(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する駆動軸に軸承された定盤に貼付されている研磨布表面に、キャリアの円形可撓性膜とこの円形可撓性膜により環状の下面全体および円筒状外周壁が被覆されている環状保持リングとで構成される基板収納ポケット部に保持された基板を研磨布上方より押し当てて基板と研磨布を擦動させて基板の表面を研磨する研磨装置の基板キャリアであって、前記基板キャリアは
基板に密接させられる円形可撓性膜の下面の外周縁に、セラミック製外環状保持リングを、および該セラミック製外環状保持リングの内側に樹脂製内環状保持リングを設け、この樹脂製内環状保持リングのリング幅（ｌ）に対する前記セラミック製外環状保持リングのリング幅（Ｌ）の比（Ｌ／ｌ）は、１〜３であり、両者のリング幅の和は、１８〜３０ｍｍであり、これら樹脂製内環状保持リングのリングとセラミック製外環状保持リングのリング厚みは同一であり、前記研磨布表面と接触する面は面一であり、該樹脂製内環状保持リングの内側壁と前記可撓性膜の下面とで基板収納ポケット部を形成し、円形可撓性膜の上面側より加圧または減圧される構造を備えることを特徴とする、研磨装置における基板キャリア。
【請求項２】
回転する駆動軸に軸承された定盤に貼付されている研磨布表面に、キャリアに保持された基板を研磨布上方より押し当てて基板と研磨布を擦動させて基板の表面を研磨する研磨装置の基板キャリアのヘッド構造であって、前記基板キャリアのヘッド構造は
中空スピンドル軸に軸承されたお椀状ハウジング部、該お椀状ハウジング部の下端部に水平方向に固定された可撓性材よりなるダイヤフラム、該ダイヤフラムに固定された中央部に鉛直方向に気体通路が設けられ、下面の前記気体通路部に通じて形成された凹部を有する剛体製支持板、前記気体通路の気体を給排出できる手段、前記お椀状ハウジング部の内側とダイヤフラムの上面側とで形成される加圧室に気体を供給する手段、前記剛体製支持板の下面周辺部に設けた環状リング、該環状リングの下面に可撓性膜を前記剛体製支持板と該可撓性膜との隙間が０．１〜０．３ｍｍの機密性の高い空間が形成されるように可撓性膜を取り付けた基板キャリア部、前記環状リングのリング上に位置する前記可撓性膜の下面に取り付けられたセラミック製外環状保持リング、前記セラミック環状保持リングの内側に設けられた樹脂製内環状保持リングであってこの内環状保持リングのリング幅（ｌ）に対する前記セラミック製外環状保持リングのリング幅（Ｌ）の比（Ｌ／ｌ）は、１〜３であり、両者のリング幅の和は、１８〜３０ｍｍであり、これら樹脂製内環状保持リングのリングとセラミック製外環状保持リングのリング厚みは同一であり、前記研磨布表面と接触する面は面一であり、および該樹脂製内環状保持リングの内側壁と前記可撓性膜の下面とで形成された基板収納ポケット部、
とを備えることを特徴とする、研磨装置における基板キャリアのヘッド構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベアシリコンウエハ、デバイスウエハ、液晶ガラス基板、磁気ヘッド基板等の表面を研磨する（ＣＭＰ研磨も含む）装置における基板をキャリアするヘッド構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転する駆動軸に軸承されたプラテンに貼付されている研磨布表面に、キャリアヘッドに保持された基板を研磨布上方より押し当てて基板と研磨布を擦動させて基板の表面を研磨する装置は知られており、また、実用化されている。
【０００３】
