JP2897207B1 - 研磨装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】ウェーハ全面を均等に且つ精度良く研磨するこ
とができる研磨装置を提供する。 【解決手段】本発明は、ヘッド本体５２にキャリア３２
を上下方向移動自在に遊嵌支持し、このキャリア３２の
下面に多孔質板３４を設け、多孔質板３４からウェーハ
２に向けてエアを吹き出すことにより、キャリア３２と
ウェーハ２との間に圧力流体層Ｌを形成する。そして、
キャリア３２を研磨布１２に向けて押圧するエアバッグ
６２を配置して、このエアバッグ６２の押圧力を圧力流
体層Ｌを介してウェーハ２に伝達し、ウェーハ２を研磨
布１２に押し付けて研磨する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄板状のウェーハ
を研磨する研磨装置に係わり、特に、半導体ウェーハの
各部をより均等に研磨することができる研磨装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体材料に回路を形成したいわゆる半
導体チップを製造する過程では、半導体ウェーハの表面
を研磨する工程がある。この工程では、従来、次のよう
な研磨装置を用いている。即ち、前記研磨装置は、研磨
部と、半導体ウェーハを吸着保持し研磨部の研磨面に押
圧する保持押圧部とを備え、研磨部は、研磨面を有する
研磨布と、研磨布が張り付けられる定盤とを備えてい
る。

【０００３】このような研磨装置として特開平８−２２
９８０８号公報に開示されたものは、キャリアにウェー
ハをウェーハ付着シートを介して接着し、このキャリア
を流体圧力によりダイヤフラムを介して研磨パッドに向
けて押圧することにより、前記ウェーハを研磨パッドに
押し付けて研磨している。また、この研磨装置には、ヘ
ッド本体とリテーナリングとの間にチューブが設けら
れ、このチューブに供給するエア量を調整することによ
り、研磨パッドに対するリテーナリングの押圧力を調整
して研磨パッドの波打ち変形を防止している。

【０００４】また、従来のウェーハ研磨装置では、ウェ
ーハの周縁を包囲する押さえリングをウェーハ保持ヘッ
ドに設け、この押さえリングとウェーハとを回転する研
磨定盤に押圧することにより、ウェーハを研磨してい
る。また、別の従来のウェーハ研磨装置では、ウェーハ
保持ヘッドのキャリアにリテーナリングを設けたものが
あり、このウェーハ研磨装置は、ウェーハの周縁をリテ
ーナリングに当接させることによりウェーハを位置規制
した状態で研磨する。

【０００５】また、特開平１−１８８２６５号公報の研
磨装置は、ワークの背面から空気圧を負荷することによ
り、ワークとワークホルダとを非接触に保ちながらワー
クを研磨している。この研磨装置によるワーク加工圧
は、ワークの背面に供給する空気の流量を流量制御弁で
制御することにより設定されている。また、特開平８−
５５８２６号公報の研磨装置は、保持ヘッドと基板裏面
との間に純水等の液体を供給することにより、保持ヘッ
ドと基板裏面との間に流動液膜を形成し、この流動液膜
の表面張力によって基板を保持ヘッドに保持させて基板
を回転定盤に押し付けて研磨している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような半導体ウェ
ーハの研磨装置では、極めて高精度な研磨を要するた
め、研磨面の僅かな凹みに伴う各部の研磨の偏りをも見
逃すことができない。しかしながら、特開平８−２２９
８０８号公報に開示された従来の研磨装置では、ウェー
ハがウェーハ付着シートを介してキャリアに接着されて
いるため、ウェーハを研磨面の凹みに追従させて変形さ
せることができないので、ウェーハにかかる研磨圧力が
不均一になり、ウェーハを精度良く研磨することができ
ないという欠点がある。

【０００７】また、前記押さえリングやリテーナリング
を備えた従来のウェーハ研磨装置は、研磨定盤の回転力
がウェーハ、リテーナリング、押さえリングを介してキ
ャリアに伝達するため、その回転力でキャリアが不必要
に傾く場合あり、このようにキャリアが傾くと研磨圧力
が不均一になるので、ウェーハを均一に研磨することが
できなくなるという欠点がある。このような不具合は、
キャリアが傾かない押付力でキャリアを押圧すれば解消
できるが、これでは研磨圧力が増大するのでウェーハを
精度良く研磨することができないという欠点がある。

【０００８】また、前記特開平１−１８８２６５号公報
の研磨装置は、回転ヘッドの傾きはエアー層のみでは吸
収することができず、押圧力を一定に保持できずに、ウ
ェーハを精度良く研磨することができないという欠点が
ある。また、特開平８−５５８２６号公報の研磨装置
は、液体を使用しているために、スラリーの成分が変化
し、ウェーハの平坦度、研磨レートが悪化するという欠
点がある。このような不具合を解消するために、液体の
供給量を少なくしたり、調整したりすると、液体が均一
にウェーハ裏面に流れなくなり、ウェーハを精度良く研
磨することができない。

【０００９】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、薄板状のウェーハを均等に精度良く研磨する
ことができる研磨装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決する為の手段】本発明の研磨装置は、ウェ
ーハを保持ヘッドに保持し回転する研磨定盤に押圧し
て、ウェーハの表面を研磨する研磨装置において、前記
保持ヘッドは、回転すると共に前記研磨定盤に対向配置
されるヘッド本体と、前記ヘッド本体に上下方向移動自
在に遊嵌支持されたキャリアと、前記キャリアの下面に
設けられると共に前記ウェーハの裏面に向けてエアを吹
き出すことにより、キャリアとウェーハとの間に圧力エ
ア層を形成するエア吹出部材と、前記キャリアを前記研
磨定盤に向けて押圧する押圧力が所定の押圧力に制御さ
れ、該制御された押圧力でキャリアを研磨定盤に向けて
押圧することにより、前記ウェーハを前記圧力エア層を
介して前記研磨定盤に押圧する押圧手段とから成り、前
記エア吹出部材から前記ウェーハの裏面に向けてエアを
吹き出し、該エアをキャリアの外側に流出させながら前
記圧力エア層を形成し、該圧力エア層を介して前記押圧
手段からの押圧力をウェーハに伝達させてウェーハを研
磨することを特徴とする。

