TW202133246A - 用於保持基板的頂環及基板處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種用於保持基板的頂環及基板處理裝置，頂環能夠將基板均勻地按壓於研磨墊。用於保持基板（WF）的頂環（302）包括：基座部件（301），該基座部件與頂環軸（18）連結；彈性膜（320），該彈性膜安裝於基座部件（301），在該彈性膜與基座部件（301）之間形成用於對基板（WF）進行加壓的加壓室（322）；以及基板吸附部件（330），該基板吸附部件保持於彈性膜（320），並包括多孔質部件（334），該多孔質部件具有用於吸附基板（WF）的基板吸附面（334a）和與減壓單元（31）連通的減壓部（334b）。

Description

用於保持基板的頂環及基板處理裝置
本申請有關一種用於保持基板的頂環及基板處理裝置。本申請基於2019年11月19日申請的日本發明專利申請號第2019-208865號，和2020年10月1日申請的日本發明專利申請號第2020-167306號而主張優先權。包含日本發明專利申請號第2019-208865號和日本發明專利申請號第2020-167306號的說明書、申請專利範圍、圖式以及摘要在內的全部的公開內容通過參照而作為整體引用於本申請。
在半導體器件的製造中，為了使基板的表面平坦化而使用化學機械研磨（CMP）裝置。多數情況下，半導體器件的製造所使用的基板為圓板形狀。另外，並不限於半導體器件，也對於CCL基板（Copper Clad Laminate基板：覆銅箔層壓板）、PCB（Printed Circuit Board：印刷電路板）基板、光掩模基板、顯示器面板等四邊形的基板的表面平坦化時的平坦度提高了要求。另外，還對於PCB基板等配置有電子器件的封裝基板的表面平坦化提高了要求。
化學機械研磨裝置等基板處理裝置包括用於保持基板的頂環。例如正如專利文獻1所記載的那樣，頂環包括旋轉軸、與旋轉軸連結的凸緣部、嵌合於凸緣部的多孔質的吸附板、以及粘貼於吸附板的上表面的遮蔽板。該頂環構成為，通過真空吸引經由吸附板的微細孔來吸附基板，並且通過對遮蔽板施加壓力而將基板按壓於研磨墊。
另外，化學機械研磨裝置等基板處理裝置包括用於保持基板的頂環。例如正如專利文獻1所記載的那樣，頂環包括旋轉軸、與旋轉軸連結的凸緣、嵌合於形成在凸緣的下表面中央的開口的多孔質的吸附板、以及粘貼於吸附板的上表面的遮蔽板。該頂環構成為，通過真空吸引經由吸附板的微細孔來吸附基板，並且通過對遮蔽板施加壓力而將基板按壓於研磨墊。 現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本發明專利第3668529號公報
在專利文獻1所記載的技術中，關於能夠將基板均勻地按壓於研磨墊且實現緊湊的(compact)頂環，存在改善的餘地。
即，基板處理裝置有時因各部件的製造公差而引起頂環或粘貼有研磨墊的平臺發生傾斜。對此，專利文獻1所記載的頂環在凸緣的開口嵌合有吸附板。因此，在頂環或平臺發生了傾斜的情況下，頂環所保持的基板的被研磨面與研磨墊的研磨面不能平行地接觸，其結果是，有可能無法將基板均勻地按壓於研磨墊。
關於這一點，考慮不是將吸附板嵌合於凸緣的開口而是將形成開口的凸緣的框狀部件與吸附板經由彈性膜連接。由此可認為，即使頂環或平臺發生了傾斜，通過彈性膜的彈性來使吸附板仿形於研磨墊的研磨面，也能夠將基板均勻地按壓於研磨墊。
然而，若要將用於從吸附板進行真空吸引的吸引路穿過頂環的框狀部件進行拉繞，則由於框狀部件的空間的制約而頂環的平面尺寸變大，有可能妨礙頂環的緊湊化。
因此，本申請的一個目的在於提供一種能夠將基板均勻地按壓於研磨墊的頂環及基板處理裝置。
根據一實施方式，公開了一種頂環，用於保持基板，該頂環包括：基座部件，該基座部件與旋轉軸連結；彈性膜，該彈性膜安裝於所述基座部件，並在該彈性膜與所述基座部件之間形成用於對基板進行加壓的加壓室；以及基板吸附部件，該基板吸附部件保持於所述彈性膜，並包括多孔質部件，該多孔質部件具有用於吸附基板的基板吸附面和與減壓單元連通的減壓部。
根據一實施方式，公開了一種頂環，用於保持基板，該頂環包括：基座部件，該基座部件與旋轉軸連結；基板吸附部件，該基板吸附部件包括多孔質部件、遮蔽部件以及框部件，所述多孔質部件具有用於吸附基板的基板吸附面和與減壓單元連通的減壓部，所述遮蔽部件構成為遮蔽所述多孔質部件的與所述基板吸附面相反的一側的面和側面，所述框部件以包圍所述基座部件的至少一部分的周圍的方式設置於所述遮蔽部件；以及彈性部件，該彈性部件連接所述基座部件的被所述框部件包圍的至少一部分和所述框部件。
以下，與圖式一同對本發明所相關的頂環以及具備頂環的基板處理裝置的實施方式進行說明。在圖式中，對相同或者類似的要素標注相同或者類似的參照符號，有時在各實施方式的說明中省略關於相同或者類似的要素的重複的說明。另外，各實施方式所示的特徵只要不相互矛盾就可以應用於其他的實施方式。
圖1是表示基於一實施方式的基板處理裝置1000的整體結構的俯視圖。圖1所示的基板處理裝置1000具有裝載單元100、搬運單元200、研磨單元300、乾燥單元500以及卸載單元600。在圖示的實施方式中，搬運單元200具有兩個搬運單元200A、200B，研磨單元300具有兩個研磨單元300A、300B。在一實施方式中，能夠獨立地形成這些各單元。通過獨立地形成這些單元，可以通過將各單元的數量任意地組合而簡易地形成不同結構的基板處理裝置1000。另外，基板處理裝置1000具備控制裝置900，基板處理裝置1000的各構成要素由控制裝置900控制。在一實施方式中，控制裝置900能夠由具備輸入輸出裝置、運算裝置、存儲裝置等的一般的電腦構成。
＜裝載單元＞ 裝載單元100是用於將進行研磨和清洗等處理之前的基板WF導入基板處理裝置1000內的單元。在一實施方式中，裝載單元100構成為依據SMEMA（Surface Mount Equipment Manufacturers Association：表面貼裝設備製造商協會）的機械裝置介面標準（IPC-SMEMA-9851）。
在圖示的實施方式中，裝載單元100的搬運機構具有複數個搬運輥202和安裝搬運輥202的複數個輥軸204。在圖1所示的實施方式中，在各輥軸204安裝有三個搬運輥202。基板WF配置在搬送輥202上，通過搬運輥202旋轉來搬運基板WF。輥軸204上的搬運輥202的安裝位置只要是能夠穩定地搬運基板WF的位置即可，能夠設為任意位置。但是，搬運輥202與基板WF接觸，因此，應該配置成搬運輥202與即使接觸到作為處理對象的基板WF也沒有問題的區域接觸。在一實施方式中，裝載單元100的搬運輥202能夠由導電性聚合物構成。在一實施方式中，搬運輥202經由輥軸204等電接地。這是為了防止基板WF帶電而損傷基板WF。另外，在一實施方式中，也可以為了防止基板WF帶電而在裝載單元100設置離子發生器(ionizer)（未圖示）。
＜搬運單元＞ 圖1所示的基板處理裝置1000具備兩個搬運單元200A、200B。兩個搬運單元200A、200B能夠設為相同的結構，因此在以下一併作為搬運單元200進行說明。
圖示的搬運單元200具備用於搬運基板WF的複數個搬運輥202。通過使搬運輥202旋轉，能夠將搬運輥202上的基板WF向規定的方向搬運。搬運單元200的搬運輥202可以由導電性聚合物形成，也可以由不具有導電性的聚合物形成。搬運輥202由未圖示的電動機驅動。基板WF由搬運輥202搬運至基板交接位置。
在一實施方式中，搬運單元200具有清洗噴嘴284。清洗噴嘴284與未圖示的清洗液的供給源連接。清洗噴嘴284構成為向由搬運輥202搬運的基板WF供給清洗液。
＜研磨單元＞ 圖2是概略性地表示基於一實施方式的研磨單元300的結構的立體圖。圖1所示的基板處理裝置1000具備兩個研磨單元300A、300B。兩個研磨單元300A、300B能夠設為相同的結構，因此以下一併作為研磨單元300進行說明。
如圖2所示，研磨單元300具備研磨台350和頂環302，該頂環302構成保持作為研磨對象物的基板並將該基板按壓在研磨台350上的研磨面上的研磨頭。研磨台350經由工作臺軸351而與配置在其下方的研磨台旋轉電動機（未圖示）連結，能夠繞工作臺軸351旋轉。在研磨台350的上表面粘貼有研磨墊352，研磨墊352的表面352a構成研磨基板的研磨面。在一實施方式中，研磨墊352也可以經由用於使從研磨台350剝離變容易的層進行粘貼。這樣的層例如存在矽酮層、氟類樹脂層等，也可以使用例如日本特開2014－176950號公報等所記載的層。
在研磨台350的上方設置有研磨液供給噴嘴354，通過該研磨液供給噴嘴354而將研磨液供給至研磨台350上的研磨墊352上。另外，如圖2所示，在研磨台350和工作臺軸351設置有用於供給研磨液的通路353。通路353與研磨台350的表面的開口部355連通。在與研磨台350的開口部355對應的位置，研磨墊352形成有貫通孔357，通過通路353的研磨液從研磨台350的開口部355和研磨墊352的貫通孔357供給至研磨墊352的表面。此外，研磨台350的開口部355和研磨墊352的貫通孔357可以是一個也可以是複數個。另外，研磨台350的開口部355和研磨墊352的貫通孔357的位置是任意的，但在一實施方式中，配置在研磨台350的中心附近。
雖然在圖2中未示出，但在一實施方式中，研磨單元300具備用於朝向研磨墊352噴射液體或液體與氣體的混合流體的噴霧器358（參照圖1）。從噴霧器358噴射的液體例如為純水，氣體例如為氮氣。
頂環302與頂環軸18連接，該頂環軸18通過上下移動機構319相對於擺動臂360上下移動。通過該頂環軸18的上下移動，使頂環302的整體相對於擺動臂360上下移動並定位。頂環軸18通過未圖示的頂環旋轉電動機的驅動而旋轉。通過頂環軸18的旋轉，頂環302以頂環軸18為中心進行旋轉。此外，在頂環軸18的上端安裝有旋轉接頭323。
