(57)【要約】      （修正有）【課題】ワーク保持面に複数個の小孔を有する研磨ヘッドにおいて、流体通路の存在に起因するチャックの変形を可及的に防止し、もって円板状ワークに対する研磨精度を向上させることの可能な研磨装置および研磨ヘッドの提供を目的とする。【解決手段】  研磨装置は、ワーク保持面および小孔を有するチャック本体と、該チャック本体の上方に組み付けられる蓋体とを備え、互いに当接するチャック本体の上面および蓋体の下面の少なくとも一方に溝を形成し、該溝によって小孔と連通する流体通路を画成したチャックを有する研磨ヘッドを備えている。  また、研磨ヘッドは、ワーク保持面および小孔を有するチャック本体と、該チャック本体の上方に組み付けられる蓋体とを備え、互いに当接するチャック本体の上面および蓋体の下面の少なくとも一方に溝を形成し、該溝によって小孔と連通する流体通路を画成して成るチャックを具備している。【選択図】  図１
2007021614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方のワーク保持面に複数個の小孔を有するとともに内部に前記小孔と連通する流体通路を有するチャックと、該チャックを上方から全面に亘って加圧する加圧手段とを備えた研磨ヘッドを具備して成る研磨装置であって、
前記ワーク保持面および前記小孔を有するチャック本体と、前記チャック本体の上方に組み付けられる蓋体とを備え、互いに当接する前記チャック本体の上面および前記蓋体の下面の少なくとも一方に溝を形成し、該溝によって前記小孔と連通する流体通路を画成したチャックを有する研磨ヘッドを具備して成ることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記研磨ヘッドにおける前記チャックの前記蓋体を、前記チャック本体に対して上下方向へ移動可能に支持して成ることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項３】
前記研磨ヘッドにおける前記チャックの前記蓋体を、前記チャック本体よりも剛性の低い材料から形成したことを特徴とする請求項２記載の研磨装置。
【請求項４】
下方のワーク保持面に複数個の小孔を有し、かつ内部に前記小孔と連通する流体通路を有するチャックを備えるとともに、前記チャックを上方から全面に亘って加圧する加圧手段を備えて成る研磨ヘッドであって、
前記ワーク保持面および前記小孔を有するチャック本体と、前記チャック本体の上方に組み付けられる蓋体とを備え、互いに当接する前記チャック本体の上面および前記蓋体の下面の少なくとも一方に溝を形成し、該溝によって前記小孔と連通する流体通路を画成して成るチャックを具備することを特徴とする研磨ヘッド。
【請求項５】
前記蓋体を、前記チャック本体に対して上下方向へ移動可能に支持して成ることを特徴とする請求項４記載の研磨ヘッド。
【請求項６】
前記蓋体を、前記チャック本体よりも剛性の低い材料から形成したことを特徴とする請求項５記載の研磨ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハ等の円板状ワークの表面を研磨するための研磨装置の構造、および該研磨装置の構成要素である研磨ヘッドの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図９〜図１２に示す如く、半導体ウェーハを作業対象とする従来の研磨装置Ａは、円板状の定盤Ｓを設置したテーブルＴと、定盤Ｓの上方に位置する研磨ヘッドＨとを具備しており、上記テーブルＴの定盤Ｓは、上面に研磨用クロスＳｃが貼設され、駆動スピンドルＳｓによって水平面内を駆動回転する。
【０００３】
一方、上記研磨ヘッドＨは、下方に半導体ウェーハＷを保持するとともに、上部支持体Ｂに支持されて駆動回転し、上記半導体ウェーハＷを回転させつつ定盤Ｓの研磨用クロスＳｃに加圧することで、上記半導体ウェーハＷにおける表面の研磨が行なわれる。
【０００４】
上記研磨ヘッドＨは、回転駆動されるヘッド本体Ｉと、該ヘッド本体Ｉに支承されたチャックＣとを備えており、上記ヘッド本体Ｉの周壁とチャックＣの外周との間に設置された環状の板ゴムＧによって、上記ヘッド本体ＩとチャックＣとの間には空気室Ｊが形成されている。
