(57)【要約】【課題】ウェーハにスクラッチを生じさせたり、ウェーハを汚染したりする不具合を生じないウェーハ研磨装置を提供する。【解決手段】ウェーハＷを保持ヘッド１４で保持し、保持ヘッドを介してウェーハを研磨パッド２０に押し付けて研磨するウェーハ研磨装置。保持ヘッドは、ウェーハを研磨パッドに押し付ける保護シート５２と、保護シートの周囲を保持するリテーナ２８と、ウェーハ領域に該当する部分の保護シートを流体圧を介してウェーハに向けて押し付けるキャリア２４とから構成される。保護シートは通気性シート又は透湿性シートよりなる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハを保持ヘッドで保持し、該保持ヘッドを介してウェーハを研磨パッドに押し付けて研磨するウェーハ研磨装置において、
前記保持ヘッドは、ウェーハを前記研磨パッドに押し付ける保護シートと、該保護シートの周囲を保持するリテーナと、ウェーハ領域に該当する部分の保護シートを流体圧を介してウェーハに向けて押し付けるキャリアとから構成され、
前記保護シートが通気性シート又は透湿性シートよりなることを特徴とするウェーハ研磨装置。
【請求項２】
ウェーハを保持ヘッドで保持し、該保持ヘッドを介してウェーハを研磨パッドに押し付けて研磨するウェーハ研磨装置において、
前記保持ヘッドは、ウェーハを前記研磨パッドに押し付ける上下２層からなる保護シートと、該保護シートの周囲を保持するリテーナと、ウェーハ領域に該当する部分の保護シートを流体圧を介してウェーハに向けて押し付けるキャリアとから構成され、
前記上層の保護シートが非通気性シート又は非透湿性シートよりなり、
前記下層の保護シートが通気性シート又は透湿性シートよりなることを特徴とするウェーハ研磨装置。
【請求項３】
ウェーハを保持ヘッドで保持し、該保持ヘッドを介してウェーハを研磨パッドに押し付けて研磨するウェーハ研磨装置において、
前記保持ヘッドは、ウェーハを前記研磨パッドに押し付ける保護シートと、該保護シートの周囲を保持するリテーナと、ウェーハ領域に該当する部分の保護シートを流体圧を介してウェーハに向けて押し付けるキャリアとから構成され、
前記保護シートの通気量が０．５〜１０．０ｃｍ3 ／ｃｍ2 ・ｓｅｃとなる通気性能を有することを特徴とするウェーハ研磨装置。
【請求項４】
ウェーハを保持ヘッドで保持し、該保持ヘッドを介してウェーハを研磨パッドに押し付けて研磨するウェーハ研磨装置において、
前記保持ヘッドは、ウェーハを前記研磨パッドに押し付ける保護シートと、該保護シートの周囲を保持するリテーナと、ウェーハ領域に該当する部分の保護シートを流体圧を介してウェーハに向けて押し付けるキャリアとから構成され、
前記保護シートの透湿度が１０3 〜１０4 ｇ／ｍ2 ・ｄａｙとなる透湿性能を有することを特徴とするウェーハ研磨装置。
【請求項５】
ウェーハを保持ヘッドで保持し、該保持ヘッドを介してウェーハを研磨パッドに押し付けて研磨するウェーハ研磨装置において、
前記保持ヘッドは、ウェーハを前記研磨パッドに押し付ける上下２層からなる保護シートと、該保護シートの周囲を保持するリテーナと、ウェーハ領域に該当する部分の保護シートを流体圧を介してウェーハに向けて押し付けるキャリアとから構成され、
前記上層の保護シートの通気量が０．２ｃｍ3 ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下となる通気性能を有しており、
前記下層の保護シートの通気量が０．５〜１０．０ｃｍ3 ／ｃｍ2 ・ｓｅｃとなる通気性能を有することを特徴とするウェーハ研磨装置。
【請求項６】
ウェーハを保持ヘッドで保持し、該保持ヘッドを介してウェーハを研磨パッドに押し付けて研磨するウェーハ研磨装置において、
前記保持ヘッドは、ウェーハを前記研磨パッドに押し付ける上下２層からなる保護シートと、該保護シートの周囲を保持するリテーナと、ウェーハ領域に該当する部分の保護シートを流体圧を介してウェーハに向けて押し付けるキャリアとから構成され、
前記上層の保護シートの透湿度が１０2 ｇ／ｍ2 ・ｄａｙ以下となる透湿性能を有しており、
前記下層の保護シートの透湿度が１０3 〜１０4 ｇ／ｍ2 ・ｄａｙとなる透湿性能を有することを特徴とするウェーハ研磨装置。
