CN103786091A - 研磨装置及研磨方法 - Google Patents

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Abstract

一种研磨装置，具有：研磨台，其具有研磨面；顶环(31A)，其在研磨台上方的研磨位置、研磨台侧方位置以及清洗位置之间移动自如，且由保持环(40)围绕基板的外周部而将该基板保持在顶环的下表面并向研磨面按压；以及清洗部(100)，其位于清洗位置并向旋转中的顶环(31A)的下表面喷射清洗液从而一起清洗由该顶环(31A)所保持的基板(W)与顶环(31A)的下表面。采用本发明，能高效地一起清洗由顶环的下表面所保持的基板与该顶环的下表面，并可使研磨性能稳定化，使清洗组件的清洗性能稳定化。

Description

研磨装置及研磨方法
技术领域
本发明涉及一种研磨装置及研磨方法，尤其涉及一种对半导体晶片等基板的表面进行研磨使其平坦化的研磨装置及研磨方法。
背景技术
对半导体晶片等基板的表面进行研磨的研磨装置，一般具有装载/卸载部、研磨部和清洗部。研磨部具备研磨单元，所述研磨单元具有：研磨台，所述研磨台具有由研磨块构成的研磨面；以及对基板进行保持的顶环(研磨头)，该研磨单元通过用规定压力将由顶环保持的基板按压到研磨块的研磨面，同时使研磨台和顶环相对运动，从而使基板与研磨面滑动接触，将基板的表面研磨得平坦并且镜面。对于进行化学机械研磨(CMP)的研磨单元，在研磨基板时，研磨液(浆料)从研磨液供给喷嘴供给到研磨面。因此，在研磨后的基板表面和顶环的基板保持面上残留有研磨液和研磨渣等的研磨残渣物(微粒)。
为了去除在研磨后残留在基板表面上的研磨残渣物(微粒)，一般清洗部具有对基板表面进行粗清洗(一次清洗)和精清洗(二次清洗)的多个清洗组件，研磨后的基板从研磨部的研磨单元被输送机械手等输送到清洗部的清洗组件而被依次清洗，清洗后的基板被送回到装载/卸载部。
但是，一旦从研磨部的研磨单元被输送机械手等输送到清洗部的清洗组件的研磨后的基板表面附着有大量研磨残渣物(微粒)，那么，即使是对基板表面进行粗清洗的清洗组件，也有可能会在清洗中由微粒损伤基板表面，或微粒再次附着在基板表面上而使清洗性能恶化。另外，若在将基板输送到研磨单元的期间，垃圾等附着在基板表面上，则研磨单元的研磨性能恶化。
申请人提出了一种抛光装置：向位于基板交接位置的顶环喷射清洗液从而对顶环的下表面等进行清洗(参照专利文献1)。另外，提出了一种平面研磨装置(参照专利文献2)和研磨头清洗装置(参照专利文献3)，所述平面研磨装置通过向由块体保持的研磨结束后的输送中的工件喷射清洗液从而迅速地对研磨后的工件进行清洗；所述研磨头清洗装置通过以所需角度将清洗液从清洗喷嘴喷射到研磨头的下表面部，从而将附着在研磨头背面侧的保持环及晶片背面接触部上的残留附着物予以清洗去除。
专利文献1：日本专利特开平9-254017号公报
专利文献2：日本专利特开昭62-224563号公报
专利文献3：日本专利特开2008-272902号公报
发明所要解决的课题
为了不使表面附着有大量研磨残渣物的基板进入清洗组件、不使输送途中附着有垃圾等的基板进入研磨单元，要求对由顶环保持的基板与顶环一起进行清洗。因此，通过将清洗液从设置于基板交接位置的清洗喷嘴喷射到位于基板交接位置的顶环的下表面，从而进行对由顶环保持的基板和顶环的下表面的清洗。
在该基板交接位置，有用于进行基板交接的机构，在由位于基板交接位置的顶环所保持的基板的附近即适于清洗的位置一般难以配置清洗喷嘴。因此，目前不能从最佳位置喷射清洗液，无法获得充分的清洗效果。
另外，专利文献1、3所记载的发明不是对由顶环的下表面所保持的基板与顶环的下表面一起进行清洗的，而专利文献2所记载的发明构成为，向研磨结束后的输送中的工件喷射清洗液，对保持工件的块体下表面的清洗未作任何考虑。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而做成的，其目的在于提供一种研磨装置及研磨方法，可高效地对由顶环的下表面所保持的基板与该顶环的下表面一起清洗，从而使研磨性能稳定化，且使基板脱离顶环后进行的基板清洗所使用的清洗组件的清洗性能稳定化。
用于解决课题的手段
