[發明專利]研磨頭及研磨裝置

有效

• 申請號: 200980132819.0
• 申請日: 2009-08-07
• 公開（公告）號: CN102131617A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 桝村壽;橋本浩昌;森田幸治;岸田敬實;荒川悟
• 申請（專利權）人: 信越半導體股份有限公司;不二越機械工業株式會社
• 主分類號: B24B37/04
• 分類號: B24B37/04;B24B37/00;H01L21/304
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 郭曉東;馬少東

技術領域

本發明涉及一種在研磨工件的表面時用以保持工件的研磨頭及具備該研磨頭的研磨裝置，特別是涉及一種在橡膠膜上保持工件的研磨頭及具備該研磨頭的研磨裝置。

背景技術

作為研磨硅芯片等工件表面的裝置，具有每次研磨工件的各單面的單面研磨裝置及同時研磨雙面的雙面研磨裝置。

例如圖10所示，通常的單面研磨裝置由粘貼有研磨布89的轉盤(磨盤)88、研磨劑供給機構90及研磨頭81等所構成。此種研磨裝置82利用研磨頭81來保持工件W，并從研磨劑供給機構90將研磨劑供給至研磨布89上，且通過同時使轉盤88與研磨頭81各自旋轉而使工件W的表面在研磨布89上作滑動接觸來進行研磨。

作為將工件保持在研磨頭上的方法，有經由蠟等的粘合劑將工件粘貼在平坦的圓盤狀板上的方法等。此外，特別是一種用以抑制在工件的外周部中的突起或塌邊來提升工件整體的平坦性的保持方法具有所謂的橡膠夾盤方式，其將工件保持部設作彈性膜，并在該彈性膜的背面流入空氣等的加壓流體，以均勻的壓力使彈性膜膨脹而將工件往研磨布推壓(例如參照專利文獻1)。

圖9示意性表示以往的橡膠夾盤方式的研磨頭的結構的一個例子。該研磨頭101的重要部分由環狀SUS制等的剛性環104、被粘接于剛性環104上的橡膠膜103及與剛性環104結合的中板105所構成。根據剛性環104、橡膠膜103及中板105而隔成密閉的空間106。另外，在橡膠膜103的底面部的周邊部與剛性環104同心地具備環狀模板114。另外，在中板105的中央，通過壓力調整機構107供給加壓流體等來調節空間的壓力。另外，在將中板105往研磨布109推壓的方向，具有未圖示的推壓構件。

使用如此構成的研磨頭101，并在橡膠膜103的底面部，經由襯墊113來保持工件W，同時利用模板114來保持工件W的邊緣部，并且推壓中板105而使工件W在轉盤108上表面所粘貼的研磨布109上作滑動接觸來進行研磨。

在使用此種研磨頭來研磨工件時，以改善研磨的均勻性作為目的，公開一種橡膠夾盤方式的載具頭(參照專利文獻2)，其作成可利用多個同心環狀部來加壓芯片，或是一種基板支撐狀置(參照專利文獻3)，其在彈性墊與支撐構件之間所形成的空間的內部，設置多個壓力室而構成。

[現有技術文獻]

(專利文獻)

專利文獻1：日本特開平5-69310號公報；

專利文獻2：日本特表2004-516644號公報；

專利文獻3：日本特開2002-187060號公報。

發明內容

但是，通過使用一種研磨頭101，此研磨頭101在如上述的橡膠膜103上保持工件W，來進行工件W的研磨，雖然也能提升工件W整體的平坦性及研磨量均勻性，但是由于工件的厚度或模板的厚度偏差等的影響，會有無法得到穩定的工件W平坦度這樣的問題。

另外，工件W在研磨前的原料形狀是不平坦時，必須調整研磨輪廓來修正工件W的形狀，但是在以往的橡膠夾盤方式的研磨頭中，因為無法容易地改變研磨輪廓，此種調整是困難的。

本發明是鑒于上述的問題而開發出來的，其主要目的在于提供一種研磨頭及具備該研磨頭的研磨裝置，能配合工件研磨前的形狀來調整研磨輪廓，并能得到穩定且良好的平坦性。

為了達成上述目的，依照本發明，提供一種研磨頭，至少具備：環狀剛性環；橡膠膜，其被以均勻的張力粘接在該剛性環；中板，其與上述剛性環結合，并與上述橡膠膜和上述剛性環共同形成空間部；環狀模板，其在上述橡膠膜的底面部的周邊部配置成與上述剛性環同心狀；壓力調整機構，其使上述空間部的壓力變化；在上述橡膠膜的底面部保持工件的背面，且利用上述模板來保持上述工件的邊緣部，使該工件的表面在已粘貼于轉盤上的研磨布上作接觸滑動來進行研磨，其特征在于，上述空間部被與上述剛性環同心的至少1個環狀墻隔開，而形成多個密閉空間，且被上述環狀墻隔開的多個密閉空間之中的內側的至少1個密閉空間的外徑以成為上述工件的平坦度保證區域的直徑以上的方式來形成，而且上述壓力調整機構分別獨立地調整上述多個密閉空間內的壓力。

如此，通過相對于工件大很多的橡膠膜來保持工件，并且上述空間部是利用與上述剛性環同心的至少1個環狀墻而被隔開而形成多個密閉空間，且利用上述環狀墻而被隔開的多個密閉空間之中的內側的至少1個密閉空間的外徑以成為上述工件的平坦度保證區域的直徑以上的方式來形成，而且上述壓力調整機構分別獨立地調整上述多個密閉空間內的壓力，能使各自的密閉空間的壓力調整所引起的壓力變動的影響不會在工件的平坦度保證區域的直徑內產生，能對工件賦予均勻的研磨壓力來進行研磨。