キャリアに基板を保持する方法としては、▲１▼基板取付板にワックスなどの粘着剤で固着する方法、▲２▼ポ−ラスセラミックス取付板を減圧して基板をバキュ−ムチャックする方法、▲３▼図３に示すように発泡ウレタンシ−ト１００を支持板１０１に貼付し、これをリテ−ナリング１０２で囲み、支持板の後にエアバック１０３を独立して設け、フィルム面に基板と取り付け、回転軸２に軸承されたプラテン３の研磨布３ａに基板を押し当て、エアバッグにより加圧圧力を制御しつつ基板と研磨布を擦動させて基板の表面を研磨するバッキングフィルム方法、が一般である（「砥粒加工学会誌」  Ｖｏｌ．４３  Ｎｏ．１  １９９９年１月号の２４−２７頁）。
【０００４】
▲１▼の方法は、研磨終了後、キャリアより基板を引き剥がす装置（特許第２８５５１７７号）が必要であり、また、研磨された基板および取付板より粘着剤を落とす作業などが必要であり、利用されなくなってきている。
▲２▼はバキュ−ムチャック基板裏面側が基準となるもので、チャック面が剛体であるため、ポ−ラスセラミックの表面を極度に平坦化する必要があることと、チャックと基板間にゴミが付着する欠点がある。
【０００５】
▲３▼のバッキングフィルム方法は、基板の大きなうねりや、厚みむらを吸収する点で、半導体デバイスのＣＭＰ研磨に一番多く用いられた手法である。
しかし、現在においては、半導体デバイスの高集積化により光リソグラフィの焦点深度は０．１５〜０．１８μｍが要求され、更に、１〜２年後には０．１０μｍが要求される状況下にあり、研磨された基板の表面平坦性もかかる値を満足するものでなければならない。
【０００６】
前記▲３▼のバッキングフィルム方法は、静圧的な加圧方法でないので、完全均一圧力を得ることは困難であり、上記平坦性を基板に付与することはできない。
前記「砥粒加工学会誌」および特開平９−７０７５０号公報は、▲４▼ポ−ラスセラミック取付板と、基板の間に空気室を設けるダイレクトエアバック方式がかかる平坦性を満足させうる手段であると提案する。しかし、チャックと基板間にゴミが付着する問題点を解決するものではない。
【０００７】
上記光リソグラフィの焦点深度  ０．１５〜０．１８μｍの要求を満たす平坦性を満足する研磨装置のキャリアとして、種々の基板キャリアヘッド構造が提案されている（特開平１０−１８０６２６号、同１１−４８１３６号など）が、光リソグラフィの焦点深度  ０．１５〜０．１８μｍに適合する平坦性を与えるものではない。
【０００８】
光リソグラフィの焦点深度  ０．１５〜０．１８μｍに適合する平坦性を与える基板キャリアとして、基板に密接させられる円形可撓性膜の外周に環状保持リング（リテイナ）を設け、該環状保持リングの内側壁と前記可撓性膜の下面とで基板収納ポケット部を形成し、この収納ポケット部に基板を収納し、円形可撓性膜の上面側より加圧または減圧して基板を固定する基板キャリアのヘッド構造が種々提案され（特開２０００−２８８９２５号、同２０００−３５４９６０号、同２００１−７１２５５号、同２００１−１２１４０９号、同２００１−１２９７５６号、ＵＳＰ６１０６３７８号、同６１６５０５８号、同６１８３３５４号）、これらの内、一部は実用化されている。
【０００９】
これら特許公報群に記載されるキャリアヘッド構造は、前記平坦性を満たすものではあるが、環状保持リング（リテイナ）の素材がステンレスまたはアルミニウムの金属素材であり、研磨された基板の外周縁（エッジ）に傷が付き易い欠点がある。また、研磨前の基板のＴＴＶに対し、研磨された基板のＴＴＶの変化が大きい欠点がある。
【００１０】
特開２００１−１０５３０５号公報は、回転する駆動軸に軸承された定盤に貼付されている研磨布表面に、キャリアに保持された基板を研磨布上方より押し当てて基板と研磨布を擦動させて基板の表面を研磨する研磨装置の基板キャリアヘッド構造であって、前記キャリアヘッド構造は
