TW201417955A

TW201417955A - 研磨裝置

Info

Publication number: TW201417955A
Application number: TW102133450A
Authority: TW
Inventors: Masao Umemoto; Tadakazu Sone; Hideo Aizawa; Ryuichi Kosuge
Original assignee: Ebara Corp
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2013-09-16
Publication date: 2014-05-16
Also published as: US20140080385A1; KR20140037763A; JP2015062956A

Abstract

本發明提供一種乾式真空泵浦裝置，在負載增大時，不會使馬達及變頻器故障，可以穩定地運轉。乾式真空泵浦裝置1，具備：至少一泵浦單元；及控制泵浦單元的控制裝置5，前述泵浦單元具備：乾式真空泵浦2；馬達3，驅動乾式真空泵浦2；及變頻器4，控制馬達3的旋轉速度，其中控制裝置5具有將變頻器4的輸出電流限制值從第一電流限制值切換到第二電流限制值的功能，第一電流限制值是變頻器4可連續地流到馬達3的電流最大值的連續定額電流值，第二電流限制值是超過前述連續定額電流值的值。

Description

研磨裝置

本發明係關於一種研磨裝置，特別是關於一種研磨並平坦化半導體晶圓等研磨對象物(基板)表面的研磨裝置。

研磨半導體晶圓表面的研磨裝置，一般具備：研磨台，具有由研磨墊組成的研磨面；以及頂環(研磨頭)，保持半導體晶圓。然後，藉由對研磨墊的研磨面以特定壓力按壓以頂環保持的半導體晶圓，並使研磨台與頂環相對運動，來使半導體晶圓滑接於研磨面，並將半導體晶圓研磨成平坦且鏡面。在化學機械研磨(CMP)的狀況下，研磨時供給研磨液(漿體)於研磨面。

在如此的研磨裝置中，在研磨中的半導體晶圓與研磨墊的研磨面之間的相對按壓力遍及半導體晶圓的全面為不均勻的狀況下，對應施加於半導體晶圓的各部分的按壓力，會產生研磨不足或過度研磨。為了均勻化對於半導體晶圓的按壓力，在頂環下部設有從彈性膜形成的壓力室，藉由供給空氣等流體至此壓力室，經由彈性膜以流體壓進行按壓半導體晶圓。

在此狀況下，由於研磨墊通常具有彈性，所以施加於研磨中的半導體晶圓的外周緣部的按壓力會變得不均勻，僅晶圓邊緣部被過多研磨，產生所謂「邊緣過切」(edge undercut)之狀況。為了防止此類邊緣過切或從半導體晶圓的頂環跳出，將保持半導體晶圓外周緣部的固定環(retaining ring)設置成相對於頂環可垂直移動，藉此，進行以固定環按壓位於半導體晶圓外周緣側的研磨墊的研磨面。

如此，當將保持半導體晶圓外周緣部的固定環設置成相對於頂環自由上下移動，則頂環本體與固定環之間產生縫隙，通過此縫隙，在研磨時供給研磨面的研磨液等會進入頂環內部。然後，研磨液等污染物質附著於頂環，此研磨液等污染物質乾燥並掉落至研磨墊上，成為使基板產生刮痕的原因。

因此，本案申請人在特開2009-131946號公報(專利文獻1)提出了一種研磨裝置，以自由伸縮的連接片塞入固定於頂環本體的固定環導件與被該固定環導件引導並上下移動的固定環之間所產生的縫隙，以密封部件塞入頂環本體與固定環的內周面之間所產生的縫隙。

又，在特開2001-15466號公報(專利文獻2)提出了一種研磨裝置，具備：噴嘴，洗淨殘留在安裝於研磨頭(頂環)底面的膜(彈性膜)；以及噴嘴，洗淨流入在膜的外周面與設置於研磨頭下緣部的固定環的內周面之間所形成的空間的污染物質。

【先前技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】特開2009-131946號公報

【專利文獻2】特開2001-15466號公報

如上述，在固定於頂環本體的固定環導件與被該固定環導件引導並上下移動的固定環之間所產生的縫隙所塞入的自由伸縮的連接片，附著有研磨液等污染物質，若其乾燥並掉落至研磨墊上，會成為基板產生刮痕的原因。因此，雖然想要洗淨連接片，但若以刷子等洗刷洗淨連接片，則因刷子的沈澱或再污染等使初期效果無法持續，若設置洗淨噴嘴代替刷子，向著連接片噴射洗淨水來洗淨連接片，則連接片構成為蛇腹狀，因此，判斷研磨液等污染物質容易附著，洗淨水無法達到折疊成蛇腹狀的連接片內部，研磨液等的污染物質會殘留於蛇腹狀的連接片深處。

又，在塞入頂環本體與固定環內周面之間所產生的縫隙的密封部件也一樣，為了洗淨，從洗淨噴嘴將洗淨水向著密封部件噴射，密封部件成為到達縫隙深部的深凹形狀，洗淨水無法達到此深凹形狀的內部，判斷以洗淨水高效率地洗淨密封部件全面是相當困難的。

本發明有鑑於上述情況，提供一種研磨裝置，其目的在於以洗淨水高效率地洗淨在固定於頂環本體的固定環導件與被該固定環導件引導並上下移動的固定環之間所產生的縫隙所塞入的自由伸縮的連接片或塞入頂環本體與固定環之間所產生的縫隙的密封部件，可防止附著於頂環的研磨液等污染物質所導致的刮痕產生。