【００１１】また、本発明の研磨装置は、ウェーハを保
持ヘッドに保持し回転する研磨定盤に押圧して、ウェー
ハの表面を研磨する研磨装置において、前記保持ヘッド
は、回転すると共に前記研磨定盤に対向配置されるヘッ
ド本体と、前記ヘッド本体に上下方向移動自在に遊嵌支
持されたキャリアと、前記キャリアの下面に設けられる
と共に前記ウェーハの裏面に向けてエアを吹出すことに
より、キャリアとウェーハとの間に圧力エア層を形成す
るエア吹出部材と、前記キャリアを前記研磨定盤に向け
て押圧する押圧力が所定の押圧力に制御され、該制御さ
れた押圧力でキャリアを研磨定盤に向けて押圧すること
により、前記ウェーハを前記圧力エア層を介して前記研
磨定盤に押圧する第１の押圧手段と、前記ヘッド本体に
上下方向移動自在に支持されると共に前記キャリアの外
周に同心状に配置され、研磨時に前記ウェーハの周囲を
包囲する押さえリングと、前記押さえリングを前記研磨
定盤に押圧する第２の押圧手段とを備え、前記エア吹出
部材から前記ウェーハの裏面に向けてエアを吹き出し、
該エアをキャリアの外側に流出させながら前記圧力エア
層を形成し、該圧力エア層を介して前記第１の押圧手段
からの押圧力をウェーハに伝達させてウェーハを研磨す
ることを特徴とする。

【００１２】請求項１記載の発明によれば、ヘッド本体
に上下方向移動自在にキャリアが遊嵌支持（フローティ
ング）されており、ウェーハは圧力流体層を介して押圧
されているので、加工の摩擦力や回転力がキャリアに伝
達されず、押圧力のバランスが崩れない。また、研磨面
が波打っている場合には、キャリア、つまりウェーハが
研磨面に追従することができ、さらに、そのウェーハの
変形の有無に関わらず圧力流体層によって等しく押圧さ
れるので、研磨部の研磨面のうねりや凹みに対してもウ
ェーハは、そのうねりや凹みに沿うように研磨面に押し
付けられる。よって、薄板状のウェーハを均等に精度良
く研磨することができる。

【００１３】請求項２記載の発明は、前記押圧手段を、
流体の圧力で前記キャリアを押圧する手段で構成したも
のである。請求項３記載の発明は、前記流体として液体
又はエアを使用したものである。請求項４記載の発明
は、前記押圧手段として圧電素子を適用し、この圧電素
子に電圧を印加して伸長させることにより、前記キャリ
アを押圧するように構成したものである。本発明によれ
ば、前記電圧を制御することにより前記押圧力を設定す
ることができる。また、圧電素子に代えて磁歪素子を使
用しても良い。

【００１４】請求項５記載の発明は、前記押圧手段とし
てばね部材を適用したもので、ばね部材の付勢力で前記
押圧力を設定することができる。請求項６記載の発明
は、前記エア吹出部材として多孔質部材を適用したもの
である。請求項７記載の発明は、前記エア吹出部材とし
て、エア吹出孔が形成された部材を適用したものであ
る。

【００１５】ところで、ウェーハを均等の圧力で研磨面
に押圧すると、ウェーハの周縁部にはウェーハの周縁部
が研磨面に食い込むことによって生じる研磨面の変形応
力の分だけ高い研磨圧力がかかるので、周縁部が他の部
分よりも多く研磨されるという不具合が生じる。請求項
８記載の発明は、前記エア吹出部材を第１のエア吹出部
材と第２のエア吹出部材とで構成し、第１のエア吹出部
材から吹き出されたエアによってウェーハの中央部にか
かる圧力よりも、第２のエア吹出部材から吹き出された
エアによってウェーハの周縁部にかかる圧力のほうを低
い圧力に設定することにより、ウェーハの周縁部を食い
込みによって生じる研磨面の変形応力分だけ低い圧力で
押圧するようにして、ウェーハ全面の研磨圧力を均等に
したものである。これにより、本発明は、ウェーハを均
等に研磨することができる。

【００１６】請求項９記載の発明は、前記第１のエア吹
出部材と前記第２のエア吹出部材として、多孔質部材を
適用したものである。請求項１０記載の発明は、前記第
１のエア吹出部材と前記第２のエア吹出部材として、エ
ア吹出孔が形成された部材を適用したものである。請求
項１１記載の発明は、ウェーハ厚み測定装置を研磨装置
に設けたものである。この厚み測定装置によれば、第１
のセンサでヘッド本体に対するキャリアの変動量し、第
２のセンサで圧力流体層の層厚の変動量を検出する。そ
して、第１のセンサで検出されたキャリアの変動量か
ら、第２のセンサで検出された層厚の変動量を演算部で
加算することにより、ウェーハの厚みを算出する。この
ように、本発明では、２つのセンサを設けて２つの変動
量から厚みを演算するようにしたので、ウェーハの厚み
を正確に測定することができる。

【００１７】請求項１２記載の発明によれば、キャリア
は圧力流体層を介してウェーハを支持しているので、研
磨中のウェーハに作用する摩擦力がキャリアに伝達しな
い。

【００１８】更に、請求項１２記載の発明は、研磨定盤
の研磨面が平坦ではなく波打った形状であっても、キャ
リア及び押さえリングが圧力流体を介して支持され、且
つ、ウェーハが圧力流体層を介して研磨面に押し付けら
れているので、キャリアの姿勢が研磨面の形状に追従す
る。よって、研磨面が波打っていても、ウェーハは、そ
の全域において均等な圧力で研磨面に押さえ付けられる
ので、均等に研磨される。

【００１９】請求項１３に記載の発明は、押さえリング
の内周面にリテーナリングを設けたので、研磨中のウェ
ーハの飛び出しを防止できると同時に、リテーナリング
に作用する研磨力はキャリアに伝達しない。請求項１４
記載の発明は、第１の押圧手段と第２の押圧手段とし
て、流体の圧力で前記キャリアを押圧する手段で構成し
たものである。

【００２０】請求項１５記載の発明は、前記流体として
液体又はエアを適用したものである。請求項１６記載の
発明は、前記第１の押圧手段と第２の押圧手段との少な
くとも一方を圧電素子を適用し、この圧電素子に電圧を
印加して伸長させることにより、前記キャリアを押圧す
るように構成したものである。本発明によれば、前記電
圧を制御することにより前記押圧力を設定することがで
きる。また、圧電素子に代えて磁歪素子を使用しても良
い。

【００２１】請求項１７記載の発明は、前記第１の押圧
手段と第２の押圧手段との少なくとも一方をばね部材を
適用したもので、ばね部材の付勢力で前記押圧力を設定
することができる。請求項１８記載の発明は、前記エア
吹出部材として多孔質部材を適用したものである。

