JP2008105103A - 研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低圧研磨においても安定した研磨圧力の制御が可能な研磨装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る研磨装置は、研磨部材５０を押圧してウェハに当接させる研磨ヘッド３０を有して構成された研磨装置において、研磨部材５０が押圧される方向と反対向きの力を研磨部材５０に加える反押圧装置６０（エアシリンダ６１）を備え、研磨ヘッド３０が、反押圧装置６０（エアシリンダ６１）により研磨部材５０に加えられる力よりも大きい力を研磨部材５０に加えて、研磨部材５０を押圧するように構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体ウェハ等の研磨対象物の表面を平坦化する研磨装置に関する。

従来、半導体ウェハ等の研磨対象物の表面を平坦化する研磨装置として、ウェハをその被研磨面が露出する状態で保持するウェハチャックと、このウェハチャックに保持されたウェハの被研磨面と対向する研磨パッドが貼り付けられた研磨部材を保持する研磨ヘッドとを備え、これら双方を回転させた状態で研磨パッドをウェハの被研磨面に押し付け、且つ研磨体を両者の接触面内方向に揺動させてウェハを研磨する構成のものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。また、このような機械的研磨に加え、研磨パッドとウェハとの接触面に研磨剤（スラリー）を供給して研磨剤の化学的作用により上記研磨を促進させる化学的機械的研磨（Chemical Mechanical Polishing；ＣＭＰ）を行うＣＭＰ装置も知られている。

研磨ヘッドは、ウェハの被研磨面と接触する研磨パッドが貼り付けられた研磨部材と、これらを柔軟に支えるドライブプレートおよびゴムシート（ダイアフラム）と、これらに空気圧を加えるための圧力室を構成するための内部空間が形成されたヘッドハウジングとを有して構成される。ヘッドハウジングの下端外周においてドライブプレートおよびゴムシートの外周が接合され、ドライブプレートおよびゴムシートが内周部において保持プレートと結合されており、ヘッドハウジングの内部空間がこれらドライブプレートおよびゴムシートにより覆われて圧力室が形成されている。

この結果、研磨部材はドライブプレートを介してヘッドハウジングに支持され、且つゴムシートを介して圧力室内の空気圧を均一に受ける。そして、ヘッドハウジングが回転駆動されるとドライブプレートを介して研磨部材に回転駆動力が伝達されて全体が回転されるようになっている。このような構成の研磨装置を用いたウェハの研磨加工は、研磨パッドを回転させながらウェハチャックに回転保持されたウェハの被研磨面に当接させて行われ、このとき、研磨パッドは回転しながらウェハに対して水平方向へ往復運動をすることで、ウェハの全表面が均一に研磨加工される。
特許第３０７６２９１号公報

しかしながら、このような研磨装置では、研磨圧力のさらなる低圧化が求められていた。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、低圧研磨においても安定した研磨圧力の制御が可能な研磨装置を提供することを目的とする。

このような目的達成のため、本発明に係る研磨装置は、研磨対象物を研磨可能な研磨部材と、研磨部材を押圧して研磨対象物に当接させる押圧装置とを備え、押圧装置により研磨部材を押圧して研磨対象物に当接させながら相対移動させて研磨対象物を研磨するように構成された研磨装置において、押圧装置により研磨部材が押圧される方向と反対向きの力を研磨部材に加える反押圧装置を備え、押圧装置が、反押圧装置により研磨部材に加えられる力よりも大きい力を研磨部材に加えて、研磨部材を押圧するように構成される。

また、上述の発明において、押圧装置は、研磨対象物と対向する面に開口を有するヘッドハウジングと、ヘッドハウジングの内側に設けられて研磨部材が連結される連結部材とを有し、研磨部材が、ヘッドハウジングにおける開口の近傍で研磨対象物に向かう方向へ往復移動可能に連結部材と連結され、ヘッドハウジング内に供給される空気を利用して研磨対象物に向かう方向へ押圧されるように構成されており、反押圧装置が、押圧装置により研磨部材が押圧される方向と反対向きの力を研磨部材に加えるエアシリンダを有して構成されることが好ましい。

