浄液供給用の流路を具備し、該流路を通して洗浄液を窪み内に供給すると共に、窪み内の洗浄液を通して光ファイバからウエハの研磨面に光を照射し、該研磨面で反射された反射光を窪み内の洗浄液及びファイバを通して受光し、該反射光から得られた研磨面の表面情報に基づいて研磨終点を検出するようにしたものである。
【０００５】
上記研磨終点検出機構においては、単に定盤の表面の窪み内に洗浄液供給用の流路を通して洗浄液を供給するだけで、特に多孔質部材を通して洗浄液を供給する場合は該窪み内の洗浄液の流れが整然とせず乱流状態となっているため、該窪み内に研磨液に含まれる砥粒、ウエハの研磨滓、研磨パッドの削れ滓が浸入し、これらが照射光及び反射光の進行の障害となり、精度の良い研磨面の表面情報を得られないという問題があった。
【特許文献１】特開２００１−２３５３１１号公報
【特許文献２】特開２００１−８８０２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、基板研磨装置で研磨中の被研磨基板の被研磨面の膜状態を精度良く、且つ安定して観測できる基板膜厚モニター装置を設けた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】
【０００７】
上気課題を解決するため請求項１に記載の発明は、定盤と、該定盤の表面に固定された研磨材と、該研磨材に被研磨基板を押し付ける基板支持体を具備し、該研磨材と被研磨基板の相対的運動により被研磨基板を研磨する基板研磨装置に、前記研磨材に設けられた貫通孔を通して、光ファイバにより前記被研磨基板の被研磨面に光を照射し、反射された反射光を光ファイバにより受光する光学系と、該光学系で受光した反射光を分析処理する分析処理手段を設け、該分析処理手段で前記反射光を分析処理し、被研磨基板の被研磨面上に形成された薄膜の研磨進行状況を監視する基板膜厚モニター装置を設けた基板研磨装置であって、前記研磨材に設けられた貫通孔に透明液体を供給する給液孔を前記定盤に設け、該給液孔はそこから供給される透明液が前記被研磨基板の被研磨面に対して垂直に進む流れを形成し且つ前記貫通孔を満たすように配置形成され、前記光ファイバは照射光及び反射光が該被研磨面に対して垂直に進む流れ部分の透明液を通るように配置され、前記研磨材に設けられた貫通孔に連通した液体流路を流れる液体の供給を制御する電子弁を具備することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板研磨装置において、前記貫通孔は前記研磨材の表面に形成された溝に干渉しないように配置されたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の基板研磨装置において、前記貫通孔と前記給液孔はその断面が等しく且つ連続していることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の基板研磨装置において、前記研磨材表面上に前記貫通孔の内側面から、前記定盤の移動方向後方に前記透明液を排液する排液溝を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、研磨材に設けられた貫通孔に連通した液体流路を流れる液体の供給を制御する電磁弁を具備するので、例えば貫通孔が被研磨基板で塞がれていないときは、該貫通孔への液体の供給を停止又は抑制し、研磨特性への影響を低減することも可能である。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、貫通孔は研磨材の表面に形成された溝に干渉しないように配置されたので、被研磨基板と研磨材の密接性を確保して貫通孔内の密閉性が向上し、貫通孔内への研磨液中の研磨液中の研磨材粒や研磨材の削れ滓や研磨基板の削れ滓等のパーティクルが侵入することなく、被研磨基板と研磨材間への液体の流出を防止することが可能となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、貫通孔と給液孔はその断面が等しく且つ連続しているので、給液孔から供給される透明液は、被研磨基板の被研磨面まで該被研磨面に対して垂直に進むため、少ない流量の透明液で照射光及び反射光が通る好適な光路を形成できる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、研磨材表面上に貫通孔の内側面から、定盤の移動方向後方に排液溝を設けたので、特別の仕掛けなしに、貫通孔内の閉空間を満たす透明液を容易に排液することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本願発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る基板膜厚モニター装置を備えた基板研磨装置の構成を示す図であり、図２はセンサ部４０の詳細構成例を示す図である。