(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学機械研磨システム内に配置された研磨パッドのためのスプレーシステムであって、
底側及び上側を有し、前記底側に対して開かれている入口ポート、内側プレナム、及び出口ポートを含む、スプレー本体、
流体出口の第１の群であって、該流体出口の第１の群を出て行く流体を、前記スプレー本体の前記底側の下方へ且つ前記入口ポートへ向けて誘導する配向を有する、流体出口の第１の群、並びに
前記入口ポート内に配置され、前記入口ポートを第１の入口ポートと第２の入口ポートへ分離する仕切りであって、通路が前記入口ポートから前記内側プレナムの中へ延在し、前記仕切りの両側で前記通路を通過する流体の混合を妨げる、仕切り
を備える、スプレーシステム。
【請求項２】
流体出口の第２の群であって、該流体出口の第２の群を出て行く流体を、前記スプレー本体の前記底側の下方へ且つ前記入口ポートへ向けて誘導する配向を有する、流体出口の第２の群を更に備え、前記入口ポートが、前記流体出口の第１の群と前記流体出口の第２の群を分離する、請求項１に記載のスプレーシステム。
【請求項３】
化学機械研磨システム内に配置されたスプレーシステムであって、前記化学機械研磨システムが、研磨中に研磨パッドを支持するためのプラテン及び基板を保持するための研磨ヘッドを有し、前記スプレーシステムが、
前記プラテンに面する底側及び上側を有し、前記底側に対して開かれている入口ポート、内側プレナム、及び出口ポートを含む、スプレー本体、
流体出口の第１の群であって、該流体出口の第１の群を出て行く流体を、前記スプレー本体の前記底側の下方へ且つ前記入口ポートへ向けて誘導する配向を有する、流体出口の第１の群、並びに
流体出口の第２の群であって、該流体出口の第２の群を出て行く流体を、前記スプレー本体の前記底側の下方へ且つ前記入口ポートへ向けて誘導する配向を有する、流体出口の第２の群、
を備え、
前記入口ポートが、前記流体出口の第１の群と前記流体出口の第２の群を分離する、
スプレーシステム。
【請求項４】
流体出口の第３の群であって、前記スプレー本体に連結され、該流体出口の第３の群を出て行く流体を、前記入口ポートから離れるように誘導する配向を有する、流体出口の第３の群を更に備える、請求項３に記載のスプレーシステム。
【請求項５】
化学機械研磨システム内に配置されたスプレーシステムであって、前記化学機械研磨システムが、研磨中に研磨パッドを支持するためのプラテン及び基板を保持するための研磨ヘッドを有し、前記スプレーシステムが、
前記プラテンに面する底側及び上側を有し、前記底側に対して開かれている入口ポート、内側プレナム、前記入口ポートから前記内側プレナムの中へ延在する拡大通路、及び出口ポートを含む、スプレー本体、並びに
流体出口の第１の群であって、該流体出口の第１の群を出て行く流体を、前記スプレー本体の前記底側の下方へ且つ前記入口ポートへ向けて誘導する配向を有する、流体出口の第１の群、
を備える、スプレーシステム。
【請求項６】
化学機械研磨システム内に配置されたスプレーシステムであって、前記化学機械研磨システムが、研磨中に研磨パッドを支持するためのプラテン及び基板を保持するための研磨ヘッドを有し、前記スプレーシステムが、
前記プラテンに面する底側及び上側を有し、前記底側に対して開かれている入口ポート、内側プレナム、前記入口ポートから前記内側プレナムの中へ延在する通路、及び出口ポートを含む、スプレー本体、
流体出口の第１の群であって、該流体出口の第１の群を出て行く流体を、前記スプレー本体の前記底側の下方へ且つ前記入口ポートへ向けて誘導する配向を有する、流体出口の第１の群、並びに
前記入口ポート内に配置され、前記入口ポートを第１の入口ポートと第２の入口ポートへ分離する、仕切り、
を備え、
前記仕切りが、前記仕切りの両側で前記通路を通過する流体の混合を妨げる、
スプレーシステム。
【請求項７】
化学機械研磨システム内に配置されたスプレーシステムであって、前記化学機械研磨システムが、研磨中に研磨パッドを支持するためのプラテン及び基板を保持するための研磨ヘッドを有し、前記スプレーシステムが、
前記プラテンに面する底側及び上側を有し、前記底側に対して開かれている入口ポート、内側プレナム、出口ポート、及び前記底側内に形成された１以上の流体凹部を含む、スプレー本体、並びに
流体出口の第１の群であって、該流体出口の第１の群を出て行く流体を、前記スプレー本体の前記底側の下方へ且つ前記入口ポートへ向けて誘導する配向を有する、流体出口の第１の群、
を備え、
前記流体凹部が、前記入口ポートによって前記流体出口の第１の群から分離されている、
スプレーシステム。
【請求項８】
前記スプレー本体の第１の端部に連結されたダムであって、前記底側から離れるように延在する、ダムを更に備える、請求項５から７のいずれか一項に記載のスプレーシステム。
【請求項９】
前記スプレー本体の第１の端部に連結されたダムであって、前記底側から離れるように延在する、ダム、及び
前記スプレー本体の向かい合った端部に連結された少なくとも１つのスペーサであって、前記底側から離れるように延在し、前記研磨パッド上で前記スプレー本体を支持するように構成されたベアリング面を画定する、スペーサを更に備える、請求項５から７のいずれか一項に記載のスプレーシステム。
【請求項１０】
前記スプレー本体の前記上側が、凸状外側上面を更に備える、請求項３から９のいずれか一項に記載のスプレーシステム。
【請求項１１】
基板を研磨する方法であって、
研磨パッド上の基板を研磨すること、
スプレー本体に連結された流体出口の第１の群から、前記研磨パッドに対して前記スプレー本体の底側の下方へ、且つ、前記スプレー本体内に形成された入口ポートへ向けて、流体を誘導すること、
前記スプレー本体に連結された流体出口の第２の群から、前記研磨パッドに対して前記スプレー本体の底側の下方へ、且つ、前記スプレー本体内に形成された前記入口ポートへ向けて、流体を誘導すること、及び
前記流体出口の第１の群並びに前記流体出口の第２の群から前記研磨パッドに対して向けられた前記流体を、前記研磨パッドから前記入口ポートを通して前記スプレー本体の中へ除去すること、
を含み、
前記流体出口の第１の群と前記流体出口の第２の群が、前記入口ポートによって分離されている、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、広くは、基板及び基板上に形成された層の平坦な表面を生成することに関し、特に、化学機械研磨（ＣＭＰ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路及び他の電子デバイスの製造では、導電性、半導電性、及び誘電材料の複数の層が、半導体基板又はガラス基板などのウエハ基板の表面上に堆積され又はその表面から除去される。材料の層は、順番に基板上に堆積され且つ基板から除去され、基板の最も上側の表面は、非平面になる場合があり、更なるリソグラフィーパターニングがその上で行われ得る前に平坦化を必要とする。基板を平坦化することすなわち表面を「研磨」することは、基板表面から材料が除去されて、概して均一で平坦な基板表面を形成するプロセスである。平坦化は、粗い表面、造粒物、結晶格子の損傷、スクラッチ、及び汚染された層若しくは材料などの、望ましくない表面トポグラフィー及び表面欠陥を除去することにおいて有用である。平坦化は、特徴を埋めるために堆積された余剰な材料を除去することによって基板上に特徴を形成することにおいて、且つ、次のリソグラフィーに基づくパターニングステップのための均一な表面を提供するためにも有用である。
【０００３】