また、押圧装置は、研磨対象物と対向する面に開口を有するヘッドハウジングと、ヘッドハウジングの内側に設けられて研磨部材が連結される連結部材とを有し、研磨部材が、ヘッドハウジングにおける開口の近傍で研磨対象物に向かう方向へ往復移動可能に連結部材と連結され、ヘッドハウジング内に供給される空気を利用して研磨対象物に向かう方向へ押圧されるように構成されており、反押圧装置が押圧装置により研磨部材が押圧される方向と反対向きの付勢力を研磨部材に加えるバネ部材を有して構成されるように構成されていてもよい。

本発明によれば、低圧研磨においても安定した研磨圧力の制御が可能になる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明に係る研磨装置の代表例であるＣＭＰ装置（化学的機械的研磨装置）を図１に示している。このＣＭＰ装置１は、研磨対象物たるウェハ１０をその上面側に着脱自在に吸着保持可能なウェハチャック１５と、このウェハチャック１５の上方位置に設けられ、ウェハチャック１５上に保持されたウェハ１０の被研磨面１０ｓと対向する研磨パッド５７が取り付けられた研磨部材５０を保持してなる研磨ヘッド３０とを備えて構成されている。このＣＭＰ装置１では、研磨パッド５７の寸法（直径）は研磨対象たるウェハ１０の寸法（直径）よりも小さく（すなわち研磨パッド５７はウェハ１０よりも小径であり）、研磨パッド５７をウェハ１０に接触させた状態で双方を相対移動させることにより、ウェハ１０の被研磨面（上面）１０ｓ全体を研磨できるようになっている。

これらウェハチャック１５と研磨ヘッド３０とを支持する支持フレーム２０は、水平な基台２１と、この基台２１上にＹ方向（紙面に垂直な方向でこれを前後方向とする）に延びて設けられたレール（図示せず）上をＹ方向に移動自在に設けられた第１ステージ２２と、この第１ステージ２２から垂直（Ｚ方向）に延びるように設けられた垂直フレーム２３と、この垂直フレーム２３の上部に設けられた第２ステージ２４と、この第２ステージ２４上から水平（Ｘ方向）に延びるように設けられた水平フレーム２５と、この水平フレーム２５上をＸ方向（左右方向）に移動自在に設けられた第３ステージ２６とを有して構成されている。

第１ステージ２２内には第１電動モータＭ１が設けられており、これを回転駆動することにより第１ステージ２２を上記レールに沿ってＹ方向に移動させることができる。また、第３ステージ２６内には第２電動モータＭ２が設けられており、これを回転駆動することにより第３ステージ２６を水平フレーム２５に沿ってＸ方向に移動させることができる。このため、上記電動モータＭ１，Ｍ２の回転動作を組み合わせることにより、第３ステージ２６をウェハチャック１５上方の任意の位置に移動させることが可能である。

ウェハチャック１５は基台２１上に設けられたテーブル支持部２７から上方に垂直に延びて設けられた回転軸２８の上端部に水平に取り付けられている。この回転軸２８はテーブル支持部２７内に設けられた第３電動モータＭ３を回転駆動することにより回転されるようになっており、これによりウェハチャック１５をＸＹ面（水平面）内で回転させることができる。

研磨ヘッド３０は第３ステージ２６から下方に垂直に延びて設けられたスピンドル２９の下端部に取り付けられている。このスピンドル２９は第３ステージ２６内に設けられた第４電動モータＭ４を回転駆動することにより回転されるようになっており、これにより研磨ヘッド３０全体を回転させて研磨パッド５７をＸＹ面（水平面）内で回転させることができる。また、研磨ヘッド３０およびスピンドル２９は、第３ステージ２６内に設けられたシリンダ機構（図示せず）を用いて、上下方向（Ｚ方向）に移動させることができるようになっている。

研磨ヘッド３０は、図２に示すように、スピンドル２９の下端部に連結部材３９を介して連結されたヘッドハウジング３１と、ヘッドハウジング３１の内側に設けられた円盤状のドライブプレート４０と、ドライブプレート４０の下側に連結された研磨部材５０と、ドライブプレート４０と研磨部材５０とを連結する中心部材４５と、上向きの力を研磨部材５０に加える反押圧装置６０とを主体に構成される。

