CN107186617A - 基板研磨方法、顶环以及基板研磨装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够恰当地处理基板的基板研磨方法、基板研磨装置以及用于那样的基板研磨装置的顶环。本发明提供一种基板研磨方法，具备如下工序：输送工序(S2)，在该输送工序(S2)中，利用弹性膜的第一区域吸附基板而将该基板向研磨垫上输送；研磨工序(S4)，在该研磨工序(S4)中，使所述基板与所述研磨垫接触而对所述基板进行研磨；以及提离工序(S6)，在该提离工序(S6)中，利用所述弹性膜的比所述第一区域宽的第二区域吸附所述基板而将所述基板从所述研磨垫提离。

Description

基板研磨方法、顶环以及基板研磨装置
技术领域
本发明涉及对基板进行研磨的基板研磨方法、保持基板的顶环以及具备那样的顶环的基板研磨装置。
背景技术
一般的基板研磨装置使用对基板进行保持的顶环，以如下那样的顺序对基板进行研磨。首先，顶环从输送装置接收基板，将该基板向研磨垫上输送。接下来，保持着基板的顶环下降，基板与研磨垫接触。在该状态下，顶环使基板旋转，一边供给研磨液一边对基板进行研磨。若研磨结束，则通过使顶环上升，进行使基板与研磨垫的研磨面分离而抬起的、被称为提离的动作(例如专利文献1、2)。此外，顶环通过将基板真空吸附于设置于顶环的下表面的膜片，保持基板或将基板提离。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5390807号公报
专利文献2：日本特开2009-178800号公报
在专利文献1中，无论在将基板向研磨垫上输送时，还是在将基板提离时，都以相同程度进行真空吸附。然而，若真空吸附力过强，则在将基板向研磨垫上输送时对基板施加压力而有可能弄伤基板。相反，若真空吸附力过弱，则将基板提离时基板有可能裂开、失败。其原因在于，在基板与研磨垫之间存在研磨液，在研磨后的基板与研磨垫之间产生表面张力。
与此相对，在专利文献2中公开了如下内容：与将基板向研磨垫上输送时相比，在提离时提高真空度。然而，不是提高膜片整体的真空度，因此，未必能够可靠地提离。
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是鉴于这样的问题点而完成的，本发明的课题在于提供一种能够恰当地处理基板的基板研磨方法、基板研磨装置以及用于那样的基板研磨装置的顶环。
用于解决课题的手段
根据本发明的一方式，可提供一种基板研磨方法，该基板研磨方法具备如下工序：输送工序，在该输送工序中，利用弹性膜的第一区域吸附基板并将所述基板向研磨垫上输送；研磨工序，在该研磨工序中，使所述基板与所述研磨垫接触而对所述基板进行研磨；以及提离工序，在该提离工序中，利用所述弹性膜的比所述第一区域宽的第二区域吸附所述基板而将所述基板从所述研磨垫提离。
在将基板向研磨垫输送时利用较窄的区域吸附基板，因此，能够减轻对基板施加的压力。另外，在将基板提离时利用较宽的区域吸附基板，因此，能够可靠地提离基板。
根据本发明的另一方式，可提供一种基板研磨方法，该基板研磨方法具备如下工序：输送工序，在该输送工序中，通过对在顶环主体与弹性膜之间形成的压力能够调整的区域中的第一区域进行减压，利用所述弹性膜的下表面吸附基板而向研磨垫上输送；研磨工序，在该研磨工序中，使所述基板与所述研磨垫接触而对所述基板进行研磨；以及提离工序，在该提离工序中，通过对所述压力能够调整的区域中的比所述第一区域宽的第二区域进行减压，从而利用所述弹性膜的下表面吸附所述基板而将所述基板从所述研磨垫提离。
在将基板向研磨垫输送时对较窄的区域进行减压而吸附基板，因此，能够减轻对基板施加的压力。另外，在将基板提离时对较宽的区域进行减压而吸附基板，因此，能够可靠地提离基板。
也可以是，在所述顶环主体与所述弹性膜之间形成有压力能够调整的多个区域，所述第一区域包括所述多个区域中的规定数量的区域，所述第二区域包括所述多个区域中的数量比所述规定数量多的区域。
由此，能够使第二区域比第一区域宽。