化学機械平坦化すなわち化学機械研磨（ＣＭＰ）は、基板を平坦化するための一般的な技法である。ＣＭＰは、基板の表面からの材料の選択的な除去のために、通常は、研磨剤と混合されてスラリを生成する化学組成物を利用する。従来のＣＭＰ技法では、基板キャリア又は研磨ヘッドが、キャリアアセンブリに取り付けられて、ＣＭＰ装置内の研磨パッドと接触するように、基板をその中に固定するように位置決めする。キャリアアセンブリは、基板に対して制御可能な圧力を提供し、基板を研磨パッドに対して促す。研磨パッドは、外部の駆動力によって基板に対して動かされる。したがって、ＣＭＰ装置は、化学的な反応及び機械的な動作の両方の効果をもたらすために、研磨組成物すなわちスラリを分散させる一方で、基板の表面と研磨パッドとの間の研磨動作すなわち擦り動作を行う。研磨パッドは、スラリを分散させ且つ基板と接触するための精密な形状を有する。研磨パッドは、さもなければ研磨パッドの上に集まり、それによって処理される基板に損傷をもたらし、且つ、研磨パッドの寿命を低減させる、デブリ（ｄｅｂｒｉｓ）を除去するために洗浄され得る。ある場合には、洗浄の従来の方法は、研磨パッドに対して、脱イオン水（ＤＩＷ）の噴霧（ｓｐｒａｙ）を誘導することを含み得る。噴霧は、しばしば、スラリ及びデブリが、パッド上に堆積され、それによって、望ましくない場所に集まる原因となり、後で研磨される基板の基板汚染又はスクラッチングをもたらす。更に、ある場合には、噴霧が、デブリを含むミストを生成し、デブリは、製造設備内に蓄積され、全体の清浄性を低減させ且つ後で研磨される基板をスクラッチする可能性がある。デブリを優れて制御するために噴霧の速度を低減させることは、研磨パッドからのデブリ除去の効果を低減させるという欠点を有する。後で研磨される基板の汚染又はスクラッチの可能性を最小化する一方で、効果的にデブリを除去することによって研磨パッドを洗浄するための、より優れたアプローチが必要である。
【発明の概要】
【０００４】
本明細書で開示される実施形態は、流体をスプレー本体の下方へ且つ入口ポートへ向けて誘導するように方向付けられた流体出口を採用する研磨パッド洗浄システム、及びそれに関連する方法を含む。スラリと組み合わされた研磨パッドは、基板と接触し、その表面の材料を平坦化し、結果としてデブリを生成する。スプレーシステムは、研磨パッドからデブリを除去し、後で研磨される基板に対する損傷を妨げ、パッド効率を改良する。流体をスプレー本体の下方の研磨パッドへ且つ入口ポートへ向けて誘導することによって、デブリは、流体内に取り込まれ、スプレー本体の内側プレナムの中へ誘導され又は引き込まれ得る。流体に取り込まれたデブリは、次に、スプレー本体の出口ポートを通って内側プレナムから除去される。このやり方において、デブリの除去は、基板の欠陥を低減させ、設備の清浄性を改良し、且つ、パッドの寿命を延ばすことができる。
【０００５】
一実施形態では、研磨パッドのためのスプレーシステムが開示される。スプレーシステムは、底側及び上側を有するスプレー本体を含む。スプレー本体は、底側に対して開かれた入口ポート、内側プレナム、及び出口ポートも含む。スプレーシステムは、流体出口の第１の群を出て行く流体を、スプレー本体の底側の下方へ且つ入口ポートへ向ける配向を有する、流体出口の第１の群も含む。このやり方において、デブリは、流体によって取り込まれ、研磨パッドから効果的に除去され得る。
【０００６】
別の一実施形態では、化学機械研磨（ＣＭＰ）システムが開示される。ＣＭＰシステムは、研磨中に研磨パッドを支持するためのプラテン及び基板を保持するための研磨ヘッドを有する。ＣＭＰシステムの改良は、プラテンに面する底側及び上側を有するスプレー本体を含む。スプレー本体は、底側に対して開かれた入口ポート、内側プレナム、及び出口ポートを含む。改良は、更に、流体出口の第１の群を出て行く流体を、スプレー本体の底側の下方へ且つ入口ポートへ向ける配向を有する、流体出口の第１の群を含む。このやり方において、高い運動エネルギーを有する流体は、デブリを取り込み、取り込まれたデブリをパッドの表面にわたり分配することなしに、研磨パッドから除去するために使用され得る。
【０００７】
更に別の一実施形態では、基板を研磨する方法が開示される。該方法は、研磨パッド上の基板を研磨する。該方法は、スプレー本体に連結された流体出口の第１の群から、研磨パッドに対してスプレー本体の底側の下方へ、且つ、スプレー本体内に形成された入口ポートへ向けて、流体を誘導することも含む。該方法は、更に、流体出口の第１の群から研磨パッドへ誘導された流体を、入口ポートを通してスプレー本体の中へ除去することを含む。このやり方において、研磨パッドに集まるデブリに関連する基板の品質の問題は、より確実に避けることができる。
【０００８】
一実施形態では、研磨パッドのためのスプレーシステムが開示される。スプレーシステムは、少なくとも１つの入口ポート、内側プレナム、及び出口ポートを含むスプレー本体を含み、少なくとも１つの入口ポートの各々は、研磨パッドの作業面に対して垂直に又は実質的に垂直に配置されるように構成された入口ポート中心軸を含む。スプレーシステムは、スプレー本体によって支持され且つそれぞれの流体出口中心軸に沿って流体を誘導するように配置された、流体出口の少なくとも１つの群も含み、流体出口の少なくとも１つの群のうちの任意の１つの群のそれぞれの流体出口中心軸は、互いに対して角度を付けられ、入口ポート中心軸のうちの関連付けられた１つに沿って又は隣接して配置された収束ポイントにおいて交差するように向けられている。このやり方において、高い運動エネルギーを有する流体は、デブリを取り込み、受容されたデブリをパッドの表面にわたり分配することなしに、研磨パッドからデブリを除去するために使用され得る。
【０００９】
別の一実施形態では、方法が開示される。該方法は、それぞれの流体出口中心軸に沿って流体出口の少なくとも１つの群から流体を誘導することを含む。流体出口の少なくとも１つの群のうちの任意の１つの群のそれぞれの流体出口中心軸は、互いに対して角度を付けられ、スプレー本体の少なくとも１つの入口ポートの少なくとも１つの入口ポート中心軸に沿って又は隣接して配置された収束ポイントにおいて交差するように向けられている。該方法は、研磨パッドの作業面において流体出口の少なくとも１つの群から誘導された流体を受けることも含む。該方法は、スプレー本体の少なくとも１つの入口ポートを用いて、研磨パッドの作業面において受けられた流体を、スプレー本体の内側プレナムへ誘導することも含み、少なくとも１つの入口ポートの各々は、研磨パッドの作業面に対して垂直に又は実質的に垂直に配置された入口ポート中心軸を含む。該方法は、流体を、出口ポートを通して、スプレー本体の内側プレナムから外へ流すことも含む。このやり方において、デブリは、製造領域を汚染することなしに、研磨パッドから効率的に除去され得る。
【００１０】
別の一実施形態では、化学機械研磨（ＣＭＰ）システムが開示される。ＣＭＰシステムは、回転可能なプラテンに固定された研磨パッドを含む。ＣＭＰシステムは、研磨パッドに対して基板の表面を位置決めするように配置された研磨ヘッドも含む。ＣＭＰシステムは、少なくとも１つの入口ポート、内側プレナム、及び出口ポートを含むスプレー本体も含み、少なくとも１つの入口ポートの各々は、研磨パッドの作業面に対して垂直に又は実質的に垂直に配置されるように構成された入口ポート中心軸を含む。ＣＭＰシステムは、スプレー本体によって支持され、それぞれの流体出口中心軸に沿って流体を誘導するように配置された、流体出口の少なくとも１つの群も含む。流体出口の少なくとも１つの群のうちの任意の１つの群のそれぞれの流体出口中心軸は、互いに対して角度を付けられ、入口ポート中心軸の関連付けられた１つに沿って又は隣接して配置された収束ポイントにおいて交差するように向けられている。このやり方において、研磨パッドに集まるデブリに関連する基板の品質の問題は、より確実に避けることができる。
【００１１】
更なる特徴及び利点が、以下の詳細な説明で説明される。それらは部分的に、特許請求の範囲及び添付された図面をサポートする詳細な説明を含む、それらの説明から当業者に明らかであり、又は本明細書で説明されたように実施形態を実施することによって理解され得る。
【００１２】
前述の本実施形態の一般的な説明及び以下の詳細な説明の両方は、本開示の特性及び特徴を理解するための概略又は大枠を提供することを意図していることが理解されるべきである。添付の図面は、更なる理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部分を構成する。図面は、本開示の概念の原理及び動作を説明するために役立つ説明と併せて、様々な実施形態を示している。
【００１３】
本開示の上述の特徴を詳細に理解し得るように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明が、実施形態を参照することによって得られる。一部の実施形態は付随する図面に示されている。しかし、付随する図面は本開示の典型的な実施形態しか例示しておらず、したがって、本開示の範囲を限定すると見なすべきではなく、他の等しい有効な実施形態を含み得ることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】化学機械研磨（ＣＭＰ）システムの研磨パッドからデブリを除去するための例示的なスプレーシステムを採用する例示的なＣＭＰシステムの上面斜視図である。
