(57)【要約】  【課題】  基板を真空吸着しているときに基板が剥離しにくくすることのできる真空吸着パッドを提供する。  【解決手段】  真空吸着パッド８は、基板保持装置２のステージ５に下面が貼着されるパッド本体３７と、パッド本体３７の上面に設けられ、パッド本体３７の上面に真空吸着される基板Ｗを保持する複数の円弧状の基板保持凸部３８を備えている。円弧状の基板保持凸部３８は、円形状のパッド本体３７と同心円状に配置されており、複数の円弧状の基板保持凸部３８のうち、外径側に配置されている基板保持凸部３８の径方向の幅Ｗ１は、内径側に配置されている基板保持凸部３８の径方向の幅Ｗ２より狭い。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板保持装置のステージに下面が貼着されるパッド本体と、
前記パッド本体の上面に設けられ、前記パッド本体の上面に真空吸着される基板を保持する複数の円弧状の基板保持凸部と、
を備え、
前記円弧状の基板保持凸部は、前記円形状のパッド本体と同心円状に配置されており、
前記複数の円弧状の基板保持凸部のうち外径側に配置されている基板保持凸部の径方向の幅は、内径側に配置されている基板保持凸部の径方向の幅より狭い、真空吸着パッド。
【請求項２】
前記パッド本体の上面には、基板剥離性を有するコーティング層が形成されている、請求項１に記載の真空吸着パッド。
【請求項３】
前記パッド本体の上面に設けられ、当該パッド本体の上面を複数の真空吸着エリアに径方向に分割するエリア形成凸部を備え、
外径側の真空吸着エリアには、前記基板保持装置の第１の吸排気ラインに接続される第１の吸排気口が設けられ、
内径側の真空吸着エリアには、前記基板保持装置の第２の吸排気ラインに接続される第２の吸排気口が設けられている、請求項１または請求項２に記載の真空吸着パッド。
【請求項４】
前記基板保持凸部は、前記基板に接触する接触部と、前記接触部を支持する付け根部とを備え、
前記接触部の径方向の幅は、前記根端部の径方向の幅より広く設定されている、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の真空吸着パッド。
【請求項５】
前記基板保持凸部は、前記基板に接触する接触部と、前記接触部を支持する付け根部とを備え、
前記接触部の径方向の幅は、前記根端部の径方向の幅より狭く設定されている、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の真空吸着パッド。
【請求項６】
前記基板保持凸部の断面形状は円形である、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の真空吸着パッド。
【請求項７】
基板を保持するためのステージと、前記ステージに貼着される真空吸着パッドとを備える基板保持装置であって、
前記真空吸着パッドは、
前記ステージに下面が貼着されるパッド本体と、
前記パッド本体の上面に設けられ、前記パッド本体の上面に真空吸着される基板を保持する複数の円弧状の基板保持凸部と、
を備え、
前記円弧状の基板保持凸部は、前記円形状のパッド本体と同心円状に配置されており、
前記複数の円弧状の基板保持凸部のうち外径側に配置されている基板保持凸部の径方向の幅は、内径側に配置されている基板保持凸部の径方向の幅より狭い、基板保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板保持装置のステージに貼着される真空吸着パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
真空吸着パッドは、基板保持装置のステージに貼着され、基板を真空吸引によりステージに保持するために用いられる（例えば、特許文献１参照）。従来の真空吸着パッドの吸着面（上面）には、凸部によって囲まれた複数の閉区画（真空吸着エリア）が形成されている。複数の閉区画には、それぞれ吸排気口が設けられており、複数の吸排気口は、それぞれ独立して吸排気を行うことができる吸排気ラインに接続されている。また、複数の閉区画には、基板を保持するための複数の円弧状の基板保持凸部が同心円状に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１５３５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、基板研磨装置で基板を研磨する場合、基板保持装置のステージに真空吸着により基板を保持した状態で基板の研磨が行われる。具体的には、基板保持装置のステージに保持した基板を回転させるとともに、基板研磨装置の研磨パッドを基板に押し当てながら回転させることにより、基板の研磨が行われる。基板の裏面を研磨するために、基板をステージに保持している際に基板中央付近に加わっている下向きの力とは逆方向の、基板に対して上向きの力が加わるように、接触部材、例えば、研磨ヘッドを、回転している基板の外周部の下側から押し当てると、その力で基板の外周部は上向きに反る。近年用途が増しているＴＳＶプロセスに適用される支持基板のような従来の基板よりも薄い基板に対してこうした処理を行う際はこの傾向は顕著となり、反り量が大きくなることで従来の真空吸着パッドでは真空吸着が破壊され基板がステージから剥離（特に、基板の外径側から剥離）しやすくなる。
