JP3862065B2

JP3862065B2 - Wafer polishing head

Info

Publication number: JP3862065B2
Application number: JP2001364149A
Authority: JP
Inventors: 好一田中
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2021-11-29
Also published as: JP2003165051A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェーハを片面研磨する研磨装置用のウェーハ研磨ヘッド、特に、ワックスレスマウント方式を採用したウェーハ研磨ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスの高集積化に伴い、半導体ウェーハに要求される平坦度はますます厳しくなっている。その反面、デバイスに用いられるウェーハは大口径化しているため、ウェーハの平坦度を向上させることが困難になってきており、またそれが重要な課題となっている。
【０００３】
ウェーハのマイクロラフネスを改善する、つまり原子レベルでの平坦度を実現する技術の一つに、化学−機械的研磨法（ＣＭＰ法：Chemical-Mechanical Polishing Method）がある。ＣＭＰ法によるウェーハの研磨は、研磨剤（スラリ）を供給しながら、ウェーハと研磨クロスとの間に一定の荷重と相対速度を与えて行う。片面研磨の場合だと、ウェーハは貼り付けブロックに貼り付けられ、該貼り付けブロックを介して、研磨装置の備える加圧機構（研磨ヘッド）により研磨中の荷重や回転力を与えられる。
【０００４】
貼り付けブロックにウェーハをマウントする方法としては、予めウェーハに液状ワックスをスピンコート等の方法により塗布しておき、その後、貼り付けブロックにマウントする方法が一般的である。研磨工程終了後、ウェーハを貼り付けブロックからデマウント（剥離）する。
【０００５】
ところが近年、米国カリフォルニア州に所在するアプライドマテリアルズ社から発表されたウェーハ研磨システムは、驚くべきことに、長い間夢のマウント方式といわれてきたワックスレスマウント方式を採用したウェーハ研磨ヘッドを備えていた。この偉大な仕事は、貼り付けブロックへのウェーハのマウント／デマウント工程を全く消滅させた。アプライドマテリアルズ社が開発したウェーハ研磨ヘッド１００は次のようなものである。
【０００６】
図１４に示すように、アプライドマテリアルズ社のウェーハ研磨ヘッド１００は、ハウジング５０と、ダイアフラム５１を介してハウジング５０に連結されたフレーム５２とを備えている。フレーム５２の下面側には該フレーム５２とほぼ同径のリテナーリング５３が取り付けられ、さらにそのリテナーリング５３の内側に拡がる空所にインナーチューブ５４が配置されている。インナーチューブ５４の下方にはゴム製のフレクサー５５を介して、厚さ方向に貫通する多数の通孔Ｑを備える保持具（メンブレンサポートともいう）５６が配置されている。メンブレンサポート５６には、可撓膜（メンブレンともいう）５７が取り付けられており、メンブレンサポート５６と接する側とは反対側がウェーハ吸着面となっている。
【０００７】
圧力調整ラインは以下の独立な３系統に分けられている。ａ）ハウジング５０、ダイアフラム５１およびフレーム５２によって形成される空間Ｓ１の加圧／減圧を行なうラインＬ１。ｂ）フレーム５２、インナーチューブ５４およびメンブレンサポート５６によって形成される空間Ｓ２の加圧／減圧を行なうラインＬ２。ｃ）インナーチューブ５４内を加圧するラインＬ３。ウェーハＷを吸着させるには、まずインナーチューブ５４を加圧してメンブレンサポート５６側に膨らませ、インナーチューブ５４をフレクサー５５に密着させる。すると、メンブレンサポート５６が押圧されてメンブレン５７に密着する。
【０００８】
次に、空間Ｓ２を減圧する。すると、メンブレンサポート５６の通孔Ｑにメンブレン５７の一部が撓んで入り込み、その結果、ウェーハＷとメンブレン５７との間に気密ポケットを生じ、ウェーハＷがメンブレン５７に吸着する。丁度、吸盤にウェーハＷを吸着させる感じである。また、空間Ｓ１を加圧ないし減圧すると、リテナーリング５３を含むフレーム５２から下側部分全体が上下動するようになっている。このようにして、ウェーハ研磨ヘッドに適用するのは困難と言われていたウェーハＷを真空チャックする機構が実現されている。
【０００９】
そして、システムのトランスファーステーションに搬送されてきたウェーハＷは、上記ウェーハ研磨ヘッド１００にチャックされプラテン上に搬送される。研磨時には、空間Ｓ１，Ｓ２およびインナーチューブ５４内の圧力が調整され、ウェーハＷとリテナーリング５３に荷重が与えられる。研磨終了後、ウェーハＷは再びチャックされてトランスファーステーションに戻される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、夢のマウント方式にもいくつかの解決すべき問題が残されている。その１つが、ウェーハＷを吸着保持する力が今ひとつ弱いという問題である。上記した構造を有するウェーハ研磨ヘッド１００の場合、ウェーハＷを真空チャックしようとして吸引すると、ウェーハＷが吸着されると同時に、インナーチューブ５４が変形してメンブレンサポート５６も一緒に引き上げられてしまう。すなわち、ウェーハＷを吸着するため吸引力は、純粋にウェーハＷをチャックするだけでなく、メンブレンサポート５６を上方へ引き上げる仕事も担っていることになり、メンブレン５７がウェーハＷを吸着する力が弱まってしまう。ウェーハの吸着圧力は、そのチャック動作中においても変動しており、ウェーハＷを安定して保持し難い。
【００１１】
吸着力が弱いことに基づく搬送ミスをなくすために、研磨終了後、ウェーハＷをチャックしてプラテンを覆う研磨クロスから離間させる際には、該研磨クロスの周縁からはみ出る位置までウェーハＷを一旦移動させてから、上記したチャック動作を行なうようにしている。そうすると、研磨クロスに接触している面積が小さくなるので、ウェーハＷは研磨クロスから離間し易くなる。というのも、研磨クロス上のウェーハＷには以下の作用が働くためである。ａ）多孔質の研磨クロスの有する微細な空孔が吸盤として働き、ウェーハＷを吸着する作用。ｂ）スラリの表面張力がウェーハＷとの間に働き、ウェーハＷを吸着する作用。
【００１２】
問題は、ここにある。すなわち、ウェーハＷがプラテンからはみ出た状態でも、ウェーハＷとプラテンとは遊星運動を続けているため、研磨クロスと接触していない部分と、接触している部分とが生じ、研磨量がばらついてしまう。
【００１３】
プラテンの回転動作を停止させてからウェーハＷを持ち上げるようにすればよいではないか、と言う人もいるだろうから補足すると、スラリが載っている状態でプラテンの回転（ひいては研磨クロスの回転）を停止させることは普通はできない。回転を止めると、繊細な多孔質の研磨クロス中に含まれるスラリの化学作用により、ウェーハの表面状態が悪化してしまう。だから、ウェーハＷを研磨クロスから浮上させる動作は、スラリを洗浄水で洗い流す動作と平行して行なう必要があり、プラテンを停止させるわけにはいかない。
【００１４】
上記問題に鑑み、本発明は、ワックスレスマウント方式を採用しながらも、ウェーハをチャックする能力が高いウェーハ研磨ヘッドを提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記課題を解決するために本発明のウェーハ研磨ヘッドは、ウェーハを片面研磨する研磨装置用のウェーハ研磨ヘッドであって、
一方の主面がウェーハの吸着面をなす可撓膜と、可撓膜の吸着面とは反対側に配置され、可撓膜との接触面側に吸引用凹部を有する円盤状の保持具と、吸引用凹部とは隔離された容積可変な昇降用チャンバを保持具の直上に形成するフレームとを備え、
吸引用凹部を満たす流体と、昇降用チャンバを満たす流体とを各々独立に吸引および圧縮可能とされ、
吸引用凹部を満たす流体を吸引して可撓膜にウェーハを吸着させ、その状態から昇降用チャンバの容積を減じ、保持具と一体にウェーハを浮上させるように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
上記本発明は、ワックスをウェーハに塗布してセラミック等でできた固定具に貼り付ける準備が必要ない、いわゆるワックスレスマウント方式を採用したウェーハ研磨ヘッドに関する発明である。その研磨ヘッドの要旨は、上記したように、保持具に形成された吸引用凹部を満たす流体を吸引して、ウェーハを可撓膜に吸着させる。
【００１７】
前述したように、アプライドマテリアルズ社の開発した研磨ヘッドは、ウェーハをメンブレン（可撓膜）に吸着させようとすると、メンブレンサポート（保持具）まで一緒にフレーム側に吸い付けられるような構造になっている。だから、ウェーハを吸着する力が不足する。本発明品はそうではなく、ウェーハを吸着する吸引経路と、ウェーハを可撓膜および保持具と一体に引き上げる吸引経路とを完全に分離してしまった点に特徴がある。
