JP2000202767A - 平坦化装置及び平坦化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、被研磨材を研磨布を用いて研磨
し、被研磨材表面を平坦化する平坦化装置及び平坦化方
法において、被研磨材の研磨速度の均一性を向上させ、
被研磨材表面の平坦性をより均一にすることができる平
坦化装置及び平坦化方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 研磨定盤１１の上部にダイアフラム１２
が内設され、エアー導入管１３及びレギュレータ１４を
用いてダイアフラム１２に導入した空気圧を制御して膨
張又は収縮させるようになっている。そして、その際の
ダイアフラム１２上面、即ち研磨定盤１１上面の形状の
変形に伴って、研磨定盤１１上面に貼着されている研磨
布１５表面の形状を上向きに凸状にしたり、上向きに凹
状にしたりする。このため、支持ヘッド１７下面にセッ
トしたウェーハ１８表面の形状に対応して研磨布１５表
面の形状を変化させることが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は平坦化装置及び平坦
化方法に係り、特に半導体装置を製造する際に例えば層
間絶縁膜を形成した基体をグローバルに平坦化するため
の平坦化装置及び平坦化方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の高集積化に伴って、その配
線は、益々微細化及び多層化の方向に進んでいる。しか
し、このような配線の高集積化は、一方で半導体装置の
信頼性を低下させる要因になる場合がある。なぜなら、
配線の微細化及び多層化の進展に伴い、層間絶縁膜の段
差は大きく且つ急峻となるため、その上に形成される配
線の加工精度や信頼性が低下する傾向にあるからであ
る。従って、特にＡｌ（アルミニウム）配線の段差被覆
性の大幅な改善が困難な現在においては、層間絶縁膜の
平坦性を向上させることが大きな課題となっている。

【０００３】しかも、この課題は、半導体装置の微細化
に伴いリソグラフィ工程において使用される露光用の光
が短波長化し、その焦点深度が低下する傾向にある中
で、層間絶縁膜の段差がこの低下傾向にある焦点深度を
超えないようにするという観点からも重要になりつつあ
る。

【０００４】なお、これまでに種々の絶縁膜の形成技術
及び平坦化技術が開発されてきているが、微細化及び多
層化した配線の層間絶縁膜にこれらの技術を適用した際
に、配線間隔が大きい場合の平坦化の不足や、配線間に
挟まれた層間絶縁膜における髭の発生による配線間の接
続不良等が問題となっている。

【０００５】そこで、こうした問題を解決する方策とし
て、最近、従来のシリコンウェーハの鏡面研磨法を応用
したＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing ；化学的
機械研磨）法を層間絶縁膜の平坦化に適用することが提
案されている。以下、このＣＭＰ平坦化法について、図
５（ａ）、（ｂ）を用いて簡単に説明する。なお、ここ
で、図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれＣＭＰ平坦化法の実
施に用いられる平坦化装置の平面図及び断面図である。

【０００６】図５（ａ）、（ｂ）に示されるように、プ
ラテンと呼ばれる円形の研磨定盤１１上面には、研磨パ
ッドと呼ばれる研磨布１５が貼着されている。そして、
この研磨定盤１１は研磨定盤回転軸１６に接続され、所
定の回転数で回転するようになっている。

【０００７】また、研磨定盤１１の上方には、複数個の
円形の支持ヘッド１７が設置され、各支持ヘッド１７下
面にそれぞれ被研磨材としてのウェーハ１８を保持する
ようになっている。そして、これらの支持ヘッド１７も
それぞれ支持ヘッド回転軸１９に接続され、所定の回転
数で回転するようになっている。

【０００８】また、研磨定盤１１の上方には、スラリー
供給管２０が設置され、研磨定盤１１上の研磨布１５表
面にスラリー溶液２１を供給するようになっている。ま
た、研磨定盤１１の上方には、円形のドレッサ２２が設
置され、そのドレッサ２２下面には、ダイヤモンドペレ
ット２３が円周状に配置されている。そして、このドレ
ッサ２２もドレッサ回転軸２４に接続され、所定の回転
数で回転するようになっている。

【０００９】次に、この平坦化装置を使用して、層間絶
縁膜が形成されているウェーハ表面を研磨し、平坦化す
るＣＭＰ平坦化法を説明する。先ず、ウェーハ１８を支
持ヘッド１７下面にセットして、そのウェーハ１８の層
間絶縁膜が形成されている表面を研磨定盤１１上の研磨
布１５表面に対向させる。

【００１０】続いて、支持ヘッド回転軸１９及び研磨定
盤回転軸１６を介して、ウェーハ１８を保持した支持ヘ
ッド１７及び研磨布１５が貼着されている研磨定盤１１
をそれぞれ所定の回転数で回転させる。また、スラリー
供給管２０から研磨定盤１１上の研磨布１５表面にスラ
リー溶液２１を供給する。

【００１１】そして、このような状態において、支持ヘ
ッド１７下面にセットしたウェーハ１８の層間絶縁膜が
形成されている表面を研磨定盤１１上の研磨布１５に接
触させ、研磨する。なお、このとき、ウェーハ１８表面
の層間絶縁膜をエッチングするために、スラリー溶液２
１にＫＯＨ等を添加して、塩基性雰囲気において研磨が
行われるようにする。

【００１２】また、ウェーハ１８表面の研磨が繰り返し
行われると、研磨布１５表面が磨耗して平滑化され、そ
の研磨機能が低下してくる。その場合には、研磨定盤１
１の上方に設置されたドレッサ２２を回転させ、その下
面に円周状に配置したダイヤモンドペレット２３によっ
て研磨布１５表面に傷を付けることにより、研磨布１５
表面にミクロな凹凸を形成し、その研磨機能を回復させ
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ＣＭＰ平坦化方法においては、ウェーハ１８表面を研磨
し、平坦化する際に、その研磨速度は主にウェーハ１８
表面と研磨布１５表面との物理的な接触圧力に支配され
る。このため、被研磨ウェーハ１８を平坦化する際の面
内均一性は、ウェーハ１８表面の形状と研磨布１５表面
の形状により支配される。

【００１４】そして、このＣＭＰ平坦化方法を半導体装
置の製造プロセスに組み入れる場合に大きな問題となる
のが、研磨布１５表面の管理である。即ち、図６（ａ）
に示されるように、当初の研磨布１５表面はフラットな
形状をなしていても、ウェーハ１８表面の研磨を繰り返
すにつれて研磨布１５表面も削られ、図６（ｂ）、
（ｃ）に示されるように、研磨布１５表面にマクロな凹
凸形状が生じる。

【００１５】例えば支持ヘッド１７下面にセットしたウ
ェーハ１８表面が下向きに凸状に反っている場合には、
ウェーハ１８の中央部が相対的に強く研磨布１５表面に
押し付けられるため、その相対的に強く押し付けられた
箇所の研磨布１５表面が局所的により大きく削られ、図
６（ｂ）に示されるような表面形状となる。

