JP2002509811A - ケミカルメカニカルポリシングコンディショナ - Google Patents

ケミカルメカニカルポリシングコンディショナ

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JP2002509811A
JP2002509811A JP2000540970A JP2000540970A JP2002509811A JP 2002509811 A JP2002509811 A JP 2002509811A JP 2000540970 A JP2000540970 A JP 2000540970A JP 2000540970 A JP2000540970 A JP 2000540970A JP 2002509811 A JP2002509811 A JP 2002509811A
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conditioning
disc
polishing
conditioner head
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JP2000540970A
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ジャヤクマール グルサミー，
ローレンス， エム． ローゼンバーグ，
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Applied Materials Inc
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    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/017—Devices or means for dressing, cleaning or otherwise conditioning lapping tools
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    • B24—GRINDING; POLISHING
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Abstract

(57)【要約】 ポリシングパッドの研磨面をコンディショニングするためのコンディショナヘッド（６０）である。コンディショナヘッド（６０）は、縦軸の周りに回転する駆動要素とディスクバッキング要素（８０）を備える。ディスクバッキング要素（８０）は、研磨ディスク（８２）を支持し、ディスクの下面をポリシングパッドに係合させた状態に保持する。コンディショナヘッドは、ディスクバッキング要素を駆動要素に結合して、両者の間でトルクと回転を伝達する被駆動要素を更に備える。被駆動装置は、引込位置と伸張位置との間を縦方向に移動する。環状ダイヤフラム（１３４）は、駆動要素と被駆動要素との間のギャップを架橋し、駆動要素および被駆動要素に結合して、これらと一体になって回転する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全体として半導体基板の平坦化に関し、特に、スラリー式ポリッシ
ャにおけるポリシングパッドのコンディショニングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路は、導電層、半導電層または絶縁層の連続的な堆積により、基板、特
にシリコンウェーハ上に通常形成される。各層が堆積された後、基板は回路フィ
ーチャを形成するためにエッチングされる。一連の層が連続的に堆積されエッチ
ングされるにつれて、基板の外面または最上面、すなわち基板の露出面が徐々に
非平坦になる。非平坦な面はフォトリソグラフィ装置の適切な焦点合わせを妨げ
ることがあるので、この非平坦な外面は、集積回路メーカに対して問題を提起す
る。したがって、基板表面を定期的に平坦化して、平坦な表面を与える必要があ
る。実際、平坦化は、導電層、半導電層、または絶縁層のいかんにかかわらず、
非平坦な外面を削り取り、比較的平滑な表面を形成する。
【０００３】 ケミカルメカニカルポリシング（ＣＭＰ）は、平坦化の認められた方法の一つ
である。この平坦化方法は、通常、キャリヤヘッドまたは研磨ヘッド上に基板を
、研磨すべき基板表面を露出させて取り付けることを必要とする。この後、基板
は、回転ポリシングパッドに接するように配置される。また、キャリアヘッドは
、回転および／または振動して基板と研磨面との間に追加の運動を与えることが
できる。さらに、研磨材および少なくとも一種類の化学反応剤を含む研磨スラリ
ーをポリシングパッド上に広げて、パッドと基板の境界に研磨化学溶液を供給す
ることができる。
【０００４】 ケミカルメカニカルポリシングプロセスにおける重要な要因は、基板表面の平
坦度と均一性、およびポリシングレートである。不適切な平坦度と均一性は、基
板欠陥を発生させることがある。ポリシングレートは、層をポリシングするため
に必要な時間を定める。したがって、これはポリシング装置の最大スループット
を定める。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
重要なことは、基板にダメージを与える可能性を生じさせたり（例えば、パッ
ドに蓄積した屑に起因するスクラッチによる場合）、ポリシング速度や効率を低
下（例えば、長期使用後のパッド表面のグレイジングに起因して低下）させる劣
化要因に対処する適切な処置を取ることである。基板表面のスクラッチに伴う問
題はおのずと明らかである。より一般的なパッド劣化の問題は、ポリシング効率
の低下によりコストが増加すること、そしてパッドが摩耗するにつれて基板間で
の一貫した作業の維持が困難になることの双方である。
【０００６】 グレイジング現象は、パッド材に対する汚染、熱的、化学的および機械的ダメ
ージの複雑な組合せである。ポリッシャが作動しているとき、パッドは、熱と磨
耗をもたらす圧縮、剪断、および摩擦を受ける。ウェーハおよびパッドから削り
取られた材料とスラリーは、パッド材の微細孔に押し込まれ、材料自体はもつれ
た状態になり、一部では溶融さえも生じる。これらの結果は、パッドの粗さと新
しいスラリーを基板に供給する能力を低減する。
【０００７】 したがって、捕捉されたスラリーを除去し、パット材のもつれを解いて再び延
ばすことにより、パッドを継続的にコンディショニングすることが望ましい。
【０００８】 多くのコンディショニング方法および装置が開発されている。一般的な方法は
機械的方法であり、この方法では、動いているポリシングパッドに接触させて研
磨材が配置される。例えば、ダイアモンド被覆スクリーンまたはバーを用いるこ
とができる。このスクリーンやバーは、パッド表面をこすって削り、パッドの微
細孔に捕捉された汚染スラリーを除去するとともに、パッドを延ばして再び粗面
化する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
一つの態様では、本発明は、ポリシングパッドの研磨面をコンディショニング
するためのコンディショナヘッドに関する。このヘッドは、縦軸の周りで回転す
るように支持された駆動要素を備える。ヘッドはさらに、研磨ディスクを支持し
、その研磨ディスクをポリシングパッドと係合させて保持するディスクバッキン
グ要素を備える。被駆動要素は、ディスクバッキング要素を駆動要素に結合し、
両者の間でトルクおよび回転を伝達する。被駆動要素は、引込位置と伸張位置と
の間を縦方向に移動することができる。環状ダイヤフラムは、駆動要素と被駆動
要素との間のギャップを架橋し、駆動要素および被駆動要素に結合されて、駆動
要素および被駆動要素と一体となって回転する。
【００１０】 本発明の実施形態は以下の一つ以上を含む。ダイヤフラムは、部分的に圧力チ
ャンバの境界を定めていてもよく、ここで、このチャンバは、被駆動装置を引込
位置から伸張位置へ移行させるように加圧することができるとともに、被駆動装