也可以是，在所述研磨工序中，对所述压力能够调整的区域的至少一部分进行加压。
在该情况下，研磨前被减压的区域较窄，因此，能够在研磨时迅速地加压到所期望的压力。
期望的是，在所述压力能够调整的区域内设置有朝向所述弹性膜延伸的支撑部。
通过设置支撑部，在提离时即使利用较宽的区域进行吸附，弹性膜的形状变化也较小，能够减轻对基板施加的压力。
根据本发明的一方式，可提供一种顶环，用于保持基板，所述顶环具备：顶环主体；弹性膜，该弹性膜设置于所述顶环主体的下方，在所述弹性膜与所述顶环主体之间形成有压力能够调整的区域；以及支撑部，该支撑部设置于所述区域内，朝向所述弹性膜延伸。
通过设置支撑部，即使在提离时利用较宽的区域进行吸附，弹性膜的形状变化也较小，能够减轻对基板施加的压力。
期望的是，具备将所述弹性膜保持于所述顶环的保持构件，所述支撑部是从所述保持构件延伸的突起。
通过将支撑部设为突起形状，不阻碍弹性膜的伸长。
期望的是，基板被吸附于所述弹性膜的下表面，所述支撑部设置于与所吸附的所述基板的边缘相当的部分。
通过在与边缘相当的部分设置有支撑部，尤其能够抑制基板的变形。
期望的是，基板吸附于所述弹性膜的下表面，在吸附所述基板时，所述支撑部抑制所述弹性膜的铅垂方向的形状变化。
由此，能够减轻对基板施加的压力。
也可以是，顶环具备挡圈，该挡圈设置于所述顶环主体的下方且所述弹性膜的周围。
并且，也可以是，所述挡圈具有内侧环和设置于该内侧环的外侧的外侧环。
根据本发明的另一方式，可提供一种基板研磨装置，具备：上述顶环；研磨垫，该研磨垫与保持于所述顶环的基板接触而对所述基板进行研磨；以及压力控制单元，该压力控制单元对所述压力能够调整的区域的压力进行控制。
期望的是，在对所述基板进行研磨之前的输送时，所述压力控制单元对所述压力能够调整的区域中的第一区域进行减压，当在对所述基板进行了研磨之后将所述基板从所述研磨垫提离时，所述压力控制单元对所述压力能够调整的区域中的比所述第一区域宽的第二区域进行减压。
在研磨前输送时对较窄的区域进行减压来吸附基板，因此，能够减轻对基板施加的压力。另外，在将基板提离时对较宽的区域进行减压来进行吸附，因此，能够可靠地将基板提离。
发明的效果
能够恰当地处理基板。
附图说明
图1是基板处理装置的概要俯视图。
图2是基板研磨装置300的概要立体图。
图3是基板研磨装置300的概要剖视图。
图4是示意性地表示顶环1的构造的剖视图。
图5是说明由基板研磨装置300进行的基板研磨工序的流程图。
图6是示意性地表示区域131～135的压力变化的图。
图7是详细地说明基板从输送机构600b向顶环1交接的图。
图8是详细地说明基板从输送机构600b向顶环1交接的图。
图9是表示改变基板的吸附范围而对研磨速度进行了测定的结果的曲线图。
图10是示意性地表示改变基板W的吸附范围而进行提离的情况下的、区域的流量和膜片13的形状变化的图。
图11是对使吸附范围变宽了的情况的提离时的基板的变形量进行了测定的曲线图。
图12是表示膜片13的剖视图。
图13是表示膜片13的一部分的放大剖视图。
图14是对支撑部的有无导致的提离时的基板的变形量进行了测定的曲线图。
符号说明
1 顶环
11 顶环主体
12 挡圈
13 膜片
131～138 区域
22、24、26、27 保持环
151、161 支撑部
3a 研磨垫
7 压力控制单元
300 基板研磨装置
具体实施方式
(第一实施方式)
图1是基板处理装置的概要俯视图。本基板处理装置用于在直径300mm或者450mm的半导体晶片、平板、CMOS(互补金属氧化物半导体，Complementary Metal OxideSemiconductor)、CCD(电荷耦合器件，Charge Coupled Device)等图像传感器、MRAM(磁性随机存储器，Magnetoresistive Random Access Memory)的磁性膜的制造工序等中对各种基板进行处理。
基板处理装置具备：大致矩形形状的外壳100；加载部200，其供存放许多基板的基板盒载置；1个或多个(在图1所示的方式中是4个)基板研磨装置300；1个或多个(在图1所示的方式中是两个)基板清洗装置400；基板干燥装置500；输送机构600a～600d；以及控制部700。
