特許 7372107 ウェーハ研磨用ヘッド

(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】2023-10-23

(45)【発行日】2023-10-31

(54)【発明の名称】ウェーハ研磨用ヘッド

(51)【国際特許分類】

   B24B 37/30 20120101AFI20231024BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20231024BHJP

   B24B 41/06 20120101ALI20231024BHJP

   B24B 37/005 20120101ALI20231024BHJP

【ＦＩ】

B24B37/30 E

H01L21/304 622K

B24B41/06 L

B24B37/005 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019188954

(22)【出願日】2019-10-15

(65)【公開番号】P2021062451

(43)【公開日】2021-04-22

【審査請求日】2022-09-09

(73)【特許権者】

【識別番号】391011102

【氏名又は名称】株式会社岡本工作機械製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100165423

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 雅久

(72)【発明者】

【氏名】持丸 順行

(72)【発明者】

【氏名】小林 裕志

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 保成

(72)【発明者】

【氏名】上原 幸夫

(72)【発明者】

【氏名】高岡 和宏

【審査官】マキロイ 寛済

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－０３４９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３４６９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３０９６７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ ３７／３０

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ２４Ｂ ４１／０６

Ｂ２４Ｂ ３７／００５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弾性体からなるラバーチャックと剛体からなる剛体チャックとを備えるチャック機構と、
前記ラバーチャック近傍にエア供給可能な第１の圧力調整機構と、
前記剛体チャック近傍にエア供給可能な第２の圧力調整機構と、を有し、
前記ラバーチャックは、その下面で加工対象のウェーハを押し、
前記剛体チャックは、その下面が前記ラバーチャックの上面に当接可能であり、
前記剛体チャックの上方には、前記剛体チャックの外周部が保持される支持部を有し前記剛体チャックの上面を覆うチャック保持部材が設けられており、
前記第１の圧力調整機構は、前記ラバーチャックの上面と前記剛体チャックの下面との間にエア供給可能であり、
前記第２の圧力調整機構は、前記チャック保持部材の下面と前記剛体チャックの上面との間にエア供給可能であり、
前記第１の圧力調整機構によるエア供給と前記第２の圧力調整機構によるエア供給を切り換えることにより加工方法の切り換えが可能であることを特徴とするウェーハ研磨用ヘッド。

【請求項2】

前記剛体チャックは、ポーラス体から形成されていることを特徴とする請求項１に記載のウェーハ研磨用ヘッド。

【請求項3】

前記第１の圧力調整機構によってエア供給した状態で表面基準研磨の前記チャック機構が構成され、
前記第２の圧力調整機構によってエア供給した状態で裏面基準研磨の前記チャック機構が構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のウェーハ研磨用ヘッド。

【請求項4】

前記第１の圧力調整機構は、前記ラバーチャック近傍の大気開放及び前記ラバーチャック近傍からのエア吸引が可能であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のウェーハ研磨用ヘッド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体ウェーハの研磨工程において半導体ウェーハを保持するウェーハ研磨用ヘッドに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体ウェーハの表面、即ち研磨面、を基準として研磨する表面基準研磨用のチャック機構として、弾性体から形成されたラバーチャック等の吸着チャックを有するチャック機構が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、半導体ウェーハを吸着保持するためのシリコンゴムやシリコン発泡体等の弾性体からなるバッキング部材を有する半導体ウェーハの研磨装置が開示されている。同文献に開示された弾性体からなるバッキング部材は、研磨用定盤の上方に設けられた保持プレートの下面に固着されており、半導体ウェーハは、半導体ウェーハが入る空隙部に純水で濡らして張り付けられて水膜により固着保持される。

【0004】

上記構成により、半導体ウェーハは弾性体からなるバッキング部材に吸着保持されているので、反りが矯正されて半導体ウェーハの表面が研磨用定盤の研磨布に押しつけられることになる。これにより、半導体ウェーハの裏面ではなく、その表面を基準とした研磨が行われる。