此外，作為能夠在市場得到的研磨墊存在各種結構，例如存在Nitta Haas株式會社製的SUBA800（「SUBA」為註冊商標）、IC-1000、IC-1000/SUBA400（雙層布）、FUJIMI INCORPORATED製的Surfin xxx-5、Surfin 000等（「Surfin」為註冊商標）。SUBA800、Surfin xxx-5、Surfin 000為利用聚氨酯樹脂來使纖維堅硬而成的不織布，IC-1000為硬質的發泡聚氨酯（單層）。發泡聚氨酯為多孔（多孔質狀），在其表面具有大量微細的凹陷或孔。
頂環302能夠在其下表面保持四邊形的基板。擺動臂360構成為能夠以支軸362為中心回旋。頂環302能夠通過擺動臂360的回旋而在上述的搬運單元200的基板交接位置與研磨台350的上方之間移動。通過使頂環軸18下降，能夠使頂環302下降而將基板按壓於研磨墊352的表面（研磨面）352a。此時，使頂環302和研磨台350分別旋轉，從設置在研磨台350的上方的研磨液供給噴嘴354和/或從設置於研磨台350的開口部355向研磨墊352上供給研磨液。這樣，能夠將基板WF按壓於研磨墊352的研磨面352a而對基板的表面進行研磨。也可以在基板WF的研磨中以頂環302通過研磨墊352的中心的方式（以覆蓋研磨墊352的貫通孔357的方式）使臂360固定或擺動。
使頂環軸18和頂環302上下移動的上下移動機構319具備：經由軸承321而將頂環軸18支承為能夠旋轉的架橋28、安裝於架橋28的滾珠螺桿32、由支柱130支承的支承台29以及設置在支承台29上的AC伺服電動機38。支承伺服電動機38的支承台29經由支柱130固定於擺動臂360。
滾珠螺桿32具備與伺服電動機38連結的螺桿軸32a和與該螺桿軸32a螺合的螺母32b。頂環軸18與架橋28一體地上下移動。因此，若對伺服電動機38進行驅動，則架橋28經由滾珠螺桿32而上下移動，由此頂環軸18和頂環302上下移動。研磨單元300具備作為位置檢測部的測距傳感器70，該測距傳感器70對直到架橋28的下表面為止的距離、即架橋28的位置進行檢測。通過利用該測距傳感器70對架橋28的位置進行檢測，從而能夠對頂環302的位置進行檢測。測距傳感器70與滾珠螺桿32、伺服電動機38一起構成上下移動機構319。此外，測距傳感器70也可以是雷射光式傳感器、超聲波傳感器、渦電流式傳感器、或線性標尺(linear scale)式傳感器。另外，以測距傳感器70、伺服電動機38為代表的研磨單元內的各設備構成為由控制裝置900控制。
基於一實施方式的研磨單元300具備對研磨墊352的研磨面352a進行修整的修整單元356。該修整單元356具備：與研磨面352a滑動接觸的修整器50、連結有修整器50的修整器軸51、設置在修整器軸51的上端的氣缸53，以及將修整器軸51支承為旋轉自如的擺動臂55。修整器50的下部由修整部件50a構成，在該修整部件50a的下表面附著有針狀的金剛石粒子。氣缸53配置在由支柱56支承的支承台57上，這些支柱56固定於擺動臂55。
擺動臂55構成為被未圖示的電動機驅動而以支軸58為中心回旋。修整器軸51通過未圖示的電動機的驅動而旋轉，通過該修整器軸51的旋轉，修整器50繞修整器軸51旋轉。氣缸53經由修整器軸51而使修整器50上下移動，將修整器50以規定的按壓力按壓於研磨墊352的研磨面352a。
研磨墊352的研磨面352a的修整如下這樣進行。修整器50被氣缸53按壓在研磨面352a上，與此同時，從未圖示的純水供給噴嘴將純水供給至研磨面352a。在該狀態下，修整器50繞修整器軸51旋轉，使修整部件50a的下表面（金剛石粒子）與研磨面352a滑動接觸。這樣，研磨墊352被修整器50削去表層，研磨面352a被修整。
＜乾燥單元＞ 乾燥單元500是用於使基板WF乾燥的裝置。在圖1所示的基板處理裝置1000中，乾燥單元500使在被研磨單元300研磨之後由搬運單元200的清洗部清洗後的基板WF乾燥。如圖1所示，乾燥單元500配置在搬運單元200的下游。
乾燥單元500具有用於朝向在搬運輥202上搬運的基板WF噴射氣體的噴嘴530。氣體可以設為例如被壓縮後的空氣或氮。通過利用乾燥單元500吹飛被搬運的基板WF上的水滴，能夠使基板WF乾燥。
＜卸載單元＞ 卸載單元600是用於將進行了研磨和清洗等處理之後的基板WF搬出到基板處理裝置1000外的單元。在圖1所示的基板處理裝置1000中，卸載單元600接受由乾燥單元500乾燥後的基板。如圖1所示，卸載單元600配置在乾燥單元500的下游。
在一實施方式中，卸載單元600構成為依據SMEMA（Surface Mount Equipment Manufacturers Association：表面貼裝設備製造商協會）的機械裝置介面標準（IPC-SMEMA-9851）。
＜頂環＞ 接著，對基於一實施方式的研磨單元300中的頂環302進行說明。圖3是概略性地表示一實施方式的頂環302的剖視圖。如圖3所示，頂環302包括與頂環軸（旋轉軸）18連結的基座部件301。具體而言，基座部件301構成為包括：與頂環軸（旋轉軸）18連結的凸緣303、安裝在凸緣303的下表面的間隔件304、安裝在間隔件304的下表面的周緣部的框狀的上部引導部件305，以及安裝在上部引導部件305的下表面的框狀的下部引導部件306。凸緣303、間隔件304和上部引導部件305通過螺栓307固定。上部引導部件305和下部引導部件306通過螺栓308固定。
頂環302包括安裝於基座部件301的彈性膜320和保持於彈性膜320的基板吸附部件330。下部引導部件306配置為包圍基板吸附部件330的周圍。在彈性膜320與基座部件301之間形成用於對基板WF進行加壓的加壓室322。間隔件304和上部引導部件305經由密封材料309連結，由此，保持加壓室322的氣密性。彈性膜320可以由矽橡膠、EPDM（三元乙丙橡膠）、FKM（氟橡膠）等橡膠材料形成，但不限於此。彈性膜320能夠由具有如下強度和彈性的材料形成，即該強度能夠承受在搬運基板WF時因基板吸附部件330和基板WF的重量而施加於彈性膜320的載荷並且在基板吸附部件330的移動由後述的止動部件310和下部引導部件306限制的範圍內不會破損，該彈性能夠使基板吸附部件330相對於基座部件301的角度具有自由度。
圖4是表示沿圖3的5-5線的截面的圖。圖5是概略性地表示一實施方式的基板吸附部件的俯視圖。圖6是概略性地表示一實施方式的基板吸附部件的立體圖。如圖3~圖6所示，基板吸附部件330包括多孔質部件334和遮蔽部件332。多孔質部件334只要是能夠通過使用了減壓單元（真空源）31的抽真空而對基板WF進行真空吸附的部件即可，例如能夠由樹脂多孔材料構成。多孔質部件334在本實施方式中形成為板狀，具有用於吸附基板WF的基板吸附面334a和與減壓單元（真空源）31連通的減壓部334b。
遮蔽部件332只要是能夠遮蔽氣體的流動的氣密的部件即可，例如能夠由比較軟質的PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、PTFE（聚四氟乙烯）等樹脂板形成。在本實施方式中，遮蔽部件332形成為遮蔽多孔質部件334的與基板吸附面334a相反的一側的面334c和側面334d。但是，遮蔽部件332只要形成為至少遮蔽多孔質部件334的與基板吸附面334a相反的一側的面334c即可。通過設置遮蔽部件332，在利用減壓單元（真空源）31對多孔質部件334進行了抽真空的情況下，能夠在基板吸附面334a效率佳地形成負壓。由此，能夠將基板WF可靠地吸附於基板吸附部件330，因此能夠防止在研磨中基板WF向外側飛出（滑出）。圖7和圖8是表示基板吸附部件330的變形例的圖。如圖7所示，基板吸附部件330可以包括：多孔質部件334；遮蔽部件332，該遮蔽部件構成為遮蔽多孔質部件334的與基板吸附面334a相反的一側的面334c；以及密封材料333，該密封材料構成為遮蔽多孔質部件334的側面334d。密封材料333也可以是耐藥品性粘接劑等，能夠填埋側面334d的空隙而進行密封。根據該結構，在利用減壓單元（真空源）31對多孔質部件334進行了抽真空的情況下，能夠在基板吸附面334a效率佳地形成負壓，因此能夠將基板WF可靠地吸附於基板吸附部件330。另外，如圖8所示，基板吸附部件330可以包括：多孔質部件334；遮蔽部件332，該遮蔽部件構成為遮蔽多孔質部件334的與基板吸附面334a相反的一側的面334c；以及密封材料333，該密封材料構成為遮蔽多孔質部件334的側面334d和基板吸附面334a的周緣部。根據該結構，能夠減輕在利用減壓單元（真空源）31對多孔質部件334進行了抽真空時的大氣短路現象，因此能夠提高基板WF對基板吸附部件330的吸附力。此外，在本實施方式中，示出了在基板吸附部件330中包含遮蔽部件332的例子，但也可以僅由多孔質部件334形成基板吸附部件330。在該情況下，多孔質部件334的基板吸附面334a以及除孔336以外的面較佳為與圖7和圖8中的多孔質部件334的側面334d同樣地進行密封處置。
遮蔽部件332包括以使多孔質部件334露出的方式形成的孔336。多孔質部件334的減壓部334b設置在形成有孔336的位置。另外，在遮蔽部件332的端部，沿周向形成有複數個孔338。在形成有孔338的部位安裝有後述的止動部件310。
彈性膜320包括：中央部324，該中央部覆蓋基板吸附部件330的與基板吸附面334a相反的一側的面332c；以及端部326，該端部從中央部324向基板吸附部件330的外側伸出。端部326被夾持在上部引導部件305與下部引導部件306之間。彈性膜320的端部326在整個周向上被固定於上部引導部件305與下部引導部件306之間。由此，在間隔件304、上部引導部件305和彈性膜320之間形成加壓室322。加壓室322與壓力調整部30連通。壓力調整部30具有對向加壓室322供給的壓力流體的壓力進行調整的壓力調整功能。根據本實施方式，通過使用減壓單元31來使多孔質部件334成為負壓而能夠將基板WF吸附於基板吸附面334a，並且通過利用壓力調整部30來對加壓室322進行加壓而能夠將基板WF按壓於研磨墊352。
另外，頂環302包括用於限制基板吸附部件330的上下方向的移動的複數個止動部件310。止動部件310是在基板吸附部件330的端部隔著彈性膜320與基板吸附部件330連結的板狀的部件。止動部件310通過將螺栓312擰入遮蔽部件332的孔338而與基板吸附部件330連結。止動部件310具有與基板吸附部件330相比向外側伸出的凸緣部311。
