CN108015668A - 基板保持装置、弹性膜、研磨装置以及弹性膜的更换方法 - Google Patents

基板保持装置、弹性膜、研磨装置以及弹性膜的更换方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供基板保持装置、弹性膜、研磨装置以及弹性膜的更换方法，该基板保持装置能够精密地调整研磨轮廓。本发明的基板保持装置(1)具有：形成用于按压基板(W)的多个压力室(16a～16f)的弹性膜(10)；连结弹性膜(10)的头主体(2)。弹性膜(10)具有：与基板(W)抵接而将该基板(W)向研磨垫(19)按压的抵接部(11)；从抵接部(11)的周端部向上方延伸的边缘周壁(14f)；配置在边缘周壁(14f)的径向内侧，从抵接部(11)向上方延伸的多个内部周壁(14a～14e)。多个内部周壁(14a～14e)中的至少两个相邻的内部周壁为向径向内侧倾斜的倾斜周壁。倾斜周壁从其下端到上端整体地一边向径向内侧倾斜，一边向上方延伸。

Description

基板保持装置、弹性膜、研磨装置以及弹性膜的更换方法
技术领域
本发明涉及用于保持晶片等基板的基板保持装置。进一步地，本发明涉及用于基板保持装置的弹性膜以及具有基板保持装置的研磨装置。进一步地，本发明涉及弹性膜的更换方法。
背景技术
近年来，伴随着半导体装置的高集成化、高密度化，回路的配线越来越细微化，多层配线的层数也增加。谋求回路的细微化并且实现多层配线时，由于沿着下侧的层的表面凹凸而台阶变大，因此随着配线层数增加，相对于薄膜形成的台阶形状的膜覆盖性(台阶覆盖)恶化。因此，为了进行多层配线，必须改善该台阶覆盖，并利用适当的过程进行平坦化处理。另外，为了光刻的细微化并且使焦点深度变浅，需要对半导体装置表面进行平坦化处理，以使得半导体装置的表面的凹凸台阶收束到焦点深度以下。
因此，在半导体装置的制造工序中，半导体装置表面的平坦化变得越来越重要。在该表面的平坦化中最重要的技术是化学机械研磨(CMP：Chemical MechanicalPolishing)。该化学机械研磨是一边将包含二氧化硅(SiO2)等磨粒的研磨液向研磨垫的研磨面上供给，一边使晶片与研磨面滑动接触来进行研磨。
用于进行CMP的研磨装置具有：支承研磨垫的研磨台；用于保持晶片的被称作顶环或研磨头等的基板保持装置。在利用这样的研磨装置进行晶片的研磨的情况下，利用基板保持装置保持晶片，并且以规定的压力使该晶片相对于研磨垫的研磨面按压。此时，通过使研磨台与基板保持装置相对运动，晶片与研磨面滑动接触，而对晶片的表面进行研磨。
在研磨中的晶片与研磨垫的研磨面之间的相对按压力没有均匀地遍及晶片的整面的情况下，会根据施加到晶片的各部分的按压力而产生研磨不足、过度研磨。在此，为了使相对于晶片的按压力均匀化，在基板保持装置的下部设置由弹性膜形成的压力室，通过向该压力室供给空气等流体，而经由弹性膜，利用流体压来按压晶片(例如，专利文献1)。
图22是表示以往弹性膜的一例的剖视图。如图22所示，以往的弹性膜110具有：与基板接触的圆形的抵接部111；与抵接部111直接或间接连接的多个(在图22中，八个)周壁110a、110b、110c、110d、110e、110f、110g、110h。周壁110a～110h的上端利用四个挡圈105、106、107、108安装于头主体102的下表面。利用周壁110a～110h，形成多个压力室(即，位于中央的圆形状的中央压力室116a，位于最外周的环状的边缘压力室116g、116h，以及位于中央压力室116a与边缘压力室116g、116h之间的环状的中间压力室116b、116c、116d、116e、116f)。周壁110h是最外侧的周壁，称为边缘周壁110h。周壁110a～110g配置在边缘周壁110h的径向内侧，称作内部周壁110a～110g。通过分别调整供给到各压力室的流体的压力，能够相对于基板的每个区域调整施加到基板上的按压力。因此，由于能够遍及基板整面调整精密的研磨轮廓，因此能够均匀地研磨基板整面。
专利文献1：日本特开2015-193070号公报
然而，以往的弹性膜的内部周壁具有：向径向内侧倾斜的倾斜部；与倾斜部连接的水平部。例如，图22所示的弹性膜110的内部周壁110a～110f分别具有：从抵接部111向径向内侧倾斜的倾斜部120a～120f；从该倾斜部120a～120f沿水平延伸的水平部121a～121f。内部周壁110g具有：从边缘周壁110h沿水平延伸的水平部121g；与水平部121g连接的倾斜部120g。在利用具有如上所述的倾斜部、水平部的内部周壁110a～110g和边缘周壁110h来形成多个压力室116a～116h的情况下，通过分别向相邻的压力室供给的流体的压力差，使内部周壁110a～110g变形。例如，在向压力室116e供给的流体的压力比向压力室116d供给的流体的压力大的情况下，内部周壁110d向抵接部111膨胀。在压力室116e内的流体的压力与压力室116d内的流体的压力的差大到一定程度时，内侧周壁110d的水平部121d会与抵接部111接触。在该情况下，由于内部周壁110d的水平部121d使抵接部111向基板按压，因此水平部121d与抵接部111的接触部分的研磨率上升。因此，在以往的基板保持装置中，在分别向相邻的压力室供给的流体的压力差设定容许值，在精密地调整研磨轮廓时有一定的限界。
进一步地，近年来，寻求能够精密地调整基板的研磨轮廓，尤其是基板的周缘部的研磨轮廓的研磨装置。因此，如图22所示，使弹性膜110的周缘部的内部周壁间的间隔比弹性膜110的中央部的周壁间的间隔小，使配置在基板的径向外侧的压力室的宽度减小。例如，内部周壁110f与内部周壁110g之间的间隔比内部周壁110c与内部周壁110d之间的间隔小，因此径向上的压力室116g的宽度比压力室116d的宽度小。在由具有倾斜部和水平部的周壁形成的压力室的宽度进一步缩小时，如图22的内部周壁110f以及内部周壁110g所示，需要使周壁在铅垂方向上并列配置。在该情况下，在压力室116h内的流体的压力与压力室116g内的流体的压力之间的差大到一定程度时，内部周壁110g可能与内部周壁110f接触。考虑到相邻的内部周壁彼此可能接触，在以往的基板保持装置中，在精密调整研磨轮廓，特别是基板的周缘部的研磨轮廓时有一定的限界。
进一步地，利用以往的弹性膜110，在减小压力室的宽度时有限界。更具体而言，由于内部周壁具有水平部，因此需要在相邻的内部周壁间形成将一定程度的间隔，以使得相邻的内部周壁不接触。其结果是，为了精密调整基板的研磨轮廓，有时难以减小径向的压力室的宽度。
发明内容
在此，本发明的目的在于，提供一种能够精密调整研磨轮廓的基板保持装置。进一步地，本发明的目的在于提供一种用于如上所述的基板保持装置的弹性膜以及具有如上所述的基板保持装置的研磨装置。进一步地，本发明涉及如上所述的弹性膜的更换方法。
用于解决技术课题的技术方案
在本发明一方式中，一种基板保持装置，具有：弹性膜，该弹性膜形成用于按压基板的多个压力室；以及头主体，该头主体与所述弹性膜连结，所述弹性膜具有：抵接部，该抵接部与所述基板抵接，将该基板向研磨垫按压；边缘周壁，该边缘周壁从所述抵接部的周端部向上方延伸；以及多个内部周壁，该多个内部周壁配置于所述边缘周壁的径向内侧，从所述抵接部向上方延伸，所述多个内部周壁中的至少两个相邻的内部周壁为向径向内侧倾斜的倾斜周壁，所述倾斜周壁从其下端到上端整体地一边向径向内侧倾斜，一边向上方延伸。
在本发明的优选方式中，所述倾斜周壁彼此大致平行地延伸。
在本发明的优选方式中，所述倾斜周壁与所述边缘周壁相邻地配置。
在本发明的优选方式中，所述头主体具有与所述弹性膜连结的至少一个连结环，所述连结环具有：环垂直部、一边从该环垂直部向径向外侧倾斜一边向下方延伸的环倾斜部，所述环倾斜部具有限制所述倾斜周壁的变形的内周面以及外周面。
在本发明的优选方式中，所述环倾斜部的顶端位于比所述倾斜周壁的中间点靠下方的位置。
在本发明的优选方式中，在所述环倾斜部的外周面形成有遍及该外周面的整周延伸的密封槽，所述倾斜周壁的上端由嵌入所述密封槽的密封突起构成，通过将所述密封突起向所述密封槽按压，将所述连结环与所述倾斜周壁之间的间隙密封。
在本发明的优选方式中，还具有固定件，该固定件使两个所述倾斜周壁同时连结于三个所述连结环，所述固定件具有固定件主体和向该固定件主体的外侧突出的椭圆形状的凸缘，所述三个连结环为，内侧连结环、外侧连结环及中间连结环，该中间连结环通过夹装于所述内侧连结环与所述外侧连结环而被该内侧连结环和外侧连结环保持，在所述内侧连结环的环垂直部和所述外侧连结环的环垂直部分别形成有能够与所述凸缘卡合的内侧卡合槽和外侧卡合槽。
在本发明的优选方式中，还具有定位机构，该定位机构用于固定所述内侧连结环、所述外侧连结环以及所述中间连结环之间的相对位置。
在本发明的优选方式中，所述定位机构具有：棒状部件；第一插入孔，该第一插入孔形成于所述内侧连结环的环垂直部，能够供所述棒状部件插入；第二插入孔，该第二插入孔形成于所述中间连结环的环垂直部，能够供所述棒状部件插入；以及第三插入孔，该第三插入孔形成于所述外侧连结环的环垂直部，能够供所述棒状部件插入。
在本发明的优选方式中，所述定位机构具有：第一卡合突起，该第一卡合突起从所述中间连结环的环垂直部的内周面或所述内侧连结环的环垂直部的外周面突出；第一卡合凹部，该第一卡合凹部能够与所述第一卡合突起卡合，且形成于所述内侧连结环的环垂直部的外周面或所述中间连结环的环垂直部的内周面；第二卡合突起，该第二卡合突起从所述中间连结环的环垂直部的外周面或所述外侧连结环的环垂直部的内周面突出；第二卡合凹部，该第二卡合凹部能够与所述第二卡合突起卡合，且形成于所述外侧连结环的环垂直部的内周面或所述中间连结环的环垂直部的外周面。
在本发明的优选方式中，所述第一卡合突起以及所述第二卡合突起分别形成于所述中间连结环的环垂直部的内周面以及外周面，所述第一卡合凹部形成于所述内侧连结环的环垂直部的外周面，所述第二卡合凹部形成于所述外侧连结环的环垂直部的内周面。