中空スピンドル軸に軸承されたお椀状ハウジング部、該お椀状ハウジング部の下端部に水平方向に固定された可撓性材よりなるダイヤフラム、該ダイヤフラムに固定された中央部に鉛直方向に気体通路が設けられ、下面の前記気体通路部に通じて形成された凹部を有する剛体製支持板、前記気体通路の気体を給供排出できる手段、お椀状ハウジング部の内側とダイヤフラムの上面側とで形成される加圧室に気体を供給する手段、該剛体製支持板の下面に可撓性膜を該剛体製支持板と該可撓性膜で隙間が０．１〜０．３ｍｍの機密性の高い空間が形成されるように可撓性膜を取り付けた基板キャリア部、該可撓性膜の下面よりは突出して前記剛体製支持板の下部外周縁に取り付けられた樹脂製環状保持リング、および、前記樹脂製環状保持リングの側壁と該可撓性膜の下面とで形成された基板収納ポケット部、とを備える基板キャリアのヘッド構造を開示する。
【００１１】
この特開２００１−１０５３０５号公報が開示する基板キャリアヘッド構造は、前記平坦性を達成し、研磨された基板のエッジ面を傷付けないものである点、前述の特許群に記載されるキャリア構造より優れており、半導体製造ユ−ザ−より好まれているが、樹脂製環状保持リングが金属製保持リテイナと比較して磨耗しやすく、寿命が短い。それゆえ、保持リングの交換時期が、金属製リテイナよりも短い欠点がある。
保持リングをセラミック製にして試みたところ、研磨された基板のエッジ面が傷付けられた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、研磨前の基板のＴＴＶに対し、研磨後のＴＴＶの変化が小さく、研磨された基板ウエハのサイト平面度を向上させた基板を与え、エッジに傷が付かず、保持リングの交換時期も金属製のリテイナとほぼ同等の基板キャリアヘッド構造を提供することを目的とする。
【００１３】
【問題を解決するための手段】
請求項１の発明は、回転する駆動軸に軸承された定盤に貼付されている研磨布表面に、キャリアの円形可撓性膜とこの円形可撓性膜により環状の下面全体が被覆されている環状保持リングとで構成される基板収納ポケット部に保持された基板を研磨布上方より押し当てて基板と研磨布を擦動させて基板の表面を研磨する研磨装置の基板キャリアであって、前記基板キャリアは
基板に密接させられる円形可撓性膜の下面の外周縁に、セラミック製外環状保持リングを、および該セラミック製外環状保持リングの内側に樹脂製内環状保持リングを設け、この樹脂製内環状保持リングのリング幅（ｌ）に対する前記セラミク製外環状保持リングのリング幅（Ｌ）の比（Ｌ／ｌ）は、１〜３であり、両者のリング幅の和は、１８〜３０ｍｍであり、これら樹脂製内環状保持リングのリングとセラミック製外環状保持リングのリング厚みは同一であり、前記研磨布表面と接触する面は面一であり、該樹脂製内環状保持リングの内側壁と前記可撓性膜の下面とで基板収納ポケット部を形成し、円形可撓性膜の上面側より加圧または減圧される構造を備えることを特徴とする、研磨装置における基板キャリアを提供するものである。
【００１４】
基板が触れる内環状保持リングに樹脂製環状保持リングを用いたので、研磨される基板エッジに傷が付かない。この内環状保持リングの外側に樹脂よりは硬いセラミック製の外環状保持リングを用いたので、磨耗が小さく、保持リングの交換時期も従来と同等となった。また、可撓性膜の上側からの加圧力も高くすることができ、研磨中に基板がキャリアから外れることがなくなった。また、キャリアの外径が大きくなることを防ぐ適度な幅である。さらに、セラミック製外環状保持リングのリング幅を樹脂製内環状保持リングのリング幅と同等または広くすることにより、両環状保持リングの寿命を略同等にすることができる。
【００１５】
請求項２の発明は、回転する駆動軸に軸承された定盤に貼付されている研磨布表面に、キャリアに保持された基板を研磨布上方より押し当てて基板と研磨布を擦動させて基板の表面を研磨する研磨装置の基板キャリアのヘッド構造であって、前記基板キャリアのヘッド構造は