本發明的研磨裝置，具有：研磨台，具有研磨面；頂環，保持基板並按壓前述研磨面，具有自由伸縮的連接片，該連接片塞入設置成在頂環本體外周部自由上下移動的固定環的前述頂環本體所固定的固定環導件與被該固定環導件引導並上下移動的環部件之間的縫隙；以及連接片洗淨噴嘴，將洗淨水向著前述連接片在水平方向噴射，直接噴出水流並洗淨該連接片。

如此，由於在水平方向將洗淨水向著塞入固定環的固定環導件與環部件之間的縫隙的連接片噴射，直接噴出水流並洗淨連接片，即使連接片是蛇腹狀，仍可以以洗淨水高效率地洗淨連接片，況且依需要將連接片處於濕潤狀態，可防止附著於連接片的研磨液等的污染物質乾燥。

在本發明的較佳態樣中，前述頂環被構成為在前述研磨台正上方的研磨位置與該研磨位置的側方的基板傳遞位置之間自由移動，前述連接片洗淨噴嘴被配置成在位於前述基板傳遞位置的前述頂環的側方自由撤離。

藉此，頂環與連接片洗淨噴嘴彼此干涉，可防止頂環的動作被連接片洗淨噴嘴阻礙。

在本發明的較佳態樣中，前述連接片洗淨噴嘴是由在前端具有在水平方向成扁平的扁平部所組成。

如此，由於在連接片洗淨噴嘴的前端設置在水平方向扁平的扁平部，所以在連接片為蛇腹狀的狀況下，使連接片洗淨噴嘴的前端扁平部容易插入折疊成蛇腹狀的連接片內部，水流可確實地直接噴射至連接片，況且可改善使用於洗淨的洗淨水的排水。又，由於在連接片洗淨噴嘴採用直進噴嘴，可確保從連接片洗淨噴嘴噴出的洗淨水的足夠水壓，水流可確實地到達連接片的深處。

在本發明的較佳態樣中，前述連接片洗淨噴嘴在前端具有在水平方向成扁平的扁平部，該扁平部成厚度從一端部側向著另一端部逐漸變薄的楔形狀。

如此，由於扁平部的形狀係為了在頂環旋轉的下流方向其厚度增加而成楔形，所以可以改善從噴嘴吐出並使用於洗淨的洗淨水的排水。

本發明的其他研磨裝置，具有：研磨台，具有研磨面；頂環，保持基板並按壓前述研磨面，具有自由伸縮的密封部件，該密封部件塞入頂環本體與設置於該頂環本體外周部的固定環內周面之間所產生的縫隙；以及密封部件洗淨噴嘴，將洗淨水向著前述前述頂環本體與前述固定環內周面之間所產生的縫隙，在鉛直方向噴射，直接對前述密封部件噴出水流並洗淨該密封部件。

如此，由於將洗淨水向著頂環本體與固定環內周面之間所產生的縫隙，在鉛直方向噴射，直接對密封部件噴射水流並洗淨該密封部件，所以即使密封部件具有達到縫隙深處的深凹形狀，可以以洗淨水高效率地洗淨密封部件，況且依需要將密封部件處於濕潤狀態，可防止附著於密封部件的研磨液等的污染物質乾燥。

在本發明的較佳態樣中，前述密封部件被設置於前述頂環本體的下面，與在該頂環本體下部形成壓力室的彈性膜形成為一體。

在本發明的較佳態樣中，前述頂環被構成為在前述研磨台上方的研磨位置與該研磨位置的側方的基板傳遞位置之間自由移動，前述密封部件洗淨噴嘴被配置成在位於前述基板傳遞位置的前述頂環的側下方自由撤離。

藉此，頂環與密封部件洗淨噴嘴彼此干涉，可防止頂環的動作被密封部件洗淨噴嘴阻礙。

在本發明的較佳態樣中，前述密封部件洗淨噴嘴是由直進噴嘴所組成。

藉此，可確保從密封部件洗淨噴嘴噴出的洗淨水的足夠水壓，水流可確實地到達密封部件的深處。

根據本發明，以洗淨水高效率地洗淨在固定於頂環本體的固定環導件與被該固定環導件引導並上下移動的固定環之間所產生的縫隙所塞入的自由伸縮的連接片或塞入頂環本體與固定環之間所產生的縫隙的密封部件，可解決在基板產收刮痕的原因之一。