【０００５】
上記空気室Ｊには、レギュレータＬを介してエアポンプＭが接続されており、上記エアポンプＭ、レギュレータＬおよび空気室Ｊ等によって、上記エアポンプＭから供給されるエアでチャックＣを上方から全面に亘って加圧する加圧手段Ｋが構成されている。
【０００６】
一方、上記研磨ヘッドＨにおけるチャックＣは、半導体ウェハＷを保持するための構成を備えている(例えば、特許文献１参照)。すなわち、上記チャックＨは、チャック本体Ｄと該チャック本体Ｄの上面に組み付けられる蓋体Ｅとを具備し、上記チャック本体Ｄにおける下面のワーク保持面Ｄｗには、複数個の小孔Ｄｏ，Ｄｏ…が開口形成され、上記チャックＣの内部には、上記複数個の小孔Ｄｏ，Ｄｏ…と連通するエア通路(流体通路)Ｆが設けられている。
【０００７】
上記エア通路Ｆは、チャック本体Ｄの中央域に形成した円盤状の凹部Ｒと、該凹部Ｒを覆う蓋体Ｅとによって画成され、このエア通路ＦにはチューブＱを介して真空ポンプＶが接続されており、上記真空ポンプＶの稼動によって、小孔Ｄｏ，Ｄｏ…の形成されたワーク保持面Ｄｗに、半導体ウェーハＷが吸着保持されることとなる。
【特許文献１】特許第０３２７９８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述した従来の研磨装置ＡにおけるチャックＣは、金属やセラミック等の極めて剛体の高い材料から形成されているものの、内部中央に円盤状の空間から成るエア通路Ｆを設けているため、剛性の低下を招いてしまう問題があった。
【０００９】
また、加圧手段Ｋの空気室Ｊによる加圧力(下向き矢印)は、蓋体Ｅから外周部のみを介してチャック本体Ｄに伝達されるので、研磨用クロスＳｃからの反力(上向き矢印)により、図１２中に鎖線で示す如く、ワーク保持面Ｄｗの中央部が大きく変形することとなる。
【００１０】
このため、チャックＣに保持された半導体ウェーハＷを、定盤Ｓの研磨用クロスＳｃに加圧した際、半導体ウェーハＷに対する加圧圧力が、面内において不均一なものとなり、半導体ウェーハＷの研磨精度が大幅に低下する不都合を招いていた。
【００１１】
本発明は上記実状に鑑みて、流体通路の存在に起因するチャックの変形を可及的に防止し、もって円板状ワークに対する研磨精度を向上させることの可能な研磨装置および研磨ヘッドの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するべく、請求項１の発明に関わる研磨装置は、下方のワーク保持面に複数個の小孔を有するとともに内部に小孔と連通する流体通路を有するチャックと、該チャックを上方から全面に亘って加圧する加圧手段とを備えた研磨ヘッドを具備して成る研磨装置であって、ワーク保持面および小孔を有するチャック本体と、該チャック本体の上方に組み付けられる蓋体とを備え、互いに当接するチャック本体の上面および蓋体の下面の少なくとも一方に溝を形成し、該溝によって小孔と連通する流体通路を画成したチャックを有する研磨ヘッドを具備して成ることを特徴としている。
【００１３】
請求項２の発明に関わる研磨装置は、請求項１の発明に関わる研磨装置において、上記研磨ヘッドにおけるチャックの蓋体を、チャック本体に対して上下方向へ移動可能に支持して成ることを特徴としている。
【００１４】
請求項３の発明に関わる研磨装置は、請求項２の発明に関わる研磨装置において、上記研磨ヘッドにおけるチャックの蓋体を、チャック本体よりも剛性の低い材料から形成したことを特徴としている。
【００１５】
請求項４の発明に関わる研磨ヘッドは、下方のワーク保持面に複数個の小孔を有し、かつ内部に小孔と連通する流体通路を有するチャックを備えるとともに、チャックを上方から全面に亘って加圧する加圧手段を備えて成る研磨ヘッドであって、ワーク保持面および小孔を有するチャック本体と、該チャック本体の上方に組み付けられる蓋体とを備え、互いに当接するチャック本体の上面および蓋体の下面の少なくとも一方に溝を形成し、該溝によって小孔と連通する流体通路を画成して成るチャックを具備することを特徴としている。
【００１６】
