TW201641215A - 研磨裝置、研磨頭、及保持環 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種研磨裝置，可簡單地交換保持環，且使保持環不變形地固定該保持環於驅動環。研磨裝置具備：研磨頭1，用來壓抵基板W於研磨墊2。研磨頭1具備：頭本體10，具有基板接觸面45a；驅動環46，連接於頭本體10；以及保持環40，包圍基板接觸面45a，連接於驅動環46。在驅動環46形成有第一螺桿91，在保持環40形成有嚙合於第一螺桿91的第二螺桿92，第二螺桿92在保持環40的周方向延伸。

Description

研磨裝置、研磨頭、及保持環
本發明是關於一種研磨晶圓等基板的研磨裝置，特別是關於一種在基板周圍將保持環壓抵於研磨墊並在該研磨墊上研磨基板的研磨裝置。又，本發明是關於一種使用於研磨裝置的研磨墊以及保持環。
研磨裝置(CMP裝置)是供給研磨液(漿體)於研磨墊，並將晶圓壓抵於研磨墊來研磨晶圓。研磨墊被支持在研磨台上，與研磨台一起旋轉。晶圓被研磨墊旋轉，被壓抵於旋轉中的研磨墊。在晶圓的研磨中，藉由晶圓與研磨墊之間的摩擦，力在橫方向作用於晶圓。因此，為了使晶圓不要從研磨墊衝出，研磨墊具備保持晶圓的保持環。
第三十九圖是習知的研磨墊的概略剖面圖。研磨頭300具有傳導力矩至保持環301的驅動環302，保持環301被固定於此驅動環302。更具體來說，在保持環301的上面等間隔地形成有複數個螺孔305，藉由貫穿驅動環302的複數個螺桿307被旋入保持環301的螺孔305，保持環301被固定於驅動環302。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
【專利文獻1】特開2009-190101號公報
因為保持環301在晶圓W的研磨中滑接於研磨頭，所以會逐漸磨耗。因此，保持環301是必須定期交換的消耗品之一。但是，由於固定保持環301的螺桿307被配置於研磨頭300的內部，所以為了交換保持環301，需要從研磨裝置拆卸研磨頭300，來分解研磨頭300。因此，保持環301的交 換需要耗費相當的時間，研磨裝置的停機時間變長。
又，以複數個螺桿307鎖緊保持環301時，保持環301內的應力會產生偏差，會使保持環301變形。保持環301具有除了保持研磨中的晶圓W，還藉由控制研磨墊的反彈量，來控制晶圓W的外周部的研磨率的作用。當保持環301變形，晶圓W的外周部的研磨率會有產生偏差之虞。
本發明有鑑於上述以往問題點，其目的在於提供一種研磨頭及研磨裝置，可簡單地交換保持環，且使保持環不變形地固定該保持環於驅動環。又，本發明的目的在於提供一種保持環，可簡單地安裝及拆卸於研磨頭。
為了達成上述目的，本發明的一態樣是一種研磨裝置，其特徵在於具備：研磨台，用來支持研磨墊；研磨頭，用來壓抵基板於前述研磨墊；以及頭馬達，用來使前述研磨墊旋轉，其中前述研磨頭具備：頭本體，具有基板接觸面；驅動環，連接於前述頭本體；以及保持環，包圍前述基板接觸面，連接於前述驅動環，其中在前述驅動環形成有第一螺桿，在前述保持環形成有嚙合於前述第一螺桿的第二螺桿，前述第二螺桿在前述保持環的周方向延伸。
本發明的較佳態樣是前述驅動環具有：環狀驅動環本體；以及環狀突部，從前述環狀驅動環本體的下面向下方突出；在前述保持環的上面，形成有環狀凹部，該環狀凹部收容有前述環狀突部；在前述環狀突部的側面形成有前述第一螺桿，在前述環狀突部的側面形成有前述第二螺桿。
本發明的較佳態樣是前述環狀突部是由固定於前述環狀驅動環本體的螺桿環的至少一部份所構成。
本發明的較佳態樣是前述環狀驅動環本體的下面與前述保持環的上面接觸。
本發明的較佳態樣是前述保持環具有：環狀保持環本體；以及凹環，形成有前述環狀凹部及前述第二螺桿；前述凹環具有比前述環狀保持環本體更高的強度。
本發明的較佳態樣是前述保持環具有：環狀保持環本體；以及環狀突部，從前述環狀保持環本體的上面向上方突出；在前述驅動環的下面，形成有環狀凹部，該環狀凹部收容有前述環狀突部；在前述環狀凹部的側面形成有前述第一螺桿，在前述環狀突部的側面形成有前述第二螺桿。
本發明的較佳態樣是前述環狀突部是由固定於前述環狀保持環本體的螺桿環的至少一部份所構成。
本發明的較佳態樣是前述環狀保持環本體的上面與前述保持環的下面接觸。
本發明的較佳態樣是在前述第一螺桿及前述第二螺桿的內側及外側，分別設有密封環，該密封環密封前述驅動環與前述保持環之間的空隙。
本發明的較佳態樣是在前述保持環的外周面，形成有鎖緊工具嚙合的凹陷，該鎖緊工具用來使該保持環在其軸心周圍旋轉。
本發明的較佳態樣是前述頭馬達具有鎖定前述研磨頭的旋轉的鎖定功能。
本發明的較佳態樣是前述第二螺桿被鎖緊的方向與在前述基板研磨時前述頭馬達使前述研磨頭旋轉的方向相反。
本發明的較佳態樣是更具備前述第一螺桿及前述第二螺桿的鎖固結構體。
本發明的較佳態樣是前述鎖固結構體是將前述保持環壓抵於前述驅動環的鎖定環。
本發明的較佳態樣是前述鎖固結構體是停止相對於前述驅動環的前述保持環的旋轉的鎖定螺桿。
本發明的較佳態樣是前述鎖固結構體具備：銷，上下自由移動地被支持於前述驅動環，前述保持環具有可插入有前述銷的前端的孔。
本發明的較佳態樣是前述鎖固結構體更具備：凸輪軸，可旋轉地被支持於前述驅動環，前述凸輪軸具有：凸輪部，嚙合於前述銷；以及露出的端部。
本發明的較佳態樣是更具備：鬆弛檢測器，檢測相對於前述第一螺桿的第二螺桿的鬆弛。
本發明的較佳態樣是前述鬆弛檢測器是檢測形成於前述驅動環的第一標記與形成於前述保持環的第二標記的相對位置的標記檢測器。
本發明的較佳態樣是前述鬆弛檢測器是夾在前述驅動環與前述保持環之間的測力器。
本發明的其他態樣是一種研磨頭，其特徵在於具備：頭本體，具有基板接觸面；驅動環，連接於前述頭本體；以及保持環，包圍前述基板接觸面，連接於前述驅動環，其中在前述驅動環形成有第一螺桿，在前述保持環形成有嚙合於前述第一螺桿的第二螺桿，前述第二螺桿在前述保持環的周方向延伸。
