TWI727121B - 工件硏磨頭 - Google Patents

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日商不二越機械工業股份有限公司
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Abstract

提供一種研磨頭，其能使載體良好地追隨研磨墊的表面狀態，從而可精度良好地研磨工件。

本發明的研磨頭具備：頭本體12；載體14，其隔著撓性隔膜16而與頭本體12連結，且於下面側保持工件；壓力室18，其係由頭本體12下面、隔膜16及載體14上面包圍而設置；流體供給部47，其朝壓力室18供給流體；直動導件40，其具有外側筒體41及花鍵軸42，該外側筒體41係固定於頭本體12的旋轉軸線上，該花鍵軸42係配置成在外側筒體41內於軸線方向可移動自如且相對於外側筒體41以軸線為中心的旋轉受限制，藉以經由上述外側筒體41傳遞頭本體12之旋轉力；及旋轉傳遞板45，其配置於花鍵軸42的下端部與載體14上面之間，可傾動自如地支撐載體14，並將花鍵軸42的旋轉力傳遞至載體14。

Description

工件研磨頭
本發明係關於一種能精度良好地研磨晶圓等工件的研磨頭。
半導體晶圓等工件的研磨，係藉由使研磨頭保持工件，且將工件的被研磨面壓接於貼設有研磨墊之研磨盤的該研磨墊表面，一面朝研磨墊上供給研磨液一面使研磨盤及研磨頭旋轉而進行。
於此情況下，為了提高工件的研磨精度，以能追隨研磨墊的表面狀態(起伏等)而傾動之方式設定研磨頭(專利文獻1~3)。
於專利文獻1的構成中，隔著具有剛性之環狀的板狀彈性構件(隔膜)將載體(板)可上下運動自如地懸吊於頭本體，而可使載體傾動。此外，其被構成為經由上述板狀彈性構件、並且經由另外被配置在與頭本體之間的O形環等環狀彈性體，將頭本體的旋轉力傳遞至載體。
於專利文獻2的構成中，構成為隔著滾珠軸承將載體(頂環本體)可傾動地支撐於頭本體(驅動軸)。此外，構成為將頭本體的旋轉力經由銷傳遞至載體。
於專利文獻3的構成中，隔著環狀的滾動隔膜將載體(底板組裝體)可上下運動自如地懸吊於頭本體(外殼)，並且隔著具有撓性環的環架機構(gimbal mechanism)而可傾動自如地支撐。頭本體的旋轉力，係經由滾動隔膜被傳遞至載體。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本特開平6-126615號公報
專利文獻2 日本特開平6-198561號公報
專利文獻3 日本特開2003-311607號公報
於專利文獻1的構成中，僅O形環等環狀彈性體，並不能良好地將頭本體的旋轉力傳遞至載體，實際上多虧了利用板狀彈性構件(隔膜)所產生的旋轉傳遞力。因此，板狀彈性構件需要使用剛性高的原材料，但如此一來，會損害載體之良好的傾動性。此外，當載體因具有剛性的板狀彈性構件的張力的影響而追隨研磨墊的表面狀態時，會於自載體供給至研磨墊之負荷上產生變動，進而存在不能均勻加壓的間題。
於專利文獻3的構成中，也因為經由滾動隔膜朝載體傳遞旋轉力，因而滾動隔膜需要有能旋轉傳遞之程度的剛性(較高的剛性)，因此會損害載體之良好的傾動性，此外，朝向研磨墊的負荷變得不均勻之情事係與專利文獻1相同。
此外，於專利文獻2的構成中，因為隔著剛體、即滾珠軸承而可傾動自如地支撐載體，所以有變得難以從載體對研磨墊進行微妙的加壓控制之問題。
本發明係為了解決上述問題而完成者，其目的在於提供一種研磨頭，其能確實地將頭本體的旋轉力傳遞至載體，此外，能使載體良好地追隨研磨墊的表面狀態，從而可精度良好地研磨工件。
為了達成上述目的，本發明具有以下的構成。