加载部200与外壳100邻接地配置。能够在加载部200搭载开放式晶片盒、SMIF(标准机械接口，Standard Mechanical Interface)晶片盒、或FOUP(前开式晶片传送盒，FrontOpening Unified Pod)。SMIF晶片盒、FOUP是如下密闭容器：能够在内部收纳基板盒，由分隔壁覆盖，来确保与外部空间独立的环境。
对基板进行研磨的基板研磨装置300、对研磨后的基板进行清洗的基板清洗装置400、使清洗后的基板干燥的基板干燥装置500收容于外壳100内。基板研磨装置300沿着基板处理装置的长度方向排列，基板清洗装置400和基板干燥装置500也沿着基板处理装置的长度方向排列。
在由加载部200、位于加载部200侧的基板研磨装置300以及基板干燥装置500围成的区域中配置有输送机构600a。另外，与基板研磨装置300、基板清洗装置400以及基板干燥装置500平行地配置有输送机构600b。
输送机构600a从加载部200接收研磨前的基板而向输送机构600b交接，或从输送机构600b接收从基板干燥装置500取出来的干燥后的基板。
输送机构600b是例如线性运输装置，将从输送机构600a接收到的研磨前的基板向基板研磨装置300交接。如后所述，基板研磨装置300利用真空吸附接收基板。输送机构600b再次接收研磨后的基板而向基板清洗装置400交接。
而且，在两个基板清洗装置400之间配置有输送机构600c，该输送机构600c在这些基板清洗装置400之间进行基板的交接。另外，在基板清洗装置400与基板干燥装置500之间配置有输送机构600d，该输送机构600d在这些基板清洗装置400与基板干燥装置500之间进行基板的交接。
控制部700用于对基板处理装置的各设备的动作进行控制，既可以配置于外壳100的内部，也可以配置于外壳100的外部，也可以分别设置于基板研磨装置300、基板清洗装置400以及基板干燥装置500。
图2和图3分别是基板研磨装置300的概要立体图和概要剖视图。基板研磨装置300具有：顶环1；顶环轴2，在其下部连结有顶环1；研磨台3，其具有研磨垫3a；喷嘴4，其将研磨液向研磨台3上供给；顶环头5；支承轴6；以及压力控制单元7。
顶环1保持基板W。如图3所示，顶环1由如下构件构成：顶环主体11；圆环状的挡圈12；设置于顶环主体11的下方且挡圈12的内侧的挠性的膜片13(弹性膜)；以及设置于顶环主体11与挡圈12之间的气囊14。
通过设置气囊14，挡圈12能够相对于顶环主体11沿着铅垂方向相对移动。另外，通过压力控制单元7对顶环主体11与膜片13之间的空间进行减压，基板W的上表面被保持于顶环1(更详细而言，膜片13的下表面)。所保持的基板W的周缘被挡圈12包围，在研磨中基板W不会从顶环1飞出。
此外，挡圈12既可以是1个构件，也可以是由内侧环和设置于该内侧环的外侧的外侧环构成的双层环结构。在后者的情况下，也可以是，将外侧环固定于顶环主体11，在内侧环与顶环主体11之间设置气囊14。
顶环轴2的下端与顶环1的上表面中央连结。通过未图示的升降机构使顶环轴2升降，从而保持于顶环1的基板W的下表面与研磨垫3a接触或分开。另外，通过未图示的马达使顶环轴2旋转，从而顶环1旋转，由此所保持的基板W也旋转。
在研磨台3的上表面设置有研磨垫3a。研磨台3的下表面与旋转轴连接，研磨台3可旋转。在从喷嘴4供给研磨液、研磨垫3a与基板W的下表面接触了的状态下，使基板W和研磨台3旋转，从而可对基板W进行研磨。
顶环头5的一端与顶环轴2连结，另一端与支承轴6连结。通过未图示的马达使支承轴6旋转，从而顶环头5摆动，顶环1在研磨垫3a上与基板交接位置(未图示)之间往来。
压力控制单元7向顶环主体11与膜片13之间供给流体、或对顶环主体11与膜片13之间进行抽真空、或对顶环主体11与膜片13之间释放空气，而对在顶环主体11与膜片13之间形成的空间的压力进行调整。
