JPH11333711A - 研磨ヘッド及びそれを用いた研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な構造で製作し易く、ウエハの吸着及び離
脱が容易にでき、確実にウエハを搬送し、良好な研磨を
行うことが可能な研磨ヘッド、特に、研磨部材が硬質な
場合においても研磨の均一性を確保することが可能な研
磨ヘッド及びそれを用いた研磨装置を提供する。 【解決手段】内部に段付き構造を有するハウジング（ハ
ウジング内部に別部材により段付き構造が形成されてい
る場合も含む）と、該ハウジングの周辺に固定されたリ
テーナリングと、該リテーナリングにより保持された弾
性体膜と、前記ハウジングと前記リテーナリングと前記
弾性体膜とにより形成される密閉空間に空気を導入し、
或いは密閉空間から空気を吸引する機構と、を備えたこ
とを特徴とする研磨ヘッド。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＵＬＳＩ等
の半導体を製造するプロセスにおいて実施される半導体
デバイスの平坦化研磨に用いるのに好適なＣＭＰ用研磨
ヘッド及びそれを用いた研磨装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの高密度化は限界を見せ
ず進展を続けており、高密度化に伴う様々の障害のいく
つかは、種々の技術、方法により克服されつつある。大
きな課題のひとつとして、グローバルな（比較的大きな
エリアでの）デバイス面の平坦化がある。デバイスの集
積度が上がるにつれ、電極他の更なる積層化は避けられ
ない。リソグラフィの短波長化に付随した、露光時の焦
点深度短縮を考慮すると、少なくとも露光エリア程度の
範囲で、層間層を精度良く平坦化することへの要求は大
きい。また、金属電極層の埋め込みであるいわゆる象嵌
（プラグ、ダマシン）の要求も高く、この場合、積層後
の余分な金属層の除去及び平坦化が必須のものとして要
求される。

【０００３】従来より、成膜法などの改良により局所的
に層間層を平坦化する方法が多く出提案、実行されてい
るが、今後さらに必要とされる、より大きなエリアでの
効率的な平坦化技術として注目を集めているのがＣＭＰ
（Chemical Mechanical Polishingma またはPlanarizat
ion）とよばれる研磨工程である。ＣＭＰは、物理的研
磨に化学的な作用（研磨剤、溶液による溶かし出し）を
併用してウエハの表面凹凸を除いていく工程であり、グ
ローバル平坦化技術の最有力な候補となっている。具体
的には、酸、アルカリなどの研磨物の可溶性溶媒中に研
磨粒（シリカ、アルカリ、酸化セリウムなどが一般的）
を分散させたスラリーと呼ばれる研磨剤を用い、適当な
研磨布でウエハ表面を加圧して相対運動により摩擦する
ことで研磨を進行させる、ウエハ全面において、加圧と
相対運動速度を一様とすることで面内を一様に研磨する
ことが可能になる。

【０００４】図５（ａ）は、ＣＭＰ研磨装置の概略側面
図であり、図５（ｂ）は、概略上面図である。１００は
定盤回転駆動装置により回転駆動する定盤（プラテ
ン）、１０１は「研磨部材」としての研磨パッド、１０
２は研磨対象物（ウエハ）、１０３は研磨ヘッド駆動装
置により回転及び揺動する研磨ヘッド（ホルダ）、１０
４は研磨剤（スラリー）供給部、１０５は研磨剤（スラ
リー）である。

【０００５】この研磨装置は、定盤駆動装置により回転
駆動する定盤１００上に「研磨部材」としての研磨パッ
ド１０１が設けられる一方、研磨ヘッド１０３に「研磨
対象物」であるウエハ１０２が保持され、このウエハ１
０２が研磨パッド１０１上に接触している。この状態で
定盤１００を回転駆動し、研磨ヘッド１０３に上方から
荷重をかけ、回転させながら定盤１００の半径方向に揺
動運動させる。

【０００６】かかる動作とともに、研磨剤供給部１０４
から研磨剤１０５を研磨パッド１０１上に吐出させて、
この研磨剤１０５をウエハ１０２の研磨面に供給して、
ウエハ１０２の最表面を平坦に研磨している。研磨剤１
０５は、研磨パッド１０１で拡散し、研磨パッド１０１
と、ウエハ１０２の相対運動に伴って研磨パット１０１
とウエハ１０２の間に入り込み、ウエハ１０２の表面を
研磨する。