【0005】

また例えば、特許文献２には、ラバー膜にワークを保持する、いわゆるラバーチャック方式による研磨ヘッドが開示されている。この研磨ヘッドは、末端部がＯリング状となったブーツ状のラバー膜を具備し、ラバー膜で密閉された密閉空間部に圧力調整機構より流体が供給されることにより、該ラバー膜が膨らみ、ワークの裏面に荷重が掛かる構造となっている。

【0006】

また、他の従来技術の例として、半導体ウェーハの研磨装置に関し、加工対象であるウェーハを保持して回転するウェーハ研磨用ヘッドのチャック機構として、剛体から形成された剛体チャック等の吸着チャックを有するチャック機構が知られている。

【0007】

例えば、特許文献３には、ウェーハを直接吸着することが可能なポーラスセラミックス板よりなる剛体の吸着パッドを有するチャック機構が開示されている。このチャック機構は、吸着パッドのウェーハを吸着する面に液体を吹き付ける液体供給ノズルを具備し、吸着パッドが取り付けられているヘッドのチャンバを減圧した状態で、液体供給ノズルで吸着パッドに液体を吹き付けた後、吸着パッドの吸着面にウェーハを吸着させる。

【0008】

そして、液体供給ノズルからの液体吹き付けを中止した後、研磨布の上にチャック機構を下降させてウェーハを当接し、ウェーハの回転と研磨布の回転を利用してウェーハの表面を研磨布で研磨する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特開平７－２６３３８６号公報

【文献】特開２００９－１０７０９４号公報

【文献】特開平１１－３０９６７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

特許文献１や特許文献２に開示された従来技術のように、ラバーチャック等の吸着チャックを有するラバーチャック方式のウェーハ研磨用ヘッドでは、半導体ウェーハの表面を基準として平坦性の高い高精度な研磨が可能である。

【0011】

しかしながら、従来技術のラバーチャック方式による表面基準研磨用のウェーハ研磨用ヘッドでは、半導体ウェーハの裏面を基準とした裏面基準研磨を行うことはできない。裏面基準研磨を行うためには、裏面基準研磨が可能なウェーハ研磨用ヘッドに交換して半導体ウェーハを持ち換える工程が必要であった。

【0012】

特許文献３に開示された従来技術のように、ポーラスセラミックス板等の剛体から形成された剛体チャックを有するウェーハ研磨用ヘッドによれば、剛性の高い吸着パッドで半導体ウェーハの裏面を平坦として保持し、裏面を基準とした裏面基準研磨を実行することができる。

【0013】

しかしながら、従来技術の剛体から形成された剛体チャックを有する剛体チャック方式のウェーハ研磨用ヘッドでは、半導体ウェーハの表面を基準とする表面基準研磨を行うことはできない。

【0014】

よって、従来技術によれば、加工対象に応じて要求される好適な加工方法を実現するためには、ラバーチャックを有するラバーチャック方式のウェーハ研磨用ヘッドと、剛体チャックを有する剛体チャック方式のウェーハ研磨用ヘッドと、の両方を準備する必要があった。そして、加工プロセスに対応して、ラバーチャック方式のウェーハ研磨用ヘッドと、剛体チャック方式のウェーハ研磨用ヘッドと、を付け換えて使用しており、その交換工程に時間を要していた。

