JP2021030409A - Elastic film, and substrate holding device - Google Patents

Elastic film, and substrate holding device Download PDF

Info

Publication number
JP2021030409A
JP2021030409A JP2019156987A JP2019156987A JP2021030409A JP 2021030409 A JP2021030409 A JP 2021030409A JP 2019156987 A JP2019156987 A JP 2019156987A JP 2019156987 A JP2019156987 A JP 2019156987A JP 2021030409 A JP2021030409 A JP 2021030409A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
peripheral wall
edge
elastic film
main body
head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019156987A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
誠 程
Cheng Cheng
誠 程
真吾 富樫
Shingo Togashi
真吾 富樫
誠 福島
Makoto Fukushima
誠 福島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP2019156987A priority Critical patent/JP2021030409A/en
Priority to SG10202008012WA priority patent/SG10202008012WA/en
Priority to KR1020200105924A priority patent/KR20210027116A/en
Priority to CN202010869743.8A priority patent/CN112440204A/en
Priority to TW109129025A priority patent/TW202108294A/en
Priority to US17/004,327 priority patent/US11472001B2/en
Publication of JP2021030409A publication Critical patent/JP2021030409A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

To provide an elastic film capable of being easily attached to a head body of a substrate holding device while suppressing variation in a degree of deformation of the elastic film in the circumferential direction.SOLUTION: An elastic film 10 according to the present invention is used for a substrate holding device 1. The elastic film 10 comprises: a contact part 11 that contacts a substrate W and presses the substrate W against a polishing pad 19; and an edge peripheral wall 33 that extends from a peripheral end part of the contact part 11. The edge peripheral wall 33 has an edge peripheral wall lip part 33b sandwiched between a head main body 2 of the substrate holding device 1 and an edge mounting member 47 for fixing the edge peripheral wall 33 to the head main body 2. At least a part of a surface of the edge peripheral wall lip part 33b is roughened.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、研磨装置の基板保持装置に用いられる弾性膜に関する。さらに、本発明は、弾性膜を備えた基板保持装置に関する。 The present invention relates to an elastic film used in a substrate holding device of a polishing device. Furthermore, the present invention relates to a substrate holding device provided with an elastic film.

CMPを行うための研磨装置は、研磨パッドを支持する研磨テーブルと、ウェハなどの基板を保持するための基板保持装置とを備えている。基板保持装置は、トップリングまたは研磨ヘッドと称されることもある。このような研磨装置を用いて基板の研磨を行う場合には、基板保持装置により基板を保持しつつ、この基板を研磨パッドの研磨面に対して所定の圧力で押圧する。このとき、研磨テーブルと基板保持装置とを相対運動させることにより基板が研磨面に摺接し、基板の表面が研磨される。 The polishing apparatus for performing CMP includes a polishing table for supporting the polishing pad and a substrate holding apparatus for holding a substrate such as a wafer. The substrate holding device is sometimes referred to as a top ring or a polishing head. When polishing a substrate using such a polishing device, the substrate is held by the substrate holding device and the substrate is pressed against the polished surface of the polishing pad with a predetermined pressure. At this time, by moving the polishing table and the substrate holding device relative to each other, the substrate is in sliding contact with the polished surface, and the surface of the substrate is polished.

研磨中の基板と研磨パッドの研磨面との間の相対的な押圧力が基板の全面に亘って均一でない場合には、基板の各部分に与えられる押圧力に応じて研磨不足や過研磨が生じてしまう。そこで、基板に対する押圧力を均一化するために、基板保持装置の下部に柔軟な弾性膜(メンブレン)から形成される圧力室を設け、この圧力室に空気などの流体を供給することで弾性膜を介して流体圧により基板を研磨パッドの研磨面に押圧することが行われている。 If the relative pressing force between the substrate being polished and the polishing surface of the polishing pad is not uniform over the entire surface of the substrate, insufficient polishing or overpolishing may occur depending on the pressing force applied to each part of the substrate. It will occur. Therefore, in order to make the pressing force on the substrate uniform, a pressure chamber formed of a flexible elastic membrane (membrane) is provided under the substrate holding device, and a fluid such as air is supplied to the pressure chamber to provide an elastic film. The substrate is pressed against the polished surface of the polishing pad by fluid pressure via the above.

このような基板保持装置は、例えば、基板を研磨パッドの研磨面に押圧するためのヘッド本体と、ヘッド本体に取り付けられる上記弾性膜と、該弾性膜をヘッド本体に固定するための取付部材と、弾性膜を介してヘッド本体に保持された基板の周囲を取り囲むリテーナリングと、を備える。弾性膜が取付部材を介してヘッド本体に固定されると、該弾性膜によって少なくとも1つの圧力室が形成される。このような弾性膜は消耗品であり、定期的なメンテナンスおよび/または交換が必要とされる。そのため、弾性膜は、取付部材を介してヘッド本体に着脱可能に構成される。 Such a substrate holding device includes, for example, a head body for pressing the substrate against the polishing surface of the polishing pad, the elastic film attached to the head body, and a mounting member for fixing the elastic film to the head body. It is provided with a retainer ring that surrounds the substrate held by the head body via an elastic film. When the elastic film is fixed to the head body via the mounting member, the elastic film forms at least one pressure chamber. Such elastic membranes are consumables and require regular maintenance and / or replacement. Therefore, the elastic membrane is configured to be removable from the head body via the mounting member.

米国特許第8808062号明細書U.S. Pat. No. 8,808,062 米国特許第9452505号明細書U.S. Pat. No. 9,452,505 米国特許第8454413号明細書U.S. Pat. No. 4,544,413

しかしながら、弾性膜は、一般的に、柔軟性だけでなく高い粘着性も有するゴムなどの材料から形成されている。そのため、作業者が弾性膜を取付部材を介してヘッド本体に固定する際に、該弾性膜の一部がヘッド本体および/または取付部材に密着して、弾性膜を適切にヘッド本体に固定することが困難な場合がある。より具体的には、弾性膜の一部分(または、複数部分)がヘッド本体および/または取付部材に密着すると、この密着部分が弾性膜の他の部分を引っ張ってしまい、該弾性膜の周方向における変形具合にばらつきが生じるおそれがある。言い換えれば、ヘッド本体に取り付けられた弾性膜がその周方向に不均一に歪んでしまうおそれがある。 However, elastic membranes are generally made of materials such as rubber that are not only flexible but also highly adhesive. Therefore, when the operator fixes the elastic film to the head body via the mounting member, a part of the elastic film is in close contact with the head body and / or the mounting member, and the elastic film is appropriately fixed to the head body. Can be difficult. More specifically, when a part (or a plurality of parts) of the elastic film is in close contact with the head body and / or the mounting member, this contacted part pulls the other part of the elastic film, and the elastic film is in the circumferential direction. There is a risk of variation in the degree of deformation. In other words, the elastic film attached to the head body may be distorted unevenly in the circumferential direction.

基板の研磨を行う際には、弾性膜によって形成された圧力室に所定の圧力を有する流体が供給される。そのため、弾性膜の周方向における変形具合にばらつきが生じていると、弾性膜がその周方向に均一に膨張せず、その結果、基板の周方向における研磨レートの均一性が悪化するおそれがある。 When polishing the substrate, a fluid having a predetermined pressure is supplied to the pressure chamber formed by the elastic film. Therefore, if the degree of deformation of the elastic film in the circumferential direction varies, the elastic film does not expand uniformly in the circumferential direction, and as a result, the uniformity of the polishing rate in the circumferential direction of the substrate may deteriorate. ..

上記不具合を防止するために、弾性膜をヘッド本体に固定する作業者が該弾性膜の周方向における変形具合のばらつきを解消しようとすると、この作業者の負担と労力が増大し、さらに、弾性膜をヘッド本体に固定するために長時間を要してしまう。 In order to prevent the above-mentioned problems, if an operator who fixes the elastic film to the head body tries to eliminate the variation in the degree of deformation of the elastic film in the circumferential direction, the burden and labor of the operator increases, and further, the elasticity It takes a long time to fix the film to the head body.

そこで、本発明は、弾性膜の周方向における変形具合のばらつきを抑えつつ、基板保持装置のヘッド本体に容易に取り付けることが可能な弾性膜を提供することを目的とする。また、本発明は、このような弾性膜を備えた基板保持装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an elastic film that can be easily attached to the head body of the substrate holding device while suppressing variation in the degree of deformation of the elastic film in the circumferential direction. Another object of the present invention is to provide a substrate holding device provided with such an elastic film.

一態様では、基板保持装置に用いられる弾性膜であって、基板に当接して該基板を研磨パッドに押圧する当接部と、前記当接部の周端部から延びるエッジ周壁と、を備え、前記エッジ周壁は、前記基板保持装置のヘッド本体と、該エッジ周壁を前記ヘッド本体に固定するためのエッジ取付部材との間に挟まれるエッジ周壁リップ部を有しており、前記エッジ周壁リップ部は、その表面の少なくとも一部が粗面化されていることを特徴とする弾性膜が提供される。 In one aspect, it is an elastic film used for a substrate holding device, and includes a contact portion that abuts on the substrate and presses the substrate against the polishing pad, and an edge peripheral wall extending from the peripheral end portion of the contact portion. The edge peripheral wall has an edge peripheral wall lip portion sandwiched between a head main body of the substrate holding device and an edge mounting member for fixing the edge peripheral wall to the head main body. The portion is provided with an elastic membrane characterized in that at least a portion of its surface is roughened.

一態様では、前記エッジ周壁は、前記当接部から延びて前記エッジ周壁リップ部に接続されるエッジ周壁本体を有しており、前記エッジ周壁本体の、前記エッジ取付部材との接触面も粗面化されている。
一態様では、前記弾性膜は、前記エッジ周壁の径方向内側に配置され、前記当接部から延びる少なくとも1つの内部周壁をさらに備え、前記内部周壁は、前記ヘッド本体と、該内部周壁を前記ヘッド本体に固定するための内部取付部材との間に挟まれる内部周壁リップ部を有しており、前記内部周壁リップ部は、その表面の少なくとも一部が粗面化されている。
一態様では、前記内部周壁は、前記当接部から延びて前記内部周壁リップ部に接続される内部周壁本体を有しており、前記内部周壁本体の、前記内部取付部材との接触面も粗面化されている。
一態様では、前記弾性膜の表面全体が粗面化されている。
In one aspect, the edge peripheral wall has an edge peripheral wall main body extending from the contact portion and connected to the edge peripheral wall lip portion, and the contact surface of the edge peripheral wall main body with the edge mounting member is also rough. It has been surfaced.
In one aspect, the elastic film is disposed radially inside the edge peripheral wall and further comprises at least one internal peripheral wall extending from the abutting portion, wherein the internal peripheral wall includes the head body and the internal peripheral wall. It has an internal peripheral wall lip portion sandwiched between an internal mounting member for fixing to the head body, and at least a part of the surface of the internal peripheral wall lip portion is roughened.
In one aspect, the internal peripheral wall has an internal peripheral wall main body extending from the contact portion and connected to the internal peripheral wall lip portion, and the contact surface of the internal peripheral wall main body with the internal mounting member is also rough. It has been surfaced.
In one aspect, the entire surface of the elastic membrane is roughened.