即，本發明的研磨頭，係於下面保持工件而進行旋轉，且將工件壓接於研磨盤的研磨墊上，以研磨工件，其特徵在於具備：頭本體；載體，其隔著構成為環狀的撓性隔膜而與該頭本體連結，且於下面側保持上述工件；壓力室，其係由上述頭本體下面、上述隔膜及上述載體上面包圍而設置；流體供給部，其朝該壓力室供給流體；直動導件，其具有外側筒體及花鍵軸，該外側筒體係與上述頭本體的旋轉軸線同軸配置且被固定於上述頭本體，該花鍵軸係配置成在該外側筒體內於軸線方向可移動自如且相對於上述外側筒體以軸線為中心的旋轉受限制，藉以經由上述外側筒體傳遞上述頭本體的旋轉力；及旋轉傳遞板，其配置於上述花鍵軸的下端部與上述載體上面之間，可傾動自如地支撐上述載體，並將上述花鍵軸的旋轉力傳遞至上述載體。
上述直動導件可使用滾珠花鍵。
可將上述旋轉傳遞板，設為橫跨設於上述花鍵軸下端的凸緣部與設在上述載體上面的筒體上緣而設置的環狀板體。
較佳為，使形成於上述凸緣部、上述旋轉傳遞板、上述筒體及上述載體上面之間的室與上述壓力室連通，而設定為相同壓力。
可由載體本體、保持板及供給排出路徑構成上述載體，該保持板係隔著空氣室而被安裝於該載體本體下面側並具有與該空氣室連通且於下面側開口的複數個通孔，該供給排出路徑係對上述空氣室供給或排出空氣。
此外，可以陶瓷板構成上述保持板，且隔著截面構成為大致X字狀的環狀彈性體而被安裝在上述載體。
或者，可由載體本體、保持板、固定環、彈性膜構件、第2壓力室及流道構成上述載體，該保持板係隔著空氣室被安裝於該載體本體下面側並具有與該空氣室連通且於下面側開口的通孔，該固定環係設於上述載體本體的下面側外周部，且當研磨工件時包圍待研磨工件並抵接於上述研磨盤的研磨墊，該彈性膜構件，係以覆蓋上述保持板的下面側的方式設置且藉由外周部而固定於上述固定環，該第2壓力室，係由上述保持板下面、上述固定環內周面及上述彈性膜構件上面包圍，及該流道係自上述空氣室及上述通孔朝該第2壓力室供給空氣。
上述固定環，可以具有環狀的型板，藉由該型板，在研磨工件時包圍工件，並抵接於上述研磨盤的研磨墊的方式構成。
可以於上述固定環設置藉由流體壓力按壓上述型板的流道的方式構成。
可以藉由上述直動導件，抑制因研磨時產生之摩擦力所致之載體的橫向偏移，進行載體的定心的方式構成。
研磨頭可構成為頭本體與載體隔著撓性隔膜連結，自頭本體至載體的高度(距離)係可變更，且於基準值±1.5mm的範圍內變更上述高度，賦予變更高度後之研磨墊的負荷的變化量，相對於高度為基準值時的負荷不超過±2%。
此外，於研磨加工時的上述頭本體的高度位置調整中，容許上述頭本體的高度在基準位置±1.5mm的範圍內，且可維持上述頭本體的高度位於基準位置時的負荷。
根據本發明，分別使直動導件及旋轉傳遞板承擔變更自頭本體至載體的高度(距離)之功能及載體對水平面傾動之功能。雖使旋轉傳遞板承擔載體對水平面傾動之功能，但利用旋轉傳遞板，同時還具備載體對研磨墊的表面狀態(起伏、凹凸等)上下運動之追隨性。
藉此，載體的上下運動性變得非常良好。此外，旋轉傳遞板，係可設為兼備僅用來傳遞旋轉力之某程度的剛性及用於水平面內的傾動之某程度的撓性的簡單構造。由於此種旋轉傳遞板係簡單的構造，因而容易進行調整載體對研磨墊的微妙的按壓力及調整傾動性等。
10‧‧‧工件研磨頭
12‧‧‧頭本體
14‧‧‧載體
16‧‧‧隔膜
18‧‧‧壓力室
20‧‧‧環構件
21‧‧‧圓板構件
22‧‧‧螺絲
23‧‧‧支撐構件
24‧‧‧螺絲
25‧‧‧裙部
27‧‧‧固定件
28‧‧‧固定件
30‧‧‧載體本體
31‧‧‧空氣室
32‧‧‧通孔
33‧‧‧保持板
35‧‧‧供給排出路徑
36‧‧‧彈性體
36a‧‧‧彈性體