1‧‧‧頂環

2‧‧‧頂環本體

3‧‧‧固定環

100‧‧‧研磨台

100a‧‧‧台軸

101‧‧‧研磨墊

101a‧‧‧表面

102‧‧‧研磨液供給噴嘴

110‧‧‧頂環頭

111‧‧‧頂環軸

112‧‧‧旋轉筒

113、116‧‧‧正時滑輪

114‧‧‧頂環用馬達

115‧‧‧正時皮帶

117‧‧‧頂環頭軸

118‧‧‧支持部

124‧‧‧上下移動機構

125‧‧‧旋轉關節

128‧‧‧結橋

129‧‧‧支持台

130‧‧‧支柱

132‧‧‧滾珠螺桿

132a‧‧‧螺軸

132b‧‧‧螺帽

138‧‧‧伺服馬達

300‧‧‧上部件

304‧‧‧中間部件

306‧‧‧下部件

310、409、411‧‧‧螺栓

314、404‧‧‧彈性膜

314a、314b‧‧‧波浪部

314c、314d‧‧‧邊緣

314f‧‧‧縫隙

316‧‧‧邊緣夾具

318、319‧‧‧波浪夾具

318b、318c、319a‧‧‧爪部

320、322‧‧‧停止器

324、325、326、328、329、334、336、338、342、344、412、414‧‧‧流路

347‧‧‧環狀溝

349‧‧‧驅動銷

350‧‧‧橡皮緩衝墊

351‧‧‧軸環

360‧‧‧中心室

361‧‧‧波浪室

362‧‧‧外室

363‧‧‧邊緣室

400、524、624‧‧‧汽缸

402‧‧‧保持部件

406‧‧‧活塞

408、610‧‧‧環部件

408a‧‧‧上環部件

408a1‧‧‧下部環狀部

408a2‧‧‧上部圓弧狀部

408b‧‧‧下環部件

410‧‧‧固定環導件

410a‧‧‧外周側部

410b‧‧‧內周側部

410c‧‧‧中間部

410g‧‧‧導引面

410h‧‧‧開口

413‧‧‧室

418‧‧‧橢圓形狀溝

420‧‧‧連接片

421‧‧‧帶

422‧‧‧密封部件

430‧‧‧金屬性環

430c‧‧‧塗層

500‧‧‧連接片洗淨噴嘴

502‧‧‧密封部件洗淨噴嘴

504‧‧‧洗淨水流入口

506、544‧‧‧洗淨水噴射口

508、538‧‧‧噴嘴部

510‧‧‧環部

512‧‧‧扁平部

514‧‧‧插通孔

516‧‧‧停止部

520、620‧‧‧固定托架

522、622‧‧‧樞軸

526、626‧‧‧汽缸桿

528‧‧‧連接銷

530‧‧‧停止器

540‧‧‧水平部

542‧‧‧鉛直部

630‧‧‧支持部件

P‧‧‧研磨位置

Q‧‧‧研磨液

T‧‧‧基板傳遞位置

W‧‧‧基板

第一圖係表示關於本發明的研磨裝置的全體結構的概略圖。

第二圖係表示關於本發明的研磨裝置的概略平面圖。

第三圖係表示在第一圖所示的頂環的結構例的剖面圖。

第四圖係表示在第一圖所示的頂環的結構例的剖面圖。

第五圖係表示在第一圖所示的頂環的結構例的剖面圖。

第六圖係表示在第一圖所示的頂環的結構例的剖面圖。

第七圖係表示在第一圖所示的頂環的結構例的剖面圖。

第八圖係第五圖所示的固定環的A部擴大圖。

第九圖係表示固定環導件與環部件的關係的圖。

第十圖係第五圖所示的固定環的B部擴大圖。

第十一圖係第十圖的X-X線的箭頭視圖。

第十二圖係表示連接片洗淨噴嘴的斜視圖。

第十三(a)及(b)圖係表示連接片洗淨噴嘴的變形例的圖，第十三(a)圖係表示連接片洗淨噴嘴的斜視圖，第十三(b)圖係第十三(a)圖的C箭頭視圖。

第十四圖係表示在位於基板傳遞位置的頂環的側方所配置的連接片洗淨噴嘴的平面圖。

第十五圖係表示在位於基板傳遞位置的頂環的側方所配置的密封部件洗淨噴嘴的平面圖。

第十六圖係表示在位於基板傳遞位置的頂環、連接片洗淨噴嘴以及密封部件洗淨噴嘴的縱剖正面圖。

以下，參照圖式來詳細地說明關於本發明的研磨裝置的實施形態。

第一圖係表示關於本發明的研磨裝置的全體結構的概略圖，第二圖係表示關於本發明的研磨裝置的概略平面圖。如第一圖所示，研磨裝置具備：研磨台100；以及頂環1，保持研磨對象物的半導體晶圓等的基板W並按壓於研磨台100上的研磨面。

研磨台100經由台軸100a連接於配置在其下方的馬達(圖未顯示)，成為可在其台軸100a周圍旋轉。在研磨台100的上面，貼附有研磨墊101，研磨墊101的表面101a構成研磨基板W的研磨面。在研磨台100的上方設置有研磨液供給噴嘴102，此研磨液供給噴嘴102供給研磨液(漿體)Q至研磨台100上的研磨墊101上。

頂環1連接於頂環軸111，此頂環軸111是以上下移動機構124相對於頂環頭110上下移動。由於此頂環軸111的上下移動，使頂環1整體相對於頂環頭110升降並定位。又，在頂環軸111的上端安裝有旋轉關節125。

使頂環軸111及頂環1上下移動的上下移動機構124具備：結橋128，經由軸承126支持頂環軸111成可旋轉；滾珠螺桿132，安裝於結橋128；支持台129，被支柱130所支持；以及AC伺服馬達138，設置於支持台129上。支持伺服馬達138的支持台129，經由支柱130固定於頂環頭110。

滾珠螺桿132具備：螺軸132a，連接於伺服馬達138；以及螺帽132b，以螺軸132a螺合。頂環軸111與結橋128成一體來上下移動。因此，若驅動伺服馬達138，則結橋128經由滾珠螺桿132上下移動，藉此，頂環軸111及頂環1會上下移動。