在本发明的优选方式中，所述定位机构具有：对位部件，该对位部件固定于所述头主体的下表面，具有形成于上端部的凸缘部和形成于下端部的卡合突起；内侧台阶部，该内侧台阶部形成于所述内侧连结环的环垂直部的外周面，供所述凸缘部卡合；外侧台阶部，该外侧台阶部形成于所述外侧连结环的环垂直部的内周面，供所述凸缘部卡合；卡合凹部，该卡合凹部形成于所述中间连结环的环垂直部的上表面，供所述卡合突起卡合。
本发明的其他方式为一种弹性膜，用于基板保持装置，所述弹性膜的特征在于，具有：抵接部，该抵接部与基板抵接而将该基板向研磨垫按压；边缘周壁，该边缘周壁从所述抵接部的周端部向上方延伸；以及多个内部周壁，该多个内部周壁配置于所述边缘周壁的径向内侧，从所述抵接部向上方延伸，所述多个内部周壁中的至少两个相邻的内部周壁为向径向内侧倾斜的倾斜周壁，所述倾斜周壁从其下端到上端整体地一边向径向内侧倾斜，一边向上方延伸。
本发明的其他方式为一种研磨装置，具有：研磨台，该研磨台用于支承研磨垫；以及基板保持装置，该基板保持装置用于将基板向所述研磨垫按压，所述研磨装置的特征在于，所述基板保持装置具有：形成用于按压基板的多个压力室的弹性膜；与所述弹性膜连结的头主体；所述弹性膜具有：抵接部，该抵接部与所述基板抵接而将该基板向研磨垫按压；边缘周壁，该边缘周壁从所述抵接部的周端部向上方延伸；以及多个内部周壁，该多个内部周壁配置于所述边缘周壁的径向内侧，从所述抵接部向上方延伸；所述多个内部周壁中的至少两个相邻的内部周壁为向径向内侧倾斜的倾斜周壁，所述倾斜周壁从其下端到上端整体地一边向径向内侧倾斜，一边向上方延伸。
本发明的其他方式为一种弹性膜的更换方法，对固定于基板保持装置的头主体并形成用于按压基板的多个压力室的弹性膜进行更换，所述弹性膜的更换方法的特征在于，所述弹性膜具有：抵接部，该抵接部与所述基板抵接而将该基板向研磨垫按压；边缘周壁，该边缘周壁从所述抵接部的周端部向上方延伸；以及多个内部周壁，该多个内部周壁配置于所述边缘周壁的径向内侧，从所述抵接部向上方延伸，所述多个内部周壁中的至少两个相邻的内部周壁为向径向内侧倾斜的倾斜周壁，所述倾斜周壁从其下端到上端整体地一边向径向内侧倾斜，一边向上方延伸，所述头主体具有与所述弹性膜连结的至少三个连结环，至少两个所述倾斜周壁利用固定件与所述至少三个连结环连结，所述固定件具有：固定件主体；凸缘，该凸缘从所述固定件主体突出，能够与所述至少三个连结环中的内侧连结环和外侧连结环卡合；解除所述凸缘、所述内侧连结环、外侧连结环的卡合，从所述至少三个连结环中拆卸弹性膜，准备新的弹性膜，将所述新的弹性膜的至少两个倾斜周壁保持于所述至少三个连结环，使所述固定件的凸缘与所述内侧连结环、外侧连结环卡合，将所述新的弹性膜固定于所述头主体。
发明效果
利用本发明，构成为倾斜周壁的内部周壁从其下端到上端整体地一边向径向内侧倾斜，一边向上方延伸。即，倾斜周壁没有水平部。因此，即便在分别向相邻的压力室供给的流体的压力差大的情况下，倾斜周壁也不与抵接部接触。进一步地，能够防止相邻的倾斜周壁彼此接触。进一步地，能够使相邻的倾斜周壁之间的间隔缩小，因此能够减小径向的压力室的宽度。其结果是，能够精密地调整保持于基板保持装置的基板的研磨轮廓。
附图说明
图1是表示一实施方式的研磨装置的图。
图2是表示图1所示的研磨装置所具有的基板保持装置的示意图。
图3是表示图2所示的挡圈以及连结部件的俯视图。
图4是图2所示的球面轴承以及连结部件的一部分的放大剖视图。
图5是表示一实施方式的弹性膜与头主体的支架连结的状态的概略剖视图。
图6是表示图5所示的弹性膜的一部分的放大剖视图。
图7(a)是第三连结环的剖视图，图7(b)是图7(a)的A线向视图。
图8是表示在连结环的环倾斜部的内周面形成按压突起的一例的放大剖视图。
图9是表示与边缘周壁相邻地配置的两个内部周壁构成为倾斜周壁的弹性膜的一例的剖视图。
图10(a)是固定件的俯视图，图10(b)是图10(a)的B-B线剖视图。
图11是表示为了将图6所示的弹性膜连结于头主体，而使用图10(a)以及图10(b)所示的固定件将三个连结环同时固定于支架的各工序的示意图。
图12是表示为了将图6所示的弹性膜连结于头主体，而使用图10(a)以及图10(b)所示的固定件将三个连结环同时固定于支架的各工序的示意图。
图13是表示为了将图6所示的弹性膜连结于头主体，而使用图10(a)以及图10(b)所示的固定件将三个连结环同时固定于支架的各工序的示意图。
图14是表示为了将图6所示的弹性膜连结于头主体，而使用图10(a)以及图10(b)所示的固定件将三个连结环同时固定于支架的各工序的示意图。
图15是表示固定件的配置的一例的示意图。
图16是表示一实施方式的定位机构的剖视图。
图17是表示图16所示的定位机构的变形例的剖视图。
图18(a)是表示其他实施方式的定位机构的示意图，图18(b)是图18(a)的C-C线剖视图。
图19(a)是表示图18(a)所示的定位机构的变形例的示意图，图19(b)是图19(a)的D-D线剖视图。
图20(a)是表示其他实施方式的定位机构的示意图，图20(b)是20(a)的E-E线剖视图。
图21是表示图20(a)所示的定位机构的变形例的示意图。
图22是表示以往的弹性膜的一例的剖视图。
附图标记说明
1 基板保持装置(研磨头)
2 头主体
3 挡圈
10 弹性膜(膜)
11 抵接部
14a、14b、14c、14d、14e、14f 周壁
16a、16b、16c、16d、16e、16f 压力室
17 通孔
18 研磨台
19 研磨垫
23a、23b、23c、23d、23e、23f 连结环
25 研磨液供给喷嘴
27 头轴
34 保持室
36、37 卡合槽
40 控制装置
45 第一凹部
46 第二凹部
47 第三凹部
48 第四凹部
50 环垂直部
51 环倾斜部
51d 密封槽
54 密封突起
60 挡圈按压机构
70 固定件
71 固定件主体
72 凸缘
81 上下移动机构
82 旋转接头
85 球面轴承
94 螺栓
100 定位机构
101 棒状部件
103、194、105 插入孔
108、109 卡合突起
110、112 卡合凹部
115 对位部件
116、117 台阶部
118 卡合凹部
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示一实施方式的研磨装置的图。如图1所示，研磨装置具有：支承研磨垫19的研磨台18；保持作为研磨对象物即基板的一例的晶片W，并向研磨台18上的研磨垫19按压的基板保持装置1，在以下说明中，将基板保持装置1称作研磨头1。
研磨台18经由台轴18a与配置在其下方的台马达29连结，能够绕该台轴18a周围旋转。研磨垫19贴附于研磨台18的上表面，研磨垫19的表面19a构成研磨晶片W的研磨面。在研磨台18的上方设置有研磨液供给喷嘴25，利用该研磨液供给喷嘴25对研磨台18上的研磨垫19上供给研磨液Q。
研磨头1具有：使晶片W相对于研磨面19a按压的头主体2；保持晶片W，以使得晶片W不从研磨头1飞出的挡圈3。研磨头1与头轴27连接，该头轴27利用上下移动机构81相对于头部臂64上下移动。利用该头轴27的上下移动，相对于头部臂64使研磨头1的整体升降而定位。在头轴27的上端安装有旋转接头82。
使头轴27以及研磨头1上下移动的上下移动机构81具有：经由轴承83能够旋转地支承头轴27的桥部84；安装于桥部84的滚珠丝杠88；被支柱86支承的支承台85；设于支承台85上的伺服电机90。支承伺服电机90的支承台85经由支柱86固定于头部臂64。
滚珠丝杠88具有：与伺服电机90连结的螺栓轴88a；该螺栓轴88a螺合的螺母88b。头轴27与桥部84一体而上下移动。因此，在驱动伺服电机90时，经由滚珠丝杠88使桥部84上下移动，由此，头轴27以及研磨头1上下移动。
头轴27经由键(未图示)与旋转筒66连结。该旋转筒66在其外周部具有正时带轮67。在头部臂64固定有头部马达68，上述正时带轮67经由正时带69与设于头部马达68的正时带轮70连接。因此，通过旋转驱动头部马达68，而经由正时带轮70、正时带69、以及正时带轮67使旋转筒66以及头轴27一体旋转，使研磨头1旋转。头部臂64利用能够旋转地支承于框架(未图示)的小臂轴80支承。研磨装置具有控制以头部马达68、伺服电机90为起点的装置内的各设备的控制装置40。
研磨头1构成为能够在其下表面保持晶片W。头部臂64构成为能够以小臂轴80为中心旋转，在下表面保持晶片W的研磨头1利用头部臂64的旋转从晶片W的接收位置向研磨台18的上方位置移动。
晶片W的研磨如下所示那样进行。使研磨头1以及研磨台18分别旋转，从设于研磨台18的上方的研磨液供给喷嘴25向研磨垫19上供给研磨液Q。在该状态下，使研磨头1下降到规定的位置(规定的高度)，在该规定的位置使晶片W向研磨垫19的研磨面19a按压。晶片W与研磨垫19的研磨面19a滑动接触，由此，晶片W的表面被研磨。
接着，对研磨头1进行说明。图2是研磨头(基板保持装置)1的概略剖视图。如图2所示，研磨头1具有：使晶片W相对于研磨面19a按压的头主体2；配置为包围晶片W的挡圈3。头主体2以及挡圈3构成为通过头轴27的旋转而一体旋转。挡圈3构成为与头主体2独立而能够上下移动。
头主体2具有：圆形的凸缘41；安装于凸缘41的下表面的垫片42；安装于垫片42的下表面的支架43。凸缘41连结于头轴27。支架43经由垫片42与凸缘41连结，凸缘41、垫片42以及支架43一体旋转，并且上下移动。具有凸缘41、垫片42以及支架43的头主体2由工程塑料(例如，PEEK)等树脂形成。此外，凸缘41也可以由SUS、铝等金属形成。