本发明的研磨装置具有研磨台、顶环和清洗部，所述研磨台具有研磨面；所述顶环在所述研磨台上方的研磨位置、所述研磨台侧方位置与清洗位置之间移动自如，且由保持环围绕基板的外周部且将该基板保持在顶环的下表面，并向所述研磨面按压；所述清洗部向位于所述清洗位置的旋转中的所述顶环的下表面喷射清洗液从而对由该顶环所保持的基板与顶环的下表面一起清洗。
如此，通过从清洗部将清洗液喷射到位于清洗位置的旋转中的顶环的下表面，从而不会受到例如基板交接机构等的存在的妨碍地可将喷射清洗液的清洗部设置在最适于清洗的位置，能够高效地对由顶环的下表面所保持的基板与该顶环的下表面一起清洗。
在本发明的优选的一形态中，所述研磨台侧方位置是所述研磨台侧方的基板交接位置，所述清洗位置位于所述研磨位置与所述基板交接位置之间。
由此，在使顶环从基板交接位置向研磨位置移动的途中，能够对由该顶环所保持的基板与顶环的下表面一起清洗。
在本发明优选的一形态中，所述清洗部具有设有多个喷射口的第1清洗喷嘴，所述多个喷射口位于沿由所述顶环所保持的基板的外周部的位置，所述顶环位于所述清洗位置。
由此，清洗液可从第1清洗喷嘴的喷射口喷射到由顶环所保持的基板的外周部与围绕该外周部的保持环之间所产生的间隙，能够高效地清洗该间隙。
在本发明优选的一形态中，所述清洗部具有设有多个喷射口的第2清洗喷嘴，所以多个喷射口位于沿由所述顶环所保持的基板的直径方向的位置，所述顶环位于所述清洗位置。
由此，清洗液可从第2清洗喷嘴的喷射口喷射到由顶环所保持的基板的表面，能够高效地清洗基板的整个表面。
在本发明优选的一形态中，所述第1清洗喷嘴的喷射口在沿基板的外周部的位置等间隔地配置，所述第2清洗喷嘴的喷射口在沿基板的直径方向的位置等间隔地配置。
由此，可更均匀地清洗由顶环所保持的基板及顶环的下表面。
在本发明优选的一形态中，所述第1清洗喷嘴形成为半圆状，所述第2清洗喷嘴形成为直线状。
由此，对照设置空间，可实现具有第1清洗喷嘴及第2清洗喷嘴的清洗部的小型化。
在本发明优选的一形态中，在用所述清洗部对由所述顶环所保持的基板与顶环的下表面一起清洗后，将基板输送到基板交接位置，在所述基板交接位置使所述基板脱离顶环，将所述基板输送到与所述清洗部不同的另一清洗部，由所述另一清洗部清洗研磨后的基板。
本发明的研磨方法，对于由保持环围绕基板的外周部并使将该基板保持在下表面的顶环从研磨台侧方位置移动到研磨台上方的研磨位置的途中，或使顶环从研磨台上方的研磨位置移动到研磨台侧方位置的途中的至少一方，使保持有基板的顶环位于清洗位置，向旋转中的顶环的下表面喷射清洗液从而对由该顶环所保持的基板与顶环的下表面一起清洗。
在本发明优选的一形态中，所述研磨台侧方位置是基板交接位置。
在本发明优选的一形态中，在所述清洗位置对由所述顶环所保持的基板与顶环的下表面一起清洗后，将基板输送到基板交接位置，在所述基板交接位置使所述基板脱离顶环，将所述基板输送到与所述清洗位置不同的另一清洗位置，在所述另一清洗位置清洗研磨后的基板。
发明的效果
采用本发明，通过从清洗部向位于研磨位置与基板交接位置之间的清洗位置的旋转中的顶环的下表面喷射清洗液，从而不会受到基板交接机构等的存在的妨碍地将喷射清洗液的清洗部设置在最适于清洗的位置，能够高效地对由顶环的下表面所保持的基板与该顶环的下表面一起清洗。尤其，通过使第1清洗喷嘴的多个喷射口位于沿由顶环所保持的基板的外周部的位置，所述顶环位于清洗位置，从而能够高效地对由顶环所保持的基板的外周部与围绕该外周部的保持环之间所产生的间隙进行清洗。由此，可使研磨性能稳定化，可使基板脱离顶环后进行的基板清洗所使用的清洗组件的清洗性能稳定化。
附图说明
图1是表示表示本发明的实施方式的研磨装置整体结构的俯视图。
图2是模式表示第1研磨单元的立体图。
图3是模式表示顶环的结构的剖视图。
图4是表示第1研磨单元中的研磨台、顶环及辅助清洗部的位置关系的概要俯视图。
图5是表示辅助清洗部的立体图。
图6是表示向顶环的下表面喷射清洗液而将由顶环所保持的基板表面与顶环的下表面一起予以清洗时的概要剖视图。
图7是表示第1研磨单元中的研磨台、顶环及辅助清洗部的位置关系的另一例子的概要俯视图。
图8是表示另一辅助清洗部的俯视图。
符号说明
Figure BDA0000402049040000041
