TW201829122A - 研磨裝置、及按壓研磨具之按壓墊 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種研磨裝置，使研磨具對基板傾斜而藉由該研磨具研磨基板之周緣部時，可將接觸於該周緣部之研磨具的寬度維持一定。研磨裝置具備：保持基板W而使其旋轉之基板保持部3；及在保持於基板保持部3之基板W的周緣部按壓研磨具23之按壓墊50。按壓墊50具有：具有經由研磨具23按壓基板W之周緣部的按壓面55a之彈性部55；及支撐該彈性部55之支撐構件56；在支撐構件56之前面56a形成有彈性部55可進入之凹部57。

Description

研磨裝置、及按壓研磨具之按壓墊
本發明係關於一種研磨晶圓等基板之研磨裝置，特別是關於使用研磨帶等研磨具來研磨基板周緣部之研磨裝置。進一步，本發明係關於一種對基板周緣部按壓研磨具之按壓墊。
製造半導體元件中從提高良率之觀點，近年來受到矚目的是管理基板周緣部之表面狀態。半導體元件之製造工序係將各種材料在矽晶圓上成膜而形成多層構造。因而，會在基板周緣部形成不需要之膜及表面粗糙。近年來，一般採取以支臂僅保持基板周緣部來搬送基板之方法。在此種背景下，殘留於周緣部之不需要的膜經過各種工序逐漸剝離，附著在形成於基板之元件上，造成良率降低。因此，為了除去形成於基板周緣部之不需要的膜，係使用研磨裝置研磨基板周緣部。此處，本說明書係將基板周緣部定義為包含：位於基板最外周之坡口部、位於該坡口部之徑方向內側的頂邊緣部及底邊緣部之區域。
第二十三(a)圖及第二十三(b)圖係顯示基板一例之晶圓的周緣部放大剖面圖。更詳細而言，第二十三(a)圖係所謂直邊型之晶圓的剖面圖，第二十三(b)圖係所謂圓型之晶圓的剖面圖。第二十三(a)圖之晶圓W中，坡口部係由上側傾斜部(上側坡口部)P、下側傾斜部(下側坡口部)Q、及側部(頂點部)R構成之晶圓W的最外周面(以符號B表示)。第二十三(b)圖之晶圓W中，坡口 部係構成晶圓W最外周面且具有彎曲剖面之部分(以符號B表示)。頂邊緣部係比坡口部B位於徑方向內側之平坦部E1。底邊緣部位於與頂邊緣部相反側，係比坡口部位於徑方向內側之平坦部E2。頂邊緣部亦包含形成有元件之區域。
除去形成於此種晶圓W周緣部之膜的裝置，習知為使用研磨帶等研磨具之研磨裝置(例如參照專利文獻1)。此種研磨裝置具備：保持晶圓W而使其旋轉之基板保持部；及用於使研磨帶(研磨具)抵接於晶圓W周緣部之研磨頭；研磨頭具有將研磨帶按壓於晶圓W周緣部之按壓墊。藉由配置於研磨帶背面側之按壓墊將研磨帶之研磨面按壓於晶圓W的周緣部來研磨該周緣部。研磨具亦可使用帶狀研磨布來取代研磨帶。
第二十四圖係顯示過去按壓墊之一例的立體圖。如第二十四圖所示，按壓墊150具備：具有矩形狀之按壓面155a的彈性構件155；及固定彈性構件155之墊本體154。彈性構件155在與按壓面155a相反側之整個背面接觸於墊本體154狀態下固定於墊本體154。按壓墊150配置於研磨帶之背面側，並藉由彈性構件155之按壓面155a將研磨帶之前面(研磨面)按壓於晶圓W的坡口部B。按壓墊150之彈性構件155由橡膠或海綿等材料形成。例如選擇具有適合基板研磨之硬度(例如20~40度)的聚氨酯橡膠、矽海綿等作為彈性構件155之材料。
第二十五圖係顯示以具有第二十四圖所示之按壓墊150的研磨頭130研磨晶圓W之坡口部B狀態的模式圖。如第二十五圖所示，研磨頭130具有：將研磨帶123按壓於晶圓W之周緣部的按壓墊150；使按壓墊150朝向晶圓W周緣部移動之空氣氣缸(驅動機構)152；及在指定方向饋送研磨帶123之帶饋送機構142。藉由控制向空氣氣缸152供給之空氣壓，來調整對晶圓W按壓研磨帶123之力。晶圓W之坡口部B研磨中，研磨頭130(亦即按壓墊150)藉由傾斜機構(無 圖示)對晶圓W傾斜。藉由使研磨頭130對晶圓W傾斜，而且按壓墊150之彈性構件155的按壓面155a將研磨帶123按壓於晶圓W之坡口部B，可藉由研磨帶123研磨整個坡口部B。
[先前技術文獻]
(專利文獻)
[專利文獻1]日本特許第5254575號公報
為了研磨整個坡口部B而使研磨頭130(亦即按壓墊150)對晶圓W傾斜時，與晶圓W之坡口部B接觸的研磨帶123寬度變化。第二十六圖係顯示第二十四圖所示之按壓墊150的彈性構件155之按壓面155a對晶圓W的平坦面垂直時，經由研磨帶123與晶圓W之坡口部B接觸的彈性構件155之按壓面155a寬度的模式圖。第二十七圖係顯示第二十四圖所示之按壓墊150的彈性構件155之按壓面155a對晶圓W的平坦面傾斜時，經由研磨帶123與晶圓W之坡口部B接觸的彈性構件155之按壓面155a寬度的模式圖。第二十六圖及第二十七圖為了簡化說明並未描述研磨帶123，不過研磨中與晶圓W之坡口部B接觸的研磨帶123寬度，係對應於經由研磨帶123與晶圓W之坡口部B接觸的彈性構件155之按壓面155a的寬度。
如第二十六圖及第二十七圖所示，按壓面155a對晶圓W之平坦面垂直時與晶圓W之坡口部B接觸的研磨帶寬度Wa，比按壓面155a對晶圓W之平坦 面傾斜時與晶圓W之坡口部B接觸的研磨帶寬度Wb小。隨著按壓面155a對晶圓W之平坦面的傾斜角度變大，與晶圓W之坡口部B接觸的研磨帶寬度變大。
第二十八圖係顯示以過去之按壓墊150將研磨帶123按壓於晶圓W的坡口部B，來研磨該坡口部B時附加在研磨帶123上之研磨痕的照片。第二十八圖顯示每10°改變按壓面155a對晶圓W之平坦面的傾斜角度θ，來研磨晶圓W之坡口部B時的複數個研磨痕。第二十九(a)、(b)、(c)圖係顯示按壓面155a對晶圓W之平坦面的傾斜角度θ之模式圖。第二十九(a)、(b)、(c)圖中研磨帶123圖示沿著按壓面155a中心之縱剖面。該傾斜角度θ如第二十九(a)圖所示，於按壓墊150之彈性構件155的按壓面155a對晶圓W之平坦面垂直時係0度。該傾斜角度θ如第二十九(b)圖所示，於按壓面155a在按壓面155a之上端靠近晶圓W之平坦面的方向傾斜時為正值，如第二十九(c)圖所示，於按壓面155a在按壓面155a之上端從晶圓W的平坦面離開的方向傾斜時為負值。