置を伸張位置から引込位置へ移行させるように減圧することができる。引込位置
および伸張位置間の移行中、圧力チャンバの外側に位置するダイヤフラムの第１
の面は、被駆動要素の略環状の外面部分から離れ、ギャップを横断し、駆動要素
の略環状の内面部分に巻き付く。
【００１１】 駆動要素は、駆動シャフトとカラーとを含んでいてもよく、ここで、このカラ
ーは、駆動シャフトに実質的に固定され、かつ略環状の内面部分を有している。
被駆動要素は、少なくとも駆動シャフトの長さを取り囲む駆動スリーブであって
、略環状の外面部分を有する駆動スリーブを含んでいてもよい。環状ダイヤフラ
ムが外周部と内側開口部との間に延在していてもよく、この環状ダイヤフラムは
、外周部に沿ってカラーに封止固定されるとともに、内側開口部に沿って駆動ス
リーブに封止固定されていてもよい。駆動スリーブの略環状の外面部分が円筒で
あってもよいし、カラーの略環状の内面部分が円筒であってもよい。ダイヤフラ
ムは、部分的に圧力チャンバの境界を定めていてもよい。この圧力チャンバは、
前記駆動スリーブを前記引込位置から前記伸張位置へ移行させるように加圧する
ことができるとともに、前記駆動スリーブを前記伸張位置から前記引込位置へ移
行させるように減圧することができる。引込位置および伸張位置間の移行中、圧
力チャンバの外側に位置するダイヤフラムの第１の面は、駆動スリーブの略環状
の外面部分から離れてもよい。この後、ダイヤフラムの第１の面は、駆動スリー
ブの略環状の外面部分とカラーの略環状の内面部分との間のギャップを横断し、
カラーの略環状の内面部分に巻き付いてもよい。圧力チャンバを膨張させるため
の流体を、前記駆動シャフト内のチャネルを通じて前記圧力チャンバへ導入して
もよい。ヘッドは、ヘッドを少なくとも前記縦軸を横断するように移動させるコ
ンディショナアームに実質的に堅く結合されたハウジングを含んでいてもよい。
このハウジングは、少なくともカラーの長さを取り囲む第１の部分を含んでいて
もよく、ここで、この第１部分は、カラーが第１部分に対して縦軸の周りに回転
できるようにするために軸受装置によってカラーに結合される。駆動シャフトの
上端にウェブが形成されていてもよく、カラーはウェブから垂れ下がる。前記駆
動シャフトへトルクを伝達するためにプーリがウェブに実質的に固定されていて
もよい。カラーは、ウェブから垂れ下がってウェブに固定されている第１の部品
と、第１部品とは別個に形成された第２の部品と、を備えていてもよい。第２部
品は軸受装置と係合してもよく、ダイヤフラムは外周部に沿って第１部品および
第２部品間でカラーに固定されてもよい。ダイヤフラムは、第１部品から垂れ下
がる環状リップの外側円筒面と、カラーの略環状内面部分を形成する第２部品の
略環状内面との間に部分的に挟まれていてもよい。
【００１２】 別の態様では、本発明はポリシングパッドをコンディショニングするコンディ
ショニングディスクを保持するディスクホルダに関する。このディスク保持要素
は、コンディショニングディスクの上面に係合する下面を有する。このディスク
保持要素は、コンディショニングディスクの上面に沿ってほぼ径方向外向きに延
びる複数のチャネルを画成する。
【００１３】 本発明の実施形態は、以下の一つ以上を含むことができる。ディスクは中央領
域、外周部、複数の径方向に延びるスポーク、および複数のウェブを備えていて
もよい。スポークは中央領域から外周部まで延在していてもよく、ここで、各ス
ポークは、コンディショニングディスクの上面に係合する下面を有している。そ
の各々が隣接するスポークの各対の間に位置するウェブは、その各々が、一つの
チャネルを画成するように、隣接するスポークの下面から少なくとも部分的に垂
直方向に窪んだ下面を有していてもよい。各ウェブは、中央領域から延び、外周
部から径方向に窪んだ外側エッジで終端していてもよい。外周部は、径方向に延
びる複数の通路を有するリムとして形成されていてもよい。各通路はチャネルの
対応する一つとほぼ整列されていて、ディスクの少なくとも下面が液体に曝され
ている間、このディスク保持要素およびディスクが中央の縦軸の周りを回転する
ときに対応チャネルから通路を通る径方向外向きの流れを可能にするようになっ
ていてもよい。径方向に延びる各通路は、リム内の下向きに延びる凹部として形
成されていてもよい。コンディショニングディスクは、当該ディスク保持要素に
容易に固定できるとともに、当該ディスク保持要素から容易に取り外すことがで
きるようになっていてもよい。各スポークは、コンディショニングディスクを吸
引するための磁石を支持していてもよい。コンディショニングディスクが、当該
ディスク保持要素に容易に固定できるとともに、当該ディスク保持要素から容易
に取り外すことができるようになっており、当該ディスク保持要素が、回転固定
具に容易に固定できるとともに、その固定具から容易に取り外すことができるよ
うになっていてもよい。各スポークは、コンディショニングディスクを当該ディ
スク保持要素に固定するとともに、当該ディスク保持要素を回転固定具に固定す
る磁石を支持していてもよい。第１のピンが第１のスポークから垂れ下がり、第
２のピンが第２のスポークから垂れ下がっていてもよく、ここで、この第１およ
び第２ピンは、コンディショニングディスクが当該ディスク保持要素に対して回
転することを防止するように前記コンディショニングディスクによって収容可能
である。中央領域、外周部、スポークおよびウェブは、単一の部材として一体的
に形成されていてもよい。スポークの各々は、中央領域から外側に延びる比較的
狭い部分であって、外周部と隣接する比較的広い部分に接合する部分を有してい
てもよい。ウェブの各々は、スポークのうち隣接するスポークの上面と実質的に
面一の上面を有していてもよい。
【００１４】 別の態様では、本発明は、ポリシングパッドの研磨面をコンディショニングす
る装置のコンディショナヘッドとともに使用されるコンディショニングディスク
を保持するためのディスクホルダに関する。このディスクホルダ要素は、ディス
クの上面と磁気的に係合可能な下面と、コンディショナヘッドの下面と磁気的に
係合可能な上面と、を備える。このディスクホルダ要素は、ディスクを当該ディ
スクホルダ要素へ固定し、当該ディスクホルダ要素をコンディショナヘッドへ固
定する複数の磁石を備えていてもよい。
【００１５】 別の態様では、本発明は、ポリシングパッドの研磨面をコンディショニングす
るコンディショナヘッドに関する。このヘッドは、上下面を有する略円形の研磨
ディスクを備える。この下面はディスク面を画成する。駆動要素は、縦軸の周り
に回転するように支持されている。ディスクバッキング要素は、ディスクを支持
し、ディスクの下面をポリシングパッドと係合するように保持し、ディスクに力
およびトルクを付与する。ディスクバッキング要素は、駆動要素に固定された上
側部材であって、球面部分を有する中央下向きのソケットを有する上側部材を有
している。ディスクバッキング要素は、研磨ディスクに固定された下側部材であ
って、ソケットの球面部分と摺動自在に係合する球面部分を有する中央上向きの
突出部を有する下側部材を更に有している。ディスクバッキング要素は、中立位
置に向かって下側部材を付勢するように上側部材を下側部材に結合する少なくと
も一つの弾性部材を更に有している。中立位置では、ディスク面が縦軸に対して
垂直である。この弾性部材は、縦軸に対してディスク面を傾けることを可能にす
るとともに、駆動要素からディスクにトルク及び回転を伝達することを可能にす
る。上部部材は中央ハブを備えていてもよい。少なくとも一つの弾性部材は、中
央ハブから径方向外向きに延びる複数のスポークを備えていてもよい。各スポー
クは、駆動要素からリムに回転を伝達する間、縦軸に対してディスク面を傾ける
ことができるように上下方向に撓むことができるようになっていてもよい。ソケ
ットおよび突出部の球面部分は、実質的にディスク面内に位置する共通の中心を
有していてもよい。
【００１６】 別の態様では、本発明は、研磨コンディショニングディスクを使用してポリシ
ングパッドの研磨面をコンディショニングするためのコンディショニングヘッド