【００１８】
これにより、ウェーハが可撓膜に吸い付く力を格段に強くできる。そして、ウェーハが確実に吸着保持された、その状態を維持しつつウェーハを研磨クロスから離間させることが可能となる。また、ウェーハの吸着圧力を常に一定に保つことができるため、ウェーハを安定して保持できる。従って、ウェーハの研磨面が均等に研磨クロスに接した状態からでも、ウェーハを研磨クロスから一気に離間させることが可能になり、研磨量にバラツキが生じることは全く無い。だから、非常に平坦度の高い、研磨されたウェーハを提供できる。
【００１９】
ウェーハを可撓膜に吸着させるために、具体的に以下の構成を示せる。すなわち、上記したウェーハ研磨ヘッドにおいて、可撓膜とウェーハとが密着した状態を維持しつつ、吸引用凹部を満たす流体を吸引した場合、該吸引用凹部内に可撓膜が引き込まれることにより該可撓膜にウェーハが吸着するように構成することができる。このようにすると、保持具の吸引用凹部以外の部分と可撓膜とが密着するとともに、吸引用凹部内に撓んで入り込んだ可撓膜とウェーハとの間に気密ポケットが生じ、ウェーハが該可撓膜に吸着する。吸引用凹部を有する保持具は、ウェーハが可撓膜に吸着した状態を保つ。
【００２０】
また、前述したウェーハ研磨ヘッドの備える可撓膜に、厚さ方向に貫通する通口が形成された構成も採用可能である。このようにすると、吸引用凹部内を満たす流体を吸引することにより、研磨側とは反対側が減圧され、ウェーハが可撓膜に吸着する。
【００２１】
また本発明は、３００ｍｍウェーハに対応した枚葉式のウェーハ研磨装置に対する適性が格別である。３００ｍｍウェーハは、そのハンドリングの難しさからバッチ処理に向かないし、製造工程の自動化の観点から見たとき、研磨の分野においても枚葉式が主流になる。そうだとすれば、ウェーハをより一層確実に搬送できるワックスレスマウント式のウェーハ研磨ヘッドが望まれるため、本発明が有効となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明のウェーハ研磨ヘッド１の縦断面図である。吸着すべきウェーハＷの厚さ方向に平行な断面を表している。図２は、そのウェーハ研磨ヘッド１が装着される一例のＣＭＰ装置２００を示す模式図である。図３は、図２のＣＭＰ装置２００における研磨ステーション２０１の上面図である。図２および図３に示すように、ＣＭＰ装置２００は、ウェーハＷを１枚毎に加工する枚葉式研磨装置として構成されている。研磨ステーション２０１には、上面に研磨クロス３４が貼着された複数のプラテン３３が配置されている。各プラテン３３，３３は、図示しないサーボモータで各々独立に回転駆動される。スラリ調合ユニット３０から送られてくるポリッシングスラリは、図３に示すように、各研磨クロス３４に対応する形で設けられた供給アーム３６より研磨クロス３４上に供給される。供給アーム３６は、各種薬液やリンスの供給源としても兼用される。研磨クロス調整装置３７は、研磨クロス３４の表面状態を良好に保つ。トランスファーステーション２０２に準備されたウェーハＷは、搬送用ロボット（図示せず）によってウェーハ待機位置３５に移載される。その後、ウェーハ研磨ヘッド１にチャックされ研磨位置まで運ばれる。研磨が終了して回収する際にも、同じくウェーハ待機位置３５から研磨ステーション２０１の外部に運び出される。
【００２３】
ウェーハＷを片面研磨するＣＭＰ装置２００用のウェーハ研磨ヘッド１は、ウェーハＷを直接チャックして搬送／研磨するワックスレスマウント方式を採用した研磨ヘッドとして構成されている。ウェーハ研磨ヘッド１は、ヘッド駆動機構３９に連結された垂直駆動部３１に装着されて、プラテン３３あるいはウェーハ待機位置３５への上下方向の接近／離間が行なわれる。垂直駆動部３１は、ウェーハ研磨ヘッド１を回転駆動させるためシャフト、およびウェーハ研磨ヘッド１の内部に形成される部屋を満たす流体の流通経路１１，１２を内蔵する。ウェーハ研磨ヘッド１の内部を満たす流体は、空気とするのが普通であるが、水やアルコール等の液体も不可ではない。ウェーハ研磨ヘッド１の内部から延びる流通経路１１，１２は、真空ポンプ４０、圧縮機４１および電磁バルブ２５等を含む圧力調整装置４００に接続されている（図１参照）。ヘッド駆動機構３９には、４つの垂直駆動部３１が連結されている。ヘッド駆動機構３９は、ウェーハ研磨ヘッド１が装着された垂直駆動部３１を水平方向に駆動して、各プラテン３３，３３，３３およびウェーハ待機位置３５のそれぞれの真上に移動させる。これにより、ウェーハ待機位置３５から研磨位置までのウェーハＷの搬送が行なわれる。すなわち、ウェーハ研磨ヘッド１はウェーハＷのキャリアとしての機能を有する。
【００２４】
次に、ウェーハ研磨ヘッド１の具体的な構成を説明する。図１に示すように、ウェーハ研磨ヘッド１は、一方の主面がウェーハＷの吸着面をなす可撓膜２と、可撓膜２の吸着面とは反対側に配置され、可撓膜２との接触面側に吸引用凹部３ｓを有する円盤状の保持具３と、吸引用凹部３ｓとは隔離された容積可変な昇降用チャンバ５を保持具３の直上に形成するフレーム４とを備えている。可撓膜２は、軟質のゴム材料によるものである。保持具３はそれよりも硬質のプラスチック材料、たとえばポリプロピレン樹脂やＡＢＳ樹脂、
あるいは金属部材などを例示できる。フレーム４は、ＣＭＰ装置２００の垂直駆動部３１に取り付けられる剛性の高い金属部材とされる。
【００２５】
前述したように、ウェーハ研磨ヘッド１の流通経路１１，１２に接続された圧力調整装置４００の働きにより、吸引用凹部３ｓを満たす流体と、昇降用チャンバ５内を満たす流体とを各々独立に吸引および圧縮可能とされている。最良の形態では、流体が空気とされる。たとえばコンピュータ装置と、それに記憶されたシーケンスプログラムに基づいて、
電磁バルブ２５、真空ポンプ４０および圧縮機４１が制御され、吸引用凹部３ｓおよび昇降用チャンバ５内が、加圧、減圧、大気開放のいずれかの圧力状態に調整される。
【００２６】
ウェーハＷを吸着保持する場合には、保持具３の吸引用凹部３ｓを満たす空気を吸引して該吸引用凹部３ｓ内を減圧し、可撓膜２にウェーハＷを吸着させる。そして、その状態から昇降用チャンバ５内を減圧して該昇降用チャンバ５の容積を減じ、保持具３と一体にウェーハを浮上させる仕組みである。すなわち、ウェーハ研磨ヘッド１は、［１］ウェーハＷを吸着するための吸引経路、［２］ウェーハＷ、ウェーハＷを吸着した可撓膜２および保持具３の３者を一体的に垂直方向にリフトするための吸引経路、の全く別系統の２つの吸引経路（流通経路１１，１２）を有している。この構成により、ウェーハＷの吸着力を高めるとともに、吸着力を常に一定に保つことに成功している。従って、各プラテン３３，３３，３３間、あるいはそれらプラテン３３とウェーハ待機位置３５との間を、ウェーハＷを移す際の搬送ミスが極めて起こり難い。また、吸引経路を２系統としたことによって、ヘッド構造そのものが簡素なものとなっており、部品点数の低減に寄与している。
【００２７】
図１に示す好適な実施形態においては、可撓膜２とウェーハＷとが密着した状態を維持しつつ、吸引用凹部３ｓ内を減圧した場合、該吸引用凹部３ｓ内に可撓膜２が引き込まれることにより該可撓膜２にウェーハＷが吸着するように構成されている。この様子は、図５を用いて説明できる。図５は、可撓膜２が吸引されてウェーハＷがチャックされる様子を示す模式図である。ウェーハＷに余分な圧力がかからないようにウェーハ研磨ヘッド１自体をウェーハＷに近接させ、保持具３の堤部３ｋと可撓膜２とがなるべく密着するように昇降用チャンバ５内の圧力を調整する。そうすると、ウェーハＷを可撓膜２に吸着させ易い。真空ポンプ４０を作動させて、吸引用凹部３ｓ内の空気を排出すると、可撓膜２の堤部３ｋに接しない部分は、撓んで吸引用凹部３ｓ内に引き込まれる。その結果、ウェーハＷと可撓膜２との間に気密ポケット２６が生じ、ウェーハＷが可撓膜２に吸着する。
【００２８】
また、図９に示すように、可撓膜２には、厚さ方向に貫通する通口２ｓが形成された形態も採用可能である。通口２は、ウェーハＷの裏面と吸引用凹部３ｓとに開口している。
通口２ｓは、保持具３に形成された吸引用凹部３ｓの各々に対応する形にて設けられる。
このように、可撓膜２に孔（通口２ｓ）が開けられたとしても、該可撓膜２とウェーハＷとが密着して吸引用凹部３ｓの気密が保たれるならば、ウェーハＷをチャックして研磨クロス３４から離間させ得る。可撓膜２と、ウェーハＷの周縁部Ｗｋとの気密を保てるならば、研磨時においても、吸引用凹部３ｓ内を研磨に必要な圧に保つことができる。
【００２９】
さて、ウェーハ研磨装置１の詳細な構造について説明する。まず、保持具３と可撓膜２との間に、吸引用凹部３ｓが開放した研磨用チャンバ６が形成されるように各部材を配置することができる。吸引用凹部３ｓにつながる研磨用チャンバ６を可撓膜２と保持具３との間に形成すると、保持具３と可撓膜２とが接しないようにすることもできる。つまり、