從第二十八圖所示之照片瞭解，隨著傾斜角度θ之絕對值變大，研磨痕之長度變大。例如，傾斜角度θ為0°時之研磨痕的長度La，比傾斜角度θ為70°時之研磨痕的長度Lb小。該研磨痕長度之差異相當於與晶圓W之坡口部B接觸的研磨帶123寬度之差異。與晶圓W之坡口部B接觸的研磨帶123寬度變小時，有助於該坡口部B之研磨的研磨帶123量減少。結果按壓面155a之傾斜角度θ的絕對值小時的研磨率，比按壓面155a之傾斜角度θ的絕對值大時之研磨率低。
再者，從第二十八圖所示之照片瞭解，傾斜角度θ之絕對值小時，研磨痕中央區域之顏色亮度比研磨痕外側區域的顏色亮度高。研磨痕之亮度差異如第三十圖所示，表示研磨帶123與晶圓W之坡口部B的接觸區域中央之按壓 力Fa，比研磨帶123與晶圓W之坡口部B的接觸區域外側之按壓力Fb大。此時，在研磨帶之接觸區域中央部容易發生研磨帶123堵塞，研磨率降低。
因此，本發明之目的為提供一種使研磨具對基板傾斜而且以該研磨具研磨基板周緣部時，可將接觸於該周緣部之研磨具的寬度維持一定之研磨裝置。再者，本發明之目的為提供一種按壓此種研磨裝置使用之研磨具的按壓墊。
本發明一個樣態提供一種研磨裝置，其特徵為具備：基板保持部，其係保持基板並使其旋轉；及按壓墊，其係將研磨具按壓於保持於前述基板保持部之基板的周緣部；前述按壓墊具有：彈性構件，其係具有經由前述研磨具而按壓前述基板周緣部之按壓面；及支撐構件，其係支撐前述彈性構件；在前述支撐構件之前面形成有前述彈性構件可進入之凹部。
一個實施形態係前述按壓墊進一步具備固定單元，其係將前述彈性構件之兩端部固定於前述支撐構件。
一個實施形態係前述凹部之底面彎曲。
一個實施形態係在前述彈性構件之前述按壓面相反側的背面貼合有薄板。
一個實施形態係前述研磨具由研磨帶構成。
一個實施形態係在前述彈性構件之前述按壓面形成有朝向該按壓面相反側之背面延伸的溝，前述彈性構件具有藉由前述溝分割之方塊體。
一個實施形態係前述研磨具為安裝於前述方塊體前面之磨石。
本發明一個樣態提供一種按壓墊，係將用於研磨基板周緣部之研磨具按壓於該周緣部，其特徵為具有：彈性構件，其係具有經由前述研磨具按 壓前述基板周緣部之按壓面；及支撐構件，其係支撐前述彈性構件；在前述支撐構件之前面形成有前述彈性構件可進入之凹部。
一個實施形態係前述按壓墊進一步具備固定單元，其係將前述彈性構件之兩端部固定於前述支撐構件。
一個實施形態係前述凹部之底面彎曲。
一個實施形態係在前述彈性構件之前述按壓面相反側的背面貼合有薄板。
一個實施形態係前述研磨具由研磨帶構成。
一個實施形態係在前述彈性構件之前述按壓面形成有朝向該按壓面相反側之背面延伸的溝，前述彈性構件具有藉由前述溝分割之方塊體。
一個實施形態係在前述方塊體之前面安裝有用作前述研磨具之磨石。
本發明將研磨具按壓於按壓墊旋轉之基板周緣部時，按壓墊之彈性構件進入支撐構件的凹部，變形成彈性構件沿著基板周緣部之形狀。結果，使研磨具對基板傾斜而且以該研磨具研磨基板周緣部時，可將接觸於基板之研磨具寬度維持一定。
1A、1B、1C、1D‧‧‧研磨頭組合體(研磨部)
2A、2B、2C、2D‧‧‧研磨帶供給機構
3‧‧‧旋轉保持機構(基板保持部)
4‧‧‧保持載台
4a‧‧‧溝
5‧‧‧中空軸桿
6‧‧‧滾珠花鍵軸承
7‧‧‧連通路
8‧‧‧旋轉接頭
9‧‧‧真空管線
10‧‧‧氮氣供給管線
12‧‧‧外殼
14‧‧‧外殼
15‧‧‧空氣氣缸
18‧‧‧徑向軸承
19‧‧‧波紋管
20‧‧‧分隔壁
20a‧‧‧開口部
20b‧‧‧搬送口
20c‧‧‧開口
21‧‧‧研磨室
23‧‧‧研磨帶
24‧‧‧供給卷筒
25‧‧‧回收卷筒
27‧‧‧耦合器
30‧‧‧研磨頭
31、32、33、34‧‧‧導輥
36‧‧‧上側供給噴嘴
37‧‧‧下側供給噴嘴
38‧‧‧洗淨噴嘴
40‧‧‧通風窗
41‧‧‧按壓機構
42‧‧‧帶饋送機構
42a‧‧‧帶饋送輥
42b‧‧‧帶握持輥
43、44、45、46、47、48、49‧‧‧導輥
50‧‧‧按壓墊
52‧‧‧空氣氣缸
54‧‧‧墊本體
54a、54b‧‧‧突起部
54c‧‧‧貫穿孔
55‧‧‧彈性部(矽海綿)
55a‧‧‧按壓面
55b‧‧‧背面
55c、55d‧‧‧兩端部
55e、55f‧‧‧固定突起
56‧‧‧支撐構件
56a‧‧‧前面
56b‧‧‧背面
56c‧‧‧貫穿孔
57‧‧‧凹部
57a‧‧‧底面
57b‧‧‧一方側面
57c‧‧‧另一方側面
58‧‧‧一方端部
58a‧‧‧前面
59‧‧‧另一方端部
59a‧‧‧前面
60‧‧‧支臂
61‧‧‧移動台
62‧‧‧導塊
63‧‧‧軌道
65‧‧‧底板
66‧‧‧連結板
67‧‧‧線性致動器
68‧‧‧接頭
70‧‧‧固定單元
71‧‧‧固定方塊
71a‧‧‧階差部
71b‧‧‧螺絲孔
72‧‧‧螺絲
73、74‧‧‧薄板
78‧‧‧溝
80‧‧‧方塊體
82‧‧‧磨石
123‧‧‧研磨帶
130‧‧‧研磨頭
142‧‧‧帶饋送機構
150‧‧‧按壓墊
154‧‧‧墊本體
155‧‧‧彈性構件
155a‧‧‧按壓面
B‧‧‧坡口部
M1~M4‧‧‧馬達
Cr‧‧‧中心軸
Ct‧‧‧旋轉軸
E1、E2‧‧‧平坦部
P‧‧‧上側傾斜部
Q‧‧‧下側傾斜部
R‧‧‧側部
W‧‧‧晶圓
W1、W2‧‧‧寬度
第一圖係顯示一個實施形態之研磨裝置的俯視圖。
第二圖係第一圖所示之研磨裝置的縱剖面圖。
第三圖係研磨頭之放大圖。
第四圖係概略顯示一個實施形態之按壓墊的立體圖。
第五圖係第四圖所示之按壓墊的概略前視圖。
第六圖係第四圖所示之按壓墊的概略側視圖。
第七圖係第五圖之A-A線剖面圖。
第八(a)圖係第四圖所示之矽海綿的概略立體圖，第八(b)圖係第八(a)圖所示之矽海綿的概略前視圖。
第九(a)圖係第四圖所示之支撐構件的前視圖，第九(b)圖係第九(a)圖之B-B線剖面圖。
第十圖係第七圖之C-C線剖面圖。
第十一圖係顯示研磨頭研磨晶圓之坡口部的情形圖。
