特開 2024-131363 カバー組立体、洗浄方法、およびカバー組立体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024131363

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】カバー組立体、洗浄方法、およびカバー組立体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 55/06 20060101AFI20240920BHJP

   B24B 37/34 20120101ALI20240920BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

B24B55/06

B24B37/34

H01L21/304 621D

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023041579

(22)【出願日】2023-03-16

(71)【出願人】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100118500

【弁理士】

【氏名又は名称】廣澤 哲也

(74)【代理人】

【氏名又は名称】渡邉 勇

(74)【代理人】

【識別番号】100174089

【弁理士】

【氏名又は名称】郷戸 学

(74)【代理人】

【識別番号】100186749

【弁理士】

【氏名又は名称】金沢 充博

(72)【発明者】

【氏名】持田 裕介

【テーマコード（参考）】

3C047

3C158

5F057

【Ｆターム（参考）】

3C047FF08

3C047HH11

3C047HH15

3C158AA07

3C158CB06

3C158DA12

3C158EA11

3C158EB01

3C158ED00

5F057AA06

5F057BA11

5F057CA11

5F057DA03

5F057EA01

5F057FA12

5F057FA48

(57)【要約】

【課題】本発明は、研磨ヘッドなどの回転体に研磨液が付着することを防止し、さらに乾燥した研磨液に起因するパーティクルが研磨パッドに落下することを防止できるカバー組立体を提供する。
【解決手段】カバー組立体４１は、回転体５の外周面５ａの少なくとも一部を覆うカバー洗浄部４８を備え、カバー洗浄部４８は、カバー洗浄部４８の外面を構成する外側カバー部５１と、カバー洗浄部４８の内面の少なくとも一部を構成する内側カバー部５２と、外側カバー部５１と内側カバー部５２との間に形成された流体室５５と、外側カバー部５２または内側カバー部４２に設けられ、流体室５５に連通し、洗浄液を流体室５５に供給するための洗浄液供給口５７を備え、内側カバー部５２は、流体室５５に連通し、回転体５の外周面５ａに対向する少なくとも１つの洗浄液吐出口５８を有している。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

研磨装置に使用される回転体を洗浄するためのカバー組立体であって、
前記回転体の外周面の少なくとも一部を覆うカバー洗浄部を備え、
前記カバー洗浄部は、
前記カバー洗浄部の外面を構成する外側カバー部と、
前記カバー洗浄部の内面の少なくとも一部を構成する内側カバー部と、
前記外側カバー部と前記内側カバー部との間に形成された流体室と、
前記外側カバー部または前記内側カバー部に設けられ、前記流体室に連通し、洗浄液を前記流体室に供給するための洗浄液供給口を備え、
前記内側カバー部は、前記流体室に連通し、前記回転体の前記外周面に対向する少なくとも１つの洗浄液吐出口を有している、カバー組立体。

【請求項2】

前記少なくとも１つの洗浄液吐出口は、複数の洗浄液吐出口であり、
前記複数の洗浄液吐出口は、前記内側カバー部の周方向に沿って配列されている、請求項１に記載のカバー組立体。

【請求項3】

前記洗浄液吐出口は、前記回転体の前記外周面内に設定された、液体の接触を許容する限界高さよりも下方に配置されている、請求項１に記載のカバー組立体。

【請求項4】

前記洗浄液吐出口は、前記洗浄液供給口よりも下方に配置されている、請求項１に記載のカバー組立体。

【請求項5】

前記カバー洗浄部は、前記回転体の前記外周面の全周を覆っており、
前記洗浄液吐出口は、前記回転体の前記外周面の全周に対向するように配置されている、請求項１に記載のカバー組立体。

【請求項6】

前記カバー組立体は、前記カバー組立体の少なくとも一部を構成する第１カバー部材と、前記カバー組立体の他の部分を構成する第２カバー部材を備え、
前記第１カバー部材および前記第２カバー部材のうちの少なくとも一方は、前記研磨装置から取り外し可能に構成されており、
前記第１カバー部材および前記第２カバー部材のうちの少なくとも一方は、前記カバー洗浄部を備えている、請求項１に記載のカバー組立体。

【請求項7】

前記回転体は、基板を研磨面に押し付けるための研磨ヘッドである、請求項１に記載のカバー組立体。

【請求項8】

請求項１乃至７のいずれか一項に記載のカバー組立体を用いて、前記回転体を洗浄する方法であって、
前記回転体を回転させながら、前記洗浄液吐出口から前記回転体の前記外周面に向かって前記洗浄液を吐出して、前記回転体と前記カバー組立体との隙間に前記洗浄液を供給することで、前記回転体の前記外周面および前記カバー組立体の内周面を洗浄する、洗浄方法。

【請求項9】

請求項１乃至７のいずれか一項に記載のカバー組立体の製造方法であって、
前記外側カバー部を真空成形法により成形することを含み、
前記真空成形法は、
薄板を加熱して、前記薄板を軟化させる工程と、
前記軟化した薄板を真空吸引により金型に密着させる工程と、
前記金型に密着した前記薄板を冷却する工程と、
前記冷却された薄板を離型する工程を含む、カバー組立体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェーハなどの基板を研磨する研磨装置に使用される回転体を洗浄するためのカバー組立体に関する。また、本発明は、そのようなカバー組立体を用いて回転体を洗浄する洗浄方法、およびカバー組立体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