保持具３の重みが可撓膜２に及ばないようになるため、ウェーハＷを付勢する際の圧力にバラツキが生じることを抑制し、研磨量を均一にできる。このような操作は、吸引用凹部３ｓおよび昇降用チャンバ５の圧力調整に基づく。なお、詳細は後述するが、図１に示す本実施形態では、可撓膜２と保持具３とが直接接続されない構造を工夫している。
【００３０】
ここで、図４（ａ）に保持具３の下面図、同じく（ｂ）に断面図を示す。（ａ）に示すように、吸引用凹部３ｓは、保持具３における可撓膜２と対向する側に分散形態で複数形成されている。そして、それら複数の吸引用凹部３ｓ同士を連通する溝３ｔが設けられている。可撓膜２が吸引用凹部３ｓを覆った後も、可撓膜２を吸引し続けるためには、各々の吸引用凹部３ｓに吸引力が働くようにする必要がある。そこで、上記のように、互いの吸引用凹部３ｓ，３ｓに空気が出入り可能となるように溝３ｔを設ける。そうすると、全部の吸引用凹部３ｓが空間的に繋がるため、加圧／吸引経路を１つにまとめることができ、当該ウェーハ研磨ヘッド１の構造を簡略化できるし、圧力調整も容易になる。
【００３１】
図１に示すように、昇降用チャンバ５内の圧力調整は、流通経路１１を通じて行なわれる。吸引用凹部３ｓ内の圧力調整は、流通経路１２を通じて行なわれる。そして、本実施形態においては、任意の１箇所の吸引用凹部３ｓにおいて、昇降用チャンバ５側に向けて保持具３を貫通する通口２２が形成されており、該通口２２に対してシール部材２８を介して流通管２７の一端が接続されている。流通管２７の他端は流通経路１２につながっている。流通管２７は、保持具３の昇降にともなって伸縮できる部材が使用される。
【００３２】
図４（ａ）に示すように、保持具３に形成された溝３ｔは、分散形態で設けられた吸引用凹部３ｓの各々をつなぐ網目構造を呈している。また、（ｂ）に示すように溝３ｔの深さは、吸引用凹部３ｓの深さと概ね同等とするのがよい。そうすれば、可撓膜２が吸着した際に溝３ｔが塞がってしまい、十分な吸着力が得られなくなるという不具合も防止される。
【００３３】
さて、図１に戻って説明する。保持具３は、昇降用チャンバ５の容積変化を許容する昇降用チャンバ側気密部材７を介してフレーム４に接続されており、該フレーム４を支点として上下動可能に構成されている。つまり、フレーム４と研磨クロス３４との距離を固定して、昇降用チャンバ５の容積を変更することによって、保持具３と研磨クロス３４との距離、ひいてはウェーハＷと研磨クロス３４との距離調整を行なうことができる。チャックしたウェーハＷを研磨クロス３４から離間させる際にも、フレーム４の位置を変更する必要がない。
【００３４】
より具体的には、フレーム４は、保持具３との間に昇降用チャンバ５を形成する凹部２０，２１を有し、その凹部２０，２１の内側部分と保持具３の外周部１４との隙間を昇降用チャンバ側気密部材７が塞いで昇降用チャンバ５の密閉状態を生じさせている。それとともに、昇降用チャンバ側気密部材７の働きによって、フレーム４の内側を保持具３が昇降して昇降用チャンバ５の容積変化を生じさせるように構成されている。このように、昇降用チャンバ側気密部材７は、昇降用チャンバ５の気密状態を保つだけでなく、保持具３の昇降機構としても兼用されており、部品点数の低減に寄与している。なお、本明細書中でいう上下方向とは、当該ウェーハ研磨ヘッド１の回転軸線Ｏと平行な方向を表し、ウェーハＷを保持する側が下方向、それと反対側が上方向とされる。
【００３５】
上記昇降用チャンバ側気密部材７には、可撓性を有する樹脂製シール材を好適に採用できる。さらにいうと、他部材との密着性に優れるゴム材がよい。そうすれば、昇降用チャンバ側気密部材７がダイアフラムとして機能し、上記した昇降機構を容易に具体化できる。また、樹脂製シール材は、気密を保ち易いという点においても優れる。なお、昇降用チャンバ側気密部材７が接続される保持具３の外周部１４は、該保持具３との周方向全域にわたって一体に形成されるリング状部分であって、上方側に延びている。つまり、そのリング状部分（保持具３の外周部１４）に取り付けられる昇降用チャンバ側気密部材７自身もリング状部材とされる。また、昇降用チャンバ側気密部材７に剛性が不足するような場合には、ガラス繊維で強化されたゴム材なども使用可能である。
【００３６】
一方、可撓膜２の固定方法に関していえば、本実施形態では以下のようにしている。すなわち、可撓膜２を周方向に取り囲み、直接または他部材を介して可撓膜２に連結されるリテナーリング９が、研磨用チャンバ６の容積変化を許容する研磨用チャンバ側気密部材８を介してフレーム４に取り付けられる。そして、吸引用凹部３ｓ内の空気圧を調整することにより、リテナーリング９に連結された可撓膜２がウェーハＷを付勢するように構成されている。つまり、研磨用チャンバ６は少なくとも可撓膜２、保持具３、リテナーリング９およびフレーム４によって気密が確保されるとともに、該研磨用チャンバ６の容積変化に基づいて、可撓膜２と保持具３との接近／離間を制御できる。
【００３７】
なお、研磨用チャンバ側気密部材８はウェーハＷの研磨時において、ウェーハ研磨ヘッド１の回転軸線Ｏに近づくほど下となる向きに傾斜するよう、その寸法、リテナーリング９およびフレーム４への取り付け位置、可撓性等が調整される。具体的には、図１１の模式図に示すように、軸線Ｏと平行な断面におけるその傾斜の延長線が、ウェーハＷの研磨面の中心Ａに重なるようにする。このようにすると、リテナーリング９、ひいては可撓膜２に回転モーメントを作用させないようにできる。従って、ウェーハＷの全体に、均一な研磨圧力を付与することができる。より完全な説明は、K.Tanakaらによる日本国特許第２７７０７３０号（発明の名称「ウエーハ研磨装置」、本発明の譲受人に譲渡）に開示され、その全内容を本発明に援用できる。
【００３８】
さて、ウェーハＷを可撓膜２に吸着させる際には、可撓膜２と保持具３とを密着させる（図５参照）。逆に、ウェーハＷを研磨する際には、可撓膜２は保持具３と接しない方が好ましい。本発明によれば、昇降用チャンバ５および吸引用凹部３ｓ（ひいては研磨用チャンバ６）の圧力調整に基づいて、可撓膜２と保持具３との接触／非接触状態を容易に作りだすことができる。なお、研磨用チャンバ側気密部材８としては、昇降用チャンバ側気密部材７同様に可撓性を有する樹脂製シール材により構成することができる。そうすれば、保持具３とフレーム４との接続に昇降用チャンバ側気密部材７を使用したケースと全く同様の効果が得られる。
【００３９】
昇降用チャンバ側気密部材７および研磨用チャンバ側気密部材８に樹脂製シール材を採用した場合、それら気密部材７，８と他部材（保持具３、フレーム４およびリテナーリング９）との接続は、図６に示すように、ボルト締結によって実現できる。図６は、研磨用チャンバ側気密部材８とリテナーリング９との接続方法を示す分解図である。リング状の扁平ゴム部材たる研磨用チャンバ側気密部材８には、その内側部において厚さ方向（ウェーハ研磨ヘッド１の上下方向に相当）に貫通する貫通孔８ａが周方向複数箇所に概ね等角度間隔で設けられている。同様に、外側部において貫通孔８ｂが形成されている。同様に、クランプ１５にも貫通孔１５ａが形成されている。リテナーリング９の上端面９ｐには雌ねじ９ａが形成されている。各部材を締結する場合には、ボルトＶＯを孔１５ａ，孔８ａの順に挿通し、雌ねじ９ａに螺合させる。研磨用チャンバ側気密部材８の貫通孔８ｂは、該研磨用チャンバ側気密部材８の外周部をフレーム４に係止するためのものである（図１参照）。図１から分かるように、上記した締結方法、すなわちクランプ１３，１５，１６，１７とボルトＶＯとを用い、各気密部材７，８と他部材（保持具３、フレーム４、リテナーリング９）との接続が行われ、気密が保たれる。
【００４０】
また、フレーム４の凹部は、下方側が広口の段付き凹部２０，２１とされている。その段付き形状を利用して、昇降用チャンバ側気密部材７と、該昇降用チャンバ側気密部材７よりも径大の研磨用チャンバ側気密部材８とがそれぞれフレーム４に取り付けられる。このようにすれば、上下方向において保持具３とリテナーリング９とが互いに接触し、当該ウェーハ研磨ヘッド１のスムーズな動作、すなわち保持具３の昇降動作が妨げられる恐れもない。ひいては、ウェーハＷの吸着力の低下を招く恐れも少ない。具体的には、図１に示すように、フレーム４における最も広口の凹部２１に隣接する下端面４ｒとリテナーリング９の上端面９ｑとにまたがる位置関係で研磨用チャンバ側気密部材が配置される。同様に、段付き凹部２０，２１によってフレーム４に形成される段付き面４ｑと、保持具３の外周部上端面１４ｒとにまたがる位置関係で昇降用チャンバ側気密部材が配置される。
このようにして、リテナーリング９の内側を保持具３が昇降するようになっている。
【００４１】
