JP2002075936A - ウェーハ研磨用ヘッド及びこれを用いた研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可撓膜の寿命を延長することができるととも
にウェーハの研磨精度を確保することができるウェーハ
研磨用ヘッド及びこれを用いた研磨装置を提供する。 【解決手段】 下方に開口部１０６ａが形成される大略
円盤形状のヘッド本体１０６と、前記ヘッド本体１０６
内に張られて開口部１０６ａ内に外部と仕切られてなる
加圧室１０７を形成するとともに、内周部２ａ下面でウ
ェーハＷを受ける可撓膜２と、加圧室１０７の内圧を調
整する圧力調整機構とを設ける。可撓膜２の外周部２ｂ
の肉厚を、可撓膜２においてウェーハＷを受ける部分で
ある内周部２ａの肉厚よりも厚く形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハな
どのウェーハ表面を研磨する装置に用いられるウェーハ
研磨用ヘッド及びこれを用いた研磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体製造装置の高集積化に伴う
パターンの微細化が進んでおり、特に多層構造の微細な
パターンの形成が容易かつ確実に行われるために、パタ
ーンが形成される半導体ウェーハ自体及びパターンを形
成する過程における半導体ウェーハの表面を極力平坦化
させることが重要となってきている。例えば、パターン
の形成は光リソグラフィを用いて行っているが、パター
ンが微細化するにつれて光リソグラフィの焦点深度は浅
くなる。そして、パターンの精度を確保するため、また
露光時の焦点調節を容易にするためには、ウェーハ表面
での凹凸の差を焦点深度以下に納められるようにするこ
と（平坦化すること）が要求される。また、ベアウェー
ハの研磨においても、ウェーハの大径化に伴い、平坦化
への要求が厳しくなってきている。その場合、半導体ウ
ェーハ（以下、単にウェーハという）の表面を研磨する
ために平坦化の度合いが高い化学的機械的研磨法（ＣＭ
Ｐ法）が脚光を浴びている。

【０００３】ＣＭＰ法とは、ＳｉＯ₂を用いたアルカリ
性スラリーやＣｅＯ₂を用いた中性スラリー、あるいは
Ａｌ₂Ｏ₃を用いた酸性スラリー、砥粒剤等を用いたスラ
リー等を用いて化学的・機械的にウェーハ表面を研磨
し、平坦化する方法である。そして、ＣＭＰ法を用いて
ウェーハの表面を研磨する装置としては、例えば図４に
示されるものがある。

【０００４】この研磨装置１００は、図４の要部拡大斜
視図に概略的に示すように、中心軸１０２に取り付けら
れた円板状のプラテン１０３上に例えば硬質ウレタンか
らなる研磨パッド１０４が設けられ、この研磨パッド１
０４に対向してかつ研磨パッド１０４の中心軸１０２か
ら偏心した位置に、ウェーハＷを保持するウェーハ研磨
用ヘッド１０５を自転可能にして配設したものである。
研磨装置１００は、ウェーハ研磨用ヘッド１０５によっ
てウェーハＷを研磨パッド１０４の表面に当接させた状
態で保持し、かつウェーハＷと研磨パッド１０４との間
にスラリーＳを介在させた状態で研磨パッド１０４とウ
ェーハＷとを相対的に移動させることで、ウェーハＷの
片面を研磨するものである。ここで、図４で示す研磨装
置１００は一例であって、ウェーハ研磨用ヘッド１０５
を複数設けたものもある。