【００１６】また、逆に、例えば支持ヘッド１７下面に
セットしたウェーハ１８表面が下向きに凹状に反ってい
る場合には、ウェーハ１８の周辺部が相対的に強く研磨
布１５表面に押し付けられるため、その相対的に強く押
し付けられた箇所の研磨布１５表面が局所的により大き
く削られ、図６（ｃ）に示されるような表面形状とな
る。

【００１７】そして、一旦研磨布１５表面に図６
（ｂ）、（ｃ）に示されるようなマクロな凹凸形状が生
じると、今度は支持ヘッド１７下面にセットしたウェー
ハ１８表面がフラットな形状の場合であっても、研磨布
１５表面のマクロな凹凸形状によりウェーハ１８表面と
研磨布１５表面との物理的な接触圧力がウェーハ面内に
おいてばらつき、被研磨ウェーハ１８の研磨速度の面内
均一性が損なわれる。その結果、被研磨ウェーハ１８表
面を平坦化する際の面内における平坦性も均一でなくな
る。

【００１８】なお、こうした被研磨ウェーハの研磨速度
の面内均一性が損なわれる問題に対して、それを解決す
るために、幾つかの提案が既になされている（特開平０
９−３０６８７８号公報に記載の「研磨装置及び研磨装
置」、及び特開平１０−１８０６２７号公報に記載の
「化学的機械研磨システムのための可撓膜を有する支持
ヘッド」を参照）。

【００１９】上記特開平０９−３０６８７８号公報にお
いては、被研磨ウェーハの外縁を環状体によって囲んだ
うえで、被研磨ウェーハ及び環状体を、流体の注入によ
り膨張させた袋体によって研磨面に押し付けることによ
り、被研磨ウェーハや環状体の押し付けによって平坦性
が乏しくなる研磨面の領域には環状体を当接させる一
方、環状体のより中央側に位置する被研磨ウェーハは常
に平坦な研磨面の領域に当接するようにしている。

【００２０】また、上記特開平１０−１８０６２７号公
報においては、化学的機械研磨用の支持ヘッドに、被研
磨ウェーハ用の取付け面を有する可撓膜を備えることに
より、この可撓膜が被研磨ウェーハの裏面に一致するよ
うに変形するため、被研磨ウェーハの裏側に表面凹凸が
ある場合であっても、被研磨ウェーハに対する荷重が被
研磨ウェーハの裏側全体にわたって均一に加えられるよ
うになっている。

【００２１】但し、上記提案のいずれにおいても、被研
磨ウェーハの研磨速度の面内均一性を向上させるための
様々な工夫が、ウェーハを保持する支持ヘッドについて
はなされているが、被研磨ウェーハが接触する研磨布に
ついては、余り改良が施されていない。

【００２２】従来の研磨布についての工夫としては、例
えば研磨定盤に研磨布を貼着する際にできるだけ均一に
貼着したり、研磨布の材質を軟らかくして、被研磨ウェ
ーハの凹凸ばらつきや厚さばらつきに追随して弾性変形
するようにしたり、ドレッサを用いて研磨布表面にミク
ロな凹凸を形成する際に結果的に研磨布表面のマクロな
凹凸形状を多少とも解消したりすることに止まり、繰り
返しの使用によって生じた研磨布の形状変化を本格的に
補正する試みは行われてない。

【００２３】しかし、既に述べたように、研磨布表面に
生じたマクロな凹凸形状によって被研磨ウェーハの研磨
速度の均一性が大きな影響を受けることを考慮すると、
ウェーハを保持する支持ヘッドの改良により被研磨ウェ
ーハの研磨布に対する物理的な接触圧力を均一化しよう
とするだけでは、被研磨ウェーハの研磨速度の面内均一
性を十全に確保して、被研磨ウェーハを平坦化する際の
面内均一性を実現する点においては限界がある。

【００２４】また、最近においては、スラリー溶液に添
加する研磨材の改良により、そもそもドレッサを必要と
しない平坦化方法が報告されている。そして、この場合
には、ドレッサを用いて研磨布表面にミクロな凹凸を形
成する際に、結果的に研磨布表面のマクロな凹凸形状が
多少とも解消されるという効果も期待することができな
くなる。

【００２５】しかも、この被研磨ウェーハの研磨速度の
面内均一性を十全に確保することが困難であるという問
題は、被研磨材としてのウェーハの直径が８インチ（in
ch）から１２インチへと大口径化することに伴って、ま
すます重大かつ深刻な問題になってきている。

【００２６】そこで本発明は、上記問題点を鑑みてなさ
れたものであり、被研磨材を研磨布を用いて研磨し、被
研磨材表面を平坦化する平坦化装置及び平坦化方法にお
いて、被研磨材の研磨速度の均一性を向上させ、被研磨
材表面の平坦性をより均一にすることができる平坦化装
置及び平坦化方法を提供することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記課題は、以下の本発
明に係る平坦化装置及び平坦化方法によって達成され
る。即ち、請求項１に係る平坦化装置は、支持ヘッド下
面に保持した被研磨材を研磨定盤上に貼着した研磨布を
用いて研磨し、被研磨材表面を平坦化する平坦化装置で
あって、研磨定盤上面の形状を変形して、研磨布表面の
形状を変化させる手段を有することを特徴とする。

【００２８】このように請求項１に係る平坦化装置にお
いては、研磨定盤上面の形状を変形して、研磨布表面の
形状を変化させる手段を有することにより、例えば支持
ヘッド下面に保持した被研磨材に凸状又は凹状の反りが
生じている場合であっても、こうした被研磨材の凸状又
は凹状の反りに対応して研磨布表面の形状を変化させる
ことが可能になるため、被研磨材表面の研磨布表面に対
する物理的な接触圧力を制御することが可能となり、被
研磨材の研磨速度の均一性が向上する。

【００２９】また、例えば支持ヘッド下面に保持した被
研磨材の表面はフラットであるが、被研磨材表面に多少
のマクロな凹凸形状が形成されている場合であっても、
多少のマクロな凹凸形状のある研磨布表面の形状を被研
磨材のフラットな表面に対応するように変化させること
が可能になるため、被研磨材表面の研磨布表面に対する
物理的な接触圧力を制御することが可能となり、被研磨
材の研磨速度の均一性が向上する。

【００３０】なお、上記請求項１に係る平坦化装置にお
いて、研磨定盤上面の形状を変形して研磨布表面の形状
を変化させる手段としては、研磨定盤上部に内設され、
気体又は液体の導入を制御して研磨定盤上面の形状を変
形させるダイアフラムを用いることが好適である。

【００３１】この場合、研磨定盤上部に内設されたダイ
アフラムへの気体又は液体の導入を制御して、ダイアフ
ラム上面が上向きに凸状になるように膨張させたり、上
向きに凹状になるように収縮させたりすることにより、
ダイアフラム上面、即ち研磨定盤上面の形状を容易に変
形させることが可能である。このため、研磨定盤上に貼
着した研磨布表面の形状を変化させ、支持ヘッド下面に
保持した被研磨材の表面形状に対応させることが容易に
可能になる。

