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TW201436936A - 研磨裝置及研磨方法 - Google Patents

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TW201436936A
TW201436936A TW102139302A TW102139302A TW201436936A TW 201436936 A TW201436936 A TW 201436936A TW 102139302 A TW102139302 A TW 102139302A TW 102139302 A TW102139302 A TW 102139302A TW 201436936 A TW201436936 A TW 201436936A
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TW
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polishing
top ring
cover
head
sprayer
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TW102139302A
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梅本正雄
曽根忠一
相澤英夫
小菅□一
江里口正晃
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荏原製作所股份有限公司
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

本發明提供一種：防止「於基板研磨等時飛散至研磨台周圍」的研磨液，附著於配置在研磨台周圍的各種構成構件的表面而形成乾燥的研磨裝置。本發明的研磨裝置具有：「用來支承具有研磨面(10a)之研磨墊(10)」的研磨台(12)、和具有頂環(14)的頂環頭(16)、和包圍頂環頭(16)的頂環頭蓋(24)、和具有修整器(20)的修整器頭(22)、和包圍修整器頭(22)的修整器頭蓋(30a、30b、30c)、和「當頂環(14)位於基板收授位置時，對頂環(14)的上表面及頂環頭蓋(24)的外表面噴霧洗淨液」的噴霧噴嘴(58、60、62)、及「當修整器(20)位於退避位置時，對修整器頭蓋(30a、30b、30c)的外表面噴霧洗淨液」的噴霧噴嘴(62、64、66)。

Description

研磨裝置及研磨方法
本發明關於研磨裝置及研磨方法，特別是關於：可防止因飛散後乾燥的研磨液在晶圓等研磨對象物(基板)的表面產生刮痕(scratch)，並對研磨對象物的表面進行研磨而形成平坦化的研磨裝置及研磨方法。
此外，本發明關於研磨裝置，特別是關於：可防止被配置在研磨台周圍的各種蓋等被研磨液所污染，並對晶圓等之研磨對象物(基板)的表面進行研磨而形成平坦化的研磨裝置。
研磨晶圓表面的研磨裝置，通常具備：用來支承具有研磨面之研磨墊的研磨台、及保持晶圓的頂環(研磨頭)。然後，藉由以特定的壓力將頂環所保持的晶圓按壓於研磨墊的研磨面，並令研磨台與頂環產生相對運動，使晶圓滑接於研磨面，而將晶圓的表面研磨成平坦且呈現鏡面。在化學性機械研磨(CMP)中，是於研磨時將研磨液(slurry)供給至研磨墊上。
一旦如以上所述，在供給研磨液的同時對晶 圓等基板的表面進行研磨，研磨液將飛散至研磨台的周邊。在研磨後，由噴霧器對研磨墊的研磨面，將液體(譬如純水)與氣體(譬如氮氣)的混合流體或液體(譬如純水)噴霧成霧狀，而對研磨面進行洗淨。在藉由噴霧器對該研磨面進行洗淨時，殘留於研磨面上的研磨液也將朝研磨台的周邊飛散。接著，一旦該飛散的研磨液附著於「被配置於研磨台周圍的各種構成構件」或「收納有研磨裝置之艙室的內壁面等」並形成乾燥，該乾燥的研磨液將剝離而落下至研磨台上，而成為導致基板產生刮痕的主因。
通常，在研磨裝置的特定位置配置有各種的 洗淨噴嘴，藉由從該洗淨噴嘴定期地朝向研磨裝置的特定部位噴射洗淨液，而利用洗淨液對附著於研磨台及配置於其周邊之構成構件等表面的研磨液進行沖洗。然而，即使是利用洗淨液來沖洗研磨液，仍然會有「研磨液附著於配置在研磨台周邊之構成構件等表面並乾燥」的情形。如以上所述，一旦研磨液附著於構成構件等的表面形成乾燥，將難以利用洗淨液沖洗已乾燥的研磨液。然後，一旦已乾燥的研磨液反覆地堆積，不久就會剝落而落下至研磨墊上，而成為導致基板產生刮痕的要因。
為了保護具有頂環的頂環頭免於飛散研磨液 的附著，而有利用頂環頭蓋來包圍頂環頭的作法。通常研磨裝置備有對研磨面進行修整的修整器。有時利用修整器頭蓋來包圍具有該修整器的修整器頭，免於飛散洗淨液的附著。不僅如此，也利用噴霧器蓋包圍噴霧器的噴霧噴 嘴，以防止從研磨墊彈回的混合流體和研磨液的飛散。
噴霧器蓋通常具有相當複雜的形狀，包括從研磨墊彈回之研磨液的液體容易停留於噴霧器蓋內。此外，由於噴霧器蓋大量具有容易殘留液體的角部，因此通常難以利用洗淨液來洗淨其外面。接著，一旦含有研磨液的液體附著於噴霧器蓋而固化，該固化物將落下至研磨面上而污染研磨面。