本發明的其他態樣是一種保持環，使用於研磨頭，具備：頭本體，具有基板接觸面；以及驅動環，連接於前述頭本體，其中該保持環具有第二螺桿，前述第二螺桿嚙合於形成於前述驅動環的第一螺桿，前述第二螺桿在前述保持環的周方向延伸。
保持環是藉由第一螺桿與第二螺桿的嚙合來連接於驅動環。也就是說，藉由使整個保持環旋轉，第二螺桿嚙合於第一螺桿，保持環被固定於驅動環。當保持環在相反方向旋轉，則第一螺桿與第二螺桿的嚙合脫離，可從驅動環移除保持環。如此，只要使保持環旋轉，就可以安裝且拆卸保持環，所以不需要從研磨裝置拆除研磨頭，更不需要分解研磨頭。再者，因為第二螺桿在保持環的周方向延伸，所以第一螺桿與第二螺桿之間運作的鎖緊力在保持環全周是均勻的。因此，保持環內產生的應力也會均勻，保持環不會歪曲。
1‧‧‧研磨頭(基板保持裝置)
2‧‧‧研磨墊
2a‧‧‧研磨面
3‧‧‧研磨台
3a‧‧‧台軸
5‧‧‧研磨液供給噴嘴
10‧‧‧頭本體
11‧‧‧頭軸
12‧‧‧旋轉筒
13‧‧‧台馬達
14、20‧‧‧定時滑輪
16‧‧‧頭臂
18‧‧‧頭馬達
19‧‧‧定時帶
21‧‧‧頭臂軸
25‧‧‧旋轉關節
27‧‧‧上下移動機構
28‧‧‧跨橋
29‧‧‧支持台
30‧‧‧支柱
32‧‧‧滾珠螺桿
32a‧‧‧螺桿軸
32b‧‧‧螺帽
38‧‧‧伺服馬達
40‧‧‧保持環
40a‧‧‧上面
40b、40c、171‧‧‧孔
41‧‧‧凸緣
42‧‧‧分隔物
43‧‧‧托架
43a、192‧‧‧溝
45‧‧‧彈性膜
45a‧‧‧基板接觸面
46‧‧‧驅動環
46a‧‧‧下面
47‧‧‧環狀驅動環本體
48‧‧‧環狀保持環本體
49‧‧‧凹環
50‧‧‧壓力室
60‧‧‧保持環按壓機構
61‧‧‧活塞
62‧‧‧滾動膜片
63‧‧‧保持環壓力室
65‧‧‧壓力調整裝置
75‧‧‧連接部件
76‧‧‧軸部
77‧‧‧輪轂
78‧‧‧輪輻
80‧‧‧驅動滾筒
85‧‧‧球面軸承
90‧‧‧安裝螺桿
91‧‧‧第一螺桿
92‧‧‧第二螺桿
94‧‧‧螺桿環
95‧‧‧環狀突部
97‧‧‧環狀凹部
100A、100B‧‧‧密封環
110‧‧‧鎖緊工具
111‧‧‧圓弧臂
112‧‧‧突起
122‧‧‧螺桿孔
125‧‧‧鎖定螺桿
127、150‧‧‧鎖定環
130、158‧‧‧雄螺桿
131、157‧‧‧雌螺桿
135、155‧‧‧凸緣部
136、154‧‧‧小徑部
141‧‧‧第一標記
142‧‧‧第二標記
143‧‧‧標記檢測器
145‧‧‧測力器
151‧‧‧鎖定螺帽
152‧‧‧凸部
161、162、163、164‧‧‧楔形面
165‧‧‧凹陷
167‧‧‧密封帶
170‧‧‧銷
172‧‧‧塊
190‧‧‧凸輪軸
191‧‧‧端部
195‧‧‧凸輪部
197‧‧‧彈簧
300‧‧‧研磨頭
301‧‧‧保持環
302‧‧‧驅動環
305‧‧‧螺孔
307‧‧‧螺桿
W‧‧‧基板
第一圖表示在本發明的一實施形態的研磨裝置的示意圖。
第二圖表示研磨裝置的詳細結構的圖。
第三圖表示研磨頭的剖面圖。
第四圖表示驅動環及連接部件的平面圖。
第五圖是保持環與驅動環的擴大剖面圖。
第六圖是第五圖所示的第一螺桿與第二螺桿的嚙合脫離時的保持環與驅動環的擴大剖面圖。
第七圖表示在驅動環與保持環之間設有密封環的實施形態的圖。
第八圖表示在驅動環與保持環之間設有密封環的其他實施形態的圖。
第九圖表示保持環與驅動環的其他實施形態的擴大剖面圖。
第十圖是第九圖所示的第一螺桿與第二螺桿的嚙合脫離時的保持環與驅動環的擴大剖面圖。
第十一圖表示保持環的其他實施形態的圖。
第十二圖是第十一圖所示的第一螺桿與第二螺桿的嚙合脫離時的保持環與驅動環的擴大剖面圖。
第十三圖表示保持環的其他實施形態的圖。
第十四圖表示保持環與驅動環的其他實施形態的擴大剖面圖。
第十五圖是第十四圖所示的第一螺桿與第二螺桿的嚙合脫離時的保持環與驅動環的擴大剖面圖。
第十六圖表示用來使保持環旋轉的鎖緊工具的圖。
第十七圖表示以鎖緊工具使保持環在其軸心周圍旋轉的狀態的圖。
第十八圖表示具備由鎖定螺桿構成的鎖固結構體的實施形態的圖。
第十九圖表示鎖定螺桿適用於第十四圖及第十五圖所示實施形態的實施形態圖。
第二十圖表示具備由鎖定環所構成的鎖固結構體的實施形態的圖。
第二十一圖表示鎖固結構體的另一實施形態的圖。
第二十二圖是第二十一圖所示的鎖定環與鎖定螺帽的擴大圖。
第二十三圖是鎖定環及鎖定螺帽的分解圖。
第二十四圖表示鎖固結構體的另一實施形態的圖。
第二十五圖是從箭頭A所示方向來看第二十四圖所示鎖固結構體的剖面圖。
第二十六圖表示銷上昇並從保持環的孔出來的狀態的圖。
第二十七圖表示銷上昇並從保持環的孔出來的狀態的圖。
第二十八圖表示保持環的孔的一實施形態的平面圖。
第二十九圖表示鎖固結構體的另一實施形態的圖。
第三十圖是從箭頭B所示方向來看第二十九圖所示鎖固結構體的剖面圖。
第三十一圖表示形成於保持環的孔的平面圖。
第三十二圖表示使凸輪軸旋轉並以凸輪部使銷上昇的狀態的圖。
第三十三圖表示使凸輪軸旋轉並以凸輪部使銷上昇的狀態的圖。
第三十四圖表示銷與保持環的孔的位置不配合的狀態的圖。
第三十五圖表示檢測相對於第一螺桿的第二螺桿的鬆弛的鬆弛檢測器的圖。
第三十六圖表示保持環的第二螺桿不鬆弛時的第一標記及第二標記的擴大圖。
第三十七圖表示保持環的第二螺桿鬆弛時的第一標記及第二標記的擴大圖。
第三十八圖表示使用測力器做為鬆弛檢測器的實施形態的圖。
第三十九圖表示習知的研磨頭的概略剖面圖。
以下，參照圖式來詳細說明關於本發明的實施形態。又，在圖式中對相同或相當的構成要素，賦予同一符號並省略重複說明。
第一圖表示在本發明的一實施形態的研磨裝置的示意圖。如第一圖所示，研磨裝置具備：研磨頭(基板保持裝置)1，保持並旋轉基板的一例的晶圓W；研磨台3，支持研磨墊2；研磨液供給噴嘴5，供給研磨液(漿體)至研磨墊2。研磨墊2的上面構成用來研磨晶圓W的研磨面2a。
研磨頭1被構成為可在其下面藉由真空吸引來保持晶圓W。研磨頭1及研磨台3如箭頭所示在相同方向旋轉，在此狀態下，研磨頭1將晶圓W壓抵至研磨墊2的研磨面2a。從研磨液供給噴嘴5供給研磨液至研磨墊2上，晶圓W在研磨液存在下藉由與研磨墊2的滑接而被研磨。
