(57)【要約】【課題】リテーナリングのような消耗品をなくすることでランニングコストを下げることができ、しかも、ウェーハ表面を均一に研磨する。【解決手段】回転体１２と、回転体と同軸状に配置されかつ回転体と一体的に回転するとともに回転体に対して回転軸線の方向に相対移動可能に設けられた回転軸１３と、回転体に対して回転軸を一端側へ付勢する付勢部材２４と、回転軸の一端側に球面軸受機構３０を介して揺動可能に支持されるとともにウェーハＷを保持するワークチャック１５と、  回転体とワークチャックとの間に介装されたエアーバッグ３１とを備える。球面軸受機構は、その揺動中心がワークチャックの厚さ内に位置するように設定される。エアーバッグにエアーが導入されるときに、付勢部材の付勢力に抗してワークチャックが回転体から離間する方向へ相対移動し、ワークチャックに保持されたウェーハを研磨パッド６へ押し付ける。【選択図】図２
2015126001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体と、
前記回転体と同軸状に配置されかつ前記回転体と一体的に回転するとともに前記回転体に対して前記回転軸線の方向に相対移動可能に設けられた回転軸と、
前記回転体に対して前記回転軸を一端側へ付勢する付勢部材と、
前記回転軸の他端側に球面軸受機構を介して揺動可能に支持されるとともに研磨対象であるウェーハを保持するワークチャックと、
前記回転体と前記ワークチャックとの間に介装されたエアーバッグとを備え、
前記球面軸受機構は、その揺動中心が前記ウェーハを含む前記ワークチャックの厚さ内に位置するように設定され、
前記エアーバッグにエアーが導入されるときに、前記付勢部材の付勢力に抗して前記ワークチャックが回転体から離間する方向へ相対移動し、該ワークチャックに保持された前記ウェーハを研磨パッドへ押し付けることを特徴とするウェーハ研磨装置。
【請求項２】
前記球面軸受機構は、前記回転軸に形成された内側凸球面と、前記ワークチャックに形成された外側凹球面と、前記内側凸球面と前記外側凹球面との間に介装された複数の球体とを備えることを特徴とする請求項１に記載のウェーハ研磨装置。
【請求項３】
前記球面軸受機構は、揺動中心が、前記ワークチャックに保持される前記ウェーハの被加工面と面一の位置に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のウェーハ研磨装置。
【請求項４】
前記エアーバッグは、前記回転体の前記ワークチャックとの対向面上であって前記回転軸を中心としてその径方向外側に配置されたリング状の可撓膜を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のウェーハ研磨装置。
【請求項５】
前記リング状の可撓膜は、幅方向中心が前記球面軸受機構よりも外側に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のウェーハ研磨装置。
【請求項６】
前記回転軸の回転を前記ワークチャックに伝達する回転伝達機構を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のウェーハ研磨装置。
【請求項７】
前記ワークチャックには冷却機構が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のウェーハ研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はウェーハ研磨装置に関するものであり、特に、化学的機械研磨法(ＣＭＰ: Chemical Mechanical Polishing）による半導体ウェーハを研磨するウェーハ研磨装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣの微細加工が進んでおり、多層にわたってＩＣパターンを形成することが行われている。このようなＩＣ構造では、パターンを形成した層の表面にある程度の凹凸が生じるのが避けられない。