【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係り、特に、化学的機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing ）に好適なウェーハ研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＰによるウェーハの研磨は、回転する研磨パッドにウェーハを回転させながら所定の圧力で押し付け、その研磨パッドとウェーハとの間にメカノケミカル研磨剤を供給することにより行われる。この際、ウェーハは、その周囲をリテーナーリングに包囲されるとともに、その裏面側をキャリアに保持されて研磨パッドに押圧される。
【０００３】
しかし、従来のウェーハ研磨装置では、ウェーハの裏面にキャリアの硬い面が直接接触してウェーハを押圧しているため、ウェーハの裏面に傷が付くという欠点があった。
【０００４】
そこで、本願出願人は、このような欠点を解消すべく、キャリアの下部に保護シートを設け、キャリアの硬い面の影響がウェーハに及ばない構成のウェーハ研磨装置を提案した（特許文献１等参照。）。
【０００５】
このウェーハ研磨装置は、保護シートをエアバックとして使用することにより、キャリアの硬い面がウェーハの裏面に直接接触するのを防止するものであり、これにより、ウェーハの裏面に傷が付くのを防止している。
【特許文献１】特開２００２−２３３９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような保護シートとして好適に使用される樹脂シート、たとえばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のシートは、疎水性であり、スラリー（研磨剤）が付着したり、パーティクルが付着したりした場合に、ウェーハにスクラッチを生じさせたり、ウェーハを汚染したりする不具合を生じ易く、この改善が求められていた。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、キャリアの硬い面の影響がウェーハに及ばない保護シートを使用した構成のウェーハ研磨装置において、ウェーハにスクラッチを生じさせたり、ウェーハを汚染したりする不具合を生じないウェーハ研磨装置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】
【０００８】
前記目的を達成するために、請求項１に係る本発明は、ウェーハを保持ヘッドで保持し、該保持ヘッドを介してウェーハを研磨パッドに押し付けて研磨するウェーハ研磨装置において、前記保持ヘッドは、ウェーハを前記研磨パッドに押し付ける保護シートと、該保護シートの周囲を保持するリテーナと、ウェーハ領域に該当する部分の保護シートを流体圧を介してウェーハに向けて押し付けるキャリアとから構成され、前記保護シートが通気性シート又は透湿性シートよりなることを特徴とするウェーハ研磨装置を提供する。
【０００９】
請求項１に係る本発明によれば、保護シートが通気性シート又は透湿性シートよりなり、このようなシートは、親水性である。したがって、保護シートとウェーハとの間に水が介在する状態となるので、保護シートとウェーハとの擦れを緩和することができ、その結果、ウェーハにスクラッチを生じさせたり、ウェーハを汚染したりする不具合を生じない。
【００１０】
また、このような保護シートの裏面より加圧された液体（水等）や気体がウェーハの裏面に染み出し、これにより、保護シートとウェーハとの擦れを緩和することができる。したがって、ウェーハにスクラッチを生じさせたり、ウェーハを汚染したりする不具合を生じない。
【００１１】
請求項２に係る本発明は、ウェーハを保持ヘッドで保持し、該保持ヘッドを介してウェーハを研磨パッドに押し付けて研磨するウェーハ研磨装置において、前記保持ヘッドは、ウェーハを前記研磨パッドに押し付ける上下２層からなる保護シートと、該保護シートの周囲を保持するリテーナと、ウェーハ領域に該当する部分の保護シートを流体圧を介してウェーハに向けて押し付けるキャリアとから構成され、前記上層の保護シートが非通気性シート又は非透湿性シートよりなり、前記下層の保護シートが通気性シート又は透湿性シートよりなることを特徴とするウェーハ研磨装置を提供する。
【００１２】