【図２】化学機械研磨（ＣＭＰ）システムの研磨パッドからデブリを除去するための例示的なスプレーシステムを採用する例示的なＣＭＰシステムの概略的な上面図である。
【図３Ａ】デブリが洗浄されるべき研磨パッドの近傍の図１のスプレーシステムの前面断面図である。該スプレーシステムは、スプレー本体、及びスプレー本体によって支持され且つそれぞれの流体出口中心軸に沿って流体を誘導するように配置された流体出口の一群を含むように描かれている。流体出口中心軸は、互いに対して角度を付けられ、スプレー本体の関連付けられた入口ポートの入口ポート中心軸において又は隣接して、交差するように向けられている。
【図３Ｂ】スプレー本体の少なくとも１つの入口ポートの少なくとも１つの仕切りを描いている、図３Ａのスプレーシステムの前面断面図である。
【図３Ｃ】図３Ａのスプレー本体の入口ポートの流体出口の群のうちの第１の流体出口及び導管を描いている、図３Ａのスプレー本体の一部分の右側面図である。
【図３Ｄ】流体出口の群の例示的な相対位置を描いている、図３Ｃのスプレーシステムの一部分の底面図である。
【図４Ａ】統合されたリンスサブシステムを含むスプレーシステムの別の一実施形態の前面断面図である。
【図４Ｂ】統合されたリンスサブシステムを含むスプレーシステムの別の一実施形態の右側面図である。
【図５Ａ】流体ベアリング及び螺旋形状入口ポートを含むスプレーシステムの更に別の一実施形態の前面右上面斜視図である。
【図５Ｂ】流体ベアリング及び螺旋形状入口ポートを含むスプレーシステムの更に別の一実施形態の前面左上面斜視図である。
【図５Ｃ】流体ベアリング及び螺旋形状入口ポートを含むスプレーシステムの更に別の一実施形態の前面断面図である。
【図５Ｄ】流体ベアリング及び螺旋形状入口ポートを含むスプレーシステムの更に別の一実施形態の底面図である。
【図６Ａ】スタンドオフ及び螺旋形状入口ポートを含むスプレーシステムの更に別の一実施形態の前面断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂ‐１は、スタンドオフ及び螺旋形状入口ポートを含むスプレーシステムの更に別の一実施形態の部分底面断面図である。図６Ｂ‐２及び図６Ｂ‐３は、それぞれ、スタンドオフの代替的な実施例を有するスプレーシステムの更なる実施形態の部分底面断面図である。
【図７】研磨パッドからデブリを除去するための例示的な一方法のフローチャートである。
【図８】基板を研磨するための例示的な一方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
理解を容易にするため、可能な限り、図面に共通する同一の要素を示すのに同一の参照番号を使用した。一実施形態の要素および特徴は、特記しなくとも、他の実施形態にも有益に組み込むことができることが予測される。
【００１６】
次に、幾つかの実施形態が詳細に参照される。それらの実施例は、全てではないが幾つかが、添付の図面に示されている。実際、本概念は、多くの異なる形態で具現化され得る。したがって、それらの実施形態は、本明細書を限定するものと解釈されるべきではない。可能なときは何時でも、類似の構成要素又は部分を参照するために、類似の参照番号が使用されている。
【００１７】
本明細書で開示される実施形態は、流体をスプレー本体の下方へ且つ入口ポートへ向けて誘導するように方向付けられた流体出口を有するスプレー本体を採用する研磨パッド洗浄システム、及びそれに関連する方法を含む。スラリと組み合わされた研磨パッドは、基板と接触し、その表面の材料を平坦化し、結果としてデブリを生成する。スプレーシステムは、研磨パッドからデブリを除去し、後で研磨される基板に対する損傷を妨げ、且つ、パッド効率を改良する。流体をスプレー本体の下方の研磨パッドへ且つスプレー本体の入口ポートへ向けて誘導することによって、デブリは、流体内に取り込まれ、スプレー本体の内側プレナムの中へ誘導され又は引き込まれ得る。流体に取り込まれたデブリは、次に、スプレー本体の出口ポートを通って内側プレナムから除去される。このやり方において、デブリの除去は、基板の欠陥を低減させ、設備の清浄性を改良し、且つ、パッドの寿命を延ばすことができる。
【００１８】
図１及び図２は、研磨パッド１４、調整ヘッド１０６、スラリディスペンサ１１２、及びスプレーシステム１０を含む、例示的な化学機械研磨（ＣＭＰ）システム１００の上面斜視図及び概略上面図である。ＣＭＰシステム１００は、基板１１５の処理表面１１７を平坦化するために使用される。それによって、望ましくないトポグラフィー及び表面欠陥がそこから除去される。このプロセスの一部において、デブリ３０が、生成され、研磨パッド１４上に集まる。図３Ａとの関連で後に説明されるように、スプレーシステム１０は、スプレー本体１８及び流体出口の一群２２Ａを採用し、流体２３をスプレー本体の下方の研磨パッド１４へ且つスプレー本体の入口ポートへ向けて誘導する。ある実施形態では、流体出口の第２の群２２Ｂも使用され得る。このやり方では、デブリ３０が、流体２３内に取り込まれて、ＣＭＰシステム１００からの除去のために、スプレー本体の内側プレナムの中へ誘導され又は引き込まれ得る。スプレーシステム１０の詳細を説明する前に、次に、ＣＭＰシステム１００の動作及び他の構成要素が紹介されて文脈を提供し、研磨パッド１４、調整ヘッド１０６、及びスラリディスペンサ１１２が、ＣＭＰシステム１００の部分としてのそれらの動作に関して説明される。
【００１９】
これに関して、ＣＭＰシステム１００の研磨パッド１４及び研磨ヘッド１１０は、研磨パッド１４に対する基板１１５の処理表面１１７の物理的な接触によって且つ相対的な動作によって、基板１１５の処理表面１１７を平坦化するために使用され得る。平坦化は、材料の層が、順番に、基板１１５の処理表面１１７上に堆積され、基板１１５の処理表面１１７から除去される、次の処理のための準備において、望ましくない表面トポグラフィー及び表面欠陥を取り除く。例えば、基板１１５は、半導体ウエハであり得る。平坦化の間に、基板１１５は、研磨ヘッド１１０内に取り付けられ、基板１１５の処理表面１１７は、ＣＭＰシステム１００の研磨パッド１４と接触するように、ＣＭＰシステム１００のキャリアアセンブリ１１８によって位置決めされ得る。キャリアアセンブリ１１８は、研磨ヘッド１１０内に取り付けられた基板１１５に対して制御された力Ｆを提供し、研磨パッド１４の作業面１２に対して基板１１５の処理表面１１７を促す。このやり方において、基板１１５と研磨パッド１４との間に接触がもたらされる。
【００２０】
図１及び図２を継続的に参照すると、望ましくないトポグラフィー及び表面欠陥の除去は、それらの間にスラリが存在する研磨パッド１４と基板１１５との間の相対的な回転動作によっても達成される。ＣＭＰシステム１００のプラテン１０２は、研磨パッド１４を支持し、回転の軸Ａ１の周りで研磨パッド１４に回転動作Ｒ１を提供する。プラテン１０２は、ＣＭＰシステム１００の（図示せぬ）基部内のモータによって回転され得る。キャリアアセンブリ１１８も、回転の軸Ａ２の周りで研磨ヘッド１１０内に取り付けられた基板１１５に回転動作Ｒ２を提供し得る。この相対的な動作の環境内にスラリが存在する。研磨パッド１４の作業面１２は、概して、平坦であるが、スラリを分配することによって研磨パッド１４の性能を改良し得る、溝１６を含んでもよい。スラリは、基板１１５の処理表面１１７からの材料の選択的な除去のために、通常、研磨剤と混合された化学組成物を含み得る。ＣＭＰシステム１１０は、相対的な動作の前、間、又は後に、研磨パッド１４の１以上の範囲（ｒａｄｉｉ）においてスラリを配置する、少なくとも１つのスラリディスペンサ１１２を含み得る。図１及び図２は、スプレーシステム１０によって支持されたスラリディスペンサ１１２を描いているが、（図示せぬ）他の実施形態では、スラリディスペンサ１１２が、別の構成要素の部品として組み込まれてもよい。スラリ、研磨パッド１４の特性、力Ｆ、及び回転動作Ｒ１、Ｒ２は、基板１１５の処理表面１１７において摩擦力及び研磨力を生成する。基板１１５の処理表面１１７から望ましくない表面トポグラフィー及び表面欠陥が除去される際に、摩擦力及び研磨力は、デブリ３０を生成する。このやり方において、デブリ３０は、研磨パッド１４の作業面１２上に集まり得る。
【００２１】