このようなパターン形成途中において、パターンを形成した層の表面に生じる凹凸を平坦化すべく、ウェーハを研磨するのに、ＣＭＰ法によるウェーハ研磨装置（ＣＭＰ装置）が用いられる。
【０００３】
ウェーハ研磨装置として、表面に研磨パッド(研磨布)が貼付された円盤状の研磨定盤と、研磨すべきウェーハ裏面を保持してウェーハ表面を研磨パッドに当接させる複数の研磨ヘッドと、これら研磨ヘッドを研磨定盤に対し相対回転させるヘッド駆動機構とを具備し、研磨パッドとウェーハとの間に研磨材であるスラリーを供給することにより、ウェーハの研磨を行う構造のものが一般に広く知られている。
【０００４】
そして、この種のウェーハ研磨装置の一例として、研磨ヘッドで保持するウェーハ表面を研磨パッドに押し当てるに際し、研磨ヘッドとウェーハとの間に空気層を形成し、この空気層にエアーを供給することにより、エアー圧を利用してウェーハを研磨パッドに所定の押圧力をもって押し当てる構造のものが提案されている。そして、このウェーハ研磨装置では、空気室からのエアー漏れが適宜量となるように、ウェーハの径方向外側にリテーナリングが配置されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−４２４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したウェーハ研磨装置にあっては、リテーナリングが研磨パッドと当接することが避けられず、ウェーハのみならずこのリテーナリングも研磨パッドによって研磨される。このため、リテーナリングを一定期間ごとに交換することが必要になる。しかしながら、リテーナリングは適宜可撓性を有するよう特殊な材料から作られていることもあって比較的高価であるから、このようなリテーナリングを一定期間ごとに交換することが、ライニングストを上昇させる一要因となっていた。
【０００７】
また、この種ウェーハ研磨装置にあっては、ウェーハ表面を研磨パッドに押し当てる際に、研磨パッドに対してウェーハ表面全域をできるだけ均一の押圧力をもって押し当てることが可能なように、ウェーハを保持するワークチャックを、チャック支持体に対し揺動可能に支持する方式のものがある。
しかしながら、この方式の従来のウェーハ研磨装置にあっては、ワークチャックの揺動中心が、ウェ―ハの被加工面から遠く離れた位置に設定されているため、ワークチャックの傾斜角度が大きくなると、ウェーハの回転中心位置が研磨定盤に対して偏心することとなり、これに起因して、ウェーハを研磨パッドに押し当てて研磨する際に不要なモーメントが生じ、結果的にウェーハ表面の研磨にむらが生じる問題があった。
【０００８】
本発明は、このような背景の下になされたものであって、リテーナリングのような消耗品をなくすることでランニングコストを下げることができ、しかも、ウェーハ表面を均一に研磨することができるウェーハ研磨装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明のウェーハ研磨装置は、回転体と、前記回転体と同軸状に配置されかつ前記回転体と一体的に回転するとともに前記回転体に対して前記回転軸線の方向に相対移動可能に設けられた回転軸と、前記回転体に対して前記回転軸を一端側へ付勢する付勢部材と、前記回転軸の他端側に球面軸受機構を介して揺動可能に支持されるとともに研磨対象であるウェーハを保持するワークチャックと、前記回転体と前記ワークチャックとの間に介装されたエアーバッグとを備え、前記球面軸受機構は、その揺動中心が前記ウェーハを含む前記ワークチャックの厚さ内に位置するように設定され、前記エアーバッグにエアーが導入されるときに、前記付勢部材の付勢力に抗して前記ワークチャックが回転体から離間する方向へ相対移動し、該ワークチャックに保持された前記ウェーハを研磨パッドへ押し付けることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、まず、ワークチャックでウェーハを保持し、この状態で、エアーバッグにエアーを導入する。