第二圖表示研磨裝置的詳細結構的圖。研磨台3經由台軸3a連接於配置在其下方的台馬達13，變成可在該台軸3a周圍旋轉。在研磨 台3的上面，貼附有研磨墊2。藉由以台馬達13使研磨台3旋轉，研磨面2a對於研磨頭1相對地移動。因此，台馬達13構成使研磨面2a在水平方向移動的研磨面移動機構。
研磨頭1被連接於頭軸11，此頭軸11是以上下移動機構27相對於頭臂16上下移動。由於此頭軸11的上下移動，使研磨頭1整體相對於頭臂16升降並定位。在頭軸11的上端，安裝有旋轉關節25。
使頭軸11及研磨頭1上下移動的上下移動機構27，具備：跨橋28，經由軸承26可旋轉地支持頭軸11；滾珠螺桿32，安裝於跨橋28：支持台29，被支柱30所支持；以及伺服馬達38，設於支持台29上。支持伺服馬達38的支持台29經由支柱30固定於頭臂16。
滾珠螺桿32具備：螺桿軸32a，連接於伺服馬達38；以及此螺桿軸32a螺合的螺帽32b。頭軸11與跨橋28一體上下移動。因此，當驅動伺服馬達38，跨橋28經由滾珠螺桿32上下移動，藉此，頭軸11及研磨頭1上下移動。
又，頭軸11經由榫(圖未顯示)連接於旋轉筒12。此旋轉筒12在其外周部具備定時滑輪14。頭馬達18被固定於頭臂16，上述定時滑輪14經由定時帶19連接於設在頭馬達18的定時滑輪20。因此，藉由旋轉驅動頭馬達18，經由定時滑輪20、定時帶19以及定時滑輪14，旋轉筒12及頭軸11一體地旋轉，研磨頭1將其軸心做為中心來旋轉。頭馬達18、定時滑輪20、定時帶19以及定時滑輪14構成使研磨頭1將其軸心做為中心來旋轉的研磨頭旋轉機構。頭臂16被可旋轉地被支持於框(圖未顯示)的頭臂軸21所支持。
研磨頭1被構成為在其下面可保持晶圓W等基板。頭臂16被構成為可將頭臂軸21做為中心來旋轉，在下面保持晶圓W的研磨頭1，藉由頭臂16的旋轉從晶圓W的接受位置移動到研磨台3的上方位置。分別使研磨頭1及研磨台3旋轉，從設在研磨台3的上方的研磨液供給噴嘴5供給研磨液至研磨墊2上。使研磨頭1下降，然後按壓晶圓W於研磨墊2的研磨面2a。如此，使晶圓W滑接於研磨墊2的研磨面2a並研磨晶圓W的表面。
接下來，說明關於構成基板保持裝置的研磨頭1。第三圖表示研磨頭1的剖面圖。研磨頭1也被稱為頂環。如第三圖所示，研磨頭1具備：頭本體10，對研磨面2a按壓晶圓W；以及保持環40，配置成包圍晶圓W。頭本體10及保持環40被構成為藉由頭軸11的旋轉來一體的旋轉。保持環40被構成為可獨立於頭本體10來上下移動。
頭本體10具備：圓形的凸緣41；分隔物42，安裝於凸緣41的下面；以及托架43，安裝於分隔物42的下面。凸緣41被連接於頭軸11。托架43經由分隔物42連接於凸緣41，凸緣41、分隔物42以及托架43一體地旋轉且上下移動。凸緣41、分隔物42以及托架43是由工程塑膠(例如PEEK)等樹脂所形成。又，凸緣41也可以由SUS、鋁等金屬形成。
在托架43的下面安裝有抵接於晶圓W的背面的彈性膜45。彈性膜45的下面構成接觸晶圓W的基板接觸面45a。在托架43與彈性膜45之間形成有壓力室50。壓力室50經由旋轉關節25連接於壓力調整裝置65，從壓力調整裝置65供給加壓流體(例如加壓空氣)。彈性膜45是由乙烯丙烯橡膠(EPIDM)、聚氨酯橡膠、矽氧橡膠等強度及耐久性優越的橡膠所形成。
壓力室50也連接於大氣開放機構(圖未顯示)，壓力室50也可以對大氣開放。又，壓力室50也連接於真空泵。在彈性膜45的基板接觸面45a形成有複數個通孔(圖未顯示)。當真空泵在壓力室50內形成真空，基板接觸面45a可藉由真空吸引保持晶圓W。當研磨晶圓W時，在壓力室50內供給有加壓流體(例如加壓空氣)。晶圓W被彈性膜45的基板接觸面45a壓抵至研磨墊2的研磨面2a。
保持環40被配置於彈性膜45的基板接觸面45a的周圍。此保持環40被第一螺桿91及第二螺桿92連接於驅動環46。在晶圓W研磨中，保持環40包圍被基板接觸面45a壓抵於研磨墊2的晶圓W並壓抵研磨墊2的研磨面2a。晶圓W被保持環40保持在研磨頭1內，防止晶圓W從研磨頭1衝出。
驅動環46的上部連接於環狀的保持環按壓機構60。此保持環按壓機構60在驅動環46的整個上面施加均勻的向下負重，藉此對於研 磨墊2的研磨面2a按壓驅動環40的整個下面。
保持環按壓機構60具備：環狀的活塞61，被固定於驅動環46的上部；以及環狀的滾動膜片62，連接於活塞61的上面。藉由滾動膜片62形成保持環壓力室63。此保持環壓力室63經由旋轉關節25連接於壓力調整裝置65。當從此壓力調整裝置65供給加壓流體(例如加壓空氣)至保持環壓力室63，則滾動膜片62將活塞61往下方壓下，又，活塞61將驅動環46及保持環40整體往下方壓下。如此，保持環按壓機構60對於研磨墊2的研磨面2a按壓保持環40的下面。再者，藉由壓力調整裝置65或圖未顯示的真空泵在保持環壓力室63內形成負壓，可使驅動環46及保持環40整體上昇。保持環壓力室63也連接於大氣開放機構(圖未顯示)，保持環壓力室63也可對大氣開放。
驅動環46被連接成可裝卸於保持環按壓機構60。更具體來說，活塞61是由金屬等磁性材料所形成，在驅動環46的上部配置有複數個磁石(圖未顯示)。因為這些磁石吸引活塞61，所以驅動環46被磁力固定於活塞61。也可以不用磁力，藉由扣緊部件等機械地連接活塞61與驅動環46。驅動環46經由連接部件75連接於球面軸承85。此球面軸承85被配置於保持環40的半徑方向內側。
第四圖表示驅動環46及連接部件75的平面圖。如第四圖所示，連接部件75具備：軸部76，配置於頭本體10的中心部；輪轂77，固定於此軸部76；以及複數個輪輻78，從此輪轂77放射狀延伸。輪輻78的一端部固定於輪轂77，輪輻78的另一端部固定於驅動環46。輪轂77、輪輻78與驅動環46形成為一體。驅動環46也可以與輪輻78構成不同部件。
在托架43固定有複數對驅動滾筒80、80。各對的驅動滾筒80、80配置於各輪輻78的兩側，旋轉接觸各輪輻78的兩面。托架43的旋轉經由驅動滾筒80、80傳達至輪輻78，連接於輪輻78驅動環46旋轉。因此，固定於驅動環46的保持環40與頭本體10一體地旋轉。