另一方面，上部引導部件305和下部引導部件306具有與止動部件310的凸緣部311抵接而限制止動部件310的上下方向的移動的限制面305a、306a。在基板吸附部件330向上方發生了移動時，凸緣部311與限制面305a接觸而限制基板吸附部件330的向上方的移動。另一方面，在基板吸附部件330向下方發生了移動時，凸緣部311與限制面306a接觸而限制基板吸附部件330的向下方的移動。由此，能夠將基板吸附部件330的上下方向的移動範圍限制在所希望的範圍內。
根據本實施方式，即使在因構成基板處理裝置1000的各部件的製造公差等而引起頂環302或粘貼有研磨墊352的研磨台350等發生傾斜的情況下，也能夠將基板WF均勻地按壓於研磨墊352。即，根據本實施方式，基板吸附部件330不是固定於基座部件301而是由彈性膜320保持。因此，即使頂環302或研磨台350發生傾斜而使基板WF與研磨墊352不均勻接觸(uneven contact or partial contact)，也能夠通過彈性膜320的彈性使基板吸附部件330仿形於研磨墊352的研磨面，其結果是，能夠使基板WF與研磨墊352平行地接觸。因此，根據本實施方式，能夠將基板WF均勻地按壓於研磨墊352。
另外，在本實施方式中，在基板吸附部件330的周圍配置有下部引導部件306。因此，根據本實施方式，能夠利用下部引導部件306來支承在基板WF的研磨中沿橫向施加於基板吸附部件330的力。另外，根據本實施方式，能夠利用基板吸附部件330吸附基板WF，因此無需設置用於防止在研磨中基板WF向外側飛出（滑出）的擋護(retainer)部件就能夠防止基板WF的滑出。特別是，隨著近年來基板WF的薄型化，即使在設置有擋護部件的情況下，基板WF也有可能在研磨中滑出。另外，在基板WF的形狀為方形的情況下，在研磨中基板WF的角部與擋護部件接觸，基板WF或頂環也有可能產生破損。與此相對比，根據本實施方式，能夠一邊利用基板吸附部件330對基板WF進行真空吸附一邊將基板WF按壓於研磨墊352，因此能夠防止研磨中的基板WF滑出，並且能夠防止研磨中基板WF或頂環破損。
接著，對本實施方式的頂環302的變形例進行說明。圖9是概略性地表示一實施方式的基板吸附部件的俯視圖。如圖9所示，基板吸附部件330可以具有複數個減壓部334b。具體而言，基板吸附部件330包括複數個多孔質部件334和遮蔽部件332，該遮蔽部件332構成為遮蔽複數個多孔質部件334各自的與基板吸附面334a相反的一側的面334c。遮蔽部件332包括以使複數個多孔質部件334分別露出的方式形成的複數個孔336。減壓部334b分別設置在形成有複數個孔336的位置。
通過像這樣在基板吸附部件330設置複數個減壓部334b，能夠利用減壓單元（真空源）31對基板吸附部件330的整體進行減壓。其結果是，即使是大型的基板WF，也能夠將基板WF牢固地吸附於基板吸附部件330，因此能夠防止在研磨中基板WF從頂環302滑出。在本實施方式中，示出了對複數個多孔質部件334分別設置一個減壓部334b以及一個孔336的例子，但並不限定於此。例如，在如圖3所示具有一個多孔質部件334的基板吸附部件330中，可以通過在遮蔽部件332形成複數個孔336來對一個多孔質部件334設置複數個減壓部334b。根據該結構，即使在基板WF較大且多孔質部件334較大的情況下，也能夠將基板WF均勻地吸附於基板吸附部件330。
接著，對本實施方式的頂環302的變形例進行說明。圖10是概略性地表示一實施方式的頂環302的一部分的剖視圖。如圖10所示，本實施方式的頂環302在上部引導部件305與下部引導部件306之間沿上下方向設置有框狀的第一彈性膜間隔件314和框狀的第二彈性膜間隔件316。另外，在上部引導部件305的中央部的下表面安裝有框狀或環狀的彈性膜保持件318。第一彈性膜間隔件314、第二彈性膜間隔件316以及彈性膜保持件318能夠視為構成基座部件301的部件。
另一方面，彈性膜320包括複數張彈性膜320-1、320-2、320-3、320-4。彈性膜320-1、320-2、320-3、320-4分別包括：中央部，該中央部與基板吸附部件330的與基板吸附面334a相反的一側的面332c連接；以及端部，該端部從中央部延伸並固定於基座部件301的不同位置。
具體而言，彈性膜320-1的中央部320-1a與基板吸附部件330的與基板吸附面334a相反的一側的面332c連接，彈性膜320-1的端部320-1b被夾持在第二彈性膜間隔件316與下部引導部件306之間。彈性膜320-2的中央部320-2a與彈性膜320-1的中央部320-1a連接，彈性膜320-2的端部320-2b被夾持在第一彈性膜間隔件314與第二彈性膜間隔件316之間。彈性膜320-3的中央部320-3a與彈性膜320-1的中央部320-1a連接，彈性膜320-3的端部320-3b被夾持在上部引導部件305與第一彈性膜間隔件314之間。彈性膜320-4的中央部320-4a與彈性膜320-1的中央部320-1a連接，彈性膜320-4的端部320-4b被夾持在上部引導部件305與彈性膜保持件318之間。
通過這樣的複數個彈性膜320-1、320-2、320-3、320-4的構造，在基座部件301與複數張彈性膜320-1、320-2、320-3、320-4之間形成有用於對基板WF進行加壓的複數個加壓室322a、322b、322c、322d。
根據本實施方式，通過形成同心狀的複數個加壓室322a、322b、322c、322d，能夠針對每個區域控制基板WF對研磨墊352的按壓力。另外，根據本實施方式，基板吸附部件330具有一定程度（能夠將各加壓室的壓力差反映於基板按壓壓力差的程度）的彈性，因此，通過對各加壓室施加不同的壓力，能夠進行輪廓控制。
圖11是概略性地表示一實施方式的頂環302的剖視圖。如圖11所示，本實施方式的頂環302包括與頂環軸（旋轉軸）18連結的基座部件301。具體而言，基座部件301構成為包括：凸緣303，該凸緣與頂環軸（旋轉軸）18連結；間隔件304，該間隔件安裝於凸緣303的下表面；上部引導部件305，該上部引導部件包括安裝於間隔件304的下表面的板狀部件305a和設置於板狀部件305a的下表面的周緣部的框狀部件305b；以及呈框狀的下部引導部件306，該下部引導部件安裝於框狀部件305b的下表面。
另外，頂環302包括安裝於基座部件301的彈性膜402。彈性膜402包括設置於由上部引導部件305形成的空間的基底膜402a和在基底膜402a上形成為同心狀的複數個隔壁402b。複數個隔壁402b的上端部固定於板狀部件305a。由此，在彈性膜402與基座部件301之間形成有用於對基板WF進行加壓的同心狀的複數個加壓室434、436、438。通過形成加壓室434、436、438，能夠針對每個區域控制基板WF對研磨墊352的按壓力。
頂環302包括由彈性膜402保持的基板保持部件430。基板保持部件430能夠粘貼在基底膜402a的下表面。基板保持部件430包括彈性板狀部件431，其用於保持基板WF的基板保持面431a被進行了鏡面加工。彈性板狀部件431例如能夠由矽橡膠、EPDM（三元乙丙橡膠）、FKM（氟橡膠）等橡膠材料形成。基板保持面431a被鏡面加工成能夠保持基板WF。在此，進行了鏡面加工的面是指算術平均粗糙度Ra為5μm以下的面。在一例中，基板保持部件430能夠使用構成為基板保持面431a的算術平均粗糙度Ra為5μm以下的模具來成形。此外，彈性膜402和基板保持部件430也可以用相同的材料一體成形。在該情況下，不需要彈性膜402與基板保持部件430的粘貼。
根據本實施方式，通過對基板保持部件430的基板保持面431a進行鏡面加工，能夠提高基板WF與基板保持面431a之間的摩擦力而將基板WF保持於基板保持面431a。其結果是，根據本實施方式，無需使用用於對基板WF的周圍進行保護的擋護部件，就能夠防止在研磨中基板WF滑出。
另外，在本實施方式中，在基板保持部件430的周圍配置有下部引導部件306。因此，根據本實施方式，能夠利用下部引導部件306來支承在基板WF的研磨中沿橫向施加於基板保持部件430的力。
在基板保持部件430形成有貫通基板保持面431a和與基板保持面431a相反的一側的面的複數個孔432。通過形成孔432，在將基板WF在搬運單元200與研磨單元300之間搬運時將加壓室436切換為負壓，由此能夠將基板WF卡在基板保持部件430上。另外，在對基板WF進行研磨並搬運到搬運單元200之後，通過從孔432例如施加空氣壓力，能夠容易地將保持於基板保持部件430的基板WF卸下。
圖12是概略性地表示一實施方式的頂環302的剖視圖。圖12所示的頂環302與圖11所示的頂環302相比，彈性膜的構造不同，其他構造相同。因此，僅說明與圖11所示的頂環302不同的構造。
如圖12所示，本實施方式的頂環302在上部引導部件305與下部引導部件306之間沿上下方向設置有框狀的第一彈性膜間隔件314和框狀的第二彈性膜間隔件316。另外，在上部引導部件305的中央部的下表面安裝有框狀或環狀的彈性膜保持件318。第一彈性膜間隔件314、第二彈性膜間隔件316以及彈性膜保持件318能夠視為構成基座部件301的部件。
彈性膜420包括複數張彈性膜420-1、420-2、420-3、420-4。彈性膜420-1、420-2、420-3、420-4包括：中央部，該中央部與基板保持部件430的與基板保持面431a相反的一側的面431b連接；以及端部，該端部固定在基座部件301的不同位置。
具體而言，彈性膜420-1的中央部420-1a與基板保持部件430的與基板保持面431a相反的一側的面431b連接，彈性膜420-1的端部420-1b被夾持在第二彈性膜間隔件316與下部引導部件306之間。彈性膜420-2的中央部420-2a與彈性膜420-1的中央部420-1a連接，彈性膜420-2的端部420-2b被夾持在第一彈性膜間隔件314與第二彈性膜間隔件316之間。彈性膜420-3的中央部420-3a與彈性膜420-2的中央部420-2a連接，彈性膜420-3的端部420-3b被夾持在上部引導部件305與第一彈性膜間隔件314之間。彈性膜420-4的中央部420-4a與彈性膜420-3的中央部420-3a連接，彈性膜420-4的端部420-4b被夾持在上部引導部件305與彈性膜保持件318之間。此外，彈性膜420-1和基板保持部件430能夠用相同的材料一體成形。在該情況下，不需要彈性膜420-1與基板保持部件430的連接。