【００２２】請求項１９記載の発明は、前記エア吹出部
材として、エア吹出孔が形成された部材を適用したもの
である。請求項２０記載の発明は、前記エア吹出部材を
第１のエア吹出部材と第２のエア吹出部材とで構成し、
第１のエア吹出部材から吹き出されたエアによってウェ
ーハの中央部にかかる圧力よりも、第２のエア吹出部材
から吹き出されたエアによってウェーハの周縁部にかか
る圧力のほうを低い圧力に設定することにより、ウェー
ハの周縁部を食い込みによって生じる研磨面の変形応力
分だけ低い圧力で押圧するようにして、ウェーハ全面の
研磨圧力を均等にしたものである。これにより、本発明
は、ウェーハを均等に研磨することができる。

【００２３】請求項２１記載の発明は、前記第１のエア
吹出部材と前記第２のエア吹出部材として、多孔質部材
を適用したものである。請求項２２記載の発明は、前記
第１のエア吹出部材と前記第２のエア吹出部材として、
エア吹出孔が形成された部材を適用したものである。請
求項２３記載の発明は、前記リテーナリングとして、少
なくともウェーハと接触する部分が樹脂製のリテーナリ
ングを適用して、リテーナリングにウェーハが当接した
時におけるウェーハの欠けを防止したものである。

【００２４】請求項２４記載の発明は、前記保持ヘッド
の前記ヘッド本体に突起を形成し、この突起は、前記押
さえリングの下部周面に当接して該押さえリングの傾き
を規制する。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る研磨装置の好ましい実施の形態について詳説する。図
１に示すように、本発明の第一実施形態の研磨装置１０
０は、半導体ウェーハ２を研磨する研磨定盤１０と、半
導体ウェーハ２を保持して研磨定盤１０に所望の研磨圧
力で押圧すると共に回転させる保持ヘッド２０とを備え
ている。

【００２６】研磨定盤１０は、半導体ウェーハ２を研磨
する平面視円形の研磨面１２ａを有する研磨布１２と、
研磨布１２が上面に貼り付けられる回転板１４と、回転
板１４を、保持ヘッド２０に対して相対的に、水平な研
磨方向（図中矢印Ａ方向）に回転動作させる回転駆動部
１６とを備えている。保持ヘッド２０は、半導体ウェー
ハ２の被研磨面２ａの裏面２ｂに接して押圧する圧力流
体層Ｌを形成する流体押圧部３０と、筒状に形成されて
流体押圧部３０の周囲を包囲するように設けられ、半導
体ウェーハ２の周囲において研磨布１２の研磨面１２ａ
を押圧するリテーナリング４２と、リテーナリング４２
の下部内周面に一体に設けられ、半導体ウェーハ２の外
周面２ｃを保持する保持部４４と、流体押圧部３０及び
リテーナリング４２の上方に設けられたヘッド本体５２
と、ヘッド本体５２を回転駆動する駆動部５４と、ヘッ
ド本体５２と流体押圧部３０との間に設けられ、流体押
圧部３０に与えられる研磨圧力を調整する調整部６０
と、ヘッド本体５２とリテーナリング４２との間に設け
られ、リテーナリング４２に研磨布１２を押圧する押圧
力を与えると共に押圧力を調整する調整部７０とを備え
ている。

【００２７】また、前記リテーナリング４２はヘッド本
体５２に図示しないストッパ部材によって係合されて、
このストッパ部材によってヘッド本体５２からの脱落が
防止されている。また、キャリア３２は、リテーナリン
グ４２の保持部４４に当接することにより、リテーナリ
ング４２からの脱落が防止されている。さらに、キャリ
ア３２とリテーナリング４２とは、互いに干渉しないよ
うに遊嵌支持（フローティング）されている。

【００２８】流体押圧部３０は、半導体ウェーハ２の裏
面２ｂのほぼ全域に向けて開放された凹部３２ａを有す
るキャリア３２と、半導体ウェーハ２の裏面２ｂに対し
て離間され、凹部３２ａの下端部に嵌められた通気性を
有する多孔質板（エア吹出部材）３４と、凹部３２ａの
天井面３２ｂと多孔質板３４との間の空間Ｓに空気Ａｒ
を供給する空気供給機構３６とからなっている。

【００２９】空気供給機構３６は、ポンプ２２と、ポン
プ２２と凹部３２ａとの間の空気供給路Ｒ１上に設けら
れ、圧送される空気Ａｒの圧力を調整するレギュレータ
３６ａ、及び圧送される空気Ａｒの流量を調整する絞り
３６ｂとを備えている。多孔質板３４は、内部に多数の
通気路を有するものであり、例えば、セラミック材料の
焼結体よりなるものが用いられる。

【００３０】調整部６０は、ヘッド本体５２と流体押圧
部３０との間に設けられ、空気の導入排出と共に膨張収
縮する研磨圧力調整用のエアバッグ（押圧手段）６２
と、このエアバッグ６２に空気を供給する空気供給機構
６４とから構成される。空気供給機構６４は、共用或い
は別個のポンプ２２と、ポンプ２２とエアバッグ６２と
の間の空気供給路Ｒ２上に設けられ、圧送される空気の
圧力を調整するレギュレータ６６とを備えている。

【００３１】調整部７０は、ヘッド本体５２とリテーナ
リング４２との間に設けられ、空気の導入排出と共に膨
張収縮する研磨面調整用のエアバッグ７２と、このエア
バッグ７２に空気を供給する空気供給機構７４とから構
成される。空気供給機構７４は、共用或いは別個のポン
プ２２と、ポンプ２２とエアバッグ７２との間の空気供
給路Ｒ３上に設けられ、圧送される空気の圧力を調整す
るレギュレータ７６とを備えている。

【００３２】次に、研磨装置１００を用いた半導体ウェ
ーハ２の研磨方法について説明する。まず、調整部６０
の空気供給機構６４によりエアバッグ６２内の空気圧を
調整して、流体押圧部３０に与えられる研磨圧力を調整
する。また、空気供給機構３６により、凹部３２ａの天
井面３２ｂと多孔質板３４との間の空間Ｓに、流量及び
圧力が調整された空気Ａｒを供給する。すると、空気Ａ
ｒは、その空間Ｓに溜まって圧力の偏りが除かれた後、
多孔質板３４を通じて、多孔質板３４と半導体ウェーハ
２の裏面２ｂとの間に均等な流速で穏やかに導入され、
その裏面２ｂの全域に渡って均等に前記研磨圧力を伝え
る空気Ａｒの圧力流体層Ｌが形成される。尚、圧力流体
層Ｌを形成する空気Ａｒは、その導入量と同量流出す
る。