如第三圖所示，軸部76在球面軸承85內在縱方向延伸。連接部件75的軸部76在縱方向被支持於配置在頭本體10的中央部的球面軸承85成自由移動。如第四圖所示，在托架43形成有複數個放射狀的溝43a， 溝43a收容有輪輻78，各輪輻78在各溝43a內在縱方向自由移動。
藉由如此結構，連接於連接部件75的驅動環46及保持環40相對於頭本體10可在縱方向移動。再者，驅動環46及保持環40被球面軸承85支持成可傾斜。保持環40可相對於基板接觸面45a及被按壓於此的晶圓W傾斜及上下移動，且可獨立於晶圓W按壓研磨墊2。
第五圖是保持環40及驅動環46的擴大剖面圖。保持環40藉由第一螺桿91與第二螺桿92的嚙合，連接於驅動環46。驅動環46具備：環狀驅動環本體47；以及環狀突部95，從此環狀驅動環本體47的下面46a向下方突出。環狀突部95是由固定於環狀驅動環本體47的螺桿環94的下部所構成。
第一螺桿91及第二螺桿92是彼此嚙合的螺旋狀螺紋。第一螺桿91形成於驅動環46的螺桿環94，第二螺桿92形成於保持環40。第一螺桿91在驅動環46的周方向延伸，第二螺桿92在保持環40的周方向延伸。第一螺桿形成於驅動環46的全周，第二螺桿形成於保持環40的全周。當使保持環40旋轉，第一螺桿91與第二螺桿92的嚙合脫離，可從驅動環46移除保持環40。第一螺桿91並不需要連續地延伸，若第一螺桿91形成於驅動環46的全周，也可以中斷第一螺桿91的一部份。同樣，第二螺桿92並不需要連續地延伸，若第二螺桿92形成於保持環40的全周，也可以中斷第二螺桿92的一部份。
第六圖是第一螺桿91與第二螺桿92的嚙合脫離時的保持環40與驅動環46的擴大剖面圖。螺桿環94被複數個安裝螺桿90固定於環狀驅動環本體47。此安裝螺桿90沿著驅動環46的周方向等間隔地配列(參照第四圖)。各安裝螺桿90貫穿環狀驅動環本體47來延伸，螺合於螺桿環94。螺桿環94的上部被埋設於環狀驅動環本體47內，螺桿環94的下部構成從環狀驅動環本體47的下面46a往下方突出的環狀突部95。
在本實施形態，從第一螺桿91的加工容易度的觀點來看，環狀突部95是由與環狀驅動環本體47不同部件的螺桿環94的一部份所構成。也可以固定螺桿環94於環狀驅動環本體47的下面46a，由螺桿環94整體構成環狀突部95。為了更堅固地將螺桿環94固定於環狀驅動環本體 47，也可以將螺桿環94接著於環狀驅動環本體47後，以安裝螺絲90固定。再者，也可以由相同材料一體地形成螺桿環94與環狀驅動環本體47來構成驅動環46。
環狀突部95在環狀驅動環本體47的全周延伸，與環狀驅動環本體47及保持環40為同心狀。第一螺桿91形成於環狀突部95的內側的側面。在保持環40的上面，形成有環狀凹部97，環狀凹部97收容有環狀突部95，在此環狀凹部97的內側的側面形成有第二螺桿92。環狀凹部97在保持環40的全周延伸，與保持環40為同心狀。在此實施形態，第一螺桿91為雌螺桿，第二螺桿92為雄螺桿。
藉由使保持環40的整體在其軸心周圍旋轉，如第五圖所示，使第二螺桿92嚙合於第一螺桿91，可連接(固定)保持環40於驅動環46。又，藉由使保持環40整體在其軸心周圍以相反方向旋轉，脫離第一螺桿91與第二螺桿92的嚙合，如第六圖所示，可從驅動環46移除保持環40。
如此，僅使保持環40旋轉，即可安裝且移除保持環40。因此，不需要從研磨裝置移除研磨頭1，更不需要分解研磨頭1。再者，因為第一螺桿91及第二螺桿92在保持環40的全周連續延伸，所以第一螺桿91與第二螺桿92之間進行的鎖緊力在保持環40全周是均勻的。因此，保持環40內產生的應力也會均勻，保持環40不會歪曲。
在研磨頭1旋轉時，起因於保持環40與研磨墊2之間的摩擦的力矩作用於保持環40。在晶圓W的研磨中，為了防止第一螺桿91與第二螺桿92鬆弛，第二螺桿92的鎖緊方向也可以與晶圓W研磨時頭馬達18(參照第二圖)使研磨頭1(及保持環40)旋轉的方向相反。當然，若以第一螺桿91與第二螺桿92獲得充分的扣緊力，則不需要此鬆弛防止結構。
如第五圖所示，在藉由第一螺桿91與第二螺桿92的鎖緊力，保持環40的上面40a被壓抵於驅動環46的環狀驅動環本體47的下面46a的狀態下，保持環40被連接於驅動環46。環狀驅動環本體47的下面46a接觸保持環40的上面40a。第一螺桿91及第二螺桿92被驅動環46及 保持環40完全包圍，不暴露於外部。因此，在晶圓W的研磨時，第一螺桿91及第二螺桿92不浸入研磨液(漿體)，確保保持環40的平穩移除。
為了確實防止研磨液(漿體)的浸入，如第七圖所示，在驅動環46與保持環40之間，較佳為設有O環等密封環100A、100B。在如第七圖所示的實施形態，在第一螺桿91及第二螺桿92的內側，設有由O環組成的內側密封環100A，在第一螺桿91及第二螺桿92的外側，設有由O環組成的外側密封環100B。藉由這兩個密封環100A、100B，密封驅動環46與保持環40之間的空隙，更具體來說，密封環狀驅動環本體47的下面46a與保持環40的上面40a之間的空隙。
在第八圖所示的實施形態，內側密封環100A具有倒U字型的剖面。此內側密封環100A的內周緣被連接於頭本體10的托架43，內側密封環100A的外周緣夾在驅動環46與保持環40之間，更具體來說是夾在環狀驅動環本體47的下面46a與保持環40的上面40a之間。倒U字型的內側密封環100A防止漿體浸入彈性膜(membrane)45與保持環40之間，且成為不妨礙保持環40的上下動作。第八圖所示的內側密封環100A也可以與彈性膜45一體地形成。
第九圖表示保持環40與驅動環46的其他實施形態的擴大剖面圖。第十圖是第九圖所示的第一螺桿91與第二螺桿92的嚙合脫離時的保持環40與驅動環46的擴大剖面圖。在此實施形態，第一螺桿91形成於環狀突部95的外側的側面，第二螺桿92形成於環狀凹部97的外側的側面。第一螺桿91為雄螺桿，第二螺桿92為雌螺桿。如第七圖及第八圖所示的實施形態，在驅動環46與保持環40之間也可以設有O環等密封環100A、100B。
