特許 7343886 研磨ヘッド及び研磨装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-05

(45)【発行日】2023-09-13

(54)【発明の名称】研磨ヘッド及び研磨装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 37/30 20120101AFI20230906BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20230906BHJP

【ＦＩ】

B24B37/30 D

H01L21/304 622H

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2019048534

(22)【出願日】2019-03-15

(65)【公開番号】P2020110909

(43)【公開日】2020-07-27

【審査請求日】2021-12-09

(31)【優先権主張番号】P 2019003542

(32)【優先日】2019-01-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】500171707

【氏名又は名称】株式会社ブイ・テクノロジー

(74)【代理人】

【識別番号】100170070

【弁理士】

【氏名又は名称】坂田 ゆかり

(72)【発明者】

【氏名】林 智雄

【審査官】山内 康明

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－０２９６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１３９３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１５３４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－３２１００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２１２８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０２７１６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ ３７／３０

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウェハの裏面を保持しながら、定盤上に設けられた研磨パッドに前記ウェハの表面を押圧して前記ウェハを研磨する研磨ヘッドであって、
前記ウェハの裏面が当接する弾性変形が可能な略円板形状のバッキング材と、前記バッキング材の前記ウェハが当接する面に設けられた略円環形状のウェハ保持部と、を有するテンプレートと、
前記バッキング材の前記ウェハが当接しない面が当接するヘッド本体部と、
を備え、
前記バッキング材の前記ウェハが当接する面と前記ウェハ保持部の略円環形状の内側の中空部とにより形成された空間に前記ウェハが収容可能であり、
前記ウェハ保持部は、弾性変形しない材料で形成されており、厚さが前記ウェハの厚さより薄い略円環形状の枠部と、弾性変形が可能な材料で形成された略円環形状のクッション材と、を有し、
前記クッション材は前記バッキング材に接着又は貼付されており、前記枠部は前記クッション材に接着又は貼付されており、
前記枠部の外表面のうちの前記バッキング材の前記ウェハが当接する面と平行な外表面である底面と、前記ウェハとが当接せず、
前記クッション材が弾性変形することで前記ウェハ保持部の厚さが前記ウェハの厚さと略一致する
ことを特徴とする研磨ヘッド。

【請求項2】

ウェハの裏面を保持しながら、定盤上に設けられた研磨パッドに前記ウェハの表面を押圧して前記ウェハを研磨する研磨ヘッドであって、
前記ウェハの裏面が当接する弾性変形が可能な略円板形状のバッキング材と、
略円環形状のウェハ保持部と、
前記バッキング材の前記ウェハが当接しない面及び前記ウェハ保持部が当接するヘッド本体部と、
を備え、
前記ヘッド本体部の前記ウェハ保持部が当接する面と前記ウェハ保持部の略円環形状の内側の中空部とにより形成された空間に前記バッキング材及び前記ウェハが収容可能であり、
前記ウェハ保持部は、弾性変形しない材料で形成されており、厚さが前記ウェハの厚さより薄い略円環形状の枠部と、弾性変形が可能な材料で形成された略円環形状のクッション材と、を有し、
前記クッション材は前記ヘッド本体部に接着又は貼付されており、前記枠部は前記クッション材に接着又は貼付されており、
前記枠部の外表面のうちの前記バッキング材の前記ウェハが当接する面と平行な外表面である底面と、前記ウェハとが当接せず、
前記クッション材が弾性変形することで前記ウェハ保持部の厚さが前記ウェハの厚さと略一致する
ことを特徴とする研磨ヘッド。

【請求項3】

前記クッション材及び前記枠部は、前記ウェハ保持部の中心線を含む面で切断したときの断面形状が略矩形形状である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨ヘッド。

【請求項4】

前記ウェハ保持部の厚さは、径方向の位置によらず略一定であり、
前記クッション材及び前記枠部の厚さは、それぞれ内周側と外周側とで異なる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨ヘッド。

【請求項5】

前記クッション材は、前記ウェハ保持部の中心線を含む面で切断したときの断面形状が略矩形形状であり、
前記枠部の上面には、前記クッション材が挿入される凹部が形成されており、
前記凹部の深さは、前記クッション材の厚さより薄い
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨ヘッド。

【請求項6】

前記枠部は、前記ウェハ保持部の中心線を含む面で切断したときの断面形状が略矩形形状の第１枠部と、前記ウェハ保持部の中心線を含む面で切断したときの断面形状が略Ｌ字形状の第２枠部と、を有し、
前記第２枠部は、前記略Ｌ字形状の長辺が前記第１枠部の下側に位置し、前記略Ｌ字形状の短辺が前記第１枠部の外周側又は内周側に位置するように設けられ、
前記クッション材は、前記第１枠部と前記第２枠部との間に設けられている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨ヘッド。

【請求項7】

前記枠部は、前記ウェハ保持部の中心線を含む面で切断したときの断面形状が略矩形形状の第１枠部と、前記ウェハ保持部の中心線を含む面で切断したときの断面形状が略Ｌ字形状の第２枠部と、を有し、
前記第２枠部は、前記略Ｌ字形状の長辺が前記第１枠部の下側に位置し、前記略Ｌ字形状の短辺が前記第１枠部の外周側又は内周側に位置するように設けられ、
前記第１枠部と前記第２枠部とは当接しておらず、
前記クッション材は、前記第２枠部の前記短辺の先端に設けられている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨ヘッド。

【請求項8】

前記底面には、前記枠部の外周面と内周面とを連結する第１溝部であって、スラリが流れる第１溝部が設けられている
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の研磨ヘッド。

【請求項9】

前記底面には、略円環形状の第２溝部であって、スラリが流れる第２溝部が設けられている
ことを特徴とする請求項８に記載の研磨ヘッド。

【請求項10】

前記底面は、内周面側が外周面側より下方に突出するような勾配を有する
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の研磨ヘッド。

【請求項11】

前記クッション材は、内部に微小な空洞が多数存在するとともに、表面に気泡を含まない層が残っている発泡プラスチック製である
ことを特徴とする請求項２に記載の研磨ヘッド。

【請求項12】

請求項１から１１のいずれか一項に記載の研磨ヘッドと、
定盤に設けられた研磨パッドと、を備え、
前記ウェハを前記研磨パッドに押圧して前記ウェハを研磨することを特徴とする研磨装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、研磨ヘッド及び研磨装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、バックパッドの中央部の表側にバックパッドと同素材で略円形状の中央部分バックパッドを一体形成し、テンプレートの孔部内でバックパッドの中央部をその外周部より研磨布に向かって所定高さｄだけ突出させ、この状態で半導体ウェハの研磨を行うワックスレスマウント式研磨装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－６０５９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

図１９は、特許文献１に記載の研磨装置１００を模式的に示す図である。近年、研磨装置１００のように、中空部にウェハＷが設けられるテンプレート（リテーナリング）１０３とバッキング材１０２とを一体化した研磨ヘッド１０１が用いられている。このような一体型の研磨ヘッド１０１では、研磨ヘッド１０１に設けられたバッキング材１０２にウェハＷの裏面が当接し、ウェハＷとテンプレート１０３とを同時かつ同じ力で押圧する。