また、各気密部材７，８として可撓性を有するシール材を採用する代わりに、部材間の隙間をシール可能なＯリングのような摺動部材を採用した別形態を図１０に示す。図１０に示すウェーハ研磨ヘッド１ａでは、Ｏリング２８１が昇降用チャンバ側気密部材７の代替、Ｏリング２８２が研磨用チャンバ側気密部材８の代替となっている。あるいは、昇降用チャンバ側気密部材７および研磨用チャンバ側気密部材８のいずれか一方のみにＯリングを適用してもよいことはもちろんである。図１０に示すように、凹状の形態を有するフレーム４の内側において、保持具３はＯリング２８１と摺動可能に保持されている。同様に、フレーム４の外周面において、リテナーリング９はＯリング２８２と摺動可能に保持されている。リテナーリング９には、落下防止ピン２７が取り付けられているが、フレーム４に対する該リテナーリング９の上下方向の相対移動は適度に許容されるように調整されている。
【００４２】
図１の好適な実施形態に戻り説明する。可撓膜２とリテナーリング９との連結方法としては、次のようにすることができる。すなわち、ウェーハ研磨ヘッド１においては、リテナーリング９と可撓膜２とを周方向全域にわたってまたがるテーンプレート１０が、そのリテナーリング９の下端面９ｒおよび可撓膜２の吸着面側に設けられている。そして、そのテーンプレート１０と可撓膜２とによって形成される浅い凹所にウェーハＷが配置されて研磨が行われる。このように、リテナーリング９に直接可撓膜２を接続せず、テーンプレート１０を介在させることにより、ウェーハＷは可撓膜２の周縁部を除いた部分、すなわち円板状の可撓膜２のなるべく中央付近から圧力を付与されるようになる。すなわち、
研磨時においてウェーハＷは可撓膜２からより均一に圧力を受けることになり、圧力の不均一に基づいて研磨量がばらつくといった不具合が効果的に抑制される。
【００４３】
図７に示すように、テーンプレート１０の厚さは、たとえば研磨が終了したウェーハＷとほぼ同等の厚さとするのがよい。すなわち、研磨前のウェーハＷとテーンプレート１０との厚さの差ｄが、目標とする研磨量になる。本図においては、理解のために厚さの差は誇張されている。すなわち、ウェーハＷの研磨量ｄが１００ｎｍ程度、あるいはそれ以下の場合もある。それに比べ、ウェーハＷの厚さは、一般には７００〜８００μｍ程度であるから、テーンプレート１０と研磨前のウェーハＷとは、見た目にはほとんど同じ厚さを有する。なお、テーンプレート１０には、たとえばフェノール樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、メラミン樹脂およびシリコン系樹脂等の中から選ばれる１または複数の樹脂と、ガラス布とからなる樹脂板を積層させた積層板を好適に使用できる。そして、リング状に調整されたそれらの樹脂板を、接着剤等を用いて可撓膜２に貼着するとよい。
【００４４】
また、図１および図８に示すように、可撓膜２の周縁部と保持具３の周縁部とが、該保持具３の上下動方向で重なるように調整されている。従って、吸引用凹部３ｓおよび昇降用チャンバ５を満たす空気の圧および／または量を調整することに基づいて、テーンプレート１０に支持される形にて保持具３の周縁部が可撓膜２と密着可能とされている。保持具３と可撓膜２とが密着できれば、ウェーハＷが可撓膜２に吸着するきっかけを作り易くなる。結果として、ウェーハＷが可撓膜２にスムーズに吸着されるようになる。
【００４５】
さて、以上に説明した本発明のウェーハ研磨ヘッド１を用い、ウェーハＷを研磨する動作を説明する。図１２，１３に示すＳｔｅｐ１〜１４は、ウェーハ研磨ヘッド１の一連の動作を示している。
【００４６】
（ウェーハＷがウェーハ待機位置３５から研磨クロス３４上に搬送される動作）
待機状態：研磨用チャンバ６、吸引用凹部３ｓおよび昇降用チャンバ５は大気開放されている。なお、図１２，１３中に示す下方向の矢印は、圧縮空気を送って、大気圧よりも加圧することを意味する。上方向の矢印は吸引して、大気圧よりも減圧することを意味する。破線＋白抜き矢印は大気開放を意味する。
Ｓｔｅｐ１：吸引用凹部３ｓの圧力が大気圧に維持されつつ、昇降用チャンバ５内が減圧されて該昇降用チャンバ５の容積が減少する。それとともに、フレーム４に対して保持具３が上方向に相対移動する。
Ｓｔｅｐ２：Ｓｔｅｐ１の状態が維持されつつ、ウェーハ待機位置３５に準備されたウェーハＷに対して、ヘッド駆動機構３９によりウェーハ研磨ヘッド１の位置合わせが行なわれる。なお、Ｓｔｅｐ１の前にヘッド駆動機構３９によってウェーハ研磨ヘッド１の位置合わせが行なわれるようにしてもよい。このとき、保持具３が可撓膜２に、可撓膜２がウェーハＷに密着するよう、吸引用凹部３ｓ内の圧力を調節してもよい。
Ｓｔｅｐ３：昇降用チャンバ５内が加圧される。その次に、吸引用凹部３ｓおよび研磨用チャンバ６が減圧され、可撓膜２が吸引用凹部３ｓ内に引き込まれてウェーハＷがチャックされる。このとき、ウェーハＷは依然ウェーハ待機位置３５に接触したままである。
Ｓｔｅｐ４：ウェーハＷがチャックされたＳｔｅｐ３の状態が維持されつつ、昇降用チャンバ５内が減圧される。すると、ウェーハＷと、ウェーハＷをチャックした可撓膜２および保持具３が一体的に上昇して、ウェーハＷがウェーハ待機位置３５から離間する。
Ｓｔｅｐ５：ヘッド駆動機構３９により、ウェーハＷがウェーハ待機位置３５から研磨クロス３４上まで搬送される。
【００４７】
（ウェーハＷが研磨される動作）
Ｓｔｅｐ６：ヘッド駆動機構３９の働きによって、ウェーハ研磨ヘッド１が研磨クロス３４に接近する。
Ｓｔｅｐ７：昇降用チャンバ５内が加圧されて、該昇降用チャンバ５の容積が増加し、
ウェーハＷ、可撓膜２および保持具３が一体的に下降する。このとき、吸引用凹部３ｓは減圧状態に維持される。
Ｓｔｅｐ８：吸引用凹部３ｓ内が加圧される。
Ｓｔｅｐ９：昇降用チャンバ５内が減圧される。すると、保持具３は上昇する。この状態が保たれてウェーハＷが研磨される。なお、吸引用凹部３ｓおよび研磨用チャンバ６内の圧力は所定の研磨圧力に調整される。
【００４８】
（研磨済みウェーハＷがウェーハ待機位置３５へ戻される動作）
Ｓｔｅｐ１０：昇降用チャンバ５内が加圧されるとともに、保持具３が可撓膜２に、可撓膜２がウェーハＷに密着するよう、吸引用凹部３ｓ内の圧力が調節される。
Ｓｔｅｐ１１：吸引用凹部３ｓおよび研磨用チャンバ６が減圧されウェーハＷがチャックされる。このとき、ウェーハＷは依然研磨クロス３４に接触したままである。
Ｓｔｅｐ１２：ウェーハＷがチャックされたＳｔｅｐ１１の状態が維持されつつ、昇降用チャンバ５内が減圧される。すると、ウェーハＷと、ウェーハＷをチャックした可撓膜２および保持具３が一体的に上昇して、ウェーハＷが研磨クロス３４から離間する。
Ｓｔｅｐ１３：ヘッド駆動機構３９により、ウェーハ研磨ヘッド１自体が研磨クロス３４から遠ざかる。
Ｓｔｅｐ１４：ヘッド駆動機構３９により、ウェーハ研磨ヘッドにチャックされたウェーハＷがウェーハ待機位置３５まで搬送される。そののち、吸引用凹部３ｓ内が大気開放されてウェーハＷがデチャックされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のウェーハ研磨ヘッドの縦断面図。
【図２】図１のウェーハ研磨ヘッドが装着されるＣＭＰ装置の一例を示す概略図。
【図３】図２に続くＣＭＰ装置の上面図。
【図４】保持具の下面図および断面図。
【図５】可撓膜が吸引されてウェーハがチャックされる様子を示す模式図。
【図６】気密部材とリテナーリングとの接続方法を示す分解図。
【図７】テーンプレートの厚さ調整の例を示す模式図。
【図８】可撓膜と保持具との位置関係を説明する模式図。
【図９】ウェーハの裏面側と吸引用凹部とに開口する通口が形成された可撓膜の断面模式図。
【図１０】フレーム、保持具およびリテナーリングの接続形態の別例を示す縦断面図。
【図１１】研磨用チャンバ側気密部材と、フレームおよびリテナーリングとの接続位置関係を説明する模式図。
【図１２】ウェーハをウェーハ待機位置から研磨クロス上まで移載して研磨する動作を説明する工程説明図。
【図１３】図１２に続き、ウェーハを研磨クロスから離間させてウェーハ待機位置に移載する動作を説明する工程説明図。
【図１４】ワックスレスマウント方式を採用した従来のウェーハ研磨ヘッド。
【符号の説明】
１ウェーハ研磨ヘッド
２可撓膜
２ｓ通口
３保持具
３ｓ吸引用凹部
３ｔ溝
４フレーム
５昇降用チャンバ
６研磨用チャンバ
７昇降用チャンバ側気密部材
８研磨用チャンバ側気密部材
９リテナーリング
９ｒリテナーリングの下端面
１０テーンプレート
２０，２１凹部（段付き凹部）
２００ＣＭＰ装置（研磨装置）
Ｗウェーハ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a wafer polishing head for a polishing apparatus that polishes a wafer on one side, and more particularly to a wafer polishing head that employs a waxless mount system.