通過這樣的複數個彈性膜420-1、420-2、420-3、420-4的構造，在基座部件301與複數張彈性膜420-1、420-2、420-3、420-4之間形成有用於對基板WF進行加壓的複數個加壓室434、436、438、440。
根據本實施方式，通過形成同心狀的複數個加壓室434、436、438、440，能夠針對每個區域控制基板WF對研磨墊352的按壓力。另外，根據本實施方式，彈性板狀部件431雖然具有厚度，但具有一定程度（能夠將各加壓室的壓力差反映於基板按壓壓力差的程度）的彈性，因此，通過對各加壓室施加不同的壓力，能夠進行輪廓控制。
圖13是表示基於一實施方式的基板處理裝置2-1000的整體結構的俯視圖。圖13所示的基板處理裝置2-1000具有裝載單元2-100、搬運單元2-200、研磨單元2-300、乾燥單元2-500以及卸載單元2-600。在圖示的實施方式中，搬運單元2-200具有兩個搬運單元2-200A、2-200B，研磨單元2-300具有兩個研磨單元2-300A、2-300B。在一實施方式中，能夠獨立地形成這些各單元。通過獨立地形成這些單元，可以通過將各單元的數量任意地組合而簡易地形成不同結構的基板處理裝置2-1000。另外，基板處理裝置2-1000具備控制裝置2-900，基板處理裝置2-1000的各構成要素由控制裝置2-900控制。在一實施方式中，控制裝置2-900能夠由具備輸入輸出裝置、運算裝置、存儲裝置等的一般的電腦構成。
＜裝載單元＞ 裝載單元2-100是用於將進行研磨和清洗等處理之前的基板WF導入基板處理裝置2-1000內的單元。在一實施方式中，裝載單元2-100構成為依據SMEMA（Surface Mount Equipment Manufacturers Association：表面貼裝設備製造商協會）的機械裝置介面標準（IPC-SMEMA-9851）。
在圖示的實施方式中，裝載單元2-100的搬運機構具有複數個搬運輥2-202和安裝搬運輥2-202的複數個輥軸2-204。在圖13所示的實施方式中，在各輥軸2-204安裝有三個搬運輥2-202。基板WF配置在搬運輥2-202上，通過搬運輥2-202旋轉來搬運基板WF。輥軸2-204上的搬運輥2-202的安裝位置只要是能夠穩定地搬運基板WF的位置即可，能夠設為任意位置。但是，搬運輥2-202與基板WF接觸，因此，應該配置成搬運輥2-202與即使接觸到作為處理對象的基板WF也沒有問題的區域接觸。在一實施方式中，裝載單元2-100的搬運輥2-202能夠由導電性聚合物構成。在一實施方式中，搬運輥2-202經由輥軸2-204等電接地。這是為了防止基板WF帶電而損傷基板WF。另外，在一實施方式中，也可以為了防止基板WF帶電而在裝載單元2-100設置離子發生器（未圖示）。
＜搬運單元＞ 圖13所示的基板處理裝置2-1000具備兩個搬運單元2-200A、2-200B。兩個搬運單元2-200A、2-200B能夠設為相同的結構，因此在以下一併作為搬運單元2-200進行說明。
圖示的搬運單元2-200具備用於搬運基板WF的複數個搬運輥2-202。通過使搬運輥2-202旋轉，能夠將搬運輥2-202上的基板WF向規定的方向搬運。搬運單元2-200的搬運輥2-202可以由導電性聚合物形成，也可以由不具有導電性的聚合物形成。搬運輥2-202由未圖示的電動機驅動。基板WF由搬運輥2-202搬運至基板交接位置。
在一實施方式中，搬運單元2-200具有清洗噴嘴2-284。清洗噴嘴2-284與未圖示的清洗液的供給源連接。清洗噴嘴2-284構成為向由搬運輥2-202搬運的基板WF供給清洗液。
＜研磨單元＞ 圖14是概略性地表示基於一實施方式的研磨單元2-300的結構的立體圖。圖13所示的基板處理裝置2-1000具備兩個研磨單元2-300A、2-300B。兩個研磨單元2-300A、2-300B能夠設為相同的結構，因此以下一併作為研磨單元2-300進行說明。
如圖14所示，研磨單元2-300具備研磨台2-350和頂環2-302，該頂環構成保持作為研磨對象物的基板並將該基板按壓在研磨台2-350上的研磨面上的研磨頭。研磨台2-350經由工作臺軸2-351而與配置在其下方的研磨台旋轉電動機（未圖示）連結，能夠繞工作臺軸2-351旋轉。在研磨台2-350的上表面粘貼有研磨墊2-352，研磨墊2-352的表面2-352a構成研磨基板的研磨面。在一實施方式中，研磨墊2-352也可以經由用於使從研磨台2-350剝離變容易的層進行粘貼。這樣的層例如存在矽酮層、氟類樹脂層等，也可以使用例如日本特開2014－176950號公報等所記載的層。
在研磨台2-350的上方設置有研磨液供給噴嘴2-354，通過該研磨液供給噴嘴2-354而將研磨液供給至研磨台2-350上的研磨墊2-352上。另外，如圖14所示，在研磨台2-350和工作臺軸2-351設置有用於供給研磨液的通路2-353。通路2-353與研磨台2-350的表面的開口部2-355連通。在與研磨台2-350的開口部2-355對應的位置，研磨墊2-352形成有貫通孔2-357，通過通路2-353的研磨液從研磨台2-350的開口部2-355和研磨墊2-352的貫通孔2-357供給至研磨墊2-352的表面。此外，研磨台2-350的開口部2-355和研磨墊2-352的貫通孔2-357可以是一個也可以是複數個。另外，研磨台2-350的開口部2-355和研磨墊2-352的貫通孔2-357的位置是任意的，但在一實施方式中，配置在研磨台2-350的中心附近。
雖然在圖14中未示出，但在一實施方式中，研磨單元2-300具備用於朝向研磨墊2-352噴射液體或液體與氣體的混合流體的噴霧器2-358（參照圖13）。從噴霧器2-358噴射的液體例如為純水，氣體例如為氮氣。
頂環2-302與頂環軸2-18連接，該頂環軸2-18通過上下移動機構2-319相對於擺動臂2-360上下移動。通過該頂環軸2-18的上下移動，使頂環2-302的整體相對於擺動臂2-360上下移動並定位。頂環軸2-18通過未圖示的頂環旋轉電動機的驅動而旋轉。通過頂環軸2-18的旋轉，頂環2-302以頂環軸2-18為中心進行旋轉。
頂環2-302能夠在其下表面保持四邊形的基板。擺動臂2-360構成為能夠以支軸362為中心回旋。頂環2-302能夠通過擺動臂2-360的回旋而在上述的搬運單元2-200的基板交接位置與研磨台2-350的上方之間移動。通過使頂環軸2-18下降，能夠使頂環2-302下降而將基板按壓於研磨墊2-352的表面（研磨面）2-352a。此時，使頂環2-302和研磨台2-350分別旋轉，從設置在研磨台2-350的上方的研磨液供給噴嘴2-354和/或從設置於研磨台2-350的開口部2-355向研磨墊2-352上供給研磨液。這樣，能夠將基板WF按壓於研磨墊2-352的研磨面2-352a而對基板的表面進行研磨。也可以在基板WF的研磨中以頂環2-302通過研磨墊2-352的中心的方式（以覆蓋研磨墊2-352的貫通孔2-357的方式）使臂2-360固定或擺動。
使頂環軸2-18和頂環2-302上下移動的上下移動機構2-319具備：經由軸承2-321而將頂環軸2-18支承為能夠旋轉的架橋2-28、安裝於架橋2-28的滾珠螺桿2-32、由支柱2-130支承的支承台2-29以及設置在支承台2-29上的AC伺服電動機2-38。支承伺服電動機2-38的支承台2-29經由支柱2-130固定於擺動臂2-360。
滾珠螺桿2-32具備：與伺服電動機2-38連結的螺桿軸2-32a和與該螺桿軸2-32a螺合的螺母2-32b。頂環軸2-18與架橋2-28一體地上下移動。因此，若對伺服電動機2-38進行驅動，則架橋2-28經由滾珠螺桿2-32而上下移動，由此頂環軸2-18和頂環2-302上下移動。
基於一實施方式的研磨單元2-300具備對研磨墊2-352的研磨面2-352a進行修整的修整單元2-356。該修整單元2-356具備：與研磨面2-352a滑動接觸的修整器2-50、連結有修整器2-50的修整器軸2-51、設置在修整器軸2-51的上端的氣缸2-53，以及將修整器軸2-51支承為旋轉自如的擺動臂2-55。修整器2-50的下部由修整部件2-50a構成，在該修整部件2-50a的下表面附著有針狀的金剛石粒子。氣缸2-53配置在由支柱2-56支承的支承台2-57上，這些支柱2-56固定於擺動臂2-55。
擺動臂55構成為被未圖示的電動機驅動而以支軸2-58為中心回旋。修整器軸2-51通過未圖示的電動機的驅動而旋轉，通過該修整器軸2-51的旋轉，修整器2-50繞修整器軸2-51旋轉。氣缸2-53經由修整器軸2-51而使修整器2-50上下移動，將修整器2-50以規定的按壓力按壓於研磨墊2-352的研磨面2-352a。
研磨墊2-352的研磨面2-352a的修整如下這樣進行。修整器2-50被氣缸2-53按壓在研磨面2-352a上，與此同時，從未圖示的純水供給噴嘴將純水供給至研磨面2-352a。在該狀態下，修整器2-50繞修整器軸2-51旋轉，使修整部件2-50a的下表面（金剛石粒子）與研磨面2-352a滑動接觸。這樣，研磨墊2-352被修整器50削去表層，研磨面2-352a被修整。
＜乾燥單元＞ 乾燥單元2-500是用於使基板WF乾燥的裝置。在圖13所示的基板處理裝置2-1000中，乾燥單元2-500使在被研磨單元2-300研磨之後由搬運單元2-200的清洗部清洗後的基板WF乾燥。如圖13所示，乾燥單元2-500配置在搬運單元2-200的下游。乾燥單元2-500具有用於朝向在搬運輥2-202上搬運的基板WF噴射氣體的噴嘴2-530。氣體可以設為例如被壓縮後的空氣或氮。通過利用乾燥單元2-500吹飛被搬運的基板WF上的水滴，能夠使基板WF乾燥。