【０００７】研磨剤１０５を介して行われる研磨パッド
１０１とウエハ１０２の相対運動による機械的研磨と、
酸、アルカリを溶媒とする研磨剤１０５の化学的作用が
相乗的に作用して良好な研磨が行われ、ウエハ全面で加
圧と相対運動速度を一様とすることで面内を一様に研磨
することが可能になる。研磨ヘッド１０３は、一般的
に、不図示のウェハの着脱機構と加圧機構及びウェハの
飛び出し防止用のリテーナリングを備えている。

【０００８】リテーナリングはウェハ１０２の飛び出し
防止の役割だけでなく、ウェハ１０２の均一研磨のため
に、研磨パッドの変形をウェハ面に沿う形で幅広く押し
付ける役割も担っている。ウエハの着脱機構と加圧機構
は、種々あり、図３、４に示すように、バッキングフィ
ルムチャック方式、バックサイドプレッシャチャック方
式、バキュームチャック方式、ハイドロチャック方式等
が考案され、採用されている。

【０００９】一般にＣＭＰの研磨としては、ウェハの裏
面基準ではなく、ウェハ研磨面を基準とした表面基準が
考えられている。以下、各方式について簡単に説明す
る。図３（ａ）は、バッキングフィルムチャック方式の
概略断面図である。このバッキングフィルムチャック方
式は、研磨ヘッドのバックプレート１９に貼り付けられ
た圧縮率の大きなバッキングフィルム１８に水を吸着さ
せ、ウェハ１７をいわゆる水貼りさせて保持しつつ搬送
を行い、ウエハを研磨する場合は、水貼り保持状態を維
持しつつ、研磨ヘッドに設けられた不図示の加圧機構に
より加圧する方式である。

【００１０】図３（ｂ）は、バックサイドプレッシャー
チャック方式の概略断面図である。このバックサイドプ
レッシャーチャック方式は、搬送する場合は、研磨ヘッ
ドのバックプレート１９に設けられた管路１４を用い
て、空気を吸引し（真空化し）、ウェハ１７を吸着し、
ウエハ１７を研磨する場合は、空気吸引から空気を導入
に切り換えて空圧でウェハ１７を加圧する方式である。

【００１１】図３（ｃ）は、バキュームチャック方式の
概略断面図である。このバキュームチャック方式は、搬
送する場合は、研磨ヘッドのバックプレート１９に設け
られ管路１５を用いて、空気を吸引し（真空化し）、ウ
エハ１７を吸着し、ウェハ１７を研磨する場合は、吸着
した状態を保持しつつ、不図示の加圧機構により加圧す
る方式である。

【００１２】図３（ｄ）は、ハイドロチャック方式の概
略断面図である。このハイドロチャック方式は、前述し
たバックサイドプレッシャー方式の空圧の代わりに液体
を用いて加圧する方式であり、バックサイドプレッシャ
ー方式の場合に生じるウェハ１７とバックプレート１９
の界面からの空気の漏れによる研磨剤の乾燥を避けるこ
とができるという点で特徴がある。

【００１３】研磨対象物に加圧する機構としては図３
（ａ）〜（ｄ）で示したようにバックプレート１９を介
して直接的に加圧する方式の他に図４に示すような圧力
室を設けたエアーバック方式も多く採用されている。エ
アーバック方式の例を以下に示す。図４（ａ）は、第１
のエアーバック方式を示す概略断面図である。

【００１４】第１のエアーバック方式は、ウェハ１７と
ハウジング１９とにより圧力室２２が形成され、搬送す
る場合は管路２４を用いて、圧力室２２内の空気を吸引
し（真空化し）、ウエハ１７を吸着し、ウエハ１７を研
磨する場合は、圧力室２２に空気を導入し、ウエハ裏面
全面に均一に圧力室内の圧力をかける方式である。図４
（ｂ）は、第２のエアーバック方式を示す概略断面図で
ある。