Figure BDA0000402049040000051
Figure BDA0000402049040000061
具体实施方式
图1是表示本发明实施方式的研磨装置整体结构的俯视图。如图1所示，该研磨装置具有大致矩形的壳体1，壳体1内部由隔板1a、1b划分为装载/卸载部2、研磨部3及清洗部4。这些装载/卸载部2、研磨部3及清洗部4分别独立装配，独立排气。另外，研磨装置具有对基板处理动作进行控制的控制部5。
装载/卸载部2具有两个以上(本例中是四个)前装载部20，所述前装载部20中放置有对多个半导体晶片等基板进行存储的基板盒。这些前装载部20与壳体1相邻配置，且沿研磨装置的宽度方向(与长度方向垂直的方向)排列。在前装载部20上，可搭载开口盒、SMIF(标准制造接口：Standard Manufacturing Interface)盒或FOUP(前开式晶片盒：Front Opening Unified Pod)。这里，SMIF、FOUP是内部收纳有基板盒、通过用隔板覆盖而可保持与外部空间独立的环境的密闭容器。
在装载/卸载部2上，沿前装载部20并排敷设有行走机构21，在该行走机构21上设置有可沿基板盒排列方向移动的两台输送机械手(装料器)22。输送机械手22通过在行走机构21上移动而可对搭载在前装载部20上的基板盒进行存取。各输送机械手22具有上下两个手，通过当将处理后的基板送回到基板盒时使用上侧的手、当将处理前的基板从基板盒取出时使用下侧的手，可分别使用上下的手。此外，输送机械手22的下侧的手构成为，通过绕其轴心旋转而可使基板翻转。
装载/卸载部2由于是必须保证最洁净状态的区域，因此，装载/卸载部2的内部始终被维持在比研磨装置外部、研磨部3及清洗部4都高的压力。研磨部3由于采用浆料用作为研磨液，故是最脏的区域。因此，研磨部3的内部形成负压，该压力被维持得比清洗部4的内部压力低。在装载/卸载部2上设有过滤器风扇单元(未图示)，该过滤器风扇单元具有HEPA过滤器、ULPA过滤器或化学过滤器等清洁空气过滤器，从该过滤器风扇单元始终吹出将微粒或有毒蒸气、有毒气体去除后的清洁空气。
研磨部3是对基板表面进行研磨(平坦化)的区域，具有：第1研磨单元3A、第2研磨单元3B、第3研磨单元3C及第4研磨单元3D。这些第1研磨单元3A、第2研磨单元3B、第3研磨单元3C及第4研磨单元3D沿研磨装置的长度方向排列。
第1研磨单元3A具有：安装有研磨块10的研磨台30A，所述研磨块10具有研磨面；顶环31A，该顶环31A用于保持基板，并将基板按压到研磨台30A上的研磨块10而进行研磨；研磨液供给喷嘴32A，该研磨液供给喷嘴32A用于将研磨液和修正液(例如纯水)供给到研磨块10；砂轮修整工具33A，该砂轮修整工具33A用于对研磨块10的研磨面进行修整；以及喷雾器34A，该喷雾器34A将液体(例如纯水)和气体(例如氮气)的混合流体或液体(例如纯水)作成雾状地喷射到研磨面上。
同样，第2研磨单元3B具有：安装有研磨块10的研磨台30B；顶环31B；研磨液供给喷嘴32B；砂轮修整工具33B；以及喷雾器34B。第3研磨单元3C具有：安装有研磨块10的研磨台30C；顶环31C；研磨液供给喷嘴32C；砂轮修整工具33C；以及喷雾器34C。第4研磨单元3D具有：安装有研磨块10的研磨台30D；顶环31D；研磨液供给喷嘴32D；砂轮修整工具33D；以及喷雾器34D。
由于第1研磨单元3A、第2研磨单元3B、第3研磨单元3C及第4研磨单元3D具有互相相同的结构，因此，下面对第1研磨单元3A进行说明。
图2是模式表示第1研磨单元3A的立体图。顶环31A支承在顶环旋转轴36上。在研磨台30A的上表面贴附有研磨块10，该研磨块10的上表面构成对基板W进行研磨的研磨面。另外，也可使用固定磨料来代替研磨块10。顶环31A及研磨台30A如箭头所示构成为绕其轴心旋转。基板W利用真空吸附而保持在顶环31A的下表面上。研磨时，研磨液从研磨液供给喷嘴32A供给到研磨块10的研磨面上，利用顶环31A将作为研磨对象的基板W按压到研磨面上进行研磨。
图3是模式表示顶环31A结构的剖视图。顶环31A通过万向接头37而连结于顶环旋转轴36的下端。万向接头37是允许顶环31A与顶环旋转轴36互相倾动、并将顶环旋转轴36的旋转传递到顶环31A的球窝接头。顶环31A具有大致圆盘状的顶环主体38以及配置在顶环主体38下部的保持环40。顶环主体38由金属或陶瓷等强度和刚性高的材料形成。另外，保持环40由刚性高的树脂材料或陶瓷等形成。