化学的機械研磨（ＣＭＰ）は、研磨液の化学的作用と研磨液に含まれる砥粒および／または研磨パッドの機械的作用によってウェーハなどの基板の表面を研磨する技術である。ＣＭＰを実施するための研磨装置は、通常、研磨パッドを支持する研磨テーブルと、基板を研磨パッドに押し付ける研磨ヘッドと、研磨パッドに研磨液（スラリー）を供給する研磨液供給ノズルを備える。

【0003】

基板は研磨ヘッドによって研磨パッドの研磨面に押圧され、この状態で研磨テーブルと研磨ヘッドが回転される。基板は研磨液の存在下で研磨パッドの研磨面に摺接され、これにより基板の表面が研磨される。研磨液を供給しながら基板の表面を研磨すると、研磨液が研磨ヘッドに付着することがある。そこで、研磨ヘッドへの研磨液の付着を防止するために、研磨ヘッドにカバーを取り付けることが行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４－１４７９９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、研磨ヘッドを覆うカバーと研磨ヘッドとの間には、わずかに隙間が存在しており、この隙間を通じて研磨ヘッドの外周面およびカバーの内周面に研磨液が付着することがあった。研磨ヘッドの外周面およびカバーの内周面に付着した研磨液は、乾燥し固形化してパーティクルを形成し、研磨パッドの研磨面に落下することがある。このような研磨液に起因するパーティクルは、基板の表面にスクラッチを発生させる原因となる。

【0006】

そこで、本発明は、研磨ヘッドなどの回転体に研磨液が付着することを防止できるカバー組立体を提供する。さらに、本発明は、このようなカバー組立体を用いて回転体を洗浄する洗浄方法、およびカバー組立体の製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一態様では、研磨装置に使用される回転体を洗浄するためのカバー組立体であって、前記回転体の外周面の少なくとも一部を覆うカバー洗浄部を備え、前記カバー洗浄部は、前記カバー洗浄部の外面を構成する外側カバー部と、前記カバー洗浄部の内面の少なくとも一部を構成する内側カバー部と、前記外側カバー部と前記内側カバー部との間に形成された流体室と、前記外側カバー部または前記内側カバー部に設けられ、前記流体室に連通し、洗浄液を前記流体室に供給するための洗浄液供給口を備え、前記内側カバー部は、前記流体室に連通し、前記回転体の前記外周面に対向する少なくとも１つの洗浄液吐出口を有している、カバー組立体が提供される。

【0008】

一態様では、前記少なくとも１つの洗浄液吐出口は、複数の洗浄液吐出口であり、前記複数の洗浄液吐出口は、前記内側カバー部の周方向に沿って配列されている。
一態様では、前記洗浄液吐出口は、前記回転体の前記外周面内に設定された、液体の接触を許容する限界高さよりも下方に配置されている。
一態様では、前記洗浄液吐出口は、前記洗浄液供給口よりも下方に配置されている。
一態様では、前記カバー洗浄部は、前記回転体の前記外周面の全周を覆っており、前記洗浄液吐出口は、前記回転体の前記外周面の全周に対向するように配置されている。

【0009】

一態様では、前記カバー組立体は、前記カバー組立体の少なくとも一部を構成する第１カバー部材と、前記カバー組立体の他の部分を構成する第２カバー部材を備え、前記第１カバー部材および前記第２カバー部材のうちの少なくとも一方は、前記研磨装置から取り外し可能に構成されており、前記第１カバー部材および前記第２カバー部材のうちの少なくとも一方は、前記カバー洗浄部を備えている。
一態様では、前記回転体は、基板を研磨面に押し付けるための研磨ヘッドである。

【0010】

一態様では、上記カバー組立体を用いて、前記回転体を洗浄する方法であって、前記回転体を回転させながら、前記洗浄液吐出口から前記回転体の前記外周面に向かって前記洗浄液を吐出して、前記回転体と前記カバー組立体との隙間に前記洗浄液を供給することで、前記回転体の前記外周面および前記カバー組立体の内周面を洗浄する、洗浄方法が提供される。

【0011】

一態様では、上記カバー組立体の製造方法であって、前記外側カバー部を真空成形法により成形することを含み、前記真空成形法は、薄板を加熱して、前記薄板を軟化させる工程と、前記軟化した薄板を真空吸引により金型に密着させる工程と、前記金型に密着した前記薄板を冷却する工程と、前記冷却された薄板を離型する工程を含む、カバー組立体の製造方法が提供される。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、研磨ヘッドなどの回転体はカバー組立体に覆われているため、回転体への研磨液の付着を防止することができる。また、カバー組立体は、回転体の外周面の少なくとも一部を覆うカバー洗浄部を備え、回転体とカバー組立体との隙間に洗浄液を供給することで、回転体の外周面およびカバー組立体の内周面を洗浄する。したがって、研磨ヘッドの外周面およびカバー組立体の内周面に付着した研磨液が乾燥することを防止し、乾燥した研磨液からなるパーティクルが研磨パッドに落下することを防止できる。結果として、基板のスクラッチを防止することができる。