第十二圖係顯示研磨頭研磨晶圓之頂邊緣部的情形圖。
第十三圖係顯示研磨頭研磨晶圓之底邊緣部的情形圖。
第十四圖係顯示彈性構件進入支撐構件之凹部的狀態模式圖。
第十五(a)圖係顯示按壓墊之彈性構件的按壓面對晶圓平坦面垂直時，藉由被晶圓之坡口部頂回而變形的彈性構件模式圖，第十五(b)圖係顯示藉由第十五(a)圖所示之按壓墊按壓的研磨帶與晶圓之坡口部的接觸區域中之按壓力的模式圖。
第十六(a)圖係顯示按壓墊之彈性構件的按壓面對晶圓平坦面傾斜時，藉由被晶圓之坡口部頂回而變形的彈性構件模式圖，第十六(b)圖係顯示藉由第十六(a)圖所示之按壓墊按壓的研磨帶與晶圓之坡口部的接觸區域中之按壓力的模式圖。
第十七圖係顯示以按壓墊將研磨帶按壓於晶圓之坡口部，來研磨該坡口時附加於研磨帶之研磨痕的照片。
第十八圖係顯示另外實驗結果之曲線圖。
第十九圖係顯示另外實施形態之按壓墊的剖面圖。
第二十圖係又另外實施形態之按壓墊的剖面圖。
第二十一圖係又另外實施形態之按壓墊的剖面圖。
第二十二圖係又另外實施形態之按壓墊的剖面圖。
第二十三(a)圖及第二十三(b)圖係顯示基板之周緣部的放大剖面圖。
第二十四圖係顯示過去按壓墊之一例的立體圖。
第二十五圖係顯示以具有第二十四圖所示之按壓墊的研磨頭研磨晶圓之坡口部的狀態模式圖。
第二十六圖係顯示第二十四圖所示之按壓墊的彈性構件之按壓面對晶圓平坦面垂直時，經由研磨帶與晶圓之坡口部接觸的彈性構件之按壓面寬度的模式圖。
第二十七圖係顯示第二十四圖所示之按壓墊的彈性構件之按壓面對晶圓平坦面傾斜時，經由研磨帶與晶圓之坡口部接觸的彈性構件之按壓面寬度的模式圖。
第二十八圖係顯示以第二十四圖所示之按壓墊將研磨帶按壓於晶圓的坡口部，來研磨該坡口部時附加於研磨帶之研磨痕的照片。
第二十九(a)、(b)、(c)圖係顯示按壓面對晶圓平坦面之傾斜角度的模式圖。
第三十圖係顯示藉由第二十四圖所示之按壓墊按壓的研磨帶與晶圓之坡口部的接觸區域中之按壓力的模式圖。
以下，參照圖式說明本發明之實施形態。
第一圖係顯示一個實施形態之研磨裝置的俯視圖，第二圖係第一圖所示之研磨裝置的縱剖面圖。如第一圖及第二圖所示，該研磨裝置在其中央部具有水平保持基板之一例的晶圓W並使其旋轉之旋轉保持機構(基板保持部)3。第一圖中顯示旋轉保持機構3保持了晶圓W之狀態。旋轉保持機構3具備：藉由真空吸附而保持晶圓W之背面的盤狀保持載台4；連結於保持載台4中央部之中空軸桿5；及使該中空軸桿5旋轉之馬達M1。晶圓W藉由搬送機構之手臂(無圖示)，以晶圓W之中心與中空軸桿5的軸心一致之方式裝載於保持載台4上。
中空軸桿5藉由滾珠花鍵軸承(直動軸承)6上下移動自如地支撐。在保持載台4上面形成有溝4a，該溝4a連通於通過中空軸桿5而延伸之連通路7。一個實施形態亦可將形成有連通於通過中空軸桿5而延伸之連通路7的溝4a之薄板貼合在保持載台4的上面。溝4a例如藉由將薄板冲裁加工而形成。連通路7經由安裝於中空軸桿5下端之旋轉接頭8而連接於真空管線9。連通路7亦連接於用於使處理後之晶圓W從保持載台4脫離的氮氣供給管線10。藉由切換此等真空管線9與氮氣供給管線10，可使晶圓W真空吸附在保持載台4上面或脫離。
中空軸桿5經由連結於該中空軸桿5之滑輪p1、安裝於馬達M1之旋轉軸的滑輪p2、及掛在此等滑輪p1、p2上之皮帶b1而藉由馬達M1旋轉。馬達M1之旋轉軸與中空軸桿5平行地延伸。藉由此種構成，保持於保持載台4上面之晶圓W藉由馬達M1旋轉。
滾珠花鍵軸承6係容許中空軸桿5向其長度方向自由移動的軸承。滾珠花鍵軸承6固定於圓筒狀之外殼12。因此，本實施形態中，中空軸桿5係構成可對外殼12上下直線動作，中空軸桿5與外殼12一體旋轉。中空軸桿5連 結於空氣氣缸(升降機構)15，中空軸桿5及保持載台4可藉由空氣氣缸15上升及下降。
在外殼12與同心上配置於其外側的圓筒狀外殼14之間介有徑向軸承18，外殼12藉由軸承18旋轉自如地支撐。藉由如此構成，旋轉保持機構3可使晶圓W在其中心軸Cr周圍旋轉，且使晶圓W沿著中心軸Cr而上升下降。
如第一圖所示，在保持於旋轉保持機構3之晶圓W周圍配置有4個研磨頭組合體(研磨部)1A、1B、1C、1D。在研磨頭組合體1A、1B、1C、1D之徑方向外側分別設有研磨帶供給機構2A、2B、2C、2D。研磨頭組合體1A、1B、1C、1D與研磨帶供給機構2A、2B、2C、2D藉由分隔壁20而隔離。分隔壁20之內部空間構成研磨室21，4個研磨頭組合體1A、1B、1C、1D及保持載台4配置於研磨室21內。另外，研磨帶供給機構2A、2B、2C、2D配置於分隔壁20的外側(亦即在研磨室21之外)。研磨頭組合體1A、1B、1C、1D彼此具有相同構成，且研磨帶供給機構2A、2B、2C、2D彼此具有相同構成。以下，就研磨頭組合體1A及研磨帶供給機構2A作說明。
研磨帶供給機構2A具備：將研磨具之一例的研磨帶23供給至研磨頭組合體1A的供給卷筒24；及回收使用於研磨晶圓W之研磨帶23的回收卷筒25。供給卷筒24配置於回收卷筒25上方。供給卷筒24及回收卷筒25經由耦合器27分別連結馬達M2(第一圖僅顯示連結於供給卷筒24之耦合器27與馬達M2)。各個馬達M2在指定之旋轉方向施加一定之扭力，可對研磨帶23施加指定之張力。
研磨帶23係長條帶狀之研磨具，且其一面構成研磨面。研磨帶23具有：由PET板等構成之基材帶；及形成於基材帶上之研磨層。研磨層由被覆基 材帶之一方表面的黏合劑(例如樹脂)、與保持於黏合劑之研磨粒而構成，研磨層之表面構成研磨面。研磨具亦可使用帶狀研磨布來取代研磨帶23。
研磨帶23在捲繞於供給卷筒24的狀態下設於研磨帶供給機構2A。研磨帶23之側面以卷筒板支撐避免產生捲繞散亂。研磨帶23之一端安裝於回收卷筒25，藉由回收卷筒25捲收供給至研磨頭組合體1A之研磨帶23可回收研磨帶23。研磨頭組合體1A具備用於使從研磨帶供給機構2A供給之研磨帶23抵接於晶圓W周緣部的研磨頭30。研磨帶23係以研磨帶23之研磨面(前面)朝向晶圓W的方式供給至研磨頭30。