第五圖及第六圖所示的實施形態，與第九圖及第十圖所示的實施形態，都是可藉由第一螺桿91與第二螺桿92的嚙合來固定保持環40於驅動環46，但在這些實施形態，鎖緊力產生的位置不同，所以較佳為配合研磨條件選擇適當的實施形態。
第十一圖及第十二圖表示保持環40的其他實施形態的圖。在此實施形態，保持環40具備：環狀保持環本體48；以及凹環49，配置 於該環狀保持環本體48內。環狀保持環本體48的下面構成按壓研磨墊2的按壓面。上述環狀凹部97及第二螺桿92形成於凹環49。凹環49藉由接著、壓入或熔接等固定於環狀保持環本體48。
相對於環狀保持環本體48是由樹脂所構成者，凹環49是由比環狀保持環本體48強度更高的材料，例如金屬、陶瓷、碳、PEEK等所構成。從成本的觀點來看，較佳為使用耐腐蝕性高的不銹鋼。為了測量晶圓W的膜厚，在使用渦電流感測器的情況下，凹環49由陶瓷等強度高的非金屬材料所構成為較佳。如第十三圖所示，也可以將凹環49適用於第九圖及第十圖所示的實施形態。
第十四圖表示保持環40與驅動環46的其他實施形態的擴大剖面圖。不需特別說明的本實施形態的結構與第五及六圖所示的實施形態的結構相同，所以省略重複說明。在此實施形態，保持環40具備：環狀保持環本體48；以及環狀突部95，從此環狀保持環本體48的上面40a向上方突出。環狀突部95由固定於環狀保持環本體48的螺桿環94的上部所構成。
環狀突部95在環狀保持環本體48的全周延伸，與環狀保持環本體48為同心狀。在驅動環46的下面46a形成有環狀凹部97，環狀凹部97收容有環狀突部95，在此環狀凹部97的內側的側面形成有第一螺桿91。第二螺桿形成於環狀突部95的內側的側面。環狀凹部97在驅動環46的全周延伸，與驅動環46為同心狀在此實施形態，第一螺桿91為雄螺桿，第二螺桿92為雌螺桿。在環狀凹部97的外側的側面也可以形成有第一螺桿91，在環狀突部95的外側的側面，也可以形成有第二螺桿92。
第一螺桿91及第二螺桿92形成於驅動環46及保持環40的全周。當使保持環40旋轉，則第一螺桿91與第二螺桿92的嚙合脫離，可從驅動環46移除保持環40。
第十五圖是第十四圖所示的第一螺桿91與第二螺桿92的嚙合脫離時的保持環40與驅動環46的擴大剖面圖。螺桿環94被複數個安裝螺桿(圖未顯示)固定於環狀保持環本體48。螺桿環94的下部被埋設於環狀保持環本體48內，螺桿環94的上部構成從環狀保持環本體48的上面40a 向上方突出的環狀突部95。
在本實施形態，從第二螺桿92的加工容易度來看，環狀突部95是由與環狀保持環本體48不同部件的螺桿環94的一部份所構成。也可以將螺桿環94固定於環狀保持環本體48的上面40a，由螺桿環94的整體構成環狀突部95。為了更堅固地固定螺桿環94於環狀保持環本體48，將螺桿環94接著於環狀保持環本體48後，以複數個安裝螺桿(圖未顯示)來固定。再者，螺桿環94與環狀保持環本體48也可以是由相同材料一體地形成來構成保持環40。
如第十四圖所示，在藉由第一螺桿91與第二螺桿92的鎖緊力，環狀保持環本體48的上面40a被壓抵於驅動環46的下面46a的狀態下，保持環40被連接於驅動環46。驅動環46的下面46a與保持環40的環狀保持環本體48的上面40a接觸。第一螺桿91及第二螺桿92被驅動環46及保持環40完全包圍，不暴露於外部。因此，在晶圓W的研磨時，研磨液(漿體)不浸入第一螺桿91及第二螺桿92，確保保持環40的平穩移除。上述第七~十圖所示的實施形態，也可以適當適用於第十四圖所示的實施形態。
第十六圖表示用來使保持環40旋轉的鎖緊工具110的圖。如第十六圖所示，使用用來使保持環40旋轉的專用的鎖緊工具110，將第二螺桿92鎖緊於第一螺桿91。鎖緊工具110具有沿著保持環40的外周面的形狀的圓弧臂111，在該圓弧臂111的前端形成有突起112。在保持環40的外周面，形成有鎖緊工具110的突起112嚙合的複數個凹陷。
保持環40是首先不使用鎖緊工具110以手旋轉，將第二螺桿92旋入第一螺桿91一定程度。之後，使用第十六圖所示的鎖緊工具110來施加強力矩於保持環40。第十七圖表示以鎖緊工具110使保持環40在其軸心周圍旋轉的狀態的圖。鎖緊工具110的突起112被嵌入保持環40的複數個凹陷中的一個，在此狀態下，以手使鎖緊工具110在箭頭所示方向旋轉。
當以鎖緊工具110使保持環40旋轉時，為了使研磨頭1不旋轉，頭馬達18(參照第二圖)具有鎖定研磨頭的旋轉的鎖定功能。具體 來說，不使頭馬達18旋轉，將電流流至頭馬達18，在頭馬達18產生額定轉矩以上的固定力。也可以以專用工具固定支持研磨頭1的頭軸11(參照第一及二圖)並使保持環40旋轉。
在晶圓W研磨中，當第一螺桿91與第二螺桿92鬆弛，相對於頭本體10的保持環40的位置改變，結果，晶圓W的研磨輪廓變化，晶圓W有破損之虞。因此，為了防止第一螺桿91及第二螺桿92的鬆弛，較佳為設有第十八~二十三圖所示的鎖固結構體。
第十八圖所示的鎖固結構體是停止相對於驅動環46的保持環40的旋轉的鎖定螺桿125。此鎖定螺桿125被埋設於保持環40，接觸驅動環46的環狀突部95。更具體來說，在保持環40的外周面形成有連通於環狀凹部97的螺桿孔122，鎖定螺桿125的前端接觸環狀突部95的外周面為止，鎖定螺桿125被旋入螺桿孔122。
第十九圖表示鎖定螺桿125適用於第十四圖所示實施形態的實施形態圖。鎖定螺桿125被埋設於驅動環46，接觸保持環40的環狀突部95。更具體來說，在驅動環46的外周面形成有連通於環狀凹部97的螺桿孔122，鎖定螺桿125的前端接觸環狀突部95的外周面為止，鎖定螺桿125被旋入螺桿孔122。
第二十圖所示的鎖固結構體是將保持環40壓抵於驅動環46的鎖定環127。在驅動環46的外周面形成有雄螺桿130，在鎖定環127的內周面，形成有嚙合於驅動環46的雄螺桿130的雌螺桿131。在保持環40的上部形成有向外側突出的凸緣部135，在鎖定環127的下部形成有向內側突出的小徑部136。在鎖定環127的小徑部136的上面抵接於保持環40的凸緣部135的下面為止，鎖定環127鎖緊於驅動環46。保持環40被鎖定環127壓抵於驅動環46，藉此防止第一螺桿91及第二螺桿92的鬆弛。
