JP2017127961A - Polishing device, polishing head, and retainer ring - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing device which enables easy replacement of a retainer ring and fixes the retainer ring to a drive ring without deforming the retainer ring.SOLUTION: A polishing device includes a polishing head 1 for pressing a substrate W against a polishing pad 2. The polishing head 1 includes: a head body 10 having a substrate contact surface 45a; a drive ring 46 coupled to the head body 10; and a retainer ring 40 surrounding the substrate contact surface 45a and connected to the drive ring 46. A first screw 91 is formed in the drive ring 46, and a second screw 92 which engages with the first screw 91 is formed in the retainer ring 40. The second screw 92 extends in a circumferential direction of the retainer ring 40.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、ウェーハなどの基板を研磨する研磨装置に関し、特に基板の周りでリテーナリングを研磨パッドに押し付けながら該研磨パッド上で基板を研磨する研磨装置に関する。また、本発明はそのような研磨装置に使用される研磨ヘッドおよびリテーナリングに関する。   The present invention relates to a polishing apparatus for polishing a substrate such as a wafer, and more particularly to a polishing apparatus for polishing a substrate on the polishing pad while pressing a retainer ring against the polishing pad around the substrate. The present invention also relates to a polishing head and a retainer ring used in such a polishing apparatus.

研磨装置であるＣＭＰ装置は、研磨パッドに研磨液（スラリ）を供給しながら、ウェーハを研磨パッドに押し付けてウェーハを研磨する。研磨パッドは、研磨テーブル上に支持され、研磨テーブルとともに回転される。ウェーハは研磨ヘッドによって回転され、回転している研磨パッドに押し付けられる。ウェーハの研磨中、ウェーハと研磨パッドとの間の摩擦によりウェーハには横方向に力が作用する。そこで、ウェーハが研磨ヘッドから飛び出さないようにするために、研磨ヘッドは、ウェーハを保持するためのリテーナリングを備えている。   A CMP apparatus, which is a polishing apparatus, polishes a wafer by pressing the wafer against the polishing pad while supplying a polishing liquid (slurry) to the polishing pad. The polishing pad is supported on the polishing table and rotated together with the polishing table. The wafer is rotated by the polishing head and pressed against the rotating polishing pad. During polishing of the wafer, a force acts laterally on the wafer due to friction between the wafer and the polishing pad. Therefore, in order to prevent the wafer from jumping out of the polishing head, the polishing head includes a retainer ring for holding the wafer.

図３９は、従来の研磨ヘッドの概略断面図である。研磨ヘッド３００は、リテーナリング３０１にトルクを伝えるドライブリング３０２を有しており、リテーナリング３０１はこのドライブリング３０２に固定される。より具体的には、リテーナリング３０１の上面には複数のねじ孔３０５が等間隔に形成されており、ドライブリング３０２を貫通する複数のねじ３０７がリテーナリング３０１のねじ孔３０５にねじ込まれることでリテーナリング３０１がドライブリング３０２に固定される。   FIG. 39 is a schematic sectional view of a conventional polishing head. The polishing head 300 has a drive ring 302 that transmits torque to the retainer ring 301, and the retainer ring 301 is fixed to the drive ring 302. More specifically, a plurality of screw holes 305 are formed at equal intervals on the upper surface of the retainer ring 301, and a plurality of screws 307 passing through the drive ring 302 are screwed into the screw holes 305 of the retainer ring 301. The retainer ring 301 is fixed to the drive ring 302.

特開２００９−１９０１０１号公報JP 2009-190101 A

リテーナリング３０１は、ウェーハＷの研磨中に研磨パッドに摺接されるため、徐々に摩耗する。したがって、リテーナリング３０１は定期的に交換しなければならない消耗品の一つである。しかしながら、リテーナリング３０１を固定しているねじ３０７は研磨ヘッド３００の内部に配置されているため、リテーナリング３０１を交換するためには研磨ヘッド３００を研磨装置から取り外して、研磨ヘッド３００を分解する必要がある。このため、リテーナリング３０１の交換にかなりの時間がかかり、研磨装置のダウンタイムが長くなってしまう。   Since the retainer ring 301 is slidably contacted with the polishing pad during the polishing of the wafer W, it gradually wears. Therefore, the retainer ring 301 is one of consumables that must be periodically replaced. However, since the screw 307 fixing the retainer ring 301 is disposed inside the polishing head 300, in order to replace the retainer ring 301, the polishing head 300 is removed from the polishing apparatus and the polishing head 300 is disassembled. There is a need. For this reason, it takes a considerable time to replace the retainer ring 301, and the downtime of the polishing apparatus becomes longer.

また、複数のねじ３０７でリテーナリング３０１を締め付けたときにリテーナリング３０１内の応力にばらつきが生じ、これがリテーナリング３０１を変形させることがある。リテーナリング３０１は、研磨中のウェーハＷを保持する役割に加えて、研磨パッドのリバウンド量を制御することで、ウェーハＷの外周部の研磨レートを制御する役割も持つ。リテーナリング３０１が変形すると、ウェーハＷの外周部の研磨レートにばらつきが生じるおそれがある。   In addition, when the retainer ring 301 is tightened with a plurality of screws 307, the stress in the retainer ring 301 varies, which may cause the retainer ring 301 to be deformed. In addition to the role of holding the wafer W being polished, the retainer ring 301 also has a role of controlling the polishing rate of the outer peripheral portion of the wafer W by controlling the rebound amount of the polishing pad. If the retainer ring 301 is deformed, the polishing rate of the outer peripheral portion of the wafer W may vary.

本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、リテーナリングを簡単に交換することができ、かつリテーナリングを変形させずに該リテーナリングをドライブリングに固定することができる研磨ヘッドおよび研磨装置を提供することを目的とする。また、本発明は、そのような研磨ヘッドに簡単に取り付け、および取り外すことができるリテーナリングを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and is capable of easily replacing the retainer ring and capable of fixing the retainer ring to the drive ring without deforming the retainer ring. An object is to provide a head and a polishing apparatus. Another object of the present invention is to provide a retainer ring that can be easily attached to and detached from such a polishing head.

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、基板を前記研磨パッドに押し付けるための研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドを回転させるためのヘッドモータとを備え、前記研磨ヘッドは、基板接触面を有するヘッド本体と、前記ヘッド本体に連結されたドライブリングと、前記基板接触面を囲み、前記ドライブリングに接続されたリテーナリングとを備え、前記ドライブリングには第１ねじが形成され、前記リテーナリングには前記第１ねじに係合する第２ねじが形成されており、前記第２ねじは前記リテーナリングの周方向に延びていることを特徴とする研磨装置である。   In order to achieve the above-described object, one aspect of the present invention provides a polishing table for supporting a polishing pad, a polishing head for pressing a substrate against the polishing pad, and a head motor for rotating the polishing head. The polishing head includes: a head body having a substrate contact surface; a drive ring coupled to the head body; and a retainer ring surrounding the substrate contact surface and connected to the drive ring, The drive ring is formed with a first screw, the retainer ring is formed with a second screw that engages with the first screw, and the second screw extends in the circumferential direction of the retainer ring. The polishing apparatus is characterized.

本発明の好ましい態様は、前記ドライブリングは、環状ドライブリング本体と、前記環状ドライブリング本体の下面から下方に突出する環状突部を有しており、前記リテーナリングの上面には、前記環状突部が収容される環状凹部が形成されており、前記環状突部の側面には前記第１ねじが形成され、前記環状凹部の側面には前記第２ねじが形成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記環状突部は、前記環状ドライブリング本体に固定されたねじリングの少なくとも一部から構成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記環状ドライブリング本体の下面は、前記リテーナリングの上面と接触していることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記リテーナリングは、環状リテーナリング本体と、前記環状凹部および前記第２ねじが形成された凹リングとを有しており、前記凹リングは、前記環状リテーナリング本体よりも高い強度を有することを特徴とする。 In a preferred aspect of the present invention, the drive ring includes an annular drive ring main body and an annular protrusion protruding downward from a lower surface of the annular drive ring main body, and the upper surface of the retainer ring includes the annular protrusion. An annular recess is formed to accommodate the portion, the first screw is formed on a side surface of the annular protrusion, and the second screw is formed on a side surface of the annular recess. .
In a preferred aspect of the present invention, the annular protrusion is composed of at least a part of a screw ring fixed to the annular drive ring body.
In a preferred aspect of the present invention, the lower surface of the annular drive ring body is in contact with the upper surface of the retainer ring.
In a preferred aspect of the present invention, the retainer ring includes an annular retainer ring main body, and a concave ring in which the annular concave portion and the second screw are formed. The concave ring is formed from the annular retainer ring main body. Has a high strength.

本発明の好ましい態様は、前記リテーナリングは、環状リテーナリング本体と、前記環状リテーナリング本体の上面から上方に突出する環状突部を有しており、前記ドライブリングの下面には、前記環状突部が収容される環状凹部が形成されており、前記環状凹部の側面には前記第１ねじが形成され、前記環状突部の側面には前記第２ねじが形成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記環状突部は、前記環状リテーナリング本体に固定されたねじリングの少なくとも一部から構成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記環状リテーナリング本体の上面は、前記ドライブリングの下面と接触していることを特徴とする。 In a preferred aspect of the present invention, the retainer ring includes an annular retainer ring main body and an annular protrusion protruding upward from an upper surface of the annular retainer ring main body, and the lower surface of the drive ring includes the annular protrusion. An annular recess is formed to accommodate the portion, the first screw is formed on a side surface of the annular recess, and the second screw is formed on a side surface of the annular protrusion. .
In a preferred aspect of the present invention, the annular protrusion is composed of at least a part of a screw ring fixed to the annular retainer ring main body.
In a preferred aspect of the present invention, the upper surface of the annular retainer ring body is in contact with the lower surface of the drive ring.

本発明の好ましい態様は、前記第１ねじおよび前記第２ねじの内側および外側には、前記ドライブリングと前記リテーナリングとの間の隙間を封止するシールリングがそれぞれ設けられていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記リテーナリングの外周面には、該リテーナリングをその軸心の周りに回転させるための締め付け工具が係合する窪みが形成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記ヘッドモータは、前記研磨ヘッドの回転をロックするロック機能を有することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第２ねじが締め付けられる方向は、前記基板の研磨時に前記ヘッドモータが前記研磨ヘッドを回転させる方向とは反対であることを特徴とする。 In a preferred aspect of the present invention, a seal ring for sealing a gap between the drive ring and the retainer ring is provided inside and outside the first screw and the second screw, respectively. And
In a preferred aspect of the present invention, the outer peripheral surface of the retainer ring is formed with a recess that engages with a tightening tool for rotating the retainer ring about its axis.
In a preferred aspect of the present invention, the head motor has a lock function for locking the rotation of the polishing head.
In a preferred aspect of the present invention, the direction in which the second screw is tightened is opposite to the direction in which the head motor rotates the polishing head during polishing of the substrate.

本発明の好ましい態様は、前記第１ねじおよび前記第２ねじの緩み止め構造体をさらに備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記緩み止め構造体は、前記リテーナリングを前記ドライブリングに押さえ付けるロックリングであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記緩み止め構造体は、前記ドライブリングに対する前記リテーナリングの回転を止めるロックねじであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記緩み止め構造体は、前記ドライブリングに上下動自在に支持されたピンを備えており、前記リテーナリングは、前記ピンの先端が挿入されることが可能な穴を有することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記緩み止め構造体は、前記ドライブリングに回転可能に支持されたカムシャフトをさらに備えており、前記カムシャフトは、前記ピンに係合するカム部と、露出した端部とを有することを特徴とする。 In a preferred aspect of the present invention, the first screw and the second screw are further provided with a locking structure.
In a preferred aspect of the present invention, the locking structure is a lock ring that presses the retainer ring against the drive ring.
In a preferred aspect of the present invention, the locking structure is a lock screw that stops rotation of the retainer ring relative to the drive ring.
In a preferred aspect of the present invention, the locking structure includes a pin supported by the drive ring so as to be movable up and down, and the retainer ring has a hole into which a tip of the pin can be inserted. It is characterized by having.
In a preferred aspect of the present invention, the locking structure further includes a camshaft rotatably supported by the drive ring, the camshaft including a cam portion engaged with the pin and an exposed end. Part.

本発明の好ましい態様は、前記第１ねじに対する前記第２ねじの緩みを検出する緩み検出器をさらに備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記緩み検出器は、前記ドライブリングに形成された第１目印と、前記リテーナリングに形成された第２目印との相対位置を検出する目印検出器であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記緩み検出器は、前記ドライブリングと前記リテーナリングとの間に挟まれたロードセルであることを特徴とする。 In a preferred aspect of the present invention, a looseness detector for detecting looseness of the second screw relative to the first screw is further provided.
In a preferred aspect of the present invention, the looseness detector is a mark detector that detects a relative position between a first mark formed on the drive ring and a second mark formed on the retainer ring. And
In a preferred aspect of the present invention, the looseness detector is a load cell sandwiched between the drive ring and the retainer ring.

本発明の他の態様は、基板接触面を有するヘッド本体と、前記ヘッド本体に連結されたドライブリングと、前記基板接触面を囲み、前記ドライブリングに接続されたリテーナリングとを備え、前記ドライブリングには第１ねじが形成され、前記リテーナリングには前記第１ねじに係合する第２ねじが形成されており、前記第２ねじは前記リテーナリングの周方向に延びていることを特徴とする研磨ヘッドである。
本発明のさらに他の態様は、基板接触面を有するヘッド本体と、前記ヘッド本体に連結されたドライブリングとを備えた研磨ヘッドに使用されるリテーナリングであって、前記ドライブリングに形成された第１ねじに係合する第２ねじを有し、前記第２ねじは前記リテーナリングの周方向に延びていることを特徴とする。 Another aspect of the present invention includes a head body having a substrate contact surface, a drive ring coupled to the head body, and a retainer ring surrounding the substrate contact surface and connected to the drive ring. The ring is formed with a first screw, the retainer ring is formed with a second screw that engages with the first screw, and the second screw extends in a circumferential direction of the retainer ring. And a polishing head.
Still another embodiment of the present invention is a retainer ring used in a polishing head including a head body having a substrate contact surface and a drive ring connected to the head body, and is formed on the drive ring. A second screw engaging with the first screw is provided, and the second screw extends in a circumferential direction of the retainer ring.