一態様では、基板を押圧するための少なくとも1つの圧力室を形成する弾性膜と、前記弾性膜が固定されるヘッド本体と、前記弾性膜を前記ヘッド本体に固定する少なくとも1つの取付部材と、を備え、前記弾性膜は、前記基板に当接して該基板を研磨パッドに押圧する当接部と、前記当接部の周端部から延びるエッジ周壁と、を備えており、前記エッジ周壁は、前記ヘッド本体と、前記取付部材の1つであるエッジ取付部材との間に挟まれるエッジ周壁リップ部を有しており、前記エッジ周壁リップ部は、その表面の少なくとも一部が粗面化されていることを特徴とする基板保持装置が提供される。
一態様では、前記エッジ取付部材の表面は、摩擦低減膜で覆われている。
In one aspect, an elastic film forming at least one pressure chamber for pressing the substrate, a head body to which the elastic film is fixed, and at least one mounting member for fixing the elastic film to the head body. The elastic film includes a contact portion that abuts against the substrate and presses the substrate against the polishing pad, and an edge peripheral wall extending from the peripheral end portion of the contact portion. The head body has an edge peripheral wall lip portion sandwiched between the head main body and an edge mounting member which is one of the mounting members, and at least a part of the surface of the edge peripheral wall lip portion is roughened. A substrate holding device is provided.
In one aspect, the surface of the edge mounting member is covered with a friction reducing film.

一態様では、基板を押圧するための少なくとも1つの圧力室を形成する弾性膜と、前記弾性膜が固定されるヘッド本体と、前記弾性膜を前記ヘッド本体に固定する少なくとも1つの取付部材と、を備え、前記弾性膜は、前記基板に当接して該基板を研磨パッドに押圧する当接部と、前記当接部の周端部から延びるエッジ周壁と、を備えており、前記エッジ周壁は、前記ヘッド本体と、前記取付部材の1つであるエッジ取付部材との間に挟まれるエッジ周壁リップ部を有しており、前記エッジ周壁リップ部と対向する前記エッジ取付部材の表面および/または前記ヘッド本体の表面は粗面化されていることを特徴とする基板保持装置が提供される。 In one aspect, an elastic film forming at least one pressure chamber for pressing the substrate, a head body to which the elastic film is fixed, and at least one mounting member for fixing the elastic film to the head body. The elastic film includes a contact portion that abuts against the substrate and presses the substrate against the polishing pad, and an edge peripheral wall extending from the peripheral end portion of the contact portion. The head body has an edge peripheral wall lip portion sandwiched between the head main body and an edge mounting member which is one of the mounting members, and the surface and / or the edge mounting member facing the edge peripheral wall lip portion. Provided is a substrate holding device characterized in that the surface of the head body is roughened.

本発明によれば、エッジ周壁リップ部の表面が粗面化されていない場合と比較して、エッジ周壁リップ部の、エッジ取付部材との接触面積、および/またはエッジ周壁リップ部の、ヘッド本体との接触面積が低減される。その結果、弾性膜がエッジ取付部材および/またはヘッド本体に密着することが抑制される。したがって、弾性膜をエッジ取付部材および/またはヘッド本体に対してスムーズかつ容易に移動させることができるので、弾性膜の周方向における変形具合のばらつきを抑えつつ、該弾性膜をヘッド本体に容易に固定することができる。 According to the present invention, the contact area of the edge peripheral wall lip portion with the edge mounting member and / or the head main body of the edge peripheral wall lip portion is compared with the case where the surface of the edge peripheral wall lip portion is not roughened. The contact area with is reduced. As a result, the elastic film is prevented from coming into close contact with the edge mounting member and / or the head body. Therefore, since the elastic film can be smoothly and easily moved with respect to the edge mounting member and / or the head body, the elastic film can be easily transferred to the head body while suppressing variation in the degree of deformation of the elastic film in the circumferential direction. Can be fixed.

図1は、一実施形態に係る研磨装置を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing a polishing apparatus according to an embodiment. 図2は、一実施形態に係る基板保持装置の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the substrate holding device according to the embodiment. 図3は、図2に示す弾性膜の一部を示す拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the elastic film shown in FIG. 図4は、図2に示す第2取付リングの近傍の拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the second mounting ring shown in FIG. 図5は、弾性膜のエッジ周壁リップ部の粗面化された表面を明示する図である。FIG. 5 is a diagram showing a roughened surface of the edge peripheral wall lip portion of the elastic film. 図6は、他の実施形態に係る弾性膜の粗面化された表面を明示する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the roughened surface of the elastic membrane according to another embodiment. 図7は、さらに他の実施形態に係る弾性膜の粗面化された表面を明示する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the roughened surface of the elastic membrane according to still another embodiment. 図8は、さらに他の実施形態に係る弾性膜の粗面化された表面を明示する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the roughened surface of the elastic membrane according to still another embodiment.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、一実施形態に係る研磨装置を示す図である。図1に示すように、研磨装置は、研磨パッド19を支持する研磨テーブル18と、基板の一例としてのウェハWを保持して研磨テーブル18上の研磨パッド19に押圧する基板保持装置1を備えている、以下の説明では、基板保持装置1を「研磨ヘッド1」と称する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a polishing apparatus according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the polishing apparatus includes a polishing table 18 that supports the polishing pad 19, and a substrate holding device 1 that holds a wafer W as an example of a substrate and presses it against the polishing pad 19 on the polishing table 18. In the following description, the substrate holding device 1 is referred to as a "polishing head 1".

研磨テーブル18は、テーブル軸18aを介してその下方に配置されるテーブルモータ29に連結されており、そのテーブル軸18a周りに回転可能になっている。研磨パッド19は研磨テーブル18の上面に貼付されており、研磨パッド19の表面19aがウェハWを研磨する研磨面を構成している。研磨テーブル18の上方には研磨液供給ノズル25が設置されており、この研磨液供給ノズル25によって研磨テーブル18上の研磨パッド19上に研磨液Qが供給されるようになっている。 The polishing table 18 is connected to a table motor 29 arranged below the table shaft 18a via a table shaft 18a, and is rotatable around the table shaft 18a. The polishing pad 19 is attached to the upper surface of the polishing table 18, and the surface 19a of the polishing pad 19 constitutes a polishing surface for polishing the wafer W. A polishing liquid supply nozzle 25 is installed above the polishing table 18, and the polishing liquid Q is supplied onto the polishing pad 19 on the polishing table 18 by the polishing liquid supply nozzle 25.

研磨ヘッド1は、ウェハWを研磨面19aに対して押圧するヘッド本体2と、ウェハWを保持してウェハWが研磨ヘッド1から飛び出さないようにするリテーナリング3とを備えている。研磨ヘッド1は、ヘッドシャフト27に接続されており、このヘッドシャフト27は、上下動機構81によりヘッドアーム64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27の上下動により、ヘッドアーム64に対して研磨ヘッド1の全体を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27の上端にはロータリージョイント82が取り付けられている。 The polishing head 1 includes a head body 2 that presses the wafer W against the polishing surface 19a, and a retainer ring 3 that holds the wafer W and prevents the wafer W from popping out of the polishing head 1. The polishing head 1 is connected to a head shaft 27, and the head shaft 27 moves up and down with respect to the head arm 64 by a vertical movement mechanism 81. The vertical movement of the head shaft 27 raises and lowers the entire polishing head 1 with respect to the head arm 64 for positioning. A rotary joint 82 is attached to the upper end of the head shaft 27.

ヘッドシャフト27および研磨ヘッド1を上下動させる上下動機構81は、軸受83を介してヘッドシャフト27を回転可能に支持するブリッジ84と、ブリッジ84に取り付けられたボールねじ88と、支柱86により支持された支持台85と、支持台85上に設けられたサーボモータ90とを備えている。サーボモータ90を支持する支持台85は、支柱86を介してヘッドアーム64に固定されている。 The vertical movement mechanism 81 that moves the head shaft 27 and the polishing head 1 up and down is supported by a bridge 84 that rotatably supports the head shaft 27 via a bearing 83, a ball screw 88 attached to the bridge 84, and a support column 86. The support base 85 is provided, and the servomotor 90 provided on the support base 85 is provided. The support base 85 that supports the servomotor 90 is fixed to the head arm 64 via the support column 86.

ボールねじ88は、サーボモータ90に連結されたねじ軸88aと、このねじ軸88aが螺合するナット88bとを備えている。ヘッドシャフト27は、ブリッジ84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90を駆動すると、ボールねじ88を介してブリッジ84が上下動し、これによりヘッドシャフト27および研磨ヘッド1が上下動する。 The ball screw 88 includes a screw shaft 88a connected to the servomotor 90 and a nut 88b into which the screw shaft 88a is screwed. The head shaft 27 moves up and down integrally with the bridge 84. Therefore, when the servomotor 90 is driven, the bridge 84 moves up and down via the ball screw 88, which causes the head shaft 27 and the polishing head 1 to move up and down.

ヘッドシャフト27はキー(図示しない)を介して回転筒66に連結されている。この回転筒66はその外周部にタイミングプーリ67を備えている。ヘッドアーム64にはヘッドモータ68が固定されており、上記タイミングプーリ67は、タイミングベルト69を介してヘッドモータ68に設けられたタイミングプーリ70に接続されている。したがって、ヘッドモータ68を回転駆動することによってタイミングプーリ70、タイミングベルト69、およびタイミングプーリ67を介して回転筒66およびヘッドシャフト27が一体に回転し、研磨ヘッド1が回転する。ヘッドアーム64は、フレーム(図示しない)に回転可能に支持されたアームシャフト80によって支持されている。研磨装置は、ヘッドモータ68、サーボモータ90をはじめとする装置内の各機器を制御する制御装置40を備えている。 The head shaft 27 is connected to the rotary cylinder 66 via a key (not shown). The rotary cylinder 66 is provided with a timing pulley 67 on the outer peripheral portion thereof. A head motor 68 is fixed to the head arm 64, and the timing pulley 67 is connected to a timing pulley 70 provided on the head motor 68 via a timing belt 69. Therefore, by rotationally driving the head motor 68, the rotary cylinder 66 and the head shaft 27 rotate integrally via the timing pulley 70, the timing belt 69, and the timing pulley 67, and the polishing head 1 rotates. The head arm 64 is supported by an arm shaft 80 rotatably supported by a frame (not shown). The polishing device includes a control device 40 that controls each device in the device, including the head motor 68 and the servo motor 90.

