(57)【要約】【課題】  基板の汚染や破損のリスクを最小にしつつ、研磨のスループット、平坦性及び仕上の最適化を可能にする。【解決手段】  本発明に従った構成では、多数の、例えば４つの、同一のウエハヘッドが、カルーセル支持板の中心支持体の周りに均等に分布するように設置される。中心で支持されるカルーセルフレームは、回転しているときは、ウエハヘッド及び基板を配置させる。ヘッドそれぞれは、独立して回転でき、また独立して、ヘッド板に形成されたスロットの中に、放射方向往復運動をすることが可能である。ウエハヘッドを保持するカルーセル組立体が縦に固定されているためポリシングパッドの表面からウエハを昇降させるためには、ウエハヘッドのウエハ受け面とカルーセルアームの縦固定支持体との間に相対運動をさせる必要がある。構成の１つでは、ウエハヘッドのウエハ受け面とウエハヘッドの頂部部材との間の相対運動により、必要な縦方向の運動が与えられる。【選択図】  図１
2008078673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨装置において：
第１研磨面を支持する第１プラーテンと；
第２研磨面を支持する第２プラーテンと；
カルーセル軸の周りに回転可能なカルーセルと；
上部で基板を固定して、前記第１プラーテンで支持された前記第１研磨面及び前記第２プラーテンで支持された前記第２研磨面の一方に接触させるように前記カルーセル上に取り付けられた第１基板ヘッドであって、前記基板が前記第１研磨面及び第２研磨面の一方と接触している間、前記第１研磨面及び第２研磨面の一方と前記基板との間で相対的な直線運動を発生させるように前記カルーセル軸から半径方向に伸びる第１軸に沿って前記カルーセル上を直線上に移動可能である、前記第１基板ヘッドと；
上部で基板を固定して前記第１研磨面又は第２研磨面の他方に接触させるように前記カルーセル上に取り付けられた第２基板ヘッドであって、前記基板が前記第１研磨面及び第２研磨面の他方と接触している間、前記第１研磨面及び第２研磨面の他方と前記基板との間で相対的な直線運動を発生させるように前記カルーセル軸から半径方向に伸びる第２軸に沿って前記カルーセル上を直線上に移動可能である、前記第２基板ヘッドと、
を備え、
前記第１プラーテン及び第２プラーテンは前記カルーセル軸の周りに異なる角度位置で配置されており、
前記第１基板ヘッドが前記第１プラーテンに隣接する第１位置と、前記第２基板ヘッドが前記第２プラーテンに隣接する第２位置との間で、前記カルーセルが回転可能である、前記研磨装置。
【請求項２】
前記カルーセルは、上部に基板が固定された前記第１基板ヘッドを、前記第１研磨面に対応する位置から、前記第２研磨面に対応する他の位置まで、移動するように作動可能である、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記第１研磨面と前記第２研磨面は、異なる材料から構成される、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記第１プラーテン及び第２プラーテンは、それぞれのプラーテン軸の周りを回転可能である、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記第１基板ヘッド及び第２基板ヘッドは、回転可能である、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記カルーセル軸に向かう／前記カルーセル軸から離れる半径方向の相対的な直線運動は、前記基板と前記研磨面の中心軸間の距離を周期的に変動させる、請求項１に記載の研磨装置。
【請求項７】
研磨方法において：
カルーセル軸の周りに回転可能なカルーセル上に取り付けられた基板ヘッドで基板を保持するステップと；
プラーテン上で支えられた研磨面に前記基板を接触させるステップと；
前記基板が前記研磨面と接触している間、前記基板と前記研磨面との間に相対的な直線運動を発生させるように前記カルーセル軸から半径方向に伸びる半径方向軸に沿って前記カルーセル上で前記基板ヘッドを直線上に移動させる、前記ステップと；
前記基板を、前記研磨面に接触している位置から、他のプラーテンで支えられた他の研磨面に接触する他の位置まで、前記カルーセルを前記カルーセル軸の周りに回転させることにより移動させるステップと；
を備える、前記研磨方法。
【請求項８】
前記基板を前記基板ヘッドに装填するステップを更に備える、請求項７に記載の研磨方法。
【請求項９】
前記基板ヘッドから前記基板を搬出するステップを更に備える、請求項７に記載の研磨方法。
【請求項１０】
前記基板が前記研磨面に接触している間、前記基板ヘッドと、その上部に固定された前記基板とを回転させるステップを更に備える、請求項７に記載の研磨方法。
【請求項１１】
前記研磨面と前記他の研磨面は、異なる材料から構成され、段階的なポリシングを前記基板に与える、請求項７に記載の研磨方法。
【請求項１２】
前記研磨面を回転させるステップを更に備える、請求項７に記載の研磨方法。
【請求項１３】
研磨装置において：
カルーセル軸の周りに回転可能なカルーセルと；
それぞれが上部で研磨面を支えるＮ個のプラーテンであって、（Ｎ＋１）個のステーションのうちＮ個のステーションに配置され、前記（Ｎ＋１）個のステーションは、前記カルーセル軸の周りに等角度の間隔で配置されている、前記プラーテンと；
前記カルーセルにより支えられた（Ｎ＋１）個の基板ヘッドであって、前記軸の周りに等角度の間隔で配置され、それぞれが前記（Ｎ＋１）個のステーションに対応する、前記基板ヘッドと；
を備え、
前記（Ｎ＋１）個の基板ヘッドのうち少なくとも一つの基板ヘッドは、前記Ｎ個のプラーテンのうち一つのプラーテンに支えられた研磨面に接触するように基板を上部で保持するように作動可能であり、
前記基板が前記研磨面と接触している間、前記基板ヘッドと前記研磨面との間で相対的な直線運動を発生させるように前記基板ヘッドは前記カルーセル軸から半径方向に伸びる半径方向の軸に沿って前記カルーセル上を直線上に移動可能であり、前記Ｎは２以上である、
前記研磨装置。
【請求項１４】
前記基板を前記基板ヘッドに装填／前記基板ヘッドから搬出する為に、前記（Ｎ＋１）個のステーションのうち他の１個のステーションで配置された移送装置を更に備える、請求項１３に記載の研磨装置。
【請求項１５】
前記カルーセルは、上部に基板が固定された前記基板ヘッドを、前記研磨面に対応する位置から、前記Ｎ個のプラーテンの他方で支持された他の研磨面に対応する他の位置まで、移動するように作動可能である、請求項１３に記載の研磨装置。
【請求項１６】
前記研磨面と前記他の研磨面は、異なる材料から構成される、請求項１５に記載の研磨装置。
【請求項１７】
前記プラーテンは、それぞれのプラーテン軸の周りを回転可能である、請求項１３に記載の研磨装置。
【請求項１８】
前記基板ヘッドは、回転可能である、請求項１３に記載の研磨装置。
【請求項１９】
前記カルーセル軸に向かう／前記カルーセル軸から離れる半径方向の相対的な直線運動は、前記基板と前記研磨面の中心軸間の距離を周期的に変動させる、請求項１３に記載の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
[発明の属する技術分野]
本発明は、連続処理又はバッチ処理による半導体基板のケミカルメカニカルポリシング（化学機械的研磨）の装置及び方法に関する。本発明の特徴は様々であるが、同時に且つ連続的に、基板をウエハヘッドに移送してウエハヘッドの上に搬入し、且つ／又は、クリーニングを行って基板をウエハヘッドから搬出する準備を行うことを、１つ以上の他の基板のポリシング（研磨）を同時に行いつつ行うことが含まれる。基板の移動、クリーニング及びポリシングが、完全に自動化されるような構成とすることが可能である。
【０００２】
[従来の技術]
集積回路は、典型的には、導電膜層、半導体膜層及び絶縁膜層を連続して堆積及びエッチングすることにより、基板、最も一般的には半導体基板の上に形成される。堆積物層の堆積及びエッチングを連続して行う際は、基板の最も上の面、即ち基板の最上層の露出面には次第に、凹凸の多い立体形状が現れる。これは、最上膜層の高さ、即ちこの層の上面とこの層の下の基板の表面との間の距離が、エッチングが一番なされなかった場所では最も大きく、エッチングが一番なされた場所では最も小さいために生じるものである。
【０００３】
このような表面の非平坦性が、集積回路の製造者には問題となる。エッチングのステップは、典型的には、基板の露出面にレジスト層を配設した後、レジストの一部を選択的に除去して係る層にエッチングパターンを与えることによりなされる。層が平坦でなければ、レジスト層をパターニングするフォトリソグラフィーの技術は適切ではなくなり、何故なら、基板表面が、層の表面全体にリソグラフィー装置のフォーカス合せを妨げるほど非平坦であるだろうからである。従って、基板表面を定期的に平坦化し、リソグラフィーのための層表面の平坦性を復活させる必要性がある。
【０００４】
ケミカルメカニカルポリシング（ＣＭＰ）は、平坦化のためのものとして認められている方法の１つである。この平坦化の方法では、典型的には、基板をウエハヘッドに、基板の研磨しようとする面が露出するように設置することが必要である。このヘッドに支持された基板は、回転するポリシングパッドに対して配置される。基板を保持するヘッドも回転させて、基板とポリシングパッド表面との間に更に運動を加えてもよい。更に、研磨スラリ（典型的には、研磨材及び少なくとも１つの化学反応性剤を有し、これらは基板の最上膜層の研磨を促進するように選択される）をパッドに供給し、パッドと基板の境界面に研磨性の化学品溶液を提供する。酸化物層の研磨に対しては、スラリは、直径５０ｎｍ程度のシリカグリットで構成されている。このグリットは、発煙により形成した後、ｐＨ１０．５程度の塩基溶液の中に入れられる。そして、この溶液は、コロイダルサスペンション（コロイド懸濁液）を長期に維持するように、ブレンドして強いシェアをかけられる。メタルの研磨のためには、グリットは、シリカ又はアルミナのいずれかにより形成される。
【０００５】
ポリシングパッドの特性と、特定のスラリの混合物と、その他の研磨のパラメータにより、特定の研磨特性を与えることができる。従って、研磨しようとするいかなる材料に対しても、パッドとスラリの組合せは、理論的には、研磨面の特定の仕上と平坦性を与えることが可能である。基板とパッドの相対速度や基板をパッドへ押圧する力を始めとする、その他の研磨パラメータが、研磨速度や仕上り、平坦性に影響を与えることが理解されるべきである。従って、望ましい仕上りが知られている材料が与えられれば、パッドとスラリの最適な組合せが選択できる。典型的には、所定の材料に対して選択される実際のポリシングパッドとスラリの組合せは、装置におけるウエハスループットのかなりの部分を決めてしまう研磨速度と、基板表面に特に望まれる仕上と平坦性を与える必要性との間の兼合いをもとに決められる。
【０００６】
続いて行われる製造工程の処理条件で研磨済みの面の仕上と平坦性が要求されるため、スループットの研磨速度に関する部分が、しばしば、上記の兼合いにより犠牲となる。それでも、研磨の装置のコストは、処理するウエハの数により償還されるため、商業市場ではスループットが高いことが必須である。無論、高いスループットは、コストと、用いる機械の複雑さに対してバランスさせなければならない。同様に、研磨装置のオペレーション及び保守に要するフロアスペースとオペレータの時間は、販売価格に含まれるべきコストを発生させる。これら全ての理由により、研磨装置には、高いスループットを有し、比較的簡易で安価であり、あまりフロアスペースを使わず、オペレータによる制御と保守が最小限であることが要求される。
【０００７】
パッドの表面の特性が研磨用途に応じて変化するため、また、研磨のため基板が押圧される領域でパッド表面が圧迫されるようになるため、スループットに更に制限が加わることとなる。この状態は通常「グレージング」と称され、これが生じれば、ポリシングパッドの表面の研磨性が低くなり、研磨速度が低下する。このように、グレージングが生じれば、個々の基板の研磨に要する時間が余計にかかる傾向になる。従って、所望の研磨状態を維持し研磨装置の基板のスループットを高く実現するため、ポリシングパッドの表面を定期的に修復し又は調整する必要がある。パッドを調整するには、典型的には、パッド表面を摩耗させて、不規則なところを除去すると共に表面を粗くする。
【０００８】
パッドを調整すれば、平均研磨速度は上がるものの、それ自体のもつ困難性を生じさせる。これが手作業により行われる場合は、整合性が低くなってしまい、また、オペレータのコストが高くなり機械の停止時間が著しく長くなるのでコストで調節したスループットが低くなる。パッドの調整が自動機械で行われる場合は、表面の摩耗の工程でポリシングパッドをえぐり取ったり損傷を与えることのないよう、注意をする必要がある。更に、調整用具とパッドとの相対運動が主にパッドの回転によって与えられる場合は、相対速度及び滞留時間がパッドの半径によって変化し、調整後のパッドが半径方向に不均一となる。
【０００９】
更に、従来の研磨装置では、研磨面に対する基板の搬入出によりスループットが制限される。ギルにより米国特許４,１４１,１８０に示されるように、スループットを増加するために従来技術において試みられたものの１つに、基板研磨のために多数の研磨面を用い、２つの異なるパッドとスラリの組合せにより、研磨速度及び仕上りの最適化を可能とするものがある。そこに記載されるポリシングステーションの研磨（ポリシング）装置では、主研磨面と細密研磨面とが具備される。１つのポリシングパッドが１つのポジショニング装置によって制御され、装置の別々のポリシングステーションの間で１つの基板を移動させる。
【００１０】
スループットを増加させるもう１つの方法は、自身に複数の基板搬送ステーションを有するウエハヘッドを用いて、１つのポリシングパッドに対して複数の基板を同時に搬入し、１つのポリシングパッド上でこれら基板を同時に研磨することを可能にするものである。この方法は単一基板の形式のウエハヘッドに関してはスループットの上昇になるようであるが、このような基板平坦化のためのキャリアの構成を用いることに対して、様々な因子が不利に働き、特に、堆積層をその上に形成した後に顕著である。第１に、研磨使用とするウエハを保持するウエハヘッドが複雑なものであることが挙げられる。パッドに対して各基板にかかる力を制御する試みとして、ウエハを保持するヘッドの一部を浮かせる（フローティングする）アプローチがある。フローティングウエハホルダには、数多くの可動部品が必要であり、圧力ラインを回転及び運動の構成に含める必要がある。更に、パッドに個々の基板を押圧する力を制御する能力が、このウエハヘッド組立体のフローティングの性質により制限を受け、このため、多数の基板の個々の制御と、全体の研磨の性質の制御の容易性とが、両立しなくなる。最後に、基板のいずれか１枚にクラック等の問題が生じた場合、基板の破片が抜け落ちて、同じパッドの上で研磨中の他の基板全てが破損してしまう。
【００１１】
研磨の終点及び時に研磨のステージと研磨のステージの間で、ウエハを洗浄する要請によっても、研磨のスループットが更に制限される。過去には、多数のウエハヘッドを同時に洗浄することにより洗浄時間は限られていたが、洗浄に付加的な機械の時間を要しこれが研磨に必要となる場合では、システムのスループットに悪影響を及ぼす。
【００１２】
[発明が解決しようとする課題]
従って、基板の汚染や破損のリスクを最小にしつつ、研磨のスループット、平坦性及び仕上の最適化を可能にする研磨（ポリシング）装置が必要である。
【００１３】
スループットの高いポリシング装置に必要な高速ポリシングには、厳しい制限や要請がポリシング装置に求められる。機械力は大きいものの、ポリシング中に生じた些細なスクラッチが集積回路に致命的となる。従って、機械的なずれを制御して最小とするよう、設計がなされる必要がある。ＣＭＰ処理の環境は苛酷なため、寿命を伸ばし保守を少なくできるよう、機械を細心に設計する必要がある。また、スラリは、ウエハや装置のあらゆる部品の上で乾燥すれば、堅い層を形成してしまい、これは取り除くのが困難である。一般に、スループットの高い装置に要求される事は、操作の容易性、関わるオペレータの数が少ない事、定期的又は不定期の保守作業の容易性、並びに、部品が故障や劣化し易くない事である。
【００１４】
ポリシングシステムが商業化するためには、自由度が高く且つ多種のポリシングプロセスに適用可能である必要がある。製造者が変れば、そのチップデザイン全体により、好まれるポリシングプロセスも変ってくる。平坦化しようとする層が異なれば、全く別のポリシングプロセスが必要となるので、チップ製造者は、異なる２つのポリシングプロセスに同じポリシングシステムを用いることを欲するだろう。ポリシングプロセスそれぞれに対してポリシングシステムを設計するよりも、１つの設計を、異なるプロセスに対して機械の変更を最小にして適用させることができる方が、一層好ましい。
【００１５】
[課題を解決するための手段]
本発明は、ケミカルメカニカルポリシング装置と、この装置を用いる方法とを提供し、平坦化処理後の基板の平坦性及び表面仕上を向上しつつ、高い基板のスループットを提供するものである。
【００１６】
本発明は更に、多数のポリシングステーションで連続的に行われるポリシングプロセスの自由度を更に大きくするものである。
【００１７】
本発明に従った構成では、多数の、例えば４つの、同一のウエハヘッドが、カルーセル支持板の中心支持体の周りに均等に分布するように設置される。中心で支持されるカルーセルフレームは、回転しているときは、ウエハヘッド及び基板を配置させる。ヘッドそれぞれは、独立して回転でき、また独立して、ヘッド板に形成されたスロットの中に、放射方向往復運動をすることが可能である。ウエハヘッドを保持するカルーセル組立体が縦に固定されているためポリシングパッドの表面からウエハを昇降させるためには、ウエハヘッドのウエハ受け面とカルーセルアームの縦固定支持体との間に相対運動をさせる必要がある。構成の１つでは、ウエハヘッドのウエハ受け面とウエハヘッドの頂部部材との間の相対運動により、必要な縦方向の運動が与えられる。
【００１８】
使用に際しては、例えば、３つのウエハヘッドが同時に、ポリシングステーションの上方に配置され、他方、残りのウエハヘッドが移送ステーションの上方に配置される。各ポリシングステーションは、ポリシングパッドを支持する独立回転のプラーテンを完備しており、ポリシングパッドの表面は、ポリシングのための媒体として作用する研磨スラリでウェットな状態となっている。
【００１９】
各ポリシングパッドの調整は、独立して回転するコンディショナーヘッドによってなされ、このコンディショナーヘッドは、ポリシングパッドの中心と周縁の間を弓状の経路の往復運動を行って掃引する。コンディショナーアームが、その端部に取り付けたコンディショニング板をパッドに押圧し、パッドの調整を行う。本発明に従ったコンディショナー装置は、パッドに対する調整の圧力を、パッドがグレージングの状態になった領域で自動的に増加させ、また、グレージングの状態となっていない領域では、パッドに対する調整の圧力を自動的に低下させる（コンディショナーヘッドとパッドの間の摩擦係数を検知して直ちにフィードバックすることにより、これに応じて調整の圧力を変化させる）。
【００２０】
使用に際しては、ウエハヘッドの１つが、ヘッドへのウエハの搬入出のための移送ステーションの上方に配置され、他のヘッドはポリシングステーションの上方に配置されこれらのヘッドにあるウエハが研磨されることになる。また、移送ステーションはウエハの調心や、ウエハ及びウエハヘッドの洗浄に用いることもできる。
【００２１】
ウエハを実質的に垂直方向に運ぶ液体充填カセットから、研磨しようとする基板を取り出すには、カセットとポリシング装置の間で移送中のウエハの自由な位置取りを可能にするほぼ無段階に調整可能なロボット移送機構に取り付けられた、真空チャックロボットブレードによって行われる。研磨しようとするウエハをポリシング装置の中に挿入するためには、ウエハの搬入出、調心及び洗浄を行う移送ステーションで、移送機構がウエハを移送ペデスタルの上方に配置させることによりなされる。この操作の間、移送機構のロボットブレードの真空面が、ブレードの下向き面側でウエハの裏面を真空チャックする。ペデスタルは、先ず、降下し、ペデスタル表面に配置されるジェットでウエハを洗浄する。そして、ペデスタルを上昇させてウエハを支持し、真空チャックの真空が解放され、ロボットブレードが取り出される。
【００２２】
そして、調心ジョーを上昇させてウエハ及びウエハヘッドの底部を包囲させる。ジョーが接触して、ウエハヘッドと接触し、同時に、ウエハの中心を、ウエハヘッドのウエハ受容リセスに配置させる。ウエハは、いまウエハヘッドのウエハ受容リセスに調心しているが、この後、移送ペデスタルによって上昇し、ウエハをウエハ／基板受容リセスの中に挿入し、ウエハをヘッドに接触したまま保持させる。随意、ヘッドを介してリセスの中に至る真空サプライを作動させてウエハをヘッドに保持し、ペデスタルを降下させる。このヘッドは、いま未研磨のウエハを搬入しているが、その後、カルーセルヘッドによって研磨の位置まで回転する準備ができる。カルーセルの回転により、他のウエハヘッドの１つを、調心移送クリーニングステーションの上方に配置させる。
【００２３】
搬出については、基板が本発明に従った装置で研磨され、このウエハを有するウエハヘッドが調心移送クリーニングステーションに戻された後、洗浄カップ／ベイズンを上昇させて、ウエハヘッドの底部をほぼ囲む。クリーニング溶液（例えば、脱イオン水）が、（移送ペデスタルの上部といくつかの周縁ノズルアームとに配置される）スプレーノズルを介して流入し、このノズルは、ヘッドの面及びウエハヘッドの下部に向けられ、ウエハ及びウエハヘッド下面に存在し得るスラリその他の異物を追い出し除去し、続いてクリーニングを更に完結させる前に、汚染を少なくしておく。洗浄カップにより、スプレーされた溶液ほぼ全部が捕集され、廃棄され、あるいは、リサイクルのために処理される。その後、移送ペデスタルが上昇して、ウエハと接触する。随意、ペデスタルの中の流体ノズルへの配管接続が真空システムへの供給に変更され、ノズルが、ウエハをペデスタル表面にしっかり保持するための真空ポートとして作用する場合に、ウエハとペデスタル上面の間に真空シールが形成される。次いで、ヘッドの中を介し、及び／又は、ヘッドの中から、ガス圧力を与えることにより、ウエハヘッドの面からウエハが解放される。ウエハを有しているペデスタルは、いまウエハがしっかり固定されているが、これが洗浄カップ／ベイズンの中まで下降し、このとき、周縁スプレーノズルのみが再び作動して、ウエハの裏側と、ウエハが取り付けられていたときウエハによって隠れていたウエハヘッドの部分とを、洗浄する。洗浄が終了すれば、洗浄ベイズンを下降させ、移送ペデスタルに取り付けられたままのウエハが現れる。次いで、ペデスタルが上昇して洗浄ベイズンから外に出て、その後、ウエハを回収するために、移送ロボットブレードを移動させる。ウエハをブレードに緊密に固定するため、ブレードを介して真空が与えられる。この固定の操作が完了した後、ウエハを取り付けているロボットブレードのみを残して、移送ペデスタルに与えられている真空全てを解除する。次いで、移送ペデスタルを下降させて、ウエハを装置から回収することができる。ウエハヘッドにはウエハが取り付けられていない際には、ベイズンをウエハヘッドの下端周囲まで上昇させて、ペデスタルヘッドのポートにより、また、ベイズン内のサイドスプレーにより、洗浄溶液をウエハヘッドに向けてスプレーして、ウエハヘッドを洗浄することができる。
【００２４】
所望の場合は、隣接し合うプラーテン（ポリシングステーション）間に中間的な洗浄ステーションを与えて、ウエハを、ポリシングステーションからポリシングステーションへと通過する際に洗浄することができる。この中間的な洗浄により、スラリ及びその他の研磨副生成物の除去を脱イオン水その他の材料で行うために基板が配置されるプラーテン間での、研磨スラリ粒子の移動が低減する。また、このような洗浄ステーションを、プラーテンの洗浄ラインの前後に配置してもよい。所望の場合は、ウエハのバフを効率的に行うために、付加的な処理ステーションを考慮してもよい。従って、ポリシング装置を大型化して、洗浄ステーションの上方でウエハヘッド１組がウエハそれぞれを回転し、他方、別のウエハヘッド１組を用いて、洗浄ステーションと洗浄ステーションの間のプラーテン上に載置されたパッド上で他のウエハを研磨することが、可能である。
【００２５】
本発明の特徴の１つは、マルチポリシングパッド（多数のポリシングパッド）を用いるポリシングのプロセスを与えることである。即ち、装置は、第１の材料除去速度と第１の基板の仕上及び平坦性を与える、第１の研磨面と、第２の基板の仕上及び平坦性を与える、少なくとも１つの追加研磨面とを有している。インラインプロセスに、マルチパッドを用いることが可能であり、このインラインプロセスでは、これらパッドは実質的に同じ研磨特性を有しているが、パッドを次々と変えて１枚のウエハを研磨するものである。別々のパッドの間で均等な研磨を分割することによって、搬入出の時間を低減する。あるいは、マルチパッドをマルチステップのプロセスに用いてもよく、このマルチステップでは、これらパッドが別々の研磨特性を有しウエハが漸次細密な研磨の側へと進むもの、又は、研磨中に別の層が漸次現れる場合、例えば酸化物表面の下にメタルラインがあるような場合に対して、研磨特性を調節するものである。
【００２６】
本発明の更なる特徴は、ポリシングパッド調節のための装置である。こお調節装置は、コンディショナーアームを水平及び垂直に旋回させるコンディショナー支持体を有している。アームに懸下したコンディショナーヘッドは、コンディショナーフェース板若しくはその他の調節面又はツールに取り付けられたパッドコンディショナーを有している。フェース板は、球面接続部（部分球及びソケットジョイント）でコンディショナーヘッドに取り付けられており、ポリシングパッドがコンディショナーパッドと相対的に移動した場合に、必要なだけ移動させてポリシングパッドの表面を適合させる。パッドがコンディショナーヘッドの下で回転したとき、並びに、コンディショナーアームがプラーテンのエッジでコンディショナー支持体の周囲に水平旋回して、コンディショナー表面がポリシングパッドの中心からエッジまでを往復運動する間は、コンディショナーヘッドは回転してもよい。
【００２７】
また、パッドコンディショナーフェース板又はその他のポリシングパッドに対する調節面を押圧するため、コンディショナー装置は、水力ピストン等の負荷部材を有していてもよく、これは、アームを昇降させるためにコンディショナー支持体のコンディショナーヘッドと反対の側に配置され、且つ、横方向に旋回させるためにアームと回転可能支持ハウジングとの間に取り付けられている。動作の際は、ピストンに特定の一定の圧力が広く与えられ、コンディショナーヘッドに一定の下向きの力が与えられる。
【００２８】
パッドコンディショナーが回転し、又は、単にパッド表面全面上を引き摺れば、これがポリシングパッド表面に作用することになる。本発明に従った具の１つでは、コンディショナーヘッドは、コンディショナーヘッドシャフトによって、コンディショナーヘッドシーブに固定されている。コンディショナー駆動シーブによって駆動される駆動ベルトが、ヘッドシーブを廻す。コンディショナー駆動シーブは、コンディショナー支持ハウジングと実質的に同一線上にあるコンディショナー駆動シャフトによって廻る。ヘッド端部シーブと駆動端部シーブと、駆動ベルトとは、コンディショナーアーム垂直旋回軸を通る中心線の上方でこの中心線から外れて配置され、且つ、アームの横軸と平行に配置される。駆動シーブは、コンディショナー駆動シャフトに一定の姿勢で固定され、アームと共に移動せず、他方、コンディショナーヘッドシーブはアームと共に旋回する。従って、駆動ベルトは、アームが下方向に揺れたときに緊密になり、アームが上方向に揺れたときに緩くなる。
【００２９】
ポリシングパッドの表面がコンディショナーヘッドの下で回転しているときは、ポリシングパッドとコンディショナーヘッド（実際はパッドコンディショナー）との間の摩擦係数は、ポリシングパッドの表面状態の変化に応じて変化する。グレージングの状態となったポリシングパッドの部分では、グレージングになっていない部分に比べて摩擦係数が低くなっている。
【００３０】
摩擦係数が増加（例えば、グレージング状態から非グレージング状態になった場合等）すれば、決まった速度でコンディショナーヘッドを廻すために要するトルクも増加する。このトルクの増加により、ベルトの一方の側の引っ張りも増加する。ベルト及びその引っ張り力が、コンディショナーアームの回転軸の中心から外れているため、ベルトの引っ張り力の増加により、アームを上昇させることになる力を増加させ、その結果、ポリシングパッドへのコンディショナーヘッドの負荷を減少させて、調整（コンディショニング）の効果を低下させる。これとは対称的に、境界面での摩擦係数が低下（例えば、非グレージング状態からグレージング状態になった場合等）したとき、コンディショナーヘッドの駆動に要するトルクも低下する。一定の速度でコンディショナーヘッドを廻すベルトの引っ張り力が下がれば、コンディショナーアームを上昇させることになる力を低下させ、その結果、ポリシングパッドへのコンディショナーヘッド負荷が増加し、調整の効果が増大する。このように、調整の力が、機械装置の自動的ないし内在的な応答により生じる。小さなサイズのコンディショナーは、パッドの状態の局所的な変化を受けやすく、自己引っ張り（セルフテンショニング）が特に有用である。
【００３１】
この構成により、パッドのグレージング部分に対するコンディショナーヘッドの力を増加させる負荷が増加し、また、パッドのグレージングしていない部分がコンディショナーヘッドにあたったとき、下向きの負荷力を自動的に低下させる。この負荷の調節は、制御の入力を必要とせず、実質的に瞬間的に行われる。このように、セルフテンショニング、従来技術で必要とされていた、グレージングになっていない部分を過度に調節してパッドのグレージング部分の適切な調整を確保する必要性が低くなる。
【００３２】
中心カルーセル支持板は、一連の放射スロットを有しており、これらの中で、ウエハヘッド組立体が、半径方向内側位置と半径方向外側位置との間で往復運動することができ、この往復運動は、これらウエハヘッド及び附属するウエハが、ウエハヘッド回転モ−タによって独立して回転し、且つ、各ウエハヘッドにより独立して圧力を与えることにより独立して回転しているポリシングパッドに対して同時に押圧するときに、生じる。このようなスロットを有するデザインにより、振動低減のために要する機械的剛性が低減する。また、ウエハヘッドの保守が簡単になる。
【００３３】
しかし、ケミカルメカニカルポリシングに用いるスラリは、回転するプラーテンによってスラリがばら撒かれやすく、スラリのミストは機械のエンクロージャの中に存在しやすいような、性質を有している。このように空気により運ばれるスラリは接触した表面をコーティングし、これが乾燥すれば、大きな凝集粒子が形成され、これがパッド表面に滞留し、ウエハ上にスクラッチを生じさせることになる。この研磨媒体のサスペンジョンは、例えば水酸化カリウム（ＫＯＨ）の溶液であり、これが、電気接続部を短絡させ、露出面をひどく劣化させる。この問題を防止するため、オーバーラップするフランジを有する「Ｄ」型の板が回転し且つ放射方向に往復運動するウエハヘッド組立体により放射方向に往復運動をし、曲がりくねったスロットのクロージャを形成し、即ち、スラリや蒸気がカルーセルヘッドの内側に直接通じることが防止される。このような、マルチヘッドキャリア組立体を有するクロージャにより、ハウジング内部に収容される機械部品及び電気部品を、ケミカルメカニカルポリシング装置内部の環境に曝露する有害な影響を、ほぼ排除する。
【００３４】
コンディショナーヘッドパッドコンディショナー及びこれを包囲する使用に供する面は、ポリシングパッドの表面上でスラリで浸されている。このスラリ及びそのサスペンジョンは、乾燥すれば、岩のように堅い固形物となり、これはすぐにはウェットにならず、また、ウェットサスペンジョンには容易に戻らない。このような不要な状況の発生を防止するため、本発明に従った構成では、伸縮可能なコンディショナーヘッド保管器と、洗浄カップとを有しており、この洗浄カップにより、コンディショナーヘッド表面の下部が、Ｈ2Ｏやその他の水溶液（好ましいＮａＯＨやＮＨ4ＯＨ） でウェットになっている状態に維持される。洗浄液は、連続的に循環が可能であり、又は、特に、化学品の溶液の場合、要請に応じて洗浄カップの中心ベイズンを通って供給される。この中心カップベイズンは、せきによって囲まれ、このせきの上を流体が流体ドレインチャンネルへとオーバーフローする。カップは、カップ回転装置に取り付けられており、これにより、コンディショナーヘッドの軌跡から外れた位置から、コンディショナーヘッドが保管器カップの頂部の上方に上昇ウエハしたときに保管器カップがコンディショナーヘッドの下の地点まで回転可能で且つコンディショナーヘッドが保管のため保管器カップの中まで下降することができるような位置まで、カップを移動させる。このプロセスを逆にすれば、コンディショナーヘッドが動作状態に戻される。
【００３５】
ウエハは、システムのウエハカセットの中に移送される。カセットは、スラリのケーキングやメタルの酸化を低減するため、循環水浴内に保管されることが好ましい。カセットをドライの位置と浴との間で移動させるため、及び、個々のウエハを浴中のカセットとポリシング装置との間で移動させるためには、１つの移送装置を用いればよい。
【００３６】
ロボット移動装置は、「Ｌ」型の部材を自身の端部に有しており、この「Ｌ」型部材の一方の脚は真空ロボットブレードであり、他方の脚はウエハカセット上昇のフォークである。ウエハ移送装置は、固定支持ビームにより支持されている。水平のキャリッジがビームの中を走り、垂直軸の周りで回転可能な下降アームを支持する。下降アームは、水平キャリッジに垂直に固定され垂直軸の周りで回転可能な上レール支持体を有している。上レール支持体には、下リニアキャリッジがスライド可能な状態で係合し、下リニアキャリッジは、水平キャリッジに装着されたアーム伸張モ−タの回転を基に、上レール支持体と相対的に運動をする。「Ｌ」型部材は、下リニアキャリッジの底端に取り付けられ、これと相対的に水平軸の周りに回転可能である。「Ｌ」型部材を回転させるためのモ−タが、下リニアキャリッジの上端に装着され、水平軸でウォームギアの構成に取り付けられた長いシャフトを介して、「Ｌ」型部材を回転させる。支持ビーム近くのモ−タの位置により、水平キャリッジでモ−タの支持体の周囲の下降アームの慣性モーメントを低下させる。この構成では、垂直から僅かに傾いてウエハを保持するウエハカセットからウエハを移送させ、ウエハを上昇させ水平軸の周りに水平位置まで回転し、下降アームを垂直軸の周りにウエハがポリシングそうちの移送の位置に配置されるまで回転させるように、ロボットブレードを配置させることが可能である。「Ｌ」型部材のウエハカセット上昇フォークは、ロボットブレードから９０度の角度に固定され、これを同様に操作して、上昇ループをウエハ移送カセットの側部に係合させることが可能である。上昇フォークは、ショルダー／ノッチを有しており、これは、上昇ループの裏側をウエハカセットの裏側に係合させる。上昇フォークが上昇ループの中をスリップして水平に少し移動しまた少し回転したとき、上昇ノッチは、上昇フォークの上昇ループの外に自由に通過することがなくなる。上昇フォークが上昇したときは、ショルダー／ノッチは、上昇ループの裏側を捕らえ、カセットのループのエッジにリンスを施す。アームが少し回転してカセットに係合し、これを水平に保つため、カセットが、上昇のポイントの周りを２〜３度以上回転することはなくなる。カセットのエッジが上昇すれば、これが上昇フォークの底部と接触するようになり、カセットの重量によって、カセット上昇ループが上昇フォークのノッチの方へ押圧されカセットの重量が上昇フォークショルダー／ノッチ上に維持されることが確保される。カセットの重量の垂直成分は、上に面する上昇フォークのショルダー／ノッチにより対向し、移送装置がウエハ保管カセットの取りだし及び移動をさせることが、可能になる。
【００３７】
ウエハカセット及び基板の配置及び移動と、各ステーションでなされるポリシング又はクリーニングの操作時間は、マイクロプロセッサ等のコントローラにより制御されることが好ましく、このコントローラは、基板の位置取りや搬送を指示し、また、最適な研磨仕上、平坦性及びスループットを与えるように、プログラミングすることが可能である。
【００３８】
[発明の実施の形態]
ここでは、まず、システムの概要について説明し、次いで、プロセスのステップについて概説的な説明をする。そして、個々のサブシステム及び詳細なプロセスについて更に説明していく。
【００３９】
（装置の概要）図１は、本発明に従った装置の斜視図である。ポリシングシステム１０は、ウエハ搬送装置３０に隣接するポリシング装置２０を有している。ウエハ４０は、システム１０のカセット４２の中に運ばれ、カセットは直ちに、ウエハをウェットな状態に保持するため、タブ３４の中に保管される。ウエハ４０は個々に、カセット４２からウエハポリシング装置２０の中に搬入され、これらはポリシング装置により研磨された後、タブ３４中のもとのカセット４２又は別のカセットに戻される。この図では、ポリシング装置２０とウエハ搬送装置３０の間に介在し、スラリやその他の塵をポリシング装置の中に保持しタブ３４から遠ざけるようにするための、壁を図示していない。この壁には図示されない引き戸があるが、この引き戸が、装置２０と装置３０の間でウエハを移送するために開いている。壁は、ウエハ搬送装置３０を収容するクリーンルームとポリシング装置２０を収容する汚染のエリアとの間のバリアとして機能することができる。