リテーナリングは、第１ねじと第２ねじとの係合によってドライブリングに接続される。すなわち、リテーナリングの全体を回転させることで、第２ねじが第１ねじに係合し、リテーナリングがドライブリングに固定される。リテーナリングを反対方向に回転させると、第１ねじと第２ねじとの係合が外れ、リテーナリングをドライブリングから外すことができる。このように、リテーナリングを回転させるだけでリテーナリングを取り付けることができ、かつ取り外すことができるので、研磨ヘッドを研磨装置から取り外す必要がなく、さらに研磨ヘッドを分解する必要もない。さらに、第２ねじはリテーナリングの周方向に延びているので、第１ねじと第２ねじとの間にする締付け力はリテーナリングの全周において均一である。したがって、リテーナリング内に生じる応力も均一となり、リテーナリングが歪まない。   The retainer ring is connected to the drive ring by engagement of the first screw and the second screw. That is, by rotating the entire retainer ring, the second screw is engaged with the first screw, and the retainer ring is fixed to the drive ring. When the retainer ring is rotated in the opposite direction, the first screw and the second screw are disengaged, and the retainer ring can be detached from the drive ring. In this way, the retainer ring can be attached and detached simply by rotating the retainer ring, so that it is not necessary to remove the polishing head from the polishing apparatus, and it is not necessary to disassemble the polishing head. Further, since the second screw extends in the circumferential direction of the retainer ring, the tightening force between the first screw and the second screw is uniform over the entire circumference of the retainer ring. Therefore, the stress generated in the retainer ring is uniform, and the retainer ring is not distorted.

本発明の一実施形態における研磨装置を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing the polish device in one embodiment of the present invention. 研磨装置の詳細な構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of a grinding | polishing apparatus. 研磨ヘッドの断面図である。It is sectional drawing of a grinding | polishing head. ドライブリングおよび連結部材を示す平面図である。It is a top view which shows a drive ring and a connection member. リテーナリングとドライブリングの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of a retainer ring and a drive ring. 図５に示す第１ねじと第２ねじとの係合が外れたときのリテーナリングとドライブリングの拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the retainer ring and the drive ring when the first screw and the second screw shown in FIG. 5 are disengaged. ドライブリングとリテーナリングとの間にシールリングが設けられた実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment which provided the seal ring between the drive ring and the retainer ring. ドライブリングとリテーナリングとの間にシールリングが設けられた他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment with which the seal ring was provided between the drive ring and the retainer ring. リテーナリングとドライブリングの他の実施形態を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing other embodiments of a retainer ring and a drive ring. 図９に示す第１ねじと第２ねじとの係合が外れたときのリテーナリングとドライブリングの拡大断面図である。FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of the retainer ring and the drive ring when the first screw and the second screw shown in FIG. 9 are disengaged. リテーナリングの他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of a retainer ring. 図１１に示す第１ねじと第２ねじとの係合が外れたときのリテーナリングとドライブリングの拡大断面図である。FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of the retainer ring and the drive ring when the first screw and the second screw shown in FIG. 11 are disengaged. リテーナリングの他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of a retainer ring. リテーナリングとドライブリングの他の実施形態を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing other embodiments of a retainer ring and a drive ring. 図１４に示す第１ねじと第２ねじとの係合が外れたときのリテーナリングとドライブリングの拡大断面図である。FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view of the retainer ring and the drive ring when the first screw and the second screw shown in FIG. 14 are disengaged. リテーナリングを回転させるための締め付け工具を示す図である。It is a figure which shows the clamping tool for rotating a retainer ring. 締め付け工具でリテーナリングをその軸心周りに回転させている様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the retainer ring is rotated around the axial center with the clamping tool. ロックねじから構成された緩み止め構造体を備えた実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment provided with the locking structure comprised from the lock screw. 図１４および図１５に示す実施形態にロックねじを適用した実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment which applied the lock screw to embodiment shown in FIG.14 and FIG.15. ロックリングから構成された緩み止め構造体を備えた実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment provided with the locking structure comprised from the lock ring. 緩み止め構造体のさらに他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of a locking structure. 図２１に示すロックリングとロックナットの拡大図である。It is an enlarged view of the lock ring and lock nut shown in FIG. ロックリングおよびロックナットの分解図である。It is an exploded view of a lock ring and a lock nut. 緩み止め構造体のさらに他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of a locking structure. 図２４に示す緩み止め構造体を矢印Ａで示す方向から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the locking structure shown in FIG. 24 from the direction shown by arrow A. ピンが上昇されてピンがリテーナリングの穴から出された状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the pin was raised and the pin was taken out from the hole of the retainer ring. ピンが上昇されてピンがリテーナリングの穴から出された状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the pin was raised and the pin was taken out from the hole of the retainer ring. リテーナリングの穴の一実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows one Embodiment of the hole of a retainer ring. 緩み止め構造体のさらに他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows other embodiment of a locking structure. 図２９に示す緩み止め構造体を矢印Ｂで示す方向から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the locking structure shown in FIG. 29 from the direction shown by arrow B. リテーナリングに形成された穴を示す平面図である。It is a top view which shows the hole formed in the retainer ring. カムシャフトを回転させてカム部でピンを上昇させた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which rotated the cam shaft and raised the pin by the cam part. カムシャフトを回転させてカム部でピンを上昇させた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which rotated the cam shaft and raised the pin by the cam part. ピンとリテーナリングの穴の位置があっていない状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the position of the hole of a pin and a retainer ring does not exist. 第１ねじに対する第２ねじの緩みを検出する緩み検出器を示す図である。It is a figure which shows the looseness detector which detects the looseness of the 2nd screw with respect to a 1st screw. リテーナリングの第２ねじが緩んでいないときの第１目印および第２目印を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the 1st mark and 2nd mark when the 2nd screw of a retainer ring is not loosened. リテーナリングの第２ねじが緩んだときの第１目印および第２目印を示す拡大図である。It is an enlarged view showing the 1st mark and the 2nd mark when the 2nd screw of a retainer ring loosens. 緩み検出器としてロードセルを用いた実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment using a load cell as a looseness detector. 従来の研磨ヘッドの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the conventional grinding | polishing head.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図１は、本発明の一実施形態に係る研磨装置を示す模式図である。図１に示すように、研磨装置は、基板の一例であるウェーハＷを保持し回転させる研磨ヘッド（基板保持装置）１と、研磨パッド２を支持する研磨テーブル３と、研磨パッド２に研磨液（スラリー）を供給する研磨液供給ノズル５とを備えている。研磨パッド２の上面は、ウェーハＷを研磨するための研磨面２ａを構成する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
FIG. 1 is a schematic view showing a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the polishing apparatus includes a polishing head (substrate holding apparatus) 1 that holds and rotates a wafer W that is an example of a substrate, a polishing table 3 that supports a polishing pad 2, and a polishing liquid on the polishing pad 2. And a polishing liquid supply nozzle 5 for supplying (slurry). The upper surface of the polishing pad 2 constitutes a polishing surface 2a for polishing the wafer W.

研磨ヘッド１は、その下面に真空吸引によりウェーハＷを保持できるように構成されている。研磨ヘッド１および研磨テーブル３は、矢印で示すように同じ方向に回転し、この状態で研磨ヘッド１は、ウェーハＷを研磨パッド２の研磨面２ａに押し付ける。研磨液供給ノズル５からは研磨液が研磨パッド２上に供給され、ウェーハＷは、研磨液の存在下で研磨パッド２との摺接により研磨される。   The polishing head 1 is configured such that the wafer W can be held on its lower surface by vacuum suction. The polishing head 1 and the polishing table 3 rotate in the same direction as indicated by arrows, and in this state, the polishing head 1 presses the wafer W against the polishing surface 2 a of the polishing pad 2. The polishing liquid is supplied from the polishing liquid supply nozzle 5 onto the polishing pad 2, and the wafer W is polished by sliding contact with the polishing pad 2 in the presence of the polishing liquid.

図２は、研磨装置の詳細な構成を示す図である。研磨テーブル３は、テーブル軸３ａを介してその下方に配置されるテーブルモータ１３に連結されており、そのテーブル軸３ａ周りに回転可能になっている。研磨テーブル３の上面には研磨パッド２が貼付されている。テーブルモータ１３により研磨テーブル３を回転させることにより、研磨面２ａは研磨ヘッド１に対して相対的に移動する。したがって、テーブルモータ１３は、研磨面２ａを水平方向に移動させる研磨面移動機構を構成する。   FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the polishing apparatus. The polishing table 3 is connected to a table motor 13 arranged below the table shaft 3a, and is rotatable around the table shaft 3a. A polishing pad 2 is attached to the upper surface of the polishing table 3. When the polishing table 3 is rotated by the table motor 13, the polishing surface 2 a moves relative to the polishing head 1. Therefore, the table motor 13 constitutes a polishing surface moving mechanism that moves the polishing surface 2a in the horizontal direction.

研磨ヘッド１は、ヘッドシャフト１１に接続されており、このヘッドシャフト１１は、上下動機構２７によりヘッドアーム１６に対して上下動するようになっている。このヘッドシャフト１１の上下動により、研磨ヘッド１の全体をヘッドアーム１６に対して昇降させ、位置決めするようになっている。ヘッドシャフト１１の上端にはロータリージョイント２５が取り付けられている。   The polishing head 1 is connected to a head shaft 11, and the head shaft 11 moves up and down with respect to the head arm 16 by a vertical movement mechanism 27. By moving the head shaft 11 up and down, the entire polishing head 1 is moved up and down with respect to the head arm 16 for positioning. A rotary joint 25 is attached to the upper end of the head shaft 11.

ヘッドシャフト１１および研磨ヘッド１を上下動させる上下動機構２７は、軸受２６を介してヘッドシャフト１１を回転可能に支持するブリッジ２８と、ブリッジ２８に取り付けられたボールねじ３２と、支柱３０により支持された支持台２９と、支持台２９上に設けられたサーボモータ３８とを備えている。サーボモータ３８を支持する支持台２９は、支柱３０を介してヘッドアーム１６に固定されている。   A vertical movement mechanism 27 that moves the head shaft 11 and the polishing head 1 up and down is supported by a bridge 28 that rotatably supports the head shaft 11 via a bearing 26, a ball screw 32 attached to the bridge 28, and a support 30. And a servo motor 38 provided on the support base 29. A support base 29 that supports the servo motor 38 is fixed to the head arm 16 via a support column 30.

ボールねじ３２は、サーボモータ３８に連結されたねじ軸３２ａと、このねじ軸３２ａが螺合するナット３２ｂとを備えている。ヘッドシャフト１１は、ブリッジ２８と一体となって上下動するようになっている。したがって、サーボモータ３８を駆動すると、ボールねじ３２を介してブリッジ２８が上下動し、これによりヘッドシャフト１１および研磨ヘッド１が上下動する。   The ball screw 32 includes a screw shaft 32a connected to the servo motor 38 and a nut 32b into which the screw shaft 32a is screwed. The head shaft 11 moves up and down integrally with the bridge 28. Therefore, when the servo motor 38 is driven, the bridge 28 moves up and down via the ball screw 32, and thereby the head shaft 11 and the polishing head 1 move up and down.

また、ヘッドシャフト１１はキー（図示せず）を介して回転筒１２に連結されている。この回転筒１２はその外周部にタイミングプーリ１４を備えている。ヘッドアーム１６にはヘッドモータ１８が固定されており、上記タイミングプーリ１４は、タイミングベルト１９を介してヘッドモータ１８に設けられたタイミングプーリ２０に接続されている。したがって、ヘッドモータ１８を回転駆動することによってタイミングプーリ２０、タイミングベルト１９、およびタイミングプーリ１４を介して回転筒１２およびヘッドシャフト１１が一体に回転し、研磨ヘッド１がその軸心を中心として回転する。ヘッドモータ１８、タイミングプーリ２０、タイミングベルト１９、およびタイミングプーリ１４は、研磨ヘッド１をその軸心を中心として回転させる研磨ヘッド回転機構を構成する。ヘッドアーム１６は、フレーム（図示せず）に回転可能に支持されたヘッドアームシャフト２１によって支持されている。   The head shaft 11 is connected to the rotary cylinder 12 via a key (not shown). The rotary cylinder 12 has a timing pulley 14 on the outer periphery thereof. A head motor 18 is fixed to the head arm 16, and the timing pulley 14 is connected to a timing pulley 20 provided in the head motor 18 via a timing belt 19. Therefore, by rotating the head motor 18, the rotary cylinder 12 and the head shaft 11 rotate together via the timing pulley 20, the timing belt 19, and the timing pulley 14, and the polishing head 1 rotates about its axis. To do. The head motor 18, the timing pulley 20, the timing belt 19, and the timing pulley 14 constitute a polishing head rotating mechanism that rotates the polishing head 1 about its axis. The head arm 16 is supported by a head arm shaft 21 that is rotatably supported by a frame (not shown).

研磨ヘッド１は、その下面にウェーハＷなどの基板を保持できるように構成されている。ヘッドアーム１６はヘッドアームシャフト２１を中心として旋回可能に構成されており、下面にウェーハＷを保持した研磨ヘッド１は、ヘッドアーム１６の旋回によりウェーハＷの受取位置から研磨テーブル３の上方位置に移動される。研磨ヘッド１および研磨テーブル３をそれぞれ回転させ、研磨テーブル３の上方に設けられた研磨液供給ノズル５から研磨パッド２上に研磨液を供給する。研磨ヘッド１を下降させ、そしてウェーハＷを研磨パッド２の研磨面２ａに押圧する。このように、ウェーハＷを研磨パッド２の研磨面２ａに摺接させてウェーハＷの表面を研磨する。   The polishing head 1 is configured to hold a substrate such as a wafer W on its lower surface. The head arm 16 is configured to be pivotable about the head arm shaft 21, and the polishing head 1 holding the wafer W on the lower surface is moved from the receiving position of the wafer W to a position above the polishing table 3 by the turning of the head arm 16. Moved. The polishing head 1 and the polishing table 3 are rotated, and the polishing liquid is supplied onto the polishing pad 2 from the polishing liquid supply nozzle 5 provided above the polishing table 3. The polishing head 1 is lowered, and the wafer W is pressed against the polishing surface 2 a of the polishing pad 2. Thus, the wafer W is brought into sliding contact with the polishing surface 2a of the polishing pad 2 to polish the surface of the wafer W.

