CN109366344A - 弹性膜、基板保持装置及研磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在基板边缘部分可精密调整研磨轮廓的弹性膜、基板保持装置以及研磨装置。用于研磨头(1)的弹性膜(10)具备：抵接于晶片(W)的抵接部(11)；直立设置于抵接部(11)外周端的圆环状的侧壁(15)；从侧壁(15)朝向径向内侧以剖面观看呈直线状延伸的第一分隔壁(14f)；及从抵接部(11)的外周端部朝向径向内侧的上方以剖面观看呈直线状延伸的第二分隔壁(14e)；以第一分隔壁(14f)、第二分隔壁(14e)以及侧壁(15)构成用于按压晶片(W)边缘的边缘压力室(16f)。

Description

弹性膜、基板保持装置及研磨装置

技术领域

本发明是关于一种用于研磨晶片等基板的研磨装置、研磨装置中用于保持基板的基板保持装置、及用于基板保持装置的弹性膜。

背景技术

近年来，随着半导体组件高积体化、高密度化，电路的配线更加微细化，多层配线总数也增加。为了达到电路微细化而且实现多层配线，由于沿着下侧层的表面凹凸导致阶差更大，因此，随着配线总数增加，在薄膜形成中对阶差形状的膜被覆性(阶跃式覆盖率)恶化。因此，为了实现多层配线，须改善该阶跃式覆盖率，并以适当过程进行平坦化处理。此外，因为随着光微影术的微细化，焦点深度变浅，所以需要对半导体组件表面进行平坦化处理，使半导体组件表面的凹凸阶差限制在焦点深度以下。

因此，在半导体组件的制造工序中，半导体组件表面的平坦化越来越重要。该表面平坦化中最重要的一个技术是化学机械研磨(CMP：Chemical Mechanical Polishing)。该化学机械研磨是将含二氧化硅(SiO₂)等研磨粒的研磨液供给至研磨垫的研磨面上，同时使晶片与研磨面滑动接触来进行研磨的。

用于进行CMP的研磨装置具备：支撑研磨垫的研磨台；及用于保持晶片的称为顶环或研磨头等的基板保持装置。使用这种研磨装置进行晶片的研磨情况下，通过基板保持装置保持晶片，同时将该晶片朝向研磨垫的研磨面以指定压力按压。此时，通过使研磨台与基板保持装置相对运动，而使晶片与研磨面滑动接触来研磨晶片表面。

研磨中的晶片与研磨垫的研磨面之间的相对按压力若在整个晶片上不均匀，则根据施加于晶片各部分的按压力而产生研磨不足或过度研磨。因此，为了使按压力对晶片均匀化，在基板保持装置下部设置以弹性膜形成的压力室，通过在该压力室中供给空气等流体，而经由弹性膜并通过流体压按压晶片(例如，参照专利文献1)。

图23是表示专利文献1所记载的研磨装置的基板保持装置的剖视图，图24是图23的弹性膜的边缘部分放大剖视图。如图23所示，以往的弹性膜110具有：安装于头主体102的下表面，配合晶片形状形成圆形的抵接部111；及从抵接部111直立设置的侧壁110h。该弹性膜110的抵接部111下表面成为弹性膜110的底面，通过该抵接部111的下表面将晶片按压于下方，而将晶片按压于研磨垫的研磨面。

如图23及图24所示，抵接部111上空开间隔地设有向上方延伸的多个同心圆状的分隔壁120a～120g，并在抵接部111的外周端形成向上方延伸的侧壁110h。各分隔壁120a～120g之间形成压力室116a～116g，外周端部在最外分隔壁与侧壁之间形成边缘压力室116g。而后，通过从头主体102对各压力室116a～116g单独地输送空气来控制各压力室116a～116g的压力。通过控制各压力室116a～116g的压力，可控制对应于各压力室116a～116g的各底面部分的按压力。

具有如上述以往构成的弹性膜的研磨装置中，因为研磨垫具有弹性，所以研磨中施加于晶片的边缘部(周缘部)的按压力不均匀，而发生仅晶片的边缘部研磨过多的所谓“塌缘”。为了防止这种塌缘，按压晶片边缘部的弹性膜的外周端部最好以更微细的范围控制按压力。

图25是专利文献1中记载的另外例的弹性膜的边缘部分的放大剖视图。该例中，与图24的例相比，分隔壁120f从更靠近抵接部111外周端的位置延伸，而边缘压力室116g可以比较窄的范围按压晶片的边缘部分。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-193070号公报

发明内容

(发明所要解决的问题)

本发明的目的为提供一种特别是在基板边缘部分可精密调整研磨轮廓的研磨装置、用于这种研磨装置的基板保持装置、及用于这种基板保持装置的弹性膜。

(解决问题的手段)

本发明一种方式的弹性膜，用于基板保持装置，该弹性膜具备：抵接部，该抵接部抵接于基板；圆环状的侧壁，该侧壁直立设置于所述抵接部的外周端；第一分隔壁，该第一分隔壁从所述侧壁朝向径向内侧以剖面观看呈直线状的方式延伸；及第二分隔壁，该第二分隔壁从所述抵接部的外周端部朝向径向内侧的上方以剖面观看呈直线状的方式延伸，以所述第一分隔壁、所述第二分隔壁以及所述侧壁构成用于按压所述基板的边缘的边缘压力室。

通过该构成，因为控制边缘压力室的压力，所以可在外周端部的狭窄范围控制抵接部的按压力。此外，由于第一分隔壁与第二分隔壁分别从剖面观看呈直线状延伸，因此第一分隔壁与第二分隔壁不易接触，因而可轻易进行边缘压力室的压力控制。此外，即使边缘压力室的压力提高，由于第一分隔壁从侧壁呈直线状延伸，因此可抑制侧壁向外侧膨胀。

上述弹性膜中，也可以是，所述第一分隔壁与所述第二分隔壁的间隔从所述抵接部的径向内侧朝向径向外侧逐渐扩大。

通过该构成，空气容易流到边缘压力室内的整个空间，因此可在外周端部的狭窄范围控制抵接部的按压力。

上述弹性膜中，也可以是，所述基板保持装置具备头主体，该头主体供所述弹性膜安装，所述第一分隔壁在顶端具有第一卡合部，该第一卡合部与所述头主体卡合，所述第二分隔壁在顶端具有第二卡合部，该第二卡合部与所述头主体卡合，所述第一分隔壁与所述第二分隔壁的间隔从所述第一卡合部及所述第二卡合部朝向所述侧壁逐渐扩大。

即使通过该构成，空气仍然容易流到边缘压力室内的整个空间，可在外周端部的狭窄范围控制抵接部的按压力。

上述弹性膜中，也可以是，所述第二分隔壁从比所述侧壁的内周面靠内侧0.5～1.5mm的位置呈直线状延伸。

通过该构成，将从弹性膜的外周端至内侧0.5mm到1.5mm为止(边缘按压宽度d)的部分作为外周端部，可在外周端部的狭窄范围控制底面的按压力。

上述弹性膜中，也可以是，在所述抵接部的上表面的所述第二分隔壁的外周面与所述侧壁内周面之间的距离为1.5～8mm。

通过该构成，即使是外周端部并未形成膜的基板，仍可精密控制在膜外周端部的研磨轮廓。

上述弹性膜中，也可以是，所述第二分隔壁连接于所述抵接部的上表面的基端部弯折而形成基端连接部，所述基端连接部的长度为0.5～3.5mm。

通过该构成，可确保彼此的距离，使第二分隔壁与相邻的分隔壁不接触。

上述弹性膜中，也可以是，构成所述边缘压力室的所述侧壁的外周面是平坦的。

通过该构成，由于侧壁无阶差，因此会造成缺陷的浆液不易滞留。

本发明其他方式是保持基板的基板保持装置，具备：上述的弹性膜；及头主体，该头主体供所述弹性膜安装。

即使通过该构成，仍然可借着控制压力室的压力，在外周端部的狭窄范围控制抵接部的按压力。此外，由于第一分隔壁与第二分隔壁分别呈直线状延伸，因此第一分隔壁与第二分隔壁不易接触，因而可轻易进行压力室的压力控制。即使压力室的压力提高，由于第一分隔壁从侧壁呈直线状延伸，因此可抑制侧壁向外侧膨胀。

本发明另外方式是研磨基板的研磨装置，具备：研磨台，该研磨台支撑具有研磨面的研磨垫；及上述基板保持装置；以所述基板保持装置保持所述基板，同时将所述基板朝向所述研磨面以指定压力按压，并且通过使所述研磨台与所述基板保持装置相对运动，而使所述基板与所述研磨面滑动接触，来研磨所述基板的表面。

即使通过该构成，仍然可通过控制压力室的压力，而在外周端部的狭窄范围控制抵接部的按压力。此外，由于第一分隔壁与第二分隔壁分别呈直线状延伸，因此第一分隔壁与第二分隔壁不易接触，因而可轻易进行压力室的压力控制。即使压力室的压力提高，由于第一分隔壁从侧壁呈直线状延伸，因此可抑制侧壁向外侧膨胀。