图4是示意性地表示顶环1的构造的剖视图。在膜片13形成有朝向顶环主体11向上方延伸的周壁13a～13h。通过这些周壁13a～13h而在膜片13的上表面与顶环主体11的下表面之间形成有被周壁13a～13h划分开的区域131～138。区域131位于顶环1的大致中央，是圆形。区域132位于区域131的外侧，是圆环状。以下，区域133～138也同样是圆环状。
形成有贯通顶环主体11而与区域131～138分别连通的流路141～148。另外，在挡圈12的正上方设置有由弹性膜构成的气囊14，同样地形成有与气囊14连通的流路149。也可以在流路141～149上设置压力传感器、流量传感器。
流路141～149与压力控制单元7连接，可对区域131～138和气囊14内的压力进行调整。以下，说明压力控制单元7的构成例。
压力控制单元7具有：控制装置71；由控制装置71控制的开闭阀V1～V9和压力调节器R1～R9；以及流体调整部72。流路141经由开闭阀V1和压力调节器R1而与流体调整部72连接。流路142～149也是同样的。流体调整部72供给流体或进行抽真空。
例如在对区域131的压力进行调整的情况下，控制装置71使阀V1打开，对压力调节器R1进行调整。由此，流体从流体调整部72向区域131供给而区域131被加压、或流体调整部72对区域131进行抽真空而区域131被减压。
图5是说明由基板研磨装置300进行的基板研磨工序的流程图。另外，图6是示意性地表示区域131～135的压力变化的图，实线是区域134的压力变化，虚线是区域131～133、135的压力变化。
首先，通过使顶环头5摆动，顶环1向基板交接位置移动，压力控制单元7对区域134进行减压，从而基板W从输送机构600b向顶环1交接。(步骤S1)。
图7和图8是详细地说明基板从输送机构600b向顶环1交接的图。图7是从侧方观察输送机构600b和顶环1而得到的图，图8是从上方观察输送机构600b和顶环1而得到的图。
如图7的(a)所示，在输送机构600b的手部601上载置有基板W。另外，基板W的交接可使用挡圈台(日文：リテーナリングステーション)800。挡圈台800具有将顶环1的挡圈12上推的提升销801。
如图8所示，手部601支承基板W的下表面的外周侧的一部分。并且，提升销801和手部601以不彼此接触的方式配置。
在图7的(a)所示的状态下，顶环1下降的同时，输送机构600b上升。通过顶环1的下降，提升销801将挡圈12上推，基板W接近膜片13。若输送机构600b进一步上升，则基板W的上表面与膜片13的下表面接触(图7的(b))。
在该状态下，顶环1的膜片13吸附基板W。具体而言，本实施方式中的压力控制单元7对区域131～138中的区域134进行减压(例如、-50kPa、图6的时刻t0～t1)，由此，基板W吸附于膜片13。此时，压力控制单元7不对其他区域131～133、135～138进行减压。因而，基板W被膜片13的下表面中的区域134下方的较窄的区域(即、圆环状的区域)吸附、保持，但未吸附于其他位置。也就是说，基板W的吸附范围较窄。
在基板W这样吸附到膜片13之后，输送机构600b下降(图7的(c))。
返回图5，在区域134被减压了的状态下，通过使保持着基板W的顶环头5摆动，顶环1向研磨垫3a上移动。由此，基板W被向研磨垫3a的上方输送(图5的步骤S2、图6的时刻t1～t2)。基板W的吸附范围较窄、即、基板W被膜片13的较窄的区域吸附，因此，能够在研磨前输送时减轻对基板W施加的压力。
而且，通过顶环轴2下降，基板W的下表面与研磨垫3a的上表面接触。在该状态下，压力控制单元7对区域131～138进行加压，以将基板W的下表面按压于研磨垫3a(图5的步骤S3、图6的时刻t2～t3)。此时，被预先减压的仅是区域134，因此，膜片13从研磨前输送用的形状变化成研磨用的形状所需要的时间较短，压力控制单元7能够迅速地将区域131～138加压到所期望的压力。
之后，通过一边从喷嘴4向研磨垫3a上供给研磨液一边使顶环1和研磨台3旋转，基板W被研磨(图5的步骤S4、图6的时刻t3～t4)。