【００４０】
ポリシング装置２０は、下部機械ベース２２を有し、この上にテーブルトップ２３と、一連のポリシングステーション５０ａ、５０ｂ及び５０ｃを包囲する着脱式の上部外部カバー２４とが装着される。図２の分解斜視図に示されるようにフェンス２５がテーブルトップ２３を囲み、ばら撒かれる液体及びスラリを収容して、これをテーブルトップのドレイン（図示せず）を介して排水する。
【００４１】
ポリシングステーション５０ａ、５０ｂ及び５０ｃのそれぞれが、ポリシングパッド５４を自身の上に配置した回転プラーテン５２を有しており、また更に、関連したパッドコンディショナー装置６０ａ、６０ｂ及び６０ｃを有しており、コンディショナー装置のそれぞれは、コンディショナーヘッド６４を保持する回転アーム６２と、コンディショナーヘッド６４のための、それぞれのための洗浄ベイズン６８とを有している。また、ベース２２は、３つのポリシングステーション５０ａ、５０ｂ及び５０ｃと正方形の関係で配置される移送ステーション７０を支持している。移送ステーション７０は多数の機能を有しており、これら機能とは、個々のウエハ４０を搬送装置３０から受容する機能と、場合によりこれらをリンスする機能と、研磨中これらを保持するウエハヘッド（詳細は後述）にこれらを搬送する機能と、ウエハを４０をウエハヘッドから受容する機能と、これらを洗浄する機能と、最後にこれらを搬送装置３０へと移送して戻す機能とである。またこれは、ウエハが搬出された後にウエハヘッドを洗浄する。
【００４２】
２つの中間洗浄ステーション８０ａ及び８０ｂが、ポリシングステーション５０ａ、５０ｂ及び５０ｃの中の隣接し合う同士の間に配置され、第３の中間洗浄ステーション８０ｃが、末端のポリシングステーション５０ｃと移送ステーション７０との間に配置される。これらにより、ウエハ４０がポリシングステーションからポリシングステーションへそして移送ステーション７０へと通過する間に、ウエハをリンスし、同様に、ウエハ４０のバフ処理を効率よく行ってもよい。
【００４３】
回転マルチヘッドカルーセル９０は、４つのウエハヘッドシステム１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄを有しており、これらは、ウエハを受容して保持し、そして、これらを、ポリシングステーション５０ａ、５０ｂ及び５０ｃのそれぞれのプラーテン５２上に保持されるポリシングパッドそれぞれに対して押圧することにより、研磨がなされる。カルーセル９０は、アームが取り外されているため十字形であり、静止している、中心ポスト９０２上で支持され、ベース２２内部に配置されたモ−タ組立体によって、カルーセル軸の周りに回転する。
【００４４】
この本発明に従った構成では、４つのウエハヘッドシステム１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄは個々に、カルーセル支持板９０６の上に、カルーセル軸９０４の周りに等角度の間隔で、取り付けられている。中心ポスト９０２は、カルーセル支持板９０６をその中心に支持し、カルーセルモ−タによって、カルーセル支持板９０６と、ウエハヘッドシステム１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄと、これに付随するウエハとを、カルーセル軸９０４の周りに回転させる。
【００４５】
ウエハヘッドシステム１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄのそれぞれは、ウエハヘッド１１０を有しており、これは、シャフトによってこれに接続されたヘッド回転モ−タ１００２により、自身の軸の周りに回転する。ヘッド１１０は、それ専用のヘッド回転モ−タ１００２（図２には、カルーセルクオーターカバー９０８の１つを取り外して示されている）による駆動を受けて回転することが可能であり、また、更に、カルーセル支持板９０６に形成されたスロット９１０の中を放射方向に、別個独立して往復運動をすることが可能である。ウエハヘッド１１０の底部に付いているウエハの昇降がウエハヘッドシステム１００の中で行われる。カルーセルシステム全体の利点は、ウエハヘッドがウエハを受容して研磨及び洗浄のためにウエハを配置させるために要する垂直ストロークがほとんど必要ないことである。垂直ストロークがほとんど必要ないので、この垂直ストロークは、ウエハヘッド１１０の一番端で最下部部材の中に収めることができる。入力制御信号により、ウエハ受容リセスを含むウエハヘッド下部部材と静止しているウエハヘッド上部部材との間の相対運動が、入力制御信号（例えば、空気圧、水力や電気信号）に従って生じる。
【００４６】
実際の研磨中に、これらウエハヘッドシステムのうち３つ（例えば１００ａ、１００ｂ及び１００ｃ）のウエハヘッド１１０が、ポリシングステーション５０ａ、５０ｂ及び５０ｃのそれぞれのところの上方に配置され、ポリシングステーションのそれぞれはポリシングパッド５４を支持する別個独立の回転プラーテン５２を有しており、ポリシングパッドの表面は、ウエハ４０の研磨のための媒体として作用する研磨スラリでウェットな状態になっている。ポリシングの最中は、ウエハヘッドシステム１００ａ、１００ｂ及び１００ｃは別個独立に、カルーセル９０のそれぞれの半径に沿って往復運動をするため、それぞれのウエハヘッド１１０がそれぞれのポリシングパッド５４の直径に沿って別個独立に往復運動をする。典型的なプロセスでは、ウエハヘッド１１０の掃引軸が、ポリシングパッド５４の中心に調心される。
【００４７】
使用に際しては、ウエハヘッド１１０、例えば第４のウエハヘッドシステム１１０ｄは、最初は、ウエハ移送ステーション７０の上方に配置されている。カルーセル９０が回転したとき、ウエハヘッドシステム１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄを別個に、ポリシングステーション５０ａ、５０ｂ及び５０ｃ並びに移送ステーション７０の上方に配置させる。カルーセル９０により、ウエハヘッドシステム１００のそれぞれが、先ず、移送ステーション７０の上方に順に配置された後、ポリシングステーション５０の１つ以上上方に配置され、そして、移送ステーション７０に戻される。
【００４８】
ポリシングステーション５４のそれぞれは、パッドコンディショナー装置６０の１つにより、連続的又は間欠的にコンディショニング（調整）を受け、パッドコンディショナー装置のそれぞれは、コンディショナーアーム６２に取り付けられた別個独立して回転するコンディショナーヘッド６４を有している。摩耗コンディショニングパッド又は同様のコンディショニング面を、コンディショナーヘッド６４の底部に有していることが必要である。アーム６２は、ポリシングパッド５４の中心と周縁の間の往復運動により、それぞれのポリシングパッド全面を、コンディショナーヘッド６４に掃引させる。コンディショナーヘッド６４は、パッド５４に押圧されパッドを摩耗しコンディショニングを行い、その後、回転中にウエハ４０を押圧して、効果的にポリシングを行う。
【００４９】
図１に示されるウエハ搬送システム３０では、先ずカセット４２が保持ステーション３２から、脱イオン水等の液体浴３０２でカセット４２及びウエハ４０が浸るレベルまで満たされた保持タブ３４に移送される。そして、研磨しようとするウエハそれぞれが、タブ３４の中のウエハカセット４２から引き出されて、ポリシング装置２０へと移される。オーバーヘッドトラック３６から懸下する、回転可能で伸張可能な下降アーム３５は、その遠端でリスト組立体３７を有しており、リスト組立体は、ウエハブレード３８とカセット爪３９とを有している。カセット爪３９は、保持ステーション３２とタブ３４の間でカセット４２を移動させることができ、ウエハブレード３８は、タブ３４中のカセット４２と移送ステーション７０との間でウエハ４０を移動させ向きを変えることができる。図１及びその他の図では、保持ステーション３２が、移送７０から離れて機械ベース２２の側方に配置されるよう図示しているが、このような例示は、明確にするだけのための構成である。実際は、機械ベース２２の移送ステーション７０を保持するコーナーは、その他のコーナーに対して引かれている。従って、保持ステーション３２は、機械ベース２２の中の移送ステーション７０のコーナーでもっと広い領域に配置される方が有利である。
【００５０】
（概説的なポリシングプロセス）上記で概要を説明した装置は、様々なタイプのポリシングのシーケンスに用いることができる。ここで、インラインプロセスと、マルチステッププロセスと、バッチプロセスの３つが、主要なプロセスである。
【００５１】
インラインプロセスでは、ポリシングの操作を、別々のポリシングステーション５０での多数のステップに分け、これらステップは、実質的に等価である。最も単純なケースでは、同じタイプのポリシングパッドと同じスラリが、３つのポリシングステーション５０ａ、５０ｂ及び５０ｃで用いられる。下記に詳述するが、ウエハヘッド１１０が、ウエハを順に各ポリシングステーションへ運び、それぞれのポリシングステーションでは、ポリシングの全体の３分の１が行われる。
【００５２】
ポリシングの操作が完全に完結する前にパッドのコンディショニングを行う必要がある場合に、インラインポリシングシステムを用いる動機が生じる。ポリシングパッドは、ポリシングの間にグレージングする傾向がある。図３のグラフに模式的に例示するように、ポリシングの除去速度は、新しいパッドやコンディショニングを行ったばかりのパッドでは高いレベルから始まるが、パッドについての累積ポリシング時間と共に除去速度は低下する。高いスループットを実現するためには、除去速度が低すぎるレベルまで落ちる前に、パッドのコンディショニングをしてやる必要がある。コンディショニングとコンディショニングの間の間隔は、ポリシングパッドと、ポリシングプロセスと、ウエハから除去しようとする物質とに依存する。ＣＭＰの重要な用途の１つに二酸化珪素の平坦化があるが、この物質は非常に硬く、半導体製造プロセスによっては、二酸化珪素２μｍを除去することが必要なものもある。この厚さが図３の曲線が行き着く研磨時間に対応するのであれば、ポリシングの間にパッドを少なくとも１度はコンディショニングしてやる必要がある。パッドのコンディショニングは、しばしば、ウエハをパッド及びウエハヘッドシステムから取り出して少なくともパッドの中心から離れるように移動させる必要が生じるため、パッドのコンディショニングのため、ポリシング中にブレークを入れて、ウエハを別の同等のポリシングステーションへ移動させてもよい。
【００５３】
更にインラインプロセスを用いる動機となるものは、移送ステーション７０で行おうとする搬入出及び洗浄が、プロセスのオーバーヘッド時間を構成することにある。このオーバーヘッドが、ウエハヘッドがポリシングを行っていない場所に配置されている間になされているならば、ポリシングのスループットが低下する。３つのポリシングステーション５０ａ、５０ｂ及び５０ｃ並びに移送ステーション７０が、カルーセル９０の周りに均等に配置されているので、このオーバーヘッドは、ウエハ３枚がポリシングを受けている間に、移送ステーション７０で行うことができる。このように、オーバーヘッドを、ウエハをポリシングステーション同士の間及びポリシングステーションと移送ステーションとの間で移動させるに要する時間にまで、小さくすることが可能である。
【００５４】
インラインプロセスの更なる利点は、均等なポリシングステーション間にポリシングを分配することにより、特定のポリシングステーションでの不均一さが、別のポリシングステーションで平均かされるということにある。
【００５５】
マルチステッププロセスでは、ポリシングプロセスを多数の異なるプロセスに分割し、典型的には、徐々にポリシングを進めていく。例えば、第１のポリシングステーション５０ａでは、ウエハをラフにポリシングし、第２のポリシングステーションでは、細密なポリシングを行い、第３のポリシングステーションでは、ウエハのバフ仕上を行う。バフ仕上は非常に微妙なポリシングであり、主に、緩く付いている異物を表面から取り去るものである。ポリシングの強さは、スラリの組成、パッド材料、その他のポリシングの因子によって変ってくる。無論、本発明は、オーバーヘッドの低い、一体化したマルチステップのプロセスを提供するものである。しかし、マルチステッププロセスは、３つのポリシングのステップ全てが同時に行われる必要性がないため、内在的にスループットの問題を有している。通常は、ラフなポリシングには、細密なポリシングやバフに比べて、著しく多くの時間を必要とする。従って、システムのスループットはラフなポリシングによって制限され、他の２つのポリシングステーションは長時間作動しないこともある。これと同様のスケジュール上の問題が、別々のポリシングステーションを用いてポリシングプロセスの別々のステップを行う場合にも存在し、例えば、前述のように、二酸化珪素のポリシングを行った後メタル層のポリシングを行うような場合である。
【００５６】
バッチプロセスでは、それぞれのポリシングステーションで多数のウエハを完全にポリシングする。図１の装置では、３つのポリシングステーション５０ａ、５０ｂ及び５０ｃには、同じタイプのパッドが装着され同じタイプのスラリが供給され、ウエハそれぞれのポリシングが１つのポリシングステーションで完結する。即ち、ポリシングされていないウエハが３つのポリシングステーションに同時に与えられる。バッチプロセスでは、移送ステーションの動作が高いオーバーヘッドとなるが、図１の装置では、処理しようとするウエハ１枚に対して、ポリシングを続けながら、少なくとも、搬入出及び洗浄が可能であり、これは、ポリシングが必然的に中断した他の２枚のウエハに対しても同様の操作である。
【００５７】
インラインプロセスと、マルチステッププロセスと、バッチプロセスとの違いは、明確に決められるものではなく、これらの１つ以上の特徴を有するプロセスを選択してもよい。例えば２つのポリシングステーション５０ａ及び５０ｂを用いて、等価なインライン又はバッチのポリシングを行い、第３のポリシングステーション５０ｃでは、マルチステップの細密なポリシングやバフを行ってもよい。後述するが、３つの中間洗浄ステーション８０ａ、８０ｂ及び８０ｃを用いて、簡単なバフ、ウエハの洗浄、あるいは軽いポリシングのステップを行うこともできる。この状況では、ポリシングステーションのバッチ処理は、装置の高価な部品をより有効に利用することが可能となる。
【００５８】
本発明は、オーバーセンターポリシングを可能にするという利点を有しており、即ちウエハ４０が、回転するポリシングパッド５４全面で掃引されることが可能になる。回転するウエハ４０、回転するパッド５４又はこれらの組合せを用いるポリシングでは、内在的な非均一性が問題となる。即ち、図４に例示されるように、ウエハ４０とパッド５４の双方は、それぞれの中心４０ａ及び５４ａの周りに回転する。ポリシングの除去速度は通常ウエハ４０とパッド５４の相対速度に比例し、物体の回転速度は半径に応じて増加する。従って、回転するウエハ４０の外側の部分は、内側の部分よりもより速くポリシングされるだろう。同様に、パッド５４の外側の部分は、パッドの内側の部分よりも、ウエハを更に速くポリシングする。ウエハ４０とパッド５４を２つの領域に分割することは、連続的な段階変化が生じていることからみて、簡略化が過ぎる。このような内在的な非均一性を低減するためには、ウエハ４０のパッド５４への掃引のパターン及びタイミングを、１９９５年６月３０日出願のTolles らによる米国特許出願Ｓ．Ｎ．０８／４９７３６２号に記載されるように、最適化することができる。ウエハ４０をパッドの中心５４ａからパッド中心５４ａと別の側の位置まで掃引する能力は、最適化において別の自由度を与えるものである。オーバーセンターポリシングの付加的な自由度は、商業的に入手可能なウエハポリシングシステムでは、一般に手に入れることができなかったものである。
【００５９】
インラインプロセスは重要なプロセスであるため、以下にその詳細を説明する。図５Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦは、６つの段階のシーケンスを示し、これら段階の間では、カルーセル９０が回転をしている。まず、ウエハ（Ｗ）を挿入し、続いて、カルーセル９０のカルーセル支持板９０６に支持されたウエハヘッドシステム１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄの移動を継続させることから、ここでの説明を始める。
【００６０】
図５Ａの第１段階に示されるように、第１のウエハＷ＃１が、搬送装置３０から移送ステーション７０へと搬送され、移送ステーション７０は、ウエハヘッド１１０、例えばウエハヘッドシステム１００ａのウエハヘッドへ、ウエハを搬送する。そして、カルーセル９０を支持中心ポスト９２に反時計方向に回転させ、図５Ｂの第２段階で示す如く、第１のウエハヘッドシステム１００ａとそのウエハＷ＃１とを、第１のポリシングステーション５０ａの上方に配置させる。その配置で、ポリシングステーション５０ａにより、ウエハＷ＃１の第１段階ポリシングが行われる。第１のポリシングステーション５０ａが第１のウエハＷ＃１のポリシングを行っている間、第２のウエハＷ＃２が搬送装置３０から移送ステーション７０へと搬送され、そこから第２のウエハヘッドシステム１００ｂへと搬送され、ここに、移送ステーション７０の上方に配置される。
【００６１】
図５Ｂの第２段階が完結した後、カルーセル９０を再び反時計方向に回転させ、図５Ｃに示すように、第１のウエハＷ＃１が第２のポリシングステーション５０ｂの上方に配置され且つ第２のウエハＷ＃２が第１のポリシングステーション５０ａの上方に配置されるようになる。第３のウエハヘッドシステム１００ｃを移送ステーション７０の上方に配置させ、移送ステーションから第３のウエハヘッドシステムは、搬送システム３０からの第３のウエハＷ＃３を受容する。図５Ｃの第３段階の間は、ウエハＷ＃１及びＷ＃２の双方がステーション５０ａ及び５０ｂのそれぞれで研磨される。図５Ｄに示すような第４の段階に入るに当たり、カルーセル９０を再び反時計方向に９０゜回転させ、ウエハＷ＃１を第３のポリシングステーション５０ｃの上方に配置させ、第２のウエハＷ＃２を第２のポリシングステーション５０ｂの上方に配置させ、第３のウエハＷ＃３を第３のポリシングステーション５０ｃの上方に配置させ、他方、第４のウエハＷ＃４を搬送装置３０から受容する。第３の段階では、第１のウエハＷ＃１が第３ステージのポリシングを受け、第２のウエハＷ＃２が第２ステージのポリシングを受け、第３のウエハＷ＃３が第１ステージのポリシングを受けていたが、この第３の段階が完結した後、カルーセル９０を再び回転させる。しかし、ロータリーカプリングを使用する必要を防止し、フレキシブルな連続ラインを用いてカルーセル９０への単純でフレキシブルな流体及び電気の接続を可能とするため、カルーセル９０を、反時計方向に９０゜回転させるのではなく、時計方向に２７０゜回転させる。この等価な回転は、図５Ｅに示すように第１のウエハＷ＃１を移送ステーション７０の上方に配置させ、第２のウエハＷ＃２を第３のポリシングステーション５０ｃの上方に配置させ、第３のウエハＷ＃３を第２のポリシングステーション５０ｂの上方に配置させ、第４のウエハＷ＃４を第１のポリシングステーション５０ａの上方に配置させる。他のウエハＷ＃２、Ｗ＃３及びＷ＃４が研磨されている間、第１のウエハＷ＃１が移送ステーション７０で洗浄され、第１のウエハヘッドシステム１００ａから搬送装置３０へと搬送され、その後、カセット４２の中のもとの位置に戻され、また、第５のウエハＷ＃５は、図５Ｆに示すように、第１のウエハヘッドシステム１００ａに搬送される。この段階の後、反時計方向に９０゜に回転させるプロセスを反復する。
【００６２】
ここでの説明では、カルーセルを停止させてウエハヘッドを中間洗浄ステーションでのプラーテン間に配置させて、ポリシングのステージ同士の間又はポリシングが終了した後、ウエハをリンスする、処理のシーケンスを含んではいない。
【００６３】
ここでの説明では、マルチステップのポリシングシステム又は実質的に同様のポリシング工程を別々のステーションで行うインラインシステムの、両方に適用可能である。マルチステップのシステムでは、これら多数のポリシングのステージでは、パッド構造体又はスラリの組成を変化させる手段により、漸進的により細密なポリシングとしていくか又は異なる層へポリシングを進める。インラインプロセスでは、多数のポリシングステーションのそれぞれでは、同じウエハに対して実質的に同様のポリシングを実質的に等しい時間行っている。インラインプロセスには、搬入出に係るウエハ１枚当たりのオーバーヘッド時間が、ポリシングステーションを多数有することにより減少するという利点がある。また、１つのポリシングステーションから導入されるポリシングの非均一性が、他のポリシングステーションにより平均化されるだろう。
【００６４】
図５Ａ、５Ｂ、５Ｃ及び５Ｄは、更に、図５Ｄの配置と５Ｅの配置の間でのカルーセル９０の動きの詳細を示す。図６Ａでは、並置されたパッド５４及びプラーテン５２が回転して、第２、第３及び第４のウエハＷ＃２、Ｗ＃３及びＷ＃４がポリシングを受け、他方、第１のウエハＷ＃１が移送ステーション７０で洗浄される。図６Ｂでは、第１のウエハＷ＃１が、もとのカセット４２に戻され、図６Ｃでは、第５のウエハＷ＃５が、カセット４２から移送ステーション７０へと搬出されそこで洗浄される。これら全ての間、他の３つのウエハＷ＃２、Ｗ＃３及びＷ＃４のポリシングは継続している。図６Ｄでは、カルーセル９０を約４５゜回転し、第２、第３及び第４のウエハＷ＃２、Ｗ＃３及びＷ＃４が、順に、中間洗浄ステーション８０ｃ、８０ｂ及び８０ａのそれぞれ上方に置かれる。以下に更に詳細を説明するプロセスにおいては、ウエハヘッドシステム１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄが、それぞれ関連する洗浄ステーション８０ａ、８０ｂ及び８０ｃのぞれぞれの上方にあるウエハをステップ状に回転させて、残留しているスラリ及び前のポリシングステーション５０ａからの堆積物をリンスして、次のポリシングステーション５０を汚染させないようにする。更に、別の洗浄ステーション８０を移送ステーション７０と第１のポリシングステーション５０ａの間に配置させて、ポリシングに先立ちウエハをリンスしてもよい。この予備的なリンスは、中間洗浄ステーション８０ａ及び８０ｂによって費やされたオーバーヘッド時間を付加せずとも実施することが可能である。リンスの後、次のカルーセルの４５゜の回転操作を行い、ポリシングを継続する。
【００６５】
以下に、種々のサブシステムについて、詳細な説明をしていく。
【００６６】
（カルーセル）図７は、クオーターカバー９０８を取り外した状態の、カルーセルの分解図である。中心ポスト９０２は、大型で肉厚（約２-8/3"（６ｃｍ））のカルーセル支持板９０６（好ましくはアルミニウム製）を支持する。カルーセル支持板９０６及びほとんどのカルーセル９０の構造物は、４ヘッドの構成のため９０゜の等間隔で固定された４つのアームの十字形の形態で配置されている。カルーセル支持板９０６は、放射方向に伸び９０゜の間隔で配向された、端部が開いたスロット９１０を４つを有している。図２では、この代りに、これに近接に関係する端部が閉じたスロット９４８を有する下カバーが示される。上面が図８に、側部断面が図９に示されるように、カルーセルヘッド支持板９０６の上部が、４つ１組のスロット付きウエハヘッド支持スライドを支持する。スライド９０８は、カルーセル支持板９０６のスロット９１０のそれぞれと調心され且つこれに沿ってスライドし、カルーセル支持板９０６の中心に対して放射状に自由に移動する。スライド９０８のそれぞれは、リニアベアリング組立体９１２に支持され、リニアベアリング組立体の２つがスロット９０６を挟んでいる。リニアベアリング組立体９１２のそれぞれは、図９の断面図に示されるように、カルーセル支持板９０６に固定されたレール９１４と、２つのリニアガイド９１６（各サイドでは１つだけが例示される）とを有し、ボールベアリング９１７がレール９１４のグルーブとガイド９１６との間をローリングする。特に区別して図示してはいないが、２つのリニアガイド９１６はそれぞれのレール９１４と合うようにされ、これらの間での自由でスムーズな移動を与える。リニアベアリング組立体９１２は、スライド９０８を始めとする取り付けられるもの全てに対し、カルーセル支持板のスラリロボットと９１０に沿った自由な運動を与える。図８の上面平面図に示されるように、ベアリングストップ９１７がレール９１４の１つの外側端部に装着され、ベアリングレール９１４の端部からスライドが抜け落ちることを防止するセーフガードとして機能する。
【００６７】
図８の上面平面図と図９の断面図に示されるように、スライダ９０８の一方のサイドには、スライド９０８の中間端部に固定される再循環ボールねじ切り受容キャビティ（又はナット）（例示せず）を有している。このねじ切りキャビティ又はナットは、モ−タ９２０により駆動される親ねじ９１８を受容し、このモ−タは、カルーセル支持板９０６に装着されるスイープモ−タである。親ねじ９１８を回転させて、スライド９０８を放射方向に移動させる。４つのスイープモ−タ９２０は、図８の上面図に例示されるように、独立して作動可能であり、これにより、４つのスライド９０８をカルーセル支持板９０６のスロット９１０に沿って、それぞれ別々に移動させる事が可能となる。
【００６８】
図８の左下に例示されるように、スライド９０８のそれぞれの側部には、光学位置センサが取り付けられている。水平方向に伸張するフィン９２６を有する位置フラグ９２４が、スライド９０８のそれぞれのウォーム側に取り付けられている。光学位置センサ９２８が位置フラグ９２４と共働して、スイープモ−タ９２０の中心位置の検知を与える。センサ９２８は、フィン９２６がセンサ９２８のトリガーギャップを通過できるような高さでカルーセル支持ベース９０６に固定される。更に、これはスロット９１０に沿った位置で固定され、また、フィン９２６が光学センサ９２８のトリガーギャップを行程の半分で塞ぐような長さ、例えば、中心から最内の位置までで、中心から最外位置までを塞がないような、長さを有している。中心での移行が、システムの検量を行う。スライド位置は名目上、スライドモ−タ９２０への入力又はこれに取り付けられたエンコーダーによりモニタされるが、これは間接的な方法であり、誤差が蓄積する。光学位置センサは、電子的な位置のモニタの検量を行い、また、電力の目減りや同様の機械制御の損失があった場合に、スライド位置を決定するに特に有用である。リカバーの段階では、光学信号の存在又は不存在は直ちに、中心検量点を通過するに要する移動の方向を指示する。この光学センサの詳細は、本発明のポリシングシステムに用いてオーバーシュートに対すてセーフガードし、再検量、特に電力損失の場合の再検量を可能にする、多数の光学センサのうち１つだけについて与えられている。このようなセンサは、システムの可動部品であってその絶対位置が重要な部品のだいたいどれにも付いている。
【００６９】
図７の斜視図及び図９の断面図に示されるように、４つのスライド９０８のそれぞれに、ウエハヘッド組立体１００がそれぞれ固定され、これらのそれぞれは、ウエハヘッド１１０と、ウエハヘッドモ−タ１０１２と、ヘッド回転駆動シャフト１０１４と、これら２つを接続する包囲非回転シャフトハウジング１０１５とを有しており、その他の部品は後述する。ウエハヘッド組立体１１０のそれぞれは、ポリシング装置２０から離れるように組み立てられてもよく、カルーセル支持体９０６のスリット９１０内に緊密でない状態で、スライド９０８のアーム間及びレール上をスライドしてもよく、また、緊密となりスライド９０８を把持してもよい。
【００７０】
（ウエハヘッド）本発明には、様々なタイプのウエハヘッドのいずれをも用いることができ、例えば、その中の１つがShendonによる米国特許第５,２０５,０８２号に、記載されている。
【００７１】
（ダイヤモンドウエハヘッド）もう１つの模範的なヘッド１１０が、図９の底部に断面で模式的に例示されており、これは広くダイヤモンドヘッドと称され、同時に出願された、Zuniga による標題「ケミカルメカニカルポリシング装置のキャリアヘッドのデザイン」の米国特許出願通し番号＿＿＿（ＡＭＡＴ Ｄｏｃｋｅｔ＃１１２９）に記載されるものである。このヘッド１１０は、下向きに面する略円筒状のボール部材１１１０と、ボール部材１１１０の中心キャビティの中にフィットするフローター部材１１１２とを有している。フローター部材１１１２は、下面に、保持リング１１１６で包囲される受容リセス１１１５を有し、リセス１１１４を画成し、ポリシングしようとするウエハ４０がこのリセス１１１４の中にフィットする。保持リング１１１６は、例示の如くフローター部材１１１２に固定されてもよく、あるいは、弾性接続部を介してフローター部材１１１２又はボール部材１１１０にフレキシブルに接続されてもよく、この弾性接続部は、保持リング１１１６を強制してポリシングパッド５４の研磨面と接触させる傾向を有する。また、保持リング１１１６は、ポリシングの間にウエハがウエハヘッド１１０の下から側路へ滑り落ちることを防止する。構成の１つでは、中心シャフトブッシング組立体１１１８により、フローター部材１１１２のボール部材１１１０への調心が保持される。ウエハ受容部とヘッドのその他の部分との調心がうまくいかないことが、過去には問題となっていた。フローター部材１１１２の頂部の中心開口の中にフィットするブッシング１１２０が、ボール部材１１１０の頂部から下向きに伸びる中心シャフト１１３０を受容し、ボール部材１１１０とフローター部材１１１２の水平方向の調心を維持しつつこれらの垂直方向の動きを可能とする。
【００７２】
フレキシブルなシールが、フローター部材１１１２をウエハヘッド１１０のボール部材１１１０に接続させる。このようなシールにより、ボール部材１１１０とフローター部材１１１２の間の自由な相対的垂直運動を可能としたまま、流体緊密キャビティ１１３２がフローター部材１１１２の裏側に形成される。また、このシールを用いることにより、ボール部材１１１０とフローター部材１１１２の間に、これらをおよそ外周に調心することを保持するための外周トルクが与えられる。フレキシブルなシールの一例は、ローリングシール１１３４であり、これは概説的には、ボール部材１１１０とフローター部材１１１２が相対的に運動するとき、ヘッド１１０のボール部材１１１０の内側とフローター部材１１１２との間をシールする、弾性材料の環状ストリップを備えている。この運動では、隣接する部材を妨害せずまたボール部材１１１０とフローター部材１１１２の間に垂直力成分を加えずに、シールを維持しつつ、ローリングシール１１３４の弾性シールがロールする。
【００７３】
（３Ｃウエハヘッド）また別の模範的なヘッド１１０'が図１１及び１２に断面図で表され、これは３Ｃヘッドと称され、１９９５年６月９日出願のShendon らの米国特許０８／４８８,９２１ 号に開示されている。
【００７４】
図１１に示されるように、３Ｃウエハヘッド１１０'の内部構造の詳細が示されている。好ましくは、ヘッド１１０'は、ボール部材１１６０を有しており、このボール部材１１６０は、下向きに面するリセス１１６２を自身に有し、この中にキャリア板１１６４が受容される。ヘッド１１０'をヘッド駆動シャフト１０１４に接続するためには、ボール部材１１６０は、上向きに伸び外側にねじ切りがなされたボス１１６６を有し、また、シャフト１０１４は盛り上がったボス１１６６に対して終了している。カップ状の外周ナット１１６８は、下向きに伸び内側にねじ切りを有するリップ１１７０と、ナット１１７０に中心リセス１１７２とを有し、ヘッド駆動シャフト１０１４をボール部材１１６０に固定する。シャフト１０１４の端部は、ナットリセス１１７２を介して伸張し、シャフト端部がナットボア１１７２の中まで伸びた後にシャフト１０１４の端部に隣接して配置されるスナップリングボアの中に、スナップリング１１７４が配置される。スナップリング１１７４は、シャフト１０１４がナットボア１１７２から引き込められることを防止する。そして、リップ１１７０をボス１１６６のねじ切り外面にねじ止めしてカップ状の外周ナット１１６８をボス１１６６に止めることにより、スナップリング１１７４をカップ状外周ナット１１６８とボール部材１１６０との間に捕捉する。ヘッド駆動シャフト１０１４及びボール部材１１６０を回転させてロックするために、シャフト１０１４は、自身の下端の内側に伸張するキーウェイ１１７６を有しており、また、ボス１１６６も、シャフト１０１４が外周ナット１１７０に受容されたときシャフトのキーウェイ１１７６と調心するキーウェイ１１７８を有している。キーが、１つのキーウェイ１１７６及び１１７８の間に伸びる。あるいは、ピン１１８０をボール部材１１６０のボス１１６６及びヘッド駆動シャフト１０１４のそれぞれの穴に挿入してもよい。
【００７５】
ボール部材１１６０は、実質的に垂直に固定され、回転方向の運動が可能な参照面を与え、この参照面からウエハ４０が研磨面に搬送される。図１１に例示される好ましい具体例では、１次的な上バイアスチャンバ１１８２と２次的な下バイアスチャンバ１１８４とを用いて、ボール部材１１６０により与えられる参照面に対して垂直方向に、キャリア板１１６４を選択的に配置させることにより、基板の搬送が行われる。好ましくは、中心リセス１１６２は、ボール部材１１６０の境界の内部を画成し、好ましいグルーブではこのボール部材１１６０は、上側の水平に伸びる板状部分１１８６と、下向きに伸びるリム１１８８とを有するワンピースの部材である。キャリア板１１６４は、リセス１１６２の中に受容され、そこから伸びて、研磨面に対するように、受容した基板を配置させる。
【００７６】
リセス１１６２のキャリア板１１６４を選択的に配置させる事を可能とするため、１次的なバイアスチャンバ１１８２は、上側板１１８６とキャリア板１１６４上面との間に伸びるベローズ１１９０を有している。このようなベローズ１１９０は、ボール部材１１６０の上側板１１８６とキャリア板６８４との接続部でシールをし、また、これらの接続部は、ボール部材１１６０から分離せずに懸下しているキャリア板１１６４の質量を支持するに十分な強度を有している。好ましくは、ベローズキャビティ１１９２が着脱可能なベローズインサート１１９４の中に形成されており、このベローズインサートは、上ベローズ板１１９６と下ベローズ板１１９８とを有し、ベローズ１１９０はこれらの間に伸びている。ベローズ１１９０は、プラーテン１１９６及び１１９８に装着、着脱可能なベローズインサート１１９４を形成する。ベローズインサート１１され９４をボール部材１１６０に装着し、また、キャリア板に装着するためには、複数のボルト（図示せず）が下ベローズ板１１９８のリムを貫通してキャリア板１１６４の上部にまで達し、また、複数のボルト（図示せず）がボール部材１１６０の板状部分を貫通して上ベローズ板１１９６のねじ穴にまで達している。
【００７７】
ウエハヘッド１１０'の２次的な搬送組立体１１８４は、キャリア板６８４の中に形成されるバウチャンバ９１０２を有している。バウチャンバ９１０２はシール可能なキャビティであり、これは、薄い略平坦な膜９１０４を有しており、この膜に対して、共形となる材料９１０６、例えばポリシングパッド材料の１ピース等が配置され、ウエハの表面に対して共形な基板受容面を形成する。
【００７８】
ヘッド１１０'を用いて基板を研磨するためには、平坦な下面９１０４をカバーする材料９１０４に対して基板を搬送する。そして、ヘッド１１０'を、ポリシングパッド５４の１つの上に配置させ、ベローズキャビティ１１９２に圧力を与えて拡げ、キャリア板１１６４に対して研磨面に方へのバイアスを与えて、これに対して基板を搬送する。基板の中心とエッジでの圧力を変化させるために、バウチャンバ９１０２は空気圧により加圧される。正圧をかければ平坦な膜９１０４を外向きに変形させ、また、平坦面の中心が最も外向きに伸びて凸型となり、基板と基板中心近くの研磨面との間への搬送を進める。他方、負の空気圧では、凹型を作るだろう。
【００７９】
また、図１１に示されているように、ヘッド１１０'は、リテーナーリング９１１０を有していることが好ましく、これは、ポリシングの間に、研磨面と接触するまで伸張し、また、逆に、ヘッド１１０'の内向き且つ上向きに縮んでしまわれる。このヘッド１１０'の具体例では、リング９１１０は平坦なベースＴを有する環状部材であり、このベースの上には、交換可能なコンタクトリング９１１４が固定され、また更に、外向きに伸びる環状レッジ部分９１１６を有している。ボール部材１１６０は、内向きに伸びる環状レッジ９１１８を有しており、これは、リテーナーリング９１１０の外向き伸張レッジ部分９１１６の表面の下まで伸びている。リテーナーリング９１１０をボール部材１１６０のリセス１１６２の中に固定するために、複数の圧縮ばね９１２０が、外向きレッジ９１１６の下面と内向きレッジ９１１８との間に伸びている。これらのばねは、リテーナーリセス９１１０に対して、ボール部材１１６０の内向き且つ上向きに、連続してバイアスを与える。リテーナーリセス９１１０を下向きに突出してボール部材１１６０から外に出すため、また、この突出しの長さを変化させ制御するために、膨張可能なドーナツ状のブラダ９１２２が、リテーナーリング９１１０の外向き伸張レッジ９１１６と、リテーナーリング９１１０の全周の周りのボール部材１１６０の中レッジ９１２４の下面との間に伸びている。図８に示されるように、タイヤチューブのステムと同様の構造体を介してブラダが排気されるときは、リテーナーリング９１１０は、ヘッドの内側且つ上向きに収縮する。ブラダ１１８８が正圧を受ければ、リテーナーリング９１１０の底部は、図１２に示されるように、ヘッド１１０'から下向きに伸びる。ブラダ１１８８は、ゴム又はメタルの環状ベローズ２つであってこれらの間に環状のキャビティを画成する２つの環状ベローズと、交換してもよい。