請求項２に係る本発明によれば、２層の保護シートの構成により、下層の保護シートに多数の微細な開口を有する構造となり、保水性が高まる。したがって、保護シートとウェーハとの間に水が介在する状態となるので、保護シートとウェーハとの擦れを緩和することができ、その結果、ウェーハにスクラッチを生じさせたり、ウェーハを汚染したりする不具合を生じない。
【００１３】
また、このような保護シートの表面にスクラッチを生じさせる異物（たとえば、スラリーの凝集物）が付着しても、異物が開口内に取り込まれ、ウェーハにスクラッチを生じさせたり、ウェーハを汚染したりする不具合を生じない。
【００１４】
請求項３に係る本発明は、ウェーハを保持ヘッドで保持し、該保持ヘッドを介してウェーハを研磨パッドに押し付けて研磨するウェーハ研磨装置において、前記保持ヘッドは、ウェーハを前記研磨パッドに押し付ける保護シートと、該保護シートの周囲を保持するリテーナと、ウェーハ領域に該当する部分の保護シートを流体圧を介してウェーハに向けて押し付けるキャリアとから構成され、前記保護シートの通気量が０．５〜１０．０ｃｍ3 ／ｃｍ2 ・ｓｅｃとなる通気性能を有することを特徴とするウェーハ研磨装置を提供する。
【００１５】
請求項３に係る本発明によれば、保護シートの通気量が０．５〜１０．０ｃｍ3 ／ｃｍ2 ・ｓｅｃとなる通気性能を有するので、保護シートとしての上記の機能がより発揮でき、ウェーハにスクラッチを生じさせたり、ウェーハを汚染したりする不具合を生じない。
【００１６】
請求項４に係る本発明は、ウェーハを保持ヘッドで保持し、該保持ヘッドを介してウェーハを研磨パッドに押し付けて研磨するウェーハ研磨装置において、前記保持ヘッドは、ウェーハを前記研磨パッドに押し付ける保護シートと、該保護シートの周囲を保持するリテーナと、ウェーハ領域に該当する部分の保護シートを流体圧を介してウェーハに向けて押し付けるキャリアとから構成され、前記保護シートの透湿度が１０3 〜１０4 ｇ／ｍ2 ・ｄａｙとなる透湿性能を有することを特徴とするウェーハ研磨装置を提供する。
【００１７】
請求項４に係る本発明によれば、保護シートの透湿度が１０3 〜１０4 ｇ／ｍ2 ・ｄａｙとなる透湿性能を有するので、保護シートとしての上記の機能がより発揮でき、ウェーハにスクラッチを生じさせたり、ウェーハを汚染したりする不具合を生じない。
【００１８】
請求項５に係る本発明は、ウェーハを保持ヘッドで保持し、該保持ヘッドを介してウェーハを研磨パッドに押し付けて研磨するウェーハ研磨装置において、前記保持ヘッドは、ウェーハを前記研磨パッドに押し付ける上下２層からなる保護シートと、該保護シートの周囲を保持するリテーナと、ウェーハ領域に該当する部分の保護シートを流体圧を介してウェーハに向けて押し付けるキャリアとから構成され、前記上層の保護シートの通気量が０．２ｃｍ3 ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下となる通気性能を有しており、前記下層の保護シートの通気量が０．５〜１０．０ｃｍ3 ／ｃｍ2 ・ｓｅｃとなる通気性能を有することを特徴とするウェーハ研磨装置を提供する。
【００１９】
請求項５に係る本発明によれば、上層の保護シートに通気性がなく、下層の保護シートの通気量が０．５〜１０．０ｃｍ3 ／ｃｍ2 ・ｓｅｃとなる通気性能を有するので、保護シートとしての上記の機能がより発揮でき、ウェーハにスクラッチを生じさせたり、ウェーハを汚染したりする不具合を生じない。
【００２０】
請求項６に係る本発明は、ウェーハを保持ヘッドで保持し、該保持ヘッドを介してウェーハを研磨パッドに押し付けて研磨するウェーハ研磨装置において、前記保持ヘッドは、ウェーハを前記研磨パッドに押し付ける上下２層からなる保護シートと、該保護シートの周囲を保持するリテーナと、ウェーハ領域に該当する部分の保護シートを流体圧を介してウェーハに向けて押し付けるキャリアとから構成され、前記上層の保護シートの透湿度が１０2 ｇ／ｍ2 ・ｄａｙ以下となる透湿性能を有しており、前記下層の保護シートの透湿度が１０3 〜１０4 ｇ／ｍ2 ・ｄａｙとなる透湿性能を有することを特徴とするウェーハ研磨装置を提供する。
【００２１】