【0015】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウェーハ研磨装置の生産性を向上させると共に、研磨プロセスの効率化を図ることができるウェーハ研磨用ヘッドを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明のウェーハ研磨用ヘッドは、弾性体からなるラバーチャックと剛体からなる剛体チャックとを備えるチャック機構と、前記ラバーチャック近傍にエア供給可能な第１の圧力調整機構と、前記剛体チャック近傍にエア供給可能な第２の圧力調整機構と、を有し、前記ラバーチャックは、その下面で加工対象のウェーハを押し、前記剛体チャックは、その下面が前記ラバーチャックの上面に当接可能であり、前記剛体チャックの上方には、前記剛体チャックの外周部が保持される支持部を有し前記剛体チャックの上面を覆うチャック保持部材が設けられており、前記第１の圧力調整機構は、前記ラバーチャックの上面と前記剛体チャックの下面との間にエア供給可能であり、前記第２の圧力調整機構は、前記チャック保持部材の下面と前記剛体チャックの上面との間にエア供給可能であり、前記第１の圧力調整機構によるエア供給と前記第２の圧力調整機構によるエア供給を切り換えることにより加工方法の切り換えが可能であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明のウェーハ研磨用ヘッドによれば、チャック機構として弾性体からなるラバーチャックと剛体からなる剛体チャックとを備え、ラバーチャック近傍にエア供給可能な第１の圧力調整機構と、剛体チャック近傍にエア供給可能な第２の圧力調整機構と、を有し、第１の圧力調整機構によるエア供給と第２の圧力調整機構によるエア供給を切り換えることにより加工方法の切り換えが可能である。これにより、１つのウェーハ研磨用ヘッドで、ラバーチャック方式の研磨加工と、剛体チャック方式の研磨加工と、を切り換えて実行することができる。よって、ラバーチャックを有するウェーハ研磨用ヘッドと、剛体チャックを有するウェーハ研磨用ヘッドと、を別々に設ける必要がなくなり、ウェーハ研磨装置の生産性を向上させることができる。また、ラバーチャックを有するウェーハ研磨用ヘッドと、剛体チャックを有する研磨用ヘッドと、を交換するプロセスがなくなるので、研磨プロセスの効率化を図ることができる。

【0018】

また、本発明のウェーハ研磨用ヘッドによれば、ラバーチャックは、その下面で加工対象のウェーハを押し、剛体チャックは、その下面がラバーチャックの上面に当接可能であっても良い。これにより、従来技術のラバーチャックのみを有するラバーチャック方式のウェーハ研磨用ヘッドと同様に、ラバーチャックのみでウェーハを押圧して研磨加工を行うことができる。また、剛体チャックをラバーチャックの上面に当接させることにより、従来技術の剛体チャックのみを有する剛体チャック方式のウェーハ研磨用ヘッドと略同等に、ウェーハを吸着保持することができる。

【0019】

また、本発明のウェーハ研磨用ヘッドによれば、第１の圧力調整機構は、ラバーチャックの上面と剛体チャックの下面との間にエア供給可能であり、第２の圧力調整機構は、剛体チャックの上面にエア供給可能であっても良い。これにより、第１の圧力調整機構によりラバーチャックの上面と剛体チャックの下面との間にエア供給し、ラバーチャックの下面でウェーハを保持するラバーチャック方式のチャック機構を構成することができる。また、第２の圧力調整機構によって剛体チャックの上面にエア供給し、剛体チャックの下面をラバーチャックの上面に当接させた状態で、ラバーチャックの下面でウェーハを保持する剛体チャック方式のチャック機構を構成することができる。

【0020】

また、本発明のウェーハ研磨用ヘッドによれば、剛体チャックは、ポーラス体から形成されていても良い。これにより、剛体チャックを介する高精度な空気圧調整が可能となり、ラバーチャックの上面を平坦状に硬く支持することができる。よって、剛体チャック方式のウェーハ研磨用ヘッドとしての優れた機能を発揮することができる。

【0021】

また、本発明のウェーハ研磨用ヘッドによれば、第１の圧力調整機構によってエア供給した状態で表面基準研磨のチャック機構が構成され、第２の圧力調整機構によってエア供給した状態で裏面基準研磨のチャック機構が構成されても良い。これにより、表面基準研磨用と裏面基準研磨用の２種類のウェーハ研磨用ヘッドを準備することなく、１つのウェーハ研磨用ヘッドで表面基準研磨と裏面基準研磨を実行することができる。よって、ウェーハ研磨用ヘッドの種類を減らすことができるのでウェーハ研磨装置の生産性が向上し、ウェーハ研磨用ヘッドの交換プロセスが不要になるので、研磨加工の効率化を図ることができる。

【0022】

また、本発明のウェーハ研磨用ヘッドによれば、第１の圧力調整機構は、ラバーチャック近傍の大気開放及びラバーチャック近傍からのエア吸引が可能であっても良い。このような構成の第１の圧力調整機構により、ラバーチャック近傍を、エア供給によって加圧して正圧に、大気開放によって大気圧に、及びエア吸引によって減圧して負圧に、調整することができる。これにより、ラバーチャック方式のチャック機構と剛体チャック方式のチャック機構を高精度に切り換えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態に係るウェーハ研磨用ヘッドを備えたウェーハ研磨装置の概略構成を示す図である。