在顶环主体38的下表面，安装有与基板W抵接的圆形弹性块42。在弹性块42与顶环主体38之间设有四个压力室(气囊)P1、P2、P3、P4。加压空气等的加压流体分别通过流体道51、52、53、54而供向压力室P1、P2、P3、P4，或对压力室P1、P2、P3、P4真空吸引。中央的压力室P1是圆形，其它的压力室P2、P3、P4是环状。这些压力室P1、P2、P3、P4排列在同心上。
压力室P1、P2、P3、P4的内部压力，可利用压力调整部而互相独立变化，由此，可对基板W的四个区域即中央部、内侧中间部、外侧中间部及周缘部的按压力独立地进行调整。
为了不使基板W在研磨中从顶环31A飞出，在顶环31A的下表面，由保持环40围绕基板W的外周部而保持基板W。在构成弹性块42的压力室P3的部位形成有开口，通过压力室P3形成真空而将基板W吸附保持在顶环31A上。另外，通过将氮气、干燥空气、压缩空气等供给于该压力室P3，从而基板W脱离顶环31A。
在保持环40与顶环主体38之间配置有弹性块46，在该弹性块46的内部形成有压力室P6。保持环40相对于顶环主体38而可相对上下移动。压力室P6与流体道56连通，加压空气等加压流体通过流体道56而供给到压力室P6。压力室P6的内部压力可由压力调整部来调整。因此，与作用于基板W的按压力独立地可调整保持环40作用于研磨块10的按压力。
既可用第1研磨单元3A、第2研磨单元3B、第3研磨单元3C及第4研磨单元3D中的任一个来研磨基板，或者也可用从这些研磨单元3A～3D中预先选择的多个研磨单元来连续研磨基板。例如，既可用第1研磨单元3A→第2研磨单元3B的顺序来研磨基板，或者也可用第3研磨单元3C→第4研磨单元3D的顺序来研磨基板W。此外，也可用第1研磨单元3A→第2研磨单元3B→第3研磨单元3C→第4研磨单元3D的顺序来研磨基板。无论哪种情况，通过将研磨单元3A～3D的所有研磨时间水准化，从而能够提高处理量。
邻接于第1研磨单元3A及第2研磨单元3B地配置有第1线性传送装置6。该第1线性传送装置6是在沿研磨单元3A、3B所排列方向的四个输送位置(从装载/卸载部侧按顺序设成第1输送位置TP1、第2输送位置TP2、第3输送位置TP3、第4输送位置TP4)之间输送基板的机构。
邻接于第3研磨单元3C及第4研磨单元3D地配置有第2线性传送装置7。该第2线性传送装置7是在沿研磨单元3C、3D所排列方向的三个输送位置(从装载/卸载部侧按顺序设成第5输送位置TP5、第6输送位置TP6、第7输送位置TP7)之间输送基板的机构。
基板通过第1线性传送装置6被输送到研磨单元3A、3B。第1研磨单元3A的顶环31A在研磨台30A上方的研磨位置与研磨台30A侧方的第2输送位置TP2之间进行移动。因此，基板向顶环31A的交接在第2输送位置TP2进行，该第2输送位置TP2是基板交接位置T(参照图4)。同样，第2研磨单元3B的顶环31B在研磨台30B上方的研磨位置与研磨台30B侧方的第3输送位置TP3之间进行移动，基板向顶环31B的交接在作为基板交接位置的第3输送位置TP3进行。第3研磨单元3C的顶环31C在研磨台30C上方的研磨位置与研磨台30C侧方的第6输送位置TP6之间进行移动，基板向顶环31C的交接在作为基板交接位置的第6输送位置TP6进行。第4研磨单元3D的顶环31D在研磨台30D上方的研磨位置与研磨台30D侧方的第7输送位置TP7之间进行移动，基板向顶环31D的交接在作为基板交接位置的第7输送位置TP7进行。
在第1输送位置TP1配置有接受来自输送机械手22的基板用的升降器11。基板通过该升降器11而从输送机械手22被交接到第1线性传送装置6。位于升降器11与输送机械手22之间，在隔板1a上设有闸门(未图示)，在输送基板时，闸门打开，基板从输送机械手22被交接到升降器11。另外，第1线性传送装置6、第2线性传送装置7以及清洗部4之间，配置有具有翻转功能的摆动式传送装置12。该摆动式传送装置12具有可在第4输送位置TP4与第5输送位置TP5之间进行移动的手，通过摆动式传送装置12将基板从第1线性传送装置6向第2线性传送装置7的进行交接。基板被第2线性传送装置7输送到第3研磨单元3C及/或第4研磨单元3D。另外，由研磨部3研磨后的基板，经由摆动式传送装置12而被输送到清洗部4。