此外，很難完全地防止飛散的研磨液流入頂環頭蓋的內部。因此，研磨液會進入頂環頭蓋的內部並停留於其內部而污染頂環頭蓋和頂環頭，或者滴落於研磨面而污染該研磨面。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開第2008-296293號公報
[專利文獻2]日本特開第2007-168039號公報
[專利文獻3]日本特開第2003-133277號公報
本發明的第1目的是提供：基板於研磨時，可防止朝研磨台周圍飛散的研磨液，附著於被配置在研磨台周圍之各種構成構件的表面而乾燥，可防止發生於基板表面之刮痕的研磨裝置及研磨方法。
此外，本發明的第2目的是提供具有噴霧器 蓋的研磨裝置，該噴霧器蓋可防止從研磨面彈回的液體停留於內面，且利用洗淨液的洗淨比較容易，可防止因固形物的落下所引起的研磨面污染。
此外，本發明的第3目的是提供具有頂環頭 蓋的研磨裝置，即使研磨液進入該頂環頭蓋的內部，也能防止頂環頭蓋和頂環頭受到該研磨液污染，並能防止研磨液滴落至研磨面而污染該研磨面。
研磨裝置的其中一種態樣具有：用來支承具有研磨面的研磨墊，且自由轉動的研磨台；和可在前述研磨台之上方的研磨位置、與前述研磨台之側邊的基板收授位置之間自由移動，並具有可按壓於前述研磨面之頂環的頂環頭；和包圍前述頂環頭的頂環頭蓋；和可在前述研磨台之上方的修整位置、與前述研磨台之側邊的退避位置之間自由移動，且具有修整前述研磨面之修整器的修整器頭；和包圍前述修整器頭的修整器頭蓋；和當前述頂環位於前述基板收授位置時，對前述頂環的上表面及前述頂環頭蓋的外表面噴霧洗淨液的噴霧噴嘴；及當前述修整器位於前述退避位置時，對前述修整器頭蓋的外表面噴霧洗淨液的噴霧噴嘴。
根據該構造，當頂環位於基板收授位置時，由噴霧噴嘴對頂環的上表面與頂環頭蓋的外表面噴霧洗淨 液，將頂環的上表面與頂環頭蓋的的外表面保持成濕潤狀態。此外，當修整器位於退避位置時，由噴霧噴嘴對修整器頭蓋的外表面噴霧洗淨液，而將修整器頭蓋的外表面保持成濕潤狀態。據此，可防止研磨液附著於頂環的上表面、頂環頭蓋的外表面、及修整器頭蓋的外表面並形成乾燥。
在更好的其中一種態樣中，研磨裝置更進一 步具有：對前述研磨面噴霧洗淨流體而對洗淨該研磨面的噴霧器、及對前述噴霧器的外表面噴霧洗淨液的噴霧噴嘴。
根據該構造，包含譬如當從噴霧噴嘴對研磨 面噴霧洗淨流體而洗淨研磨面時、和利用修整器對研磨面進行修整時，當實際上並未對基板進行研磨時，藉由從噴霧噴嘴對噴霧器的外表面噴霧洗淨液而將噴霧器的外表面保持成濕潤狀態，可防止研磨液附著於噴霧器的外表面而形成乾燥。
在更好的其中一種態樣中，研磨裝置更進一 步具有：對前述研磨面供給研磨液的研磨液供給噴嘴、及對前述研磨液供給噴嘴噴霧洗淨液的噴霧噴嘴。
根據該構造，包含譬如當從噴霧器對研磨面 噴霧洗淨流體而洗淨研磨面時、和利用修整器對研磨面進行修整時，當實際上並未對基板進行研磨時，藉由從噴霧噴嘴對研磨液供給噴嘴噴霧洗淨液而將研磨液供給噴嘴保持成濕潤狀態，可防止研磨液附著於研磨液供給噴嘴而形 成乾燥。
在更好的其中一種樣態中，研磨裝置更進一 步具有：對將前述研磨裝置收容於內部之艙室的內壁面噴霧洗淨液的噴霧噴嘴。
根據該構造，在譬如實際上並未對基板進行 研磨時，藉由從噴霧噴嘴對艙室的內壁面噴霧洗淨液而將艙室的內壁面保持成濕潤狀態，可防止研磨液附著於艙室的內壁面而形成乾燥。
研磨方法的其中一種態樣，令保持著基板的 頂環移動至研磨台之上方的研磨位置，使前述研磨台轉動，一邊由研磨液供給噴嘴將研磨液供給至前述研磨台上之研磨墊的研磨面，並一邊利用前述頂環將基板按壓於前述研磨面而研磨該基板，令保持著經研磨之基板的前述頂環從前述研磨位置移動至前述研磨台之側邊的基板收授位置，並對前述頂環的上表面、及包圍「具有該頂環的頂環頭」之頂環頭蓋的外表面噴霧洗淨液。
在更好的其中一種態樣中，研磨方法，是當 前述頂環位於前述基板收授位置時，使修整器移動至該研磨台之上方的修整位置，並將前述修整器按壓於前述研磨面而執行該研磨面的修整，使前述修整器從前述修整位置移動至前述研磨台之側邊的退避位置，並對包圍「具有前述修整器的修整器頭」之修整器頭蓋的外表面噴霧洗淨液。
在更好的其中一種態樣中，研磨方法，是在 未研磨基板時，從噴霧器對前述研磨面噴霧洗淨流體而洗淨該研磨面，並對前述噴霧器的外表面噴霧洗淨液。
在更好的其中一種態樣中，研磨方法，是在未研磨基板時，對前述研磨液供給噴嘴噴霧洗淨液。
研磨裝置的其他態樣，具有：用來支承具有研磨面之研磨墊，且自由轉動的研磨台；和對前述研磨面噴霧洗淨流體而洗淨該研磨面的噴霧器頭；及覆蓋前述噴霧器頭之上表面的噴霧器蓋，前述噴霧器蓋具有：具有半圓筒形狀的半圓筒頂板、及從前述半圓筒頂板的兩下端朝下方延伸的第1側板與第2側板，前述半圓筒頂板具有：具有「從前述噴霧器蓋的基端到前端，半徑呈現一定之圓弧狀縱剖面」的第1頂板、及具有「從前述噴霧器蓋的基端朝向前端，半徑緩緩變小之圓弧狀縱剖面」的第2頂板，前述第1頂板的頂部與前述第2頂板的頂部彼此連接，而形成前述半圓筒頂板。