請求項６に係る本発明によれば、上層の保護シートに透湿性がなく、下層の保護シートの透湿度が１０3 〜１０4 ｇ／ｍ2 ・ｄａｙとなる透湿性能を有するので、保護シートとしての上記の機能がより発揮でき、ウェーハにスクラッチを生じさせたり、ウェーハを汚染したりする不具合を生じない。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、保護シートが通気性シート又は透湿性シートよりなり、このようなシートは、親水性である。したがって、保護シートとウェーハとの間に水が介在する状態となるので、保護シートとウェーハとの擦れを緩和することができ、その結果、ウェーハにスクラッチを生じさせたり、ウェーハを汚染したりする不具合を生じない。
【００２３】
また、本発明によれば、２層の保護シートの構成により、下層の保護シートに多数の微細な開口を有する構造となり、保水性が高まる。したがって、保護シートとウェーハとの間に水が介在する状態となるので、保護シートとウェーハとの擦れを緩和することができ、その結果、ウェーハにスクラッチを生じさせたり、ウェーハを汚染したりする不具合を生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付図面に従って、本発明に係るウェーハ研磨装置の好ましい実施の形態（第１実施形態）について詳説する。
【００２５】
図１は、ウェーハ研磨装置１０の全体構成を示す斜視図である。同図に示されるようにウェーハ研磨装置１０は、主として研磨定盤１２とウェーハ保持ヘッド１４とで構成されている。
【００２６】
研磨定盤１２は円盤状に形成され、その下面中央には回転軸１６が連結されている。研磨定盤１２は、この回転軸１６に連結されたモータ１８を駆動することにより回転する。また、この研磨定盤１２の上面には研磨パッド２０が貼り付けられており、この研磨パッド２０上に図示しないノズルからメカノケミカル研磨剤が供給される。
【００２７】
ウェーハ保持ヘッド１４は、図２に示されるように、主としてヘッド本体２２、キャリア２４、キャリア押圧手段２６、リテーナーリング２８、リテーナーリング押圧手段３０で構成されている。
【００２８】
ヘッド本体２２は円盤状に形成され、その上面中央には回転軸３２が連結されている。ヘッド本体２２は、この回転軸３２に連結された図示しないモータに駆動されて回転する。
【００２９】
キャリア２４は円盤状に形成され、ヘッド本体２２の下部中央に配置されている。キャリア２４の上面中央部には円筒状の凹部３４が形成されている。凹部３４にはヘッド本体２２の軸部３６がピン３８を介して嵌着されている。キャリア２４には、このピン３８を介してヘッド本体２２からの回転が伝達される。
【００３０】
また、キャリア２４の上面周縁部にはキャリア押圧部材４０が設けられている。キャリア２４は、このキャリア押圧部材４０を介してキャリア押圧手段２６から押圧力が伝達される。
【００３１】
また、キャリア２４の下面には、エアの吸引・吹出溝４２が形成されている。この吸引・吹出溝４２には、キャリア２４の内部に形成されたエア流路４４が連通されている。エア流路４４には図示しないエア配管を介して吸気ポンプと給気ポンプが接続されている。吸引・吹出溝４２からのエアの吸引と吹出は、この吸気ポンプと給気ポンプとを切り替えることにより行われる。
【００３２】
キャリア押圧手段２６は、ヘッド本体２２の下面外周部に配置され、キャリア押圧部材４０に押圧力を与えることで、これに結合されたキャリア２４に押圧力を伝達する。このキャリア押圧手段２６は、好ましくはエアの吸排気により膨張収縮するゴムシート製のエアバック４６で構成される。エアバック４６にはエアを供給するための空気供給機構４８が連結され、この空気供給機構４８には、図示しないポンプから圧送されるエアの圧力を調整するレギュレータ（不図示）が具備される。
【００３３】
リテーナーリング２８は、リング状に形成され、キャリア２４の外周に配置される。このリテーナーリング２８はリテーナーリングホルダ５０に取り付けられ、その内周部には保護シート５２が張設される。
【００３４】
リテーナーリングホルダ５０はリング状に形成され、図２及び図３に示されるように、その下面には環状の凹部５４が形成されている。一方、リテーナーリング２８の上面には、この凹部５４に嵌合する凸部５６が形成されており、この凸部５６をリテーナーリングホルダ５０の凹部５４に嵌合させることにより、リテーナーリング２８がリテーナーリングホルダ５０に装着される。
【００３５】