又，頂環軸111經由榫(圖未顯示)連接於旋轉筒112。此旋轉筒112在其外周部具備正時滑輪(timing pulley)113。在頂環頭110固定有頂環用馬達114，上述正時滑輪113經由正時皮帶115連接於設在頂環用馬達114的正時滑輪116。因此，藉由旋轉驅動頂環用馬達114，經由正時滑輪116、正時皮帶115以及正時滑輪113，旋轉筒112及頂環軸111係一體地旋轉，頂環1係旋轉。

頂環頭110被支持於框架(圖未顯示)成可旋轉的頂環頭軸117所支持。藉此，連接於頂環頭110的頂環1，隨著頂環頭軸117的旋轉，如第二圖所示，在研磨台100的正上方的研磨位置P與研磨台100的側方的配置推送裝置等的基板傳遞位置T之間移動。第二圖係表示頂環1位於研磨位置P的狀態，以假想線表示位於基板傳遞位置T的頂環1。

在第一及二圖所示地構成的研磨裝置中，頂環1可以將基板W保持於其下面。頂環頭110被構成為可以頂環頭軸117為中心來轉動，在基板傳遞位置T保持基板W於下面的頂環1，藉由頂環頭110的轉動，移動於研磨台100的正上方的研磨位置P。然後，使頂環1下降並將基板W按壓於研磨墊101的表面(研磨面)101a。此時，分別使頂環1及研磨台100旋轉，從設置在研磨台100上方的研磨液供給噴嘴102供給研磨液至研磨墊101上。如此，使基板W滑接於研磨墊101的研磨面101a，並研磨基板W的表面。

當基板W的研磨結束，頂環1藉由頂環頭110的轉動，從研磨台100的正上方的研磨位置P移動到研磨台100側方的基板傳遞位置T。研磨後的基板W在此基板傳遞位置T，從頂環1傳遞至推送裝置等，搬送到下一步驟。

第三~七圖係表示頂環1的圖，沿著複數個半徑方向切斷的剖面圖。

如第三~七圖所示，頂環1基本上是由對於研磨面101a按壓基板W的頂環本體2與直接按壓研磨面101a的固定環3所構成。頂環本體2具備：圓盤狀的上部件300；中間部件304，安裝於上部件300的下面；以及下部件306，安裝於中間部件304的下面。固定環3被安裝於頂環本體2的上部見300的外周部。上部件300如第四圖所示，被螺栓308連接於頂環軸111。中間部件304經由螺栓309固定於上部件300，下部件306經由螺栓310固定於上部件300。由上部件300、中間部件304以及下部件306所構成的頂環本體2，是由工程塑膠(例如PEEK)等樹脂所形成。

如第三圖所示，在下部件306的下面，安裝有抵接於基板W背面的彈性膜314。此彈性膜314係以配置於外周側的環狀邊緣夾具316與配置於邊緣夾具316內方的環狀的波浪夾具318、319安裝於下部件306的下面。彈性膜314係由強度及耐久性優越的橡膠材料(乙丙橡膠 (EPDM)、聚氨酯橡膠、矽氧橡膠)等所形成。

邊緣夾具316被波浪夾具318所保持，波浪夾具318被複數個停止器320安裝於下部件306的下面。波浪夾具319如第四圖所示，被複數個停止器322安裝於下部件306的下面。停止器320及停止器322被均等地設置於頂環1的圓周方向。

如第三圖所示，在彈性膜314的中央部形成有中心室360。在波浪夾具319，形成有連通於此中心室360的流路324，在下部件306形成有連通於此流路324的流路325。波浪夾具319的流路324及下部件306的流路325，連接於圖未顯示的流體供給源，加壓的流體通過流路325及流路324供給至中心室360。

波浪夾具318將彈性膜314的波浪部314b及邊緣314c分別以爪部318b、318c壓抵於下部件306的下面，波浪夾具319將彈性膜314的波浪部314a以爪部319a壓抵於下部件306的下面。

如第五圖所示，在彈性膜314的波浪部314a與波浪部314b之間，形成有環狀的波浪室361。在彈性膜314的波浪夾具318與波浪夾具319之間，形成有縫隙314f，在下部件306形成有連通於此縫隙314f的流路342。又，如第三圖所示，在中間部件304，形成有流路344，流路344連通於下部件306的流路342。在下部件306的流路342與中間部件304的流路344的連接部分，形成有環狀溝347。此下部件306的流路342，經由環狀溝347及中間部件304的流路344，連接於圖未顯示的流體供給源，加壓的流體通過這些流路供給至波浪室361。此流路342被連接成可切換於圖未顯示的真空泵，可藉由真空泵的動作將基板吸附於彈性膜314的下面。

如第六圖所示，在波浪夾具318，形成有流路326，流路326連通於由彈性膜314的波浪部314b及邊緣314c所形成的環狀外室362。在下部件306，形成有流路328，流路328經由連接器327連通於波浪夾具318的流路326，在中間部件304形成有流路329，流路329連通於下部件306的流路328。此波浪夾具318的流路326經由下部件306的流路328及中間部件304的流路329，連接於圖未顯示的流體供給源，加壓的流體通過這些流路供給至外室362。

如第七圖所示，邊緣夾具316推壓彈性膜314的邊緣314d並保持在下部件306的下面。在此邊緣夾具316形成有流路336，流路336連通於由彈性膜314的邊緣314c及邊緣314d所形成的環狀邊緣室363。在下部件306形成有流路336，流路336連通於邊緣夾具306的流路334，在中間部件304形成有流路338，流路338連通於下部件306的流路336。此邊緣夾具316的流路334經由下部件306的流路336及中間部件304的流路338，連接於圖未顯示的流體供給源，加壓的流體通過這些流路供給至邊緣室363。