(发明的效果)

根据本发明，可通过控制压力室的压力，而在外周端部的狭窄范围控制抵接部的按压力。此外，由于第一分隔壁与第二分隔壁分别呈直线状延伸，因此第一分隔壁与第二分隔壁不易接触，因而可轻易进行压力室的压力控制。即使压力室的压力提高，由于第一分隔壁从侧壁呈直线状延伸，因此可抑制侧壁向外侧膨胀。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的研磨装置的图。

图2是表示设于图1所示的研磨装置的研磨头(基板保持装置)的图。

图3是表示图2所示的扣环及连结环的俯视图。

图4是图2所示的球面轴承及连结环的一部分的放大剖视图。

图5是表示本发明实施方式的弹性膜连结于头主体的载体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7A是本发明实施方式的第三连结环的剖视图。

图7B是图7A的A线向视图。

图8是表示在本发明实施方式的连结环的环倾斜部内周面形成按压突起的一例的放大剖视图。

图9A是本发明实施方式的固定件的俯视图。

图9B是图9A的B－B线剖视图。

图10是表示将图6所示的弹性膜连结于头主体的工序示意图。

图11是表示将图6所示的弹性膜连结于头主体的工序示意图。

图12是表示将图6所示的弹性膜连结于头主体的工序示意图。

图13是表示将图6所示的弹性膜连结于头主体的工序示意图。

图14是表示本发明实施方式的固定件的配置的一例的示意图。

图15A是用于说明本发明实施方式的弹性膜的优点的示意图。

图15B是表示以往弹性膜的示意图。

图15C是用于说明以往弹性膜的问题的示意图。

图16A是用于说明本发明实施方式的弹性膜的优点的示意图。

图16B是表示以往弹性膜的示意图。

图16C是用于说明以往弹性膜的问题的示意图。

图17A是用于说明本发明实施方式的弹性膜的优点的示意图。

图17B是表示以往弹性膜的示意图。

图17C是用于说明以往弹性膜的问题的示意图。

图18A是用于说明本发明实施方式的弹性膜的优点的示意图。

图18B是表示以往弹性膜的示意图。

图18C是用于说明以往弹性膜的问题的示意图。

图19A是用于说明本发明实施方式的弹性膜的优点的示意图。

图19B是用于说明以往弹性膜的问题的示意图。

图20A是用于说明本发明实施方式的弹性膜的优点的示意图。

图20B是用于说明以往弹性膜的问题的示意图。

图21A是表示本发明实施方式的第一变形例的弹性膜的一部分的放大剖视图。

图21B是表示本发明实施方式的第二变形例的弹性膜的一部分的放大剖视图。

图22是表示本发明实施方式的第三变形例的弹性膜的一部分的放大剖视图。

图23是表示以往研磨装置的基板保持装置的剖视图。

图24是表示以往的弹性膜的一部分的放大剖视图。

图25是表示以往另外例的弹性膜的一部分的放大剖视图。

符号说明

1 研磨头

2 头主体

3 扣环

3a 环构件

3b 驱动环

10 弹性膜

10a 基板保持面

11 抵接部

14a～14f 分隔壁

15 侧壁

16a～16g 压力室

17 通孔

18 研磨台

18a 台轴

19 研磨垫

19a 研磨面

22 垂直部

23、23a～23g 连结环

24 弯折部

25 研磨液供给喷嘴

27 头轴杆

28 水平部

29 台马达

30 突出部

31 阶差部

32 磁铁

33 突出部

34 阶差部

35 突出部

36 内侧卡合槽

37 外侧卡合槽

38 阶差部

40 控制装置

41 法兰盘

42 间隔物

43 载体

43a 槽

43b 凹部

43c 上表面

43d 下表面

44 密封构件

45 第一凹部

46 第二凹部

47 第三凹部

48 第四凹部

49 第五凹部

50 环垂直部

51 环倾斜部

51a 内周面

51b 外周面

51c 顶端

51d 贯穿孔

51e 密封槽

53 倾斜面

53a 密封槽

54 密封突起

55 分隔壁主体

56 螺丝孔

60 扣环按压机构

61 活塞

62 旋转隔膜

63 横槽

64 纵槽

65 压力调整装置

66 旋转筒

671 同步轮

672 同步轮

68 头马达

69 同步带

70 固定件

71 固定件主体

71a 上表面

71b 槽

72 凸缘

72a、72b 倾斜面

73 流体管线

73a、73b、73c 贯穿孔

74 密封构件

75 连结构件

76 轴部

77 肘套

78 辐条

79 螺丝

80 支臂轴杆

81 上下运动机构

82 旋转接头

83 轴承

84 桥接物

85 球面轴承

86 支柱

87 支撑台

88 滚珠丝杠

88a 螺旋轴

88b 螺母

90 伺服马达

91 中间轮

91a 外表面

91b 内表面

91c 贯穿孔

92 外轮

92a 凸缘

92b 内表面

92c 贯穿孔

93 内轮

93a 外表面

93b 贯穿孔

94 螺丝

96 内侧开口

97 外侧开口

102 头主体

110 弹性膜

110h 侧壁

111 抵接部

115 侧壁

116a～116g 压力室

120a～120g 分隔壁

141e 基端连接部

151 方块

214e、214f 分隔壁

216e、216f 压力室

C1 顶点

θ、θ'、θ” 倾斜角度

O 支点

CP 中间点

L1、L2、d 距离

Q 研磨液

W 晶片

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。另外，以下说明的实施方式是表示实施本发明时的一例，而并非将本发明限定为以下说明的具体结构。本发明在实施时，也可以适当地采用与实施方式对应的具体结构。

图1是表示实施方式的研磨装置的图。如图1所示，研磨装置具备：支撑研磨垫19的研磨台18；及保持作为研磨对象物的基板的一例的晶片W，并按压于研磨台18上的研磨垫19的基板保持装置1。以下说明中，将基板保持装置1称为研磨头1。

研磨台18经由台轴18a连结于配置在其下方的台马达29，可绕其台轴18a旋转。研磨垫19贴合在研磨台18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上方设置研磨液供给喷嘴25，可通过该研磨液供给喷嘴25在研磨台18上的研磨垫19上供给研磨液Q。

研磨头1具备：将晶片W向研磨面19a按压的头主体2；及保持晶片W，不使晶片W从研磨头1滑出的扣环3。研磨头1连接于头轴杆27，该头轴杆27通过上下运动机构81而相对于头支臂64上下运动。通过头轴杆27上下运动，整个研磨头1相对于头支臂64升降定位。在头轴杆27的上端安装有旋转接头82。

使头轴杆27及研磨头1上下运动的上下运动机构81具备：经由轴承83可旋转地支撑头轴杆27的桥接物84；安装于桥接物84的滚珠丝杠88；通过支柱86所支撑的支撑台87；及设于支撑台87上的伺服马达90。支撑伺服马达90的支撑台87经由支柱86而固定于头支臂64。

滚珠丝杠88具备：连结于伺服马达90的螺旋轴88a；及该螺旋轴88a螺合的螺母88b。头轴杆27可与桥接物84一体地上下运动。因此，驱动伺服马达90时，桥接物84经由滚珠丝杠88而上下运动，由此头轴杆27及研磨头1上下运动。

头轴杆27经由键(无图示)而连结于旋转筒66。该旋转筒66在其外周部具备同步轮671。头支臂64上固定有头马达68，上述同步轮671经由同步带69而连接于设置在头马达68上的同步轮672。因此，通过旋转驱动头马达68，旋转筒66及头轴杆27经由同步轮672、同步带69及同步轮671而一体旋转，且研磨头1旋转。头支臂64通过可旋转地支撑于框架(无图示)的支臂轴杆80而支撑。研磨装置具备控制头马达68、伺服马达90等装置内的各设备的控制装置40。

研磨头1构成可在其下表面保持晶片W。头支臂64以支臂轴杆80为中心可回转地构成。在下表面保持了晶片W的研磨头1，通过头支臂64的回转而在晶片W的接收位置与研磨台18的上方位置之间移动。

晶片W的研磨如下进行。使研磨头1及研磨台18分别旋转，并从设于研磨台18上方的研磨液供给喷嘴25供给研磨液Q至研磨垫19上。在该状态下，使研磨头1下降至指定位置(指定高度)，在该指定位置将晶片W按压于研磨垫19的研磨面19a。晶片W与研磨垫19的研磨面19a滑动接触，由此研磨晶片W的表面。

其次，说明研磨头1。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具备：将晶片W向研磨面19a按压的头主体2；及以包围晶片W的方式配置的扣环3。头主体2及扣环3通过头轴杆27的旋转而一体旋转。扣环3构成可与头主体2独立地上下运动。

