KR20100094466A - Polishing head and polishing apparatus - Google Patents

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KR20100094466A
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polishing
rubber film
workpiece
middle plate
work
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KR1020107010751A
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히사시 마수무라
코지 키타가와
코우지 모리타
히로미 키시다
사토루 아라카와
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신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
후지코시 기카이 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 적어도, 대략 원반 형상 중판(12)과, 상기 중판의 적어도 하면부와 측면부를 덮는 러버막으로 이루어지고, 상기 중판과 상기 러버막으로 둘러싸인 공간부(14)를 갖고, 압력 조정 기구(15)로 상기 공간부의 압력을 변화시킬 수 있도록 구성되고, 상기 러버막의 하면부에 워크(W)의 이면을 보관 유지하고, 상기 워크의 표면을 정반 상에 부착한 연마포(22)에 접접(摺接)시켜서 연마하는 연마 헤드(11)에 있어서, 상기 중판과 상기 러버막은, 상기 중판의 적어도 하면부의 전체에 대해 접촉하고 있지 않고, 간극(14a)을 갖는 것을 특징으로 하는 연마 헤드이다. 이로써, 러버 척 방식에 의한 연마 헤드에 있어서, 중판의 강성이나 평면도에 영향을 받지 않고서, 워크 전체에 균일한 연마 하중을 걸치는 것이 가능한 연마 헤드 등이 제공된다.The present invention comprises at least a substantially disk-shaped middle plate 12, and a rubber film covering at least a lower surface portion and a side surface portion of the middle plate, and having a space portion 14 surrounded by the middle plate and the rubber film. (15) is configured to be able to change the pressure of the space portion, the back surface of the workpiece (W) is held in the lower surface portion of the rubber film, and abuts on the polishing cloth (22) having the surface of the workpiece attached on the surface plate. (Iii) In the polishing head 11 to be polished, the middle plate and the rubber film are not in contact with at least the entire lower surface portion of the middle plate but have a gap 14a. Thereby, in the polishing head by a rubber chuck system, there is provided a polishing head or the like capable of applying a uniform polishing load to the entire work without being affected by the rigidity or flatness of the middle plate.

Description

연마 헤드 및 연마 장치{POLISHING HEAD AND POLISHING APPARATUS}Polishing Head and Polishing Device {POLISHING HEAD AND POLISHING APPARATUS}

본 발명은 워크의 표면을 연마할 때에 워크를 보관 유지하기 위한 연마 헤드 및 이를 구비한 연마 장치에 관한 것이다. 특히, 러버막에 워크를 보관 유지하는 연마 헤드 및 이를 구비한 연마 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a polishing head for holding a workpiece when polishing the surface of the workpiece and a polishing apparatus having the same. In particular, it relates to a polishing head for holding a workpiece in a rubber film and a polishing apparatus having the same.

실리콘 웨이퍼 등의 워크의 표면을 연마하는 장치로서, 워크를 한 면씩 연마하는 한 면 연마 장치와, 양면 동시에 연마하는 양면 연마 장치가 있다.As an apparatus for polishing the surface of a work such as a silicon wafer, there is a one-side polishing device for polishing a workpiece one by one and a double-side polishing device for polishing both surfaces simultaneously.

일반적인 한 면 연마 장치는, 예를 들면 도 9에 나타낸 바와 같이, 연마포(94)를 부착한 정반(93)과, 연마제 공급 기구(96)와, 연마 헤드(92) 등으로 구성되어 있다. 이러한 연마 장치(91)에서는, 연마 헤드(92)로 워크(W)를 보관 유지하여, 연마제 공급 기구(96)로부터 연마포(94) 상에 연마제(95)를 공급하는 동시에, 정반(93)과 연마 헤드(92)를 각각 회전시켜 워크(W)의 표면을 연마포(94)에 접접(摺接)시킴으로써 연마를 실시한다.
For example, as shown in FIG. 9, the general one-side polishing apparatus is comprised from the surface plate 93 with the polishing cloth 94, the abrasive supply mechanism 96, the polishing head 92, etc. As shown in FIG. In the polishing apparatus 91, the polishing head 92 holds the workpiece W, supplies the abrasive 95 from the abrasive supply mechanism 96 onto the polishing cloth 94, and at the same time, the surface plate 93. And polishing head 92 are rotated, respectively, and the surface of the workpiece | work W is abutted with the polishing cloth 94, and polishing is performed.

워크를 연마 헤드로 유지하는 방법으로서는, 평탄한 원반 형상의 플레이트에 왁스 등의 접착제를 개입시켜서 워크를 부착하는 방법 등이 있다. 그 외에, 워크 전체의 평탄성을 좋게 하기 위한 보관 유지 방법으로서, 워크 보관 유지부를 러버막으로 하고, 상기 러버막의 배면에 공기 등의 가압 유체를 흘려 넣어, 균일한 압력으로 러버막을 부풀려 연마포에 워크를 압압하는, 소위 러버 척 방식이 있다(예를 들면, 특개평5-69310호 공보, 특개2005-313313호 공보 등 참조).
As a method of holding a workpiece | work by a grinding | polishing head, the method of sticking a workpiece | work through adhesives, such as wax, on the flat disk shaped plate, etc. are mentioned. In addition, as a holding method for improving the flatness of the entire work, the work holding part is a rubber film, a pressurized fluid such as air is poured into the back of the rubber film, the rubber film is inflated at a uniform pressure to work on the polishing cloth. There is a so-called rubber chuck system that presses (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-69310, Japanese Patent Laid-Open No. 2005-313313, etc.).

종래의 러버 척 방식의 연마 헤드의 구성의 일례를 개략적으로 도 8(a)에 나타내고, 상기 연마 헤드의 주변부의 확대도를 도 8(b)에 나타낸다. 이 연마 헤드(71)의 주요부는, 대략 원반 형상 중판(72)과 중판(72)에 끼워 넣도록 고정된 러버막(73)으로 이루어진다. 러버막(73)은, 중판의 상면의 주변부(72c), 측면부(72b), 하면부(72a)의 주변부에 의해 지지를 받고 있다. 중판의 하면부(72a)에는, 러버막(73)과의 사이에 공간부(74)를 형성하기 위해, 주변부에 돌출부(72d)가 형성되어 있다. 중판(72)의 중앙에는 압력 조정 기구(75)에 연통하는 압력 조정용 관통 구멍(76)이 설치되어 있어, 압력 조정 기구(75)에 의해 가압 유체를 공급하는 등의 공간부(74)의 압력을 조절한다. 또한, 중판(72)을 연마포(94) 방향으로 압압하는 압압 수단(도시하지 않음)이 있다.
An example of the structure of the conventional rubber chuck polishing head is schematically shown in Fig. 8A, and an enlarged view of the peripheral portion of the polishing head is shown in Fig. 8B. The principal part of this polishing head 71 consists of the substantially disk shaped middle plate 72 and the rubber film 73 fixed so that it may fit in the middle plate 72. The rubber film 73 is supported by the peripheral part 72c of the upper surface of the middle board, the side part 72b, and the peripheral part of the lower surface part 72a. In order to form the space part 74 between the rubber film 73 in the lower surface part 72a of the intermediate plate, the protrusion part 72d is formed in the peripheral part. In the center of the middle plate 72, a pressure adjusting through hole 76 communicating with the pressure adjusting mechanism 75 is provided, and the pressure of the space portion 74 such as supplying pressurized fluid by the pressure adjusting mechanism 75. Adjust In addition, there are pressing means (not shown) for pressing the middle plate 72 in the polishing cloth 94 direction.

그 외에, 특개2005-313313호 공보에 기재되어 있는 구조의 연마 헤드로 하고, 러버막에 압력을 가하는 기구 이외에, 중판에 균일하게 압력을 가하는 기구, 워크 보관 유지부의 주위에 설치된 리테이너 링에 압력을 가하는 기구 등을 마련하고 있는 경우도 있다.In addition, a polishing head having a structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-313313, in addition to a mechanism for applying a pressure to the rubber film, a mechanism for uniformly applying pressure to the middle plate and a retainer ring provided around the work holding portion. In some cases, there is a mechanism to add.

