本发明专利技术是一种研磨头，在研磨头本体的下部，具备橡胶膜和圆环状的导环，该橡胶膜被保持在圆盘状的中板上，而该导环被设置在该橡胶膜的周围，并将工件的背面保持在橡胶膜的底面部，且使工件的表面与已贴附在平台上的研磨布滑动接触来进行研磨，其中，以导环的底面在研磨中不会接触到研磨布的方式来保持导环和中板，且具有底座构件，所述底座构件经由弹性膜而与研磨头本体连结，该底座构件，利用其顶面的一部分与研磨头本体接触，而被限制轴向的位移，且根据弹性膜，在研磨中能在径向进行位移。由此，提供一种研磨头及研磨装置，在粗研磨加工步骤和精研磨加工步骤中都能使用，且在工件的研磨中，能稳定地得到一定的高平坦度、高研磨余量均匀性，且能得到一种45nm以上的微小粒子少的工件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在研磨工件的表面时用以保持工件的研磨头及具备该研磨头而成的研磨装置，特别涉及一种将工件保持于橡胶膜上的研磨头及具备该研磨头而成的研磨>J-U ρ α装直。
技术介绍
作为一种装置，该装置用以研磨硅芯片等工件的表面，有每次研磨工件的单面这样的单面研磨装置与同时研磨工件的双面这样的双面研磨装置。一般的单面研磨装置，例如图9所示，是由贴附有研磨布94的平台(转盘)93、研磨剂供给机构96及研磨头92等 所构成。在这种研磨装置91中，以研磨头92来保持工件 W，并由研磨剂供给机构96来将研磨剂95供给至研磨布94上，同时，使平台93与研磨头92 分别进行旋转来使工件W的表面与研磨布94滑动接触，由此来进行研磨。近年来，随着电子器件的高集成化，需要在基板也就是硅芯片上，通过光刻 (lithography)进行微细加工,而最小线宽甚至要在45nm以下,且该细微化的发展持续进行。因此，对于硅芯片的高平坦化的要求越来越大。单面研磨加工步骤，是最终用以决定硅芯片等工件的平坦度的步骤，其中，作为用以达成更高平坦化的工件保持方法，有一种经由蜡(wax)等粘贴剂来将工件贴附到更平坦且高刚性的圆盘状板上的方法，但是，特别是在对于工件的整个面需要均匀的研磨加工量的场合，工件保持部，会使用橡胶膜来取代高刚性的圆盘状板，使空气等加压流体流入该橡胶膜的背面，以均匀的压力来使橡胶膜膨胀而将工件推压在研磨布上，也就是使用所谓的橡胶夹盘(rubber chuck)方法。(例如参照专利文献I)图5是示意性地表示现有的橡胶夹盘方式的研磨头的构成的一个例子。此研磨头101的主要部分，是由环状的刚性环103、被粘贴在刚性环103上的橡胶膜102及与刚性环103结合的中板104所构成。通过刚性环103、橡胶膜102及中板104，而隔成密闭的空间106。另外，在橡胶膜102的底面部的周边部，具备有与刚性环103同心的环状模板 (template) 105。另外，通过压力调整机构107，将加压流体供给至中板104的中央，藉此来调整空间的压力。另外，具有未图示的推压装置，用以将中板104往推压研磨布132方向推压。使用这样构成的研磨头101,经由衬垫(packing pad) 108来将工件W保持在橡胶膜102的底面部，并使用模板105来保持工件W的边缘(edge)部，并且推压中板104而使工件W和模板105，同时地与已贴附在平台133的顶面上的研磨布132滑动接触，由此进行粗研磨加工。另外，在硅芯片表面上，若有直径至少45nm以上的微粒，就有招致电子器件的制造成品率降低的可能性。最终阶段的单面研磨也就是精研磨加工步骤，与微粒质量的相关性大，而在此步骤中，为了减少硅芯片等工件表面上的微粒，于是不让工件以外的构件接触到精加工研磨布，且经由隔膜(diaphragm)来将工件保持板连接至研磨头本体，并利用流体等将负荷(load)施加至保持板，来进行精研磨加工。(例如参照专利文献2)图6(A)是示意地表示这种现有的精研磨加工用的研磨头的构成的一个例子。如图6(A)所示，此研磨头121的主要部分，是经由橡胶制的隔膜129，将陶瓷等刚体也就是保持板124，连结至(研磨)头本体123。为了使工件W真空吸附在保持板124上而形成有多个贯通孔130。在用以吸附工件W的一侧，贴附有衬垫128，而在背面侧，则设置有背板122。 进而，以包围保持板124的方式来设置环部125。利用通过工件吸附控制用通路127来调整保持板124与背板122之间的空间压力，而能进行工件W的吸附和脱离。另外，利用通过工件推压用通路126来调整背板122与(研磨)头本体123之间的空间压力，而能调整工件 W对于平台133上所贴附的研磨布132的推压程度。图6 (B)是图6(A)的环部125的附近的放大图。如图6(B)所示，能以环部125不会推压到研磨布132的方式来进行研磨。例如，芯片W的厚度是O. 