【0005】

しかしながら、図１９に示すような一体型の研磨ヘッドでは、ウェハＷよりもテンプレート１０３が薄く、ウェハＷの表面がテンプレート１０３よりも研磨パッド１０４側に突出しているため、ウェハＷの周縁部において研磨圧力が増加して、ウェハＷの周縁部がウェハＷの中央部分よりも過剰研磨されてしまうという問題がある（エッジロールオフ）。例えば、２００ｍｍのウェハを研磨する場合には、ウェハの最も外側の５ｍｍ～１０ｍｍの範囲でウェハが過剰に研磨されてしまう。その結果、ウェハの周縁部が他の部分より薄くなって平坦性が劣化し、ウェハの周縁部から集積回路を製造することができず、歩留まりが低下してしまう。

【0006】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ウェハの周縁部が過剰に研磨されないようにする研磨ヘッド及び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】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明に係る研磨ヘッドは、例えば、ウェハの裏面を保持しながら、定盤上に設けられた研磨パッドに前記ウェハの表面を押圧して前記ウェハを研磨する研磨ヘッドであって、前記ウェハの裏面が当接する略円板形状のバッキング材と、前記バッキング材の前記ウェハが当接する面に設けられ、中空部に前記ウェハが収容可能な略円環形状のウェハ保持部と、を有するテンプレートと、前記バッキング材の前記ウェハが当接しない面が当接するヘッド本体部と、を備え、前記ウェハ保持部は、弾性変形しない材料で形成されており、厚さが前記ウェハの厚さ以下である略円環形状の枠部と、弾性変形が可能な材料で形成された略円環形状のクッション材と、を有し、前記クッション材は前記バッキング材に接着又は貼付されており、前記枠部は前記クッション材に接着又は貼付されていることを特徴とする。

【0008】

本発明に係る研磨ヘッドによれば、バッキング材の下方に、中空部にウェハが収容される略円環形状のウェハ保持部が設けられたテンプレートがヘッド本体部に設けられている。ウェハ保持部は、弾性変形しない材料で形成されており、厚さがウェハの厚さ以下である略円環形状の枠部と、弾性変形が可能な材料で形成された略円環形状のクッション材と、を有し、クッション材はバッキング材に接着又は貼付されており、枠部はクッション材に接着又は貼付されている。このように、クッション材やバッキング材が弾性変形し、ウェハ保持部の厚さをウェハＷの厚さと略一致させることで、ウェハの周縁部が過剰に研磨されないようにすることができる。

【0009】

上記課題を解決するために、本発明に係る研磨ヘッドは、例えば、ウェハの裏面を保持しながら、定盤上に設けられた研磨パッドに前記ウェハの表面を押圧して前記ウェハを研磨する研磨ヘッドであって、前記ウェハの裏面が当接する略円板形状のバッキング材と、中空部に前記バッキング材及び前記ウェハが収容可能な略円環形状のウェハ保持部と、前記バッキング材の前記ウェハが当接しない面及び前記ウェハ保持部が当接するヘッド本体部と、を備え、前記ウェハ保持部は、弾性変形しない材料で形成されており、厚さが前記ウェハの厚さ以下である略円環形状の枠部と、弾性変形が可能な材料で形成された略円環形状のクッション材と、を有し、前記クッション材は前記ヘッド本体部に接着又は貼付されており、前記枠部は前記クッション材に接着又は貼付されていることを特徴とする。

【0010】

本発明に係る研磨ヘッドによれば、ヘッド本体部には、バッキング材と、中空部にバッキング材及びウェハが収容される略円環形状のウェハ保持部が設けられている。ウェハ保持部は、弾性変形しない材料で形成されており、厚さがウェハの厚さ以下である略円環形状の枠部と、弾性変形が可能な材料で形成された略円環形状のクッション材と、を有し、クッション材はヘッド本体部に接着又は貼付されており、枠部は前記クッション材に接着又は貼付されている。このように、クッション材やバッキング材が弾性変形し、ウェハ保持部の厚さをウェハＷの厚さと略一致させることで、ウェハの周縁部が過剰に研磨されないようにすることができる。

【0011】

ここで、前記クッション材及び前記枠部は、前記ウェハ保持部の中心線を含む面で切断したときの断面形状が略矩形形状であってもよい。また、前記ウェハ保持部の厚さは、径方向の位置によらず略一定であり、前記クッション材及び前記枠部の厚さは、それぞれ内周側と外周側とで異なってもよい。

【0012】

ここで、前記クッション材は、前記ウェハ保持部の中心線を含む面で切断したときの断面形状が略矩形形状であり、前記枠部の上面には、前記クッション材が挿入される凹部が形成されており、前記凹部の深さは、前記クッション材の厚さより薄くてもよい。これにより、ウェハ保持部の内周面側に硬い枠部のみが配置される（クッション材は配置されない）ため、ウェハの保持強度を高くすることができる。

【0013】

ここで、前記枠部は、前記ウェハ保持部の中心線を含む面で切断したときの断面形状が略矩形形状の第１枠部と、前記ウェハ保持部の中心線を含む面で切断したときの断面形状が略Ｌ字形状の第２枠部と、を有し、前記第２枠部は、前記略Ｌ字形状の長辺が前記第１枠部の下側に位置し、前記略Ｌ字形状の短辺が前記第１枠部の外周側又は内周側に位置するように設けられ、前記クッション材は、前記第１枠部と前記第２枠部との間に設けられていてもよい。

【0014】

ここで、前記枠部は、前記ウェハ保持部の中心線を含む面で切断したときの断面形状が略矩形形状の第１枠部と、前記ウェハ保持部の中心線を含む面で切断したときの断面形状が略Ｌ字形状の第２枠部と、を有し、前記第２枠部は、前記略Ｌ字形状の長辺が前記第１枠部の下側に位置し、前記略Ｌ字形状の短辺が前記第１枠部の外周側又は内周側に位置するように設けられ、前記第１枠部と前記第２枠部とは当接しておらず、前記クッション材は、前記第２枠部の前記短辺の先端に設けられていてもよい。これにより、ウェハ保持部の内周面側に硬い枠部のみが配置されるため、ウェハの保持強度を高くすることができる。

【0015】

ここで、前記枠部の下面には、前記枠部の外周面と内周面とを連結する第１溝部が設けられていてもよい。これにより、スラリがウェハ保持部の外周面ではじかれず、ウェハ保持部の中空部に向けてスラリが流れる。その結果、スラリがウェハと研磨パッドとの間に入り込みやすくなり、スラリ不足による研磨の不具合が防止できる。