【００８０】
図１１は、垂直通路９１３０、９１３２、９１３４、９１３６及び９１３８を示しており、これらは、駆動シャフト１０１４に沿って伸び、ヘッド１１０'内の様々な通路にシールして接続し、ヘッドの部品への真空、空気圧又は流体を、選択的に供給する。垂直通路９１３０は、側方通路９１４０及び垂直通路９１４２を介して、ブラダ９１２２へと接続される。垂直通路９１３２は、側方通路９１４４を介して、ベローズインサート１１８２とリテーナーリング９１１０の間の領域に接続される。垂直通路９１３４は、通路９１４６を介してベローズキャビティ１１９２に接続される。垂直通路９１３６は、通路９１４８を介してベローズチャンバ９１０２へと接続される。垂直通路９３８は、側方通路９１５０及び垂直通路９１５２を介して、膜９１０４の底面９１０６のポート９１５４へと接続され、ヘッド１１０'がウエハを選択的に保持及び解放できるようにしている。
【００８１】
（３Ｃ３ウエハヘッド）図１２Ａは、ウエハヘッドの別の具体例を示しており、これは、図１１及び１２のウエハヘッド１１０'の変形であり、３Ｃ３ヘッドと称される。３Ｃ３ウエハヘッド１１０"は、主要な３つの組立体を備えている。ベース組立体９２０２と、ハウジング組立体９２０４と、リテーナーリング組立体９２０６である。ベローズシステム９２０８は、ハウジング組立体９２０４と、ベース組立体９２０２及びリテーナーリング組立体９２０６との間に配置される。これらの組立体の詳細を、以下に説明する。
【００８２】
ベース組立体９２０２は、ウエハ４０に負荷を与える。即ち、ウエハ４０をポリシングパッド５４に強制する。ベース組立体９２０２は、ハウジング組立体９２０４に対して垂直に移動して、ポリシングパッドへの又はポリシングパッドからのウエハの運搬を可能にする。ベローズシステム９２０８がハウジング組立体９２０４をベローズ組立体９２０２に接続し、これらの間に環状の１次的な圧力チャンバ９２１０を形成する。流体、好ましくはエアがポンプにより１次圧力チャンバ９２１０へ流入及び流出して、ウエハ４０上の負荷を調節する。エアが１次圧力チャンバ９２１０にポンプで送られたときは、チャンバ内の圧力が上昇し、ベース組立体９２０２が下向きに押される。
【００８３】
また、ベローズシステム９２０８は、ハウジング組立体９２０４をリテーナーリング組立体９２０６に接続して、環状の２次的な圧力チャンバ９２１２を形成する。流体、好ましくはエアがポンプにより２次圧力チャンバ９２１２へ流入及び流出して、リテーナーリング組立体９２０６上の負荷を調節する。
【００８４】
下記に説明するように、ハウジング組立体９２０４が駆動シャフト１０８４に接続され、これによって回転される。ハウジング組立体９２０４が回転しているときは、ベローズシステム９２０８は、トルクをハウジング組立体９２０４からベース組立体及びリテーナーリング組立体９２０６へと伝達し、これらを回転させる。
【００８５】
ベース組立体９２０２は、ほぼ平坦な底面を有するディスク状のキャリアベース９２１４を有しており、この底面がウエハ４０と接触してもよい。キャリアベース９２１４の上面７１０は、略平坦な環状領域９２２２で囲まれた、中心に配置される円形の窪み９２２０を有している。環状領域９２２２自身は、リム９２２４で囲まれている。数本の垂直導管９２２６が、ウエハヘッド１１０"の中心軸９２２８の周りに均等に配置されており、これらは、底面９２１６からキャリアベース９２１４の中を通って、中心円形窪み９２２０へと伸びている。
【００８６】
略平坦な環状板９２３０の大部分が、環状板９２３０の外エッジがキャリアベース９２１４のリム９２２４と隣接するように、キャリアベース９２１４の環状領域９２２２の上に置かれる。環状板９２３０の内側部分９２３２が、中心円形窪み９２２０の上に突き出ている。環状板９２３０は、環状板９２３０の中の通路の中を伸びてキャリアベース９２１４のねじ切りリセスに係合する、ボルト９２３４によって、キャリアベース９２１４に取り付けられてもよい。
【００８７】
ストップシリンダー９２４０が、環状板９２３０の中心開口９２３８に装着される。ストップシリンダー９２４０は、管状の本体９２４２と、放射方向外側に突き出る下フランジ９２４４と、放射方向内側に突き出る上フランジ９２４６とを有している。下フランジ９２４４は、環状板９２３０の内エッジのところでリップ９２４８と係合して、ストップシリンダー９２４０を環状板９２３０の上方に支持する。ストップシリンダー９２４０の下フランジ９２４４とキャリアベース９２１０の円形中心窪み９２１６と環状板９２３０の内側部分９２３２との間のギャップは、ベース組立体９２０２に中心キャビティ９２５０を形成する。中心チャンネル９２５２が、下フランジ９２４４から管状本体９２４２の中を通って上フランジ９２４６へと垂直に伸びて、中心キャビティ９２５０及び垂直導管への流体のアクセスを与える。
【００８８】
ハウジング組立体９２０４は、自身の上部にディスク状のキャリアハウジング９２６０を有している。キャリアハウジング９２６０の底面は、円筒状キャビティ９２６２を有している。また、この底面は内側環状面９２６４と、外側環状面９２６６とを有し、これらは、下向きに突き出るリッジ９２６８によって隔てられる。キャリアハウジング９２６０の上面は、ねじ切りネック９２７４を有する円筒状ハブ９２７０を有しており、このねじ切りネックは、上向きに面する中環状領域９２７２の上方に突き出る。緩いスロープを有する部分９２７６が、中環状部分９２７２を包囲し、スロープ部分９２７６はレッジ９２７８に包囲される。
【００８９】
また、ハウジング組立体９２０４は、キャリアハウジング９２６０の下側に、環状の内側板９２８０と環状の外側板９２８２とを有している。内側板９２８０は、ボルト１組により、キャリアハウジング９２６０の底部の内側環状面９２６４に装着され、外側板９２８２は、ボルト１組により、外側環状面９２６６に装着されている。内側板９２８０の外エッジは、キャリアハウジング９２６０のリッジ９２６８に隣接する。内側板９２８０の内エッジは、円筒状キャビティ９２６２の下まで水平に突き出て、内向きに細くなるリップ９２９０を形成し、このリップは自身とシリンダー９２４０との間の開口９２９２によって包囲される。円筒キャビティ９２６２の上部は、天井部９２９４によって閉じられている。ベローズ０スラリ組立体９２０２のストップシリンダー９２４０は、開口９２９２の中を通って円筒キャビティ９２６２の中にまで伸び、また、その上フランジ９２４６は水平方向にリップ９２９０の上方にまで突き出る。
【００９０】
ハウジング組立体９２０４には、幾つかの導管９２０４があって、ウエハヘッド１１０"へ流体を流入出させる。第１の導管９３００は、内側板９２８０の底面からキャリアハウジング９２６０（及び図示しない通路）の中を通って、ハブ９２７０の上部へと伸張する。第２の導管９３０２は、円筒キャビティ７６２からキャリアハウジング９２６０を通ってハブ９２７０の上部へと伸張する。第３の導管９３０４は、外側板９２８２の底面からキャリアハウジング９２６０の中を通って、ハブ９２７０の上部へと伸張する。ハブ９２７０の上面及び底面に設置されたＯリング９３０６が、これら導管それぞれを囲み、これらに隣接する部材に対してのシールを与える。
【００９１】
ウエハヘッド１１０"を駆動シャフト１０８４へ取り付けるには、２つのドエルピン（図示せず）をドエルピン穴（図示せず）内に配置して、ウエハヘッドを持ち上げることによって、行ってもよく、こうすれば、これらドエルピンが、駆動シャフト１０８４ａの対になったドエルピン穴（図示せず）にフィットする。この方法では、駆動シャフト１０８４の斜めの通路を、導管９３００、９３０２及び９３０４に調心する。そして、ねじ切り周縁ナット１０６８を、ねじ切りネック９２７４にねじ止めして、ウエハヘッド１１０"を駆動シャフト１０８４に緊密にしっかりと取り付けることができる。
【００９２】
ベローズシステム９２０８は、ベース組立体９２０２とハウジング組立体９２０４の間の空間に同心状に配置される数個のメタルベローズを有している。各ベローズは、膨張して垂直に接触することができる。内ベローズ９３１０は、内側板９２８０の内エッジをストップシリンダー９２４０の下フランジ９２４４に接続させて、上中心キャビティ９２６２及び中心チャンネル９２５２を、１次圧力チャンバ９２１０からシールする。ポンプ（図示せず）がエアを、第２の導管９３０２を介して、垂直導管９２２６、上中心キャビティ９２６２、中心チャンネル９２５２及び下中心キャビティ９２５０と流入出させ、ウエハをウエハヘッド１１０"に真空チャックし又はウエハヘッド１１０"から圧力解放する。
【００９３】
外ベローズ９３１２により、内側板９２８０の外エッジが環状板９２３０に接続する。同心状に配置される内側のベローズ９３１０と外側ベローズ９３１２戸の間のリング状の空間が、１次的な圧力チャンバ９２１０を形成する。ポンプ（図示せず）により、第１の導管９３００を介して１次的圧力チャンバ９２１０にエアを流入出させて、１次的圧力チャンバ９２１０内の圧力を調整し、即ち、ヘッド１１０"がウエハ４０に作用させる負荷を調節する。
【００９４】
１次的圧力チャンバ９２１０が膨らみ、ベース組立体９２０２がハウジング組立体９２０４に対して下方向に移動するとき、メタルベローズ９３１０及び９３１２が伸びて、環状板９２３０と内側板９２８０との間の距離の増加分に適合する。しかし、ストップシリンダー９２４０のフランジ９２４６がハウジング組立体９２０４のリップ９２９０を捕まえて、ベース組立体の下向きの動きを停止させ、ベローズが伸張しすぎて壊れることのないようにする。
【００９５】
リテーナーリング組立体９２０６は、内向きに向く水平アーム９３２２と上向きに向く垂直アームとを有するＬ字型のリング支持体９３２０を有している。水平アーム９３２２の上部には、バッキングリング９３３０がボルト９３３２によって取り付けられている。バッキングリング９３３０の外側部分９３３３が、Ｌ字型リング支持体９３２０の垂直ウエハアーム９３２４に隣接し、バッキングリング９３３０の内側部分がキャリアベース９２１４のリム９２２４の上にまで水平に突き出ている。フレキシブルなシール９３３５により、リテーナーリング組立体９３０６がキャリアベース９２１４に接続し、ウエハヘッドをスラリから保護する。シール９３３５の外エッジが、バッキングリング９３３０とＬ字型リング支持体９３２０の水平アーム９３２２との間に挟まれ、シール９３３５の内エッジが接着剤によりキャリアベース９２１４に取り付けられる。垂直に伸張するフランジ９３３６が、Ｌ字型リング支持体９３２０の垂直アーム９３２４の外側に取り付けられ、ウエハヘッド１１０"の外壁を形成する。フランジ９３３６は、上向きに伸びて、キャリアハウジング９２６０とほぼ接触する。シール９３３８が、キャリアハウジング９２６０のレッジ９２７８上に置かれ、垂直伸張フランジ９３３６の上方にまで伸び、ウエハヘッド１１０"をスラリによる汚染から保護する。リテーナーリング９３４０が、リセスボルト（図示せず）により、Ｌ字型リング支持体９３２０の水平アーム８２２の底面に装着される。リテーナーリセス９３４０は、内側の下向き突起部分９３４２を有しており、この突起部分は、ポリシングパッド５４と接触し、ウエハがベース組立体９２０２から滑り落ちることを防止する。
【００９６】
第３の円筒ベローズ９３１４が、ハウジング組立体９３０２の外側板９２８２の内エッジを、バッキングリング９３３０の内側部分９３３４に接続させる。第４の円筒ベローズ９３１６が、外側板９２８２の外エッジをバッキングリング９３３０の外側部分９３３３に接続させる。同心状に配置される第３のベローズ９３１４と第４のベローズ９３１６との間のリング状の空間が、２次的な圧力チャンバ９２１２を形成する。ポンプ（図示せず）により、第３の導管９３０４を介して２次的圧力チャンバ９２１２にエアを流入出させて、２次的圧力チャンバ９２１２内の圧力を調整し、即ち、リテーナーリング９３４０への下向きの圧力を調節する。１次的チャンバ９２１０及び２次的チャンバ９２１２が独立して加圧されるため、ベース組立体及びリテーナーリングが、垂直方向に独立して作動することが可能である。
【００９７】
（ウエハヘッドの装着）更に図１０の拡大断面図を参照し、図９のダイヤモンドウエハヘッド１１０を特に参照しつつ、説明をしていく。ここで説明の大部分は図１１の３Ｃウエハヘッド１１０'及びウエハ１２Ａの３Ｃ３ウエハヘッド１１０"に適用できる。ウエハをポリシングする垂直ポリシング力は、ボール部材１１１０及びフローター部材１１１２の間の流体緊密キャビティ１１３２に送られる加圧流体によって与えられる。この加圧流体は、エアでも水でもよいが、ヘッド駆動シャフト１０１４の第１の軸チャンネル１０４０（４つのチャンネルの１つ）を介して、ウエハヘッドに供給される。ロータリーモ−タ１０１２の上のシャフトの上部のロータリーカップリング１０４２（後述する）が、４つの流体ラインを回転シャフト１０１４のシャフトチャンネルへつなぐ。斜めの第１の通路１０４４が、ヘッド駆動シャフト１０１４のシャフトフランジ１０４６に形成され、第１のシャフトチャンネル１０４０を、下向きに面するボール部材１１１０の上ハブ１１５０の垂直通路１０４８に接続させる。垂直通路１１４８は、ボール部材１１１０とフローター部材１１１２との間の流体緊密キャビティに伸びて下がり、この中の圧力を制御する。同様の斜めの通路１０５２及び垂直通路１０５４により、第２のシャフトチャンネル１０５６がウエハヘッド１１０の内部へ接続し、また、所望により残りの２つのチャンネルに対して同様の部品が与えられる。空孔シャフトチャンネル１０４０及び１０５６の底部には、プラグ１０５８が配置され、これらにシールして接続する。シャフトフランジ１０４６の斜めの通路１０４４及び１０５２と、ボール部材１１１０の垂直通路１０４４及び１０５２の、それぞれの間にシールが配置され、この中に収容されている流体を閉じ込める。
【００９８】
駆動シャフト１０１４及びウエハヘッド１１０が一緒になる場合は、２つのドエルピンが、ボールハブ１０５０及びシャフトフランジ１０４６の１対のドエル穴１０６２及び１０６４の中に配置され、シャフト１０１４とボール部材１１１０、特に流体通路を、外周調心する。ボールハブ１０５０の周縁１０６６にねじ切りが施され、周縁ナット１０６８がここにねじ止めされる。周縁ナット１０６８はリップ１０７０を有しており、このリップ１０７０は、シャフトフランジ１０４６の外径よりも小さく、駆動シャフト１０１４のフランジ１０４６上部にフィットし、駆動シャフト１０１４を把持してウエハヘッド１１０のボール部材１１１０に保持させる。
【００９９】
数多くの目的のため、別個の流体接続部を用いることができる。例えば、通路を利用して、（１）真空源又は加圧ガス源をリセス１１１５につないで、そこでウエハがウエハヘッド１１０と接触するようになる（これは図９の右側の構成であり、流体緊密キャビティ１１３２を介して垂直通路１０７４へのスライドシール１０７２を要する）；（２）真空源又は加圧ガス源をウエハヘッド１１０のボール部材１１１０へつないで、ボール部材１１１０からウエハヘッド１１０のフローター部材１１１２の垂直伸張及び収縮を調節する（これは、ヘッド１１０及び１１０'の両方の構成である）；（３）２つの通路（供給及び戻り）を用いて、冷却水をウエハヘッド１１０の中に循環させて、ウエハ温度を制御する；そして、（４）ロータリーカップリング１０４２がそれをすることができる場合は、電気ラインをチャンネルの中に通し、例えば、ウエハヘッドのインドを測定する。
【０１００】
ボール部材１１１０とフローター部材１１１２の間のシールキャビティ１１３２に流体圧力を供給することにより、ウエハヘッド１１０の下フローター部材１１１２が、上固定ボール部材１１１０に対して垂直に移動する。フローター部材１１１２とボール部材１１１０の間のローリングシール１０３４の背面にエアを供給することにより、フローター部材１１１２のリセス１１１５に載置されたウエハ４０を研磨するために、フローター部材１１１２が下がりポリシングパッド５４に接触する。同様に、ウエハ４０を上昇させて次のポリシングステーション又は移送ステーションに移動させることが望ましい場合は、真空をシールキャビティ１１３２に供給して、ウエハ４０を保持しているフローター部材１１１２を上昇させる。
【０１０１】
例示の如く、ボール部材１１１０の中でのフローター部材１１１２のストロークは、非常に小さく、０．２インチ（５ｍｍ）のオーダーであり、また、これはウエハヘッドシステム１００、カルーセル９０又はポリシングステーション５０の垂直方向の運動のみである。このように非常に短いストロークは、ウエハヘッドの下端の中に容易に適合し、また空気圧により実現可能である。この短いストロークの主な因子は、本発明のポリシングシステムにおいて、設計が簡単になり、製造及び稼働コストが低減することである。
【０１０２】
（ヘッドシールド板）ウエハヘッドシステム１００の全体のデザインでは、カルーセル支持板９０６のスロット９１０の中を通過し、また、スロット９１０の中を往復運動することが、要請される。ケミカルメカニカルポリシングは、ウェットで且つ粒子により増強される操作である。ウエハヘッド１１０及びこれに対応する部品は、ヘッド１１０の内側からポリシングの環境を排除するように、慎重に設計されてきた。リニアベアリング支持板９０６は、湿気及び塵に対して敏感であるので、ポリシングの環境がそこを貫通して通過する事を防止するように、ウエハヘッド組立体１００がカルーセル支持板９０６の中を通過するポイントの周囲のシールを設計することが望ましい。以下に説明するスプラッシュ板組立体が、このような機能を実現する。
【０１０３】
図７に広く最も良く示されているように、スプラッシュ板組立体９４０は、カルーセル支持板９０６の下側に取り付けられている。スプラッシュ板組立体９４０により、研磨性を有し化学的に活性で、触れるもの全てをスラリ又はアルカリ性残留物でコーティングする、ポリシングスラリが、マルチヘッドカルーセル組立体９０の上部分に近付いて望ましくない効果を生じさせること（例えば、電気接続の短絡や露出したスライディング面やローリングメタル面の汚染等）が防止される。スプラッシュ板組立体９４０は、一連の移動スロットカバーを有しており、これらは、スロットスプラッシュガードクロージャを、ウエハヘッドシステム１００の放射方向往復運動の範囲の中で与えるように構成される。このクロージャは、スロット内の往復運動の長さよりも長い水平突出しを用いずスロットのスプラッシュシールドを与える、水平突出しによって完成される。
【０１０４】
カルーセル支持板９０６の下側に取り付けられたスプラッシュ板組立体９４０は、中心シールド板９４２を有しており、この中心シールド板は、中心ポスト９０２への組立の前に、カルーセル支持板９０６の底部側にねじ止めすることができる。カルーセル支持板９０６は更に、４つの外側シールド板９４４を有しており、この外側シールド板も、ウエハヘッドシステム１００をカルーセル支持板９０６にフィットさせようとするときは、カルーセル支持板９０６の底部に、中心シールド板９４２と並置する突起シールとなるよう、ねじ止めすることができる。中心シールド板９４２及び外側シールド板９４４の双方は、スロットの放射方向軸のそれぞれの中心線から外れる、方形で角が丸く細長いリセス９４６を有している。細長いく角の丸いスプラッシュスロット９４８が、中心シールド板９４２及び外側シールド板９４４の双方で、これらの接合部に形成される。図１０に最も良く示されるように、中心シールド板９４２及び外側シールド板９４４の双方が、スプラッシュスロット９４８に面しこれを囲む上伸張フランジ９５０を有するように形成されている。図１４Ａ〜１４Ｃの平面図に示されるように、スプラッシュスロット９４８の線軸は、カルーセル支持板９０６の対応するスロット９１０の軸のほぼ上にある。スプラッシュスロット９４８の丸い部分は、これを貫通する非回転駆動シャフト１０１５の外径よりも実質的に大きな内径を有しており、線形の部分は、ウエハヘッドシステム１００のそれぞれの往復運動の長さの範囲におよそマッチする長さを有している。
【０１０５】
図７に最も良く示されているように、Ｄ字型スプラッシュフォロワー９５２は、凸型にカーブしたエッジを１つと、第２の実質的に真っ直ぐ又はほとんど曲っておらず、互にスムーズに接合されるエッジとを有している。スプラッシュフォロワー９５２は、そのカーブを有するエッジの近くに配置された円形穴９５４を有している。以下に簡単に説明するが、駆動シャフトハウジング１０１５がこの穴９５４に回転可能な状態でフィットしており、ウエハヘッド１１０及びこれに付いている駆動シャフトハウジング１０１５がカルーセル支持板９０６のスロット９１０に沿って往復運動をすれば、Ｄ字型スプラッシュフォロワー板９５２が回転することが可能となる。図１０に最も良く示されているが、Ｄ字型板９５２はその外周全体に沿って下向きに面するフランジ９５６を有している。中心スプラッシュ板９４２及び外側スプラッシュ板９４４のフランジ９５０と、スプラッシュフォロワー９５２のフランジ９５６とは、およそ同じ長さを有しており、それぞれ、静止しているシールド部及び動いているシールド部のエッジに対し、上及び下に面している。組み立ての際、フランジ９５０及び９５６並びに対向する部品９４２、９４４及び９５２のそれぞれの底部は、約０．０６４"（２．１５ｍｍ）のギャップによって隔てられている。フランジ９５０及び９５６がこのように曲がりくねった迷路のような経路を形成することにより、スロット９１０の方へスプラッシュするスラリが、カルーセル支持板９０６のスラリ側からスロット９１０を通ってキャリア組立体カバー９０８の内側に配置されるモ−タ及びベアリングまで通過することを防止する。
【０１０６】
図１０に最も良く示されるように、Ｄ字型スプラッシュ板９５２のそれぞれは、シャフトハウジング１０１５の外側に形成されたスプラッシュフランジ９６０に回転可能な状態で固定されている。周縁スカート９６２は、駆動シャフトハウジング１０１５の下端にフィットしておりまた上向き伸張部分９６４を有しており、この上向き伸張部分は、スプラッシュシールドベアリング９６８の内側レースを駆動シャフトハウジング１０１５のスプラッシュフランジ９６０に対して押圧するレッジ９６６を有している。ベアリング９６８の外側レースは、Ｄ字型スプラッシュフォロワー９５２の内向き伸張フランジ９７０によって底部から緊密に把持され、また、２つ以上の部材のカラー組立体９７２により、あるいは、スプラッシュフォロワー９５２のフランジ９７０にベアリングを把持させるねじ９７４により、上部から緊密に把持される。カラー９７２は、シャフトハウジング１０１５上のスプラッシュシールドフランジ９６０の上部とオーバーラップするが、接触はしない。
【０１０７】
Ｄ字型スプラッシュフォロワー９５２は、ベアリング９６８に取り付けられているため、しっかりと固定されているがシャフトハウジング１０１５に対して自由に回転できるようになっている。Ｄ字型スプラッシュフォロワー９５２は、その上部に固定される垂直（旋回）ピン９７６を有している。この垂直ピン９７６は、自身の上端に取り付けられるローラーベアリング９７８を有しており、これは、カルーセル支持板９０６の底部に形成された水平ガイドグルーブ９８０の中にガイドされる。図８にその斜視図が、図１４Ａ〜１４Ｃに平面図が示されるように、旋回ピン９７６は、円形穴９５４とＤ型スプラッシュフォロワー９５２の平坦エッジの間のスプラッシュフォロワー９５２の中間線上に配置される。ローラーベアリング９７８の外側は、カルーセル支持板９０６の底部の水平ガイドグルーブ９８０に乗っており、この水平ガイドグルーブはカルーセル支持板９０６の放射方向スロット９１０のところ又はほぼスロット９１０のところまで伸びるが、これから角度がずれている。好ましくは、ガイドグルーブ９８０は、放射方向スロットに垂直である。
【０１０８】
シャフト１０１４及びシャフトハウジング１０１５がカルーセル支持板９０６の中を放射方向に往復運動して、ウエハヘッド１１０を運動させるため、スプラッシュフォロワー９５２の中心穴９５４がシャフトハウジング１０１５を追いかける。また、この運動は、スプラッシュフォロワー９５２上で旋回ピン９７６を動かし、このピンの運動の方向は、カルーセル支持板９０６のガイドグルーブ９８０を進むため、垂直方向に制限される。このため、スプラッシュフォロワー９５２は、シャフトハウジング１０１５と旋回ピン９７６との間で調心が維持されていれば、回転する。このように、シャフトハウジング１０１５の往復運動により、これに対応して、Ｄ字型スプラッシュフォロワー９５２の往復運動および部分的軌道運動を生じさせる。
【０１０９】
Ｄ字型シールド板６８８の動きは、図１４Ａ、１４Ｂ及び１４Ｃの上面図により理解することができる。ウエハヘッド１１０がカルーセル支持板９０６のスロット９１０に沿って最内の位置から最外の位置へと動いたとき、即ち、駆動シャフトハウジング１０１５がスロット９１０に沿って動いたとき、ガイドグルーブ９８０により、旋回ピンがスロット９１０に対してもっと垂直となるように旋回ピンを制限し、そのため、スプラッシュフォロワー９５２が、スロットの方向を進むため、駆動シャフトハウジング１０１５の周りを部分的に軌道を描いて回る。
【０１１０】
Ｄ字型スプラッシュフォロワー９５２は、２つの地点の間、即ち駆動シャフトハウジング１０１５の中心軸と垂直旋回ピン９７８の中心軸との間で制限されるため、軌道運動をする。駆動シャフトハウジング１０１５が往復運動をすれば、Ｄ字型スプラッシュフォロワーは駆動シャフトハウジング１０１５と共に運動する。また、旋回ピン９７６も、駆動シャフトハウジング１０１５の影響下で運動するが、これは、駆動シャフトハウジング１０１５がするように放射方向スロット９１０内を放射方向に運動する代りに、カルーセル支持板９０６のガイドグルーブ９８０に垂直に運動する。スプラッシュフォロワー９５２がボールベアリング９６８を介して駆動シャフトハウジング１０１５に接続され、また、スプラッシュフォロワー９５２はローラーベアリング９７８を介してカルーセル支持板９０６のガイドグルーブ９６４に接続されているため、メタル粒子を発生させて研磨しようとするウエハにこれを落とし損傷させるような部品間の滑り接触は、存在しない。全ての地点で、スロット９１０は、軌道運動するスプラッシュフォロワー９５２によってカバーされ、スラリがスロットを介して直接スプラッシュすることは防止される。他方、スプラッシュフォロワー９５２の動作スパンは、駆動シャフトハウジング１０１４の周りを軌道運動しない場合よりも短い。
【０１１１】
スプラッシュ板組立体９４０の運動及び特にＤ字型スプラッシュフォロワー９５２の運動は、カルーセル支持板９０６のスロット９１０の軸に沿って表す図１５Ａ、１５Ｂ及び１５Ｃの３つの長手方向断面図と、図１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの３つの軸断面図と、図１７Ａ、１７Ｂ及び１７Ｃの３つの斜視図とで示される。これら３組の図において、同じ添字（Ａ，Ｂ，Ｃ）の図は、それぞれ、図１４Ａ、１４Ｂ及び１４Ｃの同じ添字の図に対応する。斜視図においては、スプラッシュフォロワー９５２の上部の旋回ピン９７６は、図示していないカルーセル支持板９０６のガイドグルーブ９８０に係合するように示されている。
【０１１２】
図１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃは、旋回ピン９７６を示しており、これは、ガイドグルーブ９８０の中を内側の地点から外側の地点へそして再び内側の地点へと運動し、この運動は駆動シャフトハウジング１０１５が図１６Ａの放射方向最内の地点から図１６Ｂの中間の地点へ、そして図１６Ｃの放射方向最外の地点へと運動するときに生じる。特に、図１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃでは、スラリＰフォロワー９５２が常に、中心スプラッシュ板９４２及び外側スプラッシュ板９４４に形成される閉スロット９４８をカバーしていることが示されており、この閉スロットは、ポリシング領域からカルーセル支持板９０６へ戻る基本的な経路である。図１４Ａ、１４Ｂ及び１４Ｃの平面図及び図１７Ａ、１７Ｂ及び１７Ｃの斜視図は、中心スプラッシュ板９４２及び外側スプラッシュ板９４４に沿う放射方向空間、即ちカルーセル支持板の放射方向スロット９１０に沿う放射方向空間を最小にする機構によって、閉スロット９４８がカバーされている様子を示している。このため、この機構のサイズは、ポリシングシステムの操作範囲の減少に伴って小さくなる。
【０１１３】
側面の断面図２組では、中心スプラッシュ板９４２及び外側スプラッシュ板９４４から上向きに伸びるフランジ９５０と、スプラッシュフォロワー９５２から下向きに伸びるフランジ９５６は、常に、カルーセル支持板９０６へと戻るように貫通していこうとする湿気及び粒子に対して、迷路状の経路を形成する。
【０１１４】
（ロータリーユニオン）図９のロータリーユニオン１９４２は、市販されているユニットによって実現することが可能である。しかし、図１３の断面図に例示される新規なロータリーユニオン２１００が好ましい。ウエハヘッドモ−タ１０１２の上方のスピンドルシャフト１０１４は、４本の垂直チャンネルを収容しているが、ここでは、このうちの２本のチャンネル１０４０及び１０５６だけが例示されている。ロータリーモ−タ１０１２の上方にあるその上端には、４つの同じ垂直通路２１１６が接合され、この垂直通路は、スピンドル２１１４の下端のドエル２１１８によってスピンドルシャフト１０１４の通路に調心し、また、リセス２１２０内のＯリング（図示せず）によってシールされる。急速遮断クランプ２１２２が、スピンドル２１１４をスピンドルシャフト１０１４に接続させる。スピンドルシャフト１０１４及びスピンドル２１１４は双方とも、ウエハヘッド１１０と共に回転する。他方、アンチ回転シャフト２１３４が、ウエハヘッドモ−タ１０１２ノケーシング等の組立体のいずれかの地点に固定されている。
【０１１５】
ロータリー組立体２１４０は、４つの積み重ねられた分離可能な部分２１４２ａ、２１４２ｂ、２１４２ｃ及び２１４２ｄを有しており、これらの部分は主に、それぞれ、環状ロータリー部材２１４３ａ、２１４３ｂ、２１４３ｃ及び２１４３ｄを備えている。ロータリー部材２１４３ａ〜２１４３ｄのそれぞれは、タップ穴２１４４を有しており、このタップ穴は、流体ラインやその他のラインのための取り外し可能なコネクタの雄ねじ端部をねじ止めできるようになっている。このデザインは、スピンドル２１１４を介する１つ以上の電気接続部を与える部分と容易に一体化することができ、この中では、放射方向ばね負荷コンタクトがスピンドル２１１４上で回転する外周整流器上でスライドする。タップ穴２１４４のそれぞれが、自転するスピンドル２１１４を包囲する環状マニホールド２１４８への放射方向通路２１４６によって接続される。部分２１４２ａ〜２１４２ｄ並びにスピンドル１０１４の回転シールは、フランジシャフト部分２１５０によって実現される。このようなフランジシャフトシール２１５０のそれぞれは、弾性を有する環状のＵ字型の部材２１５０であり、Ｕ字の底部は、環状マニホールド２１４８の中心から離れる方向を向いておりまたその側部は実質的に平坦であり、このＵ字型の底部の側部は、ロータリー部材２１４３のそれぞれの１つに対するシールをスピンドル２１１４の側部に与える。リップシール２１５０のそれぞれは、放射方向外向きに伸びるテール２１４９を有している。リップシール２１５０のそれぞれは、自身のＵ字型キャビティの内部に、自身のＵ字の放射方向最内部分に沿って接合する環状ばね部材を有しており、この環状ばね部材は、内壁を下に伸びＵ字の底部の方へ伸びそして外壁に沿って上に伸びるフィンガを有し、そのため、２つの離れた壁を強制してスピンドル２１１４の周りで相対的に回転するロータリー部材２１４３をシールするようにしている。このようなフランジシールの一例は、バリシール社(Variseal)から入手可能な、ModelW30LS-211-W42 が挙げられる。
【０１１６】
２つのリップシール２１５０は、環状マニホールド２１４８の側部の中にフィットする。しかし、このようなリップシール２１５０がもっとも良く機能するのは、その内側がＵ字の底部の外側に対して正圧を有する場合だけである。しかし、４本のラインのうち少なくとも真ん中の２つのラインが負圧、即ち大気圧よりも低い圧力であり、これが少なくともある時間これらラインを通じて作用することが望ましい。従って、真空ラインの取り外し可能なコネクタの雄接続部は、ロータリー部材の１つ２１４２ｂのタップ付き真空穴２１５１の中にねじ止めされる。真空穴２１５１の底部は、ロータリー部材２１４２ｂ及び２１４２ｃの中心の１つに孔が開けられた垂直真空通路２１５２に接続する。垂直真空通路２１５２は、４つのロータリー部材２１４２の間に形成された３つの交差するマニホールド２１４８に接続する。ステンレス鋼ワッシャー２１５６が、ロータリー部材２１４２のリセスの中にフィットし、交差するマニホールド２１５４のそれぞれの内側部分を、回転スピンドル２１３０に完全に接触しないがその近くとなるところまで充填し、リップシール２１５０の背面を支持する。ワッシャー２１５６は、リップシール２１５０のテール２１４９をロータリー部材２１４２に対して捕捉する。別々の部品が、最上及び最下で同様の捕捉を示す。隣接するリップシール２１５０のそれぞれに真空を分配するため、ワッシャー２１５６のそれぞれは、それぞれの主面上に形成される４つの放射方向グルーブを有している。その結果、タップ穴２１４４を介してマニホールド２１４８それぞれに作用する圧力には関係なく、常に正圧がリップシール２１５０の内側及びその外側から維持される。上部２０４２ｄと下部２０４２ａは負圧に対して設計されていないことを述べておく必要がある。従って、最上及び最下のリップシール２１５０は、背面シールを具備していない。
【０１１７】
図１３に示されるように、静止しているロータリー部材２１４３ａ〜２１４３ｄのそれぞれは、この部分に対して適正な高さでスピンドル２１１４に放射方向に開けられた側方通路２１６０を介して、回転スピンドル２１１４の垂直通路２１１６のそれぞれの１つに接続される。側方通路２１６０のそれぞれは、対応する環状マニホールド２１４８にとぎれることなく接続されている。
【０１１８】
上フランジ２１８０が、最上のロータリー部材２１４３ｄの上方に配置され、４つのボルト２１８２が、上側の３つのロータリー部材２１４３ｂ、２１４３ｃ及び２１４３ｄのそれぞれの貫通穴２１６２と調心されるそれぞれの貫通穴２１８４を貫通して、底部のロータリー部材２１４３ａのテーパー付き穴２１６４にねじ止めされる。隣接する部分間にＯリングが配置され、流体のシールを確保する。
【０１１９】
下側ロータリー部材２１４３ａは、ロータリーユニオン２１００を空間固定されたアンチ回転板２１３４に固定するそれぞれのボルトのためのテーパー付き穴２１６８を、少なくとも１つ有している。更に、カラー２１７２が下側リングベアリング２１７０をアンチ回転板２１３４のレッジ２１７６に対して押圧するための内側下側リセスを有している。下側リングベアリング２１７０の内側レースは、スピンドル２１１４のレッジ２１７８によってその下側側部に保持されるが、上端で浮いている。
【０１２０】
ロータリー組立体２１４０は、下側リングベアリング２１７０が底部にあり且つ上側リングベアリング２１８６がスピンドル２１１４の上レッジ及び上フランジ２１８０の上に配置されるように、スピンドル２１１４の上方に配置される。上側リングベアリング２１８６の外側レースは、上フランジ２１８０にねじ２１８８で固定されているベアリングフランジ２１８７に保持される。上側リングベアリング２１８６の内側レースは、ねじ２１９４でスピンドル２１１４の上部に固定される上フランジ２１９２により下向きに押圧されるウェーブばね２１９０によって押圧されるＯリング２１８９によって、スピンドル２１１４のレッジの方にバイアスがかけられる。
【０１２１】
ロータリーカップリングは、駆動シャフトの上の全高さが１０．４ｃｍ（約４．０８インチ）、即ち１部分当たり２．６ｃｍのときに、特に有利である。また、このシンプルなデザインにより、横の寸法及び全重量を最小にする。これら全ての因子が、ポリシング装置及び特定のウエハヘッドシステムをコンパクトにする事に寄与する。
【０１２２】
無論、ここでのロータリーユニオンの発明は、４つの部分であることに限定されるものではない。単一のロータリーフィードスルーに適用可能であるが、２つ以上のロータリーフィードスルーが最も有利である。
【０１２３】
（ウエハヘッド組立体）ウエハヘッドシステム１００の基本的な部分をここまで説明してきた。このセクションでは、これを他の部品につないで必要に応じ適正なシール及びベアリング面を与えるために要する２〜３の最終部品について説明をしていく。
【０１２４】