775mm的情况，则芯片W 的表面(被研磨面)是预先以比环部125的底面更突出O. 20 O. 35mm的方式来设定环部 125和保持板124的位置。由此，能防止研磨中的芯片W发生脱离，同时能以环部125不会推压到研磨布132的方式来进行研磨，而能防止微粒从环部125发生。但是，陶瓷等刚体也就是保持板124的凹凸会转印到工件上，而有平坦度恶化的问题。 一般来说，为了得到高平坦且微粒数少的工件，在粗研磨加工步骤中，使用一种所谓的橡胶夹盘方式的研磨头，此研磨头，将上述工件保持部设为橡胶膜，使空气等加压流体流入该橡胶膜的背面，以均匀的压力来使橡胶膜膨胀，而将工件与模板(用以保持工件的边缘部)，同时推压在研磨布上；而在精研磨加工步骤中，则使用一种精研磨用的研磨头， 其不让工件以外的构件接触到精加工研磨布，而经由隔膜将工件保持板连接至研磨头本体，并利用流体等将负荷施加至保持板上。这样，因为以往需要两种的研磨头，例如图7所示，需要具备一种更大型的研磨机，其同时配备有研磨装置141和研磨装置151，所述研磨装置141具备上述粗研磨加工用的研磨头101，所述研磨装置151具备精研磨加工用的研磨头121。因此，在设施成本 (utility cost)高的无尘室中，须占据更大空间，且研磨机本身的成本也更高，而有高成本的问题。另外，揭露一种橡胶夹盘方式的研磨头(参照专利文献3)，其在研磨中不让工件以外的构件接触到精加工研磨布以减少微粒，而能进行高均匀性的研磨。[现有技术文献](专利文献)专利文献I :日本特开平第5-69310号公报专利文献2 :日本特开第2007-67179号公报专利文献3 :日本特开第2009-107094号公报
技术实现思路
图8是表示此专利文献3的研磨头的示意图。如图8所示，在此研磨头111中，以橡胶膜112来推压工件W，并以设置在橡胶膜112周围且被固定于(研磨头)本体113上的导环115来保持工件W的侧面，且经由弹性膜119来将中板114a、114b连结至导环115，所述中板114a、114b是用以固定橡胶膜112。但是，即便是使用此研磨头来进行研磨，也不能减少直径45nm以上的微小的粒子 (微粒)。因此，本专利技术人针对此种微粒不能减少的原因进行调查、研究。其结果，得知因为在研磨中利用真空吸附而将中板114a按压在止动器118，所以在精研磨中无法利用弹性膜 119来吸收从研磨布接收到的径向(绕着研磨头的旋转轴的旋转方向)的摩擦力，使工件 W在研磨中会损伤到精加工研磨布而发生过度磨损，因而会从精加工研磨布发生微粒，而造成微小的粒子附着在工件上。进而，已知在此研磨头中，因为橡胶膜112的侧壁部在研磨中会接触到已固定于本体113上的导环115的内壁，所以即使没有如上述那样地进行由止动器118所实行的中板114a的真空吸附，橡胶膜112与工件W亦无法利用弹性膜119来吸收从研磨布接收到的径向的摩擦力，因此与上述同样地会造成微小的粒子附着在工件上的情况。如此，先前仅使用一个研磨头，无法一边保持一定的高平坦度、高研磨余量均匀性，一边另外得到特别是直径45nm以上的微小粒子少的工件。本专利技术是鉴于前述问题而完成，其目的在于提供一种研磨头及研磨装置，在粗研磨加工步骤及精研磨加工步骤中都能使本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.19 JP 2010-0352551.ー种研磨头，在研磨头本体的下部，至少具备圆盘状的中板；橡胶膜，其被保持在该中板且至少包覆前述中板的底面部和侧面部；圆环状的导环，其被设置在该橡胶膜的周围并保持エ件的侧面；第一密闭空间部，其被前述中板和前述橡胶膜包围而成；以及，第一压カ调整机构，其将流体供给至该第一密闭空间部内来调整压力；其中，将前述エ件的背面保持在前述橡胶膜的底面部，通过前述第一压カ调整机构来推压前述エ件，且使前述エ件的表面与已贴附在平台上的研磨布滑动接触来进行研磨，所述研磨头的特征在于 以前述导环的底面在研磨中不会接触到前述研磨布的方式来保持前述导环和前述中板，且具有底座构件，所述底座构件经由弹性膜而与前述研磨头本体连结，该底座构件，利用其顶面的一部分与前述研磨头本体接触，而被限制轴向的位移，且通过前述弾性膜，在研磨中能往径向进行位移。2.如权利要求I所述的研磨头，其中 前述研磨头本体...
【专利技术属性】
技术研发人员：桥本浩昌，森田幸治，荒谷崇，岸田敬实，荒川悟，
申请(专利权)人：信越半导体股份有限公司，不二越机械工业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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