【００３２】また、請求項３に係る平坦化装置は、支持
ヘッド下面に保持した被研磨材を研磨定盤上に貼着した
研磨布を用いて研磨し、被研磨材表面を平坦化する平坦
化装置であって、研磨定盤上面の形状を変形して、研磨
布表面の形状を変化させる手段と、支持ヘッド下面の形
状を変形して、被研磨材表面の形状を変化させる手段
と、を有することを特徴とする。

【００３３】このように請求項３に係る平坦化装置にお
いては、研磨定盤上面の形状を変形して研磨布表面の形
状を変化させる手段を有することに加え、支持ヘッド下
面の形状を変形して被研磨材表面の形状を変化させる手
段を有することにより、例えば支持ヘッド下面に保持し
た被研磨材に凸状又は凹状の反りが生じている場合であ
っても、或いは研磨定盤上面に貼着されている研磨布表
面に多少のマクロな凹凸形状が形成されている場合であ
っても、互いに接触する研磨布表面の形状と被研磨材の
表面形状との両方を変化させ、両者の表面形状を相互に
対応させることが更に容易に可能になる。従って、被研
磨材表面の研磨布表面に対する物理的な接触圧力がその
接触面全体にわたって更に最適化されることから、上記
請求項１の場合よりも更に被研磨材の研磨速度の均一性
が向上する。

【００３４】なお、上記請求項３に係る平坦化装置にお
いて、研磨定盤上面の形状を変形して研磨布表面の形状
を変化させる手段としては、研磨定盤上部に内設され、
気体又は液体の導入を制御して研磨定盤上面の形状を変
形させる第１のダイアフラムを用いることが好適であ
り、支持ヘッド下面の形状を変形して被研磨材表面の形
状を変化させる手段としては、支持ヘッド下部に内設さ
れ、気体又は液体の導入を制御して支持ヘッド下面の形
状を変形させる第２のダイアフラムを用いることが好適
である。

【００３５】この場合、研磨定盤上部に内設された第１
のダイアフラムへの気体又は液体の導入を制御して、第
１のダイアフラム上面が上向きに凸状になるように膨張
させたり、上向きに凹状になるように収縮させたりする
ことにより、第１のダイアフラム上面、即ち研磨定盤上
面の形状を容易に変形させることが可能である。また、
支持ヘッド下部に内設された第２のダイアフラムへの気
体又は液体の導入を制御して、第２のダイアフラム下面
が下向きに凸状になるように膨張させたり、下向きに凹
状になるように収縮させたりすることにより、第２のダ
イアフラム下面、即ち支持ヘッド下面の形状を容易に変
形させることが可能である。このため、研磨定盤上に貼
着した研磨布表面の形状と支持ヘッド下面に保持した被
研磨材の表面形状との両方が変化することから、両者の
表面形状を相互に対応させることが更に容易に可能にな
る。

【００３６】また、請求項５に係る平坦化方法は、支持
ヘッド下面に保持した被研磨材を研磨定盤上に貼着した
研磨布を用いて研磨し、被研磨材表面を平坦化する平坦
化方法であって、被研磨材表面を研磨布表面に接触させ
て研磨する際に、研磨定盤上面の形状を変形して、研磨
布表面の形状を変化させ、被研磨材表面の研磨布表面に
対する接触圧力を制御することを特徴とする。

【００３７】このように請求項５に係る平坦化方法にお
いては、研磨定盤上面の形状を変形して研磨布表面の形
状を変化させることにより、例えば支持ヘッド下面に保
持した被研磨材に凸状又は凹状の反りが生じている場合
であっても、こうした被研磨材の凸状又は凹状の反りに
対応して研磨布表面の形状を変化させ、被研磨材表面の
研磨布表面に対する接触圧力がその接触面全体にわたっ
て制御することが可能になるため、被研磨材の研磨速度
の均一性が向上する。

【００３８】また、例えば支持ヘッド下面に保持した被
研磨材の表面はフラットであるが、被研磨材表面に多少
のマクロな凹凸形状が形成されている場合であっても、
被研磨材のフラットな表面に対応して多少のマクロな凹
凸形状のある研磨布表面の形状を変化させ、被研磨材表
面の研磨布表面に対する接触圧力をその接触面全体にわ
たって制御することが可能になるため、被研磨材の研磨
速度の均一性が向上する。

【００３９】なお、上記請求項５に係る平坦化方法にお
いて、研磨定盤上部に内設されたダイアフラムへの気体
又は液体の導入を制御して、このダイアフラムを膨張又
は収縮させ、研磨定盤上面の形状を変形させることが好
適である。

【００４０】この場合、研磨定盤上部に内設されたダイ
アフラムへの気体又は液体の導入を制御して、ダイアフ
ラム上面が上向きに凸状になるように膨張させたり、上
向きに凹状になるように収縮させたりすることにより、
ダイアフラム上面、即ち研磨定盤上面の形状を容易に変
形させることが可能である。このため、研磨定盤上に貼
着した研磨布表面の形状を変化させ、支持ヘッド下面に
保持した被研磨材の表面形状に対応させることが容易に
可能になる。

【００４１】また、請求項７に係る平坦化方法は、支持
ヘッド下面に保持した被研磨材を研磨定盤上に貼着した
研磨布を用いて研磨し、前記被研磨材表面を平坦化する
平坦化方法であって、被研磨材表面を研磨布表面に接触
させて研磨する際に、研磨定盤上面の形状を変形して、
研磨布表面の形状を変化させると共に、支持ヘッド下面
の形状を変形して、被研磨材表面の形状を変化させ、被
研磨材表面の研磨布表面に対する接触圧力を制御するこ
とを特徴とする。

【００４２】このように請求項７に係る平坦化方法にお
いては、研磨定盤上面の形状を変形して研磨布表面の形
状を変化させると共に、支持ヘッド下面の形状を変形し
て被研磨材表面の形状を変化させることにより、例えば
支持ヘッド下面に保持した被研磨材に反りが生じている
場合であっても、或いは研磨定盤上面に貼着されている
研磨布表面に多少のマクロな凹凸形状が形成されている
場合であっても、これら被研磨材表面の形状と研磨布表
面の形状との両方を変化させ、両者の表面形状を相互に
対応させることが容易に可能になるため、被研磨材表面
の研磨布表面に対する物理的な接触圧力をその接触面全
体にわたって更に最適化して、上記請求項５の場合より
も更に被研磨材の研磨速度の均一性が向上する。

【００４３】なお、上記請求項７に係る平坦化方法にお
いて、研磨定盤上部に内設された第１のダイアフラムへ
の気体又は液体の導入を制御して、この第１のダイアフ
ラムを膨張又は収縮させ、研磨定盤上面の形状を変形さ
せると共に、支持ヘッド下部に内設された第２のダイア
フラムへの気体又は液体の導入を制御して、この第２の
ダイアフラムを膨張又は収縮させ、支持ヘッド下面の形
状を変形させることが好適である。