研磨帶供給機構2A具有複數個導輥31、32、33、34，供給至研磨頭組合體1A並從研磨頭組合體1A回收之研磨帶23藉由此等導輥31、32、33、34引導。研磨帶23通過設於分隔壁20之開口部20a從供給卷筒24供給至研磨頭30，使用後之研磨帶23通過開口部20a被回收卷筒25回收。
如第二圖所示，在晶圓W上方配置上側供給噴嘴36，朝向保持於旋轉保持機構3之晶圓W的上面中心供給研磨液。此外，具備朝向晶圓W背面與及旋轉保持機構3與保持載台4的邊界部(保持載台4之外周部)供給研磨液之下側供給噴嘴37。研磨液通常使用純水，不過當使用二氧化矽作為研磨帶23之研磨粒時等亦可使用氨。再者，研磨裝置具備在研磨處理後洗淨研磨頭30之洗淨噴嘴38，研磨處理後，晶圓W藉由旋轉保持機構3上升後，朝向研磨頭30噴射洗淨水，可洗淨研磨處理後之研磨頭30。
中空軸桿5對外殼12升降時，為了從研磨室21隔離滾珠花鍵軸承6及徑向軸承18等機構，如第二圖所示，中空軸桿5與外殼12之上端以可上下伸縮之波紋管19連接。第二圖顯示中空軸桿5下降之狀態，並顯示保持載台4在研磨 位置。研磨處理後，藉由空氣氣缸15使晶圓W與保持載台4及中空軸桿5一起上升至搬送位置，並在該搬送位置使晶圓W從保持載台4脫離。
分隔壁20具備用於將晶圓W搬入研磨室21或搬出的搬送口20b。搬送口20b形成水平延伸之缺口。因此，被搬送機構握持之晶圓W保持水平狀態，而且可通過搬送口20b而穿過研磨室21。在分隔壁20之上面設有開口20c及通風窗40，在下面設有排氣口(無圖示)。研磨處理時，搬送口20b以無圖示之快門關閉。因此，係從排氣口藉由無圖示之風扇機構排氣，可在研磨室21內部形成清淨空氣之下降氣流。由於係在該狀態下進行研磨處理，因此可防止研磨液向上方飛散，保持研磨室21之上部空間清淨而且進行研磨處理。
如第一圖所示，研磨頭30固定於支臂60之一端，支臂60構成在平行於晶圓W之切線方向的旋轉軸Ct周圍旋轉自如。支臂60之另一端經由滑輪p3、p4及皮帶b2而連結於馬達M4。藉由馬達M4順時鐘及逆時鐘旋轉指定角度，支臂60在軸Ct周圍旋轉指定角度。本實施形態係藉由馬達M4、支臂60、滑輪p3、p4及皮帶b2構成使研磨頭30對晶圓W表面傾斜的傾斜機構。
傾斜機構搭載於移動台61。移動台61經由導塊62及軌道63移動自如地連結於底板65。軌道63沿著保持於旋轉保持機構3之晶圓W的半徑方向直線地延伸，移動台61可沿著晶圓W之半徑方向直線地移動。移動台61中安裝貫穿底板65之連結板66，線性致動器67經由接頭68連結於連結板66。線性致動器67直接或間接地固定於底板65。
線性致動器67可採用空氣氣缸及定位用馬達與滾珠螺桿之組合等。藉由該線性致動器67、軌道63、導塊62構成使研磨頭30在晶圓W之半徑方 向直線移動的移動機構。亦即，移動機構係以沿著軌道63使研磨頭30向晶圓W接近或離開的方式動作。另外，研磨帶供給機構2A固定於底板65。
第三圖係研磨頭30之放大圖。如第三圖所示，研磨頭30具備以指定之力對晶圓W按壓研磨帶23的研磨面之按壓機構41。此外，研磨頭30具備從供給卷筒24向回收卷筒25饋送研磨帶23之帶饋送機構42。研磨頭30具有複數個導輥43、44、45、46、47、48、49，此等導輥引導研磨帶23使研磨帶23在與晶圓W之切線方向直交的方向行進。
設於研磨頭30之帶饋送機構42具備：帶饋送輥42a、帶握持輥42b、與使帶饋送輥42a旋轉之馬達M3。馬達M3設於研磨頭30之側面，並在馬達M3之旋轉軸上安裝有帶饋送輥42a。帶握持輥42b鄰接於帶饋送輥42a而配置。帶握持輥42b係構成以在第三圖之箭頭NF表示的方向(朝向帶饋送輥42a之方向)產生力之方式被無圖示之機構支撐，而可按壓帶饋送輥42a。
馬達M3在第三圖所示之箭頭方向旋轉時，帶饋送輥42a旋轉，可將研磨帶23從供給卷筒24經由研磨頭30向回收卷筒25饋送。帶握持輥42b構成可在其本身之軸周圍旋轉，並隨著饋送研磨帶23而旋轉。
按壓機構41具備：配置於研磨帶23背面側之按壓墊50；及使該按壓墊50朝向晶圓W之周緣部移動的空氣氣缸(驅動機構)52。空氣氣缸52係所謂單桿氣缸。藉由控制向空氣氣缸52供給之空氣壓，來調整對晶圓W按壓研磨帶23之力。配置於晶圓W周圍之4個研磨頭組合體1A、1B、1C、1D的傾斜機構、按壓機構41、帶饋送機構42、及使各研磨頭組合體移動之移動機構構成可分別獨立動作。
第四圖係概略顯示一個實施形態之按壓墊50的立體圖，第五圖係第四圖所示之按壓墊50的概略前視圖，第六圖係第四圖所示之按壓墊50的概略側視圖。
如第四圖至第六圖所示，按壓墊50具備：具有將研磨帶23直接按壓於晶圓W之周緣部的平坦之按壓面55a之彈性構件55；及支撐彈性構件55之板狀的支撐構件56。彈性構件55及支撐構件56之詳細構成於後述。本實施形態之按壓墊50進一步具有墊本體54，支撐構件56夾在彈性構件55與墊本體54之間。
彈性構件55由海綿或橡膠等材料形成。例如選定具有適合研磨晶圓W之硬度(例如20~40度)的矽海綿作為彈性構件55的材料。彈性構件55亦可由具有適合研磨晶圓W之硬度(例如20~40度)的橡膠(例如聚氨酯橡膠)而形成。支撐構件56由比彈性構件55硬之材料形成。以下說明之實施形態，其彈性構件55由矽海綿形成，並將該彈性構件55稱為矽海綿55。
直接按壓研磨帶23背面(亦即與研磨面相反之面)之矽海綿55的按壓面55a係矩形狀，且形成按壓面55a之寬度(沿著晶圓W周方向之尺寸)D1比高度(沿著與晶圓W表面垂直之方向的尺寸)D2大。
本實施形態之按壓墊50具有形成於墊本體54前面之2個突起部54a、54b。此等突起部54a、54b具有如軌道之形狀而並列配置。突起部54a、54b沿著晶圓W之周方向彎曲。更具體而言，突起部54a、54b具有與晶圓W之曲率實質相同曲率的圓弧形狀。