이와 같이 구성된 연마 헤드를 이용하여, 러버막(73)의 하면부에서 배킹 패드(77)를 개입시켜 워크(W)를 보관 유지하고, 중판을 압압하여 정반(93)의 상면에 부착한 연마포(94)에 워크(W)를 접접시켜서 연마한다.
Using the polishing head configured as described above, the polishing cloth attached to the upper surface of the surface plate 93 by pressing and holding the middle plate was held by holding the work W through the backing pad 77 at the lower surface portion of the rubber film 73. The workpiece | work W is made to contact 94, and it grinds.

이러한 러버 척 방식의 연마 헤드에 의해 워크를 연마하면, 연마대 균일성이 비교적 양호한 것이 얻을 수 있다고 여겨지고 있지만, 특히 외주 부분에 있어 연마 처짐 등이 발생하는 문제가 있어서, 연마대의 균일성에는 보다 한층 더 향상이 요구되고 있었다.
It is considered that polishing of the workpiece with such a rubber chuck type polishing head can obtain a relatively good polishing uniformity, but in particular, there is a problem that polishing sagging occurs in the outer circumferential portion. Further improvements were required.

따라서, 본 발명은, 이러한 문제점에 감안하여 이루어진 것으로서, 러버 척 방식에 의한 연마 헤드에 있어서, 중판의 강성이나 평면도에 영향을 받지 않고서, 워크 전체에 균일한 연마 하중을 걸치는 것이 가능한 연마 헤드를 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.
Accordingly, the present invention has been made in view of such a problem, and in the polishing head by the rubber chuck method, there is provided a polishing head capable of applying a uniform polishing load to the entire work without being influenced by the rigidity or flatness of the middle plate. It is main purpose to do it.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 적어도, 대략 원반 형상 중판과, 상기 중판의 적어도 하면부와 측면부를 덮는 러버막으로 이루어지고, 상기 중판과 상기 러버막으로 둘러싸인 공간부를 갖고, 압력 조정 기구로 상기 공간부의 압력을 변화시킬 수 있도록 구성되고, 상기 러버막의 하면부에 워크의 이면을 보관 유지하고, 상기 워크의 표면을 정반 상에 부착한 연마포에 접접시켜서 연마하는 연마 헤드에 있어서, 상기 중판과 상기 러버막은, 상기 중판의 적어도 하면부의 전체에 대해 접촉하고 있지 않고서, 간극을 갖는 것을 특징으로 하는 연마 헤드가 제공된다.
This invention is made | formed in order to solve the said subject, Comprising: It consists of at least a substantially disk shaped middle plate, the rubber film which covers the at least lower surface part and side surface part of the said middle plate, and has the space part enclosed by the said middle plate and the said rubber film, In the polishing head which is comprised so that the pressure of the said space part can be changed with an adjustment mechanism, the back surface of a workpiece | work is hold | maintained in the lower surface part of the said rubber film, and the surface of the said workpiece is contact | abutted with the polishing cloth which affixed on the surface plate, and the grinding | polishing head is carried out The polishing plate is provided with the intermediate plate and the rubber film having a gap without being in contact with at least the entire lower surface portion of the intermediate plate.

이러한, 중판과 러버막이, 중판의 적어도 하면부의 전체에 대해 서로 접촉하고 있지 않고서, 간극을 갖는 것인 연마 헤드를 이용하여 워크를 연마하면, 중판의 하면부와 러버막 사이에 간극을 가지므로, 중판의 강성이나 평면도에 영향을 받지 않고서, 워크 전체에 균일한 연마 하중을 걸쳐 워크를 연마할 수 있다. 그 결과, 워크 전면에 걸쳐서, 특히 외주부에 있어 평탄성을 높게 유지하여 연마할 수 있다.
When the workpiece is polished by using a polishing head having a gap without contacting each other of at least the lower surface portion of the middle plate, the middle plate and the rubber film have a gap between the lower plate portion and the rubber film of the middle plate. The workpiece can be polished by applying a uniform polishing load to the entire workpiece without being affected by the rigidity or flatness of the medium plate. As a result, the flatness can be maintained and polished particularly in the outer circumferential portion over the entire work surface.

이 경우, 상기 중판의 하면부와 러버막의 간극이 1 mm 미만인 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the clearance gap between the lower surface part of the said middle plate and a rubber film is less than 1 mm.

이와 같이, 중판의 하면부와 러버막의 간극이 1 mm 미만이면, 공간부의 압력을 보다 안정된 다음 워크의 연마를 실시할 수 있다.
In this manner, when the gap between the lower surface portion of the middle plate and the rubber film is less than 1 mm, the pressure of the space portion can be stabilized more and then the work can be polished.

또한, 상기 중판과 상기 러버막은, 상기 중판의 측면부의 전체에 있어서도 접촉하고 있지 않고서, 간극을 갖는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the said intermediate | middle plate and the said rubber film have a clearance gap, without contacting also in the whole side part part of the said intermediate | middle plate.

이와 같이, 중판과 러버막은, 중판의 측면부의 전체에 있어서도 접촉하고 있지 않고서, 간극을 가지는 것이면, 측면부에 있어서도 접촉하고 있지 않았기 때문에, 중판의 측면부의 강성이나 형상에 의한 러버막으로의 영향을 한층 더 저감할 수 있으므로, 보다 효과적으로 워크의 이면을 균일한 연마 하중으로 압압하여 연마를 실시할 수 있다. 그 결과, 보다 효과적으로 워크의 표면의 평탄성을 유지하여 연마를 실시할 수 있다.
In this way, the middle plate and the rubber film are not in contact with the whole side part of the middle plate, and if they have a gap, they are not in contact even in the side part, so that the influence on the rubber film due to the rigidity and the shape of the side part of the middle plate is further affected. Since it can further reduce, the back surface of a workpiece can be pressed more effectively by a uniform grinding | polishing load, and polishing can be performed. As a result, polishing can be performed more effectively by maintaining the flatness of the surface of the workpiece.

또한, 상기 러버막 중 상기 중판의 측면부를 덮는 부분의 내경이, 상기 워크의 평탄도 보증 영역보다 큰 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable that the inner diameter of the part which covers the side part of the said middle plate among the said rubber films is larger than the flatness guarantee area | region of the said workpiece | work.

이와 같이, 러버막 중 중판의 측면부를 덮는 부분의 내경이, 워크의 평탄도 보증 영역보다 큰 것이면, 러버막의 워크 보관 유지면으로의 러버막 중 중판의 측면부를 덮는 부분의 강성의 영향을 저감하여 연마할 수 있어, 연마대 균일성을 보다 효과적으로 향상시켜 워크를 연마할 수 있다.
As such, when the inner diameter of the portion of the rubber film covering the side surface of the middle plate is larger than the flatness guarantee region of the work, the influence of the rigidity of the portion of the rubber film covering the side surface of the middle plate on the workpiece holding surface of the rubber film is reduced. It can grind | polish, and can improve a grind | sticker uniformity more effectively, and can grind | polish a workpiece | work.

또한, 상기 러버막이 상기 워크를 보관 유지하는 면에 배킹 패드를 구비할 수 있고, 이 경우 배킹 패드의 직경은 워크보다 큰 것이 바람직하다.In addition, the rubber film may be provided with a backing pad on the surface holding the work, in which case the diameter of the backing pad is preferably larger than the work.

이와 같이, 워크를 확실하게 연마 헤드로 유지하는 동시에, 이면의 흠집 등이 발생하는 것을 방지하기 위해서 배킹 패드를 구비하는 경우에도, 배킹 패드의 직경을 워크보다 큰 것으로 하면, 배킹 패드에 의한 러버막의 팽창의 제한이 워크에 영향을 주는 것을 저감할 수 있으므로, 보다 균일한 연마 하중으로 워크를 압압할 수 있다.
Thus, even when a backing pad is provided in order to reliably hold | maintain a workpiece | work by a grinding | polishing head, and to prevent a back | wound etc. from generate | occur | producing, if the diameter of a backing pad is larger than a workpiece | work, the rubber film by a backing pad may be Since the expansion restriction can affect the work, the work can be pressed with a more uniform polishing load.

더욱이, 본 발명에서는, 워크의 표면을 연마할 때에 사용하는 연마 장치로서, 적어도, 정반 상에 부착된 연마포와, 상기 연마포 상에 연마제를 공급하기 위한 연마제 공급 기구와, 상기 워크를 보관 유지하기 위한 연마 헤드로서, 상기 본 발명에 관한 연마 헤드를 구비하는 것을 특징으로 하는 연마 장치가 제공된다.
Furthermore, in the present invention, a polishing apparatus for use in polishing a surface of a workpiece includes at least a polishing cloth attached on a surface plate, an abrasive supply mechanism for supplying an abrasive on the polishing cloth, and the workpiece. As a polishing head for providing, a polishing apparatus comprising the polishing head according to the present invention is provided.

