JP6833591B2 - 基板保持装置、弾性膜、研磨装置、および弾性膜の交換方法 - Google Patents
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Description
本発明の好ましい態様は、前記傾斜周壁は、前記エッジ周壁に隣接して配置されていることを特徴とする。
本発明の他の態様は、基板を押圧するための複数の圧力室を形成する弾性膜と、前記弾性膜が連結されるヘッド本体と、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上方に延びるエッジ周壁と、前記エッジ周壁の径方向内側に配置され、前記当接部から上方に延びる複数の内部周壁を備えており、前記複数の内部周壁のうちの少なくとも2つの隣接する内部周壁は、径方向内側に傾斜した傾斜周壁であり、前記傾斜周壁は、その下端から上端までの全体において径方向内側に傾斜しつつ、上方に延びており、前記ヘッド本体は、前記弾性膜が連結される少なくとも1つの連結リングを備え、前記連結リングは、リング垂直部と、該リング垂直部から径方向外側に傾斜しつつ下方に延びるリング傾斜部とを有し、前記リング傾斜部は、前記傾斜周壁の変形を制限する内周面および外周面を有することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記リング傾斜部の先端は、前記傾斜周壁の中間点よりも下方に位置していることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、2つの前記傾斜周壁を3つの前記連結リングに同時に連結する固定具をさらに備え、前記固定具は、固定具本体と該固定具本体の外側に突出する楕円形状のつばとを有し、前記3つの連結リングは、内側連結リングと、外側連結リングと、前記内側連結リングと前記外側連結リングとに挟まれることで該内側連結リングと外側連結リングに保持される中間連結リングであり、前記内側連結リングのリング垂直部と前記外側連結リングのリング垂直部には、前記つばが係合可能な内側係合溝と外側係合溝がそれぞれ形成されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記位置決め機構は、棒状部材と、前記内側連結リングのリング垂直部に形成され、前記棒状部材が挿入可能な第1挿入孔と、前記中間連結リングのリング垂直部に形成され、前記棒状部材が挿入可能な第2挿入孔と、前記外側連結リングのリング垂直部に形成され、前記棒状部材が挿入可能な第3挿入孔とによって構成されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第1係合突起および前記第2係合突起は、前記中間連結リングのリング垂直部の内周面および外周面にそれぞれ形成され、前記第1係合凹部は、前記内側連結リングのリング垂直部の外周面に形成され、前記第2係合凹部は、前記外側連結リングのリング垂直部の内周面に形成されていることを特徴とする。
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
14a,14b,14c,14d,14e,14f 周壁
16a,16b,16c,16d,16e,16f 圧力室
17 通孔
18 研磨テーブル
19 研磨パッド
23a,23b,23c,23d,23e,23f 連結リング
25 研磨液供給ノズル
27 ヘッドシャフト
30,33 突出部
31,34 段差部
36,37 係合溝
40 制御装置
45 第1凹部
46 第2凹部
47 第3凹部
48 第4凹部
50 リング垂直部
51 リング傾斜部
51e シール溝
54 シール突起
60 リテーナリング押圧機構
70 固定具
71 固定具本体
72 つば
81 上下動機構
82 ロータリージョイント
85 球面軸受
94 ねじ
100 位置決め機構
101 棒状部材
103,194,105 挿入孔
108,109 係合突起
110,112 係合凹部
115 位置合わせ部材
116,117 段差部
118 係合凹部
Claims (18)
- 基板を押圧するための複数の圧力室を形成する弾性膜と、
前記弾性膜が連結されるヘッド本体と、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上方に延びるエッジ周壁と、