【０００５】
基板のステージからの剥離を防止するためには、真空吸着時の吸着力を向上させることが考えられる。そこで、例えば、真空吸着の真空度を上げる（圧力を下げる）対応が考えられるが、真空度を必要以上に上げることで真空吸着後の基板の剥離性が悪化するためその適用は難しい。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、基板を真空吸着しているときは基板が剥離しにくくすることができ、しかも真空吸着後の剥離性を保つことのできる真空吸着パッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の真空吸着パッドは、基板保持装置のステージに下面が貼着されるパッド本体と、前記パッド本体の上面に設けられ、前記パッド本体の上面に真空吸着される基板を保持する複数の円弧状の基板保持凸部と、を備え、前記円弧状の基板保持凸部は、前記円形状のパッド本体と同心円状に配置されており、前記複数の円弧状の基板保持凸部のうち外径側に配置されている基板保持凸部の径方向の幅は、内径側に配置されている基板保持凸部の径方向の幅より狭い。
【０００８】
この構成によれば、内径側に配置されている基板保持凸部の径方向の幅は従来の真空吸着パッドと同じ幅に対し、相対的に狭く設定された外側は従来よりも真空部の面積が広くなる。このことで、研磨ヘッドの力による基板の上向きの反りの量を低下させ、吸着力を向上させて基板が剥離することを防止することが出来る。このとき、内径側の幅を従来よりも狭くして内側の真空部の面積を広げても影響は外周部にはほとんど及ばず、その効果を期待することは出来ない。それ故、幅を狭くすることで生じる基板の下向きの反りも小さくする幅を外径側に留めることで最低限に抑えることが出来る。
【０００９】
また、本発明の真空吸着パッドでは、前記パッド本体の上面には、基板剥離性を有するコーティング層が形成されてもよい。
【００１０】
この構成によれば、基板と接触するコーティング層が基板剥離性を有しているので、真空吸着の終了後（例えば基板の研磨後など）に、基板が剥離しやすくなる。
【００１１】
また、本発明の真空吸着パッドでは、前記パッド本体の上面に設けられ、当該パッド本体の上面を複数の真空吸着エリアに径方向に分割するエリア形成凸部を備え、外径側の真空吸着エリアには、前記基板保持装置の第１の吸排気ラインに接続される第１の吸排気口が設けられ、内径側の真空吸着エリアには、前記基板保持装置の第２の吸排気ラインに接続される第２の吸排気口が設けられてもよい。
【００１２】
この構成によれば、基板を真空吸着するときの真空圧を、外径側の真空吸着エリアと内径側の真空吸着エリアとで異ならせることができる。つまり、基板の外径側のみの真空圧を任意に上げることで吸着力を向上させて真空吸着中の基板（例えば基板の研磨中など）を剥離しにくくしつつ、内径側の真空圧を下げることで全体のバランスを取って真空吸着後の基板の剥離性を保つことが可能となる。
【００１３】
また、本発明の真空吸着パッドでは、前記基板保持凸部は、前記基板に接触する接触部と、前記接触部を支持する付け根部とを備え、前記接触部の径方向の幅は、前記根端部の径方向の幅より広く設定されてもよい。
【００１４】
この構成によれば、基板と真空吸着パッドの接触面積を維持したまま真空を広げることが出来るため、基板の下向きの反りを防止しながら基板を剥離しにくくすることが出来る。  
【００１５】
また、本発明の真空吸着パッドでは、前記基板保持凸部は、前記基板に接触する接触部と、前記接触部を支持する付け根部とを備え、前記接触部の径方向の幅は、前記根端部の径方向の幅より狭く設定されてもよい。
【００１６】
この構成によれば、特に下向きの反りの影響が小さい基板に対し、基板と真空吸着パッドの接触面積を減らすことで基板の裏面の汚染度を低減させながら基板を剥離しにくくすることが出来る。
【００１７】
また、本発明の真空吸着パッドでは、前記基板保持凸部の断面形状は円形であってもよい。
【００１８】