37‧‧‧螺絲
38‧‧‧固定件
39‧‧‧襯底材料
40‧‧‧直動導件
41‧‧‧外側筒體
42‧‧‧花鍵軸
42a‧‧‧凸緣部
44‧‧‧筒體
45‧‧‧旋轉傳遞板
48‧‧‧室
50‧‧‧螺絲
51‧‧‧固定環
52‧‧‧彈性膜構件
53‧‧‧第2壓力室
55‧‧‧密封環
56‧‧‧流道
57‧‧‧型板
58‧‧‧流道
圖1為第1實施形態涉及的研磨頭的剖視圖。
圖2為使用於第1實施形態涉及的研磨頭之陶瓷板(保持板)單體的形狀測定結果的鳥瞰圖(旋轉角30.0°、仰角70.0°、全測定點描繪)。
圖3為使用於第1實施形態涉及的研磨頭之陶瓷板(保持板)單體的形狀測定結果的等高線圖。
圖4為使用於第1實施形態涉及的研磨頭之陶瓷板(保持板)固定後的形狀測定結果的鳥瞰圖(旋轉角30.0°、仰角70.0°、全測定點描繪)。
圖5為使用於第1實施形態涉及的研磨頭之陶瓷板(保持板)固定後的形狀測定結果的等高線圖。
圖6為使用於習知研磨頭的研磨頭之陶瓷板(保持板)單體的形狀測定結果的鳥瞰圖(旋轉角30.0°、仰角70.0°、全測定點描繪)。
圖7為使用於習知研磨頭的研磨頭之陶瓷板(保持板)單體的形狀測定結果的等高線圖。
圖8為使用於習知研磨頭的研磨頭之陶瓷板(保持板)固定後的形狀測定結果的鳥瞰圖(旋轉角30.0°、仰角70.0°、全測定點描繪)。
圖9為使用於習知研磨頭的研磨頭之陶瓷板(保持板)固定後的形狀測定結果的等高線圖。
圖10為第1實施形態及習知研磨頭的研磨頭的形狀測定結果的高低差(P-V值)之曲線圖。
圖11為第2實施形態涉及的研磨頭的剖視圖。
以下，根據所附圖式，對本發明之較佳實施形態詳細地進行說明。
圖1為本發明的第1實施形態之研磨頭10的剖視圖。
研磨頭10係被使用於工件研磨裝置，該工件研磨裝置，係在載體的下面側保持工件，且將工件壓接於在上面貼設有研磨墊的未圖示之研磨盤的研磨墊，一面自未圖示的漿液供給部朝研磨墊上供給漿液(slurry)，一面使研磨頭及研磨盤朝所要方向旋轉而研磨工件。
符號12為頭本體。14為載體，其被構成為隔著環狀之由橡膠等撓性材料構成之隔膜16被連結於頭本體12，且可於下面側保持工件(未圖示)。
並且設置有壓力室18，該壓力室18係由頭本體12下面、隔膜16下面及載體14上面所包圍。再者，也可取代環狀的隔膜，而使用其他形狀(例如，圓筒狀)的隔膜。
頭本體12具有：環構件20；圓板構件21，其被組入環構件20內；支撐構件23，其被以螺絲22固定在環構件20及圓板構件21下面側；及裙部25，其被以螺絲24固定於支撐構件23的下面。
隔膜16係構成為環狀，其內端側被以固定件27夾壓固定於裙部25的下端面，此外，其外端側被以固定件28夾壓固定於載體14上面的周緣部。
載體14也可為公知的構造。
第1實施形態中，載體14具有：載體本體30；及保持板33，其隔著空氣室31而被安裝於載體本體30的下面側，並具有與空氣室31連通且於下面側開口的複數個通孔32。
通過供給排出路徑35對空氣室31供給或排出空氣。
保持板33係由陶瓷板構成，且隔著截面構成為大致X字狀的環狀彈性體36，藉由螺絲37、固定件38而被安裝於載體本體30。36a為小徑的彈性體，且配置於保持板33與載體本體30之間而進行密封。彈性體36a也可使用截面構成為大致X字狀的環狀者。
因為藉由隔著如上述的截面構成為大致X字狀的彈性體36,36a而安裝保持板33，可有效地吸收鎖固應力，不會使陶瓷製的保持板33產生應變，故而較佳。再者，若預先考慮保持板33的應變量，彈性體36,36a也可為O形環。
於保持板33下面黏貼有襯底材料39。
工件(未圖示)係在襯底材料39下面貼著水、或不設置襯底材料39而藉由來自空氣室31、通孔32的負壓吸引力而被保持。