ヘッドハウジング３１は、スピンドル２９の下端部に連結される有底円筒状の第１ハウジング部材３２と、第１ハウジング部材３２の下側に結合される円筒状の第２ハウジング部材３３と、第２ハウジング部材３３の下側に結合されるリング状の第３ハウジング部材３４とから構成され、第１〜第３ハウジング部材３２〜３４をそれぞれ結合させることで下面側に開口３７を有する有底円筒状に形成される。第２ハウジング部材３３の上端部には、中央に円形孔を有する円盤状のシリンダ取付部３５が形成されており、このシリンダ取付部３５の上側に反押圧装置６０のエアシリンダ６１が取り付けられるようになっている。

ドライブプレート４０は、オーステナイト系ステンレス板等の金属板を用いて中央に円形孔を有する円盤状に形成され、その外周部が第２ハウジング部材３３と第３ハウジング部材３４とに挟持されて固定されるようになっている。ドライブプレート４０の内周部は、ボルト等の締結部材を用いて中心部材４５の下側フランジ部４７と研磨部材５０の保持プレート５１との間に挟持され、これによりドライブプレート４０と研磨部材５０とが連結されるようになっている。このように、研磨部材５０（保持プレート５１）はドライブプレート４０を介してヘッドハウジング３１と連結されており、スピンドル２９の回転駆動力がドライブプレート４０を介して保持プレート５１に伝達される。

また、ドライブプレート４０の下面側には、ドライブプレート４０に同心円状に形成された開孔（図示せず）を塞ぐゴム製のメンブレンシート４１が貼り付けられており、ヘッドハウジング３１の開口３７側が塞がれてヘッドハウジング３１内が密封状態となる。これにより、シリンダ取付部３５より上側に位置する第１ハウジング部材３２の内部に第１内部空間Ｈ１が形成され、シリンダ取付部３５より下側に位置する第２ハウジング部材３３の内部に第２内部空間Ｈ２が形成される。

なお、第１内部空間Ｈ１および第２内部空間Ｈ２は、シリンダ取付部３５に形成された複数の通気孔３６を介して互いに連通するようになっている。また、第１内部空間Ｈ１は、スピンドル２９の内部中央に貫通形成されたエア供給路２９ａと連通しており、エア供給路２９ａを通過した空気が第１内部空間Ｈ１および第２内部空間Ｈ２に供給されるようになっている。図３に示すように、ヘッドハウジング３１の第１内部空間Ｈ１および第２内部空間Ｈ２は、第１の電空レギュレータ７１を介してコンプレッサ７３（空気圧源）および真空ポンプ７４（真空源）と繋がっており、第１の電空レギュレータ７１を用いて給排される空気により、ヘッドハウジング３１内の空気圧を所望の圧力に加圧調整できるようになっている。

ところで、外周部がヘッドハウジング３１に固定された円盤状のドライブプレート４０は、上下方向に曲げ弾性変形可能であり、ドライブプレート４０の弾性変形に伴って研磨部材５０が上下移動可能に（すなわち、ウェハ１０に向かう方向へ往復移動可能に）構成される。そのため、第２内部空間Ｈ２に供給される空気の圧力を受けてドライブプレート４０が下方に曲げ弾性変形することで、研磨部材５０がヘッドハウジング３１内に供給される空気を利用して下方へ（すなわち、ウェハ１０に向かう方向へ）押圧されるようになっている。このように、研磨ヘッド３０は、研磨部材５０を押圧してウェハ１０に当接させる押圧装置としての機能も有している。

中心部材４５は、図２に示すように、上下にフランジ部４７，４８を有する円柱状に形成される。中心部材４５の下端部に形成される下側フランジ部４７は、ボルト等の締結部材を用いて研磨部材５０の保持プレート５１とともにドライブプレート４０の内周部を挟持し、ドライブプレート４０と研磨部材５０とを連結するようになっている。一方、中心部材４５の上端部に形成される上側フランジ部４８には、反押圧装置６０のエアシリンダ６１が連結され、エアシリンダ６１の駆動力が中心部材４５を介して研磨部材５０に伝達されるようになっている。