【０００５】次に、ウェーハ研磨用ヘッド１０５の一例
を図５（ａ）の正断面図に概略的に示す。図５（ａ）に
示すウェーハ研磨用ヘッド１０５ａは、下方に開口部１
０６ａが形成される大略円盤形状のヘッド本体１０６
と、前記ヘッド本体１０６内に張られてヘッド本体１０
６との間に外部と仕切られてなる加圧室１０７を形成す
るとともに、内周部１０８ａ下面でウェーハＷを受ける
可撓膜１０８とを有している。ここで、加圧室１０７に
は、その内圧を調整する圧力調整機構１０９が接続され
ている。可撓膜１０８は、可撓性を有する膜体からな
り、図５（ｂ）（図５（ａ）の一部拡大図）に示すよう
に、例えばヘッド本体１０６の開口端に取り付けられる
略円環形状のガイドリング１１０との間に外周部を挟み
込まれることで、全面を略平面状にした状態でヘッド本
体１０６に固定されている。圧力調整機構１０９は、加
圧室１０７の内圧を調整することで、可撓膜１０８をヘ
ッド軸線方向に変位させる力を調節するものであって、
ウェーハ研磨用ヘッド１０５ａでは、可撓膜１０８をヘ
ッド軸線方向に変位させる力、すなわち可撓膜１０８が
ウェーハＷを研磨パッド１０４に向けて押圧する圧力
（研磨圧力）を調整することで、ウェーハＷの研磨圧力
が適正範囲内となるように調整するものである。ガイド
リング１１０は、ヘッド本体１０６に対して開口端を囲
むようにして取り付けられるものであって、ウェーハ研
磨時には研磨パッド１０４に当接されて、ウェーハ研磨
用ヘッド１０５ａからのウェーハＷの脱落を抑制し、ま
たウェーハＷの周囲の研磨パッド１０４を押さえてその
変形を低減させて、ウェーハＷの外周縁の加工精度の向
上を図るためのものである。このような構造をもつウェ
ーハ研磨用ヘッドとしては、例えば特開平５−６９３１
０号に示されるものがある。

【０００６】また、ウェーハ研磨用ヘッドとしては、こ
のほかにも、図６に概略的に示すようなウェーハ研磨用
ヘッド１０５ｂも知られている。ここで、図６（ａ）は
ウェーハ研磨用ヘッド１０５ｂを概略的に示す正断面
図、図６（ｂ）は図６（ａ）の一部拡大図である。ウェ
ーハ研磨用ヘッド１０５ｂは、下方に開口部１１１ａが
形成される大略円盤形状のヘッド本体１１１と、前記ヘ
ッド本体１１１内に設けられる保持部材１１２と、外周
部１１４ｂを内周部１１４ａに対して上方に折り返され
た状態で外周部１１４ｂを保持部材１１２に保持され
て、開口部１１１ａ内に外部と仕切られてなる加圧室１
１３を形成する可撓膜１１４とを有している。ここで、
加圧室１１３には、その内圧を調整する圧力調整機構１
１５が接続されている。また、この例では、ウェーハ研
磨用ヘッド１０５ｂの下端には、開口部１１１ａの周囲
を囲むようにして略円環状のリテーナリング１１６が設
けられている。

【０００７】可撓膜１１４は、可撓性を有する膜体から
なり、内周部１１４ａ下面でウェーハＷを受けるもので
ある。そして、ウェーハ研磨用ヘッド１０５ａと同じ
く、圧力調整機構１１５によって加圧室１１３の内圧を
調整することで、可撓膜１１４がウェーハＷを研磨パッ
ド１０４に向けて押圧する圧力（研磨圧力）が調整され
る。リテーナリング１１６は、ウェーハ研磨用ヘッド１
０５ａにおけるガイドリング１１０とほぼ同様の役割を
もつものである。このような構造をもつウェーハ研磨用
ヘッドとしては、例えば特開平１０−３３７６５８号に
示されるものがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように可撓膜を
介してウェーハＷに加圧室の内圧を伝えることでウェー
ハＷに研磨圧力を与える構造のウェーハ研磨用ヘッド１
０５ａ、１０５ｂでは、可撓膜の弾性力がウェーハＷの
研磨圧力の調整に影響を及ぼさないように、極力薄く形
成することが望ましい。しかし、このように可撓膜の厚
みが薄くて変形しやすいために、加圧室の内圧を上げて
ウェーハＷを研磨パッドに押圧する際に、ウェーハＷの
外周縁とガイドリング１１０の内周部（またはリテーナ
リング１１６の内周部）との間に形成される隙間内に可
撓膜１０８（または可撓膜１１４）が入り込むように変
形しやすい（図７（ａ）、（ｂ）参照）。