在头主体2的下表面连结有与晶片W的背面抵接的弹性膜10。关于使弹性膜10连结于头主体2的方法将在后文叙述。弹性膜10的下表面构成基板保持面10a。弹性膜10具有多个(在图2中，六个)环状的周壁14a、14b、14c、14d、14e、14f，这些周壁14a～14f配置为同心状。利用这些周壁14a～14f，在弹性膜10与头主体2之间形成有六个压力室，即位于中央的圆形状的中央压力室16a、位于最外周的环状的边缘压力室16f以及位于中央压力室16a与边缘压力室16f之间的中间压力室16b、16c、16d、16e。这些压力室16a～16f经由旋转接头82与压力调整装置65连接，从压力调整装置65通过分别延伸到各压力室16a～16f的流体管道73供给流体(例如，空气)。压力调整装置65连接于控制部40，能够独立调整这六个压力室16a～16f内的压力。进一步地，压力调整装置65能够在压力室16a～16f内形成负压。这样，在研磨头1中，通过调整向形成于头主体2与弹性膜10之间的各压力室16a～16f供给的流体的压力，能够针对晶片W的每个区域调整施加到晶片W的按压力。
弹性膜10由乙烯丙烯橡胶(EPDM)、聚氨酯橡胶、硅橡胶等强度以及耐久性好的橡胶材料形成。各压力室16a～16f还连接于大气开放机构(未图示)，能够使压力室16a～16f向大气开放。
挡圈3配置为包围头主体2的支架43以及弹性膜10。该挡圈3具有：与研磨垫19的研磨面19a接触的环部件3a；固定于该环部件3a的上部的驱动环3b。环部件3a利用未图示的多个螺栓与驱动环3b结合。环部件3a配置为包围晶片W的外周缘，且保持晶片W，以使得在晶片W的研磨中晶片W不从研磨头1飞出。
挡圈3的上部与环状的挡圈按压机构60连结，该挡圈按压机构60对挡圈3的上表面(更具体而言，驱动环3b的上表面)的整体施加均匀向下的载荷，由此，使挡圈3的下表面(即，环部件3a的下表面)相对于研磨垫19的研磨面19a按压。
挡圈按压机构60具有：固定于驱动环3b的上部的环状的活塞61；与活塞61的上表面连接的环状的滚动隔膜62。在滚动隔膜62的内部形成有挡圈压力室63。该挡圈压力室63经由旋转接头82与压力调整装置65连接。在从该压力调整装置65向挡圈压力室63供给流体(例如，空气)时，滚动隔膜62将活塞61向下方按下，进一步地，活塞61将挡圈3的整体向下方按下。这样一来，挡圈按压机构60使挡圈3的下表面相对于研磨垫19的研磨面19a按压。进一步地，通过利用压力调整装置65在挡圈压力室63内形成负压，能够使挡圈3的整体上升。挡圈压力室63还连接于大气开放机构(未图示)，能够使挡圈压力室63向大气开放。
挡圈3能够装卸地连结于挡圈按压机构60。更具体而言，活塞61由金属等磁性材料形成，在驱动环3b的上部配置有多个磁铁70。通过这些磁铁70吸引活塞61，使挡圈3利用磁力固定于活塞61。作为活塞61的磁性材料，例如，使用耐腐蚀性的磁性不锈钢。此外，也可以由磁性材料形成驱动环3b，在活塞61配置磁铁。
挡圈3经由连结部件75连结于球面轴承85。该球面轴承85配置在挡圈3的半径方向内侧。图3是表示挡圈3以及连结部件75的俯视图。如图3所示，连结部件75具有：配置在头主体2的中心部的轴部76；固定于该轴部76的轮毂77；从该轮毂77以放射状延伸的多个(在图示的例中为六个)辐条78。辐条78的一方的端部固定于轮毂77，辐条78的另一方的端部固定于挡圈3的驱动环3b。轮毂77、辐条78、驱动环3b一体形成。在支架43固定有多对驱动销80、80。各对驱动销80、80配置于各辐条78的两侧，支架43的旋转经由驱动销80、80传递到挡圈3，由此，头主体2与挡圈3一体旋转。
如图2所示，轴部76在球面轴承85内沿纵向延伸。如图3所示，在支架43形成有收纳辐条78的多个放射状的槽43a，各辐条78在各槽43a内沿纵向移动自如。连结部件75的轴部76在配置于头主体2的中央部的球面轴承85上，被支承为沿纵向移动自如。利用如上所述的结构，连结部件75以及固定于连结部件75的挡圈3能够相对于头主体2沿纵向移动。进一步地，挡圈3利用球面轴承85被支承为能够倾动。
以下，对球面轴承85进行详细说明。图4是球面轴承85以及连结部件75的一部的放大剖视图。如图4所示，轴部76利用多个螺栓79固定于轮毂77。在轴部76形成有沿纵向延伸的贯通孔88。该贯通孔88作为在轴部76相对于球面轴承85沿纵向移动时的空气排出孔发挥作用，由此，挡圈3能够相对于头主体2沿纵向顺利移动。
球面轴承85具有：经由连结部件75连结于挡圈3的中间轮91；从上方滑动自如地支承中间轮91的外轮92；从下方滑动自如地支承中间轮91的内轮93。中间轮91具有比球形壳的上半部分小的部分球形壳形状，夹在外轮92与内轮93之间。
在支架43的中央部形成有凹部43b，外轮92配置在凹部43b内。外轮92在其外周部具有凸缘92a，通过利用螺栓(未图示)将该凸缘92a固定于凹部43b的台阶部，从而能够将外轮92固定于支架43，并且对中间轮91以及内轮93施加压力。内轮93配置在凹部43b的底面上，从下方支承中间轮91，以使得在中间轮91的下表面与凹部43b的底面之间形成间隙。
外轮92的内表面92b、中间轮91的外表面91a以及内表面91b以及内轮93的外表面93a由以支点O为中心的大致半球面构成。中间轮91的外表面91a滑动自如地与外轮92的内表面92b接触，中间轮91的内表面91b滑动自如地与内轮93的外表面93a接触。外轮92的内表面92b(滑动接触面)、中间轮91的外表面91a以及内表面91b(滑动接触面)、以及内轮93的外表面93a(滑动接触面)具有比球面的上半部分小的部分球面形状。利用如上所述的结构，中间轮91能够相对于外轮92以及内轮93向全方向(360°)倾动，并且中间轮91的倾动中心即支点O位于比球面轴承85更靠近下方的位置。
在外轮92、中间轮91、以及内轮93分别形成有供轴部76插入的贯通孔92c、91c、93b。在外轮92的贯通孔92c与轴部76之间形成有间隙，同样，在内轮93的贯通孔93b与轴部76之间形成有间隙。中间轮91的贯通孔91c具有比外轮92以及内轮93的贯通孔92c、93b小的直径，轴部76相对于中间轮91仅能够向纵向移动。因此，与轴部76连结的挡圈3实质上不允许横向移动，挡圈3的横向(水平方向)的位置被球面轴承85固定。
球面轴承85允许挡圈3的上下移动以及倾动，另一方面限制挡圈3的横向的移动(水平方向的移动)。在晶片W的研磨中，挡圈3从晶片W承受由于晶片W与研磨垫19的摩擦而导致的横向的力(朝向晶片W的半径方向外侧的力)。该横向的力由球面轴承85承受。这样，球面轴承85在晶片W的研磨中作为支承机构发挥作用，该支承机构承受由于晶片W与研磨垫19摩擦导致而挡圈3从晶片W承受的横向的力(朝向晶片W的半径方向外侧的力)，并且限制挡圈3的横向的移动(即固定挡圈3的水平方向的位置的)。
图5是表示弹性膜10连结于头主体2的状态的概略剖视图，图6是表示图5所示的弹性膜10的一部分的放大剖视图。弹性膜10具有：与晶片W接触的圆形的抵接部11；与抵接部11连接的多个(在图5中，六个)周壁14a、14b、14c、14d、14e、14f。如上所述，利用这六个周壁14a～14f，形成六个压力室(即，中央压力室16a，中间压力室16b～16e，以及边缘压力室16f)。抵接部11与晶片W的背面，即与应研磨表面相反侧的面接触，使晶片W相对于研磨垫19按压。周壁14a～14f是以同心状配置的环状的周壁。
周壁14f是最外侧的周壁，从抵接部11的周端部向上方延伸。在以下说明中，将周壁14f称作边缘周壁14f。周壁14e配置在边缘周壁14f的径向内侧，周壁14d配置在周壁14e的径向内侧，周壁14c配置在周壁14d的径向内侧，周壁14b配置在周壁14c的径向内侧，周壁14a配置在周壁14b的径向内侧。在以下说明中，将周壁14a称作第一内部周壁14a，将周壁14b称作第二内部周壁14b，将周壁14c称作第三内部周壁14c，将周壁14d称作第四内部周壁14d，将周壁14e称作第五内部周壁14e。内部周壁14a～14e从抵接部11向上方延伸。
抵接部11具有：与形成于第二内部周壁14b与第三内部周壁14c之间的压力室16c连通的多个通孔17。在图5以及图6中仅图示一个通孔17。在晶片W与抵接部11接触的状态下，在中间压力室16c形成真空时，晶片W通过真空吸引而被保持在抵接部11的下表面即研磨头1。进一步地，在晶片W从研磨垫19分离的状态下向中间压力室16c供给流体时，晶片W被从研磨头1释放。通孔17也可以不形成在压力室16c而形成在其他压力室。此时，晶片W的真空吸引、释放是通过控制形成通孔17的压力室的压力来进行的。
在本实施方式中，内部周壁14a～14e构成为向径向内侧倾斜的倾斜周壁，具有相同的形状。以下，对构成为倾斜周壁的内部周壁14b进行说明。
倾斜周壁即内部周壁14b由从抵接部11向斜上方延伸的周壁主体55、形成于该周壁主体55的顶端的环状的密封突起54构成。在本实施方式中，密封突起54具有圆状的截面形状，周壁主体55沿着密封突起54的切线方向延伸。内部周壁14b从其下端到上端整体地向径向内侧以规定的角度θ倾斜，并且向上方延伸。内部周壁14b的下端与抵接部11连接，内部周壁14b的上端(即，密封突起54)与后述头主体2的连结环23a连接。
内部周壁14b相对于抵接部11的倾斜角度θ优选设定为20°～70°的范围。在倾斜角度θ比20°小时，可能产生与具有水平部(参照图22的水平部121a～121g)的以往的内部周壁同样的问题。更具体而言，在倾斜角度θ比20°小时，在供给到相邻的压力室16的流体的压力差大的情况下，可能使相邻的内部周壁14彼此接触。在倾斜角度θ比70°大时，由于内部周壁14，可能对铅垂方向的弹性膜10的伸缩(即，弹性膜10的变形)造成妨碍。在该情况下，由于弹性膜10不能根据向压力室16供给的流体的压力而适当伸缩，因此可能难以针对晶片W的每个区域对施加到晶片W的按压力进行调整。
如图6所示，由于构成为倾斜周壁的内部周壁14a～14e具有彼此相同的形状，因此内部周壁14a～14e彼此平行地延伸。更具体而言，内部周壁14a～14e的周壁主体55彼此平行。如图5所示，在第一内部周壁14a与第二内部周壁14b之间形成有压力室16b，在第二内部周壁14b与第三内部周壁14c之间形成有压力室16c，在第三内部周壁14c与第四内部周壁14d之间形成有压力室16d，在第四内部周壁14d与第五内周壁14e之间形成有压力室16e，在第五内部周壁14e与边缘周壁14f之间形成有压力室16f。在本实施方式中，倾斜周壁即内部周壁14a～14e以直线状向斜上方延伸，内部周壁14a～14e也可以以曲线状向斜上方延伸。