に関する。このコンディショナは、縦軸の周りに回転するように支持された駆動
要素と、研磨コンディショニングディスクを保持してトルクを付与するディスク
バッキング要素と、を備える。このディスクバッキング要素は、駆動要素に固定
された中央ハブ、リム面をほぼ画成する外側リム、および径方向に延びる複数の
スポークを備えている。スポークは、中央ハブから外側リムまで延在する。各ス
ポークは、縦軸に対して前記リム面を傾けるとともに前記駆動要素から前記リム
へ回転を伝達することができるように、上下方向に撓むことができる。各スポー
クは、スポークの可撓性を増すために、横方向に延びる波形部分を有していても
よい。スポークは鋼から形成することができる。ヘッドは、球面部分を有する中
央上向き突出部を有する面を更に備えていてもよい。ハブは、突出部の球面部分
と摺動自在に係合する球面部分を有する中央下向きソケットを備えていてもよい
。
【００１７】 別の態様では、本発明は、ポリシングパッドをコンディショニングする方法に
関する。この方法は、ディスクキャリヤにより支持され、ポリシングパッドの研
磨面と係合可能な下面を有する研磨コンディショニングディスクを用意するステ
ップを含んでいる。キャリヤは、コンディショニングディスクを回転させ、コン
ディショニングディスクの下面をポリシングパッドの研磨面に係合させる。キャ
リヤは、回転するポリシングパッドに沿った経路を往復動させられる。キャリヤ
は、コンディショニングディスクをポリシングパッドから外す。キャリヤは、コ
ンディショニングディスクを回転させ、コンディショニングディスクの下面から
縦方向上向きに向かい、コンディショニングディスクを通り、コンディショニン
グディスクの上面に沿って径方向外向きに向かう洗浄液の流れを生じさせてコン
ディショニングディスクを洗浄するようにコンディショニングディスクを洗浄液
中へ導入させる。
【００１８】 本発明の方法の実施形態は、以下の一つ以上を含むことができる。ポリシング
パッドの研磨面へ第２の液体を供給してもよい。コンディショニングディスクが
ポリシングパッドの研磨面に係合するときに、第２液体がコンディショニングデ
ィスクの下面を通って上に流れ、コンディショニングディスクを通過し、コンデ
ィショニングディスクの上面に沿って径方向外向きに流れることを可能にしても
よい。コンディショニングディスクの上面に沿った洗浄液の流れは、ディスクホ
ルダにより画成された、ほぼ径方向外向きに延びる複数のチャネルを通ってもよ
い。
【００１９】 本発明がもたらす利点には、シール性の向上や、磨耗およびパーティクル発生
の減少がある。ダイヤフラムはその内側開口部および外周部で対応要素に固定さ
れるので、回転中も、引込位置および伸張位置間のエンドエフェクタの移行中も
、それらの要素と摺動自在に係合する必要はない。摺動係合がないことにより、
磨耗やそれに伴なう摺動面間のパーティクル発生が低減され、摺動面間の圧力チ
ャンバに汚染物質が入ることが防止される。
【００２０】 更なる利点は、スポーク付き撓み部品と球面形ソケットおよび突起部の接合と
を特徴とするエンドエフェクタによって提供される。この接合は、コンディショ
ニングディスクおよびポリシングパッド面間の圧縮を維持するために、ヘッドか
らコンディショニングディスクへ下向きの力を付与できるようにする。この撓み
部品は、トルクと回転をディスクに伝達するとともに、コンディショニング中、
ディスクをポリシングパッドに対して水平に保つことができるように、ディスク
面を回転軸に対して傾けられるようにする。この撓み部品は、ディスク面が回転
軸に対して実質的に垂直となる中立方向にディスクを付勢してもよい。複数の薄
い平らなスポークを用いて撓み部品を形成することにより、回転軸の周りのトル
クを伝達する能力と、回転軸に対してディスク面を傾けられるように撓む能力と
の間のバランスが得られる。また、この摺動球面接合は、回転の中心がディスク
の下面の中心に配置された状態で、動作中におけるディスクの滑らかな傾斜を可
能にする。
【００２１】 更なる利点は、パッドのコンディショニング中、またはディスクのリンス中に
、ディスクの底面を通って上方に向かい、ディスクを通過し、チャネルを通って
ディスクの上面に沿って径方向外向きに向かうスラリーまたは洗浄流体の流れが
存在するように、ディスクの上面に沿って複数のチャネルを画成するディスク保
持要素によって提供される。これらのチャネルは、より効率の良いディスクのコ
ンディショニングおよび洗浄を促進する。
【００２２】 更なる利点は、バッキング要素またはディスクから容易に取り外せるようにさ
れたディスク保持要素によって提供される。この保持要素は、最初にディスクに
固定することができ、この組み合わされた保持要素およびディスクは、バッキン
グ要素に固定することができる。このディスク保持要素に関する位置合わせの特
徴は、過度の労力を費やすことなくバッキング要素に対してディスクおよびホル
ダを正確に位置決めすることを容易にする。より速い交換を可能にし、それによ
りディスクを交換するときの休止時間を減らすために、一つのディスクがコンデ
ィショニングヘッド内にある間、新しいディスクを第２のディスク保持要素に固
定することができる。第１ディスクおよび第１ホルダをヘッドから取り外し、第
２ディスクおよび第２保持要素と交換してから、コンディショナを再始動させる
ことができる。この後、第１ディスクを第１ディスク保持要素から分離すること
ができ、この第１ディスク保持要素は、新しいディスクに固定して、後の使用を
待機させることができる。
【００２３】 本発明の一つ以上の実施形態の詳細は、添付図面および下記の説明に述べられ
ている。本発明の他の特徴、目的および利点は、その説明、図面および特許請求
の範囲から明らかになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
様々な図面において、同様の参照番号および名称は同様の要素を示す。
【００２５】 図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、ポリシング装置１０は、３つの独立して動
作するポリシングステーション１４と、基板移送ステーション１６と、４つの独
立して回転可能なキャリヤヘッド２０の作動を編成する回転カルーセル１８とを
含むハウジング１２を備える。基板３０を収容するカセット２８が浸漬された液
体槽２６を収容するタブ２４を含む基板ローディング装置２２が、ハウジング１
２の一方の側に取り付けられる。アーム３２は、直線トラック３４に沿って動き
、カセット２８を保持ステーション３９からタブ２４へ移動するためのカセット
爪３８と、基板をタブ２４から移送ステーション１６へ移動するための基板ブレ
ード４０とを含むリストアセンブリ３６を支持する。
【００２６】 カルーセル１８は、カセットのシャフト４６が貫通して延びるスロット４４を
備えた支持プレート４２を有する。キャリヤヘッド２０は、均一に研磨された基
板表面を得るために、独立して回転し、スロット４４内を前後に振動できる。キ
ャリヤヘッド２０は対応するモータ４８によって回転させられる。これらのモー
タは、通常は、カルーセル１８の取外し可能な側壁５０の後ろに隠れている。動
作時には、基板がタブ２４から移送ステーション１６にローディングされ、そこ
から基板はキャリヤヘッド２０へ移送される。この後、カルーセル１８は、基板
を移送して、一連の一つ以上のポリシングステーション１４を通し、最後に、研
磨された基板を移送ステーション１６へ戻す。
【００２７】 各ポリシングステーション１４は、回転プラテン５２を含み、このプラテンは
、ポリシングパッド５４とパッドコンディショナ５６を支持する。プラテン５２
とコンディショナ５６の双方は、ポリシング装置１０の内側のテーブルトップ５
７に取り付けられる。各パッドコンディショナ５６は、コンディショナヘッド６
０、アーム６２、およびベース６４を備える。アーム６２は、コンディショナヘ
ッド６０に連結された遠端と、ベース６４に連結された近端とを有しており、汚