【００１５】第２のエアーバック方式は、複数の孔が形
成された弾性体膜２３とハウジング１９により圧力室２
２が形成され、搬送する場合は管路２４を用いて、圧力
室２２内の空気を吸引し（真空化し）、弾性体膜に設け
られた孔に対応するウエハの箇所を吸着する。弾性体膜
２３がバッキングフィルムである場合は、ウエハを吸着
する役割も果たす。ウエハ１７を研磨する場合は、圧力
室２２に空気を導入し、弾性体膜２３を介して、又は弾
性体膜２３に設けられた孔から直接ウエハに圧力室２２
内の圧力をかける方式である。

【００１６】図４（ｃ）は、第３のエアーバック方式を
示す概略断面図である。第３のエアーバック方式は、弾
性板バネ１６でウエハチャック部材２６が保持され、ウ
エハ１７とウエハチャック部材２６が浮いた状態で圧力
室２２からの加圧を受ける方式である。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来の吸着、加圧機構には以下に示す問題点があっ
た。まず、バッキングフィルム方式ではバッキングフィ
ルム１８とバックプレート１９との間にゴミが介在する
と、それがそのまま研磨時に転写され、研磨の均一性に
影響を与える。

【００１８】また、バッキングフィルム１８は粘着剤で
直接バックプレート１９に貼られるため、皺がより易
く、バッキングフィルム１８を均一に貼るのに熟練を要
していた。バッキングフィルム１８の均一性は研磨の均
一性に影響を与え、特に、研磨パッドが硬い場合は、バ
ッキングフィルム１８の表面状態は研磨の均一性に顕著
な影響を与えるという問題があった。

【００１９】次に、バックサイドプレッシャ方式は、ウ
ェハ１７裏面から空気で加圧する方式であるが、空気が
ウェハ１７とバックプレート１９の界面から漏れ出し、
スラリーを乾燥させ、研磨特性、特に表面の傷等に影響
を与えていた。研磨後にウェハを持ち上げる際の真空吸
着時に管路１４にスラリーが入り込むという問題があっ
た。

【００２０】さらに、バキュームチャック方式は、ウェ
ハ１７をバックプレート１９に吸着した状態で研磨する
ので、バックプレート１９の形状が研磨状態に反映され
易く、そのため裏面が極めて理想的な面であることが必
要であった。また、前述のようにバックプレート１９と
ウェハ１７の界面からスラリーを招き易い状況であっ
た。

【００２１】また、ハイドロチャック方式は、空気の代
わりに水を加圧媒体として用いており、スラリーの乾燥
問題を避けることが可能であるが、研磨後水の導入から
空気の吸引に切り換える際に水あるいはスラリーが入り
込む（逆流する）という問題があった。また、水がスラ
リーの濃度を変化させるという問題もあった。エアーバ
ック方式も以下の問題があった。

【００２２】第１の方式では、スラリーの介在で密閉性
が充分に保つことができないため、ウエハ１７が外れ易
いなどの問題があり、また管路にスラリーが入り込むと
いう問題もあった。第２の方式では、弾性体膜２３を介
在させて加圧しても（特に孔が設けられた弾性体膜を使
用した場合）、第１の方式と同様の問題があった。

【００２３】また、圧力室の大きさによっては、空気導
入による加圧力及び真空度の微妙な調整が必要であり、
その制御は困難であった。第３の方式では、ウェハチャ
ック部材２６の空孔を通して真空管路２５にスラリー等
の吸引による管詰まりの問題があった。そこで、本発明
はこのような従来の問題点を解決し、簡単な構造で製作
し易く、ウエハの吸着及び離脱が容易にでき、確実にウ
エハを搬送し、良好な研磨を行うことが可能な研磨ヘッ
ド、特に、研磨部材が硬質な場合においても研磨の均一
性を確保することが可能な研磨ヘッド及びそれを用いた
研磨装置を提供することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は第一に「内部に
段付き構造を有するハウジング（ハウジング内部に別部
材により段付き構造が形成されている場合も含む）と、
該ハウジングの周辺に固定されたリテーナリングと、該
リテーナリングにより保持された弾性体膜と、前記ハウ
ジングと前記リテーナリングと前記弾性体膜とにより形
成される密閉空間に空気を導入し、或いは密閉空間から
空気を吸引する機構と、を備えたことを特徴とする研磨
ヘッド（請求項１）」を提供する。