研磨ヘッド1は、その下面にウェハWを保持できるように構成されている。ヘッドアーム64はアームシャフト80を中心として旋回可能に構成されており、下面にウェハWを保持した研磨ヘッド1は、ヘッドアーム64の旋回によりウェハWの受取位置から研磨テーブル18の上方位置に移動される。 The polishing head 1 is configured to hold the wafer W on its lower surface. The head arm 64 is configured to be rotatable around the arm shaft 80, and the polishing head 1 holding the wafer W on the lower surface moves from the receiving position of the wafer W to the upper position of the polishing table 18 by the rotation of the head arm 64. Will be done.

ウェハWの研磨は次のようにして行われる。研磨ヘッド1および研磨テーブル18をそれぞれ回転させ、研磨テーブル18の上方に設けられた研磨液供給ノズル25から研磨パッド19上に研磨液Qを供給する。この状態で、研磨ヘッド1を所定の位置(所定の高さ)まで下降させ、この所定の位置でウェハWを研磨パッド19の研磨面19aに押圧する。ウェハWは研磨パッド19の研磨面19aに摺接され、これによりウェハWの表面が研磨される。 Polishing of the wafer W is performed as follows. The polishing head 1 and the polishing table 18 are rotated, respectively, and the polishing liquid Q is supplied onto the polishing pad 19 from the polishing liquid supply nozzle 25 provided above the polishing table 18. In this state, the polishing head 1 is lowered to a predetermined position (predetermined height), and the wafer W is pressed against the polishing surface 19a of the polishing pad 19 at this predetermined position. The wafer W is slidably contacted with the polishing surface 19a of the polishing pad 19, whereby the surface of the wafer W is polished.

次に、図2を参照して、研磨ヘッド1の構成の一例について説明する。図2は、一実施形態に係る研磨ヘッド(基板保持装置)1の概略断面図である。図2に示すように、研磨ヘッド1は、ウェハWを研磨面19a(図1参照)に対して押圧するヘッド本体2と、ウェハWを囲むように配置されたリテーナリング3とを備えている。リテーナリング3は、ヘッド本体2に連結されており、ヘッド本体2およびリテーナリング3は、ヘッドシャフト27の回転により一体に回転するように構成される。さらに、ヘッド本体2およびリテーナリング3は、上下動機構81(図1参照)を動作させることにより、ヘッドシャフト27と一体に上下動するように構成されている。ヘッド本体2は、例えば、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。 Next, an example of the configuration of the polishing head 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the polishing head (board holding device) 1 according to the embodiment. As shown in FIG. 2, the polishing head 1 includes a head body 2 that presses the wafer W against the polishing surface 19a (see FIG. 1), and a retainer ring 3 arranged so as to surround the wafer W. .. The retainer ring 3 is connected to the head main body 2, and the head main body 2 and the retainer ring 3 are configured to rotate integrally by the rotation of the head shaft 27. Further, the head body 2 and the retainer ring 3 are configured to move up and down integrally with the head shaft 27 by operating the vertical movement mechanism 81 (see FIG. 1). The head body 2 is made of, for example, a resin such as engineering plastic (for example, PEEK).

リテーナリング3は、ヘッド本体2に固定された弾性膜10、および該弾性膜10を介してヘッド本体2に保持されたウェハWを囲むように配置されている。このリテーナリング3は、ウェハWの研磨中にウェハWが研磨ヘッド1から飛び出さないようにウェハWを保持している。 The retainer ring 3 is arranged so as to surround the elastic film 10 fixed to the head main body 2 and the wafer W held by the head main body 2 via the elastic film 10. The retainer ring 3 holds the wafer W so that the wafer W does not protrude from the polishing head 1 during polishing of the wafer W.

ヘッド本体2の下面には、ウェハWの裏面(すなわち、研磨すべき表面とは反対側の面)に当接する弾性膜10が固定されている。弾性膜10の下面が基板保持面10aを構成する。弾性膜10は複数の(図2では、4つの)環状の周壁30,31,32,33を有しており、これら周壁30〜33は、同心状に配置されている。 An elastic film 10 that comes into contact with the back surface of the wafer W (that is, the surface opposite to the surface to be polished) is fixed to the lower surface of the head body 2. The lower surface of the elastic film 10 constitutes the substrate holding surface 10a. The elastic membrane 10 has a plurality of (four in FIG. 2) annular peripheral walls 30, 31, 32, 33, and these peripheral walls 30 to 33 are arranged concentrically.

本実施形態では、研磨ヘッド1は、弾性膜10をヘッド本体2に固定する2つの取付部材45,47を備えている。2つの取付部材45,47は、それぞれ、略環状の形状を有する取付リングであり、以下の説明では、取付部材45を「第1取付リング45」と称することがあり、取付部材47を「第2取付リング47」と称することがある。 In the present embodiment, the polishing head 1 includes two mounting members 45 and 47 that fix the elastic film 10 to the head body 2. The two mounting members 45 and 47 are mounting rings having a substantially annular shape, respectively. In the following description, the mounting member 45 may be referred to as a "first mounting ring 45", and the mounting member 47 may be referred to as a "first mounting ring 45". 2 Mounting ring 47 ”.

周壁30〜33の上端は、2つの取付リング45,47を介してヘッド本体2の下面に固定される。より具体的には、第1取付リング45によって、周壁30,31の上端がヘッド本体2の下面に固定され、第2取付リング47によって、周壁32,33の上端がヘッド本体2の下面に固定される。これら取付リング45,47は、それぞれ、ねじなどの締結具(図示せず)によってヘッド本体2に着脱可能に固定されている。したがって、締結具を解除すると、取付リング45,47がヘッド本体2から離れ、これによって弾性膜10をヘッド本体2から取り外すことができる。 The upper ends of the peripheral walls 30 to 33 are fixed to the lower surface of the head body 2 via two mounting rings 45 and 47. More specifically, the first mounting ring 45 fixes the upper ends of the peripheral walls 30 and 31 to the lower surface of the head body 2, and the second mounting ring 47 fixes the upper ends of the peripheral walls 32 and 33 to the lower surface of the head body 2. Will be done. These mounting rings 45 and 47 are detachably fixed to the head body 2 by fasteners (not shown) such as screws, respectively. Therefore, when the fastener is released, the mounting rings 45 and 47 are separated from the head body 2, whereby the elastic film 10 can be removed from the head body 2.

周壁30〜33により、弾性膜10とヘッド本体2との間に4つの圧力室、すなわち、中央に位置する円形状の中央圧力室16a、最外周に位置する環状のエッジ圧力室16d、および中央圧力室16aとエッジ圧力室16dとの間に位置する中間圧力室16bおよび16cが形成されている。 The peripheral walls 30 to 33 provide four pressure chambers between the elastic membrane 10 and the head body 2, that is, a circular central pressure chamber 16a located at the center, an annular edge pressure chamber 16d located at the outermost periphery, and a center. Intermediate pressure chambers 16b and 16c located between the pressure chamber 16a and the edge pressure chamber 16d are formed.

これらの圧力室16a〜16dはロータリージョイント82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から各圧力室16a〜16dにそれぞれ延びる流体ライン73を通って流体(例えば、空気)が供給されるようになっている。圧力調整装置65は、制御装置40に接続されており、これら4つの圧力室16a〜16d内の圧力を独立に調整できるようになっている。 These pressure chambers 16a to 16d are connected to the pressure adjusting device 65 via a rotary joint 82, and a fluid (for example, air) passes through a fluid line 73 extending from the pressure adjusting device 65 to each of the pressure chambers 16a to 16d. ) Is being supplied. The pressure adjusting device 65 is connected to the control device 40, and can independently adjust the pressure in these four pressure chambers 16a to 16d.

さらに、圧力調整装置65は、圧力室16a〜16d内に負圧を形成することも可能となっている。このように、研磨ヘッド1においては、ヘッド本体2と弾性膜10との間に形成される各圧力室16a〜16dに供給する流体の圧力を調整することにより、ウェハWに加えられる押圧力をウェハWの領域毎に調整できる。 Further, the pressure adjusting device 65 can also form a negative pressure in the pressure chambers 16a to 16d. In this way, in the polishing head 1, the pressing force applied to the wafer W is adjusted by adjusting the pressure of the fluid supplied to the pressure chambers 16a to 16d formed between the head body 2 and the elastic film 10. It can be adjusted for each area of the wafer W.

弾性膜10は、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、ポリウレタンゴム、シリコンゴム等の強度および耐久性に優れた柔軟なゴム材によって形成されている。このような弾性膜10は、柔軟性だけでなく高い粘着性も有する。各圧力室16a〜16dは大気開放機構(図示しない)にも接続されており、圧力室16a〜16dを大気開放することも可能である。 The elastic film 10 is formed of a flexible rubber material having excellent strength and durability, such as ethylene propylene rubber (EPDM), polyurethane rubber, and silicon rubber. Such an elastic film 10 has not only flexibility but also high adhesiveness. The pressure chambers 16a to 16d are also connected to an air opening mechanism (not shown), and the pressure chambers 16a to 16d can be opened to the atmosphere.

次に、図2に示す弾性膜10についてより詳細に説明する。図3は、図2に示す弾性膜10の一部を示す拡大断面図である。より具体的には、図3は、弾性膜10の中心軸線CLを含む鉛直面で分割された弾性膜10の半分の概略断面を示している。図4は、図2に示す第2取付リング47の近傍(すなわち、後述するエッジ周壁近傍)の拡大断面図である。 Next, the elastic film 10 shown in FIG. 2 will be described in more detail. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the elastic film 10 shown in FIG. More specifically, FIG. 3 shows a schematic cross section of half of the elastic membrane 10 divided by the vertical plane including the central axis CL of the elastic membrane 10. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the second mounting ring 47 shown in FIG. 2 (that is, the vicinity of the edge peripheral wall described later).

図3に示す弾性膜10は、ウェハWの裏面に接触する円形の当接部11と、該当接部11に接続される4つの環状周壁30〜33を有している。当接部11はウェハWの裏面に接触し、ウェハWを研磨パッド19に対して押し付ける。すなわち、当接部11の下面が上記基板保持面10aとして機能する。環状周壁30〜33は、当接部11の上面から上方に延びる。 The elastic film 10 shown in FIG. 3 has a circular contact portion 11 that contacts the back surface of the wafer W, and four annular peripheral walls 30 to 33 that are connected to the contact portion 11. The contact portion 11 contacts the back surface of the wafer W and presses the wafer W against the polishing pad 19. That is, the lower surface of the contact portion 11 functions as the substrate holding surface 10a. The annular peripheral walls 30 to 33 extend upward from the upper surface of the contact portion 11.