头主体2具备：圆形的法兰盘41；安装于法兰盘41下表面的间隔物42；及安装于间隔物42下表面的载体43。法兰盘41连结于头轴杆27。载体43经由间隔物42而连结于法兰盘41，法兰盘41、间隔物42及载体43一体地旋转，且一体地上下运动。具有法兰盘41、间隔物42、及载体43的头主体2通过工程塑料(例如聚醚醚酮(PEEK))等树脂而形成。另外，也可以SUS、铝等金属形成法兰盘41。

在头主体2下表面连结有抵接于晶片W背面的弹性膜10。关于将弹性膜10连结于头主体2的方法在后文中叙述。弹性膜10的圆形抵接部11的下表面是抵接于晶片W的抵接面，且构成基板保持面10a。侧壁15从抵接部11的外周端直立设置。弹性膜10具有多个(图2是6个)环状的分隔壁14a、14b、14c、14d、14e、14f，这些分隔壁14a～14f配置成同心状。分隔壁14a～14e从抵接部11的上表面向上方延伸，分隔壁14f从侧壁15向径向内侧延伸。通过这些分隔壁14a～14f而在弹性膜10与头主体2之间形成7个压力室，也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及16g、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。边缘压力室16g形成于边缘压力室16f的上方。

这些压力室16a～16g经由旋转接头82而连接于压力调整装置65，并可从压力调整装置65通过分别延伸的流体管线73供给流体(例如气体，更具体而言为空气或氮)至各压力室16a～16g。压力调整装置65连接于控制装置40，可独立调整这7个压力室16a～16g内的压力。而且，压力调整装置65也可在压力室16a～16g内形成负压。如此，在研磨头1中，通过调整供给至形成于头主体2与弹性膜10之间的各压力室16a～16g的流体压力，即可对每个晶片W区域调整施加于晶片W的按压力。

弹性膜10由乙丙橡胶(EPDM)、聚氨酯橡胶、硅橡胶等强度及耐用性优异的橡胶材料形成。各压力室16a～16g也连接于大气开放机构(无图示)，也可使压力室16a～16g向大气开放。

扣环3的上部连接于环状的扣环按压机构60，该扣环按压机构60对扣环3的整个上表面(更具体而言，驱动环3b的上表面)施加均匀的向下的负荷，由此扣环3的下表面(也即，环构件3a的下表面)向研磨垫19的研磨面19a按压。

扣环按压机构60具备：固定于驱动环3b上部的环状的活塞61；及连接于活塞61上表面的环状的旋转隔膜62。旋转隔膜62内部形成有扣环压力室63。该扣环压力室63经由旋转接头82而连接于压力调整装置65。从该压力调整装置65供给流体(例如空气)至扣环压力室63时，旋转隔膜62将活塞61压向下方，进一步活塞61将整个扣环3压向下方。

如此，扣环按压机构60将扣环3的下表面向研磨垫19的研磨面19a按压。进一步通过压力调整装置65在扣环压力室63内形成负压，可使整个扣环3上升。扣环压力室63也连接于大气开放机构(无图示)，也可使扣环压力室63向大气开放。

扣环3可装卸地连结于扣环按压机构60。更具体而言，活塞61由金属等磁性材料形成，并在驱动环3b的上部配置有多个磁铁32。通过这些磁铁32吸引活塞61，扣环3通过活塞61的磁力而固定。活塞61的磁性材料例如使用耐腐蚀性的磁性不锈钢。另外，也可以由磁性材料形成驱动环3b，并在活塞61上配置磁铁。

扣环3经由连结构件75而连结于球面轴承85。该球面轴承85配置于扣环3的径向内侧。图3是表示扣环3及连结构件75的俯视图。如图3所示，连结构件75具备：配置于头主体2的中心部的轴部76；固定于该轴部76的肘套77；及从该肘套77放射状延伸的多个(附图的例系6个)辐条78。

辐条78的一方端部固定于肘套77，辐条78的另一方端部固定于扣环3的驱动环3b。肘套77、辐条78与驱动环3b一体形成。载体43上固定有多对驱动销80、80。各对的驱动销80、80配置于各辐条78的两侧，载体43的旋转经由驱动销80、80传递至扣环3，由此头主体2与扣环3一体旋转。

如图2所示，轴部76在球面轴承85内纵向延伸。如图3所示，载体43上形成有收容辐条78的多个放射状的槽43a，各辐条78在各槽43a内纵向移动自如。连结构件75的轴部76在纵向移动自如地支撑于配置在头主体2中央部的球面轴承85。通过如此构成，连结构件75及固定于此的扣环3可相对于头主体2纵向移动。而且，扣环3通过球面轴承85支撑为可倾斜移动。

以下，更详细说明球面轴承85。图4是球面轴承85及连结构件75的一部分的放大剖视图。如图4所示，轴部76通过多个螺丝79而固定于肘套77。轴部76中形成有纵向延伸的贯穿孔88。该贯穿孔88作用为轴部76对球面轴承85纵向移动时的排气孔，由此，扣环3可相对于头主体2在纵向顺利地移动。

球面轴承85具备：经由连结构件75而连结于扣环3的中间轮91；从上滑动自如地支撑中间轮91的外轮92；及从下滑动自如地支撑中间轮91的内轮93。中间轮91具有比球壳上半部分小的部分的球壳形状，并夹在外轮92与内轮93之间。

在载体43的中央部形成有凹部43b，外轮92配置于凹部43b内。外轮92在其外周部具有凸缘92a，通过将该凸缘92a以螺栓(无图示)固定于凹部43b的阶部，外轮92固定于载体43，并且可对中间轮91及内轮93施加压力。内轮93配置于凹部43b的底面上，并以在中间轮91的下表面与凹部43b的底面之间形成间隙的方式，从下支撑中间轮91。

外轮92的内表面92b、中间轮91的外表面91a及内表面91b、及内轮93的外表面93a由将支点O作为中心的大致半球面而构成。中间轮91的外表面91a滑动自如地接触于外轮92的内表面92b，中间轮91的内表面91b滑动自如地接触于内轮93的外表面93a。外轮92的内表面92b(滑动接触面)、中间轮91的外表面91a及内表面91b(滑动接触面)、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。通过这种构成，中间轮91可相对于外轮92及内轮93全方向(360°)倾斜移动，且倾斜移动中心的支点O位于比球面轴承85下方。

外轮92、中间轮91及内轮93中分别形成有插入轴部76的贯穿孔92c、91c、93b。在外轮92的贯穿孔92c与轴部76之间形成有间隙，同样地，在内轮93的贯穿孔93b与轴部76之间形成有间隙。中间轮91的贯穿孔91c的直径比外轮92及内轮93的贯穿孔92c、93b小，轴部76相对于中间轮91仅可在纵向移动。因此，连结于轴部76的扣环3实质上不容许在横向移动，扣环3的横向(水平方向)的位置通过球面轴承85固定。

球面轴承85容许扣环3的上下移动及倾斜移动，而限制扣环3在横向的移动(水平方向的移动)。晶片W研磨中，扣环3从晶片W承受因晶片W与研磨垫19摩擦产生横向的力(朝向晶片W径向外侧的力)。该横向的力通过球面轴承85承受。如此，球面轴承85在晶片W研磨中，作为支撑机构发挥如下功能：承受因晶片W与研磨垫19摩擦，扣环3从晶片W承受的横向的力(朝向晶片W径向外侧的力)，而且限制扣环3在横向的移动(也即固定扣环3在水平方向的位置)。

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：作为抵接于晶片W的抵接面的圆形的抵接部11；垂直地直立设置于抵接部11外周端的圆环状的侧壁15；连接于抵接部11上表面的多个(图5是5个)分隔壁14a、14b、14c、14d、14e；及连接于侧壁15内表面的分隔壁14f。分隔壁14a～14f是同心状配置的环状分隔壁。

如上所述，通过这6个分隔壁14a～14f而形成7个压力室(即中央压力室16a、中间压力室16a～16e、及边缘压力室16f及16g)。抵接部11接触于晶片W的背面，也即接触于与待研磨的表面的相反侧的面，并向研磨垫19按压晶片W。

边缘压力室16g与边缘压力室16f通过大致水平地延伸的分隔壁14f而隔开。由于分隔壁14f连接于侧壁15，因此边缘压力室16g与边缘压力室16f的差压产生将侧壁15铅直方向压下的向下的力。换言之，边缘压力室16g内的压力比边缘压力室16f内的压力大时，通过边缘压力室16g、16f间的差压在侧壁15产生向下的力，侧壁15将抵接部11的周缘部铅直方向地按压于晶片W的背面。结果，抵接部11的周缘部向研磨垫19按压晶片边缘部。如此，由于对侧壁15本身作用铅直方向向下的力，因此抵接部11的周缘部可将晶片W边缘部的狭窄区域向研磨垫19按压。因此，可精密控制晶片W边缘部的轮廓。

以下的说明中，在不需要区别分隔壁14a～14f时、及统称分隔壁14a～14f时注记为分隔壁14。此外，对于压力室16a～16g，也在不需要区别它们时、及统称它们时注记为压力室16。