次に、基板保持装置を構成する研磨ヘッド１について説明する。図３は、研磨ヘッド１の断面図である。研磨ヘッド１は、トップリングとも呼ばれる。図３に示すように、研磨ヘッド１は、ウェーハＷを研磨面２ａに対して押圧するヘッド本体１０と、ウェーハＷを囲むように配置されたリテーナリング４０とを備えている。ヘッド本体１０およびリテーナリング４０は、ヘッドシャフト１１の回転により一体に回転するように構成されている。リテーナリング４０は、ヘッド本体１０とは独立して上下動可能に構成されている。   Next, the polishing head 1 constituting the substrate holding device will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view of the polishing head 1. The polishing head 1 is also called a top ring. As shown in FIG. 3, the polishing head 1 includes a head body 10 that presses the wafer W against the polishing surface 2 a, and a retainer ring 40 that is disposed so as to surround the wafer W. The head body 10 and the retainer ring 40 are configured to rotate integrally with the rotation of the head shaft 11. The retainer ring 40 is configured to be movable up and down independently of the head body 10.

ヘッド本体１０は、円形のフランジ４１と、フランジ４１の下面に取り付けられたスペーサ４２と、スペーサ４２の下面に取り付けられたキャリア４３とを備えている。フランジ４１は、ヘッドシャフト１１に連結されている。キャリア４３は、スペーサ４２を介してフランジ４１に連結されており、フランジ４１、スペーサ４２、およびキャリア４３は、一体に回転し、かつ上下動する。フランジ４１、スペーサ４２、およびキャリア４３は、エンジニアリングプラスティック（例えば、ＰＥＥＫ）などの樹脂により形成されている。なお、フランジ４１をＳＵＳ、アルミニウムなどの金属で形成してもよい。   The head body 10 includes a circular flange 41, a spacer 42 attached to the lower surface of the flange 41, and a carrier 43 attached to the lower surface of the spacer 42. The flange 41 is connected to the head shaft 11. The carrier 43 is connected to the flange 41 via the spacer 42, and the flange 41, the spacer 42, and the carrier 43 rotate integrally and move up and down. The flange 41, the spacer 42, and the carrier 43 are formed of a resin such as an engineering plastic (for example, PEEK). The flange 41 may be made of a metal such as SUS or aluminum.

キャリア４３の下面には、ウェーハＷの裏面に当接する弾性膜４５が取り付けられている。弾性膜４５の下面は、ウェーハＷに接触する基板接触面４５ａを構成する。キャリア４３と弾性膜４５との間には圧力室５０が形成されている。圧力室５０はロータリージョイント２５を経由して圧力調整装置６５に接続されており、圧力調整装置６５から加圧流体（例えば加圧空気）が供給されるようになっている。弾性膜４５は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム等の強度および耐久性に優れたゴム材によって形成されている。   An elastic film 45 that is in contact with the back surface of the wafer W is attached to the lower surface of the carrier 43. The lower surface of the elastic film 45 constitutes a substrate contact surface 45a that contacts the wafer W. A pressure chamber 50 is formed between the carrier 43 and the elastic film 45. The pressure chamber 50 is connected to the pressure adjusting device 65 via the rotary joint 25, and pressurized fluid (for example, pressurized air) is supplied from the pressure adjusting device 65. The elastic film 45 is formed of a rubber material having excellent strength and durability, such as ethylene propylene rubber (EPDM), polyurethane rubber, and silicone rubber.

圧力室５０は大気開放機構（図示せず）にも接続されており、圧力室５０を大気開放することも可能である。圧力室５０は、さらに真空ポンプにも接続されている。弾性膜４５の基板接触面４５ａには複数の通孔（図示せず）が形成されている。真空ポンプによって圧力室５０内に真空を形成すると、基板接触面４５ａはウェーハＷを真空吸引により保持することができる。ウェーハＷを研磨するときは、圧力室５０内に加圧流体（例えば加圧空気）が供給される。ウェーハＷは、弾性膜４５の基板接触面４５ａによって研磨パッド２の研磨面２ａに押し付けられる。   The pressure chamber 50 is also connected to an atmosphere release mechanism (not shown), and the pressure chamber 50 can be opened to the atmosphere. The pressure chamber 50 is further connected to a vacuum pump. A plurality of through holes (not shown) are formed in the substrate contact surface 45 a of the elastic film 45. When a vacuum is formed in the pressure chamber 50 by the vacuum pump, the substrate contact surface 45a can hold the wafer W by vacuum suction. When polishing the wafer W, a pressurized fluid (for example, pressurized air) is supplied into the pressure chamber 50. The wafer W is pressed against the polishing surface 2 a of the polishing pad 2 by the substrate contact surface 45 a of the elastic film 45.

リテーナリング４０は、弾性膜４５の基板接触面４５ａの周囲に配置されている。このリテーナリング４０は、第１ねじ９１および第２ねじ９２によってドライブリング４６に接続されている。ウェーハＷの研磨中、リテーナリング４０は、基板接触面４５ａによって研磨パッド２に押し付けられているウェーハＷを囲みつつ、研磨パッド２の研磨面２ａを押圧する。ウェーハＷはリテーナリング４０によって研磨ヘッド１内に保持され、ウェーハＷが研磨ヘッド１から飛び出すことが防止される。   The retainer ring 40 is disposed around the substrate contact surface 45 a of the elastic film 45. The retainer ring 40 is connected to the drive ring 46 by a first screw 91 and a second screw 92. During polishing of the wafer W, the retainer ring 40 presses the polishing surface 2a of the polishing pad 2 while surrounding the wafer W pressed against the polishing pad 2 by the substrate contact surface 45a. The wafer W is held in the polishing head 1 by the retainer ring 40, and the wafer W is prevented from jumping out of the polishing head 1.

ドライブリング４６の上部は、環状のリテーナリング押圧機構６０に連結されている。このリテーナリング押圧機構６０は、ドライブリング４６の上面全体に均一な下向きの荷重を与え、これによりリテーナリング４０の下面全体を研磨パッド２の研磨面２ａに対して押圧する。   The upper portion of the drive ring 46 is connected to an annular retainer ring pressing mechanism 60. The retainer ring pressing mechanism 60 applies a uniform downward load to the entire upper surface of the drive ring 46, thereby pressing the entire lower surface of the retainer ring 40 against the polishing surface 2 a of the polishing pad 2.

リテーナリング押圧機構６０は、ドライブリング４６の上部に固定された環状のピストン６１と、ピストン６１の上面に接続された環状のローリングダイヤフラム６２とを備えている。ローリングダイヤフラム６２によってリテーナリング圧力室６３が形成されている。このリテーナリング圧力室６３はロータリージョイント２５を経由して圧力調整装置６５に接続されている。この圧力調整装置６５からリテーナリング圧力室６３に加圧流体（例えば、加圧空気）を供給すると、ローリングダイヤフラム６２がピストン６１を下方に押し下げ、さらに、ピストン６１はドライブリング４６およびリテーナリング４０の全体を下方に押し下げる。このようにして、リテーナリング押圧機構６０は、リテーナリング４０の下面を研磨パッド２の研磨面２ａに対して押圧する。さらに、圧力調整装置６５または図示しない真空ポンプによりリテーナリング圧力室６３内に負圧を形成することにより、ドライブリング４６およびリテーナリング４０の全体を上昇させることができる。リテーナリング圧力室６３は大気開放機構（図示せず）にも接続されており、リテーナリング圧力室６３を大気開放することも可能である。   The retainer ring pressing mechanism 60 includes an annular piston 61 fixed to the upper part of the drive ring 46 and an annular rolling diaphragm 62 connected to the upper surface of the piston 61. A retaining ring pressure chamber 63 is formed by the rolling diaphragm 62. The retainer ring pressure chamber 63 is connected to the pressure adjusting device 65 via the rotary joint 25. When pressurized fluid (for example, pressurized air) is supplied from the pressure adjusting device 65 to the retainer ring pressure chamber 63, the rolling diaphragm 62 pushes down the piston 61, and the piston 61 further includes the drive ring 46 and the retainer ring 40. Push the whole down. In this way, the retainer ring pressing mechanism 60 presses the lower surface of the retainer ring 40 against the polishing surface 2 a of the polishing pad 2. Furthermore, by forming a negative pressure in the retainer ring pressure chamber 63 by the pressure adjusting device 65 or a vacuum pump (not shown), the entire drive ring 46 and retainer ring 40 can be raised. The retainer ring pressure chamber 63 is also connected to an atmosphere release mechanism (not shown), and the retainer ring pressure chamber 63 can be opened to the atmosphere.

ドライブリング４６は、リテーナリング押圧機構６０に着脱可能に連結されている。より具体的には、ピストン６１は金属などの磁性材から形成されており、ドライブリング４６の上部には複数の磁石（図示せず）が配置されている。これら磁石がピストン６１を引き付けることにより、ドライブリング４６がピストン６１に磁力により固定される。磁力を用いずにピストン６１とドライブリング４６を締結部材等により機械的に連結してもよい。ドライブリング４６は、連結部材７５を介して球面軸受８５に連結されている。この球面軸受８５は、リテーナリング４０の半径方向内側に配置されている。   The drive ring 46 is detachably connected to the retainer ring pressing mechanism 60. More specifically, the piston 61 is made of a magnetic material such as metal, and a plurality of magnets (not shown) are disposed on the drive ring 46. When these magnets attract the piston 61, the drive ring 46 is fixed to the piston 61 by a magnetic force. The piston 61 and the drive ring 46 may be mechanically connected by a fastening member or the like without using a magnetic force. The drive ring 46 is connected to the spherical bearing 85 via a connecting member 75. The spherical bearing 85 is disposed on the radially inner side of the retainer ring 40.

図４は、ドライブリング４６および連結部材７５を示す平面図である。図４に示すように、連結部材７５は、ヘッド本体１０の中心部に配置された軸部７６と、この軸部７６に固定されたハブ７７と、このハブ７７からから放射状に延びる複数のスポーク７８とを備えている。スポーク７８の一方の端部は、ハブ７７に固定されており、スポーク７８の他方の端部は、ドライブリング４６に固定されている。ハブ７７と、スポーク７８と、ドライブリング４６とは一体に形成されている。ドライブリング４６は、スポーク７８とは別部材として構成されてもよい。   FIG. 4 is a plan view showing the drive ring 46 and the connecting member 75. As shown in FIG. 4, the connecting member 75 includes a shaft portion 76 disposed at the center of the head body 10, a hub 77 fixed to the shaft portion 76, and a plurality of spokes extending radially from the hub 77. 78. One end of the spoke 78 is fixed to the hub 77, and the other end of the spoke 78 is fixed to the drive ring 46. The hub 77, the spoke 78, and the drive ring 46 are integrally formed. The drive ring 46 may be configured as a separate member from the spoke 78.

キャリア４３には、複数対の駆動ローラ８０，８０が固定されている。各対の駆動ローラ８０，８０は各スポーク７８の両側に配置されており、各スポーク７８の両面に転がり接触する。キャリア４３の回転は、駆動ローラ８０，８０を介してスポーク７８に伝達され、スポーク７８に接続されているドライブリング４６が回転する。したがって、ドライブリング４６に固定されているリテーナリング４０はヘッド本体１０と一体に回転する。   A plurality of pairs of drive rollers 80, 80 are fixed to the carrier 43. Each pair of drive rollers 80, 80 is disposed on both sides of each spoke 78 and is in rolling contact with both sides of each spoke 78. The rotation of the carrier 43 is transmitted to the spoke 78 via the drive rollers 80, 80, and the drive ring 46 connected to the spoke 78 rotates. Therefore, the retainer ring 40 fixed to the drive ring 46 rotates integrally with the head body 10.

図３に示すように、軸部７６は球面軸受８５内を縦方向に延びている。連結部材７５の軸部７６は、ヘッド本体１０の中央部に配置された球面軸受８５に縦方向に移動自在に支持されている。図４に示すように、キャリア４３には、スポーク７８が収容される複数の放射状の溝４３ａが形成されており、各スポーク７８は各溝４３ａ内で縦方向に移動自在となっている。   As shown in FIG. 3, the shaft portion 76 extends in the longitudinal direction in the spherical bearing 85. The shaft portion 76 of the connecting member 75 is supported by a spherical bearing 85 disposed at the center of the head body 10 so as to be movable in the vertical direction. As shown in FIG. 4, the carrier 43 is formed with a plurality of radial grooves 43a in which the spokes 78 are accommodated, and each spoke 78 is movable in the vertical direction within each groove 43a.

このような構成により、連結部材７５に連結されたドライブリング４６およびリテーナリング４０は、ヘッド本体１０に対して縦方向に移動可能となっている。さらに、ドライブリング４６およびリテーナリング４０は、球面軸受８５により傾動可能に支持されている。リテーナリング４０は基板接触面４５ａおよびこれに押圧されているウェーハＷに対して相対的に傾動可能および上下動可能であり、かつウェーハＷとは独立して研磨パッド２を押圧可能となっている。   With such a configuration, the drive ring 46 and the retainer ring 40 coupled to the coupling member 75 are movable in the vertical direction with respect to the head body 10. Further, the drive ring 46 and the retainer ring 40 are supported by a spherical bearing 85 so as to be tiltable. The retainer ring 40 can be tilted and moved up and down relatively with respect to the substrate contact surface 45a and the wafer W pressed against it, and can press the polishing pad 2 independently of the wafer W. .

図５は、リテーナリング４０とドライブリング４６の拡大断面図である。リテーナリング４０は第１ねじ９１と第２ねじ９２との係合によってドライブリング４６に接続されている。ドライブリング４６は、環状ドライブリング本体４７と、この環状ドライブリング本体４７の下面４６ａから下方に突出した環状突部９５を備えている。環状突部９５は、環状ドライブリング本体４７に固定されたねじリング９４の下部から構成されている。   FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the retainer ring 40 and the drive ring 46. The retainer ring 40 is connected to the drive ring 46 by engagement of the first screw 91 and the second screw 92. The drive ring 46 includes an annular drive ring main body 47 and an annular protrusion 95 protruding downward from the lower surface 46 a of the annular drive ring main body 47. The annular protrusion 95 is configured by a lower portion of a screw ring 94 fixed to the annular drive ring main body 47.