ＣＭＰシステム１００は、一貫した研磨を保証するための他の構成要素を含む。図１及び図２を継続的に参照すると、平坦化の間に、摩擦力及び研磨力は、研磨パッド１４の摩耗ももたらし得る。それは、研磨パッド１４の効果を維持し且つ一貫した研磨速度を保証するために、周期的な粗面化（調整）を必要とし得る。これに関して、ＣＭＰシステム１００は、ピボットアーム１０４の一端に取り付けられた調整ヘッド１０６及びパッド調整器１０８を有する、ピボットアーム１０４を更に備える。パッド調整器１０８は、調整ヘッド１０６の下側に取り付けられた、ダイヤモンドの結晶が埋め込まれたパッドであり得る。ピボットアーム１０４は、プラテン１０２と動作可能に連結され、ピボットアーム１０４が研磨パッド１４を調整するために円弧動作において研磨パッド１４の範囲にわたり前後にスイープする際に、研磨パッド１４に対してパッド調整器１０８を維持する。このやり方において、研磨パッド１４は、一貫した研磨速度を提供するように調整され得る。
【００２２】
調整に加えて、研磨パッド１４は、スプレーシステム１０を使用する洗浄によっても、ＣＭＰシステム１００内に維持される。研磨パッド１４の洗浄は、研磨パッド１４からのデブリ３０（研磨残留物及び圧密されたスラリ）を洗浄するために、頻繁に実行されなければならない。一実施形態では、洗浄が、研磨パッド１４との接触から研磨ヘッド１１０内に取り付けられた基板１１５を除去し、且つ、スラリディスペンサ１１２からのスラリの供給を止めることを含み得る。それによって、（図３Ａを参照して後に説明される）スプレーシステム１０によって誘導される流体２３が、研磨パッド１４からデブリ３０を除去し得る。このやり方において、研磨パッド１４は、デブリ３０の洗浄が行われ得る。
【００２３】
今や、ＣＭＰシステム１００の動作が紹介されたので、次に、スプレーシステム１０の一実施形態が詳細に説明される。これに関して、図３Ａ及び図３Ｂは、図１のスプレーシステム１０の前面断面図であり、図３Ｃは、右側面図である。図３Ｄは、スプレーシステム１０の一部分の底面図である。スプレーシステム１０は、スプレー本体１８、プラグ壁４４、相互連結プレート４７、流体導管２５Ａ、２５Ｂ、流体出口の第１の群２２Ａ（１）〜２２Ａ（Ｎ）、流体出口の第２の群２２Ｂ（１）〜２２Ｂ（Ｎ）、及び仕切り３６（１）〜３６（Ｐ）を含む。スプレー本体１８は、上側１９Ａ、底側１９Ｂ、及び入口ポート３４を含む。スプレー本体１８は、動作の間に流体２３が集まることを避けるために、凸状外側上面を含み得る。流体出口の第１の群２２Ａ（１）〜２２Ａ（Ｎ）及び流体出口の第２の群２２Ｂ（１）〜２２Ｂ（Ｎ）は、流体２３をスプレー本体１８の底側１９Ｂの下方へ且つ入口ポート３４へ向けて誘導するように方向付けられている。更に、この実施形態では、流体出口２２Ａ（１）〜２２Ａ（Ｎ）、２２Ｂ（１）〜２２Ｂ（Ｎ）が、それぞれの流体出口中心軸ＡＡ、ＡＢに沿って、流体２３を誘導するように配置されている。流体出口中心軸ＡＡ、ＡＢは、互いに対して角度を付けられ、スプレー本体１８の入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）の入口ポート中心軸Ａｉにおいて又は隣接して交差するように向けられている。流体出口の群２２Ａ（１）〜２２Ａ（Ｎ）、２２Ｂ（１）〜２２Ｂ（Ｎ）の各流体出口は、動作が同様であり、共に研磨パッド１４からデブリ３０を除去し得る。
【００２４】
短い紹介として、スプレー本体１８は、第１の側４２から第２の側４０へ、長さＬ（図２参照）だけ延在し得る。ある場合には、長さＬが、少なくとも研磨パッド１４の半径の八十（８０）パーセントの長さであり、他の実施例では、研磨パッド１４のサイズと同じであり得る。これに関して、流体２３を流体出口２２Ａ（１）〜２２Ａ（Ｎ）、２２Ｂ（１）〜２２Ｂ（Ｎ）へ供給する流体導管２５Ａ、２５Ｂは、少なくともスプレー本体１８の第１の側４２から第２の側４０へ、長手方向軸Ａ０（図２参照）に沿って延在し得る。スプレー本体１８の第１の側４２から第２の側４０への長手方向軸Ａ０の軌跡は、直線であり、曲がっており、湾曲を有し、又は別の望ましい形状であり得る。流体導管２５Ａ、２５Ｂの長さは、流体出口２２Ａ（１）〜２２Ａ（Ｎ）、２２Ｂ（１）〜２２Ｂ（Ｎ）が、スプレー本体１８に沿って配置されることを可能にし、且つ、研磨パッド１４の半径に沿った分散された配置のために、研磨パッド１４に流体２３を供給し、研磨パッド１４からデブリ３０を取り除くための（後で説明される）高エネルギー区域２８（１）〜２８（Ｎ）を生成することを可能にする。スプレーシステム１０は、仕切り３６（１）〜３６（Ｐ）であって、入口ポート３４内に配置され、入口ポート３４を、それぞれ、流体出口の第１の群２２Ａ（１）〜２２Ａ（Ｎ）に関連付けられ、それぞれ、流体出口の第２の群２２Ｂ（１）〜２２Ｂ（Ｎ）に関連付けられた、入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）へ分離して、スプレー本体１８の入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）の中へ流体２３が入ることを促進する、仕切り３６（１）〜３６（Ｐ）も含み得る。スプレー本体１８が、動作を可能にするために、研磨パッド１４の上方に配置されたときに、仕切り３６（１）〜３６（Ｐ）は、スプレー本体１８の底側１９Ｂの下方へ研磨パッド１４に向けて延在し得る。このやり方において、仕切り３６（１）〜３６（Ｐ）は、入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）において、取り込まれたデブリ３０を伴う流体２３を、より効率的に受け入れるように配置され得る。
【００２５】
入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）の説明を継続すると、入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）の各々は、スプレー本体１８の内側プレナム２６内に配置された内側リップ５２へ延在し得る。高エネルギー区域２８（１）〜２８（Ｎ）からの流体２３は、入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）を通って内側プレナム２６へ移動し得る。スプレー本体１８の出口ポート４６は、入口リップ５２と協働して動作し、流体２３の逆流（図３Ａ参照）及び流体２３内に取り込まれたデブリ３０が、研磨パッド１４へ戻ることを妨げ得る。このやり方において、研磨パッド１４（図３Ａ参照）は、デブリ３０がない状態に保たれ、研磨パッド１４の寿命を延ばし得る。
【００２６】
図３Ａから図３Ｄを継続的に参照すると、次に、スプレー本体１８、プラグ壁４４、相互連結プレート４７、流体導管２５Ａ、２５Ｂ、流体出口の群２２Ａ（１）〜２２Ａ（Ｎ）、２２Ｂ（１）〜２２Ｂ（Ｎ）、及び仕切り３６（１）〜３６（Ｐ）を含む、スプレーシステム１０の構成要素の具体的な詳細が説明される。プラグ壁４４、相互連結プレート４７、及び仕切り３６（１）〜３６（Ｐ）は、スプレー本体１８と一体的に形成され得るが、本明細書で説明され描かれているように、代替的に、分離して形成され得ることに留意されたい。次に、これらの構成要素が、順番に詳細に説明される。
【００２７】
これに関して、スプレー本体１８は、スプレーシステム１０のための構造的な基礎として働き得る。スプレー本体１８は、第１の側４２から第２の側４０へ長さＬ（図２参照）だけ延在し、強い弾力的な材料、例えば、金属、アルミニウム、及び／又はプラスチックを含み得る。例えば、長さＬは、百（１００）ミリメートルから五百（５００）ミリメートルまでの範囲内に含まれ得る。スプレー本体１８の内面５１は、内側プレナム２６の少なくとも部分を形成し得る。内側プレナム２６の中への流体２３の通路を提供する入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）は、スプレー本体１８と一体的に形成され得る。このやり方において、スプレー本体１８は、それぞれ、流体出口２２Ａ、２２Ｂの群２０（１）〜２０（Ｎ）の群の流体出口中心軸ＡＡ、ＡＢが、入口ポートの中心軸Ａｉに対して精密に位置決めされ得ることを可能にし、それによって、流体２３内に取り込まれたデブリ３０は、内側プレナム２６へ流れ得る。
【００２８】