＜卸載單元＞ 卸載單元2-600是用於將進行了研磨和清洗等處理之後的基板WF搬出到基板處理裝置2-1000外的單元。在圖13所示的基板處理裝置2-1000中，卸載單元2-600接受由乾燥單元2-500乾燥後的基板。如圖13所示，卸載單元2-600配置在乾燥單元2-500的下游。在一實施方式中，卸載單元2-600構成為依據SMEMA（Surface Mount Equipment Manufacturers Association：表面貼裝設備製造商協會）的機械裝置介面標準（IPC-SMEMA-9851）。
＜頂環＞ 接著，對基於一實施方式的研磨單元2-300中的頂環2-302進行說明。圖15是概略性地表示一實施方式的頂環2-302的剖視圖。如圖15所示，頂環2-302包括與頂環軸（旋轉軸）2-18連結的基座部件2-301。具體而言，基座部件2-301包括：與頂環軸2-18連結的凸緣2-303、設置於凸緣2-303的下部的上部引導部件2-305，以及設置於上部引導部件2-305的下部的下部引導部件2-306。上部引導部件2-305具有比凸緣2-303的平面尺寸小的平面尺寸，從凸緣2-303的下表面向下方突出。下部引導部件2-306呈框狀地設置在上部引導部件2-305的下表面的周緣部。此外，上部引導部件2-305或凸緣2-303的平面尺寸是指俯視上部引導部件2-305或凸緣2-303（從沿著頂環軸2-18的方向觀察）時的上部引導部件2-305或凸緣2-303的大小。
另外，頂環2-302包括用於吸附被研磨面朝向下方的狀態的基板WF的背面的基板吸附部件2-330。基板吸附部件2-330配置在基座部件2-301的下方。基板吸附部件2-330包括多孔質部件2-334。多孔質部件2-334只要是能夠通過使用了減壓單元（真空源）2-31的抽真空而對基板WF進行真空吸附的部件即可，能夠由在例如PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、PTFE（聚四氟乙烯）或PVC（聚氯乙烯）等樹脂中形成有大量細孔的樹脂多孔材料構成。多孔質部件2-334在本實施方式中形成為板狀，具有用於吸附基板WF的基板吸附面2-334a和與減壓單元（真空源）2-31連通的減壓部2-334b。
另外，基板吸附部件2-330包括遮蔽部件2-332。遮蔽部件2-332只要是能夠遮蔽氣體的流動的氣密的部件即可，例如可以由比較軟質的PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、PTFE（聚四氟乙烯）或PVC（聚氯乙烯）等樹脂板形成。在本實施方式中，遮蔽部件2-332形成為遮蔽多孔質部件2-334的與基板吸附面2-334a相反的一側的面2-334c和側面2-334d。遮蔽部件2-332包括以與多孔質部件2-334連通的方式形成的吸引孔2-336。減壓部2-334b設置於形成有吸引孔2-336的位置。在本實施方式中，吸引孔2-336以與多孔質部件2-334的側面2-334d連通的方式形成於遮蔽部件2-332，減壓部2-334b設置於側面2-334d。吸引孔2-336的一個端部與多孔質部件2-334的側面2-334d連接，另一個端部經由吸引路2-312與減壓單元2-31連接。
通過設置遮蔽部件2-332，在利用減壓單元（真空源）2-31而對多孔質部件2-334進行了抽真空的情況下，能夠在基板吸附面2-334a效率佳地形成負壓。由此，能夠將基板WF可靠地吸附於基板吸附部件2-330，因此無需在基板WF的周圍設置擋護部件就能夠防止在研磨中基板WF向外側飛出（滑出）。特別是，隨著近年來基板WF的薄型化，即使在設置有擋護部件的情況下，基板WF也有可能在研磨中滑出。另外，在基板WF的形狀為方形的情況下，在研磨中基板WF的角部與擋護部件接觸，基板WF或頂環也有可能產生破損。與此相對比，根據本實施方式，能夠一邊利用基板吸附部件2-330對基板WF進行真空吸附一邊將基板WF按壓於研磨墊2-352，因此能夠防止研磨中的基板WF滑出，並且能夠防止在研磨中基板WF或頂環破損。
而且，在本實施方式中，在多孔質部件2-334的側面2-334d設置有減壓部2-334b，因此能夠使基板WF的研磨輪廓均勻。即，設置有減壓部2-334b的部位由於被減壓單元2-31抽真空而局部成為負壓。在此，在減壓部2-334b設置於多孔質部件2-334的與基板吸附面2-334a相反的一側的面2-334c的情況下，由於該部位局部地成為負壓，因此與其他部位相比對基板WF的按壓力難以進行作用，其結果是，研磨輪廓有可能變得不均勻。與此相對比，在本實施方式中，在多孔質部件2-334的側面2-334d設置有減壓部2-334b，因此在多孔質部件2-334的與基板吸附面2-334a相反的一側的面2-334c難以產生局部的負壓，因此能夠使基板WF的研磨輪廓均勻。
如圖15所示，基板吸附部件2-330包括以包圍基座部件2-301的至少一部分（具體而言，上部引導部件2-305和下部引導部件2-306）的周圍的方式設置於遮蔽部件2-332的框部件2-344。框部件2-344包括呈框狀地設置在遮蔽部件2-332的上表面的周緣部的下部框部件2-343和設置在下部框部件2-343之上的框狀的上部框部件2-342。下部框部件2-343和遮蔽部件2-332經由密封材料2-341連結。此外，在本實施方式中，密封材料2-341形成為覆蓋基板吸附部件2-330的上表面的膜狀，但不限於此，也可以是僅具有用於對下部框部件2-343和遮蔽部件2-332進行密封的周緣部的框形狀。
上部框部件2-342包括向基座部件2-301（具體而言為上部引導部件2-305）的方向突出的框部件突起2-342a。另外，上部引導部件2-305包括在與框部件突起2-342a不同的高度位置向上部框部件2-342的方向突出的引導部件突起2-305a。框部件突起2-342a和引導部件突起2-305a在俯視頂環2-302時在規定的區域相互重疊。因此，通過框部件突起2-342a與引導部件突起2-305a的接觸，能夠限制基板吸附部件2-330的高度方向的移動。
基板吸附部件2-330包括將基座部件2-301的被框部件2-344包圍的至少一部分和框部件2-344連接的彈性部件2-340。具體而言，彈性部件2-340是具有被夾持在上部引導部件2-305與下部引導部件2-306之間的內側端部2-340a和被夾持在下部框部件2-343與上部框部件2-342之間的外側端部2-340b的框狀的板部件。彈性部件2-340可以由矽橡膠、EPDM（三元乙丙橡膠）、FKM（氟橡膠）等橡膠材料形成，但不限於此。
如圖15所示，頂環2-302包括彈性膜2-320，該彈性膜2-320構成為在基座部件2-301與基板吸附部件2-330之間形成用於對基板WF進行加壓的複數個加壓室。具體而言，彈性膜2-320包括面積不同且層疊的複數張彈性膜2-320-1、2-320-2、2-320-3。彈性膜2-320-1、2-320-2、2-320-3分別包括與遮蔽部件2-332的上表面接觸的中央部、和從中央部延伸並固定於上部引導部件2-305的下表面的不同位置的端部。通過複數個彈性膜2-320-1、2-320-2、2-320-3，在基座部件2-301與複數張彈性膜2-320-1、2-320-2、2-320-3之間形成用於對基板WF進行加壓的同心狀的複數個加壓室。複數個加壓室分別經由加壓路徑2-313與壓力調整部2-30連通。壓力調整部2-30具有對向各加壓室供給的壓力流體的壓力進行調整的壓力調整功能。通過形成複數個加壓室，能夠經由基板吸附部件2-330針對每個區域控制基板WF對研磨墊2-352的按壓力。根據本實施方式，通過使用減壓單元2-31來使多孔質部件2-334成為負壓而能夠將基板WF吸附於基板吸附面2-334a，並且通過利用壓力調整部2-30來對加壓室進行加壓而能夠經由基板吸附部件2-330將基板WF按壓於研磨墊2-352。
另外，如圖15所示，頂環2-302還包括帶(band)2-345，該帶2-345連接基座部件2-301的未被框部件2-344包圍的部分（具體而言為凸緣2-303）的外側側面和框部件2-344的外側側面。帶2-345被安裝為從凸緣2-303的外側側面橫跨到上部框部件2-342的外側側面。帶2-345允許基板吸附部件2-330相對於基座部件2-301的位移，並且防止研磨液等浸入基板吸附部件2-330與基座部件2-301之間的空間。
根據本實施方式，即使在因構成基板處理裝置2-1000的各部件的製造公差等而引起頂環2-302或粘貼有研磨墊2-352的研磨台2-350等發生傾斜的情況下，也能夠將基板WF均勻地按壓於研磨墊2-352。即，根據本實施方式，基板吸附部件2-330不是固定於基座部件2-301而是由彈性部件2-340保持。因此，即使頂環2-302或研磨台2-350發生傾斜而使基板WF與研磨墊2-352不均勻接觸(uneven contact or partial contact)，也能夠通過彈性部件2-340的彈性來使基板吸附部件2-330仿形於研磨墊2-352的研磨面，其結果是，能夠使基板WF與研磨墊2-352平行地接觸。因此，根據本實施方式，能夠將基板WF均勻地按壓於研磨墊2-352。
除此之外，根據本實施方式，能夠實現緊湊的頂環。即，在經由彈性部件將基板吸附部件支承於基座部件的情況下，可考慮：例如在基座部件的下表面的中央設置開口，在開口設置基板吸附部件，並利用彈性部件將形成開口的周緣部的框狀部件與基板吸附部件連接。但是，在這樣的結構中，若要將用於從多孔質部件進行真空吸引的吸引路穿過頂環的框狀部件進行拉繞，則由於框狀部件的空間的制約而頂環的平面尺寸變大，有可能妨礙頂環的緊湊化。
與此相對比，在本實施方式的頂環2-302中，基板吸附部件2-330包括包圍基座部件2-301的至少一部分的框部件2-344，並利用彈性部件2-340將框部件2-344和基座部件2-301連接。因此，如本實施方式那樣，減壓部2-334b設置於多孔質部件2-334的側面2-334d，即使在將吸引路2-312在頂環2-302的外周部穿過進行拉繞的情況下，也不需要增大框部件2-344的平面尺寸，其結果是，能夠緊湊地製造頂環2-302。此外，頂環2-302或框部件2-344的平面尺寸是指俯視頂環2-302或框部件2-344（從沿著頂環軸2-18的方向觀察）時的頂環2-302或框部件2-344的大小。