进一步地，在图5以及图6所示的弹性膜10中，构成为倾斜周壁的内部周壁14a～14e彼此平行地延伸。即，内部周壁14a～14e的周壁主体55的倾斜角度θ相同。在该情况下，由于能够以极窄的间隔配置相邻的内部周壁14，因此能够使压力室16的径向的宽度极窄。
如果构成为倾斜周壁的内部周壁14a～14e不彼此接触，内部周壁14a～14e也可以彼此大致平行地延伸。更具体而言，构成为倾斜周壁的内部周壁14a～14e的周壁主体55的倾斜角度θ也可以彼此有一定程度的不同。在本说明书中，“大致平行”的用语表示，在以构成为倾斜周壁的内部周壁14中的一个内部周壁14的倾斜角度(为了便于说明，将该倾斜角度称作基准倾斜角度θs)为基准时，构成为倾斜周壁的其他内部周壁14的倾斜角度θ相对于基准倾斜角度θs在±10°的范围内(即，θs-10≤θ≤θs+10)。例如，在内部周壁14a的倾斜角度为45°，并且以内部周壁14a的倾斜角度为基准倾斜角度θs的情况下，内部周壁14b～14e的倾斜角度θ相对于内部周壁14a的基准倾斜角度θs(＝45°)在±10°的范围(即，35°～55°的范围)。
在本实施方式中，边缘周壁14f由相对于抵接部11垂直延伸的垂直部22和与该垂直部22连接的倾斜部28构成。倾斜部28从垂直部22向径向内侧延伸。倾斜部28相对于抵接部11的倾斜角度与内部周壁14a～14e的倾斜角度θ相同。虽未图示，边缘周壁14f也可以从抵接部11到头主体2垂直延伸。
具有内部周壁14a～14e、边缘周壁14f以及抵接部11的弹性膜10能够利用模具等一体成型。
如上所述，流体从压力调整装置65通过经由旋转接头82延伸的流体管道73(参照图1以及图2)分别供给到各压力室16a～16f。在图5中，仅图示用于从压力调整装置65向压力室16d供给流体的流体管道73的一部分。
图5所示的流体管道73的一部分由：形成于垫片42的贯通孔73a；形成于支架43，并与贯通孔73a连通的贯通孔73b；形成于后述连结环23，与贯通孔73b连通的贯通孔73c构成。这些贯通孔73a、73b、73c具有相同的直径。在形成于连结环23的贯通孔73c的上端形成有环状的凹部，在该凹部配置有将连结环23与支架43之间的间隙密封的密封部件(例如，O-环)74。利用该密封部件74，防止在贯通孔73b、73c流动的流体从连结环23与支架43之间的间隙泄漏。同样，在形成于支架43的贯通孔73b的上端形成有环状的凹部，在该凹部配置有将支架43与垫片42之间的间隙密封的密封部件(例如，O-环)44。利用该密封部件44，防止在贯通孔73a、73b流动的流体从垫片42与支架43之间的间隙泄漏。
头主体2还具有与内部周壁14a～14e以及边缘周壁14f连接的多个连结环23a～23e。连结环23a配置在第一内部周壁14a与第二内部周壁14b之间，在以下说明中，称作第一连结环23a。连结环23b配置在第二内部周壁14b与第三内部周壁14c之间，在以下说明中，称作第二连结环23b。连结环23c配置在第三内部周壁14c与第四内部周壁14d之间，在以下说明中，称作第三连结环23c。连结环23d配置在第四内部周壁14d与第五内部周壁14e之间，在以下说明中，称作第四连结环23d。连结环23e配置在第五内部周壁14e与边缘周壁14f之间，在以下说明中，称作第五连结环23e。这样，各连结环23a～23e配置在相邻的内部周壁14之间。在本实施方式中，由于第一内部周壁14a也构成为倾斜周壁，因此头主体2具有与该内部周壁14a连结的连结环23f。在以下说明中，将连结环23f称作追加连结环23f。
第一连结环23a、第三连结环23c以及第五连结环23e除了后述卡合槽、台阶部以及突出部以外，具有彼此相同的结构。第二连结环23b以及第四连结环23d具有彼此相同的结构。进一步地，第二连结环23b以及第四连结环23d与第一连结环23a，第三连结环23c以及第五连结环23e的不同在于：后述环垂直部比第一连结环23a、第三连结环23c以及第五连结环23e的环垂直部短以及卡合槽未形成于环垂直部。以下，对第三连结环23c的结构进行说明。
图7(a)是第三连结环23c的剖视图，图7(b)是图7(a)的A线向视图。在图7(a)中，利用假想线(虚线)描绘上述密封部件74。第三连结环23c具有：相对于头主体2的支架43垂直延伸的环垂直部50；及从该环垂直部50向径向外侧延伸，并且向下方倾斜的环倾斜部51。环倾斜部51的内周面51a相对于与弹性膜10的抵接部11平行的水平面P的倾斜角度θ’比构成为倾斜周壁的第三内部周壁14c的倾斜角度θ(参照图6)小，环倾斜部51的外周面51b相对于水平面P的倾斜角度θ”比构成为倾斜周壁的第四内部周壁14d的倾斜角度θ大。环倾斜部51的外周面51b利用环倾斜部51的内周面51a、环倾斜部51的顶端51c连接。因此，环倾斜部51具有朝向环倾斜部51的顶端51c逐渐变细的截面形状。与内周面51a和外周面51b连接的环倾斜部51的顶端51c具有由曲面构成的截面形状(例如，半圆状的截面形状)。该曲面的半径优选为与径向的内部周壁的厚度相等。进一步地，第三连结环23c具有从第三连结环23c的环倾斜部51的内周面51a延伸到外周面51b的贯通孔51d。进一步地，在环倾斜部51的外周面51b形成有遍及该外周面51b的整周延伸的环状的密封槽51e。
如图7(b)所示，在第三连结环23c的环倾斜部51的内周面51a形成有：向该内周面51a的周向延伸的多个横槽63；使相邻的横槽63彼此连通的多个纵槽64。在本实施方式中，流体管道73的贯通孔73c在形成于环倾斜部51的内周面51a的横槽63开口，贯通孔51d在与流体管道73所开口的横槽63不同的横槽63开口。流体管道73的贯通孔73c以及贯通孔51d也可以分别在形成于环倾斜部51的内周面51a的纵槽64开口。虽未图示，在第三连结环23c的环倾斜部51的外周面51b形成有：向该外周面51b的周向延伸的多个横槽；使相邻的横槽彼此连通的多个纵槽。贯通孔51d优选在形成于环倾斜部51的外周面51b的横槽或纵槽开口。
图6所示的内部周壁14的密封突起54嵌入在环倾斜部51的外周面51b形成的密封槽51e。在使弹性膜10与头主体2连结时，密封突起54利用位于该密封突起54的径向外侧的连结环23的环倾斜部51的内周面51a而向密封槽51e的底面按压。例如，形成于第二内部周壁14b的顶端的密封突起54嵌入在第一连结环23a的环倾斜部51的外周面51b形成的密封槽51e，利用第二连结环23b的环倾斜部51的内周面51a，向第一连结环23a的密封槽51e的底面按压。由此，第二内部周壁14b与第一连结环23a的环倾斜部51的外周面51b之间的间隙、以及第二内部周壁14b与第二连结环23b的环倾斜部51的内周面51a之间的间隙被密封。利用如上所述的结构，防止向各压力室16a～16e供给的流体从各压力室16a～16e泄漏。
如图8所示，也可以在连结环23的环倾斜部51的内周面51a形成有与嵌入密封槽51e的密封突起54相对的环状的按压突起51f。按压突起51f遍及环倾斜部51的内周面51a的整周延伸。利用按压突起51f，能够使密封突起54通过密封槽51e的底面以强按压力按压。其结果是，能够更有效地防止向各压力室16a～16e供给的流体从各压力室16a～16e泄漏。
如图5所示，内部周壁14a～14e分别与连结环23a～23e仅在密封突起54接触。即，在具有朝向顶端51c逐渐变细的截面形状的环倾斜部51与除了密封突起54以外的内部周壁14之间形成有间隙。利用该间隙，在向各压力室16a～16f供给被加压的流体时，允许内部周壁14a～14e向径向移动(即，以密封突起54为支点转动)。其结果是，根据向各压力室16a～16f供给的流体的压力，能够使弹性膜10顺利地膨胀，能够精密地调整研磨轮廓。
如上所述，在向各压力室16a～16f供给加压的流体时，弹性膜10膨胀，内部周壁14a～14f与抵接部11的连接部分也向径向移动。然而，在内部周壁14a～14e的密封突起54以外的部分，在内部周壁14a～14e与连结环23a～23e之间形成有上述间隙，因此内部周壁14a～14e的径向的一定程度的移动不被连结环23a～23e妨碍。因此，根据向各压力室16a～16f供给的流体的压力，能够使弹性膜10膨胀。
在分别向相邻的压力室16供给的流体有压力差的情况下，划分这些压力室16的内部周壁14向径向变形。然而，利用连结环23的环倾斜部51的内周面51a或外周面51b，内部周壁14的径向的变形被限制，因此有效防止内部周壁与抵接部11接触，同时，有效防止相邻的内部周壁彼此接触。在本实施方式中，连结环23的环倾斜部51的顶端51c具有由曲面构成的截面形状。因此，在内部周壁14与环倾斜部51的顶端51c接触时，能够防止内部周壁14的损伤。
如上所述，连结环23具有：形成于环倾斜部51的内周面51a以及外周面51b的横槽63和纵槽64；从内周面51a延伸到外周面51b，并且在横槽63(或纵槽64)开口的贯通孔51d。进一步地，供向各压力室16a～16f供给的流体流动的流体管道73的贯通孔73c(参照图5)在横槽63开口。因此，利用分别供给到相邻的压力室16的流体的压力差，即便内部周壁14与连结环23的环倾斜部51的内周面51a以及/或外周面51b接触，也能够使在流体管道73流动的流体经由形成于环倾斜部51的横槽63、纵槽64以及贯通孔51d快速并且顺利地向压力室16供给。其结果是，即便在内部周壁14与连结环23的环倾斜部51的内周面51a以及/或外周面51b接触的状态下，也能够使从流体管道73供给的流体的压力快速作用于抵接部11。
如图5所示，环倾斜部51的顶端51c优选位于比构成为倾斜周壁的内部周壁14a～14e的中间点CP更靠近下方的位置。如图6所示，中间点CP位于以规定的倾斜角度θ向斜上方延伸的内部周壁14a～14e的中央。即，内部周壁14a～14e的中间点CP与抵接部11之间的距离L1等于中间点CP与内部周壁14a～14e的顶端之间的距离L2。