プラグ壁４４と相互連結プレート４７は、両方、内側プレナム２６から外へ、取り込まれたデブリ３０を伴う流体２３を誘導するために使用される。プラグ壁４４と相互連結プレート４７は、強い弾力的な材料、例えば、金属、アルミニウム、及び／又はプラスチックを含み得る。プラグ壁４４と相互連結プレート４７は、熱ボンド、粘着ボンド、接着ボンドを用いて、又は機械的な取り付けによって、それぞれ、スプレー本体１８の第２の側４０と第１の側４２に固定され得る。図示せぬある実施形態では、プラグ壁４４と相互連結プレート４７が、例えば、プラスチック射出成形を用いて、スプレー本体１８と一体的に形成され得る。プラグ壁４４は、スプレー本体１８の第２の側４０において流体２３の動きを遮断し、それによって、スプレー本体１８の第１の側４２へ、流体２３を誘導する助けとなり得る。第１の側４２では、出口ポート４６が、流体２３が内側プレナム２６を出て行くための相互連結プレート４７を通る通路を形成する。このやり方において、デブリ３０は、内側プレナム２６から除去され得る。
【００２９】
プラグ壁４４と相互連結プレート４７に関して、第１の接触部材６０と第２の接触部材６２が使用されて、洗浄の間の研磨パッド１４の作業面１２（図３Ａ参照）に対する当接を形成し得ることに留意されたい。ある実施形態では、第１の接触部材６０が、プラグ壁４４に取り付けられ、第２の接触部材６２が、相互連結プレート４７に取り付けられ得る。他の場合には、第１及び第２の接触部材６０、６２が、スプレー本体１８に沿った他の位置に取り付けられ得る。第１の接触部材６０と第２の接触部材６２は、摩耗性材料、例えば、プラスチックを含み、当接の間の研磨パッド１４への損傷を妨げ得る。第１の接触部材６０と第２の接触部材６２は、洗浄の間に研磨パッド１４に対する所定の相対位置にスプレー本体１８を配置するような高さ寸法を有し得る。このやり方において、入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）の入口中心軸Ａｉは、研磨パッド１４に対して垂直に又は実質的に垂直に位置決めされ、流体２３が入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）の中へ効率的に流れることを促進し得る。
【００３０】
図３Ａから図３Ｄを継続的に参照すると、流体導管２５Ａ、２５Ｂは、流体出口２２Ａ、２２Ｂの群２０（１）〜２０（Ｎ）へ流体２３を供給し、スプレー本体１８に対する流体出口２２Ａ、２２Ｂの一定の位置を維持し得る。流体導管２５Ａ、２５Ｂは、流体２３の流れのための滑らかな内側通路を提供するために円筒形状を有し、流体導管２４Ａ、２５Ｂの内面は、流体２３の漏れに対して抵抗性を有する強い弾力的な材料、例えば、金属、アルミニウム、又はプラスチックを含み得る。流体導管２５Ａ、２５Ｂは、流体導管２５Ａ、２５Ｂに対する圧力下で、流体２３を提供するための１以上の流体ポンプ８２（図１参照）と流体連通し得ることに留意されたい。このやり方において、流体２３は、スプレーシステム１０に供給され得る。
【００３１】
流体出口の群２２Ａ（１）〜２２Ａ（Ｎ）、２２Ｂ（１）〜２２Ｂ（Ｎ）は、それぞれ、流体２３を、流体出口軸ＡＡ、ＡＢに沿って、それぞれの関連付けられた入口軸Ａｉ上の又は入口軸Ａｉに隣接する収束ポイントへ向ける。例えば、流体出口の群２２Ａ（１）〜２２Ａ（Ｎ）、２２Ｂ（１）〜２２Ｂ（Ｎ）は、流体２３を誘導するための円形状又は矩形状である開口部３１Ａ、３１Ｂ（図３Ｄ参照）を有し得る。ある実施形態では、流体出口の群２２Ａ（１）〜２２Ａ（Ｎ）、２２Ｂ（１）〜２２Ｂ（Ｎ）は、スプレー本体１８の部分を通るように形作られた開孔を備え得る。このやり方において、流体２３は、入口ポート中心軸Ａｉ（図３Ａ参照）に対してシータ＿Ａ、シータ＿Ｂ（θＡ、θＢ）の角度位置において研磨パッド１４に向けられ、流体２３が入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）のうちの関連付けられたものへ流れることを保証し得る。他の実施形態では、流体出口２２Ａ、２２Ｂが、スリット、孔、交換可能なノズルフィッティング、及びデフレクタのうちの少なくとも１つを備え得る。デフレクタは、ファンのような形状のスプレーを生成する表面であり（且つ、流体出口の部品であり又は流体出口から分離され）得る。
【００３２】
図３Ａから図３Ｄを継続的に参照すると、スプレーシステム１０は、研磨パッド１４（図３Ａ参照）の作業面１２と平行な流体２３の動きを遮断することによって、入口ポート３４（１）〜２４（Ｎ）への流体２３の動きを促進する、仕切り３６（１）〜３６（Ｐ）を含み得る。仕切り３６（１）〜３６（Ｐ）は、１以上の熱ボンド、粘着ボンド、接着ボンドを用いて、又は機械的な取り付けによって、入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）と隣接するように（又はそれらの間において）スプレー本体１８に固定され得る。ある実施形態では、仕切り３６（１）〜３６（Ｐ）が、スプレー本体１８と一体的に形成され得る。このやり方において、仕切り３６（１）〜３６（Ｐ）が使用されて、研磨パッド１４の作業面１２と平行な流体２３の動きを抑制し、流体２３をスプレー本体１８の入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）へ誘導し得る。スプレー本体１８の入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）を通って、流体２３内に取り込まれたデブリ３０が、研磨パッド１４から除去され得る。
【００３３】
図３Ａに戻って参照しながら、次に、スプレーシステム１０を通る流体２３の流れ、流体出口の群２２Ａ（１）〜２２Ａ（Ｎ）、２２Ｂ（１）〜２２Ｂ（Ｎ）の間の寸法的な関係、研磨パッド１４、及び入口ポート３４の特徴が説明される。前述されたように、図３Ａは、研磨パッド１４の作業面１２の近傍のスプレーシステム１０の前面断面図である。作業面１２は、動作の間にデブリが生成されている一方で、平坦性を改良し、基板１１５（図１参照）から選択された材料を除去するために利用され得る。デブリ３０は、作業面１２上に集まり、デブリ３０が除去されなければ、研磨パッド１４の性能が損なわれ、及び／又は続けて後で研磨される基板がそれによって損傷され又は汚染され得る。作業面１２は、概して平坦であるが、デブリが集まり且つデブリの除去を難しくするという犠牲を払って、スラリを分配することによって研磨パッド１４の性能を改良し得る溝１６も含み得る。スプレーシステム１０は、デブリ３０を除去し、それによって、研磨パッド１４の性能を回復及び／又は維持するために使用され得る。
【００３４】
図３Ａを継続的に参照すると、スプレーシステム１０は、スプレー本体１８と、スプレー本体１８によって支持され、又はスプレー本体１８と統合され、且つ、流体導管２５Ａ、２５Ｂによって流体２３が供給される、流体出口の群２２Ａ（１）〜２２Ａ（Ｎ）、２２Ｂ（１）〜２２Ｂ（Ｎ）とを含む。流体出口の群２２Ａ（１）〜２２Ａ（Ｎ）、２２Ｂ（１）〜２２Ｂ（Ｎ）は、流体２３をスプレー本体１８の下方の研磨パッド１４へ且つ入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）へ向けて誘導する。流体２３が入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）へ移動する際に、流体２３は、研磨パッド１４からデブリ３０を取り込む。入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）は、スプレー本体１８の内側プレナム２６への通路を画定する。スプレー本体１８は、流体２３及び流体２３内に取り込まれたデブリ３０を、出口ポート４６へ向けて且つ研磨パッド１４から離れるように誘導し得る。このやり方において、研磨パッド１４の作業面１２は、効率的にデブリ３０の洗浄が行われ得る。
【００３５】
スプレーシステム１０は、効率的な動作を可能にする他の特徴を含む。特に、流体出口２２Ａ、２２Ｂは、それぞれ、流体出口中心軸ＡＡ、ＡＢに沿って、流体２３を誘導するように配置されている。流体出口中心軸ＡＡ、ＡＢは、互いに対して角度を付けられ、収束ポイント２７において交差する。その方向が矢印２４Ａ、２４Ｂで示される流体２３は、収束ポイント２７への方向において流体出口２２Ａ、２２Ｂを出て行き、作業面１２において相互作用し、乱流の高エネルギー区域２８を形成する。流体２３のモーメンタム（ｍｏｍｅｎｔｕｍ）は、高エネルギー区域２８へ力を提供する。高エネルギー区域２８では、流体２３が、作業面１２において以前に集められたデブリ３０と相互作用する。流体２３は、高エネルギー区域２８において作業面１２からデブリ３０を除去し、デブリ３０は、矢印２４Ｃで示されているように、流体２３が高エネルギー区域２８内で移動し且つ作業面１２から離れる際に、流体２３内に取り込まれる。例えば、流体２３は、デブリ３０と化学的に相互作用して作業面１２からのデブリ３０の除去を促進し得る、脱イオン水及び／又は他の物質を含み得る。このやり方において、デブリ３０は、作業面１２から除去され得る。