이와 같이, 본 발명에 관한 연마 헤드를 구비한 연마 장치를 이용하여, 워크의 연마를 실시하면, 워크 전체에 균일한 연마 하중을 걸쳐 워크를 연마할 수 있다. 그 결과, 워크 전면에 걸쳐서, 특히 외주부에 있어 평탄성을 높게 유지하여 연마할 수 있다.
As described above, when the workpiece is polished using the polishing apparatus provided with the polishing head according to the present invention, the workpiece can be polished with a uniform polishing load over the entire workpiece. As a result, the flatness can be maintained and polished particularly in the outer circumferential portion over the entire work surface.

본 발명에 관한 연마 헤드를 이용하여 워크의 연마를 실시하면, 워크 표면에 전면에 걸쳐서 균일한 압압력을 걸쳐 연마할 수 있다. 그 결과, 워크의 전면에 걸쳐서 연마대 균일성이 향상하여, 연마된 워크의 표면 평탄성을 양호하게 할 수 있다.
When the workpiece is polished using the polishing head according to the present invention, the workpiece surface can be polished over a uniform pressing force over the entire surface. As a result, the polishing table uniformity can be improved over the entire surface of the work, and the surface flatness of the polished work can be improved.

도 1은 본 발명에 관한 연마 헤드의 제 1 실시예를 나타내는 개략 단면도로서, (a)는 연마 헤드 전체를 나타내는 개략 단면도이고, (b)는 그 주변부를 나타내는 확대도이다.
도 2는 본 발명에 관한 연마 헤드의 제 2 실시예를 나타내는 개략 단면도로서, (a)는 연마 헤드 전체를 나타내는 개략 단면도이고, (b)는 그 주변부를 나타내는 확대도이다.
도 3은 본 발명에 관한 연마 헤드를 구비한 연마 장치의 일례를 나타내는 개략 구성도이다.
도 4는 러버막 중 중판의 측면부를 덮는 부분(러버막 측부)과, 워크의 최외주부의 위치 관계를 나타내는 설명도이다.
도 5는 실시예 1, 2 및 비교예에 있어서 연마한 워크의 연마대 균일성을 나타내는 그래프이다.
도 6은 러버막 중 중판의 측면부를 덮는 부분(러버막 측부)의 내경을 변화시켰을 때의 워크의 연마대 균일성을 나타내는 그래프이다.
도 7은 배킹 패드의 외경을 변화시켰을 때의 워크의 연마대 균일성을 나타내는 그래프이다.
도 8은 종래의 러버 척 방식의 연마 헤드의 구조를 나타내는 개략 단면도로서, (a)는 연마 헤드 전체를 나타내는 개략 단면도이고, (b)는 그 주변부를 나타내는 확대도이다.
도 9는 한 면 연마 장치의 일례를 나타내는 개략 구성도이다.
도 10은 본 발명에 관한 연마 헤드가 리테이너 링을 구비하는 경우의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 11은 본 발명에 관한 연마 헤드에 있어서의, 워크와 배킹 패드 및 러버막의 위치 관계를 나타내는 설명도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic cross sectional view showing a first embodiment of a polishing head according to the present invention, (a) is a schematic cross sectional view showing an entire polishing head, and (b) is an enlarged view showing its periphery.
Fig. 2 is a schematic sectional view showing a second embodiment of the polishing head according to the present invention, (a) is a schematic sectional view showing the entire polishing head, and (b) is an enlarged view showing its periphery.
It is a schematic block diagram which shows an example of the grinding | polishing apparatus provided with the grinding | polishing head which concerns on this invention.
It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the part (rubber film side part) which covers the side part of the middle plate of a rubber film, and the outermost peripheral part of a workpiece | work.
It is a graph which shows the grinding | polishing stand uniformity of the workpiece | work polished in Example 1, 2 and a comparative example.
FIG. 6 is a graph showing the polishing table uniformity of the work when the inner diameter of the portion (rubber film side portion) of the rubber film covering the side surface portion of the middle plate is changed.
7 is a graph showing uniformity of the polishing table of the workpiece when the outer diameter of the backing pad is changed.
Fig. 8 is a schematic sectional view showing the structure of a conventional rubber chuck polishing head, (a) is a schematic sectional view showing the entire polishing head, and (b) is an enlarged view showing the periphery thereof.
It is a schematic block diagram which shows an example of a single surface polishing apparatus.
It is a schematic sectional drawing which shows an example in the case where the polishing head which concerns on this invention is equipped with a retainer ring.
It is explanatory drawing which shows the positional relationship of a workpiece | work, a backing pad, and a rubber film in the polishing head which concerns on this invention.

이하, 본 발명에 대해 보다 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

전술한 바와 같이, 러버 척 방식의 연마 헤드에 의해 워크를 보관 유지하고, 워크의 표면을 연마하는 경우에 있어서, 연마된 워크의 표면 평탄성은 한층 높은 수준이 요구되고 있어, 종래, 특히 외주 부분에 있어 연마 처짐 등이 발생하는 문제가 있었다.As described above, in the case where the workpiece is held by the rubber chuck polishing head and the surface of the workpiece is polished, the surface flatness of the polished workpiece is required to be at a higher level. There was a problem that the polishing sag occurred.

이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명자 등은 실험 및 검토를 실시했다.
In order to solve such a problem, the present inventors performed experiment and examination.

그 중에, 본 발명자 등은 이하를 알아냈다. 즉, 종래, 도 8과 같이, 중판(72)의 하면부(72a)에 있어서 러버막(73)과 접촉하는 개소(돌출부)(72d)가 있으면, 예컨대 돌출부(72d)와 러버막(73)이 접착되지 않고, 워크 연마 중은 가압 유체에 의해, 프리(free)가 되는 상태에도, 연마 시에 연마 헤드(71) 전체를 압압할 때에 중판이 연마포(94)의 방향으로 압압되면, 러버막(73)의 워크 보관 유지면은, 중판(72)의 강성이나 하면부(72a)[돌출부(72d)의 하면]의 평면도 등에 의한 영향을 받고, 형상이나 압압력이 불균일하게 되어, 상기 러버막(73)의 워크 보관 유지면에 보관 유지되어 연마된 워크(W)의 형상을 악화시키고 있었다.
In this, the present inventors found out the following. That is, conventionally, as shown in FIG. 8, if there is a location (projection) 72d in contact with the rubber film 73 in the lower surface portion 72a of the middle plate 72, for example, the protrusion 72d and the rubber film 73. If the medium plate is pressed in the direction of the polishing cloth 94 when pressing the entire polishing head 71 at the time of polishing, even when the polishing fluid is not adhered and the workpiece is freed by the pressurized fluid during the polishing of the workpiece, the rubber The workpiece holding surface of the membrane 73 is influenced by the rigidity of the middle plate 72 and the flatness of the lower surface portion 72a (the lower surface of the protrusion 72d), or the like, and the shape and the pressure pressure become nonuniform. The shape of the workpiece W held and polished on the workpiece holding surface of the film 73 was deteriorated.

특히, 러버막(73)의 워크 보관 유지면의 외측에 리테이너 링을 배치하고, 상기 리테이너 링으로 워크(W)의 에지부를 보관 유지하는 구조의 연마 헤드의 경우, 러버막(73)의 하면부의 거의 최외주부까지 워크(W)가 보관 유지되게 되므로, 러버막(73)과, 중판의 하면부(72a)의 주변부에 형성되어 있는 돌출부(72d)와의 접촉부로부터의 영향이 컸다. 또한, 이와 같이 워크(W)가 러버막(73)과 중판의 돌출부(72d)와의 접촉부의 바로 아래가 아니라, 보다 안쪽에 보관 유지되는 경우에도, 러버막(73)의 워크 보관 유지면에는, 러버막(73)과 중판의 돌출부(72d)와의 접촉부의 존재에 의해 압력 분포가 생기는 등 많이 영향이 있었다.
In particular, in the case of the polishing head having a structure in which a retainer ring is disposed outside the work holding surface of the rubber film 73 and the edge portion of the work W is held by the retainer ring, the lower surface portion of the rubber film 73 is held. Since the workpiece | work W is hold | maintained to the outermost periphery, the influence from the contact part of the rubber film 73 and the protrusion part 72d formed in the periphery of the lower surface part 72a of the middle board was large. In addition, even when the workpiece | work W is not stored just under the contact part of the rubber film 73 and the projection part 72d of the middle board, but is kept inward more, in the workpiece holding surface of the rubber film 73, Due to the presence of the contact portion between the rubber film 73 and the projecting portion 72d of the middle plate, there was much influence such as a pressure distribution.