エアーバッグに導入されたエアーの圧力によって、回転軸を付勢する付勢部材の付勢力に抗してエアーチャックが回転体から離間する方向へ相対移動し、保持したウェーハを研磨パッドに押し付ける。これにより、ウェーハが研磨される。このとき、エアーは、閉空間であるエアーバッグに導入されるだけであって、エアーの漏れ調整を行う消耗部材であるリテーナリングを用いる必要がない。このため、交換用のリテーナリングを予め用意する管理や、リテーナリングの交換時期の管理が不要になる。
【００１１】
また、上記ワークチャックで保持したウェーハを研磨パッドに押し付ける際に、ワークチャックは、球面軸受機構を介して回転軸に揺動可能に支持されるが、このときワークチャックの揺動中心がウェーハを含むワークチャックの厚さ内に位置するように設定されているため、ワークチャックの傾斜角度が大きくなる場合でも、ウェーハの回転中心位置が研磨定盤に対して偏心する量は極めて僅かである。この結果、ウェーハを研磨パッドに押し当てて研磨する際に不要なモーメントが生じにくくなり、結果的にウェーハ表面をほぼ均一に研磨することが可能となる。
【００１２】
前記球面軸受機構は、前記回転軸に形成された内側凸球面と、前記ワークチャックに形成された外側凹球面と、前記内側凸球面と前記外側凹球面との間に介装された複数の球体とを備えることが好ましい。
この場合、球体を介して内側凸球面と外側凹球面とが接することとなり、ワークチャックを揺動可能に支持するにあたり、極めて摩擦の小さい支持が可能となる。
【００１３】
前記球面軸受機構は、揺動中心が、前記ワークチャックに保持される前記ウェーハの被加工面と面一の位置に設定されていることが好ましい。
この場合、ワークチャックの傾斜角度が例え大きくなる場合であっても、ウェーハの回転中心位置が研磨定盤に対して偏心することがない。この結果、ウェーハを研磨パッドに押し当てて研磨する際に不要なモーメントが生じず、結果的にウェーハ表面をより均一に研磨するのが可能となる。
【００１４】
前記エアーバッグは、前記回転体の前記ワークチャックとの対向面上であって前記回転軸を中心としてその径方向外側に配置されたリング状の可撓膜を備えることが好ましい。
この場合、ワークチャックがリング状の可撓膜を介して回転体から離間するようエアー圧による押圧力を受けるため、ワークチャックは周方向全域に渡って均一な押圧力を受ける。これに伴い、ワークチャックで保持したウェーハを周方向全域に渡って研磨パッドに均一に押し付けることが可能となる。
【００１５】
前記リング状の可撓膜は、幅方向中心が前記球面軸受機構よりも外側に配置されていることが好ましい。
ワークチャックを回転体から離間する方向つまり研磨パッド側へ押圧させる際の押圧面積を広くとることができること、並びに、ワークチャックを研磨パッド側へ押圧するにあたり球面軸受機構よりも外側から押圧できることから、研磨パッドの表面の凹凸に追従してワークチャックを揺動させるときの応答時間を短くすることができる。
【００１６】
前記回転軸の回転を前記ワークチャックに伝達する回転伝達機構を備えることが好ましい。
回転軸の回転力が回転伝達機構を介してワークチャックに伝達され、ワークチャックが回転する。これに伴い、ワークチャックによって保持されたウェーハを研磨パッド上で強制的に回転させることができる。
【００１７】
前記ワークチャックには冷却機構が設けられていることが好ましい。
ウェーハが研磨される際に、摩擦熱が生じる。この摩擦熱を冷却機構によって好適に除去することができる。このため、ウェーハやワークチャックが摩擦熱によって必要以上に温度上昇するのを未然に回避できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のウェーハ研磨装置によれば、リテーナリングのような消耗品をなくすることでランニングコストを下げることができ、しかも、ウェーハ表面を均一に研磨することができるウェーハ研磨装置を提供することを課題とする。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るウェーハ研磨装置の実施形態の全体構造図である。