【００３６】
スプレーシステム１０は、研磨パッド１４及び高エネルギー区域２８からのデブリ３０の搬送も促進する。高エネルギー区域２８に入る流体２３の逆の流れの衝撃モーメンタムは、既に高エネルギー区域２８内にある流体２３が、作業面１２と平行な方向において高エネルギー区域２８を離れることを妨げるように働く。高エネルギー区域２８の中へ連続的に流体２３が流れることから生じる圧力は、高エネルギー区域２８及び流体２３内に蓄積され、その圧力（及び作業面１２から反射された流体２３のモーメンタム）は、流体２３が作業面１２から離れるように押し、高エネルギー区域２８をスプレー本体１８の少なくとも１つの入口ポート３４へ拡張する。入口ポート３４は、研磨パッド１４の作業面１２と垂直に又は実質的に垂直に配置された、入口ポート中心軸Ａｉを有し得る。本明細書で使用される際に、「実質的に垂直」という用語は、垂直から十（１０）度の範囲内にあることを意味する。研磨パッド１４に対する入口ポート中心軸Ａｉの角度位置は、流体２３を高エネルギー区域２８の中へ向ける流体出口２２Ａ、２２Ｂのうちのいずれか単一の１つからの、高エネルギー区域２８へのモーメンタムの貢献に偏ることなく、スプレー本体１８の中への流体２３の流入を促進する。これに関して、流体出口中心軸ＡＡ、ＡＢは、それぞれ、入口ポート中心軸Ａｉに対する角度位置シータ＿Ａ、シータ＿Ｂ（θＡ、θＢ）を有し、これらの角度位置シータ＿Ａ、シータ＿Ｂは、同じ角度値であり得る。
【００３７】
図３Ａを継続的に参照すると、収束ポイント２７は、入口中心軸Ａｉに沿って又は隣接して配置され、スプレー本体１８の入口ポート３４のエントランスにおいて高エネルギー区域２８を位置決めし、高エネルギー区域２８を入口ポート３４の中へ拡張することを優れて可能にする。表現を変えると、収束ポイント２７を入口ポート中心軸Ａｉ上に配置することによって、流体２３のモーメンタムは、流体出口２２Ａ、２２Ｂから入口ポート中心軸Ａｉに集中される。このやり方において、高エネルギー区域２８は、入口ポート中心軸Ａｉに沿った流体のモーメンタムエネルギー（ｍｏｍｅｎｔｕｍ  ｅｎｅｒｇｙ）を使用して、入口ポート３４の中へ拡大し得る。
【００３８】
スプレーシステム１０の入口ポート３４は、入口ポート３４を通る流体２３の動きを更に促進する、追加の特徴を含み得る。図３Ｂは、スプレー本体１８の少なくとも１つの入口ポート３４の少なくとも１つの仕切り３６（１）を描いている、図３Ａのスプレーシステム１０の前面断面図である。仕切り３６（１）は、研磨パッド１４の作業面１２と平行な流体２３の動きを遮断することによって、入口ポート３４への流体２３の動きを促進する。この点だけではなく、図３Ｃ及び図３Ｄは、スプレー本体１８の流体出口２２Ａ、２２Ｂの群２０のうちの流体出口２２Ｂ及び入口ポート３４の仕切り３６（１）、３６（２）を描いている、スプレー本体１８の右側面図及び底面図である。この場合に、流体２３は、複数の方向において、作業面１２と平行に高エネルギー区域２８を離れることを妨げられている。このやり方において、高エネルギー区域２８内の流体２３は、その中に取り込まれたデブリ３０を伴って、入口ポート３４を通るように誘導され又は引き込まれるより高い可能性を有する。一旦、流体２３が入口ポート３４（１）を通って移動すると、流体２３は、内側プレナム２６の中へ入る。内側プレナム２６は、スプレー本体１８の第１の側４２から、第１の側４２と反対の第２の側４０へ延在し得る。図３Ｃで示される一実施形態では、スプレー本体１８が、第２の側４０においてプラグ壁４４を含み、第１の側４２において相互連結プレート４７を通る出口ポート４６を含み得る。流体２３とその中に取り込まれたデブリ３０は、相互連結プレート４７の出口ポート４６を通って、内側プレナム２６から離れ得る。このやり方において、デブリ３０は、研磨パッド１４から離れるように搬送され、研磨パッド１４の性能を回復させる。
【００３９】
図３Ａに戻って参照すると、他の特徴も、高エネルギー区域２８から入口ポート３４を通る、流体２３とその中に取り込まれたデブリ３０の動きを更に促進し得る。入口ポート３４は、高エネルギー区域２８内の流体２３の蓄積された圧力を、流体２３を拡大通路５０の中へ誘導する又は引っ張る速度へと変換するスロート４８を含み得る。集合的に、スロート４８、内側プレナム２６、及び拡大通路５０は、スプレー本体１８の部分として一体的に形成され得る。拡大通路５０は、内側プレナム２６内に配置された内側リップ５２まで延在する。拡大通路５０は、スプレー本体１８の部分として形成され得る。スプレー本体１８のその部分は、流体２３が内側リップ５２へ到達する際に、流体２３の速度を低減させるための拡大形状として形作られ得る。拡大通路５０は、幅Ｘ１及びＸ２を伴って図３Ａで描かれている。ここで、下流の幅Ｘ２は上流の幅Ｘ１よりも大きく、拡大形状を提供している。低減された速度は、ミストの生成を最小化し得る。ミストの生成は、流体２３内に取り込まれたデブリ３０を製造設備全体に運び、後で研磨される基板をスクラッチし、且つ、他の品質問題をもたらし得る。拡大通路５０は、スロート４８からの流体２３の速度の、流体２３を内側リップ５２にわたり持ち上げる重力位置エネルギーへの変換を促進する。結果としてのより遅い速度は、取り込まれたデブリ３０を含むミストが、生成される可能性を低減させ得る。そのミストは、製造設備の全体的な清浄性に影響を与え、後で研磨される基板をスクラッチし得る。これに関して、幅Ｘ１、Ｘ２は、重力位置エネルギーへの漸進的な変換を提供するように選択され得る。仕切り３６（１）、３６（２）が、スロート４８から延在し、内側リップ５２の部分を形成することにも留意されたい。
【００４０】
更に、一旦、流体２３が、重力位置エネルギーの閾値量を取得すると、流体２３は、内側リップ５２を越えて移動し、内側プレナム２６の中へ入る。内側リップ５２は、スプレー本体１８の出口ポート４６と併せて働き、流体２３が、内側リップ５２を越えて逆流すること及び入口ポート３４を通って研磨パッド１４の作業面１２へ戻ることを妨げる。逆流を妨げることと一貫して、スプレー本体１８の出口ポート４６は、流体２３とその中に含まれたデブリ３０を、内側プレナム２６から除去し、内側プレナム２６内の流体の水位を、内側リップ５２のものよりも低い高さに維持する。このやり方において、流体２３とその中に取り込まれたデブリ３０は、逆流として作業面１２に戻ることを妨げられ得る。さもなければ、研磨パッド１４の性能が低減され得る。
【００４１】
図３Ｄは、流体出口２２Ａ、２２Ｂの例示的な相対位置を描いている、図３Ｃのスプレーシステム１０の一部分の底面図である。流体出口２２Ａ、２２Ｂの開口部３１Ａ、３１Ｂは、スプレー本体１８と研磨パッド１４との間の距離、流体出口２２Ａ、２２Ｂを離れる流体２３の速度、及び入口ポート中心軸Ａｉに対する角度位置シータ＿Ａ、シータ＿Ｂ（θＡ、θＢ）を含む、幾つかの要因に応じる、分離距離Ｄｓを有し得る。このやり方において、流体２３は、研磨パッド１４の作業面１２からデブリ３０を除去し得る。
【００４２】
研磨パッド１４に対するスプレーシステム１０のスプレー本体１８の相対位置は、流体２３内に取り込まれたデブリ３０が、入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）を通って流れることを可能にする。特に、スプレーシステム１０の場合には、入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）の入口中心軸Ａｉが、研磨パッド１４の作業面１２に対して垂直に又は実質的に垂直になり得るように、スプレー本体１８が位置決めされ得る。研磨パッド１４に対してスプレー本体１８を精密に位置決めするために、スプレーシステム１０は、研磨パッド１４との当接を生み出し、それによって、研磨パッド１４上でスプレー本体１８を支持するように構成されたベアリング面を画定することによって、研磨パッド１４に対してスプレー本体１８を位置決めするための、スペーサ又は接触部材６０、６２（図３Ｃ参照）を含み得る。