그리고, 본 발명자는, 이러한 문제점을 해결하기 위한 방책을 검토했다. 그 결과, 종래, 가압 유체를 공간부에 도입할 때에, 러버막의 형상을 안정되어 유지하려면, 중판(72)의 주변부에서, 러버막(73)을 지지하도록 돌출부(72d)를 마련하는 구조가 필수적이라고 생각되고 있었지만, 이러한 구조가 필수는 아닌 것을 찾아냈다. 즉, 중판의 하면부의 전체에 걸쳐서 러버막과 접촉시키지 않게 하고, 그 사이에 간극을 마련하는 것으로, 상기 문제를 해결할 수 있는 것, 또한 이러한 구조로 하여도 러버막의 형상을 안정되어 유지할 수 있는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성시켰다.
And this inventor examined the measures for solving such a problem. As a result, conventionally, in order to keep the shape of the rubber film stable when the pressurized fluid is introduced into the space portion, a structure for providing the projecting portion 72d at the periphery of the middle plate 72 to support the rubber film 73 is essential. It was thought that it was, but found that such a structure is not essential. That is, it is possible to solve the above problems by not allowing the rubber film to come in contact with the rubber film over the entire lower surface portion of the middle plate, and the shape of the rubber film can be stably maintained even with such a structure. It was found and completed the present invention.

이하, 첨부의 도면을 참조하면서, 본 발명에 관한 연마 헤드 및 연마 장치에 대하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, although the grinding head and the grinding | polishing apparatus concerning this invention are demonstrated concretely, referring an accompanying drawing, this invention is not limited to this.

도 1은 본 발명에 관한 연마 헤드의 일례(제 1 실시예)를 나타내고 있다. 이 연마 헤드(11)는, 대략 원반 형상 중판(12)과, 중판(12)의 적어도 하면부(12a), 측면부(12b)를 덮는 러버막(탄성막)(13)을 구비한다. 러버막(13)은 중판의 상면의 주변부(12c)로 중판(12)에 고정되어 있다. 러버막을 중판의 상면의 주변부(12c)에 고정하려면, 예를 들면 접착제 등을 이용하여 접착하는 동시에 속판(裏板)(18)으로 협지하여 볼트 등을 이용하여 고정하면 좋다. 이때, 중판(12)은, 러버막(13)과, 적어도 하면부(12a)의 전체로 접촉하고 있지 않고서, 간극(14a)을 가지도록 한다. 이러한 형상의 러버막(13)을 준비하기 위해서는, 공지의 방법으로 러버막을 성형하면 좋다. 러버막의 두께는 특히 한정되는 것이 아니고, 적당하게 부합하는 양호한 두께를 선택할 수 있지만, 예를 들면 1 mm 두께 정도로 할 수 있다.
1 shows an example (first embodiment) of a polishing head according to the present invention. This polishing head 11 includes a substantially disk-shaped middle plate 12 and a rubber film (elastic film) 13 covering at least the lower surface portion 12a and the side surface portion 12b of the middle plate 12. The rubber film 13 is fixed to the middle plate 12 by the peripheral portion 12c of the upper surface of the middle plate. In order to fix a rubber film to the peripheral part 12c of the upper surface of a middle board, you may adhere | attach, for example using an adhesive agent, etc., and clamp it with the inner plate 18, and fix it using a bolt etc. At this time, the middle plate 12 has a gap 14a without being in contact with the rubber film 13 at least as a whole of the lower surface portion 12a. In order to prepare the rubber film 13 of such a shape, what is necessary is just to shape a rubber film by a well-known method. Although the thickness of a rubber film is not specifically limited, Although the favorable thickness which suits suitably can be selected, it can be made into about 1 mm thickness, for example.

이와 같이 하여 중판(12)과 러버막(13)과의 사이로, 적어도 중판의 하면부(12a)와 러버막(13) 사이에 공간부(14)가 형성된다. 또한, 이 공간부(14) 내의 압력을 조절하기 위한 압력 조정 기구(15)가 설치된다. 중판(12)에 설치된 관통 구멍(16)으로부터 가압 유체를 공급하는 등의 공간부(14)의 압력을 조정한다.
In this way, the space portion 14 is formed between the middle plate 12 and the rubber film 13 at least between the lower surface portion 12a and the rubber film 13 of the middle plate. Moreover, the pressure adjusting mechanism 15 for adjusting the pressure in this space part 14 is provided. The pressure of the space 14 such as supplying pressurized fluid from the through hole 16 provided in the middle plate 12 is adjusted.

또한, 도 2(a)에 전체의 개략 단면도, 도 2(b)에 확대도를 나타낸 본 발명에 관한 연마 헤드의 제 2 실시예와 같이, 연마 헤드(31)는 중판의 측면부(12b)의 전체에 있어서도 러버막(13)과 접촉하지 않고, 간극(14b)을 가지는 것으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 러버막(13)은, 중판의 상면의 주변부(12c)에만 접촉하여 고정된다. 이 경우에도, 러버막은 공지의 방법으로 성형하면 좋다. In addition, as in the second embodiment of the polishing head according to the present invention, which is a schematic cross-sectional view of the whole in FIG. 2 (a) and an enlarged view in FIG. 2 (b), the polishing head 31 has the side surface 12b of the middle plate. It is preferable to have a clearance gap 14b without being in contact with the rubber film 13 as a whole. In this case, the rubber film 13 is fixed in contact with only the peripheral portion 12c of the upper surface of the middle plate. Also in this case, the rubber film may be molded by a known method.

아울러, 도 2와 같이 중판의 측면부(12b)의 전체에 있어서도 러버막(13)과 접촉하지 않고서, 간극(14b)을 가지는 것이 아니라, 중판의 측면부(12b)와 러버막(13) 사이에 간극을 갖지 않고서, 양자가 접촉하고 있는 경우에도, 양자를 접착 등에 의해 고정하지 않는 것이 바람직하다.
In addition, as shown in FIG. 2, in the entire side surface portion 12b of the middle plate, the gap 14b is not provided without being in contact with the rubber film 13, but the gap is formed between the side surface portion 12b of the middle plate and the rubber film 13. It is preferable not to fix both by adhesion | attachment etc. also in the case where they are contacting, without having.

이 외에, 워크(W)를 보다 확실하게 보관 유지할 수 있도록 배킹 패드(17)를 러버막(13)의 워크 보관 유지면에 부착해도 좋다. 배킹 패드(17)는, 물을 적셔 워크(W)를 붙여서, 러버막(13)의 워크 보관 유지면에 워크(W)를 보관 유지하는 것이다. 배킹 패드(17)는, 예를 들면 발포 폴리우레탄제로 할 수 있다. 이러한 배킹 패드(17)를 마련하여 물을 적시는 것으로, 배킹 패드(17)에 포함되는 물의 표면장력에 의해 워크(W)를 확실하게 보관 유지할 수 있다.In addition, you may attach the backing pad 17 to the workpiece holding surface of the rubber film 13 so that the workpiece | work W can be hold | maintained more reliably. The backing pad 17 wets water, affixes the workpiece | work W, and hold | maintains the workpiece | work W on the workpiece | work holding surface of the rubber film 13. The backing pad 17 can be made from foamed polyurethane, for example. By providing such a backing pad 17 and soaking water, the workpiece | work W can be reliably hold | maintained by the surface tension of the water contained in the backing pad 17. FIG.

또한, 연마 헤드(11, 31)는 중판(12)[또는 연마 헤드(11, 31) 전체]를 압압하는 수단(도시하지 않음)을 구비하고 있다.
Moreover, the polishing heads 11 and 31 are equipped with the means (not shown) which presses the heavy plate 12 (or the whole polishing heads 11 and 31).