【０００９】この場合、この変形した部分は、下面側が
ウェーハＷやガイドリング１１０（またはリテーナリン
グ１１６）等の他の部材に当接しておらず、加圧室の内
圧をその弾性力によって受けることとなるので、他の部
分に比べて負担が大きい。さらに、この部分はガイドリ
ング１１０（またはリテーナリング１１６）との間に挟
まれるために痛みやすく、このような可撓膜の変形は可
撓膜の寿命を短くする要因となっていた。また、図７
（ｂ）に示すように、ウェーハ研磨用ヘッド１０５ｂに
おいては、可撓膜１１４は、外周部１１４ｂを内周部１
１４ａに対して上方に折り返された状態で外周部１１４
ｂを保持部材１１２に保持されている。このため、可撓
膜１１４の内周部１１４ａに加圧室１１３の内圧が加わ
ると、この折返し部分が引っ張られることになり、折返
し部分は他の部分に比べて負担が大きくなる。さらに、
折返し部分は、保持部材１１２の外周面と下面とが交差
する角部に当接しているので、この部分にはより負荷が
集中することとなる。

【００１０】また、ウェーハ研磨用ヘッド１０５ａ、１
０５ｂの双方について次のような現象も生じる。ここで
は、図７（ａ）を用いて、ウェーハ研磨用ヘッド１０５
ａの場合について説明する。ウェーハＷは通常外周縁が
面取りされており、加圧室の内圧を上げてウェーハＷを
研磨パッドに押圧する際に、このように面取りされた外
周縁に可撓膜１０８が回り込むこととなり、ウェーハＷ
において可撓膜１０８と接触する範囲が、ウェーハＷに
おいて研磨パッド１０４と接触する範囲よりも大きくな
る（この範囲の差を図７（ａ）に符号ｄで示す）。する
と、ウェーハＷの外周縁では研磨パッド１０４への当接
圧力（研磨圧力）が他の部分よりも大きくなり、外周縁
が削られる量が他の部分よりも大きくなるので、ウェー
ハＷの研磨精度（ウェーハ研磨量の均一性）を確保する
ことは困難であった。ここで、図７（ａ）では、ウェー
ハＷ及び可撓膜１０８に加わる力の向きを矢印で示し、
その力の大きさを矢印の長さで示している。さらに、こ
のようなウェーハ研磨用ヘッドを用いたウェーハの研磨
では、例えばスラリーが、ウェーハＷの外周部に比べて
内周部には回り込みにくいことなどの理由から、一般的
に内周側の研磨量よりも外周側の研磨量が多くなる傾向
にあるので、ウェーハの外周部の研磨量を抑えることが
望まれている。

【００１１】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、可撓膜の寿命を延長することができるととも
にウェーハの研磨精度を確保することができるウェーハ
研磨用ヘッド及びこれを用いた研磨装置を提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の請求項１記載のウェーハ研磨用ヘッドにお
いては、プラテン上に貼付された研磨パッドの表面に、
該研磨パッドに対して相対的に移動しつつウェーハを押
し付けて該ウェーハの研磨を行うウェーハ研磨用ヘッド
であって、下方に開口部が形成される大略円盤形状のヘ
ッド本体と、前記ヘッド本体の前記開口部に張られて前
記ヘッド本体との間に外部と仕切られてなる加圧室を形
成するとともに、内周部下面で前記ウェーハを受ける大
略円形の可撓膜とを有し、前記可撓膜は、外周部の肉厚
が、前記ウェーハを受ける前記内周部の肉厚よりも厚く
形成されていることを特徴とする。

【００１３】このように構成されるウェーハ研磨用ヘッ
ドにおいては、可撓膜は、ウェーハを受ける内周部に対
して外周部の肉厚が厚いので、可撓膜においてウェーハ
を受ける部分の弾性力を低く抑えつつ、負荷のかかりや
すい外周部の強度を確保することができる。また、この
ように外周部の肉厚が厚いために、ウェーハの外周縁近
傍での可撓膜の変形を生じにくくなる。本発明は、全面
が略平面状にしてヘッド本体の開口部に張られる可撓膜
の他、外周部が内周部に対して上方に折り返された状態
で開口部に張られる可撓膜についても適用可能である。

【００１４】請求項２記載のウェーハ研磨用ヘッドにお
いては、前記可撓膜の内周部のうち、前記ウェーハの外
周縁近傍を受ける部分が、前記外周部側に行くにつれて
肉厚が厚くなるように肉厚にテーパーを有する形状に形
成されていることを特徴とする。このように構成される
ウェーハ研磨用ヘッドにおいては、可撓膜の内周部のう
ち、ウェーハの外周縁近傍を受ける部分が、外周部側に
行くにつれて肉厚が厚くなるので、この部分は外周側に
行くにつれて変形しにくくなる。これによって、この部
分では、加圧室の内圧を上げた際に、ウェーハを研磨パ
ッドに押圧する圧力が外周側に行くにつれて次第に低く
なり、この部分ではウェーハの研磨量の変化がなだらか
になる。また、肉厚の薄い内周部と肉厚の厚い外周部と
の境目で肉厚の変化がなだらかになるために、可撓膜に
加圧室の圧力が加わっても、一箇所に負担が集中しにく
くなる。