第１ねじ９１および第２ねじ９２は、互いに係合する螺旋状のねじ山である。第１ねじ９１は、ドライブリング４６のねじリング９４に形成され、第２ねじ９２はリテーナリング４０に形成されている。第１ねじ９１はドライブリング４６の周方向に延び、第２ねじ９２はリテーナリング４０の周方向に延びている。第１ねじ９１はドライブリング４６の全周に形成され、第２ねじ９２はリテーナリング４０の全周に形成されている。リテーナリング４０を回転させると、第１ねじ９１と第２ねじ９２との係合が外れ、リテーナリング４０をドライブリング４６から取り外すことができる。第１ねじ９１は必ずしも連続的に延びている必要はなく、第１ねじ９１がドライブリング４６の全周に形成されていれば、第１ねじ９１の一部が途切れていてもよい。同様に、第２ねじ９２は必ずしも連続的に延びている必要はなく、第２ねじ９２がリテーナリング４０の全周に形成されていれば、第２ねじ９２の一部が途切れていてもよい。   The first screw 91 and the second screw 92 are helical threads that engage with each other. The first screw 91 is formed on the screw ring 94 of the drive ring 46, and the second screw 92 is formed on the retainer ring 40. The first screw 91 extends in the circumferential direction of the drive ring 46, and the second screw 92 extends in the circumferential direction of the retainer ring 40. The first screw 91 is formed on the entire circumference of the drive ring 46, and the second screw 92 is formed on the entire circumference of the retainer ring 40. When the retainer ring 40 is rotated, the first screw 91 and the second screw 92 are disengaged, and the retainer ring 40 can be removed from the drive ring 46. The first screw 91 does not necessarily extend continuously. If the first screw 91 is formed on the entire circumference of the drive ring 46, a part of the first screw 91 may be interrupted. Similarly, the second screw 92 does not necessarily extend continuously. If the second screw 92 is formed on the entire circumference of the retainer ring 40, a part of the second screw 92 may be interrupted. .

図６は、第１ねじ９１と第２ねじ９２との係合が外れたときのリテーナリング４０とドライブリング４６の拡大断面図である。ねじリング９４は、複数の取り付けねじ９０によって環状ドライブリング本体４７に固定されている。この取り付けねじ９０は、ドライブリング４６の周方向に沿って等間隔に配列されている（図４参照）。各取り付けねじ９０は、環状ドライブリング本体４７を貫通して延び、ねじリング９４に螺合されている。ねじリング９４の上部は環状ドライブリング本体４７内に埋設されており、ねじリング９４の下部は、環状ドライブリング本体４７の下面４６ａから下方に突出する環状突部９５を構成している。   FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the retainer ring 40 and the drive ring 46 when the first screw 91 and the second screw 92 are disengaged. The screw ring 94 is fixed to the annular drive ring main body 47 by a plurality of mounting screws 90. The mounting screws 90 are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the drive ring 46 (see FIG. 4). Each mounting screw 90 extends through the annular drive ring body 47 and is screwed into the screw ring 94. An upper portion of the screw ring 94 is embedded in the annular drive ring main body 47, and a lower portion of the screw ring 94 constitutes an annular protrusion 95 protruding downward from the lower surface 46 a of the annular drive ring main body 47.

本実施形態では、第１ねじ９１の加工のしやすさの観点から、環状突部９５は、環状ドライブリング本体４７とは別部材であるねじリング９４の一部から構成されている。ねじリング９４を環状ドライブリング本体４７の下面４６ａに固定して、ねじリング９４の全体から環状突部９５が構成されてもよい。より強固にねじリング９４を環状ドライブリング本体４７に固定するために、ねじリング９４を環状ドライブリング本体４７に接着したのちに、取り付けねじ９０で固定してもよい。更にねじリング９４と環状ドライブリング本体４７とが同一の材料から一体に形成されてドライブリング４６を構成してもよい。   In the present embodiment, from the viewpoint of ease of processing of the first screw 91, the annular protrusion 95 is constituted by a part of a screw ring 94 that is a separate member from the annular drive ring main body 47. The screw ring 94 may be fixed to the lower surface 46 a of the annular drive ring main body 47, and the annular protrusion 95 may be configured from the entire screw ring 94. In order to more firmly fix the screw ring 94 to the annular drive ring main body 47, the screw ring 94 may be bonded to the annular drive ring main body 47 and then fixed with the mounting screw 90. Further, the screw ring 94 and the annular drive ring main body 47 may be integrally formed from the same material to constitute the drive ring 46.

環状突部９５は、環状ドライブリング本体４７の全周を延びており、環状ドライブリング本体４７およびリテーナリング４０と同心状である。第１ねじ９１は、環状突部９５の内側の側面に形成されている。リテーナリング４０の上面には、環状突部９５が収容される環状凹部９７が形成されており、この環状凹部９７の内側の側面に第２ねじ９２が形成されている。環状凹部９７は、リテーナリング４０の全周を延びており、リテーナリング４０と同心状である。この実施形態では、第１ねじ９１は雌ねじであり、第２ねじ９２は雄ねじである。   The annular protrusion 95 extends around the entire circumference of the annular drive ring main body 47 and is concentric with the annular drive ring main body 47 and the retainer ring 40. The first screw 91 is formed on the inner side surface of the annular protrusion 95. An annular recess 97 in which the annular protrusion 95 is accommodated is formed on the upper surface of the retainer ring 40, and a second screw 92 is formed on the inner side surface of the annular recess 97. The annular recess 97 extends all around the retainer ring 40 and is concentric with the retainer ring 40. In this embodiment, the first screw 91 is a female screw and the second screw 92 is a male screw.

リテーナリング４０の全体をその軸心まわりに回転させることにより、図５に示すように、第２ねじ９２を第１ねじ９１に係合させ、リテーナリング４０をドライブリング４６に接続（固定）することができる。また、リテーナリング４０の全体をその軸心まわりに反対方向に回転させることにより、第１ねじ９１と第２ねじ９２との係合を外し、図６に示すように、リテーナリング４０をドライブリング４６から取り外すことができる。   By rotating the entire retainer ring 40 about its axis, the second screw 92 is engaged with the first screw 91 and the retainer ring 40 is connected (fixed) to the drive ring 46 as shown in FIG. be able to. Further, by rotating the entire retainer ring 40 in the opposite direction around its axis, the first screw 91 and the second screw 92 are disengaged, and the retainer ring 40 is driven as shown in FIG. 46 can be removed.

このように、リテーナリング４０を回転させるだけでリテーナリング４０を取り付けることができ、かつ取り外すことができる。したがって、研磨ヘッド１を研磨装置から取り外す必要がなく、さらに研磨ヘッド１を分解する必要もない。さらに、第１ねじ９１および第２ねじ９２はリテーナリング４０の全周に亘って連続的に（または断続的に）延びているので、第１ねじ９１と第２ねじ９２との間にする締付け力はリテーナリング４０の全周において均一である。したがって、リテーナリング４０内に生じる応力も均一となり、リテーナリング４０が歪まない。   Thus, the retainer ring 40 can be attached and removed simply by rotating the retainer ring 40. Therefore, it is not necessary to remove the polishing head 1 from the polishing apparatus, and it is not necessary to disassemble the polishing head 1. Furthermore, since the first screw 91 and the second screw 92 extend continuously (or intermittently) over the entire circumference of the retainer ring 40, tightening between the first screw 91 and the second screw 92 is performed. The force is uniform over the entire circumference of the retainer ring 40. Therefore, the stress generated in the retainer ring 40 is also uniform, and the retainer ring 40 is not distorted.

研磨ヘッド１が回転しているとき、リテーナリング４０と研磨パッド２との間の摩擦に起因するトルクがリテーナリング４０に作用する。ウェーハＷの研磨中に第１ねじ９１と第２ねじ９２とが緩むことを防止するために、第２ねじ９２が締め付けられる方向は、ウェーハＷの研磨時にヘッドモータ１８（図２参照）が研磨ヘッド１（およびリテーナリング４０）を回転させる方向とは反対にしてもよい。もちろん、第１ねじ９１と第２ねじ９２によって十分な締結力が得られればこの緩み防止構造は不要である。   When the polishing head 1 is rotating, torque due to friction between the retainer ring 40 and the polishing pad 2 acts on the retainer ring 40. In order to prevent the first screw 91 and the second screw 92 from loosening during the polishing of the wafer W, the head motor 18 (see FIG. 2) polishes the wafer W in the direction in which the second screw 92 is tightened. The direction in which the head 1 (and the retainer ring 40) is rotated may be reversed. Of course, if a sufficient fastening force is obtained by the first screw 91 and the second screw 92, this loosening prevention structure is unnecessary.

図５に示すように、第１ねじ９１と第２ねじ９２との締付け力によってリテーナリング４０の上面４０ａがドライブリング４６の環状ドライブリング本体４７の下面４６ａに押し付けられた状態で、リテーナリング４０がドライブリング４６に接続される。環状ドライブリング本体４７の下面４６ａは、リテーナリング４０の上面４０ａと接触している。第１ねじ９１および第２ねじ９２は、ドライブリング４６およびリテーナリング４０によって完全に囲まれ、外部に晒されない。よって、ウェーハＷの研磨時に研磨液（スラリ）が第１ねじ９１および第２ねじ９２に浸入せず、リテーナリング４０のスムーズな取り外しが確保される。   As shown in FIG. 5, the retainer ring 40 is in a state where the upper surface 40 a of the retainer ring 40 is pressed against the lower surface 46 a of the annular drive ring body 47 of the drive ring 46 by the tightening force of the first screw 91 and the second screw 92. Is connected to the drive ring 46. The lower surface 46 a of the annular drive ring body 47 is in contact with the upper surface 40 a of the retainer ring 40. The first screw 91 and the second screw 92 are completely surrounded by the drive ring 46 and the retainer ring 40 and are not exposed to the outside. Therefore, the polishing liquid (slurry) does not enter the first screw 91 and the second screw 92 when polishing the wafer W, and the smooth removal of the retainer ring 40 is ensured.

研磨液（スラリ）の浸入をより確実に防ぐために、図７に示すように、ドライブリング４６とリテーナリング４０との間にＯリングなどのシールリング１００Ａ，１００Ｂを設けることが好ましい。図７に示す実施形態では、第１ねじ９１および第２ねじ９２の内側には、Ｏリングからなる内側シールリング１００Ａが設けられ、第１ねじ９１および第２ねじ９２の外側には、Ｏリングからなる外側シールリング１００Ｂが設けられている。これら２つのシールリング１００Ａ，１００Ｂによって、ドライブリング４６とリテーナリング４０との間の隙間、より具体的には環状ドライブリング本体４７の下面４６ａとリテーナリング４０の上面４０ａとの間の隙間が封止されている。   In order to more reliably prevent the polishing liquid (slurry) from entering, seal rings 100A and 100B such as O-rings are preferably provided between the drive ring 46 and the retainer ring 40 as shown in FIG. In the embodiment shown in FIG. 7, an inner seal ring 100 </ b> A made of an O-ring is provided inside the first screw 91 and the second screw 92, and an O-ring is placed outside the first screw 91 and the second screw 92. An outer seal ring 100B is provided. These two seal rings 100A and 100B seal a gap between the drive ring 46 and the retainer ring 40, more specifically, a gap between the lower surface 46a of the annular drive ring body 47 and the upper surface 40a of the retainer ring 40. It has been stopped.

図８に示す実施形態では、内側シールリング１００Ａは逆Ｕ字型の断面を有している。この内側シールリング１００Ａの内周縁はヘッド本体１０のキャリア４３に接続され、内側シールリング１００Ａの外周縁はドライブリング４６とリテーナリング４０との間、より具体的には環状ドライブリング本体４７の下面４６ａとリテーナリング４０の上面４０ａとの間に挟まれている。逆Ｕ字型の内側シールリング１００Ａは、弾性膜（メンブレン）４５とリテーナリング４０の間へのスラリの浸入を防ぎ、かつリテーナリング４０の上下動作も妨げない形状となっている。図８に示す内側シールリング１００Ａは、弾性膜４５と一体に形成されてもよい。   In the embodiment shown in FIG. 8, the inner seal ring 100A has an inverted U-shaped cross section. The inner peripheral edge of the inner seal ring 100A is connected to the carrier 43 of the head body 10, and the outer peripheral edge of the inner seal ring 100A is between the drive ring 46 and the retainer ring 40, more specifically, the lower surface of the annular drive ring main body 47. 46a and the upper surface 40a of the retainer ring 40. The inverted U-shaped inner seal ring 100 </ b> A has a shape that prevents the slurry from entering between the elastic membrane (membrane) 45 and the retainer ring 40 and does not hinder the vertical movement of the retainer ring 40. The inner seal ring 100 </ b> A illustrated in FIG. 8 may be formed integrally with the elastic film 45.

図９は、リテーナリング４０とドライブリング４６の他の実施形態を示す拡大断面図である。図１０は、図９に示す第１ねじ９１と第２ねじ９２との係合が外れたときのリテーナリング４０とドライブリング４６の拡大断面図である。この実施形態では、第１ねじ９１は、環状突部９５の外側の側面に形成され、第２ねじ９２は、環状凹部９７の外側の側面に形成されている。第１ねじ９１は雄ねじであり、第２ねじ９２は雌ねじである。図７および図８に示す実施形態のように、ドライブリング４６とリテーナリング４０との間にＯリングなどのシールリング１００Ａ，１００Ｂを設けてもよい。   FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing another embodiment of the retainer ring 40 and the drive ring 46. FIG. 10 is an enlarged sectional view of the retainer ring 40 and the drive ring 46 when the first screw 91 and the second screw 92 shown in FIG. 9 are disengaged. In this embodiment, the first screw 91 is formed on the outer side surface of the annular protrusion 95, and the second screw 92 is formed on the outer side surface of the annular recess 97. The first screw 91 is a male screw, and the second screw 92 is a female screw. As in the embodiment shown in FIGS. 7 and 8, seal rings 100 </ b> A and 100 </ b> B such as O-rings may be provided between the drive ring 46 and the retainer ring 40.

図５および図６に示す実施形態と、図９および図１０に示す実施形態は、どちらも第１ねじ９１と第２ねじ９２との係合によってリテーナリング４０をドライブリング４６に固定することができるが、これらの実施形態では締付け力の発生する位置が異なるので、研磨条件に合わせて適切な実施形態を選択することが望ましい。   In both the embodiment shown in FIGS. 5 and 6 and the embodiment shown in FIGS. 9 and 10, the retainer ring 40 can be fixed to the drive ring 46 by the engagement of the first screw 91 and the second screw 92. Although the positions where the tightening force is generated are different in these embodiments, it is desirable to select an appropriate embodiment in accordance with the polishing conditions.