由於此頂環1調整供給至彈性膜314與下部件306之間所形成的壓力式(即中心室360、波浪室361

外室362及邊緣室363)的流體壓力，所以在基板各部分可調整按壓基板於研磨墊101的按壓力。

第八圖係第五圖所示的固定環3的A部擴大圖。固定環3係保持基板外周緣者，如第八圖所示，其具備：圓筒狀的汽缸400，上部被閉塞；保持部件402，安裝於汽缸400的上部；彈性膜404，被保持部件402保持於汽缸400內；活塞406，連接於彈性膜404的下端部；及環部件408，被活塞406按壓至下方。

環部件408是由連接於活塞406的上環部件408a與接觸研磨面101的下環部件408b所構成，上環部件408a與下環部件408b被複數個螺栓409結合。上環部件408a是由SUS等金屬材料或陶瓷等材料所組成，下環部件408b是由PEEK或PPS等樹脂材料所組成。

如第八圖所示，在保持部件402形成有流路412，流路412連通於由彈性膜404所形成的室413。在上部件300形成有流路414，流路414連通於保持部件402的流路412。使保持部件402的流路412經由上部件300的流路414，連接於圖未顯示的流體供給源，加壓的流體通過這些流路供給至室413。因此，藉由調整供給至室413的流體壓力，使彈性膜404伸縮，並使活塞406上下移動，可以以所需壓力將固定環3的環部件408按壓於研磨墊101。

在此例中，使用滾動膜片做為彈性膜404。由於滾動膜片是具有彎曲部分的彈性膜所組成者，以滾動膜片分隔的室的內部壓力變化等，其彎曲部藉由轉動可擴大室空間者。在室擴大時，由於膜片不與外側部件滑動，幾乎不會伸縮，所以滑動摩擦極少，可以長壽化膜片，又，固定環3具有高效率地調整施加於研磨墊101的按壓力的優點。

由於此種結構，可以僅使固定環3的固定部件408下降。因此，即使固定環3的環部件408磨耗，可以將下部件306與研磨墊101的距離維持固定。又，由於接觸研磨墊101的環部件408與汽缸400是被自由變形的彈性膜404連接，所以不會產生因負重點的偏差導致的彎曲力矩。因此，可以使因固定環3的面壓均勻，對於研磨墊101的追隨性也會提升。

如第八圖所示，固定環3具備用來引導環部件408上下移動的環狀固定環導件410。環狀固定環導件410是由位於環部件408的外周側成包圍環部件408的上部側全周的外周側部410a、位於環部件408的內周側的內周側部410b及連接外周側部410a與內周側部410b的中間部410c所構成。固定環導件410的內周部側410b被螺栓411固定於下部件306。在連接外周側部410a與內周側部410b的中間部410c，在圓周方向每隔特定間隔形成複數個開口410h。

第九圖係表示固定環導件410與環部件408的關係的圖。如第九圖所示，雖然中間部410c在圓周方向連接全周，但如前述，在中間部410c，在圓周方向每隔特定間隔形成有複數個圓弧狀開口410h。圓弧狀開口410h在第九圖是以虛線所示。

另一方面，環部件408的上環部件408a是由在圓周方向環狀地連接全周的下部環狀部408a1與從下部環狀部408a1在圓周方向每隔特定間隔向上方突起的複數個上部圓弧狀部408a2所構成。然後，各上部圓弧狀部408a2貫穿各圓弧狀開口410h並連接於活塞406(參照第八圖)。

如第九圖所示，在下環部件408b，嵌合有由SUS等組成的薄金屬性環430。然後，在金屬性環430的外周面，形成有塗層430c，塗層430c塗佈填充了聚四氟乙烯(PTFE)或PTFE等的填充劑的PEEK．PPS等樹脂材料。由於PTFE或PEEK．PPS等樹脂材料是摩擦係數低的低摩擦材料，所以滑動性優越。在此，低摩擦材料是指摩擦係數為0.35以下的低摩擦係數材料，較佳為0.25以下。

另一方面，在固定環導件410外周側部410a的內周面構成滑接於前述塗層430c的導引面410g，此導引面410g因鏡面處理使表面粗糙度提升。在此，鏡面處理是指例如研磨加工、精削加工、拋光加工等處理。

如第九圖所示，由於在下環部件408b嵌合有SUS等的金屬性環430，所以可提高下環部件408b的剛性，下環部件408b滑接於研磨面101a，即使下環部件408b的溫度提升，也可以抑制下環部件408b的熱變形。因此，可以使下環部件408b及金屬性環430的外周面與固定環導件410的外周側部410a的內周面的間隙變狹窄，在研磨中，可抑制環部件408在間隙內移動並與固定環導件410衝突時所產生的怪聲或振動。又，金屬性環430的外周面的塗層430c是由低摩擦材料所構成，由於固定環導件410的導引面410g是因鏡面處理使表面粗糙度提升，所以可改善下環部件408b與固定環導件410的滑動性。因此，可飛躍地提高對於環部件408研磨面的追隨性，將需要的固定面壓施加於研磨面。