【００３３】このため、圧力流体層Ｌにより半導体ウェ
ーハ２の裏面２ｂは、その全域に渡って半導体ウェーハ
２の変形の有無に関わらず押圧されるので、図２に示す
ように研磨定盤１０の研磨面１２ａにうねりや凹みＤが
あっても、半導体ウェーハ２は、そのうねりや凹みＤに
沿うように所望の研磨圧力で研磨面１２ａに押し付けら
れる。そして、半導体ウェーハ２は、研磨面１２ａに均
等な研磨圧力で押圧される。

【００３４】また、図１の調整部７０によって、リテー
ナリング４２が研磨布１２を押圧するその押圧力が調整
される。これにより、半導体ウェーハ２の周縁における
研磨面１２ａの盛り上がりを抑えることができる。そこ
で、研磨定盤１０の回転駆動部１６を起動して、回転板
１４と共に研磨布１２を水平な研磨方向（図中矢印Ａ方
向）に回転動作させると共に保持ヘッド２０の回転駆動
部５４を起動して、図中矢印Ｂ方向に回転させる。この
ようにして、半導体ウェーハ２の研磨を行う。

【００３５】よって、半導体ウェーハ２は、図２に示す
ように研磨面１２ａのうねりや凹みＤに沿うように押し
付けられており、また、図１の半導体ウェーハ２の周縁
における研磨面１２ａの盛り上がりも無いので、半導体
ウェーハ２の各部がより均等に研磨される。更に、本実
施の形態は、半導体ウェーハ２の厚み測定装置を研磨装
置に設けている。この厚み測定装置は、接触式センサ８
０と非接触式センサ８２と、また、これらのセンサ８
０、８２で検出された検出値を演算処理するＣＰＵ（図
示せず）を備えている。

【００３６】前記センサ８０は、キャリア３２の上面に
接触配置され、研磨面１２ａに対するキャリア３２の上
下方向の変動量を検出する。このセンサ８０によって、
半導体ウェーハ２の厚みは概ね検出できるが、本実施の
形態では、前記センサ８０で検出された検出値を、前記
センサ８２で検出された検出値で補正することにより半
導体ウェーハ２の厚みを正確に得るようにしている。

【００３７】前記センサ８２は、渦電流センサ等の非接
触センサであり、その検出面８２ａが流体押圧部３０の
下面と面一に配置され、半導体ウェーハ２の裏面２ｂと
の距離を測定することにより、圧力流体層Ｌの層厚の変
動量を検出している。そして、ＣＰＵは、センサ８０で
検出された保持ヘッド２０の変動量から、センサ８２で
検出された圧力流体層Ｌの厚さの変動量を演算部で加算
する。即ち、ＣＰＵは、予め記憶されている基準値に対
する変動量から半導体ウェーハ２の厚みを算出する。例
えば、センサ８０で検出された変動量がＴ１で、センサ
８２で検出された変動量がＴ２であると、その時の半導
体ウェーハ２の厚みはＴ１＋Ｔ２で算出する。また、セ
ンサ８０からの変動量がＴ１で、センサ８２からの変動
量が０であると、その時の半導体ウェーハ２は厚みはＴ
１と算出する。更に、センサ８０からの変動量がＴ１
で、センサ８２からの変動量が−Ｔ２であると、その時
の半導体ウェーハ２の厚みはＴ１−Ｔ２で算出する。

【００３８】このように、本実施の形態では、２つのセ
ンサ８０、８２を設けて２つの変動量から厚みを演算す
るようにしたので、半導体ウェーハ２の厚みを正確に測
定することができる。図３は、本発明の第二実施形態の
研磨装置２００の要部を示す図であり、この研磨装置２
００は、図１の研磨装置１００において、リテーナリン
グ４２、圧力調整部７０を省き、流体押圧部３０に代え
て、図３のような流体押圧部１３０としたものである。

【００３９】流体押圧部１３０は、半導体ウェーハ２の
裏面２ｂの中央部を押圧する流体層中央部Ｌ１を形成す
る中央押圧部１４０と、半導体ウェーハ２の裏面２ｂの
周縁部を、前記流体層中央部Ｌ１より低い圧力で押圧す
る流体層周縁部Ｌ２を形成する周縁押圧部１５０とを有
する。中央押圧部１４０は、半導体ウェーハ２の裏面２
ｂの中央部に向けて開放された凹部１４２と、半導体ウ
ェーハ２の裏面２ｂに対して離間され、凹部１４２の下
端部に嵌められ、通気性を有する多孔質板１４４と、凹
部１４２の天井面１４２ａと多孔質板１４４との間の空
間Ｓ１に空気Ａｒ１を供給する空気供給機構１４６とか
らなっている。

【００４０】空気供給機構１４６は、ポンプ２２と、ポ
ンプ２２と凹部１４２との間の空気供給路Ｒ１１上に設
けられ、圧送される空気Ａｒ１の圧力を調整するレギュ
レータ１４６ａ及び圧送される空気Ａｒ１の流量を調整
する絞り１４６ｂとを備えている。周縁押圧部１５０
は、半導体ウェーハ２の裏面２ｂの周縁部に向けて環状
に開放された凹部１５２と、半導体ウェーハ２の裏面２
ｂに対して離間され、凹部１５２の下端部に嵌められ、
通気性を有する環状の多孔質板１５４と、開放凹部１５
２の天井面１５２ａと多孔質板１５４との間の空間Ｓ２
に空気Ａｒ２を供給する空気供給機構１５６とからなっ
ている。

【００４１】空気供給機構１５６は、共用或いは別個の
ポンプ２２と、ポンプ２２と凹部１５２との間の空気供
給路Ｒ１２上に設けられ、圧送される空気Ａｒ２の圧力
を調整するレギュレータ１５６ａ及び圧送される空気Ａ
ｒ２の流量を調整する絞り１５６ｂとを備えている。ま
た、多孔質板１４４、多孔質板１５４は、内部に多数の
通気路を有するものであり、例えば、セラミック材料の
焼結体よりなるものが用いられる。

【００４２】この研磨装置２００によれば、半導体ウェ
ーハ２に対する押圧力が、中央部から周縁部に向かって
なだらかに減少することとなるので、研磨布１２から半
導体ウェーハ２に加わる研磨圧力が均等になる。この内
容について更に説明すると、半導体ウェーハを均等の圧
力で研磨面に押圧すると、ウェーハの周縁部にはウェー
ハの周縁部が研磨面に食い込むことによって生じる研磨
面の変形応力分だけ高い研磨圧力がかかるので、周縁部
が他の部分よりも多く研磨されるという不具合が生じ
る。そこで、本実施の形態は図４に示すように、流体押
圧部１３０によって、半導体ウェーハ２の裏面の周縁部
を、半導体ウェーハ２の裏面の中央部より低い圧力で押
圧することにより、半導体ウェーハ２の周縁部を食い込
みによって生じる研磨布１２の変形応力分だけ低い圧力
で押圧するようにして、研磨布１２から半導体ウェーハ
２に加わる研磨圧力を均等にした。これにより、本実施
の形態は、半導体ウェーハ２を均等に研磨することがで
きる。