若研磨完成，则将基板W吸附于顶环1的膜片13的下表面。具体而言，本实施方式中的压力控制单元7不仅对区域131～138中的区域134进行减压，也对区域131～133、135进行减压(例如、-50kPa、图5的步骤S5、图6的时刻t4～t5)，由此基板W吸附于膜片13。因而，基板W被膜片13中的区域131～135下方的较宽的区域吸附。也就是说，基板W的吸附范围较宽。
这样，顶环1在输送时利用圆环状的(相对较窄的)区域134吸附输送机构600b上的基板W，与此相对，在研磨后利用呈同心圆状且更宽的区域131～135吸附研磨垫3a上的基板W。更详细而言，顶环1在研磨后除了利用输送时的圆环状的区域134吸附之外，还利用区域134的内侧的区域131～133和外侧的区域135进行吸附。
在区域131～135被减压了的状态下使顶环轴2上升，从而基板W被从研磨垫3a提离(图5的步骤S6)。
在基板W与研磨垫3a之间存在有研磨液等液体，在基板W与研磨垫3a之间产生了吸附力。若顶环1吸附基板W的力较弱，则有时无法将基板W提离而失败。与此相对，在本实施方式中，基板W的吸附范围较宽、即、基板W被膜片13的较宽的区域吸附，因此，基板W与膜片13之间的吸附力比基板W与研磨垫3a之间的吸附力大。因此，顶环1能够可靠地将基板W提离。
之后，在区域131～135被减压了的状态下，基板W在基板交接位置从顶环1向输送机构600b交接(步骤S7)。
如以上说明那样，在本实施方式中，在研磨前输送时使基板W的吸附范围变窄。由此，能够减轻对基板W的压力，能够使研磨时的研磨速度稳定化。
图9是表示改变基板的吸附范围来对研磨速度进行了测定的结果的曲线图。方形标记是如在本实施方式中进行了说明那样使研磨前输送时(图5的步骤S2)的吸附范围变窄了的(仅区域134)情况的结果，圆形标记是作为比较例的使研磨前输送时的吸附范围变宽了的(区域131～135)情况的结果。对各10张基板进行研磨而对研磨速度进行测定，将各基板作为横轴。另外，纵轴是区域133下方的基板的研磨速度的测定结果(单位是任意的)。在该图9的比较例中，若使吸附范围变宽，则一部分基板的研磨速度比其他基板大幅度地提高，研磨速度不稳定。与此相对，在本实施方式中，通过使吸附范围变窄，基板的研磨速度稳定。
另外，在本实施方式中，在提离时使基板W的吸附范围变宽。由此，顶环1的保持力变高而能够可靠地将基板W提离，并且能够抑制膜片13的形状变化。
图10是示意性地表示改变基板W的吸附范围而提离了的情况下的、区域的流量和膜片13的形状变化的图。该图10的上层是使提离时的吸附范围变窄了的(仅区域134)情况的比较例，该图10的下层是使提离时的吸附范围变宽了的(区域131～135)情况的本实施方式。
在比较例中，区域134进行吸附，但其他区域131～133、135～138未进行吸附，是自由状态。在时刻t1，在顶环1开始上升的时间点，基板W被研磨垫3a拉拽，膜片13伸长而区域131～138的容积变大。其结果，气体流入区域131～138，流量为正。
之后，在顶环1进一步上升了的时刻t2，在膜片13的张力的作用下，基板W与研磨垫3a分开，膜片13恢复原来的状态而区域131～138的容积变小。因此，流量暂时为负，之后，流量稳定而成为0。
这样，在提离时的吸附范围较窄的情况下，存在膜片13的形状变化，区域131～138的流量不稳定。
另一方面，在本实施方式中，区域131～135进行吸附。在时刻t1，在顶环1开始上升的时间点，吸附范围较宽，因此，基板W被研磨垫3a拉拽的影响较小，基板W立即与研磨垫3a分开。因此，膜片的形状变化几乎没有，区域131～138的流量稳定，是0。
这样，在第一实施方式中，在研磨前输送时，使基板W的吸附范围变窄，在研磨后输送时，使基板W的吸附范围变宽。由此，能够减轻对基板W施加的压力，研磨速度稳定，且能够可靠地提离。因而，从接收基板W到提离为止能够恰当地处理基板，能够抑制基板开裂等不良、基板落下·失败等输送错误，提高成品率、生产率。