再者，上述陶瓷板可預先對下面外周側進行倒角。
符號40為直動導件，於第1實施形態中，其由公知機構構成的滾珠花鍵構成。滾珠花鍵具有：外側筒體41；及花鍵軸42，其配置成在該外側筒體41內於軸線方向移動自如，且相對於外側筒體41以軸線為中心之旋轉受限制。此外，滾珠花鍵係於花鍵軸42與外側筒體41之間隔著大量的鋼珠(未圖示)，且一面使鋼珠循環移動一面移動的構造，因此花鍵軸42係被構成為可進行極圓滑的軸向運動。
並且，於第1實施形態中，外側筒體41，係位於設在頭本體12的支撐構件23的中心孔23a內，且被固定於支撐構件23。藉此，頭本體12的旋轉力，經由外側筒體41被良好且確實地傳遞至花鍵軸42。
再者，直動導件40也可不必是滾珠花鍵，也可為單純由外側筒體41、及可移動自如地被外側筒體41導引的花鍵軸42構成。
於花鍵軸42的下端固定有凸緣部42a。
此外，於載體14的上面，以包圍凸緣部42a的方式設置有高度低的筒體44。
於凸緣部42a與筒體44上緣之間，橫跨固定有由環狀的板體構成的旋轉傳遞板45。即，旋轉傳遞板45，係於其內端緣，被以螺絲固定於凸緣部42a，此外，在其外端緣，以螺絲固定於筒體44上緣。
因此，花鍵軸42的旋轉力，經由旋轉傳遞板45被傳遞至載體14。
旋轉傳遞板45，可為SUS等之金屬製、放入布的隔膜(NBR)製、CFRP製等者。例如，旋轉傳遞板45，也可藉由設為厚度0.5mm左右的薄板的SUS製者，而作為兼備某程度剛性及撓性者。藉由設為此種的旋轉傳遞板45，可具有常平性，從而可使載體14以追隨研磨盤的研磨墊(未圖示)的表面狀態(起伏、凹凸等)之方式傾動。
藉由採用上述構成，可使載體的傾動中心靠近研磨墊側(可低重心化)，變得難以產生晶圓被研磨墊絆倒(向前倒)的現象，還可帶來研磨加工的穩定性。
通過設於圓板構件21的流道47及設於支撐構件23的流道(未圖示)朝壓力室18供給壓縮空氣等的流體，載體14進而可以所要的力將工件按壓於研磨裝置的研磨盤的研磨墊上。
朝壓力室供給流體的流體供給部，係由流道47及設於支撐構件23的流道(未圖示)構成。
此外，於本實施形態中，花鍵軸42係構成為中空軸，且通過流道47、花鍵軸42朝形成於凸緣部42a、旋轉傳遞板45、筒體44、載體本體30上面之間的室48供給流體。藉此，可以均勻的力按壓載體本體30的上面整體。
第1實施形態涉及的研磨頭10，係如上述而被構成。
如上述，在配置於載體14的保持板33下面之襯底材料39下面保持工件，且將工件壓接於未圖示的研磨裝置的研磨盤的研磨墊上，一面自未圖示的漿液供給部朝研磨墊上供給漿液，一面朝所要方向旋轉研磨盤及研磨頭10而進行工件的研磨。此時，載體14係藉由花鍵軸42及旋轉傳遞板45等的傾動機構，追隨研磨墊的表面狀態(起伏、凹凸等)，因此可精度良好地進行工件的研磨。
於第1實施形態中，由於使隔膜16不具來自頭本體12的旋轉的傳遞力，因此隔膜16變得不需要使用剛性高的原材料，因而可使用撓性的原材料，藉此，不會妨礙載體14對研磨墊上下運動的追隨性。並且，由於隔著旋轉傳遞板45將載體14連結於直動導件40的花鍵軸42，因而根據此構成亦無妨礙自頭本體12至載體14的高度(距離)的變更功能的情形。
載體14之追隨研磨墊的表面狀態(起伏、凹凸等)的上下運動追隨．傾動功能，雖可以說是組合載體14對研磨墊上下運動的追隨與載體14對水平面的傾動而成者，但於第1實施形態中，分別使直動導件40及旋轉傳遞板45分別承擔載體14之相距頭本體12的高度變更功能及相對於水平面的傾動功能。雖可使旋轉傳遞板45承擔載體14的相對於水平面的傾動功能，但旋轉傳遞板45同時還具備載體14對研磨墊的起伏及凹凸的上下運動追隨性。