なお、下側フランジ部４７の外周側に形成された穴部に第１ジョイントＪ１が取り付けられ、この第１ジョイントＪ１には、第１内部空間Ｈ１および第２内部空間Ｈ２、並びにエア供給路２９ａ内を通って真空ポンプ７４（図３を参照）に繋がる吸着用管路（図示せず）が接続される。また、中心部材４５の中央部には、上下に貫通する貫通孔４６が形成される。貫通孔４６の上端部に第２ジョイントＪ２が取り付けられ、この第２ジョイントＪ２には、第１内部空間Ｈ１およびエア供給路２９ａ内を通って研磨剤供給装置（図示せず）に繋がる研磨剤用管路（図示せず）が接続される。また、貫通孔４６の下端部は、研磨部材５０の中央部に上下に貫通して設けられた研磨剤供給孔５９と繋がっている。

研磨部材５０は、ドライブプレート４０と連結される保持プレート５１と、保持プレート５１に着脱自在に吸着保持されるキャリア部材５３と、キャリア部材５３の下側に取り付けられたパッドプレート５５とを有して構成され、ヘッドハウジング３１における開口３７の近傍でドライブプレート４０と連結されるようになっている。保持プレート５１は、外径がヘッドハウジング３１における開口３７の内径よりも少し小さい円盤状に形成され、保持プレート５１の中央上側で上方に突出する突出部においてドライブプレート４０と連結されるようになっている。

保持プレート５１の内部には、吸着穴５２が放射状に延びるように形成されており、吸着穴５２の上端部が第１ジョイントＪ１と繋がるとともに、下端部が保持プレート５１の下面側で複数開口するようになっている。このように、吸着穴５２が形成された保持プレート５１は真空ポンプ７４と繋がっており（図３を参照）、真空ポンプ７４を利用して吸着用管路（図示せず）および第１ジョイントＪ１と繋がる吸着穴５２に負圧を作用させることにより、パッドプレート５５が取り付けられたキャリア部材５３が保持プレート５１に吸着保持される。

キャリア部材５３は金属材料を用いて円盤状に形成され、キャリア部材５３の下側にパッドプレート５５が着脱自在に取り付けられる。パッドプレート５５は、樹脂製のプレート部材５６と、プレート部材５６の下面側に貼り付けられた研磨パッド５７とを有して構成される。プレート部材５６は、ＰＥＴ（ポリエチレン−テレフタラート）等の樹脂材料を用いて円盤形に形成され、ウェハ１０の表面（被研磨面１０ｓ）を平坦に研磨可能な研磨パッド５７が両面接着テープ等を用いてプレート部材５６の下面側に貼り付けられている。そして、研磨パッド５７の下面には、ウェハ１０の表面（被研磨面１０ｓ）に当接して研磨を行う研磨面５７ｓが形成される。

なお前述したように、研磨部材５０の中央部に研磨剤供給孔５９が上下に延びるように形成されており、研磨剤供給孔５９の上端部が中心部材４５の貫通孔４６の下端部と繋がるとともに、下端部が下方に開口するようになっている。そして、研磨剤供給装置（図示せず）から供給された研磨剤（スラリー）が研磨剤用管路（図示せず）および中心部材４５の貫通孔４６を通過して研磨剤供給孔５９から外部に流出するように構成される。

反押圧装置６０は、ヘッドハウジング３１のシリンダ取付部３５に取り付けられたエアシリンダ６１を有して構成される。このエアシリンダ６１は、ダイヤフラム式のリフトシリンダであり、中心部材４５の上側フランジ部４８と連結される。そして、エアシリンダ６１は、中心部材４５を介して研磨部材５０に対し上向きの力、すなわち、ヘッドハウジング３１内に供給される空気を利用して研磨部材５０が（下方に）押圧される方向と反対向きの力を加えるように構成される。

なお、エアシリンダ６１に第３ジョイントＪ３が接続されており、この第３ジョイントＪ３には、第１内部空間Ｈ１および第２内部空間Ｈ２、並びにエア供給路２９ａ内を通って第２の電空レギュレータ７２（図３を参照）に繋がるシリンダ用管路（図示せず）が接続される。すなわち、エアシリンダ６１は、図３に示すように、第２の電空レギュレータ７２を介してコンプレッサ７３および真空ポンプ７４と繋がっており、電空レギュレータ７２を用いて給排される空気によりエアシリンダ６１が駆動される（伸縮する）ようになっている。