【0013】

さらに、本発明によれば、カバー洗浄部の外側カバー部を、真空成形法により高い寸法精度で成形することができる。したがって、外側カバー部の変形に起因して外側カバー部と内側カバー部との間に形成される流体室が歪むことなく、回転体とカバー組立体との隙間に洗浄液を安定して供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】研磨装置の一実施形態を示す斜視図である。

【図2】カバー組立体の一実施形態を示す斜視図である。

【図3】第１カバー洗浄部の一実施形態を示す斜視図である。

【図4】図３に示す第１カバー洗浄部の内面を示す図である。

【図5】図４のＡ－Ａ線断面図である。

【図6】図４のＢ－Ｂ線断面図である。

【図7】カバー洗浄部が研磨ヘッドの外周面およびカバー組立体の内周面を洗浄する様子を説明する図である。

【図8】外側カバー部を成形する真空成形法の一実施形態を説明する図である。

【図9】カバー組立体をドレッシングヘッドに適用した例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、ウェーハなどの基板Ｗを研磨する研磨装置の一実施形態を示す斜視図である。図１に示すように、研磨装置は、研磨具としての研磨パッド２を支持するための研磨テーブル３と、基板Ｗを研磨テーブル３上の研磨パッド２に押し付けるための研磨ヘッド５と、研磨テーブル３を研磨パッド２とともに回転させるテーブルモータ６と、研磨パッド２に研磨液（例えばスラリー）を供給するための研磨液供給ノズル８を備えている。

【0016】

研磨パッド２は、研磨テーブル３の上面に貼り付けられている。研磨パッド２の露出面は、基板Ｗを研磨する研磨面２ａを構成している。研磨具としては、研磨パッド２に代えて固定砥粒または研磨布などを用いてもよい。テーブルモータ６は、研磨テーブル３の下方に配置されている。研磨テーブル３は、テーブル軸３ａを介してテーブルモータ６に連結されている。研磨テーブル３および研磨パッド２は、テーブルモータ６によりテーブル軸３ａの軸心を中心に回転される。

【0017】

研磨装置は、研磨ヘッド５に連結されたヘッドシャフト１１と、ヘッド揺動シャフト１４と、ヘッド揺動シャフト１４の上端に連結されたヘッド揺動アーム１６をさらに備えている。研磨ヘッド５は、ヘッドシャフト１１の下端に固定されている。研磨ヘッド５は、真空吸着によりその下面に基板Ｗを保持できるように構成されている。基板Ｗは、被研磨面が下向きになるように保持されている。

【0018】

ヘッドシャフト１１は、ヘッド揺動アーム１６の自由端に回転可能に支持されている。ヘッド揺動アーム１６内には、電動機などを備えたヘッド揺動機構（図示せず）が配置されている。ヘッド揺動機構は、ヘッド揺動シャフト１４に連結されている。ヘッド揺動機構は、ヘッド揺動アーム１６を介して、研磨ヘッド５をヘッドシャフト１１とともに、ヘッド揺動シャフト１４の軸心を中心に揺動させるように構成されている。ヘッド揺動機構によりヘッド揺動アーム１６が揺動されると、研磨ヘッド５は研磨テーブル３の上方にある研磨位置と研磨テーブル３の半径方向外側にある待機位置との間を移動する。

【0019】

ヘッド揺動アーム１６内には、電動機などを備えたヘッド回転機構（図示せず）が配置されている。このヘッド回転機構は、ヘッドシャフト１１に連結されており、研磨ヘッド５をヘッドシャフト１１とともに、ヘッドシャフト１１の軸心を中心に回転させるように構成されている。ヘッド回転機構は、例えば、モータ、プーリ、およびベルトの組み合わせにより構成されている。

【0020】

ヘッドシャフト１１は、図示しないヘッド昇降機構に連結されている。このヘッド昇降機構は、ヘッドシャフト１１をヘッド揺動アーム１６に対して相対的に上下動させるように構成されている。ヘッド昇降機構は、例えば、ボールねじとサーボモータの組み合わせにより構成されている。このヘッドシャフト１１の上下動により、研磨ヘッド５は、ヘッド揺動アーム１６および研磨テーブル３に対して相対的に上下動可能である。

【0021】

研磨装置は、動作制御部２０をさらに備えている。研磨ヘッド５、テーブルモータ６、ヘッド揺動機構、ヘッド回転機構、ヘッド昇降機構、および研磨液供給ノズル８は、動作制御部２０に電気的に接続されており、研磨ヘッド５、テーブルモータ６、ヘッド揺動機構、ヘッド回転機構、ヘッド昇降機構、および研磨液供給ノズル８の動作は、動作制御部２０により制御される。

【0022】

動作制御部２０は、少なくとも１台のコンピュータから構成されている。動作制御部２０は、研磨装置の動作を制御するためのプログラムが格納された記憶装置２０ａと、プログラムに含まれる命令に従って演算を実行する演算装置２０ｂを備えている。記憶装置２０ａは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの主記憶装置と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）などの補助記憶装置を備えている。演算装置２０ｂの例としては、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＧＰＵ（グラフィックプロセッシングユニット）が挙げられる。ただし、動作制御部２０の具体的構成はこれらの例に限定されない。

