以下、本発明について実施の形態を説明す� ��が、本発明はこれに限定されるものではな� ��。
 従来の研磨ヘッドを用い、ラバー膜にワー� ��を保持してワークの研磨を行った際、該研� ��ヘッドのラバー膜の材料であるゴムの種類� ��違いや、同じ種類のゴムでもロットが異な� ��ことで、研磨特性にばらつきが生じて良好� ��平坦性が得られないという問題があった。
 しかも、このような研磨特性のばらつきは� ��ラバー膜の材料であるゴムの原料ロットの� ��度や引張り強度等の物性値等から予測する� ��は困難であった。

 そこで、本発明者らは、このような問題が� ��じる原因について鋭意実験及び検討を行っ� ��。
 その結果、本発明者らは、以下のことを見� ��した。
 すなわち、ラバー膜の材料として使用する� ��ムの種類、硬度、及び引張り強度とは関係� ��く、歪が5%以下の微小な変形に対する応力� �小さいゴム材料を用いることで、良好な研� �代均一性が得られることが分かった。すな� �ち、研磨ヘッドのラバー膜として、微小変� �時の応力が小さいラバー膜を用いてワーク� �研磨することで、ワークの全面にわたって� �一の押圧力によって研磨することができる� �とが分かった。さらに、テンプレートを有� �る研磨ヘッドを用いてワークを研磨する際� �テンプレートの下端面の高さとワークの下� �面の高さの僅かな差によって生じるワーク� �周部の圧力分布が緩和され、その結果とし� �研磨代均一性が良好となることを見出した� �

 そこで、本発明者らは、更に鋭意実験及� ��検討を行い、ラバー膜として使用されるゴ� ��材料の微小変形時の応力の数値化を行い、� ��れらのゴム材料における研磨特性を調査し� ��最適化を行い、本発明を完成させた。

 図1に、本発明に係る研磨ヘッドおよび研磨 装置の一例を示す。
 図1に示すように、研磨装置1は研磨ヘッド2� ��定盤8を有している。定盤8は円盤形状であ� �、上面にワークWを研磨する研磨布9が貼付さ れている。そして、定盤8の下部には駆動軸11 が垂直に連結され、その駆動軸11の下部に連� ��された定盤回転モータ(不図示)によって回� �するようになっている。

 この定盤8の上方に、研磨ヘッド2が設置� �れている。研磨ヘッド2は、環状の剛性リン� ��4と剛性リング4に均一の張力で接着され、� �面が平坦であるラバー膜3と剛性リング4に、 例えばボルト等で連結された中板5とを備え� �。この剛性リング4と、ラバー膜3と、中板5� �によって、密閉された空間部6が形成されて� ��る。

 また、研磨ヘッド2は、その軸周りに回転可 能となっている。
 ここで、剛性リング4の材質は、特に限定さ れることはないが、例えばSUS(ステンレス)等� ��剛性材料とすることができる。また、中板� ��材質、形状等は特に限定されず、空間部6が 形成できるものであれば良い。
 またここで、ラバー膜3の厚さは、特に限定 されることはないが、例えば1mm程度とするこ とができる。

 ここで、本発明に係る研磨装置の研磨ヘッ� ��に用いられるラバー膜は、以下に記述する� ��うな特性を持つものが用いられる。
 図2(A)にJIS K6251に準拠した引張試験で得ら� �たラバー膜の応力―歪曲線の一例を示す。� �2(B)は、図2(A)の応力―歪曲線の歪が5%以内の� ��分を拡大したものである。ここで、図2(B)の ような、歪が5%以内の応力―歪曲線を最小二� ��法による線形近似して得られた直線は、応� ��=a×歪+bで表わされる。
 本発明では、この直線の傾きaが10MPa以下と� ��るようなラバー膜が用いられる。

 また、図1に示すように、定盤8の上方に研� �用のスラリーを供給するための研磨スラリ� �供給手段10を具備する。
 またこのとき、ラバー膜3の下面部の周辺部 には、研磨中にワークWが外れないようにワ� �クWのエッジ部を保持するための環状のテン� ��レート14を配設することができる。この場� �、テンプレート14は、剛性リング4と同心と� �るようにし、ラバー膜3の下面部の外周部に� ��って、下方に突出するように配設すること� ��できる。