在摆动式传送装置12的侧方，配置有设置在框架上的基板的临时放置台180。该临时放置台180与第1线性传送装置6相邻配置，并位于第1线性传送装置6与清洗部4之间。放置在临时放置台180上的基板，被如下说明的清洗部4的输送机械手输送到清洗部4。
如前所述，第1研磨单元3A的顶环31A构成为，在研磨台30A上方的研磨位置与研磨台30A侧方的作为基板交接位置的第2输送位置TP2之间进行移动。第1研磨单元3A的顶环31A还构成为，停止在位于上述研磨位置与作为基板交接位置的第2输送位置TP2之间的清洗位置C，在该顶环31A的与清洗位置C对应的位置配置有辅助清洗部100。
同样，第2研磨单元3B的顶环31B构成为，停止在位于研磨台30B上方的研磨位置与研磨台30B侧方的作为基板交接位置的第3输送位置TP3之间的清洗位置，在与该顶环31B的清洗位置对应的位置配置有辅助清洗部100。第3研磨单元3C的顶环31C构成为，停止在位于研磨台30C上方的研磨位置与研磨台30C侧方的作为基板交接位置的第6输送位置TP6之间的清洗位置，在与该顶环31C的清洗位置对应的位置配置有辅助清洗部100。第4研磨单元3D的顶环31D构成为，停止在位于研磨台30D上方的研磨位置与研磨台30D侧方的作为基板交接位置的第7输送位置TP7之间的清洗位置，在与该顶环31D的清洗位置对应的位置配置有辅助清洗部100。
图4是表示在对应于第1研磨单元3A的研磨台30A、顶环31A及顶环31A的清洗位置的位置配置的辅助清洗部100的位置关系，同时表示顶环31A的研磨位置P及作为基板交接位置T的第2输送位置TP2的概略俯视图。另外，在对应于第2研磨单元3B的研磨台30B、顶环31B及顶环31B的清洗位置的位置配置的辅助清洗部100的位置关系、在对应于第3研磨单元3C的研磨台30C、顶环31C及顶环31C的清洗位置的位置配置的辅助清洗部100的位置关系、以及在对应于第4研磨单元3D的研磨台30D、顶环31D及顶环31D的清洗位置的位置配置的辅助清洗部100的位置关系也大致相同，，，因此省略它们的说明。
如图4所示，顶环31A构成为，在研磨台30A上方的由实线所示的研磨位置P、研磨台30A侧方的由双点划线所示的作为基板交接位置T的第2输送位置TP2以及研磨位置P与基板交接位置T之间的由双点划线所示的清洗位置C之间进行移动，在位于该清洗位置C的与顶环31A对应的位置配置有辅助清洗部100。
即，辅助清洗部100具有：半圆状延伸的第1清洗喷嘴102、以及直线状延伸的第2清洗喷嘴104，当顶环31A位于清洗位置C时，第1清洗喷嘴102沿由该顶环31A下表面保持的基板W外周部、第2清洗喷嘴104沿基板W直径方向地配置在位于清洗位置C的由顶环31A下表面保持的基板W的下方。由此，能够不受进行基板交接的机构等的存在的妨碍地将辅助清洗部100配置在适于清洗的位置。
图5是表示辅助清洗部100的立体图。图6是表示向顶环31A的下表面喷射清洗液而对由顶环31A所保持的基板W表面(下表面)与顶环31A的下表面一起清洗时的概要剖视图。
如图5及图6所示，第1清洗喷嘴102，在半圆环状的支承板106的上表面沿支承板106圆周方向等间隔配置分别具有向上方的喷射口108的多个(图示中为七个)喷嘴部件110而构成。该各喷嘴部件110分别与清洗液供给管线112连接。第2清洗喷嘴104横截面是矩形，并具有延伸成长方状的喷嘴主体116，所述喷嘴主体116内部具有与清洗液供给管线12连通的清洗液流通孔114。在喷嘴主体116的上表面，沿喷嘴主体116长度方向等间隔设有分别与清洗液流通孔114连通的多个(图示中为九个)喷射口118。
在该例中，作为从第1清洗喷嘴102的喷射口108和第2喷射喷嘴104的喷射口118喷射的清洗液，使用作成雾状的液体(例如纯水)和气体(例如氮气)的混合流体或者液体(例如纯水)。并且，从第1清洗喷嘴102的喷射口108喷射沿第1清洗喷嘴102的圆周方向扩散成扇状的清洗液，从第2清洗喷嘴104的喷射口118喷射沿第2清洗喷嘴104的长度方向扩散成扇状的清洗液。