【0016】

ここで、前記枠部の下面には、略円環形状の第２溝部が設けられていてもよい。これにより、ウェハ保持部の中空部に向けてスラリがより流れやすくなる。

【0017】

ここで、前記枠部の下面は、内周面側が外周面側より下方に突出するような勾配を有してもよい。これにより、ウェハ保持部の中空部に向けてスラリが流れやすくなり、スラリ不足による研磨の不具合が防止できる。

【0018】

ここで、前記クッション材は、内部に微小な空洞が多数存在するとともに、表面に気泡を含まない層が残っている発泡プラスチック製であってもよい。これにより、クッション材を接着することによる問題が発生しない。

【0019】

上記課題を解決するために、本発明に係る研磨装置は、例えば、研磨ヘッドと、定盤に設けられた研磨パッドと、を備え、前記ウェハを前記研磨パッドに押圧して前記ウェハを研磨することを特徴とする。これにより、ウェハの周縁部が過剰に研磨されないようにすることができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、ウェハの周縁部が過剰に研磨されないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の研磨ヘッド２および研磨ヘッド２を備える研磨装置１の概略を示す図である。

【図2】研磨ヘッド２の概略を示す断面図である。

【図3】図２の部分拡大図である。

【図4】枠部２９の底面２９ｃ（図３参照）を模式的に示す図である。

【図5】溝の変形例を示す模式図である。

【図6】溝の変形例を示す模式図である。

【図7】溝の変形例を示す模式図である。

【図8】変形例にかかる枠部２９’を有するウェハ保持部２７’を模式的に示す図である。

【図9】研磨ヘッド２Ａのウェハ保持部２７Ａ近傍を拡大表示した図である。

【図10】変形例に係るウェハ保持部２７Ａ’ 近傍を拡大表示した図である。

【図11】研磨ヘッド２Ｂのウェハ保持部２７Ｂ近傍を拡大表示した図である。

【図12】研磨ヘッド２Ｃのウェハ保持部２７Ｃ近傍を拡大表示した図である。

【図13】研磨ヘッド２Ｄのウェハ保持部２７Ｄ近傍を拡大表示した図である。

【図14】研磨ヘッド２Ｅのウェハ保持部２７Ｅ近傍を拡大表示した図である。

【図15】研磨ヘッド２Ｆのウェハ保持部２７Ｆ近傍を拡大表示した図である。

【図16】バッキング材２６Ａとウェハ保持部２７が別々にヘッド本体部２１に設けられた研磨ヘッド２Ｇの概略を示す断面図である。

【図17】バッキング材２６Ａとウェハ保持部２７Ｇが別々にヘッド本体部２１に設けられた研磨ヘッド２Ｈの概略を示す断面図である。

【図18】ヘッド本体部２１Ａが弾性基材３４を有し、テンプレート２５が弾性基材３４に設けられた研磨ヘッド２Ｉの概略を示す断面図である。

【図19】従来の研磨装置を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、化学的機械的研磨、いわゆるＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）技術により、ウェハ（基板）を研磨するものである。化学機械研磨においては、ウェハの表面を機械的に削ると同時に、研磨液がウェハの表面と化学反応して研磨を行う。また、本発明のウェハは、シリコンウェハ、ＧａＮ（窒化ガリウム）ＳｉＣ（シリコンカーバイド）ウェハ、ＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）ウェハ、ＧａＰ（リン化ガリウム）ウェハ等様々な材料で形成されたウェハを含む。

【0023】

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の研磨ヘッド２および研磨ヘッド２を備える研磨装置１の概略を示す図である。研磨装置１は、主として、ウェハＷの裏面を保持する研磨ヘッド２と、ウェハＷを研磨するための研磨パッド３を貼り付けた回転可能な定盤４と、研磨パッド３上にスラリ（研磨粒子を含んだ研磨液）を供給するためのスラリ供給部５と、を備える。

【0024】

研磨装置１においては、研磨パッド３を貼り付けた定盤４を回転させ、研磨パッド３上にスラリを供給しつつ、研磨ヘッド２に保持されたウェハＷを回転させながらウェハＷの表面を研磨パッド３に押圧して、ウェハＷやウェハＷの表面に形成された絶縁膜や金属膜の層を研磨する。

【0025】

研磨装置１の動作は、図示しない制御手段によって制御される。制御手段は、例えば、ＣＰＵ、メモリ等により構成され、研磨装置１を構成する構成要素をそれぞれ制御する。

【0026】

次に、研磨ヘッド２について説明する。図２は、研磨ヘッド２の概略を示す断面図である。研磨ヘッド２は、主として、ヘッド本体部２１と、テンプレート２５（バッキング材２６及びウェハ保持部２７）と、を有する。なお、図２では、中心線ａｘを含む面で研磨ヘッド２を切断している。

【0027】

ヘッド本体部２１は、主として、ドライブシャフト２２と、ケース２３と、チャックプレート２４と、を有する。ケース２３の内部には、エア室２３ａが設けられている。圧縮空気は、エア供給源からドライブシャフト２２の空気流路２２ａを介してエア室２３ａに供給される。圧縮空気がエア室２３ａに滞留することで、圧縮空気がウェハＷの全面を均一に押圧する。

【0028】

チャックプレート２４は、金属（例えば、ステンレス）又はセラミックにより形成された略円板形状の板状部であり、バッキング材２６のウェハＷが当接しない面に当接する。チャックプレート２４には、図示しない空気流路が形成され、空気流路は図示しない吸引部に接続されている。吸引部がウェハＷを真空で吸引することで、ヘッド本体部２１は、バッキング材２６を介してウェハＷを保持する。

【0029】

バッキング材２６と、ウェハ保持部２７とはテンプレート２５を構成する。バッキング材２６のウェハＷが当接しない面がチャックプレート２４に設けられることで、テンプレート２５がヘッド本体部２１に設けられる。

【0030】

バッキング材２６は、ウェハＷの裏面が当接する略円板形状の薄膜状（シート状）の部材である。バッキング材２６には、例えば、スエードや、発泡ポリウレタン等の発泡プラスチック製のシートを用いることができる。バッキング材２６は、加圧により厚さが微小に変化する。

【0031】

本実施の形態では、バッキング材２６は、例えば発泡ポリウレタン製のシートを薄くスライスすることにより形成されており、表面に微小な空洞が多数存在する。バッキング材２６の表面に水を塗布し、ウェハＷをバッキング材２６に押圧すると、空洞内の水が外部に排出されたときに生じる陰圧及び水の表面張力により、ウェハＷがバッキング材２６に固定される（水張り）。

【0032】

ウェハ保持部２７は、バッキング材２６の下方に設けられた略円環形状の部材である。ウェハ保持部２７の中空部２７ａには、ウェハＷが収容される。ここで、ウェハ保持部２７について詳細に説明する。図３は、図２の部分拡大図である。ウェハ保持部２７は、主として、弾性変形が可能な材料で形成されたクッション材２８と、弾性変形しない材料で形成された枠部２９と、を有する。