ウエハヘッドシステム１００は、その完全な断面が図９に、部分的拡大断面図が図１０に示される。駆動シャフトハウジング１０１５は、下側リングベアリング１０８０と上側リングベアリング１０８２の１対により、シャフト１０４１を保持する。下側リングベアリング１０８０の外側レースは、ノッチ付きリテーナーリム１０８６によって駆動シャフトハウジング１０１５の底端で内側座ぐり孔１０８４の中に保持され、このノッチ付きリテーナーリム１０８６は、ねじ１組１０８８により駆動シャフトハウジング１０１５に対して締め付けられている。また、リテーナー１０８６は、スプラッシュベアリング９６８に対して周縁スカート９６２の上昇部分９６４を支持して把持し、スプラッシュベアリング９６８の内側レースが駆動シャフトハウジング１０１５に固定されるようにしている。カラーがベアリングから外れていることが、少量の弾性コンプライアンスを与えて、製造による寸法差を許容している。
【０１２５】
下側リングベアリング１０８０の内側レースは、スピンドルシャフト１０１４の底部近くのショルダー１０９０の上に置かれている。シャフトブッシング１０９２が、スピンドルシャフト１０１４と駆動シャフトハウジング１０１５との間にゆるくフィットしてカラーとして作用し、これが、下側リングベアリング１０８０及び上側リングベアリング１０８２の内側レースを把持しまた引き離し、他方で外側レースが駆動シャフトハウジング１０１５によって保持される。１対の保持ナット１０９４がスピンドルシャフト１０１４の上部分にねじ止めされ、リングベアリング１０８０及び１０８２の内側レースを保持しスピンドルシャフト１０１４にロックする。また、上側ベアリング１０８２の外側レースは、シャフトハウジング１０１５の上部にロックされるが、これは、ナット１０９４を締めることによりベアリング１０８０及び１０８２をシャフトハウジング１０１５に把持することとなるからである。スピンドルシャフト１０１４は、ウエハ回転モ−タ１０１２の中空シャフトの中を上向きに通過する。モ−タ１０１２の上のスピンドルシャフト１０１４の上端は、モ−タ１０１２のローターに取り付けられたクランプカラー１０９５により保持される。モ−タブラケット１０９６が、モ−タ１０１２の下の駆動シャフトハウジング１０１４の上端に接続して、モ−タ１０１２をシャフトハウジング１０１５に支持し、ブラケット１０９６から懸下するリップ１０９８が、ブラケット１０９６を駆動シャフトハウジング１０１５に配置させる。
【０１２６】
ウエハヘッドシステム１００は、外側スプラッシュ板９４４及び緩められた中心スプラッシュ板９４２を除いて、組み立てられ、他方、カルーセル９０から取り除かれることができ、そして、ほぼ完全な組立体がカルーセル支持板９０６のスロット９１０の中に挿入される。駆動シャフトハウジング１０１５の上フランジ１１００が、スライド９０８のアームの内側に形成されたレッジ１１０２の上にフィットし、ボルト１組１１０４が上フランジ１１００をスライド９０８に止め、即ち、駆動シャフトハウジング１０１５をスライド９０８に止める。この簡単なウエハヘッドシステム１００とカルーセル９０との合せの構成により、ウエハヘッドを交換する必要が生じたときに中断時間を著しく低減する。
【０１２７】
（テーブルトップのレイアウト）図１８は、機械ベース２２のテーブルトップ２３の平面図（中心ポスト８０２を例外とする）を示している。前述の如く、３つのポリシングステーション５０ａ、５０ｂ及び５０ｃと移送ステーション７０とが、機械ベース２２の上部で正方形の関係で配置される。ポリシングステーションのそれぞれは、ポリシングパッド５４がその上に積み重ねられる回転プラーテン５２をそれぞれ有しており、別々のポリシングステーションに対するポリシングパッド５４は別々の特性を有している。細長い第１の中間洗浄ステーション８０ａが、第１の、２つのポリシングステーション５０ａ及び５０ｂとの間に配置され、第２の、中間の洗浄ステーション８０ｂが第２のポリシングステーション５０ｂ及び５０ｃとの間に配置される。第３の洗浄ステーション８０ｃは、第３の、ポリシングステーション５０と移送ステーション７０との間に配置される。随意、８０ａａが移送ステーション７０と第１のポリシングステーション５０ａとの間に配置されていてもよい。これらにより、ウエハがポリシングステーションから次へと通過する際に、スラリをウエハから洗浄する働きをする。
【０１２８】
ポリシングステーションそれぞれに対応して、コンディショナー装置６０ａ、６０ｂ及び６０ｃがそれぞれ存在し、これらのそれぞれは旋回可能なアーム６２を有しており、このアームは、遠端でコンディショナーヘッド６４を保持し、更に、使用しないときにコンディショナーヘッド６４を保管するコンディショナー保管カップ６８を有している。詳細な具体例ではディスク状の回転コンディショナーヘッドの説明をしているが、コンディショナーヘッドはホイール又はロッドであってもよい。図１８は、第１のポリシングステーション５０ａ及び第２のポリシングステーション５０ｂの保管カップ６８が、コンディショナーアーム６２の掃引経路の外にある不活動位置にあり、コンディショナーヘッド６４が、パッド５４の上方にあって、回転アーム６２がパッド表面を掃引して再調整するところを示すものである。他方、この図では、第３のポリシングステーションの保管カップ６８が、不活動位置６８'（点線で指示）からコンディショナーアーム６２の内側の保管位置６８"へと振られ、コンディショニングアーム６２が使用されないときにコンディショナーヘッド６４をその中に保管することが可能であることを示している。
【０１２９】
これらの様々な部品の構造の詳細及び動作は、セクションを改めて説明することにする。
【０１３０】
（プラーテン組立体）プラーテン組立体５００は、図１９に断面図で示されているが、ポリシングステーション５０ａ、５０ｂ及び５０ｃそれぞれで同じである。プラーテン５２は、プラーテントップ５１０と、ねじ５１３によってこれに止められるプラーテンベース５１２とを有しており、このねじ５１３プラーテンベース５１２の底部の中に皿穴がある。８インチ（２００ｍｍ）ウエハのポリシングのためには、プラーテン５２は、直径２０インチ（５１ｃｍ）を有していてもよい。プラーテン５２の底部は環状のドレインチャンネル５１５の中で回転し、このドレインチャンネル５１５は下向きに突き出るウェッジ断面のリム５１４を有しており、このリム５１４は、テーブルトップ２３の中に形成され、スラリがベアリングの方に貫通するための狭く曲がりくねった通路５２３をこれらの間に形成する。
【０１３１】
プラーテンベース５１２の底部のカラー５１６は、プラーテンリングベアリング５１８の内側レースを捕捉し、これを、プラーテンベース５１２の下側に形成された平坦な円筒コーニス５１９に押圧する。カラー５１６の底部に皿穴がある１組のねじ５２０が、プラーテンベース５２の底部をねじ止めし、カラーを把持して内側レースを保持する。テーブルトップ２３で支持され、プラーテンベース５１２の外側底部の環状キャビティの中まで上向きに突き出る、別のカラー５２２により、プラーテンリングベアリング５１６を、機械ベース２２のテーブルトップ２３に形成されたレッジ２２２に対して捕捉する。テーブルトップ２３の底部に皿穴がある１組のねじ５２４が、第２のカラー５２２にねじ止めされ、カラー５２２を保持して外側レースを保持する。
【０１３２】
円形のフェンス５２６が、回転プラーテン５２を包囲して、プラーテン５２から遠心力により飛び散るスラリ及びこれに関連する液体を捕捉する。このスラリは、テーブルトップ２３に形成されたトラフ５２８に落ちて、更に、ドレインチャンネル５１５の中に入り、テーブルトップ２３を貫通する穴５３０を通って、ねじ５３４でこれに接続するドレイン管５３２へと排水される。ドレイン管５３２は、ドレイン管５３２のフランジ５３６の中を通り、テーブルトップ２３の底部にねじ止めされる。プラーテン５２とテーブルトップ２３との間の通路がせまく曲がりくねっている事と、プラーテン組立体５００の回転によって遠心力が生じている事とにより、スラリがベアリング５１８から遠ざけられることが、維持される。
【０１３３】
プラーテンモ−タ組立体５４０が、装着ブラケット５４２の中を貫通してテーブルトップ２３の底部にボルト止めされる。モ−タ組立体５４０は、モ−タ５４３を有しており、その出力シャフト５４５は上向きに突き出ておりソリッドな（中空でない）モ−タシーブ５４４に滑らかにフィットする。駆動ベルト５４６がモ−タシーブ５４４及びハブシーブ５４８に巻かれ、ハブシーブ５４８は、リザーバーハブ５５０及びプラーテンハブ５５２を貫通して、プラーテン５１２に接合する。プラーテンモ−タの一例としては、横河電機社製のギアボックス付きSGMS-50A6AB 型 が挙げられ、これはプラーテン５２を０〜２００ＲＰＭの回転速度で回転させることが可能である。
【０１３４】
（スラリの配送）スラリの供給には、少なくとも２つのタイプのものを用いてもよく、即ち、トップディスペンシングチューブと、ボトムセンターフィードである。先ず、ボトムセンターフィードを説明していく。
【０１３５】
プラーテンの上部に、スラリをプラーテン５２の中心に供給するための、斜めの通路５５４が形成されている。斜め通路５５４は、プラーテンベース５１２の垂直通路５５８に接続するリセス５５６のＯリングに調心され且つこれによりシールされる。プラーテン５２がスラリをポリシングパッド５４（図示せず）の表面にほぼ等しく散布するようになるように、プラーテン５２の中心からパッド５４へのスラリ供給の特性が決められる。
【０１３６】
このようなプラーテンを介したスラリの供給は既知のものであるが、過去には、プラーテンハブ又は駆動シャフトのロータリーカップリングを用いていた。しかし、ロータリーカップリングに研磨スラリを用いることで、急速に摩滅させ、あるいは、頻繁に保守が必要となってしまう。
【０１３７】
（ロータリースラリリザーバー）図２０の拡大断面図に更なる詳細が示されるリザーバーシステム５１００を用いることにより、これらの問題が防止される。リザーバーハブ５５０の外周縁は、上向きに伸びるダム壁５１１０と内側リップ５１１２により形成されている。リザーバーハブ５５０の中心部分をシールするダム壁５１１０及びプラーテンハブ５５２は、スラリ５１１６のための回転するリザーバー５１１４を形成する。右側に例示されている静的スラリ供給組立体５１２０が、テーブルトップ２３の底部に取り付けられているブラケット５１２２を有している。このブラケットはテーパー穴５１２４を有しており、このテーパー穴に、静的スラリ供給ラインの継手の雄端がねじ式にはめこまれている。ブラケット５１２２に開けられシールがなされている水平通路５１２６が垂直通路５１２８に接続し、この垂直通路５１２８は、下向きにブラケット５１２２の底部まで伸びリザーバー５１１４の上まで伸びて、そこにスラリを供給する。流体レベルセンサ５１３０は、ブラケット５１２２から下向きに伸びてリザーバー５１１４の中のスラリ５１１６のレベルを検出し、レベルが低すぎるときは、外部から制御される供給源からテーパー穴５１２４を介して更にスラリを追加する。
【０１３８】
ダイアフラムポンプ５１４０は、その更なる詳細が図２１の拡大断面図に示されており、リザーバー５１１４からスラリ５１１６をポンプにより、プラーテン５２の上部の中心穴５５４（図１９）に供給する。ダイアフラムポンプ５１４０は、基本的には、リザーバーハブ５５０に形成された、下側ダイアフラムキャビティ５１４４と、その上にある上ポンプ部材５１４８に形成された、対向する上側ダイアフラムキャビティ５１４６とから成っている。フレキシブルなダイアフラム５１５０は、２つのダイアフラムキャビティ５１４６と５１４６との間でシールされ、上ポンプ部材５１４８は、止めねじ（図示せず）によりリザーバーハブ５５０に固定されてダイアフラム５１５０を固定する。
【０１３９】
ダイアフラムポンプ５１４０は、プラーテン５２と共に回転し、機械ベース２２の中に又はこれと隣接して設置される静的空気圧源から圧力を変えて流体を選択的に供給することによって、空気圧のエネルギーが与えられる。下ダイアフラムキャビティ５１４４に正圧を与えることにより、ダイアフラム５１５０は、上向きに変形し、負圧を与えれば下向きに変形する。この変形は、以下に説明する１組の流入出チェックバルブと共に、スラリ流体を上ダイアフラムキャビティ５１４６にポンプにより供給する。空気圧流体は、下ダイアフラムキャビティ５１４４をＯリングシールチャンバ５１５４と対向するリザーバーハブに接続する通路５１５２を通じて、下ダイアフラムキャビティ５１４４に供給される。ソリッドなモ−タシーブ５４４の中の第２の通路５１５５は、Ｏリングチャンバ５１５４をモ−タシーブ５４４の底部のテーパー穴５１５６に接続し、モ−タシーブ５４４にフレキシブルな流体ラインが接続される。図１９に例示されるように、流体ライン５１５７は、カップリング５１５８を介して、回転するモ−タシャフト５１６２の軸方向通路５１６０に接続する。ロータリーカップリング５１６４により、空気圧ライン（図示せず）を介して回転軸通路５１６０が静的空気圧源に接続する。
【０１４０】
図２１に示されるようにダイアフラム５１５０の上にある上ポンプ部材５１４８が、ダイアフラム５１５０をリザーバーハブ５５０にシールして、上ダイアフラムキャビティ５１４６と下ダイアフラムキャビティ５１４４との間の流体の漏洩を防止する。２つの流量チェックバルブ組立体（ここでは前のほうの１つしか示されていない）が、ポンプ部材５１４８に形成され、ポンプ輸送の方向とは反対の方向に流体が逆流することを防止する。流量チェックバルブ組立体のそれぞれは円筒チャンバを有しており、この円筒チャンバは、大きな円筒の上部５１７０と、テーパー状の中間部分５１７２と、小さな円筒の下部５１７４とを有している。この円筒チャンバ内には、バルブボール５１７６が配置される。ボール５１７６の直径は、円筒上部５１７０よりも小さいが円筒下部よりも大きくなっており、テーパー状中間部を効果的にシールすることができるようになっている。流量チェックバルブ組立体のそれぞれは、それぞれの円筒上部５１７０の流体圧力がそれぞれの円筒下部５１７４よりも大きくなったときにシールが与えられ、また、このシールは、バルブボール５１７６が下方向にテーパーがつく中間部５１７２に自然に着座するため、重力によって与えられる。円筒チャンバの頂部は、上ポンプ部材５１４８に固定されたポンプカバー５１８０によって適所に把持される、略方形のシール部材５１７８によってシールされる。
【０１４１】
図示しない方の後方の流量チェックバルブ組立体は、スラリをダイアフラムポンプ５１４０の上ダイアフラムキャビティ５１４８に供給するために用いられるものであり、スラリリザーバー５１１４と上ダイアフラムキャビティ５１４８との間の流通路の中に配置される。円筒上部５１７０の頂部は、通路（図示しない）によって上ダイアフラムキャビティ５１４６に接続される円筒下部５１７４は、リザーバー５１１４の排水部分（図示せず）に開いており、スラリが常に、正円下部５１７６の中に存在しており、スラリは、ダイアフラム５１５０が空気圧により下向きに変形したときは上ダイアフラムキャビティ５１４６の中に流入して、上ダイアフラムキャビティ５１４６に負圧を与えることが可能である。しかし、ダイアフラム５１５０が空気圧により上向きに変形して、上ダイアフラムキャビティ５１４６に正圧を与えたときは、バルブボールがテーパー部分５１７２に対して着座して、スラリの逆流に対して共通チェック流量バルブ組立体を閉める。
【０１４２】
図示しない前方の流量チェックバルブ組立体を用いて、ダイアフラムポンプ５１４０の上ダイアフラムキャビティ５１４６からスラリをプラーテン５２の上部の中心開口５５４へと供給する。供給流量バルブチェック組立体の下円筒部分５１７４は、上ダイアフラムキャビティ５１４６と直接連通している。上ポンプ部材５１４８の通路５１８４は、供給流量チェック組立体の上円筒部５１７０を、リザーバーハブ５５０及びプラーテンハブ５５２のフック状通路５１８６に接続し、これは、プラーテン５２上部の中心開口５５４に適切に接続する（明確にするという利益のため、通路のいくつかを、本発明者らのプロトタイプの実際の具体例とは異なるように例示しているが、この違いは本発明に大きな影響を与えるものではないことに注意すべきである。）。液体にせよエアにせよ正圧により、ダイアフラム５１５０が上向きに変形したときは、上ダイアフラムキャビティ５１４６の中のスラリは通路５１８４及び５１８６を介して、プラーテン５２の上部にポンプ輸送される。正空気圧が解放されたときは、供給流量チェックバルブ組立体のバルブボール５１７６の着座により、スラリの逆流、特に、リザーバー５１１４の中のスラリ５１１６のレベルの上にポンプ輸送されたスラリの背圧によって生じたヘッド（水頭）により生じる逆流を防止する。
【０１４３】
このスラリ供給の構成により、スラリがロータリーカップリングを通って移動する問題を排除して、高い信頼性を与えると共に、スラリがスラリラインの中に長時間停滞していたならばつまりを生じてしまうような、スラリラインの長さを短くすることができる。
【０１４４】
（オーバーヘッドスラリディスペンサー）図２２に断面図が示され図２３に平面図が示されるオーバーヘッドスラリディスペンサー５２００を更に有することは有利である。これは、包囲フェンス２５の中のテーブルトップ２３上に配置されたディスペンサーベース５２０４の上で回転可能な状態で支持されるディスペンシングチューブ５２０２を有している。ディスペンシングチューブ５２０２は、プラーテン５２の上で回転可能であり、ディスペンシング端部５２０６をウエハヘッド１１０に隣接する１つ以上の地点に配置させることができるように、ポリシングパッド５４に取り付けられる。前述の如く、ウエハヘッド１１０はカルーセル９０上に支持され、ポリシング中は、パッド５４の直径の端から端までを直線的にスライドする。図２２及び２３は模式的な図であり、カルーセル９０がパッド５４の上で懸下している完全な様子を示すものではない。ウエハヘッド１１０がオーバーセンターポリシングを行う場合は、端部５２０６はポリシングパッド５４の中心近くに置かれることはできない。ウエハヘッド１１０の最も外側の地点の横に置くか、あるいは、その動きをウエハヘッド１１０の動きと同調させるかにより、衝突を防止する。また、ディスペンシングチューブ５２０２は回って、プラーテンと離れた地点５２０８へ至ることが可能であり、この地点では、ディスペンシング端部５２０６はポリシングパッド５４から離れ且つテーブルトップ２３の真上の位置に配置される。フラッシュ洗浄してフラッシュ洗浄済みの液体及び粒子がテーブルトップ２３に収集されポリシングパッド５４を汚染させずにそこから排水されることが望ましい場合は、このディスペンシングチューブ５２０２は、プラーテンと離れた地点５２０８まで移動する。
【０１４５】
オーバーヘッドスラリディスペンサー５２００は、２つのスラリ又はスラリと別の液体を、交互に又は同時に配給するため、２つのディスペンシングポートを有していることが好ましい。図２４の拡大正面図に示されるように、ディスペンシングチューブ５２０２は２つの供給管５２１０及び５２１２を有しており、これらは相互に接合し、それぞれ、下向きに突き出る管配給端５２１４及び５２１６を有している。一方の管配給端５２１４は、他方よりも長く且つ横方向に離れているべきであり、こうすることにより、作動中の管配給端からスラリが作動していない管配給端へ飛び散ってスラリが乾燥したとき作動していない方の管配給端上で固まってしまうことが最小限に抑えられる。同様に、スラリがパッド５４からディスペンシングチューブ５２０２へ飛び散る量を低減するため、パッド５４の上を水平に伸びるディスペンシングチューブ５２０２の中間部分は、パッド５４の上に十分な高さを有しているべきである。供給管５２１０及び５２１２並びにその他の露出しているスラリディスペンサー５２００の部品は、テフロン等の、腐食性のスラリに対して耐性を有し且つ親水性の小さな材料で形成されるべきである。
【０１４６】
ディスペンシングチューブ５２０２の回転が制限されることにより、供給管５２１０及び５２１２又は、テーブルトップ２３の底部で終了する対応する流体チャンネルの、それぞれに接合する２本のフレキシブルな供給導管５２１８及び５２２０を用いて、回転する流体カップリングが実現される。
【０１４７】
（スラリ供給）上述のスラリディスペンサー５２００は、図１９、２０及び２１に示されるスラリリザーバーシステム５１００及び対応するプラーテン供給通路５５４と同様に、３つのポリシングシステム５０ａ、５０ｂ及び５０ｃに別々のスラリを供給することを可能にする。また、プラーテン５２の下にある図１９のドレイン５３２は、そのポリシングステーションの過剰なスラリの殆どを回収し、また、別のポリシングステーションの対応するドレインから孤立させることが可能である。従って、これらのドレインを実質的に孤立させつつ、別々のスラリを別々のポリシングステーションで用いることが可能である。このように孤立させることで、廃棄の問題を緩和し、複雑なプロセスであってもスラリのリサイクルを可能にする。
【０１４８】
本発明のポリシングシステム１０は、様々なポリシングのプロセスにもちいるためのものであり、これらのプロセスは、ユーザーによって選択することが可能であり、機械の構成の最低限を変更することも可能である。従って、スラリ供給システムは、一般的且つフレキシブルたるべきであり、乾燥スラリにより詰りやすいラインに対してクリーニングの機能を提供するものである。このようなスラリ供給モジュール５２３０の一例は、図２５に模式的に例示されている。この図では、３つのポリシングシステム５０ａ、５０ｂ及び５０ｃの全てに対する供給ユニット５２３２と、これらのそれぞれに対する３つの流量制御ユニット５２３４とを例示する。ここで、プラーテン５２に隣接する配管接続部は図示されておらず、図２０に例示されるスラリリザーバーシステム５１００のためのスラリ供給組立体５１２０と、図２２に例示されるオーバーヘッドスラリディスペンサー５２００の２本のフレキシブルな導管５２１８及び５２２０との間には、容易に配管をつなぐことができる。
【０１４９】
供給ユニット５２３２は、多数の空気圧オンオフバルブと接続配管とを有するバルクヘッドユニット５２３６を有している。またこれは、３つの供給源５２３８ａ、５２３８ｂ及び５２３８ｃを有しており、これらのそれぞれは、供給タンク５２４０と、供給管５２４２と、対応するポンプ５２４４と、戻り管５２４６とを有し、スラリや液体の再循環源となる。対応するレベルモニタ及び新しく供給する管が図示されていないが、これらは従来技術で知られているものである。２つの供給源５２３８ａ及び５２３８ｂが２つの異なるスラリに用いられ、他方、第３の供給源５２３８ｃがスラリでない液体化学品、例えば水酸化アンモニウム等に用いられることが、典型的には予想される。無論、用いる供給源５２３８の数は、ポリシング工程の要請及び経済の必要性により、これよりも多くてもよいし少なくてもよい。
【０１５０】
バルクヘッドユニット５２３６は、供給ライン５２４２のそれぞれのためのオンオフバルブ５２４８と、戻りライン５２４６のそれぞれのための流量チェックバルブ５２５０とを有している。ここに図示されるバルクヘッドユニット５２３６は、３つのポリシングステーション全てに対して供給バルブ５２４８をただ１つだけ用いて同じ液体を３つのポリシングステーション全てに流入させているが、バルブを更に追加して、独立且つ別々の供給操作を可能にしてもよい。また、バルクヘッドユニット５２３６は、オンオフバルブ５２５２及び５２５４を介して窒素と脱イオン水（ＤＩＷ）を受容し、これらのオンオフバルブの双方はパージライン５２５６へと接続し、パージライン５２５６は、オンオフバルブ５２５８のそれぞれを介して供給源５２３８ａ、５２３８ｂ及び５２３８ｃの何れにも通じている。必要に応じ、窒素又はＤＩＷを用いて種々のラインをパージしてきれいにする。パージのための接続部は図示されていない。詰ったラインをクリーニングするため、パージ接続部が手作業により形成されるが、これは、供給源５２３８ａ、５２３８ｂ及び５２３８ｃがアクセス可能な領域に配置されているからである。
【０１５１】
図２５は、ポリシングステーション５０ａ、５０ｂ及び５０ｃの流量制御ユニット５２３０に接続する２つの供給ユニット５２３８ａ及び５２３８ｃを例示するが、残りの供給ユニット５２３８ｂも別のポリシングステーションの１つに接続されている。流量制御ユニットのそれぞれは、２つの計量ユニット５２６０ａ及び５２６０ｂを有しており、これらのそれぞれは、供給ユニット５２３８ａ及び５２３８ｃからの別々の再循環経路に接続する方向変換バルブ５２６２ａ及び５２６２ｂを有している。方向変換バルブが、第３のポートを再循環経路の中にある第１の２つのポートに接続する。方向変換バルブ５２６２ａ及び５２６２ｂのバルブ出力は、液体流量を与えるバルク流量コントローラ５２６４を介して対応するプラーテン５２のスラリポートへ送られるが、これはバルク流量コントローラ（ＢＦＣ）に入力するアナログ制御信号ＳＥＴに比例している。５０〜５００ｍｌ／ｍｉｎの範囲の流量が典型的には必要であることが予想されるが、この範囲は、実施するポリシングのプロセスに応じて、１３ｍｌ／ｍｉｎまでシフトして下がってもよく、また、２０００ｍｌ／ｍｉｎまで上がってもよい。好ましくは、供給される流量が測定され、モニタラインＭＯＮで戻される。質量流量コントローラと等価な流体をバルク流量コントローラ５２６４に用いることができるが、腐食性のポンプ流体に対して高いレベルの信頼性が要求されるため、モニタ機能を直接与えないような、ぜん動ポンプ等の計量ポンプを先ず必要とする。
【０１５２】
脱イオン水を運ぶラインは、双方の計量ユニット５２６０ａ及び５２６０ｂの中に導かれ、それぞれの方向変換バルブ５２６６は、ＤＩＷをそれぞれのバルク流量コントローラ５２６４の中へと向ける。ＤＩＷは、ラインをフラッシュ洗浄してポリシングパッドをクリーニングするためい用いられるが、ポリシングのプロセス、例えばバフ専用のポリシングステーションに用いてもよい。あるいは、専用のＤＩＷライン５２６８及びこれに対応するオンオフバルブ５２７０をプラーテン５２のスラリポートの２つに接続してもよい。
【０１５３】
（パッドの引き剥がし）プラーテン５２の表面のポリシングパッド５４は、時間の経過と共に摩滅するため、定期的に交換する必要がある。摩耗したポリシングパッドを交換する際の困難さの１つに、パッドをプラーテンに取り付けるために圧力感知性の高い接着剤を用いているため、使用の時間に応じてこれら２枚が強く結合したままとなっていることが挙げられる。過去には、ポリシングパッドを取り外すためには、パッドとプラーテンの間の接着シールに打ち克つような大きな力でポリシングパッドをプラーテン上面から引き外すことが必要であった。このような大きな力は、オペレータの参加と時間が著しくかかる。
【０１５４】
パッド５４をプラーテン５２から自動的に引き剥がす本発明の具体例は、図１９の断面図に例示される。これには、高圧のエア又は流体をプラーテントップ５１０の上部の中心近くの中心から外れたところに開いているブローポート５６０の中に注入するオプションも含まれている。ここで、ブローポートが中心から外れているのは、中心にスラリポート５５４があるからである。圧力によって、パッド５４とプラーテン５２の間にバブルが発生し、これは徐々に膨張してパッドを緩やかに引き剥がす。
【０１５５】
ブローポートは、プラーテン５１０、プラーテンベース５１２、プラーテンハブ５５２及びリザーバーハブ５５０に形成された４本の垂直通路５６１、５６２、５６４及び５６５に接続し、またその後、ソリッドなモ−タシーブ５４４の中の斜め通路５６６に接続する。これらの通路は、リセス５６８、５７０、５７１及び５７２に配置されたＯリングによって相互に接合される。斜め通路５６６はテーパー穴５７４に接続し、この穴の中に高圧エアライン５７８の急速解放継手５７６の固定端がねじこみにより固定される。ポリシング操作中に、急速解放継手の固定端がプラーテン組立体５００に固定され、プラーテン５２上を回転する。プラーテン５２が停止すれば、高圧ホースに接続する急速解放継手の着脱可能な端部は、急速解放継手の固定端に自由に接続可能となり、通路をブローポート５６０へと接続する。
【０１５６】
使用に際しては、ポリシングパッド５４の表面が劣化して交換が必要となったことを決定して、プラーテン５２を停止させ、オペレータ又は自動機構により急速解放継手の２つの部品を接続させて、高圧エア供給ホース５７８をブローポート５６０に接続する。プラーテンに静的にエアがポリシングパッド５４の下のプラーテン５２上部のブローポート５６０の領域に注入しつつ、エア圧をかけて、バブルをそこに発生しやすくし、プラーテン５２からポリシングパッド５４を引き剥がす効果を徐々に増加させてこれを有するようになる。このバブルの効果は、取り除けなかったとしても、ポリシングパッド５４をプラーテン５２から引き剥がすに要する力を減少させる。プラーテン５２の中心に配置されるスラリのための開口５５４は一般に小さいので、これを通って解放されるエア無視でき、あるいは、ユーザーが自分の指を開口に当てれば一時的に栓をすることができ、また、これとは別の一時的な何かのシールを与えることができる。無論、パッドが取り出された後でプラーテンを再び回転させる前に、急速解放継手は切り離される。従って、ポリシングパッドの取り出し及び交換は、従来から既知の構成で行われていたときよりも更に容易に行われる。高圧エアライン５７８をブローポート５６０に接続させるロータリーカップリングを介して引き剥がしのプロセスを完全に自動化することが可能であるが、交換があまり頻繁に必要とはならないことで、複雑さを加える要望が小さくなる。あるいは、気体ではなく高圧液体を引き剥がしの操作に用いてもよい。
【０１５７】
（中間洗浄ステーション）本発明の好ましい操作では、ウエハは図１９の上面が示されるポリシングステーション５０ａ、５０ｂ及び５０ｃのうち２つ又は３つ全部において、順に研磨される。ポリシングの方法に１つに、マルチステップのポリシングがあり、これは例えば、ラフなポリシングに続いて、順に細密になっていく２つのポリシング工程を行うような方法である。だんだんと細密なポリシングとなることを実現する方法の１つは、異なるポリシングステーション５０では、特性や粒子径の異なる別のスラリを用いることである。この状況では、異なるプラーテン間のクロスコンタミネーションを防止することが重要であり、即ち、一のポリシングステーションにおいて、ウエハが次のポリシングステーションに移動する前に、スラリの粒子及び液体共に、ウエハから完全に除去しておくことを確保するということである。ウエハがポリシングステーション間を移送される際、前のポリシングのステップで用いたスラリの多くが、パッドから持ち上げられたときにウエハにまず付着し、図１９に示されるように、これがウエハからパッド５４及び対応するプラーテン５２へとしたたり落ち、そこから、プラーテン５２を包囲するフェンス５２６によって画成された排水ベイズンの中へと、落ちていく。しかし、特別な注意を払わない限り、多少のスラリはウエハに付着したままであり、この付着スラリは、次のポリシングステーション、特に次のポリシングパッド５４を汚染することがあり、その程度は時間と共に増加する。
【０１５８】
従って、非常に敏感なプロセスでは、図１８に概略が示されているような中間洗浄８０ａ及び８０ｂを有していることが好ましく、この中間洗浄は、隣り合うポリシングステーション５０ａと５０ｂ及び５０ｂと５０ｃのプラーテン５２の間に配置される。このような中間ポリシングステーションで、隣り合うポリシングステーション間を通過するウエハを洗浄し、次のポリシングステーションを汚染しないように、クリーニング済みのスラリを配置させる。また更に、際数のポリシングステーション５０ｃと移送ステーション７０との間に、別の中間洗浄ステーション８０ｃを更に有していてもよい。後の説明で明らかになるが、中間洗浄ステーション８０は、スラリ及びルーズ材料の除去の他に、ウエハの軽いバフ処理に用いることも可能である。更に、予備的な中間洗浄ステーション８０ａａを移送ステーション７０と第１のポリシングステーション５０ａとの間に有していてもよい。このように中間洗浄ステーションの処理を繰り返しても、ウエハスループットには殆ど影響を与えず、何故なら、これら全ては、それぞれでのウエハの洗浄又はバフ処理を、同時に行っているからである。
【０１５９】
中間洗浄ステーション８０は、引っ込めて収容が可能であり、また、水平方向に可動である。しかし、本発明に従った構成では、これらは、ポリシングパッド５４の研磨面のレベルの僅か上方の上面で静止しており、ウエハヘッド１００がプラーテン５２からウエハを上昇させたときに、洗浄ステーション８０の上を移動させた後に洗浄ステーション８０の上まで下げるため、ウエハ４０は、隣接するプラーテン５２のそれの上の地点で洗浄ステーション８０接触するようになる。ギャップが不可欠であり、何故なら、洗浄ステーション８０上のウエハも２つの隣接し合うプラーテン５２の上になるだろうからである。中間洗浄ステーションは、概説的には、ウエハヘッド１１０の表面の下にシール開口を与える。これは通常は、洗浄室を有しており、洗浄室は、ウエハヘッドをチャンバのリップに配置させることにより、シールすることが可能である。
【０１６０】
３つの断面図を垂直に配置した図２６Ａ及び２６Ｆ並びに平面図である図２６Ｇに示される、本発明の中間洗浄ステーション８００の具体例に従った構成では、洗浄室８１０は細長い上開口８１２を有しており、これは、隣接し合うプラーテン５２同士の間に配置される比較的狭い細長いスロットの形状を有している。図２６Ｇに示されるように、開口８１２の２つの側部８１４が、開口８１２の中心がウエハ４０の中心と調心されたときウエハ４０の端から端までほぼ到達するような十分な長さを有しており、この他の２つの側部８１６は、ウエハの外周に対応する弓型の形状を有している。
【０１６１】
中間洗浄ステーション８０は、細長開口８１２に沿って伸張し垂直方向に向くノズル開口８２２多数を有するスプレー管８２０によって形成されている。スプレー管８２０の端部はプラグ８２４によってシールされ、スプレー管８２０は、洗浄室８１０の開口をほぼ画成する上端を有する支持部材８２６に固定される。テーパー付き弾性シール８２８が支持部材８２６の内側に配置され、洗浄室８１０の横側を画成する。シール８２８は、洗浄室８１０の開口８１２の形状と共形となり支持部材８２８の頂部の僅か上に突き出る上端を有している。また下端は、ノズル開口８２２及びドレイン開口（後述する）を露出したままとなるように、スプレー管８２０に支持されている。スプレーを遮断するバリアとして機能しつつも水及び同伴するスラリを通過させるように、弾性シール８２８は、発泡性材料又は繊維状の材料で形成されている。このため、スラリはシール８２８の中に埋め込まれていき、ここに取り込まれたスラリがウエハ４０を傷つけることはない。模範的なシール材料には、ポリシングパッドに用いる材料が含まれる。
【０１６２】
図２６Ｆに最も良く示されるように、供給管８３０が、スプレー管８２０の下側及び長手方向端部の供給開口８３２のところで、スプレー管８２０の底部にシールして接続される。ドレイン管８３４が、供給管８２０にシールで接続し、ドレイン開口８３６のところでその底側から上側へと通過している。洗浄が望まれる場合は、脱イオン等の洗浄液８４０が加圧下で供給管８３０を介してスプレー管８２０の中に供給される。十分な洗浄液８４０が供給されスプレー管８２０を満たしたときは、ノズル開口８２２を介して更に洗浄液を霧状にスプレーして、ウエハ４０の細長開口８１２の上にある部分をカバーする。ウエハ４０からリンスされた余分な洗浄液及び同伴するスラリが、洗浄室８１０の底部に落ちて、リサイクル又は廃棄のために、ドレイン開口８３６を通って排出される。
【０１６３】
中間洗浄ステーションの動作について、以下に説明していく。第１のポリシングステーション（例えば図２６Ａの例示する５０ａ）でのポリシングのステップが終了したとき、ウエハヘッド１１０の回転が停止し、ウエハ４０を保持していたウエハヘッド１１０の下端がプラーテン５２及びポリシングパッド５４から、短い距離、例えば１／４インチ（６ｍｍ）持ち上げられ、ウエハヘッド１１０を保持しているスライド９０８が、中間洗浄ステーション（例えば８０ａ）に調心するカルーセル９０の放射方向の地点に配置され、カルーセル９０が回転して、図２６Ｂに示されるようにウエハヘッド１１０の中心及びそのウエハ４０を洗浄ステーション８０ａの中心に配置させるような地点に、ウエハヘッドを移動させる。そして、図２６Ｃに示されるようにウエハヘッドの下端が、中間洗浄ステーション８０ａの弾性シール部材８２８と低圧接触する地点まで下がり、これらの間の水バリアを与えつつもウエハ４０を損傷させないようにする。ここに必要な圧力は、ポリシングステーション５０で用いる圧力に匹敵するかあるいはこれよりも低い。図２６Ｄ及び２６Ｆでは、洗浄液８４０は、ウエハ４０の洗浄室８１０の上に露出する部分を洗浄するに十分な圧力が与えられ、洗浄済みのステップはドレイン管８３８を介して排水される。
【０１６４】
図２６Ｄ及び２６Ｆに示されるように、ウエハヘッドモ−タ１０１２が弾性シール部材８２８を越えてウエハ４０を回転し続けたとき、ウエハ４０が連続して洗浄されることが好ましい。無論、シール部材８２８の材料と、かかる力と、回転速度とは、ウエハ４０がシール部材８２８と共に水緊密シールの上をスライドするときに傷がつかないように選択されるべきである。洗浄の間に、多数の回転によってバフ効果が生じる。
【０１６５】
あるいは、ウエハの洗浄は、個別のステップで行ってもよく、これは、下げ、洗浄し、リンスし、ウエハの全ての部分を洗浄できるよう新たな地点まで部分的に回転させるようである。
【０１６６】
洗浄液が洗浄室８１６から経路を通って逃れことができず直接マルチヘッドカルーセル９０の底部にスプレーされる場合に、これらの方法の組合せを用いる事が可能であり、何故なら、スプレーがなされてスプラッシュシールドを突破するようになるからである。ウエハヘッドはゆっくりと自転することにより、少なくとも表面全体が、洗浄ステーションとウエハ底部との間のシールによりクリーニング又はスクイージーされ、スクイージーされた液体は室の底部から排水される。そして、ウエハヘッドを持ち上げ、次のプラーテンでのポリシングの配置まで移動させる。この操作により、一のウエハヘッドから少なくともゆるい粒子の全てが除去される。