【0023】

基板Ｗは次のようにして研磨される。基板Ｗを保持した研磨ヘッド５は待機位置から研磨位置に移動される。研磨ヘッド５および研磨テーブル３が同じ方向に回転されながら、研磨液が研磨液供給ノズル８から研磨パッド２の研磨面２ａに供給される。基板Ｗは、研磨ヘッド５によって回転されながら、研磨パッド２上に研磨液が存在した状態で、研磨ヘッド５によって研磨パッド２の研磨面２ａに押し付けられる。基板Ｗの表面は、研磨液の化学的作用と、研磨液に含まれる砥粒および／または研磨パッド２の機械的作用により研磨される。

【0024】

研磨装置は、研磨パッド２の研磨面２ａのドレッシング（またはコンディショニング）を行うドレッサ３０をさらに備えている。ドレッサ３０は、研磨パッド２に摺接されるドレッシングヘッド３１と、ドレッシングヘッド３１が固定されるドレッサシャフト３３と、ドレッサシャフト３３を支持するドレッサアーム３５と、ドレッサシャフト３３を介してドレッシングヘッド３１を回転させるドレッサ回転機構（図示せず）を備えている。ドレッサ回転機構はドレッサアーム３５内に配置されている。ドレッシングヘッド３１の下面にはダイヤモンド粒子などの砥粒（図示せず）が固定されており、ドレッシングヘッド３１の下面は、これらの砥粒によって研磨面２ａをドレッシングするドレッシング面を構成している。

【0025】

ドレッサアーム３５は、ドレッサ揺動シャフト３７に連結されており、このドレッサ揺動シャフト３７を中心に旋回するように構成されている。ドレッサアーム３５が旋回すると、ドレッシングヘッド３１は研磨面２ａ上を研磨テーブル３の半径方向に揺動する。ドレッシングヘッド３１は、研磨パッド２の研磨面２ａ上を揺動しながら回転し、研磨パッド２を僅かに削り取ることにより研磨面２ａをドレッシングする。さらに、ドレッシングヘッド３１は、ドレッサアーム３５の旋回に伴って、研磨テーブル３の上方にあるドレッシング位置と、研磨テーブル３の半径方向外側にある待機位置との間を移動する。

【0026】

研磨装置は、霧状の流体を研磨パッド２の研磨面２ａに噴射して研磨面２ａを洗浄するアトマイザ３９をさらに備えている。アトマイザ３９は、研磨パッド２（または研磨テーブル３）の半径方向に沿って延びている。流体は、液体（例えば、純水）と気体（例えば、窒素ガスなどの不活性ガス）との混合流体、または液体のみから構成される。このような流体を研磨面２ａに噴射することにより、研磨パッド２の研磨面２ａ上に残留する研磨屑および研磨液に含まれる砥粒が除去される。

【0027】

図１に示すように、研磨装置は、研磨ヘッド５の上部に搭載されたヘッド付帯装置４０をさらに備えている。ヘッド付帯装置４０は、研磨液などの液体との接触を防止すべき装置である。ヘッド付帯装置４０の例としては、研磨ヘッド５の一部に局所荷重を加えるための局所荷重付与装置が挙げられる。ヘッド付帯装置４０の具体的構成は、局所荷重付与装置に限定されず、液体への接触を防止すべき装置である限り任意である。図１では、ヘッド付帯装置４０は模式的に描かれている。

【0028】

本実施形態の研磨装置は、研磨ヘッド５の上部を覆うカバー組立体４１を備えている。カバー組立体４１は、その下端が開口しており、研磨ヘッド５の外周面を囲う形状を有している。本実施形態では、研磨ヘッド５は円柱形状を有しており、カバー組立体４１は円形の水平断面を有している。カバー組立体４１の上端は、ヘッド揺動アーム１６の下面に図示しないねじなどの締結具を用いて連結されている。カバー組立体４１は、ヘッドシャフト１１、およびヘッド付帯装置４０をその内部に収容し、さらに研磨ヘッド５の上部を覆う形状を有している。したがって、研磨ヘッド５の上部への研磨液の浸入、およびヘッド付帯装置４０等を含む研磨ヘッド５への研磨液の付着を防止することができる。

【0029】

図２は、カバー組立体４１の一実施形態を示す斜視図である。カバー組立体４１は、研磨ヘッド５（図２には図示せず）の外周面を覆うカバー本体４２と、ヘッド揺動アーム１６（図２には図示せず）の下面に連結するためのフランジ４３を備えている。カバー本体４２は、フランジ４３に連結されており、フランジ４３から下方に延びる円筒形状を有している。なお、カバー組立体４１は、研磨ヘッド５の上部を覆うことができる限りにおいて他の形状を有してもよく、本実施形態に限定されない。一実施形態では、カバー本体４２は、研磨ヘッド５の形状に応じて、楕円形状や角柱形状などの他の形状を有してもよい。他の実施形態では、カバー組立体４１は、フランジ４３を備えずに、図示しないブラケットを介してヘッド揺動アーム１６に連結されてもよい。