このような構成のＣＭＰ装置１を用いてウェハ１０の研磨を行うには、先ずウェハチャック１５の上面に研磨対象となるウェハ１０を吸着取り付けし（このときウェハ１０の中心はウェハチャック１５の回転中心に一致させる）、電動モータＭ３を駆動してウェハチャック１５を回転させる。次に電動モータＭ１，Ｍ２を駆動して第３ステージ２６をウェハ１０の上方に位置させ、電動モータＭ４によりスピンドル２９を駆動して研磨ヘッド３０を回転させる。続いて、シリンダ機構（図示せず）を用いて研磨ヘッド３０をウェハ１０の近傍まで降下させる。

次に、コンプレッサ７３および第１の電空レギュレータ７１からヘッドハウジング３１の第１内部空間Ｈ１および第２内部空間Ｈ２に所望圧力の空気を供給して研磨部材５０を押圧し、研磨パッド５７の下面（研磨面５７ｓ）をウェハ１０の上面（被研磨面１０ｓ）に所定の研磨圧力（接触圧）で当接させるようにする。なお、通常の研磨の場合、エアシリンダ６１には圧力空気が供給されず、エアシリンダ６１が作動しない（シリンダロッドが研磨部材５０および中心部材４５に従動する）ようになっている。

そして、電動モータＭ１，Ｍ２を駆動して研磨ヘッド３０をＸＹ方向（ウェハ１０と研磨パッド５７との接触面の面内方向）に揺動させる。このとき同時に、研磨剤供給装置（図示せず）から研磨剤（スラリー）を圧送し、研磨剤供給孔５９より研磨パッド５７の下面側に研磨剤を供給する。これにより、ウェハ１０の被研磨面１０ｓは、研磨剤の供給を受けつつウェハ１０自身の回転運動と研磨ヘッド３０の（すなわち研磨パッド５７の）回転及び水平運動とにより研磨される。

ところで、低圧研磨のときには、コンプレッサ７３および第２の電空レギュレータ７２からエアシリンダ６１に所定圧力の空気が供給され、エアシリンダ６１が作動して中心部材４５および研磨部材５０に対し上向きの力が加えられる。このとき同時に、コンプレッサ７３および第１の電空レギュレータ７１からヘッドハウジング３１の第１内部空間Ｈ１および第２内部空間Ｈ２に所定圧力の空気が供給され、エアシリンダ６１により加えられる力よりも大きい下向きの力が研磨部材５０に加えられる。すなわち、研磨部材５０に加えられる下向きの力から（エアシリンダ６１による）上向きの力を相殺したものが研磨部材５０に対する下向きの押圧力となる。これにより、研磨部材５０に加えられる下向きの力と上向きの力との差を小さくすることで、低圧研磨が可能になる。

なお、低圧研磨において適切な制御を行うためには、電空レギュレータに対する電空指令電圧が低くなる（０Ｖ近辺となる）ため、電空レギュレータおよび電空レギュレータの内部センサにおける電圧（電空指令電圧および検出電圧）のレンジマッチング（最適化）、および機構系（研磨部材等）の軽量化を図る方法が考えられるが、さらなる低圧化に対応するには、この方法では限界がある。また、電空レギュレータと繋がる真空ポンプを用いて、ヘッドハウジングの内部空間に負圧を作用させ研磨部材に上向きの力を加えることも考えられるが、電空レギュレータに対する真空指令電圧が０Ｖの近辺では、真空指令電圧により得られる圧力（負圧）の再現性が悪く、かつ、機構系（特に、配管関係）の不安定要因に影響を受けやすい傾向にある。

そこで、本実施形態のＣＭＰ装置１によれば、研磨ヘッド３０が、反押圧装置６０（エアシリンダ６１）により研磨部材５０に加えられる力よりも大きい力を研磨部材５０に加えて、研磨部材５０を押圧するように構成されるため、電空レギュレータに対する電空指令電圧を高くする（最適な範囲で使用する）ことができることから、低圧研磨においても安定した研磨圧力の制御が可能になる。

またこのとき、研磨部材５０がヘッドハウジング３１内に供給される空気を利用して押圧されるように構成されるとともに、反押圧装置６０が研磨部材５０の押圧される方向と反対向きの力を研磨部材５０に加えるエアシリンダ６１を有して構成されることが好ましい。このようにすれば、低圧研磨を行わないときに、エアシリンダ６１に圧力空気を供給しないようにすることで、相対的に研磨圧力の高い通常の研磨を行うことが可能になる。