【００２５】また、本発明は第二に「前記弾性体膜が、
ショア硬さＡ３０〜９０の範囲内であることを特徴とす
る請求項１記載の研磨ヘッド（請求項２）」を提供す
る。また、本発明は第三に「前記弾性体膜が、シリコン
ゴム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、又はフッ
素樹脂であることを特徴とする請求項１又２記載の研磨
ヘッド（請求項３）」を提供する。また、本発明は第四
に「研磨部材と研磨ヘッドにより保持された研磨対象物
との間に研磨剤を介在させた状態で、該研磨部材と該研
磨ヘッドとを相対移動させることにより、該研磨対象物
を研磨する研磨装置において、前記研磨ヘッドが請求項
１〜３いずれか記載の研磨ヘッドであることを特徴とす
る研磨装置（請求項４）」を提供する。また、本発明は
第五に「前記研磨対象物の裏面又は前記研磨ヘッドに設
けられた弾性体膜表面を洗浄する機構を備えたことを特
徴とする請求項４記載の研磨装置（請求項５）」を提供
する。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態としての
研磨ヘッドを図面を参照しながら説明する。図１（ａ）
は、本発明の実施形態にかかる研磨ヘッドの構造を示す
概略断面図である。１はリテーナリングを示し、２は圧
力室ａであり、３は圧力室ｂを示し、圧力室ｂは図に示
すようにハウジング９の一部を抉った領域である。即
ち、圧力室ａ、ｂは略凸形状をしている。

【００２７】ハウジング９の周囲部には、ウエハ７の飛
び出しを防止するリテーナリング１が設けられ、このリ
テーナリング１は止めネジ８により、ハウジング９に固
定されている。また、弾性体膜６はリテーナリング１に
より保持されている。圧力室ａ、ｂ（２、３）は、ハウ
ジング９と、リテーナリング１と、リテーナリング１に
より保持された弾性体膜６により形成された密閉された
空間である。

【００２８】弾性体膜６のリテーナリング１による保持
形態として、図１（ａ）の他に図１（ｂ）、（ｃ）が挙
げられる。リテーナリング１の端面１ａは、弾性体膜６
にウエハ７を水貼りした状態で、ウエハ７の研磨面と同
一位置に位置することが理想であるが、ウエハ７は弾性
体膜６に水貼りされており、研磨ヘッドの内側に撓むこ
とができるので、多少ウエハ７の研磨面が端面１ａから
出ていても、何等問題は生じない。

【００２９】リテーナリング１の材料としては、アクリ
ル樹脂、セラミックス、ポリウレタン、エポキシ樹脂、
ＡＢＳ樹脂、テフロン等が用いられる。弾性体膜６は、
ショア硬さＡ３０〜９０の範囲内であることが好まし
く、さらに、より好ましくはショア硬さＡ５０〜８０の
範囲内である。弾性体膜が、ショア硬さＡ３０より小さ
いと柔らか過ぎ、またショア硬さＡ９０より大きいと硬
すぎて、ウエハを水貼りした状態で適切に撓むことがで
きない。

【００３０】また、弾性体膜６の材料としては、弾性体
膜６は研磨剤と接触する場合があるので、耐薬品性の観
点から、シリコンゴム、ポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）フッ素樹脂等が用いられる。ＰＥＴの場合
は、その表面における水の保持力が弱いので、ＰＥＴの
上にバッキングフィルム（ロデール社製、商品名：Ｒ２
０１）を貼り付け、バッキングフィルム上にウエハを水
貼りすることが好ましい。

【００３１】また、４、５はハウジング９にもうけられ
た管路を示し、この密閉空間への空気の導入による加圧
及び空気の吸引による真空化に対応できるようになって
おり、その制御は、研磨ヘッドを回転、揺動させる、研
磨ヘッド駆動装置を制御する不図示の研磨ヘッド制御機
構（回転数の制御など）に設定されたシーケンスにより
制御される。