鎖緊鎖定環127的方向較佳為與鎖緊保持環40的第二螺桿92的方向相反。因為當保持環40要在第二螺桿92鬆弛的方向旋轉，鎖定環127被鎖緊，所以做為保持環40的鬆弛防止會更有效果。鎖定環127也可以同樣適用於第十四及十五圖所示的實施形態。
第二十一圖表示鎖固結構體的另一實施形態的圖。第二十一 圖所示的鎖固結構體基本上是由鎖定環150與鎖定螺帽151的組合所構成。第二十二圖是第二十一圖所示的鎖定環150與鎖定螺帽151的擴大圖。鎖定環150具有向下方突出的複數個凸部152。在保持環40的上面40a，形成有嵌入有凸部152的複數個孔40b。鎖定環150在其凸部152分別被嵌入保持環40的孔40b的狀態下，接觸驅動環46的外周面。
鎖定環150被配置於驅動環46的周圍。鎖定環150具有在半徑方向內側突出的小徑部154。驅動環46具有在半徑方向外側突出的凸緣部155。小徑部154的下面接觸凸緣部155的上面，藉此鎖定環150的小徑部154嚙合於驅動環46的凸緣部155。
鎖定螺帽151被配置於驅動環46的周圍，且接觸鎖定環150。在鎖定螺帽151的內周面形成有雌螺桿157，在驅動環46的外周面形成有雄螺桿158。雌螺桿157在鎖定螺帽151的周方向延伸成螺旋狀，雄螺桿158在驅動環46的周方向延伸成螺旋狀。
鎖定螺帽151的下面的至少一部分是由楔形面161所構成，鎖定環150的上面的至少一部分是由與鎖定螺帽151的楔形面161接觸的楔形面162所構成。楔形面161及楔形面162具有圓錐梯形，該圓錐梯形具有相同傾斜角度。鎖定螺帽151的楔形面161接觸鎖定環150的楔形面162，鎖定螺帽151的雌螺桿157螺合於驅動環46的雄螺桿158。因為鎖定環150的小徑部154嚙合於驅動環46的凸緣部155，所以鎖定環150被支持於驅動環46。因此，即使強力鎖緊鎖定螺帽151，鎖定環150也不會對保持環40傳達向下的力。
鎖定環150的下面的外周部是由楔形面163所構成，保持環40的上面40a的外周部是由接觸鎖定環150的楔形面163的楔形面164所構成。楔形面163及楔形面164具有圓錐梯形，該圓錐梯形具有相同傾斜角度。當鎖緊鎖定螺帽151，鎖定環150的楔形面163被壓抵於保持環的楔形面164，界使鎖定環150與保持環40之間的空隙被密封。
第二十三圖是鎖定環150及鎖定螺帽151的分解圖。鎖定環150是在其凸部被嵌入保持環40的孔40b，且小徑部154嚙合於凸緣部155的狀態下，被安裝於驅動環46的外周面。再者，使鎖定螺帽151旋轉，使 雌螺桿157螺合於驅動環46的雄螺桿158。藉由鎖緊鎖定螺帽151，鎖定螺帽151的楔形面161被壓抵於鎖定環150的楔形面162，藉此，鎖定環150被夾在鎖定螺帽151與驅動環46之間。因為鎖定環150的凸部152嵌合於保持環40的孔40b，所以保持環40的旋轉被鎖定環150所拘束。
鎖緊工具110的突起112(參照第十六圖)可插入的凹陷165被形成於鎖定螺帽151的外周面。因此，與保持環40一樣，用鎖緊工具110可扣緊鎖定螺帽151。又，也可以準備與鎖緊工具110不同的鎖緊工具用於鎖定螺帽151。當鎖定鎖定螺帽151，鎖定環150與鎖定螺帽151的楔形面161、162發揮楔子效果，鎖定環150被固定於驅動環46。保持環40的旋轉被鎖定環150防止。
鎖緊鎖定螺帽151的方向較佳為與鎖緊保持環40的第二螺桿92的方向相反。因為當保持環40要在第二螺帽92鬆弛的方向旋轉，則鎖定螺帽151被鎖緊，所以做為保持環40的鬆弛防止是更有效果的。
如第二十一圖所示，為了防止來自頭本體10與鎖定螺帽151之間的空隙的研磨液或水的浸入，設有連接頭本體10的外周面與鎖定螺帽151的外周面的密封帶167。此密封帶167是由柔軟的環狀薄片所形成，在頭本體10及鎖定螺帽151的全周延伸。密封帶167可在上下方向伸縮，不妨礙保持環40的上下移動。
在第二十一圖所示的實施形態，設有密封環100A，密封環100A具有連接彈性膜(membrane)45與保持環40的倒U字型的剖面。此密封環100A的內周緣連接於彈性膜45，密封環100A的外周緣連接於保持環40。倒U字型的密封環100A防止漿體浸入彈性膜(membrane)45與保持環40之間，且不妨礙保持環40的上下動作。密封環100A也可以與彈性膜45一體地形成。
第二十四圖表示鎖固結構體的另一實施形態的圖。第二十四圖所示的鎖固結構體具備：銷170，可上下移動地被支持於驅動環46；以及凸輪軸190，嚙合於銷170。銷170可相對於驅動環46及保持環40在上下方向移動。在保持環40形成有孔40c，藉由銷170的前端插入此孔40c，拘束保持環40的相對於驅動環46的旋轉。在本實施形態，銷170在驅動 環46上下方向延伸，銷170的橫方向的移動被驅動環46所拘束。
凸輪軸190被支持於驅動環46成可旋轉。凸輪軸190具有露出的端部191。此露出的端部191位於驅動環46的外周面內。在露出的端部191形成有一字型螺絲起子可嚙合的溝192。當在一字型螺絲起子的前端嚙合於溝192的狀態下，使一字型螺絲起子旋轉，則凸輪軸190可以其軸心為中心來旋轉。
第二十五圖是從箭頭A所示方向來看第二十四圖所示鎖固結構體的剖面圖。凸輪軸190具有相對於其軸心為偏心的凸輪部195。銷170的上部是長方形的孔171空著的塊172所構成。凸輪軸190貫穿塊172的孔171，凸輪軸190的凸輪部195接觸形成孔171的塊172的內面。當凸輪軸190以其軸心為中心旋轉，則銷170因凸輪部195上下移動。第二十四及二十五圖表示銷170插入孔40c的狀態，第二十六及二十七圖表示銷170上昇並從孔40c出來的狀態。