この構成によれば特に下向きの反りの影響が小さい基板に対し、基板と真空吸着パッドの接触面積を減らすことで基板の裏面の汚染度を低減させながら基板を剥離しにくくすることが出来る。
【００１９】
本発明の基板保持装置は、基板を保持するためのステージと、前記ステージに貼着される真空吸着パッドとを備える基板保持装置であって、前記真空吸着パッドは、前記ステージに下面が貼着されるパッド本体と、前記パッド本体の上面に設けられ、前記パッド本体の上面に真空吸着される基板を保持する複数の円弧状の基板保持凸部と、を備え、前記円弧状の基板保持凸部は、前記円形状のパッド本体と同心円状に配置されており、前記複数の円弧状の基板保持凸部のうち外径側に配置されている基板保持凸部の径方向の幅は、内径側に配置されている基板保持凸部の径方向の幅より狭い。
【００２０】
この構成によれば、内径側に配置されている基板保持凸部の径方向の幅は従来の真空吸着パッドと同じ幅に対し、相対的に狭く設定された外側は従来よりも真空部の面積が広くなる。このことで、研磨ヘッドの力による基板の上向きの反りの量を低下させ、吸着力を向上させて基板が剥離することを防止することが出来る。このとき、内径側の幅を従来よりも狭くして内側の真空部の面積を広げても影響は外周部にはほとんど及ばず、その効果を期待することは出来ない。それ故、幅を狭くすることで生じる基板の下向きの反りも小さくする幅を外径側に留めることで最低限に抑えることが出来る。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、基板を真空吸着しているときに真空吸着後の剥離性を保ちつつ基板が剥離しにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態における基板保持装置を備えた研磨装置の平面図である。
【図２】本発明の実施の形態における基板保持装置を備えた研磨装置の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態における基板保持装置のステージの説明図である。
【図４】本発明の実施の形態における真空吸着パッドの平面図である。
【図５】本発明の実施の形態における真空吸着パッドの断面図である。
【図６】研磨中に基板が剥離するメカニズムの説明図である。
【図７】従来の真空吸着パッドの平面図である。
【図８】比較例の真空吸着パッドの平面図である。
【図９】本発明の実施の形態における真空吸着パッドの効果を示す表である。
【図１０】本発明の実施の形態における真空吸着パッドの効果を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施の形態における基板保持装置の動作の流れを示すフロー図である。
【図１２】他の実施の形態における真空吸着パッドの断面図である。
【図１３】他の実施の形態における真空吸着パッドの断面図である。
【図１４】他の実施の形態における真空吸着パッドの断面図である。
【図１５】他の実施の形態における真空吸着パッドの平面図である。
【図１６】他の実施の形態における真空吸着パッドの平面図である。
【図１７】他の実施の形態における真空吸着パッドの平面図である。
【図１８】本発明の実施の形態における基板保持装置を備えた研磨装置の断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態における基板保持装置のステージの説明図である。
【図２０】他の実施の形態における真空吸着パッドの平面図（模式図）である。
【図２１】他の実施の形態における真空吸着パッドの平面図（模式図）である。
【図２２】他の実施の形態における真空吸着パッドの平面図（模式図）である。
【図２３】本発明の実施の形態における真空吸着パッドの効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態の真空吸着パッドについて、図面を用いて説明する。本実施の形態では、半導体ウエハ等の薄板状の基板を真空吸着するための真空吸着パッドの場合を例示する。
【００２４】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の実施の形態の基板保持装置の構成を、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の基板保持装置を備えた研磨装置の平面図であり、図２は、本実施の形態の基板保持装置を備えた研磨装置の断面図である。図１および図２に示すように、研磨装置１の中央部には、研磨対象物である基板Ｗを水平に保持する基板保持装置２が設けられている。また、基板保持装置２に保持された基板Ｗの周囲には４つの研磨ヘッド機構３が設けられており、研磨ヘッド機構３の径方向外側には、それぞれ研磨テープ供給回収機構４が設けられている。