【０１６７】
上の説明は特定の中間ステーション８０でのウエハ１枚に関してのものであるが、それぞれの洗浄ステーションの上のウエハヘッド１１０の全てのカルーセルの地点は、洗浄ステーションがこれらの回転方向の地点に存在するようにおかれる。従って、多数の洗浄ステーション８０により、上述のプロセスに従って、ウエハを２枚、３枚又は４枚同時に洗浄することが可能である。
【０１６８】
ウエハ４０全体の洗浄が完了した後、ウエハヘッド１１０によりウエハ４０を持ち上げて、弾性シール部材８２８のシール部材から離し、そして、図２６Ｅに示されるように、カルーセル９０によりウエハヘッド１１０及び付随するウエハ４０を、次のポリシングステーション５０ｂまで回す。
【０１６９】
別の中間洗浄ステーション８０'について、図２６Ｈ（２７）にその断面が、図２６Ｉ（２８）にその平面が示される。包囲された洗浄キャビティ８５２を有する洗浄ハウジング８５０は、テーブルトップ２３の頂部に固定されている。線状の洗浄開口８５４が、ウエハ４０の直径とほぼ等しい長さで洗浄ハウジング８５０の頂部に形成され、これは、２つのポリシングステーション５０の間の境界に沿うように且つカルーセル９０の回転方向に垂直となるように、調心される。しかし、中間洗浄ステーション０及び５０'は、図６Ａの３パッドシステムにおいてはこの４つの中間洗浄ステーションの全体に対するポリシングのシーケンスの前後の対応する地点に有利に配置されることができることに、注意すべきである。
【０１７０】
コンタクトパッド８５６が、洗浄ハウジング８５０の上部の洗浄開口８５４を除いた部分に接着剤で接着されているため、ウエハの緊密シールを堅く形成したままで、ウエハヘッド１１０がウエハ４０を、洗浄ステーション８０'の頂部に対して、ウエハ４０を傷つけないように柔らかく押圧できるようになる。このような接触のための材料は、軟らかく柔軟である必要があり、また、移送／洗浄ステーション７０のペデスタル７２の上に置かれる弾性シートと同様であってもよく、又は、細密なポリシングパッド材料と同様の繊維パッド又は発泡パッドであってもよい。あるいは、コンタクトのための材料は、洗浄ハウジング８５０に容易に接続可能なリムーバブルトップに包含されていてもよい。
【０１７１】
リッジノズルマウント８６０がテーブルトップ２３に固定され、洗浄ハウジング８５０の洗浄キャビティ８５２の中で上昇する。洗浄開口８５４の真下に配置されるリッジピーク８６２は、直径が例えば０．０２５"（０．６４ｍｍ）である垂直方向に向くノズル穴８６４を数個有している。ノズル穴８６４は、中心に配置される垂直供給通路８６８に接続する長手方向に伸張する供給通路８６６に接続し、垂直供給通路８６８はＯリングリセス８７２によりテーブルトップ２３の中の垂直通路８７４とシールされて接続し、この垂直通路８７４はテーパー付き穴８７６を底部に有し、この底部に対して洗浄液の供給源を選択的につなげることができる。数多くの水平伸張排水溝が、テーブルトップ２３との接合部で洗浄ハウジング８５０の底部を貫通して伸び、洗浄キャビティ８５２の底部に落ちてくる洗浄液が外に向いて流れてテーブルトップ２３の上部へと至り、そこには、余分なスラリ及びその他の研磨液のためのドレイン数本が備えられている。
【０１７２】
洗浄ハウジング８５０の上部のコンタクトパッド８５６の上部が、ポリシングステーション５０のプラーテン５２の上部の僅か上にある。ウエハ４０が１つのポリシングステーション５０でポリシングされた後、ウエハヘッド１１０がウエハ４０をプラーテンから持ち上げ、これを中間洗浄ステーション８０'の上に運んでその上に下ろす。ノズル８６４が洗浄液をウエハ４０に向かって噴射し、粒子を含んだ液体をキャビティ８５２の中におとして、排水溝を介して排水させる。
【０１７３】
ウエハ４０は、前述のように段階を経て研磨してもよく、あるいは、ウエハヘッド１１０をゆっくりと連続的に回転させて且つウエハ４０をコンタクトパッド８５６に緩く接触させて、研磨してもよい。弾性シールの空孔性が適正に選択されたなら、ウエハ４０は中間洗浄ステーション８０'の上を通過すればスクイージーされる。
【０１７４】
従来技術では、ポリシング工程の終わりに、ウエハのバフ処理を行うため、即ちウエハを非常に軽く研磨して塵や粒子を除去するためには、別のポリシングステーションが必要であった。このバフ処理は、ポリシングパッドに似たバフパッドによってなされていた。中間ポリシングステーションの動作、特にポリシングのシーケンスの終わりにおける動作は、バフ処理の役割と非常に似た役割を行っている。その結果、中間ポリシングステーションを具備することにより、実際のポリシングのための第３のポリシングステーションが必要でなくなり、その結果、システムのスループットが実質的に向上する。
【０１７５】
更に、１つ以上の中間洗浄ステーション８０又は８０'を、別のポリシングステーションとして考えることも可能である。従って、１つ以上の洗浄ステーション８０又は８０'を、ポリシングステーション５０に対して角度方向に配置して、ウエハヘッド１００を、洗浄ステーション８０又は８０とポリシングステーション５０との双方の上に懸下させることができる。その結果、洗浄ステーションでの洗浄又はバフ処理は、ポリシングステーションでのポリシングと同時に行うことが可能であり、そのため、ポリシング装置のスループットが向上する。
【０１７６】
（パッドコンディショナー）ポリシングパッドは、完全に取り替える必要が生じる前にも、たびたび（又は定期的に）コンディショニングを行って表面がグレージングになることを防止する必要がある。ここに記載する具体例では、パッドコンディショナーは、粗い表面を有する回転ディスクであり、これは、コンディショニングを行っている間、回転するポリシングパッドと連続的に接触するようになり、パッド５４全面を周縁から中心へと前後に掃引する。別のタイプのコンディショナーも可能である。コンディショニング部材は平坦で非円形であってもよく、パッドと接触可能な外周面を有する円筒部材であってもよく、あるいは、１つ以上の針であってもよく、又は別のものであってもよい。コンディショナーの表面は、ざらざらであってもよく、歯状であってもよく、あるいは、鋭い開口エッジを有していてもよく、又は別のものであってもよい。コンディショニング部材の表面は、パッドと相対的に運動してもよく、コンディショナー部材はパッドの上を転がってパッドにその表面のパターンを打ち出してもよく、コンディショニング部材はパターン全体に静止体として引っ張られてもよく、あるいは、パッドとは異なる平面で回転させてもよく、又は別のものであってもよい。このようなコンディショニング部材は、ポリシングパッドの上に配置可能でポリシングパッドに対して運動可能な、コンディショナーヘッドの概念の中に含まれるものである。
【０１７７】
図２９に示されるように、概略的には、パッドコンディショナー６０は、アーム６２の遠端に懸下されるコンディショナーヘッド６４を有している。アーム６２の近端は支持組立体６５によって支持され、この支持組立体６５は、コンディショナーヘッド６４をパッドのコンディショニングのための適所に配置させパッド５４の上を掃引するようにウエハの平面でアーム６２全体を回転させることができ、また、アームの近端は、コンディショナーヘッド６４を約１1/4"（３２ｍｍ）だけ僅かに上昇させてコンディショナーヘッド６４をパッド５４に選択的に接触させることができ、また、ベルトドライブを介してコンディショナーヘッド６４を回転させる。
【０１７８】
（コンディショナーヘッド）コンディショナーヘッド６４は、リセス６１０内部で、歯状又はその他の研磨性の高い表面コンディショニングディスク６１２又はその他の略円筒状の部材を、自身の底面に保持している。その下向きの面６１４は、グレージングの状態となったポリシングパッド５４と強く接してこれと相対的に運動すれば、パッド５４の表面が磨かれてグレージングがなくなる。
【０１７９】
コンディショナーヘッド６４は、図３１に更なる詳細が例示されている。コンディショニングディスク６１２は、中心下側の開口６１６を中心に有し、その底部は、コンディショニングディスク６１２の回転における有効回転中心６１８に配置されている。有効回転中心６１８は、パッド５４及びコンディショナー表面６１４の圧縮及び横方向のコンシステンシーの変化を考慮すれば、トルクを最小にできる地点を与え、何故なら、回転摩擦によるコンディショナー表面とポリシングパッドの強い接触は、垂直方向ではこの地点に対してネットトルクを生じさせないからである。
【０１８０】
図３０の斜視図に更に例示されるように、コンディショニングディスク６１２は、リセス６１０の中に配置されたフレキシブルな保持パッド６２１によってコンディショナーヘッドフェース板６２０の底部のリセス６１０の中に保持されるが、この保持パッド６２１はフェース板６２０及び下磁石面に接着する接着性の面を有している。コンディショニングディスク６１２は、保持パッド６２１に隣接するリセス６１０の中にフィットしている。コンディショニングディスク６１２は磁性材料製であって、保持パッド６２１の磁石側面を保持し、この別の側面は、コンディショニングディスク６１２に貫通する円形穴６１５の三角形の配列のエッジに対してポリシングパッド５４を磨くために、ダイヤモンドを内部に有している。この穴は、直径約１／８"（３ｍｍ）である。このようなコンディショニングディスク６１２は、米国ペンシルバニア州ファーロングのTBW Industries 社から、grid-abrade model として入手可能である。リセス６１０の壁６１９にはゲート６１９ａが形成され、コンディショニングディスク６１２をリセス６１０から取り外すことが可能となる。
【０１８１】
図３０の多孔のコンディショニングディスク６１２は、例示の目的のためだけのものであり、本発明にはその他のコンディショニング部材が含まれることが理解されよう。
【０１８２】
（ジンバルドライブ）図３１に例示されるように、新規なジンバル（水平保持装置）組立体が、コンディショナーヘッドフェース板６２０及び付随するコンディショニングディスク６１４をコンディショナーアーム６４に接続する。いかなるジンバル組立体によっても、回転運動をディスク状構造体に与え、他方、駆動軸は、ディスクに対して垂直となる必要はなくある角度に傾いている。しかし、図３２に例示されるように、従来技術のジンバル構造体６２１は、ジンバル回転中心６２２（ジンバル構造体の回転の２つの水平軸が交差すると仮定して）を有し、この中心の周りに駆動軸６２４及び垂直軸６２６が角度αgimbalだけずれている。従来技術のジンバル回転中心６２２は、水平トルク中心６２７の上方でコンディショニングディスク６１２とポリシングパッド５４との間の境界面に配置される。水平トルク中心６２７からのずれは、コンディショニングディスク６１４がパッド５４の上を掃引し、正味の水平線形摩擦力がジンバル中心回転中心６２２からずれることを経ることにより、有限な垂直トルク６２８が生じる。コンディショニングディスク６１２を回転させ表面に沿って並進運動させるシャフトが、ジンバル回転中心を通る水平面内で合力Ｒを作用させ、他方で、パッド５４が並進コンディショニングディスク６１２に対して作用させる正味の線形摩擦力Ｆがコンディショニングディスク６１２とパッド５４との間に存在するとき、正味の垂直トルク６２８が発生するだろう。即ちこの２つの力が反対向きで等しい場合であっても、この２つの力はモーメントアームによって分解できて、これが有限な垂直トルク６２８を生じさせる。垂直トルク６２８によって、コンディショニングディスク６１２の前縁６３０が、グレージングの補修をしようとするコンディショナーパッド５４に対して、コンディショニングディスク６１２の後縁６３２にかかる垂直圧力よりも大きな垂直圧力を有するようになる。
【０１８３】
垂直トルク６２８により、ポリシングのプロセスによって前縁６３０を後縁６３２よりも多く摩耗させる。このトルクは、負荷及びポリシングの差を生じさせるものであり、コンディショナーヘッドが大きな下向きの圧力を有するような方向に掃引され、掃引力の一部が前縁に対する下向きの力に変換される場合に、増加する。
【０１８４】
このポリシングの差が生じる問題は、図３３に従ったヘッドの幾何的関係によって減少ないしほぼ排除され、そこでは、水平トルク中心６２７が共通の中心６３６でジンバル回転中心６２２と一致している。コンディショニングディスク６１２をパッド５４全面上で引くことにより生じる力Ｒ'と、コンディショニングディスク６１２とパッド５４との間の摩擦力との両方が、コンディショニングディスク６１２とパッド５４との境界面で同じ平面上に存在する。摩擦面上の掃引により生じる回転トルク６２８はゼロまで下げされ、何故なら、トルク中心６２８はこのトルクに抵抗する面内に存在し、即ち、結果力Ｒ'と摩擦力Ｆとは同じ平面上に存在し、モーメントアームはこれらの間に存在しないからである。その結果、ジンバル中心６２２のずれにより生じる負荷の差が、著しく減少する。
【０１８５】
図３４の斜視図に示されるように、コンディショナーアーム６２の往復運動、即ち中心から周縁へのポリシングパッド面上の掃引は、コンディショナー支持シャフトハウジング１６３０の回転によってなされ、このコンディショナー支持シャフトハウジング１６３０は、アーム掃引駆動モ−タ１６７０につながったハーモニックドライブ１６６８によって回転が与えられる。この構造は後に更に詳細に説明する。コンディショナーアーム６２は、コンディショナー掃引駆動モ−タ１６７０によって、上述のように駆動ハウジング１６３０にボルト止めされたスタブシャフト１６４２を介して回される。
【０１８６】
新規なジンバル構造体の図３３に戻ると、コンディショニングディスク６１２がグレージング状態のパッド５４に沿って強制されたとき、摩擦力Ｆ'が発生する。しかし、共通中心６３６が中心に置かれているため、駆動力Ｒ'は、等しく反対向きで平行線上にある。その結果、コンディショナーヘッドには正味のトルクが存在しない。
【０１８７】
この効果は、ボールアンドソケットジョイント６４０によって実現され、このボールアンドソケットジョイントの中では、球対称中心がコンディショニングディスク６１２とポリシングパッド５４との間の境界面上にある。負荷的な手段を置くことにより、ソケット部分６４２がボール部分６４４に対して水平面上を回転することが防止される。ボールアンドソケットコネクションの中心部を、力が摩擦力と反対向きにポリシングパッド５４の面上で伝達されるように配置することにより、この構成がヘッドの回転の傾向を防止し、従来技術で生じるように、コンディショナーヘッドの一方の側に他方の側よりも高い圧力を発生させる。
【０１８８】
本発明に従った特別の設計では、図３１の断面図に示されるように、研磨性のコンディショナーヘッド表面６１４を有するコンディショニングディスク６１２の裏側を円筒状下側ボールジョイント部分に取り付け、この円筒状下側ボールジョイント部分はその下内側コーナーに、セグメントに別れた凸状で環状の表面６５４を有するベアリング要素６５２が取り付られており、この表面６５４は、曲面の中心を共通中心６１８に有している。この部分は、ボールアンドソケットコネクションのボールを形成する。
【０１８９】
ボール部分についてここで説明してきた事とは反対に、ソケット部分はコンディショナーヘッドシャフト６５６を有しており、これは、凸表面６５４の裏側に、セグメントに別れた凹状で環状の表面６５８を有し、また、曲面の中心を共通中心６１８に有している。ボールベアリングケージ６６０は、ベアリング要素６５２の凸表面６５４と、コンディショナーヘッドシャフト６５６の凹表面６５８との間をロールする数個のボールベアリング６６２を把持している。ベアリングボー６６２により、コンディショナーヘッドシャフト６５６が、コンディショナーヘッドフェース板６２０及びパッド５４に対して（２つの垂直面の中で）才差運動することができるようになる。しかし、非常に軟らかいＯリング６６４（好ましくはデューロメーターで４０）が、ベアリング要素６５４の環状で内側に面するリセス６６６の中に把持され、また、コンディショナーヘッドシャフト６５６の外面壁６６８に対面している。閉じ込めリセス６６６の中でのＯリング６６４の圧縮性は、コンディショナーヘッドシャフト６５６のベアリング要素に対する才差運動性を２〜３度に制限するが、これはコンディショナーヘッド６４の動作に十分であるよりも大きい。実際、圧縮性が有限になれば、ジンバル構造体の垂直トルクがないという仮定に影響する。この才差運動性により、コンディショニングディスク６１２が極の角の狭い範囲の中を動くことになり、ポリシングパッド５４の表面に僅かな変化が生じても、コンディショナーヘッドフェース板６２０の一方の側に他方の側よりも大きな圧力が与えられることがなくなる。
【０１９０】
ネック付きナット６７０が、コンディショナーヘッドベアリング要素６２０の上リム６７２にねじ止めされ、その上ネック６７２が、コンディショナーヘッドシャフト６５６の外側フランジ６７４の周りを緩く包囲しつつもこれを把持しており、その係合が生じれば、コンディショナーヘッドシャフト６５６のベアリング要素６５６に対する才差運動の制限を最適にする。ショルダーボルト６７６が、コンディショナーヘッドシャフト６５６の底部中心にねじ止めされている。その下向き対面ヘッド６７８が、ベアリング要素６５０の打ち向き対面リップ６８０によって、上向き側に把持される。ショルダーボルト６７６のヘッド６７８とベアリング要素６５０のリップ６８０とを選択的に係合させることにより、コンディショナーヘッド６４がポリシングパッド５４から持上がった際、コンディショナーヘッドベアリング要素６２０がコンディショナーヘッドシャフト６５６から抜け落ちることが防止される。
【０１９１】
ボールベアリング６６２により、通常は、ベアリング要素６５２と、これに付随したコンディショニングディスク６１２とが、コンディショナーヘッドシャフト６５６に対して自由な方位に回転することが可能となる。しかし、数多くの周縁駆動ピン６８２（このうち１つだけを図３１に図示）が、コンディショナーヘッドベアリング要素６２０及びコンディショナーヘッド駆動シャフト６５６の１対の駆動ピン穴６８５及び６８６の中にゆるく把持され、これらの間の実質的に方位的な動きを防止する。即ち、コンディショナーヘッドシャフト６５６の駆動ピン穴６８６は、コンディショナーヘッドシャフト６５６のコンディショナーヘッドベアリング要素６２０の才差運動を制限するように、駆動ピン６８２を極方向にしっかりと把持しているわけではないが、駆動ピン６８２を横方向に関して把持して、実質的な相対方位的回転を防止する。
【０１９２】
コンディショナーヘッドのジンバリング（水平保持）により、コンディショナーヘッドのコンディショニングディスクを平面状に回転させる駆動を与えることが可能となるが、コンディショナーヘッドを、コンディショニングしようとするポリシングパッドに垂直な方向から幾分か傾けることを可能とする。ジンバルドライブは、その回転の中心が低いため、その下の基板のコンディショニングに差ができることを防止する。
【０１９３】
２つの環状ベアリング６８８の外側レースは、環状スペーサー６９０によって間隔が開けられ、下側環状ベアリング６８８と底部外側カラー６９４との間のバイアス環状ばね６９６を有して底部外側カラー６９４にねじ止めされている上部外側カラー６９２によって保持されている。上部外側カラー６９２は、下側外側スカート６９３を有し、これは、スラリやその他の汚染物が、コンディショナーヘッドシャフト６５６を支持するベアリング６８８に到達することを防止するように迷路状の経路を提供する。
【０１９４】
この組立体は、略Ｕ字型アーム本体１６０４の中に皿穴があり上カラー６９２の下側フランジの中にねじ込まれるねじ１６０２により、懸下される。
【０１９５】
組立に際しては、コンディショナーヘッドの下部が持ち上げられて環状ベアリング６８８の中心の中に入り、下側環状ベアリング６８８の内側レースはコンディショナーヘッドシャフト６５６のレッジ１６１０の上に置かれている。内側スペーサー１６１２により、２つの環状ベアリング６８８の内側レースが分離される。上環状ベアリング６８８は、歯状のシーブ１６１６の蛇腹１６１４により把持されている。ボルト１６１８は、コンディショナーヘッドシャフト６５６の中にねじ止めされた際に、シーブ１６１６を押圧して、環状ベアリング６８８の内側レースを保持する。
【０１９６】
（コンディショナーアーム及び支持体）図２９の全断面図、図３５の拡大断面図及び図３４の部分的斜視図に示されるように、コンディショナーアーム６２は、コンディショナーヘッド６４を支持し且つ上昇させ、コンディショニングしようとするパッド５４の端から端までを掃引し、コンディショナーヘッド６４に力を伝えるベルト組立体を包囲する。
【０１９７】
アーム本体１６０４は、遠端壁１６１８と、アーム本体１６０４にねじ止めされるチャンネルカバー１６２０とを有し、駆動ベルト組立体を包囲しスラリによる汚染からこれを保護するハウジング１６２２を形成する。駆動ベルト組立体は、コンディショナーヘッド６４に取り付けられている歯状ヘッドシーブ１６１６の周りを包み、且つ、アーム支持体６５の歯状駆動シーブ１６２６を包む、歯状駆動ベルト１６２４を有している。歯状駆動ベルト１６２４が必要とされるのは、コンディショナーヘッド６４が別の表面をコンディショニングする際に駆動ベルト１６２４に要するトルクが変化するためである。
【０１９８】
図３４及び３５に示されるように、回転支持ハウジング１６３０が、アーム本体１６０４の近端１６３２を、水平才差運動軸１６３４の周囲に回転可能な状態で支持する。垂直伸張支持ハウジング１６３０は、それぞれ４つの保持穴１６３８が開けられている２つの平坦面１６３６を有している。支持ハウジング１６３０の平面１６３６がアーム本体１６０４のチャンネル１６２２の中に配置されているときは、それぞれスタブシャフト１６４２を有する２つのシャフトベース１６４０が、穴１６４４内にありシャフトベースのフランジに皿穴を有するねじによって、平面１６３６の上に取り付けられ、このねじは、支持ハウジング１６３０の保持穴１６３８の中にねじ込まれている。外向きに伸張するスタブシャフト１６４２は、球状ベアリング１４６４の内側レースによって、回転可能な状態で支持されており、スタブシャフト１６４６間の自己調心及び調心ずれの調整を行えるようにしている。このベアリング１６４６の外側レースは、ベアリングカバー板１６４８に取り付けられており、このベアリングカバー板１６４８は、ベアリングカバー板１６４８のフランジの中の穿孔１６５２を貫通しアームスカート１６５０のタップ穴１６５４を通るねじによって、アーム本体１６０４の垂直スカート１６５０に固定され、水平才差運動軸１６３４を確立する。
【０１９９】
このように、コンディショナーアーム本体１６０４の近端１６３２は、水平才差運動軸１６３４の周囲に旋回可能な状態に支持され、また、コンディショナーアーム本体も、支持ハウジング１６３０の回転により、水平面で回転可能となっている。
【０２００】
コンディショナーアーム６２の水平才差運動軸１６３４の周りの回転運動は、水力ラム１６５６によってなされるものであり、この水力ラム１６５６は、アーム本体１６０４の背面から伸張するヨーク１６６０の２つの水平穴１６５８に把持されるピンに接続、また、シャフトハウジング１６３０に取り付けられこれを回転させる旋回支持板１６６２に接続される。水力ラム１６５６の伸張収縮により、コンディショナーアーム６２及びこれに付随したコンディショナーヘッド６４を、水力ラム１６５６に与えられる圧力により制御された特定の圧力で、ポリシングパッド５４の方へと押圧し、又は、コンディショナーアーム６２及びヘッド６４を持ち上げて、保管又は保守のために、ポリシングパッド５４から遠ざける。
【０２０１】
図３４及び３５に例示されるように、ベルト１６２４の駆動シーブ１６２６は、水平才差運動軸１６３４の上方の地点で駆動シャフト１６６４の上端に固定される。駆動シャフト１６６４は、シャフトハウジング１６３０の内部に垂直に通過する。その上端では、旋回支持板１６６２とスカート１６６３に接続され、ベアリングを保護する。その下端は、ギア１６６５を保持し、このギア１６６５は、コンディショナーヘッドモ−タ１６６６の出力シャフトでギア１６６７につながり、コンディショニングディスク６１２の動力を提供する。コンディショナーヘッドモ−タ１６６６は、テーブルトップ２３に固定されたモ−タブラケット１６７６の上に装着される。
【０２０２】
幾何関係の結果、アクチュエーター１６５６によって、駆動シーブ１６２６をコンディショニングアーム本体１６０４に対し旋回させることはない。しかし、ヘッドシーブ１６１６は、コンディショナーアーム本体１６０４に対し旋回する。従って、駆動シーブ１６２６及び才差運動軸１６３４がずれているため、駆動シーブ１６２６とヘッドシーブ１６１６との間に載置されている駆動ベルト１６２４の張力は、コンディショナーアーム６２が持ち上げられたときには減少し、コンディショナーアーム６２が下げられたときには増加する（傾き角に対する張力の変化は、駆動シーブ１６２６が才差運動軸１６３４の下に配置されていれば、正反対になる）。駆動シーブ１６２６の配置が、垂直旋回の中心１６３４の上に（僅かではあるが）ずれており、これも、駆動ベルト１６２４の張力に影響を与える。アーム６２が、ポリシングパッド５４に向かって下向きに旋回すれば、ベルト１６２４の張力が増加し、アーム６２がポリシングパッドから遠ざかるように旋回すれば、ベルト１６２４の張力が減少する。このベルト張力の増加と減少は、水力ラム１６５６からの力と結合して、ポリシングパッド５４上のコンディショナーヘッド６４の圧力に影響する。ベルト１６２４の張力が増加すれば、水力ラム１６５６により発生する力に対立し、コンディショナーヘッド６４をポリシングパッド５４に押圧する傾向が生じる。張力の増加は、アーム６２を上昇っせる傾向を生じさせ、他方、張力が減少すれば、アーム６２が、その下のポリシングパッド５４に向けて大きな力で押圧する傾向を生じさせる。この構成では、コンディショナーヘッド６４とポリシングパッド５４の間の一定の摩擦係数が、駆動ベルト１６２４に適切な張力を与え、これが、水力ラム１６５６からの力と共に、コンディショナーヘッド６４とポリシングパッド５４との間の或る適切な圧力を与え、これは、コンディショナーヘッド６４とポリシングパッド５４の間の境界面の高さの小さな変化に関係しない。コンディショナーヘッド６４とポリシングパッド５４の間の摩擦力は、粗いポリシングパッド面が通過したときに増加し（表面は既に粗いので、更に粗面処理／コンディショニングの必要はない）、摩擦力が増加すれば、コンディショナーヘッド６４を一定速度で回転させるために必要な力が増加する。この力が増加することにより、コンディショナー駆動ベルト１６２４の張力が発生し、コンディショナーヘッド６４が上昇してポリシングパッド５４から遠ざかる傾向を生じるため、コンディショナーヘッド６４のポリシングパッド５４への圧力及び研磨が減少することになる。逆に、コンディショナーヘッド６４が摩擦力の低い領域、例えばポリシングパッドのグレージングの生じた領域などを通過したときは、コンディショナーヘッド６４の回転に対する抵抗は小さくなり、コンディショナーヘッド駆動ベルト１６２４の張力も小さくなる。張力の減少により、駆動ベルト１６２４の力も減少し、コンディショナーアーム６２を下げる傾向を生じ、ポリシングパッドにかかるコンディショナーヘッドの力が増加し、ポリシングパッドに更に強くかみ合うようになり、グレージング又は低摩擦力の位置に対して、更にコンディショニングを与えることになる。
【０２０３】
図２９及び３５に示されている駆動掃引モ−タ１６７０は、コンディショナーアーム６２を、ポリシングパッド５４の中心から周縁までの端から端までの経路で往復運動により掃引させる。駆動掃引モ−タ１６７０は、テーブルトップ２３の底部でモ−タブラケット１６７６に装着される。出力シャフト上のギア１６７２が、伝達するトルクを数倍にする、ハーモニックドライブ１６６８のリム駆動ギア１６７４につながっている。パッドコンディショナー６０のための模範的なハーモニックドライブは、米国マサチューセッツ州ピーボディのテイジンセイキボストン社ハーモニックドライブテクノロジーから、ユニットサイズ２５で入手可能である。ベルト駆動シャフト１６６４は、ハーモニックドライブ１６６８及びリムギア１６７４の中心軸に沿って通過している。ハーモニックドライブの高速低トルク側は、モ−タブラケット１６７６に固定され、低速高トルク側は、シャフトハウジング１６３０に固定されている。
【０２０４】
コンディショナーアーム６２は、上述のように、スタブシャフト１６４２の組を通って水平に回り、アーム本体１６０４とシャフトハウジング１６３０との間にボルト止めされる。コンディショナーヘッドモ−タ１６６６は、テーブルトップ２３に固定されたギアハウジング１６７２の中の１組のギアにより駆動シャフト１６６４に接続している。駆動シャフトは、駆動ベルト１６２４、コンディショナーヘッド６４、そしてコンディショナーディスク６１２を回転させる。
【０２０５】
図２９〜３５のパッドコンディショナー６０は、ポリシングシステムの制御コンピュータに入れるソフトウェアを調節し選択することにより、多様な様式に用いることが可能である。
【０２０６】
ポリシングパッド５４は、そのパッドでポリシングが中断している間に、コンディショニングすることが可能である。ウエハ１１０を放射方向最内部に引っ込め、その最底部を上げて、ウエハヘッド１１０に保持されている全てのウエハをパッド表面から離れるようにし、プラーテン５２を回転させて、回転するコンディショナーヘッド６４が回転するパッド５４と接触してその周縁から中心までを掃引する。
【０２０７】
あるいは、ポリシングがパッドで進行中に、即ちリアルタイムに、ポリシングパッド５４をコンディショニングしてもよい。コンディショナーヘッド６４の掃引は、パッド５４の外側部分のおよそ端から端まで伸張し（テーブルトップ２３の中心から分かるように）、他方、ウエハヘッド１１０及びそのウエハ４０は、内側部分の端から端までを掃引する。これにもかかわらず、衝突を避けるためには、２つの掃引を同調させる必要がある。この同調には、オーバーセンターポリシングと同時にリアルタイムパッドコンディショニングを行うことが必要であることは明らかであり、それは、ウエハヘッド１１０がパッド５４の上を通過してこれを越えるからであり、また、パッド５４のこの部分がコンディショニングを要しているからである。
【０２０８】
（コンディショナーヘッドクリーニングカップ）コンディショナーヘッド６４のコンディショニングディスク６１４は、ポリシングパッド５４全面を掃引する際に、その研磨面及びポリシングパッド５４に隣接する外面がスラリでカバーされるようになる。コンディショナーヘッド６４がポリシングパッド５４のウェット面で作動する間、コンディショニングのプロセスが継続しているため、コンディショナーヘッド６４の表面上に存在しているスラリが乾燥する間もなく、新たなウェットスラリ粒子が容易に補給される。しかし、作動していない間、例えば、ポリシング中にコンディショナーヘッドが格納されているとき、又は、最も特殊な場合では保守等の様々な理由で装置全体が動作していないとき、コンディショナーヘッドは乾燥してしまい、コンディショナーヘッドにコーティングされたスラリが岩のように堅いケークとなりやすく、あるいは、スラリ中の水酸化ナトリウムが、コンディショナーヘッドの１つの表面上に晶析する。そして、ケーク状のスラリを取り除く事や、晶析した水酸化ナトリウムを溶液に戻す事は困難である。
【０２０９】
この問題を明らかにするため、図１８のテーブルトップ２３の略平面図に示されるように、クリーニングカップ組立体６８が、ポリシングステーション５０ａ、５０ｂ及び５０ｃのそれぞれに対して与えられ、作動していないコンディショナーヘッド６４を水溶液中の環境下に保管する。
【０２１０】
図３６Ａに模式的に例示されるように、クリーニングカップ組立体６８のそれぞれは、モ−タ２６１２のシャフトに装着されるクリーニングカップ２６１０を有し、このモ−タ２６１２は、クリーニングカップ２６１０を非作動の位置まで回わして、そこでは、コンディショナーヘッド６４が収容されているとき、コンディショナーアーム６２がコンディショナーヘッド６４をクリーニングカップ２６１０の中まで下げる。流体ラインを含む更に完全な構造の例示は図３７に示される。非作動の位置は、ポリシングステーション５０ｃに対しての図１８の平面図に例示されている。
【０２１１】
図３６Ｂに例示されるように、ポリシングパッド５４のコンディショニングを行う作動の位置までコンディショナーヘッド６４を回したとき、コンディショナーアーム６２がコンディショナーヘッド６４を持ち上げて、これをクリーニングカップの外に出す。そして、図３６Ｃに例示されるように、モ−タ２６１２がクリーニングカップ２６１０を非作動の位置まで回し、これは、ポリシングステーション５０ａ及び５０ｂに対する図１８の平面図に示される。図３６Ｃに戻ると、コンディショナーアーム６２は、次いで、コンディショナーヘッド６４を下げて、プラーテン５２上に載置されているポリシングパッド５４の上に載せる。コンディショニングの操作が完結したとき、コンディショナーヘッド６４が持ち上げられ、洗浄カップ２６１０が図３６Ｂの位置まで揺り戻され、その位置では、図３６Ａに示されるように、保管のためにコンディショナーヘッド６４が下げられクリーニングカップ２６１０の中に戻され、コンディショナーヘッド６２に付着したスラリ及び水酸化ナトリウムが溶液の形態のままでいるか、あるいは、洗い落とされて除去されている。
【０２１２】
洗浄カップ組立体６８は、その断面が図３７に例示され、洗浄カップ２６１０は、図３８に平面図が例示されている。洗浄カップ２６１０は、コンディショナーヘッド６４の底部を受容するに十分な大きさ及び深さを有する円形に近い堰２６１６によって画成される中心ベイズン２６１４を有している。垂直伸張供給ライン２６２０への直径１／８"（３．２ｍｍ）の開口をその外側端部に有する長手方向スリップ２６１８を与えるように、堰２６１６の形状が与えられる。水又はその他のクリーニング溶液が、洗浄供給ライン２６２０からカップ２６１０を介して循環する。コンディショナーヘッド６４が下げられ洗浄カップ２６１０のベイズン２６１４の中に入れられたとき、コンディショナーヘッド６４が、その中に収容している洗浄溶液をまき散らすことが考えられる。従って、コンディショナーヘッド６４を洗浄カップの中まで下げる前に、垂直供給通路２６２０を介してベイズン２６１４を排水することが推奨され、これは、供給ライン２６３２に配管及び３方バルブを接続することにより実現される。
【０２１３】
周縁ドレイン２６２２が、堰２６１６の外側と僅かに高い包囲ダム２６２４との間に形成されている。周縁ドレイン２６２２の両端は外向きに、スリップ２６１８と平行に、共通の垂直伸張ドレイン通路２６２６と接合する直径Ｊの１／４"（６．４ｍｍ）の２つのドレイン穴２６２５まで伸びている。ベイズン２６１４をオーバーフローする流体は全て、周縁ドレイン２６２２に捕捉され、ドレイン通路２６２６を介して排水される。
【０２１４】
洗浄カップ２６１０は、その支持側で回転シャフト２６２８に装着され、また、垂直供給通路２６２０及び垂直ドレイン通路２６２６を有するように形成され、このシャフト２６２８と洗浄カップ２６１０との間の通路２６２０及び２６２６は、リセス内のシール（図示せず）によってシールされる。シャフト２６２８は、支持ベアリング２６３０によってテーブルトップ２３の中に装着される。洗浄カップ２６１０の回転が比較的制限されているため、フレキシブルな供給ライン２６３２及びドレインライン２６３４は、それぞれ、接続部２６３６及び２６３８を介して、シャフト２６２８の通路２６２６及び２６２６に直接接続されてもよい。ドレインライン２６３４を介して排水される洗浄液は廃棄されてもよく、あるいは、供給ライン２６３２を介してリサイクルされてもよい。飛散を防止するため、洗浄カップ２６１０を動かしている間で、且つ、コンディショナーヘッド６４を下げて洗浄カップ２６１０の中に入れたときに、中心ベイズン２６１４を排水することが好ましい。中心ベイズン２６１４の排水は、フレキシブルな供給ラインに接続する３方バルブにより洗浄流体源と排水の間で変えることにより、洗浄供給ライン２６２０とフレキシブルな供給ライン２６３２を介して行うことが可能になる。モ−タ２６１２は、ブラケット２６４０を有するテーブルトップ２３の底部に固定され、ギアの構造（図示せず）により、シャフトの側部にギア接続される。
【０２１５】
図３７に示されるように、外側ダム２６２４の高さが非常に高いため、クリーニングカップ組立体からの流体の損失は通常はなく、必要に応じて新しいクリーニング溶液が供給され又は循環されクリーニング溶液を新鮮に保ち、コンディショナーヘッドの表面上にスラリや化学品の結晶のケーキングや問題の発生がなく、コンディショナーヘッド６４を保管することが可能となる。
【０２１６】
図３９Ａ、３９Ｂ及び３９Ｃは、コンディショナーアーム６２、ウエハヘッド６４及びポリシングプラーテン５２のクリーニングカップ組立体６８に対する相対運動を示すものである。図３９Ａ、３９Ｂ及び３９Ｃは、図３６Ａ、３６Ｂ及び３６Ｃにおけるコンディショナーアーム６２の位置と相関している。本発明の使用におけるこの具体例では、コンディショナーヘッド６４は、同時にポリシング及びコンディショニングの操作を行いつつ、ウエハヘッド１１０の座標上の運動により、ポリシングプラーテン５２の端から端までを掃引する。この座標は、カルーセル支持板９０のスロット９１０内で放射方向に往復運動する際にウエハヘッド１１０を妨害することを防止するために必要である。