請求項５の発明に関わる研磨ヘッドは、請求項４の発明に関わる研磨ヘッドにおいて、上記チャックの蓋体を、チャック本体に対して上下方向へ移動可能に支持して成ることを特徴としている。
【００１７】
請求項６の発明に関わる研磨ヘッドは、請求項５の発明に関わる研磨ヘッドにおいて、上記チャックの蓋体を、チャック本体よりも剛性の低い材料から形成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明に関わる研磨装置によれば、互いに当接するチャック本体の上面および蓋体の下面の少なくとも一方に形成した溝により、小孔と連通する流体通路を画成したことで、上記蓋体に対する上方からの加圧力は、上記溝以外の部位を介してチャック本体の全体に伝達され、上記チャック本体に対する下方からの反力は、上記溝以外の部位を介して蓋体の全体により受け止められるため、チャックの変形が未然に防止されることとなり、もって上記チャックに保持された円板状ワークの研磨精度を大幅に向上させることができる。
【００１９】
また、請求項２の発明に関わる研磨装置によれば、チャックの蓋体をチャック本体に対して上下方向へ移動可能に支持したことで、チャック本体に対して直接に固定することによる蓋体の変形が未然に防止され、上記蓋体に対する上方からの加圧力は、チャック本体に対して直接に伝達されることとなる。
【００２０】
さらに、請求項３の発明に関わる研磨装置によれば、チャックの蓋体をチャック本体よりも剛性の低い材料から形成したことで、蓋体の下面がチャック本体の上面と馴染むように上記蓋体が変形することにより、上記蓋体に対する上方からの加圧力が、チャック本体の全体に亘って均一に伝達されることとなる。
【００２１】
請求項４の発明に関わる研磨ヘッドによれば、互いに当接するチャック本体の上面および蓋体の下面の少なくとも一方に形成した溝により、小孔と連通する流体通路を画成したことで、上記蓋体に対する上方からの加圧力は、上記溝以外の部位を介してチャック本体の全体に伝達され、上記チャック本体に対する下方からの反力は、上記溝以外の部位を介して蓋体の全体により受け止められるため、チャックの変形が未然に防止されることとなり、もって上記チャックに保持された円板状ワークの研磨精度を大幅に向上させることができる。
【００２２】
また、請求項５の発明に関わる研磨ヘッドによれば、チャックの蓋体をチャック本体に対して上下方向へ移動可能に支持したことで、チャック本体に対して直接に固定することによる蓋体の変形が未然に防止され、上記蓋体に対する上方からの加圧力は、チャック本体に対して直接に伝達されることとなる。
【００２３】
さらに、請求項６の発明に関わる研磨ヘッドによれば、チャックの蓋体をチャック本体よりも剛性の低い材料から形成したことで、蓋体の下面がチャック本体の上面と馴染むように上記蓋体が変形することにより、上記蓋体に対する上方からの加圧力が、チャック本体の全体に亘って均一に伝達されることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に関わる研磨装置および研磨ヘッドの構成を、幾つかの実施例を示す図面に基づいて詳細に説明する。  
図１および図２は、本発明に関わる研磨装置および研磨ヘッドの第１実施例を示しており、この研磨装置１における基本的な構成は、図９に示した従来の研磨装置Ａと大きく変わるところはない。
【００２５】
すなわち、上記研磨装置１は、円板状の定盤２を設置したテーブル(図示せず)と、定盤２の上方に位置する研磨ヘッド１０とを具備し、水平面内を駆動回転する定盤２の上面には研磨用クロス３が貼設されている。
【００２６】
一方、上記研磨ヘッド１０は、下方に半導体ウェーハＷを保持するとともに、上部支持体(図示せず)に支持されて駆動回転し、上記半導体ウェーハＷを回転させつつ定盤２の研磨用クロス３に加圧することで、上記半導体ウェーハＷの表面を研磨する。
【００２７】
また、上記研磨ヘッド１０は、回転駆動されるヘッド本体１１と、該ヘッド本体１１に支承されたチャック２０とを備えており、上記ヘッド本体１１の周壁とチャック２０の外周との間に設置された環状の板ゴム１２によって、上記ヘッド本体１１とチャック２０との間には空気室１３が形成されている。