【図2】本発明の実施形態に係るウェーハ研磨用ヘッドの概略構成を示す断面略図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施形態に係るウェーハ研磨用ヘッド１を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るウェーハ研磨用ヘッド１を備えたウェーハ研磨装置の概略構成を示す図である。

【0025】

図１を参照して、ウェーハ研磨用ヘッド１は、ウェーハ研磨装置に設けられて、ウェーハＷを研磨する工程において、ウェーハＷを吸着保持する装置である。ウェーハＷは、例えば、半導体ウェーハである。

【0026】

ウェーハ研磨装置は、ウェーハＷを研磨する装置であり、回転自在な作業テーブル３０と、液体供給ノズル３３と、ウェーハ研磨用ヘッド１と、を有する。
作業テーブル３０は、定盤上に回転自在に設けられており、回転軸３２を介して図示しない駆動装置によって駆動され回転する。

【0027】

作業テーブル３０の上面部には、上載台が設けられており、その上載台の上面に、ウェーハＷを研磨する研磨布３１が載置される。上載台の上面に載置された研磨布３１は、例えば、図示しない減圧装置を利用して、上載台に真空吸着されても良い。

【0028】

作業テーブル３０の内部、上載台の下面側には、図示しないチャンバが形成されており、そのチャンバを図示しない減圧装置で減圧することにより、上載台の上面に載置された研磨布３１を吸着することができる。

【0029】

上載台としては、例えば、ポーラス酸化アルミナ、ポーラスセラミックス、焼結金属、その他合成樹脂のポーラス素材からなる板材が使用される。
研磨布３１は、ウェーハＷを研磨するための布材料である。研磨布３１としては、例えば、発泡ポリウレタンシート、フェルトが利用されても良い。

【0030】

液体供給ノズル３３は、研磨布３１、ウェーハＷ、ラバーチャック１０（図２参照）等に研磨用の液体を供給するためのノズルである。液体供給ノズル３３から吹き付けられる研磨用の液体としては、例えば、純水、アルカリ性水溶液、酸性水溶液が使用される。

【0031】

ウェーハ研磨用ヘッド１は、加工対象のウェーハＷを保持して回転駆動する装置である。ウェーハ研磨用ヘッド１は、その下面にウェーハＷを保持した状態で、回転軸２７を介して図示しない駆動装置によって駆動され回転する。ウェーハＷは、その上面がウェーハ研磨用ヘッド１に保持されて回転し、下面が作業テーブル３０上で回転する研磨布３１の上面に押圧されて研磨される。以下、適宜、研磨面となるウェーハＷの下面を表面と、ウェーハＷの上面を裏面と、称する。

【0032】

図２は、ウェーハ研磨用ヘッド１の概略構成を示す断面略図である。
図２を参照して、ウェーハ研磨用ヘッド１は、チャック機構として、ラバーチャック１０と、剛体チャック１１と、を備えている。

【0033】

ウェーハ研磨用ヘッド１は、ラバーチャック方式のチャック機構としての機能を有すると共に、剛体チャック方式のチャック機構としての機能を有し、ラバーチャック方式と剛体チャック方式を切り換えて利用可能である。

【0034】

ラバーチャック１０は、合成ゴム材等の弾性体から形成された略円板状の部材である。ラバーチャック１０の外周部近傍は、チャック保持部材１２の外周部近傍の図示しない支持部に固定されている。

【0035】

剛体チャック１１は、ポーラスセラミックス、ポーラス酸化アルミナ、焼結金属板、アルミニウム、その他合成樹脂等の剛体材料から形成された略円板状の部材である。剛体チャック１１は、ラバーチャック１０の上方に設けられ、剛体チャック１１の外周部近傍は、チャック保持部材１２の外周部近傍の図示しない支持部に保持されている。剛体チャックがポーラス体から形成されることにより、剛体チャック１０を介する高精度な空気圧調整が可能となり、ラバーチャック１０の上面を平坦状に硬く支持することができ、剛体チャック方式のウェーハ研磨用ヘッド１としての優れた機能を発揮することができる。