第十圖係第五圖所示的固定環3的B部擴大圖。第十一圖係第十圖的X-X線的箭頭視圖。如第十及十一圖所示，固定環3的環部件408的上環部件408a的外周部，形成有在縱方向延伸的大致橢圓形狀溝418。橢圓形狀溝418在上環部件408a的外周面每隔特定間隔形成有複數個。在固定環導件410的外周側部410a設有複數個驅動銷349，驅動銷349於半徑方向內方突出，此驅動銷349嚙合於環部件408的橢圓形狀溝418。在橢圓形狀溝418內環部件408與驅動銷349可以相對地在上下方向滑動，並藉由驅動銷349經由上部件300及固定環導件410，傳達頂環本體2的旋轉至固定環3，頂環本體2與固定環3成一體地旋轉。在驅動銷349的外周面設有橡皮緩衝墊(rubber cushion)350，在橡皮緩衝墊350的外側設有由PTFE或PEEK．PPS等的低摩擦材料所組成的軸環351。另一方面，在前述橢圓形狀溝418的內面施加鏡面處理，使低摩擦材料的軸環351所接觸的橢圓形狀溝418的內面的表面粗糙度提升。

如第三~十圖所示，在環部件408的外周面與固定環導件 410的下端之間，設有在上下方向自由伸縮的蛇腹狀連接片420。由於此連接片420埋在環部件408與固定環導件410之間所產生的縫隙，所以具有防止研磨液(漿體)滲入的角色。又，在汽缸400的外周面與固定環導件410的外周面，設有由帶狀的可撓性部件所組成的帶421。由於此帶421覆蓋汽缸400與固定環導件410之間，所以具有防止研磨液(漿體)滲入的角色。

在彈性膜314的邊緣(外周緣)314d形成往上方彎曲形狀的有密封部件422，密封部件422是連接彈性膜314與固定環3。此密封部件422被配置成埋在彈性膜314與環部件408的縫隙，由容易變形材料所形成。密封部件422容許頂環本體200與固定環3的相對移動，並研磨液被設定用來防止研磨液侵入彈性膜314與固定環3的縫隙。在此例中，密封部件422與彈性膜314的邊緣314d一體地形成，具有剖面U字型的形狀。

在此，在不設有連接片420、帶421及密封部件422的狀況下，研磨液浸入至頂環1內，阻礙構成頂環1的頂環本體200或固定環3的正常動作。根據此例，以連接片420、帶421及密封部件422可防止研磨液浸入至頂環1，藉此，可以使頂環1正常地運作。又，彈性膜404、連接片420及密封部件422係由強度及耐久性優越的橡膠材料(乙丙橡膠(EPDM)、聚氨酯橡膠、矽氧橡膠)等所形成。

在此例的頂環1，由於以供給至彈性膜314的中心室360、波浪室361、外室362及邊緣室363的壓力來控制對於基板的按壓力，所以在研磨中，下部件306需成為自研磨墊101分離於上方的位置。在此，由於當固定環3磨耗，則基板與下部件306之間的距離會變畫，彈性膜314的變形方式也會改變，所以對於基板的面壓分佈也會變化。像此種面壓分佈的變化，成為輪廓不穩定的主要原因。在此例中，由於固定環3獨立於下部件306並上下移動，所以即使固定環3的環部件408磨耗，仍可維持基板與下部件306之間的距離為固定。因此，可以使研磨後的基板輪廓穩定化。

在上述例中，雖然彈性膜314被配置於基板的大致全面，但不限於此，也可以是彈性膜314抵接於基板的至少一部分者。又，雖然密封部件422與彈性膜314形成為一體，但也可以與彈性膜314形成為不同體。

在此例中，藉由將固定環3設在頂環本體2的外周部成自由上下移動並構成頂環1，在頂環本體2與固定環3之間或固定環3與固定環導件410之間等產生縫隙，但為了使研磨液不會從從這些縫隙浸入頂環1內部，設有連接片420、帶421及密封部件422。由於此帶421係表面平坦，例如因洗淨頂環1，所以以向著頂環1噴射的洗淨水容易地洗淨。但是，為了使連接片420具有足夠的伸縮性，例如形成為蛇腹狀，密封部件422具有到達如在覆蓋頂環本體2的下部件306下面的彈性膜314與固定環3的環部件408內周面之間所形成的縫隙深部的深凹形狀。因此，以向著頂環1噴射的洗淨水洗淨蛇腹狀的連接片420或深凹形狀的密封部件422的全面，通常是困難的。

因此，如第二圖所示，在位於基板傳遞位置T的頂環1的側方，設有連接片洗淨噴嘴500，連接片洗淨噴嘴500向著連接片420在水平方向噴射洗淨水來洗淨連接片420。又，在位於基板傳遞位置T的頂環1的側方且下方，設有密封部件洗淨噴嘴502，密封部件洗淨噴嘴502向著覆蓋頂環本體2的下部件306下面的彈性膜314與固定環3的環部件408內周面之間所形成的縫隙，在鉛直方向噴射洗淨水來洗淨密封部件422。連接片洗淨噴嘴500及密封部件洗淨噴嘴502在垂直方向上下間隔地被安裝於支持頂環頭軸117的支持部。

第十二圖係表示連接片洗淨噴嘴500的斜視圖。連接片洗淨噴嘴500如第十二圖所示，是由具有上方開口的洗淨水流入口504與側方開口的洗淨水噴射口506的噴嘴部508與環部510形成為L字狀。洗淨水流入口504與洗淨水噴射口506彼此連通，從洗淨水噴射口506向著連接片420在水平方向噴射洗淨水。在此例中，從洗淨水噴射口506噴出洗淨水的噴嘴做為連接片洗淨噴嘴500使用。在噴嘴部508的前端，形成有在水平方向扁平延伸的扁平部512，洗淨水噴射口506被形成於扁平部512。扁平部512的垂直方向厚度被設定為2mm~3mm。扁平部512係具有洗淨水噴射口506的中央部最突出(最長)，成為隨著從中央部到兩側部變短的大致半圓形的平面形狀。扁平部512的最突出部分的長度(L)設定為5mm。