【００４４】この場合、研磨定盤上部に内設された第１
のダイアフラムへの気体又は液体の導入を制御して、第
１のダイアフラム上面が上向きに凸状になるように膨張
させたり、上向きに凹状になるように収縮させたりする
ことにより、第１のダイアフラム上面、即ち研磨定盤上
面の形状を容易に変形させることが可能になる。また、
支持ヘッド下部に内設された第２のダイアフラムへの気
体又は液体の導入を制御して、第２のダイアフラム下面
が下向きに凸状になるように膨張させたり、下向きに凹
状になるように収縮させたりすることにより、第２のダ
イアフラム上面、即ち支持ヘッド下面の形状を変形させ
ることが可能になる。このため、研磨定盤上に貼着した
研磨布表面の形状と支持ヘッド下面に保持した被研磨材
の表面形状の両方が変化することから、両者の表面形状
を相互に対応させることが更に容易に可能になる。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態を説明する。 （第１の実施形態）図１（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発
明の第１の実施形態に係る平坦化装置を示す平面図及び
断面図である。

【００４６】本実施形態に係る平坦化装置は、研磨定盤
の上部にダイアフラムが内設され、このダイアフラムの
膨張・収縮により、研磨定盤上面の形状、延いては研磨
定盤上面に貼着されている研磨布表面の形状を変化させ
るようになっている点に特徴がある。

【００４７】図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、プ
ラテンと呼ばれる円形の研磨定盤１１の上部には、ダイ
アフラム１２が内設されており、このダイアフラム１２
上面が即ち研磨定盤１１上面となっている。

【００４８】また、このダイアフラム１２には、空気を
導入するためのエアー導入管１３が接続されていると共
に、このエアー導入管１３の途中には、ダイアフラム１
２に導入する空気の量を制御するためのレギュレータ１
４が設置されている。そして、これらエアー導入管１３
及びレギュレータ１４により、ダイアフラム１２に導入
する空気の量を調整し、その空気圧を制御することによ
ってダイアフラム１２を膨張させたり、収縮させたりす
るようになっている。

【００４９】また、このダイアフラム１２上面、即ち研
磨定盤１１上面には、研磨パッドと呼ばれる研磨布１５
が貼着されている。そして、この研磨定盤１１は研磨定
盤回転軸１６に接続され、所定の回転数で回転するよう
になっている。

【００５０】また、研磨定盤１１の上方には、２個の円
形の支持ヘッド１７が設置され、各支持ヘッド１７下面
にそれぞれ被研磨材としてのウェーハ１８をセットする
ようになっている。そして、これら２個の支持ヘッド１
７もそれぞれ支持ヘッド回転軸１９に接続され、所定の
回転数で回転するようになっている。

【００５１】また、研磨定盤１１の上方には、スラリー
供給管２０が設置され、研磨定盤１１上の研磨布１５表
面にスラリー溶液２１を供給するようになっている。ま
た、研磨定盤１１の上方には、円形のドレッサ２２が設
置され、そのドレッサ２２下面には、ダイヤモンドペレ
ット２３が円周状に配置されている。そして、このドレ
ッサ２２もドレッサ回転軸２４に接続され、所定の回転
数で回転するようになっている。

【００５２】次に、図１（ａ）、（ｂ）に示される平坦
化装置を使用して、層間絶縁膜が形成されているウェー
ハ表面を研磨し、平坦化するＣＭＰ平坦化法について説
明する。先ず、ウェーハ１８を支持ヘッド１７下面にセ
ットして、そのウェーハ１８の層間絶縁膜が形成されて
いる表面を研磨定盤１１上の研磨布１５表面に対向させ
る。

【００５３】続いて、エアー導入管１３を用いて、ダイ
アフラム１２に空気を導入すると共に、その際にレギュ
レータ１４を用いて、ダイアフラム１２に導入する空気
の量を調整し、その空気圧を制御することによってダイ
アフラム１２を膨張させたり、収縮させたりする。

【００５４】そして、こうしたダイアフラム１２の膨張
や収縮により、そのダイアフラム１２上面、即ち研磨定
盤１１上面が上向きに凸状になったり、上向きに凹状に
なったりする。そして、このようなダイアフラム１２上
面、即ち研磨定盤１１上面の形状の変形に伴い、この研
磨定盤１１上面に貼着されている研磨布１５表面の形状
も変化する。

【００５５】続いて、支持ヘッド回転軸１９を介して、
ウェーハ１８をセットした支持ヘッド１７を所定の回転
数で回転させると共に、研磨定盤回転軸１６を介して、
研磨布１５が貼着されている研磨定盤１１をそれぞれ所
定の回転数で回転させる。また、スラリー供給管２０か
ら研磨定盤１１上の研磨布１５表面にスラリー溶液２１
を供給する。

【００５６】そして、このような状態において、支持ヘ
ッド１７下面にセットしたウェーハ１８の層間絶縁膜が
形成されている表面を研磨定盤１１上の研磨布１５表面
に接触させ、研磨する。なお、このとき、ウェーハ１８
表面の層間絶縁膜をエッチングするために、スラリー溶
液２１にＫＯＨ等を添加して、塩基性雰囲気において研
磨が行われるようにする。

【００５７】このように本実施形態によれば、円形の研
磨定盤１１上部にダイアフラム１２が内設されているこ
とにより、エアー導入管１３及びレギュレータ１４を用
いて円形の研磨定盤１１上部のダイアフラム１２に導入
した空気圧を制御して膨張又は収縮させ、その際のダイ
アフラム１２上面、即ち研磨定盤１１上面の形状の変形
に伴って、研磨定盤１１上面に貼着されている研磨布１
５表面の形状を上向きに凸状にしたり、上向きに凹状に
したりすることが可能になる。

【００５８】このため、支持ヘッド１７下面にセットし
たウェーハ１８に凸状又は凹状の反りがある場合であっ
ても、このウェーハ１８の凸状又は凹状の反りに対応し
て研磨布１５表面の形状を変化させることができる。従
って、ウェーハ１８の層間絶縁膜が形成されている表面
を研磨布１５表面に接触させて研磨する際に、ウェーハ
１８表面の研磨布１５表面に対する物理的な接触圧力を
全面にわたって制御することが可能になることから、ウ
ェーハ１８に形成されている層間絶縁膜の研磨速度の均
一性の向上、安定化、及び制御性の向上を達成し、ウェ
ーハ１８の層間絶縁膜表面を平坦化する際の良好な面内
均一性を実現することができる。