【0030】

カバー組立体４１は、２つ以上のカバー部材に分割可能に構成されてもよい。本実施形態では、カバー組立体４１は、カバー組立体４１の少なくとも一部を構成する第１カバー部材４５Ａと、カバー組立体４１の他の部分を構成する第２カバー部材４５Ｂを備えている。より具体的には、カバー組立体４１は、周方向においてカバー組立体４１の半分を構成する第１カバー部材４５Ａと、周方向においてカバー組立体４１の残りの半分を構成する第２カバー部材４５Ｂを備えている。第１カバー部材４５Ａの両端は、第２カバー部材４５Ｂの両端にそれぞれ接触している。本実施形態では、第１カバー部材４５Ａの両端は、第２カバー部材４５Ｂの両端に重なっている。ただし、第１カバー部材４５Ａと第２カバー部材４５Ｂの構成は、本実施形態に限定されない。一実施形態では、第１カバー部材４５Ａの両端と第２カバー部材４５Ｂの両端は、図示しないねじなどの締結具により互いに連結されてもよい。一実施形態では、カバー組立体４１は、一体成形物であってもよいし、あるいは、３つ以上のカバー部材から構成されてもよい。

【0031】

第１カバー部材４５Ａは、カバー本体４２の周方向における半分を構成する第１カバー本体４２ａと、第１カバー本体４２ａの上部に連結され、フランジ４３の半分を構成する第１フランジ４３ａを備えている。第２カバー部材４５Ｂは、カバー本体４２の周方向における残りの半分を構成する第２カバー本体４２ｂと、第２カバー本体４２ｂの上部に連結され、フランジ４３の残りの半分を構成する第２フランジ４３ｂを備えている。第１カバー本体４２ａおよび第２カバー本体４２ｂは、半円筒形状を有している。

【0032】

第１カバー部材４５Ａおよび第２カバー部材４５Ｂのうちの少なくとも一方は、研磨装置から取り外し可能に構成されている。本実施形態では、第１カバー部材４５Ａおよび第２カバー部材４５Ｂの両方は、フランジ４３の締結具を取り除くことにより、研磨装置から取り外し可能である。このような構成によれば、カバー組立体４１に覆われた研磨ヘッド５やヘッド付帯装置４０等のメンテナンスを容易に実施することができる。

【0033】

フランジ４３とカバー本体４２は、別の部材で構成されており、溶接や接着剤を用いた貼り合わせにより接合されている。本実施形態では、第１フランジ４３ａと第１カバー本体４２ａは、別の部材で構成されており、第２フランジ４３ｂと第２カバー本体４２ｂは、別の部材で構成されている。

【0034】

カバー本体４２は、研磨ヘッド５の外周面およびカバー組立体４１の内周面を洗浄するカバー洗浄部４８を含む。カバー洗浄部４８は、その内部に研磨ヘッド５の外周面およびカバー組立体４１の内周面を洗浄するための洗浄液が流れる流体室５５を備えている。流体室５５の詳細については、後述する。カバー洗浄部４８は、研磨ヘッド５の外周面の少なくとも一部を覆うように構成されている。本実施形態では、カバー洗浄部４８は、研磨ヘッド５の外周面の全周を覆うように構成されており、カバー本体４２の全体から構成されている。すなわち、本実施形態のカバー洗浄部４８は、第１カバー本体４２ａおよび第２カバー本体４２ｂから構成されている。

【0035】

一実施形態では、カバー洗浄部４８は、カバー本体４２の一部から構成され、研磨ヘッド５の外周面の一部を覆うように構成されてもよい。例えば、カバー洗浄部４８は、第１カバー本体４２ａから構成されており、第２カバー本体４２ｂは、詳細を後述するカバー洗浄部４８としての構成を有さない（すなわち、流体室５５を備えていない）半円筒形状の部材であってもよい。カバー洗浄部４８としての構成を有さない部材は、流体室５５を備えるカバー洗浄部４８よりも幅を小さくできるため、研磨ヘッド５に隣接して設けられた機器（例えば、図１に示す研磨液供給ノズル８、アトマイザ３９など）との距離が小さい部分は、カバー洗浄部４８としての構成を有さない部材で構成されてもよい。言い換えれば、第１カバー部材４５Ａおよび第２カバー部材４５Ｂのうちの少なくとも一方は、カバー洗浄部４８を備えている。本実施形態では、第１カバー部材４５Ａおよび第２カバー部材４５Ｂの両方は、カバー洗浄部４８を備えている。

【0036】

本実施形態では、カバー洗浄部４８は、第１カバー本体４２ａから構成された第１カバー洗浄部４８Ａと、第２カバー本体４２ｂから構成された第２カバー洗浄部４８Ｂを有している。

【0037】

次に、カバー洗浄部４８の構成について説明する。第１カバー洗浄部４８Ａと第２カバー洗浄部４８Ｂは、基本的に同じ構成を有しているので、以下では第１カバー洗浄部４８Ａについて説明する。図３は、第１カバー洗浄部４８Ａの一実施形態を示す斜視図であり、図４は、図３に示す第１カバー洗浄部４８Ａの内面を示す図であり、図５は、図４のＡ－Ａ線断面図であり、図６は、図４のＢ－Ｂ線断面図である。第１カバー洗浄部４８Ａは、第１カバー洗浄部４８Ａの外面を構成する外側カバー部５１と、第１カバー洗浄部４８Ａの内面の少なくとも一部を構成する内側カバー部５２と、外側カバー部５１と内側カバー部５２との間に形成された流体室５５を備えている。