在噴嘴部508的基部，設有樞軸使下述樞軸522插通的插通孔514與抵接於下述停止器530來限制連接片洗淨噴嘴500移動(旋轉)的停止部516，在環部510的前端，設有使下述連接銷528插通的連接銷插通孔518。

第十三(a)及(b)圖係表示連接片洗淨噴嘴500的變形例的圖，第十三(a)圖係表示連接片洗淨噴嘴500的斜視圖，第十三(b)圖係第十三(a)圖的C箭頭視圖。關於第十三(a)及(b)圖所示的變形例，扁平部512是從箭頭C方向來看的正面形狀為楔形。此楔形形狀在第十三(b)圖右側端部的最後部分被設定成2mm~3mm，隨著往左側變越薄，左側端部為尖銳。其他結構係與第十二圖所示的連接片洗淨噴嘴500一樣。

連接片洗淨噴嘴500係如第十四圖所示，被自由退避地配置於位在基板傳遞位置T的頂環1的側方成噴嘴部508在以實線表示的噴嘴部508不干涉頂環1動作(基板傳遞動作)的退避位置與以假想線表示的從噴嘴部508向著連接片420在水平方向噴射洗淨水的洗淨位置之間，在向著水平方向的狀態下移動(旋轉)。

也就是說，連接片洗淨噴嘴500被固定於固定托架520，以使插通樞軸插通孔514內的樞軸522為中心，噴嘴部508被支承於固定托架520成在向著水平方向的狀態下旋轉。固定托架520固定於支持部118，支持部118支持用來使頂環1搖動的頂環頭軸117。然後，藉由使基端被支承於固定托架520成自由旋轉的汽缸524的汽缸桿526的前端所安裝的連結銷528，插通連結銷插通孔518內，環部510的前端被自由旋轉地連接於汽缸桿526的前端。再者，在固定托架520設有停止器530，停止器530在連接片洗淨噴嘴500位於洗淨位置時，抵接於環部510的停止部516，由限制連接片洗淨噴嘴500的過渡旋轉的螺栓所組成。

藉此，連接片洗淨噴嘴500在汽缸桿526收縮的狀態下，噴嘴部508位於向著位於基板傳遞位置T的頂環1不突出的退避位置，伸出汽缸桿526，以樞軸522為中心使連接片洗淨噴嘴500旋轉，藉由使噴嘴部508向著位於基板傳遞位置T的頂環1搖動，連接片洗淨噴嘴500變成位於洗淨位置。

然後，當連接片洗淨噴嘴500從退避位置移動(旋轉)到洗淨位置時，如第十六圖所示，噴嘴部508的扁平部512被插入蛇腹狀的連接片420的彼此折疊部分的內部，在此狀態下，由於從噴嘴部508的洗淨水噴射口506在水平方向噴射洗淨水，所以水流直接到達連接片420(特別是彼此折疊的連接片420)的內部。藉此，可以有效率地洗淨連接片420的彼此折疊的內部，確實地除去容易累積在此的研磨液。

如此，向著頂環1的連接片420在水平方向噴射洗淨水，直接噴射水流來洗淨連接片420，即使連接片420為蛇腹狀，也能以洗淨水有效率地洗淨連接片420，況且，例如在待機中等狀況下，依需求以洗淨水定期地將連接片420處於濕潤狀態，可以防止附著在連接片420的研磨液等乾燥，容易進行洗淨。

特別是，連接片洗淨噴嘴500的噴嘴部508的前端設有扁平部512，連接片420為蛇腹狀的狀況下，將此扁平部512插入蛇腹狀的連接片420的彼此折疊的內部，可確實地使水流直接噴射於連接片420。當第十三(a)及(b)圖所示的連接片洗淨噴嘴500插入蛇腹狀的連接片420的彼此重疊的內部，則扁平部512的形狀變成楔形成在頂環1旋轉的下流方向其厚度增加，所以可改善從噴嘴吐出並用於洗淨的洗淨水的排水。

密封部件洗淨噴嘴502如第十五圖所示，被配置於位於基板傳遞位置T的頂環1的側方且下方成在噴嘴部538不干涉頂環1動作的退避位置(以實線表示)與從噴嘴部538向著密封部件422在垂直方向噴射洗淨水的洗淨位置(以假想線表示)之間移動(旋轉)。

密封部件洗淨噴嘴502與連接片洗淨噴嘴500一樣，以汽缸與環機構使噴嘴部538可搖動。也就是說，在支持頂環頭軸117的支持部118固定有固定托架620，汽缸624的基端被自由旋轉地支承於固定托架620。在汽缸624的汽缸桿626的前端，連接有L字狀的環部件610。環部件610以固定於固定托架620的樞軸622為中心來搖動(旋轉)。在環部件610固定有板狀的支持部件630，噴嘴部538被支持於支持部件630。藉此，密封部件洗淨噴嘴502在汽缸桿626收縮狀態下，噴嘴538位於退避位置 (以實線所示)，汽缸桿626伸展並以樞軸622為中心使L字狀的環部件610旋轉，使噴嘴部538位於洗淨位置(以假想線所示)。