染物を除去し、表面のきめを出し直すために表面を磨くことによって表面７６を
コンディショニングするように、コンディショナヘッド６０を掃引してポリシン
グパッド表面７６を横断させる。各ポリシングステーション１４は、コンディシ
ョナヘッドをリンスまたは洗浄する洗浄液を含むカップ６６も含んでいる。
【００２８】 図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、ある動作モードでは、ポリシングパッドが
キャリヤヘッド２０に取り付けられた基板を研磨する間、ポリシングパッド５４
はパッドコンディショナ５６によってコンディショニングされる。コンディショ
ナヘッド６０は、ポリシングパッド５４を横切るキャリヤヘッド２０の動きと同
期した往復運動でポリシングパッド５４を横切るように掃引運動する。例えば、
研磨される基板を有するキャリヤヘッド２０は、ポリシングパッド５４の中心に
位置決めされ、コンディショナヘッド６０は、カップ６６内に収容された洗浄液
に浸漬される。ポリシング中、カップ６６は矢印６９で示す方向へ旋回して逸ら
せることができ、コンディショナヘッド６０と、基板を運ぶキャリヤヘッド２０
とは、それぞれ矢印７０と７２で示すようにポリシングパッド５４を横切って前
後に掃引させることができる。３つの水噴射器７４は、ポリシングパッド５４へ
水流を向けて、研磨面、すなわち上側パッド面７６からスラリーを洗い流すこと
ができる。
【００２９】 ポリシング装置１０の一般的特徴と動作に関する更なる詳細は、Perlovらによ
る同時係属出願第０８／５４９，３３６号「ケミカルメカニカルポリシング用連
続処理システム」（１９９５年１０月２７日出願）を参照されたい。この出願は
、引用により本明細書へ組み込まれる。
【００３０】 図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、コンディショナヘッド６０は、ダイアモン
ド含侵コンディショニングディスク８２（図９も参照）を担持するエンドエフェ
クタ８０を、ヘッドの中央垂直方向を向いた縦軸３００の周りに回転させるアク
チュエーション／駆動機構７８を含む。アクチュエーション／駆動機構はさらに
、上昇引込位置（図３Ａ）と下降伸張位置（図３Ｂ）との間でエンドエフェクタ
８０とディスク８２の運動を提供する。実質的に伸張位置では、ディスク８２の
下面８４がパッド５４の研磨面７６と係合する。さらに、ディスクを洗浄するた
めにエンドエフェクタをカップ６６（図２Ｂ）に導くことができ、あるいはディ
スクを交換することができる。これらの点については、両方とも後でさらに詳述
する。
【００３１】 アクチュエーション／駆動機構７８は垂直方向に延在する駆動シャフトを含み
、この駆動シャフトは、アクチュエーション／駆動機構の上端に一体に形成され
、径方向に延長されたウェブ８８を含む。例示する実施形態において、駆動シャ
フトは、熱処理した４４０Ｃステンレス鋼から形成することができる。プーリ９
０はウェブに固定されるとともに、ベルト９２を支持する。ベルト９２は、アー
ム６２の長さに沿って延び、縦軸３００の周りにシャフト８６を回転させる遠隔
モータ（図示せず）に連結されている。ロータリユニオン９４は、シャフト内の
長手方向チャネル９６を介してアクチュエーションチャンバから空気を引いたり
導入するために、シャフトの上端に固定される。カラーは、上側部分９８と下側
部分１００とを有し、それぞれがシャフトを同軸で取り囲み、両者間に略環状の
スペース１０２を画成する。上側カラー部品９８は、アーチ形を成してウェブ８
８から垂れ下がる。典型的な実施形態では、プーリはアルミニウムから形成する
ことができ、カラーは３０３ステンレス鋼から形成することができる。従って、
シャフト、プーリ、およびカラーは、縦軸の周りに一体として回転する全体的に
剛性の構造体を形成する。回転を可能にするために、シャフト／プーリ／カラー
から成るユニットは、上側および下側玉軸受ユニット１０４Ａおよび１０４Ｂを
備えた軸受装置１０４によってヘッド内で支持される。軸受装置１０４は、カラ
ー部品である下側カラー１００を、アームの構造体に固定された内側ヘッドハウ
ジング１０６へ結合する。環状クランプ１１４は、クランプ１１４と上側カラー
部品９８との間の軸受装置１０４の内側部分を垂直にクランプするように、下側
カラー部品１００のベースに固定される。内側ヘッドハウジング１０６は、中央
が開口したカップ状の外側ヘッドハウジング１０８内に保持され、内側および外
側のヘッドハウジング間に軸受装置の外側部分を垂直にクランプするように外側
ヘッドハウジングに固定される。外側ヘッドハウジング１０８は、アーム６２が
ヘッド６０を支持するよう下側アームハウジング１１０に固定される。上側アー
ムハウジング１１２は、付加的な構造支持体を提供する。典型的な実施形態では
、内側および外側ヘッドハウジングは、それぞれ３０３と３１６のステンレス鋼
から形成することができ、クランプは、３０３ステンレス鋼から形成することが
できる。
【００３２】 略環状の駆動スリーブ１２０は、エンドエフェクタ８０を駆動シャフト８６に
結合する。駆動スリーブは３１６ステンレス鋼から形成することができる。駆動
スリーブ１２０はカラーとシャフト間の環状スペース１０２内に収容される。駆
動スリーブ１２０は、駆動シャフト８６へキー締めされており、相対的な回転を
防止しながら両者の間で相対的な長手方向の並進が可能となるようになっている
。例示した実施形態において、このことは、外側へ突出したキータブ１２４を持
つキー部材１２２によって達成される。キー部材１２２はシャフト外周の垂直な
スロット１２６内に固定され、タブ１２４はスリーブ１２０の内側の垂直なスロ
ット１２８内で動き、シャフトとスリーブの相対的な回転を防止するためにスロ
ット１２８の側面と相互作用している。即ち、シャフトはプーリからのトルクと
回転をスリーブ１２０に伝えている。駆動シャフト８６および駆動スリーブ１２
０間の滑らかに摺動する垂直な係合を提供するために、ケージ１３０と複数のボ
ール１３２を有する軸受が、スリーブ１２０の内側円筒面とシャフト８６の外側
円筒面との間に挿入される。
【００３３】 外周部１３６と内周部１３８を持つ略環状の弾性ダイヤフラム１３４が、環状
スペース１０２の上部を区画して圧力チャンバ１０２Ａを形成する。このダイヤ
フラムは、圧力チャンバ１０２Ａに対して全体的に内側の上面１４０Ａと、圧力
チャンバに対して全体的に外側の下面１４０Ｂとを有する。例示した実施形態で
は、ダイヤフラムは約０．０３インチの厚さのネオプレンで作られる。ダイヤフ
ラムは、その内周部１３８に沿って、駆動スリーブ１２０の上向き肩部と、環状
の雌ねじ付クランプ１４２の下面との間に封止固定される。クランプ１４２（ナ
ットとして作られてもよい）は、駆動スリーブ１２０の上端で径が縮小された雄
ねじ付部分１４４に係合される。例示した実施形態では、クランプは６０６１−
Ｔ６アルミニウムで作られる。ダイヤフラムは、クランプと肩部の間から径方向
外向きに延び、そのあと肩部と駆動スリーブの円筒形外面部１４８との間に形成
される丸み部１４６に沿って下向きに湾曲している。ダイヤフラムは円筒形外面
部分の係合を解き、径方向外側へ続き、駆動スリーブおよびカラー間のギャップ
（環状スペース１０２）を横断する。ダイヤフラムの下面１４０Ｂは、連続して
上方に湾曲しながら、下側カラー部品１００の円筒内面１５０と係合し、それに
沿って上方に延びる。ダイヤフラムは下側カラー部品の円筒内面１５０と上向き
肩部との間に形成された丸み１５２を包み、上側カラー部品９８の上向き肩部と
下向き肩部との間でクランプされる。内側円筒面１５０の内側における環状リッ
プ１５４は、上側カラー部品から下向きに突出し、リップ１５４の外側円筒面と
下側カラー部品の内側円筒面との間でダイヤフラムの一部をはさんでいる。
【００３４】 動作時には、駆動スリーブ１２０とエンドエフェクタ８６を引込位置（図３Ａ
）から伸張位置（図３Ｂ）に移動するようにチャンバ１０２Ａを膨張させること
ができる。ロータリユニオンから真空を付与することなどによって、駆動スリー