2個突起部54a、54b對旋轉軸Ct(參照第一圖)對稱配置，並如第五圖所示，從按壓墊50之前面觀看時，突起部54a、54b朝向旋轉軸Ct而彎曲於內側。研磨頭30係以突起部54a、54b前端間之中心線(亦即旋轉軸Ct)與晶圓W 在厚度方向之中心一致的方式設置。突起部54a、54b配置成比配置於研磨頭30前面之導輥46、47(參照第三圖)接近晶圓W，研磨帶23藉由突起部54a、54b從背面支撐。包含突起部54a、54b之墊本體54由PEEK(聚醚醚酮)等樹脂形成。
如第四圖及第五圖所示，矽海綿55配置於2個突起部54a、54b之間。矽海綿55之高度比突起部54a、54b的高度稍低。在水平維持研磨頭30狀態下，按壓墊50藉由空氣氣缸52朝向晶圓W移動時，矽海綿55從其背面側對晶圓W之坡口部B按壓研磨帶23。
第七圖係第五圖之A-A線剖面圖，第八(a)圖係第四圖所示之矽海綿55的概略立體圖，第八(b)圖係第八(a)圖所示之矽海綿55的概略前視圖。第九(a)圖係第四圖所示之支撐構件56的前視圖，第九(b)圖係第九(a)圖之B-B線剖面圖。第九(b)圖中，以虛線(點線)描繪藉由支撐構件56支撐之矽海綿55。第十圖係第七圖之C-C線剖面圖。
如第七圖所示，矽海綿55之兩端部55c、55d藉由支撐構件56支撐，矽海綿55之兩端部55c、55d藉由後述之固定單元70而固定於支撐構件56。
如第八(a)圖及第八(b)圖所示，矽海綿55具有分別從該矽海綿55之兩側面突出的固定突起55e、55f。固定突起55e、55f沿著矽海綿55之長度方向延伸。固定突起55e構成矽海綿55之一方端部55c的一部分，固定突起55f構成矽海綿55之另一方端部55d的一部分。
如第九(a)圖及第九(b)圖所示，在支撐構件56之前面56a形成凹部57。凹部57形成於被支撐構件56之兩端部58、59夾著的位置。亦即，支撐構件56包含：形成凹部57之凹部區域；及分別位於凹部區域外側，而分別構成支撐構件56之兩端部58、59的2個端部區域。矽海綿55之一方端部55c係支撐構件56 的一方端部58(亦即一方端部區域)相對之矽海綿55的一部分。本實施形態包含固定突起55e之矽海綿55的端部55c與支撐構件之端部58接觸。支撐構件56之一方端部區域由與固定突起55e相對之固定區域、以及與固定突起55e以外之矽海綿55的端部55c相對之支撐區域構成。同樣地，矽海綿55之另一方端部55d係支撐構件56之另一方端部59(亦即另一方端部區域)相對的矽海綿55之一部分。本實施形態包含固定突起55f之矽海綿55的端部55d與支撐構件之端部59接觸。支撐構件56之另一方端部區域由與固定突起55f相對之固定區域、以及與固定突起55f以外之矽海綿55的端部55d相對之支撐區域構成。支撐區域係為了確實支撐矽海綿55而形成於支撐構件56之區域，而固定區域係為了將矽海綿55之兩端部55c、55d藉由後述之固定單元70固定於支撐構件56而形成的區域。
藉由在支撐構件56中形成凹部57，支撐構件56之前面56a分割成：凹部57之底面57a、端部58之前面58a、端部59之前面59a。亦即端部58之前面58a相當於在一方端部區域之支撐構件56的前面，端部59之前面59a相當於在另一方端部區域之支撐構件56的前面。本實施形態之凹部57的底面57a經由凹部57之一方側面57b而連接於支撐構件56的一方端部58之前面58a，並經由凹部57之另一方側面57c連接於支撐構件56的另一方端部59之前面59a。
如第七圖所示，支撐構件56之兩端部58、59的前面58a、59a接觸於與矽海綿55之按壓面55a相反側的背面55b。更具體而言，支撐構件56之兩端部58、59的前面58a、59a分別與包含固定突起55e之矽海綿55的端部55c之背面、及包含固定突起55f之矽海綿55的端部55d之背面接觸。支撐構件56之背面(亦即與支撐構件56之前面56a相反側之面)56b接觸於墊本體54。
其次，參照第七圖及第十圖說明將矽海綿55之兩端部55c、55d固定於支撐構件56的固定單元70。該固定單元70分別設於按壓墊50之兩端部，且具有：固定方塊71、及旋入該固定方塊71之螺絲72。如第十圖所示，固定單元70之固定方塊71具有階差部71a，且具有L字狀之剖面形狀。階差部71a具有對應於第八(a)圖及第八(b)圖所示之矽海綿55的固定突起55e(或55f)之形狀，固定突起55e(或55f)嵌入該階差部71a。固定方塊71中形成有螺絲72螺合之螺絲孔71b，在支撐構件56之各端部區域的固定區域(參照第九(b)圖)形成有插入螺絲72之貫穿孔56c。貫穿孔56c形成在對應於螺絲孔71b之位置。在墊本體54之兩端部亦分別形成有插入螺絲72之貫穿孔54c，此等貫穿孔54c形成在對應於螺絲孔71b之位置。
在使矽海綿55之兩端部55c、55d支撐於支撐構件56的兩端部58、59狀態下，將固定方塊71之階差部71a分別嵌入支撐構件56的固定突起55e、55f。該狀態下，將螺絲72插入墊本體54之貫穿孔54c及支撐構件56的貫穿孔56c，進一步旋入固定方塊71之螺絲孔71b。藉由該固定動作將矽海綿55之兩端部55c、55d固定於支撐構件56，可將固定矽海綿55之支撐構件56固定於墊本體54。
將矽海綿55及支撐構件56固定於墊本體54之固定單元不限定於包含固定方塊71與螺絲72之上述實施形態。例如，亦可以夾著矽海綿55之兩端部55c、55d、支撐構件56及墊本體54的夾子，將矽海綿55固定於支撐構件56，同時將此等矽海綿55及支撐構件56固定於墊本體54。或是，亦可以接著劑將矽海綿55之兩端部55c、55d接合(亦即固定)於支撐構件56的兩端部58、59，並以接著劑或螺絲將固定了矽海綿55之支撐構件56固定於墊本體54。
第十一圖係顯示研磨頭30研磨晶圓W之坡口部B的情形圖。研磨晶圓W之坡口部時，如第十一圖所示，藉由上述之傾斜機構使研磨頭30之傾斜角度斷續地或連續地變化，而且藉由按壓墊50將研磨帶23接觸於晶圓W之坡口部。在研磨中亦可藉由帶饋送機構42以指定速度饋送研磨帶23。