【００２５】
基板保持装置２は、基板Ｗが載置されるステージ５と、ステージ５の中央部に連結される回転軸６と、この回転軸６を回転させるモータ７とを備えている。基板保持装置２のステージ５には、真空吸着パッド８が貼着されており、基板Ｗは、搬送機構の搬送アームにより、基板Ｗの中心が回転軸６の軸心と一致するように真空吸着パッド８の上に載置される。
【００２６】
基板保持装置２の回転軸６は、ボールスプライン軸受９（直動軸受）によって上下動自在に支持されている。回転軸６の内部には、第１のチューブ１０が挿通されている。第１のチューブ１０は、回転軸６の下端に取り付けられたロータリジョイント１２を介して、真空源としての第１の真空ライン１３に接続されている。第１のチューブ１０は、処理後の基板Ｗを真空吸着パッド８から離脱させる流体供給源としての第１の窒素ガス供給ライン１５にも接続されている。
【００２７】
第１の真空ライン１３には、第１の真空レギュレータ１７が設けられており、制御部（図示せず）からの信号に応じて真空度が調整されるようになっている。基板保持装置２は、第１の真空ライン１３と第１の窒素ガス供給ライン１５を第１のチューブ１０に選択的に接続されている。基板Ｗを離脱させる場合には、図示しない真空源に連通された第１の真空ライン１３の図示しない弁を開状態から閉状態として、第１のチューブ１０と切り離し、他方で、窒素ガス供給ライン１５の図示しない弁を閉状態から開状態にして第１のチューブ１０と窒素ガス供給ライン１５とを連通させ、そして、この状態で図示しない窒素ガス供給源から供給される窒素ガスを第１の窒素ガス供給ライン１５を介して第１のチューブ１０に供給してもよい。あるいは、単に、真空ライン１３に連通した図示しない真空源がポンプの場合にはこのポンプの運転を停止させ、次いで、この状態で図示しない窒素ガス供給源から供給される窒素ガスを第１の窒素ガス供給ライン１５を介して第１のチューブ１０に供給してもよい。基板Ｗに対して真空圧を供給することによって、基板Ｗを真空吸着パッド８の上面に真空吸着し、基板Ｗに対して窒素ガスを供給することによって基板Ｗを真空吸着パッド８の上面から離脱させることができるように構成されている。
【００２８】
また、基板保持装置２の回転軸６は、この回転軸６に連結されたプーリー１９と、モータ７の回転軸に取り付けられたプーリー２０と、これらプーリー１９、２０に掛けられたベルト２１を介して、モータ７によって回転される。モータ７の回転軸は、基板保持装置２の回転軸６と平行に延びている。このような構成により、真空吸着パッド８の上面に保持された基板Ｗは、モータ７によって回転される。
【００２９】
ボールスプライン軸受９は、基板保持装置２の回転軸６がその長手方向へ自由に移動することを許容する軸受である。ボールスプライン軸受９は内側ケーシング２２に固定されている。回転軸６は、内側ケーシング２２に対して上下に直線動作が可能であり、回転軸６と内側ケーシング２２は一体に回転する。回転軸６は、エアシリンダ（昇降機構）２３に連結されており、エアシリンダ２３によって回転軸６および真空吸着パッド８が上昇および下降できるようになっている。
【００３０】
内側ケーシング２２と、その外側に同心上に配置された外側ケーシング２４との間にはラジアル軸受２５が介装されており、内側ケーシング２２はラジアル軸受２５によって回転自在に支持されている。このような構成により、基板保持装置２は、基板Ｗを中心軸Ｃｒまわりに回転させ、かつ基板Ｗを中心軸Ｃｒに沿って上昇下降させることができる。
【００３１】
基板保持装置２の回転軸６が下降している状態で、真空吸着パッド８に真空吸着された基板Ｗの研磨が行われる（図２参照）。研磨処理後には、エアシリンダ２３により基板Ｗを真空吸着パッド８および回転軸６とともに搬送位置まで上昇させ、この搬送位置で基板Ｗを真空吸着パッド８から離脱させる。
【００３２】
また、図２に示すように、基板保持装置２には、基板Ｗの上方に上供給ノズル２６が配置されている。基板Ｗの研磨中は、上供給ノズル２６から基板保持装置２に保持された基板Ｗの上面中心に向けて研磨液が供給される。さらに、基板保持装置２には、基板Ｗの裏面と基板保持装置２の真空吸着パッド８との境界部（真空吸着パッド８の外周部）に向けて研磨液を供給する下供給ノズル２７が設けられている。研磨液には通常純水が使用されるが、研磨テープ（研磨具）２８の砥粒としてシリカを使用する場合などはアンモニアを用いることもできる。
【００３３】
さらに、研磨装置１は、研磨処理後に研磨ヘッド２９を洗浄する洗浄ノズル３０を備えており、研磨処理後に基板Ｗが基板保持装置２により上昇した後、研磨ヘッド３に向けて洗浄水を噴射し、研磨処理後の研磨ヘッド３を洗浄できるようになっている。