在从抵接部11的上表面延伸的分隔壁14a～14e中，分隔壁14e连接于抵接部11的外周端部，分隔壁14d配置于分隔壁14e的径向内侧，分隔壁14c配置于分隔壁14d的径向内侧，分隔壁14b配置于分隔壁14c的径向内侧，分隔壁14a配置于分隔壁14b的径向内侧。以下的说明中，将分隔壁14f称为第一分隔壁14f，将分隔壁14e称为第二分隔壁14e，将分隔壁14d称为第三分隔壁14d，将分隔壁14c称为第四分隔壁14c，将分隔壁14b称为第五分隔壁14b，将分隔壁14a称为第六分隔壁14a。从抵接部11的上表面延伸的分隔壁14a～14e从抵接部11的上表面向上方延伸。

抵接部11在周向以指定间距形成有与形成于第五分隔壁14b与第四分隔壁14c之间的压力室16c连通的多个通孔17。图5及图6仅表示1个通孔17。在晶片W接触于抵接部11的状态下，形成有多个通孔17的中间压力室16c减压时，晶片W保持于抵接部11的下表面。也即，晶片W通过真空吸引而保持于研磨头1。而且，晶片W从研磨垫19离开的状态下，在形成有多个通孔17的中间压力室16c中供给流体时，则从研磨头1释放晶片W。通孔17也可取代中间压力室16c而形成于其他压力室。此时，晶片W的真空吸引及释放通过控制形成通孔17的压力室的压力来进行。

本实施方式，从抵接部11上表面延伸的分隔壁14a～14e构成向径向内侧倾斜的倾斜分隔壁，且均具有直线状的形状(直线形状)。以下，说明位于最外侧的分隔壁14e的构成，作为倾斜分隔壁的分隔壁14a～14e的代表。

倾斜分隔壁的第二分隔壁14e从抵接部11的外周端部朝向径向内侧的上方剖面观看时呈直线状延伸。第二分隔壁14e由从抵接部11上表面在径向内侧且上方呈直线状延伸的分隔壁主体55；及形成于该分隔壁主体55顶端的环状的密封突起54而构成。本实施方式的密封突起54具有圆状的剖面形状，分隔壁主体55在密封突起54的切线方向延伸。

第二分隔壁14e从其下端部(基端部)至上端部的整体，在径向内侧以指定的角度θ倾斜，而且向上方延伸。第二分隔壁14e的下端部连接于抵接部11，第二分隔壁14e的上端部(即密封突起54)连接于后述的头主体2的连结环23d。

分隔壁14e对底面的倾斜角度θ优选设定在20°～70°的范围。倾斜角度θ比20°小时，若供给至相邻的压力室16的流体压力差大时，可能相邻的各分隔壁14接触。倾斜角度θ比70°大时，可能通过分隔壁14而阻碍弹性膜10在铅直方向的伸缩(即弹性膜10的变形)。此时，由于弹性膜10无法根据供给至压力室16的流体压力而适当伸缩，因此每个晶片W区域调整施加于晶片W的按压力可能有困难。

如图6所示，构成倾斜分隔壁的分隔壁14a～14e由于相互具有相同形状，因此分隔壁14a～14e相互平行地延伸。更具体而言，分隔壁14a～14e的分隔壁主体55相互平行。如图5所示，在第六分隔壁14a与第五分隔壁14b之间形成压力室16b，在第五分隔壁14b与第四分隔壁14c之间形成压力室16c，在第四分隔壁14c与第三分隔壁14d之间形成压力室16d，在第三分隔壁14d与第二分隔壁14e之间形成压力室16e，在第二分隔壁14e与第一分隔壁14f之间形成边缘压力室16f。

而且，图5及图6所示的弹性膜10中，构成倾斜分隔壁的分隔壁14a～14e相互平行地延伸。也即，分隔壁14a～14e的分隔壁主体55的倾斜角度θ相同。此时，由于可以极为狭窄的间隔配置相邻的分隔壁14，因此使压力室16的径向的宽度极为狭窄。

构成倾斜分隔壁的分隔壁14a～14e相互不接触时，分隔壁14a～14e也可相互大致平行地延伸。更具体而言，构成倾斜分隔壁的分隔壁14a～14e的分隔壁主体55的倾斜角度θ也可相互有某种程度差异。本说明书中，“大致平行”的表述，在将构成倾斜分隔壁的分隔壁14中的1个分隔壁14的倾斜角度(为方便说明，将该倾斜角度称为基准倾斜角度θs)作为基准时，是指构成倾斜分隔壁的其他分隔壁14的倾斜角度θ对基准倾斜角度θs在±10°的范围内(即θs-10≤θ≤θs+10)。例如，分隔壁14a的倾斜角度为45°，且将分隔壁14a的倾斜角度作为基准倾斜角度θs时，分隔壁14b～14e的基准倾斜角度θs相对于分隔壁14a的基准倾斜角度θs’(＝45°)在±10°的范围(即35°～55°的范围)。

本实施方式的侧壁15由从抵接部11的外周端垂直地延伸的垂直部22、形成于上端的水平部28、及形成于垂直部22的上端与水平部28的外侧端部之间且在径向内侧呈凸状弯折的弯折部24构成。此外，在水平部28的顶端(内侧端)也与分隔壁14a～14f同样地形成有密封突起54。

第一分隔壁14f从侧壁15的垂直部22的上端部朝向径向内侧水平地延伸。分隔壁14f也与分隔壁14a～14e同样整体具有直线形状，并由呈直线状延伸的分隔壁主体55；及形成于该分隔壁主体55顶端的环状的密封突起54而构成。不过，分隔壁14f的分隔壁主体55从侧壁15的内表面朝向径向内侧而水平地延伸。

以下进一步说明由第一分隔壁14f、侧壁15的垂直部22、第二分隔壁14e构成的边缘压力室16f。第一分隔壁14f与第二分隔壁14e从剖面观看均为直线状形状(直线形状)，分隔壁主体55中除去其端部，并无曲折部位或弯折部位。此外，侧壁15的垂直部22从剖面观看也为直线状形状(直线形状)，且垂直部22中并无曲折部位或弯折部位。因而，第一分隔壁14f的延长线、侧壁15的垂直部22、及第二分隔壁14e的延长线从剖面观看时构成三角形T。该三角形T的1个顶点C1在径向的位置成为弹性膜10的抵接部11的外周端。

边缘压力室16f中，第一分隔壁14f与第二分隔壁14e的间隔从抵接部11的径向内侧朝向外侧逐渐扩大。此外，侧壁15的垂直部22，也即至少在构成边缘压力室16f的部分，外周面平坦并无阶差。

形成于抵接部11上表面的分隔壁14a～14e中，最外侧的分隔壁的第二分隔壁14e连接于抵接部11的外周端部。本说明书中，“外周端部”的术语，是指包含抵接部11的外周端，还包含与此处相比的稍微内侧部分的范围。具体而言，如图6的剖面观看时，第二分隔壁14e的上表面与抵接部11的上表面相交的点、与侧壁15内表面与抵接部11上表面相交的点之间的距离(边缘按压宽度)d为0～8mm时，第二分隔壁14e连接于抵接部11的外周端部，或是从抵接部11的外周端部延伸。另外，本实施方式的边缘按压宽度d设定成0.5～1.5mm。

另外，弹性膜10通过其弹性未必能自律地维持图5及图6所示的形状，不过本说明书中，在说明弹性膜10的形状时，是指安装于头主体2用于研磨状态时的形状。

具有分隔壁14a～14f、侧壁15、及抵接部11的弹性膜10可使用模具等而一体成型。

如上述，在各压力室16a～16f上，从压力调整装置65通过经由旋转接头82而延伸的流体管线73(参照图1及图2)分别供给流体。图5仅表示用于从压力调整装置65供给流体至压力室16d的流体管线73的一部分。

图5所示的流体管线73的一部分通过：形成于间隔物42的贯穿孔73a；形成于载体43，并与贯穿孔73a连通的贯穿孔73b；及形成于后述的连结环23，并连通于贯穿孔73b的贯穿孔73c而构成。这些贯穿孔73a、73b、73c具有相同直径。在形成于连结环23的贯穿孔73c的上端形成有环状的凹部，且在该凹部配置对连结环23与载体43之间的间隙进行密封的密封构件(例如O-形环)74。通过该密封构件74防止流经贯穿孔73b、73c的流体从连结环23与载体43之间的间隙泄漏。

同样地，在形成于载体43的贯穿孔73b的上端形成有环状的凹部，在该凹部配置对载体43与间隔物42之间的间隙进行密封的密封构件(例如O-形环)44。通过该密封构件44防止流经贯穿孔73a、73b的流体从间隔物42与载体43之间的间隙泄漏。

头主体2进一步具有连接分隔壁14a～14f及侧壁15的多个连结环23a～23f。连结环23a配置于第六分隔壁14a与第五分隔壁14b之间，以下说明时称为第六连结环23a。连结环23b配置于第五分隔壁14b与第四分隔壁14c之间，以下说明时称为第五连结环23b。连结环23c配置于第四分隔壁14c与第三分隔壁14d之间，以下说明时称为第四连结环23c。连结环23d配置于第三分隔壁14d与第二分隔壁14e之间，以下说明时称为第三连结环23d。