另外，第1清洗喷嘴102的各喷嘴部件110的上表面、以及第2清洗喷嘴104的喷嘴主体116的上表面并排在与研磨台30A上表面同一个的平面上，顶环31A在它们的上方通过。
第1清洗喷嘴102的喷射口108如图6所示，配置在沿基板W的外周部的位置，所述基板由位于清洗位置C的顶环31A所保持。由此，将清洗液从第1清洗喷嘴102的喷射口108喷射到由顶环31A所保持的基板W的外周部与围绕该外周部的保持环40之间所形成的间隙，从而能够高效地清洗该间隙。
另外，第2清洗喷嘴104的喷射口118配置在沿基板W的直径方向的位置，所述基板由位于清洗位置C的顶环31A所保持。由此，将清洗液从第2清洗喷嘴104的喷射口118喷射到由顶环31A所保持的基板W的表面(下表面)，从而能够高效地清洗基板W的整个表面。
采用该例，当下表面保持有基板W的顶环31A位于清洗位置C时，通过一边使顶环31A旋转，一边将清洗液从第1清洗喷嘴102的喷射口108及第2清洗喷嘴104的喷射口118喷射到顶环31A的下表面即上方，从而可用从第1清洗喷嘴102的喷射口108喷射的清洗液来主要清洗在基板W的外周部与围绕给外周部的保持环40之间所形成的间隙，可用从第2清洗喷嘴104的喷射口118喷射的清洗液来主要清洗基板W的表面(下表面)。
该清洗是对由位于研磨位置P与基板交接位置T之间的清洗位置C的顶环31A所保持的基板W进行的，由此，不会受基板交接机构等的存在所妨碍而可将具有用于该清洗的第1清洗喷嘴102及第2清洗喷嘴104的辅助清洗部100设置在最适于清洗的位置，并可高效地对由顶环31A下表面所保持的基板W与该顶环31A下表面一起清洗。
在该例中，清洗位置C设定成，当顶环31A位于清洗位置C时，顶环31A位于与研磨台30A上下互相不重叠的位置，辅助清洗部100配置成，其第1清洗喷嘴102位于研磨台30A侧。
图7是表示第1研磨单元中研磨台30A、顶环31A及辅助清洗部100的位置关系的另一例子的概要俯视图。如图7所示，清洗位置C设定成，当顶环31A位于清洗位置C时，顶环31A的一部分位于与研磨台30A的一部分上下互相重叠的位置，也可将辅助清洗部100配置在与研磨30A互相不干涉的位置，以使第2清洗喷嘴104位于研磨台30A侧。由此，可进一步减小辅助清洗部100所占的面积。即使在该例中，第1清洗喷嘴102的各喷嘴部件110的上表面、以及第2清洗喷嘴104的喷嘴主体116的上表面并排在与研磨台30A上表面同一个的平面上，顶环31A在它们的上方通过。
另外，在例如确保有足够设置空间的情况下，如图8所示，也可隔着直线状延伸的第2清洗喷嘴104而将两个半圆环状的第1清洗喷嘴102配置成为圆环而构成辅助清洗部100。如此，可通过使用两个第1清洗喷嘴而提高清洗性能。
在该例中，清洗部4如图1所示，被划分为第1清洗室190、第1输送室191、第2清洗室192、第2输送室193及干燥室194。在第1清洗室190内，上下配置有两台一次清洗组件201。同样，在第2清洗室192内，上下配置有两台二次清洗组件202。一次清洗组件201及二次清洗组件202是使用清洗液对基板进行清洗的清洗机，通过上下配置而可减小占用空间。在第2清洗室192内，设有基板临时放置用的基板放置处(未图示)。
在干燥室194内，上下配置有两台干燥组件205。在第1输送室191配置有能够上下移动的第1输送机械手209，在第2输送室193配置有能够上下移动的第2输送机械手210。第1输送机械手209具有上下两段的手。第1输送机械手209下侧的手配置在可对上述的临时放置台180进行存取的位置。当第1输送机械手209下侧的手对临时放置台180进行存取时，设在隔板1b上的闸门(未图示)打开。
第1输送机械手209进行这样的动作：在临时放置台180、一次清洗组件201、基板放置处、二次清洗组件202之间输送基板W。当输送清洗前的基板(附着有浆料的基板)时，第1输送机械手209使用下侧的手，当输送清洗后的基板时，使用上侧的手。第2输送机械手210进行这样的动作：在二次清洗组件202、基板放置处、干燥组件205之间输送基板。第2输送机械手210由于仅输送清洗后的基板，因此仅具有一个手。图1所示的输送机械手22使用其上侧的手将基板从干燥组件205取出，将该基板送回到基板盒。当输送机械手22上侧的手对干燥组件205进行存取时，设在隔板1a上的闸门(未图示)打开。