【図２】本発明に係るウェーハ研磨装置の実施形態の研磨ヘッドの縦断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明に係るウェーハ研磨装置の球面軸受機構の作用を表す図であって、図２のIII円部の詳細図である。
【図４】本発明に係るウェーハ研磨装置の実施形態のチャック本体の底面図である。
【図５】本発明に係るウェーハ研磨装置の実施形態の研磨ヘッドの、図２とは異なる箇所で切断したときの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明に係るウェーハ研磨装置の実施形態を説明する。図１は本発明に係るウェーハ研磨装置の実施形態の全体構造図、図２は本発明に係るウェーハ研磨装置の実施形態の研磨ヘッドの縦断面図、図３（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明に係るウェーハ研磨装置の球面軸受機構の作用を表す図であって、図２のIII円部の詳細図である。
図１に示すように、ウェーハ研磨装置１は、主としてプラテン２と、研磨ヘッド３とから構成されている。
【００２１】
プラテン２は、円盤状に形成され、その下面中央には支持軸４が連結されており、支持軸４の下端に連結されたモータ５の駆動によって所定方向へ回転する。プラテン２の上面には研磨パッド６が貼着されており、該研磨パッド６上に図示しないノズルから研磨材と化学薬品との混合物であるスラリーが供給される。
研磨ヘッド３は、図示せぬ移動機構により、プラテン２、研磨前のウェ―ハが載置されるウェーハ待機位置、および研磨後のウェーハが載置されるウェーハ収納位置の間を適宜移動される。
【００２２】
図２に示すように、前記研磨ヘッド３は、主として装置本体の支持部１０に支持された回転体１２と、回転体１２と同軸状に配置され、かつ回転体１２と一体的に回転するとともに回転体１２に対して回転軸線ｌの方向つまり上下方向に相対移動可能に設けられた回転軸１３と、回転軸１３の他端側に球面軸受機構３０を介して揺動可能に支持されるとともに研磨対象であるウェーハを保持するワークチャック１５とを備える。
【００２３】
回転体１２は、上下方向に移動可能な前記支持部１０にベアリング１１を介して回転可能に支持されている。回転体１２は上部に回転ギヤ部１７を備え、この回転ギヤ部１７を介して図示せぬ回転駆動手段から回転を伝達される。回転体１２の中央部には円筒状の回転本体部１８が設けられ、回転本体部１８は前記ベアリング１１と係合する。回転体１２の下部には円盤状の回転平板部１９が設けられ、この回転平板部１９は後述するエアーバッグ３１を介してワークチャック１５を下方へ押圧する。
【００２４】
回転軸１３は、前記回転本体部１８の内側に設けられた支持部１８ａと上下動可能かつ一体的に回転するようにスプライン嵌合された上部回転軸部２１と、上部回転軸部２１の下端に連結された連結板部２２と、連結板部２２のさらに下端に連結された平板部２３とを備える。上部回転軸部２１の上部にはバネ受け２１ａが設けられ、このバネ受け２１ａと前記支持部１８ａとの間に介装された圧縮バネ２４によって、回転軸１３は一端側つまり上方へ付勢される。
【００２５】
ワークチャック１５は、円盤状に形成されたチャック本体２６と、チャック本体２６の上側に設けられたリング状の上板部２７とを備える。上板部２７と平板部２３との間には前記球面軸受機構３０が設けられている。
【００２６】