连结环23e配置于第二分隔壁14e与第一分隔壁14f之间，以下说明时称为第二连结环23e。连结环23f配置于第一分隔壁14f与侧壁15的弯折部24及水平部28之间，以下说明时称为第一连结环23f。如此，各连结环23a～23e配置于相邻的分隔壁14之间。

本实施方式由于第六分隔壁14a也构成倾斜分隔壁，因此头主体2具有连结该分隔壁14a的连结环23g。以下说明时，将连结环23g称为追加连结环23g。

第六连结环23a、第五连结环23b、第四连结环23c、第三连结环23d、第二连结环23e、及第一连结环23f的构成相同。以下，将第四连结环23c作为代表例详细说明其构造。

图7A是第四连结环23c的剖视图，图7B是图7A的A线箭头方向观看图。图7A是以虚线(点线)描绘上述密封构件74。第四连结环23c具有：对头主体2的载体43垂直延伸的环垂直部50；及与该环垂直部50从该环垂直部50向径向外侧延伸且向下方倾斜的环倾斜部51。环倾斜部51的内周面51a对与弹性膜10的抵接部11平行的水平面P的倾斜角度θ’，比构成倾斜分隔壁的第四分隔壁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"，比构成倾斜分隔壁的第二分隔壁14e的倾斜角度θ大。

环倾斜部51的外周面51b与环倾斜部51的内周面51a在环倾斜部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而逐渐变细的剖面形状。连接内周面51a与外周面51b的环倾斜部51的顶端51c具有曲面构成的剖面形状(例如，半圆状的剖面形状)。而且，第四连结环23c具有从第四连结环23c的环倾斜部51的内周面51a伸展至外周面51b的贯穿孔51d。而且，在环倾斜部51的外周面51b形成有在该外周面51b全周延伸的环状的密封槽51e。

如图7B所示，在第四连结环23c的环倾斜部51的内周面51a上形成有：在该内周面51a的周向延伸的多条横槽63；及使相邻的横槽63相互连通的多条纵槽64。本实施方式的流体管线73的贯穿孔73c系在形成于环倾斜部51的内周面51a的横槽63开口，贯穿孔51d则在与流体管线73开口的横槽63不同的横槽63开口。

流体管线73的贯穿孔73c及贯穿孔51d也可分别在形成于环倾斜部51的内周面51a的纵槽64开口。在第四连结环23c的环倾斜部51的外周面51b上形成有：在该外周面51b的周向延伸的多条横槽；及使相邻的横槽相互连通的多条纵槽，不过无图示。贯穿孔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所示的分隔壁14的密封突起54嵌入形成于环倾斜部51的外周面51b的密封槽51e。将弹性膜10连结于头主体2时，密封突起54通过位于该密封突起54的径向外侧的连结环23的环倾斜部51的内周面51a而按压于密封槽51e的底面。例如，形成于第五分隔壁14b顶端的密封突起54嵌入形成于第六连结环23a的环倾斜部51的外周面51b的密封槽51e，并通过第五连结环23b的环倾斜部51的内周面51a而按压于第六连结环23a的密封槽51e的底面。

由此，第五分隔壁14b与第六连结环23a的环倾斜部51之间的间隙；及第五分隔壁14b与第五连结环23b的环倾斜部51的外周面51b之间的间隙被密封。通过这种构成，防止供给至各压力室16a～16e的流体从各压力室16a～16e泄漏。如此，分隔壁14中的密封突起54通过与头主体2卡合，并将分隔壁14固定于头主体2而使弹性膜10支撑于头主体2，且相当于本发明的卡合部，特别是第一分隔壁14f的密封突起54相当于本发明的第一卡合部，第二分隔壁14e的密封突起54相当于本发明的第二卡合部。

如图8所示，也可在连结环23的环倾斜部51的内周面51a上形成与嵌入密封槽51e的密封突起54相对的环状按压突起51f。按压突起51f在环倾斜部51的内周面51a的全周延伸。通过按压突起51f可利用密封槽51e的底面以强按压力按压密封突起54。结果，可更有效防止供给至各压力室16a～16e的流体从各压力室16a～16e泄漏。

如图5所示，分隔壁14a～14f分别仅以密封突起54而与连结环23a～23f。也即，在具有朝向顶端51c而逐渐变细的剖面形状的环倾斜部51、与密封突起54以外的分隔壁14之间形成间隙。通过该间隙对各压力室16a～16f供给加压流体时，容许分隔壁14a～14f在径向移动(也即，将密封突起54作为支点而转动)。结果，由于可根据供给至压力室16a～16f的流体压力使弹性膜10顺利膨胀，因此可精密调整研磨轮廓。

如上述，对各压力室16a～16f供给加压流体时弹性膜10膨胀，分隔壁14a～14e与抵接部11的连接部分也在径向移动。但是，分隔壁14a～14e的密封突起54以外的部分，由于在分隔壁14a～14e与连结环23a～23e之间形成有上述间隙，因此在分隔壁14a～14e的径向某种程度的移动不受连结环23a～23f的妨碍。因此，可根据供给至各压力室16a～16f的流体压力使弹性膜10膨胀。

分别供给至相邻的压力室16的流体有压力差时，划分这些压力室16的分隔壁会在径向变形。但是，由于分隔壁14的径向的变形受到连结环23的环倾斜部51的内周面51a或外周面51b限制，因此可有效防止分隔壁14与抵接部11上表面接触，同时有效防止相邻的各分隔壁14相互接触。本实施方式连结环23的环倾斜部51的顶端51c具有曲面构成的剖面形状。因此，分隔壁14接触于环倾斜部51的顶端51c时，也可防止分隔壁14的损伤。

如上述，连结环23具有：形成于环倾斜部51的内周面51a及外周面51b的横槽63与纵槽64；以及从内周面51a延伸至外周面51b，且在横槽63(或纵槽64)开口的贯穿孔51d。而且，供给至各压力室16a～16f的流体流动的流体管线73的贯穿孔73c(参照图5)开口于横槽63。

因此，通过分别供给至相邻的压力室16的流体的压力差，即使分隔壁14接触于连结环23的环倾斜部51的内周面51a及/或外周面51b，仍可将在流体管线73中流动的流体经由形成于环倾斜部51的横槽63与纵槽64、及贯穿孔51d而迅速且顺利地供给至压力室16。结果，即使在分隔壁14接触于连结环23的环倾斜部51的内周面51a及/或外周面51b的状态下，仍可使从流体管线73供给的流体压力迅速作用于抵接部11。

如图5所示，环倾斜部51的顶端51c优选位于比构成倾斜分隔壁的分隔壁14a～14e的中间点CP靠下方的位置。如图6所示，中间点CP位于以指定的倾斜角度θ向上方延伸的分隔壁14a～14e的中央。也即，分隔壁14a～14e的中间点CP与抵接部11上表面之间的距离L1，等于中间点CP与分隔壁14a～14e顶端之间的距离L2。

为了使晶片W吸附于弹性膜10的基板保持面10a(抵接部11的下表面)，而将压力室(例如，中间压力室16c)中形成真空时，弹性膜10朝向头主体2变形。弹性膜10的变形量大时，产生于晶片W的应力增加，会造成形成于晶片W上的电子回路损伤，或是晶片W产生裂纹。本实施方式由于环倾斜部51的顶端51c比分隔壁14a～14e的中间点CP位于下方，因此抵接部11的上表面与环倾斜部51的顶端51c之间的距离缩短。

因此，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接触于环倾斜部51的顶端51c，可减少弹性膜10的变形量。结果，可减少产生于晶片W上的应力。而且，因为环倾斜部51的顶端51c具有曲面构成的剖面形状，所以当弹性膜10接触到环倾斜部51的顶端51c时，可防止弹性膜10损伤。

采用本实施方式时，分隔壁14a～14e形成不具以往形成于分隔壁的水平部的直线形状的分隔壁。而且，这些分隔壁14a～14e具有相同形状且相互平行(或大致平行)地延伸。因此，即使分别供给至相邻的压力室的的流体压力差大时，分隔壁14a～14e仍不与抵接部11的上表面接触。

而且，可防止相邻的分隔壁相互接触。特别是由于在相邻的分隔壁14之间设有具备限制分隔壁14在径向内侧或外侧移动的环倾斜部51的连结环23，因此可有效防止分隔壁14与抵接部11的上表面接触及相邻的各分隔壁14的接触。结果，可精密调整保持于研磨头(基板保持装置)1的晶片W的研磨轮廓。

而且，采用本实施方式时，由于构成倾斜分隔壁的分隔壁14a～14e相互平行地延伸，因此可缩小相邻的分隔壁14a～14e之间的间隔。结果，由于可缩小各压力室16a～16e在径向的宽度，因此可精密调整保持于研磨头(基板保持装置)1的晶片W的研磨轮廓。