中空スピンドル軸に軸承されたお椀状ハウジング部、該お椀状ハウジング部の下端部に水平方向に固定された可撓性材よりなるダイヤフラム、該ダイヤフラムに固定された中央部に鉛直方向に気体通路が設けられ、下面の前記気体通路部に通じて形成された凹部を有する剛体製支持板、前記気体通路の気体を給排出できる手段、前記お椀状ハウジング部の内側とダイヤフラムの上面側とで形成される加圧室に気体を供給する手段、前記剛体製支持板の下面周辺部に設けた環状リング、該環状リングの下面に可撓性膜を前記剛体製支持板と該可撓性膜との隙間が０．１〜０．３ｍｍの機密性の高い空間が形成されるように可撓性膜を取り付けた基板キャリア部、前記環状リングのリング上に位置する前記可撓性膜の下面に取り付けられたセラミック製外環状保持リング、前記セラミック製外環状保持リングの内側に設けられた樹脂製内環状保持リングであってこの樹脂製内環状保持リングのリング幅（ｌ）に対する前記セラミック製外環状保持リングのリング幅（Ｌ）の比（Ｌ／ｌ）は、１〜３であり、両者のリング幅の和は、１８〜３０ｍｍであり、これら内環状保持リングのリングと外環状保持リングのリング厚みは同一であり、前記研磨布表面と接触する面は面一であり、および該樹脂製内環状保持リングの内側壁と前記可撓性膜の下面とで形成された基板収納ポケット部、
とを備えることを特徴とする、研磨装置における基板キャリアのヘッド構造を提供するものである。
【００１６】
剛体製支持板の底部と可撓性膜で形成される機密性の高い空間を減圧することにより基板と可撓性膜間が負圧となり、基板が可撓性膜に密着して保持される。
また、基板のチャック時、および基板の研磨時、基板の裏面は常に可撓性膜でバッキングされているので基板の破損がない。
さらに、研磨時、剛体製支持板と可撓性膜で形成される隙間（リセス）に供給された加圧気体により可撓性膜が風船のように膨張して基板裏面に密着し、可撓性膜が密着した基板裏面と剛体製支持板の下面間には気体室が形成されるので、定盤の研磨布表面状態のうねりに応じた均一な圧力が基板に瞬時に伝達され、定盤表面形状への基板の追従が容易となり、平坦性の優れた加工基板を与える。
また、セラミック製外環状保持リングは、環状リングにより支えられ、樹脂製内環状保持リングは、この環状リングには支えられていないので、研磨時の保持リングにかかる圧力の殆どをセラミック製外環状リングが受けることとなるので、樹脂製内環状リングの磨耗が小さく、保持リング交換時期の寿命が延びる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明を更に詳細に説明する。
【実施例】
図１は、研磨装置の基板キャリアヘッド構造の要部を示す一部を切り欠いた断面図、図２は、環状リングと環状保持リングと可撓性膜よりなる基板キャリア部の斜視図である。
【００２６】
図１中、４は研磨装置における基板キャリアのヘッド構造、１０５は中空スピンドル軸、１０４はお椀状ハウジング部、１０５ａはカプラで、お椀状ハウジング部をスピンドル軸下部に軸承する。５は可撓性材よりなるダイヤフラムで、前記お椀状ハウジング部の環状側壁３ａ下端部に水平方向に環状のフランジ６で挟持され、ボルト７締めされる。
８は剛体製支持板で、中央部に鉛直方向に気体通路８ａが設けられ、下面の前記気体通路部に通じて形成された凹部８ｂを有する。９は外向きのフランジ部９ａを有するフランジリングで、これはダイヤフラムの中央上面部にボルト１０で固定されている。また、剛体製支持板８もこのボルト１０によりダイヤフラム５の下面に固定される。
剛体製支持板８は図１では２つの部材８，８で示されているが、一体化したものであってもよい。
【００２７】
１１は固定用円板１１ａを上下方向に昇降可能な高さ位置調整機構で、上部がネジ切られた棒状部材１１ｂの下端部に固定用円板１１ａが設けられる。１２はインサ−トでお椀状ハウジング部の上方部に設けられ、棒状部材１１ｂが螺合する。棒状部材１１ｂを上昇することにより前記フランジ部９ａに固定用円板１１ａが係合する。
１６は気体供給・排気兼用の管で中空スピンドル１０５内に設けられ、この管の一方の端は図示されていない真空・圧力気体切替弁を有する管に接続され、他方の端は剛体製支持板の中央部の気体通路８ａにジョイント１６ａを介して連通している。