図１１および図１２は、リテーナリング４０の他の実施形態を示す図である。この実施形態では、リテーナリング４０は、環状リテーナリング本体４８と、該環状リテーナリング本体４８内に配置された凹リング４９とを備えている。環状リテーナリング本体４８の下面は、研磨パッド２を押圧する押圧面を構成する。上述した環状凹部９７および第２ねじ９２は、凹リング４９に形成されている。凹リング４９は、接着、圧入、または溶接などにより環状リテーナリング本体４８に固定されている。   11 and 12 are diagrams showing another embodiment of the retainer ring 40. In this embodiment, the retainer ring 40 includes an annular retainer ring main body 48 and a concave ring 49 disposed in the annular retainer ring main body 48. The lower surface of the annular retainer ring main body 48 constitutes a pressing surface that presses the polishing pad 2. The annular recess 97 and the second screw 92 described above are formed in the recess ring 49. The concave ring 49 is fixed to the annular retainer ring main body 48 by adhesion, press-fitting, welding or the like.

環状リテーナリング本体４８は、樹脂から構成されているのに対し、凹リング４９は、環状リテーナリング本体４８よりも強度の高い材料、例えば金属、セラミック、カーボン、ＰＥＥＫなどから構成されている。コストの観点からは、耐腐食性の高いステンレス鋼が好ましく使用される。ウェーハＷの膜厚を測定するために渦電流センサが使用される場合には、凹リング４９はセラミックなどの強度の高い非金属材料から構成することが好ましい。図１３に示すように、図９および図１０に示す実施形態にも凹リング４９を適用してもよい。   The annular retainer ring body 48 is made of resin, while the concave ring 49 is made of a material having a higher strength than the annular retainer ring body 48, such as metal, ceramic, carbon, PEEK, and the like. From the viewpoint of cost, stainless steel having high corrosion resistance is preferably used. When an eddy current sensor is used to measure the film thickness of the wafer W, the concave ring 49 is preferably made of a non-metallic material having high strength such as ceramic. As shown in FIG. 13, the concave ring 49 may be applied to the embodiment shown in FIGS. 9 and 10.

図１４は、リテーナリング４０とドライブリング４６の他の実施形態を示す拡大断面図である。特に説明しない本実施形態の構成は、図５および図６に示す実施形態の構成を同じであるので、その重複する説明を省略する。この実施形態では、リテーナリング４０は、環状リテーナリング本体４８と、この環状リテーナリング本体４８の上面４０ａから上方に突出した環状突部９５を備えている。環状突部９５は、環状リテーナリング本体４８に固定されたねじリング９４の上部から構成されている。   FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view showing another embodiment of the retainer ring 40 and the drive ring 46. The configuration of the present embodiment that is not particularly described is the same as the configuration of the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, and thus redundant description thereof is omitted. In this embodiment, the retainer ring 40 includes an annular retainer ring main body 48 and an annular protrusion 95 protruding upward from the upper surface 40 a of the annular retainer ring main body 48. The annular protrusion 95 is configured by an upper portion of a screw ring 94 fixed to the annular retainer ring main body 48.

環状突部９５は、環状リテーナリング本体４８の全周を延びており、環状リテーナリング本体４８と同心状である。ドライブリング４６の下面４６ａには、環状突部９５が収容される環状凹部９７が形成されており、この環状凹部９７の内側の側面に第１ねじ９１が形成されている。第２ねじ９２は、環状突部９５の内側の側面に形成されている。環状凹部９７は、ドライブリング４６の全周を延びており、ドライブリング４６と同心状である。この実施形態では、第１ねじ９１は雄ねじであり、第２ねじ９２は雌ねじである。環状凹部９７の外側の側面に第１ねじ９１が形成されてもよく、環状突部９５の外側の側面に第２ねじ９２が形成されてもよい。   The annular protrusion 95 extends around the entire circumference of the annular retainer ring body 48 and is concentric with the annular retainer ring body 48. An annular recess 97 in which the annular protrusion 95 is accommodated is formed on the lower surface 46 a of the drive ring 46, and a first screw 91 is formed on the inner side surface of the annular recess 97. The second screw 92 is formed on the inner side surface of the annular protrusion 95. The annular recess 97 extends all around the drive ring 46 and is concentric with the drive ring 46. In this embodiment, the first screw 91 is a male screw and the second screw 92 is a female screw. The first screw 91 may be formed on the outer side surface of the annular recess 97, and the second screw 92 may be formed on the outer side surface of the annular protrusion 95.

第１ねじ９１および第２ねじ９２は、ドライブリング４６およびリテーナリング４０の全周に形成されている。リテーナリング４０を回転させると、第１ねじ９１と第２ねじ９２との係合が外れ、リテーナリング４０をドライブリング４６から取り外すことができる。   The first screw 91 and the second screw 92 are formed on the entire circumference of the drive ring 46 and the retainer ring 40. When the retainer ring 40 is rotated, the first screw 91 and the second screw 92 are disengaged, and the retainer ring 40 can be removed from the drive ring 46.

図１５は、図１４に示す第１ねじ９１と第２ねじ９２との係合が外れたときのリテーナリング４０とドライブリング４６の拡大断面図である。ねじリング９４は、複数の取り付けねじ（図示せず）によって環状リテーナリング本体４８に固定されている。ねじリング９４の下部は環状リテーナリング本体４８内に埋設されており、ねじリング９４の上部は、環状リテーナリング本体４８の上面４０ａから上方に突出する環状突部９５を構成している。   FIG. 15 is an enlarged sectional view of the retainer ring 40 and the drive ring 46 when the first screw 91 and the second screw 92 shown in FIG. 14 are disengaged. The screw ring 94 is fixed to the annular retainer ring body 48 by a plurality of mounting screws (not shown). The lower part of the screw ring 94 is embedded in the annular retainer ring main body 48, and the upper part of the screw ring 94 constitutes an annular protrusion 95 protruding upward from the upper surface 40 a of the annular retainer ring main body 48.

本実施形態では、第２ねじ９２の加工のしやすさの観点から、環状突部９５は、環状リテーナリング本体４８とは別部材であるねじリング９４の一部から構成されている。ねじリング９４を環状リテーナリング本体４８の上面４０ａに固定して、ねじリング９４の全体から環状突部９５が構成されてもよい。より強固にねじリング９４を環状リテーナリング本体４８に固定するために、ねじリング９４を環状リテーナリング本体４８に接着したのちに、複数の取り付けねじ（図示せず）で固定してもよい。更にねじリング９４と環状リテーナリング本体４８とが同一の材料から一体に形成されてリテーナリング４０を構成してもよい。   In the present embodiment, from the viewpoint of easy processing of the second screw 92, the annular protrusion 95 is constituted by a part of the screw ring 94 that is a separate member from the annular retainer ring main body 48. The screw ring 94 may be fixed to the upper surface 40a of the annular retainer ring main body 48, and the annular protrusion 95 may be formed from the entire screw ring 94. In order to more firmly fix the screw ring 94 to the annular retainer ring main body 48, the screw ring 94 may be bonded to the annular retainer ring main body 48 and then fixed by a plurality of attachment screws (not shown). Further, the retainer ring 40 may be formed by integrally forming the screw ring 94 and the annular retainer ring main body 48 from the same material.

図１４に示すように、第１ねじ９１と第２ねじ９２との締付け力によって環状リテーナリング本体４８の上面４０ａがドライブリング４６の下面４６ａに押し付けられた状態で、リテーナリング４０がドライブリング４６に接続される。ドライブリング４６の下面４６ａは、リテーナリング４０の環状リテーナリング本体４８の上面４０ａと接触している。第１ねじ９１および第２ねじ９２は、ドライブリング４６およびリテーナリング４０によって完全に囲まれ、外部に晒されない。よって、ウェーハＷの研磨時に研磨液（スラリ）が第１ねじ９１および第２ねじ９２に浸入せず、リテーナリング４０のスムーズな取り外しが確保される。上述した図７乃至図１０に示す実施形態は、図１４に示す実施形態にも適宜適用することが可能である。   As shown in FIG. 14, the retainer ring 40 is in the state in which the upper surface 40 a of the annular retainer ring body 48 is pressed against the lower surface 46 a of the drive ring 46 by the tightening force of the first screw 91 and the second screw 92. Connected to. The lower surface 46 a of the drive ring 46 is in contact with the upper surface 40 a of the annular retainer ring body 48 of the retainer ring 40. The first screw 91 and the second screw 92 are completely surrounded by the drive ring 46 and the retainer ring 40 and are not exposed to the outside. Therefore, the polishing liquid (slurry) does not enter the first screw 91 and the second screw 92 when polishing the wafer W, and the smooth removal of the retainer ring 40 is ensured. The embodiment shown in FIGS. 7 to 10 described above can be applied as appropriate to the embodiment shown in FIG.

図１６は、リテーナリング４０を回転させるための締め付け工具１１０を示す図である。図１６に示すように、リテーナリング４０を回転させるための専用の締め付け工具１１０を用いて、第２ねじ９２を第１ねじ９１に締め付ける。締め付け工具１１０は、リテーナリング４０の外周面に沿った形状の円弧アーム１１１を有しており、その円弧アーム１１１の先端には突起１１２が形成されている。リテーナリング４０の外周面には、締め付け工具１１０の突起１１２が係合する複数の窪み１２０が形成されている。   FIG. 16 is a view showing a tightening tool 110 for rotating the retainer ring 40. As shown in FIG. 16, the second screw 92 is tightened to the first screw 91 using a dedicated tightening tool 110 for rotating the retainer ring 40. The tightening tool 110 has an arc arm 111 having a shape along the outer peripheral surface of the retainer ring 40, and a protrusion 112 is formed at the tip of the arc arm 111. On the outer peripheral surface of the retainer ring 40, a plurality of recesses 120 with which the protrusions 112 of the tightening tool 110 are engaged are formed.

リテーナリング４０は、最初は締め付け工具１１０を用いずに手で回転され、第２ねじ９２を第１ねじ９１にある程度ねじ込む。その後、図１６に示す締め付け工具１１０を用いてリテーナリング４０に強いトルクを与える。図１７は、締め付け工具１１０でリテーナリング４０をその軸心周りに回転させている様子を示す図である。締め付け工具１１０の突起１１２は、リテーナリング４０の複数の窪み１２０のうちの１つに嵌め込まれ、この状態で締め付け工具１１０を手で矢印に示す方向に回転させる。   The retainer ring 40 is initially rotated by hand without using the tightening tool 110 to screw the second screw 92 into the first screw 91 to some extent. Thereafter, a strong torque is applied to the retainer ring 40 using the tightening tool 110 shown in FIG. FIG. 17 is a diagram illustrating a state in which the retainer ring 40 is rotated around its axis by the tightening tool 110. The protrusion 112 of the tightening tool 110 is fitted into one of the plurality of recesses 120 of the retainer ring 40, and in this state, the tightening tool 110 is manually rotated in the direction indicated by the arrow.

締め付け工具１１０でリテーナリング４０を回転させるときに、研磨ヘッド１が回転しないようにするために、ヘッドモータ１８（図２参照）は、研磨ヘッド１の回転をロックするロック機能を有している。具体的には、ヘッドモータ１８を回転させずに、ヘッドモータ１８に電流を流して、ヘッドモータ１８にその定格トルク以上の固定力を発生させる。研磨ヘッド１を支えるヘッドシャフト１１（図１，図２参照）を専用工具で固定しながら、リテーナリング４０を回転させてもよい。   In order to prevent the polishing head 1 from rotating when the retainer ring 40 is rotated by the tightening tool 110, the head motor 18 (see FIG. 2) has a lock function for locking the rotation of the polishing head 1. . Specifically, a current is passed through the head motor 18 without rotating the head motor 18 to cause the head motor 18 to generate a fixing force greater than its rated torque. The retainer ring 40 may be rotated while fixing the head shaft 11 (see FIGS. 1 and 2) supporting the polishing head 1 with a dedicated tool.

ウェーハＷの研磨中に第１ねじ９１と第２ねじ９２が緩んでしまうと、ヘッド本体１０に対するリテーナリング４０の位置が変わり、結果としてウェーハＷの研磨プロファイルが変化したり、ウェーハＷが破損することがある。そこで、第１ねじ９１および第２ねじ９２の緩みを防止するために、図１８乃至図２３に示す緩み止め構造体を設けることが好ましい。   If the first screw 91 and the second screw 92 are loosened during the polishing of the wafer W, the position of the retainer ring 40 with respect to the head main body 10 changes, and as a result, the polishing profile of the wafer W changes or the wafer W is damaged. Sometimes. Therefore, in order to prevent the first screw 91 and the second screw 92 from loosening, it is preferable to provide a loosening prevention structure shown in FIGS.

図１８に示す緩み止め構造体は、ドライブリング４６に対するリテーナリング４０の回転を止めるロックねじ１２５である。このロックねじ１２５は、リテーナリング４０に埋設されており、ドライブリング４６の環状突部９５に接触している。より具体的には、リテーナリング４０の外周面には環状凹部９７に連通するねじ穴１２２が形成されており、ロックねじ１２５の先端が環状突部９５の外周面に接触するまでロックねじ１２５がねじ穴１２２にねじ込まれている。   The locking structure shown in FIG. 18 is a lock screw 125 that stops the rotation of the retainer ring 40 relative to the drive ring 46. The lock screw 125 is embedded in the retainer ring 40 and is in contact with the annular protrusion 95 of the drive ring 46. More specifically, a screw hole 122 communicating with the annular recess 97 is formed on the outer peripheral surface of the retainer ring 40, and the lock screw 125 is rotated until the tip of the lock screw 125 contacts the outer peripheral surface of the annular protrusion 95. It is screwed into the screw hole 122.

図１９は、図１４に示す実施形態にロックねじ１２５を適用した実施形態を示す図である。ロックねじ１２５は、ドライブリング４６に埋設されており、リテーナリング４０の環状突部９５に接触している。より具体的には、ドライブリング４６の外周面には環状凹部９７に連通するねじ穴１２２が形成されており、ロックねじ１２５の先端が環状突部９５の外周面に接触するまでロックねじ１２５がねじ穴１２２にねじ込まれている。   FIG. 19 is a view showing an embodiment in which a lock screw 125 is applied to the embodiment shown in FIG. The lock screw 125 is embedded in the drive ring 46 and is in contact with the annular protrusion 95 of the retainer ring 40. More specifically, a screw hole 122 communicating with the annular recess 97 is formed on the outer peripheral surface of the drive ring 46, and the lock screw 125 is held until the tip of the lock screw 125 contacts the outer peripheral surface of the annular protrusion 95. It is screwed into the screw hole 122.