続いて、研磨ヘッドの第２実施形態について図４を参照しながら説明する。第２実施形態の研磨ヘッド１３０は、上述した第１実施形態の研磨ヘッド３０と比較して、ヘッドハウジング３１の第２ハウジング部材３３、中心部材４５、および反押圧装置６０の構成のみ異なり、他の装置構成は同様であるため、上記以外の構造について詳細な図示および説明を省略する。また、同様の構成について、第１実施形態の番号と同一の番号を付して説明する。

第２実施形態の研磨ヘッド１３０は、第１実施形態の場合と同様に、スピンドル２９の下端部に連結部材３９を介して連結されたヘッドハウジング１３１と、ドライブプレート４０と、研磨部材５０と、ドライブプレート４０と研磨部材５０とを連結する中心部材１４５と、上向きの力を研磨部材５０に加える反押圧装置１６０とを主体に構成される。

ヘッドハウジング１３１は、第１ハウジング部材３２と、第１ハウジング部材３２の下側に結合される円筒状の第２ハウジング部材１３３と、第２ハウジング部材１３３の下側に結合される第３ハウジング部材３４とから構成され、第１〜第３ハウジング部材３２，１３３，３４をそれぞれ結合させることで下面側に開口３７を有する有底円筒状に形成される。なお、ドライブプレート４０は、第１実施形態の場合と同様に、外周部が第２ハウジング部材１３３と第３ハウジング部材３４とに挟持されて固定される。

第２ハウジング部材１３３の上端部には、中央に円形孔を有する円盤状のバネ取付部１３５が形成されており、このバネ取付部１３５の上側に反押圧装置１６０を構成するバネ部材１６１の下端部が取り付けられるようになっている。そのため、バネ取付部１３５より上側に位置する第１ハウジング部材３２の内部に第１内部空間Ｈ１が形成され、バネ取付部１３５より下側に位置する第２ハウジング部材１３３の内部に第２内部空間Ｈ２が形成されることになる。なお、第１内部空間Ｈ１および第２内部空間Ｈ２は、バネ取付部１３５に形成された複数の通気孔１３６を介して互いに連通するようになっている。

中心部材１４５は、上下にフランジ部１４７，１４８を有する円柱状に形成される。中心部材１４５の下端部に形成される下側フランジ部１４７は、ボルト等の締結部材を用いて研磨部材５０の保持プレート５１とともにドライブプレート４０の内周部を挟持し、ドライブプレート４０と研磨部材５０とを連結するようになっている。一方、中心部材１４５の上端部に形成される上側フランジ部１４８には、下側にバネ部材１６１の上端部が取り付けられ、バネ部材１６１の付勢力が中心部材１４５を介して研磨部材５０に伝達されるようになっている。

なお、下側フランジ部１４７の外周側に形成された穴部には、第１実施形態の場合と同様の第１ジョイントＪ１が取り付けられる。また、中心部材１４５の中央部には上下に貫通する貫通孔１４６が形成され、貫通孔１４６の上端部には第１実施形態の場合と同様の第２ジョイントＪ２が取り付けられる。さらに、貫通孔１４６の下端部は研磨部材５０の研磨剤供給孔５９と繋がっており、研磨剤供給装置（図示せず）から供給された研磨剤（スラリー）が中心部材１４５の貫通孔１４６を通過して研磨剤供給孔５９から外部に流出するようになっている。

反押圧装置１６０は、ヘッドハウジング１３１のバネ取付部１３５および中心部材１４５の上側フランジ部１４８に取り付けられた３つのバネ部材１６１を有して構成される。３つのバネ部材１６１は圧縮コイルバネであり、それぞれ圧縮された状態でバネ取付部１３５および上側フランジ部１４８に等間隔で（約１２０度間隔で）取り付けられる。そして、バネ部材１６１は、中心部材１４５を介して研磨部材５０に対し上向きの付勢力、すなわち、ヘッドハウジング１３１内に供給される空気を利用して研磨部材５０が（下方に）押圧される方向と反対向きの付勢力を加えるように構成される。なお、本実施形態の配管は、エアシリンダが設けられないため、図３においてエアシリンダ６１および第２の電空レギュレータ７２を除いた構成になる。