【００２８】
上記空気室１３には、レギュレータ１４を介してエアポンプ１５が接続されており、上記エアポンプ１５、レギュレータ１４および空気室１３等によって、上記エアポンプ１５から供給されるエアでチャック２０を上方から全面に亘って加圧する加圧手段１６が構成されている。
【００２９】
一方、上記研磨ヘッド１０におけるチャック２０は、チャック本体２１と該チャック本体２１の上面に組み付けられた蓋体２２とを具備しており、上記チャック本体２１における下面のワーク保持面２１ｗには、複数個の小孔２１ｏ，２１ｏ…が開口形成されているとともに、上記チャック２０の内部には個々の小孔２１ｏ，２１ｏ…と連通するエア通路(流体通路)２３が設けられている。
【００３０】
上記チャック本体２１は、扁平な有底円筒形状を呈している一方、上記蓋体２２は、外周にフランジの形成された円盤形状を呈しており、これらチャック本体２１と蓋体２２とは、互いの外周を複数のボルト２０ｂ，２０ｂ…によって締結されている。
【００３１】
また、上記チャック本体２１と蓋体２２とは、密封を図るべくシール材であるＯリング２０ｏを挟んで組み付けられており、チャック本体２１と蓋体２２とが互いに組み付けられている状態において、チャック本体２１の上面２１ｕと蓋体２２の下面２２ｌとは互いに当接している。
【００３２】
上記チャック本体２１の上面２１ｕには、上記小孔２１ｏと連通する直線の溝２１Ｇ，２１Ｇ…が放射状に形成されており、これら溝２１Ｇ，２１Ｇ…はチャック本体２１に形成されている全ての小孔２１ｏと連通している。
【００３３】
また、チャック本体２１に蓋体２２が組み付けられた状態において、チャック本体２１の上面２１ｕに形成された溝２１Ｇ，２１Ｇ…と、上記チャック本体２１の上方を覆う蓋体２２の下面２２ｌとによって、全ての小孔２１ｏ，２１ｏ…と連通するエア通路(流体通路)２３が画成されている。
【００３４】
上記エア通路２３には、蓋体２２を貫通して設置されたチューブ２４を介して真空ポンプ２５が接続されており、上記真空ポンプ２５の稼動によって、小孔２１ｏ，２１ｏ…の形成されたワーク保持面２１ｗに、半導体ウェーハＷが吸着保持されることとなる。
【００３５】
なお、上述したチャック２０を構成するチャック本体２１および蓋体２２は、共に金属やセラミック等の、極めて剛性の高い材料から形成されていることは言うまでもない。
【００３６】
上述した如き構成によれば、加圧手段１６によって上方からチャック２０に加わる下向きの加圧力は、蓋体２２の下面２２ｌからチャック本体２１の上面２１ｕ、言い換えれば溝２１Ｇ，２１Ｇ…以外の部位を介してチャック本体２１の全体に伝達されることとなる。
【００３７】
一方、定盤２の研磨用クロス３からチャック２０に加わる上向きの反力は、チャック本体２１の上面２１ｕ、言い換えれば溝２１Ｇ，２１Ｇ…以外の部位を介して蓋体２２の全体により受け止められることとなる。
【００３８】
このようにして、チャック２０における全体の剛性が向上することで、上記チャック２０のチャック２０の変形が未然に防止されることとなり、もって上記チャック２０に保持された半導体ウェーハＷの研磨精度を大幅に向上させることが可能となる。
【００３９】
また、上述した如き構成によれば、チャック２０の小孔２１ｏ，２１ｏ…やエア通路２３に、研磨用スラリーが侵入した場合においても、チャック２０をチャック本体２１と蓋体２２とに分解することで、極めて容易に清掃作業を実施することが可能である。
【００４０】
なお、上述した実施例においては、チャック２０のエア流路２３を構成する溝２１Ｇ，２１Ｇ…を放射状に配列形成しているが、上記溝のレイアウトは実施例に限定されるものではなく、図３に示す如く、チャック本体２１′の径方向に沿って放射線状に延びる複数の直線状溝２１Ｇｓ′，２１Ｇｓ′…と、同心円状に形成された複数の環状溝２１Ｇｌ′，２１Ｇｌ′…とを組み合わせても良い。因みに、図３中の符号２１ｕ′，２１ｕ′…はチャック本体２１′の上面、符号２１ｏ′，２１ｏ′…は小孔、符号２０ｏ′はシール材としてのＯリングを指している。
【００４１】