이와 같이 구성된 연마 헤드(11, 31)를 이용하여, 도시하지 않는 중판 압압 수단에 의해 중판(12)을 정반(21) 상에 부착한 연마포(22)의 방향으로 압압하고, 워크(W)를 연마포(22)에 접접하여 워크 표면을 연마한다. 이 중판 압압 수단은, 중판을 전면에 걸쳐서 균일한 압력으로 압압할 수 있는 것이 바람직하다.
Using the polishing heads 11 and 31 configured as described above, the middle plate 12 is pressed in the direction of the polishing cloth 22 attached to the platen 21 by a middle plate pressing means (not shown), and the work W In contact with the polishing cloth 22 to polish the workpiece surface. It is preferable that this middle plate pressing means can press the middle plate at a uniform pressure over the whole surface.

또한, 연마 헤드(11, 31)는, 도 10에 상기 제 1 실시예[연마 헤드(11)]의 경우에 대해 그 일례를 나타낸 바와 같이, 러버막(13)의 하면부의 외주부를 따라, 러버막(13)의 워크 보관 유지면과 연동하고, 또는 연마포(22)를 독립하게 압압할 수 있는 리테이너 링(19)을 구비하고 있어도 좋다. 상기 리테이너 링(19)은, 예를 들면 그 안쪽을 워크(W)의 에지부를 보관 유지하는 가이드 링(19a)과, 상기 가이ㄷ드 (19a)의 외측에 배치되어 연마포(22)를 드레싱하는 드레스 링(19b)을 가지는 것으로서 구성해도 좋다.
The polishing heads 11 and 31 are formed along the outer periphery of the lower surface portion of the rubber film 13 as shown in FIG. 10 as an example of the first embodiment (polishing head 11). It may be provided with the retainer ring 19 which interlocks with the workpiece | work holding surface of the film | membrane 13, or can press the polishing cloth 22 independently. The retainer ring 19 is, for example, a guide ring 19a for holding the inside of the edge of the work W and an outer side of the guide 19a to dress the polishing cloth 22. You may comprise as having the dress ring 19b to make.

중판의 하면부(12a)와 러버막(13)과의 간극(14a)의 거리는, 중판의 하면부(12a)와 러버막(13)이 연마 중에 접촉하지 않게 충분한 거리를 취하는 것이 바람직하지만, 상한은 1 mm 미만으로 하는 것이 바람직하다. 이 거리를 1 mm 미만으로 하면, 공간부(14)의 압력이 안정되어 전면에 걸쳐서 균일하게 제어하는 것이 보다 용이해진다. 또한, 도 2에 나타낸 상기 제 2 실시예의 경우도 중판의 하면부(12a)와 러버막(13)과의 간극(14a)의 거리에 대해서는 같은 규정으로 이루어지지만, 중판의 측면부(12b)와 러버막(13)과의 간극(14b)의 거리는 특히 한정되는 것은 아니다. 다만, 러버막(13)의 형상이 불안정하게 되는 거리로 하지 않는 것이 바람직하고, 예를 들면, 2 mm 정도 이하로 하는 것이 바람직하다.
Although the distance of the clearance gap 14a between the lower surface part 12a of the middle plate and the rubber film 13 should take sufficient distance so that the lower surface part 12a of the middle plate and the rubber film 13 may not contact during grinding | polishing, an upper limit It is preferable to make it less than 1 mm. When this distance is less than 1 mm, the pressure in the space 14 is stabilized, and it becomes easier to control uniformly over the entire surface. In addition, in the case of the second embodiment shown in Fig. 2, the distance between the lower surface portion 12a of the middle plate and the gap 14a between the rubber film 13 is made the same, but the side surface portion 12b of the middle plate and the rubber The distance of the gap 14b from the film 13 is not particularly limited. However, it is preferable not to set it as the distance from which the shape of the rubber film 13 becomes unstable, for example, it is preferable to set it as about 2 mm or less.

상기와 같이 연마 헤드(11, 31)가 구성되어 있으면, 워크(W)는 공간부(14)의 압력에 의해 러버막(13)의 형상과 압력 분포를 조절할 수 있어 중판의 하면부(12a)와 러버막(13)이 접촉하고 있지 않았기 때문에, 중판의 강성이나 형상 등의 영향이 러버막(13)에 전해지지 않고서, 균일한 연마 압력으로 워크(W)를 연마할 수 있다.If the polishing heads 11 and 31 are comprised as mentioned above, the workpiece | work W can adjust the shape and pressure distribution of the rubber film 13 by the pressure of the space part 14, and the lower surface part 12a of the intermediate plate Since the rubber film 13 is not in contact with each other, the workpiece W can be polished at a uniform polishing pressure without being influenced by the rubber film 13 by the influence of the rigidity and the shape of the heavy plate.

또한, 전술한 제 2 실시예와 같이, 중판의 측면부(12b)를 러버막(13)과 접촉시키지 않게 하여 연마 헤드(31)를 구성하면, 상기 중판의 하면부(12a)로부터 러버막(13)으로의 영향뿐만 아니라, 측면부(12c)로부터의 러버막(13)으로의 영향도 방지할 수 있다.
In addition, as in the above-described second embodiment, when the polishing head 31 is configured such that the side surface portion 12b of the middle plate is not in contact with the rubber film 13, the rubber film 13 is formed from the lower surface portion 12a of the middle plate. The influence on the rubber film 13 from the side surface part 12c can be prevented as well as the influence on

본 발명은, 워크(W)를 러버막(13)의 하면부의 대략 전체로 보관 유지하는 경우, 예를 들면 워크(W)의 에지부를 보관 유지하는 리테이너 링(19)이 러버막(13)의 워크 보관 유지면의 외측에 배치되어 워크(W)가 러버막(13)의 하면부의 대략 전체에 보관 유지되는 경우에는, 종래와 같이 중판의 하면부(12a)와 러버막(13)과의 사이에 접촉부가 없는 것에 반해 연마대 균일성 향상 효과가 특히 높다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라, 워크의 외경이 러버막(13)의 외주부보다 안쪽에 위치하여 보관 유지하는 경우에도, 종래의, 중판의 하면부(12a)와 러버막(13)과의 사이에 접촉부를 가지는 것으로 러버막(13)의 워크 보관 유지면에 생기는 압력 분포의 영향을 완전하게 해소할 수 있으므로, 종래보다 연마대 균일성은 향상한다.
When the workpiece | work W is hold | maintained in the substantially whole lower surface part of the rubber film 13, the retainer ring 19 which hold | maintains the edge part of the workpiece | work W, for example, In the case where the workpiece W is disposed outside the workpiece holding surface and is held in approximately the entire lower surface portion of the rubber membrane 13, the conventional lower surface portion 12a between the rubber membrane 13 and the rubber membrane 13 are maintained. In contrast to the absence of contact portions, the effect of improving the uniformity of the polishing table is particularly high. However, the present invention is not limited to this, and even when the outer diameter of the workpiece is located and held inside the outer peripheral portion of the rubber membrane 13, the conventional lower surface portion 12a and the rubber membrane 13 and Since the influence of the pressure distribution on the workpiece holding surface of the rubber film 13 can be completely eliminated by having the contact portion between the two parts, the polishing table uniformity is improved compared with the prior art.

그런데, 중판의 하면부(12a)의 강성이나 형상에 의한 러버막(13)의 워크 보관 유지면으로의 영향은 본 발명에 의해 완전하게 해소할 수 있지만, 러버막(13)의 하면부 전체로 보관 유지하는 경우, 예를 들면 워크(W)의 에지부를 보관 유지하는 리테이너 링(19)이 러버막(13)의 워크 보관 유지면의 외측에 배치되어 워크(W)가 러버막(13)의 하면부의 대략 전체에 보관 유지되는 경우에는, 러버막(13) 중 중판의 측면부(12b)를 덮는 부분(이하, 러버막 측부라고 하는 경우가 있음)의 강성에 의한 러버막(13)의 워크 보관 유지면으로의 영향이 남는다. 이 러버막 측부의 강성의 영향은 중판(12)의 영향에 비하면 경미한 것이지만, 워크(W)의 연마대 균일성을 보다 향상시키기 위해서, 그 영향을 가능한 한 저감하는 것이 바람직하다.
By the way, the influence on the workpiece holding surface of the rubber film 13 due to the rigidity and the shape of the lower surface portion 12a of the middle plate can be completely eliminated by the present invention, but the entire lower surface portion of the rubber film 13 In the case of holding | maintenance, for example, the retainer ring 19 which hold | maintains the edge part of the workpiece | work W is arrange | positioned outside the workpiece holding surface of the rubber film 13, and the workpiece | work W of the rubber film 13 In the case where the lower surface portion is held approximately in the entirety, the work storage of the rubber membrane 13 due to the rigidity of the portion of the rubber membrane 13 that covers the side surface portion 12b of the middle plate (hereinafter may be referred to as the rubber membrane side portion). The effect on the holding surface remains. Although the influence of the rigidity of this rubber film side part is slight compared with the influence of the middle board 12, in order to improve the polishing table uniformity of the workpiece | work W further, it is preferable to reduce the influence as much as possible.