[0002]
[Prior art]
  In recent years, with the high integration of semiconductor devices, flatness required for semiconductor wafers has become increasingly severe. On the other hand, since the wafer used for the device has a large diameter, it is difficult to improve the flatness of the wafer, which is an important issue.
[0003]
  One of the techniques for improving the microroughness of a wafer, that is, achieving flatness at the atomic level is a chemical-mechanical polishing method (CMP method). The polishing of the wafer by the CMP method is performed by supplying a constant load and a relative speed between the wafer and the polishing cloth while supplying an abrasive (slurry). In the case of single-side polishing, the wafer is attached to an attachment block, and a load or rotational force during polishing is applied through the attachment block by a pressure mechanism (polishing head) provided in the polishing apparatus.
[0004]
  As a method for mounting the wafer on the attachment block, a method in which liquid wax is applied to the wafer in advance by a method such as spin coating and then mounted on the attachment block is generally used. After the polishing process is completed, the wafer is demounted (peeled) from the attachment block.
[0005]
  However, in recent years, the wafer polishing system announced by Applied Materials, Inc., located in California, USA, surprisingly has a wafer polishing head that employs a waxless mounting method that has long been called a dream mounting method. It was. This great work completely abolished the process of mounting / demounting the wafer to the attachment block. The wafer polishing head 100 developed by Applied Materials is as follows.
[0006]
  As shown in FIG. 14, a wafer polishing head 100 manufactured by Applied Materials includes a housing 50 and a frame 52 connected to the housing 50 via a diaphragm 51. A retainer ring 53 having the same diameter as that of the frame 52 is attached to the lower surface side of the frame 52, and an inner tube 54 is disposed in a space extending inside the retainer ring 53. A holder (also referred to as a membrane support) 56 having a large number of through holes Q penetrating in the thickness direction is disposed below the inner tube 54 via a rubber flexor 55. A flexible membrane (also referred to as a membrane) 57 is attached to the membrane support 56, and the side opposite to the side in contact with the membrane support 56 is a wafer suction surface.
[0007]
  The pressure adjustment line is divided into the following three independent systems. a) A line L1 for pressurizing / depressurizing the space S1 formed by the housing 50, the diaphragm 51, and the frame 52. b) A line L2 that pressurizes / depressurizes the space S2 formed by the frame 52, the inner tube 54, and the membrane support 56. c) Line L3 for pressurizing the inside of the inner tube 54. In order to adsorb the wafer W, first, the inner tube 54 is pressurized and expanded toward the membrane support 56, and the inner tube 54 is brought into close contact with the flexor 55. Then, the membrane support 56 is pressed and comes into close contact with the membrane 57.
[0008]
  Next, the space S2 is decompressed. Then, a part of the membrane 57 is bent into the through hole Q of the membrane support 56, and as a result, an airtight pocket is formed between the wafer W and the membrane 57, and the wafer W is adsorbed to the membrane 57. It feels like the wafer W is attracted to the suction cup. Further, when the space S1 is pressurized or depressurized, the entire lower portion moves up and down from the frame 52 including the retainer ring 53. In this manner, a mechanism for vacuum chucking the wafer W, which has been said to be difficult to apply to a wafer polishing head, is realized.
[0009]
  The wafer W transferred to the transfer station of the system is chucked by the wafer polishing head 100 and transferred onto the platen. During polishing, the pressures in the spaces S1 and S2 and the inner tube 54 are adjusted, and a load is applied to the wafer W and the retainer ring 53. After the polishing is completed, the wafer W is again chucked and returned to the transfer station.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
  However, there are still some problems to be solved in the dream mount system. One of the problems is that the force for attracting and holding the wafer W is still weak. In the case of the wafer polishing head 100 having the above-described structure, when the wafer W is sucked for vacuum chucking, the wafer W is attracted and at the same time, the inner tube 54 is deformed and the membrane support 56 is also lifted together. That is, the suction force for attracting the wafer W not only purely chucks the wafer W but also carries out the work of lifting the membrane support 56 upward, and the force that the membrane 57 attracts the wafer W is weakened. End up. The suction pressure of the wafer varies even during the chucking operation, and it is difficult to stably hold the wafer W.
[0011]
  In order to eliminate transfer mistakes due to weak adsorption force, when the wafer W is chucked and separated from the polishing cloth covering the platen after the polishing, the wafer W is temporarily moved to a position protruding from the periphery of the polishing cloth. Then, the chucking operation described above is performed. As a result, the area in contact with the polishing cloth is reduced, so that the wafer W is easily separated from the polishing cloth. This is because the following action works on the wafer W on the polishing cloth. a) The fine pores of the porous polishing cloth act as a suction cup to adsorb the wafer W. b) The action of the surface tension of the slurry acting between the wafer W and adsorbing the wafer W.
[0012]
  The problem is here. That is, even when the wafer W protrudes from the platen, the wafer W and the platen continue planetary motion, so that a portion not in contact with the polishing cloth and a portion in contact with each other are generated, and the amount of polishing varies. End up.
[0013]
  Some people may say that the wafer W should be lifted after stopping the rotation of the platen. So, as a supplement, the rotation of the platen (and hence the rotation of the polishing cloth) with the slurry on it. It is not usually possible to stop. When the rotation is stopped, the surface condition of the wafer deteriorates due to the chemical action of the slurry contained in the delicate porous polishing cloth. Therefore, the operation of floating the wafer W from the polishing cloth needs to be performed in parallel with the operation of washing the slurry with the cleaning water, and the platen cannot be stopped.
[0014]
  In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a wafer polishing head having a high ability to chuck a wafer while adopting a waxless mount system.
[0015]
[Means for solving the problems and actions / effects]
  In order to solve the above problems, the wafer polishing head of the present invention is a wafer polishing head for a polishing apparatus for polishing a wafer on one side,
  A flexible film in which one main surface forms the suction surface of the wafer, and a disk-shaped holder that is disposed on the opposite side of the suction surface of the flexible film and has a suction recess on the contact surface side with the flexible film; A frame that forms a variable volume lifting chamber isolated from the suction recess, directly above the holder,
  The fluid that fills the recess for suction and the fluid that fills the lifting chamber can be sucked and compressed independently,
  The structure is such that the fluid filling the suction recess is sucked to adsorb the wafer to the flexible membrane, and the volume of the lifting chamber is reduced from that state, and the wafer is floated together with the holder. .
[0016]
  The present invention described above relates to a wafer polishing head that employs a so-called waxless mount system that does not require preparation for applying wax to a wafer and affixing it to a fixture made of ceramic or the like. The gist of the polishing head is, as described above, sucking a fluid that fills the suction recess formed in the holder to adsorb the wafer to the flexible film.
[0017]
  As described above, the polishing head developed by Applied Materials has a structure that allows the wafer support (holder) to be sucked together to the frame side when the wafer is attracted to the membrane (flexible film). It has become. Therefore, the power to attract the wafer is insufficient. Instead, the product of the present invention is characterized in that the suction path for sucking the wafer and the suction path for pulling the wafer together with the flexible film and the holder are completely separated.
[0018]
  As a result, the force with which the wafer is attracted to the flexible film can be remarkably increased. Then, the wafer can be separated from the polishing cloth while maintaining the state in which the wafer is securely sucked and held. In addition, since the adsorption pressure of the wafer can always be kept constant, the wafer can be stably held. Therefore, even when the polishing surface of the wafer is in contact with the polishing cloth evenly, the wafer can be separated from the polishing cloth at once, and there is no variation in the polishing amount. Therefore, a polished wafer with very high flatness can be provided.
[0019]
  In order to adsorb the wafer to the flexible film, the following configuration can be specifically shown. That is, in the above-described wafer polishing head, when the fluid that fills the suction recess is sucked while maintaining the state where the flexible film and the wafer are in close contact, the flexible film is drawn into the suction recess, thereby It can be configured such that the wafer is attracted to the flexible membrane. As a result, the flexible film and the portion other than the suction recess of the holder are in close contact with each other, and an airtight pocket is formed between the flexible film bent into the suction recess and the wafer. Adsorb to the flexible membrane. A holder having a suction recess keeps the wafer adsorbed on the flexible film.
[0020]
  Moreover, the structure by which the through-hole penetrated in the thickness direction was formed in the flexible film with which the wafer polishing head mentioned above is provided is also employable. In this way, by sucking the fluid filling the suction recess, the pressure on the side opposite to the polishing side is reduced, and the wafer is adsorbed to the flexible film.