【０２１７】
図３９Ａの平面図では、ウエハヘッド１１０はポリシングパッド５４上のおよそ中心に置かれ、コンディショナーアーム６２が、その保管の位置に配置され、コンディショナーヘッドクリーニングカップ組立体６８が、コンディショナーヘッド６４を包囲している。
【０２１８】
図３９Ｂでは、コンディショナーアーム６２が、クリーニングカップ組立体６８より外側に垂直に旋回し、点線２６４０は、ウエハヘッドが最内の位置にある状態からプラーテンエッジとオーバーラップしない最外の位置にある状態への両方の状態を示し、別の点線２６４２は、コンディショニングアーム６２の最内と最外の間の同様の往復運動を示すものである。
【０２１９】
図３９Ｃでは、クリーニングカップ組立体６８は、コンディショナーアーム６２が、ポリシングパッド５４の中心からエッジ及び裏側までスイングして往復運動する経路を外れて移動したものである。ウエハヘッド１１０、コンディショナーヘッド６４及びプラーテン５２の全てが、同じ方向（時計回り）に回転していることに注目すべきである。図３９Ｃは、ウエハヘッドがプラーテン５２のエッジの上方に懸下しているときのヘッドの最外の位置を示している。ウエハヘッド１１０の保持リング部分はプラーテン５２のエッジの上方で懸下可能であるが、ウエハヘッドに保持されているウエハはそうではない。
【０２２０】
別のプロセスでは、コンディショニングのステップとポリシングのステップとが別れている。ポリシングのプロセスの間、図３９Ｂに概略が示されているように、ウエハヘッド１１０が回転中のポリシングパッド５４の全面でウエハ４０を掃引している間、コンディショナーヘッド６４が保管カップ組立体６８の中に保管される。コンディショニングのプロセス中は、図３９Ｃに概略が示されているように、ウエハヘッド１１０がカルーセル９０の中心に最も近く且つ回転中のパッド５４の上方の最内位置で保管されている。コンディショナーヘッド６４は、妨害しない位置まで回された保管カップ組立体６８から持ち上げられ、コンディショナーヘッド６４が回転中のパッド５４の上を掃引してコンディショニングを行う。パッドのコンディショニングが完結した後、コンディショナーヘッド６４が保管のために戻される位置までカップ組立体を回して戻す。
【０２２１】
（ウエハ移送調心及びクリーニングステーション）図１及び２に示されるように、移送ステーション７０は、ポリシングが終了した後、搬送装置３０とポリシング装置２０との間のウエハの出し入れ移送という、多数の目的を果たす。図４０は、テーブルトップ２３に対して上昇が可能なウエハ移送ステーション７０の拡大斜視図を示す。ウエハ移送ペデスタル７２は、略水平に伸びる上面を有し、そこには、ウエハの主面を傷つけないようペデスタル７２の上面にやさしく支持するため、薄い弾性膜７２２が貼り付けられている。３つのフォーク組立体７４が、ペデスタル７２の１つの垂直位置の回りに配置され、ペデスタル７２上に支持されているウエハを横方向に調心させる。ペデスタル７２が、洗浄シュラウド７６の中に垂直に収縮可能で、シュラウド７６に取り付けられた３つの洗浄組立体７７がリンス流体をウエハ、ペデスタル又はウエハヘッドに向けるときはリンス流体がシュラウド７６の中に収容されるようにしている。また、シュラウド７６は、テーブルトップ２３に対して垂直に上昇することができる。
【０２２２】
図４１は、プラーテン及び洗浄シュラウドの上面の平面図である。図４２及び４３は、図４０と同様の２つの異なった角度からの斜視図であるが、部分的に断面を示し、フォーク及び水ノズルの動作を示している。図４４は、移送ステーションのペデスタル領域の詳細な断面を示している。シュラウド７６は、略円筒状のベイズンシャフトハウジング７８上で支持されこれにシールで接続し、他方、ペデスタルは、ベイズンハウジング７８の中に垂直に伸びる管状ペデスタルコラム７９の中を通りこれに支持されている。
【０２２３】
（ペデスタル及び洗浄ベイズンの洗浄ポートと真空ポート）移送ステーション７０のペデスタル７２は、図４１の平面図及び図４４の断面図に例示されるように、中心ポート７２４及び多数のオフセットポート７２６の両方を、ペデスタル７２の上面に、中心を外れて且つ弾性膜７２２に貫通するように、有している。即ち、真空及び水のためのポート７２４及び７２６は、ペデスタル７２の上部及び弾性膜７２２を貫通する。ポート７２４及び７２６は、ペデスタル７２内の横通路７２８（図４４にはこのうち２つしか例示していない）に接続し、これは、管状ペデスタルコラム７９の中の中心通路と反対側の垂直通路７３０に接続する。加圧された洗浄流体又は真空が、ねじ切りユニオン７３８を介してペデスタルコラム７９に取り外し可能に結合したフレキシブルな流体ホース７３６を介して、ペデスタルコラム７９の中心通路の底部に与えられる。真空源が洗浄流体で汚染されることを防止するため、真空ジェネレータ及び３方バルブが、真空ラインと洗浄供給ラインとの接合部でフレキシブルライン７３６に接続される。真空ジェネレータは、水の圧力を用いて、真空を発生させるものである。模範的な真空ジェネレータは、米国マサチューセッツ州ヒンガムのＰＩＡＢ社から入手可能な、ModelL10 型真空ポンプが挙げられる。３方バルブ、ペデスタルコラム７９の中心通路７２３及びこれに対応したポートを介することにより、加圧液体又は真空を供給する際、この液体で真空源を汚染する可能性を低減する。
【０２２４】
図４１の平面図及び図４９Ａの横断面図に示すように、ディスクチップノズルがポート７２４及び７２６にねじ止めされ、これは、米国イリノイ州セントチャールズのレクラー社から入手可能なModel 680.345.17 が好ましい。詳細は後述するが１方チェックバルブが中心ポート７２４に設置され、洗浄液がそこから噴射することを防止しつつ中心ポートで真空が引けるようにしている。加圧クリーニング溶液がオフセットポート７２６を介して供給され上向きの方向を有する液体がウエハヘッド１１０の底面及びそこに付随しているウエハ全てを洗浄する。ウエハが弾性膜７２２と接触しているときは、ポート７２４及び７２６に供給される真空は、ペデスタル７２の上部にウエハをしっかりとシールする。
【０２２５】
３つの洗浄組立体７７は、図４３の斜視図及び断面図の双方に示されるように、ペデスタル７２の周囲に約１２０゜の間隔をもって配置され、ポーチルーフ７４０及び外側壁７４１の内側の下のシュラウド７６のおよそ周縁に配置される。洗浄組立体７７のそれぞれは、ベイズン７６の内底部７４３に固定され垂直通路７４８を介して第１のタップノズル穴７４６に接続する放射方向通路７４４を有する、下側部材７４２を有している。洗浄組立体７７は、下側部材７４２に固定され自身の垂直通路７５２を有する上側部材７５０を更に有し、垂直通路７５２は他の垂直通路７４８にシールで接続し、第２のタップノズル穴７５４に接続する。フラットスプレーノズルのそれぞれは、全体のスプレーのパターンを最適化するようそれぞれのスリットの方向を選択して、ノズル穴７４６及び７５４にねじ止めされる。下ノズル穴７４６は、ペデスタル７２の水平面に対して約３０゜上に向く横軸を有して、上ノズル穴７５４は、約１５゜下に向く横軸を有し、即ち、２つのノズル穴７４６及び７５４は、ウエハの平面から約１０゜〜４５゜の範囲の角度でずれている。これら２つのスプレーパターンは、何も置いていないペデスタル７２及びポリッシュにより保持されるウエハを更に効果的に洗浄するため、ペデスタル７２の周縁の近く又はその外側で交差するように、配置が与えられていてもよい。
【０２２６】
図４３及び４４の双方に示されるように、洗浄組立体７７のそれぞれは更に、下側部材７４２の放射方向内端に接続しその放射方向通路７４４にシールして接続する。洗浄組立体７８のそれぞれの供給管７５６は、ベイズンハウジング７８の内側を垂直下向きにその下端まで通じている。この地点で、下側カラー７６０の通路７５８に接合し、この下側カラー７６０は、洗浄流体のためのフレキシブルなラインへのねじ切り接続のためのタップ穴を外壁に有している。
【０２２７】
従って、洗浄流体は、略水平方位周縁洗浄組立体７８の３つそれぞれに独立して供給され、ペデスタル７２の上部の垂直方位ポート７２６に供給される。ウエハヘッド１１０が移送ステーション７０の上方に配置されベイズンシュラウド７６及びこれに対応する洗浄組立体７７が持上がってウエハヘッド１１０及びこれに付随するウエハがベイズンシュラウド７６のポーチルーフ７４０の内側に配置されるとき、それぞれの源（ソース）からの洗浄流体は実質的にベイズンシュラウド７６の中に収容される。過剰な洗浄流体及び同伴するスラリは、ベイズンシュラウド７６の中に捕捉され、ベイズンハウジング７８の底部に向かって下向きに排水され、そこでは、ドレイン通路７５９が、ベイズンハウジング７８の底部及びカラー７６０に貫通しドレイン管７６１に接続する。
【０２２８】
ベイズンシュラウド７６がウエハヘッド１１０の周囲に上昇することにより、ウエハヘッド１１０に必要な垂直ストロークが短くなる。この短いストロークは、ウエハヘッドの単純且つ簡単なデザインに寄与する。
【０２２９】
（ウエハ調心フォーク）図４０に例示されるように、また、後述でより詳細に説明するように、ウエハ４０をウエハ移送パドルによりペデスタル上に搬送した後、３つのフォーク組立体７４を用いて、ウエハヘッド１１０を洗浄ステーション７０及びそのペデスタル７２に対して調心する。その後、ペデスタル７２を少し下げ、ベイズンシュラウド７６をこれに付随するフォーク組立体７４と共に持ち上げて、ペデスタル７２と、ウエハ４０と、ウエハヘッド１１０の下部とを横方向に包囲する。中心合せが終了した後に初めて、ウエハ４０をウエハヘッド１１０に搬送する。
【０２３０】
図４１にも、３つのウエハ調心フォーク組立体７４の三角形の配向が平面図で示される。図４２の斜視図、図４５の拡大斜視図及び部分的断面図、並びに、図４４の断面図でも更に示されるように、フォーク組立体７４のそれぞれはフォーク７６２を有し、フォーク７６２は、制限された角度の範囲の中で回転可能で、また、中心合せをしようとするウエハのエッジに隣接させるための１対の調心歯７６４を有している。フォーク７６２は、放射方向に伸張するフォークアーム７６６の遠端上を回転し、フォークアーム７６６の近端は、ベイズンハウジング７８の内部に下がって伸びる垂直リブ７６８に固定される。リブ７６８の下端は、シャフト７６９の回りに支持スリーブ７７２のウィング７７０までヒンジ動作ができるようになっており、これは、後述するが、ベイズンハウジング７８に固定されている。ベイズンハウジング７８の外側の側部には空気圧シリンダー７７４が固定され、この空気圧シリンダー７７４は、ベイズンシャフト７８に貫通し且つ垂直リブ７６８の中間部分内に通じるカップリングをそのシャフト端に有する、出力シャフト７７６を有している。ここでのデザインは、それぞれのリブ及びこれに対応するフォーク組立体７４に通じる１つの空気圧シリンダー７７４に専用のものであるが、このデザインは、１つの空気圧シリンダーを用いて３つのリブ７６８を作動させるために容易に変更できるものである。
【０２３１】
フォーク空気圧シリンダー７７４の空気圧による作動及び作動停止は、ペデスタル７２上のウエハ４０に対してフォークの放射方向位置を制御する。作動では、リブ７６８が放射方向内側に押圧され、フォーク７６２がペデスタル７２上のウエハに近付き接触できるようになる。作動停止では、リブ７６８が放射方向外側に引かれ、ペデスタル７２からフォーク７６２を引っ込めるようになる。この幾何関係が、フォーク７６２の放射方向運動をその軸方向の運動と結合させ、フォーク７６２がウエハ４０に近付けば上昇するようにしていることに、注意すべきである。フォーク空気圧シリンダー７７４にばねで負荷が与えられ、空気圧シリンダー７７４への負荷を変化させて位置の空気圧制御を更に精密に行うことができるようになる。緊張緩和ねじ７７８が底部からフォークアーム７６６の放射方向内側部分の中にねじ込まれて、フォークアーム７６６への垂直方向調節可能な下側ストップを与えるため、フォーク７６２の放射方向外向きの移動を制限する。
【０２３２】
図４２及び４５に最も良く示されているように、フォーク組立体７４のフォーク７６２が、フォークアーム７６６の遠端に固定されここから垂直上向きに伸びる、フォーク回転シャフトに７８０回転可能な状態で支持される。２つのブッシング７８２（図４５にはこのうち１つだけ図示）が、フォーク７６２のヨークを把持し、フォーク回転シャフト７８０に対して水平面上を自由に回転させる。フォーク７６２が自由に回転できることにより、調心がうまくいっていないウエハにフォーク７６２が最小の掃引動作で近付くことができるため、接触点が３つではなく６つとなる。
【０２３３】
２つのバンパー組立体７８４が、フォークの歯７６４の背面に略放射方向に、垂直軸の回りに回転可能な状態で支持されている。バンパー組立体７８４のそれぞれは、ノブ状バンパー７８６の水平面上での自由な回転を可能にする２つのボールベアリングを有している。バンパー７８６は、ウエハヘッド１１０の側部に係合し、これは、洗浄ステーション７０のペデスタル７２に正確に調心されなくてもよい。フォーク７６２が先ずウエハ１１０の側部に歯７６２の両方で接触した後、フォーク組立体７４が更に内向きに収縮して、ブレーキがかかっていないカルーセル支持板９０６を必要な方向に回転させ、ペデスタル７２を正確に調心できるようにする。その後初めて、カルーセル９０を適所にロックする。バンパー７８６も、調心のうまくいっていないウエハ４０を再調心する。
【０２３４】
フォークアーム７６６とリブ７６８がリモートシャフトの回りに旋回するカンチレバーのデザインは、モーメントアームが長くなり介在する支持組立体の剛性が制限されるため、フォーク７６２が周縁方向にも垂直方向にもふらつくという欠点がある。このふらつきを防止しつつフォーク組立体７４の実質的に自由な運動を妨害しないようにするためには、３つの調心フォーク組立体７９０のそれぞれが、それぞれのリセスにねじ止めされて洗浄ベイズン７６の外壁７４１に、周縁方向に１２０゜の間隔をおく位置及び軸方向の位置で、固定される。このような位置は、フォーク回転シャフト７８０及びバンパー７８６の双方から放射方向内向きの位置でフォーク６２に固定されこれを下向きに下げるポスト７９２に対応している。調心フォーク組立体７９２は、ベイズン壁７４１から放射方向内向きに伸びる２つの歯７９４を有しているため、フォーク回転シャフト７８０の下向きに下がるポスト７９２を非常にゆるく把持することができるため、フォーク７６２が所定の回転の制限を越えて回転して周縁方向にふらつくことが防止される。フォーク７６２は歯７９４の中のブッシングの周囲を回転し、この回転は、歯７９４の一方又は他方に係合するポスト７９２により回転が停止するまで行われる。
【０２３５】
上述のウエハ支持体のデザインは、ウエハの処理側がペデスタル上に載っているものであり、ウエハの処理側が接触する必要性のない従来技術のデザインの思想とは対立するものである。もう１つのデザインは、このような接触は、ペデスタルのフェースから上向きに伸びウエハのリム又はウエハの処理側の最外周遠と係合するように配置される三つのフィンガを含んでいる。レッジ又はテーパーが、フィンガの上チップで内向きに面してウエハをフィンガに対して調心させる。そのため、ウエハの処理側の中心部分は、ペデスタルの上方に懸下されたままとなっている。ペデスタルのフェースの中に反射光センサが具備され、ウエハがフィンガ上に配置されたときを検知する。
【０２３６】
（移送ステーション支持体及び運動）前述したように、また、図４４の断面図に最もよく示されているように、移送ペデスタル７２と洗浄ベイズン７６とは、機械ベース２２のテーブルトップ２３に対して、それぞれ独立に垂直方向に運動することができる。
【０２３７】
ベイズンハウジング７８は、テーブルトップ２３の上部に固定されたショルダー１７１４の開口１７１２の中を通過する。空気圧シリンダー１７１６が、洗浄ハウジング７８の下端の側部に固定される。その出力シャフト１７１８が、垂直上向きに伸びて、そのフット１７２０が、プレート１７２４を介してショルダー１７１４の底部に取り付けられるジョー１７２２の中に把持される。ベイズン空気圧シリンダー１７１６は、このように、ベイズンハウジング７８及びテーブルトップ２３に対して付随する要素の相対運動を与える。空気圧シリンダー１７１６はまた、ペデスタル９２を運動させるが、空気圧シリンダー１７１６により動かされる別々の運動手段は、ベイズンハウジング７８と独立にペデスタル９２を運動させる。ここで図示されている垂直レールは、シュラウド１７１４に取り付けられており、ベイズンハウジング７８に取り付けられているハンド（図示せず）はレールと係合し、ベイズン空気圧シリンダー１７１６により垂直方向に動かしたときの、ベイズンハウジングに対する横方向安定性を提供する。
【０２３８】
ベイズンハウジング７８の底部内側リップ１７２６は、ベイズンハウジング７８の中で上向きに伸びる支持スリーブ７７２の底部を支持している。２つの円筒状ターサイトブッシング１７２８及び１７３０が、支持スリーブ７７２とペデスタルコラム７９との間に介在して、これを横方向に支持しつつ垂直方向に自由にガイドしている。上ブッシング１７２８は、スリーブ７７２にねじ止めされているカラー１７３２によって、支持スリーブに対し下向きに押圧される。下ブッシング１７３０だけが、支持スリーブ７７２の下端に隣接しており、これに対し、また、ペデスタル支持コラム７９に対し、下カラー７６０によって保持されている。ボルト（図示せず）１組が、下カラー７６０及びベイズンハウジング７８の下リップ１７２６を貫通し、支持スリーブ７７２の下端の中にねじ込められて、ベイズンハウジング７８と支持スリーブ７７２とを堅く接合する。前述のように、フォーク組立体７４のそれぞれが、支持スリーブ７７２の下端でウィング７７０を貫通するシャフト７６９上を旋回する。
【０２３９】
ペデスタルコラム７９及び即ちペデスタル７２が、図４６の斜視図で更に示されるように、３つのレッジを有するスパイダー１７４０により、ベイズンハウジング７８の底部に運動可能な状態で保持されている。スパイダー１７４０は、図４４Ａの拡大断面図に示されるように、Ｏリング１７４２によりペデスタルコラムに堅く保持され、くさび型のスペーサー１７４３はそれらの間に配置され、これら全ては、下側テーパーエッジを有する管状リング１７４４の中に配置される。軸方向の圧縮力により、Ｏリング１７４２がスパイダー１７４０、くさび型スペーサー１７４３及びペデスタルコラム７９と弾性的に接触するため、これらが一緒に固定される。カラー１７４６の上にあるリップは、スパイダー１７４０に対してねじ止めすることによりバイアスが与えられ、Ｏリング１７４２をそれぞれのテーパーのとがった点に強制して、ペデスタルコラム７９を放射方向に係合させ、これらとのあらゆる相対運動を防止する。
【０２４０】
図４４及び４６Ａに示されるように、スパイダー１７４０のそれぞれの脚１７５０は、その遠端ジョー構造体を有し、このジョー構造体は、下ジョー１７５２と、分枝する上ジョー１７５４とを有し、上ジョー１７５４の２つの歯の間にスリット１７５５を有している。スパイダー支持シャフト１７５６は、上ジョー１７５４の歯と歯の間を通過し、下ジョー１７５２と上ジョー１７５４との間に係合するフット１７５８をその下端に取り付けられて有している。
【０２４１】
スパイダー支持シャフト１７５６は、空気圧シリンダー１７６０の垂直配向シャフトであり、ベイズンシャフトハウジング７８の側部に取り付けられている。このように、ペデスタル空気圧シリンダー１７６０の作動により、ペデスタル７２及びこれに支持されるウエハが、洗浄ベイズンに対して垂直に運動する。３つのガイドポスト１７６２が、スパイダー１７４０のアーム１７５０のブッシング１７６４を貫通する。ガイドポスト１７６２の上端は、ベイズンシャフトハウジング７８に固定される図４４の下カラー７６０に固定され、このため、スパイダー１７４０及び付随するウエハ７２の運動の安定性を与える。上述の支持体及び運動機構は、３つの空気圧シリンダー１７６０を用いてペデスタルを移動させているが、この空気圧シリンダー１つだけを用いるように再設計を行うことは容易であろう。
【０２４２】
（ウエハの移送ステーションへの搬送）搬送システムからポリシングシステム２０へのウエハ４０の搬送において、図４７Ａに示されるように、洗浄ベイズン７６及びこれに付随する要素が下げられて、実質的に垂直方向静的なウエハヘッド１１０から離し、ペデスタル７２を適当に下げて、移送ロボットブレード３８がその下側に付随しているウエハと共に、垂直静的なウエハヘッド１１０の下を通過しペデスタル７２の上方を通過させることができる。ウエハブレード３８が中心に配置されたとき、ペデスタル７２を持ち上げ、その弾性表面７２２でウエハを柔らかく受容することができる。その後、ペデスタル７２を下げ、ウエハブレード３８を引っ込める。図示のように、ウエハ４０が最初は調心がうまくいっていなくてもよい。
【０２４３】
ウエハの搬送においては、移送洗浄ベイズンシュラウド７６及びその内側の部品を下げて、ウエハ移送ペデスタル７２から遠ざけられる。ロボットブレード３８は、ウエハ４０を保持するその底部に真空チャック穴を有しており、ウエハ４０をある地点に移動させ、洗浄ベイズン６７の上方に伸びるペデスタル７２の頂部の上方で下を向くようにウエハ４０を配置させる。そして、ペデスタル７２が持ち上げられ、ウエハ表面と接触するようになり、ウエハはロボットブレードから解放される。ペデスタルが下げられ、又は、ロボットブレードが僅かに持ち上げられ、ロボットブレード３８がウエハヘッド１１０とペデスタル７２との間の位置から外向きに水平に回転するときウエハとロボットブレードとが接触しないようにしている。ウエハヘッド１１０及び洗浄ベイズンシュラウド７６は、その後、持ち上げられ（図４７Ｂ）、ウエハヘッド１１０の周縁を包囲する。
【０２４４】
その後、図４７Ｂに例示されるように、ペデスタル７２をある程度持ち上げつつも、ベイズン７６を実質的に持ち上げ、実質的に静的なウエハヘッド１１０とペデスタル７２上に置かれたウエハ４０とを包囲するようにする。この動作の間、ウエハ調心組立体７４が、その解放された、放射方向外向きの位置にある。ベイズンシュラウド７６が持ち上げられてウエハ４０がフォーク７６２の歯７６４に水平方向に調心されたとき、フォーク空気圧シリンダー７７４が作動して、ペデスタル７２に支持されたウエハ４０の周縁に接触しなければ、フォーク７６４の歯がペデスタル７２の中心の方へと移動し近付く。フォーク７６４は、そのバンパー７８６がウエハヘッド１１０の外側に接触するまで、放射方向内向きに移動するだろう。この接触により、２つの歯のフォーク７６２が、フォーク旋回ポスト７８０の回りで周縁方向に調心する。図４８Ａ及び４８Ｂに示されるように、更に放射方向内向きに移動することにより、ウエハヘッド１１０をペデスタル７２の中心７２ａに調心させ、また、歯７６４により、ウエハ４０の中心４０ａをペデスタル７２の中心７２ａに調心させる。ウエハ４０に最初に接触する歯７６４は、同じフォーク７６２の反対の歯７６４がウエハ４０と接触するまで、踊るように旋回する。その後、２つの歯７６４は、図４７Ｄに示されるように、既に概ね中心合せがされたウエハ４０を別の２つのフォーク７６２の方へと押し、これは他の２つのフォーク組立体のバンパー７８６がウエハヘッド１１０に接触して停止するまで続けられる。ウエハ４０がペデスタルに適正に調心されていれば、調心フォーク７６２及び歯７６４は、ウエハ４０にかろうじて接触する程度でよい。
【０２４５】
ウエハ４０をウエハヘッド１１０に取り付けるためにペデスタル７２の中心に調心することにより発生する押圧力は、調心フォーク７６２の６本の歯７６４のいくつかに分散される。フォーク７６２のそれぞれの押圧力は、ヨークを介してウエハ４０上に２点で実質的に均等に配分される。ウエハ４０がペデスタル７２の中心の方へ移動すれば、スライド接触を要しずに旋回してウエハのエッジとの接触を維持するためのヨークの水平回転が自由であるため、ウエハを破壊し調心ジョーとウエハとの間の大きな面積の滑りに対する摩擦抵抗を分散させるような、ウエハエッジへの応力集中を低減する、このため、同じ力が小さな面積にかかったときに激しくなる局所的な変形による局所的な欠点の発生の可能性を低減する。調心ヨークを用いることにより、ウエハが押圧されてウエハヘッド１１０と調心されたときに、ウエハの回転及び滑りが可能となる。
【０２４６】
ウエハ４０がウエハヘッド１１０と調心されれば、図４７Ｄ及び２６Ｃに示されるように、ウエハがウエハヘッド１１０の下部１１１０のリセス１１１５の下に配置されている。
【０２４７】
その後、図４７Ｅに示されるように、フォークアクチュエーター７７４により、フォーク組立体７４を放射方向に引っ込める。そして、ペデスタル７２を上昇させ、ウエハヘッド１１０の下部１１１０のウエハ受容リセス１１１５の中までウエハ４０を持ち上げる。ウエハ４０は、ウエハ受容リセス１１１５の内主面に対してしっかりと押圧され、ウエハ４０とウエハヘッド１１０との間の真空又は表面張力による付着力が、ペデスタル７２が下げられる前は確保される。構成によっては、ウエハヘッド１１０はウエハ受容リセス１１１５に真空ポートを有し、インターロックセンサにより真空ポートがウエハ４０によりシールされたときを感知してもよい。これにより、ウエハ４０がウエハヘッド１１０にしっかりと付着することが確保され、また、以前下からウエハ４０を支持していたペデスタル７２を、ウエハヘッド１１０にウエハが適正に付着しないおそれなしに下降できることを確保する。そして、洗浄ベイズン７６を下降させ、ウエハヘッド１１０及びいま付着しているウエハ４０がポリシングのために回って次のポリシングステーションに至るよう準備ができている。
【０２４８】
（ウエハクリーニング及び移送ステーションからの搬出）図４９Ａ、４８Ｂ及び４９Ｃは、ウエハのポリシングが終了した後の、ウエハヘッドのフラッシュ洗浄及びウエハヘッド１１０からのウエハの取り出しを行っている操作の、横正面及び上面を表す。
【０２４９】
図５０Ａ、５０Ｂ及び５０Ｃは、ペデスタル７２の中心での中心ノズル７２４の背後に配置されるチェックバルブ組立体１７７０の動作を示している。
【０２５０】
図４９Ａは、ポリシングが終了した後の、洗浄ベイズン７６に包囲されペデスタル７２の底側に面するウエハヘッド１１０に付着したままの、ポリシング後のウエハ４０を示している。洗浄のジェット流の全てが作動し、即ち洗浄組立体７７の３つの側の６本のノズル７４６及び７５４の全て及びペデスタル７２の表面のオフセットノズル７２６（以下に説明するチェックバルブのため中心ノズル７２４は除かれる）の全てが、脱イオン水又はその他の化学品溶液を、ウエハヘッド１１０の底部及び一部の側部並びにペデスタル７２の頂部全体から、活発にスプレーし、ポリシング中にウエハヘッド１１０及びウエハ４０に集まりこれらに付着した粒子をクリーニングする。ウエハヘッド１１０の底部の全ての領域及び全ての隙間をフラッシュ洗浄してクリーニングするように、ウエハヘッド１１０はスプレーが作動中は回転可能である。洗浄ベイズン７６にスプレーされた水は、中心ベイズン支持ハウジング７８の中に排水され、リサイクルされ、あるいは廃棄される。
【０２５１】
３Ｃ３ウエハヘッド１１０"の外側と洗浄ベイズンシュラウド７６のポーチルーフ７４との間の約０．１６８"（４．３ｍｍ）の近接したクリアランスは、除去しなければ、水が、ベイズンシュラウド７６から飛散し機械の他の領域の中に入る可能性を低減する。０．１４６"（３．７ｍｍ）まで狭くしたクリアランスが、バンパー７８６のロールとウエハヘッド１１０との間に存在していることを、注記するべきである。
【０２５２】
５０Ａから理解されるように、チェックバルブ組立体１７７０は、その中心ノズル７２４の背後のペデスタル７２にねじ止めされるインサート１７７２を有している。ペデスタル７２の中心で中心ポート７２４に接続する垂直通路７３０と、横通路７２８との交点で、ブロック１７７４が、垂直通路７３０の底部のテーパー壁１７７８とそれとの間でバルブボール１７７６を把持している。図示の如く、ペデスタルコラム７９の中心通路７３２から供給される加圧水が、ボール１７７６を垂直通路７３０のテーパー壁に対して強制するため、中心ポート７２４が遮蔽される。この遮蔽により、水の圧力を、ペデスタル７２の中心ではなく全面に配置されるポート７２６に均等に配分する。図５０Ａ〜５０Ｃのチェックバルブが適所にない場合は、スプレーしようとする水の大部分は大きな中心ノズル７２４から流出し、ペデスタル７２のその他の小さなオフセットノズル７２６にはほとんど供給されない。
【０２５３】
図４９Ａ及びＢは、搬出工程の次のステップを示している。ペデスタル空気圧シリンダー１７６０がペデスタル７２を上昇させてウエハ４０と接触させ、真空源が、ペデスタルコラム７９の底部を介して流体通路７２８及び７３２までの経路まで通じるが、これらの流体通路７２８及び７３２は、直前は、オフセットスプレーポート７２６に水を供給していたものである。スプレーノズル７２４及び７２６は、ここでは、真空吸引ポートとして用いられる。ペデスタル７２の頂部の弾性膜７２２は、ウエハ４０とペデスタル７２の頂部との間に緊密なシールを与える。真空ラインの中の圧力を下げて、真空シールがペデスタル真空供給通路で感知されれば直ちに、ウエハヘッド１１０のウエハ受容リセス１１１５には、ウエハ４０の背後に加圧ガスが供給され、ウエハヘッド１１０からウエハ４０をより容易に解放できるようになる。こうしない場合は、ペデスタル７２への真空シールが、ウエハ４０をウエハヘッド１１０へと保持するための真空力又はその他の付着力と競合しなければならなくなる。
【０２５４】
図５０Ｂでは、ペデスタル７２の中心ポート７２４でのチェックバルブ１７７０のボール１７７６が落ちてブロック１７７４の上で停止し、垂直通路７３０を解放し、ペデスタル７２の中心を含む大きな領域に真空を直接作用させることが可能であることに注意すべきである。
【０２５５】
ペデスタル７２の頂部の真空によりウエハ４０が把持された後、ペデスタルの真空が維持され、図４９Ｃに示されるようにペデスタルは第２の洗浄の位置にまで下げられる。ウエハ４０がウエハヘッド１１０に付着していた間にウエハの背面又はウエハの隣接部に捕捉されたスラリ又はその他の粒子は、いま露出され、洗浄組立体７７のノズル７４６及び７５４が作動してウエハ４０の背面全面及びウエハ受容リセス１１１５に水をスプレーし、全ての粒状物及びスラリ粒子をフラッシュ洗浄により取り除くことが可能となる。この第２の洗浄のステップの間、ウエハヘッド１１０が回転して、洗浄水を更に均等に与えることができるが、この洗浄水は第２の洗浄ステップでは、洗浄組立体７７の側部の３つの位置から流出し、ペデスタル７２の頂部のポートからは流出しない。第２の洗浄の操作の間、ウエハペデスタル７２の頂部の流体ポート７２４及び７２６へと真空圧力が連続的に与えられ、ウエハの表面をフラッシュする水の力によるウエハ４０の移動を防止する。図５０Ｃでは、チェックバルブ１７７０のボール１７７６が開の位置にあるままであることに注意すべきである。ペデスタル７２上のウエハ４０の第２の洗浄が終了すれば、ベイズン空気圧シリンダー１７１６によって洗浄ベイズン７６を下げ、ペデスタル空気圧シリンダー１７６０によって僅かなストロークだけペデスタル７２を下げて、ロボットブレード３８の挿入（約０．２５インチないし６ｍｍが必要）を可能にする。そして、ペデスタル７２を上昇させて、ロボットブレード３８がウエハ４０の裏面に接触することを確保する。真空シールがロボットブレード３８とウエハ４０の裏面との間で検知されれば、ペデスタル７２の中の真空を解放し、真空力がウエハ４０を保持しようとして競合しないようにする。そして、ペデスタル７２を下げ、ロボットブレード３８を移動させて、ポリシングされたばかりのウエハを移送のためウエハカセット４２へ配置させる。
【０２５６】
（テーブルトップの構成）図５２は、図２の５２−５２線での断面図であり、プラーテン回転モ−タ２３２により回転されるプラーテン５２上のウエハ（図示せず）をポリシングするウエハヘッド１１０ａの位置を示し、また、種々の部品の相互の位置関係を示す。対向して配置されるウエハヘッド１１０ｃは、移送ステーション７０に配置され、その位置では、ウエハヘッド１１０ｃ及び付随するウエハがポリシングの後洗浄され、あるいは、ウエハが移送ステーション７０に受容された後ウエハヘッド１１０ｃに搬入される。
【０２５７】
移送洗浄ベイズンシュラウド７６が下げられウエハヘッド１１０ｃから遠ざけられ、他のウエハヘッド１００がカルーセルハブ９０２に対して最上最内の位置に引っ込められたとき、カルーセル支持板９０６が、回転してウエハヘッド１１０を新たな位置に置く。ステーション間の洗浄がない場合は、回転は９０゜である。ステーション間の線上を行う場合は、回転は典型的には４５゜である。
【０２５８】
カルーセル支持板９０６は、中心ポストベアリング９８４を介して静的なスリーブ状の中心ポスト９０２に回転可能な状態で支持される。カルーセル駆動モ−タ９８６が、中心ポスト９０２により支持され、その出力側はハーモニックドライブ９８８、例えば前述のハーモニックドライブ供給者により入手可能なユニットサイズ６５のもの等に接続する。ハーモニックドライブ９８８は、非常に高いトルク倍率を提供して、カルーセル支持板９０６を適正に、回転し且つ保持することが可能となる。
【０２５９】
ハーモニックドライブ９８８は、ステーション間でウエハヘッド１１０組立体を回す回転速度を許容されるように与える。しかし、ウエハヘッド１００を、その半径方向の位置を変えながら回転するポリシングパッド５４に係合させつつ、ウエハのポリシング及び移送のために特定の参照位置にカルーセル支持板９０６を正確に保持するには、このハーモニックドライブの静的な保持トルクは不十分である。
【０２６０】
更にブレーキを与えるためには、図５３の斜視図に例示するようなギアロッキングシステムをカルーセル駆動モ−タ９８６とハーモニックドライブ９８８（これら２つの間をつなぐ駆動シャフト９９０の上にある）との間に配置してもよい。シャフトギア９９１が、駆動シャフト９９０にしっかりと固定されている。太い第１の遊動ギア９９２が第１の遊動シャフト９９３に、回転可能な状態で且つ放射方向にしっかりと保持されている。太い第１の遊動ギア９９２の上部は常にシャフトギア９９１と係合している。細い第２の遊動ギア９９４が、第２の遊動シャフト９９５の上で自由に回転し、これが常に第１の遊動ギア９９２と、通常は第１の遊動ギア９９２の下部でシャフトギア９９１と係合する部分ではない他のところと係合する。しかし、第２の遊動ギアは、ギアのためのハウジングに固定された空気圧シリンダー９９６により、軸方向に並真空可能である。ロッキングしている空気圧シリンダー９９６が作動すれば、第２の遊動ギア９９４は第１の遊動ギア９９２の上部の方へスライドし、シャフトギア９９１とも係合する。この３つのギア９９１、９９２及び９９４の係合により、これらが移動することが防止される。第２の遊動シャフト９９３は、第２の遊動シャフト９９５と共に、駆動シャフト９９０の回転を防止するトルクアームを与える。
【０２６１】
あるいは、又は、おそらく好ましくは、ディスクブレーキ組立体を用いてもよい。ローたーディスクが９９０に取り付けられ、キャリパーがローターディスクの反対側に設置されるアームを有し、ブレーキパッドがディスクに面するアーム上にある。キャリパーが選択的に空気圧シリンダーを閉じ、キャリパーアーム上のブレーキパッドがローターディスクの反対側を支え、更に回転することを防止する。
【０２６２】
図５２に戻れば、ウエハヘッド回転モ−タ及びその他の電気装置及びウエハヘッドシャフトの上端でのロータリーカップリング１０４２への流体ラインに対する配線は、その上部の配線開口９９８を通ってカルーセルカバー９０８におよそ侵入する配線及びホースのバンドル９９７を介して通じている。この配線により、ウエハへの妨害を防止し、スラリ環境が配線／ホース開口９９８を介してカバーの中に侵入する可能性が低減される。カルーセル９０の回転によっては、配線及び配管のバンドルがからまったり圧迫されたりすることはなく、何故なら、カルーセル９０の回転は３６０゜未満に制限され、例えば、４つのヘッド組立体の配置においては、４つの中間洗浄ステーション全てが用いられている場合は２７０゜又は３１５゜に制限される。続いて行われる処理の間、第１のウエハが第１のヘッドに搬送され、漸進的に９０゜回転して、搬送の位置から２７０゜の第３のステーションに到達するまで、その後のステーションのそれぞれに至るまで回転する。次の回転のシーケンスでは、この第１のウエハをもう一度９０゜回転させて、搬送ステーションに戻すが、配線及び配管のからまりや圧迫を防止するため、進行方向（時計回り）に９０゜と等価な、反対方向（反時計回り）への２７０゜の回転が行われて、上述の図５Ａ〜５Ｆ及び６Ａ〜６Ｄで説明したように、ウエハは移送／搬送の位置に戻される。このシーケンスで搬送しようとする第２のウエハ及び第３のウエハの前向きの進行は、機能上のシーケンスが同じのままであるが、ポリシングステーション間で２７０゜の逆回転により中断される。
【０２６３】
（搬送装置の概説）図１の斜視図に例示されるように、また、前述の部分で簡潔に説明したように、搬送装置３０は、ウエハカセット４２を保持ステーション３２と保持タブ３４との間に移動させ、また、ウエハ４０それぞれを、保持タブ３４及びポリシング装置２０のカセット４２間に移送する。これは、いま非常に詳細に説明した通りである。これらの移動の組合せの両方とも、リスト組立体３７により、並びに、一部は、オーバーヘッドトラック３６から下がるアーム３５により、行われる。