【００４３】
図１に戻って参照すると、流体導管２５Ａ、２５Ｂは、少なくとも１つの流体ポンプ８２と流体連通し、出口ポート４６は、流体廃棄システム８４と流体連通し得る。このやり方において、スプレーシステム１０は、流体２３がスプレーシステム１０に供給され、流体２３内に取り込まれたデブリ３０が研磨パッド１４から除去され得るように、位置決めされ得る。
【００４４】
図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ、統合されたリンスサブシステム７０を含むスプレーシステム１０Ａの別の一実施形態の前面断面図及び右側面図である。リンスサブシステム７０は、研磨パッド１４が乾燥しないことを保証するために、研磨パッド１４に対して更なる又は第２の流体２３Ｃを提供するように使用され得る。スプレーシステム１０Ａは、スプレーシステム１０と同様であり、したがって、簡略化及び明快さのために差異のみが説明され得る。スプレー本体１８Ａは、リンスサブシステム７０の連結を除いて、スプレー本体１８と同様であり得る。リンスサブシステム７０は、例えば、研磨パッド１４の回転方向に対してスプレー本体１８Ａの上流又は下流側の何れかにおいて、スプレー本体１８Ａの単一の側に連結され得る。代替的に、２つのリンスサブシステム７０が、スプレー本体１８Ａの両側に連結され得る。
【００４５】
リンスサブシステム７０は、流体導管２５Ｃ及び開口部７２（１）〜７２（Ｎ２）を含み得る。流体導管２５Ｃは、流体導管２５Ｃが、第２の流体２３Ｃを研磨パッドに向けて入口ポート３４から離れるように誘導する開口部７２（１）〜７２（Ｎ２）を含み得るということを除いて、１以上の流体ポンプ（図１参照）との流体連通に関して、流体導管２５Ａ、２５Ｃと同様であり得る。このやり方において、第２の流体２３Ｃは、研磨パッド１４が乾燥することを妨げるために、研磨パッド１４に向けられ得る。
【００４６】
スプレーシステム１０の他の実施形態が存在する。これに関して、図５Ａから図５Ｄは、それぞれ、スプレーシステム１０Ｂの更に別の一実施形態の前面右上面斜視図、前面左上面斜視図、前面断面図、及び底面図である。それは、スプレー本体１８Ｂ、流体出口の群２２Ｃ（１）〜２２Ｃ（Ｎ）、少なくとも１つの流体凹部７４（１）〜７４（Ｎ３）、及び入口ポート３４Ｂを含む。スプレーシステム１０と同様に、スプレー本体１８Ｂは、底側１９Ｂ及び上側１９Ａ、内側プレナム２６、並びに入口ポート３４Ｂを含む。流体出口の群２２Ｃ（１）〜２２Ｃ（Ｎ）は、流体出口の群２２Ｃ（１）〜２２Ｃ（Ｎ）を出て行く流体２３を、矢印７６Ａによって示されているように、スプレー本体１８Ｂの底側１９Ｂの下方へ且つ入口ポート３４Ｂへ向けて誘導する、角度位置シータ＿Ｄ（θＤ）における配向を含む。研磨パッド１４に向けられた流体２３は、作業面１２において高エネルギー区域２８Ｂを生成する。流体２３のモーメンタムは、高エネルギー区域２８Ｂへ力を提供する。高エネルギー区域２８Ｂでは、流体２３が、作業面１２において以前に集められたデブリ３０と相互作用する。流体２３は、高エネルギー区域２８Ｂにおいて作業面１２からデブリ３０を除去し、デブリ３０は、矢印７６Ｂで示されているように、流体２３が高エネルギー区域２８Ｂ内で移動し且つ作業面１２から離れる際に、流体２３内に取り込まれる。流体２３は、入口ポート３４Ｂに入るためのモーメンタムを伴って、流体出口の群２２Ｃ（１）〜２２Ｃ（Ｎ）によって誘導される。入口ポート３４Ｂは、研磨パッド１４に対して、百五（１０５）度から百七十五（１７５）度までの範囲内に含まれる角度シータ＿Ｃ（θＣ）を伴って配置され得る。角度シータ＿Ｄ（θＤ）は、研磨パッド１４の垂直線に対して、十五（１５）度から八十五（８５）度までの範囲内に含まれ得る。このやり方において、デブリ３０は、研磨パッド１４から除去され離れるように誘導され得る。
【００４７】
流体２３とその中に取り込まれたデブリ３０は、入口ポート３４Ｂの部分としての通路８６を通ってリップ５２Ｂまで移動する。通路８６は、流体２３がリップ５２Ｂへ到達する際に、流体２３の速度を低減させるための拡大形状を有し得る。拡大通路８６は、幅Ｘ１及びＸ２を伴って図５Ｃで描かれている。ここで、下流の幅Ｘ２は上流の幅Ｘ１よりも大きく、拡大形状を提供している。低減された速度は、ミストの生成を最小化し得る。ミストの生成は、取り込まれたデブリ３０を製造設備全体に運び、後で研磨される基板をスクラッチし、且つ、他の品質問題をもたらし得る。流体２３が流体出口の群２２Ｃ（１）〜２２Ｃ（Ｎ）によって提供される十分なモーメンタムを有している限りにおいて、流体２３は、矢印７６Ｃ（図５Ｃ参照）によって描かれているように、リップ５２Ｂを越えて内側プレナム２６へ入り得る。図５Ｃのスプレーシステムのリップ５２Ｂと内側プレナム２６は、図３Ａのスプレーシステム１０の類似の構成要素と同様に動作する。リップ５２Ｂ、内側プレナム２６、及び出口ポート４６は、研磨パッド１４への流体２３の逆流を妨げる。これに関して、内側プレナム２６内の流体２３は、出口ポート４６（図５Ｂ参照）を通って移動し、内側プレナム２６を離れる。このやり方において、流体２３内に取り込まれたデブリ３０は、研磨パッド１４及びスプレー本体１８Ｂから除去され得る。
【００４８】
その中に取り込まれたデブリを伴う流体２３が入口ポート３４Ｂの中へ移動し、その後、内側プレナム２６へ移動する効率を改良するために、仕切り３６（１）〜３６（Ｐ）とダム７８が、スプレーシステム１０Ｂの部分として設けられ得る。仕切り３６（１）〜３６（Ｐ）は、入口ポート３４Ｂ内に配置され、入口ポート３４を、それぞれ、流体出口の群２２Ｃ（１）〜２２Ｃ（Ｎ）に関連付けられた、入口ポート３４Ｂ（１）〜３４（Ｎ）へ分離して、モーメンタムを用いてスプレー本体１８Ｂの入口ポート３４Ｂ（１）〜３４Ｂ（Ｎ）の中へ流体２３が入ることを促進し得る。更に、ダム７８は、スプレー本体１８Ｂの底側１９Ｂから延在し、また、スプレー本体１８Ｂの内面５１Ｂを外面５６Ｂに連結させる。ダム７８は、スプレーシステム１０Ｂが動作するときに、研磨パッド１４に対して近接又は当接するように形成されている。ダム７８は、さもなければスプレー本体１８Ｂの内面５１Ｂからスプレー本体１８Ｂの外面５６Ｂへ、スプレー本体１８Ｂの底側をわたって移動することによって、入口ポート３４Ｂの中へ入ることを免れ得る、流体２３の部分を妨げ又は実質的に低減させる。入口ポート３４Ｂからのこの逃避を妨げることによって、流体２３は、流体出口の群２２Ｃ（１）〜２２Ｃ（Ｎ）によって提供されたモーメンタムを用いて、より効率的に入口ポート３４Ｂへ入り得る。仕切り３６（１）〜３６（Ｐ）とダム７８を使用することによって、流体２３とその中に取り込まれたデブリ３０は、後で出口ポート４６を通って除去されるために、内側プレナム２６へと効率的に誘導され得る。
【００４９】
図５Ａから図５Ｄを継続的に参照すると、ダム７８は、流体２３が入口ポート３４Ｂから逃避することを妨げる特徴を含み得る。１つの場合では、スプレー本体１８Ｂが、流体導管２５Ｅ、供給チャネル８０（１）〜８０（Ｎ３）、及び流体凹部７４（１）〜７４（Ｎ３）を含み得る。流体導管２５Ｅは、流体導管２５Ｅが、流体２３Ｅを流体導管２５Ｅから流体凹部７４（１）〜７４（Ｎ３）へ提供する供給チャネル８０（１）〜８０（Ｎ３）と流体連通しているということを除いて、動作において流体導管２５Ａ、２５Ｂと同様であり得る。流体凹部７４（１）〜７４（Ｎ３）は、スプレー本体１８Ｂの流体凹部７４（１）〜７４（Ｎ３）の各々と研磨パッド１４との間で流体ベアリングを生成する流体導管２５Ｅによって提供される圧力下にある流体２３Ｅを含む。スプレー本体１８Ｂのダム７８と研磨パッド１４との間の流体２３Ｅは、好適には、取り込まれたデブリ３０を伴う流体２３が、スプレー本体１８Ｂのダム７８を通って移動することを妨げもする。このやり方において、ダム７８は、取り込まれたデブリ３０を伴う流体２３を、入口ポート３４Ｂの中へ、究極的には除去されるために内側プレナムの中へより効果的に誘導する。
【００５０】