[0021]
  Further, the present invention is particularly suitable for a single wafer type wafer polishing apparatus corresponding to a 300 mm wafer. A 300 mm wafer is not suitable for batch processing because of its difficulty in handling, and when viewed from the viewpoint of automation of the manufacturing process, the single wafer type is the mainstream in the field of polishing. If so, the present invention is effective because a waxless mount type wafer polishing head capable of transporting the wafer more reliably is desired.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
  FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a wafer polishing head 1 of the present invention. A cross section parallel to the thickness direction of the wafer W to be sucked is shown. FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a CMP apparatus 200 to which the wafer polishing head 1 is mounted. FIG. 3 is a top view of the polishing station 201 in the CMP apparatus 200 of FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the CMP apparatus 200 is configured as a single wafer polishing apparatus that processes the wafers W one by one. In the polishing station 201, a plurality of platens 33 each having a polishing cloth 34 attached to the upper surface are disposed. Each of the platens 33 and 33 is independently rotated by a servo motor (not shown). As shown in FIG. 3, the polishing slurry sent from the slurry blending unit 30 is supplied onto the polishing cloth 34 from a supply arm 36 provided in a form corresponding to each polishing cloth 34. The supply arm 36 is also used as a supply source for various chemical solutions and rinses. The polishing cloth adjusting device 37 keeps the surface state of the polishing cloth 34 good. The wafer W prepared in the transfer station 202 is transferred to the wafer standby position 35 by a transfer robot (not shown). Thereafter, the wafer is chucked by the wafer polishing head 1 and carried to the polishing position. When the polishing is completed and recovered, the wafer is also carried out of the polishing station 201 from the wafer standby position 35.
[0023]
  The wafer polishing head 1 for the CMP apparatus 200 that polishes the wafer W on one side is configured as a polishing head that employs a waxless mount method in which the wafer W is directly chucked and conveyed / polished. The wafer polishing head 1 is mounted on a vertical drive unit 31 connected to a head drive mechanism 39 so that the platen 33 or the wafer standby position 35 is approached / separated in the vertical direction. The vertical drive unit 31 includes a shaft for rotating the wafer polishing head 1 and fluid flow paths 11 and 12 that fill a room formed in the wafer polishing head 1. The fluid that fills the inside of the wafer polishing head 1 is usually air, but liquids such as water and alcohol are not impossible. The flow paths 11 and 12 extending from the inside of the wafer polishing head 1 are connected to a pressure adjusting device 400 including a vacuum pump 40, a compressor 41, an electromagnetic valve 25, and the like (see FIG. 1). Four vertical drive units 31 are connected to the head drive mechanism 39. The head drive mechanism 39 drives the vertical drive unit 31 on which the wafer polishing head 1 is mounted in the horizontal direction to move it directly above the platens 33, 33, 33 and the wafer standby position 35. Thereby, the wafer W is transferred from the wafer standby position 35 to the polishing position. That is, the wafer polishing head 1 has a function as a carrier for the wafer W.
[0024]
  Next, a specific configuration of the wafer polishing head 1 will be described. As shown in FIG. 1, a wafer polishing head 1 is arranged with a flexible film 2 having one main surface forming a suction surface of a wafer W and a side opposite to the suction surface of the flexible film 2. A disk-shaped holder 3 having a suction recess 3s on the contact surface side thereof, and a frame 4 that forms a variable volume raising / lowering chamber 5 isolated from the suction recess 3s immediately above the holder 3. ing. The flexible film 2 is made of a soft rubber material. The holder 3 is made of a harder plastic material such as polypropylene resin or ABS resin,
Or a metal member etc. can be illustrated. The frame 4 is a highly rigid metal member attached to the vertical drive unit 31 of the CMP apparatus 200.
[0025]
  As described above, the fluid that fills the suction recess 3 s and the fluid that fills the lifting chamber 5 are sucked independently by the action of the pressure adjusting device 400 connected to the flow paths 11 and 12 of the wafer polishing head 1. And is compressible. In the best mode, the fluid is air. For example, based on the computer device and the sequence program stored in it,
The electromagnetic valve 25, the vacuum pump 40, and the compressor 41 are controlled, and the inside of the suction recess 3s and the ascending / descending chamber 5 is adjusted to one of pressurization, decompression, and release to the atmosphere.
[0026]
  When holding the wafer W by suction, the air filling the suction recess 3 s of the holder 3 is sucked to depressurize the suction recess 3 s, and the wafer W is sucked by the flexible film 2. In this state, the inside of the lift chamber 5 is depressurized to reduce the volume of the lift chamber 5, and the wafer is floated together with the holder 3. That is, the wafer polishing head 1 integrally [1] suction path for sucking the wafer W, [2] the wafer W, the flexible film 2 sucking the wafer W, and the holder 3 in the vertical direction. There are two suction paths (distribution paths 11, 12) of completely different systems of the suction path for lifting. With this configuration, the suction force of the wafer W is increased and the suction force is always kept constant. Accordingly, it is very difficult to cause a transport error when moving the wafer W between the platens 33, 33, 33 or between the platen 33 and the wafer standby position 35. In addition, by using two suction paths, the head structure itself is simple, which contributes to a reduction in the number of parts.
[0027]
  In the preferred embodiment shown in FIG. 1, when the inside of the suction recess 3s is depressurized while maintaining the state in which the flexible film 2 and the wafer W are in close contact with each other, the flexible film 2 is placed in the suction recess 3s. The wafer W is configured to be attracted to the flexible film 2 by being pulled. This can be explained with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram showing how the flexible film 2 is sucked and the wafer W is chucked. The wafer polishing head 1 itself is brought close to the wafer W so that excessive pressure is not applied to the wafer W, and the pressure in the elevating chamber 5 is adjusted so that the bank 3k of the holder 3 and the flexible film 2 are as close as possible. To do. Then, it is easy to adsorb the wafer W to the flexible film 2. When the vacuum pump 40 is operated to discharge the air in the suction recess 3s, the portion of the flexible film 2 that does not contact the bank 3k is bent and drawn into the suction recess 3s. As a result, an airtight pocket 26 is generated between the wafer W and the flexible film 2, and the wafer W is attracted to the flexible film 2.
[0028]
  Moreover, as shown in FIG. 9, the flexible film 2 can also adopt a form in which a through hole 2s penetrating in the thickness direction is formed. The through hole 2 opens to the back surface of the wafer W and the suction recess 3s.
The through hole 2s is provided in a shape corresponding to each of the suction recesses 3s formed in the holder 3.
Thus, even if a hole (passage 2s) is formed in the flexible film 2, the wafer W can be maintained if the flexible film 2 and the wafer W are in close contact with each other and the suction recess 3s is kept airtight. Can be chucked away from the polishing cloth 34. If the airtightness between the flexible film 2 and the peripheral edge Wk of the wafer W can be maintained, the pressure in the suction recess 3s can be maintained at a pressure required for polishing even during polishing.
[0029]
  Now, the detailed structure of the wafer polishing apparatus 1 will be described. First, each member can be arranged between the holder 3 and the flexible membrane 2 so that the polishing chamber 6 with the suction recess 3s opened is formed. If the polishing chamber 6 connected to the suction recess 3 s is formed between the flexible film 2 and the holder 3, the holder 3 and the flexible film 2 can be prevented from contacting each other. That means
Since the weight of the holder 3 does not reach the flexible film 2, it is possible to suppress variation in the pressure when the wafer W is urged and to make the polishing amount uniform. Such an operation is based on the pressure adjustment of the suction recess 3 s and the lifting chamber 5. In addition, although mentioned later for details, in this embodiment shown in FIG. 1, the structure in which the flexible film 2 and the holder 3 are not connected directly is devised.
[0030]
  Here, FIG. 4A shows a bottom view of the holder 3, and FIG. As shown in (a), a plurality of suction recesses 3s are formed in a dispersed form on the side of the holder 3 facing the flexible film 2. And the groove | channel 3t which connects these some recessed part 3s for suction | inhalation is provided. In order to continue sucking the flexible film 2 even after the flexible film 2 covers the suction recess 3s, it is necessary to apply a suction force to each suction recess 3s. Therefore, as described above, the groove 3t is provided so that air can enter and exit the mutual suction recesses 3s, 3s. Then, since all the suction recesses 3s are spatially connected, the pressurization / suction path can be combined into one, the structure of the wafer polishing head 1 can be simplified, and the pressure can be easily adjusted.
[0031]
  As shown in FIG. 1, the pressure in the elevating chamber 5 is adjusted through the flow path 11. The pressure in the suction recess 3s is adjusted through the flow path 12. In the present embodiment, a through hole 22 penetrating the holder 3 toward the lifting chamber 5 side is formed in any one of the suction recesses 3s, and the through hole 22 is sealed. One end of the flow pipe 27 is connected via the member 28. The other end of the distribution pipe 27 is connected to the distribution path 12. A member that can be expanded and contracted as the holder 3 is raised and lowered is used for the flow pipe 27.
[0032]
  As shown in FIG. 4A, the grooves 3t formed in the holder 3 have a mesh structure that connects the suction recesses 3s provided in a dispersed form. Further, as shown in (b), the depth of the groove 3t is preferably substantially equal to the depth of the suction recess 3s. If it does so, when the flexible film 2 adsorb | sucks, the groove | channel 3t will be plugged and the malfunction that sufficient adsorption | suction power will not be acquired is also prevented.
[0033]
  Now, returning to FIG. The holder 3 allows a volume change of the lifting chamber 5.Elevating chamber side airtight member7 is connected to the frame 4 via the frame 7, and is configured to be movable up and down with the frame 4 as a fulcrum. That is, by fixing the distance between the frame 4 and the polishing cloth 34 and changing the volume of the lifting / lowering chamber 5, the distance between the holder 3 and the polishing cloth 34 and consequently the distance between the wafer W and the polishing cloth 34 is adjusted. Can be performed. Even when the chucked wafer W is separated from the polishing cloth 34, it is not necessary to change the position of the frame 4.