【００３２】ハウジング９に設ける管路４、５の位置は
後述する弾性体膜６の撓みの起点の位置との関係で決ま
ると考えられる。弾性体膜６の撓みの起点は、ウエハ７
の外周より外側に設定するほうが好ましく、その起点の
位置に対応するハウジング９の位置に管路４、５を設置
する。次に、ウエハの受渡し部から研磨部までの搬送工
程、研磨工程を経て研磨部から受渡し部までの搬送工程
までの説明をする。

【００３３】図２（ａ）〜（ｃ）は、ウエハの吸着時、
研磨時、ウエハの離脱の一連の工程を示す図である。図
２（ａ）は、図１（ａ）の研磨ヘッドが研磨対象物、即
ちウェハ７を吸着（保持）する状態を示す図である。図
１（ａ）に示す研磨ヘッドに設けられた弾性体膜６に水
を吸着し、ウエハ７をいわゆる水貼りする。

【００３４】その状態で、管路４、５を用いて空気を吸
引して圧力室ａ、ｂ（２、３）を真空化すると、ウエハ
７は管路４、５の導入口４ａ、５ａに対応する弾性体膜
６の位置６ａを起点にして弾性体膜６は撓み、ハウジン
グ９内部に設けられ、圧力室ａ、ｂ（２、３）を形成す
る段付きのかどに接する。その際、ウエハは弾性体膜６
に追従して図２（ａ）に示すように、圧力室ｂの部分ま
で変形し、研磨ヘッドに吸着される。

【００３５】即ち、ウエハを吸着するために圧力室ａ、
ｂ（２、３）の真空度を微調整して適度に撓ませること
は困難であるが、実施の形態にかかる研磨ヘッドは、ハ
ウジング９の内部に段付き構造を形成して、圧力室ａ、
ｂ（２、３）を凸形状にすることにより、ウエハをその
段付きに接しさせて撓みの限界とすることができるの
で、ウエハ１７をなだらかな孤を描くように適度に撓ま
せることができる。

【００３６】この状態で搬送すれば研磨ヘッドからウェ
ハが約１００％の確率で落ちることはない。これは、単
に弾性体膜膜６に水貼りした状態では、その界面に微少
な空気が入っており、均一な水の層がウエハ７との間に
形成されておらず、ちょっとした外力等によりウエハ７
が弾性体膜膜６から外れてしまうが、約２００〜５００
μｍ程度弾性体膜を撓ませることにより、ウエハとの間
の水の層が均一にならされ（微少な空気が消失し）、吸
着力が強化されたと考えられる。

【００３７】一方、５００μｍ以上弾性体膜６を撓ませ
ると、後述するように、ウエハ７は弾性体膜６から外れ
てしまう。そのため、ハウジングに設けられる段付きの
位置、その深さをウエハの大きさも踏まえて適切に設定
必要がある、図２（ｂ）は、ウエハの研磨時の研磨ヘッ
ドの状態を示す図である。

【００３８】図２（ａ）の状態で、ウエハを研磨パット
上まで搬送した後、管路４、５を用いて空気を導入し
て、圧力室ａ、ｂ（２、３）を高圧力状態にして弾性体
膜を介してウエハを研磨パットに押しつける。この状態
でウエハ研磨を行う。この時の圧力室ａ、ｂ（２、３）
の圧力は３０ＫＰａ〜６０ＫＰａ程度が好ましい。

【００３９】研磨後は、再度、管路４、５を用いて空気
を吸引して、前述した図２（ａ）の状態にした後、研磨
パッドから研磨ヘッドを上昇させ、研磨装置に設けられ
たウエハ受渡し部に搬送する。図２（ｃ）は、ウェハを
研磨ヘッドから離脱する状態を示す図である。図２
（ａ）の状態でウエハ離脱部に搬送されたウエハを研磨
ヘッドの管路４、５を用いて、圧力室ａ、ｂ（２、３）
に空気を導入して高圧にして、圧力室ａを膨らませるこ
とにより弾性体膜を撓ませ、その撓みによりウエハを離
脱させる。