根據該構造，噴霧器蓋形成：即使液體飛散至其內表面和外表面也容易流下之沒有角部的平滑形狀，可防止噴霧器蓋被包含研磨液的液體所污染。不僅如此，可使附著於噴霧器蓋之包含研磨液的液體的擦拭性變得良好。據此，可防止包含研磨液的液體在噴霧器蓋的內表面或外表面形成固化，進而防止因固化物的落下所引起之研磨面的污染。
在更好的其中一種態樣中，前述半圓筒頂板、前述第1側板及前述第2側板，是以樹脂一體成形。
藉由使噴霧器蓋形成沒有角部的平滑形狀，而可利用樹脂一體成形。
在更好的其中一種態樣中，前述半圓筒頂板、前述第1側板及前述第2側板，是以樹脂一體成形。
根據該構造，從噴霧器蓋的半圓筒頂板流過側板上而到達側板之下端面的液體，可在該下端面上，從噴霧器蓋的前端朝向基端流動。
在更好的其中一種態樣中，前述第2側板連接於前述第2頂板，在前述第2側板設有朝水平方向突出的突出部。
如以上所述，藉由在第2側板一體地設置突出部，能以突出部來補強噴霧器蓋。不僅如此，可藉由突出部防止液體的飛散。
在更好的其中一種態樣中，研磨裝置更進一步具有：保持著基板，並具有一邊轉動並按壓於前述研磨面之頂環的頂環頭；及包圍前述頂環頭的頂環頭蓋，前述頂環頭蓋具有：圍繞前述頂環頭的側部蓋、及封閉前述側部蓋之下端開口部的下部蓋，前述下部蓋具有：當前述頂環位於前述研磨台之上方的研磨位置時，朝向前述研磨台之半徑方向的外側且向下方傾斜的底板。
根據該構造，進入頂環頭蓋內部的研磨液，將抵達下部蓋的底板，並沿著該底板的斜度流動，而被集中於研磨台的側邊。據此，可防止頂環頭蓋和頂環頭被研磨液污染、或者研磨液滑落至研磨面而污染該研磨面。
在更好的其中一種態樣中，前述下部蓋具 有：從前述底板的外周部朝上方延伸，而接觸或者接近前述側部蓋之側板的側板。
根據該構造，可使側部蓋與下部蓋之間的連結部，位在較側部蓋與下部蓋之間的角部的更上方，藉此，可防止研磨液滯留於兩者之間的角部。
根據以上所述的研磨裝置，可將頂環的上表面、頂環頭蓋的外表面、及修整器頭蓋的外表面等配置於研磨台周邊之構成構件保持成濕潤狀態，藉此，可防止研磨液附著於上述構成構件而形成乾燥。就結果而言，可防止經乾燥的研磨液落下至研磨台上，並防止刮痕形成於基板。
根據上述的研磨裝置，可防止噴霧器蓋被含有研磨液的液體污染，並可使附著於噴霧器蓋之含有研磨液的液體的擦拭性變好。據此，可防止含有研磨液的液體在噴霧器蓋的內表面或外表面形成固化，進而防止因固化物的落下所引起之研磨面的污染。不僅如此，即使研磨液進入頂環頭蓋的內部，也能可防止頂環頭蓋和頂環頭被研磨液污染、或者研磨液滑落至研磨面而污染該研磨面。
5‧‧‧動作控制部
10‧‧‧研磨墊
10a‧‧‧研磨面
12‧‧‧研磨台
14‧‧‧頂環(top ring)
16‧‧‧頂環頭
20‧‧‧修整器(dresser)
22‧‧‧修整器頭
24‧‧‧頂環頭蓋
30a、30b、30c‧‧‧修整器頭蓋
40‧‧‧噴霧器(atomizer)
42‧‧‧噴霧器蓋
46‧‧‧研磨液供給噴嘴
50‧‧‧管
52‧‧‧艙室
54‧‧‧天花板噴霧噴嘴
56‧‧‧周壁噴霧噴嘴
58‧‧‧頂環噴霧噴嘴
60、64‧‧‧上部噴霧噴嘴
62、66‧‧‧側部噴霧噴嘴
72、76‧‧‧噴霧噴嘴
84‧‧‧防水板
89‧‧‧噴霧器頭
90‧‧‧半圓筒頂板
90a‧‧‧第1頂板
90b‧‧‧第2頂板
92、94‧‧‧側板
96‧‧‧空間
98‧‧‧突出部
100‧‧‧無縫密封材(Norseal)
102‧‧‧螺栓安裝具
110‧‧‧側板
112‧‧‧側部蓋
114‧‧‧下部蓋
116‧‧‧底板
118‧‧‧側板
120‧‧‧無縫密封材(Norseal)
122‧‧‧上部側板
124‧‧‧下部側板
126‧‧‧帶
132‧‧‧緩衝材
134‧‧‧研磨液管
第1圖：是顯示當頂環位於研磨台之上方的研磨位置，修整器位於研磨台之上方的修整位置時，本發明其中一種實施形態之研磨裝置的立體圖。
第2圖：是當頂環位在研磨台之側邊的基板收授位置，修整器位於研磨台之側邊的退避位置時，一起顯示第1圖所示的研磨裝置與噴霧噴嘴的前視圖。
第3圖：是當頂環位在研磨台之側邊的基板收授位置，修整器位於研磨台之側邊的退避位置時，一起顯示第1圖所示的研磨裝置與噴霧噴嘴的俯視圖。
第4圖：是第1圖的研磨裝置所具備的噴霧器與噴霧噴嘴一起顯示的前視圖。
第5圖：是第1圖的研磨裝置所具備的研磨液供給噴嘴與噴霧噴嘴一起顯示的立體圖。
第6圖：是顯示設在艙室周壁之防水板的剖面圖。
第7圖：是顯示本發明中其他實施形態之研磨裝置的立體圖。
第8圖：是以虛擬線表示噴霧器頭之噴霧器蓋的前視圖。
第9圖：是噴霧器蓋的仰視圖。
第10圖：是第8圖的左側視圖。
第11圖：是第8圖的右側視圖。
第12圖：是放大顯示頂環頭蓋之下部蓋的前視圖。
第13圖：是第12圖的A-A線剖面圖。
第14圖：是第2修整器頭蓋的縱剖面圖。
第15圖：是顯示研磨液供給噴嘴之細部的立體圖。
以下，參考圖面說明本發明的實施形態。第1 圖，是顯示本發明其中一種實施形態之研磨裝置的立體圖。第1圖，是顯示頂環14位於研磨台12之上方的研磨位置，修整器20位於研磨台12之上方的修整位置的狀態。而第1圖，完全省略了噴霧噴嘴。
如第1圖所示，該研磨裝置具備：將上表面 作為研磨面10a的研磨墊10；和將研磨墊10安裝於上表面的研磨台12；和具有「使晶圓之類的基板(被研磨物)滑接於研磨墊10的研磨面(上表面)10a而執行研磨之頂環14」的頂環頭16；及具有「執行研磨墊10之研磨面10a的磨尖(修整)之修整器20」的修整器頭22。研磨台12連結於圖面中未顯示的馬達，藉由該馬達使研磨台12與研磨墊10朝箭號表示的方向轉動。