周壁33は、最も外側の周壁であり、当接部11の周端部から上方に延びる。本明細書では、周壁33を「エッジ周壁33」と称する。さらに、本明細書では、エッジ周壁33の径方向内側に配置される周壁を内部周壁と称する。図3に示す例では、3つの周壁30,31,32が内部周壁として構成されている。以下の説明では、周壁30を「第1内部周壁30」と称することがあり、周壁31を「第2内部周壁31」と称することがあり、周壁32を「第3内部周壁32」と称することがある。なお、内部周壁の数は図示した例に限定されない。例えば、弾性膜10は、エッジ周壁33と1つの内部周壁を有していてもよく、エッジ周壁33と2つ以上の内部周壁を有していてもよい。あるいは、弾性膜10は、内部周壁を有さずに、エッジ周壁33のみを有していてもよい。 The peripheral wall 33 is the outermost peripheral wall and extends upward from the peripheral end portion of the contact portion 11. In the present specification, the peripheral wall 33 is referred to as "edge peripheral wall 33". Further, in the present specification, the peripheral wall arranged radially inside the edge peripheral wall 33 is referred to as an internal peripheral wall. In the example shown in FIG. 3, three peripheral walls 30, 31, and 32 are configured as internal peripheral walls. In the following description, the peripheral wall 30 may be referred to as a "first internal peripheral wall 30", the peripheral wall 31 may be referred to as a "second internal peripheral wall 31", and the peripheral wall 32 may be referred to as a "third internal peripheral wall 32". There is. The number of internal peripheral walls is not limited to the illustrated example. For example, the elastic film 10 may have an edge peripheral wall 33 and one internal peripheral wall, or may have an edge peripheral wall 33 and two or more internal peripheral walls. Alternatively, the elastic film 10 may have only the edge peripheral wall 33 without having an internal peripheral wall.

エッジ周壁33は、当接部11から延びるエッジ周壁本体33aと、該エッジ周壁本体33aに接続されるエッジ周壁リップ部33bとを有する。図3に示す例では、エッジ周壁本体33aは、当接部11から鉛直方向に上方に延びており、エッジ周壁リップ部33bは、エッジ周壁本体33aの先端から水平方向に延びている。エッジ周壁本体33aは、中心軸線CLまわりに環状に(すなわち、当接部11の全周にわたって)延びており、エッジ周壁リップ部33bはエッジ周壁本体33aの全周にわたってフランジ状に形成されている。エッジ周壁リップ部33bは、その下面にシール突起33cを有する。シール突起33cは、エッジ周壁リップ部33bの先端部の下面に形成されており、エッジ周壁リップ部33bの全周にわたって環状に形成されている。 The edge peripheral wall 33 has an edge peripheral wall main body 33a extending from the contact portion 11 and an edge peripheral wall lip portion 33b connected to the edge peripheral wall main body 33a. In the example shown in FIG. 3, the edge peripheral wall main body 33a extends vertically upward from the contact portion 11, and the edge peripheral wall lip portion 33b extends horizontally from the tip of the edge peripheral wall main body 33a. The edge peripheral wall main body 33a extends in an annular shape (that is, over the entire circumference of the contact portion 11) around the central axis CL, and the edge peripheral wall lip portion 33b is formed in a flange shape over the entire circumference of the edge peripheral wall main body 33a. .. The edge peripheral wall lip portion 33b has a seal protrusion 33c on its lower surface. The seal protrusion 33c is formed on the lower surface of the tip end portion of the edge peripheral wall lip portion 33b, and is formed in an annular shape over the entire circumference of the edge peripheral wall lip portion 33b.

さらに、エッジ周壁33は、エッジ周壁本体33aとエッジ周壁リップ部33bとの接続点から延びるフラップ33dを有していてもよい。フラップ33dは、エッジ周壁33の全周にわたって延びている。フラップ33dは、その断面が逆U字状のフラップ本体145と、フラップ本体145の先端から水平に延びるフラップリップ部146を有する。フラップリップ部146は、ヘッド本体2とリテーナリング3との間に挟まれる(図4参照)。 Further, the edge peripheral wall 33 may have a flap 33d extending from a connection point between the edge peripheral wall main body 33a and the edge peripheral wall lip portion 33b. The flap 33d extends over the entire circumference of the edge peripheral wall 33. The flap 33d has a flap body 145 having an inverted U-shaped cross section and a flap lip portion 146 extending horizontally from the tip of the flap body 145. The flap lip portion 146 is sandwiched between the head body 2 and the retainer ring 3 (see FIG. 4).

図4に示すように、エッジ周壁リップ部33bは、第2取付リング47とヘッド本体2との間に挟まれるエッジ周壁33の一部分である。したがって、エッジ周壁リップ部33bは、フラップ33dを除いたエッジ周壁33の上部に形成されている。言い換えれば、エッジ周壁リップ部33bは、エッジ周壁本体33aの上端に接続される。エッジ周壁リップ部33bをヘッド本体2と第2取付リング47とで挟んだ状態で、第2取付リング47をねじなどの締結具(図示せず)によってヘッド本体2に固定すると、エッジ周壁33がヘッド本体2に固定される。したがって、第2取付リング47は、エッジ周壁33をヘッド本体10に固定するためのエッジ取付部材として機能する。 As shown in FIG. 4, the edge peripheral wall lip portion 33b is a part of the edge peripheral wall 33 sandwiched between the second mounting ring 47 and the head body 2. Therefore, the edge peripheral wall lip portion 33b is formed on the upper portion of the edge peripheral wall 33 excluding the flap 33d. In other words, the edge peripheral wall lip portion 33b is connected to the upper end of the edge peripheral wall main body 33a. When the edge peripheral wall lip portion 33b is sandwiched between the head body 2 and the second mounting ring 47 and the second mounting ring 47 is fixed to the head body 2 with a fastener (not shown) such as a screw, the edge peripheral wall 33 becomes It is fixed to the head body 2. Therefore, the second mounting ring 47 functions as an edge mounting member for fixing the edge peripheral wall 33 to the head body 10.

第2取付リング47には、シール突起33cが嵌め込まれるシール凹部55が形成されている。シール凹部55は、シール突起33cに対応して、第2取付リング47の全周にわたって形成されている。エッジ周壁33をヘッド本体2に取り付ける際には、シール突起33cはシール凹部55に嵌め込まれる。この状態で、第2取付リング47を締結具(図示せず)を用いてヘッド本体2に取り付けると、シール突起33cがシール凹部55に押圧され、これにより、第2取付リング47とエッジ周壁リップ部33bと間の隙間がシールされる。 The second mounting ring 47 is formed with a seal recess 55 into which the seal protrusion 33c is fitted. The seal recess 55 corresponds to the seal protrusion 33c and is formed over the entire circumference of the second mounting ring 47. When the edge peripheral wall 33 is attached to the head body 2, the seal protrusion 33c is fitted into the seal recess 55. In this state, when the second mounting ring 47 is attached to the head body 2 using a fastener (not shown), the seal protrusion 33c is pressed against the seal recess 55, whereby the second mounting ring 47 and the edge peripheral wall lip are pressed. The gap between the portion 33b and the portion 33b is sealed.

第3内部周壁32も、当接部11から延びる第3内部周壁本体32aと、該第3内部周壁本体32aに接続される第3内部周壁リップ部32bとを有する。第3内部周壁本体32aも中心軸線CLまわりに環状に延びており、第3内部周壁リップ部32bは、第3内部周壁本体32aの全周にわたってフランジ状に形成されている。第3内部周壁本体32aは、当接部11から径方向内側に斜め上方に延びる傾斜部130と、傾斜部130に接続され、径方向内側に延びる水平部131と、水平部131に接続され、該水平部131から垂直に延びる垂直部132とから構成される。第3内部周壁リップ部32bは、第3内部周壁本体32aの垂直部132の先端に接続され、該先端から径方向外側に水平方向に延びる。第3内部周壁32も、第3内部周壁リップ部32bの全周わたって環状に形成されたシール突起32cを有する。 The third inner peripheral wall 32 also has a third inner peripheral wall main body 32a extending from the contact portion 11 and a third inner peripheral wall lip portion 32b connected to the third inner peripheral wall main body 32a. The third inner peripheral wall main body 32a also extends in an annular shape around the central axis CL, and the third inner peripheral wall lip portion 32b is formed in a flange shape over the entire circumference of the third inner peripheral wall main body 32a. The third inner peripheral wall main body 32a is connected to an inclined portion 130 extending diagonally upward in the radial direction from the contact portion 11 and an inclined portion 130, and is connected to a horizontal portion 131 extending inward in the radial direction and a horizontal portion 131. It is composed of a vertical portion 132 extending vertically from the horizontal portion 131. The third inner peripheral wall lip portion 32b is connected to the tip of the vertical portion 132 of the third inner peripheral wall main body 32a, and extends horizontally outward from the tip in the radial direction. The third inner peripheral wall 32 also has a seal protrusion 32c formed in an annular shape around the entire circumference of the third inner peripheral wall lip portion 32b.

第3内部周壁リップ部32bは、第2取付リング47とヘッド本体2との間に挟まれる第3内部周壁32の一部であり、第3内部周壁32の上部に形成されている。言い換えれば、第3内部周壁リップ部32bは、第3内部周壁本体32aの先端に接続される。第2取付リング47は、上述したエッジ周壁33に対してはエッジ取付部材として機能し、第3内部周壁32に対しては該第3内部周壁32をヘッド本体2に固定するための内部取付部材として機能する。そのため、第2取付リング47は、第3内部周壁32のシール突起32cに対応して形成されたシール凹部54も有している。シール凹部54は、第2取付リング47の全周にわたって形成されている。第2取付リング47を、図示しない締結具を用いてヘッド本体2に取り付けると、第3内部周壁リップ部32bは、ヘッド本体2と第2取付リング47との間に挟まれ、これにより第3内部周壁32がヘッド本体2に固定される。さらに、第3内部周壁32のシール突起32cがシール凹部54に押圧され、これにより、第2取付リング47と第3内部周壁リップ部32bと間の隙間がシールされる。 The third inner peripheral wall lip portion 32b is a part of the third inner peripheral wall 32 sandwiched between the second mounting ring 47 and the head main body 2, and is formed on the upper portion of the third inner peripheral wall 32. In other words, the third inner peripheral wall lip portion 32b is connected to the tip of the third inner peripheral wall main body 32a. The second mounting ring 47 functions as an edge mounting member for the above-mentioned edge peripheral wall 33, and for the third internal peripheral wall 32, the internal mounting member for fixing the third internal peripheral wall 32 to the head main body 2. Functions as. Therefore, the second mounting ring 47 also has a seal recess 54 formed corresponding to the seal protrusion 32c of the third inner peripheral wall 32. The seal recess 54 is formed over the entire circumference of the second mounting ring 47. When the second mounting ring 47 is mounted on the head body 2 using a fastener (not shown), the third internal peripheral wall lip portion 32b is sandwiched between the head body 2 and the second mounting ring 47, whereby the third mounting ring 47 is sandwiched between the head body 2 and the second mounting ring 47. The internal peripheral wall 32 is fixed to the head body 2. Further, the seal protrusion 32c of the third inner peripheral wall 32 is pressed against the seal recess 54, whereby the gap between the second mounting ring 47 and the third inner peripheral wall lip portion 32b is sealed.