藉此，載體14之上下運動性，如上述變得非常良好。
此外，如上述，旋轉傳遞板45，只要設為兼備僅傳遞旋轉力的某程度的剛性、及用以在水平面內的傾動的某程度的撓性者即可。因此，例如，如上述，旋轉傳遞板45可設為如厚度為0.5mm左右的環狀SUS板之簡單構造。根據此種簡單之構造，可容易進行載體14對研磨墊的微妙的按壓力的調整、上下運動追隨及傾動性的調整等。
旋轉傳遞板45不限於環狀者，尤其不限於呈放射狀連結凸緣部42a與筒體44者等的形狀。
上述直動導件，還具有抑制因研磨時產生的摩擦力所致之載體之橫向偏移而進行定心的作用。
表1顯示對使用專利文獻1所示的研磨頭的情況、及使用第1實施形態涉及的研磨頭10的情況之自載體朝向研磨墊的負荷的變化率進行測定而得之資料。
再者，負荷的變化率，係於專利文獻1(習知研磨頭)的研磨頭之情況時將板狀彈性構件為水平的情況作為基準位置，且於第1實施形態涉及的研磨頭10之情況時將隔膜16為水平的情況作為基準位置，而使頭本體自該位置上下位移時之相對於基準位置上的負荷之負荷的變化率。表1中，0.5mm up係頭本體位於自該基準位置高出0.5mm的位置的情況，0.5mm down係頭本體位於自該基準位置降低0.5mm的位置之情況。再者，壓力室的流體壓力，分別於實用區域內可變更，作為此時能獲得的負荷，可考慮最大約為230kgf。
Figure 106140884-A0202-12-0012-2
由表1可知，第1實施形態涉及的研磨頭10，即使改變研磨頭(頭本體)的高度，朝向研磨墊的負荷的變化仍很小。第1實施形態之情況下，載體14係連結於花鍵軸42且相對於頭本體12而上下運動自如，相對於頭本體12的上下運動而言，朝向研磨墊的負荷的變化相當微小。相對地，習知研磨頭的情況下，若改變頭本體的高度，則具有剛性的板狀彈性構件的張力發生變化，進而對連結於板狀彈性構件的載體產生影響，造成自載體朝向研磨墊之負荷的變化增大。
圖2~圖9顯示使用專利文獻1(習知研磨頭)所示的研磨頭的情況、及使用第1實施形態涉及的研磨頭10的情況之陶瓷板(專利文獻1：保持板；第1實施形態：保持板33)單體的狀態與固定後的狀態之形狀測定結果(鳥瞰圖及等高線圖)。
表2顯示使用專利文獻1(習知研磨頭)所示的研磨頭的情況、及使用第1實施形態涉及的研磨頭10的情況之形狀測定結果的高低差(P-V值)。
習知研磨頭的P-V值，自單體的0.848μm起，在固定後變成2.581μm而持續形狀惡化。另一方面，於本第1實施形態中，自單體的0.504μm起，在固定後變成至0.915μm，可將形狀惡化抑制成較低(參照圖10)。
這是藉由於固定件38與保持板33之間重新設置截面構成為大致X字狀的彈性體36，而以不產生保持板33之應變的方式供力逃逸而得的效果。
並且，習知研磨頭係於載體本體30與保持板33之間使用O形環，相對地，於本第1實施形態中，存在因使用截面構成為大致X字狀的環狀彈性體36a而產生的差異，也可認為是因該大致X字的形狀而使力分散的效果。
Figure 106140884-A0202-12-0014-3
圖11為本發明的第2實施形態涉及的研磨頭10之剖視圖。此外，對與第1實施形態涉及的研磨頭10相同的構件，賦予相同的符號並省略說明。
於第2實施形態中，與第1實施形態不同之處僅在於載體14的構造。
載體14具備：載體本體30；保持板33，其隔著空氣室31而被安裝於載體本體30的下面側，並具有與空氣室31連通且於下面側開口的通孔(未圖示)；固定環51，其藉由螺絲50被固定於載體本體30的外周部下面側；彈性膜構件52，其以覆蓋保持板33的下面側的方式藉由外周部而固定在固定環51；第2壓力室53，其由保持板33下面、固定環51內周面及彈性膜構件52上面所包圍；及流道56，其為了自空氣室31及設於保持板33的通孔(未圖示)朝第2壓力室53供給空氣而與供給排出路徑35連接。