頂環頭16除了頂環14以外的主要部分，是 被頂環頭蓋24所包圍。頂環頭16連結於自由轉動之頂環頭搖動軸26的上端。頂環頭搖動軸26，是貫穿頂環頭蓋24的底板而朝上方延伸。頂環14連結於：貫穿頂環頭蓋24的底板而朝下方延伸出之頂環驅動軸28的下端。頂環14的下表面構成：利用真空吸附來保持基板的基板保持面。
頂環14，藉由頂環頭16伴隨著頂環頭搖動軸 26的轉動所產生的搖動，而移動於第1圖所示的研磨台12之正上方的研磨位置；與第2、3圖所示的研磨台12之側邊的基板收授位置之間。
修整器頭22除了修整器20以外的主要部 分，是由3個修整器頭蓋，也就是指第1修整器頭蓋30a、第2修整器頭蓋30b及第3修整器頭蓋30c所包圍。修整器頭22連結於：貫穿第1修整器頭蓋30a的底板而朝上方延伸，且能自由轉動之修整器頭搖動軸32的上端。修整器頭20連結於：貫穿第2修整器頭蓋30b的底板而朝下方伸出之修整器驅動軸38的下端。
修整器20，藉由修整器頭22伴隨著修整器頭 搖動軸32的轉動所產生的搖動，而移動於第1圖所示的研磨台12之正上方的修整位置；與第2、3圖所示的研磨台12之側邊的退避位置之間。
鄰接於研磨台12配置有噴霧器40，該噴霧器 40是對研磨墊10的研磨面10a，將液體(譬如純水)與氣體(譬如氮氣)的混合流體、或液體(譬如純水)之類的洗淨流體噴霧(也包含噴射)成霧狀，而洗淨該研磨面10a。噴霧器40的上表面是由噴霧器蓋42所構成。在噴霧器40的下表面，以沿著其長度方向的特定間隔，設有將洗淨流體朝下方噴出的複數個噴出口(圖面中未顯示)。該噴霧器40連結於噴霧器搖動軸44的上端，並伴隨著該噴霧器搖動軸44的轉動，在「位於第1圖中以實線所表示之研磨台12的側邊」的退避位置、與「位在第1圖中以虛擬線所 表示之研磨台12的上方」的洗淨位置之間搖動。
鄰接於研磨台12配置有研磨液供給噴嘴46， 該研磨液供給噴嘴46從前端的供給口46a對研磨墊10的研磨面10a供給研磨液(slurry)。該研磨液供給噴嘴46連結於噴嘴搖動軸48的上端，並伴隨著該噴嘴搖動軸48的轉動，而在第1圖所示「供給口46a位於研磨台12之上方」的研磨液供給位置、與「供給口46a位於研磨台12之側邊」的退避位置(圖面中未顯示)之間搖動。研磨液供給噴嘴46，在本例中是將複數條研磨液管交纏於一根管50中所構成。
研磨台12、頂環頭16、修整器頭22、噴霧器 40及研磨液供給噴嘴46連接於動作控制部5，上述各機器的動作是由動作控制部5所控制。
如第2、3圖所示，研磨裝置被收容於艙室52 的內部。在艙室52的內部配置有對艙室52的內壁面噴霧純水等洗淨液的噴霧噴嘴，亦即是對天花板52a噴霧洗淨液的天花板噴霧噴嘴54、及對周壁52b噴霧洗淨液的周壁噴霧噴嘴56。
在艙室52的內部配置有：當頂環14位於研 磨台12之側邊的基板收授位置時，對頂環14的上表面噴霧洗淨液的頂環噴霧噴嘴58。該頂環噴霧噴嘴58被配置在：位於基板收授位置之頂環14側的上方。不僅如此，配置有對頂環頭蓋24的外表面噴霧洗淨液的噴霧噴嘴，亦即：從斜上方對頂環頭蓋24之研磨台側的側面噴霧洗 淨液的上部噴霧噴嘴60；及朝向頂環頭蓋24之研磨台側的側面，往水平方向噴霧洗淨液的側部噴霧噴嘴62。該上部噴霧噴嘴60，沿著其長度方向具有複數個噴出口60a，並且配置於水平方向。
在艙室52的內部配置有：當修整器20位於 研磨台12之側邊的退避位置時，對修整器頭蓋30a、30b、30c的外表面噴霧洗淨液的噴霧噴嘴，亦即：從斜上方對修整器頭蓋30a、30b、30c之研磨台側的側面噴霧洗淨液的上部噴霧噴嘴64；及朝向修整器頭蓋30a、30b、30c之研磨台側的側面，往水平方向噴霧洗淨液的側部噴霧噴嘴66。該上部噴霧噴嘴64，沿著其長度方向具有複數個噴出口64a，並且配置於水平方向。
如第4圖所示，在噴霧器搖動軸44的上端， 連結著與噴霧器搖動軸44一體轉動的托架70。在該托架70安裝有：當噴霧器蓋42位於洗淨位置及退避位置之雙方時，對整個噴霧器蓋42噴霧洗淨液的噴霧噴嘴72。在本例中，設有2個噴霧噴嘴72。
如第5圖所示，在噴嘴搖動軸48的上端，連 結著與噴嘴搖動軸48一體轉動的托架74。在該托架74安裝有：當研磨液供給噴嘴46的供給口46a位於研磨台12之側邊的退避位置時，對整個研磨液供給噴嘴46，亦即對管50的外表面噴霧洗淨液的噴霧噴嘴76。在本例中，設有2個噴霧噴嘴76。
上述噴霧噴嘴54、56、58、60、62、64、 66、72、76之包含洗淨液的開始噴霧及停止的動作，是由動作控制部5所控制。
以下，針對上述研磨裝置的操作程序 (operating sequence)進行說明。該操作程序，是依據預先設定於動作控制部5的操作方法，並由動作控制部5所控制。當位於基板收授位置時，頂環14對基板執行收授，在令頂環14移動至研磨台12之上方的研磨位置後，使基板轉動並下降，並藉由使基板滑接於轉動中之研磨墊10的研磨面10a，而對基板進行研磨。在該研磨時，由「從退避位置移動至研磨液供給位置」的研磨液供給噴嘴46對研磨面10a供給研磨液。