再者，具有本實施形態之按壓墊50的研磨頭30可研磨晶圓W之頂邊緣部及底邊緣部。亦即如第十二圖所示，藉由上述之傾斜機構將研磨頭30傾向上方，並藉由突起部54a將研磨帶23按壓於晶圓W的頂邊緣部，可研磨頂邊緣部。再者，如第十三圖所示，將研磨頭30傾向下方，藉由突起部54b將研磨帶23按壓於晶圓W之底邊緣部，可研磨底邊緣部。
因而，本實施形態之研磨頭30可研磨包含：頂邊緣部E1、坡口部B、及底邊緣部E2之晶圓W的整個周緣部。研磨頭組合體1A~1D(參照第一圖)分別具有該研磨頭30。因此，為了使研磨裝置之處理量提高，亦可全部研磨頭組合體1A~1D研磨包含：頂邊緣部E1、坡口部B、及底邊緣部E2之晶圓W的整個周緣部。或是，亦可以研磨頭組合體1A研磨頂邊緣部E1，以研磨頭組合體1B研磨坡口部B，以研磨頭組合體1C研磨底邊緣部E2。
為了研磨晶圓W之坡口部B，藉由空氣氣缸52以指定之力將按壓墊50之矽海綿55經由研磨帶23按壓於晶圓W的坡口部B時，矽海綿55折回晶圓W之坡口部B而變形。此時，在支撐構件56之前面56a形成有凹部57，由於矽海綿55之兩端部55c、55d被支撐構件56支撐，因此矽海綿55可輕易進入支撐構件56之凹部57。
第十四圖係顯示矽海綿55進入支撐構件56之凹部57的狀態模式圖。第十五(a)圖係顯示按壓墊50之矽海綿55的按壓面55a對晶圓W之平坦面垂直 時，藉由折回晶圓W之坡口部B而變形的矽海綿55之模式圖，第十五(b)圖係顯示藉由第十五(a)圖所示之按壓墊50按壓的研磨帶23與晶圓W之坡口部B的接觸區域中之按壓力模式圖。第十六(a)圖係按壓墊50之矽海綿55的按壓面55a對晶圓W之平坦面傾斜時，藉由折回晶圓W之坡口部B而變形的矽海綿55之模式圖，第十六(b)圖係顯示藉由第十六(a)圖所示之按壓墊50按壓的研磨帶23與晶圓W之坡口部B的接觸區域中之按壓力模式圖。
第十四圖至第十六(b)圖係為了幫助瞭解發明而描繪模式化之按壓墊50。更具體而言，僅矽海綿55、支撐構件56、墊本體54、及固定單元70之固定方塊71模式化被描繪。再者，第十五(a)圖、第十五(b)圖、第十六(a)圖、及第十六(b)圖係為了簡化說明而並未描繪研磨帶23，不過晶圓W之坡口部B的研磨中，如第十四圖所示，按壓墊50將研磨帶23對晶圓W之坡口部B按壓。更具體而言，按壓墊50之矽海綿55的按壓面55a直接接觸於研磨帶23的背面，在該狀態下，按壓墊50對晶圓W之坡口部B按壓研磨帶23的前面(研磨面)。研磨中，與晶圓W之坡口部B接觸的研磨帶23寬度，對應於經由研磨帶23而與晶圓W之坡口部B接觸的矽海綿55之按壓面55a的寬度。
如第十四圖所示，藉由空氣氣缸52以指定之力將按壓墊50之矽海綿55經由研磨帶23按壓於晶圓W之坡口部B時，矽海綿55變形可進入支撐構件56之凹部57。進入支撐構件56之凹部57的矽海綿55之背面55b接觸於凹部57之底面57a，矽海綿55如第十五(a)圖及第十六(a)圖所示，變形成沿著晶圓W之坡口部B的形狀。因而，藉由將矽海綿55可進入之凹部57形成於支撐構件56，矽海綿55可變形成沿著晶圓W之坡口部B的形狀。結果，即使使矽海綿55之按壓面55a對晶圓W傾斜，研磨帶23仍可將接觸於晶圓W之坡口部B的寬度維持一定。亦即， 與按壓面55a對晶圓W之平坦面垂直時的晶圓W之坡口部B接觸的研磨帶23之寬度W1(參照第十五(a)圖)，與按壓面55a對晶圓W之平坦面傾斜時的晶圓W之坡口部B接觸的研磨帶23之寬度W2(參照第十六(a)圖)相同。
矽海綿55係在其內部包含複數個微小空隙之發泡體。矽海綿55例如藉由在成形模型內使矽發泡而形成。從成形模型取出之後的矽海綿55表面係無凹凸之圓滑平坦面。但是，切削該平坦面時，矽海綿55內之空隙會露出。亦即，在被切削之矽海綿55表面出現凹凸。例如為了調節矽海綿55之高度而切削矽海綿55之按壓面55a及/或背面55b時，會在被切削之按壓面55a及/或背面55b出現凹凸。
將按壓面55a及/或背面55b具有凹凸之矽海綿55按壓於晶圓W的坡口部B時，按壓面55a及/或背面55b之凹凸被破壞，矽海綿55無法變形成沿著晶圓W之坡口部B的希望形狀。因此，不宜對矽海綿55之按壓面55a及/或背面55b實施切削加工等的加工處理，而將該按壓面55a及/或背面55b構成圓滑之平坦面。
第十七圖係顯示以本實施形態之按壓墊50將研磨帶23按壓於晶圓W的坡口部B，來研磨該坡口部B時附加於研磨帶23之研磨痕的照片。第十七圖係顯示每10°改變按壓面55a對晶圓W之平坦面的傾斜角度θ，來研磨晶圓W之坡口部B時的複數個研磨痕。該傾斜角度θ於按壓墊50之矽海綿55的按壓面55a對晶圓W之平坦面垂直時為0度。該傾斜角度θ於按壓面55a在按壓面55a之上端靠近晶圓W的平坦面之方向傾斜時為正值，於按壓面55a在按壓面55a之上端從晶圓W的平坦面離開之方向傾斜時為負值。
從第十七圖之照片瞭解，研磨痕之長度在全部傾斜角度大致相同。例如傾斜角度θ為0°時之研磨痕的長度L1與傾斜角度θ為70°時之研磨痕的長度L2大致相同，因而，藉由使用本實施形態之按壓墊50使研磨帶23對晶圓W傾斜，而且以研磨帶23研磨晶圓W之坡口部B時，可將接觸於晶圓W之研磨帶23的寬度維持一定。結果，即使改變按壓面55a之傾斜角度θ，研磨率仍然不變，因此，與使用過去之按壓墊150(參照第二十四圖)研磨晶圓W之坡口部B時比較，可使研磨裝置之處理量提高。
再者，從第十七圖之照片瞭解，全部傾斜角度θ在研磨痕中央區域之顏色亮度與在研磨痕外側區域之顏色亮度大致相同。此如第十五(b)圖及第十六(b)圖所示，表示在研磨帶23與晶圓W之坡口部B接觸區域的中央按壓力F1，與在研磨帶23與晶圓W之坡口部B接觸區域的外側按壓力F2大致相同。因此，與使用過去之按壓墊150(參照第二十四圖)研磨晶圓W之坡口部B時比較，研磨帶23之中央區域不易發生研磨帶23的堵塞。結果，由於晶圓W之坡口部B的研磨率不致降低，因此可使研磨裝置之處理量提高。