将分隔壁14a～14e构成倾斜分隔壁时，相邻的分隔壁14之间的间隔及分隔壁14e与侧壁15的垂直部22之间的间隔、各压力室的径向宽度可根据晶片W的研磨轮廓而任意设定。也即，可将相邻的分隔壁14的间隔设定成希望的间隔(例如，极窄的间隔)。也可将多个分隔壁14a～14e中相邻的至少2个分隔壁构成倾斜分隔壁。例如，也可将分隔壁14c、分隔壁14d、分隔壁14e构成倾斜分隔壁，也可将与侧壁15相邻配置的2个分隔壁14d、14e构成倾斜分隔壁。

连结环23通过多个固定件而固定于载体43。通过固定钉将连结环23固定于载体43，而将弹性膜10连接于头主体2。将构成倾斜分隔壁的相邻的分隔壁14之间的间隔小的弹性膜10连结于头主体2时，头主体2的连结环23在径向的宽度也变小。结果，须将连结环23固定于载体43用的固定件配置在狭窄空间。而且，用于将连结环23固定于载体43的固定件数量多时，在维修时从载体43装卸弹性膜10的作业量增加。

而且，设置用于将连结环23固定于头主体2的载体43的固定件的空间有限制。更具体而言，在头主体2的载体43中有将流体供给至各压力室16a～16f的多条流体管线73(参照图2)贯穿，固定件需要配置成不致干扰这些流体管线73。而且，头主体2的载体43上形成有收容辐条78的多条放射状的槽43a(参照图3)，而无法将固定件配置在形成有这些槽43a的位置。

因此，本实施方式的研磨头1具有用于将形成倾斜分隔壁的相邻的2个分隔壁14经由3个或4个连结环23同时固定于头主体2的固定件70。以下，说明该固定件70、以及使用固定件70将连接有弹性膜10的连结环23固定于头主体2的方法。

图9A是固定件70的俯视图，图9B是图9A的B－B线剖视图。如图9A及图9B所示，固定件70具备：圆柱状的固定件主体71；及从固定件主体71的外周面向外侧突出，且具有椭圆形状的凸缘72。凸缘72具有2个倾斜面72a、72b，这些倾斜面72a、72b分别延伸至凸缘72的外周面。除去倾斜面72a、72b的凸缘72在铅直方向的厚度，与形成于连结环23的环垂直部50的卡合槽(后述)相同。在固定件主体71的上表面71a形成有无图示的夹具(例如，一字槽扳手)的顶端可卡合的槽71b。通过使夹具顶端卡合于槽71b，进一步使夹具旋转，可使固定件70旋转。

其次，说明使用图9A及图9B所示的固定件70同时将3个或4个连结环23固定于头主体2的载体43的方法，将3个连结环23固定于载体43时，2个相邻的分隔壁14同时连结于头主体2。以下的说明中，将3个连结环23中位于径向内侧的连结环23称为内侧连结环23，并将3个连结环23中在径向外侧的连结环23称为外侧连结环23，并将位于内侧连结环23与外侧连结环23间的连结环23称为中间连结环。此外，将构成倾斜分隔壁的相邻的2个分隔壁14中位于径向内侧的分隔壁14称为内侧分隔壁14，并将构成倾斜分隔壁的相邻的2个分隔壁14中位于径向外侧的分隔壁14称为外侧分隔壁14。

图10至图13是表示为了将图6所示的弹性膜10连结于头主体2，而使用图9A及图9B所示的固定件70将3个或4个连结环23同时固定于载体43的各工序的示意图。

图5所示的弹性膜10中，第五分隔壁14b是内侧分隔壁14，第四分隔壁14c是外侧分隔壁14。相对于第五分隔壁14b与第四分隔壁14c而言，第六连结环23a是内侧连结环23，第五连结环23b是中间连结环23，第四连结环23c是外侧连结环23。通过固定件70将第六连结环23a～23c固定于载体43，而将第五分隔壁14b与第四分隔壁14c连结于头主体2。

同样地，第三分隔壁14d是内侧分隔壁14，第二分隔壁14e是外侧分隔壁14。相对于对第三分隔壁14d与第二分隔壁14e而言，第四连结环23c是内侧连结环23，第三连结环23d是中间连结环23，第二连结环23e是外侧连结环23。通过固定件70将连结环23c～23e固定于载体43，而将第三分隔壁14d与第二分隔壁14e连结于头主体2。如此，第四连结环23c相对于第五分隔壁14b与第四分隔壁14c而言是外侧连结环23，相对于第三分隔壁14d与第二分隔壁14e而言是内侧连结环23。

如图10所示，在头主体2的载体43的上表面43c形成有分别插入多个固定件70的多个第一凹部45。各第一凹部45从载体43的上表面43c朝向载体43的下表面43d延伸。第一凹部45具有椭圆形状的剖面，避免与插入该第一凹部45的固定件70的凸缘72接触。

而且，在载体43的下表面43d形成有：插入中间连结环23的环垂直部50的环状第三凹部47；插入外侧连结环23的环垂直部50的第二凹部46及第四凹部48；与插入第一连结环23f及第二连结环23e的环垂直部50的第五凹部49。第二凹部46、第三凹部47、第四凹部48、及第五凹部49在包含载体43的全周延伸，且从载体43的下表面43d朝向上表面43c而延伸。

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而与第二凹部46连通，且经由外侧开口97与第四凹部48连通。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及外侧开口97向第二凹部46及第四凹部48的内部突出。

中间连结环23被内侧连结环23与外侧连结环23夹着，而保持于该内侧连结环23与外侧连结环23。例如中间连结环23的第五连结环23b保持于内侧连结环23的第六连结环23a与外侧连结环23的第四连结环23c。同样地，中间连结环23的第三连结环23d保持于内侧连结环23的第四连结环23c与外侧连结环23的第二连结环23e。

本实施方式，中间连结环23具有从其内周面向内侧突出的环状的突出部30，内侧连结环23具有装载突出部30的环状的阶差部31。而且，外侧连结环23具有从其内周面向内侧突出的环状的突出部33，中间连结环23具有装载突出部33的环状的阶差部34。由于第四连结环23c对第五分隔壁14b与第四分隔壁14c发挥外侧连结环23的功能，并对第三分隔壁14d与第二分隔壁14e发挥内侧连结环23的功能，因此第四连结环23c具有：环状的突出部33、与环状的阶差部31。

而且，内侧连结环23的环垂直部50中形成有固定件70的凸缘72可卡合的内侧卡合槽36，并在外侧连结环23的环垂直部50中形成有固定件70的凸缘72可卡合的外侧卡合槽37。由于第四连结环23c对第五分隔壁14b与第四分隔壁14c发挥外侧连结环23的功能，并对第三分隔壁14d与第二分隔壁14e发挥内侧连结环23的功能，因此第四连结环23c具有：内侧卡合槽36与外侧卡合槽37。

在形成于内侧连结环23(例如第六连结环23a)的环倾斜部51的外周面的密封槽51e中嵌合形成于内侧分隔壁14(例如第五分隔壁14b)的顶端的密封突起54。在形成于中间连结环23(例如第五连结环23b)的环倾斜部51的外周面的密封槽51e中嵌入形成于外侧分隔壁14(例如第四分隔壁14c)的顶端的密封突起54。而且，使中间连结环23的突出部33装载于中间连结环23的阶差部34。该状态表示于图10。

此外，如图10所示，弹性膜10的第六分隔壁14a也构成倾斜分隔壁。第六分隔壁14a连接于追加连结环23g，通过将该追加连结环23g固定于载体43而连结于头主体2。更具体而言，追加连结环23g具有倾斜面53，倾斜面53上形成有嵌入形成于第六分隔壁14a顶端的密封突起54的密封槽53a。第六分隔壁14a在将该第六分隔壁14a的密封突起54嵌入追加连结环23g的密封槽53a状态下，被第六连结环23a与追加连结环23g夹着，由此，第六分隔壁14a被第六连结环23a与追加连结环23g保持。

而且，如图10所示，连结环23f具有从其内周面向内侧突出的环状的突出部35，连结环23e具有装载突出部35的环状的阶差部38。弹性膜10的侧壁15具有水平部28。在该水平部28顶端形成有密封突起54，在第一连结环23f的外周面形成有嵌入该密封突起54的密封槽51e。将弹性膜10连结于头主体2的载体43时，使弹性膜10的分隔壁14b～14e预先保持于连结环23a～23f，且使分隔壁14a预先保持于追加连结环23g。

其次，如图11所示，使弹性膜10、连结环23a～23f及追加连结环23g朝向载体43移动，并将各连结环23a～23f插入形成于载体43的下表面43b的凹部46、47、48、49(参照图10)。如图10所示，插入第四连结环23c的凹部相对于第五分隔壁14b及第四分隔壁14c而言是第四凹部48，另一方面，相对于第三分隔壁14d及第二分隔壁14e而言是第二凹部46。