【0033】

クッション材２８は、バッキング材２６に接着又は貼付されており、枠部２９はクッション材２８に接着又は貼付されている。ここで、接着とは、接着剤、粘着材等を用いてバッキング材２６とクッション材２８を一体化することをいう。また、貼付とは、両面粘着テープ等のシート状の部材を用いてバッキング材２６とクッション材２８を一体化することをいう。

【0034】

クッション材２８は、略円環形状であり、弾性部材、例えばゴムや高分子ゲルで形成されており、弾性変形が可能である。クッション材２８は、枠部２９とバッキング材２６との間に設けられている。なお、中心線ａｘは、ウェハ保持部２７の中心線であり、バッキング材２６の中心線であり、ヘッド本体部２１の中心線であり、研磨ヘッド２の中心線である。

【0035】

枠部２９は、略円環形状であり、弾性変形しない材料、例えば樹脂や金属で形成されている。例えば、枠部２９の材料として、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含侵させて熱硬化処理をしたガラスエポキシを使用することができる。

【0036】

クッション材２８及び枠部２９は、中心線ａｘを含む面で切断したときの断面形状が略矩形形状である。言い換えれば、クッション材２８及び枠部２９の厚さは径方向の位置によらず略一定である。

【0037】

また、枠部２９は、研磨パッド３と当接する面の外周縁（外周面２９ｂと底面２９ｃとが交差する縁）に微小な円弧形状（Ｒ形状）が形成されている。これにより、枠部２９の外周縁から底面２９ｃにスラリが流入しやすくなる。なお、枠部２９には、研磨パッド３と当接する面の外周縁に面取り加工が施されていてもよい。

【0038】

クッション材２８の内周面２８ａ及び枠部２９の内周面２９ａは直径が略同一であり、内周面２８ａと内周面２９ａとが中空部２７ａの外周面を構成する。また、クッション材２８の外周面２８ｂ及び枠部２９の外周面２９ｂは直径が略同一である。

【0039】

クッション材２８の厚さは、枠部２９の厚さの略１／３であり、ウェハ保持部２７の高さの略１／４である。これにより、ウェハ保持部２７の強度を保ったまま、クッション材２８の弾性変形によりウェハ保持部２７の厚さを調整することができる。ただし、クッション材２８の厚さは、ウェハ保持部２７の高さの略１／４以上であればよい。ただし、枠部２９の厚さは、ウェハＷの厚さより薄い。また、クッション材２８の弾性変形量がウェハ保持部２７の高さの略１／１６以上となるように、クッション材２８の材料が選択される。これにより、ウェハＷの厚さのばらつき分だけウェハ保持部２７の厚さを調整することができる。本実施の形態では、ウェハＷの厚さが７７５μｍ±１０μｍであり、クッション材２８の厚さが２００μｍ±１０μｍであり、枠部２９の厚さが６００μｍ±１０μｍであり、クッション材２８の弾性変形量が略５０μｍである。

【0040】

図４は、枠部２９の底面２９ｃ（図３参照）を模式的に示す図である。枠部２９の底面２９ｃには、枠部２９の外周面２９ｂと内周面２９ａとを連結する複数の溝２９ｄが設けられている。溝２９ｄは、枠部２９の径方向に沿っている。なお、溝２９ｄの太さ、数、配置等は図４に示す形態に限られない。

【0041】

次に、研磨ヘッド２および研磨ヘッド２を備える研磨装置１の動作及び機能について説明する。図２に示すように、バッキング材２６にウェハＷの裏面が吸着されることで、研磨ヘッド２がウェハＷを保持する。そして、研磨ヘッド２を研磨パッド３に近づけてウェハＷの表面と研磨パッド３とを当接させる。圧縮空気が供給源からエア室２３ａに供給されると、圧縮空気がウェハＷ及びウェハ保持部２７を均一に押圧し、ウェハＷ全面が研磨パッド３に均一に押圧される。そして、研磨パッド３上にスラリを供給しつつ、定盤４と研磨ヘッド２とを回転させることにより、ウェハＷを平坦に研磨する。

【0042】

枠部２９とバッキング材２６との間にクッション材２８が設けられているため、圧縮空気がウェハ保持部２７を押圧することで、クッション材２８が弾性変形し、枠部２９が上下方向（図２、３における上下方向）に移動する。枠部２９の厚さがウェハＷの厚さより薄く、クッション材２８が弾性変形していない（無負荷状態）ときのウェハ保持部２７の厚さがウェハＷの厚さ以上であるため、主にクッション材２８が弾性変形する（バッキング材２６も弾性変形するが、クッション材２８の弾性変形量の方が大きい）ことで、ウェハ保持部２７の厚さがウェハＷの厚さと略同一となる。これにより、ウェハＷの周縁部が過剰に研磨されないようにし、研磨後のウェハＷの表面を平坦にすることができる。

【0043】

また、枠部２９の底面２９ｃに溝２９ｄ（図４参照）を有するため、スラリは、ウェハ保持部２７の外周面ではじかれず、溝２９ｄを通って中空部２７ａに向けて流れる。その結果、スラリがウェハＷと研磨パッド３との間に入り込み、スラリ不足による研磨の不具合（例えば、ウェハＷの焼き付き、研磨不足、ウェハＷの十分な平坦化を行うことができない）が防止される。

【0044】

本実施の形態によれば、ウェハ保持部２７が弾性変形するクッション材２８を含み、主にクッション材２８が弾性変形することで、ウェハ保持部２７の厚さをウェハＷの厚さと略一致させて、ウェハＷの周縁部が過剰に研磨されないようにすることができる。例えば本実施の形態のように、ウェハ保持部２７の厚さをウェハＷの厚さと略一致させることで、ウェハＷの面ダレを略１ｍｍ以下とすることができる。その結果、ウェハＷの周縁部からも集積回路を製造することができ、歩留まりが向上する。また、クッション材２８の内周面及び枠部２９の内周面は直径が略同一であり、クッション材２８の外周面及び枠部２９の外周面は直径が略同一であるため、ウェハ保持部２７の強度が高くなる。

【0045】

なお、本実施の形態では、枠部２９の底面２９ｃに、枠部２９の径方向に沿った溝２９ｄが形成されているが、溝は枠部２９の外周面２９ｂと内周面２９ａとを連結すればよく、溝の形態はこれに限られない。図５～７は、溝の変形例を示す模式図である。

【0046】

図５は、底面２９ｃに溝２９ｅが形成された変形例である。枠部２９の径方向に対して、溝２９ｅが傾いている。図６は、底面２９ｃに溝２９ｅ、２９ｆが形成された変形例である。枠部２９の径方向に対して溝２９ｅ、２９ｆが傾いており、溝２９ｅと溝２９ｆとが交差する。図７は、底面２９ｃに溝２９ｄ、２９ｇが形成された変形例である。溝２９ｇは、略円環形状であり、溝２９ｄを連結する。これにより、ウェハ保持部２７の外側から内側に向けてスラリが移動しやすくなる。