図１において、１０は軸１１を回転中心として回転する定盤であり、２０は半導体ウエハ等の被研磨基板２１を保持し軸２２を回転中心として回転する基板支持体である。３０はモニター部であり、該モニター部３０はセンサ部４０、分光器３１、光源３２及びデータ処理用パソコン３３等を具備する構成である。
【００１６】
上記構成の研磨装置において、定盤１０の上面には、固定砥粒（砥石）や研磨パッド等の研磨材１２が貼り付けられており、該研磨材１２と被研磨基板２１の相対的運動により、該被研磨基板２１の被研磨面を研磨する。センサ部４０は後に詳述するように、光源３２からの光を被研磨基板２１の被研磨面に照射すると共に、反射光を受光する。分光器３１ではセンサ部４０で受光した反射光を分光して被研磨基板２１の被研磨面の表面情報を得る。データ処理用パソコン３３は分光器３１からの被研磨面の表面情報を電気信号系３４を介して得、処理して被研磨面の膜厚情報を得て、図示しない研磨装置のコントローラに伝送する。研磨装置のコントローラは、この膜厚情報により研磨継続、研磨停止等の研磨装置の各種制御を行う。なお、５０はセンサ部４０に透明液の給排液を行う給排液系である。
【００１７】
図２はセンサ部４０の概略構成例を示す。図示するように、定盤１０の上面に貼り付けられた固定砥粒や研磨パッド等の研磨材１２には貫通孔４１が設けられ、定盤１０の該貫通孔４１の底部に相当する部分に給液孔４２が開口している。被研磨基板２１の研磨時は該被研磨基板２１で貫通孔４１の上部は閉塞され、給液孔４２から透明液（光が透過する液）Ｑを供給することにより、該貫通孔４１内は該透明液Ｑで満たされる。透明液Ｑは研磨材１２と被研磨面２１ａとの隙間から排出される。
【００１８】
給液孔４２はその中心線が被研磨基板２１の被研磨面に対して垂直になるように定盤１０に配設され、即ち該被研磨基板２１から供給される透明液Ｑが被研磨基板２１の被研磨面２１ａに対して略垂直に進む流れを形成するように配置形成されている。被研磨基板２１の被研磨面２１ａに光を照射するための照射光用光ファイバ４３と反射光を受光するための反射光用光ファイバ４４はその中心線が給液孔４２の中心線と平行になるように給液孔４２内に配置されている。
【００１９】
センサ部４０を上記のように構成することにより、給液孔４２から吐出された透明液Ｑは上記のように、被研磨基板２１の被研磨面２１ａに対して略垂直に進む流れを形成する。照射光用光ファイバ４３からの照射光は透明液Ｑの垂直な流れ部分を通って被研磨基板２１の被研磨面２１ａに達し、該被研磨面２１ａで反射された反射光は同じく透明液Ｑの被研磨面２１ａに対して垂直な流れ部分を通って反射光用光ファイバ４４に達する。この透明液Ｑの被研磨基板２１の被研磨面２１ａに対して略垂直に進む流れには、被研磨基板２１の被研磨面２１ａを洗浄する作用を奏すると共に、被研磨面２１ａと研磨材１２の上面の間の隙間に存在する研磨液中の研磨材粒、研磨材１２の削り滓、被研磨基板２１の削り滓等のパーティクルの浸入が阻止され、照射光及び反射光の好適な光路となる。従って、被研磨面２１ａの薄膜の観測を安定且つ正確に行うことができる。
【００２０】
なお、給液孔４２に接続された図示しない液流路には電磁弁を設け、該電磁弁の制御により、貫通孔４１が被研磨基板２１で塞がれていないときは透明液Ｑの供給を停止又は抑制し、研磨特性への影響を低減することも可能である。また、上記構成のセンサ部４０は、貫通孔４１が被研磨基板で常に塞がれ、或いは定盤１０が１軸を回転中心に回転するのではなく、定盤の各点が同一半径の円軌跡を描くように平面運動する場合も有効である。
【００２１】
図３はセンサ部４０の他の概略構成例（請求項１に記載の発明に係る実施形態例）を示す図である。図３のセンサ部４０が図２のセンサ部４０と相違する点は図３のセンサ部４０では照射光が通る光ファイバと反射光が通る光ファイバを１本の照射・反射光用光ファイバ４５としている点であり、他は図２と略同一の構成である。このように構成しても、図２のセンサ部４０と略同様の作用効果が得られる。
【００２２】