 ここで、テンプレート14の下端面の高さは� �保持されたワークWの下端面の高さと同じか� ��あるいはワークWの下端面の高さよりも、例 えば10μm程度僅かに下方に突出しているよう� ��することができる。
 このように、テンプレート14を配設すれば� �ワーク外周部の圧力分布を緩和することが� �き、ワーク外周部の過研磨が防止され、ワ� �クの研磨代均一性を向上することができる� �

 また、テンプレート14は、その外径が少な� �とも剛性リング4の内径よりも大きいもので� ��かつ、その内径が剛性リング4の内径よりも 小さいものとすることができる。
 このようにすれば、ワーク全面にかかる押� ��力をより均一にして研磨することができる� ��
 またここで、テンプレート14の材質は、ワ� �クWを汚染せず、かつ、キズや圧痕をつけな� ��ために、ワークWよりも柔らかく、研磨中に 研磨布9と摺接されても磨耗しにくい、耐磨� �性の高い材質であることが好ましい。

 また、図1に示すように、研磨装置1は、研� �ヘッド2の空間部6の圧力を変化させる圧力調 整機構7を具備している。
 そして、中板5の中央には圧力調整機構7に� �通する圧力調整用の貫通孔12が設けられてお り、圧力調整機構7により加圧流体を供給す� �などして空間部6の圧力を調整することがで� ��るようになっている。
 また、中板5を研磨布9に押圧する手段を有� �ている(不図示)。

 またこのとき、ラバー膜3の下面にバッキ ングパッド13を貼設することができる。バッ� ��ングパッド13は、水を含ませてワークWを貼� ��つけ、ラバー膜3のワーク保持面にワークW� �保持するものである。ここで、バッキング� �ッド13は、例えば発泡ポリウレタン製とする ことができる。このようなバッキングパッド 13を設けて水を含ませる事で、バッキングパ� ��ド13に含まれる水の表面張力によりワークW� ��確実に保持することができる。

 また、定盤8の上面に貼付されている研磨布 9は、ヤング率が3.5MPa以下の軟質なものが使� �される。本発明に係る研磨ヘッド2とヤング� ��が3.5MPa以下の軟質な研磨布9を組み合わせて 使用することで、ワークWと研磨布9間の接触� ��力分布をより確実に緩和させることができ� ��ワークWの研磨代均一性をより確実に向上す ることができる。
 なお、図1ではテンプレート14が直接ラバー� ��3に接着される態様を示したが、本発明は、 テンプレート14がラバー膜3にバッキングパッ ド13等を介して接着される場合を排除するも� ��ではない。

 このように構成された研磨装置1を用いて 、図示しない中板押圧手段により中板5を定� �8上に貼り付けられた研磨布9の方向に押圧し 、研磨剤供給機構10を介して研磨剤を供給し� ��がら、ワークWを研磨布9に摺接してワークW� ��表面を研磨するものとなっている。ここで� ��中板押圧手段は、例えば、エアシリンダー� ��どを用いて中板5を全面にわたって均一の圧 力で押圧できるものが好ましい。

 このように、本発明に係る研磨装置1を用い てワークWを研磨すれば、ラバー膜3の材質の� ��類や、ラバー膜3の材料のロット間で発生す る研磨代均一性のばらつきを抑制することが でき、安定して良好な平坦性を確保してワー クWを研磨することができる。
 また、テンプレート14の下端面の高さとワ� �クWの下端面の高さの僅かな差によって生じ� ��ワークWの外周部の圧力分布を緩和すること ができる。従って、ワークWの厚さやテンプ� �ート14の厚さがある程度ばらついている場合 であっても、ワークWに加わる押圧力を全面� �わたって均一に保って研磨を行うことがで� �る。その結果、ワークWの研磨代均一性が良� ��な研磨を行うことができる。

 このとき、研磨するワークは、直径が300mm� �上のシリコン単結晶ウェーハであることが� �きる。
 このように、研磨するワークが、直径が300m m以上のような大直径のシリコン単結晶ウェ� �ハであっても、本発明の研磨ヘッドで保持� �て研磨することによって、ワークの全面に� �たってより均一の押圧力で研磨することが� �き、良好な平坦性を確保することができる� �

 次に、本発明に係る研磨ヘッドの製造方法� ��ついて説明する。
 本発明に係る製造方法で製造する研磨ヘッ� ��は、例えば図1に示すように、少なくとも、 環状の剛性リング4と、該剛性リング4に均一� ��張力で接着されたラバー膜3と、剛性リング 4に結合され、ラバー膜3と剛性リング4ととも に空間部6を形成する中板5と、空間部6の圧力 を変化させる圧力調整機構7とを具備する構� �となっている。