为了使晶片W吸附在弹性膜10的基板保持面10a，在压力室(例如，中间压力室16c)形成真空时，弹性膜10朝向头主体2变形。在弹性膜10的变形量大时，在晶片W产生的应力增加，会损伤形成于晶片W上的电子电路，产生晶片W的裂纹。在本实施方式中，由于环倾斜部51的顶端51c位于比内部周壁14a～14e的中间点CP更靠近下方的位置，因此抵接部11与环倾斜部51的顶端51c之间的距离短。因此，在将晶片W吸附于弹性膜10的基板保持面10a(参照图2)时，弹性膜10与环倾斜部51的顶端51c接触，能够减小弹性膜10的变形量。其结果是，能够减小在晶片W产生的应力。进一步地，环倾斜部51的顶端51c具有由曲面构成的截面形状，因此在弹性膜10与环倾斜部51的顶端51c接触时，能够防止弹性膜10的损伤。
根据本实施方式，内部周壁14构成为不具有形成于以往的周壁的水平部(参照图22的水平部121a～121g)的倾斜周壁。进一步地，这些内部周壁14具有相同形状，并且彼此平行地(或大致平行地)延伸。因此，即便在分别供给到相邻的压力室的流体的压力差大的情况下，内部周壁14也不与抵接部11接触。进一步地，能够防止相邻的内部周壁14彼此接触。尤其是，由于在相邻的内部周壁14之间设置有具有限制内部周壁14向径向内侧或外侧移动的环倾斜部51的连结环23，因此能够有效防止内部周壁14与抵接部11接触以及相邻的内部周壁14彼此的接触。其结果是，能够精密地调整被研磨头(基板保持装置)1保持的晶片W的研磨轮廓。
进一步地，利用本实施方式，由于构成为倾斜周壁的内部周壁14彼此平行地延伸，因此能够缩小相邻的内部周壁14间的间隔。其结果是，由于能够缩小各压力室16a～16e的径向的宽度，因此能够精密地调整被研磨头(基板保持装置)1保持的晶片W的研磨轮廓。
在将内部周壁14构成为倾斜周壁时，相邻的内部周壁14之间的间隔能够根据晶片W的研磨轮廓任意设定。即，能够将相邻的内部周壁14间的间隔设定为所期望的间隔(例如，极窄的间隔)。也可以将多个内部周壁14a～14e中的相邻的至少两个内部周壁构成为倾斜周壁。例如，也可以将内部周壁14c、内部周壁14d、内部周壁14e构成为倾斜周壁，也可以将与边缘周壁14f相邻地配置的两个内部周壁14d、14e构成为倾斜周壁。
图9是表示与边缘周壁14f相邻地配置的两个内部周壁14d、14e构成为倾斜周壁的弹性膜10的一例的剖视图。在图9所示的弹性膜10中，内部周壁14a、14b、14c与参照图22说明的以往的弹性膜110的内部周壁114a、114b、114c同样，分别具有从抵接部11向径向内侧倾斜的倾斜部57；从该倾斜部57水平延伸的水平部58。在将内部周壁14d、14e构成为倾斜周壁时，能够使由内部周壁14d、14e划分的压力室16e的宽度减小。因此，通过利用图9所示的弹性膜10，能够精密地调整晶片W的周缘部的研磨轮廓。
连结环23利用多个固定件固定于支架43。通过将连结环23利用固定件固定于支架43，使弹性膜10连结于头主体2。在构成为倾斜周壁的、相邻的内部周壁14间的间隔小的弹性膜10与头主体2连结的情况下，头主体2的连结环23的径向的宽度也减小。其结果是，必须使用于将连结环23固定于支架43的固定件配置在狭小空间。进一步地，在用于将连结环23固定于支架43的固定件数量多时，在维护时会增加将弹性膜10从支架43装卸的作业量。
进一步地，设置用于将连结环23固定于头主体2的支架43的固定件的空间有限制。更具体而言，在头主体2的支架43贯通有使流体供给到各压力室16a～16e的多个流体管道73(参照图2)，固定件需要配置为不与这些流体管道73接触。进一步地，在头主体2的支架43形成有收纳辐条78的多个放射状的槽43a(参照图3)，不能将固定件配置在形成这些槽43a的位置。
在此，在本实施方式中，研磨头1具有用于将形成为倾斜周壁的相邻的两个内部周壁14经由三个连结环23同时固定在头主体2的固定件70。以下，对该固定件70和利用固定件70，使与弹性膜10连接的连结环23固定于头主体2的方法进行说明。
图10(a)是固定件70的俯视图，图10(b)是图10(a)的B-B线剖视图。如图10(a)以及图10(b)所示，固定件70具有：圆柱状的固定件主体71；从固定件主体71的外周面向外侧突出，具有椭圆形状的凸缘72。凸缘72具有两个倾斜面72a、72b，这些倾斜面72a、72b分别延伸到凸缘72的外周面。除了倾斜面72a、72b以外的凸缘72的铅垂方向的厚度与形成于连结环23的环垂直部50的卡合槽(后述)的铅垂方向的宽度相同。在固定件主体71的上表面71a形成有能够卡合未图示的夹具(例如，平头螺丝刀)的顶端的槽71b。通过使夹具的顶端与槽71b卡合，进而通过使夹具旋转，能够使固定件70旋转。
接着，对利用图10(a)以及图10(b)所示的固定件70，将三个连结环23同时固定于头主体2的支架43的方法进行说明。在将三个连结环23固定于支架43时，将两个相邻的内部周壁14同时连结于头主体2。在以下说明中，有时将三个连结环23中的位于径向内侧的连结环23称作内侧连结环23，将三个连结环23的中的位于径向外侧的连结环23称作外侧连结环23，将位于内侧连结环23与外侧连结环23之间的连结环23称作中间连结环。另外，有时将构成为倾斜周壁的相邻的两个内部周壁14中的位于径向内侧的内部周壁14称作内侧倾斜周壁14，将构成为倾斜周壁的相邻的两个内部周壁14中的位于径向外侧的内部周壁14称作外侧倾斜周壁14。
图11至图14是表示为了将图6所示的弹性膜10连结于头主体2，而利用图10(a)以及图10(b)所示的固定件70将三个连结环23同时固定于支架43的各工序的示意图。
在图6所示的弹性膜10中，第二内部周壁14b是内侧倾斜周壁14，第三内部周壁14c是外侧倾斜周壁14。相对于第二内部周壁14b、第三内部周壁14c，第一连结环23a为内侧连结环23，第二连结环23b为中间连结环23，第三连结环23c为外侧连结环23。利用固定件70将连结环23a～23c固定于支架43，从而将第二内部周壁14b与第三内部周壁14c连结于头主体2。同样，第四内部周壁14d为内侧倾斜周壁14，第五内部周壁14e为外侧倾斜周壁14。相对于第四内部周壁14d与第五内部周壁14e，第三连结环23c为内侧连结环23，第四连结环23d为中间连结环23，第五连结环23e为外侧连结环23。利用固定件70将连结环23c～23e固定在支架43，从而将第四内部周壁14d与第五内部周壁14e连结于头主体2。这样，第三连结环23c相对于第二内部周壁14b、第三内部周壁14c为外侧连结环23，相对于第四内部周壁14d、第五内部周壁14e为内侧连结环23。
如图11所示，在头主体2的支架43的上表面43c形成有分别供多个固定件70插入的多个第一凹部45。各第一凹部45从支架43的上表面43c向支架43的下表面43d延伸。第一凹部45具有椭圆形状的截面，以使得不接触插入该第一凹部45的固定件70的凸缘72。进一步地，在支架43的下表面43d形成有：供内侧连结环23的环垂直部50插入的环状的第二凹部46、供中间连结环23的环垂直部50插入的环状的第三凹部47、供外侧连结环23的环垂直部50插入的第四凹部48。第二凹部46、第三凹部47以及第四凹部48遍及支架43的整周延伸，并且从支架43的下表面43d向上表面43c延伸。
在第一凹部45的径向内侧的内表面形成有内侧开口96，在第一凹部45的径向外侧的内表面形成有外侧开口97。第一凹部45经由内侧开口96与第二凹部46连通，并且经由外侧开口97与第四凹部48连通。在使插入第一凹部45的固定件70旋转时，固定件70的凸缘72通过内侧开口96以及外侧开口97，向第二凹部46以及第四凹部48的内部突出。
中间连结环23通过被内侧连结环23与外侧连结环23夹持，而被该内侧连结环23与外侧连结环23保持。例如，中间连结环23即第二连结环23b被作为内侧连结环23的第一连结环23a和作为外侧连结环23的第三连结环23c保持。同样，中间连结环23即第四连结环23d被作为内侧连结环23的第三连结环23c与作为外侧连结环23的第五连结环23e保持。
在本实施方式中，中间连结环23具有从其外周面向外侧突出的环状的突出部30，内侧连结环23具有载置突出部30的环状的台阶部31。进一步地，外侧连结环23具有从其外周面向外侧突出的环状的突出部33，中间连结环23具有载置突出部33的环状的台阶部34。第三连结环23c相对于第二内部周壁14b、第三内部周壁14c作为外侧连结环23发挥作用，相对于第四内部周壁14d、第五内部周壁14e作为内侧连结环23发挥作用，因此第三连结环23c具有环状的突出部33、环状的台阶部31。
进一步地，在内侧连结环23的环垂直部50形成有能够卡合固定件70的凸缘72的内侧卡合槽36，在外侧连结环23的环垂直部50形成有能够卡合固定件70的凸缘72的外侧卡合槽37。第三连结环23c相对于第二内部周壁14b、第三内部周壁14c作为外侧连结环23发挥作用，相对于第四内部周壁14d、第五内部周壁14e作为内侧连结环23发挥作用，因此第三连结环23c具有内侧卡合槽36和外侧卡合槽37。
在形成于内侧连结环23(例如，第一连结环23a)的环倾斜部51的外周面的密封槽51e嵌入有在内侧倾斜周壁14(例如，第二内部周壁14b)的顶端形成的密封突起54。在形成于中间连结环23(例如，第二连结环23b)的环倾斜部51的外周面的密封槽51e嵌入有在外侧倾斜周壁14(例如，第三内部周壁14c)的顶端形成的密封突起54。进一步地，使中间连结环23的突出部30载置于内侧连结环23的台阶部31，将外侧连结环23的突出部33载置于中间连结环23的台阶部34。该状态如图11所示。