図3に示すように、第1内部周壁30は、第3内部周壁32と同一の形状を有しており、第2内部周壁31は、第2内部周壁リップ部31bが径方向外側ではなく、径方向内側に延びている点のみで第3内部周壁32の形状と異なる。具体的には、第1内部周壁30は、当接部11から上方に延びる第1内部周壁本体30aと、該第1内部周壁本体30aに接続される第1内部周壁リップ部30bとを有し、第2内部周壁31は、当接部11から上方に延びる第2内部周壁本体31aと、該第2内部周壁本体31aに接続される第2内部周壁リップ部31bとを有する。第1内部周壁本体30aおよび第2内部周壁本体31aは、中心軸線CLまわりに環状に延びている。第1内部周壁リップ部30bは、第1内部周壁本体30aの全周にわたってフランジ状に形成され、第2内部周壁リップ部31bは、第2内部周壁本体31aの全周にわたってフランジ状に形成されている。 As shown in FIG. 3, the first inner peripheral wall 30 has the same shape as the third inner peripheral wall 32, and the second inner peripheral wall 31 has the second inner peripheral wall lip portion 31b not radially outside. It differs from the shape of the third inner peripheral wall 32 only in that it extends inward in the radial direction. Specifically, the first inner peripheral wall 30 has a first inner peripheral wall main body 30a extending upward from the contact portion 11 and a first inner peripheral wall lip portion 30b connected to the first inner peripheral wall main body 30a. The second inner peripheral wall 31 has a second inner peripheral wall main body 31a extending upward from the contact portion 11 and a second inner peripheral wall lip portion 31b connected to the second inner peripheral wall main body 31a. The first inner peripheral wall main body 30a and the second inner peripheral wall main body 31a extend in an annular shape around the central axis CL. The first inner peripheral wall lip portion 30b is formed in a flange shape over the entire circumference of the first inner peripheral wall main body 30a, and the second inner peripheral wall lip portion 31b is formed in a flange shape over the entire circumference of the second inner peripheral wall main body 31a. There is.

第1内部周壁本体30aは、当接部11から径方向内側に斜め上方に延びる傾斜部110と、傾斜部110に接続され、径方向内側に延びる水平部111と、水平部111に接続され、該水平部111から垂直に延びる垂直部112とから構成される。第2内部周壁本体31aは、当接部11から径方向内側に斜め上方に延びる傾斜部120と、傾斜部120に接続され、径方向内側に延びる水平部121と、水平部121に接続され、該水平部121から垂直に延びる垂直部122とから構成される。 The first inner peripheral wall main body 30a is connected to an inclined portion 110 extending diagonally upward in the radial direction from the contact portion 11 and an inclined portion 110, and is connected to a horizontal portion 111 extending inward in the radial direction and a horizontal portion 111. It is composed of a vertical portion 112 extending vertically from the horizontal portion 111. The second inner peripheral wall main body 31a is connected to an inclined portion 120 extending diagonally upward in the radial direction from the contact portion 11 and an inclined portion 120, and is connected to a horizontal portion 121 extending inward in the radial direction and a horizontal portion 121. It is composed of a vertical portion 122 extending vertically from the horizontal portion 121.

さらに、第1内部周壁30は、第1内部周壁リップ部30bの全周わたって環状に形成されたシール突起30cを有し、第2内部周壁31は、第2内部周壁リップ部31bの全周わたって環状に形成されたシール突起31cを有する。 Further, the first inner peripheral wall 30 has a seal protrusion 30c formed in an annular shape around the entire circumference of the first inner peripheral wall lip portion 30b, and the second inner peripheral wall 31 has the entire circumference of the second inner peripheral wall lip portion 31b. It has a seal protrusion 31c formed in an annular shape throughout.

第1取付リング45は、第1内部周壁30および第2内部周壁31をヘッド本体2に取り付ける内部取付部材として機能する(図2参照)。第1取付リング45も、第1内部周壁30のシール突起30c、および第2内部周壁31のシール突起31cがそれぞれ嵌合される2つのシール凹部を有する。これらシール凹部も第1取付リング45の全周にわたって形成されている。第1取付リング45を、図示しない締結具を用いてヘッド本体2に固定すると、第1内部周壁リップ部30bおよび第2内部周壁リップ部31bがヘッド本体2と第1取付リング45との間に挟まれ、これにより第1内部周壁30および第2内部周壁31がヘッド本体2に固定される。さらに、第1内部周壁30のシール突起30cが一方のシール凹部に押圧され、同時に、第2内部周壁31のシール突起31cが他方のシール凹部に押圧される。これにより、第1取付リング45と第1内部周壁リップ部30bと間の隙間がシールされ、同時に、第1取付リング45と第2内部周壁リップ部31bとの間の隙間がシールされる。 The first mounting ring 45 functions as an internal mounting member for mounting the first internal peripheral wall 30 and the second internal peripheral wall 31 to the head body 2 (see FIG. 2). The first mounting ring 45 also has two seal recesses into which the seal protrusion 30c of the first inner peripheral wall 30 and the seal protrusion 31c of the second inner peripheral wall 31 are fitted. These seal recesses are also formed over the entire circumference of the first mounting ring 45. When the first mounting ring 45 is fixed to the head body 2 using a fastener (not shown), the first internal peripheral wall lip portion 30b and the second internal peripheral wall lip portion 31b are placed between the head body 2 and the first mounting ring 45. It is sandwiched so that the first inner peripheral wall 30 and the second inner peripheral wall 31 are fixed to the head body 2. Further, the seal protrusion 30c of the first inner peripheral wall 30 is pressed against one seal recess, and at the same time, the seal protrusion 31c of the second inner peripheral wall 31 is pressed against the other seal recess. As a result, the gap between the first mounting ring 45 and the first inner peripheral wall lip portion 30b is sealed, and at the same time, the gap between the first mounting ring 45 and the second inner peripheral wall lip portion 31b is sealed.

上記したように、弾性膜10は、柔軟性だけなく高い粘着性も有している。そのため、弾性膜10を取付リング45,47を介してヘッド本体2に固定する際に、弾性膜10の周壁30〜33の一部分(または、複数部分)がヘッド本体2および/または取付リング45,47に密着してしまうことがある。この場合、弾性膜10の密着部分に他の部分が引っ張られ、弾性膜10の周方向における変形具合にばらつきが生じるおそれがある。特に、弾性膜10の最外周部に位置するエッジ周壁33がヘッド本体2および/または第2取付リング47に密着すると、弾性膜10の周方向の変形具合のばらつきが大きくなってしまう。 As described above, the elastic membrane 10 has not only flexibility but also high adhesiveness. Therefore, when the elastic film 10 is fixed to the head body 2 via the mounting rings 45 and 47, a part (or a plurality of parts) of the peripheral walls 30 to 33 of the elastic film 10 becomes the head body 2 and / or the mounting ring 45, It may stick to 47. In this case, another portion may be pulled by the close contact portion of the elastic film 10, and the degree of deformation of the elastic film 10 in the circumferential direction may vary. In particular, when the edge peripheral wall 33 located at the outermost peripheral portion of the elastic film 10 is in close contact with the head body 2 and / or the second mounting ring 47, the variation in the degree of deformation of the elastic film 10 in the circumferential direction becomes large.

そこで、本実施形態では、エッジ周壁33のエッジ周壁リップ部33bがヘッド本体2および/または第2取付リング47に対してスムーズに移動できるように、該エッジ周壁リップ部33bの表面の少なくとも一部を粗面化させる。図5は、弾性膜10のエッジ周壁リップ部33bの粗面化された表面を明示する図である。図5では、粗面化されたエッジ周壁リップ部33bの表面が太線で描かれている。 Therefore, in the present embodiment, at least a part of the surface of the edge peripheral wall lip portion 33b so that the edge peripheral wall lip portion 33b of the edge peripheral wall 33 can smoothly move with respect to the head body 2 and / or the second mounting ring 47. To roughen the surface. FIG. 5 is a diagram showing a roughened surface of the edge peripheral wall lip portion 33b of the elastic film 10. In FIG. 5, the surface of the roughened edge peripheral wall lip portion 33b is drawn with a thick line.

本明細書において、「表面の粗面化」とは、該表面に複数の凸部および/または複数の凹部を形成することを意味する。凸部および/または凹部は、表面上に規則的に配列されていてもよいし、不規則に(または、ランダムに)配列されていてもよい。凸部の形状および凹部の形状は任意であり、例えば、半球形状、円錐形状、角錐形状、円柱形状、角柱形状などであってもよい。凸部の高さ(すなわち、表面から凸部の最上部までの距離)、および凹部の深さ(すなわち、表面から凹部の最下部までの距離)も任意である。例えば、凸部は、10μm程度の高さを有する微細な凸部であってもよいし、同様に、凹部は、10μm程度の深さを有する微細な凹部であってもよい。 As used herein, "surface roughening" means forming a plurality of protrusions and / or a plurality of recesses on the surface. The protrusions and / or recesses may be regularly arranged on the surface or may be irregularly (or randomly) arranged. The shape of the convex portion and the shape of the concave portion are arbitrary, and may be, for example, a hemispherical shape, a conical shape, a pyramid shape, a cylindrical shape, a prismatic shape, or the like. The height of the protrusions (ie, the distance from the surface to the top of the protrusions) and the depth of the recesses (ie, the distance from the surface to the bottom of the recesses) are also arbitrary. For example, the convex portion may be a fine convex portion having a height of about 10 μm, and similarly, the concave portion may be a fine concave portion having a depth of about 10 μm.

弾性膜10の表面を粗面化するための方法も任意である。例えば、サンドブラスト処理、ウェットブラスト処理、またはヤスリ等の工具を使用した粗面化処理などの各種表面処理を、粗面化すべき弾性膜10の表面に施してもよい。 The method for roughening the surface of the elastic film 10 is also arbitrary. For example, various surface treatments such as sandblasting, wet blasting, and roughening using a tool such as a file may be applied to the surface of the elastic film 10 to be roughened.

しかしながら、弾性膜10は、一般に、成形型に流し込んだゴム材を硬化させることで形成される。そのため、粗面化すべき弾性膜10の表面に対応する成形型の内面に、サンドブラスト処理などの上記表面処理を施してもよい。この場合、弾性膜10を成形型から取り出すだけで、粗面化された表面が所望に位置に形成された弾性膜10を得ることができる。すなわち、粗面化された表面を所望の位置に有する弾性膜10を、安価かつ容易に製造することができる。一実施形態では、粗面化すべき弾性膜10の表面に対応する成形型の内面に、所謂「シボ加工」を施してもよい。 However, the elastic film 10 is generally formed by curing the rubber material poured into the molding die. Therefore, the inner surface of the molding die corresponding to the surface of the elastic film 10 to be roughened may be subjected to the above surface treatment such as sandblasting. In this case, it is possible to obtain the elastic film 10 in which the roughened surface is formed at a desired position simply by removing the elastic film 10 from the molding die. That is, the elastic film 10 having the roughened surface at a desired position can be manufactured inexpensively and easily. In one embodiment, the inner surface of the molding die corresponding to the surface of the elastic film 10 to be roughened may be subjected to so-called “texturing”.