【００４０】この時の圧力室ａ、ｂ（２、３）の圧力は
１０〜３０ＫＰａ程度が好ましい。なお、研磨パッドに
設けられた弾性体膜７又はその上に貼り付けたバッキン
グフィルムの湿気がなくなるのを防止するために、ウエ
ハ裏面又は、弾性体膜若しくはバッキングフィルムに水
を供給する機構を搬送系におけるウエハの受け渡し部に
設けてもよい。

【００４１】さらに、スラリーや研磨屑がウエハ裏面
（吸着面）に付着した状態で、水貼りされた研磨ヘッド
を用いてウエハを研磨すると、研磨の均一性にが失われ
るため、ウェハの離脱後又は吸着前に、ウエハ裏面（吸
着面）を水で洗浄する機構を搬送系におけるウェハの受
渡し部に設けてもよい。

【００４２】

【実施例】〔実施例１〕実施例１の研磨ヘッドの構造
は、図１に示す様な構造であり、ハウジング９と、リテ
ーナリング１とリテーナリングに保持された弾性体膜６
により密閉空間である圧力室ａ、ｂ（２、３）を形成し
ている。具体的には、圧力室ａ、ｂ（２、３）は半径７
５ｍｍ、高さ２００μｍの領域からなる圧力室ａと、半
径５０ｍｍ、高さ５００μｍの領域からなる圧力室ｂと
からなる。

【００４３】管路４、５は、直径６ｍｍのポリウレタン
製のパイプからなり、不図示の空気導入吸引制御装置に
つながっている。この空気導入吸引制御装置は、研磨ヘ
ッドを回転、揺動させる研磨ヘッド駆動装置を制御する
研磨ヘッド制御機構につながっており、それに設定され
ているシーケンスにより制御される。弾性体膜６は、厚
さ２００μｍのシリコンゴムであり、研磨対象物は、６
インチウエハ７である。

【００４４】以下、実施例１の研磨ヘッドを図５に示す
研磨装置に適用した場合のウエハの不図示の受渡し部か
ら研磨部までの搬送工程、研磨工程を経て研磨部から受
渡し部までの搬送工程までの説明をする。先ず、受渡し
部において、研磨ヘッドに設けられたシリコンゴム６の
表面を水で濡らし、ウエハ７を水貼りし、圧力室ａ、ｂ
（２、３）内の空気を吸引することにより、約−２０Ｋ
Ｐａまで真空化し、図２（ａ）に示すような状態にし
た。

【００４５】単に、ウエハ７を水貼りするだけの方法で
は、必ずしも確実に吸着されておらず、搬送時に外れる
という事故が度々発生していたが、本発明にかかる研磨
ヘッドを用いた場合は、確実に吸着され、搬送時に外れ
るという事故はほとんど発生しなかった。次に、この状
態で、ウエハ７を研磨部である研磨パッド１０１の上に
搬送し、研磨パッド１０１に押し当てた。その後、図２
（ｂ）に示すように、圧力室ａ、ｂ（２、３）内に空気
を導入し、圧力室ａ、ｂ（２、３）内を約５０ＫＰａに
した。これは、６インチウェハ面上にかかる圧力に換算
すると、約５００ｇ／ｃｍ ²であった。

【００４６】この状態で、図５に示すようにスラリー供
給部１０４から研磨剤１０５を供給して、研磨パッド１
０１、及び研磨ヘッドを同一回転方向で回転数５０ｒｐ
ｍで回転させながら、半径方向に揺動運動をさせつつ、
３分間研磨した後、再度、管路４、５を用いて空気を吸
引して、前述した図２（ａ）の状態にした後、研磨パッ
ド１０１から研磨ヘッドを上昇させ、研磨装置に設けら
れたウェハ受渡し部に搬送した。

【００４７】その受渡し部において、圧力室ａ、ｂ
（２、３）内に空気を導入し、圧力室ａ、ｂ（２、３）
内を約１０ＫＰａにすると、図２（ｃ）に示すようにウ
エハ７を弾性体膜６から離脱することができた。実施例
１の工程により、搬送時のトラブルも無く、良好に研磨
工程を終えることができた。研磨パッドとして硬質のパ
ッドの場合においても研磨均一性（研磨均一性の定義は
（Max-Min）／（Max+Min）である）は±５％程度であっ
た。 〔実施例２〕実施例２の研磨ヘッドは、弾性体膜とし
て、シリコンゴムの代わりに厚さ５０μｍのＰＥＴフィ
ルムにバッキングフィルム（ローデル社製、商品名：Ｒ
２０１）を貼り付けたものを用いた以外は、 実施例１
と同様の構造である。