【００４３】また、これにより、図１のリテーナリング
４２、調整部７０を省略できるので、駆動エネルギーの
低減を図ることができると共に、リテーナリング４２の
磨耗に伴う交換を無くすことができる。尚、本発明の研
磨装置１００、２００は、薄板状のウェーハであれば、
半導体ウェーハ２に限らず、如何なるウェーハにも適用
することができることは勿論である。

【００４４】なお、前記実施の形態では、エアバッグ６
２にエアを供給してキャリア３２を押圧するようにした
が、これに限られるものではなく、エアバッグ６２に水
を供給してキャリア３２を押圧しても良い。即ち、エア
バッグ６２に供給されるものは、流体であれば良い。ま
た、エアバッグ７２についても同様である。図５は、キ
ャリア３２の押圧手段として圧電素子９０を適用した場
合の保持ヘッド２０Ａの断面図であり、図１に示した保
持ヘッド２０と同一若しくは類似の部材については同一
の符号を付してその説明は省略する。

【００４５】前記圧電素子９０は、図示しない電源から
電圧が印加されると、図５上鉛直方向に伸長するもので
ある。したがって、前記圧電素子９０に電圧が印加され
ると圧電素子９０が伸長することにより、キャリア３２
は圧電素子９０により下方向に押される。これにより、
圧電素子９０からキャリア３２に押圧力が与えられ、こ
の押圧力は圧力流体層Ｌを介してウェーハ２に伝達され
る。よって、ウェーハ２は研磨布１２に押し付けられて
研磨される。また、圧電素子９０に印加する電圧は、図
示しない電圧制御装置によって制御する。これにより、
圧電素子９０の伸長量が制御されるので、前記押圧力を
制御することができる。なお、図５の例では、リテーナ
リング４２の押圧手段としてコイルバネ９２が適用され
ている。また、圧電素子に代えて磁歪素子を適用しても
良い。

【００４６】図６は、キャリア３２の押圧手段として板
ばね９４を適用した場合の保持ヘッド２０Ｂの断面図で
あり、図１に示した保持ヘッド２０と同一若しくは類似
の部材については同一の符号を付してその説明は省略す
る。前記板ばね９４は、ヘッド本体５２とキャリア３２
との間の隙間に配置されており、この板ばね９４の付勢
力によってキャリア３２が下方向に押圧されている。し
たがって、板ばね９４の付勢力は圧力流体層Ｌを介して
ウェーハ２に伝達される。よって、ウェーハ２は研磨布
１２に押し付けられて研磨される。また、板ばね９４
は、ウェーハ２を研磨するに当たり最適なばね定数を有
するものが適用されている。なお、図６の例では、リテ
ーナリング４２の押圧手段としてコイルばね９６が適用
されている。

【００４７】また、キャリア３２とリテーナリング４２
の押圧手段として、圧電素子と圧電素子とを組み合わせ
ても良く、また、圧電素子とエアバッグとを組み合わせ
ても良く、更に、ばねとエアバッグとを組み合わせても
良い。図７は、エア吹出部材として多孔質板３４を使用
せずに、キャリア３２に直接エア吹出孔９７、９８を形
成した保持ヘッド２０Ｃの断面図である。前記エア吹出
孔９７は、キャリア３２の中心軸を中心とした同心円状
に多数形成されており、ウェーハ２の中央部に対向する
位置に形成されている。また、前記エア吹出孔９８は、
前記エア吹出孔９７の外側で、キャリア３２の中心軸を
中心とした同心円状に多数形成されており、ウェーハ２
の外周部に対向する位置に形成されている。このよう
に、キャリア３２にエア吹出孔９７、９８を直接形成し
ても、多孔質板３４を使用したものと同一の効果を得る
ことができる。

【００４８】また、エア吹出孔９７、とエア吹出孔９８
から吹き出されるエアのエア圧を別々に制御し、エア吹
出孔９７から吹き出されたエアによってウェーハ２の中
央部にかかる圧力よりも、エア吹出孔９８から吹き出さ
れたエアによってウェーハ２の周縁部にかかる圧力のほ
うを低い圧力に設定すれば、図３に示した研磨装置２０
０と同一の効果を得ることができる。なお、図７ではエ
ア吹出孔９７、９８をキャリア３２に直接形成したが、
これに限られるものではなく、エア吹出孔９７、９８が
形成された部材をキャリア３２に取り付けても良い。

【００４９】図８は、別の実施の形態のウェーハ研磨装
置の全体構成図である。同図に示すように、前記ウェー
ハ研磨装置３００は、研磨定盤３１２とウェーハ保持ヘ
ッド３１４とを備えている。研磨定盤３１２は円盤状に
形成されており、その上面には研磨布３１６が設けられ
ている。また、この研磨定盤３１２の下部には、スピン
ドル３１８が連結されており、スピンドル３１８はモー
タ３２０の図示しない出力軸に連結されている。このモ
ータ３２０を駆動することにより前記研磨定盤３１２は
矢印Ａ方向に回転し、その回転する研磨定盤３１２の研
磨布３１６上に図示しないノズルからスラリが供給され
る。

【００５０】図９は前記ウェーハ保持ヘッド３１４の縦
断面図である。同図に示すウェーハ保持ヘッド３１４
は、ヘッド本体３２２、キャリア３２４、押さえリング
３２８、及びゴムシート３３０等から構成される。前記
ヘッド本体３２２は下部が開口されたカップ状に形成さ
れると共に、回転軸３３２に連結された図示しないモー
タによって矢印Ｂ方向に回転される。また、ヘッド本体
３２２にはエア供給路３３４、３３６、３３７が形成さ
れており、これらのエア供給路３３４、３３６、３３７
は前記回転軸３３２に形成されたエア供給路３３８、３
４０、３４１に連通されている。前記エア供給路３３８
には、レギュレータ３４２Ａを介してポンプ３４４が連
結され、エア供給路３４０にはレギュレータ３４２Ｂを
介してポンプ３４４に連結され、エア供給路３４１には
レギュレータ３４２Ｃを介してポンプ３４４に連結され
ている。