【0047】

また、本実施の形態では、底面２９ｃに溝２９ｄを形成することで、スラリをウェハ保持部２７の外側から内側に向けて流しているが、スラリをウェハ保持部２７の外側から内側に向けて流す方法はこれに限られない。図８は、変形例にかかる枠部２９’を有するウェハ保持部２７’を模式的に示す図である。枠部２９’の下面２９ｈは、内周面側が外周面側より下方に（研磨パッド３に向けて）突出するような勾配を有する。そのため、スラリがウェハ保持部２７’の外側から内側に向けて流れやすくなる。なお、下面２９ｈに、溝２９ｄや溝２９ｅが形成されていてもよい。

【0048】

＜第２の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態は、中心線ａｘを含む面で切断したときの断面形状が略矩形形状である略円環形状のクッション材２８及び枠部２９を有するウェハ保持部２７を有したが、ウェハ保持部の形態はこれに限られない。

【0049】

本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態に対してクッション材及び枠部の形状が異なる形態である。第１の実施の形態と第２の実施の形態との差異はウェハ保持部のみであるため、以下第２の実施の形態にかかるウェハ保持部２７Ａを有する研磨ヘッド２Ａについて説明し、その他の部分については説明を省略する。

【0050】

図９は、研磨ヘッド２Ａのウェハ保持部２７Ａ近傍を拡大表示した図である。なお、図９では、中心線ａｘを含む面で研磨ヘッド２Ａを切断している。

【0051】

ウェハ保持部２７Ａは、主として、弾性変形が可能な材料で形成された略円環形状のクッション材２８Ａと、弾性変形しない材料で形成された略円環形状の枠部２９Ａと、を有する。クッション材２８Ａは、バッキング材２６に接着又は貼付されており、枠部２９Ａはクッション材２８Ａに接着又は貼付されている。クッション材２８Ａは、枠部２９Ａとバッキング材２６との間に設けられている。

【0052】

クッション材２８Ａは、弾性部材、例えばゴムや高分子ゲルで形成されており、弾性変形が可能である。クッション材２８Ａは、中心線ａｘを含む面で切断したときの断面形状が略三角形状である。枠部２９Ａは、弾性変形しない材料、例えば樹脂や金属で形成されている。枠部２９Ａは、中心線ａｘを含む面で切断したときの断面形状が略三角形状である。つまり、ウェハ保持部２７Ａの厚さは、径方向の位置によらず略一定であり、クッション材２８Ａ及び枠部２９Ａの厚さは、それぞれ、径位置に応じて変化し、内周側と外周側とで異なる。

【0053】

クッション材２８Ａの内周面及び枠部２９Ａは直径が略同一であり、クッション材２８Ａの外周面及び枠部２９Ａの外周面は直径が略同一である。クッション材２８Ａ及び枠部２９Ａは、研磨パッド３と当接する面の外周縁に微小な円弧形状（Ｒ形状）が形成されている。なお、Ｒ形状に変えて、クッション材２８Ａ及び枠部２９Ａの研磨パッド３と当接する面の外周縁に面取り加工が施されていてもよい。

【0054】

図９に示す断面視において、クッション材２８Ａの斜辺と枠部２９Ａの斜辺とが対向しており、ウェハ保持部２７Ａ全体としては、中心線ａｘを含む面で切断したときの断面形状が略矩形形状である。クッション材２８Ａの斜辺は内周面側を向いており、枠部２９Ａの斜辺は外周面側を向いている。

【0055】

本実施の形態によれば、ウェハ保持部２７Ａが弾性変形するクッション材２８Ａを含み、主にクッション材２８Ａが弾性変形することで、ウェハ保持部２７Ａの厚さをウェハＷの厚さと略一致させて、ウェハＷの周縁部が過剰に研磨されないようにすることができる。また、ウェハ保持部２７Ａの内周面側に硬い枠部２９Ａのみが配置される（クッション材２８Ａは配置されない）ため、ウェハＷの保持強度を高くすることができる。

【0056】

なお、本実施の形態では、クッション材２８Ａの斜辺は内周面側を向いており、枠部２９Ａの斜辺は外周面側を向いているが、図１０に示すウェハ保持部２７Ａ’のように、クッション材２８Ａ’の斜辺が外周面側を向いており、枠部２９Ａ’の斜辺が内周面側を向いていてもよい。

【0057】

＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態に対してクッション材及び枠部の形状が異なる形態である。第１の実施の形態と第３の実施の形態との差異はウェハ保持部のみであるため、以下第３の実施の形態にかかるウェハ保持部２７Ｂを有する研磨ヘッド２Ｂについて説明し、その他の部分については説明を省略する。

【0058】

図１１は、研磨ヘッド２Ｂのウェハ保持部２７Ｂ近傍を拡大表示した図である。なお、図１１では、中心線ａｘを含む面で研磨ヘッド２を切断している。

【0059】

ウェハ保持部２７Ｂは、主として、弾性変形が可能な材料で形成された略円環形状のクッション材２８Ｂと、弾性変形しない材料で形成された略円環形状の枠部２９Ｂと、を有する。クッション材２８Ｂは、バッキング材２６に接着又は貼付されており、枠部２９Ｂはクッション材２８Ｂに接着又は貼付されている。クッション材２８Ｂは、枠部２９Ｂとバッキング材２６との間に設けられている。

【0060】

クッション材２８Ｂは、弾性部材、例えばゴムや高分子ゲルで形成されており、弾性変形が可能である。クッション材２８Ｂは、中心線ａｘを含む面で切断したときの断面形状が、略三角形状の部分と、略三角形状の部分の外側に配置された長方形の部分と、を含む。枠部２９Ｂは、弾性変形しない材料、例えば樹脂や金属で形成されている。枠部２９Ｂは、中心線ａｘを含む面で切断したときの断面形状が、略三角形状の部分と、クッション材２８Ｂの下側の辺に沿った長方形の部分と、を含む。つまり、ウェハ保持部２７Ｂの厚さは、径方向の位置によらず略一定であり、クッション材２８Ｂ及び枠部２９Ｂの厚さは、それぞれ内周側と外周側とで異なる。

【0061】

枠部２９Ｂは、研磨パッド３と当接する面の外周縁に微小な円弧形状（Ｒ形状）が形成されている。なお、Ｒ形状に変えて、枠部２９Ｂの研磨パッド３と当接する面の外周縁に面取り加工が施されていてもよい。

【0062】

図１１に示す断面視において、クッション材２８Ｂの斜辺と枠部２９Ａの斜辺とが対向しており、ウェハ保持部２７Ｂ全体としては、中心線ａｘを含む面で切断したときの断面形状が略矩形形状である。

【0063】

本実施の形態によれば、ウェハ保持部２７Ｂが弾性変形するクッション材２８Ｂを含み、主にクッション材２８Ｂが弾性変形することで、ウェハ保持部２７Ｂの厚さをウェハＷの厚さと略一致させて、ウェハＷの周縁部が過剰に研磨されないようにすることができる。また、ウェハ保持部２７Ｂの内周面側に硬い枠部２９Ｂのみが配置される（クッション材２８Ｂは配置されない）ため、ウェハＷの保持強度を高くすることができる。