【００１５】請求項３記載のウェーハ研磨用ヘッドにお
いては、前記可撓膜において、少なくとも前記ウェーハ
の外周縁と対向する部分とこの部分よりも外周側に位置
する部分とが前記外周部とされ、前記可撓膜は、この外
周部を前記内周部に対して上方に折り返され、かつ前記
外周部を前記内周部よりも上方に位置させた状態で前記
ヘッド本体の前記開口部に張られていることを特徴とす
る。このように構成されるウェーハ研磨用ヘッドにおい
ては、可撓膜は、ウェーハの外周縁と対向する部分とこ
の部分よりも外周側に位置する部分（外周部）が内周部
に対して上方に折り返されており、さらに外周部を内周
部よりも上方に位置させた状態でヘッド本体の開口部に
張られているので、可撓膜は、ウェーハの外周縁よりも
内周側の部分のみと当接する。これによって、ウェーハ
において可撓膜と接触する範囲が、ウェーハにおいて研
磨パッドと接触する範囲よりも小さくなり、ウェーハの
外周縁での研磨パッドへの当接圧力（研磨圧力）が抑え
られる。

【００１６】請求項４記載の研磨装置においては、表面
に研磨パッドが貼付されたプラテンと、研磨すべきウェ
ーハの一面を保持して他面を前記研磨パッドに当接させ
るウェーハ研磨用ヘッドとを備え、前記ウェーハを前記
研磨パッドに当接させた状態で前記プラテンと前記ウェ
ーハとを相対移動させることで該ウェーハの研磨を行う
研磨装置であって、前記ウェーハ研磨用ヘッドとして、
請求項１から３のいずれかに記載のウェーハ研磨用ヘッ
ドを備えることを特徴とする。このように構成される研
磨装置においては、請求項１から３のいずれかに記載の
ウェーハ研磨ヘッドのもたらす作用を用いて、ウェーハ
の研磨を行うことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】〔第一の実施の形態〕以下、本発
明の第一の実施の形態におけるウェーハ研磨用ヘッド及
びこれを用いた研磨装置について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の第一の実施の形態のウェーハ研磨用
ヘッドの要部を概略的に示す一部拡大正断面図である。
本発明の研磨装置は、例えば図４に示す従来の研磨装置
１００とほぼ同様の構成からなるものであって、ウェー
ハ研磨用ヘッドとして本発明のウェーハ研磨用ヘッド１
を用いたものである。本発明のウェーハ研磨用ヘッド１
は、図５に示す従来のウェーハ研磨用ヘッド１０５ａと
ほぼ同様の構成からなるものであり、ウェーハ研磨用ヘ
ッド１０５ａとほぼ同様の構成となる部分は同一の符号
を用いて説明する。

【００１８】図１に示すウェーハ研磨用ヘッド１は、下
方に開口部１０６ａが形成される大略円盤形状のヘッド
本体１０６と、前記ヘッド本体１０６内に張られてヘッ
ド本体１０６との間に外部と仕切られてなる加圧室１０
７を形成するとともに、内周部２ａ下面でウェーハＷを
受ける可撓膜２とを有している。また、加圧室１０７に
は、その内圧を調整する圧力調整機構（図示せず）が接
続されている。可撓膜２は、例えば繊維補強ゴム等の可
撓性を有する膜体からなり、ヘッド本体１０６の開口端
に取り付けられる略円環形状のガイドリング１１０との
間に外周部２ｂを挟み込まれることで、全面を略平面状
にした状態でヘッド本体１０６に固定されている。可撓
膜２は、外周部２ｂの肉厚が、ウェーハＷを受ける内周
部２ａの肉厚よりも厚く形成されている。さらに、本実
施の形態では、内周部２ａのうち、ウェーハＷの外周縁
近傍を受ける部分が、外周部２ｂ側に行くにつれて肉厚
が厚くなるように肉厚にテーパーを有する形状に形成さ
れている。