如图9A及图9B所示，在固定件70的凸缘72上形成有2个倾斜面72a、72b。倾斜面72a、72b分别延伸至凸缘72的外周面。凸缘72通过该倾斜面72a、72b可顺利地进入卡合槽36、37。

因为除去倾斜面72a、72b的凸缘72的厚度与卡合槽36、37的厚度相同，所以顺利进入卡合槽36、37的凸缘72与卡合槽36、37牢固地卡合。结果，内侧连结环(例如第六连结环23a)、外侧连结环(例如第四连结环23c)牢固地固定于载体43。此时，保持于内侧连结环23与外侧连结环23的中间连结环23(例如第五连结环23b)也牢固地连结于内侧连结环23与外侧连结环23。

同时，内侧分隔壁(例如第五分隔壁14b)的密封突起54通过中间连结环23的环倾斜部51的内周面51a而按压于在内侧连结环23的环倾斜部51的外周面51b上形成的密封槽51e中，外侧分隔壁(例如分隔壁14c)的密封突起54通过外侧连结环23的环倾斜部51的内周面51a而按压于在中间连结环23的环倾斜部51的外周面51b上形成的密封槽51e中。

由此，密封内侧分隔壁14与内侧连结环23之间的间隙、及内侧分隔壁14与中间连结环23之间的间隙，并密封外侧分隔壁14与中间连结环23之间的间隙、及外侧分隔壁14与外侧连结环23之间的间隙。如参照图8的说明，也可在连结环23的环倾斜部51的内周面51a上形成将密封突起54按压于密封槽51e的按压突起51f。

侧壁15的密封突起54通过载体43的下表面43d(参照图10)而按压于在第一连结环23f的环倾斜部51的外周面51b上形成的密封槽51e，由此，密封侧壁15与第一连结环23f之间的间隙、及侧壁15与载体43之间的间隙。

也可在载体43的下表面43d配置参照图8而说明的环状的按压突起51f。将弹性膜10连结于头主体2时，通过设于下表面43d的按压突起51f，而将侧壁15的密封突起54以强按压力按压于在第一连结环23f的环倾斜部51的外周面51b上形成的密封槽51e。

本实施方式，追加连结环23g通过多个螺丝94而固定于载体43。在载体43中形成有插入螺丝94的贯穿孔43f(参照图10)，追加连结环23g上形成有从其上表面朝向下表面延伸的螺丝孔56。通过将螺丝94插入贯穿孔43f，并使螺丝94螺合于螺丝孔56，而将追加连结环23g牢固地固定于载体43。

此时，第六分隔壁14a的密封突起54通过第六连结环23a的环倾斜部51的内周面51a按压于在追加连结环23g的倾斜面53上形成的密封槽53a。由此，密封第六分隔壁14a与追加连结环23g之间的间隙、第六分隔壁14a与第六连结环23a之间的间隙、及第六分隔壁14a与第六连结环23a之间的间隙。

图14是表示固定件70的配置的一例的示意图。如图14所示，第六连结环23a、第五连结环23b及第四连结环23c通过沿着第五连结环23b的周向而配置的多个固定件70固定于载体43。第四连结环23c、第三连结环23d、及第二连结环23e通过沿着第三连结环23d的周向而配置的多个固定件70固定于载体43。

如此，使用上述固定件70将3个或4个连结环23同时固定于载体43时，即使压力室16a～16f在径向的宽度小时，仍可将弹性膜10连结于头主体2。而且由于可减少固定件70数量，因此可减少装卸弹性膜10时的作业量。

如图14所示，载体43配置防止流经用于对各压力室16a～16f供给流体的流体管线73的多个贯穿孔73a、73b的流体泄漏的密封构件44(参照图5)。而且，如参照图3的说明，载体43形成有收容辐条78的多个放射状的槽43a。

如本实施方式，为了将相邻的2个分隔壁14连结于头主体2，而通过固定件70将3个连结环23固定于头主体2的载体43时，可使固定件70轻易配置在贯穿孔73b及槽43a的不同位置。而且，由于可减少固定件70数量，因此弹性膜10的装卸容易。

上述的实施方式中，多个分隔壁14中的至少2个相邻的分隔壁构成向径向内侧倾斜的倾斜分隔壁。构成倾斜分隔壁的分隔壁14以外的分隔壁14形状是任意的。例如，也可将分隔壁14d、14e构成倾斜分隔壁，并将分隔壁14d、14e以外的分隔壁14a～14c构成具有从抵接部11向径向内侧倾斜的倾斜部、与从该倾斜部水平延伸的水平部的分隔壁。

本实施方式如上述，关于形成于弹性膜10与头主体2之间的多个压力室中在最外侧的边缘压力室16f，构成该边缘压力室16f的分隔壁的第一分隔壁14f与第二分隔壁14e形成为直线形状，且构成为从抵接部11的径向内侧朝向外侧，第一分隔壁14f与第二分隔壁14e的间隔逐渐扩大。通过边缘压力室16f的这种构成可获得各种效果。

图15至20是用于说明边缘压力室16f因上述构成获得的效果的示意图。如图15B所示的以往例，构成压力室216f的分隔壁214f与214e平行延伸，且这些间隔窄时，边缘压力室216e的压力比压力室216f的压力大，其差压大时，如图15C所示，压力室216e膨胀，且分隔壁214e变形，可能导致分隔壁214e与分隔壁214f接触。

如图15C所示，分隔壁214e与分隔壁214f接触时，无法从接触部分正确控制外侧的压力室216f的压力，因而无法正确控制弹性膜10对晶片W的边缘部分的按压力。

而本实施方式的弹性膜10，由于系将第一分隔壁14f与第二分隔壁14e形成直线形状，且构成从抵接部11的径向内侧朝向外侧，第一分隔壁14f与第二分隔壁14e的间隔逐渐扩大，因此如图15A所示，边缘压力室16f的压力比压力室16e的压力小，且即使其差压变大，第一分隔壁14f与第二分隔壁14e仍不易接触。因而，可精密调整边缘压力室16f的压力，也可精密调整对晶片W的边缘部分的按压力。

此外，如图16B所示的以往例，第二分隔壁114e与抵接部111上表面的接触部位与抵接部111的外周端之间的距离(边缘按压宽度)大时，如图16C所示，在弹性膜10的边缘部分无法在细小范围控制按压力，而产生塌缘等的问题。

而本实施方式的弹性膜10如图16A所示，由于构成边缘压力室16f的下侧分隔壁的分隔壁14e与抵接部11的接触部位位于接近抵接部11外周端的部位，且分隔壁14e从抵接部11的外周端部延伸，因此边缘按压宽度变小，在弹性膜10的边缘部分可在细小范围控制按压力。

此外，如图17B所示的以往例，构成边缘压力室116f的侧壁115的部分长时，当提高边缘压力室116f的压力时，如图17C所示，在边缘压力室116f中，侧壁115向径向外侧膨胀而接触于扣环3，边缘部分的按压力不稳定，可能造成晶片W边缘部分的研磨率不稳定。

而本实施方式的弹性膜10如图17A所示，由于直线形状的分隔壁14f连接于侧壁15，因此，即使边缘压力室16f的压力提高，分隔壁14f仍可抑制侧壁15的膨胀，因此侧壁15不易接触到扣环3。因而，本实施方式的弹性膜10在边缘部分的按压力稳定，且在晶片W的边缘部分的研磨率稳定。

另外，即使图23及图24所示的以往例，相当于本实施方式的弹性膜10的分隔壁14f的分隔壁120g连接于侧壁110h，不过该分隔壁120g并非直线形状而弯折，且分隔壁120f也弯折，因此当边缘压力室116g的压力提高，这些弯折部伸展变平直，侧壁110h可在径向外侧膨胀。

而本实施方式的弹性膜10如图17A所示，由于连接于侧壁15的分隔壁14f呈直线形状，因此该分隔壁14f向径向外侧延伸的余地极小，可有效抑制侧壁15的膨胀。

此外，如图18B所示的以往例，抵接部111的端部剖面为四方时，如图18C所示，边缘压力室116f的压力产生的按压力系以该四方宽度赋予晶片W。如此，在边缘部分无法在狭窄范围按压晶片W，边缘部分无法精密调整按压力。

而本实施方式的弹性膜10如图18A所示，由于分隔壁14e连接于抵接部11的外周端部，因此可缩小边缘压力室16f的边缘按压宽度，可在边缘部分精密调整按压力。

此外，如图19B的以往例，侧壁115有阶差时，浆液S容易滞留在该阶差上而形成缺陷原因。而本实施方式的弹性膜10如图19A所示，由于侧壁15的外周面平坦，因此浆液不易滞留。

此外，如图20B所示的以往例，构成边缘压力室116f的分隔壁114e弯折，由此，当边缘压力室116f弯折时，在该弯折角产生压力损失，压力无法传递到该边缘压力室116f的端，也即抵接部111的外周端部，难以精密调整在边缘部分的按压力。