本實施形態之矽海綿(彈性構件)55在其內部具有複數個微小空隙，不過具有該矽海綿55之按壓面55a與背面55b一體變形的實心構造。亦即，矽海綿55中並未形成僅容許該矽海綿55之按壓面55a變形的內部空間。當矽海綿55具有形成此種內部空間之中空構造情況下，將按壓墊50按壓於晶圓W之坡口部B時，亦可使矽海綿55之按壓面55a沿著晶圓W的周方向彎曲。但是，此時管理矽海綿55之按壓面55a的變形量困難。矽海綿55之按壓面55a變形大時，研磨帶23接觸於晶圓W之頂邊緣部E1及/或底邊緣部E2而損傷晶圓W。再者，在研磨帶23與晶圓W之坡口部B的接觸區域中央之按壓力，比研磨帶23與晶圓W之坡口 部B的接觸區域外側之按壓力大，在研磨帶之中央區域容易發生研磨帶23之堵塞。
本實施形態係以具有凹部57之支撐構件56的兩端部58、59支撐具有實心構造之矽海綿55的兩端部55c、55d。藉由此種構成，將按壓墊50按壓於晶圓W之坡口部B時，矽海綿55之按壓面55a及背面55b一體變形，矽海綿55可輕易侵入凹部57。進入凹部57之矽海綿55在其背面55b被凹部57之底面57a支撐的狀態下，沿著晶圓W之坡口部B的形狀而變形。因此，藉由依據晶圓W之坡口部形狀、研磨帶23之寬度、對晶圓W按壓研磨帶23之力等，將凹部57之形狀(例如凹部57之寬度、深度Dp等)及支撐構件56中之支撐區域的寬度Wd(參照第九(b)圖)最佳化，可將矽海綿55之變形量管理在希望之值。再者，如第十五(b)圖及第十六(b)圖所示，可使在研磨帶23與晶圓W之坡口部B的接觸區域中央之按壓力F1，與在研磨帶23與晶圓W之坡口部B的接觸區域外側之按壓力F2大致相同。
進行使用具有上述按壓墊50之研磨頭30研磨裸矽晶圓的坡口部B之實驗。實驗係計測研磨頭30之傾斜角度(亦即，矽海綿55之按壓面55a的傾斜角度θ)為0°、70°、及-70°時，以按壓墊50將研磨帶23在指定時間按壓於裸矽晶圓之坡口部B時的研磨面積(μm2)。進一步進行改變支撐構件56中之支撐區域的寬度Wd與凹部57之深度Dp(參照第九(b)圖)的複數次實驗。再者，比較例係以相同條件計測以過去之按壓墊150(參照第二十四圖)將研磨帶23按壓於裸矽晶圓之坡口部B時的研磨面積(μm2)。表1表示研磨頭30之傾斜角度為0°時的實驗結果，表2表示研磨頭30之傾斜角度為70°時的實驗結果，表3表示研磨頭30之傾斜角度為-70°時的實驗結果。
從表1至表3瞭解使用上述按壓墊50研磨之裸矽晶圓的研磨面積，比使用過去之按壓墊150研磨的裸矽晶圓之研磨面積多。因此，藉由使用本實施形態之按壓墊50可有效研磨裸矽晶圓W。再者，瞭解支撐構件56中之支撐區域的寬度Wd為3mm或5mm，且凹部57之深度Dp為0.5mm時，研磨面積大幅增加。
再者，進行使用具有上述按壓墊50之研磨頭30來研磨在裸矽晶圓上積層有氮化矽膜之晶圓的整個坡口部之另外實驗。為了方便說明，將裸矽晶 圓上積層有氮化矽膜之晶圓W稱為氮化矽(SiN)晶圓。另外實驗係使具有按壓墊50之研磨頭30斷續地傾斜，測定以各角度將氮化矽晶圓之氮化矽膜研磨200nm程度時需要的時間。再者，另外實驗係改變支撐構件56中之支撐區域的寬度Wd與凹部57的深度Dp(參照第九(b)圖)進行複數次。再者，比較例使具有過去之按壓墊150(參照第二十四圖)之研磨頭30斷續地傾斜，以各角度研磨氮化矽晶圓之氮化矽膜200nm程度時需要的時間。
另外實驗之結果顯示於第十八圖的曲線圖。第十八圖所示之曲線圖中，縱軸表示將氮化矽膜研磨200nm程度時需要的時間，橫軸表示研磨頭30之傾斜角度。第十八圖所示之曲線圖中，以粗實線描繪比較例之具有過去的按壓墊150之研磨頭30的結果。
從第十八圖所示之曲線圖瞭解，以具有本實施形態之按壓墊50的研磨頭30研磨氮化矽膜之時間，比以具有過去之按壓墊150的研磨頭30研磨氮化矽膜之時間短。特別是使用支撐構件56之凹部57的深度Dp為0.5mm之按壓墊50時，可大幅縮減氮化矽膜之研磨時間。更具體而言，使用具有過去之按壓墊150的研磨頭30時，氮化矽晶圓整個坡口部中氮化矽膜之研磨時間係69秒。而使用具有支撐構件56之凹部57的深度Dp為0.5mm之按壓墊50的研磨頭30時，氮化矽晶圓整個坡口部中之氮化矽膜的研磨時間為52秒。因此，以具有上述按壓墊50之研磨頭30研磨氮化矽膜時之研磨時間，比以具有過去之按壓墊150的研磨頭130研磨氮化矽膜時之研磨時間縮短約25%。
第十九圖係顯示另外實施形態之按壓墊50的剖面圖。因為本實施形態未特別說明之構成係與參照第四圖至第十圖而說明的實施形態相同，所以省略其重複之說明。第十九圖所示之按壓墊50的凹部57具有彎曲之底面57a。更 具體而言，凹部57之底面57a具有圓弧狀彎曲之形狀。本實施形態之凹部57的底面57a直接連接於支撐構件56之兩端部58、59的前面58a、59a。亦即，本實施形態之凹部57不具第九(a)圖及第九(b)圖所示之凹部57的側面57b、57c。一個實施形態亦可將彎曲之底面57a經由凹部57之側面58b、58c而連接於支撐構件56之兩端部58、59的前面58a、59a。
矽海綿55亦可進入具有彎曲底面57a之凹部57。進入支撐構件56之凹部57的矽海綿55之背面55b接觸於凹部57之彎曲的底面57a，矽海綿55變形成沿著晶圓W之坡口部B的形狀。因此，使研磨帶23對晶圓W傾斜而且以該研磨帶23研磨晶圓W之坡口部B時，可將接觸於晶圓W之研磨帶23的寬度維持一定。再者，可使在研磨帶23與晶圓W之坡口部B的接觸區域之按壓力均勻。凹部57之底面57a宜具有與晶圓W之坡口部B的曲率半徑實質相同曲率半徑之圓弧形狀。此時，進入支撐構件56之凹部57的矽海綿55之背面55b接觸於凹部57的彎曲底面57a時，矽海綿55可變形成與沿著晶圓W周方向之坡口部B相同形狀。
第二十圖係又另外實施形態之按壓墊50的剖面圖。因為本實施形態未特別說明之構成係與參照第四圖至第十圖而說明的實施形態相同，所以省略其重複之說明。第二十圖所示之按壓墊50為了減少與研磨帶23背面之摩擦，而具有貼合於矽海綿55之按壓面55a的薄板73。該薄板73具有為了降低鐵弗龍(登錄商標)加工等之摩擦係數而實施處理的表面，該表面與研磨帶23之背面接觸。再者，本實施形態係將具有與薄板73相同構成之薄板74貼合於矽海綿55的背面55b。