此外，第2實施形態中，具有密封環55，其截面係面朝外呈V字狀開放且整體構成為環狀，用以將第2壓力室53分隔為內周側與外周側。空氣係自流道(未圖示)被供給於外周側的壓力室53a。
此外，固定環51具有由樹脂材料構成的環狀的型板57，該型板57係被黏貼於固定環本體的下面。於研磨工件時，固定環51(型板57)係包圍待研磨工件，並抵接於研磨盤的研磨墊且按壓研磨墊。藉此，防止工件的飛出，並防止工件外周的過度研磨。
並且，於固定環51的本體設置有於其下面側開口且局部按壓型板57的流道58。藉由朝流道58供給壓力空氣，型板57被局部地更強力地壓接於研磨墊，從而可更加良好地防止工件的飛出等。
研磨時，對工件作用來自第1壓力室18的加壓力、及來自第2壓力室53的加壓力。此外，具有工件經由彈性膜構件52而被自第2壓力室53均勻地加壓的優點。
第2實施形態中，也與第1實施形態相同，經由直動導件40及旋轉傳遞板45而傳遞頭本體側的旋轉。此外，載體14藉由直動導件40而可變更自如地被導引其與頭本體間的高度，並且藉由旋轉傳遞板45而可傾動自如地被支撐。藉此，能期待工件的研磨精度的提高。
表3顯示對使用專利文獻1所示的研磨頭的情況、與使用第2實施形態涉及的研磨頭10的情況之自載體朝向研磨墊的負荷的變化率進行測定而得之資料。
再者，負荷的變化率，係於專利文獻1(習知研磨頭)的研磨頭之情況時將板狀彈性構件為水平的情況作為基準位置，且於第2實施形態涉及的研磨頭10之情況時將隔膜16成為水平的情況作為基準位置，而使頭本體自該位置上下位移時之相對於基準位置上的負荷之負荷的變化率。表3中，0.5mm up係頭本體位於自該基準位置高出0.5mm的位置的情況，0.5mm down係頭本體位於自該基準位置降低0.5mm的位置之情況。再者，壓力室的流體壓力，分別於實用區域內可變更，作為此時能獲得的負荷，可考慮最大約為350kgf。
Figure 106140884-A0202-12-0016-4
由表3可知，第2實施形態涉及的研磨頭10，即使改變頭(頭本體)的高度，朝向研磨墊的負荷的變化仍小。於第2實施形態中，載體14也被連結於花鍵軸42且相對於頭本體12而上下運動自如，相對於頭本體12的上下運動而言，負荷對研磨墊的變化相當微小。與此相對，於習知研磨頭之情況，若改變頭本體的高度，則具有剛性的板狀彈性構件的張力發生變化，進而對連結於板狀彈性構件的載體產生影響，造成自載體朝向研磨墊之負荷的變化增大。
第1及第2實施形態涉及的研磨頭，係於基準值±1.5mm的範圍內變更自頭本體至載體的高度，賦予變更高度後的研磨墊之負荷的變化量，相對於高度為基準值時的負荷不超過±2%。藉此，於研磨加工時的上述頭本體的高度位置管理(自頭本體至載體的高度的管理)中，即使容許±1.5mm以上，隔膜的張力賦予研磨墊的負荷產生的影響仍小，從而可進行穩定之動作，使用便利性極佳。
本實施形態涉及的研磨頭，係以藉由將頭本體12上下移動而可調整高度位置(可調整自頭本體至載體的高度)的狀態下固定，但在其調整手段(上下運動手段)中，適宜使用伺服致動器。即使使用伺服致動器以外者(例如，汽缸)，仍可夾入高度調整板而進行高度位置調整。但是以調整板並無法進行高度的微調。
此外，若不能進行高度的微調，在習知研磨頭中，有可能因為板狀彈性構件(隔膜)的張力的影響而引起負荷穩定性等的問題。
亦即，根據本實施形態涉及的研磨頭，即使於使用汽缸之情況下，負荷仍不會變得不穩定，可維持高精度的研磨。