【００２８】
１７はお椀状ハウジング部１０４の内側とダイヤフラム５の上面側とで形成される加圧室、１８はこの加圧室１７に気体を供給する気体通路で矢印で示されるようにスピンドル軸１０５の内部を経由して加圧気体が供給される。供給された加圧気体はダイヤフラム５上面を加圧する。
【００２９】
１９は厚みが０．２〜３ｍｍの可撓性ゴム膜で、前記剛体製支持板８下段端面の外周縁部の段部８ｃに複数のボルト２３，２３で固定された環状リング３０の下面に展張される。この円形可撓性ゴム膜１９と剛体製支持板の下面凹部とで隙間ｈが０．１〜０．３ｍｍの機密性の高い空間２１が形成される。
【００３０】
２２ａはセラミック製外環状保持リングで、環状リング３０のリング幅Ｌと略同一幅、略同一径で型造られ、この環状リング３０の下面に展張された可撓性ゴム膜１９上に貼着されている（図２参照）。セラミック製外環状保持リング２２ａが定盤の研磨布側より受ける圧力は環状リング３０の下面により支えられる。
【００３１】
このセラミック製外環状保持リング２２ａの内側に、約０．５〜１．５ｍｍの隙間幅ｄを以って樹脂製内環状保持リング２２ｂが可撓性ゴム膜１９上に貼着される。２４はゴムシ−ルリングである。２５は基板収納ポケット部で、前記樹脂製内環状保持リング２２ｂの側壁と該可撓性ゴム膜１９の下面とで形成される。
可撓性ゴム膜１９は、図２に示すように環状リング３０の外周壁を覆うように貼着することがより好ましい。
【００３２】
前記可撓性膜１９の素材は、ゴム物質、ゴム物質と熱可塑性樹脂の混合物が挙げられる。
ゴム物質としては、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体ゴム、クロル化スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体ゴム、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体ゴムの水素添加物、クロル化スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体ゴムの水素添加物、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体ゴム、クロル化スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体ゴム、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体ゴムの水素添加物、クロル化スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体ゴムの水素添加物、エチレン・プロピレン共重合体ゴムおよびエチレン・プロピレン・エチリデンノルボルネン共重合体ゴムが挙げられる。これらは架橋されていてもよい。
【００３３】
熱可塑性樹脂としては、エチレン・酢酸ビニル共重合体、低密度ポリエチレン、直鎖線状ポリエチレン、軟質ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、クロロ・スルホン化ポリエチレン、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸メチル共重合体、エチレン・アクリル酸エチル共重合体、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・ブテン−１共重合体、ポリブテン等が挙げられる。
【００３４】
混合物の場合、ゴム物質は両者中の１０〜９７重量％、好ましくは３０〜８５重量％、熱可塑性樹脂は９０〜３重量％、好ましくは７０〜１５重量％の割合で用いられる。ゴム物質は、可撓性膜の延展性と、伸びに対する戻りの目的で、熱可塑性樹脂は可撓性膜の強度、硬度、耐熱性向上の目的で使用される。