在研磨中，保持環40鬆弛或鎖緊的方向的旋轉被此銷170與孔40c的嚙合所拘束。如第二十八圖所示，若考慮作業性，保持環40的孔40c是周方向的長孔為佳。當固定力矩鎖緊保持環40時，不知道保持環40會在何位置停止。因此，當保持環40的孔40c是圓形時，安排銷170於圓孔是困難的。根據本實施形態，因為孔40c是在保持環40的周方向延伸的長孔，所以具有可省略位置調整的可能性高的優點。也就是說，以預定的力矩鎖緊保持環40後，若銷170位於孔40c上，則凸輪軸190可旋轉，銷170下降。另一方面，銷170若位於孔40c上，則銷170位於孔40c上為止，會更鎖緊保持環40。銷即使在170的前端被插入孔40c時，保持環40可以在孔40c的長度範圍內旋轉。因此，孔40c即使變化鎖緊力矩，具有不影響程序的長度(保持環40的周方向的長度)為佳。
在鎖緊保持環40時，銷170是否位於孔40c的正上方，可以從分別設在保持環40的外周面與驅動環46的外周面的標記(圖未顯示)的位置來判斷。設於保持環40的標記表示孔40c的位置，設於驅動環46的標記表示銷170的位置。
第二十九圖表示鎖固結構體的另一實施形態的圖。第三十圖 是從箭頭B所示方向來看第二十九圖所示鎖固結構體的剖面圖。第二十九及三十圖所示的鎖固結構體具備：銷170，可上下移動地被支持於驅動環46；凸輪軸190，嚙合於銷170；以及彈簧197，向保持環40按壓銷170。雖然在本實施形態設有兩個彈簧197，但也可以設有一個彈簧或三個以上的彈簧。因為本實施形態的基本結構與第二十四及二十五圖所示的實施形態相同，所以省略重複的說明。
第三十一圖表示形成於保持環40的孔40c的平面圖。在本實施形態，孔40c是圓孔。第三十二及三十三圖表示使凸輪軸190旋轉並以凸輪部195使銷170上昇的狀態的圖。首先，如第三十二及三十三圖所示，在鎖緊保持環40前，以凸輪軸190使銷170上昇。接下來，在鎖緊保持環40後，使凸輪軸190旋轉，以彈簧197壓抵銷170於保持環40。如第三十四圖所示，即使在銷170與孔40c的位置不配合的情況下，當以在研磨中作用的旋轉力，保持環40相對於驅動環64旋轉，則銷170與孔40c並列，藉由彈簧197，銷170被插入至孔40c。在此實施形態，凸輪軸190只將銷170往上方向提昇，銷170是因彈簧197在下方向移動。
如第三十五圖所示，也可以設有鬆弛檢測器，鬆弛檢測器檢測相對於第一螺桿91的第二螺桿91的鬆弛。如第三十五圖所示的鬆弛檢測器是檢測形成於驅動環46的第一標記與形成於保持環40的第二標記的相對位置的標記檢測器143。在標記檢測器143可使用圖像感測器或雷射感測器等能測量形狀或相對位置的感測器。
第三十六圖表示保持環40的第二螺桿92不鬆弛時的第一標記141及第二標記142的擴大圖。如第三十六圖所示，在保持環40的第二螺桿92不鬆弛時，第一標記141及第二標記142在相同位置。對此，當保持環40的第二螺桿92鬆弛，則如第三十七圖所示，相對於第一標記141的第二標記142的位置偏離。標記檢測器143根據第一標記141及第二標記142的相對位置，檢測第二螺桿92的鬆弛。
第三十八圖表示使用測力器145做為鬆弛檢測器的實施形態的圖。測力器145被配置於驅動環46與螺桿環94之間，且配置於鄰接的兩個安裝螺桿90(參照第四圖)之間。當第二螺桿92被鎖緊於地螺桿 91，則螺桿環94在保持環40拉伸。測力器145測量此拉伸力。當第二螺桿91鬆弛，則被測力器145所測量的拉伸力會降低。因此，從拉伸力的降低可檢測第二螺桿91的鬆弛。
上述實施形態以本發明所屬技術領域中具有通常知識者可實施本發明做為目的來記載者。上述實施形態的各種變形例，若為本領域人士當然可進行，本發明的技術思想也適用於其他實施形態。因此，本發明並非受限於所記載的實施形態，而是根據專利申請範圍所定義的技術思想的最廣範圍來解釋者。
10‧‧‧頭本體
40‧‧‧保持環
40a‧‧‧上面
41‧‧‧凸緣
42‧‧‧分隔物
43‧‧‧托架
45‧‧‧彈性膜
46‧‧‧驅動環
46a‧‧‧下面
47‧‧‧環狀驅動環本體
60‧‧‧保持環按壓機構
78‧‧‧輪輻
90‧‧‧安裝螺桿
91‧‧‧第一螺桿
92‧‧‧第二螺桿
94‧‧‧螺桿環
95‧‧‧環狀突部
97‧‧‧環狀凹部
W‧‧‧基板

Claims (32)

  1. 一種研磨裝置，其特徵在於具備：研磨台，用來支持研磨墊；研磨頭，用來壓抵基板於前述研磨墊；以及頭馬達，用來使前述研磨墊旋轉，其中前述研磨頭具備：頭本體，具有基板接觸面；驅動環，連接於前述頭本體；以及保持環，包圍前述基板接觸面，連接於前述驅動環，其中在前述驅動環形成有第一螺桿，在前述保持環形成有嚙合於前述第一螺桿的第二螺桿，前述第二螺桿在前述保持環的周方向延伸。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之研磨裝置，其中前述驅動環具有：環狀驅動環本體；以及環狀突部，從前述環狀驅動環本體的下面向下方突出；在前述保持環的上面，形成有環狀凹部，該環狀凹部收容有前述環狀突部；在前述環狀突部的側面形成有前述第一螺桿，在前述環狀突部的側面形成有前述第二螺桿。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之研磨裝置，其中前述環狀突部是由固定於前述環狀驅動環本體的螺桿環的至少一部份所構成。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之研磨裝置，其中前述環狀驅動環本體的下面與前述保持環的上面接觸。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之研磨裝置，其中前述保持環具有：環狀保持環本體；以及凹環，形成有前述環狀凹部及前述第二螺桿；前述凹環具有比前述環狀保持環本體更高的強度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之研磨裝置，其中前述保持環具有：環狀保持環本體；以及環狀突部，從前述環狀保持環本體的上面向上方突出；在前述驅動環的下面，形成有環狀凹部，該環狀凹部收容有前述環狀突部；在前述環狀凹部的側面形成有前述第一螺桿，在前述環狀突部的側面形成有前述第二螺桿。