【００５１】前記キャリア３２４は、円盤状に形成され
てヘッド本体３２２内にヘッド本体３２２と同軸上に収
納されている。また、キャリア３２４の下面には凹部３
２５が形成され、この凹部３２５に通気性を有する多孔
質板３５２が収納されている。多孔質板３５２の上方に
は空気室３２７が形成され、この空気室３２７にはエア
供給路３５３が連通され、このエア供給路３５３は前述
したエア供給路３３７に連通される。したがって、ポン
プ３４４からの圧縮エアはエア供給路３３７、３４１、
３５３を介して空気室３２７に供給され、その後、多孔
質板３５２を通過して多孔質板３５２の下面から下方に
噴き出される。これにより、キャリア３２４の圧力が圧
力エア層３５５を介してウェーハ３５４に伝達され、ウ
ェーハ３５４は研磨布３１６に均一に押し付けられる。
また、研磨布３１６に対するウェーハ３５４の押し付け
力は、レギュレータ３４２Ｃでエア圧を調整することに
より、制御することができる。キャリア３２４でウェー
ハ３５４を研磨布３１６に直接押圧すると、キャリア３
２４とウェーハ３５４との間にゴミがあった場合に、キ
ャリア３２４の押圧力をウェーハ３５４全面に均一に伝
達することができないが、このように、圧力エア層３５
５を介してウェーハ３５４を押圧すれば、キャリア３２
４とウェーハ３５４との間にゴミがあってもキャリア３
２４の押圧力をウェーハ３５４全面に均一に伝達するこ
とができる。なお、多孔質板３５２から噴き出されたエ
アは、押さえリング３２８に形成された図示しない排気
孔から外部に排気される。

【００５２】前記多孔質板３５２は、内部に多数の通気
路を有するものであり、例えば、セラミック材料の焼結
体よりなるものが用いられている。前記ゴムシート３３
０は均一な厚さで１枚の円盤状に形成される。また、ゴ
ムシート３３０は、Ｏリング３４６を介して止め金３４
８によりヘッド本体３２２に固定され、ゴムシート３３
０は止め金３４８の部分で中央部３３０Ａと外周部３３
０Ｂとに２分されている。ゴムシート３３０の中央部３
３０Ａはキャリア３２４を押圧し、外周部３３０Ｂは押
さえリング３２８を押圧する。

【００５３】一方、ヘッド本体３２２内には、ゴムシー
ト３３０とＯリング３４６とによって密閉される空間３
５０が形成される。この空間３５０に、前記エア供給路
３３６が連通されている。したがって、エア供給路３３
６から空間３５０に圧縮エアを供給し、ゴムシート３３
０の中央部３３０Ａをエア圧で弾性変形させてキャリア
３２４の上面に押し付ければ、研磨布３１６に対するウ
ェーハ３５４の押し付け力を得ることができる。また、
エア圧をレギュレータ３４２Ｂで調整すれば、ウェーハ
３５４の押し付け力を制御することができる。なお、符
号３５６、３５８はシール用のＯリングである。

【００５４】ヘッド本体３２２とキャリア３２４との間
には、押さえリング３２８が配置されている。また、押
さえリング３２８を傾斜しないように支持する突起部３
７０が、ヘッド本体３２２の下部内周面に形成されてい
る。押さえリング３２８の下部内周面には、円環状のリ
テーナリング３２９が設けられている。このリテーナリ
ング３２９は、押さえリング３２８に着脱自在に設けら
れ、ウェーハ３５４の周縁が当接することにより、研磨
中のウェーハ３５４の位置が規制される。このリテーナ
リング３２９は、研磨布３１６に接触されず研磨布３１
６から離間した位置に配置される。また、リテーナリン
グ３２９は、ウェーハ３２２の周縁が当接した時にウェ
ーハに欠けを生じさせないように、少なくともウェーハ
と接触する可能性がある部分は軟質の材質（樹脂製）で
形成され、磨耗した時には新品のものと交換される。

【００５５】一方、ヘッド本体３２２内には、ゴムシー
ト３３０の外周部３３０Ｂ、Ｏリング３４６、及びＯリ
ング３５６によって密閉される環状の空間３６６が形成
される。この空間３６６に、前記エア供給路３３４が連
通されている。したがって、エア供給路３３４から空間
３６６に圧縮エアを供給すると、図９に示すようにゴム
シート３３０の外周部３３０Ｂがエア圧で弾性変形して
押さえリング３２８の環状上面を押す。これにより、押
さえリング３２８が押圧されて押さえリング３２８の環
状下面が研磨布３１６に押し付けられる。なお、押さえ
リング３２８の押し付け力は、レギュレータ３４２Ａで
エア圧を調整することにより制御することができる。

【００５６】なお、前記押さえリング３２８は、ヘッド
本体３２２に図示しないストッパ部材によって係合され
て、このストッパ部材によってヘッド本体３２２からの
脱落が防止されている。また、キャリア３２４は、押さ
えリング３２８に図示しないストッパ部材によって係合
されて、このストッパ部材によって押さえリング３２８
からの脱落が防止されている。

【００５７】次に、前記の如く構成されたウェーハ研磨
装置３００のウェーハ研磨方法について説明する。ま
ず、ポンプ３４４を駆動して圧縮エアをエア供給路３４
１、３３７、３５３を介して空気室３２７に供給し、多
孔質板３５２とウェーハ３５４との間に圧力エア層３５
５を形成し、この圧力エア層３５５を介してウェーハ３
５４を研磨布３１６に押し付ける。

【００５８】次に、ポンプ３４４からの圧縮エアをエア
供給路３４０、３３６を介して空間３５０に供給し、ゴ
ムシート３３０の中央部３３０Ａを内部エア圧により弾
性変形させてキャリア３２４を押圧する。これにより、
ウェーハ３５４は、ゴムシート３３０の中央部３３０Ａ
からの押圧力がキャリア３２４、及び圧力エア層３５５
を介して伝達されて研磨布３１６に押し付けられる。そ
して、レギュレータ３４２Ｂでエア圧を調整して内部エ
ア圧力を所望の圧力に制御し、研磨布３１６に対するウ
ェーハ３５４の押し付け力を一定に保持する。

【００５９】次いで、ポンプ３４４からの圧縮エアをエ
ア供給路３３８、３３４を介して空間３６６に供給し、
ゴムシート３３０の外周部３３０Ｂを内部エア圧により
弾性変形させて押さえリング３２８を押圧し、押さえリ
ング３２８を研磨布３１６に押し付ける。そして、レギ
ュレータ３４２Ａでエア圧を調整して内部エア圧力を所
望の圧力に制御し、研磨布３１６に対する押さえリング
３２８の押し付け力を一定に保持する。この後、研磨定
盤３１２をモータ３２０で図中矢印Ａ方向に回転動作さ
せると共に、ウェーハ保持ヘッド３１４を図中矢印Ｂ方
向に回転させて、ウェーハ３５４の研磨を開始する。