図４および図５は、本発明に関わる研磨装置および研磨ヘッドの第２実施例を示しており、この研磨装置１０１におけるチャック１２０は、扁平な有底円筒形状を呈するチャック本体１２１と、該チャック本体１２１の上面に組み付けられた円盤状の蓋体１２２とを具備している。
【００４２】
上記蓋体１２２は、チャック本体１２１に対してボルト等により直接に固定されておらず、複数のボルト１２０ｂ，１２０ｂ…でチャック本体１２１の上部外周に固定されたリング板１３０によって、上記チャック本体１２１から逸脱することなく、かつ上記リング板１３０との間に設けた隙間ｓによって、上記チャック本体１２１に対して僅かに上下方向へ移動可能に支持されている。
【００４３】
また、上記チャック本体１２１と蓋体１２２とは、密封を図るべくシール材であるＯリング１２０ｏを挟んで組み付けられており、上記隙間ｓによる１２２の上下方向への移動範囲は、上記Ｏリング１２０ｏによるシール性能を損なわない範囲に設定されている。
【００４４】
なお、上述した研磨装置１０１の構成は、チャック１２０の構成以外、図１および図２に示した研磨装置１と基本的に変わるところはないので、図４および図５において研磨装置１と同一の作用を成すものには、図１および図２と同一の符号に１００を加算した符号(１００番台)を附すことで詳細な説明は省略する。
【００４５】
上述した如き構成によれば、チャック１２０の蓋体１２２を、チャック本体１２１に対して上下方向へ移動可能に支持したことで、チャック本体１２１に対して直接に固定することによる蓋体１２２の変形が未然に防止され、上方からチャック１２０に加わる下向きの加圧力は、蓋体２２の下面２２ｌからチャック本体２１の上面２１ｕを介して、該チャック本体２１の全体に対して直接に伝達されることとなる。
【００４６】
本発明に関わる研磨装置および研磨ヘッドの第３実施例は、図４および図５に示した第２実施例における蓋体１２２を、金属やセラミックから形成されているチャック本体１２１よりも剛性の低い材料、例えばポリフッ化エチレン系樹脂、ＰＥＥＫ(ポリエーテルエーテルケトン)、ＰＢＮ(ポリブチレンナフタレート)、あるいはＰＯＭ(ポリアセタール)等の樹脂材料から構成したものである。
【００４７】
なお、第３実施例における研磨装置の構成は、チャックにおける蓋体の材質以外、図４および図５に示した第２実施例の研磨装置１０１と全く同一なので、以下の第３実施例に関わる説明においては、図４および図５を援用して第２実施例と同一の符号を用いるものとする。
【００４８】
上述した如き構成によれば、チャック１２０の蓋体１２２を、チャック本体１２１よりも剛性の低い材料から形成したことで、上方からチャック１２０に下向きの加圧力が加わった際、下面１２２ｌがチャック本体１２１の上面１２１ｕと馴染むように上記蓋体１２２が変形することで、蓋体１２２に対する上方からの加圧力がチャック本体１２１の全体に亘って均一に伝達されることとなる。
【００４９】
図６および図７は、本発明に関わる研磨装置および研磨ヘッドの第４実施例を示しており、この研磨装置２０１におけるチャック２２０は、支持機構等を埋め込むために中央部を凹ませた形状を呈しており、扁平な有底円筒形状を呈するチャック本体２２１と、リング状の外周部蓋体２２２Ａと、円盤状の中央部蓋体２２２Ｂとを具備している。
【００５０】
外周部蓋体２２２Ａの中央下方には、シール材であるＯリング２２２ｏを挟んで中央部蓋体２２２Ｂが組み付けられており、チャック本体２２１における上面２２１ｕは、外周部蓋体２２２Ａと中央部蓋体２２２Ｂとの組み付け態様に合わせて中央部が陥没した形状を成している。
【００５１】
なお、上述した研磨装置２０１の構成は、蓋体を外周部蓋体２２２Ａと中央部蓋体２２２Ｂとに分割した点、およびチャック本体２２１の上面２２１ｕを段付き形状とした点以外、図４および図５に示した第２実施例の研磨装置１０１と基本的に変わるところはないので、図６および図７において研磨装置１０１と同一の作用を成すものには、図４および図５と同一の符号に１００を加算した符号(２００番台)を附すことで詳細な説明は省略する。
【００５２】