基板的研磨結束後，使頂環14上升。更進一 步地使頂環14移動至研磨台12之側邊的基板收授位置，並將經研磨後的基板移動至下一個步驟。同時，使研磨液供給噴嘴46從研磨液供給位置移動至退避位置。
基板的研磨結束後，使修整器20從退避位置 移動至修整位置。更進一步地使修整器20轉動並下降，藉由使修整器20的下表面滑接於轉動中之研磨墊10的研磨面10a，而對研磨面10a進行修整。研磨面10a的修整結束後，使修整器20從修整位置移動至退避位置。
除此之外，使噴霧器40從退避位置移動至洗 淨位置，在此之後，由噴霧器40對研磨墊10的研磨面10a噴出洗淨流體，藉此執行研磨面10a的洗淨。接著，當研磨面10a的洗淨結束時，使噴霧器40從洗淨位置移 動至退避位置。在該例中，雖然噴霧器40可從洗淨位置移動至退避位置，但亦可將噴霧器40固定於洗淨位置。
當頂環14位於基板收授位置時，由被配置於 頂環14之側上方的頂環噴霧噴嘴58對頂環14的上表面噴霧洗淨液，同時由被配置於頂環頭蓋24周圍的上部噴霧噴嘴60及側部噴霧噴嘴62對頂環頭蓋24的外表面噴霧洗淨液。藉此，利用所噴霧的洗淨液，將頂環14的上表面及頂環頭蓋24的外表面保持成濕潤狀態。如此一來，藉由以洗淨液保持成濕潤狀態，即使研磨液接觸於濕潤狀態的表面，也能防止研磨液附著於該表面，並且能防止研磨液乾燥。此外，當頂環14位於基板收授位置時，由於從頂環噴霧噴嘴58、上部噴霧噴嘴60及側部噴霧噴嘴62噴霧洗淨液，因此該經噴霧的洗淨液不會落下至研磨墊10上，不會對研磨墊10的研磨性能造成影響。
在頂環14從基板收授位置移動至研磨位置之 前，停止來自於頂環噴霧噴嘴58、上部噴霧噴嘴60及側部噴霧噴嘴62之洗淨液的噴霧。如此一來，動作控制部5根據頂環14的位置而對來自於噴霧噴嘴58、60、62之洗淨液的噴霧開始及停止進行控制。
當修整器20位於研磨台12之側邊的退避位 置時，從配置於修整器頭蓋30a、30b、30c周圍的上部噴霧噴嘴64及側部噴霧噴嘴66，對修整器頭蓋30a、30b、30c的外表面噴霧洗淨液。藉此，利用所噴霧的洗淨液，將修整器頭蓋30a、30b、30c的外表面保持成濕潤狀態。 如此一來，藉由以洗淨液保持成濕潤狀態，即使研磨液接觸於濕潤狀態的表面，也能防止研磨液附著於該表面，並且能防止研磨液乾燥。
在修整器20從退避位置移動至修整位置之 前，停止來自於上部噴霧噴嘴64及側部噴霧噴嘴66之洗淨液的噴霧。如此一來，動作控制部5根據修整器20的位置而對來自於上部噴霧噴嘴64及側部噴霧噴嘴66之洗淨液的噴霧開始及停止進行控制。
在包含「位於洗淨位置的噴霧器40對研磨面 10a噴霧混合流體或液體之類的洗淨流體，而對研磨面10a進行洗淨時」、或「噴霧器40位於退避位置，且以修整器20對研磨面10a進行修整時」之實際上並未對基板進行研磨時，由噴霧噴嘴72對噴霧器蓋42的外表面噴霧洗淨液。藉此，利用所噴霧的洗淨液，將噴霧器蓋42的外表面保持成濕潤狀態。如此一來，藉由以洗淨液保持成濕潤狀態，即使研磨液接觸於濕潤狀態的表面，也能防止研磨液附著於該表面，並且能防止研磨液乾燥。
特別是當從噴霧器40對研磨面10a噴霧洗淨 流體而對研磨面10a進行洗淨時，藉由從噴霧噴嘴72對噴霧器蓋42的外表面噴霧洗淨液，可防止從研磨面10a彈回得洗淨流體附著於噴霧器蓋42。
當在研磨墊10上研磨基板時，洗淨液並不會 對噴霧器蓋42噴霧。如此一來，動作控制部5根據基板是否受到研磨而對來自於噴霧噴嘴72之洗淨液的噴霧開 始及停止進行控制。
而如同先前所述，當將噴霧器40固定於洗淨 位置，且並未對基板進行研磨時，亦可形成從噴霧噴嘴72對噴霧器蓋42的外表面噴霧洗淨液。覆蓋噴霧器蓋42的洗淨液可防止：位於研磨墊10上的液體在修整中飛散而附著於噴霧器40。在該場合中，雖然由噴霧噴嘴72所噴霧的洗淨液落下至研磨墊10上，但由於該洗淨液被「同時由噴霧器40供給至研磨面10a的洗淨流體」所除去，因此並不會殘留於研磨墊10上。
包含「由噴霧器40對研磨面10a噴霧混合流 體或液體之類的洗淨流體，而對研磨面10a進行洗淨時」、或「利用修整器20對研磨面10a進行修整時」之研磨液供給噴嘴46位於退避位置，且實際上並未對基板進行研磨時，由噴霧噴嘴76對研磨液供給噴嘴46，亦即對管50噴霧洗淨液。藉此，利用所噴霧的洗淨液，將研磨液供給噴嘴46，亦即管50的外表面保持成濕潤狀態。 如此一來，藉由以洗淨液保持成濕潤狀態，即使研磨液接觸於濕潤狀態的表面，也能防止研磨液附著於該表面，並且能防止研磨液乾燥。
在研磨液供給噴嘴46從退避位置移動至研磨 液供給位置之前，停止來自於噴霧噴嘴76之洗淨液的噴霧。如此一來，動作控制部5根據研磨液供給噴嘴46的位置而對來自於噴霧噴嘴76之洗淨液的噴霧開始及停止進行控制。
雖然在該例中，形成研磨液供給噴嘴46可從 研磨液供給位置移動至退避位置，但亦可與前述的噴霧器40相同，將研磨液供給噴嘴46固定在研磨液供給位置。 在該場合中，在「由噴霧器40對研磨面10a噴霧洗淨流體，而對研磨面10a進行洗淨時」、或「利用修整器20對研磨面10a進行修整時」，對位置於研磨液供給位置的研磨液供給噴嘴46噴霧洗淨液，可將研磨液供給噴嘴46保持成濕潤狀態。