在该例中，作为一次清洗组件201及二次清洗组件202，使用辊形海绵式清洗机。另外，虽然清洗部4具有两台一次清洗组件201和两台二次清洗组件202，但也可具有三台以上的一次清洗组件及/或二次清洗组件。
另外，一次清洗组件201及二次清洗组件202可是同一类型的清洗组件，或者也可是不同类型的清洗组件。例如，也可将一次清洗组件201做成用一对辊形海绵对基板上下表面进行摩擦清洗类型的清洗机，将二次清洗组件202做成铅笔式摩擦清洗(ペンシルスクラブ洗浄)或双流体喷射类型的清洗机。双流体喷射类型的清洗机，是将使少量CO2气体(二氧化碳气体)溶解后的纯水(DIW)和氮气混合、将该混合流体喷向基板表面的清洗机。该类型的清洗机可用微小的液滴和冲击能量去除基板上的微小微粒。尤其，通过适当调整氮气的流量及纯水的流量，从而可实现无损伤的基板清洗。此外，通过使用溶解有二氧化碳的纯水缓和静电引起的对基板的腐蚀影响。
接着，从放置在前装载部20上的基板盒中取出一块基板，用研磨部3的第1研磨单元3A对该取出后的基板表面进行研磨后，用清洗部4进行清洗并将其返回到放置在前装载部20上的基板盒中，现对这一系列的动作进行说明。
首先，输送机械手22从放置在前装载部20上的基板盒中取出一块基板，使基板翻转成其表面向下后，通过升降器11而将基板交接到第1线性传送装置6。第1线性传送装置6将位于第1输送位置TP1的基板输送到第2输送位置TP2(基板交接位置)。
第1研磨单元3A的顶环31A，在第2输送位置TP2(基板交接位置T)从第1线性传送装置6接受基板W，并移动到清洗位置C。使位于该清洗位置C的顶环31A旋转从而使基板W旋转，同时如前所述，从第1清洗喷嘴102的喷射口108及第2清洗喷嘴104的喷射口118向顶环下表面喷射清洗液，对由顶环31A下表面所保持的基板W的表面(下表面)与顶环31A的下表面一起清洗。
接着，第1研磨单元3A的顶环31A从清洗位置C移动到研磨位置P。然后，使顶环31A下降而将基板W按压到研磨块10的表面(研磨面)上。此时，分别使顶环31A及研磨台30A旋转，从设在研磨台30A上方的研磨液供给喷嘴32A将研磨液供给到研磨块10上。如此，使基板W与研磨块10的研磨面滑动接触从而对基板W的表面进行研磨。
研磨结束后，第1研磨单元3A的顶环31A从研磨位置P移动到清洗位置C，与前述相同，从第1清洗喷嘴102的喷射口108及第2清洗喷嘴104的喷射口118向旋转中的顶环31A的下表面喷射清洗液，对由顶环31A的下表面所保持的基板W的表面(下表面)与顶环31A的下表面一起清洗。
另外，在该例中，在用第1研磨单元3A对基板进行研磨前后，对由顶环31A的下表面所保持的基板W的表面(下表面)与顶环31A的下表面一起清洗，由此，在向第1研磨单元3A的输送中事先将附着在基板W表面等上的垃圾等予以清洗，使研磨单元3A的研磨性能稳定，同时，不会使表面附着大量研磨残渣物的基板进入清洗组件201、202，使清洗部4中所使用的清洗组件201、202的清洗性能稳定化。也可在用第1研磨单元3A对基板进行研磨之前或之后的仅仅一方，对由顶环31A的下表面所保持的基板W的表面(下表面)与顶环31A的下表面一起清洗，使第研磨单元3A的研磨性能或清洗部4所使用的清洗组件201、202的清洗性能的一方稳定化。
接着，第1研磨单元3A的顶环31A从清洗位置C移动到第2输送位置TP2(基板交接位置T)，在此处将研磨后的基板交接到第1线性传送装置6。第1线性传送装置6将研磨后的基板经由第3输送位置TP3而输送到第4输送位置TP4。
摆动式传送装置12从第1线性传送装置6接受位于第4输送位置TP4的基板，在使基板翻转成其表面向上后，将其输送放置在临时放置台180上。
第1输送机械手209保持放置在临时放置台180上的基板，并输送到第2输送室191内的基板放置处，然后，将其输送到一次清洗组件201或直接输送到一次清洗组件201。第1输送机械手209从一次清洗组件201接受由一次清洗组件201进行一次清洗(粗清洗)后的基板，将其输送到二次清洗组件202。
第2输送机械手210从二次清洗组件201接受由二次清洗组件202进行二次清洗(精清洗)后的基板，将其输送到干燥组件205。然后，输送机械手22从干燥组件205接受由干燥组件205干燥后的基板，将其送回到放置在前装载部20上的基板盒内。