【０２６４】
図５４の部分断面図及び部分側面図に更に例示されるように、リスト組立体３７は、ウエハブレード３８を用いてウエハ４０を移動させ、爪３９を用いてカセット４２を移動させる。このような様々な運動を行うために、アーム３５がその垂直軸の回りに回転可能で且つこの垂直軸に沿って伸縮可能であり、リスト組立体３７は水平軸の回りに回転可能であり且つこれ自身は水平面の回りに回転可能である。
【０２６５】
図５４の側面断面図に例示されるように、アーム３５は、オーバーヘッドトラック３６から懸下しており、トラック３６に沿って移動して、保持ステーション４２と保持タブ３４との間にカセットを移動できるようにし、また、個々のウエハ４０を保持タブ３４の中の様々な位置から、ウエハ４０がポリシング装置２０へと搬送できるような位置にまで移動させることができるようにする。
【０２６６】
搬送装置３０の詳細の説明は、ブレード３８及び爪３９の説明から始めることにする。
【０２６７】
（ブレード及び爪）図５５の分解斜視図に例示されるように、リスト組立体３７は、ハブ部分３１４を有する爪部分３１２と、そこから放射方向に伸びる爪３９と、ブレードブラケット３１６とを有している。爪３９は、図５７の側面図に更に示されるように、２つの平行なフィンガ３１８と、爪３９に垂直な２つのフィンガチップ３２０戸を有している。また、爪３９の裏側には、ハブ部分３１４に面するナックルリッジ３２２を有している。
【０２６８】
ブレード本体３２４が、皿穴平坦ねじによってブレードブラケット３１６の開リセスにねじ止めされ、ブレード本体３２４の一方の側がブレードブラケット３１６の側部と共にフラッシュ洗浄されるようにしている。ブレード本体３２４のフラッシュ側には、その遠端に略方形の真空リセス３２８が具備され、図５６に最も良く示されるように、これは、開口３３０を介して真空チャンネル３３２に連通し、ブレード本体３２４に沿って軸方向に伸張する。開口３３０は、図６０の底面図に更に示されるように、真空リセス３２８及び真空チャンネル３３２を、ブレード本体３２４の反対側からブレード本体３２４の厚さよりも大きな深さに開けることにより形成される。ここで、ブレード３８の「底」とは、ウエハがポリシング装置２０に搬入出する際、ウエハ４２を下側に真空保持するための真空リセス３２８を有する側をさす。
【０２６９】
図５６の上斜視図に示されるように、真空チャンネル３３２の周縁の周りに、包囲レッジ３３４が彫られている。このレッジ３３４には、インサート３３６がフィットして溶接され、真空チャンネル３３２をシールできるようにしている。しかし、インサート３３６は、その近端に貫通穴３３８を有し、真空源への真空ポートを与えている。図５９の上面図には、ブレード本体３２４にフィットするインサート３３６の様子が示される。図５５の下斜視図及び図５８の側面図に示されるように、真空穴３４０が、ブレードブラケット３１６の裏側に開けられている。真空穴３４０の垂直端が、ブレードインサート３６の貫通穴３３８の上にあってこれをシールしている。真空穴３４０の水平端は、真空ホース３４２のねじカップリングに接続している。このように、真空ホース３４２に与えられる真空を用いて、ウエハ４０をブレード３０にチャックすることが可能となる。この真空によるチャック作用を用いて、垂直に配向するウエハをカセット４２から取り出すことと、ブレード３８の下側にウエハ４０を水平に保持することの両方を行う。ブレード３８は、その基板裏側でウエハ４０を真空チャックし、その処理側には部分的に形成された回路が妨害されないようにしている。このように、処理側への機械的なダメージが防止される。ブレード３８がウエハ４０のチャックを離し、その処理側、移送ステーション７０のペデスタル７２の柔らかい弾性体表面７２２に下ろす。真空によるチャック作用が、保持タブ３８の液体中で行われることもあるため、真空の供給は、前述のような、正の空気圧により圧力が与えられた正の液体又は流体の圧力源から負のエア圧を発生させる種類の真空ジェネレータ３４３によってなされる。前述の如く、このような真空ジェネレータにより、真空が液体に引かれたときに、主ないしハウス真空源の汚染が防止される。真空ジェネレータ３４３は、リスト３７の側部でホイールハウジング３４４に固定されている。また、真空ホース３４２に接続するエア圧センサ３４５もそこに取り付けられ、ホース３４２の中の圧力を感知する。これは、真空チャックがウエハをチャックしているときを感知するには特に有効である。
【０２７０】
図６１の斜視図に示されるように、爪３９及びブレード３８は、爪３９のハブ部分３１２をギア組立体のギアにねじ止めすることにより、リスト３７に一緒に組み立てられるが、このギア組立体は、回転可能及び並進可能な状態でアーム３５に支持されるウォームホイールハウジング３４４の中に回転可能な状態で支持されている。
【０２７１】
図５７の側面図に示されるように、ウォームホイール３４６が爪３９及びブレード３８に固定され、これが外側リセスボールベアリング組立体３４８上に回転可能な状態で保持され、この組立体３４８の内側レースはウォームホイールハウジング３４４に固定されるシャフト３５０に固定され、外側レースはウォームホイールハウジング３４４に固定されている。図５７の側面図及び図６１の上面断面図に示されるように、アーム３５から垂直に下がるウォームギア３５２は、ウォームホイール３４６に係合する。ウォームギア３５２が回れば、ブレード３８及び爪３９がウォームホイール３４６のシャフト３５０の周りで垂直平面内を回転する。詳細は後述するが、この回転を用いて、（１）ブレード３８及び爪３９をこれらの動作位置から交換させることと、（２）かつてブレード３８上にあったウエハ４０を、カセット４２内でのこれらの垂直配向と水平配向との間でポリシングステーション２０への提出のために回転することと、（３）カセット４２から爪３９を外すこととが、行われる。
【０２７２】
（トラック及びアーム）ここでは、説明をオーバーヘッドトラック３６及びこれを支えるアーム３５に戻すことにする。アーム３５は、カセット４２とこれに収容されるウエハ４０との間に水平に移動し、リスト組立体３７を支持し、回転し、垂直に移動させる。
【０２７３】
図１に示されるオーバーヘッドトラック３６は、保護カバー３６０によりカバーされる。ベルトモ−タ３６１が一方の端部から突き出ているが、モ−タ３６１は、別の端部にある方が有利である。
【０２７４】
キャリッジ３６２は、アーム３５を回転可能な状態で支持しており、これは、図６２の斜視図に更に示されるように、スライダー３６４にボルト止めされ、このスライダー３６４は、オーバーヘッドトラック３６に沿って直線状に伸びる側レール３６６により、一方の側にスライド可能な状態で水平に支持されている。レール３６６は、ボックスビーム３６８の側部に固定されており、このボックスビーム３６８は、オーバーヘッドトラック３６のための主な支持部材を形成する。スライダー３６４の頂部に固定されるカンチレバーブラケット３７０は、ボックスビーム３６８の上方に伸び、それ自身を２つの接続点により駆動ベルト３７２に固定する。駆動ベルト３７２はその内側に歯を有しており、歯を有する２つのシーブ３７４及び３７６を包囲する。第１のシーブ３７４は、図６３の端斜視図に例示されるように、ボックスビーム３６８の一方の側に回転可能な状態で支持されたシャフトに取り付けられている。第２のシーブ３７６は同様に、ボックスビーム３６８の同じ側に、自由に回転できる態様で支持される。シーブ３７４及び３７６に隣接するボックスチャンネル３６８の両方の端部は、上部に切込み３８０を有し、この切込み３８０を貫通してシーブ３７４及び３７６が突出しているため、駆動ベルト３７２の上部が、ボックスビーム３６８の外側に導かれ、底部が、ボックスビーム３６８の内側に導かれる。
【０２７５】
図６２及び６３の斜視図並びに図６４の切断上面図に例示されるように、チャンネルクロージングベルト３８０は、２つの自由に回転するキャプスタン３８２の周囲に包囲され、キャプスタン３８２は駆動ベルトシーブ３７４及び３７６のシャフト３７８の下の位置でボックスチャンネル３６８の側壁に装着されるシャフト３８４の周りを回転する。チャンネルクロージングベルト３８０の中心のリッジ３８５が、キャプスタン３８２内の対応するグルーブ３８５ａと咬み合い、水平スライド３６４が端部から端部へと移動した際のベルト３８０の調心を維持する。
【０２７６】
チャンネルクロージングベルト３８０の端部は、アーム３５及びリスト組立体３７にほぼ対応するレール３６６からの距離のところで、キャリッジ３６２の底部に固定される。チャンネルクロージングベルト３８０はこのようにスライドするシールを与え、このシールは、保護カバー３６０の底部を閉じて、粒子がハウジングの内側から出て処理しようとするウエハの上に落ちたりスラリが機械を汚染したりすることを防止する。
【０２７７】
図６２の斜視図に示される種々の部品３８７ａ、３８７ｂ及び３８８は、トラック３６に沿って長手方向に伸び、更に支持及びカバーをする。例示されるように、下コーナー部分３８８及びカバー３６０により、開長手方向スロット３８９が与えられ、アーム３５が、キャリッジ３６２から下がっているときは、このスロット３８９に沿ってスライドする。しかし、スロット３８９のため、ポリシング粒子が上向きに移動してデリケートなトラック３６の機械要素及びキャリッジ３６２の中に入り込むようになり、また更に、機械的な粒子が下向きにウエハまで通過してこれらを汚染してしまう。チャンネルクロージングベルト３８０により、キャリッジ３６２が一方の端部から他方の端部へと移動する際にキャリッジ３６２を安定化させる機能に加えて、カバー３６０内部からの粒状物及び粒子がウエハ４２に落ちる事を防止する機能と、更に機械部品をスラリから保護する機能とを有している。
【０２７８】
駆動ベルト３７２に対する自由回転シーブ３７６のためのシャフト３７８と、チャンネルクロージングベルト３８０に対するキャプスタン３８２の一方のためのシャフト３８４との双方が、壁の長手方向伸張スロットに設置されるフランジによりボックスチャンネル壁のそれぞれに装着されている。フランジのそれぞれは、それ自身と各スロットの外側に配置されるアンカーポストとの間のねじ止めカップリングにより選択的にバイアス力が与えられる。このように、それぞれのベルト３７２又は３８０に選択的に張力が与えられる。
【０２７９】
図６５の軸断面図に最も良く示されるように、キャリッジ３６２は円形ベアリング組立体３９０の外側レースを把持し、他方、カラー３９４のフランジ３９２は内側レースを把持する。水平なウォームホイール３９６が、カラー３９４によりこの上方に支持される。図６４の垂直面図に更に示されるように、ウォームギア３８６がウォームホイール３９６に係合してアーム３５及びリスト組立体３７を、アーム３５の垂直軸の周りで水平面内に回転させる。
【０２８０】
図６２の斜視図及び図５４の側断面図の両方で示されるように、アームＣ部分３９２の平坦なヘッド板３９０は、キャリッジ３６２により回転可能な状態で支持されるカラー３９２の底部に、ボルト止めされている。アームカバー３９４は、使用中はアーム３５を包囲する。
【０２８１】
アーム３５の伸縮の様子は、図５４及び６５の長手方向図及び側面図に示されるウォームモ−タ１３００によって、制御される。これは、キャリッジ３６２の中に装着され、その垂直配向出力シャフトがウォームギア１３０２に接続し、ウォームギア１３０２は下向きに、カラー３９４の中及びアームＣ部分のヘッド板３９７の中を通り、アーム３５の中に至る。垂直に下がるウォーム１３０２は、Ｌブラケット１３０６の上部の中の移動ウォームナット１３０４に係合する。図６１の斜視図に最も良く示されるように、Ｌブラケット１３０６は、Ｃ部分３９２の垂直部分１３１０に固定された垂直リニアベアリングレール１３０８に係合するリニアベアリングダブテールグルーブを有している。ウォームドライブ１３００、１３０２、１３０４は、約１０1/2インチ（２７ｃｍ）の垂直方向の移動ができ、この長さは、８インチ（２００ｍｍ）のウエハ４０をカセット４２から操作して、テーブルトップ２３の上に配置されるペデスタル７５の上部に配置するに十分である。
【０２８２】
図５４の側面図及び図６１の斜視図に示されるように、モ−タ１３１４は、Ｌブラケット１３０６のフット１３１６の上に装着される。出力シャフト１３１８は、フット１３１６の中を支持コラム１３２０の中央通路に沿って通過する。ハーフカラー１３２２が２つ、図５７の側面図及び図６１の斜視図に示されるように、支持コラム１３２０の環状リセスの中にフィットし、ウォームホイールハウジング３４４の中にねじ止めされ、支持コラム１３２０をアーム３５の底部でウォームホイールハウジング３４４に固定する。出力シャフト１３１８は、ウォームホイールハウジング３４４の中を貫通し、その下端に、ウォームホイール３４６に係合しブレード３８及び爪３９を回すウォームギア３５２を有している。
【０２８３】
このように、モ−タ１３１４による回転により、ブレード３８及び爪３９が垂直平面内に回転し、モ−タ３８４による回転により、これらが水平面内に回転し、モ−タ１３００による回転によりこれらが垂直に並進し、モ−タ３６１による回転により、これらが水平に並進し、全部で４つの運動をさせる。
【０２８４】
図６１の斜視図に示されるように、中空のトロンボーン１３２４が、ウォームホイールハウジング３４４の耳１３２６に固定され、Ｃ部分３９８のフット１３１０の中をアーム３５の内側まで垂直部分１３１０に平行にスライドする。トロンボーン１３２４は、負圧空気圧ライン３４２（又は局所真空ジェネレータを用いる場合は正圧ライン）及びリスト組立体３７のシャフト３５０に沿って導かれブレード３８及び爪３９の絶対的な角度位置を感知するための電気ラインを内包する。
【０２８５】
種々のモ−タ及びロボットブレードへの配線及び配管は、図６２のトラックカバー３６０の正面の後ろでこれと平行に配置される鎖状ローリングワイヤトレー（図示せず）を介する経路が与えられる。このローリングワイヤトレーの端部はトラフに固定され、この中にトレーの固定端がある。このトラフは、トラックカバー３６０を支持するブラケット上に支持される。配線及び配管は、ローリングワイヤトレーに結合され、フレキシブルなローリングワイヤトレーは、キャリッジ３６２に近付く前にＣベンドを作り、ワイヤトレーの他方の端部はキャリッジ３６２に固定される。ローリングワイヤトレーの第２の端部は、キャリッジ３６２がオーバーヘッドトラック３６に沿って移動した時にこれを追いかける。そして、配線及び配管は、キャリッジ３６２内のウォーム駆動モ−タ１３００の周囲を通り、キャリッジ３６２と懸下アーム３５との間の図６５の回転カラー３９４の周りのフランジボルトとフランジボルトとの間に介在する１つ以上の開口を介して、懸下アーム３５に至る。配線又は配管が接続される部品の回転は、プラスマイナス約１８０゜の範囲の回転におよそ制限されるため、配線や配管をからませることなく、この範囲内での前進後退運動により、ウエハの操作に必要な全ての角度を実現することができる。
【０２８６】
（保持タブ）保持タブ３４の詳細が、図６７の軸断面図に示される。タブ３４自身は一体のものであり、好ましくはポリプロピレン又はその他のウエハカセットに用いる種類のプラスチック材料である。これは、略方形の外壁１４３０と、同じ形状の内側堰１４３２とを有しており、内側堰１４３２は、捕捉ベイズン１４３４により外壁から分離され、外壁１４３０の上部１４４０の下にチップ１４３８を有する外下向きテーパー付き上部１４３６を有している。浴３０２が、内側堰１４３２の中のベイズンの中に充填され、捕捉ベイズン１４３４の中にオーバーフローするまで堰１４３２のチップまで充填される。
【０２８７】
多数のウエハ４０をそのスロットリッジ４３０の中に保持する１つ以上のカセット−−４つが好ましい数のようである−−が、タブ３４の中に搬送される。堰１４３２の頂部１４３８に、タブ３４内に保持されるウエハの頂部よりも上になるような位置が与えられ、図６８の側正面図に示されるように、これは、堰１４３２の壁の中を横断して伸びる、先端が切られた逆三角形の一連のチャンネル１４３８を有している。チャンネル１４３８は、ウエハ４０の頂部の上である浴３０２の予定頂部レベルの僅か下に底部１４３９を有し、これらの底部は、チャンネル１４３８の平均幅よりも実質的に短い幅を有している。底部１４３９の限られた幅の中を流れることができる液体の量が限られているため、浴３０２のレベルは、典型的には、このレベルより実質的に上に上昇する。この上昇は、チャンネル１４３８間での非均一性又は高さの差を克服するに十分であり、このため、浴３０２がチャンネル１４３８の２〜３本だけを介して排されることが防止される。
【０２８８】
カセット４２のそれぞれは脚１４４２を有しており、脚１４４２は、タブ３４の底部１４４６に固定された２つのレール１４４４により横方向に調心され、レール１４４４から外向きに伸びる３組のピン１４４８によって保持される。図６９に示されるように、この３組のピン１４４８は、レール１４４０に沿って垂直方向にずれるように配置され、カセット４２を必要な角度３゜で支持するようにしている。この傾斜角は好ましいと思われるが、１０゜まで、場合により１５゜までの角度によれば、ウエハ４０を実質的に垂直にしつつ特定の位置及び角度に保持することに同様に有効であろう。カセット脚１４４２のエッジ１４５０は、レール１４４０から伸びる１組の調心ピン１４５２により横方向に調心され、カセット脚１４４２の下向き配置エッジと係合する。
【０２８９】
タブ３４のベイズンは、その底部にドレイン穴１４５４を有し、供給管１４５６が、タブ３４の底部コーナーでレール１４４０に沿って長手方向に伸びる。供給管１４５６に沿った底部コーナーはカーブしており、材料１４５７が鋭いコーナーに充填され、このコーナーへの粒子の蓄積を防止する。供給管１４５６は、ベイズンの中心に向かう方向が与えられたノズル穴１４５８数個と、タブ底部１４４６の下方に貫通する供給通路１４６０とを有している。捕捉ベイズン１４３４は、その底部にオーバーフロードレイン１４６０を有し、堰１４３８をオーバーフローする浴水３０２を排水する。流体レベルセンサ１４６４が外壁１４３０に固定され、堰１４３２の頂部１４３８の地点及びこの下数インチの地点の浴３０２のレベルを感知する。
【０２９０】
タブ底部１４４６の下方には配管が配置され、その構成は所望のプロセス、例えば連続オーバーフロー、再循環、又は連続排水等に依拠する。図６７に示される典型的な構成は、供給流入口１４６６を通り３方バルブ１４６８を介してポンプ１４７０に供給される新鮮な浴水を有しており、このポンプ１４７０は浴水を、フィルター１４７１を介して長手供給管１４５６へ輸送し、そこからベイズンの中へと輸送する。レベルセンサ１４６４により、ベイズンがオーバーフローするまで充填された、即ち、堰１４３６の頂部１４３８に至ったことを感知したとき、３方バルブ１４６８を切り換えて、オーバーフローした水を、オーバーフロードレイン１４６０から排水を行う捕捉ベイズン１４３４の中へと再循環させる。ドレインポンプ１４７２を作動して底部ドレイン１４５４から浴水をタブドレイン１４７４へと選択的に輸送することにより、定期的にベイズンを排水させ、その後、上述の如く、ベイズンを供給流入口１４６６により再充填する。あるいは、更に頻繁なベースで、ベイズンを部分的に空にした後、新鮮な浴水で満たす。ドレインポンプ１４７２は、オペレータがカセット４２をマニュアルでタブ３４から持ち上げるとこが望ましい場合に更に有用である。浴３０２は腐食性である場合もあるため、そのレベルを一時的に下げて、オペレータがカセット４２の上部を掴むことができるようにする。その後、ベイズンを再充填すればよい。
【０２９１】
その他の配管の構成も可能である。再循環を確保するため、再循環ポンプ１４７０は、ベイズンドレイン１４５４に接続する流入口を有していてもよい。再循環が望ましくない場合は、捕捉ベイズン１４３４を外に排水し、長手供給管１４５８に新鮮な浴水のみを供給すればよい。
【０２９２】
このタブ３４は、少なくとも２つの方法を向上させることが可能である。第１は、捕捉ベイズン１４３４は狭く深く、クリーニングを困難にしている。均等に効果的な捕捉ベイズンは、堰１４３２の外側且つ真下に配置される、比較的浅いハンギングのチャンネルである。第２に、多孔質の水平板をカセット４２の底部とドレイン穴１４５４との間に配置させたときに、再循環の流れが更に均一となり予測可能になって、ポンプ１４７２がタブ３４のより広い領域から浴液体を引っ張ることができる。
【０２９３】
（搬送装置の動作）搬送装置３０の動作を、以下に説明する。図１の斜視図及び図６６の端面図に非常に概略的に例示するように、搬送装置は、同じ装備で２つの機能を実行する。
【０２９４】
第１に、ウエハブレード３８が、オーバーヘッドトラック３６に依存してアーム３５と協働で、保持タブ３４に充填された浴３０２の中に保管されている多数のウエハカセット４２から個々のウエハ４０を搬送することである。カセット４２のそれぞれは、カセット４２の対向する垂直壁に形成された浅い垂直スロットにより、略垂直の配向で多数のウエハ４０を保持して、ウエハ４２の対向する２つのエッジが対向する２つのスロットに把持されるようにする（図６７及び７１Ａ参照）。カセット４２は、例えばフルオロウェア社から市販されている。これは典型的には、ウエハ４０を傷つけないように、また用いる液体に化学的に不活性であるように、ポリプロピレン又はＰＶＤＦプラスチックで形成されている。浴３０２は、脱イオン水等の液体で構成されており、付着したスラリがウエハ上で硬くなる事を防止する。また、メタル層のＣＭＰを行う際に、酸化されてしまう新しいメタル表面をこの浴が保護をする。保持タブ３４を１つだけが例示されこれを詳細に説明してきたが、多数の保持タブを用いてもよく、特に、１つをポリシングしていないウエハをポリシング装置２０へ搬入するため、そして１つをポリシング済みのウエハをそこから搬出するために用いてもよい。
【０２９５】
第２に、爪３９は、アーム３５と協働で、カセット４２全体を、オーバーヘッドトラック３６の長手方向に沿って、保持タブ３４と保持ステーション３２の間で移送する。オペレータ又は自動移送装置が、ポリシングしようとするウエハ４０で満杯となっているカセット４２を、保持ステーション３２の正確にインデックスされた位置に配置させ、また、ポリシング済みのウエハ４０で満杯のカセット４２をそこから取り出す。しかし、更に自動化することも可能であり、これには特にポリシング後のクリーニングのステップが挙げられる。
【０２９６】
（ウエハの搬送）図７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄ及び７０Ｅは、概略的な斜視図であり、保持タブ３４（明確さの理由で、これらの図面には示していない）の中に配置される数個のカセット４２のうちの１つをロボットブレード３８が取りあげて、ポリシング装置２０の機械ベース２２の頂部にある移送ステーション７０の上に載せる、搬送の操作のシーケンスを示すものである。ウエハ４０を移送ステーション７０から移送してカセット４２へと戻す搬出の操作は、ここに例示するシーケンスと反対で行われる。
【０２９７】
これらの操作のシーケンスを行っている間、移送ステーション７０のベイズンシュラウド７６は、機械ベース２２の中で下向きに引っ込められ、少なくとも実際のウエハ移送の間は、移送ペデスタル７２が上に持上がり、機械ベース２２のテーブルトップ２３及びシュラウド７６の頂部の両方の上に突き出る。また、この一連の操作の間、カルーセル支持板９０６のアームの１つが移送ステーション７０の上に配置され、ウエハヘッドシステム１００（図示せず）が、移送ペデスタル７２の上にあるカルーセル支持板９０６のスロット９１０の中に配置される。図９のウエハヘッド１００の最下の部材、即ちフローター部材１１１２が、ウエハヘッド１１０のボール部材１１１０の内部に上向きに引き込められれば、移送ペデスタル７２の頂部とフローター部材１１１２との間には、ウエハブレード８２と操作しようとするこれに付随したウエハ４０のための十分なクリアランスが存在することになる。この要求は厳しいものであるが、ウエハヘッドシステム１００の垂直ストロークが短いため、システムの設計が単純になり、カルーセル９０の質量も低減される。また、移送の操作中に、ウエハヘッドシステム１００の１つが移送ステーション７０の上に配置されるため、移送及び洗浄の操作中も他の３つのウエハヘッドシステムでポリシングを継続できるため、システムのスループットが向上する。
【０２９８】
図７０Ａに例示されるように、搬送の操作の始めとして、アーム３５をオーバーヘッドトラック３６に沿って直線的に移動させて、下向きに配向するブレード３８が、選択したカセット４２内の選択したウエハ４０の上に配置される。前述のように、搬入出の操作中は、カセット４２は保持タブ３４内に浸漬されている。保持タブ３４内のカセット４２が、垂直から約３゜の傾斜４２０で支持されている。ウエハ４０のデバイスの側が、図６７及び７１Ａで例示される、カセット４２の中でウエハを直立で保持するスロットリッジ４３０から、僅かに上向きに離れて面しているような、配向になっている。オーバーヘッドトラック３６に沿ったアーム３５の正確な線上の位置を制御して、ウエハブレード３８を選択されたウエハ４０の基板側の上に、そのウエハとこれに隣接するウエハ又はカセット壁との間に入れてフィットさせ、ブレード３８の真空リセス３２８を基板側と平行に且つこれと面するようにする。このブレード３８の略下向きの配向が、保管されているウエハ４０との平行から３゜ずれていることが必須であるため、爪３９を妨害なく略水平な位置に置くことができる。
【０２９９】
そして、アーム３５を垂直から僅かにずれた方向に沿って浴３０２の中に下げ、図７０Ｂに例示されるように、ウエハ４０をウエハブレード３８上に大まかに調心する。この傾斜経路は、座標的な運動を必要とする。ブレード３８の真空リセス３２８に真空を与え、他方、これはウエハから分離したままである。そして、アーム３５がブレードを、選択したウエハ４０の方へとゆっくりと動かす。図５８の真空センサにより真空が感知されたときは、ウエハは既に真空チャックされており、アーム３５の直線上の移動が停止する。浴液の一部が接触前に吸引されているものの、ウエハ４０が一旦チャックされれば、漏洩はほとんどなく、あったとしても真空ジェネレータ３４３により吸収される。
【０３００】
真空チャック操作が完了した後、図７０Ｃに示されるように、アーム３５がウエハブレードを３゜のずれで垂直上向きに引き上げる。一旦ウエハ４０がカセット４２及び浴３０２から取り出されれば、リスト組立体３７がウエハブレード３８を水平軸の周りに図７０Ｄの位置まで回し、そこでは、ブレード３８はウエハ４０をその下側で真空により保持し、その処理側は下向きになっている。このウエハブレード３８の配向は、爪３９を垂直上向きにアーム３５の近くに配置させ、カルーセル９０又はテーブルトップを含む機械ベース２２の何れかを妨害しないようにする。また、ウエハ４０がカセット４２及び浴３０２から取り出された後、アーム３５を水平にオーバーヘッドトラック３６に沿って移動させて、クリーンルーム壁に開いたスライドドアを介して移送ステーション７０へ上へ搬送するための適正な位置へ、ブレード３８及びこれに付随するウエハ４０を運ぶ。アーム３５の上昇、回転及び直線の運動は、ウエハ４０が一旦浴３０２の上方にきたときと同時に行われる。
【０３０１】
ウエハブレード３８及びこれに付随するウエハ４０は、水平の配向で、垂直方向及びオーバーヘッドトラック３６に沿った直線方向には適正な位置が与えられ、アーム３５はウエハブレード３８を垂直軸の周りに回転させて、ウエハ４０をスライドドアの開口を介して移動させ、図７０Ｅに示されるように、それを移送ペデスタル７２の真上且つ懸下するウエハヘッドシステム１００の下に配置させる。移送ペデスタル７２を上昇させて、その弾性体表面７２２にウエハ４０の処理側を係合ないし略係合させる。真空リセス３２８の真空を解放することにより、ウエハ４０はウエハブレード３８からチャック解放され、移送ペデスタル７２の上部のポート７２４及び７２６に真空を与えることにより移送ペデスタル７２上に再びチャックされる。ウエハ４０がペデスタル７２上に一旦チャックされれば、これは下げられ、アーム３５がいまは何も有していないウエハブレード３８を水平に回して移送ステーション７０及び機械ベース２２から遠ざけ、ウエハ搬送の操作が終了する。その後、移送ステーション７０は、３つの爪組立体７２を用いて、ウエハ４０を移送ペデスタル７２の表面上に調心する。
【０３０２】
典型的には、その後、搬送装置３０は他のウエハを、ポリシング、カルーセル回転及び洗浄の後に、上述の搬入とはほぼ逆の一連の操作によってポリシング装置２０から搬出する準備をする。しかし、ウエハ４０を保持タブ３４内のカルーセル４２に戻す際に、ブレード３８の下向きの運動を、ウエハ４０の底部がと係合すると予想される地点から１センチ程上に、ウエハ４０がカルーセル４２の側スロット４３０に係合する前に、停止させることが推奨される。この地点では、ウエハ４０は、ブレード３８の真空リセス３２８からチャックを解放されるべきであり、残りの距離を落ちるままにしておくべきである。ウエハ４０をブレード３８上への調心あるいはタブ中でのカセット４２の調心を達成することは、非常に困難である。ウエハ４０がカセット４２を叩くようになり、他方で重量のある移動するロボットアーム３５に真空チャックされたままであれば、衝突によりウエハを破壊しあるいは少なくともダメージを与えてしまうだろう。
【０３０３】
（カセットの搬送）搬送装置３０は、保持ステーション３２と保持タブ３４との間でカセット４２を移送することにも用いられる。アーム３５の底部でリスト組立体に取り付けられている爪３９は、この動きに有効であるように設計される。
【０３０４】
図７１Ａ、７１Ｂ及び７１Ｃの正面図で部分的にだとなっている図に例示されているように、爪３９が、アーム３５の下端から回り、アーム３５から垂直下向きに下がるまで回る。そして、これはカセット４２の側方に配置され、また、２００ｍｍウエハに対しては、これはカセット４２の長手方向側部４２４から伸びるクローズドハンドル４２２を有している。図７１Ａに示されるように、ナックルリッジ３２２がカセット４２のハンドル４２２の背面４２６の内側を通過するように、爪３９が配置される。そして、図７１Ｂに示されるように、爪３９が水平に移動してカセット４２から遠ざかり、ナックルリッジ３２２がハンドル４２２の背面４２６の下になるようにする。そして、図７１Ｃに示されるようにアーム３５が更に垂直に爪３９を持ち上げ、ナックルリッジ３９がウエハカセット４２に取り付けられたハンドル４２２の背面４２６の底部に係合するようにする。爪３９が背面４２６及びカセット４２のその側を更に上昇させ、カセットが傾き下側が爪３９のフィンガチップ３２０と係合するようにする。カセット４２の回転は、ナックルリッジ３９及びフィンガチップ３２０がカセット４２をしっかりと掴むに十分な程度に、制限される。これを越えて回転をすれば、混んでいるタブ３４の中の隣り合うカセット４２同士がぶつかる危険が生じる。この構成では、爪３９がカセット４２及びそのウエハ４０を支持し、これらを、オーバーヘッドトラック３６の長手方向のあらゆる位置に移動させることが可能である。例示の如く、ウエハブレード３８を、水平位置で爪３９の動作を妨害しない位置まで回転させる。
【０３０５】
カセット４２を爪３９から搬出させるには、アーム３５がカセット４２を下ベアリング面に対して下げることにより実現され、このとき、アーム３５が爪３９をカセット３９から外向きに移動させたとき、カセット４２により、そのハンドル４２２の背面４２６を、爪３９の背面でリッジナックル３２から傾斜を直し係合を外すようにする。爪３９を僅かに内向きに動かすことにより、これをハンドル４２２の背面４２６から取り出し、爪がカセット４２から垂直上向きに引き込められ、カセット４２を保持ステーション３２又は保持タブ３４内に残すようにする。
【０３０６】
図７１Ａ、７１Ｂ及び７１Ｃも、カセットの内側の底壁４３２及び２つの側壁に形成されウエハ４０に係合しこれを調心する、スロットリッジ４３０を示している。本発明に用いられるウエハカセットのタイプの１つでは、カセットの最も底の部分が開き、ウエハ４０をカセット４２の脚１４４２の上に懸下する。このカセットでは、スロットリッジ４３０は、２つの４５゜に配向した底壁及び２つの対向する側壁に形成される。
【０３０７】
図７２Ａ、７２Ｂ及び７２Ｃは、ウエハカセット４２の動きを示す正面図であり、これらは、ウエハカセットがポリシング装置２０に隣接する保持タブ３４の中の位置（この位置から、これらカセット４２からのウエハ４０が容易に上昇し回転してポリシング装置２０に搬入出される）と、離れた保持ステーション３２での位置との間を動くときの様子を示す。カセット４２により、離れた保持ステーション３２では、ポリシングしようとするウエハ４０が前の処理のステップから受容されたときに移動させ、及び／又は、カセット４２内の既にポリシング済みのウエハをその後の処理のステップに送る。
【０３０８】
カセット４２の動きの例を説明する。図７２Ａに示されるように、リスト組立体３７を回転させ、カセットの動きの経路の上方且つおよそこれと外れて水平に配置されるウエハブレード３８に対して、爪３９が下を向いて面するような配向に、爪３９を配置させる。
【０３０９】
アーム３５は、オーバーヘッドトラック３６に沿って直線上に配置され、その爪３９がカセットハンドル４２２の中を通過して、その背面４２６と動かそうとするカセット４２の側壁４２４との間を通過するようにする。
【０３１０】
図７２Ｂに示されるように、アーム３５は、爪３９を必要なずれ角で下向きに垂直方向にずらして、図７１Ａ、７１Ｂ及び７１Ｃのプロセスに示されるように、カセット＃１のハンドル４２２に係合させる。アーム３５及びこれについている爪３９が、カセットを保持タブ３４の中の第１の位置１'から上に上げて、図７２Ｃに示されるように、離れたカセット保持ステーション３２の上に載せる。保持ステーション３２における載せるステップは、前述のように、保持タブ３４での上昇のステップの逆である。
【０３１１】
カセット４２が保持ステーション３２に載せられたら直ちに、オペレータはマニュアルでこれを取り除いてスラリが固化し又はメタルが酸化することを防止し、すぐ後にポリシングしていないウエハのカセットと取り替えることが、期待される。他方、移送アーム３５がウエハ４０を保持タブ３４とポリシング装置２０の移送ステーション７０との間に移送することが可能である。オペレータがポリシングしていないウエハ４０のカセット４２を保持ステーションに置いて適当な時間の後、図７２Ａ、７２Ｂ及び７２Ｃに示されるとは逆の一連の動作により、移送アーム３５がこのカセットを保持ステーション３２から保持タブ３４の中へと移動させる。
【０３１２】
保持ステーション３２と保持タブ３４との間を移動するカセット４２は、ウエハで満杯になっていてもよく、又は、空でもよく、ポリシングしていないウエハが、未ポリシングウエハで満杯のカセットから空のウエハ受容カセットへ移送されてもよく、あるいは、いわゆる当業者に想到されるような別の方法に従ってもよい。
【０３１３】
好ましい具体例では単一の保持ステーション３２について説明してきたが、多数の保持ステーションも可能である。特に、１つの保持ステーションを未ポリシングウエハに利用し、別の保持ステーションをポリシング済みのウエハに利用して、ポリシング済みのウエハと未ポリシングのウエハに、別々の保持タブを利用できるようにしてもよい。ここに例示した保持ステーションは単一のカセットに関するものであったが、長時間の保管に対するウエハ処理の問題を解決することができれば、多数のカセットを用いてもよい。更に、別々の保持ステーションをポリシングステーションの別々の側に配置してもよい。
【０３１４】
上述のポリシングシステムは複雑なものであり、多数の新規な特徴を有している。これらの特徴の多くは、それ自身でインヴェンティヴであり、ウエハポリシング以外の用途にも使用できるものである。
【０３１５】
ここに説明したシステムでは、４つのウエハヘッドと、３つのポリシングステーションと、１つの移送ステーションを有しているが、これらの要素がこれよりも少なかったり多かったりする他の構成によっても、本発明の利点を享受することができる。
【０３１６】
半導体ウエハのポリシングについてシステムの説明をしてきたが、ここでのウエハなる語は、ポリシングに必要な少なくとも１つの側に平坦な面を有しているあらゆるワークピースという、より広い意味に用いることができる。特に、ガラス及びセラミックの基板及びパネルは、ここで説明した発明を用いてポリシングすることが可能である。ウエハヘッドが非円形ワークピースに受容することに適合できれば、ワークピースは実質的に円形である必要はない。
【０３１７】
このように、本発明により、ポリシングしようとする基板の高いスループットを有するポリシングの方法及び装置を提供するものである。この装置の比較的単純なデザインは、機械的に堅固であり、比較的小さな床面積しか占有しないものである。このポリシング装置は、ほぼ完全に自動化することが可能であり、保守及び交換が容易である。このデザインの利点は、ポリシング以外の技術分野にも適用可能な数々の新規な機械部品によって実現される。
【０３１８】
本発明を、特定の具体例に関して説明してきたが、いわゆる当業者には、本発明の本質及び範囲から離れることなく、形態及び詳細部の変更を行うことが可能であることが認識されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０３１９】
【図１】本発明に従った装置の斜視図である。
【図２】図１のポリシング装置の分解図であり、上ハウジングとそのメカニズムを、下ハウジングとそのメカニズムと別々に表した図である。