保護シート５２は、円形状に形成され、複数の孔５２Ａが開けられている。この保護シート５２は、周縁部がリテーナーリング２８とリテーナーリングホルダ５０との間で挟持されることにより、リテーナーリング２８の内側に張設される。すなわち、保護シート５２は、薄い円盤状に形成されており、リテーナーリング２８の取り付け時に、その周縁部をリテーナーリング２８の凸部５６とリテーナーリングホルダ５０の凹部５４との間に挟み込むことにより、リテーナーリング２８の内側に張設される。このように張設することにより、保護シート５２は取り付けと同時に外周方向に引っ張られ、全面に皺なく均一に張設される。
【００３６】
なお、リテーナーリング２８は、その凸部５６をリテーナーリングホルダ５０の凹部５４に嵌合させた後、ボルト５８、５８、…でねじ止めすることにより、リテーナーリングホルダ５０に固定される。このため、リテーナーリング２８には、一定の間隔でねじ穴６０、６０、…が形成され、リテーナーリングホルダ５０には一定の間隔で貫通穴６２、６２、…が形成されている。
【００３７】
また、リテーナーリング２８に形成された凸部５６と、リテーナーリングホルダ５０に形成された凹部５４は、それぞれ内周側の壁面５４Ａ、５６Ａがテーパ状に形成されており、これにより嵌合作業が容易にできるようにされている。
【００３８】
保護シート５２は、上下２層からなり、上層の保護シートが非通気性シート又は非透湿性シートよりなり、下層の保護シートが通気性シート又は透湿性シートよりなる。
【００３９】
下層の保護シートは、通気量が０．５〜１０．０ｃｍ3 ／ｃｍ2 ・ｓｅｃとなる通気性能を有するものであること、又は、透湿度が１０3 〜１０4 ｇ／ｍ2 ・ｄａｙとなる透湿性能を有するものであることが好ましい。このような材料としては、ポリエチレン樹脂の粒子状のものを焼結法によりシート状に成型した多孔質フィルムが適用でき、たとえば、日東電工社製のもの（商品名：サンマップ）が使用できる。
【００４０】
上層の保護シートは、通気性のないもの、具体的には、保護シートの通気量が０．２ｃｍ3 ／ｃｍ2 ・ｓｅｃ以下となる通気性能を有するものであること、又は透湿性のないもの、具体的には、保護シートの透湿度が１０2 ｇ／ｍ2 ・ｄａｙ以下となる透湿性能を有するものであることが好ましい。このような材料としては、市販の一般的な各種樹脂シートが適用できる。
【００４１】
保護シート５２の上下２層は、分離されている状態、すなわち、別体の上層の保護シートと下層の保護シートとを重ねた状態であってもよく、上層の保護シートと下層の保護シートとがラミネートされている状態であってもよい。
【００４２】
図２のごとく保護シート５２が張設されたキャリア２４の下部には、保護シート５２との間にエア室７４が形成される。ウェーハＷは、このエア室７４を介してキャリア２４に押圧される。このエア室７４は、キャリア２４の吸引・吹出溝４２からエアを吹出すことにより内圧が高められる。また、保護シート５２に形成された孔５２Ａは、ウェーハＷを保持して搬送する際には吸着用の孔として作用し、研磨時には、エアの噴き出し用の孔として作用する。
【００４３】
リテーナーリングホルダ５０は、リング状に形成された取付部材６４にスナップリング６６を介して取り付けられている。スナップリング６６は、リング状に形成され、その内周部には図３のごとく溝６６Ａが形成されている。このスナップリング６６には切割りが形成されており、これにより拡縮可能に形成されている。リテーナーリングホルダ５０と取付部材６４は、その上端部外周と下端部外周に形成された外周フランジ部５０Ａ、６４Ａをスナップリング６６に形成された溝６６Ａに嵌合させることにより、互いに一体化されて固定される。
【００４４】
また、リテーナーリングホルダ５０の内周部には内周フランジ部５０Ｂが形成されており、この内周フランジ部５０Ｂにキャリア２４の外周部に形成されたフランジ部２４Ａが載置されている。これにより、キャリア２４と保護シート５２との間に形成されるエア層のシール部が形成される。
【００４５】
取付部材６４には、図２のリテーナーリング押圧部材６８が連結されている。リテーナーリング２８には、このリテーナーリング押圧部材６８を介してリテーナーリング押圧手段３０からの押圧力が伝達される。
【００４６】