不僅如此，在實際上並未對基板進行研磨 時，分別由天花板噴霧噴嘴54對艙室52的天花板52a噴霧洗淨液，由周壁噴霧噴嘴56對艙室52的周壁52b噴霧洗淨液。藉此，利用洗淨液將構成艙室52內壁面的天花板52a及周壁52b保持成濕潤狀態。如此一來，藉由以洗淨液保持成濕潤狀態，即使研磨液接觸於濕潤狀態的表面，也能防止研磨液附著於該表面，並且能防止研磨液乾燥。
當在研磨墊10上研磨基板時，洗淨液並不會 對艙室52的天花板52a及周壁52b噴霧。如此一來，動作控制部5根據基板是否受到研磨而對來自於天花板噴霧噴嘴54及周壁噴霧噴嘴56之洗淨液的噴霧開始及停止進行控制。
如第6圖所示，亦可將防水板84設在艙室52 之周壁52b的特定位置。防水板84具有：平板狀的支承板80；及沿著垂直方向且以特定間隔安裝於支承板80的 複數個反折板82。各反折板82是朝向下方傾斜。以上述方式所構成的防水板84，可防止來自於研磨墊10之氣流的彈回。
根據該研磨裝置，可在不對研磨等各處理造 成影響的狀態下，將頂環14的上表面、頂環頭蓋24的外表面及修整器頭蓋30a、30b、30c的外表面等配置於研磨台12周邊的構成構件，保持成濕潤狀態。藉此，可防止研磨液附著於配置在研磨台12周邊的構成構件而形成乾燥，而可更進一步防止已乾燥的研磨液落下至研磨台12上導致在基板產生刮痕。
由來自於所有上述噴霧噴嘴洗淨液的噴霧開 始及停止，是依據設定於動作控制部5的操作方法所執行。由上述噴霧噴嘴所供給的洗淨液，即使研磨裝置在怠速運轉(待機運轉)中也能將上述構成構件保持成濕潤狀態。所謂研磨裝置的怠速運轉，是指長時間未執行基板研磨時的待機時間，舉例來說，譬如從研磨完一批量(lot)的所有基板起，到開始下一批量之基板的研磨為止的待機運轉。
為了使研磨液難以附著，亦可對配置於研磨台12周邊之構成構件的一部分或者全部施以撥水塗裝。
第7圖，是顯示本發明另一種實施形態之研磨裝置的立體圖。沒有特別說明的構造及動作，是與第1圖所示之實施形態的構造及動作相同，因此省略該部分的重複說明。在第7圖中，省略了動作控制部5的圖示。
如第7圖所示，噴霧器40具有：對研磨墊10 的研磨面10a，將液體(譬如純水)與氣體(譬如氮氣)的混合流體、或者液體(譬如純水)之類的洗淨流體，噴霧(也包含噴射)成霧狀而洗淨該研磨面10a的噴霧器頭89(請參考第8圖)；及覆蓋噴霧器頭89之上表面的噴霧器蓋42。在噴霧器頭89的下表面，以沿著其長度方向的特定間隔，設有將洗淨流體朝下方噴出的複數個噴霧噴嘴89a(請參考第8圖)。該噴霧器40連結於噴霧器搖動軸44的上端，並伴隨著該噴霧器搖動軸44的轉動，在「位於第7圖中以實線所表示之研磨台12的側邊」的退避位置、與「位在第7圖中以虛擬線所表示之研磨台12的上方」的洗淨位置之間搖動。
第8~11圖顯示噴霧器蓋42。在第8圖及第9 圖中，左側為噴霧器蓋42的基端側，右側為噴霧器蓋42的前端側。如第8~11圖所示，噴霧器蓋42具有：半徑R1呈一定且具有1/4圓狀之縱剖面的第1頂板90a；及具有半徑從基端朝向前端緩緩地變小，亦即基端側的半徑R2大於前端側的半徑R3(R2>R3)之1/4圓狀的縱剖面的第2頂板90b。第1頂板90a的頂部與第2頂板90b的頂部彼此連接，而構成半圓筒狀的半圓筒頂板90。該半圓筒頂板90具有半圓狀的縱剖面。不僅如此，噴霧器蓋42還具有從半圓筒頂板90的兩下端平順地延伸而朝垂直方向下垂的2個側板，亦即第1側板92及第2側板94。第1側板92的上端一體地連接於第1頂板90a的下端，第2 側板94的上端一體地連接於第2頂板90b的下端。
第1頂板90a、第2頂板90b及側板92、 94，在噴霧器蓋42內形成：朝下端開口的空間96。倘若將第1頂板90a的頂部及第2頂板90b的頂部(亦即半圓筒頂板90的頂部)通過垂直方向的虛擬面定義為垂直面Y-Y，在噴霧器蓋42內的空間96，從垂直面Y-Y到第1側板92為止的寬度a為一定，從垂直面Y-Y到第2側板94為止的寬度b則從基端朝前端緩緩地變小。噴霧器蓋42內的空間96，以垂直面Y-Y作為中心呈現非對稱。如第8圖所示，具有「將液體(譬如純水)與氣體(譬如氮氣)的混合流體、或者液體(譬如純水)之類的洗淨流體，對研磨面10a噴霧成霧狀而洗淨研磨面10a之噴霧噴嘴89a」的噴霧器頭89，是在其上表面被噴霧器蓋42的狀態下收納於該空間96內。
雖然在該例中，皆具有1/4圓狀之縱剖面的第 1頂板90a與第2頂板90b，在頂部相互連結而形成半圓筒頂板90，但亦可使皆具有圓弧狀縱剖面第1頂板與第2頂板，在其頂部彼此連結而形成半圓筒頂板。
在連接於第2頂板90b的第2側板94，一體地設有：朝外側的突出量，從基端朝向前端緩緩地變小的突出部98。該突出部98，當從噴霧噴嘴89a已對研磨墊10噴霧洗淨流體時，可達到下述的作用：防止從研磨墊10捲起的洗淨流體，擴散至艙室52(請參考第2圖)內。第2側板94之未形成有突出部98的部分下端面94a、與 突出部98的下端面98a形成間歇性的連接。雖然在該例中，僅在連接於第2頂板90b的第2側板94設置突出部98，但亦可在連接於第1頂板90a的第1側板92設置突出部。