 本発明に係る研磨ヘッドの製造方法は、以� ��に示すような、少なくとも、ラバー膜3を選 別する工程を含んでいる。
 まず、ラバー膜3に対して、JIS K6251に準拠� �た引張試験を行い、図2(A)に示すような応力� ��歪曲線を得る。そして、この応力―歪曲線� ��ら、図2(B)に示すような、歪が5%以内の応力� ��歪曲線を抽出し、抽出した曲線を最小二乗� ��による線形近似して直線を得る。この直線� ��、応力=a×歪+bで表わされる。

 そして、この直線の傾きaの値が10MPa以下と� ��るようなラバー膜3を選別する。
 このようにして選別したラバー膜3を用いて 、剛性リング4に均一の張力で接着する。
 ここで、ラバー膜3の選別は、ラバー膜3だ� �を形成する前のゴム材料の段階で行うこと� �でき、とにかく、ラバー膜3を剛性リング4に 接着する前に行えば良い。

 このように、少なくとも、ラバー膜3を剛 性リング4に接着する前に、該ラバー膜3のJIS� �K6251に準拠した引張試験を行い、歪が5%以内� ��応力―歪曲線を線形近似して得られる傾き� ��値が10MPa以下となるものを選別する工程を� �み、該選別された前記傾きの値が10MPa以下と なるラバー膜3を用いて剛性リング4に接着し� ��研磨ヘッド2を製造すれば、ワークWを研磨� �る際に、ラバー膜3の材質の種類や、ラバー� ��3の材料のロット間で発生する研磨代均一性 のばらつきを抑制することができ、安定して 良好な平坦性を確保できる研磨ヘッド2を製� �することができる。

 次に、剛性リング4と中板5とを結合し、� �剛性リング4と、中板5と、剛性リング4に接� �されたラバー膜3とで空間部6を形成する。そ して、圧力調整機構7を中板5の上方に配設す� ��。これらの工程は、従来と同様の方法で行� ��ことができる。

 このとき、ラバー膜3の下面部の周辺部に は、研磨中にワークWが外れないようにワー� �Wのエッジ部を保持するための環状のテンプ� ��ート14を配設することができる。この場合� �テンプレート14は、剛性リング4と同心とな� �ようにし、ラバー膜3の下面部の外周部に沿� ��て、下方に突出するように配設することが� ��きる。

 ここで、テンプレート14の下端面の高さは� �保持された時のワークWの下端面の高さと同� ��か、あるいはワークWの下端面の高さよりも 、例えば10μm程度僅かに下方に突出している� ��うにすることができる。
 このように、テンプレート14を配設すれば� �ワーク外周部にかかる過剰な圧力分布を緩� �することができ、ワークの研磨代均一性を� �上することができる研磨ヘッドとすること� �できる。

 またここで、テンプレート14は、その外径� �少なくとも剛性リング4の内径よりも大きい� ��ので、かつ、その内径が剛性リング4の内径 よりも小さいものとすることができる。
 このようにすれば、ワーク全面にかかる押� ��力をより均一にして研磨することができる� ��磨ヘッドとすることができる。

 またここで、テンプレート14の材質は、� �ークWを汚染せず、かつ、キズや圧痕をつけ� ��いために、ワークWよりも柔らかく、研磨中 に研磨布9と摺接されても磨耗しにくい、耐� �耗性の高い材質のものを用いるのが好まし� �。

 このとき、ラバー膜3の下面に、例えば発 泡ポリウレタン製のバッキングパッド13を貼� ��することができる。このようなバッキング� ��ッド13を設けて水を含ませる事で、バッキ� �グパッド13に含まれる水の表面張力によりワ ークWを確実に保持することができる研磨ヘ� �ドとすることができる。

 またこのとき、保持するワークは、直径が3 00mm以上のシリコン単結晶ウェーハであるこ� �ができる。
 このように、保持するワークが、直径が300m m以上のような大直径のシリコン単結晶ウェ� �ハであっても、本発明によりワークの全面� �わたってより均一の押圧力で研磨すること� �でき、良好な平坦性を確保することができ� �。
 