ブとエンドエフェクタを伸張位置から引込位置へ移動させるようにチャンバを収
縮させることができる。重力がエンドエフェクタと駆動スリーブとを伸張位置に
向けて自然に付勢するので、引き込みのための真空が付与される。引込位置と伸
張位置の間を移行する間、ダイヤフラムの下面１４０Ｂは、円筒外面１４８から
離れ、環状スペース１０２によって形成されたギャップを横断して、下側カラー
部品の円筒内面１５０に巻き付く。エンドエフェクタにかかる下向きの力の大き
さは、チャンバにかかる圧力に比例する。任意で、ばね（図示せず）を設けて駆
動スリーブを引込位置に向けて付勢してもよく、これによりエンドエフェクタを
引き込む真空を使用する必要性をなくし、あるいは低減することができる。
【００３５】 駆動スリーブは、駆動シャフトからのトルクと回転を、そして圧力チャンバか
らの下向きの力を、図４に示すエンドエフェクタに伝達するようエンドエフェク
タを駆動シャフトに結合する。エンドエフェクタ８０はトルク、回転、および下
向きの力をコンディショニングディスク８２に伝達するためにバッキング要素１
５６を備えている。オプションの可動ディスクホルダ１５８が、ディスクおよび
バッキング要素間に介在する。図４を含む断面図において、ディスクホルダ１５
８を通る部分は、軸３００を中心とした１５０°の角度で断面がとられている。
ヘッドの残りの部分は、一つの平面によって断面がとられている。中央の円筒突
出部１６０は、駆動スリーブ１２０のベースから垂れ下がり、バッキング要素１
５６のハブ１６４内の円筒状ウェル１６２に受け取られ、そこへネジ等（図示せ
ず）によって固定される。中央が開口した環状弾性膜カバー１６６は、汚染物質
がバッキング要素の内側に入るのを防止する。カバー１６６は、その開口におい
て、駆動スリーブベースの水平な肩部１６８と、突出部１６０およびウェル１６
２の外側にあるハブ１６４の頂部の環状面との間にクランプされる。典型的な実
施形態において、カバーはエチレン‐プロピレン‐ジエン−ターポリマ（ＥＰＤ
Ｍ）ゴムから形成することができる。凹形の球面部分を有する中央の下向きソケ
ット１７０が、ハブ１６４の底に形成される。図示の実施形態では、ソケットは
約６３．５°の弧を備える扇形である。ハブ１６４から径方向外向きに延びてい
るのは４つの略平坦なシート状スポーク１７２（図５も参照）であり、それぞれ
が全体として上面および下面を持つような向きを有している。各スポークの基端
において、スポークの上面は、ソケット１７０の径方向外側に位置するハブ１６
４の下向き環状肩部１７６に接している。典型的な実施形態では、ハブは３０３
ステンレス鋼から形成することができる。スポークは、典型的には厚さ０．０１
０インチ（０．２５ｍｍ）の３０２ステンレス鋼から形成することができる。各
スポークの基端は、リベット、ネジ、または他の締結手段（図示せず）によって
ハブ１６４に固定される。スポークの末端は、スポークが溶接されるか、または
他の方法で固定される平坦で水平の３０３ステンレス鋼バンドとして形成するこ
とが可能な環状リム１７８に固定される。
【００３６】 スポーク１７２は、そのロープロファイルにより、軸３００に対して、さもな
ければ中立な水平方向からリムを傾けることができるように上下方向に弾性的に
撓むことができる。しかしながら、スポークの構成は、ハブ１６４からリム１７
８へ軸３００の周りのトルクおよび回転を効率よく伝達するように、軸３００を
横断する方向には実質的に非可撓性である。トルクを伝達するために横断方向の
強度や能力を犠牲にすることなく垂直方向の可撓性を増すために、これらのスポ
ークの各々には、オプションとして、横方向に延びる波打ち部分またはラッフル
１８０を設けてもよい。典型的な実施形態では、この波打ち部分は２周期にわた
って延在し、各周期の長さは約０．２２インチ（５．６ｍｍ）で、振幅は約０．
０４インチ（１．０ｍｍ）である。トルク伝達と可撓性とのバランスを取るには
、３〜５個のスポークが好ましい。
【００３７】 スポークの直下で、バッキング要素は、剛性のある略ディスク状のポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）バッキングプレート１８２を備える。ソケット１７
０の凹形球面部分と同一半径で摺動係合する凸形の球面部分１８６（図６も参照
）を持つバッキングプレート１８２は、中央の上向き突出部１８４を有する。突
出部１８４とソケット１７０の相互作用は、バッキング要素が、軸３００と直交
する軸の周りに回転することを可能にする一方、駆動スリーブ１２０およびバッ
キング要素１５６間に圧縮力を伝達することができる。バッキングプレート１８
２は、ディスクホルダ１５８の本体１９２の上面１９０と接触する略平坦な下面
１８８を有する。プレート１８２は、径方向外側に延びて、略環状のリム部分１
９４に至る。リム部分１９４はまた、バンド１７８を通って延びるネジ等により
バンドに固定される。リム１９４はまた、カバー１６６をリム１９４へクランプ
するクランプリング１９８を通って延びるネジ等によってカバーの外周部へ固定
される。プレートリム１９４は、環状上向きポケット内で、略環状のＬ形断面ス
テンレス鋼リング１９６を支持する。このポケットは、バッキングプレート１８
２の下面１８８と面一のＰＥＴプラグを用いてシールされる。
【００３８】 図４、ならびに図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃおよび図８の独立した斜視図、上面図
、底面図、および側面図のそれぞれに示されるディスクホルダ１５８は、中央の
コアまたはハブ領域２００を有しており、この領域から６個の径方向に延在する
スポーク２０２が放射状に広がっている。各スポークは実質的に平坦な下面２０
６を有する。各スポークは、コアから外側に延びる比較的狭い部分を有しており
、この狭い部分は、外側周縁リム２１０に隣接する比較的広い部分２０８を形成
するように拡大する。図示の実施形態では、リム２１０は略環状のバンドとして
形成される。ウェブ２１２は各隣接する一対のスポーク２０２間に形成される。
各ウェブは、コア２００から延び、リム２１０から径方向に窪んだ外側エッジ２
１８で終端する。各ウェブは、隣接するスポークの下面から垂直方向に窪んだ下
面２１４を有する。各ウェブは、バッキングプレートの下面１８８に接するディ
スクホルダの上面２１６を形成するように、隣接するスポークの上面と実質的に
面一となる平坦な上面を有する。この他に、各ウェブの上面２１６は、ディスク
ホルダとバッキングプレートとの間に捕捉されたスラリーの影響を小さくするた
めに、スポークの上面からわずかに窪んでいてもよい。リム２１０の上縁部で下
向きに延在する凹部２２０（図４および図７）が各ウェブ２１２に対応して位置
合わせされる。各凹部２２０の間で、リム２１０は、各スポーク２２０の外端に
おいて突出部２２２を備える。突出部２２２は、スポークの上面の上方に延びる
。図４に示すように、ディスクホルダがバッキングプレートと係合するとき、各
突出部２２２は、バッキングプレート１８２（図６を参照）のリム１９４内の対
応する凹部または切欠き２２４に受け入れられる。突出部２２２は、ディスクホ
ルダとバッキング要素の相対的な回転を防止するために、凹部２２４に堅く嵌合
する。径方向外向きに延びるチャネル２２３の各々は、隣接する一対のスポーク
２０２と、このようなスポーク対間のウェブ２１２の下面２１４と、ディスク８
２の上面２３８とによって画成される。これらチャネルの役割は、後で更に詳述
する。
【００３９】 図示された実施形態において、コア２００、スポーク２０２、ウェブ２１２、
およびリム２１０は、例えばＰＥＴのようなポリマー材の単一成形品として一体
形成されることが好ましい。
【００４０】 円筒形盲孔がリム２１０に隣接する各スポーク２０２の広い部分に形成される
。この穴は円筒形磁石２３０を収容し、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
のシリンダで栓をされる。図示の実施形態では、この穴はスポークの上面２０４
