[发明专利]晶圆研磨用头

说明书

本发明提供晶圆研磨用头，能提高晶圆研磨装置的生产性且实现研磨步骤的高效化。晶圆研磨装置(1)包括：卡盘机构，具备弹性体形成的橡胶卡盘(10)和刚体形成的刚体卡盘(11)；第一压力调整机构(23)，能向橡胶卡盘(10)附近供给空气；以及第二压力调整机构(24)，能向刚体卡盘(11)附近供给空气。晶圆研磨装置(1)通过切换第一压力调整机构的空气供给和第二压力调整机构的空气供给，而能切换加工方法。由此，能获得兼备橡胶卡盘方式的卡盘机构和刚体卡盘方式的卡盘机构这两个功能的晶圆研磨用头。因此，无需设置两个晶圆研磨用头，能提高晶圆研磨装置的生产性。另外，无需更换晶圆研磨用头的步骤，能实现研磨步骤的高效化。

技术领域

本发明涉及在半导体晶圆的研磨工序中保持半导体晶圆的晶圆研磨用头。

背景技术

以往，作为以半导体晶圆的表面亦即研磨面为基准来进行研磨的表面基准研磨用的卡盘机构，已知一种具有由弹性体形成的橡胶卡盘等吸附卡盘的卡盘机构。

例如，日本专利公开公报特开平7-263386号公开的半导体晶圆的研磨装置具有用于吸附保持半导体晶圆的衬垫部件。衬垫部件由硅橡胶或硅发泡体等弹性体形成。该文献中公开的由弹性体形成的衬垫部件固定安装于保持板的下面，该保持板设置在研磨用平台的上方。半导体晶圆以被纯净水浸湿的状态贴附于供半导体晶圆进入的空隙部。由此，半导体晶圆借助水膜被固定安装并保持于空隙部。

根据上述的结构，半导体晶圆被吸附保持于由弹性体形成的衬垫部件。因此，半导体晶圆的翘曲被矫正，半导体晶圆的表面被推压于研磨用平台的研磨布。由此，进行不是以半导体晶圆的背面而是以其表面为基准的研磨。

另外，例如日本专利公开公报特开2009-107094号公开了由橡胶膜保持工件的所谓的橡胶卡盘方式的研磨头。该研磨头具备靴状的橡胶膜，该靴状的橡胶膜具有O形环状的末端部。根据该研磨头的构造，通过从压力调整机构向被橡胶膜密闭的密闭空间部供给流体，从而该橡胶膜膨胀，向工件的背面施加载荷。

另外，作为其他现有技术的例子，关于半导体晶圆的研磨装置，已知有以下的卡盘机构。该卡盘机构是保持作为加工对象的晶圆并旋转的晶圆研磨用头的卡盘机构。该卡盘机构具有由刚体形成的刚体卡盘等吸附卡盘。

例如，日本专利公开公报特开平11-309672号公开的卡盘机构具有能够直接吸附晶圆且由多孔陶瓷板形成的刚体的吸盘。该卡盘机构具备向吸盘的吸附晶圆的面喷射液体的液体供给喷嘴。根据该卡盘机构，在安装有吸盘的头的腔室被减压的状态下，由液体供给喷嘴向吸盘喷射液体。然后，由吸盘的吸附面吸附晶圆。

而且，在停止从液体供给喷嘴喷射液体之后，卡盘机构下降至研磨布上，晶圆与研磨布抵接。利用晶圆的旋转和研磨布的旋转，晶圆的表面被研磨布研磨。

如日本专利公开公报特开平7-263386号和日本专利公开公报特开2009-107094号所公开的现有技术所示，根据具有橡胶卡盘等吸附卡盘的橡胶卡盘方式的晶圆研磨用头，能够以半导体晶圆的表面为基准进行平坦性高的高精度的研磨。

然而，根据现有技术的基于橡胶卡盘方式的表面基准研磨用的晶圆研磨用头，难以进行以半导体晶圆的背面为基准的背面基准研磨。在现有技术中，为了进行背面基准研磨，需要将研磨用头更换为能够实施背面基准研磨的晶圆研磨用头并交换半导体晶圆的工序。

如日本专利公开公报特开平11-309672号所公开的现有技术所示，根据具有由多孔陶瓷板等刚体形成的刚体卡盘的晶圆研磨用头，利用刚性高的吸盘能够将半导体晶圆的背面平坦地保持。因此，能够执行以背面为基准的背面基准研磨。

然而，根据现有技术的具有由刚体形成的刚体卡盘的刚体卡盘方式的晶圆研磨用头，难以进行以半导体晶圆的表面为基准的表面基准研磨。