リテーナーリング押圧手段３０は、ヘッド本体２２の下面の中央部に配置され、リテーナーリング押圧部材６８に押圧力を与えることにより、これに結合しているリテーナリング２８を研磨パッド２０に押し付ける。このリテーナーリング押圧手段３０も、好ましくはキャリア押圧手段２６と同様に、ゴムシート製のエアバック７０で構成される。エアバック７０にはエアを供給するための空気供給機構７２が連結され、この空気供給機構７２には、図示しないポンプから圧送されるエアの圧力を調整するレギュレータ（不図示）が具備される。
【００４７】
前記のごとく構成されたウェーハ研磨装置１０のウェーハ研磨方法は次のとおりである。
【００４８】
まず、ウェーハＷをウェーハ保持ヘッド１４で保持して研磨パッド２０上に載置する。この際、ウェーハＷはキャリア２４の下面に形成された吸引・吹出溝４２からのエアを吸引して保持される。
【００４９】
次に、図示しないポンプからエアバック４６、７０にエアを供給する。これと同時にキャリア２４の吸引・吹出溝４２からエア室７４にエアを供給する。これにより、エア室７４の内圧が高くなるとともにエアバッグ４６、７０が膨らみ、ウェーハＷとリテーナーリング２８が所定の圧力で研磨パッド２０に押し付けられる。この状態で研磨定盤１２を図１Ａ方向に回転させるとともに、ウェーハ保持ヘッド１４を図１Ｂ方向に回転させる。そして、その回転する研磨パッド２０上に図示しないノズルからスラリを供給する。これにより、ウェーハＷの下面が研磨パッド２０によって研磨される。
【００５０】
なお、保護シート５２には複数の孔５２Ａが形成されているため、エア室７４に供給されたエアは、この孔５２ＡからウェーハＷとの間に吹き出される。この吹き出されたエアは、保護シート５２とウェーハＷとの間に薄いエア層を形成し、保護シート５２は、このエア層を介してウェーハＷを研磨パッド２０に押圧する。したがって、保護シート５２の厚さムラがウェーハＷの面加工精度に影響を及ぼすことがない。また、このエア層の隙間から出るエア量は非常に少ないのでスラリーの凝集が起らない。
【００５１】
更に、２層の保護シート５２の構成により、以下の効果が得られる。保護シート５２は、下層の保護シートに多数の微細な開口を有する構造であり、保水性が高まる。したがって、図５に示されるように、保護シート５２とウェーハＷとの間に水Ｌが介在する状態となるので、保護シート５２とウェーハＷとの擦れを緩和することができ、その結果、ウェーハＷにスクラッチを生じさせたり、ウェーハＷを汚染したりする不具合を生じない。
【００５２】
また、図６に示されるように、このような保護シート５２の表面にスクラッチを生じさせる異物（たとえば、スラリーの凝集物）Ｐが付着しても、異物Ｐが開口内に取り込まれ、ウェーハＷにスクラッチを生じさせたり、ウェーハＷを汚染したりする不具合を生じない。
【００５３】
次に、本発明に係るウェーハ研磨装置の他の実施の形態（第２実施形態）について詳説する。図４は、本実施形態における他の構成の保護シート１５２の挟持部の構成を示す断面図である。なお、第１実施形態の図３と同一、類似の部材については、同一の符号を附し、その説明を省略する。また、本実施形態において、第１実施形態の図１に示されるウェーハ研磨装置の全体構造、及び、図２に示されるウェーハ保持ヘッドの構成は、同一であることより、図示を省略する。
【００５４】
本実施形態において、第１実施形態と相違するのは、保護シート１５２の構成である。すなわち、保護シート１５２は、１層の通気性シート又は透湿性シートよりなる。この保護シート１５２は、通気量が０．５〜１０．０ｃｍ3 ／ｃｍ2 ・ｓｅｃとなる通気性能を有するものであること、又は、透湿度が１０3 〜１０4 ｇ／ｍ2 ・ｄａｙとなる透湿性能を有するものであることが好ましい。このような材料としては、既述のポリエチレン樹脂の粒子状のものを焼結法によりシート状に成型した多孔質フィルムが適用でき、日東電工社製のもの（商品名：サンマップ）等が使用できる。
【００５５】
また、保護シート１５２には、第１実施形態の保護シート５２のように複数の孔５２Ａは形成されていない。
【００５６】
前記のごとく構成されたウェーハ研磨装置１０のウェーハ研磨方法は次のとおりである。
【００５７】
まず、ウェーハＷをウェーハ保持ヘッド１４で保持して研磨パッド２０上に載置する。この際、ウェーハＷは、キャリア２４の下面に形成された吸引・吹出溝４２からのエアを保護シート１５２を介して吸引して保持される。
