[发明专利]研磨头及研磨装置

说明书

技术领域

本发明涉及研磨工件的表面时，用以保持工件的研磨头、以及具备此研磨头的研磨装置，特别涉及保持工件于橡胶膜上的研磨头、以及具备此研磨头的研磨装置。 

背景技术

作为研磨硅晶圆等的工件表面的装置，有分别研磨工件单面的单面研磨装置、以及同时研磨工件双面的双面研磨装置。 

一般的单面研磨装置，例如图5所示，是由贴附有研磨布94的平台93、研磨剂供给机构96、以及研磨头92等所构成。如此的研磨装置91中，先以研磨头92保持工件W，然后从研磨剂供给机构96供给研磨剂95至研磨布94上，且分别旋转平台93与研磨头92，使工件W的表面与研磨布94摩擦地接触(滑动接触)，来进行研磨。 

作为将工件保持于研磨头的方法，有于平坦的圆盘状的板上，通过蜡等的接着剂来贴附工件的方法等。另外，作为特别是为了抑制工件的外周部的翘起、塌边，来提高工件整体的平坦性的保持方法，有以橡胶膜作为工件保持部，于橡胶膜的背面流入空气等的加压流体，以均匀的压力使橡胶膜膨胀，将工件推压在研磨布上的方式，也就是所谓的橡胶夹头方式(例如参照日本特开平5-69310号公报等)。 

现有的橡胶夹头方式的研磨头的构成例，模式地表示于图4(a)，该研磨头的周边部的扩大图，表示于图4(b)。此研磨头71的重点，是由环状的SUS(不锈钢)等制成的刚性环72、接着于刚性环72上的橡胶膜73、以及结合于刚性环72上的中板74所组成。通过刚性环72、橡胶膜73、以及中板74，形成密闭的空间部75。另外，在橡胶膜73的底面部的周边部，具备与刚性环72同心的环状模板76。此外，在中板74的中央设有连通压力调整机构77的调整压力用的贯通孔78，通过压力调整机构77供给加压流体等，来调节空间部75的压力。另外，还具有将中板74向研磨布94方向推压的未图示的推压装置。

利用如此构成的研磨头，于橡胶膜73的底面部，隔着衬垫79保持工件W，且以模板76保持工件W的边缘部，并且推压中板74使工件W滑动接触已贴附于平台93的顶面上的研磨布94，来进行研磨。 

如此地先将工件保持于橡胶膜，并使用具备模板的研磨头来进行工件的研磨，由此虽有可提高工件W整体的平坦性(以及研磨量均匀性)的情况，但依旧有平坦性不良的情况，而有无法安定地获得一定的平坦性的问题。 

发明内容

因此，有鉴于如此的问题而提出本发明，其主要目的是提供一种研磨头，可安定地获得一定的平坦性。 

本发明为解决上述课题而提供一种研磨头，至少具备：一环状的刚性环；一橡胶膜，以均匀的张力接着于该刚性环；一中板，结合于上述刚性环，与上述橡胶膜、上述刚性环一起形成一空间部；以及一环状的模板，其外径大于上述刚性环的内径，与上述刚性环同心地设置于上述橡胶膜的底面部的周边部；能以压力调整机构改变上述空间部的压力，工件的背面保持于上述橡胶膜的底面部，该工件的表面滑动接触于已贴附于平台上的研磨布来进行研磨，其特征在于：上述模板的内径小于上述刚性环的内径，该刚性环与模板之间的内径差、以及上述模板的内径与外径之间的差的比，为26％以上45％以下。 

如此构成的研磨头中，若模板的内径小于刚性环的内径，刚性环与模板之间的内径差、以及模板的内径与外径之间的差的比为26％以上45％以下的研磨头，则模板的内周部分可自由变形，通过橡胶膜所实施的工件的保持与研磨，可于工件的全面，以更均匀的推压力来进行。其结果为，即使工件的底面与模板的底面的位置关系有某程度的偏差(dispersion)，也可保持良好的研磨量均匀性。 

此时，以上述模板的内径仅大于上述工件的直径0.5mm以上2.0mm以下，上述模板的外径仅大于上述工件的直径10％以上20％以下为较佳。 

如此，若模板的内径仅大于工件的直径0.5mm以上2.0mm以下，模板 的外径仅大于工件的直径10％以上20％以下，则工件可不破损地确实地保持，且可防止模板于工件研磨中脱落。另外，工件的研磨速度可良好地控制。 

另外，上述研磨的工件可为直径300mm以上的单晶硅晶圆。 

如此，即使研磨的工件为直径300mm以上的大直径的单晶硅晶圆，若为本发明的研磨头，则通过橡胶膜所实施的工件的保持与研磨，可于工件的全面，以更均匀的推压力来进行。其结果为，即使工件的底面与模板的底面的位置关系有某程度的偏差，也可保持良好的研磨量均匀性。