前記エッジ周壁の径方向内側に配置され、前記当接部から上方に延びる複数の内部周壁を備えており、
前記複数の内部周壁のうちの少なくとも2つの隣接する内部周壁は、径方向内側に傾斜した傾斜周壁であり、
前記傾斜周壁は、その下端から上端までの全体において径方向内側に傾斜しつつ、上方に延びており、
前記弾性膜を鉛直方向の断面で見たときに、隣接する前記傾斜周壁のうちの径方向外側に位置する傾斜周壁の少なくとも一部が径方向内側に位置する前記傾斜周壁の上方に位置していることを特徴とする基板保持装置。 - 前記傾斜周壁は、互いに略平行に延びていることを特徴とする請求項1に記載の基板保持装置。
- 前記傾斜周壁は、前記エッジ周壁に隣接して配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の基板保持装置。
- 基板を押圧するための複数の圧力室を形成する弾性膜と、
前記弾性膜が連結されるヘッド本体と、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上方に延びるエッジ周壁と、
前記エッジ周壁の径方向内側に配置され、前記当接部から上方に延びる複数の内部周壁を備えており、
前記複数の内部周壁のうちの少なくとも2つの隣接する内部周壁は、径方向内側に傾斜した傾斜周壁であり、
前記傾斜周壁は、その下端から上端までの全体において径方向内側に傾斜しつつ、上方に延びており、
前記ヘッド本体は、前記弾性膜が連結される少なくとも1つの連結リングを備え、
前記連結リングは、リング垂直部と、該リング垂直部から径方向外側に傾斜しつつ下方に延びるリング傾斜部とを有し、
前記リング傾斜部は、前記傾斜周壁の変形を制限する内周面および外周面を有することを特徴とする基板保持装置。 - 前記リング傾斜部の先端は、前記傾斜周壁の中間点よりも下方に位置していることを特徴とする請求項4に記載の基板保持装置。
- 前記リング傾斜部の外周面には、該外周面の全周にわたって延びるシール溝が形成されており、
前記傾斜周壁の上端は、前記シール溝に嵌め込まれるシール突起から構成されており、
前記シール突起を前記シール溝に押し付けることによって、前記連結リングと前記傾斜周壁との間の隙間がシールされることを特徴とする請求項4または5に記載の基板保持装置。 - 2つの前記傾斜周壁を3つの前記連結リングに同時に連結する固定具をさらに備え、
前記固定具は、固定具本体と該固定具本体の外側に突出する楕円形状のつばとを有し、
前記3つの連結リングは、内側連結リングと、外側連結リングと、前記内側連結リングと前記外側連結リングとに挟まれることで該内側連結リングと外側連結リングに保持される中間連結リングであり、
前記内側連結リングのリング垂直部と前記外側連結リングのリング垂直部には、前記つばが係合可能な内側係合溝と外側係合溝がそれぞれ形成されることを特徴とする請求項6に記載の基板保持装置。 - 前記内側連結リング、前記外側連結リング、および前記中間連結リングの間の相対位置を固定するための位置決め機構をさらに備えることを特徴とする請求項7に記載の基板保持装置。
- 前記位置決め機構は、
棒状部材と、
前記内側連結リングのリング垂直部に形成され、前記棒状部材が挿入可能な第1挿入孔と、
前記中間連結リングのリング垂直部に形成され、前記棒状部材が挿入可能な第2挿入孔と、
前記外側連結リングのリング垂直部に形成され、前記棒状部材が挿入可能な第3挿入孔とによって構成されることを特徴とする請求項8に記載の基板保持装置。 - 前記位置決め機構は、
前記中間連結リングのリング垂直部の内周面または前記内側連結リングのリング垂直部の外周面から突出する第1係合突起と、
前記第1係合突起と係合可能であり、前記内側連結リングのリング垂直部の外周面または前記中間連結リングのリング垂直部の内周面に形成される第1係合凹部と、
前記中間連結リングのリング垂直部の外周面または前記外側連結リングのリング垂直部の内周面から突出する第2係合突起と、
前記第2係合突起と係合可能であり、前記外側連結リングのリング垂直部の内周面または前記中間連結リングのリング垂直部の外周面に形成される第2係合凹部とによって構成されることを特徴とする請求項8に記載の基板保持装置。 - 前記第1係合突起および前記第2係合突起は、前記中間連結リングのリング垂直部の内周面および外周面にそれぞれ形成され、