【００６０】ウェーハ３５４の研磨中において、ウェー
ハ３５４はキャリア３２４に圧力エア層３５５を介して
支持されているので、研磨中のウェーハ３５４に作用す
る研磨定盤３１２の回転力はキャリア３２４に伝達しな
い。また、本実施の形態では、押さえリング３２８及び
リテーナリング３２９が、ヘッド本体３２２にゴムシー
ト３３０で形成される圧力エアを介して支持されている
ので、ウェーハ研磨中に押さえリング３２８やリテーナ
リング３２９に作用する研磨定盤３１２の回転力はキャ
リア３２４に伝達しない。したがって、本実施の形態の
ウェーハ研磨装置３００は、研磨圧力を増大させること
なくキャリア３２４の傾きを防止できるので、ウェーハ
３５４を精度良く研磨することができる。

【００６１】また、ウェーハ３５４の研磨中において、
研磨定盤３１２の回転力が押さえリング３２８に伝達す
るため、その回転力で押さえリング３２８は横振れしよ
うとするが、本実施の形態では、ヘッド本体３２２の下
部内周面に形成されている突起部３７０に、押さえリン
グ３２８が当接されて支持されるので、押さえリング３
２８は横振れしない。これにより、本実施の形態では、
押さえリング３２８で囲まれた研磨布３１６を平坦に維
持することができるので、ウェーハの研磨面全域を均一
に研磨することができる。

【００６２】更に、本実施の形態では、研磨布３１６が
平坦ではなく波打った形状であっても、キャリア３２４
及び押さえリング３２８が圧力流体を介して支持され、
且つ、ウェーハ３５４が圧力エア層３５５を介して研磨
布３１６に押し付けられているので、キャリア３２４の
姿勢は研磨布３１６の形状に追従する。よって、研磨布
１６が波打っていても、ウェーハ３５４は、その全域に
おいて均等な圧力で研磨布３１６に押さえ付けられるの
で、均等に研磨される。この特徴は、従来技術にない特
徴であり、したがって、本実施の形態と従来技術とを比
較すると、ウェーハ３５４の研磨精度が大きく向上す
る。

【００６３】なお、図９の例では空間３５０にエアを供
給してキャリア３２４を押圧するようにしたが、これに
限られるものではなく、空間３５０に水を供給してキャ
リア３２４を押圧しても良い。即ち、空間３５０に供給
されるものは、流体であれば良い。また、空間３６６に
ついても同様である。また、キャリア３２４の押圧手段
として、図５に示したように圧電素子を適用しても良
く、また、図６に示したように板ばねを適用しても良
い。

【００６４】更に、エア吹出部材として多孔質板３５２
を使用せず、図７に示したようにキャリア３２４に直接
エア吹出孔を形成しても良い。また、キャリア３２４と
押さえリング３２８の押圧手段として、圧電素子とばね
とを組み合わせても良く、また、圧電素子とエアバッグ
とを組み合わせても良く、更に、ばねとエアバッグとを
組み合わせても良い。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の研磨装置
では、ウェーハは、そのウェーハの変形の有無に関わら
ず圧力流体層によって等しく研磨面に押圧されるので、
ウェーハは、研磨面のうねりや凹みに沿うように押し付
けられる。よって、ウェーハの各部をより均等に研磨す
ることができる。

【００６６】また、本発明の研磨装置によれば、ウェー
ハをキャリアに圧力流体層を介して支持すると共に、押
さえリング及びリテーナリングをヘッド本体に圧力流体
を介して支持しているので、ウェーハ研磨中における研
磨定盤の回転力はキャリアに伝達しない。したがって、
本発明は、研磨面が平坦で波打っていない場合の正常運
転条件において、不必要なキャリアの傾きを研磨圧力を
増大させることなく防止できるので、ウェーハを精度良
く研磨することができる。

【００６７】更に、本発明によれば、研磨面が平坦では
なく波打った形状であっても、キャリア及び押さえリン
グが圧力流体を介して支持され、且つ、ウェーハが圧力
流体層を介して研磨面に押し付けられているので、キャ
リアの姿勢は研磨面の形状に追従する。よって、研磨面
が波打っていても、ウェーハは、その全域において均等
な圧力で研磨面に押さえ付けられるので、均等に研磨さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の研磨装置の第１実施形態を示す断面図
である。

【図２】図１の研磨装置の研磨布のうねりに伴う半導体
ウェーハの変形を示す図

【図３】本発明の研磨装置の第２実施形態の要部を示す
断面図である。

【図４】研磨布から半導体ウェーハにかかる圧力分布を
示す図

【図５】押圧手段として圧電素子及びコイルばねを適用
した本発明の第３実施形態を示すウェーハ保持ヘッドの
断面図

【図６】押圧手段として板ばね及びコイルばねを適用し
た本発明の第４実施形態を示すウェーハ保持ヘッドの断
面図

【図７】エア吹出部材としてエア吹出溝が形成された本
発明の第５実施形態を示すウェーハ保持ヘッドの断面図

【図８】本実施の第６実施形態の研磨装置の全体構造図

【図９】図８に示したウェーハ研磨装置のウェーハ保持
ヘッドの縦断面図

【符号の説明】

２…半導体ウェーハ １０…研磨定盤 １２…研磨布 ２０…保持ヘッド ３２…キャリア ３４…多孔質板 ４２…リテーナリング ５２…ヘッド本体 ６２、７２…エアバッグ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺下 久志 東京都三鷹市下連雀９丁目７番１号 株 式会社東京精密内 (72)発明者 佐藤 学 東京都三鷹市下連雀９丁目７番１号 株 式会社東京精密内 (56)参考文献 特開 平９−19863（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−76152（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−89474（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−55826（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−246218（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B24B 37/00 H01L 21/304 622