接著，對本實施方式的頂環2-302的另一方式進行說明。圖16是概略性地表示一實施方式的頂環的剖面立體圖。圖17是概略性地表示一實施方式的頂環的剖視圖。圖18是將一實施方式的頂環的一部分放大而概略性地示出的剖視圖。在圖16至圖18所示的實施方式中，對與圖15的實施方式重複的結構省略說明。
如圖16及圖17所示，基座部件2-301構成為包括：與頂環軸2-18連結的凸緣2-303；安裝於凸緣2-303的下表面的間隔件2-304；安裝於間隔件2-304的下表面的上部引導部件2-305；以及安裝於上部引導部件2-305的下表面的框狀的下部引導部件2-306。凸緣2-303、間隔件2-304和上部引導部件2-305通過螺栓2-307固定。上部引導部件2-305和下部引導部件2-306夾著彈性部件2-340通過螺栓2-326固定（在圖中示意性地簡化了固定方式）。遮蔽部件2-332、上部框部件2-342以及下部框部件2-343通過螺栓2-308固定。彈性膜2-320-1、2-320-2、2-320-3的端部分別經由各個保持件通過螺栓2-325固定於上部引導部件2-305的下表面的不同位置（在圖中示意性地簡化了固定方式）。
如圖18所示，遮蔽部件2-332包括框狀的下部遮蔽部件2-332-1、以及上部遮蔽部件2-332-2，該下部遮蔽部件2-332-1包圍多孔質部件2-334的側面2-334d的周圍，該上部遮蔽部件2-332-2覆蓋下部遮蔽部件2-332-1及多孔質部件2-334的上表面（與基板吸附面2-334a相反的一側的面2-334c）。另外，在本實施方式中，多孔質部件2-334的減壓部2-334b設置於多孔質部件2-334的上表面的周緣部。吸引孔2-336的一個端部與減壓部2-334b連接，在下部遮蔽部件2-332-1與上部遮蔽部件2-332-2之間向外周方向延伸，並貫通下部框部件2-343和上部框部件2-342向上方延伸，另一個端部與設置在上部框部件2-342上的吸引端口2-314連接。
圖19是概略性地表示一實施方式的基板的圖案區域及非圖案區域的俯視圖、及概略性地表示一實施方式的基板吸附部件的俯視圖。圖19（A）概略性地表示一實施方式的基板的圖案區域及非圖案區域。如圖19（A）所示，本實施方式的基板WF具有設置配線或功能性晶片等的圖案區域2-10和未設置配線或功能性晶片等的非圖案區域2-20。如圖19（A）所示，非圖案區域2-20設置於基板WF的周緣部，並且以將除周緣部以外的區域上下分割為兩個的方式設置為直線狀。圖案區域2-10設置在由非圖案區域2-20包圍的區域中。如圖19（B）所示，多孔質部件2-334的減壓部2-334b與基板WF的非圖案區域2-20對應地設置。在本實施方式中，減壓部2-334b與設置有四處的吸引孔2-336連接。在本實施方式中，減壓部2-334b與基板WF的非圖案區域2-20對應地設置，因此，即使設置有減壓部2-334b的部位局部地成為負壓而對基板WF的按壓力難以進行作用，也不會對基板WF的圖案區域2-10中的研磨輪廓造成影響。
圖20是概略性地表示一實施方式的基板吸附部件的立體圖。圖21是將圖20中的AA區域放大後的圖。如圖20所示，在本實施方式中，在與吸引孔2-336對應的四個部位設置有吸引端口2-314。各吸引端口2-314經由吸引路2-312和吸引連接器2-311與未圖示的減壓單元31連接。
如圖20及圖21所示，上部框部件2-342包括分別設置於上部框部件2-342的四角的止動件2-346。止動件2-346構成為跨過框內部而以拱狀將上部框部件2-342的不同部位連接，在本實施方式中，構成為以拱狀將上部框部件2-342的形成角的兩邊連接。另一方面，上部引導部件2-305包括分別設置於上部引導部件2-305的四角的墊 2-309。墊 2-309設置在與止動件2-346對應的位置。墊 2-309在與止動件2-346不同的高度位置於上部框部件2-342的角部形成為圓板狀。止動件2-346和墊 2-309在俯視頂環2-302時在規定的區域相互重疊。因此，通過止動件2-346與墊 2-309的接觸，能夠限制基板吸附部件2-330的高度方向的移動。
根據圖16至圖21所示的實施方式，與圖15所示的實施方式同樣地，基板吸附部件2-330不是被固定於基座部件2-301而是由彈性部件2-340保持。因此，即使在頂環2-302或研磨台2-350發生傾斜而使基板WF與研磨墊2-352不均勻接觸(uneven contact or partial contact)，也能夠通過彈性部件2-340的彈性來使基板吸附部件2-330仿形於研磨墊2-352的研磨面，其結果是，能夠將基板WF均勻地按壓於研磨墊2-352。除此之外，根據圖16至圖21所示的實施方式，與圖15所示的實施方式同樣地，基板吸附部件2-330包括包圍基座部件2-301的至少一部分的框部件2-344，並利用彈性部件2-340連接框部件2-344和基座部件2-301。因此，即使在使吸引路2–312在頂環2-302的外周部穿過進行拉繞的情況下，也不需要增大框部件2-344的平面尺寸，其結果是，能夠緊湊地製造頂環2-302。
以上，對幾個本發明的實施方式進行了說明，但上述的發明的實施方式用於使本發明的理解變得容易，並非限定本發明。本發明當然可以在不脫離其主旨的情況下進行變更、改良並且在本發明中包含其等價物。另外，能夠在可以解決上述問題的至少一部分的範圍、或者發揮效果的至少一部分的範圍內進行申請專利範圍以及說明書中記載的各構成要素的任意的組合或者省略。
作為一實施方式，本申請公開了一種頂環，用於保持基板，該頂環包括：基座部件，該基座部件與旋轉軸連結；彈性膜，該彈性膜安裝於所述基座部件，在該彈性膜與所述基座部件之間形成用於對基板進行加壓的加壓室；以及基板吸附部件，該基板吸附部件保持於所述彈性膜，並包括多孔質部件，該多孔質部件具有用於吸附基板的基板吸附面以及與減壓單元連通的減壓部。
作為一個例子，該頂環發揮如下這樣的效果：由於基板吸附部件由彈性膜保持，因此，即使基板與研磨墊不均勻接觸(uneven contact or partial contact)，也能夠通過彈性膜的彈性來使基板與研磨墊平行地接觸，其結果是，能夠將基板均勻地按壓於研磨墊。
此外，作為一實施方式，本申請公開了一種頂環，用於保持基板，該頂環包括：基座部件，該基座部件與旋轉軸連結；彈性膜，該彈性膜安裝於所述基座部件，在該彈性膜與所述基座部件之間形成用於對基板進行加壓的加壓室；以及基板保持部件，該基板保持部件保持於所述彈性膜，並包括彈性板狀部件，該彈性板狀部件被鏡面加工成用於保持基板的基板保持面的算術平均粗糙度Ra為5μm以下。
該頂環通過對基板保持部件的基板保持面進行鏡面加工，能夠提高基板與基板保持面之間的摩擦力而將基板緊貼保持於基板保持面。其結果是，根據本實施方式，作為一個例子，發揮如下這樣的效果：無需使用用於保護基板的周圍的擋護部件就能夠防止在研磨中基板滑出。
此外，作為一實施方式，本申請公開了一種頂環，其中，所述基板吸附部件包括：所述多孔質部件；以及遮蔽部件，該遮蔽部件構成為遮蔽所述多孔質部件的與所述基板吸附面相反的一側的面和所述多孔質部件的側面。
作為一個例子，該頂環發揮如下這樣的效果：在利用減壓單元（真空源）對多孔質部件進行了抽真空的情況下，能夠在基板吸附面效率佳地形成負壓，因此能夠將基板可靠地吸附於基板吸附部件，能夠防止在研磨中基板從基板吸附部件滑出。
此外，作為一實施方式，本申請公開了一種頂環，其中，所述遮蔽部件包括以使所述多孔質部件露出的方式形成的孔，所述減壓部設置於形成有所述孔的位置。
作為一個例子，該頂環發揮如下這樣的效果：由於能夠經由形成於遮蔽部件的孔對多孔質部件進行減壓，因此能夠將基板可靠地吸附於基板吸附部件，能夠防止在研磨中基板從基板吸附部件滑出。
此外，作為一實施方式，本申請公開了一種頂環，其中，所述基板吸附部件包括：複數個所述多孔質部件；以及遮蔽部件，該遮蔽部件構成為遮蔽所述複數個多孔質部件各自的與所述基板吸附面相反的一側的面，所述遮蔽部件包括以使所述複數個多孔質部件分別露出的方式形成的複數個孔，所述減壓部分別設置於形成有所述複數個孔的位置。
作為一個例子，該頂環發揮如下這樣的效果：能夠利用減壓單元（真空源）對基板吸附部件的整體進行減壓，因此，即使是大型的基板，也能夠將基板牢固地吸附於基板吸附部件，其結果是，能夠防止在研磨中基板從頂環滑出。
此外，作為一實施方式，本申請公開了一種頂環，其中，所述基座部件包括：下部引導部件，該下部引導部件以包圍所述基板吸附部件的周圍的方式設置；以及上部引導部件，該上部引導部件設置於所述下部引導部件的上部，所述彈性膜包括：中央部，該中央部覆蓋所述基板吸附部件的與所述基板吸附面相反的一側的面；以及端部，該端部被夾持在所述上部引導部件與所述下部引導部件之間。
作為一個例子，該頂環發揮如下這樣的效果：由於通過端部被夾持在上部引導部件與下部引導部件之間的彈性膜來保持基板吸附部件，因此，即使基板與研磨墊不均勻接觸(uneven contact or partial contact)，也能夠通過彈性膜的彈性來使基板與研磨墊平行地接觸，其結果是，能夠將基板均勻地按壓於研磨墊。
此外，作為一實施方式，本申請公開了一種頂環，其中，所述彈性膜包括複數張彈性膜，所述複數張彈性膜構成為：包括中央部和端部，該中央部與所述基板吸附部件的與所述基板吸附面相反的一側的面連接，該端部固定於所述基座部件的不同位置，並且，在所述基座部件與所述複數張彈性膜之間形成用於對基板進行加壓的複數個加壓室。
作為一個例子，該頂環發揮如下這樣的效果：通過形成複數個加壓室，能夠針對每個區域控制基板對研磨墊的按壓力。
此外，作為一實施方式，本申請公開了一種頂環，其中，還包括複數個止動部件，該複數個止動部件在所述基板吸附部件的端部隔著所述彈性膜與所述基板吸附部件連結，並且具有與所述基板吸附部件相比向外側伸出的凸緣部，所述基座部件包括：下部引導部件，該下部引導部件以包圍所述基板吸附部件的周圍的方式設置；以及上部引導部件，該上部引導部件設置於所述下部引導部件的上部，所述上部引導部件和所述下部引導部件具有限制所述止動部件的所述凸緣部的上下方向的移動的限制面。