図5に示す例では、エッジ周壁リップ部33bは、その表面の全体が粗面化されている。すなわち、上面、下面、および該上面と下面を接続する接続面を含むエッジ周壁リップ部33bの全面が粗面化される。エッジ周壁リップ33bは、その下面にシール突起33cを有するので、シール突起33cの表面も粗面化される。 In the example shown in FIG. 5, the entire surface of the edge peripheral wall lip portion 33b is roughened. That is, the entire surface of the edge peripheral wall lip portion 33b including the upper surface, the lower surface, and the connecting surface connecting the upper surface and the lower surface is roughened. Since the edge peripheral wall lip 33b has the seal protrusion 33c on the lower surface thereof, the surface of the seal protrusion 33c is also roughened.

一実施形態では、エッジ周壁リップ部33bの表面全体を粗面化するのではなく、エッジ周壁リップ部33bの表面の少なくとも一部を粗面化してもよい。例えば、エッジ周壁リップ部33bの上面または下面のみを粗面化してもよい。あるいは、エッジ周壁リップ部33bの上面と、シール突起33cを除く下面とを粗面化してもよい。 In one embodiment, instead of roughening the entire surface of the edge peripheral wall lip portion 33b, at least a part of the surface of the edge peripheral wall lip portion 33b may be roughened. For example, only the upper surface or the lower surface of the edge peripheral wall lip portion 33b may be roughened. Alternatively, the upper surface of the edge peripheral wall lip portion 33b and the lower surface excluding the seal protrusion 33c may be roughened.

エッジ周壁リップ部33bを粗面化することにより、エッジ周壁リップ部33bが凹凸のない平坦面である場合と比較して、エッジ周壁リップ部33bの、ヘッド本体2との接触面積、および/またはエッジ周壁リップ部33bの、第2取付リング47との接触面積が低減される。その結果、弾性膜10が高い粘着性を有していても、エッジ周壁リップ部33bがヘッド本体2および/または第2取付リング47に密着することが抑制される。したがって、エッジ周壁リップ部33bをヘッド本体2および/または第2取付リング47に対してスムーズかつ容易に移動させることができるので、弾性膜10の周方向における変形具合のばらつきを抑えつつ、該弾性膜10をヘッド本体2に容易に固定することができる。 By roughening the edge peripheral wall lip portion 33b, the contact area of the edge peripheral wall lip portion 33b with the head body 2 and / or as compared with the case where the edge peripheral wall lip portion 33b is a flat surface without unevenness. The contact area of the edge peripheral wall lip portion 33b with the second mounting ring 47 is reduced. As a result, even if the elastic film 10 has high adhesiveness, it is possible to prevent the edge peripheral wall lip portion 33b from coming into close contact with the head body 2 and / or the second mounting ring 47. Therefore, the edge peripheral wall lip portion 33b can be smoothly and easily moved with respect to the head body 2 and / or the second mounting ring 47, so that the elasticity of the elastic film 10 can be suppressed while suppressing variations in the degree of deformation in the circumferential direction. The film 10 can be easily fixed to the head body 2.

図5に示す実施形態では、エッジ周壁リップ部33bの表面を粗面化しているが、本発明はこの実施形態に限定されない。以下では、エッジ周壁リップ部33bの表面だけでなく他の部分の表面も粗面化させた弾性膜10の実施形態が説明される。特に説明しない構成は、上述した実施形態と同様であるため、その重複する説明を省略する。 In the embodiment shown in FIG. 5, the surface of the edge peripheral wall lip portion 33b is roughened, but the present invention is not limited to this embodiment. Hereinafter, an embodiment of the elastic film 10 in which not only the surface of the edge peripheral wall lip portion 33b but also the surface of other portions are roughened will be described. Since the configuration not particularly described is the same as that of the above-described embodiment, the duplicate description will be omitted.

図6は、他の実施形態に係る弾性膜10の粗面化された表面を明示する図である。図6でも、粗面化された弾性膜10の表面が太線で示されている。 FIG. 6 is a diagram showing a roughened surface of the elastic film 10 according to another embodiment. Also in FIG. 6, the surface of the roughened elastic film 10 is shown by a thick line.

図6に示す例では、エッジ周壁リップ部33bの表面全体に加えて、エッジ周壁本体33aの内周面も粗面化されている。エッジ周壁本体33aの内周面は、弾性膜10をヘッド本体2に取り付ける際に、第2取付リング47の外周面と接触するか、または接触する可能性のある面である。したがって、エッジ周壁本体33aの内周面も粗面化することにより、エッジ周壁本体33aが第2取付リング47に密着することが抑制される。その結果、エッジ周壁本体33aを第2取付リング47に対してスムーズかつ容易に移動させることができるので、弾性膜10の周方向における変形具合のばらつきを抑えつつ、該弾性膜10をヘッド本体2に容易に固定することができる。 In the example shown in FIG. 6, in addition to the entire surface of the edge peripheral wall lip portion 33b, the inner peripheral surface of the edge peripheral wall main body 33a is also roughened. The inner peripheral surface of the edge peripheral wall main body 33a is a surface that comes into contact with or may come into contact with the outer peripheral surface of the second mounting ring 47 when the elastic film 10 is attached to the head main body 2. Therefore, by roughening the inner peripheral surface of the edge peripheral wall main body 33a, it is possible to prevent the edge peripheral wall main body 33a from coming into close contact with the second mounting ring 47. As a result, the edge peripheral wall main body 33a can be smoothly and easily moved with respect to the second mounting ring 47, so that the elastic film 10 can be moved to the head main body 2 while suppressing variation in the degree of deformation of the elastic film 10 in the circumferential direction. Can be easily fixed to.

図6に示すように、第3内部周壁32の第3内部周壁リップ部32bを粗面化してもよい。図6に示す例では、第3内部周壁リップ部32bの表面全体が粗面化されている。一実施形態では、第3内部周壁リップ部32bの表面全体を粗面化するのではなく、第3内部周壁リップ部32bの表面の少なくとも一部を粗面化してもよい。例えば、第3内部周壁リップ部32bの上面または下面のみを粗面化してもよいし、第3内部周壁リップ部32bの上面、およびシール突起32cを除く下面を粗面化してもよい。 As shown in FIG. 6, the third inner peripheral wall lip portion 32b of the third inner peripheral wall 32 may be roughened. In the example shown in FIG. 6, the entire surface of the third inner peripheral wall lip portion 32b is roughened. In one embodiment, instead of roughening the entire surface of the third inner peripheral wall lip portion 32b, at least a part of the surface of the third inner peripheral wall lip portion 32b may be roughened. For example, only the upper surface or the lower surface of the third inner peripheral wall lip portion 32b may be roughened, or the upper surface of the third inner peripheral wall lip portion 32b and the lower surface excluding the seal protrusion 32c may be roughened.

さらに、第3内部周壁本体32aの垂直部132の内周面および外周面を粗面化してもよい。第3内部周壁本体32aの垂直部132の内周面は、弾性膜10をヘッド本体2に取り付ける際に、ヘッド本体2と接触するか、または接触する可能性のある面である。第3内部周壁本体32aの垂直部132の外周面は、弾性膜10をヘッド本体2に取り付ける際に、第2取付リング47と接触するか、または接触する可能性のある面である。したがって、第3内部周壁本体32aの内周面および外周面も粗面化することにより、第3内部周壁本体32aがヘッド本体2および第2取付リング47に密着することが抑制される。その結果、第3内部周壁本体32aをヘッド本体2および第2取付リング47に対してスムーズかつ容易に移動させることができるので、弾性膜10の周方向における変形具合のばらつきを抑えつつ、該弾性膜10をヘッド本体2に容易に固定することができる。 Further, the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the vertical portion 132 of the third inner peripheral wall main body 32a may be roughened. The inner peripheral surface of the vertical portion 132 of the third inner peripheral wall main body 32a is a surface that comes into contact with or may come into contact with the head main body 2 when the elastic film 10 is attached to the head main body 2. The outer peripheral surface of the vertical portion 132 of the third inner peripheral wall main body 32a is a surface that comes into contact with or may come into contact with the second mounting ring 47 when the elastic film 10 is attached to the head main body 2. Therefore, by roughening the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the third inner peripheral wall main body 32a, it is possible to prevent the third inner peripheral wall main body 32a from coming into close contact with the head main body 2 and the second mounting ring 47. As a result, the third internal peripheral wall main body 32a can be smoothly and easily moved with respect to the head main body 2 and the second mounting ring 47, so that the elasticity of the elastic film 10 can be suppressed while suppressing variations in the degree of deformation in the circumferential direction. The film 10 can be easily fixed to the head body 2.

図7は、さらに他の実施形態に係る弾性膜10の粗面化された表面を明示する図である。図7でも、粗面化された弾性膜10の表面が太線で示されている。 FIG. 7 is a diagram showing the roughened surface of the elastic film 10 according to still another embodiment. Also in FIG. 7, the surface of the roughened elastic film 10 is shown by a thick line.

図7に示す例では、エッジ周壁リップ部33bの表面全体、および第3内部周壁リップ部32bの表面全体に加えて、第1内部周壁リップ部30bの表面全体、および第2内部周壁リップ部31bの表面全体も粗面化されている。図示した例では、第1内部周壁リップ部30b、第2内部周壁リップ部31b、および第3内部周壁リップ部32bの表面がそれぞれ粗面化されているが、本発明はこの実施形態に限定されない。例えば、第1内部周壁リップ部30b、第2内部周壁リップ部31b、および第3内部周壁リップ部32bのうちのいずれか1つまたは2つの表面が粗面化されていてもよい。さらに、上述したエッジ周壁リップ部33bおよび第3内部周壁リップ部32bと同様に、第1内部周壁リップ部30bの少なくとも一部、および第2内部周壁リップ部31bの少なくとも一部が粗面化されてもよい。 In the example shown in FIG. 7, in addition to the entire surface of the edge peripheral wall lip portion 33b and the entire surface of the third internal peripheral wall lip portion 32b, the entire surface of the first internal peripheral wall lip portion 30b and the second internal peripheral wall lip portion 31b. The entire surface of the surface is also roughened. In the illustrated example, the surfaces of the first inner peripheral wall lip portion 30b, the second inner peripheral wall lip portion 31b, and the third inner peripheral wall lip portion 32b are each roughened, but the present invention is not limited to this embodiment. .. For example, the surface of any one or two of the first inner peripheral wall lip portion 30b, the second inner peripheral wall lip portion 31b, and the third inner peripheral wall lip portion 32b may be roughened. Further, similarly to the edge peripheral wall lip portion 33b and the third internal peripheral wall lip portion 32b described above, at least a part of the first internal peripheral wall lip portion 30b and at least a part of the second internal peripheral wall lip portion 31b are roughened. You may.