図３（ａ）、（ｂ）にも示すように、球面軸受機構３０は、上板部２７の内周部に設けられた外側凹球面３０ａと、平板部２３の外周部に設けられた内側凸球面３０ｂと、それら外側凹球面３０ａと内側凸球面３０ｂとの間に介装された複数の球体３０ｃとを備える。球面軸受機構３０によるワークチャックの揺動中心Ｐは、該ワークチャック１５に保持されるウェーハＷの被加工面と面一の位置となるように設定されている。つまり、外側凹球面３０ａおよび内側凸球面３０ｂの曲率中心は、ワークチャック１５に保持されるウェーハＷの被加工面と面一の位置、より具体的には、ウェーハＷの被加工面の中心位置となるように設定されている。
なお、必要に応じて、球体３０ｃが、外側凹球面３０ａと内側凸球面３０ｂとの間の隙間から脱落しないよう、球体３０ｃを保持するリテーナを備える構成にしてもよい。
【００２７】
図２に示すように、回転体１２の回転平板部１９とワークチャック１５の上板部２７との間にエアーバッグ３１が介装され、このエアーバッグ３１に所定圧のエアーが導入されるときに、圧縮バネ２４の付勢力に抗して、ワークチャック１５が回転体１２から離間する方向、つまり図中下方へ相対移動される。エアーバッグ３１は、回転平板部１９の下面にリング状の溝３１ａが形成され、この溝３１ａを下側から塞ぐように、固定リング３２によりリング状の可撓膜３１ｂが取り付けられて構成されている。
【００２８】
リング状のエアーバッグ３１は、前記回転体１２の回転軸線ｌと同心状に配置されている。また、リング状のエアーバッグ３１、より具体的には前記リング状の可撓膜３１ｂは、幅方向中心が前記球面軸受機構３０よりも外側となるように配置されている。
【００２９】
また、エアーバッグ３１には、回転ギヤ部１７および回転本体部１８をそれぞれ貫通する縦孔３３ａ、および縦孔３３ａにつながるよう回転平板部１９に形成されたクランク状の孔３３ｂを有するエアー通路３３を介して、図示せぬエアー供給源から所定圧の圧縮エアーが供給される。
【００３０】
回転軸１３とワークチャック１５との間には、回転軸１３の回転をワークチャック１５に伝達する回転伝達機構３５が介装されている。回転伝達機構３５は、連結板部２２の下面に設けられた一のカップリング片３５ａと、チャック本体２６の上面に設けられた他のカップリング片３５ｂとによって構成されるオルタム継手によって構成される。したがって、回転軸１３とワークチャック１５の互いの軸線が多少ずれる場合であっても、回転軸１３の回転がワークチャック１５に伝達される。
【００３１】
図４は本発明に係るウェーハ研磨装置の実施形態のワークチャックの底面図、図５は本発明に係るウェーハ研磨装置の実施形態の研磨ヘッドの、図２とは異なる箇所で切断したときの縦断面図である。
図４にも示すように、チャック本体２６の下部には、ワークチャック１５を冷却するための冷却機構３６が設けられている。冷却機構３６は、チャック本体２６の下面全域に渡って形成された渦巻き状の溝３７ａと、この渦巻き状の溝３７ａを下側から覆うカバー３７ｂとからなる冷却水通路３７を備える。冷却水通路３７には、チャック本体２６の外周部の一端に冷却水入口部３８が設けられている。この冷却水入口部３８から導入された冷却水は、渦巻き状の溝３７ａに沿って周方向に沿いながら徐々にチャック本体２６の中央側に至り、中央部で折り返して、再び渦巻き状の溝３７ａに沿って周方向に沿いながら徐々にチャック本体２６のチャック本体２６の外周側に至り、最終的にチャック本体の外周部の他端に設けられた冷却水出口部３９に至る。チャック本体２６において、冷却水入口部３８および冷却水出口部３９は、球面軸受機構３０との干渉を避けるため、球面軸受機構３０よりも外側に配置される。
【００３２】
図５に示すように、冷却水入口部３８には、回転ギヤ部１７および回転本体部１８をそれぞれ貫通する縦孔４０ａ、および縦孔４０ａにつながるよう回転平板部１９に形成されたクランク状の孔４０ｂを有する冷却水往路４０が形成され、図示せぬ冷却水供給源からこの冷却水往路４０を介して冷却水入口部３８に冷却水が供給される。供給された冷却水は、冷却水通路３７を通過した後、冷却水出口部３９に至る。冷却水は、そこから回転平板部１９に形成されたクランク状の孔４１ｂ、およびクランク状の孔４１ｂにつながるよう回転ギヤ部１７および回転本体部１８をそれぞれ貫通する縦孔４１ａを有する冷却水復路４１を通過して、図示せぬ冷却水供給源に戻る。