【００３４】
図３は、基板保持装置２のステージ５の構成を説明する断面図である。図３に示すように、基板保持装置２のステージ５には、第１のチューブ１０が接続されている。ステージ５は、基板保持装置２の回転軸６とともに回転可能である。さらに、ステージ５の内部には、第１の吸排気ライン３３が形成されている。第１の給排気ラインは、第１のチューブ１０と接続されている。
【００３５】
次に、図面を参照して、本実施の形態の基板保持装置２の動作を説明する。図１１は、基板研磨完了後の動作の流れを示すフロー図である。図１１に示すように、本実施の形態では、基板Ｗの研磨動作が完了すると（Ｓ１）、基本保持装置のステージ５を上昇させ（Ｓ２）、移載機でステージ５の上の基板Ｗ（研磨が完了した基板Ｗ）をクランプする（Ｓ３）。そして、基板Ｗを搬出するとともに、基板保持装置２のステージ５を下降させ、保湿水を供給する（Ｓ４）。その後、次の基板Ｗ（これから研磨を行う処理前の基板Ｗ）が搬入される（Ｓ５）。
【００３６】
保湿水とは、基板Ｗの搬送を行うごとにステージ５の上（真空吸着パッド８上）をリフレッシュするために供給される純水（ＤＩＷ）である。保湿水を供給するタイミングを基板搬出時にすることにより、真空吸着パッド８上などで跳ねた保湿水が処理前の乾いた基板Ｗに付着し、ウォーターマークが発生するのを防ぐことができる。
【００３７】
次に、真空吸着パッド８の構成について説明する。図４は、真空吸着パッド８の平面図であり、図５は、真空吸着パッド８の断面図である。図４および図５に示すように、真空吸着パッド８は、平面視で円形状のパッド本体３７と、パッド本体３７の上面に設けられる複数の円弧状の基板保持凸部３８を備えている。パッド本体３７の下面は、基板保持装置２のステージ５の表面（上面）に貼着される。基板保持凸部３８は、パッド本体３７の上面に真空吸着される基板Ｗを保持する機能を備えている。
【００３８】
図６に示すように、研磨ヘッド３は基板Ｗに研磨テープＢを押し付けて研磨を行うが、研磨ヘッド３を下側から押し付けた場合、基板Ｗは上向きに反り、真空吸着パッド８との真空吸着が破壊されて基板Ｗが研磨中に剥がれてしまうことがあり得る。基板Ｗの反り量は基板Ｗが薄いほど顕著になるため、真空吸着パッド８には薄い基板でも剥がれることのない構造が求められる。
【００３９】
図４に示すように、複数の円弧状の基板保持凸部３８は、円形状のパッド本体３７と同心円状に配置されている。そして、複数の円弧状の基板保持凸部３８のうち最外周に配置されている基板保持凸部３８（基板保持凸部３８ｂ）の径方向の幅Ｗ１は、内径側に配置されている基板保持凸部３８（基板保持凸部３８ａ）の径方向の幅Ｗ２より狭く設定されている（図４および図５参照）。また、エリア形成凸部４１と最外周の基板保持凸部３８ｂとの間の径方向の幅Ｅ、および、最外周の基板保持凸部３８ｂとその一つ内側の基板保持凸部３８ａとの間の径方向の幅Ｄは、さらに内側の基板保持凸部３８ａ間の径方向の幅Ｃより広く設定されている（図４および図５参照）。
【００４０】
なお、本実施例では、複数の円弧状の基板保持凸部３８のうち、最外周に配置されている基板保持凸部３８ｂの径方向の幅Ｗ１が、内径側に配置されている基板保持凸部３８ａの径方向の幅Ｗ２より狭く設定されているが、複数の円弧状の基板保持凸部３８のうち、外径側に配置されたいずれかの基板保持凸部３８ｂの幅Ｗ１が、他の基板保持凸部３８ａの径方向の幅Ｗ２より狭くされていればよく、本発明の技術的思想は、最外周に配置されている基板保持凸部３８ｂの幅のみを狭くした実施形態に限定されるものではない。また、本発明の技術的思想は、エリア形成凸部４１と最外周の基板保持凸部３８ｂとの間の径方向の幅Ｅ、および、最外周の基板保持凸部３８ｂとその一つ内側の基板保持凸部３８ａとの間の径方向の幅Ｄが、さらに内側の基板保持凸部３８ａ間の径方向の幅Ｃより広く設定されているもののみには限定されず、外径側に配置されたいずれかの基板保持凸部３８ｂとその一つ外側の基板保持凸部３８ａとの間の径方向の幅Ｅが、他の外側の基板保持凸部３８ａ間の径方向の幅Ｃより広く設定されていてもよい。
【００４１】
例えば、基板Ｗの径が３００ｍｍである場合、最外周に配置されている基板保持凸部３８ｂの径方向の幅Ｗ１は２ｍｍ、内径側に配置されている基板保持凸部３８ａの径方向の幅Ｗ２は５ｍｍ、エリア形成凸部４１の幅Ｗ３は３ｍｍに設定される。さらに、エリア形成凸部４１と最外周の基板保持凸部３８ｂとの間の径方向の幅Ｅは８ｍｍ、最外周の基板保持凸部３８ｂとその一つ内側の基板保持凸部３８ａとの間の径方向の幅Ｄは７ｍｍ、さらに内側の基板保持凸部３８ａ間の径方向の幅Ｃは５ｍｍ、基板保持凸部３８の高さＢは６ｍｍ、パッド本体３７の高さＡは１２ｍｍに設定される。
【００４２】