ここで、図８に示した従来の研磨装置Ａ′、すなわちチャックＣ′における蓋体Ｅ′の中央上部を陥没させるとともに、下方に突出した蓋体Ｅ′の中央部に合わせてチャック本体Ｄ′の中央部を陥没させた研磨装置Ａ′では、チャックＣ′の内部に円盤状のエア通路Ｆ′が設けられているため、一体である蓋体Ｅ′の中央部を支えることができず、加圧力が作用した際にチャックＣ′に変形が生じる虞れがある。
【００５３】
なお、上述した従来の研磨装置Ａ′は、図１０に示した従来の研磨装置Ａをベースとしたものであり、チャックＣ′のチャック本体Ｄ′および蓋体Ｅ′の形態以外は、研磨装置Ａと基本的に変わるところはないので、図８において研磨装置Ａと同一の作用を成す要素に、図１０と同一の符号に′(ダッシュ)を附して詳細な説明は省略する。
【００５４】
上述した如き従来の研磨装置Ａ′に対して、図６および図７に示した第４実施例の構成では、研磨装置２０１におけるチャック２２０の蓋体を、外周部蓋体２２２Ａと中央部蓋体２２２Ｂとに分割したことにより、上方からチャック２２０に加わる下向きの加圧力は、外周部蓋体２２２Ａと中央部蓋体２２２Ｂとを介して、チャック本体２２１の外周部と中央部とに均一に作用することとなる。
【００５５】
また、上述した如き構成によれば、チャック２２０の外周部蓋体２２２Ａと中央部蓋体２２２Ｂとを、チャック本体２２１に対して上下方向へ移動可能に支持したことで、チャック本体２２１に対して直接に固定することによる、外周部蓋体２２２Ａと中央部蓋体２２２Ｂとの変形が未然に防止され、上方からチャック２２０に加わる下向きの加圧力は、外周部蓋体２２２Ａおよび中央部蓋体２２２Ｂを介して、チャック本体２２１の全体に対して直接に伝達されることとなる。
【００５６】
本発明に関わる研磨装置および研磨ヘッドの第５実施例は、図６および図７に示した第４実施例における外周部蓋体２２２Ａと中央部蓋体２２２Ｂとを、金属やセラミックから形成されているチャック本体２２１よりも剛性の低い材料、例えばポリフッ化エチレン系樹脂、ＰＥＥＫ(ポリエーテルエーテルケトン)、ＰＢＮ(ポリブチレンナフタレート)、あるいはＰＯＭ(ポリアセタール)等の樹脂材料から構成したものである。
【００５７】
なお、第５実施例における研磨装置の構成は、チャックにおける蓋体の材質以外、図６および図７に示した第４実施例の研磨装置２０１と全く同一なので、以下の第５実施例に関わる説明においては、図６および図７を援用して第４実施例と同一の符号を用いるものとする。
【００５８】
上述した如き構成によれば、チャック２２０の外周部蓋体２２２Ａと中央部蓋体２２２Ｂとを、チャック本体２２１よりも剛性の低い材料から形成したことで、上方からチャック２２０に下向きの加圧力が加わった際、外周部蓋体２２２Ａおよび中央部蓋体２２２Ｂが、それぞれの下面２２２Ａｌおよび下面２２２Ｂｌがチャック本体２２１の上面２２１ｕと馴染むように変形することで、上方からの加圧力がチャック本体２２１の全体に亘って均一に伝達されることとなる。
【００５９】
ここで、図８に示した従来の研磨装置Ａ′と、第５実施例の研磨装置２０１とをＦＥＭ解析した結果、チャック本体をステンレス鋼から形成し、蓋体をＰＥＥＫ(ポリエーテルエーテルケトン)材から形成し、チャックに対する上方からの加圧力を３０ｋＰａ(キロパスカル)とした条件において、従来の研磨装置Ａ′おけるチャック変形量(平面度)が０．１３μmであるのに対して、第５実施例の研磨装置２０１におけるチャック変形量(平面度)は０．０５μmであった。
【００６０】
このように、第５実施例の研磨装置２０１においては、従来の研磨装置Ａ′と比較して、チャック変形量を２倍以上も少なくすることができ、ナノオーダの平坦度が求められる半導体ウェーハの研磨工程においては、研磨結果に極めて良好な影響を与える可能性が高いことは明かである。
【００６１】
因みに、第３実施例および第５実施例においては、蓋体の全体をチャック本体よりも剛性の低い材料(樹脂材料等)で形成しているが、チャック本体と同じく金属やセラミック等から形成された蓋体の下面(当接面)に、ゴム材や樹脂材等の軟質材料を貼り付けることによっても、上述した第３実施例および第５実施例と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００６２】