 以下、本発明の実施例を示して本発明を� ��り具体的に説明するが、本発明はこれらに� ��定されるものではない。

(実施例1)
 図1に示すような研磨ヘッドを本発明に係る 製造方法で製造し、その研磨ヘッドを具備し た研磨装置でシリコン単結晶ウェーハを研磨 し、研磨したワークの研磨代均一性を評価し た。

 まず、ラバー膜の選別を行うために、ラ� ��ー膜用のゴム材料として、JIS K6253に準拠し たゴム硬度で硬度規格80°のエチレンプロピ� �ンジエンゴム(EPDM)の2種類のロットA及びBと(� ��降、EPDM80°A及びEPDM80°Bと略す)、シリコーン ゴムで硬度規格70、80、90°の3種類(以降、シ� �コーン70°、シリコーン80°、シリコーン90°� �略す)を準備した。そして、これら5種類のゴ ム材料について、JIS K6251引張り試験を行い� �応力-歪曲線の測定を実施した。

 表1にその結果を示す。また、得られた応力 -歪曲線の結果を図3(A)に示す。そして、図3(B) に示すような、図3(A)の5%歪までの応力―歪曲 線を用いて、応力=a×歪+bにて線形近似を行い 、傾きaの値を求めた。
 その結果を図4に示す。図4に示すように、� �一の種類のゴム材料を用いてもロットの違� �により、傾きaの値が異なっていることが分� ��る。そして、EPDM80°B、シリコーン70°、シリ コーン80°のゴム材料は、傾きaの値が10MPa以� �であることが分かる。

 このようにして、ラバー膜のゴム材料を� ��別し、傾きaの値が10MPa以下である、EPDM80°B� ��シリコーン70°、シリコーン80°を用いて3つ� ��研磨ヘッドを以下のようにして製造した。

 まず、上部を中板に閉塞されたSUS製の外� ��が360mmの環状の剛性リングの外周に、傾きa� ��値が10MPa以下の3種類のゴム材料(EPDM80°B、シ リコーン70°、シリコーン80°)にて厚さ1mmのラ バー膜を均一の張力で貼り付けた。

 また、それぞれの研磨ヘッドのラバー膜� ��ワーク保持面に、バッキングパッドを貼設� ��、該バッキングパッドの表面に外径355mm、� �径302mmのガラスエポキシ積層板のテンプレー トを貼り付けた市販のテンプレートアセンブ リを両面テープにて貼りつけた。また、シリ コーンゴムで成型したラバー膜の表面は、両 面テープとの接着性を向上する目的で数μm程 度の薄いポリウレタン膜のコーティング処理 を施した。また、テンプレートは、テンプレ ートの下面位置が、ワークの下面位置よりも 僅かに突出するように、厚み787μmの市販のテ ンプレートアセンブリを用いた。

 このような本発明に係る研磨ヘッドの製� ��方法で製造した研磨ヘッドを備えた、図1に 示すような研磨装置を用いて、ワークWとし� �直径300mm、厚さ775μmのシリコン単結晶ウェー ハの研磨を行った。なお、使用したシリコン 単結晶ウェーハは、その両面には予め一次研 磨を施し、エッジ部にも研磨を施したもので ある。また、定盤には直径800mmのものを使用� ��、研磨布には不織布にウレタンを含浸させ� ��タイプを用い、ヤング率が3.5MPa以下である2 .2MPaのものを用いた。

 そして、研磨の際には、研磨剤としてコ� ��イダルシリカを含有するアルカリ溶液を使� ��し、研磨ヘッドと定盤はそれぞれ31、29rpmで 回転させた。ワークWの研磨荷重(押圧力)は15K Paとした。研磨時間を3分とした。

 このようにして研磨を行ったワークにつ� ��て研磨代均一性及び研磨時の研磨圧力分布� ��ついて評価した。なお研磨代均一性は、平� ��度測定器で研磨前後のワークの厚さをウェ� ��ハの直径方向について、平坦度保証エリア� ��して最外周部2mm幅を除外した領域について� ��定し、厚みの差分をとることで求められ、� ��磨代均一性(%)=(直径方向の最大研磨代-直径� ��向の最小研磨代)/直径方向の平均研磨代の� �で表される。