から下に延び、シリンダはスポークの上面と面一である。磁石２３０およびリン
グ１９６間の磁気吸引力は、ディスクホルダをバッキング要素へ垂直に固定する
。
【００４１】 直径方向に対向する第１のスポーク対の各スポークでは、駆動ピン２３２が磁
石２３０の直ぐ内側のスポークから垂れ下がっている。ディスクホルダがディス
ク８２に嵌合すると、ディスク内の対応する穴２３４によって駆動ピンが収容さ
れ、ディスクホルダに対するディスクの回転を防止するのに役立つ。ディスク８
２（図９も参照）は、研磨材用のダイヤモンド粒子が埋め込まれた下面８４を有
するニッケルめっき炭素鋼から形成することができる。磁石はディスクを吸引し
、ディスクを保持要素に垂直に固定する。このとき、ディスクの上面２３８は、
スポーク２０２の下面と接触した状態にある。
【００４２】 ディスクの平坦な下面８４はディスク面３０２を画成する。中立の向きでは、
ディスク面は、ディスクの中心を通って延びる縦軸３００に対して垂直である。
ソケット１７０の凹形球面部分および凸形球面部分と突出部１８４は、それぞれ
縦軸３００とディスク面３０２との交点において共通の曲率中心３０４を有する
。動作中は、コンディショナヘッドが上記のようにポリシングパッド上に配置さ
れ状態で、駆動シャフト８６が回転させられ、この回転がディスク８２に伝達さ
れる。エンドエフェクタ８０はその後、引込位置から伸張位置に移行し、ディス
クの下面８４をパッドの研磨面７６と係合させる。パッドにディスクを押し付け
る下向きの力は、圧力チャンバ１０２Ａ内の圧力を調節することによって制御さ
れる。この下向きの力は、駆動スリーブ、ハブを通り、凹形球面部分および凸形
球面部分間を通って、バッキングプレート、ディスクホルダ、ディスクホルダへ
と順次に伝達される。パッドに対してディスクを回転させるトルクは、駆動シャ
フトから駆動スリーブ、ハブ、スポーク、バッキング要素のリム、ホルダへと順
次に付与され、その後、ピンを経由してディスクに付与される。
【００４３】 軸線３００とパッドの研磨面７６とを正確に垂直に位置合わせすることは容易
ではない。このため、少なくともディスクは、図１０に示すようにパッドの研磨
面に対して水平な下面を維持するように傾けられるようになっていることが望ま
しい。パッドの研磨面が軸線３００に対して垂直でない場合は、ソケット１７０
の凹形球面に対して突出部１８４の凸形球面が摺動することにより、ディスク、
ディスクホルダ、およびバッキング要素が軸に対して傾くことができる。ハブ１
６４は、軸３００に対して固定されたままである。この傾斜に適応するために、
スポーク１７２は、任意の所定の時点で、その配置に応じて上方または下方に撓
む。ディスク面３０２の共通中心３０４の位置は、エンドエフェクタ８０が傾い
てエンドエフェクタおよびパッド間の係合を維持しているときに、ディスクおよ
びパッド間の圧縮力の変動を最小限に抑える。ポリシングパッドとの摩擦によっ
てディスクにかかる剪断力はディスク面３０２内に向けられるので、中心３０４
の周りにモーメントを作用させない。このモーメントが作用した場合、ディスク
を旋回させ、ディスクとパッドとの間に不均一な圧力分布を生じさせてしまう。
カバー１６６は、撓みも伸縮もせずに傾きに適応する。
【００４４】 動作中、回転するコンディショニングディスク８２の下面は、回転するポリシ
ングパッドの研磨面と係合しつつ、上述したように回転ポリシングパッドに沿っ
た経路を往復動する。このプロセス中、ディスクの底面は、ポリシングパッドの
上面における研磨スラリー２９９の薄い層に浸漬される。ディスクの回転は、デ
ィスクの下面８４から縦方向上向きに向かう研磨スラリーのフロー２４８を発生
させることができる。このフローは、ディスク内の孔２４２のアレイを通過し、
チャネル２２３を通ってディスクの上面に沿って径方向外向きに向かう。このフ
ローは、凹部２２０によって形成されるリム２１０内の径方向に延びる通路を通
って外側に進む。各通路／凹部２２０は、対応するチャネル２２３とほぼ整列さ
れる。スラリーのこの流れは、パッド面からの材料の排出を助けることによりコ
ンディショニングの効率を高めることが可能である。
【００４５】 図１１に示すように、ディスク８２を洗浄するために、エンドエフェクタが上
昇させられ、ディスクがポリシングパッドから外れるようにする。次に、カップ
６６は、カップ内の洗浄液２９８へディスクを浸漬するように、延在するエンド
エフェクタおよびヘッドの下方の位置まで旋回する。ディスクは、洗浄液中で軸
３００の周りに回転させられる。（ディスクはパッドに係合されていたので、回
転を変更しておく必要はない。）この回転が、ディスクの下面から縦方向上向き
に向かう洗浄液のフロー２５０を生じさせる。このフローは、孔２４２を通過し
、ディスクを通過し、チャネル２２３を通ってディスクの上面に沿って径方向外
向きに向かう。洗浄液（純水を含んでもよい）のフローは、パッドから削り取ら
れた材料、研磨副生成物などを含む汚染物質をディスクから洗い流す働きをする
。
【００４６】 本発明の多くの実施形態を説明したが、本発明の趣旨と範囲から逸脱すること
なく種々な変更を行えることが分かる。例えば、記載されている以外の様々な現
在または将来のコンディショナやポリッシャの構成で利用するために、様々な特
徴を採用することができる。例示のエンドエフェクタは特定の部品を使って構成
されたものが示されているが、様々な部品を組み合わせたり、あるいはさらに細
かく小分けすることができる。さらに、これらの部品またはサブ部品の様々な要
素および対応する機能を、他の部品に移行することができる。従って、他の実施
形態が特許請求の範囲内に含まれている。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 ポリシング装置の斜視図である。
【図１Ｂ】 図１Ａのポリシング装置の部分分解図である。
【図２Ａ】 図１のポリシング装置によってポリシングされている基板と、コンディショニ
ングされているポリシングパッドの概略平面図である。
【図２Ｂ】 図１のポリシング装置によってポリシングされている基板と、コンディショニ
ングされているポリシングパッドの概略平面図である。
【図３Ａ】 エンドエフェクタが引込位置にあるコンディショナヘッドの概略断面図である
。
【図３Ｂ】 エンドエフェクタが伸張位置にあるコンディショナヘッドの概略断面図である
。
【図４】 図３Ａおよび図３Ｂのコンディショナヘッドのエンドエフェクタの概略断面図
である。
【図５】 図４のエンドエフェクタの撓み部品の平面図である。
【図６】 図４のエンドエフェクタのバッキングプレートの平面図である。
【図７Ａ】 図４のエンドエフェクタのディスク保持部材の上面斜視図である。
【図７Ｂ】 図７Ａのディスク保持部材の上面図である。
【図７Ｃ】 図７Ａのディスク保持部材の底面図である。
【図８】 図７Ｃの８−８線に沿ったディスク保持部材の側面図である。
【図９】 図４のコンディショニングディスクの斜視図である。
【図１０】 エンドエフェクタがポリシングパッドと係合するように傾斜した状態のコンデ
ィショナヘッドの概略断面図である。
【図１１】 エンドエフェクタが洗浄液に浸漬された状態のコンディショナヘッドの概略断
面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローゼンバーグ， ローレンス， エム． アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， ホーリー アン プレイス 1152 Ｆターム(参考） 3C047 AA05 AA34 3C058 AA07 AA19 CB01 DA17

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポリシングパッドの研磨面をコンディショニングするための
    コンディショナヘッドであって、 縦軸の周りで回転するように支持された駆動要素と、 研磨ディスクを支持し、その研磨ディスクを前記ポリシングパッドと係合させ
    て保持するディスクバッキング要素と、 前記ディスクバッキング要素を前記駆動要素に結合し、両者の間でトルクおよ