러버막 측부의 영향을 저감하기 위한 연마 헤드에 대하여, 그 주변부의 확대도를 도 4에 나타냈다. (a)가 전술한 제 1 실시예, (b)가 전술한 제 2 실시예의 경우이다. 도 4(a)(b)에 나타낸 바와 같이, 러버막(13) 중 중판의 측면부(12b)를 덮는 부분(러버막 측부)(13b)을 워크(W)의 외경보다 크게 하는 것이 바람직하다. 단, 예를 들면 워크(W)의 에지부를 보관 유지하는 리테이너 링이 러버막(13)의 워크 보관 유지면의 외측에 배치되어 워크(W)가 러버막(13)의 하면부의 대략 전체에 보관 유지되는 경우에는, 리테이너 링의 크기가 미리 정해져 있기도 하여, 러버막 측부(13b)의 내경을 워크(W)의 외경보다 크게 하는 것이 어려운 경우가 있다. 이러한 경우는, 러버막 측부(13b)의 내경을 적어도 워크(W)의 평탄도 보증 영역보다 큰 것으로 하면 좋다.An enlarged view of the periphery of the polishing head for reducing the influence of the rubber film side portion is shown in FIG. 4. This is the case of the first embodiment (a) described above, and (b) the second embodiment described above. As shown in FIG.4 (a) (b), it is preferable to make the part (rubber film side part) 13b which covers the side part 12b of the middle plate of the rubber film 13 larger than the outer diameter of the workpiece | work W. FIG. However, for example, a retainer ring for holding the edge portion of the work W is disposed outside the work holding surface of the rubber film 13 so that the work W is stored approximately in the entire lower surface portion of the rubber film 13. In the case of holding | maintenance, the magnitude | size of a retainer ring may be predetermined, and it may be difficult to make the inner diameter of the rubber film side part 13b larger than the outer diameter of the workpiece | work W. In such a case, what is necessary is just to make the internal diameter of the rubber film side part 13b larger than the flatness guarantee area | region of the workpiece | work W at least.

워크의 평탄도 보증 영역은, 워크 전면 중 소정의 평탄도가 보증되는 영역이므로, 사양에 의해 결정되지만, 예를 들면, 직경 300 mm의 실리콘 단결정 웨이퍼의 경우는, 통상, 최외주 1~2 mm 정도를 제외한 영역이다.
The flatness guarantee region of the workpiece is determined by the specification because a predetermined flatness is ensured in the entire surface of the workpiece. For example, in the case of a silicon single crystal wafer having a diameter of 300 mm, the outermost circumference is usually 1-2 mm. It is an area except degree.

워크(W)에 대해서 중판(12), 러버막(13)을 이와 같이 설계하여 배치하는 것으로, 러버막(13)의 워크 보관 유지면으로의 러버막 측부(13b)의 강성의 영향을 저감하여 연마할 수 있어 연마대 균일성을 보다 향상시켜 워크(W)를 연마할 수 있다.
By designing and arranging the middle plate 12 and the rubber film 13 with respect to the workpiece | work W, the influence of the rigidity of the rubber film side part 13b to the workpiece holding surface of the rubber film 13 is reduced, Since it can grind | polish, the workpiece | work W can be grind | polished by further improving a grinding | pulverization stand uniformity.

또한, 전술한 바와 같이, 워크(W)를 러버막(13)의 워크 보관 유지면으로 유지하기 위해 배킹 패드(17)가 러버막(13)의 하면에 부착하는 일이 있지만, 도 11에 나타낸 바와 같이, 배킹 패드(17)의 직경은 워크(W)의 직경보다 큰 것인 것이 바람직하다. 아울러, 도 11(a)가 전술한 제 1 실시예, 도 11(b)가 전술한 제 2 실시예의 경우이다. 이와 같이 함으로써, 배킹 패드(17)와 러버막(13)과의 접착 경계에서 배킹 패드(17)가 러버막(13) 자체의 팽창을 제한하고 있기 때문에 생기는 연마 압력이나 연마 형상으로의 영향을 저감할 수 있다.
In addition, as described above, the backing pad 17 may be attached to the bottom surface of the rubber film 13 in order to hold the work W as the work holding surface of the rubber film 13. As described above, the diameter of the backing pad 17 is preferably larger than the diameter of the work W. In addition, FIG. 11A illustrates the first embodiment described above, and FIG. 11B illustrates the second embodiment described above. In this way, the impact on the polishing pressure and the polishing shape caused by the backing pad 17 restricting the expansion of the rubber film 13 itself at the adhesion boundary between the backing pad 17 and the rubber film 13 is reduced. can do.

다만, 당연히, 배킹 패드(17)의 직경은, 배킹 패드(17)가 부착는 러버막(13)의 하면부와 같거나, 그것보다 작을 필요가 있다. 특히, 워크(W)의 에지부를 보관 유지하는 리테이너 링이 러버막(13)의 워크 보관 유지면의 외측에 배치되어 워크(W)가 러버막(13)의 하면부의 대략 전체에 보관 유지되는 경우에는 배킹 패드의 크기는 그만큼 크게 할 수 없다. 예를 들면, 워크(W)로서 직경 300 mm의 실리콘 웨이퍼를 연마하는 경우에는, 리테이너 링의 내경을 302 mm 정도가 되고, 러버막(13)의 하면부의 직경은 301.5 mm까지로 하면, 배킹 패드의 직경도 301.5 mm 이하이다.However, of course, the diameter of the backing pad 17 needs to be equal to or smaller than the lower surface portion of the rubber film 13 to which the backing pad 17 is attached. In particular, when the retainer ring for holding the edge portion of the work W is disposed outside the work holding surface of the rubber film 13 so that the work W is held in approximately the entire lower surface of the rubber film 13. There is no large backing pad size. For example, in the case of polishing a silicon wafer having a diameter of 300 mm as the work W, the inner diameter of the retainer ring is about 302 mm, and the diameter of the lower surface portion of the rubber film 13 is 301.5 mm. The diameter of is also 301.5 mm or less.

그렇지만, 이와 같이 적어도 배킹 패드(17)의 직경을 워크(W)의 직경보다 크게 함으로써, 보다 효과적으로 워크(W)의 연마대 균일성을 향상시킬 수 있다.
However, by making the diameter of the backing pad 17 at least larger than the diameter of the workpiece | work W in this way, the polishing table uniformity of the workpiece | work W can be improved more effectively.

도 3은 상기 연마 헤드(11)를 구비한 연마 장치(61)의 개략을 나타내고 있다. 이 연마 장치(61)는 연마 헤드(11)와, 정반(21) 상에 부착된 연마포(22)와, 연마포(22) 상에 연마제(65)를 공급하기 위한 연마제 공급 기구(66)를 구비하고 있다.3 shows an outline of a polishing apparatus 61 including the polishing head 11. This polishing apparatus 61 includes a polishing head 11, an abrasive cloth 22 attached on the surface plate 21, and an abrasive supply mechanism 66 for supplying an abrasive 65 on the abrasive cloth 22. Equipped with.

연마 장치(61)를 이용하여 워크(W)를 연마하려면, 우선, 러버막(13)에 워크(W)를 보관 유지한다. 또한, 배킹 패드(17)가 러버막(13)에 부착되어 있는 경우에는, 물을 적신 배킹 패드(17)에 워크(W)를 붙여 워크(W)의 이면을 러버막(13)으로 유지해도 괜찮다. 또한, 리테이너 링이 러버막(13)의 주위에 배치되어 있는 경우에는, 워크(W)의 에지부가 리테이너 링에 의해 보관 유지된다.
In order to grind the workpiece | work W using the grinding | polishing apparatus 61, the workpiece | work W is hold | maintained in the rubber film 13 first. In addition, when the backing pad 17 is affixed to the rubber film 13, even if the back surface of the workpiece | work W is hold | maintained as the rubber film 13 by attaching the workpiece | work W to the backing pad 17 which was dampened with water. Okay. In addition, when the retainer ring is arranged around the rubber film 13, the edge portion of the work W is held by the retainer ring.