【００３５】
可撓性膜１９の物性としては、硬さ（ＪＩＳ  Ｋ−６３０１）が１０〜１００、好ましくは３５〜８５、引張強度（ＪＩＳ  Ｋ−６３０１）が３０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ2、好ましくは５０〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ2、引張伸度（ＪＩＳ  Ｋ−６３０１）が５０〜１０００％、２００〜８００％、厚み  ０．０３〜３ｍｍ、好ましくは、０．０５〜１．５ｍｍである。
【００３６】
可撓性膜１９は、導電性充填剤を１〜１５重量％、好ましくは３〜１０重量％含有していて、可撓性膜の表面固有抵抗値（ベックマン・インダストリアル社：Ｂｅｃｋｍａｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ）のデジタル・マルチメ−タ−表面固有抵抗測定機器  ４４１０型で測定）が１ｘ１０13Ω／□以下、好ましくは５ｘ１０12〜１ｘ１０9Ω／□とすることにより、可撓性膜への不純物の付着が防止される。特に、導電性充填剤として、金属粉末や金属酸化物ではなく、導電性カ−ボンブラックを用いたときは可撓性膜の伸びが向上し、かつ、基板へのフィット性も向上する。
【００３７】
導電性カ−ボンブラックとしては、ファ−ネスブラック、チャンネルブラックなどの導電性フィラ−も使用できるが、揮発分含有量が２重量％以下、表面積が８００〜２，０００ｍ2、ジブチルフタレ−ト吸収量が２００〜６００ｍｌ／１００ｇ、平均粒度が１０〜５０ｎｍのケッチエンブラックと呼ばれる微粒子が導電性に優れ、ゴム物質、樹脂への分散性に優れ、膜の可撓性を他の導電性充填剤より向上させるので好ましい。かかるカ−ボンブラックは、独国のデグッサ（Ｄｅｇｕｓｓａ）社よりＰＲＩＮＴＥＸ  ＸＥの商品名で、三菱化学株式会社よりケッチエンブラックの商品名で入手できる。
【００３８】
樹脂製内環状保持リング２２ｂは、ロックウエル硬さ（ＡＳＴＭ  Ｄ７８５）がＲスケ−ルで１１０〜１５０のものが好ましい。素材としては、ポリ（テトラフルオロエチレン）、ポリ（ジフロロジクロロエチレン）、ポリアセタ−ル、ガラス繊維補強エポキシ樹脂、ナイロン６，１０、ナイロン６，１２、ポリイミド等、滑り性の良好な樹脂が使用される。定盤の研磨布３ａと環状保持リングの動摩擦係数は０．３０以上が好ましい。
【００３９】
セラミック製外環状保持リング２２ａは、ビッカ−ス硬さが３００〜２，０００ｋｇ／ｍｍ２またはヌ−プ硬さが２００〜２，８００ｋｇ／ｍｍ２のものが好ましい。セラミック粒として、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素、酸化ジルコニウム、酸化珪素等を用い、バインダとしてメタクリル酸メチル・メタクリル酸ブチル共重合体、メタクリル酸メチル・メタクリル酸ｎ−プロピル共重合体、メタクリル酸メチル・メタクリル酸ブチル・アクリル酸エチル共重合体等の水性エマルジョンを用いて製造したグリ−ンシ−トを円環状に打ち抜き、これを１，１００〜１，６００℃で焼成することにより型造られる。
【００４０】
内環状保持リング２２ｂのリング幅（ｌ）に対する外環状保持リング２２ａのリング幅（Ｌ）の比（Ｌ／ｌ）は、１〜３であり、両者のリング幅の和（Ｌ＋ｌ）は、１８〜３０ｍｍが好ましい。内環状保持リング２２ｂのリング厚みと外環状保持リング２２ａのリング厚みは、同一で、研磨される基板の厚みに研磨取り代をプラスした値と同一か、この値に１〜１０μｍを更にプラスした値とする。
これら環状保持リング２２ａ，２２ｂの厚みは、例えば０．３〜２ｍｍである。
内環状保持リング２２ｂおよび外環状保持リング２２ａが研磨布３ａと接触する面は、面一とする。
【００４１】
剛体製支持板８の素材、環状リング３０の素材は、アルミニウム、ステンレスが使用できる。