図４は図２及び図３に示す構成のセンサ部４０の流れ状態を示す図で、被研磨基板２１の被研磨面直近には、被研磨面と伴に動く流れがあるものと仮定した流れの数値解析の結果に基いている（以下、他の流れ状態を示す図６、図９、図１０、図１２、図１３でも同様とする）。図４（ａ）は貫通孔４１の側面流れを、図４（ｂ）は貫通孔上部（被研磨面より略０．０３ｍｍの位置）の平面流れを示す。ここでは計算上、被研磨基板２１の被研磨面と研磨材１２の上面の間に０．１ｍｍのクリアランス（ＣＬ）があるものと仮定している。貫通孔４１内の側面流れは図４（ａ）の矢印で示すように、給液孔４２から吐出された透明液Ｑが被研磨基板２１の被研磨面２１ａに対して垂直に進む流れとなる。
【００２３】
また、貫通孔４１上部の透明液Ｑの平面流れは図４（ｂ）の矢印に示すように概ね被研磨基板２１の移動方向（定盤１０の移動方向と逆）に向かって流れる。その一部は照射・反射光用光ファイバ４５の上部を通っているが、このような流れが生じるのは、被研磨基板２１の被研磨面の近傍に限られるため、光路の形成を妨げる程ではない。なお、図４において矢印Ａは被研磨基板２１の移動方向を示す。
【００２４】
図５はセンサ部４０の他の概略構成例を示す図である。図５のセンサ部４０が図２のセンサ部４０と相違する点は図４のセンサ部４０では貫通孔４１と給液孔４２がその断面が等しく且つ連続している点である。照射光用光ファイバ４３と反射光用光ファイバ４４の中心線が給液孔４２の中心線と平行になるように該給液孔４２内に配置する点は、図２の場合と同様である。
【００２５】
上記のように貫通孔４１と給液孔４２はその断面が等しく且つ連続しているので、給液孔４２から供給される透明液Ｑは、被研磨基板２１の被研磨面２１ａまで該被研磨面２１ａに対して垂直な流れとなって進むため、少ない流量の透明液Ｑでも照射光及び反射光が通る光路として好適な光路を形成できる。従って、透明液Ｑが研磨装置の研磨に与える影響を少なくすることができる。なお、図５のセンサ部４０において、照射光用光ファイバ４３と反射光用光ファイバ４４に換えて、図３に示すように、１本の照射・反射光用光ファイバ４５としてもよい。
【００２６】
図６は図５に示す構成のセンサ部４０の貫通孔４１内の流れ状態を示す図である。図６（ａ）は貫通孔４１の側面流れを、図６（ｂ）は貫通孔上部（図４と同様被研磨面より略０．０３ｍｍの位置）の平面流れを示す。ここでは計算上、被研磨基板２１の被研磨面と研磨材１２の上面の間に０．１ｍｍのクリアランス（ＣＬ）があるものと仮定している。貫通孔４１内の側面流れは図６（ａ）の矢印で示すように、給液孔４２から吐出された透明液Ｑが被研磨基板２１の被研磨面２１ａに対して垂直に進む流れとなる。
【００２７】
また、貫通孔４１の上部の透明液Ｑの平面流れは図６（ｂ）の矢印に示すように、貫通孔４１内から外側に向かって流れ、ファイバ位置に向かって流れる成分がない。従って、図４の場合に比べて、被研磨基板２１の被研磨面２１ａと研磨材１２の上面の間から研磨液の混入を受け難いことが分る。なお、図６（ａ）において、矢印Ｂは被研磨基板２１の移動方向を示す。
【００２８】
図７はセンサ部４０の貫通孔４１の平面配置構成例を示す図である。図示するように、ここでは研磨材１２の表面上に貫通孔４１の内側面から、定盤１０の移動方向（矢印Ｃ方向）後方に透明液Ｑを排液する排液溝２３を設けている。これにより、特別の仕掛けなしに、貫通孔４１内の閉空間を満たす透明液Ｑを容易に排液することが可能となる。本構成は、定盤が１軸を中心に回転するなど、被研磨基板が貫通孔に対し概ね同一方向に相対移動する場合に有効で、特に研磨材の表面上に格子状の溝がある場合には、排液溝の形成が容易になる。
【００２９】
図８はセンサ部４０の他の概略構成例（請求項４に記載の発明に係る実施形態例）を示す図である。本センサ部４０は、貫通孔４１内を満たした透明液Ｑを排液する排液孔４６が給液孔４２に対して定盤１０の移動方向（矢印Ｄ方向）後方に位置し、且つ貫通孔４１の被研磨基板２１の反対側の端面に開口して設けられている。なお、照射光用光ファイバ４３と反射光用光ファイバ４４をその中心線が給液孔４２の中心線と平行になるように該給液孔４２内に配置する点は、図２の場合と同様である。なお、照射光用光ファイバ４３と反射光用光ファイバ４４に換えて、図３に示すように、１本の照射・反射光用光ファイバ４５としてもよい。
【００３０】