如图11所示，弹性膜10的第一内部周壁14a也构成为倾斜周壁。第一内部周壁14a与追加连结环23f连接，并通过将该追加连结环23f固定于支架43而与头主体2连结。更具体而言，追加连结环23f具有倾斜面53，在倾斜面53形成有嵌入在第一内部周壁14a的顶端形成的密封突起54的密封槽53a。第一内部周壁14a在该第一内部周壁14a的密封突起54嵌入追加连结环23f的密封槽53a的状态下，被第一连结环23a与追加连结环23f夹持，由此，第一内部周壁14a被第一连结环23a和追加连结环23f保持。进一步地，弹性膜10的边缘周壁14f具有倾斜部28。在该倾斜部28的顶端形成有密封突起54，在第五连结环23e的环倾斜部51的外周面51b形成有嵌入该密封突起54的密封槽51e。在将弹性膜10连结于头主体2的支架43时，将弹性膜10的内部周壁14b～14e以及边缘周壁14f预先保持于连结环23a～23e，并且使内部周壁14a预先保持于追加连结环23f。
接下来，如图12所示，使弹性膜10、连结环23a～23e以及追加连结环23f朝向支架43移动，将各连结环23a～23e插入形成于支架43的下表面43d的凹部46、47、48(参照图11)。如图11所示，插入第三连结环23c的凹部相对于第二内部周壁14b以及第三内部周壁14c为第四凹部48，而相对于第四内部周壁14d以及第五内部周壁14e为第二凹部46。
接下来，如图13所示，在形成于支架43的上表面43c的第一凹部45插入固定件70，利用夹具(未图示)使固定件70旋转。在固定件70旋转时，如图14所示，固定件70的凸缘72通过内侧开口96以及外侧开口97(参照图11)分别与形成于内侧连结环23的环垂直部50的内侧卡合槽36以及形成于外侧连结环23的环垂直部50的外侧卡合槽37卡合。
如图10(a)以及图10(b)所示，在固定件70的凸缘72形成有两个倾斜面72a、72b。倾斜面72a、72b分别延伸到凸缘72的外周面。利用该倾斜面72a、72b，凸缘72能够顺利进入卡合槽36、37。
除了倾斜面72a、72b以外的凸缘72的厚度与卡合槽36、37的铅垂方向的宽度相同，因此顺利进入卡合槽36、37的凸缘72与卡合槽36、37牢固地卡合。其结果是，内侧连结环(例如，第一连结环23a)、外侧连结环(例如，第三连结环23c)牢固地固定于支架43。此时，被内侧连结环23和外侧连结环23保持的中间连结环23(例如，第二连结环23b)也与内侧连结环23、外侧连结环23牢固地连结。同时，内侧倾斜周壁(例如，第二内部周壁14b)的密封突起54利用中间连结环23的环倾斜部51的内周面51a向形成于内侧连结环23的环倾斜部51的外周面51b的密封槽51e按压，外侧倾斜周壁(例如，第三内部周壁14c)的密封突起54利用外侧连结环23的环倾斜部51的内周面51a向形成于中间连结环23的环倾斜部51的外周面51b的密封槽51e按压。由此，内侧倾斜周壁14与内侧连结环23之间的间隙、以及内侧倾斜周壁14与中间连结环23之间的间隙被密封，外侧倾斜周壁14与中间连结环23之间的间隙、以及外侧倾斜周壁14与外侧连结环23之间的间隙被密封。参照图8如以上说明，也可以在连结环23的环倾斜部51的内周面51a形成使密封突起54向密封槽51e按压的按压突起51f。
边缘周壁14f的密封突起54利用形成于支架43的下表面的倾斜部43e(参照图11)向形成于第五连结环23e的环倾斜部51的外周面51b的密封槽51e按压，由此，边缘周壁14f与第五连结环23e之间的间隙、以及边缘周壁14f与支架43之间的间隙被密封。也可以在倾斜部43e配置参照图8说明的环状的按压突起51f。在将弹性膜10连结于头主体2时，利用设于倾斜部43e的按压突起51f，使边缘周壁14f的密封突起54向形成于第五连结环23e的环倾斜部51的外周面51b的密封槽51e以强的按压力按压。其结果是，能够有效防止流体从压力室16f泄漏。
在本实施方式中，追加连结环23f利用多个螺栓94固定于支架43。在支架43形成有插入螺栓94的贯通孔43f(参照图11)，在追加连结环23f形成有从其上表面向下表面延伸的螺栓孔56。通过将螺栓94插入贯通孔43f，使螺栓94与螺栓孔56螺合，而使追加连结环23f牢固地固定于支架43。此时，第一内部周壁14a的密封突起54利用第一连结环23a的环倾斜部51的内周面51a向形成于追加连结环23f的倾斜面53的密封槽53a按压。由此，第一内部周壁14a与追加连结环23f之间的间隙、以及第一内部周壁14a与第一连结环23a之间的间隙被密封。
图15是表示固定件70的配置的一例的示意图。如图15所示，第一连结环23a、第二连结环23b以及第三连结环23c利用沿着第二连结环23b的周向排列的多个固定件70固定于支架43。第三连结环23c、第四连结环23d以及第五连结环23e利用沿着第四连结环23d的周向排列的多个固定件70固定于支架43。这样，在利用上述固定件70将三个连结环23同时固定于支架43时，即便在压力室16a～16e的径向的宽度小的情况下，也能够将弹性膜10连结于头主体2。进一步地，由于能够减少固定件70的数量，因此能够减少在装卸弹性膜10时的作业量。
如图15所示，在支架43形成有用于使流体向各压力室16a～16e供给的流体管道73的多个贯通孔73b。此外，在贯通孔73b配置有防止从垫片42与支架43之间的间隙沿着贯通孔73a、73b流动的流体泄漏的密封部件44(参照图5)。进一步地，参照图3如以上说明那样，在支架43形成有收纳辐条78的多个放射状的槽43a。如本实施方式那样，为了将相邻的两个内部周壁14连结于头主体2，在利用固定件70将三个连结环23固定于头主体2的支架43时，能够容易地在与贯通孔73b以及槽43a不同的位置配置固定件70。进一步地，由于能够减少固定件70的数量，因此容易进行弹性膜10的装卸。
为了上述弹性膜10的维护或更换，而从头主体2的支架43拆卸时，首先，利用夹具(未图示)使固定件70旋转，解除固定件70的凸缘72与内侧连结环23的内侧卡合槽36以及外侧连结环23的外侧卡合槽37的卡合(参照图13)。对所有固定件70进行该动作。接下来，将所有固定件70从第一凹部45拆卸(参照图12)，将多个连结环23从支架43拆卸(参照图11)。接下来，从多个连结环23拆卸弹性膜10。
在将维护后的弹性膜10或新的弹性膜10安装于头主体2的支架43时，将中间连结环23保持于内侧连结环23、外侧连结环23，进一步地，将弹性膜10预先保持于多个连结环(即，内侧连结环23、中间连结环23以及外侧连结环23)(参照图11)。接下来，使保持弹性膜10的多个连结环23向支架43移动，将各连结环23插入形成于支架43的下表面43d的各凹部(即，第二凹部46、第三凹部47以及第四凹部48)(参照图12)。接下来，将固定件70插入形成于支架43的上表面43c的第一凹部45(参照图13)，使固定件70通过夹具(未图示)旋转。在固定件70旋转时，固定件70的凸缘72通过内侧开口96以及外侧开口97分别卡合于内侧连结环23的内侧卡合槽36以及外侧连结环23的外侧卡合槽37。由此，维护后的弹性膜10或新的弹性膜10被安装于头主体2的支架43。
为了将弹性膜10再次安装于头主体2的支架43，需要使内侧连结环23的内侧卡合槽36与第一凹部45的内侧开口96相对，外侧连结环23的外侧卡合槽37与第一凹部45的外侧开口97相对。即，需要使内侧连结环23以及外侧连结环23分别相对于形成在支架43的多个第一凹部45(即，相对于头主体2)准确定位。进一步地，在使固定件70旋转时，若内侧连结环23以及/或外侧连结环23相对于中间连结环23移动，则这些连结环23可能受到损伤。因此，为了减轻维护或更换弹性膜10的作业者的负担，以及防止连结环23的破损，优选研磨头(基板保持装置)1具有固定内侧连结环23、中间连结环23以及外侧连结环23之间的相对位置的定位机构。以下，参照图16至图21，对定位机构的优选实施方式进行说明。
图16是表示一实施方式的定位机构的剖视图。图16所示的连结环23a～23e除了以下说明的定位机构100以外，与图5所示的连结环23a～23e具有同样的结构。图16所示的定位机构100有：棒状部件101；形成于内侧连结环23的环垂直部50，且能够供棒状部件101插入的第一插入孔103；形成于中间连结环23的环垂直部50，且能够供棒状部件101插入的第二插入孔104；形成于外侧连结环23的环垂直部50，且能够供棒状部件101插入的第三插入孔105构成。第一插入孔103沿水平方向延伸，贯通内侧连结环23的环垂直部50。同样，第二插入孔104沿水平方向延伸，贯通中间连结环23的环垂直部50，第三插入孔105沿水平方向延伸，贯通外侧连结环23的环垂直部50。
在将中间连结环23保持于内侧连结环23、外侧连结环23时，形成于各连结环23的这些插入孔103、104、105能够在一直线上并列。在将棒状部件101插入在一直线上并列的插入孔103、104、105时，内侧连结环23、中间连结环23以及外侧连结环23之间的相对位置被固定。
在图16所示的实施方式中，第一连结环23a、第二连结环23b、第三连结环23c、第四连结环23d以及第五连结环23e间的相对位置通过一个棒状部件101固定。如上所述，第三连结环23c相对于第二内部周壁14b、第三内部周壁14c为外侧连结环23，相对于第四内部周壁14d、第五内部周壁14e为内侧连结环23。因此，形成于第三连结环23c的环垂直部50的插入孔相对于第二内部周壁14b以及第三内部周壁14c作为第三插入孔105发挥作用，而相对于第四内部周壁14d以及第五内部周壁14e作为第一插入孔103发挥作用。
这样，利用图16所示的定位机构100，能够固定第一连结环23a、第二连结环23b、第三连结环23c、第四连结环23d以及第五连结环23e间的相对位置。其结果是，能够减轻维护或更换弹性膜10的作业者的负担。进一步地，在将弹性膜10安装于头主体2时，能够防止第一连结环23a、第二连结环23b、第三连结环23c、第四连结环23d以及第五连结环23e的破损。
图17是表示图16所示的定位机构100的变形例的图。图17所示的弹性膜10具有构成为倾斜周壁的四个内部周壁14a、14b、14c、14d，这四个内部周壁14a、14b、14c、14d与四个连结环23a、23b、23c、23d连结。