【００４２】
基板の研磨は次ぎのように行なわれる。
（１）予め仮置台に搬送されてきた基板ｗ上に基板キャリアヘッド４を移動させ、基板キャリアヘッド４を下降させて基板上に当接させ、ついで加圧室１８に加圧気体を供給して基板キャリアヘッド４を押圧し、管１６を減圧して基板キャリアヘッド４の可撓性膜１９を剛体製支持板８に密着させることにより生じた基板と可撓性膜１９との間の隙間の減圧により基板をヘッド４のポケット部２５に保持する。
【００４３】
（２）ついで、基板を保持したヘッド４を定盤３上に移動させた後、ヘッドを下降させて基板をスピンドル軸２に軸承されている定盤３の研磨布３ａに当接する。
（３）基板キャリアヘッド４の管１６の減圧を止め、加圧気体に切り替え、可撓性膜１９を膨張させ、加圧室１８に供給された加圧気体と膨張した可撓性膜１９にかかる圧力とにより基板キャリアヘッド４は基板を定盤３上に押圧する。
【００４４】
（４）加圧室１８および管１６に加圧気体を供給しつつ、基板ｗを保持しているヘッド４のスピンドル軸１０５および定盤３のスピンドル軸２を回転させることにより基板と研磨布を擦動させて基板の表面を研磨する。この際、研磨剤スラリ−が研磨布３ａ表面に供給されつつ、研磨が行なわれる。
定盤３の回転数は、１０〜１５０ｒｐｍ、基板キャリアヘッド４の回転数は１０〜１５０ｒｐｍ、キャリアの可撓性膜１９に保持された基板が研磨布に当てられる圧力は０．０５〜０．３ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは加圧室１８に供給される気体圧力は１００〜３００ｇ／ｃｍ2、管１６より可撓性膜１９に加えられる気体圧力は１００〜２００ｇ／ｃｍ2である。
【００４５】
研磨剤スラリ−としては、コロイダルシリカ、酸化セリウム、アルミナ、ベ−マイト、二酸化マンガンなどの砥粒を純水に分散したスラリ−が用いられる。必要によりスラリ−には界面活性剤、キレ−ト剤、ｐＨ調整剤、酸化剤、防腐剤が配合される。研磨剤スラリ−は５０〜１，５００ｃｃ／分の割合で研磨布面に供給される。
【００４６】
基板の研磨の際、研磨布表面の不規則なウネリにより圧変化を基板は受けるが、基板裏面の可撓性膜１９と剛体性支持板８間の空間２１に存在する加圧気体により基板裏面の各部分にかかる圧力は均一な圧力となるので、研磨布の表面形状のうねりに基板が容易に追従できる。
【００４７】
研磨終了後は、加圧室１８への加圧気体の供給を止め、キャリアヘッド４のスピンドル軸１０５を研磨布３ａより若干上昇させることにより、管１６内に供給されている加圧空気により可撓性膜１９が膨張しているので研磨された基板ｗはキャリアの可撓性膜１９より容易に剥がすことができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によると、キャリアヘッドへの基板の取り付けが容易であり、表面平坦性に優れる加工基板が得られる。また、研磨前の基板のＴＴＶと研磨された基板のＴＴＶの変化が小さく、かつ、基板のエッジに傷が付かない。更に、保持リングの交換時期が、樹脂製保持リングを単独使用したキャリアと比較して延びた。
【図面の簡単な説明】
【図１】基板キャリアヘッドの一部を切り欠いた断面図である。
【図２】環状リングと環状保持リングと可撓性膜よりなる基板キャリア部の斜視図である。
【図３】従来の基板キャリア方式を示す断面図である。
【符号の説明】
４        キャリアヘッド構造
ｗ        基板
８        剛体性支持板
１９        可撓性膜
２２ａ      セラミック製外環状保持リング
２２ｂ      樹脂製内環状保持リング
３０      環状リング
１０５      中空スピンドル
【図１】
0004574899.tif 000002
【図２】
0004574899.tif 000003
【図３】
0004574899.tif 000004