このような第２実施形態の研磨ヘッド１３０を用いても、第１実施形態の場合と同様にしてウェハ１０の研磨が可能である。ただし、反押圧装置１６０としてバネ部材１６１を用いているため、バネ部材１６１の付勢力が常に研磨部材５０に作用することから、低圧研磨のみが可能となる。

上述したように、研磨の際、バネ部材１６１により中心部材１４５を介して研磨部材５０に対し上向きの付勢力が加えられる。このとき同時に、ヘッドハウジング１３１の第１内部空間Ｈ１および第２内部空間Ｈ２に所定圧力の空気が供給され、バネ部材１６１による付勢力よりも大きい下向きの力が研磨部材５０に加えられる。すなわち、研磨部材５０に加えられる下向きの力から（バネ部材１６１による）上向きの力を相殺したものが研磨部材５０に対する下向きの押圧力となる。これにより、研磨部材５０に加えられる下向きの力と上向きの力との差を小さくすることで、低圧研磨が可能になる。

このように、第２実施形態の研磨ヘッド１３０を用いても、第１実施形態と場合と同様の効果を得ることができる。また、反押圧装置１６０としてバネ部材１６１を用いることで、反押圧装置１６０の構成を簡便にすることができる。

なお、上述の各実施形態において、研磨部材５０がドライブプレート４０に対し上下方向へ往復移動可能に連結されているが、これに限られるものではなく、いわゆるロケートピンを用いるような構成であってもよい。

本発明に係る研磨装置の一例であるＣＭＰ装置の正面図である。 研磨ヘッドの正断面図である。 研磨ヘッドと接続されるエア回路を模式的に示した説明図である。 第２実施形態の研磨ヘッドを示す正断面図である。

符号の説明

１ ＣＭＰ装置（研磨装置）
１０ ウェハ（研磨対象物） １０ｓ 被研磨面
３０ 研磨ヘッド（押圧装置）
３１ ヘッドハウジング ３７ 開口
４０ ドライブプレート（連結部材） ５０ 研磨部材
６０ 反押圧装置 ６１ エアシリンダ
１３０ 研磨ヘッド（変形例）
１３１ ヘッドハウジング
１６０ 反押圧装置 １６１ バネ部材

Claims (3)

1. 研磨対象物を研磨可能な研磨部材と、
   前記研磨部材を押圧して前記研磨対象物に当接させる押圧装置とを備え、
   前記押圧装置により前記研磨部材を押圧して前記研磨対象物に当接させながら相対移動させて前記研磨対象物を研磨するように構成された研磨装置において、
   前記押圧装置により前記研磨部材が押圧される方向と反対向きの力を前記研磨部材に加える反押圧装置を備え、
   前記押圧装置が、前記反押圧装置により前記研磨部材に加えられる力よりも大きい力を前記研磨部材に加えて、前記研磨部材を押圧するように構成されることを特徴とする研磨装置。
2. 前記押圧装置は、前記研磨対象物と対向する面に開口を有するヘッドハウジングと、前記ヘッドハウジングの内側に設けられて前記研磨部材が連結される連結部材とを有し、
   前記研磨部材が、前記ヘッドハウジングにおける前記開口の近傍で前記研磨対象物に向かう方向へ往復移動可能に前記連結部材と連結され、前記ヘッドハウジング内に供給される空気を利用して前記研磨対象物に向かう方向へ押圧されるように構成されており、
   前記反押圧装置が、前記押圧装置により前記研磨部材が押圧される方向と反対向きの力を前記研磨部材に加えるエアシリンダを有して構成されることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
3. 前記押圧装置は、前記研磨対象物と対向する面に開口を有するヘッドハウジングと、前記ヘッドハウジングの内側に設けられて前記研磨部材が連結される連結部材とを有し、
   前記研磨部材が、前記ヘッドハウジングにおける前記開口の近傍で前記研磨対象物に向かう方向へ往復移動可能に前記連結部材と連結され、前記ヘッドハウジング内に供給される空気を利用して前記研磨対象物に向かう方向へ押圧されるように構成されており、
   前記反押圧装置が前記押圧装置により前記研磨部材が押圧される方向と反対向きの付勢力を前記研磨部材に加えるバネ部材を有して構成されることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。

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