【００３３】
チャック本体２６の下面には凹部２６ａが形成され、この凹部２６ａには通気性を有する多孔質板４３が収納されている。多孔質板４３は、回転ギヤ部１７および回転本体部１８をそれぞれ貫通する縦孔４４ａ、並びに縦孔４４ａにつながるよう回転平板部１９に形成されたクランク状の孔４４ｂを有するウェーハ吸着路４４を介して、真空ポンプ等の真空源に連通されている。真空源が駆動されると、多孔質板４３が減圧され、該多孔質板４３の下面に研磨対象であるウェーハＷを吸着保持可能となる。
【００３４】
前記エアーバッグ３１へ圧縮エアーを供給するエアー通路３３、冷却機構と連通する冷却水往路４０、冷却水復路４１、および多孔質板４３を減圧するウェーハ吸着路４４は、図２、図５に示すように断面図で見ると、回転軸１３および回転平板部１９に対し、それらの回転中心（回転軸線ｌ）から半径方向に向けて同じ位置に形成されているように見えるが、これらは周方向にずれた位置、例えば９０°置きにずれた位置に形成されていて、互いに干渉しないように配置される。
なお、符号４５は、互いに対向する回転平板部１９と上板部２７の外周部に設けられて、ワークチャック１５内への塵埃等の侵入を防止する塵埃カバーである。
【００３５】
次に、このように構成されたウェーハ研磨装置１の作用について説明する。まず、研磨ヘッド３を図示しない移動機構により、所定箇所に待機中の研磨前のウェーハＷ上まで移動させる。そして、研磨ヘッド３に付随する図示せぬ真空源を作動させ、ウェーハ吸着路４４を介して多孔質板４３を減圧し、該多孔質板４３の下面の吸着作用によって研磨前のウェーハＷを吸着保持する。その後、ウェーハＷを吸着保持したまま研磨ヘッド３を、前記移動機構によりプラテン２上の所定高さ位置にまで運ぶ。
【００３６】
次いで、図示せぬ圧縮エアー供給源を作動し、エアー通路３３を介してエアーバッグ３１に圧縮エアーを供給して、エアーバッグ３１を膨らませる。エアーバッグ３１が膨らむと、ワークチャック１５を回転体１２から離間する方向つまり下方へ押圧し、これに伴い、圧縮バネ２４の付勢力に抗して、ワークチャック１５を回転軸１３とともに下方へ移動させる。これに伴い、ワークチャック１５の下面に吸着保持しているウェーハＷを研磨パッド６に押し付けることができる。
【００３７】
この状態で、プラテン２および研磨ヘッド３は、図１に示すように予め回転しており、回転する研磨パッド６上に図示しないノズルからスラリーが供給されて、ウェーハＷ上の所定の導電性膜等が研磨される。
【００３８】
ここで、研磨パッド６が載置される研磨定盤は制作誤差等に起因して多少の凹凸や傾きが生じることが避けられないものの、これら凹凸や傾きに追従するよう、回転軸１３に揺動可能に支持されたワークチャック１５が随時揺動しながら、研磨パッド６の上面に密着する。
このとき、ワークチャック１５の揺動中心Ｐが、ワークチャック１５に保持されるウェーハＷの被加工面と面一の位置に設定されているため、図３（ａ）に示すように研磨定盤の凹凸や傾きに追従してワークチャック１５の傾斜角度が例え大きくなる場合でも、ウェーハＷの回転中心位置が研磨定盤に対して偏心することがない。この結果、ウェーハＷ研磨の際に不要なモーメントが生じず、結果的にウェーハ表面を均一な平滑面に研磨することができる。
【００３９】
また、ウェーハＷを研磨パッド６に押し付けるための圧縮エアーを供給する際、圧縮エアーはエアー通路３３を介して閉空間であるエアーバッグ３１に導入するだけであって、エアーの漏れ調整を行う消耗部材であるリテーナリングを用いる必要がない。このため、交換用のリテーナリングを予め用意する管理や、リテーナリングの交換時期の管理が不要になり、ランニングコストを大幅に低減することができる。
【００４０】