[0034]
  More specifically, the frame 4 has recesses 20 and 21 that form a lifting / lowering chamber 5 between the frame 4 and the inner portion of the recesses 20 and 21 and the outer peripheral portion 14 of the holder 3. GapElevating chamber side airtight member7 closes and the sealing chamber of the raising / lowering chamber 5 is produced. With that,Elevating chamber side airtight memberBy the action of 7, the holder 3 is moved up and down inside the frame 4 to cause a volume change of the lift chamber 5. in this way,Elevating chamber side airtight member7 is used not only to keep the airtight state of the lifting / lowering chamber 5, but also serves as a lifting / lowering mechanism for the holder 3, and contributes to a reduction in the number of parts. In addition, the up-down direction in this specification represents a direction parallel to the rotation axis O of the wafer polishing head 1, and the side holding the wafer W is the downward direction, and the opposite side is the upward direction.
[0035]
  the aboveElevating chamber side airtight member7, a resin sealing material having flexibility can be suitably employed. Furthermore, a rubber material excellent in adhesion with other members is preferable. that way,Elevating chamber side airtight member7 functions as a diaphragm, and the above-described lifting mechanism can be easily embodied. The resin sealing material is also excellent in that it is easy to keep airtight. In addition,Elevating chamber side airtight memberThe outer peripheral portion 14 of the holding tool 3 to which 7 is connected is a ring-shaped portion that is integrally formed with the holding tool 3 in the entire circumferential direction, and extends upward. That is, it is attached to the ring-shaped portion (the outer peripheral portion 14 of the holder 3).Elevating chamber side airtight member7 itself is also a ring-shaped member. Also,Elevating chamber side airtight memberIn the case where the rigidity is insufficient, a rubber material reinforced with glass fiber can be used.
[0036]
  On the other hand, regarding the fixing method of the flexible membrane 2, in this embodiment, it is as follows. That is, the retainer ring 9 that surrounds the flexible membrane 2 in the circumferential direction and is connected to the flexible membrane 2 directly or via another member allows the volume of the polishing chamber 6 to change.Polishing chamber side airtight memberIt is attached to the frame 4 via 8. The flexible film 2 connected to the retainer ring 9 is configured to urge the wafer W by adjusting the air pressure in the suction recess 3s. That is, the polishing chamber 6 is hermetically sealed by at least the flexible film 2, the holder 3, the retainer ring 9, and the frame 4, and based on the volume change of the polishing chamber 6, the flexible film 2 and the holder 3 can be controlled.
[0037]
  In addition,Polishing chamber side airtight memberWhen polishing the wafer W, the dimensions, the attachment position to the retainer ring 9 and the frame 4, the flexibility, etc. are adjusted so that the wafer W is inclined downward as it approaches the rotation axis O of the wafer polishing head 1. The Specifically, as shown in the schematic diagram of FIG. 11, the inclined extension line in the cross section parallel to the axis O overlaps the center A of the polishing surface of the wafer W. In this way, it is possible to prevent the rotational moment from acting on the retainer ring 9 and thus the flexible film 2. Therefore, a uniform polishing pressure can be applied to the entire wafer W. A more complete description is disclosed in Japanese Patent No. 2770730 by K. Tanaka et al. (Invention name “Wafer Polishing Device”, assigned to the assignee of the present invention), the entire contents of which can be incorporated into the present invention.
[0038]
  When the wafer W is attracted to the flexible film 2, the flexible film 2 and the holder 3 are brought into close contact (see FIG. 5). On the contrary, when polishing the wafer W, it is preferable that the flexible film 2 is not in contact with the holder 3. According to the present invention, it is possible to easily create a contact / non-contact state between the flexible film 2 and the holder 3 based on the pressure adjustment of the ascending / descending chamber 5 and the suction recess 3s (and hence the polishing chamber 6). it can. In addition,Polishing chamber side airtight memberAs for 8,Elevating chamber side airtight member7 can be made of a resin sealing material having flexibility. Then, the connection between the holder 3 and the frame 4Elevating chamber side airtight memberThe same effect as the case using 7 can be obtained.
[0039]
  Elevating chamber side airtight member7 andPolishing chamber side airtight memberWhen a resin sealing material is used for 8, the airtight members 7 and 8 and other members (the holder 3, the frame 4 and the retainer ring 9) can be connected by bolt fastening as shown in FIG. FIG.Polishing chamber side airtight member8 is an exploded view showing a connection method between 8 and the retainer ring 9. FIG. A ring-shaped flat rubber memberPolishing chamber side airtight member8, through-holes 8a penetrating in the thickness direction (corresponding to the vertical direction of the wafer polishing head 1) are provided at a plurality of circumferential positions at substantially equal angular intervals. Similarly, a through hole 8b is formed on the outer side. Similarly, a through hole 15 a is formed in the clamp 15. A female screw 9 a is formed on the upper end surface 9 p of the retainer ring 9. When fastening each member, the bolt VO is inserted through the hole 15a and the hole 8a in this order and screwed into the female screw 9a.Polishing chamber side airtight member8 through-hole 8bPolishing chamber side airtight member8 is for locking the outer periphery of the frame 8 to the frame 4 (see FIG. 1). As can be seen from FIG. 1, the above-described fastening method, that is, using the clamps 13, 15, 16, and 17 and the bolt VO, each of the airtight members 7 and 8 and other members (the holder 3, the frame 4, and the retainer ring 9) Are connected and airtightness is maintained.
[0040]
  Moreover, the recessed part of the flame | frame 4 is made into the stepped recessed parts 20 and 21 with the wide opening in the downward side. Using the stepped shape,Elevating chamber side airtight member7 and theElevating chamber side airtight memberLarger than 7Polishing chamber side airtight member8 are attached to the frame 4 respectively. In this way, the holder 3 and the retainer ring 9 come into contact with each other in the vertical direction, and there is no possibility that the smooth operation of the wafer polishing head 1, that is, the raising / lowering operation of the holder 3 is hindered. As a result, there is little possibility that the adsorption power of the wafer W is reduced. Specifically, as shown in FIG. 1, the positional relationship spans the lower end surface 4 r adjacent to the widest recess 21 in the frame 4 and the upper end surface 9 q of the retainer ring 9.Polishing chamber side airtight memberIs placed. Similarly, in a positional relationship across the stepped surface 4q formed on the frame 4 by the stepped recesses 20 and 21 and the outer peripheral upper end surface 14r of the holder 3.Elevating chamber side airtight memberIs placed.
In this way, the holder 3 moves up and down inside the retainer ring 9.
[0041]
  FIG. 10 shows another embodiment in which a sliding member such as an O-ring capable of sealing a gap between the members is employed instead of employing a flexible sealing material as each of the airtight members 7 and 8. In the wafer polishing head 1a shown in FIG.Elevating chamber side airtight member7 alternative, O-ring 282Polishing chamber side airtight member8 is an alternative. OrElevating chamber side airtight member7 andPolishing chamber side airtight memberOf course, the O-ring may be applied to only one of the eight. As shown in FIG. 10, the holder 3 is slidably held with the O-ring 281 inside the frame 4 having a concave shape. Similarly, the retainer ring 9 is slidably held with the O-ring 282 on the outer peripheral surface of the frame 4. A drop prevention pin 27 is attached to the retainer ring 9, but the relative movement in the vertical direction of the retainer ring 9 with respect to the frame 4 is adjusted to be appropriately allowed.
[0042]
  Returning to the preferred embodiment of FIG. As a method of connecting the flexible film 2 and the retainer ring 9, the following method can be used. That is, in the wafer polishing head 1, a tenn plate 10 that extends across the entire circumferential direction of the retainer ring 9 and the flexible film 2 is provided on the lower end surface 9 r of the retainer ring 9 and the suction surface side of the flexible film 2. Yes. Then, the wafer W is disposed in a shallow recess formed by the tene plate 10 and the flexible film 2 and polishing is performed. As described above, the flexible film 2 is not directly connected to the retainer ring 9 and the tene plate 10 is interposed, so that the wafer W is a portion excluding the peripheral edge of the flexible film 2, that is, a disk-shaped flexible film. The pressure is applied from as close to the center as possible. That is,
At the time of polishing, the wafer W receives pressure more uniformly from the flexible film 2, and the problem that the polishing amount varies due to non-uniform pressure is effectively suppressed.
[0043]
  As shown in FIG. 7, the thickness of the tene plate 10 is preferably substantially the same as that of the wafer W that has been polished. That is, the thickness difference d between the wafer W before polishing and the tene plate 10 becomes the target polishing amount. In the figure, the difference in thickness is exaggerated for the sake of understanding. That is, the polishing amount d of the wafer W may be about 100 nm or less. In comparison, since the thickness of the wafer W is generally about 700 to 800 μm, the tene plate 10 and the wafer W before polishing have almost the same thickness in appearance. The tene plate 10 is a laminated plate obtained by laminating a resin plate made of glass cloth and one or more resins selected from, for example, phenol resin, polyester, epoxy resin, melamine resin, and silicon resin. It can be used suitably. And it is good to stick those resin plates adjusted to ring shape on the flexible film 2 using an adhesive agent etc.