由於在矽海綿55之按壓面55a與背面55b貼合具有相同構成之薄板73、74，因此矽海綿55之按壓面55a按壓晶圓W的坡口部B而矽海綿55變形時， 矽海綿55之背面55b可依矽海綿55之按壓面55a的變形而變形。亦即，矽海綿55適切進入凹部57，矽海綿55可變形成沿著晶圓W之坡口部B的形狀。結果，即使在矽海綿55之按壓面55a上貼合薄板73，使研磨帶23對晶圓W傾斜而且以研磨帶23研磨晶圓W之坡口部B時，仍可將接觸於晶圓W之研磨帶23的寬度維持一定。再者，可使在研磨帶23與晶圓W之坡口部B的接觸區域之按壓力均勻。
第二十一圖係又另外實施形態之按壓墊50的剖面圖。因為本實施形態未特別說明之構成係與參照第四圖至第十圖而說明的實施形態相同，所以省略其重複之說明。第二十一圖所示之按壓墊50的矽海綿55之按壓面55a上形成有從該按壓面55a朝向背面55b延伸的複數個(第二十一圖係2個)溝78。此等溝78彼此平行地等間隔排列。藉由將複數個溝78形成於矽海綿55之按壓面55a，而在矽海綿55中形成複數個(第二十一圖係3個)方塊體80。本實施形態係由複數個方塊體80之前面構成矽海綿55的按壓面55a。
使用形成有複數個方塊體80之矽海綿55時，矽海綿55容易變形成沿著晶圓W之坡口部B的形狀。結果，使研磨帶23對晶圓W傾斜而且以研磨帶23研磨晶圓W之坡口部B時，可將接觸於晶圓W之研磨帶23的寬度維持一定。再者，可使研磨帶23與晶圓W之坡口部B的接觸區域之按壓力均勻。
第二十二圖係又另外實施形態之按壓墊50的剖面圖。因為本實施形態未特別說明之構成係與參照第二十一圖而說明的實施形態相同，所以省略其重複之說明。第二十二圖所示之按壓墊50的矽海綿55上亦形成有從按壓面55a朝向背面55b延伸之複數個溝78。因此，在第二十二圖所示之按壓墊50的矽海綿55中形成有複數個方塊體80。
在第二十二圖所示之矽海綿55的複數個方塊體80前面分別安裝有磨石82。該磨石82係用於研磨晶圓W之坡口部B的研磨具。亦即，本實施形態係取代研磨帶23而使用磨石82作為研磨具。因此，使用第二十二圖所示之按壓墊50時，因為不需要上述之研磨帶供給機構2A~2D，所以可縮小且廉價地製造研磨裝置。
使用具有本實施形態之按壓墊50的研磨頭30研磨晶圓W之坡口部B時，矽海綿55亦變形成沿著晶圓W之坡口部B的形狀。結果，使磨石82對晶圓W傾斜而且以磨石82研磨晶圓W之坡口部B時，可將接觸於晶圓W之磨石82的寬度維持一定。再者，可使磨石82與晶圓W之坡口部B的接觸區域之按壓力均勻。
本發明不限定於上述實施形態。例如在第二十圖至第二十二圖所示之實施形態中，凹部57之底面57a亦可具有第十九圖所示之彎曲形狀。再者，亦可將第二十二圖所示之磨石82安裝於第七圖或第十九圖所示之矽海綿55的按壓面55a。此時，亦可在整個按壓面55a上安裝磨石82，亦可僅在按壓面55a之一部分安裝磨石82。例如磨石82僅安裝於將按壓墊50按壓於基板之坡口部B時而變形的按壓面55a之一部分。
上述實施形態係以具有本發明所屬技術領域之一般知識者可實施本發明為目的而記載者。熟悉本技術之業者當然可形成上述實施形態的各種變形例，本發明之技術性思想亦可適用於其他實施形態。因此，本發明不限定於所記載之實施形態，應按照藉由申請專利範圍而定義之技術性思想作最廣範圍的解釋。

Claims (14)

  1. 一種研磨裝置，其特徵為具備：基板保持部，其係保持基板並使其旋轉；及按壓墊，其係將研磨具按壓於保持於前述基板保持部之基板的周緣部；前述按壓墊具有：彈性構件，其係具有經由前述研磨具而按壓前述基板周緣部之按壓面；及支撐構件，其係支撐前述彈性構件；在前述支撐構件之前面形成有前述彈性構件可進入之凹部。
  2. 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中前述按壓墊進一步具備固定單元，其係將前述彈性構件之兩端部固定於前述支撐構件。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之研磨裝置，其中前述凹部之底面彎曲。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之研磨裝置，其中在前述彈性構件之前述按壓面相反側的背面貼合有薄板。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之研磨裝置，其中前述研磨具由研磨帶構成。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之研磨裝置，其中在前述彈性構件之前述按壓面形成有朝向該按壓面相反側之背面延伸的溝，前述彈性構件具有藉由前述溝分割之方塊體。
  7. 如申請專利範圍第6項之研磨裝置，其中前述研磨具為安裝於前述方塊體前面之磨石。
  8. 一種按壓墊，係將用於研磨基板周緣部之研磨具按壓於該周緣部，其特徵為具有：彈性構件，其係具有經由前述研磨具按壓前述基板周緣部之按壓面；及支撐構件，其係支撐前述彈性構件；在前述支撐構件之前面形成有前述彈性構件可進入之凹部。
  9. 如申請專利範圍第8項之按壓墊，其中進一步具備固定單元，其係將前述彈性構件之兩端部固定於前述支撐構件。
  10. 如申請專利範圍第8或9項之按壓墊，其中前述凹部之底面彎曲。
  11. 如申請專利範圍第8或9項之按壓墊，其中在前述彈性構件之前述按壓面相反側的背面貼合有薄板。
  12. 如申請專利範圍第8或9項之按壓墊，其中前述研磨具由研磨帶構成。
  13. 如申請專利範圍第8或9項之按壓墊，其中在前述彈性構件之前述按壓面形成有朝向該按壓面相反側之背面延伸的溝，前述彈性構件具有藉由前述溝分割之方塊體。
  14. 如申請專利範圍第13項之按壓墊，其中在前述方塊體之前面安裝有用作前述研磨具之磨石。
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