【0036】

ウェーハ研磨用ヘッド１は、ラバーチャック１０近傍、例えば、ラバーチャック１０と剛体チャック１１との間にエア供給可能な第１の圧力調整機構２３を備えている。第１の圧力調整機構２３は、エア配管、エアバルブ等を有し、図示しない真空ポンプ、コンプレッサ等に接続されて、ラバーチャック１０の上面と剛体チャック１１の下面との間に空気を供給し、または、ラバーチャック１０の上面と剛体チャック１１の下面との間から空気を排出し、ラバーチャック１０と剛体チャック１１の間の圧力を調整する。

【0037】

ウェーハ研磨用ヘッド１は、剛体チャック１１近傍にエア供給可能な第２の圧力調整機構２４を備えている。第２の圧力調整機構２４は、例えば、チャック保持部材１２内部の剛体チャック１１の上方にエア供給可能に設けられている。第２の圧力調整機構２４は、剛体チャック１１上方の空気の圧力を調整するための機構である。

【0038】

第２の圧力調整機構２４は、エア配管、エアバルブ等を有し、図示しないコンプレッサ等に接続される。第２の圧力調整機構２４は、剛体チャック１１の上面に空気を供給し、または、剛体チャック１１の上面から空気を排出し、剛体チャック１１の上方の圧力を調整する。

【0039】

チャック保持部材１２の上方には、チャックベース２６が設けられている。チャックベース２６は、チャック保持部材１２を支持する部材である。ウェーハＷ（図１参照）を研磨する工程において、チャックベース２６は、チャック保持部材１２に対して回転する駆動力を伝達する。また、チャックベース２６は、チャック保持部材１２の上面に当接して、ラバーチャック１０の下面をウェーハＷに接触させるよう、チャック保持部材１２を下方に押圧する。

【0040】

チャックベース２６の下部には、略円板状のドライブリング２８が設けられている。ドライブリング２８は、ばね鋼等から形成され、その表面はゴム部材で覆われている。ドライブリング２８の外周部近傍は、チャックベース２６に固定されており、ドライブリング２８の内周部近傍は、チャック保持部材１２の回転軸部に摺動自在に連結されている。

【0041】

チャックベース２６の上部には、回転軸２７が設けられている。ウェーハ研磨用ヘッド１は、図示しない駆動装置から回転軸２７を介して伝達される回転動力によって回転する。回転軸２７には、後述する第３の圧力調整機構２５を構成する中空部が形成されている。

【0042】

チャックベース２６の内部、ドライブリング２８の上方には、チャンバ２２となる空間が形成されている。回転軸２７の中空部は、チャンバ２２に連通しており、チャンバ２２の空気の圧力を調整するための第３の圧力調整機構２５を構成している。

【0043】

第３の圧力調整機構２５は、図示しないエア配管、エアバルブ等を有し、コンプレッサ等に接続されて、チャンバ２２に空気を供給し、または、チャンバ２２から空気を排出し、チャンバ２２の圧力を調整する。

【0044】

次に、図１及び図２を参照して、ウェーハ研磨用ヘッド１の研磨加工に使用する際の態様について詳細に説明する。
先ず、ウェーハ研磨用ヘッド１をラバーチャック方式として機能させる際の態様について説明する。
ウェーハ研磨用ヘッド１をラバーチャック方式とする研磨工程において、ラバーチャック１０と剛体チャック１１の間は第１の圧力調整機構２３によるエア供給によって加圧され正圧に、剛体チャック１１の上方は第２の圧力調整機構２４によって大気開放され大気圧に、チャンバ２２は第３の圧力調整機構２５によるエア供給によって加圧され正圧に、調整される。

【0045】

ラバーチャック１０と剛体チャック１１の間が正圧に、剛体チャック１１の上方が大気圧に、調整されることにより、剛体チャック１１によるラバーチャック１０への押圧が制限される。これにより、ラバーチャック１０の下面でウェーハを保持するラバーチャック方式のチャック機構を構成することができる。