上記のように排液孔４６を設けることにより、被研磨基板２１と研磨材１２の間に貫通孔４１内の透明液Ｑを排出しここに存在するスラリー等の研磨液を稀釈することなく、該透明液Ｑを排出できる。図９及び図１０は図８に示す構成のセンサ部４０の貫通孔４１内の側面流れを示す図である。図９及び図１０において、矢印Ｄは定盤の移動方向、矢印Ｅ及びＦは被研磨基板２１の移動方向を示す。
【００３１】
図９に示すように排液孔４６を給液孔４２に対して定盤１０の移動方向（矢印Ｄ方向）後方に設けることにより、被研磨基板２１の被研磨面２１ａに当った流れが、排液孔４６からスムーズに排出されるため、給液孔４２から貫通孔４１内に供給される透明液Ｑが被研磨基板２１の被研磨面２１ａに対して垂直な流れを形成する。しかし、図１０に示すように、定盤１０の移動方向（矢印Ｄ方向）に給液孔４２、排液孔４６の順に配置すると、被研磨基板２１の被研磨面２１ａに当った流れの多くが貫通孔４１の側面に当って戻ることにより、貫通孔４１内の透明液Ｑの流れに乱れが生じる。本構成も、ターンテーブルのように、定盤が１軸を中心に回転するなど、被研磨基板が貫通孔に対して概ね同一方向に相対移動する場合に有効である。
【００３２】
図１１はセンサ部４０の他の概略構成例を示す図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は側断面図である。図示するように、給液孔４２の中心と排液孔４６の中心とを結ぶ線分の中点が貫通孔４１の中心点より定盤１０の移動方向（矢印Ｄ方向）の前方になるように、給液孔４２と排液孔４６とを配設（定盤１０の移動方向に排液孔４６、給液孔４２の順に配設）すると共に、貫通孔４１の下端面外周が給液孔４２と排液孔４６の上端面を囲むように断面が概略長円状としている。このようにすることにより、給液孔４２から貫通孔４１内に供給される透明液Ｑの流れは被研磨基板２１の被研磨面２１ａに対して垂直に進む流れとなる。また、貫通孔４１の面積を断面を概略長円状とすることにより、最小化して、研磨特性への影響を低減できる。
【００３３】
なお、照射光用光ファイバ４３と反射光用光ファイバ４４をその中心線が給液孔４２の中心線と平行になるように該給液孔４２内に配置する点は、図２の場合と同様である。なお、照射光用光ファイバ４３と反射光用光ファイバ４４に換えて、図３に示すように、１本の照射・反射光用光ファイバ４５としてもよい。
【００３４】
図１２は給液孔４２の中心と排液孔４６の中心とを結ぶ線分の中点が貫通孔４１の中心点より定盤１０の移動方向（矢印Ｄ方向）の前方になるように、給液孔４２と排液孔４６とを配設した場合の貫通孔４１内の透明液Ｑの側面流れを示す図である。上記図１２迄の例では貫通孔４１の断面が円形であるのに対し、図１３は更に貫通孔４１を下端面外周が給液孔４２と排液孔４６の端面を囲むように概略長円状とした場合の貫通孔４１内の透明液Ｑの側面流れを示す図である。
【００３５】
図１２及び図１３に示すように、給液孔４２と排液孔４６とを貫通孔に関し定盤１０の移動方向（矢印Ｄ方向）に配設することにより、貫通孔４１内の定盤１０の移動方向後方の液が、図９の場合に比べてよりスムーズに排出されて、給液孔４２から貫通孔４１内に供給される透明液Ｑの流れは被研磨基板２１の被研磨面２１ａに対して垂直に形成される。
【００３６】
また、図示は省略するが、図８、図１１に示すセンサ部において、強制排液機構で排液孔４６から強制排液をすることにより、給液孔４２に連通する給液管、排液孔４６に連通する排液管や被研磨基板２１の被研磨面２１ａ、研磨材１２の上面間の抵抗によらず、排液孔４６から確実に透明液Ｑを排出することができる。また、貫通孔４１が被研磨基板２１に塞がれていない状態の透明液Ｑの給液量を絞っても、塞がれて貫通孔４１内が密閉状態になった場合には、該貫通孔４１内を負圧にしようとする力がはたらくから、給液側に適当な圧力調整機構を持った弁機構を組み合わせることにより給液量を大きくすることができ、複雑な制御機構を設けることなく、照射光及び反射光が通る光路の形成と研磨特性への影響の低減とを両立させることができる。また、貫通孔４１が被研磨基板２１で塞がれていない状態においても、貫通孔４１に供給された透明液Ｑに対して一定の排液効果を期待でき、研磨特性への影響を低減できる。
【００３７】
図１４はセンサ部４０の貫通孔４１の平面配置構成例を示す平面図である。図示するように、貫通孔４１は研磨材１２の表面上に形成された溝１２ｃを避けて形成されている。このように貫通孔４１を研磨材１２の表面上に形成された溝１２ｃを避けて形成することにより、被研磨基板２１と研磨材１２の密接性を確保して貫通孔４１内の密閉性を向上し、貫通孔４１内への研磨液中の研磨材粒や研磨材の削れ滓や被研磨基板の削れ滓等のパーティクルが浸入することなく、被研磨基板２１と研磨材１２間への透明液Ｑの流出を防止することが可能となる。