第1側板92的下端面92a，具有如第8圖所 示：相對於水平面X-X，從噴霧器蓋42的前端朝向基端並下向方傾斜的斜度。相同地，彼此連接之第2側板94的下端面94a與突出部98的下端面98a，也具有從前端朝向基端並向下方傾斜的斜度。
該噴霧器蓋42，譬如是利用聚氯乙烯 (polyvinyl chloride；PVC)之類的樹脂一體成形。樹脂之一體成形中的脫模斜度，譬如為1.5°。亦即，在第10圖中，連接於第1頂板90a之第1側板92的垂直部92A、與連接於第2頂板90b之第2側板94的垂直部94B，並非彼此平行，兩者間的距離是沿著向下的方向而緩緩地擴張。該噴霧器蓋42，具有如上所述之可利用樹脂一體成形的形狀。
在該噴霧器蓋42之頂板90的前端側背面， 安裝有矩形的無縫密封材100，並在設於基端側的缺口部安裝有螺栓安裝具102。在該螺栓安裝具102的內部，設有延伸於噴霧器蓋42之長度方向的長孔102a。
噴霧器蓋42，令圖面中未顯示之螺栓的軸部 在螺栓安裝具102的長孔102a內貫穿，將螺栓鎖緊而使螺栓的頭部抵接於螺栓安裝具102，藉此利用1支螺栓而 固定於特定位置。透過長孔102a，可微調整噴霧器蓋42沿著長度方向的安裝位置。
噴霧器蓋42具有：即使液體接觸於其外表面 或內表面也容易滴落，且不具角部的平滑形狀。藉由這樣的形狀，可防止噴霧器蓋42被含有研磨液的液體污染，並可使附著於噴霧器蓋42之含有研磨液的液體的擦拭性變好。不僅如此，藉由使噴霧器蓋42形成沒有角部的平滑形狀，而可利用樹脂一體成形。
如以上所述，連接於第1頂板90a之第1側 板92的下端面92a，相對於水平面X-X，從噴霧器蓋42的前端朝向基端並且向下方傾斜。同樣地，連接於第2頂板90b之第2側板94的下端面94a與突出部98的下端面98a，從噴霧器蓋42的前端朝向基端並且向下方傾斜。液體從噴霧器蓋42的半圓筒頂板90流下至側板92、94，並更進一步流下至突出部98上而到達側板92、94的下端面92a、94a及突出部98的下端面98a。由於下端面92a、94a、98a對水平面X-X形成傾斜，因此液體在這些下端面92a、94a、98a上，從噴霧器蓋42的前端流向基端。
不僅如此，藉由在連接於第2頂板90b的第2 側板94一體地設置突出部98，能以突出部98來補強噴霧器蓋42。
如第7圖所示，頂環頭蓋24具有：具有側板110的側部蓋112、及閉塞側部蓋112之下端開口部的下 部蓋114。第12圖詳細地顯示下部蓋114。如第12圖所示，下部蓋114具有：底板116；及從該底板116的外周部朝上方延伸，並與側部蓋112的側板110一起圍繞頂環頭16之周圍的側板118。頂環14連結於：貫穿下部蓋114的底板116而朝下方延伸出之頂環驅動軸28的下端。
下部蓋114的底板116具有：當頂環14位於 研磨面10a之上方的研磨位置時，朝向研磨台12之半徑方向的外側且向下方傾斜的斜度。亦即，下部蓋114的底板116，具由朝向頂環頭搖動軸26且向下方傾斜的斜度。
進入頂環頭蓋24內部的研磨液，將抵達下部 蓋114的底板116，並沿著該底板116的斜度流動，而被集中於研磨台12的側邊。據此，可防止頂環頭蓋24和頂環頭16被研磨液污染、或者研磨液滑落至研磨面10a而污染該研磨面10a。
第13圖，顯示第12圖的A-A線放大剖面 圖。如第13圖所示，在下部蓋114之側板118的上端面，接觸或者接近側部蓋112之側板110下端面的狀態下，於側板118及側板110的背面安裝有無縫密封材120。藉由該無縫密封材120，將上述側板110、78之間的間隙予以密封。上述的構造，可使側部蓋112與下部蓋114之間的連結部，位在較側部蓋112與下部蓋114間的角部更上方的位置。一旦側部蓋112與下部蓋114之間的 連結部存在於角部，將使研磨液容易滯留於角部。第13圖所示的構造，可解決這樣的問題。不僅如此，無縫密封材120可防止研磨液進入頂環頭蓋24內。
第14圖，顯示第2修整器頭蓋30b的縱剖面 圖。如第14圖所示，第2修整器頭蓋30b，具有略圓筒狀的上部側板122與下部側板124。在令上部側板122的下端面接觸或者接近下部側板124之上端面的狀態下，在上部側板122及下部側板124的外周面張貼帶126。藉由該帶126，將上部側板122與下部側板124之間的間隙予以密封。然後，將緩衝材132配置於：安裝於上部側板122之內周面的突條部128、與安裝於下部側板124之內周面的突條部130之間。藉由這樣的構造，可使上部側板122與下部側板124之間的連結部朝上方移動，並防止液體朝第2修整器頭蓋30b內侵入。
在上部側板122的上部形成有：將上部側板 122的垂直部平順地連接於水平部的曲面部120a。藉由這樣的曲面部120a，可使水滴順利地流動於上部側板122的外表面。
而亦可將與第2修整器頭蓋30b相同的構造，應用於第1修整器頭蓋30a。
第15圖，詳細地顯示研磨液供給噴嘴46。如第15圖所示，研磨液供給噴嘴46，是將複數條研磨液管134交纏於一根管50中所構成。藉此，可防止研磨液朝研磨液管134之間的間隙內侵入，並提高研磨液供給噴嘴 46的洗淨性。
上述的實施形態，是將「可供本發明所屬之技術領域中具有一般知識者實施本發明」作為目的所記載的例子。上述實施形態的各種變形例，該領域的業者當然得以達成，本發明的技術性思想當然能應用於其他的實施形態。因此，本發明並不侷限於所記載的實施形態，是依據申請專利範圍所定義之技術性思想的最大範圍。