【0038】

図５に示すように、外側カバー部５１は、内側カバー部５２の外側に位置する流体室形成部５１ａと、流体室形成部５１ａの上側に位置する壁部５１ｂを有している。流体室形成部５１ａは半径方向外側に窪んだ形状を有している。図３および図４に示すように、内側カバー部５２は、円弧形状を有する主カバー部５２ａと、主カバー部５２ａから上方に突出する継手部５２ｂを有している。第１カバー洗浄部４８Ａの外面は、外側カバー部５１の外面によって構成されている。第１カバー洗浄部４８Ａの内面は、内側カバー部５２の内面と外側カバー部５１の壁部５１ｂの内面によって構成されており、これらは同一面内にある。第１カバー洗浄部４８Ａの内面は、その少なくとも一部が研磨ヘッド５（図１参照）の外周面に対向している。一実施形態では、外側カバー部５１は、壁部５１ｂを有していなくてもよい。

【0039】

外側カバー部５１は、その壁部５１ｂ内に、内側カバー部５２の継手部５２ｂが嵌合する継手嵌合部５１ｃを有している。内側カバー部５２は、外側カバー部５１よりも小さい。内側カバー部５２は、継手部５２ｂが外側カバー部５１の継手嵌合部５１ｃに嵌合して、内側カバー部５２の全体が外側カバー部５１に嵌め込まれる。外側カバー部５１と内側カバー部５２は、接着剤などを用いて接合されている。

【0040】

図５に示すように、流体室５５は、外側カバー部５１と内側カバー部５２との間に形成されている。より具体的には、流体室５５は、外側カバー部５１の流体室形成部５１ａと内側カバー部５２の主カバー部５２ａとの間に形成されている。流体室５５は、第１カバー洗浄部４８Ａの周方向に沿って形成されている。一実施形態では、流体室形成部５１ａの側壁の厚さＴ１と、内側カバー部５２の厚さＴ２と、流体室の幅Ｆ１は、同じである。一実施形態では、外側カバー部５１の壁部５１ｂの厚さは、流体室形成部５１ａの側壁の厚さよりも大きく、流体室形成部５１ａの側壁の厚さＴ１、内側カバー部５２の厚さＴ２、および流体室の幅Ｆ１の合計と同じである。

【0041】

流体室５５の高さ方向の寸法は、外側カバー部５１の流体室形成部５１ａの高さ方向の寸法に依存して決まる。図５に示す外側カバー部５１の継手嵌合部５１ｃを通らない第１カバー洗浄部４８Ａの断面において、流体室５５の高さ方向の寸法はＨ１である。図６に示す外側カバー部５１の継手嵌合部５１ｃを通る第１カバー洗浄部４８Ａの断面において、流体室５５の高さ方向の寸法はＨ２である。高さ方向の寸法Ｈ２は、高さ方向の寸法Ｈ１よりも大きい。すなわち、流体室５５は、外側カバー部５１の継手嵌合部５１ｃの位置において、上方に広がっている。

【0042】

第１カバー洗浄部４８Ａは、洗浄液を流体室５５に供給するための洗浄液供給口５７をさらに備えている。洗浄液供給口５７は、外側カバー部５１または内側カバー部５２に設けられている。本実施形態では、図３に示すように、洗浄液供給口５７は、内側カバー部５２の継手部５２ｂに設けられている。図６に示すように、洗浄液供給口５７は、内側カバー部５２に形成された供給流路５２ｃに連通しており、供給流路５２ｃを介して流体室５５に連通している。

【0043】

洗浄液供給口５７は、洗浄液を供給する洗浄液供給ライン（図示せず）に連結されている。洗浄液供給ラインから供給される洗浄液は、洗浄液供給口５７から供給流路５２ｃを流れて、流体室５５内に供給される。洗浄液の例としては、純水が挙げられる。一実施形態では、洗浄液供給口５７は、内側カバー部５２の主カバー部５２ａに設けられてもよいし、あるいは、外側カバー部５１の流体室形成部５１ａに設けられてもよい。一実施形態では、第１カバー洗浄部４８Ａは、複数の洗浄液供給口５７を備えてもよい。例えば、複数の洗浄液供給口５７は、内側カバー部５１の周方向に沿って等間隔に配列されてもよい。洗浄液供給ラインから供給される洗浄液の流量や、洗浄液供給口５７の個数および配置は、後述する洗浄液吐出口５８から吐出される洗浄液の流量に応じて、適宜決定される。

【0044】

内側カバー部５１は、流体室５５に連通する少なくとも１つの洗浄液吐出口５８を有している。本実施形態では、内側カバー部５１は、内側カバー部５１の周方向に沿って配列された複数の洗浄液吐出口５８を有している。複数の洗浄液吐出口５８は、内側カバー部５１の周方向に沿って等間隔に配列されている。複数の洗浄液吐出口５８は、洗浄液供給口５７よりも下方に配置されている。洗浄液吐出口５８の形状および配置は、本実施形態に限られない。例えば、内側カバー部５１は、内側カバー部５１の周方向に沿って延びるスリット形状の１つの洗浄液吐出口５８を有してもよい。一実施形態では、複数の洗浄液吐出口５８は、内側カバー部５１の周方向に沿って不規則に配列されてもよい。