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之研磨裝置，其中前述環狀突部是由固定於 前述環狀保持環本體的螺桿環的至少一部份所構成。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之研磨裝置，其中前述環狀保持環本體的上面與前述保持環的下面接觸。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之研磨裝置，其中在前述第一螺桿及前述第二螺桿的內側及外側，分別設有密封環，該密封環密封前述驅動環與前述保持環之間的空隙。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之研磨裝置，其中在前述保持環的外周面，形成有鎖緊工具嚙合的凹陷，該鎖緊工具用來使該保持環在其軸心周圍旋轉。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之研磨裝置，其中前述頭馬達具有鎖定前述研磨頭的旋轉的鎖定功能。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之研磨裝置，其中前述第二螺桿被鎖緊的方向與在前述基板研磨時前述頭馬達使前述研磨頭旋轉的方向相反。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之研磨裝置，更具備前述第一螺桿及前述第二螺桿的鎖固結構體。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之研磨裝置，其中前述鎖固結構體是將前述保持環壓抵於前述驅動環的鎖定環。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之研磨裝置，其中前述鎖固結構體是停止相對於前述驅動環的前述保持環的旋轉的鎖定螺桿。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之研磨裝置，其中前述鎖固結構體具備：銷，上下自由移動地被支持於前述驅動環，前述保持環具有可插入有前述銷的前端的孔。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之研磨裝置，其中前述鎖固結構體更具備：凸輪軸，可旋轉地被支持於前述驅動環，前述凸輪軸具有：凸輪部，嚙合於前述銷；以及露出的端部。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之研磨裝置，更具備：鬆弛檢測器，檢測相對於前述第一螺桿的第二螺桿的鬆弛。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之研磨裝置，其中前述鬆弛檢測器是檢測形成於前述驅動環的第一標記與形成於前述保持環的第二標記的相對位置的標記檢測器。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之研磨裝置，其中前述鬆弛檢測器是夾在前述驅動環與前述保持環之間的測力器。
  21. 一種研磨頭，其特徵在於具備：頭本體，具有基板接觸面；驅動環，連接於前述頭本體；以及保持環，包圍前述基板接觸面，連接於前述驅動環，其中在前述驅動環形成有第一螺桿，在前述保持環形成有嚙合於前述第一螺桿的第二螺桿，前述第二螺桿在前述保持環的周方向延伸。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之研磨頭，其中前述驅動環具有：環狀驅動環本體；以及環狀突部，從前述環狀驅動環本體的下面向下方突出；在前述保持環的上面，形成有環狀凹部，該環狀凹部收容有前述環狀突部；在前述環狀突部的側面形成有前述第一螺桿，在前述環狀突部的側面形成有前述第二螺桿。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之研磨頭，其中前述環狀突部是由固定於前述環狀驅動環本體的螺桿環的至少一部份所構成。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之研磨頭，其中前述環狀驅動環本體的下面與前述保持環的上面接觸。
  25. 如申請專利範圍第22項所述之研磨頭，其中前述保持環具有：環狀保持環本體；以及凹環，形成有前述環狀凹部及前述第二螺桿；前述凹環具有比前述環狀保持環本體更高的強度。
  26. 如申請專利範圍第21項所述之研磨頭，其中前述保持環具有：環狀保持環本體；以及環狀突部，從前述環狀保持環本體的上面向上方突出；在前述驅動環的下面，形成有環狀凹部，該環狀凹部收容有前述環狀突部；在前述環狀凹部的側面形成有前述第一螺桿，在前述環狀突部的側面形成有前述第二螺桿。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之研磨頭，其中前述環狀突部是由固定於前述環狀保持環本體的螺桿環的至少一部份所構成。
  28. 如申請專利範圍第26項所述之研磨頭，其中前述環狀保持環本體的上面 與前述保持環的下面接觸。
  29. 如申請專利範圍第21項所述之研磨頭，其中在前述第一螺桿及前述第二螺桿的內側及外側，分別設有密封環，該密封環密封前述驅動環與前述保持環之間的空隙。
  30. 一種保持環，使用於研磨頭，該保持環具備：頭本體，具有基板接觸面；以及驅動環，連接於前述頭本體，其中該保持環具有第二螺桿，前述第二螺桿嚙合於形成於前述驅動環的第一螺桿，前述第二螺桿在前述保持環的周方向延伸。
  31. 如申請專利範圍第30項所述之保持環，其中在前述保持環的上面形成有環狀凹部，在前述環狀凹部的側面形成有第二螺桿。
  32. 如申請專利範圍第30項所述之保持環，其中前述保持環具有：環狀保持環本體；以及環狀突部，從前述環狀保持環本體的上面向上方突出；在前述環狀突部的側面形成有前述第二螺桿。
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