なお、最外周に配置されている基板保持凸部３８ｂの径方向の幅Ｗ１と、エリア形成凸部４１の幅Ｗ３とは、どちらが広くてもよく、同じ幅でもよい。また、パッド本体３７の高さＡは１２ｍｍに限られず、１２ｍｍより広くてもよく、１２ｍｍ以下でもよい。また、基板保持凸部３８の高さＢは６ｍｍに限られず、６ｍｍより広くとも、６ｍｍ以下でもよい。ただし、少なくとも、エリア形成凸部４１と最外周の基板保持凸部３８ｂとの間の径方向の幅Ｅが、内側の基板保持凸部３８ａ間の径方向の幅Ｃより広く設定されていればよい。
【００４３】
また、図５に示すように、基板保持凸部３８（基板保持凸部３８ａ、３８ｂ）は、基板Ｗに接触する接触部３９（図５における上部）と、接触部３９を支持する付け根部４０（図５における下部）とを備えており、この場合、接触部３９の径方向の幅は、根端部の径方向の幅と同じに設定されている。
【００４４】
また、パッド本体３７の上面には、パッド本体３７の上面を複数の真空吸着エリアに円周方向に分割するエリア形成凸部４１が設けられている。図４の例では、エリア形成凸部４１によって、パッド本体３７の上面が４つの真空吸着エリアに分割されている。そして、各真空吸着エリアには、基板保持装置２の第１の吸排気ライン３３に接続される第１の吸排気口４２が設けられている。なお、ここでは、パッド本体３７の上面の分割数が４である場合について説明するが、分割数が４に限られない。パッド本体３７の上面の分割数は、例えば２、３、４、６、８、１０、１２、１６などであってもよい。
【００４５】
本実施の形態では、真空吸着パッド８の材料として、例えばシリコンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴムなどのゴム材料や、例えばポリウレタン、ポリエステルなどの軟質樹脂材料、あるいは、導電性材料などが用いられる。ゴム材料や軟質樹脂材料は、真空シール性を確保することができるとともに基板Ｗを傷つけにくいという機能を有し、好適である。また、導電性材料は、研磨時に基板Ｗが帯電した場合に、基板Ｗに帯電した電荷を真空吸着パッド８から逃がすことができるので、基板が帯電することによる基板へのごみの付着や、場合によっては静電気で基板自体が破壊されるといった事態を防止できるという機能を有し、好適である。
【００４６】
また、パッド本体３７の上面には、基板剥離性を有するコーティング層が形成されている。例えば、パリレン（登録商標）コーティングを施すことにより、パッド本体３７の上面に基板剥離性を有するコーティング層が形成される。コーティング層を設けることで、基板の剥離性を向上できる。
【００４７】
ここで、吸着パッド８が基板Ｗを真空保持する指標（吸着力）と真空エリアを形成する凹部の面積との関係、及び、研磨ヘッド押し付け時の基板Ｗの反り量との関係を図７〜図１０及び図２３を参照して説明する。
【００４８】
図７は、従来の真空吸着パッド８０を示す図である。従来の真空吸着パッドでは、複数の円弧状の基板保持凸部３８（基板保持凸部３８ａ）の幅はいずれも等しく設定されている。図２３の真空吸着パッド８０００は、図４（本実施の形態）に示す真空吸着パッド８の最外周の基板保持凸部３８ｂを取り除いたものである。一方、図８の真空吸着パッド８００（図２３の比較例）では、図７の真空吸着パッド８０の３つ内側の基板保持凸部３８ａが取り除かれている。
【００４９】
図２３の真空吸着パッド８０００、図８の真空吸着パッド８００は、それぞれ基板保持凸部３８ｂ、３８ａを取り除くことにより、真空面積が従来より広がり、図９に示すように、図２３の真空吸着パッド８０００（図９の実施例）の真空エリア面積は従来と比較して１１２．９％となり、真空吸着パッド８００の真空エリア面積比は１０８．７％となる。
【００５０】
図１０では、真空エリア面積比と吸着式の関係が示されている。仮に、外周でも内周でも単に真空エリアの面積を広げることで吸着力が上がると仮定した場合には、図１０のグラフの３点は直線上にのることなる。ところが、図１０に示すように、実際には比較的内周側の真空エリアを広げた面積比１０８．７％（図８の真空吸着パッド８００、図９の比較例）ではほとんど吸着力に向上が見られず、外周側の真空エリアを広げた面積比１１２．９％（図２３の真空吸着パッド８０００、図９の実施例）で一気に傾きが大きくなり吸着力に向上が見られた。この結果から、「特に外周部の真空面積を広げる（凸部の幅を狭くする）ことで吸着力が大きく増加する」ということが分かる。
【００５１】