図６Ａ及び図６Ｂ‐１は、それぞれ、スプレー本体１８Ｃ、スタンドオフ８８（１）〜８８（Ｎ１）、及び入口ポート３４Ｃを含む、スプレーシステム１０Ｃの更に別の一実施形態の、前面断面図及び部分底面断面図である。スプレーシステム１０Ｃは、図５Ｃのスプレーシステム１０Ｂと同様であり、したがって、明瞭さ及び簡潔さのために主として差異が説明される。これに関して、スプレーシステム１０Ｃは、取り込まれたデブリ３０を伴う流体２３が、入口ポート３４Ｃに入り、入口ポート３４Ｃから除去されるために内側プレナム２６へ移動することを促進する、ダム７８Ｃの別の一実施形態を有し得る。ダム７８Ｃは、スプレー本体１８Ｃから距離Ｄだけ延在する、スタンドオフ８８（１）〜８８（Ｎ１）を備え得る。距離Ｄは、例えば、１ミリメートルの５分の１から一（１）ミリメートルまでの範囲内に含まれ得る。スタンドオフ８８（１）〜８８（Ｎ１）は、スプレー本体１８Ｃのダム７８Ｃと研磨パッド１４との間を通って移動するデブリ３０を伴った流体２３の動きに対する抵抗を提供し、それによって、流体２３をプレナム２６の中へ誘導するために、研磨パッド１４に対して当接もする。
【００５１】
スタンドオフ８８（１）〜８８（Ｎ１）は、一部の流体２３が内面５１Ｃから外面５６Ｃへ通過することを可能にし、それによって、研磨パッド１４を湿った状態に維持するように構成されている。スタンドオフ８８（１）〜８８（Ｎ１）は、流体２３がダム７８Ｃの下から出て行く際に、スタンドオフ８８（１）〜８８（Ｎ１）の後ろの部分が乾燥することを妨げるように形作られ及び／又は配向され得る。例えば、スタンドオフ８８（１）〜８８（Ｎ１）は、図６Ｂ‐１で示されているように、スプレー本体１８Ｃの長さＬに対して角度を付けられた厚いラインの形態を採る、突出のパターンであり得る。図６Ｂ‐２及び図６Ｂ‐３は、それぞれ、スタンドオフ８８（１）〜８８（Ｎ１）の代替的な実施例を伴う、スプレーシステム１０Ｃの更なる実施形態の部分底面断面図である。それらは、スプレー本体１８Ｃの底側１９Ｂから研磨パッド１４へ向けて延在する涙型及び直線の形態を採る、突出のパターンである。
【００５２】
図７は、研磨パッド１４からデブリ３０を除去するための例示的な一方法２００のフローチャートである。次に、方法２００が、図７で表されている動作２０２ａ〜２０２ｄに関連して上述された用語を使用して説明される。これに関して、方法２００は、研磨パッド１４の作業面１２に対して、スプレーシステム１０の少なくとも１つの接触部材６０、６２を当接させて、スプレーシステム１０の入口中心軸Ａｉを、研磨パッド１４と垂直に又は実質的に垂直に配置することを含み得る（図７の動作２０２ａ）。このやり方において、スプレー本体１８は、研磨パッド１４を洗浄するための準備がなされる。
【００５３】
方法２００は、少なくとも１つの流体ポンプ８２を用いて、流体出口２２Ａ、２２Ｂの少なくとも１つの群２０（１）〜２０（Ｎ）へ、流体２３を提供すること、及び流体出口２２Ａ、２２Ｂから流体２３を誘導することも含み得る（図７の動作２０２ｂ）。流体２３は、液体、例えば、脱イオン水であり得る。流体２３は、流体出口２２Ａ、２２Ｂの少なくとも１つの群２０（１）〜２０（Ｎ）から、それぞれの流体出口中心軸ＡＡ、ＡＢに沿って誘導される。流体出口２２Ａ、２２Ｂの群２０（１）〜２０（Ｎ）は、スプレー本体１８によって収容及び支持され、流体出口２２Ａ、２２Ｂの少なくとも１つの群２０（１）〜２０（Ｎ）のうちの任意の１つのそれぞれの流体出口中心軸ＡＡ、ＡＢは、互いに対して角度を付けられ、スプレー本体１８の少なくとも１つの入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）の入口ポート中心軸Ａｉの少なくとも１つに沿って又は隣接して配置された収束ポイント２７において交差するように向けられる。一実施形態では、流体出口中心軸ＡＡ、ＡＢの各々が、それぞれの入口ポート中心軸Ａｉに対して角度（θＡ、θＢ）において配置され、例えば、（θＡ、θＢ）は、五（５）度から八十五（８５）度までの範囲内に含まれる。流体出口２２Ａ、２２Ｂのうちの任意の２つの開口部３１Ａ、３１Ｂは、分離距離Ｄｓによって分離され得る。このやり方において、流体２３は、研磨パッド１４に向けられ得る。
【００５４】
方法２００は、流体出口２２Ａ、２２Ｂの少なくとも１つの群２０（１）〜２０（Ｎ）から向けられた流体２３を、研磨パッド１４の作業面１２で受けること、及びスプレー本体１８の少なくとも１つの入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）を用いて、流体２３をスプレー本体１８の内側プレナム２６へ誘導することも含む（図７の動作２０２ｃ）。少なくとも１つの入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）の各々は、研磨パッド１４の作業面１２と垂直に又は実質的に垂直に配置されたそれぞれの入口ポート中心軸Ａｉを含む。少なくとも１つの入口ポート３４（１）〜３４（Ｎ）は、スプレー本体１８と一体的に形成された少なくとも１つのディフューザ通路５０（１）〜５０（Ｎ）を含み得る。流体２３は、少なくとも１つのディフューザ通路５０（１）〜５０（Ｎ）を通って、誘導され又は引っ張られ得る。流体２３は、少なくとも１つのディフューザ通路５０（１）〜５０（Ｎ）のそれぞれのスロート４８から、スプレー本体１８の少なくとも１つの内面５１のそれぞれの内側リップ５２へ誘導され得る。それぞれの内側リップ５２は、内側プレナム２６内に配置され得る。このやり方において、流体２３内に取り込まれたデブリ３０は、研磨パッド１４から除去され、内側プレナム２６へ移送され得る。内側リップ５２は、デブリ３０の研磨パッド１４への逆流を妨げる。
【００５５】
方法２００は、スプレー本体１８からデブリ３０を除去することを含む。特に、該方法は、その中に取り込まれたデブリ３０を伴う流体２３を、スプレー本体１８の内側プレナム２６から外へ、出口ポート４６を通して流す（図７の動作２０２ｄ）。この流体２３は、廃棄のために流体廃棄システム８４（図１参照）へ流れ得る。このやり方において、デブリ３０は、製造領域から除去され、汚染を妨げ得る。
【００５６】
更に、図８は、基板１１５を研磨する例示的な一方法３００のフローチャートである。次に、方法３００が、図８で表されている動作３０２ａ〜３０２ｄに関連して上述された用語を使用して説明される。これに関して、方法３００は、研磨パッド１４上の基板１１５を研磨することを含み得る（図８の動作３０２ａ）。方法３００は、スプレー本体１８に連結された流体出口の第１の群２２Ａ（１）〜２２Ａ（Ｎ）から、研磨パッド１４に対してスプレー本体１８の底側１９Ｂの下方へ、且つ、スプレー本体１８内に形成された入口ポート３４に向けて、流体２３を誘導することも含む（図８の動作３０２ｂ）。方法３００は、流体出口の第１の群２２Ａ（１）〜２２Ａ（Ｎ）から、研磨パッドに対して向けられた流体２３を、入口ポート３４を通して除去することも含む（図８の動作３０２ｃ）。方法３００は、スプレー本体１８に連結された流体出口の第２の群２２Ｂ（１）〜２２Ｂ（Ｎ）から、研磨パッドに対してスプレー本体１８の底側１９Ｂの下方へ、且つ、スプレー本体１８内に形成された入口ポート３４へ向けて、流体２３を誘導することも含む（図８の動作３０２ｄ）。流体出口の第１の群と流体出口の第２の群は、入口ポート３４によって分離され得る。このやり方において、研磨パッド１４は、デブリ３０の洗浄が効率的に行われ得る。
【００５７】
本明細書で説明されなかった多くの修正及び他の実施形態が、当業者には明らかであり、それらの実施形態は、前述の説明及び関連する図面内で提示された教示の利益を享受している。したがって、詳細な説明及び特許請求の範囲は、本開示の特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲には、変形例及び他の実施形態が含まれると企図されていることが、理解されるべきである。実施形態は、提示された実施形態の修正例及び変形例を含み、それらは、添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物の範囲内にあることが意図されている。本明細書では特定の用語が採用されているが、それらは、一般的な意味を有し且つ説明のためにのみ使用されており、限定を目的とするものではない。
【００５８】
以上の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱することなく本開示の他の及び更なる実施形態を考案することができ、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定められる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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