【0064】

なお、中心線ａｘを含む面で切断したときのクッション材２８Ｂの断面形状はこれに限られない。中心線ａｘを含む面で切断したときの断面において、クッション材２８Ｂが略三角形状の部分を含んでいればよく、例えば、中心線ａｘを含む面で切断したときのクッション材２８Ｂの断面形状が略台形形状であってもよい。

【0065】

また、本実施の形態では、クッション材２８Ｂの斜辺は内周面側を向いており、枠部２９Ｂの斜辺は外周面側を向いているが、クッション材２８Ｂの斜辺が外周面側を向いており、枠部２９Ｂの斜辺が内周面側を向いていてもよい。

【0066】

＜第4の実施の形態＞
本発明の第４の実施の形態は、第１の実施の形態に対してクッション材及び枠部の形状が異なる形態である。第１の実施の形態と第４の実施の形態との差異はウェハ保持部のみであるため、以下第４の実施の形態にかかるウェハ保持部２７Ｃを有する研磨ヘッド２Ｃについて説明し、その他の部分については説明を省略する。

【0067】

図１２は、研磨ヘッド２Ｃのウェハ保持部２７Ｃ近傍を拡大表示した図である。なお、図１２では、中心線ａｘを含む面で研磨ヘッド２を切断している。

【0068】

ウェハ保持部２７Ｃは、主として、弾性変形が可能な材料で形成された略円環形状のクッション材２８Ｃと、弾性変形しない材料で形成された略円環形状の枠部２９Ｃと、を有する。クッション材２８Ｃは、バッキング材２６に接着又は貼付されており、枠部２９Ｃはクッション材２８Ｃに接着又は貼付されている。クッション材２８Ｃは、枠部２９Ｃとバッキング材２６との間に設けられている。

【0069】

クッション材２８Ｃは、弾性部材、例えばゴムや高分子ゲルで形成されており、弾性変形が可能である。クッション材２８Ｃは、中心線ａｘを含む面で切断したときの断面形状が略矩形形状である。枠部２９Ｃは、弾性変形しない材料、例えば樹脂や金属で形成されている。枠部２９Ｃは、中心線ａｘを含む面で切断したときの断面形状が略Ｌ字形状である。ウェハ保持部２７Ｃ全体としては、中心線ａｘを含む面で切断したときの断面形状が略矩形形状である。枠部２９Ｃは、研磨パッド３と当接する面の外周縁に微小な円弧形状（Ｒ形状）が形成されている。なお、Ｒ形状に変えて、枠部２９Ｃの研磨パッド３と当接する面の外周縁に面取り加工が施されていてもよい。

【0070】

クッション材２８Ｃの内周面２８ｃと下面２８ｄとは、枠部２９Ｃと当接する。言い換えれば、ウェハ保持部２７Ｃの内周面側には、クッション材２８Ｃが配置されず、枠部２９Ｃのみが配置される。

【0071】

本実施の形態によれば、ウェハ保持部２７Ｃが弾性変形するクッション材２８Ｃを含み、主にクッション材２８Ｃが弾性変形することで、ウェハ保持部２７Ｃの厚さをウェハＷの厚さと略一致させて、ウェハＷの周縁部が過剰に研磨されないようにすることができる。また、ウェハ保持部２７Ｃの内周面側に硬い枠部２９Ｃのみが配置されるため、ウェハＷの保持強度を高くすることができる。

【0072】

＜第５の実施の形態＞
本発明の第５の実施の形態は、第１の実施の形態に対してクッション材及び枠部の形状が異なる形態である。第１の実施の形態と第５の実施の形態との差異はウェハ保持部のみであるため、以下第５の実施の形態にかかるウェハ保持部２７Ｄを有する研磨ヘッド２Ｄについて説明し、その他の部分については説明を省略する。

【0073】

図１３は、研磨ヘッド２Ｄのウェハ保持部２７Ｄ近傍を拡大表示した図である。なお、図１３では、中心線ａｘを含む面で研磨ヘッド２を切断している。

【0074】

ウェハ保持部２７Ｄは、主として、弾性変形が可能な材料で形成された略円環形状のクッション材２８Ｄと、弾性変形しない材料で形成された略円環形状の枠部２９Ｄと、を有する。クッション材２８Ｄは、バッキング材２６に接着又は貼付されており、枠部２９Ｄはクッション材２８Ｄに接着又は貼付されている。クッション材２８Ｄは、枠部２９Ｄとバッキング材２６との間に設けられている。

【0075】

クッション材２８Ｄは、弾性部材、例えばゴムや高分子ゲルで形成されており、弾性変形が可能である。クッション材２８Ｃは、中心線ａｘを含む面で切断したときの断面形状が略矩形形状である。枠部２９Ｄは、弾性変形しない材料、例えば樹脂や金属で形成されている。枠部２９Ｄは、中心線ａｘを含む面で切断したときの断面形状が略矩形形状である。また、枠部２９Ｄの上面２９ｉには略円環形状の凹部２９ｊが設けられている。

【0076】

凹部２９ｊは、中心線ａｘを含む面で切断したときの断面形状が略矩形形状であり、内部にクッション材２８Ｄが設けられている。凹部２９ｊの深さはクッション材２８Ｄの厚さより浅く、凹部２９ｊの内部にクッション材２８Ｄが設けられた状態において、上面２９ｉからクッション材２８Ｄが突出する。

【0077】

枠部２９Ｄは、研磨パッド３と当接する面の外周縁に微小な円弧形状（Ｒ形状）が形成されている。なお、Ｒ形状に変えて、枠部２９Ｄの研磨パッド３と当接する面の外周縁に面取り加工が施されていてもよい。

【0078】

ウェハ保持部２７Ｄ全体としては、中心線ａｘを含む面で切断したときの断面形状が略矩形形状である。また、ウェハ保持部２７Ｄの内周面側には、クッション材２８Ｄが配置されず、枠部２９Ｄのみが配置される。

【0079】

本実施の形態によれば、ウェハ保持部２７Ｄが弾性変形するクッション材２８Ｄを含み、主にクッション材２８Ｄが弾性変形することで、ウェハ保持部２７Ｄの厚さをウェハＷの厚さと略一致させて、ウェハＷの周縁部が過剰に研磨されないようにすることができる。また、ウェハ保持部２７Ｄの内周面側に硬い枠部２９Ｄのみが配置されるため、ウェハＷの保持強度を高くすることができる。

【0080】

＜第６の実施の形態＞
本発明の第６の実施の形態は、第１の実施の形態に対してクッション材及び枠部の形状が異なる形態である。第１の実施の形態と第６の実施の形態との差異はウェハ保持部のみであるため、以下第６の実施の形態にかかるウェハ保持部２７Ｅを有する研磨ヘッド２Ｅについて説明し、その他の部分については説明を省略する。