【００５９】また、ウェーハ１８表面の研磨布１５表面
に対する物理的な接触圧力が全面にわたって制御される
ため、研磨布１５表面が局所的に大きく削られてマクロ
な凹凸形状を生じることも抑制されるが、たとえ研磨布
１５表面に多少のマクロな凹凸形状が形成されている場
合であっても、多少のマクロな凹凸形状のある研磨布１
５表面の形状を支持ヘッド１７下面にセットしたウェー
ハ１８表面の形状に対応するように変化させることが可
能であるため、ウェーハ１８表面の研磨布１５表面に対
する物理的な接触圧力を全面にわたって制御することが
できる。従って、ウェーハ１８に形成されている層間絶
縁膜の研磨速度の均一性の向上、安定化、及び制御性の
向上を達成し、ウェーハ１８の層間絶縁膜表面を平坦化
する際の良好な面内均一性を実現することができる。

【００６０】（第２の実施形態）図２（ａ）、（ｂ）は
それぞれ本発明の第２の実施形態に係る平坦化装置を示
す平面図及び断面図である。なお、上記第１の実施形態
における図１（ａ）、（ｂ）に示される平坦化装置と同
一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

【００６１】本実施形態に係る平坦化装置は、上記第１
の実施形態に係る平坦化装置と同様に、研磨定盤の上部
にダイアフラムが内設されているが、そのダイアフラム
の形状が異なっている点に特徴がある。

【００６２】図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、プ
ラテンと呼ばれる円形の研磨定盤１１の上部には、ダイ
アフラム１２ａがドーナツ状に内設されており、このド
ーナツ状のダイアフラム１２ａ上面が即ち研磨定盤１１
上面となっている。また、このダイアフラム１２ａに
は、上記第１の実施形態に係る平坦化装置と同様に、エ
アー導入管１３が接続され、このエアー導入管１３の途
中には、レギュレータ１４が設置されている。

【００６３】また、上記第１の実施形態に係る平坦化装
置と同様に、このダイアフラム１２ａ上面、即ち研磨定
盤１１上面には、研磨布１５が貼着されている。また、
研磨定盤１１の上方には、ドーナツ状のダイアフラム１
２ａに対応する位置に、２個の円形の支持ヘッド１７が
設置され、各支持ヘッド１７下面にそれぞれ被研磨材と
してのウェーハ１８をセットするようになっている。更
に、研磨定盤１１の上方には、スラリー供給管２０が設
置され、研磨定盤１１上の研磨布１５表面にスラリー溶
液２１を供給するようになっている。

【００６４】なお、図２（ａ）、（ｂ）に示される平坦
化装置を使用して、層間絶縁膜が形成されているウェー
ハ表面を研磨し、平坦化するＣＭＰ平坦化法は、上記第
１の実施形態の場合と基本的に同様であるため、その説
明は省略する。

【００６５】このように本実施形態によれば、円形の研
磨定盤１１上部にダイアフラム１２ａがドーナツ状に内
設されていることにより、エアー導入管１３及びレギュ
レータ１４を用いて研磨定盤１１上部のダイアフラム１
２ａに導入した空気圧を制御して膨張又は収縮させ、そ
の際のダイアフラム１２ａ上面、即ち研磨定盤１１上面
の形状の変形に伴って、研磨定盤１１上面に貼着されて
いる研磨布１５表面の形状を上向きに凸状にしたり、上
向きに凹状にしたりすることが可能になるため、支持ヘ
ッド１７下面にセットしたウェーハ１８表面の形状に対
応して研磨布１５表面の形状を変化させることができ
る。

【００６６】従って、上記第１の実施形態の場合とほぼ
同様に、ウェーハ１８表面の研磨布１５表面に対する物
理的な接触圧力を全面にわたって制御して、ウェーハ１
８の研磨速度の均一性の向上、安定化、及び制御性の向
上を達成し、ウェーハ１８表面を平坦化する際の良好な
面内均一性を実現することができる。

【００６７】（第３の実施形態）図３（ａ）、（ｂ）は
それぞれ本発明の第３の実施形態に係る平坦化装置を示
す平面図及び断面図である。なお、上記第１の実施形態
における図１（ａ）、（ｂ）に示される平坦化装置と同
一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

【００６８】本実施形態に係る平坦化装置は、上記第１
の実施形態に係る平坦化装置と同様に、研磨定盤の上部
にダイアフラムが内設されているが、そのことに加え
て、支持ヘッドの下部に別のダイアフラムが内設され、
この別のダイアフラムの膨張・収縮により、支持ヘッド
下面の形状、延いては支持ヘッド下面にセットされてい
るウェーハ表面の形状を変化させるようになっている点
に特徴がある。

【００６９】図３（ａ）、（ｂ）に示されるように、プ
ラテンと呼ばれる円形の研磨定盤１１の上部には、上記
第１の実施形態に係る平坦化装置と同様に、ダイアフラ
ム１２が内設されており、このダイアフラム１２ａ上面
が即ち研磨定盤１１上面となっている。

【００７０】また、上記第１の実施形態に係る平坦化装
置と同様に、このダイアフラム１２には、エアー導入管
１３が接続され、このエアー導入管１３の途中には、レ
ギュレータ１４が設置されている。また、このダイアフ
ラム１２ａ上面、即ち研磨定盤１１上面には、研磨布１
５が貼着されている。

【００７１】また、研磨定盤１１の上方に設置されてい
る２個の円形の支持ヘッド１７の下部には、別のダイア
フラム２５がそれぞれ内設され、これら別のダイアフラ
ム２５下面が即ち支持ヘッド１７下面となっている。

【００７２】また、これらのダイアフラム２５には、そ
れぞれ、空気を導入するためのエアー導入管２６が接続
されていると共に、このエアー導入管２６の途中には、
ダイアフラム２５に導入する空気の量を調整するための
レギュレータ２７が設置されている。そして、これらエ
アー導入管２６及びレギュレータ２７により、ダイアフ
ラム２５に導入する空気の量を調整し、その空気圧を制
御することによってダイアフラム２５を膨張させたり、
収縮させたりするようになっている。

【００７３】また、このダイアフラム２５下面、即ち各
支持ヘッド１７下面にそれぞれ被研磨材としてのウェー
ハ１８をセットするようになっている。更に、上記第１
の実施形態に係る平坦化装置と同様に、研磨定盤１１の
上方には、スラリー供給管２０が設置され、研磨定盤１
１上の研磨布１５表面にスラリー溶液２１を供給するよ
うになっている。

【００７４】次に、図３（ａ）、（ｂ）に示される平坦
化装置を使用して、層間絶縁膜が形成されているウェー
ハ表面を研磨し、平坦化するＣＭＰ平坦化法について説
明する。先ず、ウェーハ１８を支持ヘッド１７下面にセ
ットして、そのウェーハ１８の層間絶縁膜が形成されて
いる表面を研磨定盤１１上の研磨布１５表面に対向させ
る。

【００７５】続いて、エアー導入管２６を用いて、支持
ヘッド１７の下部に内設されているダイアフラム２５に
空気を導入すると共に、その際にレギュレータ２７を用
いて、ダイアフラム２５に導入する空気の量を調整し、
その空気圧を制御することによってダイアフラム２５を
膨張させたり、収縮させたりする。