密封部件洗淨噴嘴502的噴嘴部538如第十六圖所示，具有在水平方向延伸的水平部540與從該水平部540上昇成直角的鉛直部542，被構成為從此鉛直部542的前端的洗淨水噴射口544在鉛直方向噴射洗淨水。然後，噴嘴部538被構成為在不受以假想線所示的頂環1的動作(基板傳遞動作)所干涉的頂環1的側方的退避位置，與以實線所示的鉛直部542位於覆蓋頂環本體2的下部件306下面的彈性膜314與固定環3的環部件408的內周面之間的縫隙的正下方的洗淨位置之間移動。做為封部件洗淨噴嘴502，在此例中，使用直進噴嘴，該直進噴嘴從洗淨水噴射口544直進狀地噴出洗淨水。直進噴嘴具有5mm以上的直進部，在此直進部的前端設有洗淨水噴射口，直進噴嘴被構成為從洗淨水噴射口吐出的吐出流係直進。

此密封部件洗淨噴嘴502在位於洗淨位置時，向著覆蓋頂環本體2的下部件306下面的彈性膜314與固定環3的環部件408的內周面之間的縫隙，從洗淨水噴射口544在鉛直方向噴射洗淨水，將水流直接噴射密封部件422來洗淨該密封部件422。藉此，即使密封部件422為到達縫隙深部的深凹形狀，也可高效率地以洗淨水來洗淨密封部件422，況且，例如在待機中等狀況，對應需要，以洗淨水定期地將密封部件422做為濕潤狀態，可以防止附著於密封部件422的研磨液等乾燥，容易進行洗淨。

再者，在密封部件洗淨噴嘴502，採用水流直線狀地推進的直進噴嘴，可以確保從密封部件洗淨噴嘴502所噴射的洗淨水的足夠水壓，水流可確實地到達密封部件422的深處。

接下來，說明各部的具體尺寸，固定環3與彈性膜314之間的縫細的最狹窄處約1mm，從彈性膜314的下面到密封部件422的最深處為20mm，所以從直進噴嘴的噴嘴前端到密封部件422的最深處為20~50mm程度。噴嘴前端徑成為1mm的孔口。噴嘴的位置被調整成噴嘴的吐出流的中心係一致於固定環3與彈性膜314間的縫隙的中心。

由於從噴嘴吐出的洗淨水的吐出流，使密封部件422經常處於濕潤狀態，即使漿體等流入也能簡單地流動。也就是說，密封部件洗淨噴嘴502可為用來達到漿體固著防止效果的噴嘴。

接下來，說明關於以此連接片洗淨噴嘴500及密封部件洗淨噴嘴502進行的連接片420及密封部件422的洗淨例。

首先，檢測到研磨基板W的頂環1從研磨位置P移動到基板傳遞位置T，並傳遞到研磨後的基板的推送裝置等結束的狀況。此時，連接片洗淨噴嘴500及密封部件洗淨噴嘴502一起位於退避位置。

接下來，使頂環1旋轉，使連接片洗淨噴嘴500及密封部件洗淨噴嘴502從退避位置移動到洗淨位置。然後，確認連接片洗淨噴嘴500及密封部件洗淨噴嘴502移動到洗淨位置後，開始從洗淨水噴射口506、544噴射洗淨水。也就是說，在連接片洗淨噴嘴500的狀況係使噴嘴部508的前端的扁平部512位於彼此折疊的連接片420內部，從洗淨水噴射口506在水平方向噴射洗淨水，在密封部件洗淨噴嘴502狀況係向著覆蓋頂環本體2的下部件306下面的彈性膜314與固定環3的還部件408的內周面之間的縫隙，從洗淨水噴射口544在鉛直方向噴射洗淨水。又，確認使連接片洗淨噴嘴500或密封部件洗淨噴嘴502從退避位置移動到洗淨位置，並分別移動到洗淨位置後，也可以使頂環1旋轉。

在連接片420及密封部件422的洗淨結束時，停止從連接片洗淨噴嘴500及密封部件洗淨噴嘴502的洗淨水噴射口506、544噴射洗淨水，停止頂環1的旋轉。然後，使連接片洗淨噴嘴500及密封部件洗淨噴嘴502退避至退避位置後，進行來自頂環1的推送裝置等的基板受取等通常運轉。

又，例如在待機中等，以連接片洗淨噴嘴500及密封部件洗淨噴嘴502所噴射的洗淨水使連接片420及密封部件422濕潤的狀況下，在檢測到頂環1位於特定的基板傳遞位置T後，幾乎與上述一樣，噴射來自從連接片洗淨噴嘴500及密封部件洗淨噴嘴502的洗淨水噴射口506、544的洗淨水。

又，連接片洗淨噴嘴500及密封部件洗淨噴嘴502的至少一者也可以設有複數個。

根據本發明的研磨裝置，以從連接片洗淨噴嘴500及密封部件洗淨噴嘴502所噴射的洗淨水洗淨連接片420及密封部件422來確實地除去附著於連接片420及密封部件422的研磨液等污染物質，特別是可防止研磨液等的污染物質導致的刮痕產生，並可研磨並平坦化在半導體晶圓等的研磨對象物(基板)的表面。

到此為止雖然說明了關於本發明的較佳實施形態，但本發明並不受限於上述實施形態，更不用說在其技術思想的範圍內可實施各種不同形態。