【0081】

図１４は、研磨ヘッド２Ｅのウェハ保持部２７Ｅ近傍を拡大表示した図である。なお、図１４では、中心線ａｘを含む面で研磨ヘッド２Ｅを切断している。

【0082】

ウェハ保持部２７Ｅは、主として、弾性変形が可能な材料で形成された略円環形状のクッション材２８Ｅと、弾性変形しない材料で形成された枠部２９Ｅと、を有する。クッション材２８Ｅの内周面及び枠部２９Ｅの内周面は直径が略同一であり、クッション材２８Ｅの外周面及び枠部２９Ｅの外周面は直径が略同一である。

【0083】

枠部２９Ｅは、中心線ａｘを含む面で切断したときの断面形状が略矩形形状の第１枠部２９ｋと、中心線ａｘを含む面で切断したときの断面形状が略Ｌ字形状の第２枠部２９ｌと、を有する。第１枠部２９ｋは、バッキング材２６に当接している。第２枠部２９ｌは、略Ｌ字形状の長辺が第１枠部２９ｋの下側に位置し、略Ｌ字形状の短辺が第１枠部２９ｋの外周側に位置するように設けられる。第２枠部２９ｌは、研磨パッド３と当接する面の外周縁に微小な円弧形状（Ｒ形状）が形成されている。なお、Ｒ形状に変えて、第２枠部２９ｌの研磨パッド３と当接する面の外周縁に面取り加工が施されていてもよい。

【0084】

クッション材２８Ｅは、弾性部材、例えばゴムや高分子ゲルで形成されており、弾性変形が可能である。クッション材２８Ｅは、中心線ａｘを含む面で切断したときの断面形状が２つのＬ字が組み合わされた形状であり、複数の屈曲部を有する。クッション材２８Ｅは、第１枠部２９ｋと第２枠部２９ｌとの間に設けられている。

【0085】

本実施の形態によれば、ウェハ保持部２７Ｅが弾性変形するクッション材２８Ｅを含み、主にクッション材２８Ｅが弾性変形することで、ウェハ保持部２７Ｅの厚さをウェハＷの厚さと略一致させて、ウェハＷの周縁部が過剰に研磨されないようにすることができる。また、第１枠部２９ｋと第２枠部２９ｌでクッション材２８Ｅを挟み、ウェハ保持部２７Ｅの内周面側に硬い枠部２９Ｅが主に配置されることで、ウェハＷの保持強度を高くすることができる。また、クッション材２８Ｅと枠部２９Ｅとの大きさを略同一とすることで、ウェハ保持部２７Ｅの強度を高くすることができる。

【0086】

なお、中心線ａｘを含む面で切断したときの第１枠部２９ｋ及び第２枠部２９ｌの配置はこれに限られない。第２枠部２９ｌは、略Ｌ字形状の長辺が第１枠部２９ｋの下側に位置し、略Ｌ字形状の短辺が第１枠部２９ｋの内周側に位置するように設けられていてもよい。また、クッション材２８Ｅと枠部２９Ｅとの大きさは略同一でなくてもよく、クッション材２８Ｅの内周面が枠部２９Ｅの内周面より大きく、クッション材２８Ｅの外周面が枠部２９Ｅの外周面より小さくてもよい。

【0087】

＜第７の実施の形態＞
本発明の第７の実施の形態は、第１の実施の形態に対してクッション材及び枠部の形状が異なる形態である。第１の実施の形態と第７の実施の形態との差異はウェハ保持部のみであるため、以下第７の実施の形態にかかるウェハ保持部２７Ｆを有する研磨ヘッド２Ｆについて説明し、その他の部分については説明を省略する。

【0088】

図１５は、研磨ヘッド２Ｆのウェハ保持部２７Ｆ近傍を拡大表示した図である。なお、図１５では、中心線ａｘを含む面で研磨ヘッド２Ｆを切断している。

【0089】

ウェハ保持部２７Ｆは、主として、弾性変形が可能な材料で形成された略円環形状のクッション材２８Ｆと、弾性変形しない材料で形成された枠部２９Ｆと、を有する。

【0090】

枠部２９Ｆは、中心線ａｘを含む面で切断したときの断面形状が略矩形形状の第１枠部２９ｍと、中心線ａｘを含む面で切断したときの断面形状が略Ｌ字形状の第２枠部２９ｎと、を有する。第１枠部２９ｍと第２枠部２９ｎとは当接していない。第２枠部２９ｎは、略Ｌ字形状の長辺が第１枠部２９ｍの下側に位置し、略Ｌ字形状の短辺が第１枠部２９ｍの外周側に位置するように設けられている。第１枠部２９ｍは、バッキング材２６に当接している。第２枠部２９ｎは、研磨パッド３と当接する面の外周縁に微小な円弧形状（Ｒ形状）が形成されている。なお、Ｒ形状に変えて、第２枠部２９ｎの研磨パッド３と当接する面の外周縁に面取り加工が施されていてもよい。

【0091】

クッション材２８Ｆは、弾性部材、例えばゴムや高分子ゲルで形成されており、弾性変形が可能である。クッション材２８Ｆは、中心線ａｘを含む面で切断したときの断面形状が略矩形形状であり、第２枠部２９ｎの略Ｌ字形状の短辺の先端に設けられている。クッション材２８Ｆは、バッキング材２６に当接している。

【0092】

本実施の形態によれば、ウェハ保持部２７Ｆが弾性変形するクッション材２８Ｆを含み、主にクッション材２８Ｆが弾性変形することで、ウェハ保持部２７Ｆの厚さをウェハＷの厚さと略一致させて、ウェハＷの周縁部が過剰に研磨されないようにすることができる。また、ウェハ保持部２７Ｆの内周面側に硬い枠部２９Ｆのみが配置されるため、ウェハＷの保持強度を高くすることができる。

【0093】

なお、中心線ａｘを含む面で切断したときの第１枠部２９ｍ及び第２枠部２９ｎの配置はこれに限られない。第２枠部２９ｎは、略Ｌ字形状の長辺が第１枠部２９ｍの下側に位置し、略Ｌ字形状の短辺が第１枠部２９ｍの内周側に位置するように設けられていてもよい。

【0094】

＜第８の実施の形態＞
上記第１～第７の実施の形態では、バッキング材とウェハ保持部とがテンプレートを構成し、テンプレートがヘッド本体部２１に設けられたが、バッキング材及びウェハ保持部をヘッド本体部２１に設ける形態はこれに限られない。

【0095】

図１６は、バッキング材２６Ａとウェハ保持部２７が別々にヘッド本体部２１に設けられた研磨ヘッド２Ｇの概略を示す断面図である。バッキング材２６Ａとバッキング材２６との差異は大きさのみである。略円環形状のウェハ保持部２７の内部には、バッキング材２６Ａ及びウェハＷが収容可能である。バッキング材２６ＡのウェハＷが当接しない面及びウェハ保持部２７は、それぞれヘッド本体部２１（ここでは、チャックプレート２４）に設けられている。