【００３８】
図１５はセンサ部４０の具体的構成例を示す図で、図示するように定盤１０は定盤搭載台１４の上に固定されており、該定盤１０の下面の所定位置にセンサ取付用凹部１２ａを設け、該センサ取付用凹部１２ａにセンサ取付用ブラケット１５をその先端部を挿入してその基部をボルト１６、１６で定盤搭載台１４に取り付けている。センサ取付用凹部１２ａの中心部には、給液孔４２と排液孔４６を形成したセンサ部本体１７の先端が挿入される孔１２ｂが形成されている。また、センサ取付用ブラケット１５にはセンサ部本体１７を収容する穴１５ａが形成されている。センサ取付用ブラケット１５の穴１５ａにセンサ部本体１７を挿入し、その基部をボルト１８、１８で該センサ取付用ブラケット１５に固定する。
【００３９】
なお、定盤１０の上面に貼り付けた砥石（固定砥粒）又は研磨パッド等の研磨材１２にはセンサ部本体１７に形成された給液孔４２と排液孔４６の上端が開口する貫通孔４１が設けられている。また、センサ部本体１７に形成された給液孔４２と排液孔４６にはそれぞれ給液管５１と排液管５２が接続されている。
【００４０】
また、上記実施形態例では下方に配置された定盤１０上面に貼り付けられた研磨材１２に基板支持体２０に支持された被研磨基板２１を押し当て、研磨材１２と被研磨基板２１の相対運動で被研磨基板２１の被研磨面を研磨する構成の研磨装置を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば定盤が上方に配置され基板支持体が下方に配置された構成でもよく、要は研磨材と被研磨基板の相対運動で被研磨基板の被研磨面を研磨する構成の基板研磨装置であれば、本発明は適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る基板研磨装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明に係る基板研磨装置のセンサ部の概略構成例を示す図である。
【図３】本発明に係る基板研磨装置のセンサ部の他の概略構成例を示す図である。
【図４】図２及び図３に示すセンサ部の貫通孔内の流れ状態を示す図で、図４（ａ）は貫通孔内の側面流れを、図４（ｂ）は貫通孔上部の平面流れを示す図である。
【図５】本発明に係る基板研磨装置のセンサ部の他の概略構成例を示す図である。
【図６】図５に示すセンサ部の貫通孔内の流れ状態を示す図で、図６（ａ）は貫通孔内の側面流れを、図６（ｂ）は貫通孔上部の平面流れを示す図である。
【図７】本発明に係る基板研磨装置のセンサ部の貫通孔の平面配置構成例を示す図である。
【図８】本発明に係る基板研磨装置のセンサ部の他の概略構成例を示す図である。
【図９】図８に示すセンサ部の貫通孔内の側面流れを示す図である。
【図１０】図８に示すセンサ部の貫通孔内の側面流れ（比較例）を示す図である。
【図１１】本発明に係る基板研磨装置のセンサ部の他の概略構成例を示す図で、図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は側断面図である。
【図１２】図１１に示すセンサ部の貫通孔内の側面流れを示す図である。
【図１３】図１１に示すセンサ部の貫通孔内の側面流れを示す図である。
【図１４】本発明に係る基板研磨装置のセンサ部の貫通孔の平面配置構成例を示す図である。
【図１５】本発明に係る基板研磨装置のセンサ部の具体的構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 定盤
１１ 軸
１２ 研磨材
１４ 定盤搭載台
１５ センサ取付用ブラケット
１６ ボルト
１７ センサ部本体
１８ ボルト
２０ 基板支持体
２１ 被研磨基板
２２ 軸
２３ 排液溝
３０ モニター部
３１ 分光器
３２ 光源
３３ データ処理用パソコン
３４ 電気信号系
４０ センサ部
４１ 貫通孔
４２ 給液孔
４３ 照射光用光ファイバ
４４ 反射光用光ファイバ
４５ 照射・反射光用光ファイバ
４６ 排液孔
５０ 給排液系
５１ 給液管