그리고, 연마제 공급 기구(66)로부터 연마포(22) 상에 연마제(65)를 공급하는 동시에, 연마 헤드(11)과 정반(21)을 각각 소정의 방향으로 회전시키면서 워크(W)를 연마포(22)에 접접시킨다. 러버막(13)에 보관 유지된 워크(W)를, 정반(21) 상의 연마포(22)에 대해 회전하면서 소정의 압압력으로 가압하여 워크(W)의 표면을 연마할 수 있다.
Then, the abrasive cloth 65 is supplied from the abrasive supply mechanism 66 onto the abrasive cloth 22 and the workpiece W is rotated while the polishing head 11 and the platen 21 are rotated in a predetermined direction, respectively. It contacts with (22). The surface of the workpiece | work W can be grind | polished by pressing the workpiece | work W hold | maintained in the rubber film 13 by predetermined | prescribed pressure pressure while rotating with respect to the polishing cloth 22 on the surface plate 21.

이러한 연마 헤드(11)을 구비한 연마 장치(61)를 이용하여 워크(W)의 연마를 실시하면, 공간부(14)의 압력에 의해 러버막(13)의 형상과 압력 분포를 조절할 수 있어 중판의 하면부(12a)와 러버막(13)이 접촉하고 있지 않았기 때문에, 중판의 강성이나 형상 등의 영향이 러버막(13)에 전해지지 않고, 균일한 연마 압력으로 워크(W)를 연마할 수 있다.When the workpiece W is polished using the polishing device 61 having such a polishing head 11, the shape and pressure distribution of the rubber film 13 can be adjusted by the pressure of the space portion 14. Since the lower surface portion 12a of the middle plate and the rubber film 13 are not in contact with each other, the work W is polished at a uniform polishing pressure without affecting the rubber film 13 by the influence of the rigidity or shape of the middle plate. can do.

또한, 도 3 중의 연마 헤드(11)를, 도 2에 나타낸 연마 헤드(31)로 하여도 같은 효과를 얻을 수 있다.
The same effect can be obtained also by using the polishing head 11 in FIG. 3 as the polishing head 31 shown in FIG.

이하, 본 발명의 실시예 및 비교예에 대해 설명한다.
Hereinafter, the Example and comparative example of this invention are demonstrated.

(실시예 1)(Example 1)

도 1에 나타낸 바와 같은 구성의 연마 헤드(11)를 이하와 같이 제작했다.The polishing head 11 of the structure as shown in FIG. 1 was produced as follows.

외경 298 mm 중판(12)에, 두께 1 mm, 하면부의 외경 300 mm의 러버막(13)을 끼워 넣어, 속판(18)으로 협지하여 볼트로 고정하고, 중판의 하면부(12a)와 러버막(13)과의 간극(14a)이 0.5 mm가 되도록 했다. 또한, 러버막(13)의 하면부에 직경 298 mm의 배킹 패드(17)을 부착하고, 러버막(13)의 주위에 리테이너 링의 내경을 302 mm로서 배치했다.
A rubber film 13 having a thickness of 1 mm and an outer diameter of 300 mm at the lower surface portion is inserted into the middle plate 12 of the outer diameter 298 mm, and sandwiched by the inner plate 18 to be fixed with a bolt, and the lower surface portion 12a of the middle plate and the rubber membrane The clearance gap 14a with (13) was made into 0.5 mm. Moreover, the backing pad 17 of diameter 298mm was attached to the lower surface part of the rubber film 13, and the inner diameter of the retainer ring was arrange | positioned as 302mm around the rubber film 13. As shown in FIG.

상기와 같은 연마 헤드(11)을 구비한 연마 장치를 이용하여, 이하와 같이, 워크(W)로서 직경 300 mm, 두께 775㎛의 실리콘 단결정 웨이퍼의 연마를 실시했다. 아울러, 사용한 실리콘 단결정 웨이퍼는, 그 양면에 미리 1차 연마를 실시하여, 에지부에도 연마를 실시한 것이다. 또한, 정반(21)에는 직경이 800 mm인 것을 사용하고, 연마포(22)에는 통상 이용되는 것을 사용했다.
Using the polishing apparatus provided with the above-mentioned polishing head 11, the silicon single crystal wafer 300 mm in diameter and 775 micrometers in thickness was polished as the workpiece | work W as follows. In addition, the used silicon single crystal wafer is first polished on both surfaces thereof, and the edge portion is also polished. Moreover, the thing of 800 mm in diameter was used for the surface plate 21, and the thing normally used for the polishing cloth 22 was used.

연마 시에는, 연마 별로는 콜로이달 실리카를 함유하는 알칼리 용액을 사용하고, 연마 헤드(11)로 정반(21)은 각각 42 rpm, 44 rpm로 회전시켰다. 워크(W)의 연마 하중(압압력)은, 공간부(14)의 압력이 28, 29, 30 kPa가 되도록 하고, 각각의 연마 하중에 대해 2매씩 연마를 실시했다. 연마 시간은 80초로 했다.
At the time of grinding | polishing, the alkaline solution containing colloidal silica was used for polishing, and the platen 21 was rotated by 42 rpm and 44 rpm by the polishing head 11, respectively. The polishing load (pressure pressure) of the workpiece | work W was made so that the pressure of the space part 14 might be 28, 29, and 30 kPa, and it polished by 2 sheets with respect to each polishing load. The polishing time was 80 seconds.

이와 같이 하고 연마를 실시한 워크(W)에 대해 연마대 균일성을 평가했다. 아울러, 연마대 균일성은, 평탄성 측정기로 연마 전후의 워크의 두께를 면내에 대하여, 평탄도 보증 영역으로서 최외주부 2 mm 폭을 제외한 영역에 대해 측정하고, 연마대의 차분을 취하는 것으로 구할 수 있고, 연마대 균일성(%)=(면내의 최대 연마대-면내의 최소 연마대)/면내의 평균 연마대의 식에서 나타내진다.
Thus, the grinding | polishing stand uniformity was evaluated about the workpiece | work W which grind | polished. In addition, the polishing table uniformity can be obtained by measuring the thickness of the workpiece before and after polishing with a flatness measuring instrument in the area except the outermost circumference of 2 mm width as the flatness guarantee region and taking the difference of the polishing table. % Uniformity = (in-plane maximum grinding zone-in-plane minimum grinding zone) / in-plane average grinding zone.

이 결과 얻어진 워크의 연마대 균일성을 도 5 중에 나타낸다. 25~30% 정도의 연마대 균일성을 얻을 수 있어 연마대 균일성은 양호했다.
The polishing table uniformity of the resultant work is shown in FIG. The polishing table uniformity of about 25-30% was obtained, and the polishing table uniformity was favorable.

(실시예 2)(Example 2)

도 2에 나타낸 바와 같이, 연마 헤드(31)를, 실시예 1과 같이, 다만, 중판(12)로서 외경 296 mm의 것을 이용하여, 중판의 측면부(12b)와 러버막(13)과의 간극(14b)이 1 mm가 되도록 하여 제작했다.As shown in FIG. 2, the gap between the side face portion 12b of the heavy plate and the rubber film 13 is similar to that of the first embodiment, except that the polishing plate 31 is an outer diameter of 296 mm as the middle plate 12. It produced so that 14b might be set to 1 mm.

이 연마 헤드(31)를 이용하여, 실시예 1과 같이 실리콘 단결정 웨이퍼의 연마를 실시했다.Using this polishing head 31, the silicon single crystal wafer was polished in the same manner as in Example 1.

이 결과 얻어진 워크의 연마대 균일성을 도 5 중에 나타낸다. 15~25% 정도의 연마대 균일성을 얻을 수 있어, 실시예 1의 경우보다 한층 더 연마대 균일성이 향상했다.
The polishing table uniformity of the resultant work is shown in FIG. About 15-25% of polishing stand uniformity was obtained, and the polishing stand uniformity was improved more than in the case of Example 1.

(비교예)(Comparative Example)

도 8에 나타낸 바와 같은 종래의 연마 헤드(71)를 이용하여, 실시예 1과 같이 실리콘 단결정 웨이퍼의 연마를 실시했다.
Using the conventional polishing head 71 as shown in FIG. 8, the silicon single crystal wafer was polished as in the first embodiment.