【００７６】そして、こうしたダイアフラム２５の膨張
や収縮により、そのダイアフラム２５下面、即ち支持ヘ
ッド１７下面が下向きに凸状になったり又は下向きに凹
状になったりする。そして、このようなダイアフラム２
５下面、即ち支持ヘッド１７下面の形状の変形に伴い、
この支持ヘッド１７下面にセットされているウェーハ１
８表面の形状も変化する。

【００７７】次いで、エアー導入管１３を用いて、研磨
定盤１１の上部に内設されているダイアフラム１２に空
気を導入すると共に、その際にレギュレータ１４を用い
て、ダイアフラム１２に導入する空気の量を調整し、そ
の空気圧を制御することによってダイアフラム１２を膨
張させたり、収縮させたりする。

【００７８】そして、こうしたダイアフラム１２の膨張
や収縮により、そのダイアフラム１２上面、即ち研磨定
盤１１上面が上向きに凸状になったり、上向きに凹状に
なったりする。そして、このようなダイアフラム１２上
面、即ち研磨定盤１１上面の形状の変形に伴い、この研
磨定盤１１上面に貼着されている研磨布１５表面の形状
も変化する。

【００７９】続いて、支持ヘッド回転軸１９を介して、
ウェーハ１８をセットした支持ヘッド１７を所定の回転
数で回転させると共に、研磨定盤回転軸１６を介して、
研磨布１５が貼着されている研磨定盤１１をそれぞれ所
定の回転数で回転させる。また、スラリー供給管２０か
ら研磨定盤１１上の研磨布１５表面にスラリー溶液２１
を供給する。

【００８０】そして、このような状態において、支持ヘ
ッド１７下面にセットしたウェーハ１８の層間絶縁膜が
形成されている表面を研磨定盤１１上の研磨布１５に接
触させ、研磨する。なお、このとき、ウェーハ１８表面
の層間絶縁膜をエッチングするために、スラリー溶液２
１にＫＯＨ等を添加して、塩基性雰囲気において研磨が
行われるようにする。

【００８１】このように本実施形態によれば、円形の研
磨定盤１１上部にダイアフラム１２が内設されているこ
とに加え、支持ヘッド１７下部にダイアフラム２５が内
設されていることにより、エアー導入管１３及びレギュ
レータ１４を用いて研磨定盤１１上部のダイアフラム１
２に導入した空気圧を制御して膨張又は収縮させ、その
際のダイアフラム１２上面、即ち研磨定盤１１上面の形
状の変形に伴って、研磨定盤１１上面に貼着されている
研磨布１５表面の形状を上向きに凸状にしたり、上向き
に凹状にしたりすることが可能になると共に、エアー導
入管２６及びレギュレータ２７を用いて支持ヘッド１７
下部のダイアフラム２５に導入した空気圧を制御して膨
張又は収縮させ、その際のダイアフラム２５下面、即ち
支持ヘッド１７下面の形状の変形に伴って、支持ヘッド
１７下面にセットされているウェーハ１８表面の形状を
上向きに凸状にしたり、上向きに凹状にしたりすること
が可能になる。

【００８２】このため、支持ヘッド１７下面にセットし
たウェーハ１８に凸状又は凹状の反りがある場合であっ
ても、或いは研磨定盤１１上面に貼着されている研磨布
１５表面に多少のマクロな凹凸形状が形成されている場
合であっても、これらウェーハ１８表面の形状と研磨布
１５表面の形状との両方を変化させ、両者の表面形状を
相互に対応させることが容易に可能になる。

【００８３】従って、ウェーハ１８の層間絶縁膜が形成
されている表面を研磨布１５表面に接触させて研磨する
際に、ウェーハ１８表面の研磨布１５表面に対する物理
的な接触圧力を全面にわたって更に最適化して、ウェー
ハ１８に形成されている層間絶縁膜の研磨速度の均一性
の向上、安定化、及び制御性の向上を達成し、上記第１
の実施形態の場合よりも更にウェーハ１８の層間絶縁膜
表面を平坦化する際の良好な面内均一性を実現すること
ができる。

【００８４】（第４の実施形態）図４（ａ）、（ｂ）は
それぞれ本発明の第４の実施形態に係る平坦化装置を示
す平面図及び断面図である。なお、上記第３の実施形態
における図３（ａ）、（ｂ）に示される平坦化装置と同
一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

【００８５】本実施形態に係る平坦化装置は、上記第３
の実施形態に係る平坦化装置と同様に、研磨定盤の上部
にダイアフラムが内設されていることに加えて、支持ヘ
ッドの下部に別のダイアフラムが内設されているが、磨
耗して平滑化された研磨布表面にミクロな凹凸を形成し
てその研磨機能を回復させるためのドレッサが設置され
ていない点に特徴がある。

【００８６】図４（ａ）、（ｂ）に示されるように、プ
ラテンと呼ばれる円形の研磨定盤１１の上部には、上記
第３の実施形態に係る平坦化装置と同様に、ダイアフラ
ム１２が内設されており、このダイアフラム１２ａ上面
が即ち研磨定盤１１上面となっている。

【００８７】そして、このダイアフラム１２には、エア
ー導入管１３が接続されており、このエアー導入管１３
の途中には、レギュレータ１４が設置されている。ま
た、このダイアフラム１２ａ上面、即ち研磨定盤１１上
面には、研磨布１５が貼着されている。

【００８８】また、研磨定盤１１の上方には、１個の円
形の支持ヘッド１７が設置されており、この支持ヘッド
１７の下部には、上記第３の実施形態に係る平坦化装置
と同様に、ダイアフラム２５が内設され、このダイアフ
ラム２５下面が即ち支持ヘッド１７下面となっている。

【００８９】そして、このダイアフラム２５には、上記
第３の実施形態に係る平坦化装置と同様に、エアー導入
管２６が接続されており、このエアー導入管２６の途中
には、レギュレータ２７が設置されている。また、この
ダイアフラム２５下面、即ち各支持ヘッド１７下面に被
研磨材としてのウェーハ１８をセットするようになって
いる。

【００９０】更に、上記第３の実施形態に係る平坦化装
置と同様に、研磨定盤１１の上方には、スラリー供給管
２０が設置され、研磨定盤１１上の研磨布１５表面にス
ラリー溶液２１を供給するようになっている。

【００９１】なお、図４（ａ）、（ｂ）に示される平坦
化装置を使用して、層間絶縁膜が形成されているウェー
ハ表面を研磨し、平坦化するＣＭＰ平坦化法は、上記第
３の実施形態の場合と基本的に同様であるため、その説
明は省略する。

【００９２】このように本実施形態によれば、研磨布１
５の研磨機能を回復させるためのドレッサが設置されて
いないため、ドレッサを用いて平滑化された研磨布１５
表面にミクロな凹凸を形成する際にその表面のマクロな
凹凸形状を多少とも解消するという効果を期待すること
ができない状況において、円形の研磨定盤１１上部にダ
イアフラム１２が内設されていると共に、支持ヘッド１
７下部にダイアフラム２５が内設されていることによ
り、上記第３の実施形態の場合と同様の効果を奏するこ
とができる。従って、この効果は、上記第１〜第３の実
施形態においてドレッサが設置されている場合よりもい
っそう意義あるものとなる。