なお、上述した各実施例においては、内部の流体通路を介してワーク保持面の小孔から外気を吸引して円板状ワークを保持するよう構成した、いわゆるバキュームチャックを具備した研磨ヘッドを例示しているが、例えばバッキングパッド貼付けチャックのように、内部の流体通路を介してワーク保持面の小孔から純水やエアー等の流体を噴出させるよう構成したチャックを具備した研磨ヘッド、および該研磨ヘッドを装備して成る研磨装置においても、本発明を有効に適用し得ることは言うまでもない。
【００６３】
また、上述した各実施例においては、チャック本体の上面に形成された溝と、蓋体の下面(平面)とによって流体通路を画成しているが、蓋体の下面に形成された溝と、チャック本体の上面(平面)とによって流体通路を画成することも可能であり、さらにはチャック本体の上面と蓋体の下面とに互いに対向する位置態様で形成された溝によって、チャックの内部に流体通路を画成するよう構成することも可能である。
【００６４】
また、上述した各実施例における研磨ヘッドは、ヘッド本体に支承されたチャックと、該チャックを加圧する加圧手段とを備えているが、これに加えてチャックの外周に環状のリテーナを設置するとともに、該リテーナを加圧する加圧手段とを備えて成る研磨ヘッド、および該研磨ヘッドを装備して成る研磨装置においても、本発明を有効に適用し得ることは言うまでもない。
【００６５】
さらに、上述した各実施例においては、円板状ワークの一種である半導体ウェーハを作業対象とした研磨ヘッドおよび研磨装置を例示したが、例えば各種半導体基板や液晶ガラス基板等、様々な円板状ワークの表面を研磨するための研磨ヘッドおよび研磨装置においても、本発明を有効に適用し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に関わる研磨装置および研磨ヘッドの第１実施例を示す側面断面図。
【図２】(ａ)、(ｂ)および(ｃ)は、図１に示した研磨ヘッドにおけるヘッド本体の全体平面図、ｂ−ｂ線断面図、およびｃ−ｃ線断面図。
【図３】研磨ヘッドにおけるヘッド本体の別態様を示す全体平面図。
【図４】本発明に関わる研磨装置および研磨ヘッドの第２実施例を示す側面断面図。
【図５】図４に示した研磨ヘッドの要部拡大断面図。
【図６】本発明に関わる研磨装置および研磨ヘッドの第３実施例を示す側面断面図。
【図７】図６に示した研磨ヘッドの分解斜視図。
【図８】図６の研磨ヘッドに相当する従来の研磨ヘッドを示す側面断面図。
【図９】(ａ)および(ｂ)は、従来の研磨装置を示す全体平面図および要部破断側面図。
【図１０】図９に示した従来の研磨装置における研磨ヘッドを中心とする側面断面図。
【図１１】(ａ)および(ｂ)は、図１０に示した研磨ヘッドにおけるヘッド本体の全体平面図および側面断面図。
【図１２】図１０に示した研磨ヘッドの変形の状態を想像線で表す側面断面図。
【符号の説明】
【００６７】
１…研磨装置、
１０…研磨ヘッド、
１６…加圧手段、
２０…チャック、
２１…チャック本体、
２１ｗ…ワーク保持面、
２１ｏ…小孔、
２１ｕ…上面、
２１Ｇ…溝、
２２…蓋体、
２２ｌ…下面、
２３…エア通路(流体通路)、
２１′…チャック本体、
２１ｕ′…上面、
２１ｏ′…小孔、
２１Ｇｓ′…直線状溝(溝)、
２１Ｇｒ′…環状溝(溝)、
１０１…研磨装置、
１１０…研磨ヘッド、
１１６…加圧手段、
１２０…チャック、
１２１…チャック本体、
１２１ｗ…ワーク保持面、
１２１ｏ…小孔、
１２１ｕ…上面、
１２１Ｇ…溝、
１２２…蓋体、
１２２ｌ…下面、
１２３…エア通路(流体通路)、
１３０…リング板、
２０１…研磨装置、
２１０…研磨ヘッド、
２１６…加圧手段、
２２０…チャック、
２２１…チャック本体、
２２１ｗ…ワーク保持面、
２２１ｏ…小孔、
２２１ｕ…上面、
２２１Ｇ…溝、
２２２Ａ…外周部蓋体、
２２２Ａｌ…下面、
２２２Ｂ…中央部蓋体、
２２２Ｂｌ…下面、
２２３…エア通路(流体通路)、
２３０…リング板、
Ｗ…半導体ウェーハ(円板状ワーク)。
【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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