また、図１０には、それぞれの条件で同じ研磨荷重をかけた場合の基板の反り量も示されている。この場合、図１０に示すように、面積比１１２．９％（図２３の真空吸着パッド８０００）の形状のほうが、面積比１０８．７％（図８の真空吸着パッド８００、図９の比較例）より反り量が少ない。この結果は、吸着力の増減の傾向と一致する。このことから「外周部真空エリアを広げ、基板の反り量を減少させることで吸着力は向上し基板は剥がれ難くなる」という結論を導き出すことができる。
【００５２】
以上説明したように、図９および図１０の結果から、基板保持凸部３８の内径側と外径側のそれぞれの面積を減少させて凹部の面積を増加させた場合、外径側の凹部の面積を増加させたほうがより吸着力が向上していることが分かる。
【００５３】
これは研磨ヘッド３を押し付けたときの基板Ｗの反り量が外径側の凹部の面積を増加させた場合により低減しているためであり、内径側の幅Ｗ２を狭くして真空エリアを広げても吸着力の改善にはほとんど寄与しないことを表している。本実施の形態の真空吸着パッド８において、外径側の幅Ｗ１のみを狭く設定したのはこのためである。また、図４のように外径側の幅Ｗ１のみを狭く設定した基板保持凸部３８ｂを設けることにより、図２３の真空吸着パッド８０００の構成に比べて、基板Ｗの真空吸着時の下向きの反りを防止できる。
【００５４】
このような本実施の形態の真空吸着パッド８によれば、内径側に配置されている基板保持凸部の径方向の幅は従来の真空吸着パッドと同じ幅に対し、相対的に狭く設定された外側は従来よりも真空部の面積が広くなる。このことで、研磨ヘッドの力による基板の上向きの反りの量を低下させ、吸着力を向上させて基板が剥離することを防止することが出来る。このとき、内径側の幅を従来よりも狭くして内側の真空部の面積を広げても影響は外周部にはほとんど及ばず、その効果を期待することは出来ない。それ故、幅を狭くすることで生じる基板の下向きの反りも小さくする幅を外径側に留めることで最低限に抑えることが出来る。
【００５５】
また、本実施の形態では、基板Ｗと接触するコーティング層が基板剥離性を有しているので、真空吸着の終了後（例えば基板Ｗの研磨後など）に、基板Ｗが剥離しやすくなる。
【００５６】
例えば、図１２には、真空吸着パッド８の変形例が示される。図１２に示すように、接触部３９の径方向の幅は、根端部の径方向の幅より広く設定されてもよい。このような変形例によれば、基板と真空吸着パッドの接触面積を維持したまま真空を広げることが出来るため、基板の下向きの反りを防止しながら基板を剥離しにくくすることが出来る。
【００５７】
また、図１３には、真空吸着パッド８の他の変形例が示される。図１３に示すように、接触部３９の径方向の幅は、根端部の径方向の幅より狭く設定されてもよい。このような変形例によれば、基板との吸着する幅（面積）が広くなるので、基板に対して上向きの力が加わったときに基板が剥がれにくくなっている。
【００５８】
また、図１４には、真空吸着パッド８の他の変形例が示される。図１４に示すように、基板保持凸部３８の断面形状は円形であってもよい。このような変形例によれば、特に下向きの反りの影響が小さい基板に対し、基板と真空吸着パッドの接触面積を減らすことで基板の裏面の汚染度を低減させながら、基板を剥離しにくくすることが出来る。
【００５９】
また、図１５には、真空吸着パッド８の他の変形例が示される。図１５に示すように、基板保持凸部３８は、ある真空吸着エリア内において放射状に設けられていてもよい。このような変形例によれば、従来に比べて、基板とパッドの接触面積が小さくなるため、上向きの反りと基板裏面のパーティクル付着を防止することができる。
【００６０】
また、図１６には、真空吸着パッド８の他の変形例が示される。図１６に示すように、基板保持凸部３８は、ある真空吸着エリア内において浮島状に設けられていてもよい。このような変形例によれば、吸着面積が従来よりも小さくなるので、上向きの反りを防止し、かつ、基板とも接触面がちりばめている為、下向きの反りも防止することができる。
【００６１】
また、図１７には、真空吸着パッド８の他の変形例が示される。図１７に示すように、基板保持凸部３８は、ある真空吸着エリア内において設けられていなくてもよい。このような変形例によれば、基板との接触面積を小さくすることができるので、上向きの反りと基板裏面にパーティクルが付着するのを防止できる。
【００６２】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態の基板保持装置の構成を、図面を参照して説明する。図１８は、本実施の形態の基板保持装置を備えた研磨装置の断面図である。図１８に示すように、基板保持装置２の回転軸６の内部には、第１のチューブ１０と第２のチューブ１１が挿通されている。第１のチューブ１０および第２のチューブ１１は、回転軸６の下端に取り付けられたロータリジョイント１２を介して、それぞれの真空源としての第１の真空ライン１３と第２の真空ライン１４に接続されている。第１のチューブ１０と第２のチューブ１１は、処理後の基板Ｗを真空吸着パッド８から離脱させる流体供給源としての第１の窒素ガス供給ライン１５と第２の窒素ガス供給ライン１６にも接続されている。