【００１９】このように構成されるウェーハ研磨用ヘッ
ド１においては、可撓膜２は、ウェーハＷを受ける内周
部２ａに対して外周部２ｂの肉厚が厚いので、可撓膜２
においてウェーハＷを受ける部分の弾性力を低く抑えつ
つ、負荷のかかりやすい外周部２ｂの強度を確保するこ
とができる。また、このように外周部２ｂの肉厚が厚い
ために、ウェーハＷの外周縁近傍での可撓膜２の変形を
生じにくくなる。さらに、内周部２ａのうち、ウェーハ
Ｗの外周縁近傍を受ける部分が、外周部２ｂ側に行くに
つれて肉厚が厚くなるので、この部分は外周側に行くに
つれて変形しにくくなる。これによって、この部分で
は、加圧室１０７の内圧を上げた際に、ウェーハＷを研
磨パッド１０４に押圧する圧力が外周側に行くにつれて
次第に低くなり、この部分ではウェーハＷの研磨量の変
化がなだらかになる。また、肉厚の薄い内周部２ａと肉
厚の厚い外周部２ｂとの境目で肉厚の変化がなだらかに
なるために、可撓膜２に加圧室１０７の圧力が加わって
も、一箇所に負担が集中しにくくなる。

【００２０】このように、本実施の形態のウェーハ研磨
用ヘッド１、及びこれを用いた研磨装置によれば、可撓
膜２において負担のかかりやすい外周部２ｂの強度を確
保することができるので、可撓膜２の寿命を延長するこ
とができる。また、ウェーハＷの外周縁近傍での可撓膜
２の変形も生じにくくなるので、さらに可撓膜２の寿命
を延長することができる。また、ウェーハＷの外周縁近
傍での研磨量の変化がなだらかになり、ウェーハＷの研
磨精度を確保することができる。また、可撓膜２の内周
部２ａにおいて一箇所に負担が集中しにくくなるので、
可撓膜の寿命を延長することができる。

【００２１】ここで、上記実施の形態では、可撓膜２の
外周部２ｂ全てを肉厚に形成した例を示したが、これに
限られることなく、外周部２ｂにおいて変形が生じやす
かったり、負荷が集中しやすい部分（例えばウェーハＷ
の外周縁の面取り部分からガイドリング１１０までの間
に位置する部分や、ヘッド本体１０６とガイドリング１
１０との間に挟み込まれる部分とそうでない部分との境
目近傍など）のみを肉厚に形成し、他の部分を任意の肉
厚に形成することもできる。

【００２２】〔第二の実施の形態〕以下、本発明の第二
の実施の形態におけるウェーハ研磨用ヘッド及びこれを
用いた研磨装置について図面を参照して説明する。図２
は本発明の第二の実施の形態のウェーハ研磨用ヘッドの
要部を概略的に示す一部拡大正断面図である。本発明の
研磨装置は、例えば図４に示す従来の研磨装置１００と
ほぼ同様の構成からなるものであって、ウェーハ研磨用
ヘッドとして本発明のウェーハ研磨用ヘッド６を用いた
ものである。本発明のウェーハ研磨用ヘッド６は、図６
に示す従来のウェーハ研磨用ヘッド１０５ｂとほぼ同様
の構成からなるものであり、ウェーハ研磨用ヘッド１０
５ｂとほぼ同様の構成となる部分は同一の符号を用いて
説明する。

【００２３】ウェーハ研磨用ヘッド６は、図２に示すよ
うに、下方に開口部１１１ａが形成される大略円盤形状
のヘッド本体１１１と、前記ヘッド本体１１１内に設け
られる保持部材１１２と、外周部７ｂを内周部７ａに対
して上方に折り返された状態で外周部７ｂを保持部材１
１２に保持されて、開口部１１１ａ内に外部と仕切られ
てなる加圧室１１３を形成する可撓膜７とを有してい
る。また、加圧室１１３には、その内圧を調整する圧力
調整機構（図示せず）が接続されている。また、ウェー
ハ研磨用ヘッド６の下端には、開口部１１１ａの周囲を
囲むようにして略円環状のリテーナリング１１６が設け
られている。