此外，在本实施方式中，在研磨前输送时仅对区域134进行减压，在研磨后输送时对区域131～135进行减压，但并不限于此，使研磨后输送时的吸附范围比研磨前输送时的吸附范围宽即可。例如，在研磨前输送时，也可以不是对圆环状的区域而是仅对圆形的区域进行减压来吸附基板W。具体而言，在研磨前输送时，既可以仅对区域131进行减压，也可以对区域131、132进行减压，还可以对区域131～133进行减压。并且，在研磨后输送时，对比研磨前输送时的吸附范围宽的范围的区域、例如在研磨前输送时已减压的区域和该已减压的区域的内侧和/或外侧的区域进行减压即可。
(第二实施方式)
上述的第一实施方式是在提离时使吸附范围变宽的实施方式。然而，由于情况的不同，有时也由于使吸附范围变宽而使基板变形，对基板施加压力。
图11是对使吸附范围变宽了的情况下的提离时的基板的变形量进行了测定的曲线图。该图11是对300mm基板进行了测定的图，横轴是基板上的位置，纵轴是变形量(不过，以研磨垫3a侧也就是说朝下为正)。如图示那样，在基板的外周大幅度地变形。另外，从距基板的中心约100mm的位置起在外侧产生变形，对该位置施加有压力。
因此，在以下说明的第二实施方式中，在顶环主体11与膜片13之间设置有支撑部，通过抑制膜片13的变形，来抑制基板的变形。
图12是表示膜片13的剖视图。膜片13具有：圆形的抵接部130，其与基板W接触；8个周壁13a～13h，其与抵接部130直接或间接地连接。抵接部130与基板W的背面、即应该研磨的表面的相反一侧的面接触并保持。另外，抵接部130在研磨时将基板W按压于研磨垫3a。周壁13a～13h是配置成同心状的环状的周壁。
周壁13a～13h的上端被夹持在保持环22、24、26、27与顶环主体11的下表面之间，安装于顶环主体11。这些保持环22、24、26、27被保持单元(未图示)可装卸地固定于顶环主体11。因而，若解除保持单元，保持环22、24、26、27与顶环主体11分开，由此能够将膜片13从顶环主体11拆卸。作为保持单元，能够使用螺钉等。
周壁13h是最外侧的周壁，周壁13g配置于周壁13h的径向内侧。而且，周壁13f配置于周壁13g的径向内侧。以下，将周壁13h称为第一边缘周壁，将周壁13g称为第二边缘周壁，将周壁13f称为第三边缘周壁。
图13是表示膜片13的一部分的放大剖视图。为了可对基板W的边缘部的较窄的范围内的研磨速度进行调整，膜片13采用了图13所示那样的形状。以下，详细地说明膜片13。第一边缘周壁13h从抵接部130的周端部向上方延伸，第二边缘周壁13g与第一边缘周壁13h连接。
第二边缘周壁13g具有连接到第一边缘周壁13h的内周面1010的外侧水平部1110。第一边缘周壁13h的内周面1010具有与抵接部130垂直地延伸的上侧内周面1010a和下侧内周面1010b。上侧内周面1010a从第二边缘周壁13g的水平部1110向上方延伸，下侧内周面1010b从第二边缘周壁13g的水平部1110向下方延伸。换言之，在将与抵接部130垂直地延伸的内周面1010分割的位置连接有第二边缘周壁13g的外侧水平部1110。下侧内周面1010b与抵接部130的终端部连接。位于下侧内周面1010b的外侧的外周面1020也与抵接部130垂直地延伸。上侧内周面1010a和下侧内周面1010b位于同一面内。该“同一面”是与抵接部130垂直的想像面。也就是说，上侧内周面1010a的径向位置和下侧内周面1010b的径向位置相同。
第一边缘周壁13h具有允许抵接部130的上下动作的弯折部1030。该弯折部1030与上侧内周面1010a连接。弯折部1030具有沿着与抵接部130垂直的方向(即、铅垂方向)伸缩自由地构成的波纹管构造。因而，即使顶环主体11与研磨垫3a之间的距离变化，也能够维持抵接部130的周端部与基板W之间的接触。第一边缘周壁13h具有从弯折部1030的上端向径向内侧延伸的缘部1040。缘部1040通过图12所示的保持环27而固定于顶环主体11的下表面。
第二边缘周壁13g具有从第一边缘周壁13h的内周面1010水平地延伸的外侧水平部1110。而且，第二边缘周壁13g具有：倾斜部1120，其连接到外侧水平部1110；内侧水平部1130，其连接到倾斜部1120；铅垂部1140，其连接到内侧水平部1130；以及缘部1150，其连接到铅垂部1140。倾斜部1120从外侧水平部1110向径向内侧延伸且向上方倾斜。缘部1150从铅垂部1140向径向外侧延伸，通过图12所示的保持环27而固定于顶环主体11的下表面。若第一边缘周壁13h和第二边缘周壁13g通过保持环27而安装于顶环主体11的下表面，则在第一边缘周壁13h与第二边缘周壁13g之间形成区域138。