５２ 排液管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定盤と、該定盤の表面に固定された研磨材と、該研磨材に被研磨基板を押し付ける基板支持体を具備し、該研磨材と被研磨基板の相対的運動により被研磨基板を研磨する基板研磨装置に、前記研磨材に設けられた貫通孔を通して、光ファイバにより前記被研磨基板の被研磨面に光を照射し、反射された反射光を光ファイバにより受光する光学系と、該光学系で受光した反射光を分析処理する分析処理手段を設け、該分析処理手段で前記反射光を分析処理し、被研磨基板の被研磨面上に形成された薄膜の研磨進行状況を監視する基板膜厚モニター装置を設けた基板研磨装置であって、
前記研磨材に設けられた貫通孔に透明液体を供給する給液孔を前記定盤に設け、該給液孔はそこから供給される透明液が前記被研磨基板の被研磨面に対して垂直に進む流れを形成し且つ前記貫通孔を満たすように配置形成され、前記光ファイバは照射光及び反射光が該被研磨面に対して垂直に進む流れ部分の透明液を通るように配置され、
前記研磨材に設けられた貫通孔に連通した液体流路を流れる液体の供給を制御する電磁弁を具備することを特徴とする基板研磨装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板研磨装置において、
前記貫通孔は前記研磨材の表面に形成された溝に干渉しないように配置されたことを特徴とする基板研磨装置。
【請求項３】
請求項１に記載の基板研磨装置において、
前記貫通孔と前記給液孔はその断面が等しく且つ連続していることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項４】
請求項１に記載の基板研磨装置において、
前記研磨材表面上に前記貫通孔の内側面から、前記定盤の移動方向後方に前記透明液を排液する排液溝を設けたことを特徴とする基板研磨装置。
【請求項１】
定盤と、該定盤の表面に固定された研磨材と、該研磨材に被研磨基板を押し付ける基板支持体を具備し、該研磨材と被研磨基板の相対的運動により被研磨基板を研磨する基板研磨装置に、前記研磨材に設けられた貫通孔を通して、光ファイバにより前記被研磨基板の被研磨面に光を照射し、反射された反射光を光ファイバにより受光する光学系と、該光学系で受光した反射光を分析処理する分析処理手段を設け、該分析処理手段で前記反射光を分析処理し、被研磨基板の被研磨面上に形成された薄膜の研磨進行状況を監視する基板膜厚モニター装置を設けた基板研磨装置であって、
前記研磨材に設けられた貫通孔に透明液体を供給する給液孔を前記定盤に設け、該給液孔はそこから供給される透明液が前記被研磨基板の被研磨面に対して垂直に進む流れを形成し且つ前記貫通孔を満たすように配置形成され、前記光ファイバは照射光及び反射光が該被研磨面に対して垂直に進む流れ部分の透明液を通るように配置され、
前記研磨材に設けられた貫通孔に連通した液体流路を流れる液体の供給を制御する電磁弁を具備することを特徴とする基板研磨装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板研磨装置において、
前記貫通孔は前記研磨材の表面に形成された溝に干渉しないように配置されたことを特徴とする基板研磨装置。
【請求項３】
請求項１に記載の基板研磨装置において、
前記貫通孔と前記給液孔はその断面が等しく且つ連続していることを特徴とする基板研磨装置。
【請求項４】
請求項１に記載の基板研磨装置において、
前記研磨材表面上に前記貫通孔の内側面から、前記定盤の移動方向後方に前記透明液を排液する排液溝を設けたことを特徴とする基板研磨装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００６−３０５７２６（Ｐ２００６−３０５７２６Ａ）
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０８６３６（Ｐ２００６−２０８６３６）
【出願日】平成１８年７月３１日（２００６．７．３１）
【分割の表示】特願２００１−４００５２０（Ｐ２００１−４００５２０）の分割
【原出願日】平成１３年１２月２８日（２００１．１２．２８）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月３１日（２００６．７．３１）
【分割の表示】特願２００１−４００５２０（Ｐ２００１−４００５２０）の分割
【原出願日】平成１３年１２月２８日（２００１．１２．２８）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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