図２０に示す緩み止め構造体は、リテーナリング４０をドライブリング４６に押し付けるロックリング１２７である。ドライブリング４６の外周面には雄ねじ１３０が形成され、ロックリング１２７の内周面には、ドライブリング４６の雄ねじ１３０に係合する雌ねじ１３１が形成されている。リテーナリング４０の上部には外側に突出したフランジ部１３５が形成されており、ロックリング１２７の下部には内側に突出した小径部１３６が形成されている。ロックリング１２７の小径部１３６の上面がリテーナリング４０のフランジ部１３５の下面に当接するまで、ロックリング１２７はドライブリング４６に締め付けられる。リテーナリング４０はロックリング１２７によってドライブリング４６に押し付けられ、これにより第１ねじ９１および第２ねじ９２の緩みが防止される。   The locking structure shown in FIG. 20 is a lock ring 127 that presses the retainer ring 40 against the drive ring 46. A male screw 130 is formed on the outer peripheral surface of the drive ring 46, and a female screw 131 that engages with the male screw 130 of the drive ring 46 is formed on the inner peripheral surface of the lock ring 127. A flange portion 135 protruding outward is formed at the upper portion of the retainer ring 40, and a small diameter portion 136 protruding inward is formed at the lower portion of the lock ring 127. The lock ring 127 is fastened to the drive ring 46 until the upper surface of the small diameter portion 136 of the lock ring 127 contacts the lower surface of the flange portion 135 of the retainer ring 40. The retainer ring 40 is pressed against the drive ring 46 by the lock ring 127, thereby preventing the first screw 91 and the second screw 92 from loosening.

ロックリング１２７を締め付ける方向は、リテーナリング４０の第２ねじ９２を締め付ける方向とは逆であることが好ましい。第２ねじ９２が緩む方向にリテーナリング４０が回転しようとすると、ロックリング１２７が締め付けられるので、リテーナリング４０の緩み防止としてより効果的である。ロックリング１２７は、図１４及び図１５に示す実施形態にも同様に適用することができる。   The direction in which the lock ring 127 is tightened is preferably opposite to the direction in which the second screw 92 of the retainer ring 40 is tightened. When the retainer ring 40 tries to rotate in the direction in which the second screw 92 is loosened, the lock ring 127 is tightened, which is more effective in preventing the retainer ring 40 from loosening. The lock ring 127 can be similarly applied to the embodiment shown in FIGS. 14 and 15.

図２１は、緩み止め構造体のさらに他の実施形態を示す図である。図２１に示す緩み止め構造体は、ロックリング１５０とロックナット１５１との組み合わせから基本的に構成される。図２２は、図２１に示すロックリング１５０とロックナット１５１の拡大図である。ロックリング１５０は、下方に突出する複数の凸部１５２を有している。リテーナリング４０の上面４０ａには、凸部１５２が嵌め込まれる複数の穴４０ｂが形成されている。ロックリング１５０は、その凸部１５２がリテーナリング４０の穴４０ｂにそれぞれ嵌め込まれた状態で、ドライブリング４６の外周面に接触している。   FIG. 21 is a view showing still another embodiment of the locking structure. The loosening prevention structure shown in FIG. 21 is basically composed of a combination of a lock ring 150 and a lock nut 151. 22 is an enlarged view of the lock ring 150 and the lock nut 151 shown in FIG. The lock ring 150 has a plurality of convex portions 152 protruding downward. In the upper surface 40a of the retainer ring 40, a plurality of holes 40b into which the convex portions 152 are fitted are formed. The lock ring 150 is in contact with the outer peripheral surface of the drive ring 46 with the convex portions 152 fitted in the holes 40b of the retainer ring 40, respectively.

ロックリング１５０は、ドライブリング４６の周囲に配置されている。ロックリング１５０は、半径方向内側に突出する小径部１５４を有している。ドライブリング４６は、半径方向外側に突出するフランジ部１５５を有している。小径部１５４の下面はフランジ部１５５の上面に接触し、これによりロックリング１５０の小径部１５４はドライブリング４６のフランジ部１５５に係合する。   The lock ring 150 is disposed around the drive ring 46. The lock ring 150 has a small diameter portion 154 that protrudes radially inward. The drive ring 46 has a flange portion 155 that protrudes radially outward. The lower surface of the small diameter portion 154 contacts the upper surface of the flange portion 155, whereby the small diameter portion 154 of the lock ring 150 is engaged with the flange portion 155 of the drive ring 46.

ロックナット１５１は、ドライブリング４６の周囲に配置され、かつロックリング１５０に接触している。ロックナット１５１の内周面には雌ねじ１５７が形成されており、ドライブリング４６の外周面には雄ねじ１５８が形成されている。雌ねじ１５７はロックナット１５１の周方向に螺旋状に延び、雄ねじ１５８はドライブリング４６の周方向に螺旋状に延びている。   The lock nut 151 is disposed around the drive ring 46 and is in contact with the lock ring 150. A female screw 157 is formed on the inner peripheral surface of the lock nut 151, and a male screw 158 is formed on the outer peripheral surface of the drive ring 46. The female screw 157 extends spirally in the circumferential direction of the lock nut 151, and the male screw 158 extends spirally in the circumferential direction of the drive ring 46.

ロックナット１５１の下面の少なくとも一部はテーパー面１６１から構成されており、ロックリング１５０の上面の少なくとも一部は、ロックナット１５１のテーパー面１６１に接触するテーパー面１６２から構成されている。テーパー面１６１およびテーパー面１６２は、同じ傾斜角度を持つ円錐台形状を有している。ロックナット１５１のテーパー面１６１はロックリング１５０のテーパー面１６２に接触し、ロックナット１５１の雌ねじ１５７はドライブリング４６の雄ねじ１５８に螺合されている。ロックリング１５０の小径部１５４はドライブリング４６のフランジ部１５５に係合しているので、ロックリング１５０はドライブリング４６に支持されている。したがって、ロックナット１５１を強く締め付けても、ロックリング１５０はリテーナリング４０に下向きの力を伝えない。   At least a part of the lower surface of the lock nut 151 is composed of a tapered surface 161, and at least a part of the upper surface of the lock ring 150 is composed of a tapered surface 162 that contacts the tapered surface 161 of the lock nut 151. The tapered surface 161 and the tapered surface 162 have a truncated cone shape having the same inclination angle. The tapered surface 161 of the lock nut 151 contacts the tapered surface 162 of the lock ring 150, and the female screw 157 of the lock nut 151 is screwed to the male screw 158 of the drive ring 46. Since the small diameter portion 154 of the lock ring 150 is engaged with the flange portion 155 of the drive ring 46, the lock ring 150 is supported by the drive ring 46. Therefore, even if the lock nut 151 is tightened strongly, the lock ring 150 does not transmit a downward force to the retainer ring 40.

ロックリング１５０の下面の外周部はテーパー面１６３から構成されており、リテーナリング４０の上面４０ａの外周部は、ロックリング１５０のテーパー面１６３に接触するテーパー面１６４から構成されている。テーパー面１６３およびテーパー面１６４は、同じ傾斜角度を持つ円錐台形状を有している。ロックナット１５１を締め付けると、ロックリング１５０のテーパー面１６３は、リテーナリング４０のテーパー面１６４に押し付けられ、これによりロックリング１５０とリテーナリング４０との間の隙間が封止される。   The outer peripheral portion of the lower surface of the lock ring 150 is configured by a tapered surface 163, and the outer peripheral portion of the upper surface 40 a of the retainer ring 40 is configured by a tapered surface 164 that contacts the tapered surface 163 of the lock ring 150. The tapered surface 163 and the tapered surface 164 have a truncated cone shape having the same inclination angle. When the lock nut 151 is tightened, the taper surface 163 of the lock ring 150 is pressed against the taper surface 164 of the retainer ring 40, thereby sealing a gap between the lock ring 150 and the retainer ring 40.

図２３は、ロックリング１５０およびロックナット１５１の分解図である。ロックリング１５０は、その凸部１５２がリテーナリング４０の穴４０ｂに嵌め込まれ、かつ小径部１５４がフランジ部１５５に係合した状態で、ドライブリング４６の外周面に取り付けられる。さらに、ロックナット１５１を回転させてその雌ねじ１５７をドライブリング４６の雄ねじ１５８に螺合させる。ロックナット１５１を締め付けることにより、ロックナット１５１のテーパー面１６１はロックリング１５０のテーパー面１６２に押し付けられ、これによりロックリング１５０はロックナット１５１とドライブリング４６との間に挟まれる。ロックリング１５０の凸部１５２はリテーナリング４０の穴４０ｂに嵌合しているので、リテーナリング４０の回転はロックリング１５０によって拘束される。   FIG. 23 is an exploded view of the lock ring 150 and the lock nut 151. The lock ring 150 is attached to the outer peripheral surface of the drive ring 46 with the convex portion 152 fitted in the hole 40 b of the retainer ring 40 and the small diameter portion 154 engaged with the flange portion 155. Further, the lock nut 151 is rotated so that the female screw 157 is screwed into the male screw 158 of the drive ring 46. By tightening the lock nut 151, the tapered surface 161 of the lock nut 151 is pressed against the tapered surface 162 of the lock ring 150, whereby the lock ring 150 is sandwiched between the lock nut 151 and the drive ring 46. Since the convex portion 152 of the lock ring 150 is fitted in the hole 40 b of the retainer ring 40, the rotation of the retainer ring 40 is restrained by the lock ring 150.

締め付け工具１１０の突起１１２（図１６参照）が挿入可能な窪み１６５がロックナット１５１の外周面に形成されている。したがって、リテーナリング４０と同様に、締め付け工具１１０を用いてロックナット１５１を締結可能となっている。なお、締め付け工具１１０とは別の締め付け工具をロックナット１５１用に用意してもよい。ロックナット１５１を締め込むと、ロックリング１５０とロックナット１５１のテーパー面１６１，１６２がくさび効果を発揮し、ロックリング１５０はドライブリング４６に固定される。リテーナリング４０の回転はロックリング１５０によって防止される。   A recess 165 into which the protrusion 112 (see FIG. 16) of the tightening tool 110 can be inserted is formed on the outer peripheral surface of the lock nut 151. Therefore, similarly to the retainer ring 40, the lock nut 151 can be fastened using the tightening tool 110. A tightening tool different from the tightening tool 110 may be prepared for the lock nut 151. When the lock nut 151 is tightened, the lock ring 150 and the tapered surfaces 161 and 162 of the lock nut 151 exhibit a wedge effect, and the lock ring 150 is fixed to the drive ring 46. The rotation of the retainer ring 40 is prevented by the lock ring 150.

ロックナット１５１を締め付ける方向は、リテーナリング４０の第２ねじ９２を締め付ける方向とは逆であることが好ましい。第２ねじ９２が緩む方向にリテーナリング４０が回転しようとすると、ロックナット１５１が締め付けられるので、リテーナリング４０の緩み防止としてより効果的である。   The direction in which the lock nut 151 is tightened is preferably opposite to the direction in which the second screw 92 of the retainer ring 40 is tightened. When the retainer ring 40 tries to rotate in the direction in which the second screw 92 is loosened, the lock nut 151 is tightened, which is more effective in preventing the retainer ring 40 from loosening.

図２１に示すように、ヘッド本体１０とロックナット１５１との間の隙間からの研磨液や水の浸入を防ぐため、ヘッド本体１０の外周面とロックナット１５１の外周面とを接続するシールバンド１６７が設けられている。このシールバンド１６７は、柔軟な環状のシートから形成されており、ヘッド本体１０およびロックナット１５１の全周を延びている。シールバンド１６７は、上下方向に伸縮可能であり、リテーナリング４０の上下動を妨げないようになっている。   As shown in FIG. 21, a seal band that connects the outer peripheral surface of the head main body 10 and the outer peripheral surface of the lock nut 151 in order to prevent the entry of polishing liquid or water from the gap between the head main body 10 and the lock nut 151. 167 is provided. The seal band 167 is formed of a flexible annular sheet, and extends all around the head body 10 and the lock nut 151. The seal band 167 can be expanded and contracted in the vertical direction so that the vertical movement of the retainer ring 40 is not hindered.

図２１に示す実施形態では、弾性膜（メンブレン）４５とリテーナリング４０とを連結する、逆Ｕ字型の断面を有したシールリング１００Ａが設けられている。このシールリング１００Ａの内周縁は弾性膜４５に接続され、シールリング１００Ａの外周縁はリテーナリング４０に接続されている。逆Ｕ字型のシールリング１００Ａは、弾性膜（メンブレン）４５とリテーナリング４０の間へのスラリの浸入を防ぎ、かつリテーナリング４０の上下動作も妨げない形状となっている。シールリング１００Ａは、弾性膜４５と一体に形成されてもよい。   In the embodiment shown in FIG. 21, a seal ring 100 </ b> A having an inverted U-shaped cross section that connects the elastic membrane (membrane) 45 and the retainer ring 40 is provided. The inner peripheral edge of the seal ring 100A is connected to the elastic film 45, and the outer peripheral edge of the seal ring 100A is connected to the retainer ring 40. The inverted U-shaped seal ring 100 </ b> A has a shape that prevents the slurry from entering between the elastic membrane (membrane) 45 and the retainer ring 40 and does not hinder the vertical movement of the retainer ring 40. The seal ring 100A may be formed integrally with the elastic film 45.

図２４は、緩み止め構造体のさらに他の実施形態を示す図である。図２４に示す緩み止め構造体は、ドライブリング４６に上下動可能に支持されたピン１７０と、ピン１７０に係合するカムシャフト１９０とを備えている。ピン１７０はドライブリング４６およびリテーナリング４０に対して上下方向に移動可能である。リテーナリング４０には穴４０ｃが形成されており、この穴４０ｃにピン１７０の先端が挿入されることによってリテーナリング４０のドライブリング４６に対する回転が拘束される。本実施形態では、ピン１７０はドライブリング４６を上下方向に延びており、ピン１７０の横方向の移動はドライブリング４６によって拘束されている。   FIG. 24 is a view showing still another embodiment of the locking structure. The locking structure shown in FIG. 24 includes a pin 170 supported by the drive ring 46 so as to be movable up and down, and a camshaft 190 engaged with the pin 170. The pin 170 is movable in the vertical direction with respect to the drive ring 46 and the retainer ring 40. A hole 40c is formed in the retainer ring 40, and the rotation of the retainer ring 40 relative to the drive ring 46 is restricted by inserting the tip of the pin 170 into the hole 40c. In the present embodiment, the pin 170 extends up and down the drive ring 46, and the lateral movement of the pin 170 is restricted by the drive ring 46.