第三边缘周壁13f配置于第二边缘周壁13g的径向内侧。第三边缘周壁13f具有：倾斜部1210，其连接到抵接部130的上表面；水平部1220，其连接到倾斜部1210；铅垂部1230，其连接到水平部1220；以及缘部1240，其连接到铅垂部1230。倾斜部1210从抵接部130的上表面沿着径向内侧延伸且向上方倾斜。缘部1240从铅垂部1230向径向内侧延伸，通过图12所示的保持环26而固定于顶环主体11的下表面。若第二边缘周壁13g和第三边缘周壁13f通过保持环27、26而分别安装于顶环主体11的下表面，则在第二边缘周壁13g与第三边缘周壁13f之间形成区域137。
周壁13e配置于第三边缘周壁13f的径向内侧。周壁13e具有：倾斜部1310，其连接到抵接部130的上表面；水平部1320，其连接到倾斜部1310；铅垂部1330，其连接到水平部1320；以及缘部1340，其连接到铅垂部1330。倾斜部1310从抵接部130的上表面向径向内侧延伸且向上方倾斜。缘部1340从铅垂部1330向径向外侧延伸，通过图12所示的保持环26而固定于顶环主体11的下表面。若周壁13e和第三边缘周壁13f通过保持环26而安装于顶环主体11的下表面，则在周壁13e与第三边缘周壁13f之间形成区域136。
图12所示的周壁13b、13d具有与图12所示的第三边缘周壁13f实质上相同的结构，图12所示的周壁13a、13c具有与图12所示的周壁13e实质上相同的结构，因此，省略它们的说明。如图12所示，周壁13a、13b的缘部通过保持环22而固定于顶环主体11的下表面，周壁13c、13d的缘部通过保持环24而固定于顶环主体11的下表面。此外，在区域131、133、135分别形成有从顶环主体11突出的环21、23、25。
并且，形成于保持环26的下方的区域136比分别形成于保持环22、24的下方的区域132、134和环21、23、25下方的各区域131、133、135窄。
本实施方式中的顶环1具有位于区域136内且朝向膜片13延伸的支撑部161。具体而言，支撑部161通过膜片13的周壁13e与周壁13f之间而向下方延伸，更具体而言与周壁13e的倾斜部1310(图13)大致平行地倾斜，但没有延伸到周壁13f的水平部1220的下方。另外，支撑部161的下表面与膜片13大致平行。支撑部161是与保持环26一体的构件，也可以是从保持环26延伸的同心的环状的突起。
另外，顶环1也可以具有处于区域134内且与膜片13大致平行地延伸的支撑部151。也可以是，支撑部151是与保持环24一体的构件，是从保持环24延伸的同心的环状的突起。
这样，期望的是，保持环22的下表面、保持环24的下表面及支撑部151的下表面、支撑部161的下表面(还与区域131、133、135的顶环主体11成为一体的各环21、23、25的下表面)尽可能处于同一平面上。
支撑部161、151是突起状，从而不阻碍膜片13的铅垂方向和径向的伸长，但在对区域进行减压而保持基板时，抑制膜片13的铅垂方向的形状变化。由此，即使在研磨后输送过程中利用较宽的区域(例如上述的区域131～135)吸附基板的情况下，也能够尽量地抑制基板的变形而平坦且均匀地保持基板，能够抑制对基板的压力。
在利用膜片13吸附基板时，区域136相当于与基板的边缘(距基板的周缘约20mm以内)抵接的部分。另外，区域136比内侧的区域131～135窄。通常，为了提高研磨轮廓的边缘控制性，难以想到在这样的区域136设置支撑部。然而，在本实施方式中，通过特意在与基板的边缘相当的区域136设置支撑部，能够抑制基板的变形。
图14是对支撑部的有无导致的提离时的基板的变形量进行了测定的曲线图。该图14的实线是存在支撑部的情况。该图14的虚线是没有支撑部的情况，与图11相同。如图示那样，若没有设置支撑部，则在基板的外周部大幅度变形，但通过设置支撑部，能够将基板W的形状变化抑制成小于一半。