図7に示す例によれば、第1内部周壁リップ部30bおよび第2内部周壁リップ部31bをヘッド本体2および/または第1取付リング45に対してスムーズかつ容易に移動させることができる。したがって、弾性膜10の周方向における変形具合のばらつきがさらに抑えられ、かつ該弾性膜10をヘッド本体2にさらに容易に固定することができる。 According to the example shown in FIG. 7, the first inner peripheral wall lip portion 30b and the second inner peripheral wall lip portion 31b can be smoothly and easily moved with respect to the head body 2 and / or the first mounting ring 45. Therefore, the variation in the degree of deformation of the elastic film 10 in the circumferential direction can be further suppressed, and the elastic film 10 can be more easily fixed to the head body 2.

図7で太線の2点鎖線で示すように、第1内部周壁本体30aの垂直部112の内周面および外周面を粗面化してもよいし、第2内部周壁本体31aの垂直部122の内周面および外周面を粗面化してもよい。さらに、エッジ周壁33のエッジ周壁本体33aの内周面を粗面化してもよいし、第3部周壁本体32aの垂直部132の内周面および外周面を粗面化してもよい。 As shown by the alternate long and short dash line in FIG. 7, the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the vertical portion 112 of the first inner peripheral wall main body 30a may be roughened, or the vertical portion 122 of the second inner peripheral wall main body 31a may be roughened. The inner peripheral surface and the outer peripheral surface may be roughened. Further, the inner peripheral surface of the edge peripheral wall main body 33a of the edge peripheral wall 33 may be roughened, or the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the vertical portion 132 of the third peripheral wall main body 32a may be roughened.

第1内部周壁本体30aの垂直部112の内周面および第2内部周壁本体31aの垂直部122の外周面は、弾性膜10をヘッド本体2に取り付ける際に、ヘッド本体2と接触するか、または接触する可能性のある面である。第1内部周壁本体30aの垂直部112の外周面および第2内部周壁本体31aの垂直部122の内周面は、弾性膜10をヘッド本体2に取り付ける際に、第1取付リング45と接触するか、または接触する可能性のある面である。したがって、第1内部周壁本体30aの垂直部112の内周面および外周面と、第2内部周壁本体31aの垂直部122の内周面および外周面とを粗面化することにより、第1内部周壁本体30aおよび第2内部周壁本体31aがヘッド本体2および第1取付リング45に密着することが抑制される。その結果、第1内部周壁本体30aおよび第2内部周壁本体31aをヘッド本体2および第1取付リング45に対してスムーズかつ容易に移動させることができるので、弾性膜10の周方向における変形具合のばらつきをさらに抑えつつ、該弾性膜10をヘッド本体2にさらに容易に固定することができる。 The inner peripheral surface of the vertical portion 112 of the first inner peripheral wall main body 30a and the outer peripheral surface of the vertical portion 122 of the second inner peripheral wall main body 31a may come into contact with the head main body 2 when the elastic film 10 is attached to the head main body 2. Or a surface that may come into contact. The outer peripheral surface of the vertical portion 112 of the first inner peripheral wall main body 30a and the inner peripheral surface of the vertical portion 122 of the second inner peripheral wall main body 31a come into contact with the first mounting ring 45 when the elastic film 10 is attached to the head main body 2. Or a surface that may come into contact. Therefore, by roughening the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the vertical portion 112 of the first inner peripheral wall main body 30a and the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the vertical portion 122 of the second inner peripheral wall main body 31a, the first inner surface is roughened. It is suppressed that the peripheral wall main body 30a and the second inner peripheral wall main body 31a are in close contact with the head main body 2 and the first mounting ring 45. As a result, the first inner peripheral wall main body 30a and the second inner peripheral wall main body 31a can be smoothly and easily moved with respect to the head main body 2 and the first mounting ring 45, so that the degree of deformation of the elastic film 10 in the circumferential direction can be changed. The elastic film 10 can be more easily fixed to the head body 2 while further suppressing the variation.

図8は、さらに他の実施形態に係る弾性膜10の粗面化された表面を明示する図である。図8でも、粗面化された弾性膜10の表面が太線で示されている。図8に示す例では、弾性膜10の表面全体が粗面化されている。このような構成でも、弾性膜10をヘッド本体2および取付リング45,47に対してスムーズかつ容易に移動させることができるので、弾性膜10の周方向における変形具合のばらつきを抑えつつ、該弾性膜10をヘッド本体2に容易に固定することができる。さらに、弾性膜10の表面全体を粗面化させるので、弾性膜10の表面処理が容易であり、安価に弾性膜10を製造することができる。例えば、弾性膜10の成形型の内面全体に、サンドブラスト処理、ウェットブラスト処理、またはヤスリ等の工具を使用した粗面化処理などの表面処理を施せばよいので、成形型の製作が容易であり、成形型および弾性膜10を安価に製作できる。 FIG. 8 is a diagram showing the roughened surface of the elastic film 10 according to still another embodiment. Also in FIG. 8, the surface of the roughened elastic film 10 is shown by a thick line. In the example shown in FIG. 8, the entire surface of the elastic film 10 is roughened. Even with such a configuration, the elastic film 10 can be smoothly and easily moved with respect to the head body 2 and the mounting rings 45 and 47, so that the elasticity of the elastic film 10 can be suppressed while suppressing variations in the degree of deformation in the circumferential direction. The film 10 can be easily fixed to the head body 2. Further, since the entire surface of the elastic film 10 is roughened, the surface treatment of the elastic film 10 is easy, and the elastic film 10 can be manufactured at low cost. For example, the entire inner surface of the molding die of the elastic film 10 may be subjected to surface treatment such as sandblasting, wet blasting, or roughening using a tool such as a file, so that the molding die can be easily manufactured. , Molds and elastic membranes 10 can be manufactured at low cost.

さらに、第1取付リング45および/または第2取付リング47の表面を、摩擦低減膜で覆ってもよい。本明細書において、「摩擦低減膜」とは、低摩擦材料から形成された膜の総称であり、「低摩擦材料」とは、弾性膜10に対する摩擦係数が取付リング45,47(取付部材)の材料およびヘッド本体2の材料よりも小さい材料を意味する。低摩擦材料は、弾性膜10に対する摩擦係数が取付部材45,47およびヘッド本体2の材料よりも小さいものである限り特に限定されるものではないが、例えば、テフロン(登録商標)などのフッ素樹脂である。 Further, the surface of the first mounting ring 45 and / or the second mounting ring 47 may be covered with a friction reducing film. In the present specification, the "friction-reducing film" is a general term for a film formed of a low-friction material, and the "low-friction material" has a friction coefficient with respect to the elastic film 10 of mounting rings 45, 47 (mounting member). It means a material smaller than the material of the head body 2 and the material of the head body 2. The low friction material is not particularly limited as long as the friction coefficient with respect to the elastic film 10 is smaller than that of the materials of the mounting members 45 and 47 and the head body 2, but for example, a fluororesin such as Teflon (registered trademark) is used. Is.

このような摩擦低減膜を、取付リング45,47の表面全体に形成してもよいし、弾性膜10と接触する面、または接触する可能性のある面のみに形成してもよい。摩擦低減膜によって、弾性膜10が取付リング45,47およびヘッド本体2に密着することが効果的に低減され、これにより、弾性膜10の各リップ部30b,31b,32b,33bを取付リング45,47に対してよりスムーズかつ容易に移動させることができる。 Such a friction reducing film may be formed on the entire surface of the mounting rings 45 and 47, or may be formed only on the surface that comes into contact with or may come into contact with the elastic film 10. The friction-reducing film effectively reduces the contact of the elastic film 10 with the mounting rings 45, 47 and the head body 2, whereby the lip portions 30b, 31b, 32b, 33b of the elastic film 10 are attached to the mounting ring 45. , 47 can be moved more smoothly and easily.

上述した実施形態では、弾性膜10の表面の一部または複数部、あるいは全部を粗面化して、該弾性膜10とヘッド本体2との接触面積、および/または該弾性膜10と取付リング45,47との接触面積を低減している。これにより、弾性膜10をヘッド本体2および取付リング45,47に対してスムーズに移動させることができる。しかしながら、弾性膜10と対向する取付リング45,47の表面および/またはヘッド本体2の表面を粗面化することによっても、同様の効果を得ることができる。 In the above-described embodiment, a part or a plurality of or all of the surface of the elastic film 10 is roughened so that the contact area between the elastic film 10 and the head body 2 and / or the elastic film 10 and the mounting ring 45 The contact area with 47 is reduced. As a result, the elastic film 10 can be smoothly moved with respect to the head body 2 and the mounting rings 45 and 47. However, the same effect can be obtained by roughening the surfaces of the mounting rings 45 and 47 facing the elastic film 10 and / or the surface of the head body 2.

具体的には、図5乃至図7で太い実線および2点鎖線で示された弾性膜10の各部分を粗面化する代わりに、これら部分に対向する取付リング45,47の表面およびヘッド本体2の表面を粗面化する。この場合、弾性膜10の表面全体は、凸部および/または凹部のない平坦面である。取付リング45,47の表面および/またはヘッド本体2の表面の粗面化は、例えば、サンドブラスト処理、ウェットブラスト処理、またはヤスリ等の工具を使用した粗面化処理などの表面処理によって行われる。一実施形態では、取付リング45,47の表面およびヘッド本体2の表面をシボ加工によって粗面化してもよい。 Specifically, instead of roughening each part of the elastic film 10 shown by the thick solid line and the alternate long and short dash line in FIGS. 5 to 7, the surfaces of the mounting rings 45 and 47 facing these parts and the head body. The surface of 2 is roughened. In this case, the entire surface of the elastic membrane 10 is a flat surface without protrusions and / or recesses. The surface of the mounting rings 45 and 47 and / or the surface of the head body 2 is roughened by surface treatment such as sandblasting, wet blasting, or roughening using a tool such as a file. In one embodiment, the surfaces of the mounting rings 45 and 47 and the surface of the head body 2 may be roughened by graining.

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 above-described embodiment is described for the purpose of enabling a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to carry out 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. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, but is construed in the broadest range according to the technical idea defined by the claims.