カムシャフト１９０は、ドライブリング４６に回転可能に支持されている。カムシャフト１９０は、露出した端部１９１を有している。この露出した端部１９１は、ドライブリング４６の外周面内に位置している。露出した端部１９１には、マイナスドライバーの先端が係合可能な溝１９２が形成されている。マイナスドライバーの先端が溝１９２に係合した状態でマイナスドライバーを回転させると、カムシャフト１９０はその軸心を中心に回転することができる。   The camshaft 190 is rotatably supported by the drive ring 46. The camshaft 190 has an exposed end 191. The exposed end 191 is located in the outer peripheral surface of the drive ring 46. The exposed end portion 191 is formed with a groove 192 that can be engaged with the tip of a flathead screwdriver. When the minus driver is rotated in a state where the tip of the minus driver is engaged with the groove 192, the camshaft 190 can rotate around its axis.

図２５は、図２４に示す緩み止め構造体を矢印Ａで示す方向から見た断面図である。カムシャフト１９０は、その軸心に対して偏心したカム部１９５を有している。ピン１７０の上部は、長方形の穴１７１が空いたブロック１７２から構成されている。カムシャフト１９０は、ブロック１７２の穴１７１を貫通しており、カムシャフト１９０のカム部１９５は、穴１７１を形成するブロック１７２の内面に接触している。カムシャフト１９０がその軸心を中心に回転されると、カム部１９５によってピン１７０が上下動する。図２４および図２５は、ピン１７０が穴４０ｃに挿入された状態を示し、図２６および図２７は、ピン１７０が上昇されてピン１７０が穴４０ｃから出された状態を示している。   FIG. 25 is a cross-sectional view of the loosening prevention structure shown in FIG. The camshaft 190 has a cam portion 195 that is eccentric with respect to its axis. The upper portion of the pin 170 is composed of a block 172 in which a rectangular hole 171 is formed. The camshaft 190 passes through the hole 171 of the block 172, and the cam portion 195 of the camshaft 190 is in contact with the inner surface of the block 172 that forms the hole 171. When the camshaft 190 is rotated about its axis, the pin 170 moves up and down by the cam portion 195. 24 and 25 show a state where the pin 170 is inserted into the hole 40c, and FIGS. 26 and 27 show a state where the pin 170 is raised and the pin 170 is taken out from the hole 40c.

研磨中にリテーナリング４０が緩む、もしくは締まる方向の回転は、このピン１７０と穴４０ｃの係合によって拘束される。図２８に示すように、リテーナリング４０の穴４０ｃは作業性を考慮すると周方向の長穴がよい。一定のトルクでリテーナリング４０を締め付けた際、リテーナリング４０がどの位置で止まるかは分からない。このため、リテーナリング４０の穴４０ｃが丸形状であると、ピン１７０を丸穴に揃えるのが難しい。本実施形態によれば、穴４０ｃはリテーナリング４０の周方向に延びる長穴であるので、位置調整を省略できる可能性が高くなる利点がある。すなわち、予め定められたトルクでリテーナリング４０を締め付けた後、ピン１７０が穴４０ｃの上に位置していればカムシャフト１９０を回してピン１７０を下げることができる。一方、ピン１７０が穴４０ｃの上になければ、ピン１７０が穴４０ｃの上に位置するまで更にリテーナリング４０を締め付ける。ピン１７０の先端が穴４０ｃに挿入されているときでも、リテーナリング４０は穴４０ｃの長さの範囲内で回転することができる。したがって、穴４０ｃは締付トルクが変化してもプロセス影響のない長さ（リテーナリング４０の周方向の長さ）を有するのがよい。   The rotation in the direction in which the retainer ring 40 is loosened or tightened during polishing is restricted by the engagement between the pin 170 and the hole 40c. As shown in FIG. 28, the hole 40c of the retainer ring 40 is preferably a long hole in the circumferential direction in consideration of workability. When the retainer ring 40 is tightened with a constant torque, it is not known at which position the retainer ring 40 stops. For this reason, when the hole 40c of the retainer ring 40 has a round shape, it is difficult to align the pins 170 with the round holes. According to this embodiment, since the hole 40c is a long hole extending in the circumferential direction of the retainer ring 40, there is an advantage that there is a high possibility that the position adjustment can be omitted. That is, after the retainer ring 40 is tightened with a predetermined torque, the pin 170 can be lowered by turning the camshaft 190 if the pin 170 is positioned above the hole 40c. On the other hand, if the pin 170 is not over the hole 40c, the retainer ring 40 is further tightened until the pin 170 is positioned over the hole 40c. Even when the tip of the pin 170 is inserted into the hole 40c, the retainer ring 40 can rotate within the length of the hole 40c. Therefore, the hole 40c preferably has a length that does not affect the process even if the tightening torque changes (the length in the circumferential direction of the retainer ring 40).

リテーナリング４０を締め付けた際にピン１７０が穴４０ｃの真上に位置しているかどうかは、リテーナリング４０の外周面とドライブリング４６の外周面にそれぞれ設けられた目印（図示せず）の位置から判別できる。リテーナリング４０に設けられた目印は穴４０ｃの位置を示し、ドライブリング４６に設けられた目印はピン１７０の位置を示している。   Whether the pin 170 is positioned immediately above the hole 40c when the retainer ring 40 is tightened is determined by the positions of marks (not shown) provided on the outer peripheral surface of the retainer ring 40 and the outer peripheral surface of the drive ring 46, respectively. Can be determined. The mark provided on the retainer ring 40 indicates the position of the hole 40c, and the mark provided on the drive ring 46 indicates the position of the pin 170.

図２９は、緩み止め構造体のさらに他の実施形態を示す図である。図３０は、図２９に示す緩み止め構造体を矢印Ｂで示す方向から見た断面図である。図２９および図３０に示す緩み止め構造体は、ドライブリング４６に上下動可能に支持されたピン１７０と、ピン１７０に係合するカムシャフト１９０と、ピン１７０をリテーナリング４０に向かって押すばね１９７とを備えている。本実施形態では２つのばね１９７が設けられているが、１つのばね、または３つ以上のばねが設けられてもよい。本実施形態の基本的な構成は、図２４および図２５に示す実施形態と同じであるので、重複する説明を省略する。   FIG. 29 is a view showing still another embodiment of the locking structure. FIG. 30 is a cross-sectional view of the loosening prevention structure shown in FIG. 29 and 30 includes a pin 170 that is supported by the drive ring 46 so as to be movable up and down, a camshaft 190 that engages with the pin 170, and a spring that pushes the pin 170 toward the retainer ring 40. 197. In this embodiment, two springs 197 are provided, but one spring or three or more springs may be provided. Since the basic configuration of the present embodiment is the same as that of the embodiment shown in FIGS. 24 and 25, a duplicate description is omitted.

図３１は、リテーナリング４０に形成された穴４０ｃを示す平面図である。本実施形態では、穴４０ｃは丸穴である。図３２および図３３は、カムシャフト１９０を回転させてカム部１９５でピン１７０を上昇させた状態を示す図である。まず、図３２および図３３に示すように、リテーナリング４０を締め付ける前にピン１７０をカムシャフト１９０で上昇させる。次に、リテーナリング４０を締め付けた後にカムシャフト１９０を回転させ、ピン１７０をばね１９７でリテーナリング４０に対して押し付ける。図３４に示すように、ピン１７０と穴４０ｃの位置があっていない場合でも、研磨中に作用する回転力でリテーナリング４０がドライブリング４６に対して回転すると、ピン１７０が穴４０ｃに並び、ばね１９７によってピン１７０が穴４０ｃに挿入される。この実施形態では、カムシャフト１９０はピン１７０を上方向に持ち上げるのみであり、ピン１７０はばね１９７によって下方向に移動される。   FIG. 31 is a plan view showing a hole 40 c formed in the retainer ring 40. In this embodiment, the hole 40c is a round hole. 32 and 33 are views showing a state in which the cam shaft 190 is rotated and the pin 170 is raised by the cam portion 195. FIG. First, as shown in FIGS. 32 and 33, the pin 170 is raised by the camshaft 190 before the retainer ring 40 is tightened. Next, after tightening the retainer ring 40, the camshaft 190 is rotated, and the pin 170 is pressed against the retainer ring 40 by the spring 197. As shown in FIG. 34, even when the pin 170 and the hole 40c are not positioned, when the retainer ring 40 rotates with respect to the drive ring 46 by the rotational force acting during polishing, the pin 170 is aligned with the hole 40c. The pin 170 is inserted into the hole 40c by the spring 197. In this embodiment, camshaft 190 only lifts pin 170 upward, and pin 170 is moved downward by spring 197.

図３５に示すように、第１ねじ９１に対する第２ねじ９２の緩みを検出する緩み検出器を設けてもよい。図３５に示す緩み検出器は、ドライブリング４６の外周面に形成された第１目印１４１と、リテーナリング４０の外周面に形成された第２目印１４２との相対位置を検出する目印検出器１４３である。目印検出器１４３には、画像センサまたはレーザーセンサなどの形状や相対位置が測定できるセンサを使用することができる。   As shown in FIG. 35, a looseness detector that detects the looseness of the second screw 92 relative to the first screw 91 may be provided. The looseness detector shown in FIG. 35 is a mark detector 143 that detects the relative position between the first mark 141 formed on the outer peripheral surface of the drive ring 46 and the second mark 142 formed on the outer peripheral surface of the retainer ring 40. It is. As the mark detector 143, a sensor capable of measuring the shape and relative position such as an image sensor or a laser sensor can be used.

図３６は、リテーナリング４０の第２ねじ９２が緩んでいないときの第１目印１４１および第２目印１４２を示す拡大図である。図３６に示すように、リテーナリング４０の第２ねじ９２が緩んでいないときは、第１目印１４１および第２目印１４２は同じ位置にある。これに対して、リテーナリング４０の第２ねじ９２が緩むと、図３７に示すように、第１目印１４１に対する第２目印１４２の位置がずれる。目印検出器１４３は、第１目印１４１と第２目印１４２との相対位置に基づいて、第２ねじ９２の緩みを検出する。   FIG. 36 is an enlarged view showing the first mark 141 and the second mark 142 when the second screw 92 of the retainer ring 40 is not loosened. As shown in FIG. 36, when the second screw 92 of the retainer ring 40 is not loosened, the first mark 141 and the second mark 142 are in the same position. In contrast, when the second screw 92 of the retainer ring 40 is loosened, the position of the second mark 142 with respect to the first mark 141 is shifted as shown in FIG. The mark detector 143 detects looseness of the second screw 92 based on the relative position between the first mark 141 and the second mark 142.

図３８は、緩み検出器としてロードセル１４５を用いた実施形態を示す図である。ロードセル１４５はドライブリング４６とねじリング９４との間に配置されており、かつ隣接する２つの取り付けねじ９０（図４参照）の間に配置されている。第２ねじ９２が第１ねじ９１に締め付けられると、ねじリング９４はリテーナリング４０に引っ張られる。ロードセル１４５は、この引っ張り力を測定する。第２ねじ９２が緩むと、ロードセル１４５によって測定される引っ張り力が低下する。したがって、引っ張り力の低下から第２ねじ９２の緩みを検出することができる。   FIG. 38 is a diagram showing an embodiment using a load cell 145 as a looseness detector. The load cell 145 is disposed between the drive ring 46 and the screw ring 94, and is disposed between two adjacent mounting screws 90 (see FIG. 4). When the second screw 92 is tightened to the first screw 91, the screw ring 94 is pulled by the retainer ring 40. The load cell 145 measures this pulling force. When the second screw 92 is loosened, the tensile force measured by the load cell 145 is reduced. Therefore, the looseness of the second screw 92 can be detected from the decrease in the pulling force.

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。   The embodiment described above is described for the purpose of enabling the person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to implement the present invention. Various modifications of the above embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Accordingly, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in the widest scope according to the technical idea defined by the claims.

１ 研磨ヘッド（基板保持装置）
２ 研磨パッド
３ 研磨テーブル
５ 研磨液供給ノズル
１０ ヘッド本体
１１ ヘッドシャフト
１２ 回転筒
１３ テーブルモータ
１４ タイミングプーリ
１６ ヘッドアーム
１８ ヘッドモータ
１９ タイミングベルト
２０ タイミングプーリ
２１ ヘッドアームシャフト
２５ ロータリージョイント
２６ 軸受
２７ 上下動機構
２８ ブリッジ
２９ 支持台
３０ 支柱
３２ ボールねじ
３８ サーボモータ
４０ リテーナリング
４１ フランジ
４２ スペーサ
４３ キャリア
４５ 弾性膜
４５ａ 基板接触面
４６ ドライブリング
４７ 環状ドライブリング本体
４８ 環状リテーナリング本体
４９ 凹リング
５０ 圧力室
６０ リテーナリング押圧機構
６１ ピストン
６２ ローリングダイヤフラム
６３ リテーナリング圧力室
６５ 圧力調整装置
７５ 連結部材
７６ 軸部
７７ ハブ
７８ スポーク
８０ 駆動ローラ
８５ 球面軸受
９０ 取り付けねじ
９１ 第１ねじ
９２ 第２ねじ
９５ 環状突部
９７ 環状凹部
１００Ａ，１００Ｂ シールリング
１１０ 締め付け工具
１１１ 円弧アーム
１１２ 突起
１２０ 窪み
１２２ ねじ穴
１２５ ロックねじ
１２７ ロックリング
１３０ 雄ねじ
１３１ 雌ねじ
１３５ フランジ部
１３６ 小径部
１４１ 第１目印
１４２ 第２目印
１４３ 目印検出器
１４５ ロードセル
１５０ ロックリング
１５１ ロックナット
１５２ 凸部
１５４ 小径部
１５５ フランジ部
１５７ 雌ねじ
１５８ 雄ねじ
１６１，１６２，１６３，１６４ テーパー面
１６５ 窪み
１６７ シールバンド
１７０ ピン
１７１ 穴
１７２ ブロック
１９０ カムシャフト
１９１ 露出した端部
１９２ 溝
１９５ カム部
１９７ ばね 1 Polishing head (substrate holding device)
2 Polishing pad 3 Polishing table 5 Polishing liquid supply nozzle 10 Head body 11 Head shaft 12 Rotating cylinder 13 Table motor 14 Timing pulley 16 Head arm 18 Head motor 19 Timing belt 20 Timing pulley 21 Head arm shaft 25 Rotary joint 26 Bearing 27 Vertical movement Mechanism 28 Bridge 29 Support base 30 Support column 32 Ball screw 38 Servo motor 40 Retainer ring 41 Flange 42 Spacer 43 Carrier 45 Elastic film 45a Substrate contact surface 46 Drive ring 47 Annular drive ring main body 48 Annular retainer ring main body 49 Concave ring 50 Pressure chamber 60 Retainer ring pressing mechanism 61 Piston 62 Rolling diaphragm 63 Retainer ring pressure chamber 65 Pressure adjusting device 75 Connecting member 76 Shaft portion 77 Hub 78 Sport 80 Drive roller 85 Spherical bearing 90 Mounting screw 91 First screw 92 Second screw 95 Annular protrusion 97 Annular recesses 100A, 100B Seal ring 110 Tightening tool 111 Arc arm 112 Protrusion 120 Recess 122 Screw hole 125 Lock screw 127 Lock ring 130 Male screw 131 Female screw 135 Flange part 136 Small diameter part 141 First mark 142 Second mark 143 Mark detector 145 Load cell 150 Lock ring 151 Lock nut 152 Convex part 154 Small diameter part 155 Flange part 157 Female thread 158 Male threads 161, 162, 163, 164 Tapered surface 165 Depression 167 Seal band 170 Pin 171 Hole 172 Block 190 Camshaft 191 Exposed end 192 Groove 195 Cam 197 Spring