作為一個例子，該頂環發揮如下這樣的效果：能夠將基板吸附部件的上下方向的移動範圍限制在所希望的範圍。
此外，作為一實施方式，本申請公開了一種基板處理裝置，其具有上述任一個頂環和構成為保持研磨墊的研磨台。
作為一個例子，該基板處理裝置發揮如下這樣的效果：由於基板吸附部件由彈性膜保持，因此，即使基板與研磨墊不均勻接觸(uneven contact or partial contact)，也能夠通過彈性膜的彈性來使基板與研磨墊平行地接觸，其結果是，能夠將基板均勻地按壓於研磨墊。
作為一實施方式，本申請公開了一種頂環，用於保持基板，該頂環包括：基座部件，該基座部件與旋轉軸連結；基板吸附部件，該基板吸附部件包括多孔質部件、遮蔽部件以及框部件，所述多孔質部件具有用於吸附基板的基板吸附面和與減壓單元連通的減壓部，所述遮蔽部件構成為遮蔽所述多孔質部件的與所述基板吸附面相反的一側的面和側面，所述框部件以包圍所述基座部件的至少一部分的周圍的方式設置於所述遮蔽部件；以及彈性部件，該彈性部件連接所述基座部件的被所述框部件包圍的至少一部分和所述框部件。
此外，作為一實施方式，本申請公開了一種頂環，其中，所述遮蔽部件包括以與所述多孔質部件連通的方式形成的吸引孔，所述減壓部設置於形成有所述吸引孔的位置。
此外，作為一實施方式，本申請公開了一種頂環，其中，所述吸引孔以與所述多孔質部件的上表面的周緣部或所述多孔質部件的側面連通的方式形成於所述遮蔽部件。
此外，作為一實施方式，本申請公開了一種頂環，其中，所述框部件包括：下部框部件，該下部框部件設於所述遮蔽部件的上表面的周緣部；以及上部框部件，該上部框部件設置在所述下部框部件之上，所述基座部件包括：凸緣，該凸緣與所述旋轉軸連結；上部引導部件，該上部引導部件設於所述凸緣的下部，並具有比所述凸緣小的平面尺寸；以及框狀的下部引導部件，該下部引導部件設於所述上部引導部件的下部，所述彈性部件是板狀部件，並具有：內側端部，該內側端部被夾持在所述上部引導部件與所述下部引導部件之間；以及外側端部，該外側端部被夾持在所述下部框部件與所述上部框部件之間。
此外，作為一實施方式，本申請公開了一種頂環，其中，所述上部框部件或所述下部框部件包括向所述基座部件的方向突出的框部件突起，所述上部引導部件或所述下部引導部件包括引導部件突起，該引導部件突起在與所述框部件突起不同的高度位置向所述上部框部件或所述下部框部件的方向突出，並與所述框部件突起重疊。
此外，作為一實施方式，本申請公開了一種頂環，其中，所述上部框部件或所述下部框部件包括止動件，該止動件跨過框內部而以拱狀將所述上部框部件或所述下部框部件的不同部位連接，所述上部引導部件或所述下部引導部件包括墊，該墊在與所述止動件不同的高度位置與所述止動件重疊。
此外，作為一實施方式，本申請公開了一種頂環，其中，還包括複數張彈性膜，該複數張彈性膜構成為在所述基座部件與所述基板吸附部件之間形成用於對基板進行加壓的複數個加壓室。
此外，作為一實施方式，本申請公開了一種頂環，其中，還包括帶，該帶將所述基座部件的未被所述框部件包圍的部分的外側側面與所述框部件的外側側面連接。
此外，作為一實施方式，本申請公開了一種基板處理裝置，其具有上述任一項記載的頂環和構成為保持研磨墊的研磨台。
18:頂環軸（旋轉軸） 31:減壓單元（真空源） 300:研磨單元 301:基座部件 302:頂環 303:凸緣 304:間隔件 305:上部引導部件 305a、306a:限制面 306:下部引導部件 320、402、420:彈性膜 322:加壓室 330:基板吸附部件 332:遮蔽部件 334:多孔質部件 334a:基板吸附面 334b:減壓部 352:研磨墊 430:基板保持部件 431:彈性板狀部件 431a:基板保持面 1000:基板處理裝置 2-18:頂環軸（旋轉軸） 2-31:減壓單元（真空源） 2-301:基座部件 2-302:頂環 2-303:凸緣 2-305:上部引導部件 2-305a:引導部件突起 2-306:下部引導部件 2-309:墊 2-312:吸引路 2-314:吸引端口 2-320:彈性膜 2-330:基板吸附部件 2-332:遮蔽部件 2-332-1:下部遮蔽部件 2-332-2:上部遮蔽部件 2-334:多孔質部件 2-334a:基板吸附面 2-334b:減壓部 2-334c:與基板吸附面334a相反的一側的面 2-334d:側面 2-336:吸引孔 2-340:彈性部件 2-340a:內側端部 2-340b:外側端部 2-342:上部框部件 2-342a:框部件突起 2-343:下部框部件 2-344:框部件 2-345:帶 2-346:止動件 2-1000:基板處理裝置 WF:基板
圖1是表示基於一實施方式的基板處理裝置的整體結構的俯視圖。 圖2是概略性地表示基於一實施方式的研磨單元的結構的立體圖。 圖3是概略性地表示一實施方式的頂環的剖視圖。 圖4是表示沿圖3的5-5線截面的圖。 圖5是概略性地表示一實施方式的基板吸附部件的俯視圖。 圖6是概略性地表示一實施方式的基板吸附部件的立體圖。 圖7 是表示基板吸附部件的變形例的圖。 圖8 是表示基板吸附部件的變形例的圖。 圖9是概略性地表示一實施方式的基板吸附部件的俯視圖。 圖10是概略性地表示一實施方式的頂環的一部分的剖視圖。 圖11是概略性地表示一實施方式的頂環的剖視圖。 圖12是概略性地表示一實施方式的頂環的剖視圖。 圖13是表示基於一實施方式的基板處理裝置的整體結構的俯視圖。 圖14是概略性地表示基於一實施方式的研磨單元的結構的立體圖。 圖15是概略性地表示一實施方式的頂環的剖視圖。 圖16是概略性地表示一實施方式的頂環的剖面立體圖。 圖17是概略性地表示一實施方式的頂環的剖視圖。 圖18是將一實施方式的頂環的一部分放大而概略性地表示的剖視圖。 圖19是概略性地表示一實施方式的基板的圖案區域和非圖案區域的俯視圖、以及概略性地表示一實施方式的基板吸附部件的俯視圖。 圖20是概略性地表示一實施方式的基板吸附部件的立體圖。 圖21是將圖20中的AA區域放大後的圖。
18:頂環軸(旋轉軸)
31:減壓單元(真空源)
301:基座部件
302:頂環
303:凸緣
304:間隔件
305:上部引導部件
305a、306a:限制面
306:下部引導部件
307:螺栓
308:螺栓
309:密封材料
310:止動部件
311:凸緣部
312:螺栓
320:彈性膜
322:加壓室
324:中央部
326:端部
330:基板吸附部件
332:遮蔽部件
332:遮蔽部件
334:多孔質部件
336:孔
334a:基板吸附面
334b:減壓部
334c:與基板吸附面334a相反的一側的面
334d:多孔質部件334的側面
352:研磨墊
WF:基板

Claims (18)

  1. 一種頂環，用於保持基板，其包括： 基座部件，該基座部件與旋轉軸連結； 彈性膜，該彈性膜安裝於所述基座部件，在該彈性膜與所述基座部件之間形成用於對基板進行加壓的加壓室；以及 基板吸附部件，該基板吸附部件保持於所述彈性膜，並包括多孔質部件，該多孔質部件具有用於吸附基板的基板吸附面和與減壓單元連通的減壓部。
  2. 根據請求項1所述的頂環，其中， 所述基板吸附部件包括：所述多孔質部件；以及遮蔽部件，該遮蔽部件構成為遮蔽所述多孔質部件的與所述基板吸附面相反的一側的面和所述多孔質部件的側面。
  3. 根據請求項2所述的頂環，其中， 所述遮蔽部件包括以使所述多孔質部件露出的方式形成的孔， 所述減壓部設置於形成有所述孔的位置。
  4. 根據請求項1所述的頂環，其中， 所述基板吸附部件包括：複數個所述多孔質部件；以及遮蔽部件，該遮蔽部件構成為遮蔽複數個所述多孔質部件各自的與所述基板吸附面相反的一側的面， 所述遮蔽部件包括以使複數個所述多孔質部件分別露出的方式形成的複數個孔， 所述減壓部分別設置於形成有所述複數個孔的位置。
  5. 根據請求項1至4中任一項所述的頂環，其中， 所述基座部件包括：下部引導部件，該下部引導部件以包圍所述基板吸附部件的周圍的方式設置；以及上部引導部件，該上部引導部件設置於所述下部引導部件的上部， 所述彈性膜包括：中央部，該中央部覆蓋所述基板吸附部件的與所述基板吸附面相反的一側的面；以及端部，該端部被夾持在所述上部引導部件與所述下部引導部件之間。
  6. 根據請求項1至5中任一項所述的頂環，其中， 所述彈性膜包括複數張彈性膜， 所述複數張彈性膜構成為包括中央部和端部，該中央部與所述基板吸附部件的與所述基板吸附面相反的一側的面連接，該端部固定於所述基座部件的不同位置，並且，在所述基座部件與所述複數張彈性膜之間形成用於對基板進行加壓的複數個加壓室。
  7. 根據請求項1至6中任一項所述的頂環，其中， 還包括複數個止動部件，該複數個止動部件在所述基板吸附部件的端部隔著所述彈性膜與所述基板吸附部件連結，並且具有與所述基板吸附部件相比向外側伸出的凸緣部， 所述基座部件包括：下部引導部件，該下部引導部件以包圍所述基板吸附部件的周圍的方式設置；以及上部引導部件，該上部引導部件設置於所述下部引導部件的上部， 所述上部引導部件和所述下部引導部件具有限制所述止動部件的所述凸緣部的上下方向的移動的限制面。
  8. 一種頂環，用於保持基板，其包括： 基座部件，該基座部件與旋轉軸連結； 彈性膜，該彈性膜安裝於所述基座部件，在該彈性膜與所述基座部件之間形成用於對基板進行加壓的加壓室；以及 基板保持部件，該基板保持部件保持於所述彈性膜，並包括彈性板狀部件，該彈性板狀部件被鏡面加工成用於保持基板的基板保持面的算術平均粗糙度Ra為5μm以下。
  9. 一種基板處理裝置，其具有： 請求項1至8中任一項所述的頂環；以及 研磨台，該研磨台構成為保持研磨墊。
  10. 一種頂環，用於保持基板，其包括： 基座部件，該基座部件與旋轉軸連結； 基板吸附部件，該基板吸附部件包括多孔質部件、遮蔽部件以及框部件，所述多孔質部件具有用於吸附基板的基板吸附面和與減壓單元連通的減壓部，所述遮蔽部件構成為遮蔽所述多孔質部件的與所述基板吸附面相反的一側的面和側面，所述框部件以包圍所述基座部件的至少一部分的周圍的方式設置於所述遮蔽部件；以及 彈性部件，該彈性部件連接所述基座部件的被所述框部件包圍的至少一部分和所述框部件。