【００５８】
次に、図示しないポンプからエアバック４６、７０にエアを供給する。これと同時にキャリア２４の吸引・吹出溝４２からエア室７４にエアを供給する。これにより、エア室７４の内圧が高くなるとともにエアバッグ４６、７０が膨らみ、ウェーハＷとリテーナーリング２８が所定の圧力で研磨パッド２０に押し付けられる。この状態で研磨定盤１２を図１Ａ方向に回転させるとともに、ウェーハ保持ヘッド１４を図１Ｂ方向に回転させる。そして、その回転する研磨パッド２０上に図示しないノズルからスラリを供給する。これにより、ウェーハＷの下面が研磨パッド２０によって研磨される。
【００５９】
なお、保護シート１５２は通気性又は透湿性を有するため、エア室７４に供給されたエアは、保護シート１５２を介して保護シート１５２とウェーハＷとの間に供給される。この供給されたエアは、保護シート１５２とウェーハＷとの間に薄いエア層を形成し、保護シート１５２は、このエア層を介してウェーハＷを研磨パッド２０に押圧する。したがって、保護シート１５２の厚さムラが、ウェーハＷの面加工精度に影響を及ぼすことがない。また、このエア層の隙間から出るエア量は非常に少ないので、スラリーの凝集が起らない。
【００６０】
更に、保護シート１５２の構成により、以下の効果が得られる。保護シート１５２は、通気性シート又は透湿性シートよりなり、このようなシートは、親水性である。したがって、図７に示されるように、保護シート１５２とウェーハＷとの間に水Ｌが介在する状態となるので、保護シート１５２とウェーハＷとの擦れを緩和することができ、その結果、ウェーハＷにスクラッチを生じさせたり、ウェーハＷを汚染したりする不具合を生じない。
【００６１】
また、図８に示されるように、このような保護シート１５２の裏面より加圧された液体（水Ｌ等）や気体がウェーハＷの裏面に染み出し、これにより、保護シート１５２とウェーハＷとの擦れを緩和することができる。したがって、ウェーハＷにスクラッチを生じさせたり、ウェーハＷを汚染したりする不具合を生じない。
【００６２】
以上に説明した構成は、本発明の実施例であるが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各種の構成が採り得る。
【００６３】
たとえば、図２に示されるウェーハ保持ヘッド１４において、押圧機構として、いわゆるエアバッグ方式が採用されているが、空気に限られる訳ではなく窒素ガス等の他の気体、水等の液体による加圧も採用できる。
【００６４】
また、図２に示されるウェーハ保持ヘッド１４の構成は一例であり、他の構成、たとえば、リテーナーリング２８を省略し、保護シート５２をリテーナーリングホルダ５０に接着する構成も採用できる。
【００６５】
更に、図３に示されるウェーハ保持ヘッド１４において、保護シート５２に複数の孔５２Ａが開けられていない構成としたり、図４に示されるウェーハ保持ヘッド１４において、保護シート１５２に複数の孔が開けられている構成としたりすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】ウェーハ研磨装置の全体構造を示す斜視図
【図２】ウェーハ保持ヘッドの構成を示す縦断面図
【図３】保護シートの挟持部の構成を示す断面図
【図４】他の構成の保護シートの挟持部の構成を示す断面図
【図５】保護シートの効果を示す断面図
【図６】保護シートの効果を示す断面図
【図７】保護シートの効果を示す断面図
【図８】保護シートの効果を示す断面図
【符号の説明】
【００６７】
１０…ウェーハ研磨装置、１２…研磨定盤、１４…ウェーハ保持ヘッド、１６…回転軸、１８…モータ、２０…研磨パッド、２２…ヘッド本体、２４…キャリア、２６…キャリア押圧手段、２８…リテーナーリング、３０…リテーナーリング押圧手段、３２…回転軸、４０…キャリア押圧部材、４２…吸引・吹出溝、４４…エア流路、４６…エアバック、４８…空気供給機構、５０…リテーナーリングホルダ、５２、１５２…保護シート、５２Ａ…孔、６８…リテーナーリング押圧部材、７０…エアバック、７２…空気供給機構、７４…エア室
【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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