【００９３】なお、上記第１〜第４の実施形態において
は、研磨定盤１１の上部に内設されたダイアフラム１
２、１２ａ及び支持ヘッド１７下部に内設されたダイア
フラム２５に、それぞれエアー導入管１３、２６を用い
て空気を導入し、その空気圧を制御することによってダ
イアフラム１２、１２ａ、２５の膨張又は収縮を制御し
ているが、この空気の代わりに、他の気体や水、油等の
液体をダイアフラム１２、１２ａ、２５に導入し、その
気体圧、水圧、油圧等を制御することによってダイアフ
ラム１２、１２ａ、２５の膨張又は収縮を制御してもよ
い。以上、本発明の第１〜第４の実施形態について説明
してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるも
のではないことはいうまでもないことである。

【００９４】

【発明の効果】以上詳細に説明した通り、本発明に係る
平坦化装置及び平坦化方法によれば、次のような効果を
奏することができる。即ち、請求項１に係る平坦化装置
によれば、研磨定盤上面の形状を変形して、研磨布表面
の形状を変化させる手段を有することにより、たとえ支
持ヘッド下面に保持した被研磨材に反りが生じている場
合であっても、或いは研磨定盤上面に貼着されている研
磨布表面に多少のマクロな凹凸形状が形成されている場
合であっても、被研磨材表面の形状に対応して研磨布表
面の形状を変化させることが可能になるため、被研磨材
表面の研磨布表面に対する物理的な接触圧力をその接触
面全体にわたって制御して、被研磨材の研磨速度の均一
性の向上、安定化、及び制御性の向上を達成することが
できる。従って、被研磨材の表面を平坦化する際に、良
好な面内均一性を実現することができる。

【００９５】また、請求項２に係る平坦化装置によれ
ば、上記請求項１に係る平坦化装置において、研磨定盤
上面の形状を変形して研磨布表面の形状を変化させる手
段として、研磨定盤上部に内設され、気体又は液体の導
入を制御して研磨定盤上面の形状を変形させるダイアフ
ラムを用いることにより、ダイアフラムを膨張又は収縮
させて、ダイアフラム上面、即ち研磨定盤上面の形状を
容易に変形させることが可能であるため、研磨定盤上に
貼着した研磨布表面の形状を変化させ、支持ヘッド下面
に保持した被研磨材の表面形状に容易に対応させること
ができる。従って、被研磨材表面の研磨布表面に対する
物理的な接触圧力をその接触面全体にわたって制御し
て、被研磨材の研磨速度の均一性の向上、安定化、及び
制御性の向上を達成することができる。

【００９６】また、請求項３に係る平坦化装置によれ
ば、研磨定盤上面の形状を変形して研磨布表面の形状を
変化させる手段と、支持ヘッド下面の形状を変形して被
研磨材表面の形状を変化させる手段とを有することによ
り、たとえ支持ヘッド下面に保持した被研磨材に反りが
生じている場合であっても、或いは研磨定盤上面に貼着
されている研磨布表面に多少のマクロな凹凸形状が形成
されている場合であっても、互いに接触する研磨布表面
の形状と被研磨材の表面形状との両方を変化させて、両
者の表面形状を相互に対応させることが更に容易に可能
になるため、被研磨材表面の研磨布表面に対する物理的
な接触圧力をその接触面全体にわたって制御して、上記
請求項１の場合よりも更に被研磨材の研磨速度の均一性
の向上、安定化、及び制御性の向上を達成することがで
きる。従って、被研磨材の表面を平坦化する際に、上記
請求項１の場合よりも更に良好な面内均一性を実現する
ことができる。

【００９７】また、請求項４に係る平坦化装置によれ
ば、上記請求項３に係る平坦化装置において、研磨定盤
上面の形状を変形して研磨布表面の形状を変化させる手
段として、研磨定盤上部に内設され、気体又は液体の導
入を制御して研磨定盤上面の形状を変形させる第１のダ
イアフラムを用い、支持ヘッド下面の形状を変形して被
研磨材表面の形状を変化させる手段として、支持ヘッド
下部に内設され、気体又は液体の導入を制御して支持ヘ
ッド下面の形状を変形させる第２のダイアフラムを用い
ることにより、研磨定盤上部に内設された第１のダイア
フラムを膨張又は収縮させて、第１のダイアフラム上
面、即ち研磨定盤上面の形状を容易に変形させることが
可能であると共に、支持ヘッド下部に内設された第２の
ダイアフラムを膨張又は収縮させて、第２のダイアフラ
ム下面、即ち支持ヘッド下面の形状を容易に変形させる
ことが可能であるため、研磨定盤上に貼着した研磨布表
面の形状と支持ヘッド下面に保持した被研磨材の表面形
状との両方を変化させ、容易に両者の表面形状を相互に
対応させることができる。従って、被研磨材表面の研磨
布表面に対する物理的な接触圧力をその接触面全体にわ
たって制御して、被研磨材の研磨速度の均一性の向上、
安定化、及び制御性の向上を達成することができる。

【００９８】また、請求項５に係る平坦化方法によれ
ば、研磨定盤上面の形状を変形して研磨布表面の形状を
変化させることにより、たとえ支持ヘッド下面に保持し
た被研磨材に反りが生じている場合であっても、或いは
研磨定盤上面に貼着されている研磨布表面に多少のマク
ロな凹凸形状が形成されている場合であっても、被研磨
材表面の形状に対応して研磨布表面の形状を変化させ
て、被研磨材表面の研磨布表面に対する接触圧力がその
接触面全体にわたって制御することが可能になるため、
被研磨材の研磨速度の均一性の向上、安定化、及び制御
性の向上を達成することができる。従って、被研磨材の
表面を平坦化する際に、良好な面内均一性を実現するこ
とができる。

【００９９】また、請求項６に係る平坦化方法によれ
ば、上記請求項５に係る平坦化方法において、研磨定盤
上部に内設されたダイアフラムへの気体又は液体の導入
を制御して、このダイアフラムを膨張又は収縮させ、研
磨定盤上面の形状を変形させることにより、ダイアフラ
ムを膨張又は収縮させて、ダイアフラム上面、即ち研磨
定盤上面の形状を容易に変形させることが可能であるた
め、研磨定盤上に貼着した研磨布表面の形状を変化さ
せ、支持ヘッド下面に保持した被研磨材の表面形状に容
易に対応させることができる。従って、被研磨材表面の
研磨布表面に対する物理的な接触圧力をその接触面全体
にわたって制御して、被研磨材の研磨速度の均一性の向
上、安定化、及び制御性の向上を達成することができ
る。