而本实施方式的弹性膜10如图20A所示，从存在对于边缘压力室16f而言的流体源的流体管线73的径向内侧朝向下游侧的径向外侧，第一分隔壁14f与第二分隔壁14e的间隔逐渐扩大，边缘压力室16f变宽。因而不致阻挡流体的通道，流体容易流至整个边缘压力室16f，在边缘部分可精密调整按压力。

其次，说明本实施方式的弹性膜10的变形例。图21A是表示第一种变形例的弹性膜的一部分的放大剖视图。上述实施方式中，构成边缘压力室16f的上侧的分隔壁14f从侧壁15水平地延伸，而本变形例的弹性膜10'中，分隔壁14f'从径向外侧朝向内侧稍微向上倾斜。

即使按照该变形例的构成，由于第一分隔壁14f仍然为从侧壁15朝向径向内侧而延伸的直线形状，第二分隔壁14e形成从抵接部11的外周端部朝向径向内侧的上方延伸的直线形状，并由第一分隔壁14f、第二分隔壁14e与侧壁15构成边缘压力室16f，因此可获得与上述同样的效果。另外，分隔壁14f也可与分隔壁14e平行或形成朝向径向内侧向上方倾斜的角度。

图21B是表示第二种变形例的弹性膜的一部分的放大剖视图。本变形例的弹性膜10中，除了图21A的构成的外，还在侧壁15'内侧形成有用于抑制侧壁15'向径向外侧膨胀的方块151。侧壁15'的内侧，方块151也可在周向连续而形成圆环形状，也可在周向空开间隔地设置多个方块151。

即使按照该变形例的构成，由于第一分隔壁14f形成从侧壁15朝向径向内侧而延伸的直线形状，第二分隔壁14e形成从抵接部11的外周端部朝向径向内侧的上方延伸的直线形状，并由第一分隔壁14f、第二分隔壁14e、与侧壁15构成边缘压力室16f，因此可获得与上述同样的效果。

另外，图21A及图21B所示的弹性膜的第二分隔壁14e，在其基端部向垂直方向弯折形成基端连接部141e，该基端连接部141e连接于抵接部11的上表面。该基端连接部141e的外周面与侧壁15的内周面之间的距离(相当于上述边缘按压宽度d)可为1.5～8mm(优选为3～6mm)。

如此，在从距抵接部11的外周端的距离d的内侧的位置形成第二分隔壁14e时，这种第二分隔壁14e也相当于从抵接部11的外周端部延伸的分隔壁。此外，基端连接部141e的长度L可为0.5～3.5mm(并优选为1～2.5mm程度)。即使形成有这种基端连接部141e的第二分隔壁14e，分隔壁主体55的大部分仍形成直线状，而相当于呈直线状延伸的分隔壁。

图22是表示具有更明确的距离d及长度L的例的第三种变形例图。图22所示的变形例在，基端连接部141e的外周面与侧壁15的内周面之间的距离d为5mm，且基端连接部141e的长度L为3mm。也即，本例的抵接部11外周端部的极小(5mm宽的)部分也构成边缘压力室16f。

在晶片W上形成有铜或钨等金属膜时，存在覆膜的范围从晶片W的外周进入内侧，晶片W的外周端部并未形成膜的情况。这种情况下，需要精密控制与晶片W外周端相比稍微内侧的部分，也即膜的外周端部的研磨轮廓。

采用上述的变形例时，通过某种程度确保距离d，可精密控制形成于晶片W的膜的外周端部的研磨处理。此外，通过形成基端连接部141e，可使第二分隔壁14e的基端连接部141e以外的部分的位置及姿态与图6所示的上述实施方式的第二分隔壁14e相同。

也即，使图6的第二分隔壁14e保持原样向内侧平行移动时，第二分隔壁14e与第三分隔壁14d之间的距离变窄，通过使第二分隔壁14e的基端部弯折而形成基端连接部141e，可将第二分隔壁14e与第三分隔壁14d之间的距离保持与上述实施方式相同，而可确保边缘按压宽度d。另外，边缘按压宽度d为8mm以下，且长度L为3.5mm以下时，可充分享受上述实施方式所说明的作用效果。

上述实施方式是以具有本发明所属的技术领域的一般知识者可实施本发明为目的而记载的。本领域技术人员当然可进行上述实施方式的各种变形例，本发明的技术性思想也可适用于其他实施方式。因此，本发明不限定于所记载的实施方式，而应按照发明所要保护的范围所定义的技术性思想作最广范围的解释。

Claims (15)

1.一种弹性膜，用于基板保持装置，其特征在于，所述弹性膜具备：

抵接部，该抵接部抵接于基板；

圆环状的侧壁，该侧壁直立设置于所述抵接部的外周端；

第一分隔壁，该第一分隔壁从所述侧壁朝向径向内侧以剖面观看呈直线状的方式延伸；及

第二分隔壁，该第二分隔壁从所述抵接部的外周端部朝向径向内侧的上方以剖面观看呈直线状的方式延伸，

以所述第一分隔壁、所述第二分隔壁以及所述侧壁构成用于按压所述基板的边缘的边缘压力室。

2.如权利要求1所述的弹性膜，其中，

所述第一分隔壁与所述第二分隔壁的间隔从所述抵接部的径向内侧朝向径向外侧逐渐扩大。

3.如权利要求1所述的弹性膜，其中，

所述基板保持装置具备头主体，该头主体供所述弹性膜安装，

所述第一分隔壁在顶端具有第一卡合部，该第一卡合部与所述头主体卡合，

所述第二分隔壁在顶端具有第二卡合部，该第二卡合部与所述头主体卡合，

所述第一分隔壁与所述第二分隔壁的间隔从所述第一卡合部及所述第二卡合部朝向所述侧壁逐渐扩大。

4.如权利要求1～3中任一项所述的弹性膜，其中，

所述第二分隔壁从比所述侧壁的内周面靠内侧0.5～1.5mm的位置呈直线状延伸。

5.如权利要求1～3中任一项所述的弹性膜，其中，

在所述抵接部的上表面，所述第二分隔壁的外周面与所述侧壁的内周面之间的距离为1.5～8mm。

6.如权利要求5所述的弹性膜，其中，

所述第二分隔壁连接于所述抵接部的上表面的基端部弯折而形成基端连接部，基端连接部的长度为0.5～3.5mm。

7.如权利要求1～6中任一项所述的弹性膜，其中，

构成所述边缘压力室的所述侧壁的外周面是平坦的。

8.一种基板保持装置，保持基板，其特征在于，所述基板保持装置具备：

弹性膜；及

头主体，该头主体供所述弹性膜安装，

所述弹性膜具备：

抵接部，该抵接部抵接于基板；

圆环状的侧壁，该侧壁直立设置于所述抵接部的外周端；

第一分隔壁，该第一分隔壁从所述侧壁朝向径向内侧以剖面观看呈直线状的方式延伸；及

第二分隔壁，该第二分隔壁从所述抵接部的外周端部朝向径向内侧的上方以剖面观看呈直线状的方式延伸，

以所述第一分隔壁、所述第二分隔壁以及所述侧壁构成用于按压所述基板之边缘的边缘压力室。

9.如权利要求8所述的基板保持装置，其中，

所述第一分隔壁与所述第二分隔壁的间隔从所述抵接部的径向内侧朝向径向外侧逐渐扩大。

10.如权利要求8所述的基板保持装置，其中，

所述基板保持装置具备头主体，该头主体供所述弹性膜安装，

所述第一分隔壁在顶端具有第一卡合部，该第一卡合部与所述头主体卡合，

所述第二分隔壁在顶端具有第二卡合部，该第二卡合部与所述头主体卡合，

所述第一分隔壁与所述第二分隔壁的间隔从所述第一卡合部及所述第二卡合部朝向所述侧壁逐渐扩大。

11.如权利要求8～10中任一项所述的基板保持装置，其中，

所述第二分隔壁从比所述侧壁的内周面靠内侧0.5～1.5mm的位置呈直线状延伸。

12.如权利要求8～10中任一项所述的基板保持装置，其中，

在所述抵接部的上表面，所述第二分隔壁的外周面与所述侧壁内周面之间的距离为1.5～8mm。

13.如权利要求12所述的基板保持装置，其中，

所述第二分隔壁连接于所述抵接部的上表面的基端部弯折而形成基端连接部，基端连接部的长度为0.5～3.5mm。

14.如权利要求8～13中任一项所述的基板保持装置，其中，

构成所述边缘压力室的所述侧壁的外周面是平坦的。

15.一种研磨装置，研磨基板，其特征在于，所述研磨装置具备：

研磨台，该研磨台支撑具有研磨面的研磨垫；及

权利要求8所述的基板保持装置，

以所述基板保持装置保持所述基板，同时将所述基板朝向所述研磨面以指定压力按压，并且通过使所述研磨台与所述基板保持装置相对运动，从而使所述基板与所述研磨面滑动接触，来研磨所述基板的表面。