Claims (32)

研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、
基板を前記研磨パッドに押し付けるための研磨ヘッドと、
前記研磨ヘッドを回転させるためのヘッドモータとを備え、
前記研磨ヘッドは、
基板接触面を有するヘッド本体と、
前記ヘッド本体に連結されたドライブリングと、
前記基板接触面を囲み、前記ドライブリングに接続されたリテーナリングとを備え、
前記ドライブリングには第１ねじが形成され、前記リテーナリングには前記第１ねじに係合する第２ねじが形成されており、前記第２ねじは前記リテーナリングの周方向に延びていることを特徴とする研磨装置。 A polishing table for supporting the polishing pad;
A polishing head for pressing a substrate against the polishing pad;
A head motor for rotating the polishing head,
The polishing head is
A head body having a substrate contact surface;
A drive ring coupled to the head body;
A retainer ring surrounding the substrate contact surface and connected to the drive ring;
The drive ring is formed with a first screw, the retainer ring is formed with a second screw that engages with the first screw, and the second screw extends in a circumferential direction of the retainer ring. A polishing apparatus characterized by the above. 前記ドライブリングは、環状ドライブリング本体と、前記環状ドライブリング本体の下面から下方に突出する環状突部を有しており、
前記リテーナリングの上面には、前記環状突部が収容される環状凹部が形成されており、
前記環状突部の側面には前記第１ねじが形成され、前記環状凹部の側面には前記第２ねじが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。 The drive ring has an annular drive ring main body and an annular protrusion protruding downward from the lower surface of the annular drive ring main body,
On the upper surface of the retainer ring, an annular recess for accommodating the annular protrusion is formed,
The polishing apparatus according to claim 1, wherein the first screw is formed on a side surface of the annular protrusion, and the second screw is formed on a side surface of the annular recess. 前記環状突部は、前記環状ドライブリング本体に固定されたねじリングの少なくとも一部から構成されていることを特徴とする請求項２に記載の研磨装置。   The polishing apparatus according to claim 2, wherein the annular protrusion includes at least a part of a screw ring fixed to the annular drive ring body. 前記環状ドライブリング本体の下面は、前記リテーナリングの上面と接触していることを特徴とする請求項２に記載の研磨装置。   The polishing apparatus according to claim 2, wherein a lower surface of the annular drive ring body is in contact with an upper surface of the retainer ring. 前記リテーナリングは、環状リテーナリング本体と、前記環状凹部および前記第２ねじが形成された凹リングとを有しており、
前記凹リングは、前記環状リテーナリング本体よりも高い強度を有することを特徴とする請求項２に記載の研磨装置。 The retainer ring has an annular retainer ring body, and a concave ring in which the annular recess and the second screw are formed,
The polishing apparatus according to claim 2, wherein the concave ring has higher strength than the annular retainer ring main body. 前記リテーナリングは、環状リテーナリング本体と、前記環状リテーナリング本体の上面から上方に突出する環状突部を有しており、
前記ドライブリングの下面には、前記環状突部が収容される環状凹部が形成されており、
前記環状凹部の側面には前記第１ねじが形成され、前記環状突部の側面には前記第２ねじが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。 The retainer ring has an annular retainer ring main body and an annular protrusion protruding upward from the upper surface of the annular retainer ring main body.
On the lower surface of the drive ring, an annular recess for accommodating the annular protrusion is formed,
The polishing apparatus according to claim 1, wherein the first screw is formed on a side surface of the annular recess, and the second screw is formed on a side surface of the annular protrusion. 前記環状突部は、前記環状リテーナリング本体に固定されたねじリングの少なくとも一部から構成されていることを特徴とする請求項６に記載の研磨装置。   The polishing apparatus according to claim 6, wherein the annular protrusion includes at least a part of a screw ring fixed to the annular retainer ring body. 前記環状リテーナリング本体の上面は、前記ドライブリングの下面と接触していることを特徴とする請求項６に記載の研磨装置。   The polishing apparatus according to claim 6, wherein an upper surface of the annular retainer ring body is in contact with a lower surface of the drive ring. 前記第１ねじおよび前記第２ねじの内側および外側には、前記ドライブリングと前記リテーナリングとの間の隙間を封止するシールリングがそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の研磨装置。   9. A seal ring for sealing a gap between the drive ring and the retainer ring is provided inside and outside the first screw and the second screw, respectively. The polishing apparatus according to any one of the above. 前記リテーナリングの外周面には、該リテーナリングをその軸心の周りに回転させるための締め付け工具が係合する窪みが形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の研磨装置。   10. A recess for engaging a tightening tool for rotating the retainer ring about its axis is formed on the outer peripheral surface of the retainer ring. The polishing apparatus according to 1. 前記ヘッドモータは、前記研磨ヘッドの回転をロックするロック機能を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の研磨装置。   The polishing apparatus according to claim 1, wherein the head motor has a lock function for locking rotation of the polishing head. 前記第２ねじが締め付けられる方向は、前記基板の研磨時に前記ヘッドモータが前記研磨ヘッドを回転させる方向とは反対であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の研磨装置。   12. The polishing according to claim 1, wherein a direction in which the second screw is tightened is opposite to a direction in which the head motor rotates the polishing head during polishing of the substrate. apparatus. 前記第１ねじおよび前記第２ねじの緩み止め構造体をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の研磨装置。   The polishing apparatus according to claim 1, further comprising a loosening prevention structure for the first screw and the second screw. 前記緩み止め構造体は、前記リテーナリングを前記ドライブリングに押さえ付けるロックリングであることを特徴とする請求項１３に記載の研磨装置。   The polishing apparatus according to claim 13, wherein the locking structure is a lock ring that presses the retainer ring against the drive ring. 前記緩み止め構造体は、前記ドライブリングに対する前記リテーナリングの回転を止めるロックねじであることを特徴とする請求項１３に記載の研磨装置。   The polishing apparatus according to claim 13, wherein the locking structure is a lock screw that stops rotation of the retainer ring with respect to the drive ring. 前記緩み止め構造体は、前記ドライブリングに上下動自在に支持されたピンを備えており、前記リテーナリングは、前記ピンの先端が挿入されることが可能な穴を有することを特徴とする請求項１３に記載の研磨装置。   The locking structure includes a pin supported by the drive ring so as to be movable up and down, and the retainer ring has a hole into which a tip of the pin can be inserted. Item 14. The polishing apparatus according to Item 13. 前記緩み止め構造体は、前記ドライブリングに回転可能に支持されたカムシャフトをさらに備えており、前記カムシャフトは、前記ピンに係合するカム部と、露出した端部とを有することを特徴とする請求項１６に記載の研磨装置。   The locking structure further includes a camshaft rotatably supported by the drive ring, and the camshaft has a cam portion that engages with the pin and an exposed end portion. The polishing apparatus according to claim 16. 前記第１ねじに対する前記第２ねじの緩みを検出する緩み検出器をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の研磨装置。   18. The polishing apparatus according to claim 1, further comprising a looseness detector that detects looseness of the second screw with respect to the first screw. 前記緩み検出器は、前記ドライブリングに形成された第１目印と、前記リテーナリングに形成された第２目印との相対位置を検出する目印検出器であることを特徴とする請求項１８に記載の研磨装置。   19. The mark detector according to claim 18, wherein the slack detector is a mark detector that detects a relative position between a first mark formed on the drive ring and a second mark formed on the retainer ring. Polishing equipment. 前記緩み検出器は、前記ドライブリングと前記リテーナリングとの間に挟まれたロードセルであることを特徴とする請求項１８に記載の研磨装置。   The polishing apparatus according to claim 18, wherein the looseness detector is a load cell sandwiched between the drive ring and the retainer ring. 基板接触面を有するヘッド本体と、
前記ヘッド本体に連結されたドライブリングと、
前記基板接触面を囲み、前記ドライブリングに接続されたリテーナリングとを備え、
前記ドライブリングには第１ねじが形成され、前記リテーナリングには前記第１ねじに係合する第２ねじが形成されており、前記第２ねじは前記リテーナリングの周方向に延びていることを特徴とする研磨ヘッド。 A head body having a substrate contact surface;
A drive ring coupled to the head body;
A retainer ring surrounding the substrate contact surface and connected to the drive ring;
The drive ring is formed with a first screw, the retainer ring is formed with a second screw that engages with the first screw, and the second screw extends in a circumferential direction of the retainer ring. A polishing head characterized by 前記ドライブリングは、環状ドライブリング本体と、前記環状ドライブリング本体の下面から下方に突出する環状突部を有しており、
前記リテーナリングの上面には、前記環状突部が収容される環状凹部が形成されており、
前記環状突部の側面には前記第１ねじが形成され、前記環状凹部の側面には前記第２ねじが形成されていることを特徴とする請求項２１に記載の研磨ヘッド。 The drive ring has an annular drive ring main body and an annular protrusion protruding downward from the lower surface of the annular drive ring main body,
On the upper surface of the retainer ring, an annular recess for accommodating the annular protrusion is formed,
The polishing head according to claim 21, wherein the first screw is formed on a side surface of the annular protrusion, and the second screw is formed on a side surface of the annular recess. 前記環状突部は、前記環状ドライブリング本体に固定されたねじリングの少なくとも一部から構成されていることを特徴とする請求項２２に記載の研磨ヘッド。   23. The polishing head according to claim 22, wherein the annular protrusion comprises at least a part of a screw ring fixed to the annular drive ring body. 前記環状ドライブリング本体の下面は、前記リテーナリングの上面と接触していることを特徴とする請求項２２に記載の研磨ヘッド。   The polishing head according to claim 22, wherein a lower surface of the annular drive ring body is in contact with an upper surface of the retainer ring. 前記リテーナリングは、環状リテーナリング本体と、前記環状凹部および前記第２ねじが形成された凹リングとを有しており、
前記凹リングは、前記環状リテーナリング本体よりも高い強度を有することを特徴とする請求項２２に記載の研磨ヘッド。 The retainer ring has an annular retainer ring body, and a concave ring in which the annular recess and the second screw are formed,
The polishing head according to claim 22, wherein the concave ring has higher strength than the annular retainer ring main body. 前記リテーナリングは、環状リテーナリング本体と、前記環状リテーナリング本体の上面から上方に突出する環状突部を有しており、
前記ドライブリングの下面には、前記環状突部が収容される環状凹部が形成されており、
前記環状凹部の側面には前記第１ねじが形成され、前記環状突部の側面には前記第２ねじが形成されていることを特徴とする請求項２１に記載の研磨ヘッド。 The retainer ring has an annular retainer ring main body and an annular protrusion protruding upward from the upper surface of the annular retainer ring main body.
On the lower surface of the drive ring, an annular recess for accommodating the annular protrusion is formed,
The polishing head according to claim 21, wherein the first screw is formed on a side surface of the annular recess, and the second screw is formed on a side surface of the annular protrusion. 前記環状突部は、前記環状リテーナリング本体に固定されたねじリングの少なくとも一部から構成されていることを特徴とする請求項２６に記載の研磨ヘッド。   27. The polishing head according to claim 26, wherein the annular protrusion comprises at least a part of a screw ring fixed to the annular retainer ring body. 前記環状リテーナリング本体の上面は、前記ドライブリングの下面と接触していることを特徴とする請求項２６に記載の研磨ヘッド。   The polishing head according to claim 26, wherein an upper surface of the annular retainer ring body is in contact with a lower surface of the drive ring. 前記第１ねじおよび前記第２ねじの内側および外側には、前記ドライブリングと前記リテーナリングとの間の隙間を封止するシールリングがそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項２１乃至２８のいずれか一項に記載の研磨ヘッド。   29. A seal ring for sealing a gap between the drive ring and the retainer ring is provided inside and outside the first screw and the second screw, respectively. The polishing head according to any one of the above. 基板接触面を有するヘッド本体と、前記ヘッド本体に連結されたドライブリングとを備えた研磨ヘッドに使用されるリテーナリングであって、
前記ドライブリングに形成された第１ねじに係合する第２ねじを有し、前記第２ねじは前記リテーナリングの周方向に延びていることを特徴とするリテーナリング。 A retainer ring used in a polishing head comprising a head body having a substrate contact surface and a drive ring connected to the head body,
A retainer ring, comprising: a second screw that engages with a first screw formed in the drive ring, wherein the second screw extends in a circumferential direction of the retainer ring. 前記リテーナリングの上面には環状凹部が形成されており、前記環状凹部の側面に前記第２ねじが形成されていることを特徴とする請求項３０に記載のリテーナリング。   The retainer ring according to claim 30, wherein an annular recess is formed on an upper surface of the retainer ring, and the second screw is formed on a side surface of the annular recess. 前記リテーナリングは、環状リテーナリング本体と、前記環状リテーナリング本体の上面から上方に突出する環状突部を有しており、
前記環状突部の側面に前記第２ねじが形成されていることを特徴とする請求項３０に記載のリテーナリング。 The retainer ring has an annular retainer ring main body and an annular protrusion protruding upward from the upper surface of the annular retainer ring main body.
The retainer ring according to claim 30, wherein the second screw is formed on a side surface of the annular protrusion.
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