【００４８】また、ウェハの搬送時における研磨ヘッド
の圧力室ａ、ｂ（２、３）の真空度を約−１０ｋＰａ程
度にした以外は、実施例１と同じ条件でウエハ搬送及び
研磨を行った。実施例２の研磨ヘッドを用いて研磨した
ほうが、実施例１の研磨ヘッドを用いて研磨した場合に
比べて研磨の均一性に関しては、良い結果が得られた
（研磨均一性は±４％であった）。

【００４９】また、バッキングフィルムＲ２０１を濡れ
た状態に維持し、その表面が汚れるのを避けるために、
ウェハの受渡し（交換）部でウェハを離脱させる度に、
バッキングフィルムを洗浄したところ、ウェハの搬送時
に外れるという事故は１００回の搬送工程数で１回も生
じなかった。

【００５０】

【発明の効果】以上、説明した通り、本発明にかかる研
磨ヘッドは、ウエハの吸着及び離脱が容易にできるの
で、一連の工程がスムーズにでき、スループットに影響
を与えない。また、確実にウエハを搬送し、良好な研磨
を行うことができる。特に、研磨部材が硬質な場合にお
いても研磨の均一性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる研磨ヘッドの概略断面図であ
る。

【図２】本発明にかかる研磨ヘッドを用いたウエハの吸
着時、研磨時、ウエハの離脱の一連の工程を示す図であ
る。

【図３】従来の研磨ヘッドのチャッキングを示す図であ
る。

【図４】従来のエアーバック方式の研磨ヘッドの概略断
面図である。

【図５】ＣＭＰ研磨装置の概念を示す図である。

【符号の説明】

１、１１・・・リテーナリング ２・・・圧力室ａ ３・・・圧力室ｂ ４、５、１４・・・管路（空気供給系／真空系） １５、２５・・・管路（真空系） ２４・・・管路（空気供給系） ６、２３・・・弾性体膜 ７、１７、１０２・・・ウェハ ８・・・止めネジ ９、１３・・・ハウジング １６・・・弾性板バネ １８・・・バッキングフィルム １９・・・バックプレート ２０、１０１・・・研磨パッド ２１、１００・・・定盤（プラテン） ２６・・・ウエハチャック部材 １０３・・・研磨ヘッド １０４・・・スラリー供給部 １０５・・・研磨剤（スラリー）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に段付き構造を有するハウジング（ハ
   ウジング内部に別部材により段付き構造が形成されてい
   る場合も含む）と、 該ハウジングの周辺に固定されたリテーナリングと、 該リテーナリングにより保持された弾性体膜と、 前記ハウジングと前記リテーナリングと前記弾性体膜と
   により形成される密閉空間に空気を導入し、或いは密閉
   空間から空気を吸引する機構と、を備えたことを特徴と
   する研磨ヘッド。
2. 【請求項２】前記弾性体膜が、ショア硬さＡ３０〜９０
   の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の研磨ヘ
   ッド。
3. 【請求項３】前記弾性体膜が、シリコンゴム、ポリエチ
   レンテレフタレートフィルム、又はフッ素樹脂であるこ
   とを特徴とする請求項１又２記載の研磨ヘッド。
4. 【請求項４】研磨部材と研磨ヘッドにより保持された研
   磨対象物との間に研磨剤を介在させた状態で、該研磨部
   材と該研磨ヘッドとを相対移動させることにより、該研
   磨対象物を研磨する研磨装置において、 前記研磨ヘッドが請求項１〜３いずれか記載の研磨ヘッ
   ドであることを特徴とする研磨装置。
5. 【請求項５】前記研磨対象物の裏面又は前記研磨ヘッド
   に設けられた弾性体膜表面を洗浄する機構を備えたこと
   を特徴とする請求項４記載の研磨装置。