1 基板保持装置(研磨ヘッド)
2 ヘッド本体
3 リテーナリング
10 弾性膜(メンブレン)
11 当接部
16a,16b,16c,16d 圧力室
18 研磨テーブル
19 研磨パッド
27 ヘッドシャフト
30,31,32 内部周壁
30a,31a,32a 内部周壁本体
30b,31b,32b 内部周壁リップ部
30c,31c,32c シール突起
33 エッジ周壁
33a エッジ周壁本体
33b エッジ周壁リップ部
33c シール突起
40 制御装置
45 内部取付リング(内部取付部材)
47 エッジ取付リング(エッジ取付部材)
54,55 シール凹部
1 Substrate holding device (polishing head)
2 Head body 3 Retainer ring 10 Elastic membrane (membrane)
11 Contact parts 16a, 16b, 16c, 16d Pressure chamber 18 Polishing table 19 Polishing pad 27 Head shafts 30, 31, 32 Internal peripheral walls 30a, 31a, 32a Internal peripheral wall bodies 30b, 31b, 32b Internal peripheral wall lip parts 30c, 31c, 32c Seal protrusion 33 Edge peripheral wall 33a Edge peripheral wall body 33b Edge peripheral wall lip 33c Seal protrusion 40 Control device 45 Internal mounting ring (internal mounting member)
47 Edge mounting ring (edge mounting member)
54,55 Seal recess

Claims (8)

基板保持装置に用いられる弾性膜であって、
基板に当接して該基板を研磨パッドに押圧する当接部と、
前記当接部の周端部から延びるエッジ周壁と、を備え、
前記エッジ周壁は、前記基板保持装置のヘッド本体と、該エッジ周壁を前記ヘッド本体に固定するためのエッジ取付部材との間に挟まれるエッジ周壁リップ部を有しており、
前記エッジ周壁リップ部は、その表面の少なくとも一部が粗面化されていることを特徴とする弾性膜。
An elastic film used in a substrate holding device.
A contact portion that abuts on the substrate and presses the substrate against the polishing pad,
An edge peripheral wall extending from the peripheral end of the contact portion is provided.
The edge peripheral wall has an edge peripheral wall lip portion sandwiched between the head main body of the substrate holding device and an edge mounting member for fixing the edge peripheral wall to the head main body.
The edge peripheral wall lip portion is an elastic film characterized in that at least a part of its surface is roughened.
前記エッジ周壁は、前記当接部から延びて前記エッジ周壁リップ部に接続されるエッジ周壁本体を有しており、
前記エッジ周壁本体の、前記エッジ取付部材との接触面も粗面化されていることを特徴とする請求項1に記載の弾性膜。
The edge peripheral wall has an edge peripheral wall main body extending from the contact portion and connected to the edge peripheral wall lip portion.
The elastic film according to claim 1, wherein the contact surface of the edge peripheral wall main body with the edge mounting member is also roughened.
前記エッジ周壁の径方向内側に配置され、前記当接部から延びる少なくとも1つの内部周壁をさらに備え、
前記内部周壁は、前記ヘッド本体と、該内部周壁を前記ヘッド本体に固定するための内部取付部材との間に挟まれる内部周壁リップ部を有しており、
前記内部周壁リップ部は、その表面の少なくとも一部が粗面化されていることを特徴とする請求項1または2に記載の弾性膜。
Further provided with at least one internal peripheral wall arranged radially inside the edge peripheral wall and extending from the abutting portion.
The internal peripheral wall has an internal peripheral wall lip portion sandwiched between the head main body and an internal mounting member for fixing the internal peripheral wall to the head main body.
The elastic film according to claim 1 or 2, wherein at least a part of the surface of the inner peripheral wall lip portion is roughened.
前記内部周壁は、前記当接部から延びて前記内部周壁リップ部に接続される内部周壁本体を有しており、
前記内部周壁本体の、前記内部取付部材との接触面も粗面化されていることを特徴とする請求項3に記載の弾性膜。
The internal peripheral wall has an internal peripheral wall main body extending from the contact portion and connected to the internal peripheral wall lip portion.
The elastic film according to claim 3, wherein the contact surface of the internal peripheral wall main body with the internal mounting member is also roughened.
前記弾性膜の表面全体が粗面化されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の弾性膜。 The elastic film according to any one of claims 1 to 4, wherein the entire surface of the elastic film is roughened. 基板を押圧するための少なくとも1つの圧力室を形成する弾性膜と、
前記弾性膜が固定されるヘッド本体と、
前記弾性膜を前記ヘッド本体に固定する少なくとも1つの取付部材と、を備え、
前記弾性膜は、
前記基板に当接して該基板を研磨パッドに押圧する当接部と、
前記当接部の周端部から延びるエッジ周壁と、を備えており、
前記エッジ周壁は、前記ヘッド本体と、前記取付部材の1つであるエッジ取付部材との間に挟まれるエッジ周壁リップ部を有しており、
前記エッジ周壁リップ部は、その表面の少なくとも一部が粗面化されていることを特徴とする基板保持装置。
An elastic membrane forming at least one pressure chamber for pressing the substrate,
The head body to which the elastic film is fixed and
The elastic film is provided with at least one mounting member for fixing the elastic film to the head body.
The elastic membrane is
An abutting portion that abuts on the substrate and presses the substrate against the polishing pad,
It is provided with an edge peripheral wall extending from the peripheral end of the contact portion.
The edge peripheral wall has an edge peripheral wall lip portion sandwiched between the head main body and an edge mounting member which is one of the mounting members.
The substrate holding device is characterized in that at least a part of the surface of the edge peripheral wall lip portion is roughened.
前記エッジ取付部材の表面は、摩擦低減膜で覆われていることを特徴とする請求項6に記載の基板保持装置。 The substrate holding device according to claim 6, wherein the surface of the edge mounting member is covered with a friction reducing film. 基板を押圧するための少なくとも1つの圧力室を形成する弾性膜と、
前記弾性膜が固定されるヘッド本体と、
前記弾性膜を前記ヘッド本体に固定する少なくとも1つの取付部材と、を備え、
前記弾性膜は、
前記基板に当接して該基板を研磨パッドに押圧する当接部と、
前記当接部の周端部から延びるエッジ周壁と、を備えており、
前記エッジ周壁は、前記ヘッド本体と、前記取付部材の1つであるエッジ取付部材との間に挟まれるエッジ周壁リップ部を有しており、
前記エッジ周壁リップ部と対向する前記エッジ取付部材の表面および/または前記ヘッド本体の表面は粗面化されていることを特徴とする基板保持装置。
An elastic membrane forming at least one pressure chamber for pressing the substrate,
The head body to which the elastic film is fixed and
The elastic film is provided with at least one mounting member for fixing the elastic film to the head body.
The elastic membrane is
An abutting portion that abuts on the substrate and presses the substrate against the polishing pad,
It is provided with an edge peripheral wall extending from the peripheral end of the contact portion.
The edge peripheral wall has an edge peripheral wall lip portion sandwiched between the head main body and an edge mounting member which is one of the mounting members.
A substrate holding device characterized in that the surface of the edge mounting member facing the edge peripheral wall lip portion and / or the surface of the head body is roughened.
JP2019156987A 2019-08-29 2019-08-29 Elastic film, and substrate holding device Pending JP2021030409A (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019156987A JP2021030409A (en) 2019-08-29 2019-08-29 Elastic film, and substrate holding device
SG10202008012WA SG10202008012WA (en) 2019-08-29 2020-08-20 Elastic membrane and substrate holding apparatus
KR1020200105924A KR20210027116A (en) 2019-08-29 2020-08-24 Elastic membrane and substrate holding apparatus
CN202010869743.8A CN112440204A (en) 2019-08-29 2020-08-26 Elastic film and substrate holding device
TW109129025A TW202108294A (en) 2019-08-29 2020-08-26 Elastic membrane and substrate holding apparatus
US17/004,327 US11472001B2 (en) 2019-08-29 2020-08-27 Elastic membrane and substrate holding apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019156987A JP2021030409A (en) 2019-08-29 2019-08-29 Elastic film, and substrate holding device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021030409A true JP2021030409A (en) 2021-03-01

Family

ID=74674675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019156987A Pending JP2021030409A (en) 2019-08-29 2019-08-29 Elastic film, and substrate holding device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2021030409A (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6227955B1 (en) * 1999-04-20 2001-05-08 Micron Technology, Inc. Carrier heads, planarizing machines and methods for mechanical or chemical-mechanical planarization of microelectronic-device substrate assemblies
JP2001345297A (en) * 2000-05-30 2001-12-14 Hitachi Ltd Method for producing semiconductor integrated circuit device and polishing apparatus
US6712673B2 (en) * 2001-10-04 2004-03-30 Memc Electronic Materials, Inc. Polishing apparatus, polishing head and method
JP2005014128A (en) * 2003-06-24 2005-01-20 Ebara Corp Substrate holding device and polishing device
US8454413B2 (en) * 2005-12-29 2013-06-04 Applied Materials, Inc. Multi-chamber carrier head with a textured membrane
WO2018190079A1 (en) * 2017-04-13 2018-10-18 三菱電線工業株式会社 Wafer-retaining elastic film of cmp device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6227955B1 (en) * 1999-04-20 2001-05-08 Micron Technology, Inc. Carrier heads, planarizing machines and methods for mechanical or chemical-mechanical planarization of microelectronic-device substrate assemblies
JP2001345297A (en) * 2000-05-30 2001-12-14 Hitachi Ltd Method for producing semiconductor integrated circuit device and polishing apparatus
US6712673B2 (en) * 2001-10-04 2004-03-30 Memc Electronic Materials, Inc. Polishing apparatus, polishing head and method
JP2005014128A (en) * 2003-06-24 2005-01-20 Ebara Corp Substrate holding device and polishing device
US8454413B2 (en) * 2005-12-29 2013-06-04 Applied Materials, Inc. Multi-chamber carrier head with a textured membrane
WO2018190079A1 (en) * 2017-04-13 2018-10-18 三菱電線工業株式会社 Wafer-retaining elastic film of cmp device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI589396B (en) Elastic membrane, substrate holding apparatus, and polishing apparatus
KR102208160B1 (en) Substrate holder, polishing apparatus, polishing method, and retaining ring
KR20070011250A (en) Retaining ring with shaped surface
KR101767272B1 (en) Polishing apparatus
US11478895B2 (en) Substrate holding device, substrate polishing apparatus, and method of manufacturing the substrate holding device
US20150202733A1 (en) Substrate holding apparatus and polishing apparatus
KR970000448A (en) How to polish a workpiece with a rotating polishing wheel with polishing pad
US11472001B2 (en) Elastic membrane and substrate holding apparatus
JP2021030409A (en) Elastic film, and substrate holding device
JP7219009B2 (en) SUBSTRATE HOLDING DEVICE AND DRIVE RING MANUFACTURING METHOD
JPH04343658A (en) Wafer polishing device with dresser and dressing method for abrasive fabric surface
JP6630231B2 (en) Retainer ring, substrate holding device and substrate polishing device
JP2021030410A (en) Elastic film, and substrate holding device
JP2002346911A (en) Wafer polishing device
KR20170043749A (en) Chemical mechanical polishing apparatus and polishing table assembly used therein
CN219666224U (en) Carrier head for chemical mechanical polishing apparatus
JP3784477B2 (en) Wafer polishing apparatus and wafer holding head used therefor
KR20040108489A (en) Polishing Head
JPH10128659A (en) Polishing device and polishing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220512

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230314

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20230912