【0046】

チャックベース２６が駆動手段によって回転駆動され、上方から下方に向かって押圧されると、その回転駆動力及び押圧力は、正圧に調整されたチャンバ２２及びドライブリング２８を介してチャック保持部材１２の上部に伝達される。そして、回転駆動力及び押圧力は、チャック保持部材１２からラバーチャック１０に伝達される。これにより、ラバーチャック１０の下面でウェーハＷを保持し、ウェーハＷを研磨布３１の上面に押し当てて回転させる研磨加工を実行することができる。

【0047】

ここで、ラバーチャック１０は弾性体からなり、ラバーチャック１０の弾性変形が剛体チャック１１の押圧によって制限されることはないので、ラバーチャック１０の下面はウェーハＷの上面、即ち裏面、の形状に合わせて変形可能である。これにより、ウェーハＷの下面、即ち表面、を基準とした表面基準研磨を実行可能なチャック機構が構成される。即ち、ウェーハＷの表面を基準として、表面を高精度に平坦化加工する表面基準研磨が実行され、優れた平坦度のウェーハＷが得られる。

【0048】

次に、ウェーハ研磨用ヘッド１を剛体チャック方式として機能させる際の態様について詳細に説明する。
ウェーハ研磨用ヘッド１を剛体チャック方式として機能させる研磨工程においては、ラバーチャック１０と剛体チャック１１の間は第１の圧力調整機構２３によって大気開放され大気圧に、剛体チャック１１の上面は第２の圧力調整機構２４によって加圧され正圧に、チャンバ２２は第３の圧力調整機構２５によって加圧され正圧に、調整される。

【0049】

ラバーチャック１０と剛体チャック１１の間が大気圧に、剛体チャック１１の上方が正圧に、調整されることにより、剛体チャック１１の下面はラバーチャック１０の上面に当接する。即ち、ラバーチャック１０の上面と剛体チャック１１の下面との間には間隙がなくなる。換言すれば、ラバーチャック１０は、その上面に当接する剛体からなる硬い剛体チャック１１によって保持された状態となる。

【0050】

チャックベース２６が駆動手段によって回転駆動され、上方から下方に向かって押圧されると、その回転駆動力及び押圧力は、正圧に調整されたチャンバ２２及びドライブリング２８を介してチャック保持部材１２の上部に伝達される。そして、回転駆動力及び押圧力は、チャック保持部材１２から剛体チャック１１及びラバーチャック１０に伝達される。これにより、ラバーチャック１０の下面でウェーハＷを保持し、ウェーハＷの表面を研磨布３１の上面に押し当てて回転させる研磨加工を実行することができる。

【0051】

ここで、ラバーチャック１０の上面は、剛体からなる剛体チャック１１の平坦な下面に当接して保持されているので、ラバーチャック１０の下面はウェーハＷの上面、即ち裏面、を押圧して平坦に保持することができる。これにより、ウェーハＷの裏面を基準とした裏面基準研磨を実行可能なチャック機構が構成される。よって、ウェーハＷの裏面を基準として、裏面を平坦に保持した裏面基準研磨が実行され、面粗さが優れたウェーハＷが得られる。

【0052】

次に、ウェーハ研磨用ヘッド１のウェーハ搬送工程における状態について詳細に説明する。
ウェーハ搬送工程においては、ラバーチャック１０と剛体チャック１１の間は第１の圧力調整機構２３のエア吸引によって減圧され負圧に、剛体チャック１１の上面は第２の圧力調整機構２４によって加圧され正圧に、チャンバ２２は第３の圧力調整機構２５によって大気開放され大気圧に、調整される。

【0053】

ラバーチャック１０と剛体チャック１１の間が負圧に、剛体チャック１１の上面が正圧に、調整されることにより、剛体チャック１１の下面がラバーチャック１０の上面に当接した状態で保持される。即ち、ラバーチャック１０の上面と剛体チャック１１の下面との間には間隙がなくなる。換言すれば、ラバーチャック１０は、その上面に当接する剛体からなる剛体チャック１１に保持される。よって、ラバーチャック１０は、平坦な状態でウェーハＷを吸着することができる。