[0044]
  As shown in FIGS. 1 and 8, the peripheral edge of the flexible membrane 2 and the peripheral edge of the holder 3 are adjusted so as to overlap in the vertical movement direction of the holder 3. Therefore, based on adjusting the pressure and / or amount of air filling the suction recess 3 s and the lifting chamber 5, the peripheral portion of the holder 3 is supported by the tene plate 10 and the flexible membrane 2. It is possible to adhere. If the holder 3 and the flexible film 2 can be in close contact with each other, it becomes easy to create a trigger for the wafer W to be attracted to the flexible film 2. As a result, the wafer W is attracted smoothly to the flexible film 2.
[0045]
  Now, the operation of polishing the wafer W using the wafer polishing head 1 of the present invention described above will be described. Steps 1 to 14 shown in FIGS. 12 and 13 show a series of operations of the wafer polishing head 1.
[0046]
  (Operation in which the wafer W is transferred from the wafer standby position 35 onto the polishing cloth 34)
  Standby state: The polishing chamber 6, the suction recess 3s, and the lifting chamber 5 are open to the atmosphere. In addition, the downward arrow shown in FIG. 12, 13 means sending compressed air and pressurizing rather than atmospheric pressure. An upward arrow means suction and depressurization from atmospheric pressure. Dashed line + white arrow means open to the atmosphere.
  Step 1: While the pressure in the suction recess 3s is maintained at atmospheric pressure, the inside of the lifting chamber 5 is depressurized and the volume of the lifting chamber 5 is reduced. At the same time, the holder 3 moves relative to the frame 4 in the upward direction.
  Step 2: The wafer polishing head 1 is aligned by the head drive mechanism 39 with respect to the wafer W prepared at the wafer standby position 35 while maintaining the state of Step 1. The wafer polishing head 1 may be aligned by the head driving mechanism 39 before Step 1. At this time, the pressure in the suction recess 3 s may be adjusted so that the holder 3 is in close contact with the flexible film 2 and the flexible film 2 is in close contact with the wafer W.
  Step 3: The inside of the raising / lowering chamber 5 is pressurized. Next, the suction recess 3s and the polishing chamber 6 are depressurized, the flexible film 2 is drawn into the suction recess 3s, and the wafer W is chucked. At this time, the wafer W remains in contact with the wafer standby position 35.
  Step 4: The inside of the elevating chamber 5 is depressurized while maintaining the state of Step 3 where the wafer W is chucked. Then, the wafer W, the flexible film 2 that chucked the wafer W, and the holder 3 are integrally raised, and the wafer W is separated from the wafer standby position 35.
  Step 5: The wafer W is transported from the wafer standby position 35 to the polishing cloth 34 by the head driving mechanism 39.
[0047]
  (Operation for polishing wafer W)
  Step 6: The wafer polishing head 1 approaches the polishing cloth 34 by the action of the head driving mechanism 39.
  Step 7: The inside of the raising / lowering chamber 5 is pressurized, and the volume of the raising / lowering chamber 5 increases,
The wafer W, the flexible film 2 and the holder 3 are integrally lowered. At this time, the suction recess 3s is maintained in a reduced pressure state.
  Step 8: The inside of the suction recess 3s is pressurized.
  Step 9: The inside of the raising / lowering chamber 5 is depressurized. Then, the holder 3 rises. This state is maintained and the wafer W is polished. The pressure in the suction recess 3s and the polishing chamber 6 is adjusted to a predetermined polishing pressure.
[0048]
  (Operation in which the polished wafer W is returned to the wafer standby position 35)
  Step 10: While the inside of the raising / lowering chamber 5 is pressurized, the pressure in the suction recess 3s is adjusted so that the holder 3 is in close contact with the flexible film 2 and the flexible film 2 is in close contact with the wafer W.
  Step 11: The suction recess 3s and the polishing chamber 6 are depressurized and the wafer W is chucked. At this time, the wafer W remains in contact with the polishing cloth 34.
  Step 12: While the state of Step 11 where the wafer W is chucked is maintained, the inside of the elevating chamber 5 is depressurized. Then, the wafer W, the flexible film 2 that chucked the wafer W, and the holder 3 are integrally raised, and the wafer W is separated from the polishing cloth 34.
  Step 13: The wafer driving head 1 itself is moved away from the polishing cloth 34 by the head driving mechanism 39.
  Step 14: The wafer W chucked by the wafer polishing head is transported to the wafer standby position 35 by the head driving mechanism 39. Thereafter, the inside of the suction recess 3s is opened to the atmosphere, and the wafer W is dechucked.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a wafer polishing head of the present invention.
2 is a schematic view showing an example of a CMP apparatus to which the wafer polishing head of FIG. 1 is mounted.
FIG. 3 is a top view of the CMP apparatus following FIG. 2;
FIG. 4 is a bottom view and a cross-sectional view of a holder.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a state where a flexible film is sucked and a wafer is chucked.
FIG. 6 is an exploded view showing a method for connecting an airtight member and a retainer ring.
FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of thickness adjustment of a tene plate.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating the positional relationship between the flexible membrane and the holder.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a flexible film in which a through-opening is formed in the back surface side of the wafer and a suction recess.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing another example of the connection form of the frame, the retainer, and the retainer ring.
FIG. 11Polishing chamber side airtight memberFIG. 6 is a schematic diagram for explaining a connection position relationship between the frame and the retainer ring.
FIG. 12 is a process explanatory diagram illustrating an operation of transferring and polishing a wafer from a wafer standby position to a polishing cloth.
FIG. 13 is a process explanatory diagram for explaining the operation of transferring the wafer to the wafer standby position after separating the wafer from the polishing cloth, following FIG. 12;
FIG. 14 shows a conventional wafer polishing head adopting a waxless mount system.
[Explanation of symbols]
1 Wafer polishing head
2 Flexible membrane
2s entrance
3 Holder
3s suction recess
3t groove
4 frames
5 Lifting chamber
6 Polishing chamber
7Elevating chamber side airtight member
8Polishing chamber side airtight member
9 Retainer ring
Lower end of 9r retainer ring
10 Tenn plate
20, 21 Recess (Stepped recess)
200 CMP equipment (polishing equipment)
W wafer

Claims

A wafer polishing head for a polishing apparatus for polishing a wafer on one side,
A flexible film having one main surface forming a suction surface of the wafer, and a disc-shaped holding member disposed on the opposite side of the flexible film from the suction surface and having a suction recess on the contact surface side with the flexible film And a frame that forms a variable volume lifting chamber isolated from the suction recess, directly above the holder,
The fluid that fills the recess for suction and the fluid that fills the lifting chamber can be sucked and compressed independently,
The fluid filling the suction recess is sucked to adsorb the wafer to the flexible membrane, and the volume of the lifting chamber is reduced from that state, and the wafer is floated integrally with the holder ,
A polishing chamber in which the suction recess is opened is formed between the holder and the flexible membrane,
The retainer ring that surrounds the flexible membrane in the circumferential direction and is connected to the flexible membrane directly or via another member allows the volume of the polishing chamber to change in volume. Attached to the
The wafer polishing head is configured such that the flexible film connected to the retainer ring biases the wafer by adjusting a fluid pressure in the suction recess.
De.

When the fluid filling the suction recess is sucked while maintaining the state where the flexible film and the wafer are in close contact with each other, the flexible film is drawn into the suction recess so that the wafer is brought into the flexible film. The wafer polishing head according to claim 1, wherein the wafer polishing head is configured to adsorb.

The wafer polishing head according to claim 1, wherein a through hole penetrating in the thickness direction is formed in the flexible film.

A plurality of the suction recesses are formed in a distributed form on the side of the holder that faces the flexible film, and grooves that communicate the plurality of suction recesses are provided. wafer polishing head according to any one of claims 1 to 3.

The holder is connected to the frame through an elevating chamber side airtight member that allows a change in volume of the elevating chamber , and is configured to be movable up and down with the frame as a fulcrum. wafer polishing head according to any one of claims 1 to 4.

The frame has a recess for forming the lifting chamber between the frame and the lifting chamber side airtight member closing a gap between an inner portion of the recess and the outer peripheral portion of the holding tool. 6. The wafer according to claim 5 , wherein the elevating chamber is sealed, and the holder is moved up and down inside the frame to change the volume of the elevating chamber. Polishing head.

The frame has a recess that forms the lifting chamber with the holder,
The recessed portion has a stepped recess having a wide opening on the lower side, and using the stepped shape, the lifting chamber side airtight member and the polishing chamber side airtight member having a diameter larger than that of the lifting chamber side airtight member. 7. The wafer polishing head according to claim 5, wherein a member is attached to the frame.

The said raising / lowering chamber side airtight member and / or the said polishing chamber side airtight member are comprised by the resin-made sealing materials which have flexibility, The any one of Claim 5 thru | or 7 characterized by the above-mentioned. Wafer polishing head.

A tene plate that spans the entire region in the circumferential direction between the retainer ring and the flexible membrane is provided on the lower end surface of the retainer ring and the suction surface side of the flexible membrane,
A recess formed by said flexible membrane and its tape Plates, wafer polishing head according to any one of claims 1 to 8 wafers, characterized in that the grinding is placed is performed.

The pressure and / or amount of fluid that is adjusted so that the peripheral edge of the flexible membrane and the peripheral edge of the holder overlap in the vertical movement direction of the holder, and fills the suction recess and the lifting chamber. The wafer polishing head according to claim 9, wherein a peripheral portion of the holder is capable of being in close contact with the flexible film in a form supported by the tene plate based on adjustment of the tenness plate.