    び回転を伝達する被駆動要素であって、引込位置と伸張位置との間を縦方向に移
    動することができる被駆動要素と、 前記駆動要素と前記被駆動要素との間のギャップを架橋し、前記駆動要素およ
    び前記被駆動要素に結合されて、前記駆動要素および前記被駆動要素と一体とな
    って回転する環状ダイヤフラムと、 を備えるコンディショナヘッド。
  2. 【請求項２】 前記ダイヤフラムが部分的に圧力チャンバの境界を定めてお
    り、前記チャンバは、前記被駆動装置を前記引込位置から前記伸張位置へ移行さ
    せるように加圧することができるとともに、前記被駆動装置を前記伸張位置から
    前記引込位置へ移行させるように減圧することができる、請求項１記載のコンデ
    ィショナヘッド。
  3. 【請求項３】 前記引込位置および前記伸張位置間の移行中、前記圧力チャ
    ンバの外側に位置する前記ダイヤフラムの第１の面は、前記被駆動要素の略環状
    の外面部分から離れ、前記ギャップを横断し、前記駆動要素の略環状の内面部分
    に巻き付く、請求項２記載のコンディショナヘッド。
  4. 【請求項４】 前記駆動要素は、駆動シャフトとカラーとを含み、前記カラ
    ーは、前記駆動シャフトに実質的に固定され、かつ略環状の内面部分を有し、 前記被駆動要素は、少なくとも前記駆動シャフトの長さを取り囲む駆動スリー
    ブであって、略環状の外面部分を有する駆動スリーブを含み、 前記環状ダイヤフラムは、外周部と内側開口部を有し、前記外周部に沿って前
    記カラーに封止固定されるとともに、前記内側開口部に沿って前記駆動スリーブ
    に封止固定される、請求項１記載のコンディショナヘッド。
  5. 【請求項５】 前記駆動スリーブの略環状の外面部分が円筒であり、 前記カラーの略環状の内面部分が円筒である、請求項４記載のコンディショナ
    ヘッド。
  6. 【請求項６】 前記ダイヤフラムが部分的に圧力チャンバの境界を定めてお
    り、前記チャンバは、前記駆動スリーブを前記引込位置から前記伸張位置へ移行
    させるように加圧することができるとともに、前記駆動スリーブを前記伸張位置
    から前記引込位置へ移行させるように減圧することができる、請求項４記載のコ
    ンディショナヘッド。
  7. 【請求項７】 前記引込位置および前記伸張位置間の移行中、前記圧力チャ
    ンバの外側に位置する前記ダイヤフラムの第１の面は、前記駆動スリーブの略環
    状の外面部分から離れ、前記駆動スリーブの略環状の外面部分と前記カラーの略
    環状の内面部分との間のギャップを横断し、前記カラーの略環状の内面部分に巻
    き付く、請求項６記載のコンディショナヘッド。
  8. 【請求項８】 前記圧力チャンバを膨張させるための流体が、前記駆動シャ
    フト内のチャネルを通じて前記圧力チャンバへ導入される、請求項７記載のコン
    ディショナヘッド。
  9. 【請求項９】 前記ヘッドを少なくとも前記縦軸を横断するように移動させ
    るコンディショナアームに実質的に堅く結合されたハウジングを更に備え、前記
    ハウジングが、少なくとも前記カラーの長さを取り囲む第１の部分を含み、前記
    第１部分は、前記カラーが前記第１部分に対して前記縦軸の周りに回転できるよ
    うにするために軸受装置によって前記カラーに結合される、請求項７記載のコン
    ディショニングヘッド。
  10. 【請求項１０】 前記駆動シャフトの上端に形成されたウェブと、前記駆動
    シャフトへトルクを伝達するために前記ウェブに実質的に固定されたプーリと、
    を更に備え、前記カラーが前記ウェブから垂れ下がっている、請求項７記載のコ
    ンディショナヘッド。
  11. 【請求項１１】 前記カラーは、前記ウェブから垂れ下がって前記ウェブに
    固定されている第１の部品と、前記第１部品とは別個に形成された第２の部品と
    、を備えており、前記第２部品は前記軸受装置と係合しており、前記ダイヤフラ
    ムは、前記外周部に沿って前記第１部品および前記第２部品間で前記カラーに固
    定される、請求項７記載のコンディショニングヘッド。
  12. 【請求項１２】 前記ダイヤフラムが、前記第１部品から垂れ下がる環状リ
    ップの外側円筒面と、前記カラーの略環状内面部分を形成する前記第２部品の略
    環状内面との間に部分的に挟まれている、請求項１１記載のコンディショナヘッ
    ド。
  13. 【請求項１３】 ポリシングパッドをコンディショニングするためのコンデ
    ィショニングディスクを保持するディスクホルダであって、 前記コンディショニングディスクの上面に係合し、前記コンディショニングデ
    ィスクの上面に沿って略径方向外向きに延びる複数のチャネルを画成する下面を
    備えるディスクホルダ。
  14. 【請求項１４】 中央領域と、 外周部と、 径方向に延びる複数のスポークであって、前記中央領域から前記外周部まで延
    在し、各々が前記コンディショニングディスクの上面に係合する下面を有する複
    数のスポークと、 複数のウェブであって、その各々が隣接する前記スポークの各対の間に位置し
    、その各々が、一つの前記チャネルを画成するように、隣接する前記スポークの
    下面から少なくとも部分的に垂直方向に窪んだ下面を有している複数のウェブと
    、 を更に備える、請求項１３記載のディスクホルダ。
  15. 【請求項１５】 前記各ウェブは、前記中央領域から延び、前記外周部から
    径方向に窪んだ外側エッジで終端している、請求項１４記載のディスクホルダ。
  16. 【請求項１６】 前記外周部がリムとして形成され、前記リムは径方向に延
    びる複数の通路を有し、前記各通路は前記チャネルの対応する一つとほぼ整列さ
    れていて、前記ディスクの少なくとも下面が液体に曝されている間、当該ディス
    クホルダおよび前記ディスクが中央の縦軸の周りを回転するときに前記対応チャ
    ネルから前記通路を通る径方向外向きの流れを可能にするようになっている、請
    求項１５記載のディスクホルダ。
  17. 【請求項１７】 径方向に延びる前記各通路は、前記リム内の下向きに延び
    る凹部として形成されている、請求項１６記載のディスクホルダ。
  18. 【請求項１８】 前記コンディショニングディスクは、当該ディスクホルダ
    に容易に固定できるとともに、当該ディスクホルダから容易に取り外すことがで
    き、前記各スポークが、前記コンディショニングディスクを吸引するための磁石
    を支持している、請求項１４記載のディスクホルダ。
  19. 【請求項１９】 前記コンディショニングディスクは、当該ディスクホルダ
    に容易に固定できるとともに、当該ディスクホルダから容易に取り外すことがで
    き、 回転固定具に容易に固定できるとともに、その固定具から容易に取り外すこと
    ができる請求項１４記載のディスクホルダであって、前記各スポークが、前記コ
    ンディショニングディスクを当該ディスクホルダに固定するとともに、当該ディ
    スクホルダを前記回転固定具に固定する磁石を支持する、請求項１４記載のディ
    スクホルダ。
  20. 【請求項２０】 前記スポークのなかの第１のスポークから垂れ下がる第１
    のピンと、前記スポークのなかの第２のスポークから垂れ下がる第２のピンと、
    を更に備え、前記第１および第２ピンは、前記コンディショニングディスクが当
    該ディスクホルダに対して回転することを防止するように前記コンディショニン
    グディスクによって収容可能である、請求項１４記載のディスクホルダ。
  21. 【請求項２１】 前記中央領域、外周部、前記スポークおよび前記ウェブが
    、単一の部材として一体的に形成されている、請求項１４記載のディスクホルダ
    。
  22. 【請求項２２】 前記スポークの各々は、前記中央領域から外側に延びる比