 図5に、ラバー膜のゴム材料としてEPDM80°Bを 用いた研磨ヘッドで研磨されたウェーハの半 径方向で中心から120~148mmの範囲の研磨圧力分 布を示す。圧力分布は、各位置での研磨代を 、各位置での研磨代/平均研磨代×研磨荷重(15 MPa)で換算して求めた。
 図5に示すように、傾きaの値が10MPaより大き い、後述する比較例のゴム材料のラバー膜を 用いた研磨ヘッドに比べ、ワークWの外周部� �の圧力低下が抑制され、研磨圧力分布の均� �性が良好であることが分かる。

 また、図6に、研磨代均一性の結果を示す。
 図6に示すように、EPDM80°B、シリコーン70°� �シリコーン80°を材料としたラバー膜を用い� ��研磨ヘッドを具備した研磨装置で研磨する� ��とで、後述の比較例の結果に比べて研磨代� ��一性が改善され、10%以下と良好な結果とな� ��ことが分かった。
 このことにより、本発明に係る製造方法で� ��造した研磨ヘッドを具備した、本発明の研� ��装置を用いれば、ワークを研磨する際に、� ��バー膜の材質の種類や、ラバー膜の材料の� ��ット間で発生する研磨代均一性のばらつき� ��抑制することができ、安定して良好な平坦� ��を確保できることが確認できた。
 

(実施例2)
 研磨布として、ヤング率が3.2MPaのものを用� ��た以外、実施例1と同様な方法で、EPDM80°Bを ラバー膜の材料として使用したものを用いた 研磨ヘッドのみを製造し、その研磨ヘッドを 具備した研磨装置でシリコン単結晶ウェーハ を研磨し、研磨代均一性を評価した。
 その結果を図7に示す。図7に示すように、� �述の比較例の結果に比べて研磨代均一性が� �善され、10%以下と良好な結果となることが� �かった。
 そして、図7に示すように、研磨布のヤング 率が3.5MPa以下の場合において、研磨代均一性 が10%以下と良好な結果となっていることが分 かった。
 

(比較例)
 実施例1において、5%歪までの応力―歪曲線� ��応力=a×歪+bにて線形近似を行い求めた傾きa の値が10MPaより大きいゴム材料、すなわち、E PDM80°A及びシリコーン90°をラバー膜の材料と して使用して研磨ヘッドを製造した以外、実 施例1と同様な条件でシリコン単結晶ウェー� �を研磨し、研磨後のウェーハの研磨代均一� �及び研磨時の研磨圧力分布を評価した。

 図5に研磨圧力分布の結果を示す。図5に示� �ように、傾きaの値が10MPa以下となるラバー� �を選別した実施例1の結果と比較すると、ワ� ��クの外周部分の圧力低下がより顕著になり� ��研磨圧力分布の均一性が低下していること� ��分かる。
 図6に研磨代均一性の結果を示す。図6に示� �ように、実施例1の結果と比較して研磨代均� ��性が悪化していることが分かる。

 このことにより、従来の研磨装置を用いて� ��ークを研磨する際、ラバー膜の材質や、同� ��材質でも製造ロットが異なった場合に、研� ��代均一性にバラツキが発生し、安定したワ� ��クの平坦度が得られないことが確認できた� ��
 次に、研磨布として、ヤング率が4.5MPaのも� ��を使用した以外、実施例2と同様な条件でシ リコン単結晶ウェーハを研磨し、研磨後のウ ェーハの研磨代均一性を評価した。
 その結果を図7に示す。図7に示すように、� �磨代均一性は実施例2の結果と比較して悪化� ��ているのが分かる。すなわち、ラバー膜と� ��て、歪が5%以内の応力―歪曲線を線形近似� �て得られる傾きの値が10MPa以下となるものを 選別した本発明の研磨ヘッドで、研磨代均一 性を改善できるが、これを研磨装置に配置し て研磨する場合、定盤に貼付される研磨布は ヤング率が3.5MPa以下である必要がある。

 なお、本発明は、上記実施形態に限定され� ��ものではない。上記実施形態は例示であり� ��本発明の特許請求の範囲に記載された技術� ��思想と実質的に同一な構成を有し、同様な� ��用効果を奏するものは、いかなるものであ� ��ても本発明の技術的範囲に包含される。
 例えば、本発明に係る製造方法で製造する� ��磨ヘッドは、図1に示した態様に限定されず 、例えば中板の形状等は適宜設計すればよい 。
 また、研磨装置の構成も図1に示したものに 限定されず、例えば、本発明に係る製造方法 で製造した研磨ヘッドを複数備えた研磨装置 とすることもできる。