10‧‧‧研磨墊
10a‧‧‧研磨面
12‧‧‧研磨台
14‧‧‧頂環
16‧‧‧頂環頭
20‧‧‧修整器
22‧‧‧修整器頭
24‧‧‧頂環頭蓋
26‧‧‧頂環頭搖動軸
28‧‧‧頂環驅動軸
30a、30b、30c‧‧‧修整器頭蓋
32‧‧‧修整器頭搖動軸
38‧‧‧修整器驅動軸
52‧‧‧艙室
52a‧‧‧天花板
52b‧‧‧周壁
54‧‧‧天花板噴霧噴嘴
56‧‧‧周壁噴霧噴嘴
58‧‧‧頂環噴霧噴嘴
60、64‧‧‧上部噴霧噴嘴
62、66‧‧‧側部噴霧噴嘴

Claims (14)

  1. 一種研磨裝置，其特徵為：具有：自由轉動的研磨台，該研磨台用來支承具有研磨面的研磨墊；和頂環頭，該頂環頭具有頂環，該頂環是以在前述研磨台之上方的研磨位置與前述研磨台之側邊的基板收授位置間自由移動的方式，將基板按壓於前述研磨面；和頂環頭蓋，該頂環頭蓋包圍前述頂環頭；和修整器頭，該修整器頭具有修整器，該修整器是以在前述研磨台之上方的修整位置與前述研磨台之側邊的退避位置間自由移動的方式，對前述研磨面進行修整；和修整器頭蓋，該修整器頭蓋包圍前述修整器頭；和噴霧噴嘴，該噴霧噴嘴當前述頂環位於前述基板收授位置時，對前述頂環的上表面及前述頂環頭蓋的外表面噴霧洗淨液；及噴霧噴嘴，該噴霧噴嘴當前述修整器位於前述退避位置時，對前述修整器頭蓋的外表面噴霧洗淨液。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載的研磨裝置，其中更進一步具有：對前述研磨面噴霧洗淨流體而洗淨該研磨面的噴霧器；及對前述噴霧器的外表面噴霧洗淨液的噴霧噴嘴。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載的研磨裝置，其中 更進一步具有：對前述研磨面供給研磨液的研磨液供給噴嘴；和對前述研磨液供給噴嘴噴霧洗淨液的噴霧噴嘴。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載的研磨裝置，其中更進一步具有：對在內部收納有前述研磨裝置之艙室的內壁面噴霧洗淨液的噴霧噴嘴。
  5. 一種研磨方法，其特徵為：令保持著基板的頂環移動至研磨台之上方的研磨位置，使前述研磨台轉動，並一邊從研磨液供給噴嘴對前述研磨台上之研磨墊的研磨面供給研磨液，並一邊利用前述頂環將基板按壓於前述研磨面對該基板進行研磨，令保持著經研磨之基板的前述頂環，從前述研磨位置移動至前述研磨台之側邊的基板收授位置，對前述頂環的上表面、及包圍著具有該頂環之頂環頭的頂環頭蓋的外表面噴霧洗淨液。
  6. 如申請專利範圍第5項所記載的研磨方法，其中當前述頂環位於前述基板收授位置時，令修整器移動至該研磨台之上方的修整位置，將前述修整器按壓於前述研磨面而執行該研磨面的修整，令前述修整器從前述修整位置移動至前述研磨台之側邊的退避位置， 對包圍具有前述修整器之修整器頭的修整器頭蓋的外表面噴霧洗淨液。
  7. 如申請專利範圍第5項所記載的研磨方法，其中當未對基板進行研磨時，由噴霧器對前述研磨面噴霧洗淨流體而洗淨該研磨面，並對前述噴霧器的外表面噴霧洗淨液。
  8. 如申請專利範圍第5項所記載的研磨方法，其中當未對基板進行研磨時，對前述研磨液供給噴嘴噴霧洗淨液。
  9. 一種研磨裝置，其特徵為：具有：自由轉動的研磨台，該研磨台用來支承具有研磨面的研磨墊；和噴霧器頭，該噴霧器頭對前述研磨面噴霧洗淨流體而洗淨該研磨面；及噴霧器蓋，該噴霧器蓋覆蓋前述噴霧器頭的上表面，前述噴霧器蓋具有：具有半圓筒形狀的半圓筒頂板、及從前述半圓筒頂板的兩下端朝下方延伸的第1側板及第2側板，前述半圓筒頂板具有：第1頂板，該第1頂板具有從前述噴霧器蓋的基端到前端為止，半徑皆為一定之圓弧狀的縱剖面；及第2頂板，該第2頂板具有從前述噴霧器蓋的基端朝 向前端，半徑緩緩地變小之圓弧狀的縱剖面，前述第1頂板的頂部與前述第2頂板的頂部彼此連接，而形成前述半圓筒頂板。
  10. 如申請專利範圍第9項所記載的研磨裝置，其中前述半圓筒頂板、前述第1側板及前述第2側板，是利用樹脂一體成形。
  11. 如申請專利範圍第9項所記載的研磨裝置，其中具有：前述第1側板及前述第2側板的下端面，是從前述噴霧器蓋的前端朝向基端且向下方傾斜。
  12. 如申請專利範圍第9項所記載的研磨裝置，其中前述第2側板連接於前述第2頂板，在前述第2側板，設有朝水平方向突出的突出部。
  13. 如申請專利範圍第9項所記載的研磨裝置，其中更進一步具有：頂環頭，該頂環頭具有一邊保持著基板而轉動，並一邊按壓於前述研磨面的頂環；及頂環頭蓋，該頂環頭蓋包圍前述頂環頭，前述頂環頭蓋具有：圍繞前述頂環頭的側部蓋、及封閉前述側部蓋之下端開口部的下部蓋，前述下部蓋具有：當前述頂環位於前述研磨台之上方的研磨位置時，朝向前述研磨台之半徑方向的外側且向下方傾斜的底板。
  14. 如申請專利範圍第13項所記載的研磨裝置，其 中前述下部蓋具有：從前述底板的外周部朝上方延伸，並且接觸或者接近前述側部蓋的側板。
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