【0045】

図６に示すように、洗浄液吐出口５８は、内側カバー部５２に形成された吐出流路５２ｄを介して流体室５５に連通している。洗浄液吐出口５８は、吐出流路５２ｄに連通している。本実施形態では、洗浄液吐出口５８および吐出流路５２ｄは、内側カバー部５２の下部に形成され、かつ流体室５５の下部に位置しているが、一実施形態では、洗浄液吐出口５８および吐出流路５２ｄは、流体室５５の最下部に位置してもよい。本実施形態では、吐出流路５２ｄは水平に延びているが、一実施形態では、吐出流路５２ｄは、流体室５５側から洗浄液吐出口５８側に向かって下方に傾斜していてもよい。流体室５５内の洗浄液は、吐出流路５２ｄを流れて洗浄液吐出口５８から第１カバー洗浄部４８Ａの外側に吐出される。洗浄液吐出口５８は、研磨ヘッド５（図１参照）の外周面に対向するように配置されている。したがって、流体室５５内の洗浄液は、洗浄液吐出口５８から研磨ヘッド５の外周面に向かって吐出される。

【0046】

上述したように、カバー洗浄部４８は、その半分が第１カバー洗浄部４８Ａから構成され、残りの半分が第２カバー洗浄部４８Ｂから構成されている。したがって、カバー洗浄部４８は、研磨ヘッド５の外周面の全周を覆っており、第１カバー洗浄部４８Ａの複数の洗浄液吐出口５８および第２カバー洗浄部４８Ｂの複数の洗浄液吐出口（図示せず）を含むカバー洗浄部４８の複数の洗浄液吐出口は、研磨ヘッド５の外周面の全周に対向するように配置されている。

【0047】

図７は、カバー洗浄部４８が研磨ヘッド５の外周面５ａおよびカバー組立体４１の内周面４１ａを洗浄する様子を説明する図である。カバー洗浄部４８は、複数の洗浄液吐出口５８から研磨ヘッド５の外周面５ａに向かって流体室５５内の洗浄液を吐出して、研磨ヘッド５とカバー組立体４１との隙間Ｇに洗浄液を供給する。カバー組立体４１の内径は、研磨ヘッド５の外径よりも大きく、研磨ヘッド５とカバー組立体４１との間には、研磨ヘッド５の全周に亘って隙間Ｇが形成されている。研磨ヘッド５とカバー組立体４１との隙間Ｇの幅は、研磨ヘッド５の外周面５ａおよびカバー組立体４１の内周面４１ａの全周に洗浄液が接触し、洗浄液吐出口５８から供給された洗浄液が研磨ヘッド５の外周面５ａおよびカバー組立体４１の内周面４１ａを洗浄することができる程度の大きさ（例えば、数ミリ程度）である。

【0048】

カバー洗浄部４８の複数の洗浄液吐出口５８は、研磨ヘッド５の外周面５ａ内に設定された、液体の接触を許容する限界高さＬＨよりも下方に配置されている。限界高さＬＨは、研磨ヘッド５の上部への洗浄液の浸入、およびヘッド付帯装置４０等を含む研磨ヘッド５への洗浄液の付着を防止することができる高さに予め定められている。

【0049】

カバー洗浄部４８による研磨ヘッド５の外周面５ａおよびカバー組立体４１の内周面４１ａの洗浄は、基板Ｗの研磨が終了し、次の基板の研磨が開始されるまでの間に行われる。洗浄中、研磨ヘッド５は、研磨テーブル３の半径方向外側にある待機位置に配置されている。カバー洗浄部４８は、複数の洗浄液吐出口５８から回転する研磨ヘッド５の外周面５ａに向かって流体室５５内の洗浄液を吐出して、研磨ヘッド５とカバー組立体４１との隙間Ｇに洗浄液を供給する。特に、複数の洗浄液吐出口５８よりも下方に位置する、研磨ヘッド５とカバー組立体４１との隙間Ｇに洗浄液が供給される。研磨ヘッド５が回転されながら、複数の洗浄液吐出口５８から洗浄液が隙間Ｇに供給されるので、研磨ヘッド５の外周面５ａおよびカバー組立体４１の内周面４１ａの全周に洗浄液が行き渡る。より具体的には、研磨ヘッド５の回転中に洗浄液が隙間Ｇに供給されると、表面張力により洗浄液が隙間Ｇの全周に満たされるとともに、洗浄液吐出口５８からの洗浄液の吐出力と研磨ヘッド５の回転力が作用して、研磨ヘッド５の外周面５ａおよびカバー組立体４１の内周面４１ａの全周に洗浄液が接触する。これにより、研磨ヘッド５の外周面５ａおよびカバー組立体４１の内周面４１ａに付着した研磨液を洗い流すことができる。

【0050】

洗浄液吐出口５８から吐出される洗浄液の流量は、上述した洗浄液供給ライン（図示せず）から流体室５５に供給される洗浄液の流量によって調節することができる。洗浄液供給ライン（図示せず）から流体室５５に供給される洗浄液の流量を大きくすると、洗浄液吐出口５８から研磨ヘッド５の外周面５ａに向かって洗浄液が勢いよく吐出される。これにより、研磨ヘッド５の外周面５ａに付着した研磨液をより効果的に洗い流すことができる。

【0051】

本実施形態の洗浄液吐出口５８は、研磨ヘッド５の外周面５ａの全周に対向するように配置されているが、一実施形態では、研磨ヘッド５の外周面５ａの一部に対向するように配置されてもよい。洗浄液吐出口５８の形状および配置は、研磨ヘッド５の回転によって、洗浄液が研磨ヘッド５の外周面５ａおよびカバー組立体４１の内周面４１ａの全周に洗浄液が行き渡る限り、特に限定されない。