在图17所示的弹性膜10中，相对于第一连结环23a、第二连结环23b以及第三连结环23c，第二内部周壁14b为内侧倾斜周壁14，第三内部周壁14c为外侧倾斜周壁14。即，相对于第二内部周壁14b、第三内部周壁14c，第一连结环23a为内侧连结环23，第二连结环23b为中间连结环23，第三连结环23c为外侧连结环23。同样，相对于第二连结环23b、第三连结环23c以及第四连结环23d，第三内部周壁14c为内侧倾斜周壁14，第四内部周壁14d为外侧倾斜周壁14。即，相对于第三内部周壁14c、第四内部周壁14d，第二连结环23b为内侧连结环23，第三连结环23c为中间连结环23，第四连结环23d为外侧连结环23。
在图17所示的实施方式中，第一连结环23a、第二连结环23b、第三连结环23c以及第四连结环23d间的相对位置利用一个棒状部件101固定。如上所述，第二连结环23b相对于第二内部周壁14b、第三内部周壁14c为中间连结环23，相对于第三内部周壁14c、第四内部周壁14d为内侧连结环23。因此，形成于第二连结环23b的环垂直部50的插入孔相对于第二内部周壁14b以及第三内部周壁14c作为第二插入孔104发挥作用，而相对于第三内部周壁14c以及第四内部周壁14d作为第一插入孔103发挥作用。进一步地，第三连结环23c相对于第二内部周壁14b、第三内部周壁14c为外侧连结环23，相对于第三内部周壁14c、第四内部周壁14d为中间连结环23。因此，形成于第三连结环23c的环垂直部50的插入孔相对于第二内部周壁14b以及第三内部周壁14c作为第三插入孔105发挥作用，而相对于第三内部周壁14c以及第四内部周壁14d作为第二插入孔104发挥作用。
利用图17所示的定位机构100，能够固定四个连结环23a、23b、23c、23d间的相对位置。其结果是，能够减轻维护或更换弹性膜10的作业者的负担。进一步地，在将弹性膜10安装于头主体2时，能够防止第一连结环23a、第二连结环23b、第三连结环23c以及第四连结环23d的破损。
这样，能够从使利用定位机构100固定相对位置的内侧连结环23、中间连结环23以及外侧连结环23在弹性膜10的径向连续配置的多个连结环23中任意选择。
图18(a)是表示其他实施方式的定位机构的示意图，相当于从上方观察保持图5所示的弹性膜10的五个连结环23a、23b、23c、23d、23e的图。在图18(a)中，用假想线(虚线)描绘上述轴部76。图18(b)是图18(a)的C-C线剖视图。在图18(b)中，描绘出对作为内侧连结环23发挥作用的第三连结环23c、作为中间环23发挥作用的第四连结环23d以及作为外侧连结环23发挥作用的第五连结环23e之间的相对位置进行固定的定位机构100a。图18(a)以及图18(b)所示的连结环23a～23e除了以下说明的定位机构100a、100b以外，具有与图5所示的连结环23a～23e同样的结构。
图18(b)所示的定位机构100a由：分别从中间连结环23(即，第四连结环23d)的环垂直部50的内周面以及外周面突出的第一卡合突起108以及第二卡合突起109；形成于内侧连结环23(即，第三连结环23c)的环垂直部50的外周面，供第一卡合突起108卡合的第一卡合凹部110；及形成于外侧连结环23(即，第五连结环23e)的环垂直部50的内周面，供第二卡合突起109卡合的第二卡合凹部112构成。
在使第一卡合突起108与第一卡合凹部110卡合，并且使第二卡合突起109与第二卡合凹部112卡合时，内侧连结环23(即，第三连结环23c)、中间连结环23(即，第四连结环23d)以及外侧连结环23(即，第五连结环23e)之间的相对位置被固定。
第一卡合突起108、第二卡合突起109、第一卡合凹部110以及第二卡合凹部112在使第一卡合突起108与第一卡合凹部110卡合的状态下，只要能够将第二卡合突起109卡合于第二卡合凹部112，则能够形成于各连结环23的环垂直部50的任意的位置。更具体而言，第一卡合突起108从中间连结环23的环垂直部50的内周面或内侧连结环23的环垂直部50的外周面突出，能够与第一卡合突起108卡合的第一卡合凹部110形成于内侧连结环23的环垂直部50的外周面或中间连结环23的环垂直部50的内周面。第二卡合突起109从中间连结环23的环垂直部50的外周面或外侧连结环23的环垂直部50的内周面突出，能够与第二卡合突起109卡合的第二卡合凹部112形成于外侧连结环23的环垂直部50的内周面或中间连结环23的环垂直部50的外周面。
在图18(a)中，将固定第一连结环23a、第二连结环23b以及第三连结环23c之间的相对位置的定位机构100b描绘成第一卡合突起108、第二卡合突起109、第一卡合凹部110以及第二卡合凹部112的其他例。在该定位机构100b的情况下，第一连结环23a为内侧连结环23、第二连结环23b为中间连结环23，第三连结环23c为外侧连结环23。
在定位机构100b中，第一卡合突起108从第一连结环(内侧连结环)23a的环垂直部50的外周面突出，能够与该第一卡合突起108卡合的第一卡合凹部110形成于第二连结环(中间连结环)23b的环垂直部50的内周面。第二卡合突起109从第二连结环(中间连结环)23b的环垂直部50的外周面突出，能够与该第二卡合突起109卡合的第二卡合凹部112形成于第三连结环(外侧连结环)23c的环垂直部50的内周面。利用该结构，能够固定第一连结环23a、第二连结环23b以及第三连结环23c之间的相对位置。
这样，利用图18(a)所示的两个定位机构100a、100b，能够固定第一连结环23a、第二连结环23b、第三连结环23c、第四连结环23d以及第五连结环23e间的相对位置。其结果是，能够减轻维护或更换弹性膜的作业者的负担。进一步地，在将弹性膜10安装于头主体2时，能够防止第一连结环23a、第二连结环23b、第三连结环23c、第四连结环23d以及第五连结环23e的破损。
图19(a)是表示图18(a)所示的定位机构100a、100b的变形例的示意图，图19(b)是图19(a)的D-D线剖视图。图19(b)所示的弹性膜10具有构成为倾斜周壁的四个内部周壁14a、14b、14c、14d，这四个内部周壁14a、14b、14c、14d连结于四个连结环23a、23b、23c、23d。为了便于说明，在定位机构100a中，将第一卡合突起108称作第一卡合突起108a，将第一卡合凹部110称作第一卡合凹部110a，将第二卡合突起109称作第二卡合突起109a，将第二卡合凹部112称作第二卡合凹部112a。同样，在定位机构100b中，将第一卡合突起108称作第一卡合突起108b，将第一卡合凹部110称作第一卡合凹部110b，将第二卡合突起109称作第二卡合突起109b，将第二卡合凹部112称作第二卡合凹部112b。
在图19(a)以及图19(b)所示的实施方式中，定位机构100a固定第一连结环23a、第二连结环23b以及第三连结环23c之间的相对位置。更具体而言，定位机构100a由：从中间连结环23(即，第二连结环23b)的环垂直部50的内周面以及外周面分别突出的第一卡合突起108a以及第二卡合突起109a；形成于内侧连结环23(即，第一连结环23a)的环垂直部50的外周面，供第一卡合突起108a卡合的第一卡合凹部110a；及形成于外侧连结环23(即，第三连结环23c)的环垂直部50的内周面，供第二卡合突起109a卡合的第二卡合凹部112a构成。
定位机构100b固定第二连结环23b、第三连结环23c以及第四连结环23d之间的相对位置。定位机构100a的第二卡合突起109a作为定位机构100b的第一卡合突起108b发挥作用。同样，定位机构100a的第二卡合凹部112a作为定位机构100b的第一卡合凹部110b发挥作用。如图19(b)所示，定位机构100b的第二卡合突起109b形成在中间连结环即第三连结环23c的外周面，第二卡合凹部112b形成在外侧连结环即第四连结环23d的内周面。
利用图19(a)以及图19(b)所示的定位机构100a、100b，能够将四个连结环23a、23b、23c、23d间的相对位置固定。其结果是，能够减轻维护或更换弹性膜的作业者的负担。进一步地，在将弹性膜10安装于头主体2时，能够防止第一连结环23a、第二连结环23b、第三连结环23c以及第四连结环23d的破损。
这样，能够从使利用定位机构100a或100b固定相对位置的内侧连结环23、中间连结环23以及外侧连结环23沿弹性膜10的径向连续配置的多个连结环23中任意选择。
图20(a)是表示其他实施方式的定位机构的示意图，相当于从上方观察保持图5所示的弹性膜10的五个连结环23a、23b、23c、23d、23e的图。在图20(a)中，由假想线(虚线)描绘上述轴部76。图20(b)是图20(a)的E-E线剖视图。在图20(b)中，不仅图示了五个连结环23a、23b、23c、23d、23e，还图示了支架43。图20(a)以及图20(b)所示的连结环23a～23e除了以下说明的定位机构100c、100d以外，具有与图5所示的连结环23a～23e同样的结构。
图20(a)以及图20(b)所示的定位机构100c具有固定于头主体2的支架43的下表面的对位部件115a。对位部件115a具有形成于其上端部的凸缘部160；形成于下端部的下侧卡合突起161。进一步地，定位机构100c由：形成于内侧连结环23的环垂直部50的外周面，供凸缘部160卡合的内侧台阶部116；形成于外侧连结环23的环垂直部50的内周面，供凸缘部160卡合的外侧台阶部117；及形成于中间连结环23的环垂直部50的上表面，供下侧卡合突起161卡合的卡合凹部118构成。
如图20(b)所示，在使对位部件115a的下侧卡合突起161与第四连结环(中间连结环)23d的卡合凹部118卡合时，对位部件115a的凸缘部160卡合于第三连结环(内侧连结环)23c的内侧台阶部116和第五连结环(外侧连结环)23e的外侧台阶部117。利用该结构，能够固定第三连结环23c、第四连结环23d以及第五连结环23e之间的相对位置。