10‧‧‧工件研磨頭
12‧‧‧頭本體
14‧‧‧載體
16‧‧‧隔膜
18‧‧‧壓力室
20‧‧‧環構件
21‧‧‧圓板構件
22‧‧‧螺絲
23‧‧‧支撐構件
23a‧‧‧中心孔
24‧‧‧螺絲
25‧‧‧裙部
27‧‧‧固定件
28‧‧‧固定件
30‧‧‧載體本體
31‧‧‧空氣室
32‧‧‧通孔
33‧‧‧保持板
35‧‧‧供給排出路徑
36‧‧‧彈性體
36a‧‧‧彈性體
37‧‧‧螺絲
38‧‧‧固定件
39‧‧‧襯底材料
40‧‧‧直動導件
41‧‧‧外側筒體
42‧‧‧花鍵軸
42a‧‧‧凸緣部
44‧‧‧筒體
45‧‧‧旋轉傳遞板
47‧‧‧流道
48‧‧‧室

Claims (10)

  1. 一種研磨頭，係於下面保持工件而進行旋轉，且將工件壓接於研磨盤的研磨墊上，以研磨工件，其特徵在於具備：頭本體；載體，其隔著構成為環狀的撓性隔膜而與該頭本體連結，且於下面側保持上述工件；壓力室，其係由上述頭本體下面、上述隔膜及上述載體上面包圍而設置；流體供給部，其朝該壓力室供給流體；直動導件，其具有外側筒體及花鍵軸，該外側筒體係與上述頭本體的旋轉軸線同軸配置且被固定於上述頭本體，該花鍵軸係配置成在該外側筒體內於軸線方向可移動自如且相對於上述外側筒體以軸線為中心的旋轉受限制，藉以經由上述外側筒體傳遞上述頭本體的旋轉力；及旋轉傳遞板，其配置於上述花鍵軸的下端部與上述載體上面之間，可傾動自如地支撐上述載體，並將上述花鍵軸的旋轉力傳遞至上述載體，上述旋轉傳遞板，係橫跨設於上述花鍵軸下端的凸緣部與設在上述載體上面的筒體上緣而設置的環狀板體，形成於上述凸緣部、上述旋轉傳遞板、上述筒體及上述載體上面之間的室，係與上述壓力室連通。
  2. 如請求項1之研磨頭，其中上述直動導件係使用滾珠花鍵。
  3. 如請求項1或2之研磨頭，其中上述載體具有：載體本體；及保持板，其隔著空氣室而被安裝於該載體本體下面側，並具有與該空氣室連通且於下面側開口的複數個通孔，且具有供給排出路徑，其對上述空氣室供給或排出空氣。
  4. 如請求項3之研磨頭，其中上述保持板係由陶瓷板構成，且隔著截面構成為大致X字狀的環狀彈性體而被安裝在上述載體本體。
  5. 如請求項1或2之研磨頭，其中上述載體具備：載體本體；保持板，其隔著空氣室而被安裝於該載體本體下面側，並具有與該空氣室連通且於下面側開口的通孔；固定環，其設置於上述載體本體的下面側外周部，在研磨工件時包圍待研磨工件並抵接於上述研磨盤的研磨墊；彈性膜構件，其以覆蓋上述保持板的下面側的方式設置且藉由外周部而固定於上述固定環；第2壓力室，其由上述保持板下面、上述固定環內周面及上述彈性膜構件上面所包圍；及流道，其自上述空氣室及上述通孔朝該第2壓力 室供給空氣。
  6. 如請求項5之研磨頭，其中上述固定環具有環狀的型板，該型板在研磨工件時包圍工件，並抵接於上述研磨盤的研磨墊。
  7. 如請求項6之研磨頭，其中於上述固定環具有藉由流體壓力按壓上述型板的流道。
  8. 如請求項1或2之研磨頭，其中上述直動導件，係抑制因研磨時產生之摩擦力所致之載體的橫向偏移，進行載體的定心。
  9. 如請求項1或2之研磨頭，其中自頭本體至載體的高度係可變更，且於基準值±1.5mm的範圍內變更上述高度，賦予變更高度後之研磨墊的負荷的變化量，相對於高度為基準值時的負荷不超過±2%。
  10. 如請求項1或2之研磨頭，其中，於研磨加工時的上述頭本體的高度位置調整中，容許上述頭本體的高度在基準位置±1.5mm的範圍內，且可維持上述頭本體的高度位於基準位置時的負荷。
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