【図３】グレージングが研磨速度を経時的に低下させる事を模式的に例示するグラフである。
【図４】回転中のウエハ及び回転中のパッドの領域での研磨速度の変化を例示する図である。
【図５Ａ】ウエハの漸次的な運動を示し、これらが順に搬入され、本発明に従ったカルーセルキャリアポリシング装置で研磨される所を示す図である。
【図５Ｂ】ウエハの漸次的な運動を示し、これらが順に搬入され、本発明に従ったカルーセルキャリアポリシング装置で研磨される所を示す図である。
【図５Ｃ】ウエハの漸次的な運動を示し、これらが順に搬入され、本発明に従ったカルーセルキャリアポリシング装置で研磨される所を示す図である。
【図５Ｄ】ウエハの漸次的な運動を示し、これらが順に搬入され、本発明に従ったカルーセルキャリアポリシング装置で研磨される所を示す図である。
【図５Ｅ】ウエハの漸次的な運動を示し、これらが順に搬入され、本発明に従ったカルーセルキャリアポリシング装置で研磨される所を示す図である。
【図５Ｆ】ウエハの漸次的な運動を示し、これらが順に搬入され、本発明に従ったカルーセルキャリアポリシング装置で研磨される所を示す図である。
【図６Ａ】図５Ｅ及びＦで示したと同様に、移送クリーニングステーションへのウエハの出入りを示し、ポリシングカルーセルでの基板の実際の動きを示す図である。
【図６Ｂ】図５Ｅ及びＦで示したと同様に、移送クリーニングステーションへのウエハの出入りを示し、ポリシングカルーセルでの基板の実際の動きを示す図である。
【図６Ｃ】図５Ｅ及びＦで示したと同様に、移送クリーニングステーションへのウエハの出入りを示し、ポリシングカルーセルでの基板の実際の動きを示す図である。
【図６Ｄ】図５Ｅ及びＦで示したと同様に、移送クリーニングステーションへのウエハの出入りを示し、ポリシングカルーセルでの基板の実際の動きを示す図である。
【図７】図２のカルーセルの分解図である。
【図８】本発明に従ったカルーセルの、上ハウジングを取り去ったときの上面図である。
【図９】ウエハヘッドの１つのタイプを含む、図８の８−８線に沿った断面図である。
【図１０】図９と関連した、ウエハヘッドのシャフトハウジングへの接続状態を表す拡大図である。
【図１１】ウエハヘッドの第２のタイプの断面図である。
【図１２】図１２は、ウエハヘッドの第２のタイプの断面図である。
【図１２Ａ】図１１及び図１２に関するウエハヘッドの第３のタイプの断面図である。
【図１３】新規な回転ユニオンの断面図である。
【図１４Ａ】ウエハヘッド組立体が放射方向に最内位置から最外位置へ往復運動するときに、シャフトフォロワースロットスプラッシュシールド板の漸次的な位置を示す図である。
【図１４Ｂ】ウエハヘッド組立体が放射方向に最内位置から最外位置へ往復運動するときに、シャフトフォロワースロットスプラッシュシールド板の漸次的な位置を示す図である。
【図１４Ｃ】ウエハヘッド組立体が放射方向に最内位置から最外位置へ往復運動するときに、シャフトフォロワースロットスプラッシュシールド板の漸次的な位置を示す図である。
【図１５Ａ】図１４Ａに対応して、ウエハヘッド組立体が放射方向に最内位置から最外位置へ往復運動するときに、シャフトフォロワースロットスプラッシュシールド板の漸次的な端面断面を示す図である。
【図１５Ｂ】図１４Ｂに対応して、ウエハヘッド組立体が放射方向に最内位置から最外位置へ往復運動するときに、シャフトフォロワースロットスプラッシュシールド板の漸次的な端面断面を示す図である。
【図１５Ｃ】図１４Ｃに対応して、ウエハヘッド組立体が放射方向に最内位置から最外位置へ往復運動するときに、シャフトフォロワースロットスプラッシュシールド板の漸次的な端面断面を示す図である。
【図１６Ａ】図１４Ａに対応して、キャリアアームの半径軸に沿って行われるスプラッシュ板の動作を漸次的に側面断面図で表す図である。
【図１６Ｂ】図１４Ｂに対応して、キャリアアームの半径軸に沿って行われるスプラッシュ板の動作を漸次的に側面断面図で表す図である。
【図１６Ｃ】図１４Ｃに対応して、キャリアアームの半径軸に沿って行われるスプラッシュ板の動作を漸次的に側面断面図で表す図である。
【図１７Ａ】図１４Ａと同様に、スプラッシュ板の上面図を示す図である。
【図１７Ｂ】図１４Ｂと同様に、スプラッシュ板の上面図を示す図である。
【図１７Ｃ】図１４Ｃと同様に、スプラッシュ板の上面図を示す図である。
【図１８】本発明に従ったポリシング装置の、カルーセルヘッド板とウエハヘッド組立体とを取り除いた上面図である。
【図１９】図１８の１９−１９線での断メカニズム図である。
【図２０】図１９のプラーテンのリザーバー部分の拡大断面図である。
【図２１】図２０のリザーバーの空気圧ポンプの更なる拡大断面図である。
【図２２】プラーテンの側部及び上方に配置されるオーバーヘッドスラリ分配器の断面図である。
【図２３】図２２のオーバーヘッドスラリ分配器の平面図である。
【図２４】図２２のオーバーヘッドスラリ分配器の分配端の拡大図である。
【図２５】スラリ散布システムの模式的な線図である。
【図２６Ａ】隣接し合うポリシングステーションの間に配置される中間洗浄ステーションの横断面図である。
【図２６Ｂ】隣接し合うポリシングステーションの間に配置される中間洗浄ステーションの横断面図である。
【図２６Ｃ】隣接し合うポリシングステーションの間に配置される中間洗浄ステーションの横断面図である。
【図２６Ｄ】隣接し合うポリシングステーションの間に配置される中間洗浄ステーションの横断面図である。
【図２６Ｅ】隣接し合うポリシングステーションの間に配置される中間洗浄ステーションの横断面図である。これら５つの似通った図の順番は、ウエハヘッド及びこれに附属した、中間洗浄ステーションで洗浄しようとするウエハの、漸次的な動作を示すものである。
【図２６Ｆ】Ａ〜Ｅの中間洗浄ステーションのうちＤ図の２６Ｆ−２６Ｆ線に沿った縦断面図である。
【図２６Ｇ】Ａ〜Ｅの中間洗浄ステーションのうちＥ図の２６Ｇ−２６Ｇ線に沿った上面図である。
【図２７】中間洗浄ステーションの第２の具体例の側方断面図である。
【図２８】図２７の洗浄ステーションの平面図である。
【図２９】本発明に従ったポリシングパッドコンディショナー装置の側方断面図である。
【図３０】コンディショナーヘッドの中にフィットするコンディショニングディスクの破断斜視図である。
【図３１】図２９のコンディショナーヘッドの拡大図である。
【図３２】従来技術の構成のコンディショナーヘッド装置の模式図である。
【図３３】本発明に従ったコンディショナーヘッド装置の模式図である。
【図３４】コンディショナーアームと駆動シーブを有するコンディショナー支持／駆動端の分解図である。
【図３５】コンディショナーアーム支持体と駆動機構の、部分的に平面模式図を含む断面図である。
【図３６Ａ】コンディショナー装置がコンディショナーヘッドを持ち上げてこれを洗浄カップから外に出し、コンディショナーヘッドをポリシングパッドの位置まで下げる、漸次的なステップを示す図である。
【図３６Ｂ】コンディショナー装置がコンディショナーヘッドを持ち上げてこれを洗浄カップから外に出し、コンディショナーヘッドをポリシングパッドの位置まで下げる、漸次的なステップを示す図である。
【図３６Ｃ】コンディショナー装置がコンディショナーヘッドを持ち上げてこれを洗浄カップから外に出し、コンディショナーヘッドをポリシングパッドの位置まで下げる、漸次的なステップを示す図である。
【図３７】本発明に従ったコンディショナーヘッド洗浄カップの側方断面図である。
【図３８】本発明に従った 洗浄ステーションの拡大上面図である。
【図３９Ａ】図３６Ａに示す研磨プラーテン、ウエハヘッド及びコンディショナーヘッドの大まかな相対運動を示す、研磨位置の上面図である。
【図３９Ｂ】図３６Ｂに示す研磨プラーテン、ウエハヘッド及びコンディショナーヘッドの大まかな相対運動を示す、研磨位置の上面図である。
【図３９Ｃ】図３６Ｃに示す研磨プラーテン、ウエハヘッド及びコンディショナーヘッドの大まかな相対運動を示す、研磨位置の上面図である。
【図４０】本発明に従ったウエハ移送調心クリーニングステーションの斜視図である。
【図４１】図４０のウエハ移送調心クリーニングステーションの上面図である。
【図４２】図４０のウエハ移送調心クリーニングステーションの部分的断面図であり、ウエハをウエハヘッドに調心するための調心ジョーを作動させるために用いられるニューマティックアクチュエーターを示す図である。
【図４３】図４０のウエハ移送調心クリーニングステーションん部分的な断面図であり、スプレーノズル及びサクションポートへの中心流体通路及び周縁流体通路を示す図である。
【図４４】図４４は、移送ステーションペデスタルとこれを包囲する洗浄ベイズンの断面図である。
【図４４Ａ】ペデスタルコラムとベイズンハウジングの間の接続を例示する図４４の一部の、拡大断面図である。
【図４５】図４２に関する、調心ジョーから調心ヨークへの接続部の斜視図である。
【図４６】ペデスタルシャフトの下端のスパイダー組立体の斜視図である。
【図４７Ａ】本発明に従って、研磨を行うためにウエハヘッドのウエハ受容リセスにウエハを調心し搬入する、漸次的ステップを示す、側方断面図である。
【図４７Ｂ】本発明に従って、研磨を行うためにウエハヘッドのウエハ受容リセスにウエハを調心し搬入する、漸次的ステップを示す、側方断面図である。
【図４７Ｃ】本発明に従って、研磨を行うためにウエハヘッドのウエハ受容リセスにウエハを調心し搬入する、漸次的ステップを示す、側方断面図である。
【図４７Ｄ】本発明に従って、研磨を行うためにウエハヘッドのウエハ受容リセスにウエハを調心し搬入する、漸次的ステップを示す、側方断面図である。
【図４７Ｅ】本発明に従って、研磨を行うためにウエハヘッドのウエハ受容リセスにウエハを調心し搬入する、漸次的ステップを示す、側方断面図である。
【図４８Ａ】ウエハ移送調心クリーニングステーションの上断面図であり、ウエハヘッドに搬入されるウエハの調心の様子を、図４７Ａの斜視図に対応して示す図である。
【図４８Ｂ】ウエハ移送調心クリーニングステーションの上断面図であり、ウエハヘッドに搬入されるウエハの調心の様子を、図４７Ｂの斜視図に対応して示す図である。
【図４８Ｃ】ウエハ移送調心クリーニングステーションの上断面図であり、ウエハヘッドに搬入されるウエハの調心の様子を、図４７Ｃの斜視図に対応して示す図である。
【図４９Ａ】ウエハ移送クリーニングステーションの側方断面図であり、ウエハ及びウエハが付随しているままのウエハヘッドが全ての使用可能なノズルによりしっかりとリンスされていく段階的ステップと、ウエハがヘッドから解放され真空によりペデスタル上に保持されロボットブレードでウエハをポリシング装置からとりだす前にこの構成の組立体のリンスが行われる段階的ステップとを、示す図である。
【図４９Ｂ】ウエハ移送クリーニングステーションの側方断面図であり、ウエハ及びウエハが付随しているままのウエハヘッドが全ての使用可能なノズルによりしっかりとリンスされていく段階的ステップと、ウエハがヘッドから解放され真空によりペデスタル上に保持されロボットブレードでウエハをポリシング装置からとりだす前にこの構成の組立体のリンスが行われる段階的ステップとを、示す図である。
【図４９Ｃ】ウエハ移送クリーニングステーションの側方断面図であり、ウエハ及びウエハが付随しているままのウエハヘッドが全ての使用可能なノズルによりしっかりとリンスされていく段階的ステップと、ウエハがヘッドから解放され真空によりペデスタル上に保持されロボットブレードでウエハをポリシング装置からとりだす前にこの構成の組立体のリンスが行われる段階的ステップとを、示す図である。
【図５０Ａ】図４９Ａに対応する、ペデスタルの中のチェックバルブの断面図であり、図４９と同じ段階的ステップを示す図である。
【図５０Ｂ】図４９Ｂに対応する、ペデスタルの中のチェックバルブの断面図であり、図４９と同じ段階的ステップを示す図である。
【図５０Ｃ】図４９Ｃに対応する、ペデスタルの中のチェックバルブの断面図であり、図４９と同じ段階的ステップを示す図である。
【図５１Ａ】図４９Ａ並びに図５０Ａに対応する、ウエハ移送調心クリーニングステーションの上面断面図であり、図４９と同じ段階的ステップを示す図である。
【図５１Ｂ】図４９Ｂ並びに図５０Ｂに対応する、ウエハ移送調心クリーニングステーションの上面断面図であり、図４９と同じ段階的ステップを示す図である。
【図５１Ｃ】図４９Ｃ並びに図５０Ｃに対応する、ウエハ移送調心クリーニングステーションの上面断面図であり、図４９と同じ段階的ステップを示す図である。
【図５２】本発明に従い、ヘッド板がポリシングステーション上方の適所に配置され、ウエハヘッド組立体の１つがウエハ移送調心クリーニングステーションの上且つ内部の適所に配置されている様子を示す断面図であり、例えば図２の装置の５２−５２線の断面を表す図である。
【図５３】カルーセルの底部のギアロッキング組立体の斜視図である。
【図５４】本発明に従ったウエハ搬送装置の前面部分断面図である。
【図５５】図５３の装置に用いられるロボットブレード及びウエハカセットトレー上昇爪を有する「Ｌ」型部材の上面図である。
【図５６】図５５のロボットブレードの底面の斜視図である。
【図５７】図５４のウエハ搬送装置のブレード、爪及びアームの底部の背面部分断面図である。
【図５８】図５４のロボットブレードの側面図である。
【図５９】図５８のロボットブレードの上断面図である。
【図６０】図５８のロボットブレードの底面部分断面図である。
【図６１】図５４のウエハ搬送装置の下降アーム及びリスト組立体の破断部を含む斜視図である。
【図６２】図５４のウエハ搬送装置のオーバーヘッドトラックの破断部を含む斜視図である。
【図６３】図６２のオーバーヘッドトラックの端面の斜視図である。
【図６４】図５４のオーバーヘッドトラックの上面図である。
【図６５】図５４のウエハ搬送装置の端部の部分断面図である。
【図６６】本発明に従ったウエハ及びカセット搬送装置の端面図であり、ウエハ浴及びウエハ浴中のウエハカセットのポリシング装置に対する配置を示す図である。
【図６７】液体浴中で１つ以上のウエハカセットを保持するタブの軸方向断面図である。
【図６８】ウエハの側面図である。
【図６９】図６７の堆積部の支持レールの正面図である。
【図７０Ａ】本発明に従い、ウエハがポリシング装置の搬入出を行うための、ロボットブレードの運動及び漸次的ステップを示す図である。
【図７０Ｂ】本発明に従い、ウエハがポリシング装置の搬入出を行うための、ロボットブレードの運動及び漸次的ステップを示す図である。
【図７０Ｃ】本発明に従い、ウエハがポリシング装置の搬入出を行うための、ロボットブレードの運動及び漸次的ステップを示す図である。
【図７０Ｄ】本発明に従い、ウエハがポリシング装置の搬入出を行うための、ロボットブレードの運動及び漸次的ステップを示す図である。
【図７０Ｅ】本発明に従い、ウエハがポリシング装置の搬入出を行うための、ロボットブレードの運動及び漸次的ステップを示す図である。
【図７１Ａ】ウエハカセットを上昇させる際の、「Ｌ」型部材のカセット上昇フォークの運動を示す図である。
【図７１Ｂ】ウエハカセットを上昇させる際の、「Ｌ」型部材のカセット上昇フォークの運動を示す図である。
【図７１Ｃ】ウエハカセットを上昇させる際の、「Ｌ」型部材のカセット上昇フォークの運動を示す図である。
【図７２Ａ】バッチ操作で特定のカセットを動かして漸次的且つ連続的な研磨を可能にするウエハカセットの漸次的な運動を示し、また、本発明に従った装置の有用性を示す図である。
【図７２Ｂ】バッチ操作で特定のカセットを動かして漸次的且つ連続的な研磨を可能にするウエハカセットの漸次的な運動を示し、また、本発明に従った装置の有用性を示す図である。
【図７２Ｃ】バッチ操作で特定のカセットを動かして漸次的且つ連続的な研磨を可能にするウエハカセットの漸次的な運動を示し、また、本発明に従った装置の有用性を示す図である。
【符号の説明】
【０３２０】
１０…ポリシングシステム、２０…ポリシング装置、２２…下部機械ベース、２３…テーブルトップ、２４…上部外部カバー、２５…カバー、３０…ウエハ搬送装置、３２…保持ステーション、３４…タブ、３５…下降アーム、３６…オーバーヘッドトラック、３７…リスト組立体、３８…ウエハブレード、３９…カセット爪、４０…ウエハ、４２…カセット、５０…ポリシングステーション、５２…回転プラーテン、５４…ポリシングパッド、６０…パッドコンディショナー装置、６２…回転アーム、６４…コンディショナーヘッド、６５…支持組立体、６７…洗浄ベイズン、６８…洗浄ベイズン、７０…移送ステーション、７２…ペデスタル、７４…フォーク組立体、７６…シュラウド、７７…洗浄組立体、７８…ベイズンシャフトハウジング、７９…管状ペデスタルコラム、８０…中間洗浄ステーション、９０…カルーセル、９２…支持中心ポスト、１００…ウエハヘッドシステム、１１０…ヘッド、１１０'…３Ｃウエハヘッド、１１０"…３Ｃ３ウエハヘッド、２３２…プラーテン回転モ−タ、３０２…浴、３１２…爪部分、３１４…ハブ部分、３１６…ブレードブラケット、３１８…フィンガ、３２０…フィンガチップ、３２２…ナックルリッジ、３２４…ブレード本体、３２８…真空リセス、３３０…開口、３３２…真空チャンネル、３３４…レッジ、３３６…インサート、３３８…貫通穴、３４０…真空穴、３４２…真空ホース、３４３…真空ジェネレータ、３４４…ホイールハウジング、３４５…エア圧力センサ、３４６…ウォームホイール、３４８…外側レースボールベアリング組立体、３５０…シャフト、３５２…ウォームギア、３６０…保護カバー、３６１…ベルトモ−タ、３６２…キャリッジ、３６４…スライダー、３６６…側レール、３６８…ボックスビーム、３７０…カンチレバーブラケット、３７２…駆動ベルト、３７４，３７６…シーブ、３８０…切込み、３８２…キャプスタン、３８４…シャフト、３８５…リッジ、３８８…下コーナー部品、３８９…開長手方向スロット、３９０…円形ベアリング組立体、３９２…フランジ、３９４…カラー、３９６…ウォームホイール、３９７…ヘッド板、３９８…Ｃ部分、４２０…傾斜、４２２…クローズドハンドル、４２４…長手方向側部、４２６…背面、４３０…スロットリッジ、４３２…底壁、５００…プラーテン組立体、５１０…プラーテントップ、５１２…プラーテンベース、５１３…ねじ、５１４…リム、５１５…ドレインチャンネル、５１６…カラー、５１８…プラーテンリングベアリング、５１９…コーニス、５２０…ねじ、５２２…カラー、５２４…ねじ、５２６…フェンス、５２８…トラフ、５３０…貫通穴、５３２…ドレイン管、５３４…ねじ、５３６…フランジ、５４０…プラーテンモ−タ組立体、５４２…装着ブラケット、５４３…モ−タ、５４４…モ−タシーブ、５４６…駆動ベルト、５４８…ハブシーブ、５５０…リザーバーハブ、５５２…プラーテンハブ、５５４…斜め通路、５５６…リング、５５８…垂直通路、５６０…ブローポート、５６１，５６２，５６４，５６５…垂直通路、５６８，５７０，５７１，５７２…リセス、５７４…テーパー穴、５７６…急速解放継手、５７８…高圧エアライン、６１０…リセス、���１２…コンディショニングディスク、６１４…下向き面、６１５…円形穴、６１６…開口、６１８…有効回転中心、６１９…壁、６１９ａ…ゲート、６２０…フェース板、６２１…保持パッド、６２２…ジンバル回転中心、６２４…駆動軸、６２６…垂直軸、６２７…水平トルク中心、６２８…垂直トルク、６３０…エッジ、６３２…前縁、６３６…共通中心、６４０…ボールアンドソケットジョイント、６４２…ソケット部分、６４４…ボール部分、６５２…ベアリング要素、６５４…凸表面、６５６…コンディショナーヘッドシャフト、６５８…凹表面、６６０…ボールベアリングケージ、６６２…ボールベアリング、６６４…Ｏリング、６６６…リセス、６６８…外面壁、６７０…ナット、６７２…上リム、６７４…外側フランジ、６７６…ショルダーボルト、６７８…下向き対面ヘッド、６８０…リップ、６８２…周縁駆動ピン、６８５，６８６…駆動ピン穴、６８８…下側環状ベアリング、６９０…環状スペーサー、６９２…上部外側カラー、６９３…下側外側スカート、６９４…底部外側カラー、６９６…環状ばね、６８４…キャリア板、６８８…Ｄ字型シールド板、７２２…弾性膜、７２４…中心ポート、７２６…オフセットポート、７２８…流体通路、７３０…垂直通路、７３２…流体通路、７３６…流体ホース、７３８…ねじ切りユニオン、７４０…ポーチルーフ、７４１…外側壁、７４２…下側部材、７４３…内底部、７４４…放射方向通路、７４６…第１のタップノズル穴、７４８…垂直通路、７５０…上側部材、７５２…垂直通路、７５４…第２のタップノズル穴、７５６…供給管、７５８…通路、７５９…ドレイン通路、７６０…カラー、７６１…ドレイン管、７６２…フォーク、７６４…歯、７６６…フォークアーム、７６８…垂直リブ、７６９…シャフト、７７０…ウィング、７７０…支持スリーブ、７７２…支持スリーブ、７７４…空気圧シリンダー、７７６…出力シャフト、７７８…緊張緩和ねじ、７８０…フォーク回転シャフト、７８２…ブッシング、７８４…バンパー組立体、７８６…バンパー、７９０…調心フォーク組立体、７９２…ポスト、８００…中間洗浄ステーション、８１０…洗浄室、８１２…開口、８１４，８１６…側部、８２０…スプレー管、８２２…ノズル開口、８２４…プラグ、８２６…支持部材、８２８…テーパー弾性シール、８３０…供給管、８３２…供給開口、８３４…ドレイン管、８３６…ドレイン開口、８４０…洗浄液、８５０…洗浄ハウジング、８５２…洗浄キャビティ、８５４…洗浄開口、８５６…コンタクトパッド、８６０…リッジノズルマウント、８６２…リッジピーク、８６４…ノズル穴、８６６…垂直供給通路、８７２…Ｏリングリセス、８７４…垂直通路、８７６…テーパー穴、８７８…排水溝、９０２…中心ポスト、９０４…カルーセル軸、９０６…カルーセル支持板、９０８…カルーセルクオーターカバー、９１０…スロット、９１２…リニアベアリング組立体、９１４…レール、９１６…リニアガイド、９１７…ボールベアリング、９１８…親ねじ、９２４…位置フラグ、９２６…フィン、９２８…光学センサ、９３８…垂直通路、９４０…スプラッシュ板組立体、９４２…中心シールド板、９４４…外側シールド板、９４６…リセス、���４８…スプラッシュスロット、９５０…上伸張フランジ、９５２…スプラッシュフォロワー、９５４…円形穴、９５６…フランジ、９６０…スプラッシュ
フランジ、９６２…周縁スカート、９６４…上向き伸張部分、９６６…レッジ、９６８…スプラッシュシールドベアリング、９７０…内向き伸張フランジ、９７２…カラー組立体、９７４…ねじ、９７６…垂直ピン、９７８…ローラーベアリング、９８０…水平ガイドグルーブ、９８４…中心ポストベアリング、９８６…駆動モ−タ、９８８…ハーモニックドライブ、９９０…駆動シャフト、９９１…シャフトギア、９９２…第１の遊動ギア、９９３…第１の遊動シャフト、９９４…第２の遊動ギア、９９５…第２の遊動シャフト、９９６…空気圧シリンダー、９９７…バンドル、９９８…配線開口、１００２…ヘッド回転モ−タ、１０１２…ウエハヘッドモ−タ、１０１４…ヘッド回転駆動シャフト、１０１５…包囲非回転シャフトハウジング、１０３４…ローリングシール、１０４０…第１の軸チャンネル、１０４２…ロータリーカップリング、１０４４…第１の通路、１０４６…シャフトフランジ、１０４８…垂直通路、１０５０…上ハブ、１０５２…斜め通路、１０５４…垂直通路、１０５６…第２のシャフトシャフトチャンネル、１０５８…プラグ、１０６２，１０６４…ドエル穴、１０６６…周縁、１０６８…周縁ナット、１０７０…リップ、１０７２…スライドシール、１０７４…垂直通路、１０８０…下側リングベアリング、１０８２…上側リングベアリング、１０８４…内側座ぐり孔、１０８６…ノッチ付きリテーナーリム、１０８８…ねじ、１０９０…ショルダー、１０９２…シャフトブッシング、１０９４…保持ナット、１０９５…クランプカラー、１０９６…モ−タブラケット、１１１０…ボール部材、１１１２…フローターゲット部材、１１１４…リセス、１１１５…ウエハ受容リセス、１１１６…保持リング、１１１８…中心シャフトブッシング組立体、１１２０…ブッシング、１１３０…中心シャフト、１１３２…流体緊密キャビティ、１１３４…ローリングシール、１０４０…第１の軸チャンネル、１０４２…ロータリーカップリング、１１６０…ボール部材、１１６２…リセス、１１６４…キャリア板、１１６６…ボス、１１６８…外周ナット、１１７０…リップ、１１７２…中心リセス、１１７４…スナップリング、１１７６…キーウェイ、１１７８…キーウェイ、１１８０…ピン、１１８２…上チャンバ、１１８４…下チャンバ、１１８６…板状部材、１１８８…ブラダ、１１９０…ベローズ、１１９２…ベローズキャビティ、１１９４…ベローズインサート、１１９６…上ベローズ板、１１９８…下ベローズ板、１３００…ウォームモ−タ、１３０２…ウォームギア、１３０４…ウォームナット、１３０６…Ｌブラケット、１３０８…垂直リニアベアリングレール、１３１０…垂直部分、１３１４…モ−タ、１３１６…フット、１３１８…出力シャフト、１３２０…支持コラム、１３２２…ハーフカラー、１３２４…トロンボーン、１３２６…耳、１４３０…外壁、１４３２…堰、１４３４…ベイズン、１４３６…テーパー付き上部、１４３８…チップ、１４３９…底部、１４４０…上部、１４４２…脚、１４４４…レール、１４４６…底部、１４４８…ピン、１４５０…エッジ、１４５２…調心ピン、１４５４…ドレイン穴、１４５６…供給管、１４５７…材料、１４５８…ノズル穴、１４６０…供給通路、１４６４…流体レベルセンサ、１４６４…供給流入口、１４６８…３方バルブ、１４７０…ポンプ、１４７１…フィルター、１４７２…ドレインポンプ、１４７４…タブドレイン、１６０２…ねじ、１６０４…Ｕ字型アーム本体、１６０８…下側フランジ、１６１０…レッジ、１６１２…内側スペーサー、１６１４…蛇腹、１６１６…歯状シーブ、１６１８…遠端壁、１６２０…チャンネルカバー、１６２２…ハウジング、１６２４…駆動ベルト、１６２６…歯状駆動シーブ、１６３０…コンディショナー支持シャフトハウジング、１６３２…近端、１６３４…水平才差運動軸、１６３６…平坦面、１６３８…保持穴、１６４２…スタブシャフト、１６４６…球状ベアリング、１６４８…ベアリングカバー板、１６５０…垂直スカート、１６５２…穿孔、１６５４…タップ穴、１６５６…水力ラム、１６６０…ヨーク、１６６２…旋回支持板、１６６３…スカート、１６６４…駆動シャフト、１６６５…ギア、１６６６…コンディショナーヘッドモ−タ、１６６７…ギア、１６６８…ハーモニックドライブ、１６７０…アーム掃引駆動モ−タ、１６７２…ギア、１６７４…リム駆動ギア、１６７６…モ−タブラケット、１７１２…開口、１７１４…ショルダー、１７１６…空気圧シリンダー、１７１８…出力シャフト、１７２０…フット、１７２２…ジョー、１７２４…プレート、１７２６…リップ、１７２８，１７３０…ブッシング、１７３２…カラー、１７４０…スパイダー、１７４２…Ｏリング、１７４３…スペーサー、１７４４…管状リング、１７４６…カラー、１７５０…脚、１７５２…下ジョー、１７５４…上ジョー、１７５５…スリット、１７５６…スパイダー、１７５８…フット、１７６０…ペデスタル空気圧シリンダー、１７６２…ガイドポスト、１７７０…チェックバルブ組立体、１７７２…インサート、１７７４…ブロック、１７７６…バルブボール、２１００…ロータリーユニオン、２１１４…スピンドル、２１１６…垂直通路、２１１８…ドエル、２１２０…リセス、２１２２…急速遮断クランプ、２１３４…アンチ回転シャフト、２１４０…ロータリー組立体、２１４２…部分、２１４３…環状回転部材、２１４４…タップ穴、２１４６…放射方向通路、２１４８…環状マニホールド、２１５０…フランジシャフト部分、２１５１…真空穴、２１５２…垂直真空通路、２１５６…ワッシャー、２１６０…側方通路、２１６２…貫通穴、２１６４…テーパー付き穴、２１６８…テーパー付き穴、２１７０…下側リングベアリング、２１７２…カラー、２１７６…レッジ、２１７８…レッジ、２１８０…上フランジ、２１８６…上側リングベアリング、２１８７…ベアリングフランジ、２１８８…ねじ、２１８９…Ｏリング、２１９０…ウェーブばね、２１９２…上フランジ、２１９４…ねじ、２６１０…クリーニングカップ、２６１２…モ−タ、２６１４…中心ベイズン、２６１６…堰、２６１８…長手方向スリップ、２６２０…洗浄供給ライン、２６２２…周縁ドレイン、２６２４…包囲ダム、２６２６…ドレイン通路、２６２８…シャフト、２６３０…支持ベアリング、２６３２…供給ライン、２６３４…排水ライン、２６３６，２６３８…接続部、２６４０，２６４２…点線、５１００…リザーバーシステム、５１１０…ダム壁、５１１２…内側リップ、５１１４…リザーバー、５１１６…スラリ、５１２０…スラリ供給組立体、５１２２…ブラケット、５１２４…テーパー穴、５１２６…水平通路、５１２８…垂直通路、５１３０…流体レベルセンサ、５１４０…ダイアフラムポンプ、５１４４…下側ダイアフラムキャビティ、５１４６…下側ダイアフラムキャビティ、５１４８…上側ポンプ部材、５１５０…ダイアフラム、５１５２…通路、５１５４…Ｏリングシールチャンバ、５１５５…第２の通路、５１５６…テーパー穴、５１５７…流体ライン、５１５８…カップリング、５１６０…軸通路、５１６２…モ−タシャフト、５１６４…ロータリーカップリング、５１７０…上部分、５１７２…中間部分、５１７４…下部分、５１７６…バルブボール、５１８４，５１８６…通路、５２００…オーバーヘッドスラリディスペンサー、５２０２…ディスペンシングチューブ、５２０４…ディスペンサーベース、５２０６…端部、５２０８…地点、５２１０，５２１２…供給管、５２１４，５２１６…管配給端、５２３０…スラリ供給モジュール、５２３２…供給ユニット、５２３４…流量制御ユニット、５２３６…バルクヘッドユニット、５２３８…供給源、５２４０…供給タンク、５２４２…供給管、５２４４…ポンプ、５２４６…戻り管、５２４８…オンオフバルブ、５２５０…流量チェックバルブ、５２５２，５２５４…オンオフバルブ、５２５６…パージライン、５２５８…オンオフバルブ、５２６０…計量ユニット、５２６２…方向変換バルブ、５２６４…バルク流量コントローラ、５２６６…方向変換バルブ、５２６８…専用ＤＩＷライン、９１０２…バウチャンバ、９１０４…膜、９１０６…共形材料、９１１０…リテーナーリング、９１１４…コンタクトリング、９１１６…外向き環状レッジ部分、９１１８…内向き環状レッジ、９１２０…ばね、９１２２…ドーナツ状ブラダ、９１２４…中レッジ、９１３０，９１３２，９１３４，９１３６，９１３８，９１４２，９１５２…垂直通路、９１４０，９１４４，９１５０…側方通路、９１５４…ポート、９１６６…通路、９２９２…ベース組立体、９２０４…ハウジング組立体、９２０６…リテーナーリング組立体、９２０８…ベローズシステム、９２１０…１次的圧力チャンバ、９２１２…２次的圧力チャンバ、９２１４…キャリアベース、９２１６…底面、９２２０…窪み、９２２２…環状領域、９２２４…リム、９２２６…導管、９２２８…中心軸、９２３０…環状板、９２３２…内側部分、９２３４…ボルト、９２３８…中心開口、９２４０…ストップシリンダー、９２４２…管状の本体、９２４４…下フランジ、９２４６…上フランジ、９２４８…リップ、９２５０…中心キャビティ、９２５２…中心チャンネル、９２６０…キャリアハウジング、９２６２…円筒キャビティ、９２６４…内側環状面、９２６６…外側環状面、９２６８…リッジ、９２７０…ハブ、９２７２…中環状領域、９２７４…ねじ切りネック、９２７６…スロープ部分、９２７８…レッジ、９２８０…内側板、９２８２…外側板、９２９０…リップ、９２９２…開口、９２９４…天井部、９２３０，９３０２，９３０４…導管、９３０６…Ｏリング、９３１０…内ベローズ、９３１２…外ベローズ、９３１４…第３のベローズ、９３１６…第３の円筒ベローズ、９３２０…Ｌ字型リング支持体、９３２２…水平アーム、９３２４…垂直アーム、９３３０…バッキングリング、９３３２…ボルト、９３３３…バッキングリングの外側部分、９３３４…バッキングリングの内側部分、９３３５…フレキシブルシール、９３３６…垂直伸張フランジ、９３４０…リテーナーリング、９３４２…下向き突起部分。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１２Ａ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２６Ｃ】
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【図２６Ｄ】
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【図２６Ｅ】
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【図２６Ｆ】
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【図２６Ｇ】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６Ａ】
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【図３６Ｂ】
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【図３６Ｃ】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９Ａ】
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【図３９Ｂ】
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【図３９Ｃ】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４４Ａ】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７Ａ】
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【図４７Ｂ】
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【図４７Ｃ】
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【図４７Ｄ】
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【図４７Ｅ】
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【図４８Ａ】
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【図４８Ｂ】
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【図４８Ｃ】
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【図４９Ａ】
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【図４９Ｂ】
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【図４９Ｃ】
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【図５０Ａ】
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【図５０Ｂ】
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【図５０Ｃ】
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【図５１Ａ】
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【図５１Ｂ】
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【図５１Ｃ】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０Ａ】
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【図７０Ｂ】
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【図７０Ｃ】
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【図７０Ｄ】
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【図７０Ｅ】
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【図７１Ａ】
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【図７１Ｂ】
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【図７１Ｃ】
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【図７２Ａ】
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【図７２Ｂ】
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【図７２Ｃ】
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