【００２４】可撓膜７は、例えば繊維補強ゴム等の可撓
性を有する膜体からなるものであって、本実施の形態で
は、可撓膜７において、少なくともウェーハＷの外周縁
と対向する部分とこの部分よりも外周側に位置する部分
とを外周部７ｂとしている。可撓膜７は、この外周部７
ｂを内周部７ａに対して上方に折り返され、かつ外周部
７ｂを内周部７ａよりも上方に位置させた状態でヘッド
本体１１１の開口部１１１ａに張られている。外周部７
ｂは、その肉厚がウェーハＷを受ける内周部７ａの肉厚
よりも厚く形成されている。さらに本実施の形態では、
内周部７ａのうち、ウェーハＷの外周縁近傍を受ける部
分が、外周部７ｂ側に行くにつれて肉厚が厚くなるよう
に、肉厚にテーパーを有する形状に形成されている。ま
た、本実施の形態では、可撓膜７の外周部７ｂの肉厚Ｔ
は、リテーナリング１１６の内周面とウェーハＷの外周
縁との間に形成される隙間の幅と同じかそれよりも大き
くしている。

【００２５】このように構成されるウェーハ研磨用ヘッ
ド６においては、可撓膜７は、第一の実施の形態に示し
たウェーハ研磨用ヘッド１の可撓膜２と同様に、ウェー
ハＷを受ける内周部７ａに対して外周部７ｂの肉厚が厚
く、また内周部７ａのうち、ウェーハＷの外周縁近傍を
受ける部分が、外周部７ｂ側に行くにつれて肉厚が厚く
されているので、ウェーハ研磨用ヘッド１がもたらす作
用と同様の作用を得ることができる。さらに、可撓膜７
は、外周部７ｂが内周部７ａに対して上方に折り返され
ており、さらに外周部７ｂを内周部７ａよりも上方に位
置させた状態でヘッド本体１１１の開口部１１１ａに張
られているので、可撓膜７は、ウェーハＷの外周縁より
も内周側の部分のみと当接する。これによって、ウェー
ハＷにおいて可撓膜７と接触する範囲が、ウェーハＷに
おいて研磨パッド１０４と接触する範囲よりも小さくな
り、ウェーハＷの外周縁での研磨パッド１０４への当接
圧力（研磨圧力）が抑えられる。また、可撓膜７におい
て、他の部分に比べて大きな負荷を受ける折返し部分の
肉厚が厚いので、この部分の耐久性を向上させることが
できる。

【００２６】このように構成されるウェーハ研磨用ヘッ
ド６、及びこれを用いた研磨装置によれば、ウェーハＷ
の外周縁での研磨パッド１０４への当接圧力（研磨圧
力）をさらに抑えることができるので、ウェーハＷの外
周側の研磨量をさらに抑えて、ウェーハＷの研磨精度を
確保することができる。

【００２７】上記第二の実施の形態においては、可撓膜
７が、少なくともウェーハＷの外周縁に当接する部分に
対してこの部分よりも外周側に位置する部分を上方に折
り返された形状に形成された例を示したが、これに限ら
れることなく、例えば可撓膜７において、ウェーハの外
周と略同径の位置で可撓膜７を折り返してもよい。この
場合には、可撓膜７はウェーハＷの外周縁とも当接する
ことになるが、この部分では可撓膜７の肉厚が厚いため
に、加圧室１１３の内圧を上げても、ウェーハＷの外周
縁に回り込むような変形は生じにくい。

【００２８】また、上記各実施の形態では、可撓膜２、
７が、内周部２ａ、７ａにおいてウェーハＷの外周縁近
傍と接触する部分の肉厚にテーパーが形成されている例
を示したが、可撓膜２、７を、このようなテーパーをも
たない形状にしてもよい。ここで、例えば第二の実施の
形態に示すウェーハ研磨用ヘッド６において、可撓膜７
を、厚みにテーパーをもたない形状とした場合の例を図
３の一部拡大正断面図に示す。この場合には、外周部７
ｂが内周部７ａに対して肉厚が厚く、ウェーハＷの外周
縁と対向する位置では可撓膜７の肉厚が厚いために、加
圧室１１３の内圧を上げても、可撓膜７がウェーハＷの
外周縁に回り込むような変形は生じにくい。

【００２９】

【発明の効果】本発明の請求項１記載のウェーハ研磨用
ヘッド、及びこれを用いた研磨装置によれば、可撓膜に
おいて負担のかかりやすい外周部の強度を確保すること
ができるので、可撓膜の寿命を延長することができる。
また、ウェーハの外周縁近傍での可撓膜の変形も生じに
くくなるので、さらに可撓膜の寿命を延長することがで
きる。