【0054】

チャック保持部材１２の図示しない回転軸部の上部周縁近傍には、搬送工程においてチャック保持部材１２を支持するための図示しない支持部が形成されている。その支持部は、例えば、半径方向に突出する略環状の形態をなす。また、チャックベース２６の内部には、チャック保持部材１２の支持部に当接してチャック保持部材１２を支える、例えば、略環状の図示しない支持部材が設けられている。

【0055】

搬送工程において、図示しない駆動装置によってチャックベース２６が持ち上げられると、チャックベース２６の支持部材がチャック保持部材１２の支持部に当接して、チャック保持部材１２が持ち上げられる。これにより、ラバーチャック１０は、下面にウェーハＷを吸着した状態で上昇し、ウェーハＷは、ラバーチャック１０に吸着された状態で研磨布３１から離間して搬送される。

【0056】

前述のとおり、搬送時において、ラバーチャック１０の上面には剛体からなる剛体チャック１１が当接している。これによりラバーチャック１０は、変形が抑えられて、平坦な状態で薄いウェーハＷを吸着して搬送することができる。

【0057】

以上説明の如く、本実施形態に係るウェーハ研磨用ヘッド１によれば、チャック機構として弾性体からなるラバーチャック１０と剛体からなる硬い剛体チャック１１とを備え、ラバーチャック１０の上面と剛体チャック１１の下面との間にエア供給可能な第１の圧力調整機構２３と、剛体チャック１１の上面にエア供給可能な第２の圧力調整機構２４と、を有し、第１の圧力調整機構２３によるエア供給と第２の圧力調整機構２４によるエア供給を切り換えることにより加工方法の切り換えが可能である。

【0058】

このような構成により、ウェーハ研磨用ヘッド１は、ラバーチャック１０によるラバーチャック方式のチャック機構としての機能と、剛体チャック１１による剛体チャック方式のチャック機構としての機能と、を兼ね備え、その２つの機能を調整可能である。

【0059】

これにより、ラバーチャック方式専用のウェーハ研磨用ヘッドと、剛体チャック方式専用のウェーハ研磨用ヘッドと、を別々に設ける必要がなくなり、１つのウェーハ研磨用ヘッド１を設ければ良いので、ウェーハ研磨用ヘッドの種類を減らすことができ、ウェーハ研磨装置の生産性を向上させることができる。また、ラバーチャック方式専用のウェーハ研磨用ヘッドと、剛体チャック方式専用のウェーハ研磨用ヘッドと、を交換するプロセスがなくなるので、研磨プロセスの効率化を図ることができる。

【0060】

例えば、ウェーハ研磨用ヘッド１を交換することなく、ラバーチャック１０の上面と剛体チャック１１の下面との間を正圧、剛体チャック１１の上面を大気圧にした状態で表面基準研磨のチャック機構が構成され、ラバーチャック１０の上面と剛体チャック１１の下面との間を大気圧、剛体チャック１１の上面を正圧にした状態で裏面基準研磨のチャック機構が構成される。また、ラバーチャック１０の上面と剛体チャック１１の下面との間を負圧にし、剛体チャック１１の上面を正圧にした状態でウェーハ搬送機能が構成される。これにより、表面基準研磨用、裏面基準研磨用及びウェーハ搬送用のウェーハ研磨用ヘッドを別々に準備することなく、１つのウェーハ研磨用ヘッド１で表面基準研磨、裏面基準研磨及びウェーハ搬送を実行することができる。

【0061】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。

【符号の説明】

【0062】

１ ウェーハ研磨用ヘッド
１０ ラバーチャック
１１ 剛体チャック
１２ チャック保持部材
２２ チャンバ
２３ 第１の圧力調整機構
２４ 第２の圧力調整機構
２５ 第３の圧力調整機構
２６ チャックベース
２７ 回転軸
２８ ドライブリング
３０ 作業テーブル
３１ 研磨布
３２ 回転軸
３３ 液体供給ノズル
Ｗ ウェーハ

【図1】

【図2】