这样，在第二实施方式中，在区域内设置支撑部。因此，在利用较宽的范围吸附基板的情况，也可抑制膜片13的形状变化，能够减轻对基板的压力。
上述的实施方式是以具有本发明所属的技术领域中的通常知识的人能够实施本发明为目的而记载的。只要是本领域技术人员当然可做成上述实施方式的各种变形例，本发明的技术的思想也可适用于其他实施方式。因而，本发明并不限定于所记载的实施方式，应该为按照由权利要求书定义的技术的思想的最宽的范围。

Claims (15)

1.一种基板研磨方法，其特征在于，具备：
输送工序，在该输送工序中，利用弹性膜的第一区域吸附基板而将所述基板向研磨垫上输送；
研磨工序，在研磨工序中，使所述基板与所述研磨垫接触而对所述基板进行研磨；以及
提离工序，在该提离工序中，利用所述弹性膜的比所述第一区域宽的第二区域对所述基板进行吸附而将所述基板从所述研磨垫提离。
2.一种基板研磨方法，其特征在于，具备：
输送工序，在该输送工序中，对在顶环主体与弹性膜之间形成的压力能够调整的区域中的第一区域进行减压，从而利用所述弹性膜的下表面吸附基板而将该基板向研磨垫上输送；
研磨工序，在该研磨工序中，使所述基板与所述研磨垫接触而对所述基板进行研磨；
以及提离工序，在该提离工序中，对所述压力能够调整的区域中的比所述第一区域宽的第二区域进行减压，从而利用所述弹性膜的下表面吸附所述基板而将所述基板从所述研磨垫提离。
3.根据权利要求2所述的基板研磨方法，其特征在于，
在所述顶环主体与所述弹性膜之间形成有压力能够调整的多个区域，
所述第一区域包括所述多个区域中的规定数量的区域，
所述第二区域包括所述多个区域中的数量比所述规定数量多的区域。
4.根据权利要求3所述的基板研磨方法，其特征在于，
所述第二区域与所述第一区域呈同心圆状，所述第二区域比所述第一区域宽。
5.根据权利要求3所述的基板研磨方法，其特征在于，
所述第一区域是圆状或圆环状的区域。
6.根据权利要求2～5中任一项所述的基板研磨方法，其特征在于，
在所述研磨工序中，对所述压力能够调整的区域的至少一部分进行加压。
7.根据权利要求2～5中任一项所述的基板研磨方法，其特征在于，
在所述压力能够调整的区域内设置有朝向所述弹性膜延伸的支撑部。
8.一种顶环，用于保持基板，所述顶环的特征在于，具备：
顶环主体；
弹性膜，该弹性膜设置于所述顶环主体的下方，在所述弹性膜与所述顶环主体之间形成有压力能够调整的区域；以及
支撑部，该支撑部设置于所述区域内，朝向所述弹性膜延伸。
9.根据权利要求8所述的顶环，其特征在于，
具备保持构件，该保持构件将所述弹性膜保持于所述顶环，
所述支撑部是从所述保持构件延伸的突起。
10.根据权利要求8或9所述的顶环，其特征在于，
基板被吸附于所述弹性膜的下表面，
所述支撑部设置于与所吸附的所述基板的边缘相当的部分。
11.根据权利要求8或9所述的顶环，其特征在于，
基板被吸附于所述弹性膜的下表面，
在吸附所述基板时，所述支撑部抑制所述弹性膜的铅垂方向的形状变化。
12.根据权利要求8或9所述的顶环，其特征在于，
具备挡圈，该挡圈设置于所述顶环主体的下方且所述弹性膜的周围。
13.根据权利要求12所述的顶环，其特征在于，
所述挡圈具有内侧环和设置于该内侧环的外侧的外侧环。
14.一种基板研磨装置，其特征在于，具备：
权利要求8或9所述的顶环；
研磨垫，该研磨垫与保持于所述顶环的基板接触而对所述基板进行研磨；以及
压力控制单元，该压力控制单元对所述压力能够调整的区域的压力进行控制。
15.根据权利要求14所述的基板研磨装置，其特征在于，
在对所述基板进行研磨之前的输送时，所述压力控制单元对所述压力能够调整的区域中的第一区域进行减压，
当在对所述基板进行了研磨之后将所述基板从所述研磨垫提离时，所述压力控制单元对所述压力能够调整的区域中的比所述第一区域宽的第二区域进行减压。
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