【0052】

カバー組立体４１は、研磨ヘッド５に隣接して設けられた機器（例えば、図１に示す研磨液供給ノズル８、アトマイザ３９など）との接触を避けるために、カバー組立体４１の外径の寸法が制限される。したがって、図５に示す流体室形成部５１ａの側壁の厚さＴ１、内側カバー部５２の厚さＴ２、および流体室５５の幅Ｆ１は、その寸法が制限される。例えば、流体室形成部５１ａの側壁の厚さＴ１、内側カバー部５２の厚さＴ２、および流体室５５の幅Ｆ１は、それぞれ数ミリ程度である。

【0053】

このような厚みの小さい外側カバー部５１の流体室形成部５１ａを切削などにより成形すると、加工時の熱により流体室形成部５１ａが変形することがある。流体室形成部５１ａが変形すると、流体室５５が歪み、結果的として、複数の洗浄液吐出口５８から洗浄液を均一に吐出できないことがある。したがって、外側カバー部５１の流体室形成部５１ａの成形には、高い寸法精度が要求される。

【0054】

一実施形態では、外側カバー部５１は、真空成形法により成形される。図８は、外側カバー部５１を成形する真空成形法の一実施形態を説明する図である。本実施形態の外側カバー部５１は、熱可塑性樹脂から構成されている。外側カバー部５１の材料として用いられる熱可塑性樹脂の例としては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＰＥ（ポリエチレン）などが挙げられる。

【0055】

ステップＳ１０１では、外側カバー部５１の材料である薄板６０をヒータ６２で加熱して、薄板６０を軟化させる。
ステップＳ１０２では、軟化した薄板６０を真空吸引により金型６３に密着させる。金型６３には、真空吸引するための通孔６３ａが形成されており、この通孔６３ａを通じて金型６３と薄板６０との間を真空状態にする。軟化した薄板６０は、金型６３の形状に従って変形しながら金型６３に密着する。

【0056】

ステップＳ１０３では、金型６３に密着した薄板６０を冷却する。熱により軟化した薄板６０は、冷却されることにより硬化して、形状が固定される。
ステップＳ１０４では、冷却された薄板６０、すなわち成形された外側カバー部５１を離型する。このような真空成形法によれば、外側カバー部５１の流体室形成部５１ａを高い寸法精度で成形することができる。特に、外側カバー部５１の流体室形成部５１ａは、金型６３に密着する部分であるため、金型６３の形状通りの寸法で成形される。したがって、流体室５５を形成する流体室形成部５１ａを高い寸法精度で成形することができる。本実施形態の外側カバー部５１は、均一な厚さを有する薄板６０が金型６３の形状に従って変形する。したがって、本実施形態の外側カバー部５１の全体の形状は、上述した実施形態の外側カバー部５１の全体の形状とは異なっている。一実施形態では、流体室形成部５１ａの側壁の厚さと壁部５１ｂの厚さは、同じであってもよい。他の実施形態では、外側カバー部５１の流体室形成部５１ａと壁部５１ｂは、別個に成形された後に、溶接や接着剤を用いた貼り合わせにより接合されてもよい。

【0057】

これまで説明したカバー組立体は、研磨ヘッド５を覆うカバーとして適用されているが、カバー組立体は、研磨装置に用いられる回転体のいずれにも適用することができる。研磨装置に用いられる回転体としては、研磨ヘッド５の他に、例えば、ドレッシングヘッド３１が挙げられる。図９は、カバー組立体８０をドレッシングヘッド３１に適用した例を示す図である。ドレッシングヘッド３１に適用したカバー組立体８０の構成は、上述したカバー組立体４１と同じであるので、その重複する説明を省略する。

【0058】

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

【符号の説明】

【0059】

２ 研磨パッド
２ａ 研磨面
３ 研磨テーブル
３ａ テーブル軸
５ 研磨ヘッド
６ テーブルモータ
８ 研磨液供給ノズル
１１ ヘッドシャフト
１４ ヘッド揺動シャフト
１６ ヘッド揺動アーム
２０ 動作制御部
２０ａ 記憶装置
２０ｂ 演算装置
３０ ドレッサ
３１ ドレッシングヘッド
３３ ドレッサシャフト
３５ ドレッサアーム
３７ ドレッサ揺動シャフト
３９ アトマイザ
４０ ヘッド付帯装置
４１ カバー組立体
４２ カバー本体
４２ａ 第１カバー本体
４２ｂ 第２カバー本体
４３ フランジ
４３ａ 第１フランジ
４３ｂ 第２フランジ
４５Ａ 第１カバー部材
４５Ｂ 第２カバー部材
４８ カバー洗浄部
４８Ａ 第１カバー洗浄部
４８Ｂ 第２カバー洗浄部
５１ 外側カバー部
５１ａ 流体室形成部
５１ｂ 壁部
５１ｃ 継手嵌合部
５２ 内側カバー部
５２ａ 主カバー部
５２ｂ 継手部
５２ｃ 供給流路
５２ｄ 吐出流路
５５ 流体室
５７ 洗浄液供給口
５８ 洗浄液吐出口
６０ 薄板
６２ ヒータ
６３ 金型
８０ カバー組立体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】