在上述例子中，虽然在研磨台30A上方的研磨位置P与研磨台30A侧方的基板交接位置T之间设置清洗位置C，在与该清洗位置Ｃ对应的位置配置有辅助清洗部100，但在研磨台31A的侧方及不同于基板交接位置T的场所，也可设置例如抛光研磨用的另一研磨台(未图示)，在研磨台30A上方的研磨位置P与未图示的另一研磨台上方的研磨位置之间设置清洗位置，并在与该清洗位置对应的位置配置辅助清洗部100。
采用本发明的研磨装置，通过向位于研磨位置P与基板交接位置T之间的清洗位置C的旋转中的第1研磨单元3A的顶环31A下表面喷射清洗液，从而不会受基板交接机构等的存在的妨碍而可将喷射清洗液的辅助清洗部100设置在最适于清洗的位置，并能够高效地一起清洗由顶环31A的下表面所保持的基板W与该顶环31A下表面。尤其，通过使第1清洗喷嘴102的多个喷射口108位于沿由位于清洗位置C的顶环31A所保持的基板W的外周部的位置，从而可高效地对由顶环31A所保持的基板W的外周部与围绕该外周部的保持环40之间所形成的间隙进行清洗。由此，可使第1研磨单元3A的研磨性能和清洗部4所使用的清洗组件201、202的清洗性能稳定化。
虽然至此说明了本发明的较佳实施方式，但本发明并不限于上述的实施方式，不言而喻，也可在其技术构思的范围内用各种不同的方式来实施。

Claims (10)

1.一种研磨装置，其特征在于，具有：
研磨台，所述研磨台具有研磨面；
顶环，所述顶环在所述研磨台上方的研磨位置、所述研磨台侧方位置以及清洗位置之间移动自如，且由保持环围绕基板的外周部且将该基板保持在顶环的下表面，并向所述研磨面按压；以及
清洗部，所述清洗部向位于所述清洗位置的旋转中的所述顶环的下表面喷射清洗液，从而对由该顶环所保持的基板与顶环的下表面一起清洗。
2.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，所述研磨台侧方位置是所述研磨台侧方的基板交接位置，所述清洗位置位于所述研磨位置与所述基板交接位置之间。
3.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，所述清洗部具有设有多个喷射口的第1清洗喷嘴，所述多个喷射口位于沿由所述顶环所保持的基板的外周部的位置，所述顶环位于所述清洗位置。
4.如权利要求3所述的研磨装置，其特征在于，所述清洗部具有设有多个喷射口的第2清洗喷嘴，所以多个喷射口位于沿由所述顶环所保持的基板的直径方向的位置，所述顶环位于所述清洗位置。
5.如权利要求4所述的研磨装置，其特征在于，所述第1清洗喷嘴的喷射口在沿基板的外周部的位置等间隔地配置，所述第2清洗喷嘴的喷射口在沿基板的直径方向的位置等间隔地配置。
6.如权利要求4所述的研磨装置，其特征在于，所述第1清洗喷嘴形成为半圆状，所述第2清洗喷嘴形成为直线状。
7.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，在用所述清洗部对由所述顶环所保持的基板与顶环的下表面一起清洗后，将基板输送到基板交接位置，
在所述基板交接位置使所述基板脱离顶环，将所述基板输送到与所述清洗部不同的另一清洗部，由所述另一清洗部清洗研磨后的基板。
8.一种研磨方法，其特征在于，在使由保持环围绕基板的外周部并将该基板保持在下表面的顶环从研磨台侧方位置移动到研磨台上方的研磨位置的途中、或使顶环从研磨台上方的研磨位置移动到研磨台侧方位置的途中的至少一方，使保持有基板的顶环位于清洗位置，向旋转中的顶环的下表面喷射清洗液，从而对由该顶环所保持的基板与顶环的下表面一起清洗。
9.如权利要求8所述的研磨方法，其特征在于，所述研磨台侧方位置是基板交接位置。
10.如权利要求8所述的研磨方法，其特征在于，在所述清洗位置对由所述顶环所保持的基板与顶环的下表面一起清洗后，将基板输送到基板交接位置，
在所述基板交接位置使所述基板脱离顶环，将所述基板输送到与所述清洗位置不同的另一清洗位置，在所述另一清洗位置清洗研磨后的基板。
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