【００３０】請求項２記載のウェーハ研磨用ヘッド、及
びこれを用いた研磨装置によれば、ウェーハの外周縁近
傍での研磨量の変化がなだらかになり、ウェーハの研磨
精度を確保することができる。また、可撓膜の内周部に
おいて一箇所に負担が集中しにくくなるので、可撓膜の
寿命を延長することができる。

【００３１】請求項３記載のウェーハ研磨用ヘッド、及
びこれを用いた研磨装置によれば、ウェーハの外周縁で
の研磨パッドへの当接圧力（研磨圧力）が抑えられるの
で、ウェーハの外周側の研磨量を抑えて、ウェーハの研
磨精度を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第一の実施の形態におけるウェーハ
研磨用ヘッドを示す一部拡大正断面図である。

【図２】 第二の実施の形態のウェーハ研磨用ヘッドを
示す一部拡大正断面図である。

【図３】 第二の実施の形態におけるウェーハ研磨用ヘ
ッドの他の例を示す一部拡大正断面図である。

【図４】 従来の研磨装置の構造を概略的に示す要部拡
大斜視図である。

【図５】 従来のウェーハ研磨用ヘッドの一例を示す正
断面図である。

【図６】 従来のウェーハ研磨用ヘッドの一例を示す正
断面図である。

【図７】 従来のウェーハ研磨用ヘッドの使用時におけ
る状態を示す一部拡大正断面図である。

【符号の説明】

１、６ ウェーハ研磨用ヘッド ２、７ 可撓膜 ２ａ、７ａ 内周部（可撓膜） ２ｂ、７ｂ 外周部
（可撓膜） １００ 研磨装置 １０３ プラテン １０４ 研磨パッド １０６、１１１ ヘ
ッド本体 １０７、１１３ 加圧室 １０９、１１５ 圧
力調整機構 Ｗ ウェーハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 達宜 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社総合研究所内 (72)発明者 田中 弘志 埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社総合研究所内 (72)発明者 梶原 治郎 アメリカ合衆国・95134・カリフォルニ ア・サンノゼ・プルメリア・ドライブ・45 Ｅ マルチプレーナーテクノロジーズ イ ンコーポレーテッド内 Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AB04 CB01 CB05 DA12 DA17

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラテン上に貼付された研磨パッドの表
   面に、該研磨パッドに対して相対的に移動しつつウェー
   ハを押し付けて該ウェーハの研磨を行うウェーハ研磨用
   ヘッドであって、 下方に開口部が形成される大略円盤形状のヘッド本体
   と、 前記ヘッド本体の前記開口部に張られて前記ヘッド本体
   との間に外部と仕切られてなる加圧室を形成するととも
   に、内周部下面で前記ウェーハを受ける大略円形の可撓
   膜とを有し、 前記可撓膜は、外周部の肉厚が、前記ウェーハを受ける
   前記内周部の肉厚よりも厚く形成されていることを特徴
   とするウェーハ研磨用ヘッド。
2. 【請求項２】 前記可撓膜の内周部のうち、前記ウェー
   ハの外周縁近傍を受ける部分が、前記外周部側に行くに
   つれて肉厚が厚くなるように肉厚にテーパーを有する形
   状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のウ
   ェーハ研磨用ヘッド。
3. 【請求項３】 前記可撓膜において、少なくとも前記ウ
   ェーハの外周縁と対向する部分とこの部分よりも外周側
   に位置する部分とが前記外周部とされ、 前記可撓膜は、この外周部を前記内周部に対して上方に
   折り返され、かつ前記外周部を前記内周部よりも上方に
   位置させた状態で前記ヘッド本体の前記開口部に張られ
   ていることを特徴とする請求項１または２に記載のウェ
   ーハ研磨用ヘッド。
4. 【請求項４】 表面に研磨パッドが貼付されたプラテン
   と、 研磨すべきウェーハの一面を保持して他面を前記研磨パ
   ッドに当接させるウェーハ研磨用ヘッドとを備え、 前記ウェーハを前記研磨パッドに当接させた状態で前記
   プラテンと前記ウェーハとを相対移動させることで該ウ
   ェーハの研磨を行う研磨装置であって、 前記ウェーハ研磨用ヘッドとして、請求項１から３のい
   ずれかに記載のウェーハ研磨用ヘッドを備えることを特
   徴とする研磨装置。