  11. 根據請求項10所述的頂環，其中， 所述遮蔽部件包括以與所述多孔質部件連通的方式形成的吸引孔， 所述減壓部設置於形成有所述吸引孔的位置。
  12. 根據請求項11所述的頂環，其中， 所述吸引孔以與所述多孔質部件的上表面的周緣部或所述多孔質部件的側面連通的方式形成於所述遮蔽部件。
  13. 根據請求項10至12中任一項所述的頂環，其中， 所述框部件包括：下部框部件，該下部框部件設於所述遮蔽部件的上表面的周緣部；以及上部框部件，該上部框部件設置在所述下部框部件之上， 所述基座部件包括：凸緣，該凸緣與所述旋轉軸連結；上部引導部件，該上部引導部件設於所述凸緣的下部，並具有比所述凸緣小的平面尺寸；以及框狀的下部引導部件，該下部引導部件設於所述上部引導部件的下部， 所述彈性部件是板狀部件，並具有：內側端部，該內側端部被夾持在所述上部引導部件與所述下部引導部件之間；以及外側端部，該外側端部被夾持在所述下部框部件與所述上部框部件之間。
  14. 根據請求項13所述的頂環，其中， 所述上部框部件或所述下部框部件包括向所述基座部件的方向突出的框部件突起， 所述上部引導部件或所述下部引導部件包括引導部件突起，該引導部件突起在與所述框部件突起不同的高度位置向所述上部框部件或所述下部框部件的方向突出，並與所述框部件突起重疊。
  15. 根據請求項13所述的頂環，其中， 所述上部框部件或所述下部框部件包括止動件，該止動件跨過框內部而以拱狀將所述上部框部件或所述下部框部件的不同部位連接， 所述上部引導部件或所述下部引導部件包括墊，該墊在與所述止動件不同的高度位置與所述止動件重疊。
  16. 根據請求項10至15中任一項所述的頂環，其中， 還包括複數張彈性膜，該複數張彈性膜構成為在所述基座部件與所述基板吸附部件之間形成用於對基板進行加壓的複數個加壓室。
  17. 根據請求項10至16中任一項所述的頂環，其中， 還包括帶(band)，該帶將所述基座部件的未被所述框部件包圍的部分的外側側面與所述框部件的外側側面連接。
  18. 一種基板處理裝置，其具有： 請求項10至17中任一項所述的頂環；以及 研磨台，該研磨台構成為保持研磨墊。
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Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE38878E1 (en) * 1992-09-24 2005-11-15 Ebara Corporation Polishing apparatus
EP0911115B1 (en) * 1992-09-24 2003-11-26 Ebara Corporation Polishing apparatus
EP0599299B1 (en) * 1992-11-27 1998-02-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Method and apparatus for polishing a workpiece
JP2757112B2 (ja) 1993-10-27 1998-05-25 信越半導体株式会社 ウエーハ研磨装置
JPH07241764A (ja) 1994-03-04 1995-09-19 Fujitsu Ltd 研磨装置と研磨方法
JPH08229809A (ja) 1995-03-01 1996-09-10 Hitachi Ltd 研磨装置の基板ホルダおよびその研磨方法
JP3668529B2 (ja) 1995-07-26 2005-07-06 ソニー株式会社 薄片状部材研磨用真空チャック装置
TW371635B (en) 1996-10-10 1999-10-11 Applied Materials Inc Carrier head with a layer conformable material for a chemical mechanical polishing system
JPH10217112A (ja) * 1997-02-06 1998-08-18 Speedfam Co Ltd Ｃｍｐ装置
EP0881039B1 (en) 1997-05-28 2003-04-16 Tokyo Seimitsu Co.,Ltd. Wafer polishing apparatus with retainer ring
JP2940611B2 (ja) 1997-05-28 1999-08-25 株式会社東京精密 リテーナリング付きウェーハ研磨装置
US6116992A (en) * 1997-12-30 2000-09-12 Applied Materials, Inc. Substrate retaining ring
US6645050B1 (en) * 1999-02-25 2003-11-11 Applied Materials, Inc. Multimode substrate carrier
US6276998B1 (en) * 1999-02-25 2001-08-21 Applied Materials, Inc. Padless substrate carrier
SG90746A1 (en) * 1999-10-15 2002-08-20 Ebara Corp Apparatus and method for polishing workpiece
JP2001319905A (ja) * 2000-05-11 2001-11-16 Meiji Kikai Kk バキュームチャック
US7101273B2 (en) * 2000-07-25 2006-09-05 Applied Materials, Inc. Carrier head with gimbal mechanism
JP3856634B2 (ja) * 2000-09-14 2006-12-13 株式会社荏原製作所 基板保持装置及び該基板保持装置を備えたポリッシング装置
US7497767B2 (en) * 2000-09-08 2009-03-03 Applied Materials, Inc. Vibration damping during chemical mechanical polishing
US6848980B2 (en) * 2001-10-10 2005-02-01 Applied Materials, Inc. Vibration damping in a carrier head
US7255637B2 (en) * 2000-09-08 2007-08-14 Applied Materials, Inc. Carrier head vibration damping
US6676497B1 (en) * 2000-09-08 2004-01-13 Applied Materials Inc. Vibration damping in a chemical mechanical polishing system
US6755723B1 (en) * 2000-09-29 2004-06-29 Lam Research Corporation Polishing head assembly
JP2002187060A (ja) * 2000-10-11 2002-07-02 Ebara Corp 基板保持装置、ポリッシング装置、及び研磨方法
JP3294600B1 (ja) 2001-02-28 2002-06-24 不二越機械工業株式会社 ウェーハの研磨装置
JP4515047B2 (ja) * 2003-06-06 2010-07-28 株式会社荏原製作所 弾性膜、基板保持装置、研磨装置、及び研磨方法
TWI375294B (en) * 2003-02-10 2012-10-21 Ebara Corp Elastic membrane
JP2008296334A (ja) 2007-05-31 2008-12-11 Toshiba Corp 真空吸着チャックおよびそれを用いた研削装置
JP2009050943A (ja) * 2007-08-24 2009-03-12 Applied Materials Inc リテーナリング、キャリアヘッド、および化学機械研磨装置
JP5493919B2 (ja) 2010-01-29 2014-05-14 富士電機株式会社 チャックテーブル装置およびこれを用いた半導体装置の製造方法
US8591286B2 (en) * 2010-08-11 2013-11-26 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for temperature control during polishing
JP5847435B2 (ja) * 2011-05-19 2016-01-20 Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 研磨ヘッド、および、研磨装置
JP2014176950A (ja) 2013-02-12 2014-09-25 Ebara Corp 研磨装置、及び研磨パッド貼り付け方法
JP6556066B2 (ja) * 2016-02-09 2019-08-07 株式会社ディスコ 切削装置
JP6360586B1 (ja) * 2017-04-13 2018-07-18 三菱電線工業株式会社 Ｃｍｐ装置のウエハ保持用の弾性膜
JP7177320B2 (ja) 2018-06-05 2022-11-24 株式会社バルコス バッグ
JP7118025B2 (ja) 2019-03-29 2022-08-15 東京エレクトロン株式会社 成膜方法

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