【００６３】
第１の真空ライン１３と第２の真空ライン１４には、それぞれ第１の真空レギュレータ１７と第２の真空レギュレータ１８が設けられており、制御部（図示せず）からの信号に応じて真空度が調整されるようになっている。基板保持装置２は、第１の真空ライン１３と第１の窒素ガス供給ライン１５を第１のチューブ１０に選択的に接続する、および／または、第２の真空ライン１４と第２の窒素ガス供給ライン１６を第２のチューブ１１に選択的に接続することによって、基板Ｗを真空吸着パッド８の上面に真空吸着し、離脱させることができるように構成されている。
【００６４】
図１９は、基板保持装置２のステージ５の構成を説明する断面図である。図１９に示すように、基板保持装置２のステージ５は、第１のチューブ１０と第２のチューブ１１が接続されるベース部３１と、ベース部３１に支持されるステージ部３２を備えている。ベース部３１およびステージ部３２は、基板保持装置２の回転軸６とともに回転可能である。さらに、ステージ部３２の内部には、第１の吸排気ライン３３と第２の吸排気ライン３４が形成されている。この場合、第１の給排気ラインは内径側に配置されており、第２の給排気ラインは外径側に配置されている。さらに、ベース部３１とステージ部３２との間には、第１の接続隙間３５と第２の接続隙間３６が形成されている。そして、第１の給排気ラインは、第１の接続隙間３５を介して第１のチューブ１０と接続されており、第２の給排気ラインは、第２の接続隙間３６を介して第２のチューブ１１と接続されている。
【００６５】
次に、本実施の形態の真空吸着パッド８の構成について説明する。図２０〜図２２に示すように、エリア形成凸部４１は、パッド本体３７の上面を円周方向に分割するだけでなく、径方向の凸部４４によって、パッド本体３７の上面をさらに径方向に分割してもよい。図２０〜図２２の例では、エリア形成凸部４１によって、パッド本体３７の上面が円周方向に分割されるとともに、径方向の凸部４４によって、径方向にも分割されており、合計で８つの真空吸着エリア（内径側に４つの真空吸着エリア、外径側に４つの真空吸着エリア）が形成されている。この場合、外径側の真空吸着エリアには、基板保持装置２の第１の吸排気ライン３３に接続される第１の吸排気口４２が設けられ、内径側の真空吸着エリアには、基板保持装置２の第２の吸排気ライン３４に接続される第２の吸排気口４３が設けられる。
【００６６】
このような第２の実施の形態によれば、基板Ｗを真空吸着するときの吸着力を、外径側の真空吸着エリアと内径側の真空吸着エリアとで異ならせることができる。したがって、基板Ｗの外径側の吸着力を内径側の吸着力より大きくすることにより、基板Ｗを真空吸着しているとき（例えば基板Ｗの研磨中など）に、基板Ｗの外径側が剥離しにくくなる。
【００６７】
以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上のように、本発明にかかる真空吸着パッドは、基板を真空吸着しているときに基板が剥離しにくくすることができるという効果を有し、半導体ウエハ等の基板研磨装置等に用いられ、有用である。
【符号の説明】
【００６９】
１  研磨装置
２  基板保持装置
５  ステージ
８  真空吸着パッド
３３  第１の吸排気ライン
３４  第２の吸排気ライン
３７  パッド本体
３８（３８ａ、３８ｂ）  基板保持凸部
３９  接触部
４０  付け根部
４１  エリア形成凸部
４２  第１の吸排気口
４３  第２の吸排気口
Ｗ  基板
【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５】
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【図６】
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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１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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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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