    較的狭い部分であって、前記外周部と隣接する比較的広い部分に接合する部分を
    有する、請求項２１記載のディスクホルダ。
  23. 【請求項２３】 前記ウェブの各々は、前記スポークのうち隣接するスポー
    クの上面と実質的に面一の上面を有している、請求項２１記載のディスクホルダ
    。
  24. 【請求項２４】 ポリシングパッドの研磨面をコンディショニングする装置
    のコンディショナヘッドとともに使用されるコンディショニングディスクを保持
    するためのディスクホルダであって、 前記ディスクの上面と磁気的に係合可能な下面と、 前記コンディショナヘッドの下面と磁気的に係合可能な上面と、 を備えるディスクホルダ。
  25. 【請求項２５】 前記ディスクを当該ディスクホルダへ固定し、当該ディス
    クホルダを前記コンディショナヘッドへ固定する複数の磁石を備える、請求項２
    ４記載のディスクホルダ。
  26. 【請求項２６】 ポリシングパッドの研磨面をコンディショニングするコン
    ディショナヘッドであって、 ディスク面を画成する下面を有する研磨ディスクと、 縦軸の周りに回転するように支持された被駆動要素と、 前記ディスクを支持し、前記ディスクを前記ポリシングパッドと係合するよう
    に保持し、前記ディスクに力およびトルクを付与するディスクバッキング要素と
    、 を備え、前記ディスクバッキング要素は、 前記被駆動要素に固定された上側部材であって、球面部分を有する中央下向き
    のソケットを有する上側部材と、 前記研磨ディスクに固定された下側部材であって、前記ソケットの球面部分と
    摺動自在に係合する球面部分を有する中央上向きの突出部を有する下側部材と、 ディスク面が前記縦軸に対して垂直である中立位置に向かって前記下側部材を
    付勢するように前記上側部材を前記下側部材に結合するとともに、前記縦軸に対
    して前記ディスク面を傾け、前記被駆動要素から前記ディスクに回転を伝達する
    少なくとも一つの弾性部材と、 を備え、前記傾きが、前記突出部および前記ソケットの対応する球面部分の相対
    的な摺動を引き起こすようになっているコンディショナヘッド。
  27. 【請求項２７】 ポリシングパッドの研磨面をコンディショニングするため
    のコンディショナヘッドであって、 ディスク面を画成する面を有する研磨ディスクを縦軸の周りに回転させ、前記
    ディスクが前記ポリシングパッドに係合するときに前記ディスクに力およびトル
    クを付与するようになっている被駆動要素と、 前記被駆動要素に固定された第１の部材であって、凹形表面部分を有するソケ
    ットを有する第１部材と、 前記ソケットの凹形表面部分と摺動自在に係合する凸形表面部分を有する突出
    部を有する第２の部材と、 前記ディスク面が前記縦軸に対して実質的に垂直である方向に向かって前記第
    ２部材を付勢するように前記第１部材を前記第２部材に結合するとともに、前記
    縦軸に対して前記ディスク面を傾け、前記被駆動要素から前記ディスクに回転を
    伝達する少なくとも一つの弾性部材と、 を備え、前記傾きが、前記突出部および前記ソケットの対応する凸形および凹形
    表面部分の相対的な摺動を引き起こすようになっているコンディショナヘッド。
  28. 【請求項２８】 前記第１部材が中央ハブを備え、 前記少なくとも一つの弾性部材が、径方向に延びる複数のスポークを備え、前
    記スポークは、前記中央ハブから径方向外向きに延び、前記各スポークは、前記
    縦軸に対して前記ディスク面を傾けるとともに前記被駆動要素から前記ディスク
    へ回転を伝達することができるように、上下方向に撓むことができる、請求項２
    ７記載のコンディショナヘッド。
  29. 【請求項２９】 前記ソケットおよび前記突出部の対応する凹形および凸形
    表面部分は、球面部分であり、実質的に前記ディスク面内に位置する共通の中心
    を有している、請求項２７記載のコンディショナヘッド。
  30. 【請求項３０】 前記第２部材が略ディスク形状である、請求項２７記載の
    コンディショナヘッド。
  31. 【請求項３１】 内側開口部から外周部に延びる保護膜であって、前記少な
    くとも一つの弾性部材に汚染物質が入らないように前記少なくとも一つの弾性部
    材を覆う保護膜を更に備える請求項２７記載のコンディショナヘッド。
  32. 【請求項３２】 研磨コンディショニングディスクを用いてポリシングパッ
    ドの研磨面をコンディショニングするためのコンディショナヘッドであって、 縦軸の周りに回転するように支持された駆動要素と、 前記研磨コンディショニングディスクを保持し、前記研磨コンディショニング
    ディスクに力およびトルクを付与するディスクバッキング要素と、 を備え、前記ディスクバッキング要素は、 前記駆動要素に固定された中央ハブと、 リム面をほぼ画成する外側リムと、 前記中央ハブから前記外側リムまで延在する複数の径方向に延びるスポークと
    、 を含んでおり、前記各スポークは、前記縦軸に対して前記リム面を傾けるととも
    に前記駆動要素から前記リムへ回転を伝達して前記コンディショニングディスク
    へトルクを付与することができるように、上下方向に撓むことができる、コンデ
    ィショナヘッド。
  33. 【請求項３３】 前記各スポークは、前記スポークの可撓性を増すために、
    横方向に延びる波形部分を有している、請求項３２記載のコンディショナヘッド
    。
  34. 【請求項３４】 前記スポークが鋼から形成されている、請求項３２記載の
    コンディショナヘッド。
  35. 【請求項３５】 球面部分を有する中央上向き突出部を有するプレートを更
    に備える請求項３２記載のコンディショナへッドであって、前記ハブは、前記突
    出部の球面部分と摺動自在に係合する球面部分を有する中央下向きソケットを有
    している、請求項３２記載のコンディショナへッド。
  36. 【請求項３６】 研磨面を有するポリシングパッドをコンディショニングす
    る方法であって、 ディスクキャリヤにより支持され、前記ポリシングパッドの研磨面と係合可能
    な下面を有する研磨コンディショニングディスクを用意するステップと、 前記キャリヤに、前記コンディショニングディスクを回転させ、前記コンディ
    ショニングディスクの下面を前記ポリシングパッドの研磨面に係合させるステッ
    プと、 前記キャリヤに、回転する前記ポリシングパッドに沿った経路を往復動させる
    ステップと、 前記キャリヤに、前記コンディショニングディスクを前記ポリシングパッドか
    ら外させるステップと、 前記キャリヤに、前記コンディショニングディスクを回転させ、前記コンディ
    ショニングディスクの下面から縦方向上向きに向かい、前記コンディショニング
    ディスクを通り、前記コンディショニングディスクの上面に沿って径方向外向き
    に向かう洗浄液の流れを生じさせて前記コンディショニングディスクを洗浄する
    ように前記コンディショニングディスクを洗浄液中へ導入させるステップと、 を備える方法。
  37. 【請求項３７】 前記ポリシングパッドの研磨面へ第２の液体を供給するス
    テップと、 前記コンディショニングディスクが前記ポリシングパッドの研磨面に係合する
    ときに、前記第２液体が前記コンディショニングディスクの下面を通って上に流
    れ、前記コンディショニングディスクを通過し、前記コンディショニングディス
    クの上面に沿って径方向外向きに流れることを可能にするステップと、 を備える請求項３６記載の方法。
  38. 【請求項３８】 前記コンディショニングディスクの上面に沿った前記洗浄
    液の流れが、ディスクホルダによって画成された、ほぼ径方向外向きに延びる複
    数のチャネルを通る、請求項３６記載の方法。
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