이 결과 얻어진 워크의 연마대 균일성을 도 5 중에 나타낸다. 연마대 균일성에는 격차가 있었지만, 대체로 50~80% 정도이며, 실시예 1, 2의 경우보다 악화되고 있다.
The polishing table uniformity of the resultant work is shown in FIG. Although there were gaps in polishing uniformity, they are generally about 50 to 80%, and are worse than those in Examples 1 and 2.

이상의 결과에 의해, 본 발명에 따른 연마 헤드의 구조를 가지는 실시예 1, 2의 경우에는, 종래의 연마 헤드의 경우보다 워크의 연마대 균일성이 향상하여, 본 발명의 효과가 분명하게 얻을 수 있었다.
As a result, in the case of Examples 1 and 2 having the structure of the polishing head according to the present invention, the polishing stand uniformity of the workpiece is improved compared to the case of the conventional polishing head, and the effect of the present invention can be clearly obtained. there was.

(실시예 3)(Example 3)

상기 실시예 2와 같이, 워크(W)로서 직경 300 mm의 실리콘 단결정 웨이퍼를 이용하고, 다만, 러버막 측부(13b)의 내경을, 296.9~299.5 mm의 범위에서 변화시킨 것을 제작한 연마 헤드(31)를 이용하여, 연마 하중을 30 kPa로서 각각 1매씩 워크의 연마를 실시했다. 아울러, 러버막 측부의 외경 및 러버막의 하면부의 외경은, 러버막의 두께가 1 mm이므로, 298.9~301.5 mm이다. 또한, 워크(W)의 평탄도 보증 영역은, 워크 최외주부 폭 1 mm를 제외하는 경우는 직경 298 mm, 워크 최외주부 폭 2 mm를 제외하는 경우는 직경 296 mm가 된다.As in Example 2, the polishing head was fabricated by using a silicon single crystal wafer having a diameter of 300 mm as the work W, but changing the inner diameter of the rubber film side portion 13b in the range of 296.9 to 299.5 mm. Using 31), the workpiece was polished one by one with a polishing load of 30 kPa. In addition, the outer diameter of the rubber film side portion and the outer diameter of the lower surface portion of the rubber film are 298.9 to 301.5 mm because the thickness of the rubber film is 1 mm. In addition, the flatness guarantee area | region of the workpiece | work W becomes 298 mm in diameter when the outermost peripheral part width 1 mm is excluded, and 296 mm in diameter when removing the workpiece outermost peripheral part width 2 mm.

이 결과 얻어진 워크의 연마대 균일성을 도 6에 나타냈다. 러버막 측부(13b)의 내경이 큰 만큼 연마대 균일성이 향상하는 경향을 볼 수 있었다.
The polishing table uniformity of the resultant work is shown in FIG. As the inner diameter of the rubber film side portion 13b was larger, it was found that the polishing uniformity was improved.

(실시예 4)(Example 4)

상기 실시예 2와 같이, 워크(W)로서 직경 300 mm의 실리콘 단결정 웨이퍼를 이용하고, 다만, 러버막 측부(13b)의 내경을 299.5 mm, 연마 하중을 30 kPa로 하고, 배킹 패드(17)의 외경을 298~300.4 mm의 범위에서 변화시켜 각각 1매씩 워크의 연마를 실시했다.As in the second embodiment, a silicon single crystal wafer having a diameter of 300 mm is used as the work W, except that the inner diameter of the rubber film side portion 13b is 299.5 mm and the polishing load is 30 kPa, and the backing pad 17 The outer diameter of was changed in the range of 298-300.4 mm, and each piece was polished one by one.

이 결과 얻어진 워크의 연마대 균일성을 도 7에 나타냈다. 배킹 패드(17)의 외경이 워크(W)의 직경인 300 mm보다 큰 경우에, 연마대 균일성이 보다 향상했다.
The polishing table uniformity of the resultant work is shown in FIG. When the outer diameter of the backing pad 17 was larger than 300 mm which is the diameter of the workpiece | work W, the grinding | polishing stand uniformity improved further.

본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시예는 단순한 예시이며, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지고, 동일한 작용 효과를 상주하는 것은 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is merely an example, and any thing that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and resides in the same operational effects is included in the technical scope of the present invention.

예를 들면, 본 발명에 관한 연마 헤드는 도 1, 2에 나타낸 실시예에 한정되지 않고, 중판의 하면부의 전체와 러버막이 접촉하고 있지 않다면, 그 외의 연마 헤드의 형상 등은 적당 설계하면 좋다.For example, the polishing head according to the present invention is not limited to the embodiment shown in Figs. 1 and 2, and the shape of the other polishing head may be appropriately designed as long as the entire surface of the lower surface of the middle plate is not in contact with the rubber film.

또한, 연마 장치의 구성도 도 3에 나타낸 것에 한정되지 않고, 예를 들면 본 발명에 관한 연마 헤드를 복수 갖춘 연마 장치로 할 수도 있다.In addition, the structure of a grinding | polishing apparatus is not limited to what is shown in FIG. 3, For example, it can also be set as the grinding | polishing apparatus provided with two or more polishing heads concerning this invention.

Claims (7)

적어도, 대략 원반 형상 중판과, 상기 중판의 적어도 하면부와 측면부를 덮는 러버막으로 이루어지고, 상기 중판과 상기 러버막으로 둘러싸인 공간부를 갖고, 압력 조정 기구로 상기 공간부의 압력을 변화시킬 수 있도록 구성되고, 상기 러버막의 하면부에 워크의 이면을 보관 유지하고, 상기 워크의 표면을 정반 상에 부착한 연마포에 접접시켜서 연마하는 연마 헤드에 있어서,
상기 중판과 상기 러버막은, 상기 중판의 적어도 하면부의 전체에 있어서 접촉하고 있지 않고서, 간극을 갖는 것을 특징으로 하는 연마 헤드.
At least a substantially disk-shaped middle plate and a rubber film covering at least a lower surface portion and a side surface portion of the middle plate, the space portion surrounded by the middle plate and the rubber film, and configured to be able to change the pressure of the space portion with a pressure adjustment mechanism In the polishing head which hold | maintains the back surface of a workpiece | work at the lower surface part of the said rubber film, and contacts and polishes the surface of the said workpiece to the polishing cloth which affixed on the surface plate,
The said intermediate | middle plate and the said rubber film have a clearance gap, without contacting the whole at least lower surface part of the said intermediate | middle plate, The grinding | polishing head characterized by the above-mentioned.
제1항에 있어서,
상기 중판의 하면부와 러버막과의 간극이 1 mm 미만인 것을 특징으로 하는 연마 헤드.
The method of claim 1,
A clearance head having a clearance between the lower surface portion of the middle plate and the rubber film is less than 1 mm.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 중판과 상기 러버막은, 상기 중판의 측면부의 전체에 있어서 접촉하고 있지 않고서, 간극을 갖는 것을 특징으로 하는 연마 헤드.
The method according to claim 1 or 2,
The said intermediate | middle plate and the said rubber film have a clearance gap, without contacting the whole side part part of the said intermediate | middle plate, The grinding | polishing head characterized by the above-mentioned.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 러버막 중 상기 중판의 측면부를 덮는 부분의 내경이, 상기 워크의 평탄도 보증 영역보다 큰 것을 특징으로 하는 연마 헤드.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
An inner diameter of a portion of the rubber film that covers the side surface portion of the middle plate is larger than the flatness guarantee region of the workpiece.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 러버막이 상기 워크를 보관 유지하는 면에 배킹 패드를 구비하는 것을 특징으로 하는 연마 헤드.
The method according to any one of claims 1 to 4,
A polishing head comprising a backing pad on a surface on which the rubber film holds the workpiece.
제5항에 있어서,
상기 배킹 패드의 직경은 상기 워크보다 큰 것을 특징으로 하는 연마 헤드.
The method of claim 5,
And the diameter of said backing pad is larger than said workpiece.
워크의 표면을 연마할 때에 사용하는 연마 장치에 있어서,
적어도, 정반 상에 부착된 연마포와, 상기 연마포 상에 연마제를 공급하기 위한 연마제 공급 기구와, 상기 워크를 보관 유지하기 위한 연마 헤드로서, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 연마 헤드를 구비하는 것을 특징으로 하는 연마 장치.In the polishing apparatus used when polishing the surface of the workpiece,
At least a polishing cloth attached to a surface plate, an abrasive supply mechanism for supplying an abrasive on the polishing cloth, and a polishing head for holding the work, comprising: And a polishing head.
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