前記第1係合凹部は、前記内側連結リングのリング垂直部の外周面に形成され、
前記第2係合凹部は、前記外側連結リングのリング垂直部の内周面に形成されていることを特徴とする請求項10に記載の基板保持装置。 - 前記位置決め機構は、
前記ヘッド本体の下面に固定され、上端部に形成されたフランジ部と、下端部に形成された係合突起とを有する位置合わせ部材と、
前記内側連結リングのリング垂直部の外周面に形成され、前記フランジ部が係合する内側段差部と、
前記外側連結リングのリング垂直部の内周面に形成され、前記フランジ部が係合する外側段差部と、
前記中間連結リングのリング垂直部の上面に形成され、前記係合突起が係合する係合凹部と、によって構成されることを特徴とする請求項8に記載の基板保持装置。 - 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上方に延びるエッジ周壁と、
前記エッジ周壁の径方向内側に配置され、前記当接部から上方に延びる複数の内部周壁を備えており、
前記複数の内部周壁のうちの少なくとも2つの隣接する内部周壁は、径方向内側に傾斜した傾斜周壁であり、
前記傾斜周壁は、その下端から上端までの全体において径方向内側に傾斜しつつ、上方に延びており、
前記弾性膜を鉛直方向の断面で見たときに、隣接する前記傾斜周壁のうちの径方向外側に位置する傾斜周壁の少なくとも一部が径方向内側に位置する前記傾斜周壁の上方に位置していることを特徴とする弾性膜。 - 前記傾斜周壁は、互いに略平行に延びていることを特徴とする請求項13に記載の弾性膜。
- 前記傾斜周壁は、前記エッジ周壁に隣接して配置されていることを特徴とする請求項13または14に記載の弾性膜。
- 研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、
基板を前記研磨パッドに押し付けるための基板保持装置と、を備えた研磨装置であって、
前記基板保持装置は、基板を押圧するための複数の圧力室を形成する弾性膜と、前記弾性膜が連結されるヘッド本体と、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上方に延びるエッジ周壁と、
前記エッジ周壁の径方向内側に配置され、前記当接部から上方に延びる複数の内部周壁を備えており、
前記複数の内部周壁のうちの少なくとも2つの隣接する内部周壁は、径方向内側に傾斜した傾斜周壁であり、
前記傾斜周壁は、その下端から上端までの全体において径方向内側に傾斜しつつ、上方に延びており、
前記弾性膜を鉛直方向の断面で見たときに、隣接する前記傾斜周壁のうちの径方向外側に位置する傾斜周壁の少なくとも一部が径方向内側に位置する前記傾斜周壁の上方に位置していることを特徴とする研磨装置。 - 前記傾斜周壁は、互いに略平行に延びていることを特徴とする請求項16に記載の研磨装置。
- 基板保持装置のヘッド本体に固定され、基板を押圧するための複数の圧力室を形成する弾性膜を交換する方法であって、
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上方に延びるエッジ周壁と、前記エッジ周壁の径方向内側に配置され、前記当接部から上方に延びる複数の内部周壁を備えており、前記複数の内部周壁のうちの少なくとも2つの隣接する内部周壁は、径方向内側に傾斜した傾斜周壁であり、前記傾斜周壁は、その下端から上端までの全体において径方向内側に傾斜しつつ、上方に延びており、
前記ヘッド本体は、
前記弾性膜が連結される少なくとも3つの連結リングを備え、前記少なくとも2つの傾斜周壁は、固定具によって前記少なくとも3つの連結リングに連結されており、
前記固定具は、
固定具本体と、
前記固定具本体から突出し、前記少なくとも3つの連結リングのうちの内側連結リングと外側連結リングに係合可能なつばと、を有しており、
前記つばと前記内側連結リングと外側連結リングとの係合を解除し、
前記少なくとも3つの連結リングから弾性膜を取り外し、
新たな弾性膜を用意し、
前記新たな弾性膜の少なくとも2つの傾斜周壁を、前記少なくとも3つの連結リングに保持させ、
前記固定具のつばを、前記内側連結リングと外側連結リングに係合させて、前記新たな弾性膜を前記ヘッド本体に固定することを特徴とする方法。
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