また、ウェーハを研磨パッド６に押し付ける際のエアーバッグ３１は、その幅方向中心が球面軸受機構３０よりも外側に配置されており、このため、ワークチャック１５を下方へ押圧させる際の押圧面積を広くとることができること、並びに、ワークチャック１５を球面軸受機構３０よりも外周側から押圧できることから、研磨パッド６の表面の凹凸や傾きに追従してワークチャックを揺動させるときの応答時間を短くすることができる。この結果、ウェーハ表面をより一層、均一な平滑面に研磨することができる。
【００４１】
なお、回転体１２が回転するとき、回転体１２の回転は、回転本体部１８の支持部１８ａとスプライン嵌合された回転軸１３に伝達され、この回転軸１３からオルダム継手である回転伝達機構３５を介してさらにワークチャック１５に伝達される。このため、ワークチャック１５は、回転軸１３に揺動可能に支持されているものの、回転体１２と一体的に回転することとなる。したがって、ウェーハＷが研磨パッド６との摩擦によって、とも回りを起こすことなく、回転体１２から伝達される強制的な回転力によって、ウェーハＷを回転させることができる。
【００４２】
前記エアーバッグ３１への圧縮エアーの供給と同時、冷却供給源から冷却水往路４０を介して冷却水を冷却水通路３７に供給する。
ウェーハＷを研磨する際に摩擦熱が発生するが、この摩擦熱は、冷却水通路３７に供給する冷却水によって除去することができる。このため、ウェーハＷやワークチャック１５が摩擦熱によって必要以上に温度上昇するのを未然に回避できる。
【００４３】
研磨が終了すると、圧縮エアーの供給と冷却水の供給をそれぞれ停止する。エアーバッグ３１は元の大きさに戻り、これに伴い、圧縮バネ２４の付勢力によってワークチャック１５が回転軸１３とともに所定高さまで上昇する。
その後、図示せぬ移動機構を作動させて、研磨したウェーハを研磨ヘッド３とともに、ウェーハ収納位置まで運ぶ。
【００４４】
なお、本発明のウェーハ研磨装置は、前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、構成部品の変更や改良をすることが可能である。
前記実施形態では、ワークチャック１５を支持する球面軸受機構３０の揺動中心Ｐをワークチャックに１５に保持されるウェーハＷの被加工面と面一の位置に設定しているが、これに限られることなく、揺動中心Ｐを若干上方側ずらしてもよい。つまり、揺動中心ＰをウェーハＷを含むワークチャック１５の厚さ内に位置するように設定してもよい。
【００４５】
また、前記実施形態では、回転軸１３を上方へ付勢する付勢部材として圧縮バネ２４を用いているが、付勢部材は、これに限られることなく、引っ張りバネや、ゴム等の弾性部材を用いたものであっても、さらには圧縮エアー等を利用した構造であってもよい。
【００４６】
また、前記実施形態では、エアーバッグ３１として、回転平板部１９の下面に形成されたリング状の溝３１ａと、この溝３１ａを下側から塞ぐように取り付けられたリング状の可撓膜３１ｂからなるものを用いているが、エアーバッグ３１は、これに限られることなくリング状の弾性材からなる袋状のものであってもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１  ウェーハ研磨装置、２  プラテン、３  研磨ヘッド、６  研磨パッド、１１  ベアリング、１２  回転体、１３  回転軸、１５  ワークチャック、１９  回転平板部、２４  圧縮バネ（付勢部材）、３０  球面軸受機構、３０ａ  外側凹球面、３０ｂ  内側凸球面、３０ｃ  球体、３１  エアーバッグ、３１ａ  リング状の溝、３１ｂ  リング状の可撓膜、３３  エアー通路、３５  回転伝達機構、３６  冷却機構、Ｗ  ウェーハ、Ｐ  揺動中心、ｌ  回転軸線。
【図１】
2015126001.tif 000003
【図２】
2015126001.tif 000004
【図３】
2015126001.tif 000005
【図４】
2015126001.tif 000006
【図５】
2015126001.tif 000007