此外，图20(a)中还描绘出利用具有与对位部件115a相同结构的对位部件115b来固定第一连结环23a、第二连结环23b以及第三连结环23c之间的相对位置的定位机构100d。该定位机构100d具有与图18(b)所示的定位机构100a相同的结构，因此省略其说明。
这样，能够利用图20(a)所示的两个定位机构100c、100d，固定第一连结环23a、第二连结环23b、第三连结环23c、第四连结环23d以及第五连结环23e间的相对位置。其结果是，能够减轻维护或更换弹性膜的作业者的负担。进一步地，在将弹性膜10安装于头主体2时，能够防止第一连结环23a、第二连结环23b、第三连结环23c、第四连结环23d以及第五连结环23e的破损。
图21是表示图20(a)所示的定位机构100c、100d的变形例的示意图。图21所示的定位机构100c、100d能够固定四个连结环23a、23b、23c、23d间的相对位置。在图21所示的四个连结环23a、23b、23c、23d连结有构成为倾斜周壁的四个内部周壁14a、14b、14c、14d(未图示)。
图21所示的定位机构100c利用对位部件115a(参照图20(b))固定第二连结环23b、第三连结环23c以及第四连结环23d之间的相对位置。在定位机构100c中，第二连结环23b为内侧连结环，第三连结环23c为中间连结环，第四连结环23d为外侧连结环。定位机构100d利用具有与对位部件115a相同结构的对位部件115b，固定第一连结环23a、第二连结环23b以及第三连结环23c之间的相对位置。在定位机构100d中，第一连结环23a为内侧连结环，第二连结环23b为中间连结环，第三连结环23c为外侧连结环。
利用图21所示的定位机构100c、100d，能够固定四个连结环23a、23b、23c、23d间的相对位置。其结果是，能够减轻维护或更换弹性膜的作业者的负担。进一步地，在将弹性膜10安装于头主体2时，能够防止第一连结环23a、第二连结环23b、第三连结环23c以及第四连结环23d的破损。
这样，能够从使利用定位机构100c或100d固定相对位置的内侧连结环23、中间连结环23以及外侧连结环23沿弹性膜10的径向连续配置的多个连结环23中任意选择。
在上述实施方式中，多个内部周壁14中的至少两个相邻的内部周壁14构成为向径向内侧倾斜的倾斜周壁。构成为倾斜周壁的内部周壁14以外的内部周壁14的形状任意。例如，如图9所示，也可以将内部周壁14d、14e构成为倾斜周壁，将内部周壁14d、14e以外的内部周壁14a～14c构成为具有从抵接部11向径向内侧倾斜的倾斜部57、从该倾斜部57水平延伸的水平部58的内部周壁。虽未图示，在图9所示的弹性膜10中，也可以将内部周壁14b构成为具有：从抵接部11向径向外侧倾斜的倾斜部；从该倾斜部向径向外侧水平延伸的水平部的内部周壁。
上述实施方式以具有本发明所属技术领域的通常知识的技术人员能够实施本发明为目的进行记载。上述实施方式的各种的变形例对于本领域技术人员而言是显而易见的，本发明的技术思想也能够适用于其他实施方式。因此，本发明不限于所记载的实施方式，应根据权利要求的范围所定义的技术的思想解释为最宽的范围。

Claims (18)

1.一种基板保持装置，其特征在于，具有：
弹性膜，该弹性膜形成用于按压基板的多个压力室；以及
头主体，该头主体与所述弹性膜连结，
所述弹性膜具有：
抵接部，该抵接部与所述基板抵接，将该基板按压于研磨垫；
边缘周壁，该边缘周壁从所述抵接部的周端部向上方延伸；以及
多个内部周壁，该多个内部周壁配置于所述边缘周壁的径向内侧，从所述抵接部向上方延伸，
所述多个内部周壁中的至少两个相邻的内部周壁为向径向内侧倾斜的倾斜周壁，
所述倾斜周壁从其下端到上端整体地一边向径向内侧倾斜，一边向上方延伸。
2.如权利要求1所述的基板保持装置，其特征在于，
所述倾斜周壁彼此大致平行地延伸。
3.如权利要求1所述的基板保持装置，其特征在于，
所述倾斜周壁与所述边缘周壁相邻地配置。
4.如权利要求1所述的基板保持装置，其特征在于，
所述头主体具有与所述弹性膜连结的至少一个连结环，
所述连结环具有：环垂直部、从该环垂直部一边向径向外侧倾斜一边向下方延伸的环倾斜部，
所述环倾斜部具有限制所述倾斜周壁的变形的内周面以及外周面。
5.如权利要求4所述的基板保持装置，其特征在于，
所述环倾斜部的顶端位于比所述倾斜周壁的中间点靠下方的位置。
6.如权利要求4所述的基板保持装置，其特征在于，
在所述环倾斜部的外周面形成有遍及该外周面的整周延伸的密封槽，
所述倾斜周壁的上端由嵌入所述密封槽的密封突起构成，
通过将所述密封突起按压于所述密封槽，从而将所述连结环与所述倾斜周壁之间的间隙密封。
7.如权利要求6所述的基板保持装置，其特征在于，
还具有固定件，该固定件将两个所述倾斜周壁同时连结于三个所述连结环，
所述固定件具有固定件主体和向该固定件主体的外侧突出的椭圆形状的凸缘，
三个所述连结环为内侧连结环、外侧连结环及中间连结环，该中间连结环通过夹入所述内侧连结环与所述外侧连结环而被该内侧连结环和外侧连结环保持，
在所述内侧连结环的环垂直部和所述外侧连结环的环垂直部分别形成有能够与所述凸缘卡合的内侧卡合槽和外侧卡合槽。
8.如权利要求7所述的基板保持装置，其特征在于，
还具有定位机构，该定位机构用于固定所述内侧连结环、所述外侧连结环以及所述中间连结环之间的相对位置。
9.如权利要求8所述的基板保持装置，其特征在于，
所述定位机构具有：
棒状部件；
第一插入孔，该第一插入孔形成于所述内侧连结环的环垂直部，能够供所述棒状部件插入；
第二插入孔，该第二插入孔形成于所述中间连结环的环垂直部，能够供所述棒状部件插入；以及
第三插入孔，该第三插入孔形成于所述外侧连结环的环垂直部，能够供所述棒状部件插入。
10.如权利要求8所述的基板保持装置，其特征在于，
所述定位机构具有：
第一卡合突起，该第一卡合突起从所述中间连结环的环垂直部的内周面或所述内侧连结环的环垂直部的外周面突出；
第一卡合凹部，该第一卡合凹部能够与所述第一卡合突起卡合，且形成于所述内侧连结环的环垂直部的外周面或所述中间连结环的环垂直部的内周面；
第二卡合突起，该第二卡合突起从所述中间连结环的环垂直部的外周面或所述外侧连结环的环垂直部的内周面突出；
第二卡合凹部，该第二卡合凹部能够与所述第二卡合突起卡合，且形成于所述外侧连结环的环垂直部的内周面或所述中间连结环的环垂直部的外周面。
11.如权利要求10所述的基板保持装置，其特征在于，
所述第一卡合突起以及所述第二卡合突起分别形成于所述中间连结环的环垂直部的内周面以及外周面，
所述第一卡合凹部形成于所述内侧连结环的环垂直部的外周面，
所述第二卡合凹部形成于所述外侧连结环的环垂直部的内周面。
12.如权利要求8所述的基板保持装置，其特征在于，
所述定位机构具有：
对位部件，该对位部件固定于所述头主体的下表面，具有形成于上端部的凸缘部和形成于下端部的卡合突起；
内侧台阶部，该内侧台阶部形成于所述内侧连结环的环垂直部的外周面，供所述凸缘部卡合；
外侧台阶部，该外侧台阶部形成于所述外侧连结环的环垂直部的内周面，供所述凸缘部卡合；
卡合凹部，该卡合凹部形成于所述中间连结环的环垂直部的上表面，供所述卡合突起卡合。
13.一种弹性膜，用于基板保持装置，所述弹性膜的特征在于，具有：
抵接部，该抵接部与基板抵接而将该基板按压于研磨垫；
边缘周壁，该边缘周壁从所述抵接部的周端部向上方延伸；以及
多个内部周壁，该多个内部周壁配置于所述边缘周壁的径向内侧，从所述抵接部向上方延伸，
所述多个内部周壁中的至少两个相邻的内部周壁为向径向内侧倾斜的倾斜周壁，
所述倾斜周壁从其下端到上端整体地一边向径向内侧倾斜，一边向上方延伸。
14.如权利要求13所述的弹性膜，其特征在于，
所述倾斜周壁彼此大致平行地延伸。
15.如权利要求13所述的弹性膜，其特征在于，
所述倾斜周壁与所述边缘周壁相邻地配置。
16.一种研磨装置，具有：
研磨台，该研磨台用于支承研磨垫；以及
基板保持装置，该基板保持装置用于将基板按压于所述研磨垫，所述研磨装置的特征在于，
所述基板保持装置具有：形成用于按压基板的多个压力室的弹性膜；以及与所述弹性膜连结的头主体，
所述弹性膜具有：
抵接部，该抵接部与所述基板抵接而将该基板按压于研磨垫；
边缘周壁，该边缘周壁从所述抵接部的周端部向上方延伸；以及
多个内部周壁，该多个内部周壁配置于所述边缘周壁的径向内侧，从所述抵接部向上方延伸，
所述多个内部周壁中的至少两个相邻的内部周壁为向径向内侧倾斜的倾斜周壁，
所述倾斜周壁从其下端到上端整体地一边向径向内侧倾斜，一边向上方延伸。
17.如权利要求16所述的研磨装置，其特征在于，
所述倾斜周壁彼此大致平行地延伸。
18.一种弹性膜的更换方法，对固定于基板保持装置的头主体并形成用于按压基板的多个压力室的弹性膜进行更换，所述弹性膜的更换方法的特征在于，
所述弹性膜具有：
抵接部，该抵接部与所述基板抵接而将该基板按压于研磨垫；边缘周壁，该边缘周壁从所述抵接部的周端部向上方延伸；以及多个内部周壁，该多个内部周壁配置于所述边缘周壁的径向内侧，从所述抵接部向上方延伸，所述多个内部周壁中的至少两个相邻的内部周壁为向径向内侧倾斜的倾斜周壁，所述倾斜周壁从其下端到上端整体地一边向径向内侧倾斜，一边向上方延伸，
所述头主体具有与所述弹性膜连结的至少三个连结环，至少两个所述倾斜周壁利用固定件与所述至少三个连结环连结，
所述固定件具有：
固定件主体；以及
凸缘，该凸缘从所述固定件主体突出，能够与所述至少三个连结环中的内侧连结环和外侧连结环卡合，
解除所述凸缘、所述内侧连结环、外侧连结环的卡合，
从所述至少三个连结环拆卸弹性膜，
准备新的弹性膜，
将所述新的弹性膜的至少两个倾斜周壁保持于所述至少三个连结环，
使所述固定件的凸缘与所述内侧连结环、外侧连结环卡合，从而将所述新的弹性膜固定于所述头主体。
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