【０１００】また、請求項７に係る平坦化方法によれ
ば、研磨定盤上面の形状を変形して研磨布表面の形状を
変化させると共に、支持ヘッド下面の形状を変形して被
研磨材表面の形状を変化させることにより、たとえ支持
ヘッド下面に保持した被研磨材に反りが生じている場合
であっても、或いは研磨定盤上面に貼着されている研磨
布表面に多少のマクロな凹凸形状が形成されている場合
であっても、互いに接触する研磨布表面と被研磨材表面
との両方の形状をそれぞれ変化させ、両者の表面形状を
相互に対応させることが更に容易に可能になるため、被
研磨材表面の研磨布表面に対する物理的な接触圧力をそ
の接触面全体にわたって制御して、上記請求項５の場合
よりも更に被研磨材の研磨速度の均一性の向上、安定
化、及び制御性の向上を達成することができる。従っ
て、被研磨材の表面を平坦化する際に、上記請求項５の
場合よりも更に良好な面内均一性を実現することができ
る。

【０１０１】また、請求項８に係る平坦化方法によれ
ば、上記請求項７に係る平坦化方法において、研磨定盤
上部に内設された第１のダイアフラムへの気体又は液体
の導入を制御して、この第１のダイアフラムを膨張又は
収縮させ、研磨定盤上面の形状を変形させると共に、支
持ヘッド下部に内設された第２のダイアフラムへの気体
又は液体の導入を制御して、この第２のダイアフラムを
膨張又は収縮させ、支持ヘッド下面の形状を変形させる
ことにより、研磨定盤上部に内設された第１のダイアフ
ラムを膨張又は収縮させて、第１のダイアフラム上面、
即ち研磨定盤上面の形状を容易に変形させることが可能
であると共に、支持ヘッド下部に内設された第２のダイ
アフラムを膨張又は収縮させて、第２のダイアフラム下
面、即ち支持ヘッド下面の形状を容易に変形させること
が可能であるため、研磨定盤上に貼着した研磨布表面の
形状と支持ヘッド下面に保持した被研磨材の表面形状と
の両方を変化させ、容易に両者の表面形状を相互に対応
させることができる。従って、被研磨材表面の研磨布表
面に対する物理的な接触圧力をその接触面全体にわたっ
て制御して、被研磨材の研磨速度の均一性の向上、安定
化、及び制御性の向上を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第１の実施
形態に係る平坦化装置を示す平面図及び断面図である。

【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第２の実施
形態に係る平坦化装置を示す平面図及び断面図である。

【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第３の実施
形態に係る平坦化装置を示す平面図及び断面図である。

【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第４の実施
形態に係る平坦化装置を示す平面図及び断面図である。

【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来の平坦化装置を
示す平面図及び断面図である。

【図６】（ａ）は表面がフラットな形状をしている当初
の研磨布を示す断面図であり、（ｂ）、（ｃ）はそれぞ
れ表面が削られてマクロな凹凸形状が生じている研磨布
を示す断面図である。

【符号の説明】

１１……研磨定盤、１２、１２ａ……ダイアフラム、１
３……エアー導入管、１４……レギュレータ、１５……
研磨布、１６……研磨定盤回転軸、１７……支持ヘッ
ド、１８……被研磨材としてのウェーハ、１９……支持
ヘッド回転軸、２０……スラリー供給管、２１……スラ
リー溶液、２２……ドレッサ、２３……ダイヤモンドペ
レット、２４……ドレッサ回転軸、２５……ダイアフラ
ム、２６……エアー導入管、２７……レギュレータ。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持ヘッド下面に保持した被研磨材を研
   磨定盤上に貼着した研磨布を用いて研磨し、前記被研磨
   材表面を平坦化する平坦化装置であって、 前記研磨定盤上面の形状を変形して、前記研磨布表面の
   形状を変化させる手段を有することを特徴とする平坦化
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の平坦化装置において、 前記研磨定盤上面の形状を変形して、前記研磨布表面の
   形状を変化させる手段が、前記研磨定盤上部に内設さ
   れ、気体又は液体の導入を制御して前記研磨定盤上面の
   形状を変形させるダイアフラムであることを特徴とする
   平坦化装置。
3. 【請求項３】 支持ヘッド下面に保持した被研磨材を研
   磨定盤上に貼着した研磨布を用いて研磨し、前記被研磨
   材表面を平坦化する平坦化装置であって、 前記研磨定盤上面の形状を変形して、前記研磨布表面の
   形状を変化させる手段と、 前記支持ヘッド下面の形状を変形して、前記被研磨材表
   面の形状を変化させる手段と、 を有することを特徴とする平坦化装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の平坦化装置において、 前記研磨定盤上面の形状を変形して、前記研磨布表面の
   形状を変化させる手段が、前記研磨定盤上部に内設さ
   れ、気体又は液体の導入を制御して前記研磨定盤上面の
   形状を変形させる第１のダイアフラムであり、 前記支持ヘッド下面の形状を変形して、前記被研磨材表
   面の形状を変化させる手段が、前記支持ヘッド下部に内
   設され、気体又は液体の導入を制御して前記支持ヘッド
   下面の形状を変形させる第２のダイアフラムであること
   を特徴とする平坦化装置。
5. 【請求項５】 支持ヘッド下面に保持した被研磨材を研
   磨定盤上に貼着した研磨布を用いて研磨し、前記被研磨
   材表面を平坦化する平坦化方法であって、 前記被研磨材表面を前記研磨布表面に接触させて研磨す
   る際に、前記研磨定盤上面の形状を変形して、前記研磨
   布表面の形状を変化させ、前記被研磨材表面の前記研磨
   布表面に対する接触圧力を制御することを特徴とする平
   坦化方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の平坦化方法において、 前記研磨定盤上部に内設されたダイアフラムへの気体又
   は液体の導入を制御して、前記ダイアフラムを膨張又は
   収縮させ、前記研磨定盤上面の形状を変形させることを
   特徴とする平坦化方法。
7. 【請求項７】 支持ヘッド下面に保持した被研磨材を研
   磨定盤上に貼着した研磨布を用いて研磨し、前記被研磨
   材表面を平坦化する平坦化方法であって、 前記被研磨材表面を前記研磨布表面に接触させて研磨す
   る際に、前記研磨定盤上面の形状を変形して、前記研磨
   布表面の形状を変化させると共に、前記支持ヘッド下面
   の形状を変形して、前記被研磨材表面の形状を変化さ
   せ、前記被研磨材表面の前記研磨布表面に対する接触圧
   力を制御することを特徴とする平坦化方法。
8. 【請求項８】 請求項７記載の平坦化方法において、 前記研磨定盤上部に内設された第１のダイアフラムへの
   気体又は液体の導入を制御して、前記第１のダイアフラ
   ムを膨張又は収縮させ、前記研磨定盤上面の形状を変形
   させると共に、前記支持ヘッド下部に内設された第２の
   ダイアフラムへの気体又は液体の導入を制御して、前記
   第２のダイアフラムを膨張又は収縮させ、前記支持ヘッ
   ド下面の形状を変形させることを特徴とする平坦化方
   法。