【0096】

バッキング材２６Ａとウェハ保持部２７が別々にヘッド本体部２１に設けられた（バッキング材２６Ａ及びウェハ保持部２７がテンプレートを構成しない）研磨ヘッド２Ｇであっても、研磨ヘッド２等と同様に、主にクッション材２８が弾性変形することで、ウェハ保持部２７の厚さをウェハＷの厚さと略一致させて、ウェハＷの周縁部が過剰に研磨されないようにすることができる。

【0097】

＜第９の実施の形態＞
本発明の第９の実施の形態は、第８の実施の形態と同様、バッキング材とウェハ保持部とがテンプレートを構成せず、バッキング材とウェハ保持部が別々にヘッド本体部２１に設けられた形態である。

【0098】

図１７は、バッキング材２６Ａとウェハ保持部２７Ｇが別々にヘッド本体部２１に設けられた研磨ヘッド２Ｈの概略を示す断面図である。

【0099】

ウェハ保持部２７Ｇは、主として、弾性変形が可能な材料で形成された略円環形状のクッション材３２と、弾性変形しない材料で形成された枠部２９と、を有する。クッション材３２は、発泡ポリウレタン等の発泡プラスチック製の板状又はシート状の部材であり、内部に微小な空洞が多数存在するとともに、表面に気泡を含まない層（いわゆるスキン層）が残っている。クッション材３２は、内部に存在する微小な空洞により、加圧により厚さが変化する。

【0100】

略円環形状のウェハ保持部２７の内部には、バッキング材２６Ａ及びウェハＷが収容可能である。バッキング材２６ＡのウェハＷが当接しない面及びウェハ保持部２７Ｇ（ここでは、クッション材３２）は、それぞれ基材３３に設けられている。なお、バッキング材２６Ａ及びクッション材３２は、基材３３に接着されていてもよいし貼付されていてもよい。

【0101】

基材３３は、布、紙、樹脂フィルム等であり、基材３３には両面テープ３１が貼付されている。基材３３は、両面テープ３１により、ヘッド本体部２１（ここでは、チャックプレート２４）に貼付されている。

【0102】

バッキング材２６Ａとウェハ保持部２７Ｇが別々にヘッド本体部２１に設けられた研磨ヘッド２Ｈであっても、研磨ヘッド２等と同様に、主にクッション材３２が弾性変形することで、ウェハ保持部２７Ｇの厚さをウェハＷの厚さと略一致させて、ウェハＷの周縁部が過剰に研磨されないようにすることができる。

【0103】

また、本実施の形態では、クッション材３２の表面に気泡を含まない層が残っているため、クッション材３２を基材３３に接着するときにクッション材３２と基材３３とを確実に接着することができる。例えば、発泡ポリウレタン製のシートを薄くスライスして発泡部を露出させたバッキング材２６を使用し、ウェハ保持部２７を接着してテンプレート２５とする場合には、バッキング材２６の表面に存在する微小な空洞に接着剤が含侵してバッキング材２６の物性が変わったり、接着強度が低下したりする問題が発生し得る。それに対し、本実施の形態では、クッション材３２の表面に気泡が存在しないため、接着に起因する問題が発生しない。また、クッション材３２の表面に気泡が存在しないため、接着剤の選択肢が増すという利点がある。

【0104】

＜第１０の実施の形態＞
また、上記第１～第７の実施の形態では、実施の形態では、テンプレートをチャックプレート２４に設けることで、テンプレートをヘッド本体部２１に設けたが、テンプレートをヘッド本体部に設ける形態はこれに限られない。

【0105】

図１８は、ヘッド本体部２１Ａが弾性基材３４を有し、テンプレート２５が弾性基材３４に設けられた研磨ヘッド２Ｉの概略を示す断面図である。

【0106】

弾性基材３４は、ゴム等の弾性を有する材料で形成された略円板形状の部材である。弾性基材３４は、シート状の材料の外周部分を折り曲げることで、周縁に空洞を形成している。弾性基材３４は、ケース２３Ａの下端に形成された凹部に挿入されている。これにより、ケース２３Ａの内部にエア室２３ｃが形成される。圧縮空気は、エア供給源から空気流路２３ｂを介してエア室２３ｃに供給される。

【0107】

バッキング材２６のウェハが当接しない面が弾性基材３４に設けられることで、テンプレートがヘッド本体部２１Ａに設けられる。圧縮空気がエア室２３ｃに滞留することで、圧縮空気がウェハＷの全面を均一に押圧する。

【0108】

テンプレートが弾性基材３４に設けられた研磨ヘッド２Ｈであっても、研磨ヘッド２等と同様に、主にクッション材２８が弾性変形することで、ウェハ保持部２７の厚さをウェハＷの厚さと略一致させて、ウェハＷの周縁部が過剰に研磨されないようにすることができる。

【0109】

以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述した各実施形態や変形例として説明した構成を適宜組み合わせた構成を採用することが可能である。

【0110】

また、本発明において、「略」とは、厳密に同一である場合のみでなく、同一性を失わない程度の誤差や変形を含む概念である。例えば、略平行とは、厳密に平行の場合には限られない。また、例えば、略矩形形状とは、厳密に矩形形状の場合には限られない。また、例えば、単に平行、直交、同一等と表現する場合において、厳密に平行、直交、同一等の場合のみでなく、略平行、略直交、略同一等の場合を含むものとする。

【符号の説明】

【0111】

１：研磨装置
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆ、２Ｇ、２Ｈ、２Ｉ：研磨ヘッド
３：研磨パッド
４：定盤
５：スラリ供給部
２１、２１Ａ：ヘッド本体部
２２：ドライブシャフト
２２ａ：空気流路
２３：ケース
２３ａ、２３ｃ：エア室
２３ｂ：空気流路
２４：チャックプレート
２５：テンプレート
２６：バッキング材
２７、２７’、２７Ａ、２７Ａ’、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ、２７Ｅ、２７Ｆ、２７Ｇ：ウェハ保持部
２７ａ：中空部
２８、２８Ａ、２８Ａ’、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄ、２８Ｅ、２８Ｆ、３２：クッション材
２８ａ：内周面
２８ｂ：外周面
２８ｃ：内周面
２８ｄ：下面
２９、２９’、２９Ａ、２９Ａ’、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄ、２９Ｅ、２９Ｆ：枠部
２９ａ：内周面
２９ｂ：外周面
２９ｃ：底面
２９ｄ、２９ｅ、２９ｆ、２９ｇ：溝
２９ｈ：下面
２９ｉ：上面
２９ｊ：凹部
２９ｋ、２９ｍ：第１枠部
２９ｌ、２９ｎ：第２枠部
３１ ：両面テープ
３３ ：基材
３４ ：弾性基材
１００：研磨装置
１０１：研磨ヘッド
１０２：バッキング材
１０３：テンプレート
１０４：研磨パッド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】