Claims (24)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ウェーハを保持ヘッドに保持し回転する研
   磨定盤に押圧して、 ウェーハの表面を研磨する研磨装置において、 前記保持ヘッドは、 回転すると共に前記研磨定盤に対向配置されるヘッド本
   体と、 前記ヘッド本体に上下方向移動自在に遊嵌支持されたキ
   ャリアと、 前記キャリアの下面に設けられると共に前記ウェーハの
   裏面に向けてエアを吹き出すことにより、キャリアとウ
   ェーハとの間に圧力エア層を形成するエア吹出部材と、 前記キャリアを前記研磨定盤に向けて押圧する押圧力が
   所定の押圧力に制御され、該制御された押圧力でキャリ
   アを研磨定盤に向けて押圧することにより、前記ウェー
   ハを前記圧力エア層を介して前記研磨定盤に押圧する押
   圧手段とから成り、 前記エア吹出部材から前記ウェーハの裏面に向けてエア
   を吹き出し、該エアをキャリアの外側に流出させながら
   前記圧力エア層を形成し、該圧力エア層を介して前記押
   圧手段からの押圧力をウェーハに伝達させてウェーハを
   研磨する ことを特徴とする研磨装置。
2. 【請求項２】前記押圧手段は、流体の圧力で前記キャリ
   アを押圧する手段であることを特徴とする請求項１記載
   の研磨装置。
3. 【請求項３】前記流体は、液体又はエアであることを特
   徴とする請求項２記載の研磨装置。
4. 【請求項４】前記押圧手段は、圧電素子又は磁歪素子で
   あることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
5. 【請求項５】前記押圧手段は、ばね部材であることを特
   徴とする請求項１記載の研磨装置。
6. 【請求項６】前記エア吹出部材は、多孔質部材であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
7. 【請求項７】前記エア吹出部材は、エア吹出孔が形成さ
   れた部材であることを特徴とする請求項１記載の研磨装
   置。
8. 【請求項８】前記エア吹出部材は、 前記ウェーハの中央部に向けてエアを吹出す第１のエア
   吹出部材と、 前記ウェーハの周縁部に向けてエアを吹出す第２のエア
   吹出部材と、 から構成され、前記第１のエア吹出部材から吹き出され
   たエアによって前記ウェーハの中央部にかかる圧力より
   も、前記第２のエア吹出部材から吹き出されたエアによ
   って前記ウェーハの周縁部にかかる圧力のほうが低い圧
   力に設定されていることを特徴とする請求項１記載の研
   磨装置。
9. 【請求項９】前記第１のエア吹出部材と前記第２のエア
   吹出部材は、多孔質部材であることを特徴とする請求項
   ８記載の研磨装置。
10. 【請求項１０】前記第１のエア吹出部材と前記第２のエ
    ア吹出部材は、エア吹出孔が形成された部材であること
    を特徴とする請求項８記載の研磨装置。
11. 【請求項１１】前記ヘッド本体に対する前記キャリアの
    変動量を検出する第１のセンサと、 前記キャリアに設けられると共に、前記圧力エア層の層
    厚の変動量を検出する第２のセンサと、 前記第１のセンサで検出されたキャリアの変動量から、
    第２のセンサで検出された圧力エア層の層厚の変動量を
    加算することにより、ウェーハの厚みを算出する演算部
    と、から成るウェーハの厚み測定装置を設けたことを特
    徴とする請求項１記載の研磨装置。
12. 【請求項１２】ウェーハを保持ヘッドに保持し回転する
    研磨定盤に押圧して、ウェーハの表面を研磨する研磨装
    置において、 前記保持ヘッドは、 回転すると共に前記研磨定盤に対向配置されるヘッド本
    体と、 前記ヘッド本体に上下方向移動自在に遊嵌支持されたキ
    ャリアと、 前記キャリアの下面に設けられると共に前記ウェーハの
    裏面に向けてエアを吹出すことにより、キャリアとウェ
    ーハとの間に圧力エア層を形成するエア吹出部材と、 前記キャリアを前記研磨定盤に向けて押圧する押圧力が
    所定の押圧力に制御され、該制御された押圧力でキャリ
    アを研磨定盤に向けて押圧することにより、前記ウェー
    ハを前記圧力エア層を介して前記研磨定盤に押圧する第
    １の押圧手段と、 前記ヘッド本体に上下方向移動自在に支持されると共に
    前記キャリアの外周に同心状に配置され、研磨時に前記
    ウェーハの周囲を包囲する押さえリングと、 前記押さえリングを前記研磨定盤に押圧する第２の押圧
    手段とを備え、 前記エア吹出部材から前記ウェーハの裏面に向けてエア
    を吹き出し、該エアをキャリアの外側に流出させながら
    前記圧力エア層を形成し、該圧力エア層を介して前記第
    １の押圧手段からの押圧力をウェーハに伝達させてウェ
    ーハを研磨する ことを特徴とする研磨装置。
13. 【請求項１３】前記押さえリングの内周面に、研磨中の
    ウェーハの位置を規制するリテーナリングを設けたこと
    を特徴とする請求項１２記載の研磨装置。
14. 【請求項１４】前記第１の押圧手段は、流体の圧力で前
    記キャリアを押圧する手段であり、前記第２の押圧手段
    は、流体の圧力で前記押さえリングを押圧する手段であ
    ることを特徴とする請求項１２記載の研磨装置。
15. 【請求項１５】前記流体は、液体又はエアであることを
    特徴とする請求項１４記載の研磨装置。
16. 【請求項１６】前記第１の押圧手段と前記第２の押圧手
    段とは、少なくとも一方が圧電素子又は磁歪素子である
    ことを特徴とする請求項１２記載の研磨装置。
17. 【請求項１７】前記第１の押圧手段と前記第２の押圧手
    段とは、少なくとも一方がばね部材であることを特徴と
    する請求項１２記載の研磨装置。
18. 【請求項１８】前記エア吹出部材は、多孔質部材である
    ことを特徴とする請求項１２記載の研磨装置。
19. 【請求項１９】前記エア吹出部材は、前記キャリアの下
    面に開口されたエア吹出孔であることを特徴とする請求
    項１２記載の研磨装置。
20. 【請求項２０】前記エア吹出部材は、 前記ウェーハの中央部に向けてエアを吹出す第１のエア
    吹出部材と、 前記ウェーハの周縁部に向けてエアを吹出す第２のエア
    吹出部材と、 から構成され、前記第１のエア吹出部材から吹き出され
    たエアによって前記ウェーハの中央部にかかる圧力より
    も、前記第２のエア吹出部材から吹き出されたエアによ
    って前記ウェーハの周縁部にかかる圧力のほうが低い圧
    力に設定されていることを特徴とする請求項１２記載の
    研磨装置。
21. 【請求項２１】前記第１のエア吹出部材と前記第２のエ
    ア吹出部材は、多孔質部材であることを特徴とする請求
    項２０記載の研磨装置。
22. 【請求項２２】前記第１のエア吹出部材と前記第２のエ
    ア吹出部材は、エア吹出孔が形成された部材であること
    を特徴とする請求項２０記載の研磨装置。
23. 【請求項２３】前記リテーナリングは、少なくともウェ
    ーハと接触する部分が樹脂製であることを特徴とする請
    求項１３記載の研磨装置。
24. 【請求項２４】前記保持ヘッドのヘッド本体の下部に
    は、前記押さえリングの下部周面に当接して該押さえリ
    ングの傾きを防止する突起が形成されていることを特徴
    とする請求項１２記載の研磨装置。